(57)【要約】【課題】結露の発生を抑制し、運転開始時の立ち上がりの遅れ又はシステムの効率低下を抑制できる吸着式冷凍システムを提供する。【解決手段】吸着式冷凍システムは、冷媒を脱離されるために吸着コア８、９を加熱する第１熱交換部８１ｃ、９１ｃを備える。更に、気化潜熱に必要な熱を吸着器６、７に供給可能、かつ脱離された気相冷媒を液相冷媒に相変化させ復水されるのに必要な凝縮潜熱を放熱可能な第２熱交換部１２、１３が備えられる。かつ、復水のために第２熱交換部１２、１３の熱を外気に放熱する第２放熱器１９０が備えられる。そして吸着器６、７は、吸着工程と、脱離工程と、を交互に繰り返して冷熱を生成する。制御装置２０の判定部が、凝縮潜熱の放熱が充分でないと判定したとき、吸着器６、７を脱離工程から吸着工程に直ちに移行させ、結露の原因となる冷媒を吸着させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸着剤と冷媒とが封入されており、前記冷媒を吸着工程において前記吸着剤に吸着するとともに、脱離工程において熱源（１）により加熱されることにより前記吸着剤に吸着されていた前記冷媒を脱離する吸着器（６、７）と、
前記脱離工程において前記吸着器に前記熱源からの熱を与えて前記冷媒を脱離させる第１熱交換部（８１ｃ、９１ｃ）と、
前記吸着工程において前記冷媒が前記吸着剤に吸着される際に、前記冷媒が気相冷媒に相変化するのに必要な気化潜熱分の熱を供給するとともに、前記脱離工程において前記吸着器から脱離された気相冷媒を液相冷媒に相変化させるのに必要な凝縮潜熱分の熱を放熱する第２熱交換部（１２、１３）と、
前記第１熱交換部の熱を外気に放熱する第１放熱器（１７０）と、
前記第２熱交換部の熱を外気に放熱する第２放熱器（１９０）と、
前記脱離工程において、前記第２熱交換部による前記凝縮潜熱分の熱の放熱が充分かどうかを判定する判定部（Ｓ４２、Ｓ４２１、Ｓ４２２、Ｓ４２３、Ｓ４２４、Ｓ４２５）と、を備え、
前記吸着器は、前記冷媒を吸着して冷凍能力を発揮する前記吸着工程と、吸着していた前記冷媒を脱離して前記冷媒を再生する前記脱離工程と、を交互に繰り返して冷熱を間欠的又は連続的に生成し、
前記脱離工程において、前記判定部が、前記凝縮潜熱分の熱の放熱が充分でないと判定したとき前記脱離工程から前記吸着工程に直ちに移行させる吸着式冷凍システム。
【請求項２】
前記脱離工程において、前記凝縮潜熱分の熱の放熱が充分でないとの判定は、前記凝縮潜熱分の熱を受熱した前記第２熱交換部を流れる液の液温が、所定液温以下でないときに行われる請求項１に記載の吸着式冷凍システム。
【請求項３】
前記脱離工程において、前記凝縮潜熱分の熱の放熱が充分でないとの判定は、前記凝縮潜熱分の熱を受熱した前記第２放熱器の入口を流れる液の液温と、前記第２放熱器の出口を流れる液の液温との差が所定液温以上でないときに行われる請求項１に記載の吸着式冷凍システム。
【請求項４】
前記脱離工程において、前記凝縮潜熱分の熱の放熱が充分でないとの判定は、前記凝縮潜熱分の熱を受熱した前記第２放熱器に流れる液と熱交換可能な前記第２放熱器に流れる冷却風の入口側の空気温度と前記第２放熱器に流れる冷却風の出口側の空気温度との差がその時の風速によって求められた所定温度以上でないときに行われる請求項１に記載の吸着式冷凍システム。
【請求項５】
前記脱離工程において、前記凝縮潜熱分の熱の放熱が充分でないとの判定は、前記凝縮潜熱分の熱を受熱した前記第２放熱器に流れる液と熱交換可能な前記第２熱交換部に流れ込む冷却風の風量又は風速が所定風量又は所定風速以上でないときに行われる請求項１に記載の吸着式冷凍システム。
【請求項６】
前記吸着器は車両に搭載されており、前記脱離工程において、前記凝縮潜熱分の熱の放熱が充分でないとの判定は、前記車両の走行速度が所定速度以上でないときに行われる請求項１に記載の吸着式冷凍システム。
【請求項７】
更に、前記冷熱を蓄える蓄冷器（２１）を備え、前記蓄冷器にて蓄冷した前記気化潜熱分の熱を吸着式冷凍システムの始動時に使用する請求項１ないし６のいずれか一項に記載の吸着式冷凍システム。
【請求項８】
更に、前記吸着器における外面の一部又は全部に、前記吸着器の壁面と外気との熱交換量を低下させる断熱材（３１）を備える請求項１ないし７のいずれか一項に記載の吸着式冷凍システム。
【請求項９】
更に、前記吸着器の壁面の一部又は全部を、加熱する加熱部（３２）を備える請求項１ないし８のいずれか一項に記載の吸着式冷凍システム。
【請求項１０】
前記加熱部は電気ヒータから成り、前記脱離工程において、前記第２熱交換部による前記凝縮潜熱分の熱の放熱が充分でないと判定されたときに、前記電気ヒータが通電されて前記吸着器が加熱される請求項９に記載の吸着式冷凍システム。
【請求項１１】
更に、前記吸着器の壁面の一部又は全部に、結露を抑制する表面処理層（３３）を備える請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の吸着式冷凍システム。
【請求項１２】
更に、前記吸着器を振動させる振動エネルギーを供与する振動装置（３４）を備え、前記脱離工程で、前記第２熱交換部による前記凝縮潜熱分の熱の放熱が充分でないと判定されたときに前記振動装置が前記吸着器を振動させる請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の吸着式冷凍システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この明細書における開示は、吸着式冷凍システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の吸着式冷凍システムでは、冷媒の蒸気を吸着する吸着剤を含む吸着コア等が、運転停止時に結露するため、運転開始時における立ち上がりの遅れや結露による各種不具合が発生する。具体的には、吸着式冷凍システムを車両搭載した場合、吸着コアの吸着剤を加熱して脱離した蒸気の冷媒を液体に復液させる必要がある。復液に必要な低温の熱源として、主として走行中に取り込まれる外気温相当の走行風が利用される。しかし、車速により走行風が変動するため、凝縮能力が変動するばかりか、車両の走行停止時は走行風がなくなり、脱離した蒸気を復液させることができずに、蒸気のまま吸着器内に留まらせることになる。
【０００３】
蒸気が吸着器内に留まると、壁面で蒸気が冷やされ、壁面に結露が生じる可能性がある。壁面に結露が生じた場合、次回の吸着式冷凍システムにおける作動時に壁面の結露が蒸発して吸着器に吸着され、壁面が冷却され、蒸発コアで冷熱を回収できなくなるため、吸着式冷凍システムの運転開始時の立ち上がりの遅れ又はシステムの効率低下が生じる。
【０００４】
この対策として、特許文献１に開示される装置が知られている。特許文献１の装置は、吸着式冷凍システムの運転停止時に、水から成る冷媒を吸着器とは別に設けた冷媒回収タンクに回収している。冷媒回収タンクは、吸着器とは別に重力方向最下部に設けられ、冷媒回収制御が実施されたときに、冷凍供給経路内の冷媒及び凝縮器内の冷媒が流れ込むタンクである。このタンクの中に冷媒が回収されることで、冷凍システムの運転停止後に内部機器の温度が外部の温度より低くなった場合であっても冷凍サイクル内部に冷媒が存在しない状態とすることができる。これにより、吸着式冷凍システムの運転停止後に内部機器の温度が低くなった場合であっても、冷凍サイクル内部に有害な結露となる冷媒凝縮を防止することができる。そのため、吸着式冷凍システムの運転開始時の立ち上がりの遅れ又はシステムの効率低下を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４０８２００４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
運転停止時の有害な結露防止のために、特許文献１のように冷媒タンクを設けることは、構成部品の増加、システムの大型化につながる。
【０００７】
このような課題に鑑み、この明細書における開示の目的の一つは、冷媒タンクが無くても、有害な結露の発生を抑制し、運転開始時の立ち上がりの遅れ又はシステムの効率低下を抑制できる吸着式冷凍システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この明細書に開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。また、特許請求の範囲及びこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例であって、技術的範囲を限定するものではない。
【０００９】
開示された吸着式冷凍システムのひとつは、蒸発した冷媒を吸着工程において吸着剤に吸着するとともに、熱源（１）により加熱されることにより吸着していた冷媒を脱離工程において脱離し、吸着剤とともに、冷媒が封入された吸着器（６、７）と、脱離工程において吸着器に熱源からの熱を与えて冷媒を脱離させる第１熱交換部（８１ｃ、９１ｃ）と、吸着工程において冷媒が吸着剤に吸着される際に、冷媒が気相冷媒に相変化するのに必要な気化潜熱分の熱を供給するとともに、脱離工程において吸着器から脱離された気相冷媒を液相冷媒に相変化させるのに必要な凝縮潜熱分の熱を放熱する第２熱交換部（１２、１３）と、第１熱交換部の熱を外気に放熱する第１放熱器（１７０）と、第２熱交換部の熱を外気に放熱する第２放熱器（１９０）と、脱離工程において、第２熱交換部による凝縮潜熱分の熱の放熱が充分かどうかを判定する判定部（Ｓ４２、Ｓ４２１、Ｓ４２２、Ｓ４２３、Ｓ４２４、Ｓ４２５）とを備え、吸着器は、冷媒を吸着して冷凍能力を発揮する吸着工程と、吸着していた冷媒を脱離して冷媒を再生する脱離工程と、を交互に繰り返して冷熱を間欠的又は連続的に生成し、脱離工程において、判定部が、凝縮潜熱分の熱の放熱が充分でないと判定したとき、吸着器を脱離工程から吸着工程に直ちに移行させ、冷媒を吸着器に吸着させる。
【００１０】
この吸着式冷凍システムによれば、凝縮潜熱分の熱の放熱が充分でないと判定したとき、直ちに吸着工程に戻すから、脱離工程において凝縮できなかった気相冷媒を吸着剤に吸着させることができる。よって、凝縮できなかった気相冷媒による吸着器の壁面への結露を抑制できる。換言すれば、吸着器の中の第２熱交換部以外の場所で気相冷媒が液相冷媒に相変化しない。あるいは、吸着器内の第２熱交換部以外の場所に気相冷媒が相変化した液相冷媒が有害な結露として溜まらない。よって、冷媒タンクを追加しなくても、吸着器の中での有害な結露の発生を抑制し、運転開始時の立ち上がりの遅れ、又は、システムの効率低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】吸着式冷凍システムの第１実施形態に係る全体構成図である。
【図２】第１実施形態の吸着工程を説明する説明図である。
【図３】第１実施形態の脱離工程を説明する説明図である。
【図４】第１実施形態における脱離工程から吸着工程への切り替えを示すフローチャートである。
【図５】第１実施形態における脱離工程から吸着工程への切り替えを具体的に示す一部フローチャートである。
【図６】第２実施形態における脱離工程から吸着工程への切り替えを具体的に示す一部フローチャートである。
【図７】第３実施形態における脱離工程から吸着工程への切り替えを具体的に示す一部フローチャートである。
【図８】第４実施形態における脱離工程から吸着工程への切り替えを具体的に示す一部フローチャートである。
【図９】第５実施形態における脱離工程から吸着工程への切り替えを具体的に示す一部フローチャートである。
【図１０】吸着式冷凍システムの第６実施形態に係る吸着器の模式的構成図である。
【図１１】吸着式冷凍システムの第７実施形態に係る吸着器の模式的構成図である。
【図１２】吸着式冷凍システムの第８実施形態に係る吸着器の模式的構成図である。
【図１３】吸着式冷凍システムの第９実施形態に係る吸着器の模式的構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部を説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
【００１３】
（第１実施形態）
第１実施形態に係る吸着式冷凍システム１００について、図１〜図５を参照しながら説明する。図１において熱源１となる車両のエンジンからは、第１冷却回路１ｃにエンジン排熱によって温められた冷却液を流す。第１冷却回路１ｃには、第１冷却液ポンプ２と第２冷却液ポンプ３と第１四方弁４と第２四方弁５とが設けられている。第１四方弁４と第２四方弁５とは制御装置２０からの電気信号により流路を切替ることができる電磁式又は電動式のロータリバルブから構成される。
【００１４】
吸着器６は、内部の周囲に金属製の壁面を有する真空容器から成る。この容器の内部上側に吸着コア８を有する。吸着コア８には吸着剤が設けられている。吸着コアは吸着剤が詰められた熱交換器である。また、吸着器６は、容器の内部下側に蒸発凝縮コア１０を有する。蒸発凝縮コア１０は、冷媒を蒸発又は凝縮させる熱交換器であり、ある時期は冷媒を蒸発させ、別の時期では冷媒を凝縮させ復液させる。この第１実施形態においては冷媒として水を用いている。この冷媒は真空容器である吸着器の内部に、吸着剤に吸着された状態、気相冷媒として真空中に浮遊した状態、液相冷媒として吸着器の下部の蒸発凝縮コア１０に復水されて溜まった状態のいずれかの状態で封入されている。
【００１５】
この実施形態では吸着剤としてシリカゲルやゼオライト等の固体吸着剤を採用している。吸着コア８には、第１冷却回路１ｃの配管が設けられており、第１冷却回路１ｃを流れる流体の熱で吸着コア８の中の吸着剤が加熱されるようになっている。同様に、吸着コア９には第１冷却回路１ｃの配管が設けられている。この配管は、第１熱交換部８１ｃ、９１ｃを構成する。第１冷却回路１ｃの熱で吸着コア８、９の中の吸着剤が加熱されるようになっている。
【００１６】
第１冷却回路１ｃには、第１四方弁４と第２四方弁５とを経由してエンジン冷却液が流入する第１放熱器１７０が設けられている。第１放熱器１７０は、第１冷却回路１ｃを流れるエンジン冷却液の熱を外気に放熱する。第１放熱器１７０に外気を流す送風機は省略している。
【００１７】
蒸発凝縮コア１０、１１には、第２冷却回路２ｃの配管が設けられている。この配管は第２熱交換部１２、１３を構成する。第２冷却回路２ｃを流れる冷却液は第３ポンプ１７と第４ポンプ１８とで加圧されて蒸発凝縮コア１０、１１とを流れる。
【００１８】
第２冷却回路２ｃには第３四方弁１４と第４四方弁１５とを経由して冷却液が流入する第２放熱器１９０が設けられている。第３四方弁１４と第４四方弁１５とは制御装置２０からの電気信号により流路を切替ることができる電磁式又は電動式のロータリバルブから構成される。第２放熱器１９０は第２冷却回路２ｃを流れる冷却液の熱を外気に放熱する。第２放熱器１９０に外気を流す送風機は省略している。
【００１９】
また第２冷却回路２ｃには、第３四方弁１４と第４四方弁１５とを経由して冷却液が流入する室内器１６と蓄冷器２１とが設けられている。室内器１６は、空調用ダクト内に設けられ矢印Ｙ１方向に流れる空調風を冷却する。室内器１６と蓄冷器２１とは、このシステムの冷却対象１６２１を構成する。
【００２０】
（第１実施形態の作用効果）
図２において吸着器６、７の吸着工程を説明する。吸着工程では、吸着剤の冷却をトリガとして、吸着コア８、９の中の吸着剤が気相冷媒を吸着する。このときに、第２熱交換部１２、１３の周りでは液相冷媒が蒸発し、蒸発潜熱（気化潜熱ともいう）が奪われる。この蒸発潜熱は、第２冷却回路２ｃを流れる冷却液を冷却する。つまり、冷媒が気相冷媒に相変化するのに必要な気化潜熱分の熱を冷却液が供給する。この冷却液は、第３ポンプ１７と第３四方弁１４と、第４四方弁１５とを介して室内器１６と蓄冷器２１とを冷却して冷凍能力が発揮される。室内器１６は、車両用空調装置の蒸発器に相当するものであり、空調ユニットのダクトの中を通過する空調風を冷却する。第２冷却回路２ｃを流れる冷却液は余剰の蒸発潜熱で冷却され、この冷熱は、蓄冷器用ポンプ２２を作動させて冷却液と蓄冷器２１とを熱交換することで、蓄冷器２１に蓄冷される。この蓄冷器２１蓄冷された冷熱は、冷凍システム１００の始動時等において冷却液を冷却して、室内器１６に流入することで、室内器１６に流れる室内風を冷却するために使用される。
【００２１】
吸着工程での液相冷媒からの気化は液相冷媒を加熱し蒸発潜熱分の熱が与えられることにより開始される。この時の蒸発潜熱の熱源は、室内器１６を介して第２冷却回路２ｃを流れる冷却液に与えられる空調風の熱である。吸着剤が吸着すると水和熱にて吸着剤が発熱し、この熱は放熱器１７０にて放熱させる。放熱をさせないと、吸着剤が必要以上に昇温し、吸着状態が妨げられ、性能が低下する。吸着コア８が吸着工程のときに、吸着コア９は、脱離工程である。
【００２２】
図３において吸着器６、７の脱離工程を説明する。吸着器６、７の脱離工程では、熱源１の熱を第３四方弁１４と、第４四方弁１５と第２冷却液ポンプ３とを介して吸着器６、７の中の第１熱交換部８１ｃ、９１ｃに流し吸着コア８、９を加熱する。これにより吸着コア８、９の中の吸着剤に吸着されていた冷媒が蒸気として吐き出され再生される。吐き出された蒸気は、蒸発凝縮コア１０、１１によって凝縮し復液（復水）される。復液するときに凝縮熱を発生する。この凝縮熱は、第２冷却回路２ｃを流れる冷却液に受熱され、第３ポンプ１７と第３四方弁１４と、第４四方弁１５とを介して放熱器１９０で放熱される。この復液するときに発生する凝縮熱をうまく外気に放熱し、蒸発凝縮コア１０、１１の温度を低下させないと、充分に復液することができず、吸着器７の壁に結露が発生する。復液するときの凝縮潜熱分の熱は、第２冷却回路２ｃを流れる冷却液に伝わり、第３ポンプ１７と第４ポンプ１８と第３四方弁１４と、第４四方弁１５とを介して放熱器１９０で放熱される。
【００２３】
以上において、図１の吸着器６及び吸着器７の吸着工程と脱離工程とを説明したが図１の吸着器６と吸着器７において、吸着工程と脱離工程とが交互に行われる。つまり、吸着器６が脱離工程のときは吸着器７において吸着工程が実施され、吸着器６が吸着工程のときは吸着器７において脱離工程が実施される。脱離工程と吸着工程とは交互に所定のインターバルにおいて繰り替えされる。すなわち設計又は実験によって予め決められたタイムスケジュールによって吸着工程と脱離工程とは交互にくり替えされる。このために、制御装置２０は、内部のタイマー部によって各四方弁４、５、１４、１５を切替制御する。
【００２４】
図３のように、脱離工程において、復液するときに発生する凝縮熱をうまく外気に放熱できないと、充分に復液することができず吸着器の壁面に結露が発生する。壁面に結露が発生すると、結露が蒸発するときに壁面を冷やすことになり、有効に、第２熱交換部１２、１３ひいては室内器１６を通過する室内風を冷却することにならない。
【００２５】
よって制御装置２０は、この復液するときに発生する凝縮熱をうまく外気に放熱できるかどうかを判定する。この判定は、制御装置２０の中の判定部にて行われる。図４のフローチャートのようにステップＳ４１で脱離工程が行われているときに、判定部を成すステップＳ４２において凝縮潜熱の放熱（つまり凝縮潜熱分の熱の放熱、以下同じ）が充分かどうかを判定する。
【００２６】
具体的には、この第１実施形態では、図５のように、ステップＳ４２に対応するステップＳ４２１において、第２熱交換部１２、１３を流れる液体の温度が所定温度以下であるかどうかで判定する。例えば、蒸発凝縮コア１０、１１の内部を流れる第２冷却回路２ｃの液温が所定液温以下のときは、充分に復液できると判定されＹＥＳと判定されて、ステップＳ４３において脱離工程が継続される。次にステップＳ４４でタイムインターバルが切り替わったかどうかを判定する。タイムインターバルが切替わったとき、つまり脱離工程に入ってから所定タイムである例えば一分が経過したときにステップＳ４５において吸着工程に移行させる。ステップＳ４４でタイムインターバルが切り替わったかどうかを判定した結果、タイムインターバルが切替わっていないときは、脱離工程を継続する。
【００２７】
ステップＳ４２は、具体的には、ステップＳ４２１にて示される。ステップＳ４２１にて凝縮熱を良好に外気に放熱できるかどうかで凝縮潜熱の放熱が充分かどうかを判定する。この判定の結果、蒸発凝縮コア１０の内部を流れる第２冷却回路２ｃの液温が所定液温以下でなく、ＮＯと判定されたときは、直ちにステップＳ４５において吸着工程に切り替える。このように脱離工程において、復液するときに発生する凝縮熱をうまく外気に放熱できず、結果として充分に復液できないときは、吸着工程に切り替える。つまり、吸着コア８の中の吸着剤に吸着されていた冷媒の蒸気の吐き出しを中止して吸着工程に切り替える。そのため余剰の蒸気が吸着器の壁に結露することが防止できる。
【００２８】
また、空調用の空気を冷却する室内器１６と、室内器１６に並列に接続された蓄冷器２１とを備えているから、蓄冷器２１にて蓄冷した気化潜熱を吸着式冷凍システムの始動時に使用することができる。つまり、室内器１６に対して並列に接続された蓄冷器２１を用いることで、次回の車両始動時に必要な室内器１６の冷熱を確保することができる。
【００２９】
また、脱離工程における吸着器６、７において、吸着器６、７から脱離した気化冷媒を液相に相変化させるときに、放熱器１９０における凝縮熱の放熱が必要である。このとき、放熱に必要な低温熱源を確保できないときは、脱離工程を吸着工程に直ちに切り替えて、気相冷媒を再度吸着剤に吸着させる。そのことで、吸着器６、７の中に結露の原因となる気相冷媒を残存させない。
【００３０】
ここで、結露が生じて吸着器６、７の内壁に液相の冷媒が存在すると、吸着工程で蒸発コア以外からの冷媒の気化が生じるため、気化潜熱を回収することができず、吸着式冷凍システム１００の性能低下が生じる。
【００３１】
吸着式冷凍システム１００の車両搭載を想定すると、凝縮熱の放熱は放熱器１７０、１９０となるラジエータの利用が考えられる。車両停車時は走行風が得られず、走行風によるラジエータの放熱能力は実質ゼロとなる。また、エンジン冷却液の廃熱を利用して、吸着器に冷媒を吸着させる。このときに発生する冷媒の気化潜熱を蓄冷器２１に蓄冷することで、次回始動時においてエンジン冷却液の廃熱が無い状況下でも冷熱を確保することができる。これにより、大きな冷媒回収タンクを備えなくても、有害な結露の発生を抑制し、運転開始時の立ち上がりの遅れ又はシステムの効率低下を抑制できる。
【００３２】
（第２実施形態）
第２実施形態に係る吸着式冷凍システム１００について図６を参照し、図１を援用して説明する。第２実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については、第１実施形態と同様であり、以下、主として第１実施形態と異なる点について説明する。
【００３３】
図６に示すように、第２実施形態では、凝縮熱を良好に外気に放熱できるかどうかを判定するステップＳ４２は、具体的にステップＳ４２２に示される。ここで、放熱器１９０の入口側の高温液温と出口側の低温液温の差が所定液温以上あるかどうかで凝縮潜熱の放熱が充分かどうかを判定している。放熱器１９０に充分な外気が流れて放熱しているときは放熱器１９０の入口側の高温液温と出口側の低温液温の差が所定液温以上となりＹＥＳと判定されてステップＳ４３に進む。一方、放熱器１９０に充分な外気が流れておらず、放熱が不充分なときは放熱器１９０の入口側の高温液温と出口側の低温液温の差が所定温度以上とならず、ＮＯと判定されて図４のステップＳ４５に進み、吸着工程に切り替えられる。第２実施形態においては、脱離工程において、放熱器１９０の入口と出口を流れる液の液温の差を用いて、凝縮潜熱の放熱が充分でないことを容易に判定できる。
【００３４】
（第３実施形態）
図７に示すように、第３実施形態の吸着式冷凍システム１００は、凝縮潜熱の放熱が充分かどうかを判定するステップＳ４２は、具体的には、ステップＳ４２３に示される。このステップＳ４２３において、凝縮潜熱分の熱を受熱した第２放熱器１９０を流れる液と第２放熱器１９０に流れ込む冷却風とは熱交換可能である。この冷却風のうち、空気入口側の冷却風の空気温度と出口側の空気温度との差が所定温度以上あるかどうかで凝縮潜熱の放熱が充分かどうかを判定している。この場合の所定温度はその時の放熱器１９０に流れ込む空気の風速によって決まる。放熱器に充分な外気が流れて放熱しているときは放熱器１９０の入口側の空気温度と出口側の空気温度との差が所定温度以上となりＹＥＳと判定されてステップＳ４３に進む。所定温度はその時の放熱器１９０に流れ込む空気の風速によって予め作成されたマップを用いて求められる。
【００３５】
（第３実施形態の作用効果）
第３実施形態においては、脱離工程において、放熱器１９０に流れる冷却風の入口側の空気温度と、出口側の空気温度と、その時の風速とで、計算又はマップ演算によって、凝縮潜熱の放熱が充分でないことを容易に判定できる。なお、放熱器１９０に流れる冷却風の入口側の空気温度と、出口側の空気温度と、その時の風速との関数として放熱量Ｑを求めて所定放熱量以上かどうかで凝縮潜熱の放熱が充分かどうかを判定しても良い。
【００３６】
（第４実施形態）
図８に示すように、第４実施形態の吸着式冷凍システム１００は、凝縮熱を良好に外気に放熱できるかどうかを判定するステップＳ４２は、具体的には、ステップＳ４２４に示される。このステップＳ４２４において、放熱器１９０に流れる冷却風の風量又は風速が所定風量又は所定風速以上あるかどうかで、凝縮潜熱の放熱が充分かどうかを判定している。
【００３７】
放熱器１９０に充分な外気が流れて放熱しているときは放熱器１９０に流れ込む冷却風の風量又は風速が所定風量又は所定風速以上となりＹＥＳと判定されてステップＳ４３に進む。風速は熱線式風速計にて測定できる。また風速から風量が計算できる。放熱器１９０に流れ込む冷却風の風量又は風速の代わりに放熱器１９０から流れ出る冷却風の風量又は風速を計測してもよい。なお所定風量又は所定風速は外気温の関数として変化させても良い。第４実施形態においては、放熱器１９０に流れる冷却風の風量又は風速によって凝縮潜熱の放熱が充分かどうかを容易に判定できる。
【００３８】
（第５実施形態）
図９に示すように、第５実施形態の吸着式冷凍システム１００は、凝縮熱を良好に外気に放熱できるかどうかを判定するステップＳ４２は、具体的には、ステップＳ４２５に示される。このステップＳ４２５において、吸着式冷凍システム１００を搭載した車両の走行速度が所定速度以上あるかどうかで凝縮潜熱の放熱が充分かどうかを判定している。
【００３９】
放熱器に充分な外気が流れて放熱しているときは走行速度が所定速度以上であり放熱器１９０に流れ込む走行風の風量又は風速も大きい。これを利用して車両の速度が所定以上となりＹＥＳと判定されたときはステップＳ４３に進み脱離工程を継続する。また、そうでないときはステップＳ４５に進み、吸着工程に切り替える。
【００４０】
（第５実施形態の作用効果）
第５実施形態の吸着式冷凍システム１００は車両に搭載されており、脱離工程において、凝縮潜熱の放熱が充分でないとの判定は、車両の走行速度が所定速度以上でないときに凝縮潜熱の放熱が充分でないと判定する。これによれば、車両の走行速度で凝縮潜熱の放熱が充分かどうかを簡単に判定できる。
【００４１】
（第６実施形態）
図１０に示すように、第６実施形態の吸着式冷凍システム１００は、上記各実施形態の構成に加えて、筒状の吸着器６、７の外壁の周囲を断熱材３１である例えば発泡ウレタン樹脂にて覆っている。断熱材３１は、吸着器６、７における壁面の外面の一部又は全部において、壁面と外気との熱交換量を低下させる。これにより、吸着器６、７の中の気相冷媒が吸着器６、７の壁面に結露するのを抑制できる。
【００４２】
この吸着式冷凍システム１００によれば、断熱材３１を有するから、断熱材３１で壁面を保温することにより、壁面の温度低下による結露の発生を抑制できる。
【００４３】
（第７実施形態）
図１１に示すように、第７実施形態の吸着式冷凍システム１００は、上記各実施形態の構成に加えて吸着器６、７の壁面の一部又は全部を加熱する加熱部３２を設けている。加熱部３２は通電されることにより任意のタイミングで所定時間発熱するヒータ線を用いる。このようにして発熱させることにより、吸着器６、７の中の気相冷媒が吸着器６、７の壁面に結露するのを抑制できる。図１１では、断熱材３１の内部に加熱部３２を設けているが、断熱材３１を設けずに加熱部３２だけを設けてもよい。加熱部３２は、壁面の一部又は全部を加熱可能である。
【００４４】
加熱部３２を電気ヒータから構成し、脱離工程において、第２熱交換部による凝縮潜熱の放熱が充分でないと判定されたときに、電気ヒータが所定時間通電されて加熱されるようにすれば、常時加熱に比べて電力消費を少なくできる。通電時間を外気温の関数として変化させても良い。この第７実施形態における吸着式冷凍システムによれば、電気ヒータにて壁面を加熱することにより、壁面の温度低下による結露の発生を抑制できる。
【００４５】
（第８実施形態）
図１２に示すように、第８実施形態の吸着式冷凍システム１００は、上記各実施形態の構成に加えて吸着器６、７の壁面の内壁面の一部又は全部に、結露を落下させて抑制する表面処理層３３を設けている。例えば、撥水作用のある表面処理層３３としてはフッ素樹脂のコーティング処理層が好ましい。これにより、吸着器６、７の中の気相冷媒が吸着器６、７の壁面に結露して放置されるのを抑止し、結露を吸着器６、７の底の復水部分を有する蒸発凝縮コア１０、１１に落下させることができる。この吸着式冷凍システム１００によれば、結露を抑制する表面処理層３３を有することにより、壁面に付着したままの結露の発生を抑制でき、吸着式冷凍システム１００の効率の低下を抑制できる。
【００４６】
（第９実施形態）
図１３に示すように、第９実施形態の吸着式冷凍システム１００は、上記各実施形態の構成に加えて、吸着器６、７の内壁面の一部又は全部に、外部から壁面を振動させる振動エネルギーを供与する振動装置３４を設けている。振動装置３４は撥液作用のある表面処理と組み合わせるのが好ましい。これにより、吸着器６、７も中の気相冷媒が吸着器６、７の壁面に結露した時に、振動装置３４で吸着器６、７の壁面を加振し、結露を吸着器６、７の底の復液部分に落下させることができる。振動装置３４は、任意のタイミングで加振できる電磁式振動装置又は偏心カムを回転させる電動振動装置が使用できる。
【００４７】
脱離工程において、第２熱交換部による凝縮潜熱の放熱が充分でないと判定されたときに、振動装置３４が所定時間通電されて加振されるようにすれば、常時加振に比べて騒音及び電力消費を少なくできる。この第９実施形態によれば、振動装置により吸着器の壁面を振動させて壁面に付着した結露を脱落させることにより、壁面に付着したままの結露の発生を抑制できる。
【００４８】
（他の実施形態）
この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品、要素の組み合わせに限定されず、種々変形して実施することが可能である。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品、要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品、要素の置き換え、又は組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示される技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、更に特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。
【００４９】
前述の実施形態において、吸着器を複数設けたが単一の吸着器を用いて交互に吸着工程と脱離工程とを繰り返す吸着式冷凍システムに適用することも可能である。ただし、単一の吸着器を用いる構成では、冷熱の生成は間欠的となり、第１実施形態のように連続的に冷熱を生成できない。よって蓄冷器の採用がより重要となる。
【００５０】
また、この吸着式冷凍システムは、車載の冷凍装置だけでなく、定置式の冷凍装置、空調装置にも適用することができる。更に、第１実施形態から第５実施形態の判定部の作動は組み合わせることができる。例えば、ステップＳ４２１とステップＳ４２５の両方がＹＥＳとなったときに、凝縮潜熱の放熱が充分であるとして、ステップＳ４３に進むようにしても良い。この場合、ステップＳ４２１とステップＳ４２５のいずれかがＮＯとなったときに、凝縮潜熱の放熱が充分でないとして、ステップＳ４５に進むようにしても良い。
【００５１】
逆に、ステップＳ４２１とステップＳ４２５のいずれかがＹＥＳとなったときに、凝縮潜熱の放熱が充分であるとして、ステップＳ４３に進むようにしても良い。この場合、ステップＳ４２１とステップＳ４２５の両方がＮＯとなったときに、凝縮潜熱の放熱が充分でないとして、ステップＳ４５に進むようにしても良い。
【符号の説明】
【００５２】
１  熱源
６、７  吸着器
１２、１３  第２熱交換部
１６２１  冷却対象
１７０  第１放熱器
１９０  第２放熱器
２０  制御装置
Ｓ４２、Ｓ４２１、Ｓ４２２、Ｓ４２３、Ｓ４２４、Ｓ４２５  判定部
８１ｃ、９１ｃ  第１熱交換部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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