JP4185004B2 - 空気冷媒冷凍装置 - Google Patents
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Description
更に、冷媒の流通する熱交換器で間接的に、冷却空間を冷却する前者に比べ、空気冷媒冷凍装置では、空気を直接膨張により冷却するので、前記熱交換器が不要で、同時に熱交換器性能維持のためのデフロスト操作が不要なので、その分のエネルギロスがなくなる。
しかし、圧縮且つ膨張操作で液/ガスの相変化を伴う前者の冷媒に比べ、潜熱利用のできない、空気冷媒冷凍装置では従来の利用頻度の多い温度域では、前者に比べて効率(COP:成績係数)が低い。また装置が大型になるなどの難点があった。
また特許文献2では除湿が不十分なため、依然として雪状氷の堆積がさけられないことなどの難点がある。
更に特許文献3では、雪状氷の堆積した事後処置のための手段であり、本質的問題解決になっていない。
高吸放湿性高分子化合物を含む除湿剤を保有する除湿兼冷熱放出経路と冷熱吸収経路と除湿兼再生用加熱経路が夫々伝熱面を介して伝熱可能に配設された熱交換器と、
前記圧縮機吐出後圧縮空気冷却器に導入する前の高温圧縮空気を分岐して、除湿兼再生用加熱経路に接続し、除湿器再生用加熱経路出口側の経路を、前記分岐点後流側で前記圧縮空気冷却器入り口前に戻入接続したバイパス経路とを有し、
前記室内より吸引した空気を圧縮機に導入する経路上に前記熱交換器の除湿兼冷熱放出経路を、又圧縮空気冷却器で冷却した冷却圧縮空気を膨張機に導入する経路上に前記熱交換器の冷熱吸収経路を、更に前記バイパス経路上に前記熱交換器の除湿兼再生用加熱経路を夫々接続し、
更に前記冷熱吸収経路を流れる圧縮空気冷却器で冷却した冷却圧縮空気と、除湿兼冷熱放出経路を通過する冷蔵庫内よりの低温且つ高相対湿度空気と熱交換して低露点まで除湿するとともに、
除湿剤再生時に前記圧縮機吐出後圧縮空気冷却器に導入する前の高温空気をバイパス経路を介して、前記除湿再生用加熱経路に導入し、前記除湿兼冷熱放出経路を加熱して前記除湿兼冷熱放出経路内の高吸放湿性高分子化合物を含む除湿剤を再生した後、前記高温空気を奪熱して奪熱された高温空気をバイパス経路を介して圧縮空気冷却器導入経路側に戻すことを特徴とする。
次に冷蔵庫内の低温且つ高相対湿度空気を吸引して、除湿器として機能する前記熱交換器で低露点まで除湿するとともに、圧縮空気冷却器で冷却した冷却圧縮空気熱交換器(除湿且つ冷熱回収一体型の熱交換器)で前記圧縮常温付近空気に冷熱を与えた後、圧縮機に導入する。
(1)空気冷媒冷凍機の極低温度域での効率性を生かし、更に除湿器と冷熱回収熱交換器と除湿兼再生手段を熱交換器で一体化し効率向上と装置の単純縮小化を図ることができた。当然、地球環境保全及び安全対策強化となった。
(2)空気冷媒冷凍機により冷凍空間の空気を直接冷却することにより、従来熱交換器のデフロスト工程を排除し、エネルギロスを避けた。
(3)極低温で吸湿特性が優れ、低温で脱湿可能な高吸放湿性高分子化合物を吸湿剤として用いることなどにより、極低温域での冷凍庫としての実用化が可能となり、効率と小型化を更に向上した。
2 高吸放湿性高分子化合物を含む除湿剤
3 冷凍庫(冷凍空間を形成すべき室)
4 空気圧縮機
5 膨張機
6 モータ
7 除湿兼再生用加熱経路
8 冷熱吸収経路
9 除湿兼冷熱放出経路
10 バイパスライン
11 冷却運転時使用ライン
12 除湿兼再生時排出ライン
13 冷却水
14 圧縮空気冷却器
15 伝熱面
Claims (3)
- 冷凍空間を形成すべき室と、該冷凍空間を形成すべき室の空気を吸引して圧縮する圧縮機と、該圧縮空気を冷却する圧縮空気冷却器と、該冷却圧縮空気を膨張する膨張機とを有し、前記冷凍空間を形成すべき室の空気を吸引して圧縮し且つ膨張することにより得られる低温空気を前記冷凍空間を形成すべき室内に供給して冷凍空間を形成する空気冷媒冷凍装置において、
高吸放湿性高分子化合物を含む除湿剤を保有する除湿兼冷熱放出経路と冷熱吸収経路と除湿兼再生用加熱経路が夫々伝熱面を介して伝熱可能に配設された熱交換器と、
前記圧縮機吐出後圧縮空気冷却器に導入する前の高温圧縮空気を分岐して、除湿兼再生用加熱経路に接続し、除湿器再生用加熱経路出口側の経路を、前記分岐点後流側で前記圧縮空気冷却器入り口前に戻入接続したバイパス経路とを有し、
前記室内より吸引した空気を圧縮機に導入する経路上に前記熱交換器の除湿兼冷熱放出経路を、又圧縮空気冷却器で冷却した冷却圧縮空気を膨張機に導入する経路上に前記熱交換器の冷熱吸収経路を、更に前記バイパス経路上に前記熱交換器の除湿兼再生用加熱経路を夫々接続し、
更に前記冷熱吸収経路を流れる圧縮空気冷却器で冷却した冷却圧縮空気と、除湿兼冷熱放出経路を通過する冷蔵庫内よりの低温且つ高相対湿度空気と熱交換して低露点まで除湿するとともに、
除湿剤再生時に前記圧縮機吐出後圧縮空気冷却器に導入する前の高温空気をバイパス経路を介して、前記除湿再生用加熱経路に導入し、前記除湿兼冷熱放出経路を加熱して前記除湿兼冷熱放出経路内の高吸放湿性高分子化合物を含む除湿剤を再生した後、前記高温空気を奪熱して奪熱された高温空気をバイパス経路を介して圧縮空気冷却器導入経路側に戻すことを特徴とする空気冷媒冷凍装置。 - 前記除湿兼冷熱放出経路内の伝熱面が前記高吸放湿性高分子化合物で被覆されていることを特徴とする請求項1記載の空気冷媒冷凍装置。
- 前記高吸放湿性高分子化合物が分子中にカルボキシル基を含み、吸湿水の除去に要する再生温度が60〜100℃の範囲にあることを特徴とする請求項1記載の空気冷媒冷凍装置。
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