JPH1163721A

JPH1163721A - 冷媒・吸着剤及びこれを用いた吸着式冷熱発生装置

Info

Publication number: JPH1163721A
Application number: JP9214737A
Authority: JP
Inventors: Takahide Sugiyama; 隆英杉山
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 1997-08-08
Filing date: 1997-08-08
Publication date: 1999-03-05

Abstract

(57)【要約】【課題】吸着・脱離作用で発生する冷熱発生量を多く
し、装置のコンパクト化と熱効率の向上を図る。【解決手段】冷媒及びこの冷媒を吸着する吸着剤を使
用すると共に冷媒と吸着剤との間の吸着・脱離作用を利
用する吸着式冷熱発生サイクルの冷媒・吸着剤におい
て、冷媒にアンモニア、吸着剤に還元処理を施した活性
炭を用いる。活性炭の還元処理は、真空中又は不活性ガ
ス中で６００℃以上８００℃以下の温度に保持した活性
炭に水素を通す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷媒及び該冷媒を
吸着する吸着剤を使用する吸着式冷熱発生サイクルの冷
媒と吸着剤及びこれを用いた吸着式冷熱発生装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】吸着式冷熱発生サイクル、例えば吸着式
ヒートポンプサイクルは、吸着剤充填部を、例えば二つ
持ち、バッチ式に交互に冷媒の吸着と脱離のサイクル
（冷媒の吸着に対して、冷媒を分離することを「脱離」
と表現し、以下、吸着と脱離のサイクルを「吸着・脱離
サイクル」とも表現する）を行なう操作を切り換えるこ
とで冷熱を発生させるサイクルである。

【０００３】上記吸着式ヒートポンプサイクルに用いる
べき冷媒と吸着剤に関しては、例えば特開平４−３６５
５５号公報に、０℃で凍結する水以外の冷媒としてＴＦ
Ｅ（２，２，２トリフルオロエタノール）を、吸着剤と
して活性炭を用いることが開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、冷媒
と、この冷媒を吸着する吸着剤を使用する吸着式冷熱発
生サイクル（又は装置）の問題点は、上記のようにバッ
チ式で交互に冷媒の吸着と脱離のサイクルを行なう操作
を切り換えながら運転するため、装置が吸収式冷熱発生
サイクル（又は装置）の場合よりも大きくなり、切り換
え時の熱損失がそれだけ大きくなり、熱効率（ＣＯＰ）
が小さくなるということである。

【０００５】１回の吸着・脱離サイクルで発生する冷熱
発生量の多い冷媒・吸着剤のペアを選択することは、吸
着剤充填部の容積を小さくし、装置全体をコンパクト化
すると同時に、吸着剤充填部の熱容量を小さくし、切り
換え時の熱損失を小さくして熱効率の向上を図ることが
出来る。

【０００６】ところで、吸着式ヒ−トポンプサイクルの
最も適したペアとして、冷媒にアンモニア、吸着剤に活
性炭を用いた場合、１回の吸着・脱離サイクルで発生す
る冷熱発生量（これを符号「Ｒ」で表わす）を上げるに
は、賦活度を上げ、比表面積を上げた活性炭を用いるこ
とが良いとされる。しかし、高賦活炭の使用はコストを
大きく引き上げてしまう。更に、賦活度が大き過ぎる
と、活性炭のかさ密度を小さくし、単位体積の活性炭当
りでの１回の吸着・脱離サイクルで発生する冷熱発生量
Ｒｖの減少をもたらし、装置、機器の容積を大きくし、
熱効率を低下させる結果となる。

【０００７】本発明の第１の課題は、冷媒と吸着剤との
間の吸着・脱離作用を利用する吸着式冷熱発生サイクル
の冷媒・吸着剤において、吸着・脱離作用で発生する冷
熱発生量を多くすることである。

【０００８】本発明の第２の課題は、冷媒と吸着剤との
間の吸着・脱離作用を利用して冷熱を発生する吸着式冷
熱発生装置において、装置のコンパクト化と熱効率の向
上を図ることである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、冷媒及び該冷媒を吸着する吸着剤を使用する
と共に前記冷媒と前記吸着剤との間の吸着・脱離作用を
利用する吸着式冷熱発生サイクルの冷媒・吸着剤におい
て、前記冷媒にアンモニア、前記吸着剤に還元処理を施
した活性炭を用いたことである。吸着剤として還元処理
を施した活性炭を用いることにより、１回当りの吸着・
脱離作用で発生する冷熱発生量を多くすることが出来
る。そして、前記活性炭の還元処理は、真空中又は不活
性ガス中で６００℃以上８００℃以下の温度に保持した
活性炭に水素を通すことにより行なわれる。真空中又は
不活性ガス中で処理することは、酸素の介入を絶って還
元処理を容易、確実にする。活性炭の温度を６００℃以
上８００℃以下に保持することにより、水素化反応を促
進する。

【００１０】又、熱媒配管で接続され冷媒及び吸着剤を
内装した複数の吸着剤熱交換器と、該吸着剤熱交換器そ
れぞれに弁及び冷媒管を介して接続された凝縮器と、該
凝縮器に冷媒管を介して接続されると共に前記吸着剤熱
交換器それぞれに弁及び冷媒管を介して接続された蒸発
器と、前記熱媒配管に介装された熱媒加熱器、熱媒冷却
水熱交換器及び熱媒循環ポンプと、前記蒸発器に内装さ
れて冷熱を取り出す冷水コイルとを含む吸着式冷熱発生
装置において、前記冷媒及び吸着剤は、上記記載の冷媒
・吸着剤である。上記記載の冷媒及び吸着剤を用い、１
回当りの吸着・脱離作用で発生する冷熱発生量を多くす
ることにより、装置のコンパクト化と熱効率の向上を図
ることが出来る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る冷媒・吸着剤
及びこれを用いた吸着式冷熱発生装置の実施の形態を図
面に基づいて詳細に説明する。

【００１２】図５は、本発明に係る吸着式冷熱発生装置
の一実施の形態を示す系統図である。本実施の形態の吸
着式冷熱発生装置は、ガスエネルギー駆動の吸着式ヒ−
トポンプ冷暖房機で、熱媒配管８Ａ、８Ｂを内装した吸
着剤熱交換器１、２と、前記熱媒配管８Ａの一端に接続
された熱媒配管８Ｃと、該熱媒配管８Ｃに一端を接続さ
れたガスバ−ナ式の熱媒加熱器４と、該熱媒加熱器４の
他端と前記熱媒配管８Ｂの一端とを連通する熱媒配管８
Ｄと、前記熱媒配管８Ａの他端に接続された熱媒配管８
Ｅと、該熱媒配管８Ｅの他端に接続された熱媒電磁スト
ップ弁１４と、該熱媒電磁ストップ弁１４の他端に接続
された熱媒配管８Ｆと、冷却水コイル１２Ａを内装し胴
側を該熱媒配管８Ｆの他端に接続された熱媒冷却水熱交
換器３と、該熱媒冷却水熱交換器３の他端に接続された
熱媒配管８Ｇと、該熱媒配管８Ｇの他端に接続された熱
媒電磁ストップ弁１５と、該熱媒電磁ストップ弁１５の
他端と前記熱媒配管８Ｂの他端を連通する熱媒配管８Ｈ
とを含んでいる。

【００１３】更に、前記熱媒配管８Ｆに分岐して設けら
れた熱媒配管８Ｊと、該熱媒配管８Ｊの他端に接続され
た熱媒電磁ストップ弁１６と、該熱媒電磁ストップ弁１
６の他端に接続された熱媒配管８Ｌと、該熱媒配管８Ｌ
の他端に接続された熱媒電磁ストップ弁１７と、該熱媒
電磁ストップ弁１７の他端と前記熱媒配管８Ｇを連通す
る熱媒配管８Ｋと、前記熱媒配管８Ｅに分岐して設けら
れた熱媒配管８Ｍと、該熱媒配管８Ｍの他端に接続され
た熱媒電磁ストップ弁１８と、該熱媒電磁ストップ弁１
８の他端に接続された熱媒配管８Ｎと、該熱媒配管８Ｎ
の他端に接続された熱媒電磁ストップ弁１９と、該熱媒
電磁ストップ弁１９の他端と前記熱媒配管８Ｈを連通す
る熱媒配管８Ｐと、前記熱媒配管８Ｌと前記熱媒配管８
Ｎとの間に熱媒配管８Ｒを介して設けられた熱媒循環ポ
ンプ７とを含み、熱媒循環ポンプ７の出口は、熱媒配管
８Ｎ側に接続されている。

【００１４】更に、前記吸着剤熱交換器１の吸着剤が内
装されている胴側に接続された冷媒高圧蒸気管９Ａと、
該冷媒高圧蒸気管９Ａの他端に接続された冷媒電磁スト
ップ弁２０と、該冷媒電磁ストップ弁２０の他端に接続
された冷媒高圧蒸気管９Ｂと、冷却水コイル１２Ｂを内
装し胴側を該冷媒高圧蒸気管９Ｂの他端に接続された凝
縮器５と、前記吸着剤熱交換器２の吸着剤が内装されて
いる胴側に接続された冷媒高圧蒸気管９Ｃと、該冷媒高
圧蒸気管９Ｃの他端に接続された冷媒電磁ストップ弁２
２と、該冷媒電磁ストップ弁２２の他端と前記冷媒高圧
蒸気管９Ｂとを連通する冷媒高圧蒸気管９Ｄとを含んで
いる。

【００１５】更に、前記吸着剤熱交換器１の吸着剤が内
装されている胴側に接続された冷媒低圧蒸気管１０Ａ
と、該冷媒低圧蒸気管１０Ａの他端に接続された冷媒電
磁ストップ弁２１と、該冷媒電磁ストップ弁２１の他端
に接続された冷媒低圧蒸気管１０Ｂと、冷水コイル１３
Ａを内装し胴側を該冷媒低圧蒸気管１０Ｂの他端に接続
された蒸発器６と、前記吸着剤熱交換器２の吸着剤が内
装されている胴側に接続された冷媒低圧蒸気管１０Ｃ
と、該冷媒低圧蒸気管１０Ｃの他端に接続された冷媒電
磁ストップ弁２３と、該冷媒電磁ストップ弁２３の他端
と前記冷媒低圧蒸気管１０Ｂとを連通する冷媒低圧蒸気
管１０Ｄと、前記凝縮器５の胴側の他端と前記蒸発器６
の胴側の他端とを冷媒膨脹弁２７を介して連通する冷媒
液管１１と、前記蒸発器６の底部に入口を、蒸発器６の
上部に出口をそれぞれ接続して配置された冷媒循環ポン
プ２８と、前記冷却水コイル１２Ｂの出口と前記冷却水
コイル１２Ａの入口とを連通する冷却水管１２Ｃとを含
んでいる。

【００１６】更に、冷却水コイル１２Ａの出口を冷却水
ポンプ２９の入口に接続する冷却水管１２Ｄと、該冷却
水ポンプ２９の出口を冷暖切換四方弁２６Ｂに接続する
冷却水管１２Ｅと、前記冷却水コイル１２Ｂの入口と冷
暖切換四方弁２６Ａを接続する冷却水管１２Ｆと、冷暖
切換四方弁２６Ａに冷却水管１２Ｋを介して接続された
空冷放熱器２４と、該空冷放熱器２４と冷暖切換四方弁
２６Ｂを連通する冷却水管１２Ｊと、冷暖切換四方弁２
６Ｂと室内ファンコイルユニット２５の一端を連通する
冷却水管１２Ｈと、室内ファンコイルユニット２５の他
端と冷暖切換四方弁２６Ａを連通する冷却水管１２Ｇと
を含んでいる。

【００１７】そして、蒸発器６に内装された冷水コイル
１３Ａの入口は、冷水管１３Ｂを介して冷暖切換四方弁
２６Ｂに接続されており、冷水コイル１３Ａの出口は、
冷水管１３Ｃを介して冷水ポンプ３０の入口に接続され
ている。冷水ポンプ３０の出口は、冷水管１３Ｄを介し
て冷暖切換四方弁２６Ａに接続されている。

【００１８】上記装置で生成される冷熱は、前記冷水ポ
ンプ３０により冷暖切換四方弁２６Ａを経て供給先であ
る室内ファンコイルユニット２５へ送られる。又、暖房
用の温熱は、冷却水ポンプ２９により冷暖切換四方弁２
６Ｂを経て供給先である室内ファンコイルユニット２５
へ送られる。

【００１９】又、熱媒配管８Ａ〜８Ｒには熱媒が満たさ
れ、吸着剤熱交換器１、２の胴側には、吸着剤として水
素化処理（還元処理）を施した活性炭が、冷媒としてア
ンモニアが、それぞれ充填されている。冷却水コイル１
２Ａ、１２Ｂ及び冷却水管１２Ｃ〜１２Ｋ、冷水コイル
１３Ａ及び冷水管１３Ｂ〜１３Ｄには、それぞれ不凍液
である冷却水、冷水が満たされている。

【００２０】上記構成を有する本実施の形態の吸着式冷
熱発生装置において、吸着剤熱交換器１と吸着剤熱交換
器２は、互いに吸着と脱離を交互に行なうが、いま吸着
剤熱交換器１が脱離過程、吸着剤熱交換器２が吸着過程
であるとしてその冷房動作を説明する。この状態では、
熱媒電磁ストップ弁１４、１７、１９及び冷媒電磁スト
ップ弁２０、２３が開となっており、他の弁は全て閉と
なっている。冷暖切換四方弁２６Ａは、冷却水管１２Ｋ
と冷却水管１２Ｆ、冷却水管１２Ｇと冷水管１３Ｄをそ
れぞれ連通し、冷暖切換四方弁２６Ｂは、冷却水管１２
Ｊと冷却水管１２Ｅ、冷却水管１２Ｈと冷水管１３Ｂを
それぞれ連通している。

【００２１】熱媒加熱器４で加熱され高温になった熱媒
は、吸着剤熱交換器１に導かれ、吸着剤と熱媒の間で熱
媒配管８Ａの管壁を介して熱交換が行なわれる。熱媒は
吸着剤に熱を与えて徐々に冷却される。熱媒は、入口か
ら出口にかけて形成されている温度、濃度分布中を通過
することで、比較的低温になって吸着剤熱交換器１を出
る。一方、吸着剤は加熱され、冷媒を蒸気として脱離し
始める。脱離した冷媒蒸気は冷媒電磁ストップ弁２０を
介して、冷媒高圧蒸気管９Ａ、９Ｂを通り、凝縮器５の
胴側に導かれる。冷媒蒸気はここで冷却水コイル１２Ｂ
を通る冷却水により冷却されて凝縮し冷媒液となる。こ
の冷媒液は、冷媒液管１１の冷媒膨脹弁２７を経て蒸発
器６の胴側に導かれ、冷媒循環ポンプ２８により冷水コ
イル１３Ａに散布され、その中を流れる冷水の熱を奪っ
て蒸発する。蒸発した冷媒蒸気は、冷媒低圧蒸気管１０
Ｂ、１０Ｄ、冷媒電磁ストップ弁２３、冷媒低圧蒸気管
１０Ｃを経て吸着剤熱交換器２の胴側に導かれ、該胴側
に内装された吸着剤に吸着される。

【００２２】一方、吸着剤熱交換器１で吸着剤と熱交換
した熱媒は、熱媒配管８Ｅ、熱媒電磁ストップ弁１４、
熱媒配管８Ｆを経て熱媒冷却水熱交換器３の胴側に導か
れ、冷却水コイル１２Ａを通る冷却水と熱交換して外気
温度近くまで冷却される。冷却された熱媒は、熱媒配管
８Ｇ、８Ｋ、熱媒電磁ストップ弁１７、熱媒配管８Ｌ、
８Ｒ、熱媒循環ポンプ７、熱媒配管８Ｎ、熱媒電磁スト
ップ弁１９、熱媒配管８Ｐ、８Ｈを経て吸着剤熱交換器
２の熱媒配管８Ｂに導かれる。該吸着剤熱交換器２の胴
側では冷媒の吸着が行なわれており、この吸着に伴う吸
着熱が発生している。熱媒配管８Ｂに導かれた熱媒は胴
側に発生している吸着熱を奪って徐々に昇温され、吸着
剤熱交換器２の胴側に形成されている温度、濃度分布中
を通過することで比較的高温になって吸着剤熱交換器２
を出る。これが吸着熱の回収過程（又は操作）である。
吸着剤熱交換器２を出た熱媒は、熱媒配管を経て再び熱
媒加熱器４により所定の温度に加熱されて吸着剤熱交換
器１に流入し、上述のサイクルを繰り返す。

【００２３】凝縮器５で冷媒を冷却した冷却水は、熱媒
冷却水熱交換器３で熱媒を冷却することにより昇温さ
れ、冷却水ポンプ２９により冷却水管１２Ｄ、１２Ｅを
経て冷暖切換四方弁２６Ｂに送られ、この冷暖切換四方
弁２６Ｂから空冷放熱器２４に送り込まれ、外気により
冷却されたのち、冷暖切換四方弁２６Ａを経て再び凝縮
器５に送り込まれる。

【００２４】他方、蒸発器６で冷媒に蒸発熱を奪われて
冷却された冷水は、冷水ポンプ３０により、冷暖切換四
方弁２６Ａを経て室内ファンコイルユニット２５に送り
込まれて冷房を行ない、次いで冷暖切換四方弁２６Ｂを
経て蒸発器６に還流する。

【００２５】吸着剤熱交換器１に形成された温度、濃度
分布層が変化するに従い、吸着剤熱交換器１出口での熱
媒の温度は高くなる。図示されていない温度検知手段に
よって吸着剤熱交換器１出口の熱媒温度が所定の温度を
超えたことを示す信号が出力されると、これまで開いて
いた冷媒電磁ストップ弁２０、２３及び熱媒電磁ストッ
プ弁１４、１７、１９が閉じられ、これまで閉じられて
いた冷媒電磁ストップ弁２１、２２及び熱媒電磁ストッ
プ弁１５、１６、１８が開かれて、熱媒の循環方向がこ
れまでと逆になる。この新しい状態では、吸着剤熱交換
器１が吸着、吸着剤熱交換器２が脱離となり、前述の動
作と同様の動作が行なわれる。

【００２６】吸着剤熱交換器２の熱媒出口にも熱媒の温
度を検知する図示されていない温度検知手段が設けられ
ており、上述の弁の開閉の切換が前記出口における熱媒
温度の変化に追随して行なわれ、連続的な冷凍運転が行
なわれる。

【００２７】次に、暖房動作を説明する。暖房状態にお
いても吸着剤熱交換器１と吸着剤熱交換器２が冷媒の吸
着、脱離を交互に行なうのは冷房時と同じである。いま
吸着剤熱交換器１が脱離過程、吸着剤熱交換器２が吸着
過程であるとしてその暖房動作を説明する。この状態で
は、熱媒電磁ストップ弁１４、１７、１９及び冷媒電磁
ストップ弁２０、２３が開となっており、他の弁は全て
閉とされている。冷暖切換四方弁２６Ａは、冷却水管１
２Ｇと冷却水管１２Ｆ、冷却水管１２Ｋと冷水管１３Ｄ
をそれぞれ連通し、冷暖切換四方弁２６Ｂは、冷却水管
１２Ｅと冷却水管１２Ｈ、冷却水管１２Ｊと冷水管１３
Ｂをそれぞれ連通している。

【００２８】吸着剤熱交換器１、２、凝縮器５、熱媒冷
却水熱交換器３、熱媒加熱器４、蒸発器６は、冷房時と
同様に動作して熱媒を循環させる。凝縮器５、熱媒冷却
水熱交換器３を通過して冷媒及び熱媒を冷却し自身は加
熱された冷却水は、冷却水ポンプ２９により、冷暖切換
四方弁２６Ｂを経て室内ファンコイルユニット２５に送
り込まれて暖房を行ない、次いで冷暖切換四方弁２６Ａ
を経て再び凝縮器５に送られる。一方、蒸発器６で冷媒
の蒸発熱を奪われて冷却された冷水コイル１３Ａ中の冷
水は、冷水ポンプ３０により、冷暖切換四方弁２６Ａを
経て空冷放熱器２４に送り込まれる。空冷放熱器２４に
送り込まれた冷水は、外気の熱を奪って昇温され、冷暖
切換四方弁２６Ｂを経て再び蒸発器６に還流する。

【００２９】冬期暖房時には、外気温度が２７３°Ｋ以
下の場合があり、空冷放熱器２４を通過して蒸発器６に
流入する冷水の温度が２７３°Ｋ以下の場合が生ずる。
このような場合でも、本実施例では冷媒にアンモニアが
用いられているので冷水コイル１３Ａに冷媒が凍結、付
着することがなく、ヒ−トポンプ運転の継続が可能であ
る。

【００３０】ところで、上記実施の形態の吸着式冷熱発
生装置に用いる冷媒と吸着剤は、先に述べたように、冷
媒にアンモニア、吸着剤に活性炭を用いる。しかし、先
に記したように、バッチ式で交互に冷媒の吸着と脱離の
サイクルを行なわせる操作を切り換えながら運転するの
で、１回当りの吸着・脱離サイクルで発生する冷熱発生
量Ｒを大きくすることにより、実質的に吸着剤熱交換器
１、２（図５）の容積を小さくし、装置全体をコンパク
ト化すると同時に、切り換え時の熱損失を小さくし熱効
率の向上を図る必要がある。

【００３１】これらの課題を解決するために、市販の活
性炭に化学的処理を施すことによって、活性炭の吸着・
脱離特性を改善し、吸着時と脱離時の吸着濃度差Δｘを
大きくし、１回当りの吸着・脱離サイクルで発生する冷
熱発生量Ｒを向上させる。具体的には、真空中又は不活
性ガス中で６００〜８００℃の温度に保持した活性炭
に、水素を通すことによって表面を還元させる水素化処
理（還元処理）を施す。一般に活性炭の製造プロセス
は、やしがら等の原料を炭化させた後、７５０〜９００
℃の温度で水蒸気等によって賦活を行なう。この過程に
おいて、吸着に寄与するミクロ孔が形成される。活性炭
の分子構造は、黒鉛結晶を基本としているが、表面には
賦活の過程でいろいろな化合物が生成していると考えら
れる。

【００３２】図４（Ａ）〜（Ｇ）は、高賦活化によって
活性炭の表面に形成された各種官能基を示す構造模式図
である。（Ａ）はカルボキシル基、（Ｂ）はフェノール
性水酸基、（Ｃ）はキノン型カルボニル基、（Ｄ）はエ
ーテル、過酸化物、エステル、（Ｅ）はフルオレセイン
型ラクトン、（Ｆ）はカルボン酸無水物、（Ｇ）は環状
過酸化物、をそれぞれ示す。

【００３３】これらの官能基は、活性炭表面の被吸着物
質に作用して吸着特性に影響を及ぼしているものと考え
られる。それは特に表面での吸着が支配的な低吸着濃度
時に顕著である。高い吸着濃度時にはミクロ孔内での凝
縮が吸着量の支配的な要因であるので表面官能基の影響
は少ない。アンモニアのような極性のある物質は、これ
らの官能基に対し親和性があり、化学吸着性が強くなる
と考えられ、その結果吸着量が多くなる。

【００３４】図１は、本発明に係る吸着剤の一実施の形
態を示し、活性炭の還元処理後の表面構造を示す構造模
式図である。水素によって還元処理を行なった活性炭の
表面は、図４に示したような官能基が水素化されている
と考えられる。これらは、アンモニアに対して親和性を
示さないので、アンモニアの脱離時の低吸着濃度域での
冷媒吸着濃度ｘ₁は小さくなり、これによって冷媒吸着
濃度差Δｘを大きくすることが出来る。

【００３５】図３は、吸着剤の温度と冷媒吸着濃度の関
係を示す吸着・脱離等圧線図である。吸着・脱離時の冷
媒吸着濃度変化を吸着・脱離等圧線上に概念的に示した
もので、曲線３５は、吸着剤から冷媒が脱離する時の等
圧線を示し、曲線３６は、吸着剤に冷媒が吸着する時の
等圧線を示す。吸着剤については、同一冷媒での比較で
は、吸着時と脱離時の冷媒吸着濃度の差Δｘで評価出来
る。即ち、蒸発器蒸発圧力Ｐ₂、吸着剤の冷却温度Ｔ₂の
時の冷媒吸着濃度ｘ₂と、凝縮器凝縮圧力Ｐ₁、吸着剤の
加熱温度Ｔ₁の時の冷媒吸着濃度ｘ₁との差である冷媒吸
着濃度差Δｘが大きいものが良い。

【００３６】図２は、活性炭の還元処理前と還元処理後
について、活性炭の温度とアンモニア吸着濃度の関係を
示す吸着・脱離等圧線図である。ここで、曲線３１、３
２は、吸着剤である活性炭から冷媒であるアンモニアが
脱離する時の等圧線を示し、曲線３１は還元処理前、曲
線３２は還元処理後の状態を各々示す。又、曲線３３、
３４は、活性炭にアンモニアが吸着する時の等圧線を示
し、曲線３３は還元処理前、曲線３４は還元処理後の状
態を各々示す。脱離時、温度Ｔ₁＝４５３゜Ｋでのアン
モニア吸着濃度ｘ₁の比較では、還元処理を施した後の
活性炭の値は０．０８６で還元処理前の活性炭の値０．
０９４に対して小さい。吸着時、温度Ｔ₂でのアンモニ
ア吸着濃度ｘ₂の比較では、還元処理を施した後の活性
炭の値は０．２７で還元処理前の活性炭の値０．２６５
に対して大きい。従って、結果的にアンモニア吸着濃度
差Δｘは、活性炭の還元処理後の方が大きく、１回当り
の吸着・脱離サイクルで発生する冷熱発生量Ｒの値も大
きくなる。

【００３７】かさ密度については、還元処理前が０．４
４３に対して、還元処理後は０．４３４で若干減少して
いるが、これは官能基が水素化されたことによる重量減
少と考えられる。又、還元処理後の吸着濃度ｘ₂の増加
は、官能基がなくなったことによってミクロ孔が増加し
たことによると考えられる。これらの結果を表１還元処
理前及び還元処理後の活性炭特性に示す。表１による
と、Ｒｖの値は、還元処理前が７９に対して還元処理後
は８４で増加している。

【００３８】

【表１】

【００３９】上記実施の形態においては、水素による還
元処理を用いたが、ヒドラジン等の還元剤を用いた処理
でも、冷媒にアンモニアを用いた場合、１回の吸着・脱
離サイクルで発生する冷熱発生量を増大させることが出
来、その結果、装置、機器をコンパクト化し吸着剤熱交
換器の熱容量を軽減出来、切り換え時の熱損失を減らし
て熱効率を向上させることが期待出来る。

【００４０】

【発明の効果】本発明の冷媒・吸着剤によれば、吸着・
脱離作用で発生する冷熱発生量を多くすることが出来
る。

【００４１】又、本発明の吸着式冷熱発生装置によれ
ば、上記冷媒・吸着剤を用い、吸着・脱離作用で発生す
る冷熱発生量を多くすることにより、装置のコンパクト
化と熱効率の向上を図ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る吸着剤の一実施の形態を示し、活
性炭の還元処理後の表面構造を示す構造模式図である。

【図２】活性炭の還元処理前と還元処理後について、活
性炭の温度とアンモニア吸着濃度の関係を示す吸着・脱
離等圧線図である。

【図３】吸着剤の温度と冷媒吸着濃度の関係を示す吸着
・脱離等圧線図である。

【図４】高賦活化によって活性炭の表面に形成された各
種官能基を示す構造模式図である。

【図５】本発明に係る吸着式冷熱発生装置の一実施の形
態を示す系統図である。

【符号の説明】

１、２吸着剤熱交換器３熱媒冷却水熱交換器４熱媒加熱器５凝縮器６蒸発器７熱媒循環ポンプ１３Ａ冷水コイル１４〜１９熱媒電磁ストップ弁２０〜２３冷媒電磁ストップ弁２４空冷放熱器２５室内ファンコイルユニット２６Ａ、２６Ｂ冷暖切換四方弁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】冷媒及び該冷媒を吸着する吸着剤を使用
すると共に前記冷媒と前記吸着剤との間の吸着・脱離作
用を利用する吸着式冷熱発生サイクルの冷媒・吸着剤に
おいて、前記冷媒にアンモニア、前記吸着剤に還元処理
を施した活性炭を用いたことを特徴とする冷媒・吸着
剤。
【請求項２】熱媒配管で接続され冷媒及び吸着剤を内
装した複数の吸着剤熱交換器と、該吸着剤熱交換器それ
ぞれに弁及び冷媒管を介して接続された凝縮器と、該凝
縮器に冷媒管を介して接続されると共に前記吸着剤熱交
換器それぞれに弁及び冷媒管を介して接続された蒸発器
と、前記熱媒配管に介装された熱媒加熱器、熱媒冷却水
熱交換器及び熱媒循環ポンプと、前記蒸発器に内装され
て冷熱を取り出す冷水コイルとを含む吸着式冷熱発生装
置において、前記冷媒及び吸着剤は、請求項１に記載の
冷媒・吸着剤であることを特徴とする吸着式冷熱発生装
置。