特許 5910862 空気調和装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5910862

(24)【登録日】2016年4月8日

(45)【発行日】2016年4月27日

(54)【発明の名称】空気調和装置

(51)【国際特許分類】

   F25B 29/00 20060101AFI20160414BHJP

   F25B 27/02 20060101ALI20160414BHJP

【ＦＩ】

   F25B29/00 421

   F25B27/02 J

【請求項の数】2

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2012-30240(P2012-30240)

(22)【出願日】2012年2月15日

(65)【公開番号】特開2013-167388(P2013-167388A)

(43)【公開日】2013年8月29日

【審査請求日】2015年1月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000011

【氏名又は名称】アイシン精機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100081776

【弁理士】

【氏名又は名称】大川 宏

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 敏行

【審査官】 河内 誠

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０２−１８３７７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１７４６７９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２５Ｂ ２５／０２，２７／０２，２９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

室内を冷暖房させる空気調和装置であって、
室内機の冷房運転時において前記室内機から吐出された冷媒を圧縮させるとともに前記室内機の暖房運転時において室外機から吐出された冷媒を圧縮させるコンプレッサと、
前記コンプレッサを駆動するエンジンと、
前記室内機の前記冷房運転時において前記コンプレッサで圧縮された冷媒を熱交換させて凝縮させるとともに前記暖房運転時には蒸発器として機能する室外熱交換器と、
作動流体を吸着剤に吸着させる吸着モードと、前記吸着剤に吸着された前記作動流体を前記吸着剤から脱離させる脱離モードとを交互に実行可能な吸着部と、前記吸着モードおよび前記脱離モードの実行に伴い前記作動流体の気化潜熱により冷却作用を発生させて前記冷媒を冷却する冷却部と、前記脱離モードの実行に伴い前記吸着剤から脱離した気体状の前記作動流体を凝縮させる吸着式ヒートポンプ用凝縮器と、前記吸着モードの実行に伴い発熱した前記吸着剤と熱交換した流体と外気とを熱交換する吸着式ヒートポンプ用熱交換器と、を有し、前記室内機の前記冷房運転時において駆動されるとともに前記暖房運転時に停止する吸着式ヒートポンプと、
外気を前記吸着式ヒートポンプ用凝縮器、前記吸着式ヒートポンプ用熱交換器および前記室外熱交換器に供給する送風経路を形成する送風要素と、を備え、
前記室内機の前記暖房運転時に、前記吸着式ヒートポンプ用熱交換器には、前記コンプレッサを駆動するエンジンの廃熱経路を通る流体が流通し、
前記吸着式ヒートポンプ用熱交換器は、前記室外熱交換器よりも前記送風経路の上流側で前記室外熱交換器に隣接し、
前記吸着式ヒートポンプ用凝縮器は、前記吸着式ヒートポンプ用熱交換器よりも前記送風経路の上流側で前記吸着式ヒートポンプ用熱交換器の少なくとも一部に隣接している空気調和装置。

【請求項2】

前記吸着式ヒートポンプ用熱交換器の少なくとも一部と、前記吸着式ヒートポンプ用凝縮器とは、互いに接触している請求項１に記載の空気調和装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は室内の空気の温度を調整する空気調和装置に関する。

【背景技術】

【0002】

空気調和装置においては、消費電力１ｋＷあたりの冷暖房効率を示すＣＯＰ（Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，成績係数）を高めることが要請されている。そこで、空気調和装置として、水等の作動流体を吸着可能なシリカゲル等の吸着剤を有する吸着式ヒートポンプを搭載したものが知られている（特許文献１〜３参照）。この種の空気調和装置は、吸着式ヒートポンプで得られた冷却作用により、室内機の冷房運転時において室内機から吐出されコンプレッサで圧縮された冷媒を予備的に冷却させることにより、冷房運転時のＣＯＰを向上させることを意図したものである。

【0003】

一般的な吸着式ヒートポンプは、作動流体（例えば水）を脱着可能な吸着剤（例えばシリカゲル）を収容する吸着部と、吸着部から脱離した気体状の作動流体を凝縮し液化させる吸着用凝縮器と、吸着用凝縮器で液化した作動流体を気化させる冷却部と、を持つ。冷却部でこのとき生じる気化潜熱により、空気調和装置用の冷媒を直接的または間接的に冷却することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００５−１９５１８４号公報

【特許文献2】特開平８−２９６９２１号公報

【特許文献3】特開２０１１−１７４６７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述した吸着式ヒートポンプを搭載する空気調和装置は、水等の作動流体を吸着可能なシリカゲル等の吸着剤を有する吸着部の他に、吸着剤から脱離させたガス状の作動流体を凝縮させる吸着用凝縮器と、吸着用凝縮器で凝縮された作動流体を気化させて気化潜熱により冷却作用を発生させる冷却部と、吸着モードの実行により昇温した吸着部を冷却させることにより昇温された吸着式ヒートポンプ用冷却流体を外気との熱交換により冷却させる吸着用熱交換器とを有する。

【0006】

上述した吸着式ヒートポンプを空気調和装置に搭載する場合、冷房運転時においては、空気調和装置の冷媒を吸着式ヒートポンプによって冷却できるので冷房効率が向上する。しかし本願の発明者等は、空気調和装置のＡＰＦを年間を通して向上させるべく更なる鋭意研究を重ねた結果、吸着式ヒートポンプを搭載した空気調和装置においては冬季における暖房運転効率を向上させ難いことを見出した。これは以下の理由による。

【0007】

上述したように吸着式ヒートポンプにおける吸着用凝縮器は、一般に、気体状の作動流体を空冷することで凝縮させる。空気調和装置の室外機は、吸着用凝縮器以外の凝縮器およびラジエータ等の熱交換器を複数含む。これらの各種熱交換器を流通する流体（空気調和装置用の冷媒、エンジン用のクーラント、吸着式ヒートポンプ用のクーラント等）は、何れも、吸着用凝縮器を流通する作動流体よりも高温である。したがって吸着用凝縮器は、室外機の最も外側に配置される。ところで、例えば冬季においては空気調和装置を冷房運転しない。この場合には、吸着式ヒートポンプは停止し、吸着用凝縮器における作動流体の流れもまた停止している。上述したように吸着用凝縮器は室外機の最も外側に位置しているため、外気により冷却される。外気温が低かったり雪が降ったりすると、吸着用凝縮器に霜がついたり、吸着用凝縮器に積雪したりする。

【0008】

空気調和装置の室外熱交換器を流通する流体（空気調和装置用の冷媒）はエンジン用クーラント（所謂エンジン冷却水）に比べて低温である。このため室外熱交換機は、室外機における吸着用凝縮器の内側に、吸着用凝縮器に隣接して配置されるのが一般的である。暖房運転時には、室外熱交換機は作動流体を気化させる蒸発器として機能するが、上述したように、吸着用凝縮器に霜がついていたり積雪していたりする場合には、室外熱交換器が吸着用凝縮器によって冷却される。このため、室外熱交換器による作動流体の気化工程が効率良く行われ難く、空気調和装置の暖房効率が向上し難い場合がある。室外熱交換機を除霜運転する（つまり、空気調和装置を一時的に冷房運転し、室外熱交換機に温かい作動流体を流通させる）ことで、室外熱交換機を昇温することもできる。しかし、この除霜運転によっても、吸着用凝縮器を除霜および除雪可能な程度に加熱することは困難である。このため、暖房運転時における空気調和装置の暖房効率をさらに向上させることは困難であった。

【0009】

本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、暖房運転時における吸着用凝縮器の着霜や積雪を抑制できる空気調和装置を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明に係る空気調和装置は、室内を冷暖房させる空気調和装置であって、作動流体を吸着剤に吸着させる吸着モードと、前記吸着剤に吸着された前記作動流体を前記吸着剤から脱離させる脱離モードとを交互に実行可能な吸着部と、前記吸着モードおよび前記脱離モードの実行に伴い前記作動流体の気化潜熱により冷却作用を発生させる冷却部と、前記脱離モードの実行に伴い前記吸着剤から脱離した気体状の前記作動流体を凝縮させる吸着式ヒートポンプ用凝縮器と、前記吸着モードの実行に伴い発熱した前記吸着剤と熱交換する吸着式ヒートポンプ用熱交換器と、を有する吸着式ヒートポンプと、室内機の冷房運転時において前記室内機から吐出された冷媒を圧縮させるとともに前記室内機の暖房運転時において前記室外機から吐出された冷媒を圧縮させるコンプレッサと、前記コンプレッサを駆動するエンジンと、前記コンプレッサで圧縮された冷媒を熱交換させて凝縮させる室外熱交換器と、装置外部の冷却風を前記吸着式ヒートポンプ用凝縮器、前記吸着式ヒートポンプ用熱交換器および前記室外熱交換器に供給する送風経路を形成する送風要素と、を備え、前記吸着式ヒートポンプ用熱交換器には、前記コンプレッサを駆動するエンジンの廃熱経路を通る流体が流通し、前記吸着式ヒートポンプ用熱交換器は、前記室外熱交換機よりも前記送風経路の上流側で前記室外熱交換機に隣接し、前記吸着式ヒートポンプ用凝縮器は、前記吸着式ヒートポンプ用熱交換器よりも前記送風経路の上流側で前記吸着式ヒートポンプ用熱交換機の少なくとも一部に隣接しているものである。

【0011】

以下、空気調和装置を、単に空調装置と略する。また、吸着式ヒートポンプ用熱交換機を、単に吸着用熱交換器と略する。吸着式ヒートポンプ用凝縮器を、単に吸着用凝縮器と略する。空調装置のコンプレッサを駆動するエンジンを単にエンジンと略する。

【0012】

本発明の空調装置によれば、エンジンの廃熱経路を通る流体を吸着用熱交換器に流通させている。このため吸着用熱交換器は、冷房運転時にも暖房運転時にも、エンジンの廃熱によって暖められる。このような吸着用熱交換機の少なくとも一部を吸着用凝縮器に隣接させることで、吸着用凝縮器を暖めることができる。よって冬季にも吸着用凝縮器には着霜や積雪し難い。また、吸着用熱交換機に着霜や積雪があった場合にも、吸着用熱交換器によって除霜および除雪できる。このため、室外熱交換器は吸着用凝縮器によって冷却され難く、室外熱交換器による作動流体の気化を効率良く行うことができる。すなわち、本発明の空調装置によると、冬季における暖房効率悪化を抑制できる。

【0013】

また、本発明の空調装置は、吸着式ヒートポンプを備えることで、冷房効率に優れる。さらに、吸着用凝縮器は、吸着用熱交換機および室外熱交換器よりも送風流路の上流側に位置しているため、冷房運転時にも効率良く冷却される。このため、本発明の空調装置によると、夏期における冷却効率悪化を抑制できる。つまり、本発明の空調装置によると、通年での冷暖房効率を向上させ得る。

【0014】

本発明の空気調和装置において、吸着用熱交換器の少なくとも一部と、吸着用凝縮器とは、互いに接触していることが好ましい。この場合、吸着用熱交換機によって吸着用凝縮器を効率良く暖めることができ、吸着用凝縮器の着霜や積雪をさらに抑制でき、冬季における暖房効率をさらに向上させ得る。

【発明の効果】

【0015】

本発明の空調装置は、吸着式ヒートポンプを備えることで冷房効率に優れ、かつ、暖房運転時における吸着用凝縮器の着霜や積雪を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】第１モード実施時における実施形態の空調装置の構成を模式的に表すブロック図である。

【図2】第２モード実施時における実施形態の空調装置の構成を模式的に表すブロック図である。

【図3】実施形態の空調装置における室外機の構成を模式的に表す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、具体例を挙げ、本発明の空調装置を説明する。

【0018】

（実施形態）
＜空調装置＞
図１は実施形態の空調装置の概念を模式的に表す。空調装置は室内の空気の温度を調整する。空調装置は吸着式ヒートポンプ２をもつ室外機１を持つ。吸着式ヒートポンプ２は、ケース２０と、ケース２０内に設けられた第１吸着部２１および第２吸着部２２と、気化潜熱を発生させる冷却部２３と、第１四方弁２４と、第２四方弁２５と、ケース２０に設けられた第１ポート３１〜第８ポート３８を持つ。第１吸着部２１および第２吸着部２２は、水等の作動流体を吸着可能なシリカゲル、活性炭、活性アルミナ等の多孔質の吸着剤を持つ。第１四方弁２４は、第１吸着部２１側の第１通路２６と、第２吸着部２２側の第２通路２７とを切り替える。第２四方弁２５は、第１吸着部２１側の第１通路２６と、第２吸着部２２側の第２通路２７とを切り替える。具体的には、第１四方弁２４および第２四方弁２５を切り替えることで、後述する第１モードおよび第２モードに対応する。第１モードにおいては、第１吸着部２１側の第１通路２６を後述するエンジン用クーラント通路９に接続して、後述するエンジン１４と熱交換したクーラント（エンジン用クーラント）を第１通路２６に流通させる。またこのとき、第２吸着部２２側の第２通路２７を後述する吸着用クーラント通路６に接続して、後述する吸着用熱交換器５２を通過したクーラント（吸着用クーラント）を第２通路２７に流通させる。第２モードにおいては、第１吸着部２１側の第１通路２６を吸着用クーラント通路６に接続して、第１通路２６に吸着用クーラントを流通させる。またこのとき、第２吸着部２２側の第２通路２７をエンジン用クーラント通路９に接続して、第２通路２７にエンジン用クーラントを流通させる。なお、エンジン用クーラントおよび吸着用クーラントは、流通経路が異なり温度が異なるだけで、同じものである。

【0019】

更に、図１に示すように、吸着剤から脱離させたガス状の作動流体を凝縮させる通風可能な吸着用凝縮器５０がケース２０の外方に設けられている。冷却部２３は、吸着用凝縮器５０で凝縮された液体状の作動流体を連通路４５を介して受けると共に、液体状の作動流体を気化させて気化潜熱により冷却作用を発生させる。吸着式ヒートポンプ２には作動流体を循環させる作動流体通路４０が設けられている。図１に示すように、吸着式ヒートポンプ２内の作動流体通路４０は、冷却部２３、第１弁４１、第１吸着部２１、第２弁４２、第８ポート３８、吸着用凝縮器５０、第７ポート３７、第３弁４３、第２吸着部２２、第４弁４４、冷却部２３を順に連通させると共に、吸着用凝縮器５０と冷却部２３とを連通させる連通路４５を持つ。

【0020】

吸着用クーラント通路６（吸着式ヒートポンプ用クーラント通路）には、クーラントが流通する。吸着用クーラント通路６は、クーラントによって、吸着式ヒートポンプ２の第１吸着部２１および第２吸着部２２を交互に冷却する。吸着用クーラント通路６は、吸着式ヒートポンプ２の第１ポート３１、通風可能な吸着用熱交換器５２、ポンプ６０（吸着式ヒートポンプ用クーラント搬送手段）、第２ポート３２を介して、吸着式ヒートポンプ２内の第１通路２６または第２通路２７に連絡している。

【0021】

室内機８に連絡する冷媒通路７４は、室内機８から冷媒を室外熱交換器７に帰還させる復路７４ｙと、室外熱交換器７から冷媒を室内機８に向けて移動させる往路７４ｘとをもつ。冷媒通路７４において、室外熱交換器７の上流には、コンプレッサ８３が設けられている。コンプレッサ８３は、室内機８から吐出された冷媒を圧縮させて高温高圧化させる。コンプレッサ８３はエンジン１４により駆動される。

【0022】

図３に示すように、空調装置の室外機１は、２階建ての基体１５に配置されている。具体的には、基体１５の一階部分はエンジンルームであり、エンジン１４、コンプレッサ８３等が配置されている。基体１５の二階部分には、送風ファン１０が配設されている。送風ファン１０は外気を基体１５の外部から基体１５の内部に取入れ、さらに基体１５の上方に送風する。室外熱交換器７、吸着用凝縮器５０、吸着用熱交換機５２、後述するエンジン用ラジエータ９１は、基体１５の二階部分（つまり、送風ファン１０により形成される送風経路１１上）に配置され、通風可能である。室外熱交換器７は二分割されている。吸着用熱交換機５２もまた二分割され、各室外熱交換機７の外側にそれぞれ一つずつ配置されている。各室外熱交換機７と、それに隣接する各吸着用熱交換機５２とは、僅かに（実施形態においては２０ｍｍ程度）離間している。一方の吸着用熱交換機５２の外側には、吸着用凝縮器５０が一体的に配置されている。つまり、吸着用凝縮器５０と吸着用熱交換機５２とは一体化され互いに接触している。吸着用凝縮器５０は基体１５の最外方に配置され、基体１５内部における送風経路１１の最上流側に配置されている。エンジン用ラジエータ９１は室外熱交換機７よりもさらに内側（送風経路１１）の下流側に配置されている。

【0023】

送風要素としての送風ファン１０が駆動すると、冷却風を通過させる送風経路１１が形成される。吸着式ヒートポンプ２の運転に用いられる吸着用凝縮器５０および吸着用熱交換機５２の熱交換機能を良好に得るためには、送風ファン１０により取入れられ吸着用凝縮器５０および吸着用熱交換機５２を冷却する冷却風１７の温度は、３５℃以下が好ましく、２５℃以下が更に好ましい。

【0024】

〔冷房運転〕
図１および２に示すように、冷房運転時においては、室内機８から冷媒通路７４の復路７４ｙに吐出された冷媒は、コンプレッサ８３で圧縮されて高温高圧となり、室外熱交換器７に供給される。室外熱交換器７は送風経路１１に設けられており、コンプレッサ８３で圧縮された冷媒を冷却して凝縮させ、冷媒の液体化を進行させる。このように冷媒の凝縮が行われると、室外熱交換器７は凝縮熱を放出する。

【0025】

冷媒通路７４のうち室外熱交換器７から室内機８に向かう往路７４ｘは、吸着式ヒートポンプ２の冷却部２３に連通する迂回路７６をもつ。迂回路７６は、往路７４ｘから冷却部２３に向かう往路７６ｘと、冷却部２３から帰還する復路７６ｙと、冷媒を迂回路７６に迂回させる迂回弁（三方弁）７５とを持つ。冷房運転時においては、迂回弁７５は迂回路７６側に連通するよう切り換えられている。室外熱交換器７とコンプレッサ８３との間には、室外熱交換器７に供給する冷媒量を制御する冷媒弁７３が設けられている。冷媒通路７４のうち往路７４ｘは、室外熱交換器７の出口７ｐから導出されており、迂回弁７５、迂回路７６の往路７６ｘ、第５ポート３５を経て吸着式ヒートポンプ２の冷却部２３を通過し、復路７６ｙ，第６ポート３６，往路７４ｘを経て室内機８に連絡している。

【0026】

室内機８は、冷房時において室外熱交換器７で凝縮された冷媒を膨張させ得る室内膨張弁８０と、冷房時において蒸発器として機能できる室内熱交換器８２とを持つ。すなわち、室内の冷房時に吸着式ヒートポンプ２が運転されるときには、室外熱交換器７で凝縮された冷媒は、冷媒通路７４の往路７４ｘを流れ、迂回弁７５、迂回路７６および第５ポート３５を介して吸着式ヒートポンプ２の冷却部２３に供給されて、冷却部２３により予備冷却される。その後、呼び冷却された冷媒は、第６ポート３６から吐出されて室内機８に供給され、室内膨張弁８０によって膨張し、更に、室内熱交換器８２で低温低圧化されて蒸発し、室内の冷房作用を発生させる。

【0027】

このように室内熱交換器８２によって蒸発した気体状の冷媒は、冷媒通路７４の復路７４ｙを流れ、コンプレッサ８３で再び圧縮されて高温高圧とされた後、室外熱交換器７で再び凝縮されて液体化される。なお、室外熱交換器７で凝縮した冷媒を吸着式ヒートポンプ２の冷却部２３に供給しないときには、迂回弁７５を切り替える。すると、迂回弁７５を通過した冷媒は、迂回路７６に流入せず、往路７４ｘを直進して室内機８に供給される。その結果、室外熱交換器７から吐出された冷媒を冷却部２３に流すことなく、つまり予冷させることなく、迂回弁７５を介して室内機８に直接供給する。

【0028】

エンジン１４にはクーラントが流通している。エンジン用クーラント通路９は、吸着式ヒートポンプ２の第１吸着部２１および第２吸着部２２を交互にクーラントにより加熱する。エンジン用クーラント通路９は、ポンプ９０（エンジン用クーラント搬送手段）を持つ。エンジン１４で加熱されたクーラントは、ポンプ９０により、エンジン１４の出口１４ｐから吐出され、第３ポート３３から吸着式ヒートポンプ２内の第１通路２６または第２通路２７に供給される。その後、第１通路２６または第２通路２７に供給されたクーラントは、更に、吸着式ヒートポンプ２の第４ポート３４から吐出され、エンジン三方弁９２、ポンプ９０を介してエンジン１４の入口１４ｉに帰還する。

【0029】

エンジン用ラジエータ９１は入口ポートＡ，出口ポートＢを持つ。エンジン１４で加熱されたクーラントの水温が過剰に高いときには、第４ポート３４から吐出されたクーラントをラジエータ通路９３、エンジン用ラジエータ９１に供給するようにエンジン三方弁９２を制御する。この結果、第４ポート３４から吐出されたクーラントは、ラジエータ通路９３を介して入口ポートＡに供給され、エンジン用ラジエータ９１の放熱で冷却された後、出口ポートＢから吐出され、エンジン三方弁９２、ポンプ９０および入口１４ｉを介してエンジン１４に帰還する。なおエンジン１４で加熱されたクーラントの水温が適温域であるときには、クーラントの過冷を防止すべく、クーラントをエンジン用ラジエータ９１に供給させないように、エンジン三方弁９２を作動させる。なお、各弁の切り替え制御は、制御部１００によって行われる。

【0030】

〔吸着式ヒートポンプ〕
吸着式ヒートポンプ２の動作について説明する。まず、第１吸着部２１の脱離モードおよび第２吸着部２２の吸着モードを実行する第１モードについて説明する。

【0031】

（第1モード）
図１に示すように、第１モードでは、第１弁４１および第３弁４３が閉鎖され、第２弁４２および第４弁４４が開放されている。この状態で、制御部１００は第１四方弁２４および第２四方弁２５を制御する。具体的には、第１四方弁２４によって吸着式ヒートポンプ２内の第１通路２６をエンジン用クーラント通路９に接続し、第２通路２７を吸着用クーラント通路６に接続する。この状態で、ポンプ９０が作動すると、エンジン１４で加熱された高温のクーラントは、出口１４ｐ、エンジン用クーラント通路９の往路９ｘ、第３ポート３３、第１四方弁２４、第１通路２６を介して第１吸着部２１に供給されて第１吸着部２１を加熱し、更に第２四方弁２５、第４ポート３４、エンジン用クーラント通路９の復路９ｙ、通路９ｕ、エンジン三方弁９２、ポンプ９０を介してエンジン１４に帰還する。このように高温のクーラントで第１吸着部２１が加熱されて脱離モードを行う。更に、ポンプ６０が作動するため、吸着用熱交換器５２で冷却された低温のクーラントは、吸着用熱交換器５２の出口５２ｐから吐出され、吸着用クーラント通路６の往路６ｘ、ポンプ６０、第２ポート３２、第１四方弁２４、第２通路２７を介して第２吸着部２２に供給されて、第２吸着部２２を冷却させる。このとき第２吸着部２２の熱によりクーラントは加熱され、更に、第２通路２７、第２四方弁２５、第１ポート３１、吸着用クーラント通路６の復路６ｙを介して入口５２ｉから吸着用熱交換器５２に帰還し、吸着用熱交換器５２で冷却風１７により冷却される。このようにクーラントで第２吸着部２２が冷却されて吸着モードを行うため、第２吸着部２２の過熱が抑えられ、第２吸着部２２における気体状の作動流体の吸着が継続して進行する。

【0032】

第１モードでは、前述したように第１吸着部２１が加熱されるため、第１吸着部２１の吸着剤に吸着されていた作動流体（一般的には水）が第１吸着部２１から脱離して気体状となり、第２弁４２および第１通路２８ｆを介して、ポート５０ｆから吸着用凝縮器５０に移動し、吸着用凝縮器５０において冷却風１７により冷却されて凝縮する。これにより、作動流体は吸着用凝縮器５０において液化し、吸着用凝縮器５０は凝縮熱を放出する。この場合、第１弁４１および第３弁４３は閉鎖されているため、第１吸着部２１から脱離した気体状の作動流体（一般的には水蒸気）は、冷却部２３および第２吸着部２２に移動しない。吸着用凝縮器５０において凝縮した液体状の作動流体（一般的には水）は、重力により、連通路４５を介して冷却部２３に移動する。

【0033】

また第１モードでは、吸着用クーラント通路６から第２通路２７を流れるクーラントにより第２吸着部２２が冷却されるため、第２吸着部２２の圧力が低下する。ここで、第１弁４１および第３弁４３は閉鎖され、第４弁４４は開放されるため、第２吸着部２２の圧力低下に伴い、冷却部２３の圧力が低下し、よって、冷却部２３に収容されている液体状の作動流体の気化が進行する。冷却部２３における気体状の作動流体（一般的には水）は、開放されている第４弁４４を介して第２吸着部２２に移動し、第２吸着部２２に吸着される。このとき第１弁４１および第３弁４３は閉鎖されているため、冷却部２３における気体状の作動流体は、第１吸着部２１および吸着用凝縮器５０には移動しない。ところで、第２吸着部において吸着剤が作動流体を吸着する吸着作用は、発熱を誘発する。この結果、気体状の作動流体を吸着した第２吸着部２２は加熱される。この場合、第２通路２７を流れるクーラントにより第２吸着部２２は冷却される。よって第２吸着部２２の過剰昇温が防止され、第２吸着部２２の吸着性能が維持される。

【0034】

（第２モード）
次に、第２吸着部２２の脱離モードおよび第１吸着部２１の吸着モードを実行する第２モードについて説明する。図２に示すように、第２モードでは、第１モードとは逆に、第２弁４２および第４弁４４が閉鎖され、第１弁４１および第３弁４３が開放される。この状態で、制御部１００は、エンジン用クーラント通路９が第２通路２７に接続され、吸着用クーラント通路６が第１通路２６に接続されるように、第１四方弁２４および第２四方弁２５を制御する。この結果、エンジン１４で加熱された高温のクーラントは、ポンプ９０の作動により、エンジン１４の出口１４ｐ、エンジン用クーラント通路９の往路９ｘ、第３ポート３３、第１四方弁２４および第２通路２７を介して、第２吸着部２２に供給され、第２吸着部２２を加熱する。その後、クーラントは第２通路２７、第２四方弁２５、第４ポート３４を介してエンジン用クーラント通路９の復路９ｙに帰還する。そしてクーラントは通路９ｕ、エンジン三方弁９２、ポンプ９０を通り、エンジン１４の内部に帰還する。更に、ポンプ６０が作動するため、吸着用熱交換器５２で冷却された低温のクーラントは、吸着用熱交換器５２の出口５２ｐから吐出され、吸着用クーラント通路６の往路６ｘ、第２ポート３２、第１四方弁２４および第１通路２６を介して第１吸着部２１に供給される。そしてクーラントは、第１吸着部２１を冷却し、第２四方弁２５、第１ポート３１、吸着用クーラント通路６の復路６ｙを通り、入口５２ｉから吸着用熱交換器５２に帰還し、吸着用熱交換器５２で冷却される。このとき気体状の作動流体は吸着用熱交換器５２により冷却されて凝縮する。このため吸着用熱交換器５２は凝縮熱を放出する。このように第２モードでは、エンジン１４により加熱された高温のクーラントにより第２吸着部２２が加熱されるため、第２吸着部２２に吸着されていた作動流体が第２吸着部２２の吸着剤から脱離して気体状となる。気体状の作動流体は、開放状態の第３弁４３、第２通路２８ｓ、ポート５０ｓを介して吸着用凝縮器５０に移動し、吸着用凝縮器５０で冷却されて凝縮する。このため作動流体は吸着用凝縮器５０において液体状になり、吸着用凝縮器５０は凝縮熱を放出する。このとき第４弁４４および第２弁４２は閉鎖されているため、第２吸着部２２で発生した気体状の作動流体は、冷却部２３には移動しない。

【0035】

第２モードでは、ポンプ６０が作動し、クーラント（吸着用クーラント）により第１吸着部２１が冷却されるため、第１吸着部２１の圧力が低下する。このとき第２弁４２は閉鎖され、第１弁４１は開放されているため、冷却部２３の圧力が低下し、冷却部２３において作動流体の気化が進行する。このため冷却部２３は気化潜熱により冷却される。冷却部２３の気体状の作動流体は、第１弁４１を介して第１吸着部２１に移動し、第１吸着部２１に吸着される。このとき第１吸着部２１は吸着熱により発熱する。しかし第１通路２６にはクーラントが流通しているため、第１吸着部２１はクーラントにより冷却され、第１吸着部２１の過剰昇温は抑制される。

【0036】

このように、吸着式ヒートポンプ２における第１吸着部２１および第２吸着部２２は、作動流体を吸着剤に吸着して発熱する吸着モードと、吸着剤に吸着された作動流体を吸着剤から脱離する脱離モードとを所定時間毎に交互に実行させる。所定時間は吸着剤、作動流体の種類や量等に応じて適宜設定される。上記したように、冷房運転時には吸着式ヒートポンプ２が運転され、第１モードおよび第２モードによって冷却部２３は冷却される。このため、室外熱交換器７で凝縮され冷却部２３に流入した空調装置用の冷媒は、冷却部２３により予備冷却される。このため、実施形態の空調装置によると、冷房運転時の冷房効率を向上させることができる。なお、冷房運転時すなわち吸着式ヒートポンプ２の作動時には、吸着用凝縮器５０および吸着用熱交換器５２は加熱される。

【0037】

〔暖房運転〕
暖房運転時には、制御部１００は吸着式ヒートポンプ２を停止させる。このとき、室内機８において暖房運転に使用された冷媒は、液体状または気液二相状となる。この冷媒は、図１における流通経路とは逆に、室内機８から冷媒通路７４の往路７４ｘに吐出される。往路７４ｘに吐出された冷媒は、更に室外膨張弁９９で膨張され、その後室外熱交換器７に供給される。このため暖房時には、室外熱交換器７は冷媒を気化させる蒸発器として機能する。室外熱交換器７から吐出された気体状の冷媒は冷媒弁７３を介してコンプレッサ８３に流入する。そして冷媒はコンプレッサ８３で圧縮されて高温高圧となり、冷媒通路７４の復路７４ｙから室内機８に流れ、室内熱交換器８２において凝縮されて凝縮熱を発生させる。この結果、室内が暖房される。

【0038】

ところで、上述したように、暖房運転時には吸着式ヒートポンプ２は停止しているため、吸着用凝縮器５２、第１吸着部２１、第２吸着部２２および冷却部２３へのクーラントの流通を停止している。すなわち、このとき吸着用凝縮器５０は加熱されず、冬季においては、図３に示すように基体１５の最外側に位置する吸着用凝縮器５０に着霜または積雪する可能性がある。しかし、このとき空調装置自体は動作しているため、空調装置の実質的な駆動源であるエンジン１４もまた動作している。したがって、エンジン１４によって加熱されたクーラントによって吸着式熱交換器５２を加熱することができ、ひいては加熱された吸着式熱交換器５２によって吸着用凝縮器５０を加熱することができる。具体的には、制御部１００は暖房運転時においても、定期的に第１四方弁２４および第２四方弁２５の切り替え制御を行う。第１四方弁２４および第２四方弁２５が第１吸着部２１側の第１通路２６とエンジン用クーラント通路９とを接続すると、第１吸着部２１内部の吸着剤および作動流体がエンジン用クーラントによって暖められる。その後、第１四方弁２４および第２四方弁２５が第１吸着部２１側の第１通路２６と吸着用クーラント通路６とを接続すると、吸着用クーラントが第１吸着部２１内部の吸着剤および作動流体によって暖められる。暖められた吸着用クーラントは吸着用熱交換器５２に流入し吸着用熱交換器５２を暖めるとともに、吸着用熱交換器５２に一体化されている吸着用凝縮器５０を暖める。このため、吸着用熱交換器５２によって吸着用凝縮器５０の霜や雪を溶かすことができる。同様に、第１四方弁２４および第２四方弁２５が第２吸着部２２側の第２通路２７とエンジン用クーラント通路９とを接続すると、第２吸着部２２内部の吸着剤および作動流体がエンジン用クーラントによって暖められる。その後、第１四方弁２４および第２四方弁２５が第２吸着部２２側の第２通路２７と吸着用クーラント通路６とを接続すると、吸着用クーラントが第２吸着部２２内部の吸着剤および作動流体によって暖められる。暖められた吸着用クーラントは吸着用熱交換器５２に流入し吸着用熱交換器５２を暖めるとともに、吸着用熱交換器５２に一体化されている吸着用凝縮器５０を暖める。このため、吸着用熱交換器５２によって吸着用凝縮器５０の霜や雪を溶かすことができる。よって、実施形態の空調装置は冬季の暖房運転効率にも優れる。

【0039】

なお、吸着用クーラントの温度は、吸着モードにおいて発熱した吸着剤の過剰な温度上昇を抑制できる程度の温度であれば良く、例えば夏期における外気温よりも高くても良い。吸着用クーラントは、エンジン用クーラントと併用することもできるし、エンジン用クーラントとは異なる流体であっても良い。吸着用クーラントがエンジン用クーラント以外の流体である場合、この吸着用クーラントはエンジン用クーラントと熱交換しても良い。或いは、エンジン用クーラントとは全く異なる経路を流通し、エンジンの廃熱により直接的または間接的に暖められても良い。吸着用クーラントとエンジン用クーラントとを併用すれば、空調装置の部品点数を低減でき、コストダウンできる利点がある。実施形態では制御部１００の制御によって吸着用クーラントを間接的に暖めたが、エンジン用クーラント通路９を一部分岐させて吸着用クーラント通路６に合流させ、吸着用クーラントをエンジン１４によって加熱しても良い。また、その他エンジン１４の廃熱を用いる方法で吸着用クーラントを暖めても良い。何れの場合にも、エンジン１４の廃熱を有効利用することで、冬季にも吸着用凝縮器５０を暖めることができ、暖房運転効率を向上させることができる。

【0040】

（その他）
本発明は上記し且つ図面に示した実施形態のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できる。例えば、室外機１の各構成要素の配置は図３に示す配置に限定されない。また、吸着部を３個以上の複数個設けても良い。

【産業上の利用可能性】

【0041】

本発明の空調装置は、住家、店舗、工場、倉庫、その他の建物用の空調装置として好ましく利用できる。

【符号の説明】

【0042】

１は室外器、１０は送風ファン（送風要素）、１１は送風経路、２は吸着式ヒートポンプ、２１は第１吸着部、２２は第２吸着部、２３は冷却部、１４はエンジン、１５は基体、５０は吸着用凝縮器（吸着式ヒートポンプ用凝縮器）、５２は吸着用熱交換器（吸着式ヒートポンプ用熱交換器）、４０は作動流体通路、６は吸着用クーラント通路、６０はポンプ（吸着用クーラント用のポンプ）、７は室外熱交換器、７３は冷媒弁、７４は冷媒通路、７６は迂回路、８は室内機、８０は室内膨張弁、８２は室内熱交換器、８３はコンプレッサ、９はエンジン用クーラント通路、９０はポンプ（エンジン用クーラント用のポンプ）、９１はエンジン用ラジエータ、９２はエンジン三方弁、１００は制御部を示す。

【図1】

【図2】

【図3】