特許 6555710 冷凍・冷蔵システム

(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】6555710

(24)【登録日】2019年7月19日

(45)【発行日】2019年8月7日

(54)【発明の名称】冷凍・冷蔵システム

(51)【国際特許分類】

   F25D 11/00 20060101AFI20190729BHJP

   F25D 21/04 20060101ALI20190729BHJP

【ＦＩ】

   F25D11/00 101E

   F25D21/04 D

【請求項の数】2

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2015-88811(P2015-88811)

(22)【出願日】2015年4月23日

(65)【公開番号】特開2016-205721(P2016-205721A)

(43)【公開日】2016年12月8日

【審査請求日】2018年4月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】000173809

【氏名又は名称】一般財団法人電力中央研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100101236

【弁理士】

【氏名又は名称】栗原 浩之

(74)【代理人】

【識別番号】100166914

【弁理士】

【氏名又は名称】山▲崎▼ 雄一郎

(72)【発明者】

【氏名】張 莉

(72)【発明者】

【氏名】斉川 路之

(72)【発明者】

【氏名】藤縄 剛史

【審査官】 森山 拓哉

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−０１０７８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２４０１２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１６４１６５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２５Ｄ １１／００

Ｆ２５Ｂ １／００

Ｆ２４Ｆ ３／１２

Ｆ２５Ｄ ２１／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

筐体の内部空間に冷凍・冷蔵商品を収納する収納スペースを有し、蒸発器で冷却された空気を吐出ダクトを介して前記収納スペースに供給するとともに吸込ダクトを介して前記蒸発器に戻す空気循環路と、蒸発器を含む所定の機器間で冷媒を循環させる冷媒循環路とを備えた冷凍・冷蔵システムであって、
前記空気循環路における前記蒸発器の上流側に配設された吸着材付の吸着材塗布熱交換器と、
前記冷媒循環路における上流側で前記吸着材塗布熱交換器と前記蒸発器との間に配設されている膨張弁と、
前記空気循環路における前記吸着材塗布熱交換器の上流側に配設されたヒーターとを有するとともに、
前記吸着材塗布熱交換器が前記空気中の水分を吸着する運転モードである吸着運転モードの際には、前記冷媒が、圧縮機から凝縮器、他の膨張弁、前記吸着材塗布熱交換器、前記膨張弁、前記蒸発器を経て前記凝縮器に戻る冷媒循環路を形成するとともに、空気が、前記吸着材塗布熱交換器を経て前記蒸発器と熱交換する空気循環路を形成する一方、
吸着した水分を脱着する運転モードである脱着運転モードの際には、ヒーターで加熱された空気を前記吸着材塗布熱交換器に供給して前記吸着材塗布熱交換器の脱着を行うように制御する
ことを特徴とする冷凍・冷蔵システム。

【請求項2】

筐体の内部空間に冷凍・冷蔵商品を収納する収納スペースを有し、蒸発器で冷却された空気を吐出ダクトを介して前記収納スペースに供給するとともに吸込ダクトを介して前記蒸発器に戻す空気循環路と、蒸発器を含む所定の機器間で冷媒を循環させる冷媒循環路とを備えた冷凍・冷蔵システムであって、
前記空気循環路における前記蒸発器の上流側に配設された吸着材付の吸着材塗布熱交換器と、
前記冷媒循環路に配設された他の蒸発器と、
圧縮機と凝縮器との間で、前記冷媒循環路に配設された第１の弁と、
前記圧縮機と前記吸着材塗布熱交換器との間で、前記冷媒循環路に配設された第２の弁と、
前記吸着材塗布熱交換器と前記他の蒸発器との間で、前記冷媒循環路に配設された他の膨張弁とを有するとともに、
前記吸着材塗布熱交換器が前記空気中の水分を吸着する運転モードである吸着運転モードの際には、前記第１の弁を開、前記第２の弁を閉として前記冷媒が、前記圧縮機から凝縮器、膨張弁、前記蒸発器を経て前記圧縮機に戻る冷媒循環路を形成するとともに、
吸着した水分を脱着する運転モードである脱着運転モードの際には、前記第１の弁を閉、前記第２の弁を開として前記冷媒が、前記圧縮機から吸着材塗布熱交換器、前記他の膨張弁、前記他の蒸発器を経て前記圧縮機に戻る冷媒循環路を形成することで前記吸着材塗布熱交換器を凝縮器として機能させるよう制御する
ことを特徴とする冷凍・冷蔵システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は冷凍・冷蔵システムに関し、特に蒸発器で熱交換することによりに生成した冷気を循環させる空気循環路を有するショーケースや冷蔵庫に適用して有用なものである。

【背景技術】

【0002】

冷凍・冷蔵用のショーケースにおいては、冷凍・冷蔵用の冷気を生成する蒸発器の表面に霜が付着するため、定期的に霜を融かす除霜運転が必要である。この場合、従来技術においては、ヒーターにより加熱した空気を利用した除霜方法が主流であり、除霜水の後処理のため、ドレイン皿、自動蒸発促進フィルタおよびファンが設置される。
ただ、かかるヒーター加熱方式の除霜方法では、ヒーター除霜による消費電力の増加や、除霜中のショーケース内の温度の上昇等の問題が指摘され、さらに高温、高湿日に除霜水の後処理が間に合わなくて、ドレイン皿から除霜水が溢れるという問題も発生している。

【0003】

一方、この種の他の従来技術としてデシカント（吸着剤）ローターを利用した無着霜冷凍装置に関する特許が出願され公知になっている（特許文献１参照）。これは、デシカントローターを回転させながら、冷凍庫内において、デシカントローターによって除湿された空気を風下に配置された蒸発器に供給することで、蒸発器への着霜を防止するとともに、冷凍庫外において、風上に配置された凝縮器の排熱により乾燥した空気をデシカントローターに供給することで、吸湿した吸着剤を乾燥させて吸着能力の再生を図るようにしたものである。

【0004】

しかしながら、特許文献１に開示するデシカントローター方式は、デシカントローターを回転させるための動力が必要になり、熱効率が低下するばかりでなく、デシカントローターの専有面積も確保する必要があり、設置スペースも拡大する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】ＷＯ ２００８／０８４５７３

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、上記従来技術に鑑み、吸着材塗布熱交換器で蒸発器に供給される空気を予め除湿することにより着霜を防止してドレインの発生を除去し得るとともに高効率の運転を行うことができる冷凍・冷蔵システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成する本発明の第１の態様は、
筐体の内部空間に冷凍・冷蔵商品を収納する収納スペースを有し、蒸発器で冷却された空気を吐出ダクトを介して前記収納スペースに供給するとともに吸込ダクトを介して前記蒸発器に戻す空気循環路と、蒸発器を含む所定の機器間で冷媒を循環させる冷媒循環路とを備えた冷凍・冷蔵システムであって、
前記空気循環路における前記蒸発器の上流側に配設された吸着材付の吸着材塗布熱交換器と、
前記冷媒循環路における上流側で前記吸着材塗布熱交換器と前記蒸発器との間に配設されている膨張弁と、
前記空気循環路における前記吸着材塗布熱交換器の上流側に配設されたヒーターとを有するとともに、
前記吸着材塗布熱交換器が前記空気中の水分を吸着する運転モードである吸着運転モードの際には、前記冷媒が、圧縮機から凝縮器、他の膨張弁、前記吸着材塗布熱交換器、前記膨張弁、前記蒸発器を経て前記凝縮器に戻る冷媒循環路を形成するとともに、空気が、前記吸着材塗布熱交換器を経て前記蒸発器と熱交換する空気循環路を形成する一方、
吸着した水分を脱着する運転モードである脱着運転モードの際には、ヒーターで加熱された空気を前記吸着材塗布熱交換器に供給して前記吸着材塗布熱交換器の脱着を行うように制御することを特徴とする冷凍・冷蔵システムにある。

【0008】

本態様によれば、吸着運転モードの際には、吸着材塗布熱交換器が水分を吸収しながら冷媒によって冷却される。この結果、従来のデシカントローターのように吸着材の吸着能力の低下を生起することはない。さらに、吸着材塗布熱交換器に流入する冷媒の温度を制御することで、吸着速度や、吸着運転モードの運転時間を制御することもできる。

【0009】

一方、脱着運転モードは、ヒーターで加熱した空気を蒸発器に供給して行う。この結果、デシカントローター方式のような軸受等の回転部分は存在せず、当該部分の磨耗等を考慮する必要もない。

【0010】

本発明の第２の態様は、
筐体の内部空間に冷凍・冷蔵商品を収納する収納スペースを有し、蒸発器で冷却された空気を吐出ダクトを介して前記収納スペースに供給するとともに吸込ダクトを介して前記蒸発器に戻す空気循環路と、蒸発器を含む所定の機器間で冷媒を循環させる冷媒循環路とを備えた冷凍・冷蔵システムであって、
前記空気循環路における前記蒸発器の上流側に配設された吸着材付の吸着材塗布熱交換器と、
前記冷媒循環路に配設された他の蒸発器と、
圧縮機と凝縮器との間で、前記冷媒循環路に配設された第１の弁と、
前記圧縮機と前記吸着材塗布熱交換器との間で、前記冷媒循環路に配設された第２の弁と、
前記吸着材塗布熱交換器と前記他の蒸発器との間で、前記冷媒循環路に配設された他の膨張弁とを有するとともに、
前記吸着材塗布熱交換器が前記空気中の水分を吸着する運転モードである吸着運転モードの際には、前記第１の弁を開、前記第２の弁を閉として前記冷媒が、前記圧縮機から凝縮器、膨張弁、前記蒸発器を経て前記圧縮機に戻る冷媒循環路を形成するとともに、
吸着した水分を脱着する運転モードである脱着運転モードの際には、前記第１の弁を閉、前記第２の弁を開として前記冷媒が、前記圧縮機から吸着材塗布熱交換器、前記他の膨張弁、前記他の蒸発器を経て前記圧縮機に戻る冷媒循環路を形成することで前記吸着材塗布熱交換器を凝縮器として機能させるよう制御することを特徴とする冷凍・冷蔵システムにある。

【0011】

本態様によれば、吸着運転モードの際、第１の弁を開、第２の弁を閉とすることにより、蒸発器で空気を冷却する。この空気は、吸着材塗布熱交換器で除湿されているので、蒸発器での着霜を有効に防止し得る。

【0012】

脱着運転モードの際には、第１の弁を閉、第２の弁を開とし、他の膨張弁および他の蒸発器をそれぞれ所定通りに機能させることにより、前記吸着材塗布熱交換器を凝縮器として機能させる。凝縮器の凝縮熱で吸着材塗布熱交換器の脱着を行う。

【0013】

第３の態様は、
筐体の内部空間に冷凍・冷蔵商品を収納する収納スペースを有し、蒸発器で冷却された空気を吐出ダクトを介して前記収納スペースに供給するとともに吸込ダクトを介して前記蒸発器に戻す空気循環路と、前記蒸発器を含む所定の機器間で冷媒を循環させる冷媒循環路とを備えた冷凍・冷蔵システムであって、
前記空気循環路における前記蒸発器の上流側に配設された吸着材付の第１の吸着材塗布熱交換器と、
第２の吸着材塗布熱交換器とを有するとともに、
前記吸着材塗布熱交換器が前記空気中の水分を吸着する運転モードである吸着運転モードの際には、前記空気循環路の空気が前記第１の吸着材塗布熱交換器を流通した後、前記蒸発器に供給されるとともに、前記第２の吸着材塗布熱交換器には前記冷媒循環路の凝縮器の凝縮熱で加熱された空気を供給する一方、
吸着した水分を脱着する運転モードである脱着運転モードの際には、前記凝縮器の凝縮熱で加熱された空気を前記第１の吸着材塗布熱交換器に供給するとともに、前記第２の吸着材塗布熱交換器には前記空気循環路から分岐した空気を供給し、その後該空気を前記空気循環路に戻して前記蒸発器に供給するように制御することを特徴とする冷凍・冷蔵システムにある。

【0014】

本態様によれば、吸着運転モードの際、第１の吸着材塗布熱交換器で除湿した空気が冷却器に供給される。この結果、冷却器への着霜を有効に防止し得る。同時に、第２の吸着材塗布熱交換器には凝縮器の凝縮熱で加熱された空気が供給される。この結果、第２の吸着材塗布熱交換器は脱着モードとなり付着している水分が除去される。

【0015】

脱着運転モードの際には、凝縮器の凝縮熱で加熱された空気が第１の吸着材塗布熱交換器に供給される。この結果、第１の吸着材塗布熱交換器が脱着モードとなり付着している水分が除去される。同時に、第２の吸着材塗布熱交換器で除湿した空気が蒸発器に供給される。この結果、蒸発器の着霜を有効に防止しつつ空気循環路を介しての冷却空気の循環は中断することなく継続させることができる。

【0016】

第４の態様は、
筐体の内部空間に冷凍・冷蔵商品を収納する収納スペースを有し、蒸発器で冷却された空気を吐出ダクトを介して前記収納スペースに供給するとともに吸込ダクトを介して前記蒸発器に戻す空気循環路と、前記蒸発器を含む所定の機器間で冷媒を循環させる冷媒循環路とを備えた冷凍・冷蔵システムであって、
前記冷媒循環路とともに前記空気循環路にも配設された第１および第２の吸着材塗布熱交換器と、
前記冷媒循環路に配設された圧縮機が吐出する冷媒をモードの切換により前記第１および第２の吸着材塗布熱交換器の何れか一方に選択的に供給するよう前記冷媒循環路に配設されている四方弁とを有するとともに、
前記吸着材塗布熱交換器が前記空気中の水分を吸着する運転モードである吸着運転モードの際には、前記第２の吸着材塗布熱交換器を凝縮器として機能させるとともに前記第１の吸着材塗布熱交換器を蒸発器として機能させる一方、
吸着した水分を脱着する運転モードである脱着運転モードの際には、前記第１の吸着材塗布熱交換器を凝縮器として機能させるとともに前記第２の吸着材塗布熱交換器を蒸発器として機能させるように前記四方弁を切替制御することを特徴とする冷凍・冷蔵システムにある。

【0017】

本態様によれば、吸着運転モードの際には、第１の吸着材塗布熱交換器を蒸発器として機能させるとともに第２の吸着材塗布熱交換器を凝縮器として機能させる。一方、脱着運転モードの際には、第１の吸着材塗布熱交換器を凝縮器として機能させるとともに第２の吸着材塗布熱交換器を蒸発器として機能させる。この結果、第１または第２の吸着材塗布熱交換器を交互に蒸発器として機能させることにより空気循環路に冷気を継続的に循環させつつ第２または第１の吸着材塗布熱交換器を交互に凝縮器として機能させることで所定
の脱着も行い得る。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、空気循環路における蒸発器の上流側には吸着材塗布熱交換器を配設し、蒸発器に供給される空気を除湿しているので、蒸発器での着霜を防止してドレインの発生を除去し得る。また、デシカントローター等、除湿のための回転部分は有しないので、高効率の運転を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の第１の実施の形態に係る冷凍・冷蔵システムを示すブロック図である。

【図2】本発明の第１の実施の形態に係る冷凍・冷蔵システムの第１の制御の態様を示す説明図である。

【図3】図２に示す制御のフローチャートである。

【図4】本発明の第１の実施の形態に係る冷凍・冷蔵システムの第２の制御の態様を示す説明図である。

【図5】図４に示す制御のフローチャートである。

【図6】本発明の第１の実施の形態に係る冷凍・冷蔵システムの第３の制御の態様を示す説明図である。

【図7】図６に示す制御のフローチャートである。

【図8】本発明の第２の実施の形態に係る冷凍・冷蔵システムを示すブロック図である。

【図9】第３の実施の形態（態様）に係る冷凍・冷蔵システムを示すブロック図である。

【図10】第３の実施の形態（態様）に係る冷凍・冷蔵システムの制御の態様を示す説明図である。

【図11】図１０に示す制御のフローチャートである。

【図12】第４の実施の形態（態様）に係る冷凍・冷蔵システムを示すブロック図である。

【図13】第４の実施の形態（態様）に係る冷凍・冷蔵システムの制御の態様を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。なお、各実施の形態において同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。

【0021】

＜第１の実施の形態＞
図１は本発明の第１の実施の形態に係る冷凍・冷蔵システムを示すブロック図である。同図に示すように、筐体Ｉは、その内部空間をコ字状の仕切板で仕切ることにより形成されている冷凍・冷蔵商品の収納スペース１００、冷凍・冷蔵商品を冷凍・冷却した後の空気の通路となる吸込ダクト２００、冷凍・冷蔵商品を冷凍・冷却するための空気の通路となる吐出ダクト３００を有するとともに、吸込ダクト２００および吐出ダクト３００に連通する機器設置スペース４００を有している。機器設置スペース４００には、蒸発器３が設置されている。

【0022】

すなわち、本発明に係る冷凍・冷蔵システムは、筐体Ｉの内部空間に収納スペース１００を有し、蒸発器３で冷却された空気を吐出ダクト３００を介して収納スペース１００に供給するとともに吸込ダクト２００を介して蒸発器３に戻す空気循環路と、蒸発器３を含む冷凍サイクルの所定の機器間で冷媒を循環させる冷媒循環路とを備えている。この点は、各実施の形態に共通の構成要素である。

【0023】

本形態においては、空気循環路における蒸発器３の上流側に吸着材付の吸着材塗布熱交換器１が配設され、さらに冷媒循環路における上流側で吸着材塗布熱交換器１と蒸発器３との間には膨張弁２が配設されている。また、空気循環路における吸着材塗布熱交換器１の上流側にはヒーター１０が配設されている。本形態において吸着材塗布熱交換器１，膨張弁２，蒸発器３およびヒーター１０は筐体Ｉの機器設置スペース４００に設置してあるが、これらは筐体Ｉの外部に設置されていても構わない。空気循環路の一部を形成するダクトを介して蒸発器３で冷却した空気を筐体Ｉ内に供給し得る構造となっていれば良い。

【0024】

さらに、本形態における冷凍・冷蔵システムでは、吸着材塗布熱交換器１が空気中の水分を吸着する運転モードである吸着運転モード（以下、単に吸着運転モードという）の際には、冷媒が、圧縮機５から凝縮器６、他の膨張弁８、吸着材塗布熱交換器１、膨張弁２、蒸発器３を経て圧縮機５に戻る冷媒循環路を形成するとともに、空気が、吸着材塗布熱交換器１を経て蒸発器３と熱交換する空気循環路を形成する。

【0025】

一方、吸着した水分を脱着する運転モードである脱着運転モード（以下、単に脱着運転モードという）の際には、ヒーター１０で加熱された空気を吸着材塗布熱交換器１に供給して吸着材塗布熱交換器１の脱着を行うようになっている。

【0026】

このため、筐体Ｉの側壁におけるヒーター１０に対応する部分および筐体Ｉの底板における吸着材塗布熱交換器１の出口と蒸発器３の入口との途中の下方にはダンパ４１、４２が設けてある。また、蒸発器３の出口、筐体Ｉの外部におけるダンパ４２の下方、凝縮器６の出口には、それぞれファン５０，５１，５２が配設してある。

【0027】

本形態に係る冷凍・冷蔵システムにおける、吸着・冷凍・冷蔵運転モード時には、図１（ａ）に示すように、吸込ダクト２００を通過した収納スペース１００内の循環空気ＲＡが吸着材塗布熱交換器１によって除湿され、蒸発器３に供給される。この結果、蒸発器３の着霜を防止することができる。一方、冷媒循環路では、圧縮機５から吐出された高温・高圧の冷媒が、凝縮器６、他の膨張弁８、吸着材塗布熱交換器１、膨張弁２、蒸発器３を順次通過し、再び圧縮機５に戻る。ここで、吸着材塗布熱交換器１が循環空気ＲＡ中の水分を吸着しながら冷媒によって冷却されるので、従来のデシカントローターのように吸着熱の吸収により吸着材の吸着能力の低減を防ぐことができる。さらに、吸着材塗布熱交換器１に流入する冷媒の温度を制御することで、吸着速度や、吸着・冷凍/冷蔵モードの運転時間をコントロールすることができる。なお、本モードではダンパ４１，４２はいずれも閉じている。

【0028】

本形態における脱着運転モードでは、図１（ｂ）に示す通り、冷媒循環路における冷媒の循環は停止する。かかる状態でダンパ４１，４２を開いてファン５２を駆動すると同時に、ヒーター１０の通電を開始する。この結果、外気ＯＡがヒーター１０によって暖められ、吸着材塗布熱交換器１を再生（脱着）させ、その後、排気ＥＡされる。

【0029】

ここで、脱着のためのヒーター１０の消費電力Ｗ_de-heaterは、脱着熱量Ｑ_deと同じである。

【0030】

本形態では、図１（ａ）の吸着・冷凍・冷蔵運転モードと、図１（ｂ）の脱着運転モードを繰り返す。

【0031】

本形態によれば、ヒーター１０で吸着材塗布熱交換器１を脱着させるので、ドレインレスおよび除霜水の後処理が不要になるというメリットが得られる。

【0032】

次に、本形態に好適に適用し得る制御手法について説明しておく。本形態における制御には、１）空気露点とタイマー併用による制御（図２、図３）、２）吸着材の平衡吸着量による制御（図４、図５）、３）タイマーによる制御（図６、図７）が考えられる。

【0033】

１）空気露点とタイマー併用による制御
この場合の冷凍・冷蔵システムの一部を抽出して制御の概略を図２（ａ）（吸着運転モード）および図２（ｂ）（脱着運転モード）に示す。また、その制御のフローチャートを図３に示す。

【0034】

これらの図に示すように、蒸発器３の空気入口側流路に設置した空気露点センサ６０で検出された空気露点ＤＰと、蒸発器３の出口冷媒配管に設置した冷媒温度センサ６１で検出された冷媒温度Ｔ_１と、空気温度センサ６２で検出された外気温度Ｔ_２を制御パラメータとした。外気温度Ｔ_２に応じ、脱着運転モード時間Δτ_dethを決める。ＤＰ＜Ｔ_１のとき、吸着・冷凍・冷蔵モード運転を行い、（Ｔ_１-ＤＰ）の値が所定の温度差ΔＴ_adthとなった時点で、吸着・冷凍・冷蔵モード運転が終了し、脱着運転モードに切り替える。脱着運転モード時間τ_deが所定の運転時間Δτ_dethとなった時点で、吸着・冷凍・冷蔵モード運転に戻し、同様の動作を繰り返す。

【0035】

２）吸着剤の平衡吸着量による制御
この場合の冷凍・冷蔵システムの一部を抽出して制御の概略を図４（ａ）（吸着運転モード）および図４（ｂ）（脱着運転モード）に示す。また、その制御のフローチャートを図５に示す。

【0036】

これらの図に示すように、吸着材塗布熱交換器１の入口側と出口側の空気流路に設置した一対の湿度センサ６３,６４で検出する空気湿度Ｘ_１、Ｘ_２に基づき制御を行う。Ｘ_２＜Ｘ_１のときは、吸着・冷凍・冷蔵モード運転を行う。（Ｘ_１-Ｘ_２）の値は所定の湿度差Δ_adthとなった時点で、脱着モードに切り替え、Ｘ_２＞Ｘ_１の条件の下で脱着運転モードを実行する。（Ｘ_２-Ｘ_１）の値が所定の湿度差ΔＸ_dethとなった時点で、脱着運転モードを終了し、吸着・冷凍・冷蔵モード運転に戻し、同様の動作を繰り返す。

【0037】

３）タイマーによる制御
この場合の冷凍・冷蔵システムの一部を抽出して制御の概略を図６（ａ）（吸着運転モード）および図６（ｂ）（脱着運転モード）に示す。また、その制御のフローチャートを図７に示す。

【0038】

これらの図に示すように、吸込ダクト２００内の循環空気ＲＡの温度ＴＡ_１を温度センサ６６で、外気ＯＡの温度ＴＡ_２を温度センサ６７で検出し、この温度ＴＡ_１と温度ＴＡ_２に対応させて予め定められた時定数に基づく設定時間τ_ad、τ_deを管理することにより制御を行う。すなわち、所定の設定時間τ_ａｄでは吸着・冷凍・冷蔵モード運転を行う。次に、設定時間τ_adが所定の切替時間τ_adthとなった時点で、脱着運転モードに切り替え、所定の設定時間τ_deの間は脱着運転モードを実行する。最後に、設定時間τ_deが所定の切替時間τ_dethとなった時点で吸着・冷凍・冷蔵モード運転に戻り、同様の動作を繰り返す。

【0039】

＜第２の実施の形態＞
図８は本発明の第２の実施の形態に係る冷凍・冷蔵システムを示すブロック図である。同図に示すように、本形態では他の蒸発器１１が筐体Ｉの外部で冷媒循環路に配設されている。冷媒循環路において、圧縮機５と凝縮器６との間には、第１の電磁弁１４が、圧縮機５と吸着材塗布熱交換器１との間には、第２の電磁弁１５がそれぞれ配設されている。また、冷媒循環路の吸着材塗布熱交換器１と他の蒸発器１１との間には他の膨張弁１３が配設されている。

【0040】

本形態における冷凍・冷蔵システムでは、吸着運転モードの際には、第１の電磁弁１４を開、第２の電磁弁１５を閉として冷媒が、圧縮機５から凝縮器６、膨張弁８、蒸発器３を経て圧縮機５に戻るように冷媒循環路を形成する。

【0041】

一方、脱着運転モードの際には、第１の電磁弁１４を閉、第２の電磁弁１５を開として冷媒が、圧縮機５から吸着材塗布熱交換器１、他の膨張弁１３、他の蒸発器１１を経て圧縮機５に戻る冷媒循環路を形成することで吸着材塗布熱交換器１を凝縮器として機能させる。

【0042】

このため、本形態ではダンパ４１，４２とともに、ファン５３，５４が配設してある。

【0043】

本形態に係る冷凍・冷蔵システムにおける、吸着・冷凍・冷蔵運転モード時には、図８（ａ）に示すように、吸込ダクト２００を通過した収納スペース１００内の循環空気ＲＡが吸着材塗布熱交換器１によって除湿され、蒸発器３に供給されるので、蒸発器３の着霜を防止する。ここで、第１の電磁弁１４を開とし、第２の電磁弁１５を閉とすることで、冷媒を圧縮機５から凝縮器６、膨張弁８、蒸発器３を経て圧縮機５に戻るように冷媒循環路を循環させる。

【0044】

一方、脱着運転時には、図８（ｂ）に示すように、第１の電磁弁１４を閉、第２の電磁弁１５を開とする。この結果、冷媒は圧縮機５、吸着材塗布熱交換器１、外部の蒸発器１１を経て圧縮機５に戻る冷媒循環路を循環する。ここで、ダンパ４１，４２を開としてファン５３，５４を駆動することにより、外気ＯＡが吸着材塗布熱交換器１に供給される。この結果外気ＯＡが冷媒の凝縮熱によって暖められ、吸着材塗布熱交換器１を再生（脱着）した後排気ＥＡされる。同時に、蒸発器１１において、外気ＯＡから熱を奪い、冷媒を蒸発させる。この結果、脱着のための圧縮機消費電力（Ｗ_de-com）と脱着熱量Ｑ_ｄｅの関係は、（Ｗ_de-com＝Ｑ_de／ＣＯＰ_de）となる。ここで、ＣＯＰ_deはヒートポンプサイクルのＣＯＰ（１より大きい)である。

【0045】

かくして、図８（ａ）に示す吸着・冷凍・冷蔵運転モードと、図８（ｂ）の脱着運転モードとを繰り返す。本形態によれば、脱着のための圧縮機消費電力（Ｗ_de-com）は脱着熱量Ｑ_ｄｃより少ないので、第１の実施の形態のヒーター脱着より省エネになる。また、本形態でも無着霜運転とドレインレスのメリットが得られる。

【0046】

本形態における制御には、第１の実施の形態と同様の制御方式、すなわち１）空気露点とタイマー併用による制御（図２、図３）、２）吸着材の平衡吸着量による制御（図４、図５）、３）タイマーによる制御（図６、図７）を全く同様に適用し得る。そこで、図面を用いた新たな説明は省略する。

【0047】

＜第３の実施の形態＞
図９は第３の実施の形態（態様）に係る冷凍・冷蔵システムを示すブロック図である。同図に示すように、本形態においては、空気循環路における蒸発器３の上流側に配設された吸着材付の吸着材塗布熱交換器１の他に吸着材塗布熱交換器１６が筐体Ｉの外部に配設されている。

【0048】

さらに本形態における冷凍・冷蔵システムでは、吸着運転モード（吸着材塗布熱交換器１が吸着モードである場合。以下、同じ）の際には、空気循環路の空気が吸着材塗布熱交換器１を流通した後、蒸発器３に供給される。同時に、外部の吸着材塗布熱交換器１６には冷媒循環路の凝縮器６の凝縮熱で加熱された空気を供給する。

【0049】

脱着運転モード（吸着材塗布熱交換器１が脱着モードである場合。以下同じ。）では、凝縮器６の凝縮熱で加熱された空気を吸着材塗布熱交換器１に供給する。同時に外部の吸着材塗布熱交換器１６には、空気循環路から分岐した空気を供給し、その後該空気を空気循環路に戻すことにより蒸発器３に供給する。このため筐体Ｉには、ダンパ４１，４２の他にダンパ４３も設けてある。

【0050】

本形態に係る冷凍・冷蔵システムにおける吸着・冷凍・冷蔵運転モードの場合、図９（ａ）に示すように、吸込ダクト２００を流通した循環空気ＲＡが吸着材塗布熱交換器１によって除湿され、蒸発器３に入るので、蒸発器３の着霜を防止することができる。一方、外気ＯＡは凝縮器６で冷媒の凝縮熱によって昇温され、外部の吸着材塗布熱交換器１６に供給されて吸着材塗布熱交換器１６を再生（脱着）させる。その後、排気ＥＡさせる。ちなみに、従来のシステムの場合、凝縮器６を出た空気は暖かいまま排気されており、熱効率の低下の一因となっていた。

【0051】

図９（ｂ）に示す、脱着・冷凍・冷蔵運転モードの場合、ダンパ４１，４２、４３を開くことにより、吸込ダクト２００を通過した循環空気ＲＡがダンパ４３を介して外部の吸着材塗布熱交換器１６に供給されて除湿され、その後ダンパ４２を介して蒸発器３に供給される。この結果、蒸発器３の着霜を防止することができる。一方、外気ＯＡは、凝縮器６で冷媒の凝縮熱によって昇温されて吸着材塗布熱交換器１に供給され、吸着材塗布熱交換器１を再生（脱着）させた後排気ＥＡされる。

【0052】

その後、図９（ａ）と図９（ｂ）の各モードを繰り返す。これら、各モードにおいて、冷凍・冷蔵しながら、凝縮器６の排熱を用いて吸着材塗布熱交換器１または吸着材塗布熱交換器１６の何れか一方を脱着させるので、脱着のための消費電力Ｗ_de-comはゼロである。したがって、本形態においては、省エネを実現できる。さらに、ドレインレスのメリットも享受し得る。さらに、脱着運転でも空気循環路における冷凍・冷蔵用の空気の循環は継続されるので、その間であっても冷蔵・冷凍能力が低下することはない。

【0053】

次に、本形態に好適に適用し得る制御手法について説明しておく。本形態ではタイマーによる制御方式が好適である。この場合の冷凍・冷蔵システムの一部を抽出して制御の概略を図１０（ａ）（吸着運転モード）および図１０（ｂ）（脱着運転モード）に示す。また、その制御のフローチャートを図１１に示す。これらの図に示すように吸込ダクト２００内の循環空気ＲＡの温度ＴＡ_１を温度センサ６６で、外気ＯＡの温度ＴＡ_２を温度センサ６７で検出し、この温度ＴＡ_１と温度ＴＡ_２に対応させて予め定められた時定数に基づく設定時間τ_１、τ_２を管理することにより制御を行う。すなわち、所定の設定時間τ_１では吸着・冷凍・冷蔵運転モードを実行する。次に、設定時間τ_１が所定の切替時間τ_th1となった時点で、脱着・冷凍・冷蔵モードに切り替え、所定の設定時間τ_２の間は脱着・冷凍・冷蔵モードの運転を実行する。最後に、設定時間τ_２が所定の切替時間τ_th2となった時点で脱着・冷凍・冷蔵モードに戻り、同様の動作を繰り返す。

【0054】

＜第４の実施の形態＞
図１２は第４の実施の形態（態様）に係る冷凍・冷蔵システムを示すブロック図である。同図に示すように、本形態では、第１の吸着材塗布熱交換器２３と第２の吸着材塗布熱交換器２４とが、冷媒循環路とともに空気循環路にも配設されている。四方弁２６は、モードの切換により第１および第２の吸着材塗布熱交換器２３，２４の何れか一方に圧縮機５が吐出する冷媒を選択的に供給するよう冷媒循環路に配設されている。

【0055】

ここで、吸着運転モードの際には、第２の吸着材塗布熱交換器２４を凝縮器として機能させるとともに第１の吸着材塗布熱交換器２３を蒸発器として機能させる。一方、脱着運転モードの際には、第１の吸着材塗布熱交換器２３を凝縮器として機能させるとともに第２の吸着材塗布熱交換器２４を蒸発器として機能させる。かかる機能の選択は四方弁２６の切替により実行する。

【0056】

本形態に係る冷凍・冷蔵システムにおける吸着・冷凍・冷蔵運転において吸着・冷凍・冷蔵運転モードの場合、図１２（ａ）に示すように、吸着材塗布熱交換器２３は蒸発器として機能させ、吸着材塗布熱交換器２４は凝縮器として機能させる。この場合、四方弁２６での冷媒は実線を沿って流れる。この結果、循環空気ＲＡは吸着材塗布熱交換器２３における蒸発熱で冷却され、吸着材塗布熱交換器２３の吸着材によって除湿された後空気循環路内へ戻る。一方、外気ＯＡは吸着材塗布熱交換器２４で冷媒の凝縮熱によって暖められる。この結果、吸着材塗布熱交換器２４の吸着剤を再生（脱着）させた後、排気ＥＡされる。

【0057】

一方、脱着・冷凍・冷蔵運転モードの場合、図１２（ｂ）に示すように、吸着材塗布熱交換器２３は凝縮器として機能させ、吸着材塗布熱交換器２４は蒸発器として機能させる。この場合、冷媒は破線に沿って流れる。この結果、循環空気ＲＡは吸着材塗布熱交換器２４で蒸発熱によって冷却され、吸着材塗布熱交換器２４の吸着材によって除湿された後収納スペース１００へ戻る。一方、外気ＯＡは吸着材塗布熱交換器２３で冷媒の凝縮熱によって暖められ、吸着材塗布熱交換器２３の吸着剤を再生（脱着）させた後、排気ＥＡされる。したがって、脱着運転モードにおいても収納スペース１００に冷気を供給する空気循環路による空気の循環は中断されることなく、継続される。

【0058】

以後、図１２（ａ）および図１２（ｂ）の各運転モードを繰り返す。

【0059】

本形態においては、冷凍・冷蔵しながら、凝縮器６の排熱を用いて吸着材塗布熱交換器２３，２４を脱着させるので、脱着のための消費電力Ｗ_de,comはゼロである。したがって、本形態に係る冷凍・冷蔵システムは省エネ、かつドレインレスのメリットが得られる。

【0060】

本形態における制御には、第３の実施の形態と同様の制御方式、すなわちタイマーによる制御（図１１）を全く同様に適用し得る。そこで、制御内容の具体的な説明は省略して、本形態の場合の温度センサ６６，６７の配設位置を図１３に示しておく。図１３（ａ）が吸着運転モード、図１３（ｂ）が脱着運転モードである。

【産業上の利用可能性】

【0061】

本発明はショーケース等に適用する冷凍・冷蔵システムを製造・販売する産業分野において有効に利用することができる。

【符号の説明】

【0062】

Ｉ 筐体
１、２３，２４ 吸着材塗布熱交換器
２、８、１３ 膨張弁
３、１１ 蒸発器
５ 圧縮機
６ 凝縮器
１０ ヒーター
１４，１５ 電磁弁

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】