JP2003014333A - ヒートポンプ - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
- F25B2309/06—Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide
- F25B2309/061—Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide with cycle highest pressure above the supercritical pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
- F25B9/002—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant
- F25B9/006—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant the refrigerant containing more than one component
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
- Y02A30/27—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/62—Absorption based systems
Landscapes
- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱効果を有利に利用できるようにすること。
【解決手段】 二酸化炭素の臨界点近傍で二酸化炭素と
メタノール又はエタノールとを混合し、発生した熱を回
収することを特徴とする、ヒートポンプ。 【効果】 常温付近での混合操作により大きな熱量が得
られ、そして、二酸化炭素及びメタノール又はエタノー
ルは極めて安価であってかつ二酸化炭素とメタノール又
はエタノールとをリサイクルさせて使用すると効率も良
く、しかも両流体は圧力をわずかに変化させるだけで容
易に分離できるために混合、分離のサイクルを容易に組
み立て得る。
メタノール又はエタノールとを混合し、発生した熱を回
収することを特徴とする、ヒートポンプ。 【効果】 常温付近での混合操作により大きな熱量が得
られ、そして、二酸化炭素及びメタノール又はエタノー
ルは極めて安価であってかつ二酸化炭素とメタノール又
はエタノールとをリサイクルさせて使用すると効率も良
く、しかも両流体は圧力をわずかに変化させるだけで容
易に分離できるために混合、分離のサイクルを容易に組
み立て得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ヒートポンプに関
する。本発明はさらに詳細には、二酸化炭素とメタノー
ル又はエタノールとを使用するヒートポンプに関する。
する。本発明はさらに詳細には、二酸化炭素とメタノー
ル又はエタノールとを使用するヒートポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】超臨界流体の混合により、通常の液体混
合による熱効果(混合熱)に比べて数倍の発熱又は吸熱が
発生することが知られている。そして、二酸化炭素が比
較的穏和な温度、圧力条件(３１．３℃、７．３MPa)下
で超臨界流体になることも知られている。
合による熱効果(混合熱)に比べて数倍の発熱又は吸熱が
発生することが知られている。そして、二酸化炭素が比
較的穏和な温度、圧力条件(３１．３℃、７．３MPa)下
で超臨界流体になることも知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記のような熱効果の
利用に関しては、具体的にめぼしい提案がされておら
ず、そこで本発明の課題は、前記のような熱効果を有利
に利用できるようにすることである。
利用に関しては、具体的にめぼしい提案がされておら
ず、そこで本発明の課題は、前記のような熱効果を有利
に利用できるようにすることである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、二酸化炭
素の臨界点近傍とりわけ、約３０℃、約７５atm(約7.5M
Pa)で、二酸化炭素とメタノール又はエタノールとを混
合すると、約５kJ/molの発熱が生じることを見出した。
通常の液体混合ではせいぜい１kJ/mol程度の発熱が生じ
るにすぎないことを勘案すると、十分注目に値する。さ
らに注目すべきは、二酸化炭素を利用すると、常温付近
での混合操作により大きな熱量が得られること、そし
て、二酸化炭素及びメタノール又はエタノールは極めて
安価であってかつ二酸化炭素とメタノール又はエタノー
ルとをリサイクルさせて使用すると効率も良く、しかも
両流体は圧力をわずかに変化させるだけで容易に分離で
きるために混合、分離のサイクルを容易に組み立て得る
ことである。
素の臨界点近傍とりわけ、約３０℃、約７５atm(約7.5M
Pa)で、二酸化炭素とメタノール又はエタノールとを混
合すると、約５kJ/molの発熱が生じることを見出した。
通常の液体混合ではせいぜい１kJ/mol程度の発熱が生じ
るにすぎないことを勘案すると、十分注目に値する。さ
らに注目すべきは、二酸化炭素を利用すると、常温付近
での混合操作により大きな熱量が得られること、そし
て、二酸化炭素及びメタノール又はエタノールは極めて
安価であってかつ二酸化炭素とメタノール又はエタノー
ルとをリサイクルさせて使用すると効率も良く、しかも
両流体は圧力をわずかに変化させるだけで容易に分離で
きるために混合、分離のサイクルを容易に組み立て得る
ことである。
【０００５】
【発明の実施の態様】以下、本発明のヒートポンプによ
る熱回収システムの概要を示す。
る熱回収システムの概要を示す。
【０００６】サイホン付ボンべから二酸化炭素をフィル
ターを経て定量ポンプに送る。定量ポンプは、二酸化炭
素とメタノール又はエタノールとの混合比を所望のもの
とするための二酸化炭素の流量調節用に設けられてい
る。ここでは、液体状態のメタノール又はエタノールと
超臨界状態の二酸化炭素とを迅速かつ有効に混合するこ
とが肝要である。
ターを経て定量ポンプに送る。定量ポンプは、二酸化炭
素とメタノール又はエタノールとの混合比を所望のもの
とするための二酸化炭素の流量調節用に設けられてい
る。ここでは、液体状態のメタノール又はエタノールと
超臨界状態の二酸化炭素とを迅速かつ有効に混合するこ
とが肝要である。
【０００７】液体状態のメタノール又はエタノールと超
臨界状態の二酸化炭素とを迅速かつ有効に混合するため
には、二重管式のラインミキサーが好適である。
臨界状態の二酸化炭素とを迅速かつ有効に混合するため
には、二重管式のラインミキサーが好適である。
【０００８】気液分離器に供給タンクからバルブを経て
メタノール又はエタノールが供給され、それは上下二相
のうちの下相を形成する。上相は二酸化炭素である。気
液分離器には安全弁が設けられている。気液分離器中の
二酸化炭素はリサイクルして、背圧弁、圧縮機及びコン
デンサーを経て、サイホン付ボンべからの二酸化炭素と
ともに定量ポンプに供給される。サイホン付ボンべから
の二酸化炭素は、リサイクル二酸化炭素が循環し始める
と、供給が止められる。
メタノール又はエタノールが供給され、それは上下二相
のうちの下相を形成する。上相は二酸化炭素である。気
液分離器には安全弁が設けられている。気液分離器中の
二酸化炭素はリサイクルして、背圧弁、圧縮機及びコン
デンサーを経て、サイホン付ボンべからの二酸化炭素と
ともに定量ポンプに供給される。サイホン付ボンべから
の二酸化炭素は、リサイクル二酸化炭素が循環し始める
と、供給が止められる。
【０００９】気液分離器中の二酸化炭素のリサイクルに
際しては、まず二酸化炭素を圧縮機で圧縮するとともに
熱交換型のコンデンサーで液化する。
際しては、まず二酸化炭素を圧縮機で圧縮するとともに
熱交換型のコンデンサーで液化する。
【００１０】気液分離器中の二酸化炭素のリサイクルに
際しては、背圧弁を通して流出する流体の温度が、断熱
膨張によって下がり過ぎないように圧力を調節する。ま
た、気液分離器で分離し背圧弁を通して流出する二酸化
炭素の温度が、断熱膨張によって下がり過ぎないように
操作する。そのために、熱交換部を設けるのが好ましい。
その場合、熱交換部を出た二酸化炭素をブースターに通
し、圧縮、液化し、それを次いで、熱交換部に送り、そ
こで二酸化炭素の温度を３０℃程度にするのが好まし
い。
際しては、背圧弁を通して流出する流体の温度が、断熱
膨張によって下がり過ぎないように圧力を調節する。ま
た、気液分離器で分離し背圧弁を通して流出する二酸化
炭素の温度が、断熱膨張によって下がり過ぎないように
操作する。そのために、熱交換部を設けるのが好ましい。
その場合、熱交換部を出た二酸化炭素をブースターに通
し、圧縮、液化し、それを次いで、熱交換部に送り、そ
こで二酸化炭素の温度を３０℃程度にするのが好まし
い。
【００１１】気液分離器の下相のメタノール又はエタノ
ールは、バルブ及び循環ポンプを経てラインミキサーに
供給される。気液分離器にはまた、排出用のバルブが設
けられている。ラインミキサーにはまた、定量ポンプを
経て二酸化炭素が供給されるが、その途中には逆止弁及
び圧力計が設けられている。かくしてラインミキサーに
おいては、二酸化炭素とメタノール又はエタノールとが
混合されて、混合熱が発生する。この混合熱は、熱交換
器等で熱回収される。
ールは、バルブ及び循環ポンプを経てラインミキサーに
供給される。気液分離器にはまた、排出用のバルブが設
けられている。ラインミキサーにはまた、定量ポンプを
経て二酸化炭素が供給されるが、その途中には逆止弁及
び圧力計が設けられている。かくしてラインミキサーに
おいては、二酸化炭素とメタノール又はエタノールとが
混合されて、混合熱が発生する。この混合熱は、熱交換
器等で熱回収される。
【００１２】二酸化炭素とメタノール又はエタノールと
の混合物は、ラインミキサーにおける混合熱の熱回収を
終え、背圧弁を経て、気液分離器に供給される。気液分
離器は、二酸化炭素とメタノール又はエタノールとをリ
サイクルさせるためにそれぞれの流体に分離するための
ものであって、分離する方式は、背圧弁１３と気液分離
とを組み合わせたユニットとするのが好適である。
の混合物は、ラインミキサーにおける混合熱の熱回収を
終え、背圧弁を経て、気液分離器に供給される。気液分
離器は、二酸化炭素とメタノール又はエタノールとをリ
サイクルさせるためにそれぞれの流体に分離するための
ものであって、分離する方式は、背圧弁１３と気液分離
とを組み合わせたユニットとするのが好適である。
【００１３】図２は、二酸化炭素とメタノールとの二成
分混合系の、また図３は、二酸化炭素とエタノールとの
二成分混合系の熱効果を示すグラフで、温度を二酸化炭
素の臨界温度３１．７℃とし、圧力を二酸化炭素の臨界
圧力(約７５atm)の近傍でわずかに変化させ、混合熱の
圧力依存性を示したものである。横軸は二酸化炭素のモ
ル分率を表し、縦軸は発生熱(J/mol)を表す。この二成
分混合系の発熱は、７５atmで最大となり、圧力がわず
かに高くなるだけで著しく減少することがわかる。二酸
化炭素とメタノールとの混合比は、二酸化炭素のモル分
率が約０．８のときに混合熱が最大となる。また二酸化
炭素とエタノールとの混合比は、二酸化炭素のモル分率
が約０．８５のときに混合熱が最大となる。亜臨界圧力
下では、相分離の発現によって測定が不安定になる。前
記のようなヒートポンプは、ビル床暖房、路面凍結防
止、積雪防止、給湯補助加熱等に使用することができ、
化石燃料の使用を減らすことができるので、環境のクリ
ーン度向上に寄与できる。
分混合系の、また図３は、二酸化炭素とエタノールとの
二成分混合系の熱効果を示すグラフで、温度を二酸化炭
素の臨界温度３１．７℃とし、圧力を二酸化炭素の臨界
圧力(約７５atm)の近傍でわずかに変化させ、混合熱の
圧力依存性を示したものである。横軸は二酸化炭素のモ
ル分率を表し、縦軸は発生熱(J/mol)を表す。この二成
分混合系の発熱は、７５atmで最大となり、圧力がわず
かに高くなるだけで著しく減少することがわかる。二酸
化炭素とメタノールとの混合比は、二酸化炭素のモル分
率が約０．８のときに混合熱が最大となる。また二酸化
炭素とエタノールとの混合比は、二酸化炭素のモル分率
が約０．８５のときに混合熱が最大となる。亜臨界圧力
下では、相分離の発現によって測定が不安定になる。前
記のようなヒートポンプは、ビル床暖房、路面凍結防
止、積雪防止、給湯補助加熱等に使用することができ、
化石燃料の使用を減らすことができるので、環境のクリ
ーン度向上に寄与できる。
【００１４】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を示
す。
す。
【００１５】実施例１
図１は、本発明の熱回収システムを示す概略図である。
サイホン付ボンべ１には二酸化炭素が入っており、それ
をフィルター２を経て定量ポンプ３に送る。
サイホン付ボンべ１には二酸化炭素が入っており、それ
をフィルター２を経て定量ポンプ３に送る。
【００１６】定量ポンプ３は、二酸化炭素とメタノール
又はエタノールとの混合比を所望のものとするための二
酸化炭素の流量調節用に設けられている。ここでは、液
体状態のメタノール又はエタノールと超臨界状態の二酸
化炭素とを迅速かつ有効に混合することが肝要である。
前記の図２の説明にみられるように、二酸化炭素とメタ
ノールとの混合比は、二酸化炭素のモル分率が約０．８
のときに混合熱が最大となる。また前記の図３の説明に
みられるように、二酸化炭素とエタノールとの混合比
は、二酸化炭素のモル分率が約０．８５のときに混合熱
が最大となる。流通式で熱効果を測定すると、二酸化炭
素とメタノール又はエタノールとの混合熱により混合物
の温度が３０℃以上上昇し、６０℃程度になる。
又はエタノールとの混合比を所望のものとするための二
酸化炭素の流量調節用に設けられている。ここでは、液
体状態のメタノール又はエタノールと超臨界状態の二酸
化炭素とを迅速かつ有効に混合することが肝要である。
前記の図２の説明にみられるように、二酸化炭素とメタ
ノールとの混合比は、二酸化炭素のモル分率が約０．８
のときに混合熱が最大となる。また前記の図３の説明に
みられるように、二酸化炭素とエタノールとの混合比
は、二酸化炭素のモル分率が約０．８５のときに混合熱
が最大となる。流通式で熱効果を測定すると、二酸化炭
素とメタノール又はエタノールとの混合熱により混合物
の温度が３０℃以上上昇し、６０℃程度になる。
【００１７】本発明者等は、液体状態のメタノール又は
エタノールと超臨界状態の二酸化炭素とを迅速かつ有効
に混合するために、密度差の影響を受けない混合方式を
検討した結果、二重管式のラインミキサーが好適である
ことを見出した。
エタノールと超臨界状態の二酸化炭素とを迅速かつ有効
に混合するために、密度差の影響を受けない混合方式を
検討した結果、二重管式のラインミキサーが好適である
ことを見出した。
【００１８】気液分離器８には、供給タンク１０からバ
ルブ９を経てメタノール又はエタノールが供給され、そ
れは上下二相のうちの下相を形成する。上相は二酸化炭
素である。気液分離器８には安全弁１１が設けられてい
る。気液分離器８中の二酸化炭素はリサイクルして、背
圧弁１３、圧縮機１４及びコンデンサー１５を経て、サ
イホン付ボンべ１からの二酸化炭素とともに定量ポンプ
３に供給される。サイホン付ボンべ１からの二酸化炭素
は、リサイクル二酸化炭素が循環し始めると、供給が止
められる。気液分離器８中の二酸化炭素のリサイクルに
際しては、まず二酸化炭素を圧縮機１４で圧縮するとと
もに熱交換型のコンデンサー１５で液化する。
ルブ９を経てメタノール又はエタノールが供給され、そ
れは上下二相のうちの下相を形成する。上相は二酸化炭
素である。気液分離器８には安全弁１１が設けられてい
る。気液分離器８中の二酸化炭素はリサイクルして、背
圧弁１３、圧縮機１４及びコンデンサー１５を経て、サ
イホン付ボンべ１からの二酸化炭素とともに定量ポンプ
３に供給される。サイホン付ボンべ１からの二酸化炭素
は、リサイクル二酸化炭素が循環し始めると、供給が止
められる。気液分離器８中の二酸化炭素のリサイクルに
際しては、まず二酸化炭素を圧縮機１４で圧縮するとと
もに熱交換型のコンデンサー１５で液化する。
【００１９】気液分離器８の下相のメタノール又はエタ
ノールは、バルブ１６及び循環ポンプ１８を経てライン
ミキサー６に供給される。気液分離器８にはまた、排出
用のバルブ１７が設けられている。ラインミキサー６に
はまた、定量ポンプ３を経て二酸化炭素が供給される
が、その途中には逆止弁４及び圧力計５が設けられてい
る。かくしてラインミキサー６においては、二酸化炭素
とメタノール又はエタノールとが混合されて、混合熱が
発生する。この混合熱は、図示していない熱交換器等で
熱回収される。
ノールは、バルブ１６及び循環ポンプ１８を経てライン
ミキサー６に供給される。気液分離器８にはまた、排出
用のバルブ１７が設けられている。ラインミキサー６に
はまた、定量ポンプ３を経て二酸化炭素が供給される
が、その途中には逆止弁４及び圧力計５が設けられてい
る。かくしてラインミキサー６においては、二酸化炭素
とメタノール又はエタノールとが混合されて、混合熱が
発生する。この混合熱は、図示していない熱交換器等で
熱回収される。
【００２０】二酸化炭素とメタノール又はエタノールと
の混合物は、ラインミキサー６における混合熱の熱回収
を終え、背圧弁７を経て、気液分離器８に供給される。
気液分離器８は、二酸化炭素とメタノール又はエタノー
ルとをリサイクルさせるためにそれぞれの流体に分離す
るためのものであって、分離する方式は、背圧弁１３と
気液分離とを組み合わせたユニットとするのが好適であ
る。分離の際、液体メタノール又は液体エタノールの二
酸化炭素への飛沫同伴を防ぐために、気液分離器８内に
網目板を付帯させた。
の混合物は、ラインミキサー６における混合熱の熱回収
を終え、背圧弁７を経て、気液分離器８に供給される。
気液分離器８は、二酸化炭素とメタノール又はエタノー
ルとをリサイクルさせるためにそれぞれの流体に分離す
るためのものであって、分離する方式は、背圧弁１３と
気液分離とを組み合わせたユニットとするのが好適であ
る。分離の際、液体メタノール又は液体エタノールの二
酸化炭素への飛沫同伴を防ぐために、気液分離器８内に
網目板を付帯させた。
【００２１】実施例２
図４は、本発明の別の熱回収システムを示す概略図であ
る。サイホン付ボンべ１には二酸化炭素が入っており、
それをフィルター２を経て定量ポンプ３に送る。
る。サイホン付ボンべ１には二酸化炭素が入っており、
それをフィルター２を経て定量ポンプ３に送る。
【００２２】定量ポンプ３は、二酸化炭素とメタノール
又はエタノールとの混合比を所望のものとするための二
酸化炭素の流量調節用に設けられている。ここでは、液
体状態のメタノール又はエタノールと超臨界状態の二酸
化炭素とを迅速かつ有効に混合することが肝要である。
前記の図２の説明にみられるように、二酸化炭素とメタ
ノールとの混合比は、二酸化炭素のモル分率が約０．８
のときに混合熱が最大となる。また前記の図３の説明に
みられるように、二酸化炭素とエタノールとの混合比
は、二酸化炭素のモル分率が約０．８５のときに混合熱
が最大となる。流通式で熱効果を測定すると、二酸化炭
素とメタノール又はエタノールとの混合熱により混合物
の温度が３０℃以上上昇し、６０℃程度になる。
又はエタノールとの混合比を所望のものとするための二
酸化炭素の流量調節用に設けられている。ここでは、液
体状態のメタノール又はエタノールと超臨界状態の二酸
化炭素とを迅速かつ有効に混合することが肝要である。
前記の図２の説明にみられるように、二酸化炭素とメタ
ノールとの混合比は、二酸化炭素のモル分率が約０．８
のときに混合熱が最大となる。また前記の図３の説明に
みられるように、二酸化炭素とエタノールとの混合比
は、二酸化炭素のモル分率が約０．８５のときに混合熱
が最大となる。流通式で熱効果を測定すると、二酸化炭
素とメタノール又はエタノールとの混合熱により混合物
の温度が３０℃以上上昇し、６０℃程度になる。
【００２３】本発明者等は、液体状態のメタノール又は
エタノールと超臨界状態の二酸化炭素とを迅速かつ有効
に混合するために、密度差の影響を受けない混合方式を
検討した結果、二重管式のラインミキサーが好適である
ことを見出した。
エタノールと超臨界状態の二酸化炭素とを迅速かつ有効
に混合するために、密度差の影響を受けない混合方式を
検討した結果、二重管式のラインミキサーが好適である
ことを見出した。
【００２４】気液分離器８には、供給タンク１０からバ
ルブ９を経てメタノール又はエタノールが供給され、そ
れは上下二相のうちの下相を形成する。上相は二酸化炭
素である。気液分離器８には安全弁１１が設けられてい
る。気液分離器８中の二酸化炭素はリサイクルして、背
圧弁１３、熱交換部１９、ブースター２０及び熱交換部
２１を経て、サイホン付ボンべ１からの二酸化炭素とと
もに定量ポンプ３に供給される。サイホン付ボンべ１か
らの二酸化炭素は、リサイクル二酸化炭素が循環し始め
ると、供給が止められる。
ルブ９を経てメタノール又はエタノールが供給され、そ
れは上下二相のうちの下相を形成する。上相は二酸化炭
素である。気液分離器８には安全弁１１が設けられてい
る。気液分離器８中の二酸化炭素はリサイクルして、背
圧弁１３、熱交換部１９、ブースター２０及び熱交換部
２１を経て、サイホン付ボンべ１からの二酸化炭素とと
もに定量ポンプ３に供給される。サイホン付ボンべ１か
らの二酸化炭素は、リサイクル二酸化炭素が循環し始め
ると、供給が止められる。
【００２５】気液分離器８中の二酸化炭素のリサイクル
に際しては、背圧弁７を通して流出する流体の温度が、
断熱膨張によって下がり過ぎないように圧力を調節す
る。また、気液分離器で分離し背圧弁１３を通して流出
する二酸化炭素の温度が、断熱膨張によって下がり過ぎ
ないように操作する。そのために、熱交換部１９を設け
る。熱交換部１９は、もちろん熱媒体を使用してもよい
が、外気との熱交換だけでも操作可能である。熱交換部
１９を出た二酸化炭素をブースター２０に通し、圧縮、
液化し、それを次いで、熱交換部２１に送る。熱交換部
２１で二酸化炭素の温度を３０℃程度にする。
に際しては、背圧弁７を通して流出する流体の温度が、
断熱膨張によって下がり過ぎないように圧力を調節す
る。また、気液分離器で分離し背圧弁１３を通して流出
する二酸化炭素の温度が、断熱膨張によって下がり過ぎ
ないように操作する。そのために、熱交換部１９を設け
る。熱交換部１９は、もちろん熱媒体を使用してもよい
が、外気との熱交換だけでも操作可能である。熱交換部
１９を出た二酸化炭素をブースター２０に通し、圧縮、
液化し、それを次いで、熱交換部２１に送る。熱交換部
２１で二酸化炭素の温度を３０℃程度にする。
【００２６】気液分離器８の下相のメタノール又はエタ
ノールは、バルブ１６及び循環ポンプ１８を経てライン
ミキサー６に供給される。気液分離器８にはまた、排出
用のバルブ１７が設けられている。ラインミキサー６に
はまた、定量ポンプ３を経て二酸化炭素が供給される
が、その途中には逆止弁４及び圧力計５が設けられてい
る。かくしてラインミキサー６においては、二酸化炭素
とメタノール又はエタノールとが混合されて、混合熱が
発生する。この混合熱は、図示していない熱交換器等で
熱回収される。
ノールは、バルブ１６及び循環ポンプ１８を経てライン
ミキサー６に供給される。気液分離器８にはまた、排出
用のバルブ１７が設けられている。ラインミキサー６に
はまた、定量ポンプ３を経て二酸化炭素が供給される
が、その途中には逆止弁４及び圧力計５が設けられてい
る。かくしてラインミキサー６においては、二酸化炭素
とメタノール又はエタノールとが混合されて、混合熱が
発生する。この混合熱は、図示していない熱交換器等で
熱回収される。
【００２７】二酸化炭素とメタノール又はエタノールと
の混合物は、ラインミキサー６における混合熱の熱回収
を終え、背圧弁７を経て、気液分離器８に供給される。
気液分離器８は、二酸化炭素とメタノール又はエタノー
ルとをリサイクルさせるためにそれぞれの流体に分離す
るためのものであって、分離する方式は、背圧弁１３と
気液分離とを組み合わせたユニットとするのが好適であ
る。分離の際、液体メタノール又は液体エタノールの二
酸化炭素への飛沫同伴を防ぐために、気液分離器８内に
網目板を付帯させた。
の混合物は、ラインミキサー６における混合熱の熱回収
を終え、背圧弁７を経て、気液分離器８に供給される。
気液分離器８は、二酸化炭素とメタノール又はエタノー
ルとをリサイクルさせるためにそれぞれの流体に分離す
るためのものであって、分離する方式は、背圧弁１３と
気液分離とを組み合わせたユニットとするのが好適であ
る。分離の際、液体メタノール又は液体エタノールの二
酸化炭素への飛沫同伴を防ぐために、気液分離器８内に
網目板を付帯させた。
【００２８】
【発明の効果】常温付近での混合操作により大きな熱量
が得られ、そして、二酸化炭素及びメタノール又はエタ
ノールは極めて安価であってかつ二酸化炭素とメタノー
ル又はエタノールとをリサイクルさせて使用すると効率
も良く、しかも両流体は圧力をわずかに変化させるだけ
で容易に分離できるために混合、分離のサイクルを容易
に組み立て得る。
が得られ、そして、二酸化炭素及びメタノール又はエタ
ノールは極めて安価であってかつ二酸化炭素とメタノー
ル又はエタノールとをリサイクルさせて使用すると効率
も良く、しかも両流体は圧力をわずかに変化させるだけ
で容易に分離できるために混合、分離のサイクルを容易
に組み立て得る。
【図１】本発明の熱回収システムを示す概略図である。
【図２】二酸化炭素とメタノールとの混合系の熱効果を
示すグラフである。横軸は二酸化炭素のモル分率を表
し、縦軸は発生熱(J/mol)を表す。
示すグラフである。横軸は二酸化炭素のモル分率を表
し、縦軸は発生熱(J/mol)を表す。
【図３】二酸化炭素とエタノールとの混合系の熱効果を
示すグラフである。横軸は二酸化炭素のモル分率を表
し、縦軸は発生熱(J/mol)を表す。
示すグラフである。横軸は二酸化炭素のモル分率を表
し、縦軸は発生熱(J/mol)を表す。
【図４】本発明の別の熱回収システムを示す概略図であ
る。
る。
１ サイホン付ボンべ
２ フィルター
３ 定量ポンプ
４ 逆止弁
５ 圧力計
６ ラインミキサー
７ 背圧弁
８ 気液分離器
９ バルブ
１０ 供給タンク
１１ 安全弁
１２ 圧力計
１３ 背圧弁
１４ 圧縮機
１５ コンデンサー
１６ バルブ
１７ バルブ
１８ 循環ポンプ
１９ 熱交換部
２０ ブースター
２１ 熱交換部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 小島 和夫
東京都小平市鈴木町２−689
Ｆターム(参考） 3L093 AA03 BB39 BB44 LL01 MM00
Claims (6)
- 【請求項１】 二酸化炭素の臨界点近傍で二酸化炭素と
メタノール又はエタノールとを混合し、発生した熱を回
収することを特徴とする、ヒートポンプ。 - 【請求項２】 二酸化炭素とメタノール又はエタノール
とを約３０℃、約７５atmで混合することを特徴とす
る、請求項１に記載のヒートポンプ。 - 【請求項３】 二酸化炭素とメタノール又はエタノール
とをリサイクルさせることを特徴とする、請求項１〜２
のいずれか１項に記載のヒートポンプ。 - 【請求項４】 二酸化炭素とメタノール又はエタノール
とを二重管式のラインミキサーで混合することを特徴と
する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のヒートポン
プ。 - 【請求項５】 発生した熱を熱交換により回収すること
を特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のヒ
ートポンプ。 - 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか１項に記載され
たヒートポンプを用いた暖房システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001298837A JP2003014333A (ja) | 2001-04-24 | 2001-09-28 | ヒートポンプ |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001-125183 | 2001-04-24 | ||
| JP2001125183 | 2001-04-24 | ||
| JP2001298837A JP2003014333A (ja) | 2001-04-24 | 2001-09-28 | ヒートポンプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003014333A true JP2003014333A (ja) | 2003-01-15 |
Family
ID=26614050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001298837A Pending JP2003014333A (ja) | 2001-04-24 | 2001-09-28 | ヒートポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003014333A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2667116A1 (de) * | 2012-05-21 | 2013-11-27 | Messer Group GmbH | Verfahren und Vorrichtung zum Kühlen |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63163743A (ja) * | 1986-12-25 | 1988-07-07 | 松下電器産業株式会社 | 冷暖熱発生装置 |
| JPH03127832A (ja) * | 1989-10-13 | 1991-05-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置の製造方法及び乾燥装置 |
| JPH03129261A (ja) * | 1989-10-13 | 1991-06-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 冷暖熱発生装置 |
| JPH0559391A (ja) * | 1991-08-30 | 1993-03-09 | Mitsui & Co Ltd | 精製プロポリスおよび精製プロポリス成分含有ｏ／ｗ型乳化物の製造法 |
| JPH0796154A (ja) * | 1992-12-18 | 1995-04-11 | Union Carbide Chem & Plast Technol Corp | 圧縮流体と固体ポリマーを含む溶剤含有組成物とを混合する方法 |
| JPH0842937A (ja) * | 1994-08-01 | 1996-02-16 | Hitachi Ltd | 冷凍装置 |
-
2001
- 2001-09-28 JP JP2001298837A patent/JP2003014333A/ja active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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