JP2011163730A - ケミカルヒートポンプ及びそれを用いたハイブリッド冷凍システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第一の手段として、反応部及び蒸発凝縮部を有するケミカルヒートポンプであって、蒸発凝縮部内に、アルコールを含む水溶液を収容する。また、第二の手段として、圧縮式冷凍機、凝縮器、減圧器及び蒸発器を有する圧縮式冷凍システムと、反応部及び蒸発凝縮部を有するケミカルヒートポンプと、を組み合わせたハイブリッド冷凍システムであって、ケミカルヒートポンプの蒸発凝縮部は、アルコールを含む水溶液を収容する。
【選択図】図1
Description
このなかで圧縮式冷凍装置は車両エンジン動力等により冷媒を機械的に圧縮しその膨張過程で熱を奪い、この熱を外部に捨てることで保存室内を0度以下にすることができる。
図1は、本実施形態に係るケミカルヒートポンプ(以下「本ケミカルヒートポンプ」という。)1の構成概略を示す図である。
また本ケミカルヒートポンプ1の反応部11は、内部に化学蓄熱材を収容しており、反応部側熱交換部14から供給される熱を用いて化学蓄熱材に化学反応を起こし、この熱の少なくとも一部を、反応部−蒸発凝縮部接続パイプ13を介して蒸発凝縮部12に移動させ、ケミカルヒートポンプ内に蓄えさせることができるものである。なお反応部11は、限定されるわけではないが、化学蓄熱材を収容する反応器111を有して構成されていることが好ましい。反応器111の数は、一つであってもよいが複数であっても良い。本実施形態では説明を簡単にするため単一の反応器111を用いた例で説明する。
また、本実施形態に係るケミカルヒートポンプ1の蒸発凝縮部12は、反応部−蒸発凝縮部接続パイプ13を介して反応部11に接続されており、反応部11が発生させた熱を外部に放出(供給)したり、外部から熱を吸収したりすることのできるものである。限定されるわけではないが上記(1)又は(2)の化学蓄熱材を用いて上記(1−1)又は(1−2)の反応を利用する場合、下記(3−1)の式で示す反応を利用することができる。即ち下記式の場合、反応部11により供給される蒸気を凝縮することで放熱することが可能となり、蒸発凝縮部12において水を蒸発させることで周囲から熱を吸収することができる。
また本実施形態において、反応部側熱交換部14は、熱を反応部11に供給することのできるものであって、限定されるわけではないが、具体的には熱交換器を用いることができる。なお反応部側熱交換部14は、ケミカルヒートポンプ外部にある高温側熱源(図省略)に接続されており、この高温側熱源の熱を反応部11に供給することができる。
本実施形態における蒸発凝縮部側熱交換部15は、蒸発凝縮部と外部とが熱交換を行うことができるよう設置されるものである。本実施形態に係る蒸発凝縮部側熱交換部15は、具体的には凝縮器側熱交換器151と、蒸発器側熱交換器152と、を有して構成されている。
ここで、本実施形態に係るケミカルヒートポンプ1の動作について図2を用いて説明する。図2(A)は、本実施形態に係るケミカルヒートポンプ1が、外部(具体的には高温側熱源)からの熱を反応部11から吸収し、蒸発凝縮部12から排出する状態を示す図であり、図2(B)は、本実施形態に係るケミカルヒートポンプ1が、外部からの熱を蒸発凝縮部12から吸収し、反応部11から排出する状態を示す図である。
ここで、本実施形態に係るケミカルヒートポンプを用いた冷凍車の例について説明する。図3は、本実施形態に係るケミカルヒートポンプを用いた冷凍車の概略を示す図であり、図4は、より詳細な冷凍車の構成の概略を示す図である。本冷凍車は、ケミカルヒートポンプと圧縮式冷凍装置とを組み合わせたケミカルヒートポンプシステムを用いたものであり、いわゆるハイブリッドな冷凍システムである。
硫酸カルシウム及び水溶液を充填した後、反応器及び蒸発凝縮器を恒温油槽に浸した状態で一定時間浸し、一定温度になった後、反応器内は反応器内温度における平衡圧力まで別途接続した減圧ポンプにて減圧し、蒸発凝縮器も別途接続した減圧ポンプにより飽和水蒸気圧まで減圧した。
Claims (8)
- 反応部及び蒸発凝縮部を有するケミカルヒートポンプであって、
前記蒸発凝縮部内に、アルコールを含む水溶液を収容するケミカルヒートポンプ。 - 前記水溶液は、前記アルコールを1重量%以上55重量%以下の範囲で含む請求項1記載のケミカルヒートポンプ。
- 前記アルコールとしてエチレングリコールを含む、請求項1記載のケミカルヒートポンプ。
- 前記反応部は、CaSO4・xH2O、CaCl2・yH2O、Ca(OH)2の少なくともいずれかを含む化学蓄熱材を収容する請求項1記載のケミカルヒートポンプ。
- 圧縮式冷凍機、凝縮器、減圧器及び蒸発器を有する圧縮式冷凍システムと、反応部及び蒸発凝縮部を有するケミカルヒートポンプと、を組み合わせたハイブリッド冷凍システムであって、
前記ケミカルヒートポンプの前記蒸発凝縮部は、アルコールを含む水溶液を収容するハイブリッド冷凍システム。 - 前記水溶液は、アルコールを1重量%以上55重量%以下の範囲で含む請求項5記載のハイブリッド冷凍システム。
- 前記アルコールとしてエチレングリコールを含む、請求項5記載のハイブリッド冷凍システム。
- 前記反応部は、CaSO4・xH2O、CaCl2・yH2O、Ca(OH)2の少なくともいずれか含む化学蓄熱材を収容する請求項5記載のハイブリッド冷凍システム。
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