JP2011520089A - 地球温暖化係数の低い(lgwp)冷媒を使用する吸収冷却サイクル - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
前記気体溶解サブシステムが、前記蒸発器、前記分離装置、および他の気体溶解サブシステムからなる群から選択される前記少なくとも2つのユニットと流体連結され、
但し、少なくとも1つのサブシステムが前記蒸発器と流体的に連結され、また少なくとも1つのサブシステムが前記分離装置と流体的に連結されることを条件とする、
前記吸収冷却(吸収冷凍)システム(あるいは装置)である。
本発明は、環境に優しい、経済的な冷却(冷凍)方法を提供する。
Ford社のモータークラフト油(Ford仕様No.WSH−M1C231−Bに合致するPAG冷媒圧縮機油)中のtrans−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(1234ze(E))の溶解度を、微量天秤(マイクロバランス)によって測定した。非ランダム二液(NRTL:Non−Random Two Liquid)活量係数モデル(Renon H.,Prausnitz J.M.、“Local Compositions in Thermodynamic Excess Functions for Liquid Mixtures(液体混合物の過剰熱力学関数における局所組成)”、AIChE J.,Vol.14,No.1,135〜144頁、1968年)を使用して得られたデータ(NRTL)との相関関係と一緒に、測定した溶解度(データ)を図1に示す。これらのデータから、Ford社モータークラフト油はほとんど無視できる蒸気圧を有すること、およびNRTLモデルはこのデータを正確に説明できることがわかる。
実施例1からのデータを、単効用(一重効用)型吸収サイクルを開発するために使用した。本発明の単効用型吸収システムの代表的な概略図を、図2に例示する。
(1)蒸発器28:2℃、
(2)凝縮器32:40℃、
(3)3000kJ/時がボイラー26に供給され、
(4)飽和液が吸収装置22から出て行き、
(5)ライン4を通って蒸発器36から出る過熱:3℃、
(6)流れ8の組成は、油90重量%および冷媒10重量%である。
これらのパラメーターにより、1234ze(Z)およびFord社モータークラフト油を使用して、計算された成績係数(COP:coefficient of performance)は4.56である。
二重効用型吸収の代表的な概略図を、図3に例示する。
(1)蒸発器68:2℃、
(2)凝縮器64:40℃、
(3)ポンプ44を出る圧力は
(4)1500kJ/時がボイラー46に供給され、
(5)飽和液が吸収装置42および吸収装置50の両者から出て行き、
(6)蒸発器68から出る過熱:3℃、
(7)ティー58は、流れ14に30%、および流れ16に70%の流量を分割し、
(8)流れ12の組成は、油90重量%および冷媒10重量%である。
これらのパラメーターにより、1234ze(Z)およびFord社モータークラフト油を使用して、計算されたCOPは5.04である。
1.酸化防止剤、例えば、BHT(ブチル化ヒドロキシトルエン)などのフェノールベースのもの、
2.極圧添加剤−塩素化材料、リン系材料−リン酸トリクレジル、硫黄系材料、
3.消泡添加剤(例えば、シリコーン)、
4.油性添加剤(例えば、有機酸およびエステル)、
5.酸捕捉剤(例えば、エポキシド)
Claims (10)
- (a)1種または複数のヒドロフルオロオレフィン、1種または複数のヒドロクロロフルオロオレフィン、およびこれらのブレンドからなる群から選択される冷媒を含む第1の液相冷媒流を蒸発させて、低圧気相冷媒流を生成させる工程であって、前記蒸発させることが、冷却しようとする系から熱を移動させることである該工程;
(b)前記低圧気相冷媒流の実質的に全ての冷媒を第1の液相溶媒流の溶媒中に溶解させるのに有効な条件下で、前記低圧気相冷媒流を、ポリアルキレングリコール油、ポリアルファオレフィン油、鉱油、ポリオールエステル油、およびこれらの組合せからなる群から選択される溶媒を含む前記第1の液相溶媒流に接触させて、冷媒−溶媒溶液流を生成させる工程;
(c)前記冷媒−溶媒溶液流の圧力および温度を上昇させる工程;
(d)前記冷媒−溶媒溶液流を、高圧気相冷媒流および第2の液相溶媒流に熱力学的に分離する工程;
(e)前記第2の液相溶媒流を工程(b)に再循環して、前記第1の液相溶媒流を生成させる工程;
(f)前記高圧気相冷媒流を凝縮させて、第2の液相冷媒流を生成させる工程; および
(g)前記第2の液相冷媒流を工程(a)に再循環して、前記第1の液相冷媒流を生成させる工程;
を含む、冷却を提供するための方法。 - 前記冷媒が、式:CwHxFyClzを有する少なくとも1種の化合物を含み、ここで、wが3〜5の整数であり、xが1〜3の整数であり、zが0〜1の整数であり、またy=2w−x−zである、請求項1に記載の方法。
- 前記冷媒が、1,1,1,2−テトラフルオロプロペン、トランス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン、シス−1,3,3,3−テトラフルオロプロペン、トランス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン、シス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンおよび3,3,3−トリフルオロプロペンの1種または複数から選択される、請求項2に記載の方法。
- 前記溶媒が、ポリエチレングリコール油、ポリオールエステル油、ポリプロピレングリコールジメチルエーテルをベースとする油および鉱油からなる群から選択される、請求項1に記載の方法。
- 工程(c)における前記溶液の温度を上昇させることが、前記溶液への、地熱、太陽熱または産業廃熱の伝達を包含する、請求項1に記載の方法。
- (a)1種または複数のヒドロフルオロオレフィン、1種または複数のヒドロクロロフルオロオレフィン、およびこれらのブレンドからなる群から選択される冷媒;
(b)ポリアルキレングリコール油、ポリアルファオレフィン油、鉱油、ポリオールエステル油、およびこれらの組合せからなる群から選択される溶媒;
(c)前記冷媒を蒸発させるのに適した蒸発器;
(d)前記蒸発器に流体接続され、前記冷媒を前記溶媒と混合するのに適したミキサー;
(e)前記ミキサーに流体接続され、前記冷媒の少なくとも一部分を前記溶媒中に溶解して溶液を生成させるのに適した吸収装置;
(f)前記吸収装置に流体接続されたポンプ;
(g)前記ポンプに流体接続された熱交換器;
(h)前記熱交換器に流体接続された、前記溶液を気体冷媒成分および液体溶媒成分に熱力学的に分離するのに適した分離装置;
(i)前記分離装置および前記ミキサーに流体接続された油戻りライン;および
(j)前記分離装置および前記蒸発器に流体接続され、前記気体冷媒成分を凝縮させるのに適した凝縮器;
を含む、吸収冷却システム。 - 前記分離装置が、蒸留カラムまたはフラッシング(瞬間蒸発式)分離装置である、請求項6に記載のシステム。
- (a)1種または複数のヒドロフルオロオレフィン、1種または複数のヒドロクロロフルオロオレフィン、およびこれらのブレンドからなる群から選択される冷媒;
(b)ポリアルキレングリコール油、ポリアルファオレフィン油、鉱油、ポリオールエステル油、およびこれらの組合せからなる群から選択される溶媒;
(c)前記冷媒を蒸発させるのに適した蒸発器;
(d)前記冷媒を凝縮させるのに適した凝縮器;
(e)前記溶媒中に溶解した前記冷媒を含む溶液を気体冷媒成分および液体溶媒成分に熱力学的に分離するのに適した分離装置;および
(f)前記冷媒を前記溶媒と混合するのに適したミキサー、前記冷媒の少なくとも一部分を前記溶媒中に溶解して溶液を生成させるのに適した吸収装置、ポンプ、および熱交換器を含み、前記ミキサーが前記吸収装置に流体接続され、前記吸収装置が前記ポンプに流体接続され、かつ前記ポンプが前記熱交換器に流体接続される、少なくとも1つの気体溶解サブシステム;
を含む吸収冷却システムであって、
前記気体溶解サブシステムが、前記蒸発器、前記分離装置、および他の気体溶解サブシステムからなる群から選択される前記少なくとも2つのユニットと流体連結され、
但し、少なくとも1つのサブシステムが前記蒸発器と流体的に連結され、また少なくとも1つのサブシステムが前記分離装置と流体的に連結されることを条件とする、
前記吸収冷却システム。 - 2つの気体溶解サブシステムを含む、請求項8に記載のシステム。
- 3つの気体溶解サブシステムを含む、請求項8に記載のシステム。
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