JP2012510601A - 冷却方法と冷却装置 - Google Patents

冷却方法と冷却装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2012510601A
JP2012510601A JP2011538798A JP2011538798A JP2012510601A JP 2012510601 A JP2012510601 A JP 2012510601A JP 2011538798 A JP2011538798 A JP 2011538798A JP 2011538798 A JP2011538798 A JP 2011538798A JP 2012510601 A JP2012510601 A JP 2012510601A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ammonia
generator
gas
evaporator
cooling device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2011538798A
Other languages
English (en)
Inventor
グラハム アンドリュー
Original Assignee
アンドリュー パワー オーストラリア リミティド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from AU2008906214A external-priority patent/AU2008906214A0/en
Application filed by アンドリュー パワー オーストラリア リミティド filed Critical アンドリュー パワー オーストラリア リミティド
Publication of JP2012510601A publication Critical patent/JP2012510601A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B15/00Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type
    • F25B15/10Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type with inert gas
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B15/00Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type
    • F25B15/02Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type without inert gas
    • F25B15/04Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type without inert gas the refrigerant being ammonia evaporated from aqueous solution
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B17/00Sorption machines, plants or systems, operating intermittently, e.g. absorption or adsorption type
    • F25B17/02Sorption machines, plants or systems, operating intermittently, e.g. absorption or adsorption type the absorbent or adsorbent being a liquid, e.g. brine
    • F25B17/04Sorption machines, plants or systems, operating intermittently, e.g. absorption or adsorption type the absorbent or adsorbent being a liquid, e.g. brine with two or more boilers operating alternately
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B27/00Machines, plants or systems, using particular sources of energy
    • F25B27/002Machines, plants or systems, using particular sources of energy using solar energy
    • F25B27/007Machines, plants or systems, using particular sources of energy using solar energy in sorption type systems
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B39/00Evaporators; Condensers
    • F25B39/02Evaporators
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/27Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/62Absorption based systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)

Abstract


【課題】 太陽熱を利用するアンモニアを冷媒とする吸収式冷却装置を提供する。
【解決手段】 本発明の装置は、(A)生成機31と、前記生成機は、アンモニア・ガスを供給し、(B)凝縮器36と、前記凝縮器は、前記アンモニア・ガスを液体アンモニアに凝縮し、(C)蒸発器39と、前記蒸発器内で液体アンモニアが、アンモニア・ガスに変化し、熱を吸収し、(D)吸収機43と、前記吸収機は、前記アンモニア・ガスを、液体アンモニアに吸収し、を有する。前記蒸発器は、前記凝縮器から受領した液体アンモニアの一部を保持して、それを戻し、リサイクルする。
【選択図】 図1

Description

本発明は、冷却方法と冷却装置に関し、特に外部の熱を用いる冷却方法と冷却装置に関する。本発明は、更にエアコンとして機能する冷却装置に関する。以下の説明は、冷却装置、特に太陽熱を利用するエアコンに関し、更に他の冷却のアプリケーション例えば周囲の熱源を含む他の外部熱源により駆動される冷却装置に関する。
従来の冷凍サイクルにおいては、圧縮機を用いて冷媒ガスの圧力を高める。この高圧の冷媒ガスを凝縮器の中で凝縮して液体の冷媒に戻す。これは、凝縮器のパイプ内を流れる冷却剤としての空気の助けを借りて行う。これにより、凝縮器内を流れる冷媒ガスが熱を放出して、高圧のガスを液体に熱交換しながら戻す。その後この高圧の液体冷媒を、膨張バルブを通して、低圧に落とし、冷却し、その後蒸発器内に通過させる。この蒸発器が、冷媒を蒸発させ、冷媒が液体から気体に変わる際熱を吸収する。これにより蒸発器内を流れる空気の温度を低下させる。この形態の冷凍サイクルはエアコンでも用いられている。
吸収式冷却/冷凍サイクルにおいては、冷却するのに可動部品を必要とせず、熱によってのみ駆動される。アンモニア吸収サイクルは、最初の冷却方法である。最初の冷却システムは、1800年代に設置され、更に進んだアンモニア吸収システムが、Ferdinand Carre (Paris France)により1850年に発明された。彼の最初の発明は、直接加熱する生成機と、凝縮器と、蒸発器と、吸収機と、流体アンモニア・ポンプとからなる。これ等の全ては、その後改良されるが、アンモニア吸収システムの基本原理は、今も変わらない。最初のアンモニア吸収システムは、非常に効率が悪く、このアンモニア吸収システムで使用される液体アンモニアは、90%以上の純度を必要とするが、そのような高純度の液体アンモニアを得ることは当時不可能であった。その結果、アンモニア吸収システムは、蒸発器で集まった過剰な水が蒸発温度を上げてしまうために、適正の動作することが困難であった。その時代、往復運動の機械は、従来の冷却サイクルにおける低温のアプリケーションで必要とされる圧縮比に達する程度に開発されていなかった。かくしてアンモニア吸収サイクルは、このような不利な点にも関わらず、冷凍産業で使用されてきた。往復運動の圧縮機が改良されたために、アンモニア吸収システムは時代遅れのものとなった。
30年代半ば、改良型のアンモニア吸収システムが出現した。この改良型のアンモニア吸収システムは、廃棄蒸気や、廃熱で、或いは天然ガス或いは他のガスで直接加熱することにより、動作する。これ等のシステムは、バブル・コラム・デザインとスプレー型の吸収機を採用し、冷却デューティに対しては99.96%の純度のアンモニアを提供していた。高純度(商用ベース)のアンモニアを提供するような技術的進歩が、初期のアンモニア吸収システムの主要な動作上の問題点を解決した。
沢山のソーラーパワー(太陽熱)のエアコン或いは冷蔵庫が、販売されるようになった。これ等のエアコン又は冷蔵庫のあるものは、吸収サイクルでの熱源として、太陽光収集装置から熱を吸収して吸収サイクルを実行している。吸収サイクルの大部分は、水/臭化リチウム(water/lithium bromide)で動作するが、アンモニア/水のサイクルを用いるような多くのアプリケーションが存在し、特に低温で好まれるものであった。冷媒(例、アンモニア)は、最終的にサイクルのあるポイントで吸収されるので、ソーラーパワーの冷蔵庫は、吸収型の冷蔵庫として知られる。水/臭化リチウムのサイクルとアンモニア/水のサイクルの両方において、水は、作動流体として使用されるが、全く別の方法である。一方では、アンモニアのシステムに於ける吸収剤として、他方では、臭化リチウムの冷媒として使用されている。
上記のソーラーパワーのエアコンと冷蔵庫は特に効率がよいという訳ではない。その為、本発明の目的は、吸収サイクルで動作し従来の不都合な点を解決する改良された冷却方法と冷却装置を提供することである。本発明の一態様は、上記のタイプの冷却装置を提供し、これを太陽熱により動作するエアコンとして実現することである。
本発明のアンモニアを冷媒として使用する吸収式冷凍サイクルの冷却装置は、
(A)生成機と、
前記生成機は、アンモニア・ガスを供給し、
(B)凝縮器と、
前記凝縮器は、前記アンモニア・ガスを液体アンモニアに凝縮し、
(C)蒸発器と、
前記蒸発器内で、液体アンモニアが、アンモニア・ガスに変化する際熱を吸収し、
(D)吸収機と、
前記吸収機は、前記アンモニア・ガスを、液体アンモニアに吸収し、
を有する。
前記蒸発器は、前記凝縮器から受領した液体アンモニアの一部を保持して、それを戻し、リサイクルする。
本発明の一実施例によれば、本発明の冷却装置は、(E)容器を更に有する。前記容器は、前記蒸発器の端部にリセスを有し、液体アンモニアを収集する。
本発明の一実施例によれば、前記容器は、前記蒸発器の入口から離れた端部に配置される。
本発明の一実施例によれば、本発明の冷却装置は、(F)帰還パイプを更に有する。前記帰還パイプは、前記容器を前記凝縮器に接続する。
本発明の一実施例によれば、前記帰還パイプは、前記容器で集められたアンモニアを凝縮器の入口に戻す。
本発明の一実施例によれば、前記帰還パイプは、大気に曝され、前記帰還パイプ内を流れる液体アンモニアは、前記凝縮器に戻る前に、蒸発する。
本発明の一実施例によれば、前記帰還パイプは、前記蒸発器と熱交換可能に接触する。
本発明の一実施例によれば、上記のいずれかに記載の冷却装置を有するエアコンにおいて、前記エアコンは、空気を蒸発器の周囲に循環させる手段を有する。
本発明の一実施例によれば、前記循環させる手段は、ファンを含む。
本発明の一実施例によれば、前記生成機は、太陽熱により加熱される。
本発明の一実施例によれば、本発明の冷却装置は、(F)太陽熱収集装置を有する。前記太陽熱収集装置は、太陽熱を前記生成機に与える。
本発明の一実施例によれば、本発明の冷却装置は、(G)熱交換器を更に有する。前記熱交換器は、前記生成機に接続されて、太陽熱により生成された熱を前記生成機に移す。
本発明の一実施例によれば、本発明の冷却装置は、(H)第2の加熱手段或いは第2生成機を更に有する。
本発明の一実施例によれば、前記第2生成機(34)は、前記生成機(31)と並列に配置され、前記第2生成機は、前記更なる加熱手段により加熱される。
本発明の一実施例によれば、前記更なる加熱手段は、ガスヒーター又は電気ヒーターの内の少なくとも一方を含む。
本発明の一実施例によれば、本発明の冷却方法は、
(A)液体アンモニアをアンモニア・ガスに変換するステップと、
(B)前記アンモニア・ガスを濃縮されたアンモニア溶媒に凝縮するステップと、
(C)前記凝縮されたアンモニア溶媒を蒸発させるステップと、
これにより前記液体アンモニアをアンモニア・ガスに変換し熱を吸収し、
(D)前記(C)ステップで凝縮された液体アンモニアの一部を保持するステップと、
これによりアンモニア・ガスに再変換し、
(E)前記蒸発器からのアンモニア・ガスを吸収するステップと、
これにより、前記アンモニア・ガスを液体アンモニアに変換して前記アンモニア・ガスに更に変換する
を有する。
本発明の一実施例によれば、前記液体アンモニア溶液は、前記アンモニア・ガスに、太陽熱で変換される。
本発明の一実施例によれば、前記(D)ステップで保持された流体は、周囲の熱でアンモニア・ガスに変換される。
本発明の一実施例によれば、アンモニアを冷媒として使用する吸収式サイクルの冷却装置は、
(A)第1生成機と、
前記生成機は、アンモニア・ガスを供給し、
(B)凝縮器と、
前記凝縮器は、前記アンモニア・ガスを液体アンモニアに凝縮し、
(C)蒸発器と、
前記蒸発器内で、液体アンモニアが、アンモニア・ガスに変化する際熱を吸収し、
(D)吸収機と、
前記吸収機は、前記アンモニア・ガスを、液体アンモニアに吸収し、
を有する。
前記第1生成機は、太陽熱収集装置により直接的又は間接的に加熱される。
本発明の一実施例によれば、前記第1生成機又は前記第2生成機は、更なる熱源により選択的に加熱される。
本発明の吸収サイクルを用いる冷却装置の第1実施例のブロック図。 本発明の冷却装置のエアコンとしての第2実施例の側面図。 図2の冷却装置の側面図。 図2の冷却装置の上面図。 本発明の他の冷却装置の側面図。 本発明の他の冷却装置の上面図。
図1において、本発明の冷却装置10は、アンモニアを冷媒として、水を吸収剤とする吸収式冷凍サイクルを利用する。冷却装置10は、太陽熱収集装置11を有する。この太陽熱収集装置11は、熱をアンモニア・ガスの生成器12に与え、アンモニア・ガスを生成する。アンモニア・ガス生成器12は、一連のパイプ14を具備する金属製のタンク13を有する。この一連のパイプ14内を、太陽熱収集装置11により生成された蒸気が、通過する。蒸気は水ジャケット(図示せず)内の水から生成される。水ジャケットは、一連のパイプ14と連通する。水は、太陽熱収集装置11により加熱され水蒸気となる。十分な太陽熱が無い場合には、追加の熱源(例、ガス加熱器或いは電気パイプ)を用いて、水蒸気を発生させることもできる。
高濃度のアンモニア−水の混合物が、アンモニア・ガス生成器12のタンク13内にあり、加熱された水ジャケット或いは一連のパイプ14内の水蒸気からの熱(最大150℃の温度)が、タンク13内のアンモニア−水の混合物を沸騰させる。沸騰の結果、高濃度の混合物が、アンモニア・ガスを放出して、極少量の温水を有するアンモニア・ガスが、アンモニア・ガス生成器12から放出される。
沸騰した高濃度の流体が、濾過器パイプ15内を移動して、分離タンク16に入る。そこで、流体は、熱い流体(水)と熱い気体(アンモニア・ガス)に分離される。その後熱いアンモニア・ガスは、分別塔17に入り、高濃度の熱いアンモニア・ガスが、分別塔17を出て、凝縮器18に入る。分別塔17を出たアンモニア・ガスは、それほど過熱されてはいないので、凝縮器18は、35℃でも効率よく動作することができる。
アンモニア・ガスが凝縮器18内で冷却されると、水蒸気が凝縮されて水蒸気が取り除かれる。水蒸気は、凝縮し、分離タンク16内に戻り、拡大したT型パイプ19に沿って出て、アンモニア・ガスは、更に凝縮器18に沿って流れ、そこで冷却され、相変換して、ほぼ純粋の液体アンモニアになる。凝縮器18の底から、液体アンモニアは、蒸発器20内に流れる。
この無水アンモニアが、蒸発器20内を通り、水素ガス又はヘリウムガスの存在下で蒸発して、凝縮器18と蒸発器20の間の圧力を等しくする。アンモニアが蒸発するので、アンモニアは、蒸発機20内で熱を吸収して、蒸発器20を−70℃に冷却する。この冷却された蒸発器20の表面が、その後周囲の空気(又はグリコール溶液)を冷却する。ファン21が、蒸発器20に隣接して配置され、冷却された空気を周囲の空間に吹かせて、エアコンを実現する。
高濃度の混合物の一部が、重力を利用して、熱交換ジャケット22の上部に入る。その際、温かいアンモニア・ガスは、垂直方向に上昇し、第2の小型凝縮機(図示せず)内で冷却され、蒸発器20に戻る。
熱吸管23が、分離タンク16から流体を吸い上げて、それを熱交換ジャケット22の底に放出する。その場所で、その流体は、蒸発器20からのアンモニアと水素、又はヘリウムガスと混合される。その後この混合液が吸収器24を通過する。吸収器24は、残りの熱を、熱交換ジャケット22とファン25の助けを借りて、除去して、冷却されたアンモニアが、分解或いは水で再吸収される。この混合溶液が、吸収器24の底部の吸収器容器26で集められる。吸収器24内で、熱交換機である冷却装置10のセンタ・パイプ27を通って戻った高濃度の水が、吸収器24からのアンモニア溶液と混合される。その後この混合溶液は、パイプ28を介しアンモニア・ガス生成器12に移り、そこでサイクルが再び開始される。
本発明のシステムは、熱のバランスを維持する。その際、入った全部の熱は、廃棄された全熱とバランスを維持して、冷却装置10に対する簡単なチェックが行える。
図2−4に、本発明の冷却装置(エアコン)30を示す。この冷却装置30は、ガス/蒸気生成器31を含む。ガス/蒸気生成器31は、熱交換機である外部パイプ32で加熱される。この外部パイプ32はガス/蒸気生成器31の周囲に配置される。外部パイプ32は、太陽熱収集機33により生成された蒸気を含む。太陽熱収集機33は、平坦なプレート型の太陽光収集装置である。冷却装置30は、更にガス生成機(第2ガス生成器)34を含む。ガス生成機34は、ガス/蒸気生成器(第1ガス生成器)31に類似し、ガス生成機34と並列に配置される。ガス生成機34は、補助熱源(例、ガス加熱器或いは電気加熱器)で加熱される。これは太陽熱が不十分な場合である。別の構成として、ガス生成機34は周囲空気により加熱される。ガス/蒸気生成器31とガス生成機34は、入口パイプ35と凝縮器36に接続される。凝縮器36は、フィン37を具備し、熱の発散を効率よく行う。
図1の実施例と同様に、ガス/蒸気生成器31又はガス生成機34内の高濃度のアンモニア/水の溶液は、太陽熱収集機33又は他の熱源により加熱され、沸騰し、アンモニア・ガスを発生させる。このアンモニア・ガスは、ガス/蒸気生成器31又はガス生成機34を出て凝縮器36内に入り、そこで冷却される。つまり、アンモニア・ガスは、凝縮器36内を移動し、凝縮器36の温度まで冷却される。かくして、アンモニア・ガスは、気体(ガス)相から純粋な液体アンモニアに変わる。
凝縮器36は、出口パイプ38により蒸発器39に接続される出口を有する。凝縮器36からの無水アンモニアが、蒸発器39内に流れ、蒸発器39を通過しながら蒸発器39を冷却する。蒸発器39は、拡がったアンモニア容器(リザボア)或いはリセスであるアンモニアの滞留部40をその自由端に有する。帰還パイプ41が、蒸発器39に沿って通り、そこで周囲空気にさらされる。帰還パイプ41は、滞留部40を凝縮器36への入口パイプ35に接続する。
アンモニアは、暖められると蒸発し、蒸発器39内の水素ガス又はヘリウムガスと混合される。アンモニアは、蒸発する際蒸発器39内の熱を吸収し、熱交換機42を通り吸収器43に入る。吸収器43は一連のパイプを含む。小径パイプ44は、凝縮器36の出口を吸収器43の出口端部方向に接続する。蒸発器39からのアンモニア・ガスは、吸収器43内のパイプ45を介して供給される水と低濃度のアンモニアの溶液と再結合し、高濃度のアンモニア水の溶液を作る。この高濃度のアンモニア水の溶液は、吸収器43の出口に接続されている吸収容器46内に集まる。この高濃度のアンモニア水の溶液は、ガス/蒸気生成器31、34に、供給パイプ47を介して再供給される。かくして冷却サイクルを繰り返す。
アンモニアの一部は、このサイクルから外される。即ち、アンモニアの一部は、滞留部(リセス)40にほぼ純粋なアンモニアとして集められ、吸収器43を通過する代わりに、帰還パイプ41内に入り、そこで、冷却装置30が配置される建物或いは部屋内の周囲の熱により(又はグリコール溶液により)加熱される。このアンモニアが、蒸発器39の周囲の熱により気体/蒸気に戻ると、アンモニア・ガスの一部は、帰還パイプ41に沿って移動し、一部冷却され、この一部冷却された遷移状態のアンモニアが、凝縮器36の入口パイプ35に戻る。アンモニアが帰還パイプ41内で冷却されるので、帰還パイプ41内に部分的真空を引き起こすアンモニア・ドロップ(滴)が、帰還パイプ41内により多くの蒸気を引き込む。入口パイプ35を介して凝縮器36に入るアンモニア・ガスは、凝縮器36により冷却を継続し、最終的に液体アンモニアとなる。このように戻ったアンモニアは、液化されて、蒸発器39に出口パイプ38を介して、戻る。他の液体アンモニアは、凝縮器36内で凝縮する。かくして、蒸発器39の開始点に滞留部40を配備することにより、蒸発器39は、純粋なアンモニアを一部保持して、上記のサイクルを繰り返す。
エアコンである冷却装置30は、グリコール溶液を冷却して、この冷却能を他の装置に移送することも出来る。このエアコン30は、逆のサイクル即ち周囲空気を冷却することも出来る。この装置は。−70℃まで冷却可能であり、他の装置としてエネルギーを利用できる。更に周囲の熱サイクルを加えることにより、この装置は、大気熱のみを用いて更なる冷却効果を提供できる。エアコン30は、65Wの補助電気ヒーターを有するか或いは小型のガスパワーの加熱装置から直接駆動することも出来る。例えばガス生成機34にこの加熱装置を連結することも出来る。エアコン30はファンを必要としないが、冷却されたグリコールを使用する分離装置は、ファンとポンプを駆動する電気を利用することもできる。滞留部40内に保持されたアンモニアに対する周囲熱の効果と組み合わせて、アンモニア溶液を加熱するための太陽光による温水を利用することにより、冷却効果を更に高めることも出来る。
図5、6に本発明の冷却装置50を示す。この冷却装置50は、図2−4の装置と類似の構成要素を有するが、図5,6においては部品番号に「’」を付けて示す。冷却装置50は、ガス/蒸気生成器31′、34′を有する。その中の液体アンモニアが、太陽熱により加熱され、アンモニア・ガスに変わり、凝縮器36′内に入る。周囲の空気が凝縮器36′のフィンを通過することにより、アンモニア・ガスは、液体アンモニアに凝縮し、蒸発器39′内に流れる。液体アンモニアの一部は、蒸発器39′の端部にあるリセスである滞留部40′内に留まる。水素ガス又はヘリウムガスの存在下で、液体アンモニアは、蒸発し、これにより熱の吸収が行われ、蒸発器39′の周囲の空間を冷却する。ファン(図示せず)が、冷えた蒸発器39′に空気を吹き付け、室内の空気を冷却する。滞留部40′内に保持されたアンモニアは、帰還パイプ41′を介して凝縮器36′に戻り、冷却装置50を介して、冷凍サイクルを再開する。
アンモニア(と水素又はヘリウム)ガスが、吸収器43′を通過し、アンモニアは、チューブ49’から、吸収器43′の上流側に供給されるアンモニアの溶液内に吸収される。チューブ49’は、液体アンモニア供給パイプ46′を、ガス/蒸気生成器31′、34′に連結する。吸収器43′内のアンモニアが、蒸発器39′に戻ると、水素とヘリウムガスが放出される。その後高濃度のアンモニア溶液が、容器(パイプ)45′内に集められて、ガス/蒸気生成器31′,34′内に再び入り、冷凍サイクルを再開する。
上記の実施例においては、ポンプは通常必要ではない。その理由は流体は重力により装置内を流れるからである。しかしポンプは分離システムにおいては必要である。
上記の冷却装置は、家庭、事務所、小さなビル、ショッピングセンター、工場、自動車、列車、バス、乗用車等のエアコンとして用いることが出来る。このような場合、適宜なファンで、冷却用の蒸発器を介して空気を循環させてもよい。
大部分の装置は、2種類の又は3種類の方法でパワーを供給するシステムとして提供できる。例えば、太陽光とガス、太陽光とディーゼルエンジン、太陽光と電気、ガスとディーゼルエンジンと電気である。これ等は、曇りの日のブースターとして用いられる。大部分の装置は、ビルの周囲の熱を利用し、更に冷却効果を上げることも出来る。これは太陽、人々、光、電気装置から来る周囲熱である。ガソリンエンジン或いはディーゼルエンジンからの廃熱も、太陽光収集装置と共に用いることが出来る。これにより遠隔地にあるアプリケーション或いは移動用のアプリケーションに対し、極めて便利となる。本発明のシステムは、最小のエネルギー損失で、0%から100%まで自動的に動作できる。負荷の要件が減ると対応する熱の消費も対応してそれに応じて減る。
太陽熱収集機33からの過剰な温水を、ビルの既存の温水供給装置に代わって或いはそれに付加して、30%のエネルギー消費を、ビルを冷却するのに比例して達成でき、更に30%はビル内で温水を提供することで、達成できる。本発明の装置により、エアコンと温水の供給のエネルギーコストを減らす或いは省くことも出来る。
以上の説明は、本発明の一実施例に関するもので、この技術分野の当業者であれば、本発明の種々の変形例を考え得るが、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。特許請求の範囲の構成要素の後に記載した括弧内の番号は、図面の部品番号に対応し、発明の容易なる理解の為に付したものであり、発明を限定的に解釈するために用いてはならない。また、同一番号でも明細書と特許請求の範囲の部品名は必ずしも同一ではない。これは上記した理由による。用語「又は」に関して、例えば「A又はB」は、「Aのみ」、「Bのみ」ならず、「AとBの両方」を選択することも含む。特に記載のない限り、装置又は手段の数は、単数か複数かを問わない。
10 冷却装置
11 太陽熱収集装置
12 アンモニア・ガス生成器
13 金属タンク
14 一連のパイプ
15 濾過器パイプ
16 分離タンク
17 分別塔
18 凝縮器
19 T型パイプ
20 蒸発器
21 ファン
22 熱交換ジャケット
23 熱吸管
24 吸収器
25 ファン
27 センタ・パイプ
28 パイプ
31 ガス/蒸気生成器
32 外部パイプ
33 太陽熱収集装置
34 ガス生成機
36 凝縮器
38 出口パイプ
39 蒸発器
40 滞留部
41 帰還パイプ
42 熱交換機
43 吸収器
44 小径パイプ
45 パイプ
50 冷却装置

Claims (20)

  1. アンモニアを冷媒として使用する吸収式冷凍サイクルの冷却装置において、
    (A)生成機(31)と、
    前記生成機は、アンモニア・ガスを供給し、
    (B)凝縮器(36)と、
    前記凝縮器は、前記アンモニア・ガスを液体アンモニアに凝縮し、
    (C)蒸発器(39)と、
    前記蒸発器内で、液体アンモニアが、アンモニア・ガスに変化する際熱を吸収し、
    (D)吸収機(43)と、
    前記吸収機は、前記アンモニア・ガスを、液体アンモニアに吸収し、
    を有し、
    前記蒸発器(39)は、前記凝縮器(36)から受領した液体アンモニアの一部を保持して、それを戻し、リサイクルする
    ことを特徴とする冷却装置。
  2. (E)容器を更に有し、
    前記容器は、前記蒸発器の端部にアンモニアの滞留部(40)を有する
    ことを特徴とする請求項1記載の冷却装置。
  3. 前記容器は、前記蒸発器の入口から離れた端部に配置される
    ことを特徴とする請求項2記載の冷却装置。
  4. (F)帰還パイプ(41)を更に有し、
    前記帰還パイプ(41)は、前記容器を前記凝縮器に接続する
    ことを特徴とする請求項3記載の冷却装置。
  5. 前記帰還パイプは、前記容器で集められたアンモニアを凝縮器の入口に戻す
    ことを特徴とする請求項4記載の冷却装置。
  6. 前記帰還パイプは、大気に曝され、
    前記帰還パイプ内を流れる液体アンモニアは、前記凝縮器に戻る前に、蒸発する
    ことを特徴とする請求項4,5のいずれかに記載の冷却装置。
  7. 前記帰還パイプは、前記蒸発器と熱交換可能に接触する
    ことを特徴とする請求項6記載の冷却装置。
  8. 請求項1−7のいずれかに記載の冷却装置を有するエアコンにおいて、
    前記エアコンは、空気を蒸発器の周囲に循環させる手段を有する
    ことを特徴とするエアコン。
  9. 前記循環させる手段は、ファンを含む
    ことを特徴とする請求項8記載のエアコン。
  10. 前記生成機は、太陽熱により加熱される
    ことを特徴とする請求項9記載のエアコン。
  11. (F)太陽熱収集装置(33)を有し、
    前記太陽熱収集装置は、太陽熱を前記生成機に与える
    ことを特徴とする請求項10記載のエアコン。
  12. (G)熱交換器(32)を有し、
    前記熱交換器は、前記生成機に接続されて、太陽熱により生成された熱を前記生成機に移す
    ことを特徴とする請求項11記載のエアコン。
  13. (H)第2の加熱手段或いは第2生成機(34)を更に有する
    ことを特徴とする請求項8−12のいずれかに記載のエアコン。
  14. 前記第2生成機(34)は、前記生成機(31)と並列に配置され、
    前記第2生成機は、前記更なる加熱手段により加熱される
    ことを特徴とする請求項13記載のエアコン。
  15. 前記更なる加熱手段は、ガスヒーター又は電気ヒーターの内の少なくとも一方を含む
    ことを特徴とする請求項14記載のエアコン。
  16. アンモニアを冷媒として使用する吸収式サイクルの冷却装置において、
    (A)第1生成機(31)と、
    前記生成機は、アンモニア・ガスを供給し、
    (B)凝縮器(36)と、
    前記凝縮器は、前記アンモニア・ガスを液体アンモニアに凝縮し、
    (C)蒸発器(39)と、
    前記蒸発器内で、液体アンモニアが、アンモニア・ガスに変化する際熱を吸収し、
    (D)吸収機(43)と、
    前記吸収機は、前記アンモニア・ガスを、液体アンモニアに吸収し、
    を有し、
    前記第1生成機(31)は、太陽熱収集装置(33)により直接的又は間接的に加熱される
    ことを特徴とする冷却装置。
  17. 前記第1生成機又は前記第2生成機は、更なる熱源により選択的に加熱される
    ことを特徴とする請求項16記載の冷却装置。
  18. アンモニアを冷媒として使用する吸収式冷凍サイクルの冷却方法において、
    (A)液体アンモニアをアンモニア・ガスに変換するステップと、
    (B)前記アンモニア・ガスを濃縮されたアンモニア溶媒に凝縮するステップと、
    (C)前記凝縮されたアンモニア溶媒を蒸発させるステップと、
    これにより前記液体アンモニアをアンモニア・ガスに変換し熱を吸収し、
    (D)前記(C)ステップで凝縮された液体アンモニアの一部を保持するステップと、
    これによりアンモニア・ガスに再変換し、
    (E)前記蒸発器からのアンモニア・ガスを吸収するステップと、
    これにより、前記アンモニア・ガスを液体アンモニアに変換して前記アンモニア・ガスに更に変換する
    を有する
    ことを特徴とする冷却方法。
  19. 前記液体アンモニア溶液は、前記アンモニア・ガスに、太陽熱で変換される
    ことを特徴とする請求項18記載の冷却方法。
  20. 前記(D)ステップで保持された流体は、周囲の熱でアンモニア・ガスに変換される
    ことを特徴とする請求項19記載の冷却方法。
JP2011538798A 2008-12-03 2009-12-03 冷却方法と冷却装置 Pending JP2012510601A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU2008906214A AU2008906214A0 (en) 2008-12-03 Cooling apparatus
AU2008906214 2008-12-03
PCT/AU2009/001577 WO2010063074A1 (en) 2008-12-03 2009-12-03 Cooling method and apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2012510601A true JP2012510601A (ja) 2012-05-10

Family

ID=42232819

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011538798A Pending JP2012510601A (ja) 2008-12-03 2009-12-03 冷却方法と冷却装置

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20120017621A1 (ja)
EP (1) EP2370753A1 (ja)
JP (1) JP2012510601A (ja)
KR (1) KR20110103999A (ja)
CN (1) CN102239371A (ja)
AU (1) AU2009322086A1 (ja)
WO (1) WO2010063074A1 (ja)
ZA (1) ZA201104883B (ja)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI403683B (zh) * 2011-01-11 2013-08-01 Univ Nat Pingtung Sci & Tech 發生器
CN102207344A (zh) * 2011-03-17 2011-10-05 王珏 双镜聚焦太阳能制冷装置
WO2015035519A1 (en) * 2013-09-12 2015-03-19 Solar Snow Corporation Solar cooling system
WO2015048858A1 (en) * 2013-10-06 2015-04-09 Tranquility Group Pty Ltd System and apparatus for electronic control of an absorption refrigeration system
US9505307B2 (en) * 2014-06-12 2016-11-29 Hollywood Trucks, LLC Solar-thermal powered recreational vehicle
RU2652702C2 (ru) * 2016-10-19 2018-04-28 Игорь Ву-Юнович Ван Субатмосферная система теплохолодоснабжения
DK3540334T3 (da) * 2018-03-15 2022-01-03 Ago Gmbh Energie Anlagen Varmetransformator og varmetransformationsproces
CN108917227A (zh) * 2018-05-11 2018-11-30 上海汽车集团股份有限公司 发动机排气余热的回收制冷装置及方法
CN114320505B (zh) * 2021-12-31 2022-12-02 华中科技大学 一种掺氨电厂间接空冷系统及其控制方法
CN116907119A (zh) * 2023-07-12 2023-10-20 中国科学院高能物理研究所 一种超导加速器余热回收利用平台
CN116961570A (zh) * 2023-07-21 2023-10-27 大唐环境产业集团股份有限公司 一种利用液氨蒸发余冷的光伏提效系统

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2221971A (en) * 1937-06-23 1940-11-19 Haywood Carl Solar-absorption cooling system for building structures
US3242679A (en) * 1964-04-07 1966-03-29 Edward G Fisher Solar refrigeration unit
CH475527A (de) * 1967-05-26 1969-07-15 Stierlin Hans Absorptions-Kälteanlage und Verfahren zu ihrem Betrieb
US4015962A (en) * 1974-12-20 1977-04-05 Xenco Ltd. Temperature control system utilizing naturally occurring energy sources
US4007776A (en) * 1974-12-23 1977-02-15 Universal Oil Products Company Heating and cooling system utilizing solar energy
US4010620A (en) * 1975-10-08 1977-03-08 The University Of Delaware Cooling system
US4031712A (en) * 1975-12-04 1977-06-28 The University Of Delaware Combined absorption and vapor-compression refrigeration system
US4171619A (en) * 1978-03-16 1979-10-23 Clark Silas W Compressor assisted absorption refrigeration system
US4707996A (en) * 1983-09-29 1987-11-24 Vobach Arnold R Chemically assisted mechanical refrigeration process
GB9301639D0 (en) * 1993-01-27 1993-03-17 Univ Sheffield Improvements relating to absorption refrigerators
JPH11148742A (ja) * 1997-11-17 1999-06-02 Osaka Gas Co Ltd アンモニア吸収式冷凍機
JPH11201575A (ja) * 1998-01-08 1999-07-30 Osaka Gas Co Ltd アンモニア吸収式冷凍機
JP2000146350A (ja) * 1998-11-06 2000-05-26 Osaka Gas Co Ltd アンモニア吸収冷凍機
JP2004125273A (ja) * 2002-10-02 2004-04-22 Osaka Gas Co Ltd 吸収冷凍機

Also Published As

Publication number Publication date
KR20110103999A (ko) 2011-09-21
ZA201104883B (en) 2012-05-25
CN102239371A (zh) 2011-11-09
AU2009322086A1 (en) 2011-07-21
EP2370753A1 (en) 2011-10-05
WO2010063074A1 (en) 2010-06-10
US20120017621A1 (en) 2012-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2012510601A (ja) 冷却方法と冷却装置
Kojok et al. Hybrid cooling systems: A review and an optimized selection scheme
TWI468629B (zh) Air Energy Energy Saving Air Conditioning Power Generation System
CN103058306B (zh) 一种太阳能空调海水淡化系统
CN101135511A (zh) 压缩-吸收混合式制冷机
JP2011133123A (ja) 冷凍サイクル装置
KR101360975B1 (ko) 선박의 엔진 폐열을 이용한 흡착식 냉방시스템
CN201100780Y (zh) 压缩-吸收混合式制冷机
JPH0145548B2 (ja)
CN203159268U (zh) 一种太阳能空调海水淡化系统
JP4115242B2 (ja) 冷凍システム
US9772127B2 (en) Solar turbo pump—hybrid heating-air conditioning and method of operation
US6006538A (en) Air conditioner energy system
CN114322354A (zh) 一种吸收式循环制冷系统及其工艺
JP5312644B1 (ja) 空調発電システム
JP2004190885A (ja) 吸収圧縮冷凍装置及び冷凍システム
JP2002266656A (ja) ガスタービンコージェネレーションシステム
JP2010223439A (ja) 太陽熱利用蒸気発生システムとそれを利用した太陽熱利用吸収冷凍機
CN102538286B (zh) 太阳能制冷系统及其制冷方法
CN111023619B (zh) 绿色热泵制冷制热装置及方法
Bula et al. Thermodynamic simulation of a solar absorption refrigeration system, generator heat exchanger
CN103123179B (zh) 一种多热源吸收式制冷装置
JP2005331147A (ja) 発電および空調システム
JP2008020094A (ja) 吸収式ヒートポンプ装置
JP2678211B2 (ja) 蓄熱型冷温熱発生装置