JP2015508886A - 吸収および溶液濃度変化を組み合わせた高効率のヒートポンプ - Google Patents

Abstract

吸収および溶液濃度変化を組み合わせた高効率のヒートポンプ。この方法は、暖房−冷房といった熱伝達用途のために数倍高い効率を提供する。これは、蒸気吸収、溶液濃度変化および機械的圧縮を組み合わせ、液体電解質溶液を用いる加熱および機械的圧縮方法である。熱消費量がない。蒸気液化が高濃度溶液と、低濃度溶液からの気化とによって行われ、こうして公知の冷却サイクルの必要な機械的圧縮を減じる。この方法は仕事を作るために使用することができ、穏やかな温度熱源を利用する。

Description

冷却用途等においてより高い温度への熱伝達のありふれた方法は、蒸気膨張−圧縮サイクルを用いることによるものである。冷媒が、圧力ｐ_２で気化（蒸発）し、その環境（低温熱源）から熱を吸収し、より高い圧力ｐ_１に圧縮され、液化（凝縮）され、より高い温度Ｔ１（高温熱源）で熱を捨て、そして最初の圧力ｐ_２で膨張する。この冷媒は純物質である。純物質の蒸発温度と液化温度は同じである。圧力が高くなればなるほど、蒸発温度はより高くなる。蒸気圧縮はサイクルの消費電力を反映する。熱圧縮が適用される用途もある。ここでは、熱が作動流体圧縮のために消費される。溶液が高温で部分的に気化する。この蒸気は、溶液が膨張してこの溶液が蒸気が低温で吸収される（液化される）吸収器に戻る間、冷却サイクルを行う。この最初の溶液は改質され、圧縮され、蒸発器に送られている。この適用は、吸収式または圧縮式ヒートポンプと呼ばれる。この作動流体は純物質の代わりに溶液である。最もありふれた溶液はＮＨ_３−Ｈ_２ＯおよびＬｉＢｒ−Ｈ_２Ｏである。溶液の蒸気圧は温度および濃度の関数でもある。理想的な溶液はラウールの法則Ｐ＝ｘＰ_０に従い、ここで、Ｐ_０は所与の温度での純物質の蒸発圧であり、ｘは濃度である。実際の溶液はこの法則からはずれ、Ｐ＝αＰ_０＝γｍＰ_０であり、αは活量（アクティビティ）であり、ここでγは濃度の関数である活量計数であり、ｍはモル濃度である。これは、溶液が所与の温度で濃度に依って異なる圧力で気化し得ることを意味する。この蒸気は溶液によって吸収され、よって液化する。以下、蒸気吸収または凝縮（液化）という用語が使用される。圧縮比はＤＰ＝ｐ_１／ｐ_２＝α_１Ｐ_０１／α_２ｐ_０２＝（α_１／α_２）（ｐ_０１／ｐ_０２）である。比率α_１／α_２は、溶液が蒸発および凝縮の間に同じ濃度を有するときに通常の吸収サイクルにある単位である。本方法において、この比率は１／５よりも小さい。極端な場合には、この比率は１／（ｐ_０１／ｐ_０２）およびＤＰ＝１に等しくなり得る。これは、同じ温度上昇で、圧縮比および結果として要求される仕事が比例して小さくなることを意味する。電解質濃度が高まると活量が低下する。我々の冷却用途において、ラウールの法則から負の偏差を伴う溶液が好ましく、つまり蒸気圧が理想的な溶液のものよりも低いものが好ましい。反応による発熱も好ましい。使用可能な多くの溶媒と溶質の組み合わせが存在する。下記の説明において、溶質とは電解質および特に固体電解質のことを指す。電解質溶液が最も良いと思われるが、他の種類の溶質も使用可能である。機械的（電気的）圧縮サイクルと同様に吸収サイクルにおいて２つの圧力レベルがある。第１の利点は、液体圧縮は蒸気圧縮よりも非常に少ない電気エネルギーを消費し、かつ熱は電気よりも廉価であることである。我々の方法においては、大きな熱消費量もない。熱は、蒸気を生成するための蒸発器によって吸収され、蒸気を吸収する（液化する）吸収器によって捨てられる。この温度上昇は圧力比ΔΡに依る。

吸収サイクルの冷却効率ＣＯＰは、溶液のそれによって分割される純粋溶媒の気化熱である。最後のものは、第１のものより高く、通常ＣＯＰ＝０．７である。

熱伝達のための作動流体圧縮の本方法において、気化する溶液と液化する溶液は（電解質）濃度において可能な限り異なり、より低いΔΡを同じ温度レベルで作るように最も濃縮された（より高い濃度の）溶液において液化が行われる。部分的な溶液気化は、従来の吸収サイクルに逆行して液化よりも低い温度で行われる。我々は高溶質濃度溶液をリッチ溶液（ｒｉｃｈ ｓｏｌｕｔｉｏｎ）と呼び、低電解質濃度を貧溶液（ｐｏｏｒ ｓｏｌｕｔｉｏｎ）と呼ぶ。溶液濃度変化は溶液温度変化によって達成される。多くの電解質の溶解度は温度を低下させることによって低下する。一例として、ｔ＝０〜１００°ＣでＲｂＮＯ_３（Ｍ＝１，３−３０），ｔ＝０〜１６０°でＣＫＢｒ（Ｍ＝４−１２），ｔ＝０〜１００°ＣでＴＩＮＯ_３（Ｍ＝１−１５）である。我々は下記の説明では係る電解質を選択する。濃縮溶液という用語は所与の温度での最大濃度を指す。溶質は溶媒に溶解される任意の物質であり得る。この用途のための最も良い溶質は電解質である。このため、電解質という用語は下記において溶質の代わりに使われる。高濃度の濃縮（飽和）溶液（リッチ）は高温からより低い（環境）温度に冷却される。この処理の間、ある量の溶解物質（電解質）は沈殿物（結晶体）といった異なる相を形成し、任意の公知の方法によって溶液から分離される。残りの溶液はより低い電解質濃度を有する（貧溶液）。（溶解度が減少すると温度が上昇する溶液が使用される場合、この溶液は低温から加熱されて電解質を分離する。この貧溶液は最も高い温度にある）。その圧力は、所与の濃度に対して望ましい温度で蒸発するように調節される（増加される）。こうして、貧溶液は蒸発器（Ｅ）において部分的に気化され、その環境（低温ヒートシンク）からの熱を吸収して冷却を生じる。蒸気が圧縮されて熱交換器（分離した電解質と蒸発器の残りの貧溶液とが、圧縮された後に入る吸収器（Ａ））に送られる。最初のリッチ溶液（より高い濃度の溶液）が改質されている。液化は高温で吸収器から熱を捨てることにより行われる。蒸気は、高温で、分離した相の一部によって吸収され得、結果物が、分離した相の残りおよび蒸発器から貧溶液を伴う液化器に入り、再度冷却される最初の溶液を改質する。この複数の流れの全ては、互いに結合する前に同じ圧力になっている。吸熱性溶液を有する電解質を使用する場合、分離した電解質の一部は残りの貧溶液に送られ、蒸発器から吸収器に移動する。

温度変化溶液への異なる相の分離および溶解は同じ装置で行われる。結晶は一の流れ（冷却された流れ）において装置上に残り、他の流れ（加熱された流れ）が同じ表面から通過するにつれ溶解する。必要な溶解熱は、冷却される溶液から熱交換器を通して回復し、逆方向に行く。熱交換は加熱溶液と冷却溶液との間で行われ、熱を回復する。

２以上のサイクルをより高い温度の上昇のために組み合わせることができる。第２のサイクルの蒸発器は、第１のものより高い温度で動作し、第１の吸収器から熱を回復する。

どのような場合であっても、冷却中の溶液は環境温度よりも低く冷却され得る。部分的な気化が溶液から熱を奪い、それをより低い温度に冷却する。こうして、その温度そして濃度は更に低下する。結果として生じる電解質は残りの分離された量と結合し、蒸気が冷却中の溶液に送られるか、分離された電解質に送られる。この残りの溶液は以前のように望ましい温度で圧縮され気化される。

この方法は図１に表されており、ここでは、分離した電解質の溶解は装置−吸収器（Ａ１）および（Ａ１）に戻る貧溶液という２つの部分で起こる。（Ａ１）からのリッチ溶液は熱交換器（ＨＥ）を介して温度ＴＡから環境温度Ｔａｍｂに冷却される（ポイント１〜２）。この濃度はＭ_ＡからＭ_Ｅに変化し、分離した電解質はボックス（Ｋ１）に選択される。残りの貧溶液は膨張され、蒸発器（Ｅ）にて部分的に蒸発されて、その環境から熱を吸収する。（濃縮溶液が気化されるため）付加的な量が分離され、（Ｋ２）に選択されそこから（Ｋ１）に選択される。生成された蒸気は圧縮され、吸収器（Ａ１）に行き（ポイント４）、（Ｋ１）から来る電解質によって吸収される（液化される）（ポイント６）。熱は温度ＴＡで捨てられる。蒸発器の残りの溶液（ポイント３）は圧縮され、（ＨＥ）を通して加熱され、装置（Ａ１）に送られ、一方、分離した電解質の残りはその中に溶解されている。分離した相の全ては貧溶液の代わりに（Ａ１）に溶解され得る。熱はやはり捨てられる。最初の溶液は既に改質されている。（Ｅ）から（Ａ１）に行く貧溶液は、熱を消費してＴＥからＴＡにその温度を上げる。この熱はｍｃ_ｐΔｔであり、ここで、ｍは質量であり、ｃｐは特定の熱であり、Δｔは温度変化（ＴＡ−ＴＥ）である。同様の熱量がＴＡからＴＥに冷却されたリッチ溶液によって捨てられる。水蒸気も熱交換器（ＨＥ）を通してその温度を上げる。電解質はリッチ溶液が冷却されるにつれ結晶化し、結晶化熱が吸収される。これは低温で起こり得る。この熱の一部は蒸気液化中に（Ａ１）から（溶解熱として）捨てられる。溶解熱は理論上は同じ結晶化熱によって均衡する。冷却は蒸発器（Ｅ）にて蒸気気化によって起こり、加熱は（Ａ１）において溶解および液化によって起こる。液化熱（凝縮熱）は溶液の上記熱によって上昇した気化熱に等しい。エネルギーバランスは、次のようである：
投入エネルギーＱｉｎ＝溶媒蒸発ｑ_Ｌの熱 ＋ 電解質結晶化熱ｑ_ｋ ＋ 蒸気圧縮ｗ_ｅ１のための電気エネルギー
出力エネルギーＱｏｕｔ＝溶媒（蒸気）液化熱ｑ_Ｌ ＋ 蒸気による（Ａ１）における電解質溶解熱ｑｋ１ ＋ 貧溶液ｑ_ｋ２における溶解， Ｑｏｕｔ＝−（ｑ_Ｌ＋ｑ_ｋ）。

その結果、ほぼ熱消費量なしに低温ＴＥ（環境温度または冷却用途においてより低い温度）からより高い温度ＴＡへの熱伝達が生じる。使用される溶液および特定の用途に依って、小さな量の電気エネルギーが消費される。この量は従来の圧縮サイクルによって必要とされるものよりも数倍少ない。蒸気が第２の吸収器において分離した相によってのみ吸収され、結果物が（Ａ１）において貧溶液と結合する場合、液化温度は第２の吸収器において生成された溶液が非常に高い濃度を有するため非常に高温になり得る。

いかなるサイクル形態においても、溶液の吸熱を伴う電解質が使用される場合、（Ｋ１）から分離した電解質の一部は溶液に溶解されて（Ｅ）から（Ａ）に動き、反対方向へ動く溶液から熱を回復する。

より高い温度上昇を達成するために、２つの類似するサイクルを組み合わせることができる。第２のサイクルの蒸発器は第１のサイクルの吸収器からの熱を回復する。第１のサイクルが０°Ｃ〜１２０°Ｃの間で動作し、第２のサイクルが１２０°Ｃ〜２５０°Ｃの間で動作すると仮定する。０°Ｃから２５０°Ｃへの上昇がなされている。第２のサイクルのリッチ溶液はこの温度が環境温度より高いとその蒸発器温度よりも低く冷却され得る。一例として、上記の電解質の一つが、第１のサイクルのために使用することができ、ＰｂＮＯ_３が第２のサイクルのために使用することができる（１００°ＣでＭ＝３．８および２００°ＣでＭ＝８）。

上記サイクルの代替になるものが図２に表されている。ポイント２からの貧溶液は、利用可能な熱源の温度で加熱され、膨張し、気化する。部分的な気化の後の溶液は更なる溶質を分離するために再度冷却され、蒸発器に戻る。この溶液は上記と同様に別の出口から吸収器に送られる。

この付加的な溶質は結合する（Ｋ１）。あるいは、この蒸発器（Ｅ）は補助的な蒸発器として使用することができる。生成された蒸気は液化され、（Ｅ）溶液からの残りと共により低い冷却温度で主たる蒸発器に入る。ここで、溶液が冷却をなすために蒸発される。蒸気および残りの溶液は上記と同様に吸収器に移動する。主たる蒸発器は、濃縮されない溶液を有する。貧溶液は２つの流れに分かれる。第１の流れが主たる蒸発器に直接入り、第２の流れが補助的な蒸発器に送られる。

別の代替は図３に表されており、吸収−溶解の温度ＴＡがＴＥ（気化）と等しい。実際の用途において、ＴＡは、液化熱が吸収器から蒸発器に伝達され得るようにＴＥよりも若干高い。生成された蒸気（ポイント６）は、仕事を作るタービン（ＴＵ１）を介して膨張し、液化器（ＣＯＮ）を介して熱を捨て、液化される。純粋溶媒蒸発器（ＥＶ）において膨張し、気化する。この用途において、溶液蒸発および液化を越えて、純粋溶媒気化および液化が起こる。次に、この蒸気は過熱され、（もし（Ａ１）圧力が（ＥＶ）よりも高い場合）（Ａ１）の圧力にコンプレッサ（ＴＵ２）によって圧縮され、吸収器（Ａ１）に入り（ポイント７）、ここに、（Ｋ）から分離した電解質も入る（ポイント５）。蒸発器の残りの溶液は（Ａ２）に送られ、ここに、分離した電解質の残りも入る。（Ａ１）で形成された溶液は、圧縮され、（Ａ２）に入る。最初のリッチ溶液は改質されている。これは、電解質が上記のように分離されるように冷却される溶液である。簡略化のために、装置（Ａ１）および（Ａ２）は一の装置（吸収器（Ａ１））に構成されてもよい。分離した電解質は、気化溶液からの残りに溶解し、圧縮され、蒸気を通して吸収器（Ａ１）に入り、最初の溶液を生成する。電解質分離後かつ蒸発器に入る前に、貧溶液は、熱交換器（ＨＥ）を通して吸収器から出るリッチ溶液から熱を回復する。それを可能にするために、最後の溶液の更なる冷却が、付加的な熱交換器を通して行われるか、より低い温度へのこの溶液の部分的な気化によって行われる。溶液の吸熱を呈する電解質が使用される場合、気化溶液後の残りのものはより低い温度で冷却され、再度加熱されてもよい。分離した相は、冷却後に吸収器に戻るときに貧溶液に溶解される。この溶液は今は高濃度を有する。

タービン（ＴＵ１）および（ＴＵ２）は、（ＣＯＮ）および（ＥＶ）の液化（加熱）温度および気化（冷却）温度を制御するのに使用される。これらのタービンは、第１の仕事が第２の仕事によって使用されるように接続され得る。このサイクル圧縮は（Ｅ），（Ａ）および（Ｋ）を通して達成される。圧縮比はα１／α２＝α_Ｅ／α_Ａである。更なる機械的蒸気圧縮も行い得る。

図４は、所与の溶液濃度のための圧力Ｐと温度Ｔとの間の関係を示す図である（ＭＥは蒸発器の低濃度溶液の濃度で、Ｍ_Ａは吸収器溶液の高濃度である）。両方の装置は温度ＴＥ＝ＴＡで動作し、蒸発器の圧力はＰ_Ｅであり、吸収器の圧力はＰ_Ａである。

エネルギーバランスは、消費されたエネルギーが、拒絶されたエネルギーによって回復されるようにするものである。溶液気化熱は溶液液化熱によって回復され、溶媒気化が環境熱を利用することによって行われ、結晶化が溶解熱を利用することによって行われる。蒸気圧縮は（理論上は）熱を消費しない結晶化−溶解サイクルによって達成される。

ここでは二段階または多段階サイクルも適用され得る。各サイクルにおいて、蒸発器と吸収器との圧力差は上記の方法で作られる。各サイクルは異なる圧力レベルで動作する。異なる溶質もしくは同じ溶質ならびに同じ溶媒が各サイクルにおいて使用される。第２のサイクルの蒸発器圧力は第１のサイクルの吸収器圧力に近く（好ましくは等しい）、第２のサイクルの吸収器圧力は第１のサイクルの蒸発器圧力に近い（好ましくは等しい）。第２のサイクルの蒸発器の蒸気は、上記の冷却サイクル（圧縮−膨張−気化）を行い、第１のサイクルの吸収器に入る。第１のサイクルの蒸発器の蒸気は第２のサイクルの吸収器に入る。ここではより高い熱圧縮が達成されている。液化熱も気化熱によって回復される。これらのサイクルは同じ温度で動作する必要はない。更なる機械的圧縮が、吸収器に入るために蒸気に適用され得る。第１のサイクルの吸収器が０．１バールで、その蒸発器が１バールで、第２のサイクルの吸収器が１バールで、その蒸発器が１０バールで動作すると仮定する。第２のサイクルの蒸発器の蒸気が１０バールであり、０．１バールに膨張する。第１のサイクルの蒸発器の蒸気が１バールであり、１バールの同じ圧力で第２のサイクルの吸収器に入る。結果、圧縮比は１０／０，１＝１００である。装置（Ａ）および（Ｅ）は同じ装置であり得る。気化されるべき流れおよび液化されるべき流れは、同じ熱交換器を通して流れ得る。この用途は仕事を作るために適応され得る。蒸発器からの蒸気は冷却サイクルを行う代わりに仕事を作るために蒸気タービンを通して膨張される。膨張比が出力発生のために低いと、蒸気が低温で分離した電解質によって吸収され得る。結果として生じた物質は装置（Ａ）に移動し、この装置（Ａ）に蒸発器からの残りの貧溶液も入り、最初のリッチ溶液を生成する。この場合、熱は溶液を気化させるために消費され、なぜなら吸収熱はより低い温度で捨てられるからである。結晶が低温で溶媒分子と結合するがより高い温度では結合しない電解質がここでは好ましい。利点は、膨張比が、同じ温度で公知の出力サイクル（ｐｏｗｅｒ ｃｙｃｌｅ）のものよりも高いことである。

Ｈ２Ｏ、メタノール、ホルムアミド、ギ酸、アセトニトリル、ＤＭＦ、ＤＭＳＯといった多くの溶媒は、（Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ，ＳＯ４．．．），Ｐｂ（ＮＯ３）２，Ｔｌ（ＮＯ３），ＲｂＮＯ３を伴うＺｎＣｌ２，ＳｂＣｌ２，ＳｂＦ２，ＣｏＩ２，ＴｌＣｌ，（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，ＮＨ４等）といった多くの電解質と組み合わせることができる。

濃度が下がると温度が上がる溶質が使用され得る。ＫＢｒ−ＮＨ３が一例である。高濃度溶液は低温であり、溶液が加熱されると濃度が下がる。溶質が再度分離される。高温溶液が蒸発する。蒸気は公知の液化−膨張−蒸発サイクルを行い、吸収器に入る。残りの溶液は、逆方向に動く溶液からの熱を回復する吸収器に戻る。分離した溶質も最初の溶液を生成するために吸収器に入る。今、蒸発熱が必要である。あるいは、蒸気が分離した溶質によって吸収され、吸収器に入る。溶質はＮＨ３、フレオンまたは他の非電解質でよい。同じものが仕事を作るために使用され得る。蒸気が、冷却サイクルを行う代わりにタービンを通して膨張する。

Claims (8)

1. 熱圧縮ポンプを用いてより低い温度ヒートシンクからより高い温度ヒートシンクに熱伝達するための作動流体圧縮方法であって、作動流体は液体溶媒において複数の物質からなる溶液であり、前記液体溶媒は部分的に気化され、そして液化され、熱がより低い濃度の溶液の気化を通して低温ヒートシンクから吸収され、高温でより高い濃度の溶液の液化により高温ヒートシンクに捨てられる、作動流体圧縮方法。温度変化により溶液濃度が変化する。液化中に気化中よりもより濃度の高い溶液を使用することで公知のサイクルの必要な圧縮と比較して必要な流体圧縮を減じる。
   電解質といった溶解物質に濃縮された溶液が、より低い温度に冷却され（図１，ポイント１〜２）、これによりその濃度が変化し、結晶といった異なる相が形成され、前記溶液から分離され、コンテナ（Ｋ１）に保存される。結果として生じる低濃度溶液は望ましい冷却温度（Ｅ）で部分的に気化されるように膨張される。生成された蒸気は、熱交換器（ＨＥ）を通して加熱され、吸収器圧力に圧縮され、吸収器（Ａ１）に入る。異なる相の付加的な量が蒸発中に分離され得（Ｋ２）、コンテナ（Ｋ１）に送られる。残りの溶液は、圧縮され、熱交換器（ＨＥ）を通して加熱され、前記吸収器から出る前記溶液から熱を回復し、吸収器（Ａ１）に入る。同じことが分離した相に起こる。ここで、最初の高濃度溶液は改質されている。熱が吸収器から捨てられる。最初の溶液は、２つの独立した装置で両方とも高温で作られ得る。蒸気は分離した物質の一部によって吸収され、この物質の残りは貧溶液中で溶解される。前記吸収器からの溶液は、圧縮され、前記蒸発器の溶液から戻ってきたものと混合され、最初の溶液を作る。あるいは、分離した相の一部が、低濃度溶液に入り、蒸発器から吸収器に移動し、これによりその濃度が徐々に上昇する。
   吸収器を出る溶液は、適した圧力まで膨張することにより環境温度よりも非常に低い温度に冷却され得る。蒸気はコンテナ（Ｋ１）に送られるか溶液に送られ、付加的な分離した相が（Ｋ１）に入り、一方、溶液が冷却溶液からの熱を回復し、圧縮され、望ましい冷却温度（Ｅ）まで膨張する。蒸発器溶液と吸収器溶液との間のより高い濃度の相違はこのように達成される。
   水は最もありふれた溶媒である。他の多くの溶媒も使用され得る。メタノール、モノメチルアミン、ジメチルスルホキシド、ＤＭＦ、アセトニトリル、ホルムアミド、ギ酸も好適である。
   更に（Ｋ，Ｎａ，ＮＨ４，Ｌｉ，．．）を伴うＣｏＩ２，Ｐｂ（ＮＯ３）２，ＴｌＣｌ，ＲｂＮＯ３，ＴｌＮＯ３，ＺｎＣｌ２，ＳｂＣｌ２，ＳｂＦ２，（Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ，ＳＯ４）といった多くの電解質を任意の溶媒と組み合わせることができる。
2. 請求項１に記載の熱伝達のための方法であって、低濃度溶液（図２，ポイント２から）は、加熱され、そして蒸発器（Ｅ）においてより高い温度で気化される。残りの溶液は、付加的な異なる相を分離するためにより低い温度に再度冷却され、再加熱され、蒸発器に戻る。２つの溶液間の熱交換はここでも行われる。これは、環境温度よりも高いヒートシンクを向上させるのを助け、かつ気化中の結晶化を防ぐ。代替としては、蒸発器（Ｅ）は、補助的な蒸発器として使用することができる。生成された蒸気は液化され、（Ｅ）溶液からの残りのものと共により低い冷却温度で主たる蒸発器に入る。ここで、この溶液は冷却を起こすために気化される。水蒸気および残りの溶液は、前と同様に吸収器に移動する。主たる蒸発器は、濃縮されていない溶液を有する。この場合、低濃度溶液（ポイント２）は２つの流れに分離されることができ、第１の流れは補助的な蒸発器に入り、第２の流れは主たる蒸発器に移動する。溶液冷却（ポイント２）の終わりに、数度の温度の外部冷却が適用される。
3. 多くの類似するサイクルの組み合わせを特徴とする、請求項１に記載の熱伝達方法。より低い温度で行われる第１のサイクルの吸収器の熱は、より高い温度で行われる第２のサイクルの蒸発器によって使用される。その吸収器を出る第２のサイクルの溶液はその蒸発器の温度よりも低い温度で冷却される。この組み合わせの結果、より高い温度の上昇となる。前記２つのサイクルが同じ溶媒を使用する場合、第１の蒸発器の蒸気が圧縮され、第２のサイクルの吸収器に入り、一方、第２のサイクルの蒸発器の蒸気が第１のサイクルの吸収器に入る。第１のサイクルの吸収器の温度は、熱伝達が可能なように第２のサイクルの蒸発器の温度に近い。
4. 溶液濃度変化によるより高い温度への熱伝導のための請求項１に記載の作動流体熱圧縮方法であって、部分的な蒸発が、液化熱が蒸発によって回復するように吸収温度より僅かに低い温度で行われる、方法。冷却後、低濃度溶液は再び加熱されて冷却流から熱（図３，ＨＥ）を回復し、気化する（Ｅ）。下記の冷却サイクルを行った後に分離した相の一部および蒸気が圧縮されて吸収器（Ａ１）に入る。蒸発器からの残りの溶液は、そこで溶解される分離した相の残りと共に収集器（Ａ２）に入る。吸収器からの溶液も圧縮され、収集器に入る。最初の溶液は収集器において改質されており、冷却処理が再び始まる。代替としては、分離した相の全てが収集器（Ａ２）に入り、そして溶液が吸収器圧力に圧縮されてそこに入り、蒸気を吸収して最初の溶液を形成する。あるいは、蒸発器を出る溶液は、冷却され、再び加熱され得る。分離した相は吸収器に入る前に再加熱中にこの溶液内で溶解される。蒸気を吸収し、最初の溶液は吸収器において改質されている。この代替は、溶質が溶液の吸熱性熱を有するときに好ましい。どのような場合であっても、熱伝達は冷却される溶液と加熱される溶液との間で起こる。収集器における分離した相の溶解中、熱は、溶液の発熱が選択される場合に高温で捨てられる。この熱も溶液加熱のために使用され得る。
   蒸気の一部は分離した相によって低温で吸収され得る。この代替において、付加的な熱が蒸発のために必要である。
   蒸発器から生成された蒸気は過熱され、タービン（ＴＵ１）を通して膨張し、機械的仕事をなす。この膨張圧力は望ましい加熱温度に対応する。次に、蒸気は熱交換器（ＣＯ）を通して液化され、望ましい冷却圧力で膨張され、熱交換器（ＥＶ）を通して気化する。この蒸気は過熱され、コンプレッサ（ＴＵ２）を通して再び圧縮され、吸収器に送られて液化される。コンプレッサ（ＴＵ２）はタービン（ＴＵ１）の仕事によって助けられる。これらのコンプレッサおよびタービンは、加熱温度および冷却温度を調整するために使用される。
   水および有機溶媒（例えばＤＭＳＯ、メタノール、モノメチルアミン、ジメチルスルホキシド、ＤＭＦ、アセトニトリル、ホルムアミド、ギ酸など）が溶媒および電解質（例えばＣｏＩ２，Ｐｂ（ＮＯ３）２，ＴｌＣｌ，ＲｂＮＯ３，ＴｌＮＯ３，ＺｎＣｌ２，ＳｂＣｌ２，ＳｂＦ２，（Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ，ＳＯ４）など）として使用され得、（Ｋ，Ｎａ，ＮＨ４，Ｌｉ）が溶質として使用され得る。
5. より高い温度への熱伝導のための請求項４に記載の作動流体熱圧縮方法であって、係るサイクルの多くの組み合わせを特徴とする、方法。第１のサイクルの蒸発器によって生成された蒸気は、第２のサイクルの吸収器によって吸収される。第２のサイクルの蒸発器からの蒸気は、第１のサイクルの吸収器によって吸収される。温度レベルは、液化中に捨てられた熱が気化のために利用されるように選択される。圧力レベルは第２のサイクルの蒸発器が第１のサイクルの吸収器と同じレベルになるように選択される。蒸気は、吸収器が僅かにより高い圧力で動作する場合に圧縮される。より高い温度上昇が達成される。
6. 溶液濃度変化による熱伝導のための請求項５に記載の作動流体熱圧縮方法であって、第１の蒸発器により生成された蒸気が冷却サイクルを行う代わりにタービンを通して膨張して仕事をなす、方法。膨張後、前記蒸気が吸収器によって吸収される。前記蒸気の一部分も分離した相によって低温で吸収され得る。
7. 溶液濃度変化による熱伝導のための請求項１に記載の作動流体熱圧縮方法であって、温度が上昇すると濃度が減少する溶質が使用される、方法。一例は、ＮＨ３を伴うＫＢｒである。より高い濃度溶液は低温である。溶液がより高い温度に加熱され、溶質が分離されてコンテナ（Ｋ）に選別される。この溶液は高温で気化されて熱を消費する。この蒸気は液化−膨張−気化の冷却サイクルを行い、低温で吸収器によって吸収される。蒸発器からの残りの溶液は吸収器に送られ、一方で溶質がこの中に溶解されて最初の高濃度溶液を形成する。水蒸気も低温で、分離した相の一部によって吸収され得る。熱交換は互いに逆方向に移動する２つの溶液間で行われる。従来のサイクルと同じ温度上昇のために必要な圧力圧縮はより低い。フレオンまたはＮＨ３といった気体の溶質が電解質の他に使用され得る。この方法は分子が低温でのみ溶媒分子と結合する溶質が使用されるときに特に有用である。更なる熱が気化のために消費される。
8. 前記蒸気が、冷却サイクルを行う代わりにタービンを通して膨張して仕事をなす、請求項７に記載の作動流体熱圧縮方法。
   
   

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