JP2766027B2 - 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
- F25B25/00—Machines, plants or systems, using a combination of modes of operation covered by two or more of the groups F25B1/00 - F25B23/00
- F25B25/02—Compression-sorption machines, plants, or systems
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- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は化学蓄熱形のヒートポンプに圧縮機を結合
し、高昇温高効率を改善したヒートポンプに関する。
し、高昇温高効率を改善したヒートポンプに関する。
従来の装置は特開昭63−87564号公報，特開昭61−125
561号公報，特開昭62−178857号公報，特開昭55−51295
号公報，特開昭52−7057号公報に記載のように、再生時
に反応材部により発生する被反応材の蒸気を容器内に導
入するのに、容器内を冷却し、減圧して導入していた。
561号公報，特開昭62−178857号公報，特開昭55−51295
号公報，特開昭52−7057号公報に記載のように、再生時
に反応材部により発生する被反応材の蒸気を容器内に導
入するのに、容器内を冷却し、減圧して導入していた。
上記従来技術は、再生時の熱の回収とその有効利用の
配慮がなされていず、昇温度と高率が十分高くなつてい
ない。本発明の目的は、高昇音高効率のヒートポンプを
提供することを目的としている。
配慮がなされていず、昇温度と高率が十分高くなつてい
ない。本発明の目的は、高昇音高効率のヒートポンプを
提供することを目的としている。
上記目的を達成するために、本発明のヒートポンプ
は、反応材を収納し、かつ蓄熱用熱輸送装置と放熱用熱
輸送装置を具備した反応器と、被反応材を収納した容器
とを、バルブと圧縮機を設けた蓄熱用のパイプと放熱用
のバルブ付パイプによつて、循環ループを構成するよう
に連結するようにしたものである。又、このように構成
したヒートポンプを並列に複数組合わせ、交互に運転す
れば、さらに効率が高まり、また運転状態も安定化させ
ることができる。
は、反応材を収納し、かつ蓄熱用熱輸送装置と放熱用熱
輸送装置を具備した反応器と、被反応材を収納した容器
とを、バルブと圧縮機を設けた蓄熱用のパイプと放熱用
のバルブ付パイプによつて、循環ループを構成するよう
に連結するようにしたものである。又、このように構成
したヒートポンプを並列に複数組合わせ、交互に運転す
れば、さらに効率が高まり、また運転状態も安定化させ
ることができる。
反応器内の反応材を加熱再生する時には、反応器に設
けてある蓄熱用熱輸送装置によつて、外部より熱を集
め、この熱を反応材に与えて加熱再生をする。この再生
を助けるために圧縮機の吸込側の蓄熱用パイプを反応器
に、吐出側の蓄熱用パイプを容器に連結し、圧縮機を運
転することによつて反応器内を減圧する。減圧によつ
て、反応材より分解した被反応材の蒸気は、圧縮機によ
つて加圧され、吐出側の蓄熱用パイプを通つて容器内に
到達し、ここで液化する。再生時に反応材部より発生す
る被反応材の蒸気を容器内に導入するのに、従来は容器
内を冷却して減圧導入していた。このため従来再生時に
反応材を与える熱は、ほとんど外部に捨てられていた。
本発明は再生時に反応材に与えた熱は、圧縮機によつて
高温高圧となり、容器内にそのまま蓄えられ、損失とな
らない。一方放熱時には、容器内の高温高圧となつた被
反応材は、放熱用パイプ部のバルブを開くことにより容
器内の反応材部に到達し、反応材と反応して、反応材部
ではさらに高温度の熱が発生するので、高昇温でき、高
効率化できる。
けてある蓄熱用熱輸送装置によつて、外部より熱を集
め、この熱を反応材に与えて加熱再生をする。この再生
を助けるために圧縮機の吸込側の蓄熱用パイプを反応器
に、吐出側の蓄熱用パイプを容器に連結し、圧縮機を運
転することによつて反応器内を減圧する。減圧によつ
て、反応材より分解した被反応材の蒸気は、圧縮機によ
つて加圧され、吐出側の蓄熱用パイプを通つて容器内に
到達し、ここで液化する。再生時に反応材部より発生す
る被反応材の蒸気を容器内に導入するのに、従来は容器
内を冷却して減圧導入していた。このため従来再生時に
反応材を与える熱は、ほとんど外部に捨てられていた。
本発明は再生時に反応材に与えた熱は、圧縮機によつて
高温高圧となり、容器内にそのまま蓄えられ、損失とな
らない。一方放熱時には、容器内の高温高圧となつた被
反応材は、放熱用パイプ部のバルブを開くことにより容
器内の反応材部に到達し、反応材と反応して、反応材部
ではさらに高温度の熱が発生するので、高昇温でき、高
効率化できる。
以下本発明の一実施例を第１図により説明する。反応
材（生石灰，ゼオライト，シリカゲルなど）７を収納し
た反応器５と、被反応材（蒸発性の水など）２を収納し
た容器１は、図示のように蓄熱用のパイプ17,19、放熱
用のパイプ13,20とによつて、循環ループを構成するよ
うに連結されている。蓄熱用のパイプ17部には圧縮機３
とバルブ９が設けられてあり、また放熱用のパイプ13部
にはバルブ11が設けてある。また反応器５には放熱用の
熱輸送装置100eのほか、蓄熱用の熱輸送装置100fが、図
示のように設けてある。放熱用の熱輸送装置ｅは、反応
器側熱交換器25,放熱側熱交換器29,ポンプ21から構成さ
れていて、これらはパイプによつて密閉循環路を構成す
るように連結されている。また蓄熱用の熱輸送装置100f
は反応器側熱交換器26,集熱側熱交換器30,ポンプ22によ
つて密閉循環路を構成するように連結されている。これ
らの密閉系内には油，水等の熱媒体が封入してある。本
発明の基本構成は上述の密閉循環ループであるが、動作
は次のようにして行なわれる。蓄熱用の熱輸送装置ｆの
ポンプ22を駆動することによつて外気の保有熱，排熱，
太陽熱などが集められ、反応器５内の反応材７は加熱さ
れる。この加熱によつて反応材７部より被反応材２が分
離し始める。反縮機３を運転してバルブ９を開き、反応
器５内に発生した被反応材２の気体を、容器１内へ送つ
て加圧する。容器１内で加圧された被反応材２は高温高
圧となつて液化する。容器１は高温度の熱アキユムレー
ターである。被反応材２は動作温度範囲で相変化し、容
器１内にて液化する物質であることが、本発明では重要
な要素となる。このため被反応材２としては、凝縮性の
水がよく、また反応材７としては水と反応して高温度を
発生する生石灰，ゼオライト，シリカゲルなどがよい。
容器１の周りは断熱するのがよい。このような操作によ
つて、反応器５内の反応材７が再生され、また容器１内
では高温高圧となつた被反応材２の液体が溜つた後、所
望時にバルブ９を閉じ、また圧縮機３を止めて、放熱用
のバルブ11を開く。これによつて容器１内の被反応材２
は蒸発し、発生した蒸気は放熱用のパイプ13を通つて、
反応器５内の反応材７部に到達する。これによつて反応
材７は発熱して、被反応材２よりも著しく高温度とな
る。かくして集熱側交換器30部に入つて来る熱は圧縮機
３によつて高温となつて、容器１内に貯えられ、さらに
放熱用のパイプ13を通つて反応材７部に導入され、著し
く高温度となる。したがつて、本発明のヒートポンプに
よれば、放熱用の熱輸送装置100e側から著しく高温度の
熱を取り出すことができる。以上本発明の基本動作につ
いて説明を行なつたが、上記蓄熱操作と放熱操作を円滑
に行ない、かつ熱損失を小さくするには、第１図に示す
ように、前記の基本的な循環ループを複数組合わすのが
よい。第１図における第２ループの構成は以下のように
なつている。反応材８を収納した反応器6,被反応材２を
収納した容器１は、バルブ10と圧縮機４を設けた蓄熱用
のパイプ18と、バルブ12を設けた放熱用のパイプ14によ
つて前記第１の閉ループと並列的に、図示のように結合
されている。第２の反応器６部には、蓄熱用の熱輸送装
置ｈと放熱用の熱輸送装置ｇが、図示のように連結され
ている。基本的には、第１の閉ループと第２の閉ループ
は交互に運転するが、この場合の最大の利点は、容器１
内の温度と圧力の調整が容易となり、圧縮機3,4の過負
荷運転を防止し、故障率を下げることができる。この場
合の容器１内の温度と圧力は、圧縮機３の回転速度とバ
ルブ9,12の開度により、あるいは圧縮機４の回転速度と
バルブ10,11の開度によつて調整することができる。第
１のループと第２のループの並列接続運転の熱の流れ方
は、１サイクル目は、蓄熱用の熱輸送装置100f,反応器
5,圧縮器3,容器1,バルブ12,反応器6,放熱用の熱輸送装
置100gの順に流れる。２サイクル目は、蓄熱用の熱輸送
装置100h,反応器6,圧縮機4,容器1,バルブ11,反応器5,放
熱用の熱輸送装置100eの順に流れる。
材（生石灰，ゼオライト，シリカゲルなど）７を収納し
た反応器５と、被反応材（蒸発性の水など）２を収納し
た容器１は、図示のように蓄熱用のパイプ17,19、放熱
用のパイプ13,20とによつて、循環ループを構成するよ
うに連結されている。蓄熱用のパイプ17部には圧縮機３
とバルブ９が設けられてあり、また放熱用のパイプ13部
にはバルブ11が設けてある。また反応器５には放熱用の
熱輸送装置100eのほか、蓄熱用の熱輸送装置100fが、図
示のように設けてある。放熱用の熱輸送装置ｅは、反応
器側熱交換器25,放熱側熱交換器29,ポンプ21から構成さ
れていて、これらはパイプによつて密閉循環路を構成す
るように連結されている。また蓄熱用の熱輸送装置100f
は反応器側熱交換器26,集熱側熱交換器30,ポンプ22によ
つて密閉循環路を構成するように連結されている。これ
らの密閉系内には油，水等の熱媒体が封入してある。本
発明の基本構成は上述の密閉循環ループであるが、動作
は次のようにして行なわれる。蓄熱用の熱輸送装置ｆの
ポンプ22を駆動することによつて外気の保有熱，排熱，
太陽熱などが集められ、反応器５内の反応材７は加熱さ
れる。この加熱によつて反応材７部より被反応材２が分
離し始める。反縮機３を運転してバルブ９を開き、反応
器５内に発生した被反応材２の気体を、容器１内へ送つ
て加圧する。容器１内で加圧された被反応材２は高温高
圧となつて液化する。容器１は高温度の熱アキユムレー
ターである。被反応材２は動作温度範囲で相変化し、容
器１内にて液化する物質であることが、本発明では重要
な要素となる。このため被反応材２としては、凝縮性の
水がよく、また反応材７としては水と反応して高温度を
発生する生石灰，ゼオライト，シリカゲルなどがよい。
容器１の周りは断熱するのがよい。このような操作によ
つて、反応器５内の反応材７が再生され、また容器１内
では高温高圧となつた被反応材２の液体が溜つた後、所
望時にバルブ９を閉じ、また圧縮機３を止めて、放熱用
のバルブ11を開く。これによつて容器１内の被反応材２
は蒸発し、発生した蒸気は放熱用のパイプ13を通つて、
反応器５内の反応材７部に到達する。これによつて反応
材７は発熱して、被反応材２よりも著しく高温度とな
る。かくして集熱側交換器30部に入つて来る熱は圧縮機
３によつて高温となつて、容器１内に貯えられ、さらに
放熱用のパイプ13を通つて反応材７部に導入され、著し
く高温度となる。したがつて、本発明のヒートポンプに
よれば、放熱用の熱輸送装置100e側から著しく高温度の
熱を取り出すことができる。以上本発明の基本動作につ
いて説明を行なつたが、上記蓄熱操作と放熱操作を円滑
に行ない、かつ熱損失を小さくするには、第１図に示す
ように、前記の基本的な循環ループを複数組合わすのが
よい。第１図における第２ループの構成は以下のように
なつている。反応材８を収納した反応器6,被反応材２を
収納した容器１は、バルブ10と圧縮機４を設けた蓄熱用
のパイプ18と、バルブ12を設けた放熱用のパイプ14によ
つて前記第１の閉ループと並列的に、図示のように結合
されている。第２の反応器６部には、蓄熱用の熱輸送装
置ｈと放熱用の熱輸送装置ｇが、図示のように連結され
ている。基本的には、第１の閉ループと第２の閉ループ
は交互に運転するが、この場合の最大の利点は、容器１
内の温度と圧力の調整が容易となり、圧縮機3,4の過負
荷運転を防止し、故障率を下げることができる。この場
合の容器１内の温度と圧力は、圧縮機３の回転速度とバ
ルブ9,12の開度により、あるいは圧縮機４の回転速度と
バルブ10,11の開度によつて調整することができる。第
１のループと第２のループの並列接続運転の熱の流れ方
は、１サイクル目は、蓄熱用の熱輸送装置100f,反応器
5,圧縮器3,容器1,バルブ12,反応器6,放熱用の熱輸送装
置100gの順に流れる。２サイクル目は、蓄熱用の熱輸送
装置100h,反応器6,圧縮機4,容器1,バルブ11,反応器5,放
熱用の熱輸送装置100eの順に流れる。
第２図は他の実施例を示す構成図である。これは蓄熱
用のパイプ19が、図示のように容器１の下部より貫通す
るように配設され、内部の熱交換器15と結合されてい
る。熱交換器15を出た後の出口パイプ16は、一度容器１
の上壁を出た後、再び容器１の上壁に接続し、上壁部に
開口してある。このようにすると、容器１に溜つている
被反応材２の液体及び気体を、一様にしかも十分に加熱
することができる。パイプ19が容器１を貫通する位置
は、容器１の側壁部でもよい。
用のパイプ19が、図示のように容器１の下部より貫通す
るように配設され、内部の熱交換器15と結合されてい
る。熱交換器15を出た後の出口パイプ16は、一度容器１
の上壁を出た後、再び容器１の上壁に接続し、上壁部に
開口してある。このようにすると、容器１に溜つている
被反応材２の液体及び気体を、一様にしかも十分に加熱
することができる。パイプ19が容器１を貫通する位置
は、容器１の側壁部でもよい。
第３図は他の実施例を示す構成図である。本実施例は
第１ループ，第２ループに対して第３のループを新たに
設けたものである。第３ループは、反応器50,容器1,バ
ルブ61の付いた放熱用パイプ60,バルブ58の付いた蓄熱
用のパイプ59,圧縮機３と熱交換器15の付いた蓄熱用の
パイプ38,出口パイプ16、容器１から構成されている。
また反応器50には蓄熱用の熱輸送装置100jと放熱用の熱
輸送装置100iが図示のように設けてある。この実施例に
おいて圧縮機３は１個で、３つのループはバルブ9,10,5
8によつて切換えられる。すなわち１個の圧縮機３は全
時間稼動することになる。またパイプ38に接続されてい
る熱交換器15は、容器１の外面（底面と側面）に沿わせ
るように配設されており、外面を介して内部の被反応材
２を加熱するようになつている。３つのループの運転方
法は、完全に時間を３分割して運転してもよい。この場
合例えば第１ループの反応器５が蓄熱（再生）運転時
の、第２ループの反応器６は放熱運転、第３ループの反
応器は休止状態となつている。あるいは同一の運転状態
を、限れた時間各ループ間で重ね合わせてもよい。すな
わち第１ループが蓄熱（再生）運転、第２ループが放熱
運転の時、例えば第３ループは、前半が蓄熱（再生）運
転、後半が放熱運転を行うというような方法である。
第１ループ，第２ループに対して第３のループを新たに
設けたものである。第３ループは、反応器50,容器1,バ
ルブ61の付いた放熱用パイプ60,バルブ58の付いた蓄熱
用のパイプ59,圧縮機３と熱交換器15の付いた蓄熱用の
パイプ38,出口パイプ16、容器１から構成されている。
また反応器50には蓄熱用の熱輸送装置100jと放熱用の熱
輸送装置100iが図示のように設けてある。この実施例に
おいて圧縮機３は１個で、３つのループはバルブ9,10,5
8によつて切換えられる。すなわち１個の圧縮機３は全
時間稼動することになる。またパイプ38に接続されてい
る熱交換器15は、容器１の外面（底面と側面）に沿わせ
るように配設されており、外面を介して内部の被反応材
２を加熱するようになつている。３つのループの運転方
法は、完全に時間を３分割して運転してもよい。この場
合例えば第１ループの反応器５が蓄熱（再生）運転時
の、第２ループの反応器６は放熱運転、第３ループの反
応器は休止状態となつている。あるいは同一の運転状態
を、限れた時間各ループ間で重ね合わせてもよい。すな
わち第１ループが蓄熱（再生）運転、第２ループが放熱
運転の時、例えば第３ループは、前半が蓄熱（再生）運
転、後半が放熱運転を行うというような方法である。
第４図は他の実施例を示す構成図である。これは第１
ループ，第２ループ，第３ループに対して第４ループを
新たに設けたものである。第４ループは反応器70,バル
ブ81の付いた放熱用のパイプ80,バルブ78の付いた蓄熱
用のパイプ79,圧縮機３と熱交換器15の付いた蓄熱用の
パイプ38,出口パイプ16−a,容器１から構成されてい
る。反応器70には蓄熱用の熱輸送装置ｌと放熱用の熱輸
送装置ｋが、図示のように設けてある。またこの実施例
では熱交換器15を出た後の出口パイプ16−ａは、図示の
ように容器１の上壁を貫通しないで、そのまま上部空間
に開口されている。
ループ，第２ループ，第３ループに対して第４ループを
新たに設けたものである。第４ループは反応器70,バル
ブ81の付いた放熱用のパイプ80,バルブ78の付いた蓄熱
用のパイプ79,圧縮機３と熱交換器15の付いた蓄熱用の
パイプ38,出口パイプ16−a,容器１から構成されてい
る。反応器70には蓄熱用の熱輸送装置ｌと放熱用の熱輸
送装置ｋが、図示のように設けてある。またこの実施例
では熱交換器15を出た後の出口パイプ16−ａは、図示の
ように容器１の上壁を貫通しないで、そのまま上部空間
に開口されている。
第５図は第４図の４つのループの運転方法の一例を示
した図で、特に４つのループの各反応器5,6,50,70の運
転状態を図解したものである。図中のＡは反応器が反応
状態、Ｂは反応が終了し余熱がある状態、Ｃは蓄熱（再
生）状態、Ｄは再生終了状態を示している。また100e,1
00g,100i,100kは２つの熱交換器とポンプから成る放熱
用の熱輸送装置、100f,100h,100j,100lは２つの熱交換
器とポンプから成る蓄熱用の熱輸送装置である。反応熱
を利用した化学蓄熱形のヒートポンプにおいて、その効
率を向上する重要な点は、反応終了状態13で余熱がある
場合、この余熱を回収して有効利用することである。こ
の実施例では、この余熱を再生開始または再生状態Ｃに
ある反応器に回収して効率を上げるようにしたものであ
る。この熱を回収するために、４つの反応器5,6,50,70
を熱的に結合する熱輸送装置（２つの熱交換器とポンプ
より構成されている）100m,100n,100p,100qが図示のよ
うに配設されている。第５図（ａ）では反応器50が反応
状態Ａで熱輸送装置ｉは放熱運転となつている。また反
応器５は再生状態Ｃで、熱輸送装置100fは熱源33から反
応器５へ熱を輸送する運転となつている。反応器６は再
生終了状態で、この余熱を反応器５に回収するため、そ
れら反応器5,6間の熱輸送装置ｍは熱輸送運転となつて
いる。図中の丸印はポンプを示しているが、白丸は非運
転、黒丸は運転の状態を表している。時間とともに、各
反応器5,6,50,70の運転状態は変化し、第５図（ｂ）で
は反応器70が反応状態、第５図（ｃ）では反応器５が反
応状態、第５図（ｄ）では反応器６が反応状態となつて
いる。
した図で、特に４つのループの各反応器5,6,50,70の運
転状態を図解したものである。図中のＡは反応器が反応
状態、Ｂは反応が終了し余熱がある状態、Ｃは蓄熱（再
生）状態、Ｄは再生終了状態を示している。また100e,1
00g,100i,100kは２つの熱交換器とポンプから成る放熱
用の熱輸送装置、100f,100h,100j,100lは２つの熱交換
器とポンプから成る蓄熱用の熱輸送装置である。反応熱
を利用した化学蓄熱形のヒートポンプにおいて、その効
率を向上する重要な点は、反応終了状態13で余熱がある
場合、この余熱を回収して有効利用することである。こ
の実施例では、この余熱を再生開始または再生状態Ｃに
ある反応器に回収して効率を上げるようにしたものであ
る。この熱を回収するために、４つの反応器5,6,50,70
を熱的に結合する熱輸送装置（２つの熱交換器とポンプ
より構成されている）100m,100n,100p,100qが図示のよ
うに配設されている。第５図（ａ）では反応器50が反応
状態Ａで熱輸送装置ｉは放熱運転となつている。また反
応器５は再生状態Ｃで、熱輸送装置100fは熱源33から反
応器５へ熱を輸送する運転となつている。反応器６は再
生終了状態で、この余熱を反応器５に回収するため、そ
れら反応器5,6間の熱輸送装置ｍは熱輸送運転となつて
いる。図中の丸印はポンプを示しているが、白丸は非運
転、黒丸は運転の状態を表している。時間とともに、各
反応器5,6,50,70の運転状態は変化し、第５図（ｂ）で
は反応器70が反応状態、第５図（ｃ）では反応器５が反
応状態、第５図（ｄ）では反応器６が反応状態となつて
いる。
第６図は他の実施例を示す構成図である。本実施例で
は熱を回収するための各反応器間の熱輸送装置100m,100
n,100p,100qの代りに、フアン101,102,103,104を利用
し、空気の強制対流によつて熱輸送を行なうものであ
る。反応器間の伝熱は、反応器5,6,50,70の外表面を利
用してもよいし、反応器の壁から壁へパイプを貫通する
ように配設し、このパイプ内にフアンから送られる空気
を導入するという方法でもよい。またこの実施例では、
熱源33の周りに一端開口形のカバー90を設け、図示のよ
うにカバー90を回転して、熱源33からの熱風を再生状態
Ｃの反応器に吹き当てるようになつている。
は熱を回収するための各反応器間の熱輸送装置100m,100
n,100p,100qの代りに、フアン101,102,103,104を利用
し、空気の強制対流によつて熱輸送を行なうものであ
る。反応器間の伝熱は、反応器5,6,50,70の外表面を利
用してもよいし、反応器の壁から壁へパイプを貫通する
ように配設し、このパイプ内にフアンから送られる空気
を導入するという方法でもよい。またこの実施例では、
熱源33の周りに一端開口形のカバー90を設け、図示のよ
うにカバー90を回転して、熱源33からの熱風を再生状態
Ｃの反応器に吹き当てるようになつている。
第７図は他の実施例を示す構成図である。本実施例で
は容器を図示のように１と１−ａに２分割し、壁39を介
して両者を熱的に接触させたものである。容器１内の被
反応材２と容器１−ａ内の被反応材２−ａとの間の熱移
動は、壁39を介して行なわれるが、第１のループと第２
のループは基本的に独立回路となるので、ヒートポンプ
としての動作が安定する。この実施例において容器１−
ａは小形化して容器１の内部に配設してもよいし、また
その逆であつてもよい。このような場合、容器１−ａま
たは容器１はコイル上の熱交換器構造であつてもよい。
また３つのループ以上の回路を複合する場合には、３つ
以上の容器を互に熱接触させればよい。
は容器を図示のように１と１−ａに２分割し、壁39を介
して両者を熱的に接触させたものである。容器１内の被
反応材２と容器１−ａ内の被反応材２−ａとの間の熱移
動は、壁39を介して行なわれるが、第１のループと第２
のループは基本的に独立回路となるので、ヒートポンプ
としての動作が安定する。この実施例において容器１−
ａは小形化して容器１の内部に配設してもよいし、また
その逆であつてもよい。このような場合、容器１−ａま
たは容器１はコイル上の熱交換器構造であつてもよい。
また３つのループ以上の回路を複合する場合には、３つ
以上の容器を互に熱接触させればよい。
第８図は他の実施例を示す構成図である。本実施例で
は容器１と１−ａは図示のように離し、熱交換器41,ポ
ンプ40,熱交換器42から成る熱輸送装置Ｓによつて両者
を熱的に結合したものである。ポンプ40の運転率を変え
ることによつて容器１内の被反応材２から容器１−ａ内
の被反応材２−ａ、あるいはその逆方向への熱輸送量を
調節することができる。これによつて容器１または容器
１−ａ内の内圧を調整することができる。この熱輸送装
置Ｓの一部に蓄熱槽を設ければ、さらに容器１または１
−ａの内圧の調整が行ない易くなる。蓄熱槽の設け方と
しては熱輸送装置Ｓの回路にそのまま設ける方法と、バ
ルブで切換えることのできるバイパス回路に設ける方法
がある。またこの実施例では、容器１内にヒーター43,
容器１−ａ内にヒーター44を設けてあるが、容器１また
は１−ａの内圧あるいは温度を検知してヒーター43,44
への入力を調整すれば、さらに容器１または１−ａの内
圧は調整し易くなる。ヒーター43または44は熱交換器で
もよく、これら熱交換器内に冷水（冷風）または温水
（温風）を送るようにすれば、さらに効果は高まる。ま
た、これら熱交換器の外部側に、蓄熱槽を設け、容器１
または１−ａの余剰熱を蓄熱して再利用すれば、容器１
または１−ａの内圧の調節が著しく行ない易くなる。こ
の蓄熱槽としては、顕熱蓄熱形，潜熱蓄熱形，化学蓄熱
形のものがよい。またこれら熱交換器には他のヒートポ
ンプによつて得た高温の熱、あるいは冷熱を送り込んで
もよい。
は容器１と１−ａは図示のように離し、熱交換器41,ポ
ンプ40,熱交換器42から成る熱輸送装置Ｓによつて両者
を熱的に結合したものである。ポンプ40の運転率を変え
ることによつて容器１内の被反応材２から容器１−ａ内
の被反応材２−ａ、あるいはその逆方向への熱輸送量を
調節することができる。これによつて容器１または容器
１−ａ内の内圧を調整することができる。この熱輸送装
置Ｓの一部に蓄熱槽を設ければ、さらに容器１または１
−ａの内圧の調整が行ない易くなる。蓄熱槽の設け方と
しては熱輸送装置Ｓの回路にそのまま設ける方法と、バ
ルブで切換えることのできるバイパス回路に設ける方法
がある。またこの実施例では、容器１内にヒーター43,
容器１−ａ内にヒーター44を設けてあるが、容器１また
は１−ａの内圧あるいは温度を検知してヒーター43,44
への入力を調整すれば、さらに容器１または１−ａの内
圧は調整し易くなる。ヒーター43または44は熱交換器で
もよく、これら熱交換器内に冷水（冷風）または温水
（温風）を送るようにすれば、さらに効果は高まる。ま
た、これら熱交換器の外部側に、蓄熱槽を設け、容器１
または１−ａの余剰熱を蓄熱して再利用すれば、容器１
または１−ａの内圧の調節が著しく行ない易くなる。こ
の蓄熱槽としては、顕熱蓄熱形，潜熱蓄熱形，化学蓄熱
形のものがよい。またこれら熱交換器には他のヒートポ
ンプによつて得た高温の熱、あるいは冷熱を送り込んで
もよい。
第９図は他の実施例を示す構成図である。本実施例で
は反応器５の放熱側熱交換器29と反応器６の放熱側熱交
換器32をフイン91によつて一体化し、また反応器５の集
熱側熱交換器30と反応器６の集熱側熱交換器31をフイン
90によつて一体化し、全体として小形化を図つたもので
ある。
は反応器５の放熱側熱交換器29と反応器６の放熱側熱交
換器32をフイン91によつて一体化し、また反応器５の集
熱側熱交換器30と反応器６の集熱側熱交換器31をフイン
90によつて一体化し、全体として小形化を図つたもので
ある。
本発明において熱輸送装置100e,100f,100g,100h,100
i,100j,100k,100l,100m,100n,100p,100q,100sは特公昭5
8−53277号，特公昭60−37390号等に記載の熱流制御性
熱伝達装置であつてもよい。
i,100j,100k,100l,100m,100n,100p,100q,100sは特公昭5
8−53277号，特公昭60−37390号等に記載の熱流制御性
熱伝達装置であつてもよい。
また本発明の蓄熱用の熱輸送装置100f,100h,100j,100
lの集熱側熱交換器部には、他のヒートポンプによつて
集められた高温度の熱を送り込んでもよい。
lの集熱側熱交換器部には、他のヒートポンプによつて
集められた高温度の熱を送り込んでもよい。
以上説明したように、本発明によれば、従来のヒート
ポンプに対して、昇温度が２倍以上向上し、また再生時
発生する熱の回収と有効利用により約20％効率を高める
ことができる。また本発明によれば複数のヒートポンプ
のループを並列に組合わせることにより、容器内の圧力
調整が円滑に行なえ、このためサイクル的に安定動作さ
せることができる。
ポンプに対して、昇温度が２倍以上向上し、また再生時
発生する熱の回収と有効利用により約20％効率を高める
ことができる。また本発明によれば複数のヒートポンプ
のループを並列に組合わせることにより、容器内の圧力
調整が円滑に行なえ、このためサイクル的に安定動作さ
せることができる。
第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は他の
実施例を示す構成図、第３図，第４図はそれぞれ他の実
施例を示す構成図、第５図（ａ）から第５図（ｄ）は第
４図の運転方法を示す図、第６図（ａ）から第６図
（ｄ）は他の実施例を示す構成図、第７図，第８図，第
９図はそれぞれ他の実施例を示す構成図である。 1,1−ａ……容器、2,2−ａ……被反応材、3,4……圧縮
機、5,6,50,70……反応器、7,8,57,77……反応材、9,1
0,58,78……バルブ、11,12,61,81……バルブ、13,14…
…パイプ、15……熱交換器、16,16−ａ……出口パイ
プ、17,18,19,20,59,79……パイプ、21,22,23,24,51,5
2,71,72……ポンプ、25,26,27,28,29,30,31,32,53,54,5
5,56,73,74,75,76……熱交換器、33……熱源、34,35…
…バルブ、36,37,38……パイプ、40……ポンプ、41,42
……熱交換器、43,44……ヒーター（熱交換器）、60,80
……パイプ、90……カバー、91……フイン、100e,100f,
100g,100h,100i,100j,100k,100l……熱輸送装置。
実施例を示す構成図、第３図，第４図はそれぞれ他の実
施例を示す構成図、第５図（ａ）から第５図（ｄ）は第
４図の運転方法を示す図、第６図（ａ）から第６図
（ｄ）は他の実施例を示す構成図、第７図，第８図，第
９図はそれぞれ他の実施例を示す構成図である。 1,1−ａ……容器、2,2−ａ……被反応材、3,4……圧縮
機、5,6,50,70……反応器、7,8,57,77……反応材、9,1
0,58,78……バルブ、11,12,61,81……バルブ、13,14…
…パイプ、15……熱交換器、16,16−ａ……出口パイ
プ、17,18,19,20,59,79……パイプ、21,22,23,24,51,5
2,71,72……ポンプ、25,26,27,28,29,30,31,32,53,54,5
5,56,73,74,75,76……熱交換器、33……熱源、34,35…
…バルブ、36,37,38……パイプ、40……ポンプ、41,42
……熱交換器、43,44……ヒーター（熱交換器）、60,80
……パイプ、90……カバー、91……フイン、100e,100f,
100g,100h,100i,100j,100k,100l……熱輸送装置。
Claims (11)
- 【請求項１】反応材を収納し、かつ該反応材に蓄熱する
ための蓄熱用熱輸送装置と放熱するための放熱用熱輸送
装置とを具備した反応器と、被反応材を収納した容器
と、前記反応器と前記容器とを圧縮機，バルブを介して
パイプで連結するとともに循環ループを構成するように
バルブを介してパイプで連結したことを特徴とするヒー
トポンプ。 - 【請求項２】反応材を収納し、かつ該反応材に蓄熱する
ための蓄熱用熱輸送装置と放熱するための放熱用熱輸送
装置とを具備した複数個の反応器と、被反応材を収納し
た容器と、前記反応器の各々をバルブを介してパイプで
圧縮機に並列に連続し、該圧縮機を前記容器とパイプで
連結するとともに、前記容器と各反応器との間に循環ル
ープを構成するようにパルプを介してパイプで連結した
ことを特徴とするヒートポンプ。 - 【請求項３】反応材を収納し、かつ該反応材に蓄熱する
ための蓄熱用熱輸送装置と放熱するための放熱用熱輸送
装置とを具備した複数個の反応器と、被反応材を収納し
た容器と、前記反応器の各々を圧縮機とバルブを介して
前記反応器に並列にパイプで連結するとともに、前記容
器と各反応器との間に循環ループを構成するようにバル
ブを介してパイプで連結したことを特徴とするヒートポ
ンプ。 - 【請求項４】請求項１に記載のヒートポンプを並列に複
数組合わせたヒートポンプ。 - 【請求項５】前記容器が複数個からなるものであつて、
各容器を熱的に結合した請求項2,3、又は４に記載のヒ
ートポンプ。 - 【請求項６】複数の蓄熱用熱輸送装置の集熱側熱交換
器、及び複数の放熱用熱輸送装置の放熱側熱交換器をそ
れぞれフインによつて、一体化した請求項2,3,4、又は
５に記載のヒートポンプ。 - 【請求項７】複数の反応器のうち、反応を終了した反応
器の余剰熱は、再生を開始する反応器に回収するように
した請求項2,3,4,5、又は６に記載のヒートポンプ。 - 【請求項８】圧縮機から出た後の蓄熱用パイプの一端
は、容器の下部あるいは側壁部を貫通して内部に挿入し
た後、容器内の上部空間に開口するように配設した請求
項１から７のいずれかに記載のヒートポンプ。 - 【請求項９】圧縮機から出た後の蓄熱用パイプの一端
は、容器の下部あるいは側壁部あるいは下部と側壁部両
方を接触させた後、容器内の上部空間に開口するように
配設した請求項１〜７のいずれかに記載のヒートポン
プ。 - 【請求項１０】前記容器にヒーターまたは熱交換器を設
けた請求項１から９のいずれかに記載のヒートポンプ。 - 【請求項１１】反応材が生石灰またはゼオライトまたは
シリカゲルで、被反応材が水である請求項１から10のい
ずれかに記載のヒートポンプ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2041016A JP2766027B2 (ja) | 1990-02-23 | 1990-02-23 | ヒートポンプ |
| DE1991600730 DE69100730T2 (de) | 1990-02-23 | 1991-02-22 | Wärmepumpe. |
| EP19910102656 EP0443620B1 (en) | 1990-02-23 | 1991-02-22 | Heat pump |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2041016A JP2766027B2 (ja) | 1990-02-23 | 1990-02-23 | ヒートポンプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03247968A JPH03247968A (ja) | 1991-11-06 |
| JP2766027B2 true JP2766027B2 (ja) | 1998-06-18 |
Family
ID=12596597
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2041016A Expired - Fee Related JP2766027B2 (ja) | 1990-02-23 | 1990-02-23 | ヒートポンプ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0443620B1 (ja) |
| JP (1) | JP2766027B2 (ja) |
| DE (1) | DE69100730T2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014040959A (ja) * | 2012-08-22 | 2014-03-06 | Toyota Central R&D Labs Inc | 吸着式ヒートポンプシステム及び冷熱生成方法 |
| US9863673B2 (en) | 2012-08-22 | 2018-01-09 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Adsorption heat pump system and method of generating cooling power |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ATE243832T1 (de) * | 1998-08-03 | 2003-07-15 | Buerger Heinz Dieter Vakuum Un | Wärme- oder kältemaschine mit einem verdampfbaren wärmeträgerfluid |
| JP6061462B2 (ja) * | 2011-11-30 | 2017-01-18 | 株式会社豊田中央研究所 | 化学蓄熱装置 |
| JP6399013B2 (ja) | 2016-02-18 | 2018-10-03 | トヨタ自動車株式会社 | 化学蓄熱器の制御装置 |
| FR3071046B1 (fr) | 2017-09-11 | 2020-01-10 | Coldway | Installation de refrigeration d'un caisson isotherme jusqu'a une temperature cible - procede associe |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1583491A (en) * | 1977-06-01 | 1981-01-28 | Cjb Developments Ltd | Adsorption heat pump |
| FR2470356A1 (fr) * | 1979-11-26 | 1981-05-29 | Verre Fluore Sarl | Procede de transfert de chaleur a pyrolyse |
| DE3610332A1 (de) * | 1985-03-30 | 1986-10-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba, Kawasaki, Kanagawa | Regenerativheizgeraet |
-
1990
- 1990-02-23 JP JP2041016A patent/JP2766027B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-02-22 EP EP19910102656 patent/EP0443620B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-02-22 DE DE1991600730 patent/DE69100730T2/de not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014040959A (ja) * | 2012-08-22 | 2014-03-06 | Toyota Central R&D Labs Inc | 吸着式ヒートポンプシステム及び冷熱生成方法 |
| US9863673B2 (en) | 2012-08-22 | 2018-01-09 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Adsorption heat pump system and method of generating cooling power |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0443620A2 (en) | 1991-08-28 |
| DE69100730D1 (de) | 1994-01-20 |
| EP0443620A3 (en) | 1991-11-27 |
| EP0443620B1 (en) | 1993-12-08 |
| DE69100730T2 (de) | 1994-03-24 |
| JPH03247968A (ja) | 1991-11-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |