JP5123666B2 - 熱化学装置での極低温冷却の生成 - Google Patents
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Description
・微多孔固体SによるGの可逆性の吸着、
・反応固体SとGの間の可逆性の化学反応、又は
・食塩水、又は以下の方式、即ち、
−双極子による冷却を生成するステップの間、HTの中の気体の発熱消費が、Toに近くToより高い温度で発生し、LT反応器の中の平衡温度がTFに近くTFより低いように、Toは双極子の中で圧力を作り出し、
−双極子を再生するステップの間、HTの中の気体の吸熱放出が、LTの中の気体の発熱消費が実行される温度が、Toに近くToより高いように、双極子の中で圧力を作り出す温度Tcで実行される。
・Daは、蒸発器/凝縮器ECa、及び気体の流れを可能にするラインによって接続された反応器Raを含み、Dbは、蒸発器/凝縮器ECb、及び気体の流れを可能にするラインによって接続された反応器Rbを含み、
・ECaは気体Gaを含み、RaはGaを用いて可逆現象を形成できる吸着剤Sを含み、ECbは気体Gbを含み、RbはGbを用いて可逆現象を形成できる吸着剤Sbを含み、冷却生成ステップの間、所定の圧力において、反応器、及び蒸発器/凝縮器の中の熱化学現象の平衡温度がT(ECb)≦T(ECa)<T(Rb)<T(Ra)であるように気体、及び固体が選択され、
・双極子Dbの中で実施される熱化学プロセスは、温度Thの熱源、及びToのヒートシンクからこの双極子が再生され、周囲温度Toより低い温度のヒートシンクを用いて温度Tfの冷却を生成するようなものであり、
・双極子Daの中の熱化学現象は、温度Thの熱源、及び温度Toのヒートシンクからこの双極子が再生されるようなものであり、及び
・双極子は、冷却生成ステップの間にECaとRbが熱的に結合することを可能にする手段を備える。
−CaCl2,BaCl2,PbBr2,若しくはNH4BrによるNH3の、又はCaCl2によるNH2CH3の可逆性の化学吸着、
−ゼオライト、又はシリカゲルによる水の吸着、
−メタノール(MeOH)、又は活性炭中のアンモニアの吸着、及び
−アンモニア溶液(NH3・H2O)中のNH3の吸収に言及する。
−装置を再生するステップである第1ステップの最初で、双極子の各々の2つの要素が接続され、温度Thの熱がRa、及びRbの中の分解反応のために反応器Ra、及び反応器Rbの各々に加えられ、放出された気体Ga、及び気体Gbは、気体Ga、及び気体Gbが中で凝縮される蒸発器/凝縮器ECa、及びECbに向けて各々が移され、凝縮の熱は温度Toのヒートシンクの中で取り出され、及び
−冷却生成ステップである第2ステップの間、Rb及びECbが接続され、気体の形状でGbを放出するECb(冷却生成器)の中で自発的な吸熱蒸発相を起こし、吸着剤SbによるGbの発熱吸収が中で発生する反応器Rbに前記気体が流れ込み、Rbの中で放出される熱はECaに向けて移され、Raに流れ込む気体Gaの放出を起こし、吸着剤Saによって発熱的に吸収され、Raの中で放出された熱は温度Toの環境の方向に取り出される。
双極子Da 反応器Ra
ECa
NH3液体/気体状態変化
双極子Db 反応器Rb
NH3液体/気体状態変化である。
反応器:
NH3液体/気体状態変化である。
2a,2b 加熱手段
3a,4a,4b 熱除去手段
5b 熱を取り出すための手段
6 熱を交換するための手段
8 容器
Claims (8)
- 約60℃から80℃の温度(Th)の利用可能な熱源、及び約10℃から25℃の周囲温度(To)のヒートシンクから、−20℃より低い温度(Tf)の冷却を生成するための装置であって、冷却生成双極子(Db)、及び補助双極子(Da)を含む装置であって、
補助双極子(Da)は、蒸発器/凝縮器(ECa)、及び気体の流れを可能にするラインによって接続された反応器(Ra)を含み、冷却生成双極子(Db)は、蒸発器/凝縮器(ECb)、及び気体の流れを可能にするラインによって接続された反応器(Rb)を含み、
蒸発器/凝縮器(ECa)は気体(Ga)を含み、反応器(Ra)は気体(Ga)を用いて可逆現象を形成できる吸着剤(Sa)を含み、蒸発器/凝縮器(ECb)は気体(Gb)を含み、反応器(Rb)は気体(Gb)を用いて可逆現象を形成できる吸着剤(Sb)を含み、
冷却生成ステップの間、所定の圧力において、反応器(Ra、Rb)、及び蒸発器/凝縮器(ECa、ECb)の中の熱化学現象の平衡温度がT(蒸発器/凝縮器(ECb))≦T(蒸発器/凝縮器(ECa))<T(反応器(Rb))<T(反応器(Ra))であるように気体、及び固体が選択され、
双極子(Db)の中で実施される熱化学プロセスは、温度(Th)の熱源、及び周囲温度(To)のヒートシンクからこの双極子(Db)が再生され、周囲温度(To)より低い温度のヒートシンクを用いて温度(Tf)の冷却を生成するようなものであり、
双極子(Da)の中の熱化学現象は、温度(Th)の熱源、及び周囲温度(To)のヒートシンクからこの双極子(Da)が再生されるようなものであり、
双極子(Da、Db)は、冷却生成ステップの間に蒸発器/凝縮器(ECa)と反応器(Rb)が熱的に結合することを可能にする手段を備え、
前記蒸発器/凝縮器(ECa、ECb)の中の前記熱化学現象が、アンモニア(NH3)のL/G相転移、メチルアミン(NH2CH3)のL/G相転移、及びH2OのL/G相転移から選択され、
前記反応器(Ra、Rb)の中の前記熱化学現象が、CaCl2,BaCl2,PbBr2,若しくはNH4BrによるNH3の可逆性の化学吸着、CaCl2によるNH2CH3の化学吸着、ゼオライト、又はシリカゲルによる水の吸着、活性炭中のメタノール(MeOH)又はアンモニアの吸着、及びアンモニア溶液(NH3・H2O)中のNH3の吸収から選択されることを特徴とする装置。 - 前記蒸発器/凝縮器(ECa、ECb)の各々は、蒸発器(Ea、Eb)、及び気体又は液体の流れを可能にする弁を備えるラインによって補助双極子(Da)又は冷却生成双極子(Db)の反応器(Ra、Rb)と接続される凝縮器(Ca、Cb)を含むアセンブリから構成される、請求項1に記載の装置。
- 温度(Th)の熱源、及び周囲温度(To)のヒートシンクから温度(Tf)の冷却を生成するための方法であって、双極子(Da)、及び双極子(Db)が再生される初期状態から請求項1に記載の装置を運転することを含み、双極子の2つの要素は互いに分離されており、前記方法は、再生ステップ、及び冷却生成ステップから構成される一連の連続サイクルを含むことによって特徴付けられ、
装置を再生するステップである第1ステップの最初で、双極子の各々の2つの要素が接続され、温度(Th)の熱が反応器(Ra)、及び反応器(Rb)の中の分解反応のために反応器(Ra)、及び反応器(Rb)の各々に加えられ、放出された気体(Ga)、及び気体(Gb)は、気体(Ga)、及び気体(Gb)が中で凝縮される蒸発器/凝縮器(ECa)、及び蒸発器/凝縮器(ECb)に向けて各々が移され、凝縮の熱は温度(To)のヒートシンクの中で取り出され、及び
冷却生成ステップである第2ステップの間、反応器(Rb)及び蒸発器/凝縮器(ECb)が接続され、気体の形状で気体(Gb)を放出する蒸発器/凝縮器(ECb)(冷却生成器)の中で自発的な吸熱蒸発相を起こし、吸着剤(Sb)による気体(Gb)の発熱吸収が中で発生する反応器(Rb)に前記気体が流れ込み、反応器(Rb)の中で放出される熱は蒸発器/凝縮器(ECa)に向けて移され、反応器(Ra)に流れ込む気体(Ga)の放出を起こし、吸着剤(Sa)によって発熱的に吸収され、気体(Ra)の中で放出された熱は温度(To)の環境の方向に取り出されることを特徴とする方法。 - 気体(Ga)と気体(Gb)が異なるように熱化学現象が選択される、請求項3に記載の方法。
- 装置の双極子(Da)、及び双極子(Db)が同じ作業気体(G)を含む、請求項3に記載の方法。
- 第2ステップが2つの相を含むことによって特徴付けられ、第1の相の間、双極子(Da)の要素は互いに分離され、蒸発器/凝縮器(ECb)及び反応器(Rb)は接続され、蒸発器/凝縮器(ECb)の中の気体(Gb)の放出、及び反応器(Rb)の中の発熱合成を起こし、反応器(Rb)の中に放出される熱が蒸発器/凝縮器(ECa)に向けて移され、
蒸発器/凝縮器(ECa)の中の圧力が、周囲温度(To)のヒートシンクを有する双極子(Da)の動作を可能にするようなものであるとき、双極子(Da)の要素を接続することによって第2相が始まり、蒸発器/凝縮器(ECa)の中の吸熱蒸発、及び反応器(Ra)の中の気体(Ga)の付随する発熱吸収を起こす、請求項5に記載の方法。 - 反応器(Ra)、及び反応器(Rb)は、その熱力学的平衡曲線が互いに近い、即ち、同じ圧力に対する平衡温度の間のズレが10℃を超えない吸着剤を含む、請求項5に記載の方法。
- 反応器(Ra)、及び反応器(Rb)は同じ吸着剤(S)を含む、請求項5に記載の方法。
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