JP5837512B2 - 空気調和又は水分生成のための装置 - Google Patents
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Description
通常、空気調和のためのエネルギ消費量は、日射しが強い場合に最大である。故に、太陽エネルギを変換して空気を冷却すべく使用することが好適である。特に、作動流体として水を使用する一般的な太陽熱式の加熱システムを使用することが望ましい。
加熱サイクル部5、7、24、16、4、3を通して流体を搬送するための液体ポンプ4と、
加熱サイクル部5、7、24、16、4、3内の流体を加熱するための外部熱源1、2と、
膨張機入口及び膨張機出口を備える膨張機7であって、膨張機入口は、気相流体を受容して該流体を膨張させることで膨張機7を駆動すべく外部熱源1、2に対する流体接続5を有する膨張機7と、
圧縮機入口及び圧縮機出口を備える圧縮機9であって、低圧の圧縮機入口気体から高圧の圧縮機出口気体へ作動流体を圧縮するために膨張機7により駆動される圧縮機9と、
高圧の圧縮機出口気体から加熱サイクル部内の流体へ熱を伝達するために、圧縮機出口への流体接続21を備えると共に膨張機入口に接続された第1熱交換器22と、
低温の第2流体へのエネルギ伝達により、圧縮機9もしくは膨張機又は両方からの作動流体を凝縮するための凝縮器13a、13bと、
凝縮器13a、13bからの作動流体を、第3流体19からのエネルギ伝達により蒸発させて、第3流体19に所望の冷却効果を生成するための蒸発器18と、を具備する冷却用装置であって、
第1熱交換器22が、外部熱源1、2と膨張機7の入口との間において加熱サイクル部に接続される、冷却用装置として定義され得る。
加熱サイクル部5、7、24、16、4、3を通して流体を搬送するための液体ポンプ4と、
加熱サイクル部5、7、24、16、4、3内の流体を加熱するための外部熱源1、2と、
膨張機入口及び膨張機出口を備える膨張機7であって、膨張機入口は、気相流体を受容してその流体を膨張させることで該膨張機7を駆動すべく外部熱源1、2に対する流体接続5を有する膨張機7と、
圧縮機入口及び圧縮機出口を備える圧縮機9であって、低圧の圧縮機入口気体から高圧の圧縮機出口気体へ作動流体を圧縮するために、膨張機7により駆動される圧縮機9と、
高圧の圧縮機出口気体から加熱サイクル部内の流体へ熱を伝達するために、圧縮機出口への流体接続21を備えると共に膨張機入口に接続された第1熱交換器22と、
低温の第2流体へのエネルギ伝達により、圧縮機9もしくは膨張機又は両方からの作動流体を凝縮するための凝縮器13a、13bと、
凝縮器13a、13bからの作動流体を、第3流体19からのエネルギ伝達により蒸発させて、該第3流体19に所望の冷却効果を生成するための蒸発器18と、を具備する冷却用装置であって、
第1熱交換器22は、外部熱源1、2と膨張機7の入口との間において加熱サイクル部に接続され、
膨張機及び/又は圧縮機は、好適にはハウジングと熱接触する外部熱源により加熱されるハウジングを有する、冷却用装置として定義され得る。
Claims (17)
- 加熱サイクル部(5、7、24、16、4、3)を通して流体を移動させる手段(4)と、
前記加熱サイクル部(5、7、24、16、4、3)における前記流体を加熱するための外部熱源(1、2)と、
膨張機ハウジングの内側の第1膨張機タービンに面する内側面及び反対側の外側面を有する膨張機ハウジングを備える膨張機(7)であって、流体を膨張させることにより該膨張機(7)を駆動するために、前記外部熱源(1)により加熱された気相の流体を受容する、前記加熱サイクル部(5、7、24、16、4、3)に接続された膨張機入口を有する膨張機(7)と、
圧縮機ハウジングの内側の第1圧縮機タービンに面する内側面及び反対側の外側面を有する圧縮機ハウジングを備える圧縮機(9)であって、圧縮機入口及び圧縮機出口を有し、作動流体を低圧の圧縮機入口気体から高圧の圧縮機出口気体へ圧縮するために前記膨張機(7)により駆動される圧縮機(9)と、
前記膨張機(7)からの作動流体、又は前記圧縮機(9)からの作動流体、又は両方を、熱交換器における低温の第2流体に対するエネルギ伝達により凝縮させる凝縮器(13、13a、13b)と、
前記凝縮器(13、13a、13b)からの作動流体を更なる熱交換器において第3流体(19)からのエネルギ伝達により蒸発させて、前記第3流体(19)における所望の冷却効果を生成するための蒸発器(18)と、を具備する冷却用装置において、
前記外部熱源(1、2)は液体バッファタンク(20)内の液体と熱接続され、前記膨張機(7)は前記液体バッファタンク(20)の内側に設けられており、前記外部熱源(1、2)は、前記膨張機(7)のハウジングの外側面に対する前記液体の熱接触により該膨張機(7)のハウジングに対して熱を伝達すべく配備されることを特徴とする、冷却用装置。 - 前記圧縮機(9)もまた前記液体バッファタンク(20)の内側に配備され、前記液体は前記圧縮機(9)のハウジングに対して熱を伝達するために前記圧縮機(9)のハウジングの前記外側面に熱接触する、請求項1に記載の装置。
- 前記膨張手段は膨張機タービンであり且つ前記圧縮手段は圧縮機タービンである、請求項1又は2に記載の装置。
- 前記液体バッファタンク内の前記液体から前記加熱サイクル部(5、7、24、16、4、3)内の流体へ熱を供給するために、前記液体バッファタンク(20)の内側に配備された第1熱交換器(22)であって、前記液体バッファタンク(20)内の前記液体と、前記膨張機(7)の入口への流体接続(21)とに対して熱接触する第1熱交換器(22)を更に有する、請求項3に記載の装置。
- 前記第1熱交換器(22)は、前記高圧の圧縮機(9)の出口気体からの熱を前記加熱サイクル部内の流体へ伝達するために、前記圧縮機(9)の出口に対する流体接続(21)も有する、請求項4に記載の装置。
- 前記外部熱源(1)は、前記膨張機(7)の入口の上流において前記加熱サイクル部(5、7、24、16、4、3)内の流体を加熱するために、前記第1熱交換器(22)に接続された電気ヒータを具備する、請求項5に記載の装置。
- 前記膨張機タービンは第1膨張機タービンであり且つ前記圧縮機タービンは第1圧縮機タービンであり、及び
前記第1膨張機タービンは、前記第1圧縮機タービンを前記第1膨張機タービンに同期させて駆動するために、前記第1圧縮機タービンに対して機械的に接続される、請求項3乃至6のいずれか一項に記載の装置。 - 該装置は、第2膨張機タービン及び第2圧縮機タービンを夫々備える更なる膨張機(7")及び更なる圧縮機(9')を具備し、前記各第2タービンは、前記第1膨張機タービン及び前記第1圧縮機タービンの回転から独立したそれらの互いに同期した回転のために機械的に接続され、
前記膨張機(7)の出口は前記更なる膨張機(7")の入口に対する膨張機流体接続(26、27)を有し、及び前記更なる圧縮機(9')の出口は前記圧縮機(9)の入口に対する圧縮機流体接続(6)を有する、請求項7に記載の装置。 - 作動流体が圧縮機(9")に進入する前に該作動流体を蒸発させる更なる蒸発器(18a)を具備する、請求項8に記載の装置であって、
前記更なる蒸発器(18a)は、前記更なる蒸発器(18a)からの流体を前記更なる圧縮機(9')の出口からの流体に加えるために、前記圧縮機流体接続(6)に対する流体接続(14)を有する、請求項8に記載の装置。 - 前記加熱サイクル部(8、4、22、26、24、13、3、40)は、前記液体バッファタンク(20)内の液体に対する第1流体接続(8)を、前記膨張機(7)の入口の上流において前記液体バッファタンク(20)内の液体から作動流体を受容するために有する、請求項1乃至9のいずれか一項に記載の装置。
- 前記加熱サイクル部(8、4、22、26、24、13、3、40)は、前記膨張機(7)の出口の下流における前記液体バッファタンク(20)への第2流体接続(28)であって、作動流体を前記液体バッファタンク(20)内の液体中へ戻し与える第2流体接続(28)を具備し、
前記加熱サイクル部(8、4、22、26、24、13、3、40)は、前記液体バッファタンク(20)の外部に更なる熱交換器(40)を具備し、
前記熱交換器(40)は、一方の側において、前記第2流体接続(28)を介して前記燃料タンク(20)に接続され、及び他方の側において、前記圧縮機(9)の出口からの作動流体から、前記加熱サイクル部(8、4、22、26、24、13、3、40)の作動流体が前記液体バッファタンク(20)に再進入する前に該作動流体に対して熱を伝達するために、前記圧縮機(9)の出口に至る更なる流体接続(29)を有する、請求項10に記載の装置。 - 該装置は、前記膨張機(7)の出口からの作動流体を凝縮するための第1凝縮器(13a)と、前記圧縮機(9)の出口からの作動流体を凝縮するための第2凝縮器(13b)とを含み、
前記更なる熱交換器(40)は、前記第1凝縮器(13a)の下流で且つ前記第2凝縮器(13b)の上流に配備される、請求項11に記載の装置。 - 前記液体バッファタンク(20)に対する流体接続(1a、1b)であって、太陽熱式加熱パネルからの加熱された液体を前記液体バッファタンク(20)に供給するための流体接続(1a、1b)を備える太陽熱式加熱パネルを前記外部熱源(1)が具備するか、又は
前記液体バッファタンク(20)の内側の熱交換器(42)であって、前記太陽熱式加熱パネルの流体から熱を前記液体バッファタンク(20)内の液体へ伝達するための熱交換器(32)に対する液体接続を前記太陽熱パネルが有する、請求項1乃至12のいずれか一項に記載の装置。 - 前記外部熱源は、燃焼機関からの余熱、又は燃焼機関からの排気ガスの熱、又は両方を含む、請求項1乃至13のいずれか一項に記載の装置。
- 前記燃焼機関は、車両の一部としてのモータであると共に、該車両の推進手段に接続されるモータである、請求項14に記載の装置。
- 車両と組み合わされた請求項15に記載の装置であって、
前記膨張機は、発電機を駆動して電力を生成するために前記発電機に接続されたタービンを具備し、
前記発電機は電気モータに対して電気的に接続され、
前記電気モータは、前記発電機により生成された電力により前記推進手段を駆動するために前記推進手段に接続される、装置。 - 蒸留水を生成する、請求項1乃至16のいずれか一項に記載の装置の使用方法。
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