JP6655063B2 - Absorption refrigerator and dehumidifier - Google Patents

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Description

本発明は、吸収冷凍機および除湿機に関する。  The present invention relates to an absorption refrigerator and a dehumidifier.

冷媒として水を、吸収剤として少なくとも1種のイオン液体を含んでなる吸収サイクルを用いて冷却する吸収冷凍機が知られている。(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1 特表2009−520073
2. Description of the Related Art An absorption refrigerator that cools water using an absorption cycle including water as a refrigerant and at least one ionic liquid as an absorbent is known. (For example, see Patent Document 1).
Patent Document 1 Special Table 2009-520073

上記吸収冷凍機における再生器では、水とイオン液体との混合物を加熱して水を水蒸気とすることでイオン液体と水とを分離させている。このような潜熱加熱は顕熱加熱に比べて、吸収溶液の沸点以上の温度と、多大な熱量とを必要とするのでエネルギー効率が悪い、という課題があった。  In the regenerator in the absorption refrigerator, the mixture of water and the ionic liquid is heated to convert the water into steam, thereby separating the ionic liquid and water. Compared with sensible heat heating, such latent heat heating requires a temperature higher than the boiling point of the absorbing solution and a large amount of heat, so that there is a problem that the energy efficiency is low.

本発明の第1の態様における吸収冷凍機は、冷媒との相溶性が温度で変化するイオン液体と冷媒とを混合させる混合器と、前記混合器で混合された前記冷媒と前記イオン液体との混合物を加熱して、前記イオン液体と前記冷媒とを液体のまま前記イオン液体と前記冷媒との比重差により分離させる再生器と、前記再生器により分離された前記冷媒を気化させることで冷熱を発生させる蒸発器とを備える吸収冷凍機。  The absorption refrigerator according to the first aspect of the present invention is a mixer that mixes a refrigerant with an ionic liquid whose compatibility with the refrigerant changes with temperature, and that the refrigerant and the ionic liquid are mixed by the mixer. A regenerator that heats the mixture and separates the ionic liquid and the refrigerant in a liquid state by a specific gravity difference between the ionic liquid and the refrigerant, and cools the refrigerant by vaporizing the refrigerant separated by the regenerator. An absorption refrigerator including an evaporator for generating the evaporator.

本発明の第2の態様における除湿機は、水との相溶性が温度で変化するイオン液体に空気に含まれる水を吸収させて、除湿された空気を出力する吸収器と、前記水を吸収したイオン液体を加熱して、前記イオン液体と前記水とを液体のまま前記イオン液体と前記水との比重差により分離させる再生器とを備える。  A dehumidifier according to a second aspect of the present invention includes: an absorber that absorbs water contained in air with an ionic liquid whose compatibility with water changes with temperature to output dehumidified air; And a regenerator that heats the ionic liquid and separates the ionic liquid and the water as a liquid by a specific gravity difference between the ionic liquid and the water.

なお、上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。  The above summary of the present invention is not an exhaustive listing of all features of the present invention. Further, a sub-combination of these feature groups can also be an invention.

吸収冷凍機10の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the absorption refrigerator 10. イオン液体と水との混合状態および分離状態を示す。3 shows a mixed state and a separated state of an ionic liquid and water. イオン液体の種類と転移温度Tcを示した表である。It is a table | surface which showed the kind of ionic liquid and the transition temperature Tc. イオン液体のカチオンの具体例を示す。The specific example of the cation of an ionic liquid is shown. イオン液体のアニオンの具体例を示す。The specific example of the anion of an ionic liquid is shown. 分離器44の一例を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an example of a separator 44. 吸収冷凍機150を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the absorption refrigerator 150. 分離器200の第1の状態を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a first state of the separator 200. 分離器200の第2の状態を示す模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a second state of the separator 200. 比重が水よりも小さい他のイオン液体と水との混合状態および相分離状態を示す。3 shows a mixed state and a phase separated state of water and another ionic liquid having a specific gravity smaller than that of water. 比重が水よりも小さい他のイオン液体の種類と転移温度Tcを示した表である。It is a table | surface which showed the kind of other ionic liquid whose specific gravity is smaller than water, and transition temperature Tc. 他のイオン液体のカチオンの具体例を示す。Specific examples of cations of other ionic liquids will be shown. 他のイオン液体のアニオンの具体例を示す。Specific examples of anions of other ionic liquids will be shown. 分離器300を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a separator 300. 除湿機400の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the dehumidifier 400. 吸収冷凍機500を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the absorption refrigerator 500. 吸収冷凍機550を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the absorption refrigerator 550.

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。  Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. In addition, not all combinations of the features described in the embodiments are necessarily essential to the solution of the invention.

図1は、吸収冷凍機10の一例を示す模式図である。吸収冷凍機10は、蒸発器20と、混合器の一例として吸収器30と、再生器40と、冷却器50とを備える。吸収冷凍機10において、まず、冷媒は、蒸発器20において気化されて冷熱を発生させる。気化した冷媒は、吸収器30で吸収剤に吸収される。冷媒を吸収した吸収剤は、再生器40において冷媒と吸収剤とが分離される。冷媒が分離された吸収剤は、冷却器50によって冷却された後に吸収器30に搬送され、再び、気化した冷媒を吸収する。吸収剤から分離された冷媒は、同じく冷却器50によって冷却された後に蒸発器20に搬送される。そして、再び、冷媒は、蒸発器20において気化されて冷熱を発生させる。  FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of the absorption refrigerator 10. The absorption refrigerator 10 includes an evaporator 20, an absorber 30 as an example of a mixer, a regenerator 40, and a cooler 50. In the absorption refrigerator 10, first, the refrigerant is vaporized in the evaporator 20 to generate cold heat. The vaporized refrigerant is absorbed by the absorbent in the absorber 30. The absorbent that has absorbed the refrigerant is separated into the refrigerant and the absorbent in the regenerator 40. The absorbent from which the refrigerant has been separated is cooled by the cooler 50 and then conveyed to the absorber 30 to absorb the vaporized refrigerant again. The refrigerant separated from the absorbent is also conveyed to the evaporator 20 after being cooled by the cooler 50. Then, again, the refrigerant is vaporized in the evaporator 20 to generate cold heat.

このように吸収冷凍機10は、上記サイクルを繰り返すことで継続的に冷熱を発生する。本実施形態において、吸収冷凍機10に用いる冷媒として水を用いている。また、吸収剤としてイオン液体を用いている。ここで、イオン液体とは、100℃以下の温度で液体状態の塩であり、本実施形態において、冷媒である水との相溶性が温度によって変化するイオン液体を用いている。なお、以後の説明において、イオン液体をILと称する場合がある。  As described above, the absorption refrigerator 10 continuously generates cold heat by repeating the above cycle. In the present embodiment, water is used as a refrigerant used in the absorption refrigerator 10. In addition, an ionic liquid is used as an absorbent. Here, the ionic liquid is a salt in a liquid state at a temperature of 100 ° C. or less, and in the present embodiment, an ionic liquid whose compatibility with water as a refrigerant changes depending on the temperature is used. In the following description, the ionic liquid may be referred to as IL.

図2は、ILと水との混合状態および分離状態を示す。ILと水との相溶性が変化する温度を転移温度Tcとすると、転移温度Tcよりも低い温度においては、図2に示すように、ILと水とが相溶している混合液100の状態となる。混合液100を加熱して、転移温度Tc以上に温度を上昇させると、ILと水との相溶性は低下し、液体のままIL層104からなる下層と、水層102からなる上層とに分離した状態となる。なお、IL層104と水層102との分離は完全な分離でなくてもよく、IL層104がわずかな水を含んでいてもよく、水層102がわずかなILを含んでいてもよい。  FIG. 2 shows a mixed state and a separated state of IL and water. Assuming that the temperature at which the compatibility between IL and water changes is the transition temperature Tc, at a temperature lower than the transition temperature Tc, as shown in FIG. Becomes When the mixture 100 is heated to increase the temperature to the transition temperature Tc or higher, the compatibility between IL and water decreases, and the mixture is separated into a lower layer composed of the IL layer 104 and an upper layer composed of the aqueous layer 102 in a liquid state. It will be in the state of having done. Note that the separation between the IL layer 104 and the water layer 102 may not be complete separation, and the IL layer 104 may contain a small amount of water, or the water layer 102 may contain a small amount of IL.

図3は、ILの種類と転移温度Tcを示した表である。図3に示したように、これらのILの転移温度Tcはいずれも水の沸点より低い。  FIG. 3 is a table showing types of ILs and transition temperatures Tc. As shown in FIG. 3, the transition temperature Tc of each of these ILs is lower than the boiling point of water.

図4は、ILのカチオンの具体例を示し、図5は、ILのアニオンの具体例を示す。このように、ILは、図4に示したカチオンと図5に示したアニオンを組み替えることによって、図3に示すように、水との相溶性が変化する転移温度Tcを調整できる。本実施形態においては、ILとして転移温度Tcが50℃である[P4444][TsO]を用いた。FIG. 4 shows a specific example of the cation of IL, and FIG. 5 shows a specific example of the anion of IL. In this way, the IL can adjust the transition temperature Tc at which the compatibility with water changes as shown in FIG. 3 by rearranging the cation shown in FIG. 4 and the anion shown in FIG. In the present embodiment, [P 4444 ] [TsO] having a transition temperature Tc of 50 ° C. was used as the IL.

再び、図1を参照して、蒸発器20は、水を気化させることで冷熱を発生させる。蒸発器20は、水を気化させる気化部22と、水に含まれるILを回収する回収部24とを備える。蒸発器20は、再生器40と膨張弁60を介して接続されており、これにより、蒸発器20は、再生器40の内圧よりも低い、予め定められた内圧に調整される。  Referring to FIG. 1 again, evaporator 20 generates cold heat by vaporizing water. The evaporator 20 includes a vaporizing section 22 for vaporizing water and a collecting section 24 for collecting IL contained in the water. The evaporator 20 is connected to the regenerator 40 via the expansion valve 60, whereby the evaporator 20 is adjusted to a predetermined internal pressure lower than the internal pressure of the regenerator 40.

再生器40と蒸発器20との内圧差によって、冷媒である水は、膨張弁60を通って再生器40から蒸発器20へ搬送される。蒸発器20において水は、気化部22に向けて噴出される。噴出された水は、気化部22から熱を奪って気化する。また、気化部22は、気化部22を通る対象物80から熱を奪うことによって対象物80を冷却する。このようにして、蒸発器20は、冷却された対象物80を出力する。なお、対象物80としては、空気、水、不凍液(ブライン)等を用いてよい。  Due to the internal pressure difference between the regenerator 40 and the evaporator 20, water as a refrigerant is conveyed from the regenerator 40 to the evaporator 20 through the expansion valve 60. In the evaporator 20, water is jetted toward the vaporizing section 22. The spouted water vaporizes by removing heat from the vaporizing section 22. Further, the vaporization unit 22 cools the target object 80 by removing heat from the target object 80 passing through the vaporization unit 22. Thus, the evaporator 20 outputs the cooled target object 80. The object 80 may be air, water, antifreeze (brine), or the like.

対象物80は、温度計26によって入力温度が検知され、温度計28によって、出力温度が検知される。そして検知された温度に基づいて、蒸発器20への水の供給量が制御される。例えば、対象物80が冷却される場合であって、対象物80の入力温度が予め設定された温度より高い場合には、蒸発器20への水の供給量が増加される。一方、対象物80の入力温度が予め設定された温度よりも低い場合には、蒸発器20への水の供給量は減少される。なお、出力温度によっても同様に蒸発器20への水の供給量を制御してよい。  The input temperature of the object 80 is detected by the thermometer 26, and the output temperature is detected by the thermometer 28. Then, the supply amount of water to the evaporator 20 is controlled based on the detected temperature. For example, when the object 80 is cooled and the input temperature of the object 80 is higher than a preset temperature, the supply amount of water to the evaporator 20 is increased. On the other hand, when the input temperature of the object 80 is lower than the preset temperature, the supply amount of water to the evaporator 20 is reduced. Note that the supply amount of water to the evaporator 20 may be similarly controlled depending on the output temperature.

回収部24は、蒸発器20に搬送されたILを含む水を回収する。回収部24は、ILを含む水を回収した場合に、そのうちの予め定められた量のILを含む水を吸収器30に送ることによって平衡状態を作る。このように、蒸発器20に回収部24を設けることによって、ILが、蒸発器20に滞留することを防止できる。これにより、吸収冷凍機10の稼働途中でILを追加することなく、吸収冷凍機10を稼働させることができる。なお、回収部24は、回収したILを含む水を、液体ポンプを用いて吸収器30に搬送してもよい。  The recovery unit 24 recovers the water containing IL transported to the evaporator 20. When the water containing IL is recovered, the recovery unit 24 sends a predetermined amount of the water containing IL to the absorber 30 to form an equilibrium state. By providing the recovery unit 24 in the evaporator 20 as described above, it is possible to prevent the IL from staying in the evaporator 20. Thereby, the absorption refrigerator 10 can be operated without adding IL during the operation of the absorption refrigerator 10. In addition, the recovery unit 24 may transport the recovered water containing IL to the absorber 30 using a liquid pump.

吸収器30は、気化した水をILに吸収させる。吸収器30は、蒸発器20に接続されて設けられる。蒸発器20と吸収器30は接続されているので、蒸発器20と吸収器30の内圧はほぼ等しい。水を吸収したILを冷却水82で冷却することにより、吸収器30の内圧が下がる。この内圧の低下により、蒸発器20と吸収器30との間に内圧差が生じる。この内圧差により、蒸発器20から吸収器30へ気化した水が搬送される。  The absorber 30 makes the IL absorb the vaporized water. The absorber 30 is provided to be connected to the evaporator 20. Since the evaporator 20 and the absorber 30 are connected, the internal pressures of the evaporator 20 and the absorber 30 are substantially equal. By cooling the IL that has absorbed the water with the cooling water 82, the internal pressure of the absorber 30 decreases. Due to this decrease in internal pressure, an internal pressure difference is generated between the evaporator 20 and the absorber 30. Due to this internal pressure difference, vaporized water is transported from the evaporator 20 to the absorber 30.

吸収器30は、再生器40と膨張弁62を介して接続されている。吸収器30の内圧は再生器40の内圧よりも低いので、吸収剤であるILは、膨張弁62を通って再生器40から吸収器30へと搬送される。  The absorber 30 is connected to the regenerator 40 via an expansion valve 62. Since the internal pressure of the absorber 30 is lower than the internal pressure of the regenerator 40, the absorbent IL is conveyed from the regenerator 40 to the absorber 30 through the expansion valve 62.

吸収器30において、ILが気化した水を吸収すると、水の吸収熱によりILの温度が上昇する。吸収器30は、冷却水82を用いてILを冷却する。これにより、ILは冷却され、水の吸収が促進される。このようにして水を吸収したILは、液体ポンプ70によって再生器40へ搬送される。  When the IL absorbs the vaporized water in the absorber 30, the temperature of the IL increases due to the heat of absorption of the water. The absorber 30 cools the IL using the cooling water 82. This cools the IL and promotes water absorption. The IL that has absorbed water in this way is transported to the regenerator 40 by the liquid pump 70.

再生器40は、加熱器42と分離器44とを備える。加熱器42は、外部流体84を用いて水を吸収したILを加熱して、ILと水とを液体のままILと水との比重差により分離させる。本実施形態において使用したIL[P4444][TsO]は、転移温度Tcが50℃である。加熱器42は、転移温度Tcである50℃より高い温度に加熱できればよいので、本実施形態においては、例えば、50℃より高い温度であって60℃以下の熱源を用いて、外部流体84を加熱している。なお、転移温度Tcが低いILを用いることによって、加熱器42は、より低い温度の熱源を用いることができる。これにより、吸収冷凍機10は、今まで利用できず廃棄されていた低温の排熱等を利用して、冷熱を出力できるようになる。The regenerator 40 includes a heater 42 and a separator 44. The heater 42 heats the IL that has absorbed the water using the external fluid 84, and separates the IL and the water in a liquid state according to the specific gravity difference between the IL and the water. IL [P 4444 ] [TsO] used in the present embodiment has a transition temperature Tc of 50 ° C. Since the heater 42 only needs to be capable of heating to a temperature higher than 50 ° C., which is the transition temperature Tc, in the present embodiment, for example, the external fluid 84 is heated using a heat source having a temperature higher than 50 ° C. but not higher than 60 ° C. Heating. By using an IL having a low transition temperature Tc, the heater 42 can use a heat source of a lower temperature. Thus, the absorption refrigerator 10 can output cold heat by using low-temperature exhaust heat or the like that has been discarded because it cannot be used until now.

図6は、分離器44の一例を示す模式図である。分離器44は、加熱器42によって分離されたILと水とを別々に取り出す。分離器44は、容器110と、センサ112と、1つの供給バルブ114と、2つの排出バルブ116、118と、を備える。  FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an example of the separator 44. The separator 44 separately takes out the IL and water separated by the heater 42. The separator 44 includes a container 110, a sensor 112, one supply valve 114, and two discharge valves 116, 118.

容器110は、中空の容器であって、ILと水とに分離された混合液を収納する。加熱器42と接続した供給管120は、供給バルブ114を介して容器110の上面に接続されている。排出管122は、容器110の側面の予め定められた高さに排出バルブ116を介して接続されている。排出管124は、容器110の下面に排出バルブ118を介して接続されている。なお、容器110の側面の予め定められた高さは、ILと水との界面が容器110の中央に位置している場合において、例えば、容器110の高さに対して6/10となる高さである。排出バルブ116を容器110の高さに対して6/10となる高さに接続することによって、排出バルブ116を解放させて水を取り出した後においても、容器110の高さに対して1/10の高さの水を容器110内に残している。  The container 110 is a hollow container and stores a liquid mixture separated into IL and water. The supply pipe 120 connected to the heater 42 is connected to the upper surface of the container 110 via the supply valve 114. The discharge pipe 122 is connected to a predetermined height on the side surface of the container 110 via a discharge valve 116. The discharge pipe 124 is connected to the lower surface of the container 110 via a discharge valve 118. The predetermined height of the side surface of the container 110 is, for example, 6/10 of the height of the container 110 when the interface between IL and water is located at the center of the container 110. That's it. By connecting the discharge valve 116 to a height that is 6/10 of the height of the container 110, even after the discharge valve 116 is opened and water is taken out, 1 / Ten levels of water remain in the container 110.

吸収冷凍機10において、冷媒である水にILが含まれると、回収部24から吸収器30へ搬送するILを含む水の量が増える。水とILとの界面よりも高い位置に排出バルブ116を設け、水を取り出した後においても、水を容器110内に残すことにより、蒸発器20へ搬送されるILの量を少なくすることができる。これにより、回収部24から吸収器30へ搬送されるILを含む水の量を減らすことができる。  In the absorption refrigerator 10, when the water that is the refrigerant contains IL, the amount of water containing IL that is transported from the recovery unit 24 to the absorber 30 increases. By providing a discharge valve 116 at a position higher than the interface between water and IL and leaving water in the container 110 even after water is taken out, the amount of IL conveyed to the evaporator 20 can be reduced. it can. Thereby, the amount of water containing IL transferred from the recovery unit 24 to the absorber 30 can be reduced.

容器110が空の状態において、供給バルブ114が開放されると、容器110の上面からILと水とに分離された混合液が供給される。ILと水との混合液は、センサ112が液面を検出するまで供給される。センサ112は、液面を検出すると、供給バルブ114を閉じて、ILと水との混合液の供給を停止させる。  When the supply valve 114 is opened while the container 110 is empty, a mixed liquid separated into IL and water is supplied from the upper surface of the container 110. The mixed liquid of IL and water is supplied until the sensor 112 detects the liquid level. When detecting the liquid level, the sensor 112 closes the supply valve 114 to stop supplying the mixed liquid of IL and water.

供給バルブ114を閉じてから予め定められた時間が経過した後、排出バルブ116が開放されて、上層の水が取り出される。なお、予め定められた時間は、例えば、5分である。予め定められた時間は、予め測定されたILと水との混合液が分離するのに必要な時間であってよく、さらに当該時間に予め定められた安全率を乗じた時間であってもよい。取り出された水は、冷却器50によって冷却されて、蒸発器20へ搬送される。  After a predetermined time has passed since the closing of the supply valve 114, the discharge valve 116 is opened, and the upper layer of water is taken out. Note that the predetermined time is, for example, 5 minutes. The predetermined time may be a time required for separating a previously measured mixture of IL and water, and may be a time obtained by multiplying the time by a predetermined safety factor. . The removed water is cooled by the cooler 50 and transported to the evaporator 20.

排出バルブ116は、例えば、予め定められた時間が経過した後に閉じられる。なお、予め定められた時間は、予め測定された容器110内の水が排出バルブ116を通って排出されるのに必要な時間であってよく、さらに、当該時間に予め定められた安全率を乗じた時間であってもよい。その後、排出バルブ118が開放され、ILと水とが取り出される。取り出されたILと水は、冷却器50によって冷却されて、吸収器30へ搬送される。  The discharge valve 116 is closed, for example, after a predetermined time has elapsed. Note that the predetermined time may be a time required for the water in the container 110 measured in advance to be discharged through the discharge valve 116, and further, a predetermined safety factor may be set at the time. The multiplied time may be used. Thereafter, the discharge valve 118 is opened, and IL and water are taken out. The extracted IL and water are cooled by the cooler 50 and transported to the absorber 30.

冷却器50は、分離器44によって取り出されたILおよび水を冷却する。冷却器50は、冷却水86を循環させることによって、冷却器50内を通過するILおよび水を冷却する。冷却器50で冷却された水は、膨張弁60を通って蒸発器20へ供給される。そして、蒸発器20は、再び、供給された水を気化させて冷熱を発生させる。一方、冷却器50で冷却されたILは、膨張弁62を通って吸収器30へ供給される。そして、吸収器30は、再び、供給されたILを用いて気化された水を吸収させる。このように、本実施形態における吸収冷凍機10は、蒸発器20、吸収器30、再生器40、冷却器50において上記で説明した処理を繰り返し実行することで継続的に冷熱を発生する。  The cooler 50 cools the IL and water taken out by the separator 44. The cooler 50 cools the IL and water passing through the cooler 50 by circulating the cooling water 86. The water cooled by the cooler 50 is supplied to the evaporator 20 through the expansion valve 60. Then, the evaporator 20 vaporizes the supplied water again to generate cold heat. On the other hand, the IL cooled by the cooler 50 is supplied to the absorber 30 through the expansion valve 62. Then, the absorber 30 again absorbs the vaporized water using the supplied IL. As described above, the absorption refrigerator 10 in the present embodiment continuously generates cold heat by repeatedly performing the above-described processing in the evaporator 20, the absorber 30, the regenerator 40, and the cooler 50.

本実施形態の吸収冷凍機10は、吸収剤として冷媒である水との相溶性が50℃で変化するILを用いている。そのため、ILと水との混合物を50℃以上に顕熱加熱するだけで、ILと水との比重差によりILと水とを分離できる。このように、本実施形態の吸収冷凍機10においては冷媒と吸収剤とを分離するのに冷媒を気化させる潜熱加熱をしないので、吸収冷凍機10のエネルギー効率を大きく向上させることができる。  The absorption refrigerator 10 of the present embodiment uses IL whose compatibility with water as a refrigerant changes at 50 ° C. as an absorbent. Therefore, only by heating the mixture of IL and water to 50 ° C. or more by sensible heat, it is possible to separate IL and water by the difference in specific gravity between IL and water. As described above, in the absorption refrigerator 10 of the present embodiment, since the latent heat for vaporizing the refrigerant is not used to separate the refrigerant and the absorbent, the energy efficiency of the absorption refrigerator 10 can be greatly improved.

本実施形態における吸収冷凍機10のCOP(成績係数)について説明する。吸収冷凍機10において、吸収剤であるILの転移温度Tcが55℃であり、加熱器42において35℃から60℃に加熱して、60重量%の水を含むILと水との混合物から1/10の水を分離したとしてCOPを算出したところ、COPは1.5であった。90℃で潜熱加熱を行い水と吸収剤とを分離している従来の吸収冷凍機のCOPが0.7であることを考えると、本実施形態における吸収冷凍機10のエネルギー効率は、従来の吸収冷凍機に対して大きく向上している。  The COP (coefficient of performance) of the absorption refrigerator 10 in the present embodiment will be described. In the absorption refrigerator 10, the transition temperature Tc of IL, which is an absorbent, is 55 ° C., and the temperature is increased from 35 ° C. to 60 ° C. in the heater 42 to obtain 1% from the mixture of IL and water containing 60% by weight of water. COP was calculated assuming that / 10 of the water was separated, and the COP was 1.5. Considering that the COP of a conventional absorption refrigerator that separates water and an absorbent by performing latent heating at 90 ° C. is 0.7, the energy efficiency of the absorption refrigerator 10 in the present embodiment is This is a significant improvement over absorption chillers.

また、本実施形態においては、供給バルブ114を閉じてから予め定められた時間が経過した後、排出バルブ116が開放されて、上層の水が取り出される例を説明した。しかしながらこれに限られず、例えば、容器110に対して6/10となる高さに発光素子および受光素子を設け、受光素子が受光した光量に基づいてILと水とが分離したかを検出してもよい。水層102の透明度は、ILと水とが相溶した状態の透明度よりも高い。そのため、受光素子が受光した光量に閾値を設け、受光素子の受光量が当該閾値を超えたことを条件として、排出バルブ116を解放させてもよい。  Further, in the present embodiment, an example has been described in which after a predetermined time has elapsed since the supply valve 114 was closed, the discharge valve 116 is opened, and the upper layer of water is taken out. However, the present invention is not limited to this. For example, a light emitting element and a light receiving element are provided at a height of 6/10 with respect to the container 110, and it is detected whether or not IL and water are separated based on the amount of light received by the light receiving element. Is also good. The transparency of the water layer 102 is higher than the transparency of a state in which IL and water are compatible. Therefore, a threshold may be provided for the amount of light received by the light receiving element, and the discharge valve 116 may be opened on condition that the amount of light received by the light receiving element exceeds the threshold.

また、本実施形態においては、加熱器42は、外部流体84を用いて水を吸収したILを加熱して、ILと水とを分離させる例を示したが、加熱器42は、さらに、外部流体84を用いて分離器44の容器110を加熱してもよい。容器110の加熱により、容器110におけるILと水との分離状態が維持できるので、分離器44におけるILと水との分離能力が向上する。  Further, in the present embodiment, an example has been described in which the heater 42 heats the IL that has absorbed water using the external fluid 84 to separate the IL from the water, but the heater 42 further includes an external fluid 84. The container 110 of the separator 44 may be heated using the fluid 84. By heating the container 110, the separation state of IL and water in the container 110 can be maintained, so that the ability of the separator 44 to separate IL and water is improved.

次に、吸収冷凍機10の他の例について説明する。図7は、吸収冷凍機150を示す模式図である。図7において、図1と共通する要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省略する。図7に示した吸収冷凍機150は、熱交換器152をさらに備える。  Next, another example of the absorption refrigerator 10 will be described. FIG. 7 is a schematic diagram showing the absorption refrigerator 150. 7, elements common to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted. The absorption refrigerator 150 shown in FIG. 7 further includes a heat exchanger 152.

熱交換器152は、混合器の一例である吸収器30から搬送される水を含むILと、分離器44から搬送されるILとの間で熱交換を行う。吸収器30から搬送される水を含むILの温度は、分離器44から搬送されるILの温度よりも低い。熱交換器152は、相対的に温度が高い分離器44から搬送されるILの熱を回収し、吸収器30から搬送される水を含むILを加熱する。これにより、加熱器42における加熱を削減できる。  The heat exchanger 152 exchanges heat between the IL including water transported from the absorber 30 which is an example of the mixer and the IL transported from the separator 44. The temperature of the IL containing water transferred from the absorber 30 is lower than the temperature of the IL transferred from the separator 44. The heat exchanger 152 recovers the heat of the IL transported from the separator 44 having a relatively high temperature, and heats the IL containing water transported from the absorber 30. Thereby, the heating in the heater 42 can be reduced.

次に、分離器44の他の例について説明する。図8は、分離器200の第1の状態を示す模式図である。図8において、図6と同じ要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省略する。また、以降の図において、黒色バルブは、閉じたバルブを示し、白色バルブは、開いたバルブを示す。分離器200は、並列に接続された複数の分離器44を備える。そして、これら複数の分離器44を切り替えながら順番にILと水との混合液を供給し、供給されてから予め定められた時間が経過してILと水とが分離した後に、ILと水とが別々に取り出される。  Next, another example of the separator 44 will be described. FIG. 8 is a schematic diagram showing a first state of the separator 200. 8, the same elements as those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and a duplicate description will be omitted. In the following drawings, a black valve indicates a closed valve, and a white valve indicates an open valve. The separator 200 includes a plurality of separators 44 connected in parallel. Then, a mixed liquid of IL and water is supplied in order while switching the plurality of separators 44, and after a predetermined time elapses from the supply and the IL and water are separated, the IL and water are separated. Are taken out separately.

分離器200は、4つの容器202、204、206、208と、4つの供給バルブ210、212、214、216と、4つのセンサ112と、8つの排出バルブ220、222、224、226、230、232、234、236と、1つの供給管240と、2つの排出管242、244と、を備える。加熱器42と接続した供給管240は、4つの容器202、204、206、208に接続することを目的として、4つに分岐されている。分岐された供給管240の1つは、供給バルブ210介して容器202の上面に接続されている。同様に他の分岐された供給管の1つは、供給バルブ212を介して容器204の天面に接続されている。さらに他の分岐された供給管の1つは、供給バルブ214を介して容器206の天面に接続されており、他の分岐された供給管の1つは、供給バルブ216を介して容器208の天面に接続されている。  The separator 200 includes four containers 202, 204, 206, 208, four supply valves 210, 212, 214, 216, four sensors 112, and eight discharge valves 220, 222, 224, 226, 230, 232, 234, 236, one supply pipe 240, and two discharge pipes 242, 244. The supply pipe 240 connected to the heater 42 is branched into four for the purpose of connecting to the four containers 202, 204, 206, 208. One of the branched supply pipes 240 is connected to the upper surface of the container 202 via a supply valve 210. Similarly, one of the other branched supply pipes is connected to the top surface of the container 204 via a supply valve 212. One of the other branched supply pipes is connected to the top surface of the container 206 via a supply valve 214, and one of the other branched supply pipes is connected to the container 208 via a supply valve 216. It is connected to the top.

排出管242は、4つの容器202、204、206、208に接続することを目的として、4つに分岐されている。分岐された排出管242の1つは、排出バルブ220を介して、容器202の側面の予め定められた高さに接続されている。同様に他の分岐された排出管242の1つは、排出バルブ222を介して、容器204の側面の予め定められた高さに接続されている。さらに他の分岐された排出管242の1つは、排出バルブ224を介して容器206の側面の予め定められた高さに接続されており、他の分岐された排出管242の1つは、排出バルブ226を介して容器208の側面の予め定められた高さに接続されている。なお、予め定められた高さは、分離器44における予め定められた高さと同じなので、重複する説明を省略する。  The discharge pipe 242 is branched into four for the purpose of connecting to the four containers 202, 204, 206, 208. One of the branched discharge pipes 242 is connected via a discharge valve 220 to a predetermined height on the side surface of the container 202. Similarly, one of the other branched discharge pipes 242 is connected via a discharge valve 222 to a predetermined height on the side surface of the container 204. One of the other branched discharge pipes 242 is connected to a predetermined height on the side surface of the container 206 via a discharge valve 224, and one of the other branched discharge pipes 242 is It is connected to a predetermined height on the side surface of the container 208 via a discharge valve 226. Note that the predetermined height is the same as the predetermined height of the separator 44, and thus the duplicate description will be omitted.

排出管244は、4つの容器202、204、206、208に接続することを目的として、4つに分岐されている。分岐された排出管244の1つは、排出バルブ230を介して、容器202の下面に接続されている。同様に他の分岐された排出管242の1つは、排出バルブ232を介して、容器204の下面に接続されている。さらに他の分岐された排出管242の1つは、排出バルブ234を介して容器206の側面の予め定められた高さに接続されており、他の分岐された供給管の1つは、排出バルブ236を介して容器208の下面に接続されている。  The discharge pipe 244 is branched into four for the purpose of connecting to the four containers 202, 204, 206, 208. One of the branched discharge pipes 244 is connected to the lower surface of the container 202 via a discharge valve 230. Similarly, one of the other branched discharge pipes 242 is connected to the lower surface of the container 204 via a discharge valve 232. One of the other branched discharge pipes 242 is connected to a predetermined height on the side surface of the container 206 via a discharge valve 234, and one of the other branched supply pipes is connected to a discharge pipe. It is connected to the lower surface of the container 208 via the valve 236.

第1の状態において、容器202では、排出バルブ220が開放され、容器202から水が取り出される。また、容器204では、排出バルブ232が開放され、容器204からILと若干量の水とが取り出される。また、容器206では、供給バルブ214が開放され、容器206にILと水とに分離された混合液が供給される。また、容器208では、水とILとに分離された混合液により満たされた状態で放置されてILと水とが分離される。  In the first state, in the container 202, the discharge valve 220 is opened, and water is taken out of the container 202. In the container 204, the discharge valve 232 is opened, and IL and a small amount of water are taken out of the container 204. In the container 206, the supply valve 214 is opened, and the mixed liquid separated into IL and water is supplied to the container 206. Further, in the container 208, the container is left in a state of being filled with the mixed solution separated into water and IL, and the IL and water are separated.

図9は、分離器200の第2の状態を示す模式図である。図9において、図8と同じ要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省略する。第2の状態において、容器202では、排出バルブ220が閉じられるとともに排出バルブ230が開放され、容器202からILと若干量の水とが取り出される。容器204では、排出バルブ232が閉じられるとともに供給バルブ212が開放され、容器204にILと水とに分離された混合液が供給される。容器206では、ILと水とに分離された混合液により満たされた状態で放置されてILと水とが分離される。容器208では、排出バルブ226が開放され、容器208から水が取り出される。  FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a second state of the separator 200. 9, the same elements as those in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals, and a duplicate description will be omitted. In the second state, in the container 202, the discharge valve 220 is closed and the discharge valve 230 is opened, and IL and a small amount of water are taken out of the container 202. In the container 204, the discharge valve 232 is closed and the supply valve 212 is opened, and the mixed liquid separated into IL and water is supplied to the container 204. In the container 206, the container is left in a state of being filled with the mixed liquid separated into IL and water, and the IL and water are separated. In the container 208, the discharge valve 226 is opened, and water is taken out of the container 208.

このように分離器200では、ILと水とに分離された混合液が供給される工程、ILと水との混合溶液により満たされた状態で放置して分離させる工程、水が取り出される工程、ILと若干量の水とが取り出される工程が、4つの容器202、204、206、208のそれぞれで順番に実行される。そして、それぞれの工程が4つの容器202、204、206、208で同時に実行されるように、それぞれの容器において1つずれた工程を同じ時間で実行させている。これにより、加熱器42から分離器200へ連続的にILと水とに分離された混合液の供給することができる。また、分離器200から蒸発器20へ、連続的に水を供給することができ、また、分離器200から吸収器30へ、連続的にILを供給することができる。  As described above, in the separator 200, a step of supplying the mixed liquid separated into IL and water, a step of leaving the mixed liquid filled with the mixed solution of IL and water to separate, a step of extracting water, The process of removing the IL and a small amount of water is sequentially performed in each of the four containers 202, 204, 206, 208. Then, one shifted process is executed in each container at the same time so that each process is simultaneously executed in the four containers 202, 204, 206, and 208. Thereby, the mixed liquid separated into IL and water can be continuously supplied from the heater 42 to the separator 200. Further, water can be continuously supplied from the separator 200 to the evaporator 20, and IL can be continuously supplied from the separator 200 to the absorber 30.

なお、図8、9においては、容器の数を4とした分離器200の例を示したが、容器の数は4つに限られず、複数であればよい。また、容器の数は、上述した4つの工程の時間に基づいて定めてもよい。  8 and 9 show an example of the separator 200 in which the number of containers is four, the number of containers is not limited to four and may be any number. Further, the number of containers may be determined based on the time of the above-described four steps.

図10は、比重が水よりも小さい他のILと水との混合状態および相分離状態を示す。図10に示したILは、転移温度Tcよりも低い温度においては、ILと水とが相溶している混合液100の状態となる。混合液100を加熱して、転移温度Tc以上に温度を上昇させると、ILと水との相溶性は低下し、IL層104からなる上層と、水層102からなる下層とに分離した状態となる。このように、比重が水よりも小さいILにおいては、図2に示した例と異なり、IL層104が上層となり、水層102が下層となる。  FIG. 10 shows a mixed state and a phase-separated state of water and another IL whose specific gravity is smaller than that of water. At a temperature lower than the transition temperature Tc, the IL shown in FIG. 10 is in a state of a mixed liquid 100 in which IL and water are compatible. When the liquid mixture 100 is heated to raise the temperature to the transition temperature Tc or higher, the compatibility between IL and water decreases, and a state in which the upper layer composed of the IL layer 104 and the lower layer composed of the aqueous layer 102 are separated. Become. Thus, in the IL having a specific gravity smaller than that of water, unlike the example shown in FIG. 2, the IL layer 104 is the upper layer and the water layer 102 is the lower layer.

図11は、比重が水よりも小さい他のILの種類と転移温度Tcを示した表である。また、図12は、他のILのカチオンの具体例を示し、図13は、他のILのアニオンの具体例を示す。このように、ILは、図12に示したカチオンと図13に示したアニオンとを含み、当該ILは、冷媒である水よりも比重が小さい。このようなILとしては、例えば[P6668][EtOHPO]を用いることができる。FIG. 11 is a table showing other types of IL whose specific gravity is smaller than that of water and the transition temperature Tc. FIG. 12 shows a specific example of another IL cation, and FIG. 13 shows a specific example of another IL anion. As described above, the IL includes the cation illustrated in FIG. 12 and the anion illustrated in FIG. 13, and the IL has a lower specific gravity than water as the refrigerant. As such an IL, for example, [P 6668 ] [EtOHPO 2 ] can be used.

図14は、分離器300を示す模式図である。図14において、図8と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省略する。分離器300は、吸収剤として冷媒である水よりも比重が小さいILに対応している。  FIG. 14 is a schematic diagram showing the separator 300. 14, the same elements as those in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted. The separator 300 corresponds to IL having a specific gravity smaller than that of water as a refrigerant as an absorbent.

分離器300は、4つの容器302、304、306、308と、4つの供給バルブ210、212、214、216と、4つのセンサ112と、4つのセンサ310と、8つの排出バルブ220、222、224、226、230、232、234、236と、1つの供給管240と、2つの排出管244、320と、を備える。  The separator 300 includes four containers 302, 304, 306, 308, four supply valves 210, 212, 214, 216, four sensors 112, four sensors 310, and eight discharge valves 220, 222, 224, 226, 230, 232, 234, 236, one supply pipe 240, and two discharge pipes 244, 320.

排出管320は、4つの容器302、304、306、308に接続することを目的として、4つに分岐されている。分岐された排出管320の1つは、排出バルブ220を介して、容器302の下面に接続されている。同様に他の分岐された排出管320の1つは、排出バルブ222を介して、容器304の下面に接続されている。さらに他の分岐された排出管320の1つは、排出バルブ224を介して容器306の下面に接続されており、他の分岐された排出管320の1つは、排出バルブ226を介して容器308の下面に接続されている。  The discharge pipe 320 is branched into four for the purpose of connecting to the four containers 302, 304, 306, 308. One of the branched discharge pipes 320 is connected to the lower surface of the container 302 via the discharge valve 220. Similarly, one of the other branched discharge pipes 320 is connected to the lower surface of the container 304 via a discharge valve 222. One of the other branched discharge pipes 320 is connected to the lower surface of the container 306 via a discharge valve 224, and one of the other branched discharge pipes 320 is connected to the container via a discharge valve 226. 308 is connected to the lower surface.

図14に示した状態において、容器302では、排出バルブ220が開放され、容器302から水が取り出される。水の取り出しは、センサ310が液面を検出するまで取り出される。センサ310は、液面を検出すると、排出バルブ220を閉じて水の取り出しを停止させる。なお、センサ310の高さは、例えば、水の取り出しを停止させた後において、容器302の高さの1/10の高さの水が容器の底に残るように設定されている。  In the state shown in FIG. 14, in the container 302, the discharge valve 220 is opened, and water is taken out of the container 302. Water is taken out until the sensor 310 detects the liquid level. When the sensor 310 detects the liquid level, the sensor 310 closes the discharge valve 220 to stop taking out water. The height of the sensor 310 is set so that, for example, after stopping the removal of water, water having a height of 1/10 of the height of the container 302 remains at the bottom of the container.

容器304では、排出バルブ232が開放され、容器304からILと若干量の水とが取り出される。また、容器306では、供給バルブ214が開放され、容器306にILと水とに分離された混合液が供給される。また、容器308では、ILと水とに分離された混合液により満たされた状態で放置されてILと水とが分離される。  In the container 304, the discharge valve 232 is opened, and IL and a small amount of water are taken out of the container 304. In the container 306, the supply valve 214 is opened, and the mixed liquid separated into IL and water is supplied to the container 306. Further, in the container 308, the container is left in a state of being filled with the mixed liquid separated into IL and water, and the IL and water are separated.

このように、比重が水よりも小さいILを用いることで、容器302の下面から水を取り出すことができる。容器302において、排出管320にかかる圧力は、水の重量とILの重量が加算された重量に基づく圧力となる。このため、排出管320にかかる圧力は、比重が水よりも大きいILを用いた場合における分離器200における圧力よりも大きくなる。圧力を大きくすることによって排出管320からの水の取り出し速度を速めることができる。  As described above, by using the IL whose specific gravity is smaller than that of water, water can be taken out from the lower surface of the container 302. In the container 302, the pressure applied to the discharge pipe 320 is a pressure based on the sum of the weight of water and the weight of IL. For this reason, the pressure applied to the discharge pipe 320 becomes higher than the pressure in the separator 200 when IL having a specific gravity larger than that of water is used. By increasing the pressure, the speed of taking out water from the discharge pipe 320 can be increased.

図15は、除湿機400の一例を示す模式図である。図15において、図1と共通する要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省略する。除湿機400は、吸収器410と再生器40と、冷却器50とを備える。  FIG. 15 is a schematic diagram illustrating an example of the dehumidifier 400. In FIG. 15, elements common to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted. The dehumidifier 400 includes an absorber 410, a regenerator 40, and a cooler 50.

除湿機400において、まず、吸収器410で空気412に含まれる水414をILに吸収させて、除湿した空気412を出力する。吸収器410は、図1に示した吸収器30と水414をILに吸収させる構成において共通するが、水414を含む空気412を取り込み、ILに水414を吸収させることによって、水414を含まない空気412を出力する点において異なる。  In the dehumidifier 400, first, the water 414 contained in the air 412 is absorbed by the IL by the absorber 410, and the dehumidified air 412 is output. The absorber 410 is common to the absorber 30 shown in FIG. 1 in the configuration in which the water 414 is absorbed by the IL, but includes the water 414 by taking in the air 412 including the water 414 and absorbing the water 414 in the IL. This is different in that it outputs no air 412.

水414を吸収したILは、再生器40において水414とILとに分離される。水414が分離されたILは、冷却器50によって冷却された後に吸収器30に搬送され、再び、空気412から水414を吸収する。再生器40は、ILから分離された水414を排出する。このように、除湿機400は、上記サイクルを繰り返すことで継続的に水414を含まない空気412を出力する。図15に示した除湿機400において、ILとして転移温度Tcが50℃である[P4444][TsO]を用いた。The IL that has absorbed the water 414 is separated into water 414 and IL in the regenerator 40. The IL from which the water 414 has been separated is cooled by the cooler 50 and then conveyed to the absorber 30 to absorb the water 414 from the air 412 again. The regenerator 40 discharges the water 414 separated from the IL. Thus, the dehumidifier 400 continuously outputs the air 412 that does not include the water 414 by repeating the above cycle. In the dehumidifier 400 shown in FIG. 15, [P 4444 ] [TsO] having a transition temperature Tc of 50 ° C. was used as IL.

図15に示した除湿機400においても、冷媒吸収剤として、水414との相溶性が50℃で変化するILを用いている。そのため、ILと水414との混合物を50℃以上に顕熱加熱するだけで、ILと水414との比重差によりILと水414とを分離できる。このため、図15に示した除湿機400においても、ILと水414とを分離するのに潜熱加熱しないので、除湿機400のエネルギー効率を大きく向上させることができる。  The dehumidifier 400 shown in FIG. 15 also uses IL whose compatibility with water 414 changes at 50 ° C. as a refrigerant absorbent. Therefore, only by heating the mixture of IL and water 414 to sensible heat at 50 ° C. or higher, IL and water 414 can be separated by the difference in specific gravity between IL and water 414. Therefore, even in the dehumidifier 400 shown in FIG. 15, since the latent heat is not used to separate the IL and the water 414, the energy efficiency of the dehumidifier 400 can be greatly improved.

本実施形態において、冷媒吸収剤として、例えば、[P4444][TsO]からなるILを用いた例を示したが、冷媒吸収剤は、複数の種類のILを含んでもよい。また、ILにIL以外の添加物を含めてもよく、例えば、ILに界面活性剤を含めてもよい。さらに、冷媒吸収剤はIL以外であってもよく、そのような実施形態の例を図16と図17において示す。In the present embodiment, for example, an example in which an IL made of [P 4444 ] [TsO] is used as the refrigerant absorbent has been described, but the refrigerant absorbent may include a plurality of types of IL. Further, an additive other than IL may be included in IL, for example, a surfactant may be included in IL. Further, the refrigerant absorbent may be other than IL, and examples of such embodiments are shown in FIGS.

図16は、吸収冷凍機500を示す模式図である。図16において、図1と共通する要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省略する。図16に示した吸収冷凍機500の混合器520は、吸収器30及び液体ポンプ70にくわえて分離部510をさらに備える。本実施例において、吸収器30で気化した水を吸収するのは、臭化リチウム水溶液である。冷媒吸収剤の他の例として、臭化カルシウムや塩化カルシウム等の潮解性の高い物質の水溶液を用いてもよい。  FIG. 16 is a schematic diagram showing the absorption refrigerator 500. In FIG. 16, elements common to FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted. The mixer 520 of the absorption refrigerator 500 shown in FIG. 16 further includes a separator 510 in addition to the absorber 30 and the liquid pump 70. In the present embodiment, it is the aqueous solution of lithium bromide that absorbs the vaporized water in the absorber 30. As another example of the refrigerant absorbent, an aqueous solution of a highly deliquescent substance such as calcium bromide or calcium chloride may be used.

吸収器30において水を吸収した臭化リチウム水溶液は、液体ポンプ70によって分離部510に搬送される。分離部510は、半透膜516と、半透膜516で隔てられた第1チャンバ512と第2チャンバ514を備える。臭化リチウム水溶液は第2チャンバ514に収納される。臭化リチウム水溶液に含まれる水は、半透膜を浸透して、ILを収納する第1チャンバ512に移動する。半透膜の浸透法は、逆浸透であってもいいし正浸透であってもよい。このようにして水を吸収したILは、再生器40へ送られる。  The aqueous lithium bromide solution that has absorbed water in the absorber 30 is transported to the separation unit 510 by the liquid pump 70. The separation unit 510 includes a semi-permeable membrane 516, and a first chamber 512 and a second chamber 514 separated by the semi-permeable membrane 516. The aqueous lithium bromide solution is stored in the second chamber 514. The water contained in the aqueous lithium bromide solution penetrates the semipermeable membrane and moves to the first chamber 512 containing the IL. The osmosis method of the semipermeable membrane may be reverse osmosis or forward osmosis. The IL that has absorbed water in this way is sent to the regenerator 40.

再生器40において水と分離したILは、冷却器50による冷却後に、液体ポンプ72によって分離部510の第1チャンバ512に搬送される。蒸発器20の回収部24によって回収されたILを含む水も、分離部510の第1チャンバ512に送られる。このようにして、ILは、半透膜を通過してくる水の吸収に再び利用される。一方、第2チャンバ内の臭化リチウム水溶液は吸収器30に戻され、気化した水の吸収に再び用いられる。これにより、水との相溶性が高い臭化リチウム水溶液を冷媒吸収剤として使用して、効率的に水を吸収することができる。また、相溶性の変化に基づいてILと水を効率的に分離することができる。  The IL separated from the water in the regenerator 40 is conveyed to the first chamber 512 of the separation unit 510 by the liquid pump 72 after being cooled by the cooler 50. The water containing IL recovered by the recovery unit 24 of the evaporator 20 is also sent to the first chamber 512 of the separation unit 510. In this way, the IL is reused for absorbing water passing through the semipermeable membrane. On the other hand, the aqueous lithium bromide solution in the second chamber is returned to the absorber 30, and is used again for absorbing vaporized water. Thus, water can be efficiently absorbed by using a lithium bromide aqueous solution having high compatibility with water as a refrigerant absorbent. Further, it is possible to efficiently separate IL and water based on a change in compatibility.

次に、吸収冷凍機500の他の例について説明する。図17は、吸収冷凍機550を示す模式図である。図17において、図16と共通する要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省略する。図17に示した吸収冷凍機550は、濃度調節器560をさらに備える。濃度調節器560として、例えば、電気化学的に脱イオン処理する容量性脱イオン(CDI)装置を用いてもよい。  Next, another example of the absorption refrigerator 500 will be described. FIG. 17 is a schematic diagram showing the absorption refrigerator 550. 17, elements common to FIG. 16 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted. The absorption refrigerator 550 shown in FIG. 17 further includes a concentration controller 560. As the concentration controller 560, for example, a capacitive deionization (CDI) device for performing electrochemical deionization may be used.

分離部510から濃度調節器560に送られてくる臭化リチウム水溶液は、そこで、臭化リチウムを高濃度に含む水溶液と低濃度に含む水溶液とに分けられる。低濃度の臭化リチウム水溶液は、吸収器30から分離部510に搬送される臭化リチウム水溶液に混ぜられる。一方、高濃度の臭化リチウム水溶液は吸収器30に送られる。これにより,半透膜による水分離後の吸収器に流入する臭化リチウム水溶液の濃度をさらに高めることができる。  The aqueous lithium bromide solution sent from the separation unit 510 to the concentration controller 560 is separated into an aqueous solution containing lithium bromide at a high concentration and an aqueous solution containing lithium bromide at a low concentration. The low-concentration aqueous solution of lithium bromide is mixed with the aqueous solution of lithium bromide transported from the absorber 30 to the separation section 510. On the other hand, the high-concentration aqueous solution of lithium bromide is sent to the absorber 30. Thereby, the concentration of the aqueous lithium bromide solution flowing into the absorber after water separation by the semipermeable membrane can be further increased.

また、本実施形態において、蒸発器20、混合器の一例である吸収器30、再生器40、冷却器50をそれぞれ1つ備える吸収冷凍機10を示した。しかしながら、当該構成に限られず、蒸発器20、吸収器30、再生器40、冷却器50は、それぞれ複数設けられていてもよい。同様に、除湿機400においても、吸収器410、再生器40、冷却器50は、それぞれ複数設けられていてもよい。  In the present embodiment, the absorption refrigerator 10 including one evaporator 20 and one absorber 30, an example of the mixer, the regenerator 40, and the cooler 50 is shown. However, the present invention is not limited to this configuration, and a plurality of evaporators 20, absorbers 30, regenerators 40, and coolers 50 may be provided. Similarly, also in the dehumidifier 400, a plurality of absorbers 410, regenerators 40, and coolers 50 may be provided.

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。  As described above, the present invention has been described using the embodiments, but the technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the above embodiments. It is apparent to those skilled in the art that various changes or improvements can be made to the above embodiment. It is apparent from the description of the appended claims that embodiments with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.

10、150、500、550 吸収冷凍機、20 蒸発器、22 気化部、24 回収部、26、28 温度計、30、410 吸収器、40 再生器、42 加熱器、44、200、300 分離器、50 冷却器、60、62 膨張弁、70、72 液体ポンプ、80 対象物、84 外部流体、82、86 冷却水、100 混合液、102 水層、104 IL層、110、202、204、206、208、302、304、306、308 容器、112、310 センサ、114、210、212、214、216 供給バルブ、116、118、220、222、224、226、230、232、234、236 排出バルブ、120、240 供給管、122、124、242、244、320 排出管、152 熱交換器、400 除湿機、412 空気、414 水、510 分離部、512 第1チャンバ、514 第2チャンバ、516 半透膜、520 混合器、560 濃度調節器10, 150, 500, 550 Absorption refrigerator, 20 evaporator, 22 vaporizer, 24 recovery unit, 26, 28 thermometer, 30, 410 absorber, 40 regenerator, 42 heater, 44, 200, 300 separator , 50 cooler, 60, 62 expansion valve, 70, 72 liquid pump, 80 object, 84 external fluid, 82, 86 cooling water, 100 mixture, 102 aqueous layer, 104 IL layer, 110, 202, 204, 206 , 208, 302, 304, 306, 308 container, 112, 310 sensor, 114, 210, 212, 214, 216 supply valve, 116, 118, 220, 222, 224, 226, 230, 232, 234, 236 discharge valve , 120, 240 supply pipe, 122, 124, 242, 244, 320 discharge pipe, 152 heat exchanger, 400 Wet machine, 412 air, 414 water, 510 separation unit, 512 first chamber, 514 second chamber, 516 semi-permeable membrane, 520 mixer, 560 concentration controller

Claims (14)

冷媒との相溶性が温度で変化するイオン液体と冷媒とを混合させる混合器と、
前記混合器で混合された前記冷媒と前記イオン液体との混合物を加熱して相溶性を低くすることにより、前記イオン液体と前記冷媒とを液体のまま前記イオン液体と前記冷媒との比重差により分離させる再生器と、
前記再生器により分離された前記冷媒を気化させることで冷熱を発生させる蒸発器と、
を備える吸収冷凍機。
A mixer for mixing the refrigerant with an ionic liquid whose compatibility with the refrigerant changes with temperature,
By heating the mixture of the refrigerant and the ionic liquid mixed in the mixer to lower the compatibility, the specific gravity difference between the ionic liquid and the refrigerant remains as the ionic liquid and the refrigerant remain liquid. A regenerator to separate,
An evaporator that generates cold heat by vaporizing the refrigerant separated by the regenerator,
Absorption refrigerator equipped with.
前記混合器は、前記蒸発器で気化した前記冷媒を前記イオン液体に吸収させる吸収器を有する請求項1に記載の吸収冷凍機。  The absorption refrigerator according to claim 1, wherein the mixer has an absorber that absorbs the refrigerant vaporized by the evaporator into the ionic liquid. 前記混合器は、
前記蒸発器で気化した前記冷媒を前記イオン液体とは異なる冷媒吸収剤に吸収させる吸収器と、
前記吸収器から搬送され、前記冷媒を吸収した前記冷媒吸収剤から分離する分離部と
を備える請求項1の吸収冷凍機。
The mixer is
An absorber that absorbs the refrigerant vaporized by the evaporator in a refrigerant absorbent different from the ionic liquid,
The separation refrigerator transported from the absorber and separating the refrigerant from the refrigerant absorbent that has absorbed the refrigerant.
前記分離部は浸透圧を用いて前記冷媒を前記冷媒吸収剤から分離する請求項3に記載の吸収冷凍機。  The absorption refrigerator according to claim 3, wherein the separation unit separates the refrigerant from the refrigerant absorbent using osmotic pressure. 前記冷媒吸収剤が臭化リチウム、臭化カルシウム、または塩化カルシウムを含む請求項3または4に記載の吸収冷凍機。  5. The absorption refrigerator according to claim 3, wherein the refrigerant absorbent includes lithium bromide, calcium bromide, or calcium chloride. 前記蒸発器は、前記冷媒を気化させる気化部と、前記冷媒に含まれる前記イオン液体を回収する回収部と、
を備え、
前記回収部は、前記冷媒に含まれるイオン液体を回収して、回収した前記イオン液体を前記混合器へ搬送する請求項1から5のいずれか1項に記載の吸収冷凍機。
The evaporator, a vaporization unit that vaporizes the refrigerant, a recovery unit that recovers the ionic liquid contained in the refrigerant,
With
The absorption refrigerator according to any one of claims 1 to 5, wherein the recovery unit recovers the ionic liquid contained in the refrigerant, and transports the recovered ionic liquid to the mixer.
前記再生器は、加熱器と分離器を備え、
前記加熱器は、前記冷媒を吸収したイオン液体を加熱して、前記冷媒を液体のまま前記イオン液体と、を分離させ、
前記分離器は、分離した前記冷媒と前記イオン液体とを別々に取り出す請求項1から6のいずれか1項に記載の吸収冷凍機。
The regenerator includes a heater and a separator,
The heater heats the ionic liquid that has absorbed the refrigerant, and separates the refrigerant from the ionic liquid while keeping the liquid,
The absorption refrigerator according to any one of claims 1 to 6, wherein the separator separately takes out the separated refrigerant and the ionic liquid.
前記再生器は、並列に複数の前記分離器を備え、前記加熱器は、複数の前記分離器を切り替えながら順番に前記冷媒と前記イオン液体とを供給し、前記分離した冷媒とイオン液体が供給されてから予め定められた時間が経過した後に、前記冷媒と前記イオン液体とを別々に取り出す請求項7に記載の吸収冷凍機。  The regenerator includes a plurality of the separators in parallel, the heater sequentially supplies the refrigerant and the ionic liquid while switching the plurality of separators, and supplies the separated refrigerant and the ionic liquid. The absorption refrigerator according to claim 7, wherein the refrigerant and the ionic liquid are separately taken out after a lapse of a predetermined time from being performed. 前記分離器は、前記冷媒を前記分離器に残しながら、前記冷媒と前記イオン液体とを別々に取り出す請求項7または請求項8に記載の吸収冷凍機。  The absorption refrigerator according to claim 7 or 8, wherein the separator takes out the refrigerant and the ionic liquid separately while leaving the refrigerant in the separator. 前記分離器は、前記冷媒を前記分離器に残しながら取り出した後に、前記イオン液体を取り出す請求項9に記載の吸収冷凍機。  The absorption refrigerator according to claim 9, wherein the separator takes out the ionic liquid after taking out the refrigerant while leaving the refrigerant in the separator. 前記再生器は、さらに冷却器を備え、
前記冷却器は、前記分離器によって取り出されたイオン液体を冷却する請求項7から請求項10のいずれか一項に記載の吸収冷凍機。
The regenerator further includes a cooler,
The absorption refrigerator according to any one of claims 7 to 10, wherein the cooler cools the ionic liquid taken out by the separator.
前記冷媒は、水であり、
前記イオン液体は、前記イオン液体と、前記水とを等量混ぜた場合における前記イオン液体と前記水との相溶性が変化する温度が、5℃以上70℃以下の範囲内である請求項7から請求項11のいずれか一項に記載の吸収冷凍機。
The refrigerant is water;
The temperature at which the compatibility of the ionic liquid and the water changes when an equal amount of the ionic liquid and the water is mixed in the ionic liquid is in a range of 5 ° C or more and 70 ° C or less. The absorption refrigerator according to any one of claims 1 to 11.
前記加熱器は、60℃以下の熱源を用いて加熱し、前記イオン液体と前記水との相溶性が変化する温度は、前記熱源の温度以下である請求項12に記載の吸収冷凍機。  The absorption refrigerator according to claim 12, wherein the heater is heated using a heat source of 60 ° C or lower, and a temperature at which the compatibility between the ionic liquid and the water changes is equal to or lower than a temperature of the heat source. 水との相溶性が温度で変化するイオン液体に空気に含まれる前記水を吸収させて、除湿された空気を出力する吸収器と、
前記水を吸収したイオン液体を加熱して相溶性を低くすることにより、前記イオン液体と前記水とを液体のまま前記イオン液体と前記水との比重差により分離させる再生器と、
を備える除湿機。
Absorber that absorbs the water contained in the air to an ionic liquid whose compatibility with water changes with temperature, and outputs dehumidified air,
A regenerator that heats the ionic liquid that has absorbed the water to lower the compatibility, thereby separating the ionic liquid and the water as a liquid by a specific gravity difference between the ionic liquid and the water,
Dehumidifier equipped with.
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Families Citing this family (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6496281B2 (en) * 2016-07-20 2019-04-03 矢崎エナジーシステム株式会社 Absorption system
JP2018035950A (en) * 2016-08-29 2018-03-08 株式会社デンソー Cold generating device
JP7116397B2 (en) * 2018-05-24 2022-08-10 国立研究開発法人産業技術総合研究所 Dry water electrolysis hydrogen gas production method and absorption liquid

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05215430A (en) * 1992-02-04 1993-08-24 Osaka Gas Co Ltd Absorption type refrigerating machine employing absorption promotor
JP2003144855A (en) * 2001-11-15 2003-05-20 Akio Miyanaga Membrane separation device and absorption refrigerator utilizing membrane separation
JP2003254683A (en) * 2002-02-28 2003-09-10 Ebara Corp Heat exchanger and absorption refrigerating machine using it
US8506839B2 (en) * 2005-12-14 2013-08-13 E I Du Pont De Nemours And Company Absorption cycle utilizing ionic liquids and water as working fluids
KR101061875B1 (en) * 2007-12-17 2011-09-02 인하대학교 산학협력단 Recovery Method of Ionic Liquid Using Ultrasonic Atomization
KR100974890B1 (en) * 2008-04-18 2010-08-11 인하대학교 산학협력단 A recycling process of ionic liquids using microwave irradiation
BRPI0914356A2 (en) * 2008-11-07 2015-10-20 Du Pont "compositions, temperature-adjusting apparatus and process for adjusting the temperature of an object, medium or space"
JP2012510042A (en) * 2008-11-26 2012-04-26 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー Absorption cycle system with double absorption circuit
DE102009047564A1 (en) * 2009-12-07 2011-06-09 Evonik Degussa Gmbh Working medium for an absorption chiller

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