JPH01210769A - ケミカルヒートポンプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は電子冷凍素子と化学的吸着・脱着反応を組み合
わせた小型の冷却・加熱装置に関するものである。

従来の技術 従来の加熱・冷却装置としては、圧縮機により冷媒を圧
縮してその凝縮熱あるいは蒸発熱を利用したいわゆる蒸
気圧縮式が一般的であるが、この外に化学反応を利用し
たいわゆるケミカルヒートポンプ装置が知られている。

後者のケミカルヒートポンプ装置にあっては、例えば特
開昭５７−８０１５８号が示すようにゼオライト、シリ
カゲル、活性炭等の吸着材と水、アルコール、フレオン
等の媒体との吸着・脱着反応を利用して冷却や加熱に使
用する装置が知られている。その構成は第３図に示すよ
うに、密封容器３１に媒体を可逆的に吸着・脱着する吸
着材３２を入れ、もう一方の密封容器３３には媒体３４
を入れ、容器３１．３３をバルブ３５を備えた連結管３
６で結んでいる。

今、バルブ３５を開打て、この容器３１を加熱すると吸
着材３２が熱せられて媒体を脱着し、容器３３を冷却し
ておくとその媒体は凝縮して容器３３内に溜る（再生過
程）。次にバルブを閉じて両刃の容器を室温に冷却する
。

さて、冷房あるいは暖房が必要なときにはバルブ３５を
開けると、媒体は吸着材に吸着される。

このとき、容器３３では媒体の蒸発が起こるため周囲か
ら蒸発熱を奪い容器は冷えるのでこの容器から冷風を得
ることができる。一方、吸着反応は発熱反応であるため
容器３１は昇温するのでこの容器から暖風が得られる。

発明が解決しようとする課題 蒸気圧縮式にあっては小型化にともなって効率が低下し
たり、圧縮機の振動騒音が避けられないという問題点が
ある。また、ケミカルヒートポンプ装置にあっては脱着
反応を起こさせる再生過程には太陽熱や廃熱を利用する
ものが多く、装置が複雑になり小型化が難しいという問
題点がある。

課題を解決するための手段 上記問題点を解決するために、本発明のケミカルヒート
ポンプ装置は、ペルチェ効果を利用した電子冷凍素子の
吸熱側に熱的伝導を持たせて凝縮容器を設け、発熱側に
は熱的伝導を持たせて吸着材の充填容器を設け、それら
凝縮容器と充填容器とはバルブによって連結した密封容
器とし、その内部に吸着材に吸着可能な媒体を封入し、
電子冷凍素子を駆動することによって充填容器を加熱し
て媒体を脱着させる一方で凝縮容器を冷却して媒体を凝
縮貯留して再生過程を行い、不用時は電子冷凍素子を停
止すると共にバルブを閉じておき、必要時にはバルブを
開けて吸着材と媒体との吸着反応を行わせるものである
。

作　　用 本発明は上記のように電子冷凍素子と吸着・脱着反応を
組み合わせることにより、加熱・冷却装置の騒音振動を
なくし、また、小型化を可能とするものである。

実施例 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。

第１図は本発明によるケミカルヒートポンプ装置の断面
構成図を示すものである。

中央に電子冷凍素子１をおき、その吸熱側には良熱伝導
材であるアルミニュウム板２を介して凝縮容器３を接触
配置し、一方、発熱側にはアルミニュウム板４を介して
吸着材を充填した容器５を接触配置し、凝縮容器３と充
填容器５はバルブ６を有する連結管７によって結んであ
る。そシテ、この構成部品はケミカルヒートポンプ装置
の外観を構成するハウジング８によって囲まれ、その７
、ウジングの凝縮容器側には空気吸入口９と空気流出口
１０とを設け、ファン１１によって空気が循環可能にし
である。一方、ハウジングの充填容器側には開口部１２
とファン１３を設けである。

この構成において実施例の具体例は次の通りである。

電子冷凍素子１としては、縦３ｃＩｎ、横３（１！Ｉｌ
＋、厚さ５咽で最大入力５０Ｗの単素子を１６枚で構成
した総面積１４４平方σのものを使用し、アルミニュウ
ム板２．４は縦３０ｃｍ、横２５σて厚さ４闘とした。

凝縮容器３はアルミニュウム製であり、内寸を縦３０σ
、横２５ｃｍ、厚さ２０ｍ１とし、ファン側には巾２Ｗ
ｒＩＲ１高さ１５簡、ピッチ８順のフィンを構成した。

そして、第２図に凝縮容器３の断面を示すように、内部
には３ｃＴｎ間隔で補強板１３を設けて、その内部に２
００メツシユのステンレスネットの円筒１５を挿入し、
その外周に媒体の含浸材としてのパーライト１６を全体
で２００グラム充填した。

充填容器５は銅製であり、内寸を縦３０ｃｍ、横２５ｃ
ｍ、厚さ４ｃｒｎとした。充填容器の開口部１２側には
凝縮容器と同様のフィンを設けた。この充填容器５の内
部にも第２図に示すように補強板１６を設け、２００メ
ツシユのステンレスネットの円筒１７を挿入してその周
囲に全体で２ｋｑの乾燥シリカゲル１８を充填した。

そして、凝縮容器３と充填容器５との間をバルブ付きの
連結管を２本使用して連結し、凝縮容器の別箇所（図示
せず）に設−けた排気管から回転ポンプによって３Ｘ１
０　　ＷｒＩＲＨｇ程度真空びきしてから７５０ｃｃの
蒸留水を導入して密封した。

かかる実施例において、電子冷凍素子の吸熱側と発熱側
にはそれぞれ温度センサーをおいて、電子冷凍素子の駆
動時に前者は２℃以下に、後者は１２００Ｃ以上になら
ないように制御した。

次に本実施例の動作を説明する。

本装置は、例えば空気流出口１０が室内側、開放部１２
が室外側といった窓用冷房機として使用する。

まず、バルブ６を開いて電子冷凍素子１を駆動させると
凝縮容器３は２°Ｃへ冷却され、充填容器５は１２０℃
へ加熱される。約３時間運転後バルブを閉じる。このま
ま使用時まで自然冷却によって室温へ冷却する。そして
、冷房が必要になった時にバルブ６を開放すると凝縮容
器３の水分は充填容器５のシリカゲル１Ｂに吸着され用
として移動するために蒸発を起こす。このため外部より
蒸発潜熱を奪い、凝縮容器は冷却される。したがってフ
ァン１１によって冷風を得ることができる。

本実施例では３０分間に約３５０にｃａｌの冷房性能が
得られた。

上記の実施例においては、吸着材としてシリカゲル、媒
体として水を用いたが、吸着材としてシリカゲノベ媒体
としてフレオンＲ１２を使用し、電子冷凍素子の駆動温
度を吸熱側が−２０〜−３０’Ｃ１発熱側が５０〜８０
°Ｃに設定すれば、再生後の吸着反応時には零度００以
下の冷風を得ることができる。また、実施例では冷房で
説明したが、充填容器の発熱を利用すれば暖房にも利用
が可能である。

発明の効果 以上のように、本発明は電子冷凍素子と吸着・脱着反応
を組み合わせることによって騒音振動の極めて低い冷暖
房機器が実現でき、また、再生過程の熱源が簡単のため
に装置の構成を簡単にできるため装置の小型化を可能と
するものである。更に、吸着材と冷媒の租合せによって
は零度℃以下の冷却も可能であり、また、吸着・脱着反
応を利用せずに電子冷凍素子のみを利用して冷暖房が可
能であり、使い勝手の良い装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す装置の断面構成図、第
２図は第１図のＡ−Ａ線による断面図、第３図は従来例
のケミカルヒートポンプを説明する原理図である。 １・・・・・・電子冷凍素子、２．４・・・・・・アル
ミニュウム板、３・・・・・・凝縮容器、５・・・・・
・充填容器、６・・・・・・バルブ、７・・・・・・連
結管、８・・・・・・ハウジング。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　はか１名Ｉ−
１子玲；束系子 ５−・−充填答５

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ペルチェ効果を利用した電子冷凍素子の吸熱側に熱的伝
   導を持たせて凝縮容器を設け、発熱側には熱的伝導を持
   たせて吸着材の充填容器を設け、凝縮容器と充填容器と
   はバルブによって連結された密封構造であり、その内部
   に吸着材に吸着可能な媒体を封入し、電子冷凍素子を駆
   動することによって吸着材より媒体が脱着する再生過程
   を行い、電子冷凍素子の駆動停止時に吸着材と媒体との
   吸着反応を行わせるケミカルヒートポンプ装置。