JPH0332709B2 - - Google Patents
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- JPH0332709B2 JPH0332709B2 JP59121112A JP12111284A JPH0332709B2 JP H0332709 B2 JPH0332709 B2 JP H0332709B2 JP 59121112 A JP59121112 A JP 59121112A JP 12111284 A JP12111284 A JP 12111284A JP H0332709 B2 JPH0332709 B2 JP H0332709B2
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
- F28D20/003—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using thermochemical reactions
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/14—Thermal energy storage
Landscapes
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明は臭化カルシウムの水和反応熱を利用
する化学蓄熱システムあるいは化学ヒートポンプ
システムに関し、さらに詳しくはその反応熱回収
方法に関するものである。
する化学蓄熱システムあるいは化学ヒートポンプ
システムに関し、さらに詳しくはその反応熱回収
方法に関するものである。
従来の技術
始めに、従来から行なわれている、CaBr2・
2H2Oを用いた化学蓄熱あるいは化学ヒートポン
プの基本原理について説明する。
2H2Oを用いた化学蓄熱あるいは化学ヒートポン
プの基本原理について説明する。
第１図は本発明者らは測定したCaBr2・2H2O
およびCaBr2・H2Oの各飽和水蒸気圧、ならびに
液状の水の飽和水蒸気圧を示した水蒸気曲線グラ
フである。
およびCaBr2・H2Oの各飽和水蒸気圧、ならびに
液状の水の飽和水蒸気圧を示した水蒸気曲線グラ
フである。
まず高温熱源によつてCaBr2・2H2Oを200℃に
加熱すると、これは次式の反応に従つて脱水反応
を生じる。
加熱すると、これは次式の反応に従つて脱水反応
を生じる。
CaBr2・2H2O（固）＋Q1
→CaBr2・H2O（固）＋H2O …（）
（ここで熱Q1は15.0kcal／CaBr2 molであ
る。） こうしてCaBr2・2H2Oは水蒸気を放出し、
CaBr2・H2O1molと水蒸気1molが生成する。こ
の水蒸気は、第１図中のａ点に示すように、420
mmＨｇの水蒸気圧を示す。この水蒸気圧は、同図
のｆ点に示すように、86℃における水の飽和水蒸
気圧に等しい。したがつてCaBr2・2H2Oから放
出された420mmＨｇの水蒸気を20℃まで冷却する
と、同図のｂ点に示すように20℃での水の水蒸気
圧は16mmＨｇであるから、上記水蒸気は潜熱Q3
を凝縮熱として放出して次式の反応に従つて凝縮
した20℃の水となる。
る。） こうしてCaBr2・2H2Oは水蒸気を放出し、
CaBr2・H2O1molと水蒸気1molが生成する。こ
の水蒸気は、第１図中のａ点に示すように、420
mmＨｇの水蒸気圧を示す。この水蒸気圧は、同図
のｆ点に示すように、86℃における水の飽和水蒸
気圧に等しい。したがつてCaBr2・2H2Oから放
出された420mmＨｇの水蒸気を20℃まで冷却する
と、同図のｂ点に示すように20℃での水の水蒸気
圧は16mmＨｇであるから、上記水蒸気は潜熱Q3
を凝縮熱として放出して次式の反応に従つて凝縮
した20℃の水となる。
H2O（気）→H2O（液）＋Q3 …（）
（ここでQ3は10.5kcal／H2O molである。）
（）式の脱水反応が完了した後もさらに上記の
操作を続けると、CaBr2・2H2Oから1molの水蒸
気を脱水した後に生成したCaBr2・H2Oの水蒸気
は、第１図のｃ点に示すように、130mmＨｇであ
る。この水蒸気圧は、同図のｇ点に示すように、
60℃の水の飽和水蒸気圧に等しい。したがつて、
（CaBr2・2H2Oから発生した水蒸気の場合と同様
に）CaBr2・H2Oから発生した130mmＨｇの圧を
示す水蒸気を20℃に冷却すれば、この温度での水
の飽和水蒸気圧16mmＨｇよりも上記水蒸気圧が高
いので、上記水蒸気は凝縮熱を放出して復水し、
次式のようにCaBr2・H2Oから1molの水を放出
して脱水反応を生じる。
（）式の脱水反応が完了した後もさらに上記の
操作を続けると、CaBr2・2H2Oから1molの水蒸
気を脱水した後に生成したCaBr2・H2Oの水蒸気
は、第１図のｃ点に示すように、130mmＨｇであ
る。この水蒸気圧は、同図のｇ点に示すように、
60℃の水の飽和水蒸気圧に等しい。したがつて、
（CaBr2・2H2Oから発生した水蒸気の場合と同様
に）CaBr2・H2Oから発生した130mmＨｇの圧を
示す水蒸気を20℃に冷却すれば、この温度での水
の飽和水蒸気圧16mmＨｇよりも上記水蒸気圧が高
いので、上記水蒸気は凝縮熱を放出して復水し、
次式のようにCaBr2・H2Oから1molの水を放出
して脱水反応を生じる。
CaBr2・H2O（固）＋Q2
→CaBr2（固）＋H2O（気） …（）
（ここでQ2は17.0Kcal／CaBr2 molである。）
こうして熱Q2が17.0Kcal／CaBr2 mol加えら
れた時点で、脱水反応が完結する。
れた時点で、脱水反応が完結する。
上記の関係を総括して第４図に概略的に図示す
る。
る。
上記の方法では、高温熱源側の温度を200℃、
低温熱源側の温度を20℃としたが、高温熱源側の
温度は200℃である必要はなく、CaBr2・H2Oお
よびCaBr2・2H2Oの各水蒸気圧曲線において、
低温熱源側の凝縮水の水蒸気圧（この例では16mm
Ｈｇ）に相当する温度以上、すなわちCaBr2・
2H2OからCaBr2・H2Oまでは第１図のｅ点に示
すように122℃以上、臭化カルシウムの無水物ま
では第１図のｄ点に示すように156℃以上であれ
ば、反応式（）（）に従つてそれぞれ脱水反
応が生じる。また低温熱源側の温度も20℃である
必要はなく、高温熱源側の温度（この例では200
℃）で示すCaBr2・2H2OおよびCaBr2・H2Oの
飽和水蒸気圧に等しい水の飽和水蒸気の相当する
温度、すなわち第１図のｆ点およびｇ点に示すよ
うに、それぞれ86℃および60℃以下の温度であれ
ば、（），（）式の反応式に従つて脱水反応が
生じる。
低温熱源側の温度を20℃としたが、高温熱源側の
温度は200℃である必要はなく、CaBr2・H2Oお
よびCaBr2・2H2Oの各水蒸気圧曲線において、
低温熱源側の凝縮水の水蒸気圧（この例では16mm
Ｈｇ）に相当する温度以上、すなわちCaBr2・
2H2OからCaBr2・H2Oまでは第１図のｅ点に示
すように122℃以上、臭化カルシウムの無水物ま
では第１図のｄ点に示すように156℃以上であれ
ば、反応式（）（）に従つてそれぞれ脱水反
応が生じる。また低温熱源側の温度も20℃である
必要はなく、高温熱源側の温度（この例では200
℃）で示すCaBr2・2H2OおよびCaBr2・H2Oの
飽和水蒸気圧に等しい水の飽和水蒸気の相当する
温度、すなわち第１図のｆ点およびｇ点に示すよ
うに、それぞれ86℃および60℃以下の温度であれ
ば、（），（）式の反応式に従つて脱水反応が
生じる。
以上がCaBr2・2H2Oの脱水反応を利用して化
学蓄熱あるいは化学ヒートポンプを構成する場合
の臭化カルシウム無水物の再生工程の説明であ
る。
学蓄熱あるいは化学ヒートポンプを構成する場合
の臭化カルシウム無水物の再生工程の説明であ
る。
熱回収工程は、上記反応式（）（）の逆反
応、すなわち後述する反応式（）（）に従つ
て臭化カルシウムの無水物を水和する工程であ
る。まず次式の反応式に従つて、 H2O（液）＋Q3→H2O（気） …（） 20℃の水に蒸発熱Q3（＝10.5kcal／H2O mol）
を与え、第１図のｂ点に示すように、16mmＨｇの
低圧水蒸気を発生させる。
応、すなわち後述する反応式（）（）に従つ
て臭化カルシウムの無水物を水和する工程であ
る。まず次式の反応式に従つて、 H2O（液）＋Q3→H2O（気） …（） 20℃の水に蒸発熱Q3（＝10.5kcal／H2O mol）
を与え、第１図のｂ点に示すように、16mmＨｇの
低圧水蒸気を発生させる。
得られた水蒸気をCaBr2上に通し、次式の反応
式に従つて水和反応を生じさせる。
式に従つて水和反応を生じさせる。
CaBr2（固）＋H2O（気）
→CaBr2・H2O（固）＋Q2 …（）
この水和反応の結果、水和熱Q2＝17.0kcal／
CaBr2 molを発生する。このときに得られる最
高温度は第１図のｄ点に示すように156℃である。
CaBr2 molを発生する。このときに得られる最
高温度は第１図のｄ点に示すように156℃である。
上記（）式に従う水和反応完了後、さらに
CaBr2・H2O上に圧力16mmＨｇの水蒸気を通す
と、次式に従つて水和反応が生じ、Q1＝
15.0kcal／CaBr2 molの水和熱を発生する。
CaBr2・H2O上に圧力16mmＨｇの水蒸気を通す
と、次式に従つて水和反応が生じ、Q1＝
15.0kcal／CaBr2 molの水和熱を発生する。
CaBr2・H2O（固）＋H2O（気）
→CaBr2・2H2O（固）＋Q1 …（）
このときに得られる最高温度は第１図のｅ点に
示すように122℃である。
示すように122℃である。
この熱回収工程を総括して第５図に概略的に図
示する。
示する。
以上の再生工程および熱回収工程において、環
境温度を20℃とし、環境への熱の出入りがないも
のと想定すると、熱収支はつぎのとおりである。
境温度を20℃とし、環境への熱の出入りがないも
のと想定すると、熱収支はつぎのとおりである。
供給熱量；156℃の熱Q2＝17.0Kcal／CaBr2 mol
122℃の熱Q1＝15.0Kcal／CaBr2 mol
回収熱量；156℃の熱Q2′＝17.0Kcal／CaBr2
mol 122℃の熱Q1′＝15.0Kcal／CaBr2
mol QHnax＝ 回収高温熱量／供給高温熱量＝Q2′／Q2＝１ 発明が解決しようとする問題点 一般に化学蓄熱あるいは化学ヒートポンプなど
のシステムにおいては、回収される熱の温度レベ
ルが高いほど、熱エネルギーとしての利用価値は
高い。このため上記システムにおいて回収される
熱の温度が可及的に高いことが要望される。しか
し従来このような要望に十分こたえることのでき
る技術は全く存在しなかつた。
mol 122℃の熱Q1′＝15.0Kcal／CaBr2
mol QHnax＝ 回収高温熱量／供給高温熱量＝Q2′／Q2＝１ 発明が解決しようとする問題点 一般に化学蓄熱あるいは化学ヒートポンプなど
のシステムにおいては、回収される熱の温度レベ
ルが高いほど、熱エネルギーとしての利用価値は
高い。このため上記システムにおいて回収される
熱の温度が可及的に高いことが要望される。しか
し従来このような要望に十分こたえることのでき
る技術は全く存在しなかつた。
この発明は、上記の要望にこたえるべくなされ
たもので、一般に利用価値の高い高温度レベルの
熱エネルギーを容易に得ることのできる反応熱回
収方法を提供することを目的とする。
たもので、一般に利用価値の高い高温度レベルの
熱エネルギーを容易に得ることのできる反応熱回
収方法を提供することを目的とする。
問題点の解決手段
この発明による反応熱回収方法は、臭化カルシ
ウムの無水物1molに水蒸気2molを反応させ、発
生した水和熱を利用する化学蓄熱あるいは化学ヒ
ートポンプシステムにおいて、複数の反応器のう
ちの第１反応器で臭化カルシウムの一水塩から二
水塩への水和反応により発生した水和熱を用いて
蒸発器内の水を昇温して高温度レベルで水蒸気を
発生せしめ、得られた水蒸気を上記複数の反応器
のうちの残りの第２反応器に上記一水塩から二水
塩への水和反応用の水蒸気として供給することに
より、臭化カルシウムの無水物から一水塩への水
和反応によつて発生する水和熱とほぼ同温度レベ
ルの高温の熱を得ることを特徴とする。
ウムの無水物1molに水蒸気2molを反応させ、発
生した水和熱を利用する化学蓄熱あるいは化学ヒ
ートポンプシステムにおいて、複数の反応器のう
ちの第１反応器で臭化カルシウムの一水塩から二
水塩への水和反応により発生した水和熱を用いて
蒸発器内の水を昇温して高温度レベルで水蒸気を
発生せしめ、得られた水蒸気を上記複数の反応器
のうちの残りの第２反応器に上記一水塩から二水
塩への水和反応用の水蒸気として供給することに
より、臭化カルシウムの無水物から一水塩への水
和反応によつて発生する水和熱とほぼ同温度レベ
ルの高温の熱を得ることを特徴とする。
実施例
第２図はこの発明の反応熱回収方法の一例を示
すものである。
すものである。
臭化カルシウムの水和・脱水反応用の第１反応
器Ｒ１〜Ｒ３および第２反応器Ｒ４〜Ｒ７は水蒸
気ライン１〜７を介してそれぞれ第１蒸発器Ｅ１
〜Ｅ３および第２蒸発器Ｅ４〜Ｅ７と連通し、第
１および第２蒸発器Ｅ１〜Ｅ７の内部には低温熱
源媒体ライン９の複数の伝熱部がそれぞれ配され
ている。水蒸気ライン１〜７のうちの第２反応器
Ｒ４〜Ｒ７に通じるライン４，５，６，７にはそ
れぞれ開閉弁１０が設けられ、これらの弁１０と
第２反応器Ｒ４〜Ｒ７の間には水蒸気ライン４，
５，６，７にそれぞれ第３蒸発器Ｅ８〜Ｅ１１か
らの水蒸気ライン１１，１２，１３，１４が接続
されている。これらの水蒸気ライン１１，１２，
１３，１４にもそれぞれ開閉弁１５が設けられて
いる。また加熱用熱媒体ライン８の複数の伝熱部
がそれぞれ第１反応器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の内部お
よび第３蒸発器Ｅ８，Ｅ９，Ｅ１０，Ｅ１１の内
部に配され、このライン８の主流部には熱媒体循
環用のポンプＰが設けられている。第１および第
２反応器Ｒ１〜Ｒ７には熱回収ライン１６の複数
の伝熱部がそれぞれ配されている。
器Ｒ１〜Ｒ３および第２反応器Ｒ４〜Ｒ７は水蒸
気ライン１〜７を介してそれぞれ第１蒸発器Ｅ１
〜Ｅ３および第２蒸発器Ｅ４〜Ｅ７と連通し、第
１および第２蒸発器Ｅ１〜Ｅ７の内部には低温熱
源媒体ライン９の複数の伝熱部がそれぞれ配され
ている。水蒸気ライン１〜７のうちの第２反応器
Ｒ４〜Ｒ７に通じるライン４，５，６，７にはそ
れぞれ開閉弁１０が設けられ、これらの弁１０と
第２反応器Ｒ４〜Ｒ７の間には水蒸気ライン４，
５，６，７にそれぞれ第３蒸発器Ｅ８〜Ｅ１１か
らの水蒸気ライン１１，１２，１３，１４が接続
されている。これらの水蒸気ライン１１，１２，
１３，１４にもそれぞれ開閉弁１５が設けられて
いる。また加熱用熱媒体ライン８の複数の伝熱部
がそれぞれ第１反応器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の内部お
よび第３蒸発器Ｅ８，Ｅ９，Ｅ１０，Ｅ１１の内
部に配され、このライン８の主流部には熱媒体循
環用のポンプＰが設けられている。第１および第
２反応器Ｒ１〜Ｒ７には熱回収ライン１６の複数
の伝熱部がそれぞれ配されている。
（熱回収工程）
上記構成の装置において、第１および第２反応
器Ｒ１〜Ｒ７内には1molの脱水再生された臭化
カルシウムの無水物がそれぞれ充填され、第１蒸
発器Ｅ１〜Ｅ３には2molのプロセス水が、また
第２蒸発器Ｅ４〜Ｅ７および第３蒸発器Ｅ８〜Ｅ
１１には1molのプロセス水がそれぞれ充填され
ている。
器Ｒ１〜Ｒ７内には1molの脱水再生された臭化
カルシウムの無水物がそれぞれ充填され、第１蒸
発器Ｅ１〜Ｅ３には2molのプロセス水が、また
第２蒸発器Ｅ４〜Ｅ７および第３蒸発器Ｅ８〜Ｅ
１１には1molのプロセス水がそれぞれ充填され
ている。
いま開閉弁１０は開かれており、開閉弁１５は
閉じられている。ライン９に20℃の低温熱源媒体
を、プロセス水1mol分だけの蒸発潜熱を与える
ように流すと、同媒体はプロセス水を加熱して理
想条件下では20℃、16mmＨｇの水蒸気を発生せし
める。生じた水蒸気を第１および第２反応器Ｒ１
〜Ｒ７内に導くと、前記（）式に従う水和反応
によつて水和熱が発生し、熱回収ライン１６に流
された媒体に最高温度156℃の熱が回収される。
得られた総熱量QTはつぎのとおりである。
閉じられている。ライン９に20℃の低温熱源媒体
を、プロセス水1mol分だけの蒸発潜熱を与える
ように流すと、同媒体はプロセス水を加熱して理
想条件下では20℃、16mmＨｇの水蒸気を発生せし
める。生じた水蒸気を第１および第２反応器Ｒ１
〜Ｒ７内に導くと、前記（）式に従う水和反応
によつて水和熱が発生し、熱回収ライン１６に流
された媒体に最高温度156℃の熱が回収される。
得られた総熱量QTはつぎのとおりである。
QT＝17.0×７＝119（kcal）
この時点で第２蒸発器Ｅ４〜Ｅ７内のプロセス
水は全て蒸発し、第１蒸発器Ｅ１〜Ｅ３のプロセ
ス水は半量に減少している。また第１および第２
反応器Ｒ１〜Ｒ７内の臭化カルシウムの無水物も
全て水蒸気との水和反応により、CaBr2・H2Oに
変化している。
水は全て蒸発し、第１蒸発器Ｅ１〜Ｅ３のプロセ
ス水は半量に減少している。また第１および第２
反応器Ｒ１〜Ｒ７内の臭化カルシウムの無水物も
全て水蒸気との水和反応により、CaBr2・H2Oに
変化している。
CaBr2・2H2Oの温度156℃における飽和水蒸気
圧は、第３図のｈ点に示すように80mmＨｇであ
り、48℃でのプロセス水の蒸気圧に等しい。した
がつてCaBr2・H2Oに48℃以上の水を蒸発させた
水蒸気を供給すれば、CaBr2・H2OからCaBr2・
2H2Oへの水和反応により、温度156℃の水和熱
が回収されるはずである。
圧は、第３図のｈ点に示すように80mmＨｇであ
り、48℃でのプロセス水の蒸気圧に等しい。した
がつてCaBr2・H2Oに48℃以上の水を蒸発させた
水蒸気を供給すれば、CaBr2・H2OからCaBr2・
2H2Oへの水和反応により、温度156℃の水和熱
が回収されるはずである。
第１蒸発器Ｅ１〜Ｅ３内には1molのプロセス
水が残つているので、引きつづきライン９に20℃
の低温熱源媒体を供給すると、前記（）式に従
つて水和反応が起こり、この反応により最高温度
122℃の熱が発生し、総熱量QT′＝15.0×３＝45.0
（kcal）が得られる。
水が残つているので、引きつづきライン９に20℃
の低温熱源媒体を供給すると、前記（）式に従
つて水和反応が起こり、この反応により最高温度
122℃の熱が発生し、総熱量QT′＝15.0×３＝45.0
（kcal）が得られる。
つぎに、開閉弁１０を閉じ、開閉弁１５を開
き、ポンプＰを作動させると、ライン８に流され
た加熱用熱媒体が第１反応器Ｒ１〜Ｒ３内の伝熱
部を通り、ついで第３蒸発器Ｅ８〜Ｅ１１の伝熱
部を通ることによつて、同媒体は第１反応器Ｒ１
〜Ｒ３で水和熱QT′を吸収し、得られた熱で第３
蒸発器Ｅ８〜Ｅ１１内のプロセス水を加熱せしめ
る。
き、ポンプＰを作動させると、ライン８に流され
た加熱用熱媒体が第１反応器Ｒ１〜Ｒ３内の伝熱
部を通り、ついで第３蒸発器Ｅ８〜Ｅ１１の伝熱
部を通ることによつて、同媒体は第１反応器Ｒ１
〜Ｒ３で水和熱QT′を吸収し、得られた熱で第３
蒸発器Ｅ８〜Ｅ１１内のプロセス水を加熱せしめ
る。
そして第３蒸発器Ｅ８〜Ｅ１１内のプロセス水
の温度は20℃から50℃まで昇温する。この昇温に
要する顕熱と蒸発熱QT″はつぎのとおりである。
の温度は20℃から50℃まで昇温する。この昇温に
要する顕熱と蒸発熱QT″はつぎのとおりである。
QT″＝４×｛（50−20）×0.018＋10.5｝＝44.2kcal
（ただし水の比熱＝0.018Kcal／mol・℃とす
る） この熱量QT″（＝44.2Kcal）は先に得られた
QT′（＝45.0Kcal）にほぼ等しいので、上記の熱
供給は第２蒸発器Ｅ４〜Ｅ７内のプロセス水を48
℃以上で蒸発させるのに要する熱量を供給したこ
とになり、第２反応器Ｒ４〜Ｒ７内において前記
（）式に従つて水和反応が引きつづき起こり、
第３図中の温度ｉ（48）℃の水の示す飽和水蒸気
圧ｊmmＨｇと等しいCaBr2・2H2Oの蒸気圧ｈmm
Ｈｇを示すCaBr2・2H2Oの温度ｄ（156）℃の水
和熱が反応器ごとに15.0Kcal／CaBr2・2H2O
mol発生する。
る） この熱量QT″（＝44.2Kcal）は先に得られた
QT′（＝45.0Kcal）にほぼ等しいので、上記の熱
供給は第２蒸発器Ｅ４〜Ｅ７内のプロセス水を48
℃以上で蒸発させるのに要する熱量を供給したこ
とになり、第２反応器Ｒ４〜Ｒ７内において前記
（）式に従つて水和反応が引きつづき起こり、
第３図中の温度ｉ（48）℃の水の示す飽和水蒸気
圧ｊmmＨｇと等しいCaBr2・2H2Oの蒸気圧ｈmm
Ｈｇを示すCaBr2・2H2Oの温度ｄ（156）℃の水
和熱が反応器ごとに15.0Kcal／CaBr2・2H2O
mol発生する。
得られた総熱量QSはつぎのとおりである。
（再生工程）
再生工程には122℃以上の高温熱源媒体を用い、
第１反応器Ｒ１〜Ｒ３、第２反応器Ｒ４〜Ｒ７の
各熱回収ライン１６にそれぞれこの媒体を通し、
同時に低温熱源媒体ライン９に例えば20℃の流体
を冷却水として流す。この時、第２蒸発器Ｅ４〜
Ｅ７の上部に設けられている開閉弁１０は開き、
開閉弁１５は閉じる。まず122℃以上の熱源媒体
から各反応器に15.0kcal／CaBr2 molだけ熱を与
えると、（）式の反応によつて1mol分の水が脱
水し、低温熱源媒体ライン９から供給されている
冷却熱によつて復水させられ、第１および第２蒸
発器Ｅ１〜Ｅ７内に貯えられる。そして、（）
式の反応が終了した時点で、第２図には示してな
いが、蒸発器Ｅ４とＥ８、Ｅ５とＥ９、Ｅ６とＥ
１０、Ｅ７とＥ１１の各下部を連結する弁付き連
通管の弁を開き、第２蒸発器Ｅ４〜Ｅ７内に溜ま
つたプロセス水を第３蒸発器Ｅ８〜Ｅ１１内に移
す。この時の移動手段としては重力もしくはポン
プを利用する。第２蒸発器Ｅ４〜Ｅ７内の水を全
部第３蒸発器Ｅ８〜Ｅ１１に移動させた時点で、
再び上記連通管の弁を閉じ、今度は熱回収ライン
１６に156℃以上の高温熱源媒体を通し、同時に
低温熱源媒体ライン９に20℃以下の冷却水を通す
と、（）式によつてCaBr2・H2Oの脱水が開始
される。この場合も前述の場合と同様に第２蒸発
器Ｅ４〜Ｅ７内に凝縮水が溜まる。第１および第
２反応器Ｒ１〜Ｒ７に17.0kcal／CaBr2 mo分の
熱を与えると、反応が終了するので、反応終了時
点では第１蒸発器Ｅ１〜Ｅ３には2molH2O／
CaBr2 molの水が貯えられ、第２および第３蒸
発器Ｅ４〜Ｅ１１にはそれぞれ1molH2O／
CaBr2 mol分の水が貯えられる。こうして、第
１および第２の反応器Ｒ１〜Ｒ７内の臭化カルシ
ウムはすべて無水物となつており、熱回収工程の
初めに状態に戻る。前述の熱回収工程のうち、一
水塩から二水塩への反応で得られた高温度レベル
の熱QSは、７基の反応器のうち４基なので次の
ようになる。
第１反応器Ｒ１〜Ｒ３、第２反応器Ｒ４〜Ｒ７の
各熱回収ライン１６にそれぞれこの媒体を通し、
同時に低温熱源媒体ライン９に例えば20℃の流体
を冷却水として流す。この時、第２蒸発器Ｅ４〜
Ｅ７の上部に設けられている開閉弁１０は開き、
開閉弁１５は閉じる。まず122℃以上の熱源媒体
から各反応器に15.0kcal／CaBr2 molだけ熱を与
えると、（）式の反応によつて1mol分の水が脱
水し、低温熱源媒体ライン９から供給されている
冷却熱によつて復水させられ、第１および第２蒸
発器Ｅ１〜Ｅ７内に貯えられる。そして、（）
式の反応が終了した時点で、第２図には示してな
いが、蒸発器Ｅ４とＥ８、Ｅ５とＥ９、Ｅ６とＥ
１０、Ｅ７とＥ１１の各下部を連結する弁付き連
通管の弁を開き、第２蒸発器Ｅ４〜Ｅ７内に溜ま
つたプロセス水を第３蒸発器Ｅ８〜Ｅ１１内に移
す。この時の移動手段としては重力もしくはポン
プを利用する。第２蒸発器Ｅ４〜Ｅ７内の水を全
部第３蒸発器Ｅ８〜Ｅ１１に移動させた時点で、
再び上記連通管の弁を閉じ、今度は熱回収ライン
１６に156℃以上の高温熱源媒体を通し、同時に
低温熱源媒体ライン９に20℃以下の冷却水を通す
と、（）式によつてCaBr2・H2Oの脱水が開始
される。この場合も前述の場合と同様に第２蒸発
器Ｅ４〜Ｅ７内に凝縮水が溜まる。第１および第
２反応器Ｒ１〜Ｒ７に17.0kcal／CaBr2 mo分の
熱を与えると、反応が終了するので、反応終了時
点では第１蒸発器Ｅ１〜Ｅ３には2molH2O／
CaBr2 molの水が貯えられ、第２および第３蒸
発器Ｅ４〜Ｅ１１にはそれぞれ1molH2O／
CaBr2 mol分の水が貯えられる。こうして、第
１および第２の反応器Ｒ１〜Ｒ７内の臭化カルシ
ウムはすべて無水物となつており、熱回収工程の
初めに状態に戻る。前述の熱回収工程のうち、一
水塩から二水塩への反応で得られた高温度レベル
の熱QSは、７基の反応器のうち４基なので次の
ようになる。
QS＝15.0×４＝60kcal
上記実施例による熱回収方法において、環境温
度を20℃とし、環境への熱の出入りがないものと
想定すると、熱収支はつぎのとおりである。
度を20℃とし、環境への熱の出入りがないものと
想定すると、熱収支はつぎのとおりである。
供給熱量；156℃の熱Q2×７基分＝119kcal
122℃の熱Q1×７基分＝105kcal
回収熱量；156℃の熱QT＋QS＝119＋60＝179kcal
QHMAX＝
回収高温熱量／供給高温熱量＝179kcal／119kcal＝
1.50 すなわち、前述した従来の反応熱回収方法では
CaBr2・H2Oの水和反応によつて122℃の水和反
応熱15.0Kcal／CaBr2 molが得られるのに対し、
この発明の反応熱回収方法によれば、122℃の水
和熱15.0Kcal／CaBr2 molの代わりに臭化カル
シウムの無水物から一水塩への水和反応で得られ
る水和熱（17Kcal／CaBr2 mol）に相当する高
温度レベル156℃の熱が8.6Kcal／CaBr2 mol得
られることになり、したがつて156℃の高温度レ
ベルの熱として（17＋8.6）／17＝1.5倍、従来の
方法の場合に比べて高温熱回収効率が向上する。
1.50 すなわち、前述した従来の反応熱回収方法では
CaBr2・H2Oの水和反応によつて122℃の水和反
応熱15.0Kcal／CaBr2 molが得られるのに対し、
この発明の反応熱回収方法によれば、122℃の水
和熱15.0Kcal／CaBr2 molの代わりに臭化カル
シウムの無水物から一水塩への水和反応で得られ
る水和熱（17Kcal／CaBr2 mol）に相当する高
温度レベル156℃の熱が8.6Kcal／CaBr2 mol得
られることになり、したがつて156℃の高温度レ
ベルの熱として（17＋8.6）／17＝1.5倍、従来の
方法の場合に比べて高温熱回収効率が向上する。
発明の効果
この発明による反応熱回収方法は、複数の反応
器のうちの第１反応器で臭化カルシウムの一水塩
から二水塩への水和反応により発生した水和熱を
用いて蒸発器内の水を昇温して高温度レベルで水
蒸気を発生せしめ、得られた水蒸気を上記複数の
反応器のうちの残りの第２反応器に上記一水塩か
ら二水塩への水和反応用の水蒸気として供給する
ものであるので、臭化カルシウムの無水物から一
水塩への水和反応によつて発生する水和熱とほぼ
同温度レベルの高温の熱を得ることができる。こ
うしてこの発明によれば、利用価値の高い高温度
レベルの熱を高回収率で得ることができる。
器のうちの第１反応器で臭化カルシウムの一水塩
から二水塩への水和反応により発生した水和熱を
用いて蒸発器内の水を昇温して高温度レベルで水
蒸気を発生せしめ、得られた水蒸気を上記複数の
反応器のうちの残りの第２反応器に上記一水塩か
ら二水塩への水和反応用の水蒸気として供給する
ものであるので、臭化カルシウムの無水物から一
水塩への水和反応によつて発生する水和熱とほぼ
同温度レベルの高温の熱を得ることができる。こ
うしてこの発明によれば、利用価値の高い高温度
レベルの熱を高回収率で得ることができる。
第１図および第３図はいずれも水蒸気圧曲線を
示すグラフである。第２図はこの発明による反応
熱回収方法を示すフローシートである。第４図お
よび第５図は熱収支を示す概略図である。 Ｒ１〜Ｒ３…第１反応器、Ｒ４〜Ｒ７…第２反
応器、Ｅ１〜Ｅ３…第１蒸発器、Ｅ４〜Ｅ７…第
２蒸発器、Ｅ８〜Ｅ１１…第３蒸発器、１〜７…
水蒸気ライン、８…加熱用熱媒体ライン、９…低
温熱源媒体ライン、１０…開閉弁、１１〜１４…
水蒸気ライン、１５…開閉弁、１６…熱回収ライ
ン、Ｐ…ポンプ。
示すグラフである。第２図はこの発明による反応
熱回収方法を示すフローシートである。第４図お
よび第５図は熱収支を示す概略図である。 Ｒ１〜Ｒ３…第１反応器、Ｒ４〜Ｒ７…第２反
応器、Ｅ１〜Ｅ３…第１蒸発器、Ｅ４〜Ｅ７…第
２蒸発器、Ｅ８〜Ｅ１１…第３蒸発器、１〜７…
水蒸気ライン、８…加熱用熱媒体ライン、９…低
温熱源媒体ライン、１０…開閉弁、１１〜１４…
水蒸気ライン、１５…開閉弁、１６…熱回収ライ
ン、Ｐ…ポンプ。
Claims (1)
- １ 臭化カルシウムの無水物1molに水蒸気2mol
を反応させ、発生した水和熱を利用する化学蓄熱
あるいは化学ヒートポンプシステムにおいて、複
数の反応器のうちの第１反応器で臭化カルシウム
の一水塩から二水塩への水和反応により発生した
水和熱を用いて蒸発器内の水を昇温して高温度レ
ベルで水蒸気を発生せしめ、得られた水蒸気を上
記複数の反応器のうちの残りの第２反応器に上記
一水塩から二水塩への水和反応用の水蒸気として
供給することにより、臭化カルシウムの無水物か
ら一水塩への水和反応によつて発生する水和熱と
ほぼ同温度レベルの高温の熱を得ることを特徴と
する反応熱回収方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59121112A JPS60263060A (ja) | 1984-06-12 | 1984-06-12 | 反応熱回収方法 |
| DE19853520756 DE3520756A1 (de) | 1984-06-12 | 1985-06-10 | Verfahren zur wiedergewinnung von reaktionswaerme |
| US06/743,135 US4616692A (en) | 1984-06-12 | 1985-06-10 | Method of recovering heat of reaction |
| SE8502873A SE462300B (sv) | 1984-06-12 | 1985-06-11 | Foerfarande foer utvinning av reaktionsvaerme |
| FR858508783A FR2565676B1 (fr) | 1984-06-12 | 1985-06-11 | Procede de recuperation de la chaleur degagee par une reaction. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59121112A JPS60263060A (ja) | 1984-06-12 | 1984-06-12 | 反応熱回収方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60263060A JPS60263060A (ja) | 1985-12-26 |
| JPH0332709B2 true JPH0332709B2 (ja) | 1991-05-14 |
Family
ID=14803175
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59121112A Granted JPS60263060A (ja) | 1984-06-12 | 1984-06-12 | 反応熱回収方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4616692A (ja) |
| JP (1) | JPS60263060A (ja) |
| DE (1) | DE3520756A1 (ja) |
| FR (1) | FR2565676B1 (ja) |
| SE (1) | SE462300B (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4690769A (en) * | 1986-08-08 | 1987-09-01 | The Dow Chemical Company | Hydrated calcium bromide reversible phase change composition |
| JP2539486B2 (ja) * | 1988-05-25 | 1996-10-02 | 株式会社日立製作所 | 蓄熱装置及びその運転方法 |
| ATE115275T1 (de) * | 1989-07-07 | 1994-12-15 | Rocky Research | Konstantdruck-mehrstufigkeit von feststoff-dampf- verbund- reaktoren. |
| JPH086608B2 (ja) * | 1989-08-11 | 1996-01-29 | 株式会社日立製作所 | 熱回収装置およびその運転方法 |
| US5394891A (en) * | 1991-04-03 | 1995-03-07 | Standard Textile Company, Inc. | Surgical drape with improved critical zone panel |
| SE513178C2 (sv) * | 1998-11-24 | 2000-07-24 | Suncool Ab | Kemisk Värmepump med fast substans |
| SE527721C2 (sv) * | 2003-12-08 | 2006-05-23 | Climatewell Ab | Kemisk värmepump arbetande enligt hybridpincipen |
| JP5077419B2 (ja) * | 2010-03-22 | 2012-11-21 | 株式会社デンソー | 化学蓄熱装置 |
| DE102015004266A1 (de) * | 2015-04-01 | 2016-10-06 | Hans-Jürgen Maaß | Verfahren und Vorrichtung zur Speicherung von Energie zur Wärme-und Kälteerzeugung mit Salzschmelzen |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4055962A (en) * | 1976-08-18 | 1977-11-01 | Terry Lynn E | Hydrogen-hydride absorption systems and methods for refrigeration and heat pump cycles |
| US4309980A (en) * | 1980-03-07 | 1982-01-12 | Thermal Energy Storage, Inc. | Closed vaporization heat transfer system |
| JPS56141380A (en) * | 1980-04-03 | 1981-11-05 | Mitsubishi Electric Corp | Heat-storing material |
| EP0071271B1 (en) * | 1981-07-31 | 1988-01-07 | Sekisui Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Metal hydride heat pump system |
-
1984
- 1984-06-12 JP JP59121112A patent/JPS60263060A/ja active Granted
-
1985
- 1985-06-10 DE DE19853520756 patent/DE3520756A1/de active Granted
- 1985-06-10 US US06/743,135 patent/US4616692A/en not_active Expired - Lifetime
- 1985-06-11 FR FR858508783A patent/FR2565676B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1985-06-11 SE SE8502873A patent/SE462300B/sv not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3520756A1 (de) | 1986-01-02 |
| FR2565676B1 (fr) | 1991-03-15 |
| JPS60263060A (ja) | 1985-12-26 |
| FR2565676A1 (fr) | 1985-12-13 |
| SE8502873L (sv) | 1985-12-13 |
| SE462300B (sv) | 1990-05-28 |
| SE8502873D0 (sv) | 1985-06-11 |
| DE3520756C2 (ja) | 1990-06-07 |
| US4616692A (en) | 1986-10-14 |
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