JPS5840094B2 - キユウシユウシキダンボウキ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は零下数十度の気温の空気をエネルギー源とし、
海水または地下水より熱を汲上げて暖房用に使用する吸
収式暖房機に関するものである。

熱は高畝より低温に流れる原理により暖房を行う際には
暖房される室に高温の空気を供給する。

この暖房用高温空気にはさらに高温の熱媒から熱を供給
する。

→投に高温の熱媒ばさらに高温の熱源たとえば燃焼する
燃料から供給するのが普通である。

本発明では溶液を希釈する際に発生する希釈熱によって
濃厚溶液と希薄溶液の混合溶液の温度が上昇することを
利用し、高温熱媒としてこの混合溶液を用いた吸収式暖
房機に関するものである。

本発明においては前記高温熱媒を得るにはこれより低温
の濃厚溶液と希薄溶液を混合すればよく、熱媒を加熱す
るためのエネルギすを必要としない。

本発明では前記濃厚溶液と希薄溶液を氷結方法によって
混合溶液から分離し１、分離した濃厚溶液と希薄溶液に
低温の熱源たとえば海水、地下水から熱エネルギーを附
与し この熱エネルギーの一部は氷結した溶液の融隔加
熱に消費し、一部は混合による希釈熱に変換することに
より暖房用の熱として利用する。

本発明は従来の暖房機のように高温の熱源を必要とする
ことなく、室温よりも低い低温（７３Ｎ源で熱エネルギ
ーを発生せしめる暖房機を提供することを目的とするも
のである。

以Ｆ図面に記載された本発明の実齢１１について説明す
る。

■ 図面に卦いては１はフィン付熱交換器であって、ブ
ライン３が熱交換器１を通り、ポンプ２によって循環さ
れている。

ブライン３はメチルアルコール水溶蔽などを使用する。

ブライン３は熱交換器１において０℃以下数十度の外気
によって冷却され、フレークアイスｅ罐５へ送られる。

フレークアイス製造罐５は分離槽４の中で回転してオリ
、分離槽４中の混合溶液（ハ）を氷結させ、その表面に
氷を析出せしめる。

ブライン３はフレークアイス製造罐５で冷却熱を放出し
、温度が上昇し、ポンプ２により熱交換器１に送られ再
び外気により冷却され、以下同様の循環を繰返すっ ■ 分離槽４は前記したように暖房に利用し終った混合
溶液（へ）が充満されている。

分離槽４には混合溶液輔の供給管６と混合溶液（ハ）と
濃厚溶液が混合することを阻止するための多数の孔を穿
った板を積層して組合せた混合阻止板８が取りつけられ
ている。

ところでフレークアイス製造罐５が回転することにより
混合阻止板８により区切られた部分の混合溶液は後記す
るように溶媒たとえば氷が氷結することにより濃厚溶液
が下部に集１す、その上部に分離させるための混合溶液
が存在する。

したがって下部の濃厚溶液は排液管７によって分離槽４
から排出され、熱交換器１３に至る。

一方フレークアイス製造罐５により冷却され、析出され
た氷は掻落し板９により掻落され融氷槽１０に落下する
。

融水槽１０に落ドした氷は加熱コイル１１によって融解
し、希薄溶液となり排液管１２から流出し、熱交換器１
４に至る。

熱交換器１３，１４に勅い旬震厚溶液、希薄溶液はそれ
ぞれ加熱され、フレークアイス製造罐５により冷却され
たときの温度から常温に復帰される。

熱交換器１３．１４を出た濃厚溶液、希薄溶液は混合槽
１５に送られ、希薄溶液は濃厚溶液を希釈して混合溶液
となり、このとき発生する希釈熱によって高温熱媒を得
ることができる。

熱媒として使用ずみの混合溶液はポンプ１６によって分
離槽４に還流され、以下前記サイクルを繰返す。

融氷槽１０の加熱コイル１１、熱交換器１３゜１４には
海水、地中水などの低温熱源（Ｌ）となる液体を供給す
ればよい。

＊＊■ 前記希釈熱による発熱を
有効に利用するため、第２図のように混合熱交換器１６
を用いて多段効用方式をとり、希釈熱による温度上昇を
累積させ高温熱媒を作り出すことができる。

すなわち熱交換器１３．１４を通過した排液管７゜１２
に、混合熱交換器１６をコイル状に通過する分岐管１８
．１９を設け、分岐管１８．１９が混合熱交換器１１を
通過することにより、濃厚溶液、希薄溶液はその温度が
さらに上昇することになる。

（混合熱交換器１γにち・いては排液管１２かよ流入す
る希薄溶液が排液管７から流入する濃厚溶液を希釈し、
高温の混合蔽が作られているため、分岐管１８．１９内
のコイル部分Ｃ１，Ｃ２において各々の溶液は温度が上
昇する。

）このため、分岐管１８．１９から混合槽１５に流入す
る濃厚溶液、希薄溶液は予熱されているので混合槽１５
内にも・いて発生する希釈熱はさらに増大することにな
る。

混合液の溶質としては例えば硫酸Ｈ２Ｓｏ４．．塩化亜
鉛ＺｎＣｔ２、溶媒としては水を使用する。

■ つぎに前記実施例の溶液の溶質として塩化亜鉛、溶
媒として水を用いた場合の具体例について説明する。

塩化亜鉛１モルに対し水５，１０．２０モルを加えて希
釈した場合の無限希釈熱量は次の通りである。

したがってＺｎＣ４１モル（１３６１）に水５モル（９
ｏｙ）を混入した溶液（ａ）に水５モル（９０Ｉ？）を
加えれば、すなわち（ｂ）の溶液の濃度とするときは ９、０６−７．５０＝ １．５６Ｋｃａｌの熱量を発生
する。

またＺｎＣｔ２１モル（１３６Ｓ’）に水１０モル（１
８０′？）を加えた溶液（ｂ）に水１０モルを混入して
（ｃ）の溶液濃度とするときは ７．５０−５．８０＝１．７０Ｋｃａｌ の希釈熱量を発生する。

ところで塩化亜鉛を溶質とし、水も容媒とした溶液の溶
液比熱はほぼ０．７８ ｃａｌ／ｓ’℃である。

したがって第１の場合、すなわちａの溶液をｂの溶液濃
度１で希釈するとき発生する希釈熱量による温度上昇は １５６０ｃａｌ／（１３６＋ １８０１Ｘ０．７８ ＝
６．２℃となる。

昔た第２の場合すなわち（ｂ）の溶液を（Ｃ）の溶液濃
度迄希釈するとき、発生する希釈熱量による温度上昇は １．７００／（３６＋３６０）Ｘｏ、７８＝４．４℃と
なる。

つぎに混合溶液を冷却して凍結した氷を除去して濃厚溶
液を分離した場合、塩化亜鉛の溶解度と液底体（この場
合穴を主成分とする。

）の種類と温度の関係は次の通りである。

（表Ｉ）表Ｉ 温度 液底体 溶解度−５℃
氷 １２．３ｗｔ％−１０℃
氷 ２０．０ｗｔ％−４０℃ 氷
４５．３ｗｔ係−６２℃ 氷＋Ｚ ｎ
Ｃ４・４Ｈ２０５１，Ｏｗｔ ％したがって第１の場合
すなわちａの溶液をｂの溶液濃度捷で希釈するためには
次のように分離槽４で４３係の溶液濃度を６０係の溶液
濃度１で濃縮する必要がある。

（ａ）の溶液濃度は Ｚ ｎＣ１２１ｍ ｏｔ＋５ｍｏ／、− １３６？＋９０ ？＝２２６ ｆ−−−−−溶液（ａ）
の全重量ＺｎＣ／、、１ｍｏ／／溶液（ａ）の全重量１
３６ ｆ／２２６ ｆ中６０ｗｔ係 （ｂ）の溶液濃度は ＺｎＣＺｎＣ１２ｌ＋水１０ｍｏ／：＝ １３６Ｓ’＋１８０ｆ＝３１６ｔ・・・・・・溶液（ｂ
）の全重量ＺｎＣｔ２１ｍｏｌ〆容液（ｂ）の全重量＝
１３６ｆ／３１６１中４３ｗｔ％ 表■から明らかなように６０ｗｔ％の濃度の溶液を得る
ためには少なくとも一６２℃以下に冷却しなげればなら
ず、この場合液底体中にｚｎＣｔ２の水和物を含むこと
になる。

この結果希薄溶液中に大量のＺｎＣｌ２を含むことにな
るので混合溶液を濃厚溶液と希薄溶液に分離する条件に
適合しない。

すなわち第１の場合は実際上暖房機として使用すること
はできないことが分る。

つぎに第２の場合すなわち（ｂ）の溶液を（ｃ）の溶液
濃度まで希釈する場合は、分離槽４で２７．４係の溶液
濃度の（ｃ）溶液を４３係の溶液濃度捷で濃縮する必要
がある。

すなわち溶液（ｂ）の濃度（重量比 係） ４３係（前記した通り） 溶液（ｃ）の濃度（重量比 係） 溶液（ｃ）の全重量 ＺｎＣｔ２１ｍｏ７＋水２０ｍｏＡ”” １３６グ＋３６０１？＝４９６１ 溶液（ｃ）の濃度 １３６ｆ／４９６Ｐ字２７．４係 したがって表■・から明らかなように一４０℃以Ｆの温
度であれば２７．４ ％の溶液（ｃ）を４３係の溶液濃
度（ｂ）ｔで濃縮ｒることかでき、液底体にＺｎＣｔ２
水和物を含芽ないから所要の希薄溶液を得ることができ
る。

すなわち第、２の場合は暖房機として使用できる。

本発明は以上のような構成を有するのでその作用効果を
要約すれば次の通りである。

■ 低温の熱源たとえば海水、地中水と０℃以下数十度
の外気さえあれば高温の熱源を使用しないで暖房熱を発
生することができる。

■ 混合溶液（へ）は反覆使用できるので、経済的効果
が大きい。

■ 従来の吸収式冷凍機など溶液の分離に利用される蒸
発潜熱ば５４０ ｃａ／、／Ｓ’であるが本発明暖房機
において、溶液の分離に利用される凍結潜熱は水溶液で
は８０ｃａｌ、／？程度であり、分離のために使用され
るエネルギーは従来方法に比べ非常に少ない利点がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明暖房機のフローシート図、第２図は希釈
熱を多段式に発生せしめた場合のフローシート図である
。 １ ：フィン付熱交換器、２：ポンプ、３ニブライ／、
４：分離槽、５ニフレークアイス製造罐、６；混合溶液
供給管、７：濃厚溶液排液管、８：混合阻止板、９：掻
落し板、１０：融氷槽、１１：加熱コイル、１２：希釈
溶液排液管、１３；熱交換器、１４：熱交換器、１５：
混合槽、１６：ポンプ、１７：混合熱交換器、１８：希
薄溶液の分岐管、１９：濃厚溶液の汀岐管、Ｃ１：コイ
ル部分、Ｃ２：コイル部分、（ホ）：混合溶液。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 分離槽４で混合溶液−を摂氏零度以Ｆ数十度に冷却
   された低温熱源たとえばメチルアルコール水溶液などの
   ブライ／で令却し、溶媒たとえば水の一部を氷結して濃
   厚溶液を分離し、濃厚溶液と分離した氷を融解して希薄
   溶液を作り、前記濃厚溶液と希薄溶液を摂氏十数度の低
   温熱源たとえば海水、地中水で加熱した後混合し、この
   混合の除土ずる希釈熱により暖房熱を発生させるととも
   に、希釈熱を発生した混合溶液−は再び前記分離槽４に
   還流せしめるように構成されたことを特徴とする吸収式
   暖房機。