JPS5895168A - ヒ−トポンプ装置 - Google Patents
ヒ−トポンプ装置Info
- Publication number
- JPS5895168A JPS5895168A JP19330881A JP19330881A JPS5895168A JP S5895168 A JPS5895168 A JP S5895168A JP 19330881 A JP19330881 A JP 19330881A JP 19330881 A JP19330881 A JP 19330881A JP S5895168 A JPS5895168 A JP S5895168A
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- Japan
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- metal hydride
- temperature
- hydrogen
- hydrogen transfer
- transfer process
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- Pending
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- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はヒートポンプ装置に関し、詳しくは金属水素化
物を用いるヒートポンプ装置に関する。
物を用いるヒートポンプ装置に関する。
ある種の金属や合金が発熱的に水素を吸蔵して金属水素
化物を形成し、また、この金属水素化物か可逆的に吸熱
的に水素を放出することか知られている。
化物を形成し、また、この金属水素化物か可逆的に吸熱
的に水素を放出することか知られている。
近年、このような金属水素化物の特性を利用した種々の
ヒートポンプ装置が提案されているか、従来のヒートポ
ンプ装置は第１図に示すように、第１の密閉容器１６：
ＩＪｌの金属水素化物Ｍｉｎを充填し、作動温度領域に
＄いてＭＩＨより平衡分解圧Ｐの高い第２の金属水素化
物ＭｍＨを１１４２の密閉容器２＆：充填すると共に、
電磁弁３等の開閉制御可能な弁を備えた連通管４にて第
１及び第２の密閉容器を連通し、更に第１の密閉容器に
は温度ＴＨの高温熱媒５、第２の密閉容器には温度ＴＬ
の低温熱媒６、また、第１及びＩ８′２の密閉容器には
温度ＴＭの中温熱媒７をそれぞれ切換可能に接続して構
成されている。
ヒートポンプ装置が提案されているか、従来のヒートポ
ンプ装置は第１図に示すように、第１の密閉容器１６：
ＩＪｌの金属水素化物Ｍｉｎを充填し、作動温度領域に
＄いてＭＩＨより平衡分解圧Ｐの高い第２の金属水素化
物ＭｍＨを１１４２の密閉容器２＆：充填すると共に、
電磁弁３等の開閉制御可能な弁を備えた連通管４にて第
１及び第２の密閉容器を連通し、更に第１の密閉容器に
は温度ＴＨの高温熱媒５、第２の密閉容器には温度ＴＬ
の低温熱媒６、また、第１及びＩ８′２の密閉容器には
温度ＴＭの中温熱媒７をそれぞれ切換可能に接続して構
成されている。
この装置の作動を第２図に示すサイクル線図によって説
明する。例えば冷熱出力を得る場合は、ＭｓＨを大気の
ような温度ＩＩＩＭの中温熱媒に接続しく点Ｂ）、λＩ
ＩＨを駆動熱源である高温熱媒に接続して温度ＴＨに加
熱し、ＭＩＨの平衡分解圧をＭ、Ｈのそれよりも高め（
点Ａ）、平衡分解圧の差を利用してＭＩＨから吸熱的に
水素を放出させ、この水素をＭ、Ｈ＆：、発熱的に吸蔵
させる。これを第１の水素移動過程とする。次に、ＭＩ
Ｈを中温熱媒に接続し、温度ＴＭに冷却して、その平衡
分解圧をＭ、Ｈのそれよりも低くシ（点Ｄ）、平衡分解
圧の差を利用してＭｓＨから吸熱的に水素を放出させ、
この水素をＭＩＨに発熱的に吸蔵させる。これを第２の
水素移動過程とする。この第２の水素移動過程における
ＭａＨの吸熱反応をＭｓＨに接続した低温冷媒から温度
ＴＬの冷熱として取得しく点Ｃ）、サイクルを完了する
。温熱出力を得る場合には、上記のサイクルにおいて、
高温熱媒と低温熱媒を駆動熱源と１Ｍ５Ｈの水素吸蔵反
応（点Ｂ）とＭＩＨの水素吸蔵反応（点Ｄ）における発
熱反応を利用する。
明する。例えば冷熱出力を得る場合は、ＭｓＨを大気の
ような温度ＩＩＩＭの中温熱媒に接続しく点Ｂ）、λＩ
ＩＨを駆動熱源である高温熱媒に接続して温度ＴＨに加
熱し、ＭＩＨの平衡分解圧をＭ、Ｈのそれよりも高め（
点Ａ）、平衡分解圧の差を利用してＭＩＨから吸熱的に
水素を放出させ、この水素をＭ、Ｈ＆：、発熱的に吸蔵
させる。これを第１の水素移動過程とする。次に、ＭＩ
Ｈを中温熱媒に接続し、温度ＴＭに冷却して、その平衡
分解圧をＭ、Ｈのそれよりも低くシ（点Ｄ）、平衡分解
圧の差を利用してＭｓＨから吸熱的に水素を放出させ、
この水素をＭＩＨに発熱的に吸蔵させる。これを第２の
水素移動過程とする。この第２の水素移動過程における
ＭａＨの吸熱反応をＭｓＨに接続した低温冷媒から温度
ＴＬの冷熱として取得しく点Ｃ）、サイクルを完了する
。温熱出力を得る場合には、上記のサイクルにおいて、
高温熱媒と低温熱媒を駆動熱源と１Ｍ５Ｈの水素吸蔵反
応（点Ｂ）とＭＩＨの水素吸蔵反応（点Ｄ）における発
熱反応を利用する。
しかし、上述し゛たヒートポンプ装置においては、例え
ば太陽熱や廃熱のように熱縁温度か変動じやすい場合、
熱源が所定温度に達しないとき装置か作動しない。例え
ば上に説明した冷熱出力を得る場合に、駆動熱源の温度
か第２図に示すようにＩＩＩＢにまで下がり、この結果
、ＭＩＨの平衡分解圧が点Ｂに詔けるＭＩＨの分解平衡
圧よりも小さいとき、ＭＩＨからＭｓＨへの水素移動か
起こり得ない。同様に温熱出力を得る場合にも、例えば
低温駆動熱源が温度ＴＩＦに変動し、ＭｓＨの平衡分解
圧か点りにおけるｉｌＨの平衡分解圧より低くなったと
き、ＭａＨからＭＩＨへの水素移動か起こり得ない。
ば太陽熱や廃熱のように熱縁温度か変動じやすい場合、
熱源が所定温度に達しないとき装置か作動しない。例え
ば上に説明した冷熱出力を得る場合に、駆動熱源の温度
か第２図に示すようにＩＩＩＢにまで下がり、この結果
、ＭＩＨの平衡分解圧が点Ｂに詔けるＭＩＨの分解平衡
圧よりも小さいとき、ＭＩＨからＭｓＨへの水素移動か
起こり得ない。同様に温熱出力を得る場合にも、例えば
低温駆動熱源が温度ＴＩＦに変動し、ＭｓＨの平衡分解
圧か点りにおけるｉｌＨの平衡分解圧より低くなったと
き、ＭａＨからＭＩＨへの水素移動か起こり得ない。
本発明は上記に一鑑みてなされたものであって、駆動熱
源温度の変動にかかわらず作動でき、また、取得する温
熱冷熱の温度を必要に応じて制御できる金属水素化物ヒ
ートポンプを提供することを目的とする。
源温度の変動にかかわらず作動でき、また、取得する温
熱冷熱の温度を必要に応じて制御できる金属水素化物ヒ
ートポンプを提供することを目的とする。
本発明のヒートポンプ装置は、ｉＪｌの金属水素化物を
充填した第１の密閉容器と、作動温度鎮域において第１
の金属水素化物よりも高い平衡分解圧を有する第２の金
属水素化物を充填し、かつ第１の密閉容器との間で水素
か移動し得るように第１の密閉容器に連通する第゛２の
密閉容器とを有【７、ＩＪＩの金属水素化物から吸熱的
に水素を放出させて第２の密閉容器に移動させ、第２の
金属水素化＠に発熱的に吸蔵させる第１の水素移動過程
と、第２の金属水素化物から吸熱的に水素を放出させて
第１の密閉容器に移動させ、第１の金属水素化物に発熱
的に吸蔵させる第２の水素移動過程とを順次行なわせて
サイクルを完了させ、金属水素化物の吸熱反応から冷熱
出力を得るか、若しくは発熱反応から温熱出力を得るヒ
ートポンプ装置において、第１の密閉容器と第２の密閉
容器の間の連。
充填した第１の密閉容器と、作動温度鎮域において第１
の金属水素化物よりも高い平衡分解圧を有する第２の金
属水素化物を充填し、かつ第１の密閉容器との間で水素
か移動し得るように第１の密閉容器に連通する第゛２の
密閉容器とを有【７、ＩＪＩの金属水素化物から吸熱的
に水素を放出させて第２の密閉容器に移動させ、第２の
金属水素化＠に発熱的に吸蔵させる第１の水素移動過程
と、第２の金属水素化物から吸熱的に水素を放出させて
第１の密閉容器に移動させ、第１の金属水素化物に発熱
的に吸蔵させる第２の水素移動過程とを順次行なわせて
サイクルを完了させ、金属水素化物の吸熱反応から冷熱
出力を得るか、若しくは発熱反応から温熱出力を得るヒ
ートポンプ装置において、第１の密閉容器と第２の密閉
容器の間の連。
通管に圧縮機を設け、上記第１と第２の水素移動過程に
おいて一方の金属水素化物を加熱し、他方の金属水素化
物を冷却すると共に、上記第１と第２の水素移動過程の
少なくとも一方において上記圧縮機により一方の金属水
素化物を加圧し、他方の金属水素化物を減圧し得るよう
にしたことを特徴とするものである。
おいて一方の金属水素化物を加熱し、他方の金属水素化
物を冷却すると共に、上記第１と第２の水素移動過程の
少なくとも一方において上記圧縮機により一方の金属水
素化物を加圧し、他方の金属水素化物を減圧し得るよう
にしたことを特徴とするものである。
以下に実施例を示す図面に基づいて本発明を説明する。
第３図は本発明のヒートポンプ装置の一実施例を示し、
第１図と同じ参照番号により同じ部材を示す。第１の密
閉容器ｌと第２の密閉容器２は第１の連通管４に加えて
、圧縮機８を管路に備えたｊ８２の連通管９により連通
されており、熱源温度の変動によってＭＩＨとＭｓＨの
平衡分解圧に逆圧が生じ、第１又は第２の水素移動過程
か実行できない場合に、この圧ｍ機により強制的にこの
水素移動過程を実行させる。、なお、弁３と圧縮機８は
同一の連通路に設けてもよい。
第１図と同じ参照番号により同じ部材を示す。第１の密
閉容器ｌと第２の密閉容器２は第１の連通管４に加えて
、圧縮機８を管路に備えたｊ８２の連通管９により連通
されており、熱源温度の変動によってＭＩＨとＭｓＨの
平衡分解圧に逆圧が生じ、第１又は第２の水素移動過程
か実行できない場合に、この圧ｍ機により強制的にこの
水素移動過程を実行させる。、なお、弁３と圧縮機８は
同一の連通路に設けてもよい。
例えば、第４図に示すように高温駆動熱源の温度か１に
低下し、ＭＩＨが温度ＴＭの市Ｈの平衡分解圧よりも大
きい平衡分解圧を有する温度まで加熱できない場合Ｇこ
、圧縮機８によりＩＪｌの密閉容器ｌを吸引してＭＩＨ
から水素を放出させ、これを第２の密閉容器２に加圧送
入してＭｓＨに水素を吸蔵させ、強制的に第１の水素移
動過程を実行させる。なお、このように強制的な水素移
動を起こさせるには、例えば高温熱源にその温度を検知
する湿炭検知器（図示せず）を設け、この湿炭検知器に
圧縮ポンプの駆動制御器（図示せず）を接続して、高温
熱源の温度か所定温度より低下したときに、弁３を閉じ
ると共に、圧縮機８を駆動すればよい。
低下し、ＭＩＨが温度ＴＭの市Ｈの平衡分解圧よりも大
きい平衡分解圧を有する温度まで加熱できない場合Ｇこ
、圧縮機８によりＩＪｌの密閉容器ｌを吸引してＭＩＨ
から水素を放出させ、これを第２の密閉容器２に加圧送
入してＭｓＨに水素を吸蔵させ、強制的に第１の水素移
動過程を実行させる。なお、このように強制的な水素移
動を起こさせるには、例えば高温熱源にその温度を検知
する湿炭検知器（図示せず）を設け、この湿炭検知器に
圧縮ポンプの駆動制御器（図示せず）を接続して、高温
熱源の温度か所定温度より低下したときに、弁３を閉じ
ると共に、圧縮機８を駆動すればよい。
また、例えば第５図に示すように、温熱出力を点Ｂ及び
点りから取得する場合に、低温熱源か温度ＩＩＩ、に低
下し、点ＦにおいてはＭＳＨの平衡分解圧かＭＩＨのそ
れよりも小さくなった場合、第２の水素移動過程か起こ
らない。この場合、圧縮機８により強制的にこの水素移
動過程を実行させる。図示しないが、必要ならば第１及
び第２の水素移動過程を共に圧縮機により実行させるこ
ともできる。
点りから取得する場合に、低温熱源か温度ＩＩＩ、に低
下し、点ＦにおいてはＭＳＨの平衡分解圧かＭＩＨのそ
れよりも小さくなった場合、第２の水素移動過程か起こ
らない。この場合、圧縮機８により強制的にこの水素移
動過程を実行させる。図示しないが、必要ならば第１及
び第２の水素移動過程を共に圧縮機により実行させるこ
ともできる。
以上の作動は、駆動熱源の温度が所定温度に達せず、従
って、水素移動過程を行なわせる平衡分解圧差が生じな
い場合に、圧縮機により強制的に水素移動を実行させる
ものであるが、駆動熱源の温廣か所定温度で安定してい
る場合には、圧縮機を用いる装置作動により高質の出力
を得ることができる。即ち、第５図に示すように高温熱
媒と中温熱媒の温度がそれぞれ所定温度ＴＨ及びｆＩＩ
ＩＭに安定している場合、平衡分解圧差による第２の水
素移動によっては温度Ｔ’ｌＦ （＜’Ｉ’Ｌ）の冷熱
出力を得ることができないが、圧縮機を用いて第２の水
素移動過程を強制的に行なわせることにより、温度ＴＩ
Ｐの冷熱出力を得ることかできるのである。
って、水素移動過程を行なわせる平衡分解圧差が生じな
い場合に、圧縮機により強制的に水素移動を実行させる
ものであるが、駆動熱源の温廣か所定温度で安定してい
る場合には、圧縮機を用いる装置作動により高質の出力
を得ることができる。即ち、第５図に示すように高温熱
媒と中温熱媒の温度がそれぞれ所定温度ＴＨ及びｆＩＩ
ＩＭに安定している場合、平衡分解圧差による第２の水
素移動によっては温度Ｔ’ｌＦ （＜’Ｉ’Ｌ）の冷熱
出力を得ることができないが、圧縮機を用いて第２の水
素移動過程を強制的に行なわせることにより、温度ＴＩ
Ｐの冷熱出力を得ることかできるのである。
以上は所謂「右回り」のサイクルにより装置ｔを作動さ
せる場合であるか、「左回りＪのサイクルにより装置を
作動させる場合も同様である。第６図に左回りサイクル
線図を示す。右回りサイクル線図との類似性から明らか
なようＧこ、点Ｂ及び点りから冷熱出力を得ることがで
き、点Ａから温熱出力を得ることができる。
せる場合であるか、「左回りＪのサイクルにより装置を
作動させる場合も同様である。第６図に左回りサイクル
線図を示す。右回りサイクル線図との類似性から明らか
なようＧこ、点Ｂ及び点りから冷熱出力を得ることがで
き、点Ａから温熱出力を得ることができる。
例えば温熱出力を得る場合をこ、第７図に示すように、
中温熱源の温度か所定温度ＴＭより低いＴＧに低下して
、Ｍ２Ｒの平衡分解圧かＭＩＨのそれよりも低くなった
ときに、圧縮機に第２の水素移動過程を強制的に行なわ
せるのである。この場合、低温熱媒の温度によっては、
第１の水素移動過程も圧縮機により行なわせることもで
きる。
中温熱源の温度か所定温度ＴＭより低いＴＧに低下して
、Ｍ２Ｒの平衡分解圧かＭＩＨのそれよりも低くなった
ときに、圧縮機に第２の水素移動過程を強制的に行なわ
せるのである。この場合、低温熱媒の温度によっては、
第１の水素移動過程も圧縮機により行なわせることもで
きる。
本発明の装置によれば以上のように、ＭＩＨとＭｇＨと
の間の水素移動を行なわせる際に、ＭＩＨとＭａＨとの
間に逆圧が生じたとき、それを補なうべ（圧縮機により
強制的水素移動を行なわせるから、駆動熱源の温度か変
動しても、安定に装置を作動させることかでき、一方、
駆動熱源の温度か所定温度に安定している場合には、よ
り高質の出力を得ることかできる。
の間の水素移動を行なわせる際に、ＭＩＨとＭａＨとの
間に逆圧が生じたとき、それを補なうべ（圧縮機により
強制的水素移動を行なわせるから、駆動熱源の温度か変
動しても、安定に装置を作動させることかでき、一方、
駆動熱源の温度か所定温度に安定している場合には、よ
り高質の出力を得ることかできる。
第１図は従来の金属水素化物ヒートポンプ装置の一例を
示し、第２図はその作動を説明するためのサイクル線図
、第３図は本発明のヒートポンプ装置の一例を示し、第
４図及び第５図はその作動を説明するためのサイクル線
図、第６図は従来の装置における「左回り」サイクル線
図、第７図は「左回り」サイクルを本発明の装置で作動
させるときのサイクル線図である。 １・・・第１の密閉容器、２・・・第２の密閉容器、３
・・・弁、４・・・第１の連通管、５・・・高温熱媒、
６・・中温熱媒、７・・・低温熱媒、８・・圧縮機、９
・・・第２の連通管。 特許出願人 積水化学工業株式会社代表者 藤 沼
基 利 第１図 第２図 ≠ 第３図 第５図 第４図
示し、第２図はその作動を説明するためのサイクル線図
、第３図は本発明のヒートポンプ装置の一例を示し、第
４図及び第５図はその作動を説明するためのサイクル線
図、第６図は従来の装置における「左回り」サイクル線
図、第７図は「左回り」サイクルを本発明の装置で作動
させるときのサイクル線図である。 １・・・第１の密閉容器、２・・・第２の密閉容器、３
・・・弁、４・・・第１の連通管、５・・・高温熱媒、
６・・中温熱媒、７・・・低温熱媒、８・・圧縮機、９
・・・第２の連通管。 特許出願人 積水化学工業株式会社代表者 藤 沼
基 利 第１図 第２図 ≠ 第３図 第５図 第４図
Claims (1)
- （１）第１の金属水素化物を充填した第１の密閉容器と
、作動温度領域においてｇＩｓｌの金属水素化物よりも
高い平衡分解圧を有する第２の金属水素化物を充填し、
かつｇＪｌの密閉容器との間で水素ｉ移動し得るように
第１の密閉容器に連通ずる第２の密閉容器とを有し、第
１の金属水素化物から吸熱的に水素を放出させて第２の
密閉容器に移動させ、ｊ１２の金属水素化物に発熱的に
吸蔵させる第１の水素移動過程と、ｊＢ２の金属水素化
物から吸熱的に水素を放出させて第１の密閉容器に移動
させ、第１の金属水素化物に発熱的に吸蔵させるＩＪ２
の水素移動過程とを順次行なわせてサイクルを完了させ
、金属水素化物の吸熱反応から冷熱出力を得るか、若し
くは発熱反応から温熱出力を得るヒートポンプ装置にお
いて、第１の密閉容器と第２の密閉容器の間の連通管に
圧縮機を設け、上記Ｉ８１とＩ８２の水素移動過程にお
いて一方の金属水素化物を加熱し、他方の金属水素化物
を冷却すると共に、上記第１とＩＪ２の水素移動過程の
少なくとも一方において上記圧縮機により一方の金属水
素化物を加圧し、他方の金属水素化物を減圧し得るよう
にしたことを特徴とするヒートポンプ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19330881A JPS5895168A (ja) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | ヒ−トポンプ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19330881A JPS5895168A (ja) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | ヒ−トポンプ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5895168A true JPS5895168A (ja) | 1983-06-06 |
Family
ID=16305745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19330881A Pending JPS5895168A (ja) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | ヒ−トポンプ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5895168A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02242055A (ja) * | 1989-03-13 | 1990-09-26 | Sanyo Electric Co Ltd | 水素吸蔵合金を用いた熱利用システム |
-
1981
- 1981-11-30 JP JP19330881A patent/JPS5895168A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02242055A (ja) * | 1989-03-13 | 1990-09-26 | Sanyo Electric Co Ltd | 水素吸蔵合金を用いた熱利用システム |
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