JPS59129362A - ケミカルヒ−トポンプの製造法 - 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 本発明は熱エネルギーの有効利用に寄与するヒートポン
プに関するもので、暖房、冷房、蓄熱、冷凍などの分野
で利用されるものである。

従来例の構成とその問題点 従来ヒートポンプとしては、電動圧縮式や吸収式のヒー
トポンプが、省資源・省エネルギーの観点から広く実用
化されるようＫなった。ところがこれらにも課題が残さ
れていて、電動圧縮式ヒートポンプでは、消費電力がか
なり大きく、またコンプレッサー装置による騒音の低減
が望まれている。一方、吸収式ヒートポンプでは、液や
蒸気を循環させるための補助電力が少ないとは言え、必
要であり、さらに装置が大型化するなどの欠点があった
・ これの問題点を解決する一手段として固体または液体の
一吸収材と熱媒、たとえば水と組合せて非凝縮性ガスの
存在しない減圧容器で作動させるケミカルヒートポンプ
を利用することが知られている。ところが、すでに示し
たように、作動熱媒以外のガスを完全に排出することが
、このヒートポンブを正常に作動させるだめの重要な要
素となる。

この理由は、真空度が低下すれば熱媒の蒸発速度が極め
て急激に低下するし、壕だ吸収材による熱媒ガスの吸収
速度も低下するからである。

ところが、吸収材に吸着・吸収あるいは溶解しだ熱媒以
外のガス、たとえば空気などは簡単には除去できない。

とくに吸収材か固体の場合には吸着表面積が大きく、完
全な排気は非常に困難である。

発明の目的 本発明は、吸収材−熱媒系のケミカルヒートポンプの特
性向上、とくに長期間に亘る安定した作動を可能とする
製造法を明らかにすることを目的とし、これにより、蓄
熱、蓄冷熱や有効熱量の増加などが可能となる。

発明の構成 本発明は、非凝縮性ガスをすこしでもより完全に排出し
、しかも吸収材内部に内蔵されていて、長期間に亘り少
しづつ出てくる可能性のあるガスも、より完全に除去す
る手段であり、まず、吸収材の熱媒蒸気圧は吸収量の増
加と共に増大する。

そこで、吸収材の蒸気圧を最も低くするためには、熱媒
蒸気を放出した後の状態であり、また、この時の圧力は
、必ず液状の熱媒蒸気圧よシも小さい。

これらの事実に注目し、真空容器内壁や吸収材に付着し
ている非凝縮性ガスをできるだけ完全に除去する手段と
して、まず蒸気圧の最も低い状態である放出状態の吸収
材を用いて真空系内を真空引きする。また、さらに好ま
しくは、上に示した放出状態の吸収材のみを容器中に入
れて、まず真空引きを行ない、ついで蒸気圧の比較的大
きい熱媒を別容器中で真空引し、この両者間のバルブを
開いて、ヒートポンプを作動させる。

実施例の説明 第１図はケミカルヒートポンプの概略断面図であシ、図
中１は吸収材である合成ゼオライ）　Ｉ　Ｋｇを内蔵す
る真空容器であり、発生器と吸収器の役割を兼ねている
。また２は熱媒である水（２ｏｏｙ人）の凝縮器と蒸発
器を兼ねている。３は両容器を結ぶ結合管であシ、４は
水蒸気の流通用の開閉自在のバルブであり、また５はこ
れらの容器内を真空とするだめの排気口であり、最終的
な排気を終了した時点で封口する。

このようなケミカルヒートポンプを排気する順序による
特性の差異を求めた。まず、第１図に示す装置に、乾燥
状態のゼオライ）　Ｉ　Ｋｇを容器１に入れ、容器２に
は水を全く入れないで排気口５より、回転ポンプを約３
０分間作動させて排気後、バルブ４を閉［；る。ついで
容器２の中に水２００７を入れて、再び排気口５より３
０分間排気し、その後この排気口を封じてケミカルヒー
トポンプＡとした。

また、上記操作は全く同一であるが、ゼオライトの入っ
た容器１を真空引きする時に、ゼオライトを加熱しなが
ら３０分間真空に引き、ケミカルヒートポンプＢとした
。

比較のために従来例として、容器１に水分を約２０％吸
着したゼオライトを入れて、全体を同時に排気したもの
をケミカルヒートポンプＣとした。

さらに容器１に乾燥状態のゼオライトを入れ、容器２に
は水を入れて、全体を同時に排気したものを試作し、こ
れをケミカルヒートポンプＤとした。

これらの特性を求めるために、ゼオライトの乾燥（再生
）操作の条件は、容器１を１２０℃に加熱、容器２を２
５℃に冷却し、乾燥時間は５時間とした。壕だ逆の工程
であるゼオライトの吸着、言いかえれば水の蒸発操作で
は、容器１を４０℃に冷却、容器２は１０℃に加熱し、
この吸着時間は５時間とした。このようなサイクルをく
りかえし、吸着時に容器１から放出される熱量を各サイ
クルごとに求め、作用物質の総重量で割って、この系の
蓄熱密度を求めた。

第２図にサイクル数によって各ヒートポンプの蓄熱密度
がどのように変化するかを示した。図中の折線の記号は
、上記のヒートポンプの記号に一致する。この図より明
らかなように、本発明によるヒートポンプＡ、Ｂは、こ
の“ような配慮が払われていない従来例としてのヒート
ポンプＣ，Ｄに比べ、蓄熱密度の低下が大幅に少ない。

ヒートポンプＣ，Ｄの劣化の原因は、この真空系内から
徐々に放出された空気などの非凝縮性ガスが蓄積されて
、セオライトの吸着、脱着速度および水の蒸発速度、凝
縮速度が極端に低下したことであることがわかった。

なお、当然のことながら、脱着時間、吸着時間を長くす
るか、あるいは脱着温度を上げるか、吸着温度を下げる
か、あるいは凝縮温度を下げるか、蒸発温度を上げるな
どの少なくとも一つを実行すれば蓄熱密度は上る傾向に
ある。しかし、本発明の効果は、いずれの場合とも、第
２図に示す程度に顕著に表われた。

丑だ、真空引の時間が本実施例ではいずれも３ｏ分間と
したが、この時間をこれ以上に長くしても性能劣化の程
度はいずれの場合もほぼ同一であった。

さらに、吸収材の内部に吸収されていて、一時的な排気
によっては除去し難い非凝縮性ガスをより多く除去する
方法として、排気時に吸収材を加熱することがきわめて
効果的であることがわかった。

さらに、ゼオライト以外の吸収材、たとえばシリカゲル
、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、酸化カルシウム
、酸化マグネシウムなどでも、本発明の効果は認められ
、とくに固体吸収材の場合に顕著であった。

発明の効果 本発明は、吸収材−熱媒系のクミカルヒートボンブの長
期間に亘る安定した特性を得ることを可能とし、蓄熱器
、蓄冷熱器や有効熱量の増加が可能なヒートポンプなど
の開発ができる。

【図面の簡単な説明】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）開閉器を有する連結管によって気密的に連結され
   た２つ以」二の気密槽を有し、この一つの容器内に放出
   状態の吸収材を入れて真空排気後、この容器内に空気が
   入らないように開閉器を閉じた後、他の容器内に液状熱
   媒を入れて、この容器のみをついで真空排気し、その後
   両者間の開閉器を開いて作動させることを特徴とするケ
   ミカルヒートポンプの製造法。
2. （２）吸収材が多孔体の固体であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載のケミカルヒートポンプの製造
   法。 ケミカルヒートポンプの製造法。