JPS60235968A - ヒ−トポンプ - Google Patents
ヒ−トポンプInfo
- Publication number
- JPS60235968A JPS60235968A JP9320184A JP9320184A JPS60235968A JP S60235968 A JPS60235968 A JP S60235968A JP 9320184 A JP9320184 A JP 9320184A JP 9320184 A JP9320184 A JP 9320184A JP S60235968 A JPS60235968 A JP S60235968A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- solute
- solvent
- clathrate
- solution
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2315/00—Sorption refrigeration cycles or details thereof
- F25B2315/003—Hydrates for sorption cycles
Landscapes
- 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】
本発明は包接化合物を利用したヒートポンプに関する。
従来のヒートポンプ、例えば水とアルコール類あるいは
グリコール類とアルコール類等の溶解に伴う発熱反応及
び溶解後の溶液の分離、再生に伴う吸熱反応を組合せた
熱サイクルを利用したものを第１図を参照して説明する
。
グリコール類とアルコール類等の溶解に伴う発熱反応及
び溶解後の溶液の分離、再生に伴う吸熱反応を組合せた
熱サイクルを利用したものを第１図を参照して説明する
。
第１図において、吸収器１では液相の溶媒Ａ（イ）に気
相の溶質Ｂ （ｇ）が溶解して溶液Ａ−Ｂ（４が生成さ
れ、同時に溶解熱として外界へ熱Ｑ。が放出される。吸
収器１で生成した溶液Ａ−Ｂ （力は再生器２へ送られ
る。再生器２では溶液Ａ−ＢＣＩ熱ｑ８により加熱され
、液相の溶媒Ａ （ＩＪと蒸留された気相の溶質Ｂ （
ｇ）とに分離される。再生器２で分離された溶媒Ａ （
ＩＪは吸収器１へ循環され、溶質Ｂ優）は凝縮器３へ送
られる。凝縮器３では気相の溶質Ｂ （ｇ）は凝縮して
液相の溶質Ｂ （／ｌ）が生成され、同時に冷却熱とし
て熱ｑｃが外界へ放出される。
相の溶質Ｂ （ｇ）が溶解して溶液Ａ−Ｂ（４が生成さ
れ、同時に溶解熱として外界へ熱Ｑ。が放出される。吸
収器１で生成した溶液Ａ−Ｂ （力は再生器２へ送られ
る。再生器２では溶液Ａ−ＢＣＩ熱ｑ８により加熱され
、液相の溶媒Ａ （ＩＪと蒸留された気相の溶質Ｂ （
ｇ）とに分離される。再生器２で分離された溶媒Ａ （
ＩＪは吸収器１へ循環され、溶質Ｂ優）は凝縮器３へ送
られる。凝縮器３では気相の溶質Ｂ （ｇ）は凝縮して
液相の溶質Ｂ （／ｌ）が生成され、同時に冷却熱とし
て熱ｑｃが外界へ放出される。
この場合、再生器２での分離に必要な熱ｑ６は大部分凝
縮器３から冷却熱９ｃとして外界へ放出されることにな
る。凝縮器３で生成した液相の溶質Ｂ（イ）は蒸発器４
へ送られる。蒸発器４では液相の溶媒Ｂ （４が外界か
ら熱Ｑ１を吸収し、気相の溶質Ｂωが生成される。蒸発
器４で生成した気相の溶質Ｂ優）は吸収器１へ循環され
る。このように蒸発器４と吸収器１とを連結して気相の
溶質Ｂ （ｇ）の移動を可能にすれば、外界からの廃熱
等の低温熱ＱＸの一部が熱移動され、昇温された出熱Ｑ
０として利用できることになる。こうした熱サイクルは
ヒートポンプや蓄熱装置に利用されている。
縮器３から冷却熱９ｃとして外界へ放出されることにな
る。凝縮器３で生成した液相の溶質Ｂ（イ）は蒸発器４
へ送られる。蒸発器４では液相の溶媒Ｂ （４が外界か
ら熱Ｑ１を吸収し、気相の溶質Ｂωが生成される。蒸発
器４で生成した気相の溶質Ｂ優）は吸収器１へ循環され
る。このように蒸発器４と吸収器１とを連結して気相の
溶質Ｂ （ｇ）の移動を可能にすれば、外界からの廃熱
等の低温熱ＱＸの一部が熱移動され、昇温された出熱Ｑ
０として利用できることになる。こうした熱サイクルは
ヒートポンプや蓄熱装置に利用されている。
上述したように蒸発器４と吸収器１との間で熱サイクル
を形成するためには、溶液Ａ・Ｂ （７，１を分離して
再利用する必要があり、従来のヒートポンプでは蒸留用
の再生器２及び凝縮器３を設けている。しかし、再生器
２で蒸留による分離方法を採用すると、蒸留に必要な比
較的高い温度の熱源が必要となる。また、分離された気
相の溶質Ｂ （ｇ）を凝縮させるための凝縮器３及び多
量の冷却水等が必要となる。このため、従来のヒートポ
ンプは製作上あるいは利用上の点から多くの制約がある
。
を形成するためには、溶液Ａ・Ｂ （７，１を分離して
再利用する必要があり、従来のヒートポンプでは蒸留用
の再生器２及び凝縮器３を設けている。しかし、再生器
２で蒸留による分離方法を採用すると、蒸留に必要な比
較的高い温度の熱源が必要となる。また、分離された気
相の溶質Ｂ （ｇ）を凝縮させるための凝縮器３及び多
量の冷却水等が必要となる。このため、従来のヒートポ
ンプは製作上あるいは利用上の点から多くの制約がある
。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、溶液か
らの溶媒と溶質との分離・再生に包接化合物を利用する
ことにより、比較的高温の熱源や凝縮器を必要としない
新規なヒー）Ｊンゾを提供しようとするものである。
らの溶媒と溶質との分離・再生に包接化合物を利用する
ことにより、比較的高温の熱源や凝縮器を必要としない
新規なヒー）Ｊンゾを提供しようとするものである。
すなわち本発明のヒートポンプは、溶媒に溶質を吸収さ
せて溶液を生成し、外界へ熱を放出する手段と、前記溶
液を構成する溶媒及び溶質のいずれか一方と選択的に包
接化合物を形成するホスト媒体を収容し、溶媒と溶質と
の分離を行なう手段と、外界から熱を吸収し、前記包接
化合物を構成するホスト媒体と溶媒又は溶質との分離を
行なう手段とを具備し、これらの間で熱サイクルを形成
したことを特徴とするものである。
せて溶液を生成し、外界へ熱を放出する手段と、前記溶
液を構成する溶媒及び溶質のいずれか一方と選択的に包
接化合物を形成するホスト媒体を収容し、溶媒と溶質と
の分離を行なう手段と、外界から熱を吸収し、前記包接
化合物を構成するホスト媒体と溶媒又は溶質との分離を
行なう手段とを具備し、これらの間で熱サイクルを形成
したことを特徴とするものである。
以下、ホスト媒体と包接化合物を形成するダスト媒体と
して溶媒と溶質のうち溶質を選択した場合を例にとり、
第２図を参照して本発明を更に詳細に説明する。
して溶媒と溶質のうち溶質を選択した場合を例にとり、
第２図を参照して本発明を更に詳細に説明する。
第２図において、吸収器１ノでは液相の溶媒Ａ（ト）に
気相の溶質Ｂ （ｇ）が溶解して溶液Ａ−Ｂ（４）が生
成され、同時に溶解熱として外界へ熱Ｑ。が放出される
。吸収器１１で生成した溶液Ａ−Ｂ（６） ゛は再生器
１２へ送られる。再生器１２では溶液Ａ−Ｂ（１）は例
えばスラリー状のホスト媒体Ｃ（ａｔ）と反応し、スラ
リー状の包接化合物Ｂ−Ｃ（ＩＩｔ）が土盛され、液相
の溶媒Ａ （４が分離される。この際、包接化合物の生
成熱として外界へ熱ｑｈが放出される。再生器１２で分
離された液相の溶媒Ａ Ｃ４は吸収器１）へ循環され、
包接化合物Ｂ・Ｃ（−４は蒸発器１３へ送られる。蒸発
器１３では包接化合物Ｂ−Ｃ（４ｉｉ外界から熱Ｑ、ｔ
−吸収して分解し、ホスト媒体Ｃ（ｓｔ）と気相の溶質
Ｂ （ｇ）とが生成される。蒸発器１３で生成したホス
ト媒体Ｃ（ｓｔ）は再生器ノ２へ循環され、気相の溶質
Ｂ（ｇ）は吸収器１ノへ循環される。
気相の溶質Ｂ （ｇ）が溶解して溶液Ａ−Ｂ（４）が生
成され、同時に溶解熱として外界へ熱Ｑ。が放出される
。吸収器１１で生成した溶液Ａ−Ｂ（６） ゛は再生器
１２へ送られる。再生器１２では溶液Ａ−Ｂ（１）は例
えばスラリー状のホスト媒体Ｃ（ａｔ）と反応し、スラ
リー状の包接化合物Ｂ−Ｃ（ＩＩｔ）が土盛され、液相
の溶媒Ａ （４が分離される。この際、包接化合物の生
成熱として外界へ熱ｑｈが放出される。再生器１２で分
離された液相の溶媒Ａ Ｃ４は吸収器１）へ循環され、
包接化合物Ｂ・Ｃ（−４は蒸発器１３へ送られる。蒸発
器１３では包接化合物Ｂ−Ｃ（４ｉｉ外界から熱Ｑ、ｔ
−吸収して分解し、ホスト媒体Ｃ（ｓｔ）と気相の溶質
Ｂ （ｇ）とが生成される。蒸発器１３で生成したホス
ト媒体Ｃ（ｓｔ）は再生器ノ２へ循環され、気相の溶質
Ｂ（ｇ）は吸収器１ノへ循環される。
仁のような包接化合物を利用したヒートポンプによれば
、従来のヒートポンプのように蒸留分離を行なう場合に
必要となる比較的高温の熱源や凝縮器及び冷却水等が不
用となる。
、従来のヒートポンプのように蒸留分離を行なう場合に
必要となる比較的高温の熱源や凝縮器及び冷却水等が不
用となる。
以下、本発明の実施例を第３図を参照して説明する。な
お、溶媒としては例えば水、溶質としては例えばエタノ
ール、ホスト媒体としては例えばスラリー状の水酸基を
有するアセチレン化合物が用いられる。
お、溶媒としては例えば水、溶質としては例えばエタノ
ール、ホスト媒体としては例えばスラリー状の水酸基を
有するアセチレン化合物が用いられる。
第３図において、容器２ノは吸収器と蒸発器とを兼用す
るものであり、この内部でＡ（４＋Ｂ（ｇ）−＋Ａ・］
ｌｌ及びＢ−Ｃ（ｍｔ） ＋ Ｂ （ｇ）の反応が行な
われる。また、再生器２２内部でＬＡ−Ｂ （す＋Ｃ（
ｓｔ）→Ｂ・Ｃ（ｓｔ）＋Ａ（イ）の反応が行なわれる
。
るものであり、この内部でＡ（４＋Ｂ（ｇ）−＋Ａ・］
ｌｌ及びＢ−Ｃ（ｍｔ） ＋ Ｂ （ｇ）の反応が行な
われる。また、再生器２２内部でＬＡ−Ｂ （す＋Ｃ（
ｓｔ）→Ｂ・Ｃ（ｓｔ）＋Ａ（イ）の反応が行なわれる
。
容器２ノ内で吸収器の部分は、容器２ノ上部に設けられ
た溶媒Ａ（Ａの散布口２３、溶液Ａ−Ｂ（イ）との間で
熱交換を行なう熱交換器２４及び溶液Ａ−Ｂ（４を一時
貯蔵する容器２）の底部で構成される。また、容器２１
内で蒸発器の部分は、容器２１上部に設けられた包接化
合物Ｂ’ｃ（＋ａｇの散布口２５、包接化合物Ｂ−Ｃ（
ｓｊ）との間で熱交換を行なう熱交換器２６及びこの熱
交換器２６の下方に設けられ、ホスト媒体Ｃ（ｓｔ）
ｆ一時貯蔵するための受皿２７で構成される。
た溶媒Ａ（Ａの散布口２３、溶液Ａ−Ｂ（イ）との間で
熱交換を行なう熱交換器２４及び溶液Ａ−Ｂ（４を一時
貯蔵する容器２）の底部で構成される。また、容器２１
内で蒸発器の部分は、容器２１上部に設けられた包接化
合物Ｂ’ｃ（＋ａｇの散布口２５、包接化合物Ｂ−Ｃ（
ｓｊ）との間で熱交換を行なう熱交換器２６及びこの熱
交換器２６の下方に設けられ、ホスト媒体Ｃ（ｓｔ）
ｆ一時貯蔵するための受皿２７で構成される。
再生器２２から循環される包接化合物Ｂ・Ｃ（ｓｔ）は
容器２１の散布口２５から散布され、熱交換器２６より
外界熱源あるいは廃熱源等からの熱Ｑ、を吸収する。こ
れにより包接化合物Ｂ・Ｃ（ＩＩｔ）の結晶構造が崩壊
され、更に包接されていた溶質Ｂ ＜４が気化されて容
器２ノ内に工〉タルビーの増大した気相の溶質Ｂωが生
成される。また、分離されたホスト媒体Ｃ（８ｔ）２８
は受皿２７内に一時貯蔵される。
容器２１の散布口２５から散布され、熱交換器２６より
外界熱源あるいは廃熱源等からの熱Ｑ、を吸収する。こ
れにより包接化合物Ｂ・Ｃ（ＩＩｔ）の結晶構造が崩壊
され、更に包接されていた溶質Ｂ ＜４が気化されて容
器２ノ内に工〉タルビーの増大した気相の溶質Ｂωが生
成される。また、分離されたホスト媒体Ｃ（８ｔ）２８
は受皿２７内に一時貯蔵される。
一方、再生器２２から循環される溶媒Ａ Ｃ４は容器２
１の散布口２３から散布されて容器２１内で生成してい
る気相の溶質Ｂ （ｇ） ｋ １８解させ、熱交換器２
４金介して溶解熱として外界へ熱Ｑ。
１の散布口２３から散布されて容器２１内で生成してい
る気相の溶質Ｂ （ｇ） ｋ １８解させ、熱交換器２
４金介して溶解熱として外界へ熱Ｑ。
が放出される。また、生成した溶液Ａ−Ｂ（４２９は容
器２）の底部に一時貯蔵される。
器２）の底部に一時貯蔵される。
受皿２７に貯蔵されているホスト媒体Ｃ（ｓｔ）２８は
抽出口３０から、また容器２１底部に貯蔵されている溶
液２９は抽出口３１からそれぞれミキサー３２へ送られ
て攪拌された後、再生器２２上部に設けられた散布口３
３から散布される。
抽出口３０から、また容器２１底部に貯蔵されている溶
液２９は抽出口３１からそれぞれミキサー３２へ送られ
て攪拌された後、再生器２２上部に設けられた散布口３
３から散布される。
再生器２２内部は仕切壁３４により包接化反応室３５と
溶媒貯蔵室３６とに分割されている。
溶媒貯蔵室３６とに分割されている。
包接化反応室３５では熱交換器３７により冷却されてい
る溶媒Ａ（ｌＪ３Ｂ内でホスト媒体Ｃ（ｓ＋ｔ）と溶液
Ａ−Ｂ（イ）との間で包接化反応が行なわれ、生成した
包接化合物Ｂ−Ｃ（ｓｔ）が再生器２２の底部に沈澱す
る。例えば、エタノールは水酸基を有するアセチレン化
合物と包接化合物を形成し、水に難溶となって沈澱する
。この際、包接化合物の生成熱として外界へ熱ｑｈｋ放
出する。また、包接化反応により生成した溶媒Ａ（４）
は仕切壁３４に設けられた網目または仕切壁３４最下部
の連絡口４０を経て溶媒貯蔵室３６ＶＣ一時貯蔵される
。
る溶媒Ａ（ｌＪ３Ｂ内でホスト媒体Ｃ（ｓ＋ｔ）と溶液
Ａ−Ｂ（イ）との間で包接化反応が行なわれ、生成した
包接化合物Ｂ−Ｃ（ｓｔ）が再生器２２の底部に沈澱す
る。例えば、エタノールは水酸基を有するアセチレン化
合物と包接化合物を形成し、水に難溶となって沈澱する
。この際、包接化合物の生成熱として外界へ熱ｑｈｋ放
出する。また、包接化反応により生成した溶媒Ａ（４）
は仕切壁３４に設けられた網目または仕切壁３４最下部
の連絡口４０を経て溶媒貯蔵室３６ＶＣ一時貯蔵される
。
再生器２２底部に沈澱した包接化合物Ｂ−Ｃ（ｍｔ）３
９は抽出口４１からスラリーポンプ４２を介して容器２
１へ循環される。また、再生器２２内の溶媒貯蔵室３６
に貯蔵された溶媒Ａ（６）３８は抽出口４３からポンプ
４４′ｆｃ介して容器２１へ循環される。
９は抽出口４１からスラリーポンプ４２を介して容器２
１へ循環される。また、再生器２２内の溶媒貯蔵室３６
に貯蔵された溶媒Ａ（６）３８は抽出口４３からポンプ
４４′ｆｃ介して容器２１へ循環される。
以上のようにして熱化学サイクルが形成され、外界熱源
あるいは廃熱源等からの熱Ｑ１から、よ ゛り高温の熱
Ｑ。を得て利用することが可能となる。
あるいは廃熱源等からの熱Ｑ１から、よ ゛り高温の熱
Ｑ。を得て利用することが可能となる。
しかして上記ヒートポンプによれば、溶液Ａ・Ｂ（４）
のうち溶質Ｂ ＜１＞とホスト媒体Ｃ（＠ｔ）との選択
的な包接化反応を利用することにより溶媒Ａ（イ）と溶
質Ｂ ＜ｔＪとの分離を行なっているので、従来の蒸留
分離を行なうヒートポンプで必要であった比較的高温の
熱源、凝縮器及び多量の冷却水が不要となり装置全体を
簡素化することができる。
のうち溶質Ｂ ＜１＞とホスト媒体Ｃ（＠ｔ）との選択
的な包接化反応を利用することにより溶媒Ａ（イ）と溶
質Ｂ ＜ｔＪとの分離を行なっているので、従来の蒸留
分離を行なうヒートポンプで必要であった比較的高温の
熱源、凝縮器及び多量の冷却水が不要となり装置全体を
簡素化することができる。
なお、上記実施例では包接化合物を分解し、更に溶質を
気化させたが゛、包接化合物を分解するに際し、溶質の
凝縮圧まで加圧した状態で加熱することにより溶質を液
相のまま分離してもよい。
気化させたが゛、包接化合物を分解するに際し、溶質の
凝縮圧まで加圧した状態で加熱することにより溶質を液
相のまま分離してもよい。
また、上記実施例では溶液のうち溶質とホスト媒体との
間で選択的に包接化合物を形成させたが、溶液のうち溶
媒とホスト媒体との間で選択的に包接化合物を形成させ
てもよい。
間で選択的に包接化合物を形成させたが、溶液のうち溶
媒とホスト媒体との間で選択的に包接化合物を形成させ
てもよい。
更に、上述したような熱化学サイクルはヒートポンプと
しての利用の他に、熱輸送、熱貯蔵装置等にも利用でき
ることは勿論である。
しての利用の他に、熱輸送、熱貯蔵装置等にも利用でき
ることは勿論である。
以上詳述した如く本発明によれば、包接化合物を利用す
ることにより装置全体が極めて簡素化されたヒートポン
プを提供できるものである。
ることにより装置全体が極めて簡素化されたヒートポン
プを提供できるものである。
第１図は従来のヒートポンプの原理図、第２図は本発明
に係る包接化合物を利用したヒートポンプの原理図、第
３図は本発明の実施例における包接化合物を利用したヒ
ートポンプの構成図である。 １１・・・吸収器、１２・・・再生器、１３・・・蒸発
器、２１・・・容器、２２・・・再生器、２３，２５．
３３・・・散布口、２４，２６．３７・・・熱交換器、
２７・・・受皿、２８・・・ホスト媒体、２９・・・溶
液、３０゜３１．４１．４３・・・抽出口、３２・・・
ミキサー、３４・・・仕切壁、３５・・・包接化反応室
、３６・・・溶媒貯蔵室、３８・・・溶媒、３９・・・
包接化合物、４０・・・連絡口、４２・・・スラリーポ
ンプ、４４・・・ポンプ。 出願人復代理人 弁理士 鈴 江 武 彦ｊ１１図 第２図 第 ３−
に係る包接化合物を利用したヒートポンプの原理図、第
３図は本発明の実施例における包接化合物を利用したヒ
ートポンプの構成図である。 １１・・・吸収器、１２・・・再生器、１３・・・蒸発
器、２１・・・容器、２２・・・再生器、２３，２５．
３３・・・散布口、２４，２６．３７・・・熱交換器、
２７・・・受皿、２８・・・ホスト媒体、２９・・・溶
液、３０゜３１．４１．４３・・・抽出口、３２・・・
ミキサー、３４・・・仕切壁、３５・・・包接化反応室
、３６・・・溶媒貯蔵室、３８・・・溶媒、３９・・・
包接化合物、４０・・・連絡口、４２・・・スラリーポ
ンプ、４４・・・ポンプ。 出願人復代理人 弁理士 鈴 江 武 彦ｊ１１図 第２図 第 ３−
Claims (1)
- 溶媒に溶質を吸収させて溶液を生成し、外界へ熱全放出
する手段と、前記溶液を構成する溶媒及び溶質のいずれ
か一方と選択的に包接化合物を形成するホスト媒体を収
容し、溶媒と溶質との分離を行なう手段と、外界から熱
を吸収し、前記包接化合物を構成するホスト媒体と溶媒
又は溶質との分離を行なう手段とを具備し、これらの間
で熱サイクルを形成したことを特徴とするヒートポンプ
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9320184A JPS60235968A (ja) | 1984-05-10 | 1984-05-10 | ヒ−トポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9320184A JPS60235968A (ja) | 1984-05-10 | 1984-05-10 | ヒ−トポンプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60235968A true JPS60235968A (ja) | 1985-11-22 |
Family
ID=14075956
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9320184A Pending JPS60235968A (ja) | 1984-05-10 | 1984-05-10 | ヒ−トポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60235968A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62252866A (ja) * | 1986-01-09 | 1987-11-04 | 新菱冷熱工業株式会社 | 包接化反応を利用したヒ−トポンプシステム |
| JPS62280562A (ja) * | 1986-05-30 | 1987-12-05 | 新菱冷熱工業株式会社 | 包接化反応を利用したヒ−トポンプシステム |
-
1984
- 1984-05-10 JP JP9320184A patent/JPS60235968A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62252866A (ja) * | 1986-01-09 | 1987-11-04 | 新菱冷熱工業株式会社 | 包接化反応を利用したヒ−トポンプシステム |
| JPS62280562A (ja) * | 1986-05-30 | 1987-12-05 | 新菱冷熱工業株式会社 | 包接化反応を利用したヒ−トポンプシステム |
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