JPS60235970A - ヒ−トポンプ - Google Patents
ヒ−トポンプInfo
- Publication number
- JPS60235970A JPS60235970A JP9320284A JP9320284A JPS60235970A JP S60235970 A JPS60235970 A JP S60235970A JP 9320284 A JP9320284 A JP 9320284A JP 9320284 A JP9320284 A JP 9320284A JP S60235970 A JPS60235970 A JP S60235970A
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- JP
- Japan
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- heat
- solute
- solution
- regenerator
- solvent
- Prior art date
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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】
本発明は溶液の臨界現象を利用したヒートポンプに関す
る。
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ａ等ｏｉ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ａ等ｏｉ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（ＩＪＶｃ
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。
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 （Ａは再生器２へ送ら
れる。再生器２では溶液Ａ−ＢＧｔ）は熱ｑ０によジ加
熱され、液相の溶媒Ａ（イ）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
Ｃｔ）は吸収器１へ循環され、溶質Ｂ （ｇ）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 （ｔ）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ｑｅは大部分凝縮器３から冷却熱Ｑｃ
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 （／−）は蒸発器４へ送られる。蒸発
器４では液相の溶質Ｂ Ｃ１））が外界から熱Ｑ、（（
吸収し、気相の溶質Ｂ優）が生成される。蒸発器４で生
成した気相の溶質Ｂ （ｇ）は吸収器ｌへ循環される。
れる。再生器２では溶液Ａ−ＢＧｔ）は熱ｑ０によジ加
熱され、液相の溶媒Ａ（イ）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
Ｃｔ）は吸収器１へ循環され、溶質Ｂ （ｇ）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 （ｔ）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ｑｅは大部分凝縮器３から冷却熱Ｑｃ
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 （／−）は蒸発器４へ送られる。蒸発
器４では液相の溶質Ｂ Ｃ１））が外界から熱Ｑ、（（
吸収し、気相の溶質Ｂ優）が生成される。蒸発器４で生
成した気相の溶質Ｂ （ｇ）は吸収器ｌ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 （ｘ）の移動を可能にすれば、外界からの廃熱等の
低温熱Ｑ１の一部が熱移動され、昇温された出熱Ｑ。と
じて利用できることになる。こうした熱サイクルしよヒ
ート７？ンゾや蓄熱装置に利用されている。
Ｂ （ｘ）の移動を可能にすれば、外界からの廃熱等の
低温熱Ｑ１の一部が熱移動され、昇温された出熱Ｑ。と
じて利用できることになる。こうした熱サイクルしよヒ
ート７？ンゾ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（／ｊを分離して再利
用する必要があジ、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
蒸留による分陰方法を採用すると、蒸留に必要な比較曲
面い温度の熱源が会費となる。捷だ、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（／ｊを分離して再利
用する必要があジ、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
蒸留による分陰方法を採用すると、蒸留に必要な比較曲
面い温度の熱源が会費となる。捷だ、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・再生に溶液の臨界現象を利用
することにより、比較的高温の熱源や凝縮器を必要とし
ない新規なヒートポンプ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・再生に溶液の臨界現象を利用
することにより、比較的高温の熱源や凝縮器を必要とし
ない新規なヒートポンプ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、液相の溶媒に気相の
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、前記溶液を臨界点近傍に加圧、加熱し、液相の溶
媒と液相の溶質との分離を行なう手段と、外界から熱を
吸収し、液相の溶質を気化させて気相の溶質を生成する
手段とを具偏し、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。
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、前記溶液を臨界点近傍に加圧、加熱し、液相の溶
媒と液相の溶質との分離を行なう手段と、外界から熱を
吸収し、液相の溶質を気化させて気相の溶質を生成する
手段とを具偏し、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、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１１では液相の浴奴Ａ（イ）に
気相の溶質Ｂ （ｇ）が溶解して溶液Ａ・Ｂ （ａ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）で生成した浴液Ａ−Ｂ（４は再生器１２へ
送られる。再生器１２では溶液Ａ・Ｂ（４Ｆ′ｉ臨界圧
力近傍に加圧されるとともに外界からの熱Ｑｌ、により
臨界温度近傍にカロ熱され、溶解度が低下するため密度
差により液相の溶媒Ａ（イ）と液相の溶質Ｂ（４とに２
相分離する。再生器１２で分離された液相の溶媒Ａ（４
Ｈ吸収器Ｊ１へ循環され、液相の溶質Ｂ （４は蒸発器
１３へ送られる。蒸発器１３では液相の溶質Ｂ （４は
外界から熱ＱＩｔ吸収して、気相の溶質Ｂ （ｇ）が生
成される。蒸発器１３で生成した気相の溶質Ｂ （ｇ）
ｔｒｉ吸収器１１へ循環される。
気相の溶質Ｂ （ｇ）が溶解して溶液Ａ・Ｂ （ａ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）で生成した浴液Ａ−Ｂ（４は再生器１２へ
送られる。再生器１２では溶液Ａ・Ｂ（４Ｆ′ｉ臨界圧
力近傍に加圧されるとともに外界からの熱Ｑｌ、により
臨界温度近傍にカロ熱され、溶解度が低下するため密度
差により液相の溶媒Ａ（イ）と液相の溶質Ｂ（４とに２
相分離する。再生器１２で分離された液相の溶媒Ａ（４
Ｈ吸収器Ｊ１へ循環され、液相の溶質Ｂ （４は蒸発器
１３へ送られる。蒸発器１３では液相の溶質Ｂ （４は
外界から熱ＱＩｔ吸収して、気相の溶質Ｂ （ｇ）が生
成される。蒸発器１３で生成した気相の溶質Ｂ （ｇ）
ｔｒｉ吸収器１１へ循環される。
このような臨界現象を利用したヒートポンプによれは、
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要
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要
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グリコール類が、また溶質とし
ては例えばアルコール類が用いられる。
お、溶媒としては例えばグリコール類が、また溶質とし
ては例えばアルコール類が用いられる。
第３図において、容器２１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−
Ｂ（ｊ）及びＢ （ｔ）→Ｂ （ｇ）の反応が行なわれ
る０咬た、再生器２２内部では臨界現象を利用してＡ−
Ｂ（イ）→Ａ（４＋ｎ■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−
Ｂ（ｊ）及びＢ （ｔ）→Ｂ （ｇ）の反応が行なわれ
る０咬た、再生器２２内部では臨界現象を利用してＡ−
Ｂ（イ）→Ａ（４＋ｎ■の反応が行なわれる。
容器２）内で吸収器の部分は、容器２１の上部に設けら
れた溶媒Ａ （４の散布口２３、溶液Ａ・Ｂ ＜４との
間で熱交換を行なう熱交換器２４及び溶液Ａ−Ｂ（、ｔ
）ｔ−一時貯蔵する容器２１の底部で構成される。また
、蒸発器の部分は容器２ノ上部に設けられた溶質Ｂ ’
Ａの散布口２５、溶質Ｂ （、ａ）との間で熱交換を行
なう熱交換器２６、この熱交換器２６の下部に設けられ
、余剰の溶質Ｂ （１）２７を一時貯蔵するための受皿
２８、余剰の溶質Ｂ（イ）を前記散布口２５へ再循環さ
せるための抽出口２９及びポンプ３０で構成される。
れた溶媒Ａ （４の散布口２３、溶液Ａ・Ｂ ＜４との
間で熱交換を行なう熱交換器２４及び溶液Ａ−Ｂ（、ｔ
）ｔ−一時貯蔵する容器２１の底部で構成される。また
、蒸発器の部分は容器２ノ上部に設けられた溶質Ｂ ’
Ａの散布口２５、溶質Ｂ （、ａ）との間で熱交換を行
なう熱交換器２６、この熱交換器２６の下部に設けられ
、余剰の溶質Ｂ （１）２７を一時貯蔵するための受皿
２８、余剰の溶質Ｂ（イ）を前記散布口２５へ再循環さ
せるための抽出口２９及びポンプ３０で構成される。
再生器２２及び受皿２８から循環される液相の溶質Ｂ（
４ｆｌ容器２）の散布口２５から散布され、熱交換器２
６よジ外界熱源あるいは廃熱源等からの熱Ｑ、’に吸収
する。この結果、液相の溶質Ｂ （４が気化されて容器
２）内にエンタルピーの増大した気相の溶質Ｂ （ｇ）
が生成される。また、余剰の溶質ＢＣａ、？７は受皿２
８に一時貯蔵され、更に再循環される。
４ｆｌ容器２）の散布口２５から散布され、熱交換器２
６よジ外界熱源あるいは廃熱源等からの熱Ｑ、’に吸収
する。この結果、液相の溶質Ｂ （４が気化されて容器
２）内にエンタルピーの増大した気相の溶質Ｂ （ｇ）
が生成される。また、余剰の溶質ＢＣａ、？７は受皿２
８に一時貯蔵され、更に再循環される。
一方、再生器２２から循環される溶媒Ａ （ｔ）は容器
２１の散布口２３から散布されて容器２ノ内で生成して
いる気相の溶媒Ｂ （ｇ）を溶解させ、熱交換器２４を
介して溶解熱として外界へ熱Ｑ。
２１の散布口２３から散布されて容器２ノ内で生成して
いる気相の溶媒Ｂ （ｇ）を溶解させ、熱交換器２４を
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（４Ｊ７は容
器２１の底部に一時貯蔵される。
器２１の底部に一時貯蔵される。
□ 容器２）で生成した溶液Ａ−Ｂ（４）は抽出口３２
からポンｆ３３へ送られて臨界圧近傍に加圧され、更に
加熱器３４で臨界温度近傍に加熱されて再生器２２内に
設けられた注入口３５を経て注入される。再生器２２内
では臨界現象により溶媒Ａ （Ａと液相の溶質Ｂ （／
ｕとの溶解度が低下し、両者の密度差に上り上相の溶質
Ｂ（４３６（例えばアルコール類）と下相の溶媒Ａ（ｚ
）、ｖ７（例えばグリコール類）との２相に分離される
。この際、常温常圧下でのアルコールのグリコールに対
する溶解量ｆ：Ｓ１とし、臨界圧及び臨界温度での溶解
ｔｉｔｅｓ２とするとＳ、 −Ｓ、、に相当するアルコ
ールが分離される。
からポンｆ３３へ送られて臨界圧近傍に加圧され、更に
加熱器３４で臨界温度近傍に加熱されて再生器２２内に
設けられた注入口３５を経て注入される。再生器２２内
では臨界現象により溶媒Ａ （Ａと液相の溶質Ｂ （／
ｕとの溶解度が低下し、両者の密度差に上り上相の溶質
Ｂ（４３６（例えばアルコール類）と下相の溶媒Ａ（ｚ
）、ｖ７（例えばグリコール類）との２相に分離される
。この際、常温常圧下でのアルコールのグリコールに対
する溶解量ｆ：Ｓ１とし、臨界圧及び臨界温度での溶解
ｔｉｔｅｓ２とするとＳ、 −Ｓ、、に相当するアルコ
ールが分離される。
再生器２２内の上相の溶質Ｂ（ｔ）３６は抽出口３８か
らパルプ３９により減圧されて容器２ノへ循環される。
らパルプ３９により減圧されて容器２ノへ循環される。
また、再生器２２内の下相の溶媒Ａ（イ）３７は抽Ｌｔ
１口４０からパルプ４ノにより減圧されて容器２ノへ循
環される。
１口４０からパルプ４ノにより減圧されて容器２ノへ循
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。
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ｆＶＣよれば、浴液Ａ・Ｂ（力
を臨界圧近傍に加圧し、更に臨界温度近傍に加熱するこ
とによジ、溶媒Ａ ＜１４と溶質Ｂ（力との溶解度を低
下させて液相の１ま両者を分離できるので、従来の蒸留
分部を朽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全
簡素化することができる。
を臨界圧近傍に加圧し、更に臨界温度近傍に加熱するこ
とによジ、溶媒Ａ ＜１４と溶質Ｂ（力との溶解度を低
下させて液相の１ま両者を分離できるので、従来の蒸留
分部を朽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全
簡素化することができる。
なお、上述したような熱化学サイクルにヒートポンプと
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、溶液の臨界現象を利
用することによ！ｌｌ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。
用することによ！ｌｌ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
に係る臨界現象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臨界現象を利用したヒート
ポンプの構成図である。 １〕・・・吸収器、１２・・・再生器、１３・・・蒸発
器、２１・・・容器、２２・・・再生器、２３．２５・
・散布口、２４．２６・・・熱交換器、２７．３６・・
・溶質、２８・・・受皿、２９，３２，３８，４θ・・
抽出口、３０．３３・・ポンプ、３１・・・溶液、３４
・・加熱器、３５・・注入口、３７・・溶媒、３９．４
１・・・バルブ。 出願人復代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 第２図 第３図
に係る臨界現象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臨界現象を利用したヒート
ポンプの構成図である。 １〕・・・吸収器、１２・・・再生器、１３・・・蒸発
器、２１・・・容器、２２・・・再生器、２３．２５・
・散布口、２４．２６・・・熱交換器、２７．３６・・
・溶質、２８・・・受皿、２９，３２，３８，４θ・・
抽出口、３０．３３・・ポンプ、３１・・・溶液、３４
・・加熱器、３５・・注入口、３７・・溶媒、３９．４
１・・・バルブ。 出願人復代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 第２図 第３図
Claims (1)
- 液相の溶媒に気相の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、前記溶液を臨界点近傍に加圧
、加熱し、液相の溶媒と液相の溶質との分離を行なう手
段と、外界から熱を吸収し、液相の溶質を気化させて気
相の溶質を生成する手段とを具備し、これらの間で熱サ
イクルを形成した仁とを特徴とするヒートポンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9320284A JPS60235970A (ja) | 1984-05-10 | 1984-05-10 | ヒ−トポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9320284A JPS60235970A (ja) | 1984-05-10 | 1984-05-10 | ヒ−トポンプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60235970A true JPS60235970A (ja) | 1985-11-22 |
Family
ID=14075983
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9320284A Pending JPS60235970A (ja) | 1984-05-10 | 1984-05-10 | ヒ−トポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60235970A (ja) |
-
1984
- 1984-05-10 JP JP9320284A patent/JPS60235970A/ja active Pending
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