JPS6033465A - Chemical heat pump - Google Patents

Chemical heat pump

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Publication number
JPS6033465A
JPS6033465A JP14319683A JP14319683A JPS6033465A JP S6033465 A JPS6033465 A JP S6033465A JP 14319683 A JP14319683 A JP 14319683A JP 14319683 A JP14319683 A JP 14319683A JP S6033465 A JPS6033465 A JP S6033465A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat pump
chemical heat
absorbent
water
refrigerant
Prior art date
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Pending
Application number
JP14319683A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
仁誠 宮崎
光亦 忠泰
芳野 公明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP14319683A priority Critical patent/JPS6033465A/en
Publication of JPS6033465A publication Critical patent/JPS6033465A/en
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、低消費エネルギーで作動する冷暖房および蓄
熱用ケミカルヒートポンプのうち、特に動力源を最大限
除去して簡便に作動させるようにした受動的ケミカルヒ
ートポンプに関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to chemical heat pumps for heating, cooling, and heat storage that operate with low energy consumption, and in particular to passive chemical heat pumps that can be easily operated by eliminating the power source to the maximum extent possible. It concerns heat pumps.

従来例の構成とその問題点 従来ケミカルヒートポンプに関しては、特に臭化リチウ
ム水溶液を吸収剤とじた冷房機器が開発されている。こ
の場合、吸収剤に均一に冷媒(水等)を吸収させるため
、その溶液をポンプで強制循環させたり、また広い吸収
面積を確保するため、溶液をシャワーで噴出させるとい
う操作が必要であり、従って、これらの操作機構がケミ
カルヒートポンプのコストを大幅に引き上げていた。そ
のため、より低コストで、効率の良いケミカルヒートポ
ンプを提供するためには、動力を要する機構を基本的に
は用いないで蒸発器と吸収器の2槽間に冷媒蒸気を移動
させる方式であることが望寸しい。
Conventional Structures and Problems Concerning conventional chemical heat pumps, cooling equipment in which an aqueous lithium bromide solution is used as an absorbent has been developed. In this case, in order to uniformly absorb the refrigerant (water, etc.) into the absorbent, it is necessary to forcefully circulate the solution with a pump, and to ensure a wide absorption area, it is necessary to spray the solution with a shower. Therefore, these operating mechanisms have significantly increased the cost of chemical heat pumps. Therefore, in order to provide a chemical heat pump with lower cost and higher efficiency, it is necessary to use a method that basically moves refrigerant vapor between two tanks, an evaporator and an absorber, without using a mechanism that requires power. is as expected.

この際、吸収剤には広い吸収面積を確保して吸収剤に均
一に冷媒を吸収させることがきわめて重要な問題となっ
ていた。
At this time, it is extremely important to ensure that the absorbent has a large absorption area so that the absorbent absorbs the refrigerant uniformly.

一方、より安価で蓄熱密度の高い吸収剤として塩化カル
シウムがあるが、塩化カルシウムは含水量によっては、
固体−液体の相変化を起こしこの際、冷媒蒸気の入口付
近で氷砂糖状に固結するため実際に吸収剤として用いる
ことが困難であった。
On the other hand, calcium chloride is a cheaper absorbent with higher heat storage density, but depending on the water content, calcium chloride
It has been difficult to actually use it as an absorbent because it undergoes a solid-liquid phase change and solidifies into rock candy near the inlet of the refrigerant vapor.

発明の目的 本発明は前述の問題点を克服するために吸収剤に広い吸
収面積を確保すると共に、その吸収剤が固結しにくい内
部構造としたことにより、低コストで冒効率を長時間維
持できるケミカルヒートポンプを簡便に提供することを
目的としたものである。
Purpose of the Invention In order to overcome the above-mentioned problems, the present invention ensures a wide absorption area for the absorbent and has an internal structure that prevents the absorbent from caking, thereby maintaining the efficiency for a long time at low cost. The purpose is to easily provide a chemical heat pump that can be used.

発明の構成 本発明において、ケミカルヒートポンプの装置は、少な
くとも再生型兼吸収器1と、蒸発器兼凝縮器2の2槽全
備え、これらを開閉弁3を介して連結した密閉系からな
るものである。
Structure of the Invention In the present invention, the chemical heat pump device consists of a closed system that is equipped with at least two tanks, a regenerator/absorber 1 and an evaporator/condenser 2, and these are connected via an on-off valve 3. be.

第1図において容器1には吸収剤Aが、そして容器2に
は冷媒Bがそれぞれ充てんされている。
In FIG. 1, a container 1 is filled with an absorbent A, and a container 2 is filled with a refrigerant B.

少なくとも吸収剤A、全冷媒のいずれか一方(望ましく
は双方)は無機質繊維Cに含浸させである。
At least one of the absorbent A and the total refrigerant (preferably both) is impregnated into the inorganic fiber C.

ここで無機質繊維としては、例えば英国インペリアルケ
ミカル・インダストリーズ社が断熱材として開発した、
商標名「サフイル」というアルミナ95係、シリカ5係
を主成分とした繊維を素材として用いた種々の形体(例
えば板状、フェルト状2紙状、綿状、ペースト状)のも
のが適当であり、これに準じたものとして国内では、太
陽ケミカル社の「スーパーファイア−ボード」、揖斐用
電気工業社の「イビウール」、ニチアス社の1フアイン
フレツクス」、インライト工業社の[カオウールー1等
(いずれも商標)が販売されている。
Examples of inorganic fibers include, for example, the inorganic fiber developed by British Imperial Chemical Industries as a heat insulating material.
Various shapes (for example, plate-like, felt-like, paper-like, cotton-like, and paste-like) are suitable, and are made from fibers with the trade name ``Safil'' whose main components are alumina 95% and silica 5%. Similar products in Japan include Taiyo Chemical Co.'s ``Super Fire Board,'' Ibiyo Denki Kogyo Co., Ltd.'s ``Ibi Wool,'' NICHIAS Co., Ltd.'s ``1 Fine Flex,'' and Inrite Kogyo Co., Ltd.'s ``Kao Wool Lu 1 Class.'' Both are trademarks).

一般に、アルミナ、シリカを主成分とする無機質繊維で
は、アルミナ5o〜95%、シリカ5〜6゜6 −゛ 係の混合率のものが普及しており、高温(1000℃以
上)用の断熱材としてはアルミナを高比率(〜96係)
としたものが用いられている。
In general, inorganic fibers whose main components are alumina and silica have a mixture ratio of 50 to 95% alumina and 5 to 6% silica, and are used as insulation materials for high temperatures (over 1000°C). As for the high ratio of alumina (~96 section)
is used.

以上の状況の下で、発明者は塩化カルシウム−水系を用
いた2槽式のケミカルヒートポンプの研究を行なった結
果、前述の無機質繊維に吸収剤および冷媒を含浸させた
ケミカルヒートポンプは、吸収速度の増加、サイクル寿
命の向上、反応の均一化、腐食性の減少が同時に行なえ
ること金兄い出した。
Under the above circumstances, the inventor conducted research on a two-tank chemical heat pump using a calcium chloride-water system, and found that the chemical heat pump in which the above-mentioned inorganic fibers were impregnated with absorbent and refrigerant had a high absorption rate. We have discovered that it is possible to simultaneously increase the number of nanotubes, increase cycle life, homogenize the reaction, and reduce corrosiveness.

実施例の説明 無機質繊維を含浸材として用いることにより一前記の種
々の特性の向上が計れることを証明する実験例と共に本
発明の実施例を示す。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Examples of the present invention will be described together with experimental examples proving that the various properties mentioned above can be improved by using inorganic fibers as an impregnating material.

以下、各種の無機質繊維について、アルミナ(〜6o%
)、シリカ(〜6o%)を成分とするもののうち(a)
液状、(b)フェルト状、(0)紙状、(d)綿状、(
e)ペースト状のものを乾燥させたもの、そして(f)
アルミ(〜95%)、シリカ(〜6%)を成分とする板
状のものを用いた。
Below, regarding various inorganic fibers, alumina (~6o%
), among those containing silica (~6o%) (a)
liquid, (b) felt-like, (0) paper-like, (d) cotton-like, (
e) dried paste, and (f)
A plate-shaped material containing aluminum (~95%) and silica (~6%) was used.

6・・ 2 1)吸収速度の向上 第1図に示したヒートポンプ装置において容器1内には
、前記(a)〜(f)の各含浸材2oogにそれぞれ塩
化カルシウム四水塩1に9f融解し含浸させ、その後1
50℃で真空乾燥させ無水塩にした。このとき各々は8
30〜835gであった。ただし、理論的には834g
となる。また、容器2内には水40oyf:含浸させた
無機質繊維の板(容器1内に充てんしたものと同物質)
を充てんした。
6..2 1) Improvement of absorption rate In the heat pump device shown in FIG. Impregnate, then 1
It was vacuum dried at 50°C to form an anhydrous salt. At this time, each is 8
It was 30-835g. However, theoretically 834g
becomes. Container 2 also contains 40 oyf of water: an inorganic fiber board (same material as that filled in container 1) impregnated with water.
was filled.

一方、比較対象(g)として別の同様な装置における容
器1には含浸材を用いないで塩化カルシウム無水物63
4gを充てんし、容器2には水40C1を充てんした。
On the other hand, as a comparison target (g), in another similar device, container 1 contained calcium chloride anhydrous 63 without using an impregnating material.
Container 2 was filled with 40C1 of water.

計7コの装置を完全抜気した後同時にバルブを開いて室
温に放置し、容器2内の水の減少量を測定した。水の減
少量を時間に対しプロットしたものが第2図である。
After a total of seven devices were completely evacuated, the valves were opened at the same time and the devices were left at room temperature, and the amount of water reduction in the containers 2 was measured. Figure 2 shows a plot of the amount of water loss versus time.

11)サイクル寿命の向上 1)の実験を終えた後、さらに放置し、容器2内の水が
完全に容器1に吸収されたのを確認した後、この容器1
を150℃に加熱すると共に、容器2を5℃に冷却した
結果、この容器2に水400!が再び凝縮したのを確認
した。この後さらに各装置全抜気し同時にパルプ3を開
いて室温に放置した。以上の操作を1サイクルとし、1
00ザイクル同等の操作を行なった。各サイクルにおい
てバルブを開いてから1時間後の水の減少ik測測定た
。水の減少量をサイクル数に対してプロットしたのが第
3図である。
11) Improving cycle life After completing the experiment in 1), leave it for a while and confirm that the water in container 2 has been completely absorbed into container 1.
As a result of heating the container 2 to 150°C and cooling it to 5°C, 400ml of water was added to the container 2! was confirmed to have condensed again. After this, each device was completely vented, and at the same time, the pulp 3 was opened and left at room temperature. The above operations are considered as one cycle, and 1
An operation equivalent to 00 cycles was performed. The water loss ik was measured one hour after the valve was opened for each cycle. FIG. 3 shows the amount of water loss plotted against the number of cycles.

111)反応の均−化 先の11)の実験を行なう際%100サイクル終了後の
容器1および容器2の内部を観察し試験前の状態と比較
した。
111) Reaction equalization When carrying out the experiment in 11), the insides of containers 1 and 2 after completion of %100 cycles were observed and compared with the state before the test.

+V)腐食性の低下 含浸材(a) 101に塩化カルシウム四水塩50Ik
含浸させたもの、および塩化カルシウム四水塩601を
含浸材なしくg)で鋼、5US304゜鉄の3種の容器
(いずれも重量1001i’)にそれぞれ充てんし、密
閉後150℃に保って容器の腐食による重量減少を測定
したものが第4〜6図である。
+V) Corrosion reducing impregnation material (a) Calcium chloride tetrahydrate 50 Ik in 101
The impregnated product and calcium chloride tetrahydrate 601g (without impregnating material) were filled into three types of containers (each weighing 1001i') made of steel and 5US304° iron, and after sealing, the containers were kept at 150°C. Figures 4 to 6 show measurements of weight loss due to corrosion.

以上の実験結果を要約すると、第2図から明らかな様に
(2L)〜(0のいずれの場合にも含浸材を用いない場
合(g)に比べ著しい吸収速度の向上が見られた。特に
5時間具」二経過して後の吸収速度は、含浸材を用いな
かった従来の例に比べて大きな効果金得た。同時に第3
図に示される様に、含浸材を用いない場合は約20サイ
クルの反応で吸収速度が大きく低下したのに比べ含浸材
を用いると多くのサイクル数、すなわち長時間の使用に
際しても吸収速度の低下を抑えることができた。100
サイクル終了時に内部の状態を観察すると含浸材を用い
なかった場合は表面が氷砂糖状になり、水蒸気の吸収面
が著しく損なわれていたのに対し、含浸材を用いた場合
は、反応開始前と同等の表面状態を保っていた。これに
より、反応の均一化が行えたことをよく示している。な
お、第2図及び第3図の結果を総合すると、含浸材のな
かでは板状〉及び紙状のもの(a、f及びC)金属いた
方が1.9ム 9べ、、゛ 綿状(d)、フェルト状中)及びペースト状(6)のも
のを用いるよりも、それら含浸材中の吸収剤はより速く
吸水することがわかる。これは即断はできないが含浸材
が板状や紙状である方が、吸収剤の有効表面積を大きく
することができるからと考えられる。
To summarize the above experimental results, as is clear from Figure 2, in all cases of (2L) to (0), a remarkable improvement in absorption rate was observed compared to the case (g) in which no impregnating material was used.Especially The absorption rate after 5 hours has been significantly improved compared to the conventional example in which no impregnating material was used.
As shown in the figure, when no impregnating material was used, the absorption rate decreased significantly after about 20 reaction cycles, but when using an impregnating material, the absorption rate decreased even after many cycles, that is, even when used for a long time. was able to suppress it. 100
Observing the internal condition at the end of the cycle, we found that without the impregnation material, the surface became rock sugar-like and the water vapor absorption surface was significantly impaired, whereas with the impregnation material, the surface remained as good as before the reaction started. The same surface condition was maintained. This clearly shows that the reaction was homogenized. In addition, when the results in Figures 2 and 3 are combined, among the impregnated materials, the plate-like and paper-like ones (a, f, and C) are 1.9 times more expensive than the metal ones, and the cotton-like ones are 1.9 It can be seen that the absorbent in these impregnants absorbs water faster than those in (d), in felt form) and in paste form (6). Although this cannot be determined immediately, it is thought that the effective surface area of the absorbent can be increased if the impregnating material is plate-shaped or paper-shaped.

1だ金属容器の腐食性に関しては、第4〜6図に示すよ
うに、含浸材を用いなかった場合、3種のいずれの金属
に対しても腐食性が見られたが。
Regarding the corrosiveness of the metal container, as shown in FIGS. 4 to 6, when no impregnation material was used, corrosivity was observed for all three types of metals.

含浸材を用いると塩化カルシウムと金属の直接的な接触
が軽減されるため、大きな耐腐食効果を得ることもでき
た。特に、銅と5US304に対しては事実上腐食全皆
無に抑えることができた。
The use of an impregnating material reduces the direct contact between calcium chloride and the metal, resulting in a significant anti-corrosion effect. In particular, corrosion of copper and 5US304 could be suppressed to virtually no corrosion.

発明の効果 以上、吸収剤および冷媒を前述の含浸材に含浸させるこ
とによって、反応速度の向上、サイクル寿命の向上、反
応の均一化、および腐食の防止という問題を非常に11
イ便な方法により同時に解決することができた。すなわ
ち本発明により、効率的なケミカルヒートポンプを簡便
に提供することが10・、 S 可能となった。
In addition to the effects of the invention, by impregnating the above-mentioned impregnating material with an absorbent and a refrigerant, the problems of increasing reaction rate, improving cycle life, making reaction uniform, and preventing corrosion can be greatly improved.
We were able to solve the problem at the same time using a convenient method. That is, the present invention has made it possible to easily provide an efficient chemical heat pump.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来例および本発明に共通なケミカルヒートポ
ンプ装置の構造を簡単に示す断面略図、第2図は水の吸
収速g (cc/hour ) f容器間のバルブ開放
後の経過時間(hours )に対して作図した図、第
3図はパルプを開放して1時間経過後の水の吸収速ff
f−(cc /hour )を反応サイクル数に対して
作図した図、第4図〜第6図は銅、5US304゜鉄の
腐食による容器重量の減少量(実験開始時からの積算値
)を時間(hours )に対して作図した図である。 ム・・・・・・吸収剤、B・・・・・・冷媒、C・・・
・・・含浸材、1゜2・・・・・・容器、3・・・・・
・開閉弁。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名0)
 とλV76っ) ゞ 、&齢X暗ひ*■酵圓榊順叶漁 城 (h−)番姫す表−姫 一 〜 へ 11i 味
Fig. 1 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a chemical heat pump device common to the conventional example and the present invention, and Fig. 2 shows the water absorption rate g (cc/hour) ), Figure 3 shows the water absorption rate ff one hour after the pulp is opened.
Figures 4 to 6 plot f-(cc/hour) against the number of reaction cycles. Figures 4 to 6 show the amount of decrease in container weight (integrated value from the start of the experiment) due to corrosion of copper and 5US304° iron as a function of time. (hours). M...absorbent, B...refrigerant, C...
... Impregnation material, 1゜2 ... Container, 3 ...
・Opening/closing valve. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person (0)
and λV76) ゞ,&age

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)少なくとも吸収器と蒸発器の2槽で構成され、6
槽の内容物である、吸収剤と冷媒のうち少なくとも一方
が、対応する槽内において無機質繊維に含浸されたこと
を特徴とするケミカルヒートポンプ。
(1) Consisting of at least two tanks, an absorber and an evaporator, and 6
A chemical heat pump characterized in that at least one of an absorbent and a refrigerant, which are contents of a tank, is impregnated with inorganic fibers in the corresponding tank.
(2)無機質繊維の主要成分が、少なくともアルミナ(
Al2O5) 20〜100%、シリiy (5i02
 )0〜80チを含むもの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。
(2) The main component of the inorganic fiber is at least alumina (
Al2O5) 20-100%, Siliiy (5i02
) The chemical heat pump according to claim 1, wherein the chemical heat pump contains 0 to 80 inches.
(3)無機質繊維の主要成分が、アルミナ50〜100
%、シリカ0〜50%を含むものであることを特徴とす
る特許請求の範囲第2項記載のケミカルヒートポンプ。
(3) The main component of the inorganic fiber is alumina 50 to 100.
%, and 0 to 50% of silica.
(4)吸収剤が、塩化カルシウム水溶液であり、冷媒が
水であることを特徴とする特許請求の範囲第1項または
第2項または第3項記載のケミカルヒートポンプ。
(4) The chemical heat pump according to claim 1, 2, or 3, wherein the absorbent is an aqueous calcium chloride solution and the refrigerant is water.
JP14319683A 1983-08-04 1983-08-04 Chemical heat pump Pending JPS6033465A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6431967A (en) * 1987-07-27 1989-02-02 Tokio Nakada Manufacture of thin film
JP2003075708A (en) * 2001-09-07 2003-03-12 Sony Corp Lens device for imaging unit, and flexible printed wiring board used for the lens device
US7071926B2 (en) 2000-11-06 2006-07-04 Nissha Printing Co., Ltd. Touch panel capable of wide-area inputting

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