JPS6210346B2 - - Google Patents
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- JPS6210346B2 JPS6210346B2 JP55032756A JP3275680A JPS6210346B2 JP S6210346 B2 JPS6210346 B2 JP S6210346B2 JP 55032756 A JP55032756 A JP 55032756A JP 3275680 A JP3275680 A JP 3275680A JP S6210346 B2 JPS6210346 B2 JP S6210346B2
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Links
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/14—Thermal energy storage
Landscapes
- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は濃度差による熱エネルギー変換方法に
係り、特に低温、低温度差の熱エネルギーから濃
度差エネルギーとして濃縮貯蔵する方法に関す
る。
係り、特に低温、低温度差の熱エネルギーから濃
度差エネルギーとして濃縮貯蔵する方法に関す
る。
熱エネルギーの濃縮法には、圧縮式ヒートポン
プを用いる方法、吸収式ヒートポンプを用いる方
法があり、熱エネルギーの貯蔵法には、顕熱、潜
熱（相変化）を利用して熱エネルギーをそのまま
貯蔵する方法、電気変換法、化学反応熱、希釈
熱、吸収熱等を利用して熱エネルギーを濃度差エ
ネルギーに変換する方法がある。
プを用いる方法、吸収式ヒートポンプを用いる方
法があり、熱エネルギーの貯蔵法には、顕熱、潜
熱（相変化）を利用して熱エネルギーをそのまま
貯蔵する方法、電気変換法、化学反応熱、希釈
熱、吸収熱等を利用して熱エネルギーを濃度差エ
ネルギーに変換する方法がある。
これらの方法の中で、熱エネルギーを濃度差エ
ネルギーに変換する方法は、一般に(1)式に示すよ
うに異種物質を混合（反応）させることによつて
発熱（反応熱、混合熱、希釈熱等）する原理を利
用している。
ネルギーに変換する方法は、一般に(1)式に示すよ
うに異種物質を混合（反応）させることによつて
発熱（反応熱、混合熱、希釈熱等）する原理を利
用している。
Ａ＋Ｂ→（Ａ＋Ｂ）＋Δｑ ………(1)
この原理を第１図に示す具体的プロセスに基づ
いて説明する。
いて説明する。
第１図において、分離槽１０に貯蔵されたＡ，
Ｂ混合（反応）物質は余剰熱エネルギー２１によ
る蒸発、蒸留等の手段によつてＡ物質１とＢ物質
２に分離され、それぞれ貯蔵１２、貯蔵１１に貯
蔵される。そして必要時にＡ物質とＢ物質とは混
合（反応）槽１３に供給され、ここで混合（反
応）発熱し、この昇温温度に相当する高温のエネ
ルギー２２が得られる。使用済の混合物質３は再
び分離槽１０に戻される。
Ｂ混合（反応）物質は余剰熱エネルギー２１によ
る蒸発、蒸留等の手段によつてＡ物質１とＢ物質
２に分離され、それぞれ貯蔵１２、貯蔵１１に貯
蔵される。そして必要時にＡ物質とＢ物質とは混
合（反応）槽１３に供給され、ここで混合（反
応）発熱し、この昇温温度に相当する高温のエネ
ルギー２２が得られる。使用済の混合物質３は再
び分離槽１０に戻される。
一般に混合（反応）熱は、Ａ，Ｂ両物質の純度
（濃度）が高い程大きい。例えば希釈熱（Δｑ）
は第２図に示すように希釈前後の濃度差ΔＣが大
きく、希釈後の濃度C1が高い程、大きくなる。
したがつて熱エネルギーを濃度差エネルギーに変
換する方法では、第１図に示す分離槽１０におい
てＡ，Ｂ両物質を如何に効率よく分離できるかが
重要となつてくる。
（濃度）が高い程大きい。例えば希釈熱（Δｑ）
は第２図に示すように希釈前後の濃度差ΔＣが大
きく、希釈後の濃度C1が高い程、大きくなる。
したがつて熱エネルギーを濃度差エネルギーに変
換する方法では、第１図に示す分離槽１０におい
てＡ，Ｂ両物質を如何に効率よく分離できるかが
重要となつてくる。
上記のような混合物質を分離する方法として、
従来第３図に示す方法がある。第３図は、混合物
質（混合溶液）の沸点差を耗用して熱エネルギー
により混合物質を分離する方法であり、第４図は
第３図の各工程の状態を示すＰ―Ｔ線図である。
第３図および第４図において、Ａ〜Ｃに示す符号
は共通であり、各工程の状態を示している。
従来第３図に示す方法がある。第３図は、混合物
質（混合溶液）の沸点差を耗用して熱エネルギー
により混合物質を分離する方法であり、第４図は
第３図の各工程の状態を示すＰ―Ｔ線図である。
第３図および第４図において、Ａ〜Ｃに示す符号
は共通であり、各工程の状態を示している。
混合液（低沸点液と高沸点液との混合溶液であ
り、高沸点液の濃度はC1％である。）４３は、蒸
発部３０に導入され(A)、ここで温度T2、圧力P1
の条件下で余剰熱エネルギー２１によつて加熱さ
れ、低沸点液の蒸気４２Ａを蒸発分離し、濃度
C2％の濃厚な高沸点液４１となる(B)。高沸点液
４１は系外に取り出される。
り、高沸点液の濃度はC1％である。）４３は、蒸
発部３０に導入され(A)、ここで温度T2、圧力P1
の条件下で余剰熱エネルギー２１によつて加熱さ
れ、低沸点液の蒸気４２Ａを蒸発分離し、濃度
C2％の濃厚な高沸点液４１となる(B)。高沸点液
４１は系外に取り出される。
一方発生した低沸点液の蒸気４２Ａは、同圧力
で温度T1（＜T2）の条件下にある濃縮部３１に達
し、ここで冷却水等の冷温エネルギー２２によつ
て冷却されて凝縮し、低沸点液（ほぼ高沸点液濃
度C2≒０％）４２となる。低沸点液４２は系外
に取り出される。このようにして混合液から低沸
点液と高沸点液が分離される。
で温度T1（＜T2）の条件下にある濃縮部３１に達
し、ここで冷却水等の冷温エネルギー２２によつ
て冷却されて凝縮し、低沸点液（ほぼ高沸点液濃
度C2≒０％）４２となる。低沸点液４２は系外
に取り出される。このようにして混合液から低沸
点液と高沸点液が分離される。
この方法では余剰熱エネルギー２１に30〜50℃
の低温エネルギーを使用すると、系内圧力P1は負
圧となる。したがつて蒸発部温度T2は余剰熱エ
ネルギー２１によつて制限されることから、高沸
点液の濃度を高くするためには、系内圧力P1を下
げる必要がある。しかし冷温エネルギー２２とし
て、一般に海水等の冷却水（10〜20℃）を使用す
るため、凝縮部温度T1は制限されるから、系内
圧力P1を下げ過ぎると低沸点液を凝縮することが
できなくなる。したがつて系内の最低圧力は温度
T1における低沸点液の蒸気の飽和温度で決定さ
れる。このような技術的背景から、現在エネルギ
ー回収として脚光を浴びている比較的低温（30〜
50℃）のエネルギーでは高沸点液を高濃度液とな
るまで濃縮することが困難である。このため低温
エネルギーは有効に利用されることなく、廃棄さ
れているのが現状である。
の低温エネルギーを使用すると、系内圧力P1は負
圧となる。したがつて蒸発部温度T2は余剰熱エ
ネルギー２１によつて制限されることから、高沸
点液の濃度を高くするためには、系内圧力P1を下
げる必要がある。しかし冷温エネルギー２２とし
て、一般に海水等の冷却水（10〜20℃）を使用す
るため、凝縮部温度T1は制限されるから、系内
圧力P1を下げ過ぎると低沸点液を凝縮することが
できなくなる。したがつて系内の最低圧力は温度
T1における低沸点液の蒸気の飽和温度で決定さ
れる。このような技術的背景から、現在エネルギ
ー回収として脚光を浴びている比較的低温（30〜
50℃）のエネルギーでは高沸点液を高濃度液とな
るまで濃縮することが困難である。このため低温
エネルギーは有効に利用されることなく、廃棄さ
れているのが現状である。
本発明の目的は、低温度の余剰熱エネルギーに
よつて沸点の異なる成分からなる媒体液から効率
よく低沸点液と高沸点液とに分離し、熱エネルギ
ーを濃度差エネルギーとして変換貯蔵できる方法
を提供することにある。
よつて沸点の異なる成分からなる媒体液から効率
よく低沸点液と高沸点液とに分離し、熱エネルギ
ーを濃度差エネルギーとして変換貯蔵できる方法
を提供することにある。
本発明は、低温の余剰熱エネルギーでは凝縮工
程の圧力が低くなり、低沸点液の蒸気を凝縮液化
できない問題点を、混合液から発生した低沸点液
を、混合液（蒸発濃縮工程に導入される媒体液）
より濃度の低い中間媒体液に吸収液化させ、ここ
で希釈された中間媒体液をより高圧の系内に導
き、ここで低温の余剰エネルギーにより加熱して
再び低沸点液の蒸気を発生させ、これを高圧下で
凝縮させて低沸点液を得ることによつて解決した
ものである。
程の圧力が低くなり、低沸点液の蒸気を凝縮液化
できない問題点を、混合液から発生した低沸点液
を、混合液（蒸発濃縮工程に導入される媒体液）
より濃度の低い中間媒体液に吸収液化させ、ここ
で希釈された中間媒体液をより高圧の系内に導
き、ここで低温の余剰エネルギーにより加熱して
再び低沸点液の蒸気を発生させ、これを高圧下で
凝縮させて低沸点液を得ることによつて解決した
ものである。
換言すれば、本発明は高沸点液の濃縮工程は低
圧が有利であり、反面低沸点液の蒸気の凝縮には
高圧が有利であることから、このような異なる圧
力系で低沸点液の蒸発と凝縮とを行うため、上記
のように一定の性質を有する中間媒体液を使用す
るものである。
圧が有利であり、反面低沸点液の蒸気の凝縮には
高圧が有利であることから、このような異なる圧
力系で低沸点液の蒸発と凝縮とを行うため、上記
のように一定の性質を有する中間媒体液を使用す
るものである。
以下、本発明の一実施例を添付図面に基づいて
説明する。
説明する。
第５図は本発明の一例を示す基本サイクルであ
り、第６図は第５図の各工程の状態を示すＰ―Ｔ
線図である。第５図および第６図において、Ａ〜
Ｇに示す符号は共通であり、各工程の状態を示し
ている。
り、第６図は第５図の各工程の状態を示すＰ―Ｔ
線図である。第５図および第６図において、Ａ〜
Ｇに示す符号は共通であり、各工程の状態を示し
ている。
混合液（低沸点液と高沸点液との混合溶液であ
り、高沸点液の濃度はC1％である。）４３は圧力
P1（P1＜P2）の蒸発部３０に導入される(A)。ここ
で温度T2、圧力P1の条件下で余剰熱エネルギー
（30〜50℃）２１によつて加熱され、低沸点液の
蒸気４２Ａを蒸発分離し、濃度C2％の濃厚な高
沸点液４１となる(B)。高沸点液４１は系外に取り
出される。
り、高沸点液の濃度はC1％である。）４３は圧力
P1（P1＜P2）の蒸発部３０に導入される(A)。ここ
で温度T2、圧力P1の条件下で余剰熱エネルギー
（30〜50℃）２１によつて加熱され、低沸点液の
蒸気４２Ａを蒸発分離し、濃度C2％の濃厚な高
沸点液４１となる(B)。高沸点液４１は系外に取り
出される。
一方発生した低沸点液の蒸気４２Ａは、同圧力
温度T1（＜T2）の条件下にある中間吸収部３２に
達し、ここで冷却水等の冷温エネルギー２２によ
つて冷却されるとともに中間媒体液４６に吸収さ
れる。中間媒体液４６は、高沸点液４１と同成分
からなり、濃度C4％（＜C1％）の高沸点液であ
り、従つてＰ―Ｔ線図の傾斜は高沸点液４１のそ
れと同じである。
温度T1（＜T2）の条件下にある中間吸収部３２に
達し、ここで冷却水等の冷温エネルギー２２によ
つて冷却されるとともに中間媒体液４６に吸収さ
れる。中間媒体液４６は、高沸点液４１と同成分
からなり、濃度C4％（＜C1％）の高沸点液であ
り、従つてＰ―Ｔ線図の傾斜は高沸点液４１のそ
れと同じである。
低沸点液の蒸気４２Ａを吸収して希釈された中
間媒体液４５は、圧力P2（＞P1）、温度T2の中間
凝縮部３３に導入され(F)、ここで余剰熱エネルギ
ー（30〜50℃）２１によつて加熱され、再び低沸
点液の蒸気４２Ａを蒸発分離し、濃度C4％まで
濃縮される(G)。濃縮された中間媒体液４６は中間
吸収部３２に循環される(D)。中間凝縮部３３にお
いて発生した低沸点液の蒸気４２Ａは、同圧力
（P2）で温度T1の条件下にある凝縮部３１に達
し、ここで冷却水等の低温エネルギー２２によつ
て冷却凝縮し、低沸点液４２として系外に取り出
される(C)。
間媒体液４５は、圧力P2（＞P1）、温度T2の中間
凝縮部３３に導入され(F)、ここで余剰熱エネルギ
ー（30〜50℃）２１によつて加熱され、再び低沸
点液の蒸気４２Ａを蒸発分離し、濃度C4％まで
濃縮される(G)。濃縮された中間媒体液４６は中間
吸収部３２に循環される(D)。中間凝縮部３３にお
いて発生した低沸点液の蒸気４２Ａは、同圧力
（P2）で温度T1の条件下にある凝縮部３１に達
し、ここで冷却水等の低温エネルギー２２によつ
て冷却凝縮し、低沸点液４２として系外に取り出
される(C)。
本実施例では、中間媒体液を希釈した後、濃縮
する工程を一段としているが、最終的に分離すべ
き低沸点液と高沸点液とに要求される濃度、余剰
熱エネルギーの温度によつて、中間媒体液の希
釈・濃縮工程を２段以上とし、中間媒体液の最終
濃縮工程で発生した低沸点液の蒸気を凝縮工程に
導入することもできる。
する工程を一段としているが、最終的に分離すべ
き低沸点液と高沸点液とに要求される濃度、余剰
熱エネルギーの温度によつて、中間媒体液の希
釈・濃縮工程を２段以上とし、中間媒体液の最終
濃縮工程で発生した低沸点液の蒸気を凝縮工程に
導入することもできる。
次に具体的数値に基づいて本発明の効果を明ら
かにする。
かにする。
第３図（従来法）と第５図（本発明法）による
方法において、余剰熱エネルギーおよび低温エネ
ルギーにより系内温度T1，T2をそれぞれ20℃，
35℃の条件に保ち、硫酸水溶液を濃縮硫酸と水に
分離した場合の結果を下に示す。
方法において、余剰熱エネルギーおよび低温エネ
ルギーにより系内温度T1，T2をそれぞれ20℃，
35℃の条件に保ち、硫酸水溶液を濃縮硫酸と水に
分離した場合の結果を下に示す。
従来法（第３図） 濃縮硫酸濃度
C2＝49％
（P1＝16mmＨｇ）
本発明（第５図） 濃縮硫酸濃度
C2＝59％
（P1＝８mmＨｇ）
以上のように、本発明によれば、低温度の余剰
熱エネルギーによつて、高沸点液の濃縮を低圧下
で、低沸点液の凝縮を高圧下で行つて高沸点液と
低沸点液とを分離することができるから、低温度
の余剰熱エネルギーを高濃度の濃度差エネルギー
に容易に変換することができる。
熱エネルギーによつて、高沸点液の濃縮を低圧下
で、低沸点液の凝縮を高圧下で行つて高沸点液と
低沸点液とを分離することができるから、低温度
の余剰熱エネルギーを高濃度の濃度差エネルギー
に容易に変換することができる。
第１図は濃度差による熱エネルギー変換法の原
理を示すサイクル図、第２図は液濃度と希釈熱の
関係線図、第３図は従来の濃度差による熱エネル
ギー変換法を示すサイクル図、第４図は第３図に
おける各工程の状態を示すＰ―Ｔ線図、第５図は
本発明の一例を示すサイクル図、第６図は第５図
における各工程の状態を示すＰ―Ｔ線図である。 １０…分離槽、１３…混合槽、２１…余剰エネ
ルギー、２２…高温エネルギー、３０…蒸発部、
３１…凝縮部、３２…中間吸収部、３３…中間濃
縮部、４５…中間媒体液（希釈）、４６…中間媒
体液（濃縮）。
理を示すサイクル図、第２図は液濃度と希釈熱の
関係線図、第３図は従来の濃度差による熱エネル
ギー変換法を示すサイクル図、第４図は第３図に
おける各工程の状態を示すＰ―Ｔ線図、第５図は
本発明の一例を示すサイクル図、第６図は第５図
における各工程の状態を示すＰ―Ｔ線図である。 １０…分離槽、１３…混合槽、２１…余剰エネ
ルギー、２２…高温エネルギー、３０…蒸発部、
３１…凝縮部、３２…中間吸収部、３３…中間濃
縮部、４５…中間媒体液（希釈）、４６…中間媒
体液（濃縮）。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 沸点の異なる成分を有する媒体液を熱エネル
ギーによつて加熱し、低沸点液を蒸発させて高沸
点液を濃縮する蒸発濃縮工程と、発生した低沸点
液の蒸気を熱エネルギーによつて凝縮し、低沸点
液と高沸点液とを分離する凝縮工程とを有する濃
度差による熱エネルギー変換方法において、前記
凝縮工程を前記蒸発濃縮工程より高い圧力下に維
持するとともに前記蒸発濃縮工程で発生した低沸
点液の蒸気を、この蒸発濃縮工程に導入される媒
体液より濃度の低い中間媒体液に吸収され、希釈
された中間媒体液を前記凝縮工程に導入すること
を特徴とする濃度差による熱エネルギー変換方
法。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記希釈さ
れた中間媒体液は、前記凝縮工程で低沸点液の蒸
気を発生して濃縮され、この濃縮された中間媒体
液を前記蒸発濃縮工程に循環させることを特徴と
する濃度差による熱エネルギー変換方法。 ３ 特許請求の範囲第１項において、前記希釈さ
れた中間媒体液の濃縮を多段に行ない、最終段で
低沸点液を分離することを特徴とする濃度差によ
る熱エネルギー変換方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3275680A JPS56130567A (en) | 1980-03-17 | 1980-03-17 | Conversion of heat energy depending on concentration difference |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3275680A JPS56130567A (en) | 1980-03-17 | 1980-03-17 | Conversion of heat energy depending on concentration difference |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56130567A JPS56130567A (en) | 1981-10-13 |
| JPS6210346B2 true JPS6210346B2 (ja) | 1987-03-05 |
Family
ID=12367680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3275680A Granted JPS56130567A (en) | 1980-03-17 | 1980-03-17 | Conversion of heat energy depending on concentration difference |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56130567A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013160399A (ja) * | 2012-02-01 | 2013-08-19 | Kawasaki Thermal Engineering Co Ltd | 吸収式冷凍機の制御運転方法。 |
-
1980
- 1980-03-17 JP JP3275680A patent/JPS56130567A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013160399A (ja) * | 2012-02-01 | 2013-08-19 | Kawasaki Thermal Engineering Co Ltd | 吸収式冷凍機の制御運転方法。 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56130567A (en) | 1981-10-13 |
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