JPS62266368A - 冷暖熱発生装置 - 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 本発明は冷暖房空調、排熱回収等を行なうヒートポンプ
システムに関するものである。

従来の技術 従来ヒートポンプシステムについては、様々な方法が提
案されているが、フロンを用いた蒸気圧縮式、リチウム
ブロマイドと水を用いた吸収式が、主として実用されて
いるにすぎない。そして、前者は高圧系システムであり
後者は真空系に近い低圧系システムであった。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら前者については、効率は良いのであるが、
その作動圧力が高いために、騒音、振動も高く、また配
管等も耐圧を要するために堅牢かつ精密な造りにする必
要があり、高価な製品にならざるを得なかった。さらπ
、フロンについてはオゾン層の破壊の懸念が持たれ、そ
の使用については、量を削減しようという全世界的な動
きもあり、少なからず問題を内在していた。また、後者
にづいても、効率がそれほど高くなく（入力に対する出
力が１００％前後である）、空冷化が困難、真空系に近
いために配管類が大型化し装置全体の小型化が困難であ
り、また恒常的な低圧の維持も難しい、等の問題があっ
た。

問題点を解決するための手段 本発明は前記問題点を解決するために、熱交換機能を有
する低圧の第一反応器および高圧の第二反応器と、両反
応器を連結する気体輸送路、液体輸送路、液体返送路と
、その気体輸送路には気体圧送機を、液体輸送路には液
体圧送機を、液体返送路には圧力開放器をそれぞれ設け
、第一反応器では液体からの気体の脱離に伴う吸熱反応
を、第二反応器では、液体への気体の吸収に伴う発熱反
応を行なわせしめ、第一反応器からは冷熱を、第二反応
器からは暖熱を取り出せるよう構成し、この装置の動作
中においては、前記第一反応器は大気圧より低く前記第
二反応器は大気圧より高くなるように設定したものであ
り、つまり系の圧力が比較的大気圧に近い状態で動作す
る化学反応を利用したヒートポンプシステムを提供する
ものである。

作　　用 上記構成における作用について以下に述べる。

一般に可逆的化学反応系においては、高温で吸熱、低温
で発熱反応が進行するのであるが、系の圧力を変化させ
ることによって逆の反応を起こさせることも可能である
。つまり、ある系において、高温高圧で発熱反応、低温
低圧で吸熱反応を進行させられる。本発明はこのような
系を利用して新方式ヒートポンプシステムを形成するも
のであり、特に反応系として、 気体＋液体＃液体＋反応熱（発熱） となるものを選んで構成している。右向きが発熱反応で
あり、左向きが吸熱反応となる。よって、低圧の第一反
応器で左向き、高圧の第二反応器で右向きの反応を進行
させ、それぞれの反応器から熱交換によって冷暖熱を目
的に応じて取り出すことが可能となるっこの時、気体圧
送機、液体圧送機、圧力開放器は、反応を進行させるだ
めの高圧低圧条件を作るために用いるのであるが、反応
物質である気体、液体それぞれおよび組み合わせ、濃度
等は、この装置の動作中において第一反応器は大気圧よ
り低く第二反応器は大気圧より高くなるように適切に選
ばれる。よって装置の停止状態における系内の圧力は大
気圧に近い状態となる。

また熱回収器９は液体圧送路６側へ冷熱を回収するため
に用い、熱回収器１０はその反対側へ暖熱を回収するた
めに用いる。

実施例 本発明による冷暖熱発生装置の概念図を図に示す。１は
第一反応器であり、２が第二反応器であり、両反応器は
、空気、水等の媒体を介して外界との熱交換が可能であ
るとともに、途中に気体圧送機６を設けた気体輸送路３
、液体圧送機７を設けた液体輸送路４、圧力開放機８を
設けだ液体返送路６でそれぞれ結ばれる。このとき両反
応器中での吸収および脱離反応を速やかに行なわせるた
めに、気液の接触面積を増加させるような充填物あるい
は触媒などを充填したり、流れを攪乱させるような操作
、構造にするなどの配慮が必要である。９，１ｏは気体
輸送路３と液体輸送路４の両方と、液体返送路５との間
で熱交換を行なう熱回収器であるが、必要に応じて液体
輸送路４と液体返送路５との間だけで熱交換するように
してもよい。図中の矢印は反応物あるいは反応生成物の
流れ方向をしめす。

次にヒートポンプシステムとして機能させるためにどの
ような反応系を選ぶかについて簡単に記す。

基本的には目的とする得たい温度レベルに応じて、反応
系を選ぶべきであり、また反応圧力も設定するべきもの
であるが、可能な系として次のようなものがある。

たとえば、炭酸ガス、硫化水素等の酸性ガスと、アルカ
ノールアミン類あるいはアルカリ塩類のどちらかまたは
両者の混合であるアルカリ性水溶液から成る反応系、ま
たはその後者が、スルフォラン、ポリエチレングリコー
ルジメチルエーテル、プレピレンカーボネイト、メタノ
ール等の有機剤である反応系、アンモニアと水から成る
反応系、比較的低い蒸気圧のハロゲン化炭化水素かハロ
ゲン化アルコールと有機剤から成る反応系などである。

これらのうちから具体的に反応物を選んで、ヒートポン
プとして作動したときの成績例について以下に示す。

（実施例１） 炭酸ガスとジェタノールアミン３モル／リッター水溶液
から成る系において、低温低圧側：５℃、０．０７ａｔ
ａ、高温高圧側：５０℃、４．０ａｔａ、なる条件にお
いて、気体および液体用圧送機の総入力に対する冷房出
力で約３００％を得た。

（実施例２） 硫化水素とモノエタノ−シフ４２２モル／リッター水溶
液から成る系において、低温低圧側二８ｏ℃、２０Ｔｏ
ｒｒ、高温高圧側：１２０℃、１２００Ｔｏｒｒ　　、
なる条件において、入力に対する昇温の出力で約５００
％を得た。

発明の効果 以上のように本発明によれば次のような効果が得られる
。

ｄ、作動圧力が大気圧に近いために、圧送機、配管、シ
ール等の部材を樹脂などの安価な材料、簡単な構成で済
ますことができ、全体としてコストが安くなる。

ｂ、システムが非作動中においても系内外の圧力差が小
さいため、ｄと同様の効果がある。

Ｃ１適当な反応系を選ぶことによって様々な使用目的、
温度レベルに対応できる。

ｄ、全て流体から成る反応系であり、成分の晶出もない
ため、水冷、空冷等の熱交換の形態に自由度が大きい。

ｅ、小型装置から大型装置まで対応できる。

ｆ１フロンレスのヒートポンプシステムモ可能であり、
その場合にはオゾン層云々の心配がなくなる。

ｑ、動力源が電気だけでよいため取り扱いが簡単である
。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例の冷暖房発生装置の構成図である
。 １・・・・・・第一反応器、２・・・・・・第二反応器
、３・・・・・・気体輸送路、４・・・・・・液体輸送
路、６・・・・・・液体返送路、６・・・・・・気体圧
送機、７・・・・・・液体圧送機、８・・・・・・圧力
開放器。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）外界との熱交換機能を有する低圧の第一反応器お
   よび高圧の第二反応器と、両反応器を連結する気体輸送
   路、液体輸送路、液体返送路を具備し、前記気体輸送路
   には気体圧送機を、前記液体輸送路には液体圧送機を、
   前記液体返送路には圧力開放器をそれぞれ設け、前記第
   一反応器では液体からの気体の脱離に伴う吸熱反応を、
   前記第二反応器では、液体への気体の吸収に伴う発熱反
   応を行なわせしめ、前記第一反応器からは冷熱を、前記
   第二反応器からは暖熱を取り出せるよう構成し、この装
   置の動作中においては、前記第一反応器は大気圧より低
   く前記第二反応器は大気圧より高くなるように設定した
   冷暖熱発生装置。
2. （２）第一、第二反応器それぞれに近い場所に於いて、
   前期気体輸送路と前記液体輸送路の両方あるいは前記液
   体輸送路と、前記液体返送路との間で熱交換させる熱回
   収器を設けた特許請求の範囲第１項記載の冷暖熱発生装
   置。