JPH0455234B2 - - Google Patents
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- JPH0455234B2 JPH0455234B2 JP58503480A JP50348083A JPH0455234B2 JP H0455234 B2 JPH0455234 B2 JP H0455234B2 JP 58503480 A JP58503480 A JP 58503480A JP 50348083 A JP50348083 A JP 50348083A JP H0455234 B2 JPH0455234 B2 JP H0455234B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
- C09K5/02—Materials undergoing a change of physical state when used
- C09K5/04—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa
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Description
請求の範囲
１ 水が溶液の２ないし50重量パーセントからな
り、非水成分が非水成分の総モルに対し、
LiNO3少なくとも35モルパーセントおよび亜硝
酸のリチウム、ナトリウムおよびカリウム塩少な
くとも35モルパーセントを含む、水と非水成分か
ら構成された吸収サイクルヒートポンプ用の水性
吸収剤組成物。
り、非水成分が非水成分の総モルに対し、
LiNO3少なくとも35モルパーセントおよび亜硝
酸のリチウム、ナトリウムおよびカリウム塩少な
くとも35モルパーセントを含む、水と非水成分か
ら構成された吸収サイクルヒートポンプ用の水性
吸収剤組成物。
２ 非水成分が、LiNO350重量パーセント、
NaNO230重量パーセント、およびKNO220重量
パーセントから構成される、請求の範囲第１項記
載の組成物。
NaNO230重量パーセント、およびKNO220重量
パーセントから構成される、請求の範囲第１項記
載の組成物。
３ 非水成分が、LiNO340ないし60重量パーセ
ント、LiNO2ないし30重量パーセント、および
NaNO220ないし30重量パーセントからなる、請
求の範囲第１項記載の組成物。
ント、LiNO2ないし30重量パーセント、および
NaNO220ないし30重量パーセントからなる、請
求の範囲第１項記載の組成物。
４ 非水成分が、さらに30重量パーセントまでの
リチウムハライド、グリコールまたはアルコール
からなる、請求の範囲第１項記載の組成物。
リチウムハライド、グリコールまたはアルコール
からなる、請求の範囲第１項記載の組成物。
５ 水蒸気飽和温度より少なくとも20℃高い第１
温度にある吸収剤溶液に水蒸気を第１圧力におい
て吸収させ、第２圧力の水蒸気の飽和温度より少
なくとも20℃高い第２温度にある吸収剤溶液から
第１圧力と異なる第２圧力にある水蒸気を放出さ
せる方法において、吸収剤溶液として、非水成分
がLiNO3少なくとも35モルパーセントおよび亜
硝酸アルカリ少なくとも35モルパーセントからな
る水溶液を供給することからなる、改良方法。
温度にある吸収剤溶液に水蒸気を第１圧力におい
て吸収させ、第２圧力の水蒸気の飽和温度より少
なくとも20℃高い第２温度にある吸収剤溶液から
第１圧力と異なる第２圧力にある水蒸気を放出さ
せる方法において、吸収剤溶液として、非水成分
がLiNO3少なくとも35モルパーセントおよび亜
硝酸アルカリ少なくとも35モルパーセントからな
る水溶液を供給することからなる、改良方法。
６ さらに放出行程の吸収剤圧力を上げることか
らなり、それによつて前進サイクルをもたらす、
請求の範囲第５項記載の方法。
らなり、それによつて前進サイクルをもたらす、
請求の範囲第５項記載の方法。
７ さらに放出行程の吸収剤圧力を下げることか
らなり、それによつて逆進サイクルをもたらす、
請求の範囲第５項記載の方法。
らなり、それによつて逆進サイクルをもたらす、
請求の範囲第５項記載の方法。
８ 非水成分がNaNO2少なくとも25モルパーセ
ントからなる、請求の範囲第５項記載の方法。
ントからなる、請求の範囲第５項記載の方法。
技術分野
この発明は、高沸点上昇化で水蒸気の有用量を
吸収および放出するものであつて、ヒートポンプ
のような吸収サイクル装置において有用な、溶液
組成物に関するものである。この溶液およびそれ
を用いる吸収サイクル類は、高温例えば260℃ま
で、およびさらに高い温度で特に利益をもたら
す。
吸収および放出するものであつて、ヒートポンプ
のような吸収サイクル装置において有用な、溶液
組成物に関するものである。この溶液およびそれ
を用いる吸収サイクル類は、高温例えば260℃ま
で、およびさらに高い温度で特に利益をもたら
す。
背景技術
冷凍機を含めたヒートポンプにおける主要な機
能は、熱供給温度の上昇である。吸収サイクルヒ
ートポンプでは、これは別の熱量だけの温度低下
を起させる。温度上昇すべき熱はボイラー（また
は蒸発器）に適用され、それによりH2Oのよう
な作業媒体を蒸発させる。上記は、次いで実質的
に沸点上昇した吸収剤溶液に吸収され、これが高
温における熱の開放を起す。吸収剤溶液は、次い
で温度低下されるべき熱の作用により、直ちに再
使用可能な、元の濃度にもどる。その熱は発生器
に供給され、実質的に沸点上昇している溶液から
の作業媒体の煮沸放出を起し、最後に上記はその
沸点で凝縮し、より低温で発生器に入力された熱
を開放する。吸収器と蒸発器は同じ圧力で操作さ
れ、発生器と凝縮器もほぼ同じ圧力で操作される
が、その圧力は吸収器／蒸発器の圧力と実質的に
異なつている。発生器／凝縮器の圧力が吸収器／
蒸発器の圧力より高い場合、そのサイクルは冷凍
機および空気調節器に見られる慣用サイクルであ
り、ここでは前進（forward）サイクルと称す
る。熱は２つの温度末端で入力され、中点温度で
解放される。逆に、圧力が逆転した場合、得られ
るサイクルはここでは逆進（reverse）サイクル
と称する。熱は中間温度で入力され、最高サイク
ル温度および最低サイクル温度の双方で吐出され
る。両サイクルとも、先行技術において知られて
いる。例えば米国特許4350571号および4402795号
参照。
能は、熱供給温度の上昇である。吸収サイクルヒ
ートポンプでは、これは別の熱量だけの温度低下
を起させる。温度上昇すべき熱はボイラー（また
は蒸発器）に適用され、それによりH2Oのよう
な作業媒体を蒸発させる。上記は、次いで実質的
に沸点上昇した吸収剤溶液に吸収され、これが高
温における熱の開放を起す。吸収剤溶液は、次い
で温度低下されるべき熱の作用により、直ちに再
使用可能な、元の濃度にもどる。その熱は発生器
に供給され、実質的に沸点上昇している溶液から
の作業媒体の煮沸放出を起し、最後に上記はその
沸点で凝縮し、より低温で発生器に入力された熱
を開放する。吸収器と蒸発器は同じ圧力で操作さ
れ、発生器と凝縮器もほぼ同じ圧力で操作される
が、その圧力は吸収器／蒸発器の圧力と実質的に
異なつている。発生器／凝縮器の圧力が吸収器／
蒸発器の圧力より高い場合、そのサイクルは冷凍
機および空気調節器に見られる慣用サイクルであ
り、ここでは前進（forward）サイクルと称す
る。熱は２つの温度末端で入力され、中点温度で
解放される。逆に、圧力が逆転した場合、得られ
るサイクルはここでは逆進（reverse）サイクル
と称する。熱は中間温度で入力され、最高サイク
ル温度および最低サイクル温度の双方で吐出され
る。両サイクルとも、先行技術において知られて
いる。例えば米国特許4350571号および4402795号
参照。
それ故、ヒートポンプによつて供給され、その
温度上昇とも呼ばれる温度の増加は、吸収剤溶液
の沸点上昇によつて定まると考えられる。実現す
る正味の上昇は、沸点上昇マイナス熱交換差温で
ある。したがつて、実用される機械は30℃のオー
ダーまたはそれ以上の沸点上昇を必要とする。原
理的には、ほとんどあらゆる材料がほとんど任意
の沸点上昇をもたらし得るが、吸収剤溶液が作業
媒体を吸収器から発生器へ運ぶことの必要性から
生ずる実際上の限界がある。すなわち、吸収剤溶
液は、高い沸点上昇条件下で充分大きな作業媒体
運搬能力をもたなければならない。その理由は、
もしそうでなければ高すぎる溶液循環速度（およ
びそれに伴なつて高い溶液熱交換器熱損失）が見
られることになるからである。運搬能力は沸点上
昇に関連した溶液濃度の変化率に比例し、これは
高沸点上昇下で充分大きくならなければならない
量である。
温度上昇とも呼ばれる温度の増加は、吸収剤溶液
の沸点上昇によつて定まると考えられる。実現す
る正味の上昇は、沸点上昇マイナス熱交換差温で
ある。したがつて、実用される機械は30℃のオー
ダーまたはそれ以上の沸点上昇を必要とする。原
理的には、ほとんどあらゆる材料がほとんど任意
の沸点上昇をもたらし得るが、吸収剤溶液が作業
媒体を吸収器から発生器へ運ぶことの必要性から
生ずる実際上の限界がある。すなわち、吸収剤溶
液は、高い沸点上昇条件下で充分大きな作業媒体
運搬能力をもたなければならない。その理由は、
もしそうでなければ高すぎる溶液循環速度（およ
びそれに伴なつて高い溶液熱交換器熱損失）が見
られることになるからである。運搬能力は沸点上
昇に関連した溶液濃度の変化率に比例し、これは
高沸点上昇下で充分大きくならなければならない
量である。
高い沸点上昇および充分な運搬能力に加えて、
吸収剤溶液は、普通の構成材料が使用できる程度
の温度の非腐蝕性でなければならず、高い使用温
度で熱劣化または熱分解してはならず、通常遭遇
する使用条件で凍結または晶出してはならず、ポ
ンプで送るとき低粘度で発泡性が低く沸騰容易等
の満足な液体性をもたなければならず、比較的低
毒性の非爆発性で不燃性でなければならず、入手
が充分可能でなければならず、NH3−H2O系の
ように精留の必要がないように低蒸気圧でなけれ
ばならない。
吸収剤溶液は、普通の構成材料が使用できる程度
の温度の非腐蝕性でなければならず、高い使用温
度で熱劣化または熱分解してはならず、通常遭遇
する使用条件で凍結または晶出してはならず、ポ
ンプで送るとき低粘度で発泡性が低く沸騰容易等
の満足な液体性をもたなければならず、比較的低
毒性の非爆発性で不燃性でなければならず、入手
が充分可能でなければならず、NH3−H2O系の
ように精留の必要がないように低蒸気圧でなけれ
ばならない。
下記組成物は、これらすべての基準を満足す
る。高温吸収ヒートポンプでは、水が作業媒体と
して明らかに好適である。従来多数の吸収剤が提
案され、水に使用されたが、これらは何れも高温
吸収サイクルで使用したとき不利益をもたらし
た。ほとんどの先行研究はこのようなサイクルの
冷凍機または空気調節装置への応用に集中してい
るが、高温に関するものではない。リチウムハラ
イド、H2SO4、およびNaOHは、何れも約180℃
以上で普通の構成材料に対して腐蝕性がつよすぎ
る。グリコールのような種々の有機吸収剤は、熱
劣化を受け、蒸気圧が高すぎ、運搬能力が低すぎ
る。
る。高温吸収ヒートポンプでは、水が作業媒体と
して明らかに好適である。従来多数の吸収剤が提
案され、水に使用されたが、これらは何れも高温
吸収サイクルで使用したとき不利益をもたらし
た。ほとんどの先行研究はこのようなサイクルの
冷凍機または空気調節装置への応用に集中してい
るが、高温に関するものではない。リチウムハラ
イド、H2SO4、およびNaOHは、何れも約180℃
以上で普通の構成材料に対して腐蝕性がつよすぎ
る。グリコールのような種々の有機吸収剤は、熱
劣化を受け、蒸気圧が高すぎ、運搬能力が低すぎ
る。
吸収サイクル用吸収剤組成物を記載した先行技
術特許としては、米国特許2802344号、4005584
号、4018694号、4172043号、4251382号、4272389
号、2986525号および4311024号がある。
術特許としては、米国特許2802344号、4005584
号、4018694号、4172043号、4251382号、4272389
号、2986525号および4311024号がある。
発明の開示
少なくとも35モル％のLiNO3および少なくと
も35モル％の亜硝酸アルカリからなる組成物によ
り、希望通りに、そして予期しない程、有利な吸
収剤溶液の性質が得られる。この組成物は、通常
２ないし50重量％H2Oを含む濃度で水溶液に使
用される。高いLi含量は、高い沸点上昇下で高い
運搬能力をもたらし、他方ほぼ同量の硝酸および
亜硝酸含量は無水および水溶液両者の融点を低下
させる。この組成物は、特に、例えば260℃まで
またはそれ以上の高温で操業する吸収サイクルに
有用であり、あらゆるサイクルの変化、前進また
は逆進サイクル、多重効用発生器または吸収器等
に適用できる。
も35モル％の亜硝酸アルカリからなる組成物によ
り、希望通りに、そして予期しない程、有利な吸
収剤溶液の性質が得られる。この組成物は、通常
２ないし50重量％H2Oを含む濃度で水溶液に使
用される。高いLi含量は、高い沸点上昇下で高い
運搬能力をもたらし、他方ほぼ同量の硝酸および
亜硝酸含量は無水および水溶液両者の融点を低下
させる。この組成物は、特に、例えば260℃まで
またはそれ以上の高温で操業する吸収サイクルに
有用であり、あらゆるサイクルの変化、前進また
は逆進サイクル、多重効用発生器または吸収器等
に適用できる。
発明の実施に最良の態様
実施例 １
LiNO350重量％、NaNO230重量％、および
KNO220重量％からなる組成物について、沸点上
昇および運搬能力を試験した。各モルパーセント
は、それぞれほぼ52％、31％、および17％であ
る。溶液温度（すなわち、非水成分重量％、残り
はH2O）の関数として下記結果が得られた。
KNO220重量％からなる組成物について、沸点上
昇および運搬能力を試験した。各モルパーセント
は、それぞれほぼ52％、31％、および17％であ
る。溶液温度（すなわち、非水成分重量％、残り
はH2O）の関数として下記結果が得られた。
【表】
上記から明らかなように、この溶液は満足な運
搬能力（例えば、適度な稀薄さ）を、少なくとも
50または60℃の沸点上昇と共にもたらす。また、
どの圧力でも、類似の濃度は類似の沸点上昇をも
たらす。
搬能力（例えば、適度な稀薄さ）を、少なくとも
50または60℃の沸点上昇と共にもたらす。また、
どの圧力でも、類似の濃度は類似の沸点上昇をも
たらす。
無水状態の上記組成物は、約106℃で極めて粘
稠になり凍結し始めるが、水溶液の状態ではさら
に低温でも液体である。
稠になり凍結し始めるが、水溶液の状態ではさら
に低温でも液体である。
実施例 ２
LiNO350モル％、LiNO225モル％、および、
NaNO225モル％（何れもプラス・マイナス10％）
の組成物は、類似の沸点上昇で実施例１の混合物
より大きな運搬能力（すなわち大きな希釈度の溶
液）をもたらす。しかし、それは２つの欠点をも
つ。すなわち、それは高い融点をもち、したがつ
て、特に冷却および停止中凍結し易い。これは、
停止中溶液に加えられ、操業開始時に留出されて
別に凝縮され貯蔵される、希釈水の容器を付設す
ることにより解決できる。特大の凝縮器でも、調
節可能な液体排出弁を付設することによりこれを
達成できる。この技術は、他の組成物、例えば実
施例１の組成物にも同様に適用できる。
NaNO225モル％（何れもプラス・マイナス10％）
の組成物は、類似の沸点上昇で実施例１の混合物
より大きな運搬能力（すなわち大きな希釈度の溶
液）をもたらす。しかし、それは２つの欠点をも
つ。すなわち、それは高い融点をもち、したがつ
て、特に冷却および停止中凍結し易い。これは、
停止中溶液に加えられ、操業開始時に留出されて
別に凝縮され貯蔵される、希釈水の容器を付設す
ることにより解決できる。特大の凝縮器でも、調
節可能な液体排出弁を付設することによりこれを
達成できる。この技術は、他の組成物、例えば実
施例１の組成物にも同様に適用できる。
亜硝酸アルカリ、特にLiNO2は、CO2による炭
酸化を受け易い。したがつて、溶液と全吸収サイ
クルは、LiBr使用部品で一般に実施されている
ように、気密シールする必要がある。
酸化を受け易い。したがつて、溶液と全吸収サイ
クルは、LiBr使用部品で一般に実施されている
ように、気密シールする必要がある。
上記組成物に他の成分を加えるのが有利なこと
もある。リチウムハライド（例えばLiBrまたは
LiCl）を加えると運搬能力が向上する。ある種の
有機添加物、例えばグリコールまたはアルコール
は融点を下げる。他の添加物は、沸騰を促進し、
起泡性を減少すること等がある。一般に、所望の
使用温度から見て不可能でない限り、30％までの
添加が許容される。
もある。リチウムハライド（例えばLiBrまたは
LiCl）を加えると運搬能力が向上する。ある種の
有機添加物、例えばグリコールまたはアルコール
は融点を下げる。他の添加物は、沸騰を促進し、
起泡性を減少すること等がある。一般に、所望の
使用温度から見て不可能でない限り、30％までの
添加が許容される。
この組成物の低い融点と高い熱安定性から、他
の用途においても同様に有用であることが当業者
にとつて明らかである。
の用途においても同様に有用であることが当業者
にとつて明らかである。
リチウムカチオンと亜硝酸アニオンの実質的部
分を含む溶液が、高温で分解してヒドロキシアニ
オンとNOxガスを生ずる傾向があり、後者はさ
らに窒素と酸素に分解し得ることが見出された。
これは、LiOHの熱力学的安定性がLiNO2に較べ
て比較的大きなことによると仮定される。したが
つて、200℃以上または以下の温度にさらされ、
非水成分が少なくとも35モル％の亜硝酸リチウム
からなる水性吸収剤溶液では、非水成分の残部の
大半を硝酸ナトリウムおよび硝酸カリウムから構
成して溶液から亜硝酸アニオンが除かれうるよう
にするのが好ましいが、例えば起泡を阻止し熱伝
導を向上し得る他の有益な添加剤が少量存在する
ことは差支えない。例えば、非水成分がほぼ
LiNO355m／ｏ、KNO325m／ｏ、および
NaNO320m／ｏからなる水溶液は、高温での水
蒸気吸収に特に好ましい組成物を構成する。
分を含む溶液が、高温で分解してヒドロキシアニ
オンとNOxガスを生ずる傾向があり、後者はさ
らに窒素と酸素に分解し得ることが見出された。
これは、LiOHの熱力学的安定性がLiNO2に較べ
て比較的大きなことによると仮定される。したが
つて、200℃以上または以下の温度にさらされ、
非水成分が少なくとも35モル％の亜硝酸リチウム
からなる水性吸収剤溶液では、非水成分の残部の
大半を硝酸ナトリウムおよび硝酸カリウムから構
成して溶液から亜硝酸アニオンが除かれうるよう
にするのが好ましいが、例えば起泡を阻止し熱伝
導を向上し得る他の有益な添加剤が少量存在する
ことは差支えない。例えば、非水成分がほぼ
LiNO355m／ｏ、KNO325m／ｏ、および
NaNO320m／ｏからなる水溶液は、高温での水
蒸気吸収に特に好ましい組成物を構成する。
多数の硝酸および亜硝酸アルカリの非水混合物
の物理性質は、ルシアン・ジヤーナル・オブ・イ
ンオーガニツク・ケミストリーに見られる。例え
ば1963年12月発行の８巻12号（英訳）には、1436
ないし1441頁に融点のデータの記載がある。
の物理性質は、ルシアン・ジヤーナル・オブ・イ
ンオーガニツク・ケミストリーに見られる。例え
ば1963年12月発行の８巻12号（英訳）には、1436
ないし1441頁に融点のデータの記載がある。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US428483 | 1982-09-29 | ||
| US06/428,483 US4454724A (en) | 1982-09-29 | 1982-09-29 | Aqueous absorbent for absorption cycle heat pump |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59501750A JPS59501750A (ja) | 1984-10-18 |
| JPH0455234B2 true JPH0455234B2 (ja) | 1992-09-02 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58503480A Granted JPS59501750A (ja) | 1982-09-29 | 1983-09-28 | 吸収サイクルヒ−トポンプ用水性吸収剤 |
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| EP (1) | EP0120085B1 (ja) |
| JP (1) | JPS59501750A (ja) |
| AU (1) | AU566179B2 (ja) |
| DE (1) | DE3376675D1 (ja) |
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| CN112143463A (zh) * | 2020-09-24 | 2020-12-29 | 中盐金坛盐化有限责任公司 | 硝酸纳米熔盐传热蓄热介质及其制备方法 |
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| DE584710C (de) * | 1932-11-11 | 1933-09-23 | Platen Munters Refrigerating S | Kontinuierlich arbeitender Absorptionskaelteapparat |
| DE656309C (de) * | 1935-06-04 | 1938-02-02 | Drucktransformatoren Koenemann | Absorptionsmittel fuer kontinuierlich arbeitende Absorptionskaeltemaschinen |
| DE1519723A1 (de) * | 1964-07-24 | 1970-07-16 | Trance Co | Absorptionsmischung fuer Absorptionskuehlsysteme |
| JPS6053522B2 (ja) * | 1978-07-05 | 1985-11-26 | 三菱電機株式会社 | 開閉機器の故障位置検知装置 |
| JPS5585864A (en) * | 1978-12-25 | 1980-06-28 | Hitachi Ltd | Closed circulating absorption refrigerating amchine |
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1982
- 1982-09-29 US US06/428,483 patent/US4454724A/en not_active Expired - Fee Related
-
1983
- 1983-09-28 EP EP83903445A patent/EP0120085B1/en not_active Expired
- 1983-09-28 WO PCT/US1983/001502 patent/WO1984001422A1/en not_active Ceased
- 1983-09-28 AU AU21264/83A patent/AU566179B2/en not_active Ceased
- 1983-09-28 JP JP58503480A patent/JPS59501750A/ja active Granted
- 1983-09-28 DE DE8383903445T patent/DE3376675D1/de not_active Expired
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1984001422A1 (en) | 1984-04-12 |
| EP0120085A1 (en) | 1984-10-03 |
| AU2126483A (en) | 1984-04-24 |
| AU566179B2 (en) | 1987-10-08 |
| EP0120085B1 (en) | 1988-05-18 |
| EP0120085A4 (en) | 1985-06-26 |
| DE3376675D1 (en) | 1988-06-23 |
| US4454724A (en) | 1984-06-19 |
| JPS59501750A (ja) | 1984-10-18 |
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