JPH0471144B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0471144B2 JPH0471144B2 JP58235739A JP23573983A JPH0471144B2 JP H0471144 B2 JPH0471144 B2 JP H0471144B2 JP 58235739 A JP58235739 A JP 58235739A JP 23573983 A JP23573983 A JP 23573983A JP H0471144 B2 JPH0471144 B2 JP H0471144B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- heat
- cold
- zeolite
- heat pump
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、例えば日陰と日向の様に、無限に熱
量はあるが温度差が少ないためエネルギー源とし
ては使用が不可能であつた熱エネルギー源の温度
差を拡大し、利用可能なエネルギー源に交換する
ためのヒートポンプの駆動方法に関する。
量はあるが温度差が少ないためエネルギー源とし
ては使用が不可能であつた熱エネルギー源の温度
差を拡大し、利用可能なエネルギー源に交換する
ためのヒートポンプの駆動方法に関する。
従来例の構成とその問題点
ケミカルヒートポンプは第１図に示すように吸
収一再生器１、蒸発−凝縮器２およびバルブ３か
ら構成されている。吸収再生器１には吸収剤が充
填され、蒸発−凝縮器２には冷媒が充填されてい
る。以下、代表的な例として、吸収剤にゼオライ
ト、冷媒に水を用いた場合について説明する。す
なわち容器間で水の蒸気を出入りさせ、それにと
もなう水の潜熱の移動をエネルギーとして用いる
ものである。従来ケミカルヒートポンプの基本的
な駆動原理は２種類知られている。これらは第１
種および第２種と呼ばれている。第１種ケミカル
ヒートポンプの駆動原理を第２図に、第２種ケミ
カルヒートポンプの駆動原理を第３図に示す。い
ずれの図も横軸は温度、縦軸は容器内の水蒸気圧
を示している。曲線１は吸収−再生器１内の水蒸
気圧を、曲線２は蒸発−凝縮器２内の水蒸気圧を
表している。各方式とも、駆動は２つの過程から
成つており、各々の過程での水蒸気の移動方向を
単線矢印で、熱エネルギーの移動方向を複線矢印
で示している。熱源および冷熱源をｑで、熱及び
冷熱の出力をＱで表す。
収一再生器１、蒸発−凝縮器２およびバルブ３か
ら構成されている。吸収再生器１には吸収剤が充
填され、蒸発−凝縮器２には冷媒が充填されてい
る。以下、代表的な例として、吸収剤にゼオライ
ト、冷媒に水を用いた場合について説明する。す
なわち容器間で水の蒸気を出入りさせ、それにと
もなう水の潜熱の移動をエネルギーとして用いる
ものである。従来ケミカルヒートポンプの基本的
な駆動原理は２種類知られている。これらは第１
種および第２種と呼ばれている。第１種ケミカル
ヒートポンプの駆動原理を第２図に、第２種ケミ
カルヒートポンプの駆動原理を第３図に示す。い
ずれの図も横軸は温度、縦軸は容器内の水蒸気圧
を示している。曲線１は吸収−再生器１内の水蒸
気圧を、曲線２は蒸発−凝縮器２内の水蒸気圧を
表している。各方式とも、駆動は２つの過程から
成つており、各々の過程での水蒸気の移動方向を
単線矢印で、熱エネルギーの移動方向を複線矢印
で示している。熱源および冷熱源をｑで、熱及び
冷熱の出力をＱで表す。
第２図すなわち、第１種ケミカルヒートポンプ
の駆動方式は高温の熱源を用いて冷熱を得る、冷
房用の駆動といえる。これは以下の２つの過程か
らなつている。
の駆動方式は高温の熱源を用いて冷熱を得る、冷
房用の駆動といえる。これは以下の２つの過程か
らなつている。
冷房過程
最初はゼオライトは完全な乾燥状態であるもの
とする。吸収−再生器１を冷熱源ｄに置き、バル
ブを開くと、吸収−再生器１内のゼオライトに容
器内の水蒸気が吸収され（図のｃ点からｄ点）、
蒸発−凝縮器２内の水が蒸発する。この時水の蒸
発潜熱Q2がうばわれ、冷熱源より低い温度で蒸
発−凝縮器２が冷却される。すなわち、冷熱出力
が得られる。
とする。吸収−再生器１を冷熱源ｄに置き、バル
ブを開くと、吸収−再生器１内のゼオライトに容
器内の水蒸気が吸収され（図のｃ点からｄ点）、
蒸発−凝縮器２内の水が蒸発する。この時水の蒸
発潜熱Q2がうばわれ、冷熱源より低い温度で蒸
発−凝縮器２が冷却される。すなわち、冷熱出力
が得られる。
再生過程
冷房過程が終了した時点で吸収−再生器１を熱
源（図のａ点）において加熱する。水蒸気は吸収
−再生器１内のゼオライトから強制的に追い出さ
れつつ、蒸発−凝縮器２において凝縮し（図のａ
点からｂ点）、冷房過程を行う前の状態に戻る。
源（図のａ点）において加熱する。水蒸気は吸収
−再生器１内のゼオライトから強制的に追い出さ
れつつ、蒸発−凝縮器２において凝縮し（図のａ
点からｂ点）、冷房過程を行う前の状態に戻る。
次に第３図を用いて第２種ケミカルヒートポン
プの駆動原理を説明する。これも同様に以下の２
つの過程からなる。
プの駆動原理を説明する。これも同様に以下の２
つの過程からなる。
暖房過程
最初はゼオライトは完全な乾燥状態であるもの
とする。蒸発−凝縮器２を熱源ｇに置き、バルブ
を開くと、吸収−再生器１内のゼオライトに容器
内の水蒸気が吸収される（図のｇ点からｈ点）。
この時水の吸着熱Q4が発生し、吸収−再生器１
から熱源より高い温度での熱出力が得られる。
とする。蒸発−凝縮器２を熱源ｇに置き、バルブ
を開くと、吸収−再生器１内のゼオライトに容器
内の水蒸気が吸収される（図のｇ点からｈ点）。
この時水の吸着熱Q4が発生し、吸収−再生器１
から熱源より高い温度での熱出力が得られる。
再生過程
暖房過程が終了した時点で蒸発−凝縮器２を冷
熱源（図のｆ点）において冷却する。水蒸気は吸
収−再生器１内のゼオライトから強制的に追い出
されつつ、蒸発−凝縮器２において凝縮し（図の
ｅ点からｆ点）、暖房過程を行う前の状態に戻る。
熱源（図のｆ点）において冷却する。水蒸気は吸
収−再生器１内のゼオライトから強制的に追い出
されつつ、蒸発−凝縮器２において凝縮し（図の
ｅ点からｆ点）、暖房過程を行う前の状態に戻る。
以上第１種及び第２種の駆動方法において、そ
れぞれ一方の過程は温度の低い方から高い方へ熱
（水蒸気）が流れている。すなわち、第１種では
冷房過程（ｃからｄ）、第２種では暖房過程（ｇ
からｈ）である。これがヒートポンプと呼ばれる
理由でもあるが、逆に各々の再生過程、すなわ
ち、第２図におけるａからｂおよび第３図におけ
るｅからｆの過程は熱が高い方から低い方へ流れ
ている。このため、出力として得られる熱出力
（図２のｂ点および図３のｈ点）と冷熱出力（図
２のｃ点および図３のｅ点）との温度差は、入力
として用いる熱源（図２のａ点および図３のｇ
点）と冷熱源（図２のｄ点および図３のｆ点）と
の温度差よりも必ず減少する。一般に熱エネルギ
ーは２点の温度差が大きいほど利用価値の高いも
のであるから、上記第１種及び第２種の駆動方法
はいずれも、総合的にみると熱エネルギーの質を
低下させているといえる。
れぞれ一方の過程は温度の低い方から高い方へ熱
（水蒸気）が流れている。すなわち、第１種では
冷房過程（ｃからｄ）、第２種では暖房過程（ｇ
からｈ）である。これがヒートポンプと呼ばれる
理由でもあるが、逆に各々の再生過程、すなわ
ち、第２図におけるａからｂおよび第３図におけ
るｅからｆの過程は熱が高い方から低い方へ流れ
ている。このため、出力として得られる熱出力
（図２のｂ点および図３のｈ点）と冷熱出力（図
２のｃ点および図３のｅ点）との温度差は、入力
として用いる熱源（図２のａ点および図３のｇ
点）と冷熱源（図２のｄ点および図３のｆ点）と
の温度差よりも必ず減少する。一般に熱エネルギ
ーは２点の温度差が大きいほど利用価値の高いも
のであるから、上記第１種及び第２種の駆動方法
はいずれも、総合的にみると熱エネルギーの質を
低下させているといえる。
発明の目的
本発明は従来の駆動方式であつた、第１種及び
第２種の方式に変わる新規なケミカルヒートポン
プの原理、いわば第３種ケミカルヒートポンプと
いうべき駆動方法を提供するものである。本発明
を用いることにより、出力として用いる熱エネル
ギーと冷熱エネルギーの２点の温度差が、入力と
して用いる熱源及び冷熱源の２点の温度差を上回
ることができる。その結果、例えば日陰と日向あ
るいは地表と地中の様に熱量としては無限だが、
小さい温度差のため従来用いることのできなかつ
た低質の熱エネルギーを、大きい温度差の高質エ
ネルギーに改変せしめることを可能とする。
第２種の方式に変わる新規なケミカルヒートポン
プの原理、いわば第３種ケミカルヒートポンプと
いうべき駆動方法を提供するものである。本発明
を用いることにより、出力として用いる熱エネル
ギーと冷熱エネルギーの２点の温度差が、入力と
して用いる熱源及び冷熱源の２点の温度差を上回
ることができる。その結果、例えば日陰と日向あ
るいは地表と地中の様に熱量としては無限だが、
小さい温度差のため従来用いることのできなかつ
た低質の熱エネルギーを、大きい温度差の高質エ
ネルギーに改変せしめることを可能とする。
発明の構成
本発明は開閉自在のバルブで連結した２つの槽
からなり、充填物質上の冷媒（例えば水）蒸気の
蒸気圧−温度曲線が交差する特性を有する２種の
充填物質を各々の槽に充填し、空気などの、冷媒
以外の気体を除去して密閉した構造を有するケミ
カルヒートポンプにおいて、冷媒蒸気の蒸気圧−
温度曲線が交差する温度をTXとしたとき入力と
して用いる冷熱源の温度をTX以下、また熱源の
温度をTX以上で駆動させる。このとき、出力と
して、冷熱源より低い温度で冷熱が、また、熱源
より高い温度で熱が得られるものである。
からなり、充填物質上の冷媒（例えば水）蒸気の
蒸気圧−温度曲線が交差する特性を有する２種の
充填物質を各々の槽に充填し、空気などの、冷媒
以外の気体を除去して密閉した構造を有するケミ
カルヒートポンプにおいて、冷媒蒸気の蒸気圧−
温度曲線が交差する温度をTXとしたとき入力と
して用いる冷熱源の温度をTX以下、また熱源の
温度をTX以上で駆動させる。このとき、出力と
して、冷熱源より低い温度で冷熱が、また、熱源
より高い温度で熱が得られるものである。
実施例の説明
最初に新型ゼオライトの合成法の一例を示す。
アルミン酸ナトリウム90ｇ、水ガラス150ｇ、水
酸化ナトリウム27ｇ、水800ｇ、セピオライト10
ｇを混合し、得たゾルを110℃で約６時間加熱し
て新型ゼオライトの結晶を得た。これを数回洗浄
し、アルカリ分を落した後、直径1/16インチの円
筒状に圧縮成型し、120℃で２時間、さらに550℃
で１時間加熱して最終生成物とした。
アルミン酸ナトリウム90ｇ、水ガラス150ｇ、水
酸化ナトリウム27ｇ、水800ｇ、セピオライト10
ｇを混合し、得たゾルを110℃で約６時間加熱し
て新型ゼオライトの結晶を得た。これを数回洗浄
し、アルカリ分を落した後、直径1/16インチの円
筒状に圧縮成型し、120℃で２時間、さらに550℃
で１時間加熱して最終生成物とした。
13Xの市販ゼオライト（直径1/16インチ円筒状
ペレツト……以下従来型ゼオライトとする）と上
記の方法で得た新型ゼオライトをそれぞれ350℃
で６時間乾燥し、この重量を100％としてそれぞ
れ５％、10％相当の水分を吸温させ、水蒸気圧と
温度の関係を測定した結果を第４図に示す。図中
破線で表わしたのが新型ゼオライト、実線が従来
型ゼオライトの蒸気圧−温度曲線である。その他
の記号等は前記第２図、第３図に準じて示してい
る。両者の曲線は傾きが異なり、55℃付近で交差
している。
ペレツト……以下従来型ゼオライトとする）と上
記の方法で得た新型ゼオライトをそれぞれ350℃
で６時間乾燥し、この重量を100％としてそれぞ
れ５％、10％相当の水分を吸温させ、水蒸気圧と
温度の関係を測定した結果を第４図に示す。図中
破線で表わしたのが新型ゼオライト、実線が従来
型ゼオライトの蒸気圧−温度曲線である。その他
の記号等は前記第２図、第３図に準じて示してい
る。両者の曲線は傾きが異なり、55℃付近で交差
している。
この特性を用いてケミカルヒートポンプを構成
した。すなわち第１図で示した吸収−再生器１に
新型ゼオライトの10％含水物、蒸発−凝縮器２に
従来型ゼオライトの乾燥物を充填した。第１の過
程として蒸発−凝縮器２を75℃に加熱すると吸収
−再生器１から100℃の高級熱エネルギーが得ら
れた（図中ｉからｊに水蒸気（熱）が移動）。第
２過程として系全体を常温まで冷却すると15℃の
高級冷熱と30℃の低級熱が得られた（図中ｋから
ｌに水蒸気（熱）が移動）。つまり２つの過程に
おいて、いずれも低温側から高温側へ熱としての
水蒸気が流れた。その結果として75℃という低級
な熱エネルギーと30℃という低級な冷熱エネルギ
ーが、100℃と15℃のいずれもより高級な熱、冷
熱エネルギーに変換された。当然のことながら本
発明の発展例として本発明を複数個連結すれば、
得られる熱あるいは冷熱エネルギーは、さらにそ
の質を向上させることが可能である。
した。すなわち第１図で示した吸収−再生器１に
新型ゼオライトの10％含水物、蒸発−凝縮器２に
従来型ゼオライトの乾燥物を充填した。第１の過
程として蒸発−凝縮器２を75℃に加熱すると吸収
−再生器１から100℃の高級熱エネルギーが得ら
れた（図中ｉからｊに水蒸気（熱）が移動）。第
２過程として系全体を常温まで冷却すると15℃の
高級冷熱と30℃の低級熱が得られた（図中ｋから
ｌに水蒸気（熱）が移動）。つまり２つの過程に
おいて、いずれも低温側から高温側へ熱としての
水蒸気が流れた。その結果として75℃という低級
な熱エネルギーと30℃という低級な冷熱エネルギ
ーが、100℃と15℃のいずれもより高級な熱、冷
熱エネルギーに変換された。当然のことながら本
発明の発展例として本発明を複数個連結すれば、
得られる熱あるいは冷熱エネルギーは、さらにそ
の質を向上させることが可能である。
発明の効果
本発明のケミカルヒートポンプの駆動方法によ
れば、加えた冷熱源の温度より低い温度で冷熱出
力を得、さらに、加えた熱源の温度より高い温度
で熱出力を得ることができる。即ち入力した熱源
−冷熱源の温度差を増幅することが可能となる。
これにより熱エネルギーの利用価値をさらに高め
る効果が得られる。
れば、加えた冷熱源の温度より低い温度で冷熱出
力を得、さらに、加えた熱源の温度より高い温度
で熱出力を得ることができる。即ち入力した熱源
−冷熱源の温度差を増幅することが可能となる。
これにより熱エネルギーの利用価値をさらに高め
る効果が得られる。
第１図はケミカルヒートポンプの構成図、第２
図は第１種ケミカルヒートポンプの動作原理図、
第３図は第２種ケミカルヒートポンプの動作原理
図、第４図は本発明の動作原理図である。 １……吸収−再生器、２……蒸発−凝縮器、３
……バルブ。
図は第１種ケミカルヒートポンプの動作原理図、
第３図は第２種ケミカルヒートポンプの動作原理
図、第４図は本発明の動作原理図である。 １……吸収−再生器、２……蒸発−凝縮器、３
……バルブ。
Claims (1)
- １ 少なくとも２層を開閉自在に連結し、各槽内
の充填物質上の冷媒蒸気圧を温度に対して描いた
曲線がある温度TXにおいて交差する関係にある
物質を異なる層に充填したケミカルヒートポンプ
において、熱源をTXよりも高い温度に設け、冷
熱源をTXよりも低い温度に設けたことを特徴と
するケミカルヒートポンプの駆動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58235739A JPS60126562A (ja) | 1983-12-14 | 1983-12-14 | ケミカルヒートポンプの駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58235739A JPS60126562A (ja) | 1983-12-14 | 1983-12-14 | ケミカルヒートポンプの駆動方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60126562A JPS60126562A (ja) | 1985-07-06 |
| JPH0471144B2 true JPH0471144B2 (ja) | 1992-11-12 |
Family
ID=16990500
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58235739A Granted JPS60126562A (ja) | 1983-12-14 | 1983-12-14 | ケミカルヒートポンプの駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60126562A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0665942B2 (ja) * | 1984-04-24 | 1994-08-24 | 松下電器産業株式会社 | ケミカルヒ−トポンプ |
| FR2582790B1 (fr) * | 1985-06-04 | 1987-07-24 | Elf Aquitaine | Procede et dispositif thermochimiques de stockage et destockage de chaleur |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5543313A (en) * | 1978-09-20 | 1980-03-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Hydrogen type heat absorbing apparatus |
| JPS5546372A (en) * | 1978-09-28 | 1980-04-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Heat controlling device |
| JPS57115655A (en) * | 1981-01-06 | 1982-07-19 | Sekisui Chemical Co Ltd | Heat pump apparatus |
-
1983
- 1983-12-14 JP JP58235739A patent/JPS60126562A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60126562A (ja) | 1985-07-06 |
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