JPH0471145B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0471145B2 JPH0471145B2 JP58235740A JP23574083A JPH0471145B2 JP H0471145 B2 JPH0471145 B2 JP H0471145B2 JP 58235740 A JP58235740 A JP 58235740A JP 23574083 A JP23574083 A JP 23574083A JP H0471145 B2 JPH0471145 B2 JP H0471145B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- grade
- energy
- temperature
- water
- 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、例えば目影と日向の様に無限に熱は
あるが温度差が小さいため使用不可能であつた低
級の熱エネルギー源を高級なエネルギー源に変換
するためのヒートポンプに関する。
あるが温度差が小さいため使用不可能であつた低
級の熱エネルギー源を高級なエネルギー源に変換
するためのヒートポンプに関する。
従来例の構成とその問題点
ケミカルヒートポンプの基本構成に第１図に示
した吸収−再生器１、蒸発−凝縮器２およびバル
ブ３から成つている。吸収−再生器１には吸収剤
が充てんされ、蒸発−凝縮器２には冷媒が充てん
されている。以下、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。容
器間で水の蒸気を出入させ、それに伴なう熱エネ
ルギーの出入を利用するものである。
した吸収−再生器１、蒸発−凝縮器２およびバル
ブ３から成つている。吸収−再生器１には吸収剤
が充てんされ、蒸発−凝縮器２には冷媒が充てん
されている。以下、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。容
器間で水の蒸気を出入させ、それに伴なう熱エネ
ルギーの出入を利用するものである。
この際の作動方式は従来２つの方式（一般に第
１種と第２種と呼ばれている）が考えられてい
た。これらの作動原理を図示すると第２図および
第３図のようになる。第２図は第１種方式、第３
図は第２種方式を表わしている。いずれの図も横
軸は温度で縦軸は容器内の水蒸気圧を示してい
る。曲線に付加した番号１，２はそれぞれ吸収−
再生器１、蒸発−凝縮器２内の蒸気圧、すなわち
ゼオライトと水の水蒸気圧に対応している。ま
た、各方式とも２つずつの過程から成つており、
それぞれの過程について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は複線矢印で
示す。熱エネルギーは比較的常温に近い低級エネ
ルギーをｑ、常温から離れた高級エネルギーをＱ
で示す。
１種と第２種と呼ばれている）が考えられてい
た。これらの作動原理を図示すると第２図および
第３図のようになる。第２図は第１種方式、第３
図は第２種方式を表わしている。いずれの図も横
軸は温度で縦軸は容器内の水蒸気圧を示してい
る。曲線に付加した番号１，２はそれぞれ吸収−
再生器１、蒸発−凝縮器２内の蒸気圧、すなわち
ゼオライトと水の水蒸気圧に対応している。ま
た、各方式とも２つずつの過程から成つており、
それぞれの過程について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は複線矢印で
示す。熱エネルギーは比較的常温に近い低級エネ
ルギーをｑ、常温から離れた高級エネルギーをＱ
で示す。
第２図、すなわち第１種ケミカルヒートポンプ
については、高温度の熱エネルギーQ1を吸収−
再生器内のゼオライトに与えることによつて、水
を蒸発−吸収器に凝縮し（図中ａからｂに水蒸気
が移動）この際低級エネルギーq1を得る。次の過
程では乾燥したゼオライトが強制的に水を吸収し
（図中ｃからｄに水蒸気が移動）この際、高級し
た冷熱Q2と低級な熱q2を得る。以上の２つの過
程を繰り返すことにより作動する。
については、高温度の熱エネルギーQ1を吸収−
再生器内のゼオライトに与えることによつて、水
を蒸発−吸収器に凝縮し（図中ａからｂに水蒸気
が移動）この際低級エネルギーq1を得る。次の過
程では乾燥したゼオライトが強制的に水を吸収し
（図中ｃからｄに水蒸気が移動）この際、高級し
た冷熱Q2と低級な熱q2を得る。以上の２つの過
程を繰り返すことにより作動する。
次に第３図すなわち第２種ケミカルヒートポン
プについては、高級な冷熱Q3によりゼオライト
を再生し（図中ｅよりｆに水蒸気が移動）その後
低級な熱q4を与えることにより図中ｇからｈに水
蒸気を移動し高温の熱Q4を得るものである。
プについては、高級な冷熱Q3によりゼオライト
を再生し（図中ｅよりｆに水蒸気が移動）その後
低級な熱q4を与えることにより図中ｇからｈに水
蒸気を移動し高温の熱Q4を得るものである。
以上を別の角度から考えればそれぞれの方式に
含まれている２つの過程は必ずそのうちの１過程
は温度の高い方から低い方に熱（水蒸気）が流れ
ている。したがつて、高級な冷熱エネルギーを得
ようとすればそれだけ高級な熱エネルギーを要し
高級な熱エネルギーを得ようとすればそれだけ高
級な冷熱エネルギーが必要であつた。
含まれている２つの過程は必ずそのうちの１過程
は温度の高い方から低い方に熱（水蒸気）が流れ
ている。したがつて、高級な冷熱エネルギーを得
ようとすればそれだけ高級な熱エネルギーを要し
高級な熱エネルギーを得ようとすればそれだけ高
級な冷熱エネルギーが必要であつた。
発明の目的
本発明は従来の動作方式であつた第１種、第２
種に代わり新たなケミカルヒートポンプを構成す
ることにより、低級な熱エネルギーまたは冷熱エ
ネルギーを利用して高級な熱エネルギーまたは冷
熱エネルギーを得ることを目的とする。
種に代わり新たなケミカルヒートポンプを構成す
ることにより、低級な熱エネルギーまたは冷熱エ
ネルギーを利用して高級な熱エネルギーまたは冷
熱エネルギーを得ることを目的とする。
発明の構成
本発明は、カルバミン酸エステル、特にカルバ
ミン酸エチルなどのように、ある温度を境にして
急激に水に対する溶解度が上がる物質を蒸発−凝
縮器２に充填し、吸収−再生器１には従来からよ
く知られている吸収剤（塩化カルシウム、ゼオラ
イト、シリカゲルなど）および水を充填し、系を
脱気し、空気を除去し系を封じたケミカルヒート
ポンプである。
ミン酸エチルなどのように、ある温度を境にして
急激に水に対する溶解度が上がる物質を蒸発−凝
縮器２に充填し、吸収−再生器１には従来からよ
く知られている吸収剤（塩化カルシウム、ゼオラ
イト、シリカゲルなど）および水を充填し、系を
脱気し、空気を除去し系を封じたケミカルヒート
ポンプである。
カルバミン酸エステルの一例として、カルバミ
ン酸エチルを用いた例について説明する。カルバ
ミン酸エチルは融点は約50℃で、融点以下の低温
でも水には僅かに溶解する。融点以上の温度にな
るとその溶解度は無限大に近い値となり、水に容
易に溶解する。水に対するカルバミン酸エチルの
溶解度が増加するのにつれて、溶液の飽和水蒸気
圧の上昇が停止する。その結果、蒸気圧−温度曲
線がカルバミン酸エチルの融点付近において低圧
側に屈折した形状を示すこととなる。
ン酸エチルを用いた例について説明する。カルバ
ミン酸エチルは融点は約50℃で、融点以下の低温
でも水には僅かに溶解する。融点以上の温度にな
るとその溶解度は無限大に近い値となり、水に容
易に溶解する。水に対するカルバミン酸エチルの
溶解度が増加するのにつれて、溶液の飽和水蒸気
圧の上昇が停止する。その結果、蒸気圧−温度曲
線がカルバミン酸エチルの融点付近において低圧
側に屈折した形状を示すこととなる。
実施例の説明
第１図に示した構成のケミカルヒートポンプで
実施した。吸収−再生器１にはシリカゲルの10％
含水物200ｇを充填し、蒸発−凝縮器２にはカル
バミン酸エチル１Kgを充填した。カルバミン酸エ
チルは50℃付近で融解し液体となります。この相
変化に伴つて冷媒である水に対する容解度は急激
に増加し、水に溶解しているカルバミン酸エチル
の濃度が著しく増加することによつて、水溶液の
温度が上昇しても水の蒸気圧は上昇しなくなりま
す。この結果、明細書の第４図曲線２に示すよう
に、カルバミン酸エステルの融点付近で下方に折
れ曲がつた形状の蒸気圧−温度曲線が得られ、第
４図に示すように互いに交差する蒸気圧−温度特
性をもつ組み合わせが可能になります。このよう
な構成を持つケミカルヒートポンプを、冷熱源
（第４図q6）は交差点より低い温度、熱源（第４
図q5）交差点より高い温度で駆動することによ
り、冷熱源より低い温度（Q6）の熱出力および
熱源より高い温度（Q5）の高熱出力をともに得
ることができる従来にはなかつたヒートポンプを
構成することができる。それぞれの容器内の蒸気
圧−温度の関係が第４図の曲線１，２である。以
下第４図を用いて本発明の動作原理を説明する。
第１過程では吸収−再生器１を70℃に加熱（q5）
するとｉからｊに水蒸気が熱とともに流れ、その
結果蒸発−凝縮器２が100℃で発熱（Q5）した。
第２過程としてバルブ３を閉じ装置を室温に戻し
てからバルブ３を開くと、蒸発−凝縮器２が５℃
に冷却され（Q6）、吸収−再生器１は30℃の放熱
（q6）をした。以上をまとめると、低級の熱源
（q5）と低級な冷熱源（q6）を高級な熱（Q5）と
高級な冷熱（Q6）に変換したことになる。本実
施例の場合、エネルギー源の価値を表わす温度差
は70−30＝40℃から100−５＝95℃に拡大したわ
けであるが、当然のことながら発展例として本発
明を複数個連結した場合さらに温度差の拡大率を
向上することができる。
実施した。吸収−再生器１にはシリカゲルの10％
含水物200ｇを充填し、蒸発−凝縮器２にはカル
バミン酸エチル１Kgを充填した。カルバミン酸エ
チルは50℃付近で融解し液体となります。この相
変化に伴つて冷媒である水に対する容解度は急激
に増加し、水に溶解しているカルバミン酸エチル
の濃度が著しく増加することによつて、水溶液の
温度が上昇しても水の蒸気圧は上昇しなくなりま
す。この結果、明細書の第４図曲線２に示すよう
に、カルバミン酸エステルの融点付近で下方に折
れ曲がつた形状の蒸気圧−温度曲線が得られ、第
４図に示すように互いに交差する蒸気圧−温度特
性をもつ組み合わせが可能になります。このよう
な構成を持つケミカルヒートポンプを、冷熱源
（第４図q6）は交差点より低い温度、熱源（第４
図q5）交差点より高い温度で駆動することによ
り、冷熱源より低い温度（Q6）の熱出力および
熱源より高い温度（Q5）の高熱出力をともに得
ることができる従来にはなかつたヒートポンプを
構成することができる。それぞれの容器内の蒸気
圧−温度の関係が第４図の曲線１，２である。以
下第４図を用いて本発明の動作原理を説明する。
第１過程では吸収−再生器１を70℃に加熱（q5）
するとｉからｊに水蒸気が熱とともに流れ、その
結果蒸発−凝縮器２が100℃で発熱（Q5）した。
第２過程としてバルブ３を閉じ装置を室温に戻し
てからバルブ３を開くと、蒸発−凝縮器２が５℃
に冷却され（Q6）、吸収−再生器１は30℃の放熱
（q6）をした。以上をまとめると、低級の熱源
（q5）と低級な冷熱源（q6）を高級な熱（Q5）と
高級な冷熱（Q6）に変換したことになる。本実
施例の場合、エネルギー源の価値を表わす温度差
は70−30＝40℃から100−５＝95℃に拡大したわ
けであるが、当然のことながら発展例として本発
明を複数個連結した場合さらに温度差の拡大率を
向上することができる。
発明の効果
以上本発明のケミカルヒートポンプは質の低い
熱、冷熱の２つのエネルギーを用いて質の高い
熱、冷熱の２つのエネルギーに変換する効果を有
している。また、本発明の複数個連結してエネル
ギー質の向上性を高めれば、例えば日影と日向の
ような無限のエネルギー源でありながら質が低く
使用できなかつたエネルギーを有効に使うことが
可能となつた。
熱、冷熱の２つのエネルギーを用いて質の高い
熱、冷熱の２つのエネルギーに変換する効果を有
している。また、本発明の複数個連結してエネル
ギー質の向上性を高めれば、例えば日影と日向の
ような無限のエネルギー源でありながら質が低く
使用できなかつたエネルギーを有効に使うことが
可能となつた。
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図は本発明の一実施例のケミカルヒート
ポンプ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図は本発明の一実施例のケミカルヒート
ポンプ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槽を開閉自在に連通し、各槽内
の充てん物質上の冷媒蒸気圧を温度に対して描い
た曲線が交差する関係にあり、かつ、カルバミン
酸エステルを少なくとも１槽に充てんしたことを
特徴とするケミカルヒートポンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58235740A JPS60126563A (ja) | 1983-12-14 | 1983-12-14 | ケミカルヒ−トポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58235740A JPS60126563A (ja) | 1983-12-14 | 1983-12-14 | ケミカルヒ−トポンプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60126563A JPS60126563A (ja) | 1985-07-06 |
| JPH0471145B2 true JPH0471145B2 (ja) | 1992-11-12 |
Family
ID=16990516
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58235740A Granted JPS60126563A (ja) | 1983-12-14 | 1983-12-14 | ケミカルヒ−トポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60126563A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57115655A (en) * | 1981-01-06 | 1982-07-19 | Sekisui Chemical Co Ltd | Heat pump apparatus |
-
1983
- 1983-12-14 JP JP58235740A patent/JPS60126563A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60126563A (ja) | 1985-07-06 |
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