JPS5831257A - 水吸着により動作する蓄勢媒質から有効熱を取出す際気体状不活性熱伝達媒質の温度を上昇させる方法 - 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】 本発明は水収着により動作する蓄勢り１５質から有効熱
な取出す際気体状不活性熱伝達媒質の４１１１度を上昇
させる方法に関する。

環境からのエネルギを水収着により動作ずろ蓄勢媒質に
蓄勢し、必要な場合このエネルギを７蓄勢蝶質から取出
すことは既に公知、である・このような環境からのエネ
ルギは特に太１（す照射から得ることができ（太陽エネ
ルギ２３υ・（１４１７９年）４８９〜４９５−！！−
ジの論文参照）、ここではぜ２９４５分子ふるいにおけ
ろ湿気の吸着熱が利用される。蓄勢媒質の別の例として
シリカゲル、塩化力ルシウ１１あるいは塩化リチウム、
息化すチウム溶液および硫酸があげられろ。

これらの蓄勢系は次の式に従って動作し、ここでは固体
蓄勢媒質は収着剤と称され、これらの収着は次の一般式
に従う。

％式％ （） （） 水収着にｊ：り動作するこのような蓄勢媒質がら有効熱
を取出す際、水分のないがあるいは水分の少ない蓄勢媒
質ができるだけ湿気のある空気を供給され、この供給空
気中に含まれる水蒸気孕蓄勢媒質が吸着することにより
、熱が発生されて気体状不活性熱伝達媒質へ与えられて
・その温度を上昇させろ。そのとき高い温度しきルにあ
ろこの気体状不活性熱伝達媒質は、それに含まれろ有効
熱を熱交換器において例えば暖房装置へ与えることがで
きる。

水＠着により動作するこの上う４「蓄勢媒ｒｒの利点は
、蓄勢媒質への水の添加が１（１（＋ｌされ７）と、蓄
勢媒質中に蓄勢されろエネルギを任意の期間保存できる
ことである。しかもエネルギを伺ｒｔ。

され、すなわち充分あるいは完全に乾１！■シている蓄
勢媒質が、大気すなわち浩−気のある空気の添加あるい
は水蒸気の添加に対し閉じた系内で遮断され石と、この
ようη「エネルギ保存（、↑容易に可能である。これは
、このような装置ｒｔに４号いて容器内に蓄勢媒質２１
１９通に保ａずｌ）場合直ちに可能である。必要な場合
湿気のあろす）で気を供給することにより、有効熱を１
Ｗ勢媒質から取出すことがでさ、例えば夏期あろいは乾
燥空気企利用できろ場合に蓄勢媒質へエネルギをイｑｆ
ｊ化、この乾燥した蓄勢媒質を閉鎖塔内に寒冷なｆｆη
ｉまでエネルギ付午状態で保（？Ｌ・この寒冷な季節に
おいて湿気のある熱伝達媒質を導入ずろことにより、暖
房のため蓄勢媒質から有効熱を取出すことができろ。

さて取出されろ有効熱の特に高い湿度レベルが必要とさ
れる寒冷な季節特に寒い冬の日に・？！ｉｉｉ気のある
空気の供給によりエネルギを付与されしたがって乾燥し
ている蓄勢媒質から有効熱を取出す際、エネルギを付与
されている蓄勢媒質へ湿気のある空気企供給しても、普
通の放熱器暖房のｊ川伝のために望まれろように例えば
６０℃の望ましい高温度し４ルが得られないことがわ力
）つた。その理由は、エネルギを付与されている蓄勢媒
質から有効熱を取出す際、例えば地面から空気を取るこ
とによって得られろ周囲空気を通常使用するからである
。地面からこのように空気を取ることは・特に寒冷な季
節および寒い目には有利でありかつ必要でもある。なぜ
ならば、そうしないと適当な温度で充分湿気のある空気
を供給空気として使用できないからである。しかも実験
の結果、寒い冬の日でも、場合によっては砂利により人
工的に形成されている適当な通気性の地面の不凍層から
空気を取出すことによって、平均１０℃で８０ないし１
００％の相対湿度の供給空気が得られろことがわかった
・１０℃で１００％相対湿度のこのような空気が乾燥し
すなわちエネルギ企イ４’　Ｕされてぃろ蓄勢媒質とし
てのシリカゲルへ供給されろと、’　３０　”Ｃの温度
上昇が得られ、す′Ｉ：ｃわちこの蓄勢媒質がら取出さ
れろ有効熱は約４０℃の温度レベルにある。

しかし既に説明したようにこれは特に高し會晶度レベル
が望まれろ寒い目であろか、あるいは−［業用温水準備
というような別の使用には不充分なことが多い。

特願昭５６−９０９８３号により、有効熱の温度しにル
を上昇させろため再加湿を行４「うことか提案された。

本発明の課題は、この再加湿の動作をさらに改善して、
蓄勢媒質から取出さ１１ろ有効熱の温度レベルをさらに
上昇ぎせろことである。

この課題を解決するため、有効熱を取出した後熱伝達媒
質の残留熱を水の温度［二部に利用し、温度上昇したこ
の水を蓄勢媒質へ導入ずＺｌ　ｌｌ’ｌに、熱伝達媒質
の完全あるいはほぼ完全な加湿およ□び温度−に昇にこ
の水を使用することを特徴とずろ本発明の方法が用いら
れろ。

好ましい実ｆｌｉ態様によれば、本発明による方法にお
いて熱伝達媒質として空気を使用する。

別の好ましい実施態様によれば、本発明の方法において
蓄勢媒質としてシリカゲルご使用する。この場合蓄勢媒
質よしてゼオライトを使用するのと同様に本発明の方法
が特に有効であることがわかった。

別の好ましい実ｆｌｉ態様によれば、水による熱伝達媒
質の飽和が散水塔において対向流で行なわれ、それによ
り特に良好な効率が得られ、簡ｒ１′（な実１ｍ　Ｋ　
様が行なわれろ。

本発明な図面について説明する。

第１図には公知の方法態様が示してあり、塔ｌのハツチ
ング′？ｒ：施した範１■には既にエネルギを放出した
蓄勢媒質があり、その上にはエネルギを付与されすなわ
ち乾燥してぃろ蓄勢媒質、この場合微孔質シリカゲルの
形の蓄勢媒質がある。塔の下部においてこの蓄勢媒質へ
、温度Ｔｕ−１０°Ｃで相対湿度＋７ｕ＝　１００％の
湿気のある空気が供給されろ。このような供給空気は周
囲空気として、場合によっては水を散布された通気性の
ある不凍地面層から容易に得られろ。本方法を断熱的に
行なうと、蓄勢ＩＪ！ｉ：竹を満たされた塔■の」二部
から乾燥した空気が出ろ。ηＣぜη「らは供給空気中の
湿気は、乾燥した微孔１ｊＪｌシリカゲルへ完全に吸収
されたからである。出て行く空気の温度し及ルは測定に
よりＴ　ｆ　＝　３９℃であった。

３９℃である気体状の不活性熱伝達媒質としてのこの空
気力）ら、続いて存在する熱交換器Ａにおいて有効熱Ｃ
＞Ｎを取出すことができ、熱交換器Ａから出る際の空気
の温度はＴ。＝３０℃に低下ずろ。

最高３９℃の温度しＲルをもつ有効熱は、暖房の目的あ
るいは温水準備のために使用す２）ことができろ。

本発明による方法〒は第２図に示すように、熱交換器Ａ
から出てまだ高い温度にあるこの空気は第２の熱交換器
Ｂに通され、この熱交換器Ｂにおいて３０℃の空気の残
留熱が水へ９．えられろ。この水は熱交換器Ｂを通って
循環上しめられ、１７℃の最高温度になる。温度の高い
この水は蓄勢媒質をもつ塔Ｉの前に設けられろ加湿器Ｆ
の上部へ導かれて、この加湿器Ｆの下部へ供給されろ空
気の温度を」―昇させ、力）つそれに完全あるいはほと
んど完全に加湿しすなわちできるだけ１００％になる相
対湿度ηの値２得るのに用いられろ。加湿器Ｆの下部か
ら出る冷却された水はそれから再び熱交換器Ｂの下部へ
導かわ、そこで熱伝達媒質（この場合空気）に対し対向
流で流れろ。加湿ｎＦでは常に湿気が供給空気へＬｙ−
えられ乙ので、この水回路にはもちろん水を供給せねば
ならない。このような水の供給は自動制御されろ給水装
置を介して可能〒ある。

加湿器Ｆとして散水塔を使用すると有利であるが、上部
からノズルを経て水を噴射する塔を加湿器として使用す
ることも可能である。

ざらに循環されろ水な浄化段を経て導いて、加湿器にお
いて供給される空気から、有害な固体あるいは気体状の
成分例えば空気中に存在するＳ０２あるいはこの中に存
在するかこれに連行されろ塵埃、煤等のような固体粒子
を除去することも可能である。したがってこの水回路を
供給されろ空気の付加的な浄化段として用いろことがで
きろ。このような場合この回路におけろ水の処理が必要
［なろことがある。１）１１述した条件で、すなわちＴ
ｕ＝１０℃の温度でη、、＝Ｈ１０％の相対湿度の供給
空気を使用してこのような装置Ｆｔを運転した実験の結
果、加湿器Ｆから空気が７１−１７℃の温度およびη、
＝］（１０％の相対１ｍ１度で川石ことがわかった。Ｔ
ｊ、＝１７℃でηｊ、　＝　Ｉ　Ｏ（１％のこの空気が
乾燥した微孔質シリカゲルを満された蓄勢媒質塔Ｉへ導
入されると、この塔を用石際Ｔｆ＝６０℃すなわち２１
℃だけ高いイＩ＋ＪＪ熱の高度レベルが得られろ。熱交
換器Ａから出ろ空気の温度Ｔ。は３０℃に保たれ、３０
℃のこの空気Ｏまそれから熱交換器Ｂで循環する水の加
熱に使用され・加熱された水は加湿器Ｆの上部へ供給さ
れろ・本発明の方法によって得られる別の利点は、シリ
カゲルに最大吸水能力まで吸水させろことができるが、
第１図による方法↑はシリカゲルに最終的に約５１％の
水しか吸水させろことかできず、すなわちシリカゲル中
に蓄勢されるエネルギコ５１％しか取出せなかったこと
である。

本発明による方法は、特にシリカゲルなるべく微孔質あ
るいは中孔質のシリカゲルを蓄勢媒質として使用する場
合に適している。本発明による方法では蓄勢媒質用ゼオ
ライトとして合成ゼオライトも天然ゼオライトも使用で
き、特に分子ふろいとして知られているゼオライトを使
用することができろ。

不発！すＪによる方法は開いた系として運転することが
できる。このような場合もちろん空気だけが熱伝達媒質
として使用可能である。

しかし特に多量の有害成分のため空気を処理せねばなら
ないか、不利な地面条件のため寒い１］あるいは冬期に
湿気のある空気を吸入することが不可能であるか不充分
にしか可能でない場合、本発明による方法を閉じた系で
行なうという状況も生ずる。このような場合有害成分を
含む空気の熱あるいは地面の熱が、第３図のように別の
熱交換器）Ｃにおいて塩水ｎｉｌ路を介して閉じた系の
熱伝達媒質へ伝達され、水のｆ！（給にＪ：　＝〕てこ
の系に夕１部からＩＪＩ＋湿ずろ。この場合熱伝達煤竹
は空気から４「ろ必要はηＣ＜、窒素、希有ガスＬＶ＋
　Ｚ）いは炭酸ガスのような不活性気体企使月■ずろこ
ともできろ。

ｌＡ部から熱伝達媒質へ供給されイ〕水を蒸発させるの
に必要な熱は、熱交換器Ｃへ供給されろ空気のアネルギ
から、あるいは地面から例えば塩水回路を介して取出さ
れ為アネルギから供給せねばならない。しかしこの場合
も同様に通常は、η１．−１００％の最大相対へ度でＨ
ｌ　”Ｃの供給熱伝達媒質の温度Ｔｕシか得られないの
で、結局第１１図による方法態様の場合と同じ温度条件
が熱交換＋ａ’Ｆ　Ａの前後に生ずることになる。し力
）し第３図に示すように付加的な加湿器Ｇを挿入ずろ本
発明の方法によって、実際ト第２図による開いた系と同
じ温度条件が得られろ。第；３図（Ｃ示Ａ−例では、必
要な熱は塩水回路を経て地面から供給された。

そのとき第１の加湿器Ｇにおいて、熱伝ｊ・；１媒質に
水蒸気ができるだけ完全に飽和するまですなわちη＝１
００％まで供給され、第２の加湿器Ｆにおいて温度がＴ
ｕからＴ１に上昇せしめられ、同１１Ｚ？に水の供給に
よって飽和度がη−１００％の値あるいはそれよりわず
か下に保たれろ。第１の加湿＆Ｇは第２の加湿器Ｆと同
様に散水塔あるいはＩｌｌ！、の公知の装置とすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は湿気のある周囲空気を使用して不発ＩｊｆＪに
よらずに蓄勢媒質から有効熱？取出す装置の概略構成図
、第２図は本発明の方法により開いた系で動作しかつ供
給されろ空気の再加湿が行なわれろ装置の概略構成図、
第３図は本発明の方法により閉じた系で動作しかつ同様
に再加湿が行なわれろ装置の概略構成図である。 Ａ、Ｂ、Ｃ・・・熱交換器、Ｆ、Ｇ・・・加湿器、ｌ・
・・蓄勢媒質塔

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　水収着により動作する蓄勢媒質から有効熱を取出し
   た後、気体状不活性熱伝達媒質の残留熱を水の温度上昇
   に利用し、温度上昇したこの水を蓄勢媒質へ導入する前
   に、熱伝達媒質の完全あるいはほぼ完全な加湿および湿
   度上昇にこの水を使用することご特徴とする、水収着に
   より動作する蓄勢媒質ρ）ら有効熱を取出す際気体状不
   活性熱伝達媒質の温度を上Ｗさせろ方法。 ２、　熱伝達媒質として空気を使用することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載の方法０ ３、　蓄勢媒質としてシリカゲルを使用することを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ４、蓄勢媒質としてゼオライｌ−を使ＩＴＴすることを
   特徴とする特許３１′ｊ求の範囲第１項に記＋１ｉＱの
   方法。 ５、　水による熱伝達媒質の飽和を散水基において対向
   流で行なうことを特徴とする特、′ｉ′ｒ請求の範囲第
   １項に記載の方法。