JPS62138580A - 吸収熱変換器用の物質対 - Google Patents
吸収熱変換器用の物質対Info
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- JPS62138580A JPS62138580A JP61289096A JP28909686A JPS62138580A JP S62138580 A JPS62138580 A JP S62138580A JP 61289096 A JP61289096 A JP 61289096A JP 28909686 A JP28909686 A JP 28909686A JP S62138580 A JPS62138580 A JP S62138580A
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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
- C09K5/047—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa for absorption-type refrigeration systems
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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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。
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、熱の流れの温度を媒質の温度水準で高めるた
めの吸収熱変換器に使用することのできる物質対に関す
る。
めの吸収熱変換器に使用することのできる物質対に関す
る。
熱を媒質の温度水準から、大した量のエネルギーの供給
なしで、高い再び使用可能な温度水準に変換するという
根本思想は、既にずっと以前から知られている。熱変換
器は主に、媒質温度水準の熱の流れが十分に大きなエネ
ルギー寄与で利用できて圧ｍ熱ポンプまたは吸収熱ポン
プが技術的または経済的限界に達している場合に使用す
ることができる。これは一般に、大きな温度増加が高温
領域で必要とされるかまたは廃熱媒体の種類および組成
によって例えば蒸気圧縮機を使用することができない場
合に相当する。収着熱ポンプまたは圧縮熱ポンプと比較
して収着熱変換器は、−次エネルギーを大して必要とし
ない；というのは、温度増加に必要なエネルギーが、変
換されるべき熱の流れから直接に取り出されるからであ
る。有用な熱の流れに対して約２ないし５％の追加のエ
ネルギーが代表的である。ａ械的に駆動される部分がほ
とんどないので、吸収熱変換器はそのほかに、整備の必
要が少ないこと、雑音のレベルが低いこと、解放条件で
組み立て易いことおよび摩耗が少ないことですぐれてい
る。
なしで、高い再び使用可能な温度水準に変換するという
根本思想は、既にずっと以前から知られている。熱変換
器は主に、媒質温度水準の熱の流れが十分に大きなエネ
ルギー寄与で利用できて圧ｍ熱ポンプまたは吸収熱ポン
プが技術的または経済的限界に達している場合に使用す
ることができる。これは一般に、大きな温度増加が高温
領域で必要とされるかまたは廃熱媒体の種類および組成
によって例えば蒸気圧縮機を使用することができない場
合に相当する。収着熱ポンプまたは圧縮熱ポンプと比較
して収着熱変換器は、−次エネルギーを大して必要とし
ない；というのは、温度増加に必要なエネルギーが、変
換されるべき熱の流れから直接に取り出されるからであ
る。有用な熱の流れに対して約２ないし５％の追加のエ
ネルギーが代表的である。ａ械的に駆動される部分がほ
とんどないので、吸収熱変換器はそのほかに、整備の必
要が少ないこと、雑音のレベルが低いこと、解放条件で
組み立て易いことおよび摩耗が少ないことですぐれてい
る。
吸収熱変換器用のいくつかの物質対が既に知られている
。一般にそれらは、収着熱ポンプの領域に由来し、溶剤
と溶解されるべき揮発性物質（水／アンモニア、臭化リ
チウム／水）とから成る。アンモニアは考慮する温度で
５０ ｂａｒから１００ ｂａｒまでの間の沸騰圧力を
示すので、安全工学上、経済上および毒物学上の理由か
らアンモニアの使用は制限されしかも問題となる。
。一般にそれらは、収着熱ポンプの領域に由来し、溶剤
と溶解されるべき揮発性物質（水／アンモニア、臭化リ
チウム／水）とから成る。アンモニアは考慮する温度で
５０ ｂａｒから１００ ｂａｒまでの間の沸騰圧力を
示すので、安全工学上、経済上および毒物学上の理由か
らアンモニアの使用は制限されしかも問題となる。
物質対の臭化リチウム／水は高真空を必要とするので、
高度の気密の必要な大きな装置を使用しなければならな
い。その上に、晶出の問題および腐食の問題が生じうる
。
高度の気密の必要な大きな装置を使用しなければならな
い。その上に、晶出の問題および腐食の問題が生じうる
。
そのほかに、物質対の硫酸／水およびテトラエチレング
リコールジメチルエーテル／トリフルオロエタノールも
、吸収熱変換器に使用するのに適する。物質対の硫酸／
水の場合には、高真空がまたもや必要なので、適当な大
きさの装置を使用しなければならない。その上に、腐食
の問題が生じうる。
リコールジメチルエーテル／トリフルオロエタノールも
、吸収熱変換器に使用するのに適する。物質対の硫酸／
水の場合には、高真空がまたもや必要なので、適当な大
きさの装置を使用しなければならない。その上に、腐食
の問題が生じうる。
溶剤のテトラエチレングリコールを伴った液状の作用媒
質トリフルオロエタノールが今までは熱変換器を運転す
るための最も好ましい物質対であると考えられた。
質トリフルオロエタノールが今までは熱変換器を運転す
るための最も好ましい物質対であると考えられた。
従って本発明の基礎になっている課題は、現在大体最も
好ましいと思われている物質対であるトリフルオロエタ
ノール／テトラエチレングリコールジメチルエーテル（
ＴＥＧ１１？ｌＥ ”）よりも多くの熱を溶液ＩＫｇ当
たり、工業的に一層適した圧力範囲（放出および凝縮の
際の減圧：最高１５０ ｍｂａｒ；蒸発および吸収の際
の圧カニ最高１０ｂａｒ ）で輸送することのできる作
用物質対を提供することである。他の要求例えば低い腐
食性、低い毒性、熱安定性および工業的設備に十分な量
の手に入れ易さも満たされるべきである。
好ましいと思われている物質対であるトリフルオロエタ
ノール／テトラエチレングリコールジメチルエーテル（
ＴＥＧ１１？ｌＥ ”）よりも多くの熱を溶液ＩＫｇ当
たり、工業的に一層適した圧力範囲（放出および凝縮の
際の減圧：最高１５０ ｍｂａｒ；蒸発および吸収の際
の圧カニ最高１０ｂａｒ ）で輸送することのできる作
用物質対を提供することである。他の要求例えば低い腐
食性、低い毒性、熱安定性および工業的設備に十分な量
の手に入れ易さも満たされるべきである。
ところで、物質対であるメタノール／ＴＥＧ［１ＭＥは
これらの要求を満たすということが見出された。
これらの要求を満たすということが見出された。
前記の二つの物質対の蒸気／液体−平衡の測定から、物
質対のメタノール／ＴＥＧＤＭＢの場合には、操作条件
次第で物質対のトリフルオロエタノール／ＴＥＧＤＭＨ
の場合よりも溶液１ｋｇ当たり２５％まで多い熱を輸送
することができるということが分かった。
質対のメタノール／ＴＥＧＤＭＢの場合には、操作条件
次第で物質対のトリフルオロエタノール／ＴＥＧＤＭＨ
の場合よりも溶液１ｋｇ当たり２５％まで多い熱を輸送
することができるということが分かった。
物質対のトリフルオロエタノール／ＴＥＣＩ）Ｉ’ｌｌ
の場合には７５℃以下の廃熱温度で既に蒸発器および吸
収器を減圧で運転する必要があるが、６−５℃以下の廃
熱温度で初めて蒸発器および吸収器を減圧で運転しなけ
ればならない。
の場合には７５℃以下の廃熱温度で既に蒸発器および吸
収器を減圧で運転する必要があるが、６−５℃以下の廃
熱温度で初めて蒸発器および吸収器を減圧で運転しなけ
ればならない。
メタノールおよびＴＥＧＤＭＨの毒性は、広く研究され
ており、安全工学上の観点から十分に抑えることができ
る。両方の物質は、十分な量で使用することができる。
ており、安全工学上の観点から十分に抑えることができ
る。両方の物質は、十分な量で使用することができる。
メタノール／ＴＥＧＤＭＨの物質対は、熱安定性が大き
い。
い。
以下、図面によって本発明を更に詳しく説明する：
吸収熱変換器の作用を、非常に簡略に図に示す。系への
熱の流入および系からの熱の流出をＱで表して矢印の方
向で示した。蒸発器（３）で熱吸収によって作用媒質を
６０℃ないし１４０℃特に６５℃〜１００℃の温度およ
び１ ｂａｒから１０ ｂａｒまでの間の圧力で蒸発さ
せる。作用媒質の蒸気は導管（１２）を通って吸収器（
４）の中へ入り、そこで９０℃から１８０℃までの間、
特に１００℃から１５０℃までの間の温度および１ ｂ
ａｒから１０ ｂａｒまでの間、特に１ ｂａｒから６
ｂａｒまでの間の圧力で溶剤に溶解する。その際に熱
が発生し、核熱は例えば水茎気の発生に利用されつる。
熱の流入および系からの熱の流出をＱで表して矢印の方
向で示した。蒸発器（３）で熱吸収によって作用媒質を
６０℃ないし１４０℃特に６５℃〜１００℃の温度およ
び１ ｂａｒから１０ ｂａｒまでの間の圧力で蒸発さ
せる。作用媒質の蒸気は導管（１２）を通って吸収器（
４）の中へ入り、そこで９０℃から１８０℃までの間、
特に１００℃から１５０℃までの間の温度および１ ｂ
ａｒから１０ ｂａｒまでの間、特に１ ｂａｒから６
ｂａｒまでの間の圧力で溶剤に溶解する。その際に熱
が発生し、核熱は例えば水茎気の発生に利用されつる。
作用媒質に富んだ溶剤（リンチ溶液）は導管（８）およ
び膨張弁（７）を通ってエキスペラ−（１）の中へ入る
。６０°Ｃから１４０℃までの間、特に６０’Ｃから１
００℃までの間の温度および約１８０ ｍｂａｒの圧力
でメタノールを溶液から追い出す。
び膨張弁（７）を通ってエキスペラ−（１）の中へ入る
。６０°Ｃから１４０℃までの間、特に６０’Ｃから１
００℃までの間の温度および約１８０ ｍｂａｒの圧力
でメタノールを溶液から追い出す。
脱着された作用媒質は、導管（１ｏ）を通って凝縮器（
２）の中へ入る。該凝縮器（２）で作用媒質の蒸気は、
０℃から３０℃までの間の温度特に周囲温度（例えば２
５℃）および約１８０ ｍｂａｒの圧力で液化される。
２）の中へ入る。該凝縮器（２）で作用媒質の蒸気は、
０℃から３０℃までの間の温度特に周囲温度（例えば２
５℃）および約１８０ ｍｂａｒの圧力で液化される。
その際に発生する凝縮熱は、失われて収着熱変換器を駆
動する。
動する。
凝縮器（２）から液状作用媒質はポンプ（５）によって
導管（１１）を通って蒸発器（３）の中へ入れられる。
導管（１１）を通って蒸発器（３）の中へ入れられる。
エキスペラ−（１）で作用媒質の脱着によって作用媒質
に乏しくなった溶？＆（貧溶液）は、ポンプ（６）によ
って導管（９）を通って吸収器（４）の中へ戻され、そ
こで再び蒸発器（３）からの作用媒質の蒸気をン容解さ
せることができる。
に乏しくなった溶？＆（貧溶液）は、ポンプ（６）によ
って導管（９）を通って吸収器（４）の中へ戻され、そ
こで再び蒸発器（３）からの作用媒質の蒸気をン容解さ
せることができる。
熱変換器の循環過程は二つの圧力レベルの間で起こる。
低圧側（膨張弁の後、エキスペラ−から貧／８液ポンプ
まで、凝縮器から作用媒質ポンプまで）の圧力は、凝縮
温度で作用媒質の飽和蒸気圧から生じる。高圧側（貧溶
液ポンプの出口から、作用媒質ポンプの出口、蒸発器、
吸収器から膨張弁まで）の圧力は、蒸発温度で作用媒質
の飽和蒸気圧から生じる。
まで、凝縮器から作用媒質ポンプまで）の圧力は、凝縮
温度で作用媒質の飽和蒸気圧から生じる。高圧側（貧溶
液ポンプの出口から、作用媒質ポンプの出口、蒸発器、
吸収器から膨張弁まで）の圧力は、蒸発温度で作用媒質
の飽和蒸気圧から生じる。
収着熱変換器に適する物質対の品質は、幾つかの特性に
よって評価することができる。作用媒質の蒸発熱と脱気
幅との積、即ち作用媒質の吸収器における溶解度とエキ
スペラ−における溶解度との差が大きいほど、多くの熱
を溶液１ｋｇ当たり輸送することができる。装置の圧力
が大気圧の近くにあるほかに費用のかかる精留なしで追
い出すことが可能であるように作用媒質と溶剤との蒸気
圧曲線が経過するのが有利でありうる。
よって評価することができる。作用媒質の蒸発熱と脱気
幅との積、即ち作用媒質の吸収器における溶解度とエキ
スペラ−における溶解度との差が大きいほど、多くの熱
を溶液１ｋｇ当たり輸送することができる。装置の圧力
が大気圧の近くにあるほかに費用のかかる精留なしで追
い出すことが可能であるように作用媒質と溶剤との蒸気
圧曲線が経過するのが有利でありうる。
図に示した座標系に対する図示した装置の部品１（エキ
スペラ−）、２（ｉ縮器）、３（蒸発器）および４（吸
収器）の中心の位置は同時に、本発明の物質対の入った
熱変換器の圧力および温度水準についての好ましい作業
条件を示す０種々の作業条件について溶１１ｋｇ当たり
次の熱量を輸送することができる： １、、、蒸発器／エキスペラ−の温度７０℃１００℃
６２．１ ｋＪ／ｋｇ ６８．３ ｋＪ／ｋｇ
１１０℃ ２６．７ ｋＪ／ｋｇ ２９．３
ｋＪ／ｋｇ２、蒸発器／エキスペラ−の温度８０℃１１
０ ’Ｃ８６，３ｋＪ／ｋｇ １０？、６ ｋＪ／ｋ
ｇ１２０℃ ５１．２ ｋＪ／ｋｇ ５２．２
ｋＪ／ｋｇ１３０℃ ２４．３ ｋＪ／ｋｇ
２９．４ ｋＪ／ｋｇ３、蒸発器／エキスペラ−の温
度１００℃１３０℃ １１０．９ ｋＪ／ｋｇ １
３１．３ ｋＪ／ｋｇ１５０℃ ５２．８ ｋＪ／
ｋｇ ４６．８ ｋＪ／ｋｇ１７０℃ ２４．
８ ｋＪ／ｋｇ １８．５ ｋＪ／ｋｇＴＦＥ
＝ トリフルオロエタノールＭｅａｌ ＝メタノール ＴＥＧＤＭＥ ＝テトラエチレングリコールジメチルエ
ーテル 吸収器の温度が低いほどＴＥＧＤＭＨのメタノール取込
みは多い、ユキスベラーの温度が高いほど残留取込みは
少ない。従ってＴＥＧＤＭＥ／メタノールの混合比は作
業条件に左右される。大抵の場合にメタノールの重量割
合は、混合物全体の１〜３０％、特に３〜１５％になる
。示した温度範囲および圧力範囲では脱気の幅は、３．
５％から１５％までの間である。
スペラ−）、２（ｉ縮器）、３（蒸発器）および４（吸
収器）の中心の位置は同時に、本発明の物質対の入った
熱変換器の圧力および温度水準についての好ましい作業
条件を示す０種々の作業条件について溶１１ｋｇ当たり
次の熱量を輸送することができる： １、、、蒸発器／エキスペラ−の温度７０℃１００℃
６２．１ ｋＪ／ｋｇ ６８．３ ｋＪ／ｋｇ
１１０℃ ２６．７ ｋＪ／ｋｇ ２９．３
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度１００℃１３０℃ １１０．９ ｋＪ／ｋｇ １
３１．３ ｋＪ／ｋｇ１５０℃ ５２．８ ｋＪ／
ｋｇ ４６．８ ｋＪ／ｋｇ１７０℃ ２４．
８ ｋＪ／ｋｇ １８．５ ｋＪ／ｋｇＴＦＥ
＝ トリフルオロエタノールＭｅａｌ ＝メタノール ＴＥＧＤＭＥ ＝テトラエチレングリコールジメチルエ
ーテル 吸収器の温度が低いほどＴＥＧＤＭＨのメタノール取込
みは多い、ユキスベラーの温度が高いほど残留取込みは
少ない。従ってＴＥＧＤＭＥ／メタノールの混合比は作
業条件に左右される。大抵の場合にメタノールの重量割
合は、混合物全体の１〜３０％、特に３〜１５％になる
。示した温度範囲および圧力範囲では脱気の幅は、３．
５％から１５％までの間である。
図は、本発明による物質対を使用した吸収熱変換器の作
用を示す図である９図に示した圧力ｉ度座標系に対する
部品１，２．３．および４の中心の位置は同時に該変換
器の好ましい圧力および温度水準を示す。 ｌ−・・エキスペラ−； ２−凝縮器； ３−蒸発器；
４−・・吸収器： ５および６−ポンプ；７−膨張弁；
Ｑ−熱の流入および流出を示す矢印
用を示す図である９図に示した圧力ｉ度座標系に対する
部品１，２．３．および４の中心の位置は同時に該変換
器の好ましい圧力および温度水準を示す。 ｌ−・・エキスペラ−； ２−凝縮器； ３−蒸発器；
４−・・吸収器： ５および６−ポンプ；７−膨張弁；
Ｑ−熱の流入および流出を示す矢印
Claims (3)
- （１）物質対がメタノールとテトラエチレングリコール
ジメチルエーテルとから成ることを特徴とする、吸収熱
変換器に使用する物質対。 - （２）メタノールとテトラエチレングリコールジメチル
エーテルとから成る物質対を、吸収熱変換器に使用する
方法。 - （３）作用媒質と溶剤とから成る作用物質対を有する熱
変換器によって廃熱源の温度を高水準に高める方法にお
いて、１ないし３０重量％のメタノールと９９ないし７
０重量％のテトラエチレングリコールジメチルエーテル
とから成る物質対の作用媒質を１ないし１０ｂａｒの圧
力で６０℃から１４０℃までの廃熱によって蒸発させて
蒸気を物質対の溶剤に吸収させ、吸収熱を放出させ、前
記作用媒質に富んだ溶剤を膨張させ、前記作用媒質を６
０ないし１４０℃の温度および１５０ないし２００ｍｂ
ａｒの圧力で追い出して０ないし３０℃の温度で液化さ
せ、凝縮熱を放出させ、液状の前記作用媒質を１ないし
１０ｂａｒに圧力を増加させて前記蒸発に再循環させ、
前記溶剤を１ないし１０ｂａｒに圧力を増加させて前記
吸収に再循環させることを特徴とする方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3543171.7 | 1985-12-06 | ||
| DE19853543171 DE3543171A1 (de) | 1985-12-06 | 1985-12-06 | Stoffpaar fuer absorptionswaermetransformatoren |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62138580A true JPS62138580A (ja) | 1987-06-22 |
Family
ID=6287813
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61289096A Pending JPS62138580A (ja) | 1985-12-06 | 1986-12-05 | 吸収熱変換器用の物質対 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4779675A (ja) |
| EP (1) | EP0229279B1 (ja) |
| JP (1) | JPS62138580A (ja) |
| DE (2) | DE3543171A1 (ja) |
Families Citing this family (5)
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|---|---|---|---|---|
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