JPS6329182B2 - - Google Patents

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JPS6329182B2
JPS6329182B2 JP56193307A JP19330781A JPS6329182B2 JP S6329182 B2 JPS6329182 B2 JP S6329182B2 JP 56193307 A JP56193307 A JP 56193307A JP 19330781 A JP19330781 A JP 19330781A JP S6329182 B2 JPS6329182 B2 JP S6329182B2
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JP
Japan
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temperature
metal hydride
hydrogen
medium
heating medium
Prior art date
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Application number
JP56193307A
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English (en)
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JPS5895167A (ja
Inventor
Michoshi Nishizaki
Minoru Myamoto
Kazuaki Myamoto
Takeshi Yoshida
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sekisui Chemical Co Ltd filed Critical Sekisui Chemical Co Ltd
Priority to JP19330781A priority Critical patent/JPS5895167A/ja
Publication of JPS5895167A publication Critical patent/JPS5895167A/ja
Publication of JPS6329182B2 publication Critical patent/JPS6329182B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はヒートポンプ装置の運転方法に関し、
詳しくは金属水素化物を用いるヒートポンプ装置
の運転方法に関する。
ある種の金属や合金が発熱的に水素を吸蔵して
金属水素化物を形成し、また、この金属水素化物
が可逆的に吸熱的に水素を放出することが知られ
ている。
近年、このような金属水素化物の特性を利用し
た種々のヒートポンプ装置が提案されているが、
従来のヒートポンプ装置は第1図に示すように、
第1の密閉容器1に第1の金属水素化物M1Hを
充填し、作動温度領域においてM1Hより平衡分
解圧Pの高い第2の金属水素化物M2Hを第2の
密閉容器2に充填すると共に、電磁弁3等の開閉
制御可能な弁を備えた連通管4にて第1及び第2
の密閉容器を連通し、更に第1の密閉容器には温
度THの高温熱媒5、第2の密閉容器には温度TL
の低温熱媒6、また、第1及び第2の密閉容器に
は温度TMの中温熱媒7をそれぞれ切換可能に接
続して構成されている。
この装置の作動を第2図に示すサイクル線図に
よつて説明する。例えば冷熱出力を得る場合は、
M2Hを大気のような温度TMの中温熱媒に接続し
(点B)、M1Hを駆動熱源である高温熱媒に接続
して温度THに加熱し、M1Hの平衡分解圧をM2H
のそれよりも高め(点A)、平衡分解圧の差を利
用してM1Hから吸熱的に水素を放出させ、この
水素をM2Hに発熱的に吸蔵させる。次に、M1H
を中温熱媒に接続し、温度TMに冷却して、その
平衡分解圧をM2Hのそれよりも低くし(点D)、
平衡分解圧の差を利用してM2Hから吸熱的に水
素を放出させ、この水素をM1Hに発熱的に吸蔵
させる。この水素移動過程におけるM2Hの吸熱
反応をM2Hに接続した低温冷媒から温度TLの冷
熱として取得し(点C)、サイクルを完了する。
温熱出力を得る場合には、上記のサイクルにおい
て、高温熱媒と低温熱媒を駆動熱源とし、M2H
の水素吸蔵反応(点B)とM1Hの水素吸蔵反応
(点D)における発熱反応を利用する。
しかし、上述したヒートポンプ装置において
は、例えば太陽熱や廃熱のように熱源温度が変動
しやすい場合、熱源が所定温度に達しないとき装
置が作動しない。例えば上に説明した冷熱出力を
得る場合に、駆動熱源の温度が第2図に示すよう
にTEにまで下がり、この結果、M1Hの平衡分解
圧が点BにおけるM2Hの分解平衡圧よりも小さ
いとき、M1HからM2Hへの水素移動が起こり得
ない。同様に温熱出力を得る場合にも、例えば低
温駆動熱源が温度TFに変動し、M2Hの平衡分解
圧が点DにおけるM1Hの平衡分解圧より低くな
つたとき、M2HからM1Hへの水素移動が起こり
得ない。また、上述したヒートポンプ装置は駆動
熱源として高温熱媒や低温熱媒、あるいは複数の
駆動熱源を必要とし、しかも一般にそれらは熱媒
の温度や供給が不安定である。
更に、従来のヒートポンプ装置において、第3
図に示すサイクルから例えば温熱出力を得る場合
に次のような問題がある。即ち、M1Hを太陽熱
のような中温熱媒により温度TMに加熱し、M2H
を大気のような低温熱媒で温度TLに冷却しなが
らM1Hから水素を放出させて(点A)、これを
M2Hに吸蔵させ(点B)、次に、M2Hを中温熱
媒により温度TMに加熱することによりM2Hから
水素を放出させ(点C)、これをM1Hに吸蔵させ
て(点D)、M1Hの発熱から温度THの温熱出力を
得る場合、駆動熱源としての中温熱媒の温度が低
ければ、水素移動が起こらず、温度THの温熱出
力が得られない。しかも、温熱出力を得るために
は、低温駆動熱源である低温熱媒の温度がより低
くなければならないという矛盾した条件が必要で
あり、金属水素化物を加熱、冷却する間に熱損失
が大きくならざるを得ない欠点もある。
本発明は上記に鑑みてなされたものであつて、
不安定な駆動熱源に頼ることなく、金属水素化物
の加熱、冷却による熱損失を防止した金属水素化
物ヒートポンプ装置の運転方法を提供することを
目的とする。
本発明のヒートポンプ装置の運転方法は、第1
の金属水素化物を充填した第1の密閉容器と、作
動温度領域において第1の金属水素化物よりも高
い平衡分解圧を有する第2の金属水素化物を充填
した第2の密閉容器と、第1と第2の金属水素化
物の平衡分解圧の差圧によつて第2の密閉容器か
ら第1の密閉容器へ水素を移動させ得ると共に、
第1と第2の金属水素化物の平衡分解圧の逆圧に
抗して強制的に第1の密閉容器から第2の密閉容
器へ水素を移動させ得る駆動制御可能な圧縮機を
有する連通管とからなり、第1及び第2の密閉容
器にそれぞれ切換可能に中温又は低温の熱媒を熱
交換可能に接続して構成されたヒートポンプ装置
において、第2の密閉容器を低温の熱媒に接続
し、第1の密閉容器を中温の熱媒に接続して、第
1と第2の金属水素化物の平衡分解圧の差圧によ
り第2の金属水素化物に吸熱的に水素を放出さ
せ、この水素を第1の金属水素化物に発熱的に吸
蔵させ、次に、第1の金属水素化物を低温の熱媒
に接続し、第2の金属水素化物を中温の熱媒に接
続して、第1と第2の金属水素化物の平衡分解圧
の逆圧に抗して強制的に第1の金属水素化物から
吸熱的に水素を放出させ、この水素を第2の金属
水素化物に発熱的に吸蔵させることを特徴とする
ものである。
以下に実施例を示す図面に基づいて本発明を説
明する。
第4図は本発明で使用するヒートポンプ装置の
一実施例を示し、第1の密閉容器1及び第2の密
閉容器2にはそれぞれM1H及びM2Hが充填され
ていると共に、容器間はM1HとM2Hの平衡分解
圧の差圧により第2の密閉容器から第1の密閉容
器へ水素を移動させるように開閉制御可能な電磁
弁のような弁3を備えた第1の連通管4と、
M1HとM2Hの平衡分解圧の逆圧に抗して第1の
密閉容器から第2の密閉容器へ水素を強制的に移
動させるように駆動制御可能な圧縮機8を備えた
第2の連通管9により相互に連通されている。な
お、弁3と圧縮機8は同一の連通管に設けてもよ
い。また、両容器はそれぞれ切換可能に中温熱媒
6と低温熱媒7とに熱交換可能に接続されてい
る。
次に上記装置の作動を第5図に示すサイクル線
図により説明する。先ず、M1Hを中温熱媒に接
続し、M2Hを低温熱媒に接続して、M2Hの平衡
分解圧をM1Hのそれよりも高くすることにより
M1HとM2Hとの間に平衡分解圧の差圧を生ぜし
め、弁を開いてM2Hから吸熱的に水素を放出さ
せ(点A)、この水素をM1Hの発熱的に吸蔵させ
る(点B)。次に、弁を閉じ、M1Hを低温熱媒に
接続し(点C)、M2Hを中温熱媒に接続する(点
D)。この場合、M1Hの平衡分解圧はM2Hのそ
れよりも低いので、圧縮機を駆動し、強制的に
M1Hから吸熱的に水素を放出させ、この水素を
M2Hに発熱的に吸蔵させる。次に、再びM1Hを
中温熱媒に、M2Hを低温熱媒にそれぞれ接続す
ることにより、サイクルが完了する。
上記のサイクルにおいて、中温熱媒に空気を用
い、空気冷却器に形成すれば、点A及び点Cにお
いて低温熱媒に冷熱が与えられ、低温熱媒に空気
を用い、空気加熱器に形成すれば点B及び点Dに
おいて中温熱媒に温熱が与えられ、従つて、1サ
イクルの間に2回の冷熱又は温熱出力を得ること
ができる。更には、第5図のサイクルによつて点
A及び点Cにおいて冷熱出力を得、同時に点B及
び点Dにおいて温熱出力を得ることも可能であ
る。
なお、熱媒は一種に限られるものではなく、例
えば冷熱出力を得る場合に、温度TMより低い温
度TSの熱媒を中温熱媒として利用し得るときは、
第6図に示すように、M2Hを低温熱媒と温度TS
の中温熱媒に切換可能に接続することにより、
M1HからM2Hへ強制的に水素移動させる(点C
から点D)際の圧縮機の仕事量を少なくすること
ができる。また、温熱出力を得る場合に、温度
TLの低温熱媒より高い温度TSの熱媒を低温熱媒
として利用し得るときは、第7図に示すように、
M1Hを中温熱媒と温度TSの低温熱媒に切換可能
に接続することにより、前記と同様にM1Hから
M2Hへ強制的に水素を移動させる際の圧縮機の
仕事量を少なくすることができる。また、第8図
に示すように、M2Hを中温熱媒と温度TSの低温
熱媒に切換可能に接続すれば、より高い温度で
M2HからM1Hへの水素移動(点Aから点B)を
行なわせることができるので、M1Hにおいては
より高温で温熱出力を得ることができる。
なお、第6図において、点A及び点Cで冷熱出
力を得ると共に、点Bで温熱出力を得たり、第7
図において点B及び点Dで温熱出力を得ると共に
点Aで冷熱出力を得たり、また、第8図において
点B及び点Dで温熱出力を得ると共に点Cで冷熱
出力を得ることもできる。
このように、本発明のヒートポンプ装置の運転
方法においては、第5図乃至第8図のサイクル線
図に示されるように、点Cから点Dへの水素移動
において圧縮機を主体とした駆動を行なわせるこ
とにより、冷熱又は温熱出力を得、次に、点Aか
ら点Bの水素移動においては、何ら熱源を用いる
ことなく、冷熱又は温熱を得ることができるので
ある。
以上のように本発明の運転方法によれば、
M2HからM1Hへの水素移動をそれらの平衡分解
圧の差圧により行なわせ、M1HからM2Hへの水
素移動をそれらの平衡分解圧の逆圧に抗して圧縮
機により行なわせるようにしたので、従来のヒー
トポンプ装置と異なつて、不安定な駆動熱源に頼
ることなく装置を作動させることができ、更に、
1回のサイクルにおいて出力を2回以上連続して
得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の金属水素化物ヒートポンプ装置
の一例を示し、第2図及び第3図はその作動を説
明するためのサイクル線図、第4図は本発明で使
用するヒートポンプ装置の一例を示し、第5図は
その作動を説明するためのサイクル線図、第6図
乃至第8図は別の熱源を併用する場合のサイクル
線図である。 1……第1の密閉容器、2……第2の密閉容
器、3……弁、4……第1の連通管、5……高温
熱媒、6……中温熱媒、7……低温熱媒、8……
圧縮機、9……第2の連通管。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 第1の金属水素化物を充填した第1の密閉容
    器と、作動温度領域において第1の金属水素化物
    よりも高い平衡分解圧を有する第2の金属水素化
    物を充填した第2の密閉容器と、第1と第2の金
    属水素化物の平衡分解圧の差圧によつて第2の密
    閉容器から第1の密閉容器へ水素を移動させ得る
    と共に、第1と第2の金属水素化物の平衡分解圧
    の逆圧に抗して強制的に第1の密閉容器から第2
    の密閉容器へ水素を移動させ得る駆動制御可能な
    圧縮機を有する連通管とからなり、第1及び第2
    の密閉容器にそれぞれ切換可能に中温又は低温の
    熱媒を熱交換可能に接続して構成されたヒートポ
    ンプ装置において、第2の密閉容器を低温の熱媒
    に接続し、第1の密閉容器を中温の熱媒に接続し
    て、第1と第2の金属水素化物の平衡分解圧の差
    圧により第2の金属水素化物に吸熱的に水素を放
    出させ、この水素を第1の金属水素化物に発熱的
    に吸蔵させ、次に、第1の金属水素化物を低温の
    熱媒に接続し、第2の金属水素化物を中温の熱媒
    に接続して、第1と第2の金属水素化物の平衡分
    解圧の逆圧に抗して強制的に第1の金属水素化物
    から吸熱的に水素を放出させ、この水素を第2の
    金属水素化物に発熱的に吸蔵させることを特徴と
    するヒートポンプ装置の運転方法。
JP19330781A 1981-11-30 1981-11-30 ヒートポンプ装置の運転方法 Granted JPS5895167A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61119955A (ja) * 1984-11-14 1986-06-07 松下電器産業株式会社 冷暖房装置
JPS62276373A (ja) * 1986-05-23 1987-12-01 松下電器産業株式会社 間欠作動式ヒ−トポンプ装置
EP2418503B1 (en) * 2010-07-14 2013-07-03 Sensirion AG Needle head

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5819954B2 (ja) * 1974-06-20 1983-04-20 松下電器産業株式会社 レイダンボウソウチ

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