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JPH10508682A - 熱圧縮装置 - Google Patents

熱圧縮装置

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Publication number
JPH10508682A
JPH10508682A JP8510698A JP51069895A JPH10508682A JP H10508682 A JPH10508682 A JP H10508682A JP 8510698 A JP8510698 A JP 8510698A JP 51069895 A JP51069895 A JP 51069895A JP H10508682 A JPH10508682 A JP H10508682A
Authority
JP
Japan
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thermal
fluid
bed
heat
thermal compression
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.)
Pending
Application number
JP8510698A
Other languages
English (en)
Inventor
クリトフ,ロバート・エドワード
ソープ,ロジャー
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.)
University of Warwick
Original Assignee
University of Warwick
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Warwick filed Critical University of Warwick
Publication of JPH10508682A publication Critical patent/JPH10508682A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B17/00Sorption machines, plants or systems, operating intermittently, e.g. absorption or adsorption type
    • F25B17/08Sorption machines, plants or systems, operating intermittently, e.g. absorption or adsorption type the absorbent or adsorbent being a solid, e.g. salt
    • F25B17/083Sorption machines, plants or systems, operating intermittently, e.g. absorption or adsorption type the absorbent or adsorbent being a solid, e.g. salt with two or more boiler-sorbers operating alternately
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/27Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 熱的圧縮装置(10)にして、それぞれ関連する熱的制御装置(14)を有する2つの吸着ベッド(11、12)を含む。熱的制御装置(14)は同等であり、吸着ベッドとポンプ(15)と熱交換器(16)と不活性ベッド(17、18)とを通って流れる制御流体の循環供給を行う。吸着ベッド(11、12)から制御流体によって取除かれた熱は不活性ベッド(17、18)に供給され、貯蔵され、その後に再生され吸着ベッド(11、12)を熱的圧縮装置(10)の作動サイクルの後半において加熱する。熱的圧縮装置(10)は熱のリサイクルを行うからエネルギ効率が優れている。

Description

【発明の詳細な説明】 熱圧縮装置 本発明は熱圧縮装置に関し、詳細には、非限定的に、熱ポンプまたは冷却装置 内における流体の圧縮に使用する装置に関する。 熱ポンプおよび冷却装置は或る区域から熱を奪いまたは熱を導入してその区域 の温度を下降せしめまたは上昇せしめるために使用される。これは流体を循環せ しめることによって行われるもので、流体は圧縮され、凝縮され、蒸発せしめら れる。 吸着性熱ポンプおよび冷却装置において、循環する流体は一つの材料、すなわ ち吸着剤に吸着され、解放されて所望の圧縮を流体に与える。この吸着性装置を 駆動するために必要なエネルギが熱の形態である、すなわち熱ポンプまたは冷却 装置が電気による動力でなくガスまたは油の燃焼または太陽熱によって駆動され るという利点がある。勿論、電気は制御機構および回路を作動させるために必要 であるが、充分に小であって通常の電池の動力でよい。すなわち、吸着性熱ポン プおよび冷却装置は電気供給網に接続されていない地域においても作動可能であ り、電気などの変換された形態でなく熱を直接に使用するから、一次エネルギの 使用において本質的に効率的である。 基本的吸着性装置の理解のために図1に概略的に示す理想的太陽熱冷凍装置を 説明する。図示する太陽熱動力冷凍機のような吸着性冷凍装置の作動原理は、例 えば活性炭素、ゼオライト、シリカゲルなどの物質は大部分のガスの大量(例え ば重量で30%)をその物質の微細な孔に吸着可能であり、このような材料すな わち吸着剤に吸着されるガスすなわち吸着物質の量は、特定の圧力において吸着 剤の温度に反比例する。すなわち、低温においては高温の場合より大量のガスす なわち吸着物質が材料すなわち吸着剤に吸着される。物理的吸着の過程において 吸着剤と吸着物質との間に化学的作用は生じない。吸着物質は吸着剤の微細な孔 または構造的基質内に、該基質の状態に全体的な変化を与えることなく拘束され 保持される。化学的吸着過程においては、可逆的化学反応が発生し、これは基質 の構造を変化せしめる。 図1に示すように、吸着性太陽熱冷凍装置は絶縁されたボックス(箱)1を含 み、その内部は周囲環境より低温に維持される。液体容器2と蒸発器3と凝縮器 4と太陽熱収集器5とが導管6によって互いに連通せしめられ、導管6内を吸着 物質が循環する。太陽熱収集器5は吸着剤を収容しており、太陽に露出されてい る。太陽熱収集器5は凝縮器4に連結され、凝縮器4は熱を環境に放出可能であ る。凝縮器4は液体容器2と蒸発器3とに連結され、両者は絶縁ボックス1内に あって互いに連結される。 冷凍装置のサイクルは朝に開始されるが、このとき太陽熱収集器5は外気温度 であり、蒸発器3は(液体容器2は異なる)低温の液体冷媒(これが吸着物質と して作用する)に満たされている。収集器5内の吸着剤は収集器5が最低のサイ クル温度にあるから最大量の冷媒を吸着している。太陽が収集器5を照射すると 吸着剤の温度が上昇し、冷媒の一部はガスとなって収集器5から離れる。この冷 凍装置は容積が一定であるから、冷媒がガス化すると圧力が上昇する。ガス化し た冷媒は凝縮しないが、これは装置の圧力に対応する飽和温度が環境温度より低 いことによる。日中は多量の熱が吸着剤に伝達されて、多量の冷媒がガス化して 装置の圧力はさらに上昇し、凝縮器4内で凝縮するに十分な圧力となる。冷媒が 凝縮器4内で凝縮するとき潜熱が環境から奪われ、凝縮した冷媒は液体容器2に 落ちる。この状態で装置内の圧力は実質的に一定である。収集器5と、従って吸 着剤とが最大サイクル温度に到達すると、吸着剤内の冷媒の濃度が最小となり、 液体容器2は凝縮した冷媒の最大容積を収容する。 昼間遅くなって収集器5が冷却すると吸着剤は周囲のガス状冷媒を吸着し始め る。これによって系統内の圧力は低下し、吸着によって発生した熱は外部環境に 放出される。系統内の圧力の低下によって液体容器2内の凝縮した冷媒は沸騰し 始める。この結果、ガス状冷媒が発生する。冷媒を沸騰させるためのエネルギは 液体容器2内の液体冷媒から与えられ、この結果として絶縁ボックス1内の温度 が低下する。最終的に液体容器2内の液体冷媒の温度は、蒸発器3内に残留する 液体の温度に到達する。蒸発器3は通常、水ジャケットに囲まれており、冷媒の 連続的な沸騰のために必要な熱は水ジャケットから与えられ、氷が生成される。 水が凍るので蒸発(沸騰)温度は安定しており、蒸発器3と氷生成面との間の熱 伝達によって支配される。理想的には、十分な氷が夜に生成されて絶縁ボックス を翌日一日中冷却するようにする。夜が進行すると冷媒の吸着は増大し、これは 翌日収集器5が太陽によって加熱されるまで継続する。 この吸着冷凍装置は、太陽熱を利用するので吸着物質が1日に1サイクルしか 作動せず、生成される氷1kg当たり約5kgの活性炭素を必要とするので、限 定された用途に制限される。 上述した冷凍装置のいくつかの欠点を克服するために、連続的に吸着サイクル を行う装置が開発され、2つの吸着収集器すなわちベッドが適当な弁装置を介し て串形に配置される。この配置により、一方のベッドが加熱され冷媒を解放して いるとき、他方のベッドが冷却され冷媒を吸着するようにする。2つのベッドは 理想的には180度位相が異なり、冷媒を連続的に圧縮する。この冷凍装置にお いて弁は吸着され又は解放された冷媒を凝縮器に導き従って蒸発器から離れるよ うに導く。この配置は吸着ベッドが一日に多数回の吸着および解放サイクルを行 うことを可能とし、これは同一の冷却効果を達成するために必要な吸着物質の量 を減少せしめる。吸着ベッドのサイクル時間は吸着ベッドの熱伝導効率によって 限定され、これは本質的に低い熱伝導体である。さらに、熱は一方の吸着ベッド から他方の吸着ベッドに、他方の吸着ベッドから一方の吸着ベッドに伝達され、 これが効率を高める。一方の吸着ベッドからの熱は他方の吸着ベッドを再生過程 において予熱するために回収される(一方のベッドからの熱が他方のベッドを加 熱するために利用される)。 熱伝達が少ないという問題を有する公知の吸着性装置は対流的サイクルを使用 している。この公知の装置において吸着剤材料は大きい表面積を有する形態、例 えば小さい粒形となされ熱伝達効率が良好となっている。それぞれの吸着剤ベッ ドはこのように配置され、流体はベッドを通って循環する。循環する流体は吸着 剤材料へ又は吸着剤材料から熱を伝達するために使用され、その方向は循環する 流体とベッドとの間の熱勾配によって定まる。理想的には循環する流体と吸着物 質(冷媒)とを同一温度として、装置内の部分的圧力が変化することによる問題 点を防止することができる。 それぞれの吸着剤ベッドはそれぞれの熱伝達循環装置を有している。使用時に 一方の吸着剤ベッドのための循環流体は通常の熱交換器内で吸着剤ベッドの外部 的に加熱され、その後に吸着剤ベッドを通ってポンプ輸送される。循環する流体 の熱は周囲の吸着剤の粒子に与えられ、これは加熱されると吸着物質の一部を放 出する。吸着剤ベッドを通った流体は低温となり、熱交換器に戻される。吸着剤 ベッド内の吸着物質の濃度が予め定めた値に低下すると流体の循環方向が逆転し て、この又は別の熱交換器内で低温となった流体は吸着剤ベッドを通って熱を奪 い、熱は熱交換器を通って外部環境に放出される。吸着剤ベッドは冷却され、吸 着物質は吸着される。前述のように、2つの吸着剤ベッドは異なる位相で作動し ており、一方が冷媒を吸着しているとき他方は冷媒を放出している。すなわち、 一方のベッドのための循環流体が熱交換器内で加熱されているとき、他方のベッ ドのための循環流体はその熱交換器内で冷却されている。 さらに、一方の吸着剤ベッドのための循環流体から他方の吸着剤ベッドのため の循環流体に伝達されることによって熱が再生される。すなわち、一方のベッド を加熱する循環流体は該ベッドから低温で出て、両循環系統に共通な熱交換器を 通るが、この熱交換器を第2のベッドから出る高温の流体も通る。両循環流体間 の熱伝達が行われた後に、それぞれの流体はそれぞれの熱交換器とポンプとに流 れる。 吸着剤ベッドの加熱と冷却との間に「熱的波」と名付けられる現象が生ずる。 熱的波は温度前線の一形態で、循環する流体の流れの方向に吸着剤ベッドに沿っ て運動する。従って循環する流体が高温であれば熱的前線の位置で吸着剤ベッド の温度が高温から低温に急激に低下し、また循環する流体が低温であれば熱的前 線の位置で吸着剤ベッドの温度が低温から高温に急激に上昇する。熱的波は吸着 剤ベッドの一端から他端に伝播される。熱的波が吸着剤ベッドの遠い端部を通過 すると、このことは循環する流体の温度の急激な上昇または降下によって検知さ れるが、これが循環する流体の方向が逆転する点であり、この過程が繰り返され る。熱的波現象は装置の熱効率を最大とするために公知である。 上述公知の装置における不利な点として、共通のまたは交差結合された熱交換 器が吸着剤ベッドの一方から他方に熱エネルギを再生させるために使用されると いう点がある。交差結合熱交換器は一方方向に循環するガスから反対方向に循環 するガスに熱を伝達するもので、その主要構成要素は高価で構造が複雑である。 さらに、一方のベッドの加熱時間と他方のベッドの冷却時間とを一致させること が困難であり、熱交換器に入るガス流の温度の動的変動が熱再生の実際の量を理 想の値より著しく減少せしめる。 本発明は上述従来の熱ポンプおよび冷却装置の問題点を克服することを目的と しており、効率的な簡単な熱的圧縮装置を提供し、これが熱ポンプおよび冷却装 置と共に使用可能であって該熱ポンプおよび冷却装置内に使用される流体を圧縮 可能とするにある。本発明の熱的圧縮装置は材料の吸着特性を利用するもので、 これは温度によって変化して流体を圧縮する。 本発明による熱的圧縮装置は、吸着装置であって吸着物質供給源に連結する手 段を有し流体が当該吸着装置を通って流れることを可能とするように配置された 吸着装置と、吸着装置に連結されて流体を吸着装置を通って循環せしめる流体循 環装置と、流体循環装置に設けられて循環する流体の温度を上昇または下降せし める温度制御装置とを含むものにおいて、熱的貯蔵装置であって流体循環装置に 連結され熱的容量性材料を収容して流体が該熱的貯蔵装置を通って流れることを 可能とする熱的貯蔵装置を含み、熱が循環する流体によって吸着装置から引出さ れ又は吸着装置に供給されて熱的貯蔵装置に貯蔵されまたは熱的貯蔵装置から引 出されることを特徴とする。 望ましくは、熱的貯蔵装置は流体循環装置に連結された入口と出口とを有して 熱的容量性および伝達性材料の基質(マトリックス)を収容する。熱的容量性お よび伝達性材料の基質は多数の鋼球であってよい。 理想的には流体循環装置によって循環せしめられる流体は吸着物質と同一、例 えばアンモニアとする。また、吸着装置は例えば活性炭素の吸着ベッドの形式で あってよい。 望ましい実施例において温度制御装置はガス又は油で加熱される通常の熱交換 器となされる。 さらに、熱的圧縮装置を連続的に圧縮させるために、それぞれ流体循環装置に 関連した2つ以上の吸着装置と、温度制御装置と、熱的貯蔵装置と、それぞれの 吸着装置を他方の吸着装置に関して異なる位相で作動せしめるようにする制御装 置と、それぞれの吸着装置と吸着物質供給源との接続を制御する弁装置とを含む ものとしてよい。 本発明は例えば、家庭用、商業用、工業用の熱ポンプ、冷凍装置、空気調節装 置および熱的変換装置、さらに、車輛用の加熱および冷却装置に使用するに適し ている。 本発明において熱的容量性材料という用語は良好な熱容量を有して一時的に熱 を貯蔵するに適した材料をいう。 本発明の実施例を例示の目的で示す添付図面を参照して以下に説明する。 図1は理想的な吸着性太陽熱冷凍装置の概略図。 図2aおよび図2bは冷却装置に使用した本発明による熱的圧縮装置を示す概 略図。 図2aおよび図2bに示す熱的圧縮装置10は通常の冷凍装置と同様な凝縮器 4と蒸発器3と膨張弁7とに連結されている。圧縮装置10は2つの活性吸着剤 ベッド11、12を有し、各ベッドは導管6の形式の流体供給手段によって凝縮 器4と蒸発器3とに連結されている。凝縮器4と蒸発器3と吸着剤ベッド11、 12に対する冷媒の流れを制御するために適当な弁手段13が設けられており、 冷媒はこの場合、吸着物質である。吸着剤ベッド11、12は例えば活性炭素、 ゼオライト、またはシリカゲルを収容し、所望の吸着性を与えるために多孔性か つ透過性の特性を有している。 各吸着剤ベッド11、12はそれぞれに関連する温度管理装置14を有する。 温度管理装置14はそれぞれの吸着剤ベッド11、12の温度を上昇、下降せし めて吸着剤ベッド11、12で吸着される冷媒の量を減少または増加せしめる。 前述したように、吸着される冷媒の量の変化によってこの冷凍装置の流体圧力が 変化し、冷媒が低い系統圧力で沸騰するとき蒸発器3は熱を取入れる。 それぞれの活性吸着剤ベッド11、12は流体がベッドを通って供給され得る ように配置されている。例えばベッドは多数の吸着剤の粒を含み、その回りに流 体が自由に流れるようになされる。温度制御装置14は温度制御流体の循環供給 回路を有し、流体はそれぞれの活性吸着剤ベッド11、12を通って供給される ようになされる。温度制御流体は望ましくは冷媒と同一とし、冷凍装置内の分圧 が異なることによる問題点を避けるようにする。制御流体は温度制御装置14を 通って圧送され、ポンプ15によって供給配管を通る。図2a、図2bにおいて 制御流体が循環する方向はポンプ15に矢印で示される。温度制御装置14は通 常の熱交換器16、16’を含み、これらは熱を制御流体に導入し、および制御 流体から抽出する。熱交換器はガスまたは油で加熱される。図2a、図2bにお いて2つの熱交換器16、16’は両方の温度制御装置14に連結されて示され ている。適当な弁装置19、20が設けられ、熱交換器16、16’を温度制御 装置14に連結し又は隔離する。別法として、それぞれの温度制御装置14にそ れぞれ熱交換器16、16’を設け、制御流体を加熱、冷却する。しかし、熱交 換器は高価であるから両方の温度制御装置14に対して熱交換器16、16’を 共通に設けることが望ましい。 それぞれの再生ベッド17、18がそれぞれの温度制御装置14の供給ライン に接続されている。再生ベッド17、18は不活性熱的貯蔵ベッドとして示され ており、関連する吸着剤ベッド11、12から回収された熱を貯蔵する。貯蔵さ れた熱は、サイクルの後段において関連する吸着剤ベッドを加熱するために再使 用される。不活性ベッド17、18は多数の鋼球を収容する圧力容器の形態のも のであって、鋼球は熱の良好な導体で熱容量が大であり、周囲を流れる流体から 熱を抽出するに適し、抽出した熱を貯蔵するに適している。別法としてセラミッ クまたは金属構造物によって鋼球を代替することもできる。それぞれの場合にお いて、使用される材料は良好な熱容量を有して、かつ熱の貯蔵に適したものとな される。 図2a、図2bに示す熱的圧縮装置10において、夫々の温度制御装置14間 に熱伝達は行われない。従ってループ間の熱交換器は不要である。 図2aには熱的圧縮装置10のサイクルの半分が示され、残りの半分は図2b に示される。図2aにおいて第1の活性吸着剤ベッド11は加熱され、第2の活 性吸着剤ベッド12は冷却されている。従って、第1の活性吸着剤ベッド11に 関連する温度制御装置14内の制御流体は、熱交換器16内で予熱されて3路弁 19を経て活性ベッド11を通るが、活性ベッド11は制御流体によって加熱さ れ、従って冷媒を逆止弁13を介して冷凍装置内に放出する。活性ベッド11か ら出る制御流体は低温であり、「開」に保持される締切り弁20を介してそれぞ れの再生的不活性ベッド17を通ってから熱交換器16に戻って再加熱される。 活性ベッド11が制御流体の連続的な循環によって加熱されているとき、熱的の 波がベッド11を通る。別の熱的の波が同時に再生不活性ベッド17を通る。こ のことは後段において詳述する。活性ベッド11から出る制御流体が高温であれ ば熱的の波が活性ベッド11の端部を通って発生するが、これは通常の温度セン サで検知可能であり、制御流体の流れの方向は図2bに示すように反転せしめら れる。 図2bにおいて制御流体は活性ベッド11に入る前に流体冷却熱交換器16’ を通る。制御流体は低温であり、従って熱を活性ベッド11から除去する。活性 ベッド11からの熱は制御流体によって搬送され、別の締切り弁20を経由して 再生的不活性ベッド17に送られ、従って不活性ベッド17の温度は上昇する。 活性ベッド11からの熱がすべて再生的不活性ベッド17に貯蔵されるものでは なく、従って一部は流体冷却熱交換器16’によって環境に放出される。 熱的の波が活性ベッド11と不活性ベッド17との両者を通過するが、前者の 場合は低温波で、後者の場合は高温波である。熱的の波が活性ベッド11の端部 を通って破壊され緊急制御流体が冷却すると、制御流体の流れの方向は反転して 新しいサイクルが開始される。新しいサイクルにおいて、不活性ベッド17は以 前のサイクルにおいて高温になっているから、不活性ベッド17からの熱が以前 のサイクルから再生されて活性ベッド11を新しいサイクルにおいて加熱せしめ る。そこで、高温の熱的の波が活性ベッド11を通過するとき、低温の熱的の波 が同時に不活性ベッド17を通過する。 第1の活性ベッド11が加熱されるとき、前述のように第2の活性ベッド12 は異なる位相で作動し、従って冷却される。同様に第1の活性ベッド11が冷却 されるとき、第2の活性ベッド12は加熱される。逆止弁13と3路弁19と遮 断弁20との概略的な開閉は、2つの活性ベッド11、12と関連する温度管理 装置14とが、冷凍装置内の冷媒に連続的な圧縮作用を与えることを達成せしめ る。 前述したように、吸着性圧縮は熱が直接に使用されることを可能とするから、 熱交換器16は油またはガスで加熱してよい。さらに、活性ベッド11、12と 不活性ベッド17、18とに熱的波を発生せしめることによって、熱伝達効率と 熱の再利用効率とが最適となるが、熱的波の効果がそれぞれのベッドに発生する ことは本質的な効果ではない。 熱的圧縮装置10が冷凍機ではなく熱ポンプとして使用されるとき、熱交換器 16’で排出される熱を熱ポンプによって発生される熱の一部とすることができ る。冷凍機の場合、この熱は環境に排出される。図2に示す装置を冷却装置では なく、熱ポンプとして使用するとき弁装置の設計および配置はそのままで温度制 御装置14と熱交換器16、16’を通る制御流体の循環を制御するに適してい ることは理解されよう。 2つの活性ベッド11、12間の熱交換は実施されないから、2つの活性吸着 ベッドを設けることは必要ではない。勿論、1つの活性ベッドでは連続的な圧縮 は達成されない。高温熱入力、外部熱交換器出力、凝縮器出力および蒸発器出力 は時間の半分にのみ発生するが、前述した装置の高い効率は失われない。圧縮は 連続的ではないが、十分な熱的蓄積が、ガス又は油燃焼型などの熱交換器および 吸着解放冷却器内に達成され、熱または冷却の連続的な出力を可能とする。単一 の活性ベッドおよび関連する熱的制御装置の作動は各種の弁13、19、20の 制御についての困難性を回避し、2つの活性ベッド間の位相関係の維持に関する 問題点を解消する。 同様に、本発明は2つの活性ベッドを串形に配置するものに限定されない。3 つ以上の活性ベッドをそれぞれ関連する熱的制御装置と共に設け、それぞれを位 相関係をもって作動するようにする。 熱的圧縮装置を熱ポンプまたは冷却装置に使用することについて説明した。熱 的圧縮装置は、例えば家庭用または商業用の空気調節装置、冷凍装置、熱ポンプ および熱的変換装置の一部を構成するものとしてよい。熱的圧縮装置はまた、例 えば車両のエンジンを熱源として使用して車輛用加熱または冷却装置として使用 することもできる。 応用例において、上述熱的圧縮装置は常温で作動し、熱出力は500度C、さ らに1000度Cも発生可能である。勿論、作動温度は吸着物質と吸着剤との選 択に影響を及ぼす。前述のように、吸着剤は活性炭素、ゼオライトまたはシリカ ゲルであってよい。吸着物質は例えばアンモニアまたは水であってよい。また、 熱的圧縮装置のサイクル時間は0.5分から20分の範囲とするが、大部分の場 合は1分から10分とすることが適当である。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項 【提出日】1996年9月4日 【補正内容】 請求の範囲 1. 熱的圧縮装置にして、吸着装置であって吸着物質供給源に連結する手段を 有し流体が当該吸着装置を通って流れることを可能とするように配置された吸着 装置と、吸着装置に連結されて流体を吸着装置を通って循環せしめる流体循環装 置と、流体循環装置に設けられて循環する流体の温度を上昇または下降せしめる 温度制御装置と、熱的貯蔵装置にして熱的容量性材料を収容し循環する流体が該 熱的貯蔵装置を通って流れることを可能とする熱的貯蔵装置とを含む熱的圧縮装 置において、熱的貯蔵装置と流体循環装置との連結が、循環する流体によって吸 着装置からサイクル的に引出される熱が熱的貯蔵装置に供給され貯蔵され、循環 する流体によって熱的貯蔵装置から引出される熱が前記吸着装置に供給される、 ようになされていることを特徴とする熱的圧縮装置。 2. 請求項1に記載の装置にして、熱的貯蔵装置が流体循環装置に連結された 入口と出口とを有して熱的容量性および伝達性材料の基質(マトリックス)を収 容することを特徴とする熱的圧縮装置。 3. 請求項2に記載の装置にして、熱的容量性および伝達性材料の基質(マト リックス)が密に包装された鋼球であることを特徴とする熱的圧縮装置。 4. 請求項1ないし請求項3のいづれか1項に記載の装置にして、循環する流 体が吸着物質と同一であることを特徴とする熱的圧縮装置。 5. 請求項1ないし請求項4のいづれか1項に記載の装置にして、吸着装置が 活性吸着剤のマトリックスを収容する圧力容器から成るベッドであって、流体循 環装置に連結される入口と出口とを有し吸着物質供給源に連結される別のポート を有することを特徴とする熱的圧縮装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M C,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF,CG ,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,SN, TD,TG),AP(KE,MW,SD,SZ,UG), AM,AT,AU,BB,BG,BR,BY,CA,C H,CN,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB ,GE,HU,IS,JP,KE,KG,KP,KR, KZ,LK,LR,LT,LU,LV,MD,MG,M N,MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU ,SD,SE,SG,SI,SK,TJ,TM,TT, UA,UG,US,UZ,VN

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. 熱的圧縮装置にして、吸着装置であって吸着物質供給源に連結する手段を 有し流体が当該吸着装置を通って流れることを可能とするように配置された吸着 装置と、吸着装置に連結されて流体を吸着装置を通って循環せしめる流体循環装 置と、流体循環装置に設けられて循環する流体の温度を上昇または下降せしめる 温度制御装置とを含む熱的圧縮装置において、熱的貯蔵装置であって流体循環装 置に連結され熱的容量性材料を収容して流体が該熱的貯蔵装置を通って流れるこ とを可能とする熱的貯蔵装置を含み、熱が循環する流体によって吸着装置から引 出され又は吸着装置に供給されて熱的貯蔵装置に貯蔵されまたは熱的貯蔵装置か ら引出されることを特徴とする熱的圧縮装置。 2. 請求項1に記載の装置にして、熱的貯蔵装置は流体循環装置に連結された 入口と出口とを有して熱的容量性および伝達性材料の基質(マトリックス)を収 容することを特徴とする熱的圧縮装置。 3. 請求項2に記載の装置にして、前記熱的容量性および伝達性材料が密に包 装された鋼球であることを特徴とする熱的圧縮装置。 4. 請求項1ないし請求項3のいづれか1項に記載の装置にして、循環する流 体が吸着物質と同一であることを特徴とする熱的圧縮装置。 5. 請求項1ないし請求項4のいづれか1項に記載の装置にして、吸着装置が 活性吸着剤のマトリックスを収容する圧力容器から成るベッドであって、流体循 環装置に連結される入口と出口とを有し吸着物質供給源に連結される別のポート を有することを特徴とする熱的圧縮装置。 6. 請求項5に記載の装置にして、吸着剤が活性炭素であることを特徴とする 熱的圧縮装置。 7. 請求項1ないし請求項6のいづれか1項に記載の装置にして、温度制御装 置が熱交換器であることを特徴とする熱的圧縮装置。 8. 請求項7に記載の装置にして、熱交換器が油またはガスで加熱されること を特徴とする熱的圧縮装置。 9. 請求項1ないし請求項8のいづれか1項に記載の装置にして、2つ以上の 吸着装置を含み、それぞれ関連する流体循環装置と温度制御装置と熱的貯蔵装置 とを有し、さらにそれぞれの吸着装置を他方の吸着装置に関して異なる位相で作 動せしめる制御装置を含み、それぞれの吸着装置と吸着物質供給源との連結を制 御する弁装置が設けられていることを特徴とする熱的圧縮装置。 10.請求項1ないし請求項9のいづれか1項に記載の装置にして、熱ポンプま たは冷却装置の蒸発器と組合わされることを特徴とする熱的圧縮装置。
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