(57)【要約】  本発明は、気体冷却剤（１０７）が吸収剤によって吸収され、その熱を放出することによって凝縮される、したがって、加熱動作が実行される間に気体冷却剤（１０７）が液化することを可能にする、吸収器（１０１）と、液体冷却剤（１０６）が熱を受け取ることによって蒸発する、したがって、冷却プロセスが実行されることを可能にする蒸発器（１０３）からなる吸収加熱・冷却システム（１００）であって、アイシング／結晶化／凍結法を通じて機能し、冷却剤・吸収剤混合物の分離を可能にする、凝固による分離法を用いる分離ユニット（１０２）を備える、吸収加熱・冷却システム（１００）である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体冷却剤（１０７）が吸収剤によって吸収され、その熱を放出することによって凝縮される、したがって、加熱動作が実行される間に前記気体冷却剤（１０７）が液化することを可能にする、吸収器（１０１）と、液体冷却剤（１０６）が熱を受け取ることによって蒸発する、したがって、冷却プロセスが実行されることを可能にする、蒸発器（１０３）からなる吸収加熱・冷却システム（１００）であって、
アイシング／結晶化／凍結法を通じて機能し、冷却剤・吸収剤混合物の分離を可能にする、凝固による分離法を用いる分離ユニット（１０２）、
を備える、吸収加熱・冷却システム（１００）。
【請求項２】
蒸発器（１０３）での液体冷却剤（１０６）が熱を受け取ることによる気化と冷却プロセスを実現するプロセスステップ（Ａ）と、蒸発した冷却剤（１０７）が吸収器（１０１）によって高濃度の冷却剤・吸収剤混合物を通じて気体の状態で吸収され、その際に加熱のためのエネルギーを伝達し、液相になるプロセスステップ（Ｂ）からなる吸収加熱・冷却システム（１００）での分離法であって、
低濃度の冷却剤・吸収剤混合物（１０４）が形成されると、分離ユニット（１０２）内で様々な凍結／アイシング／結晶化法を用いて液体冷却剤を分離することにより、前記液体冷却剤（１０６）は前記蒸発器（１０３）に誘導され、一方、高濃度の冷却剤・吸収剤混合物（１０５）は吸収器（１０１）に誘導されるプロセス、
を含む、分離法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、結晶化／凍結／アイシング法で機能する、加熱・冷却システムで用いられる凝固による分離法に関する。
【０００２】
特に、本発明は、蒸留などに基づいて動作する従来の吸収冷却・加熱システムでのエネルギー消費を低減するために、結晶化／凍結／アイシングによって機能する、吸収システムと分離システムの統合に関する。
【背景技術】
【０００３】
最近では、冷却及び加熱システムに様々な方法が用いられている。加熱のための従来のボイラシステムの使用に加えて、ヒートポンプなどのシステムも存在する。一般的な冷却システムを調べてみると、蒸気圧縮サイクルと吸収又は吸着システムが使用に供されている。これらのシステムで消費されるエネルギーは比較的高い。
【０００４】
現在の技術の吸収冷却・加熱システムでは、冷却剤と吸収剤を互いに分離し、冷却剤を精製するシステム、すなわち、冷却剤を蒸発させ、その後、凝縮する、蒸留システムが一般的であり、膜で分離するタイプの実験が利用可能である。これらのシステムでのエネルギー消費は比較的高い。
【０００５】
現在の技術における例示的な吸収冷却システムは以下の通りである：蒸発器内で蒸発した低圧の気体冷却剤が吸収器へ移動され、熱交換器内でその熱の一部を放出した冷却剤は、高濃度の冷却剤・吸収剤混合物によって吸収され、吸収中に凝縮が起こり、冷却剤は気体状態から液体状態に移行し、そのエネルギーが冷却塔から冷却塔水に伝達される。高濃度の冷却剤・吸収剤混合物は、吸収した冷却剤により、濃度が低下して低濃度の冷却剤・吸収剤混合物となり、吸収器からポンプによって熱交換器に誘導される。熱回収交換器を通過して加熱された低濃度の冷却剤・吸収剤混合物は、発電機に到達する。低濃度の冷却剤・吸収剤混合物は、発電機内の熱源からの熱によって加熱され、冷却剤の一部が気化して凝縮器に誘導される間に、低濃度の冷却剤・吸収剤混合物は、高濃度の冷却剤・吸収剤混合物となり、その後、発電機を出て熱回収交換器に行く。凝縮器内で凝縮された冷却剤が液体になる間に、ガス化のエンタルピーが冷却塔からの水に伝達される。冷却剤は、液体の状態で膨張弁を通過し、蒸発器に到達する。熱を受け取ることにより、冷却剤は蒸発器内で蒸発し、サイクルが完了する。
【０００６】
現在の技術の適用で見受けられるように、エネルギー消費と設置コストは高い。また、複雑な構造を有し、体積的に多くのスペースを占める。
【０００７】
先行技術の特許調査で見つかったＴＲ２０１０／０７９８４として番号が付された特許出願の技術的内容は、多段吸収冷却機又は吸収ヒートポンプを備えたエネルギー変換システムに関するものである。多段吸収機のすべては、冷却剤が多段吸収機内の最高温度レベルで吸収剤から除去される少なくとも１つの高圧発生器と、冷却剤が吸収剤から除去される少なくとも１つの中圧発生器を有し、中圧発生機は、高圧発生機から抽出した冷却剤蒸気の凝縮温度により動作する。この熱伝達は、第１の熱接続ユニットで行われる。第２の熱接続ユニットにより、中程度の温度レベルのさらなる駆動温度、又は異なる平均温度レベルを有するいくつかの駆動温度が、第１の熱接続ユニットに接続される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、開発中の技術により吸収加熱・冷却システムが改善され、上記の欠点を解消し、既存のシステムの解決策をもたらすために、新しい構造が必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記の要件を満たし、すべての欠点を解消し、いくつかのさらなる利点をもたらす、吸収加熱・冷却システムに関する。
【００１０】
本発明の主な目的は、エネルギー効率の重要性が増し、エネルギー価格が上昇している今日において、加熱・冷却システムでのエネルギー消費を低減することである。
【００１１】
本発明の別の目的は、蒸留などに基づいて動作する従来の吸収冷却・加熱システムでのエネルギー消費を低減するために、結晶化／凍結／アイシングによって機能する、吸収システムと分離システムの統合を提供することである。
【００１２】
本発明の別の目的は、エネルギー損失を減らすことによって経済的損失を防ぐことである。
【００１３】
本発明の別の目的は、加熱・冷却システムで現在用いられている多くの構成要素を使用せずにサイクルを完了することを通じて経済的利益を提供することである。
【００１４】
本発明の別の目的は、加熱・冷却システムで多くの構成要素が使用されないため、体積が小さいことである。
【００１５】
上記のすべての利点を実現し、以下の説明から詳細に理解されるようにするために、本発明は、気体冷却剤が吸収剤によって吸収され、その熱を放出することによって凝縮される、したがって、加熱動作が実行される間に気体冷却剤が液化することを可能にする、吸収器と、液体冷却剤が加熱によって蒸発する及び冷却プロセスが実行されることを可能にする蒸発器と、からなる吸収加熱・冷却システムであって、凝固による分離法を使用し、冷却剤・吸収剤混合物をアイシング／結晶化／凍結法を通じて分離する、分離ユニットを備える、吸収加熱・冷却システムに関する。
【００１６】
以下の図面とこれらの図面を参照して行われる詳細な説明で概説される本発明の構造的及び特徴的な特色とすべての利点は明確に理解されるであろう。したがって、これらの図面と詳細な説明を考慮して評価がなされるべきである。
【００１７】
本発明の利点をさらなる要素とともに理解できるようにするために、以下に説明する図面でそれを評価する必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】吸収加熱・冷却システムで用いられる本発明の分離法を示す図である。
【図２】吸収加熱・冷却システムで用いられる分離法のプロセスステップの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、吸収加熱・冷却システム（１００）で用いられる本発明の分離法を示す図である。本発明は、エネルギー効率の重要性が増し、エネルギー価格が上昇している今日の加熱・冷却システムでのエネルギー消費を低減することを可能にする。
【００２０】
本発明は、加熱プロセスが実行される間に気体冷却剤（１０７）が液化すること、気体冷却剤（１０７）が吸収剤によって吸収され、その熱を放出して凝縮されることを可能にする、吸収器（１０１）を備える。蒸発器（１０３）は、加熱による液体冷却剤（１０６）の蒸発を可能にし、冷却プロセスの提供を行う。凝固による分離法を用いる分離ユニット（１０２）は、アイシング／結晶化／凍結法を通じて機能し、冷却剤・吸収剤混合物の分離を可能にする。前記分離ユニット（１０２）内で分離される冷却剤・吸収剤混合物は、好ましくは、普通は、低濃度の冷却剤・吸収剤混合物（１０４）である。
【００２１】
図２は、吸収加熱・冷却システム（１００）で用いられる分離法のプロセスステップの概略図である。蒸発器（１０３）内で、液体冷却剤（１０６）が熱を受け取ることによってガス化される及び冷却プロセスが実行される（Ａ）。
【００２２】
蒸発した冷却剤（１０７）は、吸収器（１０１）を通じて高濃度の冷却剤・吸収剤混合物によって気体の状態で吸収され、その際に熱を放出してエネルギーを伝達し、液相に移行する（Ｂ）。低濃度の冷却剤・吸収剤混合物（１０４）が形成されると、分離ユニット（１０２）内で様々な凍結／アイシング／結晶化法を用いて液体冷却剤を分離することにより、液体冷却剤（１０６）は蒸発器（１０３）に誘導され、一方、高濃度の冷却剤・吸収剤混合物（１０５）は吸収器（１０１）に誘導される（Ｃ）。次いで、蒸発器（１０３）内で蒸発した冷却剤（１０６）が冷却プロセスを実行し、吸収器（１０１）に進んだときにサイクルが完了する。
【００２３】
上記の分離法で用いられる結晶化／凍結プロセスに関連して、結晶化、加速、超音波による寸法形成などの例と共に、蒸発を伴う結晶化／凍結法、真空を伴う結晶化／凍結法、異なる液体冷却剤の使用を伴う結晶化／凍結／アイシング法、直接又は間接的な結晶化／凍結／アイシング法、共晶凍結を伴う結晶化／凍結／アイシング法、フィルム凍結システムを伴う結晶化／凍結／アイシング法、漸進的な凍結脱塩を伴う結晶化／凍結／アイシング法などの例がある。
【００２４】
本発明では、同じシステムで様々な冷却剤を使用することができる。また、冷却剤・吸収剤タイプの異なるペアを用いることができる。冷却剤のさらなる精製を考慮して膜を使用することが可能であり得る。吸収器を直列に用いることで、吸収器（１０１）の数を増加させることができ、又は温度差を増加させることができる。吸収器（１０１）で蒸気を発生させることができるので、発生した蒸気を別の吸収器又はシステムに誘導することが可能である。また、吸収剤の代わりに、吸着剤などの任意の吸着剤製品を用いてもよい。
【００２５】
蒸発器（１０３）の数を増加させることができ、吸収器（１０１）との間に熱回収システムを追加することができる。システムに様々な数及びタイプの膨張弁アプリケーションを追加することができる。これは様々な圧力及び／又は温度で動作することができる。膨張弁は、システムに圧力差を生み出し、流量を制御するために追加することができる。蒸発器（１０３）内で、冷却剤に様々な化合物を添加することによって、同じ圧力で冷却剤の温度を変えることができる。
【符号の説明】
【００２６】
１００  吸収加熱・冷却システム
１０１  吸収器
１０２  分離ユニット
１０３  蒸発器
１０４  低濃度の冷却剤・吸収剤混合物
１０５  高濃度の冷却剤・吸収剤混合物
１０６  液体冷却剤
１０７  気体冷却剤
Ａ  冷却剤の蒸発
Ｂ  冷却剤と吸収剤の凝縮及び混合
Ｃ  冷却剤と吸収剤の分離
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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