(57)【要約】【課題】成績係数の高いヒートポンプを提供する。【解決手段】ヒートポンプ１は、冷媒の蒸発過程で低温の物体から熱を汲み上げ、冷媒の凝縮過程で高温の物体に熱を与える第１冷媒回路２と、ガスハイドレートの分解過程で低温の物体から熱を汲み上げ、ガスハイドレートの生成過程で高温の物体に熱を与える第２冷媒回路３とを備える。第１冷媒回路２と前記第２冷媒回路３とは、互いに熱交換する関係にある。【選択図】　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒の蒸発過程で低温の物体から熱を汲み上げ、前記冷媒の凝縮過程で高温の物体に熱を与える第１冷媒回路と、
ガスハイドレートの分解過程で低温の物体から熱を汲み上げ、前記ガスハイドレートの生成過程で高温の物体に熱を与える第２冷媒回路とを備え、
前記第１冷媒回路と前記第２冷媒回路とが、互いに熱交換する関係にあることを特徴とするヒートポンプ。
【請求項２】
前記第１冷媒回路は、前記冷媒を蒸発させる蒸発装置と、前記冷媒を凝縮させる凝縮装置とを備え、
前記第２冷媒回路は、前記ガスハイドレートを分解する分解装置と、前記ガスハイドレートを生成する生成装置とを備え、
前記蒸発装置と前記生成装置とが、互いに熱交換する関係にあることを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ。
【請求項３】
前記分解装置は、前記ガスハイドレートを減圧する減圧手段と、低温の物体と前記ガスハイドレートとを熱交換させる第１熱交換器とを有することを特徴とする請求項２に記載のヒートポンプ。
【請求項４】
前記生成装置は、前記ガスハイドレートの分解物を昇圧する昇圧手段と、前記ガスハイドレートの分解物と前記第２冷媒回路の冷媒とを熱交換させる第２熱交換器とを有することを特徴とする請求項２または請求項３に記載のヒートポンプ。
【請求項５】
前記分解装置で分解された前記ガスハイドレートの分解物を、気体と液体とに分けて前記生成装置に送ることを特徴とする請求項２から請求項４のうちのいずれかに記載のヒートポンプ。
【請求項６】
前記生成装置で生成された前記ガスハイドレートを、前記分解装置に輸送する輸送手段を備えることを特徴とする請求項２から請求項５のうちのいずれかに記載のヒートポンプ。
【請求項７】
前記生成装置で生成された前記ガスハイドレートは、水を含んだスラリー状であることを特徴とする請求項６に記載のヒートポンプ。
【請求項８】
熱源との間で熱の授受を行う熱利用装置であって、
請求項１から請求項７のうちのいずれかに記載のヒートポンプを備えることを特徴とする熱利用装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高い成績係数が得られるヒートポンプ、及びそのヒートポンプを用いた熱利用装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ヒートポンプは、蒸発、圧縮、凝縮、及び膨張の各工程からなるサイクルにより、低温の物体から熱を汲み上げ、高温の物体に熱を与える装置である。エネルギー利用効率が比較的高いため、冷暖房機能を有する空気調和装置や冷凍装置などの熱利用装置に多く用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２５３１５５号公報
【０００４】
ヒートポンプでは、冷媒が蒸発する際、その蒸発潜熱によって周囲から熱を吸収する。空気調和装置に利用する場合、蒸発時に吸収する熱は、冷房時には室内の空気から供給され、暖房時には大気から供給される。また、ヒートポンプでは、冷媒が凝縮する際に熱を発生する。空調設備に利用する場合、凝縮時に発生する熱は、冷房時には大気に放出され、暖房時には室内に放出される。熱の移動に携わる冷媒としては、例えば、フロン系化合物の他に、アンモニアなどが用いられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ヒートポンプのエネルギー利用効率は、一般に、入力動力に対する出力熱量の比である成績係数（ＣＯＰ：ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　ｏｆ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）で表される。従来、ＣＯＰは高性能なヒートポンプで　２．５〜４．０　である。環境問題に関する意識の高まりとともに、より一層のエネルギー効率の向上が望まれている。
【０００６】
本発明は、上述する事情に鑑みてなされたものであり、成績係数（ＣＯＰ）の高いヒートポンプを提供することにある。
また、本発明の他の目的は、高いエネルギー効率が得られる熱利用装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のヒートポンプは、冷媒の蒸発過程で低温の物体から熱を汲み上げ、前記冷媒の凝縮過程で高温の物体に熱を与える第１冷媒回路と、ガスハイドレートの分解過程で低温の物体から熱を汲み上げ、前記ガスハイドレートの生成過程で高温の物体に熱を与える第２冷媒回路とを備え、前記第１冷媒回路と前記第２冷媒回路とが、互いに熱交換する関係にあることを特徴とする。
【０００８】
上記のヒートポンプにおいて、前記第１冷媒回路は、前記冷媒を蒸発させる蒸発装置と、前記冷媒を凝縮させる凝縮装置とを備え、前記第２冷媒回路は、前記ガスハイドレートを分解する分解装置と、前記ガスハイドレートを生成する生成装置とを備え、前記蒸発装置と前記生成装置とが、互いに熱交換する関係にあるとよい。
【０００９】
この場合、前記分解装置は、前記ガスハイドレートを減圧する減圧手段と、低温の物体と前記ガスハイドレートとを熱交換させる第１熱交換器とを有するとよい。
【００１０】
また、前記生成装置は、前記ガスハイドレートの分解物を昇圧する昇圧手段と、前記ガスハイドレートの分解物と前記第２冷媒回路の冷媒とを熱交換させる第２熱交換器とを有するとよい。
【００１１】
また、前記分解装置で分解された前記ガスハイドレートの分解物を、気体と液体とに分けて前記生成装置に送るのが好ましい。
【００１２】
また、前記生成装置で生成された前記ガスハイドレートを、前記分解装置に輸送する輸送手段を備えるとよい。
【００１３】
この場合、前記生成装置で生成された前記ガスハイドレートは、水を含んだスラリー状であるのが好ましい。
【００１４】
本発明の熱利用装置は、熱源との間で熱の授受を行う熱利用装置であって、上記した本発明のヒートポンプを備えることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のヒートポンプについて説明する。
図１は、一般的なヒートポンプにおける、低レベルの熱源と高レベルの熱源との温度差と、成績係数（ＣＯＰ）との関係を示すグラフ図である。ここで、一般的なヒートポンプは、蒸発、圧縮、凝縮、及び膨張の各工程からなるサイクルを有する冷媒回路を備え、低温の物体から熱を汲み上げ、高温の物体に熱を与える。図１では、冷媒として、水（Ｈ２Ｏ）、アンモニア（ＮＨ３）、及びフロン（Ｒ２２）を用いた場合についてそれぞれ示している。なお、図１に示すＣＯＰ（成績係数）は、動力機（圧縮機など）の効率を８０％として計算したものである。
【００１６】
図１に示すように、一般的なヒートポンプでは、熱源の温度差が小さいほど、ＣＯＰが高くなる傾向にある。なお、上述した３つの冷媒のうち、水は上記傾向が強く現れる。熱源の温度差を小さくするには、低レベルの熱源温度が上がるか、高レベルの熱源温度が下がればよい。本発明のヒートポンプでは、上記した一般的な冷媒回路に対して、ガスハイドレートを用いた冷媒回路を組み合わせることにより、上記温度差を小さくする。
【００１７】
ここで、ガスハイドレートは、水分子の包接格子の中にガス分子が包接された氷状（あるいはシャーベト状）の化合物（包接化合物）であり、生成過程（水とガスからガスハイドレートが生成される過程）で熱を発生し、分解過程（ガスハイドレートから水とガスに分離される過程）で熱を吸収する。そのため、ガスハイドレートの分解・生成熱を利用することにより、ガスハイドレートの分解過程で低温の物体から熱を汲み上げ、そのガスハイドレートの生成過程で高温の物体に熱を与える冷媒回路を構成することができる。
【００１８】
図２はガスハイドレートの一般的な相平衡図を示し、図３は本発明のヒートポンプの基本構成の一例を模式的に示している。
図２において、ガスハイドレートは、相平衡線の左上の領域では安定または準安定した状態にある。一方、相平衡線の右下の領域では不安定となり、ガスと水とに分離される。相平衡線に沿った低圧低温側の条件でガスハイドレートを分解し、高圧高温側の条件でガスハイドレートを生成することにより、低温側の熱を高温側に汲み上げることが可能となる。
【００１９】
図３において、ヒートポンプ１は、冷媒の蒸発過程で低温の物体から熱を汲み上げ、その冷媒の凝縮過程で高温の物体に熱を与える第１冷媒回路２と、ガスハイドレートの分解過程で低温の物体から熱を汲み上げ、そのガスハイドレートの生成過程で高温の物体に熱を与える第２冷媒回路３とを備える。そして、これら第１冷媒回路２と第２冷媒回路３とは、互いに熱交換する関係にある。
【００２０】
具体的には、第１冷媒回路２は、冷媒を蒸発させる蒸発装置５と、その冷媒を凝縮させる凝縮装置６とを備え、第２冷媒回路３は、ガスハイドレートを分解する分解装置７と、そのガスハイドレートを生成する生成装置８とを備える。そして、蒸発装置５と生成装置８とが、互いに熱交換する関係にある。
【００２１】
第１冷媒回路２において、蒸発装置５は減圧・膨張機能及び吸熱機能を有し、凝縮装置６は圧縮機能及び放熱機能を有する。蒸発装置５では、冷媒が蒸発する際、その蒸発熱に相当する熱をサイクル外の熱源から吸収する。また、凝縮装置６では、冷媒が凝縮する際、その凝縮熱に相当する熱をサイクル外の熱源に与える。この一連のサイクルにより、第１冷媒回路２では、蒸発・凝縮熱に相当する熱が、サイクル外の低温の物体から汲み上げられ、サイクル外の高温の物体に与えられる。熱の移動に携わる冷媒としては、水、アンモニア、フロン系冷媒など、公知の様々な冷媒が適用可能である。
【００２２】
また、第２冷媒回路３において、分解装置７は減圧機能及び吸熱機能を有し、生成装置８は圧縮機能及び放熱機能を有する。分解装置７においては、生成装置８で生成された高圧高温状態のガスハイドレートが減圧され、先の図２に示した相平衡線を横切ることにより、ガスと水とに分解される。この分解過程では、ガスハイドレートは分解熱に相当する熱をサイクル外の熱源から吸収しつつ相平衡線に沿って温度降下し、低圧低温状態のガスと水との混相となる。一方、生成装置８においては、分解装置７で分解されたガスと水とが圧縮されて高圧高温状態となり、その後、生成熱に相当する熱がサイクル外の熱源に放出される。この放熱により、ガスと水との混相が相平衡線を横切り、ガスハイドレートが生成される。通常、水の氷点（０℃）より高温下では、生成されたガスハイドレートは、水を含んだスラリー状となる。そして、生成されたガスハイドレートは、分解装置７において再び分解される。この一連のサイクルにより、第２冷媒回路３では、ガスハイドレートの分解・生成熱に相当する熱が、サイクル外の低温の物体から汲み上げられ、サイクル外の高温の物体に与えられる。
【００２３】
本例のヒートポンプ１において、蒸発装置５と生成装置８とは互いに熱交換する関係にある。そのため、蒸発装置５、凝縮装置６、分解装置７、及び生成装置８の各処理温度を、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、及びＴ４とすると、Ｔ２＞Ｔ１≒Ｔ４＞Ｔ３　となる。つまり、複数の冷媒回路を組み合わせることにより、第１冷媒回路２及び第２冷媒回路３のそれぞれにおいて、高温側と低温側との間の熱源の温度差が小さくなる。そのため、このヒートポンプ１では、第１冷媒回路２及び第２冷媒回路３のそれぞれのＣＯＰが高くなり、これによりヒートポンプ１の全体のＣＯＰの向上が図られる。なお、第１冷媒回路２のＣＯＰを　＜ＣＯＰ１＞　、第２冷媒回路３のＣＯＰを　＜ＣＯＰ２＞　、ヒートポンプ全体のＣＯＰを　＜ＣＯＰ３＞　とすると、これらは次の関係式で表される。
１／＜ＣＯＰ３＞　＝　１／＜ＣＯＰ１＞　＋　１／＜ＣＯＰ２＞　…（１）
【００２４】
ここで、ガスハイドレートは、ガス分子を多数の水分子が取り囲んだ分子構造からなり、一般に、その水和数（ガス分子１個に対する水分子の数）が大きい。例えば、メタンハイドレートの分子式は　ＣＨ４・５．７５Ｈ２Ｏ　で表され、水和数は　５．７５　である。こうした分子構造の特徴から、ガスハイドレートは分解・生成熱が比較的大きい。例えば、メタンハイドレートの分解・生成熱（解離エンタルピ）は、氷の　１．３倍である。以下の表１に、数種類のガスハイドレートについて、分解・生成熱（ＭＪ／ｋｇ　ｏｆ　ｇａｓ）を示す。
【００２５】
2004101140.tif 000003
【００２６】
ガスハイドレートを用いた冷媒回路では、こうしたガスハイドレートの分解・生成熱を利用することにより、高いＣＯＰを得ることができる。図４に、熱源の温度差と、ガスハイドレート（ＨＦＣ（Ｒ−３２）、水和数１７）を用いた冷媒回路のＣＯＰとの関係を示す。なお、この図４には、比較のために、先の図１に示した冷媒の特性も示している。
【００２７】
図４に示すように、ガスハイドレートを用いた冷媒回路では、一般的な冷媒を用いた場合に比べて、ＣＯＰが高く、しかも熱源温度差の低下に伴うＣＯＰの上昇傾向がより強く現れる。例えば、熱源温度差が　１０℃、２０℃　の場合、水を用いた冷媒回路ではＣＯＰがそれぞれ　２４．０、１２．３　であるのに対し、ガスハイドレートを用いた冷媒回路ではＣＯＰがそれぞれ　３３．０、１６．６　である。したがって、本発明のヒートポンプでは、ガスハイドレートの冷媒回路を用いることにより、一般的な冷媒回路を組み合わせたものに比べて、より高いＣＯＰを得ることができる。
【００２８】
ガスハイドレートを生成するためのガスとしては、メタン、エタン、プロパン、エチレン、アセチレンなどの炭化水素系ガスや、ＨＦＣ（Ｒ−３２、Ｒ−２２、Ｒ−１２３、Ｒ−１２４、Ｒ−１４１ｂ、Ｒ−１４２ｂ、Ｒ−２２５など）、ＨＣＦＣ（Ｒ−１３４ｂ、Ｒ−１２５、Ｒ−１５２ａなど）などのフロン（フルオロカーボン）系ガスの他に、炭酸ガス（ＣＯ２　）、窒素、空気、アンモニア、キセノン（Ｘｅ）など、様々なガスを用いることができる。なお、本発明のヒートポンプにおいて、ガスハイドレートの生成に用いるガスは、上記したものに限定されない。高いＣＯＰを得るには、最高平衡温度が高い、平衡圧力が低い、温度変化に対する圧力の変化量が少ない、などの特性を有するガスを用いるのが好ましい。なお、これらのガスは単独で使用してもよいし、所望の特性が得られるように複数種類を組み合わせて使用してもよい。異種ガスの組み合わせにより、ガスハイドレートの相変化の条件を調整することが可能である。また、ガスハイドレートの相変化条件を調整するために、水に添加物を加えてもよい。
【００２９】
本発明のヒートポンプは、例えば、冷房、暖房、除湿、及び加湿の少なくとも１つの機能を有する空気調和装置に適用することができる。この他に、冷却装置（ヒートシンクなど）、暖房装置（床暖房装置など）、給湯装置、冷凍装置、脱水装置、蓄熱装置、融雪装置、乾燥装置など、熱源との間で熱の授受を行う様々な熱利用装置（プラントやシステムを含む）に適用可能である。これらの熱利用装置では、本発明のヒートポンプを用いることにより、高いエネルギー効率を得ることができる。以下に、本発明の熱利用装置の一例として、本発明のヒートポンプを冷水製造装置に適用した例について説明する。
【００３０】
図５は、本発明のヒートポンプを冷水製造装置に適用した実施の形態例を模式的に示す構成図である。この冷水製造装置１０は、水を冷媒として用いた第１冷媒回路１１と、ガスハイドレートを用いた第２冷媒回路１２とを組み合わせた冷凍システムからなる。第１冷媒回路１１は、蒸発装置１５及び凝縮装置１６を備えており、第２冷媒回路１２は、ガスハイドレートの分解装置１７及び生成装置１８を備えている。
【００３１】
第１冷媒回路１１において、蒸発装置１５は、減圧・膨張弁２０、及び蒸発器２１等を有する。また、凝縮装置１６は、圧縮機２２、凝縮器２３、及び冷却器２４等を有する。なお、本例では、蒸発器２１は後述するガスハイドレートの生成器３３と一体的に構成されている。また、蒸発器２１と凝縮器２３とは、配管４０，４１を介して互いに接続されている。
【００３２】
蒸発器２１内の冷媒（水）は周辺の熱により蒸発する。この熱は、第２冷媒回路１２のガスハイドレートから与えられる。蒸発した冷媒は圧縮機２２で圧縮され、高圧高温のガスとして凝縮器２３内に吐出される。吐出された冷媒は凝縮器２３内で周囲の熱により冷却凝縮する。凝縮時の発熱は冷却器２４を介して外部の熱源（大気など）に放出される。凝縮器２３を出た冷媒は減圧・膨張弁２０を通過することでその圧力及び温度が低下し、蒸発器２１に戻る。
【００３３】
第２冷媒回路１２において、分解装置１７は、ガスハイドレートの分解過程が行われる分解器３０、ガスハイドレートを減圧する減圧手段としての減圧弁３１、及びサイクル外の熱源（ここでは、冷却対象の水）とガスハイドレートとを熱交換させる第１熱交換器３２を有する。また、生成装置１８は、ガスハイドレートの生成過程が行われる生成器３３、ガスハイドレートの分解物を昇圧する昇圧手段としての圧縮機３４，３５、及びサイクル外の熱源（第１冷媒回路１１の水冷媒）とガスハイドレートの分解物とを熱交換させる第２熱交換器３６を有する。また、分解器３０と生成器３３とは、配管４５，４６，４７を介して互いに接続されている。
【００３４】
第２冷媒回路１２において、分解器３０では、高圧高温状態のガスハイドレートが減圧弁３１を介して減圧される。これにより、ガスハイドレートがガスと水とに分解される。また、この分解過程において、ガスハイドレートは、分解熱に相当する熱を、第１熱交換器３２を介してサイクル外の低レベルの熱源（冷却対象の水）から吸収しつつ温度降下し、低圧低温状態のガスと水との混相になる。ガスハイドレートの分解物は、ガスと水とに分離され、ガスは配管４５を介して、水は配管４６を介してそれぞれ生成器３３に送られる。このとき、ガス及び水は、それぞれ圧縮機３４及び圧縮機３５を介して圧縮されるなどして高圧高温状態となる。
【００３５】
生成器３３では、高圧高温状態のガスと水との混相から、ガスハイドレートの生成熱に相当する熱が第２熱交換器３６を介してサイクル外の高レベルの熱源（第１冷媒回路１１の水冷媒）に放出される。この放熱に伴い、ガスと水との混相が相変化し、ガスハイドレートが生成される。生成されたガスハイドレートは、水を含んだスラリー状であり、分解器３０に送られる。
【００３６】
このような一連のサイクルにより、第２冷媒回路１２では、ガスハイドレートの分解・生成熱に相当する熱が、サイクル外の低レベルの熱源（冷却対象の水）から汲み上げられ、サイクル外の高レベルの熱源（第１冷媒回路１１の冷媒）に与えられる。つまり、第２冷媒回路１２では、分解装置１７によって冷却対象の水から吸熱しながらガスハイドレートを分解するとともに、生成装置１８によって第１冷媒回路１１の冷媒に放熱しながらガスハイドレートを生成する。そして、分解装置１７による吸熱作用により、冷水が製造される。
【００３７】
ここで、水冷媒は低温での蒸気圧が低い。そのため、水冷媒を用いた冷媒回路では、一般に、０〜１０℃の低温を製造するのが難しい。本例の冷水製造装置１０では、水冷媒を用いた一般的な第１冷媒回路１１とは別に、ガスハイドレートを用いた第２冷媒回路１２を備えることにより、水冷媒を用いても、０〜１０℃の冷水を容易に製造することが可能となる。また、前述したように、水冷媒あるいはガスハイドレートを用いた冷媒回路では、熱源の温度差の低下に伴うＣＯＰの上昇傾向が強く現れることから、冷媒回路の組み合わせによる効果が得られやすい。試算によると、本例の冷水製造装置１０では、水冷媒を用いた第１冷媒回路１１のＣＯＰは　９．５　であり、ガスハイドレートを用いた第２冷媒回路１２のＣＯＰは　１６．７　であり、冷水製造装置１０全体のＣＯＰは　５．７　となり、従来の冷凍機に比べて高いＣＯＰが得られることが分かった。
【００３８】
なお、上述した第２冷媒回路１２において、分解装置１７及び生成装置１８としては、公知の様々な技術を用いることが可能である。
先の図５に示した分解装置１７では、生成器から分解器へのガスハイドレート供給用の配管４７に、減圧弁を配設している。この場合、減圧弁を通過することにより、ガスハイドレートの分解が開始するとともに、その分解により生じたガス（及び水）が減圧及び膨張される。分解装置１７の構成はこれに限らず、分解器から生成器へのガス供給用の配管に減圧弁を配設してもよく、分解器そのものに減圧機能を持たせてもよく、あるいは生成装置が備えるガス圧縮用の圧縮弁に減圧機能を持たせて減圧弁を省略してもよい。いずれの構成においても、分解器内のガスを連続的あるいは断続的に排出することにより、分解器内の圧力が低減され、ガスハイドレートの分解が促進される。
【００３９】
また、分解装置が備える第１熱交換器は、分解器の内部で熱交換を行ってもよく、分解器の外部で熱交換を行ってもよい。外部で熱交換を行う場合、第１熱交換器は、例えば、分解器内の低温の水が配管を介して循環され、その循環中にサイクル外の熱源と熱交換するように構成される。あるいは、ガスハイドレートとは別の冷媒を介してサイクル外の熱源と熱交換するように構成してもよい。
【００４０】
ガスハイドレートの生成装置では、生成器において、ガスの量が水に溶けて飽和する以上存在し、さらに相平衡線に基づく一定の温度・圧力条件を満たしている必要がある。また、生成器では、生成能力向上のために、ガスと水との接触面積が大きくなるように構成されるのが好ましい。接触面積増大のための技術としては、例えば、ガスと水とを積極的に攪拌する方式、水中にガスを泡状にして供給する方式などがある。なお、ガスハイドレートは前述した分子構造の特徴から高いガス包蔵性を有しており、ハイドレートの空隙がすべてガス分子で充填されなくてもよい。生成装置は、連続的にガスハイドレートを生成するものが好ましいが、断続的（バッチ式）に生成を行うものも適用可能である。
【００４１】
先の図５に示した第２冷媒回路１２では、ガスハイドレートの分解物であるガスと水とがそれぞれ配管４５及び配管４６に分けて分解装置１７から生成装置１８に送られることから、ガス及び水をそれぞれガスハイドレートの生成に適した状態に制御しやすいという利点を有する。なお、圧縮に伴って上昇したガスの温度を降下させるために、圧縮後のガスを冷却する冷却器（先の図５に示す冷却器５０）を備えてもよい。また、圧縮後の水の温度を上昇させるために、圧縮後のガスと水とを熱交換させる熱交換器を備えてもよい。また、圧縮に伴ってガスあるいは水を一時的に貯溜するタンクを備えてもよいことは言うまでもない。なお、水を圧縮（あるいは輸送）する圧縮機３５（水ポンプ）の動力は、ガスを圧縮する圧縮機３４の動力に比べると極めて小さい。また、ガス用の圧縮機としては、電動式のもの、ガス燃料などを用いる燃焼式のもの等、様々な種類のものが適用可能である。
【００４２】
また、生成装置が備える第２熱交換器は、上記した分解装置の第１熱交換器と同様に、生成器の内部で熱交換を行ってもよく、生成器の外部で熱交換を行ってもよい。外部で熱交換を行う場合、第２熱交換器は、例えば、生成器内の高温の水とガスとの混相が配管を介して循環され、その循環中にサイクル外の熱源（本例では第１冷媒回路の水冷媒）と熱交換するように構成される。あるいは、ガスハイドレートとは別の冷媒を介してサイクル外の熱源と熱交換するように構成してもよい。
【００４３】
また、生成装置１８において生成されたガスハイドレートは、水を含んだスラリー状である。そのため、硬質な固体状のものに比べて、生成装置１８から分解装置１７に輸送しやすいという利点を有する。ガスハイドレートの輸送手段としては、スラリーポンプに限定されず、他の輸送手段を用いてもよい。また、連続的に輸送するものに限らず、断続的（バッチ式）に輸送するものでもよい。また、生成器と分解器との圧力差を利用することにより、輸送手段を省略してもよい。
【００４４】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００４５】
【発明の効果】
本発明のヒートポンプによれば、冷媒の蒸発・凝縮熱を利用した第１冷媒回路と、ガスハイドレートの分解・生成熱を利用した第２冷媒回路とが組み合わされていることにより、高い成績係数（ＣＯＰ）が得られる。
また、本発明の熱利用装置によれば、高い成績係数のヒートポンプを用いることにより、エネルギー効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的なヒートポンプにおける、熱源の温度差とＣＯＰとの関係を示すグラフ図である。
【図２】ガスハイドレートの一般的な相平衡図を示す図である。
【図３】本発明のヒートポンプの基本構成を模式的に示す図である。
【図４】ガスハイドレートを用いたヒートポンプにおける、熱源の温度差とＣＯＰとの関係を示すグラフ図である。
【図５】本発明のヒートポンプを冷水製造装置に適用した実施の形態例を模式的に示す構成図である。
【符号の説明】
１…ヒートポンプ、２…第１冷媒回路、３…第２冷媒回路、５，１５…蒸発装置、６，１６…凝縮装置、７，１７…分解装置、８，１８…生成装置、１０…冷水製造装置、３０…分解器、３２…第１熱交換器、３４，３５…圧縮機、３６…第２熱交換器。
【図１】
2004101140.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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