(57)【要約】      （修正有）【課題】循環ポンプを用いた１基の第二熱交換器に対し複数の第一熱交換器が付いているシステムに対し、複数の第一熱交換器の方が夫々冷・暖の操作をしても最終的には、１基の第二熱交換器の中で熱量の清算して省エネ化を図る熱交換システムを提供する。【解決手段】加圧手段としての循環ポンプ４を正転・逆転させ、冷却液の流れを変えられるようにし、回転数をインバーターなどで制御出来るようにする。減圧手段については、圧力差で回転するポンプを使用して、それに発電機７を取り付け其の発電機に負荷をかけ、その負荷の出力を循環ポンプに入力して、省電力を図る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一熱交換器と第二熱交換器を冷却液の循環経路にせつぞくして熱交換可能に連結し、この冷却液を溶媒とし、溶質として気体を液体の冷却液に飽和圧力になるまで溶解して、この気体が溶解した冷却液を前記循環経路に循環させると共に、この冷却液の循環経路の高温側には気体と冷却液を共に加圧手段として電動機付き循環ポンプとし、低温側には冷却液の減圧手段として圧力差で回転するポンプで膨張ポンプとして名称付けたが逆回転も可能で此れに発電機をつけ其の発電に対して負荷をかけ、其の負荷の加・減により冷水の時には第一熱交換器内の蒸発圧力を、温水時の時には凝縮圧力を調整する、其の負荷の出力を周波数変換器などにより、電動機付き循環ポンプの入力電力にいれて省電力を図る事を特徴とする熱交換システム。
【請求項２】
高温側加圧手段の電動機付き循環ポンプは逆回転も可能でインバーター等使用し回転数も変えられる機能を持たせる、そして第一熱交換器が低圧使用の時や高圧使用の時には第一熱交換器に取り付けた圧力センサーにより電動機付きポンプの回転数を変化させる事が出来る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、冷却液などの中間熱媒体を介して第一熱交換と第二熱交換器の間で熱交換を行う熱交換システムに関する。
【背景技術】
【０００２】  今までの冷凍機は皆、潤滑油が必要でしたが液バックで油が薄まったり、又、油が冷媒に溶けてなくなったりで、故障が多かったが、それを水のポンプの様な物で油を使用しないシステムである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】  特許第４５７４１０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  中間熱媒体を介して第一熱交換器と第二熱交換器の間で熱交換を行う熱交換システムにおいて、数基の冷却ユニットを連係して一体に構成する冷却機は、冷却液を共有するので負荷に応じて必要な台数が運転出来たり、複数台の個々の温度も設定出来る、又循環ポンプを各自随意に逆転させたり、正転させたりして温度幅の広い運転が出来、其の上第二熱交換器で全部の熱量の収支清算が出来て非常に省エネ運転になる、又一対一の場合も勿論循環ポンプの逆転で逆サイクルが可能です。
ところが、このように中間熱媒体を介して吸熱側熱交換器と放熱側熱交換器の間で熱交換を行うと、直接式に比べて熱効率が低下するという問題があった。【０００５】  そこで本発明は、中間熱媒体を介して吸熱側熱交換器と放熱側熱交換器の間で熱交換を行う際の熱効率の低下を補うことを目的になされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  かかる目的を達成するために、本発明は以下のように構成した。【０００７】  すなわち、第一熱交換器と第二熱交換器とを冷却液の循環経路に接続して熱交換可能に連結し、この冷却液を溶媒とし、溶質として気体を液体の冷却液に飽和圧力になるまで溶解して、この気体が溶解した冷却液を前記循環経路に循環させると共に、この冷却液の循環経路の高温側には気体と液体の混合溶液を循環圧縮するポンプ４より第二熱交換器２に送られて冷却されて冷却液に還る、そして冷却液は減圧手段の圧力差で回転しそれに発電機を直結して其の負荷を加・減する事により第一熱交換器内の蒸発圧力を調整させるシステムであります。
【発明の効果】
【０００８】  以上説明したように、本発明は、冷却液の循環経路に設けた加圧手段と減圧手段により圧力を変化させて、溶質である気体の分離乃至溶解を起こし、その際の溶質の吸熱反応乃至発熱反応により、冷却液の温度が変化することを利用している。
そして本発明では、このような吸熱反応により吸熱側熱交換器の温度をより低くし、発熱反応により放熱側熱交換器の温度をより高くすることで、相対的に周囲との温度差が広がって従来に比べて熱効率の高い熱交換システムを実現でき、使用している冷却液は水・アンモニアなのでオゾンが出ないし安価であるし、直ぐに手に入れられる物である又将来省エネに利用望めるるシステムとして以下に書き出して見ました。
◎温度差さえあればそれを圧力差に変換出来て発電できます例えば海水の深層水と，其の他
◎廃熱回収が容易にできます。
◎電気自動車などの冷・暖房の装置の簡略化など色々な装置
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】  本発明を実施した熱交換システムの配管図である。
【図２】  第一熱交換器１が数基と第二熱交換器２を１基での熱交換システムの配管図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】  減圧手段としては圧力差で回転させるポンプや、又他の方法で゛発電させても良いガ、其の電力に負荷を懸けて、加・減して第一熱交換器・第二熱交換器・蒸発圧力などの制御をさせ又循環ポンプの回転数の変更させるなどに使用する。
加圧手段として逆転可能なポンプとし、それに電動機を取り付けて逆転し、必要に応じて流れの方向を反対方向にも流れるようにして冷・暖両方が出来る熱交換システムである。
以下に図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【実施例】
【００１１】  図１に、本発明を実施した熱交換システムの配管図を示す。
第一熱交換器や第二熱交換器熱交換器は、吸熱機能・放熱機能どちらも其の時置かれた時の状態で変化する熱交換器である。
また、図２には第二熱交換器１基と数基の第一熱交換器を連係した熱交換システムの配管図を示す。
又熱交換器は何れも空気・水など色々な物に対応します。
先に図１に付いて説明しますと、１第一熱交換器を吸熱交換器として使用し、２熱交換器を放熱熱交換器として使用する、この間に循環経路３を形成して第一熱交換器１と第二熱交換器２を熱交換可能に連結する。第一熱交換器１の熱媒体は、例えばフロンとし、これを循環経路３の冷却液によって冷却する。
循環経路３の高温側には冷却液の加圧手段として電動機５がついている循環ポンプ４を配置し、低温側にはガスの封入弁６と冷却液の減圧手段として発電機７装着している膨張ポンプ９を配置する、膨張ポンプ９に付いての説明は請求項１を参照下さい。
また、ガスの封入弁６には飽和ガスバランス用のタンク８を取り付け、この中に冷却液の温度が多少変動してもガスの飽和濃度が変らない様にする為の余分なガスを溜めておく。【００１２】本発明を実施した熱交換システムは以上のような構成で、最初に循環経路３を冷却液で満たし、循環ポンプ４を運転して第一熱交換器１と第二熱交換器２の間に冷却液を循環させる。
次に、ガスの封入弁６よりアンモニアなどのガスを少しずつ注入して冷却液に溶け込ませる。
この時のガスの量は、第一熱交換器１の熱媒体に対する温度範囲の飽和圧力になるまで注入する。【００１３】冷却液が循環経路３を循環する過程で、発電機７付き膨張ポンプ９で減圧されて第一熱交換器１に流入する、流入した冷却液は圧力が下がり、従って温度も下がるので外部よりの高い温度との熱交換によって温度が上昇し、冷却液の飽和状態が崩れて溶解していたガスが分離する。
この時ガスが蒸発する蒸発熱で外部よりの侵入熱を冷却するのである。【００１４】  一方第一熱交換器１から流出したガスと冷却液は、ともに電動機５付き循環ポンプ４を通って圧力を増し、第二熱交換器２に流入してひやされる。
この圧力の増大と温度の低下により、分離していたガスがふたたび冷却液の中に溶け込むようになる。
このガスが溶解・凝縮する時の発熱反応によって冷却液の温度が上昇し、相対的に温度差が広がって、ここでも第二熱交換器２の冷却効果が良くなる、しかし１番の熱伝導率の良くなる事であろう、なぜならば普通の機械式の圧縮機は、熱伝導率の悪いの潤滑油を使用するが、本システムでは使用しないからである。
以上により、ガスが分離する時の吸熱反応とガスが溶解する時の発熱反応を利用して第一熱交換器１と第二熱交換器２との間に循環経路３を介在させた事による冷却効率の低下を補うことができる。
この熱交換システムは循環ポンプ４の回転を逆転させて、循環経路３の流路も正転・逆転させて冷房・暖房が出来ます。【００１５】  図２に第二熱交換器２を１基と第一熱交換器１数基の場合の熱交換システム配管図を示す。
複数の第一熱交換器１の両側に発電機７装着している膨張ポンプ９と電動機５がついている循環ポンプ４は第一熱交換器１が冷・暖の指令により冷却液の流れ３の方向はポンプの回転が正・逆と変るのと連動している、又其れにつれて膨張ポンプも冷却液の流れ３の方向が変り発電機７も其れに連れて逆回転して発電する、数台の第一熱交換器１が夫々サイクルの方向が変っても其の熱量の収支は第二熱交換器２で総合的にミックスされ高い熱交換率がえられる。【００１６】  溶質を溶媒に溶解して熱反応を起こす方法には、実施例に示した液体に気体を吸収させる方法以外に、固体に気体を吸着させる方法、液体と液体を混合させる方法など色々な方法がある。
また、溶質と溶媒の組み合わせには、水とアンモニアガス、水と臭化リチュウム、水と炭酸ガスなどの他に、シリカゲルにアンモニアや二硫化炭素などの液体よりガスのみ吸着させ、其れを暖めて再生させ反復する事により冷却するような方法もある、又エチレングリコールのような不凍液剤を添加して低温でも利用出来て利用範囲も広げる事も考えられる。
【符号の説明】
【００１７】１    第一熱交換器
２    第二熱交換器
３    循環経路
４    循環ポンプ
５    電動機
６    ガス封入弁
７    発電機
８    タンク
９    膨張ポンプ
【図１】
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【図２】
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