(57)【要約】吸収サイクルシステムは、従来の吸収回路と組み合わせて、追加の吸収回路を利用する。追加の吸収回路で用いられる吸収剤は、イオン化合物、または比較的低結晶化の任意の吸収剤を含有することができる。かかる吸収剤と水の混合物は、先行技術の従来の臭化リチウム水吸収剤溶液の最低実行可能な操作温度より低い温度で液体のままである。【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）冷媒を通して循環するための蒸発器と、
（ｂ）前記蒸発器からの前記冷媒を第１の吸収剤と混合することによって第１の吸収剤および冷媒混合物を形成するための、および前記第１の吸収剤および冷媒混合物を中で循環するための、前記蒸発器と流体連通するように配置された第１の吸収回路と、
（ｃ）前記第１の吸収回路からの前記冷媒の一部を第２の吸収剤と混合することによって第２の吸収剤および冷媒混合物を形成するための、および前記第２の吸収剤および冷媒混合物を中で循環するための、前記第１の吸収回路と流体連通するように配置された第２の吸収回路と、
（ｄ）前記第２の吸収回路および前記蒸発器と流体連通するように配置された凝縮器と
を含む吸収サイクルシステム。
【請求項２】
前記第１の吸収回路が、
（ａ）前記蒸発器からの前記冷媒を第１の吸収剤および冷媒混合物へ吸収させるための、前記蒸発器と流体連通するように配置された前記第１の吸収器と、
（ｂ）前記第１の吸収器からの前記第１の吸収剤および冷媒混合物を受けて予熱するための、前記第１の吸収器と流体連通するように配置された第１の熱交換器と、
（ｃ）前記第１の吸収剤および冷媒混合物を前記第１の吸収器から前記第１の熱交換器へ圧送するための第１の液体ポンプと、
（ｄ）前記第１の熱交換器から前記予熱された混合物を受け、追加の熱を前記予熱された混合物へ移すための、前記第１の熱交換器と流体連通するように配置された第１の発電機と
を含む請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第２の吸収回路が、
（ａ）前記第１の発電機と流体連通するように配置された第２の吸収器であって、前記第１の発電機からの前記冷媒の一部を、第２の吸収器中の前記冷媒と第２の吸収剤とを含む第２の混合物へ吸収させるための、第２の吸収器と、
（ｂ）前記第２の吸収器からの前記第２の吸収剤および冷媒混合物を予熱するための、前記第２の吸収器と流体連通するように配置された第２の熱交換器と、
（ｃ）前記第２の吸収剤および冷媒混合物を前記第２の吸収器から前記第２の熱交換器へ圧送するための第２の液体ポンプと、
（ｄ）前記第２の熱交換器から前記予熱された混合物を受け、追加の熱を前記第２の混合物へ移すための、前記第２の熱交換器と流体連通するように配置された第２の発電機と
を含む請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記第１の吸収剤および前記第２の吸収剤が、それぞれイオン化合物である請求項１に記載の吸収サイクルシステム。
【請求項５】
前記イオン化合物が、カチオンおよびアニオンを含み、カチオンが、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、
【化１】
2012510042.tif 000006
【化２】
2012510042.tif 000007
【化３】
2012510042.tif 000008
からなる群から選択され、
式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ12およびＲ13は、
（ａ）Ｈ、
（ｂ）ハロゲン、
（ｃ）Ｃｌ、Ｂｒ、Ｆ、Ｉ、ＯＨ、ＮＨ2およびＳＨからなる群から選択される少なくとも１つのメンバーで任意に置換されていてもよい、−ＣＨ3、−Ｃ2Ｈ5またはＣ3〜Ｃ25直鎖、分岐もしくは環状アルカンまたはアルケン、
（ｄ）Ｏ、Ｎ、ＳｉおよびＳからなる群から選択される１〜３個のヘテロ原子を含み、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｆ、Ｉ、ＯＨ、ＮＨ2およびＳＨからなる群から選択される少なくとも１つのメンバーで任意に置換されていてもよい、−ＣＨ3、−Ｃ2Ｈ5またはＣ3〜Ｃ25直鎖、分岐もしくは環状アルカンまたはアルケン、
（ｅ）Ｏ、Ｎ、ＳｉおよびＳからなる群から独立して選択される１〜３個のヘテロ原子を有するＣ6〜Ｃ20非置換アリールまたはＣ3〜Ｃ25非置換ヘテロアリール、および
（ｆ）Ｏ、Ｎ、ＳｉおよびＳからなる群から独立して選択される１〜３個のヘテロ原子を有するＣ6〜Ｃ25置換アリールまたはＣ3〜Ｃ25置換ヘテロアリールであって、
（１）Ｃｌ、Ｂｒ、ＦＩ、ＯＨ、ＮＨ2およびＳＨからなる群から選択される少なくとも１つのメンバーで任意に置換されていてもよい、−ＣＨ3、−Ｃ2Ｈ5またはＣ3〜Ｃ25直鎖、分岐もしくは環状アルカンまたはアルケン、
（２）ＯＨ、
（３）ＮＨ2および
（４）ＳＨ
からなる群から独立して選択される１〜３個の置換基を有する置換アリールまたは置換ヘテロアリール
からなる群から独立して選択され、
Ｒ7、Ｒ8、Ｒ9およびＲ10は、
（ａ）Ｃｌ、Ｂｒ、Ｆ、Ｉ、ＯＨ、ＮＨ2およびＳＨからなる群から選択される少なくとも１つのメンバーで任意に置換されていてもよい、−ＣＨ3、−Ｃ2Ｈ5またはＣ3〜Ｃ25直鎖、分岐もしくは環状アルカンまたはアルケン、
（ｂ）Ｏ、Ｎ、ＳｉおよびＳからなる群から選択される１〜３個のヘテロ原子を含み、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｆ、Ｉ、ＯＨ、ＮＨ2およびＳＨからなる群から選択される少なくとも１つのメンバーで任意に置換されていてもよい、−ＣＨ3、−Ｃ2Ｈ5またはＣ3〜Ｃ25直鎖、分岐もしくは環状アルカンまたはアルケン、
（ｃ）Ｏ、Ｎ、ＳｉおよびＳからなる群から独立して選択される１〜３個のヘテロ原子を有するＣ6〜Ｃ25非置換アリールまたはＣ3〜Ｃ25非置換ヘテロアリール、およびＯ、Ｎ、ＳｉおよびＳからなる群から独立して選択される１〜３個のヘテロ原子を有するＣ6〜Ｃ25置換アリールまたはＣ3〜Ｃ25置換ヘテロアリールであって、
（１）Ｃｌ、Ｂｒ、Ｆ、Ｉ、ＯＨ、ＮＨ2およびＳＨからなる群から選択される少なくとも１つのメンバーで任意に置換されていてもよい、−ＣＨ3、−Ｃ2Ｈ5またはＣ3〜Ｃ25直鎖、分岐もしくは環状アルカンまたはアルケン、
（２）ＯＨ、
（３）ＮＨ2および
（４）ＳＨ
からなる群から独立して選択される１〜３個の置換基を有する置換アリールまたは置換ヘテロアリール
からなる群から独立して選択され、
任意で、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7、Ｒ8、Ｒ9およびＲ10の少なくとも２つが、一緒に環状または二環式アルカニルまたはアルケニル基を形成することができ、
アニオンは、［ＣＨ3ＣＯ2］-、［ＨＳＯ4］-、［ＣＨ3ＯＳＯ3］-、［Ｃ2Ｈ5ＯＳＯ3］-、［ＡｌＣｌ4］-、［ＣＯ3］2-、［ＨＣＯ3］-、［ＮＯ2］-、［ＮＯ3］-、［ＳＯ4］2-、［ＰＯ3］3-、［ＨＰＯ3］2-、［Ｈ2ＰＯ3］1-、［ＰＯ4］3-、［ＨＰＯ4］2-、［Ｈ2ＰＯ4］-、［ＨＳＯ3］-、［ＣｕＣｌ2］-、Ｃｌ-、Ｂｒ-、Ｉ-、ＳＣＮ-、ＢＲ1Ｒ2Ｒ3Ｒ4、ＢＯＲ1ＯＲ2ＯＲ3ＯＲ4、アルキルまたは置換アルキルで任意に置換されていてもよいカーボレート、アルキルアミン、置換アルキルアミン、アルキルまたは置換アルキルで任意に置換されていてもよいカーボランおよびフッ素化アニオンからなる群から選択される請求項４に記載の吸収サイクルシステム。
【請求項６】
前記冷媒が水を含む請求項４に記載の吸収サイクルシステム。
【請求項７】
前記冷媒が、ハイドロフルオロカーボン、ハイドロクロロフルオロカーボン、クロロフルオロカーボン、フルオロカーボン、クロロカーボン、窒素（Ｎ2）、酸素（Ｏ2）、二酸化炭素（ＣＯ2）、アンモニア（ＮＨ3）、亜酸化窒素（Ｎ2Ｏ）、アルゴン（Ａｒ）、水素（Ｈ2）、フッ素化されていない炭化水素およびこれらの混合物からなる群から選択される請求項４に記載の吸収サイクルシステム。
【請求項８】
前記フッ素化されていない炭化水素は、Ｃ1〜Ｃ7直鎖、分岐または環状アルカンおよびＣ1〜Ｃ7直鎖、分岐または環状アルケンからなる群から選択される請求項７に記載の吸収サイクルシステム。
【請求項９】
前記冷媒が、ジフルオロメタン（ＨＦＣ−３２）、フルオロメタン（ＨＦＣ−４１）、ペンタフルオロエタン（ＨＦＣ−１２５）、１，１，２，２−テトラフルオロエタン（ＨＦＣ−１３４）、１，１，１，２−テトラフルオロエタン（ＨＦＣ−１３４ａ）、１，１，１−トリフルオロエタン（ＨＦＣ−１４３ａ）、１，１−ジフルオロエタン（ＨＦＣ−１５２ａ）、フルオロエタン（ＨＦＣ−１６１）、１，１，１，３，３−ペンタフルオロプロパン（ＨＦＣ−２４５ｆａ）、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン（ＨＦＣ−２３６ｆａ）、１，１，１，２，３，３−ヘキサフルオロプロパン（ＨＦＣ−２３６ｅａ）、１，１，１，２，３，３，３−ヘプタフルオロプロパン（ＨＦＣ−２２７ｅａ）、１，１，１，３，３−ペンタフルオロブタン（ＨＦＣ−３６５ｍｆｃ）、１，１，１，２，３，４，４，５，５，５−デカフルオロペンタン（ＨＦＣ−４３−１０ｍｅｅ）、１，１，１，２，２，３，４，５，５，６，６，７，７，７−テトラデカフルオロヘプタン（ＨＦＣ−６３−１４ｍｃｅｅ）、２，３，３，３−テトラフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２３４ｙｆ）、１，２−ジフルオロエテン（ＨＦＯ−１１３２）、１，３，３，３−テトラフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２３４ｚｅ）、１，２，３，３−テトラフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２３４ｙｅ）、３，３，３−トリフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２４３ｚｆ）、１，２，３，３，３−ペンタフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２２５ｙｅ）、１，１，１，３，３−ペンタフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２２５ｚｃ）、１，１，１，４，４，４−ヘキサフルオロ−２−ブテン（ＨＦＯ−１３３６ｍｚｚ）、１，１，１，２，２，５，５，５−オクタフルオロ−２−ペンテン（ＨＦＯ−１４３８ｍｃｚｚ）、１，１，１，２，２，４，５，５，６，６，７，７，７−トリデカフルオロ−３−ヘプテン（ＨＦＯ−１６２−１３ｍｃｚｙ）および１，１，１，２，２，３，５，５，６，６，７，７，７−トリデカフルオロ−３−ヘプテン（ＨＦＯ−１６２−１３ｍｃｙｚ）、ジクロロジフルオロメタン（ＣＦＣ−１２）、フルオロトリクロロメタン（ＣＦＣ−１１）、１，１，２−トリクロロ−１，２，２−トリフルオロエタン（ＣＦＣ−１１３）、１，２−ジクロロ−１，１，２，２−テトラフルオロエタン（ＣＦＣ−１１４）、クロロジフルオロメタン（ＨＣＦＣ−２２）、２−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン（ＨＣＦＯ−１２３３ｘｆ）、１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン（ＨＣＦＯ−１２３３ｚｄ）、パーフルオロメタン（ＦＣ−１４）、パーフルオロエタン（ＦＣ−１１６）、パーフルオロプロパン（ＦＣ−２１８）、パーフルオロシクロブタン（ＦＣ−Ｃ３１８）、オクタフルオロ−２−ブテン（ＦＯ−１３１８ｍｙ）、１，２−ジクロロエチレン、塩化メチレン、トリクロロエチレン、パークロロエチレン、メタン、エタン、エチレン、プロパン、シクロプロパン、プロピレン、ｎ−ブタン、ブタン、イソブタン、シクロブタン、ｎ−ペンタン、イソペンタン、ｎ−ヘキサン、シクロヘキサン、ｎ−ヘプタン、窒素（Ｎ2）、酸素（Ｏ2）、二酸化炭素（ＣＯ2）、アンモニア（ＮＨ3）、亜酸化窒素（Ｎ2Ｏ）、アルゴン（���ｒ）、水素（Ｈ2）およびこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも１つの冷媒を含む請求項７に記載の吸収サイクルシステム。
【請求項１０】
前記第１の発電機と前記第１の熱交換器の間、および前記第１の熱交換器と前記第１の吸収器の間に、前記第１の吸収剤および冷媒混合物を、前記第１の吸収器に戻して再循環するための第１の再循環ラインをさらに含む請求項２に記載の吸収サイクルシステム。
【請求項１１】
前記第２の発電機と前記第２の吸収器の間に、前記第２の吸収剤および冷媒混合物を、前記第２の吸収器に戻して再循環するための第２の再循環ラインをさらに含む請求項３に記載の吸収サイクルシステム。
【請求項１２】
前記第２の発電機と前記第１の発電機の間に、かつ前記第１の発電機を通って延在する、前記第２の発電機を出る前記冷媒から熱を回収するための熱回収ラインをさらに含み、前記熱回収ラインが、前記冷媒蒸気を前記凝縮器に送達するために、前記第１の発電機から前記凝縮器まで続いている請求項３に記載の吸収サイクルシステム。
【請求項１３】
前記システムが吸収冷却システムである請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記システムがヒートポンプである請求項１に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２００８年１１月２６日出願の米国仮特許出願第６１／１１８，０４２号明細書の優先権を主張する。
【０００２】
本開示は、二重吸収回路を有する吸収サイクルシステムに関する。かかるシステムは、低温冷蔵、快適空調および室内暖房をはじめとする様々な吸収サイクル用途に有用である。
【背景技術】
【０００３】
単一吸収回路を備えた単一効果吸収サイクルシステムは当該技術分野において公知である。典型的なサイクルシステムにおいて、水蒸気などの冷媒は、水性臭化リチウム（ＬｉＢｒ）溶液等の吸収剤混合物へ吸収されてから、吸収剤混合物から放出される。吸収器は、ポンプ、熱交換器、膨張または減圧デバイスおよび発電機を含む単一吸収回路の一部であり、凝縮器および蒸発器に入る前に、冷媒が吸収剤混合物から放出される。
【０００４】
しかしながら、典型的に、臭化リチウムと水を、吸収剤／冷媒対として用いるこのような標準的なシステムの欠点は、最低実行可能な操作温度が、吸収剤／冷媒混合物の結晶化温度により制限されていることである。
【０００５】
好適な吸収サイクル構成および対応の吸収剤／冷媒混合物、特に、臭化リチウム／水溶液を、吸収剤／冷媒混合物として用いる吸収器の最低実行可能な操作温度より低い温度で、冷媒を、吸収する蒸発器から戻すことのできる（例えば、結晶化に耐える結果として）吸収剤／水混合物を見出すことが望まれている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、従来の吸収回路と組み合わせて追加の吸収回路を利用する吸収サイクルシステムを提供することである。追加の吸収回路に用いる吸収剤は、吸収剤／冷媒混合物が、従来の吸収回路に用いる吸収剤に比べて低温（例えば、結晶化に耐える結果として）でより有利である任意の吸収剤とすることができる。追加の吸収回路に用いる吸収剤は、イオン化合物またはその他結晶化抑制添加剤とする、または含有することができる。先行技術の従来の臭化リチウム／水溶液の最低実行可能な操作温度より低い温度で、サイクル操作に有効な組成の水とかかる吸収剤の混合物は、結晶化に耐える。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかるシステムでは、追加の吸収器は、吸収剤／冷媒混合物として臭化リチウムおよび水を循環する従来の吸収器よりも低い温度で使用することができる。より低い実行可能な操作温度は、特に低い雰囲気温度での新たな冷却および加熱の適用を可能とすることが期待される。より低い実行可能な操作温度は、業界において、高い性能係数ＣＯＰで表わされる、より高いサイクルエネルギー効率も可能とすることが期待される。
【０００８】
また、２つの吸収回路を用いると、ある回路において感熱性吸収剤（感熱性結晶化抑制剤またはその他感熱性添加剤を含有する感熱性イオン化合物または吸収剤処方）を、他の回路において高温熱源を同時に用いることができる。
【０００９】
従って、本発明によれば、冷媒を通して循環するための蒸発器と、蒸発器からの冷媒を第１の吸収剤と混合することによって、第１の吸収剤および冷媒混合物を形成するための、および第１の吸収剤および冷媒混合物を中で循環するための、蒸発器と流体連通するように配置された第１の吸収回路と、第１の吸収回路からの冷媒の一部を第２の吸収剤と混合することによって、第２の吸収剤および冷媒混合物を形成するための、および第２の吸収剤および冷媒混合物を中で循環するための、第１の吸収回路と流体連通するように配置された第２の吸収回路と、第２の吸収回路および蒸発器と流体連通するように配置された凝縮器とを含む吸収サイクルシステムが提供される。第１の吸収剤／冷媒混合物は、結晶化に耐えるため、第２の吸収回路において循環する第２の吸収剤／冷媒混合物より低い温度で、使用可能なままである。
【００１０】
本発明の他の実施形態によれば、凝縮器で拒絶される代わりに、高圧冷媒蒸気からの熱の一部を回収して、第１の発電機に移すことができる。その結果、より高いエネルギー効率が得られる。このように、本実施形態によれば、本発明の吸収サイクルシステムは、第２の発電機と第１の発電機の間に、かつ第１の発電機を通って延在する、第２の発電機を出る冷媒から熱を回収するための熱回収ラインを含む。熱回収ラインは、冷媒蒸気を凝縮器に送達するために、第１の発電機から凝縮器まで続いている。
【００１１】
本発明は、以下の図面を参照すると、さらによく理解できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態による吸収サイクルシステムの概略図である。
【図２】本発明の他の実施形態による吸収サイクルシステムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明による吸収サイクルシステムの概略図を、概略的に図１の１０に示す。システムをまず、図１を参照して、吸収冷却システムとして説明する。システムは、冷媒を通して循環するための蒸発器１０−１と、蒸発器からの冷媒を第１の吸収剤と混合することによって、第１の吸収剤および冷媒混合物を形成するための、および第１の吸収剤および冷媒混合物を中で循環するための、蒸発器と流体連通するように配置された、概略的に図１に２０で示される、第１の吸収回路と、第１の吸収回路からの冷媒の一部を第２の吸収剤と混合することによって、第２の吸収剤および冷媒混合物を形成するための、および第２の吸収剤および冷媒混合物を中で循環するための、第１の吸収回路と流体連通するように配置された、概略的に図１に３０で示される、第２の吸収回路と、第２の吸収回路および蒸発器と流体連通するように配置された凝縮器１０−２とを含む。
【００１４】
本発明のシステムの蒸発器は、冷媒を蒸発器に送達するための入口ライン１４を有する。後述する本発明のシステムにおける冷媒は、水であり、後述するその他冷媒を本システムに用いてもよいものと考えられる。冷媒は、蒸発器に入るときに、部分的に蒸発した液体である。蒸発器は、ある実施形態において、冷却水またはその他熱伝達流体が流れる管（図示せず）も有する。部分蒸発冷媒は、蒸発器において管と接触し、冷媒の液体部分は蒸発することによって、熱を吸収し、冷媒蒸気を形成する。冷却水は、蒸発器に入る温度より低い温度で、出口ライン１１を通って蒸発器から出て、図１の１０−４に示す、冷却される物体へ送られる。冷却される物体は、冷却が望まれる任意の空間、場所、対象または物体であってよく、空調を必要とする建物の内部空間、冷蔵庫または冷凍庫空間、例えば、ホテルまたはレストラン、または、例えば、食料品を処理または製造するのに用いる工業プロセスエリアが含まれる。
【００１５】
建物からの冷却水は、ライン１２を通して、蒸発器に戻るように送られて、蒸発器の管を通して再循環する。冷媒蒸気は、図１に示すライン１３を通して蒸発器を出て、このラインを介して、第１の吸収回路２０に送られる。
【００１６】
第１の吸収回路２０は、第１の吸収器２０−１、液体ポンプ２０−２、第１の熱交換器２０−３および第１または低温発電機２０−４を含む。第１の吸収器は、冷媒蒸気を送達するための入口を有し、そこで、低冷媒含量のライン２５を介して送達された冷媒および第１の吸収剤の混合物と結合して、高冷媒含量の第１の吸収剤／冷媒混合物を形成する。第１の吸収剤は、イオン化合物であっても、それを含有していてもよい。冷媒の第１の吸収剤への吸収によってまた、熱（吸収熱）も生成される。冷却水または他の熱伝達流体は、吸収器の管の束（図示せず）を循環して、システムからのこの吸収熱を集める。高冷媒含量の混合物は、第１の吸収器の下部で集められ、第１の吸収サイクルを再び始めることができる。
【００１７】
高冷媒含量の第１の吸収剤／冷媒混合物は、第１の吸収器から、出口ライン２１を通って出て、液体ポンプ２０−２に送られ、この混合物は、第１の熱交換機２０−３へ圧送される。シェルアンドチューブタイプ熱交換器であってよい第１の熱交換器は、第１または低温発電機に入る前に、混合物を予熱する。熱交換器を出た後、混合物は、ライン２２を通って、第１の発電機へ流れる。第１の発電機に、任意の好適な外部源から低温熱を供給する。一実施形態において、発電機内には管の束（図示せず）があって、温水、スチームまたは燃焼ガスであってよい熱伝達流体を運び、ライン２３を介して、第１の発電機へ供給する。熱伝達流体は、高冷媒含量の第１の吸収剤／冷媒混合物へ、熱を移す。熱によって、この混合物は、冷媒蒸気を放出し、第１の発電機から、ライン２６を通して出て、低冷媒含量の混合物が後に残る。ここで、冷媒は、高圧蒸気である。場合によっては、ライン２４を介して第１の発電機を出た液体混合物には微量の冷媒が残る。他の場合においては、無視できない量の冷媒が、第１の発電機から出る吸収剤／冷媒混合物に残り、その量は、約１重量パーセント〜約８０重量パーセントである。いずれの場合においても、ライン２４を介して第１の発電機を出る混合物中の冷媒の量は、ライン２１を介して第１の発電機を出た混合物におけるよりも少ない。第１の発電機を出る混合物に残る冷媒の正確な量は、第１の吸収剤における冷媒の溶解度をはじめとする多くの因子に応じて異なる。
【００１８】
低冷媒含量の第１の吸収剤／冷媒混合物は、ライン２４を介して、第１の熱交換機へ戻って、そこで、第１の吸収器から圧送された高冷媒含量の第１の吸収剤／冷媒混合物により冷却される。低冷媒含量の第１の吸収剤／冷媒混合物は、第１の熱交換器から、膨張または減圧デバイス２０−５を通って、第１の吸収器まで、ライン２５を介して流れ、第１の吸収器の下部で集められて、そこで、第１の吸収回路サイクルが開始され、第１の吸収回路におけるサイクルが繰り返される。
【００１９】
第２の吸収回路は、第２の吸収器３０−１、第２の液体ポンプ３０−２、第２の熱交換器３０−３および第２または高温発電機３０−４を含む。上述したとおり、第１の吸収回路からの冷媒蒸気は、第１の発電機を出て、第２の吸収回路に、ライン２６を介して送達される。冷媒蒸気は、管の束（図示せず）を有する第２の吸収器３０−１へ送達される。冷媒と第２の吸収剤の低冷媒含量の混合物もまた、第２の吸収器へ、ライン３５を介して送達される。冷媒および第２の吸収剤は、第２の吸収器の下部で集められる。このシステムにおいて第２の吸収剤として臭化リチウムを用いてよいが、本発明は、第２の吸収剤として、臭化リチウムの使用に限定されないものと考えられる。再び、第１の吸収器のように、冷媒蒸気を、低冷媒含量の第２の吸収剤／冷媒蒸気へ吸収させて、高冷媒含量の第２の吸収剤／冷媒混合物を形成する。第２の吸収器への冷媒の吸収はまた、概して、発熱する（吸収熱）。熱伝達流体、例えば、冷却水は、第２の吸収器の管の束を通って循環して、この吸収熱をシステムから集める。
【００２０】
第２のポンプ３０−２は、高冷媒含量の第２の吸収剤／冷媒混合物を、ライン３１を介して、第１の熱交換器と同様に、シェルアンドチューブタイプ熱交換器であってよい第２の熱交換器３０−３へ圧送する。第２の熱交換器は、第２の発電機３０−４にライン３２を介して入る前に、この混合物を予熱する。第２の発電機に、任意の好適な外部源から高温熱を供給する。一実施形態において、第２の発電機内には管の束があって、例えば、燃焼ガス、スチームまたは温水であってよい熱伝達流体を運び、ライン３３を介して、第２の発電機へ供給する。ある実施形態において、熱伝達流体は、集光型太陽熱システムを通して、高温まで加熱しておいてもよい。熱伝達流体は、熱を、高冷媒含量の第２の吸収剤／冷媒混合物へ移す。熱によって、この混合物が冷媒蒸気を放出し、これが、ライン３６を通って第２の発電機から出て、第２の発電機に低冷媒含量の混合物が残る。ここで、冷媒は、高圧蒸気であり、ライン３６を介して発電機を出る。低冷媒含量の第２の吸収剤／冷媒混合物は、ライン３４を介して流れて、第２の熱交換器に戻り、そこで、第２の吸収器から出て、第２の熱交換器へ圧送された高冷媒含量の第２の吸収剤／冷媒混合物により冷却される。低冷媒含量の第２の吸収剤／冷媒混合物は、第２の熱交換器から、膨張または減圧デバイス３０−５を通って、第２の吸収器まで、ライン３５を介して流れ、第２の吸収器の下部で集められて、そこで、第２の吸収回路サイクルが開始され、第２の吸収回路におけるサイクルが繰り返される。第１の吸収回路と同様に、ライン３４を介して第２の発電機を出る混合物中の冷媒の量は、ライン３１を介して第２の吸収器を出た混合物中におけるよりも少なく、微量かそれ以上、一般的に、約１重量パーセント〜約８０重量パーセントとすることができる。第２の発電機を出る混合物中に残る冷媒の正確な量は、第２の吸収剤における冷媒の溶解度をはじめとする多くの因子に応じて異なる。
【００２１】
上述したとおり、高蒸気圧の冷媒は、ライン３６を介して第２の発電機３０−４を出る。高圧冷媒蒸気は、図１に示すとおり、凝縮器１０−２へ流れる。凝縮器において、冷却水等の熱伝達流体は、凝縮器の管（図示せず）を通って流れ、冷媒蒸気は凝縮されて、管の外側に冷媒液体を形成し、これは、凝縮器の下部のトラフ（図示せず）で集められる。他の凝縮設計において、放出された熱は、熱伝達流体へ、ではなく、建物空気へ供給することができるが、様々なその他の凝縮器設計が本発明の範囲に含まれるものと考えられる。冷媒液体は、入口ライン１４を介して、凝縮器トラフから出て、膨張または減圧デバイス１０−３を通して蒸発器へ進み、そこで、冷媒液体が部分的に蒸発する。部分的に蒸発した冷媒液体は、水またはその他熱伝達流体が中を流れる蒸発器の管と接触する。液体冷媒が蒸発して冷媒蒸気を形成するにつれて、熱伝達流体は冷却される。冷却された熱伝達流体は、建物等の冷却する物体へと循環されて戻って、例えば、空調に必要とされる冷却効果を与える。冷媒蒸気は、蒸発器から第１の吸収器まで移動し、全体の冷媒サイクルが繰り返される。
【００２２】
上記したとおり、吸収冷却システムとして運転せずに、図１のシステムは、ヒートポンプとして用いてもよい。この場合、システムは、第１の吸収器、第２の吸収器および凝縮器で、図１のサイクルにより供給される熱を用いて、加熱建物空気または水等の様々な加熱ニーズに適合させる吸収加熱システムである。上述したとおり、高圧蒸気である冷媒は、ライン３６を介して、第２の発電機３０−４を出る。高圧冷媒蒸気は、図１に示すとおり、凝縮器１０−２に流れる。凝縮器において、冷却水またはその他熱電圧流体は、凝縮器の管（図示せず）を通って流れ、冷媒蒸気は凝縮されて、管の外側に冷媒液体を形成し、これは、凝縮器の下部のトラフ（図示せず）で集められる。冷媒蒸気の凝縮の際、熱が放出される。他の凝縮設計において、放出された熱は、冷却水へ、ではなく、建物空気へ供給することができるが、様々なその他の凝縮器設計が本発明の範囲に含まれるものと考えられる。冷媒液体は、入口ライン１４を介して、凝縮器トラフから出て、膨張または減圧デバイス１０−３を通して蒸発器へ進み、そこで、冷媒液体が部分的に蒸発する。冷媒は、蒸発器に入るときに、部分的に蒸発した液体である。ある実施形態において、蒸発器はまた管（図示せず）も有しており、その中を、水またはその他熱伝達流体が流れ、湖や池の底の水または地表下の深さの地面等、外部源からサイクルシステムへ取り入れられた熱を蒸発器に供給する。温度は、１年中、中程度または低温プロセス廃熱のままである。蒸発器は、周囲空気から熱を受ける場合がある。部分蒸発冷媒は、蒸発器の管と接触し、冷媒の液体部分は蒸発して、熱を吸収して冷媒蒸気が形成される。熱伝達流体は、蒸発器に入った温度よりも低い温度で、出口ライン１１を通して、蒸発器を出て、本実施形態においては、図１の１０−４に示される建物の代わりである外部熱源へ送り返される。本実施形態において、冷却水と冷却する建物との間では熱の交換はもはやなされず、蒸発器に熱を供給する水または熱電体流体と外部熱源との間ではなされる。この場合、外部熱源からの熱伝達流体は、ライン１２を通して、蒸発器に戻るように送達される。
【００２３】
図２に、本発明の吸収冷却システムの第２の実施形態を示す。かかるシステムは、概略的に１１０で示される。システムは、概略的に図２に１２０で示される第１の吸収回路と流体連通するように配置された蒸発器１１０−１と、概略的に図２に１３０で示される第２の吸収回路と、第２の吸収回路および蒸発器と流体連通するように配置された凝縮器１１０−２とを含む。
【００２４】
本発明のシステムの蒸発器は、冷媒を蒸発器に送達するための入口ライン１１４を有する。ここでも、本発明の第２の実施形態のシステムにおける冷媒は、水であるが、その他冷媒を本システムに用いてもよいものと考えられる。第２の実施形態の蒸発器は、図１の蒸発器と同様に動作する。このように、冷媒は、蒸発器に入るとき、部分蒸発液体である。蒸発器はまた、冷却水またはその他熱伝達流体が流れる管（図示せず）も有する。部分蒸発冷媒は、蒸発器において管と接触し、冷媒の液体部分は蒸発することによって、熱を吸収し、冷媒蒸気を形成する。冷却水は、蒸発器に入る温度より低い温度で、出口ライン１１１を通って蒸発器から出て、図２の１１０−４に示す、建物等の冷却される物体へ送られる。
【００２５】
建物からの冷却水は、ライン１１２を通して、蒸発器に戻るように送達されて、蒸発器の管を通して再循環する。冷媒蒸気は、図２に示すライン１１３を通して蒸発器を出て、このラインを介して、第１の吸収回路１２０に送られる。
【００２６】
第１の吸収回路１２０は、第１の吸収器１２０−１、液体ポンプ１２０−２、第１の熱交換器１２０−３および第１または低温発電機１２０−４を含む。第１の吸収器は、冷媒蒸気を送達する入口を有し、そこで、ライン１２５を介して送達された低冷媒含量の冷媒および第１の吸収剤の混合物と結合して、高冷媒含量の第１の吸収剤／冷媒混合物を形成する。第１の吸収剤は、イオン化合物であっても、それを含有していてもよい。冷媒の第１の吸収剤への吸収によってまた、熱（吸収熱）も生成される。冷却水は、吸収器の管の束（図示せず）を移動して、システムからのこの吸収熱を除去する。高冷媒含量の混合物は、第１の吸収器の下部で集められ、第１の吸収サイクルを再び始めることができる。
【００２７】
高冷媒含量の第１の吸収剤／冷媒混合物は、第１の吸収器から、出口ライン１２１を通って出て、液体ポンプ１２０−２に送られ、この混合物は、第１の熱交換機１２０−３へ圧送される。シェルアンドチューブタイプ熱交換器であってよい第１の熱交換器１２０−３は、第１（または低温）発電機１２０−４に入る前に、この混合物を予熱する。熱交換器を出た後、この混合物は、ライン１２２を通って、第１の発電機へ流れる。第１の発電機に、任意の好適な外部源から低温熱を供給する。一実施形態において、発電機内には管の束（図示せず）があって、温水、スチームまたは燃焼ガスを運び、ライン１２３を介して、第１の発電機へ供給する。温水、スチームまたは燃焼ガスは、高冷媒含量の第１の吸収剤／冷媒混合物へ、熱を移す。熱によって、この混合物は、冷媒蒸気を放出し、第１の発電機から、ライン１２６を通して出て、低冷媒含量の混合物が後に残る。ここで、冷媒は、高圧蒸気である。場合によっては、ライン１２４を介して第１の発電機を出た液体混合物には微量の冷媒が残る。他の場合においては、無視できない量の冷媒が、第１の発電機から出る第１の吸収剤／冷媒混合物に残り、その量は、約１重量パーセント〜約８０重量パーセントである。いずれの場合においても、ライン１２４を介して第１の発電機を出る混合物中の冷媒の量は、ライン１２１を介して第１の吸収器を出た混合物におけるよりも少ない。第１の発電機を出る混合物に残る冷媒の正確な量は、第１の吸収剤における冷媒の溶解度をはじめとする多くの因子に応じて異なる。
【００２８】
低冷媒含量の第１の吸収剤／冷媒混合物は、ライン１２４を介して、第１の熱交換機へ戻って、そこで、第１の吸収器から圧送された高冷媒含量の第１の吸収剤／冷媒混合物により冷却される。低冷媒含量の第１の吸収剤／冷媒混合物は、第１の熱交換器から、膨張または減圧デバイス１２０−５を通って、第１の吸収器まで、ライン１２５を介して流れ、第１の吸収器の下部で集められて、そこで、第１の吸収回路サイクルが開始され、第１の吸収回路におけるサイクルが繰り返される。
【００２９】
第２の吸収回路は、第２の吸収器１３０−１、第２の液体ポンプ１３０−２、第２の熱交換器１３０−３および第２または高温発電機１３０−４を含む。上述したとおり、第１の吸収回路からの冷媒蒸気は、第１の発電機を出て、第２の吸収回路に、ライン１２６を介して送達される。冷媒蒸気は、管の束（図示せず）を有する第２の吸収器１３０−１へ送達される。冷媒と第２の吸収剤の低冷媒含量の混合物もまた、第２の吸収器へ、ライン１３５を介して送達される。冷媒および第２の吸収剤は、第２の吸収器の下部で集められる。このシステムにおいて第２の吸収剤として臭化リチウムを用いてよいが、本発明は、第２の吸収剤として、臭化リチウムの使用に限定されないものと考えられる。再び、第１の吸収器のように、冷媒蒸気を、低冷媒含量の第２の吸収剤／冷媒蒸気へ吸収させて、高冷媒含量の第２の吸収剤／冷媒混合物を形成する。第２の吸収器への冷媒の吸収はまた、概して、発熱する（吸収熱）。冷却水は、第２の吸収器の管の束を通って移動して、この吸収熱をシステムから除去する。
【００３０】
第２のポンプ１３０−２は、高冷媒含量の第２の吸収剤／冷媒混合物を、ライン１３１を介して、第１の熱交換器と同様に、シェルアンドチューブタイプ熱交換器であってよい第２の熱交換器１３０−３へ圧送する。第２の熱交換器は、第２の発電機１３０−４にライン１３２を介して入る前に、この混合物を予熱する。第２の発電機に、任意の好適な外部源から高温熱を供給する。一実施形態において、第２の発電機内には管の束（図示せず）があって、燃焼ガス、スチームまたは温水を運び、ライン１３３を介して発電機へ供給する。燃焼ガス、スチームまたは温水は、高冷媒含量の第２の吸収剤／冷媒混合物へ、熱を移す。熱によって、この混合物は、冷媒蒸気を放出し、第２の発電機から、熱回収ライン１３６ａを通って出て、低冷媒含量の混合物が第２の発電機に残る。ここで、冷媒は、高圧蒸気であり、ライン１３６ａを介して、第２の発電機を出る。熱回収ラインは、第２の発電機と第１の発電機の間に、かつ第１の発電機を通って延在していて、第２の発電機を出る冷媒から熱を回収する。本実施形態において、高圧冷媒蒸気は全て、凝縮器でなく、第１または低温発電機１２０−４に送り返される。高圧冷媒蒸気からの熱の一部を回収して、第１の実施形態のように、凝縮器で拒絶される代わりに、第１の発電機に移すことができる。その結果、より高いエネルギー効率が得られる。熱回収ラインは、冷媒蒸気を凝縮器に送達するために、第１の発電機から凝縮器まで続いている。このように、高圧冷媒蒸気は、ライン１３６ｂを介して、凝縮器へ送られる。
【００３１】
低冷媒含量の第２の吸収剤／冷媒混合物は、ライン１３４を介して流れて、第２の熱交換機へ戻って、そこで、第２の吸収器から第２の熱交換器へ圧送された高冷媒含量の第２の吸収剤／冷媒混合物により冷却される。低冷媒含量の第２の吸収剤／冷媒混合物は、第２の熱交換器から、膨張または減圧デバイスを通って、第２の吸収器まで、ライン１３５を介して流れ、第２の吸収器の下部で集められて、そこで、第２の吸収回路サイクルが開始され、第２の吸収回路におけるサイクルが繰り返される。
【００３２】
高圧冷媒蒸気は、図２に示すとおり、凝縮器１１０−２に流れる。凝縮器において、冷却水は、凝縮器の管（図示せず）を通って流れ、冷媒蒸気は凝縮されて、管の外側に冷媒液体を形成し、これは、凝縮器の下部のトラフ（図示せず）で集められる。冷媒液体は、入口ライン１１４を介して、凝縮器トラフから出て、膨張または減圧デバイス１１０−３を通して蒸発器へ進み、そこで、冷媒液体が部分的に蒸発する。部分的に蒸発した冷媒液体は、水またはその他熱伝達流体が中を流れる蒸発器の管と接触する。冷媒の液体部分が、蒸発して冷媒蒸気を形成するにつれて、熱伝達流体は冷却される。冷却された熱伝達流体は、建物等の冷却する物体へと循環されて戻って、例えば、空調に必要とされる冷却効果を与える。冷媒蒸気は、蒸発器から第１の吸収器まで移動し、全体の冷媒サイクルが繰り返される。
【００３３】
加熱に図２の構成を用いることも、本発明の範囲内である。図１に対する図２における唯一の違いは、高温発電機ＩＩ（１３０−４）を出る作動流体蒸気を低温発電機Ｉ（１２０−４）に導くラインであり、作動流体は、凝縮器（１１０−２）で凝縮する前に、その熱の一部を低温発電機Ｉ（１２０−４）に提供する。ここで、凝縮器１１０−２における凝縮の際に放出される熱は、周囲へと拒絶されるよりも加熱に用いられる（サイクル操作の冷却モードの場合）。サイクル操作の加熱モードにおいて、外部熱源は、図２に示すとおり、建物１１０−４の代わりに用いられる。本実施形態においても、冷却水と冷却する建物との間では熱の交換はもはやなされず、蒸発器に熱を供給する水または熱電体流体と外部熱源との間ではなされる。概して、図２の実施形態において、高温発電機から低温発電機へ熱を再分配する選択肢によって、場合によっては、利用可能な熱源のより最適な使用が可能となる場合がある。
【００３４】
吸収サイクルが、上述した吸収加熱システムである図１か、図２の実施形態において、低温での結晶化に耐えるため、暖房期における冷たい周囲温度に近い温度での第１の吸収器の操作を可能とする、第１の（低温）吸収器に吸収剤溶液を使用することによって、飛躍的に高いエネルギー効率が可能となる。低温での結晶化に耐えるかかる吸収剤溶液は、２００８年１１月７日出願の米国仮特許出願第６１／１１２，４１５号明細書および第６１／１１２，４２８号明細書、ならびに２００９年３月３１日出願の第６１／１６５，０８９号明細書、第６１／１６５，０９３号明細書、第６１／１６５，１４７号明細書、第６１／１６５，１５５号明細書、第６１／１６５，１６１号明細書、第６１／１６５，１６０号明細書、第６１／１６５，１６６号明細書および第６１／１６５，１７３号明細書に開示されている。それらには、ＬｉＢｒ、水および無機塩を含有する組成物が含まれており、無機塩は、ＬｉＢｒ結晶化によりシステム不具合が生じる温度を下げることが示されている。ＬｉＢｒ結晶化温度抑制剤としては、これらに限られるものではないが、ギ酸セシウムおよびその他第１族金属塩、リン酸塩およびフッ素化アニオン、カチオンまたは両方を含むイオン液体が挙げられる。
【００３５】
これらの耐結晶化組成物は、主に、水を冷媒として用いることに基づいていた。本発明の吸収サイクルに用いる作動流体の相図は、熱が外部熱源から抽出される温度より低い温度で、蒸発器において平衡で蒸気と液相が共存できるということに注目すべきである。すなわち、作動流体の三重点温度を、外部熱が蒸発器に供給される温度より低くすべきである。
【００３６】
水の三重点温度は、０．００９８℃である。従って、水を、冷媒として用い、周囲空気の温度が０．００９８℃未満、より実際的には、４℃未満に降下したときに、吸収サイクルを加熱に用いるときは、蒸発器に供給される熱は、周囲空気以外のシステムの外側の源から取り入れられなければならない。水三重点温度より高い温度で利用可能な外部熱源としては、地表下の地面、天然水域（例えば、近隣の湖や池の底の水）および低温プロセス廃熱が挙げられる。
【００３７】
冷媒／吸収剤対：
冷媒：
本発明は、用途に応じて、外側から内側まで冷却する、または熱を移すのに用いることのできる吸収サイクルに用いる冷媒対組成物を提供する。一実施形態において、水を本発明における冷媒として用いる。他の実施形態において、冷媒は、ハイドロフルオロカーボン、ハイドロクロロフルオロカーボン、クロロフルオロカーボン、フルオロカーボン、クロロカーボン、窒素（Ｎ2）、酸素（Ｏ2）、二酸化炭素（ＣＯ2）、アンモニア（ＮＨ3）、亜酸化窒素（Ｎ2Ｏ）、アルゴン（Ａｒ）、水素（Ｈ2）、フッ素化されていない炭化水素およびこれらの混合物、すなわち、この段落において前述した冷媒のいずれかの混合物であってよい。フッ素化されていない炭化水素は、Ｃ1〜Ｃ7直鎖、分岐または環状アルカンおよびＣ1〜Ｃ7直鎖、分岐または環状アルケンからなる群から選択され、本発明の範囲内でもある。
【００３８】
ハイドロフルオロカーボン冷媒は、水素およびフッ素と、炭素の任意の組み合わせを有する化合物を含んでいてよく、少なくとも１つの炭素−炭素二重結合を備えた化合物が含まれる。本発明に有用なハイドロフルオロカーボン冷媒としては、これらに限られるものではないが、ジフルオロメタン（ＨＦＣ−３２）、フルオロメタン（ＨＦＣ−４１）、ペンタフルオロエタン（ＨＦＣ−１２５）、１，１，２，２−テトラフルオロエタン（ＨＦＣ−１３４）、１，１，１，２−テトラフルオロエタン（ＨＦＣ−１３４ａ）、１，１，１−トリフルオロエタン（ＨＦＣ−１４３ａ）、１，１−ジフルオロエタン（ＨＦＣ−１５２ａ）、フルオロエタン（ＨＦＣ−１６１）、１，１，１，３，３−ペンタフルオロプロパン（ＨＦＣ−２４５ｆａ）、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン（ＨＦＣ−２３６ｆａ）、１，１，１，２，３，３−ヘキサフルオロプロパン（ＨＦＣ−２３６ｅａ）、１，１，１，２，３，３，３−ヘプタフルオロプロパン（ＨＦＣ−２２７ｅａ）、１，１，１，３，３−ペンタフルオロブタン（ＨＦＣ−３６５ｍｆｃ）、１，１，１，２，３，４，４，５，５，５−デカフルオロペンタン（ＨＦＣ−４３−１０ｍｅｅ）、１，１，１，２，２，３，４，５，５，６，６，７，７，７−テトラデカフルオロヘプタン（ＨＦＣ−６３−１４ｍｃｅｅ）、１，２−ジフルオロエテン（ＨＦＯ−１１３２）、２，３，３，３−テトラフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２３４ｙｆ）、１，３，３，３−テトラフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２３４ｚｅ）、１，２，３，３−テトラフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２３４ｙｅ）、３，３，３−トリフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２４３ｚｆ）、１，２，３，３，３−ペンタフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２２５ｙｅ）、１，１，１，３，３−ペンタフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２２５ｚｃ）、１，１，１，４，４，４−ヘキサフルオロ−２−ブテン（ＨＦＯ−１３３６ｍｚｚ）、１，１，１，２，２，５，５，５−オクタフルオロ−２−ペンテン（ＨＦＯ−１４３８ｍｃｚｚ）、１，１，１，２，２，４，５，５，６，６，７，７，７−トリデカフルオロ−３−ヘプテン（ＨＦＯ−１６２−１３ｍｃｚｙ）および１，１，１，２，２，３，５，５，６，６，７，７，７−トリデカフルオロ−３−ヘプテン（ＨＦＯ−１６２−１３ｍｃｙｚ）ならびにこれらの混合物が例示される。本発明の一実施形態において、ハイドロフルオロカーボン冷媒は、ジフルオロメタン（ＨＦＣ−３２）、ペンタフルオロエタン（ＨＦＣ−１２５）、１，１，１，２−テトラフルオロエタン（ＨＦＣ−１３４ａ）、１，１，１−トリフルオロエタン（ＨＦＣ−１４３ａ）、１，１−ジフルオロエタン（ＨＦＣ−１５２ａ）、２，３，３，３−テトラフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２３４ｙｆ）およびこれらの混合物からなる群から選択される。
【００３９】
さらに、他の実施形態において、ハイドロフルオロカーボン冷媒は、２−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン（ＨＣＦＯ−１２３３ｘｆ、ＣＦ3ＣＣｌ＝ＣＨ2）、シス−またはトランス−１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン（ＨＣＦＯ−１２３３ｚｄ、ＣＦ3ＣＨ＝ＣＨＣｌ）、３，４，４，４−テトラフルオロ−３−トリフルオロメチル−１−ブテン（（ＣＦ3）2ＣＦＣＨ＝ＣＨ2、ＨＦＯ−１４４７ｆｚｙ）、シス−またはトランス−１，１，１，４，４，５，５，５−オクタフルオロ−２−ペンテン（ＣＦ3ＣＦ2ＣＨ＝ＣＨＣＦ3、ＨＦＯ−１４３８ｍｚｚ）およびこれらの組み合わせが挙げられる。
【００４０】
クロロフルオロカーボン冷媒は、塩素およびフッ素と、炭素の任意の組み合わせを有する化合物を含んでいてよく、炭素−炭素二重結合を備えた化合物が含まれる。本発明に有用な代表的なクロロフルオロカーボン冷媒としては、これらに限られるものではないが、ジクロロジフルオロメタン（ＣＦＣ−１２）、フルオロトリクロロメタン（ＣＦＣ−１１）、１，１，２−トリクロロ−１，２，２−トリフルオロエタン（ＣＦＣ−１１３）、１，２−ジクロロ−１，１，２，２−テトラフルオロエタン（ＣＦＣ−１１４）およびこれらの混合物が挙げられる。
【００４１】
ハイドロクロロフルオロカーボン冷媒は、水素、塩素およびフッ素と、炭素の任意の組み合わせを有する化合物を含んでいてよく、炭素−炭素二重結合を備えた化合物が含まれる。本発明に有用な代表的なハイドロクロロフルオロカーボン冷媒としては、これらに限られるものではないが、クロロジフルオロメタン（ＨＣＦＣ−２２）、２−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン（ＨＣＦＯ−１２３３ｘｆ）、１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン（ＨＣＦＯ−１２３３ｚｄ）およびこれらの混合物が挙げられる。
【００４２】
フルオロカーボン冷媒は、フッ素および炭素の任意の組み合わせを備えた化合物を含んでいてよく、炭素−炭素二重結合を備えた化合物および環状化合物が含まれる。本発明に有用な代表的なフルオロカーボン冷媒としては、パーフルオロメタン（ＦＣ−１４）、パーフルオロエタン（ＦＣ−１１６）、パーフルオロプロパン（ＦＣ−２１８）、パーフルオロシクロブタン（ＦＣ−Ｃ３１８）、オクタフルオロ−２−ブテン（ＦＯ−１３１８ｍｙ）およびこれらの混合物が挙げられる。
【００４３】
クロロカーボン冷媒は、塩素、炭素および任意で水素のみを備えた化合物を含んでいてよい。クロロカーボン冷媒としては、これらに限られるものではないが、１，２−ジクロロエチレン、塩化メチレン、トリクロロエチレン、パークロロエチレンおよびこれらの混合物が例示される。
【００４４】
本発明に有用なフッ素化されていない炭化水素冷媒としては、これらに限られるものではないが、メタン、エタン、エチレン、プロパン、シクロプロパン、プロピレン、ｎ−ブタン、ブタン、イソブタン、シクロブタン、ｎ−ペンタン、イソペンタン、ｎ−ヘキサン、シクロヘキサン、ｎ−ヘプタンおよびこれらの混合物が挙げられる。
【００４５】
ある実施形態において、冷媒の様々なクラスの混合物が、本発明の範囲に含まれるものとされる。さらに、本明細書に開示された２つ以上の多くの冷媒により形成された共沸および共沸様組成物は、本発明の吸収サイクルシステムに特に有用となり得る。
【００４６】
他の実施形態において、ハイドロフルオロカーボン作動流体は、ハイドロフルオロカーボンと、ハイドロフルオロカーボン、ハイドロクロロフルオロカーボン、炭化水素またはその他化合物との混合物またはブレンドを含んでいてよい。かかる作動流体ブレンドとしては、以下の組成物が挙げられる。
【００４７】
ＨＦＯ−１４４７ｆｚｙと、シス−またはトランス−ＨＦＯ−１４３８ｍｚｚ、シス−またはトランス−ＨＦＯ−１３３６ｍｚｚ、ＨＣＦＯ−１２３３ｘｆおよびシス−またはトランス−ＨＣＦＯ−１２３３ｚｄからなる群から選択される少なくとも１つの化合物、
シス−ＨＦＯ−１４３８ｍｚｚと、トランス−ＨＦＯ−１４３８ｍｚｚ、シス−またはトランス−ＨＦＯ−１３３６ｍｚｚ、ＨＣＦＯ−１２３３ｘｆおよびシス−またはトランス−ＨＣＦＯ−１２３３ｚｄからなる群から選択される少なくとも１つの化合物、
トランス−ＨＦＯ−１４３８ｍｚｚと、シス−またはトランス−ＨＦＯ−１３３６ｍｚｚ、ＨＣＦＯ−１２３３ｘｆ、シス−またはトランス−ＨＣＦＯ−１２３３ｚｄおよびイソペンタンからなる群から選択される少なくとも１つの化合物、
シス−ＨＦＯ−１３３６ｍｚｚと、トランス−ＨＦＯ−１３３６ｍｚｚ、ＨＣＦＯ−１２３３ｘｆ、シス−またはトランス−ＨＣＦＯ−１２３３ｚｄ、イソペンタン、ｎ−ペンタン、シクロペンタン、ギ酸メチル、１，１−ジクロロ−２，２，２−トリフルオロエタン（ＨＣＦＣ−１２３）からなる群から選択される少なくとも１つの化合物、ならびに
トランス−１，２−ジクロロエチレン、トランス−ＨＦＯ−１３３６ｍｚｚと、ＨＣＦＯ−１２３３ｘｆおよびシス−またはトランス−ＨＣＦＯ−１２３３ｚｄからなる群から選択される少なくとも１つの化合物、
ＨＣＦＯ−１２３３ｘｆと、シス−およびトランス−ＨＣＦＯ−１２３３ｚｄからなる群から選択される少なくとも１つの化合物。
【００４８】
他の実施形態において、混合物である作動流体は、以下のような共沸または共沸様組成物であってよい。
【００４９】
約５１重量パーセント〜約７０重量パーセントのシス−ＨＦＯ−１３３６ｍｚｚおよび約４９重量パーセント〜約３０重量パーセントのイソペンタン、
約６２重量パーセント〜約７８重量パーセントのシス−ＨＦＯ−１３３６ｍｚｚおよび約３８重量パーセント〜約２２重量パーセントのｎ−ペンタン、
約７５重量パーセント〜約８８重量パーセントのシス−ＨＦＯ−１３３６ｍｚｚおよび約２５重量パーセント〜約１２重量パーセントのシクロペンタン、
約２５重量パーセント〜約３５重量パーセントのシス−ＨＦＯ−１３３６ｍｚｚおよび約７５重量パーセント〜約６５重量パーセントのＨＣＦＣ−１２３、
約６７重量パーセント〜約８７重量パーセントのシス−ＨＦＯ−１３３６ｍｚｚおよび約３３重量パーセント〜約１３重量パーセントのトランス−１，２−ジクロロエチレン、ならびに
約６１重量パーセント〜約７８重量パーセントのトランス−ＨＦＯ−１４３８ｍｚｚおよび約３９重量パーセント〜約２２重量パーセントのイソペンタン。
【００５０】
一実施形態において、本明細書で用いる冷媒はまた、水、水とＨＦＣ−３２、ＨＦＣ−１２５、ＨＦＣ−１３４、ＨＦＣ−１３４ａ、ＨＦＣ−１４３ａ、ＨＦＣ−１５２ａ、ＨＦＣ−１６１、ＨＣＦＣ−２２、ＦＣ−１４、ＦＣ−１１６、ＣＦＣ−１２、ＮＨ3、ＣＯ2、Ｎ2、Ｏ2、Ｈ2、Ａｒ、メタン、エタン、プロパン、シクロプロパン、プロピレン、ブタン、ブテンおよびイソブタンの混合物からなる群から選択してもよい。
【００５１】
特定の冷媒は上に規定したが、本発明の吸収サイクルは、概して、２つの吸収剤を利用できる任意の冷媒または冷媒の混合物にとって有利となり得る。第１の吸収剤／冷媒混合物は、低温で好ましく、第２の吸収剤／冷媒混合物は高温で好ましい。低温吸収回路用の吸収剤／冷媒混合物が優先されるのは、減少した結晶化温度、低温での有利な吸収／脱着特性、減少した粘度および吸収器中の向上した熱および物質伝達をはじめとする意図する用途について好ましい操作濃度および温度範囲での吸収剤／冷媒混合物の様々な特性の結果であろう。
【００５２】
高温吸収回路用の吸収剤／冷媒混合物が優先されるのは、高い熱安定性、設備構造の材料に対する減少した腐食性、高温での有利な吸収／脱着特性および向上した熱および物質伝達をはじめとする意図する用途について好ましい操作濃度および温度範囲での吸収剤／冷媒混合物の様々な特性の結果であろう。
【００５３】
冷媒の混合物はまた、吸収設備に好適な適正沸点または圧力を得るのにも有用である。特に、共沸、共沸様混合物または定沸点混合物を形成する混合物が好ましい場合がある。冷媒が吸収冷却システムから漏れる場合に、混合物の分留が生じるのが最少になるからである。
【００５４】
吸収剤
本発明の吸収サイクルの好ましい実施形態において、用いる吸収剤は、主に、水を吸収する任意のイオン化合物とすることのできるイオン化合物である。水を吸収する好適なイオン化合物は、十分に安定なエマルションを形成するために、少なくともある程度水が混和性である、または少なくともある程度水が可溶または分散性であるイオン化合物である。吸収サイクルのエネルギー効率は、概して、イオン化合物の水に対する吸収性（すなわち、水が高混和性を有する、または水が、かなりの程度、可溶である）が増大するにつれて、増大する。かかるイオン化合物は、臭化リチウム（ＬｉＢｒ）である。
【００５５】
多くのイオン化合物は、窒素含有複素環、好ましくは、ヘテロ芳香族環と、アルキル化剤（例えば、ハロゲン化アルキル）と反応させて、第四級アンモニウム塩を形成し、様々なルイス酸またはその共役塩基とのイオン交換またはその他好適な反応を実施して、イオン化合物を形成することにより形成される。好適なヘテロ芳香族環としては、置換ピリジン、イミダゾール、置換イミダゾール、ピロールおよび置換ピロールが例示される。これらの環は、実質的にいずれの直鎖、分岐または環状Ｃ1-20アルキル基によってもアルキル化することができるが、好ましくは、アルキル基は、Ｃ1-16基である。様々なトリアリールホスフィン、チオエーテル、環状および非環状第四級アンモニウム塩もまた、この目的に用いてよい。用いてよい対イオンとしては、クロロアルミン酸塩、ブロモアルミン酸塩、塩化ガリウム、テトラフルオロホウ酸塩、テトラクロロホウ酸塩、ヘキサフルオロリン酸塩、硝酸塩、トリフルオロメタンスルホン酸塩、メチルスルホン酸塩、ｐ−トルエンスルホン酸塩、ヘキサフルオロアンチモン酸塩、ヘキサフルオロヒ酸塩、テトラクロロアルミン酸塩、テトラブロモアルミン酸塩、過塩素酸塩、水酸化物アニオン、二塩化銅アニオン、三塩化鉄アニオン、三塩化亜鉛アニオンおよび様々なランタン、カリウム、リチウム、ニッケル、コバルト、マンガンおよびその他金属含有アニオンが例示される。
【００５６】
イオン化合物は、塩メタセシスにより、酸−塩基中和反応により、または選択した窒素含有化合物の四級化により合成してもよいし、Ｍｅｒｃｋ（Ｄａｒｍｓｔａｄｔ，Ｇｅｒｍａｎｙ）またはＢＡＳＦ（Ｍｏｕｎｔ  Ｏｌｉｖｅ，Ｎｅｗ  Ｊｅｒｓｅｙ）等の数社より市販のものを入手してもよい。
【００５７】
ここで有用なイオン化合物の代表例としては、Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｔｅｃｈ．Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ．，６８：３５１-３５６（１９９７）、Ｃｈｅｍ．Ｉｎｄ．，６８：２４９−２６３（１９９６）、Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｏｎｄｅｎｓｅｄ  Ｍａｔｔｅｒ，５：（ｓｕｐｐ  ３４Ｂ）：Ｂ９９−Ｂ１０６（１９９３）、Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｎｅｗｓ，Ｍａｒ．３０，１９９８，３２−３７、Ｊ．Ｍａｔｅｒ．Ｃｈｅｍ．，８：２６２７−２６３６（１９９８）；Ｃｈｅｍ．Ｒｅｖ．，９９：２０７１−２０８４（１９９９）および国際公開第０５／１１３，７０２号パンフレット等の源（およびその中に引用されてる参考文献）に記載されているものが挙げられる。一実施形態において、イオン化合物のライブラリ、すなわち、組み合わせライブラリは、例えば、第四級アンモニウムカチオンの様々なアルキル誘導体を調製し、関連のアニオンを変えることにより作製してよい。イオン化合物の酸性度は、モル等量、種類およびルイス酸の組み合わせを変えることにより調節することができる。
【００５８】
吸収剤として用いるのに好適なイオン化合物としては、以下：リチウム、ナトリウム、カリウム、セリウムおよび以下の式：
【００５９】
【化１】
2012510042.tif 000002
【００６０】
【化２】
2012510042.tif 000003
【００６１】
【化３】
2012510042.tif 000004
【００６２】
から選択されるカチオンおよびこれらの混合物を有するものが挙げられ、
式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ12およびＲ13は、
（ｉ）Ｈ、
（ｉｉ）ハロゲン、
（ｉｉｉ）Ｃｌ、Ｂｒ、Ｆ、Ｉ、ＯＨ、ＮＨ2およびＳＨからなる群から選択される少なくとも１つの環員で任意に置換されていてもよい、−ＣＨ3、−Ｃ2Ｈ5またはＣ3〜Ｃ25直鎖、分岐または環状アルカンまたはアルケン、
（ｉｖ）Ｏ、Ｎ、ＳｉおよびＳからなる群から選択される１〜３個のヘテロ原子を含み、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｆ、Ｉ、ＯＨ、ＮＨ2およびＳＨからなる群から選択される少なくとも１つの環員で任意に置換されていてもよい、−ＣＨ3、−Ｃ2Ｈ5またはＣ3〜Ｃ25直鎖、分岐または環状アルカンまたはアルケン、
（ｖ）Ｏ、Ｎ、ＳｉおよびＳからなる群から独立して選択される１〜３個のヘテロ原子を有するＣ6〜Ｃ20非置換アリールまたはＣ3〜Ｃ25非置換ヘテロアリール、および
（ｖｉ）Ｏ、Ｎ、ＳｉおよびＳからなる群から独立して選択される１〜３個のヘテロ原子を有するＣ6〜Ｃ25置換アリールまたはＣ3〜Ｃ25置換ヘテロアリールであって、
（１）Ｃｌ、Ｂｒ、ＦＩ、ＯＨ、ＮＨ2およびＳＨからなる群から選択される少なくとも１つの環員で任意に置換されていてもよい、−ＣＨ3、−Ｃ2Ｈ5またはＣ3〜Ｃ25直鎖、分岐または環状アルカンまたはアルケン、
（２）ＯＨ、
（３）ＮＨ2および
（４）ＳＨ
からなる群から独立して選択される１〜３個の置換基を有する置換アリールまたは置換ヘテロアリール
からなる群から独立して選択され、
Ｒ7、Ｒ8、Ｒ9およびＲ10は、
（ｉ）Ｃｌ、Ｂｒ、Ｆ、Ｉ、ＯＨ、ＮＨ2およびＳＨからなる群から選択される少なくとも１つの（ｉｉｉ）環員で任意に置換されていてもよい、−ＣＨ3、−Ｃ2Ｈ5またはＣ3〜Ｃ25直鎖、分岐または環状（ｉｉ）アルカンまたはアルケン、
（ｉｖ）Ｏ、Ｎ、ＳｉおよびＳからなる群から選択される１〜３個のヘテロ原子を含み、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｆ、Ｉ、ＯＨ、ＮＨ2およびＳＨからなる群から選択される少なくとも１つの環員で任意に置換されていてもよい、−ＣＨ3、−Ｃ2Ｈ5またはＣ3〜Ｃ25直鎖、分岐または環状（ｖ）アルカンまたはアルケン、
（ｖｉ）Ｏ、Ｎ、ＳｉおよびＳからなる群から独立して選択される１〜３個のヘテロ原子を有するＣ6〜Ｃ25非置換アリールまたはＣ3〜Ｃ25非置換ヘテロアリール
（ｖｉｉ）Ｏ、Ｎ、ＳｉおよびＳからなる群から独立して選択される１〜３個のヘテロ原子を有するＣ6〜Ｃ25置換アリールまたはＣ3〜Ｃ25置換ヘテロアリールであって、
（１）Ｃｌ、Ｂｒ、Ｆ、Ｉ、ＯＨ、ＮＨ2およびＳＨからなる群から選択される少なくとも１つの環員で任意に置換されていてもよい、−ＣＨ3、−Ｃ2Ｈ5またはＣ3〜Ｃ25直鎖、分岐または環状アルカンまたはアルケン、
（２）ＯＨ、
（３）ＮＨ2および
（４）ＳＨ
からなる群から独立して選択される１〜３個の置換基を有する置換アリールまたは置換ヘテロアリール、
からなる群から独立して選択され、
任意で、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7、Ｒ8、Ｒ9およびＲ10の少なくとも２つが、一緒に環状または二環式アルカニルまたはアルケニル基を形成することができる。
【００６３】
吸収剤として用いるのに好適なイオン化合物としては、以下：［ＣＨ3ＣＯ2］-、［ＨＳＯ4］-、［ＣＨ3ＯＳＯ3］-、［Ｃ2Ｈ5ＯＳＯ3］-、［ＡｌＣｌ4］-、［ＣＯ3］2-、［ＨＣＯ3］-、［ＮＯ2］-、［ＮＯ3］-、［ＳＯ4］2-、［ＰＯ3］3-、［ＨＰＯ3］2-、［Ｈ2ＰＯ3］1-、［ＰＯ4］3-、［ＨＰＯ4］2-、［Ｈ2ＰＯ4］-、［ＨＳＯ3］-、［ＣｕＣｌ2］-、Ｃｌ-、Ｂｒ-、Ｉ-、ＳＣＮ-、ＢＲ1Ｒ2Ｒ3Ｒ4、ＢＯＲ1ＯＲ2ＯＲ3ＯＲ4、アルキルまたは置換アルキルで任意に置換されていてもよいカーボレート（１−カーバドデカボレート（１−））、アルキルアミン、置換アルキルアミン、アルキルまたは置換アルキルで任意に置換されていてもよいカーボラン（ジカーバドデカーボレート（１−））および、好ましくは、任意のフッ素化アニオンから選択されるアニオン、およびそれらの混合物を有するものが挙げられる。ここで有用なフッ素化アニオンとしては、［ＢＦ4］-、［ＰＦ6］-、［ＳｂＦ6］-、［ＣＦ3ＳＯ3］-、［ＨＣＦ2ＣＦ2ＳＯ3］-、［ＣＦ3ＨＦＣＣＦ2ＳＯ3］-、［ＨＣＣｌＦＣＦ2ＳＯ3］-、［（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎ］-、［（ＣＦ3ＣＦ2ＳＯ2）2Ｎ］-、［（ＣＦ3ＳＯ2）3Ｃ］-、［ＣＦ3ＣＯ2］-、［ＣＦ3ＯＣＦＨＣＦ2ＳＯ3］-、［ＣＦ3ＣＦ2ＯＣＦＨＣＦ2ＳＯ3］-、［ＣＦ3ＣＦＨＯＣＦ2ＣＦ2ＳＯ3］-、［ＣＦ2ＨＣＦ2ＯＣＦ2ＣＦ2ＳＯ3］-、［ＣＦ2ＩＣＦ2ＯＣＦ2ＣＦ2ＳＯ3］-、［ＣＦ3ＣＦ2ＯＣＦ2ＣＦ2ＳＯ3］-、［（ＣＦ2ＨＣＦ2ＳＯ2）2Ｎ］-、［（ＣＦ3ＣＦＨＣＦ2ＳＯ2）2Ｎ］-およびＦ-が挙げられる。その他好適なアニオンとしては、式
【００６４】
【化４】
2012510042.tif 000005
【００６５】
のものが挙げられ、
式中、Ｒ11は、
（ｉ）Ｃｌ、Ｂｒ、Ｆ、Ｉ、ＯＨ、ＮＨ2およびＳＨからなる群から選択される少なくとも１つの環員で任意に置換されていてもよい、−ＣＨ3、−Ｃ2Ｈ5またはＣ3〜Ｃ10直鎖、分岐または環状アルカンまたはアルケン、
（ｉｉ）Ｏ、Ｎ、ＳｉおよびＳからなる群から選択される１〜３個のヘテロ原子を含み、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｆ、Ｉ、ＯＨ、ＮＨ2およびＳＨからなる群から選択される少なくとも１つの環員で任意に置換されていてもよい、−ＣＨ3、−Ｃ2Ｈ5またはＣ3〜Ｃ10直鎖、分岐または環状アルカンまたはアルケン、
（ｉｉｉ）Ｏ、Ｎ、ＳｉおよびＳからなる群から独立して選択される１〜３個のヘテロ原子を有するＣ6〜Ｃ10非置換アリールまたはＣ3〜Ｃ10非置換ヘテロアリール、および
（ｉｖ）Ｏ、Ｎ、ＳｉおよびＳからなる群から独立して選択される１〜３個のヘテロ原子を有するＣ6〜Ｃ10置換アリールまたはＣ3〜Ｃ10置換ヘテロアリールであって、
（１）Ｃｌ、Ｂｒ、Ｆ、Ｉ、ＯＨ、ＮＨ2およびＳＨからなる群から選択される少なくとも１つの環員で任意に置換されていてもよい、−ＣＨ3、−Ｃ2Ｈ5またはＣ3〜Ｃ10直鎖、分岐または環状アルカンまたはアルケン、
（２）ＯＨ、
（３）ＮＨ2および
（４）ＳＨ
からなる群から独立して選択される１〜３個の置換基を有する置換アリールまたは置換ヘテロアリール、
からなる群から独立して選択される。
【００６６】
他の実施形態において、ここで用いるのに好適なイオン化合物は、ピリジニウム、ピリダジニウム、ピリミジニウム、ピラジニウム、イミダゾリウム、ピラゾリウム、チアゾリウム、オキサゾリウム、トリアゾリウム、ホスホニウム、アンモニウム、ベンジルトリメチルアンモニウム、セシウム、コリン、ジメチルイミダゾリウム、グアニジニウム、リチウム、ホスホニウムコリン（ヒドロキシエチルトリメチルホスホニウム）、カリウム、ナトリウム、テトラメチルアンモニウム、テトラメチルホスホニウムからなる群から選択されるカチオン、およびアミノ酢酸（グリシン）、アスコルビン酸塩、安息香酸塩、カテコレート、クエン酸塩、リン酸ジメチル、ギ酸塩、フマル酸塩、没食子酸塩、グリコール酸塩、グリオキシル酸塩、イミノ二酢酸塩、イソ酪酸塩、コウジ酸塩（５−ヒドロキシ−２−ヒドロキシメチル−４−ピロンイオン）、乳酸塩、レブリン酸塩、シュウ酸塩、ピバル酸塩、プロピオン酸塩、ピルビン酸塩、サリチル酸塩、サクシナメート、コハク酸塩、チグリン酸塩（ＣＨ3ＣＨ＝Ｃ（ＣＨ3）ＣＯＯ-）、テトラフルオロホウ酸塩、テトラフルオロエタンスルホン酸塩およびトロポロナート（２−ヒドロキシ−２，４，６−シクロヘプタトリエン−１−オンイオン）、［ＣＨ3ＣＯ2］-、［ＨＳＯ4］-、［ＣＨ3ＯＳＯ3］-、［Ｃ2Ｈ5ＯＳＯ3］-、［ＡｌＣｌ4］-、［ＣＯ3］2-、［ＨＣＯ3］-、［ＮＯ2］-、［ＮＯ3］-、［ＳＯ4］2-、［ＰＯ4］3-、［ＨＰＯ4］2-、［Ｈ2ＰＯ4］-、［ＨＳＯ3］-、［ＣｕＣｌ2］-、Ｃｌ-、Ｂｒ-、Ｉ-、ＳＣＮ-、［ＢＦ4］-、［ＰＦ6］-、［ＳｂＦ6］-、［ＣＦ3ＳＯ3］-、［ＨＣＦ2ＣＦ2ＳＯ3］-、［ＣＦ3ＨＦＣＣＦ2ＳＯ3］-、［ＨＣＣｌＦＣＦ2ＳＯ3］-、［（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎ］-、［（ＣＦ3ＣＦ2ＳＯ2）2Ｎ］-、［（ＣＦ3ＳＯ2）3Ｃ］-、［ＣＦ3ＣＯ2］-、［ＣＦ3ＯＣＦＨＣＦ2ＳＯ3］-、［ＣＦ3ＣＦ2ＯＣＦＨＣＦ2ＳＯ3］-、［ＣＦ3ＣＦＨＯＣＦ2ＣＦ2ＳＯ3］-、［ＣＦ2ＨＣＦ2ＯＣＦ2ＣＦ2ＳＯ3］-、［ＣＦ2ＩＣＦ2ＯＣＦ2ＣＦ2ＳＯ3］-、［ＣＦ3ＣＦ2ＯＣＦ2ＣＦ2ＳＯ3］-、［（ＣＦ2ＨＣＦ2ＳＯ2）2Ｎ］-、［（ＣＦ3ＣＦＨＣＦ2ＳＯ2）2Ｎ］-、Ｆ-および任意のフッ素化アニオンからなる群から選択されるアニオンを有していてよい。様々なＧｅｎ０．５結晶化抑制添加剤をカバーしているか、過去数ヶ月間にわたってファイルしているか？
【００６７】
概して、水は、ある程度親水性であるイオン化合物および少なくとも１つのアルコール側鎖を有するカチオンを有するイオン化合物と、より混和性である、または可溶であることが予測され、または少なくとも１つのアセテートまたはサルフェート基を有するアニオンを有するものが、本発明の様々な実施形態において用いるのに望ましい選択であろう。水はまた、吸収システムの操作の温度範囲、特に、蒸発器の操作温度から発電機の操作温度まで、ここで用いるイオン化合物と混和性である、または可溶であるのも好ましいであろう。蒸発器温度は、約５℃と低くすることができる。単一効果発電機温度は、約１５０℃と高くすることができ、二重効果発電機温度は、約２００℃と高くすることができる。その結果、約５℃〜約２００℃の温度範囲にわたって、吸収サイクルにおいて、様々な異なるレベルの相対含量の冷媒および吸収剤が好適であり、それから形成された組成物中の水かイオン化合物のいずれかの濃度は、イオン化合物と水を併せた重量の約１重量％〜約９９重量％の範囲となればよい。
【００６８】
本発明の様々な実施形態において、本明細書に記載または開示した個々のカチオンのいずれかを選択し、カチオンと対をなす、本明細書に記載または開示した個々のアニオンを選択することにより形成されたイオン化合物を、吸収加熱または冷却サイクルにおいて吸収剤として用いてよい。それに対応して、さらに他の実施形態において、（ｉ）合計群の個々のメンバーの全ての様々な異なる組み合わせにおいて、本明細書に記載および開示したカチオンの合計群から採った任意のサイズのカチオンの下位群および（ｉｉ）合計群の個々のメンバーの全ての様々な異なる組み合わせにおいて、本明細書に記載および開示したアニオンの合計群から採った任意のサイズのアニオンの下位群を選択することにより形成されたイオン化合物の下位群を、吸収剤として用いてよい。前述したとおり選択を行うことにより、イオン化合物またはイオン化合物の下位群を形成する際、イオン化合物または下位群は、選択を行うのに合計群から除外されたカチオンおよび／またはアニオンの群のメンバーなしで用いられ、望ましい場合には、選択は、使用される群のメンバーからよりも、使用から除外された合計群のメンバーに関して行ってよい。
【００６９】
吸収加熱または冷却サイクルに用いる吸収剤は、望ましくは、冷媒（例えば、水）に高溶解度、同じく、冷媒に比べて非常に高い沸点を有する化合物である。
【００７０】
特定の吸収剤について上述したが、概して、第１の吸収剤は低温でより有利（例えば、結晶化に対する抵抗性があって、粘性が低い）であり、第２の吸収剤は高温でより有利（例えば、熱安定性）であれば、任意の２つの吸収剤を本発明の第１および第２の吸収剤として用いることができる。いずれの吸収剤は、イオン化合物を含有または、それから実質的になり（必ずしもではないが）、すなわち、非イオン化合物を含有または、それから実質的になる可能性がある。好適な非イオン化合物吸収剤としては、これらに限られるものではないが、エーテル、エステル、アミドおよびケトンが挙げられる。
【００７１】
イオン化合物の混合物を、ここでは吸収剤として用いてもよく、かかる混合物は、例えば、適切な吸収挙動を達成するのが望ましく、水を、吸収設備と組み合わせて用いてよい他の成分、例えば、アルコール、エステルまたはエーテルと混合するときは特に、である。
【００７２】
添加剤、例えば、潤滑剤、サビ止剤、安定剤、染料、結晶化抑制剤（ギ酸セシウム等）およびその他適切な材料を、それらが、水がイオン化合物吸収剤に可溶となる程度まで、望ましくない影響を与えないのであれば、様々な目的で、本発明に有用な冷媒対組成物に添加してよい。本発明の冷媒対組成物は、所望量の各成分を適切な容器で、例えば、回転混合要素を有する公知の種類の攪拌器を用いて混合または化合することをはじめとする、何らかの簡便な方法により調製してよい。
【００７３】
冷却水は、上述したとおり、実施形態において、吸収器と凝縮器の両方に用いられる。簡素化のために、２つの吸収器と凝縮器を通る冷却水の流れは示していない。一実施形態において、冷却水は、第１および第２の吸収器に流れ、そこで、第１または第２の吸収剤へ吸収される冷媒の吸収熱により温められる。第１の吸収器から、冷却水は、第２の吸収器へ流れる。第２の吸収器から、冷却水は、凝縮器の管の束へ流れ、そこで、冷却されて、冷媒蒸気を冷媒液体まで凝縮するであろう。冷却水は、このように、さらに加熱されて、凝縮器から出て、図示しないラインを介して、システムで受けた熱を、周囲環境へ放出して、冷却水を再びシステムへ与えることの意図された冷却塔またはその他装置へと流れる。
【００７４】
本発明によって、２つの吸収器からの冷媒の吸収熱を除去し、凝縮器からの冷媒の凝縮熱（サブクーリングもあり得る）を除去するための様々な構成およびやり方が可能となり、本明細書に具体的に記載した構成に限定されるものではない。
【００７５】
本発明によって、概して、サイクルエネルギー効率、および、特に、冷媒が凝縮器で熱を拒絶する前に、高温高圧冷媒からの熱の回収を増大することによって、エネルギー管理を最適化する様々な構成が可能となり、凝縮器の前で、熱回収する様々な構成が、本発明の範囲内に入るものと考えられる。
【００７６】
本発明によって、必要な熱および物質伝達操作を行う、吸収サイクル、特に、吸収器、発電機、熱交換機および凝縮器の具体的な実施に必要とされる様々な設備コンポーネントについて様々な設計が可能となり、本明細書に具体的に記載した設計に限定されるものではない。
【００７７】
冷媒蒸気を、第１または第２の吸収剤／冷媒混合物から放出するために、第１か第２の発電機に供給された温水、スチームまたは燃焼ガスは、特に、燃焼エンジンからの廃熱（燃焼ガス）により加熱された水および太陽加熱水をはじめとする様々な源により供給することができる。
【００７８】
一実施形態において、本明細書に開示されているのは、第１の吸収剤／冷媒混合物を、第１の吸収器で形成することを含む冷却を行い、この第１の吸収剤／冷媒混合物を加熱して、冷媒蒸気を放出し、冷媒蒸気を第２の吸収器へ送り、第２の吸収剤／冷媒混合物を形成し、第２の吸収剤／冷媒混合物を加熱して、冷媒蒸気を放出し、この冷媒蒸気を凝縮して、液体冷媒を形成し、この液体冷媒を、熱伝達流体の近くで、低圧で蒸発させ、この熱伝達流体を、冷却する物体近くに移し、加熱した第１および第２の吸収剤／冷媒混合物を改良するプロセスである。改良とは、濃縮した第１および第２の吸収剤／冷媒混合物を、冷媒蒸気の吸収により、再び希釈して、それぞれ、第１および第２の発電機へ冷媒を移すこの混合物の能力を回復することを意味する。
【００７９】
他の実施形態において、冷却を行う上述したプロセスと同様にして、吸収サイクルを用いて、例えば、吸収ヒートポンプにより、熱を生成してもよい。このプロセスでは、冷媒を、吸収器中の吸収剤へと吸収することにより生成された吸収熱、および、主に、冷媒蒸気を、凝縮器の冷媒液体へと凝縮することにより生成された凝縮熱を、水またはその他熱伝達流体へと移して、これを用いて、任意の空間、場所、対象または物体を加熱することができる。
【００８０】
また、本発明は、本明細書に示し、記載した実施形態のみに限定されない。例えば、直列に接続した３つの吸収回路を連続して通して冷媒を移すサイクルへの本発明の拡大も本発明の範囲内であり、３つの異なる温度で利用可能な熱源の最適利用に有利となり得る。
【国際調査報告】
2012510042.tif 000009
2012510042.tif 000010
2012510042.tif 000011