JP2002357373A - コージェネレーションシステム - Google Patents
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- Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
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-
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 アンモニア吸収式冷凍システムをもつコージ
ェネレーションシステム化では装置コストが高く、小型
化が困難である。 【解決手段】 アンモニア低温用吸収式冷凍システム２
〜７とマイクロガスタービン発電装置１とを複合化し、
マイクロガスタービンの排熱をアンモニア蒸気の加熱源
として利用し、冷凍・冷蔵のための低温冷熱負荷９に冷
熱を供給する。アンモニア吸着式冷凍システムとマイク
ロガスタービン発電装置とを複合化することを含む。低
温冷熱負荷は、ブラインを直接に導入する小規模店舗の
冷蔵庫または冷蔵商品のショーケース、製氷システムの
製氷板内にブラインを循環させることで廃液を凍結排水
する廃液処理システム、氷蓄熱装置と、夜間電力または
発電装置の発電電力を利用した電気駆動式冷凍機にして
前記ブラインを循環させる構成も含む。
ェネレーションシステム化では装置コストが高く、小型
化が困難である。 【解決手段】 アンモニア低温用吸収式冷凍システム２
〜７とマイクロガスタービン発電装置１とを複合化し、
マイクロガスタービンの排熱をアンモニア蒸気の加熱源
として利用し、冷凍・冷蔵のための低温冷熱負荷９に冷
熱を供給する。アンモニア吸着式冷凍システムとマイク
ロガスタービン発電装置とを複合化することを含む。低
温冷熱負荷は、ブラインを直接に導入する小規模店舗の
冷蔵庫または冷蔵商品のショーケース、製氷システムの
製氷板内にブラインを循環させることで廃液を凍結排水
する廃液処理システム、氷蓄熱装置と、夜間電力または
発電装置の発電電力を利用した電気駆動式冷凍機にして
前記ブラインを循環させる構成も含む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍・冷蔵システ
ムと発電システムとを複合化したコージェネレーション
システムに係り、特にアンモニアを冷媒とする冷凍・冷
蔵システムに発電システムの排熱を利用するコージェネ
レーションシステムに関する。
ムと発電システムとを複合化したコージェネレーション
システムに係り、特にアンモニアを冷媒とする冷凍・冷
蔵システムに発電システムの排熱を利用するコージェネ
レーションシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年の水需要の上昇から、水の再生利用
の必要性が指摘されており、コスト低減と水質の安定化
を目的として種々の生物処理法や物理化学処理法が開発
され、実用化されている。その中で、廃液の処理と冷熱
の回収を同時にできる冷凍式廃液処理装置が開発されて
いる。
の必要性が指摘されており、コスト低減と水質の安定化
を目的として種々の生物処理法や物理化学処理法が開発
され、実用化されている。その中で、廃液の処理と冷熱
の回収を同時にできる冷凍式廃液処理装置が開発されて
いる。
【０００３】この冷凍式廃液処理装置などの工業用冷却
装置や製氷の冷凍システムとして、アンモニアを冷媒と
する冷凍システムが冷却効果が大きく安価なため好適と
なる。特に、アンモニア蒸気を希薄溶液に吸収溶解させ
るアンモニア吸収式冷凍機は、アンモニア蒸気発生器に
おける加熱に廃熱を有効利用でき、コージェネレーショ
ンシステムの排熱を利用して上記の冷凍式廃液処理装置
や製氷、冷蔵システムとの複合化が好適となる。
装置や製氷の冷凍システムとして、アンモニアを冷媒と
する冷凍システムが冷却効果が大きく安価なため好適と
なる。特に、アンモニア蒸気を希薄溶液に吸収溶解させ
るアンモニア吸収式冷凍機は、アンモニア蒸気発生器に
おける加熱に廃熱を有効利用でき、コージェネレーショ
ンシステムの排熱を利用して上記の冷凍式廃液処理装置
や製氷、冷蔵システムとの複合化が好適となる。
【０００４】図６にアンモニア吸収式冷凍機の構成例を
示す。吸収器４１には、蒸発器４２から送り込まれたア
ンモニアが吸収剤である水に溶け込んで（吸収されて）
いる。この際、発生する熱は、冷却水により冷却され
る。吸収器４１で生じるアンモニア濃溶液は、ポンプ４
３によって熱交換器４４を通り、精留器４５へ送り込ま
れる。精留器４５に送り込まれたアンモニア濃溶液は、
再生器４６との間を還流し、再生器４６で加熱されて発
生したアンモニア蒸気は凝縮器４７送られる。なお、一
部のアンモニア希溶液は、熱交換器４４を通り吸収器４
１へ返される。凝縮器４７で冷却されたアンモニア蒸気
は液化する。この液体アンモニアは、膨張弁４８で減圧
され、蒸発器４２で気化熱を奪ってブラインを冷却す
る。気化したアンモニアは、吸収器４１へ戻り、連続し
て冷凍が行われる。
示す。吸収器４１には、蒸発器４２から送り込まれたア
ンモニアが吸収剤である水に溶け込んで（吸収されて）
いる。この際、発生する熱は、冷却水により冷却され
る。吸収器４１で生じるアンモニア濃溶液は、ポンプ４
３によって熱交換器４４を通り、精留器４５へ送り込ま
れる。精留器４５に送り込まれたアンモニア濃溶液は、
再生器４６との間を還流し、再生器４６で加熱されて発
生したアンモニア蒸気は凝縮器４７送られる。なお、一
部のアンモニア希溶液は、熱交換器４４を通り吸収器４
１へ返される。凝縮器４７で冷却されたアンモニア蒸気
は液化する。この液体アンモニアは、膨張弁４８で減圧
され、蒸発器４２で気化熱を奪ってブラインを冷却す
る。気化したアンモニアは、吸収器４１へ戻り、連続し
て冷凍が行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前記のように、アンモ
ニア吸収式冷凍システムは、コージェネレーションシス
テムからの排熱等を有効利用して氷点温度以下の冷熱を
発生できるため、産業用の冷凍システムとして好適とな
る。
ニア吸収式冷凍システムは、コージェネレーションシス
テムからの排熱等を有効利用して氷点温度以下の冷熱を
発生できるため、産業用の冷凍システムとして好適とな
る。
【０００６】しかし、アンモニア吸収式冷凍システム
は、その構造上、装置コストが高くなることと小型化が
困難であるという問題がある。そのため、大規模な冷凍
システムや氷点下２０℃以下のような極低温が必要な場
合に導入される例が多い。
は、その構造上、装置コストが高くなることと小型化が
困難であるという問題がある。そのため、大規模な冷凍
システムや氷点下２０℃以下のような極低温が必要な場
合に導入される例が多い。
【０００７】例えば、コージェネレーションシステムの
排熱を利用した凍結処理システムでは、冷凍能力で１０
０ＲＴ（３５０ｋＷ）を越えるような大規模システムで
ないと、そのコストメリットを出すのは困難であった。
排熱を利用した凍結処理システムでは、冷凍能力で１０
０ＲＴ（３５０ｋＷ）を越えるような大規模システムで
ないと、そのコストメリットを出すのは困難であった。
【０００８】本発明の目的は、排熱を冷凍・冷蔵システ
ムで有効利用でき、しかもシステムの小型化、低コスト
化を図ることができるコージェネレーションシステムを
提供することにある。
ムで有効利用でき、しかもシステムの小型化、低コスト
化を図ることができるコージェネレーションシステムを
提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、基本的にはアンモニアを冷媒とする低温用
吸収式冷凍システムとマイクロガスタービン発電機とを
複合化し、マイクロガスタービンの排熱をアンモニア蒸
気の加熱源として利用し、冷凍・冷蔵負荷に冷熱を供給
できるようにしたものである。
決するため、基本的にはアンモニアを冷媒とする低温用
吸収式冷凍システムとマイクロガスタービン発電機とを
複合化し、マイクロガスタービンの排熱をアンモニア蒸
気の加熱源として利用し、冷凍・冷蔵負荷に冷熱を供給
できるようにしたものである。
【００１０】また、本発明は、アンモニアを冷媒とする
低温用吸着式冷凍システムとマイクロガスタービン発電
機とを複合化し、マイクロガスタービンの排熱を吸着剤
に吸着したアンモニアガスを脱着するための加熱源とし
て直接に利用し、冷凍・冷蔵負荷に冷熱を供給できるよ
うにしたものである。
低温用吸着式冷凍システムとマイクロガスタービン発電
機とを複合化し、マイクロガスタービンの排熱を吸着剤
に吸着したアンモニアガスを脱着するための加熱源とし
て直接に利用し、冷凍・冷蔵負荷に冷熱を供給できるよ
うにしたものである。
【００１１】以上のことから、本発明は、以下の構成を
特徴とする。
特徴とする。
【００１２】（１）マイクロガスタービン発電装置と、
アンモニアを冷媒とし、前記発電装置からの排熱をアン
モニアガス蒸気の加熱源として利用することで冷熱した
ブラインを低温冷熱負荷に供給するアンモニア低温用吸
収式冷凍機とを複合化した構成を特徴とする。
アンモニアを冷媒とし、前記発電装置からの排熱をアン
モニアガス蒸気の加熱源として利用することで冷熱した
ブラインを低温冷熱負荷に供給するアンモニア低温用吸
収式冷凍機とを複合化した構成を特徴とする。
【００１３】（２）マイクロガスタービン発電装置と、
アンモニアを冷媒とし、前記発電装置からの排熱を吸着
剤に吸着したアンモニアガスを脱着するための加熱源と
して利用することで冷熱したブラインを低温冷熱負荷に
供給するアンモニア低温用吸着式冷凍機とを複合化した
構成を特徴とする。
アンモニアを冷媒とし、前記発電装置からの排熱を吸着
剤に吸着したアンモニアガスを脱着するための加熱源と
して利用することで冷熱したブラインを低温冷熱負荷に
供給するアンモニア低温用吸着式冷凍機とを複合化した
構成を特徴とする。
【００１４】（３）前記低温冷熱負荷は、前記ブライン
を直接に導入する小規模店舗の冷蔵庫または冷蔵商品の
ショーケースとしたことを特徴とする。
を直接に導入する小規模店舗の冷蔵庫または冷蔵商品の
ショーケースとしたことを特徴とする。
【００１５】（４）前記低温冷熱負荷は、製氷システム
の製氷板内に前記ブラインを循環させることで廃液を凍
結排水する廃液処理システムとしたことを特徴とする。
の製氷板内に前記ブラインを循環させることで廃液を凍
結排水する廃液処理システムとしたことを特徴とする。
【００１６】（５）前記低温冷熱負荷は、氷蓄熱装置
と、夜間電力または前記発電装置の発電電力を利用した
電気駆動式冷凍機にして前記ブラインを循環させる構成
としたことを特徴とする。
と、夜間電力または前記発電装置の発電電力を利用した
電気駆動式冷凍機にして前記ブラインを循環させる構成
としたことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】（第１の実施形態）図１は、本発
明の実施形態を示すシステム構成図である。マイクロガ
スタービン発電装置１は、ガスの燃焼でタービンを回転
させることで発電機を駆動し、発電機の発電電力は電気
負荷に供給する能力をもち、電力需要規模が１００ｋＷ
程度以下の小規模施設へ適用できる分散電源とされるも
ので、マンションやスーパー、病院などで設備されてい
る。
明の実施形態を示すシステム構成図である。マイクロガ
スタービン発電装置１は、ガスの燃焼でタービンを回転
させることで発電機を駆動し、発電機の発電電力は電気
負荷に供給する能力をもち、電力需要規模が１００ｋＷ
程度以下の小規模施設へ適用できる分散電源とされるも
ので、マンションやスーパー、病院などで設備されてい
る。
【００１８】ここで、本実施形態では、マイクロガスタ
ービン発電装置１とアンモニア低温用吸収式冷凍機を複
合化し、ガスタービンからの排熱を温熱負荷の加熱源と
して利用すると共に、アンモニア蒸気の加熱源として利
用するコージェネレーションシステムとするものであ
る。
ービン発電装置１とアンモニア低温用吸収式冷凍機を複
合化し、ガスタービンからの排熱を温熱負荷の加熱源と
して利用すると共に、アンモニア蒸気の加熱源として利
用するコージェネレーションシステムとするものであ
る。
【００１９】アンモニア低温用吸収式冷凍機は、アンモ
ニアを大量に吸着する吸着剤の吸着と脱着の原理を応用
した排熱利用の冷凍機であり、低温用吸収式冷凍機の一
種として位置づけられるが、これまでの冷凍機よりも構
造が容易なため、小型化とコストダウンを可能とするも
のである。
ニアを大量に吸着する吸着剤の吸着と脱着の原理を応用
した排熱利用の冷凍機であり、低温用吸収式冷凍機の一
種として位置づけられるが、これまでの冷凍機よりも構
造が容易なため、小型化とコストダウンを可能とするも
のである。
【００２０】このアンモニア低温用吸収式冷凍機は、発
生器２と凝縮器３とアンモニアタンク４と蒸発器５など
で冷凍サイクルを構成する。発生器２は、吸着剤が保持
されているいくつかのモジュールから構成され、マイク
ロガスタービン発電装置１から投入された排熱でモジュ
ール内の吸着剤が吸熱することにより、吸着剤内のアン
モニアが脱着され、ガス状となって凝縮器３に送られ
る。
生器２と凝縮器３とアンモニアタンク４と蒸発器５など
で冷凍サイクルを構成する。発生器２は、吸着剤が保持
されているいくつかのモジュールから構成され、マイク
ロガスタービン発電装置１から投入された排熱でモジュ
ール内の吸着剤が吸熱することにより、吸着剤内のアン
モニアが脱着され、ガス状となって凝縮器３に送られ
る。
【００２１】凝縮器３は、発生器２から流入するアンモ
ニアガスを冷却して液化する。この冷却には、冷却塔６
で冷却された冷却水がポンプ７で強制循環される。
ニアガスを冷却して液化する。この冷却には、冷却塔６
で冷却された冷却水がポンプ７で強制循環される。
【００２２】凝縮器３で冷却され、液体となったアンモ
ニアはアンモニアタンク４に貯蔵される。アンモニアタ
ンク４のアンモニアは膨張弁８により減圧と低温化され
た気体となり、蒸発器５内で熱交換によりブラインとし
ての不凍液を冷却し、発生器２に戻される。
ニアはアンモニアタンク４に貯蔵される。アンモニアタ
ンク４のアンモニアは膨張弁８により減圧と低温化され
た気体となり、蒸発器５内で熱交換によりブラインとし
ての不凍液を冷却し、発生器２に戻される。
【００２３】蒸発器５で冷却された不凍液の温度は氷点
以下となり、冷凍機の低温冷熱負荷９に冷熱源としてポ
ンプ１０により循環供給される。
以下となり、冷凍機の低温冷熱負荷９に冷熱源としてポ
ンプ１０により循環供給される。
【００２４】ここで、発生器２に戻されたアンモニアは
再び吸着剤に吸着されるが、ここで吸着熱が発生するた
め、吸着剤モジュールを冷却する。吸着剤モジュールは
複数に分かれており、熱を投入して脱着するモジュール
と冷却して吸着するモジュールが分かれているが、吸脱
着の反応が終了すると、排熱の投入経路を切り替え、加
熱と冷却のモジュールを交替させる。これにより、各モ
ジュールで吸脱着が開始され、冷凍機は連続的に運転さ
れる。
再び吸着剤に吸着されるが、ここで吸着熱が発生するた
め、吸着剤モジュールを冷却する。吸着剤モジュールは
複数に分かれており、熱を投入して脱着するモジュール
と冷却して吸着するモジュールが分かれているが、吸脱
着の反応が終了すると、排熱の投入経路を切り替え、加
熱と冷却のモジュールを交替させる。これにより、各モ
ジュールで吸脱着が開始され、冷凍機は連続的に運転さ
れる。
【００２５】以上のように、本実施形態では、冷凍機の
発生器への熱源として、マイクロガスタービン発電装置
１からの排ガスを使用できるため、熱交換プロセスが省
略でき、熱効率を高めることができる。マイクロガスタ
ービン発電装置１から投入される熱量は、５０ｋＷ程度
であり、これにより発生できる冷熱は−１０〜−１５℃
で２０ｋＷ程度である。ただし、冷熱の温度は上記より
もさらに低くすることも可能であるが、その効率が低下
する。
発生器への熱源として、マイクロガスタービン発電装置
１からの排ガスを使用できるため、熱交換プロセスが省
略でき、熱効率を高めることができる。マイクロガスタ
ービン発電装置１から投入される熱量は、５０ｋＷ程度
であり、これにより発生できる冷熱は−１０〜−１５℃
で２０ｋＷ程度である。ただし、冷熱の温度は上記より
もさらに低くすることも可能であるが、その効率が低下
する。
【００２６】また、発生器２に入った排熱は、アンモニ
アガス生成に使われた後もその温度は１００℃以上を保
持しているため、暖房や温水等の温熱として利用でき
る。
アガス生成に使われた後もその温度は１００℃以上を保
持しているため、暖房や温水等の温熱として利用でき
る。
【００２７】（第２の実施形態）図２は、本発明の他の
実施形態を示す。同図が図１と異なる部分は、ブライン
を食料品貯蔵等の低温冷熱を必要とする冷蔵商品のショ
ーケース１１や冷蔵庫１２に直接に導入する点にある。
実施形態を示す。同図が図１と異なる部分は、ブライン
を食料品貯蔵等の低温冷熱を必要とする冷蔵商品のショ
ーケース１１や冷蔵庫１２に直接に導入する点にある。
【００２８】本実施形態においては、小規模な電力設備
への電力供給と、小規模な冷凍・冷蔵設備への低温冷熱
を供給することができ、排熱を利用するため冷凍・冷蔵
に必要な電力を削減できる。
への電力供給と、小規模な冷凍・冷蔵設備への低温冷熱
を供給することができ、排熱を利用するため冷凍・冷蔵
に必要な電力を削減できる。
【００２９】（第３の実施形態）図３は、本発明の他の
実施形態を示し、図１または図２と同等の部分は同一符
号で示す。
実施形態を示し、図１または図２と同等の部分は同一符
号で示す。
【００３０】本実施形態は、凍結排水処理システムに適
用した場合である。製氷システムは、散水装置１３から
プレートコイルと呼ばれる製氷板（熱交換器）１４の表
面に水を流下させ、製氷板１４内には冷ブラインを循環
させることで純粋な氷を生成する。この凍結処理システ
ムは、構造が簡単であり、小規模な低濃度廃液の処理に
適している。
用した場合である。製氷システムは、散水装置１３から
プレートコイルと呼ばれる製氷板（熱交換器）１４の表
面に水を流下させ、製氷板１４内には冷ブラインを循環
させることで純粋な氷を生成する。この凍結処理システ
ムは、構造が簡単であり、小規模な低濃度廃液の処理に
適している。
【００３１】そこで、本実施形態は、製氷システムを凍
結排水処理システムとして組み込み、蒸発器５で氷点以
下にされたブラインを製氷板１４内を通して冷ブライン
槽１５に循環させる。製氷板１４で冷却された廃液は、
濃縮槽１６からポンプ１７で散水装置１３に循環し、一
部の製氷された廃液は純氷として貯氷槽１８に貯氷さ
れ、低温濃縮廃液は排水槽１９に取り出される。また、
温ブライン槽２０とポンプ２１は、製氷板１４に供給す
るブライン温度を調節する。
結排水処理システムとして組み込み、蒸発器５で氷点以
下にされたブラインを製氷板１４内を通して冷ブライン
槽１５に循環させる。製氷板１４で冷却された廃液は、
濃縮槽１６からポンプ１７で散水装置１３に循環し、一
部の製氷された廃液は純氷として貯氷槽１８に貯氷さ
れ、低温濃縮廃液は排水槽１９に取り出される。また、
温ブライン槽２０とポンプ２１は、製氷板１４に供給す
るブライン温度を調節する。
【００３２】したがって、本実施形態によれば、製氷シ
ステムを利用した凍結排水処理システムの冷熱源として
マイクロガスタービン発電装置１の排熱を利用してコス
トメリットのある処理システムを構築できる。また、凍
結によって生成した氷は、冷房等の冷熱として利用し、
その融解水は再生水として利用することができる。
ステムを利用した凍結排水処理システムの冷熱源として
マイクロガスタービン発電装置１の排熱を利用してコス
トメリットのある処理システムを構築できる。また、凍
結によって生成した氷は、冷房等の冷熱として利用し、
その融解水は再生水として利用することができる。
【００３３】（第４の実施形態）図４は、本発明の他の
実施形態を示し、図１〜図３と同等の部分は同一符号で
示す。
実施形態を示し、図１〜図３と同等の部分は同一符号で
示す。
【００３４】冷熱利用の日変動が大きい設備では、安価
な夜間電力を利用して冷熱を貯める氷蓄熱システムが導
入されている。本実施形態は、この氷蓄熱システムとア
ンモニア吸着式冷凍システム及びマイクロガスタービン
発電装置を利用したコージェネレーションシステムとす
ることで、電力のピークカットやコスト削減効果を高め
るものである。
な夜間電力を利用して冷熱を貯める氷蓄熱システムが導
入されている。本実施形態は、この氷蓄熱システムとア
ンモニア吸着式冷凍システム及びマイクロガスタービン
発電装置を利用したコージェネレーションシステムとす
ることで、電力のピークカットやコスト削減効果を高め
るものである。
【００３５】電気駆動式冷凍機２２は、夜間電力（買
電）またはマイクロガスタービン発電装置１の余剰発電
電力を利用して冷熱を貯めて冷凍運転を行う。これに対
して、本実施形態では、蒸発器５で零下以下にされたブ
ラインを冷凍機２２に供給し、さらに氷蓄熱槽２３で冷
熱を蓄熱する。
電）またはマイクロガスタービン発電装置１の余剰発電
電力を利用して冷熱を貯めて冷凍運転を行う。これに対
して、本実施形態では、蒸発器５で零下以下にされたブ
ラインを冷凍機２２に供給し、さらに氷蓄熱槽２３で冷
熱を蓄熱する。
【００３６】この氷蓄熱により、買電やマイクロガスタ
ービン発電装置１の必要電力を削減し、電力のピークカ
ットやコスト削減効果を一層高めることができる。
ービン発電装置１の必要電力を削減し、電力のピークカ
ットやコスト削減効果を一層高めることができる。
【００３７】なお、本実施形態は、レジャー施設や集会
施設等の電力と熱の不定期で負荷変動の大きな施設での
蓄熱システムにも適用して同等の作用効果を得ることが
できる。また、エネルギー需要のピークが夕刻なら夜間
にかけて生じる飲食店舗等への適用によるピークカット
の効果も期待できる。
施設等の電力と熱の不定期で負荷変動の大きな施設での
蓄熱システムにも適用して同等の作用効果を得ることが
できる。また、エネルギー需要のピークが夕刻なら夜間
にかけて生じる飲食店舗等への適用によるピークカット
の効果も期待できる。
【００３８】（第５の実施形態）図５は、本発明の他の
実施形態を示すシステム構成図である。同図が図１と異
なる部分は、アンモニア低温用吸収式冷凍機に代えて、
アンモニア低温用吸着式冷凍機を採用した点にある。
実施形態を示すシステム構成図である。同図が図１と異
なる部分は、アンモニア低温用吸収式冷凍機に代えて、
アンモニア低温用吸着式冷凍機を採用した点にある。
【００３９】アンモニア低温用吸着式冷凍機の運転方式
を説明する。吸着剤モジュール３１には吸着剤が封入さ
れており、吸着剤にはアンモニアガスが吸着されてい
る。ここで、吸着剤モジュール３１内には熱交換器が設
けられ、この熱交換器にマイクロガスタービン発電装置
１からの排気ガスを導入すると、吸着剤モジュール３１
内の吸着剤よりアンモニアが脱着されてアンモニアガス
が発生する。このアンモニアガスは切替バルブ３２を通
して凝縮器３３に導入され、そこで冷却されることで液
化する。この液体アンモニアはアンモニアタンク３４に
貯蔵される。
を説明する。吸着剤モジュール３１には吸着剤が封入さ
れており、吸着剤にはアンモニアガスが吸着されてい
る。ここで、吸着剤モジュール３１内には熱交換器が設
けられ、この熱交換器にマイクロガスタービン発電装置
１からの排気ガスを導入すると、吸着剤モジュール３１
内の吸着剤よりアンモニアが脱着されてアンモニアガス
が発生する。このアンモニアガスは切替バルブ３２を通
して凝縮器３３に導入され、そこで冷却されることで液
化する。この液体アンモニアはアンモニアタンク３４に
貯蔵される。
【００４０】吸着剤モジュール３１内の吸着剤よりアン
モニアが出尽くすと、吸着剤モジュール３１の加熱を終
了し、熱交換器には冷却水を導入して冷却を開始する。
モニアが出尽くすと、吸着剤モジュール３１の加熱を終
了し、熱交換器には冷却水を導入して冷却を開始する。
【００４１】アンモニアタンク３４内の液体アンモニア
は、膨張弁３５で減圧され、蒸発器３６内で気化する
が、その際、蒸発器３６内で気化熱を奪ってブラインを
冷却する。
は、膨張弁３５で減圧され、蒸発器３６内で気化する
が、その際、蒸発器３６内で気化熱を奪ってブラインを
冷却する。
【００４２】蒸発器３６内で気化したアンモニアガス
は、切替バルブ３２を通して吸着剤モジュール３１に導
入され、吸着剤モジュール３１内の吸着剤に吸着され
る。このとき、吸着熱が発生するが冷却水で除熱するこ
とで吸着反応を維持する。
は、切替バルブ３２を通して吸着剤モジュール３１に導
入され、吸着剤モジュール３１内の吸着剤に吸着され
る。このとき、吸着熱が発生するが冷却水で除熱するこ
とで吸着反応を維持する。
【００４３】なお、冷凍機運転を連続で行うためには、
アンモニアガスの吸着と脱着の反応を連続して行う必要
があり、このためには吸着剤モジュール３１を２組にし
て加熱と冷却を交互に行い、アンモニアガスの流れを切
替バルブ３２で切替えができる構成にされる。
アンモニアガスの吸着と脱着の反応を連続して行う必要
があり、このためには吸着剤モジュール３１を２組にし
て加熱と冷却を交互に行い、アンモニアガスの流れを切
替バルブ３２で切替えができる構成にされる。
【００４４】本実施形態では、上記のアンモニア低温用
吸着式冷凍機とマイクロガスタービン発電装置１とを複
合化し、ガスタービンからの排熱を温熱負荷の加熱源と
して直接利用すると共に、吸着剤に吸着したアンモニア
ガスを脱着するための加熱源として利用するコージェネ
レーションシステムとするものである。このシステム構
成により、アンモニア吸収式冷凍機を使用したシステム
に比べて、マイクロガスタービン発電装置１からの排ガ
スを直接使用できるため、熱交換プロセスが省略でき、
熱効率を高めることができる。
吸着式冷凍機とマイクロガスタービン発電装置１とを複
合化し、ガスタービンからの排熱を温熱負荷の加熱源と
して直接利用すると共に、吸着剤に吸着したアンモニア
ガスを脱着するための加熱源として利用するコージェネ
レーションシステムとするものである。このシステム構
成により、アンモニア吸収式冷凍機を使用したシステム
に比べて、マイクロガスタービン発電装置１からの排ガ
スを直接使用できるため、熱交換プロセスが省略でき、
熱効率を高めることができる。
【００４５】しかも、アンモニア低温用吸着式冷凍機
は、アンモニアを大量に吸着する吸着剤の吸着と脱着の
原理を応用した排熱利用の冷凍機であり、低温用吸収式
冷凍機の一種として位置付けられるが、アンモニア吸収
式冷凍機に比べて構造が一層簡単なため、一層の小型化
とコストダウンを可能とするものである。
は、アンモニアを大量に吸着する吸着剤の吸着と脱着の
原理を応用した排熱利用の冷凍機であり、低温用吸収式
冷凍機の一種として位置付けられるが、アンモニア吸収
式冷凍機に比べて構造が一層簡単なため、一層の小型化
とコストダウンを可能とするものである。
【００４６】なお、本実施形態のシステムには、第２〜
第４の実施形態と同様に、低温冷熱負荷として、ブライ
ンを直接に導入する小規模店舗の冷蔵庫または冷蔵商品
のショーケースとすること、製氷システムの製氷板内に
ブラインを循環させることで廃液を凍結排水する廃液処
理システムとすること、氷蓄熱装置と夜間電力または発
電装置の発電電力を利用した電気駆動式冷凍機にしてブ
ラインを循環させる構成として同等の作用効果を得るこ
とができる。
第４の実施形態と同様に、低温冷熱負荷として、ブライ
ンを直接に導入する小規模店舗の冷蔵庫または冷蔵商品
のショーケースとすること、製氷システムの製氷板内に
ブラインを循環させることで廃液を凍結排水する廃液処
理システムとすること、氷蓄熱装置と夜間電力または発
電装置の発電電力を利用した電気駆動式冷凍機にしてブ
ラインを循環させる構成として同等の作用効果を得るこ
とができる。
【００４７】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、アンモ
ニアを冷媒とする低温用吸収式冷凍システムまたは低温
用吸着式冷凍システムとマイクロガスタービン発電機と
を複合化し、マイクロガスタービンの排熱をアンモニア
蒸気の加熱源または吸着したアンモニアを脱着するため
の加熱源として利用し、冷凍・冷蔵負荷に冷熱を供給で
きるようにしたため、排熱を冷凍・冷蔵システムに効率
よく利用でき、しかもシステムの小型化、低コスト化、
電力のピークカットを図ることができる。
ニアを冷媒とする低温用吸収式冷凍システムまたは低温
用吸着式冷凍システムとマイクロガスタービン発電機と
を複合化し、マイクロガスタービンの排熱をアンモニア
蒸気の加熱源または吸着したアンモニアを脱着するため
の加熱源として利用し、冷凍・冷蔵負荷に冷熱を供給で
きるようにしたため、排熱を冷凍・冷蔵システムに効率
よく利用でき、しかもシステムの小型化、低コスト化、
電力のピークカットを図ることができる。
【図１】本発明の第１の実施形態を示すコージェネレー
ションシステム構成図。
ションシステム構成図。
【図２】本発明の第２の実施形態を示すコージェネレー
ションシステム構成図。
ションシステム構成図。
【図３】本発明の第３の実施形態を示すコージェネレー
ションシステム構成図。
ションシステム構成図。
【図４】本発明の第４の実施形態を示すコージェネレー
ションシステム構成図。
ションシステム構成図。
【図５】本発明の第５の実施形態を示すコージェネレー
ションシステム構成図。
ションシステム構成図。
【図６】アンモニア吸収式冷凍機の構成例。
１…マイクロガスタービン発電装置 ２…発生器 ３…凝縮器 ４…アンモニアタンク ５…蒸発器 ６…冷却塔 ７、１０、１７、２１…ポンプ ８…膨張弁 ９…低温冷熱負荷 １３…散水装置 １４…製氷板 １５…冷ブライン槽 １６…濃縮槽 １８…貯氷槽 １９…排水槽 ２０…温ブライン槽 ２２…電気駆動式冷凍機 ２３…氷蓄熱槽 ３１…吸着剤モジュール ３２…切替バルブ ３３…凝縮器 ３４…アンモニアタンク ３５…膨張弁 ３６…蒸発器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 隆幹 東京都品川区大崎２丁目１番17号 株式会 社明電舎内 (72)発明者 浅野 義彦 東京都品川区大崎２丁目１番17号 株式会 社明電舎内
Claims (5)
- 【請求項１】 マイクロガスタービン発電装置と、 アンモニアを冷媒とし、前記発電装置からの排熱をアン
モニアガス蒸気の加熱源として利用することで冷熱した
ブラインを低温冷熱負荷に供給するアンモニア低温用吸
収式冷凍機とを複合化した構成を特徴とするコージェネ
レーションシステム。 - 【請求項２】 マイクロガスタービン発電装置と、 アンモニアを冷媒とし、前記発電装置からの排熱を吸着
剤に吸着したアンモニアガスを脱着するための加熱源と
して利用することで冷熱したブラインを低温冷熱負荷に
供給するアンモニア低温用吸着式冷凍機とを複合化した
構成を特徴とするコージェネレーションシステム。 - 【請求項３】 前記低温冷熱負荷は、前記ブラインを直
接に導入する小規模店舗の冷蔵庫または冷蔵商品のショ
ーケースとしたことを特徴とする請求項１または２に記
載のコージェネレーションシステム。 - 【請求項４】 前記低温冷熱負荷は、製氷システムの製
氷板内に前記ブラインを循環させることで廃液を凍結排
水する廃液処理システムとしたことを特徴とする請求項
１または２に記載のコージェネレーションシステム。 - 【請求項５】 前記低温冷熱負荷は、氷蓄熱装置と、夜
間電力または前記発電装置の発電電力を利用した電気駆
動式冷凍機にして前記ブラインを循環させる構成とした
ことを特徴とする請求項１または２に記載のコージェネ
レーションシステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002079939A JP2002357373A (ja) | 2001-03-21 | 2002-03-22 | コージェネレーションシステム |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001079725 | 2001-03-21 | ||
| JP2001-79725 | 2001-03-21 | ||
| JP2002079939A JP2002357373A (ja) | 2001-03-21 | 2002-03-22 | コージェネレーションシステム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002357373A true JP2002357373A (ja) | 2002-12-13 |
Family
ID=26611621
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002079939A Withdrawn JP2002357373A (ja) | 2001-03-21 | 2002-03-22 | コージェネレーションシステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002357373A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014500787A (ja) * | 2010-10-20 | 2014-01-16 | コールドウェイ | 複合材料製ジャケットを有する熱化学系 |
-
2002
- 2002-03-22 JP JP2002079939A patent/JP2002357373A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014500787A (ja) * | 2010-10-20 | 2014-01-16 | コールドウェイ | 複合材料製ジャケットを有する熱化学系 |
| US9486763B2 (en) | 2010-10-20 | 2016-11-08 | Societe Coldway | Thermochemical system having a housing made of a composite material |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041117 |
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| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20070803 |