JP2004325048A - Low temperature water manufacturing device - Google Patents
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- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/62—Absorption based systems
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- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、低温冷熱を必要とする設備へ低温水を供給するための低温水製造装置に関し、より詳しくは工場等の設備から排出される排温水や排蒸気等の排熱を有効に利用し、外気温の変化に影響を殆ど受けることなく安定した低温水の供給を行なうことができる低温水製造装置に関する。
【0002】
【従来の技術とその問題点】
氷蓄熱槽や冷凍倉庫あるいは低温環境試験室等の低温冷熱を必要とする設備へ冷熱を供給する装置としては、極めて一般的な冷媒回路、すなわち圧縮機から吐出された冷媒ガスを凝縮器にて液化し、液冷媒を減圧して蒸発器に送ってこの蒸発器における冷媒の気化潜熱により、水やブライン等の冷熱媒体を冷却し、蒸発器で気化した冷媒ガスを圧縮機に戻すという圧縮式冷媒回路を備えるものがある。
【0003】
上述した従来の装置では、凝縮器に供給する冷却水の供給源に冷却塔を用いるのが一般的であるが、冷却塔から供給される冷却水は外気温に応じて変動し、外気温の日較差や年較差に応じて冷却水の温度にも差が生じる。
【0004】
したがって、安定した冷熱の供給を行なうには冷却水の温度が最も高い例えば夏季日中に得られる冷却水の温度に合わせて上述した冷熱供給装置の圧縮機能力を設定しなければならず、設備コストもランニングコストも嵩む。
【0005】
また、冷却水温度が上昇すると圧縮機の軸動力が大となり、冷凍回路の成績係数(COP)も低下するという問題もある。
【0006】
ところで、例えば食品工場のように排温水や排蒸気等の排熱が定常的に生じる施設においては、この排熱を利用して冷熱を生成することにより、排熱処理と冷熱生成用のコスト低減を図ることが従来から行なわれており、このように排熱から冷熱を生成する装置としては吸収式冷凍機(特許文献1参照)、吸着式冷凍機(特許文献2参照)、フラッシュ式冷凍機(特許文献3参照)等が実用に供されている。
【0007】
しかしながら、これらの冷凍機から得られる冷熱は比較的小であり、例えば小容積の室内の空調用や、工場排熱の温度を下げて放出するための冷却用というようなあまり低温を必要としないものには好適なのであるが、氷蓄熱装置や低温倉庫のような氷点下の冷熱が必要な設備に低温水を供給する装置にそのまま採用することはできない。
【0008】
【特許文献1】
特開平1−239354号公報(第1頁−第3頁、第1図−第3図)
【0009】
【特許文献2】
特開平6−26727号公報(第2頁、図6)
【0010】
【特許文献3】
特開2002−48430号公報(第2頁−第5頁、図1、図3)
【0011】
【目的】
本発明の目的とするところは、外部からの排熱を利用して外気温の変化に影響されることなく低温水を低いランニングコストで生成することができる低温水製造装置を提供することにある。
【0012】
【発明の構成】
上記目的を達成するために、本発明の請求項1に係る装置は、圧縮機から吐出された冷媒が凝縮器を経て蒸発器に送られ、この蒸発器で気化した冷媒が圧縮機に戻される圧縮式冷凍機を備え、前記蒸発器における冷媒の気化潜熱により低温水を生成する低温水製造装置において、圧縮機を備えず、外部からの排熱を利用して冷熱を生成する非圧縮式の冷凍機を備え、この非圧縮式冷凍機で生成された冷熱によって、前記圧縮式冷凍機の凝縮器に供給する冷却水の冷却を行なう構成のものとしてある。
【0013】
本発明の請求項2に係る装置は、前記低温水製造装置がさらに冷却塔を備え、この冷却塔にて冷却した冷却水と、前記非圧縮式冷凍機にて冷却した冷却水を、外部からの排熱の供給量や外気温等の諸条件に応じていずれか一方あるいは混合して前記圧縮式冷凍機の凝縮器に供給する構成としたものとしてある。
【0014】
本発明の請求項3に係る装置は、前記圧縮機が、前記凝縮器への冷却水が冷却塔のみから供給される場合にはロードを下げて運転されるように構成したものとしてある。
また、前記非圧縮式の冷凍機は吸収式冷凍機で構成したものとしてある。
【0015】
【実施例】
以下、本発明に係る装置の実施例を添付図面に示す具体例に基づいて詳細に説明する。
本発明に係る装置は、圧縮式冷凍機1と非圧縮式冷凍機2を備え、圧縮式冷凍機1は、圧縮機3の吐出口に一端が接続された吐出管4aの他端が凝縮器5の冷媒入口5aに接続され、同出口5bに接続された冷媒管4bの他端が膨張弁6を介して蒸発器7の冷媒入口7aに接続され、同出口7bに一端が接続された吸入管4cの他端がレシーバ8を介して圧縮機3の吸入口に接続されている。
【0016】
しかして、前記凝縮器5と非圧縮式冷凍機2との間には第1冷却水送り管9aと第1冷却水戻し間9bが接続されていて、凝縮器の冷却水入口5cに非圧縮式冷凍機2からの冷却水が供給され、凝縮器の冷却水出口5dからは冷媒と熱交換した後の冷却水が非圧縮式冷凍機2に戻されるようになっている。
【0017】
また、非圧縮式冷凍機2は第2冷却水送り管10aと第2冷却水戻し管10bによって外部の冷却塔11からの冷却水が供給されるようになっており、さらに、非圧縮式冷凍機2は温水送り管12aと温水戻し管12bによって外部の排熱回収用熱交換器13からの温水が供給されるようになっている。
【0018】
前記冷却塔11からの第2冷水送り管10aの途中には第2冷却水ポンプ16と第2三方制御弁17が設けられ、かつ前記第1冷却水戻し管9bの途中には第1冷却水ポンプ14と第1三方制御弁15が設けられていて、第1三方制御弁15から分岐する第1バイパス管18が第2冷却水戻し管10bの途中に接続されているとともに第2三方制御弁17から分岐する第2バイパス管19が第1冷却水送り管9aに接続されていて、第1および第2の三方制御弁15、17の開閉および開度制御によって凝縮器5へ供給する冷却水を非圧縮式冷凍機2からのものと冷却塔11からのものに切り替えあるいは任意の割合で混合できるようになっている。
【0019】
なお、図1中の符号20は熱負荷側からの水やブライン等の冷熱媒体を蒸発器7に供給するための送液ポンプ、21は熱排出部からの冷熱媒体、例えば温水を排熱回収用熱交換器13に供給するための送液ポンプをそれぞれ示している。
【0020】
前述した非圧縮式の冷凍機2は、例えば図2に示すような構成の吸収式冷凍機としてあって、同図2において符号22は蒸発器、23は凝縮器、24は吸収器、25は再生器をそれぞれ示す。
【0021】
このような構成の吸収式冷凍機では、吸収器24にて例えばアンモニア等の冷媒を水等の溶媒に吸収せしめ、第2冷水送り管10aから供給される冷却水によって冷却された濃厚な冷媒溶液が溶液ポンプ26によって再生器25に送られ、温水送り管12aから供給される温水によって加熱されて冷媒ガスを生成し、この冷媒ガスが凝縮器23にて冷却されて液冷媒となり、膨張弁27にて減圧されて蒸発器22に供給され、同蒸発器内で気化して第1冷水戻し管9bからの冷却水を冷却し、吸収器24に戻されるようになっている。そして、上記蒸発器22にて冷却された冷却水は第1冷水送り管9aから圧縮式冷凍機1に送られる。なお、同図2中の符号28は液化冷媒を蒸発器内で循環させるための冷媒ポンプを示している。
【0022】
上述した吸収式冷凍機は最も基本的な構成のものであり、従来から公知の種々の吸収式冷凍機の構成を適用することができる。
【0023】
しかして、本発明の低温水製造装置においては、外部からの排熱の供給がある場合にはこの排熱を利用して非圧縮式冷凍機2を駆動せしめ、同冷凍機2からの冷却水を利用して圧縮式冷凍機1における凝縮器5での冷媒の液化を行ない、排熱の供給量が小である場合には非圧縮式冷凍機2の駆動を停止し、冷却塔11から冷却水を利用して圧縮式冷凍機1における冷媒の液化が行なわれるようにする。
【0024】
具体的には、食品工場等の生産設備において、生産プロセスで使用された熱の排熱や、発電用ガスエンジン等の排熱が大である日中にはこの排熱を利用して非圧縮式冷凍機2における冷却水の生成を行うことにより、冷却塔からの冷却水温度が比較的高くても圧縮式冷凍機1における低温水の生成が安定して行なわれ、生産プロセスや発電用ガスエンジンが停止あるいは駆動量が減少する夜間には、外気温が低下して冷却水の冷却効率の高い冷却塔11からの冷却水を利用でき、したがって外気温の変化に影響されることなく常に安定した低温水の製造を行なうことができる。
【0025】
【発明の効果】
本発明に係る装置によれば、外部からの排熱を有効に利用して吸収式冷凍機等の非圧縮式冷凍機で生成した冷却水を圧縮式冷凍機の凝縮冷熱に使用するので、低温水の生成を安定してしかも低コストに行なうことができる。
【0026】
また、圧縮式冷凍機への冷却水の供給を、排熱量が大である例えば日中には非圧縮式冷凍機から行ない、排熱量が小である例えば夜間には冷却塔から行なうように切り替えることができるので、外気温の変化に殆ど影響されることなく常に安定した低温水の製造を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る装置の実施例を示す構成図。
【図2】非圧縮式冷凍機の一例である吸収式冷凍機の具体例を示す構成図。
【符号の説明】
1 圧縮式冷凍機 2 非圧縮式冷凍機
3 圧縮機 4a 吐出管
4b 冷媒管 4c 吸入管
5 凝縮器 6 膨張弁
7 蒸発器 8 レシーバ
9a 第1冷却水送り管 9b 第1冷却水戻し管
10a 第2冷却水送り管 10b 第2冷却水戻し管
11 冷却塔 12a 温水送り管
12b 温水戻し管 13 排熱回収用熱交換器
14 第1冷却水ポンプ 15 第1三方制御弁
16 第2冷却水ポンプ 17 第2三方制御弁
18 第1バイパス管 19 第2バイパス管
20、21 送液ポンプ 22 蒸発器
23 凝縮器 24 吸収器
25 再生器 26 溶液ポンプ
27 膨張弁 28 冷媒ポンプ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a low-temperature water producing apparatus for supplying low-temperature water to equipment that requires low-temperature refrigeration, and more specifically, effectively utilizes waste heat such as waste water or steam discharged from equipment such as factories. Also, the present invention relates to a low-temperature water producing apparatus capable of supplying stable low-temperature water almost without being affected by changes in outside air temperature.
[0002]
[Conventional technology and its problems]
As a device that supplies cold heat to equipment that requires low-temperature cold heat, such as an ice storage tank, a freezing warehouse, or a low-temperature environment test room, an extremely common refrigerant circuit, that is, a refrigerant gas discharged from a compressor is used in a condenser. A compression type in which the refrigerant is liquefied, the liquid refrigerant is decompressed and sent to an evaporator, and the latent heat of vaporization of the refrigerant in the evaporator cools a cooling medium such as water or brine and returns the refrigerant gas vaporized by the evaporator to the compressor. Some include a refrigerant circuit.
[0003]
In the above-described conventional apparatus, a cooling tower is generally used as a supply source of the cooling water supplied to the condenser. However, the cooling water supplied from the cooling tower fluctuates according to the outside air temperature, and The temperature of the cooling water varies according to the daily range and the annual range.
[0004]
Therefore, in order to supply the stable cold heat, the compression function of the above-described cold-heat supply device must be set in accordance with the temperature of the coolant having the highest temperature of the coolant, for example, the coolant obtained during a summer day. Both costs and running costs increase.
[0005]
Further, there is also a problem that when the cooling water temperature rises, the shaft power of the compressor increases, and the coefficient of performance (COP) of the refrigeration circuit also decreases.
[0006]
By the way, in a facility such as a food factory where waste heat such as waste heat water or waste steam is constantly generated, by using this waste heat to generate cold heat, it is possible to reduce costs for waste heat treatment and cold heat generation. Conventionally, an apparatus such as an absorption refrigerator (see Patent Literature 1), an adsorption refrigerator (see Patent Literature 2), and a flash refrigerator (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open (JP-A) Nos. 2000-187, 1993) have been used to generate cold from exhaust heat. Patent Document 3) and the like have been put to practical use.
[0007]
However, the cooling heat obtained from these refrigerators is relatively small, and does not require a very low temperature, for example, for air conditioning in a small-volume room or for cooling in order to reduce and discharge the temperature of factory exhaust heat. Although it is suitable for an apparatus, it cannot be directly applied to an apparatus that supplies low-temperature water to equipment requiring cold heat below freezing, such as an ice storage device or a low-temperature warehouse.
[0008]
[Patent Document 1]
JP-A-1-239354 (pages 1 to 3, FIGS. 1 to 3)
[0009]
[Patent Document 2]
JP-A-6-26727 (
[0010]
[Patent Document 3]
JP-A-2002-48430 (
[0011]
【Purpose】
An object of the present invention is to provide a low-temperature water production apparatus that can generate low-temperature water at low running costs without being affected by changes in the outside air temperature by using exhaust heat from the outside. .
[0012]
Configuration of the Invention
In order to achieve the above object, in the apparatus according to claim 1 of the present invention, the refrigerant discharged from the compressor is sent to the evaporator via the condenser, and the refrigerant vaporized by the evaporator is returned to the compressor. A low-temperature water producing apparatus that includes a compression refrigerator and generates low-temperature water by latent heat of vaporization of the refrigerant in the evaporator, does not include a compressor, and uses an exhaust heat from the outside to generate cold heat. A refrigerator is provided, and cooling water supplied to a condenser of the compression refrigerator is cooled by cold generated by the non-compression refrigerator.
[0013]
In the apparatus according to
[0014]
The apparatus according to
Further, the non-compression type refrigerator is configured as an absorption type refrigerator.
[0015]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the apparatus according to the present invention will be described in detail based on specific examples shown in the accompanying drawings.
The apparatus according to the present invention includes a compression type refrigerator 1 and a
[0016]
Thus, a first cooling
[0017]
In addition, the
[0018]
A second
[0019]
In addition,
[0020]
The
[0021]
In the absorption refrigerator having such a configuration, for example, a refrigerant such as ammonia is absorbed by a solvent such as water in the
[0022]
The above-mentioned absorption refrigerator has the most basic configuration, and various configurations of conventionally known absorption refrigerators can be applied.
[0023]
Thus, in the low-temperature water producing apparatus of the present invention, when there is a supply of exhaust heat from outside, the exhaust heat is used to drive the
[0024]
Specifically, in production facilities such as food factories, the heat used in the production process is exhausted, and during the daytime when the exhaust heat of a gas engine for power generation is large, uncompressed By generating the cooling water in the
[0025]
【The invention's effect】
According to the device according to the present invention, the cooling water generated in an incompressible refrigerator such as an absorption refrigerator is effectively used by effectively using the exhaust heat from the outside, and is used for the condensing cooling of the compression refrigerator. Water can be generated stably and at low cost.
[0026]
Further, the supply of the cooling water to the compression refrigerator is switched from the non-compression refrigerator during the day when the amount of exhaust heat is large, for example, during the day, and from the cooling tower at night when the amount of exhaust heat is small, for example, at night. Therefore, stable production of low-temperature water can be performed at all times without being substantially affected by changes in the outside air temperature.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of an apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram showing a specific example of an absorption refrigerator as an example of a non-compression refrigerator.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003124659A JP2004325048A (en) | 2003-04-30 | 2003-04-30 | Low temperature water manufacturing device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003124659A JP2004325048A (en) | 2003-04-30 | 2003-04-30 | Low temperature water manufacturing device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004325048A true JP2004325048A (en) | 2004-11-18 |
Family
ID=33502132
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003124659A Pending JP2004325048A (en) | 2003-04-30 | 2003-04-30 | Low temperature water manufacturing device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004325048A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103090587A (en) * | 2013-01-21 | 2013-05-08 | 深圳市庄合地能产业科技有限公司 | Cold and hot external balance system for combined use of lithium bromide unit and refrigeration storage |
CN103090592A (en) * | 2013-01-21 | 2013-05-08 | 深圳市庄合地能产业科技有限公司 | Cold and hot external balancer set |
WO2014111011A1 (en) * | 2013-01-21 | 2014-07-24 | 深圳市庄合智能产业科技有限公司 | Cold and heat balance system combining lithium bromide unit and cold storage |
-
2003
- 2003-04-30 JP JP2003124659A patent/JP2004325048A/en active Pending
Cited By (5)
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WO2014111017A1 (en) * | 2013-01-21 | 2014-07-24 | 深圳市庄合智能产业科技有限公司 | External cold and heat balance unit |
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