JP2010041979A

JP2010041979A - 養鰻池保温システム

Info

Publication number: JP2010041979A
Application number: JP2008209579A
Authority: JP
Inventors: Masakazu Sakamoto; 雅和坂本
Original assignee: Hachiyo Engineering Co Ltd
Current assignee: Hachiyo Engineering Co Ltd
Priority date: 2008-08-18
Filing date: 2008-08-18
Publication date: 2010-02-25
Anticipated expiration: 2028-08-18
Also published as: JP5334493B2

Abstract

【課題】原油価格高騰に伴う養鰻池保温経費の高騰化による経営危機打開のため、養鰻池の保温システムに重油を燃料とするボイラーを使用していたが、この方式に代る電気駆動式ヒートポンプ方式により高効率・省エネ化を実現する。
【解決手段】養鰻池水温を加温保持するために、温水を直接養鰻池に供給するための補給温水配管と間接的に加温するための加熱送水管を備え、それらに供給する温水を製造するヒートポンプ装置からなる養鰻池保温システムによる。
【選択図】図１

Description

本発明はヒートポンプ装置を利用した養鰻池保温システムに関するものである。

従来、養鰻池保温システムは、養鰻池の上部を放熱防止にビニールハウスで覆い、養鰻池の底部に亜鉛管を敷き、その中を４５〜８０℃の温水を通水する間接加温方式を主として採用している。温水器は重油ボイラー（燃料：Ａ重油）を多く利用している。養鰻池の水温は一般に３０℃前後で管理されている。また、ボイラーの運転は温度負荷の大きい夜間が主であり、太陽熱により大気温度が上昇する温度負荷の小さい昼間に給水を行う方式であった。
特開平５−３２８８７７

従来の養鰻池保温システムは重油ボイラーで加温した温水を送水管で送り、養鰻池の水を間接的に加温している。この方式は重油の消費が多大となり、特に化石燃料である原油は資源に限りがあることから、原油価格は上昇の傾向がある。養鰻池の加温経費は年々高騰しており養鰻業の経営を圧迫していることはいうまでもない。さらに、重油焚きボイラーを使用することは、エネルギー効率が低いのみではなく、ＣＯ２を多く排出する欠点があり地球温暖化の原因にもなり、早急に重油に代わる代替エネルギーによる方法が必要となっている。

これまでの保温システムの重油ボイラー方式では加熱送水管に概ね８０℃の高温水を流していたものを、ヒートポンプ装置に置き換え概ね３５℃〜６５℃の温水を既存加熱送水管に送ることにより加温する。ヒートポンプ装置は凝縮温度が低くなるほど効率の良い運転となる。加熱送水管に流す温水を概ね３５℃〜６５℃の低い温度に抑えることが出来る事により、ヒートポンプ装置の凝縮温度を低く設定出来ることから高効率の運転を実現することが出来た。既存加熱送水管での概ね３５℃〜６５℃の温水循環では、真冬など低水温下での養鰻池の温度管理の維持が厳しい場合もある。その時は、ヒートポンプ装置で温めた概ね３５℃〜４５℃の温水を加熱送水管を経由せず直接養鰻池に供給し養鰻池の温度を維持する。つまり、外気の温度により、加熱送水管で加温する間接加温方式と、加熱送水管で加温する間接加温方式と加熱送水管を経由せず直接養鰻池に供給する直接加温方式を併用方式の何れかを利用することにより１年間を通じて養鰻池の水温を維持管理できる。

本発明は上記課題を解決するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、養鰻池の、水温を所定温度に維持するために、ヒートポンプ装置を加熱源とし、所定の温度に加熱した温水を直接供給する手段と、養鰻池の底部に敷設された加熱送水管に温水を通水し間接的に加温する手段とを併用したことを特徴とする養鰻池保温システムにある。

請求項２記載のヒートポンプ装置の吐出ガスラインは、二基の熱交換器を備え、片方の熱交換器は顕熱を回収し高温水を生成、他方の熱交換器は凝縮の潜熱を回収し中温水を生成する。

請求項３記載の排熱回収器は、ヒートポンプ装置を駆動させる時に、給水ポンプと排水ポンプの運転を同時に行い、排熱回収器内で給水と排水を熱交換させ、給水は前記回収器により所定の温度まで予熱され、排水はヒートポンプ装置の蒸発器に送られ熱を冷媒に与えた後に排水される。

養鰻池は、良質な水と季節を問わず安定した水温の地下水が得られ、且つ温暖な地域が選ばれて設置されている。養鰻生産高を見ると鹿児島県が第１位、愛知県が第２位、宮崎県が第３位と太平洋側に面した温暖な地域で養鰻が盛んである。本発明は良質で安定した水温の地下水を利用するとともに、ヒートポンプ装置により、効果的に養鰻池の水温を維持管理できる。よって効率の良いヒートポンプ装置（成績係数６程度）を実現することがでる。重油は平成２０年６月現在で、１リットル当り１００円と３年前の約３倍の価格になっている。重油価格と電気料金（九州電力電気料金・産業用季時別電力Ａ−１）をもとにヒートポンプ方式とボイラー方式（効率８０％と試算）の維持管理費を比較すると、ヒートポンプ方式の成績係数が１．７程度のときボイラー方式の維持管理費が同程度となる。従って成績係数が６のヒートポンプ装置の維持管理費はボイラーの維持管理費の３０％以下となる。これにより重油価格の高騰に左右されることなく安定した養鰻経営が維持できる。なお、地球温暖化の原因である二酸化炭素の排出が抑制さてれ地球環境に良いことは言うまでもない。

本発明の効果に記載の「成績係数」とは、冷凍機がその運転動力で何倍の冷凍能力を出せるかを表した数値である。冷凍機の性能の良否を判定する上での重要な値である。ヒートポンプの成績係数は冷凍サイクルの理論成績係数に1を加えた値になる。（社団法人日本冷凍空調学会発行冷凍空調技術Ｐ１５に記載）

養鰻池水温を維持するために、直接供給するための補給温水配管と間接的に加温するための加熱送水管を備え、それらに供給する温水を製造するヒートポンプ装置からなる養鰻池保温システム。また、効率向上のため補給水は池の排水と熱交換させ予熱をすることもある。

図１は従来養鰻池保温システムの系統図の一例である。汲み上げ地下水など補給水管１に補給水ポンプ２を備え、養鰻池９へ供給する。しかし、供給水は温度が低いため、うなぎの成育に適した水温に加温する必要がある。重油焚きボイラー３により昇温された温水を循環ポンプ４より循環温水往管５を通り養鰻池９の底面に敷設された加熱送水管６に通水する。養鰻池９の水と加熱送水管６は熱交換をし、池水は温められる。降温した循環水は循環温水還管７を通り再度ボイラー３へ循環する。

次に図２について説明する。汲み上げ地下水など補給水管１は補給水ポンプ２を備え、補給水１７と補給水１８へ分岐する。補給水１８はヒートポンプ装置１０の蒸発器１４により冷媒に熱を回収され側溝や河川に放流される。補給水１７はヒートポンプ装置１０の吐出ガスライン１２より加熱器１３で熱を回収し４０℃程度に昇温し温水管２０を通り温水タンク１５へ貯湯される。貯湯された温水は循環温水管（往）２２により既存循環温水管（往）５に接続し、また、循環温水管（還）２３と既存循環温水管（還）７とを接続し加熱送水管６に温水を通すことにより池水と熱交換させ間接加温し水温維持する。冬期等間接加温のみでは能力が不足する時は直接加温として補給水管２１系統を具備する。

次に図３について説明する。養鰻池９のオーバーフロー管８より排水を埋設管または側溝２４を通り排水タンク２５へ貯湯される。貯湯された排水は排水ポンプ２６により排熱回収器２７へ送られ、補給水１に予熱として熱を与えた後、側溝等に放流される。補給水１は補給水ポンプ２を通り、排熱回収器２７側と補給水３３側に分岐される。排熱回収器２７により予熱された補給水１は温水タンク２９へ貯湯された後、温水ポンプ３１により系統３２を通り、加熱器１３へ送られヒートポンプ吐出ガス１２より熱を回収し系統２０を通り温水タンク３０へ貯湯される。間接加温は温水タンク３０から系統２２を通り、既存保温システム往管系統５へ接続し、温水を循環させ、系統２３により温水タンク２９へ戻る。直接加温は温水タンク２９の温水と流量調整弁３４にて流量調整された補給水３３を合流部３５にて混合し適温水を造り養鰻池９へ直接供給する。また、温水タンク３０の温水を直接供給出来る温水ポンプ１６を備えた系統２１を具備する。

次に図４について説明する。養鰻池９のオーバーフロー管８より排水を埋設管または側溝２４を通り排水タンク２５へ貯湯される。貯水された排水は排水ポンプ２６により排熱回収器２７へ送られ、補給水１に予熱として熱を与えた後、ヒートポンプ装置１０の蒸発器１４へ送り冷媒に熱を与え側溝や河川３９へ放流される。また、排水温度が低い場合は井戸水などの補給水３８を合流部５６で混合し前記同様蒸発器１４へ送る。補給水１は補給水ポンプ２を通り、排熱回収器２７側と補給水管５３側へ分岐される。排熱回収器２７により予熱された補給水１は循環温水２３と合流し凝縮器４１へ送られヒートポンプ吐出ガス１２の凝縮潜熱を回収し４０℃程度に昇温する。昇温された温水は一部を顕熱回収器４０へ大部分を温水管４２に通し中温水タンク４４へ貯湯する。顕熱回収器４０へ送られた温水はヒートポンプ吐出ガス１２の顕熱を回収し７０℃程度に昇温し温水管４３を通り高温水タンク４５へ貯湯される。間接加温は、高温水タンク４５から系統２２を通り、既存保温システム往管系統５へ接続し、温水を循環させ、系統２３により前記補給水１と混合され凝縮器４１へ送られる。直接加温は、中温水タンク４４に貯湯された温水を温水ポンプ４６にて送られ温水管４７を通り、流量調整弁４８にて流量調整された補給水５３と合流部４９にて混合させ、適温水を造り養鰻池９へ直接供給する。また、中温水タンク４４の４０℃程度の温水を直接供給出来る温水ポンプ５０を持つ系統５２を具備する。

養鰻池は、季節を問わず良質な安定した水温の地下水が得られれば省エネで高効率のヒートポンプの運転が実現出来る。同条件であれば、うなぎに関わらず他の水産業でも重油に代わって省エネのシステムとして普及が期待出来る。また、水温維持の負荷が夜間や冬季に偏っており電力の平準化になり割安な電力契約が可能である。

従来の養鰻池保温システムの系統図本発明の養鰻池保温システム基本系統図請求項１の養鰻池保温システムを具現化した系統図の一例請求項１から３の養鰻池保温システムを具現化した系統図の一例

符号の説明

１地下水など補給水、補給水管
２補給水ポンプ
３重油ボイラー
４循環ポンプ
５循環温水、循環温水管（往）
６加熱送水管（熱交換器）
７循環温水、循環温水管（還）
８オーバーフロー、オーバーフロー管
９養鰻池
１０ヒートポンプ装置
１１圧縮機
１２ヒートポンプ吐出ガスライン
１３熱交換器（加熱器）
１４熱交換器（蒸発器）
１５温水タンク
１６温水ポンプ
１７補給水、補給水管
１８補給水、補給水管
１９膨張弁
２０温水、温水管
２１補給温水、補給温水管
２２循環温水、循環温水管（往）
２３循環温水、循環温水管（還）
２４埋設管または側溝
２５排水タンク
２６排水ポンプ
２７熱交換器（排熱回収器）
２８補給水、補給水管
２９温水タンク
３０温水タンク
３１温水ポンプ
３２補給水、補給水管
３３補給水、補給水管
３４流量調整弁
３５合流部
３６温水、温水管
３７補給温水、補給温水管
３８補給水、補給水管
３９側溝や河川など
４０熱交換器（顕熱回収器）
４１熱交換器（凝縮器）
４２温水、温水管
４３温水、温水管
４４中温水タンク
４５高温水タンク
４６温水ポンプ
４７温水、温水管
４８流量調整弁
４９合流部
５０温水ポンプ
５１補給温水、補給温水管
５２補給温水、補給温水管
５３補給水、補給水管
５４合流部
５５温水、温水管
５６合流部

Claims

養鰻池の池水温を概ね３０℃の温度に維持管理することを目的に、ヒートポンプ装置を加熱源として、概ね３５℃〜４５℃の温度に加熱した温水を養鰻池に供給する供給手段と、養鰻池の底部に敷設された加熱送水管に概ね３５℃〜６５℃の温水を通水し間接的に加温する加温手段とを併用したことを特徴とする養鰻池保温システム。
ヒートポンプ装置の吐出ガスラインは、二基の熱交換器を備え、片方の熱交換器は顕熱を回収し高温水を生成、他方の熱交換器は凝縮の潜熱を回収し中温水を生成することを特徴とする請求項１記載の養鰻池保温システム。
排熱回収器を備え、ヒートポンプ装置を駆動させる時に、給水ポンプと排水ポンプを同時に稼動することで給水と排水を熱交換させ、給水は前記回収器に排水の余熱で加温し、排水はヒートポンプ装置の蒸発器に送られ排水の余熱を冷媒の蒸発効果に利用した後に排水されることを特徴とする請求項１または２記載の養鰻池保温システム。