JP2010164209A - 吸着式冷凍機の運転方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】吸着式冷凍機の蒸発器負荷がピーク時より低いときに吸着式冷凍機のＣＯＰを低下させることなく消費電力の低減を図ることのできる吸着式冷凍機の運転方法を提供する。
【解決手段】吸着式冷凍機１の吸着剤６を加熱する熱源水として１００℃以下の廃熱を利用し、吸着式冷凍機１の二つの吸着剤熱交換器２，３のうち一方の吸着剤熱交換器に熱源水を供給すると共に他方の吸着剤熱交換器に冷却水を冷却水供給ポンプ１７から供給して吸着式冷凍機１を運転するに際して、吸着式冷凍機１の蒸発器負荷がピーク時より低いときに冷却水供給ポンプ１７の冷却水吐出流量と冷却水が流通する吸着剤熱交換器内の流路数とを減らして吸着式冷凍機１を運転する。
【選択図】図１

Description

本発明は、吸着式冷凍機の運転方法に関し、特に、吸着式冷凍機の吸着剤を加熱する熱源水として製鉄所などで発生した１００℃以下の廃熱を利用して吸着式冷凍機を運転する方法に関する。
製鉄所で発生する廃熱には１００℃を超えるものと１００℃以下のものとがあり、１００℃を超える廃熱については発電用蒸気タービンを駆動する蒸気として利用されている場合が多い（例えば、特許文献１参照）。
一方、１００℃以下の廃熱については、吸着式冷凍機の吸着剤を加熱する熱源水として利用することが検討されている。しかし、吸着式冷凍機は二つの吸着剤熱交換器のうち一方の吸着剤熱交換器に熱源水を供給すると共に、他方の吸着剤熱交換器に吸着剤を冷却する冷却水を冷却水供給ポンプから供給して定負荷で運転されるのが一般的である。このため、吸着式冷凍機の蒸発器で得られた冷水を例えば所内の冷房用熱エネルギーとして利用する場合には、図５に示されるように、吸着式冷凍機の蒸発器負荷が８月などのピーク時より低い時でも冷却水供給ポンプが多くの電力を消費してしまうという問題が生じる。
そこで、かかる問題を解消するため、吸着式冷凍機の蒸発器負荷がピーク時より低いときに冷却水供給ポンプの冷却水吐出流量を減らして吸着式冷凍機を運転することが検討されている。
特開平２００７−２５５３４９号公報
しかしながら、吸着式冷凍機は熱源水が供給される吸着剤熱交換器と冷却水が供給される吸着剤熱交換器とを交互に切り替えて運転されるため、吸着式冷凍機の蒸発器負荷がピーク時より低いときに冷却水供給ポンプの冷却水吐出流量を減らすと、吸着式冷凍機の電力ＣＯＰは向上するものの、それまで冷却水が供給されていた吸着剤熱交換器に熱源水を供給したときに吸着剤熱交換器内の残留冷却水によって熱源水が熱量を奪われてしまい、吸着式冷凍機のＣＯＰが蒸発器負荷のピーク時より低下するという問題がある。
本発明は上述した問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、吸着式冷凍機の蒸発器負荷がピーク時より低いときに吸着式冷凍機のＣＯＰを低下させることなく消費電力の低減を図ることのできる吸着式冷凍機の運転方法を提供することにある。
上記課題を解決するため、本発明に係る吸着式冷凍機の運転方法は、吸着式冷凍機の吸着剤を加熱する熱源水として１００℃以下の廃熱を利用し、前記吸着式冷凍機の二つの吸着剤熱交換器のうち一方の吸着剤熱交換器に熱源水を供給すると共に他方の吸着剤熱交換器に前記吸着剤を冷却する冷却水を冷却水供給ポンプから供給して前記吸着式冷凍機を運転する方法であって、前記吸着式冷凍機の蒸発器負荷がピーク時より低いときに前記冷却水供給ポンプの冷却水吐出流量と前記冷却水が流通する吸着剤熱交換器内の流路数とを減らして前記吸着式冷凍機を運転することを特徴とする。
本発明に係る吸着式冷凍機の運転方法によると、吸着式冷凍機の蒸発器負荷がピーク時より低いときに冷却水供給ポンプの冷却水吐出流量と冷却水が流通する吸着剤熱交換器内の流路数とを減らして吸着式冷凍機を運転することで、吸着式冷凍機の電力ＣＯＰが蒸発器負荷のピーク時よりも大きくなると共に、吸着剤熱交換器内に残留する冷却水の残留量が減少し、吸着剤熱交換器内の残留冷却水による熱源水の損失熱量が低減されるため、吸着式冷凍機の蒸発器負荷がピーク時より低いときに吸着式冷凍機のＣＯＰを低下させることなく消費電力の低減を図ることができる。
本発明に係る吸着式冷凍機の運転方法に使用される吸着式冷凍機の一例を示す図である。 図１に示される吸着剤熱交換器の構成を模式的に示す図である。 図１に示される冷却水供給ポンプの冷却水吐出流量と吸着式冷凍機の電力ＣＯＰとの関係を示す図である。 冷却水が供給される吸着剤熱交換器内の流路数と吸着式冷凍機のＣＯＰとの関係を示す図である。 吸着式冷凍機の蒸発器で得られた冷水を製鉄所内の冷房用熱エネルギーとして利用した場合の蒸発器負荷の変化を示す図である。
以下、添付図面を参照して本発明に係る吸着式冷凍機の運転方法について説明する。
図１は本発明に係る吸着式冷凍機の運転方法に使用される吸着式冷凍機の一例を示す図であり、この図１に示される吸着式冷凍機１は吸着剤熱交換器２，３、凝縮器４および蒸発器５を備えている。
吸着剤熱交換器２，３はシリカゲルなどの吸着剤６を加熱したり冷却したりするものであって、これらの吸着剤熱交換器２，３には、吸着剤６を加熱する熱源水（温水）と吸着剤６を冷却する冷却水が交互に供給されるようになっている。
凝縮器４は吸着剤６から蒸発した冷媒を凝縮せしめるものであって、この凝縮器４は吸着剤６から蒸発した冷媒を取り入れる冷媒蒸気取入ダンパ７，８を有している。また、凝縮器４は冷媒蒸気取入ダンパ７，８により取り込まれた冷媒蒸気を冷却水により冷却する冷媒冷却管９を有し、この冷媒冷却管９により冷却されて冷媒液となった冷媒は冷媒回収トレイ１０により回収されるようになっている。
蒸発器５は凝縮器４で凝縮された冷媒を蒸発せしめるものであって、この蒸発器５は冷媒回収トレイ１０により回収された冷媒液を散水する冷媒散水管１１を有している。また、蒸発器５は冷媒散水管１１から散水された冷媒液を気化させるための冷媒蒸発管１２を有し、この冷媒蒸発管１２内を流通する戻り冷水は冷媒散水管１１から散水された冷媒の気化熱により冷却され、７℃程度の冷水となって冷媒蒸発管１２から流出するようになっている。さらに、蒸発器５は冷媒蒸気導入ダンパ１３，１４を有し、冷媒蒸発管１２の表面で気化した冷媒は冷媒蒸気導入ダンパ１３，１４から吸着剤６が収容された真空容器１５内に導入されるようになっている。
吸着剤６を加熱する熱源水は、図示しない温水発生装置から切替弁１６を介して吸着剤熱交換器２，３に交互に供給されるようになっている。一方、吸着剤６を冷却する冷却水は冷却水供給ポンプ１７から切替弁１６を介して吸着剤熱交換器２，３に交互に供給されるようになっており、図１に示した吸着式冷凍機１は蒸発器５の負荷がピーク時より低い時には冷却水供給ポンプ１７の冷却水吐出流量を少なくして運転される。
図２は、図１に示される吸着剤熱交換器の構成を模式的に示す図である。この図２に示されるように、吸着剤熱交換器２，３は熱源水や冷却水が交互に流れる多数の流路１８と、これら流路１８の入口側に設けられた多数の流路閉鎖弁１９とを有しており、図１に示した吸着式冷凍機１は蒸発器５の負荷がピーク時より低い時には冷却水が流通する流路１８の数を流路閉鎖弁１９により減らして運転される。
図３は図１に示される冷却水供給ポンプの冷却水吐出流量と吸着式冷凍機の電力ＣＯＰとの関係を示す図であり、この図３に示されるように、冷却水供給ポンプ１７の冷却水吐出流量が減少すると、冷却水供給ポンプ１７が多くの電力を消費しなくなり、これにより、吸着式冷凍機１の電力ＣＯＰが上昇することがわかる。
図４は冷却水が供給される吸着剤熱交換器内の流路数と吸着式冷凍機のＣＯＰとの関係を示す図であり、この図４に示されるように、冷却水が供給される吸着剤熱交換器内の流路数が減少すると、吸着式冷凍機１のＣＯＰが上昇することがわかる。これは、冷却水が供給される吸着剤熱交換器内の流路数が減少すると、吸着剤熱交換器内に残留する冷却水の残留量が低減し、吸着剤熱交換器内の残留冷却水による熱源水の損失熱量が小さくなるためと推察される。
［実施例］
吸着式冷凍機の出力比Ｑを０．５５、吸着式冷凍機の出力損失比ＱＬを０．４５、熱源水と冷却水の切替時における吸着剤熱交換器内での熱源水の損失熱量比ｑを０．４、冷却水が供給される吸着剤熱交換器内の流路数減少比Ｒを０．２として、吸着式冷凍機のＣＯＰを試算したところ、
ＣＯＰ＝Ｑ／（Ｑ＋（ＱＬ−（ＱＬ×ｑ×Ｒ）））
＝０．５５／（０．５５＋（０．４５−（０．４５×０．４×０．２）））
＝０．５５／（０．５５＋（０．４５−０．０４））
＝０．５７
となり、流路数減少比ＲがＲ＝０の場合のＣＯＰ（＝０．５５）と比較して、ＣＯＰが約２％高くなることが判明した。
したがって、上述のように、吸着式冷凍機１の蒸発器負荷がピーク時より低いときに冷却水供給ポンプ１７の冷却水吐出流量と冷却水が流通する吸着剤熱交換器２，３内の流路数とを減らして吸着式冷凍機１を運転することで、吸着式冷凍機１の蒸発器負荷がピーク時より低いときに吸着式冷凍機１のＣＯＰを低下させることなく消費電力の低減を図ることができる。
１ 吸着式冷凍機
２，３ 吸着剤熱交換器
４ 凝縮器
５ 蒸発器
６ 吸着剤
７，８ 冷媒蒸気取入ダンパ
９ 冷媒冷却管
１０ 冷媒回収トレイ
１１ 冷媒散水管
１２ 冷媒蒸発管
１３，１４ 冷媒蒸気導入ダンパ
１５ 真空容器
１６ 切替弁
１７ 冷却水供給ポンプ
１８ 流路
１９ 流路閉鎖弁

Claims (1)

  1. 吸着式冷凍機の吸着剤を加熱する熱源水として１００℃以下の廃熱を利用し、前記吸着式冷凍機の二つの吸着剤熱交換器のうち一方の吸着剤熱交換器に熱源水を供給すると共に他方の吸着剤熱交換器に前記吸着剤を冷却する冷却水を冷却水供給ポンプから供給して前記吸着式冷凍機を運転する方法であって、
    前記吸着式冷凍機の蒸発器負荷がピーク時より低いときに前記冷却水供給ポンプの冷却水吐出流量と前記冷却水が流通する吸着剤熱交換器内の流路数とを減らして前記吸着式冷凍機を運転することを特徴とする吸着式冷凍機の運転方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012037203A (ja) * 2010-08-11 2012-02-23 Fuji Electric Co Ltd 電子機器の冷却・排熱回収システム
JP2012149849A (ja) * 2011-01-20 2012-08-09 Fuji Electric Co Ltd 冷却装置
JP2014214937A (ja) * 2013-04-24 2014-11-17 三菱重工業株式会社 船舶用の冷水生成システム及び船舶
CN112242097A (zh) * 2019-07-17 2021-01-19 丰田合成株式会社 显示面板

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