JP2014025653A - Refrigeration air conditioning method and apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、太陽熱、地熱、コジェネレーション(熱電併給)システムや発電所などの排熱などを利用して、CO2 排出量が少なくなるようにした冷凍空調システム(方法及び装置)に関するものである。 The present invention relates to a refrigerating and air-conditioning system (method and apparatus) in which CO 2 emissions are reduced by using solar heat, geothermal heat, cogeneration (cogeneration) system, exhaust heat from a power plant, and the like. .
従来、吸収式冷凍機の一例として、図9に示すものが知られている。この吸収式冷凍機は、吸収液(例えば、臭化リチウム水溶液)が吸収器10から再生器14に流されるというサイクルを構成している。この吸収式冷凍機における吸収サイクルを説明すると、まず、吸収器10で多量の冷媒蒸気を吸収して濃度が薄められた吸収液(希吸収液又は希溶液)が吸収器10から熱交換器12に送給され、この熱交換器12により加熱された後に再生器14に送給される。前記希吸収液(希溶液)は、この再生器14において再生され、吸収している冷媒の一部を放出し濃度がその分高くなって濃吸収液(濃溶液)となる。
Conventionally, what is shown in FIG. 9 is known as an example of an absorption refrigerator. This absorption refrigerator constitutes a cycle in which an absorption liquid (for example, an aqueous solution of lithium bromide) flows from the
この濃吸収液は、熱交換器12の加熱側に前記希吸収液を加熱する加熱源として戻された後、前記吸収器10に帰還する。この帰還した吸収液は吸収器10において伝熱管上に散布され、冷却水により冷却されながら再び冷媒蒸気を吸収して前記希吸収液となる。32は吸収液ポンプ、38は冷却水ポンプ、40は冷水ポンプである。
The concentrated absorbent is returned to the
再生器14には、加熱源(駆動熱源)として温水又はスチーム(水蒸気)が供給される。再生器14からの冷媒蒸気は凝縮器22に戻されて凝縮する。凝縮器22からの冷媒液(例えば、水)は蒸発器24に入り、この凝縮した冷媒液が冷媒ポンプ36により蒸発器24の伝熱管(水が流通している)に散布され蒸発潜熱により冷却されて冷水が得られる。
Warm water or steam (water vapor) is supplied to the
また、従来、ヒートポンプにより発生した温水又は水蒸気を、吸収式冷凍機の駆動熱源の全部又は一部に使用する冷凍空調システムが知られている。しかし、このシステムは、ヒートポンプの熱を貯湯槽に流入させた後、吸収式冷凍機で駆動熱源として利用する場合などに、熱ロスによる効率の低下があった。 Conventionally, there is known a refrigerating and air-conditioning system that uses hot water or water vapor generated by a heat pump for all or part of a driving heat source of an absorption chiller. However, this system has a reduction in efficiency due to heat loss when the heat of the heat pump is made to flow into the hot water storage tank and then used as a drive heat source in an absorption refrigerator.
さらに、従来、太陽熱集熱器により発生した温水又は水蒸気を、吸収式冷凍機の駆動熱源に使用するシステムが知られている。しかし、このシステムは、ヒートポンプにより発生した温水又は水蒸気を併用するものであった。 Furthermore, conventionally, a system that uses hot water or water vapor generated by a solar heat collector as a driving heat source for an absorption chiller is known. However, this system uses hot water or steam generated by a heat pump in combination.
解決しようとする問題点は、太陽熱、地熱、コジェネレーションシステムや発電所などの排熱などが、吸収式冷凍機の駆動熱源として効率良く有効利用されていない点である。 The problem to be solved is that solar heat, geothermal heat, exhaust heat from a cogeneration system, a power plant, and the like are not efficiently used effectively as a driving heat source for an absorption chiller.
本発明は、CO2 排出量の小さな冷凍空調システムを提供するために、太陽熱、地熱、コジェネレーションシステムや発電所などの排熱などにより発生した熱媒、温水、水蒸気又は高温ガスを三重効用以上の多重効用吸収式冷凍機の駆動熱源に使用することを最も主要な特徴とする。 In order to provide a refrigeration and air-conditioning system with a small amount of CO 2 emission, the present invention uses a heat medium, hot water, steam, or high-temperature gas generated by solar heat, geothermal heat, exhaust heat from a cogeneration system, power plant, etc. in triple effect or more. The most important feature is that it is used as a driving heat source for multiple-effect absorption refrigerators.
本発明の冷凍空調方法は、少なくとも吸収器、蒸発器、凝縮器、溶液熱交換器及びn個(n≧3)の再生器を有し、多重の効用を有する多重効用吸収式冷凍機において、太陽熱集熱器で集めた太陽熱、地熱、コジェネレーションシステムや発電所などの排熱などにより発生した熱媒、温水、水蒸気及び高温ガスのいずれかを多重効用吸収式冷凍機の駆動熱源に使用することを特徴としている。 The refrigerating and air-conditioning method of the present invention includes at least an absorber, an evaporator, a condenser, a solution heat exchanger, and n (n ≧ 3) regenerators, and a multi-effect absorption refrigerator having multiple effects, Use heat medium, hot water, water vapor, or high-temperature gas generated by solar heat, geothermal heat, cogeneration system or exhaust heat from a power plant, etc., as a driving heat source for a multi-effect absorption refrigerator. It is characterized by that.
上記の方法において、太陽熱集熱器で集めた太陽熱、地熱、コジェネレーションシステムや発電所などの排熱などにより発生した熱媒、温水、水蒸気及び高温ガスのいずれかを直接利用して多重効用吸収式冷凍機の駆動熱源に使用することができる。なお、「直接利用」とは、後述するバッファタンク(ストレージタンク)等で熱媒、温水、水蒸気又は高温ガスを受けることなく、これらを多重効用吸収式冷凍機の駆動熱源に使用することをいう。 In the above method, multiple-effect absorption by directly using any one of the heat medium, hot water, water vapor and high temperature gas generated by solar heat, geothermal heat, exhaust heat from cogeneration system, power plant etc. It can be used as a driving heat source for a type refrigerator. Note that “direct use” means that these are used as a drive heat source for a multi-effect absorption refrigerator without receiving a heat medium, hot water, water vapor, or high-temperature gas in a buffer tank (storage tank) to be described later. .
また、上記の方法において、太陽熱集熱器で集めた太陽熱、地熱、コジェネレーションシステムや発電所などの排熱などを補うために、バックアップ装置の熱源を多重効用吸収式冷凍機の駆動熱源に併用するように構成してもよい。 In addition, in the above method, the heat source of the backup device is used in combination with the drive heat source of the multi-effect absorption chiller to supplement the solar heat collected by the solar heat collector, geothermal heat, exhaust heat from the cogeneration system, power plant, etc. You may comprise.
また、これらの方法において、太陽熱集熱器で集めた太陽熱、地熱、コジェネレーションシステムや発電所などの排熱などにより発生した熱媒、温水、水蒸気及び高温ガスのいずれかが200℃以上であることが望ましい。三重効用以上の多重効用吸収式冷凍機(例えば三重)を駆動するには200℃以上の高温の熱が必要である。すなわち、太陽熱、地熱、コジェネレーションシステムや発電所などの排熱などにより発生した熱媒、温水、水蒸気又は高温ガスの温度が200℃未満であると、他の熱源なしで多重効用吸収式冷凍機を駆動することができないという不都合がある。 In these methods, any one of the heat medium, hot water, water vapor, and high-temperature gas generated by solar heat collected by the solar heat collector, geothermal heat, exhaust heat from a cogeneration system, a power plant, etc. is 200 ° C. or higher. It is desirable. In order to drive a multi-effect absorption refrigerator (for example, triple) of triple effect or higher, high temperature heat of 200 ° C. or higher is required. That is, if the temperature of the heat medium, hot water, water vapor, or high-temperature gas generated by solar heat, geothermal, exhaust heat from a cogeneration system, power plant, etc. is less than 200 ° C., a multi-effect absorption refrigeration machine without other heat sources There is a disadvantage that it cannot be driven.
また、これらの方法において、太陽熱集熱器は集光式であることが望ましい。上述したように、多重効用吸収式冷凍機を駆動するには200℃以上、好ましくは200℃〜250℃の高温の熱が必要であるが、例えば、トラフ型の集光式太陽熱集熱器を用いると、最高で約400℃の高温の熱を得ることができるので、250℃程度の熱を容易に得ることができる。 In these methods, it is desirable that the solar heat collector is a concentrating type. As described above, high temperature heat of 200 ° C. or higher, preferably 200 ° C. to 250 ° C. is required to drive the multi-effect absorption refrigerator. For example, a trough-type concentrating solar collector is used. When used, high-temperature heat of about 400 ° C. can be obtained at the maximum, so heat of about 250 ° C. can be easily obtained.
また、これらの方法において、冷凍空調負荷に応じて統合制御できるように、太陽熱集熱器、地熱発生設備、コジェネレーションシステムや発電所などの排熱発生装置を除いたシステムを1つのシステムとしてパッケージ化(ひとまとめ又は一体型にすること。)するように構成してもよい。 In these methods, a system that excludes exhaust heat generators such as solar heat collectors, geothermal generation facilities, cogeneration systems, and power plants is packaged as a single system so that integrated control can be performed according to the refrigeration and air conditioning load. It may be configured to be integrated (collectively or integrated).
また、これらの方法において、太陽熱集熱器を含み、地熱発生設備、コジェネレーションシステムや発電所などの排熱発生装置を含まないシステムとし、これを1つのシステムとしてパッケージ化するように構成してもよい。このように、太陽熱集熱器もパッケージ化したシステムに含めることができる。 Further, in these methods, a solar heat collector is included, a system that does not include a geothermal generation facility, a cogeneration system, an exhaust heat generation device such as a power plant, and the like is configured to be packaged as one system. Also good. Thus, a solar collector can also be included in the packaged system.
また、これらの方法において、遠隔監視を行うように構成してもよい。そして、この場合、遠隔で負荷制御などの制御を行うように構成してもよい。
さらに、これらの方法において、冷凍空調負荷に応じて、冷却塔制御、冷却水循環量制御及び冷水循環量制御の少なくともいずれかを行うように構成してもよい。
In these methods, remote monitoring may be performed. In this case, it may be configured to perform control such as load control remotely.
Further, in these methods, at least one of cooling tower control, cooling water circulation amount control, and cooling water circulation amount control may be performed according to the refrigeration air conditioning load.
本発明の冷凍空調装置は、少なくとも吸収器、蒸発器、凝縮器、溶液熱交換器及びn個(n≧3)の再生器を有し、多重の効用を有する多重効用吸収式冷凍機と、この多重効用吸収式冷凍機からの冷却水を冷却するための冷却塔と、この多重効用吸収式冷凍機に冷却塔からの冷却水を供給するための冷却水ポンプと、前記多重効用吸収式冷凍機に冷水を循環させる冷水ポンプとを少なくとも備えた冷凍空調装置において、高温再生器と太陽熱集熱器、地熱発生設備、コジェネレーションシステムや発電所などの排熱発生装置とを、太陽熱、地熱、コジェネレーションシステムや発電所などの排熱により発生した熱媒、温水、水蒸気及び高温ガスのいずれかを駆動熱源として高温再生器に供給する駆動熱源供給管を介して接続したことを特徴としている。 The refrigerating and air-conditioning apparatus of the present invention has at least an absorber, an evaporator, a condenser, a solution heat exchanger, and n (n ≧ 3) regenerators, and a multi-effect absorption refrigerator having multiple effects, A cooling tower for cooling the cooling water from the multi-effect absorption refrigerator, a cooling water pump for supplying cooling water from the cooling tower to the multi-effect absorption refrigerator, and the multi-effect absorption refrigeration In a refrigeration air conditioner equipped with at least a chilled water pump that circulates chilled water in the machine, a high-temperature regenerator and a solar heat collector, a geothermal generation facility, a waste heat generator such as a cogeneration system and a power plant, solar heat, geothermal, It is characterized in that it is connected via a drive heat source supply pipe that supplies any of the heat medium, hot water, steam, and high-temperature gas generated by exhaust heat from a cogeneration system or power plant as a drive heat source to the high-temperature regenerator. To have.
上記の装置において、駆動熱源供給管に、バックアップ装置の熱源で加熱された熱媒、温水、水蒸気及び高温ガスのいずれかが供給されるバッファタンク(ストレージタンク)を接続して設けるように構成してもよい。 In the above apparatus, the drive heat source supply pipe is configured to be connected to a buffer tank (storage tank) to which any one of the heat medium heated by the heat source of the backup device, hot water, water vapor and high temperature gas is supplied. May be.
また、これらの装置において、太陽熱集熱器は集光式であるであることが望ましい。
また、これらの装置において、冷凍空調負荷に応じて遠隔で負荷制御を行う制御手段を冷凍空調装置に接続するように構成してもよい。
さらに、これらの装置において、冷却塔のファンを制御する冷却塔制御手段、冷却水の循環量を制御する冷却水循環量制御手段及び冷水の循環量を制御する冷水循環量制御手段の少なくともいずれかを設けるように構成してもよい。
In these devices, it is desirable that the solar heat collector is a concentrating type.
Moreover, in these apparatuses, you may comprise so that the control means which performs load control remotely according to refrigeration air conditioning load may be connected to a refrigeration air conditioning apparatus.
Further, in these devices, at least one of a cooling tower control means for controlling the fan of the cooling tower, a cooling water circulation amount control means for controlling the circulation amount of the cooling water, and a cooling water circulation amount control means for controlling the circulation amount of the cooling water is provided. You may comprise so that it may provide.
本発明の冷凍空調方法及び装置は、太陽熱、地熱、コジェネレーションシステムや発電所などの排熱などにより発生した熱媒、温水、水蒸気又は高温ガスを三重効用以上の多重効用吸収式冷凍機の駆動熱源に使用することにより、CO2 排出量の削減を図ることができる。
また、太陽熱、地熱、コジェネレーションシステムや発電所などの排熱などにより発生した熱媒、温水、水蒸気又は高温ガスを直接利用する場合には、熱ロスを防ぎ、効率を高めることができる。
また、バックアップ装置の熱源を併用する場合には、不安定な太陽熱、地熱、コジェネレーションシステムや発電所などの排熱などを補うことができる。
さらに、三重効用以上の多重効用吸収式冷凍機は、単効用や二重効用の吸収式冷凍機に比べて効率が良いので、駆動熱源として必要な熱が少なくて済み、太陽熱集熱器の設置面積を大幅に低減(太陽熱集熱器をコンパクト化)することができる。
The refrigerating and air-conditioning method and apparatus of the present invention is a multi-effect absorption refrigerator driven by a heat medium, hot water, steam or high-temperature gas generated by solar heat, geothermal heat, exhaust heat from a cogeneration system, power plant, etc. By using it as a heat source, CO 2 emission can be reduced.
Moreover, when using directly the heat medium, warm water, water vapor | steam, or high temperature gas which generate | occur | produced by the exhaust heat of solar heat, geothermal, a cogeneration system, a power plant, etc., a heat loss can be prevented and efficiency can be improved.
Further, when the heat source of the backup device is used in combination, it is possible to compensate for unstable solar heat, geothermal heat, exhaust heat from a cogeneration system, a power plant, and the like.
In addition, multiple-effect absorption refrigerators that are more than triple effects are more efficient than single-effect and double-effect absorption refrigerators, so less heat is required as a driving heat source, and solar heat collectors are installed. The area can be greatly reduced (the solar heat collector is made compact).
CO2 排出量の小さな冷凍空調システムを提供するという目的を、太陽熱、地熱、コジェネレーションシステムや発電所などの排熱などにより発生した熱媒、温水、水蒸気又は高温ガスを三重効用以上の多重効用吸収式冷凍機の駆動熱源に使用することにより実現した。 The purpose of providing a refrigeration and air-conditioning system with low CO 2 emissions is a multi-effect more than triple effect using heat medium, hot water, steam, or high-temperature gas generated by solar heat, geothermal, exhaust heat from cogeneration systems, power plants, etc. It was realized by using it as a driving heat source for absorption refrigerators.
以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明するが、本発明は下記の実施の形態に何ら限定されるものではなく、適宜変更して実施できるものである。図1は、本発明の実施の第1形態における冷凍空調装置を示している。50は吸収器、52は再生器、54は凝縮器、56は蒸発器で、吸収式冷凍機は50、52、54、56を少なくとも備えている。図1では吸収式冷凍機を簡略化しているが、吸収式冷凍機は中温再生器、高温再生器を含む三重効用以上の多重効用吸収式冷凍機58である。60は冷却塔、62は冷凍空調負荷、64は冷却水ポンプ、66は冷水ポンプである。なお、吸収式冷凍機58に含まれる熱交換器、配管類、ポンプ類等は図示を省略している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and can be implemented with appropriate modifications. FIG. 1 shows a refrigeration air conditioner according to a first embodiment of the present invention. 50 is an absorber, 52 is a regenerator, 54 is a condenser, 56 is an evaporator, and the absorption refrigerator includes at least 50, 52, 54, and 56. Although the absorption refrigerator is simplified in FIG. 1, the absorption refrigerator is a
このように、三重効用以上の多重効用吸収式冷凍機である吸収式冷凍機58において、再生器52(多重効用吸収式冷凍機における高温再生器)と太陽熱集熱器68とを、太陽熱により発生した熱媒、温水、水蒸気又は高温ガスを駆動熱源として再生器52に供給する駆動熱源供給管70を介して接続している。ここで、熱媒としては、例えば、油などを用いる。また、高温ガスとしては、例えば、コジェネレーションシステムや発電所などからの燃焼排ガスなどを用いる。
Thus, in the
このように構成された装置においては、太陽熱により発生した熱媒、温水、水蒸気又は高温ガスを吸収式冷凍機58の駆動熱源に直接利用することができる。すなわち、太陽熱により発生した熱媒、温水、水蒸気又は高温ガスをバッファタンク(ストレージタンク)等に受けることなく、多重効用吸収式冷凍機の駆動熱源に使用することができる。
In the apparatus configured as described above, a heat medium, hot water, water vapor, or high-temperature gas generated by solar heat can be directly used as a driving heat source of the
また、上記のように構成された装置を太陽熱集熱器68を除いて1つのシステムとしてパッケージ化(ひとまとめ又は一体型にすること。)し、統合制御できるように構成することもできる。このシステムに太陽熱により発生した熱媒、温水、水蒸気又は高温ガスを投入すれば、冷凍空調負荷に応じて自動的に制御できるようにする。この場合、太陽熱集熱器68もパッケージ化したシステムに含む構成としてもよい。
In addition, the apparatus configured as described above can be packaged as a single system (collectively or integrally) except for the
このように構成された装置においては、冷凍空調負荷に応じて、冷却塔制御、冷却水循環量制御及び冷水循環量制御の少なくともいずれかを行うことができる。なお、一例として、冷水循環量制御の具体例を後に述べている(段落[0037]参照)。 In the apparatus configured as described above, at least one of cooling tower control, cooling water circulation amount control, and cold water circulation amount control can be performed in accordance with the refrigeration air conditioning load. As an example, a specific example of the chilled water circulation amount control will be described later (see paragraph [0037]).
また、この場合、遠隔監視を行い、遠隔で負荷制御を行うように構成してもよい。具体的には、負荷に応じて、冷凍機出力である冷水出口温度の設定値を変える。 In this case, remote monitoring may be performed and load control may be performed remotely. Specifically, the set value of the chilled water outlet temperature that is the output of the refrigerator is changed according to the load.
図2は、図1に示す冷凍空調装置の具体例を示している。多重効用の一例として、吸収式冷凍機は三重効用吸収式冷凍機58aであり、太陽熱集熱器68で集めた太陽熱により発生した水蒸気を吸収式冷凍機58aの駆動熱源に使用している。太陽熱集熱器68としては、一例として、集光式の太陽熱集熱器を用いている。
FIG. 2 shows a specific example of the refrigeration air conditioner shown in FIG. As an example of the multiple effect, the absorption refrigerator is a triple
三重効用の吸収式冷凍機58aにおいて、図2では図示を省略しているが、吸収液の循環サイクルについて順に説明する。まず、吸収器で多量の冷媒蒸気を吸収して濃度が薄められた稀吸収液が、低温吸収液ポンプによって吸収器から低温熱交換器に送給され、この低温熱交換器により加熱された後に、低温再生器へ送られる。
In the triple
低温再生器において低温再生された中間濃縮吸収液の大部分は、低温再生器から中温吸収液ポンプによって中温熱交換器に送給され、この中温熱交換器により加熱された後に中温再生器に送給される。この中間濃縮吸収液は、この中温再生器において再生され、吸収している冷媒の一部を放出し濃度がさらに高くなって高濃度の濃吸収液となる。低温再生器からの中間濃縮吸収液の残部は、吸収器へ戻る濃吸収液配管に第一のバイパス管を経てバイパス供給される。 Most of the intermediate concentrated absorbent regenerated at low temperature in the low temperature regenerator is sent from the low temperature regenerator to the intermediate temperature heat exchanger by the intermediate temperature absorption liquid pump, heated by the intermediate temperature heat exchanger, and then sent to the intermediate temperature regenerator. Be paid. The intermediate concentrated absorbent is regenerated in the intermediate temperature regenerator, and a part of the absorbed refrigerant is released, and the concentration is further increased to become a high concentration concentrated absorbent. The remainder of the intermediate concentrated absorbent from the low-temperature regenerator is bypass-supplied via the first bypass pipe to the concentrated absorbent pipe that returns to the absorber.
中温再生器からの濃吸収液の一部又は全部は、高温吸収液ポンプにより高温熱交換器へ送給され、ここで、高温再生器(図2では、72)からの濃吸収液と熱交換して加熱された後、高温再生器に供給される。中温再生器からの濃吸収液の残部(零の場合もあり得る)は、第二のバイパス管を経て高温熱交換器からの加熱側の吸収液配管に合流する。 Part or all of the concentrated absorbent from the medium temperature regenerator is fed to the high temperature heat exchanger by the high temperature absorbent pump, where heat exchange with the concentrated absorbent from the high temperature regenerator (72 in FIG. 2) is performed. After being heated, it is supplied to a high temperature regenerator. The remaining portion of the concentrated absorbent from the intermediate temperature regenerator (which may be zero) joins the absorbent pipe on the heating side from the high temperature heat exchanger via the second bypass pipe.
高温再生器において、加熱濃縮された濃吸収液は、高温熱交換器の加熱側に導入されて中温再生器からの濃吸収液を加熱した後、中温熱交換器の加熱側に導入される。中温再生器からの濃吸収液の残部(零の場合もあり得る)は、第二のバイパス管を経て高温熱交換器からの加熱側の吸収液配管に合流する。
高温再生器からの冷媒蒸気は冷媒蒸気管を経て中温再生器へ導入され、ここで吸収液を加熱濃縮させた後、冷媒ドレンは低温再生器へ導入される。
In the high-temperature regenerator, the concentrated heat-absorbed liquid is introduced into the heating side of the high-temperature heat exchanger, and after the concentrated absorbent is heated from the intermediate-temperature regenerator, it is introduced into the heating side of the intermediate-temperature heat exchanger. The remaining portion of the concentrated absorbent from the intermediate temperature regenerator (which may be zero) joins the absorbent pipe on the heating side from the high temperature heat exchanger via the second bypass pipe.
The refrigerant vapor from the high temperature regenerator is introduced into the intermediate temperature regenerator through the refrigerant vapor pipe, and after the absorption liquid is heated and concentrated, the refrigerant drain is introduced into the low temperature regenerator.
中温再生器からの冷媒蒸気は冷媒蒸気管を経て、中温再生器からの冷媒ドレンとともに低温再生器に送られ、ここで吸収液を加熱濃縮させる。
低温再生器からの冷媒蒸気は冷媒蒸気管を経て凝縮器に導入される。なお、三重効用吸収式冷凍機に、さらに排熱再生器等の再生器を付加して四重効用以上の多重効用吸収式冷凍機とすることも可能である。図2において、74は既存の冷凍機、76は復水器、78は給水タンクである。
なお、上記のようなリバースフローの三重効用サイクルだけでなく、パラレルフロー、シリーズフロー等を採用することも勿論可能である。また、蒸気式だけでなく他の型式も採用可能である。
The refrigerant vapor from the intermediate temperature regenerator passes through the refrigerant vapor pipe and is sent to the low temperature regenerator together with the refrigerant drain from the intermediate temperature regenerator, where the absorbent is heated and concentrated.
The refrigerant vapor from the low-temperature regenerator is introduced into the condenser through a refrigerant vapor pipe. In addition, it is also possible to add a regenerator such as an exhaust heat regenerator to the triple effect absorption refrigerator to obtain a multiple effect absorption refrigerator having a quadruple effect or more. In FIG. 2, 74 is an existing refrigerator, 76 is a condenser, and 78 is a water supply tank.
Needless to say, not only the reverse effect triple effect cycle as described above but also a parallel flow, a series flow or the like can be adopted. In addition to the steam type, other types can also be adopted.
そして、太陽熱集熱器68と吸収式冷凍機58aにおける高温再生器72とを、太陽熱により発生した水蒸気を駆動熱源として高温再生器72に供給する駆動熱源供給管70を介して接続している。吸収式冷凍機58aの駆動熱源として使用された水蒸気は、凝縮水となって太陽熱集熱器68に循環される。80はドレンセパレータ、82はドレンポットである。
And the solar-
また、負荷に応じた制御の一例として、図2に示すように、冷水循環量制御を行うことができる。すなわち、吸収式冷凍機58aからの冷水の一部を冷凍空調負荷62をバイパスさせるためのバイパス弁の機能を備えた冷水循環量調整弁、例えば、三方冷水流量調整弁96を制御する。98は冷水供給管、100は冷水戻り管、102は冷水バイパス管、104は冷水ポンプ、106は温度センサ、108は制御器である。例えば、冷凍空調負荷62が大になると、冷凍空調負荷62へ多くの冷水を送るように、冷水バイパス管102を流れる冷水量を少なくし、逆に冷凍空調負荷62が小になると、冷水バイパス管102を流れる冷水量を多くする。これらの制御は、温度センサ106と制御器108とを接続して、検出温度が高くなるとバイパス量を少なくし、検出温度が低くなるとバイパス量を多くするように制御する。
Moreover, as an example of control according to load, as shown in FIG. 2, cold water circulation amount control can be performed. That is, a chilled water circulation amount adjustment valve, for example, a three-way chilled water flow
集光式の太陽熱集熱器68としては、例えば、トラフ型(パラボラトラフ型)の集光式太陽熱集熱器を用いることができる。前述したように、三重効用以上の多重効用吸収式冷凍機を駆動するには200℃以上の高温の熱が必要であるが、トラフ型の集光式太陽熱集熱器を用いると、200℃〜250℃程度の高温の熱を容易に得ることができる。なお、集光式の太陽熱集熱器68として、タワー型、ディッシュ型等のものを用いることも可能である。
As the concentrating
図5は、トラフ型の集光式太陽熱集熱器の一例を示している。集光式太陽熱集熱器68aは、曲面を有する反射鏡84を用いて、反射鏡84の前に設置されたパイプ型の集熱管86に太陽光を集中させ、400℃程度の太陽熱を得て、集熱管86内を流れる熱媒体(水など)を200℃〜250℃程度に加熱するものである。
FIG. 5 shows an example of a trough-type concentrating solar heat collector. The concentrating
また、図6は、トラフ型の集光式太陽熱集熱器の他の例を示している。集光式太陽熱集熱器68bは、太陽光を一次反射鏡84a及び二次反射鏡88を用いて2回反射させ、効率良く集熱管86に太陽光を集中させ、集熱管86内を流れる熱媒体を加熱するものである。図2に示す装置には、図6の構成のものが使用されているが、図5の構成のものでも差し支えない。
FIG. 6 shows another example of a trough-type concentrating solar heat collector. The concentrating
つぎに、図2に示す装置の性能を従来の装置と比較して説明する。図2に示す装置は蒸気式三重効用システムであり、比較対象である従来の装置としては蒸気式二重効用システムを用いる。そして、太陽熱集熱器としては、共に図6に示すようなトラフ型の集光式太陽熱集熱器(集熱量は0.5kW/m2)を用いている。 Next, the performance of the apparatus shown in FIG. 2 will be described in comparison with a conventional apparatus. The apparatus shown in FIG. 2 is a steam triple effect system, and a steam double effect system is used as a conventional apparatus to be compared. As the solar heat collector, a trough-type concentrating solar heat collector (the amount of heat collection is 0.5 kW / m 2 ) as shown in FIG. 6 is used.
図7は、各システムについて冷房定格運転時の出力1RT(冷凍トン)あたりの熱源入熱量を示しており、日照が十分にある場合の太陽熱集熱器からの入熱を示している。図7により、出力1RTあたりの熱源入熱量(太陽熱集熱器からの入熱量)は、図2に示す装置(A)の方が従来の装置(B)に比べて約30%少なくて済むことがわかる。
FIG. 7 shows the heat source heat input per
そして、図8は、太陽熱集熱器の集熱量が0.5kW/m2として設計した場合の、各システムの太陽熱集熱器の設置面積を示している。図8により、図2に示す装置(A)は従来の装置(B)と比較して、太陽熱集熱器の設置面積を約30%低減可能なことがわかる。 And FIG. 8 has shown the installation area of the solar heat collector of each system at the time of designing heat collection amount of a solar heat collector as 0.5 kW / m < 2 >. FIG. 8 shows that the apparatus (A) shown in FIG. 2 can reduce the installation area of the solar heat collector by about 30% compared to the conventional apparatus (B).
図3は、本発明の実施の第2形態における冷凍空調装置を示している。本実施形態は、三重効用以上の多重効用吸収式冷凍機58である吸収式冷凍機において、再生器52(多重効用吸収式冷凍機における高温再生器)と排熱発生装置であるコジェネレーションシステム90とを、コジェネレーションシステム90の排熱により発生した熱媒、温水、水蒸気又は高温ガスを駆動熱源として再生器52に供給する駆動熱源供給管70を介して接続している。
FIG. 3 shows a refrigeration air conditioner according to a second embodiment of the present invention. In this embodiment, in an absorption refrigerator that is a multiple
コジェネレーションシステム90としては、例えば、ガスタービンエンジンシステム、ガスエンジンシステム、ディーゼルエンジンシステム、燃料電池システム等を用いることができる。
このように構成された装置においては、コジェネレーションシステム90の排熱により発生した熱媒、温水、水蒸気又は高温ガスを吸収式冷凍機58の駆動熱源に直接利用することができる。
As the
In the apparatus configured as described above, the heat medium, hot water, water vapor, or high-temperature gas generated by the exhaust heat of the
地熱発生設備を用いる場合や、排熱発生装置が発電所などである場合も同様の構成となる。他の構成及び作用は実施の第1形態の場合と同様である。なお、本実施の形態において、太陽熱集熱器を併用し、太陽熱集熱器で集めた太陽熱及びコジェネレーションシステム90の排熱の両方により発生した熱媒、温水、水蒸気又は高温ガスを吸収式冷凍機58の駆動熱源に使用するように構成することも可能である。その他、太陽熱、地熱、コジェネレーションシステムや発電所などの排熱などを適宜組み合わせた構成とすることも可能である。
The same configuration is used when a geothermal generation facility is used or when the exhaust heat generator is a power plant or the like. Other configurations and operations are the same as those in the first embodiment. In the present embodiment, a solar heat collector is used in combination with an absorption refrigeration for the heat medium, hot water, water vapor, or high-temperature gas generated by both the solar heat collected by the solar heat collector and the exhaust heat of the
図4は、本発明の実施の第3形態における冷凍空調装置を示している。本実施形態は、三重効用以上の多重効用吸収式冷凍機58である吸収式冷凍機において、再生器52(多重効用吸収式冷凍機における高温再生器)と太陽熱集熱器68とを、太陽熱集熱器68で集めた太陽熱により発生した熱媒、温水、水蒸気又は高温ガスを駆動熱源として再生器52に供給する駆動熱源供給管70を介して接続する構成であるが、バックアップ装置、例えば、バックアップボイラ92で加熱された熱媒、温水、水蒸気又は高温ガスが供給されるバッファタンク(ストレージタンク)94を駆動熱源供給管70に接続して設けている。本実施の形態では、太陽熱集熱器68で集めた太陽熱により発生した熱媒、温水、水蒸気又は高温ガスをバッファタンク94に受けてから、吸収式冷凍機58の駆動熱源に使用することになる。
FIG. 4 shows a refrigeration air conditioner according to a third embodiment of the present invention. In the present embodiment, in an absorption refrigerator that is a multiple
本実施の形態は、日照が不安定で太陽熱が不足する場合に、太陽熱集熱器68で集めた太陽熱を補うために、バックアップとしてバックアップボイラ92の熱を吸収式冷凍機58の駆動熱源に使用するものである。なお、バックアップ装置は、バックアップボイラ92に限定されるものではなく、ボイラの熱以外の他の熱源を使用することも勿論可能である。また、バックアップ装置のエネルギーとしては、ガス、油、水蒸気その他の熱源を用いることができる。
This embodiment uses the heat of the backup boiler 92 as a drive heat source for the
このように構成された装置においては、太陽熱により発生した熱媒、温水、水蒸気又は高温ガスに加えて、バックアップ装置の熱源を吸収式冷凍機58の駆動熱源に使用することができる。
In the device configured as described above, the heat source of the backup device can be used as the driving heat source of the
他の構成及び作用は実施の第1形態の場合と同様である。なお、本実施の形態において、太陽熱集熱器68の代わりに、実施の第2形態におけるコジェネレーションシステム90を設置する構成とすることも可能である。これにより、コジェネレーションシステムの排熱が不安定である場合に、この排熱をバックアップ装置の熱源で補うことができる。また、太陽熱集熱器68の代わりに、地熱発生設備や、排熱発生装置として発電所などを設置する構成とすることも可能である。さらに、本実施の形態において、太陽熱集熱器、地熱発生設備、コジェネレーションシステムや発電所などの排熱発生装置を適宜組み合わせて併用する構成とすることも可能である。
Other configurations and operations are the same as those in the first embodiment. In the present embodiment, instead of the
太陽熱、地熱、コジェネレーションシステムや発電所などの排熱などにより発生した熱媒、温水、水蒸気又は高温ガスを三重効用以上の多重効用吸収式冷凍機の駆動熱源に使用することにより、CO2 排出量の小さな冷凍空調システムを提供することができる。 CO 2 emissions by using heat medium, hot water, steam or high temperature gas generated by exhaust heat from solar heat, geothermal, cogeneration system, power plant, etc., as the driving heat source for multi-effect absorption refrigerators with triple effects or higher A small amount of the refrigeration air conditioning system can be provided.
10、50 吸収器
12 熱交換器
14、52 再生器
22、54 凝縮器
24、56 蒸発器
32 吸収液ポンプ
36 冷媒ポンプ
38、64 冷却水ポンプ
40、66、104 冷水ポンプ
58 多重効用吸収式冷凍機
58a 三重効用吸収式冷凍機
60 冷却塔
62 冷凍空調負荷
68 太陽熱集熱器
68a、68b トラフ型の集光式太陽熱集熱器
70 駆動熱源供給管
72 高温再生器
74 既存の冷凍機
76 復水器
78 給水タンク
80 ドレンセパレータ
82 ドレンポット
84 反射鏡
84a 一次反射鏡
86 集熱管
88 二次反射鏡
90 コジェネレーションシステム
92 バックアップボイラ
94 バッファタンク
96 三方冷水流量調整弁
98 冷水供給管
100 冷水戻り管
102 冷水バイパス管
106 温度センサ
108 制御器
10, 50
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