JP2017083026A - Cold heat supply device, heat generation method and cold generation method - Google Patents
Cold heat supply device, heat generation method and cold generation method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017083026A JP2017083026A JP2015208358A JP2015208358A JP2017083026A JP 2017083026 A JP2017083026 A JP 2017083026A JP 2015208358 A JP2015208358 A JP 2015208358A JP 2015208358 A JP2015208358 A JP 2015208358A JP 2017083026 A JP2017083026 A JP 2017083026A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- cold
- gas
- temperature
- heat exchanger
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
- Y02A30/27—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
- Y02A30/27—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
- Y02A30/274—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies using waste energy, e.g. from internal combustion engine
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- 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]
Landscapes
- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
Abstract
Description
本発明は、冷温熱供給装置、温熱生成方法及び冷熱生成方法に関する。 The present invention relates to a cold / hot heat supply device, a warm heat generation method, and a cold heat generation method.
従来の潜熱蓄熱材PCM(Phase Change Material)には、蓄熱密度(PCMの凝固潜
熱)の大きさに基づく蓄熱量当たりのコストの問題がある。また、PCMの凝固点(融点)に応じて利用温度が限定されるため、冷房・暖房といった空調用途では年間を通しては利用することができないという稼働率の問題がある。なお、稼働率の問題とは、稼働時間当たりのコストが高いという費用対効果の問題ともいえる。
Conventional latent heat storage material PCM (Phase Change Material) has a problem of cost per heat storage amount based on the magnitude of heat storage density (solidification latent heat of PCM). In addition, since the use temperature is limited according to the freezing point (melting point) of PCM, there is a problem of operating rate that it cannot be used throughout the year in air conditioning applications such as cooling and heating. The problem of the operating rate can be said to be a cost-effective problem that the cost per operating time is high.
また、吸着質を吸着可能であって、吸着することにより吸着熱を放出する吸着剤を含む少なくとも1つの容器と、吸着質含有ガスを、容器の内部を通して運ぶガス送出デバイスとを含み、容器内の吸着熱によって暖められたガスを、昇温で暖められるべき場所に導く暖房デバイスも提案されている(例えば、特許文献1)。 The container further includes at least one container including an adsorbent capable of adsorbing the adsorbate and releasing heat of adsorption when adsorbed thereon, and a gas delivery device that carries the adsorbate-containing gas through the inside of the container. There has also been proposed a heating device that guides the gas heated by the heat of adsorption to a place to be heated by raising the temperature (for example, Patent Document 1).
かねてよりエネルギーの浪費は問題にされている。蓄熱技術によれば、エネルギーの生産と消費を行う時間又は場所をずらすことができるが、上述した蓄熱量当たりのコストや、稼働率の問題といった経済的な理由から、システムの普及が進まないという問題があった。 Energy waste has been a problem for some time. According to the heat storage technology, it is possible to shift the time or place where energy is produced and consumed, but due to economic reasons such as the cost per heat storage amount mentioned above and the problem of operating rate, the spread of the system does not progress. There was a problem.
本発明は、このような問題に鑑み、稼働率を向上させ、冷熱及び温熱の生成コストを抑えることができる装置を提供することを目的とする。 In view of such a problem, an object of the present invention is to provide an apparatus capable of improving the operation rate and suppressing the generation costs of cold and hot heat.
本発明に係る冷温熱供給装置は、吸着質を吸着させることにより発熱する吸着剤を内蔵する蓄熱槽と、吸着剤の機能を再生するための気体を生成(調製)する蓄熱用熱交換器と、気体を前記蓄熱槽に供給する送気手段と、吸着剤を発熱させて生成した高温低湿気体と熱交換して当該高温低湿気体を冷却するための冷却用熱交換器と、冷却用熱交換器を用いて熱交換した後の高温低湿気体を、液体の気化熱を利用してさらに冷却する気化冷却器と、高温低湿気体、又は当該高温低湿気体を冷却した後の気体を用いて、負荷に供給される熱媒と熱交換を行う冷温熱兼用熱交換器とを備える。 The cold / hot heat supply device according to the present invention includes a heat storage tank containing an adsorbent that generates heat by adsorbing an adsorbate, and a heat storage heat exchanger that generates (prepares) a gas for regenerating the function of the adsorbent. An air supply means for supplying gas to the heat storage tank, a heat exchanger for cooling to cool the high temperature and low humidity gas by exchanging heat with the high temperature and low humidity gas generated by heating the adsorbent, and for cooling A vaporization cooler that further cools the high-temperature and low-humidity gas after heat exchange using the heat exchanger using the heat of vaporization of the liquid, and the high-temperature and low-humidity gas, or the gas after cooling the high-temperature and low-humidity gas And a heat exchanger supplied to the load and a cold / hot heat exchanger for exchanging heat.
吸着により発熱する吸着剤を用いることで、PCM等とは異なり、凝固点(融点)による利用温度の制限がない蓄熱材を実現することができる。また、上述のような構成における冷温熱兼用熱交換器によれば、冷水の生成及び温水の生成を切り替えられる冷温熱供給装置を提供することができる。したがって、通年で利用することができるため、稼働時間当たりの費用対効果を向上させることができる。すなわち、稼働率を向上させ、冷水及び温水の生成コストを抑えることができるようになる。 By using an adsorbent that generates heat by adsorption, unlike the PCM or the like, it is possible to realize a heat storage material that does not have a use temperature limitation due to a freezing point (melting point). In addition, according to the cold / hot heat exchanger having the above-described configuration, it is possible to provide a cold / heat supply apparatus capable of switching between generation of cold water and generation of hot water. Therefore, since it can be used throughout the year, the cost effectiveness per operating time can be improved. That is, the operating rate can be improved, and the generation cost of cold water and hot water can be suppressed.
また、冷温熱供給装置は、冷温熱兼用熱交換器から排出される気体と、蓄熱用熱交換器に取り入れる系外気体との間で熱交換を行う熱回収用熱交換器をさらに備えるようにして
もよい。このようにすれば、排気と給気との温度差に係る熱ロスを低減させることができる。
The cold / hot heat supply apparatus further includes a heat recovery heat exchanger that exchanges heat between the gas discharged from the cold / hot heat exchanger and the external gas taken into the heat storage heat exchanger. May be. In this way, it is possible to reduce the heat loss related to the temperature difference between the exhaust gas and the supply air.
また、蓄熱用熱交換器に供給される熱媒は、再生可能エネルギー源から供給される熱又は所定の排熱であってもよい。このようにすれば、より低コストで冷水又は温水を生成するシステムを形成することができる。 The heat medium supplied to the heat storage heat exchanger may be heat supplied from a renewable energy source or predetermined exhaust heat. If it does in this way, the system which produces cold water or warm water at lower cost can be formed.
また、冷温熱供給装置は、冷却用熱交換器に、冷却塔からの冷媒又は井戸水が供給されるようにしてもよい。具体的には、このような冷媒等によって、高温低湿気体のあら熱を除去することができる。 Moreover, the cold / hot heat supply apparatus may supply the cooling heat exchanger with refrigerant or well water from the cooling tower. Specifically, the heat of the high-temperature and low-humidity gas can be removed by such a refrigerant or the like.
また、冷温熱供給装置は、冷温熱兼用熱交換器を通過した気体について、冷温熱供給装置内を循環させる量を調節するダンパをさらに含むようにしてもよい。このような構成によっても、排気と給気との温度差に応じて生じる熱ロスを低減させることができる。 The cold / hot heat supply device may further include a damper for adjusting an amount of the gas that has passed through the cold / hot heat combined heat exchanger to be circulated in the cold / hot heat supply device. Even with such a configuration, it is possible to reduce the heat loss caused by the temperature difference between the exhaust gas and the supply air.
また、冷温熱供給装置は、吸着剤の発熱能力が所定の基準を下回る場合、冷温熱兼用熱交換器へ導入される水の量を減少させるための弁をさらに含むようにしてもよい。このようにすれば、例えば吸着剤から十分な発熱能力が得られない場合に、生成する冷水又は温水の量を調節することで、冷水又は温水を目標となる温度に近づけることができる。 The cold / hot heat supply device may further include a valve for reducing the amount of water introduced into the cold / hot heat exchanger when the heat generation capacity of the adsorbent is lower than a predetermined reference. In this way, for example, when sufficient heat generation capability cannot be obtained from the adsorbent, the cold water or hot water can be brought close to the target temperature by adjusting the amount of cold water or hot water to be generated.
また、本発明の他の側面に係る温熱生成方法は、吸着質を吸着させることにより発熱する吸着剤を内蔵する蓄熱槽と、吸着剤の機能を再生するための気体を生成する蓄熱用熱交換器と、当該気体を前記蓄熱槽に供給する送気手段と、吸着剤を発熱させて生成した高温低湿気体と熱交換して当該高温低湿気体を冷却するための冷却用熱交換器と、高温低湿気体、又は当該高温低湿気体を冷却した後の気体を用いて熱交換を行う冷温熱兼用熱交換器とを備える冷温熱供給装置を用いて行う。具体的には、蓄熱用熱交換器が供給する気体によって吸着剤の機能を再生する工程と、高温低湿気体を用いて冷温熱兼用熱交換器が、負荷に供給される熱媒と熱交換を行い、温熱を生成する工程とを含む。 The thermal generation method according to another aspect of the present invention includes a heat storage tank that contains an adsorbent that generates heat by adsorbing an adsorbate, and heat storage heat storage that generates a gas for regenerating the function of the adsorbent. A heat exchanger for cooling the high temperature and low humidity gas by exchanging heat with the high temperature and low humidity gas generated by heating the adsorbent, , Using a cold / hot heat supply device comprising a high-temperature / low-humidity gas or a cold / heat heat exchanger that exchanges heat using the gas after cooling the high-temperature / low-humidity gas. Specifically, the process of regenerating the function of the adsorbent with the gas supplied by the heat storage heat exchanger, and the heat exchanger combined with cold / hot using high-temperature, low-humidity gas exchanges heat with the heat medium supplied to the load. And producing heat.
また、本発明の他の側面に係る冷熱生成方法は、吸着質を吸着させることにより発熱する吸着剤を内蔵する蓄熱槽と、吸着剤の機能を再生するための気体を生成する蓄熱用熱交換器と、当該気体を前記蓄熱槽に供給する送気手段と、吸着剤を発熱させて生成した高温低湿気体と熱交換して当該高温低湿気体を冷却するための冷却用熱交換器と、高温低湿気体、又は当該高温低湿気体を冷却した後の気体を用いて熱交換を行う冷温熱兼用熱交換器とを備える冷温熱供給装置を用いて行う。具体的には、蓄熱用熱交換器が供給する気体によって吸着剤の機能を再生する工程と、冷却用熱交換器が高温低湿気体を冷却する工程と、高温低湿気体を冷却した後の気体を用いて冷温熱兼用熱交換器が、負荷に供給される熱媒と熱交換を行い、冷熱を生成する工程とを含む。 Further, the cold heat generation method according to another aspect of the present invention includes a heat storage tank containing an adsorbent that generates heat by adsorbing an adsorbate, and heat storage heat exchange that generates a gas for regenerating the function of the adsorbent. A heat exchanger for cooling the high temperature and low humidity gas by exchanging heat with the high temperature and low humidity gas generated by heating the adsorbent, , Using a cold / hot heat supply device comprising a high-temperature / low-humidity gas or a cold / heat heat exchanger that exchanges heat using the gas after cooling the high-temperature / low-humidity gas. Specifically, the step of regenerating the function of the adsorbent by the gas supplied by the heat storage heat exchanger, the step of cooling the high-temperature and low-humidity gas by the cooling heat exchanger, and the cooling of the high-temperature and low-humidity gas The heat / heat exchanger combined with the gas using the gas includes a step of performing heat exchange with the heat medium supplied to the load to generate cold.
なお、上記課題を解決するための手段の内容は、本発明の課題や技術的思想を逸脱しない範囲で可能な限り組み合わせることができる。 In addition, the content of the means for solving the said subject can be combined as much as possible within the range which does not deviate from the subject and technical idea of this invention.
本発明によれば、稼働率を向上させ、冷熱又は温熱の生成コストを抑えることができる装置を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the operating rate can be improved and the apparatus which can suppress the production | generation cost of cold or warm heat can be provided.
次に、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。以下に説明する実施形態は例示にすぎず、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The embodiment described below is merely an example, and the present invention is not limited to the embodiment described below.
<実施形態>
図1A及び図1Bは、本実施形態に係る蓄熱槽を説明するための図である。図1Aは、蓄熱運転(「脱着運転」とも呼ぶ)を説明するための図である。図1Bは、放熱運転(「吸着運転」とも呼ぶ)を説明するための図である。図1A及び図1Bに示す蓄熱槽11は、蓄熱材が充填された容器である。本実施形態では、蓄熱材として、吸着質を吸着させることにより発熱する吸着剤を用いる。すなわち、本実施形態における蓄熱とは、吸着剤から吸着質を脱着して、吸着剤の発熱する機能を再生する処理をいう。なお、図1A及び図1Bでは、矢印によって気体の流れを示している。具体的には、例えば、容器の入口及び出口には分配チャンバが設けられ、吸着剤は、容器の入口側及び出口側の両端を目の細かい金網で固定される。なお、図1では蓄熱槽11の上下方向に空気を流通させているが、実際は鉛直方向に空気を流通させるように蓄熱槽11を設置してもよいし、水平方向に空気を流通させるように蓄熱槽11を設置してもよい。
<Embodiment>
Drawing 1A and Drawing 1B are figures for explaining the heat storage tank concerning this embodiment. FIG. 1A is a diagram for explaining a heat storage operation (also referred to as “desorption operation”). FIG. 1B is a diagram for explaining a heat radiation operation (also referred to as “adsorption operation”). A
図1Aに示すように、蓄熱槽11内の吸着剤の水分を脱着する場合、高温空気を蓄熱槽11に供給して吸着剤を乾燥させる。上述のように、本実施形態に係る吸着剤は水分の吸着時に放熱するため、吸着剤からの水分の脱着処理は吸着剤の吸着機能を再生する処理であり、本実施形態における蓄熱運転といえる。一方、図1Bに示すように、放熱運転時には、湿潤空気を蓄熱槽11に供給する。なお、湿潤空気は、例えば外気である。外気は、吸着剤を通過して生成された乾燥空気と比較して湿潤であるため、本実施形態では、湿潤空気と呼ぶものとする。また、外気は、屋外空気のほか別室の空気であってもよく、系外空気をいうものとする。このとき、吸着剤は水分の吸着熱を発し、蓄熱槽11の出口からは相対的に高温低湿となった空気を得ることができる。吸着剤としては、シリカゲル、ゼオライト、非晶質アルミニウムケイ酸塩と低結晶性粘土からなる複合体、例えばハスクレ
イ(登録商標)、高分子収着材等のような材料を用いて、通風抵抗や熱伝達率、物質伝達率等について所望の性能を有する造粒体を生成し、利用することができる。
As shown in FIG. 1A, when desorbing the moisture of the adsorbent in the
<冷温水供給装置の構成>
図2〜図4は、本実施形態に係る冷温水供給装置の構成及び動作を説明するための図である。本実施形態に係る冷温水供給装置1は、蓄熱槽11と、ダンパ121〜127と、ファン13と、蓄熱用熱交換器14と、冷却用熱交換器15と、気化冷却器16と、冷温水兼用熱交換器17とを含み、これらがダクトを介して接続されている。
<Configuration of cold / hot water supply device>
2-4 is a figure for demonstrating the structure and operation | movement of the cold / hot water supply apparatus which concerns on this embodiment. The cold / hot water supply apparatus 1 which concerns on this embodiment is the
<蓄熱運転>
図2は、冷温水供給装置の蓄熱運転のフローを示す図である。ダンパ121は、冷温水供給装置1への外気の導入量を調整する。図2の例ではダンパ121は全開になっている。ファン13は、ダンパ121を介して外気を取り込み、蓄熱用熱交換器14へ送る。なお、矢印は、取り込まれた外気の流れを表す。
<Heat storage operation>
FIG. 2 is a diagram illustrating a flow of the heat storage operation of the cold / hot water supply apparatus. The
蓄熱用熱交換器14は、所定の熱源から熱媒が供給され、取り込まれた外気との間で熱交換を行うための熱交換器である。蓄熱用熱交換器14は、図2に示すように蓄熱運転において稼働する。なお、蓄熱用熱交換器14へは、例えば、いわゆるコジェネレーションシステムの排熱や、太陽熱のような再生可能エネルギー源からの熱が供給されることが好ましい。蓄熱用熱交換器14を通過することで昇温された空気は、相対的に外気よりも高温で且つ相対的湿度が低い空気となる。
The heat
ダンパ122〜ダンパ125は、蓄熱槽11の出入口に設けられ、開閉によって蓄熱槽11に接続される流路を切り替え、蓄熱槽11を気体が通過する方向を変更することができる。蓄熱用熱交換器14の下流側は、ダンパ122及びダンパ123を介して蓄熱槽11と接続されている。蓄熱槽11は、その内部に吸着剤を含む容器であり、空気の出入口を逆に切り替えることで蓄熱運転と放熱運転とを切り替える。ダンパ122は、蓄熱槽11を基準として、冷温水供給装置1が形成する気体の流路の上流側、且つ蓄熱運転時における蓄熱槽11の入口側に設けられている。また、ダンパ123は、冷温水供給装置1が形成する気体の流路の上流側、且つ放熱運転時における蓄熱槽11の入口側に設けられている。ダンパ124は、冷温水供給装置1が形成する気体の流路の下流側、且つ蓄熱運転時における蓄熱槽11の出口側に設けられている。また、ダンパ125は、冷温水供給装置1が形成する気体の流路の下流側、且つ放熱運転時における蓄熱槽11の出口側に設けられている。図2に示すように、蓄熱運転時においては、ダンパ122及びダンパ124が開かれ、蓄熱用熱交換器14によって生成された高温低湿の空気によって、蓄熱槽11の吸着剤から水分が脱着される。以上のようにして、蓄熱槽11の吸着剤が再生され、放熱運転が可能となる。
The
なお、蓄熱運転においては、冷却用熱交換器15、気化冷却器16及び冷温水兼用熱交換器17は稼働しない。また、開閉により冷温水供給装置1内の流路を循環させるか否か切り替えるためのダンパ126は閉じられ、冷温水供給装置1を循環した空気を循環系から排気するためのダンパ127は開かれている。
In the heat storage operation, the
<温水生成処理(放熱運転)>
図3は、冷温水供給装置の放熱運転のうち、温水生成時のフローを示す図である。ダンパ121は、冷温水供給装置1への外気の導入量を調整する。図3では、ダンパ121が半開にされている。ファン13は、ダンパ121を介して外気を取り込むと共に、冷温水供給装置1内を循環する空気を半開状態のダンパ126を介して取り込み、送風する。外気と循環空気は混合され、ファン13から蓄熱用熱交換器14へ送られる。なお、温水生成処理において蓄熱用熱交換器14は稼働しない。したがって、蓄熱運転時よりも湿潤な
空気(相対湿度が高い空気)が蓄熱槽11へ送られることになる。
<Hot water generation treatment (heat dissipation operation)>
FIG. 3 is a diagram illustrating a flow at the time of generating hot water in the heat radiation operation of the cold / hot water supply apparatus. The
また、図3に示すように、放熱運転時においては、ダンパ123及びダンパ125が開かれ、蓄熱槽11の吸着剤に空気中の水分が吸着される。このとき、吸着剤が発熱して空気が昇温され、高温且つ低湿の空気が生成される。
As shown in FIG. 3, during the heat radiation operation, the
また、生成された高温低湿の空気は冷温水兼用熱交換器17へ送られ、当該冷温水兼用熱交換器17へ導入される水との間で熱交換が行われる。そして、冷温水兼用熱交換器17へ導入される水が昇温され、温水が生成される。
The generated high-temperature and low-humidity air is sent to the cold / hot water combined
なお、温水生成処理においては、冷却用熱交換器15及び気化冷却器16は稼働しない。また、図3では、開閉により冷温水供給装置1内の流路の循環量を調整するためのダンパ126、及び冷温水供給装置1を循環した空気を排気するためのダンパ127はそれぞれ半開にされている。なお、ダンパの開度は、例えば、ダンパ127が全開の場合はダンパ126を全閉にするように、ダンパ126とダンパ127との開度の合計が100%になるように制御してもよい。また、ダンパ121とダンパ126との開度の合計も100%になるように(すなわち、ダンパ121及びダンパ127の開度が同じになるように)制御してもよい。
In the warm water generation process, the
<冷水生成処理(放熱運転)>
図4は、冷温水供給装置の放熱運転のうち、冷水生成時のフローを説明するための図である。ダンパ121は、冷温水供給装置1への外気の導入量を調整する。図4でも、ダンパ121は半開にされている。ファン13は、ダンパ121を介して外気を取り込むと共に、冷温水供給装置1内を循環する空気を送風する。空気は、ファン13から蓄熱用熱交換器14へ送られる。なお、冷水生成処理においても蓄熱用熱交換器14は稼働しない。また、蓄熱槽11内の空気の流れは前述の通りである。
<Cold water generation treatment (heat dissipation operation)>
FIG. 4 is a diagram for explaining a flow at the time of cold water generation in the heat radiation operation of the cold / hot water supply device. The
また、図4に示すように、放熱運転時においては、ダンパ123及びダンパ125が開かれ、蓄熱槽11の吸着剤に空気中の水分が吸着される。このとき、吸着剤が発熱して高温且つ低湿の空気が生成され、冷却用熱交換器15に送られる。
Further, as shown in FIG. 4, during the heat radiation operation, the
また、冷水生成処理においては、冷却用熱交換器15には所定の冷却水が供給される。冷却水は、例えば、冷却塔から供給される32℃程度の水を用いる。そして、冷却用熱交換器15に送られた高温低湿の空気と冷却水との間で熱交換が行われ、例えば35℃程度までの、あら熱が除去された空気が生成される。
Further, in the cold water generation process, predetermined cooling water is supplied to the
次に、あら熱が除去された空気は気化冷却器16へ導入される。気化冷却器16は、例えば空気の流路に直接水を噴霧し、導入された空気から気化熱を奪って低温の空気を生成するエアワッシャである。なお、気化冷却器16は、例えばあら熱が除去された空気が流通するコイルに水を散水または噴霧し、間接的に気化熱を奪うような形式の装置であってもよい。
Next, the air from which heat has been removed is introduced into the
また、気化冷却器16によって生成された低温の空気は、冷温水兼用熱交換器17へ送られ、当該冷温水兼用熱交換器17へ別途導入される水との間で熱交換が行われる。そして、冷温水兼用熱交換器17へ導入される水が冷却され、冷水が生成される。本実施形態では、例えば20℃弱程度の冷水が生成される。また、温水生成処理及び冷水生成処理において説明したように、単一の冷温水兼用熱交換器17が、負荷へ供給される熱媒の加熱機能及び冷却機能を兼ねている。
The low-temperature air generated by the
なお、図4では冷水生成処理においても、開閉により冷温水供給装置1内の流路の循環
量を調整するためのダンパ126、及び冷温水供給装置1を循環した空気を排気するためのダンパ127は、それぞれ半開にされている。
In FIG. 4, also in the cold water generation process, the
<効果>
以上のように、本実施形態に係る冷温水供給装置1は、温水の生成及び冷水の生成のいずれにも蓄熱を利用できる。したがって、通年で使用できる稼働率の高い蓄熱システムを実現でき、蓄熱システムの費用対効果は向上する。
<Effect>
As mentioned above, the cold / hot water supply apparatus 1 which concerns on this embodiment can utilize heat storage for both the production | generation of warm water and the production | generation of cold water. Therefore, a heat storage system with a high operating rate that can be used throughout the year can be realized, and the cost effectiveness of the heat storage system is improved.
<実験結果>
図5は、蓄熱運転及び放熱運転における蓄熱槽内部の温度等を測定する実験装置を示す図である。図5の実験装置は、給気部と、調温/湿部と、蓄熱槽部とを備える。給気部は、ファンを有し、空気を送風する。調温/湿部は、除湿器と、流量制御器Fと、加湿器と、加熱ヒーターと、温度検出器Tと、湿度検出器Hとを有し、目標とする温度及び湿度の空気を生成することができる。蓄熱槽部は、吸着剤が充填された蓄熱槽と、蓄熱槽の入口付近の温度を測定する温度検出器Tと、蓄熱槽の入口から出口へ向かって吸着剤の5か所に設けられた温度検出器Tと、蓄熱槽の出口付近の温度を測定する温度検出器Tと、実験装置の出口付近に設けられた温度検出器Tと、湿度検出器Hと、流量制御器Fとを有する。なお、蓄熱槽の容器内の形状は117×117×1000(H)[mm]であり、充填された吸着剤の容積は13.69Lであった。また、蓄熱運転及び放熱運転において、蓄熱槽の出入口付近の温度及び湿度ととともに、蓄熱槽の高さ方向が異なる5点における吸着剤の温度を測定した。なお、吸着剤は、ゼオライト(ゼオライト13X)の造粒物を用いた。
<Experimental result>
FIG. 5 is a diagram showing an experimental apparatus for measuring the temperature and the like inside the heat storage tank in the heat storage operation and the heat radiation operation. The experimental apparatus of FIG. 5 includes an air supply unit, a temperature control / humidity unit, and a heat storage tank unit. The air supply unit has a fan and blows air. The temperature control / humidity unit has a dehumidifier, a flow rate controller F, a humidifier, a heater, a temperature detector T, and a humidity detector H, and generates air having a target temperature and humidity. can do. The heat storage tank section was provided at five locations of the adsorbent from the heat storage tank filled with the adsorbent, the temperature detector T for measuring the temperature near the inlet of the heat storage tank, and the inlet to the outlet of the heat storage tank. It has a temperature detector T, a temperature detector T for measuring the temperature near the outlet of the heat storage tank, a temperature detector T provided near the outlet of the experimental device, a humidity detector H, and a flow rate controller F. . In addition, the shape in the container of a thermal storage tank was 117 * 117 * 1000 (H) [mm], and the volume of the filled adsorbent was 13.69L. Moreover, in the heat storage operation and the heat radiation operation, the temperature of the adsorbent at five points where the height direction of the heat storage tank was different was measured together with the temperature and humidity near the entrance and exit of the heat storage tank. As the adsorbent, a granulated product of zeolite (zeolite 13X) was used.
図6Aは、蓄熱運転における蓄熱槽出入口と蓄熱槽内の温度の経時的変化を示すグラフである。縦軸は温度、横軸は運転時間を表す。図6Bは、蓄熱運転における蓄熱槽出入口の湿度の経時的変化を示すグラフである。縦軸は湿度(相対湿度と絶対湿度)又は脱着速度、横軸は運転時間を表す。蓄熱運転では、調温/湿部から蓄熱槽へ、約130℃の空気を供給した。実験装置の熱容量の影響により、図6Aのように蓄熱槽内入口温度は常温から上昇し、約1時間後に120℃に達した。蓄熱槽内の温度は入口に近い側から順に上昇した。そして、蓄熱槽内出口温度は、約1.5時間後に上昇を開始し、約3.0時間後に120℃に達した。約3.0時間後の時点においては、図6Bに示すように蓄熱槽内出口相対湿度はほぼ0%RHであった。すなわち、蓄熱槽内の吸着剤は乾燥状態となり、蓄熱運転は完了した。 FIG. 6A is a graph showing temporal changes in the temperature in the heat storage tank inlet / outlet and the heat storage tank in the heat storage operation. The vertical axis represents temperature, and the horizontal axis represents operating time. FIG. 6B is a graph showing the change over time in the humidity at the entrance and exit of the heat storage tank in the heat storage operation. The vertical axis represents humidity (relative humidity and absolute humidity) or desorption speed, and the horizontal axis represents operating time. In the heat storage operation, about 130 ° C. air was supplied from the temperature control / humidity section to the heat storage tank. Due to the influence of the heat capacity of the experimental apparatus, the temperature inside the heat storage tank rose from room temperature as shown in FIG. 6A, and reached 120 ° C. after about 1 hour. The temperature in the heat storage tank rose in order from the side closer to the inlet. The outlet temperature in the heat storage tank started to rise after about 1.5 hours, and reached 120 ° C. after about 3.0 hours. At the time point after about 3.0 hours, as shown in FIG. 6B, the outlet relative humidity in the heat storage tank was almost 0% RH. That is, the adsorbent in the heat storage tank was in a dry state, and the heat storage operation was completed.
図7Aは、放熱運転における蓄熱槽出入口と蓄熱槽内の温度の経時的変化を示すグラフである。縦軸は温度、横軸は運転時間を表す。図7Bは、放熱運転における蓄熱槽出入口の湿度を示すグラフである。縦軸は湿度(相対湿度と絶対湿度)又は吸着速度、横軸は運転時間を表す。放熱運転では、蓄熱槽に約30℃且つ約50%RHの常温空気を供給した。すると、図7Aに示すように、まず蓄熱槽内の入口に近い側の吸着剤が水分を吸着して温度が上昇した。そして、入口に近い側から順に発熱し、蓄熱槽内出口温度は約0.3時間後に急上昇し、70℃以上に達した。その後、約2.0時間後以降は蓄熱槽内出口温度は低下して、約3.0時間後には蓄熱槽内出口温度は蓄熱槽内入口温度と同等の常温となり、放熱運転は完了した。約2.0時間後以降では図7Bに示すように、蓄熱槽内出口相対湿度は急上昇し約50%RHを示した。 FIG. 7A is a graph showing temporal changes in the temperature in the heat storage tank inlet and outlet and the heat storage tank in the heat radiation operation. The vertical axis represents temperature, and the horizontal axis represents operating time. FIG. 7B is a graph showing the humidity at the entrance and exit of the heat storage tank in the heat radiation operation. The vertical axis represents humidity (relative humidity and absolute humidity) or adsorption rate, and the horizontal axis represents operating time. In the heat radiation operation, room temperature air of about 30 ° C. and about 50% RH was supplied to the heat storage tank. Then, as shown in FIG. 7A, first, the adsorbent on the side near the inlet in the heat storage tank adsorbed moisture, and the temperature rose. Then, heat was generated in order from the side closer to the inlet, and the outlet temperature in the heat storage tank rose rapidly after about 0.3 hours and reached 70 ° C. or higher. Thereafter, after about 2.0 hours, the outlet temperature in the heat storage tank decreased, and after about 3.0 hours, the outlet temperature in the heat storage tank became a room temperature equivalent to the inlet temperature in the heat storage tank, and the heat radiation operation was completed. After about 2.0 hours, as shown in FIG. 7B, the relative humidity at the outlet in the heat storage tank increased rapidly and showed about 50% RH.
なお、図5に示した実験装置よりも蓄熱槽の規模を拡大することで、上述した冷温水供給装置の運転時間を延ばすことができる。 In addition, the operation time of the cold / hot water supply apparatus mentioned above can be extended by expanding the scale of a thermal storage tank rather than the experimental apparatus shown in FIG.
<予測値>
図8Aから図8Cは、実施形態の図4において生成される冷水の温度の予測値を説明す
るための図である。図7Aに示した放熱運転における0.5〜2.0時間の蓄熱槽11出口の温度及び湿度に基づいて、生成される冷水温度を図8Cの空気線図のように推算した。図8Bの表のように、(2)蓄熱槽11出口の、乾球温度77.9℃且つ絶対湿度2.5g/kgDAの空気は、絶対湿度2.5g/kgDA一定の下で予熱用熱交換器15において32℃の冷却水によって冷却され、(3)冷却用熱交換器15出口の空気の乾球温度35.0℃になったとき、その比エンタルピーは41.62kJ/kgと推定できる。ここでは、予冷熱用熱交換器15のアプローチを3degと仮定した。さらに、比エンタルピー41.62kJ/kg一定の下で気化冷却器16において水噴霧によってさらに冷却され、その(4)気化冷却器16出口の空気は、乾球温度14.8℃且つ絶対湿度10.6g/kgDAと推定できる。予冷熱用熱交換器と同様に冷温水兼用熱交換器のアプローチを3degと仮定すると、図8Aのような冷温水供給装置1において約17.8℃の冷水生成が可能になる。この冷水は、例えば天井放射パネルでの使用に適した温度といえる。
<Predicted value>
8A to 8C are diagrams for explaining a predicted value of the temperature of the cold water generated in FIG. 4 of the embodiment. Based on the temperature and humidity at the outlet of the
図9A及び図9Bは、冷却用熱交換器15に井戸水を導入する変形例を説明するための図である。冷温水供給装置1で得られる冷水の温度は、吸着槽11から得られる高温低湿空気の温度及び湿度、あら熱を除去する冷却用熱交換器15に導入される冷却水の温度、及び冷温水兼用熱交換器17の効率(アプローチ)に依存する。ここで、冷却水温度を、実施形態の約32℃とする代わりに、図9Aのように冷却水温度を井戸水に相当する約17℃として、(3)冷却用熱交換器15出口の空気の乾球温度20.0℃、且つ絶対湿度2.5g/kgDA、且つ比エンタルピー26.46kJ/kgを推定した。さらに、比エンタルピー26.46kJ/kg一定の下で、(4)気化冷却器16出口の空気の乾球温度8.8℃且つ絶対湿度7.0g/kgDAを推定した。冷温水兼用熱交換器17のアプローチを3degと仮定すると、図9Aのような冷温水供給装置1において約11.8℃の冷水生成が可能になる。
FIG. 9A and FIG. 9B are diagrams for explaining a modification in which well water is introduced into the
<変形例1>
図10は、変形例1に係る冷温水供給装置の構成を示す図である。上述した図7Bの放熱運転の0.5〜2.0時間における蓄熱槽の出口の乾球温度は70℃以上であり、図3に示した実施形態の温水生成処理において、冷温水供給装置1は、60℃程度の温水の生成が十分に可能である。ここで、供給温水の温度を60℃、供給温水の出入口温度差を10deg(すなわち、戻り水の温度を50℃)と仮定すると、図3の冷温水兼用熱交換器17の出口の空気温度は50℃以上になる。このとき、ダンパ127からの排気の温度も50℃以上であり、排気と外気の温度差に相当する熱ロスが生じることになる。
<Modification 1>
FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of the cold / hot water supply device according to the first modification. The dry-bulb temperature at the outlet of the heat storage tank in the heat dissipation operation of FIG. 7B described above for 0.5 to 2.0 hours is 70 ° C. or higher. In the hot water generation process of the embodiment shown in FIG. Can sufficiently generate hot water of about 60 ° C. Assuming that the temperature of the supply hot water is 60 ° C. and the temperature difference of the supply hot water is 10 deg (that is, the temperature of the return water is 50 ° C.), the air temperature at the outlet of the cold / hot water combined
そこで、図10の変形例1では、ダンパ127から排出される排気とダンパ121が取り入れる外気との間で熱交換を行う熱回収用熱交換器(「顕熱回収用熱交換器」とも呼ぶ)18を設けた。その他の構成は実施形態と同様であるため、構成要件に対応する符号を付して詳細な説明は省略する(以下、変形例について同様)。熱回収用熱交換器18は、例えば50℃の排気と32℃の外気との間で熱交換を行い、排気からの熱回収を行う。熱回収により、蓄熱槽11の入口の空気温度は外気温度よりも高温になるため、吸着剤の水分吸着に応じた発熱によって昇温された蓄熱槽11の出口の高温低湿空気は、熱回収用熱交換器18を設けない場合よりも高温になる。したがって、熱回収により、温水の生成効率(すなわち、蓄熱の利用率)を高めることができる。
Therefore, in Modification 1 of FIG. 10, a heat recovery heat exchanger (also referred to as “sensible heat recovery heat exchanger”) that performs heat exchange between the exhaust discharged from the
<変形例2>
図11A及び図11Bは、変形例2に係る冷温水供給装置の構成を示す図である。図11Aの冷温水供給装置1は、蓄熱槽11の出入口にそれぞれ設けられた温度検出器T及び湿度検出器Hと、温度検出器T及び湿度検出器Hがそれぞれ検出した温度及び湿度に基づいて蓄熱槽11の蓄熱量を算出する演算部19とを備える。演算部19は、マイクロプロ
セッサやマイクロコントローラ等の処理装置である。また、冷温水兼用熱交換器17に導入される水の量を調整する弁171を備える。そして、演算部19はダンパ126及び弁171の開度を調節することにより、冷温水兼用熱交換器17が生成する温水又は冷水の温度及び量を変更することができる。また、後述する蓄熱利用率に応じて、ダンパ及び弁の制御を行うか、ダンパのみの制御を行うか切り替えるようにしてもよい。
<
11A and 11B are diagrams illustrating a configuration of a cold / hot water supply device according to a second modification. The cold / hot water supply apparatus 1 of FIG. 11A is based on the temperature detector T and the humidity detector H which were each provided in the entrance / exit of the
また、図11Bの冷温水供給装置1は、図11Aの構成に加え、ダンパ127から排出される排気とダンパ121が取り入れる外気との間で熱交換を行う熱回収用熱交換器18を備えている。熱回収用熱交換器18の機能は、図10に示した変形例1と同様である。このように、ダンパ126及び弁171の開度の制御と、排気と吸気との間での熱回収とを併用するようにしてもよい。
11B includes a heat
<ダンパ制御処理>
図12は、ダンパ制御処理の一例を示す処理フロー図である。処理は、主として蓄熱運転モード、放熱運転モード及び運転を停止する保管モードを含む。なお、本処理では、放熱運転時に、図11A及び図11Bに示したダンパ126及び弁171の開度を制御する。
<Damper control processing>
FIG. 12 is a process flowchart illustrating an example of the damper control process. The processing mainly includes a heat storage operation mode, a heat radiation operation mode, and a storage mode for stopping the operation. In this process, the opening degree of the
まず、演算部19は、例えばユーザから運転モードの入力を受ける(S1)。そして、運転モードが蓄熱運転モードである場合(S2:YES)、演算部19は、蓄熱槽11内の水分量Mw’[g]の初期値に、予め保持している放熱完了時の蓄熱槽11内の水分量Mw(r)を代入する(S3)。また、演算部19は、ファン13から運転信号と、ファンの回転数(風量G)のデータを取得する(S4)。また、演算部19は、蓄熱槽11の入口及び出口に設けられた温度検出器T及び湿度検出器Hから、温度及び湿度のデータを取得する(S5)。なお、S4とS5の処理は順序が逆であってもよいし、並列に実行してもよい。そして、演算部19は、ファン13の運転信号に基づいて運転の有無を判断し(S6)、ファンが稼働していない場合(S6:NO)、S4の処理へ戻る。
First, the calculating
一方、ファンが稼働している場合(S6:YES)、演算部19は、蓄熱槽11内の水分量Mw[g]を算出する(S7)。水分量Mw[g]は、以下の式(1)によって求めることができる。
Mw=Mw’+G・(Xin−Xout)・Δt ・・・(1)
なお、Δtは時間[s]、Mw’はΔt前の蓄熱槽11内水分量[g]、Gは風量[kg/s]、Xinは入口空気の絶対湿度[g/kg]、Xoutは出口空気の絶対湿度[g/kg]である。なお、絶対湿度Xは、温度と湿度(相対湿度)とを用いて算出できる。また、絶対湿度を直接、検出しても良い。
On the other hand, when the fan is operating (S6: YES), the
M w = M w '+ G · (X in -X out) · Δt ··· (1)
Δt is time [s], M w ′ is the moisture content [g] in the
そして、演算部19は、蓄熱槽11内の水分量Mw’をMwで更新する(S8)。その後、演算部19は、所定の蓄熱完了時間が経過したか、又は入口空気の絶対湿度Xinと出口空気の絶対湿度Xoutとが同一であるか判断する(S9)。所定の蓄熱完了時間が経過しておらず、且つ入口空気の絶対湿度Xinと出口空気の絶対湿度Xoutとが同一でない場合(S9:NO)、S4の処理に戻る。
And the calculating
一方、所定の蓄熱完了時間が経過したか、入口空気の絶対湿度Xinと出口空気の絶対湿度Xoutとが同一である場合(S9:YES)、蓄熱完了時の蓄熱槽11内の水分量Mw(s)として算出したMwを記憶し(S10)、蓄熱運転を終了する。このように、蓄熱運転モードでは、測定される蓄熱槽11出入口空気の温度T及び湿度Hのデータを用いてMwを演算し、蓄熱完了時の槽内水分量Mw(s)を求める。また、入口空気絶対湿度Xinと出口空気絶対湿度Xoutとがほぼ同一であるという条件で蓄熱完了した場合は、その時の相対湿度HによってMw(s)を補正するようにしてもよい。
On the other hand, if a predetermined heat storage completion time has elapsed, if the absolute humidity X out of absolute humidity X in the outlet air inlet air are the same (S9: YES), the amount of water in the
また、S2において運転モードが蓄熱運転モードでない場合(S2:NO)、演算部19は、運転モードが放熱運転モードであるか判断する(S11)。運転モードが放熱運転モードである場合(S11:YES)、演算部19は、蓄熱槽11内の水分量Mw’[g]の初期値に、予め保持している蓄熱完了時の蓄熱槽11内の水分量Mw(s)を代入する(S12)。そして、演算部19は、外気の温度及び湿度に基づいて、放熱完了時の蓄熱槽11内の水分量Mw(r)[g]を設定する(S13)。本ステップでは、以下の式(2)に基づいて利用可能な熱量Qs[J]を求める。
Qs=潜熱[J/g]・(Mw(r)−Mw(s)) ・・・(2)
When the operation mode is not the heat storage operation mode in S2 (S2: NO), the
Q s = latent heat [J / g] · (M w (r) −M w (s) ) (2)
また、演算部19は、ファン13から運転信号と、ファンの回転数(風量G)のデータを取得する(S14)。また、演算部19は、蓄熱槽11の入口及び出口に設けられた温度検出器T及び湿度検出器Hから、温度及び湿度のデータを取得する(S15)。なお、S14とS15の処理は順序が逆であってもよいし、並列に実行してもよい。そして、演算部19は、ファン13の運転信号に基づいて運転の有無を判断し(S16)、ファンが稼働していない場合(S16:NO)、S14の処理へ戻る。
Moreover, the calculating
一方、ファンが稼働している場合(S16:YES)、演算部19は、蓄熱槽11内の水分量Mw[g]を算出する(S17)。水分量Mw[g]は、上述の式(1)によって求めることができる。
On the other hand, when the fan is operating (S16: YES), the
そして、演算部19は、以下の式(3)を用いて、利用した蓄熱量Q[J]を算出する(S18)。
Q=潜熱[J/g]・(Mw−Mw(s)) ・・・(3)
また、演算部19は、以下の式(4)を用いて、蓄熱利用率ηを求める。
η=Q/Qs ・・・(4)
And the calculating
Q = latent heat [J / g] · ( Mw − Mw (s) ) (3)
Moreover, the calculating
η = Q / Q s (4)
また、演算部19は、ηが所定の設定値よりも小さいか判断する(S19)。なお、放熱運転モードにおいては、ηの演算結果に応じて、ダンパの制御又はダンパ及び弁の制御の2種類の制御を切り替え、目標温度の温水を得る。ηが所定の設定値よりも小さい場合(S19:YES)、蓄熱槽11の発熱能力は十分に大きいと判断し、ダンパの制御のみを行う(S20)。一方、ηが所定の設定値以上である場合(S19:NO)、蓄熱槽11の発熱能力が不十分であると判断し、ダンパ制御及び冷温水兼用熱交換器17に供給される水の流量を減少させる制御を行う(S21)。
In addition, the
図7Aに示した約2時間後以降のデータのように、放熱運転の終盤には蓄熱槽11の水分吸着能力(発熱能力)が低下し、蓄熱槽11内出口温度が低温化する。よって、蓄熱槽11の発熱能力はηの関数として定式化できる。ここで、必要な温水生成能力と比べて、蓄熱槽11の発熱能力が十分に大きい場合(すなわち、算出されたηが所定の値η(設定
値)よりも小さい場合)には、生成される温水の計測値と目標値に応じて、再循環系のダ
ンパ126の開度を調節する。このとき、排気系のダンパ127から排気される空気の量も決まる。放熱過程が進行し、蓄熱槽11の発熱能力が低下した場合(算出されたηが所定の値η(設定値)以上の場合)は、ダンパ制御に加えて冷温水兼用熱交換器17の弁制御を行う。すなわち、生成する温水の量(温水生成能力)を低減させることで、ダンパ126の調節により温水温度の目標値を達成できるようにする。
As shown in the data after about 2 hours shown in FIG. 7A, the moisture adsorption capacity (heat generation capacity) of the
S20又はS21の後、演算部19は、蓄熱槽11内の水分量Mw’をMwで更新する(S22)。その後、演算部19は、所定の放熱完了時間が経過したか、又は入口空気の絶対湿度Xinと出口空気の絶対湿度Xoutとが同一であるか判断する(S23)。所定の放熱完了時間が経過しておらず、且つ入口空気の絶対湿度Xinと出口空気の絶対湿
度Xoutとが同一でない場合(S23:NO)、S14の処理に戻る。
After S20 or S21, the
一方、所定の放熱完了時間が経過したか、入口空気の絶対湿度Xinと出口空気の絶対湿度Xoutとが同一である場合(S23:YES)、放熱完了時の蓄熱槽11内の水分量Mw(r)として算出したMwを記憶し(S24)、放熱運転を終了する。
On the other hand, if a predetermined heat dissipation completion time has elapsed, if the absolute humidity X out of absolute humidity X in the outlet air inlet air are the same (S23: YES), the amount of water in the
また、S11において放熱運転モードでないと判断された場合(S11:NO)、演算部19及びは処理を行わない保管モードに移行する(S25)。
Moreover, when it is judged that it is not the heat dissipation operation mode in S11 (S11: NO), it shifts to the storage mode which does not perform the
このようなダンパ制御により、目標となる温度の温水又は冷水を得ることができる。 By such damper control, hot water or cold water having a target temperature can be obtained.
<変形例3>
図13は、負荷に供給される冷媒と熱交換する直接接触型熱交換器を有する気化冷却器16aを採用する例を示す図である。実施形態に係る冷温水兼用熱交換器17のアプローチを0degと仮定することと同意となり、冷却用熱交換器15の冷却水温度が約32℃の場合の気化冷却器16aの供給冷水は14.8℃(図8Bの(4)気化冷却器出口の乾球温度)となり、冷却水温度を約17℃とした場合の供給冷水は8.8℃(図9Bの(4)気化冷却器出口の乾球温度)となり、より低温の冷水(すなわち、エクセルギーの高い冷水)が供給できるようになる。
<
FIG. 13 is a diagram illustrating an example in which a vaporization cooler 16a having a direct contact heat exchanger that exchanges heat with a refrigerant supplied to a load is employed. It is agreed that the approach of the
<変形例4>
図14は、ロータ式の熱回収熱交換器18aを備える冷温水供給装置1を示す図である。ロータ式の熱回収熱交換器18aは、図10に示した熱回収熱交換器18と同様に、冷温水供給装置1の排気系の流路と給気系の流路との間で熱交換を行う。例えば、ロータ式の熱回収熱交換器18aは、排気系と給気系とを区画する筐体内に回転自在に取り付けられたロータを有する。ロータは、回転することで、排気系を構成していた部分と給気系を構成していた部分とが入れ替わる。そして、排気が通過する際にロータに蓄熱されると共に、給気が通過する際に給気はロータの熱で昇温される。このようなロータ式の熱回収熱交換器18aを用いることでも、排気と外気の温度差に相当する熱ロスを低減することができる。
<
FIG. 14 is a diagram showing a cold / hot water supply apparatus 1 including a rotor-type heat
<変形例5>
図15は、フロンなどの冷媒循環系を有する熱回収熱交換器18bを設ける例を示す。この場合、系内に圧縮機を設置した蒸気圧縮式冷媒サイクルの構成でも、ヒートパイプでも良い。熱回収熱交換器18bも、図10に示した熱回収熱交換器18と同様に、冷温水供給装置1の排気系の流路と給気系の流路との間で熱交換を行う。このような熱回収熱交換器18を用いることでも、排気と外気の温度差に相当する熱ロスを低減することができる。
<
FIG. 15 shows an example in which a heat
<その他>
上述した実施形態及び変形例では、冷温水兼用熱交換器17において冷水又は温水を得るものとしたが、このような例には限定されない。例えばフロン系冷媒に熱を移して供給するものであってもよい。すなわち、負荷へ供給される熱媒は水に限定されず、冷温熱兼用熱交換器を備える冷温熱供給装置としてもよい。
<Others>
In the embodiment and the modification described above, cold water or hot water is obtained in the cold / hot water combined
上述した実施形態及び変形例では、放熱運転において外気をそのまま蓄熱槽に導入するものとしたが、加湿処理を行ってから蓄熱槽に導入するようにしてもよい。このようにすれば、季節によって外気の湿度が異なる場合も、蓄熱槽での発熱量を制御することができる。 In the embodiment and the modification described above, outside air is introduced as it is into the heat storage tank in the heat dissipation operation, but may be introduced into the heat storage tank after performing a humidification process. If it does in this way, also when the humidity of outside air changes with seasons, the emitted-heat amount in a thermal storage tank can be controlled.
上述のような冷温水供給装置は、都市域や工場・工業団地において、コジェネレーションシステムの廃熱のほか、工場廃熱、太陽熱、ヒートポンプ廃熱から冷暖房熱源を再生する大規模地域熱ネットワークにおいて用いることもできる。実施形態及び変形例に示した放熱運転時に蓄熱槽で生成される高温低湿の空気は、各種のバイオマス工場をはじめ、工場の乾燥工程等への利用に好適である。また、冷温水供給装置によれば、温熱利用だけでなく冷熱利用も可能であり、使用期間が所定の季節に限定されるような稼働率の問題は解決される。よって、熱ネットワークにおける生産側と利用側の統合システムに上述の冷温水供給装置を採用することで、空調システム系外からの熱を利用して空調システムのエネルギー消費を低減させることができる。 The above-mentioned cold / hot water supply devices are used in large-scale regional heat networks that regenerate air conditioning heat sources from factory waste heat, solar heat, and heat pump waste heat in addition to waste heat from cogeneration systems in urban areas, factories and industrial parks. You can also. The high-temperature and low-humidity air generated in the heat storage tank during the heat radiation operation shown in the embodiment and the modified example is suitable for use in various biomass factories, factory drying processes, and the like. Moreover, according to the cold / hot water supply device, not only the use of heat but also the use of cold energy is possible, and the problem of the operation rate that the use period is limited to a predetermined season is solved. Therefore, by adopting the above-described cold / hot water supply device in the integrated system on the production side and the use side in the heat network, it is possible to reduce the energy consumption of the air conditioning system by using heat from outside the air conditioning system.
なお、上述した実施形態及び変形例の内容は、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲において可能な限り組み合わせることができる。 In addition, the content of embodiment mentioned above and a modification can be combined as much as possible in the range which does not deviate from the technical idea of this invention.
1 冷温水供給装置
11 蓄熱槽
121〜127 ダンパ
13 ファン
14 蓄熱用熱交換器
15 冷却用熱交換器
16 気化冷却器
17 冷温水兼用熱交換器
18 熱回収用熱交換器
19 演算部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cold / hot
Claims (8)
前記吸着剤の機能を再生するための気体を生成する蓄熱用熱交換器と、
当該気体を前記蓄熱槽に供給する送気手段と、
前記吸着剤を発熱させて生成した高温低湿気体と熱交換して当該高温低湿気体を冷却するための冷却用熱交換器と、
前記冷却用熱交換器を用いて熱交換した後の前記高温低湿気体を、液体の気化熱を利用してさらに冷却する気化冷却器と、
前記高温低湿気体、又は当該高温低湿気体を冷却した後の気体を用いて、負荷に供給される熱媒と熱交換を行う冷温熱兼用熱交換器と、
を備える冷温熱供給装置。 A heat storage tank containing an adsorbent that generates heat by adsorbing the adsorbate;
A heat storage heat exchanger for generating a gas for regenerating the function of the adsorbent;
An air supply means for supplying the gas to the heat storage tank;
A heat exchanger for cooling to cool the high temperature and low humidity gas by exchanging heat with the high temperature and low humidity gas generated by heating the adsorbent;
A vaporization cooler that further cools the high-temperature and low-humidity gas after heat exchange using the cooling heat exchanger using heat of vaporization of liquid,
Using the high-temperature and low-humidity gas, or the gas after cooling the high-temperature and low-humidity gas, a heat exchanger for cooling and heating that performs heat exchange with the heat medium supplied to the load,
A cold / hot supply device comprising:
をさらに備える請求項1に記載の冷温熱供給装置。 The cold / hot heat according to claim 1, further comprising a heat recovery heat exchanger that exchanges heat between the gas discharged from the cold / hot heat exchanger and an external gas taken into the heat storage heat exchanger. Feeding device.
請求項1又は2に記載の冷温熱供給装置。 The cold / hot heat supply apparatus according to claim 1 or 2, wherein the heat medium supplied to the heat storage heat exchanger is heat supplied from a renewable energy source or predetermined exhaust heat.
請求項1から3のいずれか一項に記載の冷温熱供給装置。 The cold / hot heat supply apparatus as described in any one of Claim 1 to 3 with which the refrigerant | coolant or well water from a cooling tower is supplied to the said heat exchanger for cooling.
請求項1から4のいずれか一項に記載の冷温熱供給装置。 The cold / heat supply apparatus according to any one of claims 1 to 4, further comprising a damper that adjusts an amount of the gas that has passed through the cold / hot heat exchanger that is circulated in the cold / heat supply apparatus.
請求項5に記載の冷温熱供給装置。 The cold / hot heat supply apparatus according to claim 5, further comprising a valve for reducing the amount of water introduced into the cold / hot heat exchanger when a heat generation capacity of the adsorbent is lower than a predetermined reference.
前記蓄熱用熱交換器が供給する前記気体によって前記吸着剤の機能を再生する工程と、
前記高温低湿気体を用いて前記冷温熱兼用熱交換器が熱交換を行い、温熱を生成する工程と、
を含む温熱生成方法。 A heat storage tank that contains an adsorbent that generates heat by adsorbing adsorbate, a heat storage heat exchanger that generates a gas for regenerating the function of the adsorbent, and an air supply that supplies the gas to the heat storage tank And a heat exchanger for cooling to exchange heat with the high-temperature and low-humidity gas generated by heating the adsorbent, and the high-temperature and low-humidity gas or the gas after cooling the high-temperature and low-humidity gas A heat generation method performed using a cold / hot heat supply device comprising a heat medium supplied to a load and a cold / hot heat combined heat exchanger for exchanging heat,
Regenerating the function of the adsorbent with the gas supplied by the heat storage heat exchanger;
Using the high-temperature and low-humidity gas, the cold / hot heat exchanger performs heat exchange to generate heat; and
A method for generating heat.
前記蓄熱用熱交換器が供給する前記気体によって前記吸着剤の機能を再生する工程と、
前記冷却用熱交換器が前記高温低湿気体を冷却する工程と、
前記高温低湿気体を冷却した後の気体を用いて前記冷温熱兼用熱交換器が熱交換を行い、冷熱を生成する工程と、
を含む冷熱生成方法。 A heat storage tank containing an adsorbent that generates heat by adsorbing an adsorbate, a heat storage heat exchanger that supplies a gas for regenerating the function of the adsorbent to the heat storage tank, and heating the adsorbent. Combined with the heat exchanger for cooling to cool by exchanging heat with the generated high-temperature and low-humidity gas, and cooling and heat combined with heat exchange using the high-temperature and low-humidity gas or the gas after cooling the high-temperature and low-humidity gas A cold heat generation method performed using a cold / hot heat supply apparatus including a heat exchanger,
Regenerating the function of the adsorbent with the gas supplied by the heat storage heat exchanger;
The cooling heat exchanger cooling the high temperature and low humidity gas;
Using the gas after cooling the high-temperature, low-humidity gas, the heat / heat exchanger combined with heat and cold generates heat,
A method for generating cold.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015208358A JP6591857B2 (en) | 2015-10-22 | 2015-10-22 | Cold / Heat Supply Device, Heat Generation Method, and Cold Heat Generation Method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015208358A JP6591857B2 (en) | 2015-10-22 | 2015-10-22 | Cold / Heat Supply Device, Heat Generation Method, and Cold Heat Generation Method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017083026A true JP2017083026A (en) | 2017-05-18 |
JP6591857B2 JP6591857B2 (en) | 2019-10-16 |
Family
ID=58714006
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015208358A Active JP6591857B2 (en) | 2015-10-22 | 2015-10-22 | Cold / Heat Supply Device, Heat Generation Method, and Cold Heat Generation Method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6591857B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115076599A (en) * | 2022-04-28 | 2022-09-20 | 哈尔滨工业大学 | Direct contact type gas-heat common storage device and energy storage system |
-
2015
- 2015-10-22 JP JP2015208358A patent/JP6591857B2/en active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115076599A (en) * | 2022-04-28 | 2022-09-20 | 哈尔滨工业大学 | Direct contact type gas-heat common storage device and energy storage system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6591857B2 (en) | 2019-10-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Shahzad et al. | Experimental evaluation of a solid desiccant system integrated with cross flow Maisotsenko cycle evaporative cooler | |
Wang et al. | Adsorption refrigeration—an efficient way to make good use of waste heat and solar energy | |
Zhang et al. | Performance study of a heat pump driven and hollow fiber membrane-based two-stage liquid desiccant air dehumidification system | |
KR101594422B1 (en) | Solar energy dehumidifying and cooling air system | |
CA2966046C (en) | Dehumidification system and method | |
JP2003130391A (en) | Air conditioner | |
JP5576327B2 (en) | Air conditioning system | |
US20140318369A1 (en) | Dehumidification apparatus, and air conditioning apparatus and air conditioning system having the same | |
JP5542701B2 (en) | Low temperature regeneration desiccant air conditioner | |
KR101441486B1 (en) | Cooling apparatus using an absorption refrigerator and a desiccant cooling system | |
JP2011242117A (en) | Low temperature regenerative desiccant air conditioner | |
JP6165150B2 (en) | Dehumidifier and method of using the same | |
Guan et al. | Optimal flow type in internally-cooled liquid-desiccant system driven by heat pump: Component level vs. System level | |
JP4420463B2 (en) | Desiccant ventilation system | |
JP6018938B2 (en) | Air conditioning system for outside air treatment | |
Van den Bulck et al. | Second law analysis of solid desiccant rotary dehumidifiers | |
Mohammed et al. | Desiccants enabling energy-efficient buildings: A review | |
JP2015014379A (en) | Air conditioning system | |
JP2013234771A (en) | Drying system equipped with dehumidifying mechanism for dry air | |
JP6591857B2 (en) | Cold / Heat Supply Device, Heat Generation Method, and Cold Heat Generation Method | |
JP6083123B2 (en) | Adsorption heat pump system and drive method of adsorption heat pump | |
JPH11132502A (en) | Dehumidifying air conditioner system | |
KR20170024868A (en) | Liquid desiccant dehumidification system, system and method for ventilation using the same | |
JP6673670B2 (en) | Thermal waste heat storage system and method of operating thermal waste heat storage system | |
JP2002340370A (en) | Exhaust heat cascade using system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20181022 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190814 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190820 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190919 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6591857 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |