JP2527221B2 - 冷暖房装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は大規模冷暖房装置に関し、特に、海岸立地の
建物に設備される海水を利用し設備スペースや運転コス
トの有利な大規模冷暖房装置に関する。

〈従来の技術〉 ビルディング等の空調用熱源として、冷媒ガスをター
ボコンプレッサーで圧縮するターボ冷凍機や冷媒ガスを
ロータリコンプレッサーで圧縮するスクリュー冷凍機が
一般に利用されている。

しかしながらこのような冷凍機は、冷媒ガスを圧縮す
る為大電力を要し契約電力の点で不利であり、又振動，
騒音が発生するという問題がある。

その為、コンプレッサーを使用しない吸収式冷凍機も
使用されていた。

吸収式冷凍機は蒸発器において冷媒を蒸発させて伝熱
コイル中の熱媒体から冷媒の気化熱として熱を奪い、蒸
発した冷媒ガスを吸収剤で吸収させ、冷媒を吸収した吸
収剤を再生器において加熱し冷媒をガス状にして分離
し、分離した冷媒ガスを凝縮器で冷却液化して再び冷媒
として用いるものである。

〈発明が解決しようとする課題〉 上記吸収式冷凍機は大電力を要しないという利点はあ
ったが、再生器や凝縮器が必要な為、設備コストや設備
スペースの点で問題があり、又消費エネルギー当りの冷
却熱量、すなわち成績係数（COP）がターボ冷凍機やス
クリュー冷凍機に劣るという問題があった。

本発明は上記課題を解決する為に成されたもので、海
水を利用することにより吸収式冷凍機の再生器や吸収器
を不要とし、設備スペースの小さい、又設備コストの低
い冷凍機を用いた冷暖房装置を提供することを目的とす
る。

〈課題を解決するための手段〉 海水を逆浸透膜に対して加圧し逆浸透膜を通過した淡
水と逆浸透膜を通過していない濃縮海水に分離して海水
を濃縮し、淡水を伝熱コイルに散水して蒸発させる蒸発
器より発生する水蒸気を前記濃縮された海水で吸収さ
せ、前記蒸発器の伝熱コイルを通流する熱媒体を低熱源
とし、前記吸収器の底部に溜まる海水を高熱源として冷
暖房ユニットに用いる。

蒸発器に散水する淡水としては逆浸透膜を通過させて
得られた淡水を用いることもできる。

〈作用〉 蒸発器の伝熱コイルに散水された淡水が蒸発すると伝
熱コイル内の熱媒体から気化熱を奪い熱媒体を冷却す
る。冷却された熱媒体は冷暖房ユニットの低熱源とな
る。又、濃縮された海水は水蒸気をよく吸収するので蒸
発器で発生する水蒸気は吸収器で濃縮海水に吸収され、
蒸発器の水蒸気圧力より吸収器の水蒸気圧力の方が低く
なり、水蒸気は蒸発器より吸収器へ流れ冷媒である淡水
の水蒸気をコンプレッサーで圧縮する必要がない。

濃縮海水が水蒸気を吸収すると熱が発生し高温となり
冷暖房ユニットの高熱源として用いられる。淡水や濃縮
海水は海水を逆浸透膜を通過させて得られるので、水蒸
気を吸収した濃縮海水を再び用いる為の再生器や凝縮器
を必要としない。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

図は本発明の一実施例を示す全体構成図である。図に
おいて１は海中に縦長に配置された海水タンクであり、
下部に多数の海水導入孔4,4…と加圧ポンプ３が設けら
れ、中間に二層の逆浸透膜2,2が配置されている。

加圧ポンプ３は海水導入孔4,4…から海水を均一に吸
引し、逆浸透膜2,2に対し加圧する。

海水は逆浸透膜を通過すると、下部の低温高濃度海水
５と中間部の低濃度海水６と上部の淡水７に分離され
る。すなわち、これらは海水淡水化装置８を構成してい
る。

工業用水タンク10は吸収式冷凍機24に用いる淡水７を
一時蓄えるタンクで、淡水７はポンプ11で導入されたポ
ンプ12で吸収式冷凍機24へ送り込まれる。

飲料水タンク15は淡水７を一部飲料粋として用いる場
合これを一時蓄えるタンクで、淡水７はポンプ13で導入
され、ポンプ14で飲料水系統へ送られる。

16は蒸発器であり、内部に配置された伝熱コイル18に
膨張弁17で減圧された淡水を散水ノズル19で散水し、淡
水の気化熱により伝熱コイル18内の熱媒体を冷却する。

20は吸収器であり、減圧弁21を通して導入された低温
高濃度海水５を散水ノズル23より散水して、蒸発器16よ
り導かれた水蒸気と接触させてこれを吸収する。

尚、水蒸気を吸収するとき熱を発生するので必要に応
じ冷却コイル22に淡水を循環させて海水を冷却させるこ
とができる。

蒸発器16と吸収器20により吸収式冷凍機24が構成され
ている。

25はポンプで水蒸気を吸収して吸収器20の底部に溜ま
る海水を海中に排出する。

36は冷暖房ユニットでファン35によって循環される室
内の空気をクーリングコイル33及び加熱コイル34の周囲
を通過させて冷却又は加熱する。

26はポンプで吸収器20底部に溜まる海水を加熱コイル
34に循環させる。

27はポンプで熱媒体を伝熱コイル18とクーリングコイ
ル33の間を循環させる。

28乃至32はバルブで熱媒体や海水を通過或いは停止さ
せる。

本実施例は以上の様に構成されているが、次にこの作
用を説明する。

装置が冷房用として用いられるときはバルブ28及び31
は閉じられポンプ26は停止される。

この場合、工業用水タンク10より蒸発器16に導入され
る淡水は減圧弁17で減圧され、散水ノズル19より伝熱コ
イル18に散水され伝熱コイル18内の熱媒体の熱を奪って
蒸発する。

蒸発器16で発生する水蒸気は吸収器20に導入され、こ
こで低温高濃度海水と接触して吸収される。吸収器20に
導入される低温高濃度海水は減圧弁21で減圧され、散水
ノズル23で散水されて蒸発器16で発生する水蒸気を吸収
するが、そのとき熱が発生し高温となるので水蒸気の吸
収能力を高める為、冷却コイル22に淡水を循環させて冷
却する。

蒸発器16及び吸収器20の空間には飽和水蒸気が充満し
ているが、淡水の飽和蒸気圧の方が濃縮海水の飽和蒸気
圧より高いので、水蒸気はコンプレッサーを用いること
なく蒸発器16から吸収器20へ導入される。

伝熱コイル18内の熱媒体はクーリングコイル33を循環
し室内の空気を冷却する。

装置が暖房用として用いられるときはバルブ30は閉じ
られポンプ12,27は停止される。

この場合、工業用水タンク10より蒸発器16に導入され
る淡水は減圧弁17で減圧され、散水ノズル19で伝熱コイ
ル18に散水された伝熱コイル18より熱を奪って蒸発す
る。

淡水が蒸発するとき気化熱を奪って低温となるので蒸
発能力を高める為バルブ29,28を開き、工業用水を伝熱
コイル18に導いて淡水を加熱する。

加熱されて高い圧力となる蒸発器16内の水蒸気は吸収
器20に導かれ高濃度海水に吸収され、蒸発潜熱を高濃度
海水に与えてこれを加熱する。

加熱された高濃度海水は加熱コイル34を循環し室内の
空気を加熱する。

尚、高濃度海水と室内空気とを接触させるようにすれ
ば、室内空気の水蒸気が高濃度海水に吸収されて室内空
気の除湿を行うことも可能である。

吸収器20に溜まる海水はポンプ25により海中に排出さ
れる。

本発明の実施例は以上の様に構成されているが発明は
これに限らず、例えば蒸発器に供給される淡水は工業用
水が安価に得られるところでは任意の淡水を用いること
ができる。

〈発明の効果〉 以上、説明した様に本発明は海水を逆浸透膜に対して
加圧し、逆浸透膜を通過した淡水と逆浸透膜を通過して
いない濃縮海水に分離して海水を濃縮し、淡水を伝熱コ
イルに散水して蒸発させる蒸発器より発生する水蒸気を
前記濃縮された海水で吸収させ、前記蒸発器の伝熱コイ
ルを通流する熱媒体を低熱源とし、前記吸収器の底部に
溜まる海水を高熱源として冷暖房ユニットに用いるの
で、冷媒を圧縮する為のコンプレッサーが不要であり、
契約電力が削減され、騒音や振動が低減されウォータフ
ロント等に建設される建物に経済的な冷暖房装置を提供
することができる。

又、飲料水を安価に得ることのできない離島に建設す
れば飲料水を経済的に提供できる。

更に、淡水や濃縮海水は海水を逆浸透膜を通過させて
得られるので、水蒸気を吸収した濃縮海水を再び用いる
為の再生器や凝縮器が必要でなく設置スペースや建設コ
ストで有利な冷暖房装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明の実施例を示す冷暖房装置の全体構成図で
ある。 １…海水タンク,2…逆浸透膜,3…加圧ポンプ,4…海水導
入孔,5…低温高濃度海水,6…低濃度海水,7…淡水,8…海
水淡水化装置,10…工業用水タンク,11〜14…ポンプ,15
…飲料水タンク,16…蒸発器,17…膨張弁,18…伝熱コイ
ル,19…散水ノズル,20…吸収器,21…減圧弁,22…冷却コ
イル,23…散水ノズル,24…吸収式冷凍機,25〜27…ポン
プ,28〜32…バルブ,33,クーリングコイル,34…加熱コイ
ル,35…ファン,36…冷暖房ユニット。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】海水を逆浸透膜に対して加圧し逆浸透膜を
   通過した淡水と逆浸透膜を通過していない濃縮海水に分
   離する海水淡水化装置と、当該海水淡水化装置で得られ
   た淡水を伝熱コイルに散水して蒸発させる蒸発器と、該
   蒸発器により発生する水蒸気を導入しこれに前記海水淡
   水化装置で得られた濃縮海水と接触させ水蒸気を吸収す
   る吸収器と、前記蒸発器の伝熱コイルを流通する熱媒体
   を低熱源とし、前記吸収器の底部に溜まる海水を高熱源
   とする冷暖房ユニットより成る冷暖房装置。
2. 【請求項２】海水を逆浸透膜に対して加圧し逆浸透膜を
   通過した淡水と逆浸透膜を通過していない濃縮海水に分
   離する海水淡水化装置と、淡水を伝熱コイルに散水して
   蒸発させる蒸発器と、該蒸発器より発生する水蒸気を導
   入しこれに前記海水淡水化装置で得られた濃縮海水と接
   触させ水蒸気を吸収する吸収器と、前記蒸発器の伝熱コ
   イルを通流する熱媒体を低熱源とし、前記吸収器の底部
   に溜まる海水を高熱源とする冷暖房ユニットより成る冷
   暖房装置。