JP3309760B2 - Cold transport medium, cold transport method, cold transport system and method for changing melting point of semi-clathrate hydrate - Google Patents

Cold transport medium, cold transport method, cold transport system and method for changing melting point of semi-clathrate hydrate

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JP3309760B2
JP3309760B2 JP09600597A JP9600597A JP3309760B2 JP 3309760 B2 JP3309760 B2 JP 3309760B2 JP 09600597 A JP09600597 A JP 09600597A JP 9600597 A JP9600597 A JP 9600597A JP 3309760 B2 JP3309760 B2 JP 3309760B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は冷熱の輸送方法及び
そのシステムに関するものである。
The present invention relates to a method and a system for transporting cold heat.

【0002】[0002]

【従来の技術】冷熱の輸送媒体として、従来から気体水
和物を用いることが検討されている。この気体水和物
は、包接水和物とも呼ばれ、水分子で構成された籠状の
包接格子の中に、メタン、エタン、プロパン、フロン1
1,フロン12等の気体分子がゲストとして包み込まれ
て結晶化する化合物である。
2. Description of the Related Art The use of gaseous hydrate as a transport medium for cold heat has been studied. This gaseous hydrate is also called clathrate hydrate, and methane, ethane, propane, and chlorofluorocarbon are contained in a cage-like clathrate lattice composed of water molecules.
It is a compound in which gas molecules such as 1, Freon 12 and the like are encapsulated as a guest and crystallized.

【0003】そして、この気体水和物は、結晶析出温度
(臨界分解点温度)が氷点よりも高く、5〜20℃の温
度範囲内にあり、その生成熱も氷の潜熱に近い70〜9
0cal/g にあるので、この気体水和物の特性を生かして
冷熱の蓄熱材あるいは冷熱の輸送媒体として利用するこ
とが検討されている。
[0003] The gas hydrate has a crystal precipitation temperature (critical decomposition point temperature) higher than the freezing point and is in a temperature range of 5 to 20 ° C, and its heat of formation is 70 to 9 which is close to the latent heat of ice.
Since it is at 0 cal / g, utilization of the gas hydrate as a cold heat storage material or a cold heat transport medium is being studied.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の気体水
和物の主流を占めるフロン系水和物には、周知のように
オゾン層破壊などの環境汚染の問題があり、また、気体
水和物の臨界分解点の圧力は極めて高いものや、また真
空圧力が必要なものであり、実用化には問題がある。本
発明は、上記のような問題点を解消できる冷熱の輸送媒
体を用いた冷熱輸送方法を提供することを課題とするも
のである。
However, fluorocarbon hydrates, which dominate the above-mentioned gas hydrates, have a problem of environmental pollution such as depletion of the ozone layer. Since the pressure at the critical decomposition point of a substance is extremely high or requires a vacuum pressure, there is a problem in practical use. An object of the present invention is to provide a cold transport method using a cold transport medium that can solve the above-described problems.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の冷熱輸送媒体
は、水分子で構成された籠状の包接格子内に 4 9 基ま
たはiso-C 5 11 基を持つオニウム塩がゲストとして包
み込まれて大気圧下で結晶化する準包接水和物(液液ク
ラスレート)を有し、冷熱を必要とする設備に供給さ
れ、当該設備において熱を吸収して一部又は全部が水溶
液となった状態で回収されることを特徴とする冷熱輸送
媒体である。
According to the present invention, there is provided a cold and heat transport medium comprising a C 4 H 9 group in a cage-like inclusion lattice composed of water molecules.
Or quasi-clathrate hydrate (liquid-liquid clathrate) in which an onium salt having an iso-C 5 H 11 group is encapsulated as a guest and crystallized under atmospheric pressure, and supplied to equipment that requires cold heat The cold transport medium is characterized in that the facility absorbs heat in the facility and is partially or entirely recovered as an aqueous solution.

【0006】ここで、オニウム塩とは、アンモニウム塩
(ammonium),フォスフォニウム塩(phosphonium),
サルフォニウム塩(sulfonium)等であり、また準包接
水和物(液液クラスレート、液液包接水和物とも呼ばれ
ている)は、ゲストが気体ではないため、その水和物の
結晶構造は気体水和物よりも複雑である。本発明の冷熱
輸送媒体に用いられる準包接水和物のゲストとなる 4
9 基またはiso-C 5 11 基を持つオニウム塩としては、
テトラnブチルアンモニウム塩([CH 3 (CH 2 3 4
NBr:略称TBAB)が挙げられる。
Here, onium salts include ammonium salts (ammonium), phosphonium salts (phosphonium),
Sulfonium salts (sulfonium), etc., and semi-clathrate hydrates (also called liquid-liquid clathrates and liquid-liquid clathrate hydrates) are crystals of the hydrate because the guest is not a gas The structure is more complex than gas hydrate. C 4 serving as a guest of the semi-clathrate hydrate used in the cold transport medium of the present invention
Onium salts having an H 9 group or an iso-C 5 H 11 group include
Tetra nbutylammonium salt ([CH 3 (CH 2 ) 3 ] 4
NBr: TBAB).

【0007】なお、臭素(Br)の代わりにF,Cl,
CHO4、CH3CO2、HCO3、OH、NO3、Cr
3、WO4などのテトラnブチルアンモニウム塩でも良
い。
[0007] Instead of bromine (Br), F, Cl,
CHO 4 , CH 3 CO 2 , HCO 3 , OH, NO 3 , Cr
Tetra n-butyl ammonium salts such as O 3 and WO 4 may be used.

【0008】本発明の冷熱輸送方法は、冷熱輸送媒体と
して、水分子で構成された籠状の包接格子内に 4 9
またはiso-C 5 11 基を持つオニウム塩がゲストとして
包み込まれて大気圧下で結晶化する準包接水和物(液液
クラスレート)を有し、冷熱を必要とする設備に供給さ
れ、当該設備において熱を吸収して一部又は全部が水溶
液となった状態で回収される冷熱輸送媒体を使用するこ
とを特徴とするものである。本発明の他の冷熱輸送方法
は、冷熱輸送媒体の融点を冷熱が必要な設備における利
用熱量に応じて変更し、冷熱が必要な設備に供給するこ
とを特徴とするものである。この場合、ゲストの濃度を
調整することにより冷熱輸送媒体の融点を変更してもよ
い。また、冷熱が必要な設備での使用熱量に応じてゲス
トの濃度を調整することにより冷熱輸送媒体の融点を変
更するようにしてもよい。
According to the cold transport method of the present invention, a C 4 H 9 group is contained in a cage-shaped inclusion lattice made of water molecules as a cold transport medium.
Alternatively , an onium salt having an iso-C 5 H 11 group is wrapped as a guest and has a quasi-clathrate hydrate (liquid-liquid clathrate) that crystallizes under atmospheric pressure, and is supplied to equipment that requires cold heat. The present invention is characterized in that a cold transport medium is used which is recovered in a state where a part or all of the equipment absorbs heat and becomes an aqueous solution. Another cold transport method of the present invention is characterized in that the melting point of a cold transport medium is changed in accordance with the amount of heat used in a facility requiring cold heat and is supplied to a facility requiring cold heat. In this case, the melting point of the cold transport medium may be changed by adjusting the concentration of the guest. Alternatively, the melting point of the cold transport medium may be changed by adjusting the concentration of the guest according to the amount of heat used in equipment that requires cold heat.

【0009】本発明の冷熱輸送システムは、熱交換器が
設けられた設備に上記のクラスレートを供給する供給管
路と、前記設備において熱を吸収して溶けた水溶液を回
収する回収管路とを備えている。本発明の他の冷熱輸送
システムは、熱交換器が設けられた複数個の設備に上記
クラスレートを供給する供給管路と、前記設備におい
て熱を吸収して溶けた水溶液を回収する回収管路とを備
え、供給管路と回収管路とが並行して付設されているこ
とを特徴とする。上記冷熱輸送システムにおいて、供給
管路は、例えばクラスレートの貯蔵容器に接続される。
また、上記冷熱輸送システムにおいて、回収管路は、例
えば熱を吸収して溶けた水溶液の貯蔵容器に接続されて
いる。また、回収管路は、熱を吸収して溶けた水溶液
少なくとも1つのクラスレート生成装置に回収する管路
であってもよい。さらに、上記冷熱輸送システムの供給
管路及び回収管路は、クラスレートの貯蔵容器及び熱を
吸収して溶けた水溶液の貯蔵容器をそれぞれ介して接続
されていてもよい。本発明の冷熱輸送システムは、水分
を吸収する吸収液を用いて除湿を行い、水分を吸収した
吸収液を熱を加えることにより再生する除湿システムが
併設され、クラスレート生成装置の排熱が水分を吸収し
た吸収液を再生するための熱源として利用されるもので
もよい。上記の除湿システムは、例えば冷熱を必要とす
る施設の除湿を行うものである。本発明の他の冷熱輸送
システムは、上記のクラスレートを供給する供給管路
と、熱を吸収して溶けた水溶液を回収する回収管路と、
水分を吸収する高濃度の吸収液の供給管路と、水分を吸
収して低濃度になった吸収液を回収する回収管路とを備
え、クラスレートを供給する供給管路と水溶液を回収す
る回収管路、並びに、高濃度の吸収液の供給管路と低濃
度になった吸収液を回収する回収管路とが並行して付設
されていることを特徴とする。この冷熱輸送システム
は、熱を加えることにより高濃度の吸収液を再生する再
生装置と、熱を吸収して溶けた水溶液から上記の冷熱輸
送媒体を生成する蒸気吸収式冷凍機からなるクラスレー
ト生成装置を備え、蒸気吸収式冷凍機の排熱を再生装置
において高濃度の吸収液を再生するための熱源として利
用するものである。
[0009] The cold heat transport system of the present invention comprises a supply pipe for supplying the above-mentioned clathrate to equipment provided with a heat exchanger, and a recovery pipe for absorbing heat in the equipment and recovering a dissolved aqueous solution. It has. Another cold heat transport system of the present invention includes a supply pipe for supplying the above-mentioned clathrate to a plurality of facilities provided with a heat exchanger, and a collection pipe for collecting heat and melting an aqueous solution in the facility. And a supply pipe and a recovery pipe are provided in parallel. In the above cold transport system, the supply line is connected to, for example, a clathrate storage container.
In the above cold transport system, the recovery pipe is connected to, for example, a storage container for an aqueous solution that has absorbed and melted heat. In addition, the recovery pipe may be a pipe that recovers the aqueous solution that has absorbed and melted the heat to at least one clathrate generation device. Further, the supply line and the recovery line of the cold heat transport system may be connected to each other via a clathrate storage container and a storage container for an aqueous solution that has absorbed and melted heat. The cold heat transport system of the present invention is provided with a dehumidification system that performs dehumidification using an absorbing solution that absorbs moisture and regenerates the absorbing solution that has absorbed moisture by applying heat, and the exhaust heat of the clathrate generation device is It may be used as a heat source for regenerating an absorbing solution that has absorbed water. The above-mentioned dehumidification system is for dehumidifying a facility that requires cold heat, for example. Another cold transport system of the present invention is a supply line for supplying the above-mentioned clathrate , a collection line for absorbing heat and collecting a dissolved aqueous solution ,
A supply line for supplying a high-concentration absorbing solution that absorbs water, and a recovery line for collecting a low-concentration absorbing solution that absorbs water, and a supply line for supplying clathrate and an aqueous solution are collected. A recovery line, and a supply line for supplying a high-concentration absorbent and a recovery line for recovering the low-concentration absorbent are provided in parallel. This cold transport system is composed of a regenerator that regenerates a high-concentration absorbent by applying heat, and a vapor absorption refrigerator that absorbs heat and generates the cold transport medium from the dissolved aqueous solution. An apparatus is provided, and the exhaust heat of a vapor absorption refrigerator is used as a heat source for regenerating a high-concentration absorbent in a regenerator.

【0010】本発明の準包接水和物の融点変更方法は、
冷熱を必要とする設備に供給され、当該設備において熱
を吸収して一部又は全部が水溶液となった状態で回収さ
れる、水分子で構成された籠状の包接格子内に 4 9
またはiso-C 5 11 基を持つオニウム塩がゲストとして
包み込まれて結晶化する準包接水和物の融点をゲストの
濃度を調整することにより変更することを特徴とするも
のである。本発明の他の準包接水和物の融点変更方法
は、冷熱を必要とする設備に供給され、当該設備におい
て熱を吸収して一部又は全部が水溶液となった状態で回
収される、水分子で構成された籠状の包接格子内に 4
9 基またはiso-C 5 11 基を持つオニウム塩がゲストと
して包み込まれて結晶化し、冷熱輸送媒体として利用さ
れる準包接水和物の融点を、冷熱を必要とする設備の使
用熱量に応じてゲストの濃度を調整することにより変更
することを特徴とする。
[0010] The method for changing the melting point of the semi-clathrate hydrate according to the present invention comprises:
C 4 H is supplied into a cage-like cladding lattice composed of water molecules, which is supplied to equipment that requires cold heat, absorbs heat in the equipment, and is partially or wholly recovered as an aqueous solution. 9 units
Alternatively, the melting point of a quasi-clathrate hydrate that is crystallized by enclosing an onium salt having an iso-C 5 H 11 group as a guest is changed by adjusting the concentration of the guest. Another method of changing the melting point of the semi-clathrate hydrate of the present invention is supplied to equipment that requires cold heat, and the heat is absorbed in the equipment and part or all is recovered in a state of an aqueous solution, C 4 is contained in a cage-like inclusion lattice composed of water molecules.
The onium salt having H 9 group or iso-C 5 H 11 group is encapsulated as a guest and crystallized, and the melting point of the quasi-clathrate hydrate used as a cold transport medium is determined by the amount of heat used in equipment that requires cold heat. It is characterized by changing the concentration of the guest according to the above.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明方法を製鉄所に適用した場
合を例にして説明する。この場合の設備の一例を図1に
より説明する。ここで使用する冷熱輸送媒体としての液
液クラスレートは水ー臭化テトラn ブチルアンモニウム
(水−TBAB系)であり、大気圧下で容易に生成でき
るという特徴を持っている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An example in which the method of the present invention is applied to a steel mill will be described. An example of the equipment in this case will be described with reference to FIG. The liquid-liquid clathrate used as the cold transport medium used here is water-tetra- n -butylammonium bromide (water-TBAB system), which has a feature that it can be easily produced at atmospheric pressure.

【0012】そして、このクラスレート融点は、濃度が
40%程度の場合11.5℃で、融解熱は40〜50kc
al/kgである。なお、融点は、濃度を調整することによ
り、ほぼ0℃〜12℃の範囲で変えることができる。
The clathrate has a melting point of 11.5 ° C. when the concentration is about 40%, and a heat of fusion of 40 to 50 kc.
al / kg. The melting point can be changed in a range of approximately 0 ° C. to 12 ° C. by adjusting the concentration.

【0013】図1で、符号4は、冷熱を必要とする設
備、例えば空気圧縮機で、ここでは圧縮動力を低減させ
るために、吸気を冷却しており、冷却のために冷熱が必
要である。ここで必要とされる冷熱はクラスレート供給
管路1から供給される。
In FIG. 1, reference numeral 4 denotes equipment requiring cold heat, for example, an air compressor, which cools the intake air to reduce the compression power, and requires cold heat for cooling. . The cold required here is supplied from the clathrate supply line 1.

【0014】そして、設備4で冷熱を供給し、溶けた水
溶液は管路2を介してクラスレートを製造する冷却装置
3に回収される。ここでの、冷却装置は、例えば、電気
を利用した機械式冷凍機や、蒸気や温水を利用した吸収
式冷凍機である。この蒸気や温水のための熱源として
は、例えば加熱炉排ガスから熱回収された熱源等、従来
余り活用されていなかった低質の熱源が活用・利用され
る。
[0014] Cooling heat is supplied by the facility 4, and the dissolved aqueous solution is recovered through the pipe 2 to the cooling device 3 for producing a clathrate. The cooling device here is, for example, a mechanical refrigerator using electricity or an absorption refrigerator using steam or hot water. As a heat source for the steam or the hot water, a low-quality heat source, which has not been used so far, such as a heat source recovered from exhaust gas from a heating furnace, is used and used.

【0015】なお、冷熱を必要とする設備としては上記
の空気圧縮機での空気冷却装置の他に、空調装置での空
気冷却装置等がある。なお、設備4と装置3との間で、
利用流量に時間的なずれが生ずる場合を考慮して、管路
1にクラスレート貯蔵容器5が、管路2に水溶液貯蔵容
器6が接続されている。
As equipment requiring cold heat, there are an air cooling apparatus for an air conditioner and the like in addition to the air cooling apparatus for the air compressor. In addition, between equipment 4 and apparatus 3,
The clathrate storage container 5 is connected to the pipeline 1 and the aqueous solution storage container 6 is connected to the pipeline 2 in consideration of a case where a time lag occurs in the use flow rate.

【0016】すなわち、低質の熱が多量に発生する時
は、その熱を利用して水溶液を冷却し、クラスレートを
製造してクラスレートを貯蔵容器5に貯蔵する。そし
て、クラスレートを多量に必要とする時は、貯蔵容器5
に貯蔵されたクラスレートを使用する。
That is, when a large amount of low-quality heat is generated, the aqueous solution is cooled by using the heat, a clathrate is produced, and the clathrate is stored in the storage container 5. When a large amount of clathrate is required, the storage container 5
Use the stored clathrate.

【0017】一方、低質の熱が少量しか発生せず、しか
も多量のクラスレートが必要な時は、多量の水溶液が発
生する。この発生した水溶液は貯蔵容器6に貯蔵され
る。そして、クラスレートの供給管路1と、溶けた水溶
液の回収管路2とは、冷熱を必要とする設備4とクラス
レートを製造する冷却装置3とを介して接続されてい
る。
On the other hand, when only a small amount of low-quality heat is generated and a large amount of clathrate is required, a large amount of aqueous solution is generated. The generated aqueous solution is stored in the storage container 6. The supply line 1 for the clathrate and the recovery line 2 for the dissolved aqueous solution are connected via a facility 4 that requires cold heat and a cooling device 3 that manufactures the clathrate.

【0018】こうして、クラスレートの供給管路と溶け
た水溶液の回収管路を並行して、対象地域に循環して付
設することによって、広い場所であっても設備間の距離
は短く、一巡回路で全ての冷熱を必要とする設備を網羅
することができる。
In this way, the clathrate supply line and the dissolved aqueous solution recovery line are circulated and provided in parallel in the target area, so that the distance between the facilities is short even in a wide place, and Roads can cover all equipment that requires cooling.

【0019】このため、少ない設備投資で広範な地域に
散在する冷熱を必要とする設備に冷熱を供給することが
できる。なお、本発明で利用されるクラスレートは、ゲ
スト(TBAB)の濃度を調整することにより、その融
点を0〜12℃の範囲で変えることができるため、冷熱
を必要とする設備において、季節、時間でその利用熱量
が変化する場合でも、その利用熱量に合わせて最適な融
点にすることができる。
[0019] Therefore, it is possible to supply cold heat to equipment that needs cold heat scattered in a wide area with a small capital investment. Incidentally, clathrates utilized in the present invention, by adjusting the concentration of the guest (TBAB), since its melting point can be varied in the range of 0 to 12 ° C., in equipment that requires a cold heat, season, Even when the amount of heat used changes with time, an optimum melting point can be obtained in accordance with the amount of heat used.

【0020】従って、夏期と冬期で利用熱量が異なる場
合や、昼間と夜間で利用熱量が異なる場合においても、
同一の冷熱媒体で濃度を調整するだけで良いためシステ
ムの簡素化及び冷熱製造費用の低減化が図れる。表1
に、水溶液温度が20℃の場合について、クラスレート
の濃度と利用可能熱量の関係を示す。
Therefore, even when the amount of heat used differs between summer and winter, or when the amount of heat used differs between daytime and nighttime,
Since it is only necessary to adjust the concentration with the same cooling medium, the system can be simplified and the cost of cold manufacturing can be reduced. Table 1
Fig. 6 shows the relationship between the concentration of clathrate and the amount of available heat when the aqueous solution temperature is 20 ° C.

【0021】[0021]

【表1】 [Table 1]

【0022】クラスレート供給管路が一定で、その流量
が一定であっても、約1:2の範囲で供給熱量を変える
ことができることを示している。一般に冷熱体の製造・
消費・輸送設備は一定流量の時に最大の能率点に設定す
ることができ、最適な運転条件を具現できる。
This shows that even if the clathrate supply line is constant and its flow rate is constant, the amount of heat supplied can be changed within a range of about 1: 2. In general, the production of cold bodies
Consumption / transportation equipment can be set at the maximum efficiency point at a constant flow rate, and can realize optimal operating conditions.

【0023】そのため、エネルギー使用量に合わせて、
濃度調整することにより、最適条件を保ったままの運転
が可能となる。なお、図1において、符号7は他のクラ
スレートの供給管路及び溶けた水溶液の回収管路であ
る。
Therefore, according to the energy consumption,
By adjusting the concentration, it is possible to operate while maintaining the optimum conditions. In FIG. 1, reference numeral 7 denotes a supply line of another clathrate and a collection line of a dissolved aqueous solution.

【0024】次に、図2により、クラスレートを製造す
る冷却装置が蒸気吸収式冷凍機であり、また、空気の吸
収式除湿システムが冷熱輸送システムに併設されている
場合について説明する。
Next, a case will be described with reference to FIG. 2 where a cooling device for producing a clathrate is a vapor absorption refrigerator and an air absorption dehumidification system is provided in addition to a cold heat transport system.

【0025】ここで、液液クラスレートの供給管路及び
溶けた水溶液の回収管路並びにクラスレート及び水溶液
の貯蔵容器等については、図面の同一箇所に図1と同じ
符号を付して説明を省略する。
Here, the supply line for the liquid-liquid clathrate, the recovery line for the dissolved aqueous solution, the storage container for the clathrate and the aqueous solution, and the like are denoted by the same reference numerals in FIG. Omitted.

【0026】この場合のクラスレートを製造する冷却装
置3aは、蒸気吸収式の冷凍機であり、冷凍機の熱源と
しては、例えば製鉄所で、従来余り利用されていなかっ
た中温ないし低温の蒸気を利用する。
The cooling device 3a for producing the clathrate in this case is a vapor absorption type refrigerator, and as a heat source of the refrigerator, for example, a medium- or low-temperature steam which has not been used so far in steel works. Use.

【0027】そして、符号14で示す設備は、冷熱を必
要とすると共に、除湿システムの熱源を必要とする設備
である。例えば、空気を圧縮する圧縮機を有する設備
で、この設備では圧縮動力の低減を意図して吸気を冷却
するための冷熱を必要とすると共に、冷却された空気か
らドレンが発生して圧縮機に悪影響を及ぼさないように
するために湿分を除去する吸収式除湿システムを備えて
おり、吸収液の再生のための熱源を必要とする設備であ
る。
The equipment indicated by reference numeral 14 is equipment that requires cold heat and a heat source of the dehumidification system. For example, in a facility that has a compressor that compresses air, this facility requires cold heat to cool intake air with the intention of reducing compression power, and drain is generated from the cooled air to the compressor. This equipment is equipped with an absorption dehumidification system that removes moisture so as not to have any adverse effects, and requires a heat source for regeneration of the absorbent.

【0028】ここで使用する、空気中の湿分を吸収する
吸収液は塩化リチウムやエチレングリコールなどの吸湿
性の高い水溶液である。これら水溶液は、高濃度で水分
を吸収し、水分を吸収して低濃度になった溶液は熱を加
えることにより水分をとって高濃度溶液に再生して、再
び吸収液として利用できる。
The absorbing liquid used for absorbing moisture in the air used here is an aqueous solution having high hygroscopicity, such as lithium chloride and ethylene glycol. These aqueous solutions absorb water at a high concentration, and the solution that has absorbed the water to a low concentration can be regenerated into a high-concentration solution by applying heat to remove the water and reused as an absorbing solution.

【0029】符号11は上記の高濃度吸収液の供給管
路、符号12は低濃度になった溶液の回収管路である。
設備14には、これら管路11,12が接続され、高濃
度吸収液を供給すると共に低濃度になった溶液を回収す
るようになっている。なお、設備14には、同時に管路
1から液液クラスレートが供給され、溶けた水溶液が管
路2を介して回収されるようになっている。
Reference numeral 11 denotes a supply line for the above-mentioned high-concentration absorbent, and reference numeral 12 denotes a recovery line for the solution having a low concentration.
The pipes 11 and 12 are connected to the facility 14 so that a high-concentration absorbing solution is supplied and a low-concentration solution is recovered. In addition, the liquid-liquid clathrate is supplied to the equipment 14 from the pipe 1 at the same time, and the dissolved aqueous solution is recovered through the pipe 2.

【0030】なお、設備14aは、除湿装置のみを有す
る設備で、これには管路11、12のみが接続されてい
る。低濃度になった溶液は、再生装置22において,蒸
気吸収式の冷凍機3aからの配管23を介して送給され
る排熱あるいは低圧の蒸気を熱源として高濃度に再生さ
れるようになっている。また、再生装置21で、工場か
らの100℃以下の排熱源から回収した温水により再生
されるようになっている。
The facility 14a is a facility having only a dehumidifier, to which only the pipelines 11 and 12 are connected. The low-concentration solution is regenerated to a high concentration in the regenerating device 22 using exhaust heat or low-pressure steam supplied through a pipe 23 from the vapor absorption refrigerator 3a as a heat source. I have. Further, the regenerating apparatus 21 is configured to regenerate the hot water recovered from a waste heat source of 100 ° C. or less from the factory.

【0031】なお、管路11,12には、管路1,2の
場合と同様に利用流量に時間的なずれが生ずる場合を考
慮して、高濃度吸収液及び低濃度になった溶液の貯蔵容
器15,16が接続されている。
The pipes 11 and 12 are provided with a high-concentration absorbing solution and a low-concentration solution in consideration of a case where a time lag occurs in the use flow rate as in the case of the pipes 1 and 2. Storage containers 15 and 16 are connected.

【0032】また、符号17はクラスレートの供給、回
収管路及び湿分吸収高濃度溶液及び低濃度溶液の管路を
含む他の設備である。そして、クラスレートの供給管路
1と溶けた水溶液の回収管路2並びに高濃度吸収液の供
給管路11及び低濃度吸収液の回収管路12とが、冷熱
を必要とすると共に除湿システムの熱源を必要とする設
備14、クラスレートを製造する冷却装置3a及び湿分
吸収液の再生装置22を介して接続されている。
Reference numeral 17 denotes other equipment including a clathrate supply / recovery line and a line for a moisture-absorbing high-concentration solution and a low-concentration solution. The supply line 1 for the clathrate, the recovery line 2 for the dissolved aqueous solution, the supply line 11 for the high-concentration absorbing solution, and the recovery line 12 for the low-concentration absorbing solution require both cooling and heating and a dehumidifying system. It is connected via a facility 14 requiring a heat source, a cooling device 3a for producing a clathrate, and a moisture absorbing liquid regenerating device 22.

【0033】こうして、クラスレートの供給管路と溶け
た水溶液の回収管路並びに湿分吸収高濃度溶液及び低濃
度溶液の管路を並行して、対象地域に循環して付設する
ことによって、広い場所であっても設備間の距離は短
く、一巡回路で全ての冷熱を必要とする設備及び除湿吸
収液を必要とする設備を網羅することができる。
In this way, the clathrate supply line, the dissolved aqueous solution collection line, and the moisture absorption high concentration solution and low concentration solution lines are circulated in parallel to the target area, thereby providing a wide area. Even in a place, the distance between the equipments is short, and it is possible to cover all the equipment that requires cooling and heating and the equipment that requires the dehumidifying absorbent in a single circuit.

【0034】このため、少ない設備投資で広範な地域に
散在する冷熱を必要とする設備に冷熱を供給すると共
に、除湿吸収液を必要とする設備に吸収液を供給するこ
とができる。
[0034] Therefore, it is possible to supply cold heat to equipment that requires cold heat scattered over a wide area with a small capital investment and supply the absorbing liquid to equipment that requires a dehumidifying absorbent.

【0035】[0035]

【発明の効果】本発明で利用されるクラスレートは、大
気圧下で容易に生成できるので、取り扱いが簡便であ
る。そして、気体クラスレートのような、フロンによる
環境破壊の問題もない。
The clathrate used in the present invention can be easily produced under atmospheric pressure, and is easy to handle. Also, there is no problem of environmental destruction due to chlorofluorocarbon such as gas clathrate.

【0036】また、融解熱が40〜50kcal/kgである
ことから、高密度化により水を用いる場合に比べ、熱輸
送能力が4倍になり、配管径を半分にすることができ
る。また、融点は、濃度により、ほぼ0℃〜12℃の範
囲で可変であり、冷却対象の所望冷却温度によっては、
氷水スラリなどを用いる場合に比べ、冷熱製造費用を安
くすることができる。
Further, since the heat of fusion is 40 to 50 kcal / kg, the heat transfer capacity is quadrupled and the pipe diameter can be halved as compared with the case where water is used due to high density. Further, the melting point is variable in the range of approximately 0 ° C. to 12 ° C. depending on the concentration, and depending on the desired cooling temperature of the object to be cooled,
As compared with the case of using ice water slurry or the like, the cost of cold heat production can be reduced.

【0037】冷熱の製造と吸収液の再生を同じ場所で行
うことにより、冷熱の製造に使われる蒸気エネルギーを
最大限に有効利用できる。こうして、湿分吸収液を利用
した除湿システムと吸収液を元に戻すシステムと、液液
クラスレートの冷熱を製造する装置を配管ネットワーク
により接続することによりに今までにない熱の有効利用
システムを構築することができる。
By performing the cold heat production and the regeneration of the absorbing solution in the same place, the steam energy used for the cold heat production can be effectively utilized to the maximum. In this way, by connecting a dehumidifying system using a moisture absorbing liquid and a system for returning the absorbing liquid to the original liquid, and a device for producing the cold heat of the liquid-liquid clathrate through a piping network, an unprecedented effective use system of heat can be obtained. Can be built.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明方法を実施するための全体構成の一例を
示す説明図。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of an overall configuration for implementing a method of the present invention.

【図2】本発明方法を実施するためのたの設備の全体構
成の一例を示す説明図。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of the entire configuration of another facility for carrying out the method of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…液液クラスレート供給管路,2…水溶液の管路、3
…冷却装置、3a…蒸気吸収式の冷凍機、4…冷熱を必
要とする設備,5、6…貯蔵容器、11…高濃度除湿吸
収液供給管路、12…低濃度除湿液の回収管路、14…
冷熱を必要とすると共に除湿システムの熱源を必要とす
る設備、15…高濃度除湿吸収液の貯蔵容器、16…低
濃度除湿吸収液の貯蔵容器、21、22…除湿吸収液の
再生装置。
1 ... liquid-liquid clathrate supply line, 2 ... aqueous solution line, 3
... Cooling device, 3a ... Vapor absorption type refrigerator, 4 ... Equipment requiring cold heat, 5, 6 ... Storage container, 11 ... High concentration dehumidification absorption liquid supply line, 12 ... Low concentration dehumidification liquid collection line , 14 ...
Equipment that requires cold heat and a heat source of the dehumidifying system, 15: storage container for high-concentration dehumidifying absorbing liquid, 16: storage container for low-concentrating dehumidifying absorbing liquid, 21 and 22: regenerating device for dehumidifying absorbing liquid.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−163735(JP,A) 特開 平5−285452(JP,A) 特開 昭61−164621(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F25D 17/00 301 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-63-163735 (JP, A) JP-A-5-285452 (JP, A) JP-A-61-164621 (JP, A) (58) Investigation Field (Int. Cl. 7 , DB name) F25D 17/00 301

Claims (18)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 冷熱輸送媒体であって、水分子で構成さ
れた籠状の包接格子内に 4 9 基またはiso-C 5 11
を持つオニウム塩がゲストとして包み込まれて大気圧下
で結晶化する準包接水和物(液液クラスレート)を有
し、冷熱を必要とする設備に供給され、当該設備におい
て熱を吸収して一部又は全部が溶けた水溶液となった状
態で回収されることを特徴とする冷熱輸送媒体。
A cold transport medium, wherein a C 4 H 9 group or an iso-C 5 H 11 group is contained in a cage-like inclusion lattice composed of water molecules.
An onium salt having the encased as a guest has a quasi clathrate hydrate which crystallizes at atmospheric pressure (liquid-liquid clathrate) is supplied to the equipment in need of cold, absorbs heat in the equipment A cold and heat transport medium, which is recovered in a state in which a part or all of the solution has been dissolved.
【請求項2】 オニウム塩は、テトラnブチルアンモニ
ウム塩であることを特徴とする請求項1記載の冷熱輸送
媒体。
2. The onium salt is tetra-n-butylammonium.
The cold transport medium according to claim 1, wherein the transport medium is an aluminum salt .
【請求項3】 請求項1乃至2の何れかの冷熱輸送媒体
を使用する冷熱輸送方法。
3. A cold transport method using the cold transport medium according to claim 1.
【請求項4】 請求項1乃至2の何れかの冷熱輸送媒体
の融点を冷熱が必要な設備における利用熱量に応じて変
更し、冷熱が必要な設備に供給することを特徴とする冷
熱輸送方法。
4. A method for transporting cold energy, wherein the melting point of the cold transport medium according to claim 1 is changed in accordance with the amount of heat used in equipment requiring cold heat, and the medium is supplied to equipment requiring cold heat. .
【請求項5】 ゲストの濃度を調整することにより冷熱
輸送媒体の融点を変更することを特徴とする請求項4記
載の冷熱輸送方法。
5. The cold transport method according to claim 4, wherein the melting point of the cold transport medium is changed by adjusting the concentration of the guest.
【請求項6】 冷熱が必要な設備での使用熱量に応じて
ゲストの濃度を調整することにより冷熱輸送媒体の融点
を変更することを特徴とする請求項4記載の冷熱輸送方
法。
6. The cold transport method according to claim 4, wherein the melting point of the cold transport medium is changed by adjusting the concentration of the guest according to the amount of heat used in a facility requiring cold heat.
【請求項7】 熱交換器が設けられた設備に請求項1乃
至2記載のクラスレートを供給する供給管路と、前記設
備において熱を吸収して溶けた水溶液を回収する回収管
路とを備える冷熱輸送システム。
7. A supply line for supplying the clathrate according to claim 1 to a facility provided with a heat exchanger, and a recovery conduit for absorbing heat and recovering a dissolved aqueous solution in the facility. Equipped cold transport system.
【請求項8】 熱交換器が設けられた複数個の設備に請
求項1乃至2記載のクラスレートを供給する供給管路
と、前記設備において熱を吸収して溶けた水溶液を回収
する回収管路とを備え、供給管路と回収管路とが並行し
て付設されていることを特徴とする冷熱輸送システム。
8. A supply pipe for supplying the clathrate according to claim 1 to a plurality of facilities provided with a heat exchanger, and a recovery pipe for absorbing heat and recovering an aqueous solution in the facility. And a supply pipe and a recovery pipe are provided in parallel with each other.
【請求項9】 供給管路はクラスレートの貯蔵容器に接
続されていることを特徴とする請求項7又は8の何れか
に記載の冷熱輸送システム。
9. The cold heat transport system according to claim 7, wherein the supply line is connected to a clathrate storage container.
【請求項10】 回収管路は、熱を吸収して溶けた水溶
の貯蔵容器に接続されていることを特徴とする請求項
7乃至9の何れかに記載の冷熱輸送システム。
10. The recovery line is a water-soluble solution that absorbs heat and is dissolved.
The cold heat transport system according to any one of claims 7 to 9, wherein the cold transport system is connected to a liquid storage container.
【請求項11】 回収管路は、熱を吸収して溶けた水溶
を少なくとも1つのクラスレート生成装置に回収する
管路であることを特徴とする請求項7乃至10の何れか
に記載の冷熱輸送システム。
11. The recovery pipe is provided with a water solution that absorbs heat and is dissolved.
The cold heat transport system according to any one of claims 7 to 10, wherein the conduit is a pipe for collecting the liquid in at least one clathrate generating device.
【請求項12】 請求項7、8又は11に記載の冷熱輸
送システムの供給管路及び回収管路が、クラスレート
貯蔵容器及び熱を吸収して溶けた水溶液の貯蔵容器をそ
れぞれ介して接続されていることを特徴とする冷熱輸送
システム。
12. The supply line and the recovery line of the cold and heat transport system according to claim 7, 8 or 11, which are connected via a clathrate storage container and a storage container for a heat-absorbed and dissolved aqueous solution , respectively. A cold transport system characterized by being performed.
【請求項13】 水分を吸収する吸収液を用いて除湿を
行い、水分を吸収した吸収液を熱を加えることにより再
生する除湿システムが併設され、クラスレート生成装置
の排熱が水分を吸収した吸収液を再生するための熱源と
して利用されることを特徴とする請求項11記載の冷熱
輸送システム。
13. A dehumidification system for performing dehumidification using an absorbing liquid that absorbs moisture and regenerating the absorbing liquid that has absorbed the moisture by applying heat thereto, wherein the waste heat of the clathrate generating device absorbs the moisture. The cold transport system according to claim 11, wherein the cold transport system is used as a heat source for regenerating the absorbent.
【請求項14】 除湿システムは、冷熱を必要とする施
設の除湿を行うことを特徴とする請求項13記載の冷熱
輸送システム。
14. The cold heat transport system according to claim 13, wherein the dehumidification system performs dehumidification of a facility requiring cold heat.
【請求項15】 請求項1乃至2記載のクラスレート
供給する供給管路と、熱を吸収して溶けた水溶液を回収
する回収管路と、水分を吸収する高濃度の吸収液の供給
管路と、水分を吸収して低濃度になった吸収液を回収す
る回収管路とを備え、クラスレートを供給する供給管路
水溶液を回収する回収管路、並びに、高濃度の吸収液
の供給管路と低濃度になった吸収液を回収する回収管路
とが並行して付設されていることを特徴とする冷熱輸送
システム。
15. A supply pipe for supplying the clathrate according to claim 1 or 2, a recovery pipe for absorbing heat and recovering a dissolved aqueous solution, and a supply pipe for a high-concentration absorbent for absorbing moisture. A collection line for collecting the low concentration absorbent by absorbing water, a supply line for supplying the clathrate , a collection line for collecting the aqueous solution , and a high concentration absorption solution. A cold transport system, wherein a supply pipe and a recovery pipe for collecting a low-concentration absorbent are provided in parallel.
【請求項16】 熱を加えることにより高濃度の吸収液
を再生する再生装置と、熱を吸収して溶けた水溶液から
請求項1乃至2記載の冷熱輸送媒体を生成する蒸気吸収
式冷凍機からなるクラスレート生成装置を備え、蒸気吸
収式冷凍機の排熱を再生装置において高濃度の吸収液を
再生するための熱源として利用することを特徴とする請
求項15記載の冷熱輸送システム。
16. A regenerator for regenerating a high-concentration absorbent by applying heat, and a vapor absorber for producing a cold transport medium according to claim 1 from an aqueous solution that has absorbed heat and melted.
Comprising a clathrate generator consisting of Formula refrigerator, steam intake
The cold heat transport system according to claim 15, wherein the waste heat of the collecting refrigerator is used as a heat source for regenerating a high-concentration absorbent in the regenerator.
【請求項17】 冷熱を必要とする設備に供給され、当
該設備において熱を吸収して一部又は全部が水溶液とな
った状態で回収される、水分子で構成された籠状の包接
格子内に 4 9 基またはiso-C 5 11 基を持つオニウム
塩がゲストとして包み込まれて結晶化する準包接水和物
の融点をゲストの濃度を調整することにより変更するこ
とを特徴とする準包接水和物の融点変更方法。
17. A cage-like cladding lattice composed of water molecules, supplied to a facility requiring cold heat, wherein the facility absorbs heat and is partially or entirely recovered as an aqueous solution. The onium salt having a C 4 H 9 group or an iso-C 5 H 11 group is encapsulated as a guest, and the melting point of a quasi-clathrate hydrate that is crystallized is changed by adjusting the concentration of the guest. Method for changing melting point of semi-clathrate hydrate.
【請求項18】 冷熱を必要とする設備に供給され、当
該設備において熱を吸収して一部又は全部が水溶液とな
った状態で回収される、水分子で構成された籠状の包接
格子内に 4 9 基またはiso-C 5 11 基を持つオニウム
塩がゲストとして包み込まれて結晶化し、冷熱輸送媒体
として利用される準包接水和物の融点を、冷熱を必要と
する設備の使用熱量に応じてゲストの濃度を調整するこ
とにより変更することを特徴とする準包接水和物の融点
変更方法。
18. A cage-like cladding lattice composed of water molecules, which is supplied to a facility requiring cold heat and absorbs heat in the facility and is partially or entirely recovered as an aqueous solution. The onium salt having a C 4 H 9 group or an iso-C 5 H 11 group is encapsulated as a guest and crystallized, and the melting point of the quasi-clathrate hydrate used as a cold transport medium needs to be lowered. A method for changing the melting point of a quasi-clathrate hydrate, wherein the concentration is changed by adjusting the concentration of the guest according to the amount of heat used in the facility.
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