JP3624275B2 - Cold and hot water generation method that does not require external power supply - Google Patents

Cold and hot water generation method that does not require external power supply Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排熱投入型吸収冷温水機とエンジン発電機とを組み合わせることにより、外部からの電力供給を受けることなく冷温水を発生させる方法、および、上記の発明方法を実施するに好適な冷温水発生装置に関するものである。
ただし、外部から電力供給を受けることなく定常運転を遂行し、かつ、外部から電力供給を受けることなく始動操作および停止操作を行ない得る技術に関するものであって、故障発生時の応急的な対処として外部電力の応援を受けることが不可能なものではない。
【0002】
【従来の技術】
エンジン発電機と排熱投入型吸収冷温水機とを組み合わせて冷温水を発生させる技術は公知であるが、以下に説明するような理由により、一般に商用電源を併用した運転が行なわれている。
すなわち、冷,暖房負荷は各種の外的条件(例えば気温,湿度、向上操業率,建屋内人口密度など)によって変化する。こうした冷暖房負荷の変動に対してエンジン発電機の容量をマッチングさせるについては、
例えば最も長期間継続すると予想される冷,暖房負荷条件において、発生電力と消費電力とがバランスするように設定して、負荷のピーク時には商用電源の供給を受けるように構成され(系統連系方式)、
エンジン発電機の排熱は排ガス、温水、および上記を媒体として給湯用、暖房用、および、一重効用式吸収式あるいは二重効用式吸収式の冷凍機の熱源または補助熱源として利用されていた。
このため、非常時の対応は別として、正常運転時に商用電源の供給を必要としない吸収式冷温水発生技術は未だ開発されていない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
以上に説明したように商用電源との系統連系によって外部電力の供給に依存する方式の冷温水発生システムにおいては、
(a)設備の計画に高度の技術および豊富な経験を必要とし、しかも多大の時間と労力とを要し、
(b)小規模のシステムにおいては経済的に不利であり、
(c)排熱利用が合理的でない。
という問題が有った。以下、それぞれの問題点について説明すると、
(イ)計画に関する問題
従来においては、要求される冷,温熱量を排熱投入型吸収冷温水機とエンジン発電機との組合せによって供給するように計画設計する場合、両者の間における電力の需給と排熱の需給とについて確立した設計基準が無い上に、商用電源の使用が随意であったため、設計的自由度が大きかった。すなわち、排熱投入型吸収冷温水機とエンジン発電機との組合せについて選択の幅が広かった。
設計的自由度が大きいということは、一面において長所であるが、その反面において計画,設計に多大の時間と労力とを必要とする。
一般に、冷暖房を備えた大規模な設備(例えば工場設備,病院設備,駅舎設備,住居設備等)は、各種分野の技術(基礎,鉄骨,配電,上下水道,等々)が協力し合いながら、しかも各種の法的規制を満たすように計画,設計されなければならないので、各種分野の技術間コミュニケーションが複雑である。いま、冷暖房について考えてみても、具体的な設計は冷熱専門技術者によらねばならないので、設備建設の総合設計者は必要な冷温熱量を算定した後、その設置面積や送配電,および基礎強度から耐震,照明,換気に至るまで各専門技術部門との調整を図らなければならない。
こうした場合、冷暖房能力をパラメータとして、最善の組合せよりなる冷温水発生ユニットが複数機種提供されていて、総合設計者が所要の冷温熱量を決定することにより冷温水ユニットの形状,寸法,重量および所要のバックアップ機器をカタログ値として読み取ることが出来れば計画設計の工数が著しく節減される。計画設計工数の節減は単に技術的労務費が低廉になるのみでなく、建設工事全体の工期短縮に貢献する。
【0004】
(ロ)電力に関する問題
従来一般に用いられている商用電源との系統連系方式は、エンジン発電機の発電能力が不足した場合には商用電源の支援を受けることができるので、該エンジン発電機の容量を控え目に設定することができ、エンジン発電機の稼働率が高いという長所が有る反面、系統連系のための設備費が高価であり、その上、電力会社や官庁との間の手続きが複雑で、大規模設備でないと適用が難しい。すなわち、小規模設備においては経済的に成立し難い。
系統連系方式の適用が困難な小規模設備においては系統分離方式が採用される。この方式においてエンジン発電機を高能率で稼働させようとすると、負荷が大きい時だけ運転し、負荷が小さい時はエンジン発電機を停止して商用電源に切り替えなければならない。
系統分離方式でエンジン発電機と商用電源との切替えを行なうと瞬時的な停電を伴うので、電子機器の保守に関して不都合を生じる。
さらに、商用電源を外部から供給しなければならないという従来技術の制約下においては、例えば砂漠地の石油資源開発や、大陸奥地における通信所建設や、離島における工場建設に適用することができない。
【0005】
(ハ)排熱利用について、
エンジン発電機の排熱は出来るだけ利用することが望ましいが、従来技術においては、年間を通じて排熱を利用し得る熱負荷が得られる案件は、特定の産業、ホテル、および健康ランド等に限定される。
また、発電負荷が変動すると排熱出力も変動するので、変動を抑制するための蓄熱設備が必要となり、設備コストが高額になる。また、排熱を吸収冷凍機に利用しようとすると、排熱を投入する吸収冷凍機とは別個に別熱源の冷凍機が必要であった。
【0006】
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであって、排熱投入型吸収冷温水機とエンジン発電機とを設け、上記エンジン発電機の排熱を温水の形で回収するとともに、回収した熱量の全部を前記排熱投入型吸収冷温水機に投入して、該排熱投入型吸収冷温水機により冷温水を発生せしめ、外部からの電力供給を受けることなくエンジン発電機と排熱投入型吸収冷温水機とのエネルギー収支をほぼバランスさせる冷温水発生方法において、
エンジン発電機を保護し、その電圧変動を最小限に抑制して、円滑に冷温水システムを始動させて迅速に立ち上げ得る方法、
および、冷温水システムの運転を停止したとき、エンジンの余熱による排温水の沸騰を防止できる方法を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために創作した本願の請求項1に係る発明方法の構成は、
排熱投入型吸収冷温水機およびその補機が消費する電力と、エンジン発電機が発生する電力とを均衡せしめ、
上記エンジン発電機の排熱を温水の形で回収するとともに、回収した熱量の全部を前記排熱投入型吸収冷温水機に投入して、該排熱投入型吸収冷温水機により冷温水を発生せしめ、
前記排熱投入型吸収冷温水機が必要とする投入熱量の中から、エンジン発電機の排熱回収によって供給される熱量を差し引いた不足分を、該排熱投入型吸収冷温水機に装備された燃焼手段の発生熱量によって補うことにより、外部からの電力供給を受けることなくエンジン発電機と排熱投入型吸収冷温水機とのエネルギー収支をほぼバランスさせる冷温水発生方法において、
前記のエンジン発電機を始動して、その発生電圧が安定した後、
前記排熱投入型吸収冷温水機およびその補機に装備されている複数の電気機器の中で、負荷容量の大きいものから順次に投入・給電して作動させることを特徴とする。
以上に説明した請求項の発明方法によると、エンジン発電機を保護して、その電圧変動を最小限に抑制し、円滑に冷温システムを始動させて迅速に立ち上げることができる。
すなわち、本発明は商用電源の支援を受けないことを前提として成り立っているが、商用電源の電源容量が巨大であるのに比してエンジン発電機の電源容量は比較的小さい。
一方、排熱投入型吸収冷温水機およびその補機に装備されている電気機器の多くは電気モータであって、その始動電流が大きい。このため、電源容量が小さいと、電気負荷である電気モータを投入したとき電源電圧が大きく降下するという問題が有る。
そこで本請求項を適用して、複数個の電気機器の中で負荷容量が一番大きいものを最初に投入すると、2番目以下の負荷容量を有する電気機器が未だ投入されていない状態であるから、電源であるエンジン発電機の容量に余裕が有り、最大負荷容量の電気機器の投入に耐えて、瞬時的な電圧降下が最小限まで抑制される。
以後、順次に大きい負荷容量の電気機器を投入することにより、著しい電圧降下を生じることなく、また、エンジンが著しく大きいショック負荷(回転抵抗)を受ける虞れも無い。
【0012】
請求項の発明の構成は前記請求項1の発明の構成に加えて、冷,暖房負荷が無くなった後、エンジン発電機を軽負荷状態で引き続き運転し、エンジンの排熱を回収した排温水の温度が所定の温度よりも下降して沸騰の虞れが無くなってから該エンジンを停止させることを特徴とする。
従来技術においては一般に、冷温水システムの運転を停止した場合、エンジン発電機の運転停止によって、その排熱を回収している排温水の循環が停止すると、エンジンの余熱によって排温水が沸騰する虞れが有る。
このため、商用電源を併用している従来技術においては循環温水の温度が低下するまで、商用電源によって温水ポンプの回転を継続するのが一般的であった。
しかし、商用電源を用いない本発明においては、本請求項を適用して、冷温水を供給する必要が無くなった後もエンジン発電機を軽負荷で引き続き運転して排温水の循環を継続すると沸騰を防止することができる。
上記の軽負荷運転とは、保安上必要とされる電気機器の消費電力を供給するに足る程度の発電能力で運転する意であり、沸騰の虞れの無い所定の温度は、実験的もしくは経験的に、例えば60°C以下というように適宜に設定しておくことができる。
【0027】
【発明の実施の態】
図1は本発明に係る外部からの電力供給を必要としない冷温水発生方法を実施するために構成した冷温水発生装置の第1の実施形態を示し、電力の供給を鎖線矢印で付記した系統図である。
符号で示した機器は、ガスエンジンで発電機を回転駆動する方式のエンジン発電機であって、発電出力は3相200V・52KWである。
発生する熱量の大半は燃焼室で発生し、シリンダブロックおよびシリンダヘッドに熱伝導されてウォータージャケットにより吸収される。上記ウォータージャケット内の冷却水は、温水ポンプ1eによって循環せしめられ、排熱によって生じた温水(他の温水との区別を明確ならしめるため排温水と呼ぶ)が排熱投入型吸収冷温吸水機1に流通して、これに熱を供給(投入)する。
上記の排熱投入型吸収冷温水機1は、日立ジェネリンク(商標名)として公知の最新式の冷温水機っである。該日立ジェネリンク(排熱投入型吸収冷温水機)の主要部は公知の吸収冷温水機と同様であって、温熱を供給されて冷温水を発生する。図示の3は補機としての冷却塔である。
冷却水ポンプ1aおよび冷温水ポンプ1bはそれぞれ電気モータによって回転駆動され、その消費電力は15KW×2である。
前記排熱投入型吸収冷温水機1の中には、電気モータ駆動の溶液ポンプや冷媒ポンプ(図示省略)および電動式のバーナー1dを備えており、これらの消費電力の小計は10KWである。
前記冷却塔3のファンモータ3aの消費電力は5.5KW,前記温水ポンプ1eの消費電力は0.4KWである。図1について以上に説明した流体機器系部材の消費電力は45.9KWである。これに操作回路5の消費電力6.1KWを加えると52KWとなり、エンジン発電機2の発電出力と均衡する。ただし、操作回路は間欠的に作動し、その作動時間率が非常に小さいのでエンジン発電機2の発電容量は若干の余裕を有している。この余裕の範囲内で、後に詳述する蓄電地6の充電用電力が賄われる。
以上に説明したように、本図1に示した系統部分は、外部から電力の供給を受けなくても電力収支がバランスしている。以上に説明した各構成機器は自動制御装置7によって制御される。
【0028】
冷暖房負荷が変動したとき、排熱投入型吸収冷温水機1およびその補機の消費電力の変動率は負荷の変動率よりも小さい。一方、冷暖房負荷が変動したとき排熱投入型吸収冷温水機1が必要とする投入熱量は冷暖房負荷に伴って比例的に変化する。
この図1の第1の実施形態においては、定格状態におけるエンジン発電機2の発電能力と、定格状態における排熱投入型吸収冷温水機2(および補機を含む)の消費電力を均衡させて構成してあるが、定格状態におけるエンジン発電機2の排熱を回収した排温水が排熱投入型吸収冷温水機1に供給する熱量は若干不足する。かつ、上記の不足熱量は、冷暖房負荷の変動に伴って変化する。
そこで、上記の不足熱量を自動演算機能を有する自動制御装置7によって算出し、算出値の熱量を発生させるようにバーナー1dを着火・消火させるとともに、燃焼中はガス燃料4および燃焼用空気を自動的に制御する。
【0029】
休止中の冷温水発生装置を始動する際は、蓄電池6によってセルモータ2aを回転させるとともに、自動制御装置7によってガス燃料4の制御弁を開いて該エンジン発電機2を起動する。このようにして、外部電源の支援を必要とせずに冷温水発生装置を始動させることができる。
上述のように蓄電池6による始動即応態勢を整えておくため、エンジン発電機2の発生電力の一部分を、整流器および電圧電流調整器を介して蓄電池6に供給して常に充電状態に保守しておく。
また、エンジンが始動した直後、回転速度が安定するまでに若干の過渡期感が有り、この期間は発生電圧が不安定である。そして、自動制御装置7は安定電源を必要とするので、発生電圧が安定するまでの間は蓄電池6を電源として作動させる。
発生電圧が安定しても、エンジン発電機の暖機運転中は排温水が低温であるから直ちには冷温水を発生できないので、次に述べるようにしてポンプ類を回転駆動する電気負荷(電気モータ)の投入を行なう。
先ず、電気的負荷容量が最も大きい冷却水ポンプ1a用モータ(15kW)および冷温水ポンプ1b用モータ(15kW)を投入する。
エンジン発電機2の発電容量は52kWであって比較的小さいが、他の電気負荷が未投入であって52kWの発電容の全部でサポートされており、これに対して15kW×2=30kWの電気負荷を投入することは、負荷率0から急激に負荷率を30kW/52kW≒60%に上昇させる。この程度の負荷率上昇はエンジン発電機2に対して有害な電気的ショックも機械的ショックも与えない。
【0030】
冷暖房負荷が無くなり、もしくは冷温水発生の必要が無くなると、バーナー1dは自動制御装置7によって消火せしめられ、これと共にエンジン発電機2のガス燃料4の調整弁を閉じて停止させるが、急激に停止させると、熱容量の大きいシリンダブロックの保有熱によって冷却水(排温水とほぼ同意)が沸騰する虞れが有る。そこで、エンジン発電機2は低負荷で(ほぼアイドリング状態で運転を継続し、この間、温水ポンプ1eを回転させて冷却水の温度を低下させた後にエンジン発電機2を停止させる。
【0031】
冷暖房負荷の変動に伴って排温水による投入熱量が不足したときは、先に説明したようにバーナー1dを作動させて不足熱量を補うのであるが、冷暖房負荷の変動に伴って排温水の保有熱量が過剰になって過熱の虞れを生じる場合も有る。このような場合は、図2,図3を参照して以下に説明するようにして排温水を冷却して過熱を防止する。
【0032】
図2は、前掲の図1に示した第1の実施形態を改良してラジエータを設けることにより排温水を冷却させるように構成した第2の実施形態に係る冷温水発生装置の系統図である。
三方弁1cは、T字形に接続された管路内を流通する排温水の流路を切り替える機能を有している。複数個の弁を配置して同様の機能を果たさせた場合も、本発明における三方弁と実質的に同一であって、本発明の技術的範囲に含まれないものではない。
本実施形態における三方弁1cは、オン・オフ的な切替機能のみでなく絞り機能も有している。これにより、温水ポンプ1eが吐出して循環させる排温水流を分流せしめて、ラジエータ9と投熱投入型吸収冷温水機とに任意割合で流通せしめることができるので、排熱投入型吸収冷温水機の所要入熱量が変動しても、該変動に順応して最適排温水温度・流量を維持することができる。本実施形態においては排熱投入型吸収冷温水機1の要所に配置した温度センサおよび/または流量センサの検出信号を自動制御装置7に入力せしめて、該自動制御装置7によって前記の三弁1cを駆動制御した。
【0033】
図3は、前掲の第2図に示した第2の実施形態をさらに改良してラジエータの付加設置が必要でないようにした第3の実施形態に係る外部電力の機器が必要としない冷温水発生装置の系統図である。
温水ポンプ1eによって循環せしめられる排温水の流路の途中に絞り機能を有する三方弁1cを介装接続するとともに、該三方弁1cによって分流させた排温水を熱交換器10の加熱側流路に流通せしめ、該熱交換器10の被加熱側流路を、弁11を介して冷却水循環流路に接続してある。
これにより、排熱投入型吸収冷温水機1の所要入熱量が減少ないし消失して排温水の保有熱量が過剰になったとき、余剰の熱量を熱交換器10によって冷却水中に吸収するとともに、該冷却水を冷却塔3に導いて放熱させることができ、排温水の過熱が防止される。
【0034】
(図1参照)排熱投入型吸収冷温水機1は最近公知になった新鋭の機器であるが、例えば日立ジェネリンク(商標名)においては冷房能力422kW・暖房能力386kWの120S型から冷房能力2,461kW・暖房能力2,264kWの700S型に至るまで15機種が市販されているので、所望の冷,暖房能力を有し高品質の排熱投入型吸収冷温水機を入手することに別段の困難が無い。
表1に、その機種の一部について仕様諸元の一部を示す。
【0035】
【表1】

Figure 0003624275
【0036】
上掲の表1は仕様諸元の一部のみを収録してあるが、その他各種数値もカタログに掲載して公表されている。
このため、冷,暖房能力を決めれば、形状,寸法,重量,所要電力その他が迅速,容易に定められ、ほとんど一義的に決定される。
【0037】
排熱投入型吸収冷温水機として、本実施形態においては冷房能力633kWの180S型を選定した。これにより、所要電力量は鎖線矢印で示したように定まる。このように定まってしまうことは、一面においては設計的自由度が少ないとも言えるが、設計的やりくりの苦労が無いことのメリットが大きい。
所要電力量の他に、所要入熱量も決まるが、入熱量の研鑽は暫く除外しておいて、前記の所要消費電力量に均衡する発電能力を有し、かつ、排熱を排温水の形で回収できる方式のエンジン発電機2を選定して組み合わせる。上記のエンジン発電機の選定も、電力収支だけを指標として行なうので、冷温技術について高度の専門的知識が無くても迅速,容易に、しかも計算誤りの虞れ無く行なうことができる。
【0038】
このようにして選定した排熱投入型吸収冷温水機1とエンジン発電機2とを組み合わせて設置し、相対的に位置決めして配管,配線を施す。電気配線用のハーネスは比較的フレキシブルであるが、配管用の鋼パイプは剛性が高いので、排熱投入型吸収冷温水機とエンジン発電機とが高精度で位置決めされていないと継手部分が合わない。無理な取付をしておくと漏水を生じたり、疲労破壊を誘発したりするので、本実施形態においては次に述べるようにして架台を設けた。
図4の(A),(B)はそれぞれ本発明の実施形態におけるエンジン発電機と排熱投入型吸収冷温水機とを架台上に設置し、冷却塔を別置とした状態を示す概要的な斜視図である。
このような架台8もしくは同8′を設けると種々の効果が得られるが、その主要なものは(一部重複した表現になるが)、
(イ)分解搬送が容易で、再組立後の品質保証が完全になり、
(ロ)配管工事が容易で、配管不良に因るトラブルを防止でき、
(ハ)基礎工事部門のコストが低減され、据付に関するトラブルが防止される。
すなわち、工場で組み立て、試運転した後、分解搬送して現地で組み立てる際、架台8もしくは架台8′の上に排熱投入型吸収冷温水機1とエンジン発電機2とを載置すると、双方の機器の相対的な位置関係が架台を基準として定まる。このため双方の機器を接続する配管,配線類の取付が迅速容易に(管曲げ加工やシム調節を必要とせずに)適合し、高精度の配管,配線工事が気持良く行なわれ、配管不良に因るトラブルを惹起する虞れが無い。
冷暖房装置を含む設備が多数の部門の協力によって建設される場合、基礎工事部門もしくは鉄筋コンクリート構造部門が、排熱投入型吸収冷温水機用の多数のアンカーボルト、およびエンジン発電機用の多数のアンカーボルトを水平面上に配置してコンクリート床に植設する作業は高度の熟練と多大の労力とを要するが、これに比して、架台を水平に載置する水平面を形成することは著しく容易である。
架台8,8′が水平に設置されると(仮に設置位置が数ミリメートル偏っていても実用上の支障無く)該架台の上に排熱投入型吸収冷温水機とエンジン発電機とが位置決め設置される。この場合の位置精度について重要なことは、双方の機器同志の相対的な位置関係であって、建屋を基準とした絶対位置ではないことに着目することにより、前記架台の技術的な意義が理解されよう。
【0039】
前掲の表1に示したように、冷暖房能力を異にする多数機種の排熱投入型吸収冷温水機が市場に供給され、その仕様諸元が公表されているので、予め、それぞれの排熱投入型吸収冷温水機(補機を含む)の消費電力に均衡する発電容量を有するエンジン発電機を設計的に組み合わせ、所要の配管,配線類を加えた各種のユニットを設計的に準備し(必ずしも現実の機器を組み立てなくても良い)、仕様諸元を付したカタログ数値として総合建設会社の設計部門に提供しておくと、総合企画設計の工数が著しく軽減され、しかも適正な冷温水設備が構成される。この場合、各ユニットに冷暖房能力を標示しておくことが望ましい。
表2は、前掲の図1に示した実施形態における排熱投入型吸収冷温水機の仕様諸元の一部である。
【0040】
【表2】
Figure 0003624275
【0041】
上掲の表2に示した仕様項目および数値の他に、ガス燃料の消費量,形状,寸法,重量、並びに補機に関するデータも公表しておく。
【0042】
〔図1参照〕本発明においては、エンジン発電機2と排熱投入型吸収冷温水機1との間で電力の収支と熱の収支とがバランスして冷温水を発生させる。ところが、運転中にエンジン発電機が故障して上記の熱収支バランスおよび/または電力収支バランスが崩れる虞れも絶無とはいえないので、エンジン発電機が故障した場合にも冷温水の発生を継続できるような対策を準備しておくことが望ましい。言うまでも無く、こうした対策が実施される確率は極めて少ないが、万一の場合に安心なようにしておくという意味である。以下、電力供給消失の対策と、排熱供給消失の対策とに区分して説明する。
a.エンジン発電機が故障して発電出力が消失もしくは著しく減少したとき、エンジン発電機2から電力の供給を受けている冷却水ポンプ1a(15kW)、冷温水ポンプ1b(15kW)、ファンモータ3a(5.5kW)、温水ポンプ1e(0.4kW)および排熱投入型吸収冷温水機1(10kW)の電源を、エンジン発電機2から商用電源(図示せず)に切り替える。
【0043】
b.エンジン発電機が故障して排温水の温度が低下したとき、
バーナー1dで燃焼させるガス燃料4の供給量、および燃焼用空気の供給量を増加させて発熱量を増加させ、排熱投入型吸収冷温水機1が必要とする入熱量を確保する。
ただし、エンジンのシリンダブロックは相当の熱容量を有しているので、エンジン発電機が故障しても排温水の温度は急激には降下しない。従って、排温水温度の降下と見合うようにバーナー1dの燃焼を適正な増加率で盛んにさせることが望ましい。
【0044】
【発明の効果】
以上に本発明の実施形態をげてその構成,機能を明らかならしめたように、請求項1の発明方法によるとエンジン発電機を保護して、その電圧変動を最小限に抑制し、円滑に冷温システムを始動させて迅速に立ち上げることができる。
すなわち本発明は商用電源の支援を受けないことを前提として成り立っているが、商用電源の電源容量が巨大であるのに比してエンジン発電機の電源容量は比較的小さい。
一方、排熱投入型吸収冷温水機およびその補機に装備されている電気機器の多くは電気モータであって、その始動電流が大きい。このため、電源容量が小さいと、電気負荷である電気モータを投入したとき電源電圧が大きく降下するという問題が有る。
そこで本請求項1を適用して、複数個の電気機器の中で負荷容量が一番大きいものを最初に投入すると、2番目以下の負荷容量を有する電気機器が未だ投入されていない状態であるから、電源であるエンジン発電機の容量に余裕が有り、最大負荷容量の電気機器の投入に耐えて、瞬時的な電圧降下が最小限まで抑制される。
以後、順次に大きい負荷容量の電気機器を投入することにより、著しい電圧降下を生じることなく、また、エンジンが著しく大きいショック負荷(回転抵抗)を受ける虞れも無い。
【0045】
請求項2の発明によると次のような効果が得られる。
冷温水システムの運転を停止した場合、エンジン発電機の運転停止によって、その排熱を回収している排温水の循環が停止すると、エンジンの余熱によって排温水が沸騰する虞れが有る。
このため、商用電源を併用している従来技術においては循環水の温度が低下するまで、商用電源によって温水ポンプの回転を継続するのが一般的である。
しかし、商用電源を用いない本発明においては、本請求項2を適用して、冷温水を供給する必要が無くなった後もエンジン発電機を軽負荷で引き続き運転して排温水の循環を継続すると沸騰を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る外部からの電力供給を必要としない冷温水発生方法を実施するために構成した冷温水発生装置の第1の実施形態を示し、電力の需給を鎖線矢印で付記した系統図である。
【図2】前掲の図1に示した第1の実施形態を改良してラジエータを設けることにより排温水を冷却させるように構成した第2の実施形態に係る冷温水発生装置の系統図である。
【図3】前掲の図2に示した第2の実施形態をさらに改良してラジエータの付加設置が必要でないようにした第3の実施形態に係る外部電力の供給を必要としない冷温水発生装置の系統図である。
【図4】(A),(B)はそれぞれ本発明の実施形態におけるエンジン発電機と排熱投入型吸収冷温水機とを架台上に設置し、冷却塔を別置とした状態を示す概要的な斜視図である。
【符号の説明】
1…排熱投入型吸収冷温水機、1a…冷却水ポンプ、1b…冷温水ポンプ、1c…三方弁、1d…バーナー、1e…温水ポンプ、2…エンジン発電機、2a…セルモータ、3…冷却塔、3a…ファンモータ、4…ガス燃料、5…操作回路、6…蓄電池、7…自動制御装置、8,8′…架台、9…ラジエータ、10…熱交換器、11…弁。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is a method for generating cold / hot water without receiving external power supply by combining an exhaust heat input type absorption cold / hot water machine and an engine generator, and suitable for carrying out the above-described inventive method. The present invention relates to a cold / hot water generator.
However, it relates to a technology that can perform steady operation without receiving power supply from the outside, and can perform start and stop operations without receiving power supply from outside. It is not impossible to receive support from external power.
[0002]
[Prior art]
Although a technique for generating cold / hot water by combining an engine generator and an exhaust heat input type absorption cold / hot water machine is known, an operation using a commercial power supply is generally performed for the reasons described below.
That is, the cooling and heating load varies depending on various external conditions (for example, temperature, humidity, improved operation rate, building population density, etc.). For matching engine generator capacity against such changes in heating and cooling load,
For example, the cooling and heating load conditions that are expected to last the longest are set so that the generated power and the power consumption are balanced, and the system is configured to receive commercial power supply at the peak load (system interconnection method) ),
The exhaust heat of the engine generator has been used as a heat source or auxiliary heat source for a hot water supply, heating, and single effect absorption type or double effect absorption type refrigerator using exhaust gas, hot water, and the above as a medium.
For this reason, apart from emergency measures, an absorption-type cold / hot water generation technology that does not require the supply of commercial power during normal operation has not been developed yet.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the cold / hot water generation system of the system that depends on the supply of external power by grid connection with the commercial power supply,
(A) It requires a high level of technology and abundant experience in planning the equipment, and it takes a lot of time and labor,
(B) It is economically disadvantageous for small systems,
(C) Use of exhaust heat is not rational.
There was a problem. The following explains each problem.
(I) Problems related to planning
Conventionally, when planning and designing to supply the required amount of cold and heat by a combination of an exhaust heat input type absorption chiller / heater and an engine generator, the supply and demand of electric power and the exhaust heat In addition, there was no design standard established, and the use of a commercial power source was voluntary, so the degree of design freedom was large. That is, there was a wide range of options for the combination of the exhaust heat input type absorption chiller / heater and the engine generator.
A large degree of design freedom is an advantage in one aspect, but on the other hand, a great deal of time and labor are required for planning and designing.
In general, large-scale facilities equipped with air conditioning (for example, factory equipment, hospital equipment, station building equipment, housing equipment, etc.), while various fields of technology (basics, steel frame, power distribution, water and sewage, etc.) cooperate, Inter-technology communication in various fields is complicated because it must be planned and designed to meet various legal regulations. Even if we consider air conditioning now, the specific design must be done by a specialist in cooling and heating, so the overall designer of the equipment construction will calculate the required cooling and heating energy, then install the area, power transmission and distribution, and basic strength. Coordination with specialized technical departments, from earthquake resistance, lighting, and ventilation, must be attempted.
In such a case, multiple types of hot / cold water generating units consisting of the best combination are provided using the cooling / heating capacity as a parameter, and the overall designer determines the required cold / hot heat amount, so that the shape, dimensions, weight, and required If the backup device can be read as a catalog value, the man-hours for planned design can be significantly reduced. The reduction of planned design man-hours not only reduces technical labor costs, but also contributes to shortening the construction period.
[0004]
(B) Problems related to electricity
The grid connection method with a commercial power source that is generally used in the past can receive the support of the commercial power source when the power generation capacity of the engine generator is insufficient. Therefore, the capacity of the engine power generator is set conservatively. Although it has the advantage of high engine generator availability, the equipment costs for grid interconnection are expensive, and the procedures with power companies and government agencies are complicated and large-scale equipment is required. Otherwise, it is difficult to apply. That is, it is difficult to establish economically in a small-scale facility.
The system separation method is adopted for small-scale facilities where it is difficult to apply the grid connection method. In this system, if the engine generator is to be operated with high efficiency, it must be operated only when the load is large, and when the load is small, the engine generator must be stopped and switched to a commercial power source.
When switching between the engine generator and the commercial power source by the system separation method, an instantaneous power failure occurs, which causes inconvenience regarding the maintenance of electronic equipment.
Furthermore, under the constraints of the prior art that commercial power must be supplied from the outside, it cannot be applied to, for example, the development of petroleum resources in desert areas, the construction of communication stations in the continental outback, and the construction of factories on remote islands.
[0005]
(C) About the use of waste heat
It is desirable to use the exhaust heat of the engine generator as much as possible. However, in the conventional technology, the projects that can obtain the heat load that can use the exhaust heat throughout the year are limited to specific industries, hotels, health land, etc. The
Further, when the power generation load fluctuates, the exhaust heat output also fluctuates, so a heat storage facility for suppressing the fluctuation is necessary, and the equipment cost becomes high. In addition, when trying to use exhaust heat for an absorption refrigerator, a refrigerator with a separate heat source is required separately from the absorption refrigerator that inputs exhaust heat.
[0006]
The present invention has been made in view of the above circumstances.ExhaustHeat input type absorption chiller / heater and engine generatorThe exhaust heat of the engine generator is recovered in the form of hot water, and all of the recovered heat is input to the exhaust heat input type absorption chiller / heater, and is cooled by the exhaust heat input type absorption chiller / heater. In the cold / hot water generation method that generates water and balances the energy balance between the engine generator and the exhaust heat input type absorption chiller / heater without receiving external power supply,
A method that protects the engine generator, minimizes voltage fluctuations, and can smoothly start the cold / hot water system and start it up quickly.
And when the operation of the cold / hot water system is stopped, the method can prevent the boiling of the exhaust water due to the residual heat of the engineThe purpose is to provide.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The configuration of the inventive method according to claim 1 of the present application created to achieve the above object is as follows:
Balance the power consumed by the waste heat input absorption chiller / heater and its auxiliary equipment with the power generated by the engine generator,
The exhaust heat from the engine generator is recovered in the form of hot water, and all of the recovered heat is input to the exhaust heat input type absorption chiller / heater, and cold heat water is generated by the exhaust heat input type absorption chiller / heater. Cough,
The exhaust heat input type absorption chiller / heater is equipped with a shortage obtained by subtracting the amount of heat supplied by the exhaust heat recovery of the engine generator from the input heat amount required by the exhaust heat input type absorption chiller / heater. In the cold / hot water generation method that substantially balances the energy balance between the engine generator and the exhaust heat input type absorption chiller / heater without receiving external power supply,
After the engine generator is started and the generated voltage is stabilized,
Among the plurality of electric devices equipped in the exhaust heat input type absorption chiller / heater and its auxiliary devices, the one having a large load capacity is sequentially input / powered to operate.
Claims described above1InventionMethodAccording to, protect the engine generator and minimize its voltage fluctuationAndIt is possible to start up the cooling system smoothly and quickly.
In other words, the present invention is based on the assumption that commercial power is not supported, but the power capacity of the engine generator is relatively small compared to the huge power capacity of the commercial power.
On the other hand, most of the electric equipment equipped in the exhaust heat input type absorption chiller / heater and its auxiliary machines are electric motors, which have a large starting current. For this reason, if the power supply capacity is small, there is a problem that the power supply voltage drops greatly when the electric motor as an electric load is turned on.
Therefore, this claim1Is applied, and the one with the largest load capacity among the plurality of electric equipments is turned on first, so that the electric equipment having the second or lower load capacity has not been turned on yet, so that the power supply The engine generator has sufficient capacity, can withstand the loading of electrical equipment with the maximum load capacity, and the instantaneous voltage drop is minimized.
Thereafter, by sequentially turning on electric devices having a large load capacity, a significant voltage drop does not occur, and there is no possibility that the engine is subjected to a remarkably large shock load (rotational resistance).
[0012]
Claim2The structure of the present invention is the above-mentioned claim.1'sIn addition to the configuration of the invention, after the cooling and heating loads are eliminated, the engine generator is continuously operated in a light load state, and the temperature of the exhaust water that has recovered the exhaust heat of the engine falls below a predetermined temperature, causing boiling. The engine is stopped after there is no fear.
Generally in the prior art,Stopped operation of the cold / hot water systemCaseIf the circulation of the exhaust warm water from which the exhaust heat is recovered is stopped by stopping the operation of the engine generator, the exhaust warm water may be boiled due to the residual heat of the engine.
For this reason, in the prior art which uses a commercial power source together, it is common to continue the rotation of the hot water pump by the commercial power source until the temperature of the circulating hot water decreases.
However, in the present invention that does not use a commercial power source,2Even after the necessity of supplying cold / hot water is eliminated, boiling can be prevented by continuously operating the engine generator with a light load and continuing the circulation of the exhaust hot water.
The above-mentioned light load operation means operation with a power generation capacity sufficient to supply power consumption of electrical equipment required for safety, and the predetermined temperature at which there is no fear of boiling is experimental or experience. In particular, it can be set appropriately such as 60 ° C. or lower.
[0027]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows a first embodiment of a cold / hot water generator configured to carry out a cold / hot water generation method that does not require external power supply according to the present invention, in which power supply is indicated by a chain arrow. FIG.
Sign2The device indicated by is an engine generator of a system in which a generator is rotated by a gas engine, and the power generation output is three-phase 200 V · 52 KW.
Most of the generated heat is generated in the combustion chamber, is conducted to the cylinder block and the cylinder head, and is absorbed by the water jacket. The cooling water in the water jacket is circulated by the hot water pump 1e, and the hot water generated by the exhaust heat (referred to as the exhaust hot water to clarify the distinction from other hot water) is the exhaust heat input type absorption cold / hot water absorber 1. And supply (input) heat to it.
The exhaust heat input type absorption chiller / heater 1 is a state-of-the-art chiller / heater known as Hitachi Genelink (trade name). The main part of the Hitachi Genelink (exhaust heat input type absorption chiller / heater) is similar to a known absorption chiller / heater, and is supplied with warm heat to generate cold / hot water. 3 shown in the figure is a cooling tower as an auxiliary machine.
The cooling water pump 1a and the cold / hot water pump 1b are each driven to rotate by an electric motor, and the power consumption is 15 kW × 2.
The exhaust heat input type absorption chiller / heater 1 includes an electric motor driven solution pump and a refrigerant pump (not shown) and an electric burner 1d, and a subtotal of power consumption is 10 kW.
The power consumption of the fan motor 3a of the cooling tower 3 is 5.5 kW, and the power consumption of the hot water pump 1e is 0.4 kW. The power consumption of the fluid device system member described above with reference to FIG. 1 is 45.9 KW. If power consumption 6.1 KW of the operation circuit 5 is added to this, it will become 52 KW, and it balances with the electric power generation output of the engine generator 2. FIG. However, since the operation circuit operates intermittently and the operation time rate is very small, the power generation capacity of the engine generator 2 has a slight margin. Within this margin, power for charging the power storage location 6, which will be described in detail later, is provided.
As described above, the power balance of the system portion shown in FIG. 1 is balanced even without receiving power supply from the outside. Each component described above is controlled by the automatic control device 7.
[0028]
When the cooling / heating load fluctuates, the fluctuation rate of the power consumption of the exhaust heat input type absorption chiller / heater 1 and its auxiliary equipment is smaller than the fluctuation rate of the load. On the other hand, when the cooling / heating load fluctuates, the input heat amount required by the exhaust heat input-type absorption chiller / heater 1 varies proportionally with the cooling / heating load.
In the first embodiment of FIG. 1, the power generation capacity of the engine generator 2 in the rated state is balanced with the power consumption of the exhaust heat input type absorption chiller / heater 2 (and auxiliary equipment) in the rated state. Although configured, the amount of heat supplied to the exhaust heat input type absorption chiller / heater 1 by the exhaust hot water recovered from the exhaust heat of the engine generator 2 in the rated state is slightly insufficient. And the above-mentioned insufficient heat quantity changes with the fluctuation of the air conditioning load.
Therefore, the above shortage of heat is calculated by the automatic control device 7 having an automatic calculation function, and the burner 1d is ignited and extinguished so as to generate the calculated amount of heat, and the gas fuel 4 and the combustion air are automatically used during combustion. Control.
[0029]
When starting the cold / hot water generator during the stop, the cell motor 2a is rotated by the storage battery 6, and the control valve of the gas fuel 4 is opened by the automatic controller 7 to start the engine generator 2. In this way, the cold / hot water generator can be started without requiring the assistance of an external power source.
As described above, in order to keep the start-up response ready by the storage battery 6, a part of the power generated by the engine generator 2 is supplied to the storage battery 6 via the rectifier and the voltage / current regulator to always maintain the charged state. .
Further, immediately after the engine is started, there is a slight transition period until the rotational speed is stabilized, and the generated voltage is unstable during this period. Since the automatic control device 7 requires a stable power source, the storage battery 6 is operated as a power source until the generated voltage is stabilized.
Even if the generated voltage is stable, during the warm-up operation of the engine generator, the warm water cannot be generated immediately because the warm water is at a low temperature. Therefore, as described below, the electric load (electric motor) that drives the pumps to rotate ).
First, the motor for cooling water pump 1a (15 kW) and the motor for cold / hot water pump 1b (15 kW) having the largest electrical load capacity are turned on.
The power generation capacity of the engine generator 2 is 52 kW, which is relatively small, but other electric loads are not supplied, and the entire power generation capacity of 52 kW is supported. In contrast, 15 kW × 2 = 30 kW When the load is applied, the load factor is suddenly increased from 0 to 30 kW / 52 kW≈60%. Such an increase in the load factor does not cause a harmful electric shock or mechanical shock to the engine generator 2.
[0030]
When the heating / cooling load is eliminated, or the generation of cold / hot water is eliminated, the burner 1d is extinguished by the automatic control device 7, and at the same time, the adjustment valve of the gas fuel 4 of the engine generator 2 is closed and stopped. If it does, there exists a possibility that cooling water (substantially agreeing with waste heat water) may boil with the heat | fever which a cylinder block with a large heat capacity retains. Therefore, the engine generator 2 continues to operate at a low load (almost in an idling state. During this time, the engine generator 2 is stopped after rotating the hot water pump 1e to lower the temperature of the cooling water.
[0031]
When the amount of heat input by the exhaust hot water is insufficient due to the fluctuation of the heating / cooling load, the burner 1d is operated to compensate for the insufficient heat amount as described above. In some cases, excessive heat may cause overheating. In such a case, the overheated water is cooled to prevent overheating as described below with reference to FIGS.
[0032]
FIG. 2 is a system diagram of a cold / hot water generator according to a second embodiment configured to cool the waste water by providing a radiator by improving the first embodiment shown in FIG. .
The three-way valve 1c has a function of switching the flow path of the exhausted warm water flowing through the pipe line connected in a T shape. Even when a plurality of valves are arranged to perform the same function, they are substantially the same as the three-way valve in the present invention and are not included in the technical scope of the present invention.
The three-way valve 1c in the present embodiment has not only an on / off switching function but also a throttling function. As a result, the exhaust hot water flow discharged and circulated by the hot water pump 1e can be diverted and distributed to the radiator 9 and the heat input absorption cold / hot water machine at an arbitrary ratio. Even if the required heat input of the machine fluctuates, the optimum waste water temperature / flow rate can be maintained according to the fluctuation. In the present embodiment, detection signals from temperature sensors and / or flow rate sensors arranged at key points of the exhaust heat input type absorption chiller / heater 1 are input to the automatic control device 7, and the automatic control device 7 inputs the three valves. 1c was drive-controlled.
[0033]
FIG. 3 shows a further improvement of the second embodiment shown in FIG. 2 above, so that additional installation of a radiator is not required, and the generation of cold / hot water that does not require an external power device according to the third embodiment It is a systematic diagram of an apparatus.
A three-way valve 1c having a throttling function is interposed in the middle of the flow path of the discharged hot water circulated by the hot water pump 1e, and the discharged hot water divided by the three-way valve 1c is supplied to the heating-side flow path of the heat exchanger 10. The heated side channel of the heat exchanger 10 is connected to the cooling water circulation channel via the valve 11.
Thereby, when the required heat input of the exhaust heat input type absorption chiller / heater 1 decreases or disappears and the retained heat amount of the exhaust hot water becomes excessive, the excess heat is absorbed into the cooling water by the heat exchanger 10, and The cooling water can be guided to the cooling tower 3 to dissipate heat, and overheated water is prevented from overheating.
[0034]
(Refer to FIG. 1) The waste heat input type absorption chiller / heater 1 is a newly-developed device that has recently become publicly known. 15 models ranging from 700S type with 2,461 kW and heating capacity of 2,264 kW are available on the market, so we have to obtain a high-quality exhaust heat input type absorption chiller / heater with the desired cooling and heating capacity. There is no difficulty.
Table 1 shows some of the specifications for some of the models.
[0035]
[Table 1]
Figure 0003624275
[0036]
Table 1 above contains only a part of the specifications, but other numerical values are also published in the catalog.
For this reason, if the cooling and heating capacity is determined, the shape, dimensions, weight, required power, etc. are determined quickly and easily, and are determined almost uniquely.
[0037]
In the present embodiment, the 180S type having a cooling capacity of 633 kW is selected as the exhaust heat input type absorption chiller / heater. As a result, the required power amount is determined as indicated by the chain arrow. The fact that it is determined in this way can be said to have a small degree of design freedom in one aspect, but it has a great merit that there is no difficulty in designing.
In addition to the required power amount, the required heat input amount is also determined, but the study of the heat input amount is excluded for a while, and it has a power generation capacity that balances with the required power consumption amount, and the exhaust heat is in the form of waste heat water. Select and combine the engine generators 2 that can be recovered in Since the engine generator is selected using only the power balance as an index, the engine generator can be selected quickly and easily without the need for advanced technical knowledge about the cooling / warming technology, and without the possibility of calculation errors.
[0038]
The exhaust heat input type absorption chiller / heater 1 thus selected and the engine generator 2 are installed in combination, and are relatively positioned to perform piping and wiring. Electrical wiring harnesses are relatively flexible, but piping steel pipes are very rigid, so the joints will not fit unless the exhaust heat input absorption chiller / heater and engine generator are positioned with high precision. Absent. If excessive mounting is performed, water leakage occurs or fatigue failure is induced. Therefore, in this embodiment, the mount is provided as described below.
FIGS. 4A and 4B are schematic views showing a state in which the engine generator and the exhaust heat input type absorption chiller / heater in the embodiment of the present invention are installed on a gantry and the cooling tower is installed separately. FIG.
Various effects can be obtained by providing such a gantry 8 or 8 ', but the main one is (although the expression is partially duplicated),
(B) Easy disassembly and transportation, complete quality assurance after reassembly,
(B) Piping work is easy and troubles caused by poor piping can be prevented.
(C) The cost of the foundation construction department is reduced, and troubles related to installation are prevented.
That is, after assembling in a factory and performing a trial run, disassembling and transporting and assembling on-site, if the exhaust heat input type absorption chiller / heater 1 and the engine generator 2 are placed on the gantry 8 or gantry 8 ', both The relative positional relationship of the devices is determined based on the gantry. For this reason, the piping and wiring that connect both devices can be quickly and easily installed (without the need for pipe bending and shim adjustment), and high-precision piping and wiring work is performed comfortably, resulting in poor piping. There is no fear of causing trouble.
When facilities including air conditioning units are constructed with the cooperation of many departments, the foundation construction department or the reinforced concrete structure department has many anchor bolts for exhaust heat input type absorption chiller / heaters and many anchors for engine generators. The work of placing bolts on a horizontal plane and planting them on a concrete floor requires a high level of skill and a great deal of labor. On the other hand, it is extremely easy to form a horizontal plane on which the platform is placed horizontally. is there.
When the gantry 8, 8 'is installed horizontally (even if the installation position is deviated by several millimeters, there is no practical problem), the exhaust heat input type absorption chiller / heater and the engine generator are positioned on the gantry. Is done. What is important about the position accuracy in this case is the relative positional relationship between the two devices, not the absolute position with respect to the building. Let's be done.
[0039]
As shown in Table 1 above, many models of waste heat input type absorption chiller / heaters with different cooling and heating capabilities are supplied to the market and the specifications are publicized. The engine generator with the power generation capacity that balances the power consumption of the input type absorption chiller / heater (including auxiliary equipment) is designed in combination, and various units including the necessary piping and wiring are prepared in the design ( If it is provided to the design department of a general construction company as a catalog value with specification specifications, it is not always necessary to assemble actual equipment), and the man-hours for comprehensive planning and design will be significantly reduced, and appropriate hot and cold water facilities Is configured. In this case, it is desirable to mark the air conditioning capacity on each unit.
Table 2 shows a part of the specifications of the exhaust heat input type absorption chiller / heater in the embodiment shown in FIG.
[0040]
[Table 2]
Figure 0003624275
[0041]
In addition to the specification items and numerical values shown in Table 2 above, gas fuel consumption, shape, dimensions, weight, and data on auxiliary equipment are also disclosed.
[0042]
[Refer to FIG. 1] In the present invention, the balance of electric power and the balance of heat are balanced between the engine generator 2 and the exhaust heat input type absorption cold / hot water generator 1 to generate cold / hot water. However, there is no risk that the engine generator will break down during operation and the above heat balance and / or power balance may be disrupted, so cold and hot water will continue to be generated even if the engine generator fails. It is desirable to prepare measures that can be used. Needless to say, the probability that such measures will be implemented is extremely low, but it means to be safe in the event of an emergency. Hereinafter, description will be made by dividing into measures for the loss of power supply and measures for the loss of exhaust heat supply.
a. When the engine generator breaks down and the power generation output disappears or significantly decreases, the cooling water pump 1a (15 kW), the cold / hot water pump 1b (15 kW), and the fan motor 3a (5) receiving power supply from the engine generator 2 .5 kW), hot water pump 1e (0.4 kW) and exhaust heat input type absorption chiller / heater 1 (10 kW) are switched from engine generator 2 to a commercial power source (not shown).
[0043]
b. When the engine generator fails and the temperature of the waste water drops,
The amount of heat input is increased by increasing the amount of gas fuel 4 to be burned by the burner 1d and the amount of combustion air to be supplied, thereby ensuring the amount of heat input required for the exhaust heat input type absorption chiller / heater 1.
However, since the cylinder block of the engine has a considerable heat capacity, even if the engine generator fails, the temperature of the exhaust hot water does not drop rapidly. Therefore, it is desirable to increase the combustion of the burner 1d at an appropriate increase rate so as to match the decrease in the temperature of the exhaust hot water.
[0044]
【The invention's effect】
The embodiment of the present invention has been described above.AllThe invention of claim 1 has been clarified as to its configuration and function.Methodaccording toThe engine generator can be protected, voltage fluctuations can be minimized, and the cold / warm system can be started smoothly and started up quickly.
In other words, the present invention is based on the assumption that commercial power is not supported, but the power capacity of the engine generator is relatively small compared to the large power capacity of the commercial power.
On the other hand, most of the electric equipment equipped in the exhaust heat input type absorption chiller / heater and its auxiliary machines are electric motors, which have a large starting current. For this reason, if the power supply capacity is small, there is a problem that the power supply voltage drops greatly when the electric motor as an electric load is turned on.
Therefore, when the present invention is applied and the one having the largest load capacity among the plurality of electric devices is first input, the electric device having the second or lower load capacity is not yet input. Therefore, there is a margin in the capacity of the engine generator as a power source, and it can withstand the introduction of electric equipment with the maximum load capacity, and the instantaneous voltage drop is suppressed to the minimum.
Thereafter, by sequentially turning on electric devices having a large load capacity, a significant voltage drop does not occur, and there is no possibility that the engine is subjected to a remarkably large shock load (rotational resistance).
[0045]
According to the invention of claim 2The following effects are obtained.
When the operation of the cold / hot water system is stopped, there is a possibility that the exhaust water is boiled due to the residual heat of the engine when the circulation of the exhaust water that collects the exhaust heat is stopped by stopping the operation of the engine generator.
For this reason, in the prior art which uses a commercial power supply together, it is common to continue the rotation of the hot water pump by the commercial power supply until the temperature of the circulating water decreases.
However, in the present invention that does not use a commercial power source, it is possible to continue the circulation of the exhaust hot water by applying the present claim 2 and continuing to operate the engine generator with a light load even after it is no longer necessary to supply the cold hot water. Boiling can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a first embodiment of a cold / hot water generator configured to carry out a cold / hot water generation method that does not require external power supply according to the present invention, and the supply and demand of power is indicated by chain arrows. It is a systematic diagram.
FIG. 2 is a system diagram of a cold / hot water generator according to a second embodiment configured to cool exhaust water by providing a radiator by improving the first embodiment shown in FIG. 1; .
FIG. 3 is a cold / hot water generator according to the third embodiment, which does not require an additional installation of a radiator by further improving the second embodiment shown in FIG. It is a systematic diagram.
FIGS. 4 (A) and 4 (B) each show an outline of a state in which an engine generator and an exhaust heat input type absorption chiller / heater in an embodiment of the present invention are installed on a gantry and a cooling tower is installed separately. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Waste heat input type absorption cold / hot water machine, 1a ... Cooling water pump, 1b ... Cold / hot water pump, 1c ... Three-way valve, 1d ... Burner, 1e ... Hot water pump, 2 ... Engine generator, 2a ... Cell motor, 3 ... Cooling Tower, 3a ... Fan motor, 4 ... Gas fuel, 5 ... Operation circuit, 6 ... Storage battery, 7 ... Automatic control device, 8, 8 '... Base, 9 ... Radiator, 10 ... Heat exchanger, 11 ... Valve.

Claims (2)

排熱投入型吸収冷温水機およびその補機が消費する電力と、エンジン発電機が発生する電力とを均衡せしめ、
上記エンジン発電機の排熱を温水の形で回収するとともに、回収した熱量の全部を前記排熱投入型吸収冷温水機に投入して、該排熱投入型吸収冷温水機により冷温水を発生せしめ、
前記排熱投入型吸収冷温水機が必要とする投入熱量の中から、エンジン発電機の排熱回収によって供給される熱量を差し引いた不足分を、該排熱投入型吸収冷温水機に装備された燃焼手段の発生熱量によって補うことにより、外部からの電力供給を受けることなくエンジン発電機と排熱投入型吸収冷温水機とのエネルギー収支をほぼバランスさせる冷温水発生方法において、
前記のエンジン発電機を始動して、その発生電圧が安定した後、
前記排熱投入型吸収冷温水機およびその補機に装備されている複数の電気機器の中で、負荷容量の大きいものから順次に投入・給電して作動させることを特徴とする、外部からの電力供給を必要としない冷温水発生方法。
Balance the power consumed by the waste heat input absorption chiller / heater and its auxiliary equipment with the power generated by the engine generator,
The exhaust heat from the engine generator is recovered in the form of hot water, and all of the recovered heat is input to the exhaust heat input type absorption chiller / heater, and cold heat water is generated by the exhaust heat input type absorption chiller / heater. Cough,
The exhaust heat input type absorption chiller / heater is equipped with a shortage obtained by subtracting the amount of heat supplied by the exhaust heat recovery of the engine generator from the input heat amount required by the exhaust heat input type absorption chiller / heater. In the cold / hot water generation method that substantially balances the energy balance between the engine generator and the exhaust heat input type absorption chiller / heater without receiving external power supply ,
After the engine generator is started and the generated voltage is stabilized,
Wherein among the plurality of electric devices equipped in the exhaust heat-up type absorbent chiller and its accessory, it characterized by actuating sequentially turned-feeding to the larger load capacity, external Cold / hot water generation method that does not require power supply from
冷,暖房負荷が無くなった後、エンジン発電機を軽負荷状態で引き続き運転し、エンジンの排熱を回収した排温水の温度が所定の温度よりも下降して沸騰の虞れが無くなってから該エンジンを停止させることを特徴とする、請求項1に記載した外部からの電力供給を必要としない冷温水発生方法。After the cooling / heating load has been eliminated, the engine generator is continuously operated under a light load condition, and the temperature of the exhaust water that has recovered the exhaust heat of the engine has fallen below a predetermined temperature to eliminate the possibility of boiling. The method for generating cold / hot water according to claim 1, wherein the engine is stopped and does not require external power supply.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4535451B2 (en) * 2006-01-05 2010-09-01 日立アプライアンス株式会社 Cold and hot water system
JP2007183026A (en) * 2006-01-05 2007-07-19 Hitachi Ltd Water cooling and heating system
CN102562364A (en) * 2012-01-12 2012-07-11 亿恒节能科技江苏有限公司 System for circulating gas, cooling tail gas and dehumidifying and heating mixed gas
JP6300583B2 (en) * 2014-03-10 2018-03-28 パナソニック株式会社 Air conditioner
JP7000189B2 (en) * 2018-02-08 2022-01-19 東京瓦斯株式会社 Cooling system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2762802B1 (en) * 2013-02-05 2019-07-03 Mitsubishi Shipbuilding Co., Ltd. Chilled water system and method of operating chilled water system

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