JP3996434B2 - 域間熱補完システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分散型冷温熱装置が散在する工場や地域において、域間にループ状閉鎖滞留域を設け、該滞留域に所定温度、圧力での気液両相が共存する１成分媒体系を封入し、該媒体より前記共存状態にある飽和蒸気（以降、乾きガスという）若しくは飽和液（以降、液という）の供給を受け、前記共存媒体系の持つ潜熱を介して冷温熱の供給を可能にした冷温熱供給システムで、
特に、前記気液両相の共存状態の乾きガスを取り出し温熱源に利用し気相より液相に移行させて前記液領域に戻し、前記気液両相の共存状態の液を取り出し冷熱源に利用し液相より気相へ移行させて前記乾きガス領域に戻す、域間熱補完システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
地球温暖化防止の観点からエネルギ施策の再検討が自治体、企業、市民等あらゆるレベルで行われている。
電気エネルギにおいては、大規模集中型発電所システムから地域に分散した小規模な電源システムに移行することにより、送電ロスをなくし、排熱を有効に活用してエネルギ効率を高めることが提唱されている。
【０００３】
また一方、従来から、コ−ジェネ・地域冷暖房などの企業主体でのいわゆる省エネ技術がある。さらに最近では、都市ガス・天然ガスなどを燃料にしたマイクロガスタービン、燃料電池等、コンビニ、集合住宅など市民レベルで使用可能な小規模分散型のコ−ジェネ設備が開発されている。
【０００４】
これら小型分散設備は、個々の設備の単独では効率が悪く、地域全体として総合効率を高めることが従来にもまして必要となっている。いわば熱のゼロエミッション化が求められている。
【０００５】
このため従来の種々技術においては、分散型冷暖房器の戻り熱、排熱を吸収式冷凍機などの熱源システムに使用すべく、土中熱交換等により調節使用し、個々の分散型冷暖房器の成績係数を上げ、地域全体としてのエネルギ熱効率を高めている。
【０００６】
しかしながら、かかる従来の技術にあっては、熱源システムの余剰熱は冷却塔で大気中に廃棄されることが多かった。
市民レベルでの熱源システムである小規模分散型コ−ジェネ設備において熱源システムの余剰熱は、ますます使いにくくなるため、地域での回収・再利用システムがなければ無駄に廃棄され、都市部においてますますヒートアイランド化が進むことにもなる。
則ち、商店街、集合住宅、などのコ−ジェネなど従来想定されなかった形態での排熱、分散化した小規模排熱が考えられ、これらを地域として有効に活用することが求められている。
則ち小規模分散型設備においても無用の余剰熱や排熱を排出せずに有用な熱エネルギのみを供給する広域的システムが要求されている。
【０００７】
かかる問題に基づき従来より地域配管による熱供給システムとしては、地域冷暖房システムがあり、初期においては、需要温度での高温水、冷水を専用往復配管路で供給する４管方式が主たる形式であったが、配管は防熱が必要で、戻り配管の有効利用が課題であった。
これを改善したものとして同一の配管を季節又は時間を区切って交互に使用する２管方式、あるいは熱源水供給の２管方式がある。
このような２管方式の域間供給システムとして特公昭５６−５２２１９号公報には、２管方式で個々の設備の効率を上げて、しかも地域全体としてもエネルギ効率を高める技術が開示されている。
【０００８】
則ち、対象地域内の多数の場所に分散設置された多数のヒートポンプ式冷暖房器と対象地域とは離れた場所に設けられた集中型コ−ジェネ設備を含むパワーステーション間を地中に埋設した夏季冷水供給配管（冬季戻り配管としても機能する）と、温水供給配管（夏季戻り配管としても機能する）とで２管式地域配管で結び、配管内を地中の奪熱及び吸熱作用を効果的に利用して常温に近い温度に調節した冷却水若しくは排熱水をパワーステーション側に流し若しくはパワーステーション側より供給しながら、地域水循環により域間熱供給システムを構成している。
しかしながらかかる従来技術も２管の往復動管を季節をずらして交互に使うもので、エンドレス管ではない。このため供給管側でも戻し管側でもいずれの管側でもポンプを必要とし、しかもそのポンプ動力はパワーステーションと対象地域が離れれば離れる程大きくなる問題がある。
【０００９】
かかる問題を解決するために、特開２０００−１４６３５６公報において、地域配管を２管の往復動管ではなく、環状エンドレス水路とする従来技術が記載されている。
則ち、地域配管をゆったり流れる川の如く大容量化して熱負荷を平均化する単管式環状エンドレス水路の提案で、全体システムの省エネルギ効果が高い分散型ヒートポンプ装置による地域冷暖房システムを提供するために、図４に示すように所定地域の地下に土壌と熱的に結合させて地域配管５０を貫通させ、循環水ポンプ５６で地域配管５０内に水を循環させる。所定地域に分散した氷蓄熱槽を持つヒートポンプ装置５１ａと氷蓄熱槽を持たないヒートポンプ装置５１ｂと熱源機５４とを前記地域配管５０に引込管５５により接続する。地域配管５０の土壌と熱交換した循環水をヒートポンプ装置５１ａの図示していない蓄冷槽または冷媒凝縮器と熱的に結合することにより、対応する熱負荷に冷凍サイクルの冷媒凝縮温熱または冷媒蒸発冷熱を供給する。地域配管５０は環状エンドレス水路とすることができる。好ましくは、地域配管の一部分を未利用熱源Ｕと熱的に結合する。
【００１０】
かかる従来技術は地域配管５０を環状エンドレス水路とした点で、特公昭５６−５２２１９号公報の従来技術と異なるが、地域配管５０の土壌と熱交換した循環水を循環水ポンプ５６で地域配管５０内に水を循環させるいわゆる水移動循環であるために、循環ポンプが必要で、しかもポンプ動力は環状エンドレス水路の径が大きければ大きいほど、又ヒートポンプ装置５１ａの蓄冷槽や冷媒凝縮器と対象地域の熱負荷が離れれば離れるほど大きくなる。
従って、環状エンドレス水路の周径、則ち熱供給を行う地域面積には大きな制約を受ける。
また、上記問題点とは別に、下記問題点を内蔵している。
則ち、地域配管内の水温は土壌との熱交換量とヒートポンプ５１ａ、５１ｂの吸熱量（暖房、給湯時）または放熱量（冷房、冷蔵運転時）との平衡状態で決まるので、予めこれらの熱量を予測し地域配管の長さ及びこれに接続する熱負荷等を設計しておく必要があり、熱負荷の需要増に対応する補完機能はない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、
域内に分散配設された分散型冷温熱装置に使用する熱源システムの形成に、所定温度と調整された圧力のもとに１成分系で形成された気液二相の共存状態にある液と乾きガスの滞留域を持つエンドレスループを域内に配設し、
前記滞留域より乾きガスの供給を受けて、気相より液相への移行の過程で凝縮熱を温熱源として利用し、移行後の液を液側に還流させ、
前記滞留域より液の供給を受けて、液相より気相への移行の過程で蒸発潜熱を冷熱源として利用し、移行後の乾きガスをガス側へ還流させて、前記潜熱のやりとりを交互に行い相互補完をし、
且つ前記気液二相の共存状態維持のためのガス圧調整手段を付設した、域間熱補完システムの提供を目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明の域間熱補完システムに係わる第１の発明は、
所定温度で１成分系での気液両相が共存するように圧力調整された閉回路ル−プ内に、下側域に液、上側域に該液より分圧された乾きガスが位置するように、前記ル−プを略水平状に配置するとともに、
前記ル−プより、乾きガスを取り出してその凝縮熱等により、熱交換を行って気相より液相へ移行させ前記ル−プの液側に戻す熱回路と、前記ル−プより液を取り出してその蒸発潜熱等により熱交換を行なって液相より気相へ移行させ前記ル−プの乾きガス側に戻す熱回路とのうち、少なくとも１の熱回路が前記ル−プより枝分かれして閉回路で接続されていることを特徴とする。
【００１３】
上記発明は、本発明の第１の発明について記載したもので、
本発明の目的である、所定温度と調整された圧力の元に形成された１成分系での気液二相共存状態の気液二相が上下に分離滞留する領域を、地域に水平状に付設したエンドレスワンループ閉回路内に設けたもので、
上記滞留域のガス滞留域より乾きガスの供給を受けて分散型温熱装置に凝縮熱の熱交換を介して温熱源を形成させ、液相へ移行した液を液滞留域へ還流させる熱回路を閉回路状に設け、
上記滞留域の液滞留域より液の供給を受けて分散型冷熱装置に蒸発潜熱による熱交換を介して冷熱源を形成させ、気相へ移行した乾きガスをガス滞留域へ還流させる熱回路を閉回路状に設け、
気相→分散型温熱装置→液相と、液相→分散型冷熱装置→気相との潜熱を利用した相互熱交換により、ループ内の搬送システムを使用することなく、域内の熱補完システムを形成させている。
【００１４】
斯かる第１の発明における、前記ル−プ内に充填される１成分系冷媒の、１気圧における沸点が使用温度より高い場合に前記ル−プ及びこれに閉鎖接続される熱回路が減圧されて閉回路を構成するのが好ましい。
【００１５】
上記発明は、前記第１の発明において、使用する１成分系の冷媒を設定して所定温度（使用温度）での気液両相が共存するように圧力調整する場合、前記設定された冷媒に対する１気圧における沸点が前記使用温度より高い場合の必要とする圧力調整について記載したものである。
使用温度が２０℃、冷媒に水を使用するときは、略２／１００ａｔｍに減圧する必要がある。
【００１６】
また、前記第１の発明における、前記ル−プ内に充填される１成分系冷媒の、１気圧における沸点が使用温度より低い場合に前記ル−プ及びこれに閉鎖接続される熱回路が増圧されて閉回路を構成するのが好ましい。
【００１７】
上記発明は、前記第１の発明において、使用する１成分系の冷媒を設定して所定温度（使用温度）での気液両相が共存するように圧力調整する場合、前記設定された冷媒に対する１気圧における沸点が前記使用温度より低い場合に必要とする圧力調整について記載したものである。
使用温度が２０℃、冷媒にＣＯ_２を使用するときは、略５０ａｔｍに増圧する必要がある。
【００１８】
また、前記第１の発明において、前記ループと熱交換回路の接続点（枝分かれ部）にバッファタンクが設けられ、該バッファタンクに、２つ以上の熱交換回路を乾きガス域側と液域側に連設し、１の回路で乾きガスを取り出して奪熱により凝縮させて液として前記バッファタンクの液域側に戻し、他の回路で前記バッファタンクの液域側で液を取り出して受熱により蒸発させて乾きガスとして前記バッファタンクのガス域側に戻し、前記バッファタンクの内の液面調整若しくは熱バランス調整を行なうのが好ましい。
【００１９】
上記発明は、前記第１の発明のループに接続して熱補給を受ける分散型冷温熱装置の使用運転状況に起因して、前記ループ内に滞留する気液二相共存状態の分離された液面に移動を生じ熱的バランスが崩れたときの、液面調整または熱バランスの調整用に設けたバッファタンクの構成について記載したもので、
前記ループに設けられたバッファタンクには、調整用の冷却回路と加熱回路を設け、前者によりタンク内の乾きガスを取り出し奪熱により冷却凝縮させて液としてタンクの液域側に戻し、後者により前記タンクの液域側より液を取り出し加熱蒸発させて乾きガスとして前記タンクのガス域側に戻すようにしたもので、前記冷却用熱源は外気ないし外部冷熱源により行い、前記加熱用熱源は排熱等により行う。
【００２０】
また前記ループが１ループである構成が好ましい。
【００２１】
前記ループより、乾きガスを取り出してその凝縮熱等により、熱交換を行って液として前記ループの液側に戻す熱回路の経路に乾きガスの圧縮機関が介装され、圧縮乾きガスを利用して負荷側との熱交換を行うようにしても良い。
【００２２】
また、本発明の域間熱補完システムに係わる第２の発明は、
所定温度で１成分系での気液両相が共存するように圧力調整され、下側域に液、上側域に該液より分圧された乾きガスが位置するように形成された液・ガス封入タンクと、前記封入タンクの乾きガス域側に始端と終端とを持つ１又は複数のガスループと、
前記封入タンクの液域側に始端と終端とを持つ１又は複数の液ループと、
前記ガスループと液ループ間を跨ぐ如く接続された１又は複数の熱供給若しくは熱流入の熱回路とを備えたことを特徴とする。
【００２３】
上記本発明の第２の発明は二重ループの構成よりなるもので、
所定温度と調整された圧力の元に形成された１成分系での気液二相共存状態の気液が上下に分離滞留する乾きガス域と液域とを持つ液・乾きガス封入密閉タンクを設け、前記乾きガス域と液域にそれぞれ始端と終端とを持つガスループと液ループとを設け、前記ガスループと液ループ間に接続する熱供給若しくは熱流入用の熱回路を設けたものである。
【００２４】
また、前記封入タンクのガス域側と液域側とを連接する２以上の熱交換回路を設け、１の回路で乾きガスを取り出して奪熱により凝縮させて液として前記封入タンクの液域側に戻し、他の回路で前記容器の液域側で液を取り出して受熱により蒸発させて乾きガスとして前記封入タンクのガス域側に戻し、前記封入タンク内の液面調整若しくは熱バランス調整を行うのが好ましい。
【００２５】
上記発明は、前記第２の発明のガスループと液ループに接続して熱補給を受ける分散型冷温熱装置の使用運転状況に起因して、前記ループを通じて前記タンク内に滞留する気液二相共存状態の分離された液面に上下位置に移動を生じ熱的バランスが崩れたときの、液面調整または熱バランスの調整用に設けた熱交換回路の構成について記載したもので、前記熱交換回路は冷却回路と加熱回路とよりなり、前者によりタンク内の乾きガスを取り出し奪熱により冷却凝縮させて液としてタンクの液域側に戻し、後者により前記タンクの液域側より液を取り出し加熱蒸発させて乾きガスとして前記タンクのガス域側に戻すようにしたもので、前記冷却用熱源は外気ないし外部冷熱源により行い、前記加熱用熱源は排熱等により行う。
【００２６】
また、前記ガスループより乾きガスを取り出してその凝縮熱等により、熱交換を行って気相より液相へ移行させ前記液ループ側に戻す熱回路と、
前記液ループより液を取り出してその蒸発潜熱等により熱交換を行って液相より気相へ移行させ前記ガスループ側に戻す熱回路とのうち、少なくとも１の熱回路が前記２種のループを跨いで閉回路で接続されていることを特徴とする。
【００２７】
上記発明は、前記第２の発明におけるガスループと液ループの間に接続する二つの機能を個別に持つ熱回路の構成について記載したものである。
則ちその一は、ガスループより乾きガスの供給を受けて凝縮熱を熱交換器を介して放熱するとともに、放熱過程で気相より液相へ移行した液を液ループへ戻し、
他の一は、液ループより飽和液の供給を受けて蒸発潜熱を熱交換器を介して吸熱するとともに、吸熱過程で液相より気相へ移行した乾きガスをガスループへ戻し、それらの熱回路は閉回路で構成する。
【００２８】
また、前記封入タンク及び液ループ内に充填される１成分系冷媒の、
１気圧における沸点が使用温度より高い場合に前記封入容器及びこれに閉鎖接続される各ループが減圧されて閉回路を構成するのが好ましい。
【００２９】
上記発明は、前記第２の発明において、使用する１成分系の冷媒を設定して所定温度（使用温度）での気液両相が共存するように圧力調整する場合、前記設定された冷媒に対する１気圧における沸点が前記使用温度より高い場合に必要とする圧力調整について記載したものである。
【００３０】
また、前記封入容器及び液ループ内に充填される液の、
１気圧における沸点が使用温度より低い場合に前記封入容器及びこれに閉鎖接続される各ループが増圧されて閉回路を構成しているのが好ましい。
【００３１】
上記発明は、前記第２の発明において、使用する１成分系の冷媒を設定して所定温度（使用温度）での気液両相が共存するように圧力調整する場合、前記設定された冷媒に対する１気圧における沸点が前記使用温度より低い場合に必要とする圧力調整について記載したものである。
【００３２】
なお、前記第１、若しくは第２の発明における１成分系は、水に限らず、ＣＯ_２、Ｎ_２でも良く、また、所定温度は常温に近い１５℃〜２５℃の温度が好適で、常温付近に設定することにより外気の影響を低く押さえる構成が好ましい。
所定温度を２０℃に設定する場合、１成分系冷媒に、
水を使用するとき； 圧力は約２／１００ａｔｍに減圧、
ＣＯ_２を使用するとき； 圧力は約５０ａｔｍに増圧
する必要がある。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載される構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的記載が無い限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図１は本発明の第１の発明であるワンループ一重管式の域内熱補完システムの概略の構成を示す図で、図２は第２の発明のワンループ二重管式の域内熱補完システムの概略の構成を示す図で、図３は図２のワンループ二重配管方式の別の実施例を示す断面図である。
【００３４】
図１に見るように、ワンループ一重管式域内熱補完システムは、ワンループ一重管路１１と、調整タンク１６とガス圧冷却調整手段１７とガス圧加熱調整手段１８とよりなる調整部２５とより構成する。
【００３５】
前記ワンループ一重管路１１は略水平状に配設されたループ状耐圧密閉管路で、管内には温度１５℃〜２５℃の沸点を持つように調整された圧力のもとにおいて、例えば水、ＣＯ_２、Ｎ_２等の１成分系の冷媒を使用し、該冷媒を気液２相の共存状態に置き、形成された液（飽和液）１３ａを管路１１の液側に、又乾きガス１２ａは管路１１のガス側に位置するよう封入されている。
そして、前記管路１１添い域内の分散型温熱装置２０と分散型冷却装置２１が設けられている。
なお、前記所定温度（使用温度）を２０℃に設定する場合、１成分系冷媒に、
水を使用するとき； 圧力は約２／１００ａｔｍに減圧、
ＣＯ_２を使用するとき； 圧力は約５０ａｔｍに増圧
する必要がある。
【００３６】
前記分散型温熱装置２０は、管路１１のガス側より矢印Ａ方向に乾きガス１２ａを取り入れ、ついで図示していない熱交換器を介して凝縮熱２２ｂを放熱し、放熱の過程で気相より液相に移行して管路１１の液側へ還流する閉路状熱回路２３を構成する。
また、前記分散型冷却装置２１は、管路１１の液側より矢印Ｂ方向に液１３ａを取り入れ、図示していない熱交換器を介して蒸発潜熱２２ａを吸熱し、吸熱の過程で液相より気相に移行して管路１１のガス側へ還流する閉路状熱回路２４を構成する。
上記閉路状熱回路２３、２４により、管路１１に封入されている飽和液である液１３ａと乾きガス１２ａとの間での潜熱のやりとりにより、効率的熱補完のもとに冷温熱源を形成する。
【００３７】
調整部２５は、バッファ用の調整タンク１６とガス圧冷却調整手段１７とガス圧加熱調整手段１８とより構成し、前記管路１１に添い設けられた分散型温熱装置２０、分散型冷却装置２１を介して行なわれる吸奪熱に使用される管路１１内に封入されている前記１成分系冷媒の気液平衡状態は、運転のアンバランスにより、使用温度（１５〜２５℃）に対し沸点のずれや熱的アンバランスを起こすが、このバランスの崩れを調整するために設けてある。
前記調整タンク１６は、耐圧密閉容器で構成され、前記した所定温度（１５〜２５℃）と調整された圧力のもとに形成された気液二相が共存する平衡状態にある液１３ａが下半部の液域に、乾きガス１２ａは上半部のガス域に封入され、前記液域とガス域には前記ワンループ一重管路１１の始端と終端がそれぞれ連接され密閉閉鎖回路を形成する。
【００３８】
そして、前記所定使用温度（１５〜２５℃）において調整した圧力のもとに得られていた使用冷媒の沸点が高くなったときは、前記ガス圧冷却調整手段１７を介して減圧させ、前記沸点が前記使用温度より低くなったときは、前記ガス圧加熱調整手段１８を介して増圧する構成にしてある。
【００３９】
上記ガス圧冷却調整手段１７は、例えばターボ圧縮機等の圧縮機１７ａと凝縮冷却部１７ｂよりなる熱交換回路より構成し、調整タンク１６のガス域１２ａより乾きガスをターボ圧縮機１７ａを介して汲み上げ圧縮し、圧縮ガスを凝縮冷却部１７ｂにおいて外気ないし外部冷熱１７ｃにより凝縮液化する。液化された液は前記調整タンク１６の液域へ戻され、結果として調整タンク１６のガス圧を減圧させる。
また、ガス圧加熱調整手段１８は、加熱部１８ａを持つ熱交換回路よりなり、前記調整タンク１６の下部の液域より液１３ａを汲み出し、前記加熱部１８ａで当該地域の排熱を利用した熱源１８ｂにより気化させ乾きガス１２ａとして調整タンク１６のガス域へ投入し該タンク１６内のガス圧を増圧する構成にしてある。
【００４０】
図２には、本発明の第２発明であるワンループ二重配管方式の域内熱補完システムの概略構成が示してある。図２に見るように、ワンループ二重管式域内熱補完システムは、ワンループ二重管路１４と、調整タンク１６と、ガス圧冷却調整手段１７とガス圧加熱調整手段１８とより構成する。
【００４１】
前記調整タンク１６は、耐圧密閉容器で構成され、前記した所定温度（１５〜２５℃）と調整された圧力のもとに形成された、１成分系の気液二相が共存し平衡状態にある乾きガス１２ａが上半部のガス域に、飽和液である液１３ａが下半部の液域に封入され、
前記ガス域には、後記するガスループ１４ａの始端と終端とを設け閉回路を形成させて、乾きガス１２ａを滞留させるとともに、
前記液域には、後記する液ループ１４ｂの始端と終端とを設け閉回路を形成させて、液１３ａを滞留させ、前記ガスループ１４ａと液ループ１４ｂとでワンループ二重管路１４を構成している。
則ち、上記構成により調整タンク１６の上半部の乾きガス域とそれに連接するガスループ１４ａと、調整タンク１６の下半部の液域とそれに連接する液ループ１４ｂとには、前記気液二相が共存し平衡状態にある乾きガス１２ａと飽和液である液１３ａが同一条件下で封入される。
【００４２】
上記ガスループ１４ａと液ループ１４ｂには、地域の分散型冷温装置の存在する最寄りの部位に両者を結合するバッファ用滞留域１５ａ、１５ｂ、…を設け、該滞留域１５ａには分散型温熱装置２０を設け、滞留域１５ｂには分散型冷却装置２１を設ける構成にしてある。
前記分散型温熱装置２０は、滞留域１５ａのガス側より矢印Ａ方向に乾きガス１２ａを取り入れ、ついで図示していない熱交換器を介して凝縮熱２２ｂを放熱し、放熱の過程で気相より液相に移行して滞留域１５ａの液側へ還流する閉路状熱回路２３を構成する。
また、前記分散型冷却装置２１は、滞留域１５ｂの液側より矢印Ｂ方向に液１３ａを取り入れ、図示していない熱交換器を介して蒸発潜熱２２ａを吸熱し、吸熱の過程で液相より気相に移行して滞留域１５ｂのガス側へ還流する閉路状熱回路２４を構成する。
上記閉路状熱回路２３、２４により、管路１４に封入されている飽和液である液１３ａと乾きガス１２ａとの間での潜熱のやりとりにより、効率的熱補完のもとに冷温熱源を形成する。
【００４３】
上記ガス圧冷却調整手段１７とガス圧加熱調整手段１８は、前記したように調整タンク１６内に封入されている気液二相の共存状態の平衡条件が冷温熱負荷のアンバランス運転により崩れた場合における、ガス圧調整用に設けられ、
前記したように、ガス圧冷却調整手段１７は調整タンク１６内の減圧用に作動させ、ガス圧加熱調整手段１８は調整タンク１６内の増圧用に作動させる構成にしてある。
【００４４】
図３には、図２に示すワンループ二重配管方式の域内熱補完システムの別の実施例を示してある。図に見るように、この場合は、前記乾きガス１２ａを封入した鋼製のガスループ１４ａの内部に、飽和液である液１３ａを封入した例えばビニール製の液ループ１４ｂを内蔵させたもので、図に見るように、分散型温熱装置２０は、ガスループ１４ａの乾きガス１２ａを矢印Ａ方向に取り入れ、ついで図示していない熱交換器を介して凝縮熱２２ｂを放熱し、放熱の過程で気相より液相に移行して液ループ１４ｂへ還流する閉路状熱回路２３を構成する。
また、前記分散型冷却装置２１は、液ループ１４ｂの液１３ａを矢印Ｂ方向に取り入れ、図示していない熱交換器を介して蒸発潜熱２２ａを吸熱し、吸熱の過程で液相より気相に移行してガスループ１４ａへ還流する閉路状熱回路２４を構成する。
なお、液ループ１４ｂにおける供給流量は還流ガス量の１／１２０であるため、液ループ１４ｂはガスループ１４ａ内に内蔵できる大きさである。
【００４５】
なお、前記分散型温熱装置２０において、取り入れた乾きガス１２ａを取り出して凝縮器等で凝縮液化して前記ループの液側に戻す熱回路２３に乾きガスの圧縮機が介装され、圧縮乾きガスを利用して負荷側との熱交換を行うようにしても良い。
【００４６】
前記１成分系冷媒には水やＣＯ_２やＮ_２を使用しても良いが、ＣＯ_２冷媒使用の場合は、密度が大であるため、配管径を小さくすることができるとともに、腐食性がないため、設備コストを小さく押さえることができる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明は上記構成により、下記効果を奏する。
域内に分散配設された分散型冷温熱装置に使用する熱源システムの形成に、所定温度と調整された圧力のもとに１成分系で形成された気液二相の共存状態の液と乾きガスの滞留域を持つエンドレスループを域内に配設し、
前記滞留域より乾きガス若しくは液の供給を受けて、気相より液相へ若しくは液相より気相への移行の過程で凝縮熱若しくは蒸発潜熱を冷温熱源として利用し、域内の熱補完を効率的に行うことができる。
且つ前記気液二相の共存状態維持のためのガス圧調整手段を設けたため、前記域間熱補完を連続的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の発明であるワンループ一重管式の域内熱補完システムの概略の構成を示す図である。
【図２】 本発明の第２の発明であるワンループ二重管式の域内熱補完システムの概略の構成を示す図である。
【図３】 図２のワンループ二重配管方式の別の実施例を示す断面図である。
【図４】 従来例に見る地域冷暖房システムを示す図である。
【符号の説明】
１１ ワンループ一重配管方式の管路
１２ａ 乾きガス
１３ａ 液（飽和液）
１４ ワンループ二重配管方式の管路
１４ａ ガスループ
１４ｂ 液ループ
１５ａ、１５ｂ 滞留域
１６ 調整タンク
１７ ガス圧冷却調整手段
１７ａ ターボ圧縮機
１７ｂ 凝縮冷却部
１８ ガス圧加熱調整手段
１８ａ 加熱部
２０ 分散型温熱装置
２１ 分散型冷却装置
２２ａ 蒸発潜熱
２２ｂ 凝縮熱
２３、２４ 閉路状熱回路
２５ 調整部

Claims (11)

1. 所定温度で１成分系での気液両相が共存するように圧力調整された閉回路ル−プ内に、下側域に液、上側域に該液より分圧された乾きガスが位置するように、前記ル−プを略水平状に配置するとともに、
   前記ル−プより、乾きガスを取り出してその凝縮熱等により、熱交換を行って気相より液相へ移行させ前記ル−プの液側に戻す熱回路と、前記ル−プより液を取り出してその蒸発潜熱等により熱交換を行なって液相より気相へ移行させ前記ル−プのガス側に戻す熱回路とのうち、少なくとも１の熱回路が前記ル−プより枝分かれして閉回路で接続されていることを特徴とする域間熱補完システム。
2. 前記ル−プ内に充填される液の、１気圧における沸点が使用温度より高い場合に、前記ループ及びこれに接続される熱回路が減圧されて閉回路を構成している請求項１記載の域間熱補完システム。
3. 前記ル−プ内に充填される液の、１気圧における沸点が使用温度より低い場合に、前記ループ及びこれに接続される回路が増圧されて閉回路を構成している請求項１記載の域間熱補完システム。
4. 前記ループと熱交換回路の接続点（枝分かれ部）にバッファタンクが設けられ、該バッファタンクに、２つ以上の熱交換回路をガス域側と液域側に連設し、１の回路で乾きガスを取り出して奪熱により凝縮させて液として前記バッファタンクの液域側に戻し、他の回路で前記バッファタンクの液域側で液を取り出して受熱により蒸発させて乾きガスとして前記バッファタンクのガス域側に戻し、前記バッファタンクの内の液面調整若しくは熱バランス調整を行なう請求項１記載の域間熱補完システム。
5. 前記ループが１ループである請求項１記載の域間熱補完システム。
6. 前記ループより、乾きガスを取り出してその凝縮熱等により、熱交換を行って液として前記ループの液側に戻す熱回路の経路に乾きガスの圧縮機が介装され、圧縮乾きガスを利用して負荷側との熱交換を行うことを特徴とする請求項１記載の域間熱補完システム。
7. 所定温度で１成分系での気液両相が共存するように圧力調整され、下側域に液、上側域に該液より分圧された乾きガスが位置するように形成された液・ガス封入タンクと、前記封入タンクのガス域側に始端と終端とを持つ１又は複数のガスループと、
   前記封入タンクの液域側に始端と終端とを持つ１又は複数の液ループと、
   前記ガスループと液ループ間を跨ぐ如く接続された１又は複数の熱供給若しくは熱流入の熱回路とを備えたことを特徴とする域間熱補完システム。
8. 前記封入タンクのガス域側と液域側とを連接する２以上の熱交換回路を設け、１の回路で乾きガスを取り出して奪熱により凝縮させて液として前記封入タンクの液域側に戻し、他の回路で前記容器の液域側で液を取り出して受熱により蒸発させて乾きガスとして前記封入タンクのガス域側に戻し、前記封入タンク内の液面調整若しくは熱バランス調整を行う請求項７記載の域間熱補完システム。
9. 前記ガスループより乾きガスを取り出してその凝縮熱等により、熱交換を行って気相より液相へ移行させ前記液ループ側に戻す熱回路と、前記液ループより液を取り出してその蒸発潜熱等により熱交換を行って液相より気相へ移行させ前記ガスループ側に戻す熱回路とのうち、少なくとも１の熱回路が前記２種のループを跨いで閉回路で接続されていることを特徴とする請求項７記載の域間熱補完システム。
10. 前記封入タンク及び液ループ内に充填される液の、１気圧における沸点が使用温度より高い場合に、前記封入タンク及びこれに接続される各ループが減圧されて閉回路を構成している請求項７記載の域間熱補完システム。
11. 前記封入タンク及び液ループ内に充填される液の、１気圧における沸点が使用温度より低い場合に、前記封入タンク及びこれに接続される各ループが増圧されて閉回路を構成している請求項７記載の域間熱補完システム。

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