JP4255056B2 - 複合熱源システムと空調システムの連系システム - Google Patents
複合熱源システムと空調システムの連系システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP4255056B2 JP4255056B2 JP2003050372A JP2003050372A JP4255056B2 JP 4255056 B2 JP4255056 B2 JP 4255056B2 JP 2003050372 A JP2003050372 A JP 2003050372A JP 2003050372 A JP2003050372 A JP 2003050372A JP 4255056 B2 JP4255056 B2 JP 4255056B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- cooling
- water
- cold water
- heat
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
- F24F3/12—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
- F24F3/14—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification
- F24F3/1411—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification by absorbing or adsorbing water, e.g. using an hygroscopic desiccant
- F24F3/1423—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification by absorbing or adsorbing water, e.g. using an hygroscopic desiccant with a moving bed of solid desiccants, e.g. a rotary wheel supporting solid desiccants
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F2203/00—Devices or apparatus used for air treatment
- F24F2203/10—Rotary wheel
- F24F2203/1032—Desiccant wheel
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F2203/00—Devices or apparatus used for air treatment
- F24F2203/10—Rotary wheel
- F24F2203/104—Heat exchanger wheel
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F2203/00—Devices or apparatus used for air treatment
- F24F2203/10—Rotary wheel
- F24F2203/1056—Rotary wheel comprising a reheater
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F2203/00—Devices or apparatus used for air treatment
- F24F2203/10—Rotary wheel
- F24F2203/1072—Rotary wheel comprising two rotors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F2203/00—Devices or apparatus used for air treatment
- F24F2203/10—Rotary wheel
- F24F2203/1084—Rotary wheel comprising two flow rotor segments
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Other Air-Conditioning Systems (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、環境対応が強く望まれている空調分野の熱源システム及び空調システムにおいて、最も安全かつ成績係数(COP)が高い低環境負荷の自然冷媒である水だけを用いた水蒸気圧縮冷凍機システムを適用し、高温冷水を有効利用することにより、人体の健康や快適性確保の要求に応えられ、同時に大幅な省エネルギー・省資源を達成する複合熱源システムと空調システムの連系システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
空調分野における熱源システムにおいては、近年、冷媒のノンフロン化など、地球環境破壊を抑制し、省エネルギー・省資源化や設備容量の最小化に適応させると共にランニングコストを低減させることが要望されており、二次側空調システムにおいては、人体の健康面への配慮や快適性を向上させること、更には省エネルギー・省資源化を促進し、ランニングコストを低減させるなどが特に大きなテーマとして挙がっている。
【0003】
ここで、従来の技術の一例としての水蒸気圧縮冷凍機を冷熱源とする空調システムは、例えば、図2に示すような配置構成であった。これについて説明すれば、水蒸気圧縮冷凍機1は、蒸発部2、圧縮機3及び凝縮部4を備えている。該蒸発部2は蓄熱槽5から循環水6を導くと共に、前記圧縮機3の運転によって、低圧に保持しつつ当該循環水6の一部を蒸発させ、その気化熱で冷水を製造する。該圧縮機3は当該蒸発部2から導入された水蒸気を所定の条件で加圧する。前記凝縮部4は前記圧縮機3で加圧され、かつ高温になった水蒸気を導入し、これを外部に設置した冷却塔8から導いた冷却水7で冷却し、凝縮する。
【0004】
前記冷却塔8は、前記水蒸気圧縮冷凍機1の付帯設備であり、上水等の水でなる補給水9を導入し、前記凝縮部4から導かれた冷却水7を冷却水ポンプ10で流送し、一部をブロー水11として排出し、該補給水9を冷却水7に加えて、前記凝縮部4に導入する。また、前記冷却塔8は、前記凝縮部4に於いて、水蒸気を凝縮することで温度上昇した冷却水7の熱を大気に放出する機能を有する。
【0005】
前記蓄熱槽5は、前記蒸発部2から取出された冷水を冷水ポンプ12で流送して貯留する。そして、冷水15は循環ポンプ14で冷熱用熱交換器13に圧送される。当該冷熱用熱交換器13はいわゆる熱取出しサイクルとして冷房負荷(開示せず)や建物等に冷水ポンプ15aで冷水等を循環流送するものであった。
また、叙上したこの種の水蒸気圧縮冷凍機の一例としては、刊行物「建築設備と配管工事」2002年6月号第39〜第45頁(日本工業出版社発行)に開示されている。
【0006】
また従来の技術における二次側空調システムは、いわゆる空調機やファンコイルユニットなどがあり、空調室内に供給する冷温熱を空気または水に載せて搬送し、室内に強制対流を発生せしめて室内全体に行き渡らせることを主眼としていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術における熱源システム、水蒸気圧縮冷凍機及び二次側空調システムは叙上の構成であるので次の課題が存在した。
【0008】
従来の技術における熱源システムにおいては、オゾン破壊係数(ODP)、地球温暖化係数(GWP)ゼロの自然冷媒としてアンモニアや炭化水素あるいは空気が使われることもあるが、前二者は可燃性や毒性があり、後者は成績係数(COP)が低いという問題点があった。また、従来の熱源の設計装置容量は、建物や設備の省エネルギー技術が進展しているにも拘らず、建物負荷が増大しているため少なくとも減っておらず、蓄熱システムにより僅かにピークカットができる程度であるという欠点があった。
【0009】
そして、従来の技術における熱源システムの関連システムとしての二次側空調システムにおいては、搬送動力としての送風機動力が大きく、可変風量空気調和装置(VAV)によってやや動力を節減している程度であるという問題点があり、当該装置容量を大幅に低減し、また運転時に省エネルギー化することが望まれる所以であった。
更に、室内環境については、当該装置の運転立ち上がり時の不快な室内温湿度や、常時ドラフトとして意識される空調送風気流の不快感などの問題が相変わらずあった。
【0010】
更に、熱源システム全体からみれば、従来からも室内空間に於ける人体の健康面や快適性の確保のために放射冷暖房システムが有効であるとは考えられていたが、適応する熱源システムが従来のままでは所望する省エネルギー化を実現することができず、湿度制御も不十分でかつコスト高でもあるという問題点があった。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる従来の技術に於ける問題点を解消するためになされたものであり、特に、高い成績係数(COP)で高温冷水を製造可能な自然冷媒冷凍技術の適用やそれによる空調システムの更なる効率化を実現し、室内環境に於ける人体健康面や快適性を確保し、およびそのために採用される放射冷暖房システムの稼動時に於ける適切な動作をする湿度調整空調システムを構築し、これにより大幅な省エネルギー化、省ランニングコスト化を実現する複合熱源システムと空調システムの連系システムを提供することを目的としたものであって、次の構成、手段から成立する。
【0012】
請求項1記載の発明によれば、複合熱源システムと空調システムとからなり、該複合熱源システムは高温冷水を製造する水蒸気圧縮冷凍機システムと、該水蒸気圧縮冷凍機システムを駆動するコージェネレーションシステムとから構成され、該空調システムは冷房時には前記水蒸気圧縮冷凍機システムから高温冷水蓄熱槽を介して約15℃以上の高温冷水を通じ、暖房時には前記コージェネレーションシステムから排ガスボイラ及び熱交換器及び/または低温温水蓄熱槽を介して排熱を取り入れ約40℃以下の低温温水を通じて、空調室内に冷温熱を供給する放射冷暖房システムと、前記コージェネレーションシステムから排ガスボイラ及び熱交換器及び/または低温温水蓄熱槽を介して排熱を取り入れ温湿度調節した外気を前記放射冷暖房システムを備えた空調室内に供給する湿度調整空調機システムとの構成に於いて、前記水蒸気圧縮冷凍機システムの蒸発器から冷水ポンプを介して製造される高温冷水を導くと共に前記放射冷暖房システム及び前記湿度調整空調機システムから放射冷房及び冷却の動作を終了した高温冷水を導く前記高温冷水蓄熱槽と、前記コージェネレーションシステムのエンジンからの排気ガスを導きかつ該エンジンの使用後の冷却水を温める排ガスボイラと、前記放射冷暖房システムから放射暖房の動作を終了して相対的に低温となった低温温水を導きかつ高温の冷却水が前記排ガスボイラを経てきた高温の温水から複数のバルブを介して熱交換させると共に前記複数のバルブを経由して湿度調整空調機システムの加熱コイルで加熱しかつ湿分を蒸発させる除湿ロータを備えて低温になった温水が流過される熱交換器とを有したことを特徴とする複合熱源システムと空調システムの連系システムである。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明に係る複合熱源システムと空調システムの連系システムの実施の形態を説明する。
図1は、本発明に係る複合熱源システムと空調システムの連系システムについての一例を示す構成図である。
本発明のシステムの全体は、複合熱源システムと空調システムとから構成され、更に、前者は水蒸気圧縮冷凍機システムAと、コージェネレーションシステムBとからなり、後者は放射冷暖房システムCと、湿度調整空調機システムDとからなっている。そして、上記各システムの結合部には、水蒸気圧縮冷凍機における自然冷媒としての水が各システム間でやり取りされる媒体として通じており、特に低エクセルギー媒体つまり高温冷水又は低温温水として利用され、その熱交換手段、例えば、高温冷水蓄熱槽、熱交換器、排ガスボイラが設けられている。以下順次説明する。
【0014】
先ず、水蒸気圧縮冷凍機システムAは、主要な構成要素として、蒸発器16、圧縮機17、凝縮器18及び冷却塔19を備えている。該蒸発器16は水蒸気圧縮冷凍機システムAと接続している高温冷水蓄熱槽20の上部の所定位置に設けた流出口20aより、後述する放射冷暖房システムC及び/または湿度調整空調機システムDでの放射冷房及び/または冷却の動作を終えて相対的に高温となっている高温冷水w1を導くと共に、前記圧縮機17の運転によって、低圧に保持しつつ当該高温冷水w1の一部を蒸発させ、その気化熱で相対的に低温の高温冷水w2を新たに製造する。該圧縮機17は、後述するコージェネレーションシステムBの発電機、例えば発電機21から供給された駆動電力で動作して、当該蒸発器16から導入された水蒸気を所定の条件で加圧する。前記凝縮器18は前記圧縮機17で加圧されかつ高温になった水蒸気を導入し、これを冷却塔19から導いた冷却水w3で冷却し、凝縮する。凝縮した冷水は相対的に高温となった冷却水w4に含まれ、冷却水ポンプ22が冷却塔19に流送する。
【0015】
前記高温冷水蓄熱槽20は、その下部の所定位置に設けた流入口20bより、前記蒸発器16から冷水ポンプ23を介して新たに製造された前記高温冷水w2を導き貯留する。前記高温冷水蓄熱槽20の上部の所定位置に設けた流入口20cより、放射冷暖房システムC及び/または湿度調整空調機システムDから放射冷房及び/または冷却の動作を終了した高温冷水w5を導き、同じく貯留する。一方、該高温冷水蓄熱槽20の下部の所定位置に設けられた流出口20dより、所定の温度を得られるように例えば三方弁27にて前記高温冷水(還)w5や高温冷水蓄熱槽20の流量を調整して取り出した後、高温冷水(冷房時)w7を循環ポンプ25で放射冷暖房システムCに圧送する。
尚、水蒸気圧縮冷凍機システムAは、コージェネレーションシステムB又は、商用電力系統より動力用電力の供給を受け、約15℃以上の高温冷水を製造し、高温冷水蓄熱槽20に貯留する。該高温冷水蓄熱槽20における貯留状況及び必要に応じて冷水の需要予測により、水蒸気圧縮冷凍機システムAの運転を停止させる。
また尚、一般的にCOPに関して不利ではあるが、水蒸気圧縮冷凍機の代わりに他の電動冷凍機や吸収冷凍機に置き換えて構成してもよい。
【0016】
次に、コージェネレーションシステムBは、主要な構成要素として、エンジン21aの例えばガスエンジンの駆動により動作する発電機21及び密閉冷却塔26を備えている。エンジン21aが燃料のガスg1を導入することにより動作し、該エンジン21aに内蔵された駆動軸を回転させて発電機21により発電する。そして、該エンジン21aの排ガスg2は排ガスボイラ28に導かれ、エンジン21aから該排ガスボイラ28へポンプ29で圧送された該エンジン21aの使用後の冷却水w8を温める。すなわち、排ガスg2の有する排熱を当該冷却水w8に熱回収させ、後述する放射冷暖房システムCのパネル(暖房時)で及び後述する湿度調整空調機システムDの再生回路(冷房時)及び加熱回路(暖房時)で利用するものである。
【0017】
前記密閉冷却塔26からエンジン21aに導かれた冷却水w9は、動作を終えて前記ポンプ29を経由した後、分岐して、一方は前記エンジン21aの使用後の冷却水w8となり、他方は湿度調整空調機システムDより流送された該湿度調整空調機システムDの再生回路における温水w10と合流する。該温水w10は、その一部を前記冷却水w9に合流させた後、密閉冷却塔26へ循環させる。
なお、図中、30a〜30kは冷却水や冷温水の流量を調整しまたは流路を切り替えるバルブである。
【0018】
熱交換器24は低温温水w6を製造するためのものであって、放射冷暖房システムCから放射暖房の動作を終了して相対的に低温となった低温温水(還)w11を導き、高温の冷却水(還)w8が排ガスボイラ28を経てきた高温の温水w14から熱交換させることにより新たに循環温水としての低温温水(往)w6を得る。熱交換器24で熱交換を終えた相対的に低温の温水w15は、湿度調整空調機システムDの再生回路において除湿した湿分を蒸発させるための再生用加熱源温水w13として使用されたあと相対的に低温になった温水w12と合流して温水w10となり、直接または密閉冷却塔26を経由して冷却水w9としてエンジン21aへ戻る。
尚、前記ガスエンジン駆動の発電機21は、例えばディーゼルエンジン駆動の発電機やガスタービン駆動の発電機あるいはその他の原動機駆動の発電機に置き換えて構成してもよい。
尚、前記エンジン21a及び発電機21は、そのような原動機駆動の発電機でなく燃料電池のような発電システムに置き換えて構成してもよい。
【0019】
尚、コージェネレーションシステムBは、原動機冷却水を通常はバルブ30eを開放し、バルブ30fを閉成して熱回収回路を構成し、排ガスボイラ28で更に熱回収した後、暖房期は、バルブ30c,バルブ30aを開放して、熱交換器24において後述する放射冷暖房システムCのための熱利用側に熱交換すると共に、バルブ30d、バルブ30bも開放して、後述する湿度調整空調システムDの加熱コイル36bにおいて外気加熱用に利用する。また除湿需要がある時期はバルブ30c、バルブ30aを閉成し、バルブ30d、バルブ30bを開放して湿度調整空調機システムDの加熱コイル35bにおいて除湿ロータの再生用に熱利用する。熱回収利用の需要がない時期にあっては、基本的にはコージェネレーションシステムBの運転を停止するが、なんらか別の理由で運転する場合、熱利用が全く無い場合は、バルブ30e、バルブ30mを閉成し、バルブ30f、バルブ30gを開放して密閉冷却塔26の熱廃棄回路を使用する。
また尚、回収熱の利用量が少ない場合には、まず排ガスボイラ28の排ガス回路を切り替えるなどにより回収量を低減し、次に残余の熱の放散量をバルブ30gを徐々に開放するなどにより調整し、必要なエンジン冷却水温度を確保する。
以上により、水蒸気圧縮冷凍機システムAは高温冷水蓄熱槽20を介して高温冷水w7を、コージェネレーションシステムBは熱交換器24を介して低温温水w6を、それぞれ後述する放射冷暖房システムCへ供給することができ、複合熱源システムを構成することとなる。
尚、前記熱交換器24を経由して製造利用される低温温水の回路、すなわち低温温水w11と熱交換器24及び低温温水w6と熱交換器24で形成される回路に、前記高温冷水蓄熱槽20と同様の低温温水蓄熱槽を設け、あるいは熱交換器24を組み込んだ形式の低温温水蓄熱槽を設け、後述する放射冷暖房システムCで低温温水を利用するように構成してもよい。
また尚、前記高温冷水蓄熱槽20に貯留する高温冷水を、低温温水製造における前記熱交換器24に類する熱交換器を経由して製造する構成としてもよい。
【0020】
次に、放射冷暖房システムCは、主要な構成要素として、空調室Eの広さ等に応じて所望の数、例えば複数個の例えば天井放射冷暖房パネル32、32または壁放射パネル、及び/または所望の数、例えば複数個の自立型放射冷暖房パネル33を備えている。前記高温冷水蓄熱槽20から導かれた前記高温冷水であるかまたは前記熱交換器24から導かれた前記低温温水であるw7は、空調室内Eの所定の温度を得ることができるよう、各々の流路に設けた三方弁27、31等により流量・温度を調整した後、循環ポンプ25により循環冷水又は循環温水w16として天井放射冷暖房パネル32、32及び/または自立型放射冷暖房パネル33へ圧送される。
該天井放射冷暖房パネル32、32や自立型放射冷暖房パネル33の内部には樹脂製または金属製等のパイプが配管されており、循環冷水又は循環温水w16は所定の流速にて流過させ放射冷房または放射暖房を行うこととなる。
【0021】
尚、上記空調室内Eを放射冷房する際、天井放射冷暖房パネル32、32及び/または自立型放射冷暖房パネル33の表面上に結露が生じることがある。本発明においては17℃程度の高温冷水を通じると共に後述する湿度調整空調機システムDにより湿度調整を行うことによってこれを解消している。
【0022】
最後に、湿度調整空調機システムDは、主要な構成要素として、エアフィルター34、除湿ロータ35a及び再生用加熱コイル35bを備えた除湿装置35、顕熱交換ロータ36a、加熱コイル36b、及び補助ヒータ36cを備えかつ還気予冷手段36d、加湿手段及び/または再冷手段36eを備えた温湿度調整装置36を、有している。該湿度調整空調機システムDは、乾燥剤(吸湿剤)を用いて空気中の湿気を除去する機能を有する空調機システムであって、除湿装置35の前記除湿ロータ35aは、円盤の形状をなしており、面積比で略1/2を占める下半円部で湿分を吸着し、同じく面積比で略1/2を占める上半円部で吸着した水分を放出させ、低速回転することによって、湿分の吸着と放出を連続的に行っている。また、前記顕熱交換ロータ36aは前記除湿ロータ35aの後段に配置してあって、ダクト37を介して室調室内Eへ給気する前の除湿・加熱された外気を、ダクト38を介して空調室Eからの還気を通じ、熱交換して冷却する機能を有する。
尚、図中39、40はダクト、41,42はファンである。その他の構成要素については、後述の動作にて説明する。
【0023】
次に、本発明に係る複合熱源及び空調システムの実施の形態の動作の概要を説明する。
先ず、コージェネレーションシステムBのエンジン21aに燃料ガスg1を供給し、該エンジン21a動作させる。発生した回転力が駆動軸を回転させると共に、発電機21を回転駆動する。該発電機21からの電力は一般に商用電力と連系し館内負荷電力及び水蒸気圧縮冷凍機システムAへ圧縮機17の駆動電力として供給する。このように、発電機21の発電量の全部ないし一部が該水蒸気圧縮冷凍機システムAの圧縮動力すなわち駆動電力として使用できることで当該水蒸気圧縮冷凍機システムAは別異の電源を必要としないか又は大幅に軽減できる特徴を有し、また後述する排熱回収とともに省エネルギー化を実現する。また、駆動軸を回転させた後、エンジン21aからの排ガスg2は完全に排ガスボイラ28に取込まれ、該排ガスボイラ28によりエンジン21aからの排出された冷却水w8を温めその排熱が無駄なく有効に活用される。
【0024】
前記コージェネレーションシステムBからの動力を得た前記水蒸気圧縮冷凍機システムAは、蒸発器16からポンプ23を介して高温冷水w2を高温冷水蓄熱槽20に貯留する。つまり、高温冷水w2は熱交換器24を経由せずに直接製造することとなる。そして、該高温冷水蓄熱槽20から取り出した高温冷水w7を循環ポンプ25で放射冷暖房システムCに圧送し、天井放射冷暖房パネル32、32及び/または自立型放射冷暖房パネル33等に流送して空調室内Eを放射冷房する。高温冷水蓄熱槽20から高温冷水を取り出す際には、高温冷水蓄熱槽20の下部の流出口20dから取り出せるようにし、また三方弁27を使用するなどにより放射冷暖房システムDへ供給する高温冷水の温度調節を一定範囲で可能としている。
【0025】
また、放射暖房のための低温温水は、前記エンジン21aからの排ガスg2を排ガスボイラ28に導入して、同じく該排ガスボイラ28に導いたエンジン21aの使用後の冷却水w8に熱回収させた後熱交換器24に導入し、放射冷暖房システムCから循環してくる相対的に低温の低温温水w11に熱交換させることにより製造している。
【0026】
本実施例では、季節に応じて約30℃以下で供給される冷却水w3を用い、約17℃の高温冷水w2を供給するものと想定すると、年間平均成績係数(COP)約10以上で高温冷水を製造する水蒸気圧縮冷凍機システムAの適用を基本として、天井放射冷暖房パネル32、32及び/または自立型放射冷暖房パネル33に約17℃の高温冷水または約30ないし35℃の低温温水を流通させる技術である。
【0027】
次に、放射冷房時の湿度制御は、除湿装置35の除湿ロータ35aを核とする湿度調整空調機システムDを活用し、その再生回路にはコージェネレーションシステムBから排出される排ガスg2から回収された熱を利用している。すなわち、外気は除湿ロータ35aの下半円部に導入され、低速回転している除湿ロータ35aを通過する際、ハニカムに湿分が吸着つまり除湿され吸着時に発生する吸着熱により比較的温度が高い乾燥空気となる。ここで、前記排ガスボイラ28により熱回収した温水w13は、湿度調整空調機システムDに設けられた再生用加熱コイル36bへ流送され、除湿ロータ35aで吸着した湿分を蒸発させ、ロータを乾燥再生するための加熱源として利用される。
【0028】
除湿された外気は顕熱交換ロータ36aに送られる。そして、該顕熱交換ロータ36aは、一方では前記除湿ロータ35aからの乾燥空気を導入し、他方では空調室内Eの還気と温度交換させ、快適な除湿空気を給気として空調室内Eにダクト37を介して供給する。また、前記除湿ロータ35aの上半円部では、空調室内Eからの還気を送風機42により屋外に放出する。
尚、本発明に係る湿度調整空調機システムDにおいては、前記循環冷水としての高温冷水w7を利用して還気の予冷及び給気の再冷を行う還気予冷、加湿再冷手段36d、36eを備えた温湿度調整装置36を設けている。尚、図中43a〜43fは各々バルブである。
【0029】
暖房時の湿度制御は、空調室内Eの還気と外気との間で顕熱交換すると共に、加湿装置を併用して湿度調整を行えるようにしている。また、前記排ガスボイラ28により熱回収した温水w13は、加熱コイル36bにも流送されて取り入れた外気の加熱源としても利用される。
次に冷房期に於いて、放射冷暖房システムCはバルブ30h、バルブ30jを開放し、バルブ30i、バルブ30kを閉成して高温冷水蓄熱槽20の貯留水を利用する。冷水温度の調整が必要である場合に三方弁27を使用するが、定温変流量制御である場合は三方弁27を使用しなくてもよい。
また、湿度調整空調機システムDは主として外調機であり、冷房期においてはいわゆるデシカント空調機として運転されバルブ43e、バルブ43fを経由して予冷及び再冷用の高温冷水w17が供給され還気予冷手段36dで還気を冷却し、必要に応じて加湿再冷手段36eで給気を冷却すると共に、バルブ30d、バルブ30b、バルブ43a、バルブ43bを経由して加熱コイル35bで加熱し、除湿ロータ35aを再生する。このとき、外気は、エアフィルタ34を通過後、除湿され温度が上昇した後、顕熱交換ロータ36a及び加湿再冷手段36e等で冷却され空調室内Eに給気される。
【0030】
更に、暖房期に於いて、放射冷暖房システムCは、バルブ30h、バルブ30jを閉成し、バルブ30i、バルブ30kを開放し、熱交換器24より温水の供給を受ける。温水温度を外気条件など負荷の状況に応じて可変させたい場合は、三方弁31を制御する。
また、湿度調整空調機システムDは、還気が顕熱変換され、外気の予熱に利用され排気する。該外気は、顕熱交換ロータ36aで予熱され、バルブ30d、バルブ30b、及びバルブ43c、バルブ43dを経由して熱回収温水が供給された、加熱コイル36bで加熱され、更に、必要に応じて補助ヒータ36cで再加熱された後、バルブ43e、バルブ43fを経由して加湿用の低温温水w17が供給された加湿再冷手段36e等で加湿され空調室内Eに給気する。
尚、加湿手段36eの供給温水は、上水、イオン交換水等の他の給水に置き換えて構成してもよい。
【0031】
このように、湿度調整空調機システムDは、前記エンジン21aから排出された排ガスg2を湿度調整空調機システムDの除湿ロータ35aに吸着した湿分を蒸発させるための加熱源とし有効活用するので、該湿度調整空調機システムDのランニングコストの低減及び省エネルギー化を図ことができる。
【0032】
尚、前記複合熱源システムをコージェネレーションシステムとヒートポンプチラーの組合せに置換え、あるいは吸収冷温水機に置き換えて構成することもできる。
【0033】
【発明の効果】
本発明に係る複合熱源システムと空調システムの連系システムは上述の構成及び動作を有するので、次の効果がある。
【0034】
請求項1記載の発明によれば、複合熱源システムと空調システムとからなり、該複合熱源システムは高温冷水を製造する水蒸気圧縮冷凍機システムと、該水蒸気圧縮冷凍機システムを駆動するコージェネレーションシステムとから構成され、該空調システムは冷房時には前記水蒸気圧縮冷凍機システムから高温冷水蓄熱槽を介して約15℃以上の高温冷水を通じ、暖房時には前記コージェネレーションシステムから排ガスボイラ及び熱交換器及び/または低温温水蓄熱槽を介して排熱を取り入れ約40℃以下の低温温水を通じて、空調室内に冷温熱を供給する放射冷暖房システムと、前記コージェネレーションシステムから排ガスボイラ及び熱交換器及び/または低温温水蓄熱槽を介して排熱を取り入れ温湿度調節した外気を前記放射冷暖房システムを備えた空調室内に供給する湿度調整空調機システムとの構成に於いて、前記水蒸気圧縮冷凍機システムの蒸発器から冷水ポンプを介して製造される高温冷水を導くと共に前記放射冷暖房システム及び前記湿度調整空調機システムから放射冷房及び冷却の動作を終了した高温冷水を導く前記高温冷水蓄熱槽と、前記コー ジェネレーションシステムのエンジンからの排気ガスを導きかつ該エンジンの使用後の冷却水を温める排ガスボイラと、前記放射冷暖房システムから放射暖房の動作を終了して相対的に低温となった低温温水を導きかつ高温の冷却水が前記排ガスボイラを経てきた高温の温水から複数のバルブを介して熱交換させると共に前記複数のバルブを経由して湿度調整空調機システムの加熱コイルで加熱しかつ湿分を蒸発させる除湿ロータを備えて低温になった温水が流過される熱交換器とを有したことを特徴とする複合熱源システムと空調システムの連系システムを提供する。
このような構成としたので、約15℃以上の高温冷水を製造し、高温冷水蓄熱槽に貯留してその貯留状況及び必要に応じて冷水の需要予測により、水蒸気圧縮冷凍機システムの運転を停止させることができるという効果がある。また、排ガスの有する排熱を当該冷却水に熱回収させ、放射冷暖房システムのパネル(暖房時)で及び湿度調整空調機システムの再生回路(冷房時)及び加熱回路(暖房時)で利用することができるという効果がある。また、新たに循環温水としての低温温水(往)を得て、熱交換器で熱交換を終えた相対的に低温の温水は、湿度調整空調機システムの再生回路において除湿した湿分を蒸発させるための再生用加熱源温水として使用されたあと相対的に低温になった温水と合流して温水となり、直接または密閉冷却塔を経由して冷却水としてエンジンへ戻すことができるという効果がある。また、暖房期にバルブを開放して、熱交換器で放射冷暖房システムのための熱利用側に熱交換すると共にバルブも開放して、湿度調整空調システムの加熱コイルにおいて外気加熱用に利用できるという効果がある。また、除湿需要がある時期はバルブを閉成し、開放して湿度調整空調機システムの加熱コイルにおいて除湿ロータの再生用に熱利用することができるという効果がある。さらに、回収熱の利用量が少ない場合には、まず排ガスボイラの排ガス回路を切り替えるなどにより回収量を低減し、次に残余の熱の放散量をバルブを徐々に開放するなどにより調整し、必要なエンジン冷却水温度を確保することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る複合熱源システムと空調システムの連系システムに於ける実施の形態を示す構成図である。
【図2】従来の技術のシステムの一例を示す水蒸気圧縮冷凍機の構成図である。
【符号の説明】
1 水蒸気圧縮冷凍機
2 蒸発部
3 圧縮機
4 凝縮部
5 蓄熱槽
6 循環水
7 冷却水
8 冷却塔
9 補給水
10 冷却水ポンプ
11 ブロー水
12 冷水ポンプ
13 冷熱用熱交換器
14 循環ポンプ
15 冷水
15a 冷水ポンプ
16 蒸発器
17 圧縮機
18 凝縮器
19 冷却塔
20 高温冷水蓄熱槽
20a 高温冷水蓄熱槽の流出口
20b 高温冷水蓄熱槽の流入口
20c 高温冷水蓄熱槽の流入口
20d 高温冷水蓄熱槽の流出口
21 発電機
21a エンジン
22 冷却水ポンプ
23 冷水ポンプ
24 熱交換器
25 循環ポンプ
26 密閉冷却塔
27 三方弁
28 排ガスボイラ
29 ポンプ
30a〜30k バルブ
30m バルブ
31 三方弁
32 天井放射冷暖房パネル
33 自立型冷暖房パネル
34 エアフィルター
35 除湿装置
35a 除湿ロータ
35b 加熱コイル
36 気化冷却加湿装置
36a 顕熱交換ロータ
36b 加熱コイル
36c 補助ヒータ
36d 還気予冷手段
36e 加湿再冷手段
37〜40 ダクト
41、42 送風機
43a〜43f バルブ
A 水蒸気圧縮冷凍機システム
B コージェネレーションシステム
C 放射冷暖房システム
D 湿度調整空調機システム
E 空調室内
w1、w2 高温冷水(還、往)
w3、w4 冷却水(往、還)
w5 高温冷水(還)
w6 低温温水(往)
w7 高温冷水または低温温水
w8、w9 冷却水(還、往)
w10 冷却水(往)または回収熱利用後の温水
w11 低温温水(還)
w12、w13 低温温水(往、還)
w14、w15 熱回収した温水(往、還)
w16 循環冷水又は温水
w17 予冷再冷用の高温冷水又は加湿用の低温温水
Claims (1)
- 複合熱源システムと空調システムとからなり、該複合熱源システムは高温冷水を製造する水蒸気圧縮冷凍機システムと、該水蒸気圧縮冷凍機システムを駆動するコージェネレーションシステムとから構成され、該空調システムは冷房時には前記水蒸気圧縮冷凍機システムから高温冷水蓄熱槽を介して約15℃以上の高温冷水を通じ、暖房時には前記コージェネレーションシステムから排ガスボイラ及び熱交換器及び/または低温温水蓄熱槽を介して排熱を取り入れ約40℃以下の低温温水を通じて、空調室内に冷温熱を供給する放射冷暖房システムと、前記コージェネレーションシステムから排ガスボイラ及び熱交換器及び/または低温温水蓄熱槽を介して排熱を取り入れ温湿度調節した外気を前記放射冷暖房システムを備えた空調室内に供給する湿度調整空調機システムとの構成に於いて、前記水蒸気圧縮冷凍機システムの蒸発器から冷水ポンプを介して製造される高温冷水を導くと共に前記放射冷暖房システム及び前記湿度調整空調機システムから放射冷房及び冷却の動作を終了した高温冷水を導く前記高温冷水蓄熱槽と、前記コージェネレーションシステムのエンジンからの排気ガスを導きかつ該エンジンの使用後の冷却水を温める排ガスボイラと、前記放射冷暖房システムから放射暖房の動作を終了して相対的に低温となった低温温水を導きかつ高温の冷却水が前記排ガスボイラを経てきた高温の温水から複数のバルブを介して熱交換させると共に前記複数のバルブを経由して湿度調整空調機システムの加熱コイルで加熱しかつ湿分を蒸発させる除湿ロータを備えて低温になった温水が流過される熱交換器とを有したことを特徴とする複合熱源システムと空調システムの連系システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003050372A JP4255056B2 (ja) | 2003-02-27 | 2003-02-27 | 複合熱源システムと空調システムの連系システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003050372A JP4255056B2 (ja) | 2003-02-27 | 2003-02-27 | 複合熱源システムと空調システムの連系システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004257677A JP2004257677A (ja) | 2004-09-16 |
JP4255056B2 true JP4255056B2 (ja) | 2009-04-15 |
Family
ID=33115798
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003050372A Expired - Fee Related JP4255056B2 (ja) | 2003-02-27 | 2003-02-27 | 複合熱源システムと空調システムの連系システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4255056B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108006783A (zh) * | 2017-12-18 | 2018-05-08 | 新智能源系统控制有限责任公司 | 一种分布式能源热电联产控制系统和方法 |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4842654B2 (ja) * | 2006-02-10 | 2011-12-21 | 株式会社石本建築事務所 | 輻射パネル用空調システムの制御方法 |
JP7116528B2 (ja) * | 2017-02-21 | 2022-08-10 | 高砂熱学工業株式会社 | 冷却水送水制御システム及び冷却水送水制御方法 |
CN110220258B (zh) * | 2018-03-01 | 2021-12-14 | 维谛技术有限公司 | 空调系统、空调系统的运行控制方法及装置 |
CN109911166B (zh) * | 2019-02-14 | 2023-04-25 | 江苏科技大学 | 一种海水直接辐射供冷采暖式环境控制系统 |
JP2020201019A (ja) * | 2019-06-13 | 2020-12-17 | 三菱重工エンジン&ターボチャージャ株式会社 | コジェネレーションシステム、制御方法及びプログラム |
CN114110849B (zh) * | 2021-12-06 | 2022-10-14 | 中南大学 | 一种耦合式空调与热水器、开水器一体化装置 |
-
2003
- 2003-02-27 JP JP2003050372A patent/JP4255056B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108006783A (zh) * | 2017-12-18 | 2018-05-08 | 新智能源系统控制有限责任公司 | 一种分布式能源热电联产控制系统和方法 |
CN108006783B (zh) * | 2017-12-18 | 2020-04-21 | 新智能源系统控制有限责任公司 | 一种分布式能源热电联产控制系统和方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2004257677A (ja) | 2004-09-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100504489B1 (ko) | 공기조화장치 | |
JP2017537293A (ja) | 小型のスプリット型液体乾燥剤空調方法及びシステム | |
KR20040065472A (ko) | 공기조화시스템 | |
KR100904592B1 (ko) | 조습장치 | |
JP2000111096A (ja) | デシカント空調システム | |
JP5576327B2 (ja) | 空調システム | |
JP2001241693A (ja) | 空気調和装置 | |
CN102506475A (zh) | 冷凝废热驱动的基于固体除湿的热湿独立控制的热泵系统 | |
JP2004085096A (ja) | ハイブリッド型デシカント空調システム | |
JP4255056B2 (ja) | 複合熱源システムと空調システムの連系システム | |
JP2002022291A (ja) | 空気調和装置 | |
JP3821031B2 (ja) | デシカント空調システム | |
JPH11132593A (ja) | 空気調和装置 | |
JP2003279070A (ja) | ハイブリッド型デシカント空調システム | |
JP2004060954A (ja) | 調湿装置 | |
JPH11132502A (ja) | 除湿空調システム | |
JP3435531B2 (ja) | 除湿冷房機を用いた空調装置 | |
JP3373948B2 (ja) | 空気調和装置 | |
JP6452368B2 (ja) | 燃料電池装置利用型空調システム | |
JP2010243003A (ja) | 除湿システム | |
JP3037648B2 (ja) | 除湿空調システム | |
JP3434109B2 (ja) | デシカント空調装置 | |
JP2002130738A (ja) | 空気調和装置 | |
JPH09222244A (ja) | 調湿空気調和機 | |
WO2020241400A1 (ja) | 空気調和システム及び空気調和方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060220 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080716 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080723 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080917 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090121 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090123 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120206 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120206 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130206 Year of fee payment: 4 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |