JP7170580B2 - Slurry production equipment, heat medium circulation circuit and air conditioning system - Google Patents
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Description
本発明は、水和物スラリーを製造するスラリー製造装置、熱媒体循環回路および空調システムに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a slurry manufacturing apparatus for manufacturing hydrate slurry, a heat medium circulation circuit, and an air conditioning system.
現在の空調システムにおいて、熱媒体として水が広く利用されている。水は、室内冷房のような空調システムの一般的な動作温度範囲においては液体状態を維持するため、水の温度変化分の顕熱のみ、熱交換に使用可能である。一方、熱媒体として用いられる、特定の化合物と水との水溶液の中には、前記空調システムの動作温度範囲で冷却されることで水和物を生成するものが存在する。水和物は、相変化を伴わない温度変化分の顕熱だけでなく、固体が液体に変化するときに生じる潜熱も熱交換に使用することができる。このため、空調システムにおける熱媒体循環回路に、水和物の粒子が水に混合した水和物スラリーを導入することで、顕熱と潜熱の両方を利用することが可能であり、冷却効率の向上および消費電力の低減効果が期待されている。 Water is widely used as a heat carrier in current air conditioning systems. Since water remains in a liquid state over the typical operating temperature range of air conditioning systems such as room cooling, only the sensible heat of the temperature change of water is available for heat exchange. On the other hand, some aqueous solutions of specific compounds and water, which are used as heat carriers, form hydrates when cooled within the operating temperature range of the air conditioning system. A hydrate can use not only the sensible heat corresponding to the temperature change without phase change but also the latent heat generated when a solid changes to a liquid for heat exchange. For this reason, by introducing a hydrate slurry in which hydrate particles are mixed with water into the heat medium circulation circuit in an air conditioning system, it is possible to utilize both sensible heat and latent heat, thereby increasing the cooling efficiency. Improvement and power consumption reduction effects are expected.
水和物スラリーを空調システムに導入し、水和物スラリーを熱媒体循環回路内に循環させる場合、水和物スラリーに含まれる粒子状の水和物が、熱媒体循環回路内で大粒径に成長したり、配管またはバルブ等へ付着したりして、熱媒体循環回路内の循環が妨げられる可能性がある。熱媒体循環回路内の循環が妨げられると、熱交換効率が低下することから、従来、流動性の高い水和物スラリーを連続的に製造する装置が開示されている(特許文献1参照)。 When the hydrate slurry is introduced into the air conditioning system and circulated in the heat medium circulation circuit, the particulate hydrate contained in the hydrate slurry is converted into large particles in the heat medium circulation circuit. , or adhere to pipes or valves, etc., which may hinder circulation in the heat medium circulation circuit. If the circulation in the heat medium circulation circuit is interrupted, the heat exchange efficiency decreases. Therefore, conventionally, an apparatus for continuously producing a highly fluid hydrate slurry has been disclosed (see Patent Document 1).
特許文献1は、水溶液を貯留した蓄熱槽と、蓄熱槽内に配置され、蓄熱槽内の蓄熱媒体を冷却して水和物を生成する熱交換器と、熱交換器の壁面に付着した水和物を掻落とす掻取り機構とを備えている。特許文献1では、掻取り機構を動作させるタイミングを制御し、水和物を掻取り機構によって熱交換器の壁面から掻き落とすことによって、水和物の粒子が水溶液中に混合した、流動性の高い水和物スラリーを連続的に製造している。 Patent Document 1 discloses a heat storage tank storing an aqueous solution, a heat exchanger arranged in the heat storage tank to cool a heat storage medium in the heat storage tank to generate a hydrate, and water adhering to the wall surface of the heat exchanger. and a scraping mechanism for scraping off the Japanese material. In Patent Document 1, by controlling the timing of operating the scraping mechanism and scraping off the hydrate from the wall surface of the heat exchanger by the scraping mechanism, the particles of the hydrate are mixed in the aqueous solution, and the fluidity is obtained. Continuous production of high hydrate slurry.
特許文献1では、熱交換器の壁面に付着した水和物を掻取り機構で強制的に掻き落としているため、水和物の粒子が大粒径の状態で掻き落とされる可能性がある。この場合、流動性が不十分な水和物スラリーが生成され、熱媒体循環回路内の循環が妨げられる可能性がある。 In Patent Literature 1, the hydrate adhering to the wall surface of the heat exchanger is forcibly scraped off by a scraping mechanism, so there is a possibility that the hydrate particles will be scraped off in a state of large particle size. In this case, a hydrate slurry with insufficient fluidity is produced, which may hinder circulation in the heat medium circulation circuit.
本発明はこのような点を鑑みなされたもので、流動性を向上した水和物スラリーを製造することが可能なスラリー製造装置、熱媒体循環回路および空調システムを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a slurry production apparatus, a heat medium circulation circuit, and an air conditioning system capable of producing a hydrate slurry with improved fluidity.
本発明に係るスラリー製造装置は、化合物を含んだ水溶液で構成された熱媒体を冷却して水和物の粒子を生成し、水和物の粒子と水溶液とが混合された水和物スラリーを製造するスラリー製造装置であって、熱媒体流路を有する筐体と、熱媒体流路の上流から下流に間隔を空けて配置され、熱媒体流路を流れる熱媒体と熱交換して熱媒体を冷却する複数の熱交換器とを備え、複数の熱交換器のそれぞれは、熱媒体を通過させる隙間を有し、各隙間の大きさが、熱媒体流路の上流から下流の順に、小さく設定されているものである。 A slurry production apparatus according to the present invention cools a heat medium composed of an aqueous solution containing a compound to generate hydrate particles, and produces a hydrate slurry in which the hydrate particles and the aqueous solution are mixed. A slurry manufacturing apparatus to be manufactured, which includes a housing having a heat medium flow path, and a heat medium disposed at a distance from upstream to downstream of the heat medium flow path to exchange heat with the heat medium flowing through the heat medium flow path. Each of the plurality of heat exchangers has a gap through which the heat medium passes, and the size of each gap decreases in order from upstream to downstream of the heat medium flow path It is set.
本発明によれば、熱媒体流路に配置された複数の熱交換器のそれぞれにおける隙間の大きさが、熱媒体流路の上流から下流の順に、小さく設定されている。このため、各熱交換器それぞれで生成される水和物の粒子径が、熱媒体流路の上流から下流の順に小さくなり、小粒径で流動性を向上した水和物スラリーを製造することができる。 According to the present invention, the size of the gap in each of the plurality of heat exchangers arranged in the heat medium flow path is set to decrease in order from upstream to downstream of the heat medium flow path. For this reason, the particle size of the hydrate produced in each heat exchanger decreases in order from upstream to downstream of the heat medium flow path, and a hydrate slurry having a small particle size and improved fluidity can be produced. can be done.
実施の形態1.
図1は、実施の形態1におけるスラリー製造装置の概略図である。図1において白抜き矢印は熱媒体の流れ、実線矢印は冷媒の流れを示している。
スラリー製造装置100は、筐体10と、複数の熱交換器20a~20c(以下、総称するときは熱交換器20という)と、複数のフィルタ部材30a~30b(以下、総称するときはフィルタ部材30という)とを有する。複数の熱交換器20および複数のフィルタ部材30は、筐体10内に配置されている。
Embodiment 1.
FIG. 1 is a schematic diagram of a slurry production apparatus according to Embodiment 1. FIG. In FIG. 1, white arrows indicate the flow of the heat medium, and solid arrows indicate the flow of the refrigerant.
The
筐体10は、四角形の形状を有する。筐体10は、熱媒体が流入する入口11と熱媒体が流出する出口12とを有し、内部が熱媒体流路13となる。熱媒体流路13を流れる熱媒体は、化合物を含んだ水溶液で構成され、冷却されると水和物の粒子を生成して、水和物の粒子と水溶液とが混合された水和物スラリーを生成するものである。水和物は熱交換により固相または液相に変化する。相変化の温度は、水溶液の種類および濃度によって異なる。
The
筐体10は、熱媒体に応じて選択された材料で構成される。筐体10は、熱媒体を構成するスラリー材である水溶液が腐食性を有する場合にはステンレスなどの耐食性材料で構成される。また、筐体10は、熱媒体が熱媒体流路13を流れる際に、熱媒体流路13の外側の例えば空気などと熱交換することによる効率低下を防止するため、次のような断熱構成としてもよい。すなわち筐体10は、空気層を挟む二重の構造または外側に断熱材を形成した構造としてもよい。
The
複数の熱交換器20は、熱媒体流路13を流れる熱媒体を冷却するために設けられており、熱媒体流路13の上流から下流に間隔を空けて配置されている。熱交換器20は、冷媒が流入する入口管21aと、冷媒が流出する出口管21bと、複数の連通管22とを有する。入口管21aおよび出口管21bは、熱媒体流路13を横切る方向に延び、互いに間隔を空けて配置されている。複数の連通管22は、入口管21aと出口管21bとの間に、前記横切る方向に間隔を空けて並列に配置されている。熱交換器20には、入口管21aの冷媒入口21aaから冷媒が流入し、複数の連通管22のそれぞれを通った後、出口管21bの冷媒出口21baから流出する。熱交換器20を構成する入口管21a、出口管21bおよび複数の連通管22は、耐圧性を有する伝熱性の高い銅またはステンレスなどの金属管で形成される。
A plurality of
熱交換器20に流入する冷媒は、熱媒体流路13を流れる水溶液から水和物の粒子が生成される温度よりも低く設定されている。よって、熱媒体流路13の熱媒体は、冷媒との熱交換により冷却され、熱交換器20の表面に水和物が生成される。生成された水和物は、熱媒体が流れる際のせん断力により熱交換器20表面から剥離される。なお、熱媒体を構成する水溶液の相変化の温度は、水溶液の種類および濃度によって異なるため、冷媒の温度は、使用する化合物の性質に合わせて水和物を生成するように温度調整されている。冷媒の温度の調節については、後述の実施の形態5にて説明する。
The temperature of the refrigerant flowing into the
熱交換器20において、複数の連通管22が間隔を空けて配置されていることで、連通管22同士の間に隙間23が形成されており、この隙間23を熱媒体が通過する。各熱交換器20の隙間23は、熱媒体流路13の上流から下流の順に、小さく設定されている。つまり、図1の場合では、熱交換器20a、熱交換器20bおよび熱交換器20cの順に、隙間23が大、中、小、のように小さくなっている。具体的な構造としては、熱交換器20a、熱交換器20bおよび熱交換器20cの順に、連通管22の数が多くなることで、隙間23が小さくなっている。このように隙間23が小さい場合、隙間23が大きい場合に比べて、微小な水和物粒子を生成することができる。したがって、熱交換器20a、熱交換器20bおよび熱交換器20cの順に、微少な水和物の粒子が生成される。
In the
フィルタ部材30は、熱交換器20の表面から剥離して熱媒体流路13を流れる水和物の粒径を均一化し、水和物が、より熱媒体下流側の熱交換器20の表面に付着して熱媒体流路13を閉塞するのを防止するために設置されている。フィルタ部材30は、金属または樹脂により形成した網目状構造を有し、網目のサイズよりも大きな大径の粒子の水和物を保持することができる。フィルタ部材30を構成する金属には、たとえば耐食性と耐久性を有するステンレスなどが用いられる。なお、ここでいう大型の粒子とは、例えば粒子径100μm以上に成長した粒子を指す。
The
フィルタ部材30によって保持された水和物は、熱媒体との熱交換による融解、および、熱媒体流路13を流れる熱媒体との衝突力による磨耗により、網目のサイズより小さくなる。網目のサイズより小さくなった水和物は、下流側の熱交換器20に流される。
The hydrate retained by the
ここで、各フィルタ部材30は、熱媒体流路13の上流から下流の順に、網目のサイズが小さくなるように構成されている。つまり、図1の場合では、フィルタ部材30aおよびフィルタ部材30bの順に、網目サイズが大、小、のように小さくなっている。これにより、熱交換器20で生成されて熱媒体流路13を流れる水和物の粒子径を、熱媒体流路13の上流側から下流側の順に、小さくできる。
Here, each
次に、スラリー製造装置100の動作について説明する。
熱媒体流路13に流入した熱媒体は、各熱交換器20のそれぞれを通過する際に冷却されることで、各熱交換器20それぞれの表面で水和物を生成する。各熱交換器20で生成された水和物は、熱媒体が流れる際のせん断力により熱交換器20表面から剥離され、熱媒体中に分散する。これにより、固相と液相が共存した状態である水和物スラリーが生成される。
Next, operation of the
The heat medium that has flowed into the heat
ここで、熱交換器20で生成される水和物の粒子径は、隙間23の大きさに対応する。熱媒体流路13において、熱交換器20の隙間23は、熱交換器20a、熱交換器20bおよび熱交換器20cの順に大、中、小と小さくなるため、各熱交換器20にて生成される水和物の粒子径は、熱媒体流路13の下流に向かうに連れて小さくなる。また、フィルタ部材30においても、フィルタ部材30aおよびフィルタ部材30bの順に網目のサイズが小さくなることで、各フィルタ部材30を通過する水和物の粒子径が小さくなる。
Here, the particle size of the hydrate produced in
したがって、最終的に熱媒体流路13から流出する水和物スラリーは、水和物の粒子径が小径で均一なものとなり、スラリー製造装置100は、流動性の高い水和物スラリーを生成できる。このようにして生成された水和物スラリーは、スラリー製造装置100が適用される熱媒体循環回路内において良好に循環する。
Therefore, the hydrate slurry that finally flows out from the heat
なお、本実施の形態1では、フィルタ部材30を備えているが、仮にフィルタ部材30が無くても、各熱交換器20では、隙間23よりも大きいサイズの水和物の粒子を通過させない。このため、熱交換器20自身がフィルタ部材として機能し、フィルタ部材30を備えていなくても、粒子径が均等で流動性の高い水和物スラリーを生成できる。但し、フィルタ部材30を設けた方が、より流動性の高い水和物スラリーを生成できる。
Although the
以上説明したように、本実施の形態1は、化合物を含んだ水溶液で構成された熱媒体を冷却して水和物の粒子を生成し、水和物の粒子と水溶液とが混合された水和物スラリーを生成するスラリー製造装置である。そして、本実施の形態1は、熱媒体流路13を有する筐体10と、熱媒体流路13に配置され、熱媒体流路13を流れる熱媒体と熱交換して熱媒体を冷却する複数の熱交換器20とを備える。複数の熱交換器20のそれぞれは、熱媒体を通過させる隙間23を有し、各隙間23の大きさは、熱媒体流路13の上流から下流の順に、小さく設定されている。
As described above, in Embodiment 1, a heat medium composed of an aqueous solution containing a compound is cooled to generate hydrate particles, and water in which the hydrate particles and the aqueous solution are mixed It is a slurry production apparatus for producing a wet slurry. In the first embodiment, the
このように、熱媒体流路13に配置された複数の熱交換器20のそれぞれが、熱媒体を通過させる隙間23を有し、各隙間23の大きさが、熱媒体流路13の上流から下流の順に、小さく設定されている。このため、各熱交換器20のそれぞれで生成される水和物の粒子径が、熱媒体流路13の上流から下流の順に小さくなり、小粒径で流動性を向上した水和物スラリーを製造することができる。
Thus, each of the plurality of
本実施の形態1では、熱媒体流路13を流れる水和物の粒子の粒径を均一化するフィルタ部材30が熱媒体流路13に設けられている。
In Embodiment 1, the heat
このようにフィルタ部材30を備えたことで、粒子の粒径をより均一化できて流動性の高い水和物スラリーを製造できる。
By providing the
実施の形態2.
図2は、実施の形態2におけるスラリー製造装置の概略図である。
上記実施の形態1では、各熱交換器20を流れる冷媒の温度について特に説明しなかったが、実施の形態2では、各熱交換器20を流れる冷媒の温度が、熱交換器20a、熱交換器20b、熱交換器20cの順に高く設定されている点を特徴とする。また、図2では、図1に示した実施の形態1のスラリー製造装置100からフィルタ部材30を削除している。その他の構成は実施の形態1と同様である。以下、実施の形態2が実施の形態1と異なる点を中心に説明する。
Embodiment 2.
FIG. 2 is a schematic diagram of a slurry manufacturing apparatus according to Embodiment 2. FIG.
Although the temperature of the refrigerant flowing through each
以下、実施の形態2のスラリー製造装置200の動作について説明する。
熱媒体流路13に流入した熱媒体は、まず、熱交換器20aに接触することで冷却される。熱交換器20aの隙間23は大のため、熱媒体は、熱交換器20aの隙間23を通過する際に流れが乱されず、過冷却状態となる。よって、熱交換器20aで生成される水和物の粒径は大きくなる傾向がある。
The operation of the
The heat medium that has flowed into the heat
過冷却状態となった熱媒体は、冷媒の温度が順次高くなる、熱交換器20bおよび熱交換器20cの順に接触しながら通過することで、過冷却状態が解消される。このように過冷却状態が解消されることで、熱交換器20bおよび熱交換器20cでは、熱交換器20aで生成される水和物に比べて、微小な粒径を有する水和物が生成される。つまり、熱交換器20a、熱交換器20b、熱交換器20cの順で、生成される水和物の粒径が小さくなる。また、熱媒体流路13において、熱交換器20自身が隙間23よりも大きいサイズの水和物の粒子を通過させないフィルターとして作用し、水和物の粒子の粒子径を均一化する。
The heat medium in the supercooled state is released from the supercooled state by passing through the
したがって、最終的に熱媒体流路13から流出する水和物スラリーは、水和物の粒子径が小径で均一なものとなり、スラリー製造装置200は、流動性の高い水和物スラリーを生成できる。
Therefore, the hydrate slurry that finally flows out from the heat
実施の形態2によれば、実施の形態1と同様の効果が得られると共に、各熱交換器20を流れる冷媒の温度を、熱媒体流路13の上流から下流の順に高く設定したことで、以下の効果を有する。すなわち、実施の形態2では、小粒径で流動性を向上した水和物スラリーを製造できる。
According to Embodiment 2, the same effect as Embodiment 1 is obtained, and the temperature of the refrigerant flowing through each
なお、図2ではフィルタ部材30を削除しているが、各熱交換器20を流れる温度を、熱交換器20a、熱交換器20b、熱交換器20cの順に高く設定した構成において、フィルタ部材30を備えた構成としてもよい。
Although the
実施の形態3.
図3は、実施の形態3におけるスラリー製造装置の概略図である。
実施の形態3のスラリー製造装置300は、図1に示した実施の形態1および図2に示した実施の形態2と比較して、各熱交換器20の形状が異なり、その他の構成は実施の形態1および実施の形態2と同様である。以下、実施の形態3が実施の形態1および実施の形態2と異なる点を中心に説明する。
Embodiment 3.
FIG. 3 is a schematic diagram of a slurry manufacturing apparatus according to Embodiment 3. FIG.
A
上記実施の形態1および実施の形態2では、各熱交換器20が、入口管21aと出口管21bとの間に複数の連通管22が並列に配置された構成であった。これに対し、実施の形態3の各熱交換器20(20d~20f)は、入口管21aと出口管21bとの間に複数の連通管24が格子状に組み合わされた構成を有する。なお、熱交換器20d、熱交換器20eおよび熱交換器20fの内部を流れる冷媒の温度は、同じ温度としてもよいし、実施の形態2のように、熱交換器20d、熱交換器20e、熱交換器20fの順に高く設定してもよい。
In Embodiments 1 and 2, each
このように、熱交換器20を構成する複数の連通管24は、並列に配置されていてもよいし、格子状に組み合わされた構成としてもよい。
In this manner, the plurality of communicating
実施の形態3によれば、実施の形態1および実施の形態2と同様の効果が得られる。また、実施の形態3では、複数の連通管24を格子状に組み合わせたことで、並列に配置した構成に比べて隙間23が小さくなる。図3の例では、隙間23の上下方向の長さが図1および図2に比べて短くなるため、水和物の上下方向の長さが図1および図2に比べて短い状態で熱交換器20から剥離する可能性が高くなる。よって、より流動性の高い水和物スラリーを製造できる。
According to the third embodiment, effects similar to those of the first and second embodiments are obtained. In addition, in the third embodiment, the plurality of communicating
実施の形態4.
実施の形態4は、熱交換器20に適用される技術に関する。以下、実施の形態4が図1に示した実施の形態1と異なる点を中心に説明する。
Embodiment 4.
Embodiment 4 relates to technology applied to the
図4は、実施の形態4におけるスラリー製造装置の熱交換器を示す概略図である。
実施の形態4の熱交換器20gは、入口管21a、出口管21bおよび複数の連通管22に加えて更に、アルミなどの伝熱性の高い金属板などで構成された複数の伝熱フィン25を有する。複数の伝熱フィン25は、連通管22の表面に分散して配置されて接合されている。伝熱フィン25は、熱媒体流路13に配置される全ての熱交換器20に設けてもよいし、一部の熱交換器20に設けてもよい。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a heat exchanger of a slurry production apparatus according to Embodiment 4. FIG.
The
以上のように構成された熱交換器20gでは、複数の伝熱フィン25のそれぞれの表面でも水和物が生成される。各伝熱フィン25では、熱媒体流路13を流れる熱媒体のせん断力をより大きく受けるため、伝熱フィン25で生成された水和物は、粒子径の小さい状態で伝熱フィン25の表面から剥離する。剥離した水和物は、下流へ熱媒体と共に流れる。
In the
実施の形態4によれば、実施の形態1と同様の効果が得られると共に、熱交換器20が複数の伝熱フィン25を備えたことで以下の効果が得られる。すなわち、実施の形態1に比べて更に粒子径が小さく均等な水和物を生成でき、より流動性の高い水和物スラリーを製造できる。
According to the fourth embodiment, effects similar to those of the first embodiment are obtained, and the following effects are obtained by providing the
なお、図4の例では、伝熱フィン25が、熱媒体流路13における熱媒体の流れ方向に対して対向する向きに接合されているが、熱媒体の流れ方向に沿うように接合されていてもよい。
In the example of FIG. 4, the
また、上記実施の形態1~実施の形態4においてそれぞれ別の実施の形態として説明したが、各実施の形態の特徴的な構成を適宜組み合わせてスラリー製造装置を構成してもよい。たとえば、実施の形態2と実施の形態3とを組み合わせ、図2の熱交換器の連結管を格子状に組み合わせた構成としてもよい。また、実施の形態3と実施の形態4とを組み合わせ、図3の熱交換器20に伝熱フィン25を設けた構成としてもよい。
Further, although the first to fourth embodiments have been described as separate embodiments, the characteristic configurations of the respective embodiments may be appropriately combined to configure the slurry production apparatus. For example, the second embodiment and the third embodiment may be combined, and the connecting pipes of the heat exchangers shown in FIG. 2 may be combined in a grid pattern. Further, a configuration in which the third embodiment and the fourth embodiment are combined and
実施の形態5.
実施の形態5は、スラリー製造装置を備えた空調システムに関する。
Embodiment 5.
Embodiment 5 relates to an air conditioning system provided with a slurry manufacturing apparatus.
図5は、実施の形態5における空調システムの概略図である。
空調システム400は、例えば屋内の天井部に取り付けられる室内機410と、室外機420と、スラリー製造装置430と、ポンプ440とを有する。スラリー製造装置430には、実施の形態1~実施の形態4のスラリー製造装置が適用される。空調システム400は、スラリー製造装置430の熱媒体流路13と、室内機410と、ポンプ440とが配管450で接続されて構成され、熱媒体が循環する熱媒体循環回路Aを有する。また、空調システム400は、スラリー製造装置430の複数の熱交換器20と室外機420とが配管460で接続されて構成され、冷媒が循環する冷媒循環回路Bとを有する。空調システム400では、熱媒体循環回路Aを流れる熱媒体と冷媒循環回路Bを流れる冷媒とがスラリー製造装置430で熱交換される。
FIG. 5 is a schematic diagram of an air conditioning system according to Embodiment 5. FIG.
The air-
配管450は、主に表面が平滑で耐圧力性を有する金属または樹脂で構成されている。配管450は、熱媒体を構成するスラリー材である水溶液が腐食性を有する場合には、金属のうち、耐食性を有する銅またはステンレスで構成される。また、配管450は、熱媒体が配管450内を通過する際に配管450の外の外気などと熱交換することで生じる熱損失を防止するため、次のような構成としてもよい。すなわち、配管450は、空気などの断熱層を有する二重管構造または配管450の外部にグラスウールなどによる断熱処理を実施した構成としてもよい。
The
ポンプ440は、モーターと、モーターにより駆動されるプロペラなどの流体押し出し機構とを有し、熱媒体を熱媒体循環回路Aに強制的に循環させるものである。
The
室内機410は、室内熱交換器410aを備えており、室内空気と熱媒体との熱交換により室内の冷房を行う。室内熱交換器410aは、銅管などで構成された複数の伝熱管を有し、配管450より流れてきた水和物スラリーを分割して各伝熱管のそれぞれに流した後、合流して外部に排出する。室内熱交換器410aは、例えばフィンチューブ熱交換器などで構成される。伝熱管は、外側を伝熱材などで覆うことなく、直接外気と接触させられる。
The
室内機410には更に、温度センサー、流量弁および室内熱交換器410aに送風するファンなどが設置されている。室内機410は、室温を目標値まで低下させるために、流量弁を調整して、室内熱交換器410aを流れる水和物スラリーの流量を調整する機能を有する。
The
室外機420は、圧縮機および減圧装置等(いずれも図示せず)を備えており、スラリー製造装置430の熱交換器20と共に冷媒循環回路Bを構成している。なお、図5には詳細を図示していないが、冷媒循環回路Bでは、室外機420を流出した冷媒が、スラリー製造装置430の3つの熱交換器20に対応して3つに分岐される。そして、3つに分岐された各冷媒が3つの熱交換器を通過した後、合流して室外機420に戻るようになっている。なお、上記実施の形態2において、各熱交換器20を流れる冷媒が異なるとしたが、具体的には、3つの熱交換器20に対応して3つに分岐された各分岐管のそれぞれに減圧装置を設け、減圧装置の開度を調整することで冷媒の温度を異ならせることができる。
The
以下、空調システム400の動作について説明する。
ポンプ440から押し出された熱媒体は、スラリー製造装置430内に流入し、室外機420から流出して冷媒循環回路Bを流れる冷媒とスラリー製造装置430内で熱交換する。この熱交換により熱媒体は冷却されて水和物スラリーを生成する。生成された水和物スラリーは、ポンプ440で発生する圧力によってスラリー製造装置430から流出し、室内機410に流れ込み、室内空気と熱交換して、室内空気を冷却する。ここで、水和物スラリーは、熱交換において顕熱と潜熱の両方を利用できるため、熱媒体として水を用いる場合に比べて冷却効率の向上および消費電力の低減を図ることができる。
The operation of the
The heat medium pushed out from the
水和物スラリーは、室内空気との熱交換によって加熱され、水和物スラリー内の固体が融解して液体となる。液体となった水和物スラリーは、再びスラリー製造装置430にて冷媒循環回路Bを流れる冷媒と熱交換して冷却される。以上の一連のサイクルを連続的に繰り返すことにより室内を冷房する。
The hydrate slurry is heated by heat exchange with room air, and the solids in the hydrate slurry melt into a liquid. The hydrate slurry that has become liquid is again cooled by exchanging heat with the refrigerant flowing through the refrigerant circulation circuit B in the
一方、冷媒循環回路Bでは、スラリー製造装置430内に流入する冷媒の温度が、熱媒体流路13を流れる熱媒体としての水溶液から水和物の粒子が生成される温度よりも低い温度となるように、室外機420内の減圧装置等の制御により調整されている。そして、温度が調整された冷媒が、スラリー製造装置430内に流入し、熱媒体を冷却する一方、熱媒体との熱交換により一部が沸騰して液体から気体に相変化する。その後、冷媒ガスは、圧縮機で圧縮された後、減圧装置で減圧されて温度が低下し、再びスラリー製造装置430内に流入する。以上の一連のサイクルが連続的に繰り返される。
On the other hand, in the refrigerant circulation circuit B, the temperature of the refrigerant flowing into the
本実施の形態5の空調システム400は、実施の形態1~実施の形態4のいずれかのスラリー製造装置を備えているので、スラリー製造装置で生成された流動性の高い水和物スラリーが熱媒体循環回路Aを閉塞することなく良好に循環する。これにより、空調システム400では、水和物スラリーの潜熱および顕熱を利用した高効率の熱交換を行うことができ、冷却効率の向上および消費電力の低減を図ることができる。
Since the
10 筐体、11 入口、12 出口、13 熱媒体流路、20 熱交換器、20a 熱交換器、20b 熱交換器、20c 熱交換器、20d 熱交換器、20e 熱交換器、20f 熱交換器、20g 熱交換器、21a 入口管、21aa 冷媒入口、21b 出口管、21ba 冷媒出口、22 連通管、23 隙間、24 連通管、25 伝熱フィン、30 フィルタ部材、30a フィルタ部材、30b フィルタ部材、100 スラリー製造装置、200 スラリー製造装置、300 スラリー製造装置、400 空調システム、410 室内機、410a 室内熱交換器、420 室外機、430 スラリー製造装置、440 ポンプ、450 配管、460 配管、A 熱媒体循環回路、B 冷媒循環回路。
10 housing, 11 inlet, 12 outlet, 13 heat medium flow path, 20 heat exchanger, 20a heat exchanger, 20b heat exchanger, 20c heat exchanger, 20d heat exchanger, 20e heat exchanger, 20f heat exchanger , 20g heat exchanger, 21a inlet pipe, 21aa refrigerant inlet, 21b outlet pipe, 21ba refrigerant outlet, 22 communication pipe, 23 gap, 24 communication pipe, 25 heat transfer fin, 30 filter member, 30a filter member, 30b filter member, 100
Claims (8)
熱媒体流路を有する筐体と、
前記熱媒体流路の上流から下流に間隔を空けて配置され、前記熱媒体流路を流れる前記熱媒体と熱交換して前記熱媒体を冷却する複数の熱交換器とを備え、
前記複数の熱交換器のそれぞれは、前記熱媒体を通過させる隙間を有し、各隙間の大きさが、前記熱媒体流路の上流から下流の順に、小さく設定されているスラリー製造装置。 A slurry production apparatus for producing hydrate particles by cooling a heating medium composed of an aqueous solution containing a compound, and producing a hydrate slurry in which the hydrate particles and the aqueous solution are mixed. hand,
a housing having a heat medium flow path;
a plurality of heat exchangers arranged at intervals from upstream to downstream of the heat medium flow path and exchanging heat with the heat medium flowing through the heat medium flow path to cool the heat medium;
Each of the plurality of heat exchangers has a gap through which the heat medium passes, and the size of each gap is set smaller in order from upstream to downstream of the heat medium flow path.
前記熱媒体流路を横切る方向に延び、且つ互いに間隔を空けて配置された、冷媒が流入する入口管および冷媒が流出する出口管と、
前記入口管と前記出口管との間に配置され、前記横切る方向に間隔を空けて並列に配置された複数の連通管とを有し、
前記複数の連通管同士の間が前記隙間となっている請求項1~請求項3のいずれか一項に記載のスラリー製造装置。 each of the plurality of heat exchangers,
an inlet pipe through which a coolant flows in and an outlet pipe through which a coolant flows out, which extend in a direction across the heat medium flow path and are spaced apart from each other;
a plurality of communicating tubes disposed between the inlet tube and the outlet tube and arranged in parallel at intervals in the transverse direction;
The slurry manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the gaps are provided between the plurality of communication pipes.
前記熱媒体流路を横切る方向に延び、且つ互いに間隔を空けて配置された、冷媒が流入する入口管および冷媒が流出する出口管と、
前記入口管と前記出口管との間に格子状に配置された複数の連通管とを有し、
前記複数の連通管同士の間が前記隙間となっている請求項1~請求項3のいずれか一項に記載のスラリー製造装置。 each of the plurality of heat exchangers,
an inlet pipe through which a coolant flows in and an outlet pipe through which a coolant flows out, which extend in a direction across the heat medium flow path and are spaced apart from each other;
a plurality of communicating pipes arranged in a lattice between the inlet pipe and the outlet pipe;
The slurry manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the gaps are provided between the plurality of communication pipes.
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