JPH0363460A - 熱源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、サーモパーベーパレーション法による膜分離
で脱塩水を製造する純粋製造装置やボイラ等、各種産業
分野の熱源として用いることができる熱源装置に関する
。

〔従来の技術〕

例えば、ボイラの熱源装置としては、石油やガスを燃料
とするバーナや電気ヒータ等が知られている。また、純
水製造や排液の濃縮等に用いられる膜分離装置の原水加
熱用の熱源装置としては、太陽熱集熱器も知られている
（例えば特開昭５５−５９８８３号公報）。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、前記従来技術によるときは、次のような欠点
があった。

熱源装置を必要とする各種の設備では、照明装置や制御
装置、或いは、ボイラへの給水ポンプや膜分離装置の原
液供給ポンプ、電磁弁、センサといったように電力を必
要とする機器が一般に不可欠である。そのため、バーナ
や太陽熱集熱器を熱源装置とする従来技術では、前記の
ような設備を対象とする場合、電力供給のための発電装
置や受電設備を別途設ける必要があり、設備全体のコス
トアップを招来する。しかも、バーナや電気ヒータを熱
源装置とする従来技術では、石油、ガス等の燃料、電力
に費用が必要で、処理コストの増加原因となっていた。

本発明の目的は上記従来欠点を解消する点にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による熱源装置の特徴構成は、太陽熱集熱器と、
太陽電池の冷却排熱回収部とを熱源として設けてある点
にある。

前記太陽熱集熱器と冷却排熱回収部との間で熱媒流体を
循環させるための循環路を設け、その循環路のうち前記
太陽熱集熱器から冷却排熱回収部への供給路に、外部へ
の温熱取出用の熱交換器を設けてあることが好ましい。

〔作　用〕

太陽電池は、無尽蔵で無料の太陽エネルギーのうち太陽
光を電気エネルギーに変換するものであるが、同時に、
太陽熱により加熱される。

従って、太陽電池を冷却することにより、温熱を無尽蔵
に、かつ、無料で得ることができる。

他方、太陽熱集熱器も、温熱を無尽蔵に、かつ、無料で
得ることができるものである。

そのような太陽電池の冷却排熱回収部と太陽熱集熱器を
熱源としであるため、温熱を得るためのエネルギーコス
トを低減できる。しかも、太陽電池によって、同時に電
力を無尽蔵・無料に得ることができる。

特に、循環路を設けて太陽熱集熱器、温熱取出用の熱交
換器、冷却排熱回収部、太陽熱集熱器とその記載順に熱
媒流体を循環させる場合には、熱媒流体のうち、温熱取
出用の熱交換器での放熱、つまり、温熱消費により冷却
された熱媒流体が冷却排熱回収部に供給されて、太陽電
池の冷却を効率良く、換言すれば、冷却排熱回収部での
排熱回収による熱媒流体の加熱を効率良く行うことがで
きる。

〔発明の効果〕

以上の結果、本発明によれば、温熱のみならず、電力も
太陽エネルギーを利用することにより、同時に安価に供
給できる熱源装置を提供できるようになった。特に、請
求項２記載のようにすれば効率が良い。

〔実施例〕

次に本発明の実施例を示す。

本実施例は、海水から純水を製造する膜分離式の純水製
造設備の熱源装置を対象とする。

前記純水製造設備は第１図に示すように、海水（ａ）を
原水としてその海水（ａ）から純水を分離する膜モジュ
ール（１）と、その膜モジュール（１）に海水（ａ）を
供給するための給水手段（Ｇ）と、熱源装置（Ｈ）とか
ら構成されている。

前記膜モジュール（１）は、冷却室（ＩＡ）と、液室（
ＩＣ）との間に分離室（ＩＢ）を位置させる３室構造の
もので、前記液室（Ｉｃ）と分離室（ＩＢ）との仕切り
（ｌａ）は、両室の温度差に相当する水蒸気分圧差をも
って高温側から低温側に水蒸気のみを選択的に透過させ
る疎水性で多孔質の透過膜（７）から形成されている。

また、冷却室（ＩＡ）と分離室（ＩＢ）との仕切り（１
ｂ）は、伝熱性の良い金属板から形成されている。

もって、膜モジュール（１）は、熱源装置（Ｈ）による
液室（ＩＣ）への海水（ａ）の加熱作用と、冷却室（Ｉ
Ａ）による分離室（ＩＢ）の冷却作用とにより、液室（
ＩＣ）を分離室（ＩＢ）よりも高温とさせて液室（Ｉｃ
）から分離室（ＩＢ）に蒸気を透過させ、液室（ＩＣ）
から濃縮水（Ｃ）を、分離室（ＩＢ）から凝縮した純水
（Ｃ）を夫々取出すようになっている。

前記給水手段（Ｇ）は、海水（ａ）を前記膜モジュール
（１）の冷却室（Ａ）に冷却液として供給したのち熱源
装置（Ｈ）を経て液室（ＩＣ）に供給する手段である。

具体的には、第１配管（２Ａ）を介して海水（ａ）を吸
上げて圧力損失を保証するように０．１＝　１　ｋｇ／
ｃｒｉ程度に加圧して取出すポンプ（４）に夾雑物除去
用のフィルタ（５）を第２配管（２Ｂ）で接続し、その
フィルタ（５）に流量計（６）を第３配管（２Ｃ）で接
続し、その流量計（６）に前記冷却室（ＩＡ）を第４配
管（２Ｄ）で接続し、前記冷却室（ＩＡ）に熱源装置（
Ｈ）への供給用の第５配管（２Ｅ）を接続し、前記液室
（ＩＣ）に熱源手段（Ｈ）からの受入れ用の配管（２Ｆ
）を接続して、海水（ａ）を液室（ＩＣ）に供給する供
給路（２）を構成しである。かつ、給水手段（Ｇ）は、
海水（ａ）の一部を電解塩素発生装置（Ｚ）に供給する
ための配管（２Ｇ）を前記第３配管（２Ｃ）に分岐接続
し、前記電解塩素発生装置（Ｚ）での電気分解により次
亜塩素酸ナトリウムを含むようになった海水（ａ）を復
流するための配管（２Ｈ）を第１配管（２Ａ）に合流接
続することにより、供給路（２）内を次亜塩素酸ナトリ
ウムで殺菌して貝類、藻類による閉塞を防止するように
構威しである。

前記熱源装置（）Ｉ）は、前記液室（ＩＣ）が分離室（
１Ｂ）よりも高温となるように海水（ａ）を加熱する装
置である。具体的には、前記冷却室（ＩＡ）からの海水
（ａ）を高温の熱媒体液（ｄ）との熱交換により加熱し
て液室（ＩＣ）に送る加熱用の熱交換器（３）と、太陽
熱により熱媒体液（ｄ）を加熱する太陽熱集熱器（Ｙ）
と、太陽電池（１６）を熱媒液で冷却する冷却排熱回収
部（１６Ａ）と、前記太陽熱集熱器（Ｙ）から前記熱交
換器（３）に熱媒液を送るための第１供給路（ＩＯＡ）
と、熱交換器（３）から前記冷却排熱回収部（１６Ａ）
に熱媒液を送るための第２供給路（ＩＯＢ）と、冷却排
熱回収部（１６Ａ）から前記太陽熱集熱器（Ｙ）に熱媒
液を送るための第３供給路（ＩＯＣ）と、制御器（１５
）と、熱媒液補給装置とを備えている。

つまり、熱源装置（Ｈ）は、太陽熱集熱器（Ｙ）、熱交
換器（３）、冷却排熱回収部（１６Ａ）、太陽熱集熱器
（Ｙ）とその記載順に熱媒液を循環させることにより、
太陽熱集熱器（Ｙ）で熱媒液を加熱し、その加熱された
高温熱媒液により熱交換器（３）において原水を加熱し
、その原水加熱によって冷却された熱媒液で太陽電池（
１６）を冷却して熱媒液を予加熱するようになっている
。

前記第１供給路（ＩＯＡ）には、流量計（１２）が介装
されていると共に、温度計（１４）が付設されている。

前記第２供給路（ＩＯＢ）には、第１供給路（ＩＯＡ）
、第２供給路（ＩＯＢ）、第３供給路（ＩＯｃ）から成
る循環路（ｌＯ）で熱媒液（ｄ）を循環させる循環ポン
プ（１１）と、流量調整弁（１３）とが介装されている
。

前記制御器（１５）は、熱交換器（３）への熱媒液の入
口温度を設定温度（例えば７５°Ｃ）とさせるように、
流量計（１２）と温度計（１４）との検出に基づいて流
量調整弁（１３）又は循環ポンプ（１１）を制御するも
のである。

前記熱媒液補給装置は、清水を熱媒液として補給するこ
とにより、熱媒液の循環系での目減りを保証するもので
あって、具体的には、配管（ＩＯＤ）を介して前記第３
供給路（ＩＯＣ）に接続するホットウェルタンク（１８
）と、そのホットウェルタンク（１８）の液面高さを検
出する液面センサ（１９）とを設け、前記ホットウェル
タンク（１８）への給水路に、前記液面センサ（■９）
の検出に基づいて、そのホットウェルタンク（１８）の
液面高さが一定に維持されるように給水を制御するバル
ブ（７）を設けて構成しである。

前記太陽電池（１６）は前記給水手段（Ｇ）のポンプ（
４）、前記熱源装置（Ｈ）の循環ポンプ（１１）、流量
調整弁（１３）、及び制御器（■５）の駆動用電源とし
て、さらには前記電解塩素発生装置（Ｚ）の駆動用電源
として使用されている。

つまり、熱源装置（Ｈ）は、電力源としての機能も合わ
せ持っている。

尚、前記膜モジュール（１）は、スパイラル型、平膜型
、二重前型等のいずれの形式のものであってもよい。又
、透過膜（７）は、疎水性で多孔質のものであれば材質
を問わないが、材質としては、特にポリテトラフロロエ
チレンが好ましい。

〔別実施例〕

以下に本発明の別実施例を示す。

［１］上記実施例では、本発明の熱源装置を主熱源とし
て設けたが、本発明の熱源装置は、補助熱源として設け
ても良い。

［２］上記実施例では、純水製造設備への適用例を示し
たが、本発明の熱源装置は、第２図に示すように、ボイ
ラ（Ｂ）の缶水を加熱する場合等にも用いることができ
る。詳述すると、上述実施例における熱源装置（Ｈ）の
熱交換器（３）とボイラ（Ｂ）との間で缶水を循環させ
る缶水循環路（２′）を設けて、缶水を加熱する。

もちろん、この場合、缶水を加熱する別の熱源装置（例
えばバーナや電気ヒータ）があってもなくてもち良い。

つまり本発明の熱源装置を主熱源、補助熱源のいずれに
用いても良い。

［３］上記実施例では、太陽熱集熱器（５）と冷却排熱
回収部（１６Ａ）とで加熱した熱媒流体を熱交換器（３
）に供給して、原水を加熱するといった単一目的のため
の熱源装置としたが、太陽熱集熱器（Ｙ）による温熱と
冷却排熱回収部（１６Ａ）による温熱とを別々の用途に
用いても良い。

［４コ尚、特許請求の範囲の項に図面との対象を便利に
する為に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面
の構造に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す概略構成図であり、第２
図は本発明の別実施例を示す概略構成図である。 （Ｙ）・・・・・・太陽熱集熱器、（■６）・・・・・
・太陽電池、（１６Ａ）・・・・・・冷却排熱回収部、
（３）・・・・・・熱交換器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、太陽熱集熱器（Ｙ）と、太陽電池（１６）の冷却排
   熱回収部（１６Ａ）とを熱源として設けてある熱源装置
   。 ２、前記太陽熱集熱器（Ｙ）と冷却排熱回収部（１６Ａ
   ）との間で熱媒流体を循環させるための循環路（１０）
   を設け、その循環路（１０）のうち前記太陽熱集熱器（
   Ｙ）から冷却排熱回収部（１６Ａ）への供給路に、外部
   への温熱取出用の熱交換器（３）を設けてある請求項１
   記載の熱源装置。