JPH04298609A - 低沸点媒体システム - Google Patents
低沸点媒体システムInfo
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
- F25B2400/14—Power generation using energy from the expansion of the refrigerant
- F25B2400/141—Power generation using energy from the expansion of the refrigerant the extracted power is not recycled back in the refrigerant circuit
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
ナリーサイクルのような低沸点媒体システムに関し、作
動流体として二成分系の混合媒体を使用する場合の性能
向上を図るものである。
示されるバイナリー発電システムについて述べると、蒸
発器2、タービン4、凝縮器6および媒体ポンプ8が直
列に接続されて閉ループ10を構成している。そして、
その閉ループ10内を循環する作動流体は、まず蒸発器
2で熱源流体から熱を奪って蒸発し、発生した蒸気はタ
ービン4に供給される。この蒸気はタービン4内で膨張
して発電機12を駆動する仕事をする。タービン4から
排出された蒸気は凝縮器6で冷却水に熱を奪われて凝縮
する。 凝縮液は循環ポンプ8で再び蒸発器2に送られる。
やヒートポンプ等の熱サイクルでは、効率の向上のため
作動流体に非共沸の混合媒体を用いてローレンツサイク
ルを構成させることがある。たとえばバイナリーサイク
ルは基本的にランキンサイクルであって、作動流体が単
一媒体のときは図4に示すようにTS線図の■’−■、
■−■がそれぞれ等温変化を示す。ところが、フロンR
123 とR22の混合のような混合媒体を作動流体と
して使用すると、図5に示すように、同一圧力でも飽和
温度が変化し、蒸発器2では蒸発温度が上がり、凝縮器
6では凝縮温度が下がる。これによりローレンツサイク
ルが形成され、システム効率が向上する。
温度−組成の関係を横軸に低沸成分のモル分率をとって
示したものである。GとLは単一相で、それぞれ気相と
液相、L+Gの領域は液体と蒸気が共存する二相領域で
ある。もし低沸成分の60モル%(モル分率=0.60
)の液体混合物の温度を、定圧下で上昇させたとすると
、この系の変化は直線ab’cd”e に沿って考える
ことができる。 低温では液相のみが存在するが、b’点で蒸気相が現わ
れる。この蒸気相の組成はb”点で与えられ、2つの共
役相は図上の平衡連結線b”b’で結ばれている。さら
に温度を上げると、もっと多くの蒸気が生成するが、そ
の場合、蒸気中の低沸成分の濃度が高いので、液相では
この成分が相対的に減少し、液体の組成はb’c’d’
に沿って変化し、一方、蒸気の組成はb”c”d”に沿
って変化する。温度t℃では、二相領域にある系の全組
成はc点で表されるが、蒸気組成、液体組成はそれぞれ
c点を通る平衡連結線の両端、c”点とc’点で与えら
れる。二相の相対的な量は、物理学のてこの原理から求
められる。すなわち、蒸気と液体のモル数の比はcc’
と c”c の長さの比で表される。さらに温度を上げ
るとますます蒸気が生成し、d”点になると液相はほと
んどなくなり、これ以上温度が高くなると、液相が消え
て蒸気相(d”点)のみが残る。これ以上は温度を(d
”e に沿って)上げてもなにも起らない。
の気相では低沸成分の濃度が系内で最も高く、凝縮伝熱
面付近にも低沸成分のガスが滞留する。このため、図7
に示すように、低沸成分は凝縮器に対し物質移動および
熱移動を妨げる不凝縮ガスと同じような存在となり、伝
熱性能を低下させる。
凝縮器における未凝縮の低沸成分ガスの濃度を下げ、不
凝縮ガスを排除することと同じ効果を上げることにある
。
混合媒体を作動流体として使用する低沸点媒体システム
において、蒸発器出口の蒸発残液を一度フラッシュさせ
、ガスを凝縮器入口側に、さらに薄くなった液を凝縮器
出口側に、それぞれ送り込むことにより課題を解決した
。
度が低いので、これを凝縮器出口側に送り込むことによ
って、この蒸発残液が未凝縮の低沸成分ガスを吸収する
。その結果、気相の低沸成分濃度が下がるので物質移動
および熱移動が容易になり凝縮器伝熱性能が向上する。
せ、フラッシュ蒸気を凝縮器入口に導いて平均ガス濃度
を下げ、一方、フラッシュによりさらに薄くなった液を
凝縮器出口に導いて低沸成分を吸収させることにより、
液濃度が一段と薄くなって吸収がより促進される。
に適用した場合を例にとって説明すると、図1に示すよ
うに、蒸発器2の出口側にミストセパレータ14を接続
し、そのダウンカマー16を蒸発器2の入口側に接続す
る。凝縮器6の出口側には低沸成分ガスを分離するため
のアフタークーラー18を設置し、ミストセパレータ1
4の下部出口とアフタークーラー18とを液戻り配管2
0で接続する。なお、液戻り配管20は凝縮器6の出口
側に蒸発残液を送り込むためのものであるから、図示し
た実施例のようにアフタークーラー18に接続するほか
、凝縮器6の出口に設置されるドレンポット(図示せず
)等に接続するようにしてもよい。液戻り配管20の途
中にはフラッシュタンク22を設け、その気相を凝縮器
6の入口側に接続する。
タ14で蒸気と蒸発残液に分離される。蒸気はタービン
4に供給されて仕事をした後、凝縮器6で冷却水に熱を
奪われて凝縮する(■)。ミストセパレータ14で蒸気
から分離された蒸発残液は、ダウンカマー16から液戻
り配管20を通ってアフタークーラー18に送り込まれ
る。その際フラッシュタンク22でフラッシュし、フラ
ッシュ蒸気は、タービン4から排出された蒸気と合流し
て凝縮器6の入口側に導かれ、さらに薄くなった液はア
フタークーラー18に導かれる。
濃度は図2のようになる。図中の○付き数字は図1中の
ものと対応しており、それぞれ次の事項を示している。 ■凝縮器出口液、■蒸発器入口液、■蒸発器出口液、■
蒸発器出口ガス、■凝縮器入口(または全体平均)ガス
、■凝縮器出口ガス。図2から理解されるとおり、蒸発
器出口液■は系内で最も低い低沸成分濃度を示す。一方
、凝縮器6の出口では■で示される状態の低沸成分ガス
の濃度が非常に高い。したがって、アフタークーラー1
8内に送り込まれた蒸発残液に低沸成分ガスが吸収され
る。なお、凝縮器内には■〜■の種々状態のガスが存在
するが、低沸成分濃度の最も高い■の状態のガスが選択
的に吸収されることとなる。このように、低沸点成分濃
度が系内で最も低い蒸発器出口の蒸発残液を凝縮器出口
側に送り込むことによって、この蒸発残液に低沸成分ガ
スが吸収され、その結果、低沸成分ガス濃度が下がり、
凝縮器伝熱性能が向上する。
せ、フラッシュ蒸気を凝縮器入口に導いて平均ガス濃度
を下げ、一方、フラッシュによりさらに薄くなった液を
凝縮器出口に導いて低沸成分を吸収させることにより、
液濃度が一段と薄くなって吸収がより促進される。
混合媒体を作動流体として使用する低沸点媒体システム
において、凝縮器出口側に蒸発器出口の蒸発残液を一度
フラッシュさせ、ガスを凝縮器入口側に、さらに薄くな
った液を凝縮器出口側に、それぞれ送り込むようにした
ものであるから、系内で最も低い低沸成分濃度を示す蒸
発器出口液が凝縮器出口に送り込まれることにより低沸
成分ガスを吸収して低沸成分ガス濃度を下げ、凝縮器伝
熱性能を向上させることができるものである。
せ、フラッシュ蒸気を凝縮器入口に導いて平均ガス濃度
を下げ、一方、フラッシュによりさらに薄くなった液を
凝縮器出口に導いて低沸成分を吸収させることにより、
液濃度が一段と薄くなって吸収がより促進される。
ムのフローシートである。
体の気液平衡線図である。
シートである。
液平衡線図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 二成分系の混合媒体を作動流体として
使用する低沸点媒体システムにおいて、蒸発器出口の蒸
発残液を一度フラッシュさせ、ガスを凝縮器入口側に、
さらに薄くなった液を凝縮器出口側に、それぞれ送り込
むことを特徴とする低沸点媒体システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3089924A JP2513939B2 (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | 低沸点媒体システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3089924A JP2513939B2 (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | 低沸点媒体システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04298609A true JPH04298609A (ja) | 1992-10-22 |
JP2513939B2 JP2513939B2 (ja) | 1996-07-10 |
Family
ID=13984252
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3089924A Expired - Fee Related JP2513939B2 (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | 低沸点媒体システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2513939B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0791212A (ja) * | 1993-09-28 | 1995-04-04 | Hisaka Works Ltd | 凝縮液利用吸収器付き熱サイクル |
US9726049B2 (en) | 2013-03-25 | 2017-08-08 | Kobe Steel, Ltd. | Waste heat recovery apparatus |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS602487A (ja) * | 1983-06-14 | 1985-01-08 | 日立造船株式会社 | ロ−タリ−式リンサ− |
-
1991
- 1991-03-27 JP JP3089924A patent/JP2513939B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS602487A (ja) * | 1983-06-14 | 1985-01-08 | 日立造船株式会社 | ロ−タリ−式リンサ− |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0791212A (ja) * | 1993-09-28 | 1995-04-04 | Hisaka Works Ltd | 凝縮液利用吸収器付き熱サイクル |
US9726049B2 (en) | 2013-03-25 | 2017-08-08 | Kobe Steel, Ltd. | Waste heat recovery apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2513939B2 (ja) | 1996-07-10 |
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