JPH0627622B2 - 低温液化ガスの蓄冷による冷熱利用方法 - Google Patents

低温液化ガスの蓄冷による冷熱利用方法

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JPH0627622B2 JP29182488A JP29182488A JPH0627622B2 JP H0627622 B2 JPH0627622 B2 JP H0627622B2 JP 29182488 A JP29182488 A JP 29182488A JP 29182488 A JP29182488 A JP 29182488A JP H0627622 B2 JPH0627622 B2 JP H0627622B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、液化天然ガスなどのような低温液化ガスの蓄
冷による冷熱利用方法に関する。
従来の技術 第2図は、或る提案されている構成を示す系統図であ
る。−160℃程度の液化天然ガスなどのような低温液
化ガス1は、タンク2に貯留されており、ポンプ3によ
つて熱交換器4を経て管路5に導かれて、気化された液
化天然ガスが得られる。このポンプ3からの低温液化ガ
スは、管路6を経て、もう1つの熱交換器7を経て、管
路5に導かれる。冷熱利用設備8は、たとえば空気を酸
素、窒素、およびアルゴンなどの組成に分離するための
設備であり、その被冷却媒体は管路9から熱交換器4に
導かれて循環されるとともに、熱交換器10に導かれて
循環される。
蓄冷媒体は、タンク11に貯留され、ポンプ12から管
路13を経て熱交換器10に導かれ、タンク14に導か
れる。タンク14内の蓄冷媒体はポンプ15から管路1
6を経て熱交換器7に導かれ、タンク11に導かれる。
管路5から供給される気化された液化天然ガスは、都市
ガスとして利用される。冷熱利用設備8には、管路9お
よび熱交換器4,10を介して被冷却媒体が上述のよう
に、常時循環されている。
この都市ガスの使用流量は、昼間では大きく、夜間では
小さい。一方、冷熱利用設備8では、安価な夜間電力を
利用し、夜間に多くの冷熱を利用することが望まれる。
都市ガスの使用流量が大きい昼間では、ポンプ15を作
動し、ポンプ12を休止し、熱交換器7によって、タン
ク14内の蓄冷媒体を冷却してタンク11内にたとえば
−140℃程度の低温度の蓄冷媒体を貯留する。
都市ガスの使用流量の小さい夜間では、ポンプ15を休
止し、ポンプ12を作動し、タンク11内の低温度の蓄
冷媒体を熱交換器10に導いて、蓄冷媒体の冷熱を吐き
出して、冷熱利用設備8に循環される被冷却媒体9に冷
熱を与える。
このような先行技術では、比較的大容量の2つのタンク
11,14を必要とし、また、それらの間で蓄冷媒体を
圧送するポンプ12,15を必要とする。したがつて構
成が大形化し、設備費が高価となる。
第3図は、たとえば特開昭53−152798に開示さ
れている先行技術である。液化天然ガスなどのような低
温液化ガスは、タンク17に貯留されており、ポンプ1
8によつて蓄冷槽19の伝熱管20に導かれ、その後、
ヒータ21によつて加熱され、管路22から、気化され
た低温液化ガスが得られる。蓄冷槽19内には、液体状
の蓄冷媒体23が貯留される。この蓄冷媒体23内に
は、伝熱管20が浸漬される。蓄冷媒体23は、ポンプ
24から管路25を経て冷熱利用設備26に供給され、
その後、管路27を経て蓄冷槽19に戻されて循環され
る。
このような第3図に示される先行技術では、蓄冷槽19
における蓄冷媒体23が凝固してしまうと、ポンプ24
によつて循環することが不可能になり、その冷熱を利用
することができなくなる。したがつて蓄冷槽19では、
蓄冷媒体23の凝固量をある範囲内に制御することが必
要で、冷熱の蓄熱量が少ないという問題がある。
発明が解決すべき課題 本発明の目的は、構成を小形化することができ、しかも
冷熱の蓄熱量を大きくすることができるようにした低温
液化ガスの蓄冷による余熱利用方法を提供することであ
る。
課題を解決するための手段 本発明は、低温液化ガスを、第1熱交換器と、低温液化
ガスの沸点よりも高い低温の凝固点を有する第1蓄冷媒
体を貯留した第1蓄冷槽と、第2熱交換器と、第1蓄冷
媒体よりも高い低温の凝固点を有する第2蓄冷媒体を貯
留した第2蓄冷槽と、第3熱交換器とにこの順序で導
き、 低温液化ガスから冷熱を取出すための被冷却媒体を、第
3熱交換器と、第2熱交換器と、第1熱交換器とこの順
序で導いて、さらに冷熱利用設備に導き、再び第3熱交
換器に戻して循環することを特徴とする低温液化ガスの
蓄冷による冷熱利用方法である。
作 用 本発明に従えば、液化天然ガスおよび液化石油ガスなど
のような低温液化ガスは、第1熱交換器と、第1蓄冷槽
と、第2熱交換器と、第2蓄冷槽と、第3熱交換器とを
この順序で通り、一方、冷熱利用設備で冷熱を利用する
ための被冷却媒体は、第3熱交換器と第2熱交換器と第
1熱交換器とをこの順序で通つて循環される。したがつ
て第1〜第3熱交換器では、低温液化ガスによつて被冷
却媒体が冷却される。被冷却媒体は、上述のように第3
および第2熱交換器を通つた後に、第1熱交換器を通つ
てさらに冷却されるので、被冷却媒体の温度を比較的低
温にして、冷熱利用設備で有効に冷熱の利用を行うこと
ができる。
低温液化ガスが、たとえば液化天然ガスであつて、気化
されて都市ガスとして使用される場合において、その都
市ガスの使用量が大きい昼間では、液化天然ガスの冷熱
は、第1〜第3熱交換器では充分に利用されない。冷熱
を充分利用するために、液化天然ガスは第1熱交換器と
第2熱交換器との間にある第1蓄冷槽に貯留されている
凝固点が液化天然ガスの沸点よりも高い液状の第1蓄冷
媒体に冷熱を与えこれを凝固し、自身は加熱される。さ
らに第2熱交換器と第3熱交換器との間にある第2蓄冷
槽に貯留されている凝固点が第1蓄冷媒体よりも高い液
状の第2蓄冷媒体に冷熱を与え、これを凝固し、自身は
加熱される。また第2蓄冷媒体の凝固点は、第1蓄冷媒
体の凝固点よりも高いので、天然ガスの冷熱は、第1蓄
冷槽と第2蓄冷槽との間に第2熱交換器を設け、効率的
に冷熱を回収できる。
一方都市ガスの使用量が少ない夜間では、液化天然ガス
の冷熱のみで冷却される被冷却媒体の量が限られる。被
冷却媒体の量を増やすために、液化天然ガスは第1熱交
換器と第2熱交換器との間にある第1蓄熱槽に貯留され
ている凝固した第1蓄冷媒体から冷熱を奪つてこれを溶
融し、自身は冷却される。さらに第2熱交換器と第3熱
交換器との間にある第2蓄冷槽に貯留されている凝固し
た第2蓄冷媒体から冷熱を奪つてこれを溶融し、自身は
冷却される。このように昼間に第1および第2蓄冷槽に
蓄えられた冷熱を夜間に有効に利用できる。
これによつて低温液化ガスの流量の変動にかかわらず、
被冷却媒体に安定して一定の冷熱を与えることが可能に
なり、あるいはまた低温液化ガスの流量が小さいときで
あつても、被冷却媒体によつて大量の冷熱を取出すこと
ができる。
また第1および第2蓄冷槽は、第1および第2蓄冷媒体
が貯留され、これと低温液化ガスが熱交換する簡単な構
成を有しており、この蓄冷媒体を、前述の先行技術に関
連して述べたようにポンプで圧送する構成または切換弁
などによつて低温液化ガスや被冷却媒体を切換える構成
を、本発明は有しておらず、したがつて蓄冷媒体は低温
液化ガスによつて凝固点以下に冷却されることが可能で
ある。このように蓄冷媒体の溶融・凝固潜熱を利用する
ことによつて小形で大きな冷熱を蓄えて、これを使用す
ることが可能となる。
実施例 第1図は、本発明の一実施例の全体の系統図である。−
160℃程度の液化天然ガス28は、タンク29に貯留
されており、ポンプ30によつて管路31から第1熱交
換器32に導かれ、さらに管路33から第1蓄冷槽34
に導かれる。第1蓄冷槽34は、凝固点が液化天然ガス
の沸点よりも高い、たとえば−133.8℃である2メ
チル−2ブタンから成る第1蓄例媒体35が貯留されて
おり、第1蓄例媒体35に伝熱管36が浸漬されて構成
される。第1蓄冷槽34からの低温液化ガスは、管路3
7から第2熱交換器38に導かれ、さらに管路39から
第2蓄冷槽40に導かれる。第2蓄冷槽40は、凝固点
が第1蓄冷媒体35の凝固点よりも高い、たとえば−1
17.3℃であるエタノールなどから成る第2蓄冷媒体
41が貯留されており、第2蓄冷媒体41に伝熱管42
が浸漬されて構成される。第2蓄冷槽40からの低温液
化ガスは、管路43から第3熱交換器44に導かれる。
こうして管路45から、気化された低温液化ガスが、た
とえば都市ガスなどとして使用される。
冷熱利用設備46は、冷熱を利用して、たとえば空気を
酸素、窒素およびアルゴンなどの組成に分離する設備で
ある。そこで利用される高圧力の窒素ガスなどのような
被冷却媒体は、管路47から圧縮機48を経て管路49
から第3熱交換器44、管路50、第2熱交換器38、
管路51、第1熱交換器32および管路52を介して循
環される。この冷熱利用設備46にはまた、フロン液な
どの被冷却媒体を循環する管路53が熱交換器44に関
連して設けられていてもよい。
タンク29内の低温液化ガス28は、ポンプ30によつ
て圧送され、第1熱交換器32において被冷却媒体を冷
却する。気化された低温液化ガスを都市ガスとして利用
する場合、その都市ガスの使用流量が大きい昼間には、
第1熱交換器32でその冷熱が充分利用されずに、第1
蓄冷媒体35の凝固点以下の温度で第1蓄冷槽34に入
る。第1蓄冷槽34における液状の第1蓄冷媒体35
は、低温液化ガスの冷熱を取得して凝固し、その冷熱を
潜熱として蓄冷する。第2熱交換器38では、低温液化
ガスによつて被冷却媒体が冷却されて冷熱が得られる
が、その冷熱を充分利用されずに、第2蓄冷媒体の凝固
点以下の温度で第2蓄冷槽40に入る。第2蓄冷槽40
では、大流量の低温液化ガスが流れることによつて、液
状の第2蓄冷媒体41は、低温の液化ガスの冷熱を取得
して凝固し、その冷熱を潜熱として蓄冷する。その後、
低温液化ガスは第3熱交換器44において被冷却媒体に
冷熱を与える。
管路45から供給される都市ガスの使用流量が小さい夜
間には、第1熱交換器32を出る低温液化ガスの温度
は、第1蓄冷媒体35の凝固点よりも高くなり、この温
度で第1蓄冷槽34に入る。第1蓄冷槽34における凝
固した第1蓄冷媒体35は、低温液化ガスを冷却して溶
融し、蓄冷した潜熱を低温液化ガスに与える。第2熱交
換器38では、第1蓄冷槽34で冷却された低温液化ガ
スによつて被冷却媒体が冷却されて冷熱が得られる。第
2熱交換器38を出る低温液化ガスの温度は、第2蓄熱
媒体41凝固点よりも高くなり、この温度で第2蓄熱槽
40に入る。第2蓄熱槽40における凝固した第2蓄熱
媒体41は、低温液化ガスを冷却して溶融し、蓄冷した
潜熱を低温液化ガスに与える。第3熱交換器44では、
第2蓄冷槽40で冷却された低温液化ガスによつて被冷
却媒体が冷却される。このようにして、第1〜第3熱交
換器32,38,44を通つて循環する被冷却媒体に低
温液化ガスの流量が変化しても、第1,第2蓄冷槽3
4,40を利用して、常に一定の冷熱を低温液化ガスか
ら得ることが可能となる。また第1,第2蓄冷槽34,
40では第1,第2蓄冷媒体35,41の潜熱を利用す
るので大量の冷熱を蓄えることができる。
タンク29内の低温液化ガス28は、第1、第2および
第3熱交換器32,38,44にこの順序で導かれる。
これとは逆に、冷熱利用設備46からの被冷却媒体は第
3、第2および第1熱交換器44,38,32をこの順
序で導かれ、これによつて冷熱利用設備46に与えられ
る被冷却媒体の温度を充分に低くすることができる。
これらの第1、第2および第3熱交換器32,38,4
4は、いわゆるプレートフイン形熱交換器のように、伝
熱壁を介して低温液化ガスと被冷却媒体とが向流熱交換
をする構成を有していてもよく、そのほかの構成を有し
ていてもよい。
本発明は、液化天然ガスに関連して実施されるだけでな
く、そのほか、液化石油ガスおよびその他の低温液化ガ
スに関連して広範囲に実施することができる。
発明の効果 以上のように本発明によれば、切換弁などを要せず構成
が簡単で、しかも小形化が可能となり、これによつて設
備費が低減され、しかも大量の冷熱を蓄冷することが可
能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の全体の系統図、第2図は既
に提案されている構成を示す系統図、第3図は先行技術
の系統図である。 28……低温液化ガス、29……タンク、30……ポン
プ、32……第1熱交換器、34……第1蓄冷槽、35
……蓄冷媒体、38……第2熱交換器、40……第2蓄
冷槽、41……蓄冷媒体、44……第3熱交換器、46
……冷熱利用設備、48……圧縮機

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】低温液化ガスを、第1熱交換器と、低温液
    化ガスの沸点よりも高い低温の凝固点を有する第1蓄冷
    媒体を貯留した第1蓄冷槽と、第2熱交換器と、第1蓄
    冷媒体よりも高い低温の凝固点を有する第2蓄冷媒体を
    貯留した第2蓄冷槽と、第3熱交換器とにこの順序で導
    き、 低温液化ガスから冷熱を取出すための被冷却媒体を、第
    3熱交換器と、第2熱交換器と、第1熱交換器とにこの
    順序で導いて、さらに冷熱利用設備に導き、再び第3熱
    交換器に戻して循環することを特徴とする低温液化ガス
    の蓄冷による冷熱利用方法。
JP29182488A 1988-11-17 1988-11-17 低温液化ガスの蓄冷による冷熱利用方法 Expired - Lifetime JPH0627622B2 (ja)

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