JPH0972586A - 吸気冷却システム - Google Patents
吸気冷却システムInfo
- Publication number
- JPH0972586A JPH0972586A JP7230997A JP23099795A JPH0972586A JP H0972586 A JPH0972586 A JP H0972586A JP 7230997 A JP7230997 A JP 7230997A JP 23099795 A JP23099795 A JP 23099795A JP H0972586 A JPH0972586 A JP H0972586A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat exchanger
- cooling system
- cooling
- intake air
- drain water
- 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.)
- Pending
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
- Y02A30/27—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
- Y02A30/274—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies using waste energy, e.g. from internal combustion engine
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- Other Air-Conditioning Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】圧縮機の吸気冷却システムの吸気を冷却する熱
交換器より生ずるドレン水を回収して、省エネルギ化を
図る方法を提供するものである。 【構成】吸気冷却システムの吸気冷却用熱交換器４の前
段に補助熱交換器１３を設け、この補助熱交換器１３に
槽１１に溜ったドレン水１２を、ポンプ１４と配管１５
を利用して供給し、吸気の冷却率を向上して省エネルギ
化を図る。 【効果】ドレン水を利用した補助熱交換器を導入するこ
とにより、吸気の冷却率を向上でき、冷凍機あるいは蓄
熱槽の容量を低減でき、省エネルギ化が図れる。
交換器より生ずるドレン水を回収して、省エネルギ化を
図る方法を提供するものである。 【構成】吸気冷却システムの吸気冷却用熱交換器４の前
段に補助熱交換器１３を設け、この補助熱交換器１３に
槽１１に溜ったドレン水１２を、ポンプ１４と配管１５
を利用して供給し、吸気の冷却率を向上して省エネルギ
化を図る。 【効果】ドレン水を利用した補助熱交換器を導入するこ
とにより、吸気の冷却率を向上でき、冷凍機あるいは蓄
熱槽の容量を低減でき、省エネルギ化が図れる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は圧縮機（往復圧縮機，遠
心圧縮機，軸流圧縮機など）の吸気冷却システムの構成
に関する。
心圧縮機，軸流圧縮機など）の吸気冷却システムの構成
に関する。
【０００２】
【従来の技術】圧縮機の吸気を冷却して効率を向上する
ことは、すでに知られているが、近年氷／水冷凍機の普
及にともない、ガスタービンの吸気を冷却して効率を向
上するとともに、夏場のピーク需要時に出力を増加する
研究開発が行われ、一部実用化されている（文献；ASME
paper 92-GT-265, Peaking Gas Turbine CapacityEnha
ncement Using Ice Storage for Compressor Inlet Air
Cooling）。吸気冷却システムにおいては熱交換器を用
いるが、熱交換器表面には湿分が露結し、大量のドレン
水が発生する。このドレン水の有効利用に関しては、現
在まだ有効なものが見つかっていない。
ことは、すでに知られているが、近年氷／水冷凍機の普
及にともない、ガスタービンの吸気を冷却して効率を向
上するとともに、夏場のピーク需要時に出力を増加する
研究開発が行われ、一部実用化されている（文献；ASME
paper 92-GT-265, Peaking Gas Turbine CapacityEnha
ncement Using Ice Storage for Compressor Inlet Air
Cooling）。吸気冷却システムにおいては熱交換器を用
いるが、熱交換器表面には湿分が露結し、大量のドレン
水が発生する。このドレン水の有効利用に関しては、現
在まだ有効なものが見つかっていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前述した熱
交換器より発生するドレン水の有効活用システムを提供
するものである。
交換器より発生するドレン水の有効活用システムを提供
するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】熱交換器で生じるドレン
水の活用法としては、次の手段を用いる。（１）ドレン
水を回収するとともに前記熱交換器の前段に補助熱交換
器を設けて、この補助熱交換器にドレン水を流して吸気
を予冷する。（２）熱交換器を冷却する冷媒の戻り側に
冷媒用熱交換器を設け、これにドレン水を流して戻り冷
媒を冷却する。
水の活用法としては、次の手段を用いる。（１）ドレン
水を回収するとともに前記熱交換器の前段に補助熱交換
器を設けて、この補助熱交換器にドレン水を流して吸気
を予冷する。（２）熱交換器を冷却する冷媒の戻り側に
冷媒用熱交換器を設け、これにドレン水を流して戻り冷
媒を冷却する。
【０００５】（３）冷凍機用の冷却塔にドレン水を導入
して、冷凍機の凝縮器を冷却し効率を上げる。
して、冷凍機の凝縮器を冷却し効率を上げる。
【０００６】
【作用】（１）の補助熱交換器に冷却されたドレン水を
導入すれば、吸気の冷却率を向上し、冷凍機あるいは蓄
熱槽の容量を低減することができ、省エネルギ化が図れ
る。（２）の熱交換器の戻り冷媒を冷却することも
（１）と同様の効果を生ずる。（３）の冷却塔に、ドレ
ン水を利用すれば、冷凍機（ターボ冷凍機，スクリュー
冷凍機，吸収式冷凍機など）の凝縮温度が低下し、成績
係数が向上する。
導入すれば、吸気の冷却率を向上し、冷凍機あるいは蓄
熱槽の容量を低減することができ、省エネルギ化が図れ
る。（２）の熱交換器の戻り冷媒を冷却することも
（１）と同様の効果を生ずる。（３）の冷却塔に、ドレ
ン水を利用すれば、冷凍機（ターボ冷凍機，スクリュー
冷凍機，吸収式冷凍機など）の凝縮温度が低下し、成績
係数が向上する。
【０００７】
【実施例】図１は本発明の吸気冷却システムの一例とし
てガスタービンの吸気冷却システムを示している。１は
圧縮機、２は燃焼器、３はガスタービンを示している。
吸気冷却のためには、圧縮機１の前に熱交換器４を設
け、この熱交換器４内に冷熱を供給する。この冷熱の供
給方法としては、ターボ冷凍機あるいは吸収式冷凍機に
直接接続して、その冷媒を導入してもよい。また夜間冷
凍機を駆動して、蓄熱槽５に氷６を貯えておき、日中ポ
ンプ８を駆動して解氷しながら、冷却された水７を配管
９，１０を用いて熱交換器４に導入してもよい。本実施
例ではこの熱交換器４の前段に補助熱交換器１３を設け
ている。熱交換器４では、図２に示すように、例えば、
２℃の冷水を供給して吸気を３５℃から５℃まで冷却す
ることが行われる。この時、冷水出口温度は約１８℃程
度に上昇する。このような冷却方法を採った時、熱交換
器４の外面からは、大量のドレン水が発生するが、この
ドレン水は２０℃以下となっていて、冷熱源として利用
できる場合が多い。
てガスタービンの吸気冷却システムを示している。１は
圧縮機、２は燃焼器、３はガスタービンを示している。
吸気冷却のためには、圧縮機１の前に熱交換器４を設
け、この熱交換器４内に冷熱を供給する。この冷熱の供
給方法としては、ターボ冷凍機あるいは吸収式冷凍機に
直接接続して、その冷媒を導入してもよい。また夜間冷
凍機を駆動して、蓄熱槽５に氷６を貯えておき、日中ポ
ンプ８を駆動して解氷しながら、冷却された水７を配管
９，１０を用いて熱交換器４に導入してもよい。本実施
例ではこの熱交換器４の前段に補助熱交換器１３を設け
ている。熱交換器４では、図２に示すように、例えば、
２℃の冷水を供給して吸気を３５℃から５℃まで冷却す
ることが行われる。この時、冷水出口温度は約１８℃程
度に上昇する。このような冷却方法を採った時、熱交換
器４の外面からは、大量のドレン水が発生するが、この
ドレン水は２０℃以下となっていて、冷熱源として利用
できる場合が多い。
【０００８】図３は補助熱交換器周りの詳細図を示した
ものである。熱交換器４，補助熱交換器１３の下方部
に、受液用の槽１１を設け、熱交換器４，補助熱交換器
１３の外面にて生じて落下する液滴１８を、この槽１１
に集めるようになっている。必ずしも槽１１を真下に設
けなくとも、ドレンパンを設けて回収し、槽１１に輸送
するという方法を採ってもよい。前記補助熱交換器１３
内には、ポンプ１４，配管１５を用いて、槽１１内のド
レン水１２を導入して吸気を予冷する。補助熱交換器１
３に付いているドレン１６から排出されるドレン水は槽
１１に戻してもよいし、温度が上昇している時は外部に
捨ててもよい。また一部を排出し、残りを戻してもよ
い。補助熱交換器１３は熱交換器４のフィンを利用して
一体化してもよいものである。
ものである。熱交換器４，補助熱交換器１３の下方部
に、受液用の槽１１を設け、熱交換器４，補助熱交換器
１３の外面にて生じて落下する液滴１８を、この槽１１
に集めるようになっている。必ずしも槽１１を真下に設
けなくとも、ドレンパンを設けて回収し、槽１１に輸送
するという方法を採ってもよい。前記補助熱交換器１３
内には、ポンプ１４，配管１５を用いて、槽１１内のド
レン水１２を導入して吸気を予冷する。補助熱交換器１
３に付いているドレン１６から排出されるドレン水は槽
１１に戻してもよいし、温度が上昇している時は外部に
捨ててもよい。また一部を排出し、残りを戻してもよ
い。補助熱交換器１３は熱交換器４のフィンを利用して
一体化してもよいものである。
【０００９】図３に示した補助熱交換器１３は密閉形の
フィンチューブ熱交換器であるが、この補助熱交換器１
７を図４に示す実施例では、大気開放形のフィンチュー
ブ熱交換器とした。ポンプ１４と配管１５を用いて、槽
１１内のドレン水１２を、補助熱交換器１７の上部よ
り、内側に液膜状に流下させる。このようにすると内側
の流下液膜は吸気の熱を受けて蒸発し、吸気を冷却する
のに役立つ。液膜が蒸発した時発生する蒸気は、外部に
放出されるので、下流に設けてある熱交換器４部にて再
び凝縮することはない。補助集交換器１７は熱交換器４
のフィンを利用して一体化してもよい。
フィンチューブ熱交換器であるが、この補助熱交換器１
７を図４に示す実施例では、大気開放形のフィンチュー
ブ熱交換器とした。ポンプ１４と配管１５を用いて、槽
１１内のドレン水１２を、補助熱交換器１７の上部よ
り、内側に液膜状に流下させる。このようにすると内側
の流下液膜は吸気の熱を受けて蒸発し、吸気を冷却する
のに役立つ。液膜が蒸発した時発生する蒸気は、外部に
放出されるので、下流に設けてある熱交換器４部にて再
び凝縮することはない。補助集交換器１７は熱交換器４
のフィンを利用して一体化してもよい。
【００１０】図５は、本発明の他の実施例の構成図であ
る。これは熱交換器４の戻り配管１０に熱交換器２０を
設け、ポンプ１４，配管１５によって送るドレン水を、
この熱交換器２０に導入して熱交換器４から槽５へ戻る
冷媒（水）を予冷し、槽５内の氷６の融解する割合を少
なくして省エネルギ化を図るものである。
る。これは熱交換器４の戻り配管１０に熱交換器２０を
設け、ポンプ１４，配管１５によって送るドレン水を、
この熱交換器２０に導入して熱交換器４から槽５へ戻る
冷媒（水）を予冷し、槽５内の氷６の融解する割合を少
なくして省エネルギ化を図るものである。
【００１１】図６に、図４及び図５に示した実施例を複
合して構成した実施例を示す。これは熱交換器４の前段
に、開放形の補助熱交換器１７を設けておいて熱交換器
２０に導入した後のドレン水を、配管２１を介してこの
補助熱交換器１７に導入し、内部にて液膜となって蒸発
する時の気化熱を利用して吸気を予冷するのに用いるも
のである。補助熱交換器１７としては密閉形のものであ
っても本発明の主旨は失われない。
合して構成した実施例を示す。これは熱交換器４の前段
に、開放形の補助熱交換器１７を設けておいて熱交換器
２０に導入した後のドレン水を、配管２１を介してこの
補助熱交換器１７に導入し、内部にて液膜となって蒸発
する時の気化熱を利用して吸気を予冷するのに用いるも
のである。補助熱交換器１７としては密閉形のものであ
っても本発明の主旨は失われない。
【００１２】図７は、本発明の他の実施例の構成図であ
る。これは冷凍機４０を用いる時に使用する冷却塔３０
の循環水の冷却に、ドレン水１２を用いて、効率よく冷
却して冷凍機４０の省エネルギ化を図るものである。冷
凍機４０は圧縮機４１，凝縮器４３，減圧機構（膨張
弁）４２，熱交換器（蒸発器）４、およびそれらを結ぶ
パイプ４７，４８，４９から構成されている。また凝縮
器４３はポンプ４６，配管４４，４５によって冷却塔３
０と連結されていて、これによって凝縮器４３を冷却す
るようになっている。配管４４，４５内を流れる循環水
は本実施例に因らない場合通常３５℃程度であるか、前
述の如く２０℃以下となるドレン水を循環水として利用
すれば、冷凍機４０の効率が向上する。槽１１内に溜っ
たドレン水は、バルブ３１を開いてポンプ１４と配管１
５を介して、冷却塔３０に導入され、散水管から落下し
てその底部に溜まる。この時冷却塔３０のファンは停止
して、水温より高温の外気との直接接触熱交換は行わな
いようにする。底部に溜ったドレン水１２−ａはこれま
で停止していたポンプ４６，配管４４，４５によって凝
縮器４３に導入され、それを冷却する。ドレン水を冷却
塔３０に適宜送りながら、温度上昇したものは外部に排
出するのがよい。ドレン水が不足した時、またその温度
が外気温度と余り変わらなくなった時には、冷却塔３０
は、ファンを駆動して、通常の運転に入る。ドレン水１
２−ａの導入運転と通常運転とを交互に繰り返す運転を
採ってもよい。
る。これは冷凍機４０を用いる時に使用する冷却塔３０
の循環水の冷却に、ドレン水１２を用いて、効率よく冷
却して冷凍機４０の省エネルギ化を図るものである。冷
凍機４０は圧縮機４１，凝縮器４３，減圧機構（膨張
弁）４２，熱交換器（蒸発器）４、およびそれらを結ぶ
パイプ４７，４８，４９から構成されている。また凝縮
器４３はポンプ４６，配管４４，４５によって冷却塔３
０と連結されていて、これによって凝縮器４３を冷却す
るようになっている。配管４４，４５内を流れる循環水
は本実施例に因らない場合通常３５℃程度であるか、前
述の如く２０℃以下となるドレン水を循環水として利用
すれば、冷凍機４０の効率が向上する。槽１１内に溜っ
たドレン水は、バルブ３１を開いてポンプ１４と配管１
５を介して、冷却塔３０に導入され、散水管から落下し
てその底部に溜まる。この時冷却塔３０のファンは停止
して、水温より高温の外気との直接接触熱交換は行わな
いようにする。底部に溜ったドレン水１２−ａはこれま
で停止していたポンプ４６，配管４４，４５によって凝
縮器４３に導入され、それを冷却する。ドレン水を冷却
塔３０に適宜送りながら、温度上昇したものは外部に排
出するのがよい。ドレン水が不足した時、またその温度
が外気温度と余り変わらなくなった時には、冷却塔３０
は、ファンを駆動して、通常の運転に入る。ドレン水１
２−ａの導入運転と通常運転とを交互に繰り返す運転を
採ってもよい。
【００１３】図８は、図７に示した実施例の変形例であ
る。これは、吸気冷却用の熱交換器４は、蓄熱槽５に溜
められた氷６の冷熱によって冷却し、冷却塔３０は他の
使用目的（たとえば空調用）に利用している場合であ
る。冷却塔３０は通常ポンプ３５，配管３６，３８，バ
ルブ３３を用いて、水１２−ａを冷却する。低温度のド
レン水１２が生じた時には、ポンプ１４，配管１５，バ
ルブ３１を介して、ドレン水１２を冷却塔３０の底部に
導入して、このドレン水１２−ａの冷熱を冷凍機に導入
して冷却に用いる。ドレン水の温度が高くなった時は、
配管３７，バルブ３２を介して適宜、外部へ排出する。
また場合によっては配管１６，バルブ３４を介して槽１
１へ戻してもよい。排出する時のドレン水１２−ａは工
業用水として他へ再利用してもよい。
る。これは、吸気冷却用の熱交換器４は、蓄熱槽５に溜
められた氷６の冷熱によって冷却し、冷却塔３０は他の
使用目的（たとえば空調用）に利用している場合であ
る。冷却塔３０は通常ポンプ３５，配管３６，３８，バ
ルブ３３を用いて、水１２−ａを冷却する。低温度のド
レン水１２が生じた時には、ポンプ１４，配管１５，バ
ルブ３１を介して、ドレン水１２を冷却塔３０の底部に
導入して、このドレン水１２−ａの冷熱を冷凍機に導入
して冷却に用いる。ドレン水の温度が高くなった時は、
配管３７，バルブ３２を介して適宜、外部へ排出する。
また場合によっては配管１６，バルブ３４を介して槽１
１へ戻してもよい。排出する時のドレン水１２−ａは工
業用水として他へ再利用してもよい。
【００１４】また図７，図８の実施例の冷却塔に導入す
るドレン水は、図１から図６に示した補助熱交換器、あ
るいは冷媒戻り配管部に設けた熱交換器より排出された
後のドレン水を利用してもよいものである。
るドレン水は、図１から図６に示した補助熱交換器、あ
るいは冷媒戻り配管部に設けた熱交換器より排出された
後のドレン水を利用してもよいものである。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
（１）ドレン水を利用した補助熱交換器の導入により、
吸気の冷却率を向上し、冷凍機あるいは蓄熱槽の容量を
低減でき、省エネルギ化が図れる。（２）吸気冷却用の
熱交換器の戻り冷媒を冷却する場合にも前述と同様の効
果を得ることができる。（３）冷却塔へドレン水を導入
して利用すれば、冷凍機の冷却効率が高まり、成績係数
が向上して省エネルギ化が図れる。
（１）ドレン水を利用した補助熱交換器の導入により、
吸気の冷却率を向上し、冷凍機あるいは蓄熱槽の容量を
低減でき、省エネルギ化が図れる。（２）吸気冷却用の
熱交換器の戻り冷媒を冷却する場合にも前述と同様の効
果を得ることができる。（３）冷却塔へドレン水を導入
して利用すれば、冷凍機の冷却効率が高まり、成績係数
が向上して省エネルギ化が図れる。
【図１】本発明の吸気冷却システムの構成図。
【図２】吸気冷却システムに用いる熱交換器の特性の一
例を示す図。
例を示す図。
【図３】図１の熱交換器周りの詳細図。
【図４】図３の変形実施例の構成図。
【図５】本発明の他の実施例の構成図。
【図６】図５の変形実施例の構成図。
【図７】本発明の他の実施例の構成図。
【図８】図７の変形実施例の構成図。
１…圧縮機、２…燃焼器、３…ガスタービン、４…熱交
換器、５…蓄熱槽、６…氷、７…水、８，１４，３５，
４６…ポンプ、１１…槽、１２…ドレン水、１３，１７
…補助熱交換器、１８…液滴、２０…熱交換器、３０…
冷却塔、４０…冷凍機、４１…圧縮機、４２…減圧機
構、４３…凝縮器。
換器、５…蓄熱槽、６…氷、７…水、８，１４，３５，
４６…ポンプ、１１…槽、１２…ドレン水、１３，１７
…補助熱交換器、１８…液滴、２０…熱交換器、３０…
冷却塔、４０…冷凍機、４１…圧縮機、４２…減圧機
構、４３…凝縮器。
Claims (13)
- 【請求項１】吸気冷却用の熱交換器の一部に補助熱交換
器を設け、補助熱交換器にドレン水を供給する手段を備
えた吸気冷却システム。 - 【請求項２】前記補助熱交換器は前記吸気冷却用の熱交
換器と一体で形成した請求項１に記載の吸気冷却システ
ム。 - 【請求項３】前記補助熱交換器は前記吸気冷却用の熱交
換器の吸気入口側に配設した請求項１または請求項２に
記載の吸気冷却システム。 - 【請求項４】前記補助熱交換器は大気開放形のものであ
る請求項１乃至請求項３に記載の吸気冷却システム。 - 【請求項５】吸気冷却用の熱交換器の冷媒戻り配管部に
熱交換器を設け、この熱交換器にドレン水を供給して、
戻し冷媒を冷却する手段を備えた吸気冷却システム。 - 【請求項６】前記冷媒戻り配管部に設けた熱交換器を出
た後のドレン水を、吸気冷却用の熱交換器に設けた補助
熱交換器に導入する手段を備えた請求項５に記載の吸気
冷却システム。 - 【請求項７】前記補助熱交換器は大気開放形のものであ
る請求項５または請求項６に記載の吸気冷却システム。 - 【請求項８】吸気冷却用の熱交換器から生ずるドレン水
を、冷却塔に導入するように構成した吸気冷却システ
ム。 - 【請求項９】前記補助熱交換器あるいは冷媒戻り配管部
に設けた熱交換器から出るドレン水を冷却塔に導入する
ように構成した吸気冷却システム。 - 【請求項１０】前記ドレン水導入時に冷却塔のファンを
停止する手段を備えた請求項８乃至請求項９に記載の吸
気冷却システム。 - 【請求項１１】冷却塔に供給したドレン水の一部を外部
に排出する機構、あるいは、ドレン水を回収する槽に戻
す機構を備えた請求項８乃至請求項１０に記載の吸気冷
却システム。 - 【請求項１２】吸気冷却システムがガスタービン吸気冷
却システムである請求項１乃至請求項１１に記載の吸気
冷却システム。 - 【請求項１３】前記吸気冷却システムが氷水蓄熱槽を利
用したものである請求項１２に記載の吸気冷却システ
ム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7230997A JPH0972586A (ja) | 1995-09-08 | 1995-09-08 | 吸気冷却システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7230997A JPH0972586A (ja) | 1995-09-08 | 1995-09-08 | 吸気冷却システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0972586A true JPH0972586A (ja) | 1997-03-18 |
Family
ID=16916623
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7230997A Pending JPH0972586A (ja) | 1995-09-08 | 1995-09-08 | 吸気冷却システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0972586A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101299572B1 (ko) * | 2011-08-03 | 2013-08-23 | (주)정한이엔씨 | 응축, 응결수를 이용한 공조기의 에너지 절감장치 |
-
1995
- 1995-09-08 JP JP7230997A patent/JPH0972586A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101299572B1 (ko) * | 2011-08-03 | 2013-08-23 | (주)정한이엔씨 | 응축, 응결수를 이용한 공조기의 에너지 절감장치 |
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