JPH0985232A - 海水淡水化装置及びそれを用いた海水淡水化システム - Google Patents

海水淡水化装置及びそれを用いた海水淡水化システム

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JPH0985232A
JPH0985232A JP7250013A JP25001395A JPH0985232A JP H0985232 A JPH0985232 A JP H0985232A JP 7250013 A JP7250013 A JP 7250013A JP 25001395 A JP25001395 A JP 25001395A JP H0985232 A JPH0985232 A JP H0985232A
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seawater
heat
fresh water
pipe
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JP7250013A
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English (en)
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Kazuyoshi Wajima
一喜 和島
Shuji Sumiya
修二 角谷
Minoru Arai
實 荒井
Nobuo Manabe
宣夫 真鍋
Yutaka Fukuzawa
豊 福沢
Yukio Sato
幸雄 佐藤
Kenichiro Watanabe
健一郎 渡辺
Atsushi Tachihara
敦 立原
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Taisei Corp
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Taisei Corp
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
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    • Y02A20/124Water desalination

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷凍方式による海水淡水化を行うとともにそ
の解氷冷熱を地域熱供給に供する海水淡水化装置及びそ
れを用いた海水淡水化システムを提供する。 【解決手段】 スタティック方式,ハーベスト方式等の
間接方式製氷機を用いて海水の淡水化を行うと共に、そ
の解氷冷熱を地域熱供給に供給し、造水と熱供給とを同
時に行い、必要に応じて蓄熱型貯槽を配設し、製氷時に
深夜電力を使用し、電力負荷平準化を図りつつ製氷及び
蓄熱を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍方式による海
水淡水化を行うとともにその解氷冷熱を地域熱供給に供
する海水淡水化装置に関する。また、間接式製氷部に蓄
熱型貯槽を配し、深夜電力によって製氷し、電力負荷平
準化と安価な深夜電力により、製氷コスト及び熱供給コ
ストをより低減するように図った海水淡水化システムに
関する。
【0002】
【従来の技術】図3に従来技術に係る直接冷凍方式によ
る海水淡水化装置のフロー図を示す。同図に示すよう
に、液化ガスや冷媒等の冷却剤01を海水の貯えられた
製氷装置02に供給し、導入された海水03と直接接触
させて製氷を行い、シャーベット状の氷(スラリ)04
とし、次いでこの氷(スラリ)04を分離洗浄装置05
に輸送する。
【0003】そして、該分離洗浄装置05で外部から供
給された洗浄用淡水06によって塩分が分離され、洗浄
された氷は、別途設けられた解氷装置07に輸送され、
ここで淡水08となり、使用先に供給される。また、製
氷装置02や分離洗浄装置05で生じた海水或いは塩分
を含んだ洗浄水は、各々排水09として放出される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来の装置では、製氷装置02内において、液化ガス
或いは冷媒等の冷却剤01と海水03との直接接触であ
るので、氷と冷媒等とが混合するという、問題がある。
このため、得られる淡水08中に、海水固有の塩分等の
他に液化ガス,冷媒等の冷却剤01の不純物が混合す
る、という問題がある。
【0005】また、上記方式によって得られる氷粒はシ
ャーベット状であり、氷粒間の濃縮塩水分離に当たって
は、氷単位量当たりの比表面積が大きいので、この氷粒
の分離洗浄に相当の洗浄水を要し、淡水収率が低いもの
となる。
【0006】本発明は上記問題に鑑み、不純物の少ない
淡水を得ると共に、熱回収効率が高く、然も淡水と冷熱
との双方を同時に供給できる冷凍方式による海水淡水化
装置及びそれを用いた海水淡水化システムを提供するこ
とを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明の冷凍方式による海水淡水化装置の構成は、スタティ
ック方式,ハーベスト方式等の間接方式製氷機を用いて
海水の淡水化を行うと共に、その氷の解氷冷熱を地域熱
供給に供給し、造水と熱供給とを同時に行うことを特徴
とする。
【0008】また、一方の冷凍方式による海水淡水化シ
ステムは、上記記載の冷凍方式による海水淡水化装置に
おいて、蓄熱型貯槽を配設し、製氷時に深夜電力を使用
し、電力負荷平準化を図りつつ製氷及び蓄熱を行うこと
を特徴とする。
【0009】以下、本発明の内容を詳細に説明する。
【0010】すなわち、本発明では、製氷を行うに際し
て、伝熱面を介し、海水をその凍結温度以下に冷却し、
該伝熱面上に製氷を行う間接式製氷方式を用いている。
上記伝熱面を介する間接式製氷方式には、例えばハーベ
スト方式やスタティック方式(アイスオンコイル)のも
のを例示することができるが、本発明はこれらに限定さ
れるものではない。
【0011】上記ハーベスト方式では、竪型伝熱パネル
やシリンダ内面等の伝熱面に海水を流下させ、伝熱面内
面のブラインや冷媒によって該海水を冷却し、伝熱面に
製氷を行っていくものである。
【0012】また、スタティック方式では、海水中に設
置された伝熱コイルを介し該コイル内面をブラインや冷
媒等で冷却し、伝熱コイル表面に製氷を行うものであ
る。
【0013】いずれの方式においても、製氷時には、冷
却を行うブラインや冷媒の温度制御を行い、適切な製氷
速度を維持する間接式の場合、製氷,融解のプロセスを
踏むこととなり、小ブロックの伝熱面群に分けることに
より、それらのバッチ運転でサイクリックに稼働し、連
続的に製氷,融解による造水を行うことが可能となる。
【0014】次に、淡水を取りだす方法としては、伝熱
面付着氷まわりの海水を抜取り、氷の表面に付着してい
る海水を淡水で洗浄し脱塩する。脱塩後該脱塩氷を融解
し、淡水を得る方式がある。この融解用熱源としては、
空調排熱を使用する。
【0015】この淡水洗浄は、ハーベスト方式では氷厚
が所定厚となった状態で海水を淡水に切り換え洗浄する
方法と、脱氷後に淡水洗浄する方法との二つの方法があ
る。洗浄後の氷は、貯氷槽に送り貯蔵と空調排熱による
融解を行い淡水を得ると共に、冷熱供給を行う。
【0016】一方、スタティック方式では、氷厚が所定
厚となった状態でコイルまわりの濃縮海水を抜き去り、
淡水で洗浄を行い脱塩する。その後、淡水で満たし空調
排熱により融解を行い淡水を得るとともに、冷熱供給を
行う。
【0017】これらの方式において、ハーベスト方式で
は貯氷槽の容量、一方のスタティック方式では氷蓄熱槽
の容量を、昼間の冷熱必要供給量と必要造水量に応じて
適切な容量にサイジングすることによって深夜電力によ
る製氷と昼間冷熱供給と淡水供給を行う。
【0018】〔作用〕上記間接方式によって伝熱面上に
海水を氷結せしめる場合、その製氷速度をブラインや冷
媒の温度制御によって適切に制御すると、極めて透明度
の高い(純度の高い)氷が得られる。
【0019】また、その氷厚さとしては、数ミリから数
十ミリ程度の氷厚のものが容易に得られ、直接接触式に
よる氷に比べて比表面積が小さく、また淡水の純度を上
げるのに、氷表面に付着している海水の淡水による洗浄
程度で良く、上記純度の高いことと併せて容易に製造水
の純度を維持し淡水収率を高めることができる。これは
ハーベスト方式,スタティック方式ともに間接製氷方式
に共通の特性である。
【0020】上述したように、伝熱面上に製氷後、氷表
面等海水接液部を淡水によって洗浄し脱塩を行う。この
脱塩は、ハーベスト方式の場合、氷液部のみとし、スタ
ティック方式の場合は、槽内の濃縮海水を抜き去り、氷
表面と槽内面とを洗浄し脱塩する。
【0021】この淡水洗浄脱塩処理においても間接式製
氷による氷は比表面積が小さく、最小限の氷損耗で済
み、淡水収率が高い。
【0022】次に、スタティック方式の氷蓄熱槽,ハー
ベスト方式の貯氷槽の各容量を増大して深夜電力によっ
て製氷した後貯えておき、昼間空調排熱によって氷を融
解し造水を行うシステムは、いわゆる氷蓄熱方式の冷熱
供給と本質的に異なるものではなく、冷熱供給単独で経
済性がある上に、海水淡水化が行え二目的共用システム
となり、極めて高い経済性を発揮するものである。
【0023】また、エネルギ的にも製氷による脱塩プロ
セスと氷による冷熱供給と二目的使用の上に、深夜電力
利用による電力負荷平準化効果を見込める等、社会環境
上も極めて重要なプロセスを提供するものである。
【0024】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態例を図面
を参照にして説明するが、本発明はこれに限定されるも
のではない。
【0025】<第1の実施の形態例>図1は本発明にか
かるスタティック形冷凍方式による海水淡水化装置のフ
ロー概略図である。
【0026】図1に示すように、本実施の形態例にかか
る装置は、製氷槽11の内には製氷コイル12が設けら
れており、該製氷コイル12には冷媒管13aによって
冷媒(もしくはブライン)13が適切な冷凍設備より供
給される。また上記製氷槽11内では、海水管14aに
よって外部から海水14が充填されることで冷媒13と
熱交換し、その結果コイル12の表面に製氷する。
【0027】製氷完了後の分離された濃縮海水は、製氷
槽11に設けられた排水管15aから取りだし、時間的
バッファ機能を有する熱回収設備16に流入し、冷水へ
の熱回収並びに海水予冷などによって熱効率を高めた後
に、排水15として放出される。
【0028】上記濃縮海水排水後、製氷槽11に設けれ
らた洗浄用淡水管17aから洗浄用淡水17を流し、製
氷槽11内及び氷表面の塩分を洗浄する。この洗浄後の
排水も、上述したのと同様に排水管路15aに設けられ
た熱回収設備16で冷熱回収し、海水予冷等に使用され
る。
【0029】次に、上記製氷槽11内では封入された解
氷用淡水が淡水循環路18によって循環されて解氷に供
し、また該循環路18に設けられた熱交換器19aによ
って冷熱を回収し、冷水19を得る。そして、解氷によ
って得られた淡水20は淡水管20aによって取りだ
す。
【0030】<第2の実施の形態例>図2は本発明にか
かるハーベスト形冷凍方式による海水淡水化装置のフロ
ー概略図である。
【0031】図2に示すように、本実施の形態例にかか
る装置は、製氷槽21の内には製氷パネル22が設けら
れており、冷媒管23aによって冷媒(もしくはブライ
ン)23が適切な冷凍設備より供給される。
【0032】また、海水分離管24aを介して製氷パネ
ル22の表面に原水槽26に充填された海水24を流下
させ、該製氷パネル22の表面に製氷する。製氷後の濃
縮海水は、戻し管25aにより原水槽26に戻し循環さ
せる。該原水槽26では海水充填管29により海水24
を受入れ、濃縮海水は排水管27aを介して排水27と
して放出する。この際、充填海水24と排水27とは、
時間的バッファ機能を有する熱回収設備28を介して冷
熱回収を行う。
【0033】上記製氷パネル22上では所定氷厚になっ
た時点で海水分配を停止し、洗浄管30aを介して供給
される淡水30により洗浄を行う。
【0034】洗浄完了後、脱氷し移送装置31を介して
別途設けられた貯氷槽32に氷を貯蔵する。上記貯氷槽
32は、外融方式の融解方式としており、解氷用淡水管
33内を循環する封印された淡水によって融解せしめ、
その熱源は空調用負荷や熱供給冷熱系と熱交換器34を
介して行われ、冷水35として冷熱供給をしつつ融解熱
として貯氷槽32に送る。上記貯氷槽32で融解した淡
水36は、淡水管36aによって取りだす。ここで上記
洗浄用淡水30は、上記淡水管36aからまかなうこと
もできる。
【0035】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の冷凍式によ
る海水淡水化装置によれば、間接方式による製氷をおこ
なうようにしているので、冷媒が淡水中に混合せず、不
純物の少ない淡水を得ることがきる。
【0036】また、造淡水・冷熱供給兼用のシステムで
あるので、熱回収率が高く、淡水と冷熱の双方を同時に
供給するので、経済性が高いなど省エネルギ効果に大き
く寄与する。
【0037】さらに、本願発明のシステムによれば、間
接式製氷部に所定の大きさの蓄熱型貯槽とし、深夜電力
を用いて製氷することにより、電力負荷平準化と安価な
深夜電力によって、製氷コスト及び熱供給コストをより
低減するように図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るスタティック方式の海水淡水化装
置のフロー図である。
【図2】本発明に係るハーベスト方式の海水淡水化装置
のフロー図である。
【図3】従来の海水淡水化装置のフロー図である。
【符号の説明】
11 製氷槽 12 製氷コイル 13 冷媒(もしくはブライン) 14 海水 15 排水 16 熱回収設備 17 洗浄用淡水 18 淡水循環路 19a 熱交換器 19 冷水 20 淡水 21 製氷槽 22 製氷パネル 23 冷媒(もしくはブライン) 24 海水 26 原水槽 27 排水 28 熱回収設備 30 淡水(洗浄用) 31 移送装置 32 貯氷槽 33 解氷用淡水管 34 熱交換器 35 冷水 36 淡水
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荒井 實 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 (72)発明者 真鍋 宣夫 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 (72)発明者 福沢 豊 東京都新宿区西新宿一丁目25番1号 大成 建設株式会社内 (72)発明者 佐藤 幸雄 東京都新宿区西新宿一丁目25番1号 大成 建設株式会社内 (72)発明者 渡辺 健一郎 東京都新宿区西新宿一丁目25番1号 大成 建設株式会社内 (72)発明者 立原 敦 東京都新宿区西新宿一丁目25番1号 大成 建設株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スタティック方式,ハーベスト方式等の
    間接方式製氷機を用いて海水の淡水化を行うと共に、そ
    の氷の解氷冷熱を地域熱供給に供給し、造水と熱供給と
    を同時に行うことを特徴とする冷凍方式による海水淡水
    化装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の冷凍方式による海水淡水
    化装置において、 蓄熱型貯槽を配設し、製氷時に深夜電力を使用し、電力
    負荷平準化を図りつつ製氷及び蓄熱を行うことを特徴と
    する海水淡水化システム。
JP7250013A 1995-09-28 1995-09-28 海水淡水化装置及びそれを用いた海水淡水化システム Pending JPH0985232A (ja)

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