JPS61107096A - 熱エネルギ−の移送方法 - Google Patents

熱エネルギ−の移送方法

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JPS61107096A
JPS61107096A JP59227898A JP22789884A JPS61107096A JP S61107096 A JPS61107096 A JP S61107096A JP 59227898 A JP59227898 A JP 59227898A JP 22789884 A JP22789884 A JP 22789884A JP S61107096 A JPS61107096 A JP S61107096A
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JP
Japan
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heat
liquid
pressure steam
heat medium
medium
Prior art date
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Pending
Application number
JP59227898A
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English (en)
Inventor
Masaki Ikematsu
池松 正樹
Eiichi Yoshida
栄一 吉田
Kazuo Sakai
酒井 和男
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Eneos Corp
Original Assignee
Nippon Oil Corp
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B15/00Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type
    • F25B15/14Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type using osmosis
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/27Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/62Absorption based systems

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)

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、熱エネルギーの効率的な移送方法に関する。
〔従来の技術〕
熱発生箇所から各地に分散する熱需要側に熱エネルギー
を移送することは、地域冷暖房や集中冷暖房においても
最も重要な技術である。従来、このような熱エネルギー
の移送は、高温水やスチームを媒体として実施されてき
たが、いずれの場合にも移送中の放熱損失が大きく、極
端な場合には50%もの有効熱エネルギーが移送中に失
われ、省エネルギー性という集中冷暖房の利点を著しく
損ねるという問題があった。
また、従来法では移送された高温水やスチーム等の熱媒
が需要者側においてそのままの形で利用されていたため
、熱発生と熱利用のバランスを保つ役割を果たすr熱を
効率的に行うことができず、さらに、殊に高温水や低圧
スチームを熱媒とする場合には、熱発生箇所での熱交換
時に比べて熱利用時の熱媒の温度が低下する、いわゆる
エネルギーの質の低下が避けられなかった。
〔発明が解決しようとする問題点〕 木発明は、前述のような従来の熱エネルギーの移送方法
を改善し、需要者側において質の高いエネルギーの得ら
れる効率的なエネルギーの移送方法を提供することを目
的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の熱エネルギーの移送方法は、 (A)液状の熱媒を熱発生所で加熱して該熱媒の蒸気を
発生させる工程、 (B)発生した熱媒蒸気を輸送管により移送する工程、 (C)移送した熱媒ノに気を吸収液に吸収させることに
より、熱媒蒸気の潜熱および熱媒と吸収液の混合による
混合熱を利用して熱媒と吸収液との混合液の温度を熱媒
蒸気の温度以上に昇温させる工程、     ゛ (D)昇温した該混合液を蓄熱槽にたくわえ、必要に応
じて該混合液を抜き出し熱交換器により熱利用を行う工
程、および (E)熱利用により液温が低下した該混合液を逆浸透性
な有する多孔質体を用いて液状の熱媒と吸収液とに分離
し、熱媒と吸収液として循環、再利用する工程、 を有することを特徴とする。
〔発明を実施するのに好適な態様〕
木発明の熱エネルギーの移送方法に用いる熱媒としては
、 ■大きな蒸発潜熱を有する ■熱安定性に優れている ■毒性や発火性が少なく、取扱いが容易である■安価で
ある という特徴を兼ね備えている物質であればどのようなも
のでもよいが、特に水、アルコールおよびアルコール水
溶液が好ましく用いられる。
また熱発生所での発生熱としてはどのような種類の熱で
も使用できるが、前記熱媒を気化させその蒸気を発生さ
せるのに十分な温度の、石油、ガスなどの燃焼熱および
各種製造プロセスで発生する排熱などが利用できる。
本発明において、熱媒として水を用いる場合、加熱によ
り発生する熱媒蒸気としては、蒸気圧力100mmHg
 ” 10KgG /cm’、好ましくは100mmH
g 〜5KgG /ctn’の低圧スチームが有効に利
用できる。管径および蒸気温度が同一の場合、裸管から
の放熱量は蒸気圧力の増加に伴って増加するので、高圧
スチームではなく輸送管からの放熱量が少ない上記のよ
うな低圧スチームが熱媒として好ましい。
エネルギーの質が低下しやすい低圧スチームを効率的に
利用できるということは、本発明の大きな利点の一つで
ある。
熱発生所で発生する熱によって液状の熱媒を加熱して該
熱媒の蒸気を発生させるには、従来の熱媒体の加熱に用
いられてきた公知の各種設備、例えばボイラー、熱交換
器等がそのまま使用できる。
本発明の(B)工程で使用する輸送管および(D)工程
で使用する蓄熱槽としては、保温構造を有するものであ
れば任意のものが使用できる。なお、(B)工程での熱
媒蒸気の移送距離としては、熱エネルギーを効率的に移
送し、熱発生所での発生熱を広域的に利用するという本
発明の目的を達成する」二からは、100m以上、好ま
しくはIKm以上が望ましい。
本発明において用いる吸収液としては、熱媒を効率よく
吸収し、かつ前記熱媒との混合により混合熱を発生する
ことができるものであればどのようなものでも使用可能
である。熱媒の吸収性、熱媒と混合した際の発熱性およ
び取扱いの安定性などに優れている点から、塩化リチウ
ム、臭化リチウム、硝酸リチウム、塩化マグネシウム、
臭化マグネシウム、塩化カルシウム、臭化カルシウム、
塩化亜鉛、水酸化ナトリウム、アンモニアの中より選ば
れる一種以上の化合物の水溶液が好ましい。
輸送管を介して移送された熱媒蒸気と吸収液との4昆合
による混合熱および熱媒蒸気の潜熱を利用して、熱媒と
吸収液との混合液の温度を、該熱媒蒸気の温度以上に昇
温する必要があるため、熱媒蒸気を吸収する吸収液は、
吸収前の熱媒蒸気の温度に近い温度まで予め加熱された
ものであることが好ましい。このためには、熱媒蒸気の
一部を該吸収液を吸収させずに、該吸収液の加熱にのみ
使用してもよい。
このようにして熱媒蒸気と吸収液とを混合することによ
り、輸送管を経て混合部へ移送されてきた熱媒の温度よ
り高い温度、すなわちエネルギーの質の高い混合液が特
別の高温源を使用せずに得られ、昇温した該混合液を熱
交換器を介して所望の熱利用に対して使用することが可
能である。また、低圧スチームを熱媒とする場合には、
熱需要サイドでは放熱および熱媒の容積上の問題から実
質的には実施できなかった帯熱が、該混合液の場合には
、該混合液の沸点が成分混合による沸点上昇効果によっ
て熱媒自体の沸点より大幅に」二昇するため、液体の形
で蓄熱槽にだくわえることが可能であり、必要に応じて
該混合液を互熱槽から抜き出し熱交換器により熱利用を
行うことができる。例えば熱発生所で発生する熱媒蒸気
として温度約100℃の低圧スチームを使用し、吸収液
として臭化リチウム水溶液を使用すれば、蓄熱槽内の混
合液の温度が約110〜150℃となるようして運転す
ることが可能である。
熱利用により液温か低下した該混合液は、逆浸透性を有
する多孔質体を内蔵する分離部へ導かれ、ここで熱媒と
吸収液とに分離される。該分離部に内蔵される、逆浸透
性を有する多孔質体としては混合液を液状の熱媒と吸収
液とに効率よく分離することができるものであれば任意
のものが使用可能であるが、分離性に優れる点から酢酸
セルロース、メチルセルロース、ポリエーテル、ポリス
ルホン、ポリスチレンなどを主成分とする有機半透膜性
物質またセラミック多孔質体上にジルコニウム、鉄、銅
などの金属コロイドを担持させた無機半透膜性体が好ま
しく使用される。
分離部で分離された熱媒と吸収液は、それぞれ熱発生所
の液状の熱媒および熱媒蒸気を吸収するための吸収液と
してそれぞれ循環され、再利用される。
〔本発明の効果〕
本発明の熱エネルギーの移送方法は、従来法に比べると
以下のような利点を有する。
■熱媒蒸気として約540Kca l/Kgという大き
な蒸発潜熱をもつ低圧スチームを効率的に利用できるた
め、高温水を用いる場合に比べて熱媒単位重量当りの熱
移送量を大きくできるばかりでなく、高圧蒸気を用いる
場合に比べても熱媒の輸送管からの放熱損失が小さくな
り、さらにシステムの建設費、メンテナンス費も安くな
る。
■熱媒と親和性の強い吸収液を用いることによって加熱
源から熱利用所への熱媒の駆動力が生じ、熱媒加圧ポン
プなどの他の駆動源を用いる必要がない。
■熱媒と吸収液の混合に際して生ずる混合発熱を利用し
て熱媒−吸収液の温度を熱媒蒸気の温度以上の高温にす
ることができる。この場合、熱媒−吸収液混合液の沸点
は成分混合による情意上昇効果により熱媒自体の沸点よ
り大幅に上昇するため、混合液の情態により熱媒蒸気の
発生と輸送管による移送に対して悪影響を及ぼすことは
ない。
■従来法では蒸気の蓄熱はアキュムレータで行うしか手
段がなく、そのためアキュムレータ内での蒸気の凝縮に
よる放熱は避けられず、熱損失の少ない蓄熱は困難であ
ったが、本発明では熱媒−吸収液混合液の形で蓄熱する
ため、効率的でしかも取扱いが容易である。さらに蓄熱
のための加圧ポンプ、圧縮器などの補助的動力も不要で
ある。
■熱利用後の熱媒−吸収液混合液を多孔質体によりコン
パクトな装置で効率よく分離できる。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の熱エネルギーの移送方法の一実施例を第
1図のフローシートに従って説明する。
ボイラーなどの熱発生所1において常圧で1tonの水
を蒸発させることにより、約540Mca lの蒸発潜
熱をもつ100℃の低圧スチームを発生させた。この低
圧スチームを保温された熱媒蒸気輸送管2を介して熱需
要側3に送った。吸収槽4には臭化リチウムの60重量
%水溶液が約t50kg貯えられており、移送されてき
た低圧スチームはこの臭化リチウム水溶液中に導入され
、液化し、臭化リチウム水溶液を濃度約10重量%にま
で希釈した。
この際、低圧スチームの液化によりその蒸発潜熱が臭化
リチウム水溶液に与えられるとともに、さらに臭化リチ
ウム水溶液の希釈による約3Mcalの希釈熱が発生し
た。
なお、60重量%濃度の臭化リチウム水溶液は沸点」二
昇効果により沸点が約126℃となるため、熱発生所1
で発生した低圧スチームは何ら移送動力を必要とせず、
効率的に移送され、吸収液に吸収された。こうして約1
0重量%濃度まで希釈された臭化リチウム水溶液は約1
02℃の沸点を持ち、この沸点付近の温度、すなわち低
圧スチームより高い温度で蓄熱槽5に貯えられた。
蓄熱槽5に貯えられた臭化リチウム水溶液はその後、シ
ェル&シュニ□ブ式熱交換器などの熱交換部6を介して
熱を利用側に与えて液温を40℃以下に低下させた後、
分離部7に導かれ、ここで逆浸透膜により吸収液(高濃
度臭化リチウム水溶液)と液状熱媒(純水)とに分離さ
れ、吸収液はライン8を通って吸収槽4に、液状熱媒は
ライン9を通って熱発生所1に再循環した。
なお上記実施例において、分離部7での逆浸透膜による
分離に必要な分離対象液の加圧を機械的に蓄熱槽5の前
で行い、さらに高温で蓄熱することや、熱交換部6の前
に熱媒蒸気輸送管2から一部のスチームを導きさらに熱
移送の効率を高めることなどの工夫をすることも可能で
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の熱エネルギーの移送方法の一実施例
のフローシートを示す。 1・・・熱発生所    2・・・熱媒蒸気輸送管3・
・・熱需要側    4・・・吸収槽5・・・蓄熱槽 
    6・・・熱交換部7・・・多孔質体による分離

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)(A)液状の熱媒を熱発生所で加熱して該熱媒の蒸
    気を発生させる工程、 (B)発生した熱媒蒸気を輸送管により移送する工程、 (C)移送した熱媒蒸気を吸収液に吸収させることによ
    り、熱媒蒸気の潜熱および熱媒と吸収液の混合による混
    合熱を利用して熱媒と吸収液との混合液の温度を熱媒蒸
    気の温度以上に昇温させる工程、 (D)昇温した該混合液を蓄熱槽にたくわえ、必要に応
    じて該混合液を抜き出し熱交換器により熱利用を行う工
    程、および (E)熱利用により液温が低下した該混合液を逆浸透性
    を有する多孔質体を用いて液状の熱媒と吸収液とに分離
    し、熱媒と吸収液として循環、再利用する工程、 を有することを特徴とする熱エネルギーの移送方法。 2)前記熱媒が、水および/またはアルコールである特
    許請求の範囲第1項記載の方法。 3)前記吸収液が、塩化リチウム、臭化リチウム、硝酸
    リチウム、塩化マグネシウム、臭化マグネシウム、塩化
    カルシウム、臭化カルシウム、塩化亜鉛、水酸化ナトリ
    ウム、アンモニアの中より選ばれる一種以上の化合物の
    水溶液である特許請求の範囲第1項または第2項記載の
    方法。 4)前記逆浸透性を有する多孔質体が、酢酸セルロース
    、メチルセルロース、ポリエーテル、ポリスルホン、ポ
    リアルコール若しくはポリスチレンを主成分とする有機
    半透膜性物質またはセラミック多孔質体上にジルコニウ
    ム、鉄若しくは銅の金属コロイドを担持させた無機半透
    膜性体である特許請求の範囲第1項、第2項または第3
    項記載の方法。
JP59227898A 1984-10-31 1984-10-31 熱エネルギ−の移送方法 Pending JPS61107096A (ja)

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PCT/JP1985/000606 WO1986002715A1 (en) 1984-10-31 1985-10-31 Thermal energy transfer method
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