| 【発明の名称】 |
排熱利用吸収冷温水機の運転方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】泉 雅士
【氏名】榎本 英一
|
| 【要約】 |
【課題】休止中の吸収冷温水機の高温再生器で吸収液が結晶化しないように、高温の排ガスや冷却水が流れ込まないようにする。
【解決手段】空調負荷を第１のレベルと、第１のレベルより大きい第２のレベルと、第２のレベルより大きい第３のレベルとに区分し、空調負荷が第１のレベルにあるときにはガスバーナ２による加熱を空調負荷に基づいて火力調整して行い、空調負荷が第２のレベルにあるときにはガスタービン３から出る排ガスによる加熱を空調負荷に基づいて熱量調整して行い、空調負荷が第３のレベルにあるときには、定格運転するガスタービン３の排ガスによる加熱と、空調負荷に基づいて火力調整するガスバーナ２による加熱とを併用するようにした。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 バーナによる燃焼熱と、他の熱源装置から供給される排熱とで吸収液を加熱して冷媒を蒸発分離する再生器を備えた排熱利用吸収冷温水機において、空調負荷のレベルに基づいて前記熱源装置の運転を制御して前記排熱の熱量を制御すると共に、前記燃焼熱による加熱と前記排熱による加熱とを切替／併用することを特徴とする排熱利用吸収冷温水機の運転方法。
【請求項２】 空調負荷を第１のレベルと、第１のレベルより大きい第２のレベルと、第２のレベルより大きい第３のレベルとに区分し、空調負荷が第１のレベルにあるときには空調負荷に基づいて制御される前記燃焼熱による加熱を行い、空調負荷が第２のレベルにあるときには空調負荷に基づいて出力制御される前記他の熱源装置から供給される排熱による加熱を行い、空調負荷が第３のレベルにあるときには定格運転される前記他の熱源装置から供給される排熱と、空調負荷に基づいて制御される前記燃焼熱とによる加熱を行うことを特徴とする請求項１記載の排熱利用吸収冷温水機の運転方法。
【請求項３】 空調負荷が前記第１のレベルから前記第２のレベルに移行し、前記燃焼熱による加熱から前記排熱による加熱に移行する際に、前記バーナに供給する燃料を漸減することを特徴とする請求項２記載の排熱利用吸収冷温水機の運転方法。
|
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発電用ガスタービンなどから出る高温の排ガスや冷却水などが保有する熱、いわゆるを排熱を利用して熱効率を高め、消費する燃料を減らすようにした吸収冷温水機の運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の排熱利用吸収冷温水機においては、定格運転しているガスタービンから出る高温の排ガスや冷却水の取り入れ量を調整することで、高温再生器で加熱した吸収液から蒸発分離する冷媒蒸気の量を制御し、これによって装置の能力制御を行っている。このため、排熱の取り込み量を制御するバルブに高い精度が要求され、高価なものとなっていた。
【０００３】また、休止中の吸収冷温水機の高温再生器に流量制御弁から高温の排ガスや冷却水が流れ込むと、吸収液が濃縮されて結晶化する危険があるので、絶対に流れ込まないように厳重に注意する必要があり、その対策として開閉弁を設けていたことも装置価格が高くなる要因となっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】排熱利用吸収冷温水機において、休止中の吸収冷温水機の高温再生器に高温の排ガスや冷却水が流れ込んで吸収液が結晶化する危険がなく、しかも装置価格が高くならないようにする必要があり、これが解決すべき課題となっていた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記従来技術の課題を解決するため、バーナによる燃焼熱と、他の熱源装置から供給される排熱とで吸収液を加熱して冷媒を蒸発分離する再生器を備えた排熱利用吸収冷温水機において、空調負荷のレベルに基づいて前記熱源装置の運転を制御して前記排熱の熱量を制御すると共に、前記燃焼熱による加熱と前記排熱による加熱とを切替／併用するようにした第１の運転方法と、【０００６】前記第１の運転方法において、空調負荷を第１のレベルと、第１のレベルより大きい第２のレベルと、第２のレベルより大きい第３のレベルとに区分し、空調負荷が第１のレベルにあるときには空調負荷に基づいて制御される前記燃焼熱による加熱を行い、空調負荷が第２のレベルにあるときには空調負荷に基づいて出力制御される前記他の熱源装置から供給される排熱による加熱を行い、空調負荷が第３のレベルにあるときには定格運転される前記他の熱源装置から供給される排熱と、空調負荷に基づいて制御される前記燃焼熱とによる加熱を行うようにした第２の運転方法と、【０００７】前記第２の運転方法において、空調負荷が前記第１のレベルから前記第２のレベルに移行し、前記燃焼熱による加熱から前記排熱による加熱に移行する際に、前記バーナに供給する燃料を漸減するようにした第３の運転方法と、を提供するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図２に例示したものは、冷水または温水を負荷に循環供給する二重効用吸収冷温水機であり、冷媒に水を、吸収液に臭化リチウム（ＬｉＢｒ）水溶液を使用したものである。
【０００９】図において、１はガスバーナ２の火力と、例えば発電用のガスタービン３から出る排ガスとで吸収液を加熱して冷媒を蒸発分離するように構成された高温再生器、４は低温再生器、５は凝縮器、６は低温再生器４と凝縮器５が収納されている高温胴、７は蒸発器、８は吸収器、９は蒸発器７と吸収器８が収納されている低温胴、１０は低温熱交換器、１１は高温熱交換器、１２〜１５は吸収液管、１６は吸収液ポンプ、１７〜２１は冷媒管、２２は冷媒ポンプ、２３は図示しない空調負荷に循環供給する冷水または温水が流れる冷温水管、２４は冷却水管、２５〜２７は開閉弁であり、これらの機器はそれぞれ図２に示したように配管接続されており、この構成自体は従来周知である。
【００１０】そして、高温再生器１に設けるガスバーナ２は、火力調節が可能なバーナであり、その火力は空調負荷の０−５０％までカバーすることができるものである。一方、ガスタービン３は、排出する燃焼ガスが保有する熱量が空調負荷の２５−５０％までカバーすることができるものである。
【００１１】上記構成の二重効用吸収冷温水機において、開閉弁２５・２６・２７を閉じ、冷却水管２４に冷却水を流し、ガスバーナ２に点火したり、ガスタービン３を起動し、その排ガスを供給して高温再生器１で稀吸収液を加熱すると、稀吸収液から蒸発分離した冷媒蒸気と、冷媒蒸気を分離して吸収液の濃度が高くなった中間吸収液とが得られる。
【００１２】高温再生器１で生成された高温の冷媒蒸気は、冷媒管１７を通って低温再生器４に入り、高温再生器１で生成され吸収液管１３により高温熱交換器１１を経由して低温再生器４に入った中間吸収液を加熱して放熱凝縮し、凝縮器５に入る。
【００１３】また、低温再生器４で加熱されて中間吸収液から蒸発分離した冷媒は凝縮器５へ入り、冷却水管２４内を流れる水と熱交換して凝縮液化し、冷媒管１７から凝縮して供給される冷媒と一緒になって冷媒管１８を通って蒸発器７に入る。
【００１４】蒸発器７に入って冷媒液溜りに溜まった冷媒液は、冷温水管２３に接続された伝熱管２３Ａの上に冷媒ポンプ２２によって散布され、冷温水管２３を介して供給される水と熱交換して蒸発し、伝熱管２３Ａの内部を流れる水を冷却する。
【００１５】そして、蒸発器７で蒸発した冷媒は吸収器８に入り、低温再生器４で加熱されて冷媒を蒸発分離し、吸収液の濃度が一層高まった吸収液、すなわち吸収液管１４により低温熱交換器１０を経由して供給され、上方から散布される濃吸収液に吸収される。
【００１６】吸収器８で冷媒を吸収して濃度の薄くなった吸収液、すなわち稀吸収液は吸収液ポンプ１６の運転により、低温熱交換器１０・高温熱交換器１１で予熱されて高温再生器１へ吸収液管１２から送られる。
【００１７】上記のように吸収冷温水機の運転が行われると、蒸発器７の内部に配管された伝熱管２３Ａにおいて冷媒の気化熱によって冷却された冷水が、冷温水管２３を介して図示しない空調負荷に循環供給できるので、冷房運転などが行える。
【００１８】一方、開閉弁２５・２６・２７を開け、冷却水管２４に冷却水を流さないでガスバーナ２に点火したり、ガスタービン３の排ガスによって高温再生器１で稀吸収液を加熱すると、高温再生器１で稀吸収液から蒸発した冷媒蒸気は主に流路抵抗の小さい冷媒管１７・２１を通って低温胴９の吸収器８と蒸発器７に入り、冷温水管２３から供給される水と伝熱管２３Ａを介して熱交換して凝縮し、主にこのときの凝縮熱によって伝熱管２３Ａの内部を流れる水が加熱される。
【００１９】蒸発器７で加熱作用を行って凝縮した冷媒は、冷媒管２０を通って吸収器８に入り、高温再生器１で冷媒を蒸発分離して吸収液管１５から流入する吸収液と混合され、吸収液ポンプ１６の運転によって低温熱交換器１０・高温熱交換器１１で予熱されて高温再生器１へ送られる。
【００２０】そして、蒸発器７内部の伝熱管２３Ａで加熱された温水が冷温水管２３を介して図示しない空調負荷に循環供給することにより、暖房運転などが行なわれる。
【００２１】３０は、上記のような動作機能を有する二重効用吸収冷温水機に設けた制御器であり、マイコンや記憶手段などを備えて構成され、図示しない空調負荷に冷温水を循環供給するための冷温水管２３に蒸発器７の伝熱管２３Ａから流れ出た冷温水の温度情報を、冷温水管２３の蒸発器７出入口部に設けた温度センサ３１、３２から取り込み、この冷温水の温度情報に基づいてガスバーナ２の火力とガスタービン３の出力を制御し、高温再生器１で吸収液から蒸発分離する冷媒蒸気の発生量を制御するようになっている。
【００２２】すなわち、制御器３０は温度センサ３１、３２が検出する冷温水の温度差から図示しない空調負荷の大きさを求め、その負荷が例えば図１に示したように予め設定した第１のレベル（全負荷の２５％未満）にあるか、第１のレベルより大きい第２のレベル（全負荷の２５％以上、５０％未満）にあるか、あるいは第２のレベルより大きい第３のレベル（全負荷の５０％以上）にあるかを判定し、負荷が第１のレベルにあるときにはガスバーナ２による加熱を選択し、空調負荷が第２のレベルにあるときにはガスタービン３から出る排ガスによる加熱を選択し、空調負荷が第３のレベルにあるときには、ガスバーナ２による加熱と、ガスタービン３から出る排ガスによる加熱の併用を選択するように構成されている。
【００２３】そして、制御器３０はガスバーナ２による加熱を選択したときには、温度センサ３２が検出する冷温水の温度、すなわち蒸発器７で熱操作されて冷温水管２３に流れ出て空調負荷に循環供給される冷温水の温度が所定の設定温度に維持されるように、ガスバーナ２に接続された燃料供給管の燃料調整弁２Ａの開度を調節して高温再生器１へ投入する熱量を制御するようになっており、これによって高温再生器１で蒸発分離する冷媒蒸気の発生量が制御される。
【００２４】また、制御器３０はガスタービン３から出る排ガスによる加熱を選択したときには、温度センサ３２が検出する冷温水の温度が所定の設定温度に維持されるようにガスタービン３の出力を制御して、高温再生器１に供給される排ガスの保有熱量が制御されるようになっており、これによって高温再生器１で蒸発分離する冷媒蒸気の発生量が制御される。
【００２５】さらに、制御器３０はガスバーナ２による加熱と、ガスタービン３から出る排ガスによる加熱との併用を選択したときには、ガスタービン３を定格で運転すると共に、温度センサ３２が検出する冷温水の温度が所定の設定温度に維持されるようにガスバーナ２に接続された燃料供給管の燃料調整弁２Ａの開度を調節して、高温再生器１へ投入する熱量を制御するようになっており、これによって高温再生器１で蒸発分離する冷媒蒸気の発生量が制御される。
【００２６】なお、空調負荷が第１のレベルから第２のレベルに増加して、ガスバーナ２による加熱から、ガスタービン３の排ガスによる加熱に切り替えるときには、ガスタービン３から高温再生器１に供給されている排ガスの温度を温度センサ３３によって検出し、この温度センサが検出する温度情報に基づいて燃料調整弁２Ａを次第に絞るようにし、ガスバーナ２による加熱からガスタービン３の排ガスによる加熱への切り替え時にガスタービン３の起動に時間を要し、高温排ガスの供給が遅れることがあっても、高温再生器１に投入する熱が途切れないようにする。
【００２７】ところで、本発明は上記実施形態に限定されるものではないので、特許請求の範囲に記載の趣旨から逸脱しない範囲で各種の変形実施が可能である。
【００２８】例えば、空調負荷を完全にカバーできる火力のガスバーナ２を使用し、電力需要が全くなく、したがってガスタービン３を運転しないときにも空調負荷に完全に応えることができるようにしても良い。
【００２９】また、高温再生器１に供給する排熱は、ガスタービン３などを冷却した冷却水から供給されても良い。
【００３０】また、蒸発器７で冷却したり、加熱して空調負荷に供給する流体としては、水などを上記実施形態のように相変化させないで供給するほか、潜熱を利用した空調が可能なようにフロンなどを相変化させて供給するようにしても良い。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、低価格で製造した排熱利用吸収冷温水機においても、空調負荷のレベルに基づいて熱源装置の運転を制御して熱源装置から供給される排熱の熱量を制御するので、休止中の吸収冷温水機の高温再生器に高温の排熱が供給されることがなく、したがって吸収液が結晶化するなどと云った不都合がない。
【００３２】特に、請求項３の発明においては、バーナによる加熱からガスタービンなどの排熱による加熱への切り替え時にガスタービンなどの起動に時間を要し、高温排熱の供給が遅れることがあっても、高温再生器に投入する熱が途切れることがないので、安定した空調が実現できる。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１８８９
【氏名又は名称】三洋電機株式会社
|
| 【出願日】 |
平成１１年３月５日（１９９９．３．５） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６２２２５
【弁理士】
【氏名又は名称】秋元 輝雄
|
| 【公開番号】 |
特開２０００−２５７９７９（Ｐ２０００−２５７９７９Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年９月２２日（２０００．９．２２） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−５８５４４ |
|