JPH0727442A - 冷暖房装置 - Google Patents

冷暖房装置

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JPH0727442A
JPH0727442A JP5174123A JP17412393A JPH0727442A JP H0727442 A JPH0727442 A JP H0727442A JP 5174123 A JP5174123 A JP 5174123A JP 17412393 A JP17412393 A JP 17412393A JP H0727442 A JPH0727442 A JP H0727442A
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JP
Japan
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ammonia
cooling
water
generator
heating
Prior art date
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Pending
Application number
JP5174123A
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English (en)
Inventor
Ikuo Kobayashi
郁夫 小林
Masao Noguchi
昌男 野口
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JPH0727442A publication Critical patent/JPH0727442A/ja
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    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
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    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

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  • Chimneys And Flues (AREA)
  • Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
  • Biological Treatment Of Waste Water (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は作動媒体としてアンモニアを使用す
る冷暖房装置に関するもので燃焼排ガスから生じる酸性
結露水を中和処理し、問題なく下水道に排水できるよう
にすることを目的とする。 【構成】 酸性結露水を受ける受け皿19と排水路をつ
なぐ排水流路15にバイオキャリアとして塩基性鉱物質
からなる水浄化モジュル11を備えたものであり、酸性
結露水は中和される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、作動媒体としてアンモ
ニアを使用する冷暖房装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、オゾン層破壊問題に全く関係しな
い安全な冷暖房装置として作動媒体にアンモニアを使用
する例えば吸収式ヒートポンプの冷暖房装置が期待され
るようになってきた。図3は従来の吸収式ヒートポンプ
の冷暖房装置を系統的に表わした構成図であって、図に
示すように吸収器1、発生器2、熱交換器3、精溜器
4、凝縮器5および蒸発器6から成り立っている。い
ま、この装置に冷媒としてアンモニアを使用し、吸収体
に水を用いた場合の各主要部の作用について説明する。
【0003】まず膨張弁7から流出した低温低圧のアン
モニア液は蒸発器6を通る際に熱を吸収して液体は蒸発
し低圧の蒸気となって吸収器1に入る。吸収器1はアン
モニア蒸気を水に吸収させる役目をする容器であって、
その底部には精溜器4から送りかえされた濃度のうすい
溶液が溜っており、蒸発器6から送られてきたアンモニ
ア蒸気はこの溶液に接触して吸収される。この時アンモ
ニアは凝縮潜熱と溶液熱を発生するので、その熱を取り
除くために吸収器1に冷却装置が設けられている。
【0004】吸収器1内でアンモニアを吸収して濃くな
った濃溶液はポンプ8で発生器2へ送られるが、その途
中に熱交換器3を設けて、精溜器4から吸収器1に送り
かえされる高温の稀薄溶液と熱交換を行わせ、濃溶液を
加熱すると同時に稀薄液を冷却する。
【0005】発生器2内では、濃溶液を加熱しアンモニ
ア蒸気を発生させる。このアンモニア蒸気中に含まれる
水蒸気は凝縮器5を経て蒸発器6へと進むと冷却能力を
低下させ好ましくないので、発生器2から送出される水
蒸気はできるだけ多く除去して濃度の高いアンモニア蒸
気だけを凝縮器5へ送るようにしなければならない。か
かる目的のために設けられた装置が精溜器4である。精
溜器4から送りだされるアンモニア蒸気は凝縮器5へ進
み放熱して、液化し、膨張弁7から再び蒸発器6に入
る。吸収式ヒートポンプの冷暖房装置は、かかる循環を
繰りかえすことによって暖房と冷房効果を連続的に発揮
することができる。前記の吸収式ヒートポンプの冷暖房
装置は、省エネルギーの観点から高効率な発生器2が必
要とされ、燃焼排ガス中に含まれる潜熱を回収する潜熱
交換器を有した発生器2が開発されてきた。
【0006】しかし、この潜熱交換器の表面には、燃焼
排ガス中の窒素酸化物などを含んだ酸性結露水が付着
し、この酸性結露水をそのまま排出すると、配管の腐食
やコンクリートの劣化などの問題が発生する。このた
め、酸性結露水を浄化する冷暖房装置の開発が望まれて
いる。
【0007】従来この種の酸性結露水の処理方法とし
て、成型したマグネシウムをカラム管に充填し、このカ
ラム管内に燃焼排ガスなどから生ずる酸性結露水を連続
的に流通して前記の成型したマグネシウムと接触させ、
中和処理を行っていた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】一般に、酸性結露水を
マグネシウムで中和処理する場合、中和反応が進みすぎ
るとPHが9以上のアルカリ性の水になってしまい下水
道の排出基準(PH=5.1〜8.9)をオーバーする
という課題がある。また、前記の作動媒体としてアンモ
ニアを用いる冷暖房装置例えば吸収式ヒートポンプの冷
暖房装置からアンモニアが万一洩れた場合、アンモニア
は悪臭でかつ人体に有害物質であるのでその対策も望ま
れていた。
【0009】本発明は上記の課題を解決するもので、燃
焼排ガス中の窒素酸化物などを含んだ酸性結露水を中和
処理した後でもPHを8.9以下にし、さらに前記の装
置から洩れたアンモニアを分解して浄化する水浄化装置
を得ることを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の冷暖房装置は、酸性結露水の排出流路にバイ
オキャリアとして酸化カルシウムを主成分とする塩基性
鉱物質を使用した水浄化モジュルを備えたものである。
【0011】また本体には洩れ出たアンモニアを捕える
補集器を備え、前記水浄化モジュルの空気供給手段に連
通させる構成としている。
【0012】
【作用】本発明は上記した構成により、燃焼排ガス中の
窒素酸化物などを含んだ酸性結露水は、その排出流路に
設けられた酸化カルシウムを主成分とする塩基性鉱物質
からなる水浄化モジュルで下水道の排出基準値まで中和
される。
【0013】また前記装置から洩れ出たアンモニアも本
体内で補集され水浄化モジュルに供給されて、ここで塩
基性鉱物質の表面に繁殖している好気性細菌群により酸
素の存在する雰囲気で効率よく分解される。即ち、酸性
結露水は中和され、アンモニアは分解され浄化される。
【0014】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図1および
図2を参照しながら説明する。図1は作動媒体としてア
ンモニアを使用する吸収式ヒートポンプの冷暖房装置の
潜熱回収型発生器9(以下単に発生器と称する)に水浄
化装置10を装着した実施例を示す断面図であり、図2
は水浄化装置10の断面図である。図1に示すように水
浄化装置10は、燃焼排ガス中の窒素酸化物などを含ん
だ酸性結露水の排出流路11に配置している。また、水
浄化装置10を構成する水浄化モジュル11は、図2に
示すように内部にバイオキャリア12として塩基性鉱物
質を充填し、その前流には、前記の吸収式ヒートポンプ
の冷暖房装置から万一洩れた場合のアンモニアと空気の
供給手段であるエアーポンプ13とそれらの吸入流路1
4を備え、後流には浄化したアンモニア水と中和処理し
た酸性結露水の排出流路15が設けられている。
【0015】発生器9は、燃焼排ガス流路16に設けら
れた燃焼排ガス中の水蒸気を結露させて潜熱を回収する
潜熱回収用熱交換器17と、前記潜熱回収用熱交換器9
からのアンモニア水をさらに加熱して高温にする顕熱回
収用熱交換器18と、前記潜熱回収用熱交換器17で燃
焼排ガス中の潜熱を回収する際に発生する酸性結露水の
受け皿19と、ガスバーナ20で構成する。21は吸収
器1から戻った低温アンモニア水の入口であり、22は
潜熱回収用熱交換器17と顕熱回収用熱交換器18で加
熱された高温のアンモニア水が精溜器4に送られる出口
である。
【0016】受け皿19に集まった酸性結露水は、補集
器23で収集し吸入流路14を通って添加される空気や
アンモニアとともに水浄化モジュル11に入り、ここで
中和および分解処理が行われてきれいな水となり排出流
路15を通って排出される。
【0017】次に、作動媒体にアンモニアを使用する吸
収式ヒートポンプの冷暖房装置の発生器9に用いて、発
生器9から発生する酸性結露水の中和能力と添加したア
ンモニアの分解特性について説明する。
【0018】(表1)は、前記ガス給湯暖房機で発生し
た結露水の水質分析結果であり、この酸性結露水が18
0ml/h生成する。
【0019】
【表1】
【0020】実験に用いたバイオキャリア12の塩基性
鉱物質は、高炉水砕やドロマイトを原料としたサドルロ
ック型、粒状、塊状、又はペレット状に成型したセラミ
ックスである。前記高炉水砕は、製鉄所の溶鉱炉から溶
鉄1.0トン当り0.5トン発生するスラグを急冷して
製造され、主にセメントの原料や土壌改良材として使用
されているものである。この高炉水砕やドロマイトは、
(表2)に示すようにCaOが主成分であり、この他に
gOなども含有しているものを使用した。
【0021】
【表2】
【0022】本実施例の高炉水砕やドロマイトに含まれ
るCaOは一部水に溶解してアルカリ性を呈する。つま
【0023】
【化1】
【0024】この溶出した水酸イオン(OH-)と酸性
結露水中に含まれる水素イオン(H+)とが反応して中
和する。
【0025】前記の高炉水砕やドロマイトに含まれてい
るCaOは水酸イオンが溶出しやすいので、酸性結露水
の水素イオンと反応して中和する性能が優れている。ま
た、前記のCaOはCa 2+が多く溶出して水酸イオンの量
が多くなりアルカリ傾向になるとCa 2+がCO3 2-と反応
するので、酸性結露水中の水酸イオン量は一定値以上増
加しないため、PHが9以上になることはない。
【0026】実験に用いた水浄化モジュル11は、前記
の高炉水砕を3/8インチのサドルロック型に成型した
セラミックを2lの内容積をもつアクリル製の容器に充
填したものである。本実験は、前記水浄化モジュル11
の前流にアンモニアを100mg/日と空気1l/分供
給し、20℃の酸性結露水を180ml/hの流量で送
入し、排出口15から流出する水のPHとアンモニア濃
度を測定した。
【0027】(表1)に示したPH=3.0、NO3 -
度53ppmの酸性結露水は、高炉水砕からなるバイオ
キャリア12の塩基性鉱物質で中和されるとともに、前
記のバイオキャリア12に繁殖している好気性細菌群に
より酸素の多い雰囲気で、次式によりアンモニアは完全
に分解される。
【0028】
【化2】
【0029】このようにして、水浄化モジュル11に供
給されたアモニアは最終的にNO3 -まで分解され、この
NO3 -も中和されるので、排出口15から流出する水は
常にPHが6.5〜8.6の範囲に中和されるので下水
道の排出基準を満足させることができる。
【0030】上記の性能は、高炉水砕の粒状、塊状、ペ
レット状に成型したセラミックスやドロマイト質のサド
ルロック型、粒状、塊状、ペレット状に成型したセラミ
ックスでも得られた。
【0031】
【発明の効果】以上のように本発明の冷暖房装置によれ
ば、次の効果が得られる。
【0032】(1)作動媒体としてアンモニアを使用す
る吸収式ヒートポンプの冷暖房装置において、効率を高
めるために潜熱を回収する潜熱交換器を有する発生器を
使用した時に、燃焼排ガスから生じる酸性結露水は、中
和されて下水道法の排出基準を満足するPH値(PH=
6.5〜8.6)になるので、そのまま下水道に排出し
ても配管類の腐食やコンクリートの劣化などの問題を生
じることがない。したがって高効率の冷暖房装置が実現
できる。
【0033】(2)作動媒体としてアンモニアを使用す
る吸収式ヒートポンプの冷暖房装置の配管部、継手部な
どから万一アンモニアが洩れた場合においても、前記ア
ンモニアを分解して浄化できるので安全であるとともに
悪臭の発生も防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における冷暖房装置の発生器
部分を示す部分断面図
【図2】同冷暖房装置の水浄化装置を示す部分断面図
【図3】従来の吸収式ヒートポンプの冷暖房装置の構成
【符号の説明】
9 発生器 11 水浄化モジュル 12 バイオキャリア 13 空気供給手段(エアーポンプ) 15 排水流路 19 酸性結露水の受け皿 20 バーナ 23 アンモニア補集器

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】作動媒体としてのアンモニアと、前記アン
    モニアを蒸発させる発生器と、前記発生器を加熱するバ
    ーナと、前記バーナの燃焼後の排気ガスから生じる酸性
    結露水を受ける受け皿と、前記受け皿と排水路をつなぐ
    排水流路とを有し、前記排水流路にバイオキャリアとし
    て塩基性鉱物質を使用した水浄化モジュルを備えた冷暖
    房装置。
  2. 【請求項2】装置本体と、作動媒体としてのアンモニア
    と、前記アンモニアを蒸発させる発生器と、前記発生器
    を加熱するバーナと、前記バーナの燃焼後の排気ガスか
    ら生じる酸性結露水を受ける受け皿と、前記受け皿と排
    水路をつなぐ排水流路と、前記装置本体に洩れ出るアン
    モニアを捕らえる補集器とを備え、前記排水流路にバイ
    オキャリアとして塩基性鉱物質を使用し、かつ内部に空
    気を供給する手段を有する水浄化モジュルを備えるとと
    もに、前記空気供給手段に前記補集器を連通させる構成
    とした冷暖房装置。
  3. 【請求項3】前記塩基性鉱物質として酸化カルシウムを
    主成分とする高炉水砕の成形物あるいはドロマイトの成
    形物を用いた請求項1または請求項2記載の冷暖房装
    置。
  4. 【請求項4】前記塩基性鉱物質の形状を粒状あるいは塊
    状あるいはペレット状あるいはサドルロック状に形成し
    た請求項1または請求項2記載の冷暖房装置。
JP5174123A 1993-07-14 1993-07-14 冷暖房装置 Pending JPH0727442A (ja)

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JP5174123A JPH0727442A (ja) 1993-07-14 1993-07-14 冷暖房装置

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