JPH0747081B2 - ヒーティングタワーヒートポンプシステムの溶液加熱濃縮装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、希溶液を加熱して濃縮する装置に係り、特に
ヒーティグタワーヒートポンプシステムのブライン集熱
経路からの希溶液の加熱濃縮装置に関する。

〔従来技術〕

例えば、ヒーティングタワー付きの冷凍機用ヒートポン
プ装置において、ブラインを用いてヒーティングタワー
で大気より集熱する場合、ブラインは大気中の水分も吸
収する傾向にあるのでブラインを濃縮する必要が生じ
る。従来このブラインの濃縮を再生器で加熱して行う場
合は再生器を直焚きしたり再生器で加熱媒体を流過して
行い、蒸発した水蒸気は系外に逃がしていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従って、水蒸気の有するエネルギーを無駄に捨てること
となり、問題点となっていた。

本発明は従来のこの問題点を解決するもので、ヒーティ
ングタワーヒートポンプシステムにおいて、投下したエ
ネルギーの無駄がない溶液加熱濃縮装置を提供すること
を目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上述の問題点を解決するため、本発明では、冷凍機用ヒ
ートポンプがブライン集熱経路でヒーティングタワーに
接続配備されており、該ブライン集熱経路から希溶液経
路と濃溶液経路とを分岐し、該希溶液経路から希溶液を
導入し、加熱して濃縮し濃溶液経路に送出する精留器を
付設した再生器と、該再生器により発生した蒸気を凝縮
し凝縮液を排出する凝縮器とを備えると共に、別に、圧
縮機、放熱経路、膨張弁、吸熱経路を冷媒経路で接続し
て冷媒を循環せしめるヒートポンプを備え、該ヒートポ
ンプの放熱経路を前記再生器の加熱用熱媒体とし、吸熱
経路を前記凝縮器の冷却用熱媒体として配備し、また、
前記希溶液経路には、希溶液と濃溶液との熱交換器と、
希溶液と放熱経路を出た冷媒との熱交換器とを順次設け
たことを特徴とするヒーティングタワーヒートポンプシ
ステムの溶液加熱濃縮装置としたものである。

〔作用〕

本発明は、上述の構成を具備することにより、希溶液は
再生器においてヒートポンプの放熱経路により加熱濃縮
され、発生した蒸気は凝縮器においてヒートポンプの吸
熱経路により冷却されて凝縮して排出される。

従って、発生した蒸気の有するエネルギーはヒートポン
プにより回収されることとなるので、エネルギーの無駄
が生じない。

〔実施例〕

本発明をヒーティングタワー付き冷凍機用ヒートポンプ
装置に用いられるブラインを対象溶液とする溶液加熱濃
縮装置につき、図面を用いて説明する。

１は冷凍機用ヒートポンプ、２はヒーティングタワー
で、ブライン集熱経路３により接続されている。ブライ
ン集熱経路３には溶液加熱濃縮装置４が設けられてい
る。

溶液加熱濃縮装置４は、再生器５、再生器５と連通した
精留器６、精留器６と連通した凝縮器７、加熱濃縮用の
ヒートポンプ８及び熱交換器9,10を備えている。再生器
５には希溶液入口と濃溶液出口が設けられ、それぞれ希
溶液経路11、濃溶液経路12が接続されている。凝縮器７
には凝縮液出口13が設けられている。

ヒートポンプ８は、圧縮機14、放熱経路15、膨張弁16、
吸熱経路17を冷媒経路で接続して形成され、放熱経路15
を加熱用熱媒体経路として再生器５内に配備し、吸熱経
路17を冷却用熱媒体経路として凝縮器７内に配備してあ
る。

熱交換器９は希溶液と濃溶液との間で熱交換するように
設けられ、熱交換器10は熱交換器９で予熱された希溶液
と放熱経路15において凝縮した冷媒液との間で熱交換を
行うように設けられる。

精留器６は、水よりも高沸点の成分を有するブラインが
用いられるときに、再生器５では該高沸点成分も蒸発し
た場合に該成分を回収するために設けられるもので、ヒ
ーティングタワーヒートポンプの不凍液に、エチレング
リコール水溶液などグリコール系を用いた場合に有効に
機能する。

しかして、ブライン集熱経路３のブラインが希釈された
場合は溶液加熱濃縮装置４に希ブラインを分流させて導
き、装置を作動させて加熱濃縮を行う。

希ブラインは希溶液経路11を通って再生器５に導入され
る。そして再生器５においてヒートポンプ８の放熱経路
15により加熱濃縮され、濃ブラインは濃溶液経路12を通
ってブライン集熱経路３に合流される。

再生器５で発生した蒸気は精留器６においてブライン成
分を除去され、精留された蒸気となって凝縮器７に入
り、凝縮器７でヒートポンプ８の吸熱経路17により冷却
されて水となり、凝縮液出口13から排出される。

他方、ヒートポンプ８からみれば、圧縮機14から吐出さ
れた高温高圧の冷媒ガスは再生器５内の放熱経路15にお
いて希ブラインから熱を奪われて凝縮して冷媒液とな
り、膨張弁16で減圧されて凝縮器７に導かれる。そして
凝縮器７内の吸熱経路17において水蒸気から熱を奪って
蒸発し、冷媒ガスとなって圧縮機14に吸込まれる。

なお、希ブラインは、熱交換器９で濃ブラインにより予
熱され、さらに熱交換器10で冷媒液により予熱され、他
方、冷媒液は熱交換器10で希ブラインにより過冷却され
るので、圧縮機14の所要動力を軽減することができる。

〔発明の効果〕

本発明は、ヒーティングタワーヒートポンプシステムを
有効に活用することができ、所要動力の大巾削減が可能
であり、各部でのエネルギーをも無駄に系外に捨てない
で合理的に回収して用いられ、省エネルギー対策に寄与
でき、しかも水よりも高沸点の成分を有するブラインを
用いても成分回収な適確にでき、著しく経済的なヒート
ポンプ作動運転が保証できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例のフロー図である。 １……冷凍機用ヒートポンプ、２……ヒーティングタワ
ー、３……ブライン集熱経路、４……溶液加熱濃縮装
置、５……再生器、６……精留器、７……凝縮器、８…
…ヒートポンプ、９……熱交換器、10……熱交換器、11
……希溶液経路、12……濃溶液経路、13……凝縮液出
口、14……圧縮機、15……放熱経路、16……膨張弁、17
……吸熱経路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斎藤 昭三 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 堺田 進 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 元 雅樹 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 (56)参考文献 特開 昭55−61901（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】冷凍機用ヒートポンプがブライン集熱経路
   でヒーティングタワーに接続配備されており、該ブライ
   ン集熱経路から希溶液経路と濃溶液経路とを分岐し、該
   希溶液経路から希溶液を導入し、加熱して濃縮し濃溶液
   経路に送出する精留器を付設した再生器と、該再生器に
   より発生した蒸気を凝縮し凝縮液を排出する凝縮器とを
   備えると共に、別に、圧縮機、放熱経路、膨張弁、吸熱
   経路を冷媒経路で接続して冷媒を循環せしめるヒートポ
   ンプを備え、該ヒートポンプの放熱経路を前記再生器の
   加熱用熱媒体とし、吸熱経路を前記凝縮器の冷却用熱媒
   体として配備し、また、前記希溶液経路には、希溶液と
   濃溶液との熱交換器と、希溶液と放熱経路を出た冷媒と
   の熱交換器とを順次設けたことを特徴とするヒーティン
   グタワーヒートポンプシステムの溶液加熱濃縮装置。