(57)【要約】【課題】  圧縮プロセス中に生じる圧縮熱を特に建造物の空調や暖房加熱、更には用水の加温に有効利用できるようにする。【解決手段】  圧縮プロセス（Ｖ１，Ｖ２）で生じる圧縮熱を、少なくとも一つの冷媒循環回路（２〜５）を介して建造物の空調又は加熱暖房或いは用水の加温を行う熱消費機器（Ｅ３）に少なくとも一時的に伝達する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮プロセス中に生じる圧縮熱を建造物の空調や暖房加熱、更には用水の加温に利用する方法であって、
圧縮プロセス中に生じる圧縮熱を、少なくとも一つの冷媒循環回路を介して建造物の空調又は加熱暖房或いは用水の加温を行う熱消費機器に少なくとも一時的に伝達することを特徴とする方法。
【請求項２】
天然ガス又は水素を単段又は多段圧縮する圧縮ガス充填設備に適用されていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
冷媒循環回路内で循環する冷媒が水又はグリコール又はこれら両者から成ることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の圧縮プロセス中に生じる圧縮熱の利用方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
建造物の暖房と空調並びに用水の加熱にはエネルギーが必要であり、従って、建造物へエネルギーを供給するか、建造物内で直接エネルギーを生成するか、或いはその両方が必要である。エネルギーの所要量を低減するため、様々なエネルギー利用設備において、余剰エネルギーは省エネ目的で既に利用されている。しかしながら、そのような多くのエネルギー利用設備においても、エネルギーは「リサイクル」ができないことから、建造物の加熱や冷却にエネルギーが必要である一方で余剰エネルギーの大半を無駄に放出し、或いは放出せざるを得ないのが実情である。
【０００３】
天然ガスや水素などのガス燃料を自動車へ補給する圧縮ガス充填設備は、少なくとも一時的に加熱又は冷却を要する建造物であるという特色を備えている。これら圧縮ガス充填設備に洗車設備が併設されている場合には、洗車に必要な用水を加温する必要もある。このような圧縮ガス充填設備で販売される天然ガスや水素は、車両への燃料補給の前に充填圧力以上の高圧に圧縮されていなければならない。現在までのところ、このような天然ガスや水素などのガス燃料の圧縮プロセス中に生じる圧縮熱は、水又は周囲空気を冷却媒体として用いる冷却システムによって無駄に放散されている。これらガス燃料を例えば１０００バールまで圧縮するのに必要なエネルギー消費量は凡そ１５〜３００ｋＷに達し、その場合、同じ量のエネルギーが熱の形で発生するが、この熱の大半は、現在までのところ相応の放熱器又は熱交換器を用いて周囲に逃がすしかなかったのである。
【０００４】
空気圧縮機の圧縮熱を圧縮空気の加熱に利用することは例えば特開２００５−３４４５４３号公報で知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３４４５４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、圧縮プロセス中に生じる圧縮熱の利用方法を提供しようとするものであり、前述の不都合な点を解消して、圧縮プロセス中に生じる圧縮熱を特に建造物の空調や暖房加熱、更には用水の加温に有効利用できるようにすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的を達成するため、本発明による圧縮熱の利用方法は、圧縮プロセス中に生じる圧縮熱を、少なくとも一つの冷媒循環回路を介して建造物の空調又は加熱暖房或いは用水の加温を行う熱消費機器に少なくとも一時的に伝達することを特徴とするものである。
【０００８】
圧縮プロセス中に生じる圧縮熱を利用するための本発明による方法の幾つかの有利な変形形態は従属請求項の主題を形成するものであり、これらは以下の通りの特徴を備えている。すなわち、
・本発明による方法を圧縮ガス充填設備に適用し、該圧縮ガス充填設備内でガス燃料、即ち天然ガス又は水素を単段又は多段圧縮する。
・冷媒循環回路内で循環する冷媒を水又はグリコール又はこれら両者から成るものとする。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態を概略的に示す系統図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
圧縮プロセス中に生じる圧縮熱を建造物の空調・暖房加熱又は用水の加熱のために利用する本発明による方法並びにその変形形態を、図示の例を参照して以下に詳述するが、図１の系統図は、本発明による方法の実施形態を概略的に示すに過ぎないものである。
【００１１】
被圧縮ガス媒体は導管１から予備圧縮機Ｖ１に導かれ、この呼び圧縮機によって予め定められた中間圧力に予備圧縮される。天然ガス又は水素などの圧縮ガス充填設備の場合、この中間圧力は１２〜２７バールの範囲内である。予備圧縮されたガス媒体は、導管１’の途中に分岐接続された図示しない蓄ガス器に蓄えられ、或いは導管１’から直接に主圧縮機Ｖ２に導かれ、或いはこれら双方が同時に行われる。導管１’から送られてくるガス媒体は主圧縮機Ｖ２内で予め定められた最終圧力に圧縮される。天然ガス又は水素などの圧縮ガス充填設備の場合、最終圧力は２５０〜１０００バールの範囲内である。最終圧力に圧縮されたガス媒体は導管１”から例えば自動車へ充填されるが、必要なら導管１”の途中に分岐接続された蓄ガス器ユニットに蓄えることもできる。尚、この例では二段圧縮であるが、被圧縮ガス媒体の圧縮は単段圧縮又は３段以上の多段圧縮でもよい。
【００１２】
予備圧縮機Ｖ１と主圧縮機Ｖ２は、それぞれ冷却系として熱交換器Ｅ１とＥ２を備えており、これは、図１では各圧縮機とそれに割り当てられた熱交換器との間を結ぶ破線で示されている。熱交換器Ｅ１とＥ２は、圧縮機Ｖ１とＶ２による各圧縮段おける圧縮プロセス中に生じる圧縮熱を放熱するように機能する。通常、圧縮熱による温度上昇は各圧縮段毎に５０〜１５０Ｋである。
【００１３】
二つの熱交換器Ｅ１とＥ２は一つの冷媒循環回路（２〜５）により結合されている。この冷媒循環回路には、個々のエネルギー利用設備に適合した冷媒が循環しており、この冷媒としては、原理的に単一成分又は多成分の冷媒を使用することができる。殆どのエネルギー利用設備では、冷媒として水を使用することが充分且つ実用的である。
【００１４】
図１には熱消費機器Ｅ３が例示されており、これは二次側入口導管６から送られてくる熱伝達媒体を受けとって内部で加熱（又は冷却）した熱伝達媒体を導管６’から送り出す向流熱交換器である。熱消費機器Ｅ３は、例えば暖房装置、空調装置、或いは用水加温用の装置であってもよく、この用水加温装置は、好ましくは吸収塔設備、吸着塔設備、又は乾燥蒸発冷却器（ＤＥＣ）の形態で実現可能である。暖房装置や空調装置の場合、導管６を介して熱消費機器Ｅ３に送られてくる媒体は空気であり、用水加温装置の場合は用水である。多くのエネルギー利用設備では熱消費機器が複数基設置されるが、必ずしもそれらの熱消費機器を常に同時に作動させる必要はない。
【００１５】
冷媒循環回路に追加の熱交換機Ｅ４を設けることは好ましいことであり、それにより、一基又は複数基の熱消費機器Ｅ３による「エネルギー消費」が不能又は不所望である場合においても圧縮プロセスで生じる熱エネルギーを例えば冷却水又は周囲大気へ熱伝達する形態で減衰又は消散することができる。
【００１６】
圧縮プロセス中に生じる圧縮熱の本発明による利用方法は、暖房加熱設備や空調設備を備えた建造物に必要な全てのエネルギー又は大部分のエネルギーを高いコスト効率で提供することができる。
【００１７】
圧縮プロセス中に生じる圧縮熱の本発明による利用方法は、圧縮プロセスを実行している既存プロセス設備又はシステムにおいても追加措置として実施することができる。
【図１】
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