(57)【要約】【課題】排ガスの熱エネルギから得られた温水が比較的低温の場合でも吸着式冷凍機の熱源水として十分に利用することのできる排ガスの熱エネルギ回収利用方法を提供する。【解決手段】排ガスの熱エネルギを温水として回収すると共に温水として回収された排ガスの熱エネルギを吸着式冷凍機の熱源水として利用するに際して、吸着式冷凍機１の吸着剤熱交換器１０から排出された冷却水を冷却する手段として、冷却水を地中熱と熱交換する地中熱交換器１５を用いて温水として回収された排ガスの熱エネルギを吸着式冷凍機の熱源水として利用する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガスの熱エネルギを温水として回収すると共に温水として回収された排ガスの熱エネルギを吸着式冷凍機の熱源水として利用する排ガスの熱エネルギ回収利用方法であって、前記吸着式冷凍機の吸着剤熱交換器から排出された冷却水を冷却する手段として前記冷却水を地中熱と熱交換する地中熱交換器を用いて前記温水として回収された排ガスの熱エネルギを吸着式冷凍機の熱源水として利用することを特徴とする排ガスの熱エネルギ回収利用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製鉄所、ごみ焼却施設などの各種工場で発生する排ガスから熱エネルギを回収して有効利用する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、製鉄所などで発生する排ガスのうち比較的高温のものについては、排ガスの熱エネルギを蒸気として回収すると共に、蒸気として回収された排ガスの熱エネルギを発電用蒸気タービンの駆動流体として利用している場合が多い（例えば、特許文献１，２参照）。しかし、１００℃以下の比較的低温の排ガスについては未利用のまま大気中に放出されている場合が多い。
そこで、比較的低温の排ガスが保有している熱エネルギを有効に利用するため、排ガスの熱エネルギを温水として回収すると共に温水として回収された排ガスの熱エネルギを吸着式冷凍機の熱源水として利用することが提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５６−２４２７号公報
【特許文献２】特開２００７−２５５３４９号公報
【特許文献３】特開平１１−２２３４１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、温水として回収された排ガスの熱エネルギを吸着式冷凍機の熱源水として利用する場合、吸着式冷凍機の吸着剤熱交換器から排出された冷却水を冷却する手段としてクーリングタワーと称される冷却塔を用いると、冷却塔から吸着式冷凍機に供給される冷却水の温度が外気温によって大きく変動する。特に、夏季では冷却塔から吸着式冷凍機に供給される冷却水の温度が３０℃前後となり、熱源水との温度差を大きく確保できなくなるため、吸着式冷凍機に熱源水として供給される温水が６０℃と比較的低温の場合には排ガスの熱エネルギから得られた温水を吸着式冷凍機の熱源水として利用することができなくなるという問題点があった、
本発明は上述した問題点に鑑みてなされたもので、排ガスの熱エネルギから得られた温水が比較的低温の場合でも吸着式冷凍機の熱源水として十分に利用することのできる排ガスの熱エネルギ回収利用方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明に係る排ガスの熱エネルギ回収利用方法は、排ガスの熱エネルギを温水として回収すると共に温水として回収された排ガスの熱エネルギを吸着式冷凍機の熱源水として利用する排ガスの熱エネルギ回収利用方法であって、前記吸着式冷凍機の吸着剤熱交換器から排出された冷却水を冷却する手段として前記冷却水を地中熱と熱交換する地中熱交換器を用いて前記温水として回収された排ガスの熱エネルギを吸着式冷凍機の熱源水として利用することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係る排ガスの熱エネルギ回収利用方法によると、地中熱交換器で地中熱と熱交換した冷却水の温度が年間を通じて１５℃前後となり、これにより、吸着式冷凍機での熱源水と冷却水との温度差を夏季でも大きく確保できるため、排ガスの熱エネルギから得られた温水が比較的低温の場合でも吸着式冷凍機の熱源水として十分に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明に係る排ガスの熱エネルギ回収利用方法の一実施形態に使用される吸着式冷凍機の一例を示す図である。
【図２】冷媒を吸着する吸着剤としてシリカゲルを用いたときの吸着式冷凍機の冷媒吸着性能を示す線図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明に係る排ガスの熱エネルギ回収利用方法の一実施形態について説明する。
本発明に係る排ガスの熱エネルギ回収利用方法の一実施形態に使用される吸着式冷凍機の一例を図１に示す。図１に示される吸着式冷凍機１は蒸発器２、吸着器３，４及び凝縮器５を備えており、蒸発器２の内部には、冷媒の気化熱により水を冷却して冷水を得るための水冷管６が設けられているとともに、水冷管６に冷媒を散水して冷媒蒸気を発生させるための冷媒散水管７が設けられている。
【０００９】
吸着器３，４は、蒸発器２で発生した冷媒蒸気を取り入れる冷媒蒸気取入ダンパ８をそれぞれ有している。これらの冷媒蒸気取入ダンパ８は交互に開閉動作するようになっており、従って、蒸発器２で発生した冷媒蒸気は吸着器３，４に交互に導入されるようになっている。
また、吸着器３，４は冷媒蒸気取入ダンパ８から導入された冷媒蒸気をシリカゲル等の吸着剤９に吸着させるための吸着剤熱交換器１０をそれぞれ有しており、これらの吸着剤熱交換器１０には吸着剤９を加熱する熱源水と吸着剤９を冷却する冷却水が切替弁１４から交互に供給されるようになっている。
【００１０】
また、吸着器３，４は熱源水によって吸着剤９から蒸発した冷媒を凝縮器５に排出する冷媒蒸気排出ダンパ１１をそれぞれ有している。これらの冷媒蒸気排出ダンパ１１は交互に開閉動作するようになっており、従って、吸着器３，４の吸着剤９から蒸発した冷媒は凝縮器５に交互に導入されるようになっている。
凝縮器５は冷媒蒸気排出ダンパ１１から導入された冷媒蒸気を液化する冷媒凝縮管１２を有しており、この冷媒凝縮管１２により冷却されて凝縮した冷媒は冷媒液回収トレイ１３により回収された後、蒸発器２の冷媒散水管７に供給されるようになっている。
【００１１】
吸着式冷凍機１の吸着剤熱交換器１０から排出された冷却水は、切替弁１４を介して地中熱交換器１５に供給されるようになっている。この地中熱交換器１５は切替弁１４からの冷却水を地中熱と熱交換するものであって、地中熱交換器１５で地中熱と熱交換した冷却水は吸着剤９を冷却する冷却水として吸着式冷凍機１の吸着剤熱交換器１０に切替弁１４を介して供給されるようになっている。
なお、吸着剤９を加熱する熱源水は排ガスの熱エネルギから温水を得る温水発生装置（図示せず）から切替弁１４を介して吸着式冷凍機１の吸着剤熱交換器１０に供給されるようになっている。
【００１２】
上述のように、排ガスの熱エネルギを温水として回収すると共に温水として回収された排ガスの熱エネルギを吸着式冷凍機１の熱源水として利用するに際して、吸着式冷凍機１の吸着剤熱交換器１０から排出された冷却水を冷却する手段として地中熱交換器１５を用いると、地中熱交換器１５で地中熱と熱交換した冷却水の温度が年間を通じて１５℃前後となり、これにより、吸着式冷凍機１での熱源水と冷却水との温度差を夏季でも大きく確保できるため、排ガスの熱エネルギから得られた温水が比較的低温の場合でも吸着式冷凍機１の熱源水として十分に利用することができる。
【００１３】
冷媒を吸着する吸着剤としてシリカゲルを用いたときの吸着式冷凍機の冷媒吸着性能を図２に示す。図２において縦軸は吸着式冷凍機の冷媒吸着量を示し、横軸は吸着式冷凍機の冷媒蒸気圧比を示している。また、図２においてＧＡは熱源水温度：６０℃、冷却水温度：３０℃、冷水温度：９℃の条件で吸着式冷凍機を運転したときの冷媒吸着量を示し、ＧＢは熱源水温度：６０℃、冷却水温度：１５℃、冷水温度：９℃の条件で吸着式冷凍機を運転したときの冷媒吸着量を示している。
【００１４】
図２に示すように、熱源水温度：６０℃、冷却水温度：１５℃、冷水温度：９℃の条件で吸着式冷凍機を運転した場合は、熱源水温度：６０℃、冷却水温度：３０℃、冷水温度：９℃の条件で吸着式冷凍機を運転した場合と比較して、冷媒吸着量が１０倍近い値になることがわかる。そして、冷媒吸着量が１０倍近い値になるということは吸着式冷凍機の出力Ｑも１０倍近い値になることから、熱源水温度：６０℃、冷却水温度：３０℃、冷水温度：９℃の条件で吸着式冷凍機を運転したときの成績係数をＣＯＰ＝Ｑ／（Ｑ＋ＱＬＯＳＳ）＝０．５／（０．５＋０．５）＝０．５とすると、熱源水温度：６０℃、冷却水温度：１５℃、冷水温度：９℃の条件で吸着式冷凍機を運転した場合は吸着式冷凍機の成績係数がＣＯＰ＝Ｑ／（Ｑ＋ＱＬＯＳＳ）＝５．０／（５．０＋０．５）＝０．９１となることがわかる。
【００１５】
したがって、上述した本発明の一実施形態のように、吸着式冷凍機１の吸着剤熱交換器１０から排出された冷却水を冷却する手段として地中熱交換器１５を用いることで、地中熱交換器１５で地中熱と熱交換した冷却水の温度が年間を通じて１５℃前後となり、これにより、吸着式冷凍機１での熱源水と冷却水との温度差を夏季でも大きく確保できるため、排ガスの熱エネルギから得られた温水が比較的低温の場合でも吸着式冷凍機１の熱源水として十分に利用することができる。
なお、地中熱交換器としては、図１に示したものに限られるものではない。たとえば、基礎杭を兼ねた地中熱交換器（特開２００５−６９５０７号公報参照）を用いてもよい。
【符号の説明】
【００１６】
１…吸着式冷凍機、２…蒸発器、３，４…吸着器、５…凝縮器、６…水冷管、７…冷媒散水管、８…冷媒蒸気取入ダンパ、９…吸着剤、１０…吸着剤熱交換器、１１…冷媒蒸気排出ダンパ、１２…冷媒凝縮管、１３…冷媒液回収トレイ、１４…切替弁、１５…地中熱交換器。
【図１】
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【図２】
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