(57)【要約】【課題】コジェネレーションシステムの排熱を利用して、該システムに備えたガスタービン発電機から駆動電力を供給された水蒸気圧縮冷凍機が、省エネルギー型として運転成績係数（ＣＯＰ）を高める技術を提供する。【解決手段】ガスタービン発電機７は、発電機８、圧縮機９及びタービン１０を備えている。該ガスタービン発電機７はガスタービン発電機７の一種として、例えば、マイクロガスタービン発電機７１が採用されている。該ガスタービン発電機７から排出される燃焼廃ガスｃを加熱源として駆動する吸収冷凍機１４との組合せでコジェネレーションシステムが構成し、該吸収冷凍機１４で製造した冷水を一次冷却水として水蒸気圧縮冷凍機１５の凝縮器２４に供給する。一方、前記ガスタービン発電機７は発電機８からの電力を一般電源として供給し、また、水蒸気圧縮冷凍機１５へ圧縮機２３の駆動電力として供給する。【選択図】図１
2004069087.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電機、該発電機の回転軸に連結された圧縮機及びタービンでなるガスタービン発電機と、該ガスタービン発電機の燃焼廃ガス側に接続されかつ再生器及び蒸発器、吸収器、凝縮器を備え、該ガスタービン発電機から排出される燃焼廃ガスを加熱源として駆動する吸収冷凍機との組合せで構成されたコジェネレーションシステムに於いて、該ガスタービン発電機からの駆動電力で動作しかつ一次冷却水を前記吸収冷凍機の蒸発器から導入する水蒸気圧縮冷凍機を備えたことを特徴とするコジェネレーションシステムを利用した空調装置。
【請求項２】
発電機、該発電機の回転軸に連結された圧縮機及びタービンでなるガスタービン発電機と、該ガスタービン発電機の燃焼廃ガス側に接続されかつ再生器及び蒸発器、吸収器、凝縮器を備え、該ガスタービン発電機から排出される燃焼廃ガスを加熱源として駆動する吸収冷凍機との組合せで構成されたコジェネレーションシステムに於いて、該ガスタービン発電機からの駆動電力で動作しかつ一次冷却水を前記吸収冷凍機の蒸発器から導入する水蒸気圧縮冷凍機を備え、該水蒸気圧縮冷凍機の出力側に氷蓄熱槽を介して熱交換器を配置してなることを特徴とするコジェネレーションシステムを利用した空調装置。
【請求項３】
発電機、該発電機の回転軸に連結された圧縮機及びタービンでなるガスタービン発電機と、該ガスタービン発電機の燃焼廃ガス側に接続されかつ再生器及び蒸発器、吸収器、凝縮器を備え、該ガスタービン発電機から排出される燃焼廃ガスを加熱源として駆動する吸収冷凍機との組合せで構成されたコジェネレーションシステムに於いて、該ガスタービン発電機からの駆動電力で動作しかつ一次冷却水を前記吸収冷凍機の蒸発器から導入する水蒸気圧縮冷凍機と、前記吸収冷凍機の再生器からの加熱利用後の前記燃焼廃ガスを導入しかつ除湿された空気を室内に供給するデシカント空調機とを備えたことを特徴とするコジェネレーションシステムを利用した空調装置。
【請求項４】
前記デシカント空調機が、前記吸収冷凍機の再生器からの加熱利用後の前記燃焼廃ガスを導入し除湿する除湿ロータと、該除湿ロータから流送された外気を温度交換する顕熱交換ロータとで構成したことを特徴とする請求項３記載のコジェネレーションシステムを利用した空調装置。
【請求項５】
前記水蒸気圧縮冷凍機が、蒸発器と、該蒸発器からの水蒸気を所定条件で加圧する圧縮機と、該圧縮機から加圧され高温になった水蒸気を前記吸収冷凍機の蒸発器から導入した一次冷却水で凝縮する凝縮器とを備えたことを特徴とする請求項１、２又は３記載のコジェネレーションシステムを利用した空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスタービン発電機から発生した排熱エネルギー及び電気エネルギーを有効活用して水蒸気圧縮冷凍機の運転効率を高めたコジェネレーションシステムを利用した空調装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から冷凍、空調システムに於ける冷媒としては、大別してフロン系冷媒と自然冷媒がある。前者は、成層圏オゾン層を破壊する物質であり、オゾン層破壊が進行すれば、皮膚がんや白内障の増加や人体の免疫力低下等人間の健康への悪影響のほかに、農作物の収穫減少を惹起すると共に浅海域に於けるプランクトンの減少等で生態系への影響が大となるものであった。
【０００３】
而して、最近の冷凍、空調システムは、これらの対応策として後者のように、水、空気、炭化水素等の自然界に存在する物質を冷媒とした自然冷媒によるもので、特に、環境対応性や安全性又は経済性に優れている水を冷媒としたものに変遷しつつある。
【０００４】
ここで、従来の技術に於ける冷凍機の一種である水蒸気圧縮冷凍機について説明する。図４は、従来の技術に於ける水蒸気圧縮冷凍機による空調装置の一例を示す構成図である。１は水蒸気圧縮冷凍機であって、蒸発器１ａ、圧縮機１ｂ及び凝縮器１ｃを備えている。該蒸発器１ａは氷蓄熱槽２から循環水３を導くと共に、前記圧縮機１ｂの運転によって、低圧に保持しつつ循環冷水ポンプ３ａで流送された当該循環冷水３の一部を蒸発させる。該圧縮機１ｂは当該蒸発器１ａから導入された水蒸気を所定の条件で加圧する。前記凝縮器１ｃは前記圧縮機１ｂで加圧されかつ高温になった水蒸気を導入し、これを外部に設置した冷却塔４から冷却水ポンプ４ｂで導いた冷却水４ａで冷却し、凝縮する。
【０００５】
また、前記氷蓄熱槽２は、前記蒸発器１ａから氷スラリーポンプ２ａを介して低温氷スラリー１ｄを貯留する。該氷蓄熱槽２では、冷熱用熱交換器５から氷融解水５ａを導き、低温の氷スラリーの氷融解作用を行う。そして、該氷融解水５ａすなわち冷水は、解氷水ポンプ５ｂで該冷熱用熱交換器５に圧送される。該冷熱用熱交換器５は熱取出しサイクルとして冷房負荷６等に冷水ポンプ５ｃで冷水を循環流送する。
尚、図中、２ｂは前記氷蓄熱槽２に供給する補給水であり、調整弁２ｃによりその供給量を調整する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術は、叙上のような構成、作用であるので、次の課題が存在した。
▲１▼前記水蒸気圧縮冷凍機１内の凝縮器１ｃへ流送する冷却水４ａを生成するために冷却塔４を設置する必要があり、外気温度と共に冷却水温度が変化し、特に冷却水温度が上昇する夏期には該水蒸気圧縮冷凍機１の運転成績係数（ＣＯＰ）が向上しない故に、安定して冷媒を流送すること及び氷蓄熱槽２による製氷や氷融解水５ａを流送することが容易でないという問題点があった。
【０００７】
▲２▼また、従来の技術に於ける空調装置は外部からの排熱エネルギーを活用することがなく、当該水蒸気圧縮冷凍機１を駆動するための電力が余分に掛り、装置が大規模化すると共に設置費用やランニングコストが大幅に嵩むという問題点があった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、発電機、該発電機の回転軸に連結された圧縮機及びタービンでなるガスタービン発電機と、該ガスタービン発電機の燃焼廃ガス側に接続された吸収冷凍機との組合せで構成されたコジェネレーションシステムからの排熱エネルギー及び電気エネルギーを有効活用して導入する水蒸気圧縮冷凍機を備え、該水蒸気圧縮冷凍機の運転成績係数（ＣＯＰ）を向上させ、もって本装置の小規模化や本機のランニングコストの低廉化及び安定した空調作用を実施させることを目的としたものであって、次の構成、手段から成立する。
【０００９】
請求項１記載の発明によれば、発電機、該発電機の回転軸に連結された圧縮機及びタービンでなるガスタービン発電機と、該ガスタービン発電機の燃焼廃ガス側に接続されかつ再生器及び蒸発器、吸収器、凝縮器を備え、該ガスタービン発電機から排出される燃焼廃ガスを加熱源として駆動する吸収冷凍機との組合せで構成されたコジェネレーションシステムに於いて、該ガスタービン発電機からの駆動電力で動作しかつ一次冷却水を前記吸収冷凍機の蒸発器から導入する水蒸気圧縮冷凍機を備えたことを特徴とするコジェネレーションシステムを利用した空調装置である。
【００１０】
請求項２記載の発明によれば、発電機、該発電機の回転軸に連結された圧縮機及びタービンでなるガスタービン発電機と、該ガスタービン発電機の燃焼廃ガス側に接続されかつ再生器及び蒸発器、吸収器、凝縮器を備え、該ガスタービン発電機から排出される燃焼廃ガスを加熱源として駆動する吸収冷凍機との組合せで構成されたコジェネレーションシステムに於いて、該ガスタービン発電機からの駆動電力で動作しかつ一次冷却水を前記吸収冷凍機の蒸発器から導入する水蒸気圧縮冷凍機を備え、該水蒸気圧縮冷凍機の出力側に氷蓄熱槽を介して熱交換器を配置してなることを特徴とするコジェネレーションシステムを利用した空調装置である。
【００１１】
請求項３記載の発明によれば、発電機、該発電機の回転軸に連結された圧縮機及びタービンでなるガスタービン発電機と、該ガスタービン発電機の燃焼廃ガス側に接続されかつ再生器及び蒸発器、吸収器、凝縮器を備え、該ガスタービン発電機から排出される燃焼廃ガスを加熱源として駆動する吸収冷凍機との組合せで構成されたコジェネレーションシステムに於いて、該ガスタービン発電機からの駆動電力で動作しかつ一次冷却水を前記吸収冷凍機の蒸発器から導入する水蒸気圧縮冷凍機と、前記吸収冷凍機の再生器からの加熱利用後の前記燃焼廃ガスを導入しかつ除湿された空気を室内に供給するデシカント空調機とを備えたことを特徴とするコジェネレーションシステムを利用した空調装置である。
【００１２】
請求項４記載の発明によれば、前記デシカント空調機が、前記吸収冷凍機の再生器からの加熱利用後の前記燃焼廃ガスを導入し除湿する除湿ロータと、該除湿ロータから流送された外気を温度交換する顕熱交換ロータとで構成したことを特徴とする請求項３記載のコジェネレーションシステムを利用した空調装置である。
【００１３】
請求項５記載の発明によれば、前記水蒸気圧縮冷凍機が、蒸発器と、該蒸発器からの水蒸気を所定条件で加圧する圧縮機と、該圧縮機から加圧され高温になった水蒸気を前記吸収冷凍機の蒸発器から導入した一次冷却水で凝縮する凝縮器とを備えたことを特徴とする請求項１、２又は３記載のコジェネレーションシステムを利用した空調装置である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づき、本発明に係るコジェネレーションシステムを利用した空調装置の実施の形態について詳細に説明する。
【００１５】
【発明の実施の形態１】
図１は、本発明に係る実施の形態１を示すものであって、コジェネレーションシステムを利用した空調装置の構成配置図である。
【００１６】
７はガスタービン発電機であって、発電機８、圧縮機９及びタービン１０を備えている。該ガスタービン発電機７は図２に示すようにガスタービン発電機７の一種として、例えば、マイクロガスタービン発電機７１が採用されている。図２に基づき、マイクロガスタービン発電機７１を説明し、該ガスタービン発電機７を明らかにする。
【００１７】
前記マイクロガスタービン発電機７１は、高速発電機８ａと、該高速発電機８ａに回転軸１１ａで直結した圧縮機９と、該圧縮機９に回転軸１１ｂで直結したタービン１０と、前記圧縮機９と前記タービン１０との間に空気通路１２ａ及び１２ｂを介して配置した燃焼器１３とを有している。そして、前記回転軸１１ａ及び回転軸１１ｂは同軸上に構成し、圧縮機９と、タービン１０と、高速発電機８ａとを直結配置している。而して、前記高速発電機８ａの外部から導入された吸気ａは該高速発電機８ａに配備されたフィルタ１３内を流過し、該吸気ａに含有している塵埃を除去した清浄空気として圧縮機９に導入する。そして、該吸気ａは該圧縮機９により圧縮昇圧されて燃焼用空気となり、前記空気通路１２ａに流入され、前記燃焼器１３に供給する。
【００１８】
一方、該燃焼器１３は燃焼ガスｂを導入して、これを直接噴射し、空気通路１２ｂを通してタービン１０に供給する。該タービン１０はタービン翼（図示せず）を回転し、その回転力を回転軸１１ｂ、１１ａに伝達して圧縮機９及び高速発電機８ａの回転子を回転駆動する。そして、前記タービン１０は通路１０ａを介して燃焼廃ガスｃを排出し、後述する吸収冷凍機１４に供給する。また、該高速発電機８ａは電力を発生し、一般電源へ供給すると共に、別置した後述する水蒸気圧縮冷凍機１５に駆動電力として供給する。
【００１９】
ここで、発電機８、該発電機８の回転軸１１ａに連結された圧縮機９及びタービン１０でなるガスタービン発電機７と、該ガスタービン発電機７の燃焼廃ガスｃ１側に接続されかつ後述する再生器、蒸発器、吸収器及び凝縮器を備えてあって、該ガスタービン発電機７から排出される燃焼廃ガスｃ１を加熱源として駆動する吸収冷凍機１４との組合せでコジェネレーションシステムが構成される。
【００２０】
１４は吸収冷凍機であって、蒸発器１６、吸収器１７、再生器１８及び凝縮器１９を備えて構成されている。該吸収冷凍機１４は水を冷媒、臭化リチウム溶液を吸収剤とし、前記燃焼廃ガスｃ１をエネルギー源とした冷凍機である。該蒸発器１６は、前記水蒸気圧縮冷凍機１５から一次冷却水ポンプ１５ａで取入れた一次冷却水１５ｂを導くと共に、熱交換器１６ａを介して該一次冷却水１５ｂを所定の温度まで冷却する。一方、該吸収冷凍機１４の運転によって前記蒸発器１６内は低圧に保持され前記凝縮器１９から流送された水の一部を蒸発させる。そして、蒸発した水蒸気は当該吸収冷凍機１４の付帯設備としての冷却塔２０に接続する冷却用熱交換器１７ａを備えた前記吸収器１７の臭化リチウム溶液に吸収される。１７ｂは溶液ポンプであり、該水蒸気を吸収して希溶液となった前記臭化リチウム溶液を前記再生器１８に流送する。該再生器１８では、流送された前記臭化リチウム溶液を前記燃焼廃ガスｃ１で加熱することにより、前記臭化リチウム溶液から前記水蒸気を分離し、該水蒸気が前記凝縮器１９に流れ込む。
【００２１】
前記吸収冷凍機１４の凝縮器１９は前記再生器１８から発生した前記水蒸気を二次冷却水２０ａにより冷却して、凝縮液化する。そして、凝縮液化した水は冷媒（水）として再び蒸発器１６に供給され、水蒸気が分離し濃溶液となった臭化リチウム溶液は再び吸収器１７に供給される。このように前記吸収冷凍機１４は、冷媒が水から水蒸気へ、更に水へと相変化すると共に、臭化リチウム溶液が濃溶液から希溶液へ、更に濃溶液へと変化する。
２１は真空ポンプであり、前記凝縮器１９に蓄積された水蒸気及び水に含まれていた空気の一部を排出する。
図中、２０ｂは二次冷却水ポンプであり、冷却塔２０から吸収器１７及び凝縮器１９へ二次冷却水２０ａを流送する。
【００２２】
前記冷却塔２０は、前記吸収冷凍機１４の付帯設備であり、前記凝縮器１９から導かれた二次冷却水２０ａを二次冷却水ポンプ２０ｂにより吸収器１７から凝縮器１９へ循環流送する。また、前記冷却塔２０は前記凝縮器１９に於いて、水蒸気を凝縮することで温度上昇した二次冷却水２０ａの熱を大気に放出する機能を有する。
【００２３】
次に、冷凍機の一種である水蒸気圧縮冷凍機１５について説明する。１５は水蒸気圧縮冷凍機であって、蒸発器２２、圧縮機２３及び凝縮器２４を備えている。該凝縮器２４は、前記吸収冷凍機１４の蒸発器１６とカスケード接続され、一次冷却水１５ｂを導入している。該蒸発器２２は氷蓄熱槽２５から循環冷水２６を導くと共に、前記圧縮機２３の運転によって、低圧に保持しつつ循環冷水ポンプで流送された当該循環冷水２６の一部を蒸発させる。該圧縮機２３は、前記ガスタービン発電機７から供給された駆動電力で動作して、当該蒸発器２２から導入された水蒸気を所定の条件で加圧する。前記凝縮器２４は前記圧縮機２３で加圧されかつ高温になった水蒸気を導入し、これを外部に設置した吸収冷凍機１４に備えた蒸発器１６から一次冷却水ポンプ１５ａで導いた冷水、すなわち一次冷却水１５ｂで冷却し、凝縮する。
【００２４】
また、前記氷蓄熱槽２５は、前記蒸発器２２から氷スラリーポンプ２６ａを介して低温氷スラリー２５ａを貯留する。該氷蓄熱槽２５では、冷熱用熱交換器２７から氷融解水を導き、低温氷スラリー２５ａの氷融解作用を行う。そして、該氷融解水２５ａすなわち冷水は、解氷水ポンプ２５ｂで該冷熱用熱交換器２７に圧送される。該冷熱用熱交換器２７は熱取出しサイクルとして冷房負荷等に冷水ポンプ２７ａで冷水を循環流送する。
尚、図中、２６ｂは前記氷蓄熱槽２５に供給する補給水である。
【００２５】
次に、本発明に係るコジェネレーションシステムを利用した空調装置の実施の形態１の動作の特徴を説明すれば、前記ガスタービン発電機７の燃焼器１３に燃焼ガスｂを導入し、該燃焼器１３の動作により空気通路１２ｂを介してタービン１０に供給する。タービン１０はタービン翼を回転し、圧縮機９及び発電機８を回転駆動する。而して、該タービン発電機７から燃焼廃ガスｃ１が加熱源として吸収冷凍機１４の再生器１８に流入され、該吸収冷凍機１４を駆動し、製造した冷水を一次冷却水として、前記水蒸気圧縮冷凍機１５へ供給する。一方、前記ガスタービン発電機７は発電機８からの電力を一般電源として供給し、また、水蒸気圧縮冷凍機１５へ圧縮機２３の駆動電力として供給する。この場合、タービン発電機７の発電量の一部が該水蒸気圧縮冷凍機１５の圧縮動力すなわち駆動電力として使用できることで当該水蒸気圧縮冷凍機１５は別異の電源を必要としない特徴を有し、省電力化を実現し、併せて夜間運転時に氷蓄熱動作を行い安定して製氷及び冷水を確保できる動作をする。そして、該水蒸気圧縮冷凍機１５の小型化若しくは小規模化が図れる。
【００２６】
このように、タービン発電機７からの燃焼ガスｃ１の燃焼エネルギーを完全に吸収冷凍機１４に取込み、その排熱が無駄なく有効に活用され、例えば、該吸収冷凍機１４で約７℃の冷水を製造し、この冷水を一次冷却水１５ｂとして水蒸気圧縮冷凍機１５に利用することができる。このため従来の技術に比較し該水蒸気圧縮冷凍機１５は別置冷却塔を具備する必要がなく、また約７℃という低温度の冷水を一次冷却水１５ｂとして使用することで、その運転成績係数（ＣＯＰ）を、試算によれば、冷却塔による約３２℃の冷却水を使用した場合が数値６程度であるのに対して、数値１６まで高めることができる。さらに、約３２℃の冷却水を使用する場合は、前記圧縮機２３によって水蒸気を圧力比で約１０倍に圧縮する必要があるのに対して、約７℃の冷却水を使用する場合は、これが約３倍程度の圧縮で十分であるため、該圧縮機２３が小型化し、前記水蒸気圧縮冷凍機１５全体を小型軽量化することができる。
また、前記水蒸気圧縮冷凍機１５の蒸発器２２から氷スラリーポンプ２６ａを介して低温氷スラリー２５ａを蓄熱槽２５に貯留する。そして、該蓄熱槽２５から氷融解水２５ａを解氷水ポンプ２５ｂで冷熱用熱交換器２７に圧送し、冷房負荷に冷却ポンプ２７ａで冷水を循環流送する。
【００２７】
【発明の実施の形態２】
図３は、本発明に係る実施の形態２を示すものであって、コジェネレーションシステムを利用した空調装置の構成配置図である。
【００２８】
２８はデシカント空調機であって、主として、除湿ロータ２９と、顕熱交換ロータ３０とを備え、構成されている。該デシカント空調機２８は、乾燥剤（吸湿剤）を用いて空気中の湿気を除去する機能を有する空調機である。該デシカント空調機２８は、図３に示すように前記本発明に係る実施の形態１に備えた前記吸収冷凍機１４の再生器１８から排出される燃焼廃ガスｃ２を導入し、外気を快適な除湿空気として室内に供給する。
【００２９】
前記デシカント空調機２８の除湿ロータ２９は、円盤の形状をなしており、面積比で１／２を占める下半円部で湿分を吸着し、同じく面積比で１／２を占める上半円部で吸着した水分を放出させ、低速回転することによって、湿分の吸着と放出を連続的に行っている。また、排気ファン２９ａを備え、上半円部に前記燃焼廃ガスｃ２を導いている。前記顕熱交換ロータ３１は前記除湿ロータ２９の後段に配置してあって、給気ファン３１ａ及び排気ファン３１ｂを備えてあり、冷却された室内空気と除湿された外気を温度交換する機能を有する。
【００３０】
本発明に係る実施の形態２の他の構成は、図１及び図２に示す前記本発明に係る実施の形態１の構成と同一であるので、同一番号、同一符号を付し、その説明を省略する。
【００３１】
次に、本発明に係るコジェネレーションシステムを利用した空調装置の実施の形態２の動作を説明すれば、前記吸収冷凍機１４の再生器１８から排出された燃焼廃ガスｃ２は除湿ロータ２９で吸着した湿分を蒸発させるための加熱源として利用される。そして、除湿するとき、給気ファン３１ａの運転によって、外気ｄが除湿ロータ２９の下半円部に導入され、低速回転している除湿ロータ２９を通過する際、ハニカムに湿分が吸着され吸着時に発生する吸着熱により比較的温度が高い乾燥空気となり、顕熱交換ロータ３１に送られる。該顕熱交換ロータ３１は、一方では前記除湿ロータ２９からの乾燥空気を導入し、他方では排気ファン３１ｂによって導入される室内空気ｆと温度交換させ、快適な除湿空気ｅを室内へ供給する。
また前記除湿ロータ２９の上半円部では、前記排気ファン２９ａの運転によって前記燃焼廃ガスｃ２を導入し、該除湿ロータ２９の下半円部で湿分を吸着したハニカムから湿分を加熱蒸発させ、屋外に放出する。
【００３２】
このように、本発明に係るコジェネレーションシステムを利用した空調装置の実施の形態２によれば、前記吸収冷凍機１４から排出された燃焼廃ガスｃをデシカント空調機２８の除湿ロータ２９を吸着した湿分を蒸発させるための加熱源とし有効活用するので、該デシカント空調機２８のランニングコストの低減及び省エネルギー化を図り、屋外の新鮮な外気と室内の汚れた空気とを効率的に交換でき、ＣＯ２（二酸化炭素）の排出量も大幅に低減でき、地球環境に適合したデシカント空調機２８を提供することができる。
尚、本発明に係る実施の形態２に於ける他の動作は前述した実施の形態１と略同一であるので、その説明を省略する。
【００３３】
【発明の効果】
本発明に係るコジェネレーションシステムを利用した空調装置は、上述した構成、動作を有するので次の効果がある。
【００３４】
請求項１記載の発明によれば、発電機、該発電機の回転軸に連結された圧縮機及びタービンでなるガスタービン発電機と、該ガスタービン発電機の燃焼廃ガス側に接続されかつ再生器及び蒸発器、吸収器、凝縮器を備え、該ガスタービン発電機から排出される燃焼廃ガスを加熱源として駆動する吸収冷凍機との組合せで構成されたコジェネレーションシステムに於いて、該ガスタービン発電機からの駆動電力で動作しかつ一次冷却水を前記吸収冷凍機の蒸発器から導入する水蒸気圧縮冷凍機を備えたことを特徴とするコジェネレーションシステムを利用した空調装置を提供する。
このような構成としたので、コジェネレーションシステムを利用してガスタービン発電機から排出する燃焼廃ガスを加熱源として吸収冷凍機を駆動できると共に、該ガスタービン発電機からの駆動電力を有効活用して水蒸気圧縮冷凍機を動作させかつ前記吸収冷凍機から約７℃の一次冷却水を導入利用するので、該水蒸気圧縮冷凍機の圧縮機の圧縮動力が減り、該圧縮機が小型化し、運転成績係数（ＣＯＰ）を例えば数値１６程度に高めること、及び該水蒸気圧縮冷凍機を小型軽量化することができる。またコジェネレーションシステムによる発電量の一部を圧縮動力として該水蒸気圧縮冷凍機に別異の電源を備えることなく利用でき、省電力化を促進し、本システムを実用性の高いものとする効果がある。
【００３５】
請求項２記載の発明によれば、発電機、該発電機の回転軸に連結された圧縮機及びタービンでなるガスタービン発電機と、該ガスタービン発電機の燃焼廃ガス側に接続されかつ再生器及び蒸発器、吸収器、凝縮器を備え、該ガスタービン発電機から排出される燃焼廃ガスを加熱源として駆動する吸収冷凍機との組合せで構成されたコジェネレーションシステムに於いて、該ガスタービン発電機からの駆動電力で動作しかつ一次冷却水を前記吸収冷凍機の蒸発器から導入する水蒸気圧縮冷凍機を備え、該水蒸気圧縮冷凍機の出力側に氷蓄熱槽を介して熱交換器を配置してなることを特徴とするコジェネレーションシステムを利用した空調装置を提供する。
このような構成としたので、コジェネレーションシステムに係るガスタービン発電機から排熱及び駆動電力を導出しており、これを有効活用できるので、夜間時等に於ける空調負荷の使用が比較的少ないとき、特に、当該水蒸気圧縮冷凍機が該蓄熱槽で製氷機能すなわち蓄熱を行わせ、空調負荷使用時に解氷作用を行わせ、合理的に小規模でもって安定した空調システムを提供し、製氷と解氷を常に一連の動作として行わせる効果がある。
【００３６】
請求項３記載の発明によれば、発電機、該発電機の回転軸に連結された圧縮機及びタービンでなるガスタービン発電機と、該ガスタービン発電機の燃焼廃ガス側に接続されかつ再生器及び蒸発器、吸収器、凝縮器を備え、該ガスタービン発電機から排出される燃焼廃ガスを加熱源として駆動する吸収冷凍機との組合せで構成されたコジェネレーションシステムに於いて、該ガスタービン発電機からの駆動電力で動作しかつ一次冷却水を前記吸収冷凍機の蒸発器から導入する水蒸気圧縮冷凍機と、前記吸収冷凍機の再生器からの加熱利用後の前記燃焼廃ガスを導入しかつ除湿された空気を室内に供給するデシカント空調機とを備えたことを特徴とするコジェネレーションシステムを利用した空調装置を提供する。
このような構成としたので、コジェネレーションシステムに於けるガスタービン発電機から排出され吸収冷凍機で加熱利用された後、再び排出される燃焼ガスをデシカント空調機の加熱源として有効活用したので、該デシカント空調機が別異の加熱源を要することなく、常に安定した空調動作を行わせ空調効率を高め、小型、小規模とした空調装置とする効果がある。
【００３７】
請求項４記載の発明によれば、前記デシカント空調機が、前記吸収冷凍機の再生器からの加熱利用後の前記燃焼廃ガスを導入し除湿する除湿ロータと、該除湿ロータから流送された外気を温度交換する顕熱交換ロータとで構成したことを特徴とする請求項３記載のコジェネレーションシステムを利用した空調装置を提供する。
このような構成としたので、デシカント空調機が外気を適切に除湿又は温度交換させると共に、屋外の新鮮な外気と室内の汚れた空気とを効率的に交換できる空調機とすることができる効果がある。
【００３８】
請求項５記載の発明によれば、前記水蒸気圧縮冷凍機が、蒸発器と、該蒸発器からの水蒸気を所定条件で加圧する圧縮機と、該圧縮機から加圧され高温になった水蒸気を前記吸収冷凍機の蒸発器から導入した一次冷却水で凝縮する凝縮器とを備えたことを特徴とする請求項１、２又は３記載のコジェネレーションシステムを利用した空調装置を提供する。
このような構成としたので、水蒸気圧縮冷凍機に備えた凝縮器の凝縮動作を促進し、該凝縮器の機能を向上させるに併せて、該水蒸気圧縮冷凍機の更なる小型、軽量であって省エネルギー型として実用性の高い水蒸気圧縮冷凍機とする効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るコジェネレーションシステムを利用した空調装置の実施の形態１を示した構成配置図である。
【図２】本発明に係るコジェネレーションシステムを利用した空調装置の実施の形態１に備えたガスタービン発電機の構成例を示す概要図である。
【図３】本発明に係るコジェネレーションシステムを利用した空調装置の実施の形態２を示した構成配置図である。
【図４】従来の技術に於ける水蒸気圧縮冷凍機による空調装置一例を示す構成図である。
【符号の説明】
１　　　　　　　水蒸気圧縮冷凍機
１ａ　　　　　　蒸発器
１ｂ　　　　　　圧縮機
１ｃ　　　　　　凝縮器
２　　　　　　　氷蓄熱槽
２ａ　　　　　　氷スラリーポンプ
２ｂ　　　　　　補給水
２ｃ　　　　　　調整弁
３　　　　　　　循環水
４　　　　　　　冷却塔
４ａ　　　　　　冷却水
４ｂ　　　　　　冷却水ポンプ
５　　　　　　　冷熱用熱交換器
５ａ　　　　　　氷融解水
５ｂ　　　　　　解氷水ポンプ
５ｃ　　　　　　冷水ポンプ
６　　　　　　　冷房負荷
７　　　　　　　ガスタービン発電機
７１　　　　　　マイクロガスタービン発電機
８　　　　　　　発電機
８ａ　　　　　　高速発電機
９　　　　　　　圧縮機
１０　　　　　　タービン
１０ａ　　　　　タービンの通路
１１ａ、１１ｂ　回転軸
１２ａ、１２ｂ　空気通路
１３　　　　　　燃焼器
１４　　　　　　吸収冷凍機
１５　　　　　　水蒸気圧縮冷凍機
１５ａ　　　　　一次冷却水ポンプ
１５ｂ　　　　　一次冷却水
１６　　　　　　蒸発器
１７　　　　　　吸収器
１７ａ　　　　　冷却用熱交換器
１７ｂ　　　　　溶液ポンプ
１８　　　　　　再生器
１９　　　　　　凝縮器
２０　　　　　　冷却塔
２０ａ　　　　　二次冷却水
２０ｂ　　　　　二次冷却水ポンプ
２１　　　　　　真空ポンプ
２２　　　　　　蒸発器
２３　　　　　　圧縮機
２４　　　　　　凝縮器
２５　　　　　　氷蓄熱槽
２５ａ　　　　　低温氷スラリー
２６　　　　　　循環冷水
２６ａ　　　　　氷スラリーポンプ
２６ｂ　　　　　補給水
２７　　　　　　冷熱用熱交換器
２７ａ　　　　　冷水ポンプ
２８　　　　　　デシカント空調機
２９　　　　　　除湿ロータ
２９ａ　　　　　排気ファン
３１　　　　　　顕熱交換ロータ
３１ａ　　　　　給気ファン
３１ｂ　　　　　排気ファン
ａ　　　　　　　吸気
ｂ　　　　　　　燃焼ガス
ｃ　　　　　　　燃焼廃ガス
ｄ　　　　　　　外気
ｅ　　　　　　　除湿空気
ｆ　　　　　　　室内空気
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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