(57)【要約】【課題】燃焼式の発電機の燃焼廃熱を利用して、０℃以下の冷凍能力を発揮させる。【解決手段】燃焼式の発電機２と、再生器１１、凝縮器１３、蒸発器１４及び吸収器１５などを含む機器類に熱操作流体を循環して成る吸収式冷凍機３と、圧縮機２１、凝縮器２２、膨張弁２６及び蒸発器２７などから冷媒回路が構成された蒸気圧縮式冷凍機４とを備え、発電機２からの燃焼廃熱により、吸収式冷凍機３の再生器１１を加熱すると共に、この吸収式冷凍機３の蒸発器１４により、蒸気圧縮式冷凍機４の冷媒回路の高圧側冷媒を冷却する。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼式の発電機と、
再生器、凝縮器、蒸発器及び吸収器などを含む機器類に熱操作流体を循環して成る吸収式冷凍機と、
圧縮機、凝縮器、減圧装置及び蒸発器などから冷媒回路が構成された蒸気圧縮式冷凍機とを備え、
前記発電機からの燃焼廃熱により、前記吸収式冷凍機の再生器を加熱すると共に、該吸収式冷凍機の蒸発器により、前記蒸気圧縮式冷凍機の冷媒回路の高圧側冷媒を冷却することを特徴とする廃熱回収式冷却システム。
【請求項２】
前記吸収式冷凍機の蒸発器により、前記蒸気圧縮式冷凍機の圧縮機のディスーパーヒーター又はオイルクーラーを冷却することを特徴とする請求項１の廃熱回収式冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃焼式の発電機の廃熱を利用した冷却システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より例えば特開平１０−３８４０３号公報に示されるような水−臭化リチウム吸収式冷凍機は、ガスタービン式やエンジン駆動式などの燃焼式の発電機の燃焼廃熱を利用して駆動され、冷水を生成することに用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、係る冷却システムでは冷水の生成は可能となるものの、０℃以下の冷凍能力を発揮させて物品の冷蔵や冷凍を行うことはできなかった。
【０００４】
本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、燃焼式の発電機の燃焼廃熱を利用して、０℃以下の冷凍能力を発揮させることができる冷却システムを提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の廃熱回収式冷却システムは、燃焼式の発電機と、再生器、凝縮器、蒸発器及び吸収器などを含む機器類に熱操作流体を循環して成る吸収式冷凍機と、圧縮機、凝縮器、減圧装置及び蒸発器などから冷媒回路が構成された蒸気圧縮式冷凍機とを備え、発電機からの燃焼廃熱により、吸収式冷凍機の再生器を加熱すると共に、この吸収式冷凍機の蒸発器により、蒸気圧縮式冷凍機の冷媒回路の高圧側冷媒を冷却するようにしているので、発電機の燃焼廃熱を利用して吸収式冷凍機の蒸発器により冷却作用を発揮させ、この蒸発器の冷却作用を利用して蒸気圧縮式冷凍機の冷媒回路の高圧側冷媒を冷却することが可能となる。
【０００６】
即ち、燃焼式の発電機の廃熱を利用し、結果として蒸気圧縮式冷凍機の冷凍効果を増大させ、エネルギーの有効利用と消費電力の削減を図りながら、蒸気圧縮式冷凍機の蒸発器において０℃以下の冷凍能力を発揮させることが可能となるものである。
【０００７】
請求項２の発明の廃熱回収式冷却システムは、上記に加えて吸収式冷凍機の蒸発器により、蒸気圧縮式冷凍機の圧縮機のディスーパーヒーター又はオイルクーラーを冷却するので、蒸気圧縮式冷凍機における更なる消費電力の削減とエネルギーの有効利用を図ることができるようになるものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の一実施形態を詳述する。図１は本発明の冷却システム１の構成図である。実施例の冷却システム１は、燃焼式の発電機の一例としてマイクロガスタービン発電機２と、水−臭化リチウムを熱操作流体とした吸収式冷凍機３と、Ｒ−１３４ａ（他にＲ−２２、Ｒ−４０４ａなど）冷媒を用いる蒸気圧縮式冷凍機４とから構成される。
【０００９】
前記マイクロガスタービン発電機２はタービン６と燃焼器７、ＧＴ再生器８及び煙道９などから構成されており、燃焼器７にてガスを燃焼させ、タービン６を回転させて発電を行う。燃焼器７からの排気は煙道９を通り排出される。
【００１０】
一方、前記吸収式冷凍機３は、冷媒に水を、吸収液に臭化リチウム（ＬｉＢｒ）水溶液を使用している。１１は再生器であり、マイクロガスタービン発電機２の煙道９に交熱的に配置されている。１２は分離器、１３は凝縮器、１４は蒸発器、１５は吸収器、１６はポンプ、１７は溶液熱交換器であり、これらの機器は図１に示すように配管接続されている。尚、１８は凝縮器１３を空冷する送風機であり、１９は吸収器１５を空冷する送風機である。
【００１１】
マイクロガスタービン発電機２において発電を行われ、煙道９を排気が流れると、この排気からの燃焼廃熱によって再生器１１が加熱される。この再生器１１で溶液が加熱されると、再生器１１で溶液から蒸発分離した冷媒は分離器１２に入り、分離器１２内で中間吸収液を加熱凝縮して凝縮器１３に入る。分離器１２で中間吸収液から分離した冷媒は凝縮器１３へ流れ、凝縮液化した後、蒸発器１４へ流れる。
【００１２】
蒸発器１４では冷媒液が蒸発し、このときの気化熱によって冷却作用を発揮する。そして、蒸発器１４で蒸発した冷媒は吸収器１５に流れ、上方から散布される吸収液に吸収される。
【００１３】
冷媒を吸収して濃度の薄くなった吸収器１５の吸収液が、ポンプ１６の運転により溶液熱交換器１７を経て再生器１１へ送られる。再生器１１に入った吸収液は、煙道９を通る排気からの燃焼廃熱により加熱されて冷媒が蒸発し、中濃度の吸収液となって分離器１２に入る。
【００１４】
そして、ここで吸収液は再生器１１から流れて来た冷媒蒸気によって加熱され、更に冷媒が蒸発分離されて濃度が高くなる。高濃度になった吸収液は溶液熱交換器１７を経て吸収器１５へ流れ、上方から散布される。
【００１５】
他方、前記蒸気圧縮式冷凍機４は、例えばロータリ式の圧縮機２１、凝縮器２２、熱交換器２３、ディスーパーヒーター２４などから成るコンデンシングユニット３１と、減圧装置としての膨張弁２６、２６、蒸発器２７、２７などから成る冷却ユニット２９（低温ショーケースや冷蔵庫、空調機として利用）から構成され、これらが環状に配管接続されて冷媒回路が構成されている。尚、２８は凝縮器２２を空冷するための送風機である。
【００１６】
そして、圧縮機２１にて圧縮された高温・高圧のガス冷媒（Ｒ−１３４ａ）は、一旦ディスーパーヒーター２４に吐出され、そこで放熱した後、圧縮機２１に戻る。これによって、圧縮機２１の冷却を行う。圧縮機２１に戻ったガス冷媒は、次に凝縮器２２に吐出され、凝縮器２２にて凝縮液化され、熱交換器２３を経て膨張弁２６、２６に至る。この膨張弁２６、２６にて減圧された後、蒸発器２７、２７に流入して蒸発する。このときに周囲から熱を奪って冷却作用を発揮するが、このときの蒸発温度は−２０℃以下となる。各蒸発器２７、２７から出た低温冷媒は圧縮機２１に吸い込まれ、ここで再び圧縮されて吐出されることになる。
【００１７】
ここで、３２は水回路であり、吸収式冷凍機３の蒸発器１４と蒸気圧縮式冷凍機４の熱交換器２３及びディスーパーヒーター２４と交熱的に配設されている。この水回路３２内を流れる水（作動流体）は、前述の如く蒸発器１４にて生ずる冷却作用により冷却され、冷水となって熱交換器２３及びディスーパーヒーター２４に流れる。この冷水によって熱交換器２３内を流れる凝縮器２２から出た冷媒（高圧側冷媒）は過冷却され、また、ディスーパーヒーター２４においても冷媒を冷却することになる。尚、これら冷媒を冷却して温度上昇した水は、再び蒸発器１４に戻って冷却される循環を繰り返す。
【００１８】
このような構成により、マイクロガスタービン発電機２の燃焼廃熱を利用して吸収式冷凍機３が駆動され、蒸発器１４にて発揮される冷却作用で蒸気圧縮式冷凍機４の凝縮器２２を出た冷媒の過冷却を行い、また、ディスーパーヒーター２４の冷却が行われる。即ち、蒸気圧縮式冷凍機４の蒸発器２７、２７にて０℃以下の冷凍能力を発揮させるためにマイクロガスタービン発電機２の廃熱エネルギーを有効に利用できる。従って、蒸気圧縮式冷凍機４の圧縮機２１や送風機２８が消費する電力は大幅に削減される。また、ディスーパーヒーター２４を蒸発器１４で冷却することで、これらに使用される送風機の消費電力も削減される。
【００１９】
尚、実施例ではマイクロガスタービン発電機を使用したが、それに限らず、エンジン駆動式の発電機なども採用できる。また、実施例ではディスーパーヒーターを吸収式冷凍機３の蒸発器１４で冷却するようにしたが、圧縮機２１のオイルクーラーを冷却してもよい。
【００２０】
【発明の効果】
以上詳述した如く本発明によれば、燃焼式の発電機と、再生器、凝縮器、蒸発器及び吸収器などを含む機器類に熱操作流体を循環して成る吸収式冷凍機と、圧縮機、凝縮器、減圧装置及び蒸発器などから冷媒回路が構成された蒸気圧縮式冷凍機とを備え、発電機からの燃焼廃熱により、吸収式冷凍機の再生器を加熱すると共に、この吸収式冷凍機の蒸発器により、蒸気圧縮式冷凍機の冷媒回路の高圧側冷媒を冷却するようにしているので、発電機の燃焼廃熱を利用して吸収式冷凍機の蒸発器により冷却作用を発揮させ、この蒸発器の冷却作用を利用して蒸気圧縮式冷凍機の冷媒回路の高圧側冷媒を冷却することが可能となる。
【００２１】
即ち、燃焼式の発電機の廃熱を利用し、結果として蒸気圧縮式冷凍機の冷凍効果を増大させ、エネルギーの有効利用と消費電力の削減を図りながら、蒸気圧縮式冷凍機の蒸発器において０℃以下の冷凍能力を発揮させることが可能となるものである。
【００２２】
請求項２の発明によれば、上記に加えて吸収式冷凍機の蒸発器により、蒸気圧縮式冷凍機の圧縮機のディスーパーヒーター又はオイルクーラーを冷却するので、蒸気圧縮式冷凍機における更なる消費電力の削減とエネルギーの有効利用を図ることができるようになるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の冷却システムの構成図である。
【符号の説明】
１　冷却システム
２　マイクロガスタービン発電機
３　吸収式冷凍機
４　蒸気圧縮式冷凍機
９　煙道
１１　再生器
１３　凝縮器
１４　蒸発器
１５　吸収器
２１　圧縮機
２２　凝縮器
２３　熱交換器
２４　ディスーパーヒーター
２６　膨張弁
２７　蒸発器
３２　水回路
【図１】
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