JP2002061891A - Exhaust heat utilizing device - Google Patents

Exhaust heat utilizing device

Info

Publication number
JP2002061891A
JP2002061891A JP2000248894A JP2000248894A JP2002061891A JP 2002061891 A JP2002061891 A JP 2002061891A JP 2000248894 A JP2000248894 A JP 2000248894A JP 2000248894 A JP2000248894 A JP 2000248894A JP 2002061891 A JP2002061891 A JP 2002061891A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
air
exhaust gas
dehumidifying material
heat
exhaust
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000248894A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yutaka Watanabe
裕 渡邊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2000248894A priority Critical patent/JP2002061891A/en
Publication of JP2002061891A publication Critical patent/JP2002061891A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/12—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
    • F24F3/14—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification
    • F24F3/1411—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification by absorbing or adsorbing water, e.g. using an hygroscopic desiccant
    • F24F3/1423—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification by absorbing or adsorbing water, e.g. using an hygroscopic desiccant with a moving bed of solid desiccants, e.g. a rotary wheel supporting solid desiccants
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F6/00—Air-humidification, e.g. cooling by humidification
    • F24F6/12—Air-humidification, e.g. cooling by humidification by forming water dispersions in the air
    • F24F6/14—Air-humidification, e.g. cooling by humidification by forming water dispersions in the air using nozzles
    • F24F2006/146—Air-humidification, e.g. cooling by humidification by forming water dispersions in the air using nozzles using pressurised water for spraying
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2203/00—Devices or apparatus used for air treatment
    • F24F2203/10—Rotary wheel
    • F24F2203/1056—Rotary wheel comprising a reheater
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2203/00—Devices or apparatus used for air treatment
    • F24F2203/10—Rotary wheel
    • F24F2203/1068—Rotary wheel comprising one rotor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2203/00—Devices or apparatus used for air treatment
    • F24F2203/10—Rotary wheel
    • F24F2203/1088—Rotary wheel comprising three flow rotor segments

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Other Air-Conditioning Systems (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust heat utilizing device capable of supplying air of low temperature or low humidity, cooling and dehumidifying by using the heat of exhaust gas and continuously dehumidifying air to be conditioned. SOLUTION: The exhaust heat utilizing device employing the heat of the exhaust gas generated from a power generation apparatus (1) comprises a rotary cylindrical dehumidifying material (6) having a ventilating property in the direction of its rotation axis, first ventilating means (3, 3a) for separating water of the dehumidifying material by mixing air in the exhaust gas to allow the exhaust gas thus obtained to come into contact with the dehumidifying material, a second ventilating means (10) for supplying air to the dehumidifying material from which water is separated by the first ventilating means and a separating means for separating the exhaust gas from the air including the exhaust gas passing through the dehumidifying material due to the supply of the air by the second ventilating means.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロガスター
ビン等を用いたコージェネレーションシステムに適用さ
れる排熱活用装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a waste heat utilization apparatus applied to a cogeneration system using a micro gas turbine or the like.

【０００２】[0002]

【従来の技術】近年、化石燃料の枯渇あるいは地球温暖
化の問題に対応するため、分散型発電システムの一つと
して、小容量のガスタービンであるマイクロガスタービ
ンを用いたコージェネレーションシステムの導入が促進
されつつある。2. Description of the Related Art In recent years, in order to cope with the problem of depletion of fossil fuels or global warming, a cogeneration system using a micro gas turbine, which is a small capacity gas turbine, has been introduced as one of distributed power generation systems. Is being promoted.

【０００３】従来のコージェネレーションシステムは該
して大型であり、熱回収装置も大きなスペースを必要と
するなど、使用者がそれなりに導入を計画的に進める事
を前提とした機器であった。これに対して、マイクロガ
スタービンは小型である事から、このマイクロガスター
ビンを用いたコージェネレーションシステムの普及が期
待されている。The conventional cogeneration system is large in size and requires a large space for the heat recovery device, and is a device on the assumption that the user will proceed with the introduction of the system as such. On the other hand, since the micro gas turbine is small, it is expected that a cogeneration system using the micro gas turbine will spread.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】このような小容量のガ
スタービンによるコージェネレーションシステムの導入
を希望する民生分野（例えばビル、スーパーマーケッ
ト、レストラン、スポーツクラブ、集合住宅など）のユ
ーザは、多くの場合、空調（特に冷房や除湿）向けに排
熱を活用したいと考えている。しかし、冷房や除湿のた
めの空調では吸収式冷凍機を駆動する蒸気製造が不可欠
であるのに対し、小容量のガスタービンは排気からの蒸
気製造が困難なために実用化されていない状況である。In the consumer sector (for example, a building, a supermarket, a restaurant, a sports club, an apartment house, etc.) who wants to introduce a cogeneration system using such a small-capacity gas turbine, there are many cases. He wants to use the exhaust heat for air conditioning (especially cooling and dehumidification). However, in air conditioning for cooling and dehumidification, steam production for driving an absorption refrigerator is indispensable, whereas small-capacity gas turbines have not been put into practical use due to the difficulty of producing steam from exhaust gas. is there.

【０００５】すなわち、従来のマイクロガスタービンや
ガスエンジンなどの小容量の発電設備は、シンプルな構
造で発電効率が２５％を超えるものの、排気ガスの通過
する煙道に蒸気製造（熱回収）のための熱交換器を設置
すると、排気ガスの煙道での通風抵抗が増大し運転が困
難となったり、十分な熱回収ができず効率が悪化するな
どの不具合が生じる。このため従来では、この熱交換器
の殆どが温熱製造のための給湯用熱交換器から構成され
ている。[0005] That is, conventional small-capacity power generation equipment such as a micro gas turbine and a gas engine has a simple structure and a power generation efficiency of more than 25%. However, the steam generation (heat recovery) is performed in a flue through which exhaust gas passes. If a heat exchanger is installed, the ventilation resistance of the exhaust gas in the flue will increase, making operation difficult, and insufficient heat recovery will result in inefficiency and other problems. For this reason, conventionally, most of the heat exchangers are constituted by hot water supply heat exchangers for producing heat.

【０００６】このように、小容量のガスタービンによる
コージェネレーションシステムでは、冷房や除湿を目的
とする空調技術が未完成な状況にある。As described above, in a cogeneration system using a small-capacity gas turbine, the air conditioning technology for cooling and dehumidification is in an incomplete state.

【０００７】本発明の目的は、排気ガスの有する熱を利
用して空調用空気の除湿を連続的に行なうことで、低温
あるいは低湿の空気を供給し、冷房や除湿を可能とする
排熱活用装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to continuously dehumidify air for air conditioning by utilizing heat of exhaust gas, thereby supplying low-temperature or low-humidity air and utilizing the exhaust heat for cooling and dehumidification. It is to provide a device.

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために、本発明の排熱活用装置は以下の如く構
成されている。Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the exhaust heat utilization apparatus of the present invention is configured as follows.

【０００９】（１）本発明の排熱活用装置は、発電設備
から発生した排気ガスの有する熱を利用する排熱活用装
置において、回転可能な円筒形をなし、その回転軸方向
に通気性を有する除湿材と、前記排気ガスに空気を混入
し、前記除湿材に接触させることで前記除湿材の水分を
離脱させる第１の通気手段と、この第１の通気手段によ
り水分を離脱された前記除湿材に空気を流入させる第２
の通気手段と、この第２の通気手段による空気の流入に
より前記除湿材を通過した前記排気ガスを含む空気か
ら、該排気ガスを分離する分離手段と、から構成されて
いる。(1) The exhaust heat utilization device of the present invention is a waste heat utilization device that utilizes heat of exhaust gas generated from a power generation facility, has a rotatable cylindrical shape, and has air permeability in the direction of its rotation axis. A dehumidifying material, a first ventilation means for mixing air into the exhaust gas and releasing moisture from the dehumidifying material by contacting the dehumidifying material, and a degassing means for removing moisture by the first ventilation means. The second to let air flow into the dehumidifier
And separating means for separating the exhaust gas from the air containing the exhaust gas that has passed through the dehumidifying material due to the inflow of air by the second ventilation means.

【００１０】本発明の排熱活用装置によれば、除湿材か
ら吸着水分を離脱させる行程は吸熱反応であることか
ら、除湿材を加熱する必要があるため、この加熱を相対
湿度が低い高温の排気ガスに除湿材を直接接触させるこ
とで行なっている。但し、不用意に高温の排気ガスを除
湿材に接触させると、除湿材を変質させたり熱的応力に
より破損させたりするため、低温の外気を混入させるこ
とで適温としている。これらの行程の結果、除湿材を加
熱しつつ通過した排気ガスは低温化し、排熱を活用可能
となる。According to the exhaust heat utilization apparatus of the present invention, since the process of removing adsorbed moisture from the dehumidifying material is an endothermic reaction, it is necessary to heat the dehumidifying material. This is done by bringing the dehumidifying material into direct contact with the exhaust gas. However, careless contact of high-temperature exhaust gas with the dehumidifying material may cause the dehumidifying material to deteriorate or be damaged by thermal stress. As a result of these steps, the temperature of the exhaust gas that has passed while heating the dehumidifying material is lowered, and the exhaust heat can be used.

【００１１】このように、従来は排熱により水を加熱し
たり暖房負荷を賄うといった排熱利用が主体であった
が、本発明では除湿材の水分離脱に発電設備の排熱を活
用する手段を備えることで、夏季においても冷房や除湿
に排熱を活用することができる。また、排気ガスを含む
空気から該排気ガスを分離することで、空調対象空間に
排気ガスが混入することが無くなる。As described above, conventionally, the waste heat is mainly used to heat the water by the waste heat or cover the heating load. However, in the present invention, the means for utilizing the waste heat of the power generation equipment for separating and removing the water of the dehumidifier is used. By using the exhaust gas, exhaust heat can be used for cooling and dehumidification even in the summer. Further, by separating the exhaust gas from the air containing the exhaust gas, the exhaust gas does not enter the space to be air-conditioned.

【００１２】（２）本発明の排熱活用装置は上記（１）
に記載の装置であり、かつ前記空気が混入された前記排
気ガスの温度を計測する計測手段と、この計測手段で得
られた計測結果を基に、前記空気の流入量を調節する調
節手段と、を備えている。(2) The exhaust heat utilization device of the present invention is the above (1).
The measuring device for measuring the temperature of the exhaust gas mixed with the air, and adjusting means for adjusting the inflow amount of the air based on the measurement result obtained by the measuring device. , Is provided.

【００１３】本発明の排熱活用装置によれば、排気ガス
と空気の混合後の温度を適温とするための空気混合比率
の調節を行なうことができる。すなわち、低温の外気や
室内空気を高温の排気ガスに適温となるまで加えたり、
あるいは混合後の温度が設定値に比して低い場合には取
入れ量を低減することで温度を調節し、除湿材が適温条
件で作動することを可能とする。According to the exhaust heat utilization device of the present invention, it is possible to adjust the air mixing ratio for adjusting the temperature after mixing of the exhaust gas and air to an appropriate temperature. That is, low-temperature outside air or indoor air is added to high-temperature exhaust gas until it reaches a suitable temperature,
Alternatively, when the temperature after mixing is lower than the set value, the temperature is adjusted by reducing the amount of intake, and the dehumidifying material can be operated under appropriate temperature conditions.

【００１４】（３）本発明の排熱活用装置は上記（１）
または（２）に記載の装置であり、かつ前記第１の通気
手段をなす第１の流路と前記第２の通気手段をなす第２
の流路から構成される対抗流路を前記除湿材の前後に配
置し、前記分離手段は、前記除湿材の円断面をほぼ２分
するとともに、前記各流路に対峙するよう前記除湿材の
前後に設けられた第１の仕切り部材と、この第１の仕切
り部材により仕切られた円断面における一方の半円部分
の一部分と他の部分とを仕切るよう、前記第２の流路に
おける前記除湿材の後に設けられた第２の仕切り部材
と、からなり、前記第１の流路側から移動した前記除湿
材内に存在する排気ガスを、前記一部分を介して排除す
る。(3) The exhaust heat utilization device of the present invention is the above (1).
Or the device according to (2), wherein a first flow path forming the first ventilation means and a second flow path forming the second ventilation means are provided.
The opposing flow path composed of the flow path of the dehumidifying material is arranged before and after the dehumidifying material, and the separating means substantially divides a circular cross section of the dehumidifying material into two, and the dehumidifying material A first partition member provided before and after, and the dehumidification in the second flow path so as to partition a part of one semicircular portion and another portion in a circular cross section partitioned by the first partition member. And a second partition member provided after the material, and removes, through the part, exhaust gas present in the dehumidifying material moved from the first flow path side.

【００１５】本発明の排熱活用装置によれば、コージェ
ネレーションシステムの駆動熱となる高温の排気ガスと
空調対象空間（例えば、居室や事務室、客室、スーパー
マーケット営業場所など）へ導かれる空気（外気である
事が多い）の流路について構成しており、二種の流体が
円筒型の除湿材に対し互いに反対方向の流れとして流入
する。ここでは両流体の流路を、外観上１つのダクトと
して構成し、その内部を中央の仕切り部材（壁面）で仕
切る構造として簡潔化している。According to the exhaust heat utilization apparatus of the present invention, the high-temperature exhaust gas that becomes the driving heat of the cogeneration system and the air (for example, a living room, an office, a guest room, a supermarket business place, etc.) that is guided to the air-conditioning space (Often outside air), and two kinds of fluids flow into the cylindrical dehumidifier as flows in opposite directions. Here, the flow path of both fluids is configured as a single duct in appearance, and the inside thereof is simplified as a structure that is partitioned by a central partition member (wall surface).

【００１６】また、回転する除湿材の前後で、両流体の
混合を防止する必要があるため、排気ガス側から回転す
る除湿材の内部に貯留される排気ガスを空調対象の空間
へ混入させないよう、空気にてパージする機能を備えて
いる。すなわち、除湿材内に貯留する排気ガスを空気に
て追い出し、この追い出された排気ガスとパージ用の空
気を、共々専用のダクトにて排出するよう構成可能とし
ている。また、空気導入のダクトの吸い込み側に送風の
ためのファンを設置することで、該ファンが高温に晒さ
れる状況の発生を防止することができる。Since it is necessary to prevent mixing of the two fluids before and after the rotating dehumidifier, the exhaust gas stored inside the rotating dehumidifier from the exhaust gas side should not be mixed into the space to be air-conditioned. And a function of purging with air. That is, the exhaust gas stored in the dehumidifying material is expelled by air, and the expelled exhaust gas and the air for purging can be discharged together through a dedicated duct. In addition, by installing a fan for blowing air on the suction side of the duct for introducing air, it is possible to prevent the fan from being exposed to high temperatures.

【００１７】このような構成により、空調対象空間に排
気ガスが混入することがなく、清浄で除湿された空気の
みを供給可能となる。With such a configuration, it is possible to supply only clean and dehumidified air without exhaust gas entering the space to be air-conditioned.

【００１８】（４）本発明の排熱活用装置は上記（１）
乃至（３）のいずれかに記載の装置であり、かつ前記除
湿材を通過することで加熱された空気を導く流路に設け
られ、前記空気から熱を回収する熱交換器を備えてい
る。(4) The exhaust heat utilization device of the present invention is the above (1).
The apparatus according to any one of (1) to (3), further comprising a heat exchanger provided in a flow path for guiding the air heated by passing through the dehumidifier, and recovering heat from the air.

【００１９】本発明の排熱活用装置によれば、除湿材が
導かれた空気に含まれる水分を吸着する際に、除湿材が
発する熱のために除湿後の空気は高温となり、暖房時に
この高温となった乾燥空気をそのまま用いることが可能
であるとともに、さらに効果的に、この高温空気を熱交
換器で冷却し冷房や除湿空調で用いることができる。According to the exhaust heat utilization device of the present invention, when the dehumidifier adsorbs moisture contained in the introduced air, the temperature of the dehumidified air becomes high due to the heat generated by the dehumidifier. The high-temperature dry air can be used as it is, and more effectively, the high-temperature air can be cooled by a heat exchanger and used for cooling and dehumidifying air conditioning.

【００２０】（５）本発明の排熱活用装置は上記（４）
に記載の装置であり、かつ前記加熱された空気から熱を
回収する冷却材は、冷却塔から供給される冷却水であ
り、前記冷却水が前記熱交換器を通過した後の流路に、
前記冷却水により水を加熱する熱交換器を備えている。(5) The exhaust heat utilization device of the present invention is the above (4).
The device according to the above, and the coolant that recovers heat from the heated air is cooling water supplied from a cooling tower, in the flow path after the cooling water has passed through the heat exchanger,
A heat exchanger for heating water with the cooling water is provided.

【００２１】本発明の排熱活用装置によれば、高温化し
た空気を冷却するには何等かの低温の冷却材が必要であ
るが、冷却源として冷却塔にて低温化した冷却水を使用
するようにしている。あるいは水道水（貯湯槽から供給
される水道水も含む）や空気を使用することも可能であ
る。特に冷却塔から冷却水を供給する構成では、給湯な
どのニーズが存在しない場合でも熱回収が可能である。
本発明では、熱回収した冷却水の循環路に更に熱交換器
を設置することで給湯用の熱回収を行なうことができ、
熱の有効利用の観点から効果的となる。According to the exhaust heat utilization apparatus of the present invention, some kind of low-temperature coolant is required to cool the high-temperature air, but the cooling water cooled by the cooling tower is used as a cooling source. I am trying to do it. Alternatively, tap water (including tap water supplied from a hot water tank) or air can be used. In particular, in a configuration in which cooling water is supplied from a cooling tower, heat can be recovered even when there is no need for hot water supply or the like.
In the present invention, it is possible to perform heat recovery for hot water supply by further installing a heat exchanger in a circulation path of the heat-recovered cooling water,
It is effective from the viewpoint of effective use of heat.

【００２２】（６）本発明の排熱活用装置は上記（１）
乃至（４）のいずれかに記載の装置であり、かつ前記熱
交換器を通過した後の空気に微細な水滴を噴霧する噴霧
手段を備えている。(6) The exhaust heat utilization device of the present invention is the above (1).
(4) The apparatus according to any one of (1) to (4), further including a spraying unit configured to spray fine water droplets on the air that has passed through the heat exchanger.

【００２３】本発明の排熱活用装置によれば、除湿され
た空気に冷房効果を与えることができる。すなわち、前
記熱交換器を通過した後の空気は、低湿度でかつ冷却さ
れているが温度が大気温度以上であることから、除湿効
果はあるものの、夏季にはそのままでは冷房効果を有し
ていない。したがって、この低湿空気に微細な水滴を混
入し水滴を蒸発させることで低温化を図っている。な
お、蒸発した微細水滴の量で空気温度は決まるが、相対
湿度において８０〜９０％程度までの水分注入が可能で
ある。According to the exhaust heat utilization device of the present invention, a cooling effect can be given to the dehumidified air. That is, the air after passing through the heat exchanger has low humidity and is cooled, but has a dehumidifying effect since the temperature is equal to or higher than the atmospheric temperature, but has a cooling effect as it is in summer. Absent. Therefore, the temperature is reduced by mixing fine water droplets into the low humidity air and evaporating the water droplets. Although the air temperature is determined by the amount of evaporated fine water droplets, it is possible to inject water up to about 80 to 90% in relative humidity.

【００２４】（７）本発明の排熱活用装置は上記（１）
に記載の装置であり、かつ前記除湿材へ導かれる排気ガ
スまたは空気がフィルターを通過するよう構成されてい
る。(7) The exhaust heat utilization device of the present invention is the above (1).
And the exhaust gas or the air guided to the dehumidifier passes through a filter.

【００２５】本発明の排熱活用装置によれば、排気ガス
成分を調整することができる。According to the exhaust heat utilization device of the present invention, the exhaust gas component can be adjusted.

【００２６】（８）本発明の排熱活用装置は上記（７）
に記載の装置であり、かつ前記フィルターの下流側かつ
前記除湿材の上流側に触媒を備えている。(8) The exhaust heat utilization device of the present invention is the same as (7) above.
And a catalyst is provided downstream of the filter and upstream of the dehumidifying material.

【００２７】本発明の排熱活用装置によれば、排気ガス
成分を調整することができる。According to the exhaust heat utilization device of the present invention, the exhaust gas component can be adjusted.

【００２８】（９）本発明の排熱活用装置は上記（３）
に記載の装置であり、かつ前記第１の仕切り部材及び前
記第２の仕切り部材の少なくとも一方を、少なくとも３
つの層からなる構造とした。(9) The exhaust heat utilization device of the present invention is the above (3).
And at least one of the first partition member and the second partition member is at least 3
The structure was composed of three layers.

【００２９】本発明の排熱活用装置によれば、仕切り部
材の構造を少なくとも３つの層、例えば壁面材、空間ま
たは断熱材、壁面材からなるようにすることで、両流体
間の熱の交換を防止することができる。このように、排
気ガスと空調対象となる空気とを仕切る壁面に断熱性を
確保したことにより、システムの性能向上と空調対象と
なる空気のコントロールが可能となる。According to the exhaust heat utilization device of the present invention, the structure of the partition member is composed of at least three layers, for example, a wall material, a space or a heat insulating material, and a wall material, thereby exchanging heat between the two fluids. Can be prevented. As described above, by securing heat insulation on the wall surface that separates the exhaust gas and the air to be air-conditioned, it is possible to improve the performance of the system and control the air to be air-conditioned.

【００３０】[0030]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【００３１】図１は、本発明の実施の形態に係る排熱活
用装置の構成を示す図である。この排熱活用装置は、マ
イクロガスタービンを用いたコージェネレーションシス
テムを構成するものであり、マイクロガスタービン向け
に設置されたデシカント空調システムの除湿機能を備え
ている。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an exhaust heat utilization device according to an embodiment of the present invention. This waste heat utilization device constitutes a cogeneration system using a micro gas turbine, and has a dehumidifying function of a desiccant air conditioning system installed for the micro gas turbine.

【００３２】マイクロガスタービン１は、圧縮機１ａ、
燃焼器１ｂ、タービン１ｃ、発電機１ｄ、熱交換器１ｅ
等からなり、１００ｋＷ以下、あるいは５０ｋＷ以下の
発電容量を有する。マイクロガスタービン１からの排気
管２は、排気ガス流路をなすダクト３に接続されてお
り、ダクト３にはフィルター４及び触媒５が設置されて
いる。ダクト３には、外気流路をなすダクト３ａが連結
されている。The micro gas turbine 1 includes a compressor 1a,
Combustor 1b, turbine 1c, generator 1d, heat exchanger 1e
And has a power generation capacity of 100 kW or less, or 50 kW or less. An exhaust pipe 2 from the micro gas turbine 1 is connected to a duct 3 forming an exhaust gas flow path, and a filter 4 and a catalyst 5 are installed in the duct 3. The duct 3 is connected to a duct 3 a forming an outside air flow path.

【００３３】ダクト３ａには、ダクト３との連結部の上
流側に外気混入のための押し込みファン３ｂとダンパー
３ｃとが設置されているとともに、ダクト３には、前記
連結部の下流側に排気ガス温度計測装置３ｄが備えられ
ている。ダンパー３ｃは外気の混入量を調整するもので
あり、ダンパー調節装置３ｅにより、排気ガス温度計測
装置３ｄの計測結果に応じてダンパー開度が調整され
る。The duct 3a is provided with a push-in fan 3b and a damper 3c for mixing outside air upstream of a connection portion with the duct 3, and the duct 3 has an exhaust gas downstream of the connection portion. A gas temperature measuring device 3d is provided. The damper 3c adjusts the amount of outside air mixed in. The damper adjusting device 3e adjusts the damper opening according to the measurement result of the exhaust gas temperature measuring device 3d.

【００３４】さらに、ダクト３には後述する円筒型除湿
材６が介在しており、ダクト３の末端は煙突８に接続さ
れている。なお、円筒型除湿材６は駆動装置２５により
ベルト等で回転駆動される。Further, a cylindrical dehumidifying material 6 described later is interposed in the duct 3, and the end of the duct 3 is connected to a chimney 8. The cylindrical dehumidifying material 6 is driven to rotate by a driving device 25 by a belt or the like.

【００３５】一方、外気流路をなすダクト１０には、押
し込みファン９及びフィルター４が設置され、円筒型除
湿材６が介在しており、さらに熱交換器１５及び噴霧槽
２２が設置されている。噴霧槽２２内のノズル２３に
は、水道水用の配管１９ａが接続されている。噴霧槽２
２からのダクト２６は、空調対象の建物へ通じている。
またダクト１０は、円筒型除湿材６の下流側で排出流路
をなすダクト１４と分岐しており、このダクト１４の末
端が煙突８に接続されている。On the other hand, a duct 10 forming an outside air flow passage is provided with a push-in fan 9 and a filter 4, a cylindrical dehumidifier 6 is interposed, and a heat exchanger 15 and a spray tank 22 are provided. . A pipe 19 a for tap water is connected to a nozzle 23 in the spray tank 22. Spray tank 2
The duct 26 from 2 leads to the building to be air-conditioned.
The duct 10 branches off from a duct 14 forming a discharge flow path on the downstream side of the cylindrical dehumidifying material 6, and the end of the duct 14 is connected to the chimney 8.

【００３６】熱交換器１５には、冷却塔（クーリングタ
ワー）１６から冷却水用の配管１７が接続されており、
熱交換器１５から配管１８が熱交換器２０を介して冷却
塔１６に接続されている。さらに、熱交換器２０には水
道水用の配管１９ｂが接続されており、熱交換器２０か
ら給湯用の配管２１が室内あるいは貯湯槽へ通じてい
る。A pipe 17 for cooling water from a cooling tower (cooling tower) 16 is connected to the heat exchanger 15.
A pipe 18 is connected from the heat exchanger 15 to the cooling tower 16 via a heat exchanger 20. Further, a pipe 19b for tap water is connected to the heat exchanger 20, and a pipe 21 for supplying hot water from the heat exchanger 20 communicates with a room or a hot water storage tank.

【００３７】図２は、円筒型除湿材６とその周辺の概略
構成を示す斜視図である。なお、図１では便宜上ダクト
３，１０，１４を個別に示したが、図２ではこれらを外
観上１つのダクトとして構成したものとし、その内部を
壁面で仕切る構造として簡潔化して示している。円筒型
除湿材６は、時計回り方向へ回転可能な円筒形をなし、
その回転軸６０方向に通気性を有する。円筒型除湿材６
の外枠６１内側には、例えばゼオライト、シリカゲル、
生石灰、活性炭などを主成分とする物質からなる除湿材
６２が収容されている。この除湿材６２は、排気ガスの
温度が２５０℃以上の場合でも機能を発揮できる。FIG. 2 is a perspective view showing a schematic structure of the cylindrical dehumidifier 6 and its periphery. In FIG. 1, the ducts 3, 10, and 14 are shown individually for convenience. However, in FIG. 2, these ducts are configured as one duct in appearance, and are simplified as a structure in which the inside is partitioned by a wall surface. The cylindrical dehumidifier 6 has a cylindrical shape that can be rotated clockwise,
It has air permeability in the direction of the rotation axis 60. Cylindrical dehumidifier 6
Inside the outer frame 61, for example, zeolite, silica gel,
A dehumidifying material 62 made of a substance mainly composed of quicklime, activated carbon and the like is accommodated. The dehumidifier 62 can function even when the temperature of the exhaust gas is 250 ° C. or higher.

【００３８】円筒型除湿材６に対して回転軸６０方向の
前後には、図１のダクト３の排気ガス２’を通過させる
流路６ａと図１のダクト１０の外気１３ｂを通過させる
流路６ｂとから構成される対向流路が配置される。仕切
り板６３，６３は、円筒型除湿材６の円断面を大まかに
２分するとともに、これら流路６ａ，６ｂの流れ方向に
正確に対峙するよう、円筒型除湿材６の前後に設けられ
ている。また仕切り板６４は、円筒型除湿材６に対する
流路６ｂの下流側で、仕切り板６３により仕切られた円
断面における一方の半円部分の一部分６Ａと他の部分６
Ｂとを仕切るとともに、流路６ｂの流れ方向に正確に対
峙するよう設けられている。なお仕切り板６３，６３，
６４は、円筒型除湿材６の回転を妨げぬよう設置されて
いる。A flow path 6a for passing the exhaust gas 2 'of the duct 3 in FIG. 1 and a flow path for passing the outside air 13b of the duct 10 in FIG. 6b. The partition plates 63, 63 are provided before and after the cylindrical dehumidifier 6 so as to roughly divide the circular cross section of the cylindrical dehumidifier 6 into two, and to accurately face the flow direction of the flow paths 6a, 6b. I have. The partition plate 64 is provided on the downstream side of the flow path 6b with respect to the cylindrical dehumidifying material 6 in a portion 6A of one semicircular portion and another portion 6A in a circular cross section partitioned by the partition plate 63.
B, and is provided so as to accurately face the flow direction of the flow path 6b. The partition plates 63, 63,
Reference numeral 64 is provided so as not to hinder the rotation of the cylindrical dehumidifier 6.

【００３９】このような構成によれば、円筒型除湿材６
が排気ガスの流路６ａ側から流路６ｂ側へ回転した際、
半円部分の一部分６Ａにより、外気の流路６ｂ側に露出
する円筒型除湿材６の初期移動部分を通過した外気が半
円部分の他の部分６Ｂを通過する外気と分離される。こ
れにより、流路６ａ側から移動する円筒型除湿材６内に
存在する排気ガスを、一部分６Ａを介して排除すること
ができる。この排気ガスは、図１ではダクト１４へ流入
される。なお仕切り板６３，６３，６４は、例えば、壁
面材、空間（または断熱材）、壁面材からなる３つの層
からなるが、４つ以上の層からなるよう構成してもよ
い。According to such a configuration, the cylindrical dehumidifier 6
Is rotated from the flow path 6a side of the exhaust gas to the flow path 6b side,
By the portion 6A of the semicircular portion, the outside air that has passed through the initial moving portion of the cylindrical dehumidifier 6 exposed to the outside air flow path 6b is separated from the outside air that passes through the other portion 6B of the semicircular portion. Thereby, the exhaust gas existing in the cylindrical dehumidifier 6 moving from the flow path 6a side can be eliminated through the part 6A. This exhaust gas flows into the duct 14 in FIG. The partition plates 63, 63, 64 are composed of, for example, three layers including a wall material, a space (or a heat insulating material), and a wall material, but may be configured to have four or more layers.

【００４０】次に、以上のように構成された排熱活用装
置の運転動作を説明する。図１において、マイクロガス
タービン１で発生した高温の排気ガス２’（２８０℃，
８６．４ｇ／ｋｇ）は、排気管２を介し、排気ガス流路
をなすダクト３に設置されたフィルター４及び触媒５を
通過した後に、駆動装置２５により１０ｒｐｍ程度の速
度で回転駆動されている円筒型除湿材６に流入する。Next, the operation of the exhaust heat utilization apparatus configured as described above will be described. In FIG. 1, a high-temperature exhaust gas 2 ′ (280 ° C.,
86.4 g / kg) passes through the exhaust pipe 2, passes through the filter 4 and the catalyst 5 installed in the duct 3 forming the exhaust gas flow path, and is then rotationally driven by the driving device 25 at a speed of about 10 rpm. It flows into the cylindrical dehumidifier 6.

【００４１】マイクロガスタービンの排気ガス温度は、
一般に２５０℃〜３００℃程度であるが、運転モードや
マイクロガスタービンの機種により変化する。このため
図１では、排気ガス流路の上流側に、外気（あるいは屋
内から導かれた空気）１３ａ（２６．５℃，１５．４ｇ
／ｋｇ）混入のための押し込みファン３ｂ、外気の量を
調整するためのダンパー３ｃ、このダンパー開度を調節
するための排気ガス温度計測装置３ｄ、及びダンパー調
節装置３ｅを備えている。The exhaust gas temperature of the micro gas turbine is
Generally, it is about 250 ° C. to 300 ° C., but it varies depending on the operation mode and the type of the micro gas turbine. For this reason, in FIG. 1, outside air (or air guided from indoors) 13 a (26.5 ° C., 15.4 g) is provided upstream of the exhaust gas flow path.
/ Kg) a push-in fan 3b for mixing, a damper 3c for adjusting the amount of outside air, an exhaust gas temperature measuring device 3d for adjusting the damper opening, and a damper adjusting device 3e.

【００４２】そして、排気ガス温度計測装置３ｄは円筒
型除湿材６に流入する排気ガス２’の温度を計測し、そ
の計測結果をダンパー調節装置３ｅへ出力する。ダンパ
ー調節装置３ｅは、排気ガス２’の温度が所定値に近づ
くよう、ダンパー３ｃの開度を調節する。すなわち、ダ
ンパー開度を調節することで、ダクト３ａに導入される
外気の流入量が調整され、外気が混入された排気ガス
２’の温度が所定値に近づく。Then, the exhaust gas temperature measuring device 3d measures the temperature of the exhaust gas 2 'flowing into the cylindrical dehumidifier 6, and outputs the measurement result to the damper adjusting device 3e. The damper adjusting device 3e adjusts the opening of the damper 3c so that the temperature of the exhaust gas 2 'approaches a predetermined value. That is, by adjusting the damper opening, the inflow amount of the outside air introduced into the duct 3a is adjusted, and the temperature of the exhaust gas 2 'mixed with the outside air approaches the predetermined value.

【００４３】円筒型除湿材６は高温の排気ガス２’（２
００℃，６７．２ｇ／ｋｇ）に直接接し、自身が蓄えて
いる水分を排気ガス２’側に放出する。この際、除湿材
６は熱を吸収するので、高温の排気ガス２’は熱を奪わ
れ、低温化し低温の排気ガス７（６０℃，１０２．４ｇ
／ｋｇ）となり、排気ガス流路をなすダクト３を通過し
て煙突８から外部へ流出する。The cylindrical dehumidifier 6 is provided with a high-temperature exhaust gas 2 ′ (2
(00.degree. C., 67.2 g / kg) to release the water stored therein to the exhaust gas 2 'side. At this time, since the dehumidifying material 6 absorbs heat, the high-temperature exhaust gas 2 ′ is deprived of heat, is cooled to a low temperature, and has a low-temperature exhaust gas 7 (60 ° C., 102.4 g).
/ Kg) and flows out of the chimney 8 through the duct 3 forming the exhaust gas flow path.

【００４４】一方、外気（あるいは屋内から導かれた空
気）１３ｂ（２６．５℃，１５．４ｇ／ｋｇ）は、外気
流路をなすダクト１０に設置された押し込みファン９に
よりダクト１０内に流入し、フィルター４を通過した後
に円筒型除湿材６に流入する。なお、前述したように水
分脱離した円筒型除湿材６は、外気１３ｂが流下するダ
クト１０側に回転移動している。On the other hand, outside air (or air introduced from the inside) 13b (26.5 ° C., 15.4 g / kg) flows into the duct 10 by a pushing fan 9 installed in the duct 10 forming an outside air flow path. After passing through the filter 4, it flows into the cylindrical dehumidifier 6. In addition, the cylindrical dehumidifying material 6 from which water has been desorbed as described above is rotationally moved toward the duct 10 through which the outside air 13b flows down.

【００４５】ダクト１０における円筒型除湿材６の下流
側部分には、排気ガスを分離し排出するためのダクト１
４が併設されている。ここで、外気１３ｂが円筒型除湿
材６を通過することにより、円筒型除湿材６を通過した
排気ガスを含む外気１２は、他の外気１３ｃ（外気１３
ｂを含む）から分離され、排出流路をなすダクト１４を
経て煙突８から外部へ流出する。A duct 1 for separating and discharging exhaust gas is provided at a downstream side of the cylindrical dehumidifying material 6 in the duct 10.
4 are attached. Here, when the outside air 13b passes through the cylindrical dehumidifying material 6, the outside air 12 containing the exhaust gas passing through the cylindrical dehumidifying material 6 becomes the other outside air 13c (the outside air 13c).
b) and flows out of the chimney 8 through a duct 14 forming a discharge flow path.

【００４６】円筒型除湿材６により加熱され除湿された
外気１３ｃ（７３．０℃，３．７ｇ／ｋｇ）は、ダクト
１０に設置されている熱交換器１５にて低温化される。
熱交換器１５では、冷却塔１６にて低温化した冷却水１
７’（３２℃，２０ｌ／ｍｉｎ）が流入され、外気１３
ｃから熱が回収される。冷却水１７’は、熱交換器１５
にて高温化した冷却水１８’（６５℃，２０ｌ／ｍｉ
ｎ）になるが、冷却水１８’用の配管１８に設置された
熱交換器２０にて低温化され（４５℃，２０ｌ／ｍｉ
ｎ）、冷却塔１６へ還流する。配管１９ｂに流入した水
道水１９ｂ’（４０℃，１９ｌ／ｍｉｎ）は、熱交換器
２０にて冷却水１８’により加熱され（６０℃，１９ｌ
／ｍｉｎ）、給湯用の配管２１を介して室内あるいは貯
湯槽へ流下する。なお、冷却水１７’の代わりに水道水
あるいは空気を用いてもよい。The outside air 13c (73.0 ° C., 3.7 g / kg) heated and dehumidified by the cylindrical dehumidifier 6 is cooled down by the heat exchanger 15 installed in the duct 10.
In the heat exchanger 15, the cooling water 1 cooled down in the cooling tower 16
7 ′ (32 ° C., 20 l / min) is introduced and the outside air 13
Heat is recovered from c. The cooling water 17 'is supplied to the heat exchanger 15
Cooling water 18 '(65 ° C, 20 l / mi)
n), but the temperature is lowered (45 ° C., 20 l / mi) by the heat exchanger 20 installed in the pipe 18 for the cooling water 18 ′.
n), reflux to the cooling tower 16; Tap water 19b ′ (40 ° C., 19 l / min) flowing into the pipe 19b is heated by the cooling water 18 ′ in the heat exchanger 20 (60 ° C., 19 l / min).
/ Min), and flows down into a room or a hot water storage tank via a hot water supply pipe 21. Note that tap water or air may be used instead of the cooling water 17 '.

【００４７】一方、水道水１９ａ’が配管１９ａを介し
て、ダクト１０に設置されている噴霧槽２２に供給され
ている。除湿された外気１３ｃは、熱交換器１５で低温
化された後（３２．４℃，３．７ｇ／ｋｇ）、噴霧槽２
２の上部に設けられているノズル２３から噴出する微細
な水滴２４と直接接触する。噴霧槽２２内では、この水
滴２４が低湿の外気１３ｃに吸収される形で蒸発するこ
とで蒸発熱を吸収するため、外気１３ｃの温度がさらに
低下する。温度低下した外気１３ｃは、そのままダクト
２６を経て、図示しない冷房や除湿の空調対象である建
物へ供給される。On the other hand, tap water 19a 'is supplied via a pipe 19a to a spray tank 22 installed in the duct 10. After the dehumidified outside air 13c is cooled down by the heat exchanger 15 (32.4 ° C., 3.7 g / kg), the spray tank 2 is cooled.
2 is in direct contact with fine water droplets 24 ejected from a nozzle 23 provided at the upper part of the nozzle 2. In the spray tank 22, the water droplets 24 evaporate in a form absorbed by the low-humidity outside air 13c to absorb the heat of evaporation, so that the temperature of the outside air 13c further decreases. The outside air 13c whose temperature has dropped is supplied as it is to the building (not shown) which is to be air-conditioned for cooling and dehumidification via the duct 26 as it is.

【００４８】図３は、上記排熱活用装置における排気ガ
スと外気の状態変化を湿り空気線図上に示した図であ
る。図３において、３Ａ，３Ｂ，３Ｄは等湿球温度線で
あり、３Ａは円筒型除湿材６による排気ガス２’の状態
変化、３Ｂは円筒型除湿材６による外気１３ｂの状態変
化、３Ｃは熱交換器１５による外気１３ｃの状態変化、
３Ｄは噴霧槽２２による外気１３ｃの状態変化を示して
いる。図３により、上述した排熱活用装置の運転形態に
沿った排気ガスと外気の状態変化が認識できる。FIG. 3 is a diagram showing changes in the state of exhaust gas and outside air in the exhaust heat utilization device on a psychrometric chart. In FIG. 3, 3A, 3B and 3D are iso-wet bulb temperature lines, 3A is a state change of the exhaust gas 2 'by the cylindrical dehumidifier 6, 3B is a state change of the outside air 13b by the cylindrical dehumidifier 6, 3C is State change of the outside air 13c by the heat exchanger 15,
3D shows a state change of the outside air 13c by the spray tank 22. From FIG. 3, it is possible to recognize a change in the state of the exhaust gas and the outside air in accordance with the operation mode of the exhaust heat utilization device described above.

【００４９】次に、本実施の形態の作用を説明する。Next, the operation of the present embodiment will be described.

【００５０】本実施の形態による排熱活用装置では、図
１に示すように、マイクロガスタービン１からの高温の
排気ガス２’が、排気ガス流路に設置されたフィルター
４及び触媒５を通過した後に、回転する円筒型除湿材６
に流入する構成としたので、円筒型除湿材６に接する排
気ガスには、煤や埃などの固形成分、未燃の燃料成分、
硫黄成分などの流入が制限される。これにより、理論上
は半永久的に使用できる除湿剤の実際の寿命を大幅に改
善できる。In the exhaust heat utilization device according to the present embodiment, as shown in FIG. 1, high-temperature exhaust gas 2 ′ from the micro gas turbine 1 passes through the filter 4 and the catalyst 5 provided in the exhaust gas flow path. After the rotation, the rotating cylindrical dehumidifier 6
The exhaust gas in contact with the cylindrical dehumidifier 6 includes solid components such as soot and dust, unburned fuel components,
Influx of sulfur components etc. is restricted. This can greatly improve the actual life of a dehumidifier that can be used semipermanently in theory.

【００５１】また、円筒型除湿材６に流入する高温の排
気ガス２’の温度を外気１３ａの導入により所定の値に
近づけられる構成としたので、円筒型除湿材６が最適の
性能を発揮する温度を常に保持することが可能である。Further, since the temperature of the high-temperature exhaust gas 2 'flowing into the cylindrical dehumidifying material 6 can be made close to a predetermined value by introducing the outside air 13a, the cylindrical dehumidifying material 6 exhibits optimum performance. It is possible to keep the temperature constant.

【００５２】そして、円筒型除湿材６は相対湿度が極め
て低い高温の排気ガス２’に接することから、自身が蓄
えている水分を排気ガス２’側に放出する。この時、除
湿材６は水分放出に伴い熱を吸収するので、高温の排気
ガス２’は熱を奪われ低温化する。このように、除湿材
６が水分を放出するのに必要な熱を、高温の排気ガス
２’から直接接触で供給可能な構成としたことで、極め
て簡単かつ高効率な熱伝達機能を構成することが可能と
なる。Since the cylindrical dehumidifying material 6 is in contact with the high-temperature exhaust gas 2 'having a very low relative humidity, the cylindrical dehumidifying material 6 discharges the water stored therein to the exhaust gas 2' side. At this time, since the dehumidifying material 6 absorbs heat as moisture is released, the high-temperature exhaust gas 2 ′ is deprived of heat and cooled. As described above, since the heat required for the dehumidifying material 6 to release moisture can be supplied directly from the high-temperature exhaust gas 2 ′, a very simple and highly efficient heat transfer function is provided. It becomes possible.

【００５３】一方、水分脱離した円筒型除湿材６は、回
転して外気１３ｂが流下するダクト１０側に移動する
が、ダクト１０における円筒型除湿材６の下流側部分に
排気ガスを分離し排出するためのダクト１４を設置した
ことから、円筒型除湿材６に含まれた排気ガスはダクト
１４を経て外部へ流出するので、燃焼排気ガスが室内に
混入することを防止できる。On the other hand, the cylindrical dehumidifying material 6 from which water has been desorbed rotates and moves to the side of the duct 10 through which the outside air 13b flows down, and the exhaust gas is separated into a portion of the duct 10 downstream of the cylindrical dehumidifying material 6. Since the exhaust duct 14 is provided, the exhaust gas contained in the cylindrical dehumidifying material 6 flows out through the duct 14 to the outside, so that the combustion exhaust gas can be prevented from entering the room.

【００５４】外気１３ｂは、円筒型除湿材６を通過する
際に、その相対湿度の高さから除湿材６へ水分を吸着さ
せる。この際に、除湿材６が発熱を行うため、除湿材６
を通過する外気１３ｂは除湿と同時に温度上昇する。こ
の高温の除湿された外気１３ｃを外気ダクト１０に設置
されている熱交換器１５に導き熱回収する構成としたの
で、比較的に温度が低い低湿の外気を製造することが可
能となる。When passing through the cylindrical dehumidifier 6, the outside air 13 b adsorbs moisture to the dehumidifier 6 because of its relative humidity. At this time, since the dehumidifying material 6 generates heat, the dehumidifying material 6
Temperature rises simultaneously with the dehumidification. Since the high-temperature dehumidified outside air 13c is guided to the heat exchanger 15 installed in the outside air duct 10 to recover heat, it is possible to produce low-humidity outside air having a relatively low temperature.

【００５５】また、低湿の外気１３ｃを低温化する際に
回収される熱を水道水１９ｂ’へ移すための熱交換器２
０を設置したので、回収された熱を屋内の給湯や洗面温
水、暖房などに用いることが可能となり、効果的な熱利
用を行なえる構成となっている。The heat exchanger 2 for transferring the heat recovered when the low-humidity outside air 13c is cooled to the tap water 19b '.
Since 0 is installed, the recovered heat can be used for indoor hot water supply, washing hot water, heating, and the like, so that effective heat can be used.

【００５６】さらに、熱交換器１５で低温化された低湿
の外気１３ｃを噴霧槽２２に導き、微細な水滴２４と直
接接触する構成としたことで、水の蒸発熱により、除湿
された外気１３ｃを大幅に低温化することが可能とな
る。Further, the low-humidity outside air 13c whose temperature has been reduced by the heat exchanger 15 is guided to the spray tank 22, and is brought into direct contact with the fine water droplets 24, so that the dehumidification of the outside air 13c Can be significantly reduced in temperature.

【００５７】このように本実施の形態では、マイクロガ
スタービンの排気ガスを直接デシカント空調システムの
再生熱源として使用することにより、構成がシンプルで
熱交換効率ならびに熱の利用効率が高い、新規なデシカ
ント空調システムの提供が可能となる。As described above, in this embodiment, a novel desiccant having a simple structure and high heat exchange efficiency and high heat utilization efficiency is obtained by directly using the exhaust gas of the micro gas turbine as the regeneration heat source of the desiccant air conditioning system. An air conditioning system can be provided.

【００５８】すなわち、マイクロガスタービンでの排熱
回収にて問題となる、排気ガスの煙道における通風抵抗
の増加を最小とする構成としたので、マイクロガスター
ビンの効率ならびに出力を低下させること無く、排気ガ
スの保有する熱を用いた冷熱製造ならびに除湿機能の付
与が可能となる。That is, the configuration is such that the increase in ventilation resistance of the exhaust gas in the flue, which is a problem in the recovery of exhaust heat in the micro gas turbine, is minimized, so that the efficiency and output of the micro gas turbine are not reduced. In addition, it is possible to produce cold heat using the heat of exhaust gas and to provide a dehumidifying function.

【００５９】本実施の形態の排熱活用装置は、マイクロ
ガスタービン以外のガスエンジンや通常のガスタービン
などからの排気ガス利用に適用することも可能である
が、特に煙道の通風抵抗に過敏なマイクロガスタービン
への適用において効果が顕著となる。すなわち、吸気加
熱装置を取り付けたマイクロガスタービンは、その発電
効率が煙道の通風抵抗に影響され、その差圧が約５０ｍ
Ａｑ以上となった場合に効率低下が顕著となる。従っ
て、煙道に設置する排熱回収装置による排気ガスの通風
抵抗は５０ｍＡｑ未満である事が望ましい。本実施の形
態では、この条件を十分満たすことができる。The exhaust heat utilization apparatus of the present embodiment can be applied to the utilization of exhaust gas from a gas engine other than a micro gas turbine or a normal gas turbine, but is particularly sensitive to the ventilation resistance of the flue. The effect is remarkable in application to a simple micro gas turbine. That is, the power generation efficiency of a micro gas turbine equipped with an intake heating device is affected by the ventilation resistance of the flue, and the differential pressure is approximately 50 m.
When it exceeds Aq, the efficiency is significantly reduced. Therefore, it is desirable that the ventilation resistance of the exhaust gas by the exhaust heat recovery device installed in the flue be less than 50 mAq. In the present embodiment, this condition can be sufficiently satisfied.

【００６０】本実施の形態の排熱活用装置により構成さ
れたコージェネレーションシステムは、低湿のフレッシ
ュエアー供給を必要とする建物やレストランなどに幅広
く適用することが可能である。本システムは、冬季は勿
論のこと、春や秋の中間期には低湿フレッシュエアーを
更に低温化する必要がない場合が多いことから、従来の
空調システムに比べて、ランニングコストの低減や省エ
ネ性などの面で極めて高い評価を得られる。また、この
事は空調負荷が最大となる夏季や梅雨期などでも同様で
ある。すなわち、夏季や梅雨期の空調負荷の主たるもの
は空気中に含まれる湿分（除湿時に水分凝縮させるた
め、その凝縮潜熱の除去が極めて大きな空調負荷とな
る）であることから、低湿外気の供給は空調システムに
とっても大きな省エネ効果を発生させることとなる。The cogeneration system constituted by the exhaust heat utilization device of the present embodiment can be widely applied to buildings, restaurants, and the like that require a low-humidity supply of fresh air. This system does not need to further reduce the temperature of the low-humidity fresh air, not only in winter but also in the middle period of spring and autumn. Very high evaluation can be obtained in such aspects. This is also true in the summer or rainy season when the air conditioning load is maximum. In other words, the main air conditioning load in the summer and rainy season is the moisture contained in the air (the removal of the latent heat of condensation is an extremely large air conditioning load because of the condensation of water during dehumidification). Will generate a great energy saving effect for the air conditioning system.

【００６１】以上のように本実施の形態では、マイクロ
ガスタービンなどからの比較的低温の排気ガスや、排気
ガスの煙道での通風抵抗を嫌う場合などの排熱活用機器
として、直接接触方式の除湿空調という考え方を導入
し、単に排気ガスから熱を得て給湯や暖房を行なうだけ
ではなく、冷房や除湿空調への適応性に活路を見出すこ
とで、一年を通じて高効率なコージェネレーションシス
テムの提供が可能となる。As described above, in the present embodiment, a direct contact type exhaust gas is used as a device for utilizing relatively low-temperature exhaust gas from a micro gas turbine or the like or exhaust heat when exhaust gas resistance to ventilation in a flue is disliked. Introduces the concept of dehumidifying air-conditioning, and not only obtains heat from exhaust gas to supply hot water and heat, but also finds a way to adapt to cooling and dehumidifying air-conditioning, thereby providing a highly efficient cogeneration system throughout the year. Can be provided.

【００６２】その結果、比較的に低容量・高効率で安価
なコージェネレーションシステムの適用が求められてい
るスーパーマーケット、ファミリーレストラン、スポー
ツクラブ、集合住宅、福祉施設などで、排熱活用におい
て最もニーズの高い冷房・除湿という機能を吸収式冷凍
機や除湿機を介さずに提供する事が可能となる。As a result, in supermarkets, family restaurants, sports clubs, apartment houses, welfare facilities, etc., where relatively low capacity, high efficiency, and inexpensive cogeneration systems are required to be applied, there is the greatest need in utilizing waste heat. It is possible to provide high cooling and dehumidifying functions without using an absorption refrigerator or a dehumidifier.

【００６３】そして最大の効果として、従来の大容量・
高効率の発電設備のコジェネ化では熱が使い切れなかっ
た問題が、また小容量の発電設備ではコスト問題からコ
ジェネ導入が進展しなかった問題が解決され、前述の様
な民生分野でのコジェネ導入と省エネ化が加速される。The biggest effect is that the conventional large capacity
The problem of not being able to use up heat in the cogeneration of high-efficiency power generation equipment, and the problem that cogeneration was not advanced due to cost issues in small-capacity power generation equipment were resolved. Energy saving is accelerated.

【００６４】なお、本発明は上記実施の形態のみに限定
されず、要旨を変更しない範囲で適宜変形して実施でき
る。例えば、円筒型除湿材６を通過した低湿の外気１３
ｃを冷房、給湯用に用いず、そのまま木材等の乾燥用に
活用することもできる。The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be implemented with appropriate modifications without departing from the scope of the invention. For example, the low-humidity outside air 13 that has passed through the cylindrical dehumidifier 6
Instead of using c for cooling and hot water supply, it can be used for drying wood and the like as it is.

【００６５】[0065]

【発明の効果】本発明によれば、マイクロガスタービン
などの発電設備からの燃焼排気（以下、排気ガス）の有
する熱を利用する排熱活用装置において、排気ガスを直
接除湿材に接触させ加熱することで、従来の排気ガスを
利用した排熱回収装置やデシカント空調装置において不
可欠であった伝熱面という壁を介しての熱交換を廃止す
ることが可能となる。According to the present invention, in an exhaust heat utilization device utilizing heat of combustion exhaust gas (hereinafter, exhaust gas) from a power generation facility such as a micro gas turbine, the exhaust gas is brought into direct contact with a dehumidifying material and heated. By doing so, it becomes possible to eliminate the heat exchange via the wall of the heat transfer surface, which is indispensable in the conventional exhaust heat recovery device and the desiccant air conditioner using the exhaust gas.

【００６６】この結果、排気ガスの通風抵抗を極端に増
大させること無く、排気ガスからの熱回収が可能とな
り、その熱を駆動源とするデシカント空調システムの提
供が可能となる。このように、排気ガスを有効に活用
し、安価で効率の良いコージェネレーションシステムを
提供できると共に、省エネ推進を図ることができる。As a result, heat can be recovered from the exhaust gas without extremely increasing the ventilation resistance of the exhaust gas, and a desiccant air conditioning system using the heat as a drive source can be provided. As described above, an inexpensive and efficient cogeneration system can be provided by effectively utilizing the exhaust gas, and energy saving can be promoted.

【００６７】また、除湿機能を備えた排熱活用装置にお
いて、排気ガスの室内流入を防止したり、あるいは除湿
材に発生するサーマルショックを軽減したり、除湿材の
作動性能を最も発揮できる温度領域に調整したりするこ
とが可能となる。Further, in the exhaust heat utilization device having the dehumidifying function, the temperature range in which the exhaust gas can be prevented from flowing into the room, the thermal shock generated in the dehumidifying material can be reduced, and the operating performance of the dehumidifying material can be maximized. Can be adjusted.

【００６８】さらに、除湿効果あるいは冷房効果に加え
て給湯などで回収熱を再度利用する機能を加えること
で、ファミリーレストランや病院、ホテルなどにおい
て、冷熱に加え給湯などの多様な熱需要に応えることが
できる。この結果、コージェネレーションシステムの総
合熱の利用率は大幅に改善され、一年を通じてシステム
効率が良好となる。Further, by adding a function of reusing recovered heat in hot water supply in addition to a dehumidifying effect or a cooling effect, family restaurants, hospitals, hotels, etc. can meet various heat demands such as hot water supply in addition to cold heat. Can be. As a result, the overall heat utilization of the cogeneration system is greatly improved and system efficiency is improved throughout the year.

【００６９】以上のように本発明は、マイクロガスター
ビンなどの発電設備の排気ガスの保有する熱をデシカン
ト空調に利用することで、従来の問題点を解決してい
る。すなわち、ガスタービンなどの発電効率を損なわな
い通風抵抗の小さいデシカント空調システムにより、排
気ガスの保有熱にて除湿材を再生させ（吸着した水分を
離脱させる）、室内に導かれる空調用空気の除湿を連続
的に行なうことで、従来では伝熱面の結露という形で行
なっていた空気除湿を実施し、低湿あるいは低温の空気
を供給する装置を提供することができる。As described above, the present invention solves the conventional problems by utilizing the heat of the exhaust gas of a power generation facility such as a micro gas turbine for desiccant air conditioning. In other words, a desiccant air-conditioning system with a low ventilation resistance that does not impair the power generation efficiency of a gas turbine or the like regenerates the dehumidifying material (desorbs adsorbed moisture) using the heat retained by the exhaust gas, and dehumidifies the air-conditioning air guided indoors By continuously performing the dehumidification, it is possible to provide an apparatus for performing low-humidity or low-temperature air by performing air dehumidification which has conventionally been performed in the form of condensation on the heat transfer surface.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の実施の形態に係る排熱活用装置の構成
を示す図。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an exhaust heat utilization device according to an embodiment of the present invention.

【図２】本発明の実施の形態に係る円筒型除湿材とその
周辺の概略構成を示す斜視図。FIG. 2 is a perspective view showing a schematic configuration of a cylindrical dehumidifier according to the embodiment of the present invention and the periphery thereof.

【図３】本発明の実施の形態に係る排熱活用装置におけ
る排気ガスと外気の状態変化を湿り空気線図上に示した
図。FIG. 3 is a diagram showing, on a humid air chart, a state change of exhaust gas and outside air in the exhaust heat utilization device according to the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１…マイクロタービン ２…排気管 ２’…排気ガス ３…ダクト（排気ガス流路） ３ａ…ダクト（外気流路） ３ｂ…押し込みファン ３ｃ…ダンパー ３ｄ…排気ガス温度計測装置 ３ｅ…ダンパー調節装置 ４…フィルター ５…触媒 ６…円筒型除湿材 ６０…回転軸 ６１…外枠 ６２…除湿材 ６３…仕切り板 ６４…仕切り板 ７…排気ガス ８…煙突 ９…押し込みファン １０…ダクト（外気流路） １２…排気ガスを含む外気 １３ａ，１３ｂ，１３ｃ…外気 １４…ダクト １５…熱交換器 １６…冷却塔（クーリングタワー） １７…配管 １７’…冷却水 １８…配管 １８’…冷却水 １９ａ，１９ｂ…配管 １９ａ’，１９ｂ’…水道水 ２０…熱交換器 ２１…配管 ２２…噴霧槽 ２３…ノズル ２４…微細水滴 ２５…駆動装置 ２６…ダクト DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Micro turbine 2 ... Exhaust pipe 2 '... Exhaust gas 3 ... Duct (exhaust gas flow path) 3a ... Duct (outside air flow path) 3b ... Push-in fan 3c ... Damper 3d ... Exhaust gas temperature measuring device 3e ... Damper adjusting device 4 ... Filter 5 ... Catalyst 6 ... Cylindrical dehumidifier 60 ... Rotating shaft 61 ... Outer frame 62 ... Dehumidifier 63 ... Partition plate 64 ... Partition plate 7 ... Exhaust gas 8 ... Chimney 9 ... Push-in fan 10 ... Duct (external air flow path) 12 ... outside air containing exhaust gas 13a, 13b, 13c ... outside air 14 ... duct 15 ... heat exchanger 16 ... cooling tower (cooling tower) 17 ... pipe 17 '... cooling water 18 ... pipe 18' ... cooling water 19a, 19b ... pipe 19a ', 19b' ... tap water 20 ... heat exchanger 21 ... pipe 22 ... spray tank 23 ... nozzle 24 ... fine water droplet 25 ... drive device 26 ... duct

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】発電設備から発生した排気ガスの有する熱
を利用する排熱活用装置において、 回転可能な円筒形をなし、その回転軸方向に通気性を有
する除湿材と、 前記排気ガスに空気を混入し、前記除湿材に接触させる
ことで前記除湿材の水分を離脱させる第１の通気手段
と、 この第１の通気手段により水分を離脱された前記除湿材
に空気を流入させる第２の通気手段と、 この第２の通気手段による空気の流入により前記除湿材
を通過した前記排気ガスを含む空気から、該排気ガスを
分離する分離手段と、 を具備したことを特徴とする排熱活用装置。An exhaust heat utilization device utilizing heat of exhaust gas generated from a power generation facility, comprising: a dehumidifier having a rotatable cylindrical shape and having air permeability in a direction of a rotation axis thereof; And a first ventilation means for releasing moisture from the dehumidifying material by contacting the dehumidifying material, and a second air flowing into the dehumidifying material from which moisture has been released by the first ventilation means. Exhaust heat utilization, comprising: a ventilation means; and a separation means for separating the exhaust gas from air containing the exhaust gas that has passed through the dehumidifying material by the inflow of air by the second ventilation means. apparatus. 【請求項２】前記空気が混入された前記排気ガスの温度
を計測する計測手段と、 この計測手段で得られた計測結果を基に、前記空気の流
入量を調節する調節手段と、 を備えたことを特徴とする請求項１に記載の排熱活用装
置。2. A measuring means for measuring a temperature of the exhaust gas mixed with the air, and an adjusting means for adjusting an inflow amount of the air based on a measurement result obtained by the measuring means. The exhaust heat utilization device according to claim 1, wherein: 【請求項３】前記第１の通気手段をなす第１の流路と前
記第２の通気手段をなす第２の流路から構成される対抗
流路を前記除湿材の前後に配置し、 前記分離手段は、 前記除湿材の円断面をほぼ２分するとともに、前記各流
路に対峙するよう前記除湿材の前後に設けられた第１の
仕切り部材と、 この第１の仕切り部材により仕切られた円断面における
一方の半円部分の一部分と他の部分とを仕切るよう、前
記第２の流路における前記除湿材の後に設けられた第２
の仕切り部材と、からなり、 前記第１の流路側から移動した前記除湿材内に存在する
排気ガスを、前記一部分を介して排除することを特徴と
する請求項１または２に記載の排熱活用装置。3. A counter flow path comprising a first flow path forming the first ventilation means and a second flow path forming the second ventilation means is disposed before and after the dehumidifying material. The separating means divides the circular cross section of the dehumidifying material into approximately two parts, and is separated by a first partition member provided before and after the dehumidifying material so as to face each of the flow paths, and by the first partition member. A second portion provided after the dehumidifying material in the second flow path so as to partition a part of one semicircular portion in the circular cross section and another portion.
The exhaust heat according to claim 1 or 2, wherein exhaust gas existing in the dehumidifying material moved from the first flow path side is eliminated through the part. Utilization device. 【請求項４】前記除湿材を通過することで加熱された空
気を導く流路に設けられ、前記空気から熱を回収する熱
交換器を備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいず
れかに記載の排熱活用装置。4. A heat exchanger provided in a flow path for guiding air heated by passing through said dehumidifying material and recovering heat from said air. An exhaust heat utilization device as described in Crab. 【請求項５】前記加熱された空気から熱を回収する冷却
材は、冷却塔から供給される冷却水であり、 前記冷却水が前記熱交換器を通過した後の流路に、前記
冷却水により水を加熱する熱交換器を備えたことを特徴
とする請求項４に記載の排熱活用装置。5. The coolant for recovering heat from the heated air is cooling water supplied from a cooling tower, and the cooling water is provided in a flow path after the cooling water has passed through the heat exchanger. The exhaust heat utilization device according to claim 4, further comprising a heat exchanger that heats the water with the heat exchanger. 【請求項６】前記熱交換器を通過した後の空気に微細な
水滴を噴霧する噴霧手段を備えたことを特徴とする請求
項１乃至４のいずれかに記載の排熱活用装置。6. The exhaust heat utilization device according to claim 1, further comprising a spraying unit that sprays fine water droplets on the air after passing through the heat exchanger. 【請求項７】前記除湿材へ導かれる排気ガスまたは空気
がフィルターを通過するよう構成されたことを特徴とす
る請求項１に記載の排熱活用装置。7. The exhaust heat utilization apparatus according to claim 1, wherein the exhaust gas or air guided to the dehumidifying material is configured to pass through a filter. 【請求項８】前記フィルターの下流側かつ前記除湿材の
上流側に触媒を備えたことを特徴とする請求項７に記載
の排熱活用装置。8. The exhaust heat utilization device according to claim 7, wherein a catalyst is provided downstream of the filter and upstream of the dehumidifying material. 【請求項９】前記第１の仕切り部材及び前記第２の仕切
り部材の少なくとも一方を、少なくとも３つの層からな
る構造としたことを特徴とする請求項３に記載の排熱活
用装置。9. The exhaust heat utilization device according to claim 3, wherein at least one of the first partition member and the second partition member has a structure including at least three layers.
JP2000248894A 2000-08-18 2000-08-18 Exhaust heat utilizing device Pending JP2002061891A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000248894A JP2002061891A (en) 2000-08-18 2000-08-18 Exhaust heat utilizing device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000248894A JP2002061891A (en) 2000-08-18 2000-08-18 Exhaust heat utilizing device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002061891A true JP2002061891A (en) 2002-02-28

Family

ID=18738713

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000248894A Pending JP2002061891A (en) 2000-08-18 2000-08-18 Exhaust heat utilizing device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002061891A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008256872A (en) * 2007-04-03 2008-10-23 Canon Inc Image forming apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008256872A (en) * 2007-04-03 2008-10-23 Canon Inc Image forming apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7305849B2 (en) Sorptive heat exchanger and related cooled sorption process
US6622508B2 (en) Method for heat and humidity exchange between two air streams and apparatus therefor
US20050252229A1 (en) Air conditioning system
KR100675802B1 (en) An apparatus to remove or humidity moisture
JP2009530586A (en) Dehumidifying and cooling system for district heating
JP2009530585A (en) Dehumidifying and cooling system for district heating
KR100795101B1 (en) Desiccant appartus, air conditioning apparatus and system having the same
KR101794730B1 (en) Desiccant cooling system
JP4420463B2 (en) Desiccant ventilation system
CN108895823A (en) A kind of heat pump drying system
JP2001179037A (en) Method, system and machine for dehumidification and humidification, and air conditioner
JP2000257907A (en) Dehumidifying apparatus
CN104633776A (en) Multi-function indoor air treatment system
KR101420595B1 (en) Desiccant air conditioner
JP2002054838A (en) Dehumidifying air conditioning apparatus
JP2003166730A (en) Dehumidifying air conditioner
JP4749559B2 (en) Dehumidifying air conditioner
JP4414110B2 (en) Dehumidifying air conditioner
JP2002061891A (en) Exhaust heat utilizing device
JP3327543B1 (en) Gas turbine cogeneration air conditioner
JP2002263434A (en) Dehumidifier
JPH06101930A (en) Air cooler using moisture absorbent
JP2011094904A (en) Desiccant type ventilation fan
JP4436900B2 (en) Desiccant air conditioner
JP2001330273A (en) Cooling system using solid absorbent