排熱利用を行うための様々な装置について

排熱利用を行うために使われる代表的な装置がヒートポンプであり、圧縮式と吸収式の2種類が存在します。圧縮式はコンプレッサーを使って冷媒を圧縮・膨張させて温度を変化させるのが特徴です。気体は圧縮されると体積が小さくなって温度が上がり、膨張すると体積が増えて温度が下がります。圧縮式のヒートポンプは気体の性質を利用して温度変化を起こし、排熱利用を行います。

吸収式のヒートポンプは水を冷媒として使い蒸発と吸収、再生と凝縮を繰り返します。液体の水が熱を奪い100度以上になると蒸発して水蒸気になりますが、吸収器にかけると水に戻って熱が生じます。さらに再生器にかけると水蒸気になり、凝縮器でまた水に戻して熱を発生させる仕組みになっています。ヒートポンプには温度変化を起こす仕組みの違いによって異なるタイプがありますが、いずれも10度から40度ほどの低温の熱を集めて再利用できます。

空調によって失われる温度と湿度を交換・回収するシステムは全熱交換器と呼ばれます。この装置は熱だけでなく湿度も交換・回収するため、ヒートポンプよりもエネルギー消費量を抑える能力が優れています。発電と同時に排熱利用を行うコージェネレーションシステムも、エネルギー効率を改善する優れた装置です。電力会社などでは軽油や重油などの化石燃料を使うタイプが使われています。

このシステムは発電と熱供給を同時に行うため、総合的なエネルギー効率を70%から85%まで高めることができます。

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