JP2020139550A - Gas vaporization system - Google Patents
Gas vaporization system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020139550A JP2020139550A JP2019035024A JP2019035024A JP2020139550A JP 2020139550 A JP2020139550 A JP 2020139550A JP 2019035024 A JP2019035024 A JP 2019035024A JP 2019035024 A JP2019035024 A JP 2019035024A JP 2020139550 A JP2020139550 A JP 2020139550A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid
- flow path
- temperature
- heat exchange
- unit
- 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.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/12—Hot water central heating systems using heat pumps
Landscapes
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
Abstract
Description
本発明は、液化ガスを気化するガス気化システムに関する。 The present invention relates to a gas vaporization system that vaporizes liquefied gas.
従来、液化天然ガス、液化アルゴン、液化窒素、液化酸素、液化エタン、及び液化エチレン等の液化ガスを、熱交換用の液体との熱交換によって加熱して、ガスを気化させるガス気化システムが知られている。例えば、特許文献1に記載の気化装置は、ボイラー装置と気化器とを備えている。ボイラー装置によって加熱された温水は、気化器に導入される。気化器内には、伝熱管部が設けられている。伝熱管部は、液化天然ガスを案内する。伝熱管部を流れる液化天然ガスは、温水との熱交換によって気化される。ボイラー装置は、燃料を使用している。
Conventionally, a gas vaporization system that vaporizes gas by heating liquefied gas such as liquefied natural gas, liquefied argon, liquefied nitrogen, liquefied oxygen, liquefied ethane, and liquefied ethylene by heat exchange with a liquid for heat exchange is known. Has been done. For example, the vaporizer described in
しかしながら、前記気化装置は、ボイラー装置によって水を加熱して温水を生成している。このため、ボイラー装置を駆動するための燃料のコストがかかっていた。ここで、室内の空調を行う空調分野では、プロパンガス等の燃料を使用することなく、ヒートポンプ方式による熱交換によって、低コストで空調を行うヒートポンプ装置が知られている。ヒートポンプ装置は、例えば、地中熱との熱交換によって加熱又は冷却された第一液体の温度を使用して、第二液体を加熱又は冷却する。そして、ヒートポンプ装置によって加熱又は冷却された第二液体の温度が使用され、空調の暖房又は冷房が行われる。 However, in the vaporizer, hot water is generated by heating water by a boiler device. Therefore, the cost of fuel for driving the boiler device is high. Here, in the field of air conditioning for indoor air conditioning, there is known a heat pump device that performs air conditioning at low cost by heat exchange by a heat pump method without using fuel such as propane gas. The heat pump device uses, for example, the temperature of the first liquid heated or cooled by heat exchange with geothermal heat to heat or cool the second liquid. Then, the temperature of the second liquid heated or cooled by the heat pump device is used to heat or cool the air conditioner.
一般的に、ヒートポンプ装置が室内の空調に利用される場合、冬季は暖房に設定され、夏季は冷房に設定される。地中の温度は、一年を通じてほぼ一定である。このため、冬季においては、地中熱により第一液体を加熱し、ヒートポンプ装置によって第一液体の温度を使用して第二液体を加熱し、第二液体の温度によって、室内を暖房することができる。夏季においては、地中熱により第一液体を冷却し、ヒートポンプ装置によって第一液体の温度を使用して第二液体を冷却し、第二液体の温度によって、室内を冷却することができる。 Generally, when a heat pump device is used for indoor air conditioning, it is set to heating in winter and cooling in summer. The underground temperature is almost constant throughout the year. Therefore, in winter, the first liquid can be heated by geothermal heat, the second liquid can be heated by the heat pump device using the temperature of the first liquid, and the room can be heated by the temperature of the second liquid. it can. In the summer, the first liquid can be cooled by geothermal heat, the second liquid can be cooled by the temperature of the first liquid by the heat pump device, and the room can be cooled by the temperature of the second liquid.
しかし、液化ガスを気化する場合には、一年を通して、液化ガスを温める必要があるため、一年を通して、第二液体を加熱する必要がある。ヒートポンプ方式をガス気化システムに採用した場合、冬季であれば、地中熱により第一液体を加熱し、第一液体の温度を利用して、ヒートポンプ装置によって第二液体を加熱することができる。しかし、夏季は、第一液体の温度が地中より高いので、第一液体を地中熱によって加熱することができない。よって、ヒートポンプ装置において第一液体の温度を利用して、第二液体を加熱することができず、液化ガスを気化できなかった。よって、ヒートポンプ方式を使用した場合、一年を通して、液化ガスを気化させることができなった。よって、ガス気化システムにヒートポンプ方式を採用することができなかった。 However, when vaporizing the liquefied gas, it is necessary to heat the liquefied gas throughout the year, so it is necessary to heat the second liquid throughout the year. When the heat pump method is adopted for the gas vaporization system, in winter, the first liquid can be heated by geothermal heat, and the second liquid can be heated by the heat pump device using the temperature of the first liquid. However, in summer, the temperature of the first liquid is higher than that in the ground, so the first liquid cannot be heated by geothermal heat. Therefore, in the heat pump device, the temperature of the first liquid could not be used to heat the second liquid, and the liquefied gas could not be vaporized. Therefore, when the heat pump method was used, the liquefied gas could not be vaporized throughout the year. Therefore, the heat pump method could not be adopted for the gas vaporization system.
本発明の目的は、ヒートポンプ方式を使用したガス気化システムを提供することである。 An object of the present invention is to provide a gas vaporization system using a heat pump system.
本発明に係るガス気化システムは、第一液体と地中熱との熱交換を行う地中熱交換部と、前記第一液体と空気との熱交換を行う空気熱交換部と、ヒートポンプ方式によって前記第一液体と第二液体との熱交換を行うヒートポンプ部と、前記ヒートポンプ部において熱交換された前記第二液体と液化ガスとの熱交換によって、前記液化ガスを気化させるガス気化部と、前記第一液体が流れる流路であって、前記地中熱交換部と前記空気熱交換部とを繋ぐ第一流路と、前記第一液体が流れる流路であって、前記空気熱交換部と前記ヒートポンプ部とを繋ぐ第二流路と、前記第一液体が流れる流路であって、前記地中熱交換部と前記ヒートポンプ部とを繋ぐ第三流路と、前記第一流路を介して前記地中熱交換部から前記空気熱交換部に前記第一液体を流す場合と、前記第三流路を介して前記地中熱交換部から前記ヒートポンプ部に前記第一液体を流す場合とを切り替える第一切替部とを備えている。この場合、例えば、冬季及び夜間など、気温が低く、空気熱交換部において第一液体を加熱できない場合には、地中熱交換部によって第一液体を加熱し、加熱した第一液体を、第三流路23を介して地中熱交換器11からヒートポンプ部に流すことができる。そして、ヒートポンプ部において第一液体の温度を使用して、第二液体を加熱することができる。そして、加熱した第二液体をガス気化部に流し、液化ガスの気化に使用することができる。また、例えば、春季、夏季、秋季、及び日中など、気温が高く、空気熱交換部において第一液体を加熱できる場合には、地中熱交換部において熱交換された第一液体を、第一流路を介して空気熱交換部に第一液体に送り、空気熱交換部において第一液体を加熱することができる。そして、ヒートポンプ部において第一液体の温度を使用して、第二液体を加熱することができる。そして、加熱した第二液体をガス気化部に流し、液化ガスの気化に使用することができる。このように、ヒートポンプ方式を使用して、一年を通して、液化ガスを気化させることができる。よって、ガス気化システムにヒートポンプ方式を使用することができる。
The gas vaporization system according to the present invention uses a heat pump system, an underground heat exchange unit that exchanges heat between the first liquid and the ground heat, an air heat exchange unit that exchanges heat between the first liquid and air, and a heat pump method. A heat pump unit that exchanges heat between the first liquid and the second liquid, and a gas vaporization unit that vaporizes the liquefied gas by heat exchange between the second liquid and the liquefied gas that have undergone heat exchange in the heat pump unit. A flow path through which the first liquid flows, a first flow path connecting the underground heat exchange section and the air heat exchange section, and a flow path through which the first liquid flows, the air heat exchange section. The second flow path connecting the heat pump section, the third flow path connecting the underground heat exchange section and the heat pump section, which is the flow path through which the first liquid flows, and the first flow path. The case where the first liquid flows from the underground heat exchange unit to the air heat exchange unit and the case where the first liquid flows from the underground heat exchange unit to the heat pump unit via the third flow path. It is equipped with a first switching unit for switching. In this case, for example, when the temperature is low and the first liquid cannot be heated in the air heat exchange section, such as in winter and at night, the first liquid is heated by the geothermal heat exchange section, and the heated first liquid is used as the first liquid. It can flow from the
前記ガス気化システムは、前記第一流路又は前記第三流路を流れる前記第一液体の温度である第一温度を取得する第一温度取得手段と、外気の温度である第二温度を取得する第二温度取得手段と、前記第一温度取得手段によって取得された前記第一温度が、前記第二温度取得手段によって取得された前記第二温度より小さいか否かを判断する第一温度判断手段と、前記第一温度判断手段によって前記第一温度が前記第二温度より小さいと判断された場合に、前記第一切替部を制御して、前記第一流路を介して前記地中熱交換部から前記空気熱交換部に前記第一液体を流す第一制御手段と、前記第一温度判断手段によって前記第一温度が前記第二温度より小さくないと判断された場合に、前記第一切替部を制御して、前記第三流路を介して前記地中熱交換部から前記ヒートポンプ部に前記第一液体を流す第二制御手段とを備えてもよい。第一温度が、外気の温度である第二温度よりも小さい場合、空気熱交換部において、第一液体を加熱することが可能である。このため、第一制御手段によって、空気熱交換部に第一液体を流して、第一液体を加熱することができる。一方、第一温度が、外気の温度である第二温度以上である場合、空気熱交換部において、第一液体を加熱することが難しい。このため、第二制御手段によって、空気熱交換部には第一液体を流さず、地中熱交換部からヒートポンプ部に直接第一液体を流すのである。このように、第一温度と第二温度との関係によって、第一流路を介して地中熱交換部から空気熱交換部に第一液体が流される場合と、第三流路を介して地中熱交換部からヒートポンプ部に第一液体が流される場合とが、自動的に切り替えられる。よって、ユーザが手動で切り替える必要がなく、ユーザの利便性が向上する。 The gas vaporization system acquires a first temperature acquisition means for acquiring a first temperature which is the temperature of the first liquid flowing through the first flow path or the third flow path, and a second temperature which is the temperature of the outside air. The second temperature acquisition means and the first temperature determination means for determining whether or not the first temperature acquired by the first temperature acquisition means is smaller than the second temperature acquired by the second temperature acquisition means. When the first temperature determination means determines that the first temperature is smaller than the second temperature, the first switching unit is controlled to control the first switching unit and the underground heat exchange unit via the first flow path. When the first control means for flowing the first liquid to the air heat exchange unit and the first temperature determining means determine that the first temperature is not smaller than the second temperature, the first switching unit May be provided with a second control means for flowing the first liquid from the underground heat exchange section to the heat pump section via the third flow path. When the first temperature is smaller than the second temperature, which is the temperature of the outside air, it is possible to heat the first liquid in the air heat exchange section. Therefore, the first liquid can be heated by flowing the first liquid through the air heat exchange unit by the first control means. On the other hand, when the first temperature is equal to or higher than the second temperature, which is the temperature of the outside air, it is difficult to heat the first liquid in the air heat exchange section. Therefore, the second control means does not allow the first liquid to flow through the air heat exchange section, but allows the first liquid to flow directly from the geothermal heat exchange section to the heat pump section. In this way, depending on the relationship between the first temperature and the second temperature, the first liquid may flow from the geothermal heat exchange section to the air heat exchange section via the first flow path, and the ground may flow through the third flow path. The case where the first liquid flows from the medium heat exchange section to the heat pump section is automatically switched. Therefore, the user does not have to switch manually, and the convenience of the user is improved.
前記ガス気化システムは、前記ヒートポンプ部において熱交換に使用された後の前記第一液体が流れる流路であって、前記ヒートポンプ部と前記地中熱交換部とを繋ぐ第四流路を備えてもよい。この場合、第四流路24が設けられていることによって、ヒートポンプ部において熱交換に使用された後の第一液体を、地中熱交換器に流すことができる。よって、例えば、地中の温度が第一液体より高いときには、ヒートポンプ部から地中熱交換部に第一液体を流して、第一液体を加熱することができる。また、例えば、地中の温度が第一液体より低いときには、ヒートポンプ部から地中熱交換部に第一液体を流して、地中熱交換器部において地中を温めて、地中が、所謂「熱枯れ」となる可能性を低減することができる。
The gas vaporization system is a flow path through which the first liquid flows after being used for heat exchange in the heat pump section, and includes a fourth flow path connecting the heat pump section and the geothermal heat exchange section. May be good. In this case, the provision of the
前記ガス気化システムは、前記ヒートポンプ部において熱交換に使用された後の前記第一液体が流れる流路であって、前記ヒートポンプ部と前記空気熱交換部とを繋ぐ第五流路と、前記第四流路を介して前記ヒートポンプ部から前記地中熱交換部に前記第一液体を流す場合と、前記第五流路を介して前記ヒートポンプ部から前記空気熱交換部に前記第一液体を流す場合とを切り替える第二切替部とを備えてもよい。この場合、地中熱交換部に第一液体を流す場合と、流さない場合とを切り替えることができる。よって、例えば、ヒートポンプ部から第四流路に流出した第一液体に、地中を温めることができる温度が残っている場合にのみ、地中熱交換部に第一液体を流して、地中が所謂「熱枯れ」となる可能性を低減することができる。 The gas vaporization system is a flow path through which the first liquid flows after being used for heat exchange in the heat pump section, and has a fifth flow path connecting the heat pump section and the air heat exchange section, and the first flow path. The first liquid flows from the heat pump unit to the geothermal heat exchange unit via the four flow paths, and the first liquid flows from the heat pump unit to the air heat exchange unit via the fifth flow path. A second switching unit for switching between cases may be provided. In this case, it is possible to switch between the case where the first liquid flows through the geothermal heat exchange section and the case where the first liquid does not flow. Therefore, for example, only when the temperature that can heat the ground remains in the first liquid that has flowed out from the heat pump section to the fourth flow path, the first liquid is allowed to flow through the underground heat exchange section to flow underground. Can reduce the possibility of so-called "heat withering".
前記ガス気化システムにおいて、前記第四流路を流れる前記第一液体の温度である第三温度を取得する第三温度取得手段と、前記地中熱交換部に前記第一液体が流れている状態における、前記第一流路を流れる前記第一液体の温度である第四温度を取得する第四温度取得手段と、前記第三温度取得手段によって取得された前記第三温度が、前記第四温度取得手段によって取得された前記第四温度より大きいか否かを判断する第二温度判断手段と、前記第二温度判断手段によって前記第三温度が前記第四温度より大きいと判断された場合に、前記第二切替部を制御して、前記第四流路を介して前記ヒートポンプ部から前記地中熱交換部に前記第一液体を流す第三制御手段と、前記第二温度判断手段によって前記第三温度が前記第四温度より大きくないと判断された場合に、前記第二切替部を制御して、前記第五流路を介して前記ヒートポンプ部から前記空気熱交換部に前記第一液体を流す第四制御手段とを備えてもよい。第三温度が第四温度より大きい場合、地中熱交換器部において第一液体の温度が使用され、地中が温められている状態である。地中熱交換部において地中が温められる状態である場合に、第四流路を介してヒートポンプ部から地中熱交換部に第一液体が流されるので、地中が温められ、地中が所謂「熱枯れ」の状態となる可能性を低減できる。一方、第三温度が第四温度より大きくない場合、地中熱交換部において第一液体が地中から熱を奪っている状態である。第一液体が地中から熱を奪っている状態である場合に、第五流路を介してヒートポンプ装置から空気熱交換部に第一液体が流されるので、地中熱交換部に第一液体が流されない。このため、地中熱交換部において地中の熱が奪われ、地中が所謂「熱枯れ」の状態となる可能性を低減できる。 In the gas vaporization system, a third temperature acquisition means for acquiring a third temperature, which is the temperature of the first liquid flowing through the fourth flow path, and a state in which the first liquid is flowing through the underground heat exchange unit. The fourth temperature acquisition means for acquiring the fourth temperature, which is the temperature of the first liquid flowing through the first flow path, and the third temperature acquired by the third temperature acquisition means are the fourth temperature acquisition. When the second temperature determining means for determining whether or not the temperature is higher than the fourth temperature acquired by the means and the second temperature determining means determine that the third temperature is larger than the fourth temperature, the said The third control means that controls the second switching unit to flow the first liquid from the heat pump unit to the underground heat exchange unit via the fourth flow path, and the third by the second temperature determination means. When it is determined that the temperature is not higher than the fourth temperature, the second switching unit is controlled to flow the first liquid from the heat pump unit to the air heat exchange unit via the fifth flow path. A fourth control means may be provided. When the third temperature is larger than the fourth temperature, the temperature of the first liquid is used in the geothermal heat exchanger section, and the ground is warmed. When the underground is warmed in the geothermal heat exchange section, the first liquid is flowed from the heat pump section to the geothermal heat exchange section via the fourth flow path, so that the ground is warmed and the ground is warmed. The possibility of a so-called "heat withering" state can be reduced. On the other hand, when the third temperature is not larger than the fourth temperature, the first liquid is taking heat from the ground in the underground heat exchange section. When the first liquid is in a state of drawing heat from the ground, the first liquid flows from the heat pump device to the air heat exchange section via the fifth flow path, so that the first liquid flows to the geothermal heat exchange section. Is not washed away. Therefore, it is possible to reduce the possibility that the underground heat exchange section is deprived of the underground heat and the underground becomes a so-called "heat withered" state.
前記ガス気化システムは、前記空気熱交換部において熱交換された後の前記第一液体が流れる流路であって、前記空気熱交換部と前記地中熱交換部とを繋ぐ第六流路と、前記第二流路を介して前記空気熱交換部から前記ヒートポンプ部に前記第一液体を流す場合と、前記第六流路を介して前記空気熱交換部から前記地中熱交換部に前記第一液体を流す場合とを切り替える第三切替部とを備えてもよい。第二流路を介して空気熱交換部からヒートポンプ部に第一液体を流す場合、空気熱交換部において加熱した第一液体の温度を使用して、ヒートポンプ部において第二液体を加熱することができる。また、空気熱交換部から地中熱交換部に第一液体を流す場合、空気熱交換部において加熱した第一液体の温度を使用して、地中熱交換部において地中を温めることができる。よって、地中が所謂「熱枯れ」になる可能性を低減できる。 The gas vaporization system is a flow path through which the first liquid flows after heat exchange in the air heat exchange section, and includes a sixth flow path connecting the air heat exchange section and the underground heat exchange section. When the first liquid is flowed from the air heat exchange section to the heat pump section via the second flow path, and from the air heat exchange section to the underground heat exchange section via the sixth flow path. A third switching unit may be provided to switch between the case where the first liquid flows and the case where the first liquid flows. When the first liquid is flowed from the air heat exchange section to the heat pump section via the second flow path, the temperature of the first liquid heated in the air heat exchange section can be used to heat the second liquid in the heat pump section. it can. Further, when the first liquid is flowed from the air heat exchange section to the geothermal heat exchange section, the temperature of the first liquid heated in the air heat exchange section can be used to warm the ground in the geothermal heat exchange section. .. Therefore, the possibility that the underground becomes so-called "heat withering" can be reduced.
前記ガス気化システムは、前記ガス気化部による前記液化ガスの気化が停止されている場合に、前記第三切替部を制御して、前記第六流路を介して前記空気熱交換部から前記地中熱交換部に前記第一液体を流す第五制御手段を備えてもよい。この場合、ガス気化部による液化ガスの気化が停止されている場合に、空気熱交換部において加熱した第一液体の温度を使用して、地中熱交換部において地中を温めることができる。よって、地中が所謂「熱枯れ」になる可能性を低減できる。 The gas vaporization system controls the third switching unit when the vaporization of the liquefied gas by the gas vaporization unit is stopped, and from the air heat exchange unit to the ground via the sixth flow path. A fifth control means for flowing the first liquid may be provided in the medium heat exchange unit. In this case, when the vaporization of the liquefied gas by the gas vaporization unit is stopped, the temperature of the first liquid heated in the air heat exchange unit can be used to warm the ground in the geothermal heat exchange unit. Therefore, the possibility that the underground becomes so-called "heat withering" can be reduced.
前記ガス気化システムは、前記第二液体が流れる流路であって、前記ヒートポンプ部と前記ガス気化部とを繋ぐ流路である第七流路と、前記第一液体が流れる流路であって、前記空気熱交換部と前記ガス気化部とを繋ぐ第八流路と、前記第二流路を介して前記空気熱交換部から前記ヒートポンプ部に前記第一液体を流し、前記第七流路を介して前記ヒートポンプ部から前記ガス気化部に前記第二液体を流す場合と、前記第八流路を介して前記空気熱交換部から前記ガス気化部に前記第一液体を流す場合とを切り替える第四切替部とを備えてもよい。第八流路を介して空気熱交換部からガス気化部に第一液体を流す場合、空気熱交換部において加熱された第一液体を使用して、液化ガスを気化することができる。よって、ヒートポンプ部を駆動する必要がなく、ガス気化システムの運転コストを低減することができる。 The gas vaporization system is a flow path through which the second liquid flows, a seventh flow path which is a flow path connecting the heat pump section and the gas vaporization section, and a flow path through which the first liquid flows. The first liquid is flowed from the air heat exchange section to the heat pump section via the eighth flow path connecting the air heat exchange section and the gas vaporization section, and the seventh flow path. The case where the second liquid is flowed from the heat pump unit to the gas vaporization unit via the heat pump unit and the case where the first liquid is flown from the air heat exchange unit to the gas vaporization unit via the eighth flow path are switched. A fourth switching unit may be provided. When the first liquid is flowed from the air heat exchange section to the gas vaporization section via the eighth flow path, the liquefied gas can be vaporized by using the first liquid heated in the air heat exchange section. Therefore, it is not necessary to drive the heat pump unit, and the operating cost of the gas vaporization system can be reduced.
前記ガス気化システムは、前記第二流路又は前記第八流路を流れる前記第一液体の温度である第五温度を取得する第五温度取得手段と、前記第五温度取得手段によって取得された前記第五温度が、前記ガス気化部によって前記液化ガスを気化可能な温度である気化温度より小さいか否かを判断する第三温度判断手段と、前記第三温度判断手段によって前記第五温度が前記気化温度より小さいと判断された場合に、前記第四切替部を制御して、前記第二流路を介して前記空気熱交換部から前記ヒートポンプ部に前記第一液体を流し、前記第七流路を介して前記ヒートポンプ部から前記ガス気化部に前記第二液体を流す第六制御手段と、前記第三温度判断手段によって前記第五温度が前記気化温度より小さくないと判断された場合に、前記第四切替部を制御して、前記第八流路を介して前記空気熱交換部から前記ガス気化部に前記第一液体を流す第七制御手段とを備えてもよい。この場合、第五温度が気化温度以上である場合に、自動的に、第一液体がガス気化部に流され、液化ガスの気化に使用される。よって、ユーザが手動で流路を切り替える必要がなく、ユーザの利便性が向上する。 The gas vaporization system was acquired by a fifth temperature acquisition means for acquiring a fifth temperature, which is the temperature of the first liquid flowing through the second flow path or the eighth flow path, and the fifth temperature acquisition means. A third temperature determining means for determining whether or not the fifth temperature is smaller than the vaporization temperature at which the liquefied gas can be vaporized by the gas vaporizing unit, and the fifth temperature determining means for determining whether or not the fifth temperature is lower than the vaporization temperature at which the liquefied gas can be vaporized When it is determined that the temperature is lower than the vaporization temperature, the fourth switching unit is controlled to flow the first liquid from the air heat exchange unit to the heat pump unit via the second flow path, and the seventh liquid is flown. When the sixth control means for flowing the second liquid from the heat pump section to the gas vaporization section via the flow path and the third temperature determination means determine that the fifth temperature is not smaller than the vaporization temperature. The fourth control unit may be provided with a seventh control means for flowing the first liquid from the air heat exchange unit to the gas vaporization unit via the eighth flow path. In this case, when the fifth temperature is equal to or higher than the vaporization temperature, the first liquid is automatically flowed to the gas vaporization section and used for vaporizing the liquefied gas. Therefore, it is not necessary for the user to manually switch the flow path, and the convenience of the user is improved.
以下、本発明を具現化したガス気化システム1について説明する。まず、図1を参照して、ガス気化システム1の概要について説明する。図1に示すガス気化システム1は、第一液体81又は第二液体82の温度を使用して、液化ガス容器141内の液化ガスを気化させるシステムである。液化ガスは、例えば、LNG(Liquefied Natural Gas、液化天然ガス)、液化アルゴン、液化窒素、液化酸素、液化エタン、及び液化エチレン等である。本実施形態においては、一例として、液化ガス142は、LNGであるとする。液化ガス142が気化されたガスは、例えば、図示しない発電設備に送られ、発電等に使用される。以下の説明において、図1の紙面上側及び下側を、ガス気化システム1の上側及び下側という。また、ガス気化システム1の下側は重力方向であり、上側は反重力方向である。また、第一液体81と第二液体82は、一例として、水であるとする。
Hereinafter, the
ガス気化システム1の構成について説明する。ガス気化システム1は、地中熱交換器11、水−空気熱交換ユニット12、ヒートポンプ装置13、ガス気化設備14、第一流路21、第二流路22、第三流路23、第四流路24、第五流路25、第六流路26、第七流路27、第八流路28、第九流路29、第十流路30等を備えている。
The configuration of the
地中熱交換器11は、地表105から下側に向けて設けられている。地中熱交換器11は、地中の地中熱と第一液体81との熱交換を行う。水−空気熱交換ユニット12は、第一液体81と空気との熱交換を行う装置である。ヒートポンプ装置13は、ヒートポンプ方式により、第一液体81と第二液体82との熱交換を行う装置である。
The
ガス気化設備14は、流路672から流入する第一液体81又は第二液体82と、液化ガス容器141内の液化ガス142との熱交換によって液化ガス142を温め、気化させる。液化ガス142の気化に使用された第一液体81又は第二液体82は、流路691に流出する。
The
第一流路21は、第一液体81が流れる流路であって、地中熱交換器11と水−空気熱交換ユニット12とを繋ぐ。第一流路21は、流路611,612,613を含む。第二流路22は、第一液体81が流れる流路であって、水−空気熱交換ユニット12とヒートポンプ装置13とを繋ぐ。第二流路22は、流路621,622,623,624を含む。
The
第三流路23は、第一液体81が流れる流路であって、地中熱交換器11とヒートポンプ装置13とを繋ぐ。第三流路23は、流路611,612、流路631、及び流路622,623,624を含む。第四流路24は、ヒートポンプ装置13において熱交換に使用された後の第一液体81が流れる流路であって、ヒートポンプ装置13と地中熱交換器11とを繋ぐ。第四流路24は、流路641,642,643,644を含む。
The
第五流路25は、ヒートポンプ装置13において熱交換に使用された後の前記第一液体が流れる流路であって、ヒートポンプ装置13と水−空気熱交換ユニット12とを繋ぐ。第五流路25は、流路641,642,643,流路651、及び流路612,613を含む。第六流路26は、空気熱交換ユニット12において熱交換された後の第一液体81が流れる流路であって、水−空気熱交換ユニット12と地中熱交換器11とを繋ぐ。第六流路26は、流路621,622、流路661、及び流路643,644を含む。
The
第七流路27は、第二液体82が流れる流路であって、ヒートポンプ装置13とガス気化設備14とを繋ぐ。第七流路27は、流路671,672を含む。第八流路28は、第一液体81が流れる流路であって、水−空気熱交換ユニット12とガス気化設備14とを繋ぐ。第八流路28は、流路621,622,623、流路681、流路672を含む。
The
第九流路29は、ガス気化設備14において液化ガス142の気化に使用された後の第二液体82が流れる流路であって、ガス気化設備14とヒートポンプ装置13と繋ぐ。第九流路29は、流路691,692を含む。第十流路30は、流路642と、ガス気化設備14とを繋ぐ。第十流路30は、流路691と流路701とを含む。
The
地中熱交換器11は、地中に埋設された2つのUチューブ111,112を備えている。各Uチューブ111,112の下端は、U字状に形成されている。Uチューブの内側を第一液体81が流れる。Uチューブ111,112の夫々の一端は、接続点401において流路611に接続されている。Uチューブ111,112の夫々の他端は、接続点402において流路644に接続されている。
The
流路611は、接続点404において、流路612と流路651とに接続されている。流路612は、第一電動弁31を介して、流路613と流路631とに接続されている。第一電動弁31は、三方弁である。
The
流路613は、水−空気熱交換ユニット12に接続されている。流路631は、接続点403において流路621と流路622とに接続されている。流路621は、水−空気熱交換ユニット12に接続されている。流路622は、第三電動弁33を介して、流路623と流路661とに接続されている。第三電動弁33は、三方弁である。
The
流路623は、第四電動弁34を介して、流路624と流路681とに接続されている。第四電動弁34は、三方弁である。流路624は、ヒートポンプ装置13に接続されている。流路681は、接続点406において、流路671と流路672とに接続されている。
The
流路671は、ヒートポンプ装置13に接続されている。流路672は、ガス気化設備14に接続されている。
The
流路691は、ガス気化設備14に接続されている。流路691は、接続点407において流路692と流路701とに接続されている。流路692は、ヒートポンプ装置13に接続されている。
The
流路701は、第五電動弁35を介して、流路641と流路642とに接続されている。流路641は、ヒートポンプ装置13に接続されている。流路642は、接続点405において、流路643と流路661とに接続されている。流路643は、第二電動弁32を介して、流路644と流路651とに接続されている。第二電動弁32は、三方弁である。
The
第一電動弁31は、第一流路21を介して地中熱交換器11から水−空気熱交換ユニット12に第一液体81を流す場合(図1の矢印H1参照)と、第三流路23を介して地中熱交換器11からヒートポンプ装置13に第一液体81を流す場合(図3の矢印H2参照)とを切り替える。第一電動弁31は、電動弁であり、後述するCPU601(図2参照)の制御によって流路を切り替える(第二電動弁32、第三電動弁33、第四電動弁34、及び第五電動弁35も同様)。
The first
第二電動弁32は、第四流路24を介してヒートポンプ装置13から地中熱交換器11に第一液体81を流す場合(図1の矢印H4参照)と、第五流路25を介してヒートポンプ装置13から水−空気熱交換ユニット12に第一液体81を流す場合(図4の矢印H3参照)とを切り替える。
The second
第三電動弁33は、第二流路22を介して水−空気熱交換ユニット12からヒートポンプ装置13に第一液体81を流す場合(図1の矢印H5参照)と、第六流路26を介して水−空気熱交換ユニット12から地中熱交換器11に第一液体81を流す場合(図5の矢印H6参照)とを切り替える。
The third
第四電動弁34は、第二流路22を介して水−空気熱交換ユニット12からヒートポンプ装置13に第一液体81を流し(図1の矢印H5参照)、第七流路27を介してヒートポンプ装置13からガス気化設備14に第二液体82を流す場合(図1の矢印H10参照)と、第八流路28を介して水−空気熱交換ユニット12からガス気化設備14に第一液体81を流す場合(図6及び図7の矢印H7参照)とを切り替える。
The fourth
第五電動弁35は、第九流路29を介して、ガス気化設備14からヒートポンプ装置13に第二液体82を流す場合(図1の矢印H8参照)と、第十流路30を介して、ガス気化設備14から、地中熱交換器11又は水−空気熱交換ユニット12に第一液体81を流す場合(図6の矢印H9、図7の矢印H11参照)とを切り替える。
The fifth
第一ポンプ511は、流路612に設けられている。第一ポンプ511は、後述するCPU601(図2参照)の制御によって、第一液体81を流す。第二ポンプ512は、流路672に設けられている。第二ポンプ512は、CPU601(図2参照)の制御によって、第一液体81又は第二液体82を流す。
The
第一温度センサ521は、流路612に設けられている。第一温度センサ521は、第一流路21又は第三流路23を流れる第一液体81の温度に対応する信号を、CPU601に出力する。CPU601は、第一温度センサ521の出力に基づき、第一流路21又は第三流路23を流れる第一液体81の温度を取得する。
The
第二温度センサ522は、ガス気化システム1において、外気の温度を検出可能な位置に設けられている。第二温度センサ522は、外気の温度に対応する信号を、CPU601に出力する。CPU601は、第二温度センサ522の出力に基づき、外気の温度を取得する。
The
第三温度センサ523は、流路643に設けられている。第三温度センサ523は、第四流路24、第五流路25、又は第六流路26を流れる第一液体81の温度に対応する信号を、CPU601に出力する。CPU601は、第三温度センサ523の出力に基づき、第四流路24、第五流路25、又は第六流路26に流れる第一液体81の温度を取得する。
The
第四温度センサ524は、流路672に設けられている。第四温度センサ524は、第七流路27を流れる第二液体82の温度、又は、第八流路28を流れる第一液体81の温度に対応する信号を、CPU601に出力する。CPU601は、第四温度センサ524の出力に基づき、第七流路27を流れる第二液体82の温度、又は、第八流路28を流れる第一液体81の温度を取得する。
The
第五温度センサ525は、流路622に設けられている。第五温度センサ525は、第二流路22又は第三流路23を流れる第一液体81の温度に対応する信号を、CPU601に出力する。CPU601は、第五温度センサ525の出力に基づき、第二流路22又は第三流路23を流れる第一液体81の温度を取得する。
The
流量計541は、流路643に設けられている。流量計541は、流路643を流れる第一液体81の流量に対応する信号を、CPU601に出力する。CPU601は、流量計541の出力に基づき、流路643を流れる第一液体81の流量を検出する。
The
図2を参照して、ガス気化システム1の電気的構成について説明する。制御部60は、図示しない制御盤に設けられている。制御部60は、CPU601、ROM602、及びRAM603等を備えている。
The electrical configuration of the
CPU601は、ガス気化システム1の制御を行う。CPU601は、ROM602とRAM603とに電気的に接続されている。ROM602には、後述するメイン処理(図8参照)のプログラム等、種々のプログラムデータが記憶されている。RAM603には、種々の一時データが記憶される。
The
CPU601は、ガス気化設備14に電気的に接続されている。CPU601は、ガス気化設備14を制御し、液化ガス容器141内の液化ガス142を気化する。CPU601は、液化ガス142が気化したガスを、例えば、発電設備等に送る。ガスは、発電等に使用される。
The
CPU601は、ヒートポンプ装置13に、電気的に接続されている。CPU601は、ヒートポンプ装置13の制御を行う。CPU601は、ヒートポンプ装置13を制御し、ヒートポンプ方式により、第一液体81と第二液体82との熱交換を行う。本実施形態においては、ヒートポンプ装置13は、第一液体81の温度を使用し、第二液体82を加熱する。
The
本実施形態では、一例として、水−空気熱交換ユニット12(図1参照)は、ファンなどの駆動源を使用しない自然対流型熱交換によって第一液体81と空気の熱交換を行うとする。この場合、水−空気熱交換ユニット12はCPU601に電気的に接続されなくてもよい。なお、水−空気熱交換ユニット12は、例えばファンなどを用いて強制的に熱交換を行う強制対流型熱交換によって、第一液体81と空気の熱交換を行ってもよい。この場合、水−空気熱交換ユニット12はCPU601に電気的に接続される。CPU601は、水−空気熱交換ユニット12に第一液体81を流す場合に、水−空気熱交換ユニット12を駆動し、水−空気熱交換ユニット12に第一液体81を流さない場合に、水−空気熱交換ユニット12を停止してもよい。
In the present embodiment, as an example, the water-air heat exchange unit 12 (see FIG. 1) exchanges heat with the
CPU601は、操作部609に電気的に接続されている。CPU601は、操作部609から入力される使用者からの指示を取得する。
The
CPU601は、第一電動弁31、第二電動弁32、第三電動弁33、第四電動弁34、第五電動弁35、第一ポンプ511、第二ポンプ512、流量計541、第一温度センサ521、第二温度センサ522、第三温度センサ523、第四温度センサ524、及び第五温度センサ525に電気的に接続されている。CPU601は、第一電動弁31、第二電動弁32、第三電動弁33、第四電動弁34、及び第五電動弁35を制御し、流路を切り替える。
The
本実施形態においては、一例として、第一ポンプ511と第二ポンプ512は、第一液体81又は第二液体82の流量を調整可能なポンプ(例えば、インバータポンプ)であるとする。CPU601は、第一ポンプ511と第二ポンプ512による流量を制御する。CPU601は、例えば、第一温度センサ521、第二温度センサ522、第三温度センサ523、第四温度センサ524、及び第五温度センサ525の出力を参照しながら、第一ポンプ511と第二ポンプ512による第一液体81又は第二液体82の流量を調整する。
In the present embodiment, as an example, the
ガス気化システム1における第一液体81と第二液体82の流れについて説明する。本実施形態においては、CPU601が第一電動弁31、第二電動弁32、第三電動弁33、第四電動弁34、及び第五電動弁35を制御することで、第一液体81と第二液体82とが流れる流路が切り替わる。これによって、ガス気化システム1の状態が、第一状態(図1参照)、第二状態(図3参照)、第三状態(図4参照)、第四状態(図5参照)、第五状態(図6参照)、及び第六状態(図7参照)の間で変化する。
The flow of the
以下の説明においては、第一流路21又は第三流路23を流れる第一液体81の温度を「第一温度」という。外気の温度を「第二温度」という。第四流路24を流れる第一液体81の温度を「第三温度」という。地中熱交換器11に第一液体81が流れている状態における、第一流路21を流れる第一液体81の温度を「第四温度」という。第二流路22又は第八流路28を流れる第一液体81の温度を「第五温度」という。
In the following description, the temperature of the
図1を参照して、ガス気化システム1を第一状態に設定する場合について説明する。第一状態は、例えば、春季、夏季、秋季、及び日中など、気温が高く、水−空気熱交換ユニット12において第一液体81を加熱できる場合、且つ、第一液体81によって地中を温めることができる場合に設定される。第一状態は、水−空気熱交換ユニット12において第一液体81を加熱し、加熱した第一液体81の温度を使用してヒートポンプ装置13において第二液体82を加熱し、ヒートポンプ装置13において熱交換に使用された後の第一液体81の温度を使用して地中熱交換器11において地中を温める状態である。
A case where the
図1に示すように、第一状態においては、第一液体81が、地中熱交換器11、水−空気熱交換ユニット12、及びヒートポンプ装置13を循環する。第一液体81は、第一流路21を介して、地中熱交換器11から水−空気熱交換ユニット12に流れる(矢印H1参照)。水−空気熱交換ユニット12において、第一液体81と空気との熱交換が行われる。本実施形態においては、第一状態が継続されている場合、水−空気熱交換ユニット12において、第一液体81が加熱されている状態となる。
As shown in FIG. 1, in the first state, the
第一液体81は、第二流路22を介して、水−空気熱交換ユニット12からヒートポンプ装置13に流れる(矢印H5参照)。ヒートポンプ装置13において、ヒートポンプ方式により、第一液体81と第二液体82との熱交換が行われ、第二液体82が加熱される。
The first liquid 81 flows from the water-air
ヒートポンプ装置13において加熱された第二液体82は、第七流路27を介して、ガス気化設備14に流れる(矢印H10参照)。第二液体82の温度は、液化ガス容器141内の液化ガス142の気化に使用される。液化ガス142の気化に使用された第二液体82は、第九流路29を介して、ヒートポンプ装置13に流れ(矢印H8参照)、ヒートポンプ装置13において加熱される。すなわち、第二液体82は、ヒートポンプ装置13とガス気化設備14との間で循環する。
The
一方、ヒートポンプ装置13において第二液体82の加熱に使用された第一液体81は、第四流路24を介して、地中熱交換器11に流れる(矢印H4参照)。本実施形態においては、第一状態が継続されている場合、地中熱交換器11において、第一液体81が冷却され、且つ、地中が温められる状態となる。例えば、第二状態(図3参照)において、地中熱交換器11において第一液体81が加熱される状態が継続されると、地中の熱が奪われ続ける。これによって、地中が所謂「熱枯れ」の状態となる場合がある。この「熱枯れ」の状態となる可能性を低減するために、第一状態では、水−空気熱交換ユニット12で加熱され、ヒートポンプ装置13において熱交換された後に残った第一液体81の熱を使用し、地中熱交換器11において地中を温めるのである。
On the other hand, the first liquid 81 used for heating the second liquid 82 in the
なお、第一状態においては、一例として、第一液体81は、水−空気熱交換ユニット12において7度から15度に変化し、ヒートポンプ装置13において15度から10度に変化し、地中熱交換器11において10度から7度に変化する。また、一例として、第二液体82は、ヒートポンプ装置13において、15度から25度に変化し、ガス気化設備14において25度から15度に変化する。
In the first state, as an example, the first liquid 81 changes from 7 degrees to 15 degrees in the water-air
図3を参照して、ガス気化システム1を第二状態に設定する場合について説明する。第二状態は、例えば、冬季及び夜間など、気温が低く、水−空気熱交換ユニット12において第一液体81を加熱できない場合、且つ、地中熱交換器11において第一液体81を加熱することができる場合に設定される。第二状態は、第一液体81を地中熱交換器11において加熱し、加熱した第一液体81の温度を使用してヒートポンプ装置13において第二液体82を加熱し、第二液体82を液化ガス142の気化に使用する状態である。第二状態においては、水−空気熱交換ユニット12における第一液体81の加熱は行われない。冬季や夜間など、気温が低いときには、水−空気熱交換ユニット12において、第一液体81を加熱し難いからである。
A case where the
図3に示すように、第二状態においては、第一液体81が、地中熱交換器11とヒートポンプ装置13との間を循環する。地中熱交換器11において、第一液体81と地中熱との熱交換が行われる。本実施形態においては、第二状態が継続されている場合、地中熱交換器11において、第一液体81が加熱されている状態となる。
As shown in FIG. 3, in the second state, the
第一液体81は、第三流路23を介して地中熱交換器11からヒートポンプ装置13に流れる(矢印H2参照)。第三流路23によって、水−空気熱交換ユニット12が迂回されるので、水−空気熱交換ユニット12には、第一液体81は流れない。
The first liquid 81 flows from the
ヒートポンプ装置13において、ヒートポンプ方式により、第一液体81と第二液体82との熱交換が行われ、第二液体82が加熱される。第一状態と同様に、第二液体82は、ヒートポンプ装置13とガス気化設備14との間で循環し、液化ガス容器141に貯留された液化ガス142の気化に使用される。
In the
ヒートポンプ装置13において熱交換に使用された後の第一液体81は、第四流路24を介して、地中熱交換器11に流れる(矢印H4参照)。地中熱交換器11において第一液体81が加熱される。なお、第二状態においては、一例として、第一液体81は、地中熱交換器11において、0度から5度に変化し、ヒートポンプ装置13において5度から0度に変化する。また、一例として、第二液体82は、ヒートポンプ装置13において15度から25度に変化し、ガス気化設備14において25度から15度に変化する。
The
図4を参照して、ガス気化システム1を第三状態に設定する場合について説明する。第三状態は、例えば、春季、夏季、秋季、及び日中など、気温が高く、水−空気熱交換ユニット12において第一液体81を加熱できる場合、且つ、第一液体81によって地中を温めることができない場合に設定される。第三状態は、第一液体81を水−空気熱交換ユニット12において加熱し、加熱した第一液体81の温度を使用してヒートポンプ装置13において第二液体82を加熱し、第二液体82を液化ガス142の気化に使用する状態である。第三状態においては、地中熱交換器11による熱交換は行われない。
A case where the
図4に示すように、第三状態においては、第一液体81が、水−空気熱交換ユニット12とヒートポンプ装置13との間を循環する。水−空気熱交換ユニット12において、第一液体81と空気との熱交換が行われる。本実施形態においては、第三状態が継続されている場合、水−空気熱交換ユニット12において、第一液体81が加熱されている状態となる。
As shown in FIG. 4, in the third state, the
第一液体81は、第二流路22を介して、水−空気熱交換ユニット12からヒートポンプ装置13に流れる(矢印H5参照)。ヒートポンプ装置13において、ヒートポンプ方式により、第一液体81と第二液体82との熱交換が行われ、第二液体82が加熱される。第一状態(図1参照)と同様に、第二液体82は、ヒートポンプ装置13とガス気化設備14との間で循環し、液化ガス容器141内の液化ガス142の気化に使用される。
The first liquid 81 flows from the water-air
ヒートポンプ装置13において熱交換に使用された後の第一液体81は、第五流路25を介して、水−空気熱交換ユニット12に流れる(矢印H3参照)。水−空気熱交換ユニット12において第一液体81が加熱される。第五流路25によって、地中熱交換器11が迂回されるので、地中熱交換器11には、第一液体81が流れない。なお、第三状態においては、一例として、第一液体81は、水−空気熱交換ユニット12において、5度から10度に変化し、ヒートポンプ装置13において10度から5度に変化する。また、一例として、第二液体82は、ヒートポンプ装置13において15度から25度に変化し、ガス気化設備14において25度から15度に変化する。
The
図5を参照して、ガス気化システム1を第四状態に設定する場合について説明する。第四状態は、例えば、春季、夏季、秋季、及び日中など、気温が高く、水−空気熱交換ユニット12において第一液体81を加熱できる場合、且つ、第一液体81の温度が、液化ガス142の気化に使用されない場合に設定される。第四状態は、地中の所謂「熱枯れ」が発生する可能性を低減するために、水−空気熱交換ユニット12で加熱された第一液体81の熱を使用し、地中熱交換器11において地中を温める状態である。
A case where the
図5に示すように、第四状態においては、第一液体81は、地中熱交換器11と水−空気熱交換ユニット12とを循環する。水−空気熱交換ユニット12において、第一液体81と空気との熱交換が行われる。本実施形態においては、第四状態が継続されている場合、水−空気熱交換ユニット12において、第一液体81が加熱されている状態となる。
As shown in FIG. 5, in the fourth state, the
第一液体81は、第六流路26を介して、水−空気熱交換ユニット12から地中熱交換器11に流れる(矢印H6参照)。本実施形態においては、第四状態が継続されている場合、地中熱交換器11において、第一液体81が冷却され、且つ、地中が温められる状態となる。第一液体81は、第一流路21を介して、地中熱交換器11から水−空気熱交換ユニット12に流れる(矢印H1参照)。なお、第四状態においては、一例として、第一液体81は、水−空気熱交換ユニット12において12度から15度に変化し、地中熱交換器11において15度から12度に変化する。
The first liquid 81 flows from the water-air
図6及び図7を参照して、ガス気化システム1を第五状態(図6参照)に設定する場合と、第六状態(図7参照)に設定する場合について説明する。第五状態及び第六状態は、水−空気熱交換ユニット12において加熱された第一液体81の温度が、ガス気化設備14において液化ガス142を気化可能な温度である気化温度以上である場合に、第一液体81をガス気化設備14に供給して、液化ガス142を気化させる状態である。気化温度は、液化ガス142を気化可能な温度以上であれば、何度に設定されてもよい。気化温度は、ROM602に記憶されている。気化温度は、一例として、25度である。
A case where the
第五状態は、例えば、春季、夏季、秋季、及び日中など、気温が高く、水−空気熱交換ユニット12において第一液体81を加熱でき、第一液体81によって液化ガス142を気化でき、第一液体81によって地中を温めることができる場合に設定される。図6示すように、第五状態においては、第一液体81が、地中熱交換器11、水−空気熱交換ユニット12、及びガス気化設備14を循環する。第一液体81は、第一流路21を介して、地中熱交換器11から水−空気熱交換ユニット12に流れる(矢印H1参照)。水−空気熱交換ユニット12において、第一液体81と空気との熱交換が行われる。本実施形態においては、第五状態が継続されている場合、水−空気熱交換ユニット12において、第一液体81が加熱されている状態となる。
In the fifth state, for example, in spring, summer, autumn, and daytime, the temperature is high, the first liquid 81 can be heated in the water-air
第一液体81は、第八流路28を介して、水−空気熱交換ユニット12からガス気化設備14に流れる(矢印H7参照)。第一液体81の温度は、液化ガス容器141内の液化ガス142の気化に使用される。液化ガス142の気化に使用された第一液体81は、第十流路30、及び流路642,643,644を介して、地中熱交換器11に流れる(矢印H9参照)。本実施形態においては、第五状態が継続されている場合、地中熱交換器11において、第一液体81が冷却され、且つ、地中が温められる状態となる。これによって、地中が所謂「熱枯れ」となる可能性が低減される。なお、第五状態においては、一例として、第一液体81は、水−空気熱交換ユニット12において13度から25度に変化し、ガス気化設備14において25度から15度に変化し、地中熱交換器11において15度から13度に変化する。
The first liquid 81 flows from the water-air
第六状態は、例えば、春季、夏季、秋季、及び日中など、気温が高く、水−空気熱交換ユニット12において第一液体81を加熱でき、第一液体81によって液化ガス142を気化でき、第一液体81によって地中を温めることできない場合に設定される。図7に示すように、第六状態においては、第一液体81が、水−空気熱交換ユニット12とガス気化設備14との間を循環する。水−空気熱交換ユニット12において、第一液体81と空気との熱交換が行われる。本実施形態においては、第六状態が継続されている場合、水−空気熱交換ユニット12において、第一液体81が加熱されている状態となる。
In the sixth state, the temperature is high, for example, in spring, summer, autumn, and daytime, the first liquid 81 can be heated in the water-air
第一液体81は、第八流路28を介して、水−空気熱交換ユニット12からガス気化設備14に流れる(矢印H7参照)。第一液体81の温度は、液化ガス容器141内の液化ガス142の気化に使用される。液化ガス142の気化に使用された第一液体81は、第十流路30、流路642,643、流路651、及び流路612,613を介して、水−空気熱交換ユニット12に流れる(矢印H11参照)。なお、第六状態においては、一例として、第一液体81は、水−空気熱交換ユニット12において15度から25度に変化し、ガス気化設備14において25度から15度に変化する。
The first liquid 81 flows from the water-air
図8〜図10を参照し、CPU601によるメイン処理について説明する。ガス気化システム1の電源がONされると、CPU601は、ROM602からメイン処理のプログラムを読み出し、RAM603に展開する。CPU601は、メイン処理のプログラムに従って、メイン処理を行う。
The main processing by the
メイン処理では、操作部609(図2参照)を介して、気化開始指示が入力されたか否かが判断される(S11)。気化開始指示は、液化ガス142の気化を開始する指示である。気化開始指示が入力されていない場合(S11:NO)、操作部609を介して、第四状態(図5参照)に設定する指示が入力されたか否かが判断される(S12)。第四状態に設定する指示が入力されていない場合(S12:NO)、操作部609を介して、第四状態を終了する指示が入力されたか否かが判断される(S13)。第四状態を終了する指示が入力されていない場合(S13:NO)、処理はS11に戻る。
In the main process, it is determined whether or not the vaporization start instruction is input via the operation unit 609 (see FIG. 2) (S11). The vaporization start instruction is an instruction to start vaporization of the liquefied
気化開始指示が入力された場合(S11:YES)、液化ガス142の気化が開始される(S14)。本実施形態においては、一例として、S14において、ガス気化システム1が第一状態(図1参照)に設定されるとする。
When the vaporization start instruction is input (S11: YES), the vaporization of the liquefied
第一状態(図1参照)に設定する場合、CPU601は、第一電動弁31を制御し、第一流路21を介して、地中熱交換器11から水−空気熱交換ユニット12に第一液体81が流れるように設定する(図1の矢印H1参照)。また、CPU601は、第三電動弁33と第四電動弁34とを制御し、第二流路22を介して、水−空気熱交換ユニット12からヒートポンプ装置13に第一液体81が流れるように設定する(図1の矢印H5参照)。また、CPU601は、第二電動弁32と第五電動弁35とを制御し、第四流路24を介して、ヒートポンプ装置13から地中熱交換器11に第一液体81が流れるように設定する(図1の矢印H4参照)。CPU601は、ヒートポンプ装置13、ガス気化設備14、第一ポンプ511、及び第二ポンプ512を駆動し、第一状態における液化ガス142の気化を開始する。
When set to the first state (see FIG. 1), the
次いで、CPU601は、所定時間待機する(S15)。この待機は、各流路における第一液体81と第二液体82の温度が安定するまで待つために行われる。なお、以下では特に説明しないが、第一状態〜第六状態の間で状態が変化する場合、各流路における第一液体81と第二液体82の温度が安定するまで、待機の処理が行われてもよい。
Next, the
次いで、第一温度センサ521の出力に基づき、第一温度が取得される(S16)。次いで、第二温度センサ522の出力に基づき、外気の温度である第二温度が取得される(S17)。次いで、S16において取得された第一温度が、S17において取得された第二温度より小さいか否かが判断される(S18)。 Next, the first temperature is acquired based on the output of the first temperature sensor 521 (S16). Next, the second temperature, which is the temperature of the outside air, is acquired based on the output of the second temperature sensor 522 (S17). Next, it is determined whether or not the first temperature acquired in S16 is smaller than the second temperature acquired in S17 (S18).
第一温度が第二温度より小さい場合(S18:YES)、第一電動弁31が制御され、第一流路21を介して地中熱交換器11から水−空気熱交換ユニット12に第一液体81が流される(図1の矢印H1参照)(S19)。なお、既に、第一流路21を介して地中熱交換器11から水−空気熱交換ユニット12に第一液体81が流されている状態である場合は、該状態が継続される。
When the first temperature is smaller than the second temperature (S18: YES), the first
次いで、図9に示すように、第三温度センサ523の出力に基づき、第三温度が取得される(S31)。次いで、第一温度センサ521の出力に基づき、第四温度が取得される(S32)。S31において取得された第三温度が、S32において取得された第四温度より大きいか否かが判断される(S33)。 Then, as shown in FIG. 9, the third temperature is acquired based on the output of the third temperature sensor 523 (S31). Next, the fourth temperature is acquired based on the output of the first temperature sensor 521 (S32). It is determined whether or not the third temperature acquired in S31 is larger than the fourth temperature acquired in S32 (S33).
第三温度が第四温度より大きい場合(S33:YES)、第二電動弁32が制御され、第四流路24を介してヒートポンプ装置13から地中熱交換器11に第一液体81が流される状態が維持される(S34)。次いで、第五温度センサ525の出力に基づいて、第五温度が取得される(S36)。次いで、S36において取得された第五温度が、気化温度より小さいか否かが判断される(S37)。
When the third temperature is higher than the fourth temperature (S33: YES), the second
第五温度が気化温度より小さい場合(S37:YES)、第四電動弁34が制御され、第二流路22を介して、水−空気熱交換ユニット12からヒートポンプ装置13に第一液体81が流され(図1の矢印H5参照)、第七流路27を介してヒートポンプ装置13からガス気化設備14に第二液体82が流される(図1の矢印H10参照)(S38)。この場合、ヒートポンプ装置13において第一液体81と第二液体82との間で熱交換され、第二液体82が加熱される。加熱された第二液体82は、第七流路27を介してヒートポンプ装置13からガス気化設備14に流され、ガス気化設備14において、液化ガス142が気化される。なお、既に、第二流路22を介して水−空気熱交換ユニット12からヒートポンプ装置13に第一液体81を流され、第七流路27を介してヒートポンプ装置13からガス気化設備14に第二液体82を流されている状態である場合は、該状態が継続される。
When the fifth temperature is smaller than the vaporization temperature (S37: YES), the fourth
次いで、第五電動弁35が制御され、第九流路29を介して、ガス気化設備14からヒートポンプ装置13に第二液体82が流される(図1の矢印H8参照)(S39)。なお、第五電動弁35は、流路641から流路642に第一液体81が流されるように設定され、第十流路30から流路642には、第二液体82が流れないように設定される。既に、第九流路29を介して、ガス気化設備14からヒートポンプ装置13に第二液体82が流されている状態である場合は、該状態が継続される。
Next, the fifth
次いで、ヒートポンプ装置13が駆動される(S40)。既に、ヒートポンプ装置13が駆動されている場合は、ヒートポンプ装置13の駆動が継続される。
Next, the
次いで、図10に示すように、地中熱交換器11に第一液体81を流しているか否かが判断される(S51)。第一状態(図1参照)、第二状態(図3参照)、第四状態(図5参照)、及び第五状態(図6参照)である場合、地中熱交換器11に第一液体81を流している。地中熱交換器11に第一液体81を流している場合(S51:YES)、操作部609を介して、気化停止指示が入力されたか否かが判断される(S55)。気化停止指示は、液化ガス142を気化させる動作を停止する指示である。気化停止指示が入力されていない場合(S55:NO)、処理は、図8のS16に戻る。以上の処理が実行される場合、第一状態が維持される。
Next, as shown in FIG. 10, it is determined whether or not the
次に、第一状態(図1参照)から第二状態(図3参照)に切り替えられる場合を例にして、説明する。冬季及び夜間など、気温が低くなると、地中の温度が気温以上となり、第一温度が第二温度以上となる。この場合、S18において、第一温度が第二温度より小さくないと判断され(S18:NO)、第一電動弁31が制御され、第三流路23を介して地中熱交換器11からヒートポンプ装置13に第一液体81が流される(図3の矢印H2参照)(S20)。これによって、第一状態(図1参照)から第二状態(図3参照)に変化する。すなわち、水−空気熱交換ユニット12に第一液体81が供給されない。なお、既に、第三流路23を介して地中熱交換器11からヒートポンプ装置13に第一液体81が流されている状態である場合は、該状態が継続される。
Next, a case where the first state (see FIG. 1) can be switched to the second state (see FIG. 3) will be described as an example. When the temperature is low, such as in winter and at night, the underground temperature becomes higher than the air temperature, and the first temperature becomes higher than the second temperature. In this case, in S18, it is determined that the first temperature is not smaller than the second temperature (S18: NO), the first
次いで、処理はS55(図10参照)に進む。第二状態にある場合において、第一温度が第二温度より小さくなると(S18:YES)、第一状態(図1参照)に設定される(S19)。 The process then proceeds to S55 (see FIG. 10). In the case of the second state, when the first temperature becomes smaller than the second temperature (S18: YES), the first state (see FIG. 1) is set (S19).
次に、第一状態(図1参照)から第三状態(図4参照)に切り替えられる場合について説明する。第三温度が第四温度以下となる状態となると、地中熱交換器11において地中を温めることはできない。よって、地中熱交換器11に第一液体81を循環させない第三状態に設定される。
Next, a case where the first state (see FIG. 1) can be switched to the third state (see FIG. 4) will be described. When the third temperature becomes equal to or lower than the fourth temperature, the
第三温度が第四温度以下となると、S33において第三温度が第四温度より大きくないと判断され(S33:NO)、第二電動弁32が制御され、第五流路25を介してヒートポンプ装置13から水−空気熱交換ユニット12に第一液体81が流される(図4の矢印H3参照)(S35)。これによって、第一状態(図1参照)から第三状態(図4参照)に切り替えられる。よって、地中熱交換器11には第一液体81が供給されない。なお、既に、第五流路25を介してヒートポンプ装置13から水−空気熱交換ユニット12に第一液体81が流されている状態である場合は、該状態が継続される。
When the third temperature becomes equal to or lower than the fourth temperature, it is determined in S33 that the third temperature is not larger than the fourth temperature (S33: NO), the second
次いで、処理はS36に進む。第三状態に設定されると、S51(図10参照)において、地中熱交換器11に第一液体81が流されていないと判断され(S51:NO)、操作部609を介して、地中熱交換器11に第一液体81を流す指示が入力されたか否かが判断される(S52)。地中熱交換器11に第一液体81を流す指示が入力されていない場合(S52:NO)、操作部609を介して、気化停止指示が入力されたか否かが判断される(S53)。気化停止指示が入力されていない場合(S53:NO)、処理はS36(図9参照)に戻る。これによって、第三状態(図4参照)が維持される。
Then, the process proceeds to S36. When the third state is set, in S51 (see FIG. 10), it is determined that the
地中熱交換器11に第一液体81を流す指示が入力された場合(S52:YES)、第二電動弁32が制御され、地中熱交換器11に第一液体81が流される(図1の矢印H4参照)(S54)。これによって、第三状態(図4参照)から第一状態(図1参照)に切り替えられる。次いで、処理はS55に進む。
When an instruction to flow the
第一状態(図1参照)から第五状態(図6参照)に切り替えられる場合、及び、第三状態(図4参照)から第六状態(図7参照)に切り替えられる場合について説明する。第五温度が気化温度以上となる場合、S37において、第五温度が気化温度より小さくないと判断され(S37:NO)、第四電動弁34が制御され、第八流路28を介して水−空気熱交換ユニット12からガス気化設備14に第一液体81が流される(図6及び図7の矢印H7参照)(S41)。なお、既に、第八流路28を介して水−空気熱交換ユニット12からガス気化設備14に第一液体81が流されている状態であれば、該状態が継続される。
A case of switching from the first state (see FIG. 1) to the fifth state (see FIG. 6) and a case of switching from the third state (see FIG. 4) to the sixth state (see FIG. 7) will be described. When the fifth temperature is equal to or higher than the vaporization temperature, it is determined in S37 that the fifth temperature is not smaller than the vaporization temperature (S37: NO), the fourth
次いで、第五電動弁35が制御され、第十流路30を介して、ガス気化設備14から流路642に第一液体81が流される(図6の矢印H9及び図7の矢印H11参照)(S42)。なお、既に、第十流路30を介して、ガス気化設備14から流路642に第一液体81が流されている状態であれば、該状態が継続される。
Next, the fifth
次いで、ヒートポンプ装置13が停止される(S43)。なお、既にヒートポンプ装置13が停止されている場合は、該状態が継続される。第一状態(図1参照)であった場合、S41及びS42によって、第五状態(図6参照)に切り替えられる。また、第三状態(図4参照)であった場合、S41及びS42によって、第六状態(図7参照)に切り替えられる。すなわち、S42においては、第五電動弁35が制御され、第十流路30を介して、ガス気化設備14から地中熱交換器11又は水−空気熱交換ユニット12に第一液体81が流される。次いで、処理は図10のS51に進む。
Then, the
第五状態(図6参照)又は第六状態(図7参照)にある場合において、第五温度が気化温度より小さくなると(S37:YES)、S38〜S40の処理が実行される。これによって、第五状態(図6参照)から第一状態(図1参照)に切り替えられる。また、第六状態(図7参照)から第三状態(図4参照)に切り替えられる。 In the case of the fifth state (see FIG. 6) or the sixth state (see FIG. 7), when the fifth temperature becomes smaller than the vaporization temperature (S37: YES), the processes S38 to S40 are executed. As a result, the fifth state (see FIG. 6) can be switched to the first state (see FIG. 1). Further, the sixth state (see FIG. 7) can be switched to the third state (see FIG. 4).
S55において、気化停止指示が入力された場合(S55:YES)、液化ガス142の気化が停止される(S56)。また、S53において、気化停止指示が入力された場合(S53:YES)、液化ガス142の気化が停止される(S56)。S56においては、例えば、第一ポンプ511、第二ポンプ512、ヒートポンプ装置13、及びガス気化設備14の駆動が停止される。次いで、処理はS11(図8参照)に戻る。
When the vaporization stop instruction is input in S55 (S55: YES), the vaporization of the liquefied
液化ガス142の気化が停止されている状態において、第四状態(図5参照)に設定する指示が入力された場合(S12:YES)、少なくとも第三電動弁33が制御され、第六流路26を介して水−空気熱交換ユニット12から地中熱交換器11に第一液体81が流れる設定される(図5の矢印H6参照)(S21)。本実施形態においては、第二電動弁32も制御され、流路643から流路644に第一液体81が流れるように設定される(S21)。
When the instruction to set to the fourth state (see FIG. 5) is input (S12: YES) in the state where the vaporization of the liquefied
次いで、第一電動弁31が制御され、第一流路21を介して、地中熱交換器11から水−空気熱交換ユニット12に第一液体81が流れるように設定される(図5の矢印H1参照)(S22)。次いで、第一ポンプ511が駆動され、第一液体81が流される(S23)。S21〜S23の処理によって、ガス気化システム1が第四状態(図5参照)に設定される。次いで、処理は、S11に戻る。
Next, the first
第四状態を終了する指示が入力された場合(S13:YES)、第一ポンプ511の駆動が停止され、第四状態において第一液体81が流される状態が停止される(S24)。次いで、処理はS11に戻る。
When the instruction to end the fourth state is input (S13: YES), the drive of the
以上のように、本実施形態における処理が実行される。本実施形態では、第一電動弁31によって、第一流路21を介して地中熱交換器11から水−空気熱交換ユニット12に第一液体81を流す場合(図1の矢印H1参照)と、第三流路23を介して地中熱交換器11からヒートポンプ装置13に第一液体81を流す場合(図3の矢印H2参照)とが切り替えられる。このため、例えば、冬季及び夜間など、気温が低く、水−空気熱交換ユニット12において第一液体81を加熱できない場合には、地中熱交換器11によって第一液体81を加熱し、加熱した第一液体81を、第三流路23を介して地中熱交換器11からヒートポンプ装置13に流すことができる(図3参照)。そして、ヒートポンプ装置13において第一液体81の温度を使用して、第二液体82を加熱することができる。そして、加熱した第二液体82をガス気化設備14に流し、液化ガス142の気化に使用することができる。また、例えば、春季、夏季、秋季、及び日中など、気温が高く、水−空気熱交換ユニット12において第一液体81を加熱できる場合には、地中熱交換器11において熱交換された第一液体81を、第一流路21を介して水−空気熱交換ユニット12に第一液体81に流し、水−空気熱交換ユニット12において第一液体81を加熱することができる(図1参照)。そして、ヒートポンプ装置13において第一液体81の温度を使用して、第二液体82を加熱することができる。そして、加熱した第二液体82をガス気化設備14に流し、液化ガス142の気化に使用することができる。このように、ガス気化システム1は、ヒートポンプ方式を使用して、一年を通して、液化ガスを気化することができる。よって、ガス気化システム1にヒートポンプ方式を使用することができる。また、ヒートポンプ方式を使用することによって、例えば、燃料をボイラー装置で燃焼させて第二液体82を加熱する場合に比べて、コストダウンを行うことができる。
As described above, the processing in the present embodiment is executed. In the present embodiment, when the
また、第一温度が取得され(S16)、第二温度が取得される(S17)。第一温度が第二温度より小さい場合(S18:YES)、第一電動弁31が制御され、第一流路21を介して地中熱交換器11から水−空気熱交換ユニット12に第一液体81が流される(S19)。第一温度が、外気の温度である第二温度よりも小さい場合、水−空気熱交換ユニット12において、第一液体81を加熱することが可能である。このため、水−空気熱交換ユニット12に第一液体81を流して、第一液体81を加熱するのである。一方、第一温度が第二温度より小さくない場合(S18:NO)、第三流路23を介して地中熱交換器11からヒートポンプ装置13に第一液体81が流される(S20)。第一温度が、外気の温度である第二温度以上である場合、水−空気熱交換ユニット12において、第一液体81を加熱することが難しい。このため、水−空気熱交換ユニット12には第一液体81を流さず、地中熱交換器11からヒートポンプ装置13に直接第一液体81を流すのである。このように、第一温度と第二温度との関係によって、第一流路21を介して地中熱交換器11から水−空気熱交換ユニット12に第一液体81が流される場合(図1参照)と、第三流路23を介して地中熱交換器11からヒートポンプ装置13に第一液体81が流される場合(図3参照)とが、自動的に切り替えられる。よって、ユーザが手動で流路を切り替える必要がなく、ユーザの利便性が向上する。
Further, the first temperature is acquired (S16), and the second temperature is acquired (S17). When the first temperature is smaller than the second temperature (S18: YES), the first
また、第四流路24は、ヒートポンプ装置13において熱交換に使用された後の第一液体81が流れる流路であって、ヒートポンプ装置13と地中熱交換器11とを繋ぐ流路である。第四流路24が設けられていることによって、ヒートポンプ装置13において熱交換に使用された後の第一液体81を、地中熱交換器11に流すことができる。よって、例えば、地中の温度が第一液体81より高いときには、ヒートポンプ装置13から地中熱交換器11に第一液体81を流して、第一液体81を加熱することができる。また、例えば、地中の温度が第一液体81より低いときには、ヒートポンプ装置13から地中熱交換器11に第一液体81を流して、地中熱交換器11において地中を温めて、地中が、所謂「熱枯れ」となる可能性を低減することができる。
Further, the
また、第五流路25は、ヒートポンプ装置13において熱交換に使用された後の第一液体81が流れる流路であって、ヒートポンプ装置13と水−空気熱交換ユニット12とを繋ぐ流路である。そして、第二電動弁32は、第四流路24を介してヒートポンプ装置13から地中熱交換器11に第一液体81を流す場合(図1参照)と、第五流路25を介してヒートポンプ装置13から水−空気熱交換ユニット12に第一液体81を流す場合と(図4参照)を切り替える。すなわち、地中熱交換器11に第一液体81を流す場合と、流さない場合とを切り替えることができる。よって、例えば、ヒートポンプ装置13から第四流路24に流出した第一液体81に、地中を温めることができる温度が残っている場合にのみ、地中熱交換器11に第一液体81を流して、地中が所謂「熱枯れ」となる可能性を低減することができる。
Further, the
また、第三温度が第四温度より大きい場合(S33:YES)、第二電動弁32が制御され、第四流路24を介してヒートポンプ装置13から地中熱交換器11に第一液体81が流される(S34)。第三温度が第四温度より大きくない場合(S33:NO)、第二電動弁32が制御され、第五流路25を介してヒートポンプ装置13から水−空気熱交換ユニット12に第一液体81が流される(S35)。第三温度が第四温度より大きい場合、第四流路24を介してヒートポンプ装置13から地中熱交換器11に流入した第一液体81が、地中熱交換器11において、冷却されて第一流路21に流出している状態である。すなわち、地中熱交換器11において第一液体81の温度が使用され、地中が温められている状態である。地中熱交換器11において地中が温められる状態である場合に、第四流路24を介してヒートポンプ装置13から地中熱交換器11に第一液体81が流されるので(S34)、地中が所謂「熱枯れ」の状態となる可能性を低減できる。一方、第三温度が第四温度以下である場合、第四流路24を介してヒートポンプ装置13から地中熱交換器11に流入した第一液体81が、地中熱交換器11において、加熱されて第一流路21に流出している状態である。このため、地中熱交換器11において第一液体81が地中から熱を奪っている状態である。第一液体81が地中から熱を奪っている場合に、第五流路25を介してヒートポンプ装置13から水−空気熱交換ユニット12に第一液体81が流されるので(S35)、地中熱交換器11に第一液体81が流されない。このため、地中熱交換器11において地中の熱が奪われ、地中が所謂「熱枯れ」の状態となる可能性を低減できる。
When the third temperature is higher than the fourth temperature (S33: YES), the second
また、第六流路26は、水−空気熱交換ユニット12において熱交換された後の第一液体81が流れる流路であって、水−空気熱交換ユニット12と地中熱交換器11とを繋ぐ流路である。第三電動弁33は、第二流路22を介して水−空気熱交換ユニット12からヒートポンプ装置13に第一液体81を流す場合(図1参照)と、第六流路26を介して水−空気熱交換ユニット12から地中熱交換器11に第一液体81を流す場合(図5参照)とを切り替える。このため、第二流路22を介して水−空気熱交換ユニット12からヒートポンプ装置13に第一液体81を流す場合、水−空気熱交換ユニット12において加熱した第一液体81の温度を使用して、ヒートポンプ装置13において第二液体82を加熱することができる。また、水−空気熱交換ユニット12から地中熱交換器11に第一液体81を流す場合、水−空気熱交換ユニット12において加熱した第一液体81の温度を使用して、地中熱交換器11において地中を温めることができる。よって、地中が所謂「熱枯れ」になる可能性を低減できる。
Further, the
また、ガス気化設備14による液化ガス142の気化が停止されている場合に、第三電動弁33が制御され、第六流路26を介して水−空気熱交換ユニット12から地中熱交換器11に第一液体81が流される(図5参照)(S21)。このため、ガス気化設備14による液化ガス142の気化が停止されている場合に、水−空気熱交換ユニット12において加熱した第一液体81の温度を使用して、地中熱交換器11において地中を温めることができる。よって、地中が所謂「熱枯れ」になる可能性を低減できる。
Further, when the vaporization of the liquefied
また、第四電動弁34は、第二流路22を介して水−空気熱交換ユニット12からヒートポンプ装置13に第一液体81を流し、第七流路27を介してヒートポンプ装置13からガス気化設備14に第二液体82を流す場合(図1及び図4参照)と、第八流路28を介して水−空気熱交換ユニット12からガス気化設備14に第一液体81を流す場合(図6及び図7参照)とを切り替える。このため、第八流路28を介して水−空気熱交換ユニット12からガス気化設備14に第一液体81を流す場合に、水−空気熱交換ユニット12において加熱された第一液体81を使用して、液化ガス142を気化することができる。よって、ヒートポンプ装置13を駆動する必要がなく、ガス気化システム1の運転コストを低減することができる。
Further, the fourth
また、第五温度が気化温度より小さい場合(S37:YES)、第四電動弁34が制御され、第二流路22を介して水−空気熱交換ユニット12からヒートポンプ装置13に第一液体81が流され、第七流路27を介してヒートポンプ装置13からガス気化設備14に第二液体82が流される(図1及び図4参照)(S38)。第五温度が気化温度より小さくない場合(S37:NO)、第四電動弁34が制御され、第八流路28を介して水−空気熱交換ユニット12からガス気化設備14に第一液体81が流される(図6及び図7参照)(S41)。すなわち、第五温度が気化温度以上である場合に、自動的に、第一液体81がガス気化設備14に流され、液化ガス142の気化に使用される。よって、ユーザが手動で流路を切り替える必要がなく、ユーザの利便性が向上する。
When the fifth temperature is smaller than the vaporization temperature (S37: YES), the fourth
上記実施形態において、地中熱交換器11は本発明の「地中熱交換部」の一例である。水−空気熱交換ユニット12は本発明の「空気熱交換部」の一例である。ヒートポンプ装置13は本発明の「ヒートポンプ部」の一例である。ガス気化設備14は本発明の「ガス気化部」の一例である。第一電動弁31は本発明の「第一切替部」の一例である。S16の処理を行うCPU601は、本発明の「第一温度取得手段」の一例である。S17の処理を行うCPU601は、本発明の「第二温度取得手段」の一例である。S18の処理を行うCPU601は、本発明の「第一温度判断手段」の一例である。S19の処理を行うCPU601は、本発明の「第一制御手段」の一例である。S20の処理を行うCPU601は、本発明の「第二制御手段」の一例である。
In the above embodiment, the
第二電動弁32は本発明の「第二切替部」の一例である。S31の処理を行うCPU601は、本発明の「第三温度取得手段」の一例である。S32の処理を行うCPU601は、本発明の「第四温度取得手段」の一例である。S33の処理を行うCPU601は、本発明の「第二温度判断手段」の一例である。S34の処理を行うCPU601は、本発明の「第三制御手段」の一例である。S35の処理を行うCPU601は、本発明の「第四制御手段」の一例である。第三電動弁33は本発明の「第三切替部」の一例である。S21の処理を行うCPU601は、本発明の「第五制御手段」の一例である。第四電動弁34は本発明の「第四切替部」の一例である。S36の処理を行うCPU601は、本発明の「第五温度取得手段」の一例である。S38の処理を行うCPU601は、本発明の「第六制御手段」の一例である。S41の処理を行うCPU601は、本発明の「第七制御手段」の一例である。
The second
本発明は、上記実施形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。例えば、第一電動弁31、第二電動弁32、第三電動弁33、第四電動弁34、第五電動弁35が、CPU601に制御されることによって、流路が切り替えられていたが、これに限定されない。例えば、第一電動弁31、第二電動弁32、第三電動弁33、第四電動弁34、及び第五電動弁35が電動弁ではなく、ユーザの手動によって流路を切り替えることができる部材であってもよい。また、第一電動弁31、第二電動弁32、第三電動弁33、第四電動弁34、及び第五電動弁35が流路を切り替えるタイミングは、ユーザが操作部609によって、流路を切り替える指示を入力したタイミングでもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. For example, the flow paths of the first
また、各装置の台数及び流路の接続方法は、上記実施形態に限定されない。例えば、地中熱交換器11は、地中に埋設された2つのUチューブ111,112を備えていたが、Uチューブの数は、1つでもよいし、3つ以上の複数でもよい。また、複数のUチューブが直列に接続されてもよく、また、並列に接続されてもよい。また、地中熱交換器11は、Uチューブでなくてもよい。同様に、他の装置(例えば、水−空気熱交換ユニット12、ヒートポンプ装置13等)の台数、流路の接続方法、装置の種類は限定されない。
Further, the number of each device and the connection method of the flow path are not limited to the above-described embodiment. For example, the
また、第二電動弁32、第三電動弁33、及び第四電動弁34によって、流路が切り替えられていたが、流路が切り替えられなくてもよい。この場合、第二電動弁32、第三電動弁33、及び第四電動弁34によって流路が切り替えられる処理が実行されなくてもよい。また、S16、S17、S31、S32、及びS36の処理が実行されず、第一温度、第二温度、第三温度、第四温度、及び第五温度が取得されなくてもよい。第四流路24、第五流路25、第六流路26、第八流路28、第九流路29、第十流路30が設けられなくてもよい。
Further, although the flow path is switched by the
また、地中熱交換器11に第一液体81を流す指示が入力された場合に(S52:YES)、地中熱交換器11に第一液体81が流されていたが(S54)、これに限定されない。例えば、所定時間毎(例えば、1時間毎など)に、地中熱交換器11に第一液体81が流されてもよい。また、所定の時刻(例えば、午後3時など)になった場合に、地中熱交換器11に第一液体81が流されてもよい。
Further, when an instruction to flow the
また、第一液体81によって地中を温めることができる場合に地中熱交換器11に第一液体81を流し、第一液体81によって地中を温めることができない場合に地中熱交換器11に第一液体81を流さないことを、一例として説明したが(S33、S34、及びS35参照)、これに限定されない。例えば、第一液体81によって地中を温めることができる状態でも、地中熱交換器11に第一液体81を流さなくてもよい。また、第一液体81によって地中を温めることができない場合でも、地中熱交換器11に第一液体81を流してもよい。この場合、地中熱交換器11において、第一液体81を加熱することができる。よって、例えば、第一状態(図1参照)の場合、地中熱交換器11において第一液体81を加熱し、さらに、水−空気熱交換ユニット12において第一液体81を加熱して、第一液体81をヒートポンプ装置13に供給することができる。また、地中熱交換器11に第一液体81と流す場合と流さない場合とが切り替えられなくてもよく、地中熱交換器11に第一液体81を常に流し続けてもよい。
Further, when the ground can be warmed by the
1 ガス気化システム
11 地中熱交換器
12 空気熱交換ユニット
13 ヒートポンプ装置
14 ガス気化設備
21 第一流路
22 第二流路
23 第三流路
24 第四流路
25 第五流路
26 第六流路
27 第七流路
28 第八流路
29 第九流路
30 第十流路
31 第一電動弁
32 第二電動弁
33 第三電動弁
34 第四電動弁
35 第五電動弁
81 第一液体
82 第二液体
142 液化ガス
511 第一ポンプ
512 第二ポンプ
601 CPU
1
Claims (9)
前記第一液体と空気との熱交換を行う空気熱交換部と、
ヒートポンプ方式によって前記第一液体と第二液体との熱交換を行うヒートポンプ部と、
前記ヒートポンプ部において熱交換された前記第二液体と液化ガスとの熱交換によって、前記液化ガスを気化させるガス気化部と、
前記第一液体が流れる流路であって、前記地中熱交換部と前記空気熱交換部とを繋ぐ第一流路と、
前記第一液体が流れる流路であって、前記空気熱交換部と前記ヒートポンプ部とを繋ぐ第二流路と、
前記第一液体が流れる流路であって、前記地中熱交換部と前記ヒートポンプ部とを繋ぐ第三流路と、
前記第一流路を介して前記地中熱交換部から前記空気熱交換部に前記第一液体を流す場合と、前記第三流路を介して前記地中熱交換部から前記ヒートポンプ部に前記第一液体を流す場合とを切り替える第一切替部と
を備えたことを特徴とするガス気化システム。 An underground heat exchange unit that exchanges heat between the first liquid and geothermal heat,
An air heat exchange unit that exchanges heat between the first liquid and air,
A heat pump unit that exchanges heat between the first liquid and the second liquid by a heat pump method,
A gas vaporization unit that vaporizes the liquefied gas by heat exchange between the second liquid and the liquefied gas that have undergone heat exchange in the heat pump unit.
A flow path through which the first liquid flows, and a first flow path connecting the geothermal heat exchange section and the air heat exchange section.
A flow path through which the first liquid flows, and a second flow path connecting the air heat exchange section and the heat pump section.
A flow path through which the first liquid flows, and a third flow path connecting the geothermal heat exchange section and the heat pump section.
The first liquid flows from the geothermal heat exchange section to the air heat exchange section via the first flow path, and the first liquid flows from the geothermal heat exchange section to the heat pump section via the third flow path. A gas vaporization system characterized by having a first switching unit that switches between the case of flowing a liquid and the case of flowing a liquid.
外気の温度である第二温度を取得する第二温度取得手段と、
前記第一温度取得手段によって取得された前記第一温度が、前記第二温度取得手段によって取得された前記第二温度より小さいか否かを判断する第一温度判断手段と、
前記第一温度判断手段によって前記第一温度が前記第二温度より小さいと判断された場合に、前記第一切替部を制御して、前記第一流路を介して前記地中熱交換部から前記空気熱交換部に前記第一液体を流す第一制御手段と、
前記第一温度判断手段によって前記第一温度が前記第二温度より小さくないと判断された場合に、前記第一切替部を制御して、前記第三流路を介して前記地中熱交換部から前記ヒートポンプ部に前記第一液体を流す第二制御手段と
を備えたことを特徴とする請求項1に記載のガス気化システム。 A first temperature acquisition means for acquiring the first temperature, which is the temperature of the first liquid flowing through the first flow path or the third flow path,
A second temperature acquisition means for acquiring the second temperature, which is the temperature of the outside air,
A first temperature determining means for determining whether or not the first temperature acquired by the first temperature acquiring means is smaller than the second temperature acquired by the second temperature acquiring means.
When the first temperature determination means determines that the first temperature is smaller than the second temperature, the first switching unit is controlled to control the first switching unit from the underground heat exchange unit via the first flow path. A first control means for flowing the first liquid through the air heat exchange unit,
When the first temperature determining means determines that the first temperature is not smaller than the second temperature, the first switching unit is controlled to control the first switching unit and the geothermal heat exchange unit via the third flow path. The gas vaporization system according to claim 1, wherein the heat pump unit is provided with a second control means for flowing the first liquid.
前記第四流路を介して前記ヒートポンプ部から前記地中熱交換部に前記第一液体を流す場合と、前記第五流路を介して前記ヒートポンプ部から前記空気熱交換部に前記第一液体を流す場合とを切り替える第二切替部と
を備えたことを特徴とする請求項3に記載のガス気化システム。 A flow path through which the first liquid flows after being used for heat exchange in the heat pump unit, and a fifth flow path connecting the heat pump unit and the air heat exchange unit.
The first liquid flows from the heat pump section to the geothermal heat exchange section via the fourth flow path, and the first liquid flows from the heat pump section to the air heat exchange section via the fifth flow path. The gas vaporization system according to claim 3, further comprising a second switching unit for switching between the case of flowing the gas and the case of flowing the gas.
前記地中熱交換部に前記第一液体が流れている状態における、前記第一流路を流れる前記第一液体の温度である第四温度を取得する第四温度取得手段と、
前記第三温度取得手段によって取得された前記第三温度が、前記第四温度取得手段によって取得された前記第四温度より大きいか否かを判断する第二温度判断手段と、
前記第二温度判断手段によって前記第三温度が前記第四温度より大きいと判断された場合に、前記第二切替部を制御して、前記第四流路を介して前記ヒートポンプ部から前記地中熱交換部に前記第一液体を流す第三制御手段と、
前記第二温度判断手段によって前記第三温度が前記第四温度より大きくないと判断された場合に、前記第二切替部を制御して、前記第五流路を介して前記ヒートポンプ部から前記空気熱交換部に前記第一液体を流す第四制御手段と
を備えたことを特徴とする請求項4に記載のガス気化システム。 A third temperature acquisition means for acquiring a third temperature, which is the temperature of the first liquid flowing through the fourth flow path,
A fourth temperature acquisition means for acquiring a fourth temperature, which is the temperature of the first liquid flowing through the first flow path, while the first liquid is flowing through the geothermal heat exchange unit.
A second temperature determining means for determining whether or not the third temperature acquired by the third temperature acquiring means is larger than the fourth temperature acquired by the fourth temperature acquiring means.
When the third temperature is determined to be higher than the fourth temperature by the second temperature determining means, the second switching unit is controlled to control the second switching unit from the heat pump unit to the ground via the fourth flow path. A third control means for flowing the first liquid through the heat exchange unit,
When the second temperature determining means determines that the third temperature is not larger than the fourth temperature, the second switching unit is controlled to control the air from the heat pump unit via the fifth flow path. The gas vaporization system according to claim 4, wherein the heat exchange unit is provided with a fourth control means for flowing the first liquid.
前記第二流路を介して前記空気熱交換部から前記ヒートポンプ部に前記第一液体を流す場合と、前記第六流路を介して前記空気熱交換部から前記地中熱交換部に前記第一液体を流す場合とを切り替える第三切替部と
を備えたことを特徴とする請求項3から5のいずれかに記載のガス気化システム。 A flow path through which the first liquid flows after heat exchange in the air heat exchange section, and a sixth flow path connecting the air heat exchange section and the geothermal heat exchange section.
The first liquid flows from the air heat exchange unit to the heat pump unit via the second flow path, and the first liquid flows from the air heat exchange unit to the geothermal heat exchange unit via the sixth flow path. The gas vaporization system according to any one of claims 3 to 5, further comprising a third switching unit for switching between a case where a liquid is flown and a case where a liquid is flown.
前記第一液体が流れる流路であって、前記空気熱交換部と前記ガス気化部とを繋ぐ第八流路と、
前記第二流路を介して前記空気熱交換部から前記ヒートポンプ部に前記第一液体を流し、前記第七流路を介して前記ヒートポンプ部から前記ガス気化部に前記第二液体を流す場合と、前記第八流路を介して前記空気熱交換部から前記ガス気化部に前記第一液体を流す場合とを切り替える第四切替部と
を備えたことを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載のガス気化システム。 A seventh flow path through which the second liquid flows, which is a flow path connecting the heat pump section and the gas vaporization section,
An eighth flow path through which the first liquid flows, which connects the air heat exchange section and the gas vaporization section.
A case where the first liquid is flowed from the air heat exchange section to the heat pump section via the second flow path, and the second liquid is flown from the heat pump section to the gas vaporization section via the seventh flow path. 1. Any of claims 1 to 7, further comprising a fourth switching unit that switches between a case where the first liquid is flowed from the air heat exchange unit to the gas vaporization unit via the eighth flow path. The gas vaporization system described in Crab.
前記第五温度取得手段によって取得された前記第五温度が、前記ガス気化部によって前記液化ガスを気化可能な温度である気化温度より小さいか否かを判断する第三温度判断手段と、
前記第三温度判断手段によって前記第五温度が前記気化温度より小さいと判断された場合に、前記第四切替部を制御して、前記第二流路を介して前記空気熱交換部から前記ヒートポンプ部に前記第一液体を流し、前記第七流路を介して前記ヒートポンプ部から前記ガス気化部に前記第二液体を流す第六制御手段と、
前記第三温度判断手段によって前記第五温度が前記気化温度より小さくないと判断された場合に、前記第四切替部を制御して、前記第八流路を介して前記空気熱交換部から前記ガス気化部に前記第一液体を流す第七制御手段と
を備えたことを特徴とする請求項8に記載のガス気化システム。
A fifth temperature acquisition means for acquiring a fifth temperature, which is the temperature of the first liquid flowing through the second flow path or the eighth flow path, and
A third temperature determining means for determining whether or not the fifth temperature acquired by the fifth temperature acquiring means is smaller than the vaporization temperature which is a temperature at which the liquefied gas can be vaporized by the gas vaporizing unit.
When the fifth temperature is determined to be smaller than the vaporization temperature by the third temperature determining means, the fourth switching unit is controlled to control the fourth switching unit from the air heat exchange unit to the heat pump via the second flow path. A sixth control means for flowing the first liquid through the unit and flowing the second liquid from the heat pump unit to the gas vaporization unit via the seventh flow path.
When the fifth temperature is determined by the third temperature determining means to be not smaller than the vaporization temperature, the fourth switching unit is controlled to control the fourth switching unit from the air heat exchange unit via the eighth flow path. The gas vaporization system according to claim 8, wherein the gas vaporization unit is provided with a seventh control means for flowing the first liquid.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019035024A JP7209965B2 (en) | 2019-02-27 | 2019-02-27 | gas vaporization system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019035024A JP7209965B2 (en) | 2019-02-27 | 2019-02-27 | gas vaporization system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020139550A true JP2020139550A (en) | 2020-09-03 |
JP7209965B2 JP7209965B2 (en) | 2023-01-23 |
Family
ID=72280138
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019035024A Active JP7209965B2 (en) | 2019-02-27 | 2019-02-27 | gas vaporization system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7209965B2 (en) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04312299A (en) * | 1991-04-05 | 1992-11-04 | Tokyo Gas Co Ltd | Earth freezing prevention system in underground tank for storing cryogenic liquefied natural gas |
JPH1047597A (en) * | 1996-07-31 | 1998-02-20 | Showa Alum Corp | Cooling prevention device for installation concrete base for multi-pipe type evaporator |
CN103486438A (en) * | 2013-09-18 | 2014-01-01 | 华南理工大学 | LNG gasification system based on double-heat-source heat pump |
JP2015028418A (en) * | 2013-07-03 | 2015-02-12 | 東日本旅客鉄道株式会社 | Geothermal heat pump system |
JP2016027272A (en) * | 2014-07-02 | 2016-02-18 | 株式会社神戸製鋼所 | Liquefied gas evaporation device and liquefied gas evaporation system |
JP2018009736A (en) * | 2016-07-14 | 2018-01-18 | 株式会社コロナ | Composite heat source heat pump device |
WO2018100486A1 (en) * | 2016-11-30 | 2018-06-07 | Saipem S.P.A. | Heat pump with prime mover in cryogenic applications and refrigerating fluids |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4312299B2 (en) | 1999-05-27 | 2009-08-12 | 日揮触媒化成株式会社 | Method for producing titanium oxide fine particles containing brookite-type crystals |
-
2019
- 2019-02-27 JP JP2019035024A patent/JP7209965B2/en active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04312299A (en) * | 1991-04-05 | 1992-11-04 | Tokyo Gas Co Ltd | Earth freezing prevention system in underground tank for storing cryogenic liquefied natural gas |
JPH1047597A (en) * | 1996-07-31 | 1998-02-20 | Showa Alum Corp | Cooling prevention device for installation concrete base for multi-pipe type evaporator |
JP2015028418A (en) * | 2013-07-03 | 2015-02-12 | 東日本旅客鉄道株式会社 | Geothermal heat pump system |
CN103486438A (en) * | 2013-09-18 | 2014-01-01 | 华南理工大学 | LNG gasification system based on double-heat-source heat pump |
JP2016027272A (en) * | 2014-07-02 | 2016-02-18 | 株式会社神戸製鋼所 | Liquefied gas evaporation device and liquefied gas evaporation system |
JP2018009736A (en) * | 2016-07-14 | 2018-01-18 | 株式会社コロナ | Composite heat source heat pump device |
WO2018100486A1 (en) * | 2016-11-30 | 2018-06-07 | Saipem S.P.A. | Heat pump with prime mover in cryogenic applications and refrigerating fluids |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7209965B2 (en) | 2023-01-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3918807B2 (en) | Hot water storage type electric water heater | |
JP5860700B2 (en) | System for providing a vapor compression cycle and method for controlling a vapor compression cycle | |
JP2736278B2 (en) | Closed space heating device and space heating method | |
EP2413042A1 (en) | Temperature regulator, fluid supply system, heating system, method of fixing temperature regulator, and fluid supply method | |
EP3098541B1 (en) | Co2 water heater | |
JP2005195313A (en) | Composite air-conditioning system | |
JP2015524907A (en) | Solar energy system | |
JP2006234376A (en) | Heating and cooling system using geothermal source allowing simultaneous operation for heating and cooling, and control method therefor | |
JP2009299942A (en) | Hot water supply system | |
JP4033788B2 (en) | Heat pump equipment | |
JP2020139550A (en) | Gas vaporization system | |
KR101104362B1 (en) | heat-pump system | |
US20100251734A1 (en) | Plant for heat-regulating a first fluid and a second fluid used for air-conditioning premises | |
JP2013142491A (en) | Hot water supply and heating apparatus | |
JP4850118B2 (en) | Hot water supply piping heat insulation operation method in hot water storage type hot water supply system | |
KR101565368B1 (en) | Heat pump system having binary refrigeration cycle and control porcess of the same | |
JP2017137978A (en) | Bog warming system for low-temperature liquefied gas | |
JP2004205116A (en) | Cold/hot water generator and its control method | |
JP2004156805A (en) | Heat pump system | |
JPH0854156A (en) | Cooling and heating device utilizing exhaust heat of engine and operating method thereof | |
TWI727572B (en) | Power generation system | |
JP3863670B2 (en) | Air conditioner with ice storage tank | |
JP2011058767A (en) | Heat pump water heater | |
JP2005037008A (en) | Air conditioner | |
JP2001296074A (en) | Waste heat recovery system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220204 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20221129 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20221213 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20221227 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7209965 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |