CN110094240B - 热能回收装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种热能回收装置,能够实现与排气所包含的SOX成分的冷凝相伴的排气路腐蚀的预防对策。热能回收装置(10)具备:将在排气路(3)中流动的排气作为热源而加热在循环流路中流动的工作介质的加热器(16);被循环流路(12)中的加热器(16)的下游侧的工作介质驱动的动力回收机(26);检测排气路(3)中的加热器(16)的下游侧的排气温度的温度检测器(34);以及进行用于调整加热器(16)中的从排气向工作介质的传热量的控制而使得温度检测器(34)的检测温度维持在设定的温度以上的输入热量控制部(42)。

Description

热能回收装置
技术领域
本发明涉及热能回收装置。
背景技术
以往,例如,如下述专利文献1至3公开的那样,公知有一种对发动机的排气所具有的热能进行回收的装置。在这种热能回收装置中,形成有构成兰金循环的工作介质的循环回路,在该循环回路中设置有在排气和工作介质之间进行热交换的蒸发器。在蒸发器中,工作介质蒸发,另一方面排气被冷却。利用蒸发器而蒸发了的工作介质驱动膨胀机,利用与膨胀机连接的发电机进行发电,从而将排气的热量作为电力进行回收。
专利文献
专利文献1:日本特开2015-232424号公报。
专利文献2:日本特开2016-160868号公报。
专利文献3:日本特开2016-160870号公报。
在前述专利文献1至3公开的热能回收装置中,利用蒸发器将排气冷却。因此,担心在供排气流动的排气路的蒸发器的下游侧中发生与排气所包含的SOX成分的冷凝相伴的排气路的腐蚀。
发明内容
因此,本发明是鉴于前述现有技术而完成的,其目的是能够实现与排气所包含的SOX成分的冷凝相伴的排气路腐蚀的预防对策。
为了实现前述目的,本发明为一种热能回收装置,具备:加热器,将在排气路中流动的排气作为热源,加热在循环流路中流动的工作介质;动力回收机,由前述循环流路中的前述加热器的下游侧的工作介质驱动;温度检测器,对前述排气路中的前述加热器的下游侧的排气的温度进行检测;以及输入热量控制部,进行用于调整前述加热器中的从前述排气向前述工作介质的传热量的控制,使得由前述温度检测器检测的检测温度维持在设定的温度以上。
在本发明中,将在加热器中工作介质从排气获取的热量在动力回收机中作为能量回收。并且,输入热量控制部进行用于调整加热器中的从排气向工作介质的传热量的控制而使得由温度检测器检测的检测温度维持在设定的温度以上。因此,排气管中的加热器的下游侧的排气的温度被维持在预定温度以上。因此,能够防止从热量被回收至工作介质后的排气结露腐蚀成分。因而,能够防止排气路等的腐蚀。
前述热能回收装置也可以具备SOX计,前述SOX计测定前述排气管中的前述加热器的下游侧的排气中的硫氧化物的含有比例。在这种情况下,前述输入热量控制部可以基于前述温度检测器的检测结果以及前述SOX计的测定结果进行用于调整前述传热量的控制,使得前述检测温度维持在作为前述设定的温度的前述排气的酸露点以上。
在该方式中,输入热量控制部基于温度检测器的检测结果以及SOX计的测定结果,进行用于调整加热器中的从排气向工作介质的传热量的控制。由此,排气路中的加热器的下游侧的排气的温度被维持在排气的酸露点以上。因此,与仅基于温度检测器的排气的温度的检测结果对加热器中的从排气向工作介质的传热量进行控制的情况相比,能够提高用于抑制来自排气的腐蚀成分结露的控制精度。其结果是,进一步提高加热器中的从排气向工作介质的放热量的控制成为可能,从而能够增大排热回收量。
前述热能回收装置可以具备:SOX计,测定前述排气管中的前述加热器的下游侧的排气中的硫氧化物的含有比例;以及酸露点导出部,基于前述SOX计的测定值,导出前述排气管中的前述加热器的下游侧的排气的酸露点。在这种情况下,前述输入热量控制部可以将由前述酸露点导出部导出的酸露点作为前述设定的温度,进行用于调整前述传热量的控制,使得前述检测温度维持在前述温度以上。
在该方式中,输入热量控制部使用由酸露点导出部导出的酸露点来进行调整加热器中的从排气向工作介质的传热量的控制。由此,排气路中的加热器的下游侧的排气的温度被维持在导出的酸露点以上。因此,与仅基于温度检测器的排气的温度的检测结果来控制加热器中的从排气向工作介质的传热量的情况相比,能够提高用于抑制来自排气的腐蚀成分结露的控制精度。其结果是,进一步提高加热器中的从排气向工作介质的放热量的控制成为可能,从而能够增大排热回收量。
前述SOX计可以构成为测定排气中的硫氧化物的重量%。在这种情况下,前述酸露点导出部可以包含存储部并使用存储于前述存储部的关系和前述SOX计的测定结果来导出排气的酸露点,所述存储部存储硫氧化物的重量%、排气、酸露点之间的关系。
在该方式中,能够从SOX计的测定结果来推定排气中的酸露点,并能够基于该推定的酸露点进行调整加热器中的从排气向工作介质的传热量的控制。因此,不仅能够抑制用于推定酸露点所需的成本增加,还能够提高用于抑制来自排气的腐蚀成分结露的控制的精度。
前述热能回收装置可以具备在前述循环流路内使工作介质循环的泵。在这种情况下,前述泵可以是能够调整转速的结构。前述输入热量控制部可以进行调整前述泵的转速的控制以便调整前述加热器中的从排气向工作介质的传热量。
在该方式中,输入热量控制部调整泵的转速,从而调整通过加热器的工作介质量。由此,调整加热器中的从排气向工作介质的传热量。
前述热能回收装置可以具备对前述加热器进行旁通的旁通路和开闭前述旁通路的旁通阀。在这种情况下,前述输入热量控制部可以控制前述旁通阀以便调整前述加热器中的从排气向工作介质的传热量。
在该方式中,输入热量控制部控制旁通阀,从而能够调整加热器中的从排气向工作介质的传热量。
前述加热器可以由与前述排气路以及前述循环流路连接的热交换器构成。
在该方式中,由于排气和工作介质直接进行热交换,因此无需追加的构成零件。
前述加热器可以具备:中间介质加热器,借助在前述排气路中流动的排气对在介质流路中流动的中间介质进行加热;以及工作介质加热器,借助被前述中间介质加热器加热后的中间介质加热前述工作介质。在这种情况下,前述温度检测器可以构成为检测前述排气路中的前述中间介质加热器的下游侧的排气的温度。
在该方式中,在排气和中间介质之间进行热交换,排气的热量传递至中间介质。该中间介质的热量在工作介质加热器中传递至工作介质。即,在加热器中经由中间介质从排气向工作介质传热。并且,通过调整中间介质加热器以及工作介质加热器中的至少一方中的热交换量能够调整来自排气的放热量。因此,能够使工作介质的流量和来自排气的放热量的调整的自由度更大。
本发明为一种热能回收装置,具备:加热器,将在排气路中流动的排气作为热源,加热在循环流路中流动的工作介质;动力回收机,由前述循环流路中的前述加热器的下游侧的工作介质驱动;温度检测器,对前述排气管中的前述加热器的下游侧的排气的温度进行检测;以及SOX计,对前述排气管中的前述加热器的下游侧的排气中的硫氧化物的含有比例进行测定。
在本发明中,在动力回收机中将在加热器中工作介质从排气获取的热量作为能量回收。热能回收装置具备检测排气的温度的温度检测器和测定排气中的硫氧化物的含有比例的SOX计,因此在热能回收装置运转时能够利用温度检测器的检测结果以及SOX计的测定结果。因此,能够基于这些检测结果以及测定结果来控制加热器中的热交换量,由此,能够令热量回收后的排气的温度不会下降至低于酸露点。
如以上说明,根据本发明,能够实现一种与排气所包含的SOX成分的冷凝相伴的排气路的腐蚀的预防对策。
附图说明
图1是表示第一实施方式的热能回收装置的概略结构的图。
图2是局部表示第一实施方式的变形例的热能回收装置的图。
图3是用于说明由第一实施方式的热能回收装置的输入热量控制部进行的控制动作的图。
图4是表示第二实施方式的热能回收装置的概略结构的图。
图5是表示硫氧化物的重量%与酸露点之间的关联的图。
图6是用于说明由第二实施方式的热能回收装置的输入热量控制部进行的控制动作的图。
图7是表示第三实施方式的热能回收装置的概略结构的图。
图8是表示第四实施方式的热能回收装置的概略结构的图。
图9是表示第五实施方式的热能回收装置的概略结构的图。
图10是用于说明由第五实施方式的热能回收装置的输入热量控制部进行的控制动作的图。
图11是表示第六实施方式的热能回收装置的概略结构的图。
图12是用于说明由第六实施方式的热能回收装置的输入热量控制部进行的控制动作的图。
图13是表示第六实施方式的变形例的热能回收装置的概略结构的图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的各实施方式进行说明。但是,为了说明的方便,以下参照的各图将用于说明本发明的各实施方式的能量回收装置所需的主要的构成要素简化表示。因此,本发明的各实施方式的能量回收装置可以具备本说明书所参照的各图中未示出的任意的构成要素。
(第一实施方式)
如图1所示,第一实施方式的热能回收装置10构成为利用了工作介质的兰金循环的发电系统。热能回收装置10例如搭载于船舶。热能回收装置10经由工作介质获取排气的热能,所述排气从船舶的发动机EG排出并朝向烟筒ST在排气路3中流动。并且,热能回收装置10借助动力回收机26将工作介质所具有的能量转换为电能。此外,发动机EG可以将C重油用作燃料,但是并不限于此。
如图1所示,热能回收装置10具备供工作介质循环的循环流路12。在循环流路12中设置有泵14、加热器16、膨胀机18以及冷凝器20。借助泵14的工作,工作介质在循环流路12中按照泵14、加热器16、膨胀机18以及冷凝器20的顺序流动。
泵14对该工作介质加压而使得工作介质在循环流路12内循环。工作介质例如能够使用五氟丙烷等沸点比水低的有机流体。作为泵14可以使用作为转子具备叶轮的离心泵、转子由一对齿轮构成的齿轮泵等。
加热器16与由配管构成的排气路3和循环流路12连接,在加热器16中,在从泵14送出的工作介质与在排气路3中流动的排气之间直接地进行热交换。即,加热器16由一个热交换器构成,在该加热器16中,借助排气的热量来加热工作介质。由此,工作介质蒸发。加热器16由管壳式的热交换器构成。并且,加热器16的壳16a内的空间与排气路3连通,设置于壳16a内的传热管16b与循环流路12连通。
图1只是简略地示出加热器16的结构。在图中排气的流入口位于壳16a的下侧,排气的流出口位于壳16a的上侧,但是实际上加热器16以排气的流入口位于壳16a的上部,排气的流出口位于壳16a的下部的方式与排气路3连接。因此,在加热器16内,工作介质从下朝上流动,另一方面,排气从上朝下流动。由于在加热器16内工作介质以及排气成为相向流,因此能够将热交换效率维持在较高的状态。排气的流入口不是必须设置于壳16a的上表面,也可以设置于壳16a的侧面。另外,排气的流出口不是必须设置于壳16a的下表面,也可以设置于壳16a的侧面。
此外,在图例中,加热器16构成为使工作介质蒸发的蒸发器,但是不限于此。例如如图2所示,加热器16也可以构成为配置于蒸发器24的下游侧的过热器。在加热器16构成为过热器的情况下,过热器在利用蒸发器24而气化了的工作介质与排气之间进行热交换,将工作介质加热至过热状态。此外,此时的蒸发器24可以是例如借助发动机EG的扫气、在船舶内产生的水蒸气以及发动机冷却水等来加热工作介质的结构。
另外,加热器16也可以构成为配置于蒸发器的上游侧的预热器。在这种情况下,成为工作介质在循环流路12中的配置于预热器的下游侧的蒸发器(省略图示)中蒸发的结构。
膨胀机18在循环流路12中配置于加热器16的下游侧。膨胀机18例如由螺杆膨胀机构成。在膨胀机18中,借助工作介质的膨胀能量驱动螺杆转子。此外,膨胀机18不限于螺杆膨胀机,例如也可以使用离心式的膨胀机、涡旋式的膨胀机等。
动力回收机26与膨胀机18连接。动力回收机26具有与膨胀机18的转子结合的省略图示的驱动部。动力回收机26构成为发电机,其驱动部被膨胀机18的转子驱动从而进行发电。即,动力回收机26能够将工作介质的膨胀能量转换为电能。因此,热能回收装置10能够将排气的热能回收为电能。此外,动力回收机26不限于将排气的热能转换为电能的转换器,例如也可以构成为将排气的热能转化为压缩机等的动力的转换器。
冷凝器20配置于循环流路12中的膨胀机18的下游侧。冷凝器20与循环流路12和冷却介质流路30连接。作为冷却介质的海水在冷却介质流路30中流动。在冷凝器20中,在工作介质与海水之间进行热交换,工作介质冷凝。此外,冷却介质只要是能够在冷凝器20中使工作介质冷凝的程度的温度即可,不限于海水。例如,在船内设置有积存冷却水的冷却水积存容器等的情况下,也可以将该冷却水用作冷却介质。
热能回收装置10具备温度检测器34、压力传感器35、温度传感器36以及控制器38。温度检测器34构成为检测排气路3中的加热器16的下游侧的排气的温度。温度检测器34输出与检测到的温度对应的信号。压力传感器35以及温度传感器36配置于循环流路12中的加热器16与膨胀机18之间。压力传感器35检测从加热器16流出并朝向膨胀机18的工作介质的压力,并输出与检测到的压力对应的信号。温度传感器36检测从加热器16流出并朝向膨胀机18的工作介质的温度,并输出与检测到的温度对应的信号。
从温度检测器34、压力传感器35以及温度传感器36输出的信号被输入控制器38。控制器38具备保存有计算机程序等的省略图示的存储部和用于执行保存于存储部的计算机程序的省略图示的运算部,通过执行该计算机程序,发挥预定的功能。该功能包含运转控制部41和输入热量控制部42。
运转控制部41进行调整泵14的转速的控制(过热度控制),以便将导入膨胀机18的工作介质的过热度控制在预定范围内。具体而言,运转控制部41使用存储于存储部的图表而读出与压力传感器35的检测压力相当的饱和温度,并从温度传感器36的检测温度与读出的饱和温度的温度差导出过热度。并且,运转控制部41在导出的过热度低于设定范围的下限值时进行降低泵14的转速的控制,在导出的过热度高于设定范围的上限值时进行提高泵14的转速的控制。
输入热量控制部42进行用于调整加热器16中的从排气向工作介质的传热量的控制,使得温度检测器34的检测温度维持在预先设定的温度以上。具体而言,如图3所示,输入热量控制部42在进行过热度控制时(步骤ST1),接收从温度检测器34输出的信号,读入检测温度TE(步骤ST2)。然后,输入热量控制部42判定检测温度TE是否为预先设定的阈值TS以上(步骤ST3),如果检测温度TE在阈值TS以上,则返回,以该状态继续过热度控制。另一方面,在检测温度TE低于阈值TS的情况下,输入热量控制部42优先于过热度控制而进行降低泵14的转速的控制(步骤ST4)。由此,在加热器16中,能够减少从排气向工作介质放出的热量,因此能够解除加热器16的下游侧的排气温度过低的状态。如果检测温度TE变为阈值TS以上,则恢复过热度控制。
如以上说明所述,在本实施方式中,将在加热器16中工作介质从排气获取的热量在动力回收机26中回收为电能。并且,输入热量控制部42进行用于调整加热器16中的从排气向工作介质的传热量的控制,使得温度检测器34的检测温度被维持在预先设定的温度以上。因此,排气路3中的加热器16的下游侧的排气的温度被维持在预定温度以上。因此,即使在作为发动机燃料使用C重油的情况下,也能够防止来自热量被工作介质回收后的排气的腐蚀成分结露。因而,能够防止排气路3等的腐蚀。
另外,在本实施方式中,输入热量控制部42通过调整泵14的转速来调整通过加热器16的工作介质量。由此,加热器16中的排气与工作介质的热交换量得到调整。因此,能够利用控制器38本来具有的泵旋转控制来防止排气的结露。
此外,在本实施方式中,控制器38的运转控制部41构成为进行控制以便将过热度控制在预定范围内,但并不限于此。
(第二实施方式)
图4表示本发明的第二实施方式。此外,在此对于与第一实施方式相同的构成要素标记相同的附图标记,并省略其详细的说明。
在第一实施方式中,输入热量控制部42构成为进行调整泵14的转速的控制而使得温度检测器34的检测温度TE为阈值Ts以上。与此相对,在第二实施方式中,输入热量控制部42构成为进行调整泵14的转速的控制而使得检测温度TE维持在酸露点以上,所述酸露点是从排气所包含的硫氧化物(SOX)的含有比例推定的。
具体而言,在排气路3中的加热器16的下游侧的部位设置有测定排气中的硫氧化物的含有比例(重量%)的SOX计51。SOX计51输出与测定的硫氧化物的含有比例对应的信号。
控制器38的功能包含酸露点导出部43。酸露点导出部43基于由SOX计51测定的硫氧化物的测定值而导出排气的酸露点。即,在控制器38的存储部中存储有图5所示那样的将硫氧化物的重量%与酸露点相关联的关系式或图表,酸露点导出部43使用该关系式或者图表而从SOX计51的测定值导出排气所包含的硫氧化物的酸露点。关系式或者图表示出:如果硫氧化物的含有比例增大,则伴随于此酸露点也变高。
输入热量控制部42进行用于将检测温度TE维持在酸露点以上的控制。具体而言,如图6所示,输入热量控制部42在进行过热度控制时(步骤ST1),接收从温度检测器34以及SOX计51输出的信号,读入检测温度TE以及SOX计51的测定值MV(步骤ST12、ST13)。然后,酸露点导出部43使用将硫氧化物的重量%与酸露点相关联的关系式或者图表,从读入的测定值MV推定排气含有的硫氧化物的酸露点DP(步骤ST14)。
输入热量控制部42判定检测温度TE是否为由酸露点导出部43导出的酸露点DP以上(步骤ST15),如果检测温度TE为酸露点DP以上,则返回,以该状态继续过热度控制。另一方面,在检测温度TE低于酸露点DP的情况下,输入热量控制部42优先于过热度控制而进行降低泵14的转速的控制(步骤ST16)。由此,在加热器16中,能够减少从排气向工作介质放出的热量,因此能够解除加热器16的下游侧的排气温度过低的状态。如果检测温度TE变为酸露点DP以上,则恢复过热度控制。
在第二实施方式中,输入热量控制部42使用由酸露点导出部43导出的酸露点DP进行用于调整加热器16中的从排气向工作介质的传热量的控制。由此,排气路3中的加热器16的下游侧的排气的温度被维持在导出的酸露点DP以上。因此,与仅基于温度检测器34的排气温度的检测结果控制加热器16中的热交换量的情况相比,能够提高用于来自排气的腐蚀成分的结露的抑制的控制精度。其结果是,进一步提高加热器16中的从排气向工作介质的放热量的控制(即不会过度降低放热量的控制)成为可能,能够增加排热回收量。
另外,能够从SOX计51的测定结果推定排气中的酸露点DP,基于该推定的酸露点DP进行调整加热器16中的从排气向工作介质的传热量的控制。因此,能够抑制用于推定酸露点DP所需的成本增加,并且能够提高用于来自排气的腐蚀成分的结露的抑制的控制精度。
此外,在第二实施方式中,对作为控制器38的功能而包含酸露点导出部43的方式进行了说明,但是并不限于此。例如,虽然精度可能稍微变差,但是也可以利用与由SOX计51测定的硫氧化物的含有比例相对应的值来修正温度检测器34的检测温度TE,输入热量控制部42调整泵14的转速而使得检测温度TE为该修正的温度以上。
在该方式中,输入热量控制部42基于温度检测器34的检测温度TE以及SOX计51的测定值MV进行调整加热器16中的从排气向工作介质的传热量的控制。由此,排气路3中的加热器16的下游侧的排气的温度被维持在排气的酸露点以上。因此,与仅基于温度检测器34的排气的温度的检测结果控制加热器16中的热交换量的情况相比,能够提高用于来自排气的腐蚀成分的结露的抑制的控制精度。其结果是,进一步提高加热器16中的从排气向工作介质的放热量的控制成为可能,能够增加排热回收量。
此外,其它结构、作用以及效果与前述第一实施方式相同,省略其说明。
(第三实施方式)
图7表示本发明的第三实施方式。此外,在此对于与第一实施方式相同的构成要素标记相同的附图标记,并省略其详细的说明。
在第一实施方式中,输入热量控制部42进行用于调整泵14的转速的控制。与此相对,第三实施方式的输入热量控制部42不调整泵14的转速而是进行用于减少流入加热器16的工作介质的流量的控制。因此,泵14也可以不是能够调整转速的结构。
在第三实施方式中,使用与循环流路12连接的返回路53使从泵14排出的工作介质的一部分返回到泵14的上游侧。具体而言,返回路53以绕过泵14的方式与循环流路12连接。返回路53的一端与循环流路12中的泵14的下游侧连接,返回路53的另一端与循环流路12中的泵14的上游侧连接。
在返回路53中设置有能够调整开度的流量调整阀54。输入热量控制部42进行流量调整阀54的开度调整而使得由温度检测器34检测的检测温度TE维持在阈值TS以上。因此,图3中的步骤ST4代替降低泵14的转速的控制,成为增大流量调整阀54的开度的控制。除此之外与第一实施方式相同。
(第四实施方式)
图8表示本发明的第四实施方式。此外,在此对于与第二实施方式相同的构成要素标记相同的附图标记,并省略其详细的说明。
在第二实施方式中,输入热量控制部42进行用于调整泵14的转速的控制。与此相对,第四实施方式的输入热量控制部42不调整泵14的转速而进行用于减少流入加热器16的工作介质的流量的控制。因此,泵14也可以不是能够调整转速的结构。
在第四实施方式中,使用与循环流路12连接的返回路53使从泵14排出的工作介质的一部分返回到泵14的上游侧。具体而言,返回路53以绕过泵14的方式与循环流路12连接。返回路53的一端与循环流路12中的泵14的下游侧连接,返回路53的另一端与循环流路12中的泵14的上游侧连接。
在返回路53中设置有能够调整开度的流量调整阀54。输入热量控制部42进行流量调整阀54的开度调整而使得温度检测器34的检测温度TE被维持在酸露点DP以上。因此,图6中的步骤ST15代替降低泵14的转速的控制而成为增大流量调整阀54的开度的控制。除此之外与第二实施方式相同。
(第五实施方式)
图9表示本发明的第五实施方式。此外,在此对于与第一实施方式相同的构成要素标记相同的附图标记,并省略其详细的说明。
在第一实施方式中,输入热量控制部42构成为进行调整泵14的转速的控制。与此相对,在第五实施方式中,输入热量控制部42不调整泵14的转速,而构成为通过减少工作介质向加热器16的流入量来限制向工作介质的输入热量。具体而言,在循环流路12上连接有用于令加热器16旁通的旁通路56。旁通路56的一端与循环流路12中的加热器16的上游侧的部位、即泵14和加热器16之间的部位连接。旁通路56的另一端与循环流路12中的加热器16的下游侧的部位、即加热器16和膨胀机18之间连接。
在旁通路56中设置有开闭旁通路56的旁通阀57。旁通阀57由根据从控制器38输出的信号而开闭的阀构成。此外。旁通阀57也可以由能够调整开度的阀构成。
输入热量控制部42控制旁通阀57以便调整加热器16中的从排气向工作介质的传热量。具体而言,在执行过热度控制时,旁通阀57成为关闭的状态。因此,从泵14送出的工作介质全部通过加热器16。如图10所示,输入热量控制部42在进行过热度控制时(步骤ST1)还接收从温度检测器34输出的信号,读入检测温度TE(步骤ST2)。而且,输入热量控制部42判定检测温度TE是否为预先设定的阈值TS以上(步骤ST3),如果检测温度TE为阈值TS以上,则返回,以该状态继续过热度控制。另一方面,在检测温度TE低于阈值TS的情况下,输入热量控制部42进行打开旁通阀57的控制(步骤ST24)。由此,从泵14送出的工作介质的一部分在旁通路56中流动,因此流入加热器16的工作介质量减少了与此对应的量。因此,能够减少加热器16中从排气传递至工作介质的热量,因此能够解除排气的温度过低的状态。如果检测温度TE变为阈值TS以上,则恢复过热度控制。
此外,在本实施方式中,对输入热量控制部42进行用于维持温度检测器34的检测温度TE为阈值TS以上的状态的控制进行了说明,但是不限于此。例如,也可以如第四实施方式(图8)那样,输入热量控制部42构成为进行维持温度检测器34的检测温度TE为酸露点DP以上的状态的控制。
其它结构、作用以及效果与前述第一实施方式相同,省略其说明。
(第六实施方式)
图11表示本发明的第六实施方式。此外,在此对于与第一实施方式相同的构成要素标记相同的附图标记,并省略其详细的说明。
在第一实施方式中,加热器16由一个热交换器构成。与此相对,在第六实施方式中,加热器16成为具备中间介质加热器61和工作介质加热器62的结构。即,加热器16成为具备分别构成的两个热交换器的结构。
具体而言,在第六实施方式中,在排气路3与循环流路12之间设置有供中间介质流动的介质流路63。并且,中间介质加热器61构成为与排气路3和介质流路63连接,并使排气与中间介质热交换。另一方面,工作介质加热器62构成为与介质流路63和循环流路12连接并使中间介质与工作介质热交换。
中间介质加热器61由管壳式的热交换器构成。并且,中间介质加热器61的壳61a内的空间与排气路3连通,设置于壳61a内的传热管61b与介质流路63连通。
工作介质加热器62具备供中间介质流动的1次侧流路62a和供工作介质流动的2次侧流路62b。工作介质加热器62也可以是管壳式的热交换器、板式热交换器等任何类型的热交换器。
在介质流路63中设置有压送中间介质的中间泵64和调整中间介质的流量或者减压量的调整阀65。通过对调整阀65的开度进行调整,调整在介质流路63中流动的中间介质的流量,由此,调整中间介质加热器61中的排气与中间介质之间的热交换量。因此,不调整循环流路12的泵14的转速也能够调整从排气向工作介质的传热量。
输入热量控制部42控制调整阀65以便调整加热器16(中间介质加热器61以及工作介质加热器62)中的从排气向工作介质的传热量。具体而言,如图12所示,输入热量控制部42在进行过热度控制时(步骤ST1),还接收从温度检测器34输出的信号,读入检测温度TE(步骤ST2)。而且,输入热量控制部42在步骤ST3中在检测温度TE低于阈值TS的情况下,控制调整阀65而使得调整阀65的开度与现行的开度相比开度变小预定开度(步骤ST34)。由此,在介质流路63中流动的中间介质的流量变小,中间介质加热器61中的排气与中间介质的热交换量变小。其结果是,从排气向工作介质的传热量变小。因此,能够解除排气的温度过低的状态。如果检测温度TE变为阈值TS以上,则恢复过热度控制。
此外,在本实施方式中,输入热量控制部42构成为通过调整中间介质的流量而调整从排气向工作介质的传热量,但不限于此。输入热量控制部42也可以构成为对设置于循环流路12的泵14进行控制从而调整从排气向工作介质的传热量。在这种情况下,伴随从中间介质向工作介质的传热量的调整,也调整从排气向中间介质的传热量。
另外,不限于通过调整中间泵64的转速而调整流入中间介质加热器61的中间介质的流量的结构。例如,也可以是旁通流路(省略图示)以绕过中间介质加热器61的方式与介质流路63连接,调整流入中间介质加热器61的中间介质的流量。另外,也可以在介质流路63中设置与返回路53(图7)相同的返回流路(省略图示),调整流入中间介质加热器61的中间介质的流量。
另外在本实施方式中,对输入热量控制部42进行维持温度检测器34的检测温度TE为阈值TS以上的状态的控制的情况进行了说明,但是不限于此。例如也可以如图13所示,构成为设置有SOX计51,输入热量控制部42进行维持温度检测器34的检测温度TE为酸露点DP以上的状态的控制。即,输入热量控制部42在检测温度TE低于酸露点DP的情况下控制调整阀65而使得调整阀65的开度与现行的开度相比开度变小预定开度。
其它结构、作用以及效果与前述实施方式相同,省略其说明。
附图标记说明
10 热能回收装置;12 循环流路;14 泵;16 加热器;18 膨胀机;20 冷凝器;24 蒸发器;26 动力回收机;34 温度检测器;38 控制器;41 运转控制部;42 输入热量控制部;43酸露点导出部;51 SOX计;53 返回路;54 流量调整阀;56 旁通路;57 旁通阀;61 中间介质加热器;62 工作介质加热器;63 介质流路;65 调整阀。

Claims (8)

1.一种热能回收装置,其特征在于,具备:
加热器,将在排气路中流动的排气作为热源,加热在循环流路中流动的工作介质;
膨胀机,由前述循环流路中的前述加热器的下游侧的工作介质驱动;
动力回收机,由前述膨胀机驱动;
运转控制部,进行用于将导入前述膨胀机的工作介质的过热度控制在预定范围的过热度控制;
温度检测器,对前述排气路中的前述加热器的下游侧的排气的温度进行检测;以及
输入热量控制部,进行用于调整前述加热器中的从前述排气向前述工作介质的传热量的控制,使得由前述温度检测器检测出的检测温度被维持在设定的温度以上,
前述输入热量控制部在进行基于前述运转控制部的前述过热度控制时判定基于前述温度检测器的检测温度是否为前述设定的温度以上,在前述检测温度为前述设定的温度以上时,继续基于前述运转控制部的前述过热度控制,另一方面,在前述检测温度低于前述设定的温度的情况下,优先于前述过热度控制而进行用于在前述加热器中减少从前述排气向前述工作介质放出的热量的降低泵的转速的控制。
2.如权利要求1所述的热能回收装置,其特征在于,
具备SOX计,前述SOX计测定前述排气路中的前述加热器的下游侧的排气中的硫氧化物的含有比例,
前述输入热量控制部基于由前述温度检测器检测的检测结果以及由前述SOX计测定的测定结果进行用于调整前述传热量的控制,使得前述检测温度维持在作为前述设定的温度的前述排气的酸露点以上。
3.如权利要求1所述的热能回收装置,其特征在于,
具备SOX计,前述SOX计测定前述排气路中的前述加热器的下游侧的排气中的硫氧化物的含有比例,
具备酸露点导出部,基于由前述SOX计测定的测定值,导出前述排气路中的前述加热器的下游侧的排气的酸露点,
前述输入热量控制部将由前述酸露点导出部导出的酸露点作为前述设定的温度,进行用于调整前述传热量的控制,使得前述检测温度维持在前述温度以上。
4.如权利要求3所述的热能回收装置,其特征在于,
前述SOX计构成为测定排气中的硫氧化物的重量%,前述酸露点导出部包含存储部并构成为使用存储于前述存储部的关系和由前述SOX计测定的测定结果导出排气的酸露点,所述存储部存储硫氧化物的重量%、排气、酸露点之间的关系。
5.如权利要求1所述的热能回收装置,其特征在于,
具备在前述循环流路内使工作介质循环的泵,
前述泵是能够调整转速的结构,
前述输入热量控制部进行调整前述泵的转速的控制,以便调整前述加热器中的从排气向工作介质的传热量。
6.一种热能回收装置,其特征在于,具备:
加热器,将在排气路中流动的排气作为热源,加热在循环流路中流动的工作介质;
膨胀机,由前述循环流路中的前述加热器的下游侧的工作介质驱动;
动力回收机,由前述膨胀机驱动;
运转控制部,进行用于将导入前述膨胀机的工作介质的过热度控制在预定范围的过热度控制;
温度检测器,对前述排气路中的前述加热器的下游侧的排气的温度进行检测;
输入热量控制部,进行用于调整前述加热器中的从前述排气向前述工作介质的传热量的控制,使得由前述温度检测器检测出的检测温度被维持在设定的温度以上;
对前述加热器进行旁通的旁通路;以及
开闭前述旁通路的旁通阀,
前述输入热量控制部在进行基于前述运转控制部的前述过热度控制时判定基于前述温度检测器的检测温度是否为前述设定的温度以上,在前述检测温度为前述设定的温度以上时,关闭前述旁通阀而继续基于前述运转控制部的前述过热度控制,另一方面,在前述检测温度低于前述设定的温度的情况下,进行为了减少从前述加热器中的前述排气向前述工作介质的传热量而打开前述旁通阀而减少流入前述加热器的工作介质量的控制。
7.如权利要求1至6中任一项所述的热能回收装置,其特征在于,
前述加热器由与前述排气路以及前述循环流路连接的热交换器构成。
8.如权利要求1至6中任一项所述的热能回收装置,其特征在于,
前述加热器具备:
中间介质加热器,借助在前述排气路中流动的排气对在介质流路中流动的中间介质进行加热;以及
工作介质加热器,借助被前述中间介质加热器加热后的中间介质加热前述工作介质,
前述温度检测器构成为检测前述排气路中的前述中间介质加热器的下游侧的排气的温度。
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