JP2002221372A - Heat supply system - Google Patents

Heat supply system

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JP2002221372A
JP2002221372A JP2001015784A JP2001015784A JP2002221372A JP 2002221372 A JP2002221372 A JP 2002221372A JP 2001015784 A JP2001015784 A JP 2001015784A JP 2001015784 A JP2001015784 A JP 2001015784A JP 2002221372 A JP2002221372 A JP 2002221372A
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JP
Japan
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heat
exhaust gas
exhaust
medium
supply system
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Application number
JP2001015784A
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Japanese (ja)
Inventor
Yukihiro Yano
幸博 矢野
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Kubota Corp
Original Assignee
Kubota Corp
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Publication date
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    • Y02E20/14Combined heat and power generation [CHP]

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat supply system, in which general energy efficiency can be improved. SOLUTION: The heat supply system comprises a generator 12 driven by combustion type prime mover T, heat-pump equipment HP driven by power generated by the generator 12 to supply hot heat to a heat demand part D1 on the heat-pump side, and waste-heat collecting equipment 13, which heat a heating medium L2 by exhaust gas E of the prime mover T, and the heated heating-medium L2 is supplied to the part D2. In the system, the heat-pump equipment HP collects heat from exhaust gas E, after it is supplied for heating the heating medium L2 in the equipment 13.

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、燃焼式原動機にて
駆動される発電機と、その発電機にて発電される電力に
て駆動されて、ヒートポンプ側熱需要先に温熱を供給す
るヒートポンプ装置と、前記燃焼式原動機の排ガスによ
り熱媒を加熱し、加熱した熱媒を排熱側熱需要先に供給
する排熱回収装置とが設けられた熱供給システムに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a generator driven by a combustion type prime mover and a heat pump device driven by electric power generated by the generator to supply heat to a heat pump side heat demand destination. The present invention also relates to a heat supply system provided with an exhaust heat recovery device that heats a heat medium with exhaust gas from the combustion type motor and supplies the heated heat medium to a heat-drain-side heat demand destination.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、かかる熱供給システムにおいて、
燃焼式原動機の排ガスは、排熱回収装置にて熱媒の加熱
に供された後、廃棄されていた。又、ヒートポンプ装置
は、大気空気や地熱を採熱源とするように構成してい
た。
2. Description of the Related Art Conventionally, in such a heat supply system,
Exhaust gas from a combustion type motor has been discarded after being supplied to a heating medium in an exhaust heat recovery device. Further, the heat pump device is configured to use atmospheric air or geothermal heat as a heat source.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来で
は、燃焼式原動機の排ガスは、排熱回収装置にて熱媒の
加熱に供された後、廃棄されるため、排ガスの保有エネ
ルギが廃棄されることとなり、燃焼式原動機の排ガスか
らの排熱の回収効率が低くかった。又、従来では、大気
空気や地熱をヒートポンプ装置の採熱源としていたが、
ヒートポンプ装置は採熱源の温度を高くするほど採熱量
を多くすることができることから、従来は、ヒートポン
プ装置の採熱源の温度を高くして採熱量を多くする上
で、改善の余地があった。従って、従来は、燃焼式原動
機の排ガスからの排熱の回収効率を向上し、ヒートポン
プ装置の採熱量を多くして、総合エネルギ効率を向上す
る上で、改善の余地があった。
However, in the prior art, the exhaust gas of the combustion type motor is disposed of after being heated by the exhaust heat recovery device for heating the heat medium, and thus the energy retained in the exhaust gas is disposed. As a result, the efficiency of recovering exhaust heat from exhaust gas of the combustion type motor was low. In the past, atmospheric air and geothermal heat were used as heat sources for heat pump devices.
Since the heat pump device can increase the amount of heat as the temperature of the heat source is increased, conventionally, there is room for improvement in increasing the amount of heat by increasing the temperature of the heat source of the heat pump device. Therefore, conventionally, there is room for improvement in improving the efficiency of recovering exhaust heat from exhaust gas of a combustion type motor, increasing the amount of heat taken by the heat pump device, and improving the overall energy efficiency.

【0004】本発明は、かかる実情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、総合エネルギ効率を向上し得る
熱供給システムを提供することにある。
[0004] The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a heat supply system capable of improving overall energy efficiency.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】〔請求項1記載の発明〕
請求項1に記載の特徴構成は、前記ヒートポンプ装置
が、前記排熱回収装置にて前記熱媒の加熱に供された後
の前記排ガスから採熱するように構成されていることに
ある。請求項1に記載の特徴構成によれば、ヒートポン
プ装置は、排熱回収装置にて熱媒の加熱に供された後の
前記排ガス(以下、熱媒加熱後排ガスと称する場合があ
る)から採熱して、ヒートポンプ側熱需要先に温熱を供
給する。つまり、一般に、熱媒加熱後排ガスの温度は、
大気空気や地熱の温度よりも未だ高温(例えば、100
〜150°C程度に及ぶこともある)であることから、
大気空気や地熱よりも高温の熱媒加熱後排ガスをヒート
ポンプ装置の採熱源とすることにより、排熱の回収効率
を高くすることができ、又、大気空気や地熱を採熱源と
する場合に比べて、ヒートポンプの採熱量を効果的に多
くすることができるのである。従って、熱媒加熱後排ガ
スをヒートポンプ装置の採熱源とすることにより、ヒー
トポンプ装置の採熱量を多くすることができると共に、
排熱の回収効率を高くすることができるようになり、そ
の結果、総合エネルギ効率を向上することができるよう
になった。
Means for Solving the Problems [Invention according to claim 1]
A characteristic configuration according to claim 1 is that the heat pump device is configured to collect heat from the exhaust gas after being subjected to heating of the heat medium in the exhaust heat recovery device. According to the characteristic configuration of the first aspect, the heat pump device collects the exhaust gas after being subjected to the heating of the heat medium in the exhaust heat recovery device (hereinafter, may be referred to as an exhaust gas after heating the heat medium). It heats and supplies heat to the heat pump side heat demand destination. That is, generally, the temperature of the exhaust gas after heating the heating medium is
Still higher than the temperature of atmospheric air or geothermal (for example, 100
~ 150 ° C).
By using the exhaust gas after heating the heating medium at a higher temperature than atmospheric air or geothermal as the heat source of the heat pump device, it is possible to increase the efficiency of recovering the exhaust heat. Thus, the amount of heat taken by the heat pump can be effectively increased. Therefore, by using the exhaust gas after heating the heat medium as a heat source of the heat pump device, the heat collection amount of the heat pump device can be increased, and
Exhaust heat recovery efficiency can be increased, and as a result, overall energy efficiency can be improved.

【0006】〔請求項2記載の発明〕請求項2に記載の
特徴構成は、前記ヒートポンプ装置にて採熱する対象の
前記熱媒加熱後排ガスを酸化する酸化触媒が設けられて
いることにある。請求項2に記載の特徴構成によれば、
酸化触媒によって、ヒートポンプ装置にて採熱する対象
の熱媒加熱後排ガスを酸化させることができるので、例
えば、熱媒加熱後排ガスに含まれる未燃燃料を燃焼させ
ることができるので、未燃燃料等がヒートポンプ装置
(具体的には、ヒートポンプ装置において熱媒加熱後排
ガスと冷媒とを熱交換させる熱交換器等)に付着するの
を抑制することができるようになり、そのような未燃燃
料等の付着物の除去にかかわるメンテナンス作業を軽減
することができる。又、ヒートポンプ装置にて採熱する
対象の熱媒加熱後排ガスは、酸化触媒による酸化反応に
より発生する反応熱によって昇温するので、ヒートポン
プ装置における採熱量が多くなり、総合エネルギ効率を
更に向上することができる。従って、メンテナンス作業
を軽減することができると共に、総合エネルギ効率を一
段と向上することができるようになった。
According to a second aspect of the present invention, an oxidizing catalyst is provided for oxidizing the exhaust gas after heating the heat medium to be collected by the heat pump device. . According to the characteristic configuration of claim 2,
The oxidation catalyst can oxidize the exhaust gas after heating the heating medium to be collected by the heat pump device. For example, the unburned fuel contained in the exhaust gas after heating the heating medium can be burned. And the like can be suppressed from adhering to a heat pump device (specifically, a heat exchanger that exchanges heat between exhaust gas and a refrigerant after heating the heat medium in the heat pump device). It is possible to reduce maintenance work related to the removal of extraneous matter such as. Further, since the exhaust gas after heating the heat medium to be collected by the heat pump device is heated by the reaction heat generated by the oxidation reaction by the oxidation catalyst, the amount of heat collected by the heat pump device is increased, and the overall energy efficiency is further improved. be able to. Therefore, the maintenance work can be reduced and the total energy efficiency can be further improved.

【0007】〔請求項3記載の発明〕請求項3に記載の
特徴構成は、前記ヒートポンプ装置が、前記熱媒加熱後
排ガスからの採熱と、その熱媒加熱後排ガスとは異なる
温熱源からの採熱とを選択的に行うように構成されてい
ることにある。請求項3に記載の特徴構成によれば、ヒ
ートポンプ装置が、熱媒加熱後排ガスからの採熱と、そ
の熱媒加熱後排ガスとは異なる温熱源からの採熱との2
種の採熱を選択的に行うように構成されているので、前
記2種の採熱のうち採熱量が多い方の採熱を選択的に行
うようにしたり、両方の採熱を行うようにしたりする形
態でヒートポンプ装置を運転して、ヒートポンプ装置の
採熱量を多くすることができる。従って、ヒートポンプ
装置の採熱量を多くすることができるので、総合エネル
ギ効率を一段と向上することができるようになった。
According to a third aspect of the present invention, the heat pump device is configured to collect heat from the exhaust gas after heating the heat medium and to use a heat source different from the exhaust gas after the heat medium heating. And selectively performing heat collection. According to the characteristic configuration of the third aspect, the heat pump device is configured to perform the following two steps: the heat extraction from the exhaust gas after heating the heat medium, and the heat extraction from a heat source different from the exhaust gas after the heat medium heating.
Since it is configured to selectively perform heat collection of the species, it is possible to selectively perform the heat collection of the larger amount of heat among the two types of heat collection, or to perform the heat collection of both. By operating the heat pump device in the form described above, the amount of heat taken by the heat pump device can be increased. Therefore, the amount of heat taken by the heat pump device can be increased, so that the overall energy efficiency can be further improved.

【0008】〔請求項4記載の発明〕請求項4に記載の
特徴構成は、前記ヒートポンプ側熱需要先と前記排熱側
熱需要先とが、同一の熱需要先であることにある。請求
項4に記載の特徴構成によれば、ヒートポンプ装置にて
得られた温熱、及び、排熱回収装置にて排熱を回収して
得られた温熱が、同一の熱需要先に供給される。従っ
て、ヒートポンプ装置にて得られた温熱、及び、排熱を
回収して得られた温熱が同一の熱需要先に供給されるの
で、その熱需要先に対して温熱を効率良く供給すること
ができるようになった。
According to a fourth aspect of the present invention, the heat demand side of the heat pump and the heat demand side of the exhaust heat side are the same heat demand side. According to the characteristic configuration of the fourth aspect, the heat obtained by the heat pump device and the heat obtained by collecting the exhaust heat by the exhaust heat recovery device are supplied to the same heat demand destination. . Therefore, since the heat obtained by the heat pump device and the heat obtained by collecting the exhaust heat are supplied to the same heat demand destination, it is possible to efficiently supply the heat to the heat demand destination. Now you can.

【0009】〔請求項5記載の発明〕請求項5に記載の
特徴構成は、前記ヒートポンプ側熱需要先と前記排熱側
熱需要先のうちの少なくとも一方が、融雪用に温熱を用
いるように構成されていることにある。つまり、かかる
熱供給システムにおいて、従来は、上述のように、ヒー
トポンプ装置の採熱源としては、大気空気や地熱等が用
いられていたが、かかる熱供給システムを、融雪用に用
いる場合は、融雪必要時期は気温が低いことから、ヒー
トポンプ装置の採熱源として用いる大気空気や地熱等の
温度が低いので、融雪用以外に用いる場合に比べて、特
にヒートポンプ装置の採熱量が少なくなり、総合エネル
ギ効率が低くなる。そこで、本発明を融雪用の熱供給シ
ステムに採用して、熱媒加熱後排ガスをヒートポンプ装
置の採熱源することにより、大気空気や地熱等をヒート
ポンプ装置の採熱源する場合に比べて、ヒートポンプ装
置の採熱源の温度を効果的に高くすることができて、ヒ
ートポンプ装置の採熱量を効果的に多くして、総合エネ
ルギ効率を一段と向上することができる。従って、融雪
用の熱供給システムに本発明を採用することにより、総
合エネルギ効率を向上する効果を一段と顕著なものにす
ることができるので、好ましい。
According to a fifth aspect of the present invention, at least one of the heat pump side heat demand destination and the exhaust heat side heat demand destination uses warm heat for snow melting. It is composed. That is, in such a heat supply system, conventionally, as described above, as the heat source of the heat pump device, atmospheric air, geothermal, or the like has been used. However, when the heat supply system is used for snow melting, Since the temperature is low when needed, the temperature of atmospheric air and geothermal heat used as a heat source for the heat pump device is low. Becomes lower. Therefore, the present invention is applied to a heat supply system for snow melting, and the exhaust gas after heating the heat medium is used as a heat source of the heat pump device. Can effectively increase the temperature of the heat collection source, effectively increase the heat collection amount of the heat pump device, and further improve the overall energy efficiency. Therefore, by adopting the present invention in the heat supply system for snow melting, the effect of improving the overall energy efficiency can be further remarkable, which is preferable.

【0010】〔請求項6記載の発明〕請求項6に記載の
特徴構成は、前記燃焼式原動機がガスタービンであるこ
とにある。つまり、ガスタービンの排熱の温度は、燃焼
式原動機の他の例であるエンジンの排熱の温度に比べて
高温である。そこで、燃焼式原動機としてガスタービン
を設けた熱供給システムに本発明を採用することによ
り、燃焼式原動機としてエンジンを設けた熱供給システ
ムに本発明を採用する場合に比べて、ヒートポンプ装置
の採熱源、即ち、熱媒加熱後排ガスの温度が高くなるの
で、ヒートポンプ装置の採熱効率を高くして、ヒートポ
ンプ装置の採熱量を多くすることができる。従って、ヒ
ートポンプ装置の採熱量を多くして、総合エネルギ効率
を一段と向上することができるようになった。
According to a sixth aspect of the present invention, the combustion engine is a gas turbine. That is, the temperature of the exhaust heat of the gas turbine is higher than the temperature of the exhaust heat of the engine which is another example of the combustion type prime mover. Therefore, by adopting the present invention in a heat supply system provided with a gas turbine as a combustion type prime mover, the heat source of the heat pump device is compared with a case where the present invention is employed in a heat supply system having an engine provided as a combustion type prime mover. That is, since the temperature of the exhaust gas increases after the heating of the heating medium, the heat collection efficiency of the heat pump device can be increased, and the heat collection amount of the heat pump device can be increased. Accordingly, the amount of heat taken by the heat pump device can be increased, and the overall energy efficiency can be further improved.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】〔第1実施形態〕以下、図面に基
づいて、本発明を融雪用の熱供給システムに適用した場
合の第1実施形態を説明する。図1に示すように、熱供
給システムは、燃焼式原動機Tとしてのガスタービン1
1にて駆動される発電機12と、その発電機12にて発
電される電力により駆動されて、ヒートポンプ側熱需要
先D1に温熱を供給するヒートポンプ装置HPと、ガス
タービン11の排ガスEにより排熱側熱媒L2を加熱
し、加熱した排熱側熱媒L2を排熱側熱需要先D2に供
給する排熱回収装置13等を備えて構成してある。本発
明においては、ヒートポンプ装置HPを、排熱回収装置
13にて排熱側熱媒L2の加熱に供された後のガスター
ビン11の排ガス(即ち、熱媒加熱後排ガス)Eから採
熱するように構成してある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First Embodiment A first embodiment in which the present invention is applied to a snow melting heat supply system will be described below with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the heat supply system includes a gas turbine 1 as a combustion type prime mover T.
1, a heat pump device HP driven by electric power generated by the generator 12 to supply heat to the heat pump side heat demand destination D1, and exhaust gas E from the gas turbine 11. The apparatus is provided with an exhaust heat recovery device 13 that heats the heat side heat medium L2 and supplies the heated exhaust heat side heat medium L2 to the heat exhaust side heat demand destination D2. In the present invention, the heat pump device HP collects heat from the exhaust gas E of the gas turbine 11 (that is, the exhaust gas after heating the heat medium) after the exhaust heat recovery device 13 is used to heat the exhaust heat side heat medium L2. It is configured as follows.

【0012】排熱回収装置13は、加熱対象の排熱側熱
媒L2を通流させて、その排熱側熱媒L2をガスタービ
ン11の排ガスEにて加熱するように構成してある。ガ
スタービン11には、燃料供給路18を接続してある。
尚、ガスタービン11としては、例えば、潤滑油が不要
な、所謂、マイクロガスタービンを用いることができ
る。
The exhaust heat recovery device 13 is configured to flow through the exhaust heat side heat medium L2 to be heated and to heat the exhaust heat side heat medium L2 with the exhaust gas E of the gas turbine 11. A gas supply path 18 is connected to the gas turbine 11.
As the gas turbine 11, for example, a so-called micro gas turbine that does not require lubricating oil can be used.

【0013】発電機12の出力ラインは、分電盤19に
接続してあり、発電機12からの出力電力を、分電盤1
9を介して、ヒートポンプ装置HPを始めとする熱供給
システムにおける電力負荷に供給する。尚、発電機12
は、連系装置20にて、商用電源21と系統連系させて
あり、メンテナンス等により発電機12の運転を停止さ
せるときには、商用電源21により、熱供給システムに
おける電力負荷に駆動電力を供給するように構成してあ
る。
The output line of the generator 12 is connected to a distribution board 19, and the output power from the generator 12 is supplied to the distribution board 1.
9 to a power load in the heat supply system including the heat pump device HP. The generator 12
Is connected to the commercial power supply 21 by the interconnection device 20, and when the operation of the generator 12 is stopped for maintenance or the like, the driving power is supplied from the commercial power supply 21 to the power load in the heat supply system. It is configured as follows.

【0014】排熱側熱需要先D2に温熱を供給する排熱
側融雪用熱交換器15を設け、その排熱側融雪用熱交換
器15と排熱回収装置13との間で、排熱側熱媒循環路
16を通じて排熱側熱媒L2を循環させるように構成し
て、排熱回収装置13にて排ガスEにより加熱された排
熱側熱媒L2を排熱側融雪用熱交換器15に供給するよ
うに構成してある。図中の17は、排熱側熱媒循環路1
6を通じて排熱側熱媒L2を循環させるポンプであり、
そのポンプ17も分電盤19に接続されて、発電機12
からの電力にて駆動される。
A heat-exchange-side snow-melting heat exchanger 15 for supplying heat to the heat-exhaust-side heat demand destination D2 is provided. The exhaust heat side heat medium L2 heated by the exhaust gas E in the exhaust heat recovery unit 13 is configured to circulate the exhaust heat side heat medium L2 through the side heat medium circulation path 16, and the heat exchanger for the heat exhaust side snow melting. 15. Reference numeral 17 in the figure denotes a heat-removal-side heat medium circulation path 1
6, a pump for circulating the exhaust heat side heat medium L2 through 6,
The pump 17 is also connected to the distribution board 19 and the generator 12
Driven by electric power from

【0015】詳細は後述するが、本第1実施形態におい
ては、ヒートポンプ装置HPには、冷媒蒸発器として作
用させて、採熱源から採熱する対排ガス熱交換器1、冷
媒凝縮器として作用させて、対排ガス熱交換器1にて採
熱した熱をヒートポンプ側熱需要先D1に供給するため
の熱供給用熱交換器2を備えてある。
As will be described later in detail, in the first embodiment, the heat pump device HP is caused to function as a refrigerant evaporator and to function as an exhaust gas heat exchanger 1 for collecting heat from a heat source and a refrigerant condenser. In addition, a heat supply heat exchanger 2 for supplying heat collected by the exhaust gas heat exchanger 1 to the heat pump side heat demand destination D1 is provided.

【0016】そして、対排ガス熱交換器1を、排熱回収
装置13から排出される熱媒加熱後排ガスEを導く排ガ
ス路25の途中に設けて、対排ガス熱交換器1にて、冷
媒Rと熱媒加熱後排ガスEとを熱交換させて熱媒加熱後
排ガスEから採熱するように構成してある。
The exhaust gas heat exchanger 1 is provided in the exhaust gas passage 25 for guiding the exhaust gas E after heating the heat medium discharged from the exhaust heat recovery unit 13. And heat exchange with the exhaust gas E after heating the heat medium, and heat is collected from the exhaust gas E after heating the heat medium.

【0017】又、排ガス路25において対排ガス熱交換
器1よりも上流側の部分には、酸化触媒を気体の通過が
可能なように備えた酸化処理部26を設けてあり、この
酸化処理部26により、排ガス路25を通流する熱媒加
熱後排ガスEを酸化するように構成してある。酸化処理
部26は、例えば、酸化触媒を担持したセラミックボー
ルをケーシング内に気体の通過が可能な状態に充填して
構成したり、あるいは、酸化触媒を担持したハニカム状
体をケーシング内に気体の通過が可能な状態に設けたり
して構成することができる。尚、酸化触媒としては、例
えば、白金や白金ロジウムを用いることができる。
An oxidation treatment section 26 provided with an oxidation catalyst so as to allow gas to pass therethrough is provided at a portion of the exhaust gas passage 25 upstream of the heat exchanger 1 for exhaust gas. The exhaust gas E is oxidized by heating 26 after heating the heat medium flowing through the exhaust gas passage 25. The oxidation processing unit 26 may be configured, for example, by filling a ceramic ball carrying an oxidation catalyst into a casing so that gas can pass therethrough, or a honeycomb body carrying an oxidation catalyst may be filled with a gas inside the casing. It can be configured such that it can pass through. Incidentally, as the oxidation catalyst, for example, platinum or platinum rhodium can be used.

【0018】熱供給用熱交換器2に対しては、ヒートポ
ンプ側熱媒循環路24により、ヒートポンプ側熱需要先
D1に温熱を供給するためのヒートポンプ側融雪用熱交
換器22を接続して、ヒートポンプ側熱媒循環路24を
通じてヒートポンプ側熱媒L1を熱供給用熱交換器2と
ヒートポンプ側融雪用熱交換器22との間で循環させ
て、採熱した熱をヒートポンプ側融雪用熱交換器22に
供給するように構成してある。図中の23は、ヒートポ
ンプ側熱媒循環路24を通じてヒートポンプ側熱媒L1
を循環させるポンプであり、そのポンプ23も分電盤1
9に接続されて、発電機12からの電力にて駆動され
る。
The heat supply heat exchanger 2 is connected to a heat pump-side snow melting heat exchanger 22 for supplying heat to the heat pump-side heat demand destination D1 via a heat pump-side heat medium circulation path 24 to the heat supply-side heat exchanger 2. The heat pump side heat medium L1 is circulated between the heat supply side heat exchanger 2 and the heat pump side snow melting heat exchanger 22 through the heat pump side heat medium circulation path 24, and the collected heat is used as the heat pump side snow melting heat exchanger. 22. 23 in the figure is a heat pump side heat medium L1 through a heat pump side heat medium circulation path 24.
The pump 23 is also used for the distribution board 1
9 and is driven by electric power from the generator 12.

【0019】ヒートポンプ装置HPについて説明を加え
る。ヒートポンプ装置HPには、上述した対排ガス熱交
換器1及び熱供給用熱交換器2の他に、圧縮機3、膨張
弁4を設けてあり、これらを主要構成装置としてヒート
ポンプ回路(冷凍回路)を形成してある。
The heat pump device HP will be described. The heat pump device HP is provided with a compressor 3 and an expansion valve 4 in addition to the exhaust gas heat exchanger 1 and the heat supply heat exchanger 2 described above, and these are used as main constituent devices for a heat pump circuit (refrigeration circuit). Is formed.

【0020】ヒートポンプ回路において、冷媒Rを圧縮
機3−熱供給用熱交換器2−膨張弁4−対排ガス熱交換
器1の順に循環させて、この冷媒循環により、対排ガス
熱交換器1を冷媒蒸発器として機能させ、かつ、熱供給
用熱交換器2を冷媒凝縮器として機能させ、これによ
り、熱媒加熱後排ガスEから採熱する形態で、ヒートポ
ンプ側融雪用熱交換器22に送るヒートポンプ側熱媒L
1を加熱して負荷側に温熱出力し、この温熱をもって融
雪を行なう。
In the heat pump circuit, the refrigerant R is circulated in the order of the compressor 3, the heat exchanger for supplying heat, the expansion valve 4, and the exhaust gas heat exchanger 1, and the refrigerant circulation circulates the exhaust gas heat exchanger 1. It functions as a refrigerant evaporator and the heat supply heat exchanger 2 functions as a refrigerant condenser, whereby the heat is heated from the exhaust gas E after heating the heat medium and sent to the heat pump side snow melting heat exchanger 22. Heat pump side heating medium L
1 is heated to output heat to the load side, and the heat is used to melt snow.

【0021】ヒートポンプ側熱媒L1、排熱側熱媒L2
には夫々、水やブラインなど種々の熱媒液を使用でき
る。
Heat pump side heat medium L1, waste heat side heat medium L2
, Various heat medium liquids such as water and brine can be used.

【0022】上述のように、融雪用の熱供給システムを
構成し、ヒートポンプ側融雪用熱交換器22及び排熱側
融雪用熱交換器15を熱需要先に相当する融雪対象箇所
に設置して、ヒートポンプ側融雪用熱交換器22によ
り、ヒートポンプ装置HPにて採熱した熱を熱源として
雪を融かし、排熱側融雪用熱交換器15により、ガスタ
ービン11の排熱を熱源にして雪を融かすように構成し
てある。つまり、ヒートポンプ側熱需要先D1と排熱側
熱需要先D2とが、同一の熱需要先となるように構成し
てある。
As described above, the heat supply system for snow melting is constituted, and the heat pump side snow melting heat exchanger 22 and the exhaust heat side snow melting heat exchanger 15 are installed at the snow melting target area corresponding to the heat demand destination. The heat pump-side snow-melting heat exchanger 22 melts the snow using the heat collected by the heat pump device HP as a heat source, and the exhaust heat-side snow melting heat exchanger 15 uses the exhaust heat of the gas turbine 11 as a heat source. It is configured to melt snow. That is, the heat pump side heat demand destination D1 and the exhaust heat side heat demand destination D2 are configured to be the same heat demand destination.

【0023】〔第2実施形態〕以下、図2に基づいて、
本発明の第2実施形態を説明するが、第1実施形態と同
じ構成要素や同じ作用を有する構成要素については、重
複説明を避けるために、同じ符号を付すことにより説明
を省略し、主として、第1実施形態と異なる構成を説明
する。
[Second Embodiment] Hereinafter, based on FIG.
A second embodiment of the present invention will be described. However, the same components and components having the same operations as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals to avoid redundant description, and description thereof will be omitted. A configuration different from the first embodiment will be described.

【0024】本第2実施形態においては、ヒートポンプ
装置HPの構成が異なる以外は、上記の第1実施形態と
同様に構成してある。即ち、第2実施形態においては、
冷媒蒸発器として作用させて、採熱源から採熱する採熱
用として、対排ガス熱交換器1に加えて、熱源側熱媒液
L3と冷媒Rとを熱交換させて熱源側熱媒液L3から採
熱する対液熱交換器5を、対排ガス熱交換器1と並列接
続した状態でヒートポンプ回路中に設けてある。尚、熱
源側熱媒液L3を対液熱交換器5と地中熱交換器(図示
省略)との間で循環させて、地熱を採熱するように構成
してある。
The second embodiment has the same configuration as the first embodiment except that the configuration of the heat pump device HP is different. That is, in the second embodiment,
In addition to the exhaust gas heat exchanger 1, the heat source-side heat transfer fluid L3 and the refrigerant R are heat-exchanged to act as a refrigerant evaporator to collect heat from the heat collection source. A liquid heat exchanger 5 for collecting heat from the exhaust gas heat exchanger 1 is provided in the heat pump circuit in a state of being connected in parallel with the exhaust gas heat exchanger 1. The heat source side heat medium liquid L3 is circulated between the liquid heat exchanger 5 and an underground heat exchanger (not shown) to collect geothermal heat.

【0025】冷媒Rを対排ガス熱交換器1のみに流す状
態、対液熱交換器5のみに流す状態、対排ガス熱交換器
1及び対液熱交換器5の両方に流す状態の3状態に冷媒
経路を切り換える第1開閉弁V1及び第2開閉弁V2を
設けてある。
The refrigerant R flows into the exhaust gas heat exchanger 1 only, the liquid heat exchanger 5 flows only, and the refrigerant R flows into both the exhaust gas heat exchanger 1 and the liquid heat exchanger 5 into three states. A first on-off valve V1 and a second on-off valve V2 for switching the refrigerant path are provided.

【0026】そして、第1開閉弁V1及び第2開閉弁V
2による冷媒経路の切り換えにより、冷媒Rを対排ガス
熱交換器1のみに流して、熱媒加熱後排ガスEから採熱
する排ガス熱源運転、冷媒Rを対液熱交換器5のみに流
して、熱源側熱媒液L3から採熱する液熱源運転、冷媒
Rを対排ガス熱交換器1及び対液熱交換器5の両方に流
して、熱媒加熱後排ガスE及び熱源側熱媒液L3の両方
から採熱する2熱源運転を選択的に実施するように構成
してある。尚、排ガス熱源運転、液熱源運転、2熱源運
転は、状況に応じて、手動又は自動的に選択して実施す
る。
The first on-off valve V1 and the second on-off valve V
2, the refrigerant R is caused to flow only to the exhaust gas heat exchanger 1, the exhaust gas heat source operation for collecting heat from the exhaust gas E after heating the heating medium, the refrigerant R is caused to flow only to the liquid heat exchanger 5, The liquid heat source operation in which heat is taken from the heat source side heat medium liquid L3, the refrigerant R flows through both the exhaust gas heat exchanger 1 and the liquid heat exchanger 5, and after the heat medium heating, the exhaust gas E and the heat source side heat medium liquid L3 It is configured to selectively perform the two heat source operation of collecting heat from both. The operation of the exhaust gas heat source, the operation of the liquid heat source, and the operation of the two heat sources are manually or automatically selected and performed according to the situation.

【0027】〔別実施形態〕次に別実施形態を説明す
る。 (イ) 上記の実施形態においては、ヒートポンプ装置
HPにて採熱する対象の熱媒加熱後排ガスEを酸化する
ための構成として、酸化触媒を気体の通過が可能なよう
に備えた酸化処理部26を排ガス路25に設ける場合に
ついて例示したが、このような酸化処理部26を省略し
て、酸化触媒を対排ガス熱交換器1における伝熱面に担
持させても良い。
[Another Embodiment] Next, another embodiment will be described. (A) In the above embodiment, as a configuration for oxidizing the exhaust gas E after heating the heat medium to be collected by the heat pump device HP, an oxidation treatment unit provided with an oxidation catalyst so that gas can pass therethrough. Although the case where 26 is provided in the exhaust gas passage 25 has been exemplified, such an oxidation treatment section 26 may be omitted and the oxidation catalyst may be carried on the heat transfer surface of the heat exchanger 1 for exhaust gas.

【0028】(ロ) ヒートポンプ装置HPにおける採
熱用として、対排ガス熱交換器1に加えて対液熱交換器
5を設けるに当たって、上記の第2実施形態において
は、対排ガス熱交換器1と対液熱交換器5とを並列接続
した状態でヒートポンプ回路中に設ける場合について例
示したが、対排ガス熱交換器1と対液熱交換器5とを直
列接続した状態でヒートポンプ回路中に設けても良い。
この場合も、上記の第2実施形態と同様に、排ガス熱源
運転、液熱源運転、2熱源運転を選択的に実施するよう
に構成する。
(B) In providing the heat exchanger 5 for heat recovery in addition to the heat exchanger 1 for exhaust gas for heat collection in the heat pump device HP, in the second embodiment described above, the heat exchanger 1 for exhaust gas is used. The case where the liquid heat exchanger 5 is provided in the heat pump circuit in a state of being connected in parallel has been described as an example, but the exhaust gas heat exchanger 1 and the liquid heat exchanger 5 are provided in the heat pump circuit in a state of being connected in series. Is also good.
Also in this case, similarly to the second embodiment, the exhaust gas heat source operation, the liquid heat source operation, and the two heat source operation are selectively performed.

【0029】(ハ) 上記の第2実施形態においては、
対液熱交換器5にて地熱を採熱するように構成する場合
について例示したが、これに代えて、例えば、熱源側熱
媒液L3を対液熱交換器5と対下水熱交換器(図示省
略)との間で循環させて、下水から採熱するように構成
しても良い。あるいは、河川水、湖沼水、地下水、湧水
等の自然水を直接、熱源側熱媒液L3として対液熱交換
器5に通流させて、河川水、湖沼水、地下水、湧水等か
ら採熱するように構成しても良い。
(C) In the second embodiment,
Although the case where the geothermal heat is collected in the liquid heat exchanger 5 has been described as an example, instead of this, for example, the heat source side heat medium liquid L3 may be replaced with the liquid heat exchanger 5 and the sewage heat exchanger ( (Not shown), and heat may be collected from sewage. Alternatively, natural water, such as river water, lake water, ground water, or spring water, is passed directly to the liquid heat exchanger 5 as the heat source side heat transfer fluid L3, so that river water, lake water, ground water, spring water, etc. You may comprise so that it may collect heat.

【0030】(ニ) 発電機12を駆動する燃焼式原動
機Tは、上記の実施形態において例示したガスタービン
11に限定されるものではなく、例えば、ガスエンジ
ン、ガソリンエンジン等を用いることができる。
(D) The combustion type prime mover T for driving the generator 12 is not limited to the gas turbine 11 exemplified in the above embodiment, and may be, for example, a gas engine or a gasoline engine.

【0031】(ホ) ヒートポンプ側熱需要先D1にお
ける温熱需要は、上記の実施形態において例示した融雪
に限定されるものではなく、暖房、凍結防止、給湯等、
種々の需要に適用可能である。又、排熱側熱需要先D2
における温熱需要は、上記の実施形態において例示した
融雪に限定されるものではなく、暖房、凍結防止、給湯
等、種々の需要に適用可能である。尚、ヒートポンプ側
熱需要先D1と排熱側熱需要先D2とを、同一の熱需要
先となるように構成する場合に限定されるものではな
く、ヒートポンプ側熱需要先D1と排熱側熱需要先D2
とを異ならせても良い。
(E) The heat demand at the heat pump side heat demand destination D1 is not limited to the snow melting exemplified in the above embodiment, but includes heating, freezing prevention, hot water supply, etc.
Applicable to various demands. In addition, the exhaust heat side heat demand destination D2
Is not limited to the snow melting exemplified in the above embodiment, but can be applied to various demands such as heating, prevention of freezing, and hot water supply. Note that the present invention is not limited to the case where the heat pump-side heat demand destination D1 and the exhaust heat-side heat demand destination D2 are configured to be the same heat demand destination. Demand destination D2
And may be different.

【0032】ヒートポンプ側熱需要先D1の温熱需要を
給湯に適用する場合は、水道等の給水源からの水を、ヒ
ートポンプ側熱媒L1として、ヒートポンプ装置HPに
おける熱供給用熱交換器2に流して、加熱し、給湯栓等
の給湯先に給湯するように構成する。又、排熱側熱需要
先D2の温熱需要を給湯に適用する場合は、給水源から
の水を、排熱側熱媒L2として排熱回収装置13に流し
て、加熱し、給湯先に給湯するように構成する。
When applying the heat demand of the heat pump side heat demand destination D1 to hot water supply, water from a water supply source such as tap water is supplied to the heat supply heat exchanger 2 in the heat pump apparatus HP as the heat pump side heat medium L1. Then, it is configured to heat and supply hot water to a hot water supply destination such as a hot water tap. Further, when applying the heat demand of the exhaust heat side heat demand destination D2 to the hot water supply, the water from the water supply source is flown to the exhaust heat recovery device 13 as the exhaust heat side heat medium L2 to be heated and supplied to the hot water supply destination. It is constituted so that.

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

【図1】第1実施形態に係る熱供給システムの構成図FIG. 1 is a configuration diagram of a heat supply system according to a first embodiment.

【図2】第2実施形態に係る熱供給システムの構成図FIG. 2 is a configuration diagram of a heat supply system according to a second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 ガスタービン 12 発電機 13 排熱回収装置 D1 ヒートポンプ側熱需要先 D2 排熱側熱需要先 E 排ガス L2 熱媒 HP ヒートポンプ装置 T 燃焼式原動機 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Gas turbine 12 Generator 13 Exhaust heat recovery device D1 Heat pump side heat demand destination D2 Exhaust heat side heat demand destination E Exhaust gas L2 Heat medium HP Heat pump device T Combustion motor

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 燃焼式原動機にて駆動される発電機と、 その発電機にて発電される電力にて駆動されて、ヒート
ポンプ側熱需要先に温熱を供給するヒートポンプ装置
と、 前記燃焼式原動機の排ガスにより熱媒を加熱し、加熱し
た熱媒を排熱側熱需要先に供給する排熱回収装置とが設
けられた熱供給システムであって、 前記ヒートポンプ装置が、前記排熱回収装置にて前記熱
媒の加熱に供された後の前記排ガスから採熱するように
構成されている熱供給システム。
1. A generator driven by a combustion type prime mover, a heat pump device driven by electric power generated by the generator to supply heat to a heat pump side heat demand destination, and the combustion type prime mover An exhaust heat recovery device that heats the heat medium with the exhaust gas of (1) and supplies the heated heat medium to the exhaust heat side heat demand destination, wherein the heat pump device is provided in the exhaust heat recovery device. A heat supply system configured to collect heat from the exhaust gas after being subjected to heating of the heat medium.
【請求項2】 前記ヒートポンプ装置にて採熱する対象
の前記排ガスを酸化する酸化触媒が設けられている請求
項1記載の熱供給システム。
2. The heat supply system according to claim 1, further comprising an oxidation catalyst for oxidizing the exhaust gas to be heated by the heat pump device.
【請求項3】 前記ヒートポンプ装置が、前記排ガスか
らの採熱と、その排ガスとは異なる温熱源からの採熱と
を選択的に行うように構成されている請求項1又は2記
載の熱供給システム。
3. The heat supply according to claim 1, wherein the heat pump device is configured to selectively perform heat collection from the exhaust gas and heat collection from a heat source different from the exhaust gas. system.
【請求項4】 前記ヒートポンプ側熱需要先と前記排熱
側熱需要先とが、同一の熱需要先である請求項1〜3の
いずれか1項に記載の熱供給システム。
4. The heat supply system according to claim 1, wherein the heat pump-side heat demand destination and the exhaust heat-side heat demand destination are the same heat demand destination.
【請求項5】 前記ヒートポンプ側熱需要先と前記排熱
側熱需要先のうちの少なくとも一方が、融雪用に温熱を
用いるように構成されている請求項1〜4のいずれか1
項に記載の熱供給システム。
5. The apparatus according to claim 1, wherein at least one of the heat pump-side heat demand destination and the exhaust heat-side heat demand destination is configured to use warm heat for melting snow.
A heat supply system according to the item.
【請求項6】 前記燃焼式原動機がガスタービンである
請求項1〜5のいずれか1項に記載の熱供給システム。
6. The heat supply system according to claim 1, wherein the combustion type prime mover is a gas turbine.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP4624128B2 (en) * 2005-02-21 2011-02-02 大阪瓦斯株式会社 Compression heat pump system

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