JP2015152220A - Waste heat recovery system - Google Patents

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望月 淳
Atsushi Mochizuki
望月  淳
石井 直人
Naoto Ishii
直人 石井
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a waste heat recovery system which recovers waste heat generated from a waste heat source with efficiency of a heat pump maintained at a high level by stabilizing a temperature of cooling water even when an ambient temperature or an operation load of the waste heat source fluctuates.SOLUTION: A waste heat recovery system has a temperature sensor 7 on first piping 3 connecting a waste heat source 1 and a heat pump 5. A control section 25 connected to the temperature sensor 7 stably maintains a temperature of cooling water, which is a heat source of the heat pump, at a high level by: performing variable speed operation of an inverter 15 for a cooling tower motor in accordance with a measurement result of the temperature sensor 7; and keeping a measurement value of the temperature sensor 7 within a preset range through adjustment of cooling performance of a cooling tower.

Description

本発明は、排熱源で発生した排熱を、冷却水を介してヒートポンプの熱源として利用する排熱回収システムに関するものである。   The present invention relates to an exhaust heat recovery system that uses exhaust heat generated in an exhaust heat source as a heat source of a heat pump via cooling water.

一般に排熱の発生する装置は排熱を大気に放出するための冷却塔と冷却水の循環配管を備えていることが多い。   In general, an apparatus that generates exhaust heat often includes a cooling tower and a cooling water circulation pipe for releasing the exhaust heat to the atmosphere.

冷却水により排熱源は冷却される、つまり排熱源で冷却水は加熱された後、冷却塔にて冷却され再び排熱源に投入される。この冷却水の持つ排熱は、従来は大気に排出する、つまり捨てているだけであったが、近年のヒートポンプ技術の発達によりこの排熱を回収し再利用できるケースが多くなってきている。   The exhaust heat source is cooled by the cooling water, that is, the cooling water is heated by the exhaust heat source, then cooled by the cooling tower, and again input to the exhaust heat source. Conventionally, the exhaust heat of the cooling water is only discharged to the atmosphere, that is, discarded. However, with the recent development of heat pump technology, the exhaust heat can be recovered and reused in many cases.

ここで排熱をヒートポンプで効率よく安定的に回収し、再利用しようとした場合、冷却水の温度をできるだけ高く、かつ安定的に保つことが望ましい。   Here, when exhaust heat is efficiently and stably recovered by a heat pump and is to be reused, it is desirable to keep the temperature of the cooling water as high and stable as possible.

これはヒートポンプで排熱を回収しようとする場合、熱源となる冷却水の温度が高い方がヒートポンプ内部に備えられている圧縮機が必要とする動力を削減できるためである。これによりヒートポンプで同じ熱量を発生させる場合でも、熱源となる冷却水温度が高い方がヒートポンプの効率は向上することになる。   This is because when the exhaust heat is collected by the heat pump, the power required by the compressor provided in the heat pump can be reduced when the temperature of the cooling water as the heat source is higher. Accordingly, even when the same amount of heat is generated by the heat pump, the efficiency of the heat pump is improved when the temperature of the cooling water serving as the heat source is higher.

ここで一般的に排熱源出口での冷却水の温度は45℃程度を上限として設定されることが多い。この温度以上になると冷却水中に投入されている腐食抑制剤等の薬品が析出し、装置全体に影響を及ぼす可能性があるためである。   Here, generally, the temperature of the cooling water at the exhaust heat source outlet is often set with an upper limit of about 45 ° C. This is because, when the temperature is higher than this temperature, chemicals such as a corrosion inhibitor that has been thrown into the cooling water are deposited, which may affect the entire apparatus.

また冷却塔に備えられているファンおよび冷却水の循環ポンプには殆どの場合、いずれも定速モーターが使用され、外気温や排熱量の変動に関わらず一定の動作となっている。そのため冷却水温度は外気温や排熱量の変動により常に変動している。   In most cases, a constant speed motor is used for the fan and cooling water circulation pump provided in the cooling tower, and the operation is constant regardless of fluctuations in the outside air temperature and the amount of exhaust heat. For this reason, the cooling water temperature constantly fluctuates due to fluctuations in the outside air temperature and the amount of exhaust heat.

この冷却水のもつ排熱をヒートポンプで回収し、再利用する場合、冷却水温度を上限温度である45℃程度に安定的に保つことができれば効率的である。   When the exhaust heat of the cooling water is recovered by a heat pump and reused, it is efficient if the cooling water temperature can be stably maintained at the upper limit temperature of about 45 ° C.

ここで冷却水の上限設定温度である45℃程度は夏場、特に真夏の日中に発生する。夏場は外気温が高いので冷却塔の冷却能力が低下し、一年を通じて最も冷却水温度が上昇するためである。   Here, the upper limit set temperature of the cooling water of about 45 ° C. occurs during summer, particularly during midsummer. This is because the cooling capacity of the cooling tower decreases because the outdoor temperature is high in summer, and the cooling water temperature rises the most throughout the year.

これに対して冬場は冷却塔の外気温度が低いので相対的に冷却塔の冷却能力が上昇し、夏場に比べて冷却水温度が10℃程度低下することも珍しくない。   On the other hand, since the outside temperature of the cooling tower is low in winter, the cooling capacity of the cooling tower is relatively increased, and it is not uncommon for the cooling water temperature to decrease by about 10 ° C. compared to summer.

また季節変動による冷却水の温度変化だけでなく、排熱源の運転負荷の変動に起因する排熱量の変動もあり、冷却水の温度を安定的に保つことは容易ではない。   Moreover, not only the temperature change of the cooling water due to seasonal fluctuations but also the fluctuation of the amount of exhaust heat caused by the fluctuation of the operating load of the exhaust heat source, it is not easy to keep the temperature of the cooling water stable.

そこで特許文献1のように排熱源の負荷センサーや冷却水の温度をセンサーで計測し、計測結果に応じて冷却水の流路の調整や、冷却塔のファンの回転数を制御する排熱利用装置などが提案されている。   Therefore, as in Patent Document 1, the exhaust heat source load sensor and the temperature of the cooling water are measured by the sensor, and the exhaust heat utilization for adjusting the cooling water flow path and controlling the rotation speed of the cooling tower fan according to the measurement result. Devices etc. have been proposed.

特開平7−27413号公報JP-A-7-27413

冷却水の持つ排熱をヒートポンプで活用する際には、ヒートポンプに投入する冷却水の温度がヒートポンプの効率を左右するため、ヒートポンプに投入する冷却水温度をいかに高く安定的に保つかが最も重要である。   When utilizing the exhaust heat of cooling water in the heat pump, the temperature of the cooling water supplied to the heat pump affects the efficiency of the heat pump, so it is most important to maintain a high and stable cooling water temperature to the heat pump. It is.

しかし冷却水温度特許文献1に記載の排熱利用装置では、電気機器の負荷を計測する負荷センサーや、複数の温度センサー、三方弁等が必要となり、装置が複雑化する上に制御装置の制御が三方弁を優先する構造となっていないのでヒートポンプに投入する冷却水温度を高く安定的に保つことが難しいという課題がある。   However, in the exhaust heat utilization device described in the cooling water temperature patent document 1, a load sensor for measuring the load on the electrical device, a plurality of temperature sensors, a three-way valve, and the like are required, which complicates the device and controls the control device. However, since the three-way valve is not prioritized, there is a problem that it is difficult to keep the cooling water temperature supplied to the heat pump high and stable.

本発明はこのような課題に鑑み、冷却塔の外気温の変動や排熱源の運転状況の変動があっても冷却水のヒートポンプ入口での温度を安定的に保ち、冷却水の持つ排熱を効率よくヒートポンプで活用できる排熱回収システムを提供することを目的とする。   In view of such problems, the present invention stably maintains the temperature at the heat pump inlet of the cooling water even if the outside air temperature of the cooling tower or the operating condition of the exhaust heat source varies, and the exhaust heat of the cooling water is reduced. An object is to provide an exhaust heat recovery system that can be efficiently utilized by a heat pump.

(1) 本発明にかかる排熱回収システムは、排熱源と、前記排熱源と第1の配管で接続されたヒートポンプと、前記第1の配管上に設置された温度センサーと、前記ヒートポンプの下流側に第2の配管で接続された冷却塔と、前記冷却塔に設置されたファンを駆動するための冷却塔モーターと、前記冷却塔に第3の配管で接続された循環ポンプと、前記循環ポンプを駆動する循環ポンプモーターと、前記循環ポンプと前記排熱源を接続する第4の配管と、を備える排熱回収システムにおいて、前記温度センサーと前記冷却塔モーターに接続され、前記温度センサーの値が予め設定した範囲内となるよう前記冷却塔モーターを制御する制御部と、を備えることを特徴とする。   (1) An exhaust heat recovery system according to the present invention includes an exhaust heat source, a heat pump connected to the exhaust heat source and a first pipe, a temperature sensor installed on the first pipe, and a downstream of the heat pump. A cooling tower connected to the side by a second pipe, a cooling tower motor for driving a fan installed in the cooling tower, a circulation pump connected to the cooling tower by a third pipe, and the circulation In an exhaust heat recovery system comprising a circulation pump motor that drives a pump and a fourth pipe that connects the circulation pump and the exhaust heat source, a value of the temperature sensor connected to the temperature sensor and the cooling tower motor And a control unit for controlling the cooling tower motor so as to be within a preset range.

本発明にかかる排熱回収システムは、冷却水のヒートポンプ入口付近の温度を温度センサーで計測し、計測された結果に基づいて冷却塔モーターをON−OFF制御で運転し、冷却塔の冷却能力を調節することで冷却水の温度が予め設定された範囲内となるよう制御する。   The exhaust heat recovery system according to the present invention measures the temperature near the heat pump inlet of the cooling water with a temperature sensor, operates the cooling tower motor with ON-OFF control based on the measured result, and increases the cooling capacity of the cooling tower. By adjusting the temperature, the temperature of the cooling water is controlled to be within a preset range.

(2) また本発明にかかる排熱回収システムは(1)に記載の排熱回収システムにおいて、前記冷却塔モーターは可変速運転を行う冷却塔モーター用インバータを備え、前記制御部は前記冷却塔モーターに代えて前記冷却塔モーター用インバータを制御することを特徴とする。   (2) The exhaust heat recovery system according to the present invention is the exhaust heat recovery system according to (1), wherein the cooling tower motor includes an inverter for a cooling tower motor that performs variable speed operation, and the control unit includes the cooling tower. The cooling tower motor inverter is controlled in place of the motor.

(3) また本発明にかかる排熱回収システムは(2)に記載の排熱回収システムにおいて、前記循環ポンプモーターは可変速運転を行う循環ポンプ用インバータを備え、前記制御部は、前記冷却モーター用インバータの制御に加え、前記循環ポンプ用インバータを制御することを特徴とする。   (3) The exhaust heat recovery system according to the present invention is the exhaust heat recovery system according to (2), wherein the circulation pump motor includes an inverter for circulation pump that performs variable speed operation, and the control unit includes the cooling motor. In addition to controlling the inverter for the operation, the circulation pump inverter is controlled.

本発明にかかる排熱回収システムは、冷却塔モーター用インバータに加え、更に循環ポンプ用インバータを備え、例えば真冬などで冷却水温度が低下しやすい場合に循環ポンプ用インバータを制御し、循環水の循環量を抑えることで冷却水の温度低下を防止する。これによりヒートポンプ入口付近での冷却水温度を維持することが可能となる。   The exhaust heat recovery system according to the present invention further includes a circulation pump inverter in addition to the cooling tower motor inverter, and controls the circulation pump inverter when the temperature of the cooling water is likely to decrease in midwinter, for example. By reducing the circulation rate, the temperature of the cooling water is prevented from lowering. This makes it possible to maintain the cooling water temperature in the vicinity of the heat pump inlet.

(4) また本発明にかかる排熱回収システムは(3)に記載の排熱回収システムにおいて、前記制御部は、前記循環ポンプ用インバータに優先して前記冷却塔モーター用インバータを制御することを特徴とする。   (4) Further, in the exhaust heat recovery system according to (3), the control unit controls the cooling tower motor inverter in preference to the circulation pump inverter. Features.

本発明に係る排熱回収システムは、ヒートポンプに投入する冷却水の温度が低下してくると、まず冷却塔での冷却能力を抑制し、それでも冷却水温度の低下が防げない場合に限って冷却水の循環量を抑制する。ヒートポンプで回収する熱量を可能な限り確保するためである。   In the exhaust heat recovery system according to the present invention, when the temperature of the cooling water supplied to the heat pump decreases, the cooling capacity in the cooling tower is first suppressed, and cooling is performed only when the cooling water temperature cannot be prevented from decreasing. Reduce water circulation. This is to secure as much heat as possible by the heat pump.

(1)に記載の排熱回収システムによれば、外気温度の変動などがあっても冷却塔の冷却能力を調節することでヒートポンプに投入する冷却水の温度をある一定の範囲に安定的に保つことが可能である。また冷却水および冷却水に投入する腐食抑制剤等の薬剤の使用量も削減することが可能となる。   According to the exhaust heat recovery system described in (1), the temperature of the cooling water supplied to the heat pump can be stably kept within a certain range by adjusting the cooling capacity of the cooling tower even if the outside air temperature fluctuates. It is possible to keep. It is also possible to reduce the amount of cooling water and the use of chemicals such as corrosion inhibitors that are put into the cooling water.

(2)に記載の排熱回収システムによれば、冷却塔モーターをインバータで可変速制御することで冷却塔の冷却能力をよりきめ細かく調節することが可能となり、より安定的に冷却水温度をある一定の範囲に保つことが可能となる。また更に冷却水および腐食抑制剤等の薬剤の使用量も削減することが可能となる。   According to the exhaust heat recovery system described in (2), it is possible to finely adjust the cooling capacity of the cooling tower by controlling the cooling tower motor with the inverter at a variable speed, and the cooling water temperature is more stably controlled. It becomes possible to keep in a certain range. Further, the amount of chemicals such as cooling water and corrosion inhibitors can be reduced.

(3)に記載の排熱回収システムによれば、(2)に記載の排熱回収システムの発明の効果に加えて循環する冷却水の量を調節することでヒートポンプに投入する冷却水の温度を更に安定的に保つことが可能となる。   According to the exhaust heat recovery system described in (3), in addition to the effect of the invention of the exhaust heat recovery system described in (2), the temperature of the cooling water to be introduced into the heat pump by adjusting the amount of the circulating cooling water Can be kept more stable.

(4)に記載の排熱回収システムによれば、(3)に記載の排熱回収システムの発明の効果に加えて、真冬などの厳寒期にあってもヒートポンプに投入する冷却水の温度を可能な限り高く安定的に保つことが可能となる。   According to the exhaust heat recovery system as described in (4), in addition to the effect of the invention of the exhaust heat recovery system as described in (3), the temperature of the cooling water supplied to the heat pump can be controlled even in severe cold periods such as midwinter. It becomes possible to keep it as high and stable as possible.

第1実施形態にかかる排熱回収システムの概略構成を示す図である。It is a figure showing a schematic structure of an exhaust heat recovery system concerning a 1st embodiment. 第2実施形態にかかる排熱回収システムの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the waste heat recovery system concerning 2nd Embodiment. 第3実施形態にかかる排熱回収システムの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the waste heat recovery system concerning 3rd Embodiment.

以下に添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明する。かかる実施形態は発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。   Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Such an embodiment is merely an example for facilitating understanding of the invention, and does not limit the present invention unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted, and elements not directly related to the present invention are not illustrated. To do.

(第1実施形態)   (First embodiment)

まず本発明の第1実施形態の構成について図1を参照しながら説明する。   First, the configuration of the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図1の排熱回収システム100は排熱源1に一端が接続された第1の配管3を備え、第1の配管3の他端はヒートポンプ5に接続されている。   An exhaust heat recovery system 100 in FIG. 1 includes a first pipe 3 having one end connected to the exhaust heat source 1, and the other end of the first pipe 3 is connected to a heat pump 5.

また第1の配管3上には温度センサー7が設置されている。ヒートポンプ5には第2の配管9の一端が接続され、第2の配管9の他端は冷却塔11に接続されている。   A temperature sensor 7 is installed on the first pipe 3. One end of the second pipe 9 is connected to the heat pump 5, and the other end of the second pipe 9 is connected to the cooling tower 11.

冷却塔11には冷却塔11内に設置されたファンを駆動するため冷却塔モーター13が設置されている。   The cooling tower 11 is provided with a cooling tower motor 13 for driving a fan installed in the cooling tower 11.

冷却塔11の下部には第3の配管17の一端が接続され、他端は循環ポンプ19の吸込み側に接続されている。また循環ポンプ19を駆動するために循環ポンプモーター21が備えられている。   One end of the third pipe 17 is connected to the lower part of the cooling tower 11, and the other end is connected to the suction side of the circulation pump 19. A circulation pump motor 21 is provided to drive the circulation pump 19.

循環ポンプ19の吐出側には第4の配管23の一端が接続され、他端は排熱源1に接続されている。   One end of the fourth pipe 23 is connected to the discharge side of the circulation pump 19, and the other end is connected to the exhaust heat source 1.

また温度センサー7での計測結果に基づいて冷却塔モーター13を制御する制御部25が備えられている。   Further, a control unit 25 that controls the cooling tower motor 13 based on the measurement result of the temperature sensor 7 is provided.

次に第1実施形態の動作について説明する。   Next, the operation of the first embodiment will be described.

排熱源1で排出された排熱は冷却水を加熱し、加熱された冷却水は第1の配管3を通ってヒートポンプ5に送られる。ヒートポンプ5ではこの冷却水を熱源として熱を回収し(つまり冷却水を冷却して)、熱を他の用途に投入する。またヒートポンプ5で冷却された冷却水は第2の配管9を通って冷却塔11に送られ、更に冷却される。   The exhaust heat discharged from the exhaust heat source 1 heats the cooling water, and the heated cooling water is sent to the heat pump 5 through the first pipe 3. The heat pump 5 collects heat using this cooling water as a heat source (that is, cools the cooling water), and inputs the heat to other uses. The cooling water cooled by the heat pump 5 is sent to the cooling tower 11 through the second pipe 9 and further cooled.

第1の配管3上に設置された温度センサー7にて冷却水の温度を計測し、計測結果があらかじめ設定された温度の範囲内となるよう制御部25は冷却塔モーター13をON−OFF制御することで冷却塔11の冷却能力を調節する。   The temperature sensor 7 installed on the first pipe 3 measures the temperature of the cooling water, and the control unit 25 controls the cooling tower motor 13 to be turned on and off so that the measurement result falls within a preset temperature range. Thus, the cooling capacity of the cooling tower 11 is adjusted.

冷却塔11で冷却された冷却水は第3の配管17を通って循環ポンプモーター21で駆動する循環ポンプ19の吸込み側に送られ循環ポンプ19の吐出側から第4の配管23を通って排熱源1に再び投入される。   The cooling water cooled by the cooling tower 11 is sent to the suction side of the circulation pump 19 driven by the circulation pump motor 21 through the third pipe 17 and discharged from the discharge side of the circulation pump 19 through the fourth pipe 23. The heat source 1 is charged again.

第1実施形態の効果について説明する。   The effect of the first embodiment will be described.

ヒートポンプ5の効率はその熱源である冷却水温度に大きく左右されるので、冷却水温度はできるだけ高く安定していることが望ましい。しかし冷却水温度は腐食抑制剤等の析出を防ぐため一般的には45℃程度を上限として設定されている。つまりヒートポンプ5の熱源として有効活用するためには冷却水の温度を可能な限り45℃程度に維持することが必要である。   Since the efficiency of the heat pump 5 greatly depends on the cooling water temperature as the heat source, it is desirable that the cooling water temperature be as high and stable as possible. However, the cooling water temperature is generally set at an upper limit of about 45 ° C. in order to prevent precipitation of corrosion inhibitors and the like. That is, in order to effectively use as a heat source of the heat pump 5, it is necessary to maintain the temperature of the cooling water at about 45 ° C. as much as possible.

多くの場合、冷却塔11のファンは定速モーターで運転されており、外気温の高い夏場に比べて外気温の低い冬場は冷却塔の冷却能力が夏場に比べて相対的に大きくなる。また冷却塔11の冷却能力は最も条件の厳しい真夏の昼間を基準として設計されることが多く、そのため外気温の低い冬場などは冷却塔の能力が過大となり、冷却水の温度も夏場に比べて10℃程度低下することも珍しくない。   In many cases, the fan of the cooling tower 11 is operated by a constant speed motor, and the cooling capacity of the cooling tower is relatively large in the winter season when the outside temperature is low compared to the summer time when the outside temperature is high. In addition, the cooling capacity of the cooling tower 11 is often designed on the basis of the daytime in the most severe midsummer, so that the capacity of the cooling tower is excessive in winter when the outside temperature is low, and the temperature of the cooling water is also higher than that in the summer. It is not uncommon for the temperature to drop by about 10 ° C.

また排熱源1からの排熱量が運転負荷の変動によって低下すると、外気温低下の場合と同じように冷却水温度が低下する。   When the amount of exhaust heat from the exhaust heat source 1 decreases due to fluctuations in the operating load, the cooling water temperature decreases as in the case of a decrease in the outside air temperature.

しかし本実施形態においては冷却塔11のファンを駆動する冷却塔モーター13は制御部25により制御される。   However, in the present embodiment, the cooling tower motor 13 that drives the fan of the cooling tower 11 is controlled by the control unit 25.

温度センサー7で計測した結果、冷却水温度が45℃程度から低下してくると、冷却塔11の冷却能力を低下させるため制御部25は冷却塔モーター13をON−OFF制御し、冷却塔11の冷却能力を抑制する。   As a result of the measurement by the temperature sensor 7, when the cooling water temperature decreases from about 45 ° C., the control unit 25 controls the cooling tower motor 13 to be turned on and off in order to reduce the cooling capacity of the cooling tower 11. Suppresses the cooling capacity.

これにより排熱源1の冷却に影響を与えることなく、ヒートポンプ5に安定した熱源としての冷却水を供給することが可能となる。   This makes it possible to supply cooling water as a stable heat source to the heat pump 5 without affecting the cooling of the exhaust heat source 1.

(第2実施形態)   (Second Embodiment)

次に本発明に係る第2実施形態について図2に示す排熱回収システム105を参照しながら第1実施形態と異なる点について説明する。   Next, a difference between the second embodiment of the present invention and the first embodiment will be described with reference to the exhaust heat recovery system 105 shown in FIG.

第2実施形態の構成で第1実施形態と異なっているのは、冷却塔モーター13に冷却塔モーター用インバータ15が接続され可変速運転が可能となっており、冷却塔モーター用インバータ15は制御部25にて制御されている点である。   The configuration of the second embodiment is different from that of the first embodiment in that a cooling tower motor inverter 15 is connected to the cooling tower motor 13 so that variable speed operation is possible, and the cooling tower motor inverter 15 is controlled. This is a point controlled by the unit 25.

第2実施形態の動作では、制御部25は冷却塔モーター用インバータ15を温度センサー7の計測結果に応じて制御する。   In the operation of the second embodiment, the control unit 25 controls the cooling tower motor inverter 15 according to the measurement result of the temperature sensor 7.

これにより冷却塔11内のファンをON−OFF制御する場合に比べて更に細かく冷却塔11の冷却能力を調整することが可能となり、更に冷却水温度を安定的に保つことが可能となる。また同時に冷却水と腐食抑制剤等の薬品の使用量も削減することができる。   As a result, the cooling capacity of the cooling tower 11 can be adjusted more finely than in the case where the fans in the cooling tower 11 are controlled to be turned on and off, and the cooling water temperature can be kept stable. At the same time, the amount of cooling water and chemicals such as corrosion inhibitors can be reduced.

(第3実施形態)   (Third embodiment)

次に本発明に係る第3実施形態について図3に示す排熱回収システム110を参照しながら第2実施形態と異なる点について説明する。   Next, differences of the third embodiment according to the present invention from the second embodiment will be described with reference to the exhaust heat recovery system 110 shown in FIG.

第3実施形態の構成で第2実施形態と異なっているのは、循環ポンプモーター21には循環ポンプ用インバータ27が接続され可変速運転が可能となっており、循環ポンプ用インバータ27は制御部25にて制御されている点である。   The configuration of the third embodiment is different from that of the second embodiment in that the circulation pump motor 21 is connected to a circulation pump inverter 27 so that variable speed operation is possible. This is a point controlled at 25.

第3実施形態の動作は基本的に第2実施形態と同じであるが、制御部25は冷却塔モーター用インバータ15に加えて循環ポンプ用インバータ27も温度センサー7の計測結果に応じて制御する。   Although the operation of the third embodiment is basically the same as that of the second embodiment, the control unit 25 controls the circulation pump inverter 27 in addition to the cooling tower motor inverter 15 according to the measurement result of the temperature sensor 7. .

これは特に開放型の冷却塔の場合、冬場の外気温の低下により冷却能力が過大になってしまうケースがあり、場合によっては冷却塔のファンを駆動する冷却塔モーター13を停止してもなお、冷却水の温度が低下する場合に対応するためである。   Especially in the case of an open type cooling tower, there is a case where the cooling capacity becomes excessive due to a decrease in the outside air temperature in winter. In some cases, even if the cooling tower motor 13 that drives the cooling tower fan is stopped, This is to cope with a case where the temperature of the cooling water decreases.

このような場合、冷却塔モーター用インバータ15の制御だけでは冷却水の温度を45℃程度に保つことはできないので、循環ポンプ19の回転数を抑制することで冷却水の循環量を削減する。これにより例えば厳冬期でも冷却水温度を45℃程度に保つことが可能となる。   In such a case, since the temperature of the cooling water cannot be maintained at about 45 ° C. only by controlling the cooling tower motor inverter 15, the circulation amount of the cooling water is reduced by suppressing the rotation speed of the circulation pump 19. Thereby, for example, the cooling water temperature can be maintained at about 45 ° C. even in the severe winter season.

なお第3実施形態では制御部25は冷却塔モーター用インバータ15および循環ポンプ用インバータ27の二つのインバータを制御するが、冷却塔モーター用インバータ15の制御では冷却水温度を保つことができなくなった場合のみ循環ポンプ用インバータ27を制御することが好ましい。これはヒートポンプ5で回収する熱量を可能な限り確保するためである。   In the third embodiment, the control unit 25 controls the two inverters, the cooling tower motor inverter 15 and the circulation pump inverter 27, but the cooling water temperature cannot be maintained by the control of the cooling tower motor inverter 15. It is preferable to control the circulation pump inverter 27 only in the case. This is to secure the amount of heat recovered by the heat pump 5 as much as possible.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明した。   The preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings.

当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範囲内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Understood.

本発明は、排熱源から発生する排熱を効率よくヒートポンプで回収する排熱回収システムとして利用することができる。   The present invention can be used as an exhaust heat recovery system that efficiently recovers exhaust heat generated from an exhaust heat source with a heat pump.

100:排熱回収システム、105:排熱回収システム、110:排熱回収システム、1:排熱源、3:第1の配管、5:ヒートポンプ、7:温度センサー、9:第2の配管、11:冷却塔、13:冷却塔モーター、15:冷却塔モーター用インバータ、17:第3の配管、19:循環ポンプ、21:循環ポンプモーター、23:第4の配管、25:制御部、27:循環ポンプ用インバータ 100: Waste heat recovery system, 105: Waste heat recovery system, 110: Waste heat recovery system, 1: Waste heat source, 3: First pipe, 5: Heat pump, 7: Temperature sensor, 9: Second pipe, 11 : Cooling tower, 13: cooling tower motor, 15: inverter for cooling tower motor, 17: third piping, 19: circulation pump, 21: circulation pump motor, 23: fourth piping, 25: control unit, 27: Inverter for circulation pump

Claims (4)

排熱源と、
前記排熱源と第1の配管で接続されたヒートポンプと、
前記第1の配管上に設置された温度センサーと、
前記ヒートポンプの下流側に第2の配管で接続された冷却塔と、
前記冷却塔に設置されたファンを駆動するための冷却塔モーターと、
前記冷却塔に第3の配管で接続された循環ポンプと、
前記循環ポンプを駆動する循環ポンプモーターと、
前記循環ポンプと前記排熱源を接続する第4の配管と、
を備える排熱回収システムにおいて、
前記温度センサーと前記冷却塔モーターに接続され、前記温度センサーの値が予め設定した範囲内となるよう前記冷却塔モーターを制御する制御部と、
を備えることを特徴とする排熱回収システム。
An exhaust heat source,
A heat pump connected to the exhaust heat source by a first pipe;
A temperature sensor installed on the first pipe;
A cooling tower connected by a second pipe downstream of the heat pump;
A cooling tower motor for driving a fan installed in the cooling tower;
A circulation pump connected to the cooling tower by a third pipe;
A circulation pump motor for driving the circulation pump;
A fourth pipe connecting the circulation pump and the exhaust heat source;
In an exhaust heat recovery system comprising:
A controller that is connected to the temperature sensor and the cooling tower motor and controls the cooling tower motor so that the value of the temperature sensor is within a preset range;
An exhaust heat recovery system comprising:
前記冷却塔モーターは可変速運転を行う冷却塔モーター用インバータを備え、
前記制御部は前記冷却塔モーターに代えて前記冷却塔モーター用インバータを制御することを特徴とする請求項1に記載の排熱回収システム。
The cooling tower motor includes a cooling tower motor inverter for variable speed operation,
The exhaust heat recovery system according to claim 1, wherein the control unit controls the cooling tower motor inverter instead of the cooling tower motor.
前記循環ポンプモーターは可変速運転を行う循環ポンプ用インバータを備え、
前記制御部は、前記冷却モーター用インバータの制御に加え、前記循環ポンプ用インバータを制御することを特徴とする請求項2に記載の排熱回収システム。
The circulation pump motor includes a circulation pump inverter that performs variable speed operation,
The exhaust heat recovery system according to claim 2, wherein the control unit controls the circulation pump inverter in addition to the control of the cooling motor inverter.
前記制御部は、前記循環ポンプ用インバータに優先して前記冷却塔モーター用インバータを制御することを特徴とする請求項3に記載の排熱回収システム。   The exhaust heat recovery system according to claim 3, wherein the control unit controls the cooling tower motor inverter in preference to the circulation pump inverter.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114739113A (en) * 2022-06-15 2022-07-12 烟台东德实业有限公司 Thermal management system and method

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