JP2017203574A

JP2017203574A - 熱回収システム

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Publication number: JP2017203574A
Application number: JP2016094457A
Authority: JP
Inventors: 良浩寒川; Yoshihiro Sagawa
Original assignee: Miura Co Ltd
Current assignee: Miura Co Ltd
Priority date: 2016-05-10
Filing date: 2016-05-10
Publication date: 2017-11-16

Abstract

【課題】熱回収停止を回避してトータル熱回収量を増加させ、特に水使用量が大きい場合に熱回収量を最大にすることが可能な熱回収システム１を提供すること。
【解決手段】水使用機器の水使用量を算出する水使用量算出部８１と、水使用量算出部８１により算出された水使用機器の水使用量に基づいて、目標出湯温度を設定する出湯温度設定部８２と、出湯温度検出部７の検出温度が目標出湯温度になるように、給水量調節部６を制御する給水制御部８３と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、熱源となる機器の発する熱（例えば空気圧縮機の圧縮熱）を回収して、水使用機器（例えば、ボイラ）への給水を加温する熱回収システムに関する。

特許文献１には、圧縮機（２）からエアクーラ（８）への空気路（１２）に熱回収用熱交換器（９）を設け、熱回収用熱交換器（９）において圧縮空気と給水とを熱交換して圧縮空気を冷却する一方、給水を加温する熱回収システムが記載されている。これにより、圧縮機（２）で生じた圧縮熱を、熱回収用熱交換器（９）において、給水タンク（５）への給水の加温に用いて、加温された給水をボイラ（４）に供給することができる。

特開２０１２−８７６６４号公報

特許文献１には、給水量の制御について、温水の使用負荷がないか、給水タンク（５）内の水位が上限水位を上回れば、給水弁（２３）を閉じて、その後、給水タンク（５）内の水位が下限水位を下回れば、給水弁（２３）を開けるように制御すること、あるいは、給水タンク（５）内の水位が設定水位になるように、給水弁（２３）の開度を調整することが記載されている。
しかしながら、特許文献１に記載の発明では、ボイラ（４）の給水タンク（５）内の水位が上限水位と下限水位との間になるように、又は給水タンク（５）内の水位が設定水位になるように制御しているだけであり、圧縮機（２）で生じた圧縮熱を最大限利用するための制御については、特に記載がない。
これに対して、ボイラ（４）への温水の供給に際して、圧縮機（２）で生じた圧縮熱を最大限利用するために、温水余りによる熱回収停止を回避してトータル熱回収量を増加させ、特にボイラ負荷が高い場合（水使用量が大きい場合）に熱回収量を最大にすることが可能な熱回収システムが求められている。

本発明は、温水余りによる熱回収停止を回避してトータル熱回収量を増加させ、特に水使用量が大きい場合に熱回収量を最大にすることが可能な熱回収システムを提供することを目的とする。

本発明は、水使用機器と、前記水使用機器への給水を貯留する給水タンクと、前記給水タンクに給水を供給する給水ラインと、前記給水ラインに設けられ、給水量を調節する給水量調節部と、前記給水ラインに設けられ、給水と高温流体の間で熱交換を行って給水を加温する熱交換器と、熱交換後の給水の出湯温度を検出する出湯温度検出部と、制御部と、を備え、前記制御部は、前記水使用機器の水使用量を算出する水使用量算出部と、前記水使用量算出部により算出された前記水使用機器の水使用量に基づいて、目標出湯温度を設定する出湯温度設定部と、前記出湯温度検出部の検出温度が前記目標出湯温度になるように、前記給水量調節部を制御する給水制御部と、を備える熱回収システムに関する。

本発明は、前記出湯温度設定部は、前記水使用量算出部により算出された前記水使用機器の水使用量が多いほど、前記目標出湯温度を低く設定する態様を含む。

また、本発明では、前記給水タンクに設けられた水位検出部を備え、前記水使用量算出部は、前記水位検出部の検出水位値を前記水使用機器の水使用量に係る情報として取得し、前記出湯温度設定部は、前記水使用量算出部により取得された前記水位検出部の検出水位値に基づいて、前記目標出湯温度を設定する態様を含む。

また、本発明は、前記水使用機器は、給水を加熱して蒸気を生成する蒸気ボイラである態様を含む。

また、本発明は、給油式の空気圧縮機を備え、前記熱交換器は、第１熱交換器及び第２熱交換器からなり、前記第１熱交換器は、前記空気圧縮機に対して循環される潤滑油を高温流体として給水との間で熱交換を行い、前記第２熱交換器は、前記空気圧縮機で製造される圧縮空気を高温流体として給水との間で熱交換を行う態様を含む。

また、本発明は、水噴霧式の空気圧縮機を備え、前記熱交換器は、第１熱交換器及び第２熱交換器からなり、前記第１熱交換器は、前記空気圧縮機に対して循環される循環水を高温流体として給水との間で熱交換を行い、前記第２熱交換器は、前記空気圧縮機で製造される圧縮空気を高温流体として給水との間で熱交換を行う態様を含む。

また、本発明は、オイルフリー式の空気圧縮機を備え、前記熱交換器は、空気圧縮機で製造される圧縮空気を高温流体として給水との間で熱交換を行う態様を含む。

また、本発明は、前記給水量調節部は、弁開度を調節可能な比例制御弁を備え、前記給水制御部は、前記出湯温度検出部の検出温度が前記目標出湯温度になるように、前記比例制御弁の弁開度を制御する態様を含む。

また、本発明は、前記給水量調節部は、入力された駆動周波数に応じた回転速度で駆動される給水ポンプと、指定された駆動周波数を前記給水ポンプに出力するインバータと、を備え、前記給水制御部は、前記出湯温度検出部の検出温度が前記目標出湯温度になるように、前記インバータの出力する駆動周波数を指定する態様を含む。

本発明によれば、温水余りによる熱回収停止を回避してトータル熱回収量を増加させ、特に水使用機器の水使用量が大きい場合に熱回収量を最大にすることが可能な熱回収システムを実現することができる。

本実施形態のシステムの概略を示す図である。本実施形態のシステムの一例における、出湯温度と出湯量と熱回収量との関係を示す図である。本実施形態のシステムの処理の流れを示すフローチャート図である。

［実施形態］
以下、本発明の一実施形態について、図を参照しながら説明する。図１に示すように、熱回収システム１は、熱源となる機器（「熱源機器」という）と、水使用機器と、給水タンク４と、水位検出部４１と、熱交換器５０と、給水量調節部６と、出湯温度検出部７と、制御部８と、を備える。

本実施形態の熱回収システム１における熱源機器は給油式の圧縮機ユニット２（以下、特に断らない限り「圧縮機ユニット２」という）である。

圧縮機ユニット２は、空気圧縮機２１と、オイルセパレータ２２と、を含む。空気圧縮機２１は、スクリュー機構、スクロール機構、ロータリー機構等の空気圧縮機構（図示省略）を有している。空気圧縮機２１は、空気圧縮機構の駆動軸に接続されたモータを駆動させることにより、外気を吸入・断熱圧縮して圧縮空気を生成する。本実施形態の空気圧縮機２１は、給油式であって、圧縮空気の生成過程で潤滑油を空気圧縮機構内に導入することにより、空気圧縮機構の冷却、即ち圧縮熱の除去を行う。なお、モータは、電気駆動モータや蒸気駆動モータなど種々の駆動方式を採用できる。

空気圧縮機２１から吐出された圧縮空気はオイルセパレータ２２へ送られ、オイルセパレータ２２において潤滑油の分離除去が行われる。オイルセパレータ２２で分離された潤滑油は、送油ラインＬ１を介して圧縮機２１に戻される。

また、オイルセパレータ２２にて潤滑油が除去された圧縮空気は、圧縮空気供給ラインＬ２を介してエアドライヤ（図示せず）で除湿され、適宜設けられるレシーバタンク（図示せず）に一時的に貯留され、圧縮空気利用機器に供給される。

本実施形態の熱回収システム１における水使用機器は、給水を加熱して蒸気を生成する蒸気ボイラ３１（以下、単に「ボイラ」という）である。ボイラ３１は、給水（ボイラ水）を加熱して蒸気を発生させ、その蒸気を蒸気使用設備（図示せず）へ供給する。

給水タンク４は、ボイラ３１への給水を貯留する。給水タンク４に貯留された給水は、適宜、送水ポンプ３２により逆止弁３３を介してボイラ３１に供給される。

水位検出部４１は給水タンク４に設けられる。水位検出部４１は、給水タンク４に貯留される給水（加温水）の水位を検出する機器である。水位検出部４１は、制御部８と電気的に接続されている。水位検出部４１で検出された給水タンク４の水位（以下、「検出水位値」ともいう）は、制御部８へ検出信号として出力される。

本実施形態において、水位検出部４１は、例えば、電極式のレベルスイッチである。レベルスイッチは、予め設定された液面位置の検出器であり、例えば、複数の液面位置（例えば、３位置）を電極棒で検出するように構成されている。水位検出部４１は、レベルスイッチには制限されず、例えば、連続式レベルセンサであってもよい。連続式レベルセンサとしては、例えば、静電容量式センサ、圧力式センサ、超音波式センサ等が用いられる。

給水タンク４の水位は、低い方から高い方に向けて順に、ＷＬ１（Ｌ棒）、ＷＬ２（Ｍ棒）、ＷＬ３（Ｓ棒）の３段階（〜ＷＬ１；ＷＬ１〜ＷＬ２；ＷＬ２〜ＷＬ３；ＷＬ３〜の４区分）に設定される。なお、図１に示された水位検出部４１は、複数の電極棒を省略して描いている。

給水ラインＬ３は、給水源(図示せず）から給水タンク４に給水を供給するラインである。給水ラインＬ３には、熱交換器５、給水量調節部６、及び出湯温度検出部７が設けられる。

熱交換器５０は、給水ラインＬ３における給水と高温流体の間で熱交換を行って給水を加温する。具体的には、熱交換器５０は、第１熱交換器５１及び第２熱交換器５２からなる。
本実施形態において、熱交換器５０（第１熱交換器５１、第２熱交換器５２）、給水量調節部６（後述）、及び出湯温度検出部７（後述）は、熱回収ユニット５として構成される。

第１熱交換器５１は、空気圧縮機２１に対して循環される潤滑油を高温流体として給水ラインＬ３を流通する給水との間で熱交換を行う。より具体的には、第１熱交換器５１は、オイルセパレータ２２にて分離され、送油ラインＬ１を介して圧縮機に戻される潤滑油を高温流体として、給水源から給水ラインＬ３を介して給水タンク４に供給される給水との間で熱交換を行う。

第２熱交換器５２は、圧縮機ユニット２で製造される圧縮空気を高温流体として給水ラインＬ３を流通する給水との間で熱交換を行う。より、具体的には、第２熱交換器５２は、オイルセパレータ２２にて潤滑油を除去され、圧縮空気供給ラインＬ２を介して圧縮空気利用機器に供給される圧縮空気を高温流体として、給水源から給水ラインＬ３を介して給水タンク４に供給される給水との間で熱交換を行う。なお、第２熱交換器５２は、エアドライヤよりも上流の圧縮機ユニット２側の圧縮空気供給ラインＬ２に設けられることが好ましい。

このように、本実施形態の熱回収システム１は、圧縮機ユニット２からの圧縮空気及び潤滑油と、ボイラ３１に供給する給水との間で熱交換を行い、圧縮空気及び潤滑油の冷却と、ボイラ３１に供給する給水の加熱を図るシステムである。

給水量調節部６は給水量を調節する。給水量調節部６は、制御部８と電気的に接続される。給水量調節部６は、制御部８から受信する制御信号に基づいて制御され、熱交換器５において加温される出湯量（給水量）を調節する。
本実施形態の給水量調節部６は、比例制御弁であって、弁開度を調節することにより出湯量を調節する。熱交換器５０の上流側の給水ラインＬ３には、給水ポンプ９が設けられており、当該給水ポンプ９は、制御部８によって定圧運転されている。なお、給水量調節部６は、熱交換器５よりも給水タンク４側に備えているが、逆に給水量調節部６を、熱交換器５よりも給水源側に備えるようにしてもよい。

出湯温度検出部７は熱交換後に給水タンク４に出湯（給水）される出湯温度を検出する温度センサである。出湯温度検出部７は、制御部８と電気的に接続されている。出湯温度検出部７で測定された給水タンク４への出湯温度（以下、「検出水温値」ともいう）は、制御部８へ検出信号として出力される。

次に、制御部８の構成について説明する前に、本実施形態における熱回収システム１の基本的な考え方について説明する。
一般に、熱交換による熱回収においては、出湯温度を低くして、出湯量を多くするほど熱回収効率がよくなる性質を有する。図２に、一例として、熱回収式電動エアコンプレッサを８０％負荷で運転させた場合における、出湯温度（正確には熱交換器５により加温される前と後の温度差）と出湯量と熱回収量との関係を示す。図２に示すように、出湯温度（温度差）に基づいて、出湯量及び熱回収量は一意的に対応する。
図２に示すように、例えば、温度差を３０℃とした場合、熱回収量５０ｋｗ、出湯量１４３３Ｌ／ｈとなる。以下、温度差が上がるにつれて、温度差を４０℃とした場合、熱回収量４５ｋｗ、出湯量９６８Ｌ／ｈとなり、温度差を５０℃とした場合、熱回収量４０ｋｗ、出湯量６８８Ｌ／ｈとなる。このように、熱交換による熱回収においては、出湯温度（温度差）を低くして、出湯量を多くするほど熱回収効率がよくなることがわかる。

このため、本実施形態の熱回収システム１においては、例えば、ボイラ負荷が高い場合（すなわち、ボイラ３１における蒸気の生成量が多く給水タンク４内の水位が低い場合）には、出湯温度（給水温度）を下げて（例えば、温度差を３０℃にして）出湯量（給水量）を多くすることで熱回収効率を最大にするように制御する。そして、ボイラ負荷が低くなる（すなわち、ボイラ３１における蒸気の生成量が少なく給水タンク４内の水位が上昇する）につれて、給水タンク４が満水になることによる熱回収停止を回避するために、出湯温度（給水温度）を上げて出湯量（給水量）を減らすように制御する。
そうすることで、温水余りによる熱回収停止を回避してトータル熱回収量を増加させ、特にボイラ負荷が高い場合に熱回収量を最大にすることができる。

このように、本実施形態においては、給水タンク４の給水停止水位までの空き残量（ボイラ３１の水使用量又はボイラ負荷に対応）に応じて目標出湯温度（目標給水温度）を変更させることで、可能な限り、熱交換器５０からの出湯温度（給水温度）を低くして出湯量（給水量）を多くするように制御する。すなわち、本実施形態における熱回収システム１においては、給水タンク４の水位を監視し、給水タンク４の空き残量に応じて出湯温度（給水温度）を調節して、当該出湯温度（給水温度）に対応する出湯量（給水量）で供給する制御方式を採用する。この制御方式によれば、給水停止水位到達による給水タンク４への給水停止の頻度が激減するので、熱回収ユニット５（熱交換器５０）における熱回収動作を連続して行うことができる。

以上のような熱回収システム１を実現するために、図１に示すように、制御部８は水使用量算出部８１と、出湯温度設定部８２と、給水制御部８３と、を備える。
制御部８は、水位検出部４１、給水量調節部６、及び出湯温度検出部７と電気的に接続され、給水タンク４の水位を監視し、給水タンク４の空き残量に応じて出湯温度（給水温度）を調節して、当該出湯温度（給水温度）に対応する出湯量（給水量）を供給するように給水量調節部６を制御する。

水使用量算出部８１は、水位検出部４１の検出水位値に基づいて、水使用機器（ボイラ３１）の水使用量を算出する。より具体的には、水使用量と水位検出部４１の検出水位値とは、相関関係がある。すなわち、水使用量が大きい場合（ボイラ３１の負荷率が高い場合）には検出水位値は低くなり、水使用量が小さい場合（ボイラ３１の負荷率が低い場合）には検出水位値は高くなると考えられる。
したがって、予め、水位検出部４１の検出水位値と水使用量との関係を求めておき、記憶部（図示せず）に記憶しておくことで、水使用量算出部８１は、水位検出部４１の検出水位値に基づいて、水使用量を算出することができる。

例えば、ボイラ３１を４位置制御の段階値制御ボイラとした場合、水使用量算出部８１は、水位検出部４１の検出水位値が水位ＷＬ１を下回ると、水使用量を１番大きな値（高燃焼位置で燃焼する場合の水使用量）として算出する。また、水使用量算出部８１は、水位検出部４１の検出水位値が水位ＷＬ１を上回り、水位ＷＬ２を超えるまで、水使用量を２番目に大きな値（中燃焼位置で燃焼する場合の水使用量）として算出する。同様に、水使用量算出部８１は、水位検出部４１の検出水位値が水位ＷＬ２を上回り、水位ＷＬ３を超えるまで、水使用量を３番目の値（低燃焼位置で燃焼する場合の水使用量）として算出する。最後に、水使用量算出部８１は、水位検出部４１の検出水位値が水位ＷＬ３を上回ると、水使用量としてゼロを算出する。この場合、給水タンク４への給水を停止させると共に、熱交換器５０での熱回収を停止させることとなる。

［ボイラ３１の負荷率と水使用量との関係］
なお、ボイラ３１の負荷率は水使用量とは相関関係がある。
例えば、相当蒸発量２０００ｋｇ／ｈの４位置制御ボイラを例にすると、当該ボイラ３１をブロー率１０％で運転させた場合、１００％負荷率(高燃焼位置における燃焼）の際の水使用量（すなわち、給水量）は、２２２２Ｌ／ｈ（＝２０００＋２００／０．９）となる、同様に、６０％負荷率（中燃焼位置における燃焼）の際の水使用量（すなわち、給水量）は１３３３Ｌ／ｈ（＝１２００＋１２０／０．９）、２５％負荷率（低燃焼位置における燃焼）の際の水使用量（すなわち、給水量）は５５６Ｌ／ｈ（＝５００＋５０／０．９）となる。

次に、出湯温度設定部８２について説明する。出湯温度設定部８２は、水使用量算出部８１により算出された水使用機器（ボイラ３１）の水使用量に基づいて、目標出湯温度（目標給水温度）を設定する。

より具体的には、熱交換器５０の能力について、例えば図２に示したような、熱回収量と、出湯温度（温度差）と、出湯量との関係を予め求めておき、この関係を温度設定テーブルとして記憶部（図示せず）に記憶しておく。そして、出湯温度設定部８２は、水使用量算出部８１により算出された水使用機器の水使用量を出湯量に置き換え、この出湯量に対応する出湯温度（温度差）を目標出湯温度として設定する。温度設定テーブルは、水使用量が多いほど、目標出湯温度が低く（すなわち、出湯量が大きく）なっている。

なお、上述したように、水使用機器（ボイラ３１）の水使用量と水位検出部４１の検出水位値とは、相関関係がある。そこで、水使用量算出部８１は、水位検出部４１の検出水位値を水使用機器（ボイラ３１）の水使用量に係る情報として取得し、出湯温度設定部８２は、水使用量算出部８１で取得された水位検出部４１の検出水位値に基づいて、目標出湯温度を設定するように構成してもよい。すなわち、本願発明における水使用量算出部８１及び出湯温度設定部８２は、水使用量を具体的な数値情報として算出した上で目標出湯温度の設定に利用する態様だけでなく、水位検出部４１の検出水位を水使用量に係る情報としてそのまま目標出湯温度の設定に利用する態様も含む。後者の態様では、水使用量算出部８１を水位情報取得部として機能させることになる。

このようにして、出湯温度設定部８２は、水使用量算出部８１により算出された水使用機器の水使用量、或いは水使用量算出部８１で取得された水位検出部４１の検出水位値に基づいて、予め対応付けられた目標出湯温度を（目標給水温度）を設定する。出湯温度設定部８２は、水使用量算出部８１により算出された水使用機器の水使用量が多いほど、或いは水使用量算出部８１で取得された水位検出部４１の検出水位値が低いほど、目標出湯温度を低く設定するように構成される。
そうすることで、ボイラ負荷が高いとき（水使用量が多いとき）に、熱回収効率を最大にすることを可能とする。

給水制御部８３は、出湯温度検出部７の検出温度値が目標出湯温度になるように、給水量調節部６を制御する。本実施形態においては、給水量調節部６は比例制御弁により構成されていることから、給水制御部８３は、出湯温度検出部７の検出温度が目標出湯温度になるように、比例制御弁の弁開度を調節する。なお、比例制御弁の操作量の演算には、位置型ＰＩＤアルゴリズムを使用することができる。
この給水制御によれば、目標出湯温度に対応する出湯量（給水量）の給水を給水タンク４に供給することができる。その結果、温水余りによる熱回収停止を回避して熱回収量のトータルを増加させることができる。また、ボイラ負荷が高い場合（水使用量の大きい場合）には、目標出湯温度を低くすることにより、熱回収量を最大にすることが可能となる。

［熱回収システム１の動作について］
次に、本実施形態の熱回収システム１の処理の流れについて、図３を参照して説明する。図３は、熱回収システム１の処理の流れを示すフローチャートである。

処理の前準備として、予め、給水タンク４における水位検出部４１の検出水位値と水使用機器（ボイラ３１）の水使用量との関係、及び水使用機器の水使用量に対して、熱回収量を高くすることができる目標出湯温度（温度差）を対応させた温度設定テーブルを記憶部（図示せず）に記憶しておく。

ステップＳＴ１において、水使用量算出部８１は、水位検出部４１の検出水位値に基づいて、水使用機器（ボイラ３１）の水使用量を算出する。

ステップＳＴ２において、出湯温度設定部８２は、ステップＳＴ１において算出された水使用機器（ボイラ３１）の水使用量に基づいて、目標出湯温度値を設定する。

ステップＳＴ３において、給水制御部８３は、出湯温度検出部７の検出温度値がステップＳＴ２において設定された目標出湯温度値に等しいか否かを判定する。等しい場合（Ｙｅｓ）、ステップＳＴ１に戻る。等しくない場合（Ｎｏ）ステップＳＴ４に移る。

ステップＳＴ４において、給水制御部８３は、出湯温度検出部７の検出温度値がステップＳＴ２において設定された目標出湯温度値より大きいか否かを判定する。大きい場合（Ｙｅｓ）、ステップＳＴ５に移る。等しくない場合（Ｎｏ）ステップＳＴ６に移る。

ステップＳＴ５において、給水制御部８３は、給水量調節部６を調節して、出湯量（給水量）を増加させる。その後ステップＳＴ３に戻る。

ステップＳＴ６において、給水制御部８３は、給水量調節部６を調節して、出湯量（給水量）を減少させる。その後ステップＳＴ３に戻る。

以上のように、第１実施形態の熱回収システム１は、水使用機器の水使用量を算出し、算出された水使用量に基づいて、目標出湯温度を設定し、出湯温度一定制御を行うことができる。目標出湯温度を低く設定することで高流量の出湯量（給水量）となり、逆に、目標出湯温度を高く設定することで低流量の出湯量（給水量）にすることができる。
そうすることで、温水余りによる熱回収停止を回避してトータル熱回収量を増加させ、特に算出された水使用量が大きい場合（ボイラ負荷が高い場合）に熱回収量を最大にすることができる。

また、第１実施形態の熱回収システム１は、給水タンク４における水位検出部４１の検出水位値に基づいて、水使用機器の水使用量を算出することができる。
そうすることで、水使用機器の水使用量を簡単に算出することができる。

また、第１実施形態の熱回収システム１は、熱源機器として給油式の圧縮機ユニット２の圧縮熱を回収する。
これにより、給油式の圧縮機ユニット２の圧縮熱（圧縮空気の熱及び潤滑油の熱）を水使用機器（ボイラ３１）の給水の加熱に利用し、空気圧縮機２の省エネルギーを図ることができる。

また、第１実施形態の熱回収システム１は、出湯温度検出部７の検出温度が目標出湯温度になるように、比例制御弁の弁開度を調節することで、出湯量（給水量）を調節する。
これにより、出湯量を連続的に調節することができる。

［変形例１］
本実施形態において、熱源機器として給油式の圧縮機ユニット２を適用したが、給油式の圧縮機ユニット２に換えて水噴霧式の圧縮機ユニット２に適用することができる。水噴霧式の圧縮機ユニット２は、空気圧縮機２１と、水セパレータと、を含んで構成され、圧縮空気の生成過程で空気圧縮機構内に循環水を噴霧することにより、空気圧縮機構の冷却、即ち圧縮熱の除去を行う。本態様では、熱回収ユニット５の熱交換器５０は、第１熱交換器５１及び第２熱交換器５２から構成される。第１熱交換器５１は、空気圧縮機２１に対して循環される循環水を高温流体として給水との間で熱交換を行い、第２熱交換器５２は、空気圧縮機２１で製造される圧縮空気を高温流体として給水との間で熱交換を行う。
なお、他の構成については、第１実施形態における構成と同じであり、その目的及び効果も第１実施形態と同様である。

［変形例２］
本実施形態において、熱源機器として給油式の空気圧縮機２１を適用したが、給油式の空気圧縮機２に換えてオイルフリー式の空気圧縮機に適用することができる。オイルフリー式の空気圧縮機の場合は、製造される圧縮空気を高温流体として給水との間で熱交換を行い、潤滑油を高温流体として給水ラインＬ３における給水との間で熱交換を行うことはない。熱回収システム１は、図１において、オイルセパレータ２２、送油ラインＬ１、及び第１熱交換器５１を除いたものとなる。
なお、他の構成については、第１実施形態における構成と同じであり、その目的及び効果も第１実施形態と同様である。

［変形例３］
本実施形態では、給水量調節部６は、比例制御弁により構成したが、これに限定されない。給水量調節部６は、給水ポンプ９とインバータと、を備えるように構成してもよい。この場合、給水制御部８３は、出湯温度検出部７の検出温度が目標出湯温度になるように、インバータの出力する駆動周波数を指定することで、入力された駆動周波数に応じた回転速度で給水ポンプ９を駆動する。なお、給水ポンプ９の駆動周波数の演算には、速度型ＰＩＤアルゴリズムを使用することができる。

［変形例４］
第１実施形態では、水位検出部４１を３つの液面位置を検出するように構成したが、これに限定されるものではない。水位検出部４１として、例えば、３位置以外の任意の複数の液面位置を検出するように構成してもよい。また、連続的に水位を検出することができる連続式レベルセンサ（例えば、静電容量式センサ、圧力式センサ、超音波式センサ等）により構成してもよい。
例えば、ボイラ３１を連続制御ボイラとする場合に、連続式レベルセンサを用いてもよい。

［変形例５］
第１実施形態において、熱源機器として空気圧縮機２に適用したが、これに限定されない。本願発明を原理的に捉えた場合、熱源機器は空気圧縮機２以外の任意の熱源機器に適用することができる。
例えば、第１実施形態の熱交換器５をヒートポンプの凝縮器に置き換えて、汲み上げた温熱で給水を加温するように構成することも可能である。すなわち、熱交換器５に換えてヒートポンプ等の熱媒体を介した熱移動にすることも可能である。

［変形例６］
第１実施形態において、水使用機器としてボイラ３１を適用したが、これに限定されない。給水対象は、加温された給水を使用する任意の水使用機器に適用することが可能である。

１熱回収システム
２圧縮機ユニット
２１空気圧縮機
２２オイルセパレータ
３１ボイラ
３２送水ポンプ
３３逆止弁
４給水タンク
４１水位検出部
５熱回収ユニット
５０熱交換器
５１第１熱交換器
５２第２熱交換器
６給水量調節部
７出湯温度検出部
８制御部
８１水使用量算出部
８２出湯温度設定部
８３給水制御部
Ｌ１送油ライン
Ｌ２圧縮空気供給ライン
Ｌ３給水ライン

Claims

水使用機器と、
前記水使用機器への給水を貯留する給水タンクと、
前記給水タンクに給水を供給する給水ラインと、
前記給水ラインに設けられ、給水量を調節する給水量調節部と、
前記給水ラインに設けられ、給水と高温流体の間で熱交換を行って給水を加温する熱交換器と、
熱交換後の給水の出湯温度を検出する出湯温度検出部と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記水使用機器の水使用量を算出する水使用量算出部と、
前記水使用量算出部により算出された前記水使用機器の水使用量に基づいて、目標出湯温度を設定する出湯温度設定部と、
前記出湯温度検出部の検出温度が前記目標出湯温度になるように、前記給水量調節部を制御する給水制御部と、を備える熱回収システム。
前記出湯温度設定部は、前記水使用量算出部により算出された前記水使用機器の水使用量が多いほど、前記目標出湯温度を低く設定する、請求項１に記載のボイラ給水システム。
前記給水タンクに設けられた水位検出部を備え、
前記水使用量算出部は、前記水位検出部の検出水位値を前記水使用機器の水使用量に係る情報として取得し、
前記出湯温度設定部は、前記水使用量算出部により取得された前記水位検出部の検出水位値に基づいて、前記目標出湯温度を設定する、請求項１又は２に記載の熱回収システム。
前記水使用機器は、給水を加熱して蒸気を生成する蒸気ボイラである、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の熱回収システム。
給油式の空気圧縮機を備え、
前記熱交換器は、第１熱交換器及び第２熱交換器からなり、
前記第１熱交換器は、前記空気圧縮機に対して循環される潤滑油を高温流体として給水との間で熱交換を行い、
前記第２熱交換器は、前記空気圧縮機で製造される圧縮空気を高温流体として給水との間で熱交換を行う、
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の熱回収システム。
水噴霧式の空気圧縮機を備え、
前記熱交換器は、第１熱交換器及び第２熱交換器からなり、
前記第１熱交換器は、前記空気圧縮機に対して循環される循環水を高温流体として給水との間で熱交換を行い、
前記第２熱交換器は、前記空気圧縮機で製造される圧縮空気を高温流体として給水との間で熱交換を行う、
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の熱回収システム。
オイルフリー式の空気圧縮機を備え、
前記熱交換器は、前記空気圧縮機で製造される圧縮空気を高温流体として給水との間で熱交換を行う、
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の熱回収システム。
前記給水量調節部は、弁開度を調節可能な比例制御弁を備え、
前記給水制御部は、前記出湯温度検出部の検出温度が前記目標出湯温度になるように、前記比例制御弁の弁開度を制御する、
請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の熱回収システム。
前記給水量調節部は、
入力された駆動周波数に応じた回転速度で駆動される給水ポンプと、
指定された駆動周波数を前記給水ポンプに出力するインバータと、を備え、
前記給水制御部は、前記出湯温度検出部の検出温度が前記目標出湯温度になるように、前記インバータの出力する駆動周波数を指定する、
請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の熱回収システム。