JP2017531764A - 水源高温熱ポンプを用いるコージェネレーション発電所の廃熱源の利用方法および装置 - Google Patents
水源高温熱ポンプを用いるコージェネレーション発電所の廃熱源の利用方法および装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017531764A JP2017531764A JP2017537027A JP2017537027A JP2017531764A JP 2017531764 A JP2017531764 A JP 2017531764A JP 2017537027 A JP2017537027 A JP 2017537027A JP 2017537027 A JP2017537027 A JP 2017537027A JP 2017531764 A JP2017531764 A JP 2017531764A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- cooling system
- transfer medium
- internal combustion
- ice
- 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.)
- Pending
Links
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 title claims abstract description 75
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 57
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 27
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 80
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 78
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 28
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims abstract description 27
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 93
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims description 17
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 14
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 13
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 claims description 7
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 5
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 claims description 4
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 3
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 3
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000003915 liquefied petroleum gas Substances 0.000 claims description 2
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 2
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 claims description 2
- 239000010729 system oil Substances 0.000 claims description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims description 2
- 239000010908 plant waste Substances 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G5/00—Profiting from waste heat of combustion engines, not otherwise provided for
- F02G5/02—Profiting from waste heat of exhaust gases
- F02G5/04—Profiting from waste heat of exhaust gases in combination with other waste heat from combustion engines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D3/00—Hot-water central heating systems
- F24D3/18—Hot-water central heating systems using heat pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K1/00—Steam accumulators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K1/00—Steam accumulators
- F01K1/20—Other steam-accumulator parts, details, or accessories
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D18/00—Small-scale combined heat and power [CHP] generation systems specially adapted for domestic heating, space heating or domestic hot-water supply
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D19/00—Details
- F24D19/10—Arrangement or mounting of control or safety devices
- F24D19/1006—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
- F24D19/1009—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating
- F24D19/1039—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating the system uses a heat pump
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D2101/00—Electric generators of small-scale CHP systems
- F24D2101/70—Electric generators driven by internal combustion engines [ICE]
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D2103/00—Thermal aspects of small-scale CHP systems
- F24D2103/10—Small-scale CHP systems characterised by their heat recovery units
- F24D2103/13—Small-scale CHP systems characterised by their heat recovery units characterised by their heat exchangers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D2200/00—Heat sources or energy sources
- F24D2200/12—Heat pump
- F24D2200/123—Compression type heat pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D2200/00—Heat sources or energy sources
- F24D2200/16—Waste heat
- F24D2200/18—Flue gas recuperation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D2200/00—Heat sources or energy sources
- F24D2200/16—Waste heat
- F24D2200/26—Internal combustion engine
-
- 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
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/70—Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies
-
- 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
-
- 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]
- Y02B30/52—Heat recovery pumps, i.e. heat pump based systems or units able to transfer the thermal energy from one area of the premises or part of the facilities to a different one, improving the overall efficiency
-
- 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
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
- Y02P80/10—Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier
- Y02P80/15—On-site combined power, heat or cool generation or distribution, e.g. combined heat and power [CHP] supply
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Description
1.凝縮器および蒸発器手段を有する水源高温熱ポンプ(HP)と、液-気相変化熱動力循環操作のための動作媒体と、少なくとも1つの熱交換器(HE2、HE3)との統合。
A)高温熱ポンプ(HP)凝縮器手段は、操作可能に熱配分ループラインシステムに連結される。
B)高温熱ポンプ(HP)蒸発器手段は、セカンダリ伝熱媒体を含むクローズドラインシステムにおける少なくとも1つの熱交換器(HE2、HE3)と操作可能に連結される。
2.少なくとも1つの廃熱源から熱交換器(HE2、HE3)により熱量を収集する。ただし、熱源は、
A)排気システムにおける煙道ガス流、および/または
B)潤滑油冷却システム、および/または
C)中間冷却器注入空気、である。
3.熱量を少なくとも1つの熱源から高温熱ポンプ(HP)の蒸発器手段に伝達する。優先的に、クローズドラインシステムにおけるセカンダリ伝熱媒体の循環により実施される。
4.熱量をセカンダリ伝熱媒体から高温熱ポンプ(HP)の蒸発器手段における動作媒体に伝達する。ただし、少なくとも1つの廃熱源からの低温熱量が動作媒体の液-気相変化熱動力循環により増加されるため、凝縮器手段における動作媒体の温度が明らかに蒸発器手段における動作媒体の温度より高くなる。
5.高温熱ポンプ(HP)における動作媒体からの熱量を熱配分ループにおけるプライマリ伝熱媒体に伝達する。ただし、凝縮器手段の出口でのプライマリ伝熱媒体の温度が凝縮器手段の入口でのプライマリ伝熱媒体の温度より明らかに高くなるため、凝縮器手段の高温は、下記のA)および/またはB)に出力される。
A)内燃機関(ICE)冷却システム流れ込み (即ち、リターンライン)。ただし、流れ込み温度は、自動調節部材(優先的に、弁(V1-V3)とポンプ(PU1-PU4)とにより構成される)により、60℃および90℃に維持される。優先的に、設定点が70℃である。
B)少なくとも1つの熱消費機器(HC)と結合される熱配分ループの前方向ライン。
6.高温プライマリ伝熱媒体は、下記のA)および/またはB)によって利用される。
A)内燃機関(ICE)冷却システム。その目標は、入口温度が予め規定された設定点で許容される最大値に維持されることにある。
B)熱消費機器(HC)。領域熱供給、産業または工程処理過程の範囲内である。
1.燃料燃焼処理過程。少なくとも1つの内燃機関(ICE)のエンジン冷却システムを用いて前記熱配分ネットワークにおける少なくとも1つの伝熱媒体を加熱するための第1放熱手段を提供する。ただし、内燃機関(ICE)の起動および燃焼処理過程における燃料を燃焼させる操作時に少なくとも1つの廃熱源を生成する。そのため、並列または直列接続されるエンジン冷却システムを有する複数の内燃機関(ICE)手段を用いて、高度形態の第1放熱手段を提供する。
2.廃熱回収処理過程は、廃熱を収集する方法を含む。少なくとも1つの廃熱回収手段を用いて少なくとも1つの廃熱源の1グループの廃熱源から少なくとも一部の熱量を収集する。廃熱源は、排気システムにおける煙道ガス、注入空気冷却システムにおける空気、または潤滑油冷却システムにおける潤滑油を含む。そのため、並列または直列接続される複数の廃熱回収装置は、廃熱回収処理過程に利用される先進的な態様を提供する。
3.液-気相変化熱動力循環操作方法。ただし、少なくとも1つの水源高温熱ポンプ(HP)は、第2放熱手段を提供し、少なくとも1つの熱ポンプ(HP)の起動および運転時に、前記熱配分ネットワークにおける少なくとも1つの伝熱媒体を加熱する。そのため、並列または直列接続される複数の熱ポンプ(HP)手段は、第2放熱手段の先進的な態様を提供する。
4.液-気相変化を使用して収集された熱量を利用する。ただし、収集された熱量の少なくとも一部は、液-気相変化循環に利用され、その中の少なくとも1つの熱ポンプで発生された少なくとも一部の熱量(第2放熱手段範囲内のHP)は、第1放熱手段の範囲内の少なくとも1つの内燃機関(ICE)のエンジン冷却システムを加熱する。
5.少なくとも1つの伝熱媒体の循環により、熱配分ネットワークの少なくとも1つのクローズドループにおいて熱量を配分する。ただし、第1放熱手段の範囲内の少なくとも1つの内燃機関のエンジン(ICE)冷却システムにおける熱配分媒体の最低温度が明らかに少なくとも1つの熱消費機器(HC)における熱配分媒体の最低温度よりも高い。そのため、熱配分ネットワークの少なくとも1つのリターンラインにおける少なくとも1つの伝熱媒体が熱ポンプ(HP)原理による操作により再加熱される。ただし、少なくとも熱配分ネットワークの設計温度に達したとき、および内燃機関(ICE)と熱ポンプ(HP)が全負荷で運転しているとき、少なくとも1つの内燃エンジン(ICE)のエンジン冷却システムにおける伝熱媒体の温度は、基本的に60℃より高い。
Claims (14)
- 熱電併給装置を利用する方法であって、廃熱源の水源高温熱ポンプ(HP)の原理を用いることにより熱配分ネットワークにおける少なくとも1つの熱消費機器(HC)を加熱する方法において、
燃料燃焼処理過程と、廃熱回収処理過程と、液-気相変化熱動力循環操作処理過程とを含み、
燃料燃焼処理過程では、少なくとも1つの内燃機関(ICE)のエンジン冷却システムを利用して第1放熱手段を提供することにより、前記熱配分ネットワークにおける少なくとも1つの伝熱媒体を加熱し、且つ、少なくとも1つの廃熱源が内燃機関(ICE)の起動時および燃焼処理過程において燃料を燃焼させる操作の時に発生し、
廃熱回収処理過程では、少なくとも1つの廃熱回収手段が廃熱源グループのうちの少なくとも1つの廃熱源から少なくとも一部の熱源を収集し、廃熱源は、排気システムにおける排気ガス、空気冷却システムに注入された空気、または潤滑油冷却システムにおける潤滑油を含み、
液-気相変化熱動力循環操作処理過程では、少なくとも1つの水源高温熱ポンプ(HP)が第2放熱手段を提供し、熱ポンプ(HP)の起動時および運転時に熱配分ネットワークにおいて少なくとも1つの伝熱媒体を加熱し、
液-気相変化循環に必要な熱量は、完全にあるいは部分的に廃熱回収処理過程により取得され、廃熱回収処理過程で収集された熱量の少なくとも一部が液-気相変化熱動力循環操作処理過程に用いられ、第2放熱手段における少なくとも1つの熱ポンプ(HP)で発生された熱量の少なくとも一部が第1放熱手段の範囲内において少なくとも1つの内燃機関(ICE)のエンジン冷却システムを加熱し、
熱配分ネットワークの少なくとも1つのクローズドループにおける熱量が優先的に少なくとも1つの伝熱媒体の循環を介して配分され、第1放熱手段範囲内の少なくとも1つの内燃機関(ICE)のエンジン冷却システムにおける熱配分媒体の最低温度が実質的に熱配分ネットワーク範囲内の少なくとも1つの熱消費機器(HC)における熱配分媒体の最低温度よりも高く、これにより、熱配分ネットワークの少なくとも1つのリターンラインにおける少なくとも1つの伝熱媒体が熱ポンプ(HP)原理による操作により再加熱され、少なくとも熱配分ネットワークの設計温度に達し且つ内燃機関(ICE)および熱ポンプ(HP)の全負荷運転の時に、少なくとも1つの内燃機関(ICE)のエンジン冷却システムにおける伝熱媒体の温度が基本的に60℃より高いことを特徴とする熱電併給装置を用いる方法。 - 燃料燃焼処理過程は、基本的に連続処理過程であり、前記内燃機関(ICE)は、最小および最大定格動作パワーの間で運転し、連続運転中において正常定格パワーにあることを優先し、
液-気相変化熱動力循環操作処理過程は、基本的に連続処理過程であり、熱ポンプ(HP)は、最小および最大定格動作パワーの間で操作され、連続操作において正常定格パワーで運転することを優先し、
廃熱回収処理過程は、煙道ガス凝縮の処理過程を含み、収集された熱量が熱ポンプ(HP)原理による操作に用いられ、煙道ガスの温度が25℃より低くなるように低減され、これにより、排気システムにおける煙道ガスは、扇風機(F1)を導入して排気システムの排気を行うことで去除され、
廃熱回収処理過程では、冷却原理による操作が用いられ、熱回収処理過程では、燃料燃焼操作処理過程で冷却注入された空気が用いられ、
伝熱ネットワークにおける伝熱媒体の温度は、弁とポンプとセンサとを含む1群の自動調節部材によって決定、制御且つ調節され、調節部材は、優先的に少なくとも1つの制御手段によって操縦されて調整されることを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 燃料燃焼処理過程は、複数の内燃機関(ICE)手段によって提供され、第1放熱手段範囲内の熱量は、直列および/または並列方式により伝送されることで、エンジン冷却システムの間で熱量を伝達して第1放熱手段を提供し、
液-気相変化熱動力循環操作処理過程は、複数の熱ポンプ(HP)手段によって提供され、第2放熱手段範囲内の熱量は、直列および/または並列方式により熱ポンプ(HP)手段の間で熱量を伝達して第2放熱手段を提供し、
熱配分ネットワークでの熱配分処理過程は、複数の熱配分媒体によって提供され、伝熱ネットワークにおける熱量は、少なくとも1つのクローズドループ内のプライマリ熱交換媒体において循環することで第1放熱手段から熱消費機器(HC)に伝達され、廃熱回収手段からの熱量は、少なくとも1つのクローズドループ内のセカンダリ熱交換媒体において循環することで熱消費機器(HP)に伝達され、少なくとも1つの熱ポンプ(HP)を介してアップされた熱量は、さらにプライマリ伝熱媒体を介して少なくとも1つの内燃機関(ICE)のエンジン冷却システムに伝達されることを特徴とする請求項2に記載の方法。 - 内燃機関(ICE)のエンジン冷却システムにおけるプライマリ伝熱媒体の温度は、所定の設定値に維持され、熱エネルギーバランス調整は、熱ポンプ(HP)のパワーおよび/または内燃機関(ICE)のパワーを調整する、および/または、内燃機関エンジン冷却システムを経由するプライマリ伝熱媒体の質量流動を調整する、および/または、熱ポンプ(HP)を経由するプライマリ伝熱媒体の質量流動を調整する、および/または、廃熱源で用いられるクローズドループにおいてセカンダリ伝熱媒体の質量流動を調整することにより、実施されることを特徴とする請求項3に記載の方法。
- 前記熱配分ループにおけるプライマリ伝熱媒体の質量流動調整は、熱配分ループにおける流動速度を変更することで実施され、および/または、クローズドループにおけるセカンダリ伝熱媒体の質量流動調整は、クローズドループにおける流動速度を変更することで実施され、熱配分ネットワークにおける伝熱媒体の速度調整は、少なくとも1つの循環ポンプのパワーを切り替えるおよび/または調節することで実施されることを特徴とする請求項4に記載の方法。
- 熱配分ループにおけるプライマリ伝熱媒体の質量流動は、流量調節により調整され、熱配分ループのリターンラインにおけるプライマリ伝熱媒体流動の少なくとも一部が熱配分ループのリターンラインに再度案内されることで熱ポンプ(HP)のバイパス接続が提供され、および/または、熱ポンプ(HP)からの少なくとも一部のプライマリ伝熱媒体流動が熱配分ループの前方向ラインに再度案内されることでエンジン冷却システムのバイパス接続が提供され、
廃熱源操作クローズドループにおけるセカンダリ伝熱媒体の質量流動は、流量調節により調整され、少なくとも一部のセカンダリ伝熱媒体流動がクローズドループに再度案内されることで少なくとも1つの廃熱回収手段のバイパス接続が提供されることを特徴とする請求項4に記載の方法。 - 熱エネルギーバランス調節のセカンダリ伝熱媒体の質量流動調節および/またはプライマリ伝熱媒体の質量流動調節は、制御手段によって決定、制御および実行され、自動調節部材の位置および/または状態は、熱配分ネットワークの熱需要に応じて調整されることを特徴とする請求項5または6に記載の方法。
- 内燃機関の制御および少なくとも1つの水源高温熱ポンプ(HP)の調整を実施する方法であって、液-気相変化熱動力循環操作により内燃機関(ICE)冷却システムの加熱パワーを増加し、当該方法は、決定処理過程と、比較処理過程と、実行処理過程とを含み、
決定処理過程では、内燃機関(ICE)センサおよび/または熱配分ネットワークセンサからの少なくとも1つの入力が少なくとも1つの比較処理過程の制御手段によって決定され、
比較処理過程では、決定処理過程からの少なくとも1つの入力が検査および処理され、少なくとも1つの制御手段において少なくとも1つの入力パラメータの値が分析され且つ規定値に比較され、制御手段において規定されることを優先し、
実行処理過程では、優先的に、少なくとも1つの制御手段で記憶された指令が適切な出力信号を発生することにより、内燃機関(ICE)および/または熱ポンプ(HP)が制御され、および/または、熱配分ネットワークの自動調節部材が調整され、
内燃機関(ICE)のパワーおよび/または熱ポンプ(HP)のパワーの制御、および/または、熱配分ネットワークにおける自動調節部材の状態および/または位置の少なくとも1つのパラメータは、廃熱源の利用および熱エネルギーバランス実行として決定され、少なくとも一部の熱ポンプ(HP)原理の使用に必要な熱量は、完全にまたは部分的に廃熱回収処理過程により取得され、その中の少なくとも一部の熱ポンプ(HP)で発生された熱量は、内燃機関(ICE)冷却システムのリターンラインにおける冷却剤の再加熱に用いられ、冷却剤入口温度の設定値を確立し、当該設定値は、実質的に60℃より高いことを特徴とする方法。 - 熱量は、熱配分ネットワークにおいてプライマリ伝熱媒体機能冷却剤の循環により配分され、内燃機関(ICE)で発生された熱量の少なくとも一部は、少なくとも1つの熱消費機器(HC)に伝達されて並列および/または直列接続された複数のクローズドループを経由し、熱配分ネットワークのリターンラインにおけるプライマリ伝熱媒体は、熱ポンプ(HP)によって再加熱されて下限値に達成して維持し、下限値は、設定点対等値の最大値および最小値の間に規定され、熱エネルギーバランス調整の遅延作用を提供し、
熱ポンプ(HP)原理の操作に必要な熱量は、完全にまたは部分的に少なくとも1つの排気システムにおける排気ガスを含む廃熱源が注入空気冷却システムに空気を注入しまたは潤滑油冷却システムに潤滑油を注入することで取得され、廃熱源の利用は、少なくとも2つの廃熱回収手段を含み、受けられた熱量は、複数の並列および/または直列接続されるクローズドループにおける第2伝熱媒体循環を介して熱ポンプ(HP)に伝達され、受けられた熱量は、熱ポンプ(HP)原理による操作によりさらに増加され、且つ内燃機関(ICE) の少なくとも1つの冷却システムを加熱するためのプライマリ伝熱媒体にさらに伝達され、
プライマリ伝熱媒体の質量流動および/またはセカンダリ伝熱媒体の質量流動および/または熱配分ネットワークにおける少なくとも1つの伝熱媒体の温度決定および調整は、自動調節部材に係合される少なくとも1つの制御手段によって実施され、当該調節部材は、優先的に電動弁およびポンプにより構成され、内燃機関(ICE)および/または熱ポンプ(HP)で発生された熱量および自動調節部材の状態および/または位置は、熱配分ネットワークに対する制御手段の熱需要に応じて調整されることを特徴とする請求項8に記載の方法。 - コージェネレーション発電所の廃熱源の利用に用いられる装置ユニットであって、
少なくとも1つの内燃機関(ICE)と、少なくとも1つの水源高温熱ポンプ(HP)と、少なくとも1つの廃熱回収手段とを備え、
少なくとも1つの内燃機関は、エンジン冷却システム、排気システム、潤滑油冷却システムおよび注入空気冷却システムをさらに備え、エンジン冷却システムは、少なくとも1つの流れ込みホールおよび少なくとも1つの流出ホールをさらに備え、
少なくとも1つの水源高温熱ポンプは、潤滑油冷却システム、蒸発器手段および凝縮器手段をさらに備え、凝縮器手段は、入口ホールおよび出口ホールをさらに備え、
少なくとも1つの廃熱回収手段は、優先的に熱交換器(HE2)の調整により、クローズドループにおいて蒸発器手段と結合し、
廃熱回収手段は、少なくとも1群の廃熱源と結合するように調整し、廃熱源は、排気システム、潤滑油冷却システムおよび廃熱源の熱量を収集するための注入空気冷却システムを含み、
蒸発器手段は、クローズドループにおいて廃熱回収手段と接合するように調整することで、クローズドループにおけるセカンダリ伝熱媒体を介して、収集された熱量を廃熱回収手段から蒸発器手段に伝達し、
凝縮器手段の出口がエンジン冷却システムの流れ込みと結合するように調整することで、熱配分ループにおけるプライマリ伝熱媒体を介して、凝縮器手段の熱量をエンジン冷却システムに伝達し、
凝縮器手段の入口およびエンジン冷却システムの流出が熱配分ループと結合するように調整し、熱配分ループは、少なくとも1つの熱エネルギー受取手段をさらに備え、熱エネルギー受取手段は、優先的に熱消費機器(HC)であることを特徴とする装置ユニット。 - 熱配分ループは、少なくとも1つの前方向ラインおよび少なくとも1つのリターンラインを含み、前方向ラインおよびリターンラインは、少なくとも1つの熱消費機器(HC)を介してエンジン冷却システムの出口および凝縮器手段の入口を連通し合い、プライマリ伝熱媒体は、熱配分ループに循環されて熱源の熱量を熱消費機器(HC)に伝達し、
エンジン冷却システムの流出は、操作可能に熱配分ループの前方向ラインに連通され、
凝縮器手段の入口は、操作可能に熱配分ループの少なくとも1つのリターンラインに連通され、
凝縮器手段の出口は、操作可能にエンジン冷却システムの入口に連通され、熱配分ループは、プライマリ伝熱媒体を含み、
熱交換器(HE2)は、排気システムに結合されて煙道ガス熱量の少なくとも一部を受け、熱交換器(HE2)は、クローズドループにおいて操作可能に蒸発器手段に連結され、クローズドループは、セカンダリ伝熱媒体を含み、熱交換器(HE2)で収集された熱量は、クローズドループにおけるセカンダリ伝熱媒体循環を介して蒸発器手段に伝達され、凝縮器手段の熱量は、配分ループにおけるプライマリ伝熱媒体の循環を介してエンジン冷却システムに伝達され、内燃機関(ICE)および熱ポンプ(HP)が運転条件において起動および給電されるとき、エンジン冷却システムの入口でのプライマリ伝熱媒体の温度は、基本的に60℃より高いことを特徴とする請求項10に記載の装置ユニット。 - クローズドループは、追加の熱交換器(HE3)をさらに含み、追加の加熱交換器(HE3)は、外部冷却システム(CT1)と結合するように調整し、外部冷却システム(CT1)は、内燃機関(ICE)の潤滑油冷却システム、熱ポンプ(HP)潤滑油冷却システムおよび/または内燃機関(ICE)の注入空気冷却システムが結合されるように調整することを特徴とする請求項10に記載の装置ユニット。
- 熱配分ループは、並列および/または直列接続される複数の熱消費機器(HC)を含み、
熱配分ループは、並列および/または直列接続される複数の熱ポンプ(HP)を含み、蒸発器手段のクローズドループは、並列接続および/または直列接続される複数の熱交換器(HE2、HE3)を含み、その中の凝縮器手段の少なくとも1つの出口ホールが操作可能に内燃機関(ICE)冷却システムの入口に連通されることを特徴とする請求項11または12に記載の装置ユニット。 - 内燃機関(ICE)は、気体燃料エンジンとして設計され、天然ガス、液化石油ガス、埋立ガス、木材ガスまたはメタンガスグループの気体燃料を選択し、エンジン冷却システムは、エンジンの前記内燃機関(ICE)のブッシング冷却システムとして設計され、
プライマリ伝熱媒体は、優先的に水であり、セカンダリ伝熱媒体は、優先的に水とエチレングリコールとの混合物であり、少なくとも1つの熱交換器(HE2)は、凝縮熱交換器(HE2)として設計され、排気システムは、煙道ガスを抽出するための少なくとも1つの扇風機(F1)をさらに含むことを特徴とする請求項13に記載の装置ユニット。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SIP-201400339 | 2014-10-03 | ||
SI201400339A SI24856A (sl) | 2014-10-03 | 2014-10-03 | Metoda in naprava za izrabo nizkotemperaturnih virov kogeneracijskih sistemov z visokotemperaturno toplotno črpalko po konceptu voda/voda |
PCT/IB2015/001617 WO2016051246A1 (en) | 2014-10-03 | 2015-09-14 | Method and apparatus for cogeneration power plant waste heat source utilization by incorporated water source high temperature heat pump |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017531764A true JP2017531764A (ja) | 2017-10-26 |
Family
ID=54330804
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017537027A Pending JP2017531764A (ja) | 2014-10-03 | 2015-09-14 | 水源高温熱ポンプを用いるコージェネレーション発電所の廃熱源の利用方法および装置 |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20170298866A1 (ja) |
EP (1) | EP3201532B1 (ja) |
JP (1) | JP2017531764A (ja) |
CN (1) | CN107003012A (ja) |
CA (1) | CA2963336A1 (ja) |
DK (1) | DK3201532T3 (ja) |
SI (1) | SI24856A (ja) |
WO (1) | WO2016051246A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020507733A (ja) * | 2017-02-13 | 2020-03-12 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトSiemens Aktiengesellschaft | ヒートポンプ設備の運転方法、ヒートポンプ設備、発電所、およびヒートポンプ設備を有する発電所 |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ITUA20164791A1 (it) * | 2016-06-30 | 2017-12-30 | Metan Alpi Sestriere Teleriscaldamento S R L | Sistema e procedimento per il recupero di calore da fumi di combustione, in particolare in una centrale per la produzione di energia elettrica, e relativo procedimento di regolazione. |
GB2559114A (en) | 2016-12-20 | 2018-08-01 | Encora Tech Limited | A dynamically adaptive combined heat and power system and method thereof |
CN108930996B (zh) * | 2017-05-22 | 2024-03-26 | 山西三合盛智慧科技股份有限公司 | 一种能量梯级利用的多能互补供热系统及供热方法 |
EP3505831A1 (en) * | 2017-12-27 | 2019-07-03 | Brunnshög Energi AB | Control unit and method for controlling a local distribution system's outtake of heat or cold from a thermal energy distribution grid |
IT201900006975A1 (it) * | 2019-05-17 | 2020-11-17 | Bb Eng S R L S Unipersonale | Impianto di cogenerazione migliorato |
EP3879187A1 (en) * | 2020-03-12 | 2021-09-15 | E.ON Sverige AB | Improved efficiency for a heat extracting system and/or a heat depositing system |
US11859834B2 (en) | 2020-10-07 | 2024-01-02 | Axiom Energy Group, LLC | Micro-combined heat and power system with exterior generator and heating system compatibility and method of use |
CN114754402A (zh) * | 2022-04-22 | 2022-07-15 | 付春水 | 一种用于高寒地区污水处理厂热电联产系统 |
CN115218252B (zh) * | 2022-07-11 | 2023-03-21 | 朴瑞(北京)企业管理有限公司 | 用于城市节能供热的智能高效换热系统 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5852949A (ja) * | 1981-09-24 | 1983-03-29 | 株式会社東芝 | エンジン駆動ヒ−トポンプ装置 |
DE3206967A1 (de) * | 1982-02-26 | 1983-09-08 | Bedia Maschinenfabrik Verwaltungs-GmbH, 5300 Bonn | Durch eine verbrennungskraftmaschine angetriebene waermepumpe |
JP2000064906A (ja) * | 1998-08-18 | 2000-03-03 | Denso Corp | エンジン駆動式ヒートポンプサイクル |
JP2007303435A (ja) * | 2006-05-15 | 2007-11-22 | Toyota Motor Corp | 排気熱回収装置 |
JP2012017701A (ja) * | 2010-07-08 | 2012-01-26 | Miura Co Ltd | 蒸気システム |
JP2014173742A (ja) * | 2013-03-06 | 2014-09-22 | Miura Co Ltd | 給水加温システム |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3912113A1 (de) * | 1989-04-13 | 1989-12-07 | Ekkehard Dipl Ing Bretting | Erweitertes blockheizkraftwerk (bhkw) mit waermepumpe zur restwaermeintegration |
JP3871193B2 (ja) * | 2001-07-03 | 2007-01-24 | 本田技研工業株式会社 | エンジンの排熱回収装置 |
KR100579576B1 (ko) | 2004-08-17 | 2006-05-15 | 엘지전자 주식회사 | 열병합 발전 시스템 |
CH701785A1 (de) | 2009-09-07 | 2011-03-15 | Walter Schmid | Anlage zur Bereitstellung von Wärmeenergie. |
AT15812U1 (de) * | 2011-05-17 | 2018-07-15 | Walter Hauptmann Ddr | Effizienzoptimierte wärmepumpenanlage |
CH705372B1 (de) * | 2011-08-02 | 2015-06-15 | Ws Projektentwicklungs Ag | Kompaktanlage zur Bereitstellung von Wärmeenergie an einen Verbraucher mit einem Heizsystem. |
JP5845161B2 (ja) * | 2012-10-16 | 2016-01-20 | 本田技研工業株式会社 | コージェネレーション装置 |
RU2523243C1 (ru) * | 2012-12-03 | 2014-07-20 | Ильдус Юнусович Абдуллин | Установка для отопления и/или горячего водоснабжения |
CN103334820B (zh) * | 2013-07-15 | 2015-06-10 | 西华大学 | 一种汽车发动机的热控制系统及热控制方法 |
-
2014
- 2014-10-03 SI SI201400339A patent/SI24856A/sl active IP Right Grant
-
2015
- 2015-09-14 CA CA2963336A patent/CA2963336A1/en not_active Abandoned
- 2015-09-14 US US15/516,413 patent/US20170298866A1/en not_active Abandoned
- 2015-09-14 JP JP2017537027A patent/JP2017531764A/ja active Pending
- 2015-09-14 EP EP15781715.6A patent/EP3201532B1/en not_active Not-in-force
- 2015-09-14 DK DK15781715.6T patent/DK3201532T3/en active
- 2015-09-14 CN CN201580062401.2A patent/CN107003012A/zh active Pending
- 2015-09-14 WO PCT/IB2015/001617 patent/WO2016051246A1/en active Application Filing
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5852949A (ja) * | 1981-09-24 | 1983-03-29 | 株式会社東芝 | エンジン駆動ヒ−トポンプ装置 |
DE3206967A1 (de) * | 1982-02-26 | 1983-09-08 | Bedia Maschinenfabrik Verwaltungs-GmbH, 5300 Bonn | Durch eine verbrennungskraftmaschine angetriebene waermepumpe |
JP2000064906A (ja) * | 1998-08-18 | 2000-03-03 | Denso Corp | エンジン駆動式ヒートポンプサイクル |
JP2007303435A (ja) * | 2006-05-15 | 2007-11-22 | Toyota Motor Corp | 排気熱回収装置 |
JP2012017701A (ja) * | 2010-07-08 | 2012-01-26 | Miura Co Ltd | 蒸気システム |
JP2014173742A (ja) * | 2013-03-06 | 2014-09-22 | Miura Co Ltd | 給水加温システム |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020507733A (ja) * | 2017-02-13 | 2020-03-12 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトSiemens Aktiengesellschaft | ヒートポンプ設備の運転方法、ヒートポンプ設備、発電所、およびヒートポンプ設備を有する発電所 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN107003012A (zh) | 2017-08-01 |
CA2963336A1 (en) | 2016-04-07 |
SI24856A (sl) | 2016-04-29 |
EP3201532B1 (en) | 2019-01-09 |
US20170298866A1 (en) | 2017-10-19 |
DK3201532T3 (en) | 2019-04-01 |
EP3201532A1 (en) | 2017-08-09 |
WO2016051246A1 (en) | 2016-04-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2017531764A (ja) | 水源高温熱ポンプを用いるコージェネレーション発電所の廃熱源の利用方法および装置 | |
RU2215165C2 (ru) | Способ регенерации тепла выхлопных газов в преобразователе органической энергии с помощью промежуточного жидкостного цикла (варианты) и система регенерации тепла выхлопных газов | |
US20180245800A1 (en) | Method and apparatus for utilization of hot water plant waste heat recovery by incorporated high temperature water source heat pump | |
KR102297668B1 (ko) | 부분 복열 유동 경로를 갖는 동력 발생 시스템 및 방법 | |
EP2522828B1 (en) | Organic rankine cycle systems using waste heat from charge air cooling | |
US20200308992A1 (en) | System, apparatus and method for managing heat transfer in power generation systems | |
JP5325254B2 (ja) | 定置用内燃機関の吸気冷却装置 | |
CN103459782B (zh) | 模块化排热系统、直接有机朗肯循环系统以及生物质联合循环发电系统 | |
US20110239650A1 (en) | Power plant comprising a turbine unit and a generator | |
US20150369125A1 (en) | Method for increasing the power of a combined-cycle power plant, and combined-cycle power plant for conducting said method | |
US20200326077A1 (en) | Method and apparatus for increasing the efficiency of the cogeneration power plant by the heat pump principle utilization for increasing the coolant inlet temperature | |
JP2007064049A (ja) | ガスタービンコージェネレーション設備の廃熱回収システム | |
CN103443406B (zh) | 直接有机朗肯循环系统及其操作方法、生物质联合循环发电系统 | |
US20140013749A1 (en) | Waste-heat recovery system | |
EP2765281B1 (en) | A rankine cycle apparatus | |
CN103459783A (zh) | 联合循环发电系统 | |
US20130318972A1 (en) | Gas turbine apparatus with improved exergy recovery | |
JP2009097389A (ja) | エネルギー回収機能を備えた減圧設備 | |
EP2778368B1 (en) | Combined-cycle power plant with control of the inlet air temperature and method for controlling a combined-cycle power plant | |
WO2013136606A1 (ja) | 蒸気発生システム | |
RU2266414C2 (ru) | Теплоэнергетическая установка для утилизации теплоты выхлопных газов газотурбинного двигателя | |
WO2015071533A1 (en) | System for recovering heat in a chp-plant | |
RU46049U1 (ru) | Энергетическая установка | |
Sarabchi et al. | Thermodynamic optimization of a combined cycle cogeneration plant with backpressure steam turbine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180619 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20180918 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20181116 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20181217 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20190604 |