JP2018025346A - Heat recovery system - Google Patents

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JP2018025346A JP2016157005A JP2016157005A JP2018025346A JP 2018025346 A JP2018025346 A JP 2018025346A JP 2016157005 A JP2016157005 A JP 2016157005A JP 2016157005 A JP2016157005 A JP 2016157005A JP 2018025346 A JP2018025346 A JP 2018025346A
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岡本 裕介
Yusuke Okamoto
裕介 岡本
陽貴 井上
Haruki Inoue
陽貴 井上
平野 正晃
Masaaki Hirano
正晃 平野
敦士 白井
Atsushi Shirai
敦士 白井
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat recovery system capable of recovering heat from a water addition type compressor to heat coolant.SOLUTION: A separator tank 3 is configured to perform gas-liquid phase separation to discharge fluid from a water addition-type compressor 2, and to a gas phase part, a compressed air delivery path 4 is connected, while to a liquid phase part, an added water return path 6 to the compressor 2 is connected. An aftercooler 5 is provided in the compressed air delivery path 4, and is configured to exchange heat between compressed air and coolant to cool the compressed air with the coolant and on the other hands, heat the coolant with the compressed air. A water cooler 7 is provided in the added water return path 6, and is configured to exchange heat between added water and coolant to cool added water with coolant and on the other hand, heat the coolant with the added water. In each of the coolers 5, 7, compression heat is used for heating coolant, thereby enabling heat recovery. Coolant is preferably passed through the aftercooler 5 and the water cooler 7 in this order.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、水添加式の圧縮機で生じた圧縮熱を回収できる熱回収システムに関するものである。   The present invention relates to a heat recovery system capable of recovering compression heat generated by a water addition type compressor.

従来、下記特許文献1の図1に開示されるように、一対のロータ(37)がその両端を水潤滑滑り軸受(2)に支持されたスクリュー式の水潤滑空気圧縮機(1)と、この圧縮機(1)からの吐出流体(潤滑水と共に吐出される圧縮空気)を気水分離するセパレータ(6)と、このセパレータ(6)から圧縮機(1)のロータ間へ戻す水を冷却する空冷熱交換器(10)と、セパレータ(6)からの圧縮空気を冷却するアフタークーラ(11)とを備える空気圧縮システムが知られている。このシステムでは、空冷熱交換器(10)から圧縮機(1)のロータ間への水配管(22)には、軸受給水用水配管(23)が分岐されており、分岐された水は、冷凍サイクル(27)の吸熱用熱交換器(33)を介するか、バイパス配管(24)を介して、圧縮機(1)の軸受(2)へ供給される。   Conventionally, as disclosed in FIG. 1 of Patent Document 1 below, a screw-type water-lubricated air compressor (1) in which a pair of rotors (37) are supported by water-lubricated sliding bearings (2) at both ends; The separator (6) for separating the fluid discharged from the compressor (1) (compressed air discharged together with the lubricating water) into air and water, and the water returned from the separator (6) to the rotor of the compressor (1) are cooled. An air compression system is known that includes an air-cooled heat exchanger (10) that performs cooling and an aftercooler (11) that cools compressed air from a separator (6). In this system, a bearing water supply water pipe (23) is branched to a water pipe (22) from the air-cooled heat exchanger (10) to the rotor of the compressor (1), and the branched water is refrigerated. It is supplied to the bearing (2) of the compressor (1) via the heat absorption heat exchanger (33) of the cycle (27) or via the bypass pipe (24).

特開2010−43589号公報(段落[0012]−[0017]、図1)JP 2010-43589 A (paragraphs [0012]-[0017], FIG. 1)

前記特許文献1に記載の発明では、圧縮機で生じた圧縮熱は、空冷式の熱交換器(10,11)において外気へ捨てられており、熱回収されていない。仮に、前記熱交換器において、セパレータタンク(6)からの圧縮空気(または分離水)と通水とを熱交換して、圧縮熱を通水の加温に用いて熱回収するにしても、次のような課題が残る。   In the invention described in Patent Document 1, the compression heat generated in the compressor is discarded to the outside air in the air-cooled heat exchanger (10, 11) and is not recovered. Temporarily, in the heat exchanger, heat exchange between the compressed air (or separated water) from the separator tank (6) and the water flow is performed, and the heat is used to heat the compressed heat. The following issues remain.

すなわち、圧縮空気と水とを熱交換して温水を製造する際、圧縮空気の温度は下げたいが、温水の温度は高めたいという要求がある。従って、圧縮空気の冷却と、通水の加温とを、効率よく実現する必要がある。なお、このことは、圧縮熱を回収して水を加温(温水を製造)する場合に限らず、圧縮熱により各種液体を加温する場合も同様である。   That is, when producing hot water by exchanging heat between compressed air and water, there is a demand for increasing the temperature of the hot water while reducing the temperature of the compressed air. Therefore, it is necessary to efficiently realize the cooling of the compressed air and the heating of the water flow. This is not limited to the case where the heat of compression is recovered and the water is heated (manufacture of warm water), and the same applies to the case where various liquids are heated using the heat of compression.

そこで、本発明が解決しようとする課題は、水添加式の圧縮機から熱回収して冷却液を加温可能な熱回収システムを提供することにある。また、圧縮機から熱回収して冷却液を加温する際、圧縮空気の冷却と冷却液の加温とを、効率よく確実に行うことを課題とする。   Accordingly, the problem to be solved by the present invention is to provide a heat recovery system capable of recovering heat from a water addition type compressor and heating a coolant. Another object of the present invention is to efficiently and reliably cool the compressed air and warm the coolant when recovering heat from the compressor and heating the coolant.

本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項1に記載の発明は、水添加式の圧縮機からの吐出流体を気水分離し、気相部に圧縮空気の送出路が接続される一方、液相部に前記圧縮機への添加水の戻し路が接続されるセパレータタンクと、前記圧縮空気の送出路に設けられ、圧縮空気と冷却液とを熱交換して、圧縮空気を冷却する一方、冷却液を加温する第一熱回収用熱交換器と、前記添加水の戻し路に設けられ、添加水と冷却液とを熱交換して、添加水を冷却する一方、冷却液を加温する第二熱回収用熱交換器とを備えることを特徴とする熱回収システムである。   The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the invention according to claim 1 is characterized in that the discharge fluid from the water addition type compressor is separated into water and the compressed air is sent to the gas phase section. Is connected to the separator tank in which the return path of the added water to the compressor is connected to the liquid phase part, and provided in the compressed air delivery path, heat exchange between the compressed air and the coolant, The first heat recovery heat exchanger that heats the coolant while cooling the compressed air and the return path of the added water are provided to cool the added water by exchanging heat between the added water and the coolant. On the other hand, a heat recovery system including a second heat recovery heat exchanger for heating the coolant.

請求項1に記載の発明によれば、第一熱回収用熱交換器において、圧縮空気と冷却液とを熱交換して、圧縮空気を冷却液で冷却できる一方、冷却液を圧縮空気で加温できる。また、第二熱回収用熱交換器において、添加水(セパレータタンクから圧縮機への給水)と冷却液とを熱交換して、添加水を冷却液で冷却できる一方、冷却液を添加水で加温できる。このようにして、水添加式の圧縮機の圧縮熱を冷却液の加温に用いて、熱回収することができる。   According to the first aspect of the present invention, in the first heat recovery heat exchanger, the compressed air and the cooling liquid can be heat-exchanged to cool the compressed air with the cooling liquid, while the cooling liquid is added with the compressed air. Can warm. In addition, in the second heat recovery heat exchanger, the added water (feed water from the separator tank to the compressor) and the coolant can be heat-exchanged to cool the added water with the coolant, while the coolant can be cooled with the added water. Can be warmed. In this way, heat can be recovered by using the compression heat of the water addition type compressor for heating the coolant.

さらに、請求項2に記載の発明は、前記冷却液は、前記第一熱回収用熱交換器と前記第二熱回収用熱交換器に、順に通され加温されることを特徴とする請求項1に記載の熱回収システムである。   Furthermore, the invention described in claim 2 is characterized in that the coolant is passed through the first heat recovery heat exchanger and the second heat recovery heat exchanger in order and heated. Item 2. The heat recovery system according to Item 1.

請求項2に記載の発明によれば、第一熱回収用熱交換器と第二熱回収用熱交換器とに、冷却液を順に通して加温することができる。冷却液を先に第一熱回収用熱交換器に通すことで、比較的低温の冷却液で圧縮空気を所望に冷却することができる。そして、それにより加温された冷却液を第二熱回収用熱交換器に通すことで、冷却液をさらに昇温することができる。   According to the second aspect of the present invention, the coolant can be passed through the first heat recovery heat exchanger and the second heat recovery heat exchanger in order and heated. By passing the coolant first through the first heat recovery heat exchanger, the compressed air can be cooled as desired with a relatively low temperature coolant. Then, the coolant can be further heated by passing the coolant heated thereby through the second heat recovery heat exchanger.

本発明によれば、水添加式の圧縮機から熱回収して冷却液を加温可能な熱回収システムを実現することができる。また、圧縮機から熱回収して冷却液を加温する際、圧縮空気の冷却と冷却液の加温とを、効率よく確実に行うことができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the heat recovery system which can heat-recover from a water addition type compressor and can heat a cooling fluid is realizable. Moreover, when heat is recovered from the compressor and the coolant is heated, cooling of the compressed air and heating of the coolant can be performed efficiently and reliably.

本発明の一実施例の熱回収システムを示す概略図である。It is the schematic which shows the heat recovery system of one Example of this invention.

以下、本発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施例の熱回収システム1を示す概略図である。
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a heat recovery system 1 according to an embodiment of the present invention.

本実施例の熱回収システム1は、水添加式の圧縮機2と、この圧縮機2からの吐出流体を気水分離するセパレータタンク3と、このセパレータタンク3からの圧縮空気送出路4に設けられる第一熱回収用熱交換器としてのアフタークーラ5と、セパレータタンク3から圧縮機2への添加水戻し路6に設けられる第二熱回収用熱交換器としての水クーラ7とを主要部として備える。   The heat recovery system 1 of the present embodiment is provided in a water addition type compressor 2, a separator tank 3 that separates the discharged fluid from the compressor 2 into air and water, and a compressed air delivery path 4 from the separator tank 3. The main part is an aftercooler 5 as a first heat recovery heat exchanger and a water cooler 7 as a second heat recovery heat exchanger provided in an added water return path 6 from the separator tank 3 to the compressor 2. Prepare as.

圧縮機2は、水添加式の空気圧縮機である。圧縮機2は、その形式を特に問わないが、たとえばスクリュー式またはスクロール式とされる。水添加式の圧縮機2は、空気の吸込口に水(典型的には精製水(純水)または軟化水)が添加され、この添加水を圧縮室のシールや圧縮機構の冷却などに用いつつ、空気を圧縮して吐出する。この吐出時、圧縮空気と共に添加水も吐出される。   The compressor 2 is a water addition type air compressor. The type of the compressor 2 is not particularly limited, but is, for example, a screw type or a scroll type. In the water addition type compressor 2, water (typically purified water (pure water) or softened water) is added to an air suction port, and this added water is used for sealing a compression chamber or cooling a compression mechanism. Meanwhile, the air is compressed and discharged. At the time of this discharge, additive water is also discharged together with the compressed air.

圧縮機2は、図示例では電気モータ8により駆動されるが、その他の原動機で駆動されてもよい。たとえば、圧縮機2は、蒸気モータ(蒸気エンジン)により駆動されてもよい。また、圧縮機2は、オンオフ制御されてもよいし、容量制御(出力調整)されてもよい。たとえば、圧縮機2は、電気モータ8をオンオフ制御されるか、電気モータ8の回転数をインバータ制御される。あるいは、蒸気モータの場合には、蒸気モータへの給蒸弁の開閉または開度が制御される。   The compressor 2 is driven by the electric motor 8 in the illustrated example, but may be driven by another prime mover. For example, the compressor 2 may be driven by a steam motor (steam engine). Further, the compressor 2 may be on / off controlled or capacity controlled (output adjustment). For example, in the compressor 2, the electric motor 8 is on / off controlled, or the rotation speed of the electric motor 8 is inverter-controlled. Alternatively, in the case of a steam motor, the opening / closing or opening of the steam supply valve to the steam motor is controlled.

圧縮機2を運転すると、外気がエアフィルタ9を介して吸込路10から圧縮機2内へ吸い込まれるが、その際、詳細は後述するが、セパレータタンク3からの添加水戻し路6を介して水が設定流量で添加される。そして、圧縮機2において圧縮された空気は、添加水を伴いながら、セパレータタンク3へ吐出される。圧縮機2からセパレータタンク3への吐出路11には、逆止弁12が設けられる。   When the compressor 2 is operated, outside air is sucked into the compressor 2 from the suction passage 10 via the air filter 9, and in that case, the details will be described later, but via the added water return passage 6 from the separator tank 3. Water is added at a set flow rate. And the air compressed in the compressor 2 is discharged to the separator tank 3 with additional water. A check valve 12 is provided in the discharge path 11 from the compressor 2 to the separator tank 3.

なお、水添加式の圧縮機2は、水潤滑式または水噴射式などということもできる(言い換えればこれらを含んでもよい)。また、ここでは、圧縮機2は、空気の吸込口に水が添加されるが、空気の吸込口以外に給水口を備え、この給水口に水が添加されてもよい。   The water addition type compressor 2 can also be called a water lubrication type or a water injection type (in other words, these may be included). Here, the compressor 2 has water added to the air suction port, but may include a water supply port in addition to the air suction port, and water may be added to the water supply port.

セパレータタンク3は、圧縮機2からの吐出流体(添加水と共に吐出される圧縮空気)を受け入れて、気水分離する。つまり、圧縮機2からの吐出流体は、セパレータタンク3において、圧縮空気と分離水とに分けられる。これに伴い、セパレータタンク3内は、上方の気相部と、下方の液相部とに分かれる。   The separator tank 3 receives the discharge fluid (compressed air discharged together with the added water) from the compressor 2 and separates the air and water. That is, the discharge fluid from the compressor 2 is divided into compressed air and separated water in the separator tank 3. Accordingly, the separator tank 3 is divided into an upper gas phase portion and a lower liquid phase portion.

セパレータタンク3の気相部には、圧縮空気利用部への圧縮空気送出路4が接続される。圧縮空気送出路4には、セパレータタンク3の側から順に、一次圧調整弁13とアフタークーラ5とが設けられる。一次圧調整弁13は、圧縮機2の運転中、セパレータタンク3内を設定圧力以上に保持する弁である。ここでは、一次圧調整弁13は、一次側(つまりセパレータタンク3側)の圧力に基づき、機械的に動作する自力弁とされるが、場合により、一次側の圧力をセンサで監視して、その検出圧力に基づき制御される電動弁であってもよい。その他、図示しないが、セパレータタンク3の気相部には、安全弁の他、外部へ排気用の放気弁が設けられるのがよい。   A compressed air delivery path 4 to the compressed air utilization section is connected to the gas phase section of the separator tank 3. The compressed air delivery path 4 is provided with a primary pressure adjusting valve 13 and an after cooler 5 in order from the separator tank 3 side. The primary pressure regulating valve 13 is a valve that keeps the inside of the separator tank 3 at a set pressure or higher during the operation of the compressor 2. Here, the primary pressure regulating valve 13 is a self-acting valve that operates mechanically based on the pressure on the primary side (that is, the separator tank 3 side), but in some cases, the primary pressure is monitored by a sensor, An electric valve controlled based on the detected pressure may be used. In addition, although not shown in the drawings, the gas-phase part of the separator tank 3 may be provided with an exhaust air discharge valve in addition to a safety valve.

セパレータタンク3の液相部には、圧縮機2への添加水戻し路6が接続される。添加水戻し路6には、セパレータタンク3の側から順に、水クーラ7、水フィルタ14および添加水弁15が設けられる。圧縮機2の運転中、添加水弁15を開けることで、セパレータタンク3内の貯留水を添加水戻し路6を介して、圧縮機2へ戻すことができる。その際、圧縮機2の運転による圧縮機2への吸込みと、セパレータタンク3内の加圧とにより、セパレータタンク3から圧縮機2へ添加水を戻すことができる。また、一次圧調整弁13により、セパレータタンク3内は設定圧力以上に保持される上、後述するように、圧縮空気送出路4内の圧力(ひいてはセパレータタンク3内の圧力)は所望に維持されるので、添加水弁15をオリフィスとして機能させつつ、設定流量で添加水を圧縮機2へ供給することができる。しかも、セパレータタンク3から圧縮機2へ添加水を供給する際、水フィルタ14により夾雑物を除去することができる。   An added water return path 6 to the compressor 2 is connected to the liquid phase portion of the separator tank 3. The added water return path 6 is provided with a water cooler 7, a water filter 14, and an added water valve 15 in order from the separator tank 3 side. During operation of the compressor 2, the stored water in the separator tank 3 can be returned to the compressor 2 through the added water return path 6 by opening the added water valve 15. At that time, the added water can be returned from the separator tank 3 to the compressor 2 by the suction into the compressor 2 by the operation of the compressor 2 and the pressurization in the separator tank 3. Further, the primary pressure regulating valve 13 keeps the separator tank 3 at a set pressure or higher, and the pressure in the compressed air delivery path 4 (and thus the pressure in the separator tank 3) is maintained as desired, as will be described later. Therefore, the additive water can be supplied to the compressor 2 at a set flow rate while the additive water valve 15 functions as an orifice. In addition, when the added water is supplied from the separator tank 3 to the compressor 2, impurities can be removed by the water filter 14.

第一熱回収用熱交換器としてのアフタークーラ5は、圧縮空気と冷却水とを混ぜることなく熱交換して、圧縮空気を冷却水で冷却する一方、冷却水を圧縮空気で加温する。圧縮空気が有する圧縮熱を冷却水の加温に用いて、熱回収を図ることができる。   The aftercooler 5 as the heat exchanger for first heat recovery exchanges heat without mixing the compressed air and the cooling water, cools the compressed air with the cooling water, and warms the cooling water with the compressed air. Heat recovery can be achieved by using the compression heat of the compressed air for heating the cooling water.

第二熱回収用熱交換器としての水クーラ7は、添加水(セパレータタンク3での分離水であり、圧縮機2への給水)と冷却水とを混ぜることなく熱交換して、添加水を冷却水で冷却する一方、冷却水を添加水で加温する。添加水が有する圧縮熱を冷却水の加温に用いて、熱回収を図ることができる。   The water cooler 7 as the second heat recovery heat exchanger exchanges heat without mixing the added water (separated water in the separator tank 3 and the water supplied to the compressor 2) and the cooling water, Is cooled with cooling water, while the cooling water is warmed with added water. Heat recovery can be achieved by using the compression heat of the added water for heating the cooling water.

なお、各クーラ5,7の冷却水として、用途に応じて、水道水の他、軟化水または精製水(純水)などを用いることができる。たとえば、熱回収システム1を用いて蒸気ボイラへの給水の予熱を行う場合、冷却水として、脱気処理された軟化水が用いられる。   In addition, as cooling water of each cooler 5 and 7, soft water or purified water (pure water) etc. other than tap water can be used according to a use. For example, when preheating water supply to a steam boiler using the heat recovery system 1, degassed softened water is used as cooling water.

冷却水は、本実施例では、アフタークーラ5と水クーラ7とに、直列に通される。この際、図示例のように、冷却水は、まずはアフタークーラ5に通された後、水クーラ7に通されるのがよい。具体的には、給水源からの冷却水は、入口路16を介してアフタークーラ5へ供給され、アフタークーラ5に通された後、連通路17を介して水クーラ7へ供給され、水クーラ7に通された後、出口路18を介して温水利用部(たとえば蒸気ボイラの給水タンク)へ送られる。   In this embodiment, the cooling water is passed through the after cooler 5 and the water cooler 7 in series. At this time, the cooling water is preferably passed through the after cooler 5 and then through the water cooler 7 as in the illustrated example. Specifically, the cooling water from the water supply source is supplied to the after-cooler 5 through the inlet passage 16, passed through the after-cooler 5, and then supplied to the water cooler 7 through the communication path 17. 7, it is sent to a hot water use section (for example, a water supply tank of a steam boiler) via an outlet path 18.

アフタークーラ5および水クーラ7に対する冷却水の通水は、給水源からの給水圧で行ってもよいが、本実施例ではポンプ(図示省略)により行われる。ポンプは、入口路16に設けられるが、場合により、連通路17または出口路18に設けられてもよい。   Although the cooling water may be supplied to the aftercooler 5 and the water cooler 7 by a supply water pressure from a water supply source, in the present embodiment, the cooling water is supplied by a pump (not shown). The pump is provided in the inlet passage 16, but may be provided in the communication passage 17 or the outlet passage 18 in some cases.

アフタークーラ5および水クーラ7に対する冷却水の通水は、好ましくは流量調整可能とされる。通水流量の調整のために、ポンプの回転数をインバータ制御してもよいが、本実施例では熱回収弁19の開度を調整する。熱回収弁19は、出口路18に設けられるが、場合により、入口路16または連通路17に設けられてもよい。   The flow rate of the cooling water to the aftercooler 5 and the water cooler 7 is preferably adjustable. In order to adjust the water flow rate, the rotational speed of the pump may be controlled by an inverter, but in this embodiment, the opening degree of the heat recovery valve 19 is adjusted. The heat recovery valve 19 is provided in the outlet passage 18, but may be provided in the inlet passage 16 or the communication passage 17 depending on circumstances.

圧縮機2の運転中、熱回収弁19を開けてポンプを作動させることで、アフタークーラ5および水クーラ7に冷却水を通して、圧縮熱の回収を図ることができる。そして、冷却水の通水中、熱回収弁19の開度を調整することで、冷却水の通水流量、ひいては出口路18の出湯温度を調整することができる。   During operation of the compressor 2, by opening the heat recovery valve 19 and operating the pump, the cooling heat can be passed through the aftercooler 5 and the water cooler 7 to recover the compression heat. Then, by adjusting the opening degree of the heat recovery valve 19 during the flow of the cooling water, the flow rate of the cooling water and thus the temperature of the hot water in the outlet passage 18 can be adjusted.

熱回収システム1は、さらに、給水路20と排水路21とを備える。給水路20は、イオン交換装置(たとえば、混床式純水装置や硬水軟化装置)のような給水源からの水を、添加水として補給する手段である。本実施例では、給水源からの給水路20は、圧縮機2への吸込路10に接続される。そして、給水路20には、給水弁22が設けられる。   The heat recovery system 1 further includes a water supply channel 20 and a drainage channel 21. The water supply path 20 is means for replenishing water from a water supply source such as an ion exchange device (for example, a mixed bed type pure water device or a hard water softening device) as additive water. In the present embodiment, the water supply path 20 from the water supply source is connected to the suction path 10 to the compressor 2. The water supply path 20 is provided with a water supply valve 22.

一方、排水路21は、セパレータタンク3の底部に接続される。排水路21には、排水弁23が設けられており、排水弁23を開けることで、セパレータタンク3内からの排水を図ることができる。   On the other hand, the drainage channel 21 is connected to the bottom of the separator tank 3. A drainage valve 23 is provided in the drainage channel 21, and drainage from the separator tank 3 can be achieved by opening the drainage valve 23.

その他、セパレータタンク3には、水位検出器24が設けられる。水位検出器24は、その構成を特に問わないが、たとえばイオン類を含まない精製水・凝縮水の水位を検出可能なフロート式水位検出器とされる。また、セパレータタンク3からの圧縮空気送出路4には、一次圧調整弁13よりも下流に、圧力センサ25が設けられる。この圧力センサ25により、圧縮空気の吐出圧(圧縮空気利用部への供給圧)を監視することができる。さらに、水クーラ7からの出口路18には、温度センサ26が設けられる。この温度センサ26により、アフタークーラ5および水クーラ7で加温後の温水の温度を監視することができる。   In addition, the separator tank 3 is provided with a water level detector 24. The configuration of the water level detector 24 is not particularly limited. For example, the water level detector 24 is a float type water level detector capable of detecting the water level of purified water / condensed water not containing ions. Further, a pressure sensor 25 is provided in the compressed air delivery path 4 from the separator tank 3 downstream of the primary pressure regulating valve 13. The pressure sensor 25 can monitor the discharge pressure of compressed air (supply pressure to the compressed air utilization unit). Further, a temperature sensor 26 is provided in the outlet path 18 from the water cooler 7. The temperature sensor 26 can monitor the temperature of the hot water after being heated by the after cooler 5 and the water cooler 7.

次に、本実施例の熱回収システム1の動作について説明する。以下に述べる一連の制御は、基本的には、図示しない制御器により自動でなされる。つまり、制御器は、圧縮機2(具体的にはそのモータ8)、添加水弁15、熱回収弁19、給水弁22、排水弁23、水位検出器24、圧力センサ25および温度センサ26などに接続されており、各センサ24,25,26の検出信号などに基づき、圧縮機2や各弁15,19,22,23などを制御する。   Next, operation | movement of the heat recovery system 1 of a present Example is demonstrated. A series of controls described below is basically automatically performed by a controller (not shown). That is, the controller includes the compressor 2 (specifically, the motor 8), the addition water valve 15, the heat recovery valve 19, the water supply valve 22, the drain valve 23, the water level detector 24, the pressure sensor 25, the temperature sensor 26, and the like. The compressor 2 and the valves 15, 19, 22, 23, etc. are controlled based on the detection signals of the sensors 24, 25, 26 and the like.

まず、空気の流れについて説明する。圧縮機2の運転を開始すると、圧縮機2は、エアフィルタ9を介して空気を吸い込み、圧縮して吐出する。圧縮機2から吐出される圧縮空気は、セパレータタンク3から圧縮空気送出路4のアフタークーラ5を介して、圧縮空気利用部へ送られる。但し、圧縮空気送出路4には一次圧調整弁13が設けられているので、運転開始直後のようにセパレータタンク3内の圧力が低い状態では、一次圧調整弁13は閉じられており、圧縮空気利用部へ圧縮空気は送出されない。一次圧調整弁13の一次側(つまりセパレータタンク3側)の圧力が設定圧力以上になると、一次圧調整弁13が開いて、圧縮空気利用部へ圧縮空気が送出される。   First, the flow of air will be described. When the operation of the compressor 2 is started, the compressor 2 sucks air through the air filter 9, compresses it, and discharges it. The compressed air discharged from the compressor 2 is sent from the separator tank 3 to the compressed air utilization section via the aftercooler 5 of the compressed air delivery path 4. However, since the primary pressure adjusting valve 13 is provided in the compressed air delivery path 4, the primary pressure adjusting valve 13 is closed and compressed when the pressure in the separator tank 3 is low as just after the start of operation. Compressed air is not sent to the air utilization unit. When the pressure on the primary side of the primary pressure adjustment valve 13 (that is, the separator tank 3 side) becomes equal to or higher than the set pressure, the primary pressure adjustment valve 13 is opened and compressed air is sent to the compressed air utilization unit.

圧縮機2の運転中、圧縮機2は、圧力センサ25の検出圧力を目標圧力に維持するように、制御される。たとえば、圧縮機2のモータ8が、オンオフ制御されるか、インバータ制御される。なお、目標圧力は、一次圧調整弁13の設定圧力よりも高い。従って、以後、基本的には、セパレータタンク3内は、目標圧力に維持される。   During operation of the compressor 2, the compressor 2 is controlled so as to maintain the pressure detected by the pressure sensor 25 at the target pressure. For example, the motor 8 of the compressor 2 is on / off controlled or inverter controlled. Note that the target pressure is higher than the set pressure of the primary pressure regulating valve 13. Therefore, the separator tank 3 is basically maintained at the target pressure thereafter.

圧縮機2の運転中、添加水弁15を開けることで、圧縮機2の吸込口に、設定流量で水を添加することができる。これにより、圧縮機2のシール、冷却および潤滑を図ることができる。圧縮機2からの圧縮空気は、添加水を伴った状態で、セパレータタンク3へ吐出される。そして、セパレータタンク3において気水分離が図られる。セパレータタンク3で気水分離後の圧縮空気は、圧縮空気送出路4から外部へ送出される。一方、セパレータタンク3で気水分離後の分離水は、圧縮機2への添加水として、添加水戻し路6を介して圧縮機2へ供給可能とされる。   During operation of the compressor 2, by opening the addition water valve 15, water can be added to the suction port of the compressor 2 at a set flow rate. Thereby, sealing, cooling, and lubrication of the compressor 2 can be achieved. Compressed air from the compressor 2 is discharged to the separator tank 3 with added water. Then, air / water separation is achieved in the separator tank 3. The compressed air after separation of the steam and water in the separator tank 3 is sent out from the compressed air delivery path 4. On the other hand, the separated water after the air-water separation in the separator tank 3 can be supplied to the compressor 2 via the added water return path 6 as added water to the compressor 2.

圧縮機2の運転中(圧縮空気の製造中)、ポンプを作動させて、アフタークーラ5および水クーラ7に冷却水を通す。これにより、アフタークーラ5において、圧縮空気と冷却水とを熱交換して、圧縮空気を冷却水で冷却できる一方、冷却水を圧縮空気で加温できる。また、水クーラ7において、添加水(セパレータタンク3から圧縮機2への給水)と冷却水とを熱交換して、添加水を冷却水で冷却できる一方、冷却水を添加水で加温できる。このようにして、冷却水は、アフタークーラ5および水クーラ7で加温されて、出口路18の下流の温水利用部へ送られる。この際、温度センサ26の検出温度を設定温度に維持するように熱回収弁19の開度を調整すれば、温水利用部へ設定温度の温水を供給することができる。   During operation of the compressor 2 (during the production of compressed air), the pump is operated to pass cooling water through the aftercooler 5 and the water cooler 7. Thereby, in the aftercooler 5, while compressed air and cooling water are heat-exchanged and compressed air can be cooled with cooling water, cooling water can be heated with compressed air. Further, in the water cooler 7, heat can be exchanged between the added water (water supplied from the separator tank 3 to the compressor 2) and the cooling water to cool the added water with the cooling water, while the cooling water can be heated with the added water. . In this way, the cooling water is heated by the aftercooler 5 and the water cooler 7 and sent to the hot water utilization section downstream of the outlet path 18. At this time, if the opening degree of the heat recovery valve 19 is adjusted so that the temperature detected by the temperature sensor 26 is maintained at the set temperature, the hot water having the set temperature can be supplied to the hot water using section.

圧縮機2の運転中、セパレータタンク3内の水位は、設定水位に維持される。たとえば、水位検出器24による検出水位が上限水位を上回ると、排水弁23を開けて水位を所定まで下げる。逆に、水位検出器24による検出水位が下限水位を下回ると、給水弁22を開けて水位を所定まで上げる。給水弁22の開放中、補給水は、圧縮機2を介してセパレータタンク3へ供給される。この間、添加水弁15を閉鎖しておいてもよい。   During operation of the compressor 2, the water level in the separator tank 3 is maintained at the set water level. For example, when the water level detected by the water level detector 24 exceeds the upper limit water level, the drain valve 23 is opened to lower the water level to a predetermined level. Conversely, when the water level detected by the water level detector 24 falls below the lower limit water level, the water supply valve 22 is opened to raise the water level to a predetermined level. While the water supply valve 22 is opened, makeup water is supplied to the separator tank 3 via the compressor 2. During this time, the addition water valve 15 may be closed.

前述したとおり、セパレータタンク3には、好ましくは、外部への放気弁(図示省略)が設けられる。その場合、圧縮機2の停止時、放気弁が開けられる。圧縮機2の停止中も放気弁を開けておくことで、圧縮機2の逆転を防止することができる。その後、圧縮機2の再起動時、放気弁が閉じられる。   As described above, the separator tank 3 is preferably provided with an air release valve (not shown). In that case, when the compressor 2 is stopped, the air release valve is opened. By opening the air release valve even when the compressor 2 is stopped, the reverse rotation of the compressor 2 can be prevented. Thereafter, when the compressor 2 is restarted, the air release valve is closed.

本実施例の熱回収システム1によれば、アフタークーラ(第一熱回収用熱交換器)5および水クーラ(第二熱回収用熱交換器)7において、圧縮機2の圧縮熱を冷却水の加温に用いて、熱回収を図ることができる。その際、好ましくは、冷却水は、アフタークーラ5と水クーラ7とに順に通される。冷却水を先にアフタークーラ5に通すことで、比較的低温の冷却水で圧縮空気を所望に冷却することができる。そして、それにより加温された冷却水を水クーラ7に通すことで、冷却水をさらに昇温することができる。   According to the heat recovery system 1 of the present embodiment, in the aftercooler (first heat recovery heat exchanger) 5 and the water cooler (second heat recovery heat exchanger) 7, the compression heat of the compressor 2 is cooled with cooling water. Heat recovery can be achieved by using for heating. At that time, the cooling water is preferably passed through the after cooler 5 and the water cooler 7 in order. By passing the cooling water through the aftercooler 5 first, the compressed air can be cooled as desired with relatively low-temperature cooling water. Then, the cooling water heated thereby can be passed through the water cooler 7 to further raise the temperature of the cooling water.

本発明の熱回収システム1は、前記実施例の構成(制御を含む)に限らず適宜変更可能である。特に、(a)水添加式の圧縮機2からの吐出流体を気水分離し、気相部に圧縮空気送出路4が接続される一方、液相部に圧縮機2への添加水戻し路6が接続されるセパレータタンク3と、(b)圧縮空気送出路4に設けられ、圧縮空気を冷却液で冷却するアフタークーラ5と、(c)添加水戻し路6に設けられ、添加水を冷却液で冷却する水クーラ7とを備えるのであれば、その他の構成は特に問わない。   The heat recovery system 1 of the present invention is not limited to the configuration (including control) of the above embodiment, and can be changed as appropriate. In particular, (a) the discharge fluid from the water addition type compressor 2 is separated into air and the compressed air delivery path 4 is connected to the gas phase part, while the added water return path to the compressor 2 is connected to the liquid phase part. 6 is connected to the separator tank 3, (b) provided in the compressed air delivery path 4, and aftercooler 5 for cooling the compressed air with the cooling liquid, (c) provided in the added water return path 6, Other configurations are not particularly limited as long as the water cooler 7 cooled by the coolant is provided.

たとえば、前記実施例では、アフタークーラ5と水クーラ7とに、冷却水を直列に通したが、場合により並列に通してもよい。つまり、入口路16の下流において、冷却水を二股に分岐させ、一方をアフタークーラ5に通し、他方を水クーラ7に通した後、合流させて出口路18へ通してもよい。   For example, in the above-described embodiment, the cooling water is passed through the aftercooler 5 and the water cooler 7 in series. That is, the cooling water may be bifurcated downstream of the inlet path 16, one is passed through the after cooler 5, and the other is passed through the water cooler 7, and then merged and passed through the outlet path 18.

また、前記実施例では、冷却水の通水中、温度センサ26の検出温度に基づき熱回収弁19の開度を調整したが、温度センサ26の検出温度に基づきポンプをインバータ制御して、出湯温度を一定に制御してもよい。あるいは、場合により、このような出湯温度一定制御の実施を省略してもよい。   Moreover, in the said Example, although the opening degree of the heat recovery valve 19 was adjusted based on the detected temperature of the temperature sensor 26 during cooling water flow, the pump was inverter-controlled based on the detected temperature of the temperature sensor 26, and a tapping temperature May be controlled to be constant. Or you may abbreviate | omit implementation of such tapping temperature constant control depending on the case.

さらに、前記実施例では、アフタークーラ5や水クーラ7に水を通したが、場合により、水以外の液体を通してもよい。また、各クーラ5,7で熱回収して温水を製造する場合でも、次のように構成してもよい。すなわち、アフタークーラ5(および/または水クーラ7)と他の熱交換器(以下、通水加温用熱交換器という)との間で、たとえばエチレングリコールなどの不凍液または水を循環させ、この循環液と圧縮空気などをアフタークーラ5で熱交換する一方、前記循環液と通水とを通水加温用熱交換器において熱交換して、通水加温用熱交換器において通水を加温して温水を製造してもよい。   Furthermore, in the said Example, although water was passed through the aftercooler 5 and the water cooler 7, liquids other than water may be passed depending on the case. Even when heat is recovered by each of the coolers 5 and 7 to produce hot water, the following configuration may be used. That is, an antifreeze liquid such as ethylene glycol or water is circulated between the aftercooler 5 (and / or the water cooler 7) and another heat exchanger (hereinafter referred to as a water-heater heat exchanger). While the circulating fluid and compressed air are heat-exchanged by the aftercooler 5, the circulating fluid and water are exchanged in the water heating heat exchanger, and the water is exchanged in the water heating heat exchanger. Warm water may be produced by heating.

1 熱回収システム
2 圧縮機
3 セパレータタンク
4 圧縮空気送出路
5 アフタークーラ(第一熱回収用熱交換器)
6 添加水戻し路
7 水クーラ(第二熱回収用熱交換器)
8 モータ
9 エアフィルタ
10 吸込路
11 吐出路
12 逆止弁
13 一次圧調整弁
14 水フィルタ
15 添加水弁
16 入口路
17 連通路
18 出口路
19 熱回収弁
20 給水路
21 排水路
22 給水弁
23 排水弁
24 水位検出器
25 圧力センサ
26 温度センサ
1 Heat recovery system 2 Compressor 3 Separator tank 4 Compressed air delivery path 5 After cooler (heat exchanger for first heat recovery)
6 Added water return path 7 Water cooler (second heat recovery heat exchanger)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 8 Motor 9 Air filter 10 Suction path 11 Discharge path 12 Check valve 13 Primary pressure adjustment valve 14 Water filter 15 Addition water valve 16 Inlet path 17 Communication path 18 Outlet path 19 Heat recovery valve 20 Water supply path 21 Drainage path 22 Water supply valve 23 Drain valve 24 Water level detector 25 Pressure sensor 26 Temperature sensor

Claims (2)

水添加式の圧縮機からの吐出流体を気水分離し、気相部に圧縮空気の送出路が接続される一方、液相部に前記圧縮機への添加水の戻し路が接続されるセパレータタンクと、
前記圧縮空気の送出路に設けられ、圧縮空気と冷却液とを熱交換して、圧縮空気を冷却する一方、冷却液を加温する第一熱回収用熱交換器と、
前記添加水の戻し路に設けられ、添加水と冷却液とを熱交換して、添加水を冷却する一方、冷却液を加温する第二熱回収用熱交換器と
を備えることを特徴とする熱回収システム。
A separator in which a fluid discharged from a water addition type compressor is separated into a gas and a discharge path for compressed air is connected to the gas phase part, while a return path for added water to the compressor is connected to the liquid phase part A tank,
A heat exchanger for first heat recovery which is provided in the delivery path of the compressed air and heat-exchanges the compressed air and the cooling liquid to cool the compressed air, while heating the cooling liquid;
A heat exchanger for second heat recovery that is provided in a return path of the added water, heat-exchanges the added water and the cooling liquid to cool the added water, and heats the cooling liquid. Heat recovery system.
前記冷却液は、前記第一熱回収用熱交換器と前記第二熱回収用熱交換器に、順に通され加温される
ことを特徴とする請求項1に記載の熱回収システム。
The heat recovery system according to claim 1, wherein the cooling liquid is passed through the first heat recovery heat exchanger and the second heat recovery heat exchanger in order and heated.
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