JP2021017822A - Binary electric power generation system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、バイナリー発電システムに関する。 The present invention relates to a binary power generation system.
従来、工場等の各種設備の排熱を回収することにより電力を生成するバイナリー発電装置を含むバイナリー発電システムが知られている(特許文献1を参照)。バイナリー発電装置は、循環ポンプの吸込口と吐出口とに接続された循環配管と、循環配管に設けられた蒸発器、膨張機及び凝縮器と、膨張機に接続された発電機とを有している。蒸発器、膨張機及び凝縮器は、循環ポンプによって送り出された作動媒体がこれらを順次通過するように配置されている。 Conventionally, a binary power generation system including a binary power generation device that generates electric power by recovering exhaust heat of various facilities such as a factory is known (see Patent Document 1). The binary power generator has a circulation pipe connected to the suction port and the discharge port of the circulation pump, an evaporator, an expander and a condenser provided in the circulation pipe, and a generator connected to the expander. ing. The evaporator, expander and condenser are arranged so that the working medium delivered by the circulation pump passes through them in sequence.
バイナリー発電システムは、凝縮器で作動媒体を凝縮するための冷却水を冷却する冷却塔と、冷却水が流れる冷却水配管と、冷却水を凝縮器へ供給する冷却水ポンプとを更に有している。冷却水配管は、凝縮器と冷却塔との間で冷却水が循環するように凝縮器と冷却塔とを接続している。冷却水ポンプは、冷却水配管に設けられている。 The binary power generation system further has a cooling tower for cooling the cooling water for condensing the working medium in the condenser, a cooling water pipe through which the cooling water flows, and a cooling water pump for supplying the cooling water to the condenser. There is. The cooling water pipe connects the condenser and the cooling tower so that the cooling water circulates between the condenser and the cooling tower. The cooling water pump is provided in the cooling water pipe.
蒸発器は、作動媒体を蒸発させる。蒸発した作動媒体は、膨張機に流入し、膨張機内で膨張する。作動媒体の膨張の結果、膨張機及び膨張機に接続された発電機が駆動され、電力が生成される。膨張機で仕事をした作動媒体は、凝縮器に流入する。凝縮器は、流入した作動媒体を、冷却水との熱交換の下で凝縮させる。循環ポンプは、凝縮器から流出した作動媒体を蒸発器へ送る。 The evaporator evaporates the working medium. The evaporated working medium flows into the expander and expands in the expander. As a result of the expansion of the working medium, the expander and the generator connected to the expander are driven to generate electric power. The working medium that worked in the inflator flows into the condenser. The condenser condenses the inflowing working medium under heat exchange with cooling water. The circulation pump sends the working medium flowing out of the condenser to the evaporator.
作動媒体の凝縮に用いられた冷却水は、冷却塔で冷却される。冷却水は、冷却水ポンプの作動下で冷却塔と凝縮器との間で循環する。 The cooling water used to condense the working medium is cooled in the cooling tower. The cooling water circulates between the cooling tower and the condenser under the operation of the cooling water pump.
特許文献1に記載されるようなバイナリー発電システムでは、冷却塔において冷却水が蒸発するので、定期的に冷却水を補充する必要がある。加えて、冷却塔にゴミ等が侵入した場合、凝縮器に詰まりが生じるおそれがある。 In a binary power generation system as described in Patent Document 1, since the cooling water evaporates in the cooling tower, it is necessary to replenish the cooling water on a regular basis. In addition, if dust or the like enters the cooling tower, the condenser may be clogged.
凝縮器から流出した冷却流体(冷却水等)を冷却するために、伝熱管を流れる冷却流体を空気流で冷却するドライクーラを用いることが考えられる。ドライクーラは、伝熱管内を流れる冷却流体を空冷するための気流を形成するファンを有している。冷却流体は、冷却流体ポンプによって、伝熱管と凝縮器との間で循環される。冷却流体が流れる循環流路は、外部から離隔されるように構成されているので、外部への冷却流体の蒸発や冷却流体への異物の混入といった問題は生じにくい。しかしながら、ドライクーラが用いられる場合、冷却流体ポンプだけでなくファンをも駆動するための電力が必要とされる。 In order to cool the cooling fluid (cooling water, etc.) flowing out of the condenser, it is conceivable to use a dry cooler that cools the cooling fluid flowing through the heat transfer tube with an air flow. The dry cooler has a fan that forms an air flow for air-cooling the cooling fluid flowing in the heat transfer tube. The cooling fluid is circulated between the heat transfer tube and the condenser by the cooling fluid pump. Since the circulation flow path through which the cooling fluid flows is configured to be separated from the outside, problems such as evaporation of the cooling fluid to the outside and contamination of foreign matter into the cooling fluid are unlikely to occur. However, when a dry cooler is used, power is required to drive not only the cooling fluid pump but also the fan.
本発明の目的は、冷却流体の蒸発及び凝縮器での詰まりの発生を抑制しながら、多くの電力(正味電力)を回収することが可能なバイナリー発電システムを提供することである。 An object of the present invention is to provide a binary power generation system capable of recovering a large amount of electric power (net electric power) while suppressing evaporation of a cooling fluid and occurrence of clogging in a condenser.
本発明の一の局面に係るバイナリー発電システムは、作動媒体を蒸発させる蒸発器と、前記蒸発した作動媒体の膨張下で駆動される膨張機と、前記膨張機に接続された発電機と、前記膨張機から流出した前記作動媒体を冷却流体で冷却することによって当該作動媒体を凝縮させる凝縮器と、前記凝縮器から流出した前記作動媒体を前記蒸発器へ送る作動媒体ポンプと、前記蒸発器、前記膨張機、前記凝縮器及び前記作動媒体ポンプをこの順に接続している作動媒体循環流路と、を含むバイナリー発電装置と、前記凝縮器から流出した前記冷却流体を流すための伝熱管と、前記伝熱管内を流れる前記冷却流体を空冷するための気流を形成するファンと、を有しているドライクーラと、前記凝縮器と前記伝熱管との間で前記冷却流体を循環させる冷却流体ポンプと、前記バイナリー発電装置が生成した電力から前記冷却流体ポンプ及び前記ファンの駆動に必要な電力を引くことにより算出される正味電力が増大するように、前記ファンの周波数を制御する制御部とを備えている。 The binary power generation system according to one aspect of the present invention includes an evaporator that evaporates the working medium, an expander that is driven under the expansion of the evaporated working medium, a generator connected to the expander, and the above. A condenser that condenses the working medium by cooling the working medium that has flowed out of the expander with a cooling fluid, a working medium pump that sends the working medium that has flowed out of the condenser to the evaporator, and the evaporator. A binary power generator including the expander, the condenser, and a working medium circulation flow path connecting the working medium pump in this order, and a heat transfer tube for flowing the cooling fluid flowing out of the condenser. A dry cooler having a fan for forming an air flow for air-cooling the cooling fluid flowing in the heat transfer tube, and a cooling fluid pump for circulating the cooling fluid between the condenser and the heat transfer tube. And a control unit that controls the frequency of the fan so that the net power calculated by subtracting the power required to drive the cooling fluid pump and the fan from the power generated by the binary power generation device is increased. I have.
上記の構成によれば、凝縮器から流出した冷却流体を冷却するためにドライクーラが用いられているので、冷却流体の蒸発及び凝縮器での詰まりの発生が抑制される。また、バイナリー発電装置が生成した電力から冷却流体ポンプ及びファンの駆動に必要な電力を引くことにより算出される正味電力が増大するようにファンが制御されるので、ドライクーラが用いられるバイナリー発電システムとしての出力が増大される。 According to the above configuration, since the dry cooler is used to cool the cooling fluid flowing out of the condenser, evaporation of the cooling fluid and occurrence of clogging in the condenser are suppressed. In addition, a dry cooler is used because the fan is controlled so that the net power calculated by subtracting the power required to drive the cooling fluid pump and fan from the power generated by the binary power generation device is increased. The output as is increased.
上記の構成に関して、前記制御部は、前記冷却流体と前記気流との間の熱交換量の変化に基づいて、前記正味電力が増大するように前記ファンの前記周波数を制御してもよい。 With respect to the above configuration, the control unit may control the frequency of the fan so that the net power increases based on the change in the amount of heat exchange between the cooling fluid and the airflow.
上記の構成によれば、冷却流体と気流との間の熱交換量が変化すると、凝縮器での熱交換量(ひいては、バイナリー発電装置が生成する電力)も変化する。この場合、高い正味電力を得ることができるファンの周波数が変化している可能性がある。制御部は、冷却流体と気流との間の熱交換量の変化に基づいて、正味電力が増大するようにファンの周波数を制御する。この結果、冷却流体と気流との間の熱交換量があった場合であっても、バイナリー発電システムは、高い正味電力を達成することができる。 According to the above configuration, when the amount of heat exchange between the cooling fluid and the airflow changes, the amount of heat exchange in the condenser (and thus the electric power generated by the binary power generator) also changes. In this case, the frequency of the fan that can obtain high net power may have changed. The control unit controls the frequency of the fan so that the net power increases based on the change in the amount of heat exchange between the cooling fluid and the air flow. As a result, the binary power generation system can achieve high net power even if there is heat exchange between the cooling fluid and the airflow.
上記の構成に関して、前記ファンは、前記バイナリー発電システムの周囲の空気を取り込んで前記気流を生成してもよい。前記制御部は、前記バイナリー発電システムの周囲の周囲温度に基づいて、前記熱交換量を算出してもよい。 With respect to the above configuration, the fan may take in air around the binary power generation system to generate the airflow. The control unit may calculate the heat exchange amount based on the ambient temperature around the binary power generation system.
上記の構成によれば、ファンは、バイナリー発電システムの周囲の空気を取り込んで気流を生成するので、ドライクーラにおける冷却流体と気流との間の熱交換量は、バイナリー発電システムの周囲の周囲温度に影響される。制御部は、周囲温度に基づいて、熱交換量を算出するので、熱交換量の変化に関する情報を得ることができる。 According to the above configuration, the fan takes in the air around the binary power generation system to generate airflow, so the amount of heat exchange between the cooling fluid and the airflow in the dry cooler is the ambient temperature around the binary power generation system. Affected by. Since the control unit calculates the heat exchange amount based on the ambient temperature, it is possible to obtain information on the change in the heat exchange amount.
上記の構成に関して、前記制御部は、前記ファンの前記周波数を変更及び設定可能に構成された変更部と、前記ファンの前記周波数の変更前後おける正味電力を算出する電力算出部と、を含んでいてもよい。前記変更部は、前記電力算出部によって算出された前記正味電力のうちいずれか大きい方を、前記ファンの周波数に設定してもよい。 With respect to the above configuration, the control unit includes a change unit configured to change and set the frequency of the fan, and a power calculation unit that calculates the net power before and after the change of the frequency of the fan. You may. The change unit may set the higher of the net power calculated by the power calculation unit to the frequency of the fan.
上記の構成によれば、電力算出部は、ファンの周波数の変更前後において、正味電力を算出するので、ファンの周波数の変更の結果、正味電力が増加したか否かが分かる。変更部は、電力算出部によって算出された正味電力のうちいずれか大きい方を、ファンの周波数に設定するので、バイナリー発電システムは、高い正味電力を達成することができる。 According to the above configuration, the power calculation unit calculates the net power before and after the change of the fan frequency, so that it can be known whether or not the net power has increased as a result of the change of the fan frequency. Since the changing unit sets the larger of the net power calculated by the power calculation unit to the frequency of the fan, the binary power generation system can achieve a high net power.
上記の構成に関して、前記制御部は、前記バイナリー発電システムの周囲の周囲温度に基づいて、前記冷却流体と前記気流との間の熱交換量を算出する熱量算出部を含んでいてもよい。前記変更部は、前記変更部による前記ファンの前記周波数の変更後における前記熱量算出部によって算出された前記熱交換量の変化に基づいて、前記正味電力が増大するように前記ファンの前記周波数を再度設定してもよい。 With respect to the above configuration, the control unit may include a heat quantity calculation unit that calculates the amount of heat exchange between the cooling fluid and the air flow based on the ambient temperature around the binary power generation system. The changing unit adjusts the frequency of the fan so that the net power increases based on the change in the heat exchange amount calculated by the heat quantity calculating unit after the frequency of the fan is changed by the changing unit. You may set it again.
上記の構成によれば、増加した正味電力が算出された周波数で、ファンが動作している間に、熱量算出部が算出した熱交換量が変化すると、変更部は、正味電力が増大するようにファンの周波数を再度変更するので、バイナリー発電システムは、冷却流体と気流との間の熱交換量の変化後においても、高い正味電力を達成することができる。 According to the above configuration, if the heat exchange amount calculated by the calorific value calculation unit changes while the fan is operating at the frequency at which the increased net power is calculated, the change unit causes the net power to increase. By changing the frequency of the fan again, the binary power generation system can achieve high net power even after a change in the amount of heat exchange between the cooling fluid and the airflow.
上記の構成に関して、前記制御部は、前記冷却流体ポンプの周波数を所定の値に向けて制御してもよい。 With respect to the above configuration, the control unit may control the frequency of the cooling fluid pump toward a predetermined value.
上記の構成によれば、冷却流体ポンプの周波数が所定の値に向けて制御されるので、冷却流体ポンプの駆動に必要な電力は、一定値として取り扱われてもよい。正味電力は、冷却流体ポンプが必要とする電力の変動を考慮することなく算出されるので、ファンの周波数に対する調整制御が簡素化される。 According to the above configuration, since the frequency of the cooling fluid pump is controlled toward a predetermined value, the electric power required to drive the cooling fluid pump may be treated as a constant value. The net power is calculated without taking into account the fluctuations in power required by the cooling fluid pump, simplifying tuning control over the fan frequency.
上述のバイナリー発電システムは、冷却流体の蒸発及び凝縮器での詰まりの発生を抑制するとともに、多くの電力(正味電力)を回収することができる。 The above-mentioned binary power generation system can suppress the evaporation of the cooling fluid and the occurrence of clogging in the condenser, and can recover a large amount of electric power (net electric power).
図1は、バイナリー発電システム1の概略図である。図1を参照して、バイナリー発電システム1が説明される。 FIG. 1 is a schematic view of the binary power generation system 1. The binary power generation system 1 will be described with reference to FIG.
バイナリー発電システム1は、バイナリー発電装置100と、ドライクーラ200と、冷却流体循環流路300と、冷却流体ポンプ400とを備えている。
The binary power generation system 1 includes a binary
バイナリー発電装置100は、作動媒体を用いたランキンサイクルの利用により電力を生成するように構成されている。バイナリー発電装置100は、作動媒体を吐出する作動媒体ポンプ150と、作動媒体ポンプ150の吸込口と吐出口とに接続された作動媒体循環流路160とを有している。バイナリー発電装置100は、作動媒体循環流路160に設けられた蒸発器110、膨張機120及び凝縮器140を更に有している。蒸発器110、膨張機120及び凝縮器140は、作動媒体ポンプ150が吐出した作動媒体がこれらを順に通過するように配置されている。バイナリー発電装置100は、膨張機120の内部ロータに接続された発電機130を更に有している。
The
蒸発器110は、作動媒体と加熱媒体(たとえば、温水)とを熱交換させることによって作動媒体を蒸発させるように構成されている。蒸発した作動媒体は、膨張機120の駆動に利用される。
The
膨張機120は、作動媒体の膨張下で駆動される内部ロータを有している。内部ロータの回転の結果、内部ロータに接続された発電機130も駆動され、電力が生成される。膨張機120として、気相の作動媒体の膨張エネルギにより回転駆動されるロータを有する容積式のスクリュ膨張機が用いられている。
The
凝縮器140は、膨張機120から流出した作動媒体を、作動媒体よりも低温の冷却流体と熱交換させるように構成されている。作動媒体は、凝縮器140において冷却流体によって冷却され、凝縮する。一方、冷却流体は、作動媒体によって加熱され昇温される。冷却流体として、水やエチレングリコール水溶液等の不凍液が用いられることが好ましい。
The
作動媒体ポンプ150は、凝縮器140から流出した液相の作動媒体を蒸発器110に送るように作動媒体循環流路160に設けられている。
The working
ドライクーラ200は、凝縮器140から流出した冷却流体を冷却するように構成されている。ドライクーラ200は、凝縮器140から流出した冷却流体を流すための伝熱管210と、伝熱管210が収容された筐体220と、筐体220の外の空気を吸い込み、筐体220内で気流を生成する複数のファン230とを有している。これらのファン230は、筐体220に設けられている。ファン230によって生成された気流は、伝熱管210を流れる冷却流体との熱交換に利用される。効率的な熱交換を得るために、伝熱管210には、複数のフィン(図示せず)が設けられている。
The
冷却流体循環流路300は、凝縮器140及び伝熱管210の間を冷却流体が循環するように凝縮器140と伝熱管210とを接続している。冷却流体循環流路300、凝縮器140及び伝熱管210によって形成される冷却流体の流路は、冷却流体への異物の混入及び外部への冷却流体の蒸発が抑制されるように外部から離隔されている。
The cooling fluid
冷却流体ポンプ400は、凝縮器140と伝熱管210との間で冷却流体を循環させるように冷却流体循環流路300に設けられている。
The cooling
バイナリー発電システム1は、ファン230及び冷却流体ポンプ400を制御する制御関連部位を更に有している。制御関連部位が、図1及び図2を参照して説明される。
The binary power generation system 1 further has control-related parts that control the
制御関連部位は、2つの温度センサ601,604と、流量センサ605と、制御部500とを含んでいる。制御部500の例示的な機能構成が、図2に示されている。
The control-related parts include two
温度センサ601は、伝熱管210から凝縮器140に向けて流れる冷却流体の温度を検出するように、冷却流体循環流路300に取り付けられている。温度センサ604は、凝縮器140から伝熱管210に向けて流れる冷却流体の温度を検出するように、冷却流体循環流路300に取り付けられている。これらの温度センサ601,604は、検出された温度を表す検出信号を生成するように構成されている。
The temperature sensor 601 is attached to the cooling fluid
流量センサ605は、凝縮器140と伝熱管210との間で循環する冷却流体の流量を検出するように、冷却流体循環流路300に取り付けられている。流量センサ605は、検出された流量を表す検出信号を生成するように構成されている。流量センサ605及び温度センサ601,604の検出信号は、ファン230が生成した気流と冷却流体との間の熱交換量の算出に利用される。
The
制御部500は、ファン230及び冷却流体ポンプ400の制御に用いられる。制御部500は、冷却流体ポンプ400の周波数(回転数)が所定の値になるように冷却流体ポンプ400を制御する一方で、ファン230の周波数(回転数)を調整するように構成されている。ファン230の周波数の調整は、バイナリー発電システム1の正味出力(以下、正味電力Wと称される)について、高い値を得るために実行される。
The
ファン230の周波数の調整に関して、制御部500は、バイナリー発電システム1の立ち上げ時において、ファン230の周波数を調整し、高い正味電力Wを得るためのファン230の周波数を見出す第1制御を行うように構成されている。バイナリー発電システム1の定常運転時には、制御部500は、ドライクーラ200内での気流と冷却流体との間の熱交換量の変化に応じて、ファン230の周波数を調整する第2制御を行うように構成されている。
Regarding the adjustment of the frequency of the
上述の正味電力Wは、バイナリー発電装置100が生成した電力Weから冷却流体ポンプ400及びファン230の駆動にそれぞれ必要とされる電力Wp,Wfを差し引いた値である(以下の数式を参照)。バイナリー発電装置100が生成した電力Weは、発電機130の生成電力から、バイナリー発電装置100内で必要とされる電力(作動媒体ポンプ150の駆動に必要な電力等)を引いた値である。
The above-mentioned net power W is a value obtained by subtracting the powers Wp and Wf required for driving the cooling
ファン230が必要とする電力Wfは、ファン230の周波数の増加関数として表され得る。ファン230の周波数が増加すると、冷却流体の温度が下がり、凝縮器140での熱交換量が増えて、凝縮器140における作動媒体の圧力が下がる。これにより、バイナリー発電装置が生成した電力Weも増える。したがって、バイナリー発電装置が生成した電力Weもファン230の周波数の増加関数として表され得る。ファン230の周波数の増加に伴う電力Wf,Weの増加量の大小関係によって、ファンの周波数の増加によって正味電力Wが増加したり、減少したりする。
The power Wf required by the
制御部500は、温度センサ601,604及び流量センサ605の検出信号を受信するように、これらに有線式又は無線式に接続されている。加えて、制御部500は、バイナリー発電装置100が生成した電力及び電力生成のためにバイナリー発電装置100内で消費された電力を表す電力情報を、バイナリー発電装置100から受け取るようにバイナリー発電装置100に接続されている。制御部500は、温度センサ601,604及び流量センサ605の検出信号並びにバイナリー発電装置100からの電力情報に基づいて、ファン230の周波数を調整するように構成されている。
The
制御部500は、メモリといった記憶素子を有しているとともに冷却流体ポンプ400及びファン230を駆動する駆動信号を、所定のプログラムの実行下で生成する回路であってもよい。制御部500は、プログラムを実行すると、電力算出部510、第1記憶部520、第2記憶部530、変更部540、熱量算出部550、第3記憶部560、第4記憶部570、ポンプ制御部580及び駆動部590等の機能が発揮される(図2を参照)。
The
電力算出部510は、ファン230及び冷却流体ポンプ400の周波数並びにバイナリー発電装置100からの電力情報に基づき、バイナリー発電システム1の正味電力Wを算出する演算機能を有している。
The
正味電力Wの算出に関して、詳細には、電力算出部510は、発電機130が生成した電力及び作動媒体ポンプ150を駆動するモータが消費した電力といった電力情報をバイナリー発電装置100から受け取り、電力情報に基づいて、電力Weを算出する。電力算出部510は、ファン230の周波数に基づいて、電力Wfを算出する。冷却流体ポンプ400の駆動に必要とされる電力Wpに関して、冷却流体ポンプ400は、上述の如く、所定の値に向けて制御されるので、冷却流体ポンプ400の駆動に必要とされる電力Wpは略一定である。したがって、電力算出部510は、電力Wpを定数として取り扱ってもよい。電力算出部510は、電力Weから電力Wf,Wpを差し引き、正味電力Wを算出する((1)式を参照)。
Regarding the calculation of the net electric power W, in detail, the electric
第1記憶部520及び第2記憶部530は、電力算出部510が行う演算処理に利用される。第1記憶部520及び第2記憶部530は、電力算出部510が実行した正味電力Wの演算の結果を一時的に記憶するように構成されている。
The
熱量算出部550は、温度センサ601,604及び流量センサ605からの検出信号に基づき、ドライクーラ200内での熱交換量(すなわち、冷却流体とファン230によって生成された気流との間の熱交換量)を算出する演算機能を有している。ドライクーラ200内での熱交換量の変化が生じた場合には、凝縮器140での熱交換量(ひいては、バイナリー発電装置100が生成する電力We)も変化する。熱量算出部550は、凝縮器140での熱交換量の変化を検出するための所定の演算処理を行うように構成されている。
The heat
第3記憶部560及び第4記憶部570は、熱量算出部550が行う演算処理に利用される。第3記憶部560及び第4記憶部570は、熱量算出部550が実行した熱交換量の演算の結果を一時的に記憶するように構成されている。
The
変更部540は、電力算出部510及び熱量算出部550からの演算処理の結果に基づいて、ファン230の周波数を変更及び設定するために設けられている。変更部540は、変更又は設定されたファン230の周波数に関する情報を駆動部590に出力するように構成されている。
The
駆動部590は、ファン230を駆動する駆動信号を生成するために設けられている。駆動部590は、変更又は設定されたファン230の周波数に関する情報を変更部540から受け取ると、変更又は設定された周波数でファン230を駆動するように構成されている。
The
ポンプ制御部580は、冷却流体ポンプ400を制御するように構成されている。冷却流体ポンプ400の周波数は、ポンプ制御部580の制御下で略一定の値に維持される。
The
バイナリー発電システム1の動作が以下に説明される。 The operation of the binary power generation system 1 will be described below.
バイナリー発電装置100の動作に関して、作動媒体ポンプ150は、蒸発器110へ作動媒体を吐出する。蒸発器110内で、作動媒体は、加熱媒体と熱交換し蒸発する。一方、加熱媒体の温度は下がる。蒸発した作動媒体は、膨張機120に流入し、膨張機120内で膨張する。作動媒体の膨張の結果、膨張機120の内部ロータが回転し、内部ロータに接続された発電機130が駆動される。この結果、発電機130は、電力を生成する。膨張機120で仕事をした作動媒体は、凝縮器140に流入する。作動媒体は、凝縮器140内で、冷却流体と熱交換し凝縮する。一方、冷却流体の温度は上昇する。凝縮した作動媒体は、作動媒体ポンプ150へ吸い込まれ、蒸発器110へ再度送り出される。
With respect to the operation of the
ドライクーラ200の動作に関して、凝縮器140で昇温した冷却流体は、冷却流体ポンプ400によって伝熱管210へ送り出される。伝熱管210を流れる冷却流体は、ファン230の駆動下で生成された気流と熱交換し、冷却流体の温度が下がる。一方、気流の温度は上がる。気流によって冷却された冷却流体は、凝縮器140に流れ、凝縮器140で作動媒体と再度熱交換する。
Regarding the operation of the
バイナリー発電システム1の立ち上げ時において高い正味電力Wを達成するファン230の周波数を決定するために制御部500によって実行される第1制御が、図3を参照して説明される。図3は、第1制御の概略的なフローチャートである。第1制御において、ファン230の周波数は、正味電力Wに基づいて決定される。
The first control performed by the
駆動部590は、所定の周波数(デフォルト値)でファン230を駆動する。このとき、電力算出部510は、ファン230の駆動に用いられているデフォルト値の周波数の下での正味電力Wを算出する(ステップS110)。詳細には、電力算出部510は、バイナリー発電装置100から受け取った電力情報から得られる電力Weから、ファン230が上述の周波数で駆動されているときに必要とされる電力Wf及び冷却流体ポンプ400の駆動に必要とされる電力Wpを差し引く((1)式を参照)。冷却流体ポンプ400の周波数は、上述の如く、ポンプ制御部580の制御下で略一定に保たれているので、電力算出部510は、電力Wpに対して所定の定数を用いてもよい。算出された正味電力Wは、第1記憶部520に書き込まれる(ステップS120)。その後、ファン230の周波数を低減するための低減調整処理(ステップS200)及びファン230の周波数を増加するための増加調整処理(ステップS300)が行われる。
The
低減調整処理が開始されると、変更部540は、低減調整処理を継続可能か否かを判定する(ステップS210)。詳細には、変更部540は、所定の減分値だけファン230の周波数を低減したとき、所定の下限周波数を下回らないか否かを判定する。下限周波数は、ファン230の周波数がファン230が停止する周波数(すなわち、0Hz)であってもよいし、ファン230が安定的に動作することが保証されている最低の周波数であってもよい。ファン230の周波数が下限周波数を下回ると判定されるならば(ステップS210:No)、ファン230に対する制御は、低減調整処理から定常運転用の第2制御(ステップS400)に移る。他の場合には(ステップS210:Yes)、変更部540は、ファン230の周波数を、所定の減分値だけ下げ、駆動部590は、低減された周波数で駆動する(ステップS220)。バイナリー発電システム1の動作が安定化するのを待つために、低減された周波数でのファン230の駆動は、所定の期間だけ継続される(ステップS230)。
When the reduction adjustment process is started, the
低減された周波数でのファン230の駆動が所定の期間だけ継続された後、電力算出部510は、低減された周波数でのファン230の駆動下における正味電力Wを算出する(ステップS240)。その後、電力算出部510は、算出された正味電力Wの値を第2記憶部530に書き込む(ステップS250)。電力算出部510は、第1記憶部520及び第2記憶部530それぞれから正味電力Wを表すデータを読み出し、読み出された正味電力Wの値を比較する(ステップS260)。
After the driving of the
第2記憶部530から読み出された正味電力Wの値が第1記憶部520から読み出された正味電力Wの値を上回っていないことは、ファン230の周波数の低減では高い正味電力Wが得られないことを意味する。この場合、ファン230に対する制御は、低減調整処理から増加調整処理に移る(ステップS260:No)。他の場合(すなわち、正味電力Wが増加している場合)には(ステップS260:Yes)、電力算出部510は、第2記憶部530から読み出されたデータを第1記憶部520に書き込む(ステップS270)。この結果、第1記憶部520内のデータは、更新前より高い正味電力Wの値に更新される。その後、ステップS210が再度実行される(すなわち、低減調整処理が繰り返される)。
The fact that the value of the net power W read from the
低減調整処理が継続可能であるとの判定結果がステップS210で得られる限り、低減調整処理は、ステップS260において、第2記憶部530から読み出された正味電力Wの値が第1記憶部520から読み出された正味電力Wの値以下になっているとの判定結果が得られるまで継続される。ステップS260において、第2記憶部530から読み出された正味電力Wの値が第1記憶部520から読み出された正味電力Wの値以下になっているとの判定結果が得られると、低減調整処理から増加調整処理への移行がなされる。
As long as the determination result that the reduction adjustment process can be continued is obtained in step S210, the value of the net power W read from the
ファン230に対する制御が、増加調整処理又は第2制御に移ったときに第1記憶部520に記憶されている正味電力Wは、増加調整処理又は第2制御の前の処理において達成された最大の値である。第1記憶部520に記憶された正味電力Wを達成した周波数が、増加調整処理又は第2制御の開始時において、ファン230の周波数として用いられる。すなわち、低減調整処理の継続可否の最初の判定処理(ステップS210)の結果、ファン230に対する制御が低減調整処理から第2制御に移ったときには、デフォルト値の周波数(ステップS120)が、第2制御の開始時におけるファン230の周波数として用いられる。低減調整処理の継続可否に関する2回目以降の判定処理(ステップS210)の結果に基づいて、ファン230に対する制御が、低減調整処理から第2制御に移ったときには、第2記憶部530から読み出され、第1記憶部520に書き込まれた正味電力W(ステップS270)を達成した周波数が、第2制御の開始時の周波数として用いられる。正味電力Wの大小関係に基づく判定処理(ステップS260)が繰り返し行われた後に、増加調整処理が実行されるときには、第2記憶部530から読み出され、第1記憶部520に書き込まれた正味電力W(ステップS270)を達成した周波数が、増加調整処理の開始時の周波数として用いられる。正味電力Wの大小関係に基づく最初の判定処理(ステップS260)の結果、ファン230に対する制御が低減調整処理から増加調整処理に移ったときには、デフォルト値から所定の減分値だけ低減された周波数が、増加調整処理の開始時にファン230の周波数として用いられる。
The net power W stored in the
増加調整処理が開始されると、変更部540は、増加調整処理の継続が可能か否かを判定する(ステップS310)。詳細には、変更部540は、第1記憶部520に記憶された正味電力Wが得られた周波数から所定の増分値だけファン230の周波数を増加したとき、ファン230の周波数が所定の上限周波数を上回らないか否かを判定する。上限周波数は、ファン230の最大許容周波数であってもよい。ファン230の周波数が上限周波数を上回ると判定されるならば(ステップS310:No)、ファン230に対する制御は、増加調整処理から定常運転用の第2制御(ステップS400)に移る。他の場合には(ステップS310:Yes)、変更部540は、ファン230の周波数を所定の増分値だけ増加し、駆動部590は、増加された周波数でファン230を駆動する(ステップS320)。バイナリー発電システム1の動作が安定化するのを待つために、増加された周波数でのファン230の駆動は、所定の期間だけ継続される(ステップS330)。
When the increase adjustment process is started, the
増加された周波数でのファン230の駆動が所定の期間だけ継続された後、電力算出部510は、増加された周波数でのファン230の駆動下での正味電力Wを算出する(ステップS340)。その後、電力算出部510は、算出された正味電力Wの値を第2記憶部530に書き込む(ステップS350)。電力算出部510は、第1記憶部520及び第2記憶部530それぞれから正味電力Wを表すデータを読み出し、読み出された正味電力Wの値を比較する(ステップS360)。
After the driving of the
第2記憶部530から読み出された正味電力Wの値が第1記憶部520から読み出された正味電力Wの値を上回っていないことは、ファン230の周波数の増加では高い正味電力Wが得られないことを意味する。この場合、ファン230に対する制御は、増加調整処理から定常運転用の第2制御に移る(ステップS360:No)。他の場合(すなわち、正味電力Wが増加している場合)には(ステップS360:Yes)、電力算出部510は、第2記憶部530から読み出されたデータを第1記憶部520に書き込む(ステップS370)。この結果、第1記憶部520内のデータは、比較的高い正味電力Wの値に更新される。その後、ステップS310が再度実行される(すなわち、増加調整処理が繰り返される)。
The fact that the value of the net power W read from the
増加調整処理が継続可能であるとの判定結果がステップS310で得られる限り、増加調整処理は、ステップS360において、第2記憶部530から読み出された正味電力Wの値が第1記憶部520から読み出された正味電力Wの値以下になっているとの判定結果が得られるまで継続される。ステップS360において、第2記憶部530から読み出された正味電力Wの値が第1記憶部520から読み出された正味電力Wの値以下になっているとの判定結果が得られると、定常運転用の第2制御が実行される(ステップS400)。
As long as the determination result that the increase adjustment process can be continued is obtained in step S310, the value of the net power W read from the
ファン230に対する制御が、増加調整処理から第2制御に移ったときに第1記憶部520に記憶されている正味電力Wは、増加調整処理において達成された最大の値である。第1記憶部520に記憶された正味電力Wを達成した周波数が、第2制御の開始時において、ファン230の周波数として用いられる。すなわち、増加調整処理の継続可否の最初の判定処理(ステップS310)の結果、ファン230に対する制御が増加調整処理から第2制御に移ったときには、増加調整処理の開始時の周波数が、第2制御の開始時においても、ファン230の周波数として用いられる。増加調整処理の継続可否に関する2回目以降の判定処理(ステップ310)の結果に基づいて、増加調整処理から第2制御に移ったときには、第2記憶部530から読み出され、第1記憶部520に書き込まれた正味電力W(ステップS370)を達成した周波数が、第2制御の開始時の周波数として用いられる。正味電力Wの大小関係に基づく最初の判定処理(ステップS360)の結果、第2制御が実行されるときには、増加調整処理の開始時の周波数から所定の増分値だけ増加された周波数が、第2制御の開始時において、ファン230の周波数として用いられる。正味電力Wの大小関係に基づく判定処理(ステップS360)が繰り返し行われた後に、第2制御が実行されるときには、第2記憶部530から読み出され、第1記憶部520に書き込まれた正味電力W(ステップS370)を達成した周波数が、第2制御の開始時にファン230の周波数として用いられる。
The net power W stored in the
第2制御は、ドライクーラ200内での熱交換量(冷却流体と気流との間での熱交換量)の変化に伴う正味電力Wの変化を鑑みて実行される。ドライクーラ200内での熱交換量の変化が生じた場合には、凝縮器140での熱交換量(ひいては、バイナリー発電装置100が生成する電力We)も変化する。バイナリー発電装置100が生成する電力Weの変化の結果、高い正味電力Wが得られるファン230の周波数の値は、上述の第1制御の下で設定された値から変化している可能性がある。第2制御は、熱交換量の変化後においても、高い正味電力Wを達成するために実行される。第2制御の概略的な処理が図4のフローチャートに示されている。
The second control is executed in consideration of the change in the net electric power W accompanying the change in the heat exchange amount (heat exchange amount between the cooling fluid and the air flow) in the
定常運転用の第2制御が開始されると、変更部540は、第1制御において最大の正味電力W(すなわち、第1記憶部520に記憶されている正味電力W)を達成した周波数にファン230の周波数を設定する(ステップS410)。駆動部590がこの周波数でファン230を駆動している間、熱量算出部550は、温度センサ601,604及び流量センサ605の検出信号に基づいて、気流と冷却流体との間の熱交換量を算出する(ステップS420)。熱量算出部550は、算出された熱交換量の値を第3記憶部560に書き込む(ステップS430)。ステップS410において設定された周波数でのファン230の駆動は、熱交換量の算出後も所定の期間だけ継続される(ステップS440)。
When the second control for steady operation is started, the
熱交換量の変化を検出するために、熱量算出部550は、熱交換量を、所定の期間の経過後に再度算出する(ステップS450)。熱量算出部550は、算出された熱交換量の値を第4記憶部570に書き込む(ステップS460)。熱量算出部550は、第3記憶部560及び第4記憶部570それぞれから熱交換量を表すデータを読み出し、読み出された熱交換量の値を比較する(ステップS470)。
In order to detect the change in the heat exchange amount, the heat
第4記憶部570から読み出された熱交換量の値が第3記憶部560から読み出された熱交換量の値を上回っているならば(ステップS470:Yes)、ドライクーラ200内での熱交換量は増加している。ドライクーラ200内での熱交換量の増加の結果、冷却流体の温度が下がるので、凝縮器140における熱交換量が増加し、バイナリー発電装置100が生成する電力Weが増加する。この場合、ファン230の周波数が低減されると、電力We,Wf間の差が大きくなり、更に大きな正味電力Wが得られる可能性がある。
If the value of the heat exchange amount read from the
したがって、熱交換量が増大しているとの判定結果が得られると(ステップS470:Yes)、低減調整処理(ステップS200)が実行される。低減調整処理のステップS210において、低減調整処理の継続ができないとの判定結果が得られると(ステップS210:No)、第2制御が再度実行される。ステップS210の最初の判定結果に基づいて、ファン230に対する制御が第2制御に戻った場合には、ファン230の周波数は維持される。ステップS210の2回目以降の判定結果に基づいて、ファン230に対する制御が第2制御に戻った場合には、低減調整処理において見出された最大の正味電力Wを達成するファン230の周波数が、第2制御においてファン230の周波数として用いられる(ステップS410)。低減調整処理において、第2記憶部530中の正味電力Wの値が第1記憶部520の正味電力Wの値を下回っているとの判定結果が得られた場合には(ステップS260:No)、増加調整処理が行われる。この場合、増加調整処理において見出された最大の正味電力を達成するファン230の周波数が、第2制御においてファン230の周波数として用いられる。
Therefore, when the determination result that the heat exchange amount is increasing is obtained (step S470: Yes), the reduction adjustment process (step S200) is executed. When the determination result that the reduction adjustment processing cannot be continued is obtained in step S210 of the reduction adjustment processing (step S210: No), the second control is executed again. When the control for the
第4記憶部570から読み出された熱交換量の値が第3記憶部560から読み出された熱交換量の値を上回っていないならば(ステップS470:No)、ドライクーラ200内での熱交換量が下がっている可能性がある。ドライクーラ200内での熱交換量が下がっている場合には、冷却流体の温度が上がっているので、凝縮器140における熱交換量が低減し、バイナリー発電装置100が生成する電力Weが低下する。電力Weの低下の結果、正味電力Wも低下する。電力Weの低下の結果、正味電力Wが低下しているならば、ファン230の周波数を増加することによって、正味電力Wが高い値に回復する可能性がある。
If the value of the heat exchange amount read from the
したがって、第4記憶部570から読み出された熱交換量の値が第3記憶部560から読み出された熱交換量の値以下であるならば、増加調整処理(ステップS300)が実行される。増加調整処理において最大の正味電力Wを達成するファン230の周波数が見出されると、ステップS410が再度実行される。再度のステップS410において、増加調整処理において最大の正味電力Wを達成した周波数がファン230の周波数として用いられる。
Therefore, if the value of the heat exchange amount read from the
ファン230に対する正味電力W、バイナリー発電装置100が生成した電力We及びファン230が消費する電力Wfの関係を表す概念的なグラフが、図5に示されている。図5のグラフは、加熱媒体の温度、作動媒体ポンプ150及び冷却流体ポンプ400の周波数が一定である条件の下で作成されている。
A conceptual graph showing the relationship between the net power W with respect to the
バイナリー発電装置100が生成する電力We及びファン230が消費する電力Wfは、ファン230の周波数について増加関数となる関係を有している。ファン230の周波数が上がれば上がるほど、ファン230が消費する電力Wfが増えるけれども、ファン230が筐体220内で作り出す気流の流量が増える。この結果、伝熱管210内を流れる冷却流体の温度も大きく下がる。冷却流体の温度が下がるので、凝縮器140における熱交換量(ひいては、蒸発器110における熱交換量)が増え、バイナリー発電装置100が生成する電力Weも増加する。
The electric power We generated by the binary
図5のグラフに関して、ファン230の周波数が比較的低いとき、ファン230の周波数の増加に伴うバイナリー発電装置100が生成する電力Weの増加率は、ファン230が消費する電力Wfの増加率を上回っている。この場合、ファン230の周波数の増加に応じて、正味電力Wが増える。一方、ファン230の周波数が比較的高いとき、バイナリー発電装置100が生成する電力Weの増加率がファン230の周波数の増加に伴って低くなる一方で、ファン230が消費する電力Wfの増加率がファン230の周波数の増加に伴って増大している。この場合、ファン230の周波数の増加に応じて、正味電力Wが低下する。したがって、正味電力Wは、図5に示されるように、ファン230の周波数が所定の値であるときにピーク値を取る。
With respect to the graph of FIG. 5, when the frequency of the
制御部500は、上述の低減調整処理及び/又は増加調整処理を通じて、ファン230の周波数を変更し、正味電力Wのピーク値を探索する。したがって、バイナリー発電システム1は、大きな正味電力Wを達成することができる。
The
ドライクーラ200の伝熱管210とバイナリー発電装置100の凝縮器140との間で循環している冷却流体の流路は、外部から離隔されている。したがって、冷却流体への異物の混入(ひいては、異物に起因する流路の詰まり)や外部への冷却流体の蒸発は生じにくい。
The flow path of the cooling fluid circulating between the
ポンプ制御部580は、冷却流体ポンプ400の周波数を略一定に保っている。したがって、電力算出部510は、冷却流体ポンプ400の消費電力を一定値として扱い、正味電力Wを簡便に算出することができる。
The
上述の実施形態の定常運転における第2制御に関して、低減調整処理を行うか、増加調整処理を行うかの判定処理は、第3記憶部560及び第4記憶部570に記憶された熱交換量の値の差に基づいて決定されてもよい。図6に示されるように、第4記憶部570への熱交換量のデータの書込(ステップS460)の後、熱量算出部550は、第3記憶部560及び第4記憶部570に書き込まれた熱交換量の値の大小関係を判定してもよい(ステップS471)。第4記憶部570に書き込まれた熱交換量の値が、第3記憶部560に書き込まれた熱交換量の値を所定値以上上回っているならば(ステップS471:Yes)、変更部540は、低減調整処理を実行する(ステップS200)。
Regarding the second control in the steady operation of the above-described embodiment, the determination process of whether to perform the reduction adjustment process or the increase adjustment process is the heat exchange amount stored in the
第4記憶部570中の熱交換量の値が第3記憶部560中の熱交換量の値を所定値以上上回っていなければ(ステップS471:No)、熱量算出部550は、ステップS471とは逆の判定処理を行う。すなわち、熱量算出部550は、第4記憶部570中の熱交換量の値が、第3記憶部560中の熱交換量の値を所定値以上下回っているか否かを判定する(ステップS472)。第4記憶部570に書き込まれた熱交換量の値が、第3記憶部560に書き込まれた熱交換量の値を所定値以上下回っているならば(ステップS472:Yes)、変更部540は、増加調整処理を実行する(ステップS300)。他の場合には(ステップS472:No)、熱量算出部550は、ステップS472の判定処理から所定の期間の経過を待つ(ステップS440)。その後、熱量算出部550は、ステップS430において第3記憶部560に書き込まれた正味電力Wが得られた周波数が維持された状態で、熱交換量を再度算出する(ステップS450)。熱量算出部550は、再度算出された熱交換量を第4記憶部570に書き込んだ後(ステップS460)、ステップS471の判定処理を再度実行する。
If the value of the heat exchange amount in the
図6に示される制御の下では、熱交換量の変化量が所定値未満であるならば、ファン230の周波数が維持されるので、ファン230の周波数の変更頻度が減る。したがって、バイナリー発電システム1の安定化された運転が得られる。
Under the control shown in FIG. 6, if the amount of change in the amount of heat exchange is less than a predetermined value, the frequency of the
上述の実施形態の立ち上げ時における第1制御に関して、増加調整処理の前に低減調整処理が行われている。しかしながら、増加調整処理が低減調整処理に先立って行われてもよい(図7を参照)。この場合、デフォルトの周波数の下で算出された正味電力Wが第1記憶部520に書き込まれた後(ステップS120)、変更部540は、増加調整処理の継続が可能か否かを判定する(ステップS310)。増加調整処理の継続が可能でないとの判定結果が得られた場合には(ステップS310:No)、ファン230に対する制御は、定常運転用の第2制御(ステップS400)に移る。
With respect to the first control at the time of startup of the above-described embodiment, the reduction adjustment process is performed before the increase adjustment process. However, the increase adjustment process may be performed prior to the decrease adjustment process (see FIG. 7). In this case, after the net power W calculated under the default frequency is written to the first storage unit 520 (step S120), the
増加調整処理の継続が可能であるとの判定結果が得られると(ステップS310:Yes)、制御部500は、増加調整処理における一連の制御動作(ステップS320〜S370)を実行する。増加調整処理は、第2記憶部530に書き込まれた正味電力Wの値が第1記憶部520に書き込まれた正味電力Wの値以下になるまで実行される。第2記憶部530に書き込まれた正味電力Wの値が第1記憶部520に書き込まれた正味電力Wの値以下になると(ステップS360:No)、ファン230に対する制御は、増加調整処理(ステップS300)から低減調整処理(ステップS200)に移る。
When the determination result that the increase adjustment process can be continued is obtained (step S310: Yes), the
低減調整処理が開始されると、変更部540は、低減調整処理の継続が可能か否かを判定する(ステップS210)。低減調整処理の継続が可能でないとの判定結果が得られた場合には(ステップS210:No)、ファン230に対する制御は、定常運転用の第2制御(ステップS400)に移る。
When the reduction adjustment process is started, the
低減調整処理の継続が可能であるとの判定結果が得られると(ステップS210:Yes)、制御部500は、低減調整処理における一連の制御動作(ステップS220〜S270)を実行する。低減調整処理は、第2記憶部530に書き込まれた正味電力Wの値が第1記憶部520に書き込まれた正味電力Wの値以下になるまで実行される。第2記憶部530中の正味電力Wの値が第1記憶部520中の正味電力Wの値以下になると(ステップS260:No)、ファン230に対する制御は、低減調整処理(ステップS200)から定常運転用の第2制御(ステップS400)に移る。
When the determination result that the reduction adjustment processing can be continued is obtained (step S210: Yes), the
増加調整処理が低減調整処理より先に行われたとしても、バイナリー発電システム1は、高い正味電力Wを達成することができる。 Even if the increase adjustment process is performed before the decrease adjustment process, the binary power generation system 1 can achieve a high net power W.
上述の実施形態に関して、温度センサ601,604からの検出信号が熱交換量の変化の検出に利用されている。温度センサ601,604に代えて、バイナリー発電システム1の周囲の温度(以下、周囲温度と称される)を検出する温度センサ607が用いられてもよい(図8を参照)。温度センサ607は、バイナリー発電システム1の周囲の周囲温度を検出するように配置されている。温度センサ607は、検出された温度を表す検出信号を生成するように構成されている。
Regarding the above-described embodiment, the detection signals from the
温度センサ607からの検出信号は、熱交換量の変化の検出(図4のステップS450)に利用される。制御部500の熱量算出部550は、ステップS450において、温度センサ607からの検出信号に基づいて、熱交換量を算出する。
The detection signal from the
ファン230は、バイナリー発電システム1の周囲の空気を取り込んで、筐体220内に気流を作り出しているので、ドライクーラ200内の熱交換量は、バイナリー発電システム1の周囲の周囲温度に影響される。バイナリー発電システム1が定常運転を行っている間、制御部500は、温度センサ607からの検出信号を受信している。
Since the
周囲温度が下がったとき、ファン230が作り出した気流の温度が下がり、ドライクーラ200内の熱交換量が増える。この場合、ファン230の周波数を下げることによって、正味電力Wは、更に高い値を取ることができる可能性がある。制御部500は、低減調整処理を実行し、バイナリー発電システム1は、更に高い正味電力Wを達成するファン230の周波数を探索する。低減調整処理の最初のステップS210(図3を参照)において、低減調整処理の継続が可能でないとの判定結果が得られたときには、ファン230の周波数は維持される。2回目以降のステップS210において、低減調整処理の継続が可能でないとの判定結果が得られたときには、ファン230は、低減調整処理において見出された周波数で駆動される。低減調整処理の継続が可能であるとの判定結果がステップS210で得られる限り、低減調整処理は、ステップS260において、第2記憶部530に記憶された正味電力Wの値が、第1記憶部520に記憶された正味電力Wの値を上回るまで継続される。その後、増加調整処理が実行される。この結果、熱交換量の変化後に高い正味電力Wを達成する周波数が、低減調整処理及び増加調整処理を通じて見出される。
When the ambient temperature drops, the temperature of the airflow created by the
周囲温度が上がると、ファン230が作り出した気流の温度が上がり、ドライクーラ200内の熱交換量(ひいては、バイナリー発電装置100が生成する電力We)が減る。電力Weの減少に伴い、正味電力Wの値は、第1制御の下で達成された値から低下している可能性がある。制御部500は、ドライクーラ200内の熱交換量が減ると、増加調整処理を実行し、高い正味電力Wを達成するファン230の周波数を探索する。増加調整処理を通じて、高い正味電力Wを達成する周波数が新たに見出されると、ファン230は、新たな周波数で駆動される。増加調整処理の結果、高い正味電力Wを達成する周波数が見出されないならば、ファン230は、増加調整処理前の周波数で駆動される。
When the ambient temperature rises, the temperature of the airflow created by the
周囲温度を検出する温度センサ607が用いられても、熱交換量の変化を検出することができるので、制御部500は、熱交換量の変化の後にファン230の周波数を新たに設定し、高い正味電力Wを達成することができる。
Even if the
上述の実施形態に関して、熱交換量の算出に流量センサ605からの検出信号が表す冷却流体の流量が用いられている。しかしながら、冷却流体の流量は、凝縮器140に流入する冷却流体の圧力と凝縮器140から流出した冷却流体の圧力との間の差に基づいて算出されてもよい。この場合、流量センサ605に代えて、これらの圧力を検出する圧力センサが冷却流体循環流路300に取り付けられる。
Regarding the above-described embodiment, the flow rate of the cooling fluid represented by the detection signal from the
1・・・・・バイナリー発電システム
100・・・バイナリー発電装置
110・・・ 蒸発器
120・・・膨張機
130・・・ 発電機
140・・・ 凝縮器
150・・・ 作動媒体ポンプ
160・・・作動媒体循環流路
200・・・ドライクーラ
210・・・伝熱管
230・・・ファン
400・・・冷却流体ポンプ
500・・・ 制御部
510・・・電力算出部
540・・・変更部
550・・・熱量算出部
1 ... Binary
Claims (6)
前記凝縮器から流出した前記冷却流体を流すための伝熱管と、前記伝熱管内を流れる前記冷却流体を空冷するための気流を形成するファンと、を有しているドライクーラと、
前記凝縮器と前記伝熱管との間で前記冷却流体を循環させる冷却流体ポンプと、
前記バイナリー発電装置が生成した電力から前記冷却流体ポンプ及び前記ファンの駆動に必要な電力を引くことにより算出される正味電力が増大するように、前記ファンの周波数を制御する制御部と、を備えている
バイナリー発電システム。 An evaporator that evaporates the working medium, an expander that is driven under the expansion of the evaporated working medium, a generator connected to the expander, and the working medium that flows out of the expander are cooled by a cooling fluid. A condenser for condensing the working medium, a working medium pump for sending the working medium flowing out of the condenser to the evaporator, and the evaporator, the expander, the condenser, and the working medium pump. A binary power generator including a working medium circulation flow path connected in this order, and
A dry cooler having a heat transfer tube for flowing the cooling fluid flowing out of the condenser and a fan forming an air flow for air-cooling the cooling fluid flowing in the heat transfer tube.
A cooling fluid pump that circulates the cooling fluid between the condenser and the heat transfer tube,
A control unit that controls the frequency of the fan is provided so that the net power calculated by subtracting the power required to drive the cooling fluid pump and the fan from the power generated by the binary power generator is increased. Binary power generation system.
前記制御部は、前記冷却流体と前記気流との間の熱交換量の変化に基づいて、前記正味電力が増大するように前記ファンの前記周波数を制御する
バイナリー発電システム。 In the binary power generation system according to claim 1,
The control unit is a binary power generation system that controls the frequency of the fan so that the net power is increased based on the change in the amount of heat exchange between the cooling fluid and the air flow.
前記ファンは、前記バイナリー発電システムの周囲の空気を取り込んで前記気流を生成し、
前記制御部は、前記バイナリー発電システムの周囲の周囲温度に基づいて、前記熱交換量を算出する
バイナリー発電システム。 In the binary power generation system according to claim 2.
The fan takes in the air around the binary power generation system to generate the airflow.
The control unit is a binary power generation system that calculates the heat exchange amount based on the ambient temperature around the binary power generation system.
前記制御部は、前記ファンの前記周波数を変更及び設定可能に構成された変更部と、前記ファンの前記周波数の変更前後おける正味電力を算出する電力算出部と、を含み、
前記変更部は、前記電力算出部によって算出された前記正味電力のうちいずれか大きい方を、前記ファンの周波数に設定する
バイナリー発電システム。 In the binary power generation system according to claim 1 or 3.
The control unit includes a change unit configured to change and set the frequency of the fan, and a power calculation unit for calculating the net power before and after the change of the frequency of the fan.
The change unit is a binary power generation system that sets the larger of the net power calculated by the power calculation unit to the frequency of the fan.
前記制御部は、前記バイナリー発電システムの周囲の周囲温度に基づいて、前記冷却流体と前記気流との間の熱交換量を算出する熱量算出部を含み、
前記変更部は、前記変更部による前記ファンの前記周波数の変更後における前記熱量算出部によって算出された前記熱交換量の変化に基づいて、前記正味電力が増大するように前記ファンの前記周波数を再度設定する
バイナリー発電システム。 In the binary power generation system according to claim 4.
The control unit includes a heat quantity calculation unit that calculates a heat exchange amount between the cooling fluid and the air flow based on the ambient temperature around the binary power generation system.
The change unit adjusts the frequency of the fan so that the net power increases based on the change in the heat exchange amount calculated by the heat amount calculation unit after the frequency of the fan is changed by the change unit. Binary power generation system to be reconfigured.
前記制御部は、前記冷却流体ポンプの周波数を所定の値に向けて制御する
バイナリー発電システム。 In the binary power generation system according to any one of claims 1 to 5.
The control unit is a binary power generation system that controls the frequency of the cooling fluid pump toward a predetermined value.
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