JP4408269B2 - Waste heat recovery system and cogeneration system - Google Patents
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Description
本発明は熱機関あるいは燃料電池等の排熱装置の排熱で水を加熱して得た湯水を貯湯タンクに貯湯して、前記湯水を前記貯湯タンクから負荷に供給する排熱回収システム、および前記排熱回収システムを備えるコージェネレーションシステムに関する。 The present invention relates to an exhaust heat recovery system for storing hot water obtained by heating water with exhaust heat of a heat exhaust device such as a heat engine or a fuel cell in a hot water storage tank, and supplying the hot water from the hot water storage tank to a load, and The present invention relates to a cogeneration system including the exhaust heat recovery system.
熱機関で駆動される発電機、あるいは燃料電池等を運転して電力を供給するとともに、前記熱機関あるいは燃料電池の排熱を回収して、給湯器や空調機器などの熱負荷に供給するコージェネレーションシステム(電熱併給システム)において、電力の需要と、熱需要の時間的なずれを解消するために、排熱で水を加熱して得た湯水を貯湯タンクに貯湯して、前記湯水を前記貯湯タンクから負荷に供給する貯湯タンク式の排熱回収システムを備えることが知られている(特許文献1)。 A power generator driven by a heat engine or a fuel cell is operated to supply power, and exhaust heat from the heat engine or fuel cell is recovered and supplied to a heat load such as a water heater or an air conditioner. In a generation system (electric and heat combined supply system), in order to eliminate the time lag between the demand for power and the demand for heat, hot water obtained by heating water with exhaust heat is stored in a hot water storage tank, and the hot water is stored in the hot water tank. It is known to include a hot water storage tank type exhaust heat recovery system that supplies a load from a hot water storage tank (Patent Document 1).
図3は、特許文献1に開示されたコージェネレーションシステムの排熱回収システムの概念図である。図3に示す排熱回収システム900は、発電用ガスエンジン901の排熱で水を加熱して得た湯水を貯湯タンク902に貯湯して、前記湯水を図示しない給湯負荷に供給するシステムであり、貯湯熱交換器903、貯湯回路904、循環比例弁905、循環サーミスタ906、循環ポンプ907、バイパス回路908、貯湯弁909を備えている。なお、図中に付した矢印は管路の流れの方向を示している。
FIG. 3 is a conceptual diagram of the exhaust heat recovery system of the cogeneration system disclosed in
ガスエンジン901の冷却水は貯湯熱交換器903の1次側903aに流入し、2次側903bを流れる貯湯タンク902の湯水と熱交換して、ガスエンジン901に還流する。
The cooling water of the
貯湯タンク902に貯湯された湯水は、貯湯タンク902の下部から流出して、循環比例弁905を通って貯湯熱交換器903の2次側903bに流入して、ガスエンジン901の冷却水と熱交換して加熱される。加熱された前記湯水は循環ポンプ907を通って、貯湯タンク902の上部に還流する。このように貯湯タンク902と貯湯熱交換器903の2次側903bの間を循環する湯水の循環路を貯湯回路904と呼ぶことにする。循環サーミスタ906は、貯湯熱交換器903の2次側903bの下流で前記湯水の温度を検出する温度センサであり、循環ポンプ907は前記湯水を貯湯回路904で循環させるポンプである。なお、貯湯回路904を循環する湯水の一部は図示しない給湯負荷に流出して消費される。
The hot water stored in the hot
バイパス回路908は、循環ポンプ907から吐出する湯水の一部をバイパスさせて、貯湯熱交換器903の2次側903bの上流に還流する管路であり、貯湯弁909はバイパス回路908を開閉する弁である。また、循環比例弁905は貯湯回路904を流れる湯水の流量を調整する調整弁であり、循環サーミスタ906が検出する前記湯水の温度に応じて開閉する。すなわち、前記温度が基準より低い場合は、循環比例弁905を閉じて、バイパス回路908を流れる前記湯水の流量を増やし、(貯湯回路904を流れる前記湯水の流量を減らす)、前記温度が基準より高い場合は、循環比例弁905を開いて、バイパス回路908を流れる前記湯水の流量を減らす(貯湯回路904を流れる前記湯水の流量を増やす)。
このように、特許文献1の排熱回収システムは、貯湯弁909を開くことによって、貯湯回路904を循環する湯水の量を減らして、貯湯タンク902に高温の湯水を蓄えることができるが、循環ポンプ907を常に一定速度で運転するので、循環ポンプ907の消費電力が大きいという問題がある。
また、バイパス回路908が放熱源となり省エネ性を損なうという問題がある。
As described above, the exhaust heat recovery system of
Further, there is a problem that the
本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、貯湯回路循環用のポンプの消費電力を低減するとともに、省エネ性を高めた排熱回収システムおよび、これを使用するコージェネレーションシステムを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and provides an exhaust heat recovery system that reduces the power consumption of a pump for circulating hot water storage circuits and improves energy saving, and a cogeneration system using the exhaust heat recovery system. The purpose is to do.
本発明に係る排熱回収システムの第1の構成は、排熱装置の排熱を運搬する第1の熱媒が流れる1次側流路と第2の熱媒が流れる2次側流路を有する第1の熱交換手段と、前記排熱装置と前記第1の熱交換手段の間を前記第1の熱媒が循環する第1の循環路と、前記第2の熱媒を蓄える蓄熱手段と、前記第1の熱交換手段と前記蓄熱手段の間を前記第2の熱媒が循環する第2の循環路を備える排熱回収システムにおいて、前記第1の循環路の前記熱交換手段の下流で前記第1の熱媒の温度を検出する温度検出手段と、前記第2の循環路に装置されて、前記第2の熱媒を圧送する流量可変な圧送手段と、前記温度検出手段の検出温度に従って、前記圧送手段の流量を調整する制御手段とを備えることを特徴とする。 The first configuration of the exhaust heat recovery system according to the present invention includes a primary side channel through which a first heat medium that transports exhaust heat of the exhaust heat apparatus flows and a secondary side channel through which a second heat medium flows. First heat exchange means, a first circulation path through which the first heat medium circulates between the heat exhaust device and the first heat exchange means, and heat storage means for storing the second heat medium. And an exhaust heat recovery system comprising a second circulation path through which the second heat medium circulates between the first heat exchange means and the heat storage means, in the heat exchange means of the first circulation path A temperature detecting means for detecting the temperature of the first heat medium downstream; a pressure-feeding means that is installed in the second circulation path and that pumps the second heat medium; And control means for adjusting the flow rate of the pressure feeding means according to the detected temperature.
この構成によれば、熱交換手段の下流における第1の熱媒の温度に応じて圧送手段の流量を調整するので、前記圧送手段の消費電力を最小にすることができる。また、第2の熱媒の温度に係わらず、第1の熱媒を所定温度まで冷却でき、排熱装置を十分に冷却することができる。 According to this configuration, since the flow rate of the pressure feeding means is adjusted according to the temperature of the first heat medium downstream of the heat exchange means, the power consumption of the pressure feeding means can be minimized. Moreover, irrespective of the temperature of the second heat medium, the first heat medium can be cooled to a predetermined temperature, and the exhaust heat apparatus can be sufficiently cooled.
なお、ここで排熱装置とは、本来の目的である出力を得るために、副次的かつ必然的に熱を発生する装置であり、ガスエンジン、ディーゼルエンジン、ガスタービンなどの熱機関、特に発電用の熱機関がその代表であるが、燃料電池のように化学反応から直接電力を得て、その過程で熱を排出する装置も、排熱装置に含まれる。 Here, the exhaust heat device is a device that generates a secondary and inevitably heat in order to obtain an output that is the original purpose, and is a heat engine such as a gas engine, a diesel engine, or a gas turbine, in particular. A representative example is a heat engine for power generation, but a device that obtains electric power directly from a chemical reaction and discharges heat in the process, such as a fuel cell, is also included in the exhaust heat device.
また、熱媒とは熱を運搬する流体であり、液体、気体の別を問わない。また熱の移動の過程で、状態変化を伴う物質、伴わない物質のいずれであってもよい。 The heat medium is a fluid that carries heat, regardless of whether it is liquid or gas. In addition, the substance may be either a substance accompanied by a state change or a substance not accompanied during the heat transfer process.
また、流量可変な圧送手段は可変速ポンプに限られるものではない。例えば、能力の異なる複数のポンプを並列に配置して、前記複数のポンプを切り替えて、あるいは組み合わせて運転するなど、種々の手段を選択できる。 Further, the pressure feeding means with variable flow rate is not limited to the variable speed pump. For example, various means such as arranging a plurality of pumps having different capacities in parallel and switching the plurality of pumps or operating them in combination can be selected.
本発明に係る排熱回収システムの第2の構成は、前記第1の構成において、前記第2の循環路に装置されて、前記第2の熱媒の流量を調整する流量調整弁を備えるとともに、前記制御手段は、前記温度検出手段の検出温度に従って、前記流量調整弁の開度を調整することを特徴とする。 A second configuration of the exhaust heat recovery system according to the present invention includes, in the first configuration, a flow rate adjustment valve that is installed in the second circulation path and adjusts the flow rate of the second heat medium. The control means adjusts the opening of the flow rate adjusting valve according to the temperature detected by the temperature detecting means.
この構成によれば、第2の熱媒の流量を調整する流量調整弁を備えるので、前記第2の熱媒の流量を微調整することができる。 According to this configuration, since the flow rate adjustment valve for adjusting the flow rate of the second heat medium is provided, the flow rate of the second heat medium can be finely adjusted.
本発明に係る排熱回収システムの第3の構成は、前記第1又は第2の構成において、前記第1の熱媒が流れる1次側流路と熱負荷に熱を運搬する第3の熱媒が流れる2次側流路を有する第2の熱交換手段を備えることを特徴とする。 According to a third configuration of the exhaust heat recovery system of the present invention, in the first or second configuration, a third heat that conveys heat to a primary flow path and a heat load through which the first heat medium flows. It has the 2nd heat exchange means which has the secondary side flow path through which a medium flows, It is characterized by the above-mentioned.
この構成によれば、第1の熱交換手段に加えて第2の熱交換手段を有するので、排熱の利用先が増える。 According to this configuration, since the second heat exchanging means is provided in addition to the first heat exchanging means, the use destination of the exhaust heat increases.
本発明に係る排熱回収システムの第4の構成は、前記第3の構成において、前記第1の熱交換手段と前記第2の熱交換手段は前記第1の循環路に直列に配列されることを特徴とする。 In a fourth configuration of the exhaust heat recovery system according to the present invention, in the third configuration, the first heat exchange means and the second heat exchange means are arranged in series in the first circulation path. It is characterized by that.
この構成によれば、第1の熱交換手段と第2の熱交換手段を第1の循環路に直列に配列するので、前記熱交換手段から流出する低温の第1の熱媒から更に排熱を回収できる。 According to this configuration, since the first heat exchanging means and the second heat exchanging means are arranged in series in the first circulation path, the heat is further exhausted from the low temperature first heat medium flowing out from the heat exchanging means. Can be recovered.
本発明に係る排熱回収システムの第5の構成は、前記第3の構成において、前記排熱装置と前記第2の熱交換手段の間を前記第1の熱媒が循環する第3の循環路を備えるとともに、前記第3の循環路は前記第1の循環路に対して並列に配列されることを特徴とする。 In a fifth configuration of the exhaust heat recovery system according to the present invention, in the third configuration, a third circulation in which the first heat medium circulates between the exhaust heat device and the second heat exchange means. The third circulation path is arranged in parallel to the first circulation path.
この構成によれば、第3の循環路は第1の循環路に対して並列に配列されるので、第2の熱交換手段は高温の第1の熱媒から効率良く排熱を回収できる。 According to this configuration, since the third circulation path is arranged in parallel to the first circulation path, the second heat exchange means can efficiently recover the exhaust heat from the high-temperature first heat medium.
本発明に係るコージェネレーションシステムの構成は、前記第1乃至第5の何れかの構成に係る排熱回収システムを備えることを特徴とする。 The configuration of the cogeneration system according to the present invention includes the exhaust heat recovery system according to any one of the first to fifth configurations.
この構成によれば、発電手段の排熱を有効に利用しつつ、前記発電用手段を十分に冷却できるので、コージェネレーションシステムの性能が向上する。 According to this configuration, since the power generation means can be sufficiently cooled while effectively using the exhaust heat of the power generation means, the performance of the cogeneration system is improved.
以上のように本発明によれば、バイパス回路が不要になるので、バイパス回路からの放熱がなくなり省エネ性が向上するとともに、蓄熱手段に蓄えられる第2の熱媒の温度を高くできるので、前記蓄熱手段が小型になり、排熱回収システムあるいはコージェネレーションシステムをコンパクトに纏める効果がある。また、圧送手段の消費電力が下がるので、更に省エネ性が向上する。 As described above, according to the present invention, since the bypass circuit is unnecessary, heat dissipation from the bypass circuit is eliminated, energy saving is improved, and the temperature of the second heat medium stored in the heat storage means can be increased. The heat storage means is reduced in size, and the exhaust heat recovery system or the cogeneration system is effectively integrated. Moreover, since the power consumption of the pressure feeding means is reduced, the energy saving performance is further improved.
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施例1に係るコージェネレーションシステムの熱供給系の配管系統図である。図1に示す熱供給系1は、図示しない発電用ガスエンジンの排熱を回収して、前記排熱を、暖房、給湯および風呂水の加熱(追い焚き)に利用するシステムであり、貯湯タンク2、貯湯熱交換器3、暖房低温熱交換器4、補助熱源機5、暖房高温熱交換器6、風呂熱交換器7、および後述するその他の機器から構成される。なお、補助熱源機5はガスを燃料とするが、補助熱源機5に燃料を供給する管系は図示を省略している。また、熱供給系1を含むコージェネレーションシステムは図示しない制御用のコンピュータの支配を受けている。以下の説明においては、前記制御用のコンピュータの指令によって、熱供給系1の構成機器が動作することを、単に「制御される」と表現する。
FIG. 1 is a piping diagram of a heat supply system of a cogeneration system according to
さて、熱供給系1の配管は、貯湯系10、排熱系20、暖房系30、給湯系40、浴槽系50および給水系60の6系統に大別される。以下、系統毎に構成機器とその機能を説明する。
Now, the piping of the
〔貯湯系〕
貯湯系10は、貯湯タンク2の下部から供給される湯水を、貯湯熱交換器3の2次側3bに通水して、排熱系20から供給される排熱で加熱して、貯湯タンク3の上部に帰還させる配管系統である。
[Hot water storage system]
The hot
貯湯系10は、循環比例弁101、循環ポンプ102、圧力スイッチ103、バキュームブレーカ104、貯湯サーミスタ105,106,107,108および逃し弁109を備えて、貯湯タンク2→循環比例弁101→貯湯熱交換器3の2次側3b→循環ポンプ102→貯湯タンク2の循環路(第2の循環路)を形成している。
The hot
循環比例弁101は、貯湯タンク2の下部と給水系60をつなぐ配管と貯湯熱交換器3の2次側3bの入口の間にあって、前記循環路を流れる湯水の流量が適量になるようにその開度を制御される弁である。
The circulation
循環ポンプ102は、貯湯熱交換器3の2次側3bの出口から吐出する湯水を給湯タンク2の上部まで揚水して、前記循環路を循環させる圧送手段であり、前記循環路を流れる湯水の流量が適量になるようにその流量を制御される。
The
圧力スイッチ103は、断水検知用のスイッチであり断水時循環ポンプへのエアー噛みを防ぐためシステムダウンさせるスイッチである。 The pressure switch 103 is a switch for detecting water breakage, and is a switch that causes the system to go down to prevent air from being caught in the circulation pump at the time of water breakage.
バキュームブレーカ104は断水等で缶体内が負圧になったときに開き貯湯タンク2が負圧により破損することを防止する。
The
貯湯サーミスタ105〜108は、貯湯タンク2の胴体に取り付けられて、貯湯タンク2内の湯水の温度を検出する温度センサである。
The hot
逃し弁109は貯湯タンク2の下部に取り付けられて、貯湯タンク2の圧力が異常に上昇した場合に、開放されて貯湯タンク2内部の湯水を排出する安全弁である。
The
なお、貯湯タンク2の下部は、給水系60につながれていて、給水系60の給水圧は、貯湯タンク2の内部の湯水の圧力とバランスしている。つまり、貯湯タンク2内部の水圧が所定の水準にあるときは給水は停止し、貯湯タンク2内部の湯水が消費されて、水圧が低下すると給水が行われる。
In addition, the lower part of the hot water storage tank 2 is connected to the
〔排熱系〕
排熱系20は、前記発電用ガスエンジンから帰還する高温の冷却水を、貯湯熱交換器3の1次側3aに通水し、続いて暖房低温熱交換器4の1次側4aに通水することによって、前記発電用ガスエンジンの排熱を、貯湯系10および暖房系30に供給するとともに、排熱を失って低温になった冷却水を前記発電用ガスエンジンに送給する配管系統である。
[Exhaust heat system]
The
排熱系20は、排熱戻り口201、余剰電力回収ヒーター202、循環サーミスタ203、排熱サーミスタ204、冷却水タンク205、排熱ポンプ206および排熱往き口207を備え、前記発電用ガスエンジン→排熱戻り口201→貯湯熱交換器3の1次側3a→暖房低温熱交換器4の1次側4a→冷却水タンク205→排熱ポンプ206→排熱往き口207→前記発電用ガスエンジンの冷却水循環路(第1の循環路)を形成している。
The
排熱戻り口201は、前記発電用ガスエンジンの冷却ジャケットから帰還する高温の冷却水が流入するポートである。
The exhaust
余剰電力回収ヒーター202は、前記発電用ガスエンジンの発電能力に余剰が生じた場合に、その余剰電力を熱に変換して冷却水に伝熱して回収するヒーターであり、排熱戻り口201と、貯湯熱交換器3の1次側3aの間に備えられる。
The surplus
循環サーミスタ203は、貯湯熱交換器3の1次側3aの出口における冷却水の温度を検出する温度センサである。なお、循環サーミスタ203と貯湯熱交換器3の間には適当な距離が必要である。貯湯熱交換器3は熱容量が大きいので、貯湯熱交換器3の温度は、冷却水の温度に遅れて変化するから、循環サーミスタ203を貯湯熱交換器3に近づけすぎると、結局、貯湯熱交換器3の温度を検出してしまい、冷却水の温度を検出できないからである。
The
また、循環サーミスタ203が検出する冷却水の温度は、循環ポンプ102の流量および循環比例弁101の開度にフィードバックされる。つまり、循環サーミスタ203が検出する冷却水の温度が基準より高い場合は、循環ポンプ102の流量を上げ、循環比例弁101を開いて、貯湯熱交換器3の2次側3bを流れる貯湯系10の湯水の流量を増やし、逆に前記冷却水の温度が基準より低い場合は、循環ポンプ102の流量を下げ、循環比例弁101を閉じて、貯湯熱交換器3の2次側3bを流れる貯湯系10の湯水の流量を減らす。
Further, the temperature of the cooling water detected by the
なお、前述の貯湯系10の湯水の流量の調整は、主として循環ポンプ102の流量の増減で行い、循環比例弁101の開閉により前記流量の微調整を行う。
The flow rate of the hot water in the hot
排熱サーミスタ204は、暖房低温熱交換器4の1次側4aの出口における冷却水の温度を検出する温度センサである。
The
排熱サーミスタ204が検出する冷却水の温度は、補助熱源機5の運転にフィードバックされる。つまり、排熱サーミスタ204が検出する冷却水の温度が基準を下回った場合は、暖房低温熱交換器4だけでは暖房系30に十分な熱を供給できないので、補助熱源機5の火力を増勢し、暖房高温熱交換器6による暖房水の加熱量を増やす。
The temperature of the cooling water detected by the
冷却水タンク205は、給水系60から給水を受けて、前記冷却水循環路の途中で蒸発した冷却水を補充するとともに、冷却水の温度を一定値以下に保つタンクである。
The cooling
排熱ポンプ206は冷却水を前記冷却水循環路で循環させるポンプである。
The
排熱往き口207は、排熱を放出して低温になった冷却水を前記発電用ガスエンジンの冷却ジャケットに送出するポートである。
The
〔暖房系〕
暖房系30は、図示しない暖房機(例えば、ファンコイルユニットや床暖房ユニット)から帰還する低温の暖房水(暖房用熱媒)を、暖房低温熱交換器4の2次側4bに通水し、続いて暖房高温熱交換器6の2次側6bに通水することによって、加熱し、高温になった暖房水を前記暖房機に送給する配管系統である。
[Heating system]
The
暖房系30は、暖房水戻り口301、暖房水タンク302、リターン回路303、暖房ポンプ304、暖房サーミスタ305および暖房往き口306を備え、前記暖房機→暖房水戻り口301→暖房低温熱交換器4の2次側4b→暖房高温熱交換器6の2次側6b→暖房水タンク302→暖房ポンプ304→暖房往き口306→前記暖房機の暖房水循環路を形成する。
The
暖房水戻り口301は、前記暖房機から帰還する低温の冷却水が流入するポートである。
The heating
暖房水タンク302は、暖房高温熱交換器6の2次側6bの下流にあって、給水系60から給水を受けて、前記暖房循環路の途中で蒸発した暖房水を補充して、暖房水の水位を一定範囲内に保つタンクである。
The
リターン回路303は、暖房機側回路が閉止された場合に、暖房水を暖房往き口306側から暖房高温熱交換器6の2次側6b側に戻す管系である。
The
暖房ポンプ304は暖房水を前記暖房水循環路で循環させるポンプである。
The
暖房サーミスタ305は暖房ポンプ304の下流又は上流において、暖房水の温度を検出する温度センサである。
The
暖房往き口306は、高温になった暖房水を前記暖房機に送出するポートである。
The
〔給湯系〕
給湯系40は、貯湯系10から供給される湯水を補助熱源機5に通水して加熱し、暖房高温熱交換器6の1次側6a及び風呂熱交換器7の1次側7aに通水して、暖房系30及び浴槽系50に熱を供給するとともに、湯水を浴槽系50及び、図示しない端末(例えば、カランやシャワーヘッド)に供給する配管系統である。
[Hot water system]
The hot
給湯系40は、BU水量センサ401、BU入サーミスタ402、BU出サーミスタ403、暖房弁404、風呂弁405、湯比例弁408、水比例弁409、給湯サーミスタ410、給湯口411を備える。
The hot
貯湯系10から給湯系40に供給された湯水は、補助熱源機5に通水され、所定温度に加熱される。加熱されて補助熱源機5を出た湯水は、暖房高温熱交換器6の1次側6aに向かう流れと、風呂熱交換器7、浴槽系50および給湯口411に向かう流れに分かれる。
Hot water supplied from the hot
BU水量センサ401は、貯湯系10から補助熱源機5に流入する湯水の流量を検出するセンサである。
The BU
BU入サーミスタ402は、補助熱源機5に流入する湯水の温度を検出する温度センサである。
The
BU出サーミスタ403は、補助熱源機5から流出する湯水の温度を検出する温度センサである。
The
暖房高温熱交換器6の1次側6aに流入して、暖房系30の暖房水と熱交換して低温になった湯水は暖房弁404を経由して、貯湯熱交換器3の2次側3bと循環ポンプ102の中間の位置で貯湯系10に還流する。
The hot water that has flowed into the primary side 6a of the heating high-temperature heat exchanger 6 and exchanged heat with the heating water of the
暖房弁404は、暖房高温熱交換器6の1次側6aに流入する湯水の流量を調整するためにその開度を制御される弁である。
The
風呂熱交換器7の1次側7aに流入して、浴槽系50の風呂水と熱交換して低温になった湯水は風呂弁405を経由して、貯湯熱交換器3の2次側3bの入り口で貯湯系10に還流する。
The hot water that has flowed into the
風呂弁405は、風呂熱交換器7の1次側7aに流入する湯水の流量を調整するためにその開度を制御される弁である。
The
湯比例弁408を経由した湯水は、給水系60から水比例弁409を経由して供給された給水と混合されて混合水となって給湯口411に流れる。また前記混合水は浴槽系50にも流出する。
The hot water passing through the hot water
給湯サーミスタ410は前記混合水の温度を検出するセンサである。
The hot
給湯口411は、カランやシャワーヘッド等の端末に繋がるポートである。
The hot
〔浴槽系〕
浴槽系50は、図示しない浴槽に張られた風呂水を、風呂熱交換器7の2次側7bに通水して加熱(追い焚き)するとともに、給湯系40から供給される湯水を前記浴槽に供給(湯はり)する配管系統である。
[Bathtub system]
The
浴槽系50は、風呂戻り口501、風呂ポンプ502、風呂往き口503、水位センサ504、風呂サーミスタ505、風呂水流スイッチ506、複合水弁508を備え、前記浴槽→風呂戻り口501→風呂熱交換器7の2次側7b→風呂ポンプ502→風呂往き口503→前記浴槽の風呂水循環路を形成する。
The
風呂戻り口501は前記浴槽から還流する風呂水を受け入れるポートである。 The bath return port 501 is a port for receiving bath water returning from the bathtub.
風呂ポンプ502は、前記風呂水循環路で風呂水を循環させるポンプである。
The
風呂往き口503は前記浴槽に風呂水を送給するポートである。
A
水位センサ504は、前記浴槽の水位を検出するセンサである。
The
風呂サーミスタ505は前記浴槽の風呂水の温度を検出する温度センサである。
The
風呂水流スイッチ506は、図示しない制御用のコンピュータから風呂ポンプ502に運転指令が出ているにもかかわらず、水流が検出されない場合(浴槽に水がない場合、風呂ポンプのエアー噛み、風呂ポンプの故障)に、警報を発し風呂ポンプ502の運転指令を取り消す。
The bath
なお、複合水弁508は、湯はり弁509と湯はり水量センサ510と逆止弁?を備えている。
The
湯はり弁509は、給湯系40から浴槽系50に自動湯はりを行う弁である。
The
湯はり水量センサ510は、浴槽に自動湯はりするときの水量を検出するセンサである。
The hot
〔給水系〕
給水系60は、図示しない上水から供給される給水を、貯湯系10、排熱系20、暖房系30および給湯系40に供給する配管系である。
[Water supply system]
The
給水系60は、給水口601、補給水閉止弁602、減圧弁603、給水サーミスタ604、給水水量センサ605、逆止弁606、607、排熱補給水弁608、暖房補給水弁609を備える。
The
給水口601は、図示しない上水から水道水の供給を受けるポートである。
The
補給水閉止弁602は、排熱系20および暖房系30への給水、つまり冷却水タンク205の冷却水の補充および暖房水タンク302の暖房水の補充を閉止する弁である。
The makeup
減圧弁603は、給水圧を調整する弁である。 The pressure reducing valve 603 is a valve that adjusts the supply water pressure.
給水サーミスタ604は、給水の温度を検出する温度センサである。 The water supply thermistor 604 is a temperature sensor that detects the temperature of the water supply.
給水水量センサ605は貯湯系10および給湯系40への給水の流量を検出するセンサである。
A water
逆止弁606、607は貯湯系10および給湯系40からの給水の逆流を防止する弁である。
The
排熱補給水弁608は、冷却水タンク205に供給する給水の量を調整する弁である。
The exhaust heat
暖房補給水弁609は、暖房水タンク302に供給する給水の量を調整する弁である。
The heating replenishing
図2は、本発明の実施例2に係るコージェネレーションシステムの熱供給系の概念図である。図2に示す熱供給系1’は熱供給系1と同様、図示しない発電用ガスエンジンの排熱を回収して、前記排熱を、暖房、給湯および風呂水の加熱(追い焚き)に利用するシステムであり、ほぼ同一の機器で構成され、貯湯系、排熱系、暖房系、給湯系、浴槽系および給水系の6系統の配管系を備えているが、給湯系、浴槽系および給水系については、熱供給系1に対して特筆すべき差異がないので図示を省略している。
以下、熱供給系1との差異に注目しながら、熱供給系1’の構成を説明する。
FIG. 2 is a conceptual diagram of the heat supply system of the cogeneration system according to the second embodiment of the present invention. The
Hereinafter, the configuration of the
〔貯湯系〕
熱供給系1’の貯湯系10は、湯水の循環路の中に補助熱源機5が含まれる点で、熱供給系1と異なる。すなわち、熱供給系1’の貯湯系10は貯湯タンク2→循環ポンプ102→貯湯熱交換器3の2次側3b→循環比例弁101→補助熱源機5→貯湯タンク2の循環路(第2の循環路)を備えている。なお、補助熱源機5から吐出する湯水の一部は暖房高温熱交換器6の1次側6aに通水されて、暖房系30の暖房水と熱交換して、前記循環路に還流するほか、図示しない給湯系に供給されて、図示しない浴槽系に熱を供給し、また、図示しない端末で消費される。
[Hot water storage system]
The hot
〔排熱系〕
熱供給系1’の排熱系20も、図示しない発電用ガスエンジンの排熱で貯湯系10の湯水と、暖房系30の暖房水を加熱する点では、熱供給系1と同じだが、貯湯熱交換器3の1次側3aと、暖房低温熱交換器4の1次側4aが並列に結合されている点で異なる。すなわち、排熱戻り口201から流入した冷却水は、2つの管路に分岐してそれぞれ、貯湯熱交換器3の1次側3aと、暖房低温熱交換器4の1次側4aに流入して、熱交換を終えて、貯湯熱交換器3の1次側3aと、暖房低温熱交換器4の1次側4aから流出した冷却水は再び合流して排熱往き口207から前記発電用ガスエンジンに還流する。つまり、熱供給系1’の排熱系20には、前記発電用ガスエンジンと貯湯熱交換器3の1次側3aの間で冷却水が循環する循環路(第1の循環路)と、前記発電用ガスエンジンと暖房低温熱交換器4の1次側4aの間で冷却水が循環する循環路(第3の循環路)の2系統の循環路が並列に配置されている。また、循環サーミスタ203は貯湯熱交換器3の1次側3aと暖房低温熱交換器4の1次側4aの合流部の下流に取り付けられている。
[Exhaust heat system]
The
なお、208は三方弁である。三方弁208は貯湯熱交換器3に流れる冷却水と、暖房低温熱交換器4に流れる冷却水の流量比率を調整する調整弁である。
Note that 208 is a three-way valve. The three-
〔暖房系〕
熱供給系1’の暖房系30は、暖房低温熱交換器4の2次側4bと、暖房高温熱交換器6の2次側6bが直列に接続されて、図示しない暖房機の暖房水に熱が供給される。これは熱供給系1と全く同一である。
[Heating system]
In the
また、熱供給系1と同様に、循環サーミスタ203が検出する冷却水の温度は、循環ポンプ102の流量および循環比例弁101の開度にフィードバックされる。
Similarly to the
このように、本発明の排熱回収システムは、貯湯系の循環ポンプを可変速ポンプにしたので、循環ポンプの消費電力が低下する。また、排熱系を流れる冷却水の温度が一定水準以下になるように貯湯系の湯水の量を調整できるので、エンジンを十分に冷却することができ、エンジンを高負荷で運転することができる。 Thus, in the exhaust heat recovery system of the present invention, the hot water storage circulation pump is a variable speed pump, so the power consumption of the circulation pump is reduced. In addition, since the amount of hot water in the hot water storage system can be adjusted so that the temperature of the cooling water flowing through the exhaust heat system is below a certain level, the engine can be sufficiently cooled and the engine can be operated at a high load. .
1 熱供給系
2 貯湯タンク
3 貯湯熱交換器
4 暖房低温熱交換器
5 補助熱源機
6 暖房高温熱交換器
7 風呂熱交換器
10 貯湯系
20 排熱系
30 暖房系
40 給湯系
50 浴槽系
60 給水系
101 循環比例弁
102 循環ポンプ
103 圧力スイッチ
104 バキュームブレーカ
105〜108 貯湯サーミスタ
109 逃し弁
201 排熱戻り口
202 余剰電力回収ヒーター
203 循環サーミスタ
204 排熱サーミスタ
205 冷却水タンク
206 排熱ポンプ
207 排熱往き口
208 三方弁
301 暖房水戻り口
302 暖房水タンク
303 リターン回路
304 暖房ポンプ
305 暖房サーミスタ
306 暖房往き口
401 BU水量センサ
402 BU入サーミスタ
403 BU出サーミスタ
404 暖房弁
405 風呂弁
408 湯比例弁
409 水比例弁
410 給湯サーミスタ
411 給湯口
501 風呂戻り口
502 風呂ポンプ
503 風呂往き口
504 水位センサ
505 風呂サーミスタ
506 風呂水流スイッチ
508 複合水弁
509 湯はり弁
510 湯はり水量センサ
601 給水口
602 補給水閉止弁
603 減圧弁
604 給水サーミスタ
605 給水水量センサ
606、607 逆止弁
608 排熱補給水弁
609 暖房補給水弁
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記排熱装置と前記第1の熱交換手段の間を前記第1の熱媒が循環する第1の循環路と、
前記第2の熱媒を蓄える蓄熱手段と、
前記第1の熱交換手段と前記蓄熱手段の間を前記第2の熱媒が循環する第2の循環路を備える排熱回収システムにおいて、
前記第1の循環路の前記熱交換手段の下流で前記第1の熱媒の温度を検出する温度検出手段と、
前記第2の循環路に装置されて、前記第2の熱媒を圧送する流量可変な圧送手段と、
前記第2の循環路に装置されて、前記第2の熱媒の流量を調整する流量調整弁と、
前記温度検出手段の検出温度に従って、前記圧送手段の流量及び前記流量調整弁の開度を調整する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記圧送手段の流量の増減で前記第2の熱媒の流量の主調整を行うとともに、前記流量調整弁の開度の調整により前記流量の微調整を行うことを特徴とする排熱回収システム。 A first heat exchange means having a primary flow path through which a first heat medium that transports the exhaust heat of the heat exhaust apparatus flows and a secondary flow path through which the second heat medium flows;
A first circulation path through which the first heat medium circulates between the exhaust heat device and the first heat exchange means;
Heat storage means for storing the second heat medium;
In the exhaust heat recovery system comprising a second circulation path through which the second heat medium circulates between the first heat exchange means and the heat storage means,
Temperature detection means for detecting the temperature of the first heat medium downstream of the heat exchange means in the first circulation path;
A flow rate variable pressure feeding means installed in the second circulation path for pumping the second heat medium;
A flow rate adjusting valve which is installed in the second circulation path and adjusts the flow rate of the second heat medium;
Control means for adjusting the flow rate of the pressure feeding means and the opening degree of the flow rate adjusting valve according to the detected temperature of the temperature detecting means ,
The control means performs the main adjustment of the flow rate of the second heat medium by increasing or decreasing the flow rate of the pressure feeding means, and finely adjusting the flow rate by adjusting the opening of the flow rate adjusting valve. Waste heat recovery system.
を備えることを特徴とする請求項1に記載の排熱回収システム。 Claim, characterized in that it comprises a second heat exchange means having a third secondary flow path heat medium flows in carrying the heat to the first primary channel heat medium flows and heat load exhaust heat recovery system according to 1.
を特徴とする請求項2に記載の排熱回収システム。 The exhaust heat recovery system according to claim 2 , wherein the first heat exchange means and the second heat exchange means are arranged in series in the first circulation path.
前記第3の循環路は前記第1の循環路に対して並列に配列されること
を特徴とする請求項2に記載の排熱回収システム。 While comprising a third circulation path through which the first heat medium circulates between the exhaust heat device and the second heat exchange means,
The exhaust heat recovery system according to claim 2 , wherein the third circulation path is arranged in parallel to the first circulation path.
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