JPH0318004B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば船舶において客室の暖房や積
荷の保温、加熱等を行う場合のように、種々の熱
負荷部に熱供給させるためのシステムに関するも
のである。

（従来の技術） 例えば船舶に装備される従来のこの種熱供給シ
ステムとして、第２図に示す如く、エンジン等の
主機の排ガス１を利用する間接式廃熱回収装置２
と熱媒ボイラ３とを組合せてなるものが知られて
いる。

すなわち、このシステムでは、熱媒体油を廃熱
回収装置２と熱負荷部４との間で第１循環ポンプ
５若しくは予備循環ポンプ５′により循環させる
第１循環閉回路６及び熱媒ボイラ３と前記熱負荷
部４との間で第２循環ポンプ７若しくは予備循環
ポンプ７′により循環させる第２循環閉回路８を
夫々設けてある。

廃熱回収装置２は、主機の排ガス１を排出する
排出路９に本体部２ａとバイパス部２ｂとを分岐
接続し、該本体部２ａに導いた排ガス１との間接
的な熱交換により第１循環閉回路６内の熱媒体油
を加熱するように構成された間接式のものであ
る。本体部２ａ及びバイパス部２ｂには夫々出入
口ダンパ１０ａ，１０ｂ及びバイパスダンパ１１
が配設されており、バイパスダンパ１１は、第１
循環閉回路６における廃熱回収装置２の出口側の
熱媒体油温度を温度検出器１２で検出して、その
検出値が設定値よりも高い場合において開動制御
されるようになつている。

熱媒ボイラ３は、その出口側の熱媒体油温度を
温度検出器１３で検出して、その検出値に基づい
てバーナ１４を制御するように構成されている。
なお、第２図において、１５は差圧スイツチであ
り、１６は熱媒体油の充填及び排出を行う、貯蔵
タンクを含むポンプユニツトであり、１７は膨張
タンクであり、１８は制御盤である。

かかる熱供給システムによれば、船舶の運航中
においては、廃熱回収装置２による回収熱量のみ
で熱負荷部４の負荷に対処し得るときは、熱媒ボ
イラ３は停止しておき、第１循環閉回路６から熱
負荷部４に熱を供給させる。この場合、バイパス
ダンパ１１の制御により熱負荷部４への供給熱量
が調整される。

そして、廃熱回収装置２のみによつては熱負荷
部４の必要熱量を賄い得なくなると、熱媒ボイラ
３を運転して、第２循環閉回路８からも熱負荷部
４に熱を供給させる。

また船舶が停泊中で廃熱回収装置２による熱回
収を行い得るときは、熱媒ボイラ３のみによつて
熱供給を行うのである。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、かかる従来の熱供給システムに
あつては、熱負荷部４の必要熱量が廃熱回収装置
２による回収熱量では不足する場合、熱媒ボイラ
３を自動的に運転させることができず、つまり所
謂自動追焚きができず、甚だ不便である。

また、廃熱回収装置２による熱供給用の第１循
環閉回路６と熱媒ボイラ３による熱供給用の第２
循環閉回路８とが各別に設けられているため、配
管が極めて複雑となり、保守、点検も困難であ
る。しかも各閉回路６，８に各々循環ポンプ５，
７を設けておく必要があり、特に船舶においては
予備ポンプ５′，７′を設けておく必要があつて、
二台以上の循環ポンプを必要とする。さらに、廃
熱回収装置２及び熱媒ボイラ３による熱供給を同
時に行う場合には、二台のポンプ５，７（又は
５′，７′）を運転させなければならず、運転費が
高くなる。

本発明は、このような従来のものにおける問題
を全て解決し、熱負荷部の熱供給を好適に行いう
る熱供給システムを提供することを目的とするも
のである。

（問題点を解決するための手段） この課題を解決した本発明の熱供給システム
は、熱負荷部から廃熱回収装置、循環ポンプ、熱
媒ボイラを順次経過して前記熱負荷部に至る熱媒
体油の循環閉回路と、循環閉回路における廃熱回
収装置出口側の熱媒体油温度を検出する第１温度
検出器と、循環閉回路におけ熱媒ボイラ出口側の
熱媒体油温度を検出する第２温度検出器と、第１
及び第２温度検出器による検出温度に基づいて廃
熱回収装置及び熱媒ボイラを制御する制御装置と
を具備するものである。

（作用） かかる構成によれば、廃熱回収装置によつて熱
負荷部の必要熱量に対処できるときは、その出口
側の熱媒体油温度に応じて廃熱回収量が制御され
る。そして廃熱回収装置による回収熱量のみによ
つては熱負荷を賄い得なくなると、これを熱媒ボ
イラの出口側温度により検知して、熱媒ボイラが
制御され、自動追焚きが行なわれる。熱媒ボイラ
の運転中は、その出口側の熱媒体油温度に応じて
熱媒ボイラのバーナ出力が制御される。

（実施例） 以下、本発明の構成を第１図に示す実施例に基
づいて具体的に説明する。この実施例は、本発明
を船舶に装備される熱供給システムに適用した例
に係るものである。

すなわち、第１図に示す熱供給システムは、客
室の暖房設備等の熱負荷部２１から廃熱回収装置
２２、循環ポンプ２３及び予備循環ポンプ２３′，
熱媒ボイラ２４を順次経過して熱負荷部２１に至
る熱媒体油の循環閉回路２５と、循環閉回路２５
における廃熱回収装置出口側の熱媒体油温度を検
出する第１温度検出器４３と、循環閉回路２５に
おける熱媒ボイラ出口側の熱媒体油温度を検出す
る第２温度検出器４７と、第１及び第２温度検出
器４３，４７による検出温度に基づいて廃熱回収
装置２２、循環ポンプ２３、２３′及び熱媒ボイ
ラ２４を制御する制御装置５４とを具備する。

循環閉回路２５は、廃熱回収装置２２内に配置
された廃熱回収管２６と、熱媒ボイラ２４内に配
置された加熱管２７と、熱負荷部２１から導かれ
て、廃熱回収管２６の入端に入口ヘツダ２８を介
して接続された第１導管２９と、廃熱回収管２６
の出口端に出口ヘツダ３０を介して接続されて、
循環ポンプ２３，２３′の吸込口に導かれた第２
導管３１と、循環ポンプ２３，２３′の吐出口か
ら導かれて、加熱管２７の入口端に入口ヘツダ３
２を介して接続された第３導管３３と、加熱管２
７の出口端に出口ヘツダ３４を介して接続され
て、熱負荷部２１に導かれた第４導管３５とでも
つて構成されている。この循環閉回路２５には、
熱媒体油貯蔵タンクを備えた熱媒体油の給排ポン
プユニツト３６及び膨張タンク３７が接続されて
いる。

廃熱回収装置２２は、エンジン等主機の排ガス
３８を排出する排出路３９に本体部２２ａとバイ
パス部２２ｂとを分岐接続し、該本体部２２ａ内
に廃熱回収管２６を蛇行状に配置してなる直接式
のものであり、廃熱回収管２６内の熱媒体油を本
体部２２ａ内の排ガス３８と直接的に熱交換させ
て加熱するようになされている。この廃熱回収装
置２２にあつては、廃熱回収管２６を多管接続構
造として、熱媒体油側の圧力損失をなからしめる
ように工夫してあると共に、廃熱回収管２６を排
ガス３８内に配置して、伝熱面における熱負荷を
少なからしめ、廃熱回収管２６内の熱媒体油流速
を伝熱面負荷に対応する速度にまで下げることが
できるように工夫してある。また、本体部２２ａ
及びバイパス部２２ｂには夫々出入口ダンパ４
０，４１及びバイパスダンパ４２が配設されてい
る。なお、両ダンパ４１，４２は互いに電気的に
インターロツクされていて、共に全閉状態となる
ことはないように工夫されている。さらに第１及
飯び２導管２９，３１間には、両導管２９，３１
間の差圧を検出する差圧検出器４４及び両導管２
９，３１を連通するバイパス管４５が設けられて
いて、差圧検出器４４による検出値に基づいてバ
イパス管４５に介装した電導弁又はダイヤフラム
式調整弁４６を開閉制御させるようになつてい
る。すなわち、廃熱回収装置２２における熱媒体
油の出入口圧力損失が所定量を超えた場合、熱媒
体油の一部をバイパス管４５からバイパスさせ、
出入口側で一定以上の差圧が生じないように工夫
してある。

制御装置５４は、ダンパ制御器４１ａ，４２
ａ、インバータ４９及び制御盤５０等を備えてな
り、廃熱回収装置２２、循環ポンプ２３、２３′
及び熱媒ボイラ２４を、第１及び第２温度検出器
４３、４７による検出温度に基づいて、次のよう
に制御するようになされている。

すなわち、廃熱回収装置２２については、入口
ダンパ４１及びバイパスダンパ４２を出口ヘツダ
３０に設けた第１温度検出器４３による検出値に
基づいて開閉制御することによつて、回収熱量を
調整しうるようになつている。より具体的には、
廃熱回収装置２２の出口側の熱媒体油温度を第１
温度検出器４３で検出して、その検出値が設定温
度よりも高い場合には、入口ダンパ４１を閉側に
且つバイパスダンパ４２を開側に制御し、逆に設
定温度よりも低い場合には、入口ダンパ４１を開
側に且つバイパスダンパ４２を閉側に制御して、
排ガス３８から熱媒体油への回収熱量を調整する
ようになつている。

また熱媒ボイラ２４については、出口ヘツダ３
４に設けた第２温度検出器４７で出口側の熱媒体
油温度を検出し、その検出値に応じてバーナ４８
を例えば３位置制御（バーナ４８の出力を零、低
出力、高出力（定格）の３段階に制御）するよう
になつている。すなわち、廃熱回収装置２２の出
力が低下することにより又は熱負荷が増加するこ
とにより熱媒体油の出口温度が一定以下となる
と、自動追焚きが行われ、第２温度検出器４７に
よる検出値に応じてバーナ４８の出力が制御され
るようになつている。ところで、熱媒ボイラ２４
における温度検出器４７の設定温度は前記廃熱回
収装置２２における温度検出器４３の設定温度よ
りも低く設定してある。なお、バーナ４８の制御
方法には上記した３位置制御の他、４位置制御及
び比例制御等があり、必要に応じて選定する。

また、循環ポンプ２３及び予備循環ポンプ２
３′は二乗低減トルク特性を有する渦巻ポンプで
あるが、これらのポンプ２３，２３′については、
インバータ４９によりバーナ制御信号及び廃熱回
収装置の運転信号を受けて回転数制御されるよう
になつている。すなわち、熱媒ボイラ２４のみ運
転する場合は、バーナ４８への制御信号を受けて
循環ポンプ２３又は予備循環ポンプ２３′の回転
数を２段階に制御し、廃熱回収装置２２のみを運
転する場合であつて、熱媒ボイラ２４の低回転に
対する熱媒体油循環量が、廃熱回収装置２２の必
要とする循環量と比較して、必要な場合には、循
環ポンプ２３又予備循環ポンプ２３′の回転数つ
まり循環量を３段階に制御し、熱媒ボイラ２４の
追焚きが行われるときは、循環ポンプ２３又は予
備循環ポンプ２３′の回転数を熱媒ボイラ２４に
対する回転数に制御するようになつている。この
ように二乗低減トルク特性を有する循環ポンプ２
３又は予備循環ポンプ２３′をインバータ４９に
より回転数制御することから、船舶において比較
的多く発生する低負荷運転に対してポンプ動力が
少なくて済む利点がある。なお、制御するポンプ
回転数は、廃熱回収装置２２の容量、熱媒ボイラ
２４の容量、熱負荷部２１での負荷状態、使用条
件等に応じて適宜に設定しておく。第１図におい
て、５１，５２，５３は差圧スイツチである。

（発明の効果） 本発明の熱供給システムによれば、熱媒体油の
温度に応じて廃熱回収装置及び熱媒ボイラを制御
するようにしたから、廃熱回収装置によつて熱負
荷に対処し得ない場合には熱媒ボイラによる自動
追焚きが行われ、熱負荷の変動に自動的に対処で
きる。

しかも、熱媒体の循環閉回路が一つであるか
ら、配管がシンプルとなり、循環ポンプも一台
（予備ポンプを含めても二台）で足り、システム
全体を極めてコンパクトなものとできる。このこ
とは、システムを船舶等の限られたスペースに設
置する場合において特に大きな利点となる。ま
た、システムの保守、点検も容易となり、如何な
る場合にも一台の循環ポンプを運転させるだけで
良く、運転費を大幅に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る熱供給システムの一実施
例を示す系統図であり、第２図は従来の熱供給シ
ステムを示す系統図である。 ２１……熱負荷部、２２……廃熱回収装置、２
３，２３′……循環ポンプ、２４……熱媒ボイラ、
２５……循環閉回路、４３……第１温度検出器、
４７……第２温度検出器、４８……バーナ、５４
……制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 熱負荷部から廃熱回収装置、循環ポンプ、熱
   媒ボイラを順次経過して前記熱負荷部に至る熱媒
   体油の循環閉回路と、循環閉回路における廃熱回
   収装置出口側の熱媒体油温度を検出する第１温度
   検出器と、循環閉回路における熱媒ボイラ出口側
   の熱媒体油温度を検出する第２温度検出器と、第
   １及び第２温度検出器による検出温度に基づいて
   廃熱回収装置及び熱媒ボイラを制御する制御装置
   とを具備することを特徴とする熱供給システム。