JPH0474531B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は空調設備の熱源および電源として設置
される熱併給内燃力発電装置に関する。

〔従来の技術〕

一般にホテル、病院、ビルあるいは工場等に
は、室内の冷暖房を行なうために空調装置が設け
られている。この空調装置の熱源および電源は、
通常商用電源から得ているが、近年省エネ化を目
的としてその熱源および電源を熱併給内燃力発電
設備から得ることがある。この内燃力発電設備
は、内燃力機関によつて発電機を駆動して発電機
から電力を、又、内燃力機関ら排出される排熱エ
ネルギーを空調装置へ供給するよう構成してい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、内燃力機関、特にガスタービンは、
負荷を駆動するために費すエネルギーよりも、排
出される排熱エネルギーの方が非常に高いもので
ある。これにもかかわらず従来の内燃力発電設備
は、電力負荷の電力需要に応じて最も効率よく発
電機から電力供給できるよう制御する点に重点が
置かれ、内燃力機関から排出される排熱エネルギ
ーを十分利用していない。そこで熱併給内燃力発
電装置では、内燃力機関の排熱エネルギーの利用
を高め、省エネ化を計ることが要望されている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明による熱併給内燃力発電装置は、内燃力
機関により発電機を駆動して電力負荷へ電力を供
給すると共に、内燃力機関の排熱エネルギーを空
調設備の熱源として利用するよう構成した熱併給
内燃力発電装置に於て、前記内燃力機関の排熱エ
ネルギーのうち熱需要に応じて前記空調設備へ供
給した残りの排熱エネルギーを動力源として供給
をうけるガスタービン発電装置と、このガスター
ビン発電装置から出力される電力を前記内燃力機
関により駆動される発電機から出力される電力よ
り優先して前記電力負荷へ電力を供給するように
制御するコントロール装置とを具備したことを特
徴とするものである。

〔作用〕

本発明による熱併給内燃力発電装置において
は、第１図に示すように発電機２を駆動する内燃
力機関１の排熱エネルギーが、まず空調設備２０
の熱需要に応じて空調設備２０へ伝達される。次
に空調設備２０へ伝熱されなかつた残りの内燃力
機関１の排熱エネルギーは、発電機１１およびガ
スタービンよりなるガスタービン発電装置へ、コ
ントロールバルブ８を介して供給される。そして
コントロール装置１５はコントロールバルブ８を
ガスタービン発電装置２１の出力電力が内燃力機
関１の発電機２の出力電力よりも優先して電力負
荷１４へ供給するよう開度制御を行なうものであ
る。

〔実施例〕

以下本発明を第２図に示す一実施例を参照して
説明する。第２図において、１は発電機２を駆動
する内燃力機関、３ａは内燃力機関１の排ガス通
路に設けたガス／水の第１の熱交換器、３ｂは内
燃力機関１の冷却水熱の通路に設けた第２の熱交
換器で、内燃力機関１の排熱エネルギーを回収す
る。

４は第１および第２の熱交換器３ａ，３ｂによ
つて回収された内燃力機関１の排熱エネルギーを
その媒体の流れ方向と配管の配置により空調設備
（給湯設備を含む）２０の熱需要に応じて優先し
て空調設備の媒体循環回路５へ伝達する第３の熱
交換器で、更に空調設備の媒体循環回路５へ伝達
されなかつた残りの内燃力機関の排熱エネルギー
を後で述べるガスタービン７および発電機１１よ
りなるガスタービン発電装置２１の動力源として
利用するようガスタービン駆動用の媒体循環回路
６へ伝達する。７はガスタービン駆動用の媒体循
環回路６、コントロールバルブ８を介して熱伝達
された内燃力機関１の残りの排熱エネルギーによ
り駆動されるガスタービンである。

ここで、媒体循環回路６内の媒体としては例え
ば第３の熱交換器４で気化されるフロンガス等が
使用される。９は第３の熱交換器４で気化された
フロンガス等が必要以上に発生した場合にその一
部をバイパスするリリーフバルブ、１０はタービ
ン７を駆動したのちフロンガス等の媒体およびリ
リーフバルブ９でバイパスされた媒体を凝縮する
凝縮器である。

一方、１１はタービン７によつて駆動される発
電機で、内燃力機関１により駆動される発電機２
と共に各々しや断器１２，１３を介して電力負荷
１４へ電力を供給する。１５は発電機１１を発電
機２に併合させるためタービン７の速度を調整す
ると共に各々内燃力機関１およびタービン７によ
り駆動される発電機２，１１の出力電力を検出
し、タービン７によつて駆動される発電機１１の
出力電力が内燃力機関１によつて駆動される発電
機２の出力電力より優先して電力負荷１４へ供給
されるよう制御装置１６を介してコントロールバ
ルブ８の開度を調整する速度および電力コントロ
ール装置である。

尚、コントロールバルブ８としては、通常のタ
ービン速度制御用のガバナーで構成できることは
勿論である。また１７は媒体輸送用のポンプ、１
８は空調設備の媒体循環回路５の途中に設けられ
湯水等をたくわえる貯湯槽、１９は排熱エネルギ
ーを回収利用しない場合第１および第２の熱交換
器３ａ，３ｂで回収される内燃力機関１の排熱エ
ネルギーを冷却するクーリングタワーである。

次にこのように構成した熱併給内燃力発電装置
の作用を説明する。まず、第１および第２の熱交
換器３ａ，３ｂによつて回収された内燃機関１の
排熱エネルギーは、媒体を介して第３の熱交換器
４まで輸送される。ここで、第３の熱交換器４は
媒体の流れ方向および配管の配置によつて次のよ
うに熱交換を行なう。すなわち、第３の熱交換器
４まで輸送された内燃力機関１の排熱エネルギー
は、まず、空調設備の熱需要に応じて、すなわ
ち、空調設備によつて熱エネルギーが多量に消費
された時は多量の熱エネルギーが、また少量の場
合は少量の熱エネルギーが、その熱伝特性により
空調設備の媒体循環回路５へ伝達される。

次に空調設備の媒体循環回路５へ伝達されなか
つた残りの内燃力機関１の排熱エネルギーがガス
タービン駆動用の媒体循環回路６へ伝達される。
ガスタービン駆動用の媒体循環回路６へ伝達され
た残りの内燃力機関１の排熱エネルギーは、コン
トロールバルブ８を介してタービン７へ供給され
てタービン７を駆動する。そして、タービン７は
媒体循環回路６で伝達され、コントロールバルブ
８で制御された排熱エネルギーに応じて発電機１
１を駆動し、内燃力機関１により駆動される発電
機２と共に電力負荷１４へ供給する。

ここで、電力コントロール装置１５は各々発電
機２，１１の出力電力を検出して発電機１１から
その排熱エネルギーに応じた最大の電力を電力負
荷１４に供給するようコントロールバルブ８の開
度を制御するので、タービン７によつて駆動され
る発電機１１の出力電力は内燃力機関１により駆
動される発電機２の出力電力に優先して電力負荷
１４へ供給される。

このように、空調設備２０の媒体循環回路５へ
伝達されなかつた内燃力機関１の排熱エネルギー
をタービン発電装置２１によつて電力変換し、電
力負荷１４へ供給するので、熱併給内燃力発電装
置として排熱エネルギーの利用が高められ、省エ
ネ化を計ることができる。

〔発明の効果〕 以上のように本発明においては、内燃力機関の
排熱エネルギーを空調設備の熱需要に応じて空調
設備へ供給すると共に、残りの内燃力機関の排熱
エネルギーをガスタービン発電装置の動力源とし
て供給し、ガスタービン発電装置から出力される
電力を内燃力機関より駆動される発電機から出力
される電力より優先して電力負荷へ電力を供給す
るよう構成したので、熱併給内燃力発電装置とし
て排熱エネルギーの利用が高められ、省エネ化を
計ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による熱併給内燃力発電装置の
構成を示す系統図、第２図は本発明による熱併給
内燃力発電装置の一実施例を示す系統図である。 １……内燃力機関、２……発電機、７……ガス
タービン、８……コントロールバルブ、１１……
発電機、１４……電力負荷、１５……コントロー
ル装置、２０……空調設備、２１……ガスタービ
ン発電装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 内燃力機関により発電機を駆動して電力負荷
   へ電力を供給すると共に、内燃力機関の排熱エネ
   ルギーを空調設備の熱源として利用するよう構成
   した熱併給内燃力発電装置に於て、前記内燃力機
   関の排熱エネルギーのうち熱需要に応じて前記空
   調設備へ供給した残りの排熱エネルギーを動力源
   として供給をうけるガスタービン発電装置と、こ
   のガスタービン発電装置から出力される電力を前
   記内燃力機関により駆動される発電機から出力さ
   れる電力より優先して前記電力負荷へ電力を供給
   するように制御するコントロール装置とを具備し
   たことを特徴とする熱併給内燃力発電装置。