JPH065051B2 - コ−ジェネレ−ションシステム装置 - Google Patents

コ−ジェネレ−ションシステム装置

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JPH065051B2
JPH065051B2 JP57164682A JP16468282A JPH065051B2 JP H065051 B2 JPH065051 B2 JP H065051B2 JP 57164682 A JP57164682 A JP 57164682A JP 16468282 A JP16468282 A JP 16468282A JP H065051 B2 JPH065051 B2 JP H065051B2
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多恵子 内木
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G5/00Profiting from waste heat of combustion engines, not otherwise provided for
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/14Combined heat and power generation [CHP]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Other Air-Conditioning Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はガスタービンやディーゼルエンジンなど原動機
の動力で発電機を駆動する一方、原動機の冷却水や燃焼
排ガスの熱エネルギーを回収して冷暖房や給湯、乾燥な
どの作動温水として利用することのできるコージェネレ
ーションシステム装置に関するものである。
〔従来の技術〕
従来の技術には特開昭57−10097号公報記載のエンジン
駆動冷暖房給湯装置、特開昭56−138641号公報記載の温
水機の給水予熱装置、特開昭54−118913号公報記載の熱
動力設備およびその運転方法、特開昭49−2241号公報記
載の内燃機関の廃熱を利用した冷暖房装置等がある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来この種のコージェネレーションシステム装置では、
原動機の燃焼排ガスを熱回収して温水化し、この温水を
作動温水として冷暖房や給湯などに利用しているものは
ある。しかし従来のコージェネレーションシステム装置
は、原動機の運転率が低下して作動温水が低温下しすぎ
ると冷暖房や給湯などの使用が不可能になることもあ
る。また、原動機の燃焼排ガスを熱回収した温水は冷暖
房や給湯などの作動温水として使用した後の余った温水
は排出していたのが現状であり、さらに高温な燃焼排ガ
スから冷暖房や給湯のための作動温水を熱回収している
のみであった。
本発明の目的は、ガスタービンやディーゼルエンジンな
ど原動機の動力で発電機を駆動する一方、原動機の冷却
水や燃焼排ガスを熱回収して冷暖房や給湯、乾燥などを
作動温水として利用する上、温水の一部を蒸気化して蒸
気アキュムレータに貯溜し、蒸気として使用可能にし、
しかも冷暖房や給湯などの作動温水として利用した温水
は循環使用し、さらに温水を温水アキュムレータに貯溜
するようにしたので原動機の運転率が低い場合であって
も温水アキュムレータから冷暖房や給湯などへの作動温
水として供給できるようにしたものである。
〔問題点を解決するための手段〕
ガスタービンやディーゼルエンジンなど原動機の動力で
発電機を駆動し、上記原動機の冷却水は水/水熱交換器
で冷却されて再び原動機の冷却水として還流し、上記水
/水熱交換器には作動温水として熱回収された低温水を
熱交換して昇温し、さらにこの温水は原動機の燃焼排ガ
スにより昇温して密閉式の温水アキュムレータへ貯溜
し、そして温水アキュムレータ内の温水は燃焼排ガス路
に配設した予熱器へ導き、一方予熱器からの温水は燃焼
排ガス路に配設した蒸気発生器で蒸気化し、蒸気アキュ
ムレータ内に蓄積し、該蒸気アキュムレータから蒸気と
して供給し、他方予熱器からの温水は暖房、冷房、給
湯、乾燥などの上記作動温水として利用すると共に温水
アキュムレータと予熱器の出口とを温水が設定温度以上
のとき開放するバイパス管で接続構成したことを特徴と
するコージェネレーションシステム装置。
〔作用〕
本発明においては、原動機の冷却水を水/水熱交換器で
作動用温水として熱回収された低温水を熱交換して昇温
し、更にこの温水を原動機の燃焼排ガスによって昇温し
た温水はまず温水アキュムレータ9内に貯溜され、温水
が設定温度の範囲内の場合にはバイパス管19を介して
直接暖房器15、吸収式冷凍機16a,16b等所望の
使用側に送られ、制定温度以下の場合には予熱器12を
介して昇温し、前記使用側に送られる。又、尚余裕のあ
る時には予熱器12、蒸気発生器13を介して温水を蒸
気にかえて蒸気アキュムレータ14内にたくわえられる
ので、温水に比し、極めて大量の熱量をコンパクトにた
くわえる事ができるばかりでなく、夜間等ボイラーが停
止している時でも瞬時に蒸気アキュムレータ14より蒸
気を供給して使用側の機器を作動せしめ得る顕著な作用
が生じ、又蒸気は、蒸気としてそのまま使用し得るの
で、熱交換の必要がなく、従ってその為の熱交換器が不
要で且つ又廃熱を蒸気として蓄積してある溜、特別の搬
送ポンプが不要となり、蒸気である為機器の不具合等に
より、多少の圧力差が生じても自然に作動するばかりで
なく、廃熱を蓄積する為の多種の金属、合成油等が全く
不要となる等の作用を生じ得るものである。
〔実施例〕
以下本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。図は本発明のコージェネレーションシステム装置の
系統図を示しており、図において1はガスタービンから
なる原動機で、2はこの原動機1の動力により駆動する
三相交流発電機である。3は蒸気原動機1の冷却水路
で、この例では冷却水でオイルパン4を冷却している。
すなわち、オイルパン4を冷却した冷却水は水/水熱交
換器5を通過し、クーリングタワー6で冷却して再びオ
イルパン4を冷却する循環路7を形成している。なお上
記クーリンクタワー6は冷却水が設定温度(たとえば8
0℃)以上になったとき作動するようになっている。
上記水/水交換器5において作動温水として熱回収され
た低温水が熱交換され、この水/水熱交換器5で熱交換
された温水は原動機1の排気エクゾースト8から排出さ
れる燃焼排ガスで昇温して密閉式の温水アキュムレータ
9へ一旦貯溜される。この温水アキュムレータ9には電
気または蒸気からなる補助ヒータ10が付設されてい
る。なお、原動機1の燃焼排ガスは上記排気エクゾース
ト8から排ガス路8aを経て排気出口11より排出され
る。
かくして上記温水アキュムレータ9からの温水は排ガス
路8a内に配設してある予熱器12へ導いて加温する。
一方予熱器12からの温水は、排ガス路8a内に配設し
た蒸気発生器13で徐々に昇温してやがて蒸気化し、こ
の蒸気を蒸気アキュムレータ14へ貯溜し、必要に応じ
て蒸気として送給する。他方予熱器12からの温水は、
作動温水として暖房器15、吸収式冷凍機16a,16
bおよび給湯、乾燥器17などに利用し、そして熱回収
された低温水が再び水/水熱交換器5へ循環する。な
お、18は水/水熱交換器5の作動温水流入側に接続し
たホットウエルタンで、このタンク18は上記クーリン
グタワー6と流通し、タンク内の水位が低下すると水道
水などが送給可能である。
次にコージェネレーションシステム装置の負荷運転にお
ける冷却水および温水の温度変化について説明する。原
動機1のオイルパン4を冷却して出てきた冷却水は84
(℃)で、この冷却水は水/水熱交換器5を通過する作
動温水と熱交換して、水/水熱交換器5の出口では80
(℃)に降温される。そしてこの冷却水は再び原動機1
の冷却水として使用される。ところで作動温水として熱
回収された温水は63(℃)の低温水で、この温水が水
/水熱交換器5で冷却する84(℃)と熱交換されて
(81(℃)に昇温する。そしてこの温水はほぼ520
(℃)の排気エクゾースト8を通過して90(℃)にさ
らに昇温されて温水アキュムレータ9へ貯溜される。温
水アキュムレータ9からの温水は予熱器12で93
(℃)に昇温されて出てくる。そして一方、この温水は
蒸気発生器13により徐々に昇温されて蒸気化して蒸気
アキュムレータ14へ貯えられる。この蒸気アキュムレ
ータは熱収支の作用によって余剰の蒸気は飽和水の熱エ
ネルギーとして蓄熱し、蒸気消費が増大すると蓄熱した
熱エネルギーを自己蒸発作用で蒸発して蒸気として供給
する。他方、予熱器12から出てきた93(℃)の温水
は、暖房器15、吸収式冷凍機16a,16bおよび給
湯、乾燥器17の作動温水として利用され、そして熱回
収された温水は63(℃)の低温水となって再び水/水
熱交換器5へ送られる。
このようにして構成した本発明のコージェネレーション
システム装置においては、たとえば13Aガス/150
PS/1800rpmのガスタービンの原動機1の使用で
100kWの三相交流発電機が駆動され、また5kg/cm3
g/Hの蒸気が90kg、さらに93(℃)の作動温水が
2510/H得られる。なお、上記に示した温水の温
度値は一例であってこれに限定するものでなく、原動機
1の規模によって異なる。
原動機1の運転率は発電機2の消費電力量に応じて変動
することは言うまでもない。たとえば消費電力の必要量
が少なくその反面作動温水を多く必要とする場合があ
る。このような場合には原動機1の排ガス温度が低下す
るので温水アキュムレータ9への所定温度の温水の送給
は不可能で、このようなときには温水アキュムレータ9
に貯溜されている90(℃)の温水を作動温水として利
用する。また原動機1の再運転が望めないようなときに
は補助ヒータ10を作動して温水アキュムレータ9を昇
温して作動温水として利用することも可能である。なお
補助ヒータ10は電気的に発熱したり、あるいは蒸気ア
キュムレータ14の蒸気を利用してもよい。また温水ア
キュムレータ9の温水は予熱器12を通って昇温するよ
うにしてあるが、温水アキュムレータ9の温水が所定温
度以上の場合には予熱器12を通さない鎖線で示したバ
イパス路19を介して直接暖房器15の使用側に供給す
る。
また、暖房器15または冷凍機16a,16bなどの運
転のない場合には、作動温水はそのまま水/水熱交換器
5へ導かれて冷却水が高温化して好ましくないので、こ
のようなときには作動温水をバイパス路20で直接温水
アキュムレータ9へ導くようにすることができる。
なお、実施例では原動機としてガスタービンを用いた例
について示したが、その他ディーゼルエンジンを用いて
も上記と同様の作用を得ることができる。
〔発明の効果〕
叙上の如く本発明においては、原動機の冷却水を水/水
熱交換器で作動用温水として熱回収された低温水を熱交
換して昇温し、更にこの温水を原動機の燃焼排ガスによ
って昇温した温水はまず温水アキュムレータ9内に貯溜
され、温水が設定温度の範囲内の場合にはバイパス管1
9を介して直接暖房器15、吸収式冷凍機16a,16
b等所望の使用側に送られ、設定温度以下の場合には予
熱器12を介して昇温し、前記使用側に送られる。又、
尚余裕のある時には予熱器12、蒸気発生器13を介し
て温水を蒸気にかえて蒸気アキュムレータ14内にたく
わえられるので、温水に比し、極めて大量の熱量をコン
パクトにたくわえる事ができるばかりでなく、夜間等ボ
イラーが停止している時でも瞬時に蒸気アキュムレータ
14より蒸気を供給して使用側の機器を作動せしめ得る
顕著な作用が生じ、又蒸気は、蒸気としてそのまま使用
し得るので、熱交換の必要がなく、従ってその為の熱交
換器が不要で且つ又廃熱を蒸気として蓄積してある為、
特別の搬送ポンプが不要となり、蒸気である為機器の不
具合等により、多少の圧力差が生じても自然に作動する
ばかりでなく、廃熱を蓄積する為の多種の金属、合成油
等が全く不要となる等の幾多の作用、効果を生じ得るも
のである。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の一実施例を示すコージェネレーションシ
ステム装置の系統図である。 1…原動機、2…発電機、3…冷却水路、5…水/水熱
交換器、6…クーリングタワー、7…循環路、8…排気
エクゾースト、9…温水アキュムレータ、10…補助ヒ
ータ、12…予熱器、13…蒸気発生器、14…蒸気ア
キュムレータ、15…暖房器、16a,16b…吸収式
冷凍機、17…給湯、乾燥器、18…ホットウエルタン
ク、19,20…バイパス路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−10097(JP,A) 特開 昭56−138641(JP,A) 特開 昭54−118913(JP,A) 特開 昭49−2241(JP,A) 特開 昭56−132417(JP,A) 特開 昭55−151139(JP,A) 寺野 寿郎外1名編「ボイラの自動制 御」(昭44.11.20)オーム社 P.190 〜192,314〜316

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ガスタービンやディーゼルエンジンなど原
    動機の動力で発電機を駆動し、上記原動機の冷却水は水
    /水熱交換器で冷却されて再び原動機の冷却水として還
    流し、上記水/水熱交換器には作動温水として熱回収さ
    れた低温水を熱交換して昇温し、さらにこの温水は原動
    機の燃焼排ガスにより昇温して密閉式の温水アキュムレ
    ータへ貯溜し、そして温水アキュムレータ内の温水は燃
    焼排ガス路に配設した予熱器へ導き、一方予熱器からの
    温水は燃焼排ガス路に配設した蒸気発生器で蒸気化し、
    蒸気アキュムレータ内に蓄積し、該蒸気アキュムレータ
    から蒸気として供給し、他方予熱器からの温水は暖房、
    冷房、給湯、乾燥などの上記作動温水として利用すると
    共に温水アキュムレータと予熱器の出口とを温水が設定
    温度以上のとき開放するバイパス管で接続構成したこと
    を特徴とするコージェネレーションシステム装置。
  2. 【請求項2】温水アキュムレータには電気または蒸気に
    よる補助ヒータが付設してあることを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載のコージェネレーションシステム装
    置。
JP57164682A 1982-09-21 1982-09-21 コ−ジェネレ−ションシステム装置 Expired - Lifetime JPH065051B2 (ja)

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JP24470189A Division JPH0834756B2 (ja) 1989-09-20 1989-09-20 コージェネレーションシステム装置
JP24470289A Division JPH0823441B2 (ja) 1989-09-20 1989-09-20 コージェネレーションシステム装置
JP1244700A Division JPH02169901A (ja) 1989-09-20 1989-09-20 アキユム コージエネレーシヨン装置

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JPS5956094A JPS5956094A (ja) 1984-03-31
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56138641A (en) * 1980-03-31 1981-10-29 Hiroshi Kashima Preheating device for supplied water for hot water boiler
JPS5710097A (en) * 1980-06-16 1982-01-19 Toshiba Corp Engine-operated air conditioner conbined with hot-water supply apparatus

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
寺野寿郎外1名編「ボイラの自動制御」(昭44.11.20)オーム社P.190〜192,314〜316

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JPS5956094A (ja) 1984-03-31

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