JPH0726593B2 - エンジンの排熱回収装置 - Google Patents
エンジンの排熱回収装置Info
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- JPH0726593B2 JPH0726593B2 JP63256230A JP25623088A JPH0726593B2 JP H0726593 B2 JPH0726593 B2 JP H0726593B2 JP 63256230 A JP63256230 A JP 63256230A JP 25623088 A JP25623088 A JP 25623088A JP H0726593 B2 JPH0726593 B2 JP H0726593B2
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- Japan
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- heat
- temperature
- heat recovery
- path
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Steam Or Hot-Water Central Heating Systems (AREA)
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本発明は、エンジンの排熱をエンジン冷却水を介してウ
ォータジャケット及び排気熱吸収用熱交換器で吸収する
とともに、その吸収熱を排熱回収用熱交換器で熱回収液
へ放熱するようにしたエンジンの排熱回収装置に関し、
熱回収負荷の変動にかかわらず、熱回収液を一定範囲の
所望温度で取り出す技術である。
ォータジャケット及び排気熱吸収用熱交換器で吸収する
とともに、その吸収熱を排熱回収用熱交換器で熱回収液
へ放熱するようにしたエンジンの排熱回収装置に関し、
熱回収負荷の変動にかかわらず、熱回収液を一定範囲の
所望温度で取り出す技術である。
《従来の技術》 この種のエンジンの排熱回収装置には、従来では、米国
特許No.4,226,214に記載されたものがある。
特許No.4,226,214に記載されたものがある。
これは、第13図に示すように、エンジン１で発電機Ｇを
駆動して電力を供給するとともに、エンジン１の排熱を
給湯器等の外部熱負荷100で利用するようにしたもの
で、次のように構成されている。
駆動して電力を供給するとともに、エンジン１の排熱を
給湯器等の外部熱負荷100で利用するようにしたもの
で、次のように構成されている。
即ち、エンジン１のウォータジャケット２に、排気熱吸
収用熱交換器３の排熱吸収路４・温水路５・エンジン排
熱回収用熱交換器６の熱回収用授熱路７・及び冷水路８
を順に直列循環状に連通連結することにより、冷水路８
・ウォータジャケット２・排熱吸収路４及び温水路５で
エンジン冷却水路101を構成する。そして、エンジン１
の排熱をエンジン冷却水路101のエンジン冷却水を介し
てウォータジャケット２及び排気熱吸収用熱交換器３で
吸収するとともに、その吸収熱を受熱路38で熱回収用回
路102内を循環する熱回収液へ放熱するのである。
収用熱交換器３の排熱吸収路４・温水路５・エンジン排
熱回収用熱交換器６の熱回収用授熱路７・及び冷水路８
を順に直列循環状に連通連結することにより、冷水路８
・ウォータジャケット２・排熱吸収路４及び温水路５で
エンジン冷却水路101を構成する。そして、エンジン１
の排熱をエンジン冷却水路101のエンジン冷却水を介し
てウォータジャケット２及び排気熱吸収用熱交換器３で
吸収するとともに、その吸収熱を受熱路38で熱回収用回
路102内を循環する熱回収液へ放熱するのである。
《発明が解決しようとする課題》 上記の従来技術では、外部熱負荷100を部分負荷状態又
は無負荷状態で運転した場合に、時間の経過につれて、
外部熱負荷100の出口側の熱回収液温が次第に上昇して
いくので、これに伴って、受熱路38の出口側の熱回収液
温が次第に上昇していき、ついには異常高温になってし
まうという問題がある。
は無負荷状態で運転した場合に、時間の経過につれて、
外部熱負荷100の出口側の熱回収液温が次第に上昇して
いくので、これに伴って、受熱路38の出口側の熱回収液
温が次第に上昇していき、ついには異常高温になってし
まうという問題がある。
本発明は、熱回収負荷の変動にかかわらず、熱回収液を
一定範囲の所望温度で取り出せるようにすることを目的
とする。
一定範囲の所望温度で取り出せるようにすることを目的
とする。
《課題を解決するための手段》 本発明は、上記目的を達成するために、排熱回収装置を
次のように構成したことを特徴としている。
次のように構成したことを特徴としている。
例えば第１図から第４図に示すように、 エンジン１のウォータジャケット２に、排気熱吸収用熱
交換器３の排熱吸収路４・温水路５・エンジン排熱回収
用交換器６の熱回収用授熱路７・及び冷水路８を順に直
列循環状に連通連結して構成したエンジンの排熱回収装
置において、 エンジン排熱回収用熱交換器６の熱回収用授熱路７にラ
ジエータ９の放熱路10を並列状に接続し、 冷水路８・ウォータジャケット２・排熱吸収路４・及び
温水路５から成るエンジン冷却水路11に対して、熱回収
用授熱路７と放熱路10とを、切換弁12で切換え接続可能
に構成し、 エンジン排熱回収用熱交換器６の受熱路38と熱回収用タ
ンクＢとを熱回収用ポンプ37を介して循環状に連通連結
して熱回収用回路45を構成し、 熱回収用回路45に温度検出手段Ａを設け、温度検出手段
Ａに弁切換用制御装置14を介して切換弁12を切換制御可
能に連携し、 温度検出手段Ａは、熱回収用回路45を通過する熱回収液
の液温を検出するものであって、 その受熱路38出口側における熱回収液温の検出温度T
2が、放熱開始用設定温度T2H以上になった場合には、弁
切換用制御装置14が切換弁12を熱回収用状態から放熱用
状態へ切換えて、熱回収授熱路７を閉止させるととも
に、放熱路10を開通させ、 その熱回収用回路45中での熱回収液温の検出温度が、放
熱開始用設定温度T2Hよりも低い放熱終了用設定温度TL
以下になった場合には、切換弁12を放熱用状態から熱回
収用状態へ切換えて、放熱路10を閉止させるとともに、
熱回収用授熱路７を開通させるように構成し、 温度検出手段Ａが、前記の放熱開始用設定温度T2H以上
になったことを検出した時点における、受熱路38の出口
側での熱回収液温と受熱路38の入口側での熱回収液温と
の間の熱回収液差温Δt1を検出することに基づき、 弁切換用制御装置14が、放熱開始用設定温度T2Hと放熱
終了用設定温度TLとの間の放熱終了時期設定用温度幅Δ
Ｔの値を、受熱路38の出入口間の前記の熱回収液差温Δ
t1に、前記の切換弁12が前記の放熱用状態から熱回収用
状態へ切換えられるのに必要な放熱終了時期設定用温度
低下幅Δt2を加算した値に更新するように構成したもの
である。
交換器３の排熱吸収路４・温水路５・エンジン排熱回収
用交換器６の熱回収用授熱路７・及び冷水路８を順に直
列循環状に連通連結して構成したエンジンの排熱回収装
置において、 エンジン排熱回収用熱交換器６の熱回収用授熱路７にラ
ジエータ９の放熱路10を並列状に接続し、 冷水路８・ウォータジャケット２・排熱吸収路４・及び
温水路５から成るエンジン冷却水路11に対して、熱回収
用授熱路７と放熱路10とを、切換弁12で切換え接続可能
に構成し、 エンジン排熱回収用熱交換器６の受熱路38と熱回収用タ
ンクＢとを熱回収用ポンプ37を介して循環状に連通連結
して熱回収用回路45を構成し、 熱回収用回路45に温度検出手段Ａを設け、温度検出手段
Ａに弁切換用制御装置14を介して切換弁12を切換制御可
能に連携し、 温度検出手段Ａは、熱回収用回路45を通過する熱回収液
の液温を検出するものであって、 その受熱路38出口側における熱回収液温の検出温度T
2が、放熱開始用設定温度T2H以上になった場合には、弁
切換用制御装置14が切換弁12を熱回収用状態から放熱用
状態へ切換えて、熱回収授熱路７を閉止させるととも
に、放熱路10を開通させ、 その熱回収用回路45中での熱回収液温の検出温度が、放
熱開始用設定温度T2Hよりも低い放熱終了用設定温度TL
以下になった場合には、切換弁12を放熱用状態から熱回
収用状態へ切換えて、放熱路10を閉止させるとともに、
熱回収用授熱路７を開通させるように構成し、 温度検出手段Ａが、前記の放熱開始用設定温度T2H以上
になったことを検出した時点における、受熱路38の出口
側での熱回収液温と受熱路38の入口側での熱回収液温と
の間の熱回収液差温Δt1を検出することに基づき、 弁切換用制御装置14が、放熱開始用設定温度T2Hと放熱
終了用設定温度TLとの間の放熱終了時期設定用温度幅Δ
Ｔの値を、受熱路38の出入口間の前記の熱回収液差温Δ
t1に、前記の切換弁12が前記の放熱用状態から熱回収用
状態へ切換えられるのに必要な放熱終了時期設定用温度
低下幅Δt2を加算した値に更新するように構成したもの
である。
上記の温度検出手段Ａとしては、次のものが考えられ
る。
る。
（１）温度検出手段Ａを二つの温度センサ43・44で構成
し、一方の温度センサ43を受熱路38の出口側に設けると
ともに、他方の温度センサ44を熱回収液タンクＢ又は受
熱路38の入口側に設け、熱回収用状態から放射用状態へ
の切換時における両温度センサ43・44の検出温度T2・T3
の差温で熱回収液差温Δt1を決定するもの。
し、一方の温度センサ43を受熱路38の出口側に設けると
ともに、他方の温度センサ44を熱回収液タンクＢ又は受
熱路38の入口側に設け、熱回収用状態から放射用状態へ
の切換時における両温度センサ43・44の検出温度T2・T3
の差温で熱回収液差温Δt1を決定するもの。
（２）温度検出手段Ａを、受熱路38の出口側の温度セン
サ43だけで構成し、熱回収用状態から放熱用状態に切換
わった後では、受熱路38の出口側の熱回収液温が短時間
のうちに受熱路38の入口側の熱回収液温とほぼ等しくな
ることを利用して、出口側の温度センサ43で入口側の熱
回収液温を推定することにより、熱回収液差温Δt1を決
定するもの。
サ43だけで構成し、熱回収用状態から放熱用状態に切換
わった後では、受熱路38の出口側の熱回収液温が短時間
のうちに受熱路38の入口側の熱回収液温とほぼ等しくな
ることを利用して、出口側の温度センサ43で入口側の熱
回収液温を推定することにより、熱回収液差温Δt1を決
定するもの。
《作用》 本発明は、例えば第１図から第４図に示すように、次の
ように作用する。
ように作用する。
受熱路38の出口側における熱回収液の検出温度T2が放熱
終了用設定温度TLから放熱開始用設定温度T2Hに上昇す
るまでの間では、切換弁12が熱回収用状態に切換えら
れ、エンジン冷却水が冷却路８・ウォータジャケット２
・排熱吸収路４・熱回収用授熱路７の経路で循環する。
これにより、エンジン１の排熱をエンジン排熱回収用熱
交換器６の受熱路38から熱回収用回路45の熱回収液へ放
熱する。
終了用設定温度TLから放熱開始用設定温度T2Hに上昇す
るまでの間では、切換弁12が熱回収用状態に切換えら
れ、エンジン冷却水が冷却路８・ウォータジャケット２
・排熱吸収路４・熱回収用授熱路７の経路で循環する。
これにより、エンジン１の排熱をエンジン排熱回収用熱
交換器６の受熱路38から熱回収用回路45の熱回収液へ放
熱する。
この排熱回収状態において、排熱回収負荷が部分負荷又
は無負荷になると、熱回収液タンクＢ内及び受熱路38の
入口側の熱回収液温が次第に上昇していく。これに伴っ
て、受熱路38の出口側の熱回収液温が上昇していき、放
熱開始用設定温度T2H以上の温度に上昇すると、切換弁1
2を放熱用状態に切換えて、エンジン排熱をラジエータ
９の放熱路10から放熱することにより、放熱回収を一時
停止する。この放熱状態では、熱回収液の入口温度が次
第に低下していき、これが放熱終了用設定温度TL以下に
なると、切換弁12が回収用状態に切換えられて、再び排
熱回収が行われるのである。
は無負荷になると、熱回収液タンクＢ内及び受熱路38の
入口側の熱回収液温が次第に上昇していく。これに伴っ
て、受熱路38の出口側の熱回収液温が上昇していき、放
熱開始用設定温度T2H以上の温度に上昇すると、切換弁1
2を放熱用状態に切換えて、エンジン排熱をラジエータ
９の放熱路10から放熱することにより、放熱回収を一時
停止する。この放熱状態では、熱回収液の入口温度が次
第に低下していき、これが放熱終了用設定温度TL以下に
なると、切換弁12が回収用状態に切換えられて、再び排
熱回収が行われるのである。
以上のように、切換弁12を熱回収用状態と防熱用状態と
に切換え操作することにより、受熱路38の出口側の熱回
収液温を放熱開始用設定温度T2Hと放熱終了用設定温度T
Lとの間の一定温度範囲内に制御できる。
に切換え操作することにより、受熱路38の出口側の熱回
収液温を放熱開始用設定温度T2Hと放熱終了用設定温度T
Lとの間の一定温度範囲内に制御できる。
さらに、本発明によれば、熱回収用回路45内の熱回収液
の循環量が適性値よりも少ない場合でも、熱回収用状態
と放熱用状態との切換えにハンチングが起きるのを防止
できる。
の循環量が適性値よりも少ない場合でも、熱回収用状態
と放熱用状態との切換えにハンチングが起きるのを防止
できる。
換言すれば、温度検出手段Ａで切換弁12を切換え制御す
るだけでは、熱回収液の循環量が適性値よりも少ない場
合に、熱回収用状態と放熱用状態との切換えにハンチン
グが起きやすいのである。このハンチング現象を、本発
明者が先に考えた排熱回収装置を示す第10図から第12図
で説明する。
るだけでは、熱回収液の循環量が適性値よりも少ない場
合に、熱回収用状態と放熱用状態との切換えにハンチン
グが起きやすいのである。このハンチング現象を、本発
明者が先に考えた排熱回収装置を示す第10図から第12図
で説明する。
即ち、第10図の全体系統図に示すように、温度検出手段
Ａを、受熱路38の出口側に設けた温度センサ43で構成
し、この温度センサ43で放熱開始用設定温度T2Hと放熱
終了用設定温度T2Lとを決定することにより、第11図に
示すように、熱回収液の出口側液温を放熱開始用設定温
度T2H（ここでは80℃）と放熱終了用設定温度T2L（ここ
では65℃）の一定の温度範囲に制御するものである。
Ａを、受熱路38の出口側に設けた温度センサ43で構成
し、この温度センサ43で放熱開始用設定温度T2Hと放熱
終了用設定温度T2Lとを決定することにより、第11図に
示すように、熱回収液の出口側液温を放熱開始用設定温
度T2H（ここでは80℃）と放熱終了用設定温度T2L（ここ
では65℃）の一定の温度範囲に制御するものである。
ところで、熱回収液で回収したエンジン排熱を有効に利
用するためには、熱回収液の平均温度を高める必要があ
る。そのためには、放熱終了時期設定用温度幅ΔＴ（こ
こでは15℃）が小さい方が望ましい。しかし、この温度
幅ΔＴを小さくすると、熱回収液の循環量が適正値より
も少なくて熱回収液差温Δt1が大きい場合に、回収・放
熱の切換えにハンチングが起こりやすくなるのである。
例えば、熱回収液差温Δt1が、第11図に示す10℃から第
12図に示す13℃なった場合には、その差温Δt1が３℃大
きくなった分だけ、入口側液温の温度上昇幅とこれに対
応する出口側液温の温度上昇幅が３℃だけ少なくなるの
で、回収状態の時間が短くなる。そのうえ、入口側液温
の温度上昇幅が少なくなることによって放熱状態の時間
も短くなる。その結果、回収・放熱の切換えピッチが異
常に短くなるのである。このようなハンチングを防止す
るためには、熱回収液差温Δt1を適正にできる循環量を
選定する必要がある。しかし、設置した熱回収用ポンプ
37の吐出性能の相違や、熱回収用回路45の流動抵抗の相
違により、実際の運転状態では送液量が不足することが
あり、この場合にハンチングを起こすおそれがある。
用するためには、熱回収液の平均温度を高める必要があ
る。そのためには、放熱終了時期設定用温度幅ΔＴ（こ
こでは15℃）が小さい方が望ましい。しかし、この温度
幅ΔＴを小さくすると、熱回収液の循環量が適正値より
も少なくて熱回収液差温Δt1が大きい場合に、回収・放
熱の切換えにハンチングが起こりやすくなるのである。
例えば、熱回収液差温Δt1が、第11図に示す10℃から第
12図に示す13℃なった場合には、その差温Δt1が３℃大
きくなった分だけ、入口側液温の温度上昇幅とこれに対
応する出口側液温の温度上昇幅が３℃だけ少なくなるの
で、回収状態の時間が短くなる。そのうえ、入口側液温
の温度上昇幅が少なくなることによって放熱状態の時間
も短くなる。その結果、回収・放熱の切換えピッチが異
常に短くなるのである。このようなハンチングを防止す
るためには、熱回収液差温Δt1を適正にできる循環量を
選定する必要がある。しかし、設置した熱回収用ポンプ
37の吐出性能の相違や、熱回収用回路45の流動抵抗の相
違により、実際の運転状態では送液量が不足することが
あり、この場合にハンチングを起こすおそれがある。
本発明によれば、例えば第２図又は第３図に示すよう
に、温度検出手段Ａが放熱開始用設定温度T2H（ここで
は80℃）以上になったことを検出した時点における熱回
収液差温Δt1を検出することに基づき、放熱開始用設定
温度T2H（80℃）と放熱終了用設定温度TLとの間の放熱
終了時期設定用温度幅ΔＴの値を、受熱路38の出入口間
の熱回収液差温Δt1に、切換弁12が放熱用状態から熱回
収用状態へ切換えられるのに必要な放熱終了時期設定用
温度低下幅Δt2を加算した値に更新するように構成した
ので、熱回収液差温Δt1が、第２図に示す適正値（ここ
では10℃）から第３図に示すように大きくなった場合
（ここでは13℃）でも、熱回収液差温Δt1が大きくなっ
た分だけ、熱回収液の入口側の温度変化域を低温側へず
らすことができる。これにより、熱回収液の出口側の温
度上昇幅（ここでは５℃）を確保するとともに、熱回収
液の入口側の温度低下幅Δt2（ここでは５℃）を確保し
て、熱回収状態の時間及び放熱状態の時間を、差温Δt1
が適正な第２図の状態とほぼ同じにしておくことがで
き、回収・放熱の切換えのハンチングを防止できるので
ある。
に、温度検出手段Ａが放熱開始用設定温度T2H（ここで
は80℃）以上になったことを検出した時点における熱回
収液差温Δt1を検出することに基づき、放熱開始用設定
温度T2H（80℃）と放熱終了用設定温度TLとの間の放熱
終了時期設定用温度幅ΔＴの値を、受熱路38の出入口間
の熱回収液差温Δt1に、切換弁12が放熱用状態から熱回
収用状態へ切換えられるのに必要な放熱終了時期設定用
温度低下幅Δt2を加算した値に更新するように構成した
ので、熱回収液差温Δt1が、第２図に示す適正値（ここ
では10℃）から第３図に示すように大きくなった場合
（ここでは13℃）でも、熱回収液差温Δt1が大きくなっ
た分だけ、熱回収液の入口側の温度変化域を低温側へず
らすことができる。これにより、熱回収液の出口側の温
度上昇幅（ここでは５℃）を確保するとともに、熱回収
液の入口側の温度低下幅Δt2（ここでは５℃）を確保し
て、熱回収状態の時間及び放熱状態の時間を、差温Δt1
が適正な第２図の状態とほぼ同じにしておくことがで
き、回収・放熱の切換えのハンチングを防止できるので
ある。
《発明の効果》 本発明は、上記のように構成され作用することから次の
効果を奏する。
効果を奏する。
温度検出手段で弁切換用制御装置を介して切換弁を熱回
収用状態と放熱用状態とに切換え操作することにより、
熱回収負荷が変動した場合でも、受熱路の出口側の熱回
収液温を放熱開始用設定温度と放熱終了用設定温度との
間の一定温度範囲内に制御できる。
収用状態と放熱用状態とに切換え操作することにより、
熱回収負荷が変動した場合でも、受熱路の出口側の熱回
収液温を放熱開始用設定温度と放熱終了用設定温度との
間の一定温度範囲内に制御できる。
さらに、熱回収液の循環量が適性値よりも少ない場合で
も、熱回収用状態と放熱用状態との切換えにハンチング
が起きるのを防止できるので、切換弁は、頻繁な切換え
が起こらなくなり、弁座や弁面の磨耗が防止され、寿命
が長い。また、放熱用状態と熱回収用状態との頻繁な切
換えが起こらないことから、エンジン冷却水の温度変化
幅が小さくてすむ。このため、エンジンのシリンダや排
気熱吸収用熱交換器は、熱疲労が少なくてすみ、耐久性
が向上する。
も、熱回収用状態と放熱用状態との切換えにハンチング
が起きるのを防止できるので、切換弁は、頻繁な切換え
が起こらなくなり、弁座や弁面の磨耗が防止され、寿命
が長い。また、放熱用状態と熱回収用状態との頻繁な切
換えが起こらないことから、エンジン冷却水の温度変化
幅が小さくてすむ。このため、エンジンのシリンダや排
気熱吸収用熱交換器は、熱疲労が少なくてすみ、耐久性
が向上する。
《実施例》 以下、本発明の実施例を図面で説明する。
第１図から第４図はその一実施例を示している。第１図
では、エンジンの排熱回収装置の全体系統図で、燃料ガ
スで運転されるエンジン１で発電機Ｇを駆動して電力を
供給するとともに、エンジン１の排熱を外部熱負荷100
へ回収するように構成したものである。
では、エンジンの排熱回収装置の全体系統図で、燃料ガ
スで運転されるエンジン１で発電機Ｇを駆動して電力を
供給するとともに、エンジン１の排熱を外部熱負荷100
へ回収するように構成したものである。
まず、エンジン１の冷却水回路を説明する。
エンジン１のウォータジャケット２に、排気熱吸収用熱
交換器３の排熱吸収路４・温水路５・エンジン排熱回収
用熱交換器６の熱回収用授熱路７・及び冷水路８が順に
直列循環状に連通連結されるとともに、冷水路８にエン
ジン冷却水循環ポンプ20が介装される。このエンジン冷
却水循環ポンプ20は、電動式に構成されており、バッテ
リ27の電力で駆動される。また、エンジン排熱回収用熱
交換器６の熱回収用授熱路７にラジエータ９の放熱路10
が並列状に接続される。ラジエータ９には電動式のラジ
エータファン28で冷却風が送風される。なお、排気熱吸
収用熱交換器３の排熱吸収路４の下流側にはサーモスタ
ット弁29が設けられており、エンジン１の冷機始動時
に、エンジン冷却水が、エンジン排熱回収用熱交換器６
及びラジエータ９をバイパスして、定常温度にまで急速
に昇温するようになっている。
交換器３の排熱吸収路４・温水路５・エンジン排熱回収
用熱交換器６の熱回収用授熱路７・及び冷水路８が順に
直列循環状に連通連結されるとともに、冷水路８にエン
ジン冷却水循環ポンプ20が介装される。このエンジン冷
却水循環ポンプ20は、電動式に構成されており、バッテ
リ27の電力で駆動される。また、エンジン排熱回収用熱
交換器６の熱回収用授熱路７にラジエータ９の放熱路10
が並列状に接続される。ラジエータ９には電動式のラジ
エータファン28で冷却風が送風される。なお、排気熱吸
収用熱交換器３の排熱吸収路４の下流側にはサーモスタ
ット弁29が設けられており、エンジン１の冷機始動時
に、エンジン冷却水が、エンジン排熱回収用熱交換器６
及びラジエータ９をバイパスして、定常温度にまで急速
に昇温するようになっている。
上記の冷却路８・ウォータジャケット２・排気熱吸収路
４・及び温水路５でエンジン冷却水路11が構成されてい
る。このエンジン冷却水路11に対して、熱回収用授熱路
７と放熱路10とが切換弁12で切換え接続可能に構成され
る。この切換弁12は、熱回収用電磁弁31と放熱用電磁弁
32との二つの電磁弁からなり、熱回収用電磁弁31が開弁
するとともに放熱用電磁弁32が閉弁することにより熱回
収用状態に切換わり、これとは逆の開閉操作により放熱
用状態に切換わる。
４・及び温水路５でエンジン冷却水路11が構成されてい
る。このエンジン冷却水路11に対して、熱回収用授熱路
７と放熱路10とが切換弁12で切換え接続可能に構成され
る。この切換弁12は、熱回収用電磁弁31と放熱用電磁弁
32との二つの電磁弁からなり、熱回収用電磁弁31が開弁
するとともに放熱用電磁弁32が閉弁することにより熱回
収用状態に切換わり、これとは逆の開閉操作により放熱
用状態に切換わる。
一方、エンジン１の排気ガスは、排気熱吸収用熱交換器
３の排気ガス流路34を経てマフラ35から外部へ排出され
る。
３の排気ガス流路34を経てマフラ35から外部へ排出され
る。
次に、熱回収用回路45について説明すると、これは、エ
ンジン排熱回収用熱交換器６の授熱路38と熱回収用タン
クＢとを熱回収用ポンプ37を介して循環状に連通連結し
てなり、タンクＢに外部熱負荷100を付設してある。
ンジン排熱回収用熱交換器６の授熱路38と熱回収用タン
クＢとを熱回収用ポンプ37を介して循環状に連通連結し
てなり、タンクＢに外部熱負荷100を付設してある。
上記の排熱回収装置の電気制御装置の構成は次のように
なっている。同上第１図において、符号40は、制御電源
入力用の制御盤である。また、熱回収液出口路42に温度
センサ43が設けられるとともに、熱回収液入口路41に温
度センサ44が設けられる。これら温度センサ43・44で温
度検出手段Ａが構成されており、これは、熱回収液の出
口側温度T2・熱回収液の入口側温度T3を検出して、弁切
換用制御装置14を介して切換弁12を熱回収用状態と放熱
用状態とに切換制御するようになっている。
なっている。同上第１図において、符号40は、制御電源
入力用の制御盤である。また、熱回収液出口路42に温度
センサ43が設けられるとともに、熱回収液入口路41に温
度センサ44が設けられる。これら温度センサ43・44で温
度検出手段Ａが構成されており、これは、熱回収液の出
口側温度T2・熱回収液の入口側温度T3を検出して、弁切
換用制御装置14を介して切換弁12を熱回収用状態と放熱
用状態とに切換制御するようになっている。
上記の制御装置は、第４図に示す制御プログラムを実行
するようになっている。
するようになっている。
排熱回収装置が運転を開始すると、熱回収液の出口側温
度T2が放熱開始用設定温度T2H（ここでは80℃）よりも
低いか否かが判定される（S1）。設定温度T2H（80℃）
よりも低い場合には、切換弁12が熱回収用状態に切り換
えられ（S2）、S1の段階へ戻される。
度T2が放熱開始用設定温度T2H（ここでは80℃）よりも
低いか否かが判定される（S1）。設定温度T2H（80℃）
よりも低い場合には、切換弁12が熱回収用状態に切り換
えられ（S2）、S1の段階へ戻される。
S1の段階で熱回収液の出口側温度T2が放熱開始用設定温
度T2H（80℃）以上の場合には、熱回収中か否かが判断
され（S3）、熱回収中であれば、放熱終了用設定温度TL
（＝T3−Δt2）が決定され（S4）切換弁12が放熱用状態
に切り換えられる（S5）。次いで、熱回収液の出口側温
度T2が、前記S4の段階で決定した放熱終了用設定温度TL
（ここでは65℃）よりも低いか否かが判断される（S
6）。設定温度TL（65℃）よりも低い場合には、S1の段
階にもどされる。
度T2H（80℃）以上の場合には、熱回収中か否かが判断
され（S3）、熱回収中であれば、放熱終了用設定温度TL
（＝T3−Δt2）が決定され（S4）切換弁12が放熱用状態
に切り換えられる（S5）。次いで、熱回収液の出口側温
度T2が、前記S4の段階で決定した放熱終了用設定温度TL
（ここでは65℃）よりも低いか否かが判断される（S
6）。設定温度TL（65℃）よりも低い場合には、S1の段
階にもどされる。
上記S3の段階において熱回収中でない場合、S6の段階に
おいて出口側温度T2が放熱終了用設定温度TL（65℃）以
上の場合には、S5の段階に戻して放熱用状態を保つので
ある。
おいて出口側温度T2が放熱終了用設定温度TL（65℃）以
上の場合には、S5の段階に戻して放熱用状態を保つので
ある。
このように切換弁12を熱回収用状態と放熱用状態とに切
換え操作することにより、第２図に示すように、熱回収
液差温Δt1が10℃の場合には、温熱回収液の出口側液温
が、放熱開始用設定温度T2H（80℃）と放熱終了用設定
温度TL（65℃）の範囲で制御される。また、第３図に示
すように、熱回収液差温Δt1が13℃の場合には、温熱回
収液の出口側液温が、放熱開始用設定温度T2H（80℃）
と放熱終了用設定温度TL（62℃）の範囲で制御される。
換え操作することにより、第２図に示すように、熱回収
液差温Δt1が10℃の場合には、温熱回収液の出口側液温
が、放熱開始用設定温度T2H（80℃）と放熱終了用設定
温度TL（65℃）の範囲で制御される。また、第３図に示
すように、熱回収液差温Δt1が13℃の場合には、温熱回
収液の出口側液温が、放熱開始用設定温度T2H（80℃）
と放熱終了用設定温度TL（62℃）の範囲で制御される。
なお、上記の温度検出手段Ａは、受熱路38の入口側の温
度４センサ44を省略して、第10図に示すように、受熱路
38の出口側の温度センサ43だけで構成することも可能で
ある。
度４センサ44を省略して、第10図に示すように、受熱路
38の出口側の温度センサ43だけで構成することも可能で
ある。
この場合の制御プログラムは次のようになる。
第５図は第１変形例を示し、S4の段階における放熱終了
用設定温度TLの算定式において、前記第４図の熱回収液
の入口側温度T3の検出に代えて、放熱用状態に切換わっ
た後の熱回収液の出力側温度T3を検出して記憶すること
により、入口側温度を推定するようにしたものである。
用設定温度TLの算定式において、前記第４図の熱回収液
の入口側温度T3の検出に代えて、放熱用状態に切換わっ
た後の熱回収液の出力側温度T3を検出して記憶すること
により、入口側温度を推定するようにしたものである。
また、第６図のものは、第５図のものの具体例を示して
いる。これは、S3の段階に続いて、タイマーの計時を開
始し（S4）、熱回収用状態（S2）から放熱用状態（S5）
へ切換えてから設定時間Δθ（２分間から５分間程度）
の経過後に（S6）、放熱終了用設定温度TLを算出する
（S7）ようにしたものである。
いる。これは、S3の段階に続いて、タイマーの計時を開
始し（S4）、熱回収用状態（S2）から放熱用状態（S5）
へ切換えてから設定時間Δθ（２分間から５分間程度）
の経過後に（S6）、放熱終了用設定温度TLを算出する
（S7）ようにしたものである。
さらに、第７図のものは、同上第５図のものの別の具体
例を示している。これは、熱回収用状態（S2）から放熱
用状態（S4）へ切換わった後に、熱回収液の出口側温度
T2の低下率dT2が設定値dT2Sよりも小さいか否かを判断
し（S7）、小さくなった場合に放熱終了用設定値温度TL
を算定して（S8）、S6の段階へ戻すようにしたものであ
る。これにより、エンジン負荷の変動や熱回収液の循環
量の変動で、受熱路38の出入口の熱回収液温が一定にな
る時間が異なる場合でも、それに対応して、最適の放熱
終了用設定温度TLを決定できるので、回収・放熱の切換
えのハンチングを防止しながらも放熱時間を短くして、
熱回収の効率を向上できる。
例を示している。これは、熱回収用状態（S2）から放熱
用状態（S4）へ切換わった後に、熱回収液の出口側温度
T2の低下率dT2が設定値dT2Sよりも小さいか否かを判断
し（S7）、小さくなった場合に放熱終了用設定値温度TL
を算定して（S8）、S6の段階へ戻すようにしたものであ
る。これにより、エンジン負荷の変動や熱回収液の循環
量の変動で、受熱路38の出入口の熱回収液温が一定にな
る時間が異なる場合でも、それに対応して、最適の放熱
終了用設定温度TLを決定できるので、回収・放熱の切換
えのハンチングを防止しながらも放熱時間を短くして、
熱回収の効率を向上できる。
第８図と第９図は、他の変形例を示している。
第８図の制御ブロック図は、熱回収液の循環量を検出す
るとともに、エンジン負荷を検出することに基づいて、
熱回収液差温Δt1を推定し、これに基づいて、放熱終了
用設定温度TLを設定するようにしたものである。これに
より、熱回収液の循環量やエンジン負荷の急激な変動に
伴って熱回収液差温Δt1が急激に変動した場合でも、そ
の変動に対応した最適な放熱終了用設定温度TLを決定で
き、回収・放熱の切換えのハンチングを防止できる。な
お、T2Hは放熱開始用設定温度を示し、熱回収液差温Δt
1と放熱終了時期設定用温度低下幅Δt2との和は、放熱
終了時期設定用温度幅ΔＴを示している。
るとともに、エンジン負荷を検出することに基づいて、
熱回収液差温Δt1を推定し、これに基づいて、放熱終了
用設定温度TLを設定するようにしたものである。これに
より、熱回収液の循環量やエンジン負荷の急激な変動に
伴って熱回収液差温Δt1が急激に変動した場合でも、そ
の変動に対応した最適な放熱終了用設定温度TLを決定で
き、回収・放熱の切換えのハンチングを防止できる。な
お、T2Hは放熱開始用設定温度を示し、熱回収液差温Δt
1と放熱終了時期設定用温度低下幅Δt2との和は、放熱
終了時期設定用温度幅ΔＴを示している。
第９図は、第８図の一部を変更し、エンジン負荷の検出
で熱回収液差温Δt1を推定するようにした具体例を示し
てある。この場合、エンジン負荷が大きくなるにつれ
て、エンジン排熱量が多くなり、熱回収液差温Δt1が大
きくなるので、これに対応させて、放熱終了時期設定用
温度幅ΔＴ（＝Δt1＋Δt2）を大きくするようにしたも
のである。このように構成することにより、放熱状態で
エンジン負荷が急激に大きくなった場合に、熱回収液差
温Δt1が急激に大きくなるため放熱用状態が継続され
て、熱回収用状態に切換わるのに相当の時間がかかると
いう問題を解消できる。
で熱回収液差温Δt1を推定するようにした具体例を示し
てある。この場合、エンジン負荷が大きくなるにつれ
て、エンジン排熱量が多くなり、熱回収液差温Δt1が大
きくなるので、これに対応させて、放熱終了時期設定用
温度幅ΔＴ（＝Δt1＋Δt2）を大きくするようにしたも
のである。このように構成することにより、放熱状態で
エンジン負荷が急激に大きくなった場合に、熱回収液差
温Δt1が急激に大きくなるため放熱用状態が継続され
て、熱回収用状態に切換わるのに相当の時間がかかると
いう問題を解消できる。
第１図から第９図は本発明の実施例を示している。 第１図から第４図は一実施例を示し、第１図は全体系統
図、第２図と第３図はそれぞれ熱回収液の温度変化を示
す図、第４図は制御プログラム図である。 第５図から第７図は、それぞれ、変形例を示す制御プロ
グラム図である。 第８図と第９図は他の変形例を示し、第８図は制御ブロ
ック図で、第９図はエンジン負荷と温度差との関係を示
す図である。 第10図から第12図は先発明例を示し、第10図は全体系統
図、第11図と第12図はそれぞれ熱回収液の温度変化を示
す図である。 第13図は、従来例を示す全体系統図である。 １……エンジン、２……ウォータジャケット、３……排
気熱吸収用熱交換器、４……排熱吸収路、５……温水
路、６……エンジン排熱回収用熱交換器、７……熱回収
用授熱路、８……冷却路、９……ラジエータ、10……放
熱路、11……エンジン冷却水路、12……切換弁、14……
弁切換用制御装置、37……熱回収用ポンプ、38……受熱
路、45……熱回収用回路、Ａ……温度検出手段、Ｂ……
熱回収液タンク、T2H……放熱開始用設定温度、TL……
放熱終了用設定温度、ΔＴ……放熱終了時期設定用温度
幅、Δt1……熱回収液差温、Δt2……放熱終了時期設定
用温度低下幅。
図、第２図と第３図はそれぞれ熱回収液の温度変化を示
す図、第４図は制御プログラム図である。 第５図から第７図は、それぞれ、変形例を示す制御プロ
グラム図である。 第８図と第９図は他の変形例を示し、第８図は制御ブロ
ック図で、第９図はエンジン負荷と温度差との関係を示
す図である。 第10図から第12図は先発明例を示し、第10図は全体系統
図、第11図と第12図はそれぞれ熱回収液の温度変化を示
す図である。 第13図は、従来例を示す全体系統図である。 １……エンジン、２……ウォータジャケット、３……排
気熱吸収用熱交換器、４……排熱吸収路、５……温水
路、６……エンジン排熱回収用熱交換器、７……熱回収
用授熱路、８……冷却路、９……ラジエータ、10……放
熱路、11……エンジン冷却水路、12……切換弁、14……
弁切換用制御装置、37……熱回収用ポンプ、38……受熱
路、45……熱回収用回路、Ａ……温度検出手段、Ｂ……
熱回収液タンク、T2H……放熱開始用設定温度、TL……
放熱終了用設定温度、ΔＴ……放熱終了時期設定用温度
幅、Δt1……熱回収液差温、Δt2……放熱終了時期設定
用温度低下幅。
Claims (1)
- 【請求項１】エンジン（１）のウォータジャケット
（２）に、排気熱吸収用熱交換器（３）の排熱吸収路
（４）・温水路（５）・エンジン排熱回収用熱交換器
（６）の熱回収用授熱路（７）・及び冷水路（８）を順
に直列循環状に連通連結して構成したエンジンの排熱回
収装置において、 上記エンジン排熱回収用熱交換器（６）の上記の熱回収
用授熱路（７）にラジエータ（９）の放熱路（10）を並
列状に接続し、 上記の冷水路（８）・ウォータジャケット（２）・排熱
吸収路（４）・及び温水路（５）から成るエンジン冷却
水路（11）に対して、上記の熱回収用授熱路（７）と上
記の放熱路（10）とを、切換弁（12）で切換え接続可能
に構成し、 上記のエンジン排熱回収用熱交換器（６）の受熱路（3
8）と熱回収用タンク（Ｂ）とを熱回収用ポンプ（37）
を介して循環状に連通連結して熱回収用回路（45）を構
成し、 上記の熱回収用回路（45）に温度検出手段（Ａ）を設
け、その温度検出手段（Ａ）に弁切換用制御装置（14）
を介して上記の切換弁（12）を切換制御可能に連携し、 上記の温度検出手段（Ａ）は、上記の熱回収用回路（4
5）を通過する熱回収液の液温を検出するものであっ
て、 上記の受熱路（38）の出口側における熱回収液温の検出
温度（T2）が、放熱開始用設定温度（T2H）以上になっ
た場合には、上記の弁切換用制御装置（14）が上記の切
換弁（12）を熱回収用状態から放熱用状態へ切換えて、
上記の熱回収用授熱路（７）を閉止させるとともに、上
記の放熱路（10）を開通させ、 同上の熱回収用回路（45）中での熱回収液温の検出温度
が、上記の放熱開始用設定温度（T2H）よりも低い放熱
終了用設定温度（TL）以下になった場合には、上記の切
換弁（12）を上記の放熱用状態から上記の熱回収用状態
へ切換えて、上記の放熱路（10）を閉止させるととも
に、上記の熱回収用授熱路（７）を開通させるように構
成し、 前記温度検出手段（Ａ）が前記の放熱開始用設定温度
（T2H）以上になったことを検出した時点における、前
記の受熱路（38）の出口側での熱回収液温と同上の受熱
路（38）の入口側での熱回収液温との間の熱回収液差温
（Δt1）を検出することに基づき、 前記の弁切換用制御装置（14）が、上記の放熱開始用設
定温度（T2H）と上記の放熱終了用設定温度（TL）との
間の放熱終了時期設定用温度幅（ΔＴ）の値を、上記の
受熱路（38）の出入口間の前記の熱回収液差温（Δt1）
に、前記の切換弁（12）が前記の放熱用状態から熱回収
用状態へ切換えられるのに必要な放熱終了時期設定用温
度低下幅（Δt2）を加算した値に更新するように構成し
たことを特徴とするエンジンの排熱回収装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63256230A JPH0726593B2 (ja) | 1988-10-11 | 1988-10-11 | エンジンの排熱回収装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63256230A JPH0726593B2 (ja) | 1988-10-11 | 1988-10-11 | エンジンの排熱回収装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02102356A JPH02102356A (ja) | 1990-04-13 |
| JPH0726593B2 true JPH0726593B2 (ja) | 1995-03-29 |
Family
ID=17289740
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63256230A Expired - Lifetime JPH0726593B2 (ja) | 1988-10-11 | 1988-10-11 | エンジンの排熱回収装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0726593B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008128254A (ja) * | 2006-11-24 | 2008-06-05 | Behr Gmbh & Co Kg | 少なくとも１つの膨張装置を駆動するための有機ランキンサイクル循環を備えたシステム及び膨張装置を駆動するための熱交換器並びに少なくとも１つの膨張装置を運転するための方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009103112A (ja) * | 2007-10-25 | 2009-05-14 | Honda Motor Co Ltd | コージェネレーションシステム |
-
1988
- 1988-10-11 JP JP63256230A patent/JPH0726593B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008128254A (ja) * | 2006-11-24 | 2008-06-05 | Behr Gmbh & Co Kg | 少なくとも１つの膨張装置を駆動するための有機ランキンサイクル循環を備えたシステム及び膨張装置を駆動するための熱交換器並びに少なくとも１つの膨張装置を運転するための方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02102356A (ja) | 1990-04-13 |
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