KR20210109622A - 배기열 회수 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

냉매가 냉매 회로로부터 누설된 경우이더라도, 비교적 신속하게 냉매의 누설을 검지할 수 있는 배기열 회수 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 배기열 회수 장치 (1) 는, 증발기 (12) 에 의해 증발된 냉매에 의해 회전되는 터빈 (13) 을 통과한 냉매를 냉각수와의 열 교환에 의해 응축시키는 응축기 (14) 를 갖는 냉매 회로 (10) 와, 응축기 (14) 를 통과한 냉각수가 유통하는 냉각수 배관 (52) 과, 냉각수 배관 (52) 에 형성되고, 냉각수 배관 (52) 을 유통하는 냉각수에 포함되는 냉매를 검지하는 누설 검지기 (30) 를 구비하고 있다.

Description

배기열 회수 장치 및 그 제어 방법
본 개시는 배기열 회수 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
종래, 선박의 디젤 엔진의 배기열을 회수하여 발전을 실시하는 배기열 회수 장치가 알려져 있다 (예를 들어, 특허문헌 1).
특허문헌 1 에 개시되어 있는 배기열 회수 장치는, 디젤 엔진으로부터 배출되는 재킷 냉각수를 증발기로 유도하고, 재킷 냉각수와의 열 교환에 의해 증발기로 증발된 냉매를 터빈으로 유도한다. 그리고, 증발된 냉매에 의해 터빈이 회전하고, 그것에 수반하여 터빈의 회전 동력이 발전기에 전달된다. 터빈을 통과한 냉매는 응축기로 해수에 의해 응축된다. 한편, 냉매와 열 교환한 재킷 냉각수는 디젤 엔진에 공급되고, 디젤 엔진을 냉각시키기 위해서 사용된다.
응축기에서는, 냉매와 냉각수 (특허문헌 1 에 있어서는 해수) 의 사이에서 열 교환이 실시되지만, 응축기 내부의 플레이트가 파손된 경우, 냉매가 냉매 회로로부터 냉각수측으로 누설될 우려가 있다. 냉매 누설이 계속되면 냉매 회로로부터 냉매가 손실되어 버린다. 또, 냉매가 손실된 냉매 회로는 내부의 압력이 저하되어, 응축기를 유통하고 있는 냉각수의 압력보다 낮아지면, 냉각수가 냉매 회로에 침입해 버려 냉매 회로 부식의 원인이 될 가능성이 있다.
그러나, 전술한 바와 같이 응축기를 유통하고 있는 냉각수가 냉매 회로에 침입한 경우이더라도, 냉매에 포함되는 냉각수를 검지하는 것이 곤란한 경우가 있다.
이에 대해, 냉매의 누설을 검지하는 방법으로서, 예를 들어 특허문헌 2 에는, 랭킨 사이클로부터의 냉매의 누설을, 랭킨 사이클이 갖는 수액실 (受液室) 에 저류된 냉매 액위 (液位) 의 변화에 기초하여 판단하는 것이 기재되어 있다.
일본 공개특허공보 2012-215124호 일본 공개특허공보 2014-115008호
특허문헌 2 에 개시되어 있는 바와 같이, 랭킨 사이클에 충전된 냉매의 액량에 기초하여 누설 발생을 판단하는 경우, 누설 발생을 조기에 검지할 수 없을 가능성이 있다. 왜냐하면, 기액 사이에서 상 (相) 변화를 반복하는 냉매에 있어서, 액 냉매는 가스 냉매에 비해 비체적이 작아, 액량의 변화에는 상당히 시간을 필요로 할 가능성이 있기 때문이다.
본 개시는 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 냉매가 냉매 회로로부터 누설된 경우이더라도, 비교적 신속하게 냉매의 누설을 검지할 수 있는 배기열 회수 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 개시의 배기열 회수 장치 및 그 제어 방법은 이하의 수단을 채용한다.
즉, 본 개시의 일 양태에 관련된 배기열 회수 장치는, 증발기에 의해 증발된 냉매에 의해 회전되는 터빈을 통과한 상기 냉매를 냉각수와의 열 교환에 의해 응축시키는 응축기를 갖는 냉매 회로와, 상기 응축기를 통과한 상기 냉각수가 유통하는 냉각수 배관과, 그 냉각수 배관에 형성되고, 그 냉각수 배관을 유통하는 상기 냉각수에 포함되는 상기 냉매를 검지하는 누설 검지기를 구비하고 있다.
본 태양에 관련된 배기열 회수 장치에 의하면, 응축기를 통과하여 냉각수 배관을 유통하고 있는 냉각수 (응축기에서 냉매와 열 교환된 냉각수) 에 포함되는 냉매를 누설 검지기에 의해 검지할 수 있다. 이 때문에, 예를 들어 응축기 내부의 플레이트가 파손되는 등의 현상에 의해 냉매가 냉매 회로로부터 냉각수 배관으로 누설된 경우이더라도, 냉매의 누설을 검지할 수 있다. 이에 따라, 예를 들어, 냉매의 누설을 검지했을 경우에 배기열 회수 장치를 정지시키도록 제어함으로써, 냉매의 손실이나, 냉각수가 냉매 회로에 침입하는 현상을 억제할 수 있다. 만일, 냉각수가 냉매 회로에 침입한 경우, 냉각수에 의한 냉매 회로의 부식이 염려된다.
또, 누설 검지기는 냉각수 배관을 유통하는 냉각수에 포함되는 냉매 (가스 냉매) 를 검지하므로, 예를 들어, 냉매 회로에 충전된 액 냉매의 액량에 기초하여 누설을 검지하는 경우에 비해, 약간의 냉매의 누설을 검지할 수 있다. 이것은, 가스 냉매 쪽이 액 냉매에 비해 비체적이 크다는 점에서 분명하다. 이 때문에, 비교적 신속하게 냉매의 누설을 검지할 수 있다.
또, 본 개시의 일 양태에 관련된 배기열 회수 장치에 있어서, 상기 누설 검지기는, 상기 냉각수 배관에 대하여 연직 방향 상방에 형성된 가스 발출 밸브와, 그 가스 발출 밸브로부터 배출된 상기 냉매를 검지하는 냉매 검지기를 구비하고 있다.
본 태양에 관련된 배기열 회수 장치에 의하면, 냉매의 누설이 발생하고 있는 경우, 가스 발출 밸브에 의해 냉각수 배관을 유통하는 냉각수에 포함되는 냉매 (가스 냉매) 를 자동적으로 배출할 수 있다. 또, 가스 발출 밸브로부터 배출된 냉매는, 냉매 검지기에 의해 검지할 수 있다. 이에 따라, 냉매 회로로부터의 냉매의 누설을 검지할 수 있다. 이 때, 가스 발출 밸브는 냉각수 배관에 대하여 연직 방향 상방에 형성되어 있으므로, 냉각수에 포함되는 냉매는, 가스 발출 밸브에 포집되기 쉽다. 가스 발출 밸브는, 예를 들어, 냉각수 배관의 정부 (頂部) 등 기체가 모이기 쉬운 부분으로부터 연직 방향 상방으로 분기된 배관에 형성된다.
또한, 가스 발출 밸브는 가스 냉매에 한정되지 않고 냉각수에 포함되는 공기만을 배출하는 경우가 있지만, 이 경우에는 냉매 검지기에 의해 검지되는 일은 없다.
또, 본 개시의 일 양태에 관련된 배기열 회수 장치에 있어서, 상기 누설 검지기는, 상기 가스 발출 밸브에 접속됨과 함께 상기 가스 발출 밸브로부터 배출된 기체가 유통하는 배출 배관을 구비하고, 그 배출 배관의 배출구는 연직 방향 하방을 향하여 개구되고, 상기 배출구의 연직 방향 하방에 상기 냉매 검지기가 형성되어 있다.
본 태양에 관련된 배기열 회수 장치에 있어서, 가스 발출 밸브에는 배출된 기체가 유통하는 배출 배관이 접속되어 있다. 또, 이 배출 배관의 배출구는 연직 방향 하방을 향하여 개구되어 있다. 또한, 이 배출구의 연직 방향 하방에 냉매 검지기가 형성되어 있다.
누설된 가스 냉매는 공기보다 비중이 크기 때문에, 가스 발출 밸브로부터 배출된 기체에 가스 냉매가 포함되어 있는 경우, 연직 방향 하방을 향하여 개구되어 있는 배출구의 연직 방향 하방에 형성된 냉매 검지기에 의해 검지되기 쉽다.
또, 본 개시의 일 양태에 관련된 배기열 회수 장치는, 상기 누설 검지기로부터 상기 냉매의 누설 상태를 취득 가능한 제어부를 구비하고, 상기 누설 검지기에 의해 상기 냉매의 누설을 검지했을 때, 상기 제어부에 의해 운전이 정지된다.
본 태양에 관련된 배기열 회수 장치에 의하면, 누설 검지기에 의해 냉매의 누설이 검지되었을 때, 배기열 회수 장치의 운전을 제어부에 의해 정지시킬 수 있다. 만일 냉매 누설이 발생하고 있음에도 불구하고 배기열 회수 장치의 운전을 정지시키지 않는 경우, 냉매 회로로부터의 냉매의 손실, 나아가서는 냉각수가 냉매 회로에 침입해 버린다. 배기열 회수 장치의 운전을 제어부에 의해 정지시킴으로써, 냉매의 손실을 방지할 수 있다.
또, 본 개시의 일 양태에 관련된 배기열 회수 장치의 제어 방법은, 증발기에 의해 증발된 냉매에 의해 회전되는 터빈을 통과한 상기 냉매를 냉각수와의 열 교환에 의해 응축시키는 응축기를 갖는 냉매 회로와, 상기 응축기를 통과한 상기 냉각수가 유통하는 냉각수 배관을 구비하고 있는 배기열 회수 장치의 제어 방법으로서, 상기 냉각수 배관을 유통하는 상기 냉각수에 포함되는 상기 냉매를 검지하는 누설 검지 공정과, 상기 누설 검지 공정에 의해 상기 냉매를 검지했을 때 상기 배기열 회수 장치를 정지하는 정지 공정을 포함한다.
본 개시에 관련된 배기열 회수 장치 및 그 제어 방법에 의하면, 냉매가 냉매 회로로부터 누설된 경우이더라도, 신속하게 냉매의 누설을 검지할 수 있다.
도 1 은, 본 개시의 일 실시형태에 관련된 배기열 회수 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
이하, 본 개시의 일 실시형태에 관련된 배기열 회수 장치 (1) 에 대해서, 도면을 참조하여 설명한다.
배기열 회수 장치 (1) 는, 예를 들어, 선박의 추진력을 발생시키는 주기관인 디젤 엔진 (도시하지 않음) 을 냉각시키는 재킷수의 배기열을, 열 교환에 의해 냉매 회로 (10) 에 충전된 유기 유체에 전달하고, 그 냉매에 의해 발전기 (도시하지 않음) 에 접속된 터빈 (13) 을 회전시켜 발전을 실시하는 ORC (Organic Rankine Cycle) 에 채용되는 장치이다.
도 1 에 나타내는 바와 같이, 배기열 회수 장치 (1) 는, 냉매 회로 (10) 와, 냉매 회로 (10) 가 갖는 응축기 (14) 에 접속된 냉각수 배출 배관 (52) (이하, 간단히 「냉각수 배관 (52)」 이라고 한다.) 과, 냉각수 배관 (52) 에 형성된 누설 검지기 (30) 를 구비한다.
냉매 회로 (10) 는, 증발기 (12) 와, 터빈 (13) 과, 응축기 (14) 와, 펌프 (15) 를 구비하고 있고, 각 기기가 냉매 배관 (20), 냉매 배관 (21), 냉매 배관 (22), 냉매 배관 (23) 에 의해 접속됨으로써 회로가 구성되어 있다. 냉매 회로 (10) 에는, 유기 매체 (예를 들어, 대체 플론 등의 냉매로 여겨진다. 이하, 간단히 「냉매」 라고 한다.) 가 충전되어 있다.
증발기 (12) 는, 냉매 회로 (10) 에 충전된 냉매를 디젤 엔진 (도시하지 않음) 의 냉각에 의해 고온화한 재킷수과 열 교환시켜 증발시키는 장치이다. 열 교환은 증발기 (12) 내부의 열 교환기에 의해 실시된다.
터빈 (13) 은, 증발기 (12) 에 의해 증발된 냉매에 의해 회전되는 장치이다. 터빈 (13) 은, 발전기 (도시하지 않음) 에 회전 이동력을 전달할 수 있도록 구성되어 있다. 요컨대, 발전기는 터빈 (13) 에 의해 구동됨으로써 발전을 실시한다.
응축기 (14) 는, 터빈 (13) 을 통과한 냉매를 냉각수와 열 교환시켜 응축시키는 장치이다. 냉각수는 예를 들어 해수가 되고, 응축기 (14) 의 냉각수 입구에 접속된 냉각수 공급 배관 (50) 을 통해서 응축기 (14) 에 공급된다. 응축기 (14) 에 공급된 냉각수는, 응축기 (14) 를 통과하면서 냉매 회로 (10) 에 충전된 냉매와 열 교환한다. 응축기 (14) 를 통과한 냉각수 (응축기 (14) 에서 냉매와 열 교환된 냉각수) 는, 응축기 (14) 의 냉각수 출구에 접속된 냉각수 배관 (52) 을 통해서 응축기 (14) 의 외부에 배출된다.
펌프 (15) 는, 응축기 (14) 에 의해 응축되어 액화한 냉매를, 냉매 배관 (23) 을 통해서 증발기 (12) 측에 송액함으로써, 냉매 회로 (10) 에 냉매의 흐름을 형성시키는 장치이다.
전술한 구성에 의해, 증발기 (12), 냉매 배관 (20), 터빈 (13), 냉매 배관 (21), 응축기 (14), 냉매 배관 (22), 펌프 (15), 냉매 배관 (23) 의 순서로 냉매의 흐름이 형성된 냉매 회로 (10) 가 구성된다.
본 실시형태에 관련된 배기열 회수 장치 (1) 에 있어서는, 응축기 (14) 를 통과한 냉각수가 유통하는 냉각수 배관 (52) 에 누설 검지기 (30) 가 형성되어 있다.
누설 검지기 (30) 는, 냉각수 배관 (52) 에 유통하는 냉각수에 냉매가 포함되어 있는 경우에, 그 냉매를 검출하는 장치이다.
또한, 응축기 (14) 의 냉각수 출구 (냉각수의 흐름 방향에 있어서 응축기 (14) 의 하류측) 에 접속된 냉각수 배관 (52) 을 유통하는 냉각수의 압력은 대략 대기압이기 때문에, 고압의 냉매가 냉각수 배관 (52) 을 유통하는 냉각수에 누설된 경우, 압력 저하에 기인하여 냉매는 기화하여 가스 냉매가 된다. 따라서, 누설 검지기 (30) 는, 주로, 냉각수 배관 (52) 에 유통하는 냉각수에 포함되어 있는 가스 냉매를 검출하는 장치이다.
이하, 누설 검지기 (30) 에 대해서 상세하게 설명한다.
도 1 에 나타내는 바와 같이, 누설 검지기 (30) 는, 가스 발출 밸브 (32) 와, 냉매 검지기 (34) 를 구비하고 있다.
가스 발출 밸브 (32) 는, 내부에 일정량의 기체가 모이면 자동적으로 외부에 기체를 배출할 수 있는 밸브이며, 분기 배관 (35) 에 형성되어 있다.
가스 발출 밸브 (32) 로는, 예를 들어 플로트식 밸브가 사용된다. 플로트식 밸브는, 밸브 내의 액체에 떠 있는 플로트 (찌, float) 가 밸브 내의 액위의 변화에 수반하여 상하함으로써, 밸브를 폐성 (閉成) 하거나 개성 (開成) 하거나 하는 것이다. 상세하게는, 액체가 소정의 액위를 유지하여 봉입되어 있는 밸브 내에 기체가 모여 기체보다 비중이 무거운 액체가 기체에 의해 눌려지면, 액체에 떠 있는 플로트에 의해 밸브가 개성된다. 밸브의 개성에 의해 기체가 배출되고 기체에 의해 눌려 있던 액위가 상승함으로써 원래의 액위로 되돌아오면, 액체에 떠 있는 플로트에 의해 밸브가 폐성된다.
분기 배관 (35) 은, 상류측이 되는 기단부가 냉각수 배관 (52) 과 접속됨과 함께 연직 방향 상방으로 분기, 연장된 배관으로 된다. 이 때, 분기 배관 (35) 의 기단부가 접속되어 있는 냉각수 배관 (52) 의 부분은, 냉각수 배관 (52) 의 정부 등 기체가 부력에 의해 모이기 쉬운 부분인 것이 바람직하다. 이에 따라, 냉각수 배관 (52) 을 유통하는 냉각수에 포함되는 기체가 가스 발출 밸브 (32) 에 포집되기 쉬워진다. 또, 가스 발출 밸브 (32) 는, 분기 배관 (35) 의 연직 방향 상방에 형성되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 분기 배관 (35) 내의 기체가 가스 발출 밸브 (32) 에 포집되기 쉬워진다.
가스 발출 밸브 (32) 에는, 가스 발출 밸브 (32) 로부터 배출된 기체가 유통하는 배출 배관 (36) 이 접속되어 있다.
배출 배관 (36) 은, 가스 발출 밸브 (32) 로부터 연직 방향 상향으로 연장된 후, 역 U 자 형상으로 굴곡함으로써 배출구 (36A) 가 연직 방향 하방을 향하여 개구되어 있다. 또한, 배출구 (36A) 는, 개방단으로 되고, 주위는 공기 분위기로 된다.
냉매 검지기 (34) 는, 배출구 (36A) 의 연직 방향 하방에 형성되어 있다. 냉매 검지기 (34) 는, 배출구 (36A) 로부터 배출된 기체 중에 냉매가 포함되어 있는 경우, 그 냉매를 검지할 수 있다. 이 때, 예를 들어, 가스 발출 밸브 (32) 로부터 배출된 기체가 공기와 가스 냉매의 혼합 기체로 된 경우, 배출구 (36A) 의 하방에 냉매 검지기 (34) 가 설치되어 있으면, 공기보다 비중이 무거운 가스 냉매를 공기로부터 분리하여 냉매 검지기 (34) 로 유도할 수 있다. 냉매 검지기 (34) 로는, 예를 들어 저항식 센서가 사용된다.
누설 검지기 (30) 는, 다음과 같이 작동한다.
즉, 냉각수 배관 (52) 을 유통하는 냉각수에 포함되어 있는 기체는, 분기 배관 (35) 을 통해서 가스 발출 밸브 (32) 에 포집된다.
일정량의 기체가 가스 발출 밸브 (32) 내에 모이면, 가스 발출 밸브 (32) 는 기체를 외부에 자동적으로 배출한다.
배출된 기체는, 배출 배관 (36) 을 통해서 배출구 (36A) 로부터 공기 중에 배출된다.
이 때, 배출된 기체 중에 냉매가 포함되어 있는 경우가 있다. 예를 들어, 응축기 (14) 의 내부에 설치된 열 교환용 플레이트가 파손된 경우, 냉매가 냉매 회로 (10) 로부터 냉각수측 (냉각수 배관 (52)) 으로 누설된다. 그러면, 누설된 냉매는 냉각수에 혼입하여 냉각수 배관 (52) 을 유통하게 되어, 결과적으로, 기체로서 가스 발출 밸브 (32) 에 포집된다.
전술한 바와 같이, 배출된 기체 중에 냉매가 포함되어 있는 경우, 냉매 검지기 (34) 가 냉매를 검지한다 (누설 검지 공정). 또한, 냉매가 누설되고 있지 않은 경우이더라도 냉각수에 공기가 혼입되어 있는 경우에는 가스 발출 밸브 (32) 로부터 기체가 배출되는 경우가 있다. 단, 공기만이 배출된 것이라면, 당연히 냉매 검지기 (34) 가 반응하는 일은 없다.
냉매 검지기 (34) 가 냉매를 검지한 경우, 냉매 검지기 (34) 는 그 정보를 제어부 (도시하지 않음) 에 송신한다.
제어부는, 예를 들어, CPU (Central Processing Unit), RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), 및 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체 등으로 구성 되어 있다. 그리고, 각종 기능을 실현하기 위한 일련의 처리는, 일례로서, 프로그램의 형식으로 기억 매체 등에 기억되어 있고, 이 프로그램을 CPU 가 RAM 등으로 읽어 내어, 정보의 가공·연산 처리를 실행함으로써, 각종 기능이 실현된다. 또한, 프로그램은, ROM 이나 그 밖의 기억 매체에 미리 인스톨 해 두는 형태나, 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체에 기억된 상태로 제공되는 형태, 유선 또는 무선에 의한 통신 수단을 통해서 배신되는 형태 등이 적용되어도 된다. 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체란, 자기 디스크, 광 자기 디스크, CD-ROM, DVD-ROM, 반도체 메모리 등이다.
제어부는, 냉매 검지기 (34) 로부터 냉매 검지의 신호를 수신한 경우, 냉매가 냉매 회로 (10) 로부터 냉각수측으로 누설되고 있는 것으로 판단한다. 제어부에 의해 냉매가 누설되고 있는 것으로 판단된 경우, 배기열 회수 장치 (1) 는 제어부에 의해 운전이 정지된다 (정지 공정).
본 실시형태에 의하면, 이하의 효과를 발휘한다.
응축기 (14) 내부에 형성된 열 교환용의 플레이트가 파손되는 등의 현상에 의해, 냉매가 냉매 회로 (10) 로부터 냉각수 배관 (52) 으로 누설된 경우이더라도, 누설 검지기 (30) 에 의해 냉매의 누설을 검지할 수 있다. 냉매의 누설을 검지한 경우, 배기열 회수 장치 (1) 를 정지시키도록 제어함으로써, 냉매 회로 (10) 로부터의 냉매의 손실이나, 냉각수가 냉매 회로 (10) 로 침입하는 현상을 억제할 수 있다.
또한, ORC 이외의 배기열 회수 장치로서, 예를 들어, 순수와 해수 사이에서 열 교환을 실시하는 열 교환기이면, 순수가 유통하는 배관에 해수가 누설된 경우, 순수의 도전율의 변화를 검지함으로써 용이하게 해수의 누설을 검지할 수 있다. 그러나, ORC 가 채용된 배기열 회수 장치의 경우, 냉매는 비도전성이기 때문에 누설 검지가 곤란하고, 도전율의 변화를 이용한 검지 방법은 적합하지 않다. 또, 만일 도전율의 변화를 이용한 검지 방법에 의해 냉매를 검지할 수 있었다고 해도, 검지한 시점에서 이미 상당량의 냉매가 누설되고 있는 것으로 생각된다. 이 때문에, 냉매의 손실이 될 뿐만 아니라, 외부 환경을 오염시킬 가능성도 있다.
또, 누설 검지기 (30) 는 냉각수 배관 (52) 을 유통하는 냉각수에 포함되는 가스 냉매를 검지하므로, 예를 들어, 냉매 회로 (10) 에 충전된 액 냉매의 액량에 기초하여 누설을 검지하는 경우에 비해, 약간의 냉매의 누설을 검지할 수 있다. 이것은, 가스 냉매 쪽이 액 냉매에 비해 비체적이 크다는 점에서 분명하다. 이 때문에, 비교적 신속하게 냉매의 누설을 검지할 수 있다.
또, 누설된 가스 냉매는 공기보다 비중이 크기 때문에, 가스 발출 밸브 (32) 로부터 배출된 기체에 가스 냉매가 포함되어 있는 경우, 연직 방향 하방을 향하여 개구되어 있는 배출구 (36A) 의 연직 방향 하방에 형성된 냉매 검지기 (34) 에 의해 검지되기 쉽다.
1 : 배기열 회수 장치
10 : 냉매 회로
12 : 증발기
13 : 터빈
14 : 응축기
15 : 펌프
20, 21, 22, 23 : 냉매 배관
30 : 누설 검지기
32 : 가스 발출 밸브
34 : 냉매 검지기
35 : 분기 배관
36 : 배출 배관
36A : 배출구
50 : 냉각수 공급 배관
52 : 냉각수 배출 배관 (냉각수 배관)

Claims (5)

  1. 증발기에 의해 증발된 냉매에 의해 회전되는 터빈을 통과한 상기 냉매를 냉각수와의 열 교환에 의해 응축시키는 응축기를 갖는 냉매 회로와,
    상기 응축기를 통과한 상기 냉각수가 유통하는 냉각수 배관과,
    그 냉각수 배관에 형성되고, 그 냉각수 배관을 유통하는 상기 냉각수에 포함되는 상기 냉매를 검지하는 누설 검지기를 구비하고 있는, 배기열 회수 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 누설 검지기는, 상기 냉각수 배관에 대하여 연직 방향 상방에 형성된 가스 발출 밸브와, 그 가스 발출 밸브로부터 배출된 상기 냉매를 검지하는 냉매 검지기를 구비하고 있는, 배기열 회수 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 누설 검지기는, 상기 가스 발출 밸브에 접속됨과 함께 상기 가스 발출 밸브로부터 배출된 기체가 유통하는 배출 배관을 구비하고,
    그 배출 배관의 배출구는 연직 방향 하방을 향하여 개구되고, 상기 배출구의 연직 방향 하방에 상기 냉매 검지기가 형성되어 있는, 배기열 회수 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 누설 검지기로부터 상기 냉매의 누설 상태를 취득 가능한 제어부를 구비하고,
    상기 누설 검지기에 의해 상기 냉매의 누설을 검지했을 때, 상기 제어부에 의해 운전이 정지되는, 배기열 회수 장치.
  5. 증발기에 의해 증발된 냉매에 의해 회전되는 터빈을 통과한 상기 냉매를 냉각수와의 열 교환에 의해 응축시키는 응축기를 갖는 냉매 회로와,
    상기 응축기를 통과한 상기 냉각수가 유통하는 냉각수 배관을 구비하고 있는 배기열 회수 장치의 제어 방법으로서,
    상기 냉각수 배관을 유통하는 상기 냉각수에 포함되는 상기 냉매를 검지하는 누설 검지 공정과,
    상기 누설 검지 공정에 의해 상기 냉매를 검지했을 때 상기 배기열 회수 장치를 정지하는 정지 공정을 포함하는, 배기열 회수 장치의 제어 방법.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023139415A1 (en) * 2022-01-24 2023-07-27 Caleffi S.P.A. Safety apparatus for managing gas in conditioning plants

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008255923A (ja) * 2007-04-06 2008-10-23 Sanden Corp 内燃機関の廃熱利用装置
JP2012215124A (ja) 2011-03-31 2012-11-08 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 排熱回収発電装置
JP2014115008A (ja) 2012-12-07 2014-06-26 Toyota Industries Corp 廃熱利用装置
JP2014152613A (ja) * 2013-02-05 2014-08-25 Toyota Industries Corp 熱利用装置
US20170030227A1 (en) * 2014-04-16 2017-02-02 Orcan Energy Ag Device and method for recognizing leaks in closed circular processes

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5357781A (en) * 1993-01-22 1994-10-25 Sentech Corporation Method and apparatus for sampling and detecting gases in a fluid
JP2000104940A (ja) * 1998-09-28 2000-04-11 Kyushu Electric Power Co Inc ヒートポンプ式給湯システム
JP2010156314A (ja) * 2009-01-05 2010-07-15 Toyota Motor Corp 廃熱回収装置、及びエンジン
JP5249821B2 (ja) * 2009-03-06 2013-07-31 三菱重工業株式会社 冷凍装置及び冷凍装置の冷媒漏洩検知方法
JP2011231636A (ja) * 2010-04-26 2011-11-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 排熱回収発電装置およびこれを備えた船舶
JP5741524B2 (ja) * 2011-10-19 2015-07-01 株式会社豊田自動織機 ランキンサイクル
JP5916360B2 (ja) * 2011-11-30 2016-05-11 三菱重工業株式会社 ターボ冷凍機
CN102589811A (zh) * 2012-02-15 2012-07-18 西安泰德实业有限公司 一种换热器内部泄露检测方法及其检测系统
JP5999499B2 (ja) * 2012-11-09 2016-09-28 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 冷凍装置
JP2014126344A (ja) * 2012-12-27 2014-07-07 Nissan Motor Co Ltd 熱交換システム
JP2014190216A (ja) * 2013-03-27 2014-10-06 Toyota Industries Corp 廃熱回生システム
JP6297151B2 (ja) * 2014-06-27 2018-03-20 三菱電機株式会社 冷凍サイクル装置、冷媒漏洩検知装置及び冷媒漏洩検知方法
JP6333668B2 (ja) 2014-08-26 2018-05-30 株式会社日立製作所 電力自立システム
JP6252684B2 (ja) * 2014-09-26 2017-12-27 三菱電機株式会社 冷媒漏洩検知装置及びこれを備えた冷凍サイクル装置
JP6223324B2 (ja) * 2014-12-17 2017-11-01 三菱電機株式会社 冷媒漏洩検知装置及び冷凍サイクル装置
JP6137264B2 (ja) * 2015-09-30 2017-05-31 ダイキン工業株式会社 冷凍装置
WO2017187504A1 (ja) * 2016-04-26 2017-11-02 三菱電機株式会社 空気調和装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008255923A (ja) * 2007-04-06 2008-10-23 Sanden Corp 内燃機関の廃熱利用装置
JP2012215124A (ja) 2011-03-31 2012-11-08 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 排熱回収発電装置
JP2014115008A (ja) 2012-12-07 2014-06-26 Toyota Industries Corp 廃熱利用装置
JP2014152613A (ja) * 2013-02-05 2014-08-25 Toyota Industries Corp 熱利用装置
US20170030227A1 (en) * 2014-04-16 2017-02-02 Orcan Energy Ag Device and method for recognizing leaks in closed circular processes

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