JP2019138201A - Binary power generation system - Google Patents

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Abstract

To provide a binary power generation system that can recover as much power (net power) as possible while restraining evaporation of a cooling medium and occurrence of clogging in a condenser.SOLUTION: A binary power generation system comprises a binary power generation device (100), a dry cooler (200) comprising a heat transfer pipe (210) and a fan (230), a cooling medium circulation flow passage (300), a cooling medium pump (400), and a control unit (500) for controlling the frequency of the cooling medium pump (400) so as to increase net power calculated by subtracting power required for driving of the cooling medium pump (400) and power required for driving of the fan (230) from power generated by the power generation device (100).SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、バイナリー発電システムに関する。   The present invention relates to a binary power generation system.

従来、工場等の各種設備の排熱を回収することにより電力を生成するバイナリー発電装置を含むバイナリー発電システムが知られている。例えば、特許文献１には、蒸発器、膨張機、発電機、凝縮器、循環ポンプ及び循環配管を含むバイナリー発電装置と、冷却塔と、冷却水配管と、冷却水ポンプと、を備えるバイナリー発電システムが開示されている。蒸発器は、作動媒体を蒸発させる。膨張機は、蒸発器から流出した作動媒体を膨張させる。発電機は、膨張機に接続されており、膨張機での作動媒体の膨張エネルギーから電力を取り出す。凝縮器は、膨張機から流出した作動媒体を冷却水によって凝縮させる。循環ポンプは、凝縮器から流出した作動媒体を蒸発器へ送る。冷却塔は、凝縮器から流出した冷却水を冷却する。冷却水配管は、凝縮器及び冷却塔間を冷却水が循環するように凝縮器と冷却塔とをこの順に接続している。冷却水ポンプは、冷却水配管に設けられている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a binary power generation system including a binary power generation apparatus that generates electric power by collecting exhaust heat of various facilities such as a factory is known. For example, Patent Document 1 discloses binary power generation including a binary power generation device including an evaporator, an expander, a generator, a condenser, a circulation pump, and a circulation pipe, a cooling tower, a cooling water pipe, and a cooling water pump. A system is disclosed. The evaporator evaporates the working medium. The expander expands the working medium that has flowed out of the evaporator. The generator is connected to the expander and extracts electric power from the expansion energy of the working medium in the expander. The condenser condenses the working medium flowing out from the expander with cooling water. The circulation pump sends the working medium flowing out of the condenser to the evaporator. The cooling tower cools the cooling water flowing out from the condenser. The cooling water pipe connects the condenser and the cooling tower in this order so that the cooling water circulates between the condenser and the cooling tower. The cooling water pump is provided in the cooling water piping.

特開２０１４−１６３６０８号公報JP, 2014-163608, A

特許文献１に記載されるようなバイナリー発電システムでは、冷却塔において冷却水が蒸発するので、定期的に冷却水を補充する必要があり、また、冷却塔にゴミ等が侵入した場合、凝縮器に詰まりが生じるおそれがある。   In the binary power generation system as described in Patent Document 1, since the cooling water evaporates in the cooling tower, it is necessary to periodically replenish the cooling water, and when dust or the like enters the cooling tower, the condenser There is a risk of clogging.

そこで、凝縮器から流出した冷却媒体（冷却水等）を冷却する手段として、ドライクーラを用いることが考えられる。ドライクーラは、冷却媒体を循環させる冷却媒体循環流路に接続された伝熱管と、伝熱管内を流れる冷却媒体を空冷するための気流を形成するファンと、を備える冷却媒体の冷却手段である。このドライクーラが用いられることにより、冷却媒体の蒸発や凝縮器での詰まりの発生が抑制される。ただし、ドライクーラが用いられる場合、ファンを駆動するための電力が必要となる。   Therefore, it is conceivable to use a dry cooler as means for cooling the cooling medium (cooling water or the like) flowing out from the condenser. The dry cooler is a cooling means for cooling the cooling medium that includes a heat transfer pipe connected to a cooling medium circulation passage for circulating the cooling medium, and a fan that forms an airflow for air-cooling the cooling medium flowing in the heat transfer pipe. . By using this dry cooler, evaporation of the cooling medium and clogging in the condenser are suppressed. However, when a dry cooler is used, electric power for driving the fan is required.

本発明の目的は、冷却媒体の蒸発及び凝縮器での詰まりの発生を抑制しながらなるべく多くの電力（正味電力）を回収することが可能なバイナリー発電システムを提供することである。   The objective of this invention is providing the binary electric power generation system which can collect | recover as much electric power (net electric power) as possible, suppressing generation | occurrence | production of clogging of a cooling medium evaporation and a condenser.

前記の目的を達成するため、本発明は、作動媒体を蒸発させる蒸発器と、前記蒸発器から流出した作動媒体を膨張させる膨張機と、前記膨張機に接続された発電機と、前記膨張機から流出した作動媒体を冷却媒体で冷却することによって当該作動媒体を凝縮させる凝縮器と、前記凝縮器から流出した作動媒体を前記蒸発器へ送る作動媒体ポンプと、前記蒸発器、前記膨張機、前記凝縮器及び前記ポンプをこの順に接続する作動媒体循環流路と、を含むバイナリー発電装置と、前記凝縮器から流出した冷却媒体を流すための伝熱管及び前記伝熱管内を流れる冷却媒体を空冷するための気流を形成するファンを有するドライクーラと、前記凝縮器及び前記伝熱管間を前記冷却媒体が循環するように前記凝縮器及び前記伝熱管をこの順に接続する冷却媒体循環流路と、前記冷却媒体循環流路に設けられた冷却媒体ポンプと、前記バイナリー発電装置が生成した電力から前記冷却媒体ポンプの駆動に必要な電力と前記ファンの駆動に必要な電力とを引くことにより算出される正味電力が増大するように前記冷却媒体ポンプの周波数を制御する制御部と、を備える、バイナリー発電システムを提供する。   To achieve the above object, the present invention provides an evaporator for evaporating a working medium, an expander for expanding the working medium flowing out of the evaporator, a generator connected to the expander, and the expander. A condenser for condensing the working medium by cooling the working medium flowing out from the cooling medium, a working medium pump for sending the working medium flowing out from the condenser to the evaporator, the evaporator, the expander, A binary power generation device including a working medium circulation channel connecting the condenser and the pump in this order, a heat transfer pipe for flowing the cooling medium flowing out from the condenser, and a cooling medium flowing in the heat transfer pipe is air-cooled A cooler that connects the condenser and the heat transfer tube in this order so that the cooling medium circulates between the condenser and the heat transfer tube. A medium circulation flow path, a cooling medium pump provided in the cooling medium circulation flow path, electric power necessary for driving the cooling medium pump from electric power generated by the binary power generation apparatus, and electric power necessary for driving the fan And a control unit that controls the frequency of the cooling medium pump so that the net electric power calculated by subtracting is increased.

本バイナリー発電システムでは、凝縮器から流出した冷却媒体を冷却する手段としてドライクーラが用いられているので、冷却媒体の蒸発及び凝縮器での詰まりの発生が抑制され、しかも、正味電力が増大するように冷却媒体ポンプの周波数が制御されるので、当該システムから回収される電力が増大する。   In this binary power generation system, since the dry cooler is used as a means for cooling the cooling medium flowing out from the condenser, the evaporation of the cooling medium and the occurrence of clogging in the condenser are suppressed, and the net electric power is increased. Since the frequency of the cooling medium pump is controlled as described above, the power recovered from the system increases.

この場合において、前記制御部は、前記正味電力を算出する算出部と、前記算出部が算出した正味電力を記憶する第１記憶部と、前記算出部が算出した正味電力を記憶する第２記憶部と、前記冷却媒体ポンプの周波数を調整する調整部と、を有し、前記算出部は、前記正味電力を算出して当該正味電力の値を前記第１記憶部に入力するとともに、前記調整部による前記冷却媒体ポンプの周波数の調整後に再度前記正味電力を算出して当該正味電力の値を前記第２記憶部に入力し、前記調整部は、前記第２記憶部に記憶された前記正味電力の値が前記第１記憶部に記憶された正味電力の値よりも大きくなるように前記冷却媒体ポンプの周波数を調整することが好ましい。   In this case, the control unit calculates the net power, a first storage unit that stores the net power calculated by the calculation unit, and a second memory that stores the net power calculated by the calculation unit. And an adjustment unit that adjusts the frequency of the cooling medium pump, and the calculation unit calculates the net power and inputs the value of the net power to the first storage unit, and the adjustment After adjusting the frequency of the cooling medium pump by the unit, the net power is calculated again and the value of the net power is input to the second storage unit, and the adjustment unit stores the net power stored in the second storage unit. It is preferable to adjust the frequency of the cooling medium pump so that the value of electric power is larger than the value of net electric power stored in the first storage unit.

このようにすれば、冷却媒体ポンプの周波数の調整の前後における正味電力の各値に基づいて冷却媒体ポンプの周波数が調整されるので、正味電力が有効に増大する。   In this way, the frequency of the coolant pump is adjusted based on each value of the net power before and after adjusting the frequency of the coolant pump, so that the net power is effectively increased.

この場合において、前記調整部は、前記ファンの回転数が一定の状態において、前記第２記憶部に記憶された前記正味電力の値が前記第１記憶部に記憶された正味電力の値よりも大きくなるように前記冷却媒体ポンプの周波数を調整することが好ましい。   In this case, the adjustment unit is configured such that the value of the net power stored in the second storage unit is greater than the value of the net power stored in the first storage unit in a state where the rotation speed of the fan is constant. It is preferable to adjust the frequency of the cooling medium pump so as to increase the frequency.

このようにすれば、ファンの駆動に必要な電力が一定となるので、制御部による制御が簡素化される。   In this way, since the electric power required for driving the fan is constant, the control by the control unit is simplified.

また、前記調整部は、前記冷却媒体循環流路を流れる冷却媒体の流量が基準値よりも大きいときに、前記冷却媒体ポンプの周波数を設定値とすることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the said adjustment part sets the frequency of the said cooling medium pump as a setting value, when the flow volume of the cooling medium which flows through the said cooling medium circulation flow path is larger than a reference value.

このようにすれば、冷却媒体の循環量が過剰となることが回避される。   In this way, it is possible to avoid an excessive circulation amount of the cooling medium.

以上のように、本発明によれば、冷却媒体の蒸発及び凝縮器での詰まりの発生を抑制しながらなるべく多くの電力（正味電力）を回収することが可能なバイナリー発電システムを提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a binary power generation system capable of recovering as much electric power (net electric power) as possible while suppressing evaporation of the cooling medium and clogging in the condenser. it can.

本発明の一実施形態のバイナリー発電システムの構成を概略的に示す図である。It is a figure showing roughly the composition of the binary power generation system of one embodiment of the present invention. 冷却媒体の温度とバイナリー発電装置の発電量との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the temperature of a cooling medium, and the electric power generation amount of a binary power generator. 冷却媒体の流量とバイナリー発電装置の発電量との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the flow volume of a cooling medium, and the electric power generation amount of a binary power generator. 冷却媒体の流量と冷却媒体ポンプの消費電力との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the flow volume of a cooling medium, and the power consumption of a cooling medium pump. 冷却媒体の流量とドライクーラの出口における冷却媒体の温度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the flow volume of a cooling medium, and the temperature of the cooling medium in the exit of a dry cooler. 制御部の制御内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control content of a control part.

以下、本発明の一実施形態のバイナリー発電システム１について、図１〜図６を参照しながら説明する。図１に示されるように、バイナリー発電システム１は、バイナリー発電装置１００と、ドライクーラ２００と、冷却媒体循環流路３００と、冷却媒体ポンプ４００と、制御部５００と、を備えている。   Hereinafter, a binary power generation system 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the binary power generation system 1 includes a binary power generation apparatus 100, a dry cooler 200, a cooling medium circulation channel 300, a cooling medium pump 400, and a control unit 500.

バイナリー発電装置１００は、作動媒体を用いたランキンサイクルの利用により電力を生成する装置である。具体的に、バイナリー発電装置１００は、蒸発器１１０と、膨張機１２０と、発電機１３０と、凝縮器１４０と、作動媒体ポンプ１５０と、蒸発器１１０、膨張機１２０、凝縮器１４０及び作動媒体ポンプ１５０をこの順に接続する作動媒体循環流路１６０と、を有している。   The binary power generation apparatus 100 is an apparatus that generates electric power by using a Rankine cycle using a working medium. Specifically, the binary power generation apparatus 100 includes an evaporator 110, an expander 120, a generator 130, a condenser 140, a working medium pump 150, an evaporator 110, an expander 120, a condenser 140, and a working medium. And a working medium circulation channel 160 for connecting the pump 150 in this order.

蒸発器１１０は、作動媒体と加熱媒体（温水等）とを熱交換させることによって作動媒体を蒸発させる。   The evaporator 110 evaporates the working medium by exchanging heat between the working medium and the heating medium (hot water or the like).

膨張機１２０は、作動媒体循環流路１６０のうち蒸発器１１０の下流側の部位に設けられている。膨張機１２０は、蒸発器１１０から流出した気相の作動媒体を膨張させる。本実施形態では、膨張機１２０として、気相の作動媒体の膨張エネルギーにより回転駆動されるロータを有する容積式のスクリュ膨張機が用いられている。   The expander 120 is provided in a portion of the working medium circulation channel 160 on the downstream side of the evaporator 110. The expander 120 expands the gas phase working medium flowing out of the evaporator 110. In the present embodiment, as the expander 120, a positive displacement screw expander having a rotor that is rotationally driven by the expansion energy of a gas phase working medium is used.

発電機１３０は、膨張機１２０に接続されている。具体的に、発電機１３０は、前記ロータに接続されており、当該ロータとともに回転することにより電力を生成する。   The generator 130 is connected to the expander 120. Specifically, the generator 130 is connected to the rotor, and generates electric power by rotating together with the rotor.

凝縮器１４０は、作動媒体循環流路１６０のうち膨張機１２０の下流側の部位に設けられている。凝縮器１４０は、膨張機１２０から流出した作動媒体を冷却媒体で冷却することによって当該作動媒体を凝縮させる。なお、冷却媒体として、エチレングリコール水溶液等の不凍液が用いられることが好ましい。   The condenser 140 is provided in a portion of the working medium circulation channel 160 on the downstream side of the expander 120. The condenser 140 condenses the working medium by cooling the working medium flowing out of the expander 120 with the cooling medium. In addition, it is preferable to use antifreeze liquids, such as ethylene glycol aqueous solution, as a cooling medium.

作動媒体ポンプ１５０は、作動媒体循環流路１６０における凝縮器１４０の下流側の部位（凝縮器１４０と蒸発器１１０との間の部位）に設けられている。作動媒体ポンプ１５０は、凝縮器１４０から流出した液相の作動媒体を所定の圧力で蒸発器１１０に送る。   The working medium pump 150 is provided in the downstream part of the condenser 140 (the part between the condenser 140 and the evaporator 110) in the working medium circulation channel 160. The working medium pump 150 sends the liquid-phase working medium flowing out of the condenser 140 to the evaporator 110 at a predetermined pressure.

ドライクーラ２００は、凝縮器１４０から流出した冷却媒体を冷却する。具体的に、ドライクーラ２００は、冷却媒体を流すための伝熱管２１０と、伝熱管２１０を収容する筐体２２０と、筐体２２０の例えば上部に接続されたファン２３０と、を有する。伝熱管２１０には、複数のフィンが設けられている。ファン２３０は、伝熱管２１０内を流れる冷却媒体を空冷するための気流を形成する。   The dry cooler 200 cools the cooling medium that has flowed out of the condenser 140. Specifically, the dry cooler 200 includes a heat transfer tube 210 for flowing a cooling medium, a housing 220 that houses the heat transfer tube 210, and a fan 230 connected to, for example, the upper portion of the housing 220. The heat transfer tube 210 is provided with a plurality of fins. The fan 230 forms an airflow for air-cooling the cooling medium flowing in the heat transfer tube 210.

冷却媒体循環流路３００は、凝縮器１４０及び伝熱管２１０間を冷却媒体が循環するように凝縮器１４０と伝熱管２１０とをこの順に接続している。   The cooling medium circulation channel 300 connects the condenser 140 and the heat transfer tube 210 in this order so that the cooling medium circulates between the condenser 140 and the heat transfer tube 210.

冷却媒体ポンプ４００は、冷却媒体循環流路３００に設けられている。   The cooling medium pump 400 is provided in the cooling medium circulation channel 300.

本実施形態のバイナリー発電システム１では、バイナリー発電装置１００によって電力Ｗｅが生成される一方、冷却媒体ポンプ４００の駆動のために電力Ｗｐが消費され、ファン２３０の駆動のために電力Ｗｆが消費される。つまり、バイナリー発電システム１全体としては、前記電力Ｗｅから前記電力Ｗｐと前記電力Ｗｆとを引くことにより算出される電力が正味電力Ｗとして生成される。なお、前記電力Ｗｅは、発電機１３０の生成電力から、バイナリー発電装置１００内で必要とされる電力（作動媒体ポンプ１５０の駆動に必要な電力等）を引いた、バイナリー発電装置１００としての出力を意味する。また、電力Ｗｐは、冷却媒体ポンプ４００の周波数に基づいて算出され、電力Ｗｆは、ファン２３０の回転数に基づいて算出される。   In the binary power generation system 1 of the present embodiment, the electric power We is generated by the binary power generation apparatus 100, while the electric power Wp is consumed for driving the cooling medium pump 400, and the electric power Wf is consumed for driving the fan 230. The That is, as the entire binary power generation system 1, the power calculated by subtracting the power Wp and the power Wf from the power We is generated as the net power W. The electric power We is an output as the binary power generation device 100 obtained by subtracting power required in the binary power generation device 100 (power required for driving the working medium pump 150, etc.) from the power generated by the generator 130. Means. Further, the electric power Wp is calculated based on the frequency of the cooling medium pump 400, and the electric power Wf is calculated based on the rotational speed of the fan 230.

ここで、図２に示されるように、ドライクーラ２００から流出した冷却媒体の温度Ｔｗと電力Ｗｅとの間には、冷却媒体の流量Ｍｗが一定である場合においては、温度Ｔｗが低下するにしたがって次第に電力Ｗｅが増大するという関係がある。また、図３に示されるように、冷却媒体の流量Ｍｗと電力Ｗｅとの間には、前記温度Ｔｗが一定である場合においては、冷却媒体の流量Ｍｗが増大するにしたがって次第に電力Ｗｅが増大するという関係がある。また、図４に示されるように、冷却媒体の流量Ｍｗと電力Ｗｐとの間には、冷却媒体の流量Ｍｗが減少するにしたがって次第に電力Ｗｐが減少するという関係がある。そして、図５に示されるように、冷却媒体の流量Ｍｗと冷却媒体の温度Ｔｗとの間には、電力Ｗｆが一定である場合においては、冷却媒体の流量Ｍｗが減少するにしたがって次第に冷却媒体の温度Ｔｗが低下するという関係がある。なお、ドライクーラ２００から流出した冷却媒体の温度Ｔｗは、冷却媒体循環流路３００のうちドライクーラ２００の下流側に設けられた温度センサ６０１によって検出される。また、冷却媒体の流量Ｍｗは、冷却媒体循環流路３００に設けられた流量センサ（図示略）によって検出される、あるいは、冷却媒体ポンプ４００の周波数に基づいて算出される。   Here, as shown in FIG. 2, when the flow rate Mw of the cooling medium is constant between the temperature Tw of the cooling medium flowing out from the dry cooler 200 and the electric power We, the temperature Tw decreases. Therefore, there is a relationship that the electric power We gradually increases. In addition, as shown in FIG. 3, when the temperature Tw is constant between the flow rate Mw of the cooling medium and the power We, the power We gradually increases as the flow rate Mw of the cooling medium increases. There is a relationship to do. Also, as shown in FIG. 4, there is a relationship between the cooling medium flow rate Mw and the power Wp that the power Wp gradually decreases as the cooling medium flow rate Mw decreases. As shown in FIG. 5, when the power Wf is constant between the cooling medium flow rate Mw and the cooling medium temperature Tw, the cooling medium flow rate gradually decreases as the cooling medium flow rate Mw decreases. There is a relationship that the temperature Tw decreases. The temperature Tw of the cooling medium flowing out from the dry cooler 200 is detected by a temperature sensor 601 provided on the downstream side of the dry cooler 200 in the cooling medium circulation channel 300. Further, the flow rate Mw of the cooling medium is detected by a flow rate sensor (not shown) provided in the cooling medium circulation passage 300 or calculated based on the frequency of the cooling medium pump 400.

制御部５００は、上記の各関係に基づき、正味電力Ｗ（Ｗｅ−Ｗｐ−Ｗｆ）が最大になるような制御を行う。具体的に、電力Ｗｅが一定量確保された状態で電力Ｗｐを下げるために冷却媒体ポンプ４００の周波数を下げる。この結果、冷却媒体の流量が低下するので冷却媒体の温度Ｔｗが低下し（図５を参照）、これにより電力Ｗｅが上昇しやすくなる（図２を参照）。一方、冷却媒体の流量が低下すると電力Ｗｅも低下する（図３を参照）というトレードオフの関係がある。制御部５００は、この関係のバランスをとることによって正味電力Ｗを最大にする。つまり、制御部５００は、正味電力Ｗが増大するように冷却媒体ポンプ４００の周波数を制御する。具体的に、制御部５００は、正味電力Ｗを算出する算出部５１０と、算出部５１０が算出した正味電力Ｗを記憶する第１記憶部５２０と、算出部５１０が算出した正味電力Ｗを記憶する第２記憶部５３０と、冷却媒体ポンプの周波数を調整する調整部５４０と、を有する。   The control unit 500 performs control such that the net electric power W (We−Wp−Wf) is maximized based on the above relationships. Specifically, the frequency of the cooling medium pump 400 is lowered in order to reduce the power Wp in a state where a certain amount of the power We is secured. As a result, the flow rate of the cooling medium decreases, so that the temperature Tw of the cooling medium decreases (see FIG. 5), and thereby the electric power We tends to increase (see FIG. 2). On the other hand, when the flow rate of the cooling medium decreases, the electric power We also decreases (see FIG. 3). The controller 500 maximizes the net power W by balancing this relationship. That is, the control unit 500 controls the frequency of the coolant pump 400 so that the net electric power W increases. Specifically, the control unit 500 stores the calculation unit 510 that calculates the net power W, the first storage unit 520 that stores the net power W calculated by the calculation unit 510, and the net power W calculated by the calculation unit 510. And a second storage unit 530 that adjusts the frequency of the cooling medium pump.

算出部５１０は、正味電力Ｗを算出して当該正味電力Ｗの値を第１記憶部５２０に入力するとともに、調整部５４０による冷却媒体ポンプ４００の周波数の調整後に再度正味電力Ｗを算出して当該正味電力Ｗの値を第２記憶部５３０に入力する。   The calculation unit 510 calculates the net power W and inputs the value of the net power W to the first storage unit 520 and calculates the net power W again after adjusting the frequency of the coolant pump 400 by the adjustment unit 540. The value of the net power W is input to the second storage unit 530.

調整部５４０は、第２記憶部５３０に記憶された正味電力Ｗの値が第１記憶部５２０に記憶された正味電力Ｗの値よりも大きくなるように冷却媒体ポンプ４００の周波数を調整する。   The adjustment unit 540 adjusts the frequency of the coolant pump 400 so that the value of the net power W stored in the second storage unit 530 is larger than the value of the net power W stored in the first storage unit 520.

以下、図６を参照しながら、制御部５００の具体的な制御内容について説明する。なお、本実施形態では、ファン２３０の回転数、つまり、ファン２３０の駆動に必要な電力Ｗｆは、一定に維持されている。   Hereinafter, specific control contents of the control unit 500 will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the rotational speed of the fan 230, that is, the electric power Wf necessary for driving the fan 230 is kept constant.

まず、制御部５００の算出部５１０は、正味電力Ｗ（Ｗｅ−Ｗｐ−Ｗｆ）を算出するとともに、当該正味電力Ｗの値を第１記憶部５２０に入力する（ステップＳＴ１１）。そして、制御部５００の調整部５４０は、電力Ｗｐを減らすために冷却媒体ポンプ４００の周波数を所定値下げる（ステップＳＴ１２）。   First, calculation unit 510 of control unit 500 calculates net power W (We-Wp-Wf) and inputs the value of net power W to first storage unit 520 (step ST11). Then, adjustment unit 540 of control unit 500 reduces the frequency of cooling medium pump 400 by a predetermined value in order to reduce electric power Wp (step ST12).

そして、当該システムの系が安定するまでの一定時間待機した後（ステップＳＴ１３）、制御部５００の算出部５１０は、再度正味電力Ｗを算出し、この正味電力Ｗの値を第２記憶部５３０に入力する（ステップＳＴ１４）。   Then, after waiting for a certain period of time until the system of the system becomes stable (step ST13), the calculation unit 510 of the control unit 500 calculates the net power W again, and the value of the net power W is stored in the second storage unit 530. (Step ST14).

その後、制御部５００は、第２記憶部５３０に記憶されている値が第１記憶部５２０に記憶されている値よりも大きいか否かを判断する（ステップＳＴ１５）。この結果、第２記憶部５３０に記憶されている値が第１記憶部５２０に記憶されている値よりも大きい場合、制御部５００は、第２記憶部５３０に記憶されている値を第１記憶部５２０に入力し（ステップＳＴ１６）、ステップＳＴ１２に戻る。一方、第２記憶部５３０に記憶されている値が第１記憶部５２０に記憶されている値以下である場合、つまり、冷却媒体ポンプ４００の周波数を所定値下げることによって正味電力Ｗが減少した、あるいは、冷却媒体ポンプ４００の周波数を所定値下げても正味電力Ｗが変化しなかった場合、制御部５００は、第２記憶部５３０に記憶されている値を第１記憶部５２０に入力する（ステップＳＴ１７）。そして、調整部５４０は、冷却媒体ポンプ４００の周波数を所定値上げる（ステップＳＴ１８）。   Thereafter, control unit 500 determines whether or not the value stored in second storage unit 530 is greater than the value stored in first storage unit 520 (step ST15). As a result, when the value stored in the second storage unit 530 is larger than the value stored in the first storage unit 520, the control unit 500 sets the value stored in the second storage unit 530 to the first value. The data is input to the storage unit 520 (step ST16), and the process returns to step ST12. On the other hand, when the value stored in the second storage unit 530 is less than or equal to the value stored in the first storage unit 520, that is, the net electric power W is reduced by lowering the frequency of the cooling medium pump 400 by a predetermined value. Alternatively, when the net electric power W does not change even when the frequency of the cooling medium pump 400 is lowered by a predetermined value, the control unit 500 inputs the value stored in the second storage unit 530 to the first storage unit 520 ( Step ST17). Then, adjustment unit 540 increases the frequency of cooling medium pump 400 by a predetermined value (step ST18).

そして、当該システムの系が安定するまでの一定時間待機した後（ステップＳＴ１９）、算出部５１０は、再度正味電力Ｗを算出し、この正味電力Ｗの値を第２記憶部５３０に入力する（ステップＳＴ２０）。   Then, after waiting for a certain time until the system of the system becomes stable (step ST19), the calculation unit 510 calculates the net power W again and inputs the value of the net power W to the second storage unit 530 ( Step ST20).

続いて、制御部５００は、冷却媒体循環流路３００を流れる冷却媒体の流量が基準値よりも大きいか否か（過剰であるか否か）を判断する（ステップＳＴ２１）。なお、本実施形態では、冷却媒体循環流路３００を流れる冷却媒体の流量が基準値よりも大きいか否かは、冷却媒体循環流路３００のうち凝縮器１４０の下流側の部位の圧力と上流側の部位の圧力との差圧ΔＰが所定値よりも大きいか否かによって判断する。前記差圧ΔＰは、冷却媒体循環流路３００のうち凝縮器１４０の下流側の部位及び上流側の部位のそれぞれに設けられた圧力センサ６０２，６０３の検出値に基づいて算出される。   Subsequently, the control unit 500 determines whether or not the flow rate of the cooling medium flowing through the cooling medium circulation channel 300 is larger than the reference value (whether it is excessive) (step ST21). In the present embodiment, whether or not the flow rate of the cooling medium flowing through the cooling medium circulation channel 300 is larger than the reference value depends on the pressure at the downstream side of the condenser 140 in the cooling medium circulation channel 300 and the upstream. Judgment is made based on whether or not the differential pressure ΔP with respect to the pressure at the side portion is greater than a predetermined value. The differential pressure ΔP is calculated based on detection values of pressure sensors 602 and 603 provided in the downstream portion and the upstream portion of the condenser 140 in the cooling medium circulation flow path 300, respectively.

この結果、前記流量が基準値以下（本実施形態では前記差圧ΔＰが所定値以下）である場合、制御部５００は、第２記憶部５３０に記憶されている値が第１記憶部５２０に記憶されている値よりも大きいか否かを判断する（ステップＳＴ２２）。そして、第２記憶部５３０に記憶されている値が第１記憶部５２０に記憶されている値よりも大きい場合、制御部５００は、再度ステップＳＴ１７に戻る一方、第２記憶部５３０に記憶されている値が第１記憶部５２０に記憶されている値以下である場合、制御部５００は、ステップＳＴ１６に戻る。   As a result, when the flow rate is equal to or less than a reference value (in the present embodiment, the differential pressure ΔP is equal to or less than a predetermined value), the control unit 500 stores the value stored in the second storage unit 530 in the first storage unit 520. It is determined whether or not the value is larger than the stored value (step ST22). When the value stored in the second storage unit 530 is larger than the value stored in the first storage unit 520, the control unit 500 returns to step ST17 again, but is stored in the second storage unit 530. If the stored value is equal to or less than the value stored in the first storage unit 520, the control unit 500 returns to step ST16.

一方、ステップＳＴ２１において、前記流量が基準値よりも大きい場合（ステップＳＴ２１においてＹＥＳの場合）、制御部５００は、冷却媒体ポンプ４００の周波数を設定値とする（ステップＳＴ２３）。その後、制御部５００は、系が安定するまでの一定時間または外気温が変化すると考えられる時間（例えば１０分）待機した後（ステップＳＴ２４）、ステップＳＴ１４に移る。   On the other hand, when the flow rate is larger than the reference value in step ST21 (YES in step ST21), control unit 500 sets the frequency of cooling medium pump 400 as a set value (step ST23). After that, the control unit 500 waits for a certain time until the system is stabilized or a time when the outside air temperature is considered to change (for example, 10 minutes) (step ST24), and then proceeds to step ST14.

以上に説明したように、本実施形態のバイナリー発電システム１では、凝縮器１４０から流出した冷却媒体を冷却する手段としてドライクーラ２００が用いられているので、冷却媒体の蒸発及び凝縮器１４０での詰まりの発生が抑制され、しかも、正味電力Ｗが増大するように冷却媒体ポンプ４００の周波数が制御されるので、当該システム１から回収される電力が増大する。   As described above, in the binary power generation system 1 of the present embodiment, since the dry cooler 200 is used as a means for cooling the cooling medium flowing out from the condenser 140, the cooling medium is evaporated and the condenser 140 is used. Occurrence of clogging is suppressed, and the frequency of the cooling medium pump 400 is controlled so that the net electric power W increases, so that the electric power recovered from the system 1 increases.

具体的に、冷却媒体ポンプ４００の周波数の調整の前後における正味電力Ｗの各値に基づいて冷却媒体ポンプ４００の周波数が調整されるので、正味電力Ｗが有効に増大する。   Specifically, since the frequency of the coolant pump 400 is adjusted based on each value of the net power W before and after the adjustment of the frequency of the coolant pump 400, the net power W is effectively increased.

また、調整部５４０は、ファン２３０の回転数、つまり、ファンの駆動に必要な電力Ｗｆが一定の状態において冷却媒体ポンプ４００の周波数を調整するので、制御部５００による制御が簡素化される。   In addition, the adjustment unit 540 adjusts the frequency of the cooling medium pump 400 in a state where the rotation speed of the fan 230, that is, the electric power Wf necessary for driving the fan is constant, so that the control by the control unit 500 is simplified.

また、調整部５４０は、冷却媒体循環流路３００を流れる冷却媒体の流量が基準値よりも大きいときに、冷却媒体ポンプ４００の周波数を設定値とするので、冷却媒体の循環量が過剰となることが回避される。   Further, when the flow rate of the cooling medium flowing through the cooling medium circulation passage 300 is larger than the reference value, the adjusting unit 540 sets the frequency of the cooling medium pump 400 as a set value, so that the circulation amount of the cooling medium becomes excessive. It is avoided.

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and further includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.

例えば、冷却媒体循環流路３００を流れる冷却媒体の流量は、冷却媒体循環流路３００に設けられた流量センサで検出してもよい。   For example, the flow rate of the cooling medium flowing through the cooling medium circulation channel 300 may be detected by a flow sensor provided in the cooling medium circulation channel 300.

また、制御部５００は、正味電力Ｗの算出後、ドライクーラ２００から流出した冷却媒体の温度Ｔｗ（温度センサ６０１の検出値）を確認することが好ましい。   Moreover, it is preferable that the control part 500 confirms the temperature Tw (detected value of the temperature sensor 601) of the cooling medium which flowed out from the dry cooler 200 after calculation of the net electric power W.

１ バイナリー発電システム
１００ バイナリー発電装置
１１０ 蒸発器
１２０ 膨張機
１３０ 発電機
１４０ 凝縮器
１５０ 作動媒体ポンプ
１６０ 作動媒体循環流路
２００ ドライクーラ
２１０ 伝熱管
２２０ 筐体
２３０ ファン
３００ 冷却媒体循環流路
４００ 冷却媒体ポンプ
５００ 制御部
５１０ 算出部
５２０ 第１記憶部
５３０ 第２記憶部
５４０ 調整部
Ｗｅ バイナリー発電装置が生成する電力
Ｗｐ 冷却媒体ポンプの駆動に必要な電力
Ｗｆ ファンの駆動に必要な電力 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Binary power generation system 100 Binary power generation apparatus 110 Evaporator 120 Expander 130 Generator 140 Condenser 150 Working medium pump 160 Working medium circulation flow path 200 Dry cooler 210 Heat transfer tube 220 Case 230 Fan 300 Cooling medium circulation flow path 400 Cooling medium Pump 500 Control unit 510 Calculation unit 520 First storage unit 530 Second storage unit 540 Adjustment unit We Electric power generated by the binary power generation device Wp Electric power required for driving the cooling medium pump Wf Electric power required for driving the fan

Claims (4)

作動媒体を蒸発させる蒸発器と、前記蒸発器から流出した作動媒体を膨張させる膨張機と、前記膨張機に接続された発電機と、前記膨張機から流出した作動媒体を冷却媒体で冷却することによって当該作動媒体を凝縮させる凝縮器と、前記凝縮器から流出した作動媒体を前記蒸発器へ送る作動媒体ポンプと、前記蒸発器、前記膨張機、前記凝縮器及び前記ポンプをこの順に接続する作動媒体循環流路と、を含むバイナリー発電装置と、
前記凝縮器から流出した冷却媒体を流すための伝熱管及び前記伝熱管内を流れる冷却媒体を空冷するための気流を形成するファンを有するドライクーラと、
前記凝縮器及び前記伝熱管間を前記冷却媒体が循環するように前記凝縮器及び前記伝熱管をこの順に接続する冷却媒体循環流路と、
前記冷却媒体循環流路に設けられた冷却媒体ポンプと、
前記バイナリー発電装置が生成した電力から前記冷却媒体ポンプの駆動に必要な電力と前記ファンの駆動に必要な電力とを引くことにより算出される正味電力が増大するように前記冷却媒体ポンプの周波数を制御する制御部と、を備える、バイナリー発電システム。 An evaporator that evaporates the working medium; an expander that expands the working medium that has flowed out of the evaporator; a generator that is connected to the expander; and the working medium that has flowed out of the expander is cooled with a cooling medium. A condenser for condensing the working medium by means of, a working medium pump for sending the working medium flowing out from the condenser to the evaporator, and an operation for connecting the evaporator, the expander, the condenser and the pump in this order. A binary power generation device including a medium circulation channel;
A dry cooler having a heat transfer tube for flowing the cooling medium flowing out of the condenser and a fan for forming an airflow for air-cooling the cooling medium flowing in the heat transfer tube;
A cooling medium circulation passage for connecting the condenser and the heat transfer tube in this order so that the cooling medium circulates between the condenser and the heat transfer tube;
A cooling medium pump provided in the cooling medium circulation channel;
The frequency of the coolant pump is increased so that the net power calculated by subtracting the power required for driving the coolant pump and the power required for driving the fan from the power generated by the binary power generator is increased. A binary power generation system. 請求項１に記載のバイナリー発電システムにおいて、
前記制御部は、
前記正味電力を算出する算出部と、
前記算出部が算出した正味電力を記憶する第１記憶部と、
前記算出部が算出した正味電力を記憶する第２記憶部と、
前記冷却媒体ポンプの周波数を調整する調整部と、を有し、
前記算出部は、前記正味電力を算出して当該正味電力の値を前記第１記憶部に入力するとともに、前記調整部による前記冷却媒体ポンプの周波数の調整後に再度前記正味電力を算出して当該正味電力の値を前記第２記憶部に入力し、
前記調整部は、前記第２記憶部に記憶された前記正味電力の値が前記第１記憶部に記憶された正味電力の値よりも大きくなるように前記冷却媒体ポンプの周波数を調整する、バイナリー発電システム。 The binary power generation system according to claim 1,
The controller is
A calculation unit for calculating the net power;
A first storage unit for storing the net power calculated by the calculation unit;
A second storage unit for storing the net power calculated by the calculation unit;
An adjustment unit for adjusting the frequency of the cooling medium pump,
The calculation unit calculates the net power, inputs the value of the net power to the first storage unit, calculates the net power again after adjusting the frequency of the cooling medium pump by the adjusting unit, and calculates the net power. The net power value is input to the second storage unit,
The adjustment unit adjusts the frequency of the cooling medium pump so that the value of the net power stored in the second storage unit is larger than the value of the net power stored in the first storage unit. Power generation system. 請求項２に記載のバイナリー発電システムにおいて、
前記調整部は、前記ファンの回転数が一定の状態において、前記第２記憶部に記憶された前記正味電力の値が前記第１記憶部に記憶された正味電力の値よりも大きくなるように前記冷却媒体ポンプの周波数を調整する、バイナリー発電システム。 The binary power generation system according to claim 2,
The adjustment unit is configured so that the value of the net power stored in the second storage unit is larger than the value of the net power stored in the first storage unit in a state where the rotation speed of the fan is constant. A binary power generation system for adjusting a frequency of the cooling medium pump. 請求項２又は３に記載のバイナリー発電システムにおいて、
前記調整部は、前記冷却媒体循環流路を流れる冷却媒体の流量が基準値よりも大きいときに、前記冷却媒体ポンプの周波数を設定値とする、バイナリー発電システム。 The binary power generation system according to claim 2 or 3,
The said adjustment part is a binary electric power generation system which sets the frequency of the said cooling medium pump as a setting value, when the flow volume of the cooling medium which flows through the said cooling medium circulation flow path is larger than a reference value.
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