JP2021076096A - 熱回収装置 - Google Patents

Abstract

【課題】作動媒体が蒸発器において望ましくない温度状態の熱源と熱交換すること及び作動媒体が凝縮器において望ましくない温度状態の冷却流体と熱交換することを防止するように構成された熱回収装置を提供することを目的とする。【解決手段】本出願は、循環流路を流れる作動媒体を熱源と熱交換させることによって作動媒体を蒸発させる蒸発器と、蒸発器から流出した前記作動媒体の膨張によって駆動される膨張機と、膨張機から流出した作動媒体を冷却流体と熱交換させることによって作動媒体を凝縮させる凝縮器と、凝縮器で凝縮した作動媒体を吐出する循環ポンプと、蒸発器に流入する前の熱源と凝縮器に流入する前の冷却流体とを熱交換させる熱交換器と、熱交換器において熱源と冷却流体との間での熱交換を生じさせるか否かを切り替えるように構成された切替部とを備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、熱源の熱を作動媒体にランキンサイクルの下で回収させる熱回収装置に関する。

熱源の熱を作動媒体にランキンサイクルの下で回収させる様々な熱回収装置が開発されている（特許文献１及び２を参照）。熱回収装置は、循環ポンプの吐出口及び吸込口に連結された循環流路と、循環ポンプから吐出された作動媒体が順に通過するように循環流路に配置された蒸発器、膨張機及び凝縮器とを備えている。膨張機には、出力器（たとえば、発電機）が接続されている。

作動媒体は、蒸発器において熱源と熱交換し蒸発する。膨張機は、蒸発器から流出した作動媒体の膨張の下で駆動される。この結果、膨張機に接続された出力器も駆動される。膨張機で仕事をした作動媒体は、凝縮器において冷却流体と熱交換し凝縮する。凝縮した作動媒体は、循環ポンプによって蒸発器に送り出される。

特開２０１８−１２７９４２号公報 特開２０１９−２７３４４号公報

作動媒体の状態によっては、冷却流体の温度が低いことや熱源の温度が高いことが望ましくないことがある。たとえば、循環ポンプが起動したときに作動媒体が過度に低温の冷却流体と熱交換すると循環ポンプの吸込口においてキャビテーションが生じやすくなる。作動媒体が過度に高温の熱源によって加熱されると、作動媒体の変質が生ずることもある。

本発明は、作動媒体が蒸発器において望ましくない温度状態の熱源と熱交換すること及び作動媒体が凝縮器において望ましくない温度状態の冷却流体と熱交換することを防止するように構成された熱回収装置を提供することを目的とする。

本発明の一の局面に係る熱回収装置は、循環流路を流れる作動媒体を熱源と熱交換させることによって前記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前記作動媒体の膨張によって駆動される膨張機と、前記膨張機から流出した前記作動媒体を冷却流体と熱交換させることによって前記作動媒体を凝縮させる凝縮器と、前記凝縮器で凝縮した前記作動媒体を吐出する循環ポンプと、前記蒸発器に流入する前の前記熱源と前記凝縮器に流入する前の前記冷却流体とを熱交換させる熱交換器と、前記熱交換器において前記熱源と前記冷却流体との間での熱交換を生じさせるか否かを切り替えるように構成された切替部とを備えている。

上記の構成によれば、熱交換器において熱源及び冷却流体が熱交換すると、熱源の温度が低下する一方で、冷却流体の温度が上がる。したがって、蒸発器への熱源の流入温度は、熱交換器における熱交換が行われる条件の下では、熱交換器における熱交換が行われない条件の下よりも低くなる。一方、凝縮器への冷却流体の流入温度は、熱交換器における熱交換が行われる条件の下では、熱交換器における熱交換が行われない条件の下よりも高くなる。したがって、熱源の温度が高すぎるとき及び／又は冷却流体の温度が低すぎるときには、切替部への操作を通じて、熱交換器における熱交換を生じさせればよい。この結果、蒸発器において作動媒体が望ましくないほど高温の熱源と熱交換することが防止されるし、凝縮器において作動媒体が望ましくないほど低温の冷却流体と熱交換することも防止される。

上記の構成に関して、熱回収装置は、前記蒸発器に向けて熱源流路を流れる前記熱源の一部を前記熱交換器に向けて分流させるとともに、前記熱交換器で前記冷却流体と熱交換した後の前記熱源を、前記熱源流路を流れる前記熱源と合流させるように構成された熱源分流管を更に備えていてもよい。前記切替部は、前記熱源分流管に取り付けられたバルブを含んでいてもよい。

上記の構成によれば、バルブが開かれると、蒸発器に向けて熱源流路を流れる熱源の一部は、熱源分流管を通じて熱交換器に流入することができる。熱交換器において冷却流体と熱交換した熱源は、熱源分流管を通じて熱源流路に戻り、蒸発器に流入する。熱交換器での冷却流体との熱交換によって熱源は冷却されるので、熱源の温度は、バルブが閉じられているときよりもバルブが開かれているときの方が低くなる。したがって、蒸発器への熱源の流入温度が高すぎるときには、バルブが開かれればよい。この結果、作動媒体が蒸発器において望ましくないほど高温の熱源と熱交換することが防止される。

上記の構成に関して、熱回収装置は、前記凝縮器に向けて冷却用流路を流れる前記冷却流体の一部を前記熱交換器に向けて分流させるとともに、前記熱交換器で前記熱源と熱交換した後の前記冷却流体を、前記冷却用流路を流れる前記熱源と合流させるように構成された冷却分流管を更に備えていてもよい。前記切替部は、前記冷却分流管に取り付けられたバルブを含んでいてもよい。

上記の構成によれば、バルブが開かれると、凝縮器に向けて冷却用流路を流れる冷却流体の一部は、冷却分流管を通じて熱交換器に流入することができる。熱交換器において熱源と熱交換した冷却流体は、冷却分流管を通じて冷却用流路に戻り、凝縮器に流入する。熱交換器での熱源との熱交換によって冷却流体は冷却されるので、冷却流体の温度は、バルブが閉じられているときよりもバルブが開かれているときの方が高くなる。したがって、凝縮器への冷却流体の流入温度が低すぎるときには、バルブが開かれればよい。この結果、作動媒体が凝縮器において望ましくないほど低温の冷却流体と熱交換することが防止される。

上記の構成に関して、前記バルブは、開度を調整可能に構成されていてもよい。

上記の構成によれば、バルブの開度が調整されると、熱交換器への熱源又は冷却流体の流入量が調整される。熱交換器への熱源の流入量が増やされると、冷却流体の温度が上がる。したがって、作動媒体が過度に低温の冷却媒体と凝縮器において熱交換することがバルブによって防止される。熱交換器への冷却流体の流入量が増やされると、熱源の温度が下がる。したがって、作動媒体が過度に高温の熱源と蒸発器において熱交換することがバルブによって防止される。

上記の構成に関して、熱回収装置は、前記作動媒体、前記熱源及び前記冷却流体のうち少なくとも１つの温度を検出する温度検出部と、前記温度検出部の検出値に基づいて、前記バルブの開度を制御する制御部とを更に備えていてもよい。

上記の構成によれば、温度検出部は、作動媒体、熱源及び冷却流体のうち少なくとも１つの温度を検出するので、検出された温度が望ましい温度範囲にあるか否かが分かる。制御部は、温度検出部の検出値に基づいて、バルブの開度を制御するので、検出された温度が望ましい温度範囲になるように、熱交換器への熱源又は冷却流体の流入量を調整することができる。

上記の構成に関して、熱回収装置は、前記循環ポンプに吸い込まれる前記作動媒体の圧力を検出するように構成された圧力センサを更に備えていてもよい。前記温度検出部は、前記循環ポンプに吸い込まれる前記作動媒体の温度を検出するように構成された温度センサを含んでいてもよい。前記制御部は、前記圧力センサの検出値及び前記温度センサの検出値から得られた過冷却度が閾値未満である場合に、前記熱交換器から前記凝縮器に流入する前記冷却流体の温度が上がるように前記バルブの前記開度を制御してもよい。

上記の構成によれば、循環ポンプに吸い込まれる作動媒体の圧力が圧力センサによって検出されるとともに循環ポンプに吸い込まれる作動媒体の温度が温度センサによって検出されるので、循環ポンプに吸い込まれる作動媒体の過冷却度が算出可能になる。算出された過冷却度が小さい場合（すなわち、温度センサの検出値が作動媒体の飽和温度に近い場合）には、キャビテーションが生じやすい状態になっている。この場合、制御部は、バルブの開度制御を通じて、熱交換器から凝縮器に流入する冷却流体の温度を上げ、凝縮器における作動媒体の圧力を上げる。この結果、循環ポンプの吸込側における作動媒体の圧力が上がるので、キャビテーションが生じにくい状態になる。

上記の構成に関して、前記温度検出部は、前記蒸発器から流出した前記作動媒体の温度を検出するように構成された温度センサを含んでいてもよい。前記制御部は、前記蒸発器から流出した前記作動媒体の前記温度が閾値を上回っている場合に前記熱交換器から前記蒸発器に流入する前記熱源の温度が下がるように前記バルブの前記開度を制御してもよい。

上記の構成によれば、作動媒体が蒸発器において過度に加熱されると作動媒体の変質が生じやすくなるけれども、バルブの開度の制御を通じて、作動媒体の変質が抑制される。すなわち、蒸発器から流出した作動媒体の温度が閾値を上回っている場合には、制御部は、バルブの開度制御を通じて、熱交換器から蒸発器に流入する熱源の温度を下げ、蒸発器において、作動媒体が過度に高温の熱源と熱交換することを抑制する。この結果、作動媒体も過度に高温にならず、作動媒体の変質が抑制される。

上記の構成に関して、前記温度検出部は、前記蒸発器に流入する前記熱源の温度を検出するように構成された温度センサを含んでいてもよい。前記制御部は、前記蒸発器に流入する前記熱源の前記温度が閾値を上回っている場合に前記熱交換器から前記蒸発器に流入する前記熱源の温度が下がるように前記バルブの前記開度を制御してもよい。

上記の構成によれば、蒸発器に流入する熱源の温度が閾値を上回っている場合には、制御部は、バルブの開度制御を通じて、熱交換器から蒸発器に流入する熱源の温度を下げ、作動媒体の変質を抑制する。

上述の熱回収装置は、作動媒体が蒸発器において望ましくない温度状態の熱源と熱交換すること及び作動媒体が凝縮器において望ましくない温度状態の冷却流体と熱交換することを防止することができる。

第１実施形態の熱回収装置の概略図である。 熱回収装置の概略図である。 熱回収装置の概略図である。 第２実施形態の熱回収装置の概略図である。 キャビテーション抑制制御の概略的なフローチャートである。 熱回収装置の概略図である。 熱回収装置の概略図である。 キャビテーション抑制制御の概略的なフローチャートである。 第３実施形態の熱回収装置の概略図である。 変質抑制制御の概略的なフローチャートである。 変質抑制制御の概略的なフローチャートである。 熱回収装置の概略図である。

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態の熱回収装置１００の概略図である。図１を参照して、熱回収装置１００が説明される。

熱回収装置１００は、循環ポンプ１１１と、循環ポンプ１１１の吸込口及び吐出口に接続された循環流路１１０と、循環流路１１０上に配置された蒸発器１１２、膨張機１１３及び凝縮器１１４とを備えている。熱回収装置１００は、膨張機１１３の内部ロータに接続された発電機１１５を更に備えている。蒸発器１１２、膨張機１１３及び凝縮器１１４は、循環ポンプ１１１から吐出された作動媒体がこれらを順次通過するように配置されている。

蒸発器１１２は、循環流路１１０を流れる作動媒体を、熱源流路１０１を流れる熱源と熱交換させ、これらの間の熱交換の下で作動媒体を蒸発させるように構成されている。詳細には、蒸発器１１２は、熱源流路１０１に接続されており、蒸発器１１２には、熱源流路１０１を通じて熱源が流入し、循環流路１１０を通じて作動媒体が流入する。

膨張機１１３は、蒸発器１１２から流出した作動媒体を吸い込み、吸い込まれた作動媒体の膨張作用の下で内部ロータを回転させるように構成されている。発電機１１５は、膨張機１１３の内部ロータに接続され、内部ロータの回転の下で発電するように構成されている。

凝縮器１１４は、膨張機１１３から流出した作動媒体を、冷却用流路１０２を流れる冷却流体（たとえば、海水又は工水）と熱交換させ、これらの熱交換の下で作動媒体を凝縮させるように構成されている。詳細には、凝縮器１１４は、冷却用流路１０２に接続されており、凝縮器１１４には、冷却用流路１０２を通じて冷却流体が流入し、循環流路１１０を通じて作動媒体が流入する。

循環ポンプ１１１は、凝縮器１１４での熱交換によって凝縮した作動媒体を吸い込み、吸い込んだ作動媒体を蒸発器１１２へ吐出するように構成されている。

熱回収装置１００は、蒸発器１１２に流入する前の熱源の温度及び凝縮器１１４に流入する前の冷却流体の温度を、熱源及び冷却流体の間の熱交換の下で調整可能に構成されている。熱源と冷却流体とを熱交換させるために、熱回収装置１００は、冷却流体の流れ方向において凝縮器１１４の上流側において冷却用流路１０２上に配置された熱交換器１２０を備えている。熱回収装置１００は、熱源流路１０１を流れる熱源の一部を熱交換器１２０へ導入可能に構成されている。詳細には、蒸発器１１２に向けて熱源流路１０１を流れる熱源の一部を熱交換器１２０へ分流させるために、熱回収装置１００は熱源分流管１２７を備えている。熱源分流管１２７は、熱交換器１２０への熱源の流入経路を形成している熱源分岐管１２１と、熱交換器１２０からの熱源の流出経路を形成している熱源戻管路１２２とを含んでいる。熱源流路１０１からの熱源分岐管１２１の分岐位置は、熱源の流れ方向において蒸発器１１２の上流側である。熱源流路１０１に対する熱源戻管路１２２の接続位置は、熱源流路１０１からの熱源分岐管１２１の分岐位置よりも熱源の流れ方向において下流側に位置している。すなわち、熱源戻管路１２２は、熱源流路１０１からの熱源分岐管１２１の分岐位置と蒸発器１１２との間の流路区間において熱源流路１０１に接続されている。

熱交換器１２０において熱源と冷却流体との間で熱交換を生じさせるか否かを切り替えるために、熱回収装置１００は、切替部１２８を備えている。切替部１２８として、熱源分流管１２７に取り付けられた熱源用のバルブ１２３が用いられる。熱源用のバルブ１２３は、熱源分岐管１２１に取り付けられているとともに開度を調整可能に構成されている。図１に示されているバルブ１２３は、熱源分岐管１２１に取り付けられているけれども、バルブ１２３は、熱源戻管路１２２に取り付けられていてもよい。

熱回収装置１００は、冷却流体の流量を調整するために、冷却用流路１０２に取り付けられた冷却流体用のバルブ１２４を備えている。冷却流体用のバルブ１２４は、冷却流体の流れ方向において熱交換器１２０の上流側に配置されているとともに開度を調整可能に構成されている。図１に示されているバルブ１２４は、冷却流体の流れ方向において熱交換器１２０の上流側に配置されている。代替的に、バルブ１２４は、熱交換器１２０と凝縮器１１４との間の流路区間において冷却用流路１０２に取り付けられていてもよいし、凝縮器１１４の下流側に取り付けられていてもよい。

熱源及び冷却流体の温度がともに望ましい温度範囲であるときの熱回収装置１００の動作が以下に説明される。熱源及び冷却流体の温度がともに望ましい温度範囲であるとき、熱源用のバルブ１２３は閉じられている。一方、冷却流体用のバルブ１２４は開かれており、熱交換器１２０及び凝縮器１１４への冷却流体の流入は許容されている。熱源用のバルブ１２３が閉じられているので、熱交換器１２０での熱源と冷却流体との間での熱交換は行われない。

循環ポンプ１１１から吐出された作動媒体は、蒸発器１１２に流入し、熱交換器１２０を通過することなく熱源流路１０１を通じて蒸発器１１２に流入した熱源と熱交換する。この結果、作動媒体は、過熱状態で蒸発器１１２から流出する一方で、熱源は降温された状態で蒸発器１１２から流出する。

蒸発器１１２から流出した作動媒体は、膨張機１１３に吸い込まれる。作動媒体は、膨張機１１３内で膨張し、膨張機１１３の内部ロータを回転させる。この結果、内部ロータに接続された発電機１１５が駆動される。

膨張機１１３で仕事をした作動媒体は、凝縮器１１４に流入する。作動媒体は、冷却用流路１０２を通じて凝縮器１１４に供給された冷却流体と熱交換し凝縮状態になる。一方、冷却流体は、熱交換の結果昇温される。

凝縮器１１４で凝縮した作動媒体は、循環ポンプ１１１に吸い込まれ、蒸発器１１２へ再度供給される。

熱源の温度が望ましい温度範囲を上回っている場合及び／又は冷却流体が望ましい温度範囲を下回っている場合には、熱源用のバルブ１２３が開かれ、熱交換器１２０において、熱源と冷却流体との熱交換が行われる。

熱源用のバルブ１２３が開かれると、熱源が蒸発器１１２に流入する前において、熱源流路１０１を流れる熱源の一部は、熱源分岐管１２１を通じて熱交換器１２０に流入する。熱交換器１２０において、熱源は、凝縮器１１４に流入する前の冷却流体と熱交換し、熱源の温度が下がる。熱交換器１２０で降温された熱源は、熱源戻管路１２２を通じて熱源流路１０１に流入する。すなわち、熱交換器１２０で降温された熱源は、熱交換器１２０を通過することなく蒸発器１１２に向けて流れる熱源と合流する。その後、熱源は、蒸発器１１２に流入する。蒸発器１１２に流入する熱源の一部は、熱交換器１２０で降温された熱源であるので、蒸発器１１２への熱源の流入温度が下がる。したがって、熱源の温度が望ましい温度範囲を上回っている場合には、熱源用のバルブ１２３を開くことによって、蒸発器１１２への熱源の流入温度を下げ、蒸発器１１２において作動媒体を望ましい温度範囲の熱源と熱交換させることができる。一方で、熱交換器１２０での熱源との熱交換の結果、冷却流体の温度は、冷却流体が凝縮器１１４に流入する前に上がる。したがって、熱源の温度が望ましい温度範囲を上回り、且つ、冷却流体が望ましい温度範囲を下回っている場合には、凝縮器１１４において作動媒体を望ましい温度範囲の冷却流体と熱交換させることができる。

熱源の温度が望ましい温度範囲を上回っているときに冷却流体が望ましい温度範囲内の温度を有していたり、冷却流体の温度が望ましい温度を下回っているときに熱源が望ましい温度範囲内の温度を有していたりすることもある。この場合、熱源用のバルブ１２３が開かれる結果、これらの温度のうち一方が望ましい温度範囲に入る一方で、他方が望ましい温度範囲から外れてしまうことも生じうる。このような場合には、冷却流体用のバルブ１２４の開度の調整によって、両方の温度を望ましい温度範囲に収めることが可能である。たとえば、熱源の温度を降下させたときに冷却流体の温度が望ましい温度範囲を上回るような場合には、冷却流体用のバルブ１２４の開度を上げればよい。この結果、熱交換器１２０からの冷却流体の流出温度が下がり、望ましい温度範囲に収まる。

熱源用のバルブ１２３の開度を調整することによって、蒸発器１１２への熱源の流入温度及び凝縮器１１４への冷却流体の流入温度をどのくらい変化させるかを変更することができる。たとえば、熱源用のバルブ１２３の開度が大きくなれば、熱交換器１２０への熱源の流入量が増える。この場合、熱交換器１２０での熱源の降温幅は、開度の増加に従って小さくなるけれども、熱交換器１２０への冷却流体の流入量が熱交換器１２０への熱源の流入量に比べて十分に大きい場合には、降温幅の低減量は少なくなる。したがって、熱交換器１２０への冷却流体の流入量が熱交換器１２０への熱源の流入量に比べて十分に大きい場合には、熱源用のバルブ１２３の開度を上げれば上げるほど、蒸発器１１２への熱源の流入温度が低下する。

上述の実施形態によれば、熱源用のバルブ１２３が開状態にあるか閉状態かあるかによって、熱交換器１２０で熱源と冷却流体との間での熱交換が行われるか否かが切り替えられる。熱交換器１２０での熱源と冷却流体との間での熱交換が行われる場合、熱交換器１２０において降温された熱源を蒸発器１１２へ流入させ、熱交換器１２０において昇温された冷却流体を凝縮器１１４へ流入させることが可能になる。したがって、熱源の温度が望ましい温度を上回っている場合及び／又は冷却流体の温度が望ましい温度を下回っている場合には、バルブ１２３を開状態に設定すればよい。

熱交換器１２０における熱交換量は、熱源用のバルブ１２３（及び冷却流体用のバルブ１２４）の開度の増減によって調整可能である。すなわち、熱源用のバルブ１２３（及び冷却流体用のバルブ１２４）の開度を調整することによって、蒸発器１１２への熱源の流入温度及び凝縮器１１４への冷却流体の流入温度を調整することができる。したがって、熱源用のバルブ１２３（及び冷却流体用のバルブ１２４）の開度は、熱源及び冷却流体の温度が望ましい範囲に収まるように調整され得る。言い換えると、熱源用のバルブ１２３（及び冷却流体用のバルブ１２４）の開度の調整を通じて、作動媒体を蒸発器１１２において望ましい温度範囲内の温度の熱源と熱交換させることができる。また、作動媒体を凝縮器１１４において望ましい温度範囲内の温度の冷却流体と熱交換させることもできる。

上述の実施形態に関して、熱源用のバルブ１２３は、開度を調整可能に構成されている。代替的に、バルブ１２３として、全開状態又は全閉状態のいずれかに切り替えられる開閉弁が用いられてもよい。この場合、全開状態となっている期間と全閉状態となっている期間との間の比率を変更することによって、熱交換器１２０への熱源の流入量を調整することもできる。

上述の実施形態に関して、熱回収装置１００は、熱交換器１２０及び凝縮器１１４への冷却流体の流入量を調整するために冷却流体用のバルブ１２４を備えている。熱交換器１２０及び凝縮器１１４への冷却流体の流入量の調整が必要とされなければ、バルブ１２４は設けられなくてもよい。

上述の実施形態に関して、熱源用のバルブ１２３が切替部１２８として用いられている。代替的に、冷却流体用のバルブ１２４が切替部１２８として用いられてもよい（図２を参照）。図２は、冷却流体用のバルブ１２４を切替部１２８として用いる熱回収装置１００の概略図である。

冷却流体用のバルブ１２４が切替部１２８として用いられる場合、熱回収装置１００は、冷却用流路１０２を流れる冷却流体の一部が熱交換器１２０に流入するように構成される。詳細には、図２に示されている冷却用流路１０２は、熱交換器１２０には接続されておらず、凝縮器１１４に接続されている。熱交換器１２０へ冷却流体を供給するために、熱回収装置１００は、凝縮器１１４に向けて冷却用流路１０２を流れる冷却流体の一部を熱交換器１２０へ分流させるために冷却分流管１２９を備えている。冷却分流管１２９は、熱交換器１２０への冷却流体の流入経路を形成している冷却分岐管１２５と、熱交換器１２０からの冷却流体の流出経路を形成している冷却戻管路１２６とを含んでいる。冷却用流路１０２からの冷却分岐管１２５の分岐位置は、冷却流体の流れ方向において凝縮器１１４の上流側である。冷却用流路１０２に対する冷却戻管路１２６の接続位置は、冷却用流路１０２からの冷却分岐管１２５の分岐位置よりも冷却流体の流れ方向において下流側に位置している。すなわち、冷却戻管路１２６は、冷却用流路１０２からの冷却分岐管１２５の分岐位置と凝縮器１１４との間の流路区間において冷却用流路１０２に接続されている。

図２に示されている冷却流体用のバルブ１２４は、冷却分岐管１２５に取り付けられている。代替的に、バルブ１２４は、冷却戻管路１２６に取り付けられていてもよい。

冷却流体用のバルブ１２４が切替部１２８として用いられる場合、熱源分流管１２７は形成されなくてもよい。すなわち、熱源流路１０１は、熱源が熱交換器１２０及び蒸発器１１２を順次通過するように延設されていてもよい。

熱源用のバルブ１２３は、切替部１２８としてではなく、熱源の流量調整用に設けられてもよい。図２に示されているバルブ１２３は、熱源の流れ方向において、熱交換器１２０の上流側において熱源流路１０１に取り付けられている。代替的に、バルブ１２３は、熱交換器１２０と蒸発器１１２との間の流路区間において熱源流路１０１に取り付けられていてもよいし、蒸発器１１２の下流側において熱源流路１０１に取り付けられていてもよい。熱源の流量調整が必要とされないならば、バルブ１２３は設けられなくてもよい。

冷却流体及び熱源の温度がともに望ましい範囲内にあるならば、冷却流体用のバルブ１２４は閉じられる。このとき、熱源用のバルブ１２３は開かれている。この場合、熱源は熱交換器１２０を通過する一方で、冷却流体は熱交換器１２０を通過しない。すなわち、熱交換器１２０における冷却流体及び熱源の熱交換は行われない。冷却流体は、熱交換器１２０を通過しないので、熱交換器１２０から抵抗を受けることなく凝縮器１１４に流入することができる。

熱源の温度が望ましい温度範囲を上回っている場合及び／又は冷却流体が望ましい温度範囲を下回っている場合には、冷却流体用のバルブ１２４は開状態に設定される。この場合、熱交換器１２０において冷却流体及び熱源の熱交換が行われる。冷却流体は、熱源との熱交換を通じて昇温された後に凝縮器１１４に流入する。一方、熱源は、冷却流体との熱交換を通じて降温された後に蒸発器１１２に流入する。したがって、熱源の温度が望ましい温度範囲を上回り、且つ、冷却流体が望ましい温度範囲を下回っている場合には、冷却流体用のバルブ１２４を開くことによって、これらの温度を望ましい温度範囲に収めることができる。

熱源の温度が望ましい温度範囲を上回っている一方で、冷却流体が望ましい温度範囲内の温度を有していたり、冷却流体が望ましい温度範囲を下回っている一方で、熱源が望ましい温度範囲内の温度を有していたりすることがある。この場合、冷却流体用のバルブ１２４を開くことによって、これらの温度のうち一方が望ましい温度範囲内に入る一方で、他方の温度が望ましい温度範囲から外れてしまうこともある。他方の温度が望ましい温度範囲から外れた場合には、熱源用のバルブ１２３の開度を調整することによって、両方の温度を望ましい温度範囲に収めることが可能である。

冷却流体用のバルブ１２４の開度を調整することによって、凝縮器１１４への冷却流体の流入温度及び蒸発器１１２への熱源の流入温度をどのくらい変化させるかを変更することができる。たとえば、冷却流体用のバルブ１２４の開度が大きくなれば、熱交換器１２０への冷却流体の流入量が増える。この場合、熱交換器１２０での冷却流体の昇温幅は、開度の増加に従って小さくなるけれども、熱交換器１２０への熱源の流入量が熱交換器１２０への冷却流体の流入量に比べて十分に大きい場合には、昇温幅の低減量は少なくなる。したがって、冷却流体用のバルブ１２４の開度を上げれば上げるほど、凝縮器１１４への冷却流体の流入温度が増加する。

図１及び図２に示されている熱回収装置１００は、バルブ１２３，１２４のうち一方のみを切替部１２８として利用している。代替的に、バルブ１２３，１２４はともに切替部１２８として機能してもよい（図３を参照）。この場合、熱回収装置１００は、図１を参照して説明された熱源分流管１２７と図２を参照して説明された冷却分流管１２９とを備える。熱源用のバルブ１２３は、熱源分流管１２７に取り付けられ、冷却流体用のバルブ１２４は、冷却分流管１２９に取り付けられる。バルブ１２３，１２４のうち少なくとも一方の開度が調整されることにより、熱交換器１２０における熱交換量が調整される。この結果、蒸発器１１２への熱源の流入温度及び凝縮器１１４への冷却流体の流入温度が調整される。なお、これら蒸発器１１２への熱源の流入温度及び凝縮器１１４への冷却流体の流入温度の調整のため、上述の実施形態に関して、蒸発器１１２へ熱源が流入する前の熱源流路１０１上に、また、凝縮器１１４へ冷却流体が流入する前の冷却用流路１０２上に、それぞれ温度検出手段を設けてもよい。この場合、それらの温度検出手段にて検出される温度に基づき、上述した切替部１２８等の制御を行うことで、蒸発器１１２への熱源の流入温度及び凝縮器１１４への冷却流体の流入温度の精緻な調整が可能となる。

＜第２実施形態＞
熱回収装置１００は、循環ポンプ１１１のキャビテーションを抑制するように構成されていてもよい。キャビテーションは、循環ポンプ１１１の起動時において循環ポンプ１１１に吸い込まれる作動媒体の過冷却度が小さいとき（すなわち、作動媒体の実際の温度が作動媒体の飽和温度に近いとき）に生じやすい。このような条件下で生じうるキャビテーションを抑制するキャビテーション抑制制御を実行可能に構成された熱回収装置１００が、図４を参照して説明される。図４は、第２実施形態の熱回収装置１００の概略図である。

熱回収装置１００は、圧力センサ１３１、温度検出部１３２及び制御部１３０を備えている。圧力センサ１３１及び温度検出部１３２は、循環ポンプ１１１の吸込側での作動媒体の過冷却度に関する情報を得るために、凝縮器１１４と循環ポンプ１１１との間の流路区間において循環流路１１０に取り付けられている。圧力センサ１３１は、凝縮器１１４と循環ポンプ１１１との間の流路区間での作動媒体の圧力（すなわち、循環ポンプ１１１に吸い込まれる作動媒体の圧力）を検出するとともに検出された圧力を表す検出信号を生成するように構成されている。温度検出部１３２は、凝縮器１１４と循環ポンプ１１１との間の流路区間での作動媒体の温度（すなわち、循環ポンプ１１１に吸い込まれる作動媒体の温度）を検出するとともに検出された温度を表す検出信号を生成するように構成された温度センサである。圧力センサ１３１及び温度検出部１３２は、制御部１３０に電気的に接続され、これらの検出信号は、制御部１３０に出力される。

制御部１３０は、圧力センサ１３１及び温度検出部１３２から受け取った検出信号に基づき過冷却度を算出し、算出された過冷却度を閾値と比較する処理を実行するように構成されている。比較処理に用いられる閾値は、循環ポンプ１１１のキャビテーションが生じないことが保証されるような値に設定されている。制御部１３０は、比較処理の結果に基づいて、熱源用のバルブ１２３の開度を変更するための駆動信号を生成するように構成されている。制御部１３０は、駆動信号がバルブ１２３に伝達されるようにバルブ１２３に電気的に接続されている。

制御部１３０は、圧力センサ１３１及び温度検出部１３２からの検出信号だけでなく、循環ポンプ１１１の起動を要求する要求信号をも受信するように構成されている。要求信号は、例えば、操作者によって操作される操作ボタン（図視せず）によって生成されてもよい。この場合、制御部１３０は、操作ボタンに電気的に接続されている。

制御部１３０は、過冷却度の算出や比較処理を実行するだけでなく、循環ポンプ１１１を起動するための起動信号を生成するように構成されている。制御部１３０は、起動信号が循環ポンプ１１１に伝達されるように循環ポンプ１１１に電気的に接続されている。

制御部１３０によるキャビテーション抑制制御が図５を参照して説明される。図５は、制御部１３０の動作を表す概略的なフローチャートである。

制御部１３０は、上述の要求信号の受信を待つ（ステップＳ１０５：Ｎｏ）。制御部１３０が要求信号の受信を待っている間、循環ポンプ１１１は停止している。制御部１３０が要求信号を受信すると、制御部１３０は、起動信号を生成し、生成された起動信号を循環ポンプ１１１へ出力する（ステップＳ１１０）。循環ポンプ１１１は、起動信号に応じて作動する。このときの循環ポンプ１１１の周波数は、キャビテーション抑制制御の後に行われる通常運転時の循環ポンプ１１１の周波数よりも低い値に設定されている。

循環ポンプ１１１の起動の後、制御部１３０は、圧力センサ１３１及び温度検出部１３２からの検出信号を参照し、過冷却度を算出する（ステップＳ１１５）。詳細には、制御部１３０は、圧力センサ１３１及び温度検出部１３２からの検出信号に基づき、作動媒体の飽和温度を算出する。その後、制御部１３０は、算出された飽和温度から温度検出部１３２の検出値を差し引き、過冷却度を算出する。

制御部１３０は、算出された過冷却度が閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。算出された過冷却度が閾値未満であれば（ステップＳ１２０：Ｎｏ）、熱源用のバルブ１２３の開度調整が行われる。

熱源用のバルブ１２３の開度調整が行われるとき、制御部１３０は、バルブ１２３の開度が最大値であるか否かをまず確認する（ステップＳ１２５）。バルブ１２３の開度が最大値であれば（ステップＳ１２５：Ｙｅｓ）、バルブ１２３の開度調整によってはキャビテーションを抑制する環境が得られないので、キャビテーション抑制制御は中断される。一方、バルブ１２３の開度が最大値に到達していなければ（ステップＳ１２５：Ｎｏ）、制御部１３０は、バルブ１２３の開度を所定の増分量だけ増加させるための駆動信号を生成する。駆動信号が制御部１３０からバルブ１２３へ出力されると、バルブ１２３は、駆動信号に応じて開度を上述の増分量だけ増加させる。

熱源用のバルブ１２３の開度が最大値に到達するまでは（ステップＳ１２５：Ｙｅｓ）、過冷却度が閾値未満である限り（ステップＳ１２０：Ｎｏ）、バルブ１２３の開度の増加（ステップＳ１３５）が繰り返される。

熱源用のバルブ１２３の開度の増加（ステップＳ１３５）の結果、熱交換器１２０への熱源の流入量が増加する。この結果、熱源から冷却流体に受け渡される熱量が増え、冷却流体の温度が上がる。昇温された冷却流体が凝縮器１１４に流入するので、凝縮器１１４における作動媒体の圧力が高くなる。この結果、凝縮器１１４と循環ポンプ１１１との流路区間における作動媒体の圧力が増加する。キャビテーションは循環ポンプ１１１の吸込側における作動媒体の圧力が低いときに生じやすいけれども、バルブ１２３の開度の増加によって作動媒体の圧力が上がるので、キャビテーションが生じにくい運転環境が得られる。

キャビテーションが生じにくい運転環境が得られているか否かは、ステップＳ１２０の比較処理によって確認される。詳細には、ステップＳ１２０において用いられる閾値は、上述の如く、キャビテーションが生じないことが保証されるような値に設定されている。したがって、ステップＳ１２０において、閾値以上の過冷却度が確認されると（ステップＳ１２０：Ｙｅｓ）、キャビテーションが生じにくい運転環境が得られていることが確認される。

この場合、制御部１３０は、循環ポンプ１１１の周波数が所定の値に到達するまで循環ポンプ１１１の周波数を増加させる（ステップＳ１４０，Ｓ１４５）。循環ポンプ１１１の周波数が所定の値に到達すると（ステップＳ１４５：Ｙｅｓ）、制御部１３０は、熱源用のバルブ１２３を全閉状態にする（ステップＳ１５０）。

上述の実施形態によれば、循環ポンプ１１１の周波数の増加（ステップＳ１４０）は、キャビテーションが生じにくい運転環境が確認された後（ステップＳ１２０：Ｙｅｓ）に行われる。したがって、循環ポンプ１１１は、キャビテーションから保護される。

図４の熱回収装置１００は、図１の熱回収装置１００の構造をベースに構築されている。上述のキャビテーション抑制制御は、熱回収装置１００が図３の構造を有するとき（すなわち、切替部１２８として冷却流体用のバルブ１２４が用いられる場合）にも利用可能である。切替部１２８として冷却流体用のバルブ１２４が用いられるならば、制御部１３０は、冷却流体用のバルブ１２４の開度を調整するように構成されていてもよい（図６を参照）。図６に示されている熱回収装置１００の制御部１３０は、熱源用のバルブ１２３ではなく、冷却流体用のバルブ１２４に電気的に接続されている。この場合、図５を参照して説明されたステップＳ１２５の判定処理（すなわち、熱源用のバルブ１２３の開度が最大か否か）に代えて、冷却流体用のバルブ１２４の開度が最大であるか否かが判定される。

冷却流体用のバルブ１２４の開度が最大値であれば、バルブ１２４の開度調整によってはキャビテーションを抑制する環境が得られないので、キャビテーション抑制制御は中断される。一方、バルブ１２４の開度が最大値に到達していなければ、制御部１３０は、図５のステップＳ１３５において、冷却流体用のバルブ１２４の開度を所定の増分量だけ増加させるための駆動信号を生成する。駆動信号が制御部１３０からバルブ１２４へ出力されると、バルブ１２４は、駆動信号に応じて開度を上述の増分量だけ増加させる。

冷却流体用のバルブ１２４の開度が最大値に到達するまでは、過冷却度が閾値未満である限り（ステップＳ１２０：Ｎｏ）、バルブ１２４の開度の増加が繰り返される。バルブ１２４の開度の増加の結果、熱交換器１２０及び凝縮器１１４への冷却流体の流入量が増える。この結果、熱交換器１２０で昇温される冷却流体が増え、凝縮器１１４への冷却流体の流入温度が上がり、凝縮器１１４での作動媒体の圧力（ひいては、循環ポンプ１１１の吸込側での作動媒体の圧力）が上がる。この結果、キャビテーションが生じにくい運転環境が得られる。

冷却流体用のバルブ１２４を用いた上述のキャビテーション抑制制御は、熱回収装置１００が図３の構造を有するときにも利用可能である。熱回収装置１００が図３の構造を有している場合には、冷却流体用のバルブ１２４及び熱源用のバルブ１２３の両方の開度がキャビテーションの抑制のために調整されてもよい（図７及び図８を参照）。図７は、キャビテーションの抑制のために冷却流体用のバルブ１２４及び熱源用のバルブ１２３の両方の開度を調整するように構成された熱回収装置１００の概略図である。図８は、図７の熱回収装置１００のキャビテーション抑制制御の概略的なフローチャートである。

図７に示されているように、制御部１３０は、熱源用のバルブ１２３及び冷却流体用のバルブ１２４に電気的に接続されている。したがって、制御部１３０が生成した駆動信号は、熱源用のバルブ１２３及び冷却流体用のバルブ１２４に伝達可能である。

図８のフローチャートは、熱源用のバルブ１２３の開度が最大であることが確認された後（ステップＳ１２５：Ｙｅｓ）の処理において、図５のフローチャートとは相違している。熱源用のバルブ１２３の開度が最大であることが確認された後に、制御部１３０は、冷却流体用のバルブ１２４の開度が最大であるか否かを判定する（ステップＳ１２６）。冷却流体用のバルブ１２４の開度が最大であるとの判定結果が得られるとき（ステップＳ１２６：Ｙｅｓ）、熱源用のバルブ１２３の開度も最大値である（ステップＳ１２５：Ｙｅｓ）。この場合、冷却流体用のバルブ１２４及び熱源用のバルブ１２３の開度調整によってはキャビテーションを抑制する環境が得られないので、キャビテーション抑制制御は中断される（ステップＳ１３０）。一方、冷却流体用のバルブ１２４の開度が最大でなければ（ステップＳ１２６：Ｎｏ）、熱源用のバルブ１２３の開度が最大であっても、キャビテーションを抑制する環境が得られる余地がある。この場合、制御部１３０は、冷却流体用のバルブ１２４の開度を所定の増分量だけ増加させるための駆動信号を生成する（ステップＳ１２７）。駆動信号が制御部１３０から冷却流体用のバルブ１２４へ出力されると、冷却流体用のバルブ１２４は、駆動信号に応じて開度を上述の増分量だけ増加させる。

冷却流体用のバルブ１２４の開度が最大値に到達するまでは、過冷却度が閾値未満である限り（ステップＳ１２０：Ｎｏ）、バルブ１２４の開度の増加が繰り返される。バルブ１２４の開度の増加の結果、熱交換器１２０で昇温された冷却流体が増え、凝縮器１１４への冷却流体の流入温度が上がる。凝縮器１１４への冷却流体の流入温度が上がっているので、凝縮器１１４における冷却流体と作動媒体との間の温度差が小さくなる。作動媒体が冷却流体によって奪われる熱量が減るので、凝縮器１１４から流出する作動媒体の温度（ひいては、作動媒体の圧力）が上がり、キャビテーションが生じにくい運転環境が得られる。

図８に示されているキャビテーション抑制制御では、熱源用のバルブ１２３の開度が冷却流体用のバルブ１２４の開度の調整の前に実行されている。逆に、冷却流体用のバルブ１２４の開度の調整が熱源用のバルブ１２３の開度の調整に先立って行われてもよい。

上述の実施形態に関して、温度検出部１３２は、凝縮器１１４と循環ポンプ１１１との間の流路区間にある作動媒体の温度を検出している。代替的に、温度検出部１３２は、冷却用流路１０２に取り付けられ、冷却流体の温度を検出してもよい。冷却流体の温度が下がれば下がるほど、凝縮器１１４と循環ポンプ１１１との間の流路区間における作動媒体の温度も下がるので、温度検出部１３２が検出した冷却流体の温度から凝縮器１１４と循環ポンプ１１１との間での作動媒体の温度を推定可能である。推定された温度に基づいて過冷却度を算出することによって（ステップＳ１１５）、上述のキャビテーション抑制制御は同様に実行され得る。

上述の実施形態に関して、キャビテーション抑制制御は、循環ポンプ１１１の起動時に行われている。熱回収装置１００の通常運転の間に、冷却流体の温度が低くなっている場合には、熱源用のバルブ１２３及び／又は冷却流体用のバルブ１２４の開度調整は、熱回収装置１００の通常運転の間において実行されてもよい。この場合には、バルブ１２３，１２４に対する開度調整は、作動媒体（又は、冷却流体）の温度が所定の閾値を下回ったことをトリガとして開始される。

作動媒体の温度が、循環ポンプ１１１の吸込側と吐出側とで大きく変化しなければ、温度検出部１３２は、循環ポンプ１１１と蒸発器１１２との間の流路区間において、循環流路１１０に取り付けられていてもよい。

＜第３実施形態＞
熱回収装置１００は、作動媒体に対する過度の加熱による作動媒体の変質を抑制するように構成されていてもよい。作動媒体の変質を抑制する変質抑制制御を実行可能に構成された熱回収装置１００が、図９を参照して説明される。図９は、第３実施形態の熱回収装置１００の概略図である。

図９の熱回収装置１００は、温度検出部１３２の配置及び圧力センサ１３１を有していない点においてのみ、図４の熱回収装置１００とは相違している。本実施形態において、温度検出部１３２は、蒸発器１１２と膨張機１１３との間の流路区間において循環流路１１０に取り付けられた温度センサである。温度検出部１３２は、蒸発器１１２から流出した作動媒体の温度を検出するとともに検出された温度を表す検出信号を生成するように構成されている。温度検出部１３２は、検出信号が制御部１３０に伝達されるように制御部１３０に電気的に接続されている。制御部１３０は、検出信号に応じて所定の判定処理を行い、判定処理の結果に基づいて熱源用のバルブ１２３の開度を調整するための駆動信号を生成するように構成されている。

制御部１３０による変質抑制制御が、図１０を参照して説明される。図１０は、変質抑制制御の概略的なフローチャートである。変質抑制制御は、熱回収装置１００の起動時ではなく通常運転時に実行される。制御部１３０は、変質抑制制御を実行している間、循環ポンプ１１１を駆動している。

制御部１３０は、温度検出部１３２からの検出信号が表している温度（すなわち、温度検出部１３２の検出値）を閾値と比較する（ステップＳ２１０）。閾値は、作動媒体の変質が生じないことが保証される値に設定されている。

温度検出部１３２の検出値が閾値を上回っていなければ、制御部１３０は、温度検出部１３２の検出値に対するモニタを継続する（ステップＳ２１０：Ｎｏ）。温度検出部１３２の検出値が閾値を上回っていれば、制御部１３０は、熱源用のバルブ１２３の開度が最大であるか否かを確認する（ステップＳ２２０）。バルブ１２３の開度が最大でなければ、制御部１３０は、バルブ１２３の開度を所定の増分量だけ増加させるための駆動信号を生成する。駆動信号は、制御部１３０からバルブ１２３へ出力され、バルブ１２３は、駆動信号に応じて開度を所定の増分量だけ増加させる。

熱源用のバルブ１２３の開度の増加（ステップＳ２３０）は、開度が最大値に到達するまでは、温度検出部１３２の検出値が閾値を上回っている限り繰り返される。バルブ１２３の開度が増加されると、熱交換器１２０での冷却流体との熱交換によって降温された後に蒸発器１１２に流入する熱源の量が増える。この結果、蒸発器１１２における熱源と作動媒体との間の温度差が小さくなり、熱源から作動媒体へ受け渡される熱量が小さくなる。この結果、蒸発器１１２から流出する作動媒体の温度が下がる。

温度検出部１３２の検出値が閾値を上回っている間に、熱源用のバルブ１２３の開度が最大値に達した場合（ステップＳ２１０：Ｙｅｓ，ステップＳ２２０：Ｙｅｓ）、バルブ１２３の開度の調整によっては、作動媒体の過度の高温状態を解消することができない。この場合、制御部１３０は、循環ポンプ１１１を停止する（ステップＳ２４０）。この結果、蒸発器１１２への作動媒体の流入が止まる。

変質抑制制御の結果、作動媒体の温度は下げられるか、蒸発器１１２への作動媒体の流入が停止されるので、作動媒体の過度の昇温が防止される。この結果、作動媒体の変質が抑制される。

上述の変質抑制制御では、熱源用のバルブ１２３の開度が調整されている。冷却流体用のバルブ１２４が切替部１２８として用いられる場合（図２及び図３を参照）、冷却流体用のバルブ１２４の開度が調整されてもよい（図１１を参照）。図１１に示されている変質抑制制御は、熱源用のバルブ１２３及び冷却流体用のバルブ１２４が切替部１２８として機能する場合の変質抑制制御の概略的なフローチャートである。図１１に示される変質抑制制御が実行される場合、制御部１３０は、熱源用のバルブ１２３だけでなく冷却流体用のバルブ１２４にも電気的に接続されている。

図１１に示される変質抑制制御では、熱源用のバルブ１２３の開度の調整が行われた後に冷却流体用のバルブ１２４の開度が調整される。詳細には、熱源用のバルブ１２３の開度が最大であると判定されたときに（ステップＳ２２０：Ｙｅｓ）、制御部１３０は、冷却流体用のバルブ１２４の開度が最大であるか否かを判定する（ステップＳ２２１）。冷却流体用のバルブ１２４の開度が最大でなければ（ステップＳ２２１：Ｎｏ）、制御部１３０は、所定の増分量だけ増加させるための駆動信号を生成する（ステップＳ２３１）。駆動信号は、制御部１３０から冷却流体用のバルブ１２４へ出力され、バルブ１２４は、駆動信号に応じて開度を所定の増分量だけ増加させる。

冷却流体用のバルブ１２４の開度の増加（ステップＳ２３１）は、開度が最大値に到達するまでは、温度検出部１３２の検出値が閾値を上回っている限り（ステップＳ２１０：Ｙｅｓ）繰り返される。バルブ１２４の開度が増加されると（ステップＳ２３１）、熱交換器１２０への冷却流体の流入量が増える。この結果、熱交換器１２０での熱源の降温幅が大きくなる。熱交換器１２０から蒸発器１１２へ流入する熱源の温度が更に低下するので、蒸発器１１２における熱源と作動媒体との間の温度差が更に小さくなる。この結果、作動媒体の温度を更に低下させることができる。

変質抑制制御において、冷却流体用のバルブ１２４の開度のみが調整される場合には、温度検出部１３２の検出値が閾値を上回っていることが確認された後、バルブ１２４の開度が最大であるか否かの判定処理が実行される。すなわち、図１０のステップＳ２２０に代えて、図１１のステップＳ２２１が実行される。バルブ１２４の開度が最大でないことが確認された場合には、バルブ１２４の開度を増加させる。すなわち、図１０のステップＳ２３０に代えて、図１１のステップＳ２３１が実行される。

図９に示されている温度検出部１３２は、蒸発器１１２から流出した作動媒体の温度を検出している。代替的に、図１２に示されるように、温度検出部１３２は、熱源の温度の情報を得るように熱源流路１０１に取り付けられた温度センサであってもよい。詳細には、図１２の温度検出部１３２は、熱源流路１０１に対する熱源戻管路１２２の接続位置と蒸発器１１２との間の流路区間において熱源流路１０１に取り付けられ、蒸発器１１２への熱源の流入温度を検出している。この場合、温度検出部１３２の検出値と比較される閾値（図１０及び図１１のステップＳ２１０）は、蒸発器１１２への熱源の流入温度と作動媒体の変質との間の相関関係に基づいて設定される。

図１２に示されている温度検出部１３２は、蒸発器１１２への熱源の流入温度を検出している。代替的に、温度検出部１３２は、蒸発器１１２からの熱源の流出温度を検出するように、熱源の流れ方向において蒸発器１１２の下流側において熱源流路１０１に取り付けられていてもよい。この場合、温度検出部１３２の検出値と比較される閾値（図１０及び図１１のステップＳ２１０）は、蒸発器１１２への熱源の流出温度と作動媒体の変質との間の相関関係に基づいて設定される。

上述の変質抑制制御のために、温度検出部１３２として、蒸発器１１２への熱源の流入温度（及び／又は蒸発器１１２からの熱源の流出温度）を測定する温度センサ及び作動媒体の温度を測定する温度センサが用いられてもよい。これらの温度センサの検出値とこれらの検出値に対応して定められた閾値との間の差から、作動媒体の温度が閾値を超えるまでの期間が長いか短いかを推定することが可能である。たとえば、作動媒体の温度が閾値を超えていないけれども、熱源の温度が閾値を大きく上回っていれば、作動媒体は急速に昇温されることが推定される。逆に、熱源の温度が閾値をわずかに上回っている程度であるならば、作動媒体の昇温は比較的緩やかになる。したがって、温度検出部１３２として複数の温度センサが用いられる場合、制御部１３０は、熱源の温度と閾値との間の差に応じて、熱源用のバルブ１２３（及び／又は冷却流体用のバルブ１２４）の開度の増分量を変更してもよい。すなわち、熱源の温度と閾値との間の差が大きければ、制御部１３０は、熱源用のバルブ１２３（及び／又は冷却流体用のバルブ１２４）の開度の増分量を大きくしてもよい。逆に、熱源の温度と閾値との間の差が小さければ、制御部１３０は、熱源用のバルブ１２３（及び／又は冷却流体用のバルブ１２４）の開度の増分量を小さくしてもよい。

上述の変質抑制制御は、第２実施形態のキャビテーション抑制制御の後に行われてもよい。この場合、温度検出部１３２は、変質抑制制御用の温度センサ（図９及び図１２を参照）とキャビテーション抑制制御用の温度センサとを含む（図７を参照）。

上述の実施形態に関して、発電機１１５が膨張機１１３に接続されている。代替的に、他の出力器が膨張機１１３に接続されていてもよい。

上述の実施形態の技術は、熱源の熱を利用する様々な技術分野に好適に利用される。

１００・・・・・・・・・・熱回収装置
１０１・・・・・・・・・・熱源流路
１０２・・・・・・・・・・冷却用流路
１１０・・・・・・・・・・循環流路
１１１・・・・・・・・・・循環ポンプ
１１２・・・・・・・・・・蒸発器
１１３・・・・・・・・・・膨張機
１１４・・・・・・・・・・凝縮器
１２０・・・・・・・・・・熱交換器
１２３，１２４・・・・・・バルブ
１２７・・・・・・・・・・熱源分流管
１２８・・・・・・・・・・切替部
１２９・・・・・・・・・・冷却分流管
１３０・・・・・・・・・・制御部
１３１・・・・・・・・・・圧力センサ
１３２・・・・・・・・・・温度検出部

Claims (8)

1. 循環流路を流れる作動媒体を熱源と熱交換させることによって前記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前記作動媒体の膨張によって駆動される膨張機と、
   前記膨張機から流出した前記作動媒体を冷却流体と熱交換させることによって前記作動媒体を凝縮させる凝縮器と、
   前記凝縮器で凝縮した前記作動媒体を吐出する循環ポンプと、
   前記蒸発器に流入する前の前記熱源と前記凝縮器に流入する前の前記冷却流体とを熱交換させる熱交換器と、
   前記熱交換器において前記熱源と前記冷却流体との間での熱交換を生じさせるか否かを切り替えるように構成された切替部と、を備えている
   熱回収装置。
2. 前記蒸発器に向けて熱源流路を流れる前記熱源の一部を前記熱交換器に向けて分流させるとともに、前記熱交換器で前記冷却流体と熱交換した後の前記熱源を、前記熱源流路を流れる前記熱源と合流させるように構成された熱源分流管を更に備え、
   前記切替部は、前記熱源分流管に取り付けられたバルブを含んでいる
   請求項１に記載の熱回収装置。
3. 前記凝縮器に向けて冷却用流路を流れる前記冷却流体の一部を前記熱交換器に向けて分流させるとともに、前記熱交換器で前記熱源と熱交換した後の前記冷却流体を、前記冷却用流路を流れる前記熱源と合流させるように構成された冷却分流管を更に備え、
   前記切替部は、前記冷却分流管に取り付けられたバルブを含んでいる
   請求項１又は２に記載の熱回収装置。
4. 前記バルブは、開度を調整可能に構成されている
   請求項２又は３に記載の熱回収装置。
5. 前記作動媒体、前記熱源及び前記冷却流体のうち少なくとも１つの温度を検出する温度検出部と、
   前記温度検出部の検出値に基づいて、前記バルブの開度を制御する制御部と、を更に備えている
   請求項４に記載の熱回収装置。
6. 前記循環ポンプに吸い込まれる前記作動媒体の圧力を検出するように構成された圧力センサを更に備え、
   前記温度検出部は、前記循環ポンプに吸い込まれる前記作動媒体の温度を検出するように構成された温度センサを含み、
   前記制御部は、前記圧力センサの検出値及び前記温度センサの検出値から得られた過冷却度が閾値未満である場合に、前記熱交換器から前記凝縮器に流入する前記冷却流体の温度が上がるように前記バルブの前記開度を制御する
   請求項５に記載の熱回収装置。
7. 前記温度検出部は、前記蒸発器から流出した前記作動媒体の温度を検出するように構成された温度センサを含み、
   前記制御部は、前記蒸発器から流出した前記作動媒体の前記温度が閾値を上回っている場合に前記熱交換器から前記蒸発器に流入する前記熱源の温度が下がるように前記バルブの前記開度を制御する
   請求項５又は６に記載の熱回収装置。
8. 前記温度検出部は、前記蒸発器に流入する前記熱源の温度を検出するように構成された温度センサを含み、
   前記制御部は、前記蒸発器に流入する前記熱源の前記温度が閾値を上回っている場合に前記熱交換器から前記蒸発器に流入する前記熱源の温度が下がるように前記バルブの前記開度を制御する
   請求項５乃至７のいずれか１項に記載の熱回収装置。

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