JP3574611B2

JP3574611B2 - Exhaust heat recovery system

Info

Publication number: JP3574611B2
Application number: JP2000207424A
Authority: JP
Inventors: 健次渡辺
Original assignee: Tokyo Electric Power Co Inc
Current assignee: Tokyo Electric Power Co Inc
Priority date: 2000-07-07
Filing date: 2000-07-07
Publication date: 2004-10-06
Anticipated expiration: 2020-07-07
Also published as: JP2002022274A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、天然ガスや石油等を燃料とする駆動源により発電機を駆動する際に駆動源から発生する排熱を利用して給湯や空調管理を行う排熱回収システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
オフィスビルや商業施設等の比較的小規模なエリアにおいて、ガスや石油等を燃料とする駆動源により発電機を駆動し、自らが使用する電力を自給するシステムを採用することがある。特に近年では、発電機の駆動源に都市ガスや石油等を燃料として低燃費、低騒音で駆動される小型のガスタービンが採用されるようになり、汎用性が高まったことで上記システムが注目されるようになっている。
【０００３】
ところで、上記のような電力自給システムには、発電機を駆動する際に駆動源から発生する排熱を利用して同エリア内での給湯や空調を行う排熱回収システムが併設されることが多い。その一例を図１１に示す。図において、符号１０１はガスタービン、１０２は排熱回収用熱交換器、１０３は貯湯槽、１０４は給湯栓、１０５は給水タンク、１０６は給湯温度調節用熱交換器、１０７は冷却塔、である。ガスタービン１０１と排熱回収用熱交換器１０２とは排ガス導入管１０８によって接続されており、さらに排熱回収用熱交換器１０２には水を加熱した排ガスを排出する排気塔１０９が設けられている。
【０００４】
排熱回収熱交換器１０２と貯湯槽１０３とは水（湯）を循環させる閉じた系を構成する一次配管１１０によって接続されている。また、貯湯槽１０３と給湯栓１０４、給湯温度調節用熱交換器１０６は湯を循環させる閉じた系を構成する二次配管１１１によって接続されている。給水タンク１０５は二次配管１１１に給水管１１２によって接続されている。さらに、給湯温度調節用熱交換器１０６と冷却塔１０７とは冷媒としての水を循環させる閉じた系を構成する冷媒配管１１３によって接続されている。
【０００５】
上記排熱回収システムでは、ガスタービン１０１の排熱は排熱回収用熱交換器１０２に導入されて貯湯槽１０３を通じて排気されるが、排熱回収熱用交換器１０２において一次配管を循環する水と熱交換を行ってこれを加熱する。排熱回収用熱交換器１０２において加熱された水（湯）は貯湯槽１０３に流入する。貯湯槽１０３の水（湯）は二次配管１１１を循環し、給湯栓１０４が開かれると系外に流出して利用される。貯湯槽１０３内の水（湯）の残量が少なくなったら給水タンク１０５から適宜給水が実施される。
【０００６】
ところで、上記排熱回収システムにおいては、二次配管１１１を循環する水（湯）の利用が少ないと、系内の温度が過度に上昇してしまう。そこで、こういった場合を含めて給湯温度調節用熱交換器１０６において余剰の熱エネルギーを回収し、冷却塔１０７で大気中に放出するようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記排熱回収システムでは、給湯温度調節用熱交換器１０６や冷却塔１０７によって構成される冷却設備を必要とすることにより、当該システム全体が複雑かつ大掛かりになってしまい設置に際してコストが嵩む、といったことが問題となっている。
【０００８】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、構造が簡素でコンパクトであり、しかも安定した給湯が可能な排熱回収システムを提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための手段として、次のような構成の排熱回収システムを採用する。すなわち、本発明に係る請求項１記載の排熱回収システムは、発電機を駆動する際に駆動源から発生する排ガスと熱媒との間で熱交換を行わせて前記熱媒を加熱する排熱回収用熱交換器と、加熱された前記熱媒と水との間で熱交換を行わせて前記水を加熱する水加熱用熱交換器とを備え、加熱された前記水を給湯や空調管理に利用する排熱回収システムであって、
前記排熱回収用熱交換器において加熱された前記熱媒を一時的に貯留するバッファタンクを備え、前記排熱回収用熱交換器が前記バッファタンクよりも高い位置に設置され、該バッファタンクが大気中に開放されていることを特徴とする。
【００１４】
この排熱回収システムにおいては、バッファタンクが大気開放されていることにより、排熱回収用熱交換器やバッファタンクに耐圧構造を採用する必要がないので、各部の構造の簡略化が可能となる。加えて、排熱回収用熱交換器がバッファタンクよりも高い位置にあることから、排熱回収用熱交換器へ熱媒を供給するポンプが電源喪失やその故障によって停止したとしても、排熱回収用熱交換器内の熱媒が重力の作用により自然にバッファタンクに流下するため、熱媒が異常加熱することがなく、高い安全性が確保される。
【００１５】
請求項２記載の排熱回収システムは、発電機を駆動する際に駆動源から発生する排ガスと熱媒との間で熱交換を行わせて前記熱媒を加熱する排熱回収用熱交換器と、加熱された前記熱媒と水との間で熱交換を行わせて前記水を加熱する水加熱用熱交換器とを備え、加熱された前記水を給湯や空調管理に利用する排熱回収システムであって、
前記排熱回収用熱交換器において加熱された前記熱媒を一時的に貯留するバッファタンクを備え、該バッファタンクが管を通じて大気中に開放され、該管には前記熱媒の蒸気を凝縮する凝縮器が設けられていることを特徴とする。
【００１６】
この排熱回収システムにおいては、バッファタンクを大気開放する管に凝縮器を設けることにより、気化した熱媒が管を通じて大気中に逃げようとしても、凝縮器において凝縮されてバッファタンクに戻される。これにより、熱媒の不足による排熱回収能力の低減といった事態の発生が阻止される。
【００１７】
請求項３記載の排熱回収システムは、請求項１または２に記載の排熱回収システムにおいて、前記バッファタンク内の前記熱媒に、断熱材からなる蓋体が浮かべられていることを特徴とする。
【００１８】
この排熱回収システムにおいては、バッファタンク内の熱媒に断熱材からなる蓋体を浮かべることにより、大気開放されたバッファタンクであっても、大気中に逃げる熱エネルギーの量が抑えられ、排熱から回収した熱エネルギーを無駄なく利用できるようになる。
【００１９】
請求項４記載の排熱回収システムは、請求項１から３のいずれか一項に記載の排熱回収システムにおいて、前記バッファタンクから前記水加熱用熱交換器に前記熱媒を導入するインバータ制御ポンプと、前記水の温度を検出する第３の温度検出手段と、該第３の温度検出手段の検出結果に基づいて前記インバータ制御ポンプの駆動を制御する第３の制御手段とを備えることを特徴とする。
【００２０】
この排熱回収システムにおいては、水加熱用熱交換器において加熱された水の温度を常時検出しておき、排熱から熱エネルギーが多く回収され、熱媒の単位体積あたりの熱エネルギーが過剰に多いとみなされる場合には、ポンプの搬送量を減らして熱媒の流量を減少させ、水加熱用熱交換器への熱媒導入量を減少させて給湯（空調）側に供給される熱エネルギーを減らす。逆に排熱から必要な熱エネルギーを回収できず、熱媒の単位体積あたりの熱エネルギーが十分でないとみなされる場合は、インバータ制御ポンプの駆動を制御し搬送量を増やして熱媒の流量を増加させ、水加熱用熱交換器への熱媒導入量を増加させて給湯（空調）側に供給される熱エネルギーを増やす。これにより、排熱回収が安定しない場合においても、給湯や空調管理が安定して行えるようになる。
【００２１】
請求項５記載の排熱回収システムは、発電機を駆動する際に駆動源から発生する排ガスと熱媒との間で熱交換を行わせて前記熱媒を加熱する排熱回収用熱交換器と、加熱された前記熱媒と水との間で熱交換を行わせて前記水を加熱する水加熱用熱交換器とを備え、加熱された前記水を給湯や空調管理に利用する排熱回収システムであって、前記排熱回収用熱交換器に導入すべき前記排ガスを前記排熱回収用熱交換器への導入前に排出する排気手段と、前記熱媒の温度を検出する第１の温度検出手段と、該第１の温度検出手段の検出結果に基づいて前記排気手段を作動させる第１の制御手段と、前記水の温度を検出する第２の温度検出手段と、前記水加熱用熱交換器において加熱された前記水を追加熱する加熱手段と、前記第２の温度検出手段の検出結果に基づいて前記加熱手段を作動させる第２の制御手段と、前記排熱回収用熱交換器において加熱された前記熱媒を一時的に貯留するバッファタンクと、該バッファタンクから前記水加熱用熱交換器に前記熱媒を導入するインバータ制御ポンプと、前記水の温度を検出する第３の温度検出手段と、該第３の温度検出手段の検出結果に基づいて前記インバータ制御ポンプの駆動を制御する第３の制御手段とを備えることを特徴とする。
【００２２】
この排熱回収システムにおいては、第１、第２、第３の制御手段が、それぞれの制御に関与する主要な構成要素（排気手段、加熱手段、インバータ制御ポンプ等）を重複して制御するようには構成されておらず、個々に独立して制御を行うので、いずれかの制御系統に不具合が生じた場合でも、他の制御系統はこれに影響を受けず、安定した給湯や空調管理が行える。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明に係る排熱回収システムの第１の実施形態を図１ないし図７に示して説明する。
図１は電力自給システムに併設される排熱回収システムの構成を示し、図２は排熱回収システムの具体的な内部構造を示している。電力自給システム自体は小型のガスタービンを駆動源として発電機を駆動することによって電力を得るが、これに併設される排熱回収システムは、発電機を駆動する際にガスタービンから発生する排ガスの熱を利用して給湯を行うものである。
【００２４】
各図において、符号１はガスタービン、２は排ガスと熱媒（実際には水を用いるが、ここでは便宜上”熱媒”とする）との間で熱交換を行わせて熱媒を加熱する排熱回収用熱交換器、３は排熱回収用熱交換器２において加熱された熱媒を一時的に貯留するバッファタンク、４は加熱された熱媒と水との間で熱交換を行わせて水（実際に給湯に利用される水）を加熱する水加熱用熱交換器、５は水加熱用熱交換器４において加熱された水を追加熱するガス湯沸器（加熱手段）、６は加熱された水を必要に応じて取り出すための給湯栓、７は利用された分の水の不足を補う給水タンク、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３は熱媒や水を搬送するポンプ、である。
【００２５】
ガスタービン１と排熱回収用熱交換器２とは排ガス導入管８によって接続されている。排熱回収用熱交換器２への排ガス導入直前の排ガス導入管８には、排ガスの温度を検出する温度センサＴＳ１が設けられている。また、排熱回収用熱交換器２には熱媒を加熱した排ガスを排出する排気塔９が設けられている。
【００２６】
排熱回収用熱交換器２とバッファタンク３、ポンプＰ１は熱媒を循環させる一次熱媒循環系を構成する一次熱媒配管１０によって接続されている。また、バッファタンク３と水加熱用熱交換器４、ポンプＰ２は熱媒を循環させる二次熱媒循環系を構成する二次熱媒配管１１によって接続されている。さらに、水加熱用熱交換器４と給湯栓６、ポンプＰ３は水を循環させる水循環系を構成する水配管１２によって接続されている。なお、排熱回収用熱交換器２はバッファタンク３よりも高い位置に設置されている。
【００２７】
図３には排熱回収用熱交換器２の構造を示す。排熱回収用熱交換器２は、筐体２０の内部に、アルミ製の冷却フィン２１を多数取り付けられたステンレス製の伝熱管２２が蛇行屈曲された状態で収納されたものである。筐体２０の上部には、排ガスの導入口２０ａと導出口２０ｂとが両側に離間して設けられており、導入口２０ａに排ガス導入管８が、導出口２０ｂに排気塔９がそれぞれ接続されている。また、伝熱管２２は、一次熱媒配管１０に接続されて一次熱媒循環系の一部を構成している。
【００２８】
排熱回収用熱交換器２には、排ガス導入管８を通じて導入される排ガスを排熱回収用熱交換器２への導入前に排気塔９に導いて大気中に排出させる三方切換弁（排気手段）Ｖ１が設けられ、三方切換弁Ｖ１と排気塔９との間にはバイパス流路１４が設けられている。三方切換弁Ｖ１には、隣接する導入口２０ａとバイパス流路１４入口との間で揺動しバイパス流路１４の一部もしくは全部を塞ぐバタフライ弁が採用されている。
【００２９】
図１に戻り、一次熱媒配管１０には、排熱回収用熱交換器２に導入される熱媒を排熱回収用熱交換器２の前後でバイパスさせる三方切換弁Ｖ２、およびバイパス配管１５が設けられている。
【００３０】
排熱回収用熱交換器２からの熱媒導出後の一次熱媒配管１０には、熱媒の温度を検出する温度センサ（第１の温度検出手段）ＴＳ２が設けられている。三方切換弁Ｖ１は、温度センサＴＳ２の検出結果に基づいて開閉の切り換えを制御され（排熱回収系制御プロセス；詳細については後述する）、必要に応じて排ガスをバイパスさせて排熱回収用熱交換器２への導入を阻むようになっている。また、三方切換弁Ｖ２も同じく温度センサＴＳ２の検出結果に基づいて制御され、三方切換弁Ｖ１と同期して熱媒をバイパスさせて排熱回収用熱交換器２への導入を阻むようになっている。
【００３１】
バッファタンク３の上部には、バッファタンク３内部と排気塔９とを連通させる連通管１６が設けられている。バッファタンク３に連通する連通管１６は傾斜しており、その途中には連通管１６を流通する熱媒の蒸気を凝縮する凝縮器１７が設けられている。また、バッファタンク３内には、断熱材からなる蓋体３ａが熱媒液面を覆うように浮かべられている。
【００３２】
水加熱用熱交換器４からの水導出直後の水配管１２には、加熱後の水の温度を検出する温度センサ（第３の温度検出手段）ＴＳ３が設けられている。ポンプＰ２にはインバータ制御ポンプが採用されており、温度センサＴＳ３の検出結果に基づいて駆動を制御され（給湯温度制御プロセス；詳細については後述する）、水加熱用熱交換器４への熱媒導入量を変更するようになっている。
【００３３】
水配管１２には、水加熱用熱交換器４に導入される水を水加熱用熱交換器４の前後でバイパスさせるバイパス配管１７が設けられ、このバイパス配管１７の途中にガス湯沸器５が設けられている。また、ガス湯沸器５には別個に構築されたガス供給系からガスの供給を受けるべくガス配管１８が接続されており、ガス配管１８には、ガス湯沸器５へのガスの導入を断続するガス導入弁Ｖ３が設けられている。
【００３４】
ガス湯沸器５への水導入直前のバイパス配管１７には、ガス湯沸器５への水の導入を断続する水導入弁Ｖ４が設けられている。ガス湯沸器５は、水導入弁Ｖ４が開かれると水の導入を検知して作動し、導入された水を加熱して水循環系に排出するようになっている。
【００３５】
また、水加熱用熱交換器４への水導入直前の水配管１２には、加熱前の水の温度を検出する温度センサ（第２の温度検出手段）ＴＳ４が設けられている。水導入弁Ｖ４は、温度センサＴＳ４の検出結果に基づいて開閉の切り換えを制御され（給湯補償制御プロセス；詳細については後述する）、ガス湯沸器５を作動させるようになっている。
【００３６】
給水タンク７は水配管１２に給水管１９によって接続されており、水循環系を構成する水配管１２内の水の残量が少なくなったら給水管１９を通じて適宜給水を実施するようになっている。
【００３７】
上記のように構成された排熱回収システムによる排熱回収のしくみを説明する。まず、ガスタービン１から排出された排ガスは、排ガス導入管８を通じて排熱回収用熱交換器２に導入され、一次熱媒循環系を流れる熱媒と熱交換を行って熱媒を加熱し、排気塔９から大気中に排出される。
【００３８】
排熱回収用熱交換器２において加熱された熱媒は、ポンプＰ１の働きによりバッファタンク３に導入され、一時的に貯留される。バッファタンク３に貯留された熱媒は、ポンプＰ２の働きにより二次熱媒循環系に導入され、水加熱用熱交換器４に導入されて水循環系を流れる水と熱交換を行って水を加熱し、再びバッファタンク３に導入される。
【００３９】
水加熱用熱交換器４において加熱された水は、ポンプＰ３の働きにより水循環系を循環し、給湯栓６が開かれると系外に流出して利用される。
【００４０】
次に、上記排熱回収システムを稼働させる際の処理の流れについて説明する。稼働前の排熱回収システム各部の初期状態は、（三方切換弁Ｖ１：排ガスをバイパス、三方切換弁Ｖ２：排熱回収用熱交換器２に熱媒導入、ガス導入弁Ｖ３：閉、水導入弁Ｖ４：閉、ポンプＰ１，Ｐ２：停止、ポンプＰ３：作動）となっている。
【００４１】
この状態から排熱回収システムを稼働させると、図４の流れ図に示すように、ステップＳ１において温度センサＴＳ１の検出結果から排ガス温度ｔ１が２００℃よりも高いか否かが判別される。そして、排ガス温度ｔ１が２００℃以下であれば、ガスタービン１が停止しているとみなされ、排熱回収システム各部の状態が、ステップＳ２においてポジションＡ（三方切換弁Ｖ１：排ガスをバイパス、三方切換弁Ｖ２：排熱回収用熱交換器２に熱媒導入、ガス導入弁Ｖ３：開、水導入弁Ｖ４：閉、ポンプＰ１，Ｐ２，Ｐ３：作動）に切り換えられる。この後、排熱回収システムは、排熱回収系制御プロセス（第１の制御手段）ＰＳ１、給湯温度制御プロセス（第２の制御手段）ＰＳ２、給湯補償制御プロセス（第３の制御手段）ＰＳ３の３つの独立したプロセスにより制御されることとなる。
【００４２】
排ガス温度ｔ１が２００℃よりも高ければ、ガスタービン１が運転しているとみなされ、排熱回収システム各部の状態が、ステップＳ３においてポジションＢ（三方切換弁Ｖ１：排熱回収用熱交換器２に排ガス導入、三方切換弁Ｖ２：排熱回収用熱交換器２に熱媒導入、ガス導入弁Ｖ３：開、水導入弁Ｖ４：閉、ポンプＰ１，Ｐ２，Ｐ３：作動）に切り換えられる。この後、排熱回収システムは、上記の場合と同様に排熱回収系制御プロセスＰＳ１、給湯温度制御プロセスＰＳ２、給湯補償制御プロセスＰＳ３の３つの独立したプロセスにより制御されることとなる。
【００４３】
排熱回収系制御プロセスＰＳ１を図５の流れ図に示す。当該制御プロセスにおいては、まず、ステップＳ４において温度センサＴＳ２の検出結果から排熱回収直後の熱媒温度ｔ２が８０℃を保つように三方切換弁Ｖ１の開閉が連続制御される。熱媒温度ｔ２が８０℃より高くなれば、三方切換弁Ｖ１を（排ガスをバイパス）に切り換えて排ガスを排熱回収用熱交換器２導入前に大気中に排出して排熱回収を中断し、熱媒温度ｔ２が８０℃より低くなれば、三方切換弁Ｖ１を（排熱回収用熱交換器２に排ガス導入）に切り換えて排ガスを排熱回収用熱交換器２に導入し、排熱回収を再開する、といった具合である。
【００４４】
三方切換弁Ｖ１が制御される間も熱媒温度ｔ２の値が観察され、ステップＳ５において９０℃以上であることが確認されれば、ステップＳ６において三方切換弁Ｖ２が（熱媒をバイパス）に切り換えられ、ステップＳ７において排熱回収用熱交換器２または三方切換弁Ｖ１の作動確認を促す警報が発せられる。さらにステップＳ８において熱媒温度ｔ２が１００℃以上の状態を６０秒以上維持したことが確認されなければ、ステップＳ４に戻って処理が繰り返され、１００℃以上の状態を６０秒以上維持したことが確認されれば、ステップＳ９においてシステムがシャットダウンされる。
【００４５】
給湯温度制御プロセスＰＳ２を図６の流れ図に示す。当該制御プロセスにおいては、まず、ステップＳ１０において温度センサＴＳ３の検出結果から加熱直後の水温ｔ３が６５℃を保つようにポンプＰ２の駆動が連続制御される。水温ｔ３が６５℃より高くなれば、ポンプＰ２の回転数を下げて水加熱用熱交換器４への熱媒導入量を減少させて水に供給される熱エネルギーを減らし、水温ｔ３が６５℃より低くなれば、ポンプＰ２の回転数を上げて水加熱用熱交換器４への熱媒導入量を増加させて水に供給される熱エネルギーを増やす、といった具合である。
【００４６】
ポンプＰ２の駆動が制御される間も水温ｔ３の値が観察され、ステップＳ１１において７５℃以上に達したことが確認されれば、ステップＳ１２においてポンプＰ２の作動確認を促す警報が発せられる。水温ｔ３が７５℃以上に達したことが確認されなければ、ステップＳ１０に戻って処理が繰り返される。
【００４７】
給湯補償制御プロセスＰＳ３を図７の流れ図に示す。当該制御プロセスにおいては、まず、ステップＳ１３において温度センサＴＳ４の検出結果から加熱直前の水温ｔ４が４５℃より低いか否かが判別される。
【００４８】
そして、水温ｔ４が４５℃より低ければ、ステップＳ１４において水導入弁Ｖ４が開かれてガス湯沸器５が作動し、導入された水を加熱することで水循環系内の水が追加熱される。水温ｔ４が４５℃以上であればステップＳ１３の処理が繰り返される。
【００４９】
ガス湯沸器５が作動した後もステップＳ１５において水温ｔ４の値が観察され、５０℃以上になったことが確認されれば、ステップＳ１６において水導入弁Ｖ４が閉じられてガス湯沸器５が停止し、ステップＳ１３の処理が繰り返される。一方、ステップＳ１７において水温ｔ４が３５℃を下回ったことが確認されればガス湯沸器５が動作不良を起こしたと見なされ、ステップＳ１８において警報が発せられる。
【００５０】
上記各プロセスはすべて独立して実行されるが、ステップＳ１９において排熱回収システムの稼働停止が選択されると、すべてのプロセスが一斉に処理を停止する（図４参照）。このとき、排熱回収システム各部の状態は、稼働停止選択時の状態がそのまま保持され、ステップＳ２０において稼働停止から３０分が経過したことが確認されれば、ステップＳ２１において排熱回収システム各部が初期状態のポジションに戻され、すべての処理が終了する。
【００５１】
上記のように構成された排熱回収システムおいては、排熱回収直後の熱媒温度ｔ２を常時検出しておき、８０℃を上回ったら排熱回収用熱交換器２に導入すべき排ガスを導入前に大気中に排出することで、排熱回収用熱交換器２においては給湯に必要な分の熱エネルギーだけが回収され、余計な熱エネルギーは排熱回収用熱交換器２に導入される前に大気中に排出されるので、従来のような冷却設備が不要になる。
【００５２】
上記排熱回収システムにおいては、水加熱用熱交換器４において加熱された後の水温ｔ３を常時検出しておき、水温ｔ３が６５℃を大きく上回ったら熱媒の単位体積あたりの熱エネルギーが過剰に多いとみなし、ポンプＰ２の搬送量を減らして熱媒の流量を減少させ、水加熱用熱交換器４への熱媒導入量を減少させて給湯側に供給される熱エネルギーを減らす。逆に水温ｔ３が６５℃を下回ったら熱媒の単位体積あたりの熱エネルギーが十分でないとみなし、ポンプＰ２の駆動を制御し搬送量を増やして熱媒の流量を増加させ、水加熱用熱交換器４への熱媒導入量を増加させて給湯側に供給される熱エネルギーを増やすようにする。これにより、排熱回収が安定しない場合においても、給湯や空調管理が安定して行える。
【００５３】
上記排熱回収システムにおいては、水加熱用熱交換器４に導入される水温ｔ４を常時検出しておき、水温ｔ４が４５℃を下回ったらガス湯沸器５を作動させ、水加熱用熱交換器４において加熱された水、もしくは加熱すべき水を追加熱する。これにより、システム起動直後のように排熱から必要な熱エネルギーを回収できていない場合においても、給湯や空調管理が安定して行えるようになる。
【００５４】
上記排熱回収システムにおいては、バッファタンク３を大気開放型としたことにより、排熱回収用熱交換器２やバッファタンク３自体に耐圧構造を採用する必要がない。これにより、システム各部の構造の簡略化が可能となる。
【００５５】
また、バッファタンク３内の熱媒に断熱材からなる蓋体３ａを浮かべることにより、大気開放されたバッファタンク３であっても、大気中に逃げる熱エネルギーの量を抑えて、排熱から回収した熱エネルギーを無駄なく利用することができる。
【００５６】
さらに、熱媒の蒸気が連通管１６を通じて大気中に逃げようとしても、凝縮器１７において凝縮されてバッファタンク３に戻される。これにより、熱媒の不足による排熱回収能力の低減といった事態の発生が阻止される。
【００５７】
加えて、排熱回収用熱交換器２へ熱媒を供給するポンプＰ１が電源喪失やその故障によってポンプが停止した場合には、排熱回収用熱交換器２がバッファタンク３よりも高い位置にあること、バッファタンク３が大気開放されていることから、排熱回収用熱交換器２内の熱媒が重力の作用により自然にバッファタンク３に流下するため、熱媒が異常加熱することがなく、高い安全性が確保される。
【００５８】
さらに加えて、上記排熱回収システムにおいては、排熱回収系制御プロセス、給湯温度制御プロセス、給湯補償制御プロセスの３つのプロセスが、それぞれの制御に関与するシステムの構成要素を重複して制御するようには構成されておらず、個々に独立して実行される。例えば、排熱回収用熱交換器２や三方切換弁Ｖ１に不具合が生じ、排熱回収系制御プロセスが警報を発する事態に陥った場合でも、給湯温度制御プロセス、給湯補償制御プロセスはこれに影響されることなく独立して実行されるので、安定した給湯が得られる。
【００５９】
次に、本発明に係る排熱回収システムの第２の実施形態を図８ないし図１０に示して説明する。なお、上記第１の実施形態において既に説明した構成要素には同一符号を付して説明は省略する。
本実施形態の排熱回収システムにおいては、図８に示すように、二次熱媒循環系およびポンプＰ２は設けられておらず、水加熱用熱交換器４は一次熱媒循環系を流れる熱媒と水循環系を流れる水との間で熱交換を行うようになっている。
【００６０】
さらに、本実施形態においては、水配管１２に、水加熱用熱交換器４に導入される水を水加熱用熱交換器４の直前と直後でバイパスさせるバイパス配管３０が設けられ、このバイパス配管３０に三方切換弁Ｖ５が設けられている。さらに三方切換弁Ｖ５と水加熱用熱交換器４との間には開閉弁Ｖ６が設けられる。三方切換弁Ｖ５は、温度センサＴＳ３の検出結果に基づいて開閉の切り換えを制御され（給湯温度制御プロセス）、水加熱用熱交換器４への水導入量を変更するようになっている。
【００６１】
上記のように構成された排熱回収システムによる排熱回収のしくみを説明する。まず、ガスタービン１から排出された排ガスは、排ガス導入管８を通じて排熱回収用熱交換器２に導入され、一次熱媒循環系を流れる熱媒と熱交換を行って熱媒を加熱し、排気塔９から大気中に排出される。
【００６２】
排熱回収用熱交換器２において加熱された熱媒は、ポンプＰ１の働きにより一次熱媒循環系を流れ、一部はバッファタンク３に導入されて一時的に貯留される。一次熱媒循環系を流れる熱媒は水加熱用熱交換器４に導入され、水循環系を流れる水と熱交換を行って水を加熱し、再びバッファタンク３に導入される。
【００６３】
水加熱用熱交換器４において加熱された水は、ポンプＰ３の働きにより水循環系を循環し、給湯栓６が開かれると系外に流出して利用される。
【００６４】
次に、上記排熱回収システムを稼働させる際の処理の流れについて説明する。稼働前の排熱回収システム各部の初期状態は、（三方切換弁Ｖ１：排ガスをバイパス、三方切換弁Ｖ２：排熱回収用熱交換器２に熱媒導入、ガス導入弁Ｖ３：閉、水導入弁Ｖ４：閉、三方切換弁Ｖ５：水加熱用熱交換器４をバイパス、ポンプＰ１：停止、ポンプＰ３：作動）となっている。
【００６５】
この状態から排熱回収システムを稼働させると、図９の流れ図に示すように、ステップＳ２２において温度センサＴＳ１の検出結果から排ガス温度ｔ１が２００℃よりも高いか否かが判別される。そして、排ガス温度ｔ１が２００℃以下であれば、ガスタービン１が停止しているとみなされ、排熱回収システム各部の状態が、ステップＳ２３においてポジションＣ（三方切換弁Ｖ１：排ガスをバイパス、三方切換弁Ｖ２：排熱回収用熱交換器２に熱媒導入、ガス導入弁Ｖ３：開、水導入弁Ｖ４：閉、三方切換弁Ｖ５：水加熱用熱交換器４をバイパス、ポンプＰ１，Ｐ３：作動）に切り換えられる。この後、排熱回収システムは、排熱回収系制御プロセスＰＳ１、給湯温度制御プロセスＰＳ２、給湯補償制御プロセスＰＳ３の３つの独立したプロセスにより制御されることとなる。
【００６６】
排ガス温度ｔ１が２００℃よりも高ければ、ガスタービン１が運転しているとみなされ、排熱回収システム各部の状態が、ステップＳ２４においてポジションＤ（三方切換弁Ｖ１：排熱回収用熱交換器２に排ガス導入、三方切換弁Ｖ２：排熱回収用熱交換器２に熱媒導入、ガス導入弁Ｖ３：開、水導入弁Ｖ４：閉、三方切換弁Ｖ５：水加熱用熱交換器４に水を導入、ポンプＰ１，Ｐ３：作動）に切り換えられる。この後、排熱回収システムは、上記の場合と同様に排熱回収系制御プロセスＰＳ１、給湯温度制御プロセスＰＳ２、給湯補償制御プロセスＰＳ３の３つの独立したプロセスにより制御されることとなる。
【００６７】
ただし、排熱回収系制御プロセスＰＳ１と給湯補償制御プロセスＰＳ３とは上記第１の実施形態と同じなのでここでは省略し、処理の異なる給湯温度制御プロセスＰＳ２についてのみ図１０に示して説明する。なお、排熱回収システムの稼働停止が選択された後の処理の流れも第１の実施形態と同じなので、同様にここでは省略する。
【００６８】
本実施形態の給湯温度制御プロセスＰＳ２においては、まず、ステップＳ２５において加熱直後の水温ｔ３が６５℃を保つように三方切換弁Ｖ５が連続制御される。水温ｔ３が６５℃より高くなれば、三方切換弁Ｖ５を開き水加熱用熱交換器４への熱媒導入量を減少させて水に供給される熱エネルギーを減らし、水温ｔ３が６５℃より低くなれば、三方切換弁Ｖ５を閉じ水加熱用熱交換器４への熱媒導入量を増加させて水に供給される熱エネルギーを増やす、といった具合である。
【００６９】
三方切換弁Ｖ５の作動が制御された後もステップＳ２６において水温ｔ３の値が観察され、７５℃以上に達したことが確認されれば、ステップＳ２７において三方切換弁Ｖ５の作動確認を促す警報が発せられ、さらにステップＳ２８において三方切換弁Ｖ５が排ガスをバイパスするとともに開閉弁Ｖ６が閉じられる。水温ｔ３が７５℃以上に達したことが確認されなければ、ステップＳ２５に戻って処理が繰り返される。
【００７０】
上記排熱回収システムにおいては、水加熱用熱交換器４において加熱された後の水温ｔ３を常時検出しておき、水温ｔ３が６５℃を上回ったら熱媒の単位体積あたりの熱エネルギーが過剰に多いとみなし、水加熱用熱交換器４への水導入量を減らして給湯側に供給される熱エネルギーを減らすようにする。これにより、排熱回収が安定しない場合においても、給湯や空調管理が安定して行える。
【００７１】
また、上記排熱回収システムにおいても、排熱回収系制御プロセス、給湯温度制御プロセス、給湯補償制御プロセスの３つのプロセスが、それぞれの制御に関与するシステムの構成要素を重複して制御するようには構成されておらず、個々に独立して実行されるので、安定した給湯が得られる。
【００７２】
ところで、上記第１、第２の各実施形態においては、回収された熱エネルギーを給湯に利用する場合について説明したが、本発明に係る排熱回収システムは、これに限らず回収した熱エネルギーを空調管理に利用することも可能である。また、各実施形態においては加熱手段にガス湯沸器５を採用したが、加熱手段にはガス以外の燃料や電力を使用して加熱を行うものを採用してもよい。
なお、上記第１、第２の実施形態において採用した各設定値はいずれも適宜変更可能であることはいうまでもない。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る請求項１記載の排熱回収システムによれば、バッファタンクが大気開放されていることにより、排熱回収用熱交換器やバッファタンクに耐圧構造を採用する必要がないので、各部の構造の簡略化が可能となり、システムのさらなるコンパクト化、設置コストの低減が図れる。
加えて、排熱回収用熱交換器がバッファタンクよりも高い位置にあることから、排熱回収用熱交換器へ熱媒を供給するポンプが電源喪失やその故障によって停止したとしても、排熱回収用熱交換器内の熱媒が重力の作用により自然にバッファタンクに流下するため、熱媒が異常加熱することがない。したがって、高い安全性を確保することができる。
【００７６】
請求項２記載の排熱回収システムによれば、バッファタンクを大気開放する管に凝縮器を設けることにより、気化した熱媒が管を通じて大気中に逃げようとしても、凝縮器におきて凝縮されてバッファタンクに戻されるので、熱媒の不足による排熱回収能力の低減といった事態の発生が阻止され、これによっても安定した給湯や空調管理の実現が可能になる。
【００７７】
請求項３記載の排熱回収システムによれば、バッファタンク内の熱媒に断熱材からなる蓋体を浮かべることにより、大気開放されたバッファタンクであっても、大気中に逃げる熱エネルギーの量が抑えられ、排熱から回収した熱エネルギーを無駄なく利用できるようになるので、システムの効率向上が図れる。
【００７８】
請求項４記載の排熱回収システムによれば、インバータ制御ポンプの搬送量を増やして熱媒の流量を増減させ、水加熱用熱交換器への熱媒導入量を増減させて給湯もしくは空調側に供給される熱エネルギーを調節することにより、排熱回収が安定しない場合においても、安定した給湯や空調管理を実現することができる。
【００７９】
請求項５記載の排熱回収システムによれば、各制御手段が、それぞれの制御に関与する主要な構成要素を重複して制御するようには構成されておらず、個々に独立して制御を行うので、いずれかの制御系統に不具合が生じた場合でも、他の制御系統はこれに影響を受けない。したがって、こういった場合も安定した給湯や空調管理の実現が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る排熱回収システムの第１の実施形態であって、電力自給システムに併設される排熱回収システムの構成を示すブロック図である。
【図２】排熱回収システムの具体的な内部構造を示す斜視図である。
【図３】排熱回収用熱交換器の内部構造を示す側面図である。
【図４】排熱回収システムを稼働させる際の処理手順を示す流れ図である。
【図５】排熱回収系制御プロセスの処理手順を示す流れ図である。
【図６】給湯温度制御プロセスの処理手順を示す流れ図である。
【図７】給湯補償制御プロセスの処理手順を示す流れ図である。
【図８】本発明に係る排熱回収システムの第２の実施形態であって、電力自給システムに併設される排熱回収システムの構成を示すブロック図である。
【図９】排熱回収システムを稼働させる際の処理手順を示す流れ図である。
【図１０】給湯温度制御プロセスの処理手順を示す流れ図である。
【図１１】従来の排熱回収システムの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ガスタービン
２排熱回収用熱交換器
３バッファタンク
３ａ蓋体
４水加熱用熱交換器
５ガス湯沸器（加熱手段）
６給湯栓
１７凝縮器
Ｖ１三方切換弁（排気手段）
Ｐ２ポンプ（インバータ制御ポンプ）
ＴＳ２温度センサ（第１の温度検出手段）
ＴＳ３温度センサ（第３の温度検出手段）
ＴＳ４温度センサ（第２の温度検出手段）
ＰＳ１排熱回収系制御プロセス（第１の制御手段）
ＰＳ２給湯温度制御プロセス（第２の制御手段）
ＰＳ３給湯補償制御プロセス（第３の制御手段）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an exhaust heat recovery system that performs hot water supply and air conditioning management by using exhaust heat generated from a drive source when a generator is driven by a drive source using natural gas, oil, or the like as a fuel.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In a relatively small area such as an office building or a commercial facility, a system in which a generator is driven by a driving source using gas, oil, or the like as a fuel and self-supplied by itself is sometimes used. In particular, in recent years, small gas turbines that are driven with low fuel consumption and low noise using city gas or petroleum as the fuel as the driving source of the generator have been adopted, and the above system has attracted attention due to its increased versatility. It is supposed to be.
[0003]
By the way, the above-mentioned electric power self-sufficiency system may be provided with an exhaust heat recovery system that performs hot water supply and air conditioning in the same area using exhaust heat generated from a driving source when driving the generator. Many. An example is shown in FIG. In the figure, reference numeral 101 denotes a gas turbine, 102 denotes a heat exchanger for exhaust heat recovery, 103 denotes a hot water storage tank, 104 denotes a hot water tap, 105 denotes a water supply tank, 106 denotes a heat exchanger for adjusting hot water supply temperature, and 107 denotes a cooling tower. is there. The gas turbine 101 and the exhaust heat recovery heat exchanger 102 are connected by an exhaust gas introduction pipe 108, and the exhaust heat recovery heat exchanger 102 is further provided with an exhaust tower 109 for discharging exhaust gas heated from water. I have.
[0004]
The exhaust heat recovery heat exchanger 102 and the hot water storage tank 103 are connected by a primary pipe 110 constituting a closed system for circulating water (hot water). Further, the hot water storage tank 103, the hot water tap 104, and the hot water temperature adjusting heat exchanger 106 are connected by a secondary pipe 111 constituting a closed system for circulating hot water. The water supply tank 105 is connected to the secondary pipe 111 by a water supply pipe 112. Further, the heat exchanger 106 for adjusting hot water supply temperature and the cooling tower 107 are connected by a refrigerant pipe 113 constituting a closed system for circulating water as a refrigerant.
[0005]
In the above exhaust heat recovery system, the exhaust heat of the gas turbine 101 is introduced into the exhaust heat recovery heat exchanger 102 and exhausted through the hot water storage tank 103, but the water circulating through the primary piping in the exhaust heat recovery heat exchanger 102 This is heat-exchanged and heated. The water (hot water) heated in the exhaust heat recovery heat exchanger 102 flows into the hot water storage tank 103. The water (hot water) in the hot water storage tank 103 circulates through the secondary pipe 111 and flows out of the system when the hot water tap 104 is opened, and is used. When the remaining amount of water (hot water) in the hot water storage tank 103 decreases, water is supplied from the water supply tank 105 as appropriate.
[0006]
By the way, in the above-mentioned exhaust heat recovery system, if the use of water (hot water) circulating in the secondary pipe 111 is small, the temperature in the system will rise excessively. Therefore, including such a case, the excess heat energy is recovered in the hot-water supply temperature adjusting heat exchanger 106 and released into the atmosphere in the cooling tower 107.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In the exhaust heat recovery system, the cooling system including the hot water supply temperature adjusting heat exchanger 106 and the cooling tower 107 is required, so that the entire system becomes complicated and large-scale, and the cost for installation increases. That is the problem.
[0008]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an exhaust heat recovery system that has a simple structure, is compact, and can stably supply hot water.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
As means for solving the above problems, an exhaust heat recovery system having the following configuration is employed. In other words, the exhaust heat recovery system according to claim 1 of the present inventionAn exhaust heat recovery heat exchanger that heats the heat medium by performing heat exchange between exhaust gas and a heat medium generated from a drive source when driving the generator, and the heated heat medium and water A heat exchanger for water heating that heats the water by performing heat exchange between the water and a waste heat recovery system that uses the heated water for hot water supply and air conditioning management,
A buffer tank for temporarily storing the heat medium heated in the exhaust heat recovery heat exchanger is provided, and the exhaust heat recovery heat exchanger is installed at a position higher than the buffer tank, and the buffer tank is Open to the atmosphereIt is characterized by the following.
[0014]
In this exhaust heat recovery system, since the buffer tank is open to the atmosphere, there is no need to employ a pressure-resistant structure for the heat exchanger for exhaust heat recovery and the buffer tank, so that the structure of each part can be simplified. .In addition, since the heat exchanger for exhaust heat recovery is located higher than the buffer tank, even if the pump that supplies the heat medium to the heat exchanger for exhaust heat recovery stops due to loss of power or failure, the heat Since the heat medium in the recovery heat exchanger naturally flows down to the buffer tank by the action of gravity, the heat medium does not abnormally heat, and high safety is ensured.
[0015]
Claim2The exhaust heat recovery system according to the present disclosure is configured to perform heat exchange between exhaust gas generated from a driving source and a heat medium when driving a generator, thereby heating the heat medium, and an exhaust heat recovery heat exchanger that heats the heat medium. A heat exchanger for heating the water by causing heat exchange between the heat medium and the water, and an exhaust heat recovery system that uses the heated water for hot water supply and air conditioning management. So,
A buffer tank for temporarily storing the heat medium heated in the heat exchanger for exhaust heat recovery, the buffer tank being opened to the atmosphere through a pipe, and condensing vapor of the heat medium in the pipe. It is characterized in that a condenser is provided.
[0016]
In this exhaust heat recovery system,By providing a condenser in the pipe that opens the buffer tank to the atmosphere, even if the vaporized heat medium attempts to escape into the atmosphere through the pipe, it is condensed in the condenser and returned to the buffer tank. This prevents the occurrence of a situation such as a reduction in the exhaust heat recovery capability due to a shortage of the heat medium.
[0017]
Claim3The exhaust heat recovery system describedThe exhaust heat recovery system according to claim 1 or 2,A lid made of a heat insulating material is floated on the heat medium in the buffer tank.
[0018]
In this exhaust heat recovery system,By floating the lid made of a heat insulating material on the heat medium in the buffer tank, even if the buffer tank is open to the atmosphere, the amount of heat energy escaping into the atmosphere is suppressed, and the heat energy recovered from the exhaust heat is wasted. It will be available without.
[0019]
Claim4The exhaust heat recovery system describedIn the exhaust heat recovery system according to any one of claims 1 to 3,An inverter control pump for introducing the heat medium from the buffer tank to the heat exchanger for water heating, a third temperature detecting means for detecting the temperature of the water, and a detection result of the third temperature detecting means. And third control means for controlling the driving of the inverter control pump.
[0020]
In this waste heat recovery system, the temperature of the water heated in the heat exchanger for water heating is constantly detected, a large amount of heat energy is recovered from the waste heat, and the heat energy per unit volume of the heat medium becomes excessive. If it is deemed to be large, the amount of heat medium supplied to the hot water supply (air conditioning) side is reduced by reducing the flow rate of the heat medium by reducing the transport amount of the pump, reducing the amount of heat medium introduced into the heat exchanger for water heating. Reduce. Conversely, if the required heat energy cannot be recovered from the exhaust heat and the heat energy per unit volume of the heat medium is deemed to be insufficient, the drive of the inverter control pump is controlled to increase the transport amount and reduce the flow rate of the heat medium. The heat energy supplied to the hot water supply (air conditioning) side is increased by increasing the amount of heat medium introduced into the water heating heat exchanger. Accordingly, even when the exhaust heat recovery is not stable, hot water supply and air conditioning management can be stably performed.
[0021]
Claim5The exhaust heat recovery system according to the present disclosure is configured to perform heat exchange between exhaust gas generated from a driving source and a heat medium when driving a generator, thereby heating the heat medium, and an exhaust heat recovery heat exchanger that heats the heat medium. A heat exchanger for heating the water by causing heat exchange between the heat medium and the water, and an exhaust heat recovery system that uses the heated water for hot water supply and air conditioning management. Exhaust means for exhausting the exhaust gas to be introduced into the heat exchanger for exhaust heat recovery before introduction into the heat exchanger for exhaust heat recovery, and first temperature detection for detecting the temperature of the heat medium Means, first control means for operating the exhaust means based on the detection result of the first temperature detection means, second temperature detection means for detecting the temperature of the water, and heat exchange for water heating Heating means for additionally heating the water heated in the vessel, and detection means for the second temperature detection means. Second control means for operating the heating means on the basis of the above, a buffer tank for temporarily storing the heat medium heated in the exhaust heat recovery heat exchanger, and a heat source for water heating from the buffer tank. An inverter control pump for introducing the heat medium into the exchanger, a third temperature detecting means for detecting the temperature of the water, and controlling the drive of the inverter control pump based on a detection result of the third temperature detecting means And a third control unit.
[0022]
In this exhaust heat recovery system, the first, second, and third control means redundantly control the main components (exhaust means, heating means, inverter control pump, etc.) involved in each control. The control is independent of each other, so if one of the control systems fails, the other control systems will not be affected by this and stable hot water supply and air conditioning management will be possible. I can do it.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A first embodiment of an exhaust heat recovery system according to the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 shows a configuration of an exhaust heat recovery system provided in parallel with the electric power self-sufficiency system, and FIG. The electric power self-sufficiency system itself obtains electric power by driving a generator using a small gas turbine as a drive source, and an exhaust heat recovery system attached to this system removes exhaust gas generated from the gas turbine when driving the generator. Hot water is supplied using heat.
[0024]
In each figure, reference numeral 1 denotes a gas turbine, and 2 denotes heat exchange between an exhaust gas and a heat medium (actually water is used, but here, it is referred to as a "heat medium" for convenience) to heat the heat medium. The heat exchanger for exhaust heat recovery 3 is a buffer tank for temporarily storing the heat medium heated in the heat exchanger for exhaust heat recovery 2, and the heat exchanger 4 is for heat exchange between the heated heat medium and water. In addition, a water heating heat exchanger for heating water (water actually used for hot water supply), 5 is a gas water heater (heating means) for additionally heating water heated in the water heating heat exchanger 4, Reference numeral 6 denotes a hot water tap for taking out heated water as needed, reference numeral 7 denotes a water supply tank that compensates for a shortage of used water, and P1, P2, and P3 denote pumps that transport a heat medium or water.
[0025]
The gas turbine 1 and the exhaust heat recovery heat exchanger 2 are connected by an exhaust gas introduction pipe 8. A temperature sensor TS1 that detects the temperature of the exhaust gas is provided in the exhaust gas introduction pipe 8 immediately before the introduction of the exhaust gas into the heat exchanger 2 for exhaust heat recovery. Further, the exhaust heat recovery heat exchanger 2 is provided with an exhaust tower 9 for discharging the exhaust gas heating the heat medium.
[0026]
The exhaust heat recovery heat exchanger 2, the buffer tank 3, and the pump P1 are connected by a primary heat medium pipe 10 constituting a primary heat medium circulation system for circulating a heat medium. Further, the buffer tank 3, the water heat exchanger 4, and the pump P2 are connected by a secondary heat medium pipe 11 constituting a secondary heat medium circulation system for circulating the heat medium. Further, the water heating heat exchanger 4, hot water tap 6, and pump P3 are connected by a water pipe 12 constituting a water circulation system for circulating water. Note that the heat exchanger for exhaust heat recovery 2 is installed at a position higher than the buffer tank 3.
[0027]
FIG. 3 shows the structure of the heat exchanger 2 for exhaust heat recovery. The heat exchanger for heat recovery 2 has a housing 20 in which a stainless steel heat transfer tube 22 to which a number of aluminum cooling fins 21 are attached is stored in a meandering state. In the upper part of the housing 20, an exhaust gas inlet 20a and an outlet 20b are provided separately on both sides. An exhaust gas inlet pipe 8 is connected to the inlet 20a, and an exhaust tower 9 is connected to the outlet 20b. ing. The heat transfer tube 22 is connected to the primary heat medium pipe 10 and forms a part of a primary heat medium circulation system.
[0028]
The exhaust heat recovery heat exchanger 2 has a three-way switching valve (exhaust) that guides the exhaust gas introduced through the exhaust gas introduction pipe 8 to the exhaust tower 9 and discharges the exhaust gas to the atmosphere before introduction into the exhaust heat recovery heat exchanger 2. Means) V1 is provided, and a bypass flow passage 14 is provided between the three-way switching valve V1 and the exhaust tower 9. As the three-way switching valve V1, a butterfly valve that swings between the adjacent introduction port 20a and the inlet of the bypass flow path 14 and blocks a part or the entirety of the bypass flow path 14 is employed.
[0029]
Returning to FIG. 1, a three-way switching valve V2 for bypassing the heat medium introduced into the heat exchanger for exhaust heat recovery 2 before and after the heat exchanger for heat recovery 2 and a bypass pipe 15 are provided in the primary heat medium pipe 10. Is provided.
[0030]
A temperature sensor (first temperature detecting means) TS2 for detecting the temperature of the heat medium is provided in the primary heat medium pipe 10 after the heat medium is led out from the heat exchanger for exhaust heat recovery 2. The three-way switching valve V1 is controlled to switch between opening and closing based on the detection result of the temperature sensor TS2 (exhaust heat recovery system control process; details will be described later). The introduction into the exchanger 2 is prevented. Further, the three-way switching valve V2 is also controlled based on the detection result of the temperature sensor TS2, so that the heat medium is bypassed in synchronism with the three-way switching valve V1 to prevent introduction into the exhaust heat recovery heat exchanger 2. I have.
[0031]
A communication pipe 16 that connects the inside of the buffer tank 3 and the exhaust tower 9 is provided above the buffer tank 3. The communication pipe 16 that communicates with the buffer tank 3 is inclined, and a condenser 17 that condenses the vapor of the heat medium flowing through the communication pipe 16 is provided in the middle. In the buffer tank 3, a lid 3a made of a heat insulating material is floated so as to cover the liquid surface of the heat medium.
[0032]
A temperature sensor (third temperature detecting means) TS3 for detecting the temperature of the heated water is provided in the water pipe 12 immediately after the water is led out from the water heating heat exchanger 4. The pump P2 employs an inverter control pump, and its driving is controlled based on the detection result of the temperature sensor TS3 (hot water supply temperature control process; details will be described later). The amount of introduction has been changed.
[0033]
The water pipe 12 is provided with a bypass pipe 17 for bypassing the water introduced into the water heating heat exchanger 4 before and after the water heating heat exchanger 4. Is provided. Further, a gas pipe 18 is connected to the gas water heater 5 so as to receive a gas supply from a gas supply system separately constructed, and the gas pipe 18 is used to introduce gas into the gas water heater 5. An intermittent gas introduction valve V3 is provided.
[0034]
In the bypass pipe 17 immediately before the introduction of the water into the gas water heater 5, a water introduction valve V4 for interrupting the introduction of the water into the gas water heater 5 is provided. The gas water heater 5 operates by detecting the introduction of water when the water introduction valve V4 is opened, heats the introduced water and discharges it to the water circulation system.
[0035]
Further, a temperature sensor (second temperature detecting means) TS4 for detecting the temperature of the water before heating is provided in the water pipe 12 immediately before introducing the water into the heat exchanger 4 for heating water. Switching of opening and closing of the water introduction valve V4 is controlled based on the detection result of the temperature sensor TS4 (hot water supply compensation control process; details will be described later), and the water heater 5 is operated.
[0036]
The water supply tank 7 is connected to the water pipe 12 by a water supply pipe 19, and when the remaining amount of water in the water pipe 12 constituting the water circulation system becomes low, water is appropriately supplied through the water supply pipe 19.
[0037]
The structure of the exhaust heat recovery by the exhaust heat recovery system configured as described above will be described. First, the exhaust gas discharged from the gas turbine 1 is introduced into the exhaust heat recovery heat exchanger 2 through an exhaust gas introduction pipe 8, and performs heat exchange with the heat medium flowing through the primary heat medium circulation system to heat the heat medium. The gas is discharged from the exhaust tower 9 into the atmosphere.
[0038]
The heat medium heated in the exhaust heat recovery heat exchanger 2 is introduced into the buffer tank 3 by the operation of the pump P1, and is temporarily stored. The heat medium stored in the buffer tank 3 is introduced into the secondary heat medium circulation system by the action of the pump P2, and is introduced into the water heating heat exchanger 4 to exchange heat with water flowing through the water circulation system to remove water. It is heated and again introduced into the buffer tank 3.
[0039]
The water heated in the water heat exchanger 4 circulates through the water circulation system by the action of the pump P3, and flows out of the system when the hot water tap 6 is opened, and is used.
[0040]
Next, the flow of processing when operating the exhaust heat recovery system will be described. The initial state of each part of the exhaust heat recovery system before operation is as follows: (three-way switching valve V1: bypasses exhaust gas, three-way switching valve V2: introduces heat medium into exhaust heat recovery heat exchanger 2, gas introduction valve V3: closed, water introduction Valve V4: closed, pumps P1, P2: stopped, pump P3: activated).
[0041]
When the exhaust heat recovery system is operated from this state, as shown in the flowchart of FIG. 4, it is determined in step S1 whether or not the exhaust gas temperature t1 is higher than 200 ° C. based on the detection result of the temperature sensor TS1. If the exhaust gas temperature t1 is equal to or lower than 200 ° C., the gas turbine 1 is considered to be stopped, and the state of each part of the exhaust heat recovery system is changed to the position A (the three-way switching valve V1: exhaust gas bypass, three-way Switching valve V2: heat medium is introduced into exhaust heat recovery heat exchanger 2, gas introduction valve V3 is opened, water introduction valve V4 is closed, and pumps P1, P2, and P3 are operated. Thereafter, the exhaust heat recovery system includes an exhaust heat recovery system control process (first control means) PS1, a hot water supply temperature control process (second control means) PS2, and a hot water supply compensation control process (third control means) PS3. It will be controlled by three independent processes.
[0042]
If the exhaust gas temperature t1 is higher than 200 ° C., it is considered that the gas turbine 1 is operating, and the state of each part of the exhaust heat recovery system is changed to the position B (the three-way switching valve V1: the exhaust heat recovery heat exchanger in step S3). 2, the exhaust gas is introduced into the heat exchanger 2, and the three-way switching valve V2: heat medium is introduced into the exhaust heat recovery heat exchanger 2, the gas introduction valve V3 is opened, the water introduction valve V4 is closed, and the pumps P1, P2, and P3 are operated. Thereafter, the exhaust heat recovery system is controlled by three independent processes of the exhaust heat recovery system control process PS1, the hot water supply temperature control process PS2, and the hot water supply compensation control process PS3, as in the above case.
[0043]
The exhaust heat recovery system control process PS1 is shown in the flowchart of FIG. In the control process, first, in step S4, the opening and closing of the three-way switching valve V1 is continuously controlled based on the detection result of the temperature sensor TS2 so that the heat medium temperature t2 immediately after exhaust heat recovery is maintained at 80 ° C. When the heat medium temperature t2 becomes higher than 80 ° C., the three-way switching valve V1 is switched to (exhaust gas bypass) to discharge the exhaust gas to the atmosphere before introducing the exhaust heat recovery heat exchanger 2 to interrupt the exhaust heat recovery. When the heat medium temperature t2 becomes lower than 80 ° C., the three-way switching valve V1 is switched to (introduce exhaust gas into the heat exchanger for exhaust heat recovery 2) to introduce the exhaust gas into the heat exchanger for exhaust heat recovery 2, and exhaust heat And so on.
[0044]
While the three-way switching valve V1 is controlled, the value of the heating medium temperature t2 is observed, and if it is confirmed that the temperature is 90 ° C. or more in step S5, the three-way switching valve V2 is set to (bypass the heating medium) in step S6. Then, in step S7, an alarm is issued to prompt confirmation of the operation of the exhaust heat recovery heat exchanger 2 or the three-way switching valve V1. Further, if it is not confirmed in step S8 that the state where the heating medium temperature t2 is 100 ° C. or higher is maintained for 60 seconds or longer, the process returns to step S4 and the processing is repeated, and the state where the temperature is 100 ° C. or higher is maintained for 60 seconds or longer. If confirmed, the system is shut down in step S9.
[0045]
The hot water supply temperature control process PS2 is shown in the flowchart of FIG. In the control process, first, in step S10, the drive of the pump P2 is continuously controlled based on the detection result of the temperature sensor TS3 so that the water temperature t3 immediately after heating is maintained at 65 ° C. When the water temperature t3 is higher than 65 ° C., the rotation speed of the pump P2 is reduced to reduce the amount of heat medium introduced into the water heating heat exchanger 4 to reduce the heat energy supplied to the water. If the temperature becomes lower, the number of revolutions of the pump P2 is increased to increase the amount of heat medium introduced into the heat exchanger 4 for heating water, so that the heat energy supplied to the water is increased.
[0046]
While the drive of the pump P2 is controlled, the value of the water temperature t3 is observed. If it is confirmed in step S11 that the temperature has reached 75 ° C. or higher, an alarm is issued in step S12 prompting confirmation of the operation of the pump P2. If it is not confirmed that the water temperature t3 has reached 75 ° C. or higher, the process returns to step S10 and the process is repeated.
[0047]
The hot water supply compensation control process PS3 is shown in the flowchart of FIG. In the control process, first, in step S13, it is determined from the detection result of the temperature sensor TS4 whether the water temperature t4 immediately before heating is lower than 45 ° C.
[0048]
If the water temperature t4 is lower than 45 ° C., in step S14, the water introduction valve V4 is opened, the gas water heater 5 is operated, and the introduced water is heated to further heat the water in the water circulation system. If the water temperature t4 is equal to or higher than 45 ° C., the process of step S13 is repeated.
[0049]
Even after the gas water heater 5 is operated, the value of the water temperature t4 is observed in step S15, and if it is confirmed that the temperature has reached 50 ° C. or higher, the water inlet valve V4 is closed in step S16, and the gas water heater 5 is closed. Stops, and the process of step S13 is repeated. On the other hand, if it is confirmed in step S17 that the water temperature t4 has fallen below 35 ° C., it is considered that the gas water heater 5 has malfunctioned, and an alarm is issued in step S18.
[0050]
All of the above processes are independently executed, but if the operation stop of the exhaust heat recovery system is selected in step S19, all the processes stop processing at the same time (see FIG. 4). At this time, the state of each part of the exhaust heat recovery system is maintained as it was when the operation stop was selected, and if it was confirmed in step S20 that 30 minutes had elapsed since the stop of operation, the parts of the exhaust heat recovery system were determined in step S21. The position is returned to the initial position, and all the processing ends.
[0051]
In the exhaust heat recovery system configured as described above, the heat medium temperature t2 immediately after the exhaust heat recovery is constantly detected, and when the temperature exceeds 80 ° C., the exhaust gas to be introduced into the exhaust heat recovery heat exchanger 2 is discharged. By discharging to the atmosphere before introduction, only the heat energy required for hot water supply is recovered in the heat exchanger for waste heat recovery 2, and excess heat energy is introduced to the heat exchanger for waste heat recovery 2. Since it is discharged into the atmosphere before cooling, conventional cooling equipment is not required.
[0052]
In the above exhaust heat recovery system, the water temperature t3 after being heated in the water heating heat exchanger 4 is always detected, and if the water temperature t3 greatly exceeds 65 ° C., the heat energy per unit volume of the heat medium becomes excessive. Therefore, the flow rate of the heat medium is reduced by reducing the transport amount of the pump P2, the heat medium introduction amount to the water heating heat exchanger 4 is reduced, and the heat energy supplied to the hot water supply side is reduced. Conversely, if the water temperature t3 is lower than 65 ° C., it is considered that the heat energy per unit volume of the heat medium is not sufficient, and the drive of the pump P2 is controlled to increase the transport amount to increase the flow rate of the heat medium, thereby increasing the heat exchange for water heating. The amount of heat medium introduced into the vessel 4 is increased to increase the heat energy supplied to the hot water supply side. Thereby, even if the exhaust heat recovery is not stable, hot water supply and air conditioning management can be performed stably.
[0053]
In the above exhaust heat recovery system, the water temperature t4 introduced into the water heating heat exchanger 4 is always detected, and when the water temperature t4 falls below 45 ° C., the gas water heater 5 is operated, and the water heating heat exchange is performed. The heated water in the vessel 4 or the water to be heated is additionally heated. This makes it possible to stably perform hot water supply and air conditioning management even when necessary heat energy cannot be recovered from exhaust heat, such as immediately after the system is started.
[0054]
In the exhaust heat recovery system, since the buffer tank 3 is of the open-to-atmosphere type, it is not necessary to employ a pressure-resistant structure in the heat exchanger 2 for exhaust heat recovery and the buffer tank 3 itself. Thereby, the structure of each part of the system can be simplified.
[0055]
Further, by floating the lid 3a made of a heat insulating material on the heat medium in the buffer tank 3, even if the buffer tank 3 is open to the atmosphere, the amount of heat energy escaping into the atmosphere can be suppressed and recovered from the exhaust heat. The waste heat energy can be used without waste.
[0056]
Further, even if the vapor of the heat medium attempts to escape to the atmosphere through the communication pipe 16, the vapor is condensed in the condenser 17 and returned to the buffer tank 3. This prevents the occurrence of a situation such as a reduction in the exhaust heat recovery capability due to a shortage of the heat medium.
[0057]
In addition, when the pump P1 for supplying the heat medium to the heat exchanger for heat recovery 2 is stopped due to loss of power or a failure thereof, the heat exchanger 2 for heat recovery is positioned higher than the buffer tank 3. In addition, since the buffer tank 3 is open to the atmosphere, the heat medium in the exhaust heat recovery heat exchanger 2 naturally flows down to the buffer tank 3 by the action of gravity, so that the heat medium is abnormally heated. And high security is ensured.
[0058]
In addition, in the exhaust heat recovery system, the three processes of the exhaust heat recovery system control process, the hot water supply temperature control process, and the hot water supply compensation control process redundantly control the components of the system involved in each control. And are executed independently and individually. For example, even if a malfunction occurs in the heat exchanger for exhaust heat recovery 2 or the three-way switching valve V1 and the exhaust heat recovery system control process issues an alarm, the hot water supply temperature control process and the hot water supply compensation control process affect this. It is performed independently without being performed, so that a stable hot water supply can be obtained.
[0059]
Next, a second embodiment of the exhaust heat recovery system according to the present invention will be described with reference to FIGS. Note that the same reference numerals are given to the components already described in the first embodiment, and description thereof will be omitted.
In the exhaust heat recovery system of the present embodiment, as shown in FIG. 8, the secondary heat medium circulation system and the pump P2 are not provided, and the heat exchanger 4 for water heating uses heat flowing through the primary heat medium circulation system. Heat exchange is performed between the medium and water flowing through the water circulation system.
[0060]
Further, in the present embodiment, the water pipe 12 is provided with a bypass pipe 30 for bypassing the water introduced into the water heating heat exchanger 4 immediately before and immediately after the water heating heat exchanger 4. 30 is provided with a three-way switching valve V5. Further, an on-off valve V6 is provided between the three-way switching valve V5 and the heat exchanger 4 for water heating. The three-way switching valve V5 is controlled to switch between opening and closing based on the detection result of the temperature sensor TS3 (hot water supply temperature control process), and changes the amount of water introduced into the water heating heat exchanger 4.
[0061]
The structure of the exhaust heat recovery by the exhaust heat recovery system configured as described above will be described. First, the exhaust gas discharged from the gas turbine 1 is introduced into the exhaust heat recovery heat exchanger 2 through an exhaust gas introduction pipe 8, and performs heat exchange with the heat medium flowing through the primary heat medium circulation system to heat the heat medium. The gas is discharged from the exhaust tower 9 into the atmosphere.
[0062]
The heat medium heated in the exhaust heat recovery heat exchanger 2 flows through the primary heat medium circulation system by the action of the pump P1, and a part of the heat medium is introduced into the buffer tank 3 and temporarily stored. The heat medium flowing through the primary heat medium circulation system is introduced into the water heating heat exchanger 4, heat-exchanges with the water flowing through the water circulation system to heat the water, and is again introduced into the buffer tank 3.
[0063]
The water heated in the water heat exchanger 4 circulates through the water circulation system by the action of the pump P3, and flows out of the system when the hot water tap 6 is opened, and is used.
[0064]
Next, the flow of processing when operating the exhaust heat recovery system will be described. The initial state of each part of the exhaust heat recovery system before operation is as follows: (three-way switching valve V1: bypasses exhaust gas, three-way switching valve V2: introduces heat medium into exhaust heat recovery heat exchanger 2, gas introduction valve V3: closed, water introduction The valve V4 is closed, the three-way switching valve V5 is bypassing the heat exchanger 4 for heating water, the pump P1 is stopped, and the pump P3 is operated.
[0065]
When the exhaust heat recovery system is operated from this state, as shown in the flowchart of FIG. 9, it is determined in step S22 whether or not the exhaust gas temperature t1 is higher than 200 ° C. based on the detection result of the temperature sensor TS1. If the exhaust gas temperature t1 is equal to or lower than 200 ° C., the gas turbine 1 is considered to be stopped, and the state of each part of the exhaust heat recovery system is switched to the position C (the three-way switching valve V1: exhaust gas bypass, three-way Switching valve V2: Heat medium introduction into exhaust heat recovery heat exchanger 2, gas introduction valve V3: open, water introduction valve V4: closed, three-way switching valve V5: bypass water heating heat exchanger 4, pumps P1, P3 : Operation). Thereafter, the exhaust heat recovery system is controlled by three independent processes: an exhaust heat recovery system control process PS1, a hot water supply temperature control process PS2, and a hot water supply compensation control process PS3.
[0066]
If the exhaust gas temperature t1 is higher than 200 ° C., it is considered that the gas turbine 1 is operating, and the state of each part of the exhaust heat recovery system is changed to the position D (the three-way switching valve V1: exhaust heat recovery heat exchanger) in step S24. 2, exhaust gas is introduced into the heat exchanger 2, a three-way switching valve V2: a heat medium is introduced into the heat exchanger 2 for exhaust heat recovery, a gas introducing valve V3 is opened, a water introducing valve V4 is closed, and a three-way switching valve V5 is supplied to the water heating heat exchanger 4. Water is introduced, and the pumps P1 and P3 are switched to operation. Thereafter, the exhaust heat recovery system is controlled by three independent processes of the exhaust heat recovery system control process PS1, the hot water supply temperature control process PS2, and the hot water supply compensation control process PS3, as in the above case.
[0067]
However, the exhaust heat recovery system control process PS1 and the hot water supply compensation control process PS3 are the same as those in the first embodiment, and thus are omitted here, and only the hot water supply temperature control process PS2 that is different in processing is shown in FIG. 10 and described. Note that the flow of processing after the operation stop of the exhaust heat recovery system is selected is the same as that of the first embodiment, and thus is omitted here.
[0068]
In the hot water supply temperature control process PS2 of the present embodiment, first, in step S25, the three-way switching valve V5 is continuously controlled so that the water temperature t3 immediately after heating is maintained at 65 ° C. When the water temperature t3 becomes higher than 65 ° C., the three-way switching valve V5 is opened to reduce the amount of heat medium introduced into the water heating heat exchanger 4 to reduce the heat energy supplied to the water, and the water temperature t3 becomes lower than 65 ° C. If so, the three-way switching valve V5 is closed, the amount of heat medium introduced into the water heating heat exchanger 4 is increased, and the heat energy supplied to the water is increased.
[0069]
Even after the operation of the three-way switching valve V5 is controlled, the value of the water temperature t3 is observed in step S26, and if it is confirmed that the temperature has reached 75 ° C. or higher, an alarm prompting confirmation of the operation of the three-way switching valve V5 in step S27. Then, in step S28, the three-way switching valve V5 bypasses the exhaust gas and the on-off valve V6 is closed. If it is not confirmed that the water temperature t3 has reached 75 ° C. or higher, the process returns to step S25 and the process is repeated.
[0070]
In the above exhaust heat recovery system, the water temperature t3 after being heated in the water heating heat exchanger 4 is always detected, and when the water temperature t3 exceeds 65 ° C., the heat energy per unit volume of the heat medium becomes excessive. Considering that the amount is large, the amount of water introduced into the water heating heat exchanger 4 is reduced to reduce the heat energy supplied to the hot water supply side. Thereby, even if the exhaust heat recovery is not stable, hot water supply and air conditioning management can be performed stably.
[0071]
Also in the exhaust heat recovery system, the three processes of the exhaust heat recovery system control process, the hot water supply temperature control process, and the hot water supply compensation control process control the components of the system involved in the respective controls redundantly. Are not configured and are executed independently of each other, so that a stable hot water supply can be obtained.
[0072]
By the way, in each of the first and second embodiments, the case where the recovered heat energy is used for hot water supply has been described. However, the exhaust heat recovery system according to the present invention is not limited to this. It can also be used for air conditioning management. Further, in each of the embodiments, the gas water heater 5 is employed as the heating means. However, a heating means which performs heating using fuel or electric power other than gas may be employed.
It goes without saying that each of the set values adopted in the first and second embodiments can be appropriately changed.
[0073]
【The invention's effect】
As described above, according to the exhaust heat recovery system according to claim 1 of the present invention,Since the buffer tank is open to the atmosphere, there is no need to adopt a pressure-resistant structure for the heat exchanger for exhaust heat recovery and the buffer tank, so the structure of each part can be simplified, and the system can be made more compact and installation costs can be reduced. Can be reduced.
In addition, since the heat exchanger for exhaust heat recovery is located higher than the buffer tank, even if the pump that supplies the heat medium to the heat exchanger for exhaust heat recovery stops due to loss of power or failure, the heat Since the heat medium in the recovery heat exchanger naturally flows down to the buffer tank by the action of gravity, the heat medium does not abnormally heat. Therefore, high security can be ensured.
[0076]
Claim2According to the exhaust heat recovery system described above, by providing a condenser in the pipe that opens the buffer tank to the atmosphere, even if the vaporized heat medium attempts to escape to the atmosphere through the pipe, the heat medium is condensed in the condenser and stored in the buffer tank. Therefore, occurrence of a situation such as reduction of exhaust heat recovery capability due to shortage of the heat medium is prevented, and stable hot water supply and air conditioning management can also be realized.
[0077]
Claim3According to the exhaust heat recovery system described above, even if the buffer tank is open to the atmosphere, the amount of heat energy escaping into the atmosphere is suppressed by floating the lid made of a heat insulating material on the heat medium in the buffer tank. Since the heat energy recovered from the exhaust heat can be used without waste, the efficiency of the system can be improved.
[0078]
Claim4Exhaust heat recovery system describedToAccording to the present invention, it is possible to increase or decrease the flow rate of the heat medium by increasing the transfer amount of the inverter control pump and adjust the heat energy supplied to the hot water supply or the air conditioning side by increasing or decreasing the amount of the heat medium introduced into the heat exchanger for water heating. Thereby, even when the exhaust heat recovery is not stable, stable hot water supply and air conditioning management can be realized.
[0079]
Claim5According to the described exhaust heat recovery system, each control means is not configured to redundantly control the main components involved in each control, but performs control independently of each other, Even if a failure occurs in any of the control systems, the other control systems are not affected by this. Therefore, even in such a case, stable hot water supply and air conditioning management can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a first embodiment of an exhaust heat recovery system according to the present invention, and is a block diagram illustrating a configuration of an exhaust heat recovery system provided alongside a power self-sufficiency system.
FIG. 2 is a perspective view showing a specific internal structure of the exhaust heat recovery system.
FIG. 3 is a side view showing the internal structure of the heat exchanger for exhaust heat recovery.
FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure when operating the exhaust heat recovery system.
FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure of an exhaust heat recovery system control process.
FIG. 6 is a flowchart showing a processing procedure of a hot water supply temperature control process.
FIG. 7 is a flowchart showing a processing procedure of a hot water supply compensation control process.
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of an exhaust heat recovery system according to a second embodiment of the present invention, which is provided in conjunction with a power self-sufficiency system.
FIG. 9 is a flowchart showing a processing procedure when operating the exhaust heat recovery system.
FIG. 10 is a flowchart showing a processing procedure of a hot water supply temperature control process.
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a conventional exhaust heat recovery system.
[Explanation of symbols]
1 Gas turbine
2 Exhaust heat recovery heat exchanger
3 buffer tank
3a Lid
4 Heat exchanger for water heating
5 Gas water heater (heating means)
6 hot water taps
17 Condenser
V1 Three-way switching valve (exhaust means)
P2 pump (Inverter control pump)
TS2 Temperature sensor (first temperature detecting means)
TS3 temperature sensor (third temperature detecting means)
TS4 Temperature sensor (second temperature detecting means)
PS1 Exhaust heat recovery system control process (first control means)
PS2 Hot water supply temperature control process (second control means)
PS3 Hot water supply compensation control process (third control means)

Claims

発電機を駆動する際に駆動源から発生する排ガスと熱媒との間で熱交換を行わせて前記熱媒を加熱する排熱回収用熱交換器と、加熱された前記熱媒と水との間で熱交換を行わせて前記水を加熱する水加熱用熱交換器とを備え、加熱された前記水を給湯や空調管理に利用する排熱回収システムであって、
前記排熱回収用熱交換器において加熱された前記熱媒を一時的に貯留するバッファタンクを備え、前記排熱回収用熱交換器が前記バッファタンクよりも高い位置に設置され、該バッファタンクが大気中に開放されていることを特徴とする排熱回収システム。An exhaust heat recovery heat exchanger that heats the heat medium by performing heat exchange between exhaust gas and a heat medium generated from a drive source when driving the generator, and the heated heat medium and water A heat exchanger for water heating that heats the water by performing heat exchange between the water and a waste heat recovery system that uses the heated water for hot water supply and air conditioning management,
A buffer tank for temporarily storing the heat medium heated in the exhaust heat recovery heat exchanger is provided, and the exhaust heat recovery heat exchanger is installed at a position higher than the buffer tank, and the buffer tank is An exhaust heat recovery system that is open to the atmosphere.

発電機を駆動する際に駆動源から発生する排ガスと熱媒との間で熱交換を行わせて前記熱媒を加熱する排熱回収用熱交換器と、加熱された前記熱媒と水との間で熱交換を行わせて前記水を加熱する水加熱用熱交換器とを備え、加熱された前記水を給湯や空調管理に利用する排熱回収システムであって、
前記排熱回収用熱交換器において加熱された前記熱媒を一時的に貯留するバッファタンクを備え、該バッファタンクが管を通じて大気中に開放され、該管には前記熱媒の蒸気を凝縮する凝縮器が設けられていることを特徴とする排熱回収システム。An exhaust heat recovery heat exchanger that heats the heat medium by performing heat exchange between exhaust gas and a heat medium generated from a drive source when driving the generator, and the heated heat medium and water A heat exchanger for water heating that heats the water by performing heat exchange between the water and a waste heat recovery system that uses the heated water for hot water supply and air conditioning management,
A buffer tank for temporarily storing the heat medium heated in the heat exchanger for exhaust heat recovery, the buffer tank being opened to the atmosphere through a pipe, and condensing vapor of the heat medium in the pipe. An exhaust heat recovery system comprising a condenser.

前記バッファタンク内の前記熱媒に、断熱材からなる蓋体が浮かべられていることを特徴とする請求項１または２に記載の排熱回収システム。 The exhaust heat recovery system according to claim 1 , wherein a lid made of a heat insulating material floats on the heat medium in the buffer tank .

前記バッファタンクから前記水加熱用熱交換器に前記熱媒を導入するインバータ制御ポンプと、前記水の温度を検出する第３の温度検出手段と、該第３の温度検出手段の検出結果に基づいて前記インバータ制御ポンプの駆動を制御する第３の制御手段とを備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の排熱回収システム。 An inverter control pump for introducing the heat medium from the buffer tank to the heat exchanger for water heating, a third temperature detecting means for detecting the temperature of the water, and a detection result of the third temperature detecting means. The exhaust heat recovery system according to any one of claims 1 to 3, further comprising third control means for controlling the driving of the inverter control pump .

発電機を駆動する際に駆動源から発生する排ガスと熱媒との間で熱交換を行わせて前記熱媒を加熱する排熱回収用熱交換器と、加熱された前記熱媒と水との間で熱交換を行わせて前記水を加熱する水加熱用熱交換器とを備え、加熱された前記水を給湯や空調管理に利用する排熱回収システムであって、
前記排熱回収用熱交換器に導入すべき前記排ガスを前記排熱回収用熱交換器への導入前に排出する排気手段と、前記熱媒の温度を検出する第１の温度検出手段と、該第１の温度検出手段の検出結果に基づいて前記排気手段を作動させる第１の制御手段と、前記水の温度を検出する第２の温度検出手段と、前記水加熱用熱交換器において加熱された前記水を追加熱する加熱手段と、前記第２の温度検出手段の検出結果に基づいて前記加熱手段を作動させる第２の制御手段と、前記排熱回収用熱交換器において加熱された前記熱媒を一時的に貯留するバッファタンクと、該バッファタンクから前記水加熱用熱交換器に前記熱媒を導入するインバータ制御ポンプと、前記水の温度を検出する第３の温度検出手段と、該第３の温度検出手段の検出結果に基づいて前記インバータ制御ポンプの駆動を制御する第３の制御手段とを備えることを特徴とする排熱回収システム。An exhaust heat recovery heat exchanger that heats the heat medium by performing heat exchange between exhaust gas and a heat medium generated from a drive source when driving the generator, and the heated heat medium and water A heat exchanger for water heating that heats the water by performing heat exchange between the water and a waste heat recovery system that uses the heated water for hot water supply and air conditioning management,
Exhaust means for exhausting the exhaust gas to be introduced into the heat exchanger for exhaust heat recovery before introduction to the heat exchanger for exhaust heat recovery, first temperature detecting means for detecting the temperature of the heat medium, First control means for operating the exhaust means based on the detection result of the first temperature detection means, second temperature detection means for detecting the temperature of the water, and heating in the heat exchanger for water heating. Heating means for additionally heating the water, a second control means for operating the heating means based on a detection result of the second temperature detecting means, and a heating means for heating the waste heat recovery heat exchanger. A buffer tank for temporarily storing the heat medium, an inverter control pump for introducing the heat medium from the buffer tank to the heat exchanger for water heating, and third temperature detection means for detecting the temperature of the water. , Detection result of the third temperature detecting means The third exhaust heat recovery system, characterized in that it comprises a control means for controlling the drive of the inverter control pump based.