JP6677063B2 - 熱回収システム - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1実施形態に係る熱回収システム1の構成を模式的に示す図である。図2は、第1実施形態の制御部90と圧力付与に関わる構成との電気的な接続関係を示すブロック図である。本実施形態の熱回収システム1は、圧縮機ユニット10と、熱回収ユニット20と、ポンプユニット30とから構成されている。熱回収システム1は、圧縮機ユニット10で生じる圧縮熱を熱回収ユニット20で回収することにより冷却水W1から温水W2を製造し、この温水W2をボイラ給水として蒸気ボイラ5へ供給するものである。
図1に示すように、圧縮機ユニット10は、圧縮機11と、オイルセパレータ12と、第1エアクーラ13と、第1オイルクーラ14と、制御部90と、を主要な構成要素として備える。これらの構成要素は、一つの筐体内に収められ、パッケージ化されている。
図1に示すように、熱回収ユニット20は、第2エアクーラ21と、第2オイルクーラ22と、比例制御弁23と、を主要な構成要素として備える。これらの構成要素は、一つの筐体内に収められ、パッケージ化されている。熱回収ユニット20は、圧縮機ユニット10とは別体に構成されているため、既設の圧縮機ユニット10に対しても後付けが可能である。
図1に示すように、ポンプユニット30は、給水ポンプ31を主要な構成要素として備える。これらの構成要素は、一つの筐体内に収められ、パッケージ化されている。ポンプユニット30は、圧縮機ユニット10とは別体に構成されているため、既設の圧縮機ユニット10に対しても後付けが可能である。
ポンプユニット30の下流側の給水ラインL7には、冷却水W1を軟水化するため、硬水軟化装置3が設けられている。冷却水W1は、硬水軟化装置3で軟水化された後、熱回収ユニット20に送られる。
次に、制御部90による比例制御弁23の弁開度制御について説明する。図2に示すように、本実施形態の制御部90は、目標温度設定部91と、溶存気体濃度取得部92と、目標圧力算出部93と、弁開度調節部94と、を備える。
C=S=f(T,P) … (1)
なお、溶存気体濃度の算出対象となる気体は、空気のほか、空気の主要成分であって溶解度の温度依存性が高い酸素を例示することができる。
S2=C1×α … (2)
次に、熱交換器40の内部の圧力を目標圧力P0以上に維持する制御の流れの一例について説明する。図3は、第1実施形態の比例制御弁23による圧力付与の流れを示すフローチャートである。
即ち、熱回収システム1は、冷却水W1と高温流体(圧縮空気A1、潤滑油H1)との間で熱交換を行って冷却水W1から温水W2を製造する熱交換器40と、熱交換器40への冷却水W1が流通する冷却水ラインL5と、熱交換器40からの温水W2が流通する温水ラインL6と、温水ラインL6に配置され、温水ラインL6の流路を絞ることにより熱交換器40(第2エアクーラ21及び第2オイルクーラ22)の内部の圧力を上昇させる圧力付与部としての比例制御弁23と、を備える。
第1実施形態では、圧力付与部として比例制御弁23を用いる構成を例に本発明を説明したが、圧力付与部に比例制御弁23以外のものを用いることもできる。次に、圧力付与部に比例制御弁23以外のものを用いた熱回収システムの例として第2実施形態について説明する。図4は、本発明の第2実施形態に係る熱回収システム201の構成を模式的に示す図である。なお、第2実施形態において、第1実施形態と同様の構成については同じ符号を付してその説明を省略することがある。
21 第2エアクーラ(熱交換器)
22 第2オイルクーラ(熱交換器)
23 比例制御弁(圧力付与部)
24 温水圧力センサ(温水圧力検出部)
25 温水温度センサ(温水温度検出部)
32 冷却水温度センサ(冷却水温度検出部)
33 冷却水圧力センサ(冷却水温度検出部)
40 熱交換器
90 制御部
91 目標温度設定部
92 溶存気体濃度取得部
93 目標圧力算出部
94 弁開度調節部
201 熱回収システム
223 オリフィス(圧力付与部)
L5 冷却水ライン
L6 温水ライン
Claims (6)
- 冷却水と高温流体との間で熱交換を行って冷却水から温水を製造する熱交換器と、
前記熱交換器への冷却水が流通する冷却水ラインと、
前記熱交換器からの温水が流通する温水ラインと、
前記温水ラインに配置され、前記温水ラインの流路を絞ることにより前記熱交換器の内部の圧力を上昇させる圧力付与部と、
を備える熱回収システム。 - 前記熱交換器は、直列に接続された複数の熱交換器からなり、
前記圧力付与部は、最も下流側に位置する前記熱交換器からの温水が流通する前記温水ラインに配置される請求項1に記載の熱回収システム。 - 前記圧力付与部として前記温水ラインに配置され、弁開度を調節可能な比例制御弁と、
温水の温度を検出する温水温度検出部と、
温水の圧力を検出する温水圧力検出部と、
前記比例制御弁を制御する制御部と、を更に備え、
前記制御部は、
冷却水の溶存気体濃度を取得する溶存気体濃度取得部と、
前記溶存気体濃度取得部で取得された溶存気体濃度、及び前記温水温度検出部の検出温度に基づいて、温水の溶存気体濃度が冷却水の溶存気体濃度を上回ることのできる温水の目標圧力を算出する目標圧力算出部と、
前記温水圧力検出部の検出圧力が前記目標圧力となるように前記比例制御弁の弁開度を調節する弁開度調節部と、を有する請求項1又は2に記載の熱回収システム。 - 冷却水の温度を検出する冷却水温度検出部を更に備え、
前記溶存気体濃度取得部は、
前記冷却水温度検出部の検出温度に基づいて、前記溶存気体濃度を取得する請求項3に記載の熱回収システム。 - 前記弁開度調節部は、
前記温水温度検出部の検出温度が予め設定された目標温度以上になるように前記比例制御弁の弁開度を調節する
請求項3又は4に記載の熱回収システム。 - 前記圧力付与部として前記温水ラインに配置されたオリフィスを備え、
前記オリフィスは、
予め設定された冷却水の溶存気体濃度、及び温水の目標温度に基づいて、温水の溶存気体濃度が冷却水の溶存気体濃度を上回ることのできる温水の目標圧力となるように、圧力損失が設定される請求項1又は2に記載の熱回収システム。
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