JPH02130247A - コジェネレーションシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、コジェネレーションシステムに係り、特に、
排ガスとエンジン冷却熱を有効に回収することを可能と
したコジェネレーションシステムの改良に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

コジェネレーションシステムとは、一般に、建物や工場
等の現地にエンジンを設置して、発電機や冷凍機等を駆
動すると同時に、排ガスやエンジン冷却熱を回収して、
冷房や給湯或いはプロセス用熱源に利用し、燃料の持っ
ているエネルギーを段階的にトータルに利用し尽くすと
いうもので、全体のエネルギー利用効率を大幅に向上さ
せ、エネルギー費用の低減化を可能とするシステムとし
て認識されている。

第４図は従来に於けるコジェネレーションシステムの概
念構成を示すもので、１は発電機である。

コ０）発’Ｆａ機１には、駆動軸２を介してレシプロエ
ンジン３が連結されている。又、レシプロエンジン３の
排気系４には、排ガスの熱エネルギーを回収するための
排ガスボイラ５が取り付けられている。そして、この排
ガスボイラ５とレシプロエンジン３のウォータジャケッ
ト６とには、一つの温水循環管路７が連結されている。

この温水循環管路７には、循環ポンプ８が設けられてい
る。更に、この温水循環管路７は、−型動用吸収式冷凍
機９と連結されている。この−型動用吸収式冷凍機９に
は、冷水を取り出すための冷水管路１０が連結されてい
る。

この従来のコジェネレーションシステムによれば、レシ
プロエンジン３を駆動して発電機１を起動し、発電を行
なう。この時、温水循環管路７では、循環ポンプ８が駆
動し、温水を循環させている。そして、レシプロエンジ
ン３内のウォータジャケット６では、駆動に伴って冷却
水温度が上がり、このウォータジャケット６内に位置す
る温水循環管路７内の温水が昇温させる。そして、例え
ば８３°Ｃで移動されて来た温水は、ウォータジャケッ
ト６を出る時には、８７°Ｃとなって排ガスボイラ５へ
送られ、此処で９０°Ｃに昇温されて、型動用吸収式冷
凍機９へ送られる。この−型動用吸収式冷凍機９では、
冷水管路１０を介して流入して来た水が冷水とされて送
り出される。そして、−型動用吸収式冷凍機９で放熱し
た温水は、温水循環管路７を介して循環ポンプ８によっ
て再びレシプロエンジン３のウォータジャケット６へ送
り出される。

〔発明が解決しようとする課題〕

然し、斯かる従来のコジェネレーションシステムでは、
温水循環管路７が、レシプロエンジン３のウォータジャ
ケット６と排ガスボイラ５とを通る共有化したものであ
るため、低い方の温度ポテンシャルに温度レベルを統一
した後に利用しなければならなかった。その結果、−型
動用吸収式冷凍機９しか使えず、低い熱交換効率（６０
％）しか得られなかった。

又、電力と冷熱負荷のバランスが定格値より外れた場合
、エンジン冷却熱及び排ガス温度が低下すると、経済的
な運転が困難であった。

本発明は斯かる従来の問題点を解決するために為された
もので、レシプロエンジンの冷却熱と排ガス熱とが持っ
ている温度ポテンシャルを落とさずに利用することがで
きるコジェネレーションシステムを提供することにある
。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係るコジェネレーションシステムは、発電機と
、この発電機を駆動するレシプロエンジンと、このレシ
プロエンジンの排気系に設けられた排ガスボイラと、一
重・二重併用型吸収式冷凍機と、レシプロエンジンの冷
却水側と一重・二重併用型吸収式冷凍機の低温再生器と
に熱的に連結して循環する低温循環回路と、レシプロエ
ンジンの排気系に設けた排ガスボイラと一重・二重併用
型吸収式冷凍機の高温再生器とに熱的に連結して循環す
る高温循環回路とによって構成されているものである。

〔作　用〕

本発明に係るコジェネレーションシステムに於ては、レ
シプロエンジンのウォータジャケット内のエンジン冷却
熱は直に低温循環回路を介して一重・二重併用型吸収式
冷凍機の低温再生器へ送られ、又、レシプロエンジンの
排ガスエネルギーはレシプロエンジンの排気系に設けた
排ガスボイラによって所望の飽和蒸気として取り出され
、高温循環回路を介して一重・二重併用型吸収式冷凍機
の高温再生器へ送られる。従って、１台の吸収式冷凍機
にて温度ポテンシャルの異なる２種類のエンジン排熱を
高効率に且つ経済的に冷熱に変換できる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明に係るコジェネレーションシステムの第
一実施例を示すもので、２０は発電機である。

この発電機２０には、駆動軸２１を介してレシプロエン
ジン２２が連結されている。

このレシプロエンジン２２のウォータジャケット２３に
は、低温ｗｔ環環路路５の吸熱部２６が内蔵されている
。又、レシプロエンジン２２の排気系２４には、排ガス
の熱エネルギーを回収するための排ガスボイラ３４が設
けられている。

低′／！ＪＬＷｉ環回路２５は、レシプロエンジン２２
のウォータジャケット（冷却水側）２３と一重・二重併
用型吸収式冷凍機４８の低温再生器４９とに熱的に連結
して循環するもので、一重・二重併用型吸収式冷凍機４
８の低温再生器４９には、放熱部２７が挿入されている
。そして、内部の温水を循環ポンプ２８によって循環で
きるようになっている。又、低温循環回路２５は、排気
系２４に設けた熱交換器６２と熱的に連通ずるバイパス
路３０が設けられている。このバイパス路３０にはバル
ブ３１．３２が設けられ、バイパス路３０の分岐部に設
けられた電磁弁２９と連動して、バイパス路３０を切り
換えるように成っている。更に、低温循環回路２５には
、膨張タンク３３が連通している。

排ガスボイラ３４には、高温循環回路３５の飽和蒸気取
出口３６と温水吐出口３７とが取り付けられている。こ
の排ガスボイラ３４としては、飽和蒸気を発生すること
ができる蒸気発生器が使用されている。

高温循環回路３５は、排ガスボイラ３４と一重二重併用
型吸収式冷凍ａ４８の高温再生器５１とに熱的に連結し
て循環するもので、一重・二重併用型吸収式冷凍機４８
の高温再生器５１には、放熱部３８が挿入されている。

この高温循環回路３５に於ける飽和蒸気取出口３６に連
通ずる管路４０は、途中で分岐し、分岐部３９に電磁弁
４１が設けられ、この電磁弁４１の下流側にはサイレン
サー４２が設けられている。更に、この管路４０には電
磁弁４３が設けられている。又、高温循環回路３５に於
ける温水吐出口３７に連通する管路４４には、トラップ
４５．ホットウェルタンク４６及び循環ポンプ４７が設
けられている。

又、一重・二重併用型吸収式冷凍機４８の低温再生器４
９には、高温再生器５１と連通ずる管路５２の放熱部５
３が挿入されている。そして、この低温再生器４９は凝
縮器５０の内部に形成されている。この凝縮器５０には
、吸収器５５と冷却塔５７とを循環する冷却水管路５８
が取り付けられている。この冷却水管路５８には、循環
ポンプ５９が設けられている。尚、吸収器５５と蒸発器
５６とは、槽５４に内蔵されている。又、蒸発器５６に
は冷水管路６０が連通している。この冷水管路６０には
、循環ポンプ６１が設けられている。

次に、斯くして構成された本実施例の作用を説明する。

レシプロエンジン２２を駆動して発電機２０を起動し、
発電を行なう。この時、低温循環管路２５では、電磁弁
２９が閉じ、バルブ３１．３２を開いて、バイパス路３
０を開放すると共に、Ｗ環ポンプ２８が駆動し、温水を
循環させている。そして、レシプロエンジン２２内のウ
ォータジャケット２３では、レシプロエンジン２２の運
転に伴って冷却水温度が上がり、このウォータジャケン
ト２３内に位置する低温循環管路２５内の温水を昇温さ
せる。この際、例えば８３°Ｃで移動されて来た温水は
、熱交換器６２によって排ガスの熱エネルギーによって
８７°Ｃまで昇温される。そして、一重・二重併用型吸
収式冷凍機４８の低温再生器４９に於ける放熱部２７へ
８７°Ｃの熱エネルギーを供給することができる。放熱
した低温循環管路２５内の温水は、循環ポンプ２８によ
って、再びレシプロエンジン２２のウォータジャケット
２３内の吸熱部２６へと送り出される。尚、熱交換器６
２によって放熱した排ガスは、約２００°Ｃで排出され
ることになる。

一方、高温循環回路３５では、電磁弁４１を閉じると共
に、電磁弁４３を開いて、飽和蒸気が一重・二重併用型
吸収式冷凍機４８の高温再生器５１へ送れるようにしで
ある。この状態で、排気系には約５００°Ｃの排ガスが
排出されているので、排気系２４に設けた排ガスボイラ
３４では、高温循環回路３５内の温水を７ｋｇ／ｃ＋ｆ
ｔＧ（約１７０”Ｃ）程度の中圧蒸気とすることができ
る。そして、この中圧蒸気は、一重・二重併用型吸収式
冷凍機４８の高温再生器５１内の放熱部３８へ送られ、
高温再生器５１内の冷媒を蒸気として管路５２を介して
低温再生器４９に送り出すことになる。一重二重併用型
吸収式冷凍機４８の高温再生器５１内の放熱部３８を通
過した温水（凝縮水）は、管路４４を通ってホットウェ
ルタンク４６へ送られ、ここから循環ポンプ４７によっ
て、温水吐出口３７から再び排ガスボイラ３４内に送ら
れる。

尚、冷却塔５７からは３２°Ｃの冷却水が循環ポンプ５
９によって吸収器５５に送られ、槽５４内に於て、冷水
管路６０によって供給される冷水を７°Ｃにして供給す
ることができる。そして、吸収器５５を出た冷却水は、
凝縮器５０へ送られた後に、冷却塔５７に戻る。

又、レシプロエンジン２２のウォータジャケット２３内
の冷却水温度が上昇し、低温循環回路２５内の温水が８
５°Ｃにまで昇温できるようになると、電磁弁２９を開
くと共に、バルブ３１．３２を閉じ、バイパス路３０を
閉鎖することができる。

更に、電力負荷が極端に下がり、排ガス温度が低下した
場合には、排ガスボイラ３４での機能は低下するが、低
温循環回路２５では、従来方式と同様の回路を形成する
ことができるので、一重・二重併用型吸収式冷凍機４８
を一重効用吸収式冷凍機として機能させることができる
。

更に又、冷熱負荷が低下した場合には、電磁弁４１を開
くと共に、電磁弁４３を閉じることによって、余剰蒸気
をサイレンサー４２を介して安全に大気へ放出すること
ができる。

以上のように本実施例によれば、レシプロエンジン２２
と排ガスボイラ３４と吸収式冷凍機とを連通ずる温水回
路が、レシプロエンジン２２のウォータジャケット２３
と熱的に連通ずる循環回路と、排ガスボイラ３４と熱的
に連通ずる循環回路とを分けられたので、夫々の温度ポ
テンシャルを落とさずに利用することが可能となると共
に、吸収式冷凍機として一重・二重併用型吸収式冷凍機
４８を使用することが可能となった。その結果、熱交換
効率を８０％近くまで向上させることができることとな
った。

第２図は本発明の第二実施例を示す。この実施例では、
低温循環回路２５に於けるレシプロエンジン２２との連
結に際し、熱交換器６３を介在させるようにしたもので
ある。

この実施例によれば、上記実施例と同様の作用効果が奏
されると共に、一重・二重併用型吸収式冷凍機４８を所
望の場所に設置することが可能となる。

第３図は本発明の第三実施例を示す。排ガスボイラ３４
にバイパス管６４を設けたものである。

上記各実施例では、排ガスボイラ３４を排気系２４に直
に取り付けたが、バイパス管６４を排ガスボイラ３４に
設け、バルブ６５．６６の開閉によって、排ガスボイラ
３４の使用、不使用を行なうようにして能力調整をして
も良い。

〔発明の効果〕

以上の如く、本発明によれば、発電機と、この発電機を
駆動するレシプロエンジンと、このレシプロエンジンの
排気系に設けられた排ガスボイラと、一重・二重併用型
吸収式冷凍機と、レシプロエンジンの冷却水側と一重・
二重併用型吸収式冷凍機の低温再生器とに熱的に連結し
て循環する低温循環回路と、レシプロエンジンの排気系
に設けた排ガスボイラと一重・二重併用型吸収式冷凍機
の高温再生器とに熱的に連結して循環する高温循環回路
とによって構成されているので、温度ポテンシャルの異
なる排ガスとウォータジャケット冷却熱を、夫々の温度
ポテンシャルを落とさずに効率良く冷熱に変換すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一実施例に係るコジェネレーション
システムを示す説明図である。 第２図は本発明の第二実施例に係るコジェネレーション
システムを示す説明図である。 第３図は本発明の第三実施例に係るコジェネレーション
システムを示す説明図である。 第４図は従来に於けるコジェネレーションシステムを示
す概念構成図である。 〔主要な部分の符号の説明］ ２０・・・発電機 ２２・・・レシプロエンジン ２５・・・低温循環回路 ３４・・・排ガスボイラ ３５・・・高温循環回路 ４８・・・一重・二重併用型吸収式冷凍機４９・・・低
温再生器 ５１・・・高温再生器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）発電機と、この発電機を駆動するレシプロエンジ
   ンと、このレシプロエンジンの排気系に設けられた排ガ
   スボイラと、一重・二重併用型吸収式冷凍機と、レシプ
   ロエンジンの冷却水側と一重・二重併用型吸収式冷凍機
   の低温再生器とに熱的に連結して循環する低温循環回路
   と、レシプロエンジンの排気系に設けた排ガスボイラと
   一重・二重併用型吸収式冷凍機の高温再生器とに熱的に
   連結して循環する高温循環回路とによって構成されてい
   ることを特徴とするコジェネレーションシステム。