Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7594480B2 - Waste heat utilization system - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7594480B2 - Waste heat utilization system - Google Patents

Waste heat utilization system Download PDF

Info

Publication number
JP7594480B2
JP7594480B2 JP2021054117A JP2021054117A JP7594480B2 JP 7594480 B2 JP7594480 B2 JP 7594480B2 JP 2021054117 A JP2021054117 A JP 2021054117A JP 2021054117 A JP2021054117 A JP 2021054117A JP 7594480 B2 JP7594480 B2 JP 7594480B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat
receiving pipe
heat medium
building
heat receiving
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021054117A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2022151176A (en
Inventor
薫 新納
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujita Corp
Original Assignee
Fujita Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujita Corp filed Critical Fujita Corp
Priority to JP2021054117A priority Critical patent/JP7594480B2/en
Publication of JP2022151176A publication Critical patent/JP2022151176A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7594480B2 publication Critical patent/JP7594480B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/30Wind power

Landscapes

  • Wind Motors (AREA)
  • Details Of Fluid Heaters (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)

Description

本開示は、廃熱利用システムに関する。 This disclosure relates to a waste heat utilization system.

燃焼設備において発生する排ガス、温水及び蒸気等に含まれる熱エネルギーを再利用する技術が知られている。例えば、特許文献1には、木質チップを炉内で炭化して霧状スプレイ水で賦活したものを乾燥する際に、ダクトから放出される排熱ガスの一部を乾燥用ガスとして利用するチップ状木炭製造装置が記載されている。 Technologies are known that reuse the thermal energy contained in exhaust gas, hot water, steam, etc. generated in combustion equipment. For example, Patent Document 1 describes a chip-shaped charcoal manufacturing device that uses part of the exhaust gas discharged from a duct as drying gas when carbonizing wood chips in a furnace and activating them with a mist of spray water and drying them.

特開2002-088373号公報JP 2002-088373 A

ところで、中小型のボイラタービン発電設備(Boiler Turbine Generator;BTG)等では、熱エネルギーを回収するための設備の設置や維持にかかるコストが、発電量に対して採算を取るのが難しいため、排出される廃熱を大気に放出するのが一般的であった。 However, in small and medium-sized boiler turbine generators (BTG) and the like, the cost of installing and maintaining the equipment to recover thermal energy is difficult to justify in relation to the amount of electricity generated, so it has been common to release the waste heat into the atmosphere.

本開示は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、大気放出される廃熱を容易に再利用することができる廃熱利用システムを提供することを目的とする。 This disclosure was made in consideration of the above problems, and aims to provide a waste heat utilization system that can easily reuse waste heat released into the atmosphere.

上記の目的を達成するため、本開示の一態様の廃熱利用システムは、燃焼設備の少なくとも上方を覆う屋根部を有する建屋と、前記屋根部の側面に沿って螺旋状に設けられて熱媒体が流通する受熱配管と、前記受熱配管の上端側から送給された前記熱媒体から熱を取り出すとともに冷却した前記熱媒体を前記受熱配管の下端側に送り出す熱交換器と、を備える。 To achieve the above object, one embodiment of the waste heat utilization system disclosed herein comprises a building having a roof covering at least the upper part of a combustion facility, a heat receiving pipe arranged in a spiral shape along the side of the roof through which a heat medium flows, and a heat exchanger that extracts heat from the heat medium supplied from the upper end side of the heat receiving pipe and sends the cooled heat medium to the lower end side of the heat receiving pipe.

廃熱利用システムの望ましい態様として、前記熱媒体は、前記受熱配管の内部で気化する。 In a preferred embodiment of the waste heat utilization system, the heat medium vaporizes inside the heat receiving pipe.

廃熱利用システムの望ましい態様として、前記屋根部の上部に設けられて前記建屋の内部の上昇気流によって回転する風車と、前記風車の回転によって発電する発電機と、前記発電機が発電した電力によって駆動し、前記熱交換器で冷却された前記熱媒体を前記受熱配管の下端側に送給する循環ポンプと、を備える。 A desirable embodiment of the waste heat utilization system includes a windmill that is installed on the upper part of the roof and rotates due to the rising air current inside the building, a generator that generates electricity by the rotation of the windmill, and a circulation pump that is driven by the electricity generated by the generator and supplies the heat medium cooled by the heat exchanger to the lower end side of the heat receiving pipe.

廃熱利用システムの望ましい態様として、前記建屋は、前記燃焼設備の側方を覆う側壁部を有する。 In a preferred embodiment of the waste heat utilization system, the building has a side wall that covers the side of the combustion equipment.

本開示によれば、大気放出される廃熱を容易に再利用することができる廃熱利用システムを提供することができる。 This disclosure provides a waste heat utilization system that can easily reuse waste heat released into the atmosphere.

図1は、実施形態に係る排熱利用システムを模式的に示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view that illustrates a schematic diagram of an exhaust heat utilization system according to an embodiment.

以下に、本開示につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、本開示は、以下の実施形態の記載に限定されるものではない。また、以下の実施形態における構成要素には、当業者が置換可能、且つ、容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した実施形態における構成要素は、本開示の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。以下の実施形態では、本開示の実施形態を例示する上で、必要となる構成要素を説明し、その他の構成要素を省略する。 The present disclosure will be described in detail below with reference to the drawings. Note that the present disclosure is not limited to the description of the following embodiments. Furthermore, the components in the following embodiments include those that are replaceable and easy for a person skilled in the art, or those that are substantially the same. Furthermore, the components in the embodiments described below can be omitted, replaced, or modified in various ways without departing from the gist of the present disclosure. In the following embodiments, the components necessary to illustrate the embodiments of the present disclosure will be described, and other components will be omitted.

(実施形態)
図1は、実施形態に係る廃熱利用システム1を模式的に示す斜視図である。廃熱利用システム1は、廃熱Whを設備外に放出する燃焼設備100を覆うように設けられ、燃焼設備100から設備外に放出された廃熱Whを熱利用装置に利用するシステムである。燃焼設備100は、例えば、廃熱Whを大気放出する中小型のボイラタービン発電設備、木質バイオマスボイラ等を含む。熱利用装置は、例えば、乾燥機、チラー等を含む。廃熱利用システム1は、建屋10と、受熱配管20と、高温ラインLhと、低温ラインLlと、熱交換器30と、風車40と、発電機50と、送電ラインLeと、循環ポンプ60と、を備える。
(Embodiment)
1 is a perspective view showing a waste heat utilization system 1 according to an embodiment. The waste heat utilization system 1 is provided to cover a combustion facility 100 that discharges waste heat Wh to the outside of the facility, and utilizes the waste heat Wh discharged from the combustion facility 100 to the outside of the facility in a heat utilization device. The combustion facility 100 includes, for example, a small- to medium-sized boiler turbine power generation facility that discharges waste heat Wh to the atmosphere, a wood biomass boiler, etc. The heat utilization device includes, for example, a dryer, a chiller, etc. The waste heat utilization system 1 includes a building 10, a heat receiving pipe 20, a high-temperature line Lh, a low-temperature line Ll, a heat exchanger 30, a wind turbine 40, a generator 50, a power transmission line Le, and a circulation pump 60.

建屋10は、燃焼設備100を覆うように設けられる。建屋10は、屋根部12と、側壁部14と、通風部16と、を有する。屋根部12は、燃焼設備100の少なくとも上方を覆うように設けられる。すなわち、屋根部12は、燃焼設備100から放出される放射熱、上昇熱及び輻射熱等の廃熱Whが昇ってくる領域に設けられる。屋根部12は、本実施形態では底面が長方形状の四角推体状であるが、本開示では多角錐体状に限定されず、円錐状、錘台状、ドーム状、柱体状等であってもよい。 The building 10 is provided to cover the combustion equipment 100. The building 10 has a roof section 12, a side wall section 14, and a ventilation section 16. The roof section 12 is provided to cover at least the upper part of the combustion equipment 100. In other words, the roof section 12 is provided in an area where waste heat Wh, such as radiant heat, ascending heat, and radiant heat, emitted from the combustion equipment 100 rises. In this embodiment, the roof section 12 is a quadrangular prism with a rectangular bottom, but in this disclosure, it is not limited to a polygonal pyramid shape, and may be a cone shape, a pyramid shape, a dome shape, a column shape, or the like.

側壁部14は、燃焼設備100の側方を覆うように設けられる。側壁部14は、実施形態において、屋根部12を下方から支持する。建屋10は、屋根部12が燃焼設備100の上方を覆い、側壁部14が燃焼設備100の側方を覆うことによって、燃焼設備100から放出される廃熱Whを、建屋10内に留めることができる。側壁部14は、本実施形態では建屋10の側方全体を覆うが、本開示では一部だけ覆ってもよいし、一部が開閉可能であってもよいし、設けられなくてもよい。すなわち、側壁部14は、熱利用装置に利用する廃熱Whの熱エネルギー量に応じて、適宜設計されてよい。 The sidewall portion 14 is provided so as to cover the side of the combustion equipment 100. In the embodiment, the sidewall portion 14 supports the roof portion 12 from below. With the roof portion 12 covering the top of the combustion equipment 100 and the sidewall portion 14 covering the side of the combustion equipment 100, the building 10 can retain the waste heat Wh emitted from the combustion equipment 100 within the building 10. In the present embodiment, the sidewall portion 14 covers the entire side of the building 10, but in the present disclosure, it may cover only a portion, a portion may be openable and closable, or no portion may be provided. In other words, the sidewall portion 14 may be designed appropriately according to the amount of thermal energy of the waste heat Wh to be used in the heat utilization device.

通風部16は、屋根部12の上部に設けられる開口を含む。通風部16では、燃焼設備100から放出される廃熱Whによって発生した上昇気流Udが、建屋10の内部から外部へ流れる。通風部16には、後述の風車40が設けられる。 The ventilation section 16 includes an opening provided at the top of the roof section 12. In the ventilation section 16, an ascending air current Ud generated by waste heat Wh emitted from the combustion equipment 100 flows from the inside to the outside of the building 10. A wind turbine 40, which will be described later, is provided in the ventilation section 16.

受熱配管20は、建屋10の屋根部12の側面に沿って螺旋状に設けられる。受熱配管20は、長手方向の一方の端部であって螺旋状の上方側の端部である上端22が、屋根部12の上部の所定の位置に配置される。受熱配管20は、長手方向の他方の端部であって螺旋状の下方側の端部である下端24が、屋根部12の下部の所定の位置に配置される。受熱配管20は、建屋10の屋根部12の内側又は外側に設けることができる。また、受熱配管は、建屋10の屋根部12に内蔵することができる。なお、受熱配管20は、実施形態では右巻きの螺旋状に設けられるが、本開示では左巻きの螺旋状に設けられてもよい。受熱配管20は、建屋10内において燃焼設備100から放出される廃熱Whによって温められる。受熱配管20の内部には、熱媒体Hmが流通する。 The heat receiving pipe 20 is provided in a spiral shape along the side of the roof portion 12 of the building 10. The heat receiving pipe 20 has an upper end 22, which is one end in the longitudinal direction and the upper end of the spiral, arranged at a predetermined position on the upper part of the roof portion 12. The heat receiving pipe 20 has a lower end 24, which is the other end in the longitudinal direction and the lower end of the spiral, arranged at a predetermined position on the lower part of the roof portion 12. The heat receiving pipe 20 can be provided inside or outside the roof portion 12 of the building 10. The heat receiving pipe can be built into the roof portion 12 of the building 10. In the embodiment, the heat receiving pipe 20 is provided in a right-handed spiral shape, but in the present disclosure, it may be provided in a left-handed spiral shape. The heat receiving pipe 20 is heated by waste heat Wh discharged from the combustion equipment 100 in the building 10. A heat medium Hm flows inside the heat receiving pipe 20.

熱媒体Hmは、受熱配管20の下端24から上端22に向かって流通する流体である。熱媒体Hmは、受熱配管20の下端24から上端22に向かって流通する際、建屋10内において燃焼設備100から放出される廃熱Whから熱を受け取る。すなわち、熱媒体Hmは、受熱配管20の下端24から上端22に向かって流通するにつれて、温度が上昇する。 The heat medium Hm is a fluid that flows from the lower end 24 to the upper end 22 of the heat receiving pipe 20. As the heat medium Hm flows from the lower end 24 to the upper end 22 of the heat receiving pipe 20, it receives heat from the waste heat Wh emitted from the combustion equipment 100 in the building 10. That is, the temperature of the heat medium Hm increases as it flows from the lower end 24 to the upper end 22 of the heat receiving pipe 20.

熱媒体Hmは、受熱配管20の内部で気化する、例えば、アンモニア等であることが好ましい。熱媒体Hmは、廃熱Whによって受熱配管20内で気化することにより、受熱配管20内を流通しやすくなる。受熱配管20において、熱媒体Hmは、上端22側(下流側)に向かうにつれて温度が上昇するため、受熱配管20の内部で気化する場合、受熱配管20の上端22側で気化する。これにより、上端22側の熱媒体Hmの流通抵抗が小さくなるので、下端24側(上流側)の熱媒体Hmが上端22側に吸い上げられ、熱媒体Hmの流通がさらに促進される。 The heat medium Hm is preferably, for example, ammonia, which vaporizes inside the heat receiving pipe 20. The heat medium Hm is vaporized inside the heat receiving pipe 20 by the waste heat Wh, which makes it easier to flow inside the heat receiving pipe 20. In the heat receiving pipe 20, the temperature of the heat medium Hm increases toward the upper end 22 (downstream side), so when it vaporizes inside the heat receiving pipe 20, it vaporizes on the upper end 22 side of the heat receiving pipe 20. This reduces the flow resistance of the heat medium Hm on the upper end 22 side, so the heat medium Hm on the lower end 24 side (upstream side) is sucked up to the upper end 22 side, further promoting the flow of the heat medium Hm.

高温ラインLhは、受熱配管20の上端22と後述の熱交換器30とを接続する配管である。高温ラインLhでは、受熱配管20内を通過して加熱された熱媒体Hmが、受熱配管20の上端22から熱交換器30に向かって流通する。 The high-temperature line Lh is a pipe that connects the upper end 22 of the heat receiving pipe 20 to the heat exchanger 30 described below. In the high-temperature line Lh, the heat medium Hm that has been heated by passing through the heat receiving pipe 20 flows from the upper end 22 of the heat receiving pipe 20 toward the heat exchanger 30.

低温ラインLlは、後述の熱交換器30と受熱配管20の下端24とを接続する配管である。低温ラインLlでは、熱交換器30において冷却された熱媒体Hmが、熱交換器30から受熱配管20の下端24に向かって流通する。 The low-temperature line Ll is a pipe that connects the heat exchanger 30 described below and the lower end 24 of the heat receiving pipe 20. In the low-temperature line Ll, the heat medium Hm cooled in the heat exchanger 30 flows from the heat exchanger 30 toward the lower end 24 of the heat receiving pipe 20.

熱交換器30は、例えば、乾燥機、チラー等を含む熱利用装置に搭載される。熱交換器30には、受熱配管20の上端22側から高温ラインLhを介して熱媒体Hmが送給される。高温ラインLhから送給される熱媒体Hmは、受熱配管20において加熱された状態である。熱交換器30は、外部から冷気Acを導入する。熱交換器30は、熱媒体Hmの保有する顕熱及び潜熱の熱量と、冷気Acの保有する顕熱の熱量とを熱交換させる。熱交換器30は、熱媒体Hmを冷気Acで冷却することによって、熱媒体Hmから熱を取り出す。熱交換器30は、冷却された状態の熱媒体Hmを、低温ラインLlを介して受熱配管20の下端24側に送り出す。熱交換器30は、冷気Acを熱媒体Hmで加熱することで熱気Ahを発生させる。熱交換器30は、実施形態において、受熱室32と、伝熱通路34と、を含む。 The heat exchanger 30 is mounted on a heat utilization device including, for example, a dryer, a chiller, etc. The heat exchanger 30 is supplied with a heat medium Hm from the upper end 22 side of the heat receiving pipe 20 through the high temperature line Lh. The heat medium Hm supplied from the high temperature line Lh is in a heated state in the heat receiving pipe 20. The heat exchanger 30 introduces cold air Ac from the outside. The heat exchanger 30 exchanges the heat amount of the sensible heat and latent heat held by the heat medium Hm with the heat amount of the sensible heat held by the cold air Ac. The heat exchanger 30 extracts heat from the heat medium Hm by cooling the heat medium Hm with the cold air Ac. The heat exchanger 30 sends out the cooled heat medium Hm to the lower end 24 side of the heat receiving pipe 20 through the low temperature line Ll. The heat exchanger 30 generates hot air Ah by heating the cold air Ac with the heat medium Hm. In this embodiment, the heat exchanger 30 includes a heat receiving chamber 32 and a heat transfer passage 34.

受熱室32は、熱交換器30の外部と連通する。受熱室32は、外部から冷気Acを導入する。受熱室32に導入された冷気Acは、受熱室32内に設けられる伝熱通路34の内部を通過する熱媒体Hmによって加熱されることによって熱気Ahとなる。 The heat receiving chamber 32 is connected to the outside of the heat exchanger 30. The heat receiving chamber 32 introduces cold air Ac from the outside. The cold air Ac introduced into the heat receiving chamber 32 is heated by the heat medium Hm passing through the inside of the heat transfer passage 34 provided in the heat receiving chamber 32, and becomes hot air Ah.

伝熱通路34は、受熱室32の内部を通過するように設けられる。伝熱通路34の内部には、熱媒体Hmが流通する。伝熱通路34は、上流側の端部が、高温ラインLhに接続する。伝熱通路34は、下流側の端部が、低温ラインLlに接続する。伝熱通路34を通過する熱媒体Hmは、受熱室32内の冷気Acによって冷却される。 The heat transfer passage 34 is provided so as to pass through the inside of the heat receiving chamber 32. The heat medium Hm flows through the inside of the heat transfer passage 34. The upstream end of the heat transfer passage 34 is connected to the high temperature line Lh. The downstream end of the heat transfer passage 34 is connected to the low temperature line Ll. The heat medium Hm passing through the heat transfer passage 34 is cooled by the cold air Ac in the heat receiving chamber 32.

熱媒体Hmは、受熱配管20の上端22から高温ラインLh、熱交換器30の伝熱通路34、低温ラインLlを通過して受熱配管20の下端24に戻る。すなわち、熱媒体Hmは、受熱配管20、高温ラインLh、熱交換器30、低温ラインLlを循環する。熱媒体Hmは、受熱配管20を通過する際に、燃焼設備100から放出される廃熱Whによって加熱される。高温ラインLhを通過する熱媒体Hmは、高温状態である。伝熱通路34を通過する熱媒体Hmは、冷気Acを加熱して熱気Ahを発生させるとともに、冷気Acによって冷却される。低温ラインLlを通過する熱媒体Hmは、低温状態である。 The heat medium Hm passes from the upper end 22 of the heat receiving pipe 20 through the high temperature line Lh, the heat transfer passage 34 of the heat exchanger 30, and the low temperature line Ll, and returns to the lower end 24 of the heat receiving pipe 20. That is, the heat medium Hm circulates through the heat receiving pipe 20, the high temperature line Lh, the heat exchanger 30, and the low temperature line Ll. When the heat medium Hm passes through the heat receiving pipe 20, it is heated by the waste heat Wh emitted from the combustion equipment 100. The heat medium Hm passing through the high temperature line Lh is in a high temperature state. The heat medium Hm passing through the heat transfer passage 34 heats the cold air Ac to generate hot air Ah, and is cooled by the cold air Ac. The heat medium Hm passing through the low temperature line Ll is in a low temperature state.

なお、熱交換器30は、実施形態では受熱室32の内部に伝熱通路34が蛇行して設けられるシェルチューブ式であるが、本開示ではこれに限定されない。また、実施形態の熱交換器30では、熱媒体Hmによって冷気Acを熱気Ahに加熱するが、本開示では冷水を温水に加熱してもよいし、冷水又は温水を加熱し気化させて熱気Ahを生じさせてもよい。 In the embodiment, the heat exchanger 30 is a shell-tube type in which the heat transfer passage 34 is provided in a serpentine manner inside the heat receiving chamber 32, but this disclosure is not limited to this. In the embodiment, the heat exchanger 30 heats the cold air Ac to hot air Ah using the heat medium Hm, but in the present disclosure, cold water may be heated to hot water, or cold water or hot water may be heated and vaporized to generate hot air Ah.

風車40は、建屋10の屋根部12の上部の通風部16に設けられる。風車40は、例えば、垂直な主軸と、主軸の軸心回りに主軸と一体で回転可能な複数の翼とを含む。風車40は、建屋10の内部の上昇気流Udによって回転する。より詳しくは、風車40は、燃焼設備100から放出される廃熱Whによって発生した上昇気流Udが、通風部16を通って建屋10の内部から外部へ流れる際に、翼が主軸と平行な方向の上昇気流Udを受けることによって、翼及び主軸が回転する。すなわち、風車40は、廃熱Whの上昇気流Udによって、回転駆動力を得る。風車40の主軸は、発電機50に接続し、回転駆動力を発電機50へ出力する。 The windmill 40 is installed in the ventilation section 16 on the upper part of the roof section 12 of the building 10. The windmill 40 includes, for example, a vertical main shaft and a plurality of blades that can rotate integrally with the main shaft around the axis of the main shaft. The windmill 40 rotates by the updraft Ud inside the building 10. More specifically, when the updraft Ud generated by the waste heat Wh discharged from the combustion equipment 100 flows from the inside to the outside of the building 10 through the ventilation section 16, the blades of the windmill 40 receive the updraft Ud in a direction parallel to the main shaft, causing the blades and the main shaft to rotate. That is, the windmill 40 obtains a rotational driving force by the updraft Ud of the waste heat Wh. The main shaft of the windmill 40 is connected to the generator 50, and the rotational driving force is output to the generator 50.

発電機50は、例えば、回転子と、固定子と、を含み、外部から入力される回転駆動力によって回転子が固定子に対して回転することによって、誘導電流を発生させる周知の発電機である。発電機50の回転子は、風車40の主軸に対して、直接的に、又は変速機、ベルト等を介して間接的に連結される。回転子には、風車40の主軸から回転駆動力が伝達される。すなわち、発電機50は、風車40の回転によって発電する。 The generator 50 is a well-known generator that includes, for example, a rotor and a stator, and generates an induced current by rotating the rotor relative to the stator due to a rotational driving force input from the outside. The rotor of the generator 50 is connected to the main shaft of the wind turbine 40 directly or indirectly via a transmission, belt, etc. The rotational driving force is transmitted from the main shaft of the wind turbine 40 to the rotor. In other words, the generator 50 generates electricity by the rotation of the wind turbine 40.

送電ラインLeは、発電機50と後述の循環ポンプ60とを電気的に接続する送電系統である。送電ラインLeは、発電機50において発電された電力を、循環ポンプ60へ供給する。 The power transmission line Le is a power transmission system that electrically connects the generator 50 and the circulation pump 60 described below. The power transmission line Le supplies the power generated by the generator 50 to the circulation pump 60.

循環ポンプ60は、実施形態において、低温ラインLlに設けられる。循環ポンプ60は、低温ラインLlの上流側から熱媒体Hmを引き込んで、低温ラインLlの下流側へ送り出す。すなわち、循環ポンプ60は、熱交換器30で冷却された熱媒体Hmを受熱配管20の下端24側に送給する。循環ポンプ60には、送電ラインLeを介して発電機50から電力が供給される。循環ポンプ60は、発電機50が発電した電力によって駆動する。 In the embodiment, the circulation pump 60 is provided in the low-temperature line Ll. The circulation pump 60 draws in the heat medium Hm from the upstream side of the low-temperature line Ll and sends it out to the downstream side of the low-temperature line Ll. That is, the circulation pump 60 sends the heat medium Hm cooled by the heat exchanger 30 to the lower end 24 side of the heat receiving pipe 20. The circulation pump 60 is supplied with power from the generator 50 via the power transmission line Le. The circulation pump 60 is driven by the power generated by the generator 50.

以上で説明したように、実施形態の廃熱利用システム1は、燃焼設備100の少なくとも上方を覆う屋根部12を有する建屋10と、屋根部12の側面に沿って螺旋状に設けられて熱媒体Hmが流通する受熱配管20と、受熱配管20の上端22側から送給された熱媒体Hmから熱を取り出すとともに冷却した熱媒体Hmを受熱配管20の下端24側に送り出す熱交換器30と、を備える。 As described above, the waste heat utilization system 1 of the embodiment includes a building 10 having a roof portion 12 that covers at least the upper part of the combustion equipment 100, a heat receiving pipe 20 that is arranged in a spiral shape along the side of the roof portion 12 and through which the heat medium Hm flows, and a heat exchanger 30 that extracts heat from the heat medium Hm supplied from the upper end 22 side of the heat receiving pipe 20 and sends the cooled heat medium Hm to the lower end 24 side of the heat receiving pipe 20.

廃熱利用システム1は、燃焼設備100で発生する廃熱Whを、屋根部12に配置した受熱配管20の内部を流通する熱媒体Hmが受け取る。加熱された熱媒体Hmは、熱交換器30で冷却された後、再び受熱配管20に戻って循環する。また、熱交換器30は、廃熱Whによって受熱配管20で加熱された熱媒体Hmから熱を取り出し、取り出した熱を再利用することができる。また、屋根部12を有する建屋10は、既存の燃焼設備100にも設置可能であるため、これまで燃焼設備100から大気放出されていた廃熱Whを、容易に再利用することができる。 In the waste heat utilization system 1, waste heat Wh generated in the combustion equipment 100 is received by a heat medium Hm flowing inside a heat receiving pipe 20 arranged in the roof section 12. The heated heat medium Hm is cooled in a heat exchanger 30, and then returns to the heat receiving pipe 20 to circulate. The heat exchanger 30 also extracts heat from the heat medium Hm heated in the heat receiving pipe 20 by the waste heat Wh, and can reuse the extracted heat. In addition, the building 10 with the roof section 12 can be installed on an existing combustion equipment 100, so that waste heat Wh that was previously released into the atmosphere from the combustion equipment 100 can be easily reused.

また、実施形態の廃熱利用システム1において、熱媒体Hmは、受熱配管20の内部で気化する。廃熱Whによって受熱配管20内で気化すると、熱媒体Hmが受熱配管20内を流通する際の抵抗が小さくなる。これにより、熱媒体Hmの受熱配管20と熱交換器30との循環を促進することができる。受熱配管20内の熱媒体Hmは、上流である下端24側より下流である上端22側で温度が高くなって気化する。これにより、上端22側の熱媒体Hmの流通抵抗が小さくなるので、下端24側の熱媒体Hmが上端22側に吸い上げられ、熱媒体Hmの流通がさらに促進される。 In the waste heat utilization system 1 of the embodiment, the heat medium Hm vaporizes inside the heat receiving pipe 20. When the heat medium Hm vaporizes inside the heat receiving pipe 20 due to the waste heat Wh, the resistance of the heat medium Hm when it flows through the heat receiving pipe 20 is reduced. This can promote the circulation of the heat medium Hm between the heat receiving pipe 20 and the heat exchanger 30. The heat medium Hm in the heat receiving pipe 20 vaporizes at a higher temperature on the downstream upper end 22 side than on the upstream lower end 24 side. This reduces the flow resistance of the heat medium Hm on the upper end 22 side, so the heat medium Hm on the lower end 24 side is sucked up to the upper end 22 side, further promoting the flow of the heat medium Hm.

また、実施形態の廃熱利用システム1は、屋根部12の上部に設けられて建屋10の内部の上昇気流Udによって回転する風車40と、風車40の回転によって発電する発電機50と、発電機50が発電した電力によって駆動し、熱交換器30で冷却された熱媒体Hmを受熱配管20の下端24側に送給する循環ポンプ60と、を備える。 The waste heat utilization system 1 of the embodiment also includes a windmill 40 that is installed on the upper part of the roof 12 and rotates due to the rising air current Ud inside the building 10, a generator 50 that generates electricity by the rotation of the windmill 40, and a circulation pump 60 that is driven by the electricity generated by the generator 50 and supplies the heat medium Hm cooled by the heat exchanger 30 to the lower end 24 of the heat receiving pipe 20.

建屋10の内部では、燃焼設備100から放出される廃熱Whによって、上昇気流Udが常に発生する。廃熱利用システム1は、上昇気流Udで風車40を回転させて、その回転駆動力により発電機50が発電した電力によって、循環ポンプ60を駆動させる。すなわち、上昇気流Udを利用して、熱媒体Hmの受熱配管20と熱交換器30との循環を助成することができるので、外部電力の使用を抑制しつつ、廃熱Whの再利用が実現できる。 Inside the building 10, an updraft Ud is constantly generated by the waste heat Wh released from the combustion equipment 100. In the waste heat utilization system 1, the updraft Ud rotates the windmill 40, and the generator 50 uses the rotational driving force to generate electricity to drive the circulation pump 60. In other words, the updraft Ud can be used to assist the circulation of the heat medium Hm between the heat receiving pipe 20 and the heat exchanger 30, thereby realizing the reuse of the waste heat Wh while reducing the use of external electricity.

また、実施形態の廃熱利用システム1において、建屋10は、燃焼設備100の側方を覆う側壁部14を有する。これにより、燃焼設備100から放出される廃熱Whを、建屋10内に留めることができるため、廃熱Whの浪費を抑制することができる。 In addition, in the waste heat utilization system 1 of the embodiment, the building 10 has a side wall portion 14 that covers the side of the combustion equipment 100. This allows the waste heat Wh emitted from the combustion equipment 100 to be retained within the building 10, thereby reducing waste of the waste heat Wh.

1 廃熱利用システム
10 建屋
12 屋根部
14 側壁部
16 通風部
20 受熱配管
22 上端
24 下端
30 熱交換器
32 受熱室
34 伝熱通路
40 風車
50 発電機
60 循環ポンプ
100 燃焼設備
Lh 高温ライン
Ll 低温ライン
Le 送電ライン
Hm 熱媒体
Ac 冷気
Ah 熱気
Wh 廃熱
Ud 上昇気流
REFERENCE SIGNS LIST 1 waste heat utilization system 10 building 12 roof 14 side wall 16 ventilation section 20 heat receiving pipe 22 upper end 24 lower end 30 heat exchanger 32 heat receiving chamber 34 heat transfer passage 40 windmill 50 generator 60 circulation pump 100 combustion equipment Lh high temperature line Ll low temperature line Le power transmission line Hm heat medium Ac cold air Ah hot air Wh waste heat Ud rising air current

Claims (3)

燃焼設備の少なくとも上方を覆う屋根部を有する建屋と、
前記屋根部の側面に沿って螺旋状に設けられて熱媒体が流通する受熱配管と、
前記受熱配管の上端側から送給された前記熱媒体から熱を取り出すとともに冷却した前記熱媒体を前記受熱配管の下端側に送り出す熱交換器と、
前記屋根部の上部に設けられて前記建屋の内部の上昇気流によって回転する風車と、
前記風車の回転によって発電する発電機と、
前記発電機が発電した電力によって駆動し、前記熱交換器で冷却された前記熱媒体を前記受熱配管の下端側に送給する循環ポンプと、
を備える、廃熱利用システム。
A building having a roof portion covering at least the upper portion of the combustion equipment;
a heat receiving pipe provided in a spiral shape along a side surface of the roof portion and through which a heat medium flows;
a heat exchanger that extracts heat from the heat medium fed from an upper end side of the heat receiving pipe and sends the cooled heat medium to a lower end side of the heat receiving pipe;
A windmill provided on an upper portion of the roof portion and rotated by an updraft inside the building;
A generator that generates electricity by rotation of the wind turbine;
a circulation pump that is driven by the electric power generated by the generator and that supplies the heat medium cooled by the heat exchanger to a lower end side of the heat receiving pipe;
A waste heat utilization system.
前記熱媒体は、前記受熱配管の内部で気化する、
請求項1に記載の廃熱利用システム。
The heat medium is vaporized inside the heat receiving pipe.
The waste heat utilization system according to claim 1 .
前記建屋は、前記燃焼設備の側方を覆う側壁部を有する、
請求項1又は2に記載の廃熱利用システム。
The building has a side wall portion covering a side of the combustion equipment.
The waste heat utilization system according to claim 1 or 2 .
JP2021054117A 2021-03-26 2021-03-26 Waste heat utilization system Active JP7594480B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021054117A JP7594480B2 (en) 2021-03-26 2021-03-26 Waste heat utilization system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021054117A JP7594480B2 (en) 2021-03-26 2021-03-26 Waste heat utilization system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022151176A JP2022151176A (en) 2022-10-07
JP7594480B2 true JP7594480B2 (en) 2024-12-04

Family

ID=83464277

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021054117A Active JP7594480B2 (en) 2021-03-26 2021-03-26 Waste heat utilization system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7594480B2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070252391A1 (en) 2006-04-28 2007-11-01 Chen Shih H Thermal wind power generator
JP2013087682A (en) 2011-10-18 2013-05-13 Misawa Homes Co Ltd Power generation system in building
KR101384185B1 (en) 2012-11-09 2014-04-17 (주)보은 Steel making waste heat recovery device
CN108771939A (en) 2018-07-03 2018-11-09 袁昭 A kind of coal-burning boiler flue dust minimum discharge facility of efficient waste heat recycling
CN209621522U (en) 2018-12-17 2019-11-12 谢宇坤 wind power plant

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070252391A1 (en) 2006-04-28 2007-11-01 Chen Shih H Thermal wind power generator
JP2013087682A (en) 2011-10-18 2013-05-13 Misawa Homes Co Ltd Power generation system in building
KR101384185B1 (en) 2012-11-09 2014-04-17 (주)보은 Steel making waste heat recovery device
CN108771939A (en) 2018-07-03 2018-11-09 袁昭 A kind of coal-burning boiler flue dust minimum discharge facility of efficient waste heat recycling
CN209621522U (en) 2018-12-17 2019-11-12 谢宇坤 wind power plant

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022151176A (en) 2022-10-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7615884B2 (en) Hybrid wind turbine system, apparatus and method
US8938967B2 (en) Hybrid wind turbine
RU2532635C2 (en) Electric energy accumulation by thermal accumulator and reverse electric energy production by thermodynamic cyclic process
US7168251B1 (en) Wind energy turbine
US8360715B2 (en) Wind turbine generator
US7154190B2 (en) All-weather energy and water production via steam-enhanced vortex tower
CN104169577B (en) Solar chimney with external vertical axis wind turbine
CN201687531U (en) Hot air flow generating device
CN102245861A (en) Power plant comprising a turbine unit and a generator
SE536432C2 (en) Heating cycle for transfer of heat between media and for generating electricity
KR20170083672A (en) Organic Rankine Cycle Turbogenerator included pre-heater which hold energy from the sun
JP6453037B2 (en) Sludge drying system and sludge drying method
JP7594480B2 (en) Waste heat utilization system
CN114641452A (en) Cogeneration turbine for power generation and seawater desalination
CN105091313A (en) Self-contained electric gas water heater
JP5432302B2 (en) Biomass fuel production machine
CN202493303U (en) Energy-saving and environment-friendly engine
JP3167929U (en) Updraft power generator
WO2016008179A1 (en) Self-made wind power generation system
CN105041394B (en) A power generation system and its operation control method
JP6847682B2 (en) How to operate a waste power plant and a waste power plant
RU2382277C1 (en) Aerodynamic plant
CN206113085U (en) A waste heat utilization system and thermal generator set for thermal generator set
JP2001323806A (en) Steam circulation system, and cogeneration system
RU2156360C2 (en) Steam-turbine plant

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20240209

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240918

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20241001

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20241021

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20241119

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20241122

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7594480

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350