熱能回收裝置和控制方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及將排熱回收的熱能回收裝置。
【背景技術】
[0002]以往已知有將地熱水等的熱能回收的熱能回收裝置，其代表性的是雙循環發電裝置。
[0003]在日本特開平11 一 107906號中公開了雙循環發電系統的一例。該雙循環發電系統具有依次連接蒸發器、螺旋式渦輪機及冷凝器而使工作介質循環的閉環。在閉環中的將螺旋式渦輪機的上游側和下游側連接的旁通路中設置有壓力調節閥。當設置在閉環中的螺旋式渦輪機的上游側的壓力傳感器的檢測值超過設定值時，壓力調節閥打開。在閉環中的蒸發器與冷凝器之間設置有自動閥。自動閥通常打開，且設定為當發生某種故障而斷電時自動地關閉。如果斷電而自動閥關閉，則不向蒸發器供給工作介質，所以即使向蒸發器供給熱源流體，在蒸發器中也不繼續工作介質的蒸發，抑制了設置在閉環中的安全閥由于異常的壓力上升而工作。
[0004]但是，在上述現有技術中，在斷電的狀態下，向冷凝器供給冷卻水的冷卻水栗保持停止的狀態，所以不進行由冷卻水對工作介質進行的強制冷卻。因此，即使壓力傳感器的檢測值超過設定值而使壓力調節閥打開，使閉環內的壓力下降的效率也不充分，不一定能夠防止安全閥的工作。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種在循環栗停止后能夠抑制工作介質的循環流路中的壓力的過度上升的熱能回收裝置。
[0006]作為解決上述課題的手段，本發明是一種熱能回收裝置，包括:加熱器，通過使熱介質與工作介質熱交換，將該工作介質加熱；膨脹機，從上述加熱器流出的工作介質流入該膨脹機；動力回收機，與上述膨脹機連接；冷凝器，通過與冷卻介質的熱交換，使從上述膨脹機流入的工作介質冷凝；循環栗，將由上述冷凝器冷凝后的工作介質向上述加熱器輸送；供工作介質循環的循環流路，將上述加熱器、上述膨脹機、上述冷凝器及上述循環栗相連；旁通路，將上述循環流路的比上述膨脹機靠上游側的部位與比上述膨脹機靠下游側的部位連接；旁通閥，設置在上述旁通路中；冷卻介質栗，將上述冷卻介質輸送至上述冷凝器；和控制部；上述控制部在檢測到上述循環栗停止時，為了使由上述加熱器蒸發的工作介質冷凝，而執行連通控制，該連通控制是通過打開上述旁通閥而經由上述旁通路將上述加熱器與上述冷凝器連通的控制。
[0007]在本熱能回收裝置中，由于在循環栗停止后，能夠將由加熱器蒸發的工作介質迅速地向冷凝器輸送，所以防止了由于利用加熱器將工作介質加熱而使循環流路內的壓力過度地上升。
[0008]在本發明中優選的是，上述控制部在檢測到上述循環栗停止時，為了使由上述加熱器蒸發的工作介質冷凝，而執行供給控制，該供給控制是使上述冷卻介質栗驅動而向上述冷凝器供給冷卻介質的控制。
[0009]如果這樣，則能夠容易地控制冷卻介質的流量。
[0010]此外，在本發明中優選的是，還包括配置在上述循環流路中的從上述加熱器至上述冷凝器的路徑中且檢測工作介質的壓力或溫度的傳感器，上述控制部先僅進行上述連通控制，在上述傳感器的檢測值成為閾值以上的情況下進行上述供給控制。
[0011]如果這樣，則防止了不必要地輸送冷卻介質。
[0012]此外，在本發明中優選的是，還包括配置在上述循環流路中的上述加熱器與上述膨脹機之間的部位且檢測工作介質的壓力或溫度的傳感器，上述控制部在上述傳感器的檢測值成為閾值以上的情況下，進行上述連通控制和上述供給控制。
[0013]如果這樣，則防止了不必要地輸送冷卻介質。
[0014]此外，在本發明中優選的是，還包括將工作介質向上述膨脹機的流入截止的截止閥，上述控制部對應于上述循環栗的停止而將上述截止閥關閉。
[0015]如果這樣，則能夠將蒸發的全部量的工作介質經由旁通路輸送至冷凝器，能夠更迅速地使壓力降低。
[0016]此外，本發明是一種熱能回收裝置的控制方法，上述熱能回收裝置包括:使工作介質在加熱器、膨脹機、冷凝器及循環栗之間循環的循環流路；和與上述膨脹機連接的動力回收機，上述控制方法是上述熱能回收裝置停止時的壓力控制方法，所述熱能回收裝置的控制方法包括:停止步驟，使上述循環栗停止；連通步驟，在上述停止步驟后，將上述加熱器與上述冷凝器連通；和供給步驟，是在上述停止步驟后向上述冷凝器供給冷卻介質的控制。
[0017]在本控制方法中，防止了在循環栗停止后由于利用加熱器將工作介質加熱而使循環流路內的壓力過度地上升。
[0018]如以上說明的那樣，根據本發明，能夠提供一種在循環栗停止后能夠抑制工作介質的循環流路中的壓力的過度上升的熱能回收裝置。
【附圖說明】
[0019]圖1是表示本發明的第I實施方式的熱能回收裝置的結構的框圖。
[0020]圖2是表示熱能回收裝置的控制部的工作的流程圖。
[0021]圖3是表示本發明的第2實施方式的熱能回收裝置的結構的框圖。
[0022]圖4是表示熱能回收裝置的控制部的工作的流程圖。
【具體實施方式】
[0023]以下，參照附圖對本發明的優選實施方式詳細說明。
[0024](第I實施方式)
圖1是表示本發明的第I實施方式的熱能回收裝置I的結構的框圖。在圖1中，實線的箭頭表示各種介質的流動，虛線的箭頭表示電信號的流動。熱能回收裝置I包括加熱器2、膨脹機3、冷凝器5、循環栗7、作為動力回收機的發電機4、冷卻介質栗6、循環流路8和控制部14。熱能回收裝置I還包括截止閥13、上游側傳感器9、上游側安全閥17和下游側安全閥18。發電機4與膨脹機3連接。在循環流路8中依次連接著加熱器2、膨脹機3、冷凝器5及循環栗7，工作介質在這些部件之間循環。作為工作介質，可以使用例如R245fa等比水沸點低的低沸點有機介質(氟利昂等)。在以下的說明中，將循環流路8中的作為膨脹機3的上游側的部位的加熱器2與膨脹機3之間的部位稱為“上游路81”。將循環流路8中的作為膨脹機3的下游側的部位的膨脹機3與冷凝器5之間的部位稱為“下游路82”。循環流路8包括繞過膨脹機3的旁通路11和設置在旁通路11中的旁通閥12。控制部14進行截止閥13和旁通閥12的開閉控制、以及循環栗7和冷卻介質栗6的驅動控制。
[0025]加熱器2具有供工作介質流動的流路和供熱介質流動的流路，在工作介質與熱介質之間進行熱交換，將液相工作介質加熱而使其蒸發。在重力方向上，加熱器2位于比冷凝器5靠下方的位置。作為熱介質，例如利用來自船舶等的內燃機的排熱或從增壓器放出的壓縮空氣等。此外，可以舉出從壓縮機放出的高溫壓縮氣體等，但并沒有特別限定。在熱能回收裝置I中，不論是驅動時或停止時，熱介質都總是或斷續地向加熱器2流入。
[0026]膨脹機3是螺旋膨脹機，配置在循環流路8中的加熱器2的下游側。從加熱器2流出的氣相工作介質流入膨脹機3。作為膨脹機，也可以使用渦旋式或渦輪式。在膨脹機3中，通過工作介質膨脹，使膨脹機3內的轉子旋轉。由此，由與膨脹機3連接的發電機4進行發電。
[0027]冷凝器5具有供冷卻介質流動的流路和供工作介質流動的流路，在冷卻介質與從膨