[发明专利]能量回收装置和压缩装置以及能量回收方法

说明书

技术领域

本发明涉及回收热能的能量回收装置。

背景技术

近年来，提出了将从压缩机排出的压缩气体所具有的能量回收的系统。例如，在专利文献1中公开了这样一种压缩机的能量回收系统，包括：前段的叶轮；第1蒸发器，使从前段的叶轮排出的压缩气体与液相工作介质热交换；第1冷却器，将从第1蒸发器流出的气体冷却；后段的叶轮，将从第1冷却器流出的气体压缩；第2蒸发器，使从后段的叶轮排出的压缩气体与液相工作介质热交换；第2冷却器，将从第2蒸发器流出的气体冷却；涡轮，使从各蒸发器流出的气相工作介质膨胀；交流发电机，与涡轮连接；冷凝器，使从涡轮流出的工作介质冷凝；循环泵，将从冷凝器流出的液相工作介质向各蒸发器压送。在该系统中，第1蒸发器和第2蒸发器以相互并列的方式连接。即，被从泵排出的液相工作介质的一部分向第1蒸发器流入，并且其余部分向第2蒸发器流入，从各蒸发器流出的工作介质在涡轮的上游侧汇合后向涡轮流入。

专利文献1：日本特开2013－057256号公报。

在上述专利文献1所记载的系统中，由于各叶轮（各压缩机）的压缩比设定为相互不同的值等，使得有时在从各压缩机排出的压缩气体的温度之间产生差异。在该情况下，在温度较高的压缩气体流入的蒸发器中，与该压缩气体热交换后的气相的工作介质的温度过度地上升。通过气相的工作介质的显热量增大，使得不能用该蒸发器高效地将压缩气体冷却。此外，也有可能由于高温的工作介质而使设置在该蒸发器的下游侧的仪器损伤。

另一方面，在温度较低的压缩气体流入的蒸发器中，由于向该蒸发器流入的工作介质的流量变得过多，使得不能充分地使工作介质蒸发，即，不能利用工作介质的潜热将压缩气体充分地冷却。此外，如果在气液二相的状态下工作介质向涡轮流入，则涡轮也有可能损伤。

发明内容

本发明是鉴于上述课题而完成的，目的是当从多个热源回收热能时，即使在各热源的温度不同的情况下也高效地回收热能。

作为用来解决上述课题的技术方案，本发明是一种能量回收装置，通过工作介质的朗肯循环将来自热源的热能回收，由以下部分构成：多个热交换器，在上述朗肯循环上相互并联地连接，并且不同的热源流入上述多个热交换器的每个中；膨胀机，使在上述多个热交换器中与热源热交换后的工作介质膨胀；动力回收部，将来自上述膨胀机的动力回收；冷凝器，使从上述膨胀机流出的工作介质冷凝；泵，将从上述冷凝器流出的工作介质向上述多个热交换器输送；多个温度传感器，检测从上述多个热交换器的每个流出的气相的工作介质的温度；多个压力传感器，检测从上述多个热交换器的每个流出的气相的工作介质的压力；流量调节阀，设置在朝向上述多个热交换器的每个的多个分支流路中的至少一个分支流路中；以及调节部，通过控制上述流量调节阀，调节液相的工作介质向上述多个热交换器的每个的流入量，上述调节部基于上述多个温度传感器的每个检测到的温度，或基于根据上述多个温度传感器的每个检测到的温度和上述多个压力传感器的每个检测到的压力计算出的各个过热度，进行控制。

在本发明中，基于上述温度或上述过热度调节工作介质向各热交换器的流入量。由此，在一方的热交换器中抑制了由于工作介质的过热度过度地上升而使气相的工作介质的显热量增大，能够高效地进行压缩气体的热回收。此外，在另一方的热交换器中，防止了工作介质作为液体流出，能够有效地利用工作介质的潜热，能够高效地进行压缩气体的热回收。

进而，通过控制流量调节阀的开度这一简单的构成，能够进行工作介质向各热交换器的流入量的调节。

此外，在本发明中优选的是，还包括调节液相的工作介质向上述多个热交换器流入的整体流量的整体流量控制部，上述整体流量控制部基于上述多个温度传感器的每个检测到的温度，或基于根据上述多个温度传感器的每个检测到的温度和上述多个压力传感器的每个检测到的压力计算出的各个过热度，控制从上述泵送出的工作介质的流量，以使从上述多个热交换器流出的气相的工作介质的过热度的平均值或温度的平均值收纳在特定的范围内。

或者，在本发明中优选的是，上述控制部包括调节液相的工作介质向上述多个热交换器流入的整体流量的整体流量控制部，上述整体流量控制部基于上述多个温度传感器的每个检测到的温度，或基于根据上述多个温度传感器的每个检测到的温度和上述多个压力传感器的每个检测到的压力计算出的各个过热度，控制从上述泵送出的工作介质的流量，以使从上述多个热交换器流出的气相的工作介质汇合后流入上述膨胀机之前的气相的工作介质的过热度或温度收纳在特定的范围内。