コージェネレーションを対象とした排熱回収発電システムに関する研究 : スクロール蒸気膨張機を用いたディーゼル機関冷却水からの動力回収

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タイトル別名
  • Study on heat recovery generation system for co-generation : power recovery by scroll steam expander from a diesel engine coolant
  • コージェネレーション オ タイショウ トシタ ハイネツ カイシュウ ハツデン システム ニカンスル ケンキュウ : スクロール ジョウキ ボウチョウキ オ モチイタ ディーゼル キカン レイキャクスイ カラノ ドウリョク カイシュウ

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抄録

近年、省エネルギの観点から病院やオフィスといった民生部門にコージェネレーションシステムの導入が進んでいる.しかし原動機の小容量化に伴って発電効率は低下し,熱需要の減少する春や秋の中間期において排熱利用率が低下する.この課題に対して本研究では未利用の排熱から発電を行う高効率な排熱回収発電システムを提案している.本論文ではスクロール蒸気膨張機を用いて10kW級のディーゼル機関のジャケット冷却水から動力回収を行うべく排熱回収発電システムを構築した.システムの外部から供給される水はジャケット冷却水と熱交換されることで熱水となり,真空ポンプによってシステム全体を減圧することで蒸気となる.システム全体の効率と膨張機の性能を測定し,電気ボイラを用いて正圧下で駆動させたスクロール膨張機の性能と比較を行った.本実験では膨張機の回転数を1500rpmとしたときに38.9Wの動力を回収することができたものの,膨張機の断熱効率が約20%となり,サイクル効率は1.9%という低い値となった.これは漏れ損失と機械損失の膨張機性能への影響が増大するためである.

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