(57)【要約】【課題】低温で保有熱の利用が難しい温排水から再利用可能な温度の熱源を得るための熱回収システムであって、低コストで熱回収効率が高い熱回収システムを提案する。【解決手段】一実施形態に係る熱回収システムは、第１温排水をフラッシュさせるためのフラッシュタンクと、前記フラッシュタンク内の低圧蒸気を圧縮して前記第１温排水よりも高温の圧縮水蒸気を生成するための圧縮機と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１温排水をフラッシュさせるためのフラッシュタンクと、
前記フラッシュタンク内の低圧蒸気を圧縮して前記第１温排水よりも高温の圧縮水蒸気を生成するための圧縮機と、
を備えることを特徴とする熱回収システム。
【請求項２】
上部に前記第１温排水の入口及び出口が設けられ、下部に前記フラッシュタンクから排出される第２温排水の入口及び出口が設けられた第１成層タンクを備えることを特徴とする請求項１に記載の熱回収システム。
【請求項３】
前記圧縮機から吐出された前記圧縮水蒸気を液化して温水を生成する液化器を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱回収システム。
【請求項４】
前記温水を第１供給先に供給すると共に、前記温水が前記第１供給先で熱源として使用された後の使用後温水を前記液化器に戻すように構成したことを特徴とする請求項３に記載の熱回収システム。
【請求項５】
前記液化器の内部に前記圧縮水蒸気と前記使用後温水との接触面積を増加可能な充填材を備えることを特徴とする請求項４に記載の熱回収システム。
【請求項６】
上部に前記液化器で液化した前記温水の入口及び出口が設けられ、下部に前記使用後温水の入口及び出口が設けられた第２成層タンクと、
前記第２成層タンクの下部に設けられた前記出口から前記使用後温水を前記液化器に戻す管路と、
を備えることを特徴とする請求項４又は５に記載の熱回収システム。
【請求項７】
上部に前記第１温排水の入口及び出口が設けられ、下部に前記フラッシュタンクから排出される第２温排水の入口及び出口が設けられた第１成層タンクを備え、
前記第１成層タンクの下部に貯留された前記第２温排水を冷却媒体として第２供給先に供給し、前記第２供給先で冷却媒体として使用された後の使用後第２温排水を前記第１成層タンクの上部又は前記第２成層タンクの下部に戻すように構成したことを特徴とする請求項６に記載の熱回収システム。
【請求項８】
前記圧縮機は遠心圧縮機で構成されることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の熱回収システム。
【請求項９】
温排水をフラッシュタンクでフラッシュさせ、低圧蒸気とするフラッシュステップと、
前記低圧蒸気を圧縮機で圧縮して前記温排水よりも高温の圧縮水蒸気を生成する生成ステップと、
を含み、
前記圧縮水蒸気を熱源として利用することを特徴とする熱回収方法。
【請求項１０】
前記温排水の温度が７０℃以上９０℃以下であり、前記圧縮水蒸気の温度が１００℃以上１４０℃以下であることを特徴とする請求項９に記載の熱回収方法。
【請求項１１】
前記圧縮機から吐出された前記圧縮水蒸気を液化して温水を生成する液化ステップを含むことを特徴とする請求項９又は１０に記載の熱回収方法。
【請求項１２】
前記液化ステップにおいて、
前記圧縮水蒸気の温度が１００℃以上１４０℃以下であり、前記圧縮水蒸気が液化した前記温水の温度が８５℃以上１００℃以下であることを特徴とする請求項１１に記載の熱回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、熱回収システム及び熱回収方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種工場からは種々の工程で温排水が排出される。９０℃付近の温排水であれば、熱源として再利用できる場合が多いが、６０〜８０℃の温排水は廃棄される場合が多い。従って、６０〜８０℃の温排水が保有する熱を利用できれば、低温排熱の有効利用が可能になる。
特許文献１及び２には、吸熱部（又は蒸発器）及び放熱部（又は凝縮器）を備えるヒートポンプを用い、建物などから排出される温排水から熱を回収して湯水を得る熱回収システムが開示されている。特許文献３には、冷媒回路に圧縮機、蒸発器、凝縮器等のヒートポンプサイクル構成機器が設けられたヒートポンプを用い、建物などから排出される温排水から熱を回収して湯水を得る熱回収システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平２−１４６４６３号公報
【特許文献２】特開２００５−１２７６２０号公報
【特許文献３】特開２００３−４２５３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１〜３に開示された熱回収システムは、温排水から湯水を得るまでに、温排水と、ヒートポンプの熱媒体と、上水との間で、複数の間接熱交換器を用いて複数回の間接熱交換を行っている。間接熱交換は、熱交換を行う熱媒体間で温度差があるため、その温度差だけ熱回収効率は低下する。また、複数の間接熱交換器を用いるため高コストになるという問題がある。
【０００５】
一実施形態は、低温で保有熱の利用が難しい温排水から再利用可能な温度の熱源を得るための熱回収システムであって、低コストで熱回収効率が高い熱回収システムを提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）一実施形態に係る熱回収システムは、
第１温排水をフラッシュさせるためのフラッシュタンクと、
前記フラッシュタンク内の低圧蒸気を圧縮して前記第１温排水よりも高温の圧縮水蒸気を生成するための圧縮機と、
を備える。
上記（１）の構成において、第１温排水をフラッシュタンクでフラッシュさせて低圧蒸気とし、この低圧蒸気を圧縮機で圧縮して温排水より高温の圧縮水蒸気を生成する。これによって、比較的低温（例えば、５０〜８０℃）であって保有熱の利用が難しい第１温排水を９０℃付近の熱利用が可能な熱媒体とすることができる。また、圧縮水蒸気を生成する過程で間接熱交換を行わず、第１温排水から直接高温熱源となる熱媒体を生成できるため、熱効率を向上できる。また、高価な間接熱交換器を用いないため低コストとなる。
【０００７】
（２）一実施形態では、前記（１）の構成において、
上部に前記第１温排水の入口及び出口が設けられ、下部に前記フラッシュタンクから排出される第２温排水の入口及び出口が設けられた第１成層タンクを備える。
上記（２）の構成によれば、第１温排水と第１温排水より低温となる第２温排水とは、比重差により第１温排水が第１成層タンクの上部空間に貯留され、第２温排水が第１成層タンクの下部空間に分離して貯留する。そのため、１個のタンクで第１成層タンクに貯留した第１温排水をフラッシュタンクに安定供給できると共に、第１成層タンクに貯留した第２温排水を他の用途に利用できる。
【０００８】
（３）一実施形態では、前記（１）又は（２）の構成において、
前記圧縮機から吐出された前記圧縮水蒸気を液化して温水を生成する液化器を備える。
上記（３）の構成によれば、圧縮機から吐出された圧縮水蒸気を温水に変えることで、用途範囲が広い９０℃前後の高温水を得ることができる。
【０００９】
（４）一実施形態では、前記（３）の構成において、
前記温水を第１供給先に供給すると共に、前記温水が前記第１供給先で熱源として使用された後の使用後温水を前記液化器に戻すように構成する。
上記（４）の構成によれば、圧縮機から吐出された圧縮水蒸気を温水に変える場合に、第１供給先で熱源として使用された後の使用後温水を冷却媒体として用いることで、圧縮水蒸気を必要以上に加熱することなく温水に変えることができる。即ち、圧縮水蒸気の保有熱に使用後温水の保有熱を加えることで、圧縮水蒸気を高温の温水に変えることができる。これによって、用途範囲が広い高温水を得ることができる。
【００１０】
（５）一実施形態では、前記（４）の構成において、
前記液化器の内部に前記圧縮水蒸気と前記使用後温水との接触面積を増加可能な充填材を備える。
上記（５）の構成によれば、上記充填材を備えるため、圧縮水蒸気と使用後温水との熱交換効率を向上できる。従って、別に冷却媒体を必要とすることなく、使用後温水を用いて低温度差で圧縮水蒸気を液化できる。
【００１１】
（６）一実施形態では、前記（４）又は（５）の構成において、
上部に前記液化器で液化した前記温水の入口及び出口が設けられ、下部に前記使用後温水の入口及び出口が設けられた第２成層タンクと、
前記第２成層タンクの下部に設けられた前記出口から前記使用後温水を前記液化器に戻す管路と、
を備える。
上記（６）の構成によれば、液化器で圧縮水蒸気が液化した高温の温水を第２成層タンクの上方空間へ、該温水が第１供給先で熱源として使用され、該温水より温度が低下した使用後温水を第２成層タンクの下方空間に貯留できるので、液化器で液化した温水の第１供給先への安定供給と、使用後温水の液化器への安定供給が１個のタンクで可能になる。
【００１２】
（７）一実施形態では、前記（６）の構成において、
上部に前記第１温排水の入口及び出口が設けられ、下部に前記フラッシュタンクから排出される第２温排水の入口及び出口が設けられた第１成層タンクを備え、
前記第１成層タンクの下部に貯留された前記第２温排水を冷却媒体として第２供給先に供給し、前記第２供給先で冷却媒体として使用された後の使用後第２温排水を前記第１成層タンクの上部又は前記第２成層タンクの下部に戻すように構成する。
上記（７）の構成によれば、第１供給先への熱源としての温水の供給と共に、第２供給先への冷熱源としての第２温排水の供給が同時に可能になる。
【００１３】
（８）一実施形態では、前記（１）〜（７）の何れかの構成において、
前記圧縮機は遠心圧縮機で構成される。
上記（８）の構成によれば、圧縮機として、容積型圧縮機と比べて圧縮比は大きくならないが、容積型圧縮機と比べてシール部が少ない遠心圧縮機を用いることで、機外への又は機外からの圧縮水蒸気の漏れと漏れ込みを抑制でき、これによって、原料となる温排水と生成する温水との温度差が小さい場合でも、熱効率の低下を抑制できる。
【００１４】
（９）一実施形態に係る熱回収方法は、
温排水をフラッシュタンクでフラッシュさせ、低圧蒸気とするフラッシュステップと、
前記低圧蒸気を圧縮機で圧縮して前記温排水よりも高温の圧縮水蒸気を生成する生成ステップと、
を含み、
前記圧縮水蒸気を熱源として利用する。
上記（９）の方法によれば、温排水をフラッシュタンクで減圧して低圧蒸気とし、この低圧蒸気を圧縮機で圧縮して該温排水より高温の圧縮水蒸気を生成する。これによって、比較的低温（例えば、５０〜８０℃）であって保有熱の利用が難しい第１温排水を９０℃付近の熱利用が可能な熱媒体とすることができる。また、圧縮水蒸気を生成する過程で間接熱交換を行わず、第１温排水から直接高温熱源となる熱媒体を生成できるため、熱効率を向上できる。また、高価な間接熱交換器を用いないため、低コストとなる。
【００１５】
（１０）一実施形態では、前記（９）の方法において、
前記温排水の温度が７０℃以上９０℃以下であり、前記圧縮水蒸気の温度が１００℃以上１４０℃以下である。
上記（１０）の方法によれば、７０〜９０℃の温排水を用途が広い１００〜１４０℃の圧縮水蒸気にすることができる。
【００１６】
（１１）一実施形態では、前記（９）又は（１０）の方法において、
前記圧縮機から吐出された前記圧縮水蒸気を液化して温水を生成する液化ステップを含む。
上記（１１）の方法によれば、上記液化ステップにより、圧縮機から吐出された圧縮水蒸気から用途範囲が広い９０℃付近の高温水を得ることができる。
【００１７】
（１２）一実施形態では、前記（１１）の方法において、
前記液化ステップにおいて、
前記圧縮水蒸気の温度が１００℃以上１４０℃以下であり、前記圧縮水蒸気が液化した前記温水の温度が８５℃以上１００℃以下である。
上記（１２）の方法によれば、圧縮機から吐出された圧縮水蒸気から用途範囲が広い８５〜１００℃の高温水を得ることができる。
【発明の効果】
【００１８】
幾つかの実施形態によれば、再利用が難しい低温排水を９０℃付近の熱利用が可能な熱媒体とすることができる。また、圧縮水蒸気を生成する過程で間接熱交換を行わず、第１温排水から直接高温熱源となる熱媒体を生成できるため、熱効率を向上できると共に、高価な間接熱交換器を用いないため、低コストが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】一実施形態に係る熱回収システムの系統図である。
【図２】一実施形態に係る熱回収システムの系統図である。
【図３】一実施形態に係る熱回収システムの系統図である。
【図４】一実施形態に係る熱回収システムの系統図である。
【図５】一実施形態に係る熱回収方法の工程図である。
【図６】幾つかの実施形態に係る熱回収システムのＣＯＰの計算値を示す表である。
【図７】比較例としての従来の閉サイクルヒートポンプのＣＯＰの計算値を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載され又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一つの構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【００２１】
図１〜図４は、幾つかの実施形態に係る熱回収システム１０（１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ）を示す系統図である。図１〜図４に示すように、熱回収システム１０（１０Ａ〜１０Ｄ）は、工場などから排出される比較的低温（例えば、６０〜８０℃）の温排水ａ（第１温排水）を減圧して一部を気化させるためのフラッシュタンク１２と、生成したフラッシュタンク１２内の低圧蒸気ｂを圧縮して温排水ａよりも高温の圧縮水蒸気ｃを生成するための圧縮機１４と、を備える。
上記構成において、温排水ａをフラッシュタンク１２で減圧して低圧蒸気ｂとする。この低圧蒸気ｂを圧縮機１４で圧縮して温排水ａより高温の圧縮水蒸気ｃを生成する。これによって、比較的低温（例えば、５０〜８０℃）であって保有熱の利用が難しい温排水ａを９０℃付近の熱利用が可能な熱媒体とすることができる。また、圧縮水蒸気ｃを生成する過程で間接熱交換を行わず、温排水ａから直接高温熱源となる圧縮水蒸気ｃを生成できるため、熱効率を向上できる。また、高価な間接熱交換器を用いないため低コストとなる。
【００２２】
一実施形態では、図１〜図４に示すように、温排水ａは管路２２を介してフラッシュタンク１２に供給される。フラッシュタンク１２は鉛直方向に立設された中空円筒形の容器で構成され、内部を減圧可能に構成されている。フラッシュタンク１２の内部を減圧することで、供給された温排水ａの一部を気化し低圧蒸気ｂにする。低圧蒸気ｂはフラッシュタンク１２の上部に接続された管路２５から圧縮機１４に供給される。
一実施形態では、フラッシュタンク１２の内部には、フラッシュタンク１２の横断面全体に気液分離材２４が設けられる。気液分離材２４は、後述する充填材４８と類似の構成を有し、気化した蒸気に含まれる湿分との接触面積を増加できる材料で構成される。該湿分が気液分離材２４に付着することにより蒸気から液分を効率的に分離できる。
【００２３】
一実施形態では、フラッシュタンク１２における管路２２の入口は気液分離材２４より上方に設けられる。気液分離材２４に付着した液分は重力で流下し、フラッシュタンク１２の下部に溜まる。フラッシュタンク１２内で気化した低圧蒸気ｂが蒸発潜熱を奪うため、フラッシュタンク１２内の気体及び液体は共に冷却され、フラッシュタンク１２に供給される温排水ａより低温となる。気化した低圧蒸気ｂはフラッシュタンク１２の上部に接続された管路２５を介して圧縮機１４に送られ、気化しない温排水ｄ（第２温排水）はフラッシュタンク１２の下部に接続された管路２６からポンプ２８によって排出される。温排水ａは熱回収器（不図示）などからフラッシュタンク１２に供給され、温排水ｄは熱回収器（不図示）などに排出される。
【００２４】
一実施形態では、図３及び図４に示すように、低温成層タンク１８（第１成層タンク）を備える。低温成層タンク１８は上部に温排水ａが出入りする入口３０及び出口３２が設けられ、下部にフラッシュタンク１２から排出される温排水ｄが出入りする入口３４及び出口３６が設けられる。温排水ａは入口３０から低温成層タンク１８の上部空間に供給され、出口３２から管路２２を経てフラッシュタンク１２に供給される。温排水ｄは管路２６及び入口３４から低温成層タンク１８の下部空間に供給され、出口３６から管路４０を経て排出される。フラッシュタンク１２内で温排水ａと温排水ｄとは交じり合わない。
この実施形態によれば、温排水ａと温排水ａより低温の温排水ｄとは、比重差により温排水ａが低温成層タンク１８の上部空間に貯留され、温排水ｄが低温成層タンク１８の下部空間に分離して貯留する。そのため、１個のタンクで低温成層タンク１８に貯留した温排水ａをフラッシュタンク１２に安定供給できると共に、低温成層タンク１８に貯留した温排水ｄを適宜他の用途に利用できる。
【００２５】
一実施形態では、図１及び図３に示すように、圧縮機１４の下流側に液化器１６を備える。液化器１６では、圧縮機１４から吐出された圧縮水蒸気ｃを液化して温水を生成する。圧縮機１４から吐出された圧縮水蒸気ｃを温水に変えることで、用途範囲が広い９０℃前後の高温水ｅを得ることができる。
一実施形態では、液化器１６は鉛直方向に立設された中空円筒形の容器で構成されている。該容器の下部に高温水ｅを排出するための管路４２が接続され、高温水ｅは管路４２に設けられたポンプ４４で供給先（利用先）４５（第１供給先）に送られる。
【００２６】
一実施形態では、図１及び図３に示すように、高温水ｅを供給先４５に供給すると共に、高温水ｅが供給先４５で熱源として使用された後の使用後温水ｆを液化器１６に戻すように構成される。この実施形態によれば、液化器１６の内部で圧縮機１４から吐出された圧縮水蒸気ｃを温水に変える場合に、供給先４５で熱源として使用された後の使用後温水ｆを冷却媒体として用いることで、圧縮水蒸気ｃを必要以上に加熱することなく温水に変えることができる。即ち、圧縮水蒸気ｃに使用後温水ｆの保有熱を加えることで、圧縮水蒸気ｃを高温の温水に変えることができる。これによって、用途範囲が広い高温水ｅを得ることができる。
【００２７】
一実施形態では、圧縮機１４から吐出された圧縮水蒸気ｃは管路５０を介して液化器１６の下部（充填材４８の下方位置）に接続される。充填材４８の下方に供給された圧縮水蒸気ｃは上昇して充填材４８の表面に付着し液化される。使用後温水ｆは液化器１６の上部に接続された管路４６（又は６４）を介して液化器１６の上部から供給され、充填材４８に付着した圧縮水蒸気ｃの液化液と接触する。
【００２８】
一実施形態では、液化器１６の内部に圧縮水蒸気ｃと使用後温水ｆとの接触面積を増加可能な充填材４８を備える。この充填材４８によって、圧縮水蒸気ｃと使用後温水ｆとの熱交換効率を向上できる。従って、別に冷却媒体を必要とすることなく、使用後温水ｆを用いて低温度差で圧縮水蒸気を液化できる。
一実施形態では、充填材４８は液化器１６の横断面全面に設けられ、これによって、気体と液体との接触面積を大幅に増加できるため、低温度差で圧縮水蒸気ｃを液化できる。
【００２９】
一実施形態では、図３に示すように、液化器１６の下流側に高温成層タンク２０（第２成層タンク）を備える。高温成層タンク２０は、上部に液化器１６で液化した高温水ｅが出入りする入口５２及び出口５４が設けられ、下部に使用後温水ｆが出入りする入口５６及び出口５８が設けられている。高温水ｅは管路６０を介して管路６０に設けられたポンプ６２により入口５２から高温成層タンク２０に供給され、高温成層タンク２０から管路６６を介して供給先４５に供給される。また、使用後温水ｆを出口５８から液化器１６に戻す管路６４を備える。使用後温水ｆは供給先４５から管路６８を介して高温成層タンク２０の下部に流入する。高温成層タンク内の使用後温水ｆは、出口５８から管路６４を介して液化器１６に戻される。
【００３０】
この実施形態によれば、液化器１６で圧縮水蒸気ｃが液化した高温水ｅと使用後温水ｆとを１個の高温成層タンク２０に貯留できる。高温水ｅと保有熱が利用されて温度低下した使用後温水ｆとは、比重差によって高温水ｅが高温成層タンク２０の上部空間に貯留され、使用後温水ｆが高温成層タンク２０の下部空間に貯留され、両者は分離貯留される。これによって、高温水ｅの供給先４５への安定供給と、使用後温水ｆの液化器１６への安定供給が１個のタンクで可能になる。
【００３１】
一実施形態では、管路６４は液化器１６の上部に接続される。従って、使用後温水ｆは液化器１６の内部で充填材４８の上方空間に戻され、重力で充填材４８に流下する。これによって、下方から充填材４８へ上昇する圧縮水蒸気ｃとの接触が促進されるため、圧縮水蒸気ｃの液化効率が高まる。
【００３２】
一実施形態では、図３に示す熱回収システム１０（１０Ｃ）において、低温成層タンク１８の下部に貯留された温排水ｄを管路７０を介して冷却媒体として供給先（利用先）７２（第２供給先）に供給する。温排水ｄは供給先７２で冷却媒体として使用され、温度が低下する。その後、使用後温水ｆは、管路７４を介して同程度の温度を有する温排水ｄが貯留された低温成層タンク１８の上部空間又は高温成層タンク２０の下部空間に戻される。
熱回収システム１０（１０Ｃ）では、供給先４５への熱源としての高温水ｅの供給と共に、供給先７２への冷熱源としての温排水ｄの供給が同時に可能になる。
【００３３】
一実施形態では、圧縮機１４は遠心圧縮機で構成される。遠心圧縮機はスクリュ圧縮機や往復動圧縮機等の容積型圧縮機と比べて圧縮比は大きくならないが、容積型圧縮機と比べてシール部が少ない。従って、機外への又は機外からの圧縮水蒸気の漏れを抑制できるため、熱効率の低下を抑制できる。
【００３４】
一実施形態に係る熱回収方法は、図５に示すように、必須工程として、フラッシュステップＳ１０と、生成ステップＳ１２とを含む。フラッシュタンク１２では、温排水ａをフラッシュタンク１２で減圧してフラッシュ（気化）させ、低圧蒸気ｂとする。生成ステップＳ１２では、この低圧蒸気ｂを圧縮機１４で圧縮して温排水ａよりも高温の圧縮水蒸気ｃを生成する。生成した圧縮水蒸気ｃを供給先４５に送り、熱源として利用する。
上記方法によれば、比較的低温（例えば、５０〜８０℃）であって保有熱の利用が難しい温排水ａを９０℃付近の保有熱の利用が可能な熱媒体とすることができる。また、特許文献１〜３のように、圧縮水蒸気ｃを生成する過程で間接熱交換を行わず、温排水ａから直接高温熱源となる圧縮水蒸気ｃを生成できるため、熱効率を向上できる。また、高価な間接熱交換器を用いないため、低コストとなる。
【００３５】
一実施形態では、温排水ａの温度が７０〜９０℃であるとき、この温度の温排水ａから１００〜１４０℃の圧縮水蒸気ｃを得ることができる。従って、再利用が難しい温排水ａを用途範囲が広い圧縮水蒸気ｃに変えることができる。
【００３６】
一実施形態では、図５に示すように、生成ステップＳ１２の後で、圧縮水蒸気ｃを液化して高温水ｅを生成する液化ステップＳ１４を含む。この実施形態によれば、圧縮水蒸気ｃからから用途範囲が広い高温水ｅを得ることができる。
一実施形態では、液化ステップＳ１４において、１００〜１４０℃の圧縮水蒸気ｃから用途範囲の広い８５〜１００℃の高温水ｅを得ることができる。
【００３７】
図６に示す表１は、幾つかの実施形態に係る熱回収システム１０（１０Ａ〜１０Ｄ）で得られるＣＯＰ（成績係数）の計算値を示し、図７に示す表２は、特許文献１〜３に記載されるように、間接熱交換器を用いた従来の閉サイクルヒートポンプで得られるＣＯＰの計算値を比較例として示す。表１において、「実施形態１」とは、図１及び図３に示すように、高温水ｅを得るための熱回収システム１０（１０Ａ、１０Ｃ）を指し、「実施形態２」とは、図２及び図４に示すように、圧縮水蒸気ｃを得るための熱回収システム１０（１０Ｂ、１０Ｄ）を指す。
【００３８】
表１及び表２において、「低温側熱源温水」とは、図１〜図４における「温排水ａ」を意味し、「高温側」とは「高温水ｅ」を意味し、「吸入飽和温度」とは「低圧蒸気ｂの温度」を意味し、「吐出蒸気温度」とは「圧縮水蒸気ｃの温度」を意味する。理解のため、夫々対応する符号を付している。なお、表１中の「実施形態２」における「高温側」とは、圧縮水蒸気ｃを意味するため、その温度は「吐出蒸気温度」と同一となる。
また、「カルノーＣＯＰ」とは、実施形態及び比較例ともカルノーサイクルを構成するとみなして計算したＣＯＰの値であり、「推定ＣＯＰ」とは、実際のＣＯＰを「カルノーＣＯＰ」の７０％であると推定して計算した計算値である。
また、表２においては、間接熱交換器で熱交換される２つの熱媒体の温度差が３．０℃であると仮定している。
【００３９】
表１及び表２に示されたＣＯＰ値から、実施形態に係るＣＯＰ値のほうが比較例より大きいことがわかる。実施形態１及び２では、全ステップＳ１０〜Ｓ１４で間接熱交換を行うステップはなく、液化ステップＳ１４においても圧縮水蒸気ｃと使用後温水ｆとを直接熱交換しているため、熱交換後の２つの熱媒体は温度差がなくなる。そのため、比較例よりＣＯＰが向上する。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
幾つかの実施形態によれば、再利用が難しい低温排水を９０℃付近の熱利用が可能な熱媒体とすることができると共に、装置を低コスト化でき、かつ熱回収効率を向上できる。従って、工場などから排出されるエネルギの有効利用が可能となる。
【符号の説明】
【００４１】
１０（１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ）    熱回収システム
１２    フラッシュタンク
１４    圧縮機
１６    液化器
１８    低温成層タンク（第１成層タンク）
２０    高温成層タンク（第２成層タンク）
２２、２５、２６、３８、４０、４２、４６、５０、６０，６４、６６、６８、７０、７４    管路
２４    気液分離材
２８、４４、６２    ポンプ
３０、３４、５２、５６    入口
３２、３６、５４、５８    出口
４５    供給先（第１供給先）
４８    充填材
７２    供給先（第２供給先）
ａ      温排水（第１温排水）
ｂ      低圧蒸気
ｃ      圧縮水蒸気
ｄ      温排水（第２温排水）
ｅ      高温水
ｆ      使用後温水
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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