(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮ガスを発生させる圧縮機と、
前記圧縮機で発生した前記圧縮ガスと水との熱交換により前記圧縮ガスから前記水に熱を伝達する冷却器と、
前記冷却器で加熱された前記水と作動媒体との熱交換により前記作動媒体を加熱する蒸発器と、前記蒸発器で加熱されて蒸発した前記作動媒体により発電を行う発電機とを含むバイナリ発電装置と、
前記蒸発器から流出する前記水を冷却可能な冷却源と、を備え、
前記冷却器は、前記冷却器から流出する前記水が通る水出口と、前記冷却器に流入する前記水が通る水入口とを含み、
前記バイナリ発電装置の前記蒸発器は、前記蒸発器に流入する前記水が通る水入口と、前記蒸発器から流出する前記水が通る水出口とを含み、
前記冷却器の前記水出口と前記蒸発器の前記水入口とは、温水ラインを介して接続されており、
前記冷却源と前記冷却器の前記水入口とは水ラインを介して接続されており、前記蒸発器の前記水出口と前記冷却源とは第１戻りラインを介して接続されており、
前記温水ラインまたは前記水ラインには、前記蒸発器に前記水を通すための温水ポンプが設けられており、
前記温水ラインには、前記冷却器の前記水出口からの前記水を前記蒸発器に流入させることに基づく熱利用量を調整するための第１バルブが設けられており、
前記冷却源は、前記水ラインを介して前記冷却器の前記水入口に接続された貯湯槽を含み、
前記冷却器は、前記冷却器の前記水出口と前記第１バルブとの間において分岐するバイパスラインと前記第１戻りラインとを介して、前記貯湯槽に接続されており、
前記バイパスラインには、前記冷却器の前記水出口からの前記水を前記貯湯槽に戻すことに基づくバイパス量を調整するための第２バルブが設けられている、圧縮機システム。
【請求項２】
前記バイナリ発電装置は、前記作動媒体を循環させるための媒体循環ラインと、前記作動媒体と前記水との熱交換により前記作動媒体を冷却する凝縮器とを含み、前記媒体循環ラインは、前記蒸発器、前記発電機および前記凝縮器を通っており、
前記冷却源は、前記凝縮器に接続されて前記水を冷却する冷却装置を更に含む、請求項１に記載の圧縮機システム。
【請求項３】
前記温水ラインまたは前記水ラインを通る前記水の温度を取得するコントローラを更に備え、
前記コントローラは、前記温水ラインまたは前記水ラインを通る前記水の温度に基づいて、前記第１バルブ、前記第２バルブ、または前記温水ポンプを制御する、請求項１または２に記載の圧縮機システム。
【請求項４】
前記温水ラインまたは前記水ラインを通る前記水の温度を取得するコントローラを更に備え、
前記貯湯槽と前記冷却装置とは、前記水を前記冷却装置から前記貯湯槽に供給するための供給ラインを介して接続されると共に、前記水を前記貯湯槽から前記冷却装置に戻すための第２戻りラインを介して接続され、
前記供給ラインには、前記冷却装置から前記貯湯槽へ供給される前記水の供給量を調整可能な温度調整バルブが設けられており、
前記コントローラは、前記温水ラインまたは前記水ラインを通る前記水の温度に基づいて、前記温度調整バルブを制御する、請求項２に記載の圧縮機システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、圧縮機システムおよび廃熱回収発電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧縮機は、圧縮工程において熱を発生させるため、圧縮ガスは、加熱されて高温状態となる。圧縮ガスは、クーラーに通されて、冷却され得る。圧縮ガスから除去された熱は、クーラーにおける熱交換により、冷却水に伝わる。この冷却水は、冷却塔等を通って冷却される。したがって、圧縮ガスから除去された熱は、最終的には、エネルギとして大気中に放出され得る。
【０００３】
特許文献１に記載されるように、背景技術として、圧縮ガスの冷却用のクーラーに冷却水を通し、クーラー内で水蒸気を取り出し、蒸気タービンを駆動して電力としてエネルギ回収する装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３１５２４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した従来の装置では、圧縮機効率の向上が図られ得る。しかし、圧縮機から出力されるエネルギの一部は、まだ捨てられている。すなわち、圧縮機からのエネルギ回収には改善の余地がある。
【０００６】
本開示は、圧縮機からのエネルギ回収の効率を高めることができる圧縮機システムおよび廃熱回収発電方法を説明する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一態様に係る圧縮機システムは、圧縮ガスを発生させる圧縮機と、圧縮機で発生した圧縮ガスと水との熱交換により圧縮ガスから水に熱を伝達する冷却器と、冷却器で加熱された水と作動媒体との熱交換により作動媒体を加熱する蒸発器と、蒸発器で加熱されて蒸発した作動媒体により発電を行う発電機とを含むバイナリ発電装置と、を備え、冷却器は、冷却器から流出する水が通る水出口を含み、バイナリ発電装置の蒸発器は、蒸発器に流入する水が通る水入口を含み、冷却器の水出口と蒸発器の水入口とは、温水ラインを介して接続されている。
【発明の効果】
【０００８】
本開示の一態様に係る圧縮機システムによれば、圧縮機からのエネルギ回収の効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本開示の第１実施形態に係る圧縮機システムの概略構成を示す図である。
【図２】図１の圧縮機システムにおける水温制御の実行手順を示すフローチャートである。
【図３】第１実施形態の第１変形例を示す図である。
【図４】第１実施形態の第２変形例を示す図である。
【図５】本開示の第２実施形態に係る圧縮機システムの概略構成を示す図である。
【図６】第２実施形態の第１変形例を示す図である。
【図７】第２実施形態の第２変形例を示す図である。
【図８】本開示の第３実施形態に係る圧縮機システムの概略構成を示す図である。
【図９】図８の圧縮機システムにおける水温制御の実行手順を示すフローチャートである。
【図１０】第３実施形態の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本開示の一態様に係る圧縮機システムは、圧縮ガスを発生させる圧縮機と、圧縮機で発生した圧縮ガスと水との熱交換により圧縮ガスから水に熱を伝達する冷却器と、冷却器で加熱された水と作動媒体との熱交換により作動媒体を加熱する蒸発器と、蒸発器で加熱されて蒸発した作動媒体により発電を行う発電機とを含むバイナリ発電装置と、蒸発器から流出する水を冷却可能な冷却源と、を備え、冷却器は、冷却器から流出する水が通る水出口と、冷却器に流入する水が通る水入口とを含み、バイナリ発電装置の蒸発器は、蒸発器に流入する水が通る水入口と、蒸発器から流出する水が通る水出口とを含み、冷却器の水出口と蒸発器の水入口とは、温水ラインを介して接続されており、冷却源と冷却器の水入口とは水ラインを介して接続されており、蒸発器の水出口と冷却源とは第１戻りラインを介して接続されており、温水ラインまたは水ラインには、蒸発器に水を通すための温水ポンプが設けられており、温水ラインには、冷却器の水出口からの水を蒸発器に流入させることに基づく熱利用量を調整するための第１バルブが設けられており、冷却源は、水ラインを介して冷却器の水入口に接続された貯湯槽を含み、冷却器は、冷却器の水出口と第１バルブとの間において分岐するバイパスラインと第１戻りラインとを介して、貯湯槽に接続されており、バイパスラインには、冷却器の水出口からの水を貯湯槽に戻すことに基づくバイパス量を調整するための第２バルブが設けられている。
【００１１】
この圧縮機システムによれば、冷却器において、圧縮ガスの熱が水に伝達される。冷却器で加熱された水は、冷却器の水出口、温水ライン、および蒸発器の水入口を通って、バイナリ発電装置の蒸発器に流入する。蒸発器では、作動媒体が加熱されて、蒸発する。これにより、発電機が発電を行う。バイナリ発電装置は、１００℃未満の温水の熱エネルギを利用し、沸点の低い作動媒体を蒸発させて、発電機によって発電を行う。低位熱の有効利用を可能とするバイナリ発電装置を圧縮機と組み合わせることで、従来は捨てられていた圧縮ガスの熱エネルギが回収され、発電に利用される。よって、圧縮機からのエネルギ回収の効率を高めることができる。蒸発器で作動媒体の加熱に用いられた水は、第１戻りラインを経由して冷却源に送り、冷却源において冷却される。そして、冷却源で生じた比較的低温の水を、水ラインを経由して冷却器に送り、冷却水として使用できる。第１バルブおよび第２バルブの開閉により、熱利用量とバイパス量とを調整できる。これにより、冷却器に流入する水の温度を所望に調整することができる。その結果として、冷却器における熱交換量などを適宜に設定できる。貯湯槽に貯留された比較的低温の水を、冷却器用の冷却水として使用できる。また、冷却器からの温水を蒸発器に送ることに基づく熱利用量と、当該温水を貯湯槽に送ることに基づくバイパス量とを容易に調整できる。貯湯槽を備えた圧縮機システムによれば、熱量の管理を容易に行うことができる。
【００１５】
いくつかの態様において、バイナリ発電装置は、作動媒体を循環させるための媒体循環ラインと、作動媒体と水との熱交換により作動媒体を冷却する凝縮器とを含み、媒体循環ラインは、蒸発器、発電機および凝縮器を通っており、冷却源は、凝縮器に接続されて水を冷却する冷却装置を含む。冷却装置によれば、バイナリ発電装置における作動媒体の冷却が容易である。冷却装置は、バイナリ発電装置の安定的な運転に寄与する。
【００１６】
いくつかの態様において、温水ラインまたは水ラインを通る水の温度を取得するコントローラを更に備え、コントローラは、温水ラインまたは水ラインを通る水の温度に基づいて、第１バルブ、第２バルブ、または温水ポンプを制御する。この場合、コントローラは、第１バルブ、第２バルブ、または温水ポンプを制御することにより、冷却器や蒸発器に供給される水の供給量を調整する。温水ラインまたは水ラインを通る水の温度に基づいて水の供給量を調整することにより、冷却器における熱交換状態を制御することができる。これによれば、柔軟な制御が可能になる。
【００１７】
いくつかの態様において、圧縮機システムは、温水ラインまたは水ラインを通る水の温度を取得するコントローラを更に備え、貯湯槽と冷却装置とは、水を冷却装置から貯湯槽に供給するための供給ラインを介して接続されると共に、水を貯湯槽から冷却装置に戻すための第２戻りラインを介して接続され、供給ラインには、冷却装置から貯湯槽へ供給される水の供給量を調整可能な温度調整バルブが設けられており、コントローラは、温水ラインまたは水ラインを通る水の温度に基づいて、温度調整バルブを制御する。この場合、コントローラは、温度調整バルブを制御することにより、貯湯槽へ供給される水の供給量を調整する。温水ラインまたは水ラインを通る水の温度に基づいて水の供給量を調整することにより、貯湯槽内の水温を、冷却器における熱交換に適した水温に保つことができる。また、貯湯槽の貯水量が増えすぎた場合には、第２戻りラインを経由して冷却装置に水を戻すことができる。
【００２０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２１】
まず、図１を参照して、第１実施形態の圧縮機システム１について説明する。図１に示されるように、圧縮機システム１は、圧縮機ユニット２に、バイナリ発電装置３が組み合わせられたシステムである。圧縮機システム１は、圧縮機ユニット２の圧縮機６で発生する熱を高効率で回収することが可能な構成になっている。
【００２２】
以下、圧縮機システムの構成を示す各図において、電気系の配線は太い実線で示され、ガス系のラインは破線で示され、水系のラインは実線で示され、作動媒体系のラインは二点鎖線で示されている。本明細書において、「ライン」は、内部を流体が流れる配管もしくは管路、または、空間を意味する。また、「介して」は、２つの装置間にラインが介在することを意味する。２つの装置間を、あるラインを介して流体が流れる場合、流体は、そのラインを経由して流れることを意味する。
【００２３】
圧縮機システム１は、圧縮空気を発生させる圧縮機ユニット２と、圧縮機ユニット２の廃熱を利用して発電を行うバイナリ発電装置３と、圧縮機ユニット２およびバイナリ発電装置３で用いられる熱媒体としての水を冷却する冷却装置（冷却源）４とを備える。圧縮機システム１で用いられる水は、特に限定されない。水道水が用いられてもよいし、工業用水が用いられてもよい。圧縮機システム１において、水は、バイナリ発電装置３の作動媒体を冷却する冷却水と、圧縮機ユニット２の廃熱回収およびバイナリ発電装置３の熱源としての熱媒体と、を兼ねている。
【００２４】
圧縮機システム１は、圧縮機ユニット２と、バイナリ発電装置３と、冷却装置４とを接続する接続部５を備える。接続部５は、各装置を接続する複数のラインと、ラインに設けられたポンプまたはバルブと、を含む。ラインには、空気または水の温度を計測する温度センサ、および、空気または水の流量を計測する流量センサ等が設けられ得る。
【００２５】
圧縮機ユニット２は、１つまたはそれ以上の圧縮機６と、圧縮機６で発生した圧縮空気を冷却するための１またはそれ以上の冷却器と、を含む。圧縮機システム１では、圧縮機ユニット２は、１つの圧縮機６と、３つの冷却器とを含む。
【００２６】
圧縮機６は、たとえば、ターボコンプレッサである。圧縮機６は、１つの電動機７と、電動機７に連結されたギヤ８と、ギヤ８によって駆動される３つの圧縮部とを含む。圧縮機６は、第１段圧縮部９ａと、第２段圧縮部９ｂと、第３段圧縮部９ｃとを含む。第１段圧縮部９ａのガス入口には、ガス吸入ラインＬ１が接続されている。第１段圧縮部９ａおよび第２段圧縮部９ｂには、第１圧縮ガスラインＬ２の両端がそれぞれ接続されている。第２段圧縮部９ｂおよび第３段圧縮部９ｃには、第２圧縮ガスラインＬ３の両端がそれぞれ接続されている。第３段圧縮部９ｃのガス出口には、第３圧縮ガスラインＬ４が接続されている。
【００２７】
なお、圧縮機６の型（type）は、特に限定されない。圧縮機６は、スクリューコンプレッサであってもよいし、レシプロコンプレッサであってもよい。圧縮工程において熱が発生するような圧縮機であれば、いかなる圧縮機を適用してもよい。
【００２８】
圧縮機ユニット２の冷却器は、圧縮機６で発生した圧縮空気と水との熱交換により、圧縮空気から水に熱を伝達する。圧縮機ユニット２は、圧縮機６の３段の圧縮部に対応して、第１冷却器１１と、第２冷却器１２と、第３冷却器１３とを含む。
【００２９】
第１冷却器１１には、第１圧縮ガスラインＬ２が接続されている。第１圧縮ガスラインＬ２は、第１冷却器１１内の第１熱交換部Ｌ２ａを含む。第１冷却器１１内には、第１熱交換部Ｌ１１ａが設けられている。第２冷却器１２には、第２圧縮ガスラインＬ３が接続されている。第２圧縮ガスラインＬ３は、第２冷却器１２内の第２熱交換部Ｌ３ａを含む。第２冷却器１２内には、第２熱交換部Ｌ１２ａが設けられている。第３冷却器１３には、第３圧縮ガスラインＬ４が接続されている。第３圧縮ガスラインＬ４は、第３冷却器１３内の第３熱交換部Ｌ４ａを含む。第３冷却器１３内には、第３熱交換部Ｌ１３ａが設けられている。これらの第１冷却器１１、第２冷却器１２、および第３冷却器１３によって、圧縮空気は冷却され、それと同時に、水は加熱（加温）される。
【００３０】
圧縮機ユニット２は、上記した各機器およびラインを収容する筐体を含んでもよい。第１冷却器１１（圧縮機ユニット２）は、第１冷却器１１に流入する水が通る第１水入口２ａと、第１冷却器１１から流出する水が通る第１水出口２ｂとを含む。第２冷却器１２（圧縮機ユニット２）は、第２冷却器１２に流入する水が通る第２水入口２ｃと、第２冷却器１２から流出する水が通る第２水出口２ｄとを含む。第３冷却器１３（圧縮機ユニット２）は、第３冷却器１３に流入する水が通る第３水入口２ｅと、第３冷却器１３から流出する水が通る第３水出口２ｆとを含む。
【００３１】
ガス吸入ラインＬ１を通じて圧縮機６に吸入される空気は、圧縮機６により圧縮され、第１冷却器１１、第２冷却器１２、および第３冷却器１３により冷却されて、圧縮機ユニット２から吐出される。圧縮空気の温度は、第１段圧縮部９ａ、第２段圧縮部９ｂ、および第３段圧縮部９ｃのそれぞれの出口において、たとえば１００℃以上である。圧縮空気の温度は、第１冷却器１１、第２冷却器１２、および第３冷却器１３のそれぞれの空気出口において、たとえば５０℃未満である。一方、第１冷却器１１、第２冷却器１２、および第３冷却器１３は、大気圧において水を沸騰させない程度に（水温が１００℃未満となるように）、水を加熱するようになっている。
【００３２】
続いて、バイナリ発電装置３について説明する。バイナリ発電装置３は、第１冷却器１１および第２冷却器１２で加熱された温水を熱源として発電を行うことができるように構成されている。バイナリ発電装置３は、たとえば５〜２０ｋＷ程度の出力で発電可能な小型の発電装置である。バイナリ発電装置３は、たとえばオーガニックランキンサイクル（Organic  Rankine  Cycle；ＯＲＣ）が採用された装置である。バイナリ発電装置３では、第１冷却器１１および第２冷却器１２で加熱された温水とバイナリ発電装置３内の作動媒体との間で、熱交換が行われる。バイナリ発電装置３に用いられる作動媒体は、たとえば不活性ガスである。
【００３３】
バイナリ発電装置３は、１つの蒸発器２１と、１つのタービン発電機２０と、１つの凝縮器２２と、蒸発器２１、タービン発電機２０および凝縮器２２を通る媒体循環ラインＬ２０とを含む。蒸発器２１は、第１冷却器１１および第２冷却器１２で加熱された温水と作動媒体との熱交換により、作動媒体を加熱する。タービン発電機２０は、たとえばタービン２０ａを含んでいる。タービン発電機２０は、蒸発器２１で加熱されて蒸発した作動媒体によりタービン２０ａを回転させて、発電を行う。凝縮器２２は、作動媒体と冷却水との熱交換により作動媒体を冷却および凝縮し、液化する。タービン発電機２０には、電力変換器２３が接続されている。電力変換器２３は、たとえば、ＡＣ−ＤＣコンバータ、系統連系コンバータ、および、絶縁トランス等の機器を含む。
【００３４】
媒体循環ラインＬ２０は、第１媒体ラインＬ２１と、第２媒体ラインＬ２２とを含む。第１媒体ラインＬ２１と第２媒体ラインＬ２２とによって、ループ状の媒体循環ラインＬ２０が構成されている。第１媒体ラインＬ２１は、蒸発器２１内に設けられた蒸発用熱交換部Ｌ２１ａを含む。第２媒体ラインＬ２２は、凝縮器２２内に設けられた凝縮用熱交換部Ｌ２２ａを含む。第１媒体ラインＬ２１は、低温側において、凝縮器２２と蒸発器２１とを接続している。第１媒体ラインＬ２１には、作動媒体を循環させるための循環ポンプ２４が設けられている。第２媒体ラインＬ２２は、高温側において、蒸発器２１と凝縮器２２とを接続している。第２媒体ラインＬ２２の途中に、タービン発電機２０のタービン２０ａが接続されている。
【００３５】
第２媒体ラインＬ２２には、蒸発器２１とタービン２０ａとの間において、遮断弁２５が設けられている。第２媒体ラインＬ２２には、タービン発電機２０と遮断弁２５とをバイパスする媒体バイパスラインＬ２３が接続されている。媒体バイパスラインＬ２３には、バイパス弁２６が設けられている。バイナリ発電装置３は、バイナリ発電装置３における発電を統括的に制御するコントローラ３０を含んでいる。コントローラ３０は、たとえばＣＰＵ（Central  Processing  Unit)、ＲＯＭ(Read  Only  Memory)、およびＲＡＭ(Random  Access  Memory)等のハードウェアと、ＲＯＭに記憶されたプログラム等のソフトウェアと、から構成されたコンピュータである。
【００３６】
コントローラ３０は、電力変換器２３に電気的に接続されている。コントローラ３０は、電力変換器２３から、発電電力に関する情報を入力する。コントローラ３０は、循環ポンプ２４、遮断弁２５、およびバイパス弁２６に電気的に接続されている。コントローラ３０は、電力変換器２３から入力した情報に基づいて、循環ポンプ２４、遮断弁２５、およびバイパス弁２６を制御可能である。コントローラ３０は、通常の発電時には、循環ポンプ２４を起動し、遮断弁２５を開き、バイパス弁２６を閉じる。コントローラ３０は、タービン２０ａの過回転を防止するときには、循環ポンプ２４を停止させ、遮断弁２５を閉じ、バイパス弁２６を開ける。コントローラ３０は、バイナリ発電装置３における発電を停止するときには、循環ポンプ２４を停止させ、遮断弁２５を全閉とし、バイパス弁２６を全開とする。
【００３７】
バイナリ発電装置３は、上記した各機器およびラインを収容する筐体を含んでもよい。蒸発器２１（バイナリ発電装置３）は、蒸発器２１に流入する温水が通る第１水入口３ａと、蒸発器２１から流出する温水が通る第１水出口３ｂとを含む。凝縮器２２（バイナリ発電装置３）は、凝縮器２２に流入する冷却水が通る第２水入口３ｃと、凝縮器２２から流出する水が通る第２水出口３ｄとを含む。
【００３８】
続いて、冷却源である冷却装置４について説明する。冷却装置４は、たとえば、冷却塔（cooling  tower）である。冷却装置４には、冷却空気ラインＬ４０が接続されている。冷却装置４は、循環流路を介して、バイナリ発電装置３の凝縮器２２に接続されている。冷却装置４には、冷却水ラインＬＷが通っている。冷却装置４は、冷却装置４に流入する水が通る水入口４ａと、冷却装置４から流出する水が通る水出口４ｂとを含む。冷却装置４は、冷却装置４内の熱交換部ＬＷａと、冷却空気ラインＬ４０の熱交換部Ｌ４０ａとの熱交換により、水を冷却する。
【００３９】
より詳細には、冷却装置４は、作動媒体を液化するための水を冷却する。圧縮機システム１において、冷却装置４は、バイナリ発電装置３の蒸発器２１から流出する水（温水）をも冷却する。冷却装置４は、圧縮機ユニット２の第１冷却器１１および第２冷却器１２から流出し、バイナリ発電装置３の蒸発器２１を通らずにバイパスした水（温水）をも冷却する。冷却装置４は、圧縮機ユニット２の第３冷却器１３から流出する水（温水）をも冷却する。冷却装置４は、圧縮機システム１で使用されるあらゆる水の冷却源として機能する。冷却装置４の型（type）は、特に限定されない。
【００４０】
上記した圧縮機ユニット２と、バイナリ発電装置３と、冷却装置４とは、接続部５によって互いに接続されている。以下、接続部５について詳細に説明する。
【００４１】
冷却装置４に接続された冷却水ラインＬＷには、冷却水ポンプ３６が設けられている。冷却水ラインＬＷは、冷却水ポンプ３６の下流側で、供給ラインＬ１０と冷却水ラインＬ１９とに分岐している。冷却装置４の水出口４ｂと凝縮器２２の第２水入口３ｃとは、冷却水ラインＬ１９を介して接続されている。凝縮器２２の第２水出口３ｄと冷却装置４の水入口４ａとは、冷却水ラインＬ１９を介して接続されている。冷却水ラインＬ１９は、凝縮器２２内に設けられた凝縮用熱交換部Ｌ１９ａを含む。凝縮用熱交換部Ｌ１９ａと凝縮用熱交換部Ｌ２２ａとの間で、熱交換が行われる。
【００４２】
供給ラインＬ１０は、冷却装置４と圧縮機ユニット２とを接続する。供給ラインＬ１０には、第１水温センサ３７が設けられている。供給ラインＬ１０は、第１水温センサ３７の下流側において、第１冷却ラインＬ１１と第２冷却ラインＬ１２と第３冷却ラインＬ１３とに分岐している。
【００４３】
冷却装置４の水出口４ｂと第１冷却器１１の第１水入口２ａとは、供給ラインＬ１０および第１冷却ラインＬ１１を介して接続されている。第１冷却ラインＬ１１は、第１冷却器１１内に設けられた第１熱交換部Ｌ１１ａを含む。第１熱交換部Ｌ１１ａと第１熱交換部Ｌ２ａとの間で、熱交換が行われる。冷却装置４の水出口４ｂと第２冷却器１２の第２水入口２ｃとは、供給ラインＬ１０および第２冷却ラインＬ１２を介して接続されている。第２冷却ラインＬ１２は、第２冷却器１２内に設けられた第２熱交換部Ｌ１２ａを含む。第２熱交換部Ｌ１２ａと第２熱交換部Ｌ３ａとの間で、熱交換が行われる。冷却装置４の水出口４ｂと第３冷却器１３の第３水入口２ｅとは、供給ラインＬ１０および第３冷却ラインＬ１３を介して接続されている。第３冷却ラインＬ１３は、第３冷却器１３内に設けられた第３熱交換部Ｌ１３ａを含む。第３熱交換部Ｌ１３ａと第３熱交換部Ｌ４ａとの間で、熱交換が行われる。
【００４４】
接続部５は、第１冷却器１１および第２冷却器１２からバイナリ発電装置３に対して廃熱が供給され得るように構成されている。第１冷却器１１の第１水出口２ｂと第２冷却器１２の第２水出口２ｄとは、温水ラインＬ１５を介して、蒸発器２１の第１水入口３ａに接続されている。すなわち、第１冷却ラインＬ１１と第２冷却ラインＬ１２とは、第１冷却器１１および第２冷却器１２の下流側で合流しており、１本の温水ラインＬ１５に接続されている。温水ラインＬ１５には、凝縮器２２に温水を通すための温水ポンプ３１が設けられている。温水ラインＬ１５は、蒸発器２１内に設けられた蒸発用熱交換部Ｌ１５ａを含む。蒸発用熱交換部Ｌ１５ａと蒸発用熱交換部Ｌ２１ａとの間で、熱交換が行われる。これらの構成により、圧縮機システム１では、圧縮機ユニット２で生じた廃熱をバイナリ発電装置３で利用可能になっている。
【００４５】
温水ラインＬ１５には、温水ポンプ３１の上流側において、第１バルブ３２が設けられている。第１バルブ３２の開度は、後述のコントローラ６０の制御によって調整自在である。第１冷却器１１および第２冷却器１２の下流側で合流する第１冷却ラインＬ１１と第２冷却ラインＬ１２には、第２水温センサ３８と第１流量センサ３９とが設けられている。第２水温センサ３８および第１流量センサ３９は、温水ラインＬ１５に設けられてもよい。
【００４６】
バイナリ発電装置３の蒸発器２１の第１水出口３ｂと冷却装置４の水入口４ａとは、第１戻りラインＬ１６を介して接続されている。この第１戻りラインＬ１６は、凝縮器２２の第２水出口３ｄからの冷却水ラインＬ１９と合流している。第３冷却器１３の第３水出口２ｆと冷却装置４の水入口４ａとは接続されている。
【００４７】
一方、第１冷却器１１の第１水出口２ｂと第２冷却器１２の第２水出口２ｄとは、第１戻りラインＬ１６を介して、冷却装置４の水入口４ａに接続されている。より詳細には、第１冷却器１１および第２冷却器１２の下流側で合流した第１冷却ラインＬ１１と第２冷却ラインＬ１２は、温水ラインＬ１５とは異なる位置で分岐するバイパスラインＬ１４を介して、第１戻りラインＬ１６に接続されている。第１冷却器１１の第１水出口２ｂと第２冷却器１２の第２水出口２ｄとは、バイパスラインＬ１４と第１戻りラインＬ１６とを介して、冷却装置４の水入口４ａに接続されている。バイパスラインＬ１４には、第２バルブ３３が設けられている。第２バルブ３３の開度は、後述のコントローラ６０の制御によって調整自在である。
【００４８】
温水ラインＬ１５上の第１バルブ３２は、第１冷却器１１の第１水出口２ｂおよび第２冷却器１２の第２水出口２ｄからの温水を蒸発器２１に流入させることに基づく、熱利用量を調整するために設けられている。バイパスラインＬ１４上の第２バルブ３３は、第１冷却器１１の第１水出口２ｂおよび第２冷却器１２の第２水出口２ｄからの温水を冷却装置４に直接戻すことに基づく、バイパス量を調整するために設けられている。
【００４９】
圧縮機システム１は、圧縮機ユニット２、バイナリ発電装置３、および冷却装置４の間での熱の移動量を制御するためのコントローラ６０を更に備えている。コントローラ６０は、たとえばＣＰＵ、ＲＯＭ、およびＲＡＭ等のハードウェアと、ＲＯＭに記憶されたプログラム等のソフトウェアと、から構成されたコンピュータである。
【００５０】
コントローラ６０は、第１水温センサ３７と情報通信可能であり、供給ラインＬ１０を通る水の温度を逐次取得する。言い換えれば、コントローラ６０は、第１冷却器１１、第２冷却器１２、および第３冷却器１３に流入する冷却水の温度Ｔｂを取得する。コントローラ６０は、第２水温センサ３８と情報通信可能であり、温水ラインＬ１５を通る水の温度を逐次取得する。言い換えれば、コントローラ６０は、第１冷却器１１および第２冷却器１２から流出する温水の温度Ｔａ、すなわち蒸発器２１に流入する温水の温度Ｔａを取得する。コントローラ６０は、第１流量センサ３９と情報通信可能であり、温水ラインＬ１５を通る水の流量を取得する。言い換えれば、コントローラ６０は、第１冷却器１１および第２冷却器１２から流出する温水の合計流量Ｆ、すなわち蒸発器２１に流入する温水の流量Ｆを取得する。コントローラ６０は、温水ポンプ３１、第１バルブ３２、および第２バルブ３３に制御信号を送信可能である。コントローラ６０は、各センサから取得した情報を用いて所定の演算を実施し、その演算結果に基づいて、温水ポンプ３１、第１バルブ３２、および第２バルブ３３を制御する。また、コントローラ６０は、バイナリ発電装置３のコントローラ３０と情報通信可能である。
【００５１】
コントローラ６０は、第１水温センサ３７、第２水温センサ３８、および第１流量センサ３９のいずれか１つまたは２つから出力される情報に基づいて制御を実施してもよい。コントローラ６０は、温水ポンプ３１、第１バルブ３２、および第２バルブ３３のいずれか１つまたは２つを制御してもよい。温水ポンプ３１または第１バルブ３２が手動のバルブまたはオリフィス等に置き換えられてもよい。
【００５２】
続いて、図２を参照して、圧縮機システム１における廃熱回収発電方法を説明する。より詳細には、コントローラ６０によって実施される水温制御（熱制御）について説明する。まず、圧縮機ユニット２の圧縮機６を用いて圧縮空気を発生させる。このとき、冷却装置４および冷却水ポンプ３６を稼働させて、冷却水を圧縮機ユニット２に送る。圧縮機６で発生した圧縮空気を第１冷却器１１、第２冷却器１２、および第３冷却器１３に通し、圧縮空気と水との熱交換により、圧縮空気から水に熱を伝達する。これにより、圧縮空気が冷却されると同時に、水が加熱されて温水になる。
【００５３】
そして、温水ラインＬ１５を介して、加熱された温水を移送する。温水はバイナリ発電装置３の蒸発器２１を通り、温水と作動媒体との熱交換により作動媒体を加熱し、蒸発させる。蒸発した作動媒体により、いわゆるバイナリ発電が行われる。この間、コントローラ６０は、第１水温センサ３７、第２水温センサ３８、および第１流量センサ３９から出力される各センサ値を逐次取得する（ステップＳ０１）。すなわち、コントローラ６０は、第１水温センサ３７からの温度Ｔｂ、第２水温センサ３８からの温度Ｔａ、および第１流量センサ３９からの流量Ｆを取得する。コントローラ６０は、これらの情報を所定時間ごとに取得し得る。
【００５４】
コントローラ６０は、コントローラ３０から出力される情報を受け取り、バイナリ発電装置３が発電を実施しているか否かを判断する(ステップＳ０２)。バイナリ発電装置３が発電を実施していないと判断した場合（ステップＳ０２：Ｎｏ）、コントローラ６０は、バイパス制御を実施する(ステップＳ０４)。このバイパス制御では、コントローラ６０は、温水ポンプ３１を停止させ、第１バルブ３２を全閉とし、第２バルブ３３を全開とする。このバイパス制御により、バイナリ発電は停止する。温水は、バイナリ発電装置３の蒸発器２１に流入せず、第１戻りラインＬ１６を通って冷却装置４に返送される。圧縮機システム１では、バイナリ発電装置３における発電が停止している間も、圧縮空気の冷却は可能になっている。
【００５５】
バイナリ発電装置３が発電を実施していると判断した場合（ステップＳ０２：Ｙｅｓ）、コントローラ６０は、温度Ｔａを上げるか否かを判断する(ステップＳ０３)。
【００５６】
このステップＳ０３では、コントローラ６０は、所定の算式を用いて、温度Ｔａを上げるか否かを判断する。たとえば、コントローラ６０は、圧縮機ユニット２の冷却器に流入する冷却水の温度に関する閾値を予め記憶している。この閾値は、圧縮機６で空気を圧縮する際、圧縮機の性能を大幅に低下させないような水温である。この閾値は、圧縮機６に吸入される空気の温度、圧縮ガスの圧力または流量等に基づいて定められ得る。
【００５７】
ステップＳ０３で温度Ｔａを下げると判断した場合（ステップＳ０３：Ｎｏ）、コントローラ６０は、水温降下制御を実施する(ステップＳ０５)。この水温降下制御では、コントローラ６０は、温水ポンプ３１の流量を増加させ、第１バルブ３２を全開とし、第２バルブ３３を開側とする（第２バルブ３３を多少開く）。この水温降下制御により、バイナリ発電が継続して実施され、温水ラインＬ１５を流れる温水の流量が増加する。バイパスラインＬ１４を通じて冷却装置４へ直接返送される温水の量は、増加する。
【００５８】
一方、ステップＳ０３で温度Ｔａを上げると判断した場合（ステップＳ０３：Ｙｅｓ）、コントローラ６０は、水温上昇制御を実施する(ステップＳ０６)。この水温上昇制御では、コントローラ６０は、温水ポンプ３１の流量を減少させ、第１バルブ３２を全開とし、第２バルブ３３を閉側とする（第２バルブ３３を多少閉じる）。この水温上昇制御により、バイナリ発電が継続して実施され、温水ラインＬ１５を流れる温水の流量が減少する。バイパスラインＬ１４を通じて冷却装置４へ直接返送される温水の量は、減少する。
【００５９】
以上の制御を実施することにより、コントローラ６０は、温度Ｔｂで冷却器に入る冷却水に対して、圧縮機６で空気を圧縮する際、圧縮機の性能を大幅に低下させない範囲で、温度Ｔａをできるだけ高く維持することができる。これにより、バイナリ発電装置３の蒸発器２１に入る温水の温度が高められる。このことは、圧縮機６からの廃熱回収効率が高められていることを意味する。たとえば、冷却装置４から供給される冷却水の温度Ｔｂは３０〜４０℃に制御され、蒸発器２１に流入する温水の温度Ｔａは８０〜９０℃に制御される。なお、コントローラ６０は熱エネルギに関する演算を行うため、水温は、流量Ｆの状態にもよる。
【００６０】
以上説明した圧縮機システム１および廃熱回収発電方法によれば、第１冷却器１１、第２冷却器１２、および第３冷却器１３において、圧縮空気の熱が水に伝達される。第１冷却器１１および第２冷却器１２で加熱された水は、第１水出口２ｂおよび第２水出口２ｄ、温水ラインＬ１５、および第１水入口３ａを通って、バイナリ発電装置３の蒸発器２１に流入する。蒸発器２１では、作動媒体が加熱されて、蒸発する。これにより、タービン発電機２０が発電を行う。バイナリ発電装置３は、１００℃未満の温水の熱エネルギを利用し、沸点の低い作動媒体を蒸発させて、タービン発電機２０によって発電を行う。低位熱の有効利用を可能とするバイナリ発電装置３を圧縮機６と組み合わせることで、従来は捨てられていた圧縮空気の熱エネルギが回収され、発電に利用される。よって、圧縮機６からのエネルギ回収の効率が高められている。従来のシステムは、既存の圧縮機に適用され難かった。既存の圧縮機では、水を加熱し、蒸気の形態で熱エネルギを回収していたが、それはエネルギ回収の効率を高めるには不十分であった。バイナリ発電装置３を組み合わせた本開示の圧縮機システム１によれば、エネルギ回収の効率が総合的に高められる。しかも、圧縮機６の構成を変更する必要がなく、既存の圧縮機６を利用できる。
【００６１】
圧縮機システム１は、冷却源である冷却装置４を更に備える。冷却装置４と第１冷却器１１、第２冷却器１２、および第３冷却器１３とは、供給ラインＬ１０を介して接続されている。第１冷却器１１および第２冷却器１２と冷却装置４とは、第１戻りラインＬ１６を介して接続されている。よって、蒸発器２１で作動媒体の加熱に用いられた水は、第１戻りラインＬ１６を経由して冷却装置４に送り、冷却装置４において冷却される。そして、冷却装置４で生じた比較的低温の水は、供給ラインＬ１０を経由して第１冷却器１１、第２冷却器１２、および第３冷却器１３に送られ、冷却水として使用される。
【００６２】
温水ラインＬ１５に設けられた第１バルブ３２と、バイパスラインＬ１４に設けられた第２バルブ３３との開閉により、第１冷却器１１および第２冷却器１２を出た温水に関する、熱利用量とバイパス量とが調整される。これにより、第１冷却器１１、第２冷却器１２、および第３冷却器１３に流入する水の温度が所望に調整される。その結果として、第１冷却器１１、第２冷却器１２、および第３冷却器１３における熱交換量などが適宜に設定され得る。
【００６３】
冷却源の一態様としての冷却装置４によれば、バイナリ発電装置３における作動媒体の冷却が容易である。冷却装置４は、バイナリ発電装置３の安定的な運転に寄与する。
【００６４】
コントローラ６０が、第１バルブ３２、第２バルブ３３、および温水ポンプ３１（またはこれらのいずれか１つまたは２つ）を制御することにより、第１冷却器１１、第２冷却器１２、および第３冷却器１３や蒸発器２１に供給される水の供給量が調整される。供給ラインＬ１０を通る水の温度Ｔｂに基づいて水の供給量が調整されるので、第１冷却器１１、第２冷却器１２、および第３冷却器１３における熱交換状態を制御することができる。これによれば、柔軟な制御が可能になっている。
【００６５】
第１実施形態の第１変形例を図３に示す。図３に示される圧縮機システム１Ａが図１に示される圧縮機システム１と違う点は、２段の第１段圧縮部９ａおよび第２段圧縮部９ｂからなる圧縮機６Ａを含む圧縮機ユニット２Ａを備えた点と、冷却装置４と２つの冷却器（第１冷却器１１および第２冷却器１２）を接続する接続部５Ａを備えた点である。このように、２段圧縮タイプの圧縮機ユニット２Ａにバイナリ発電装置３を適用した圧縮機システム１Ａによっても、圧縮機システム１と同様の作用・効果が得られる。
【００６６】
第１実施形態の第２変形例を図４に示す。図４に示される圧縮機システム１Ｂが図１に示される圧縮機システム１と違う点は、１段の第１段圧縮部９ａからなる圧縮機６Ｂを含む圧縮機ユニット２Ｂを備えた点と、冷却装置４と１つの冷却器（第１冷却器１１）を接続する接続部５Ｂを備えた点である。このように、１段圧縮タイプの圧縮機ユニット２Ｂにバイナリ発電装置３を適用した圧縮機システム１Ｂによっても、圧縮機システム１と同様の作用・効果が得られる。
【００６７】
次に、図５〜図７を参照して、第２実施形態の圧縮機システムについて説明する。図５に示される圧縮機システム１Ｃが図１に示される圧縮機システム１と違う点は、冷却源として、冷却装置４に加えて貯湯槽４０を備えた点と、貯湯槽４０と圧縮機ユニット２Ｃとを接続する接続部５Ｃを備えたである。貯湯槽４０は、供給ラインＬ１０を介して、冷却装置４の水出口４ｂに接続されている。供給ラインＬ１０には、温度調整バルブ４４が設けられている。貯湯槽４０は、第２戻りラインＬ３３を介して、冷却装置４の水入口４ａに接続されている。第２戻りラインＬ３３には、戻りポンプ４３が設けられている。供給ラインＬ１０は、冷却水を冷却装置４から貯湯槽４０に供給するためのラインである。第２戻りラインＬ３３は、貯湯槽４０内の水を冷却装置４に戻すためのラインである。温度調整バルブ４４は、コントローラ６０によって制御されて、冷却装置４から貯湯槽４０へ供給される冷却水の供給量を調整可能である。
【００６８】
接続部５Ｃは、貯湯槽４０から第１冷却器１１および第２冷却器１２に対して水が供給され、第１冷却器１１および第２冷却器１２からバイナリ発電装置３に対して廃熱が供給され得るように構成されている。貯湯槽４０は、水ラインＬ３０を介して第１冷却器１１の第１水入口２ａおよび第２冷却器１２の第２水入口２ｃに接続されている。水ラインＬ３０には、温水ポンプ３１が設けられている。第１冷却ラインＬ１１および第２冷却ラインＬ１２は、第１冷却器１１および第２冷却器１２の下流側で合流しており、温水ラインＬ３１に接続されている。温水ラインＬ３１は、蒸発器２１内に設けられた蒸発用熱交換部Ｌ３１ａを含む。蒸発用熱交換部Ｌ３１ａと蒸発用熱交換部Ｌ２１ａとの間で、熱交換が行われる。
【００６９】
温水ラインＬ３１には、第１バルブ４１が設けられている。第１バルブ４１の開度は、コントローラ６０の制御によって調整自在である。バイナリ発電装置３の蒸発器２１の第１水出口３ｂと貯湯槽４０とは、第１戻りラインＬ３５を介して接続されている。一方、第１冷却器１１の第１水出口２ｂと第２冷却器１２の第２水出口２ｄとは、第１戻りラインＬ３５を介して、貯湯槽４０に接続されている。より詳細には、第１冷却器１１および第２冷却器１２の下流側で合流した第１冷却ラインＬ１１と第２冷却ラインＬ１２は、温水ラインＬ３１とは異なる位置で分岐するバイパスラインＬ３２を介して、第１戻りラインＬ３５に接続されている。第１冷却器１１の第１水出口２ｂと第２冷却器１２の第２水出口２ｄとは、バイパスラインＬ３２と第１戻りラインＬ３５とを介して、貯湯槽４０に接続されている。バイパスラインＬ３２には、第２バルブ４２が設けられている。第２バルブ４２の開度は、後述のコントローラ６０の制御によって調整自在である。なお、圧縮機６Ｃは、圧縮機システム１の圧縮機６と同様である。
【００７０】
圧縮機システム１Ｃにおける廃熱回収発電方法では、コントローラ６０は、温水ポンプ３１、温度調整バルブ４４、戻りポンプ４３、第１バルブ４１、および第２バルブ４２を制御する。コントローラ６０によって実施される水温制御（熱制御）は、図２に示されるフローと同様である。ステップＳ０４のバイパス制御では、コントローラ６０は、温水ポンプ３１の流量を規定値に維持し、第２バルブ４２および温度調整バルブ４４を全開とし、第１バルブ４１を全閉とする。ステップＳ０５の水温降下制御では、コントローラ６０は、温水ポンプ３１の流量を増加させ、第２バルブ４２を全閉とし、第１バルブ４１を全開とし、温度調整バルブ４４を開側とする（温度調整バルブ４４を多少開く）。これにより、第１冷却器１１、第２冷却器１２、および第３冷却器１３に送られる水の温度が低下する。ステップＳ０６の水温上昇制御では、コントローラ６０は、温水ポンプ３１の流量を減少させ、第２バルブ４２を全閉とし、第１バルブ４１を全開とし、温度調整バルブ４４を閉側とする（温度調整バルブ４４を多少閉じる）。圧縮機システム１Ｃでは、貯湯槽４０における水温は、たとえば、５０〜７５℃程度に維持される。なお、コントローラ６０は、温度に関係なく、貯湯槽４０がオーバフローしないように戻りポンプ４３を動作させる。
【００７１】
貯湯槽４０を利用した圧縮機システム１Ｃによっても、第１実施形態の圧縮機システム１と同様の作用・効果が得られる。
【００７２】
圧縮機システム１Ｃでは、冷却源の一態様としての貯湯槽４０が設けられている。貯湯槽４０に貯留された比較的低温の水は、水ラインＬ３０を経由して第１冷却器１１、第２冷却器１２、および第３冷却器１３に送られ、冷却水として使用される。温水ラインＬ３１に設けられた第１バルブ４１と、バイパスラインＬ３２に設けられた第２バルブ４２との開閉により、第１冷却器１１および第２冷却器１２を出た温水に関する、熱利用量とバイパス量とが調整される。貯湯槽４０を備えた圧縮機システム１Ｃによれば、熱量の管理を容易に行うことができる。
【００７３】
コントローラ６０が、温度調整バルブ４４を制御することにより、貯湯槽４０へ供給される水の供給量が調整される。温水ラインＬ３１または水ラインＬ３０を通る水の温度に基づいて水の供給量が調整されるので、貯湯槽４０内の水温は、第１冷却器１１、第２冷却器１２、および第３冷却器１３における熱交換に適した水温に保たれ得る。貯湯槽４０の貯水量が増えすぎた場合には、第２戻りラインＬ３３を経由して冷却装置４に水を戻すことができる。
【００７４】
第２実施形態の第１変形例を図６に示す。図６に示される圧縮機システム１Ｄが図５に示される圧縮機システム１Ｃと違う点は、２段の第１段圧縮部９ａおよび第２段圧縮部９ｂからなる圧縮機６Ｄを含む圧縮機ユニット２Ｄを備えた点と、貯湯槽４０と２つの冷却器（第１冷却器１１および第２冷却器１２）を接続する接続部５Ｄを備えた点である。このように、２段圧縮タイプの圧縮機ユニット２Ｄに貯湯槽４０およびバイナリ発電装置３を適用した圧縮機システム１Ｄによっても、圧縮機システム１Ｃと同様の作用・効果が得られる。
【００７５】
第２実施形態の第２変形例を図７に示す。図７に示される圧縮機システム１Ｅが図５に示される圧縮機システム１Ｃと違う点は、１段の第１段圧縮部９ａからなる圧縮機６Ｅを含む圧縮機ユニット２Ｅを備えた点と、貯湯槽４０と１つの冷却器（第１冷却器１１）を接続する接続部５Ｅを備えた点である。このように、１段圧縮タイプの圧縮機ユニット２Ｅに貯湯槽４０およびバイナリ発電装置３を適用した圧縮機システム１Ｅによっても、圧縮機システム１Ｃと同様の作用・効果が得られる。
【００７６】
次に、図８〜図１０を参照して、第３実施形態の圧縮機システムについて説明する。図８に示される圧縮機システム１Ｆが図５に示される圧縮機システム１Ｃと違う点は、２つのバイナリ発電装置３Ｆ，３Ｆが設けられた点と、これらのバイナリ発電装置３Ｆ，３Ｆと圧縮機ユニット２Ｃおよび貯湯槽４０とを接続する接続部５Ｆを備えた点である。このように、冷却器の数に合わせて、複数のバイナリ発電装置３Ｆを使用してもよい。第１冷却器１１に対応して、第１のバイナリ発電装置３Ｆが設けられている。第２冷却器１２に対応して、第２のバイナリ発電装置３Ｆが設けられている。接続部５Ｆは、貯湯槽４０から第１冷却器１１に対して水が供給され、第１冷却器１１から第１のバイナリ発電装置３Ｆに対して廃熱が供給され得るように構成されている。また、接続部５Ｆは、第２冷却器１２から第２のバイナリ発電装置３Ｆに対して廃熱が供給され得るように構成されている。なお、圧縮機ユニット２Ｆおよび圧縮機６Ｆは、圧縮機システム１Ｃの圧縮機ユニット２Ｃおよび圧縮機６Ｃと同様である。第１のバイナリ発電装置３Ｆでは、バイパスラインＬ３２に、温度調整バルブ４６が設けられている。
【００７７】
供給ラインＬ１０および冷却水ラインＬ１９から分岐して、冷却水ラインＬ５０が設けられている。冷却水ラインＬ５０は、第１冷却ラインＬ５１および第２冷却ラインＬ５２に分岐している。第２冷却器１２と第２のバイナリ発電装置３Ｆの蒸発器２１とは、第１冷却ラインＬ５１を介して接続されている。第１冷却ラインＬ５１は、第２冷却器１２内に設けられた第２熱交換部Ｌ５１ａを含む。第２冷却ラインＬ５２は、第３冷却器１３内に設けられた第３熱交換部Ｌ５２ａを含む。第１冷却ラインＬ５１と第２冷却ラインＬ５２とは、第２冷却器１２および第３冷却器１３の下流側で合流している。第１冷却ラインＬ５１には、第２冷却器１２の上流側において、温水ポンプ５３および第３水温センサ５７が設けられている。第２冷却器１２および第３冷却器１３の下流側で合流する第１冷却ラインＬ５１と第２冷却ラインＬ５２には、第４水温センサ５８と第２流量センサ５９とが設けられている。
【００７８】
第１冷却ラインＬ５１は、第２冷却器１２の上流側において、蒸発器２１の第１水出口３ｂに接続されている。第１冷却ラインＬ５１には、この接続点よりも上流側において、バルブ５０が設けられている。第１冷却ラインＬ５１は、第２冷却器１２の下流側において、蒸発器２１の第１水入口３ａに接続されている。第１冷却ラインＬ５１は、蒸発器２１内に設けられた蒸発用熱交換部Ｌ５１ｂを含む。第１冷却ラインＬ５１には、第２冷却器１２の下流側において、第３バルブ５１が設けられている。バルブ５０および第３バルブ５１の開度は、コントローラ６０の制御によって調整自在である。第２冷却ラインＬ５２は、第３冷却器１３の下流側において、冷却装置４に接続されている。第２冷却ラインＬ５２には、第２バルブ５２が設けられている。第２バルブ５２の開度は、コントローラ６０の制御によって調整自在である。
【００７９】
圧縮機システム１Ｆにおける廃熱回収発電方法では、コントローラ６０は、第１のバイナリ発電装置３Ｆに関し、第１水温センサ３７から冷却水の温度Ｔｂ１を、第２水温センサ３８から温水の温度Ｔａ１を、第１流量センサ３９から温水の流量Ｆ１を取得する。コントローラ６０は、第２のバイナリ発電装置３Ｆに関し、第３水温センサ５７から冷却水の温度Ｔｂ２を、第４水温センサ５８から温水の温度Ｔａ２を、第２流量センサ５９から温水の流量Ｆ２を取得する。コントローラ６０は、第１のバイナリ発電装置３Ｆに関し、温水ポンプ３１、温度調整バルブ４４、温度調整バルブ４６、戻りポンプ４３、および第１バルブ４１を制御する。コントローラ６０は、第２のバイナリ発電装置３Ｆに関し、温水ポンプ５３、バルブ５０、第２バルブ５２、および第３バルブ５１を制御する。
【００８０】
図９を参照して、圧縮機システム１Ｆにおける廃熱回収発電方法を説明する。コントローラ６０によって実施される水温制御（熱制御）は、図２に示されるフローと同様である。図９に示されるステップＳ１１〜Ｓ１６は、図２に示されるステップＳ０１〜Ｓ０６に対応する。ステップＳ１４のバイパス制御では、コントローラ６０は、温水ポンプ３１の流量を規定値に維持し、温度調整バルブ４４および温度調整バルブ４６を全開とし、第１バルブ４１を全閉とする。コントローラ６０は、第１バルブ４１の流量を規定値に維持し、バルブ５０および第２バルブ５２を全開とし、第３バルブ５１を全閉とする。
【００８１】
ステップＳ１５の水温降下制御では、温度Ｔａ１および／または温度Ｔａ２の温度を下げる。温度Ｔａ１の温度を下げる場合、コントローラ６０は、温水ポンプ３１の流量を増加させ、第１バルブ４１を全開とし、温度調整バルブ４４を開側とし（温度調整バルブ４４を多少開き）、温度調整バルブ４６の開度を規定値に維持する。この制御に代えて、コントローラ６０は、温水ポンプ３１の流量を規定値に維持し、第１バルブ４１を全開とし、温度調整バルブ４４を開側とし（温度調整バルブ４４を多少開き）、温度調整バルブ４６を閉側としてもよい（温度調整バルブ４６を多少閉じてもよい）。これにより、第１冷却器１１に送られる水の温度が低下する。また、温度Ｔａ２の温度を下げる場合、コントローラ６０は、温水ポンプ５３の流量を増加させ、第３バルブ５１を全開とし、バルブ５０および第２バルブ５２を開側とする（バルブ５０および第２バルブ５２を多少開く）。これにより、第２冷却器１２に送られる水の温度が低下する。
【００８２】
ステップＳ１６の水温上昇制御では、温度Ｔａ１および／または温度Ｔａ２の温度を上げる。温度Ｔａ１の温度を上げる場合、コントローラ６０は、温水ポンプ３１の流量を減少させ、第１バルブ４１を全開とし、温度調整バルブ４４を閉側とし（温度調整バルブ４４を多少閉じ）、温度調整バルブ４６の開度を規定値に維持する。この制御に代えて、コントローラ６０は、温水ポンプ３１の流量を規定値に維持し、第１バルブ４１を全開とし、温度調整バルブ４４を閉側とし（温度調整バルブ４４を多少閉じ）、温度調整バルブ４６を開側としてもよい（温度調整バルブ４６を多少開いてもよい）。これにより、第１冷却器１１に送られる水の温度が上昇する。また、温度Ｔａ２の温度を上げる場合、コントローラ６０は、温水ポンプ５３の流量を減少させ、第３バルブ５１を全開とし、バルブ５０および第２バルブ５２を全閉とする。これにより、第２冷却器１２に送られる水の温度が上昇する。
【００８３】
なお、上記の制御において、コントローラ６０は、温度に関係なく、貯湯槽４０がオーバフローしないように戻りポンプ４３を動作させる。
【００８４】
複数のバイナリ発電装置３Ｆを備えた圧縮機システム１Ｆによっても、第１実施形態の圧縮機システム１および第２実施形態の圧縮機システム１Ｃと同様の作用・効果が得られる。
【００８５】
第３実施形態の第１変形例を図１０に示す。図１０に示される圧縮機システム１Ｇが図８に示される圧縮機システム１Ｆと違う点は、２段の第１段圧縮部９ａおよび第２段圧縮部９ｂからなる圧縮機６Ｇを含む圧縮機ユニット２Ｇを備えた点と、貯湯槽４０と２つの冷却器（第１冷却器１１および第２冷却器１２）を接続する接続部５Ｇを備えた点である。このように２段圧縮タイプの圧縮機ユニット２Ｇに貯湯槽４０および２つのバイナリ発電装置３Ｆ，３Ｆを適用した圧縮機システム１Ｇによっても、圧縮機システム１Ｆと同様の作用・効果が得られる。
【００８６】
以上、本開示の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限られるものではない。たとえば、貯湯槽４０の第２戻りラインＬ３３に戻りポンプ４３を設けず、バルブの開閉などで貯湯槽４０内の水量を調整してもよい。この場合、貯湯槽４０は、少なくとも冷却装置４よりも高い位置に設けられる。
【００８７】
圧縮機６によって圧縮空気を発生させる場合に限られない。圧縮機６は、空気以外の気体を圧縮してもよい。
【符号の説明】
【００８８】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｆ、１Ｇ  圧縮機システム
２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ、２Ｆ、２Ｇ  圧縮機ユニット
２ａ  第１水入口（水入口）
２ｂ  第１水出口（水出口）
２ｃ  第２水入口（水入口）
２ｄ  第２水出口（水出口）
２ｅ  第３水入口（水入口）
２ｆ  第３水出口（水出口）
３、３Ｆ  バイナリ発電装置
３ａ  第１水入口（水入口）
３ｂ  第１水出口（水出口）
３ｃ  第２水入口（水入口）
３ｄ  第２水出口（水出口）
４  冷却装置
５、５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｆ、５Ｇ  接続部
６、６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄ、６Ｆ、６Ｇ  圧縮機
１１  第１冷却器（冷却器）
１２  第２冷却器（冷却器）
１３  第３冷却器（冷却器）
２０  タービン発電機（発電機）
２１  蒸発器
２２  凝縮器
３１  温水ポンプ
３２  第１バルブ
３３  第２バルブ
４０  貯湯槽
４４  温度調整バルブ
５１  第３バルブ
５２  第２バルブ
５３  温水ポンプ
６０  コントローラ
Ｌ１０  供給ライン（水ライン）
Ｌ１１  第１冷却ライン
Ｌ１２  第２冷却ライン
Ｌ１４  バイパスライン
Ｌ１５  温水ライン
Ｌ１６  第１戻りライン
Ｌ２０  媒体循環ライン
Ｌ３０  水ライン
Ｌ３１  温水ライン
Ｌ３２  バイパスライン
Ｌ３３  第２戻りライン
Ｌ３５  第１戻りライン
Ｌ５１  第１冷却ライン
Ｌ５２  第２冷却ライン
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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