(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部発電部と熱交換部とを含み、
前記内部発電部は、主に、熱交換器（１）、廃熱回収電動ヒートポンプ（２）、エネルギー貯蔵電動ヒートポンプ（３）、高温水貯留タンク（４）、低温水貯留タンク（５）、加熱ネットワークヒータ（６）、バルブ（１１〜１９）、及び循環水ポンプ（２０〜２３）を含み；前記熱交換器（１）の入口は、一次ネットワーク背水管（１−１）に接続されており、前記熱交換器（１）の出口は、前記バルブ（１１）の入口、前記バルブ（１２）の入口、及び前記循環水ポンプ（２０）の入口に並列にそれぞれ接続されており；前記廃熱回収電動ヒートポンプ（２）の入口は、前記バルブ（１２）の出口に接続されており、前記廃熱回収電動ヒートポンプ（２）の出口は、前記加熱ネットワークヒータ（６）の入口に接続されており；前記高温水貯留タンク（４）の上部入口／出口は、前記バルブ（１３）の出口及び前記バルブ（１４）の入口に並列にそれぞれ接続されており、前記バルブ（１３）の入口は、前記エネルギー貯蔵電動ヒートポンプ（３）の凝縮器の出口に接続されており、前記バルブ（１４）の出口は、前記加熱ネットワークヒータ（６）の入口に接続されており；前記高温水貯留タンクの底部入口／出口は、前記バルブ（１５）の出口及び前記循環水ポンプ（２１）の入口に並列にそれぞれ接続されており、前記バルブ（１５）の入口は、前記循環水ポンプ（２０）の出口に接続されており、前記循環水ポンプ（２１）の出口は、前記バルブ（１６）を介して前記エネルギー貯蔵電動ヒートポンプ（３）の前記凝縮器の入口に接続されており；前記低温水貯留タンク（５）の上部入口／出口は、前記バルブ（１１）の出口及び前記バルブ（１７）の入口に並列にそれぞれ接続されており、前記バルブ（１７）の出口は、前記エネルギー貯蔵電動ヒートポンプ（３）の蒸発器の入口に接続されており；前記低温水貯留タンク（５）の底部入口／出口は、前記バルブ（１８）の出口及び前記循環水ポンプ（２２）の入口に並列にそれぞれ接続されており、前記バルブ（１８）の入口は、前記循環水ポンプ（２３）を介して前記エネルギー貯蔵電動ヒートポンプ（３）の前記蒸発器の出口に接続されており、前記循環水ポンプ（２２）の出口は、前記バルブ（１９）を介して前記熱交換器（１）の入口に並列に接続されており；
前記熱交換部は、主に、高温水貯留タンク（７）、低温水貯留タンク（８）、電動ヒートポンプ（９）、熱交換器（１０）、バルブ（２４〜３５）、及び循環水ポンプ（３６〜３７）を含み；前記高温水貯留タンク（７）の上部入口／出口は、前記バルブ（２４）の出口及び前記循環水ポンプ（３６）の入口に並列にそれぞれ接続されており、前記バルブ（２４）の入口は、一次ネットワーク給水管（１−２）を介して前記加熱ネットワークヒータ（６）の出口に接続されており、前記バルブ（２５）を介して前記一次ネットワーク給水管（１−２）に並列に接続されている前記循環水ポンプ（３６）の出口は、前記バルブ（２６）の入口に接続されており、前記バルブ（２６）の出口は、前記熱交換器（１０）の一次ネットワークの入口に接続されており；前記高温水貯留タンク（７）の底部入口／出口は、前記バルブ（２７）の出口及び前記バルブ（２８）の入口に並列にそれぞれ接続されており、前記バルブ（２７）の入口は、前記熱交換器（１０）の前記一次ネットワークの出口に接続されており、前記バルブ（２８）の出口は、前記電動ヒートポンプ（９）の蒸発器の入口に接続されており；前記低温水貯留タンク（８）の上部入口／出口もまた、前記バルブ（２７）の出口及び前記バルブ（２８）の入口に並列にそれぞれ接続されており、前記低温水貯留タンク（８）の底部入口／出口は、前記バルブ（２９）の出口及び前記バルブ（３０）の入口に並列にぞれぞれ接続されており、前記バルブ（３０）の出口は、前記一次ネットワーク背水管（１−１）に接続されており；前記電動ヒートポンプ（９）の前記蒸発器の出口は、前記バルブ（３１）を介して前記循環水ポンプ（３７）の入口及び前記一次ネットワーク背水管（１−１）に並列にそれぞれ接続されており、前記循環水ポンプ（３７）の出口は、前記バルブ（２９）の入口に接続されており；二次ネットワーク背水管（１−３）は、前記バルブ（３２）の入口及び前記バルブ（３３）の入口に並列にそれぞれ接続されており、前記バルブ（３２）の出口は、前記熱交換器（１０）の二次ネットワークの入口に接続されており、前記バルブ（３３）の出口及び前記熱交換器（１０）の前記二次ネットワークの出口は共に、前記バルブ（３４）の入口及び前記バルブ（３５）の入口に並列にそれぞれ接続されており、前記バルブ（３５）の出口は、二次ネットワーク給水管（１−４）に接続されており、前記バルブ（３４）の出口は、前記電動ヒートポンプ（９）の凝縮器の入口に接続されており、前記電動ヒートポンプ（９）の前記凝縮器の出口は、前記二次ネットワーク給水管（１−４）に接続されていることを特徴とする電力ピーキング熱電併給（ＣＨＰ）廃熱回収装置。
【請求項２】
熱交換器（１）は、凝縮器又は水−水熱交換器を採用する請求項１に記載の電力ピーキング熱電併給（ＣＨＰ）廃熱回収装置。
【請求項３】
熱交換器（１０）は、プレート式熱交換器又は吸収式熱交換ユニットを採用する請求項１又は２に記載の電力ピーク負荷調整及び熱電併給（ＣＨＰ）のための廃熱回収装置。
【請求項４】
内部発電部と熱交換部とを含み、
前記内部発電部は、主に、熱交換器（１）、廃熱回収電動ヒートポンプ（２）、エネルギー貯蔵電動ヒートポンプ（３）、高温水貯留タンク（４）、低温水貯留タンク（５）、加熱ネットワークヒータ（６）、バルブ（１１〜１９）、及び循環水ポンプ（２０〜２３）を含み；前記熱交換器（１）の入口は、一次ネットワーク背水管（１−１）に接続されており、前記熱交換器（１）の出口は、前記バルブ（１１）の入口、前記バルブ（１２）の入口、及び前記循環水ポンプ（２０）の入口に並列にそれぞれ接続されており；前記廃熱回収電動ヒートポンプ（２）の入口は、前記バルブ（１２）の出口に接続されており、前記廃熱回収電動ヒートポンプ（２）の出口は、前記加熱ネットワークヒータ（６）の入口に接続されており；前記高温水貯留タンク（４）の上部入口／出口は、前記バルブ（１３）の出口及び前記バルブ（１４）の入口に並列にそれぞれ接続されており、前記バルブ（１３）の入口は、前記エネルギー貯蔵電動ヒートポンプ（３）の凝縮器の出口に接続されており、前記バルブ（１４）の出口は、前記加熱ネットワークヒータ（６）の入口に接続されており；前記高温水貯留タンクの底部入口／出口は、前記バルブ（１５）の出口及び前記循環水ポンプ（２１）の入口に並列にそれぞれ接続されており、前記バルブ（１５）の入口は、前記循環水ポンプ（２０）の出口に接続されており、前記循環水ポンプ（２１）の出口は、前記バルブ（１６）を介して前記エネルギー貯蔵電動ヒートポンプ（３）の前記凝縮器の入口に接続されており；前記低温水貯留タンク（５）の上部入口／出口は、前記バルブ（１１）の出口及び前記バルブ（１７）の入口に並列にそれぞれ接続されており、前記バルブ（１７）の出口は、前記エネルギー貯蔵電動ヒートポンプ（３）の蒸発器の入口に接続されており；前記低温水貯留タンク（５）の底部入口／出口は、前記バルブ（１８）の出口及び前記循環水ポンプ（２２）の入口に並列にそれぞれ接続されており、前記バルブ（１８）の入口は、前記循環水ポンプ（２３）を介して前記エネルギー貯蔵電動ヒートポンプ（３）の前記蒸発器の出口に接続されており、前記循環水ポンプ（２２）の出口は、前記バルブ（１９）を介して前記熱交換器（１）の入口に並列に接続されており；
前記熱交換部は、主に、低温水貯留タンク（８）、電動ヒートポンプ（９）、熱交換器（１０）、バルブ（２６〜３５）、及び循環水ポンプ（３７）を含み；前記バルブ（２６）の入口は、一次ネットワーク給水管（１−２）を介して前記加熱ネットワークヒータ（６）の出口に接続されており；前記バルブ（２６）の出口は、前記熱交換器（１０）の一次ネットワークの入口に接続されており；前記低温水貯留タンク（８）の上部入口／出口は、前記バルブ（２７）の出口及び前記バルブ（２８）の入口に並列にそれぞれ接続されており；前記バルブ（２７）の入口は、前記熱交換器（１０）の前記一次ネットワークの出口に接続されており、前記バルブ（２８）の出口は、前記電動ヒートポンプ（９）の蒸発器の入口に接続されており；前記低温水貯留タンク（８）の底部入口／出口は、前記バルブ（２９）の出口及び前記バルブ（３０）の入口に並列にぞれぞれ接続されており、前記バルブ（３０）の出口は、前記一次ネットワーク背水管（１−１）に接続されており；前記電動ヒートポンプ（９）の前記蒸発器の出口は、前記バルブ（３１）を介して前記循環水ポンプ（３７）の入口及び前記一次ネットワーク背水管（１−１）に並列にそれぞれ接続されており、前記循環水ポンプ（３７）の出口は、前記バルブ（２９）の入口に接続されており；二次ネットワーク背水管（１−３）が、前記バルブ（３２）の入口及び前記バルブ（３３）の入口に並列にそれぞれ接続されており、前記バルブ（３２）の出口は、前記熱交換器（１０）の二次ネットワークの入口に接続されており、前記バルブ（３３）の出口及び前記熱交換器（１０）の前記二次ネットワークの出口は共に、前記バルブ（３４）の入口及び前記バルブ（３５）の入口に並列にそれぞれ接続されており、前記バルブ（３５）の出口は、二次ネットワーク給水管（１−４）に接続されており、前記バルブ（３４）の出口は、前記電動ヒートポンプ（９）の凝縮器の入口に接続されており、前記電動ヒートポンプ（９）の前記凝縮器の出口は、前記二次ネットワーク給水管（１−４）に接続されていることを特徴とする電力ピーキング熱電併給（ＣＨＰ）廃熱回収装置。
【請求項５】
熱交換器（１）は、凝縮器又は水−水熱交換器を採用する請求項４に記載の電力ピーキング熱電併給（ＣＨＰ）廃熱回収装置。
【請求項６】
熱交換器（１０）は、プレート式熱交換器又は吸収式熱交換ユニットを採用する請求項４又は５に記載の電力ピーキング熱電併給（ＣＨＰ）廃熱回収装置。
【請求項７】
装置が、電力負荷の谷間期間、電力負荷の平坦期間、及び電力負荷のピーク期間においてそれぞれ、
１）電力負荷の谷間期間中は、内部発電部においては、バルブ（１１）、バルブ（１４）、バルブ（１５）、バルブ（１９）、循環水ポンプ（２０）、及び循環水ポンプ（２２）が閉じており；バルブ（１２）、バルブ（１３）、バルブ（１６）、バルブ（１７）、バルブ（１８）、循環水ポンプ（２１）、及び循環水ポンプ（２３）が開放しており；一次ネットワーク背水管（１−１）により提供される一次ネットワーク低温背水が、熱交換器（１）及び廃熱回収電動ヒートポンプ（２）に順次流れ込み；前記熱交換器（１）及び前記廃熱回収電動ヒートポンプ（２）は、熱電併給（ＣＨＰ）ユニットの排出廃熱を回収して前記一次ネットワーク低温背水を加熱し；前記廃熱回収電動ヒートポンプ（４）からの加熱された加熱ネットワーク水は、加熱ネットワークヒータ（６）に流入し、ここで、前記加熱された加熱ネットワーク水は、前記熱電併給（ＣＨＰ）ユニットにより抽気されて加熱ネットワーク設計温度まで加熱され、一次ネットワーク高温給水を供給する一次ネットワーク給水管（１−２）へと流入する一次ネットワーク高温給水が得られ；一方、高温水貯留タンク（４）に貯留される水は、前記循環水ポンプ（２１）を介して底部出口から引き出されてエネルギー貯蔵電動ヒートポンプ（３）の凝縮器に流入し；熱交換及び加熱後、前記水は上部入口から前記高温水貯留タンク（４）内に還流し；低温水貯留タンク（５）内に貯留される水は、上部出口から押されて前記エネルギー貯蔵電動ヒートポンプ（３）の蒸発器に流入し、熱交換及び冷却後、前記水は前記循環水ポンプ（２３）を介して底部入口から前記低温水貯留タンク（５）に導かれ；
熱交換部においては、バルブ（２５）、バルブ（２６）、バルブ（２７）、バルブ（３０）、バルブ（３２）、バルブ（３５）、及び循環水ポンプ（３６）が閉じており；他のバルブ及び循環水ポンプ（３７）が開放しており；前記一次ネットワーク給水管（１−２）により提供される前記一次ネットワーク高温給水は、上部入口から高温水貯留タンク（７）に流入し；前記高温給水は、前記高温水貯留タンク（７）に貯留され、従って、前記高温水貯留タンク（７）に貯留される中間温度の水を下部出口から圧迫し、これが低温水貯留タンク（８）の上部出口から押された中間温度の貯留水と混合され；次いで、混合水が電動ヒートポンプ（９）の蒸発器に流入し；熱交換及び冷却後、前記混合水は、２つの分岐に分割され、その一方は、前記循環水ポンプ（３７）を介して底部入口から前記低温水貯留タンク（８）に導かれ、他方は、前記一次ネットワーク背水管（１−１）に流入し；一方、二次ネットワーク給水管（１−３）により提供される二次ネットワーク低温背水は、前記電動ヒートポンプ（９）の凝縮器を通過して流れ；前記二次ネットワーク低温背水の熱交換及び加熱後、二次ネットワーク高温給水が得られ、これが熱ユーザに供給するための二次ネットワーク給水管（１−４）に流入し；
２）電力負荷の平坦期間中は、前記内部発電部においては、前記バルブ（１６）、前記バルブ（１８）、前記循環水ポンプ（２１）、及び前記循環水ポンプ（２３）が閉じており；前記エネルギー貯蔵電動ヒートポンプ（３）がシャットダウンしており；他の部分は、前記電力負荷の谷間期間中と同様に稼働し；
前記熱交換部においては、バルブ（２４）、前記バルブ（２５）、バルブ（２９）、前記バルブ（３０）、バルブ（３３）、前記バルブ（３５）、及び前記循環水ポンプ（３７）が閉じており；他のバルブ及び前記循環水ポンプ（３６）が開放しており；前記一次ネットワーク給水管（１−２）により提供される一次ネットワーク高温給水は、熱交換器（１０）の一次ネットワーク側及び前記電動ヒートポンプ（９）の前記蒸発器を順次通過して流れ；前記一次ネットワーク高温給水の熱交換及び冷却後、一次ネットワーク低温背水が得られ、これが前記一次ネットワーク背水管（１−１）に流入し；一方、二次ネットワーク背水管（１−３）により提供される二次ネットワーク低温背水は、前記熱交換器（１０）の二次ネットワーク側及び前記電動ヒートポンプ（９）の前記凝縮器を順次通過して流れ；前記二次ネットワーク低温背水の熱交換及び加熱後、二次ネットワーク高温給水が得られ、これが熱ユーザに供給するための前記二次ネットワーク給水管（１−４）に流入し；
３）電力負荷のピーク期間中は、前記内部発電部においては、前記バルブ（１２）、前記バルブ（１３）、前記バルブ（１６）、バルブ（１７）、前記バルブ（１８）、前記循環水ポンプ（２１）、及び前記循環水ポンプ（２３）が閉じており；前記バルブ（１１）、前記バルブ（１４）、前記バルブ（１５）、前記バルブ（１９）、前記循環水ポンプ（２０）、及び前記循環水ポンプ（２２）が開放しており；前記低温水貯留タンク（５）に貯留される低温水が底部出口から引き出されて一次ネットワーク低温背水と混合され、次いで、低温の混合水が前記熱交換器（１）に送られ；前記熱交換器（１）は、前記熱電併給（ＣＨＰ）ユニットの排出廃熱を回収して前記低温の混合水を加熱し；前記熱交換器（１）により加熱された加熱ネットワーク水が、２つの分岐に分割され、その一方は、上部入口から前記低温水貯留タンク（５）へと戻り、他方は、前記循環水ポンプ（２０）を介して、底部入口から前記高温水貯留タンク（４）に導かれ；前記高温水貯留タンク（４）に貯留される高温水は、上部出口から押されて前記加熱ネットワークヒータ（６）に送られ；ここで、前記高温水は、前記熱電併給（ＣＨＰ）ユニットにより抽気されて加熱ネットワーク設計温度まで加熱され、一次ネットワーク高温給水を供給する前記一次ネットワーク給水管（１−２）へと流入する一次ネットワーク高温給水が得られ；
前記熱交換部においては、前記バルブ（２４）、バルブ（２８）、前記バルブ（２９）、前記バルブ（３１）、前記バルブ（３３）、バルブ（３４）、及び前記循環水ポンプ（３７）が閉じており；前記電動ヒートポンプ（９）がシャットダウンしており；他のバルブ及び前記循環水ポンプ（３６）が開放しており；前記高温水貯留タンク（７）に貯留される高温水が、前記循環水ポンプ（３６）により上部出口から引き出されて前記一次ネットワーク給水管（１−２）により提供される前記一次ネットワーク高温給水と混合され；次いで、混合水が、前記熱交換器（１０）の前記一次ネットワーク側を通過して流れ；前記混合水の熱交換及び冷却後、中間温度の水が得られて２つの分岐に分割され、その一方は、底部入口から前記高温水貯留タンク（７）に流入し、他方は、上部入口から前記低温水貯留タンク（８）に流入し、従って、前記低温水貯留タンク（８）に貯留される低温水を下部出口から圧迫し；押された前記低温水は、前記一次ネットワーク背水管（１−１）に流入し；一方、前記二次ネットワーク背水管（１−３）により提供される二次低温背水は、前記熱交換器（１０）の前記二次ネットワーク側を通過して流れ；前記二次低温背水の熱交換及び加熱後、二次ネットワーク高温給水が得られ、これが熱ユーザに供給するための前記二次ネットワーク給水管（１−４）に流入する、
稼働が可能であるように、稼働方法が、異なるバルブスイッチの組合せにより、装置の稼働モードを調整する請求項１から３に記載の電力ピーキング熱電併給（ＣＨＰ）廃熱回収装置の稼働方法。
【請求項８】
装置が、電力負荷の谷間期間、電力負荷の平坦期間、及び電力負荷のピーク期間においてそれぞれ、
１）電力負荷の谷間期間中は、内部発電部においては、バルブ（１１）、バルブ（１４）、バルブ（１５）、バルブ（１９）、循環水ポンプ（２０）、及び循環水ポンプ（２２）が閉じており；バルブ（１２）、バルブ（１３）、バルブ（１６）、バルブ（１７）、バルブ（１８）、循環水ポンプ（２１）、及び循環水ポンプ（２３）が開放しており；一次ネットワーク背水管（１−１）により提供される一次ネットワーク低温背水が、熱交換器（１）及び廃熱回収電動ヒートポンプ（２）に順次流れ込み；前記熱交換器（１）及び前記廃熱回収電動ヒートポンプ（２）は、熱電併給（ＣＨＰ）ユニットの排出廃熱を回収して前記一次ネットワーク低温背水を加熱し；前記廃熱回収電動ヒートポンプ（４）からの加熱された加熱ネットワーク水は、加熱ネットワークヒータ（６）に流入し、ここで、前記加熱された加熱ネットワーク水は、前記熱電併給（ＣＨＰ）ユニットにより抽気されて加熱ネットワーク設計温度まで加熱され、一次ネットワーク高温給水を供給する一次ネットワーク給水管（１−２）へと流入する一次ネットワーク高温給水が得られ；一方、高温水貯留タンク（４）に貯留される水は、循環水ポンプ（２１）を介して底部出口から引き出されてエネルギー貯蔵電動ヒートポンプ（３）の凝縮器に流入し；熱交換及び加熱後、前記水は上部入口から前記高温水貯留タンク（４）内に還流し；低温水貯留タンク（５）内に貯留される水は、上部出口から押されて前記エネルギー貯蔵電動ヒートポンプ（３）の蒸発器に流入し、熱交換及び冷却後、前記水は前記循環水ポンプ（２３）を介して底部入口から前記低温水貯留タンク（５）に導かれ；
熱交換部においては、バルブ（３０）、バルブ（３３）、及びバルブ（３５）が閉じており；他のバルブ及び循環水ポンプ（３７）が開放しており；前記一次ネットワーク給水管（１−２）により提供される前記一次ネットワーク高温給水は、まず熱交換器（１０）の一次ネットワーク側を通過して流れ；熱交換及び冷却後、前記一次ネットワーク高温給水は、低温水貯留タンク（８）の上部出口から押された中間温度の貯留水と混合され；次いで、混合水が電動ヒートポンプ（９）の蒸発器を通過して流れ；更なる熱交換及び冷却後、前記混合水は、２つの分岐に分割され、その一方は、前記循環水ポンプ（３７）により底部入口から前記低温水貯留タンク（８）に導かれ、他方は、前記一次ネットワーク背水管（１−１）に流入し；一方、二次ネットワーク給水管（１−３）により提供される二次ネットワーク低温背水は、まず前記熱交換器（１０）の二次ネットワーク側を通過して流れ；熱交換及び加熱後、前記二次ネットワーク低温背水は、前記電動ヒートポンプ（９）の凝縮器に流入し；前記二次ネットワーク低温背水の更なる熱交換及び加熱後、二次ネットワーク高温給水が得られ、これが熱ユーザに供給するための二次ネットワーク給水管（１−４）に流入し；
２）電力負荷の平坦期間中は、前記内部発電部においては、前記バルブ（１６）、前記バルブ（１８）、前記循環水ポンプ（２１）、及び前記循環水ポンプ（２３）が閉じており；前記エネルギー貯蔵電動ヒートポンプ（３）がシャットダウンしており、他の部分は、前記電力負荷の谷間期間中と同様に稼働し；
前記熱交換部においては、バルブ（２９）、前記バルブ（３０）、前記バルブ（３３）、前記バルブ（３５）、及び前記循環水ポンプ（３７）が閉じており；他のバルブが開放しており；前記一次ネットワーク給水管（１−２）により提供される一次ネットワーク高温給水は、前記熱交換器（１０）の前記一次ネットワーク側及び前記電動ヒートポンプ（９）の前記蒸発器を順次通過して流れ、前記一次ネットワーク高温給水の熱交換及び冷却後、一次ネットワーク低温背水が得られ、これが前記一次ネットワーク背水管（１−１）に流入し；一方、前記二次ネットワーク背水管（１−３）により提供される二次ネットワーク低温背水は、前記熱交換器（１０）の前記二次ネットワーク側及び前記電動ヒートポンプ（９）の前記凝縮器を順次通過して流れ；前記二次ネットワーク低温背水の熱交換及び加熱後、二次ネットワーク高温給水が得られ、これが熱ユーザに供給するための前記二次ネットワーク給水管（１−４）に流入し；
３）電力負荷のピーク期間中は、前記内部発電部においては、前記バルブ（１２）、前記バルブ（１３）、前記バルブ（１６）、バルブ（１７）、前記バルブ（１８）、前記循環水ポンプ（２１）、及び前記循環水ポンプ（２３）が閉じており；前記バルブ（１１）、前記バルブ（１４）、前記バルブ（１５）、前記バルブ（１９）、前記循環水ポンプ（２０）、及び前記循環水ポンプ（２２）が開放しており；前記低温水貯留タンク（５）に貯留される低温水が底部出口から引き出されて一次ネットワーク低温背水と混合され、次いで、低温の混合水が前記熱交換器（１）に送られ；前記熱交換器（１）は、前記熱電併給（ＣＨＰ）ユニットの排出廃熱を回収して前記低温の混合水を加熱し；前記熱交換器（１）により加熱された加熱ネットワーク水が、２つの分岐に分割され、その一方は、上部入口から前記低温水貯留タンク（５）へと戻り、他方は、前記循環水ポンプ（２０）を介して、底部入口から前記高温水貯留タンク（４）に導かれ；前記高温水貯留タンク（４）に貯留される高温水は、上部出口から押されて前記加熱ネットワークヒータ（６）に送られ；ここで、前記高温水は、前記熱電併給（ＣＨＰ）ユニットにより抽気されて加熱ネットワーク設計温度まで加熱され、一次ネットワーク高温給水を供給する前記一次ネットワーク給水管（１−２）へと流入する一次ネットワーク高温給水が得られ；
前記熱交換部においては、バルブ（２８）、前記バルブ（２９）、バルブ（３１）、前記バルブ（３３）、バルブ（３４）、及び前記循環水ポンプ（３７）が閉じており；前記電動ヒートポンプ（９）がシャットダウンしており；他のバルブが開放しており；前記一次ネットワーク給水管（１−２）により提供される前記一次ネットワーク高温供給水は、前記熱交換器（１０）の前記一次ネットワーク側を通過して流れ、熱交換及び冷却後に前記低温水貯留タンク（８）に流入し；前記低温水貯留タンク（８）に貯留される低温水が底部出口から押されて前記一次ネットワーク背水管（１−１）に送られ；一方、前記二次ネットワーク背水管（１−３）により提供される二次ネットワーク低温背水は、前記熱交換器（１０）の前記二次ネットワーク側を通過して流れ、前記二次ネットワーク低温背水の熱交換及び加熱後、二次ネットワーク高温給水が得られ、これが熱ユーザに供給するための前記二次ネットワーク給水管（１−４）に流入する、
稼働が可能であるように、稼働方法が、異なるバルブスイッチの組合せにより、装置の稼働モードを調整する請求項４から６に記載の電力ピーキング熱電併給（ＣＨＰ）廃熱回収装置の稼働方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換装置、及びその稼働方法に関し、特に、熱電併給（ＣＨＰ）と廃熱回収とを組み合わせた蓄熱技術を用いた電力ピーキング熱電併給（ＣＨＰ）廃熱回収装置、及びその稼働方法に関する。本発明は、エネルギー及び電力の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
中国北部は、風力エネルギーが豊富な地域に属しており、風力発電は、これらの地域で急速に成長している。加えて、風力エネルギーの設備容量は年々増加しており、総設備容量中の風力エネルギーの設備容量の割合も年々増加している。しかしながら、風力は反負荷特性を有しており、即ち、夜間の電力ネットワークにおける電力負荷の谷間時は風力発電出力が大きく、昼間の電力ネットワークにおける電力負荷のピーク時には風力発電出力が小さい。一方、電力負荷のピークと電力負荷の谷間との間の差もまた、年々拡大しており、直面する電力ピーキングを困難にしている。
【０００３】
現在、中国北部の都市や町は、依然として石炭燃料ボイラーに依存しており、高エネルギー消費及び高度汚染を伴って熱を供給しているのが実情である。熱電併給（ＣＨＰ）は、効率的な熱供給モードである。しかしながら、中国の火力発電所は、「熱が電力を決定する」ように稼働している。熱供給を確保するために、多くの火力発電所の電力出力の調整範囲は大幅に制限されており、電力負荷の谷間時にエネルギー生産を低下させることができないため、グリッドエネルギーの風の枠を制御することに躍起になり、風力発電所は、その電力出力を制限しなければならなくなり、これが、中国北部の風力エネルギーが豊富な地域における「ファンの停止」という現象に繋がる。
【０００４】
熱電併給（ＣＨＰ）ユニットの排出廃熱を回収するためにヒートポンプ技術を適用すると、熱電併給（ＣＨＰ）の熱供給効率を向上させることができるが、それでもまだ、「熱が電力を決定する」という稼働モードを変えることはできない。蓄熱と熱電併給（ＣＨＰ）ユニットとを組み合わせることで、熱出力の蓄熱安定化により、熱電併給（ＣＨＰ）は、「電力が熱を決定する」モードで稼働することができるが、発電所の排出廃熱の回収技術と組み合わせた場合、依然として発電所の排出廃熱の安定的な回収を確保することができない。
【発明の概要】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の目的は、蓄熱技術を、熱電併給（ＣＨＰ）及び廃熱回収と組み合わせて使用し、廃熱回収の実現に基づく電力ピーキング熱電併給（ＣＨＰ）ユニットを実現することにより、電力ピーキング熱電併給（ＣＨＰ）廃熱回収装置、及びその稼働方法を提供することにある。
【０００６】
上記目的を実現するために、本発明は、以下の技術的解決策を採用する。即ち、内部発電部と熱交換部とを含み、
前記内部発電部は、主に、熱交換器（１）、廃熱回収電動ヒートポンプ（２）、エネルギー貯蔵電動ヒートポンプ（３）、高温水貯留タンク（４）、低温水貯留タンク（５）、加熱ネットワークヒータ（６）、バルブ（１１〜１９）、及び循環水ポンプ（２０〜２３）を含み；前記熱交換器（１）の入口は、一次ネットワーク背水管（１−１）に接続されており、前記熱交換器（１）の出口は、前記バルブ（１１）の入口、前記バルブ（１２）の入口、及び前記循環水ポンプ（２０）の入口に並列にそれぞれ接続されており；前記廃熱回収電動ヒートポンプ（２）の入口は、前記バルブ（１２）の出口に接続されており、前記廃熱回収電動ヒートポンプ（２）の出口は、前記加熱ネットワークヒータ（６）の入口に接続されており；前記高温水貯留タンク（４）の上部入口／出口は、前記バルブ（１３）の出口及び前記バルブ（１４）の入口に並列にそれぞれ接続されており、前記バルブ（１３）の入口は、前記エネルギー貯蔵電動ヒートポンプ（３）の凝縮器の出口に接続されており、前記バルブ（１４）の出口は、前記加熱ネットワークヒータ（６）の入口に接続されており；前記高温水貯留タンクの底部入口／出口は、前記バルブ（１５）の出口及び前記循環水ポンプ（２１）の入口に並列にそれぞれ接続されており、前記バルブ（１５）の入口は、前記循環水ポンプ（２０）の出口に接続されており、前記循環水ポンプ（２１）の出口は、前記バルブ（１６）を介して前記エネルギー貯蔵電動ヒートポンプ（３）の前記凝縮器の入口に接続されており；前記低温水貯留タンク（５）の上部入口／出口は、前記バルブ（１１）の出口及び前記バルブ（１７）の入口に並列にそれぞれ接続されており、前記バルブ（１７）の出口は、前記エネルギー貯蔵電動ヒートポンプ（３）の蒸発器の入口に接続されており；前記低温水貯留タンク（５）の底部入口／出口は、前記バルブ（１８）の出口及び前記循環水ポンプ（２２）の入口に並列にそれぞれ接続されており、前記バルブ（１８）の入口は、前記循環水ポンプ（２３）を介して前記エネルギー貯蔵電動ヒートポンプ（３）の前記蒸発器の出口に接続されており、前記循環水ポンプ（２２）の出口は、前記バルブ（１９）を介して前記熱交換器（１）の入口に並列に接続されており、
前記熱交換部は、主に、高温水貯留タンク（７）、低温水貯留タンク（８）、電動ヒートポンプ（９）、熱交換器（１０）、バルブ（２４〜３５）、及び循環水ポンプ（３６〜３７）を含み；前記高温水貯留タンク（７）の上部入口／出口は、前記バルブ（２４）の出口及び前記循環水ポンプ（３６）の入口に並列にそれぞれ接続されており、前記バルブ（２４）の入口は、一次ネットワーク給水管（１−２）を介して前記加熱ネットワークヒータ（６）の出口に接続されており、前記バルブ（２５）を介して前記一次ネットワーク給水管（１−２）に並列に接続されている前記循環水ポンプ（３６）の出口は、前記バルブ（２６）の入口に接続されており、前記バルブ（２６）の出口は、前記熱交換器（１０）の一次ネットワークの入口に接続されており；前記高温水貯留タンク（７）の底部入口／出口は、前記バルブ（２７）の出口及び前記バルブ（２８）の入口に並列にそれぞれ接続されており、前記バルブ（２７）の入口は、前記熱交換器（１０）の前記一次ネットワークの出口に接続されており、前記バルブ（２８）の出口は、前記電動ヒートポンプ（９）の蒸発器の入口に接続されており；前記低温水貯留タンク（８）の上部入口／出口もまた、前記バルブ（２７）の出口及び前記バルブ（２８）の入口に並列にそれぞれ接続されており、前記低温水貯留タンク（８）の底部入口／出口は、前記バルブ（２９）の出口及び前記バルブ（３０）の入口に並列にぞれぞれ接続されており、前記バルブ（３０）の出口は、前記一次ネットワーク背水管（１−１）に接続されており；前記電動ヒートポンプ（９）の前記蒸発器の出口は、前記バルブ（３１）を介して前記循環水ポンプ（３７）の入口及び前記一次ネットワーク背水管（１−１）に並列にそれぞれ接続されており、前記循環水ポンプ（３７）の出口は、前記バルブ（２９）の入口に接続されており；二次ネットワーク背水管（１−３）は、前記バルブ（３２）の入口及び前記バルブ（３３）の入口に並列にそれぞれ接続されており、前記バルブ（３２）の出口は、前記熱交換器（１０）の二次ネットワークの入口に接続されており、前記バルブ（３３）の出口及び前記熱交換器（１０）の前記二次ネットワークの出口は共に、前記バルブ（３４）の入口及び前記バルブ（３５）の入口に並列にそれぞれ接続されており、前記バルブ（３５）の出口は、二次ネットワーク給水管（１−４）に接続されており、前記バルブ（３４）の出口は、前記電動ヒートポンプ（９）の凝縮器の入口に接続されており、前記電動ヒートポンプ（９）の前記凝縮器の出口は、前記二次ネットワーク給水管（１−４）に接続されていることを特徴とする電力ピーキング熱電併給（ＣＨＰ）廃熱回収装置である。
【０００７】
好ましい実施形態では、熱交換器（１）は、凝縮器又は水−水熱交換器を採用する。
【０００８】
好ましい実施形態では、熱交換器（１０）は、プレート式熱交換器又は吸収式熱交換ユニットを採用する。
【０００９】
装置が、電力負荷の谷間期間、電力負荷の平坦期間、及び電力負荷のピーク期間においてそれぞれ、
１）電力負荷の谷間期間中は、内部発電部においては、バルブ（１１）、バルブ（１４）、バルブ（１５）、バルブ（１９）、循環水ポンプ（２０）、及び循環水ポンプ（２２）が閉じており；バルブ（１２）、バルブ（１３）、バルブ（１６）、バルブ（１７）、バルブ（１８）、循環水ポンプ（２１）、及び循環水ポンプ（２３）が開放しており；一次ネットワーク背水管（１−１）により提供される一次ネットワーク低温背水が、熱交換器（１）及び廃熱回収電動ヒートポンプ（２）に順次流れ込み；前記熱交換器（１）及び前記廃熱回収電動ヒートポンプ（２）は、熱電併給（ＣＨＰ）ユニットの排出廃熱を回収して前記一次ネットワーク低温背水を加熱し；廃熱回収電動ヒートポンプ（４）からの加熱された加熱ネットワーク水は、加熱ネットワークヒータ（６）に流入し、ここで、前記加熱された加熱ネットワーク水は、前記熱電併給（ＣＨＰ）ユニットにより抽気されて加熱ネットワーク設計温度まで加熱され、一次ネットワーク高温給水を供給する一次ネットワーク給水管（１−２）へと流入する一次ネットワーク高温給水が得られ；一方、高温水貯留タンク（４）に貯留される水は、前記循環水ポンプ（２１）を介して底部出口から引き出されてエネルギー貯蔵電動ヒートポンプ（３）の凝縮器に流入し；熱交換及び加熱後、前記水は上部入口から前記高温水貯留タンク（４）内に還流し；低温水貯留タンク（５）内に貯留される水は、上部出口から押されて前記エネルギー貯蔵電動ヒートポンプ（３）の蒸発器に流入し、熱交換及び冷却後、前記水は前記循環水ポンプ（２３）を介して底部入口から前記低温水貯留タンク（５）に導かれ；
熱交換部においては、バルブ（２５）、バルブ（２６）、バルブ（２７）、バルブ（３０）、バルブ（３２）、バルブ（３５）、及び循環水ポンプ（３６）が閉じており；他のバルブ及び循環水ポンプ（３７）が開放しており；前記一次ネットワーク給水管（１−２）により供給される前記一次ネットワーク高温給水は、上部入口から高温水貯留タンク（７）に流入し；前記高温給水は、前記高温水貯留タンク（７）に貯留され、従って、前記高温水貯留タンク（７）に貯留される中間温度の水を下部出口から圧迫し、これが低温水貯留タンク（８）の上部出口から押された中間温度の貯留水と混合され；次いで、混合水が電動ヒートポンプ（９）の蒸発器に流入し；熱交換及び冷却後、前記混合水は、２つの分岐に分割され、その一方は、前記循環水ポンプ（３７）を介して底部入口から前記低温水貯留タンク（８）に導かれ、他方は、前記一次ネットワーク背水管（１−１）に流入し；一方、二次ネットワーク給水管（１−３）により提供される二次ネットワーク低温背水は、電動ヒートポンプ（９）の凝縮器を通過して流れ；前記二次ネットワーク低温背水の熱交換及び加熱後、二次ネットワーク高温給水が得られ、これが熱ユーザに供給するための二次ネットワーク給水管（１−４）に流入し；
２）電力負荷の平坦期間中は、前記内部発電部においては、前記バルブ（１６）、前記バルブ（１８）、前記循環水ポンプ（２１）、及び前記循環水ポンプ（２３）が閉じており；前記エネルギー貯蔵電動ヒートポンプ（３）がシャットダウンしており；他の部分は、前記電力負荷の谷間期間中と同様に稼働し；
前記熱交換部においては、バルブ（２４）、前記バルブ（２５）、バルブ（２９）、前記バルブ（３０）、バルブ（３３）、前記バルブ（３５）、及び前記循環水ポンプ（３７）が閉じており；他のバルブ及び前記循環水ポンプ（３６）が開放しており；前記一次ネットワーク給水管（１−２）により提供される一次ネットワーク高温給水は、熱交換器（１０）の一次ネットワーク側及び前記電動ヒートポンプ（９）の前記蒸発器を順次通過して流れ；前記一次ネットワーク高温給水の熱交換及び冷却後、一次ネットワーク低温背水が得られ、これが前記一次ネットワーク背水管（１−１）に流入し；一方、二次ネットワーク背水管（１−３）により提供される二次ネットワーク低温背水は、前記熱交換器（１０）の二次ネットワーク側及び前記電動ヒートポンプ（９）の前記凝縮器を順次通過して流れ；前記二次ネットワーク低温背水の熱交換及び加熱後、二次ネットワーク高温給水が得られ、これが熱ユーザに供給するための前記二次ネットワーク給水管（１−４）に流入し；
３）電力負荷のピーク期間中は、前記内部発電部においては、前記バルブ（１２）、前記バルブ（１３）、前記バルブ（１６）、バルブ（１７）、前記バルブ（１８）、前記循環水ポンプ（２１）、及び前記循環水ポンプ（２３）が閉じており；前記バルブ（１１）、前記バルブ（１４）、前記バルブ（１５）、前記バルブ（１９）、前記循環水ポンプ（２０）、及び前記循環水ポンプ（２２）が開放しており；前記低温水貯留タンク（５）に貯留される低温水が底部出口から引き出されて一次ネットワーク低温背水と混合され、次いで、低温の混合水が前記熱交換器（１）に送られ；前記熱交換器（１）は、前記熱電併給（ＣＨＰ）ユニットの排出廃熱を回収して前記低温の混合水を加熱し；前記熱交換器（１）により加熱された加熱ネットワーク水が、２つの分岐に分割され、その一方は、上部入口から前記低温水貯留タンク（５）へと戻り、他方は、前記循環水ポンプ（２０）を介して、底部入口から前記高温水貯留タンク（４）に導かれ；前記高温水貯留タンク（４）に貯留される高温水は、上部出口から押されて前記加熱ネットワークヒータ（６）に送られ；ここで、前記高温水は、熱電併給（ＣＨＰ）ユニットにより抽気されて加熱ネットワーク設計温度まで加熱され、一次ネットワーク高温給水を供給する前記一次ネットワーク給水管（１−２）へと流入する一次ネットワーク高温給水が得られ；
前記熱交換部においては、前記バルブ（２４）、バルブ（２８）、前記バルブ（２９）、前記バルブ（３１）、前記バルブ（３３）、バルブ（３４）、及び前記循環水ポンプ（３７）が閉じており；前記電動ヒートポンプ（９）がシャットダウンしており；他のバルブ及び前記循環水ポンプ（３６）が開放しており；前記高温水貯留タンク（７）に貯留される高温水が、前記循環水ポンプ（３６）により上部出口から引き出されて前記一次ネットワーク給水管（１−２）により提供される前記一次ネットワーク高温給水と混合され；次いで、混合水が、前記熱交換器（１０）の前記一次ネットワーク側を通過して流れ；前記混合水の熱交換及び冷却後、中間温度の水が得られて２つの分岐に分割され、その一方は、底部入口から前記高温水貯留タンク（７）に流入し、他方は、上部入口から前記低温水貯留タンク（８）に流入し、従って、前記低温水貯留タンク（８）に貯留される低温水を下部出口から圧迫し；押された前記低温水は、前記一次ネットワーク背水管（１−１）に流入し；一方、前記二次ネットワーク背水管（１−３）により提供される二次低温背水は、前記熱交換器（１０）の前記二次ネットワーク側を通過して流れ；前記二次低温背水の熱交換及び加熱後、二次ネットワーク高温給水が得られ、これが熱ユーザに供給するための前記二次ネットワーク給水管（１−４）に流入する、
稼働が可能であるように、稼働方法が、異なるバルブスイッチの組合せにより、装置の稼働モードを調整することを特徴とする上記電力ピーキング熱電併給（ＣＨＰ）廃熱回収装置の稼働方法である。
【００１０】
内部発電部と熱交換部とを含み、
前記内部発電部は、主に、熱交換器（１）、廃熱回収電動ヒートポンプ（２）、エネルギー貯蔵電動ヒートポンプ（３）、高温水貯留タンク（４）、低温水貯留タンク（５）、加熱ネットワークヒータ（６）、バルブ（１１〜１９）、及び循環水ポンプ（２０〜２３）を含み；前記熱交換器（１）の入口は、一次ネットワーク背水管（１−１）に接続されており、前記熱交換器（１）の出口は、前記バルブ（１１）の入口、前記バルブ（１２）の入口、及び前記循環水ポンプ（２０）の入口に並列にそれぞれ接続されており；前記廃熱回収電動ヒートポンプ（２）の入口は、前記バルブ（１２）の出口に接続されており、前記廃熱回収電動ヒートポンプ（２）の出口は、前記加熱ネットワークヒータ（６）の入口に接続されており；前記高温水貯留タンク（４）の上部入口／出口は、前記バルブ（１３）の出口及び前記バルブ（１４）の入口に並列にそれぞれ接続されており、前記バルブ（１３）の入口は、前記エネルギー貯蔵電動ヒートポンプ（３）の凝縮器の出口に接続されており、前記バルブ（１４）の出口は、前記加熱ネットワークヒータ（６）の入口に接続されており；前記高温水貯留タンクの底部入口／出口は、前記バルブ（１５）の出口及び前記循環水ポンプ（２１）の入口に並列にそれぞれ接続されており、前記バルブ（１５）の入口は、前記循環水ポンプ（２０）の出口に接続されており、前記循環水ポンプ（２１）の出口は、前記バルブ（１６）を介して前記エネルギー貯蔵電動ヒートポンプ（３）の前記凝縮器の入口に接続されており；前記低温水貯留タンク（５）の上部入口／出口は、前記バルブ（１１）の出口及び前記バルブ（１７）の入口に並列にそれぞれ接続されており、前記バルブ（１７）の出口は、前記エネルギー貯蔵電動ヒートポンプ（３）の蒸発器の入口に接続されており；前記低温水貯留タンク（５）の底部入口／出口は、前記バルブ（１８）の出口及び前記循環水ポンプ（２２）の入口に並列にそれぞれ接続されており、前記バルブ（１８）の入口は、前記循環水ポンプ（２３）を介して前記エネルギー貯蔵電動ヒートポンプ（３）の前記蒸発器の出口に接続されており、前記循環水ポンプ（２２）の出口は、前記バルブ（１９）を介して前記熱交換器（１）の入口に並列に接続されており；
前記熱交換部は、主に、低温水貯留タンク（８）、電動ヒートポンプ（９）、熱交換器（１０）、バルブ（２６〜３５）、及び循環水ポンプ（３７）を含み；前記バルブ（２６）の入口は、一次ネットワーク給水管（１−２）を介して前記加熱ネットワークヒータ（６）の出口に接続されており；前記バルブ（２６）の出口は、前記熱交換器（１０）の一次ネットワークの入口に接続されており；前記低温水貯留タンク（８）の上部入口／出口は、前記バルブ（２７）の出口及び前記バルブ（２８）の入口に並列にそれぞれ接続されており；前記バルブ（２７）の入口は、前記熱交換器（１０）の前記一次ネットワークの出口に接続されており、前記バルブ（２８）の出口は、前記電動ヒートポンプ（９）の蒸発器の入口に接続されており；前記低温水貯留タンク（８）の底部入口／出口は、前記バルブ（２９）の出口及び前記バルブ（３０）の入口に並列にぞれぞれ接続されており、前記バルブ（３０）の出口は、前記一次ネットワーク背水管（１−１）に接続されており；前記電動ヒートポンプ（９）の前記蒸発器の出口は、前記バルブ（３１）を介して前記循環水ポンプ（３７）の入口及び前記一次ネットワーク背水管（１−１）に並列にそれぞれ接続されており、前記循環水ポンプ（３７）の出口は、前記バルブ（２９）の入口に接続されており；二次ネットワーク背水管（１−３）が、前記バルブ（３２）の入口及び前記バルブ（３３）の入口に並列にそれぞれ接続されており、前記バルブ（３２）の出口は、前記熱交換器（１０）の二次ネットワークの入口に接続されており、前記バルブ（３３）の出口及び前記熱交換器（１０）の二次ネットワークの出口は共に、前記バルブ（３４）の入口及び前記バルブ（３５）の入口に並列にそれぞれ接続されており、前記バルブ（３５）の出口は、二次ネットワーク給水管（１−４）に接続されており、前記バルブ（３４）の出口は、前記電動ヒートポンプ（９）の凝縮器の入口に接続されており、前記電動ヒートポンプ（９）の前記凝縮器の出口は、前記二次ネットワーク給水管（１−４）に接続されていることを特徴とする電力ピーキング熱電併給（ＣＨＰ）廃熱回収装置である。
【００１１】
好ましい実施形態では、熱交換器（１）は、凝縮器又は水−水熱交換器を採用する。
【００１２】
好ましい実施形態では、熱交換器（１０）は、プレート式熱交換器又は吸収式熱交換ユニットを採用する。
【００１３】
装置が、電力負荷の谷間期間、電力負荷の平坦期間、及び電力負荷のピーク期間においてそれぞれ、
１）電力負荷の谷間期間中は、内部発電部においては、バルブ（１１）、バルブ（１４）、バルブ（１５）、バルブ（１９）、循環水ポンプ（２０）、及び循環水ポンプ（２２）が閉じており；バルブ（１２）、バルブ（１３）、バルブ（１６）、バルブ（１７）、バルブ（１８）、循環水ポンプ（２１）、及び循環水ポンプ（２３）が開放しており；一次ネットワーク背水管（１−１）により提供される一次ネットワーク低温背水が、熱交換器（１）及び廃熱回収電動ヒートポンプ（２）に順次流れ込み；前記熱交換器（１）及び前記廃熱回収電動ヒートポンプ（２）は、熱電併給（ＣＨＰ）ユニットの排出廃熱を回収して前記一次ネットワーク低温背水を加熱し；前記廃熱回収電動ヒートポンプ（４）からの加熱された加熱ネットワーク水は、加熱ネットワークヒータ（６）に流入し、ここで、前記加熱された加熱ネットワーク水は、前記熱電併給（ＣＨＰ）ユニットにより抽気されて加熱ネットワーク設計温度まで加熱され、一次ネットワーク高温給水を供給する一次ネットワーク給水管（１−２）へと流入する一次ネットワーク高温給水が得られ；一方、高温水貯留タンク（４）に貯留される水は、循環水ポンプ（２１）を介して底部出口から引き出されてエネルギー貯蔵電動ヒートポンプ（３）の凝縮器に流入し；熱交換及び加熱後、前記水は上部入口から前記高温水貯留タンク（４）内に還流し；低温水貯留タンク（５）内に貯留される水は、上部出口から押されて前記エネルギー貯蔵電動ヒートポンプ（３）の蒸発器に流入し、熱交換及び冷却後、前記水は前記循環水ポンプ（２３）を介して底部入口から前記低温水貯留タンク（５）に導かれ；
熱交換部においては、バルブ（３０）、バルブ（３３）、及びバルブ（３５）が閉じており；他のバルブ及び循環水ポンプ（３７）が開放しており；前記一次ネットワーク給水管（１−２）により提供される前記一次ネットワーク高温給水は、まず熱交換器（１０）の一次ネットワーク側を通過して流れ；熱交換及び冷却後、前記一次ネットワーク高温給水は、低温水貯留タンク（８）の上部出口から押された中間温度の貯留水と混合され、次いで、混合水が電動ヒートポンプ（９）の蒸発器を通過して流れ；更なる熱交換及び冷却後、前記混合水は、２つの分岐に分割され、その一方は、前記循環水ポンプ（３７）により底部入口から前記低温水貯留タンク（８）に導かれ、他方は、前記一次ネットワーク背水管（１−１）に流入し；一方、二次ネットワーク給水管（１−３）により提供される二次ネットワーク低温背水は、まず前記熱交換器（１０）の二次ネットワーク側を通過して流れ；熱交換及び加熱後、前記二次ネットワーク低温背水は、前記電動ヒートポンプ（９）の凝縮器に流入し；前記二次ネットワーク低温背水の更なる熱交換及び加熱後、二次ネットワーク高温給水が得られ、これが熱ユーザに供給するための二次ネットワーク給水管（１−４）に流入し；
２）電力負荷の平坦期間中は、前記内部発電部においては、前記バルブ（１６）、前記バルブ（１８）、前記循環水ポンプ（２１）、及び前記循環水ポンプ（２３）が閉じており；前記エネルギー貯蔵電動ヒートポンプ（３）がシャットダウンしており、他の部分は、前記電力負荷の谷間期間中と同様に稼働し；
前記熱交換部においては、バルブ（２９）、前記バルブ（３０）、前記バルブ（３３）、前記バルブ（３５）、及び前記循環水ポンプ（３７）が閉じており；他のバルブが開放しており；前記一次ネットワーク給水管（１−２）により提供される一次ネットワーク高温給水は、前記熱交換器（１０）の前記一次ネットワーク側及び前記電動ヒートポンプ（９）の前記蒸発器を順次通過して流れ、前記一次ネットワーク高温給水の熱交換及び冷却後、一次ネットワーク低温背水が得られ、これが前記一次ネットワーク背水管（１−１）に流入し；一方、前記二次ネットワーク背水管（１−３）により提供される二次ネットワーク低温背水は、前記熱交換器（１０）の前記二次ネットワーク側及び前記電動ヒートポンプ（９）の前記凝縮器を順次通過して流れ；前記二次ネットワーク低温背水の熱交換及び加熱後、二次ネットワーク高温給水が得られ、これが熱ユーザに供給するための前記二次ネットワーク給水管（１−４）に流入し；
３）電力負荷のピーク期間中は、前記内部発電部においては、前記バルブ（１２）、前記バルブ（１３）、前記バルブ（１６）、バルブ（１７）、前記バルブ（１８）、前記循環水ポンプ（２１）、及び前記循環水ポンプ（２３）が閉じており；前記バルブ（１１）、前記バルブ（１４）、前記バルブ（１５）、前記バルブ（１９）、前記循環水ポンプ（２０）、及び前記循環水ポンプ（２２）が開放しており；前記低温水貯留タンク（５）に貯留される低温水が底部出口から引き出されて一次ネットワーク低温背水と混合され、次いで、低温の混合水が前記熱交換器（１）に送られ；前記熱交換器（１）は、前記熱電併給（ＣＨＰ）ユニットの排出廃熱を回収して前記低温の混合水を加熱し；前記熱交換器（１）により加熱された加熱ネットワーク水が、２つの分岐に分割され、その一方は、上部入口から前記低温水貯留タンク（５）へと戻り、他方は、前記循環水ポンプ（２０）を介して、底部入口から前記高温水貯留タンク（４）に導かれ；高温水貯留タンク（４）に貯留される高温水は、上部出口から押されて加熱ネットワークヒータ（６）に送られ；ここで、前記高温水は、前記熱電併給（ＣＨＰ）ユニットにより抽気されて加熱ネットワーク設計温度まで加熱され、一次ネットワーク高温給水を供給する前記一次ネットワーク給水管（１−２）へと流入する一次ネットワーク高温給水が得られ；
前記熱交換部においては、バルブ（２８）、前記バルブ（２９）、前記バルブ（３１）、前記バルブ（３３）、バルブ（３４）、及び前記循環水ポンプ（３７）が閉じており；前記電動ヒートポンプ（９）がシャットダウンしており；他のバルブが開放しており；前記一次ネットワーク給水管（１−２）により提供される前記一次ネットワーク高温供給水は、前記熱交換器（１０）の前記一次ネットワーク側を通過して流れ、熱交換及び冷却後に前記低温水貯留タンク（８）に流入し；前記低温水貯留タンク（８）に貯留される低温水が底部出口から押されて前記一次ネットワーク背水管（１−１）に送られ；一方、前記二次ネットワーク背水管（１−３）により提供される二次ネットワーク低温背水は、前記熱交換器（１０）の前記二次ネットワーク側を通過して流れ、前記二次ネットワーク低温背水の熱交換及び加熱後、二次ネットワーク高温給水が得られ、これが熱ユーザに供給するための前記二次ネットワーク給水管（１−４）に流入する、
稼働が可能であるように、稼働方法が、異なるバルブスイッチの組合せにより、装置の稼働モードを調整することを特徴とする上記電力ピーキング熱電併給（ＣＨＰ）廃熱回収装置の稼働方法である。
【００１４】
上記の技術的解決策を適用することにより、本発明は、以下の利点を有する。
１．本発明の廃熱回収装置は、内部発電部と熱交換部とを含み、内部発電部は、エネルギー貯蔵電動ヒートポンプ、高温水貯留タンク、低温水貯留タンク、バルブ、及び水循環ポンプを含むエネルギー貯蔵及び放出システムを含む。電力負荷の谷間期間中、電力負荷の平坦期間中、及び電力負荷のピーク期間中、装置が、内部発電部における電動ヒートポンプ、及び熱交換部を断続的に稼働させることにより、内部発電部の電力出力及び熱交換部の電力負荷を調整する。高温水貯留タンクは、システムの熱供給量と加熱負荷との間の差のバランスをとるために用いられ、低温水貯留タンクは、蒸気排気の廃熱回収量を安定化させるために用いられ、これによって、電力ピーキング容量が大幅に向上し、ＣＨＰでの「熱が電力を決定する」従来の稼働モードにおける発電と熱供給との相互作用のために発電ピーキング容量が制限されるという課題が解決され、ＣＨＰユニットは、そのグリッドパワーの生成を調整して電力ネットワーク負荷の調整に関与することができ、電力ネットワークの調整容量を改善して電力負荷の谷間のピークに対する差の絶え間ない増加状態に対処することができ、電力ネットワークの風力発電の吸収容量を向上させて「ファン停止」という現象を低減することができる。
２．本発明の廃熱回収装置は、部分的に又は完全に、熱電併給（ＣＨＰ）ユニットの排出廃熱を回収し、熱電プラントの熱供給能力、及びシステムのエネルギー利用効率を著しく向上させることができる。
３．本発明はまた、一次ネットワークの「温度差の大きい」熱供給を実現し、これが給水と背水との間の温度差を大幅に拡大し、一次ネットワークの交通（ｔｒａｆｆｉｃ）を変更することなく既存の管ネットワークの熱供給能力を５０％向上させ；一方、本発明はまた、長距離輸送を実現する。
【００１５】
本発明を、図面を参照して以下に詳細に説明する。但し、図面は、単に本発明をよりよく理解する目的で提供されるものであり、本発明を限定するものとして解釈されるものではないことを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の廃熱回収装置の全体的な構造概略図である。
【００１７】
【図２】図２は、本発明の別の熱交換器の構造概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明を、図面及び実施例を参照して以下に詳細に説明する。
【００１９】
図１に示すように、本発明の装置は、内部発電部と、熱交換部とを含む。
【００２０】
内部発電部は、主に、凝縮器／水−水熱交換器１、廃熱回収電動ヒートポンプ２、エネルギー貯蔵電動ヒートポンプ３、高温水貯留タンク４、低温水貯留タンク５、加熱ネットワークヒータ６、バルブ１１〜１９、及び循環水ポンプ２０〜２３を含み；凝縮器／水−水熱交換器１の入口は、一次ネットワーク背水管１−１に接続されており、凝縮器／水−水熱交換器１の出口は、バルブ１１の入口、バルブ１２の入口、及び循環水ポンプ２０の入口に並列にそれぞれ接続されている。廃熱回収電動ヒートポンプ２の入口は、バルブ１２の出口に接続されており、廃熱回収電動ヒートポンプ２の出口は、加熱ネットワークヒータ６の入口に接続されている。
【００２１】
高温水貯留タンク４の上部入口／出口は、バルブ１３の出口及びバルブ１４の入口に並列にそれぞれ接続されており、バルブ１３の入口は、エネルギー貯蔵電動ヒートポンプ３の凝縮器の出口に接続されており、バルブ１４の出口は、加熱ネットワークヒータ６の入口に接続されている。高温水貯留タンク４の底部入口／出口は、バルブ１５の出口及び循環水ポンプ２１の入口に並列にそれぞれ接続されており、バルブ１５の入口は、循環水ポンプ２０の出口に接続されており、循環水ポンプ２１の出口は、バルブ１６を介してエネルギー貯蔵電動ヒートポンプ３の凝縮器の入口に接続されている。低温水貯留タンク５の上部入口／出口は、バルブ１１の出口及びバルブ１７の入口に並列にそれぞれ接続されており、バルブ１７の出口は、エネルギー貯蔵電動ヒートポンプ３の蒸発器の入口に接続されている。低温水貯留タンク５の底部入口／出口は、バルブ１８の出口及び循環水ポンプ２２の入口に並列にそれぞれ接続されており、バルブ１８の入口は、循環水ポンプ２３を介してエネルギー貯蔵電動ヒートポンプ３の蒸発器の出口に接続されており、循環水ポンプ２２の出口は、バルブ１９を介して凝縮器／水−水熱交換器１の入口に並列に接続されている。
【００２２】
熱交換部は、主に、高温水貯留タンク７、低温水貯留タンク８、電動ヒートポンプ９、プレート式熱交換器１０、バルブ２４〜３５、及び循環水ポンプ３６〜３７を含み；高温水貯留タンク７の上部入口／出口は、バルブ２４の出口及び循環水ポンプ３６の入口に並列にそれぞれ接続されており、バルブ２４の入口は、一次ネットワーク給水管１−２を介して加熱ネットワークヒータ６の出口に接続されており、バルブ２５を介して一次ネットワーク給水管１−２に並列に接続されている循環水ポンプ３６の出口は、バルブ２６の入口に接続されており、バルブ２６の出口は、プレート式熱交換器１０の一次ネットワークの入口に接続されている。高温水貯留タンク７の底部入口／出口は、バルブ２７の出口及びバルブ２８の入口に並列にそれぞれ接続されており、バルブ２７の入口は、プレート式熱交換器１０の一次ネットワークの出口に接続されており、バルブ２８の出口は、電動ヒートポンプ９の蒸発器の入口に接続されている。低温水貯留タンク８の上部入口／出口もまた、バルブ２７の出口及びバルブ２８の入口に並列にそれぞれ接続されており、低温水貯留タンク８の底部入口／出口は、バルブ２９の出口及びバルブ３０の入口に並列にぞれぞれ接続されており、バルブ３０の出口は、一次ネットワーク背水管１−１に接続されている。電動ヒートポンプ９の蒸発器の出口は、バルブ３１を介して循環水ポンプ３７の入口及び一次ネットワーク背水管１−１に並列にそれぞれ接続されており、循環水ポンプ３７の出口は、バルブ２９の入口に接続されている。二次ネットワーク背水管１−３は、バルブ３２の入口及びバルブ３３の入口にそれぞれ接続されており、バルブ３２の出口は、プレート式熱交換器１０の二次ネットワークの入口に接続されており、バルブ３３の出口及びプレート式熱交換器１０の二次ネットワークの出口は共に、バルブ３４の入口及びバルブ３５の入口に並列にそれぞれ接続されており、バルブ３５の出口は、二次ネットワーク給水管１−４に接続されており、バルブ３４の出口は、電動ヒートポンプ９の凝縮器の入口に接続されており、電動ヒートポンプ９の凝縮器の出口は、二次ネットワーク給水管１−４に接続されている。
【００２３】
好ましい実施形態では、熱交換部において、電動ヒートポンプ９の蒸発器の水の入口の温度を低下させて電動ヒートポンプ９の電力消費を低減するために、プレート式熱交換器１０は、吸収式熱交換ユニットで置換してもよい。
【００２４】
上記の実施形態において提供された電力ピーキング熱電併給（ＣＨＰ）廃熱回収装置に基づき、本発明はまた、電力ピーキング熱電併給（ＣＨＰ）廃熱回収法を提供し、該方法は、電力負荷の谷間期間、電力負荷の平坦期間、及び電力負荷のピーク期間においてそれぞれ、以下の稼働が可能であるように、異なるバルブスイッチの組合せにより、装置の稼働モードを調整する。
【００２５】
１．電力負荷の谷間期間中は、内部発電部においては、バルブ１１、バルブ１４、バルブ１５、バルブ１９、循環水ポンプ２０、及び循環水ポンプ２２が閉じており；バルブ１２、バルブ１３、バルブ１６、バルブ１７、バルブ１８、循環水ポンプ２１、及び循環水ポンプ２３が開放しており；一次ネットワーク背水管１−１により提供される一次ネットワーク低温背水が、凝縮器／水−水熱交換器１及び廃熱回収電動ヒートポンプ２に順次流れ込み；凝縮器／水−水熱交換器１及び廃熱回収電動ヒートポンプ２は、熱電併給ユニットの排出廃熱を回収して一次ネットワーク低温背水を加熱し；廃熱回収電動ヒートポンプ４からの加熱された加熱ネットワーク水は、加熱ネットワークヒータ６に流入し、ここで、加熱された加熱ネットワーク水は、熱電併給ユニットにより抽気されて加熱ネットワーク設計温度まで加熱され、一次ネットワーク高温給水を供給する一次ネットワーク給水管１−２へと流入する一次ネットワーク高温給水が得られ；一方、高温水貯留タンク４に貯留される水は、循環水ポンプ２１を介して底部出口から引き出されてエネルギー貯蔵電動ヒートポンプ３の凝縮器に流入し；熱交換及び加熱後、水が上部入口から高温水貯留タンク４内に還流し；低温水貯留タンク５内に貯留される水は、上部出口から押されてエネルギー貯蔵電動ヒートポンプ３の蒸発器に流入し、熱交換及び冷却後、水は循環水ポンプ２３を介して底部入口から低温水貯留タンク５に導かれる。
【００２６】
熱交換部においては、バルブ２５、バルブ２６、バルブ２７、バルブ３０、バルブ３２、バルブ３５、及び循環水ポンプ３６が閉じており；他のバルブ及び循環水ポンプ３７が開放しており；一次ネットワーク給水管１−２により提供される一次ネットワーク高温給水は、上部入口から高温水貯留タンク７に流入し；高温給水は、高温水貯留タンク７に貯留され、従って、高温水貯留タンク７に貯留される中間温度の水を下部出口から圧迫し、これが低温水貯留タンク８の上部出口から押された中間温度の貯留水と混合され；次いで、混合水が電動ヒートポンプ９の蒸発器に流入し；熱交換及び冷却後、混合水は、２つの分岐に分割され、その一方は、循環水ポンプ３７を介して底部入口から低温水貯留タンク８に導かれ、他方は、一次ネットワーク背水管１−１に流入し；一方、二次ネットワーク給水管１−３により提供される二次ネットワーク低温背水は、電動ヒートポンプ９の凝縮器を通過して流れ；二次ネットワーク低温背水を、高温水貯留タンク７及び低温水貯留タンク８から貯留される中間温度の水と共に熱交換及び加熱後、二次ネットワーク高温給水が得られ、これが熱ユーザに供給するための二次ネットワーク給水管１−４に流入する。
【００２７】
２．電力負荷の平坦期間中は、内部発電部においては、バルブ１６、バルブ１８、循環水ポンプ２１、及び循環水ポンプ２３が閉じており；エネルギー貯蔵電動ヒートポンプ３がシャットダウンしており；他の部分は、電力負荷の谷間期間中と同様に稼働し；
熱交換部においては、バルブ２４、バルブ２５、バルブ２９、バルブ３０、バルブ３３、バルブ３５、及び循環水ポンプ３７が閉じており；他のバルブ及び循環水ポンプ３６が開放しており；一次ネットワーク給水管１−２により提供される一次ネットワーク高温給水は、熱交換器１０の一次ネットワーク側及び電動ヒートポンプ９の蒸発器を順次通過して流れ；一次ネットワーク高温給水の熱交換及び冷却後、一次ネットワーク低温背水が得られ、これが一次ネットワーク背水管１−１に流入し；二次ネットワーク背水管１−３により提供される二次ネットワーク低温背水は、熱交換器１０の二次ネットワーク側及び電動ヒートポンプ９の凝縮器を順次通過して流れ；二次ネットワーク低温背水を、一次ネットワーク高温給水と共に熱交換及び加熱後、二次ネットワーク高温給水が得られ、これが熱ユーザに供給するための二次ネットワーク給水管１−４に流入し；電動ヒートポンプ９のブート容量は、電力負荷の谷間期間における電動ヒートポンプ９のブート容量よりも小さい。
【００２８】
３．電力負荷のピーク期間中は、内部発電部においては、バルブ１２、バルブ１３、バルブ１６、バルブ１７、バルブ１８、循環水ポンプ２１、及び循環水ポンプ２３が閉じており；バルブ１１、バルブ１４、バルブ１５、バルブ１９、循環水ポンプ２０、及び循環水ポンプ２２が開放しており；低温水貯留タンク５に貯留される低温水が底部出口から引き出されて一次ネットワーク低温背水と混合され、次いで、低温の混合水が凝縮器／水−水熱交換器１に送られ；凝縮器／水−水熱交換器１は、熱電併給ユニットの排出廃熱を回収して低温の混合水を加熱し、ここで、凝縮器／水−水熱交換器１により回収される排出廃熱の量は、電力負荷の谷間期間中に凝縮器／水−水熱交換器１により回収される排出廃熱の量よりも大きく；凝縮器／水−水熱交換器１により加熱された加熱ネットワーク水が、２つの分岐に分割され、その一方は、上部入口から低温水貯留タンク５へと戻り、他方は、循環水ポンプ２０を介して、底部入口から高温水貯留タンク４に導かれ；高温水貯留タンク４に貯留される高温水は、上部出口から押されて加熱ネットワークヒータ６に送られ；ここで、高温水は、熱電併給ユニットにより抽気されて加熱ネットワーク設計温度まで加熱され、一次ネットワーク高温給水を供給する一次ネットワーク給水管１−２へと流入する一次ネットワーク高温給水が得られ；
熱交換部においては、バルブ２４、バルブ２８、バルブ２９、バルブ３１、バルブ３３、バルブ３４、及び循環水ポンプ３７が閉じており；電動ヒートポンプ９がシャットダウンしており；他のバルブ及び循環水ポンプ３６が開放しており；高温水貯留タンク７に貯留される高温水が、循環水ポンプ３６により上部出口から引き出されて一次ネットワーク給水管１−２により提供される一次ネットワーク高温給水と混合され；次いで、混合水が、熱交換器１０の一次ネットワーク側を通過して流れ；混合水の熱交換及び冷却後、中間温度の水が得られて２つの分岐に分割され、その一方は、底部入口から高温水貯留タンク７に流入し、他方は、上部入口から低温水貯留タンク８に流入し、従って、低温水貯留タンク８に貯留される低温水を下部出口から圧迫し；押された低温水は、一次ネットワーク背水管１−１に流入し；二次ネットワーク背水管１−３により提供される二次低温背水は、熱交換器１０の二次ネットワーク側を通過して流れ；二次低温背水の熱交換及び加熱後、二次ネットワーク高温給水が得られ、これが熱ユーザに供給するための二次ネットワーク給水管１−４に流入する。
【００２９】
好ましい実施形態では、図２に示すように、熱交換部は、高温水貯留タンク７を含んでいなくてもよく、この稼働モードでは、電力負荷の谷間期間中、電力負荷のピーク期間中、及び電力負荷のピークの期間中であっても、熱交換部が以下のように異なる量の熱を提供し、建物の熱慣性を、室内の温度を人体に快適に維持するために使用することができる。
【００３０】
電力負荷の谷間期間中は、熱交換部においては、バルブ３０、バルブ３３、及びバルブ３５が閉じており；他のバルブ及び循環水ポンプ３７が開放しており；熱交換部は、もはや一次ネットワーク高温給水を貯留しておらず；一次ネットワーク高温給水がプレート式熱交換器１０を直接通過して流れ、上部出口から押された低温水貯留タンク８内に貯留される中間温度の水と混合され、次いで、混合水が電動ヒートポンプ９の蒸発器に流入し；熱交換及び冷却後、混合水は、２つの分岐に分割され、その一方は、循環水ポンプ３７により底部入口から低温水貯留タンク８に導かれ、他方は、一次ネットワーク背水管１−１に流入する。一方、二次ネットワーク給水管１−３により提供される二次ネットワーク低温背水は、まずプレート式熱交換器１０の二次ネットワーク側を通過して流れ；熱交換及び加熱後、二次ネットワーク低温背水は、電動ヒートポンプ９の凝縮器に流入し；二次ネットワーク低温背水の更なる熱交換及び加熱後、二次ネットワーク高温給水が得られ、これが熱ユーザに供給するための二次ネットワーク給水管１−４に流入し；ここで、電動ヒートポンプ９はフル稼働する。
【００３１】
電力負荷の平坦期間中は、熱交換部においては、バルブ２９、バルブ３０、バルブ３３、バルブ３５、及び循環水ポンプ３７が閉じており、他のバルブが開放しており；低温水貯留タンク８は、もはや蓄熱又は発熱工程に関与せず；一次ネットワーク給水管１−２により提供される一次ネットワーク高温給水は、プレート式熱交換器１０の一次ネットワーク側及び電動ヒートポンプ９の蒸発器を順次通過して流れ；一次ネットワーク高温給水の熱交換及び冷却後、一次ネットワーク低温背水が得られ、これが一次ネットワーク背水管１−１に流入する。一方、二次ネットワーク背水管１−３により提供される二次ネットワーク低温背水は、プレート式熱交換器１０の二次ネットワーク側及び電動ヒートポンプ９の凝縮器を順次通過して流れ；一次ネットワーク高温給水の熱交換及び加熱後、二次ネットワーク高温給水が得られ、これが熱ユーザに供給するための二次ネットワーク給水管１−４に流入し、電動ヒートポンプ９は容量の一部で稼働する。
【００３２】
電力負荷のピーク期間中は、熱交換部においては、バルブ２８、バルブ２９、バルブ３１、バルブ３３、バルブ３４、及び循環水ポンプ３７が閉じており；電動ヒートポンプ９がシャットダウンしており；他のバルブが開放しており；一次ネットワーク給水管１−２により提供される一次ネットワーク高温給水は、プレート式熱交換器１０の一次ネットワーク側を通過して流れ；熱交換及び冷却後、その全てが低温水貯留タンク８に流入し；今度は低温水貯留タンク８に貯留される低温水が底部出口から押されて一次ネットワーク背水管１−１に送られる。一方、二次ネットワーク背水管１−３により提供される二次ネットワーク低温背水は、プレート式熱交換器１０の二次ネットワーク側を通過して流れ；二次ネットワーク低温背水の熱交換及び加熱後、二次ネットワーク高温給水が得られ、これが熱ユーザに供給するための二次ネットワーク給水管１−４に流入する。
【００３３】
上記の実施形態は、単に本発明の目的、技術的解決策、及び利点を更に説明することを意図するものであり、本発明を限定することを意図するものではない。本発明の精神及び原理の範囲内で行われる任意の変更、均等物による置換、及び改良は、本発明の範囲内に含まれるべきである。
【図１】
0006267368.tif 000002
【図２】
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