中・低温の工場排熱利用技術動向と今後の展望

第1部 バイナリー発電を利用した工場排熱利用技術の現状と今後の展望

(2012年2月27日 10:30～11:45)

　工場から排出される排熱エネルギーは100℃前後の低温排熱が多いため、これまで有効に利用されていない。 　電力需給の逼迫や二酸化炭素排出削減対策などを背景にこれら排熱エネルギーの活用が注目されている。 　低温排熱利用技術としてバイナリ発電技術についてその原理と実用事例を紹介するとともに、発電効率が優れたスクリュ式発電装置の原理とスクリュ式発電装置をバイナリー発電に応用したスクリュ式小型発電装置をについて説明する。

1. バイナリ発電技術の基礎
   1. タービン発電システムの概要
   2. バイナリ発電システムの概要
2. さまざまなバイナリ発電システム
   1. ランキンサイクルシステム
   2. カリーナサイクルシステム
   3. ウエハラサイクル
3. さまざまなタービン
   1. 軸流タービン
   2. ラジアルタービン
   3. スクリュータービン
4. バイナリ発電装置の概要
5. 工場排熱利用
   1. 製鉄所の実例
   2. コンビナートの実例
6. 今後の展望
• 質疑応答

第2部 産業廃熱利用に向けた熱電発電素子/モジュールの開発

(2012年2月27日 12:30～13:45)

　熱電モジュールは、冷却および温度調整用で様々な用途で用いられている。発電用途はその逆作用であるが、宇宙船用などインフラのない場所での電源用途といった特殊なものに留まり、エネルギー回収を目的としたものはなかった。 　熱電発電は廃熱エネルギーを回収し使いやすい電気エネルギーへ直接変換できる技術であるが、実用化が遅れている理由は効率の低さにあった。しかし、近年熱電変換モジュールの特性が大幅に向上しており、節電・省エネに対する関心の高まりから、熱電発電の可能性も浮上している。本講演では、熱電発電の基礎から、コマツの熱電発電モジュール開発の概要とその応用実施例、特に産業廃熱利用の可能性について紹介する。

1. 熱電技術の原理・特長
2. 熱電材料について
3. 熱電モジュールについて
4. 世界最高効率の熱電発電モジュールの開発
5. 熱電発電モジュールの性能評価
6. 熱電発電システムの実施例
7. 熱電発電システムの経済性
8. エネルギーハーベスティング
• 質疑応答

第3部 スターリングエンジンを用いた工場排熱発電の可能性

(2012年2月27日 13:55～15:10)

　200年前に発明されたスターリングエンジンだが、これまで幻のエンジンと言われ、軍事用や研究用といった特殊用途を除き、事業化、普及に成功した例は少ない。しかしながら、再生可能エネルギー、未利用エネルギーの活用が注目される昨今、スターリングエンジンもいくつかの技術的なブレイクスルーによって市場に出ようとしている。 　本講座では、国内で高まっている排熱エネルギーを回収し、電力として活用したいというニーズに対して、今、スターリングエンジンは技術とマーケットニーズがマッチするのか、現状及び将来的な可能性も含めてご紹介する。

1. スターリングエンジンの動作原理と構成
   1. 動作原理
   2. 型式と基本構成
2. スターリングエンジンの現状と技術動向
   1. 各国で開発されているスターリングエンジンの概要
   2. 量産型スターリングエンジン～Microgen1kWエンジン
3. 工場排熱利用スターリングエンジンの適用例
   1. 排熱発電の概要
   2. 課題と将来的な見通し
4. その他、スターリングエンジンを使った各種発電システム例
   1. 液体窒素を使った冷熱発電試験
   2. 船舶等、内燃機関の排ガス発電システム
   3. バイオマス発電
   4. 家庭用コージェネレーション
• 質疑応答

第4部 工場における排熱回収型ヒートポンプの技術動向と適用例

(2012年2月27日 15:25～16:40)

　排熱回収型ヒートポンプはいままで捨てていた低温の工場排熱を回収して高効率なヒートポンプシステムによる加熱を行うシステムである。また、冷却プロセスと加熱プロセスを同時に行うことも可能である。当システムは従来の蒸気ボイラーや電気ヒータに比べて大幅な省エネルギー化を図ることが可能である。 　排熱回収型ヒートポンプの原理、特徴、種類について説明し、さまざまな適用例について述べる。また、最新の排熱回収型ヒートポンプである「洗浄工程用ヒートポンプ」の開発・導入についても述べる。

1. ヒートポンプの原理
   1. ポンプとヒートポンプの類似性
   2. ヒートポンプサイクル
   3. ボイラーや電気ヒーターとの比較
2. 排熱回収について
   1. 熱交換による排熱回収
   2. ヒートポンプによる排熱回収
   3. 冷却プロセスと加熱プロセス同時運転
3. 排熱回収型ヒートポンプの種類
   1. チラー (冷温水) 方式
   2. ビル用マルチ (冷媒) 方式
   3. 冷却・加熱同時方式
   4. 冷却単独/加熱単独/冷却・加熱同時運転切換方式
4. 排熱回収型ヒートポンプの適用例
   1. 食品工場の事例
   2. コージェネレーション代替の事例
   3. 発電機の予熱の事例
   4. 陶器熱耐久試験の事例
5. 洗浄工程用ヒートポンプの開発と導入
   1. 開発コンセプト
   2. フィールド試験
   3. 機械部品工場への導入例
• 質疑応答