コージェネレーション（熱電併給、CHP）プラントは、発電しながらエンジンの熱を地域暖房、温室、病院、工業プロセスなどに利用することで高い効率を実現します。しかし、熱需要は季節や時間帯によって増減する一方、電力は常に必要とされる場合があります。熱を使う先がないときでも、エンジンはその熱を処理しなければなりません。それを担うのがエマージェンシークーラー（ダンプラジエーター、テーブルクーラーとも呼ばれます）です。使われなかった熱を大気へ放出し、エンジンが定格出力で運転を続けられるようにするラジエーターです。
ガスエンジン式のコージェネレーションユニットでは、複数の熱源から熱を回収します。高温（HT）回路のジャケット冷却水、排ガス熱交換器を介した排ガス、そして多くの場合は給気冷却器の1段目です。低温（LT）回路（2段目の給気、場合によっては潤滑油）は、ほとんどの暖房ネットワークで利用するには温度が低すぎるため、いずれにしても専用のラジエーターで冷却されます。
エマージェンシークーラーは、排熱回収回路のHT側に設置されます。熱の需要側がエンジンの発生熱より少ない量しか消費しないときは、制御弁が余剰分をエマージェンシークーラーへ送り、需要が戻ると流れは再び需要側へ戻ります。
最悪条件に合わせた選定
エマージェンシークーラーは、最高設計外気温において、エンジンから回収される熱を全量放熱できなければなりません。最悪のケースは、熱需要がまったくない夏の日だからです。エンジンメーカーが定める放熱量、流量、温度の制限に基づいて設計され、ファンは通常回転数制御とし、余剰熱に必要な分だけ運転します。LTラジエーターと組み合わせて1つのLT/HTラジエーターのケーシングにまとめることもでき、スペースと配管を節約できます。
周辺の構成機器
エマージェンシークーラーは、ポンプ、三方制御弁、エンジン回路と暖房ネットワークを分離するプレート式熱交換器、膨張タンク、計装機器からなる水力システムの中で機能します。これらを調整済みのパッケージとして、すなわちヒーティングモジュールまたはポンプスキッドをラジエーターやプレート式熱交換器と合わせて納入することで、現場でのインターフェースの問題を避けられます。
検討すべき事項
- 制御方式 - 熱需要の低下に対して弁とファン回転数がどのように応答するか。エンジンに温度スパイクが生じないようにします。
- グリコールと凍結防止 - エマージェンシークーラーは冬季に停止したままになることがあり、凍結してはなりません。
- 騒音 - コージェネレーションプラントは熱を供給する建物の近くに設置されることが多く、夜間の騒音規制が重要になります。
- 腐食と汚れ - 現場に適したフィン材とコーティング、および清掃のためのアクセス。
- 設置 - 温かい排出空気が吸込み側へ戻らないよう、ユニット周囲に十分な空間を確保すること。
まとめ
エマージェンシークーラーは、コージェネレーションプラントが天候ではなく電力市場に合わせて運転できるようにする機器です。最高外気温における全熱量に対して設計し、排熱回収回路と統合することで、熱需要にかかわらずエンジンの運転を維持します。TECSのコージェネレーション向けソリューションの詳細をご覧いただくか、プロジェクトデータをお送りください。
