日本爱发科开发出可利用低温热量贸易

日本爱发科理工（ULVAC RIKO）于2011年5月 1日宣布，该公司开发出了可利用75～150℃低温热量进行发电的移动式小型发电系统。据爱发科理工介绍，今后将通过现场试验（Field Test）来确认耐久性等，并征集能够具体投产的合作伙伴。如果顺利实用化，有望高效利用此前虽然大量存在、但作为发电源温度过低，因此一直未能推广的“未利用能源”，例如150℃以下的温泉热水、太阳能以及工厂或大型卡车的废热等。

爱发科理工此次开发的是利用75～150℃的热水和蒸汽作为热源，经由氟里昂替代物“R1 4a”等低沸点工质，来启动发电机的发电系统。由于采用热水和工质这两种热介质，因此称作“双工质（Binary）发电”系统。输出功率为每台 kW～12kW。如果配管除外的话，则尺寸仅为与洗衣房用洗衣机相当的1100mm×800mm×1400mm，重量约为200kg。

新系统与现有双工质发电系统的最大区别是，将热能转换成供设备旋转的动能的发电机不是涡轮式，而是采用了由爱发科理工自主开发的“环保型涡旋膨胀机”发电机。这款自主发电机根据发电用途，对通常使用的涡旋式压缩机进行了重新设计。具体做法是，将两个螺旋状容器按照未使用的蚊香形状组合配置，并在其中心部位注入工质。工质会在产生膨胀的同时，被送至螺旋周围。然后通过此时的动能转动马达并发电。爱发科理工代表董事社长石井芳一表示，“将这种类型的产品用作发电机而非压缩机，在研究水平上已经有过先例，但这是首次实现实用化”。

系统概要。发电马达与“环保涡旋膨胀机”融为一体。“电力转换器”是转换电压的功率调节器

一台这种发电机的输出功率为 kW。长度仅为285mm，一台此次的发电系统最多可配备四台发电机。爱发科理工表示，“投产时估计长度可降至240mm左右”。

通过该发电系统进行发电，需要准备一定量的热水作为热源，还需要基本等量的冷却水。据爱发科理工介绍，当以50L/分的流量将91℃热水注入配备有一台发电机的系统中，并注入基本等量的22℃冷却水时，可获得 .8kW的发电功率。不过，用于循环工质的“液泵”以及控制该动作的逆变器等进行工作时，需要超过700W超的电力，因此实际发电量约为 kW。而且，一般还另外需要电力来循环热水和冷水，但此次没有考虑这一点。原因是设想“利用工厂等中已经使用的排热系统和水配管的一部分”（爱发科理工）。

在1kW～20kW的低功率范围内处于有利地位

爱发科理工的石井介绍说，“新系统只在输出功率为1kW～20kW的范围内拥有竞争力”。原因是输出功率低于1k时发电效率较低，如果高于20kW，那么在与利用涡轮的双工质发电系统进行竞争时，就会处于不利地位。

这种利用涡轮的双工质发电系统的实用案例还不多。在日本，只有大分县八丁原地热发电站采用了输出功率为2MW的类似系统。但是，最近低温热源的利用开始受到关注。由于各项规定逐渐放宽，例如2012年春季将无需配置此前需要的、具备上岗资格的维修人员，因此出现了市内小型焚化站也可使用的输出功率为50kW的双工质发电系统。不过，普通双工质发电系统中使用的涡轮存在一个课题：“功率低于20kW时，发电效率会大幅降低”（石井）。据介绍，在这种低输出范围内，功率下降幅度较小的涡旋膨胀机处于有利地位。

据爱发科理工介绍，今后将致力于现场试验等，在确认耐久性之后进行投产。“要想在温泉中使用，就需要通过酸碱性实验验证对强腐蚀性热水的耐性”（爱发科理工）。据悉，爱发科理工将与供热企业，例如太阳能热水供应系统厂商等联手推进产品化。（：野泽 哲生）