JP2003047155A - 給電方法 - Google Patents
給電方法Info
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Abstract
にて低コストの電力を供給対象住戸群に給電し得る給電
方法を提供する。 【解決手段】 地域又は集合住宅に、発電機1と、その
発電機1からの電力又は商用電源62からの電力を蓄電
する蓄電部65を設け、それら発電機1と蓄電部65に
て、地域又は集合住宅に含まれる複数の住戸Hに給電す
る給電方法。
Description
に含まれる複数の住戸に給電する給電方法に関する。
機にて、地域又は集合住宅の共用電力消費機器(例え
ば、屋外照明、廊下照明等)に給電し、地域又は集合住
宅に含まれる複数の住戸(以下、供給対象住戸群と称す
る場合がある)には商用電源から商用電力を給電してい
た。
給電方法では、供給対象住戸群の各住戸には、発電機に
比べて電力コストの高い商用電力のみが給電されるの
で、電力コストが高いという問題があった。そこで、か
かる問題を解決するために、近年では、最大電力負荷
(供給対象住戸群におけるピーク時の電力需要量に相当
する)に対応し得る発電能力を備えた高出力の発電機を
設けて、その発電機にて、供給対象住戸群の各住戸に給
電することが考えられている。しかしながら、この場合
は、最大電力負荷に対応し得る高出力の発電機を設ける
ことから、発電機の価格が高くなって、設備コストが高
くなるという問題があった。
のであり、その目的は、最大電力負荷に対応できなが
ら、低い設備費にて低コストの電力を供給対象住戸群に
給電し得る給電方法を提供することにある。
請求項1に記載の給電方法の特徴は、地域又は集合住宅
に、発電機と、その発電機からの電力又は商用電源から
の電力を蓄電する蓄電部を設け、それら発電機と蓄電部
にて、前記地域又は集合住宅に含まれる複数の住戸に給
電することにある。請求項1に記載の給電方法によれ
ば、蓄電部に発電機からの電力又は商用電力を蓄電し、
各住戸に対して、発電機と蓄電部にて給電する。つま
り、発電機と蓄電部にて給電するようにすることによ
り、最大電力負荷に対応することができるようにしなが
らも、蓄電部から給電する分、発電機としては、発電能
力の小さい低価格のものを設置することができ、設備費
を低減することができる。そして、一般に供給対象住戸
群における電力需要量は1日の間に変動するものである
ことから、蓄電部に蓄電させるに当たっては、電力負荷
に対して発電機の出力に余裕があるときには、その余剰
電力を蓄電部に蓄電させ、又、電力負荷に対して発電機
の出力に余裕が少ないようなときには、深夜電力等の低
コストの商用電力を蓄電部に蓄電させることにより、蓄
電部への蓄電コストを低減することができる。従って、
発電機により商用電力に比べて低コストの電力を給電す
ることができると共に、蓄電部からも低コストの電力を
給電することができるようになり、供給対象住戸群に低
コストの電力を給電することができる。従って、最大電
力負荷に対応できながら、低い設備費にて低コストの電
力を供給対象住戸群に給電し得る給電方法を提供するこ
とができるようになった。又、発電機を定格運転させる
場合、電力負荷に対して発電機の出力に余裕があるとき
に、その余剰電力を蓄電部に蓄電させるようにすること
で、発電機を定格運転させる時間が増え、高効率な運転
をすることができる。
給電方法の特徴は、前記蓄電部に商用電源からの深夜電
力を蓄電させることにある。請求項2に記載の給電方法
によれば、商用電源からの深夜電力を蓄電部に蓄電させ
て、その蓄電部にて各住戸に給電する。つまり、上記の
請求項1記載の給電方法を実施するに当たって、蓄電部
には、発電機による蓄電よりも蓄電コストが低い深夜電
力を蓄電させるようにすることで、蓄電部への蓄電コス
トを一段と低減することができる。従って、蓄電部に深
夜電力を蓄電させるようにすることにより、蓄電部への
蓄電コストを一段と低減することができるので、供給対
象住戸群に一段と低コストの電力を給電することができ
る。
給電方法の特徴は、前記地域又は集合住宅に、商用電源
からの電力を一括して受電する受変電設備を設けて、そ
の受変電設備から前記複数の住戸に給電し、前記受変電
設備にて深夜電力を受電して前記蓄電部に蓄電させるこ
とにある。請求項3に記載の給電方法によれば、受変電
設備にて商用電力を一括して受電して、その受変電設備
にて各住戸に給電し、又、受変電設備にて深夜電力を受
電して蓄電部に蓄電させて、その蓄電部にて各住戸に給
電する。つまり、商用電源からの電力を受変電設備にて
一括して受電して、供給対象住戸群に給電するようにす
ることにより、電力コストの低い高圧にて商用電力を受
電することができると共に、商用電力を給電する分、発
電機として一段と発電能力の小さい低価格のものを設置
することができ、設備費を一段と低減することができ
る。又、電力負荷の一部を商用電力にて賄うようにしな
がらも、商用電力を高圧にて受電することによるコスト
低減により、商用電力を給電することによるコストアッ
プを回避することができ、しかも、受変電設備にて深夜
電力を受電して蓄電部に蓄電させることにより、蓄電部
への蓄電コストを一段と低減することができるようにな
り、延いては、供給対象住戸群に一段と低コストの電力
を給電することができる。従って、設備費を一段と低減
することができると共に、供給対象住戸群に一段と低コ
ストの電力を給電することができる。
給電方法の特徴は、前記発電機からの排熱を回収して湯
水を加熱する給湯部を設けて、その給湯部にて前記複数
の住戸に湯水を供給することにある。請求項4に記載の
給電方法によれば、給湯部にて、発電機からの排熱を回
収して湯水を加熱し、その給湯部にて加熱された湯水が
供給対象住戸群に供給される。つまり、発電機を、例え
ば、エンジンやガスタービン等の燃焼式原動機にて駆動
される回転式にて構成する場合には、その燃焼式原動機
にて発生する排熱を用いて加熱した湯水を各住戸に供給
することにより、各住戸に対して低コストの湯水を供給
することができるのである。あるいは、発電機を各種の
燃料電池にて構成する場合は、燃料電池から排出される
排熱を用いて加熱した湯水を各住戸に供給することによ
り、各住戸に対して低コストの湯水を供給することがで
きるのである。従って、供給対象住戸群に低コストの電
力に加えて低コストの湯水を供給することができ、電力
及び湯水のエネルギーコスト全体を低減することができ
るようになった。
給電方法の特徴は、前記給湯部を、前記発電機からの排
熱にて加熱した湯水を貯留する貯湯槽を備えて、その貯
湯槽にて貯留される湯水を前記複数の住戸に供給するよ
うに構成してあることにある。請求項5に記載の給電方
法によれば、発電機からの排熱にて加熱した湯水を貯湯
槽に貯留し、その貯湯槽にて貯留される湯水を複数の住
戸に供給する。つまり、供給対象住戸群における熱需要
が少ないときに、発電機の余剰の排熱を湯水として蓄熱
しておいて、熱需要のピーク時に用いるようにすること
により、貯湯槽を設けずに、発電機の排熱にて加熱した
湯水を直接に供給対象住戸群に供給する場合に比べて、
発電機の排熱を効率良く回収することができて、全体的
な熱効率を向上することができる。従って、全体的な熱
効率を向上することができるので、供給対象住戸群に一
段と低コストの湯水を供給することができるようにな
り、エネルギーコスト全体を低減することができるよう
になった。
給電方法を実施するコージェネレーションシステムの構
成について説明する。図1に示すように、コージェネレ
ーションシステムは、集合住宅に含まれる複数の住戸H
に給電する給電部SEと、集合住宅に含まれる複数の住
戸Hに湯水を供給する給湯部SWと、コージェネレーシ
ョンシステムの各種制御を司る制御部5を備えて構成し
てある。
からの電力を一括して受電する受変電設備61と、発電
機1を商用電源62と系統連系させる連系装置63と、
受変電設備61にて受電した交流電力及び発電機1から
の交流電力を直流電力に変換する交直変換装置64と、
その交直変換装置64にて変換された直流電力を蓄電す
る蓄電部65と、その蓄電部65の直流電力を交流電力
に変換する直交変換装置66を設けてある。そして、直
交変換装置66から出力される交流電力を、集合住宅に
含まれる各住戸H及び集合住宅における共用電力消費機
器67に供給するように給電線68を配線してある。以
下、集合住宅に含まれる複数の住戸Hにおける電力消費
機器及び集合住宅における共用電力消費機器67をまと
めて電力負荷と称する場合がある。又、受変電設備61
にて受電する電力を計測する一括受電電力計M6を設
け、各住戸Hへの給電線68には、各住戸Hにて受電す
る電力を計測する住戸用電力計M7を設けてある。
される排熱回収用熱交換器2と、貯湯槽3と、その貯湯
槽3に給水する槽用給水手段Wbと、排熱回収用熱交換
器2と貯湯槽3とにわたって湯水を循環させる排熱回収
用循環手段Ceと、貯湯槽3と集合住宅に含まれる複数
の住戸Hとにわたって湯水を循環させる給湯用循環手段
Csと、集合住宅に含まれる複数の住戸H夫々に設けら
れて、給湯用循環手段Csを通じて供給される湯水を加
熱して住戸Hにおける各湯水需要部に供給する給湯器K
を備えて構成してある。
て供給される都市ガスを燃料とするガスエンジン(図示
省略)を備えて、そのガスエンジンにて駆動する回転式
に構成してある。図中のM1は、発電機用ガス供給路6
に設けた共用部ガス流量計であり、発電機1におけるガ
ス消費量が計測される。そして、ガスエンジンを冷却す
るエンジン冷却水が、冷却水循環路7にてガスエンジン
と排熱回収用熱交換器2とにわたって循環させるように
構成してある。図中の8は、冷却水循環路7に設けた冷
却水循環ポンプである。
貯湯槽3は、槽用給水手段Wbにて給水される低温槽3
Lと、その低温槽3Lからオーバーフロー状態にて湯水
が供給される高温槽3Hとを備えた開放式に構成し、排
熱回収用循環手段Ceは、低温槽3Lから湯水を取り出
して再び低温槽3Lに戻す排熱回収用循環経路11にて
湯水を循環させるように構成し、給湯用循環手段Cs
は、高温槽3Hから湯水を取り出して低温槽3Lに戻す
給湯用循環経路14にて湯水を循環させるように構成し
てある。
加えると、上部が開口されると共にその開口部を開閉自
在な蓋を備えた箱状の槽本体部3mの内部を、上縁部が
槽本体部3mの上部よりも下方に位置する状態で設けた
隔壁3wにて、2分して、2分した一方を低温槽3Lと
し、他方を高温槽3Hとして、低温槽3Lの湯水が隔壁
3wの上縁部を越えてオーバーフローして、高温槽3H
に供給されるように構成してある。高温槽3Hには、高
温槽3Hの水位を検出する水位センサ9を設けてある。
又、低温槽3Lの湯水の温度(以下、低温槽温度と称す
る場合がある)を検出する低温槽温度センサ10Lと、
高温槽3Hの湯水の温度(以下、高温槽温度と称する場
合がある)を検出する高温槽温度センサ10Hを設けて
ある。
手段Ceについて説明を加える。排熱回収用循環手段C
eは、低温槽3Lの底部から取り出した湯水を排熱回収
用熱交換器2を経由して低温槽3Lの上部から戻すよう
に流すべく配管した排熱回収用循環経路11と、その排
熱回収用循環経路11にて低温槽3Lから取り出される
湯水量に対して設定比率の量の湯水を高温槽3Hの底部
から取り出して排熱回収用循環経路11に供給するよう
に配管した高温槽湯水取り出し路12と、排熱回収用循
環経路11に設けた排熱回収用循環ポンプ13を備えて
構成してある。低温槽3Lからの湯水取り出し量と高温
槽3Hからの湯水取り出し量の比率は、低温槽3Lの湯
水を昇温することができ、高温槽3Hの湯水は保温でき
るような比率に設定してあり、排熱回収用循環経路11
を形成する管及び高温槽湯水取り出し路12を形成する
管夫々の径を調整することにより、低温槽3Lからの湯
水取り出し量と高温槽3Hからの湯水取り出し量が設定
比率となるようにしてある。
底部から設定比率で湯水を取り出して、排熱回収用熱交
換器2で加熱した後、低温槽3Lに戻すことにより、低
温槽3Lには温度成層が安定して形成される状態で湯水
が貯留され、その低温槽3Lの上層の温度が安定した高
温層の湯水をオーバーフローさせて高温槽3Hに供給す
ることにより、高温槽3Hには、深さ方向において温度
偏差が無い又は小さくなる状態で且つ所定の温度範囲内
に保温される状態で、湯水が貯留されるように構成して
ある。ちなみに、詳細は後述するが、制御部5により、
低温槽3Lの湯水の温度は例えば65°C以下になるよ
うに制御される。その場合、高温槽3Hの湯水の温度
は、例えば、50〜60°Cの範囲に維持されるように
なる。
と貯湯槽3の低温槽3Lとに接続した槽用給水路4と、
その槽用給水路4に設けて低温槽3Lへの給水を断続す
る槽用給水路開閉弁V1とを備えて構成してある。
Csについて説明を加える。給湯用循環手段Csには、
高温槽3Hの底部から取り出した湯水を複数の住戸Hを
経由して低温槽3Lの上部に戻すように流すべく配管し
た給湯用循環経路14と、その給湯用循環経路14にお
ける住戸経由箇所よりも上流側に設けた給湯用循環ポン
プ15を備え、給湯用循環経路14における給湯用循環
ポンプ15の設置箇所よりも上流側に、上流側開閉弁V
2を設け、給湯用循環経路14における住戸経由箇所よ
りも下流側に下流側開閉弁V3を設けてある。
路14における、上流側開閉弁V2の設置箇所及び給湯
用循環ポンプ15の設置箇所の両者の間の箇所と、住戸
経由箇所及び下流側開閉弁V3の設置箇所の両者の間の
箇所とに接続して、その貯湯槽迂回路16を通して、貯
湯槽3を迂回させる状態で給湯用循環経路14にて湯水
を循環させることができるようにしてある。その貯湯槽
迂回路16には、逆止弁17と貯湯槽迂回路開閉弁V4
を設けてある。更に、給水源としての水道に接続した循
環用給水路18を、給湯用循環経路14における、上流
側開閉弁V2の設置箇所と給湯用循環ポンプ15の設置
箇所との間の箇所に接続して、水道水を給湯用循環経路
14に供給するように構成し、その循環用給水路18に
は、循環用給水路開閉弁V5を設けてある。従って、循
環用給水手段Wcは、循環用給水路18と循環用給水路
開閉弁V5にて構成してある。尚、前述の槽用給水路4
及び循環用給水路18夫々の通水量を合わせた通水量を
計測する共用部水道水流量計M2を設けてある。
せ、上流側開閉弁V2及び下流側開閉弁V3を開弁し、
貯湯槽迂回路開閉弁V4及び循環用給水路開閉弁V5を
閉弁した状態では、図2に示すように、湯水は、高温槽
3Hから取り出され、給湯用循環経路14を流れて低温
槽3Lに戻る状態、つまり、貯湯槽3を通して給湯用循
環経路14にて湯水を循環させる通常循環状態となる。
又、給湯用循環ポンプ15を作動させ、上流側開閉弁V
2及び下流側開閉弁V3を閉弁し、貯湯槽迂回路開閉弁
V4及び循環用給水路開閉弁V5を開弁した状態では、
図4に示すように、湯水は給湯用循環経路14と貯湯槽
迂回路16とを流れる状態となるので、貯湯槽迂回路1
6を通して給湯用循環経路14にて湯水を循環させ且つ
給湯用循環経路14に循環用給水路18を通じて水道水
が供給される給水循環状態となる。つまり、給湯用循環
手段Csは、通常循環状態と給水循環状態とに切り換え
自在なように構成してある。
湯用循環経路14を流れる湯水を供給する住戸用湯水供
給路19、都市ガスを供給する住戸用ガス供給路20、
水道水を供給する住戸用給水路21を設け、住戸用湯水
供給路19には給湯用循環手段Csにて供給される湯水
の流量を計測する湯水流量計M3を設け、住戸用ガス供
給路20には住戸用ガス流量計M4を設け、住戸用給水
路21には住戸用水道水流量計M5を設けてある。住戸
用湯水供給路19は、給湯器Kに接続し、住戸用給水路
21は、給湯器K及び洗面所や台所の給水栓等の水消費
部に接続し、住戸用ガス供給路20は、給湯器K及びガ
スコンロ等のガス消費部に接続してある。
ず、発電機1及び商用電源62により住戸H及び共用電
力消費機器67に給電する給電制御について説明する。
時間帯(例えば、電力需要の多い時間帯として定めた1
4時から24時までの10時間)で発電機1を運転し、
その他の時間帯は発電機1を停止させるように、発電機
1を毎日自動運転する。そして、発電機1の運転中は、
電力負荷に対して発電機1及び蓄電部65から給電さ
れ、電力負荷に対して発電機1の出力が余るときは、そ
の余剰電力が蓄電部65に蓄電される状態となり、制御
部5は、そのように発電機1の運転中は、電力負荷に対
して発電機1及び蓄電部65の出力が不足する場合に
は、その不足分が商用電源62にて補われるように連系
装置63を制御する。又、発電機1の停止中は、電力負
荷に対して蓄電部65から給電される状態となり、制御
部5は、そのように発電機1の停止中は、電力負荷に対
して蓄電部65の出力が不足する場合には、その不足分
が商用電源62にて補われるように連系装置63を制御
する。
給電力が深夜電力となる時間帯においては、蓄電部65
の蓄電容量を監視して、蓄電部65の蓄電容量が設定上
限値となるように、蓄電部65への蓄電を制御する。ち
なみに、蓄電部65の蓄電容量の監視は、蓄電部65の
電圧等に基づいて、制御部5に内蔵の蓄電容量演算部に
て蓄電部65の蓄電容量を演算して行うことになる。つ
まり、蓄電部65には、発電機1における電力負荷に対
する余剰電力、及び、商用電源62の深夜電力が蓄電さ
れることになる。
給する給湯制御について、図2ないし図6に基づいて説
明する。制御部5には、水位センサ9、低温槽温度セン
サ10L及び高温槽温度センサ10H夫々の検出情報が
入力され、冷却水循環ポンプ8、排熱回収用循環ポンプ
13及び給湯用循環ポンプ15夫々の発停制御、槽用給
水路開閉弁V1、上流側開閉弁V2、下流側開閉弁V
3、貯湯槽迂回路開閉弁V4及び循環用給水路開閉弁V
5夫々の開閉制御を行うように構成してある。又、制御
部5には、設定上限温度及び設定下限温度を予め設定し
て記憶させてある。ちなみに、設定上限温度としては、
排熱回収用熱交換器2において貯湯槽3からの湯水にて
発電機1のガスエンジンの冷却水を冷却できてガスエン
ジンの過熱を防止できるように、貯湯槽3の低温槽3L
に貯留される湯水の温度の上限値として設定するもので
あり、例えば65°Cに設定する。又、湯は温度が低く
なると水質を維持し難いので、設定下限温度としては、
各住戸Hに供給される湯の水質を維持できるように、貯
湯槽3の高温槽3Hに貯留される湯水の温度の下限値と
して設定するものであり、例えば50°Cに設定する。
0Lにて検出される低温槽温度及び高温槽温度センサ1
0Hにて検出される高温槽温度に基づいて、低温槽温度
が設定上限値よりも低く且つ高温槽温度が設定下限値よ
りも高いときは、排熱回収用循環ポンプ13を作動させ
て排熱回収用循環手段Ceを湯水循環作動させ且つ給湯
用循環手段Csを通常循環状態にする通常運転制御を実
行し、低温槽温度が設定上限値以上で且つ高温槽温度が
設定下限値よりも高いときは、排熱回収用循環ポンプ1
3を停止させて排熱回収用循環手段Ceの湯水循環作動
を停止させ且つ給湯用循環手段Csを通常循環状態にす
る排熱回収停止運転制御を実行し、低温槽温度が設定上
限値よりも低く且つ高温槽温度が設定下限値以下のとき
は、排熱回収用循環手段Ceを湯水循環作動させ且つ給
湯用循環手段Csを給水循環状態にする給水循環運転制
御を実行する。制御部5は、通常運転制御、排熱回収停
止運転制御及び給水循環運転制御夫々の運転制御の実行
中は、水位センサ9の検出水位に基づいて、高温槽3H
の水位が設定水位になるように、槽用給水路開閉弁V1
を開閉制御する。
せている時間帯においては、低温槽温度センサ10L及
び高温槽温度センサ10Hの検出情報に関係なく、排熱
回収用循環手段Ceの湯水循環作動を停止させ且つ給湯
用循環手段Csを通常循環状態とする発電機停止時運転
制御を実行する。制御部5は、発電機停止時運転制御の
実行中は、水位センサ9の検出水位に基づいて、高温槽
3Hの水位が設定水位になるように、槽用給水路開閉弁
V1を開閉制御する。
転制御の実行が指示されると、低温槽温度センサ10L
及び高温槽温度センサ10Hの検出情報に関係なく、排
熱回収用循環手段Ceの湯水循環作動を停止させ且つ給
湯用循環手段Csを給水循環状態にする点検用運転制御
を実行する。
制御おける制御部5の制御動作について説明を加える。
尚、図2ないし図6では、上流側開閉弁V2、下流側開
閉弁V3、貯湯槽迂回路開閉弁V4及び循環用給水路開
閉弁V5夫々の開閉弁において、開弁状態を白抜き状態
にて、閉弁状態を塗りつぶし状態にて示す。図2に示す
ように、通常運転制御においては、冷却水循環ポンプ
8、排熱回収用循環ポンプ13及び給湯用循環ポンプ1
5を作動させ、上流側開閉弁V2及び下流側開閉弁V3
を開弁し、貯湯槽迂回路開閉弁V4及び循環用給水路開
閉弁V5を閉弁する。つまり、排熱回収用循環手段Ce
は湯水循環作動され、給湯用循環手段Csは、貯湯槽3
を通して給湯用循環経路14にて湯水を循環させる通常
循環状態に切り換えられる。すると、エンジン冷却水は
排熱回収用熱交換器2を通って循環し、貯湯槽3の湯水
は、排熱回収用循環経路11にて、低温槽3L及び高温
槽3Hから設定比率で取り出されて排熱回収用熱交換器
2を通って低温槽3Lの上部から戻るように循環し、給
湯用循環経路14にて、高温槽3Hから取り出されて複
数の住戸Hを巡って低温槽3Lの上部に戻るように循環
する。つまり、低温槽3L及び高温槽3Hから設定比率
で取り出された湯水が排熱回収用熱交換器2におけるエ
ンジン冷却水との熱交換作用にて加熱されて、低温槽3
Lに戻されることにより、低温槽3Lの湯水が加熱さ
れ、その低温槽3Lの上層の温度が安定した高温層の湯
水がオーバーフローして高温槽3Hに供給されるので、
高温槽3Hには温度が安定する状態で湯水が貯留され、
その高温槽3Hの温度が安定した湯水が複数の住戸Hに
わたって循環して、そのように循環する湯水が各住戸H
で消費されることになる。
においては、冷却水循環ポンプ8及び給湯用循環ポンプ
15を作動させ、排熱回収用循環ポンプ13を停止さ
せ、上流側開閉弁V2及び下流側開閉弁V3を開弁し、
貯湯槽迂回路開閉弁V4及び循環用給水路開閉弁V5を
閉弁する。つまり、排熱回収用循環手段Ceの湯水循環
作動が停止され、給湯用循環手段Csは、貯湯槽3を通
して給湯用循環経路14にて湯水を循環させる通常循環
状態に切り換えられる。すると、エンジン冷却水は排熱
回収用熱交換器2を通って循環するが、排熱回収用循環
ポンプ13が停止しているので、排熱回収用循環経路1
1を通じての排熱回収用熱交換器2を通る貯湯槽3の湯
水の循環は停止され、貯湯槽3の湯水は、給湯用循環経
路14にて、高温槽3Hから取り出されて複数の住戸H
を巡って低温槽3Lの上部に戻るように循環する。従っ
て、高温槽3Hの温度が安定した湯水が複数の住戸Hに
わたって循環して、そのように循環する湯水が各住戸H
で消費されることになる。又、貯湯槽3の高温の湯が排
熱回収用熱交換器2を流れることがないので、エンジン
冷却水が過熱されて発電機1のガスエンジンが過熱する
といった不具合を防止することができる。ちなみに、こ
の場合は、エンジン冷却水は、排熱回収用熱交換器2と
は別の冷却装置にて冷却されることになる。高温槽3H
の湯水の量が少なくなるのに伴って、水位センサ9にて
検出される高温槽3Hの水位が設定水位よりも低くなる
と、槽用給水路開閉弁V1が開かれて、槽用給水路4を
通じて低温槽3Lに給水されるので、低温槽3Lの湯水
の温度が低下することになる。そして、低温槽温度セン
サ10Lにて検出される低温槽温度が設定上限値よりも
低くなることに基づいて、制御部5は通常運転制御を実
行する。
いては、冷却水循環ポンプ8、排熱回収用循環ポンプ1
3及び給湯用循環ポンプ15を作動させ、上流側開閉弁
V2及び下流側開閉弁V3を閉弁し、貯湯槽迂回路開閉
弁V4及び循環用給水路開閉弁V5を開弁する。つま
り、排熱回収用循環手段Ceは湯水循環作動され、給湯
用循環手段Csは、貯湯槽迂回路16を通して給湯用循
環経路14にて湯水を循環させ且つ給湯用循環経路14
に水道水が供給される給水循環状態に切り換えられる。
すると、エンジン冷却水は排熱回収用熱交換器2を通っ
て循環し、貯湯槽3の湯水は排熱回収用循環経路11及
び高温槽湯水取り出し路12のみにて循環して、給湯用
循環経路14を通じては循環せず、水道からの水道水が
貯湯槽3を迂回して貯湯槽迂回路16を流れる状態で給
湯用循環経路14にて循環する。つまり、低温槽3L及
び高温槽3Hから設定比率で取り出された湯水が排熱回
収用熱交換器2におけるエンジン冷却水との熱交換作用
にて加熱されて、低温槽3Lに戻されることにより、低
温槽3Lの湯水が加熱され、その低温槽3Lの上層の温
度が安定した高温槽3Hの湯水がオーバーフローして高
温槽3Hに供給されるので、高温槽3Hの湯水が加熱さ
れて昇温する。一方、水道水が複数の住戸Hにわたって
循環して、そのように循環する水道水が各住戸Hで消費
されることになる。
Cよりも高くて水質を維持できるときは、各住戸Hには
50°Cよりも高くて水質を維持できる高温槽3Hの湯
が供給され、高温槽3Hの湯水の温度が50°C以下に
なって水質を維持し難くなると、給水循環状態に切り換
えられて、各住戸Hには水質を維持できる水道水が供給
されることになる。給水循環運転制御の実行中に、高温
槽3Hの湯水の温度が上昇して、高温槽温度センサ10
Hにて検出される高温槽温度が設定下限値よりも高くな
ることに基づいて、制御部5は通常運転制御を実行す
る。
においては、冷却水循環ポンプ8及び排熱回収用循環ポ
ンプ13を停止させ、給湯用循環ポンプ15を作動さ
せ、上流側開閉弁V2及び下流側開閉弁V3を開弁し、
貯湯槽迂回路開閉弁V4及び循環用給水路開閉弁V5を
閉弁する。つまり、排熱回収用循環手段Ceの湯水循環
作動が停止され、給湯用循環手段Csは、貯湯槽3を通
して給湯用循環経路14にて湯水を循環させる通常循環
状態に切り換えられる。すると、エンジン冷却水の循環
は停止し、排熱回収用循環経路11を通じての貯湯槽3
の湯水の循環は停止し、貯湯槽3の湯水は給湯用循環経
路14にて循環する。そして、高温槽3Hの湯水が複数
の住戸Hにわたって循環して、そのように循環する湯水
が各住戸Hで消費されることになる。従って、発電機1
の停止時も、継続して各住戸Hに湯水が供給される。
ては、冷却水循環ポンプ8及び排熱回収用循環ポンプ1
3を停止させ、給湯用循環ポンプ15を作動させ、上流
側開閉弁V2及び下流側開閉弁V3を閉弁し、貯湯槽迂
回路開閉弁V4及び循環用給水路開閉弁V5を開弁す
る。つまり、排熱回収用循環手段Ceの湯水循環作動が
停止され、給湯用循環手段Csは、貯湯槽迂回路16を
通して給湯用循環経路14にて湯水を循環させ且つ給湯
用循環経路14に水道水が供給される給水循環状態に切
り換えられる。すると、エンジン冷却水の循環は停止
し、貯湯槽3の湯水の循環も停止し、水道からの水道水
が貯湯槽3を迂回する状態で給湯用循環経路14にて循
環する。つまり、水道水が複数の住戸Hにわたって循環
し、そのように循環する水道水が各住戸Hで消費される
ことになる。従って、貯湯槽3を点検する間も、継続し
て各住戸Hに湯水が供給される。
給湯器Kについて説明する。給湯器Kは、住戸用湯水供
給路19から供給される湯水と住戸用給水路21から供
給される水とを混合する混合部Kmと、その混合部Km
から湯水が加熱対象として供給される加熱部Khと、給
湯目標温度を設定する給湯温度設定部等を備えたリモコ
ン操作部31を備えて構成してある。
を通じて供給される湯水を加熱して、加熱後の湯水を給
湯路33に供給する給湯用熱交換器34と、追焚用循環
路35を通流する浴槽(図示省略)の湯水を加熱する追
焚用熱交換器36と、それら給湯用熱交換器34及び追
焚用熱交換器36を加熱するガスバーナ37と、加熱部
Khの作動を制御する加熱制御部38等を備えて構成し
てある。
0を接続し、その住戸用ガス供給路20には、ガス供給
を断続するガス断続弁39、及び、ガス供給量を調整す
るガス比例弁40を設けてある。
検出する給水温度センサ41、供給される湯水の流量を
検出する給水量センサ42を設け、給水路32と給湯路
33とを給水バイパス路43にて接続してある。給湯路
33には、上流側から順に、給湯用熱交換器34からの
湯水と給水バイパス路43からの水との混合比を調整す
るミキシング弁45、湯水の量を調整する水比例弁50
と、ミキシング弁45にて混合された湯水の温度を検出
する給湯温度センサ44を設け、給湯路33の先端に
は、給湯栓49を接続してある。給湯路33から分岐し
た湯張り路46を追焚用循環路35における往路部分に
接続し、湯張り路46には湯張り用開閉弁47を設けて
ある。又、追焚用循環路35における復路部分には、浴
槽水を循環させる浴槽用循環ポンプ48を設けてある。
ち、給湯用循環手段Cs)から供給される湯水と住戸用
給水路21から供給される水との混合比を調整するミキ
シング弁51と、住戸用湯水供給路19からミキシング
弁51への湯水供給を断続する湯水供給路開閉弁52
と、住戸用湯水供給路19からミキシング弁51へ供給
される湯水の温度(以下、循環湯水温度と称する場合が
ある)を検出する循環湯水温度センサ53と、住戸用給
水路21からミキシング弁51へ供給される水の温度
(混合部給水温度と称する場合がある))を検出する給
水温度センサ54と、ミキシング弁51から流出した湯
水の温度(以下、混合湯水温度と称する場合がある)を
検出する混合温度センサ55と、混合部Kmの作動を制
御する混合制御部56等を備えて構成してある。
の制御動作について説明する。加熱制御部38は、リモ
コン操作部31及び混合制御部56夫々との間で各種の
制御情報を通信するように構成してある。リモコン操作
部31の運転スイッチがオンされると、加熱制御部38
及び混合制御部56夫々の制御が可能で、湯水供給路開
閉弁52が開かれた運転状態となる。そして、給湯栓4
9が開かれて、給水量センサ42の検出湯水流量が設定
量以上になると、加熱制御部38は、混合制御部56に
対して、リモコン操作部31にて設定された給湯目標温
度を送信し、混合制御部56は、循環湯水温度センサ5
3にて検出された循環湯水温度と加熱制御部38から送
られてきた給湯目標温度とを比較して、循環湯水温度が
給湯目標温度以上のときはその旨を、循環湯水温度が給
湯目標温度より低いときはその旨をそれぞれ加熱制御部
38に送信する。
温度を設定して記憶させてある。ちなみに、混合目標温
度としては低混合目標温度と高混合目標温度との2種類
を設定してあり、低混合目標温度は、リモコン操作部3
1で設定される給湯目標温度が予め設定してある通常給
湯目標温度範囲(例えば35〜48°C)のときに対応
するものであり、例えば30°Cに設定し、高混合目標
温度は、リモコン操作部31で設定される給湯目標温度
が予め設定してある高温給湯目標温度(例えば60°
C)のときに対応するものであり、例えば、45°Cに
設定する。
検出湯水流量が設定量以上になることに基づいて、加熱
制御部38から給湯目標温度が送信されてくると、混合
制御部56は、循環湯水温度センサ53にて検出される
循環湯水温度と給湯目標温度とを比較して、循環湯水温
度が給湯目標温度以上のときは、循環湯水温度センサ5
3、給水温度センサ54及び混合温度センサ55夫々の
検出温度に基づいて、混合温度センサ55にて検出され
る混合湯水温度が給湯目標温度になるようにミキシング
弁51を調整して、住戸用湯水供給路19からの湯水と
住戸用給水路21からの水を混合し、且つ、循環湯水温
度が給湯目標温度以上である旨を加熱制御部38に送信
する。加熱制御部38は、循環湯水温度が給湯目標温度
以上である旨が混合制御部56から送信されてくると、
ガスバーナ37を燃焼停止状態とする。従って、混合部
Kmから加熱部Khに供給された湯水は加熱部Khにて
加熱されずに給湯栓49から出湯することになり、給湯
栓49からは給湯目標温度又は略給湯目標温度の湯水が
出湯する。
低いときは、循環湯水温度センサ53、給水温度センサ
54及び混合温度センサ55夫々の検出温度に基づい
て、混合温度センサ55にて検出される混合湯水温度
が、給湯目標温度が通常給湯目標温度範囲のときは低混
合目標温度になるように、あるいは、給湯目標温度が高
温給湯目標温度のときは高混合目標温度になるように、
ミキシング弁51を調整して、住戸用湯水供給路19か
らの湯水と住戸用給水路21からの水を混合し、且つ、
循環湯水温度が給湯目標温度よりも低い旨を加熱制御部
38に送信する。加熱制御部38は、混合制御部56か
ら循環湯水温度が給湯目標温度よりも低い旨が送信され
てくると、ガスバーナ37を燃焼させ、給湯目標温度、
給水温度センサ41の検出温度及び給水量センサ42の
検出給水量に基づいて、給湯用熱交換器34から流出す
る湯水の温度が給湯目標温度になるように、ガス比例弁
40の開度及びミキシング弁45の開度を調節するフィ
ードフォワード制御を実行し、且つ、給湯温度センサ4
4の検出温度と給湯目標温度との偏差に基づいてガス比
例弁40の開度を微調整するフィードバック制御を実行
する。従って、給湯栓49からは給湯目標温度の湯水が
出湯することになる。
6にて給湯器制御部を構成するとすると、給湯器Kは、
給湯用循環手段Csからの湯水と給水源からの水とを混
合すると共にその混合比率が調整自在な混合部Kmと、
その混合部Kmから供給される湯水を加熱すると共にそ
の加熱量が調整自在な加熱部Khと、給湯用循環手段C
sから供給される湯水の温度を検出する循環湯水温度セ
ンサ53と、給水源からの水の温度を検出する給水温度
センサ54と、それら循環湯水温度センサ53及び給水
温度センサ54夫々の検出温度に基づいて、給湯用循環
手段Csからの湯水の温度が給湯目標温度以上のとき
は、混合後の湯水の温度が給湯目標温度になるように混
合部Kmにおける混合比率を調整し且つ加熱部Khの加
熱作動を停止する給湯器制御部を備えて構成されてい
る。又、前記給湯器制御部は、給湯用循環手段Csから
の湯水の温度が給湯目標温度よりも低いときは、混合後
の湯水の温度が、加熱部Khの加熱作動による給湯目標
温度への温度調節が安定して行えるような加熱対象の湯
水の温度として予め設定した混合目標温度になるように
混合部Kmにおける混合比率を調整し、且つ、給湯目標
温度になるように加熱部Khの加熱量を調整するように
構成されている。
温度が給湯目標温度以上のときは、混合部Kmにて、給
湯目標温度になるように給湯用循環手段Csからの湯水
と給水源からの水とが混合され、そのように混合された
湯水が加熱部Khにて加熱されずに出湯されるので、給
湯目標温度又は略給湯目標温度の湯水が得られる。又、
給湯用循環手段Csからの湯水の温度が給湯目標温度よ
りも低いときは、給湯目標温度への温度調節が安定して
行えるような混合目標温度になるように、給湯用循環手
段Csからの湯水と給水源からの水とが混合されてか
ら、加熱部Khにて給湯目標温度になるように加熱され
るので、給湯用循環手段Csからの湯水の温度と給湯目
標温度との差が小さいときでも、給湯目標温度又は略給
湯目標温度の湯水が得られる。つまり、ガスバーナ37
の燃焼安定性を確保するために、ガスバーナ37の燃焼
量は所定の最小燃焼量よりも小さくは絞れないようにし
てある。従って、前述の如き湯水混合制御、即ち、給湯
用循環手段Csからの湯水と給水源からの水とを混合目
標温度になるように混合する制御を行わないときは、給
湯用循環手段Csからの湯水の温度と給湯目標温度との
差が小さくて、その差に基づいて求めた燃焼量が最小燃
焼量よりも小さいときは、例えば、ガスバーナ37を最
小燃焼量にて燃焼させるようになるので、出湯する湯水
の温度を給湯目標温度に調整し難いといった不具合が生
じることになる。そこで、前述の如き湯水混合制御を行
うことにより、前述の如き不具合が解消されることにな
る。
れる湯水の温度は、供給対象住戸群における湯水使用量
により変動するが、給湯用循環手段Csにて供給される
湯水の温度が給湯目標温度以上のとき及び給湯目標温度
よりも低いときのいずれにおいても、各住戸Hでは、給
湯目標温度又は略給湯目標温度の湯水を得ることができ
る。
ンシステムでは、各住戸Hにおける湯水流量計M3及び
住戸用電力計M7の検針は、地域又は集合住宅に含まれ
る複数の住戸Hを管理する管理組合が検針して、各住戸
Hに課金することになる。
る。 (イ) 上記の実施形態においては、地域又は集合住宅
に、商用電源62からの電力を一括して受電する受変電
設備61を設けて、その受変電設備61にて共用電力消
費機器67及び供給対象住戸群に給電する場合について
例示した。これに代えて、供給対象住戸群の各住戸H、
及び、地域又は集合住宅に、商用電源62からの電力を
受電する受変電設備を設けても良い。この場合は、地域
又は集合住宅に対して設けた受変電設備にて、共用電力
消費機器67に給電すると共に、深夜電力を受電して蓄
電部65に蓄電させ、各住戸Hに、発電機1を商用電源
62と系統連系させる連系装置を設けることになる。
部65に、商用電源62の深夜電力を蓄電させる場合に
ついて例示したが、深夜電力以外の通常の電力を蓄電さ
せるように構成しても良い。但し、電力コストを低減す
る上では、深夜電力を蓄電させるのが好ましい。
部65に、発電機1の出力電力及び商用電力の両方を蓄
電させる場合につて例示したが、いずれか一方のみを蓄
電させるように構成しても良い。
機1を1日に対して予め定められた時間帯で運転する形
態で、断続的に運転する場合について例示したが、発電
機1は中断せずに連続して運転するようにしても良い。
但し、断続的に運転する方が、発電機1の耐久性が向上
し、発電機1の使用期間を長くして発電機1の交換回数
を少なくすることができるので、電力コストを低減する
上では好ましい。
負荷に対して発電機1及び蓄電部65の出力が不足する
場合には、その不足分が商用電源62にて補われるよう
に構成する場合について例示した。これに代えて、最大
電力負荷に対して、発電機1及び蓄電部65にて対応で
きるようにして、電力負荷に対して発電機1及び蓄電部
65だけで給電するように構成しても良い。
上記の実施形態において例示した構成に限定されるもの
ではない。例えば、槽用給水路4を排熱回収用循環経路
11における排熱回収用熱交換器2の設置箇所よりも上
流側部分に接続して、排熱回収用循環経路11を通じて
低温槽3Lに給水するように構成しても良い。この場
合、槽用給水路4を排熱回収用循環経路11に直接接続
して、常時、槽用給水路4が排熱回収用循環経路11に
連通する状態としても良いし、あるいは、槽用給水路4
を三方弁を介して排熱回収用循環経路11に接続して、
三方弁により、槽用給水路4を排熱回収用循環経路11
に対して連通させる状態と連通を断つ状態とに切り換え
て、低温槽3Lへの給水を断続するように構成しても良
い。
湯水の温度の関係は、供給対象住戸群における湯水使用
量の変動、発電機1から供給される排熱量の変動等に伴
い変化するものであり、低温槽3Lの湯水の温度が高温
槽3Hの湯水の温度よりも低い場合が多いが、低温槽3
Lの湯水の温度が高温槽3Hの湯水の温度以上になる場
合もある。
実施形態において例示した構成に限定されるものではな
い。例えば、貯湯槽3を省略して、排熱回収用熱交換器
2から流出する湯水を設定温度に加熱するボイラを設け
て、そのボイラから、設定温度の湯水を各住戸Hに供給
するように構成しても良い。又、貯湯槽3としては、上
記の実施形態の如き低温槽3Lと高温槽3Hとを備えた
開放式に限定されるものではなく、例えば、1槽の密閉
式や、1槽の開放式にても構成することができる。
部SEと給湯部SWを備えたコージェネレーションシス
テムにて本発明の給電方法を実施する場合について例示
したが、給電部SEのみを備えた給電装置にて本発明の
給電方法を実施しても良い。
器Kは、混合部Km及び加熱部Khの両方を備えて構成
する場合について例示したが、混合部Kmを省略しても
良い。
1をガスエンジン等のエンジンにて駆動されるエンジン
駆動の回転式にて構成する場合、排熱回収用熱交換器2
に供給する発電機1の排熱としては、上記の実施形態に
おいて例示したエンジン冷却水以外に、エンジンの排ガ
スを供給したり、エンジン冷却水と排ガスの両方を供給
したりするように構成しても良い。尚、発電機1をエン
ジン駆動の回転式にて構成する場合、エンジンとして
は、上記の実施形態において例示した都市ガスを燃料と
するもの以外に、LPガス、石油、ガソリン等種々の燃
料を用いるものを使用することができる。又、発電機1
は、上記の実施形態において例示した如きエンジン駆動
の回転式にて構成する以外に、ガスタービンにて駆動す
るガスタービン駆動の回転式にて構成しても良い。発電
機1をガスタービン駆動の回転式にて構成する場合、排
熱回収用熱交換器2には発電機1の排熱としてガスター
ビンの排ガスを供給するように構成する。又、発電機1
としては、上記の如き回転式に限定されるのではなく、
例えば、各種の燃料電池にて構成することができる。発
電機1を燃料電池にて構成する場合は、排熱回収用熱交
換器2には発電機1の排熱として燃料電池の冷却水を供
給するように構成する。
の貯湯槽3に対して発電機1を1台設ける場合について
例示したが、1台の貯湯槽3に対して発電機1を複数台
設けても良い。この場合、例えば、複数台の発電機1夫
々に排熱回収用熱交換器2を1台ずつ設けて、それら複
数の排熱回収用熱交換器2を並列状態にて貯湯槽3に接
続する構成を採用することができる。
ョンシステムの全体構成を示すブロック図
の構成及び通常運転制御での湯水流動状態を示すブロッ
ク図
の排熱回収停止運転制御での湯水流動状態を示すブロッ
ク図
の給水循環運転制御での湯水流動状態を示すブロック図
の発電機停止時運転制御での湯水流動状態を示すブロッ
ク図
の点検用運転制御での湯水流動状態を示すブロック図
を示すブロック図
Claims (5)
- 【請求項1】 地域又は集合住宅に、発電機と、その発
電機からの電力又は商用電源からの電力を蓄電する蓄電
部を設け、それら発電機と蓄電部にて、前記地域又は集
合住宅に含まれる複数の住戸に給電する給電方法。 - 【請求項2】 前記蓄電部に商用電源からの深夜電力を
蓄電させる請求項1記載の給電方法。 - 【請求項3】 前記地域又は集合住宅に、商用電源から
の電力を一括して受電する受変電設備を設けて、その受
変電設備から前記複数の住戸に給電し、前記受変電設備
にて深夜電力を受電して前記蓄電部に蓄電させる請求項
1又は2記載の給電方法。 - 【請求項4】 前記発電機からの排熱を回収して湯水を
加熱する給湯部を設けて、その給湯部にて前記複数の住
戸に湯水を供給する請求項1〜3のいずれか1項に記載
の給電方法。 - 【請求項5】 前記給湯部を、前記発電機からの排熱に
て加熱した湯水を貯留する貯湯槽を備えて、その貯湯槽
にて貯留される湯水を前記複数の住戸に供給するように
構成してある請求項4記載の給電方法。
Priority Applications (1)
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Publications (1)
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