JP2004092970A - Cogeneration system - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、都市ガス、LPガス等を用いてガスエンジン発電機や燃料電池発電機を運転し電気を発生し、副産物として発生した熱を貯湯式の湯水の加熱に利用するコージェネレーションシステムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
コージェネレーションシステムにおいては、ガスエンジン発電機等の排熱装置の排熱により熱交換を行って湯水を加熱し、加熱した湯水を貯湯タンクに供給して貯湯タンク内に温度成層を形成する貯湯系統があり、この貯湯系統の貯湯タンクにおける貯湯熱量を正確に推定することは、給湯能力や運転開始時間決定等の点から極めて重要なことである。
【0003】
従来、貯湯タンクにおける貯湯熱量Qは、貯湯タンク内に配設された1個の貯湯温度センサの温度から算出していた。例えば、その貯湯温度センサの温度をTSとしたときの給水温度Tiと貯湯タンク容量Vリットルから、
Q=(TS−Ti)×V×4186.05(J)・・・・・(1)
と算出していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
このように、上記従来のコージェネレーションシステムでは、1個の貯湯温度センサの温度から貯湯タンクにおける貯湯熱量を算出しており、貯湯タンク内の温度分布は考慮されておらず、貯湯熱量の算出精度が低いという問題点を有していた。また、算出精度が低いため運転開始時間の誤差が大きく開始時間が早すぎて省エネルギー性に欠けたり、また、開始時間が遅すぎて給湯温度が低すぎるという問題点を有していた。
【0005】
本発明は、上記問題点を解消するため、貯湯タンク内の温度分布を考慮して貯湯熱量を算出することができ、貯湯熱量の算出精度を高めることができ、省エネルギー性等に優れたコージェネレーションシステムを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明のコージェネレーションシステムは、全体を制御する制御装置と、エンジン発電機等の排熱装置の排熱により熱交換を行って湯水を加熱し、温度成層を形成して貯湯タンクに貯湯を行う貯湯系統とを有するコージェネレーションシステムにおいて、貯湯タンクにおける各部位の湯水温度を計測する複数の貯湯温度センサを備え、制御装置は、貯湯タンクにおける湯水の温度分布の経験値に基づき、複数の貯湯温度センサが計測した各部位の湯水温度に重み係数を掛けて貯湯タンクにおける温度成層の各層の貯湯熱量を算出する構成を備えている。
これにより、貯湯タンク内の温度分布を考慮して貯湯熱量を算出することができ、貯湯熱量の算出精度を高めることができるコージェネレーションシステムが得られる。
【0007】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項1に記載のコージェネレーションシステムは、全体を制御する制御装置と、エンジン発電機等の排熱装置の排熱により熱交換を行って湯水を加熱し、温度成層を形成して貯湯タンクに貯湯を行う貯湯系統とを有するコージェネレーションシステムにおいて、貯湯タンクにおける各部位の湯水温度を計測する複数の貯湯温度センサを備え、制御装置は、貯湯タンクにおける湯水の温度分布の経験値に基づき、複数の貯湯温度センサが計測した各部位の湯水温度に重み係数を掛けて貯湯タンクにおける温度成層の各層の貯湯熱量を算出することとしたものである。
この構成により、温度成層をなす貯湯タンクにおいては各成層部分で温度分布が異なることを考慮した重み係数を各層の貯湯熱量の算出に適用することができるので、重み係数を考慮することなく1つの温度だけで貯湯熱量を算出した従来のシステムに比べて遥かに高精度に貯湯熱量を算出することができるという作用を有する。
【0008】
請求項2に記載のコージェネレーションシステムは、請求項1に記載のコージェネレーションシステムにおいて、貯湯タンクはVリットルのタンクであり、貯湯タンクを上方から下方へn分割して上方から下方へ第1層、第2層、・・・、第n層を形成し、第1層の上端位置、第1層と第2層との境界位置、第2層と第3層との境界位置、・・・、第n−1層と第n層との境界位置および第n層の下端位置に各部位の湯水温度を計測する第1〜第n+1のn+1個の貯湯温度センサを備え、制御装置は、第1〜第n+1の貯湯温度センサの温度(摂氏)をT1、T2、T3、・・・、Tn+1とし、第1層、第2層、第3層、・・・、第n層における重み係数をK1、K2、K3、・・・、Knとし、給水温度をTiとしたとき、貯湯タンクにおける貯湯熱量を{(K1×T1+(1−K1)×T2−Ti)×V/n+(K2×T2+(1−K2)×T3−Ti)×V/n+(K3×T3+(1−K3)×T4−Ti)×V/n+・・・+(Kn×Tn+(1−Kn)×Tn+1−Ti)×V/n}×4186.05に基づいて算出することとしたものである。
この構成により、n層の温度成層をなす貯湯タンクにおける各層の重み係数を上層から順にK1、K2、K3、・・・、Knと定め、この重み係数K1、K2、K3、・・・、Knと各層に関する温度T1、T2、T3、・・・、Tn+1とを用いて各層の貯湯熱量を正確に算出することができるので、従来のシステムに比べて遥かに高精度に貯湯熱量を算出することができるという作用を有する。
【0009】
以下、本発明の実施の形態について、図1、図2を用いて説明する。
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1によるコージェネレーションシステムを構成する貯湯系統を示す構成図である。
【0010】
図1において、1は温度成層を形成して貯湯を行う貯湯系統、2はお湯を供給する給湯系統、3はガスエンジン発電機の排熱を利用して(例えばウォータージャケットからの湯を利用して)貯湯系統1における湯水の加熱等を行うエンジン排熱系統、4は給湯のお湯を加熱するための補助加熱系統、5は全体を制御する制御装置である。
【0011】
貯湯系統1は、貯湯タンク101、循環ポンプ(貯湯ポンプ)102、逆流防止の逆止弁102a、湯水の温度を計測する貯湯温度センサ103〜106、通水水量を連続的に制御する水量制御弁107、通水のオン、オフ制御を行う給水弁108、循環する湯水の温度を計測する循環湯温度センサ109、温度成層を形成するためのじゃま板110、111、熱の供給側115と受給側116とから成る熱交換器114、循環ポンプ102から吐出される湯水をバイパスする貯湯弁124を有する。
【0012】
給湯系統2は、逆流防止の逆止弁122、通水水量を連続的に制御する水量制御弁113、貯湯タンク101からの湯と給水口118からの水とを混合する混合弁112、お湯供給の給湯口117、圧力調整の減圧弁119、給水温度を計測する給水温度センサ120、水量を計測する水量センサ121、排水口123を有する。
【0013】
エンジン排熱系統3は、都市ガス・LPガス等を用いて発電と排熱を行う(すなわち電気と熱を併給する)排熱装置としてのガスエンジン発電機301、排熱ポンプ302を有する。
補助加熱系統4は、方向性のある水流センサ(方向性水流センサ、図示せず)を有する補助熱源401、加熱温度センサ402を有する。
ここで、ガスエンジン発電機301から熱交換器114へ供給される湯の温度は75〜80℃程度である。
【0014】
以上のように構成されたコージェネレーションシステムについて、貯湯系統1および給湯系統2の動作を説明する。
貯湯動作においては、貯湯ポンプ102は図示しないモータにより駆動され、また熱交換器114は熱交換を行い、給水弁108は開放状態(オン状態)となっていて、水量制御弁107は、貯湯タンク101の上部から貯湯タンク101内に流入する湯水の量が適量となるように、その開度を制御される。熱交換器114の受給側116で熱交換されて加熱された湯は循環湯温度センサ109を経て循環ポンプ102から貯湯タンク101へ供給され、水量制御弁107→給水弁108→熱交換器114→貯湯ポンプ102→貯湯タンク101というように循環する。この循環ポンプ102→貯湯タンク101→水量制御弁107→給水弁108→熱交換器114の循環路を第1の循環路と呼ぶ。循環ポンプ102から貯湯タンク101への供給量は、水量制御弁107の開度により制御されるが、貯湯タンク101内で温度成層を形成するように50リットル/時間程度に制御される。水量制御弁107で制御可能な水量の分解能は100リットル/時間程度であるので、この分解能を例えば10リットル/時間程度に向上させるために貯湯弁124でバイパスさせる。すなわち、貯湯弁124で90リットル/時間をバイパスさせれば、分解能は10リットル/時間となる。また貯湯弁124は循環ポンプ102や熱交換器114などと共に循環路(第2の循環路)を形成しており、第1の循環路における湯水の温度が低い場合には、給水弁108を閉鎖状態(オフ状態)として第2の循環路のみを形成し、熱交換器114による温度上昇を待つ。給湯口117の開放により貯湯タンク101内の貯湯量が減少した場合には、給水口118からの給水圧が貯湯タンク101の底部の水圧に対して相対的に高まり、給水が行われる。給水口118からの給水は減圧弁119や水量センサ121などを経由して行われる。
【0015】
給湯時においては、貯湯タンク101内の湯は、補助熱源401と混合弁112と水量制御弁113を経由して給湯口117から供給される。補助熱源401は、貯湯温度センサ103の計測温度が低く、補助熱源401に内蔵の水流センサが水流を検知したときに、通水を加熱する。したがって、貯湯タンク101の貯湯の温度が低い場合には補助熱源401で加熱された湯が給湯口117から供給されることになり、低温湯が供給されることを防止することができる。
【0016】
図2は、図1の貯湯タンク101における温度成層を示す説明図である。
図2において、501は貯湯タンク101の温度成層を構成する上層部、502は中層部、503は下層部である。ここでは貯湯タンク101は150リットルのタンクであり、貯湯タンク101を上方から下方へ50リットル(50L)で3分割して上層部501、中層部502および下層部503を形成している。上層部501の上端位置には第1の貯湯温度センサ103が配設され、上層部501と中層部502との境界位置には第2の貯湯温度センサ104、中層部502と下層部503との境界位置には第3の貯湯温度センサ105、下層部503の下端位置に第4の貯湯温度センサ106が配設されている。ここで、各貯湯温度センサ103、104、105、106の計測温度は摂氏T1、T2、T3、T4である。
【0017】
図2で、上層部501における重み係数をK1とし、中層部502における重み係数をK2とし、下層部503における重み係数をK3とし、給水温度(給水温度センサ120の計測温度)をTiとしたとき、貯湯タンクにおける貯湯熱量Q(J)は次式(2)のようになる。
重み係数K1、K2、K3は、貯湯タンク101の各層501、502、503における過去の温度分布データを考慮した経験値である。ここで、K1、K2、K3の値としては例えばK1=K2=0.2、K3=0.5である。K1=K2=0.2とは、上層部501においては温度T2の影響が温度T1の影響よりも大きいことを示す。これは、上層部501の8割の部分は温度T2に近く、2割の部分は温度T1に近いことを意味する。これは中層部502においても同様である。下層部503においては温度T3とT4の影響が同じであることを示す。
【0018】
なお、本実施の形態では、熱と電気を発生するものとしてガスエンジン発電機301について記載したが、本発明はこれに限らず、同じく熱と電気を発生する燃料電池などについても同様に適用でき、同様の効果を奏するものである。また、貯湯タンク101内における温度成層を3層としたが、本発明はこれに限らず、貯湯熱量の算出式を簡略にするために2層としてもよく、算出精度を高めるために4層以上としてもよい。
【0019】
以上のように本実施の形態によれば、制御装置5は、貯湯タンク101における湯水の温度分布の経験値に基づき、複数の貯湯温度センサ103〜106が計測した各部位の湯水温度に重み係数を掛けて貯湯タンク101における温度成層の各層の貯湯熱量を算出することにより、温度成層をなす貯湯タンク101においては各成層部分で温度分布が異なることを考慮した重み係数を各層501〜503の貯湯熱量の算出に適用することができるので、重み係数を考慮することなく1つの温度だけで貯湯熱量を算出した従来のシステムに比べて遥かに高精度に貯湯熱量Qを算出することができる。
【0020】
また、貯湯タンク101は150リットルのタンクであり、貯湯タンク101を上方から下方へ50リットルで3分割して上層部501、中層部502および下層部503を形成し、上層部501の上端位置、上層部501と中層部502との境界位置、中層部502と下層部503との境界位置および下層部503の下端位置に各部位の湯水温度を計測する第1〜第4の4個の貯湯温度センサ103〜106を備え、制御装置5は、第1〜第4の貯湯温度センサ103〜106の温度をT1、T2、T3、T4とし、上層部501における重み係数をK1とし、中層部502における重み係数をK2とし、下層部503における重み係数をK3とし、給水温度をTiとしたとき、貯湯タンク101における貯湯熱量Qを{(K1×T1+(1−K1)×T2−Ti)×50+(K2×T2+(1−K2)×T3−Ti)×50+(K3×T3+(1−K3)×T4−Ti)×50}×4186.05に基づいて算出することにより、3層の温度成層501〜503をなす貯湯タンク101における各層の重み係数を上層部から順にK1、K2、K3と定め、この重み係数K1、K2、K3と各層に関する温度T1、T2、T3、T4とを用いて各層の貯湯熱量を正確に算出することができるので、従来のシステムに比べて遥かに高精度に貯湯熱量を算出することができる。
すなわち、一般的には、貯湯タンクはVリットルのタンクであり、貯湯タンクを上方から下方へn分割して上方から下方へ第1層、第2層、・・・、第n層を形成し、第1層の上端位置、第1層と第2層との境界位置、第2層と第3層との境界位置、・・・、第n−1層と第n層との境界位置および第n層の下端位置に各部位の湯水温度を計測する第1〜第n+1のn+1個の貯湯温度センサを備え、制御装置は、第1〜第n+1の貯湯温度センサの温度(摂氏)をT1、T2、T3、・・・、Tn+1とし、第1層、第2層、第3層、・・・、第n層における重み係数をK1、K2、K3、・・・、Knとし、給水温度をTiとしたとき、貯湯タンクにおける貯湯熱量を{(K1×T1+(1−K1)×T2−Ti)×V/n+(K2×T2+(1−K2)×T3−Ti)×V/n+(K3×T3+(1−K3)×T4−Ti)×V/n+・・・+(Kn×Tn+(1−Kn)×Tn+1−Ti)×V/n}×4186.05に基づいて算出することにより、n層の温度成層をなす貯湯タンクにおける各層の重み係数を上層から順にK1、K2、K3、・・・、Knと定め、この重み係数K1、K2、K3、・・・、Knと各層に関する温度T1、T2、T3、・・・、Tn+1とを用いて各層の貯湯熱量を正確に算出することができるので、従来のシステムに比べて遥かに高精度に貯湯熱量を算出することができる。
【0021】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の請求項1に記載のコージェネレーションシステムによれば、全体を制御する制御装置と、エンジン発電機等の排熱装置の排熱により熱交換を行って湯水を加熱し、温度成層を形成して貯湯タンクに貯湯を行う貯湯系統とを有するコージェネレーションシステムにおいて、貯湯タンクにおける各部位の湯水温度を計測する複数の貯湯温度センサを備え、制御装置は、貯湯タンクにおける湯水の温度分布の経験値に基づき、複数の貯湯温度センサが計測した各部位の湯水温度に重み係数を掛けて貯湯タンクにおける温度成層の各層の貯湯熱量を算出することにより、温度成層をなす貯湯タンクにおいては各成層部分で温度分布が異なることを考慮した重み係数を各層の貯湯熱量の算出に適用することができるので、重み係数を考慮することなく1つの温度だけで貯湯熱量を算出した従来のシステムに比べて遥かに高精度に貯湯熱量を算出することができるという有利な効果が得られる。
【0022】
請求項2に記載のコージェネレーションシステムによれば、請求項1に記載のコージェネレーションシステムにおいて、貯湯タンクはVリットルのタンクであり、貯湯タンクを上方から下方へn分割して上方から下方へ第1層、第2層、・・・、第n層を形成し、第1層の上端位置、第1層と第2層との境界位置、第2層と第3層との境界位置、・・・、第n−1層と第n層との境界位置および第n層の下端位置に各部位の湯水温度を計測する第1〜第n+1のn+1個の貯湯温度センサを備え、制御装置は、第1〜第n+1の貯湯温度センサの温度(摂氏)をT1、T2、T3、・・・、Tn+1とし、第1層、第2層、第3層、・・・、第n層における重み係数をK1、K2、K3、・・・、Knとし、給水温度をTiとしたとき、貯湯タンクにおける貯湯熱量を{(K1×T1+(1−K1)×T2−Ti)×V/n+(K2×T2+(1−K2)×T3−Ti)×V/n+(K3×T3+(1−K3)×T4−Ti)×V/n+・・・+(Kn×Tn+(1−Kn)×Tn+1−Ti)×V/n}×4186.05に基づいて算出することにより、n層の温度成層をなす貯湯タンクにおける各層の重み係数を上層から順にK1、K2、K3、・・・、Knと定め、この重み係数K1、K2、K3、・・・、Knと各層に関する温度T1、T2、T3、・・・、Tn+1とを用いて各層の貯湯熱量を正確に算出することができるので、従来のシステムに比べて遥かに高精度に貯湯熱量を算出することができるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1によるコージェネレーションシステムを示す構成図
【図2】図1の貯湯タンクにおける温度成層を示す説明図
【符号の説明】
1 貯湯系統
2 給湯系統
3 エンジン排熱系統
4 補助加熱系統
5 制御装置
101 貯湯タンク
102 循環ポンプ
102a、122 逆止弁
103、104、105、106 貯湯温度センサ
107、113 水量制御弁
108 給水弁
109 循環湯温度センサ
110、111 じゃま板
112 混合弁
114 熱交換器
115 熱の供給側
116 熱の受給側
117 給湯口
118 給水口
119 減圧弁
120 給水温度センサ
121 水量センサ
123 排水口
124 貯湯弁
301 ガスエンジン発電機
302 排熱ポンプ
401 補助熱源
402 加熱温度センサ
501 上層部
502 中層部
503 下層部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cogeneration system that operates a gas engine generator or a fuel cell generator using city gas, LP gas, etc., generates electricity, and uses heat generated as a by-product for heating hot water of a hot water storage type. It is.
[0002]
[Prior art]
In a cogeneration system, a hot water storage system that heats hot water by exchanging heat from exhaust heat equipment such as a gas engine generator and supplies hot water to the hot water storage tank to form temperature stratification in the hot water storage tank Therefore, accurately estimating the amount of stored hot water in the hot water storage tank of this hot water storage system is extremely important from the viewpoint of determining the hot water supply capacity and determining the operation start time.
[0003]
Conventionally, the amount Q of hot water stored in the hot water storage tank has been calculated from the temperature of a single hot water storage temperature sensor disposed in the hot water storage tank. For example, from the water supply temperature Ti and the hot water storage tank capacity V liter when the temperature of the hot water storage temperature sensor is TS,
Q = (TS-Ti) × V × 4186.05 (J) (1)
It was calculated.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Thus, in the conventional cogeneration system, the amount of hot water stored in the hot water storage tank is calculated from the temperature of one hot water storage temperature sensor, the temperature distribution in the hot water storage tank is not taken into account, and the calculation accuracy of the hot water storage amount is calculated. Had the problem of low. In addition, since the calculation accuracy is low, the operation start time has a large error and the start time is too early, resulting in lack of energy saving, or the start time is too late and the hot water supply temperature is too low.
[0005]
In order to solve the above problems, the present invention can calculate the amount of stored hot water in consideration of the temperature distribution in the hot water storage tank, can increase the accuracy of calculating the amount of stored hot water, and is excellent in energy saving and the like. The purpose is to provide a system.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve this problem, the cogeneration system of the present invention forms a temperature stratification by performing heat exchange by exhaust heat of a control device that controls the whole and exhaust heat devices such as engine generators. In a cogeneration system having a hot water storage system that stores hot water in a hot water storage tank, the hot water storage tank is equipped with a plurality of hot water temperature sensors that measure the hot water temperature of each part, and the controller is an empirical value of the temperature distribution of the hot water in the hot water storage tank. On the basis of the above, there is provided a configuration for multiplying the hot water temperature of each part measured by a plurality of hot water storage temperature sensors by calculating a heat storage heat amount of each layer of the temperature stratification in the hot water storage tank.
As a result, a cogeneration system can be obtained that can calculate the amount of stored hot water in consideration of the temperature distribution in the hot water storage tank and can increase the accuracy of calculating the amount of stored hot water.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the cogeneration system according to claim 1 of the present invention, heat is exchanged by exhaust heat from a control device for controlling the whole and an exhaust heat device such as an engine generator to heat hot water and form a temperature stratification. In a cogeneration system having a hot water storage system that stores hot water in a hot water storage tank, the hot water storage tank is provided with a plurality of hot water temperature sensors for measuring the hot water temperature of each part, and the control device is used to determine the temperature distribution of hot water in the hot water storage tank. On the basis of this, the amount of stored hot water in each layer of the temperature stratification in the hot water storage tank is calculated by multiplying the hot water temperature of each part measured by a plurality of hot water storage temperature sensors by a weighting coefficient.
With this configuration, in the hot water storage tank that performs temperature stratification, a weighting factor that considers that the temperature distribution is different in each stratified portion can be applied to the calculation of the amount of hot water storage in each layer. Compared to the conventional system that calculates the amount of stored hot water based only on temperature, it has the effect that the amount of stored hot water can be calculated with much higher accuracy.
[0008]
The cogeneration system according to claim 2 is the cogeneration system according to claim 1, wherein the hot water storage tank is a V liter tank, and the hot water storage tank is divided into n from the upper side to the lower side and the first layer from the upper side to the lower side. , The second layer, ..., the nth layer is formed, the upper end position of the first layer, the boundary position between the first layer and the second layer, the boundary position between the second layer and the third layer, ... The first to (n + 1) th n + 1 hot water storage temperature sensors for measuring the hot water temperature of each part at the boundary position between the (n-1) th layer and the nth layer and the lower end position of the nth layer, The temperature (degrees Celsius) of the 1st to n + 1th hot water storage temperature sensors is T1, T2, T3,..., Tn + 1, and the weighting factors in the first layer, the second layer, the third layer,. When K1, K2, K3,..., Kn and the feed water temperature is Ti, hot water storage tank The amount of stored hot water {(K1 × T1 + (1−K1) × T2−Ti) × V / n + (K2 × T2 + (1−K2) × T3−Ti) × V / n + (K3 × T3 + (1−K3) * T4-Ti) * V / n + ... + (Kn * Tn + (1-Kn) * Tn + 1-Ti) * V / n} * 4186.05.
With this configuration, the weight coefficients of each layer in the hot water storage tank that forms the n-layer temperature stratification are defined as K1, K2, K3,..., Kn in order from the upper layer, and the weight coefficients K1, K2, K3,. And the temperatures T1, T2, T3,..., Tn + 1 for each layer can be used to accurately calculate the amount of hot water stored in each layer, so that the amount of stored hot water can be calculated with much higher accuracy than conventional systems. Has the effect of being able to
[0009]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing a hot water storage system constituting a cogeneration system according to Embodiment 1 of the present invention.
[0010]
In FIG. 1, 1 is a hot water storage system that forms a temperature stratification and stores hot water, 2 is a hot water supply system that supplies hot water, 3 is using exhaust heat of the gas engine generator (for example, using hot water from a water jacket) The engine exhaust heat system for heating hot water in the hot
[0011]
The hot water storage system 1 includes a hot
[0012]
The hot water supply system 2 includes a
[0013]
The engine exhaust heat system 3 includes a
The
Here, the temperature of the hot water supplied from the
[0014]
About the cogeneration system comprised as mentioned above, operation | movement of the hot water storage system 1 and the hot water supply system 2 is demonstrated.
In the hot water storage operation, the hot
[0015]
At the time of hot water supply, hot water in the hot
[0016]
FIG. 2 is an explanatory diagram showing temperature stratification in the hot
In FIG. 2,
[0017]
In FIG. 2, when the weighting coefficient in the
The weighting factors K1, K2, and K3 are empirical values that consider past temperature distribution data in the
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In the present embodiment, the
[0019]
As described above, according to the present embodiment, the
[0020]
The hot
That is, in general, the hot water storage tank is a V liter tank, and the hot water storage tank is divided into n parts from the top to the bottom to form the first layer, the second layer,. , The upper end position of the first layer, the boundary position between the first layer and the second layer, the boundary position between the second layer and the third layer, ..., the boundary position between the n-1th layer and the nth layer, and The first to (n + 1) th n + 1 hot water storage temperature sensors for measuring the hot water temperature of each part are provided at the lower end position of the nth layer, and the control device sets the temperature (Celsius) of the first to (n + 1) th hot water storage temperature sensors to T1. , T2, T3,..., Tn + 1, and the weighting factors in the first, second, third,..., Nth layers are K1, K2, K3,. Is the amount of hot water stored in the hot water storage tank, {(K1 × T1 + (1−K1) × T2−Ti) × V / n + (K2 × T2) (1-K2) * T3-Ti) * V / n + (K3 * T3 + (1-K3) * T4-Ti) * V / n + ... + (Kn * Tn + (1-Kn) * Tn + 1-Ti) By calculating based on × V / n} × 4186.05, the weighting coefficient of each layer in the hot water storage tank forming the n-layer temperature stratification is determined as K1, K2, K3,. Since the weight coefficients K1, K2, K3,..., Kn and the temperatures T1, T2, T3,..., Tn + 1 for each layer can be accurately calculated, the amount of stored hot water in each layer can be accurately calculated. Compared with this, the amount of stored hot water can be calculated with much higher accuracy.
[0021]
【The invention's effect】
As described above, according to the cogeneration system of the first aspect of the present invention, the hot water is heated by exchanging heat by the exhaust heat of the control device that controls the whole and the exhaust heat device such as the engine generator. A hot water storage system that forms a temperature stratification and stores hot water in the hot water storage tank, and includes a plurality of hot water temperature sensors that measure the hot water temperature of each part of the hot water storage tank, and the control device includes hot water in the hot water storage tank. Based on the empirical value of the temperature distribution of the hot water storage tank, a hot water storage tank that forms a temperature stratification by calculating the hot water storage amount of each temperature stratification in the hot water storage tank by multiplying the hot water temperature of each part measured by multiple hot water storage temperature sensors by a weighting factor In this case, a weighting factor that takes into account the difference in temperature distribution in each stratified part can be applied to the calculation of the amount of stored hot water in each layer. Beneficial effect is obtained that it is possible to calculate the hot water storage heat to a much higher accuracy than the conventional system to calculate the hot water storage heat only one temperature without considering the factor.
[0022]
According to the cogeneration system according to claim 2, in the cogeneration system according to claim 1, the hot water storage tank is a V liter tank, and the hot water storage tank is divided into n from the upper side to the lower side, and the 1 layer, 2nd layer,..., Nth layer is formed, the upper end position of the first layer, the boundary position between the first layer and the second layer, the boundary position between the second layer and the third layer, .., provided with first to (n + 1) th n + 1 hot water storage temperature sensors for measuring the hot water temperature of each part at the boundary position between the (n-1) th layer and the nth layer and the lower end position of the nth layer, , Tn, T2, T3,..., Tn + 1, and the weights in the first layer, the second layer, the third layer,..., The nth layer. When the coefficients are K1, K2, K3,..., Kn and the feed water temperature is Ti, hot water storage The amount of stored hot water in the tank is {(K1 * T1 + (1-K1) * T2-Ti) * V / n + (K2 * T2 + (1-K2) * T3-Ti) * V / n + (K3 * T3 + (1-K3 ) * T4-Ti) * V / n + ... + (Kn * Tn + (1-Kn) * Tn + 1-Ti) * V / n} * 4186.05 , Kn and the weight coefficients K1, K2, K3,..., Kn and the temperatures T1, T2, T3 relating to the respective layers. ,..., Tn + 1 can be used to accurately calculate the amount of hot water stored in each layer, so that it is possible to obtain an advantageous effect that the amount of stored hot water can be calculated with much higher accuracy than conventional systems. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a cogeneration system according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is an explanatory diagram showing temperature stratification in the hot water storage tank of FIG.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hot water storage system 2 Hot water supply system 3 Engine
Claims (2)
前記貯湯タンクにおける各部位の湯水温度を計測する複数の貯湯温度センサを備え、
前記制御装置は、前記貯湯タンクにおける湯水の温度分布の経験値に基づき、前記複数の貯湯温度センサが計測した前記各部位の湯水温度に重み係数を掛けて前記貯湯タンクにおける前記温度成層の各層の貯湯熱量を算出することを特徴とするコージェネレーションシステム。A cogeneration system having a control device that controls the whole and a hot water storage system that heats hot water by exhaust heat from exhaust heat devices such as engine generators and heats hot water to form temperature stratification and stores hot water in a hot water storage tank In
A plurality of hot water storage temperature sensors for measuring the hot water temperature of each part in the hot water storage tank,
The controller is configured to multiply each hot water temperature measured by the plurality of hot water temperature sensors by a weighting factor based on an empirical value of the temperature distribution of the hot water in the hot water tank, and to calculate the temperature stratification of each layer in the hot water tank. A cogeneration system that calculates the amount of hot water stored.
前記制御装置は、前記第1〜第n+1の貯湯温度センサの温度(摂氏)をT1、T2、T3、・・・、Tn+1とし、第1層、第2層、第3層、・・・、第n層における前記重み係数をK1、K2、K3、・・・、Knとし、給水温度をTiとしたとき、前記貯湯タンクにおける貯湯熱量を{(K1×T1+(1−K1)×T2−Ti)×V/n+(K2×T2+(1−K2)×T3−Ti)×V/n+(K3×T3+(1−K3)×T4−Ti)×V/n+・・・+(Kn×Tn+(1−Kn)×Tn+1−Ti)×V/n}×4186.05に基づいて算出することを特徴とする請求項1に記載のコージェネレーションシステム。The hot water storage tank is a V liter tank, and the hot water storage tank is divided into n parts from the top to the bottom to form the first layer, the second layer,. Upper end position, boundary position between the first layer and the second layer, boundary position between the second layer and the third layer, ..., boundary position between the (n-1) th layer and the nth layer and the lower end of the nth layer 1st to (n + 1) th n + 1 hot water storage temperature sensors for measuring the hot water temperature of each part at the position,
The control device sets the temperatures (Celsius) of the first to (n + 1) th hot water storage temperature sensors to T1, T2, T3,..., Tn + 1, and the first layer, the second layer, the third layer,. When the weighting coefficient in the nth layer is K1, K2, K3,..., Kn and the feed water temperature is Ti, the amount of stored hot water in the hot water storage tank is {(K1 × T1 + (1-K1) × T2-Ti. ) * V / n + (K2 * T2 + (1-K2) * T3-Ti) * V / n + (K3 * T3 + (1-K3) * T4-Ti) * V / n + ... + (Kn * Tn + ( The cogeneration system according to claim 1, wherein the cogeneration system is calculated based on 1−Kn) × Tn + 1−Ti) × V / n} × 4186.05.
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