JP3986982B2 - コージェネレーションシステム - Google Patents
コージェネレーションシステム Download PDFInfo
- Publication number
- JP3986982B2 JP3986982B2 JP2003053353A JP2003053353A JP3986982B2 JP 3986982 B2 JP3986982 B2 JP 3986982B2 JP 2003053353 A JP2003053353 A JP 2003053353A JP 2003053353 A JP2003053353 A JP 2003053353A JP 3986982 B2 JP3986982 B2 JP 3986982B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- time
- energy
- hot water
- cogeneration system
- setting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/18—Domestic hot-water supply systems using recuperated or waste heat
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Domestic Hot-Water Supply Systems And Details Of Heating Systems (AREA)
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、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】
近年、環境問題や省エネルギー等の観点から、外部から供給された燃料が持つエネルギーを電気エネルギーや熱エネルギー等の複数の形態で回収する、いわゆるコージェネレーションシステムが提供されている。従来技術のコージェネレーションシステムには、例えばガス等の燃料を供給してエンジンを作動させ、このエンジンの動力により発電させて電気エネルギーを回収する一方、エンジンにおいて発生した排熱によって湯水や熱媒体を加熱させて熱エネルギーを回収するものがある。
【0003】
上記したように、従来技術のコージェネレーションシステムは、システム全体としてのエネルギー回収効率が高く、電気エネルギーや熱エネルギー等の複数の形態で回収される。即ち、コージェネレーションシステムでは、電気エネルギーや熱エネルギー等の複数の形態のエネルギーが同時に発生する。
【0004】
電気エネルギーや熱エネルギーは、長期にわたって貯留しておくことが困難である。従って、回収されたエネルギーを有効利用するためには、コージェネレーションシステムは、電気エネルギーや熱エネルギーを安定して使用可能な場所に採用されることが望ましい。そのため、従来技術のコージェネレーションシステムの多くは、大規模な事業所や集合住宅、ホテル等のように回収された電気エネルギーや熱エネルギーを上回る大量のエネルギーを安定して消費する場所に採用されている。
【0005】
近年、コージェネレーションシステムは、家庭や小規模な事業所に対応した地域分散型の熱併給電源として有望視されている。しかし、家庭や小規模な事業所では、電気エネルギーや熱エネルギーの使用状況が日時や季節によって変動するものと想定されるため、エネルギーの使用状況を考慮した運転動作の制御を行わないとエネルギーの回収と使用とのバランスがとれず、燃料から回収されたエネルギーを有効利用できないおそれがある。
【0006】
かかる課題を解決すべく、近年、地域分散型の熱併給電源として、下記特許文献1に示すように、当該システムの過去の使用状況に基づいて電気エネルギーや熱エネルギーの必要量を予測し、この予測に基づいて運転状態を最適化可能なコージェネレーションシステムが提案されている。
【0007】
【特許文献1】
特許2580504号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献1に開示されている発明のように、システムの過去の使用状況に基づいて電気エネルギーや熱エネルギーの必要量を予測する場合、コージェネレーションシステムに対して運転状況の予測や実際の運転の基準となる時刻設定がなされていないと運転状態を最適化できないおそれがある。また特に、家庭や小規模な事業所等では電気エネルギーや熱エネルギーの使用状況が大きく変動するものと想定される。この様に電気エネルギーや熱エネルギーの使用状況が日時等に基づいて大幅に変動する場合、時刻設定等がなされているか否かは、運転状態の最適化に大きな影響を与える。即ち、過去の使用状況に基づいて電気エネルギーや熱エネルギーの必要量を予測する機能を備えたコージェネレーションシステムでは、日時等のデータがエネルギーの有効利用に大きな影響を与える。
【0009】
そこで本発明では、エネルギーの有効利用可能なコージェネレーションシステムの提供を目的とした。
【0010】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、外部から供給された燃料が持つエネルギーを電気エネルギー及び/又は熱エネルギーに変換して回収する一又は複数のエネルギー回収手段を備えたコージェネレーションシステムであって、当該コージェネレーションシステムの作動時刻を検知可能な時刻検知手段と、当該時刻検知手段の検知時刻および前記エネルギー回収手段において回収されたエネルギーの過去の使用状況に基づいて現在又は将来において要求されるエネルギー量を予測する予測手段を具備し、エネルギー回収手段は、予測手段の予想に基づいて作動するものであり、時刻設定手段は、エネルギー回収手段の作動に先立って作動時刻の検知の基準となる時刻データの設定を要求する警告動作を行うものであり、外部から供給されたガスにより作動するガスエンジンを備えており、前記時刻データに基づき、所定の時刻におけるガスエンジンの動作を停止させることを特徴とするコージェネレーションシステムである。
【0011】
また、上記請求項1に記載の発明と同様の課題を解決すべく提供される請求項2に記載の発明は、外部から供給された燃料が持つエネルギーを電気エネルギー及び/又は熱エネルギーに変換して回収する一又は複数のエネルギー回収手段を備えたコージェネレーションシステムであって、当該コージェネレーションシステムの作動時刻を検知可能な時刻検知手段と、当該時刻検知手段の検知時刻および前記エネルギー回収手段において回収されたエネルギーの過去の使用状況に基づいて現在又は将来において要求されるエネルギー量を予測する予測手段と、前記コージェネレーションシステムの動作の設定を行う動作設定手段とを具備し、エネルギー回収手段は、予測手段の予想に基づいて作動するものであり、前記動作設定手段は、時刻検知手段による作動時刻の検知の基準となる時刻データを入力可能であり、エネルギー回収手段の作動に先立って前記時刻データの設定を要求する警告動作を行うものであり、外部から供給されたガスにより作動するガスエンジンを備えており、前記時刻データに基づき、所定の時刻におけるガスエンジンの動作を停止させることを特徴とするコージェネレーションシステムである。
【0012】
請求項1乃至6に記載の発明において「時刻」および「時刻データ」とは、日付(年・月・日の少なくともいずれか)、曜日、時刻(時・分・秒のいずれか)等のいずれか一つ、あるいはこれらの組み合わせで構成されるものである。
【0013】
本発明のコージェネレーションシステムは、予測手段によってエネルギー回収手段の過去の使用履歴に基づいて現在又は将来において要求されるエネルギー量を予測可能であり、この予測に基づいてエネルギー回収手段を動作させることにより燃料から回収された電気エネルギーや熱エネルギーを有効利用することができる。本発明のコージェネレーションシステムにおいて、現在又は将来において要求されるエネルギー量を精度よく予測するためには、時刻検知手段によってエネルギー回収手段の作動時刻を可能な限り正確に検知する必要がある。
【0014】
本発明のコージェネレーションシステムでは、時刻設定手段が、エネルギー回収手段の作動に先立って作動時刻の検知の基準となる時刻データの設定を要求する警告動作を行う。そのため、上記した構成によれば、時刻データが設定されずにエネルギー回収手段が作動することを未然に防止し、コージェネレーションシステムにおいて回収されたエネルギーを有効利用できる。
【0015】
また、上記請求項2に記載のコージェネレーションシステムにおいて、動作設定手段は、コージェネレーションシステムの動作状況及び/又は動作条件の設定値を表示する表示手段を備えており、当該表示手段は、時刻検知手段に対して作動時刻の検知の基準となる時刻データの設定がなされていない場合に時刻データの設定を要求する設定要求表示を行うことを特徴とするものであってもよい。(請求項3)
【0016】
かかる構成によれば、表示手段により時刻データの設定を要求する設定要求表示を行うことにより、時刻データの設定がなされていない場合にユーザーに対して明確に警告を行うことができ、時刻データの設定漏れを未然に防止することができる。
【0017】
また、上記請求項2又は3に記載のコージェネレーションシステムにおいて、エネルギー回収手段の作動に先立って作動時刻の検知の基準となる時刻データの設定を要求する警告動作を行う時刻設定手段を有し、当該時刻設定手段は、作動時刻の検知の基準となる時刻データの設定が完了するまで警告動作を継続させることを特徴とするものであってもよい。(請求項4)
【0018】
かかる構成によれば、時刻データの設定漏れをユーザーに対して確実に警告できる。
【0019】
請求項1乃至4のいずれかに記載のコージェネレーションシステムにおいて、エネルギー回収手段は、時刻設定手段への作動時刻の検知の基準となる時刻データの設定が完了するまで起動しないことを特徴とするものとすることも可能である。(請求項5)
【0020】
かかる構成によれば、時刻データが入力されないままエネルギー回収手段が作動することを確実に防止できるため、コージェネレーションシステムにおいて回収されたエネルギーを有効利用できる。
【0021】
また、請求項1乃至5のいずれかに記載のコージェネレーションシステムにおいて、予測手段は、エネルギー回収手段において回収された電気エネルギー及び/又は熱エネルギーの消費量に関するデータと、時刻検知手段によって検知される電気エネルギー及び/又は熱エネルギーの消費時刻に関するデータとに基づき決定される電気エネルギー及び/又は熱エネルギーの消費履歴に関するデータに基づき、現在あるいは将来における電気エネルギー及び/又は熱エネルギーの消費量を予測し、当該予測に基づいてエネルギー回収手段を作動させることを特徴とするものであってもよい。
【0022】
本発明のコージェネレーションシステムでは、過去における電気エネルギー及び/又は熱エネルギーの消費量、並びに、これらのエネルギーの使用時刻に基づく消費履歴に関するデータを用い、現在あるいは将来におけるエネルギー回収手段の動作が制御される。そのため、上記した構成によれば、エネルギー消費量の変動が激しい一般家庭や小規模な事業所に設置されても、燃料から回収された電気エネルギーや熱エネルギーを有効利用可能なコージェネレーションシステムを提供できる。
【0023】
【発明の実施の形態】
続いて、本発明の一実施形態であるコージェネレーションシステムについて図面を参照しながら詳細に説明する。図1は、本発明の一実施形態であるコージェネレーションシステムの作動原理図である。図2〜6は、本発明の一実施形態であるコージェネレーションシステムにおける湯水の流れを示す作動原理図である。図7は、本実施形態のコージェネレーションシステムが備える制御装置を示すブロック図である。図8〜図10は、本実施形態のコージェネレーションシステムが備えるコントローラを示す模式図である。
【0024】
図1において、1は本実施形態のコージェネレーションシステムである。コージェネレーションシステム1は、大別して発電部2と給湯部3とにより構成されており、これらによりコージェネレーション系Sを構成している。
【0025】
発電部2は、外部から供給されたガスにより作動するガスエンジン5と、ガスエンジン5の動力により発電を行いコージェネレーション系Sの外部にある電気機器等の電力負荷4に電力を供給する発電装置6とを備えている。また、発電部2には、ガスエンジン5を冷却し、ガスエンジン5において発生した排熱を回収すべく、湯水が流れる冷却回路7が設けられている。冷却回路7の中途には、後述する給湯部3の循環回路11内を流れる湯水との熱交換を行うための熱交換器8が設けられている。
【0026】
一方、給湯部3は、外部から供給されたガスにより湯水を加熱可能な給湯装置10と、内部を湯水が循環する循環回路11と、循環回路11に接続された貯留タンク12と、外部から湯水を供給する給水流路13と、給湯部3において加熱された湯水を給水する給湯回路14と、熱負荷36に接続された負荷循環回路15とを備えている。給湯装置10は、従来公知の給湯装置と同様の構造を有するものであり、湯水が循環する循環回路11の中途に接続されている。循環回路11は、給湯装置10に湯水を供給する循環往路16と、給湯装置10から流出する湯水が流れる循環復路17とを具備している。
【0027】
循環往路16には、後述する負荷熱交換器26の下流側に配置された電磁弁33と、給湯装置10側に向けて湯水を圧送し、循環回路11内に湯水を循環させる循環ポンプ19と流水センサ23と循環水比例弁24とが設けられている。循環往路16の中途、即ち給湯装置10の上流側には、上記した発電部2において加熱された湯水と熱交換を行う熱交換器8が接続されている。また、熱交換器8の上流側の接続部Cには貯留タンク12の底部側から循環往路16に湯水を流出させる貯留部排出管20が接続されている。
【0028】
循環復路17は、分岐部Dにおいて給湯用に用いられる分岐給湯往路18および貯留タンク12に繋がる貯留部給湯管21とに分岐されている。貯留部給湯管21は、貯留タンク12の頂部に接続されており、貯留タンク12に湯水を流出入させるものである。
【0029】
循環回路11に接続された貯留タンク12は、熱交換器8および給湯装置10において加熱された湯水を貯留部給湯管21を介して流入させて貯留すると共に、必要に応じて内部の湯水を循環復路17側に流出させるものである。また、貯留タンク12の底部には、給水流路13を介して外部から供給される湯水を導入する給水配管22が接続されている。給水配管21から供給された湯水や、貯留タンク12内に貯留されている湯水は、貯留タンク12の底部に接続された貯留部排出管20を介して循環回路11に供給される。
【0030】
循環往路16の分岐部Dにおいて分岐された分岐給湯往路18は、混合弁25に接続されている。混合弁25は、分岐給湯往路18を介して供給される湯水と、外部から給水流路13を介して導入される湯水とを給湯温度に基づく所定の混合比で混合するものである。混合弁25において混合された湯水は、給湯回路14を介してコージェネレーション系Sの外部に排出される。
【0031】
混合弁25の下流側に接続されている給湯回路14は、コージェネレーション系Sの外部にある給湯栓30に湯水を供給するものである。給湯回路14の中途には、比例弁31と、水量センサ32とが設けられている。
【0032】
負荷循環回路15は、循環回路11の中途に設けられた負荷熱交換器26と、コージェネレーション系Sの外部に配置された熱負荷36との間を接続し、湯水が循環する流路である。負荷循環回路15は、熱負荷36側に湯水を流す負荷循環往路27と、熱負荷36側から負荷熱交換器26側に湯水を流す負荷循環復路28とを備えている。負荷循環復路28の中途には、負荷循環回路15内の湯水を循環させる循環ポンプ35が設けられている。
【0033】
コージェネレーションシステム1は、コージェネレーション系Sの外部に図8に示すようなコントローラ60を備えている。コントローラ60は、発電部2および給湯部3の作動を制御する制御装置50に電気的に接続されたものである。コントローラ60は、コージェネレーションシステム1の電源の入切を行う電源スイッチ61や、給湯栓30における給湯温度、熱負荷の温度設定を行う温度設定スイッチ62等から構成されるコージェネレーションシステム1の動作等に関する設定を行う操作部63を備えている。これに加えて、コントローラ60は、操作部61によって設定される設定値や、コージェネレーションシステム1の動作状況等を表示する表示部65を備えている。
【0034】
コージェネレーションシステム1の制御装置50は、主として発電部2のガスエンジン5を作動させ、これに伴って発生した排熱から回収された熱により加熱された湯水を使用して給湯や熱負荷36に湯水を供給する。
さらに詳細に説明すると、図2に示すように制御装置50は、電力負荷4の使用等に伴ってガスエンジン5を作動させて発電を行う際に、冷却回路7内に湯水を循環させると共に、給湯部3の循環ポンプ19を作動させ、貯留タンク12内に貯留あるいは供給された湯水および循環回路11内の湯水を循環させる。これに伴い、循環回路11内を流れる湯水は、循環往路16に接続された熱交換器8においてガスエンジン5において発生した熱エネルギー(排熱)と熱交換を行い加熱される。
【0035】
循環回路16内を流れる湯水は、給湯装置10内を通過して循環復路17に流入する。循環復路17内を流れる湯水の一部は負荷熱交換器26側に流れ、残部は貯留部給湯管21を介して貯留タンク12の頂部から流入する。貯留タンク12の底部側に貯留されている湯水や、外部から貯留タンク12内に流入した湯水は、貯留部排出管20を介して循環往路16内に流入し、負荷熱交換器26を通過してきた湯水と混合された後、熱交換器8側に戻る。
【0036】
上記したように、循環回路11および貯留タンク12内の湯水は、これらにより形成される閉回路内を循環し、熱交換器8において加熱される。そして、熱交換器8において加熱された湯水は、貯留部給湯管21を介して順次貯留タンク12内に流入し、貯留される。そのため、貯留タンク12内には、貯留タンク12の底部側から頂部側に向けて徐々に高温になる温度分布を形成して湯水が貯留される。
【0037】
制御装置50は、貯留タンク12内に所定温度以上の湯水が貯留されている状態で給湯要求を確認すると、貯留タンク12内の湯水を用いて給湯運転を行う。さらに具体的には、給湯栓30が開栓され、水量センサ32が水流が検知されると、図3に示すように外部から給湯流路13を介してコージェネレーション系S内に湯水が供給される。外部から供給された湯水の一部は、給水配管22から貯留タンク12の底部に流入し、残部は混合弁25に至る。この時、循環ポンプ19は停止し、循環水比例弁24は閉止あるいは開度が大幅に絞られている。そのため、貯留タンク12内に貯留されている高温の湯水は、貯留タンク12内に流入した湯水によって上方に押し上げられる。
【0038】
貯留タンク12内の高温の湯水は、貯留部給湯管21から流出し、分岐給湯往路18内に流入する。分岐給湯往路18内を流れる湯水は、混合弁25において給水流路13を介して外部から供給された低温の湯水と所定比で混合され、給湯の設定温度に調整される。混合弁25において所定の温度に調整された湯水は、給湯回路14を介して給湯栓30に供給される。
【0039】
制御装置50は、流水回路11および貯留タンク12内の湯水が高温である場合や、熱負荷の設定温度が所定の温度以下である場合、給湯装置10を起動させず、発電部2において発生した熱エネルギー(排熱)によって負荷循環回路15内を流れる湯水を加熱させる。
【0040】
さらに詳細に説明すると、発電部2において発生する熱エネルギーによって負荷循環回路15内を流れる湯水を加熱可能な場合、制御装置50は、図4に示すように混合弁25を分岐給湯往路18に対して閉止した状態で、循環ポンプ19,35を作動させ、湯水を循環させる。循環回路11および貯留タンク12内を流れる湯水は、熱交換器8において加熱され、負荷熱交換器26に流入する。負荷循環回路15内を循環する湯水は、負荷熱交換器26において加熱され、熱負荷36に供給される。
【0041】
コージェネレーションシステム1では、給湯や熱負荷36の設定温度が高い場合や、流水回路11および貯留タンク12内の湯水が比較的低温である場合のように、ガスエンジン5の作動により発生する熱だけでは循環回路11や貯留タンク12内の湯水を所定の温度まで加熱できない場合がある。制御装置50は、この様な場合に限って給湯装置10を作動させ、流水回路11や貯留タンク12内の湯水の加熱を行う。
【0042】
さらに具体的には、図5に示すように、給湯の設定温度に対して流水回路11および貯留タンク12内の湯水が比較的低温である状態で給湯栓30が開栓され、水量センサ32が水流を検知すると、制御装置50は、給湯装置10を起動させる。これと同時に、制御装置50は、電磁弁33を閉栓し、循環ポンプ19を起動させる。そのため、外部から供給された湯水や、貯留タンク12内の湯水は、熱交換器8において冷却回路7内を流れる湯水との熱交換により加熱され、給湯装置10においてさらに加熱される。給湯装置10において加熱され高温になった湯水は、分岐給湯往路18に流入し、混合弁25に至る。混合弁25に流入した高温の湯水は、給水流路13を介して外部から供給された低温の湯水と混合され、給湯回路14から排出される。
【0043】
また、制御装置50は、熱負荷36において要求される熱エネルギーが、ガスエンジン5において発生する熱だけで賄いきれないと判断した場合に給湯装置10を起動させる。さらに詳細には、制御装置50は、熱負荷36の設定温度に対して流水回路11および貯留タンク12内の湯水が比較的低温である場合のように、ガスエンジン5の作動により発生する熱だけで負荷循環回路15内を流れる湯水を所定の温度まで加熱できない場合に給湯装置10を起動させる。
【0044】
給湯装置10が起動すると、制御装置50は、図6に示すように混合弁25を分岐給湯往路18に対して閉止させた状態で循環ポンプ19を起動する。そのため、湯水は、循環回路11や貯留タンク12内を循環し、熱交換器8および給湯装置10において加熱された後、負荷熱交換器26に流入する。負荷循環回路15内を循環する湯水は、負荷熱交換器26を通過する高温の湯水との熱交換により加熱される。
【0045】
制御装置50は、コージェネレーション系Sの外部にある電力負荷4や熱負荷36の使用状況に応じて発電部2や給湯部4の作動を制御し、電気エネルギーや熱エネルギーを発生させる。
【0046】
図7に示すように、制御装置50は、熱消費量演算部51、電力消費量演算部52、時刻検知部53、過去データ記憶部55、並びに、予測部56を備えている。熱消費量演算部51は、給湯部3において消費された熱エネルギー量を所定の演算を施すことにより算出するものである。また、熱消費量演算部51は、給湯、負荷のいずれにおいてどれだけの熱エネルギーが消費されたかを所定の演算を施すことにより算出する。電力消費量演算部52は、発電部2において発生し、消費された電気エネルギー量を所定の演算を施すことにより算出するものである。また、時刻検知部53は、発電部2および給湯部3の作動時刻を示す時刻データを発信するものである。時刻検知部53は、コージェネレーション系Sの外部に配置され、制御装置50に接続されたコントローラ60により時刻設定をすることができる。
【0047】
過去データ記憶部55は、熱消費量演算部51および電力消費量演算部52において演算されたデータ(以下、熱演算データおよび電力演算データと称す)と、時刻検知部53から発信された時刻データとに基づき決定される電気エネルギーおよび熱エネルギーの消費履歴に関するデータ(以下、履歴データと称する)を記憶する。予測部56は、過去データ記憶部55に記憶された履歴データに基づき、所定の演算を行って現在あるいは将来における電気エネルギーおよび熱エネルギーの消費量を予測する。
【0048】
コージェネレーションシステム1は、予測部56において演算された予測値に基づき、制御装置50が発電部2および給湯部3を作動させる。即ち、コージェネレーションシステム1は、ユーザーによる電気エネルギーや熱エネルギーの使用履歴に基づいて発電部2および給湯部3を作動させるため、外部から供給された燃料から回収されたエネルギーを有効利用できる。
【0049】
上記したように制御装置50は、時刻検知部53から発信された時刻データに基づいて履歴データを算出すると共に、現在あるいは将来における電気エネルギーおよび熱エネルギーの消費量を予測して発電部2および給湯部3を作動させる。そのため、ユーザーによりコントローラ60から時刻検知部53に対して発電部2や給湯部3の作動時刻の検知の基準となる時刻(本実施形態では、時刻設定時の現在時刻)が設定されていないと、予測部56によるエネルギーの消費予測や発電部2、給湯部3の動作を的確に制御できない。
【0050】
そのため、コージェネレーションシステム1は、制御装置50が時刻検知部53に時刻データの入力がなされていない場合にコントローラ60を介してユーザーに時刻データの入力を促進する時刻設定促進動作を行う。以下、時刻設定促進動作について詳細に説明する。
【0051】
制御装置50は、コントローラ60に設けられた電源スイッチ61がONになると、時刻検知部53に対して時刻データの入力がなされているか否かを確認する。ここで、時刻検知部53に対して時刻データの設定がなされている場合、予測部56は時刻データに基づいてエネルギーの消費予測や発電部2、給湯部3の動作を的確に制御できる。そのため、制御装置50は、コントローラ60を給湯や熱負荷36の設定温度を入力可能な状態にする。この時、コントローラ60は、図8に示すように表示部65に現在時刻を表示すると共に、給湯や熱負荷36の設定温度やコージェネレーションシステム1の動作状況を表示する。
【0052】
一方、コントローラ60に設けられた電源スイッチ61がONになった時に、時刻検知部53に時刻データが入力されていない場合、過去データ記憶部55は、発電部2や給湯部3におけるエネルギー消費量に関する履歴データを蓄積できず、コージェネレーションシステム1の動作を最適化できない。そのため、制御装置50は、電源スイッチ61がONになった時に時刻検知部53に時刻データが入力されていないことを検知すると、図9に示すようにコントローラ60の表示部65を時刻データの設定表示に切り替え、時刻入力がなされていない旨を文字や記号を用いて示す設定要求表示を行う。
【0053】
制御装置50は、時刻検知部53に時刻データが入力されないまま給湯や熱負荷36の運転がなされると、図10に示すように表示部65に給湯や熱負荷36の設定温度やコージェネレーションシステム1の動作状況を表示させると共に、本来現在時刻が表示される部分を点滅表示させてユーザーに対して時刻データの入力を促進する。
【0054】
上記したように、コージェネレーションシステム1において、発電部2や給湯部3において発生するエネルギーを有効利用できるか否かは、制御装置50の予測部56によるエネルギーの使用予測に関するデータに大きく依存している。また、コージェネレーションシステム1を地域分散型の熱併給電源として使用する場合は、電気エネルギーや熱エネルギーの使用量の変動が大きいため、予測部56により演算されるエネルギーの使用予測に関するデータへの依存度が高い。
【0055】
予測部56は、時刻検知部53に入力されるべき時刻データに基づいて、発電部2や給湯部3におけるエネルギーの使用状況を予測する。そのため、予測部56によるエネルギーの使用予測の予測精度は、時刻検知部53に入力されるべき時刻データの有無に大きく依存している。本実施形態のコージェネレーションシステム1では、時刻検知部53に時刻データが入力されていない場合に、ユーザーが直接操作するコントローラ60の表示部65をもって時刻データが入力されていない事を警告し、ユーザーに時刻データを入力させる。そのため、上記した構成によれば、時刻データが未入力のままコージェネレーションシステム1が動作することを防止し、発電部2および給湯部3の動作を最適化することができる。
【0056】
上記実施形態では、時刻検知部53に時刻データが入力されないまま給湯や熱負荷36の運転された時に所定の警告動作を行うものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば時刻検知部53に時刻データが入力されない限り制御装置50が給湯や熱負荷36の運転を阻止する構成とすることも可能である。また、本実施形態では、表示部65の表示をもってユーザーに時刻検知部53に時刻データが入力されていないことを警告するものであったが、ブザー音や音声を発信する等してユーザーに警告するものであってもよい。
【0057】
本実施形態のコージェネレーションシステム1は、ユーザーがコントローラ60を操作して時刻データを入力するものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば公知の電波時計や、電波信号等の時刻補正信号を受けて自動的に時刻データを補正する時刻補正手段を設けるなどして時刻データを時刻検知部53に入力あるいは補正するものであってもよい。かかる構成によれば、ユーザーにより時刻データが入力されない状態でコージェネレーションシステム1が動作することを確実に防止することができる。また、時刻データを補正する構成とすれば、より一層正確に履歴データを算出することができ、コージェネレーションシステム1の総合エネルギー効率をさらに向上させることができる。
【0058】
上記したように本実施形態のコージェネレーションシステム1では、時刻データが時刻検知部53に入力されているため、この時刻データに基づき、所定の時刻におけるコージェネレーションシステム1の動作を規制することができる。さらに具体的には、コージェネレーションシステム1は、ガスエンジン5や給湯装置6を採用しているため、深夜等の所定の時間に動作させると騒音や振動が発生するおそれがある。そのため、時刻検知部53に入力されている時刻データに基づき深夜等の所定の時間にガスエンジン5や給湯装置6の動作を停止させ、騒音や振動の発生を抑制することも可能である。
【0059】
上記実施形態では、ガスエンジン5の排熱により加熱された湯水を貯留する場合の動作や、給湯あるいは熱負荷36を単独で使用する場合の動作について説明したが、本発明はこれに限定されれるものではなく、例えば給湯と熱負荷36との同時使用や、給湯運転を行いつつ貯留タンク12に湯水を貯留する等の動作を行うことも可能である。また、上記実施形態では、ガスエンジン5において発生する熱エネルギーが、給湯や熱負荷36の使用に要する熱エネルギーに満たない場合に給湯装置6を起動するものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば給湯装置6だけを起動させて湯水を加熱あるいは貯留することも可能である。
【0060】
上記実施形態では、循環回路11に熱負荷36を一つ接続した例を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、複数の外部負荷を循環回路11に対して並列あるいは直列に接続したものであってもよい。また、上記実施形態において熱負荷36は、循環回路11に接続された負荷熱交換器26において熱交換された湯水を使用するものであったが、循環回路11や貯留タンク12内の湯水を排出させ利用するものであってもよい。
【0061】
コージェネレーションシステム1は、本発明を具体化した一例にすぎず、本発明は上記した実施形態に限定されるものではない。さらに具体的には、コージェネレーションシステム1では、発電部2はガスエンジン5により発電するものであったが、発電部2には燃料電池等の公知の発電装置を採用できる。また、給湯装置6は、ガスを燃焼して湯水を加熱するものであったが、灯油を燃焼して湯水を加熱する燃焼装置や電気温水器等、公知の湯水加熱装置を採用することができる。
【0062】
【発明の効果】
請求項1,2に記載の発明によれば、時刻データが設定されずにエネルギー回収手段が作動することを未然に防止し、コージェネレーションシステムにおいて回収されたエネルギーを有効利用できる。
【0063】
請求項3に記載の発明によれば、時刻データの設定漏れを未然に防止することができる。
【0064】
請求項4に記載の発明によれば、時刻データの設定漏れをユーザーに対して確実に警告できる。
【0065】
請求項5に記載の発明によれば、時刻データが入力されないままエネルギー回収手段が作動することを確実に防止し、コージェネレーションシステムにおいて回収されたエネルギーを有効利用できる。
【0066】
請求項6に記載の発明によれば、エネルギー消費量の変動が激しい一般家庭や小規模な事業所に設置されても、燃料から回収された電気エネルギーや熱エネルギーを有効利用可能なコージェネレーションシステムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態であるコージェネレーションシステムの作動原理図である。
【図2】 本発明の一実施形態であるコージェネレーションシステムにおける湯水の流れを示す作動原理図である。
【図3】 本発明の一実施形態であるコージェネレーションシステムにおける湯水の流れを示す作動原理図である。
【図4】 本発明の一実施形態であるコージェネレーションシステムにおける湯水の流れを示す作動原理図である。
【図5】 本発明の一実施形態であるコージェネレーションシステムにおける湯水の流れを示す作動原理図である。
【図6】 本発明の一実施形態であるコージェネレーションシステムにおける湯水の流れを示す作動原理図である。
【図7】 本実施形態のコージェネレーションシステムが備える制御装置を示すブロック図である。
【図8】 本実施形態のコージェネレーションシステムが備えるコントローラを示す模式図である。
【図9】 本実施形態のコージェネレーションシステムが備えるコントローラを示す模式図である。
【図10】 本実施形態のコージェネレーションシステムが備えるコントローラを示す模式図である。
【符号の説明】
1 コージェネレーションシステム
2 発電部
3 給湯部
4 電力負荷
5 ガスエンジン
6 発電装置
10 給湯装置
36 熱負荷
50 制御装置
51 熱消費量演算部
52 電力消費量演算部
53 時刻検知部
55 記憶部
56 予測部
60 コントローラ
61 電源スイッチ
63 操作部
65 表示部
Claims (6)
- 外部から供給された燃料が持つエネルギーを電気エネルギー及び/又は熱エネルギーに変換して回収する一又は複数のエネルギー回収手段を備えたコージェネレーションシステムであって、当該コージェネレーションシステムの作動時刻を検知可能な時刻検知手段と、当該時刻検知手段の検知時刻および前記エネルギー回収手段において回収されたエネルギーの過去の使用状況に基づいて現在又は将来において要求されるエネルギー量を予測する予測手段を具備し、エネルギー回収手段は、予測手段の予想に基づいて作動するものであり、時刻設定手段は、エネルギー回収手段の作動に先立って作動時刻の検知の基準となる時刻データの設定を要求する警告動作を行うものであり、
外部から供給されたガスにより作動するガスエンジンを備えており、前記時刻データに基づき、所定の時刻におけるガスエンジンの動作を停止させることを特徴とするコージェネレーションシステム。 - 外部から供給された燃料が持つエネルギーを電気エネルギー及び/又は熱エネルギーに変換して回収する一又は複数のエネルギー回収手段を備えたコージェネレーションシステムであって、当該コージェネレーションシステムの作動時刻を検知可能な時刻検知手段と、当該時刻検知手段の検知時刻および前記エネルギー回収手段において回収されたエネルギーの過去の使用状況に基づいて現在又は将来において要求されるエネルギー量を予測する予測手段と、前記コージェネレーションシステムの動作の設定を行う動作設定手段とを具備し、エネルギー回収手段は、予測手段の予想に基づいて作動するものであり、前記動作設定手段は、時刻検知手段による作動時刻の検知の基準となる時刻データを入力可能であり、エネルギー回収手段の作動に先立って前記時刻データの設定を要求する警告動作を行うものであり、
外部から供給されたガスにより作動するガスエンジンを備えており、前記時刻データに基づき、所定の時刻におけるガスエンジンの動作を停止させることを特徴とするコージェネレーションシステム。 - 動作設定手段は、コージェネレーションシステムの動作状況及び/又は動作条件の設定値を表示する表示手段を備えており、当該表示手段は、時刻検知手段に対して作動時刻の検知の基準となる時刻データの設定がなされていない場合に時刻データの設定を要求する設定要求表示を行うことを特徴とする請求項2に記載のコージェネレーションシステム。
- エネルギー回収手段の作動に先立って作動時刻の検知の基準となる時刻データの設定を要求する警告動作を行う時刻設定手段を有し、当該時刻設定手段は、作動時刻の検知の基準となる時刻データの設定が完了するまで警告動作を継続させることを特徴とする請求項2又は3に記載のコージェネレーションシステム。
- エネルギー回収手段は、時刻設定手段への作動時刻の検知の基準となる時刻データの設定が完了するまで起動しないことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のコージェネレーションシステム。
- 予測手段は、エネルギー回収手段において回収された電気エネルギー及び/又は熱エネルギーの消費量に関するデータと、時刻検知手段によって検知される電気エネルギー及び/又は熱エネルギーの消費時刻に関するデータとに基づき決定される電気エネルギー及び/又は熱エネルギーの消費履歴に関するデータに基づき、現在あるいは将来における電気エネルギー及び/又は熱エネルギーの消費量を予測し、当該予測に基づいてエネルギー回収手段を作動させることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のコージェネレーションシステム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003053353A JP3986982B2 (ja) | 2003-02-28 | 2003-02-28 | コージェネレーションシステム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003053353A JP3986982B2 (ja) | 2003-02-28 | 2003-02-28 | コージェネレーションシステム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004263913A JP2004263913A (ja) | 2004-09-24 |
JP3986982B2 true JP3986982B2 (ja) | 2007-10-03 |
Family
ID=33117980
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003053353A Expired - Fee Related JP3986982B2 (ja) | 2003-02-28 | 2003-02-28 | コージェネレーションシステム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3986982B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5105382B2 (ja) * | 2010-07-20 | 2012-12-26 | アイシン精機株式会社 | コジェネレーションシステム |
-
2003
- 2003-02-28 JP JP2003053353A patent/JP3986982B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2004263913A (ja) | 2004-09-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2005038753A (ja) | コジェネレーションシステムの制御方法 | |
JP2008249198A (ja) | コジェネレーションシステム | |
JP2008159397A (ja) | 燃料電池コージェネレーションシステム | |
JP4523864B2 (ja) | 熱源制御装置 | |
JP3986982B2 (ja) | コージェネレーションシステム | |
JP2005291561A (ja) | コージェネレーションシステムの運転方法及びコージェネレーションシステム | |
JP3888917B2 (ja) | コージェネレーションシステム | |
JP4833707B2 (ja) | 排熱回収装置 | |
JP3901554B2 (ja) | コージェネレーションシステム | |
JP4176028B2 (ja) | エネルギシステム | |
JP5671694B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP2009206011A (ja) | 燃料電池発電システム | |
JP2005223964A (ja) | コージェネレーションシステムの運転制御システム | |
JP5113709B2 (ja) | 複合給湯熱源システム | |
JP2006196264A (ja) | 燃料電池発電装置 | |
JP2004245451A (ja) | 貯湯式給湯システム | |
JP6906164B2 (ja) | コージェネレーションシステム及びその運転方法 | |
JP2007247964A (ja) | コジェネレーションシステム | |
JP2004257590A (ja) | 熱源システム | |
JP5914799B2 (ja) | 発電システム | |
JP4229866B2 (ja) | エネルギ供給システム | |
JP2010040349A (ja) | 燃料電池コージェネレーションシステム、その制御方法及び制御プログラム | |
JP3841693B2 (ja) | コージェネレーションシステム | |
JP2006250380A (ja) | コージェネレーションシステムの暖房負荷予測装置 | |
JP2002295309A (ja) | 熱電併用システムの運転方法及び熱電併用システム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051028 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070404 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070601 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070621 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070711 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3986982 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100720 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110720 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120720 Year of fee payment: 5 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130720 Year of fee payment: 6 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |