JP4841994B2 - Cogeneration system - Google Patents
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Description
本発明は、熱と電力とを併せて発生する熱電併給装置と、前記熱電併給装置の運転を制御する運転制御手段とが設けられ、前記運転制御手段が、設定周期の判定タイミングにおいて、次の設定周期において前記熱電併給装置を計画運転するための運転条件を設定して、その運転条件に基づいて前記熱電併給装置の運転を制御する運転処理を実行するように構成されているコージェネレーションシステムに関する。 The present invention is provided with a combined heat and power device that generates heat and electric power, and an operation control means that controls the operation of the combined heat and power supply device. The present invention relates to a cogeneration system configured to set an operation condition for performing a planned operation of the cogeneration device in a set cycle and to execute an operation process for controlling the operation of the cogeneration device based on the operation condition. .
上記コージェネレーションシステムは、例えば、一般家庭に設置して使用されることになり、熱電併給装置にて発電される電力を電気機器等に供給し、熱電併給装置にて発生する熱にて給湯負荷や暖房等の熱負荷を賄うことにより、省エネルギ化の向上が図れるものとなる。尚、前記熱電併給装置としては、発電機とその発電機を駆動するエンジンとを備える場合や、燃料電池を備えて構成される場合がある。 The above-mentioned cogeneration system is installed and used in a general household, for example, supplies electric power generated by a combined heat and power supply device to electrical equipment, etc., and hot water supply load by heat generated by the combined heat and power supply device By providing a thermal load such as heating and heating, energy saving can be improved. In addition, as the said heat-and-electric power supply apparatus, when a generator and the engine which drives the generator are provided, a fuel cell may be provided.
そして、上記構成のコージェネレーションシステムにおいて、従来では、予め設定されている判定タイミング、例えば1日の開始時点である午前零時になると、前記熱電併給装置を計画運転するための運転条件として、過去の複数の負荷の計測データに基づいて、次の設定周期(例えば24時間)における各時間毎の予測負荷データを求めるようにしたものがあった(例えば、特許文献1参照。)。 And, in the cogeneration system having the above-described configuration, conventionally, when the determination timing set in advance, for example, midnight, which is the starting point of the day, is reached, the operation condition for the planned operation of the combined heat and power supply device is the past. There is one in which predicted load data for each time in the next set cycle (for example, 24 hours) is obtained based on measurement data of a plurality of loads (for example, see Patent Document 1).
尚、この特許文献1では、運転条件に基づいて熱電併給装置を計画運転する構成として、前記予測負荷データに基づいて、単位時間が経過する毎に省エネルギ化を図ることができるか否かを判定するための省エネ度を求めて、その省エネ度が基準値よりも高ければ熱電併給装置を運転し、省エネ度が基準値よりも低ければ熱電併給装置を運転しないようにする運転状態を制御するようになっていた。
In addition, in this
上記従来構成においては、熱電併給装置の運転条件を設定するための判定タイミングが、例えば午前零時などの1日のうちの定まった時刻に固定されていたので、次のような不利があった。 In the above-described conventional configuration, the determination timing for setting the operation condition of the combined heat and power supply device is fixed at a fixed time in one day such as midnight, for example, and thus has the following disadvantages. .
すなわち、コージェネレーションシステムでは、熱電併給装置が発生する電力と熱とを余らすことなく電力負荷と熱負荷とに有効利用することにより、省エネルギ化を向上できるものであり、例えば設定周期としての1日に対する計画運転を行うにあたり、電力負荷や熱負荷を余らすことなく利用できるようにする運転時間帯を決めることが望まれるものとなる。ところが、判定タイミングの近傍において大きな負荷があるような場合においては、判定タイミングの直前に大きな負荷がある場合と判定タイミングの直後に大きな負荷がある場合とがあり、このうち、判定タイミングの直後に大きな負荷がある場合には、適切な計画運転を行い難いものとなるものであった。 That is, in the cogeneration system, it is possible to improve the energy saving by effectively using the electric power and heat generated by the combined heat and power supply apparatus for the electric power load and the heat load, for example, as a set cycle. In performing the planned operation for one day, it is desired to determine an operation time zone in which the power load and the heat load can be used without being excessive. However, when there is a large load in the vicinity of the determination timing, there are cases where there is a large load immediately before the determination timing and cases where there is a large load immediately after the determination timing. When there was a large load, it was difficult to perform an appropriate planned operation.
説明を加えると、一般に、コージェネレーションシステムでは、貯湯槽の湯水を熱電併給装置が発生する熱にて加熱して貯湯することにより、風呂湯張り等の大きな給湯負荷にも対応できる形態で給湯することが行われる。そして、貯湯槽に十分な湯水を貯湯するには時間が掛かるため、風呂湯張り等の大きな給湯負荷が存在する時刻に、貯湯に要する時間を見込んで熱電併給装置を運転させるように計画運転を行う必要があるが、風呂湯張り等の大きな給湯負荷が判定タイミングの直後に存在する場合には、風呂湯張り等の大きな給湯負荷が存在する時刻よりも前に貯湯槽に十分な湯水を貯湯するように計画運転を行うことができないものとなって、省エネルギ化の向上を図り難いものとなる。 In general, in a cogeneration system, hot water in a hot water tank is heated by the heat generated by the combined heat and power supply device to store hot water in a form that can handle large hot water loads such as bath hot water. Is done. And since it takes time to store enough hot water in the hot water storage tank, the planned operation is carried out so that the combined heat and power supply system is operated in anticipation of the time required for hot water storage at the time when there is a large hot water supply load such as bath hot water. If there is a large hot water supply load such as a bath hot water bath immediately after the judgment timing, sufficient hot water must be stored in the hot water tank before the time when a large hot water load such as a bath hot water bath exists. Thus, the planned operation cannot be performed, and it is difficult to improve the energy saving.
又、前記判定タイミングの近傍において大きな負荷があるような場合には、各日の生活状況の変動により、判定タイミングの直前に大きな負荷がある状態となったり、判定タイミングの直後に大きな負荷がある状態となったりすることがあり、この結果、判定タイミングを基準とした場合における各日(設定周期)の負荷が変動することになり、適切な計画運転を行い難いものとなり、省エネルギ化の向上を図り難いものとなる不利もある。 In addition, when there is a large load in the vicinity of the determination timing, there is a large load immediately before the determination timing due to a change in daily living conditions, or there is a large load immediately after the determination timing. As a result, the load of each day (setting cycle) when the judgment timing is used as a reference will fluctuate, making it difficult to perform appropriate planned operation and improving energy savings. There is also a disadvantage that it is difficult to plan.
本発明は、上記実状に鑑みて為されたものであって、省エネルギ化を図れるように良好な計画運転を行うことができるコージェネレーションシステムを提供する点にある。 This invention is made in view of the said actual condition, Comprising: It exists in the point which provides the cogeneration system which can perform favorable plan operation | movement so that energy saving can be aimed at.
本発明の第1特徴構成は、熱と電力とを併せて発生する熱電併給装置と、前記熱電併給装置の運転を制御する運転制御手段とが設けられ、前記運転制御手段が、24時間に設定された設定周期の判定タイミングにおいて、次の設定周期において前記熱電併給装置を計画運転するための運転条件を設定して、その運転条件に基づいて前記熱電併給装置の運転を制御する運転処理を実行するように構成されているコージェネレーションシステムであって、
前記運転制御手段が、過去の負荷データを管理して、その過去の負荷データに基づいて前記判定タイミングを1日のうちに設定する判定タイミング設定処理を実行するように構成されている点にある。
A first characteristic configuration of the present invention is provided with a cogeneration device that generates heat and electric power together, and an operation control unit that controls the operation of the cogeneration device, and the operation control unit is set to 24 hours. At the determined set cycle determination timing, an operation condition is set for planned operation of the combined heat and power device in the next set cycle, and an operation process is executed to control the operation of the combined heat and power device based on the operation condition. A cogeneration system configured to:
The operation control unit is configured to manage past load data and execute a determination timing setting process for setting the determination timing within one day based on the past load data. .
第1特徴構成によれば、運転制御手段は、設定周期の判定タイミングになると、次の設定周期において熱電併給装置を計画運転するための運転条件を設定して、その運転条件に基づいて熱電併給装置の運転を制御する運転処理を実行するのであるが、一方、運転制御手段は、過去の負荷データを管理するようになっており、その過去の負荷データに基づいて前記運転処理を実行するための判定タイミングを設定する判定タイミング設定処理を実行するようになっている。 According to the first characteristic configuration, the operation control means sets an operation condition for the planned operation of the combined heat and power supply device in the next set period at the determination timing of the set period, and the combined heat and power based on the operation condition The operation process for controlling the operation of the apparatus is executed. On the other hand, the operation control means is adapted to manage past load data, and to execute the operation process based on the past load data. A determination timing setting process for setting the determination timing is executed.
すなわち、過去の負荷データを管理することにより、その過去の負荷データから、例えば、熱電併給装置の負荷が大負荷となる大負荷時間帯とは異なる時間帯、あるいは、小負荷時間帯等を求めることができるので、前記判定タイミングをそのような時間帯に設定するのである。その結果、判定タイミングの直前や判定タイミングの直後に大きな負荷が発生することがなく、判定タイミングを基準とした場合における次の設定周期の負荷が安定したものになり易く、適切なタイミングにて熱電併給装置の運転条件を設定することができ、良好な計画運転を行うことが可能となる。 That is, by managing past load data, for example, a time zone different from a large load time zone in which the load of the combined heat and power device becomes a heavy load or a small load time zone is obtained from the past load data. Therefore, the determination timing is set to such a time zone. As a result, a large load does not occur immediately before the determination timing or immediately after the determination timing, and the load of the next set cycle when the determination timing is used as a reference is likely to be stable. It is possible to set the operating conditions of the co-feed device, and to perform a good planned operation.
従って、省エネルギ化を図れるように良好な計画運転を行うことができるコージェネレーションシステムを提供できるに至った。 Accordingly, it has become possible to provide a cogeneration system capable of performing a good planned operation so as to save energy.
本発明の第2特徴構成は、第1特徴構成に加えて、前記運転制御手段が、前記判定タイミング設定処理として、前記過去の負荷データに基づいて、1日のうちの大負荷時間帯とは異なる時間帯に前記判定タイミングを設定する処理を実行するように構成されている点にある。 In addition to the first feature configuration, the second feature configuration of the present invention is that, as the determination timing setting process , based on the past load data, the operation control means is a large load time zone in one day. in that it is configured to perform processing to set the determination timing in different time zones.
第2特徴構成によれば、運転制御手段は、過去の負荷データに基づいて大負荷時間帯とは異なる時間帯に前記運転処理を実行するための判定タイミングを設定する判定タイミング設定処理を実行するようになっている。 According to the second characteristic configuration, the operation control means executes a determination timing setting process for setting a determination timing for executing the operation process in a time zone different from the heavy load time zone based on past load data. It is like that.
すなわち、過去の負荷データから熱電併給装置の負荷が大負荷となる大負荷時間帯とは異なる時間帯を求めて、前記判定タイミングをそのような時間帯に設定するのである。その結果、判定タイミングの直前や判定タイミングの直後に大きな負荷が発生することがなく、判定タイミングを基準とした場合における次の設定周期の負荷が安定したものになり易く、適切なタイミングにて熱電併給装置の運転条件を設定することができる。 That is, a time zone that is different from the large load time zone in which the load of the combined heat and power supply apparatus becomes a heavy load is obtained from past load data, and the determination timing is set to such a time zone. As a result, a large load does not occur immediately before the determination timing or immediately after the determination timing, and the load of the next set cycle when the determination timing is used as a reference is likely to be stable. The operating conditions of the co-feed device can be set.
本発明の第3特徴構成は、第2特徴構成に加えて、前記運転制御手段が、前記判定タイミング設定処理において、前記大負荷時間帯とは異なる時間帯としての、1日のうちの小負荷時間帯に前記判定タイミングを設定するように構成されている点にある。 According to a third feature configuration of the present invention, in addition to the second feature configuration, the operation control means has a small load in a day as a time zone different from the large load time zone in the determination timing setting process. The determination timing is set in a time zone.
第3特徴構成によれば、前記運転制御手段が、前記大負荷時間帯とは異なる時間帯として、熱電併給装置の負荷が小負荷となる小負荷時間帯に前記判定タイミングを設定することになる。すなわち、運転制御手段は、過去の負荷データを管理することにより、その過去の負荷データから熱電併給装置の負荷が小負荷となる小負荷時間帯を求めることができるので、前記判定タイミングをそのような小負荷時間帯となるように設定するのである。その結果、判定タイミング付近の時間帯においては負荷が小負荷となり、判定タイミングの直前や判定タイミングの直後に大きな負荷が発生することがなく、適切なタイミングにて熱電併給装置の運転条件を設定することができる。 According to the third characteristic configuration, the operation control means sets the determination timing in a small load time zone where the load of the combined heat and power device is a small load as a time zone different from the large load time zone. . That is, the operation control means can manage the past load data to obtain a small load time zone in which the load of the combined heat and power supply device is a small load from the past load data. It is set to be a small load time zone. As a result, the load becomes small in the time zone near the determination timing, and a large load does not occur immediately before the determination timing or immediately after the determination timing, and the operating condition of the combined heat and power supply apparatus is set at an appropriate timing. be able to.
本発明の第4特徴構成は、第2特徴構成に加えて、前記運転制御手段が、前記判定タイミング設定処理において、前記大負荷時間帯とは異なる時間帯として、1日のうちの前記大負荷時間帯から設定時間以上離れた時間帯に前記判定タイミングを設定するように構成されている。 According to a fourth characteristic configuration of the present invention, in addition to the second characteristic configuration, the operation control unit sets the time load different from the high load time zone in the determination timing setting process as the high load in one day. The determination timing is set in a time zone separated from the time zone by a set time or more.
第4特徴構成によれば、前記運転制御手段が、前記大負荷時間帯とは異なる時間帯として、大負荷時間帯から設定時間以上離れた時間帯に前記判定タイミングを設定することになる。すなわち、運転制御手段は、過去の負荷データを管理することにより、その過去の負荷データから熱電併給装置の負荷が大負荷となる大負荷時間帯から設定時間以上離れた時間帯を求めることができるので、前記判定タイミングをそのような時間帯となるように設定するのである。その結果、判定タイミングの直前や判定タイミングの直後に大きな負荷が発生することがなく、適切なタイミングにて熱電併給装置の運転条件を設定することができる。 According to the fourth characteristic configuration, the operation control means sets the determination timing in a time zone that is a set time or more away from the heavy load time zone as a time zone different from the heavy load time zone. In other words, the operation control means can manage the past load data to obtain a time zone that is more than the set time from the large load time zone in which the load of the combined heat and power unit becomes a large load from the past load data. Therefore, the determination timing is set to be in such a time zone. As a result, a large load is not generated immediately before the determination timing or immediately after the determination timing, and the operating condition of the combined heat and power supply apparatus can be set at an appropriate timing.
本発明の第5特徴構成は、第1特徴構成に加えて、前記運転制御手段が、前記過去の負荷データに基づいて、1日のうちの小負荷時間帯を求めて、その小負荷時間帯に前記判定タイミングを設定する判定タイミング設定処理を実行するように構成されている点にある。 According to a fifth characteristic configuration of the present invention, in addition to the first characteristic configuration, the operation control means obtains a small load time zone in one day based on the past load data, and the small load time zone. The determination timing setting process for setting the determination timing is executed.
第5特徴構成によれば、前記運転制御手段が、前記過去の負荷データに基づいて、小負荷時間帯を求めて、その小負荷時間帯に前記運転処理を実行するための判定タイミングを設定する判定タイミング設定処理を実行するようになっている。 According to the fifth characteristic configuration, the operation control means obtains a small load time zone based on the past load data, and sets a determination timing for executing the operation processing in the small load time zone. Judgment timing setting processing is executed.
すなわち、過去の負荷データを管理することにより、その過去の負荷データから小負荷時間帯を求めて、前記判定タイミングをそのような時間帯に設定するのである。その結果、小負荷時間帯に判定タイミングを設定するので、判定タイミングの直前や判定タイミングの直後に大きな負荷が発生することがなく、判定タイミングを基準とした場合における次の設定周期の負荷が安定したものになり易く、適切なタイミングにて熱電併給装置の運転条件を設定することができる。 That is, by managing past load data, a small load time zone is obtained from the past load data, and the determination timing is set to such a time zone. As a result, since the determination timing is set in the small load time zone, a large load does not occur immediately before the determination timing or immediately after the determination timing, and the load of the next set cycle when the determination timing is used as a reference is stable. The operation condition of the combined heat and power device can be set at an appropriate timing.
本発明の第6特徴構成は、第1特徴構成〜第5特徴構成のいずれかに加えて、前記熱電併給装置にて発生した熱を回収して湯水として給湯するように構成され、前記運転制御手段が、前記負荷データとして給湯用の負荷データを管理するように構成され、且つ、前記判定タイミング設定処理において、前記給湯用の負荷データに基づいて、前記判定タイミングを設定するように構成されている点にある。 In addition to any of the first to fifth feature configurations, a sixth feature configuration of the present invention is configured to recover the heat generated in the combined heat and power supply device and supply hot water as hot water, and to control the operation. The means is configured to manage hot water supply load data as the load data, and is configured to set the determination timing based on the hot water supply load data in the determination timing setting process. There is in point.
第6特徴構成によれば、前記熱電併給装置にて発生した熱を回収して湯水として給湯することによって給湯負荷が賄われることになる。そして、運転制御手段は、前記負荷データとして給湯用の負荷データを管理して、その給湯用の負荷データに基づいて判定タイミングを設定するようになっている。 According to the sixth characteristic configuration, the hot water supply load is covered by recovering the heat generated by the combined heat and power supply and supplying hot water as hot water. The operation control means manages the load data for hot water supply as the load data, and sets the determination timing based on the load data for hot water supply.
このように、給湯用の負荷データを管理するようにして、その給湯用の負荷データに基づいて判定タイミングを設定するようにしたから、給湯負荷を賄えるように適切なタイミングにて熱電併給装置の運転条件を設定することが可能であり、良好な計画運転を行うことが可能となる。 In this way, since the load data for hot water supply is managed and the determination timing is set based on the load data for hot water supply, the combined heat and power supply device is provided at an appropriate timing to cover the hot water supply load. It is possible to set operation conditions and to perform good planned operation.
本発明の第7特徴構成は、第6特徴構成に加えて、前記運転制御手段が、前記給湯用の負荷データとして、給湯の負荷量を管理するように構成され、且つ、前記判定タイミング設定処理において、1日のうちの、前記負荷データにおける給湯の負荷量が最大負荷となる大負荷時間帯とは異なる時間帯に前記判定タイミングを設定するように構成されている点にある。 In addition to the sixth feature configuration, the seventh feature configuration of the present invention is configured such that the operation control unit manages a load amount of hot water supply as the load data for hot water supply, and the determination timing setting process in, of the day, load of hot water supply in the load data is in that it is configured to set the determination timing in different time zones and the large load hours of maximum load.
第7特徴構成によれば、前記運転制御手段が、前記給湯用の負荷データとして、給湯の負荷量を管理して、その負荷データにおける給湯の負荷量に基づいて給湯の負荷量が最大負荷となる大負荷時間帯とは異なる時間帯に判定タイミングを設定するようにしたので、給湯の負荷量に対応して適切な熱量を発生させるように熱電併給装置を運転させることが可能となる。 According to the seventh characteristic configuration, the operation control means manages the load amount of hot water supply as the load data for hot water supply, and the load amount of hot water supply is the maximum load based on the load amount of hot water supply in the load data. Since the determination timing is set in a time zone different from the large load time zone, the cogeneration apparatus can be operated so as to generate an appropriate amount of heat corresponding to the load amount of hot water supply.
本発明の第8特徴構成は、第7特徴構成に加えて、前記運転制御手段が、1日を複数に分割した複数の単位期間毎の負荷データを時間経過の並び順に各日毎に区分けした状態で過去の複数日について記憶手段に記憶させるデータ記憶処理を実行するように構成され、前記判定タイミング設定処理において、前記記憶手段に記憶されている記憶情報に基づいて、各日の同じ時刻に対応する単位期間における負荷データの合計値あるいは平均値である単位期間負荷データを求め、その単位期間負荷データに基づいて前記判定タイミングを設定するように構成されている点にある。 According to an eighth characteristic configuration of the present invention, in addition to the seventh characteristic configuration, the operation control unit divides load data for each unit period obtained by dividing one day into a plurality of units in each order of passage of time. In the determination timing setting process, based on the stored information stored in the storage unit, corresponding to the same time of each day The unit period load data which is the total value or the average value of the load data in the unit period to be obtained is obtained, and the determination timing is set based on the unit period load data.
第8特徴構成によれば、運転制御手段は、前記データ記憶処理によって、過去の複数日について時間経過の並び順に各日毎に且つ各単位期間毎に区分けした状態で管理して記憶されている負荷データを利用して、各日の同じ時刻に対応する単位期間における負荷データの合計値あるいは平均値である単位期間負荷データを求め、その単位期間負荷データに基づいて判定タイミングを設定するのである。 According to the eighth characteristic configuration, the operation control means manages and stores the load stored in the data storage process in a state in which the plurality of past days are arranged in order of passage of time for each day and for each unit period. Using the data, unit period load data which is the total value or average value of the load data in the unit period corresponding to the same time of each day is obtained, and the determination timing is set based on the unit period load data.
すなわち、運転制御手段は、過去の複数日における各日の同じ時刻に対応する単位期間の負荷データの合計値あるいは平均値を単位期間負荷データとして求める。この単位期間負荷データは、1日のうちの同じ時刻において過去にどのような負荷が発生しているかを求めるのであるが、複数日の平均値や合計値とすることで、各日毎のバラツキによる誤差を少なくした状態で単位期間毎の負荷を求めることができる。そして、このような単位期間毎に求められる複数の単位期間負荷データにて、1日のうちで小負荷となる時間帯を適切に求めることができ、判定タイミングを適切なものとして設定することができるのである。 That is, the operation control means obtains, as unit period load data, the total value or average value of the load data of the unit period corresponding to the same time of each day in the past plural days. This unit period load data is used to determine what kind of load has occurred in the past at the same time of the day. The load for each unit period can be obtained with the error reduced. Then, with such a plurality of unit period load data obtained for each unit period, it is possible to appropriately obtain a time zone in which the load is small within one day, and to set the determination timing as appropriate. It can be done.
本発明の第9特徴構成は、第8特徴構成に加えて、前記運転制御手段が、前記判定タイミング設定処理において、前記単位期間負荷データに基づいて、対象となる単位期間の前後における単位期間を含む設定数分の単位期間の夫々における前記単位期間負荷データの合計値あるいは平均値である複数期間負荷データを、1日の複数の前記単位期間の夫々について求めて、その複数の単位期間の夫々における複数期間負荷データのうちで最大負荷となる複数期間負荷データに対応する単位期間から設定時間以上離れ、且つ、小負荷となる複数期間負荷データに対応する単位期間を求め、その単位期間を前記判定タイミングとするように構成されている点にある。 According to a ninth feature configuration of the present invention, in addition to the eighth feature configuration, the operation control unit determines unit periods before and after the target unit period based on the unit period load data in the determination timing setting process. Multi-period load data that is a total value or an average value of the unit period load data in each of the set number of unit periods included is obtained for each of the plurality of unit periods in a day, and each of the plurality of unit periods is obtained. The unit period corresponding to the multi-period load data that is set apart from the unit period corresponding to the multi-period load data that is the maximum load among the multi-period load data and the small period is obtained from the unit period, and the unit period is It is in the point comprised so that it may become determination timing.
第9特徴構成によれば、運転制御手段は、対象となる単位期間の前後における単位期間を含む設定数分の単位期間の夫々における単位期間負荷データの合計値あるいは平均値である複数期間負荷データを、1日の複数の単位期間の夫々について求め、そのような複数期間負荷データを対象として求めた適切な単位期間を判定タイミングとするようにしたので、設定数分の単位期間の夫々における単位期間負荷データにおける各単位時間毎のバラツキによる誤差を少なくした状態で負荷を求めることができる。 According to the ninth characteristic configuration, the operation control means is a multi-period load data that is a total value or an average value of the unit period load data in each of the set number of unit periods including the unit periods before and after the target unit period. Is determined for each of a plurality of unit periods in a day, and an appropriate unit period determined for such multi-period load data is set as the determination timing. The load can be obtained in a state in which an error due to variation in each unit time in the period load data is reduced.
そして、このような単位期間毎に求められる複数期間負荷データのうちで最大負荷となる複数期間負荷データに対応する単位期間から設定時間以上離れ、且つ、小負荷となる複数期間負荷データに対応する単位期間を求め、その単位期間を前記判定タイミングとするようにしたので、大きい給湯負荷を賄うことが可能な状態で1日のうちで小負荷となる時間帯を適切に求めることができ、判定タイミングを適切なものとして設定することが可能となる。 Then, among the multiple period load data obtained for each unit period, it corresponds to the multiple period load data that is apart from the unit period corresponding to the multiple period load data that is the maximum load by a set time or more and that is a small load. Since the unit period is obtained and the unit period is set as the determination timing, it is possible to appropriately obtain the time period during which the load is small within a day in a state where a large hot water supply load can be covered. It is possible to set the timing as appropriate.
本発明の第10特徴構成は、第6特徴構成に加えて、前記運転制御手段が、前記給湯用の負荷データとして、前記熱電併給装置が発生した熱を回収した湯水を浴槽へ湯張り給湯する風呂湯張り時刻を管理するように構成され、且つ、前記判定タイミング設定処理において、風呂湯張り時刻の情報に基づいて前記判定タイミングを設定するように構成されている点にある。 According to a tenth characteristic configuration of the present invention, in addition to the sixth characteristic configuration, the operation control means supplies hot water recovered from the heat generated by the combined heat and power supply to the bathtub as hot water load data. The bath hot water filling time is configured to be managed, and the determination timing is set based on information on the bath hot water filling time in the determination timing setting process.
第10特徴構成によれば、浴槽へ湯張り給湯するときは、湯水が短時間で多量に使用されるので大きな給湯負荷が発生することになり、この湯張り給湯を行う時間帯が大負荷時間帯に対応するが、運転制御手段は、前記給湯用の負荷データとして風呂湯張り時刻を管理するようになっており、前記判定タイミング設定処理において、風呂湯張り時刻の情報に基づいて判定タイミングを設定するのである。 According to the tenth feature configuration, when hot water is supplied to the bathtub, a large amount of hot water is used in a short time, so a large hot water supply load is generated. Although corresponding to the belt, the operation control means is adapted to manage the bath hot water filling time as the load data for hot water supply, and in the judgment timing setting process, the operation control means sets the judgment timing based on the information on the bath hot water filling time. Set it.
従って、運転制御手段は、風呂湯張りが行われた時刻の情報を管理するものであるから、負荷データとして給湯の負荷量を管理するような構成に比べて、複雑な演算処理等が不要であり管理用の構成が簡単な構成で対応できる利点がある。 Therefore, since the operation control means manages the information on the time when the bath water is filled, it does not require complicated arithmetic processing or the like as compared with a configuration in which the load amount of hot water supply is managed as load data. There is an advantage that the configuration for management can be handled with a simple configuration.
本発明の第11特徴構成は、第1特徴構成〜第10特徴構成のいずれかに加えて、前記熱電併給装置にて発生した熱を回収して湯水として貯える貯湯槽が備えられ、その貯湯槽に貯留される湯水を給湯するように構成されている点にある。 An eleventh characteristic configuration of the present invention is provided with a hot water storage tank that collects heat generated by the combined heat and power device and stores it as hot water in addition to any of the first characteristic configuration to the tenth characteristic configuration. It is in the point comprised so that the hot water stored in can be supplied.
第11特徴構成によれば、記熱電併給装置にて発生した熱を回収して貯湯槽に湯水として貯えて、その貯湯槽に貯留される湯水を給湯することで給湯負荷が賄われることになる。このように貯湯槽にて湯水を貯湯するので、給湯負荷を消費していないときに排熱発生装置が発生する排熱を無駄なく回収することができる。 According to the eleventh characteristic configuration, the heat generated in the combined heat and power supply device is recovered and stored as hot water in the hot water tank, and hot water stored in the hot water tank is supplied to cover the hot water supply load. . Since hot water is stored in the hot water storage tank in this way, the exhaust heat generated by the exhaust heat generator when the hot water supply load is not consumed can be recovered without waste.
本発明の第12特徴構成は、熱と電力とを併せて発生する熱電併給装置と、前記熱電併給装置の運転を制御する運転制御手段とが設けられ、前記運転制御手段が、24時間に設定された設定周期の判定タイミングにおいて、次の設定周期において前記熱電併給装置を計画運転するための運転条件を設定して、その運転条件に基づいて前記熱電併給装置の運転を制御する運転処理を実行するように構成されているコージェネレーションシステムであって、
前記運転制御手段が、熱量データを管理して、その熱量データに基づいて前記判定タイミングを1日のうちに設定する判定タイミング設定処理を実行するように構成されている点にある。
The twelfth characteristic configuration of the present invention is provided with a cogeneration device that generates heat and electric power together, and an operation control means for controlling the operation of the cogeneration device, and the operation control means is set to 24 hours. At the determined set cycle determination timing, an operation condition is set for planned operation of the combined heat and power device in the next set cycle, and an operation process is executed to control the operation of the combined heat and power device based on the operation condition. A cogeneration system configured to:
The operation control means is configured to execute a determination timing setting process for managing heat amount data and setting the determination timing within one day based on the heat amount data.
第12特徴構成によれば、前記運転制御手段は、設定周期の判定タイミングになると、次の設定周期において熱電併給装置を計画運転するための運転条件を設定して、その運転条件に基づいて熱電併給装置の運転を制御する運転処理を実行するのであるが、一方、運転制御手段は、熱量データを管理するようになっており、その熱量データに基づいて判定タイミングを設定する判定タイミング設定処理を実行することになる。 According to the twelfth characteristic configuration, when the operation control means reaches the determination timing of the set cycle, the operation control unit sets an operation condition for planned operation of the combined heat and power unit in the next set cycle, and the thermoelectric power is based on the operation condition. On the other hand, the operation control means manages the heat quantity data, and the determination timing setting process for setting the determination timing based on the heat quantity data is performed. Will be executed.
すなわち、前記熱電併給装置が運転されることにより、例えば、排熱を回収して湯水として貯える構成における貯湯量の情報等の熱電併給装置が発生した熱を回収した熱量についての熱量データ、あるいは、排熱を回収した湯水や貯湯される湯水を加熱する補助加熱手段を備える構成における補助加熱手段の加熱量についての加熱量データ等の情報は負荷の変動に対応するものである。そこで、前記運転制御手段が、そのような熱量データを管理するようにして、その熱量データに基づいて前記運転処理を実行するための判定タイミングを設定することにより、適切なタイミングにて熱電併給装置の運転条件を設定することができ、良好な計画運転を行うことが可能となる。 That is, when the combined heat and power unit is operated, for example, calorific value data about the amount of heat recovered from the heat generated by the combined heat and power unit, such as information on the amount of stored hot water in a configuration in which exhaust heat is recovered and stored as hot water, or Information such as heating amount data on the heating amount of the auxiliary heating means in the configuration including the auxiliary heating means for heating the hot water from which the exhaust heat has been collected or the hot water to be stored corresponds to fluctuations in the load. Therefore, the operation control means manages such heat quantity data, and sets a determination timing for executing the operation process based on the heat quantity data, so that the combined heat and power supply device at an appropriate timing It is possible to set the operating conditions, and it is possible to perform a good planned operation.
従って、省エネルギ化を図れるように良好な計画運転を行うことができるコージェネレーションシステムを提供できるに至った。 Accordingly, it has become possible to provide a cogeneration system capable of performing a good planned operation so as to save energy.
本発明の第13特徴構成は、第12特徴構成に加えて、前記運転制御手段が、前記熱量データとして、前記熱電併給装置が発生した熱を回収した熱量についての回収熱量データを管理して、前記判定タイミング設定処理において、その回収熱量データに基づいて前記判定タイミングを設定するように構成されている点にある。 In the thirteenth feature configuration of the present invention, in addition to the twelfth feature configuration, the operation control means manages, as the heat amount data, recovered heat amount data about the heat amount recovered from the heat generated by the cogeneration device, In the determination timing setting process, the determination timing is set based on the recovered heat amount data.
第13特徴構成によれば、前記熱電併給装置が発生した熱を回収した熱量についての回収熱量データを管理するのであるが、この回収熱量データは、熱の回収量に対する熱負荷の消費量の変動を表すことになるので、回収熱量データに基づいて前記判定タイミングを設定することで、適切なタイミングにて熱電併給装置の運転条件を設定することが可能となるのである。 According to the thirteenth feature configuration, the recovered heat amount data for the heat amount recovered from the heat generated by the combined heat and power supply device is managed. This recovered heat amount data is a variation of the consumption amount of the heat load with respect to the recovered heat amount. Therefore, by setting the determination timing based on the recovered heat quantity data, it becomes possible to set the operating condition of the combined heat and power supply device at an appropriate timing.
本発明の第14特徴構成は、第13特徴構成に加えて、前記熱電併給装置にて発生した熱を回収して湯水として貯える貯湯槽が備えられ、その貯湯槽に貯留される湯水を給湯するように構成され、前記運転制御手段が、前記回収熱量データとして、前記貯湯槽に貯湯される湯水の貯湯量についての過去の貯湯量データを管理して、前記判定タイミング設定処理として、その貯湯量データに基づいて、前記貯湯量が少量となる時間帯に前記判定タイミングを設定する処理を実行するように構成されている点にある。 In addition to the thirteenth characteristic configuration, the fourteenth characteristic configuration of the present invention includes a hot water storage tank that collects heat generated by the combined heat and power supply device and stores it as hot water, and supplies hot water stored in the hot water storage tank. The operation control means manages past hot water storage amount data about the hot water storage amount of hot water stored in the hot water storage tank as the recovered heat amount data, and the hot water storage amount as the determination timing setting process based on the data, in that the amount of hot water storage is configured to perform processing to set the judgment timing to become hours a small amount.
第14特徴構成によれば、前記熱電併給装置にて発生した熱を回収して貯湯槽に湯水として貯えて、その貯湯槽に貯留される湯水を給湯することによって給湯負荷が賄われることになる。そして、運転制御手段は、前記熱量データとして、貯湯槽に貯湯される湯水の貯湯量についての過去の貯湯量データを管理するようになっており、その貯湯量データに基づいて前記貯湯量が少量となる時間帯に前記判定タイミングを設定することになる。 According to the fourteenth characteristic configuration, the heat generated in the combined heat and power supply device is recovered and stored as hot water in a hot water tank, and hot water stored in the hot water tank is supplied to cover the hot water supply load. . The operation control means manages the past hot water storage amount data about the hot water storage amount stored in the hot water storage tank as the heat amount data, and the hot water storage amount is small based on the hot water storage amount data. The determination timing is set in the time zone.
前記熱電併給装置は、前記運転制御手段が運転処理を実行することにより計画運転されることになるが、熱電併給装置にて発生した熱を回収して貯湯槽内に湯水を貯留する構成においては、計画運転の対象となる設定周期における浴槽への湯張り給湯等のような給湯負荷を賄えるように、設定周期において予測される給湯量の湯水を貯湯槽内に貯湯するための運転が行われることになる。 The combined heat and power supply device is planned to be operated by the operation control means executing an operation process. In the configuration in which the heat generated in the combined heat and power supply device is recovered and hot water is stored in the hot water storage tank. In order to cover the hot water supply load such as hot water supply to the bathtub in the set cycle that is the target of the planned operation, an operation for storing hot water in the hot water amount predicted in the set cycle in the hot water tank is performed. It will be.
前記熱電併給装置が運転されることにより貯湯槽内に湯水が貯留され、給湯負荷が発生すると貯湯槽に貯湯されている湯水が消費されるが、浴槽への湯張り供給等のように大きな給湯負荷が発生したときに、そのような大きな給湯負荷がほぼ終了すると想定される時点又はそれより後においては、貯湯槽内に貯湯されていた湯水の貯湯量が少ない状態、例えば、貯湯量が零又はそれに近い貯湯量になることが考えられる。 Hot water is stored in the hot water storage tank when the combined heat and power supply is operated, and hot water stored in the hot water storage tank is consumed when a hot water supply load is generated. At the time when such a large hot water supply load is almost finished when a load is generated or after that, the amount of hot water stored in the hot water tank is small, for example, the amount of hot water stored is zero. Alternatively, it is conceivable that the amount of stored hot water is close to that.
そこで、前記運転制御手段が、貯湯槽内に貯湯されている湯水の貯湯量についての過去の貯湯量データを管理するようにして、その貯湯量データに基づいて前記貯湯量が少量となる時間帯に前記運転処理を実行するための判定タイミングを設定することにより、判定タイミングの直前や判定タイミングの直後に大きな負荷が発生することがなく、判定タイミングを基準とした場合における次の設定周期の負荷が安定したものになり易く、適切なタイミングにて熱電併給装置の運転条件を設定することができ、良好な計画運転を行うことが可能となる。 Therefore, the operation control means manages the past hot water storage amount data about the hot water storage amount of hot water stored in the hot water storage tank, and the hot water storage amount becomes small based on the hot water storage amount data. By setting the determination timing for executing the operation processing in the above, a large load does not occur immediately before the determination timing or immediately after the determination timing, and the load of the next set cycle when the determination timing is used as a reference Is likely to be stable, and the operating conditions of the combined heat and power supply device can be set at an appropriate timing, and a good planned operation can be performed.
本発明の第15特徴構成は、第14特徴構成に加えて、前記運転制御手段が、
1日を複数に分割した複数の単位期間毎の前記貯湯量データを時間経過の並び順に各日毎に区分けした状態で過去の複数日について記憶手段に記憶させるデータ記憶処理を実行するように構成され、
前記判定タイミング設定処理において、前記記憶手段に記憶されている前記貯湯量データに基づいて、各日の同じ時刻に対応する単位期間における貯湯量データの平均値、最小値、又は、最大値のうちの少なくともいずれか1つを単位期間貯湯量データとして求め、その単位期間貯湯量データに基づいて前記判定タイミングを設定するように構成されている点にある。
According to a fifteenth characteristic configuration of the present invention, in addition to the fourteenth characteristic configuration, the operation control means includes:
The hot water storage amount data for each of a plurality of unit periods obtained by dividing one day into a plurality of units is configured to execute a data storage process for storing in the storage means for a plurality of past days in a state in which each day is divided in order of time passage. ,
In the determination timing setting process, based on the hot water storage amount data stored in the storage means, among the average value, the minimum value, or the maximum value of the hot water storage amount data in the unit period corresponding to the same time of each day At least one of these is obtained as unit period hot water storage amount data, and the determination timing is set based on the unit period hot water storage amount data.
第15特徴構成によれば、運転制御手段は、前記データ記憶処理によって、過去の複数日について時間経過の並び順に各日毎に且つ各単位期間毎に区分けした状態で管理して記憶されている貯湯量データを利用して、各日の同じ時刻に対応する単位期間における貯湯量データの平均値、最小値、又は、最大値のうちの少なくともいずれか1つを単位期間貯湯量データとして求め、その単位期間貯湯量データに基づいて前記判定タイミングを設定するのである。 According to the fifteenth characteristic configuration, the operation control means manages and stores hot water stored in the data storage process in a state in which the past multiple days are sorted in order of passage of time for each day and for each unit period. Using the volume data, obtain at least one of the average value, minimum value, or maximum value of the hot water storage amount data in the unit period corresponding to the same time of each day as the unit period hot water storage amount data, The determination timing is set based on unit period hot water storage amount data.
すなわち、運転制御手段は、過去の複数日における各日の同じ時刻に対応する単位期間の貯湯量データの平均値、最小値、又は、最大値のうちの少なくともいずれか1つを単位期間貯湯量データとして求める。この単位期間貯湯量データは、1日のうちの同じ時刻において過去に貯湯槽での湯水の貯湯量がどのように変動しているかを表すものであるから、このような単位期間毎に求められる複数の単位期間貯湯量データに基づいて判定タイミングを適切なものとして設定することができる。
そして、前記単位期間貯湯量データを求めるときに、貯湯量データの平均値を用いると、各日毎のバラツキによる誤差を少なくした状態で単位期間毎の負荷を求めることができ、又、貯湯量データの最小値や最大値を用いる場合は平均値を演算するものに比べて演算が行い易いものとなる。
In other words, the operation control means uses at least one of the average value, the minimum value, or the maximum value of the hot water storage amount data of the unit period corresponding to the same time of each day in the past plural days as the unit period hot water storage amount. Find as data. Since this unit period hot water storage amount data represents how the hot water storage amount in the hot water tank has fluctuated in the past at the same time of the day, it is obtained for each such unit period. The determination timing can be set appropriately based on a plurality of unit period hot water storage amount data.
And, when obtaining the unit period hot water storage amount data, if the average value of the hot water storage amount data is used, the load for each unit period can be obtained in a state where errors due to variations in each day are reduced, and the hot water storage amount data When the minimum value or the maximum value is used, the calculation is easier than the calculation of the average value.
本発明の第16特徴構成は、第15特徴構成に加えて、前記運転制御手段が、前記判定タイミング設定処理において、前記貯湯量データに基づいて、対象となる単位期間の前後における単位期間を含む設定数分の単位期間の夫々における前記単位期間貯湯量データの合計値あるいは平均値である複数期間貯湯量データを、1日の複数の前記単位期間の夫々について求めて、その複数の単位期間の夫々における複数期間貯湯量データのうちで最少となる複数期間貯湯量データに対応する単位期間又はそれ以降の設定個数分あとの単位期間を前記判定タイミングとするように構成されている点にある。 In a sixteenth feature configuration of the present invention, in addition to the fifteenth feature configuration, the operation control means includes unit periods before and after a target unit period based on the hot water storage amount data in the determination timing setting process. Multi-period hot water storage amount data, which is a total value or an average value of the unit period hot water storage amount data in each of the set number of unit periods, is obtained for each of the plurality of unit periods in a day, and Each of the plurality of periods of hot water storage amount data is configured such that a unit period corresponding to the minimum number of periods of hot water storage amount data or a unit period after the set number of times thereafter is used as the determination timing.
第16特徴構成によれば、運転制御手段は、対象となる単位期間の前後における単位期間を含む設定数分の単位期間の夫々における単位期間貯湯量データの合計値あるいは平均値である複数期間貯湯量データを、1日の複数の単位期間の夫々について求め、そのような複数期間貯湯量データを対象として求めた適切な単位期間を判定タイミングとするようにしたので、設定数分の単位期間の夫々における単位期間貯湯量データにおける各単位時間毎のバラツキによる誤差を少なくした状態で貯湯量を求めることができる。 According to the sixteenth characteristic configuration, the operation control means is a multi-period hot water storage that is a total value or an average value of the unit period hot water storage amount data in each of the set number of unit periods including the unit periods before and after the target unit period. Since the amount data is obtained for each of a plurality of unit periods in a day, and the appropriate unit period obtained for such a plurality of periods of hot water storage amount data is set as the determination timing, It is possible to obtain the hot water storage amount in a state where errors due to variations in unit time in the unit period hot water storage amount data are reduced.
そして、このようにして求められる複数の単位期間の夫々における複数期間貯湯量データのうちで最少となる複数期間貯湯量データに対応する単位期間又はそれ以降の設定個数分あとの単位期間を前記判定タイミングとする。前記設定個数分あとの単位期間としては、最少となる複数期間貯湯量データに対応する単位期間から1時間〜数時間程度の短い時間後の単位期間が設定されることになる。従って、大きな給湯負荷が終了した後であると考えられる貯湯量が少量となる時間帯を適切に求めることができ、判定タイミングを適切なものとして設定することが可能となる。 Then, the determination is made on the unit period corresponding to the minimum number of the plurality of periods of hot water storage amount data in each of the plurality of unit periods thus obtained or the unit period after the set number of units. Timing. As the unit period after the set number, a unit period after a short time of about 1 hour to several hours is set from the unit period corresponding to the minimum amount of hot water storage data for a plurality of periods. Therefore, it is possible to appropriately obtain a time zone in which the amount of stored hot water considered to be after the end of the large hot water supply load is small, and it is possible to set the determination timing as appropriate.
本発明の第17特徴構成は、第12特徴構成に加えて、前記熱電併給装置が発生した熱を回収した湯水を加熱する補助加熱手段が備えられ、前記運転制御手段が、前記熱量データとして、前記補助加熱手段の加熱量データを管理するように構成され、前記判定タイミング設定処理として、その加熱量データに基づいて前記判定タイミングを設定する処理を実行するように構成されている点にある。 In addition to the twelfth feature configuration, the seventeenth feature configuration of the present invention is provided with auxiliary heating means for heating hot water recovered from the heat generated by the combined heat and power supply device, and the operation control means is configured as the calorific value data, wherein being configured to manage the heat amount data of auxiliary heating means, wherein the determination timing setting process, a point that is configured to perform a processing to set the determination timing on the basis of the heat quantity data is there.
第17特徴構成によれば、前記熱電併給装置が発生した熱を回収した湯水を加熱する補助加熱手段が備えられる。例えば、貯湯槽に貯湯されている湯水が消費されて空又は空に近い状態になっている場合には、前記補助加熱手段によって湯水を加熱することで給湯することが可能になるものである。つまり、この補助加熱手段は、大きな給湯負荷の後では加熱量が大きくなる等、負荷の大きさにより変動するものである。そこで、補助加熱手段の加熱量データを管理して、その加熱量データに基づいて判定タイミングを設定する判定タイミング設定処理を実行することで、判定タイミングを適切なものとして設定することが可能となる。 According to the seventeenth characteristic configuration, there is provided auxiliary heating means for heating the hot water recovered from the heat generated by the combined heat and power supply device. For example, when hot water stored in the hot water tank is consumed and is in an empty state or near empty, hot water can be supplied by heating the hot water with the auxiliary heating means. That is, the auxiliary heating means varies depending on the load size, for example, the heating amount increases after a large hot water supply load. Therefore, it is possible to set the determination timing as appropriate by managing the heating amount data of the auxiliary heating means and executing the determination timing setting process for setting the determination timing based on the heating amount data. .
尚、前記補助加熱手段の加熱量データとしては、数値化した熱量以外にも、補助加熱手段の稼動時間に関する時系列データや、補助加熱手段の稼動の有無に関する時系列データを用いることができる。 Note that, as the heating amount data of the auxiliary heating means, in addition to the quantified heat amount, time series data relating to the operation time of the auxiliary heating means and time series data relating to whether or not the auxiliary heating means are operating can be used.
本発明の第18特徴構成は、熱と電力とを併せて発生する熱電併給装置と、前記熱電併給装置の運転を制御する運転制御手段とが設けられ、
前記運転制御手段が、24時間に設定された設定周期の判定タイミングにおいて、次の設定周期において前記熱電併給装置を計画運転するための運転条件を設定して、その運転条件に基づいて前記熱電併給装置の運転を制御する運転処理を実行するように構成されているコージェネレーションシステムであって、
前記熱電併給装置にて発生した熱を回収して湯水として貯える貯湯槽が備えられ、その貯湯槽に貯留される湯水を給湯するように構成され、
前記運転制御手段が、過去の負荷データ、及び、前記貯湯槽に貯湯される湯水の貯湯量についての過去の貯湯量データを管理して、前記過去の負荷データに基づいて1日のうちの大負荷時間帯とは異なる時間帯に前記判定タイミングを設定する状態と、前記過去の貯湯量データに基づいて1日のうちの前記貯湯量が少量となる時間帯に前記判定タイミングを設定する状態とのうちの選択された状態にて、前記判定タイミングを設定する判定タイミング設定処理を実行するように構成されている点にある。
The eighteenth characteristic configuration of the present invention is provided with a combined heat and power device that generates heat and electric power, and operation control means for controlling the operation of the combined heat and power device,
The operation control means sets an operation condition for planned operation of the combined heat and power supply device in the next set period at the determination timing of the set period set to 24 hours, and the combined heat and power supply based on the operation condition A cogeneration system configured to execute an operation process for controlling operation of an apparatus,
A hot water storage tank that collects the heat generated in the combined heat and power supply device and stores it as hot water is provided, and is configured to supply hot water stored in the hot water storage tank,
It said operation control means, past load data, and said managing historical hot water storage amount data for hot water of the hot water storage amount of hot water storage in the hot water storage tank, a large of day based the historical load data A state in which the determination timing is set in a time zone different from the load time zone, and a state in which the determination timing is set in a time zone in which the hot water storage amount in a day is small based on the past hot water storage amount data. The determination timing setting process for setting the determination timing is executed in the selected state.
第18特徴構成によれば、前記熱電併給装置にて発生した熱を回収して貯湯槽に湯水として貯えて、その貯湯槽に貯留される湯水を給湯することによって給湯負荷が賄われることになる。そして、運転制御手段は、設定周期の判定タイミングになると、次の設定周期において熱電併給装置を計画運転するための運転条件を設定して、その運転条件に基づいて熱電併給装置の運転を制御する運転処理を実行するのであるが、一方、運転制御手段は、過去の負荷データ、及び、貯湯槽に貯湯される湯水の貯湯量についての過去の貯湯量データを管理するようになっており、例えば湯水の使用形態の違い等に応じて、前記過去の負荷データ及び前記過去の貯湯量データのうちのいずれか一方を用いて前記判定タイミングを設定するのである。つまり、前記過去の負荷データに基づいて大負荷時間帯とは異なる時間帯に前記判定タイミングを設定する状態と、前記過去の貯湯量データに基づいて前記貯湯量が少量となる時間帯に前記判定タイミングを設定する状態とのうちの選択された状態にて、前記判定タイミングを設定する判定タイミング設定処理を実行することになる。 According to the eighteenth feature, the heat generated in the combined heat and power supply device is collected and stored as hot water in a hot water tank, and hot water stored in the hot water tank is supplied to cover the hot water supply load. . Then, when the determination timing of the set cycle comes, the operation control means sets an operation condition for the planned operation of the cogeneration device in the next set cycle, and controls the operation of the cogeneration device based on the operation condition. On the other hand, the operation control means manages the past load data and the past hot water storage amount data about the amount of hot water stored in the hot water storage tank. The determination timing is set using either one of the past load data and the past hot water storage amount data in accordance with the difference in usage of hot water. That is, the determination is performed in a state where the determination timing is set in a time zone different from the large load time zone based on the past load data, and in a time zone in which the hot water storage amount is small based on the past hot water storage amount data. The determination timing setting process for setting the determination timing is executed in a state selected from among the states for setting the timing.
例えば、設定周期内において、大きな給湯使用状態となる大負荷時間帯を明確に判別することができるような使用形態であれば、前記過去の負荷データに基づいて大負荷時間帯とは異なる時間帯に前記判定タイミングを設定する状態を選択して判定タイミングを設定することにより、判定タイミングの直前や判定タイミングの直後に大きな負荷が発生することがなく、判定タイミングを基準とした場合における次の設定周期の負荷が安定したものになり易く、適切なタイミングにて熱電併給装置の運転条件を設定することができ、良好な計画運転を行うことが可能となる。 For example, if the usage mode is such that a large load time zone in which a large hot water supply usage state is set can be clearly determined within a set cycle, a time zone different from the large load time zone based on the past load data By selecting the state for setting the determination timing and setting the determination timing, a large load does not occur immediately before the determination timing or immediately after the determination timing, and the next setting when the determination timing is used as a reference The periodic load tends to be stable, and the operating conditions of the combined heat and power supply device can be set at an appropriate timing, and a good planned operation can be performed.
又、設定周期内において貯湯槽に貯留される湯水の使用量がほぼ同じ状態が長く継続して消費され、どの時間帯が大負荷時間帯であるかを判定し難いような使用形態であれば、前記過去の貯湯量データに基づいて前記貯湯量が少量となる時間帯に前記判定タイミングを設定する状態を選択して判定タイミングを設定することにより、貯湯槽内の湯水がほぼ全て消費されるか又はそれに近い状態になっているときに判定タイミングを設定できるので、適切なタイミングにて熱電併給装置の運転条件を設定することができ、良好な計画運転を行うことが可能となる。 In addition, if the usage amount of hot water stored in the hot water storage tank within the set period is almost continuously consumed for a long time and it is difficult to determine which time zone is the heavy load time zone, The hot water in the hot water tank is almost completely consumed by selecting the state for setting the determination timing and setting the determination timing in a time zone in which the hot water storage amount is small based on the past hot water storage amount data. Since the determination timing can be set when it is in a state close to that, it is possible to set the operating condition of the combined heat and power supply device at an appropriate timing, and it is possible to perform a good planned operation.
尚、判定タイミングを設定するための状態を選択する構成としては、手動操作にて選択するようにしたり、又、運転制御部が、過去の使用実績から自動で判断するような構成等、種々の構成で実施することが可能である。 In addition, as a configuration for selecting a state for setting the determination timing, various configurations such as a manual operation or a configuration in which the operation control unit automatically determines from past use results are used. It is possible to implement in a configuration.
すなわち、前記過去の負荷データ又は過去の貯湯量データのうちで、湯水の使用形態等の使用条件に応じて適切なデータを選択して使用することで、適切なタイミングにて熱電併給装置の運転条件を設定することが可能となり、良好な計画運転を行うことが可能となる。 That is, among the past load data or the past hot water storage amount data, by selecting and using appropriate data according to the use conditions such as the use form of hot water, the operation of the combined heat and power unit at an appropriate timing It becomes possible to set conditions and to perform good planned operation.
従って、省エネルギ化を図れるように良好な計画運転を行うことができるコージェネレーションシステムを提供できるに至った。 Accordingly, it has become possible to provide a cogeneration system capable of performing a good planned operation so as to save energy.
本発明の第19特徴構成は、熱と電力とを併せて発生する熱電併給装置と、前記熱電併給装置の運転を制御する運転制御手段とが設けられ、
前記運転制御手段が、24時間に設定された設定周期の判定タイミングにおいて、次の設定周期において前記熱電併給装置を計画運転するための運転条件を設定して、その運転条件に基づいて前記熱電併給装置の運転を制御する運転処理を実行するように構成されているコージェネレーションシステムであって、
前記熱電併給装置にて発生した熱を回収して湯水として貯える貯湯槽が備えられ、その貯湯槽に貯留される湯水を給湯するように構成され、
前記運転制御手段が、過去の負荷データ、及び、前記貯湯槽に貯湯される湯水の貯湯量についての過去の貯湯量データを管理して、
前記過去の負荷データ、前記過去の貯湯量データ、及び、予め定められる判定タイミング設定条件に基づいて、前記判定タイミングを1日のうちに設定する判定タイミング設定処理を実行するように構成されている点にある。
The nineteenth characteristic configuration of the present invention is provided with a combined heat and power device that generates heat and electric power, and an operation control means for controlling the operation of the combined heat and power device.
The operation control means sets an operation condition for planned operation of the combined heat and power supply device in the next set period at the determination timing of the set period set to 24 hours, and the combined heat and power supply based on the operation condition A cogeneration system configured to execute an operation process for controlling operation of an apparatus,
A hot water storage tank that collects the heat generated in the combined heat and power supply device and stores it as hot water is provided, and is configured to supply hot water stored in the hot water storage tank,
The operation control means manages past load data and past hot water storage amount data about the amount of hot water stored in the hot water storage tank,
Based on the past load data, the past hot water storage amount data, and a predetermined determination timing setting condition, a determination timing setting process for setting the determination timing within one day is executed. In the point.
第19特徴構成によれば、前記熱電併給装置にて発生した熱を回収して貯湯槽に湯水として貯えて、その貯湯槽に貯留される湯水を給湯することによって給湯負荷が賄われることになる。そして、運転制御手段は、設定周期の判定タイミングになると、次の設定周期において熱電併給装置を計画運転するための運転条件を設定して、その運転条件に基づいて熱電併給装置の運転を制御する運転処理を実行するのであるが、一方、運転制御手段は、過去の負荷データ、及び、貯湯槽に貯湯される湯水の貯湯量についての過去の貯湯量データを管理するようになっており、前記過去の負荷データ、前記過去の貯湯量データ、及び、予め定められる判定タイミング設定条件に基づいて、前記判定タイミングを設定するのである。 According to the nineteenth feature, the heat generated in the combined heat and power supply device is recovered and stored as hot water in a hot water tank, and hot water stored in the hot water tank is supplied to cover the hot water supply load. . Then, when the determination timing of the set cycle comes, the operation control means sets an operation condition for the planned operation of the cogeneration device in the next set cycle, and controls the operation of the cogeneration device based on the operation condition. On the other hand, the operation control means manages the past load data and the past hot water storage amount data about the hot water storage amount of hot water stored in the hot water storage tank. The determination timing is set based on past load data, the past hot water storage amount data, and a predetermined determination timing setting condition.
説明を加えると、例えば、大きな給湯負荷が短時間の間に複数回発生している場合に、設定周期内で1回目の大きな給湯負荷が発生したときに設定タイミングを設定すると、その後、すぐに大きな給湯負荷が発生するおそれがあるので、判定タイミングとして不適切なものとなる。 For example, when a large hot water supply load occurs several times in a short time, if the set timing is set when the first large hot water load occurs within the set cycle, then immediately Since a large hot water supply load may occur, the determination timing is inappropriate.
そこで、このようなときは、前記判定タイミング設定条件として、大きな給湯負荷が複数回発生した複数の時点のうちで、前記貯湯量が少量となる時間帯に判定タイミングを設定するようにすると、判定タイミングの直前や判定タイミングの直後に大きな負荷が発生することがないので、判定タイミングを基準とした場合における次の設定周期の負荷が安定したものになり易く、適切なタイミングにて熱電併給装置の運転条件を設定することができ、良好な計画運転を行うことが可能となる。つまり、前記過去の負荷データ、及び、前記過去の貯湯量データの夫々の情報を利用して、判定タイミングを設定するのである。 Therefore, in such a case, as the determination timing setting condition, if a determination timing is set in a time zone in which the amount of stored hot water is small among a plurality of time points when a large hot water supply load is generated a plurality of times, a determination is made. Since a large load does not occur immediately before the timing or immediately after the determination timing, the load of the next set cycle when the determination timing is used as a reference is likely to be stable. The operating conditions can be set, and good planned operation can be performed. That is, the determination timing is set by using the respective information of the past load data and the past hot water storage amount data.
前記判定タイミング設定条件としては、大きな給湯負荷が複数回発生した複数の時点のうちで前記貯湯量が少量となる時間帯に判定タイミングを設定する構成以外にも、各種の条件を設定することが可能である。 As the determination timing setting condition, various conditions can be set in addition to the configuration in which the determination timing is set in a time zone in which the amount of stored hot water is small among a plurality of times when a large hot water supply load is generated a plurality of times. Is possible.
すなわち、前記過去の負荷データ、及び、前記過去の貯湯量データの夫々の情報を有効利用することで、適切なタイミングにて熱電併給装置の運転条件を設定することが可能となり、良好な計画運転を行うことが可能となる。 That is, by effectively using the past load data and the past hot water storage amount data, it becomes possible to set the operating conditions of the combined heat and power unit at an appropriate timing, and to achieve good planned operation Can be performed.
従って、省エネルギ化を図れるように良好な計画運転を行うことができるコージェネレーションシステムを提供できるに至った。 Accordingly, it has become possible to provide a cogeneration system capable of performing a good planned operation so as to save energy.
本発明の第20特徴構成は、第1特徴構成〜第19特徴構成のいずれかに加えて、前記運転制御手段が、前記運転処理において、前記熱電併給装置を計画運転するときの運転条件として、計画対象期間内において前記熱電併給装置を連続的に稼動させる連続稼動モード、計画対象期間内において前記熱電併給装置を断続的に稼動させる断続稼動モード、及び、前記熱電併給装置の運転を待機させる待機モードのうちの少なくとも2つを備えており、それらのうちのいずれかで運転するように構成されているか、又は、連続稼動モード及び断続稼動モードのうちの少なくとも1つを備えておりそれらのうちのいずれかで運転するように構成されている点にある。 In addition to any one of the first to nineteenth feature configurations, the twentieth feature configuration of the present invention is an operation condition when the operation control means performs the planned operation of the combined heat and power unit in the operation process. A continuous operation mode in which the cogeneration device is continuously operated within the target period, an intermittent operation mode in which the cogeneration device is operated intermittently within the target period, and a standby for waiting for the operation of the cogeneration device Comprising at least two of the modes and configured to operate in any of them, or comprising at least one of a continuous operation mode and an intermittent operation mode, of which It is in the point comprised so that it may drive | operate by either.
第20特徴構成によれば、判定タイミングにおいて、熱電併給装置を計画運転するための運転条件として、前記連続稼動モード、前記断続稼動モード、及び、前記待機モードのうちの少なくとも2つを備えており、それらのうちのいずれかで運転するように構成されているか、又は、連続稼動モード及び断続稼動モードのうちの少なくとも1つを備えておりそれらのうちのいずれかで運転するように構成されている。 According to the twentieth feature configuration, at the determination timing, at least two of the continuous operation mode, the intermittent operation mode, and the standby mode are provided as operation conditions for performing the planned operation of the cogeneration device. , Configured to operate in any of them, or provided with at least one of a continuous operation mode and an intermittent operation mode and configured to operate in any of them Yes.
例えば、過去の負荷データに基づいて、連続運転した方が省エネルギ性の面で有利であるときには連続稼動モードを設定し、断続運転させた方が省エネルギ性の面で有利であるときには断続稼動モードを設定し、あるいは、運転を行わず待機させた方が省エネルギ性の面で有利であるときには待機モードを設定する等、判定タイミングにおいて適切な稼動モードを設定することで、省エネルギ化を図る上でより有利なものにできる。 For example, based on past load data, set the continuous operation mode when continuous operation is advantageous in terms of energy savings, and intermittent operation when intermittent operation is advantageous in terms of energy savings Energy saving can be achieved by setting an appropriate operation mode at the judgment timing, such as setting a standby mode when it is advantageous in terms of energy savings to set a mode or to stand by without driving. It can be made more advantageous in planning.
〔第1実施形態〕
本発明に係るコージェネレーションシステムの第1実施形態について図面に基づいて説明する。
このコージェネレーションシステムは、図1及び図2に示すように、電力と熱とを発生する熱電併給装置としての燃料電池1と、その燃料電池1が発生する熱を冷却水にて回収し、その冷却水を利用して、貯湯槽2への貯湯及び熱消費端末3への熱媒供給を行う貯湯ユニット4と、燃料電池1及び貯湯ユニット4の運転を制御する運転制御手段としての運転制御部5などから構成されている。
[First Embodiment]
A first embodiment of a cogeneration system according to the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 and 2, the cogeneration system recovers the
前記燃料電池1は、その出力を調整可能に構成され、その燃料電池1の電力の出力側には、系統連系用のインバータ6が設けられ、そのインバータ6は、燃料電池1の発電電力を商用電源7から受電する受電電力と同じ電圧及び同じ周波数にするように構成されている。
前記商用電源7は、例えば、単相3線式100/200Vであり、受電電力供給ライン8を介して、テレビ、冷蔵庫、洗濯機などの電力負荷9に電気的に接続されている。
また、インバータ6は、発電電力供給ライン10を介して受電電力供給ライン8に電気的に接続され、燃料電池1からの発電電力がインバータ6及び発電電力供給ライン10を介して電力負荷9に供給するように構成されている。
The
The
The
前記受電電力供給ライン8には、電力負荷9の負荷電力を計測する電力負荷計測手段11が設けられ、この電力負荷計測手段11は、受電電力供給ライン8を通して流れる電流に逆潮流が発生するか否かをも検出するように構成されている。
そして、逆潮流が生じないように、インバータ6により燃料電池1から受電電力供給ライン8に供給される電力が制御され、発電電力の余剰電力は、その余剰電力を熱に代えて回収する電気ヒータ12に供給されるように構成されている。
The received
The electric power supplied from the
前記電気ヒータ12は、複数の電気ヒータから構成され、冷却水循環ポンプ15の作動により冷却水循環路13を通流する燃料電池1の冷却水を加熱するように設けられ、インバータ6の出力側に接続された作動スイッチ14によりON/OFFが切り換えられている。
また、作動スイッチ14は、余剰電力の大きさが大きくなるほど、電気ヒータ12の消費電力が大きくなるように、余剰電力の大きさに応じて電気ヒータ12の消費電力を調整するように構成されている。
尚、電気ヒータ12の消費電力を調整する構成については、上記のように複数の電気ヒータ12のON/OFFを切り換える構成以外に、その電気ヒータ12の出力を例えば位相制御等により調整する構成を採用しても構わない。
The
The
The configuration for adjusting the power consumption of the
前記貯湯ユニット4は、温度成層を形成する状態で湯水を貯湯する貯湯槽2、湯水循環路16を通して貯湯槽2内の湯水を循環させる湯水循環ポンプ17、熱源用循環路20を通して熱源用湯水を循環させる熱源用循環ポンプ21、熱媒循環路22を通して熱媒を熱消費端末3に循環供給させる熱媒循環ポンプ23、湯水循環路16を通流する湯水を加熱させる貯湯用熱交換器24、熱源用循環路20を通流する熱源用湯水を加熱させる熱源用熱交換器25、熱媒循環路22を通流する熱媒を加熱させる熱媒加熱用熱交換器26、ファン27を作動させた状態でのバーナ28の燃焼により貯湯槽2内から取り出した湯水及び熱源用循環路20を通流する熱源用湯水を加熱させる補助加熱用熱交換器29などを備えて構成されている。
The hot
前記湯水循環路16は、その一部が並列になるように分岐接続され、その接続箇所に三方弁18が設けられており、分岐された一方側の流路には、ラジエター19が設けられている。そして、三方弁18を切り換えることにより、貯湯槽2の下部から取り出した湯水がラジエター19を通過するように循環させる状態と、貯湯槽2の下部から取り出した湯水がラジエター19をバイパスするように循環させる状態とに切り換えるように構成されている。
The hot
前記貯湯用熱交換器24においては、燃料電池1から出力される熱を回収した冷却水循環路13の冷却水を通流させることにより、湯水循環路16を通流する湯水を加熱させるように構成されている。前記熱源用熱交換器25においては、燃料電池1が発生する熱を回収した冷却水循環路13の冷却水を通流させることにより、熱源用循環路20を通流する熱源用湯水を加熱させるように構成されている。そして、補助加熱手段Mが、ファン27、バーナ28、補助加熱用熱交換器29により構成されている。また、熱源用循環路20には、熱源用湯水の通流を断続させる熱源用断続弁40が設けられている。
The hot water
前記冷却水循環路13は、貯湯用熱交換器24側と熱源用熱交換器25側とに分岐され、その分岐箇所に、貯湯用熱交換器24側に通流させる冷却水の流量と熱源用熱交換器25側に通流させる冷却水の流量との割合を調整する分流弁30が設けられている。
そして、分流弁30は、冷却水循環路13の冷却水の全量を貯湯用熱交換器24側に通流させたり、冷却水循環路13の冷却水の全量を熱源用熱交換器25側に通流させることもできるように構成されている。
The cooling
The
前記熱媒加熱用熱交換器26においては、熱源用熱交換器25や補助加熱用熱交換器29にて加熱された熱源用湯水を通流させることにより、熱媒循環路22を通流する熱媒を加熱させるように構成されている。前記熱消費端末3は、床暖房装置や浴室暖房装置などの暖房端末にて構成されている。
In the heat exchanger for
また、貯湯槽2から取り出した湯水を給湯するときの給湯熱負荷を計測する給湯負荷計測手段31が設けられ、熱消費端末3での端末熱負荷を計測する端末熱負荷計測手段32も設けられている。
Further, a hot water supply load measuring means 31 for measuring the hot water supply heat load when supplying hot water taken out from the
前記運転制御部5は、燃料電池1の運転中には冷却水循環ポンプ15を作動させる状態で、燃料電池1の運転及び冷却水循環ポンプ15の作動状態を制御すると共に、湯水循環ポンプ17、熱源用循環ポンプ21、熱媒循環ポンプ23の作動状態を制御することによって、貯湯槽2内に湯水を貯湯する貯湯運転や、熱消費端末3に熱媒を供給する熱媒供給運転を行うように構成されている。
The
ちなみに、給湯するときには、熱源用断続弁40を閉弁した状態で貯湯槽2から取り出した湯水を給湯するように構成され、貯湯槽2から取り出した湯水を補助加熱手段Mにて加熱したり、貯湯槽2から取り出した湯水に水を混合させて、図外のリモコンにて設定されている給湯設定温度の湯水を給湯するように構成されている。
したがって、貯湯槽2では、貯湯槽2の容量の範囲内で、燃料電池1の出力に応じて追加された湯水から、給湯用として取り出された湯水を差し引いた分の湯水が貯湯されていることになる。
By the way, when hot water is supplied, the hot water taken out from the
Therefore, in the
次に、運転制御部5による燃料電池1の運転の制御について説明を加える。
前記運転制御部5は、燃料電池1の稼動時に燃料電池1の出力を、現在要求されている現電力負荷に対して追従する電主出力に設定する電主運転制御を実行する。
Next, a description will be given of the control of the operation of the
The
詳しくは、運転制御部5は、上記電主運転制御において、5分等の比較的短い所定の出力調整周期毎に、上記現電力負荷を求め、最小出力(例えば250W)から最大出力(例えば1000W)の範囲内で、図3(a)に示すように連続的に、又は、図3(b)に示すように段階的に、上記現電力負荷に追従する電主出力を決定し、燃料電池1の出力をその決定した電主出力に設定する。尚、上記最小出力は、許容範囲内で0W又はそれに近い極めて小さい出力に設定しても構わない。
Specifically, the
上記現電力負荷は、電力負荷計測手段11の計測値及びインバータ6の出力値に基づいて求められ、更に、その現電力負荷は、前の出力調整周期における電力負荷の平均値として求められる。また、燃料電池1の出力として設定される電主出力は、現電力負荷に対して少なくとも所定の余裕分小さく設定されている。
The current power load is obtained based on the measured value of the power load measuring means 11 and the output value of the
運転制御部5は、後述するような判定タイミング設定処理において設定された設定周期の判定タイミングにおいて、次の設定周期において燃料電池1を計画運転するための運転条件を設定して、その運転条件に基づいて燃料電池1の運転を制御する運転処理を実行するように構成されている。前記運転処理では、燃料電池1を計画運転するときの運転条件として、計画対象期間内において燃料電池1を連続的に稼動させる連続稼動モードと、計画対象期間内において燃料電池1を断続的に稼動させる断続稼動モードと、計画対象期間内において燃料電池1の運転を停止して待機状態とする待機モードとが備えられ、それのうちのいずれで運転するかを設定するように構成されている。
The
上記連続稼動モードは、前記計画対象期間としての判定タイミングからの24時間等の判定対象期間(設定周期の一例)において、燃料電池1を連続的に稼動させる稼動モードである。即ち、運転制御部5は、連続稼動モードが選択された判定対象期間においては、燃料電池1を停止することなく連続的に稼動させ、その稼動時に上述した電主運転制御を実行する。
The continuous operation mode is an operation mode in which the
一方、上記断続稼動モードは、前記判定対象期間内において、燃料電池1を断続的に稼動させる稼動モードである。即ち、運転制御部5は、断続稼動モードが選択された判定対象期間においては、燃料電池1の起動及び停止を行って断続的に稼動させ、その稼動時に上述した電主運転制御を実行する。
On the other hand, the intermittent operation mode is an operation mode in which the
前記待機モードは、前記判定対象期間内において燃料電池1の運転を停止させるモードである。
The standby mode is a mode in which the operation of the
更に、運転制御部5は、ある燃料電池1の運転パターンに対して、予測電力負荷及び予測熱負荷についてのエネルギの削減量である予測エネルギ削減量を演算可能に構成されており、その予測エネルギ削減量の演算方法について、説明を加える。
Furthermore, the
運転制御部5は、先ず、時系列的な過去の電力負荷データ及び熱負荷データに基づいて、図4に示すような、判定タイミング以降の時系列的な予測電力負荷及び予測熱負荷を予測する。次に、予め設定された仮運転パターンにおける稼動時間帯において燃料電池1を稼動させる形態で上記予測電力負荷に対して電主運転制御を実行すると仮定して、燃料電池1の時系列的な予測発電電力及び予測発生熱を演算する。
The
そして、運転制御部5は、下記の[数1]に示すように、燃料電池1を稼動しない場合のエネルギ消費量を基準に、燃料電池1を上記仮運転パターンで稼動させた場合のエネルギ消費量の削減量を、上記予測エネルギ削減量として演算することができる。
Then, as shown in the following [Equation 1], the
[数1]
予測エネルギ削減量P=燃料電池1を稼動しない場合のエネルギ消費量E1−燃料電池1を稼動した場合のエネルギ消費量E2
[Equation 1]
Predicted energy reduction amount P = energy consumption amount E2 when the
尚、上記燃料電池1を稼動しない場合のエネルギ消費量E1は、下記の[数2]に示すように、上記予測電力負荷の全てを商用電源7からの受電電力で補う場合の商用電源7におけるエネルギ消費量と、予測熱負荷の全てを補助加熱手段Mの発生熱で補う場合のエネルギ消費量との和として求められる。
It should be noted that the energy consumption E1 when the
[数2]
E1=予測電力負荷/商用電源7の発電効率+予測熱負荷/補助加熱手段Mの発熱効率
[Equation 2]
E1 = predicted power load / power generation efficiency of
一方、燃料電池1を稼動した場合のエネルギ消費量E2は、下記の[数3]に示すように、上記予測電力負荷及び予測熱負荷を燃料電池1の予測発電電力及び予測発生熱で補う場合の燃料電池1におけるエネルギ消費量(燃料消費量)と、予測電力負荷から予測発電電力を差し引いた分に相当する不足電力負荷を商用電源7からの受電電力で補う場合の商用電源7におけるエネルギ消費量と、予測熱負荷から予測発生熱を差し引いた分に相当する不足熱負荷を補助加熱手段Mの発生熱で補う場合のエネルギ消費量との和として求められる。
On the other hand, the energy consumption E2 when the
[数3]
E2=燃料電池1を稼動したときの燃料消費量+不足電力負荷/商用電源7の発電効率+不足熱負荷/補助加熱手段Mの発熱効率
[Equation 3]
E2 = fuel consumption when the
また、上記燃料電池1を稼動した場合のエネルギ消費量E2を求める場合には、それに燃料電池1の起動時のエネルギロスや想定される待機時間等を加えることが望ましい。
Further, when obtaining the energy consumption E2 when the
上記のような燃料電池1を稼動した場合のエネルギ消費量E2を求める方法について説明を加える。
A method for obtaining the energy consumption E2 when the
図5(a)に示すように、判定タイミングから24時間の判定対象期間における1時間毎の夫々の時間において、予測電力負荷(a)及び予測熱負荷(m)を求め、稼動時間帯を設定した仮運転パターンにおいて設定される稼動時間帯において設定される燃料電池1の電主出力(b)を、その予測電力負荷(a)に対して追従する形態で求める。尚、この際に、予測電力負荷が燃料電池1の最小出力以下である場合には、電主出力(b)はその最小出力に設定されると共に、その差分が余剰電力量(i)として求められる。一方、予測電力負荷が燃料電池1の最大出力以上である場合には、電主出力(b)はその最大出力に設定されると共に、その差分が不足電力量(c)として求められる。
As shown in FIG. 5 (a), the predicted power load (a) and the predicted heat load (m) are obtained for each hour in the determination target period of 24 hours from the determination timing, and the operation time zone is set. The main output (b) of the
夫々の時間において、電主出力(b)と燃料電池1の発電効率(e)から、燃料電池1の一次エネルギ消費量である燃料消費量(g)を求めると共に、その燃料消費量(g)と燃料電池1の発熱効率(f)から燃料電池1の発生熱量(d)を求める。
At each time, the fuel consumption (g), which is the primary energy consumption of the
更に、夫々の時間において、貯湯槽2の最大容量以下の範囲内で、上記のような発生熱量(d)から排熱ロス(h)を差し引いたものを積算し、更に、それに余剰電力量(i)から求めた電気ヒータ12の発生熱量を加えたものから、貯湯槽2において放熱される貯湯放熱量(l)と、予測熱負荷(m)として利用された予測利用熱量(n)と、を差し引いた分を、貯湯槽2に貯えられる貯湯熱量(k)として求め、更に、貯湯槽2の最大容量を超える分の熱量をラジエター19で放熱される余剰熱量(j)として求める。
Furthermore, in each time, within the range below the maximum capacity of the
そして、判定対象期間における上記燃料消費量(g)の合計と、不足電力量(c)の合計と、貯湯熱量(k)が予測利用熱量(n)よりも小さい場合にその差として求められる不足熱負荷の合計とを、上記[数3]に代入することにより、上記のような燃料電池1を稼動した場合のエネルギ消費量E2を求めることができる。
And the shortage calculated | required as the difference when the sum total of the said fuel consumption (g) in the determination object period, the sum of shortage electric energy (c), and hot water storage calorie | heat amount (k) are smaller than prediction use calorie | heat amount (n) By substituting the total heat load into the above [Equation 3], the energy consumption E2 when the
尚、上記燃料電池1の発生熱量(d)の合計と、余剰電力量(i)から求めた電気ヒータ12の発生熱量の合計との和が、燃料電池1の総発生熱量と認識することができ、更に、排熱ロス(h)と余剰熱量(j)と貯湯放熱量(l)の夫々の合計の和に好ましくは起動ロスとを加えたものが、燃料電池1の総熱ロスと認識することができる。そして、この総発熱量から総熱ロスを差し引いた熱量の全てを熱負荷として利用できた場合には、予測エネルギ削減量は最大となり、このような予測エネルギ削減量を最大とする利用熱量をピーク利用熱量と呼ぶ。
また、判定タイミングにおける貯湯熱量(k)即ち初期貯湯熱量を考慮するために、上記[数1]において、その初期貯量熱量を補助加熱手段Mの発生熱で補う場合のエネルギ消費量(初期貯湯熱量/補助加熱手段Mの発熱効率)を加算して予測エネルギ削減量を求めても構わない。また、この場合、上記のように求めたピーク利用熱量も、上記のような初期貯量熱量を補助加熱手段Mの発生熱で補う場合のエネルギ消費量が加算された値として求められる。
It should be noted that the sum of the total heat generation amount (d) of the
In addition, in order to consider the amount of stored hot water (k) at the determination timing, that is, the initial amount of stored hot water, in [Equation 1], the amount of energy consumed when the initial amount of stored heat is supplemented with the heat generated by the auxiliary heating means M (initial amount of stored hot water). The predicted energy reduction amount may be obtained by adding the heat amount / the heat generation efficiency of the auxiliary heating means M). In this case, the peak use heat amount obtained as described above is also obtained as a value obtained by adding the energy consumption amount when the initial stored heat amount as described above is supplemented with the heat generated by the auxiliary heating means M.
運転制御部5は、1日を複数に分割した複数の単位期間毎の負荷データを時間経過の並び順に各日毎に区分けした状態で過去の複数日について記憶手段としての不揮発性のメモリ34に記憶させるデータ記憶処理を実行するように構成されている。
The
即ち、運転制御部5は、例えば、熱負荷を給湯熱負荷と端末熱負荷として、単位時間あたりの実電力負荷、実給湯負荷、及び、実端末熱負荷の夫々を、電力負荷計測手段11及びインバータ6の出力値、給湯熱負荷計測手段31、及び、端末熱負荷計測手段32にて計測する。そして、電力負荷計測手段11及びインバータ6の出力値、給湯熱負荷計測手段31、及び、端末熱負荷計測手段32にて計測された値を過去の3週間(21日間)分について、時間経過の並び順に各日毎に区分けした状態でメモリ34に記憶することにより、時系列的な電力負荷及び時系列的な熱負荷を単位期間の一例としての1時間毎に管理するように構成されている。
図9には、給湯熱負荷データの本出願人による実測データの例を示している。ここでいう給湯熱負荷データには、給湯栓から行われる一般給湯と、浴槽への湯張りを行う風呂湯張り給湯の両方が含まれる。
That is, the
FIG. 9 shows an example of actual measurement data by the applicant of the hot water supply heat load data. The hot water supply heat load data here includes both general hot water supply performed from a hot water tap and bath hot water supply hot water filling a bathtub.
そして、運転制御部5は、上記したようにして記憶されている過去の負荷データを管理して、その過去の負荷データに基づいて判定タイミングを小負荷時間帯となるように設定する判定タイミング設定処理を実行するように構成されている。説明を加えると、判定タイミング設定処理においては、給湯熱負荷データに基づいて、給湯熱負荷データが最大負荷となる大負荷時間帯から設定時間以上離れ、且つ、小負荷となる時間帯を求めて、その時間帯を前記判定タイミングに設定するように構成されている。
And the
以下、図6〜図8のフローチャートに基づいて、判定タイミングにおいて行われる運転処理及び判定タイミングの設定処理等について具体的に説明する。
運転制御部5は、先ず、そのときに設定されている判定タイミングになると、運転処理を実行する(ステップ1、2)。ちなみに、当該システムが初めて設置されたときには、設定タイミングとしては、予め午前3時が初期設定されている。
前記運転処理においては、図7に示すように、先ず、連続稼動モードによって燃料電池1を運転すると仮定したときの予測エネルギ削減量Pcと、断続稼動モードによって燃料電池1を運転すると仮定したときの予測エネルギ削減量Piとを演算し(ステップ21)、夫々の予測エネルギ削減量Pc,Piのうちどちらの方が大きいか否かを判定し(ステップ22)、予測エネルギ削減量Pcの方が大きい場合には、連続稼動モードを選択する(ステップ23)。そして、予測エネルギ削減量Piの方が大きい場合に、その予測エネルギ削減量Piが負でなければ断続稼動モードを選択し(ステップ24、25)、予測エネルギ削減量Piが負であれば待機モードを選択する(ステップ26)。尚、夫々の予測エネルギ削減量Pc,Piが等しい場合には、起動や停止に伴うエネルギ損失やセルの劣化を抑制する目的で、連続稼動モードが選択される。
Hereinafter, based on the flowchart of FIGS. 6-8, the driving | running process performed at a determination timing, the setting process of a determination timing, etc. are demonstrated concretely.
First, the
In the operation process, as shown in FIG. 7, first, when it is assumed that the
そして、上記判定タイミング以降の判定対象期間においては、燃料電池1は、上記のように稼動モード選択処理で選択された稼動モードで稼動される。
即ち、断続稼動モードの方が連続稼動モードよりも予測エネルギ削減量が大きい場合には、判定タイミングにおける稼動モード選択処理により断続稼動モードが選択され、それ以降の判定対象期間において燃料電池1が断続的に稼動されるので、熱余り状態が抑制され、省エネルギ性の向上が図られる。
一方、連続稼動モードの方が断続稼動モードよりも予測エネルギ削減量が大きい場合には、判定タイミングにおける稼動モード選択処理により連続稼動モードが選択され、それ以降の判定対象期間において燃料電池1が連続的に稼動されるので、熱不足状態が抑制されて高い省エネルギ性が確保されながら、起動や停止に伴うエネルギ損失やセルの劣化が適切に抑制される。
In the determination target period after the determination timing, the
That is, when the predicted energy reduction amount is larger in the intermittent operation mode than in the continuous operation mode, the intermittent operation mode is selected by the operation mode selection process at the determination timing, and the
On the other hand, when the predicted energy reduction amount is larger in the continuous operation mode than in the intermittent operation mode, the continuous operation mode is selected by the operation mode selection process at the determination timing, and the
〔連続稼動モード〕
次に、連続稼動モードが選択された場合における運転制御部5による詳細な運転制御方法について、説明を加える。
運転制御部5は、連続稼動モードにおいて、電主運転制御を実行することにより、熱負荷に対して燃料電池1の発生熱が余る熱余り状態が予測される場合に、燃料電池1の出力を現電力負荷に追従した電主出力よりも小さい抑制出力に設定する抑制運転を実行可能に構成されている。
更に、運転制御部5は、連続稼動モードにおいて、電主運転制御を実行することにより、熱負荷に対して燃料電池1の発生熱が不足する熱不足状態が予測される場合に、燃料電池1の出力を現電力負荷に追従した電主出力よりも大きい強制出力に設定する強制運転を実行可能に構成されている。
[Continuous operation mode]
Next, a detailed operation control method by the
In the continuous operation mode, the
Further, the
ちなみに、熱余り状態とは、例えば、貯湯槽2内に貯湯されている湯水が満杯であり、ラジエター19を作動させる状態や、熱媒供給運転中に燃料電池1から出力される熱が熱消費端末3で要求されている端末熱負荷よりも大きくて、貯湯槽2内に貯湯されている湯水が満杯であり、ラジエター19を作動させる状態である。
また、熱不足状態とは、例えば、貯湯槽2内に湯水が貯湯されておらず、補助加熱手段Mを作動させる状態や、熱媒供給運転中に燃料電池1から出力される熱だけでは熱消費端末3で要求されている端末熱負荷を賄えない状態である。
Incidentally, the excess heat state means, for example, that hot water stored in the
Moreover, the heat shortage state means that, for example, hot water is not stored in the
次に、熱余り状態及び熱不足状態の予測について説明を加える。
前記運転制御部5は、判定対象期間における予測電力負荷及び予測熱負荷を求め、その予測電力負荷を補うように、連続的に電主運転制御を実行することを想定して、燃料電池1の発生熱が予測熱負荷に対して余る熱余り状態が発生するか否かを判断すると共に、その熱余り状態が発生する時間帯を熱余り時間帯として求め、逆に、燃料電池1の発生熱が予測熱負荷に対して不足する熱不足状態が発生するか否かを判断すると共に、その熱不足状態が発生する時間帯を熱不足時間帯として求める。
尚、熱不足状態や熱余り状態を予測する構成については、例えば、補助加熱手段Mを作動した状態での給湯量やラジエター19における放熱量を積算し、その積算値が設定値以上となることにより、熱不足状態や熱余り状態を予測するなど、適宜変更が可能である。
Next, explanation will be given on the prediction of the excess heat state and the insufficient heat state.
The
In addition, about the structure which predicts a heat shortage state and a heat surplus state, for example, the hot water supply amount in the state which actuated the auxiliary heating means M and the heat radiation amount in the
上記抑制運転について説明を加えると、運転制御部5は、抑制運転を実行する場合において、熱余り状態が予測される熱余り時間帯よりも前の時間帯でその熱余り状態が解消できるように設定された抑制運転時間帯において、燃料電池1の出力を電主出力よりも小さい抑制出力に設定する。
When the suppression operation is described, when the suppression operation is performed, the
更に、上記抑制出力は、燃料電池1の出力を電主出力に設定したときの発電メリットよりも優れた発電メリットを発揮する出力のうちの上記電主出力以下の範囲内における最大出力に設定することが望ましい。
Further, the suppression output is set to the maximum output within the range below the main output among the outputs that exhibit the power generation merit superior to the power generation merit when the output of the
即ち、運転制御部5は、現電力負荷の全てを商用電源7からの受電電力で補う場合のエネルギ消費量から、現電力負荷の少なくとも一部を燃料電池1の発電電力で補う場合のエネルギ消費量を差し引いた分に相当する上記発電メリットを、燃料電池1の出力を電主出力及びそれ以下に設定した場合について演算し、その発電メリットが、燃料電池1の出力を電主出力に設定した場合よりも優れている出力のうちの最大出力を、上記抑制出力として設定する。上記発電メリットは、余剰電力の発生によるエネルギロスを差し引いた値とすることが望ましい。尚、上記抑制出力は、燃料電池1の最小出力や、電主出力から所定の設定量小さい出力としても構わない。
That is, the
上記強制運転について説明を加えると、運転制御部5は、強制運転を実行する場合において、熱不足状態が予測される熱不足時間帯よりも前の時間帯でその熱不足状態が解消できるように設定された強制運転時間帯において、燃料電池1の出力を電主出力よりも大きい強制出力に設定する。更に、上記強制出力は、燃料電池1の出力を電主出力に設定したときの発熱メリットよりも優れた発熱メリットを発揮する出力のうちの上記電主出力以上の範囲内における最小出力に設定することが望ましい。
When the forced operation is described, when the forced operation is performed, the
即ち、運転制御部5は、現熱負荷の全てを補助加熱手段Mによる発生熱で補う場合のエネルギ消費量から、現熱負荷の少なくとも一部を燃料電池1の発生熱で補う場合のエネルギ消費量を差し引いた分に相当する上記発熱メリットを、燃料電池1の出力を電主出力及びそれ以上に設定した場合について演算し、その発熱メリットが、燃料電池1の出力を電主出力に設定した場合よりも優れている出力のうちの最小出力を、上記強制出力として設定する。上記発熱メリットは、余剰熱の発生によるエネルギロスを差し引いた値とすることが望ましい。又、上記強制出力は、燃料電池1の最大出力や、電主出力から所定の設定量大きい出力としても構わない。
That is, the
また、上記抑制出力及び上記強制出力は、燃料電池1の出力を電主出力に設定したときの発電メリット及び発熱メリットの和である総合メリットよりも優れた総合発電メリットを発揮する出力として設定しても構わない。
In addition, the suppression output and the forced output are set as outputs that exhibit an overall power generation merit that is superior to the total merit that is the sum of the power generation merit and heat generation merit when the output of the
〔断続稼動モード〕
次に、断続稼動モードが選択された場合における運転制御部5による詳細な運転制御方法について、説明を加える。
この断続稼動モードは、判定対象期間において上述した予測エネルギ削減量が最大となるように、燃料電池1の稼動時間帯を設定する稼動モードである。
そして、その断続稼動モードは、下記に示す第1断続稼動モードと第2断続稼動モードが含まれ、運転制御部5は、稼動モード選択処理により断続稼動モードが選択された場合には、例えば予測エネルギ削減量が優れている方の断続稼動モードで、燃料電池1を稼動させる。
[Intermittent operation mode]
Next, a detailed operation control method by the
This intermittent operation mode is an operation mode in which the operation time zone of the
The intermittent operation mode includes a first intermittent operation mode and a second intermittent operation mode shown below, and the
(第1断続稼動モード)
第1断続稼動モードは、24時間等の判定対象期間において燃料電池1の稼動時間帯が異なる複数の仮運転パターンの夫々の予測エネルギ削減量を、判定対象期間における予測電力負荷と判定対象期間における予測熱負荷とに基づいて演算して、その予測エネルギ削減量が最大となるように、判定対象期間において燃料電池1の起動時間と停止時間を設定する断続稼動モードである。
(First intermittent operation mode)
In the first intermittent operation mode, the predicted energy reduction amount of each of a plurality of temporary operation patterns in which the operation time zone of the
即ち、運転制御部5は、第1断続稼動モードが選択された場合に、上記複数の仮運転パターンとしての、判定対象期間において燃料電池1の起動時間と停止時間との組み合わせが互いに異なる全ての仮運転パターンについて、その起動時間から停止時間までの稼動時間帯において燃料電池1に対して電主運転制御を実行することによる予測エネルギ削減量を、上述した[数1]〜[数3]等を用いて、演算する。
That is, when the first intermittent operation mode is selected, the
そして、その複数の仮運転パターンのうち、上記のように求めた予測エネルギ削減量が最も優れた即ち最大である仮運転パターンを、その判定対象期間における正式な運転パターンとして決定し、その運転パターンで定義される運転時間帯で燃料電池1を運転するように、判定時間帯における燃料電池1の起動時間と停止時間とを設定する。
Then, among the plurality of temporary operation patterns, the temporary operation pattern having the highest predicted energy reduction amount obtained as described above, that is, the maximum temporary operation pattern is determined as an official operation pattern in the determination target period, and the operation pattern The start time and the stop time of the
(第2断続稼動モード)
第2断続稼動モードは、24時間等の判定対象期間において燃料電池1の稼動時間帯が異なる複数の仮運転パターンの夫々の予測エネルギ削減量を、判定対象期間における予測電力負荷と、判定対象期間よりも長い48時間又は72時間等の熱負荷判定対象期間における予測熱負荷とに基づいて演算して、予測エネルギ削減量が最大となるように、判定対象期間において燃料電池1の起動時間と停止時間を設定する断続稼動モードである。
(Second intermittent operation mode)
In the second intermittent operation mode, the predicted energy reduction amount of each of the plurality of temporary operation patterns having different operation time zones of the
即ち、運転制御部5は、第2断続稼動モードが選択された場合に、上記複数の仮運転パターンとしての、判定対象期間における燃料電池1の起動時間と停止時間との組み合わせが互いに異なる全ての仮運転パターンについて、その起動時間から停止時間までの稼動時間帯において燃料電池1に対して電主運転制御を実行することによる予測エネルギ削減量を演算する。
That is, when the second intermittent operation mode is selected, the
尚、この第2断続稼動モードで演算される予測エネルギ削減量は、例えば、図5(b)の判定対象期間以降の熱利用状態に示すように、その判定対象期間以降含む熱負荷判定対象期間において貯湯熱量(k)が継続して予測熱負荷(m)として利用された場合を想定して、上述した[数1]〜[数3]等を用いて演算された判定対象期間の予測電力負荷と予測熱負荷とに基づいて演算した予測エネルギ削減量に対して、その判定対象期間以降における予測利用熱量(n)の合計から貯湯放熱量(l)の合計を差し引いた分の熱量を、補助加熱手段Mの発生熱で補う場合のエネルギ消費量を加えた値として、求めることができる。 Note that the predicted energy reduction amount calculated in the second intermittent operation mode is, for example, the thermal load determination target period including the determination target period and thereafter, as shown in the heat utilization state after the determination target period in FIG. Assuming that the amount of stored hot water (k) is continuously used as the predicted heat load (m), the predicted power of the determination target period calculated using [Equation 1] to [Equation 3] described above, etc. For the predicted energy reduction amount calculated based on the load and the predicted heat load, the amount of heat obtained by subtracting the sum of the hot water storage heat release amount (l) from the sum of the predicted use heat amount (n) after the determination target period, It can be obtained as a value obtained by adding the energy consumption when supplementing with the heat generated by the auxiliary heating means M.
尚、運転制御部5は、稼動モード選択処理により断続稼動モードが選択された場合に、上記第1断続稼動モードと上記第2断続稼動モードとのうち、予測エネルギ削減量が優れた方の断続稼動モードを選択して、燃料電池1を断続的に稼動させるのであるが、例えば、上記第2断続稼動モードを優先的に選択したい場合に、上記第2断続稼動モードの予測エネルギ削減量が、第1断続稼動モードの予測エネルギ削減量から一定量差し引いた分よりも大きい場合に、第2断続稼動モードを選択するように構成しても構わない。
When the intermittent operation mode is selected by the operation mode selection process, the
尚、断続稼動モードとしては、予測エネルギ削減量が最大となるように判定対象期間において燃料電池1の起動時間と停止時間を設定する稼動モードとするのではなく、例えば、燃料電池1の発生熱により熱負荷の全てを賄うように燃料電池1の起動時間と停止時間とを設定する稼動モードや、一定の出力調整周期毎に、予測エネルギ削減量を再計算して、燃料電池1を起動するか停止するかを判定する形態の稼動モード等のように、別の断続稼動モードを採用しても構わない。また、断続稼動モードにおける上記燃料電池1の稼動時間帯は、判定対象期間において夫々1回のみではなく、複数回設定しても構わない。
The intermittent operation mode is not an operation mode in which the start time and the stop time of the
〔待機モード〕
この待機モードは、燃料電池1を運転させずに停止させるモードである。つまり、上記断続稼動モードの予測エネルギ削減量の方が連続稼動モードの予測エネルギ削減量よりも優れている場合において、その予測エネルギ削減量が負である場合には、燃料電池1を稼動させることによるエネルギの削減効果がないとして、何れの稼動モードも選択せずに、次の判定対象期間において燃料電池1を停止させるのである。
(Standby mode)
This standby mode is a mode in which the
そして、上述したような運転処理が終了したのち設定日数(21日)が経過しているか否かを判別するようになっており(ステップ3)、設定日数が経過する毎に、上記した運転処理を実行するための判定タイミングを設定する判定タイミング設定処理(ステップ4)を実行する。この判定タイミング設定処理を実行した後は、経過日数の積算値をリセットして、その日からの経過日数をカウントすることになる(ステップ5)。 Then, after the operation process as described above is completed, it is determined whether or not the set number of days (21 days) has elapsed (step 3). Every time the set number of days elapses, the above-described operation process is performed. The determination timing setting process (step 4) for setting the determination timing for executing is executed. After executing this determination timing setting process, the accumulated value of the elapsed days is reset and the elapsed days from that day are counted (step 5).
運転制御部5は、判定タイミング設定処理において、メモリ34に記憶されている過去の給湯負荷データの情報に基づいて、各日の同じ時刻に対応する単位期間(1時間)毎の給湯負荷データの平均値である単位期間負荷データを求め、その単位期間負荷データに基づいて判定タイミングを設定するように構成されている。更には、単位期間データに基づいて、対象となる単位期間の前後における単位期間を含む設定数分の単位期間の夫々における前記単位期間負荷データの合計値である複数期間負荷データを、1日の複数の単位期間の夫々について求めて、その複数の単位期間の夫々における複数期間負荷データのうちで最大負荷となる複数期間負荷データに対応する単位期間から設定時間以上離れ、且つ、小負荷となる複数期間負荷データに対応する単位期間を求め、その単位期間を判定タイミングとするように構成されている。
In the determination timing setting process, the
すなわち、図8に示すように、この判定タイミング設定処理では、先ず、メモリ34に記憶して蓄積されている過去のS日間(21日間)の負荷データに関して、各時刻の負荷量平均値(A)(単位期間負荷データの一例)を求め、且つ、設定数分の単位期間(3時間の時間帯)の夫々における負荷量合計値(B)(複数期間負荷データの一例)を求める(ステップ41)。
That is, as shown in FIG. 8, in this determination timing setting process, first, with respect to load data for the past S days (21 days) stored and accumulated in the
具体例で説明すると、図9に示す過去21日分の給湯負荷データについて、各時刻に対応する単位期間毎の給湯負荷データの21日間分の平均値(A)を求める。そして、対象となる単位期間の前後における単位期間を含む3個分の単位期間にて構成される時間帯の夫々の単位期間における3つの負荷量平均値(A)を合計して負荷量合計値(B)を求める。
図9に示す例では、零時の負荷量平均値「32」、1時の負荷量平均値「17」、2時の負荷量平均値「20」の3つを合計した値「69」が1時における負荷量合計値(B)となる。以下、同じようにして各時間帯(3時間)毎の合計値を求める。
If it demonstrates with a specific example, about the hot water supply load data for the past 21 days shown in FIG. 9, the average value (A) for 21 days of the hot water supply load data for every unit period corresponding to each time will be calculated. Then, the total load amount value is obtained by adding the three load amount average values (A) in the respective unit periods in the time zone constituted by three unit periods including the unit periods before and after the target unit period. (B) is obtained.
In the example shown in FIG. 9, a value “69” obtained by adding up three of the load amount average value “32” at midnight, the load amount average value “17” at 1:00, and the load amount average value “20” at 2 o'clock is obtained. It becomes the load amount total value (B) at 1 o'clock. Hereinafter, the total value for each time zone (3 hours) is obtained in the same manner.
次に、各時間帯の負荷量合計値(B)のうちで最も小さい時間帯から順に、時間帯T1,時間帯T2,時間帯T3‥‥時間帯Tnを順序付ける状態で特定する(ステップ42)。図9に示す例では、最も小さい時間帯T1は8時〜10時であり、次に小さい時間帯T2は1時〜3時である。そして、各時間帯の中間の時刻をTn(mid)とする(ステップ43)。時間帯T1では、中間時刻Tn(mid)は9時である。 Next, the time zone T1, the time zone T2, the time zone T3,..., And the time zone Tn are specified in order from the smallest time zone among the load amount total values (B) in each time zone (step 42). ). In the example shown in FIG. 9, the smallest time zone T1 is from 8 o'clock to 10 o'clock, and the next smallest time zone T2 is from 1 o'clock to 3 o'clock. The intermediate time of each time zone is set to Tn (mid) (step 43). In the time zone T1, the intermediate time Tn (mid) is 9 o'clock.
次に、負荷量合計値(B)が最大となる大負荷時間帯Tm及びその大負荷時間帯Tmにおける中間の時刻Tm(mid)を特定する(ステップ44)。そして、負荷量合計値(B)が小さい順に順序付けた時間帯の変数nを零にリセットして、n=1から順次大きなものになる順序で、ステップ47の条件判断をその条件が成立するまで繰り返して実行する(ステップ46、47)。すなわち、大負荷時間帯Tmから12時間以上離れ、且つ、大負荷時間帯Tmから22時間以上離れていない条件を満足する時間帯であって、最も負荷量合計値(B)が小さい時間帯を求め、その時間帯の中間時刻Tnを判定タイミングとする(ステップ48)。
Next, a large load time zone Tm in which the total load amount (B) is maximum and an intermediate time Tm (mid) in the large load time zone Tm are specified (step 44). Then, the variable n in the time zone ordered in ascending order of the total load amount (B) is reset to zero, and the condition judgment in
ここで、前記大負荷時間帯Tmから12時間以上離れていることを条件とするのは、湯張り給湯等の大きい負荷を賄うためには、12時間以上前から貯湯タンク2への貯湯運転を行う方がよいからである。又、大負荷時間帯Tmから22時間以上離れていると、判定タイミングが負荷が大きい時間帯に近づき過ぎてほぼ同じタイミングになるおそれがあり、判定タイミングとしては適切でないからである。
Here, the condition of being 12 hours or more away from the large load time zone Tm is that the hot water storage operation to the hot
図9においては、時間帯T1は負荷量合計値(B)が最も小さいがステップ47の条件を満たさない。時間帯T2は、負荷量合計値(B)が2番目に小さく、しかも、ステップ47の条件を満たすので、時間帯T2における中間の時刻(T2(mid)=2時)が判定タイミングとして設定されることになる。
In FIG. 9, the time period T1 has the smallest load amount total value (B), but does not satisfy the condition of
以下、本出願人による実測データを用いて説明を加える。
図10、図11、図12に本出願人による実測データを示している。
それら各図の(イ)では、時間の変化に対応した予測給湯負荷及び燃料電池1の運転状態を表し、同(ロ)では、設定した運転モードと省エネ率の結果を示している。そして、この例では、過去の負荷データから午前3時付近に湯張り給湯が行われて大きな負荷が発生すると予測している場合であり、大きい負荷の発生時刻が午前3時よりも少し前後にずれる場合を例示している。ここでは、断続運転としては第1断続稼動モードにて運転している。
Hereinafter, explanation will be added using actual measurement data by the present applicant.
FIG. 10, FIG. 11, and FIG. 12 show actual measurement data by the present applicant.
In each of these figures, (a) shows the predicted hot water supply load corresponding to the change in time and the operating state of the
そのうち、図10においては、判定タイミングを上記したような判定タイミング設定処理をした結果午前6時付近に設定した場合を示し、図11は判定タイミングを午前0時に設定した場合、同じく、図12は判定タイミングを午前3時に設定した場合を示している。 10 shows a case where the determination timing is set to around 6 am as a result of the determination timing setting process as described above. FIG. 11 shows a case where the determination timing is set to midnight, and FIG. The case where the judgment timing is set to 3 am is shown.
図12においては、午前3時を判定タイミングとして判定したときに、次の設定周期、つまり、3時(1日目の午前3時)から27時(2日目の午前3時)までの間の予測給湯負荷から燃料電池1が給湯負荷を賄うように断続運転するようになっており、燃料電池1が運転を開始した以降の給湯負荷は賄えるが、午前3時等の燃料電池1が運転しない時間帯の給湯負荷は賄えず、熱不足となっている。又、例えば27時で判定したときには、次の設定周期、つまり、27時(2日目の午前3時)から51時(3日目の午前3時)までの間では負荷が少ないと判断して燃料電池1を停止させるようにしているから熱不足が発生している。一方、さらに次の設定周期、つまり、51時(3日目の午前3時)から75時(4日目の午前3時)までの間では予測給湯負荷が大きいと判断して連続運転を行うようになって熱余り状態となっている。従って、このような運転状態であれば、1日目と3日目においては、燃料電池1が過剰な熱を発生したり、逆に熱不足が生じる等、省エネ率が低く省エネルギ性の点で不利となるものであった。因みに、ここでいう省エネ率の判断としては、後述するような予測エネルギ削減量の算出量から求めるようにしており、(―)が省エネ率の低い場合を示し、(+)が省エネ率の高い場合を示している。
In FIG. 12, when 3 am is determined as the determination timing, the next set cycle, that is, from 3 am (3 am on the first day) to 27:00 (3 am on the second day) The
図11には、図12で示したものと略同じ使用条件であるが、この場合においても、判定タイミングよりもすぐ後で大きな負荷が発生するので、省エネ率が低く省エネルギ性の点で不利となるものであった。 In FIG. 11, the use conditions are substantially the same as those shown in FIG. 12, but even in this case, a large load is generated immediately after the determination timing, which is disadvantageous in terms of low energy saving rate and energy saving. It was to become.
これに対して、図10に示すものでは、前記小負荷時間帯として午前6時前後が該当するので、午前6時を判定タイミングとして設定したときの燃料電池1の運転状態を示しているが、各日において効率よく運転することができ、省エネルギ性の点で有利となるものとなっている。この図から明らかなように、適切なタイミングで運転処理の判定が行われることになり、省エネルギ性の面で有利となる結果が得られた。
On the other hand, the one shown in FIG. 10 corresponds to around 6 am as the small load time zone, and thus shows the operating state of the
〔第2実施形態〕
次に、第2実施形態を説明する。この実施形態では、前記運転制御手段による設定タイミング設定処理の基礎となるデータの種類及びそのデータを記憶処理するための構成、並びに、そのデータに基づく設定タイミング設定処理の構成が異なるが、それ以外の構成は第1実施形態と同じであるから、異なる構成についてのみ説明し、同じ構成については説明は省略する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment will be described. In this embodiment, the type of data that is the basis of the setting timing setting process by the operation control means, the configuration for storing the data, and the configuration of the setting timing setting process based on the data are different. Since the configuration is the same as that of the first embodiment, only different configurations will be described, and description of the same configurations will be omitted.
この第2実施形態では、前記運転制御手段が、前記熱電併給装置が発生した熱を回収した熱量についての回収熱量データ(熱量データの一例)を管理して、その回収熱量データに基づいて前記判定タイミングを設定する判定タイミング設定処理を実行するように構成されている。具体的には、回収熱量データとして、前記貯湯槽に貯湯される湯水の貯湯量についての過去の貯湯量データを管理して、その貯湯量データに基づいて、前記貯湯量が少量となる時間帯に前記判定タイミングを設定する判定タイミング設定処理を実行するように構成されている。 In the second embodiment, the operation control unit manages the recovered heat amount data (an example of the heat amount data) for the heat amount recovered from the heat generated by the combined heat and power supply device, and the determination is performed based on the recovered heat amount data. It is configured to execute a determination timing setting process for setting the timing. Specifically, as the recovered heat amount data, the past hot water storage amount data about the hot water storage amount of hot water stored in the hot water storage tank is managed, and based on the hot water storage amount data, the hot water storage amount is small. The determination timing setting process for setting the determination timing is executed.
すなわち、運転制御部5は、第1実施形態において説明したような、電力負荷データ及び熱負荷データについてのデータ記憶処理と同様にして、1日を複数に分割した複数の単位期間毎の前記貯湯量データを時間経過の並び順に各日毎に区分けした状態で過去の複数日について記憶手段に記憶させるデータ記憶処理を実行するように構成されている。
That is, the
前記貯湯槽2における貯湯量の検出は次のようにして行われる。図13に示すように、前記貯湯槽2には、貯湯量を検出するための温度検出手段として4個のサーミスタS1〜S4が上下方向に間隔を隔てて設けられている。そして、運転制御部5は、これら4個のサーミスタS1〜S4の検出情報に基づいて、貯湯槽2に温度成層を形成するように貯留されている湯水の貯湯量、具体的には、熱負荷に供給することが可能な貯湯熱量を演算にて求める構成となっている。
The amount of hot water stored in the
説明を加えると、4個のサーミスタS1〜S4にて計測した各部位の温度に重み係数を掛けて貯湯槽2内に形成される温度成層の各成層部分での貯湯熱量を算出してそれらを合計して貯湯槽2の貯湯熱量を求めるようにしている。具体的には、前記各サーミスタS1〜S4の検出値を夫々T1〜T4とし、図水しない給水サーミスタにて検出される給水温度をTiとして、下記数4に示すように重み係数K1〜K3を掛けて貯湯熱量Qを求める。尚、「V」は、貯湯槽の容量、「n」は温度成層の層数(図13に示す例では3層)、「Kw」は熱量(単位Wh)に換算するための換算係数である。
If explanation is added, the heat storage heat quantity in each stratification part of the temperature stratification formed in hot
〔数4〕
Q=[(K1×T1+(1-K1)×T2-T1)×V/n+(K2×T2+(1−K2)×T3−Ti)×V/n+(K3×T3+(1-K3)×T4-T1)×V/n]×Kw
[Equation 4]
Q = [(K1 * T1 + (1-K1) * T2-T1) * V / n + (K2 * T2 + (1-K2) * T3-Ti) * V / n + (K3 * T3 + (1 -K3) * T4-T1) * V / n] * Kw
貯湯量を検出する構成としては、このような構成に限らず、4個のサーミスタのうち検出温度が設定温度以上であるサーミスタの内、最下部のサーミスタ32の位置に基づいて、貯湯量を複数段階に検出する構成としてもよい。
The configuration for detecting the amount of hot water storage is not limited to such a configuration, and a plurality of hot water storage amounts are selected based on the position of the
前記運転制御部5は、上記したように計測される貯湯量についての過去の貯湯量データを、例えば図15に示すように、1日を複数に分割した複数の単位期間毎の前記貯湯量データを時間経過の並び順に各日毎に区分けした状態で過去の複数日(21日)についてメモリに記憶させる。前記判定タイミング設定処理を実行するときは、貯湯量データに基づいて、前記貯湯量が少量となる時間帯に前記判定タイミングを設定する。
For example, as shown in FIG. 15, the
説明を加えると、メモリ34に記憶されている貯湯量データに基づいて、各日の同じ時刻に対応する単位期間における貯湯量データの平均値を単位期間貯湯量データとして求める。さらに、対象となる単位期間の前後における単位期間を含む設定数分の単位期間の夫々における単位期間貯湯量データの合計値である複数期間貯湯量データを、1日の複数の前記単位期間の夫々について求めて、その複数の単位期間の夫々における複数期間貯湯量データのうちで最少となる複数期間貯湯量データに対応する単位期間又はそれ以降の設定個数分あとの単位期間を前記判定タイミングとするように構成されている。
In other words, based on the hot water storage amount data stored in the
すなわち、図14に示すように、メモリ34に記憶して蓄積されている過去のS日間(21日間)の貯湯量データに関して、各時刻の貯湯量平均値(C)(単位期間データの一例)を求め、且つ、設定数分の単位期間(3時間の時間帯)の夫々における貯湯量合計値(D)(複数期間貯湯量データの一例)を求める(ステップ41)。図15に示す例では、零時の貯湯量平均値「2492」、1時の貯湯量平均値「2743」、2時の貯湯量平均値「3122」の3つを合計した値「8358」が1時を中間とする時間帯における貯湯量合計値(D)となる。以下、同じようにして各時間帯(3時間)毎の貯湯量合計値を求めて、その複数の貯湯量合計値のうちで最も貯湯量合計値(D)が小さい時間帯MIN(図15に示す例では18〜21時が相当する)を求め、最少となる複数期間貯湯量データに対応する単位期間として、その時間帯MINの中間時刻(図15では20時)を判定タイミングとする(ステップ42,43)。
That is, as shown in FIG. 14, with respect to hot water storage data for the past S days (21 days) stored and accumulated in the
前記判定タイミングとしては、時間帯MINの中間時刻に設定するものに限らず、それよりも設定個数分あとの単位期間として、時間帯MINの中間時刻よりも1〜3時間程度あとまでの時刻、つまり、21時、22時、23時等の時刻に判定タイミングを設定するようにしてもよい。 The determination timing is not limited to the time set at the intermediate time of the time zone MIN, but as a unit period after the set number of times, the time from about 1 to 3 hours after the intermediate time of the time zone MIN, That is, the determination timing may be set at a time such as 21:00, 22:00, or 23:00.
〔第3実施形態〕
次に、第3実施形態を説明する。この実施形態では、前記運転制御手段による設定タイミング設定処理の構成が異なるが、それ以外の構成は第1実施形態や第2実施形態と同じであるから、異なる構成についてのみ説明し、同じ構成については説明は省略する。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment will be described. In this embodiment, the configuration of the setting timing setting process by the operation control means is different, but the other configuration is the same as the first embodiment and the second embodiment, so only the different configuration will be described and the same configuration will be described. Will not be described.
この実施形態では、前記運転制御手段が、過去の負荷データ、及び、前記貯湯槽に貯湯される湯水の貯湯量についての過去の貯湯量データを管理して、前記過去の負荷データに基づいて大負荷時間帯とは異なる時間帯に前記判定タイミングを設定する状態と、前記過去の貯湯量データに基づいて前記貯湯量が少量となる時間帯に前記判定タイミングを設定する状態とのうちの選択された状態にて、前記判定タイミングを設定する判定タイミング設定処理を実行するように構成されている。 In this embodiment, the operation control means manages past load data and past hot water storage amount data regarding the hot water storage amount of hot water stored in the hot water storage tank, and is based on the past load data. A state is selected between a state in which the determination timing is set in a time zone different from the load time zone, and a state in which the determination timing is set in a time zone in which the hot water storage amount is small based on the past hot water storage amount data. In this state, a determination timing setting process for setting the determination timing is executed.
すなわち、運転制御部5は、1日を複数に分割した複数の単位期間毎の熱負荷及び貯湯槽に貯湯される湯水の貯湯量を時間経過の並び順に各日毎に区分けした状態で過去の複数日(21日)について記憶手段としての不揮発性のメモリ34に記憶させる。そして、前記過去の負荷データに基づいて大負荷時間帯とは異なる時間帯に判定タイミングを設定する状態と、過去の貯湯量データに基づいて貯湯量が少量となる時間帯に判定タイミングを設定する状態とのうちのいずれかの状態を、手動操作式の選択指令スイッチにて選択して、前記判定タイミングを設定する構成となっている。
In other words, the
前記過去の負荷データに基づいて判定タイミングを設定する構成は第1実施形態と同じであり、前記過去の貯湯量データに基づいて判定タイミングを設定する構成は第2実施形態と同じである。 The configuration for setting the determination timing based on the past load data is the same as in the first embodiment, and the configuration for setting the determination timing based on the past hot water storage amount data is the same as in the second embodiment.
この構成では、例えば、当該システムが設置されて使用される家庭等における給湯使用形態の違いに応じて、選択指令スイッチにて、過去の負荷データに基づいて大負荷時間帯とは異なる時間帯に判定タイミングを設定する状態と、過去の貯湯量データに基づいて貯湯量が少量となる時間帯に判定タイミングを設定する状態とのうちのいずれかの状態を設定することになる。 In this configuration, for example, depending on the difference in hot water usage in the home where the system is installed and used, the selection command switch can be used in a time zone different from the heavy load time zone based on past load data. One of a state in which the determination timing is set and a state in which the determination timing is set in a time zone in which the hot water storage amount is small based on the past hot water storage amount data are set.
上記各状態うちのいずれかを選択する場合、選択指令スイッチにて選択する構成に代えて、例えば、いずれかの状態に初期設定しておき、運転制御部が、運転を継続するに伴って蓄積される過去の負荷データから、どちらを選択した方が省エネルギになるかを演算にて求めて、より省エネルギ化を図れるものを自動的に選択するように構成してもよい。 When selecting any one of the above states, instead of the configuration selected by the selection command switch, for example, the state is initially set to any state, and the operation control unit accumulates as the operation is continued. From the past load data, it may be configured to obtain which one can be selected to save energy by calculation and to automatically select one that can save more energy.
〔第4実施形態〕
次に、第4実施形態を説明する。この実施形態では、前記運転制御手段による設定タイミング設定処理の構成が異なるが、それ以外の構成は第1実施形態や第2実施形態と同じであるから、異なる構成についてのみ説明し、同じ構成については説明は省略する。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment will be described. In this embodiment, the configuration of the setting timing setting process by the operation control means is different, but the other configuration is the same as the first embodiment and the second embodiment, so only the different configuration will be described and the same configuration will be described. Will not be described.
この実施形態では、前記運転制御手段が、過去の負荷データ、及び、前記貯湯槽に貯湯される湯水の貯湯量についての過去の貯湯量データを管理して、前記過去の負荷データ、前記過去の貯湯量データ、並びに、予め定められる判定タイミング設定条件に基づいて、前記判定タイミングを設定する判定タイミング設定処理を実行するように構成されている。 In this embodiment, the operation control means manages the past load data and the past hot water storage amount data about the hot water storage amount of hot water stored in the hot water storage tank, the past load data, the past A determination timing setting process for setting the determination timing is executed based on hot water storage amount data and a predetermined determination timing setting condition.
すなわち、運転制御部5は、1日を複数に分割した複数の単位期間毎の熱負荷及び貯湯槽に貯湯される湯水の貯湯量を時間経過の並び順に各日毎に区分けした状態で過去の複数日(21日)について記憶手段としての不揮発性のメモリ34に記憶させる。そして、前記判定タイミング設定条件として、単位期間内において同じような量の大きめの給湯負荷が複数回発生している場合には、大きめの給湯負荷が複数回発生した複数の時点のうちで、前記貯湯量が少量となる時間帯に判定タイミングを設定することを条件として、前記判定タイミング設定処理を実行する構成となっている。
In other words, the
前記判定タイミング設定条件としては各種の条件を設定することが可能であり、この実施形態では、要するに、前記過去の負荷データ、及び、前記過去の貯湯量データの夫々の情報を利用して判定タイミングを設定するのである。 Various conditions can be set as the determination timing setting conditions. In this embodiment, in short, the determination timing is based on the past load data and the past hot water storage amount data. Is set.
〔別実施形態〕
以下、別実施形態を説明する。
[Another embodiment]
Hereinafter, another embodiment will be described.
(1) 上記第1実施形態では、運転制御手段が、前記給湯用の負荷データとして、給湯の負荷量を管理するように構成され、且つ、前記判定タイミング設定処理において、前記負荷データにおける給湯の負荷量に基づいて、前記判定タイミングを設定するように構成したが、このような構成に代えて、次のように構成するものでもよい。 (1) In the first embodiment, the operation control means is configured to manage the load amount of hot water as the load data for hot water supply, and in the determination timing setting process, the hot water supply in the load data is configured. The determination timing is set based on the load amount. However, instead of such a configuration, the following configuration may be used.
すなわち、前記負荷データとして、貯湯槽に貯留される湯水を浴槽へ湯張り給湯する風呂湯張り時刻を管理するように構成され、且つ、判定タイミング設定処理において、風呂湯張り時刻の情報に基づいて判定タイミングを設定するように構成するものでもよい。
説明を加えると、湯張り給湯する場合には、給湯使用量は浴槽の大きさにより予め予測することができるものであり、しかも、一般家庭において、最も大きな給湯負荷が発生するのは風呂湯張り給湯の場合であることが多いから、貯湯槽に風呂用の湯を貯湯するための燃料電池の運転状態を設定するのに適したタイミングを設定タイミングとして設定することで、省エネルギ化を図れるものとなる。
That is, the load data is configured to manage a bath hot water filling time in which hot water stored in the hot water tank is supplied to the bathtub, and based on the information on the bath hot water filling time in the determination timing setting process It may be configured to set the determination timing.
In other words, when using hot water supply, the amount of hot water used can be predicted in advance according to the size of the bathtub, and the largest hot water supply load is generated in general households. Since it is often the case of hot water supply, energy saving can be achieved by setting the timing suitable for setting the operating state of the fuel cell to store hot water for bath in the hot water tank It becomes.
(2) 上記第1実施形態では、前記判定タイミング設定処理において、過去の負荷データのうちで大負荷時間帯となる時間帯を求めて、その大負荷時間帯から12時間以上離れ、且つ、大負荷時間帯から22時間以上離れていない条件を満足する時間帯に設定タイミングを設定するようにしたが、このような構成に代えて、大負荷時間帯を求めることなく、過去の負荷データに基づいて小負荷時間帯を求めて、その小負荷時間帯に設定タイミングを設定するようにしてもよい。 (2) In the first embodiment, in the determination timing setting process, a time zone that becomes a heavy load time zone is obtained from the past load data, and is separated from the heavy load time zone by 12 hours or more and is large. The setting timing is set in a time zone that satisfies a condition that is not more than 22 hours away from the load time zone, but instead of such a configuration, based on past load data without obtaining a large load time zone. Thus, the small load time zone may be obtained and the set timing may be set in the small load time zone.
(3) 上記第1実施形態では、前記判定タイミング設定処理において、前記給湯用の負荷データに基づいて判定タイミングを設定するように構成したが、このような構成に限らず、電力負荷データや暖房用の熱負荷データを総合的に判断して判定タイミングを設定するように構成するようにしてもよい。 (3) In the first embodiment, the determination timing setting process is configured to set the determination timing based on the load data for hot water supply. However, the present invention is not limited to such a configuration. For example, the determination timing may be set by comprehensively determining the heat load data for use.
(4) 上記第1実施形態では、前記判定タイミング設定処理において、複数の各日の同じ時刻に対応する単位期間における負荷データの平均値を単位期間負荷データとして求め、且つ、対象となる単位期間の前後における単位期間を含む設定数分の単位期間の夫々における単位期間負荷データの合計値である複数期間負荷データを求めて、複数期間負荷データに基づいて判定タイミングを設定するように構成したが、このような構成に代えて次のように構成するものでもよい。 (4) In the first embodiment, in the determination timing setting process, an average value of load data in a unit period corresponding to the same time on each day is obtained as unit period load data, and the target unit period The multi-period load data, which is the total value of the unit period load data in each of the set number of unit periods including the unit periods before and after, is determined, and the determination timing is set based on the multi-period load data. Instead of such a configuration, the following configuration may be used.
すなわち、複数の各日の同じ時刻に対応する単位期間における負荷データの合計値を単位期間負荷データとして求めるようにしてもよい。又、設定数分の単位期間の夫々における単位期間負荷データの平均値を複数期間負荷データとして求めるようにしてもよい。更には、複数期間負荷データを求めることなく、単位期間負荷データだけを用いて判定タイミングを設定するようにしてもよい。 That is, the total value of the load data in the unit period corresponding to the same time on each day may be obtained as the unit period load data. Further, the average value of the unit period load data in each of the set number of unit periods may be obtained as the plural period load data. Furthermore, the determination timing may be set using only the unit period load data without obtaining the multi-period load data.
(5) 上記第2実施形態では、前記判定タイミング設定処理において、メモリに記憶されている貯湯量データに基づいて、各日の同じ時刻に対応する単位期間における貯湯量データの平均値を単位期間貯湯量データとして求め、設定数分の単位期間の夫々における単位期間貯湯量データの合計値である複数期間貯湯量データを、1日の複数の単位期間の夫々について求めて、その複数の単位期間の夫々における複数期間貯湯量データのうちで最少となる複数期間貯湯量データに対応する単位期間を前記判定タイミングとするように構成したが、このような構成に代えて次のように構成してもよい。 (5) In the second embodiment, in the determination timing setting process, based on the hot water storage amount data stored in the memory, the average value of the hot water storage amount data in the unit period corresponding to the same time of each day is used as the unit period. The hot water storage amount data is obtained, and the multi-period hot water storage amount data, which is the total value of the unit period hot water storage amount data for each of the set number of unit periods, is obtained for each of the multiple unit periods of the day. The unit period corresponding to the minimum period of hot water storage amount data among the plurality of periods of hot water storage data is configured as the determination timing, but instead of such a configuration, the following configuration is configured. Also good.
すなわち、複数の各日の同じ時刻に対応する単位期間における貯湯量データの最小値又は最大値を単位期間貯湯量データとして求めるようにしてもよい。又、設定数分の単位期間の夫々における単位期間貯湯量データの平均値を複数期間貯湯量データとして求めるようにしてもよい。更には、複数期間貯湯量データを求めることなく、単位期間貯湯量データを用いて判定タイミングを設定するようにしてもよい。 That is, you may make it obtain | require as the minimum value or the maximum value of the hot water storage amount data in the unit period corresponding to the same time of each day as unit period hot water storage amount data. Moreover, you may make it obtain | require the average value of the unit period hot water storage amount data in each unit period for a set number as multi-period hot water storage amount data. Furthermore, the determination timing may be set using the unit period hot water storage amount data without obtaining the multi-period hot water storage amount data.
(6) 上記第2実施形態では、前記運転制御手段が、熱量データの一例として、燃料電池が発生した熱を回収した熱量についての回収熱量データ、具体的には、貯湯槽に貯留される湯水の貯湯量についての過去の貯湯量データを管理して、その貯湯量データに基づいて前記判定タイミングを設定する構成としたが、このような構成に代えて、前記熱量データとして、前記補助加熱手段Mにおける加熱量データ、具体的には、補助加熱手段Mにおけるバーナ28における燃料供給量のデータを管理するようにして、その燃料供給量のデータに基づいて、前記判定タイミングを設定するように構成してもよい。
(6) In the second embodiment, the operation control means, as an example of the calorific value data, collects calorific value data about the calorific value obtained by recovering the heat generated by the fuel cell, specifically, hot water stored in the hot water storage tank. However, instead of such a configuration, the auxiliary heating means is used as the heat amount data instead of managing the past hot water amount data of the stored hot water amount and setting the determination timing based on the stored hot water amount data. The heating amount data in M, specifically, the fuel supply amount data in the
この構成において、補助加熱手段の加熱量データとしては、前記バーナ28における燃料供給量のデータを数値化した熱量のデータを用いることができ、しかも、このような数値化したデータ以外にも、補助加熱手段の稼動時間に関する時系列データや、補助加熱手段の稼動の有無に関する時系列データを用いることができる。例えば、貯湯槽内の湯水の貯湯量が充分あるときは前記バーナの稼動時間が少ないが、貯湯槽内の湯水が無くなると前記バーナの稼動時間が長くなるからである。
In this configuration, as the heating amount data of the auxiliary heating means, heat amount data obtained by quantifying the fuel supply amount data in the
つまり、貯湯槽に貯湯される湯水の貯湯量が少なくなると、給湯箇所にて必要とされる給湯温度が得られないので、前記補助加熱手段Mのバーナ28の燃焼量(燃料供給量)が多くなる。そこで、その燃料供給量を熱量データとして管理するようにして、過去の実績データに比べて燃料供給量が多くなると、貯湯槽における湯水の貯湯量が少量となっている時間帯であると見做して判定タイミングを設定するようにしてもよい。
That is, if the amount of hot water stored in the hot water storage tank is reduced, the hot water supply temperature required at the hot water supply location cannot be obtained, and therefore the combustion amount (fuel supply amount) of the
(7) 上記各実施形態では、前記判定タイミング設定処理を設定日数(21日)が経過する毎に実行するようにしたが、設定日数としては21日に限らずそれよりも短い日数でもよくそれよりも長い日数でもよい。又、前記判定タイミング設定処理を1日に1回ずつ行うようにしてもよく、その繰り返し周期は適宜変更することができる。 (7) In each of the above embodiments, the determination timing setting process is executed every time the set number of days (21 days) elapses. However, the set number of days is not limited to 21 days, and a shorter number of days may be used. Longer days. The determination timing setting process may be performed once a day, and the repetition cycle can be changed as appropriate.
(8) 上記各実施形態では、前記運転処理において、燃料電池を計画運転するための運転条件として、燃料電池を連続的に稼動させる連続稼動モード、断続的に稼動させる断続稼動モード、及び、燃料電池を停止させる待機モードのうちのいずれで運転するかを設定するように構成したが、このような構成に代えて次のように構成してもよい。 ( 8 ) In each of the above-described embodiments, in the operation process, as operation conditions for planned operation of the fuel cell, a continuous operation mode in which the fuel cell is operated continuously, an intermittent operation mode in which the fuel cell is operated intermittently, and a fuel Although it is configured to set which of the standby modes for stopping the battery is operated, the following configuration may be used instead of such a configuration.
燃料電池を稼動するためのモードとして、連続稼動モード、断続稼動モード、待機モードのうちのいずれか2つを備える構成でもよい。例えば、連続稼動モードと断続稼動モードとを備える構成、連続稼動モードと待機モードを備える構成、あるいは、断続稼動モードと待機モードとを備える構成等、各種の形態で実施することができる。要するに、連続稼動モード、断続稼動モード、待機モードのうちの少なくとも2つを備える構成である。 As a mode for operating the fuel cell, a configuration including any two of a continuous operation mode, an intermittent operation mode, and a standby mode may be used. For example, the present invention can be implemented in various forms such as a configuration including a continuous operation mode and an intermittent operation mode, a configuration including a continuous operation mode and a standby mode, or a configuration including an intermittent operation mode and a standby mode. In short, the configuration includes at least two of a continuous operation mode, an intermittent operation mode, and a standby mode.
又、連続稼動モード及び断続稼動モードのうちの少なくとも1つを備えておりそれらのうちのいずれかで運転するように構成するものでもよい。例えば、連続稼動モードだけを備える構成としてもよく、断続稼動モードだけを備える構成としてもよい。 Further, at least one of a continuous operation mode and an intermittent operation mode may be provided, and the apparatus may be configured to operate in any one of them. For example, a configuration including only the continuous operation mode may be employed, or a configuration including only the intermittent operation mode may be employed.
さらに、次のように構成してもよい。
燃料電池を計画運転するための運転条件として、判定タイミングにおいて燃料電池を運転するために用いる電力負荷や熱負荷等における予測負荷データを算出する処理を行うようにして、その予測負荷データに基づいて、例えば、単位時間が経過する毎に省エネルギ化を図ることができるか否かを判定するための省エネ度を求め、その省エネ度が基準値よりも高ければ燃料電池を運転し、省エネ度が基準値よりも低ければ燃料電池を運転しないように運転状態を制御する構成としてもよい。
Furthermore, you may comprise as follows.
Based on the predicted load data, a process for calculating predicted load data for an electric load or a thermal load used for operating the fuel cell at the determination timing is performed as an operation condition for the planned operation of the fuel cell. For example, every time a unit time elapses, an energy saving level for determining whether energy saving can be achieved is obtained. If the energy saving level is higher than a reference value, the fuel cell is operated, and the energy saving level is It is good also as a structure which controls a driving | running state so that a fuel cell may not be drive | operated if it is lower than a reference value.
(9) 上記各実施形態では、燃料電池の稼動時に電主運転制御を実行するように構成したが、別に、燃料電池の稼動時に燃料電池の出力をある一定の出力に設定するように運転制御を行う構成としてもよい。 ( 9 ) In each of the above embodiments, the main operation control is executed when the fuel cell is operating. However, separately, the operation control is performed so that the output of the fuel cell is set to a certain output when the fuel cell is operating. It is good also as composition which performs.
(10) 上記各実施形態では、貯湯槽に加えて、熱消費端末を設けて、熱負荷を給湯熱負荷と端末熱負荷としたものを例示したが、熱消費端末を設けずに、給湯熱負荷を熱負荷とするものでもよい。 ( 10 ) In each of the above embodiments, the heat consumption terminal is provided in addition to the hot water storage tank, and the heat load is the hot water supply heat load and the terminal heat load. However, the heat supply heat is not provided without providing the heat consumption terminal. The load may be a heat load.
(11) 上記各実施形態では、熱電併給装置として燃料電池を例示したが、熱電併給装置としては、例えばガスエンジンなどの内燃機関と発電装置とを組み合わせたもの等を用いることも可能である。 ( 11 ) In each of the above embodiments, the fuel cell is exemplified as the cogeneration device. However, as the cogeneration device, for example, a combination of an internal combustion engine such as a gas engine and a power generation device can be used.
1 熱電併給装置
2 貯湯槽
5 運転制御手段
DESCRIPTION OF
Claims (20)
前記運転制御手段が、24時間に設定された設定周期の判定タイミングにおいて、次の設定周期において前記熱電併給装置を計画運転するための運転条件を設定して、その運転条件に基づいて前記熱電併給装置の運転を制御する運転処理を実行するように構成されているコージェネレーションシステムであって、
前記運転制御手段が、過去の負荷データを管理して、その過去の負荷データに基づいて前記判定タイミングを1日のうちに設定する判定タイミング設定処理を実行するように構成されているコージェネレーションシステム。 A combined heat and power device that generates heat and electric power, and an operation control means for controlling the operation of the combined heat and power device are provided,
The operation control means sets an operation condition for planned operation of the combined heat and power supply device in the next set period at the determination timing of the set period set to 24 hours, and the combined heat and power supply based on the operation condition A cogeneration system configured to execute an operation process for controlling operation of an apparatus,
The operation control means is configured to manage past load data and execute a judgment timing setting process for setting the judgment timing within one day based on the past load data. .
前記判定タイミング設定処理において、前記大負荷時間帯とは異なる時間帯としての、1日のうちの小負荷時間帯に前記判定タイミングを設定するように構成されている請求項2記載のコージェネレーションシステム。 The operation control means is
3. The cogeneration system according to claim 2, wherein in the determination timing setting process, the determination timing is set in a small load time zone of one day as a time zone different from the large load time zone. .
前記判定タイミング設定処理において、前記大負荷時間帯とは異なる時間帯として、1日のうちの前記大負荷時間帯から設定時間以上離れた時間帯に前記判定タイミングを設定するように構成されている請求項2記載のコージェネレーションシステム。 The operation control means is
In the determination timing setting process, the determination timing is set in a time zone that is different from the heavy load time zone by a set time or more from the heavy load time zone in one day . The cogeneration system according to claim 2.
前記運転制御手段が、
前記負荷データとして給湯用の負荷データを管理するように構成され、且つ、
前記判定タイミング設定処理において、前記給湯用の負荷データに基づいて、前記判定タイミングを設定するように構成されている請求項1〜5のいずれか1項に記載のコージェネレーションシステム。 It is configured to recover the heat generated in the combined heat and power supply device and supply hot water as hot water,
The operation control means is
It is configured to manage load data for hot water supply as the load data, and
The cogeneration system according to any one of claims 1 to 5, wherein the determination timing setting process is configured to set the determination timing based on the load data for hot water supply.
前記給湯用の負荷データとして、給湯の負荷量を管理するように構成され、且つ、前記判定タイミング設定処理において、1日のうちの、前記負荷データにおける給湯の負荷量が最大負荷となる大負荷時間帯とは異なる時間帯に前記判定タイミングを設定するように構成されている請求項6記載のコージェネレーションシステム。 The operation control means is
The load data for hot water supply is configured to manage the load amount of hot water supply, and in the determination timing setting process, a large load in which the load amount of hot water supply in the load data is the maximum load in one day The cogeneration system according to claim 6, wherein the determination timing is set in a time zone different from the time zone.
1日を複数に分割した複数の単位期間毎の負荷データを時間経過の並び順に各日毎に区分けした状態で過去の複数日について記憶手段に記憶させるデータ記憶処理を実行するように構成され、且つ、
前記判定タイミング設定処理において、前記記憶手段に記憶されている記憶情報に基づいて、各日の同じ時刻に対応する単位期間における負荷データの合計値あるいは平均値である単位期間負荷データを求め、その単位期間負荷データに基づいて前記判定タイミングを設定するように構成されている請求項7記載のコージェネレーションシステム。 The operation control means is
Configured to execute a data storage process of storing the load data for a plurality of unit periods obtained by dividing a day into a plurality of unit periods in a storage unit with respect to a plurality of past days in a state in which the load data is divided for each day in the order of passage of time, and ,
In the determination timing setting process, based on the storage information stored in the storage means, a unit period load data that is a total value or an average value of load data in a unit period corresponding to the same time of each day is obtained, The cogeneration system according to claim 7, wherein the cogeneration system is configured to set the determination timing based on unit period load data.
前記判定タイミング設定処理において、
前記単位期間データに基づいて、対象となる単位期間の前後における単位期間を含む設定数分の単位期間の夫々における前記単位期間負荷データの合計値あるいは平均値である複数期間負荷データを、1日の複数の前記単位期間の夫々について求めて、その複数の単位期間の夫々における複数期間負荷データのうちで最大負荷となる複数期間負荷データに対応する単位期間から設定時間以上離れ、且つ、小負荷となる複数期間負荷データに対応する単位期間を求め、その単位期間を前記判定タイミングとするように構成されている請求項8記載のコージェネレーションシステム。 The operation control means is
In the determination timing setting process,
Based on the unit period data, the multi-period load data that is the total value or average value of the unit period load data in each of the set number of unit periods including the unit period before and after the target unit period is one day. A plurality of unit periods of the plurality of unit periods, a plurality of load data in each of the plurality of unit periods, a plurality of load data that is the maximum load among the plurality of period load data, and a small load 9. The cogeneration system according to claim 8, wherein a unit period corresponding to the multi-period load data is obtained, and the unit period is set as the determination timing.
前記給湯用の負荷データとして、前記熱電併給装置が発生した熱を回収した湯水を浴槽へ湯張り給湯する風呂湯張り時刻を管理するように構成され、且つ、前記判定タイミング設定処理において、風呂湯張り時刻の情報に基づいて前記判定タイミングを設定するように構成されている請求項6記載のコージェネレーションシステム。 The operation control means is
The load data for the hot water supply is configured to manage a bath hot water filling time when hot water recovered from the heat generated by the combined heat and power supply device is supplied to the bathtub, and in the determination timing setting process, The cogeneration system according to claim 6, wherein the cogeneration system is configured to set the determination timing based on tension time information.
前記運転制御手段が、24時間に設定された設定周期の判定タイミングにおいて、次の設定周期において前記熱電併給装置を計画運転するための運転条件を設定して、その運転条件に基づいて前記熱電併給装置の運転を制御する運転処理を実行するように構成されているコージェネレーションシステムであって、
前記運転制御手段が、熱量データを管理して、その熱量データに基づいて前記判定タイミングを1日のうちに設定する判定タイミング設定処理を実行するように構成されているコージェネレーションシステム。 A combined heat and power device that generates heat and electric power, and an operation control means for controlling the operation of the combined heat and power device are provided,
The operation control means sets an operation condition for planned operation of the combined heat and power supply device in the next set period at the determination timing of the set period set to 24 hours, and the combined heat and power supply based on the operation condition A cogeneration system configured to execute an operation process for controlling operation of an apparatus,
A cogeneration system configured to execute a determination timing setting process in which the operation control unit manages heat amount data and sets the determination timing within one day based on the heat amount data.
前記運転制御手段が、前記回収熱量データとして、前記貯湯槽に貯湯される湯水の貯湯量についての過去の貯湯量データを管理して、前記判定タイミング設定処理として、その貯湯量データに基づいて、1日のうちの前記貯湯量が少量となる時間帯に前記判定タイミングを設定する処理を実行するように構成されている請求項13記載のコージェネレーションシステム。 A hot water storage tank that collects the heat generated in the combined heat and power supply device and stores it as hot water is provided, and is configured to supply hot water stored in the hot water storage tank,
The operation control means manages the past hot water storage amount data about the hot water storage amount of hot water stored in the hot water storage tank as the recovered heat amount data, and as the determination timing setting process , based on the hot water storage amount data, the hot water storage amount cogeneration system according to claim 13 is configured to perform a processing to set the determination timing in the time period to be a small amount of the day.
1日を複数に分割した複数の単位期間毎の前記貯湯量データを時間経過の並び順に各日毎に区分けした状態で過去の複数日について記憶手段に記憶させるデータ記憶処理を実行するように構成され、且つ、
前記判定タイミング設定処理において、前記記憶手段に記憶されている前記貯湯量データに基づいて、各日の同じ時刻に対応する単位期間における貯湯量データの平均値、最小値、又は、最大値のうちの少なくともいずれか1つを単位期間貯湯量データとして求め、その単位期間貯湯量データに基づいて前記判定タイミングを設定するように構成されている請求項14記載のコージェネレーションシステム。 The operation control means is
The hot water storage amount data for each of a plurality of unit periods obtained by dividing one day into a plurality of units is configured to execute a data storage process for storing in the storage means for a plurality of past days in a state in which each day is divided in order of time passage. ,and,
In the determination timing setting process, based on the hot water storage amount data stored in the storage means, among the average value, the minimum value, or the maximum value of the hot water storage amount data in the unit period corresponding to the same time of each day 15. The cogeneration system according to claim 14, wherein at least one of the above is obtained as unit period hot water storage amount data, and the determination timing is set based on the unit period hot water storage amount data.
前記判定タイミング設定処理において、
前記貯湯量データに基づいて、対象となる単位期間の前後における単位期間を含む設定数分の単位期間の夫々における前記単位期間貯湯量データの合計値あるいは平均値である複数期間貯湯量データを、1日の複数の前記単位期間の夫々について求めて、その複数の単位期間の夫々における複数期間貯湯量データのうちで最少となる複数期間貯湯量データに対応する単位期間又はそれ以降の設定個数分あとの単位期間を前記判定タイミングとするように構成されている請求項15記載のコージェネレーションシステム。 The operation control means is
In the determination timing setting process,
Based on the hot water storage amount data, multi-period hot water storage amount data that is a total value or an average value of the unit period hot water storage amount data in each of a set number of unit periods including unit periods before and after the target unit period, For each of the plurality of unit periods in a day, the unit period corresponding to the minimum number of the plurality of period hot water storage amount data in each of the plurality of unit periods or the set number thereafter The cogeneration system according to claim 15, wherein a later unit period is set as the determination timing.
前記運転制御手段が、前記熱量データとして、前記補助加熱手段の加熱量データを管理するように構成され、前記判定タイミング設定処理として、その加熱量データに基づいて前記判定タイミングを設定する処理を実行するように構成されている請求項12記載のコージェネレーションシステム。 Auxiliary heating means for heating the hot water recovered from the heat generated by the combined heat and power supply device is provided,
Said operation control means, as the heat data, the is configured to manage the heat amount data of auxiliary heating means, as the determination timing setting process, processing to set the determination timing on the basis of the heat quantity data The cogeneration system according to claim 12, configured to perform:
前記運転制御手段が、24時間に設定された設定周期の判定タイミングにおいて、次の設定周期において前記熱電併給装置を計画運転するための運転条件を設定して、その運転条件に基づいて前記熱電併給装置の運転を制御する運転処理を実行するように構成されているコージェネレーションシステムであって、
前記熱電併給装置にて発生した熱を回収して湯水として貯える貯湯槽が備えられ、その貯湯槽に貯留される湯水を給湯するように構成され、
前記運転制御手段が、過去の負荷データ、及び、前記貯湯槽に貯湯される湯水の貯湯量についての過去の貯湯量データを管理して、前記過去の負荷データに基づいて1日のうちの大負荷時間帯とは異なる時間帯に前記判定タイミングを設定する状態と、前記過去の貯湯量データに基づいて1日のうちの前記貯湯量が少量となる時間帯に前記判定タイミングを設定する状態とのうちの選択された状態にて、前記判定タイミングを設定する判定タイミング設定処理を実行するように構成されているコージェネレーションシステム。 A combined heat and power device that generates heat and electric power, and an operation control means for controlling the operation of the combined heat and power device are provided,
The operation control means sets an operation condition for planned operation of the combined heat and power supply device in the next set period at the determination timing of the set period set to 24 hours, and the combined heat and power supply based on the operation condition A cogeneration system configured to execute an operation process for controlling operation of an apparatus,
A hot water storage tank that collects the heat generated in the combined heat and power supply device and stores it as hot water is provided, and is configured to supply hot water stored in the hot water storage tank,
It said operation control means, past load data, and said managing historical hot water storage amount data for hot water of the hot water storage amount of hot water storage in the hot water storage tank, a large of day based the historical load data A state in which the determination timing is set in a time zone different from the load time zone, and a state in which the determination timing is set in a time zone in which the hot water storage amount in a day is small based on the past hot water storage amount data. A cogeneration system configured to execute a determination timing setting process for setting the determination timing in a selected state.
前記運転制御手段が、24時間に設定された設定周期の判定タイミングにおいて、次の設定周期において前記熱電併給装置を計画運転するための運転条件を設定して、その運転条件に基づいて前記熱電併給装置の運転を制御する運転処理を実行するように構成されているコージェネレーションシステムであって、
前記熱電併給装置にて発生した熱を回収して湯水として貯える貯湯槽が備えられ、その貯湯槽に貯留される湯水を給湯するように構成され、
前記運転制御手段が、過去の負荷データ、及び、前記貯湯槽に貯湯される湯水の貯湯量についての過去の貯湯量データを管理して、
前記過去の負荷データ、前記過去の貯湯量データ、並びに、予め定められる判定タイミング設定条件に基づいて、前記判定タイミングを1日のうちに設定する判定タイミング設定処理を実行するように構成されているコージェネレーションシステム。 A combined heat and power device that generates heat and electric power, and an operation control means for controlling the operation of the combined heat and power device are provided,
The operation control means sets an operation condition for planned operation of the combined heat and power supply device in the next set period at the determination timing of the set period set to 24 hours, and the combined heat and power supply based on the operation condition A cogeneration system configured to execute an operation process for controlling operation of an apparatus,
A hot water storage tank that collects the heat generated in the combined heat and power supply device and stores it as hot water is provided, and is configured to supply hot water stored in the hot water storage tank,
The operation control means manages past load data and past hot water storage amount data about the amount of hot water stored in the hot water storage tank,
Based on the past load data, the past hot water storage amount data, and a predetermined determination timing setting condition, a determination timing setting process for setting the determination timing within one day is executed. Cogeneration system.
前記運転処理において、前記熱電併給装置を計画運転するときの運転条件として、計画対象期間内において前記熱電併給装置を連続的に稼動させる連続稼動モード、計画対象期間内において前記熱電併給装置を断続的に稼動させる断続稼動モード、及び、前記熱電併給装置の運転を待機させる待機モードのうちの少なくとも2つを備えており、それらのうちのいずれかで運転するように構成されているか、又は、連続稼動モード及び断続稼動モードのうちの少なくとも1つを備えておりそれらのうちのいずれかで運転するように構成されている請求項1〜18のうちのいずれか1項に記載のコージェネレーションシステム。 The operation control means is
In the operation process, as an operation condition for the planned operation of the combined heat and power device, a continuous operation mode in which the combined heat and power device is continuously operated within the planned period, and the combined heat and power unit is intermittently operated within the planned period. At least two of the intermittent operation mode to be operated and the standby mode to wait for the operation of the combined heat and power supply device, and is configured to operate in any of them, or continuously The cogeneration system according to any one of claims 1 to 18, comprising at least one of an operation mode and an intermittent operation mode and configured to operate in any one of them.
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