JP5300717B2 - コージェネレーションシステム - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施の形態1に係るコージェネレーションシステムを示すシステム構成図である。
図7は本発明の実施の形態2に係るコージェネレーションシステムを示すシステム構成図である。図8は、図7のコージェネレーションシステムにおける第2の熱媒体経路Aの貯湯水の温度制御の内容を示すフローチャートである。
図7に示すように、本実施の形態においては、第2の熱媒体経路Aに貯湯水送出器51が設けられている。また、給湯経路11の加熱器12と貯湯槽2との間の部分に図示されない温度検出器が設けられていて、制御器19はこの温度検出器により第2の熱媒体経路Aが形成された場合における加熱器12を出た貯湯水の温度(以下、加熱器出口温度という)を検出する。これ以外は実施の形態1と同じである。この貯湯水送出器51は、第2の熱媒体経路A上であればいずれの場所に設けても構わないが、ここでは、バイパス経路15に設けられている。この貯湯水送出器51は、制御器19により、第2の熱媒体経路Aが形成されると起動され、給熱経路Bが形成されると停止される。そして、図8に示すように、制御器19は、第2の熱媒体経路Aが形成されると、第2の熱媒体経路Aを流れる貯湯水の加熱器出口温度が所定値以上になるよう貯湯水送出器51の出力を制御する。この所定値は、熱交換器7または加熱器12により加熱され貯湯槽2の上部より貯えられる貯湯水の温度閾値として予め定められた値である。これにより、貯湯槽2の上部への戻り温度が適切に制御され、貯湯槽2における貯湯水の積層構造が適切に維持される。なお、本実施の形態における上記貯湯水送出器51の制御を、実施の形態1に記載の過加熱制御における燃料電池1の発電量を低下させるステップS33に適用しても構わない。具体的には、加熱出口温度に代えて、加熱器12で加熱された水の温度が、所定の閾値を超え(ステップS31でNo)、かつバイパス弁が開いている場合(ステップS32でYes)、貯湯水送出器51の出力を増加(出力0の場合は、出力開始)させる。そして、ステップS31で水温が所定の閾値以下になるまで貯湯水送出器51の出力が増加される。このように構成することで、加熱器12による過加熱を回避するために、燃料電池1の発電量を低下する必要なくなるため、燃料電池の低出力化によるエネルギー効率の低下を抑制することができる。
図9は本発明の実施の形態3に係るコージェネレーションシステムを示すシステム構成図である。図10は図9のコージェネレーションシステムにおける三方弁の動作モードを示す図である。
図11は本発明の実施の形態4に係るコージェネレーションシステムを示すシステム構成図である。
2 貯湯槽
3 燃料ガス経路
4 酸化剤ガス経路
5 冷却水経路
6 冷却水送出器
7 熱交換器
8 貯湯水経路
9 貯湯水送出器
10 第1の給水経路
11 給湯経路
12 加熱器
13 第2の給水経路
14 混合弁
15 バイパス経路
16 バイパス弁
17 流量検出器
18 温度検出器
19 制御器
31 伝熱システム
32 出力制御器
33 DC/DCコンバータ
34 インバータ
35,39 電気配線
36 連係点
37 商用電源
38 電力負荷
40 電流検出器
51 貯湯水送出器
52 三方弁
53 第3の給水経路
54 開閉センサ
55 開閉弁
Claims (5)
- 電気と熱とを発生する熱電併給器と、前記熱電併給器で発生した熱を回収した熱媒体を蓄える蓄熱器と、前記熱電併給器で発生した熱を前記熱媒体に伝熱するための熱交換器と、前記熱媒体が前記熱交換器により前記熱を伝熱されて前記蓄熱器に流入するよう構成された第1の熱媒体経路と、前記第1熱媒体経路に前記熱媒体を流す熱媒体送出器と、前記蓄熱器に蓄えられた熱媒体を熱負荷に供給するための給熱経路と、前記給熱経路を前記熱負荷に向けて流れる前記熱媒体を前記熱電併給器の余剰電力及び商用電力を消費して加熱する電力消費加熱器と、前記熱媒体が前記電力消費加熱器により加熱されて前記蓄熱器に流入するよう構成された第2の熱媒体経路と、を備え、
前記蓄熱器より送出された前記熱媒体が前記電力消費加熱器に至るまでの前記給熱経路が、前記電力消費加熱器を通過した前記熱媒体が前記蓄熱器に至るまでの前記第2の熱媒体経路を構成する、コージェネレーションシステム。 - 熱媒体源から前記蓄熱器に前記熱媒体を供給するための第1の熱媒体供給路と、前記第1の熱媒体供給路から分岐して前記給熱経路と接続する第2の熱媒体供給路と、前記給熱経路と前記第2の熱媒体供給路とが前記接続する部分に設けられ前記給熱経路を流れる前記熱媒体に前記第2の熱媒体供給路からの前記熱媒体を混合する混合弁と、前記第2の熱媒体経路と前記給熱経路の前記混合弁より前記蓄熱器側の部分とを接続するバイパス経路と、前記バイパス経路上に設けられたバイパス弁と、を備え、
前記第2の熱媒体経路が、前記蓄熱器から前記第1の熱媒体供給路と前記第2の熱媒体供給路と前記バイパス経路と前記給熱経路とを通って前記蓄熱器に至る経路によって構成されている、請求項1に記載のコージェネレーションシステム。 - 前記給湯経路の前記混合弁より熱負荷側の部分に設けられ前記熱媒体の流れを検出する流量検出器と、制御器とを備え、
前記制御器は、前記バイパス弁を、前記流量検出器により前記熱媒体の流れが検出された場合には閉じ、前記熱媒体の流れが検出されない場合には開くよう制御する、請求項2に記載のコージェネレーションシステム。 - 熱媒体源から前記蓄熱器に前記熱媒体を供給するための第1の熱媒体供給路と、前記第1の熱媒体供給路から分岐し、前記給熱経路に接続する第2の熱媒体供給路と、前記第2の熱媒体供給路と前記給熱経路とが前記接続する部分に設けられた三方弁と、を備え、
前記三方弁が、前記給熱経路の該三方弁より蓄熱器側の部分と第2の熱媒体供給路とを前記給熱経路の該三方弁より熱負荷側の部分に接続するモードAと、前記給熱経路の該三方弁より蓄熱器側の部分と第2の熱媒体供給路とを接続しかつこれらと前記給熱経路の該三方弁より熱負荷側の部分とを遮断するモードBとの2つの動作モードを有しており、
前記給熱経路が、前記三方弁が前記モードAに切り替わることにより形成され、前記第2の熱媒体経路が、前記三方弁が前記モードBに切り替わることにより形成されるよう構成されている、請求項1に記載のコージェネレーションシステム。 - 前記熱負荷の熱需要を検出する熱需要検出器と、制御器とを備え、
前記制御器は、前記三方弁を、前記熱需要検出器により前記熱需要が検出された場合には前記モードAに切り替え、前記熱需要が検出されない場合には前記モードBに切り替えるよう制御するように構成されている、請求項4に記載のコージェネレーションシステム。
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