JP5767785B2 - Cogeneration system and heat recovery control method - Google Patents
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Description
本発明は、発電を行いながら排熱を温水等により回収して利用するコジェネレーションシステムおよび該システムに適用される熱回収制御方法に関する。 The present invention relates to a cogeneration system that recovers and uses exhaust heat with hot water or the like while generating power, and a heat recovery control method applied to the system.
家庭用燃料電池発電システムは、一般に、都市ガスやＬＰガス等を用いて発電を行いながら排熱を温水により回収して利用するコジェネレーションシステムを構成している。この燃料電池発電システムを設置した家庭では、電力を商用電力系統のみから、湯は給湯ボイラーのみから供給されている従来の家庭に比べ、一次エネルギーの消費量を削減する省エネ効果が期待される。 In general, a household fuel cell power generation system constitutes a cogeneration system in which exhaust heat is recovered by hot water and used while generating power using city gas, LP gas, or the like. In a household where this fuel cell power generation system is installed, an energy saving effect is expected to reduce the consumption of primary energy compared to a conventional household where electric power is supplied only from a commercial power system and hot water is supplied only from a hot water boiler.
燃料電池発電システムの省エネ効果をより高めるためには、高効率な運転を行うことが不可欠で、燃料電池ユニットに供給される燃料が持つエネルギーに対し、多くの電気を取出すことと、多くの熱を回収することで実現される。 In order to further improve the energy saving effect of the fuel cell power generation system, it is indispensable to perform high-efficiency operation. It takes out a lot of electricity from the energy of the fuel supplied to the fuel cell unit, and a lot of heat. It is realized by collecting.
一般に、燃料電池発電システムにおいては、熱が得られる部分から取出される温水の温度の目標値を固定値として制御している。一方、特許文献１のように、寒冷期に貯湯器からの送水ポンプ出力を上げ、温暖期に送水ポンプ出力を下げることによって、取出される温水の温度を制御するシステムもある。 In general, in a fuel cell power generation system, the target value of the temperature of hot water taken out from a portion where heat is obtained is controlled as a fixed value. On the other hand, as in Patent Document 1, there is also a system for controlling the temperature of the hot water taken out by increasing the water pump output from the water heater during the cold season and lowering the water pump output during the warm season.
しかしながら、特許文献１のシステムには、以下のような問題がある。 However, the system of Patent Document 1 has the following problems.
・温暖期に高速の貯湯が要求される場合には、当該要求に応じることができない。湯を多く使う家庭で、貯湯量が少ない場合には、不向きな運転といえる。 ・ When high-speed hot water storage is required during the warm season, the request cannot be met. If you have a lot of hot water in your home and you have a small amount of hot water storage, you can say that this is an unsuitable operation.
・寒冷期には低温で貯湯することになるため、貯湯タンクを満蓄にしても、充分な量の湯が得られない。一度に多くの湯を使う家庭には、不向きな運転といえる。 -Since hot water is stored at low temperatures during the cold season, a sufficient amount of hot water cannot be obtained even when the hot water storage tank is fully stored. It can be said that it is unsuitable for homes that use a lot of hot water at once.
こうしたことから、季節や湯の使い方の様々な条件に対し、充分な貯湯可能量を維持しながらも効率的に湯を貯湯するような技術の提示が望まれる。 For these reasons, it is desirable to present a technique for efficiently storing hot water while maintaining a sufficient hot water storage capacity for various conditions such as seasons and hot water usage.
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、状況に応じて熱の回収効率を向上させることが可能なコジェネレーションシステムおよび該システムに適用される熱回収制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a cogeneration system capable of improving heat recovery efficiency according to the situation and a heat recovery control method applied to the system. To do.
本発明の一態様による熱回収制御方法は、発電装置の熱が得られる部分に当該部分よりも温度が低い冷却剤を供給すると共に、当該部分の熱を回収した冷却剤を取出して貯蔵し、貯蔵した冷却剤の熱を熱負荷へ供給することが可能な蓄熱部を備えたコジェネレーションシステムに適用される熱回収制御方法であって、前記部分から取出した冷却剤の温度を示す取出し温度が目標値に達するように、前記部分への冷却剤の供給を制御し、前記蓄熱部の蓄熱量に応じて、前記取出し温度の目標値を第１の値とする第１の制御モードと、前記取出し温度の目標値を前記第１の値よりも低い第２の値とする第２の制御モードとの間の切り替えを行い、前記蓄熱部の蓄熱量の所定時間後の予測値が、第１の範囲に含まれる場合に、前記第１の制御モードを実施し、前記蓄熱部の蓄熱量の所定時間後の予測値が、前記第１の範囲よりも値が低い第２の範囲に含まれる場合に、前記第２の制御モードを実施し、前記冷却剤による熱の回収効率を増加させることを特徴とする。 In the heat recovery control method according to one aspect of the present invention, a coolant having a temperature lower than that of the part is supplied to a part from which the heat of the power generator is obtained, and the coolant that has recovered the heat of the part is taken out and stored. A heat recovery control method applied to a cogeneration system including a heat storage unit capable of supplying heat of a stored coolant to a heat load, wherein an extraction temperature indicating a temperature of the coolant extracted from the part is A first control mode in which the supply of the coolant to the portion is controlled so as to reach a target value, and the target value of the extraction temperature is set to a first value according to a heat storage amount of the heat storage unit; Switching between the second control mode in which the target value of the extraction temperature is set to a second value lower than the first value is performed, and the predicted value after a predetermined time of the heat storage amount of the heat storage unit is the first value. The first control mode when included in the range of Performed, the predicted value of the predetermined time after the heat storage amount of the heat storage unit, if the value greater than the first range is included in the lower second range, performing the second control mode, the cooling The heat recovery efficiency of the agent is increased .
本発明の他の態様による熱回収制御方法は、発電装置の熱が得られる部分に当該部分よりも温度が低い冷却剤を供給すると共に、当該部分の熱を回収した冷却剤を取出して貯蔵し、貯蔵した冷却剤の熱を熱負荷へ供給することが可能な蓄熱部を備えたコジェネレーションシステムに適用される熱回収制御方法であって、前記部分から取出した冷却剤の温度を示す取出し温度が目標値に達するように、前記部分への冷却剤の供給を制御し、風呂の湯張りの検出を示す信号に応じて、前記取出し温度の目標値を第１の値とする第１の制御モードから、前記取出し温度の目標値を前記第１の値よりも低い第２の値とする第２の制御モードへの切り替えを行うことを特徴とする。 The heat recovery control method according to another aspect of the present invention supplies a coolant having a temperature lower than that of the part to the part where the heat of the power generation apparatus is obtained, and takes out and stores the coolant recovered from the part. A heat recovery control method applied to a cogeneration system including a heat storage unit capable of supplying heat of a stored coolant to a heat load, and an extraction temperature indicating a temperature of the coolant extracted from the part Is controlled so that the coolant is supplied to the portion, and the target value of the extraction temperature is set to a first value in response to a signal indicating detection of hot water in the bath. The mode is switched to the second control mode in which the target value of the extraction temperature is set to a second value lower than the first value.
本発明によれば、状況に応じて熱の回収効率を向上させることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to improve the heat recovery efficiency depending on the situation.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
（各実施形態に共通）
最初に、図１を参照して、本発明の各実施形態に共通する事項について説明する。
(Common to each embodiment)
First, matters common to the embodiments of the present invention will be described with reference to FIG.
図１は、本発明の各実施形態に共通するコジェネレーションシステムの構成を示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a cogeneration system common to the embodiments of the present invention.
図１の例に示されるコジェネレーションシステムは、例えば家庭用燃料電池発電システムとして実現されるものである。 The cogeneration system shown in the example of FIG. 1 is realized, for example, as a household fuel cell power generation system.
同図に示されるように、都市ガスやＬＰガスなどの燃料が、燃料供給手段１０１によって燃料電池ユニット１１内部に供給される。燃料供給手段１０１から供給された燃料は、改質手段１０２によって水素リッチな改質ガスに処理され、燃料電池本体１０３に供給される。また、空気供給手段１０７によって周囲の空気が燃料電池本体１０３に供給される。
As shown in the figure, fuel such as city gas or LP gas is supplied into the
燃料電池本体１０３は、上記改質ガスと上記空気とで発電する。燃料電池本体１０３で発電されて生成された直流電気は、インバータ１０４により交流電気に変換され、商用電力系統と合わせて家庭の電力負荷１０６に供給される。
The fuel cell
燃料電池本体１０３には、冷却水供給手段１１６によって燃料電池冷却水が供給される。燃料電池本体１０３が発電の際に発する熱エネルギーを回収した燃料電池冷却水は、熱交換手段１１２で冷却され、冷却水供給手段１１６によって再び燃料電池本体１０３に供給される。
Fuel cell cooling water is supplied to the fuel cell
また、燃料電池本体１０３から排出される燃料電池排ガスは、熱交換手段（凝縮熱交換器）１１１で冷却されたあと、排ガスとして燃料電池ユニット１１外に排気される。
Further, the fuel cell exhaust gas discharged from the fuel cell
一方、燃料電池ユニット１１の熱が得られる部分（本例では、図１中における熱交換手段１１１の下側部分および熱交換手段１１２の下側部分）に、当該部分よりも温度が低い排熱回収水（冷却剤）が、貯湯タンク（蓄熱部）１０８より供給されるようになっている。すなわち、貯湯タンク（蓄熱部）１０８から排出される排熱回収水（冷却剤）は、水供給手段１１０によって燃料電池ユニット１１内部に供給され、上記熱交換手段１１１と上記熱交換手段１１２で熱を回収した後、温水として貯湯タンク１０８に戻る。このとき貯湯タンク１０８から燃料電池ユニット１１に供給される排熱回収水の温度は、戻り水温度計測手段１０９で計測され、その計測値はプラント制御装置１０５に送信されている。
On the other hand, in the part from which the heat of the
家庭の熱負荷１１５には貯湯タンク１０８内の湯が市水と混合されて供給されており、このとき貯湯タンク１０８から供給された湯の分だけ、貯湯タンク１０８には下方から市水が補充される。貯湯タンク１０８内の湯の熱量が不足している場合や、湯の温度が給湯温度に対して不十分な場合は、市水をバックアップボイラ１１４により加熱し、熱負荷１１５に供給する。熱負荷１１５は、キッチンやシャワーで使う通常の給湯に加え、風呂の湯張り、床暖房も含んでいる。
Hot water in the hot
取出し温度計測手段１１３は、燃料電池ユニット１１から貯湯ユニット１２に供給される温水の温度、即ち、燃料電池ユニット１１の熱が得られる部分から取出される温水の温度（以下、「取出し温度」と呼ぶ。）を計測しており、その計測値はプラント制御装置１０５に送信されている。
The take-out temperature measuring means 113 is a temperature of hot water supplied from the
プラント制御装置１０５は、取出し温度計測手段１１３の計測値が目標値に達するように、水供給手段１１０の出力を制御する。例えば、取出し温度計測手段１１３の計測値が目標値より高い場合には、水供給手段１１０の出力を上げて排熱回収水の流量を増加させ、逆に目標値より低い場合には水供給手段１１０の出力を下げて排熱回収水の流量を低下させる。
The
取出し温度の目標値は、一般には８０℃程度の固定値であるが、本発明の各実施形態では各種の状況に応じて当該目標値を変化させる（例えば、８０℃未満の値とする場合がある）。 The target value of the extraction temperature is generally a fixed value of about 80 ° C., but in each embodiment of the present invention, the target value is changed according to various situations (for example, a value lower than 80 ° C. may be used). is there).
取出し温度を下げると、燃料電池冷却水や排熱回収水の全体の温度が下がる。従って、一般には、放熱の低下、熱交換手段１１１の排ガス温度の低下により熱の回収効率（以下、「熱回収効率」と呼ぶ。）が上昇する。以下では、燃料電池発電システムにおけるこのような特性を、「熱回収特性」と呼ぶ。 When the extraction temperature is lowered, the temperature of the entire fuel cell cooling water and exhaust heat recovery water is lowered. Therefore, in general, heat recovery efficiency (hereinafter referred to as “heat recovery efficiency”) increases due to a decrease in heat dissipation and a decrease in exhaust gas temperature of the heat exchange means 111. Hereinafter, such characteristics in the fuel cell power generation system are referred to as “heat recovery characteristics”.
なお、プラント制御装置１０５は、一般には燃料電池ユニット１１に設けられるが、プラント制御装置１０５の全ての機能もしくは一部の機能を、燃料電池ユニット１１以外の場所に設けることも可能である。また、戻り水温度計測手段１０９も、燃料電池ユニット１１内に設ける代わりに、貯湯ユニット１２内や、燃料電池ユニット１１と貯湯ユニット１２の間に設けるようにしてもよい。
The
（第１の実施形態）
最初に、図２〜図４を参照して、本発明の第１の実施形態について説明する。
(First embodiment)
Initially, the 1st Embodiment of this invention is described with reference to FIGS.
図２は、本発明の第１の実施形態に係るコジェネレーションシステムの概略構成を示す図である。また、図３は、同実施形態における取出し温度の目標値の制御動作の一例を示すグラフである。図４は、同実施形態における取出し温度の目標値の制御動作の一例を示すフローチャートである。 FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of the cogeneration system according to the first embodiment of the present invention. Moreover, FIG. 3 is a graph which shows an example of control operation | movement of the target value of taking-out temperature in the embodiment. FIG. 4 is a flowchart showing an example of the control operation of the target value of the extraction temperature in the embodiment.
なお、図２においては、図１と共通する要素の図示を部分的に省略している。また、図１と共通する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 In FIG. 2, illustration of elements common to FIG. 1 is partially omitted. Moreover, the same code | symbol is attached | subjected to the element which is common in FIG. 1, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図２に示されるように、家庭内には、給湯利用に関する設定や貯湯状況を表示するリモコン（遠隔制御装置）２０１が設置されている。このリモコン２０１には、給湯温度や風呂の湯張り温度が設定されている。リモコン２０１に設定されている情報、あるいはユーザが入力操作により設定した情報は、適宜、プラント制御装置１０５に送信される。プラント制御装置１０５は、上記の給湯温度や湯張り温度（以下、「給湯設定温度等Ｓ２」と呼ぶ。）を読み込む。このような機能や動作は、後述する各実施形態においても適用される。
As shown in FIG. 2, a remote control (remote control device) 201 that displays settings related to hot water use and hot water storage status is installed in the home. The
本実施形態に係るプラント制御装置１０５は、戻り水温度計測手段１０９で計測された値（以下、「戻り水温度」と呼ぶ。）に応じて、取出し温度の目標値を第１の値とする第１の制御モードと、取出し温度の目標値を前記第１の値よりも低い第２の値とする第２の制御モードとの間の切り替えを行う。例えば図３に示されるように、プラント制御装置１０５は、戻り水温度が基準値Ｓ１未満の場合には、取出し温度の目標値を、給湯設定温度等Ｓ２に一定の温度マージンＳ３を加えた温度であるＳ２＋Ｓ３に設定して、水供給手段１１０を制御する。一方、戻り水温度が基準値Ｓ１以上の場合には、取出し温度の目標値を、通常の値Ｓ４に設定して、水供給手段１１０を制御する。
The
図３の例では、始めは戻り水温度がＳ１未満であるが、貯湯タンク１０８に湯が貯まってきて、戻り水温度が上昇し、Ｓ１以上となったタイミングＴ１で、取出し温度の目標値をＳ４に変えている。例えば、Ｓ１が３０℃で給湯設定温度等Ｓ２が４０℃の場合、戻り水温度が３０℃未満のときの取出し温度の目標値は給湯設定温度等Ｓ２の４０℃に１０℃のマージンを加えた５０℃とし、戻り水温度が３０℃以上のときの取出し温度の目標値は８０℃として水供給手段１１０を制御する。なお、Ｓ２＋Ｓ３がＳ４を超える場合は、戻り水温度がＳ１未満でも取出し温度の目標値をＳ４として制御する。
In the example of FIG. 3, the return water temperature is initially lower than S1, but hot water is stored in the hot
図３の例によれば、タイミングＴ１までは、給湯に最低限必要な温度で温水を取出しており、熱回収特性から、Ｓ４で温水を取出す場合に比べ高効率な運転を行っているといえる。熱負荷１１５が熱を繰返し消費する場合は、戻り水温度がＳ１以上となるタイミングＴ１は遅くなり、その間は取出し温度の目標値をＳ２＋Ｓ３として、貯湯した湯を家庭に供給していることとなる。タイミングＴ１以降は、取出し温度の目標値をＳ４として貯湯するため、貯湯タンク１０８に蓄熱できる量は、取出し温度の目標値を固定する従来の燃料電池発電システムに比べて低下はしていない。
According to the example of FIG. 3, it can be said that until timing T1, hot water is taken out at the minimum temperature required for hot water supply, and the operation is more efficient than the case where hot water is taken out in S4 from the heat recovery characteristics. . When the
次に、図４を参照して、本実施形態における取出し温度の目標値を制御する動作の一例について説明する。ここでは、図３のグラフの例を参考にしつつ説明する。 Next, with reference to FIG. 4, an example of the operation for controlling the target value of the extraction temperature in the present embodiment will be described. Here, description will be made with reference to the example of the graph of FIG.
プラント制御装置１０５は、戻り水温度計測手段１０９で計測される戻り水温度を監視し、Ｓ１未満であるか否かを判定する（ステップＳ１１）。戻り水温度がＳ１未満である場合、プラント制御装置１０５は、取出し温度の目標値をＳ２＋Ｓ３として水供給手段１１０を制御する（ステップＳ１２）。一方、戻り水温度がＳ１以上である場合、プラント制御装置１０５は、取出し温度の目標値をＳ４として水供給手段１１０を制御する（ステップＳ１３）。
The
この第１の実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。 According to the first embodiment, the following effects can be obtained.
・タイミングＴ１までは、熱負荷はＳ２＋Ｓ３の温度で取出した温水のみを利用できるため、高効率である。 -Until the timing T1, the heat load is highly efficient because only hot water taken out at the temperature of S2 + S3 can be used.
・タイミングＴ１までは、Ｓ２に対応して取出し温度の目標値を決めているため、単純に取出し温度の目標値を下げる場合に比べ、排熱を給湯に有効に利用しやすい。 -Until the timing T1, since the target value of the extraction temperature is determined corresponding to S2, it is easier to effectively use the exhaust heat for hot water supply than when the target value of the extraction temperature is simply lowered.
・タイミングＴ１から取出し温度の目標値をＳ４として貯湯するため、通常と同じだけの貯湯可能量を維持でき、大きな熱負荷にも充分な湯の供給ができる。この場合、通常と同じだけの湯量を熱負荷に供給するが、その一部の熱量はタイミングＴ１まで高効率で蓄熱したものであるから、省エネの観点から有意である。 -Since hot water is stored with the target value of the take-off temperature from timing T1 as S4, the same amount of hot water that can be stored as usual can be maintained, and sufficient hot water can be supplied even for a large heat load. In this case, the same amount of hot water as usual is supplied to the heat load, but a part of the heat is stored at high efficiency until the timing T1, which is significant from the viewpoint of energy saving.
（第１の実施形態の応用例）
次に、図５〜図８を参照して、第１の実施形態の応用例について説明する。
(Application example of the first embodiment)
Next, an application example of the first embodiment will be described with reference to FIGS.
図５は、貯湯ユニット１２に設置される貯湯タンク１０８周辺の構造を示す図である。
FIG. 5 is a view showing the structure around the hot
燃料電池ユニット１１から供給される温水の配管や、家庭の熱負荷に湯を供給する配管は、貯湯タンク１０８の上側に設置されている。また、燃料電池ユニット１１に供給する排熱回収水の配管や、市水が供給される配管は、貯湯タンク１０８の下側に設置されている。貯湯タンク１０８から熱負荷へ湯を供給すると同時に、市水が貯湯タンク１０８に補充されることにより、貯湯タンク１０８の下層温度が低下し、一時的に戻り水温度が低下する。
A pipe for hot water supplied from the
熱負荷が小さく補充される市水の量も少ない場合、図６に示されるように、Ｓ１以上となった戻り水温度はすぐにＳ１未満に低下する。このときの取出し温度の目標値は、何の措置もとられていない場合、例えば図６中の符号Ｒで示される破線部のように、Ｓ４からＳ２＋Ｓ３に切り替わった後、すぐにＳ２＋Ｓ３からＳ４に切り替わる。しかし、燃料電池発電システムの取出し温度を上げるには一定の時間が必要であり、取出し温度の目標値を上記のように短時間だけＳ２＋Ｓ３に下げることは、貯湯タンク１０８の貯湯量を維持する観点から望ましくない。そこで、戻り水温度がＳ１未満となってから、取出し温度の目標値をＳ２＋Ｓ３に切り替えるまでに時間的猶予を与えるようにする。例えば、戻り水温度がＳ１未満となったとき、取出し温度の目標値をすぐに切り替えず、所定時間の経過を待ち、所定時間の経過後に戻り水温度がＳ１以上となっていれば取出し温度の目標値をＳ４のままとし、一方、所定時間の経過後に戻り水温度がＳ１未満であれば取出し温度の目標値をＳ２＋Ｓ３に切り替えるようにする。
When the heat load is small and the amount of city water to be replenished is small, as shown in FIG. 6, the return water temperature that has become S1 or more immediately falls below S1. If no measure is taken, the target value of the extraction temperature at this time is changed from S2 + S3 to S4 immediately after switching from S4 to S2 + S3, for example, as indicated by a broken line portion indicated by a symbol R in FIG. Switch. However, a certain amount of time is required to raise the take-out temperature of the fuel cell power generation system, and lowering the target value of the take-out temperature to S2 + S3 for a short time as described above is a viewpoint for maintaining the amount of hot water stored in the hot
また、基準値Ｓ１の代わりに、図７に示されるように２つの基準値Ｓ５，Ｓ６を設けることにより、取出し温度の目標値の制御にヒステリシスを持たせるようにしてもよい。この場合、基準値Ｓ５は、取出し温度の目標値をＳ２＋Ｓ３からＳ４に切り替えるための戻り水温度の基準値であり、基準値Ｓ６は、Ｓ４からＳ２＋Ｓ３に切り替えるための戻り水温度の基準値である。 Further, by providing two reference values S5 and S6 as shown in FIG. 7 in place of the reference value S1, hysteresis may be given to control of the target value of the extraction temperature. In this case, the reference value S5 is a reference value of the return water temperature for switching the target value of the extraction temperature from S2 + S3 to S4, and the reference value S6 is a reference value of the return water temperature for switching from S4 to S2 + S3. .
次に、図８を参照して、本応答例における取出し温度の目標値を制御する動作の一例について説明する。ここでは、図６のグラフの例を参考にしつつ説明する。 Next, an example of an operation for controlling the target value of the extraction temperature in this response example will be described with reference to FIG. Here, description will be made with reference to the example of the graph of FIG.
プラント制御装置１０５は、戻り水温度計測手段１０９で計測される戻り水温度を監視し、Ｓ１未満からＳ１以上に変化したか否かを判定する（ステップＳ２１）。当該変化が無ければ、プラント制御装置１０５は、取出し温度の目標値をＳ２＋Ｓ３として水供給手段１１０を制御する（ステップＳ２２）。一方、当該変化があれば、プラント制御装置１０５は、取出し温度の目標値をＳ４として水供給手段１１０を制御する（ステップＳ２３）。
The
次に、プラント制御装置１０５は、戻り水温度計測手段１０９で計測される戻り水温度を監視し、Ｓ１以上からＳ１未満に変化したか否かを判定する（ステップＳ２４）。当該変化が無ければ、プラント制御装置１０５は、取出し温度の目標値をＳ４として水供給手段１１０を制御する（ステップＳ２２）。一方、当該変化があれば、プラント制御装置１０５は、所定時間、取出し温度の目標値をＳ４として水供給手段１１０を制御し続け（ステップＳ２６）、所定時間が経過した後に、戻り水温度がＳ１以上からＳ１未満であるか否かを判定する（ステップＳ２７）。戻り水温度がＳ１以上であれば、引き続き、取出し温度の目標値をＳ４として水供給手段１１０を制御し、（ステップＳ２８）、一方、戻り水温度がＳ１未満であれば、取出し温度の目標値をＳ２＋Ｓ３として水供給手段１１０を制御する（ステップＳ２９）。
Next, the
この第１の実施形態の応用例によれば、戻り水温度が一時的に低下するような場合に、取出し温度の低下を抑え、貯湯タンクの貯湯量の維持を図ることができる。 According to the application example of the first embodiment, when the return water temperature temporarily decreases, it is possible to suppress a decrease in the extraction temperature and maintain the amount of hot water stored in the hot water storage tank.
（第２の実施形態）
次に、図９〜図１１を参照して、本発明の第２の実施形態について説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図９は、本発明の第２の実施形態に係るコジェネレーションシステムの概略構成を示す図である。また、図１０は、同実施形態における取出し温度の目標値の制御動作の一例を示すグラフである。図１１は、同実施形態における取出し温度の目標値の制御動作の一例を示すフローチャートである。 FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of a cogeneration system according to the second embodiment of the present invention. FIG. 10 is a graph showing an example of the control operation of the target value of the extraction temperature in the same embodiment. FIG. 11 is a flowchart showing an example of the control operation of the target value of the extraction temperature in the embodiment.
なお、図９においては、図１と共通する要素の図示を部分的に省略している。また、図１，図２等と共通する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 In FIG. 9, the illustration of elements common to FIG. 1 is partially omitted. In addition, the same reference numerals are given to elements common to FIGS. 1 and 2 and the like, and redundant description is omitted.
図２に示されるように、貯湯ユニット１２内には、貯湯タンク１０８に貯湯量（又は、蓄熱量）を計測する貯湯量計測手段（又は、蓄熱量計測手段）１１７が設けられている。この貯湯量計測手段１１７は、例えば貯湯タンク１０８に設けられた複数の温度計の値や市水温度の値などを用いて貯湯量（又は、蓄熱量）を計測しており、その計測値はプラント制御装置１０５に送信されている。
As shown in FIG. 2, the hot
前述の第１の実施形態では、プラント制御装置１０５は、戻り水温度計測手段１０９で計測される戻り水温度に応じて、取出し温度の目標値を変化させていたが、この第２の実施形態では、貯湯量計測手段１１７で計測される貯湯タンク１０８内の貯湯量（又は、蓄熱量）に応じて、取出し温度の目標値を第１の値とする第１の制御モードと、取出し温度の目標値を前記第１の値よりも低い第２の値とする第２の制御モードとの間の切り替えを行う。例えば図１０に示されるように、プラント制御装置１０５は、貯湯量が基準値Ｕ１未満の場合には、取出し温度の目標値をＳ２＋Ｓ３に設定して水供給手段１１０を制御する。一方、貯湯量が基準値Ｕ１以上の場合には、取出し温度の目標値を通常の値Ｓ４に設定して水供給手段１１０を制御する。図１０の例では、始めは貯湯量がＵ１未満であるが、貯湯量が増加してきて、Ｕ１以上となったタイミングＴ２で、取出し温度の目標値をＳ４に変えている。
In the first embodiment described above, the
次に、図１１を参照して、本実施形態における取出し温度の目標値を制御する動作の一例について説明する。ここでは、図１０のグラフの例を参考にしつつ説明する。 Next, an example of an operation for controlling the target value of the take-out temperature in the present embodiment will be described with reference to FIG. Here, description will be made with reference to the example of the graph of FIG.
プラント制御装置１０５は、貯湯量計測手段１１７で計測される貯湯量を監視し、Ｕ１未満であるか否かを判定する（ステップＳ３１）。貯湯量がＵ１未満である場合、プラント制御装置１０５は、取出し温度の目標値をＳ２＋Ｓ３として水供給手段１１０を制御する（ステップＳ３２）。一方、貯湯量がＵ１以上である場合、プラント制御装置１０５は、取出し温度の目標値をＳ４として水供給手段１１０を制御する（ステップＳ３３）。
The
この第２の実施形態によれば、貯湯タンク内の貯湯量（又は、蓄熱量）に応じて、取出し温度の目標値を変化させることにより、前述の第１の実施形態の場合と同様の効果を得ることができる。 According to the second embodiment, the same effect as in the case of the first embodiment described above is obtained by changing the target value of the extraction temperature in accordance with the amount of hot water stored (or the amount of stored heat) in the hot water storage tank. Can be obtained.
（第２の実施形態の応用例）
次に、図１２および図１３を参照して、第２の実施形態の応用例について説明する。
(Application example of the second embodiment)
Next, an application example of the second embodiment will be described with reference to FIGS. 12 and 13.
前述の第２の実施形態では、貯湯量計測手段１１７で計測される貯湯タンク１０８内の貯湯量（又は、蓄熱量）に応じて、取出し温度の目標値を変化させていたが、この第２の実施形態の応用例では、貯湯量計測手段１１７で計測される貯湯タンク１０８内の貯湯量（又は、蓄熱量）の所定時間後の予測値に応じて、取出し温度の目標値を第１の値とする第１の制御モードと、取出し温度の目標値を前記第１の値よりも低い第２の値とする第２の制御モードとの間の切り替えを行う。
In the second embodiment described above, the target value of the extraction temperature is changed according to the amount of hot water stored in the hot water storage tank 108 (or the amount of stored heat) measured by the hot water storage amount measuring means 117. In the application example of the embodiment, the target value of the extraction temperature is set to the first value in accordance with the predicted value after a predetermined time of the hot water storage amount (or heat storage amount) in the hot
例えば図１２に示されるように、プラント制御装置１０５は、貯湯量の所定時間後の予測値Ｖが基準値Ｖ１以上の場合には、取出し温度の目標値を通常の値Ｓ４に設定して水供給手段１１０を制御する。一方、貯湯量の所定時間後の予測値Ｖが基準値Ｖ１未満の場合には、取出し温度の目標値をＳ２＋Ｓ３に設定して水供給手段１１０を制御する。貯湯量の所定時間後の予測値Ｖは、例えば、貯湯量計測手段１１７で計測される貯湯タンク１０８内の「貯湯量」から「３時間先までの熱負荷予測の和」を引いた値とする。
For example, as shown in FIG. 12, when the predicted value V of the hot water storage amount after a predetermined time is equal to or higher than the reference value V1, the
図１２の例では、貯湯量と直近３時間の熱負荷予測の和との差が充分であるタイミングＴ３までは、通常の取出し温度の目標値Ｓ４で運転しているが、不十分となるタイミングＴ４以降は取出し温度の目標値をＳ２＋Ｓ３に切り替え、熱回収効率を上げている。すなわち、近未来の熱負荷に対して貯湯量が充分であるときは取出し温度の目標値を通常の値Ｓ４に保つが、貯湯量が不十分なときは取出し温度の目標値をＳ２＋Ｓ３に下げて、熱回収効率を上げている。これにより、３時間後の熱負荷に対して通常よりも多く湯を供給することができる。このような制御方法は、例えば、１８時に大きな熱負荷があるにも関わらず、１５時の時点で貯湯量が少ない場合などに有効である。 In the example of FIG. 12, the operation is performed at the normal target temperature S4 of the take-out temperature until the timing T3 at which the difference between the amount of stored hot water and the sum of the heat load predictions for the last three hours is sufficient, but the timing at which it becomes insufficient. After T4, the target value of the extraction temperature is switched to S2 + S3 to increase the heat recovery efficiency. That is, when the hot water storage amount is sufficient for the near future heat load, the target value of the extraction temperature is maintained at the normal value S4, but when the hot water storage amount is insufficient, the target value of the extraction temperature is decreased to S2 + S3. , Increasing the heat recovery efficiency. Thereby, more hot water can be supplied with respect to the heat load after 3 hours. Such a control method is effective, for example, when the amount of stored hot water is small at 15:00 despite a large heat load at 18:00.
次に、図１３を参照して、本応用例における取出し温度の目標値を制御する動作の一例について説明する。ここでは、図１２のグラフの例を参考にしつつ説明する。 Next, an example of an operation for controlling the target value of the extraction temperature in this application example will be described with reference to FIG. Here, description will be made with reference to the example of the graph of FIG.
プラント制御装置１０５は、貯湯量計測手段１１７で計測される貯湯タンク１０８内の「貯湯量」から「３時間先までの熱負荷予測の和」を引いた値を、貯湯量の３時間後の予測値Ｖとして算出する（ステップＳ４１）。次いでプラント制御装置１０５は、予測値ＶがＶ１未満であるか否かを判定する（ステップＳ４２）。予測値ＶがＶ１以上である場合、プラント制御装置１０５は、取出し温度の目標値をＳ４として水供給手段１１０を制御する（ステップＳ４３）。一方、予測値ＶがＶ１未満である場合、プラント制御装置１０５は、取出し温度の目標値をＳ２＋Ｓ３として水供給手段１１０を制御する（ステップＳ４４）。
The
この第２の実施形態の応用例によれば、近未来の熱負荷に対して、より多くの湯を供給することができるという効果が得られる。 According to the application example of the second embodiment, it is possible to obtain an effect that more hot water can be supplied to a near future heat load.
（第３の実施形態）
次に、図１４および図１５を参照して、本発明の第３の実施形態について説明する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図１４は、本発明の第３の実施形態に係るコジェネレーションシステムの概略構成を示す図である。また、図１５は、同実施形態における取出し温度の目標値の制御動作の一例を示すグラフである。図１６は、同実施形態における取出し温度の目標値の制御動作の一例を示すフローチャートである。 FIG. 14 is a diagram showing a schematic configuration of a cogeneration system according to the third embodiment of the present invention. FIG. 15 is a graph showing an example of the control operation of the target value of the extraction temperature in the same embodiment. FIG. 16 is a flowchart showing an example of the control operation of the target value of the extraction temperature in the embodiment.
なお、図１４においては、図１と共通する要素の図示を部分的に省略している。また、図１，図２等と共通する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 In FIG. 14, the elements common to FIG. 1 are partially omitted. In addition, the same reference numerals are given to elements common to FIGS. 1 and 2 and the like, and redundant description is omitted.
図１４に示されるように、貯湯ユニット１２内には、風呂の湯張りを検出する湯張り検出手段１１８が設けられている。湯張りが検出されたときには、湯張りの検出を示す信号がプラント制御装置１０５に送信される。なお、湯張り検出手段１１８は、貯湯ユニット１２以外の場所に設けてもよい。例えば、湯張り検出手段１１８を、前述のリモコン（遠隔制御装置）２０１の機能の一部として実現するようにしてもよい。この場合、リモコン２０１に対し、ユーザが入力操作を行って湯張りの開始を指示したり、あるいは風呂の水抜き（入浴の終了）を指示したりすることができる。これにより、リモコン２０１からは、湯張りの検出を示す信号のほか、風呂の水抜き（入浴の終了）の検出を示す信号なども、その都度、プラント制御装置１０５に送信される。
As shown in FIG. 14, the hot
この第３の実施形態に係るプラント制御装置１０５は、湯張り検出手段１１８で検出される風呂の湯張りの検出を示す信号（例えば、湯張りの開始を指示する信号）に応じて、取出し温度の目標値を第１の値とする第１の制御モードから、取出し温度の目標値を前記第１の値よりも低い第２の値とする第２の制御モードへの切り替えを行う。
The
例えば、プラント制御装置１０５は、風呂の湯張りが検出される前までは、取出し温度の目標値をＳ４に設定して水供給手段１１０を制御する。そして、風呂の湯張りが検出された後は、取出し温度の目標値をＳ２＋Ｓ３に設定して水供給手段１１０を制御する。その後、取出し温度の目標値は、例えば一定の時間が経過した後にＳ４に戻される。
For example, the
風呂の湯張りには、貯湯タンク１０８から多量の湯が供給されるため、湯張り直後は貯湯タンク１０８の貯湯量は非常に少なくなるか、またはゼロとなることもあり得る。本実施形態では、湯張りの検出を受けたタイミングで取出し温度の目標値をＳ２＋Ｓ３に下げることにより、熱回収効率を上げ、多くの湯を貯湯する。例えば、入浴時には貯湯タンク１０８の貯湯量が少ない一方で、シャワーに湯を使うため、従来であれば湯切れが発生しやすいが、本実施形態では、湯張りの検出後に多くの湯を貯湯するため、通常より多くの湯を供給することができる。
Since a large amount of hot water is supplied from the hot
なお、取出し温度の目標値をＳ２＋Ｓ３として制御する時間は、一定時間とする代わりに、湯張り以降に熱負荷で消費される熱の量（予測値）に応じて決定してもよい。風呂の水抜き（入浴の終了）を示す信号に応じて、取出し温度の目標値をＳ２＋Ｓ３とする制御を終了する時点を決定するようにしてもよい。 Note that the time for controlling the target value of the extraction temperature as S2 + S3 may be determined according to the amount of heat (predicted value) consumed by the thermal load after the hot water filling, instead of a fixed time. In accordance with a signal indicating draining of the bath (end of bathing), the time point at which the control for setting the target value of the extraction temperature to S2 + S3 may be determined.
次に、図１５を参照して、本実施形態における取出し温度の目標値を制御する動作の一例について説明する。 Next, with reference to FIG. 15, an example of an operation for controlling the target value of the extraction temperature in the present embodiment will be described.
プラント制御装置１０５は、湯張り検出手段１１８から送られる信号を監視し、風呂の湯張りが検出されたか否かを判定する（ステップＳ５１）。風呂の湯張りが検出されていなければ、プラント制御装置１０５は、取出し温度の目標値をＳ４として水供給手段１１０を制御する（ステップＳ５２）。一方、風呂の湯張りが検出された場合、プラント制御装置１０５は、所定時間、取出し温度の目標値をＳ２＋Ｓ３として水供給手段１１０を制御する（ステップＳ５３）。なお、所定時間が経過した後は、取出し温度の目標値はＳ４に戻される。
The
この第３の実施形態によれば、湯張りの検出後に多くの湯を貯湯するため、入浴時の湯切れなどを防ぐことができる。 According to the third embodiment, since a large amount of hot water is stored after detection of the hot water filling, it is possible to prevent the hot water from running out during bathing.
（第４の実施形態）
次に、図１６〜図１８を参照して、本発明の第４の実施形態について説明する。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
なお、本発明の第４の実施形態に係るコジェネレーションシステムの概略構成は、図２等に示される構成と同様となる。 The schematic configuration of the cogeneration system according to the fourth embodiment of the present invention is the same as the configuration shown in FIG.
図１６は、本発明の第４の実施形態における取出し温度の目標値の制御動作の一例を示すグラフである。図１７は、同実施形態における取出し温度の目標値の制御動作の一例を示すフローチャートである。図１８は、発電出力と熱回収効率との関係を示すフラグである。 FIG. 16 is a graph showing an example of the control operation of the target value of the extraction temperature in the fourth embodiment of the present invention. FIG. 17 is a flowchart showing an example of the control operation of the target value of the extraction temperature in the embodiment. FIG. 18 is a flag showing the relationship between the power generation output and the heat recovery efficiency.
この第４の実施形態に係るプラント制御装置１０５は、当該燃料電池ユニット１１（もしくは燃料電池本体１０３）の発電出力の値を自ら算出する機能を備えており、当該発電出力の値に応じて、取出し温度の目標値を変化させる。その場合、取出し温度の目標値は、高出力のときに総じて高く、低出力のときに総じて低く設定する。例えば図１６に示されるように、プラント制御装置１０５は、例えば所定の演算式Ｂ＝ｆ（Ａ）に従い、発電出力の値「Ａ」が小さくなる場合に、取出し温度の目標値「Ｂ」を下げ、発電出力の値「Ａ」が大きくなる場合に、取出し温度の目標値「Ｂ」を上げる。
The
なお、演算式Ｂ＝ｆ（Ａ）を用いる代わりに、前述の第１，第２の実施形態の場合のように取出し温度の目標値を切り替えるため基準値を、発電出力に対して設定しておき、発電出力の値が基準値未満の場合には、取出し温度の目標値をＳ２＋Ｓ３に設定して水供給手段１１０を制御し、発電出力の値が基準値以上の場合には、取出し温度の目標値を通常の値Ｓ４に設定して水供給手段１１０を制御するようにしてもよい。例えば５００Ｗ以上の発電時には、取出し温度の目標値を８０℃に設定し、５００Ｗ未満の発電時には、取出し温度の目標値を５０℃に設定するようにしてもよい。
Instead of using the arithmetic expression B = f (A), a reference value is set for the power generation output in order to switch the target value of the extraction temperature as in the first and second embodiments described above. If the value of the power generation output is less than the reference value, the target value of the extraction temperature is set to S2 + S3 to control the water supply means 110. If the value of the power generation output is equal to or greater than the reference value, The
また、演算式Ｂ＝ｆ（Ａ）を採用しつつ、当該演算式から算出されるＢの値と、Ｓ２＋Ｓ３のうち、大きい方の高い方の値を、取出し温度の目標値とするようにしてもよい。これにより、熱負荷に対して有効に湯を供給することができる。 Further, while adopting the arithmetic expression B = f (A), the larger one of the B value calculated from the arithmetic expression and S2 + S3 is set as the target value of the extraction temperature. Also good. Thereby, hot water can be effectively supplied with respect to a heat load.
また、熱回収効率は燃料電池本体１０３の発熱量の大小、つまり電流値の大小に影響を受けるため、「発電出力の値」の代わりに、「電流値」など、燃料電池本体１０３の発熱量と相関のある物理量に応じて、取出し温度の目標値を変えるようにしてもよい。例えば「排熱回収水の流量」や、当該流量を直接計測していない場合には当該流量を推定する「水供給手段１１０の出力値」なども、利用することが可能である。
Further, since the heat recovery efficiency is affected by the amount of heat generated by the fuel cell
次に、図１７を参照して、本実施形態における取出し温度の目標値を制御する動作の一例について説明する。ここでは、図１４のグラフの例を参考にしつつ説明する。 Next, with reference to FIG. 17, an example of the operation for controlling the target value of the extraction temperature in the present embodiment will be described. Here, description will be made with reference to the example of the graph of FIG.
プラント制御装置１０５は、発電出力の値「Ａ」を取得する（ステップＳ６１）。次に、プラント制御装置１０５は、発電出力の値「Ａ」に基づき、Ｂ＝ｆ（Ａ）の演算を行う（ステップＳ６２）。そして、プラント制御装置１０５は、取出し温度の目標値を、演算により求められた「Ｂ」として、水供給手段１１０を制御する（ステップＳ６３）。
The
ここで、図１８に、発電出力と熱回収効率との関係を示す。 Here, FIG. 18 shows the relationship between the power generation output and the heat recovery efficiency.
同図からわかるように、もし、発電出力にかかわらず取出し温度の目標値を一定とした場合、一般に熱回収効率は、低出力のときほど大きく低下する。これは、（１）燃料電池本体１０３の発熱量が低下する、（２）熱交換手段１１１や熱交換手段１１２で回収できる量が低下する、（３）排熱回収水の流量が低下する、（４）熱交換手段１１１の熱交換特性が低下し、排ガス温度が上昇する、という理由や、（５）燃料電池本体１０３の温度は出力によらずほぼ一定である、（６）燃料電池本体１０３放熱量が出力によらずほぼ一定で、固定損としてみなせる、（７）低出力では上記固定損の影響が総じて大きく、熱回収効率が低くなる、という理由による。これに対し、本実施形態のように、熱回収効率が低い低負荷ほど取出し温度の目標値を下げるようにすると、取出し温度を一定とした場合に比べ、熱回収効率を向上させることができる。通常、発電出力が低出力であるほど、熱回収効率を向上させる効果が大きくはなるが、発電出力が低出力でない場合であっても、ある出力帯で熱回収効率が低い燃料電池発電システムの場合は、当該出力帯で取出し温度の目標値を下げるようにしてもよい。
As can be seen from the figure, if the target value of the extraction temperature is constant regardless of the power generation output, the heat recovery efficiency generally decreases as the output is lower. This is because (1) the amount of heat generated by the fuel cell
この第４の実施形態によれば、例えば家庭での電力負荷が小さく、低出力運転が続くような場合であっても、従来よりも高効率な運転を実現することができる。 According to the fourth embodiment, for example, even when the power load at home is small and the low output operation continues, it is possible to realize an operation that is more efficient than before.
（第５の実施形態）
次に、図１９〜図２１を参照して、本発明の第５の実施形態について説明する。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図１９は、本発明の第５の実施形態に係るコジェネレーションシステムの概略構成を示す図である。また、図２０は、同実施形態における取出し温度の目標値の制御動作の一例を示すグラフである。図２１は、同実施形態における取出し温度の目標値の制御動作の一例を示すフローチャートである。 FIG. 19 is a diagram showing a schematic configuration of a cogeneration system according to the fifth embodiment of the present invention. FIG. 20 is a graph showing an example of the control operation of the target value of the extraction temperature in the same embodiment. FIG. 21 is a flowchart showing an example of the control operation of the target value of the extraction temperature in the same embodiment.
なお、図１９においては、図１と共通する要素の図示を部分的に省略している。また、図１，図２等と共通する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 In FIG. 19, the elements common to FIG. 1 are partially omitted. In addition, the same reference numerals are given to elements common to FIGS. 1 and 2 and the like, and redundant description is omitted.
図１９に示されるように、燃料電池ユニット１１内には、外気温度を計測する外気温度計測手段１１９が設けられている。外気温度計測手段１１９は、燃料電池ユニット１１の外気温度を計測しており、その計測値はプラント制御装置１０５に送信されている。なお、この外気温度計測手段１１９は、燃料電池ユニット１１以外の場所に設けてもよい。
As shown in FIG. 19, outside temperature measuring means 119 for measuring outside temperature is provided in the
この第５の実施形態に係るプラント制御装置１０５は、外気温度に応じて、取出し温度の目標値を第１の値とする第１の制御モードと、取出し温度の目標値を前記第１の値よりも低い第２の値とする第２の制御モードとの間の切り替えを行う。例えば図２０に示されるように、プラント制御装置１０５は、外気温度が基準値Ｗ１未満の場合には、取出し温度の目標値をＳ２＋Ｓ３に設定して水供給手段１１０を制御する。一方、外気温度が基準値Ｗ１以上の場合には、取出し温度の目標値を通常の値Ｓ４に設定して水供給手段１１０を制御する。図２０の例では、始めは外気温度がＷ１未満であるが、外気温度が上がってきて、Ｗ１以上となったタイミングＴ４で、取出し温度の目標値をＳ４に変えている。
The
もし、取出し温度を固定値とすると、外気温度が低いときには一般的に放熱量が増加し、熱回収効率が低下するが、本実施形態では、外気温度が低いときには取出し温度を低くしているため、熱回収効率の低下を抑制することができる。 If the extraction temperature is a fixed value, when the outside air temperature is low, the heat dissipation generally increases and the heat recovery efficiency decreases. However, in this embodiment, the extraction temperature is lowered when the outside air temperature is low. And the fall of heat recovery efficiency can be controlled.
なお、取出し温度の目標値を切り替えた際の時定数は比較的大きいため、外気温度計測手段１１９の計測値の瞬時値ではなく、過去の計測値から近未来の外気温度を予測し、その予測値に応じて、取出し温度の目標値を変化させるようにしてもよい。例えば、プラント制御装置１０５は、外気温度の所定時間後の予測値が基準値Ｗ１未満の場合には、取出し温度の目標値をＳ２＋Ｓ３に設定して水供給手段１１０を制御し、一方、外気温度の所定時間後の予測値が基準値Ｗ１以上の場合には、取出し温度の目標値を通常の値Ｓ４に設定して水供給手段１１０を制御する。
In addition, since the time constant when the target value of the extraction temperature is switched is relatively large, the near-future outside air temperature is predicted from the past measurement value instead of the instantaneous value of the measurement value of the outside temperature measuring means 119, and the prediction Depending on the value, the target value of the extraction temperature may be changed. For example, when the predicted value of the outside air temperature after a predetermined time is less than the reference value W1, the
次に、図２１を参照して、本実施形態における取出し温度の目標値を制御する動作の一例について説明する。ここでは、図２０のグラフの例を参考にしつつ説明する。 Next, with reference to FIG. 21, an example of an operation for controlling the target value of the extraction temperature in the present embodiment will be described. Here, description will be made with reference to the example of the graph of FIG.
プラント制御装置１０５は、外気温度計測手段１１９で計測される外気温度を監視し、Ｗ１未満であるか否かを判定する（ステップＳ７１）。外気温度がＷ１未満である場合、プラント制御装置１０５は、取出し温度の目標値をＳ２＋Ｓ３として水供給手段１１０を制御する（ステップＳ７２）。一方、外気温度がＷ１以上である場合、プラント制御装置１０５は、取出し温度の目標値をＳ４として水供給手段１１０を制御する（ステップＳ７３）。
The
この第５の実施形態によれば、外気温度が低いときには取出し温度を低くしているため、熱回収効率の低下を抑制することができる。 According to the fifth embodiment, when the outside air temperature is low, the extraction temperature is lowered, so that it is possible to suppress a decrease in heat recovery efficiency.
（各実施形態に共通する応用例）
・応用例１
各実施形態では、リモコン２０１から給湯設定温度等Ｓ２を読み込み、取出し温度の目標値をＳ２＋Ｓ３に低下させることを特徴としていた。しかし、その時点でリモコン２０１に給湯設定温度等Ｓ２が設定されていても、実際には１日の中でこのＳ２を様々に変化させる家庭もある。そこでリモコン２０１で設定されている給湯設定温度等Ｓ２に替えて、過去の給湯設定温度等Ｓ２の変化の中から得られる最大値Ｓ２’を適用するようにしてもよい。
(Application examples common to each embodiment)
・ Application 1
Each embodiment is characterized in that the hot water supply set temperature S2 or the like is read from the
また、各実施形態において取出し温度の目標値を決定するに際し、更に、リモコン２０１に設定された、給湯に使用される湯の温度、風呂の湯張りに使用される湯の温度、及び、床暖房に使用される湯の温度、のうちの少なくとも１つに応じて、取出し温度の目標値を変えるようにしてもよい。また、過去に給湯に使用された湯の温度、過去に風呂の湯張りに使用された湯の温度、及び、過去に床暖房に使用された湯の温度、のうちの少なくとも１つに応じて、取出し温度の目標値を変えるようにしてもよい。
Moreover, when determining the target value of the extraction temperature in each embodiment, the temperature of hot water used for hot water supply, the temperature of hot water used for hot water bathing, and floor heating set in the
・応用例２
取出し温度の目標値をＳ２＋Ｓ３もしくはＳ２’＋Ｓ３に下げた場合、貯湯タンク１０８での放熱や、同じく貯湯タンク１０８内での熱拡散により、給湯に必要なＳ２の湯を供給できない場合が考えられる。この場合、熱負荷１１５にはバックアップボイラ１１４から湯が供給される。貯湯量が充分であるにも関わらずバックアップボイラ１１４が作動する場合は、温度マージンＳ３を増加させることにより、取出し温度の目標値を上げることが望ましい。また、バックアップボイラ１１４の作動状態ではなく、貯湯タンク１０８に入る温水の温度（蓄熱温度）や貯湯タンク１０８に設置されている温度計の指示値に応じて、Ｓ３を増加させるようにしてもよい。
・
When the target value of the extraction temperature is lowered to S2 + S3 or S2 ′ + S3, there may be a case where S2 hot water necessary for hot water supply cannot be supplied due to heat dissipation in the hot
上で述べた各実施形態で例示した具体例は、本発明を何ら限定するものではない。例えば、各実施形態では、コジェネレーションシステムの一例として、燃料電池発電システムを取り上げたが、燃料電池発電システム以外のシステムに適用することも可能である。また、例えば、第１の実施形態では戻り水温度が「Ｓ１未満かＳ１以上か」に応じて取出し温度の目標値の切り替えを行う場合を例示したが、勿論、「Ｓ１以下かＳ１より大きいか」に応じて取出し温度の目標値の切り替えを行うようにしてもよい。 The specific examples illustrated in the embodiments described above do not limit the present invention. For example, in each embodiment, the fuel cell power generation system is taken up as an example of the cogeneration system. However, the present invention can be applied to systems other than the fuel cell power generation system. Further, for example, in the first embodiment, the case where the target value of the extraction temperature is switched according to whether the return water temperature is “lower than S1 or higher than S1” is illustrated. The target value of the extraction temperature may be switched according to
また、例えば、第１の実施形態では取出し温度の目標値を切り替える際に、時間的猶予や基準となる戻り水温度のヒステリシス制御を適用してもよい旨を説明したが、第１の実施形態の場合に限らず、第２〜第５の実施形態においても、取出し温度の目標値を切り替える際に、時間的猶予やヒステリシス制御を適用してもよい。 In addition, for example, in the first embodiment, it has been described that when the target value of the extraction temperature is switched, time delay or hysteresis control of the return water temperature as a reference may be applied. Not only in this case but also in the second to fifth embodiments, a time delay or hysteresis control may be applied when switching the target value of the extraction temperature.
本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
１１…燃料電池ユニット、１２…貯湯ユニット、１０１…燃料供給手段、１０２…改質手段、１０３…燃料電池本体、１０４…インバータ、１０５…プラント制御装置、１０６…電力負荷、１０７…空気供給手段、１０８…貯湯タンク（蓄熱部）、１０９…戻り水温度計測手段、１１０…水供給手段、１１１…熱交換手段、１１２…熱交換手段、１１３…取出し温度計測手段、１１４…バックアップボイラ、１１５…熱負荷、１１６…冷却水供給手段、１１７…貯湯量計測手段（蓄熱量計測手段）、１１８…湯張り検出手段、１１９…外気温度計測手段、２０１…リモコン。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記部分から取出した冷却剤の温度を示す取出し温度が目標値に達するように、前記部分への冷却剤の供給を制御し、
前記蓄熱部の蓄熱量に応じて、前記取出し温度の目標値を第１の値とする第１の制御モードと、前記取出し温度の目標値を前記第１の値よりも低い第２の値とする第２の制御モードとの間の切り替えを行い、
前記蓄熱部の蓄熱量の所定時間後の予測値が、第１の範囲に含まれる場合に、前記第１の制御モードを実施し、
前記蓄熱部の蓄熱量の所定時間後の予測値が、前記第１の範囲よりも値が低い第２の範囲に含まれる場合に、前記第２の制御モードを実施し、前記冷却剤による熱の回収効率を増加させることを特徴とする熱回収制御方法。 A coolant having a temperature lower than that of the part is supplied to the part where the heat of the power generation device is obtained, and the coolant recovered from the part is taken out and stored, and the heat of the stored coolant is supplied to the heat load. A heat recovery control method applied to a cogeneration system having a heat storage section capable of
Controlling the supply of coolant to the part so that the extraction temperature indicating the temperature of the coolant extracted from the part reaches a target value;
In accordance with the amount of heat stored in the heat storage section, a first control mode in which the target value of the extraction temperature is a first value, and a second value lower than the first value is the target value of the extraction temperature. To switch to the second control mode,
When the predicted value after a predetermined time of the heat storage amount of the heat storage unit is included in the first range, the first control mode is performed,
When the predicted value after a predetermined time of the heat storage amount of the heat storage unit is included in a second range having a value lower than the first range, the second control mode is performed, and the heat generated by the coolant A heat recovery control method characterized in that the recovery efficiency of the heat is increased .
前記部分から取出した冷却剤の温度を示す取出し温度が目標値に達するように、前記部分への冷却剤の供給を制御し、
風呂の湯張りの検出を示す信号に応じて、前記取出し温度の目標値を第１の値とする第１の制御モードから、前記取出し温度の目標値を前記第１の値よりも低い第２の値とする第２の制御モードへの切り替えを行い、前記冷却剤による熱の回収効率を増加させることを特徴とする熱回収制御方法。 A coolant having a temperature lower than that of the part is supplied to the part where the heat of the power generation device is obtained, and the coolant recovered from the part is taken out and stored, and the heat of the stored coolant is supplied to the heat load. A heat recovery control method applied to a cogeneration system having a heat storage section capable of
Controlling the supply of coolant to the part so that the extraction temperature indicating the temperature of the coolant extracted from the part reaches a target value;
In response to a signal indicating the detection of hot water in the bath, the second value lower than the first value is set to the target value of the extraction temperature from the first control mode in which the target value of the extraction temperature is set to the first value. the second had lines switching to the control mode, heat recovery control method characterized by increasing the recovery efficiency of heat by the cooling agent to the value.
前記部分から取出した冷却剤の温度を示す取出し温度が目標値に達するように、前記部分への冷却剤の供給を制御し、風呂の湯張りの検出を示す信号に応じて、前記取出し温度の目標値を第１の値とする第１の制御モードから、前記取出し温度の目標値を前記第１の値よりも低い第２の値とする第２の制御モードへの切り替えを行い、前記冷却剤による熱の回収効率を増加させる制御装置を備えたことを特徴とするコジェネレーションシステム。 A coolant having a temperature lower than that of the part is supplied to the part where the heat of the power generation device is obtained, and the coolant recovered from the part is taken out and stored, and the heat of the stored coolant is supplied to the heat load. A cogeneration system equipped with a heat storage unit capable of
The supply of the coolant to the part is controlled so that the take-out temperature indicating the temperature of the coolant taken out from the part reaches a target value. the target value from the first control mode to the first value, have rows switching of the target value of the extraction temperature to the second control mode to a second value lower than the first value, the A cogeneration system comprising a control device that increases the efficiency of heat recovery by the coolant .
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