WO2020250872A1 - コジェネレーションシステム、デマンド管理装置、制御方法及びプログラム - Google Patents

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WO2020250872A1
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air conditioner
steam
heat
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PCT/JP2020/022623
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江口　富士雄
鈴木　博幸
Original Assignee
三菱重工エンジン＆ターボチャージャ株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02G5/04—Profiting from waste heat of exhaust gases in combination with other waste heat from combustion engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/02—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
    • F22B1/18—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22D—PREHEATING, OR ACCUMULATING PREHEATED, FEED-WATER FOR STEAM GENERATION; FEED-WATER SUPPLY FOR STEAM GENERATION; CONTROLLING WATER LEVEL FOR STEAM GENERATION; AUXILIARY DEVICES FOR PROMOTING WATER CIRCULATION WITHIN STEAM BOILERS
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    • F22D1/02—Feed-water heaters, i.e. economisers or like preheaters with water tubes arranged in the boiler furnace, fire tubes, or flue ways
    • F22D1/12—Control devices, e.g. for regulating steam temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to cogeneration systems, demand management devices, control methods and programs.
  • the present application claims priority with respect to Japanese Patent Application No. 2019-110266 filed in Japan on June 13, 2019, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • Patent Document 1 describes, as a related technique, a technique for converting hot water that has exchanged heat with engine jacket cooling water into high-performance water and reusing the high-performance water as make-up water in a high-performance water device. Has been done.
  • An object of the present invention is to provide a cogeneration system, a demand management device, a control method and a program capable of solving the above problems.
  • the cogeneration system is a turbine that rotates by an engine that generates electricity and steam generated based on the thermal energy generated when the engine generates electricity to reduce the pressure of the steam. And.
  • the cogeneration system in the first aspect may include a compressor that generates air by using the rotation of the turbine as a power source.
  • the cogeneration system in the first or second aspect is based on the air conditioner and the heat output from the engine before the air conditioner is activated.
  • a water temperature adjusting device that changes the temperature of the water and a pipe that circulates the water that exchanges heat when the air conditioner is started and that the water temperature adjusting device changes the temperature. , And may be provided.
  • the water temperature adjusting device is a heat exchanger that raises the temperature of the water based on the heat output from the engine. It may be provided.
  • the water temperature adjusting device lowers the temperature of the water based on the heat output from the engine. It may be equipped with an absorption chiller.
  • the cogeneration system includes a first control unit that controls the water temperature adjusting device, and the water temperature adjusting device receives heat output from the engine. Based on this, the absorption chiller for lowering the temperature of the water may be provided, and the first control unit may operate only one of the heat exchanger and the absorption chiller.
  • the cost when the engine generates electric power and supplies electric power may be provided with a second control unit that operates the engine at a determined time based on the cost of purchasing electric power from the outside without performing the power generation.
  • the demand management device is a turbine that rotates by an engine that generates electricity and steam generated based on the thermal energy generated when the engine generates electricity to reduce the pressure of the steam.
  • a demand management device in a cogeneration system including a compressor that generates air by using the rotation of the turbine as a power source, and manages the demand for the air by converting it into the demand for the thermal energy.
  • the control method is based on the temperature of the water based on the engine that generates power, the air exchanger, and the heat output from the engine before the air exchanger is started.
  • a cogeneration comprising a water temperature adjusting device for changing the temperature, and a pipe for circulating the water after the water temperature adjusting device changes the temperature, which is the water that exchanges heat when the air conditioner is started.
  • a control method by the system wherein the water temperature adjusting device raises the temperature of the water based on the heat output from the engine, and the heat is output from the engine. This includes operating only one of the heat exchanger and the absorption chiller when the absorption chiller for lowering the temperature of water is provided.
  • the control method includes an engine that generates electricity and a turbine that is rotated by steam generated based on the heat energy generated when the engine generates electricity to reduce the pressure of the steam.
  • An air conditioner and a water temperature regulator that changes the temperature of water based on the heat output from the engine before the air conditioner is started, and heat exchange when the air conditioner is started.
  • a control method by a cogeneration system including the water, a pipe for circulating the water after the water temperature adjusting device changes the temperature, and a case where the engine generates electricity and supplies power. It includes operating the engine at a determined time based on the cost and the cost when the engine purchases power from the outside without generating electricity.
  • the program includes an engine that generates power and a turbine that is rotated by steam generated based on the heat energy generated when the engine generates heat to reduce the pressure of the steam.
  • the air conditioner a water temperature adjusting device that changes the temperature of water based on the heat output from the engine before the air conditioner is started, and the heat exchange when the air conditioner is started.
  • the water temperature regulator is based on the heat output from the engine in a computer provided by a cogeneration system including a pipe for circulating the water after the water temperature regulator changes the temperature.
  • the program comprises an engine that generates electricity and a turbine that is rotated by steam generated based on the heat energy generated when the engine generates electricity to reduce the pressure of the steam.
  • the air conditioner a water temperature adjusting device that changes the temperature of water based on the heat output from the engine before the air conditioner is started, and the heat exchange when the air conditioner is started.
  • the cost of water when the engine generates electricity and supplies power to a computer provided by a cogeneration system including a pipe for circulating the water after the water temperature adjusting device changes the temperature.
  • the operation of the engine at a determined time is executed based on the cost when the engine purchases electric power from the outside without generating electric power.
  • the heat released from the engine can be effectively used.
  • the cogeneration system 1 includes a gas engine 10a (an example of an engine), 10b (an example of an engine), exhaust gas boilers 20a and 20b, a high-pressure steam header 30, and a steam heat exchanger 40 (of a water temperature regulator).
  • gas engine 10a an example of an engine
  • 10b an example of an engine
  • exhaust gas boilers 20a and 20b a high-pressure steam header 30, and a steam heat exchanger 40 (of a water temperature regulator).
  • hot water heat exchanger 50 an example of water temperature regulator
  • cold / hot water headers 60 and 70 cold / hot water pumps 80 and 90
  • air conditioner piping 100 air conditioner 110
  • control device 120 demand management device
  • absorption chiller 130 (example of water temperature regulator), switching devices 140, 150, steam generator 160, pressure reducing valve 170, valve 180, turbine 190, air compressor 200, air header 210, low pressure steam header 220.
  • gas engines 10a and 10b are collectively referred to as a gas engine 10.
  • the exhaust gas boilers 20a and 20b are collectively referred to as an exhaust gas boiler 20.
  • the cogeneration system 1 is a system used in an assembly plant.
  • the cogeneration system 1 uses the gas engine 10 to generate electricity for use in the assembly plant, and also uses the heat of the exhaust gas discharged from the gas engine 10 during power generation (an example of heat output from the engine). It is a system that drives a turbine 190 to generate air for use in an assembly plant.
  • the cogeneration system 1 consumes energy by the amount of air generated by effectively utilizing the exhaust gas discharged from the gas engine 10 as compared with the case where the compressor is driven by using electricity. It can be reduced.
  • the cogeneration system 1 further includes heat of exhaust gas discharged from the gas engine 10 during power generation (an example of heat output from the engine) and heat of hot water (an example of heat output from the engine). Before starting the air conditioner 110 in the assembly plant using at least one of them, water having a temperature corresponding to the operation when the air conditioner 110 is started is circulated in the air conditioner pipe 100. By doing so, the cogeneration system 1 can increase the operating efficiency of the air conditioner 110 by utilizing the exhaust gas discharged from the gas engine 10. The cogeneration system 1 uses the exhaust gas discharged from the gas engine 10 to increase the operating efficiency of the air conditioner 110 during the cooling operation and the operating efficiency during the heating operation.
  • the cogeneration system 1 will be described as being used in an assembly factory.
  • the assembly factory is an example in which the cogeneration system 1 is provided, and the place where the cogeneration system 1 is provided is not limited to the assembly factory.
  • the gas engine 10 is an engine that generates electricity under the control of the control device 120.
  • the gas engine 10 outputs the generated electric power to a place where electric power is required in the assembly factory.
  • the gas engine 10a outputs the exhaust gas generated when power is generated to the exhaust gas boiler 20a. Further, the cooling water for cooling the gas engine 10a is heated by the heat generated during power generation to become hot water.
  • the air conditioner 110 is heated after the start, the hot water is supplied to the hot water heat exchanger 50 before the start. Further, when the air conditioner 110 is operated for cooling after the start, the hot water is supplied to the absorption chiller 130 before the start of the air conditioner 110.
  • the gas engine 10b outputs the exhaust gas generated when power is generated to the exhaust gas boiler 20a. Further, the cooling water for cooling the gas engine 10b is heated by the heat generated during power generation to become hot water. This hot water is supplied to the steam generator 160.
  • the exhaust gas boiler 20 is a boiler that generates high-pressure steam by utilizing the heat of the exhaust gas.
  • the exhaust gas boiler 20a receives exhaust gas from the gas engine 10a.
  • the exhaust gas boiler 20a generates high-pressure steam by evaporating water with the heat of the received exhaust gas.
  • the exhaust gas boiler 20b receives the exhaust gas from the gas engine 10b.
  • the exhaust gas boiler 20b generates high-pressure steam by evaporating water with the heat of the received exhaust gas.
  • the exhaust gas boiler 20 outputs the generated high-pressure steam to the high-pressure steam header 30.
  • the high pressure steam header 30 is a device that collects high pressure steam.
  • the high-pressure steam header 30 divides the collected high-pressure steam into water and steam and distributes them to each device to be connected.
  • the high-pressure steam header 30 collects the high-pressure steam output by the exhaust gas boiler 20.
  • the high-pressure steam header 30 divides the collected high-pressure steam into water and steam, and transfers the steam to at least one of a steam heat exchanger 40, an absorption chiller 130, a turbine 190, and a low-pressure steam header 220. Supply.
  • the high-pressure steam header 30 is not supplied to the absorption chiller 130.
  • the high-pressure steam header 30 does not supply the steam to the steam heat exchanger 40.
  • the steam heat exchanger 40 heats the water output from the cold / hot water header 70 by using the heat of the steam supplied from the high pressure steam header 30.
  • the hot water after heating heated by the steam heat exchanger 40 is output to the cold / hot water header 60.
  • the hot water heat exchanger 50 heats the water output from the cold / hot water header 70 by using the heat of the hot water supplied from the gas engine 10.
  • the heated hot water heated by the hot water heat exchanger 50 is output to the cold / hot water header 60.
  • the cold / hot water header 60 collects hot water from the steam heat exchanger 40 and hot water from the hot water heat exchanger 50 when the air conditioner 110 operates for heating. Further, the cold / hot water header 60 collects cold water from the absorption chiller 130 when the air conditioner 110 is operated for cooling.
  • the cold / hot water header 70 collects hot water before starting the air conditioner 110. Further, the cold / hot water header 70 collects cold water after the air conditioner 110 is started when the air conditioner 110 is in heating operation. Further, when the air conditioner 110 is operated for cooling, the cold / hot water header 70 collects cold water before starting the air conditioner 110. Further, the cold / hot water header 70 collects hot water after the air conditioner 110 is started when the air conditioner 110 is in the cooling operation.
  • the cold / hot water pump 80 supplies the hot water collected by the cold / hot water header 60 to the cold / hot water pump 90 and the air conditioner 110 via the air conditioner pipe 100. Further, the cold / hot water pump 80 supplies the cold water collected by the cold / hot water header 60 to the cold / hot water pump 90 and the air conditioner 110 via the air conditioner pipe 100 when the air conditioner 110 is in the cooling operation. ..
  • the cold / hot water pump 90 supplies hot water that is not heat exchanged in the air conditioner 110 to the cold / hot water header 70 before starting the air conditioner 110. Further, when the air conditioner 110 is in heating operation, the cold / hot water pump 90 supplies the cold / hot water header 70 with cold water that has been heat-exchanged and cooled in the air conditioner 110 after the air conditioner 110 is started.
  • the cold / hot water pump 90 supplies cold water that is not heat exchanged in the air conditioner 110 to the cold / hot water header 70 before starting the air conditioner 110. Further, when the air conditioner 110 is in the cooling operation, the cold / hot water pump 90 supplies the hot water heated by heat exchange in the air conditioner 110 to the cold / hot water header 70 after the start of the air conditioner 110.
  • the air conditioner pipe 100 is a pipe that circulates water for heat exchange in the air conditioner 110.
  • the air conditioner 110 is a device that performs a heating operation or a cooling operation by exchanging heat with water in the air conditioner pipe 100 after starting.
  • a cold time such as winter in the northern hemisphere
  • a hot season such as summer in the northern hemisphere
  • the air conditioner 110 is installed in an assembly plant.
  • the air conditioner 110 is one of the demands for cold and hot water in an assembly plant.
  • the control device 120 includes a storage unit 1201, a valve control unit 1202, a switching device control unit 1203 (an example of a first control unit), and an engine control unit 1204 (an example of a second control unit). ..
  • the storage unit 1201 stores various information necessary for the processing performed by the control device 120. For example, as shown in FIG. 3, the storage unit 1201 has the weather conditions for each date indicated by the past weather data and the amount of power generated for each predetermined time (for example, every hour) actually generated under the weather conditions. Stores the data table TBL1 associated with.
  • the valve control unit 1202 controls the valve opening degree of the pressure reducing valve 170 based on the demand for steam in the assembly plant. Further, the valve control unit 1202 controls the valve opening degree of the valve 180 based on the demand for steam in the assembly plant.
  • the switching device control unit 1203 controls the switching device 140 and the switching device 150. For example, when the switching device control unit 1203 determines that there is a high possibility of heating operation by exchanging heat with hot water in the air conditioner pipe 100 after the air conditioner 110 is started, it absorbs from the gas engine 10a. The switching device 140 is controlled so that the route to the refrigerator 130 becomes invalid and the route from the gas engine 10a to the hot water heat exchanger 50 becomes valid. Further, when the switching device control unit 1203 determines that there is a high possibility of heating operation by exchanging heat with hot water in the air conditioner pipe 100 after the air conditioner 110 is started, it absorbs from the high pressure steam header 30. The switching device 150 is controlled so that the route to the chiller 130 becomes invalid and the route from the high-pressure steam header 30 to the steam heat exchanger 40 becomes valid.
  • the switching device control unit 1203 determines that there is a high possibility of cooling operation by exchanging heat with cold water in the air conditioner pipe 100 after the air conditioner 110 is started, the gas engine 10a is used.
  • the switching device 140 is controlled so that the route to the absorption chiller 130 becomes valid and the route from the gas engine 10 to the hot water heat exchanger 50 becomes invalid.
  • the switching device control unit 1203 determines that there is a high possibility of cooling operation by exchanging heat with the cold water in the air conditioner pipe 100 after the air conditioner 110 is started, the switching device control unit 1203 absorbs the heat from the high pressure steam header 30.
  • the switching device 150 is controlled so that the route to the chiller 130 becomes valid and the route from the high pressure steam header 30 to the steam heat exchanger 40 becomes invalid.
  • the engine control unit 1204 determines a target power generation amount indicating a target power generation amount on the day when the gas engine 10 is controlled (that is, predicts a demand power amount). For example, the engine control unit 1204 acquires the weather forecast of the day when the gas engine 10 is controlled before the day when it is controlled. The engine control unit 1204 identifies the weather condition closest to the weather condition indicated by the acquired weather forecast. Meteorological conditions include temperature. The engine control unit 1204 determines the amount of power generated for each predetermined time associated with the weather conditions specified in the data table TBL1 as the target amount of power generated on the day when the gas engine 10 is controlled. The engine control unit 1204 may correct the target power generation amount.
  • the engine control unit 1204 has a difference between the fuel consumption of a past device that uses electricity in an assembly plant and a fuel consumption of a current device, a difference between the number of past devices and the current number of devices, and the past of the gas engine 10.
  • the target power generation amount may be corrected in consideration of the difference between the performance of the engine and the current performance.
  • the engine control unit 1204 determines the amount of power generated at night based on the determined target amount of power generated. For example, as shown in FIG. 4, the engine control unit 1204 generates electric power at night when a part of the electric energy required in the daytime (for example, the electric energy required during the peak power period) is generated at night. In addition to the cost increase when electricity is purchased, power is generated at night, air is generated by driving the turbine 190, steam is generated, heat is stored in the air conditioner pipe 100, and then the air conditioner is installed. When starting up, air is generated by the electric power purchased without storing heat at night, steam is generated, and the cost reduction due to the efficiency improvement when starting the air conditioner is used for various power generation at night. Calculate the amount of power. Then, the engine control unit 1204 controls the gas engine 10 to realize the amount of generated power that can be most expected to reduce the cost of generating power at night.
  • the absorption chiller 130 is a device that generates cold water using at least one of hot water supplied from the gas engine 10 and steam supplied from the high-pressure steam header 30.
  • the absorption chiller 130 is a non-patent document (written by Shoji Ohama, "Completely Illustrated Basic Knowledge of Air Conditioning / Supply / Drainage Sanitary Equipment", 1st Edition, Ohm Co., Ltd., October 25, 2014, P.43. ), Etc. are absorption chillers.
  • the absorption chiller 130 creates a temperature lower than normal temperature by repeating a series of operations called "absorption chilling cycle" to realize a cooling action.
  • the cooled cold water cooled by the absorption chiller 130 is output to the cold / hot water header 60.
  • the switching device 140 is provided at a position where the pipe between the gas engine 10a and the absorption chiller 130 and the pipe between the gas engine 10a and the hot water heat exchanger 50 intersect.
  • the switching device 140 enables one of the path from the gas engine 10a to the absorption chiller 130 and the path from the gas engine 10a to the hot water heat exchanger 50 under the control of the control device 120, and switches the other. It is a device to disable.
  • the switching device 150 is provided at a position where the pipe between the high-pressure steam header 30 and the absorption chiller 130 and the pipe between the high-pressure steam header 30 and the steam heat exchanger 40 intersect. Under the control of the control device 120, the switching device 150 enables one of the path from the high pressure steam header 30 to the absorption chiller 130 and the path from the high pressure steam header 30 to the steam heat exchanger 40. It is a device that invalidates the other.
  • the steam generator 160 generates steam from hot water supplied from the gas engine 10b.
  • the steam generated by the steam generator 160 is supplied to the low pressure steam header 220 via the valve 180.
  • the pressure reducing valve 170 decompresses the high pressure steam output from the high pressure steam header 30 and supplies the low pressure steam to the low pressure steam header 220.
  • the valve 180 supplies the steam generated by the steam generator 160 to the low pressure steam header 220 under the control of the control device 120.
  • the turbine 190 is rotated by the high pressure steam supplied from the high pressure steam header 30.
  • the turbine 190 drives the air compressor 200 by rotating.
  • the low pressure steam output from the turbine 190 is supplied to the low pressure steam header 220.
  • the air compressor 200 is driven by the turbine 190 to generate air.
  • the air compressor 200 supplies the generated air to the air header 210.
  • the air header 210 collects the air generated by the air compressor 200.
  • the air header 210 supplies the collected air to the assembly plant.
  • the low pressure steam header 220 is a device that collects low pressure steam.
  • the low-pressure steam header 220 collects the low-pressure steam output by the turbine 190, the low-pressure steam supplied from the high-pressure steam header 30 via the pressure reducing valve 170, and the low-pressure steam supplied from the steam generator 160 via the valve 180. ..
  • the low-pressure steam header 220 separates the collected low-pressure steam into water and steam, and supplies the steam to the assembly plant.
  • the steam used in the factory is low pressure steam. Therefore, the steam collected by the low-pressure steam header 220 that supplies steam to the factory is also low-pressure steam. Therefore, it is necessary to reduce the pressure before the high-pressure steam output by the high-pressure steam header 30 reaches the low-pressure steam header 220.
  • the pressure reducing valve is used to reduce the pressure of steam.
  • a turbine 190 is also used to reduce the pressure of steam.
  • the cogeneration system 1 according to the embodiment of the present invention generates air by rotating a turbine 190 with high-pressure steam and driving an air compressor 200 by the rotation. At this time, the high-pressure steam received by the turbine 190 becomes low-pressure steam and is output from the turbine 190.
  • the cogeneration system 1 has the high-pressure steam received by the turbine 190 by decompressing the steam by using the turbine 190 and generating air by using the pressure loss due to the decompression. It is a system that effectively uses energy without wasting it.
  • the processing of the cogeneration system 1 according to the first embodiment of the present invention will be described.
  • the processing flow of the cogeneration system 1 for the air demand, steam demand, and cold / hot water demand shown in FIGS. 5 to 8 will be described.
  • the processing of air demand, steam demand, and cold / hot water demand can be considered independently.
  • the cold / hot water demand can meet only one of the cold water demand and the hot water demand.
  • the engine control unit 1204 determines the target power generation amount indicating the target power generation amount on the day when the gas engine 10 is controlled (that is, predicts the demand power amount) (step S1). Specifically, the engine control unit 1204 acquires the weather forecast of the day when the gas engine 10 is controlled before the day when it is controlled. The engine control unit 1204 identifies the weather condition closest to the weather condition indicated by the acquired weather forecast. Meteorological conditions include temperature. The engine control unit 1204 determines the amount of power generated for each predetermined time associated with the weather conditions specified in the data table TBL1 as the target amount of power generated on the day when the gas engine 10 is controlled.
  • the engine control unit 1204 determines the amount of power generated at night based on the determined target amount of power generated (step S2). Specifically, as shown in FIG. 4, the engine control unit 1204 generates power at night when a part of the electric power required during the daytime (for example, the electric energy required during the peak power period) is generated at nighttime.
  • the cost increase compared to the case of purchasing electric power, and the air conditioner is started without storing heat at night when the air conditioner is started after generating electricity at night and storing heat in the air conditioner pipe 100.
  • the cost reduction due to the efficiency improvement of the air conditioner is calculated for various power generation amounts at night.
  • the engine control unit 1204 controls the gas engine 10 to realize the amount of generated power that can be most expected to reduce the cost of generating power at night.
  • the gas engine 10 generates electricity under the control of the control device 120 (step S3).
  • the gas engine 10 outputs the generated electric power to a place where electric power is required in the assembly factory.
  • the gas engine 10a outputs the exhaust gas generated when power is generated to the exhaust gas boiler 20a. Further, the gas engine 10b outputs the exhaust gas generated when power is generated to the exhaust gas boiler 20a.
  • the exhaust gas boiler 20 uses the heat of the exhaust gas to generate high-pressure steam (step S4). Specifically, the exhaust gas boiler 20a receives the exhaust gas from the gas engine 10a. The exhaust gas boiler 20a generates high-pressure steam by evaporating water with the heat of the received exhaust gas. Further, the exhaust gas boiler 20b receives the exhaust gas from the gas engine 10b. The exhaust gas boiler 20b generates high-pressure steam by evaporating water with the heat of the received exhaust gas. The exhaust gas boiler 20 outputs the generated high-pressure steam to the high-pressure steam header 30.
  • the high pressure steam header 30 collects high pressure steam.
  • the high-pressure steam header 30 divides the collected high-pressure steam into water and steam, and distributes the steam to each device to be connected. Specifically, the high-pressure steam header 30 collects the high-pressure steam output by the exhaust gas boiler 20.
  • the high-pressure steam header 30 divides the collected high-pressure steam into water and steam, and supplies the steam to the turbine 190.
  • the turbine 190 is rotated by the high-pressure steam supplied from the high-pressure steam header 30 (step S5).
  • the turbine 190 drives the air compressor 200 by rotating (step S6).
  • step S6 When the turbine 190 is rotating, low pressure steam is output from the turbine 190. This low pressure steam is supplied to the low pressure steam header 220.
  • the air compressor 200 is driven by the turbine 190 to generate air (step S7).
  • the air compressor 200 supplies the generated air to the air header 210.
  • the air header 210 collects the air generated by the air compressor 200.
  • the air header 210 supplies the collected air to the assembly factory (step S8).
  • the above is the process corresponding to the air demand from the assembly plant.
  • the process of step S5 described above is an example of effectively utilizing the exhaust gas output by the gas engine 10. Further, as a result of performing the process of step S5 described above, the processes of steps S6 and S7 are performed, and the process of supplying air to the assembly factory of step S8 is performed.
  • the processing corresponding to the air demand is to generate steam by using the exhaust gas output from the gas engine 10 and to generate air from the generated steam. That is, the correspondence between the generation of steam and the generation of air can be understood. Therefore, for example, the storage unit 1201 records the data table TBL2 in which the amount of steam shown in FIG. 9 and the amount of air that can be generated from the amount of steam are associated with each other, and converts the air demand into steam demand. Then, the air demand and the steam demand can be managed as one.
  • the cogeneration system 1 performs the processes of steps S1 to S6.
  • the low pressure steam output from the turbine 190 is supplied to the low pressure steam header 220.
  • the high pressure steam header 30 collects high pressure steam.
  • the high-pressure steam header 30 divides the collected high-pressure steam into water and steam, and distributes the steam to each device to be connected.
  • the high-pressure steam header 30 collects the high-pressure steam output by the exhaust gas boiler 20.
  • the high-pressure steam header 30 divides the collected high-pressure steam into water and steam, and supplies the steam to the low-pressure steam header 220 via the valve 180.
  • the cooling water that cools the gas engine 10b is heated by the heat generated during power generation to become hot water.
  • This hot water is supplied to the steam generator 160.
  • the steam generator 160 generates steam from hot water supplied from the gas engine 10b (step S11).
  • the steam generated by the steam generator 160 is supplied to the low pressure steam header 220 via the valve 180.
  • the low pressure steam header 220 is a device that collects low pressure steam.
  • the low-pressure steam header 220 collects the low-pressure steam output by the turbine 190, the low-pressure steam supplied from the high-pressure steam header 30 via the pressure reducing valve 170, and the low-pressure steam supplied from the steam generator 160 via the valve 180. ..
  • the low-pressure steam header 220 separates the collected low-pressure steam into water and steam, and supplies the steam to the assembly plant (step S12).
  • step S11 is an example of effectively utilizing the hot water output by the gas engine 10. Further, as a result of performing the process of step S11 described above, the process of supplying steam to the assembly plant of step S12 is performed. As can be seen from the above-mentioned processing, the processing corresponding to the steam demand is to generate steam by using the hot water output by the gas engine 10.
  • the switching device control unit 1203 controls the switching device 140 and the switching device 150.
  • the switching device control unit 1203 determines that there is a high possibility of heating operation by exchanging heat with hot water in the air conditioner pipe 100 after the air conditioner 110 is started, the switching device control unit 1203 absorbs from the gas engine 10.
  • the switching device 140 is controlled so that the route to the refrigerator 130 becomes invalid and the route from the gas engine 10 to the hot water heat exchanger 50 becomes valid.
  • the switching device control unit 1203 determines that there is a high possibility of heating operation by exchanging heat with hot water in the air conditioner pipe 100 after the air conditioner 110 is started, it absorbs from the high pressure steam header 30.
  • the switching device 150 is controlled so that the route to the chiller 130 becomes invalid and the route from the high-pressure steam header 30 to the steam heat exchanger 40 becomes valid.
  • the switching device control unit 1203 determines whether the heating operation is likely to be performed or the cooling operation is likely to be performed. For example, one year is divided into a cold time and a hot time in advance. It may be performed by registering the air conditioner 110 and determining whether the time when the air conditioner 110 is actually operated corresponds to the registered cold time or hot time.
  • the cogeneration system 1 performs the processes of steps S1 to S4.
  • the gas engine 10 outputs the generated electric power to a place where electric power is required in the assembly factory.
  • the exhaust gas boiler 20 outputs the generated high-pressure steam to the high-pressure steam header 30.
  • the high pressure steam header 30 collects high pressure steam.
  • the high-pressure steam header 30 divides the collected high-pressure steam into water and steam, and distributes the steam to each device to be connected. Specifically, the high-pressure steam header 30 collects the high-pressure steam output by the exhaust gas boiler 20.
  • the high-pressure steam header 30 divides the collected high-pressure steam into water and steam, and supplies the steam to the steam heat exchanger 40.
  • the gas engine 10a outputs the exhaust gas generated when power is generated to the exhaust gas boiler 20a. Further, the gas engine 10b outputs the exhaust gas generated when power is generated to the exhaust gas boiler 20a. Further, the gas engine 10a heats the cooling water by the heat generated during power generation (step S21). This hot water is supplied to the hot water heat exchanger 50.
  • the steam heat exchanger 40 heats the hot water output from the cold / hot water header 70 by using the heat of the steam supplied from the high pressure steam header 30 (step S22).
  • the hot water after heating heated by the steam heat exchanger 40 is output to the cold / hot water header 60.
  • the hot water heat exchanger 50 heats the hot water output from the cold / hot water header 70 by using the heat of the hot water supplied from the gas engine 10 (step S23).
  • the heated hot water heated by the hot water heat exchanger 50 is output to the cold / hot water header 60.
  • the cold / hot water header 60 collects hot water.
  • the cold / hot water header 60 supplies hot water to the cold / hot water pump 80.
  • the cold / hot water pump 80 supplies the hot water collected by the cold / hot water header 60 to the cold / hot water pump 90 and the air conditioner 110 via the air conditioner pipe 100.
  • the cold / hot water pump 90 supplies hot water that is not heat exchanged in the air conditioner 110 to the cold / hot water header 70.
  • the cold / hot water header 70 collects hot water.
  • the cold / hot water header 70 outputs hot water to the steam heat exchanger 40 and the hot water heat exchanger 50.
  • the air conditioner 110 is started in the heating operation in a state where hot water circulates in the air conditioner pipe 100 (step S24).
  • the air conditioner 110 exchanges heat with the hot water circulating in the air conditioner pipe 100 (step S25).
  • the air conditioner 110 can output air having a temperature close to a desired temperature set immediately after startup.
  • the heat exchange by the air conditioner 110 lowers the temperature of the hot water circulating in the air conditioner pipe 100. This hot water is supplied to the cold / hot water pump 90.
  • the cold / hot water pump 90 supplies the hot water that has been heat-exchanged and cooled in the air conditioner 110 to the cold / hot water header 70.
  • the cold / hot water header 70 collects hot water.
  • the cold / hot water header 70 outputs hot water to the steam heat exchanger 40 and the hot water heat exchanger 50.
  • the steam heat exchanger 40 and the hot water heat exchanger 50 heat hot water (step S26).
  • the hot water after heating is output to the cold / hot water header 60.
  • the cold / hot water header 60 collects hot water.
  • the cold / hot water header 60 supplies hot water to the cold / hot water pump 80.
  • the cold / hot water pump 80 supplies the hot water collected by the cold / hot water header 60 to the cold / hot water pump 90 and the air conditioner 110 via the air conditioner pipe 100. Then, the cogeneration system 1 repeats the processes of steps S25 to S26.
  • step S24 is an example of effectively utilizing the steam and hot water output by the gas engine 10.
  • the treatment corresponding to the hot water demand is to generate hot water by using the steam and hot water output by the gas engine 10. Since the steam and hot water output by the gas engine 10 are generated at the same time when the gas engine 10 generates electricity, there is a correlation. Therefore, for example, the storage unit 1201 records a data table TBL3 in which the amount of steam output by the gas engine 10 shown in FIG. 10 and the amount of hot water corresponding to the amount of steam output by the gas engine 10 are associated with each other. If the hot water demand is converted into the steam demand, the hot water demand and the steam demand can be managed as one.
  • the switching device control unit 1203 controls the switching device 140 and the switching device 150.
  • the switching device control unit 1203 determines that there is a high possibility of cooling operation by exchanging heat with cold water in the air conditioner pipe 100 after the air conditioner 110 is started, the switching device control unit 1203 absorbs from the gas engine 10.
  • the switching device 140 is controlled so that the route to the refrigerator 130 becomes valid and the route from the gas engine 10 to the hot water heat exchanger 50 becomes invalid.
  • the switching device control unit 1203 determines that there is a high possibility of cooling operation by exchanging heat with the cold water in the air conditioner pipe 100 after the air conditioner 110 is started, the switching device control unit 1203 absorbs the heat from the high pressure steam header 30.
  • the switching device 150 is controlled so that the route to the chiller 130 becomes valid and the route from the high pressure steam header 30 to the steam heat exchanger 40 becomes invalid.
  • the switching device control unit 1203 determines whether the heating operation is likely to be performed or the cooling operation is likely to be performed. For example, one year is divided into a cold time and a hot time in advance. It may be performed by registering the air conditioner 110 and determining whether the time when the air conditioner 110 is actually operated corresponds to the registered cold time or hot time.
  • the cogeneration system 1 performs the processes of steps S1 to S4.
  • the gas engine 10 outputs the generated electric power to a place where electric power is required in the assembly factory.
  • the exhaust gas boiler 20 outputs the generated high-pressure steam to the high-pressure steam header 30.
  • the high pressure steam header 30 collects high pressure steam.
  • the high-pressure steam header 30 divides the collected high-pressure steam into water and steam, and distributes the steam to each device to be connected. Specifically, the high-pressure steam header 30 collects the high-pressure steam output by the exhaust gas boiler 20.
  • the high-pressure steam header 30 divides the collected high-pressure steam into water and steam, and supplies the steam to the steam heat exchanger 40.
  • the gas engine 10a outputs the exhaust gas generated when power is generated to the exhaust gas boiler 20a. Further, the gas engine 10b outputs the exhaust gas generated when power is generated to the exhaust gas boiler 20a. Further, the gas engine 10a performs the process of step S21. This hot water is supplied to the absorption chiller 130.
  • the absorption chiller 130 uses hot water supplied from the gas engine 10 and steam supplied from the high-pressure steam header 30 to generate cold water (step S31).
  • the cold water generated by the absorption chiller 130 is output to the cold / hot water header 60.
  • the cold / hot water header 60 collects cold water.
  • the cold / hot water header 60 supplies cold water to the cold / hot water pump 80.
  • the cold / hot water pump 80 supplies the cold water collected by the cold / hot water header 60 to the cold / hot water pump 90 and the air conditioner 110 via the air conditioner pipe 100.
  • the cold / hot water pump 90 supplies the cold / hot water header 70 with cold water that is not heat-exchanged in the air conditioner 110 before the air conditioner 110 is started.
  • the cold / hot water header 70 collects cold water.
  • the cold / hot water header 70 outputs cold water to the absorption chiller 130.
  • the air conditioner 110 is started in a cooling operation in a state where cold water circulates in the air conditioner pipe 100 (step S32).
  • the air conditioner 110 exchanges heat with the cold water circulating in the air conditioner pipe 100 (step S33).
  • the air conditioner 110 can output air having a temperature close to a desired temperature set immediately after startup.
  • the heat exchange by the air conditioner 110 raises the temperature of the cold water circulating in the air conditioner pipe 100. This cold water is supplied to the cold / hot water pump 90.
  • the cold / hot water pump 90 supplies the cold water heated by heat exchange in the air conditioner 110 to the cold / hot water header 70.
  • the cold / hot water header 70 collects cold water.
  • the cold / hot water header 70 outputs cold water to the absorption chiller 130.
  • the absorption chiller 130 cools the cold water (step S34).
  • the cooled cold water is output to the cold / hot water header 60.
  • the cold / hot water header 60 collects cold water.
  • the cold / hot water header 60 supplies cold water to the cold / hot water pump 80.
  • the cold / hot water pump 80 supplies the cold water collected by the cold / hot water header 60 to the cold / hot water pump 90 and the air conditioner 110 via the air conditioner pipe 100. Then, the cogeneration system 1 repeats the processes of steps S33 to S34.
  • step S31 is an example of effectively utilizing the steam and hot water output by the gas engine 10.
  • the treatment corresponding to the cold water demand is to generate hot water by using the steam and hot water output by the gas engine 10. Since the steam and hot water output by the gas engine 10 are generated at the same time when the gas engine 10 generates electricity, there is a correlation. Therefore, for example, the storage unit 1201 records a data table TBL3 in which the amount of steam output by the gas engine 10 shown in FIG. 10 and the amount of hot water corresponding to the amount of steam output by the gas engine 10 are associated with each other. If the cold water demand is converted into the steam demand, the cold water demand and the steam demand can be managed together.
  • the cogeneration system 1 includes a gas engine 10 that generates electricity, and a turbine 190 that rotates with steam generated based on the heat energy generated when the gas engine 10 generates electricity and depressurizes the steam.
  • the cogeneration system 1 can drive the turbine with the steam generated from the heat emitted when the gas engine 10 generates electricity, and generates air. Can be done. That is, the cogeneration system 1 can effectively utilize the heat released from the engine.
  • the order of the processing may be changed as long as the appropriate processing is performed.
  • the storage unit 1201 and other storage devices (including registers and latches) in each embodiment of the present invention may be provided anywhere within a range in which appropriate information is transmitted and received. Further, each of the storage unit 1201 and other storage devices may exist in a plurality of areas within a range in which appropriate information is transmitted and received, and the data may be distributed and stored.
  • the cogeneration system 1 according to the embodiment of the present invention has been described as including the absorption chiller 130 and the switching devices 140 and 150.
  • the cogeneration system 1 according to another embodiment of the present invention does not include the absorption chiller 130 and the switching devices 140, 150, that is, the cogeneration system according to one embodiment of the present invention.
  • the configuration other than the absorption chiller 130, the switching devices 140, and 150 may be provided.
  • the configuration of the cogeneration system 1 is the same as the configuration when the air conditioner 110 performs the heating operation. That is, the process corresponding to the hot water demand by the cogeneration system 1 is the same as the process flow shown in FIG. 7.
  • the cogeneration system 1 according to the embodiment of the present invention has been described as including the steam heat exchanger 40, the hot water heat exchanger 50, and the switching devices 140, 150.
  • the cogeneration system 1 according to another embodiment of the present invention does not include the steam heat exchanger 40, the hot water heat exchanger 50, and the switching devices 140, 150, that is, one of the present inventions.
  • configurations other than the steam heat exchanger 40, the hot water heat exchanger 50, and the switching devices 140, 150 may be provided.
  • the configuration of the cogeneration system 1 is the same as the configuration when the air conditioner 110 performs the cooling operation. That is, the process corresponding to the hot water demand by the cogeneration system 1 is the same as the process flow shown in FIG.
  • FIG. 13 is a schematic block diagram showing the configuration of a computer according to at least one embodiment.
  • the computer 5 includes a CPU 6, a main memory 7, a storage 8, and an interface 9.
  • control device 120 valve control unit 1202, switching device control unit 1203, engine control unit 1204, and other control devices are each mounted on the computer 5.
  • the operation of each processing unit described above is stored in the storage 8 in the form of a program.
  • the CPU 6 reads a program from the storage 8, expands it into the main memory 7, and executes the above processing according to the program. Further, the CPU 6 secures a storage area corresponding to each of the above-mentioned storage units in the main memory 7 according to the program.
  • Examples of the storage 8 include HDD (Hard Disk Drive), SSD (Solid State Drive), magnetic disk, magneto-optical disk, CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory), DVD-ROM (Digital Versatile Memory). , Semiconductor memory and the like.
  • the storage 8 may be internal media directly connected to the bus of computer 5, or external media connected to computer 5 via an interface 9 or a communication line. When this program is distributed to the computer 5 via a communication line, the distributed computer 5 may expand the program to the main memory 7 and execute the above processing.
  • the storage 8 is a non-temporary tangible storage medium.
  • the above program may realize a part of the above-mentioned functions.
  • the program may be a file that can realize the above-mentioned functions in combination with a program already recorded in the computer system, that is, a so-called difference file (difference program).
  • the computer 5 includes a custom LSI (Programmable Logic Device) or the like, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an ASIC (Application Special Integrated Circuit), and an ASIC (Programmable Logical Device). And similar processing devices may be provided.
  • PLDs include PAL (Programmable Array Logic), GAL (Generic Array Logic), CPLD (Complex Programmable Logic Device), and FPGA (Field Programmable Gate Array).
  • PAL Programmable Array Logic
  • GAL Generic Array Logic
  • CPLD Complex Programmable Logic Device
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • the heat released from the engine can be effectively used.

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Abstract

コジェネレーションシステムは、発電を行うエンジンと、前記エンジンが発電したときに発生する熱エネルギーに基づいて生成された蒸気によって回転し、前記蒸気を減圧させるタービンと、を備える。

Description

コジェネレーションシステム、デマンド管理装置、制御方法及びプログラム
　本発明は、コジェネレーションシステム、デマンド管理装置、制御方法及びプログラムに関する。
　本願は、２０１９年６月１３日に日本に出願された特願２０１９－１１０２６６号について優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　エネルギーを使用するさまざまなシステムでは、経済の面からもエネルギーの面からも効率的な運転が要求されることが多い。
　特許文献１には、関連する技術として、システムにおいてエンジンのジャケット冷却水と熱交換した温水を高機能水化し、高機能水を補給水として高機能水装置へ再利用することに係る技術が記載されている。
特開２００７－０１７０３６号公報
　ところで、工場などでは、そこで使用する電力を生成する目的で発電する場合がある。その発電をガスエンジンを用いて行うコジェネレーションシステムでは、ガスエンジンにより発電した電力とともに排気ガスが出力される。しかしながら、電力を生成することが目的であるため、ガスエンジンから出力される排気ガスはそのまま廃棄される場合がほとんどである。
　そこで、コジェネレーションシステムでは、エンジンから放出される熱を、特許文献１に記載の技術以外にも有効に利用することのできる技術が求められている。
　本発明は、上記の課題を解決することのできるコジェネレーションシステム、デマンド管理装置、制御方法及びプログラムを提供することを目的としている。
　本発明の第１の態様によれば、コジェネレーションシステムは、発電を行うエンジンと、前記エンジンが発電したときに発生する熱エネルギーに基づいて生成された蒸気によって回転し、前記蒸気を減圧させるタービンと、を備える。
　本発明の第２の態様によれば、第１の態様におけるコジェネレーションシステムは、前記タービンの回転を動力源としてエアーを生成するコンプレッサ、を備えるものであってもよい。
　本発明の第３の態様によれば、第１の態様または第２の態様におけるコジェネレーションシステムは、空気調和機と、前記空気調和機が起動する前に、前記エンジンから出力される熱に基づいて、水の温度を変化させる水温調整装置と、前記空気調和機が起動したときに熱交換する前記水であって、前記水温調整装置が温度を変化させた後の前記水を循環させる配管と、を備えるものであってもよい。
　本発明の第４の態様によれば、第３の態様におけるコジェネレーションシステムにおいて、前記水温調整装置は、前記エンジンから出力される熱に基づいて、前記水の温度を上昇させる熱交換器、を備えるものであってもよい。
　本発明の第５の態様によれば、第３の態様または第４の態様におけるコジェネレーションシステムにおいて、前記水温調整装置は、前記エンジンから出力される熱に基づいて、前記水の温度を低下させる吸収式冷凍機、を備えるものであってもよい。
　本発明の第６の態様によれば、第４の態様におけるコジェネレーションシステムは、前記水温調整装置を制御する第１制御部、を備え、前記水温調整装置は、前記エンジンから出力される熱に基づいて、前記水の温度を低下させる吸収式冷凍機、を備え、前記第１制御部は、前記熱交換器及び前記吸収式冷凍機の一方のみを動作させるものであってもよい。
　本発明の第７の態様によれば、第１の態様から第６の態様の何れか１つのコジェネレーションシステムは、前記エンジンが発電を行い電力を供給する場合のコストと、前記エンジンが発電を行わずに外部から電力を買電する場合のコストとに基づいて、決定された時間に前記エンジンを動作させる第２制御部、を備えるものであってもよい。
　本発明の第８の態様によれば、デマンド管理装置は、発電を行うエンジンと、前記エンジンが発電したときに発生する熱エネルギーに基づいて生成された蒸気によって回転し、前記蒸気を減圧させるタービンと、前記タービンの回転を動力源としてエアーを生成するコンプレッサと、を備えるコジェネレーションシステムにおけるデマンド管理装置であって、前記エアーについてのデマンドを前記熱エネルギーについてのデマンドに換算して管理する。
　本発明の第９の態様によれば、制御方法は、発電を行うエンジンと、空気調和機と、前記空気調和機が起動する前に、前記エンジンから出力される熱に基づいて、水の温度を変化させる水温調整装置と、前記空気調和機が起動したときに熱交換する前記水であって、前記水温調整装置が温度を変化させた後の前記水を循環させる配管と、を備えるコジェネレーションシステムによる制御方法であって、前記水温調整装置が、前記エンジンから出力される熱に基づいて、前記水の温度を上昇させる熱交換器、及び、前記エンジンから出力される熱に基づいて、前記水の温度を低下させる吸収式冷凍機を備える場合に、前記熱交換器及び前記吸収式冷凍機の一方のみを動作させること、を含む。
　本発明の第１０の態様によれば、制御方法は、発電を行うエンジンと、前記エンジンが発電したときに発生する熱エネルギーに基づいて生成された蒸気によって回転し、前記蒸気を減圧させるタービンと、空気調和機と、前記空気調和機が起動する前に、前記エンジンから出力される熱に基づいて、水の温度を変化させる水温調整装置と、前記空気調和機が起動したときに熱交換する前記水であって、前記水温調整装置が温度を変化させた後の前記水を循環させる配管と、を備えるコジェネレーションシステムによる制御方法であって、前記エンジンが発電を行い電力を供給する場合のコストと、前記エンジンが発電を行わずに外部から電力を買電する場合のコストとに基づいて、決定された時間に前記エンジンを動作させること、を含む。
　本発明の第１１の態様によれば、プログラムは、発電を行うエンジンと、前記エンジンが発電したときに発生する熱エネルギーに基づいて生成された蒸気によって回転し、前記蒸気を減圧させるタービンと、空気調和機と、前記空気調和機が起動する前に、前記エンジンから出力される熱に基づいて、水の温度を変化させる水温調整装置と、前記空気調和機が起動したときに熱交換する前記水であって、前記水温調整装置が温度を変化させた後の前記水を循環させる配管と、を備えるコジェネレーションシステムが備えるコンピュータに、前記水温調整装置が、前記エンジンから出力される熱に基づいて、前記水の温度を上昇させる熱交換器、及び、前記エンジンから出力される熱に基づいて、前記水の温度を低下させる吸収式冷凍機を備える場合に、前記熱交換器及び前記吸収式冷凍機の一方のみを動作させること、を実行させる。
　本発明の第１２の態様によれば、プログラムは、発電を行うエンジンと、前記エンジンが発電したときに発生する熱エネルギーに基づいて生成された蒸気によって回転し、前記蒸気を減圧させるタービンと、空気調和機と、前記空気調和機が起動する前に、前記エンジンから出力される熱に基づいて、水の温度を変化させる水温調整装置と、前記空気調和機が起動したときに熱交換する前記水であって、前記水温調整装置が温度を変化させた後の前記水を循環させる配管と、を備えるコジェネレーションシステムが備えるコンピュータに、前記エンジンが発電を行い電力を供給する場合のコストと、前記エンジンが発電を行わずに外部から電力を買電する場合のコストとに基づいて、決定された時間に前記エンジンを動作させること、を実行させる。
　本発明の実施形態によるコジェネレーションシステム、デマンド管理装置、制御方法及びプログラムによれば、エンジンから放出される熱を有効に利用することができる。
本発明の一実施形態によるコジェネレーションシステムの構成の一例を示す図である。 本発明の一実施形態による制御装置の構成の一例を示す図である。 本発明の一実施形態におけるデータテーブルの一例を示す第１の図である。 本発明の一実施形態による制御装置の制御を説明するための図である。 本発明の一実施形態によるコジェネレーションシステムの処理フローの一例を示す第１の図である。 本発明の一実施形態によるコジェネレーションシステムの処理フローの一例を示す第２の図である。 本発明の一実施形態によるコジェネレーションシステムの処理フローの一例を示す第３の図である。 本発明の一実施形態によるコジェネレーションシステムの処理フローの一例を示す第４の図である。 本発明の一実施形態におけるデータテーブルの一例を示す第２の図である。 本発明の一実施形態におけるデータテーブルの一例を示す第３の図である。 本発明の別の実施形態によるコジェネレーションシステムの構成の一例を示す第１の図である。 本発明の別の実施形態によるコジェネレーションシステムの構成の一例を示す第１の図である。 少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。
＜実施形態＞
　以下、図面を参照しながら実施形態について詳しく説明する。
　本発明の一実施形態によるコジェネレーションシステムについて説明する。
　コジェネレーションシステム１は、図１に示すように、ガスエンジン１０ａ（エンジンの一例）、１０ｂ（エンジンの一例）、排ガスボイラ２０ａ、２０ｂ、高圧スチームヘッダ３０、蒸気熱交換器４０（水温調整装置の一例）、温水熱交換器５０（水温調整装置の一例）、冷温水ヘッダ６０、７０、冷温水ポンプ８０、９０、空気調和機用配管１００、空気調和機１１０、制御装置１２０（デマンド管理装置の一例）、吸収式冷凍機１３０（水温調整装置の一例）、切替装置１４０、１５０、蒸気発生器１６０、減圧弁１７０、弁１８０、タービン１９０、エアーコンプレッサ２００、エアーヘッダ２１０、低圧スチームヘッダ２２０を備える。
　なお、ガスエンジン１０ａ、１０ｂを総称してガスエンジン１０と呼ぶ。また、排ガスボイラ２０ａ、２０ｂを総称して排ガスボイラ２０と呼ぶ。
　例えば、コジェネレーションシステム１は、組み立て工場で使用されるシステムである。この場合、コジェネレーションシステム１は、ガスエンジン１０により組み立て工場で使用する発電を行うとともに、発電時にガスエンジン１０から排出される排気ガスの熱（エンジンから出力される熱の一例）を利用してタービン１９０を駆動して組み立て工場で使用するエアーを生成するシステムである。こうすることで、コジェネレーションシステム１は、電気を使用してコンプレッサを駆動する場合に比べて、ガスエンジン１０が排出する排気ガスを有効に利用してエアーを生成した分だけ、エネルギーの消費を低減させることができる。
　また、コジェネレーションシステム１は、さらに、発電時にガスエンジン１０から排出される排気ガスの熱（エンジンから出力される熱の一例）及び温水の熱（エンジンから出力される熱の一例）のうちの少なくとも一方を利用して組み立て工場における空気調和機１１０を起動させる前に、空気調和機１１０を起動したときの運転に応じた温度の水を空気調和機用配管１００に循環させる。こうすることで、コジェネレーションシステム１は、ガスエンジン１０が排出する排気ガスを利用して空気調和機１１０の運転効率を上昇させることができる。なお、コジェネレーションシステム１は、ガスエンジン１０が排出する排気ガスを利用して空気調和機１１０の冷房運転時の運転効率及び暖房運転時の運転効率を上昇させる。
　以下、コジェネレーションシステム１は、組み立て工場で使用されるものとして説明する。ただし、組み立て工場は、コジェネレーションシステム１が設けられる一例であり、コジェネレーションシステム１が設けられる場所は、組み立て工場に限定されるものではない。
　ガスエンジン１０は、制御装置１２０による制御の下、発電を行うエンジンである。ガスエンジン１０は、発電した電力を組み立て工場において電力を必要とする箇所へ出力する。
　また、ガスエンジン１０ａは、発電したときに発生する排気ガスを排ガスボイラ２０ａに出力する。また、ガスエンジン１０ａを冷却する冷却水は、発電時に発生した熱によって加熱され温水となる。この温水は、空気調和機１１０が起動後に暖房運転される場合には、その起動前に温水熱交換器５０に供給される。また、この温水は、空気調和機１１０が起動後に冷房運転される場合には、その起動前に、吸収式冷凍機１３０に供給される。
　また、ガスエンジン１０ｂは、発電したときに発生する排気ガスを排ガスボイラ２０ａに出力する。また、ガスエンジン１０ｂを冷却する冷却水は、発電時に発生した熱によって加熱され温水となる。この温水は、蒸気発生器１６０に供給される。
　排ガスボイラ２０は、排気ガスの熱を利用して高圧蒸気を生成するボイラである。
　例えば、排ガスボイラ２０ａは、ガスエンジン１０ａから排気ガスを受ける。排ガスボイラ２０ａは、受けた排気ガスの熱で水を蒸発させることによって高圧蒸気を生成する。
　また、排ガスボイラ２０ｂは、ガスエンジン１０ｂから排気ガスを受ける。排ガスボイラ２０ｂは、受けた排気ガスの熱で水を蒸発させることによって高圧蒸気を生成する。
　排ガスボイラ２０は、生成した高圧蒸気を高圧スチームヘッダ３０に出力する。
　高圧スチームヘッダ３０は、高圧蒸気を集める装置である。高圧スチームヘッダ３０は、集めた高圧蒸気を水と蒸気とに分けて、接続先の各装置に分配する。
　例えば、高圧スチームヘッダ３０は、排ガスボイラ２０が出力する高圧蒸気を集める。高圧スチームヘッダ３０は、集めた高圧蒸気を水と蒸気とに分けて、蒸気を、蒸気熱交換器４０、吸収式冷凍機１３０、タービン１９０、及び、低圧スチームヘッダ２２０のうちの少なくとも１つに供給する。なお、高圧スチームヘッダ３０は、蒸気を、蒸気熱交換器４０に供給する場合には、吸収式冷凍機１３０には供給しない。また、高圧スチームヘッダ３０は、蒸気を、吸収式冷凍機１３０に供給する場合には、蒸気熱交換器４０には供給しない。
　蒸気熱交換器４０は、高圧スチームヘッダ３０から供給される蒸気の熱を用いて、冷温水ヘッダ７０から出力される水を加熱する。蒸気熱交換器４０によって加熱された加熱後の温水は、冷温水ヘッダ６０に出力される。
　温水熱交換器５０は、ガスエンジン１０から供給される温水の熱を用いて、冷温水ヘッダ７０から出力される水を加熱する。温水熱交換器５０によって加熱された加熱後の温水は、冷温水ヘッダ６０に出力される。
　冷温水ヘッダ６０は、空気調和機１１０が暖房運転する場合には、蒸気熱交換器４０からの温水、及び、温水熱交換器５０からの温水を集める。
　また、冷温水ヘッダ６０は、空気調和機１１０が冷房運転する場合には、吸収式冷凍機１３０からの冷水を集める。
　冷温水ヘッダ７０は、空気調和機１１０が暖房運転する場合には、空気調和機１１０の起動前に、温水を集める。また、冷温水ヘッダ７０は、空気調和機１１０が暖房運転する場合には、空気調和機１１０の起動後に、冷水を集める。
　また、冷温水ヘッダ７０は、空気調和機１１０が冷房運転する場合には、空気調和機１１０の起動前に、冷水を集める。また、冷温水ヘッダ７０は、空気調和機１１０が冷房運転する場合には、空気調和機１１０の起動後に、温水を集める。
　冷温水ポンプ８０は、空気調和機１１０が暖房運転する場合に、冷温水ヘッダ６０が集めた温水を、空気調和機用配管１００を介して冷温水ポンプ９０及び空気調和機１１０に供給する。
　また、冷温水ポンプ８０は、空気調和機１１０が冷房運転する場合に、冷温水ヘッダ６０が集めた冷水を、空気調和機用配管１００を介して冷温水ポンプ９０及び空気調和機１１０に供給する。
　冷温水ポンプ９０は、空気調和機１１０が暖房運転する場合、空気調和機１１０の起動前に、空気調和機１１０において熱交換されない温水を、冷温水ヘッダ７０に供給する。
　また、冷温水ポンプ９０は、空気調和機１１０が暖房運転する場合、空気調和機１１０の起動後に、空気調和機１１０において熱交換され冷却された冷水を、冷温水ヘッダ７０に供給する。
　冷温水ポンプ９０は、空気調和機１１０が冷房運転する場合、空気調和機１１０の起動前に、空気調和機１１０において熱交換されない冷水を、冷温水ヘッダ７０に供給する。
　また、冷温水ポンプ９０は、空気調和機１１０が冷房運転する場合、空気調和機１１０の起動後に、空気調和機１１０において熱交換され加熱された温水を、冷温水ヘッダ７０に供給する。
　空気調和機用配管１００は、空気調和機１１０において熱交換するための水を巡回させる配管である。
　空気調和機１１０は、起動後に、空気調和機用配管１００における水と熱交換することで、暖房運転または冷房運転を行う装置である。例えば、空気調和機１１０は、北半球の冬期などの寒い時期に運転する場合、起動後に、空気調和機用配管１００における温水と熱交換することで、暖房運転する可能性の高い装置である。また、例えば、空気調和機１１０は、北半球の夏期などの暑い時期に運転する場合、起動後に、空気調和機用配管１００における冷水と熱交換することで、冷房運転する可能性の高い装置である。
　例えば、空気調和機１１０は、組み立て工場に設けられる。空気調和機１１０は、組み立て工場における冷温水のデマンドの１つである。
　制御装置１２０は、図２に示すように、記憶部１２０１、弁制御部１２０２、切替装置制御部１２０３（第１制御部の一例）、エンジン制御部１２０４（第２制御部の一例）、を備える。
　記憶部１２０１は、制御装置１２０が行う処理に必要な種々の情報を記憶する。
　例えば、記憶部１２０１は、図３に示すように、過去の気象データが示す日付ごとの気象条件と、その気象条件において実際に発電された所定時間ごと（例えば、１時間ごと）の発電電力量とを関連付けたデータテーブルＴＢＬ１を記憶する。
　弁制御部１２０２は、組み立て工場における蒸気のデマンドに基づいて、減圧弁１７０の弁開度を制御する。また、弁制御部１２０２は、組み立て工場における蒸気のデマンドに基づいて、弁１８０の弁開度を制御する。
　切替装置制御部１２０３は、切替装置１４０及び切替装置１５０を制御する。
　例えば、切替装置制御部１２０３は、空気調和機１１０が起動後に、空気調和機用配管１００における温水と熱交換することで、暖房運転する可能性の高いと判定した場合、ガスエンジン１０ａから吸収式冷凍機１３０への経路が無効になり、ガスエンジン１０ａから温水熱交換器５０への経路が有効になるように切替装置１４０を制御する。また、切替装置制御部１２０３は、空気調和機１１０が起動後に、空気調和機用配管１００における温水と熱交換することで、暖房運転する可能性の高いと判定した場合、高圧スチームヘッダ３０から吸収式冷凍機１３０への経路が無効になり、高圧スチームヘッダ３０から蒸気熱交換器４０への経路が有効になるように切替装置１５０を制御する。
　また、例えば、切替装置制御部１２０３は、空気調和機１１０が起動後に、空気調和機用配管１００における冷水と熱交換することで、冷房運転する可能性の高いと判定した場合、ガスエンジン１０ａから吸収式冷凍機１３０への経路が有効になり、ガスエンジン１０から温水熱交換器５０への経路が無効になるように切替装置１４０を制御する。また、切替装置制御部１２０３は、空気調和機１１０が起動後に、空気調和機用配管１００における冷水と熱交換することで、冷房運転する可能性の高いと判定した場合、高圧スチームヘッダ３０から吸収式冷凍機１３０への経路が有効になり、高圧スチームヘッダ３０から蒸気熱交換器４０への経路が無効になるように切替装置１５０を制御する。
　エンジン制御部１２０４は、ガスエンジン１０を制御する日の目標とする発電電力量を示す目標発電電力量を決定する（すなわち、需要電力量を予測する）。
　例えば、エンジン制御部１２０４は、ガスエンジン１０を制御する日よりも以前に制御する日の気象予測を取得する。エンジン制御部１２０４は、取得した気象予測が示す気象条件に最も近い気象条件を特定する。気象条件には、気温が含まれる。エンジン制御部１２０４は、データテーブルＴＢＬ１において特定した気象条件に関連付けられている所定時間ごとの発電電力量を、ガスエンジン１０を制御する日の目標発電電力量と決定する。
　なお、エンジン制御部１２０４は、この目標発電電力量を補正するものであってもよい。例えば、エンジン制御部１２０４は、組み立て工場において電気を使用する過去の装置の燃費と現在の装置の燃費との差、過去の装置の台数と現在の装置の台数との差、ガスエンジン１０の過去の性能と現在の性能との差などを考慮して、目標発電電力量を補正するものであってもよい。
　エンジン制御部１２０４は、決定した目標発電電力量に基づいて、夜間の発電電力量を決定する。
　例えば、エンジン制御部１２０４は、図４に示すように、昼間に必要な電力量の一部（例えば、ピーク電力となる時間帯に必要な電力量）を夜間に発電した場合の夜間に電力を買電した場合に対するコストアップ分と、夜間に発電して、タービン１９０を駆動することによりエアーを生成し、蒸気を生成し、空気調和機用配管１００に熱を蓄えた上で空気調和機を起動する場合の、夜間に熱を蓄えずに買電した電力でエアーを生成し、蒸気を生成し、空気調和機を起動する場合に対する効率アップに伴うコストダウン分とを、夜間のさまざまな発電電力量について算出する。そして、エンジン制御部１２０４は、算出した中で、夜間に発電するコストダウンが最も期待できる発電電力量を実現する制御を、ガスエンジン１０に対して行う。
　吸収式冷凍機１３０は、ガスエンジン１０から供給される温水、及び、高圧スチームヘッダ３０から供給される蒸気のうちの少なくとも一方を用いて、冷水を生成する装置である。
　例えば、吸収式冷凍機１３０は、非特許文献（大浜庄司著、「完全図解　空調・給排水衛生設備の基礎知識早わかり」、第１版、株式会社オーム社、２０１４年１０月２５日、Ｐ．４３）などに記載されている吸収式冷凍機である。吸収式冷凍機１３０は、“吸収冷凍サイクル”と呼ばれる一連の動作を繰り返すことによって、常温よりも低い温度を作り出し、冷却作用を実現する。吸収式冷凍機１３０によって冷却された冷却後の冷水は、冷温水ヘッダ６０に出力される。
　切替装置１４０は、ガスエンジン１０ａと吸収式冷凍機１３０との間の配管と、ガスエンジン１０ａと温水熱交換器５０との間の配管とが交差する箇所に設けられる。切替装置１４０は、制御装置１２０による制御の下、ガスエンジン１０ａから吸収式冷凍機１３０への経路、及び、ガスエンジン１０ａから温水熱交換器５０への経路のうちの一方を有効にし、他方を無効にする装置である。
　切替装置１５０は、高圧スチームヘッダ３０と吸収式冷凍機１３０との間の配管と、高圧スチームヘッダ３０と蒸気熱交換器４０との間の配管とが交差する箇所に設けられる。切替装置１５０は、制御装置１２０による制御の下、高圧スチームヘッダ３０から吸収式冷凍機１３０への経路、及び、高圧スチームヘッダ３０から蒸気熱交換器４０への経路のうちの一方を有効にし、他方を無効にする装置である。
　蒸気発生器１６０は、ガスエンジン１０ｂから供給される温水から蒸気を生成する。蒸気発生器１６０が生成した蒸気は、弁１８０を介して、低圧スチームヘッダ２２０に供給される。
　減圧弁１７０は、制御装置１２０による制御の下、高圧スチームヘッダ３０が出力する高圧蒸気を減圧させて低圧蒸気を低圧スチームヘッダ２２０に供給する。
　弁１８０は、制御装置１２０による制御の下、蒸気発生器１６０が生成した蒸気を、低圧スチームヘッダ２２０に供給する。
　タービン１９０は、高圧スチームヘッダ３０から供給される高圧蒸気によって回転する。タービン１９０は、回転することによってエアーコンプレッサ２００を駆動する。タービン１９０から出力される低圧蒸気は、低圧スチームヘッダ２２０に供給される。
　エアーコンプレッサ２００は、タービン１９０によって駆動され、エアーを生成する。エアーコンプレッサ２００は、生成したエアーをエアーヘッダ２１０に供給する。
　エアーヘッダ２１０は、エアーコンプレッサ２００が生成したエアーを集める。エアーヘッダ２１０は、集めたエアーを、組み立て工場へ供給する。
　低圧スチームヘッダ２２０は、低圧蒸気を集める装置である。
　例えば、低圧スチームヘッダ２２０は、タービン１９０が出力する低圧蒸気、高圧スチームヘッダ３０から減圧弁１７０を介して供給される低圧蒸気、蒸気発生器１６０から弁１８０を介して供給される低圧蒸気を集める。
　低圧スチームヘッダ２２０は、集めた低圧蒸気を水と蒸気とに分けて、蒸気を組み立て工場に供給する。
　なお、工場で使用される蒸気は低圧蒸気である。よって、工場に蒸気を供給する低圧スチームヘッダ２２０が集める蒸気も低圧蒸気である。そのため、高圧スチームヘッダ３０が出力した高圧蒸気が低圧スチームヘッダ２２０に到達するまでの間に減圧させる必要がある。一般的には、減圧弁のみを使用して蒸気を減圧する。しかしながら、本発明では、蒸気を減圧するために、減圧弁１７０に加えて、タービン１９０も使用する。本発明の実施形態によるコジェネレーションシステム１は、高圧蒸気によってタービン１９０を回転させ、その回転によりエアーコンプレッサ２００を駆動することでエアーを生成する。また、このとき、タービン１９０が受けた高圧蒸気は、低圧蒸気となってタービン１９０から出力される。つまり、本発明の実施形態によるコジェネレーションシステム１は、タービン１９０を用いて蒸気を減圧するとともに、その減圧による圧力ロスを使用してエアーを生成することによって、タービン１９０が受けた高圧蒸気の有するエネルギーを無駄に放出することなく有効に利用するシステムである。
　次に、本発明の第１実施形態によるコジェネレーションシステム１の処理について説明する。
　ここでは、図５～図８に示すエアーデマンド、蒸気デマンド、冷温水デマンドに対するコジェネレーションシステム１の処理フローについて説明する。
　なお、エアーデマンド、蒸気デマンド、冷温水デマンドのそれぞれの処理は、独立して考えることができる。ただし、冷温水デマンドは、冷水デマンド、及び、温水デマンドについてはどちらか一方しか対応することができない。
（エアーデマンド）
　まず、図５に示す組み立て工場からのエアーデマンドに対応する処理について説明する。
　エンジン制御部１２０４は、ガスエンジン１０を制御する日の目標とする発電電力量を示す目標発電電力量を決定する（すなわち、需要電力量を予測する）（ステップＳ１）。
　具体的には、エンジン制御部１２０４は、ガスエンジン１０を制御する日よりも以前に制御する日の気象予測を取得する。エンジン制御部１２０４は、取得した気象予測が示す気象条件に最も近い気象条件を特定する。気象条件には、気温が含まれる。エンジン制御部１２０４は、データテーブルＴＢＬ１において特定した気象条件に関連付けられている所定時間ごとの発電電力量を、ガスエンジン１０を制御する日の目標発電電力量と決定する。
　エンジン制御部１２０４は、決定した目標発電電力量に基づいて、夜間の発電電力量を決定する（ステップＳ２）。
　具体的には、エンジン制御部１２０４は、図４に示すように、昼間に必要な電力量の一部（例えば、ピーク電力となる時間帯に必要な電力量）を夜間に発電した場合の夜間に電力を買電した場合に対するコストアップ分と、夜間に発電して空気調和機用配管１００に熱を蓄えた上で空気調和機を起動する場合の夜間に熱を蓄えず空気調和機を起動する場合に対する空気調和機の効率アップに伴うコストダウン分とを、夜間のさまざまな発電電力量について算出する。そして、エンジン制御部１２０４は、算出した中で、夜間に発電するコストダウンが最も期待できる発電電力量を実現する制御を、ガスエンジン１０に対して行う。
　ガスエンジン１０は、制御装置１２０による制御の下、発電を行う（ステップＳ３）。ガスエンジン１０は、発電した電力を組み立て工場において電力を必要とする箇所へ出力する。
　ガスエンジン１０ａは、発電したときに発生する排気ガスを排ガスボイラ２０ａに出力する。また、ガスエンジン１０ｂは、発電したときに発生する排気ガスを排ガスボイラ２０ａに出力する。
　排ガスボイラ２０は、排気ガスの熱を利用して高圧蒸気を生成する（ステップＳ４）。
　具体的には、排ガスボイラ２０ａは、ガスエンジン１０ａから排気ガスを受ける。排ガスボイラ２０ａは、受けた排気ガスの熱で水を蒸発させることによって高圧蒸気を生成する。また、排ガスボイラ２０ｂは、ガスエンジン１０ｂから排気ガスを受ける。排ガスボイラ２０ｂは、受けた排気ガスの熱で水を蒸発させることによって高圧蒸気を生成する。
　排ガスボイラ２０は、生成した高圧蒸気を高圧スチームヘッダ３０に出力する。
　高圧スチームヘッダ３０は、高圧蒸気を集める。高圧スチームヘッダ３０は、集めた高圧蒸気を水と蒸気とに分けて、蒸気を接続先の各装置に分配する。
　具体的には、高圧スチームヘッダ３０は、排ガスボイラ２０が出力する高圧蒸気を集める。高圧スチームヘッダ３０は、集めた高圧蒸気を水と蒸気とに分けて、蒸気をタービン１９０に供給する。
　タービン１９０は、高圧スチームヘッダ３０から供給される高圧蒸気によって回転する（ステップＳ５）。タービン１９０は、回転することによってエアーコンプレッサ２００を駆動する（ステップＳ６）。タービン１９０が回転しているとき、タービン１９０から低圧蒸気が出力される。この低圧蒸気は、低圧スチームヘッダ２２０に供給される。
　エアーコンプレッサ２００は、タービン１９０によって駆動され、エアーを生成する（ステップＳ７）。エアーコンプレッサ２００は、生成したエアーをエアーヘッダ２１０に供給する。
　エアーヘッダ２１０は、エアーコンプレッサ２００が生成したエアーを集める。エアーヘッダ２１０は、集めたエアーを、組み立て工場へ供給する（ステップＳ８）。
　以上が、組み立て工場からのエアーデマンドに対応する処理である。上述のステップＳ５の処理は、ガスエンジン１０が出力する排気ガスを有効に利用する一例である。また、上述のステップＳ５の処理が行われた結果、ステップＳ６及びステップＳ７の処理が行われ、ステップＳ８の組み立て工場にエアーを供給する処理となる。
　上述の処理からわかるように、エアーデマンドに対応する処理は、ガスエンジン１０が出力する排気ガスを利用して蒸気を生成し、生成した蒸気からエアーを生成するものである。つまり、蒸気の生成とエアーの生成との対応関係がわかる。そのため、例えば、記憶部１２０１に、図９に示す蒸気の量と、その蒸気の量から生成可能なエアーの量とが関連付けられたデータテーブルＴＢＬ２を記録しておき、エアーデマンドを蒸気デマンドに変換すれば、エアーデマンドと蒸気デマンドとを１つにまとめて管理することができる。
（蒸気デマンド）
　次に、図６に示す組み立て工場からの蒸気デマンドに対応する処理について説明する。
　コジェネレーションシステム１は、ステップＳ１～ステップＳ６の処理を行う。タービン１９０から出力される低圧蒸気は、低圧スチームヘッダ２２０に供給される。
　また、高圧スチームヘッダ３０は、高圧蒸気を集める。高圧スチームヘッダ３０は、集めた高圧蒸気を水と蒸気とに分けて、蒸気を接続先の各装置に分配する。
　具体的には、高圧スチームヘッダ３０は、排ガスボイラ２０が出力する高圧蒸気を集める。高圧スチームヘッダ３０は、集めた高圧蒸気を水と蒸気とに分けて、蒸気を、弁１８０を介して低圧スチームヘッダ２２０に供給する。
　ガスエンジン１０ｂを冷却する冷却水は、発電時に発生した熱によって加熱され温水となる。この温水は、蒸気発生器１６０に供給される。
　蒸気発生器１６０は、ガスエンジン１０ｂから供給される温水から蒸気を生成する（ステップＳ１１）。蒸気発生器１６０が生成した蒸気は、弁１８０を介して、低圧スチームヘッダ２２０に供給される。
　低圧スチームヘッダ２２０は、低圧蒸気を集める装置である。
　例えば、低圧スチームヘッダ２２０は、タービン１９０が出力する低圧蒸気、高圧スチームヘッダ３０から減圧弁１７０を介して供給される低圧蒸気、蒸気発生器１６０から弁１８０を介して供給される低圧蒸気を集める。
　低圧スチームヘッダ２２０は、集めた低圧蒸気を水と蒸気とに分けて、蒸気を組み立て工場に供給する（ステップＳ１２）。
　以上が、組み立て工場からの蒸気デマンドに対応する処理である。上述のステップＳ１１の処理は、ガスエンジン１０が出力する温水を有効に利用する一例である。また、上述のステップＳ１１の処理が行われた結果、ステップＳ１２の組み立て工場に蒸気を供給する処理となる。
　上述の処理からわかるように、蒸気デマンドに対応する処理は、ガスエンジン１０が出力する温水を利用して蒸気を生成するものである。
（温水デマンド）
　次に、図７に示す組み立て工場からの冷温水デマンドのうちの温水デマンドに対応する処理について説明する。
　切替装置制御部１２０３は、切替装置１４０及び切替装置１５０を制御する。
　例えば、切替装置制御部１２０３は、空気調和機１１０が起動後に、空気調和機用配管１００における温水と熱交換することで、暖房運転する可能性が高いと判定した場合、ガスエンジン１０から吸収式冷凍機１３０への経路が無効になり、ガスエンジン１０から温水熱交換器５０への経路が有効になるように切替装置１４０を制御する。また、切替装置制御部１２０３は、空気調和機１１０が起動後に、空気調和機用配管１００における温水と熱交換することで、暖房運転する可能性が高いと判定した場合、高圧スチームヘッダ３０から吸収式冷凍機１３０への経路が無効になり、高圧スチームヘッダ３０から蒸気熱交換器４０への経路が有効になるように切替装置１５０を制御する。
　空気調和機１１０が起動後に、暖房運転する可能性が高いか、冷房運転する可能性が高いかの切替装置制御部１２０３が行う判定は、例えば、予め１年間を寒い時期と暑い時期とに分けて登録し、実際に空気調和機１１０を運転する時期が登録した寒い時期に該当するか暑い時期に該当するかを判定することによって行われればよい。
　コジェネレーションシステム１は、ステップＳ１～ステップＳ４の処理を行う。ガスエンジン１０は、発電した電力を組み立て工場において電力を必要とする箇所へ出力する。
　排ガスボイラ２０は、生成した高圧蒸気を高圧スチームヘッダ３０に出力する。
　高圧スチームヘッダ３０は、高圧蒸気を集める。高圧スチームヘッダ３０は、集めた高圧蒸気を水と蒸気とに分けて、蒸気を接続先の各装置に分配する。
　具体的には、高圧スチームヘッダ３０は、排ガスボイラ２０が出力する高圧蒸気を集める。高圧スチームヘッダ３０は、集めた高圧蒸気を水と蒸気とに分けて、蒸気を蒸気熱交換器４０に供給する。
　ガスエンジン１０ａは、発電したときに発生する排気ガスを排ガスボイラ２０ａに出力する。また、ガスエンジン１０ｂは、発電したときに発生する排気ガスを排ガスボイラ２０ａに出力する。
　また、ガスエンジン１０ａは、発電時に発生した熱によって冷却水を加熱する（ステップＳ２１）。この温水は、温水熱交換器５０に供給される。
　蒸気熱交換器４０は、高圧スチームヘッダ３０から供給される蒸気の熱を用いて、冷温水ヘッダ７０から出力される温水を加熱する（ステップＳ２２）。蒸気熱交換器４０によって加熱された加熱後の温水は、冷温水ヘッダ６０に出力される。
　温水熱交換器５０は、ガスエンジン１０から供給される温水の熱を用いて、冷温水ヘッダ７０から出力される温水を加熱する（ステップＳ２３）。温水熱交換器５０によって加熱された加熱後の温水は、冷温水ヘッダ６０に出力される。冷温水ヘッダ６０は、温水を集める。冷温水ヘッダ６０は、温水を冷温水ポンプ８０に供給する。
　冷温水ポンプ８０は、冷温水ヘッダ６０が集めた温水を、空気調和機用配管１００を介して冷温水ポンプ９０及び空気調和機１１０に供給する。
　冷温水ポンプ９０は、空気調和機１１０の起動前には、空気調和機１１０において熱交換されない温水を、冷温水ヘッダ７０に供給する。
　冷温水ヘッダ７０は、温水を集める。冷温水ヘッダ７０は、温水を蒸気熱交換器４０及び温水熱交換器５０に出力する。
　空気調和機１１０は、温水が空気調和機用配管１００を循環する状態で、暖房運転で起動する（ステップＳ２４）。空気調和機１１０は、空気調和機用配管１００を循環する温水と熱交換する（ステップＳ２５）。この空気調和機１１０による熱交換によって、空気調和機１１０は、起動後すぐに設定された所望の温度に近い温度の空気を出力することができる。この空気調和機１１０による熱交換によって、空気調和機用配管１００を循環する温水の温度が低下する。この温水は、冷温水ポンプ９０に供給される。
　冷温水ポンプ９０は、空気調和機１１０の起動後には、空気調和機１１０において熱交換され冷却された温水を、冷温水ヘッダ７０に供給する。冷温水ヘッダ７０は、温水を集める。冷温水ヘッダ７０は、温水を蒸気熱交換器４０及び温水熱交換器５０に出力する。
　蒸気熱交換器４０及び温水熱交換器５０は、温水を加熱する（ステップＳ２６）。加熱後の温水は、冷温水ヘッダ６０に出力される。冷温水ヘッダ６０は、温水を集める。冷温水ヘッダ６０は、温水を冷温水ポンプ８０に供給する。
　冷温水ポンプ８０は、冷温水ヘッダ６０が集めた温水を、空気調和機用配管１００を介して冷温水ポンプ９０及び空気調和機１１０に供給する。そして、コジェネレーションシステム１は、ステップＳ２５～ステップＳ２６の処理を繰り返す。
　以上が、組み立て工場からの温水デマンドに対応する処理である。上述のステップＳ２４の処理は、ガスエンジン１０が出力する蒸気及び温水を有効に利用する一例である。
　上述の処理からわかるように、温水デマンドに対応する処理は、ガスエンジン１０が出力する蒸気及び温水を利用して温水を生成するものである。なお、ガスエンジン１０が出力する蒸気及び温水は、ガスエンジン１０による発電が行われたときに同時に生成されるため、相関関係がある。そのため、例えば、記憶部１２０１に、図１０に示すガスエンジン１０が出力する蒸気の量と、ガスエンジン１０が出力するその蒸気の量に対応する温水の量とが関連付けられたデータテーブルＴＢＬ３を記録しておき、温水デマンドを蒸気デマンドに変換すれば、温水デマンドと蒸気デマンドとを１つにまとめて管理することができる。
（冷水デマンド）
　次に、図７に示す組み立て工場からの冷温水デマンドのうちの冷水デマンドに対応する処理について説明する。
　切替装置制御部１２０３は、切替装置１４０及び切替装置１５０を制御する。
　例えば、切替装置制御部１２０３は、空気調和機１１０が起動後に、空気調和機用配管１００における冷水と熱交換することで、冷房運転する可能性が高いと判定した場合、ガスエンジン１０から吸収式冷凍機１３０への経路が有効になり、ガスエンジン１０から温水熱交換器５０への経路が無効になるように切替装置１４０を制御する。また、切替装置制御部１２０３は、空気調和機１１０が起動後に、空気調和機用配管１００における冷水と熱交換することで、冷房運転する可能性が高いと判定した場合、高圧スチームヘッダ３０から吸収式冷凍機１３０への経路が有効になり、高圧スチームヘッダ３０から蒸気熱交換器４０への経路が無効になるように切替装置１５０を制御する。
　空気調和機１１０が起動後に、暖房運転する可能性が高いか、冷房運転する可能性が高いかの切替装置制御部１２０３が行う判定は、例えば、予め１年間を寒い時期と暑い時期とに分けて登録し、実際に空気調和機１１０を運転する時期が登録した寒い時期に該当するか暑い時期に該当するかを判定することによって行われればよい。
　コジェネレーションシステム１は、ステップＳ１～ステップＳ４の処理を行う。ガスエンジン１０は、発電した電力を組み立て工場において電力を必要とする箇所へ出力する。
　排ガスボイラ２０は、生成した高圧蒸気を高圧スチームヘッダ３０に出力する。
　高圧スチームヘッダ３０は、高圧蒸気を集める。高圧スチームヘッダ３０は、集めた高圧蒸気を水と蒸気とに分けて、蒸気を接続先の各装置に分配する。
　具体的には、高圧スチームヘッダ３０は、排ガスボイラ２０が出力する高圧蒸気を集める。高圧スチームヘッダ３０は、集めた高圧蒸気を水と蒸気とに分けて、蒸気を蒸気熱交換器４０に供給する。
　ガスエンジン１０ａは、発電したときに発生する排気ガスを排ガスボイラ２０ａに出力する。また、ガスエンジン１０ｂは、発電したときに発生する排気ガスを排ガスボイラ２０ａに出力する。
　また、ガスエンジン１０ａは、ステップＳ２１の処理を行う。この温水は、吸収式冷凍機１３０に供給される。
　吸収式冷凍機１３０は、ガスエンジン１０から供給される温水、及び、高圧スチームヘッダ３０から供給される蒸気を用いて、冷水を生成する（ステップＳ３１）。吸収式冷凍機１３０によって生成された冷水は、冷温水ヘッダ６０に出力される。冷温水ヘッダ６０は、冷水を集める。冷温水ヘッダ６０は、冷水を冷温水ポンプ８０に供給する。
　冷温水ポンプ８０は、冷温水ヘッダ６０が集めた冷水を、空気調和機用配管１００を介して冷温水ポンプ９０及び空気調和機１１０に供給する。
　冷温水ポンプ９０は、空気調和機１１０の起動前には、空気調和機１１０において熱交換されない冷水を、冷温水ヘッダ７０に供給する。
　冷温水ヘッダ７０は、冷水を集める。冷温水ヘッダ７０は、冷水を吸収式冷凍機１３０に出力する。
　空気調和機１１０は、冷水が空気調和機用配管１００を循環する状態で、冷房運転で起動する（ステップＳ３２）。空気調和機１１０は、空気調和機用配管１００を循環する冷水と熱交換する（ステップＳ３３）。この空気調和機１１０による熱交換によって、空気調和機１１０は、起動後すぐに設定された所望の温度に近い温度の空気を出力することができる。この空気調和機１１０による熱交換によって、空気調和機用配管１００を循環する冷水の温度が上昇する。この冷水は、冷温水ポンプ９０に供給される。
　冷温水ポンプ９０は、空気調和機１１０の起動後には、空気調和機１１０において熱交換され加熱された冷水を、冷温水ヘッダ７０に供給する。冷温水ヘッダ７０は、冷水を集める。冷温水ヘッダ７０は、冷水を吸収式冷凍機１３０に出力する。
　吸収式冷凍機１３０は、冷水を冷却する（ステップＳ３４）。冷却後の冷水は、冷温水ヘッダ６０に出力される。冷温水ヘッダ６０は、冷水を集める。冷温水ヘッダ６０は、冷水を冷温水ポンプ８０に供給する。
　冷温水ポンプ８０は、冷温水ヘッダ６０が集めた冷水を、空気調和機用配管１００を介して冷温水ポンプ９０及び空気調和機１１０に供給する。そして、コジェネレーションシステム１は、ステップＳ３３～ステップＳ３４の処理を繰り返す。
　以上が、組み立て工場からの冷水デマンドに対応する処理である。上述のステップＳ３１の処理は、ガスエンジン１０が出力する蒸気及び温水を有効に利用する一例である。
　上述の処理からわかるように、冷水デマンドに対応する処理は、ガスエンジン１０が出力する蒸気及び温水を利用して温水を生成するものである。なお、ガスエンジン１０が出力する蒸気及び温水は、ガスエンジン１０による発電が行われたときに同時に生成されるため、相関関係がある。そのため、例えば、記憶部１２０１に、図１０に示すガスエンジン１０が出力する蒸気の量と、ガスエンジン１０が出力するその蒸気の量に対応する温水の量とが関連付けられたデータテーブルＴＢＬ３を記録しておき、冷水デマンドを蒸気デマンドに変換すれば、冷水デマンドと蒸気デマンドとを１つにまとめて管理することができる。
　以上、本発明の一実施形態によるコジェネレーションシステム１について説明した。
　コジェネレーションシステム１は、発電を行うガスエンジン１０と、ガスエンジン１０が発電したときに発生する熱エネルギーに基づいて生成された蒸気によって回転し、その蒸気を減圧させるタービン１９０と、を備える。
　このようにコジェネレーションシステム１を構成することで、コジェネレーションシステム１は、ガスエンジン１０が発電するときに排出する熱から生成された蒸気で、タービンを駆動することができ、エアーを生成することができる。つまり、コジェネレーションシステム１は、エンジンから放出される熱を有効に利用することができる。
　なお、本発明の実施形態における処理は、適切な処理が行われる範囲において、処理の順番が入れ替わってもよい。
　なお、本発明の各実施形態における記憶部１２０１、その他の記憶装置（レジスタ、ラッチを含む）等のそれぞれは、適切な情報の送受信が行われる範囲においてどこに備えられていてもよい。また、記憶部１２０１、その他の記憶装置等のそれぞれは、適切な情報の送受信が行われる範囲において複数存在しデータを分散して記憶していてもよい。
　なお、本発明の一実施形態によるコジェネレーションシステム１は、図１に示すように、吸収式冷凍機１３０、切替装置１４０、１５０を備えるものとして説明した。しかしながら、本発明の別の実施形態によるコジェネレーションシステム１は、図１１に示すように、吸収式冷凍機１３０、切替装置１４０、１５０を備えない、つまり、本発明の一実施形態によるコジェネレーションシステム１が備える構成のうち吸収式冷凍機１３０、切替装置１４０、１５０以外の構成を備えるものであってもよい。
　このコジェネレーションシステム１の構成は、空気調和機１１０が暖房運転を行うときの構成と同様である。すなわち、このコジェネレーションシステム１による温水デマンドに対応する処理は、図７に示す処理フローと同様の処理を行う。
　なお、本発明の一実施形態によるコジェネレーションシステム１は、図１に示すように、蒸気熱交換器４０、温水熱交換器５０、切替装置１４０、１５０を備えるものとして説明した。しかしながら、本発明の別の実施形態によるコジェネレーションシステム１は、図１２に示すように、蒸気熱交換器４０、温水熱交換器５０、切替装置１４０、１５０を備えない、つまり、本発明の一実施形態によるコジェネレーションシステム１が備える構成のうち蒸気熱交換器４０、温水熱交換器５０、切替装置１４０、１５０以外の構成を備えるものであってもよい。
　このコジェネレーションシステム１の構成は、空気調和機１１０が冷房運転を行うときの構成と同様である。すなわち、このコジェネレーションシステム１による温水デマンドに対応する処理は、図８に示す処理フローと同様の処理を行う。
　本発明の実施形態について説明したが、上述の制御装置１２０、弁制御部１２０２、切替装置制御部１２０３、エンジン制御部１２０４、その他の制御装置は内部に、コンピュータシステムを有していてもよい。そして、上述した処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。コンピュータの具体例を以下に示す。
　図１３は、少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。
　コンピュータ５は、図１３に示すように、ＣＰＵ６、メインメモリ７、ストレージ８、インターフェース９を備える。
　例えば、上述の制御装置１２０、弁制御部１２０２、切替装置制御部１２０３、エンジン制御部１２０４、その他の制御装置のそれぞれは、コンピュータ５に実装される。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式でストレージ８に記憶されている。ＣＰＵ６は、プログラムをストレージ８から読み出してメインメモリ７に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、ＣＰＵ６は、プログラムに従って、上述した各記憶部に対応する記憶領域をメインメモリ７に確保する。
　ストレージ８の例としては、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｄｒｉｖｅ）、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｉｓｃ　Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＶＤ－ＲＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　Ｄｉｓｃ　Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、半導体メモリ等が挙げられる。ストレージ８は、コンピュータ５のバスに直接接続された内部メディアであってもよいし、インターフェース９または通信回線を介してコンピュータ５に接続される外部メディアであってもよい。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ５に配信される場合、配信を受けたコンピュータ５が当該プログラムをメインメモリ７に展開し、上記処理を実行してもよい。少なくとも１つの実施形態において、ストレージ８は、一時的でない有形の記憶媒体である。
　また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現してもよい。さらに、上記プログラムは、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるファイル、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
　なお、コンピュータ５は、上記構成に加えて、または上記構成に代えてＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｌｏｇｉｃ　Ｄｅｖｉｃｅ）などのカスタムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ　Ｓｃａｌｅ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、及びこれらに類する処理装置を備えてもよい。ＰＬＤの例としては、ＰＡＬ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ａｒｒａｙ　Ｌｏｇｉｃ）、ＧＡＬ（Ｇｅｎｅｒｉｃ　Ａｒｒａｙ　Ｌｏｇｉｃ）、ＣＰＬＤ（Ｃｏｍｐｌｅｘ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｌｏｇｉｃ　Ｄｅｖｉｃｅ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）が挙げられる。この場合、ＣＰＵ６によって実現される機能の一部または全部が当該集積回路によって実現されてもよい。
　本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例であり、発明の範囲を限定しない。これらの実施形態は、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の追加、種々の省略、種々の置き換え、種々の変更を行ってよい。
　本発明の実施形態によるコジェネレーションシステム、デマンド管理装置、制御方法及びプログラムによれば、エンジンから放出される熱を有効に利用することができる。
１・・・コジェネレーションシステム
５・・・コンピュータ
６・・・ＣＰＵ
７・・・メインメモリ
８・・・ストレージ
９・・・インターフェース
１０・・・ガスエンジン
２０・・・排ガスボイラ
３０・・・高圧スチームヘッダ
４０・・・蒸気熱交換器
５０・・・温水熱交換器
６０、７０・・・冷温水ヘッダ
８０、９０・・・冷温水ポンプ
１００・・・空気調和機用配管
１１０・・・空気調和機
１２０・・・制御装置
１３０・・・吸収式冷凍機
１４０、１５０・・・切替装置
１６０・・・蒸気発生器
１７０・・・減圧弁
１８０・・・弁
１９０・・・タービン
２００・・・エアーコンプレッサ
２１０・・・エアーヘッダ
２２０・・・低圧スチームヘッダ
１２０１・・・記憶部
１２０２・・・弁制御部
１２０３・・・切替装置制御部
１２０４・・・エンジン制御部

Claims (12)

  1. 　発電を行うエンジンと、
    　前記エンジンが発電したときに発生する熱エネルギーに基づいて生成された蒸気によって回転し、前記蒸気を減圧させるタービンと、
    　を備えるコジェネレーションシステム。
  2. 　前記タービンの回転を動力源としてエアーを生成するコンプレッサ、
    　を備える請求項１に記載のコジェネレーションシステム。
  3. 　空気調和機と、
    　前記空気調和機が起動する前に、前記エンジンから出力される熱に基づいて、水の温度を変化させる水温調整装置と、
    　前記空気調和機が起動したときに熱交換する前記水であって、前記水温調整装置が温度を変化させた後の前記水を循環させる配管と、
    　を備える請求項１または請求項２に記載のコジェネレーションシステム。
  4. 　前記水温調整装置は、
    　前記エンジンから出力される熱に基づいて、前記水の温度を上昇させる熱交換器、
    　を備える、
    　請求項３に記載のコジェネレーションシステム。
  5. 　前記水温調整装置は、
    　前記エンジンから出力される熱に基づいて、前記水の温度を低下させる吸収式冷凍機、
    　を備える、
    　請求項３または請求項４に記載のコジェネレーションシステム。
  6. 　前記水温調整装置を制御する第１制御部、
    　を備え、
    　前記水温調整装置は、
    　前記エンジンから出力される熱に基づいて、前記水の温度を低下させる吸収式冷凍機、
    　を備え、
    　前記第１制御部は、
    　前記熱交換器及び前記吸収式冷凍機の一方のみを動作させる、
    　請求項４に記載のコジェネレーションシステム。
  7. 　前記エンジンが発電を行い電力を供給する場合のコストと、前記エンジンが発電を行わずに外部から電力を買電する場合のコストとに基づいて、決定された時間に前記エンジンを動作させる第２制御部、
    　を備える請求項１から請求項６の何れか一項に記載のコジェネレーションシステム。
  8. 　発電を行うエンジンと、前記エンジンが発電したときに発生する熱エネルギーに基づいて生成された蒸気によって回転し、前記蒸気を減圧させるタービンと、前記タービンの回転を動力源としてエアーを生成するコンプレッサと、を備えるコジェネレーションシステムにおけるデマンド管理装置であって、
    　前記エアーについてのデマンドを前記熱エネルギーについてのデマンドに換算して管理するデマンド管理装置。
  9. 　発電を行うエンジンと、空気調和機と、前記空気調和機が起動する前に、前記エンジンから出力される熱に基づいて、水の温度を変化させる水温調整装置と、前記空気調和機が起動したときに熱交換する前記水であって、前記水温調整装置が温度を変化させた後の前記水を循環させる配管と、を備えるコジェネレーションシステムによる制御方法であって、
    　前記水温調整装置が、前記エンジンから出力される熱に基づいて、前記水の温度を上昇させる熱交換器、及び、前記エンジンから出力される熱に基づいて、前記水の温度を低下させる吸収式冷凍機を備える場合に、前記熱交換器及び前記吸収式冷凍機の一方のみを動作させること、
    　を含む制御方法。
  10. 　発電を行うエンジンと、前記エンジンが発電したときに発生する熱エネルギーに基づいて生成された蒸気によって回転し、前記蒸気を減圧させるタービンと、空気調和機と、前記空気調和機が起動する前に、前記エンジンから出力される熱に基づいて、水の温度を変化させる水温調整装置と、前記空気調和機が起動したときに熱交換する前記水であって、前記水温調整装置が温度を変化させた後の前記水を循環させる配管と、を備えるコジェネレーションシステムによる制御方法であって、
    　前記エンジンが発電を行い電力を供給する場合のコストと、前記エンジンが発電を行わずに外部から電力を買電する場合のコストとに基づいて、決定された時間に前記エンジンを動作させること、
    　を含む制御方法。
  11. 　発電を行うエンジンと、前記エンジンが発電したときに発生する熱エネルギーに基づいて生成された蒸気によって回転し、前記蒸気を減圧させるタービンと、空気調和機と、前記空気調和機が起動する前に、前記エンジンから出力される熱に基づいて、水の温度を変化させる水温調整装置と、前記空気調和機が起動したときに熱交換する前記水であって、前記水温調整装置が温度を変化させた後の前記水を循環させる配管と、を備えるコジェネレーションシステムが備えるコンピュータに、
    　前記水温調整装置が、前記エンジンから出力される熱に基づいて、前記水の温度を上昇させる熱交換器、及び、前記エンジンから出力される熱に基づいて、前記水の温度を低下させる吸収式冷凍機を備える場合に、前記熱交換器及び前記吸収式冷凍機の一方のみを動作させること、
    　を実行させるプログラム。
  12. 　発電を行うエンジンと、前記エンジンが発電したときに発生する熱エネルギーに基づいて生成された蒸気によって回転し、前記蒸気を減圧させるタービンと、空気調和機と、前記空気調和機が起動する前に、前記エンジンから出力される熱に基づいて、水の温度を変化させる水温調整装置と、前記空気調和機が起動したときに熱交換する前記水であって、前記水温調整装置が温度を変化させた後の前記水を循環させる配管と、を備えるコジェネレーションシステムが備えるコンピュータに、
    　前記エンジンが発電を行い電力を供給する場合のコストと、前記エンジンが発電を行わずに外部から電力を買電する場合のコストとに基づいて、決定された時間に前記エンジンを動作させること、
    　を実行させるプログラム。
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