CN1942721A - 热电联供系统 - Google Patents

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Abstract

本发明的热电联供系统，具有发电装置(5)、用第1热介质冷却发电装置(5)的冷却回路(10)、设在冷却回路(10)上的热交换器(16)、通过热交换器(16)与第1热介质进行热交换的第2热介质流通的排热回收回路(12)、与排热回收回路(12)连接，贮存用热交换器(16)进行了热交换的第2热介质的蓄热部(20)、及控制部(21)，在第2热介质流动的方向上的热交换器(16)的下游，依序连接第1温度检测器(17)、被提供发电装置(5)的电力的加热器，控制部(21)根据第1温度检测器(17)检测出的温度，控制循环泵(13)的流量，以使检测温度达到规定的目标温度。如果采用这样的结构，则能够防止回收排热的水温度下降，不但能确保安全，而且能使水温稳定地维持于高温。

Description

热电联供系统
发明领域
本发明涉及对家庭电力负载提供发电装置产生的电力，利用排热回收回路回收发电装置产生的热，用作家庭等的热源的热电联供(cogeneration)系统。
背景技术
作为已有的热电联供系统，有例如在专利文献1中公开的系统。图7是示出已有的热电联供系统的大概结构的框图。
如图7所示，该热电联供系统500利用发动机排热回收回路51将作为发电装置的燃气发动机52的排气路径53上连接的排热热交换器54、加热器56、热交换器57、以及排热泵55加以串联连接。又利用蓄热水路径58将热水箱59(蓄熱部)、热交换器57、循环温度传感器61、以及循环泵60加以串联连接。热交换器57形成可以在发动机排热回收回路51内的水(第1热介质)与蓄热水路径58内的水(第2热介质)之间进行热交换的结构。
以下对热电联供系统500的动作进行说明。安装在内部的发电装置(未图示)利用燃气发动机52的驱动产生电力并提供给家庭等。伴随发电产生的热可以通过连接于排气路径53的废气热交换器54传递给排热回收回路51内的水。排热泵55使发动机排热回收回路51内的水循环，从而由排热交换器54回收的热通过热交换器57传递给蓄热水路径58内的水。循环泵60使蓄热水路径58内的水循环，从而由热交换器57回收的热作为温水储存于热水箱59内。如果采用这样的结构，则可以使用燃气发动机52产生的电力，同时将储存在该热水箱59内的温水用于家庭等的热水供应或室内取暖，发挥作为热电联供系统的作用。
以下对热电联供系统500的水温控制方法进行说明。
蓄热水路径58内的水受到热交换器57的加热，这时循环温度传感器61检测出的水温通过对循环泵60的循环流量进行控制，经常保持于可以回收的最高温度的目标值(例如70℃)。若由于例如热交换器57造成从发动机排热回收回路51传来的热量减少(具体地说，若循环温度传感器61检测出的温度低于目标值)，则进行使循环泵60的流量减少，将由循环温度传感器61检测出的温度维持于高温的反馈控制。由热交换器57加温的水从上方被提供给热水箱59。提供给热交换器57的水被从热水箱59的下方取出。利用该水温控制方法，使得热水箱59内进行使高温的温水积蓄在上方的所谓分层烧开。若采用这种方式，即使热水箱59内的水并非全部是高温，也可以将上方的水温维持于高温，通过在使用时从上方取出温水，总能够使用高温的温水。为了使该特长得到发挥，上述水温控制方法中，重要的是经常将循环温度传感器61部的温度维持于高温。
另一方面，将由燃气发动机52产生的电力提供给家庭等的情况下，通常连接于电力公司等敷设的电力供应系统(未图示)上，进行所谓并网。在只用燃气发动机的发电能力不足以供应家庭等的电力负载的情况下，利用并网从外部提供电力。在实施并网的情况下，若家庭等的功率负载比燃气发动机52的发电功率小，则产生电流向电力供应侧流动的所谓反向流动。为了防止该反向流动，这种已有的热电联供系统对加热器56通电，进行将剩余电力变换成热能的处理。
专利文献1：特开2004-263589号公报
发明内容
然而，在上述已有热电联供系统中，相对于燃气发动机52产生的发电功率大致固定或根据需要缓慢的变化的状况，家庭等负载电力有急剧且频繁的变化。因此，提供给加热器56的剩余电力的变化大，由热交换器57提供给蓄热水路径58的热量的变化也大，因此在依据循环温度传感器61对循环泵60的流量进行反馈控制时，存在水温(第2热介质的温度)波动大的问题。而且，相对于水温目标值70℃，例如水温在70℃～40℃之间波动的情况下，热水箱59中只能够贮存平均55℃的温水。也就是说，上述已有的结构和控制方法存在着不能够将贮存的热水维持于足够高的温度(贮存于蓄热部的第2热介质的温度)的问题。
本发明是用于解决上述已有课题的，其目的在于提供这样一种热电联供系统，即可以在将由发电装置的排热以及发电装置的剩余电力产生的热回收到第2热介质，贮存于蓄热部时，使蓄热部内的第2热介质维持在较高的目标温度的热电联供系统。
本发明人为解决上述存在问题潜心进行了研究。其结果发现，水温的波动是由于加热器提供的热量的变化到该变化反映于由循环温度传感器检测出的温度存在时间差。若存在这样的时间差，则在循环温度传感器的温度低下的时刻，在包含热交换器的内部的路径上产生相当量的水温低的水，即使使泵的流量降低，也无法立刻使水温恢复。另外，即使利用水的热容量、热交换器、配管等具有的热容量，水温的响应也迟缓。由于这样的理由，暂时只能将水温低的水提供给热水箱，从而无法维持足够的热水贮存温度(贮存于蓄热部的第2热介质的温度)，本发明人依据这样的知识，找到了以下方法，即如果在温度传感器的下游侧设置加热器，则可以缓和加热器提供的热量的变化对泵的流量造成的影响，从而可以使热水箱内的水温维持于较高的目标温度。
为了解决上述已有的课题，本发明的热电联供系统具有发电装置、用第1热介质冷却所述发电装置的冷却回路、设置在所述冷却回路上的热交换器、通过所述热交换器与第1热介质进行热交换的第2热介质流通的排热回收回路、与所述排热回收回路连接，存储利用所述热交换器进行了热交换的第2热介质的蓄热部、以及控制部，相对于第2热介质流动的方向，在所述热交换器的下游侧依序连接第1温度检测器、被提供所述发电装置的电力的加热器，而且在所述排热回收回路上连接使第2热介质循环的循环泵，所述控制部根据由所述第1温度检测器检测出的温度，对所述循环泵的流量进行控制，以使所述检测温度达到规定的目标温度。
这样的结构中，将加热器设置得比第1温度检测器更靠下游，因此有无利用加热器进行加热不直接影响由第1温度检测器检测出的温度。又根据第1温度检测器检测出的温度控制第1热介质的温度。因此，在将发电装置的排热以及发电装置的剩余电力产生的热回收到第2热介质贮存于蓄热部时，即使剩余电力有变化，第1热介质的温度也不产生波动，可以使蓄热部内的第2热介质维持于较高的目标温度。
在上述热电联供系统中，所述控制部也可以在所述第1温度检测器检测出的温度在第1判定温度以上时使运行停止。
这样的结构可以确保安全性，免得用户因热水箱内的热水沸腾达到异常高温而被烫伤。
上述热电联供系统也可以还在所述第2热介质流动方向上的所述加热器的下游侧具有第2温度检测器，所述控制部进行控制，以在所述第2温度检测器检测出的温度上升到第1阈值以上时使所述循环泵的流量上升。
用这样的结构可以防止加热器造成第2热介质过热。
上述的热电联供系统中，所述控制部也可以在所述第2温度检测器检测出的温度达到高于所述第1阈值的第2阈值以上时进一步使所述循环泵的流量上升。
这样的结构可以防止加热器造成第2热介质过热。
在上述热电联供系统中，所述控制部也可以在所述第2温度检测器检测出的温度达到高于所述第1阈值的第2阈值以上的情况下使运行停止。
这样的结构可以确保安全性，避免用户因热水箱内的热水由于沸腾达到异常高温而被烫伤。
上述的热电联供系统中，所述控制部也可以在所述第2温度检测器检测出的温度达到高于所述第1阈值的第2阈值以上时进一步使所述循环泵的流量上升。
这样的结构可以有效地防止加热器造成的第2热介质过热。
上述的热电联供系统还可以在所述第2温度检测器检测出的温度达到高于所述第2阈值的第3阈值以上时使运行停止。
这样的结构可以有效地防止加热器造成的第2热介质过热，同时可以确保安全性，避免用户因热水箱内的热水由于沸腾达到异常高温而被烫伤。
上述热电联供系统中，也可以对所述加热器提供由所述发电装置产生的电力中不提供给外部负载的剩余电力。
这样的结构可以有效地将发电装置产生的电力用作热源，系统的能量(转换)效率得以提高。
上述的热电联供系统中，所述发电装置也可以是燃料电池。
固体高分子型燃料电池可以同时产生热和电力，通用性也很高，因此适用作为热电联供系统的发电装置。
上述的热电联供系统中，也可以所述发电装置为固体高分子型燃料电池，并且所述蓄热部为热水箱，借助于所述控制部的控制，由电力供应系统对所述加热器供电，从而将所述热水箱内的水加热到高于所述规定目标温度的温度。
采用这样的结构，即使在没有剩余电力的情况下，也可以将热水箱的水加热到高温，因此可以防止热水箱中的杂菌繁殖。
本发明的热电联供系统具有如上所述的结构，获得以下所述的效果。也就是将发电装置的排热以及发电装置的剩余电力产生的热回收到第2热介质中，贮存于蓄热部时，上述波动问题得以解决，因此可以提供能够使蓄热部内的第2热介质维持于高的目标温度的热电联供系统。
附图说明
图1是表示本发明第1实施形态的热电联供系统的概略结构的方框图。
图2是概略表示本发明第1实施形态的热电联供系统的电力系统的方框图。
图3是概略表示本发明第1实施形态中的控制部进行的水温控制程序的一个例子的流程图。
图4是表示本发明第2实施形态的热电联供系统的概略构成的方框图。
图5是概略表示本发明第2实施形态中的控制部进行的水温控制的程序的一个例子的流程图。
图6是概略表示基于本发明第2实施形态的变形例中控制部进行的水温控制程序的T2的控制部分之一例的流程图。
图7是表示已有热电联供系统的概略结构的方框图。
符号说明
1.重整装置
2.原料供给路径
3.氢气供给路径
4.燃烧废气路径
5.发电装置(燃料电池)
6.氢气排放路径
7.空气鼓风机
8.空气排放路径
9.燃烧器
10.冷却水路径
11.冷却水泵
12.排热回收回路
13.循环泵
14.热交换器
15.热交换器
16.热交换器
17.第1温度检测器
18.加热器
19.第2温度检测器
20.热水箱
21.控制部
22.电力变换装置
31.功率负载
32.电力供应系统
33.反向功率潮流检测器
51.发动机排热回收回路
52.燃气发动机
53.排气路径
54.排热热交换器
55.排热泵
56.加热器
57.热交换器
58.蓄热水路径
59.热水箱
60.循环泵
61.循环温度传感器
80.中央处理器(CPU)
81.存储器
82.计时装置
100.热电联供系统
200.热电联供系统
300.热电联供系统
400.热电联供系统
500.热电联供系统
具体实施形态
以下参考附图对本发明的理想的实施形态进行说明。
第1实施形态
图1是示出本发明的第1实施形态的热电联供系统的概略结构的方框图。以下参考图1对热电联供系统100的硬件和控制系统进行说明。
首先对热电联供系统100的硬件进行说明。热电联供系统100具有重整装置1、原料供应路径2、氢气供给路径3、燃烧废气路径4、以及发电装置5(燃料电池)。分别在发电装置5的氢极(未图示)上连接氢气供给路径3和氢气排放路径6，在氧极(未图示)上连接空气鼓风机7和空气排放路径8。发电装置5产生的电力被电力变换装置22取出，提供给外部负载。在重整装置1上装设燃烧器9，与氢气排放路径6连接，燃烧氢废气。热电联供系统100还具有冷却水路径10、排热回收回路12、以及热水箱20。冷却水路径10是冷却发电装置5的第1热介质即冷却水流动的冷却回路，具有冷却水泵11。排热回收回路12是对第1热介质进行冷却的第2热介质即水流动的冷却回路。在排热回收回路12上，沿水的循环方向依次连接循环泵13、安装在空气排放路径8上的热交换器14、安装在燃烧废气路径4上的热交换器15、安装在冷却水路径10上的热交换器16、第1温度检测器17、加热器18、热水箱20(蓄热部、蓄热手段)。对热水箱20适当提供自来水。本实施形态中，发电装置5采用固体高分子型燃料电池。
下面对热电联供系统100的控制系统进行说明。热电联供系统100的控制系统具有控制部21(控制手段)、循环泵13、第1温度检测器17、加热器18、以及电力变换装置22。第1温度检测器17与加热器18之间的位置关系如下所述。即在排热回收回路12中，在第2热介质流动的方向上的热交换器16的下游依次连接第1温度检测器17和加热器18。
控制部21由具有例如CPU80、存储器81、计时装置82、以及I/O(未图示)的微机基板构成。控制部21根据未图示外部负载的负载量控制发电装置5的输出。具体地说，控制部21按照存储在控制部21的程序，根据外部负载的负载量控制来自空气鼓风机7的空气供给量和来自重整装置1的氢气供给量(来自原料供给路径2的原料供给量和燃烧器9产生的加热量)，从而控制发电量。控制部21接收来自第1温度检测器17和反向功率潮流检测器33(后述)的检测信号，按照存储在控制部21的程序，控制循环泵13的动作以及由电力变换装置22对加热器18的供电(后述)。控制部21根据未图示的温度检测器(设置在例如发电装置5内部和冷却水路径10的内部)的检测结果控制冷却水泵11，以此控制冷却水路径内部的水的温度。还有，也可以具有多个控制部21。即控制部21进行的控制可以是分散控制，也可以是集中控制。
图2是概略表示本发明第1实施形态的热电联供系统的电力系统的方框图。将作为发电装置的发电装置5产生的直流电变换成交流电的电力变换装置22与家庭等的功率负载31(外部负载)连接，同时与电力公司等敷设的电力供应系统32连接。作为内部附加通过控制部21将加热器18连接于电力变换装置22上。控制部21具有接通/断开对加热器18的供电的开关，进行其接通/断开控制。在电力供应系统32的受点处上设置反向功率潮流(逆潮流)检测器33。反向功率潮流检测器33采用例如电流传感器。反向功率潮流检测器33的检测输出被输入控制部21，将检测结果发送到控制部21。在这样的并网连接过程中，发电装置5进行与功率负载31的功率消耗平衡的发电，但在功率负载31的功率消耗发生突然变化的情况下，无法在瞬间使重整装置1(参考附图1)对发电装置5的氢气供给量作出响应，因此不能够使其每时每刻跟随发电装置5的发电功率。在外部负载大于发电装置5的发电功率的情况下，不足的电力由电力供应系统32提供，而在外部负载小于发电功率的情况下，电反向流往电力供应系统32一侧。流过电力系统的交流波形有限制，一旦发生反向流动，则由于交流输出辅机的使用状况的关系，致使该限制范围外的电流流入系统，扰乱系统内的交流波形。热电联供系统100在反向功率潮流检测器33检测到反向流动的情况下，通过将该剩余电力(由发电装置5输出的电力中不提供给外部负载的剩余部分)提供给加热器18转换成热能。这些控制由控制部21进行。通过这样的控制，可以有效地将剩余电力的能量用作温水的热能，从而使热电联供系统100的能量转换效率得以提高。
下面将热电联供系统100的动作分为发电和热利用进行说明。首先，对出于利用热电联供系统100进行发电的目的动作进行说明。碳氢化合物和水等原料通过原料供给路径2提供给重整装置1，在重整装置1内被燃烧器9加热，在重整催化剂上通过重整反应被转换为氢。该氢由氢气供给路径3提供给发电装置5的氢极，在发电装置5内被消耗之后，剩余的氢通过氢气排放路径6被提供给燃烧器9，用作加热重整装置1用的燃料。空气由空气鼓风机7提供给发电装置5的氧极，氧气在发电装置5内被消耗之后，从空气排放路径8排放到外部。氢气与空气中的氧气在发电装置5内发生反应产生电力。产生的直流电通过电力变换装置22变换成交流，提供给设置在家庭等的外部负载。
接着，对热电联供系统100中发电装置5进行发电同时回收产生的排热的动作进行说明。发电装置5在发电运行中产生热量。发电装置5产生的热利用在冷却水泵11的作用下在冷却水路径10内循环的水(第1热介质)将其取出到发电装置5的外部，通过热交换器16传递给排热回收回路12内的水(第2热介质)。排热回收回路12中的水由于所传递的热而成为温水。温水由循环泵13加压输送，贮存于热水箱20内。贮存在热水箱20内的温水在家庭等中被用于热水供应或室内取暖。通过这样的动作，热电联供系统100起到作为发电装置和供热水供热装置的作用。
热电联供系统100为了提高排热回收效率，在排热回收回路12上具有多个热交换器。即在安装于冷却水路径10上的热交换器16的上游，连接回收燃烧废气路径4排出的热用的热交换器15，还在该上游连接回收空气排放路径8排出的热用的热交换器14。利用这样的结构，可以更高效率地回收发电装置5排出的热。
接着对作为本发明的特征的热电联供系统100中的，提供给热水箱20的温水的温度的控制动作进行说明。排热回收回路12内的水从设置于热水箱20的下部的取出口取出，被热交换器14、热交换器15、以及热交换器16加热。控制部21控制循环泵13的流量Q，使第1温度检测器17检测出的水温(第1检测温度)总与可以回收的最高温度、即冷却水路径10内的水温(第1实施形态中为70℃)大致相等。运行过程中，如果传递给排热回收回路12的热量(由发电装置5提供的热量)少，则减小循环泵的流量，使第1温度检测器17部位的水温维持于高温。热电联供系统100实施所谓分层沸腾。即从热水箱20的下方取出的水经过热交换器14、15、16，成为高温的温水，从配置在热水箱20上部的供给口提供。分层烧开的情况下，有这样的特点，即由于高温水滞留在上层，因此即使不使提供给热水箱20的全部水达到高温，只要在使用温水时从上层取出热水箱20内的温水，就可以使用高温的温水。为了发挥分层沸腾的特点，需要使第1温度检测器17的部位的水温(提供给热水箱20的温水的温度)总是维持于稳定的高温。热电联供系统100的特征在于，具有将剩余电力提供给加热器18，使水温上升的的机构，同时能够使提供给热水箱20的温水总是维持于一定温度以上。以下对热电联供系统100的水温控制动作进行说明。
图3是概略表示在本发明第1实施形态中由控制部执行的水温控制程序之一例的流程图。图3中，T1表示由第1温度检测器检测出的水温。另外，将目标温度范围设定为例如65℃以上70℃以下。将第1判定温度设定为例如75℃。以下根据图3的流程图对第1实施形态中的控制部21的动作进行说明。
水温控制启动后，控制部21在步骤S11判断T1是否在目标温度范围内。T1在目标温度范围内的情况下，反复进行步骤S11的判断。在步骤S11中，T1不在目标温度范围内的情况下，控制部21使循环泵13的操作量(流量)改变(S12)。这时，控制部21在T1低于目标温度范围的下限的情况下，使循环泵13的操作量改变，以使流量更小，在T1高于目标温度范围的上限的情况下，使循环泵13的操作量改变，以使流量更大。使操作量改变之后，进行T1是否在第1判定温度以上的判断(S13)。T1在第1判定温度以上的情况下，控制部21使热电联供系统100停止运转(S14)。T1在第1判定温度以下的情况下，返回到步骤S11。再有，上述的控制仅着眼于基于T1的循环泵13的控制，通过挤进处理和并行处理等适当地进行其他控制(燃料电池的运行等)是不言而喻的。另外，在热电联供系统100的运转结束的情况下，基于T1的循环泵13的控制也结束。
如果采用这样的控制，则使T1维持于目标温度范围内。由于将加热器18配置于比第1温度检测器17更靠下游(第1温度检测器17与热水箱20之间)，因此加热器18有无进行加热不直接影响T1。若使T1维持于目标温度范围内，则使提供给热水箱20的温水的温度维持于规定的温度以上。因此，可以使热水箱20内的水温维持于较高的目标温度。如以往那样，若在受到加热器18加热后的水温对循环泵13进行反馈控制，则由于随着难以预测的负载电力的急剧变化而来的加热器18的加热量的变动，使水温产生波动。本实施形态根据加热器18进行加热之前的水温，对循环泵13进行反馈控制，因此不产生波动问题。另外，图3所示的控制终究是举例说明，只要控制成第1温度检测器检测出的温度达到规定的目标温度，不过进行什么控制都可以。
本实施形态的热电联供系统中，将第1温度检测器17和被提供发电装置5的剩余电力的加热器18依次连接于进行第1热介质与第2热介质之间的热交换的热交换器16的下游，控制部21根据第1温度检测器17检测出的温度T1对循环泵13的流量进行控制，使T1进入规定的目标温度范围。如果采用这样的结构，则将发电装置的排热以及发电装置的剩余电力产生的热回收到第2热介质，贮存于蓄热部时，上述波动问题得以解决，因此可以使蓄热部内的第2热介质维持于较高的目标温度。
又，本实施形态的热电联供系统将不提供给电力负载31的剩余电力提提供给加热器18。这样的结构可以有效地将发电装置5产生的电力用作热源，因此系统的能量效率得以提高。
又，本实施形态的热电联供系统中，发电装置5为固体高分子型燃料电池。固体高分子型燃料电池可以同时产生热和电力，通用性也很高，因此适用作为热电联供系统的发电装置。另外，发电装置5并非局限于燃料电池，也可以是利用发动机的发电机等。
在上述说明中虽然将加热器18配置于第1温度检测器17与热水箱20之间，但也可以配置在热水箱20的取出口与热交换器16之间。也可以在排热回收回路12上依次配置热交换器16、第1温度检测器17、以及加热器18。
第2实施形态
图4是表示本发明第2实施形态的热电联供系统的概略构成的框图。第2实施形态的热电联供系统200是在第1实施形态的热电联供系统100的排热回收回路12中，将第2温度检测器19附加在加热器18的下游的系统，其他部分与热电联供系统100的结构相同。因此，对第1实施形态和第2实施形态中共同的要素标注相同符号和名称，省略说明。
第2温度检测器19是检测通过排热回收回路12的内部流通的水的温度的装置。第2温度检测器19处于加热器18的下游。即相对于第2热介质的流动方向，依次将第1温度检测器17、加热器18、第2温度检测器19配置于热交换器16的下游。第2温度检测器19检测出被热交换器17和加热器18加热之后的水温，发送到控制部2l
下面对成为热电联供系统200的特征的动作进行说明。如在第1实施形态中所述，利用控制部控制循环泵13的循环流量，使第1温度检测器17检测出的温度(T1)在目标温度范围内。在这里，将剩余电力提供给加热器18的情况下，温水在加热器18受到进一步加热，有时达到高于目标温度范围的上限的温度。这时，因剩余电力的大小而异，有时加热器18的加热量增大，从而使加热器18出口的水烧开。为了避免烧开，在第2实施形态中，控制部21根据第2温度检测器19检测出的水温(T2)，控制循环泵13的流量，以此防止加热器18造成过热。即在T2上升到第1阈值以上的情况下，控制部21使循环泵13的输出上升，从而使排热回收回路12中的水流量增加第1规定量。T2上升到第2阈值以上(第2阈值＞第1阈值)的情况下，控制部21出于安全需要使系统的运行停止。
图5是概略表示在本发明第2实施形态中由控制部执行的水温控制程序之一例的流程图。图5中，T1表示由第1温度检测器17检测出的水温，T2表示由第2温度检测器19检测出的水温。另外，将目标温度范围设定为例如65℃以上70℃以下。第1判定温度设定为例如75℃。以下根据图5的流程图对第2实施形态中的控制部21的动作进行说明。
水温控制启动之后，控制部21在步骤S21判断T1是否在目标温度范围内。T1不在目标温度范围内的情况下，控制部21使循环泵13的操作量(流量)发生变化(S22)。这时，在T1低于目标温度范围的下限的情况下，控制部21使循环泵13的操作量发生变化，以使流量更小，在T1高于目标温度范围的上限的情况下，控制部21使循环泵13的操作量发生变化，以使流量更大。使操作量发生变化之后，返回到步骤S21。在步骤S21中，T1在目标温度范围内的情况下，进行T2是否在第1阈值以上的判断(S23)。在判断为T2不在第1阈值以上的情况下，返回步骤S21。在判断为T2在第1阈值以上的情况下，改变循环泵13的操作量(S24)，使循环流量增加。通过增加流量，使通过热交换器14、15、17传递到第2热介质的热量减少，从而使过热受到抑制。步骤S24之后，进行T2是否在第2阈值以上的判断(S25)。在判断为T2在第2阈值以上的情况下，控制部21使热电联供系统200停止运转(S26)。在判断为T2不在第2阈值以上的情况下，返回到步骤S21。再有，上述控制部仅着眼于基于T1和T2的循环泵13的控制，通过挤进处理和并行处理等适当地进行其他控制(燃料电池的运行等)是不言而喻的。另外，在热电联供系统100的运行结束的情况下，基于T1和T2的循环泵13的控制也结束。
在这样的控制中，若T2上升，则增加循环泵13的循环流量，使T2下降，从而能够防止加热器18造成的过热。因此，可以防止加热器造成的第2热介质的过热。或者可以防止提供给热水箱20的温水沸腾。另外，在T2达到第2阈值以上的情况下，使热电联供系统200停止运行，因此可以防止热电联供系统的热失控，又能够确保安全性，免得用户因热水箱内的热水由于沸腾达到异常高温而被烫伤。再有，在第2实施形态的热电联供系统中当然也可以取得与第1实施形态同样的效果。
变形例
在上述说明中，虽然T2的阈值是2个，但也可以采用更多阈值，阶段性地进行控制。可以根据需要改变阈值的个数，2个也可以，4个或4个以上也可以。或者也可以不采用阈值，而是采用运算公式或表格，根据水温决定流量的控制目标值。
例如T2上升到第1阈值以上的情况下，控制部21使循环泵13的输出上升，从而使排热回收回路12中的水流量增加第1规定量。T2上升到第2阈值以上(第2阈值＞第1阈值)的情况下，控制部21通过使循环泵13的输出上升，进一步使排热回收回路12中的水流量增加第2规定量。T2进一步达到第3阈值以上(第3阈值＞第2阈值)的情况下，使热电联供系统200停止运行。
图6是概略表示在本发明第2实施形态的变形例中由控制部执行的水温控制程序的基于T2的控制部分之一例的流程图。基于T1的控制与图5相同，因此省略附图和说明。图6中，以第1阈值为85℃、第2阈值为90℃、第3阈值为95℃、第1规定量为5％、第2规定量为5％的情况为例表示。另外Q表示循环泵13排放的水的流量。以下边参考图6对本变形例中的控制部21进行的水温控制进行说明。再有，本变形例的热电联供系统300作为装置的结构与第2实施形态的热电联供系统200相同，因此省略其说明。
防止过度升温的控制启动之后，T2≥85℃(S31)的情况下，控制部21使Q上升5％(S32)。而在T2≥90℃(S33)的情况下，控制部21进一步使Q上升5％(S34)。尽管控制了循环泵13排放的水的流量，但在加热器18失控，达到T2≥95℃(S35)的情况下，控制部21出于安全考虑使系统的运行停止(S36)。再有，控制部21在T2＜90℃(S37)的情况下，使Q下降5％(S38)，在T2＜85℃(S39)的情况下，进一步使Q下降5％(S40)。借助于这样的防止过度升温控制，控制部21能够防止在加热器18被加热的水沸腾，即使万一发生故障致使加热器18失控的情况下，也可以安全地使系统停止。再有，上述控制仅着眼于基于T2的循环泵13的控制，通过挤进处理和并行处理等适当地进行其他控制(燃料电池的运行等)是不言而喻的。另外，在热电联供系统100的运行结束的情况下，基于T1的循环泵13的控制也终止。
再者，在步骤S33中，所谓“使Q上升5％”，是指控制部21对循环泵18进行控制，使Q为Q0的105％。另外，在步骤S5中，所谓“使Q进一步上升5％”，是指控制部21对循环泵18进行控制，使Q为Q0的110％。在步骤S9中，所谓“使Q下降5％”，是指控制部21对循环泵18进行控制，使Q为Q0的105％。而在步骤S11中，所谓“使Q下降5％”，是指控制部21对循环泵18进行控制，使Q为Q0的100％。
Q0如图5所示，是指根据T1进行控制决定的流量。
本变形例将第1温度检测器检测到的温度与第2温度检测器检测到的温度加压组合，阶段性地控制流量。在温度更高的情况下，通过进一步增加流量，可以使温度迅速下降。如果采用这样的控制，则可以将提供给热水箱20的温水的水温有效地维持于适当的温度(例如70℃以上95℃以下)。因此，可以有效地防止加热器造成的第2热介质的过热。
第3实施形态
第3实施形态的热电联供系统的特征在于，在对加热器18提供剩余电力之外，对加热器18供电一定的时间，将热水箱20内的水烧到高于排热回收的目标温度(例如70℃)的，估计能够抑制杂菌繁殖的温度(例如90℃)。硬件和控制系统与第1实施形态(图1)相同，因此省略其说明。
发电装置5采用运行温度为60℃～70℃的低温型燃料电池(例如高分子电解质型燃料电池)的情况下，在没有剩余电力对加热器18供电时，热水箱20内的水只上升到70℃左右。若长时间不使用温水，则包含排热回收回路12和热水箱20的排热回收系统内的水不被更新，长时间滞留在排热回收系统内。在这种情况下，在70℃左右温度条件下，没有消灭的杂菌(军团杆菌等)有可能繁殖。
本实施形态的热电联供系统400出于通过控制部21的控制消灭在排热回收系统内繁殖的杂菌的目的，每隔规定的时间定期由发电装置5或电力供应系统32对加热器18供电。供电时，控制部21使排热回收回路12和热水箱20内的水循环，使排热回收回路和热水箱内的水上升到高于通常排热回收的目标温度的90℃左右。还有，该规定的期间可以是由定时器(未图示)设定的一定间隔，也可以由控制部21利用计时装置82进行测量。控制部21也可以对热水箱20内的温水的使用频度进行检测，设定温水使用停滞的时刻，在设定时刻将水烧开。还有，由电力供应系统32向加热器18供电的情况下，图2中，最好是通过控制部21使电力供应系统32与加热器18形成可以供应电力的连接。
本实施形态的热电联供系统中，控制部21每隔规定的时间利用加热器18将热水箱20内的水加热到比对热水箱20供给温水的目标温度(例如70℃)高的温度(例如90℃)。若采用这样的结构，即使在没有剩余电力的情况下，也可以将热水箱的水加热到高温，因此可以防止热水箱中杂菌的繁殖。
根据上述说明，对于本行业的普通技术人员而言，本发明的诸多改良和其他实施形态是显而易见的。因此，上述说明只能够作为示例解释，其提供的目的在于将执行本发明的最佳形态示范给本行业的普通技术人员。可以不脱离本发明的精神，在实质性地改变其结构以及/或者功能的细节。
工业应用性
本发明涉及的热电联供系统是一种可以在将发电装置的排热以及发电装置的剩余电力产生的热回收到第2热介质，贮存于蓄热部时，使蓄热部内的第2热介质维持于较高目标温度的热电联供系统，可用作家庭用等安置在规定的固定场所用的发电装置。

Claims (9)

1.一种热电联供系统，其特征在于，
具有发电装置、用第1热介质冷却所述发电装置的冷却回路、设置在所述冷却回路上的热交换器、通过所述热交换器与第1热介质进行热交换的第2热介质流通的排热回收回路、与所述排热回收回路连接，贮存利用所述热交换器进行了热交换的第2热介质的蓄热部、以及控制部，在第2热介质流动的方向上的所述热交换器的下游，依序连接第1温度检测器、被提供所述发电装置的电力的加热器，而且在所述排热回收回路上连接使第2热介质循环的循环泵，所述控制部根据由所述第1温度检测器检测出的温度，对所述循环泵的流量进行控制，以使所述检测温度达到规定的目标温度。
2.根据权利要求1所述的热电联供系统，其特征在于，所述控制部在所述第1温度检测器检测出的温度在第1判定温度以上时使运行停止。
3.根据权利要求1所述的热电联供系统，其特征在于，还在所述第2热介质流动方向上的所述加热器的下游具有第2温度检测器，所述控制部进行控制，以在所述第2温度检测器检测出的温度上升到第1阈值以上时使所述循环泵的流量上升。
4.根据权利要求3所述的热电联供系统，其特征在于，所述控制部在所述第2温度检测器检测出的温度达到高于所述第1阈值的第2阈值以上的情况下使运行停止。
5.根据权利要求3所述的热电联供系统，其特征在于，所述控制部在所述第2温度检测器检测出的温度达到高于所述第1阈值的第2阈值以上的情况下进一步使所述循环泵的流量上升。
6.根据权利要求5所述的热电联供系统，其特征在于，而且在所述第2温度检测器检测出的温度达到高于所述第2阈值的第3阈值以上时使运行停止。
7.根据权利要求1所述的热电联供系统，其特征在于，对所述加热器提供由所述发电装置产生的电力中不提供给外部负载的剩余电力。
8.根据权利要求1所述的热电联供系统，其特征在于，所述发电装置是燃料电池。
9.根据权利要求1所述的热电联供系统，其特征在于，所述发电装置为固体高分子型燃料电池，并且所述蓄热部为热水箱，借助于所述控制部的控制，由电力供应系统对所述加热器供电，从而将所述热水箱内的水加热到高于所述规定目标温度的温度。
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