JP2002089928A - Air-conditioning system - Google Patents

Air-conditioning system

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JP2002089928A
JP2002089928A JP2000278467A JP2000278467A JP2002089928A JP 2002089928 A JP2002089928 A JP 2002089928A JP 2000278467 A JP2000278467 A JP 2000278467A JP 2000278467 A JP2000278467 A JP 2000278467A JP 2002089928 A JP2002089928 A JP 2002089928A
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Japan
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heat
room
air
air conditioner
control valve
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Application number
JP2000278467A
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Japanese (ja)
Inventor
Koichi Yamaguchi
山口  広一
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Toshiba Carrier Corp
Original Assignee
Toshiba Carrier Corp
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Publication date
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  • Steam Or Hot-Water Central Heating Systems (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an air-conditioning system which is contrived to have high energy utilization efficiency and high economic efficiency by utilizing the heat discharged from a cogeneration device while the device supplies electric power to a small-scaled facility. SOLUTION: This air-conditioning system is provided with an air conditioner 2 provided in a room 1 to be air-conditioned, the cogeneration device 3 which is constituted in such a way that the device 3 generates and supplies electric power and the heat generated and discharged from the device 3 when the device 3 generates electric power is taken out by means of a heating medium, and an indoor unit 10 having a heat exchanger 10a which generates an ascending air current in the room 1 by using the heat discharged from the device 3 and taken out by means of the heating medium.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、コージェネレーシ
ョン装置での発生熱を利用するようにした空気調和シス
テムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an air conditioning system that utilizes heat generated in a cogeneration system.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、地球環境保護の立場から、省エネ
ルギ、CO削減等が可能な、例えばガスエンジン発電
装置やガスタービン発電装置、りん酸型あるいは溶融炭
酸塩型、固体電解質型燃料電池などの分散型発電装置の
開発が行われている。そして、特定区域や大規模ビルな
どについては、ガスエンジン発電装置や燃料電池などを
用いたコージェネレーション(熱電併給)システムの導
入によって、電力供給と共に発生熱を利用した給湯、暖
房を行うようにしている。
In recent years, from the standpoint of global environmental protection, which can be energy saving, CO 2 reduction and the like, for example, a gas engine generator and gas turbine power generation unit, phosphate type or molten carbonate, solid oxide fuel cell The development of a distributed power generation device such as this is being carried out. For a specific area or large-scale building, a cogeneration system using a gas engine generator or a fuel cell is used to supply hot water and heat using generated heat together with power supply. I have.

【0003】また、一般家庭や店舗等を対象とした小規
模施設に対するコージェネレーションシステムへの導入
についても検討がなされており、これに適した発電装置
のマイクロガスタービン発電装置、高分子膜を用いた作
動温度が低い固体高分子型燃料電池の開発が進められて
いる。こうした小規模施設に適用するコージェネレーシ
ョンシステムでは、経済的な観点から施設全体の電力を
これによってまかなうのではなく、電力の一部をまかな
うことになる。
[0003] Also, introduction of a cogeneration system into small-scale facilities for general households and shops has been studied, and a micro gas turbine power generation device and a polymer membrane suitable for the power generation device are used. A polymer electrolyte fuel cell having a low operating temperature has been developed. In a cogeneration system applied to such a small-scale facility, from an economic point of view, the power of the entire facility is not provided by the power but by a part of the power.

【0004】また、小規模施設に用いるマイクロガスタ
ービン発電装置等については、起動に時間がかかり、さ
らに能力の可変範囲が狭いことから、常時低出力での運
転を行うことになる。またさらに、燃料のエネルギのう
ち、発電には35%程度を用いるだけで、残りは熱とし
て排出され、この排出される発生熱は給湯や暖房に利用
される。
[0004] In addition, a micro gas turbine power generation device or the like used for a small-scale facility requires a long time to start and a narrow range of variable capacity, so that it always operates at a low output. Further, of the energy of the fuel, only about 35% is used for power generation, and the rest is discharged as heat, and the generated heat is used for hot water supply and heating.

【0005】このため、排出される発生熱の利用がコー
ジェネレーションシステムを設置して行く上での鍵とな
っており、給湯については、病院などの限られた施設で
の需要が多いだけであり、また夏場の発生熱の利用につ
いては、比較的大きな規模の施設においては吸収式冷凍
機を装備して冷房等を行うことになるが、吸収式冷凍機
の効率は、決して良いものではない。
[0005] For this reason, the utilization of the generated heat discharged is a key to installing a cogeneration system, and there is a great demand for hot water supply only in limited facilities such as hospitals. As for the use of heat generated in the summer, cooling and the like are performed by installing an absorption refrigerator in a relatively large-scale facility, but the efficiency of the absorption refrigerator is not good.

【0006】このため、一般家庭や店舗等を対象とした
小規模施設においては、コージェネレーション装置を設
置した場合には、電力供給を行いながらも、冬場には給
湯と暖房を行うことで発生熱は空気調和するために利用
できる。しかし、夏場に吸収式冷凍機を設置して発生熱
を利用し、空気調和を行うことは設置費用、運転効率等
の点から好ましいものではないので、給湯への需要を除
き、大半が環境に捨てざるを得ず、エネルギの利用の観
点から望ましいものではなく、経済性の点からも好まし
いものではなかった。
For this reason, in a small-scale facility for general households and stores, when a cogeneration system is installed, heat is generated by supplying hot water and heating in winter while supplying power. Is available for air conditioning. However, installing an absorption chiller in the summer to use the generated heat to perform air conditioning is not desirable in terms of installation costs, operating efficiency, and other factors. It has to be thrown away, which is not desirable from the viewpoint of energy utilization, and is not desirable from the viewpoint of economy.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記のような状況に鑑
みて本発明はなされたもので、その目的とするところは
コージェネレーション装置によって小規模施設に電力供
給を行いながら排出される発生熱を有効に利用するよう
にし、エネルギの高い利用効率と高い経済性を有するよ
うにした空気調和システムを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to reduce the generated heat discharged while supplying power to a small-scale facility by a cogeneration system. It is an object of the present invention to provide an air conditioning system that is used effectively and has high utilization efficiency of energy and high economic efficiency.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の空気調和システ
ムは、空気調和を行う部屋内に設けられた空気調和装置
と、発電して電力供給を行うと共に、発電に伴って発生
し排出する熱を熱媒体を用いて外部に取出すようにした
コージェネレーション装置と、熱媒体により取出された
コージェネレーション装置の排出する熱によって部屋内
に上昇気流発生させる熱放散装置とを備えたことを特徴
とするものであり、さらに、熱放散装置による上昇気流
の速度を、空気調和装置による冷房運転、暖房運転の各
運転モードに対応して可変とするようにしたことを特徴
とするものであり、さらに、熱放散装置が、部屋内の暖
房を行えるよう該部屋内の床面に設けられたものである
ことを特徴とするものであり、さらに、部屋内の暖房を
行う時に、運転する時間帯に応じてコージェネレーショ
ン装置の排出する熱の熱放散装置による利用割合を可変
とするようにしたことを特徴とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION An air conditioning system according to the present invention includes an air conditioning apparatus provided in a room for performing air conditioning, power generation and power supply, and heat generated and discharged with power generation. And a heat dissipating device that generates an ascending airflow in the room by heat discharged from the cogeneration device extracted by the heating medium. Further, the speed of the rising airflow by the heat dissipation device, the cooling operation by the air conditioner, characterized by being made to be variable corresponding to each operation mode of the heating operation, further, The heat dissipating device is provided on the floor in the room so as to heat the room, and furthermore, it operates when heating the room. The utilization ratio by the heat dissipation device of the exhaust heat of the cogeneration system according to the time zone is characterized in that as a variable.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を、図面
を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0010】先ず第1の実施形態を図1乃至図3により
説明する。図1はシステムの概略を示す構成図であり、
図2はフローチャートであり、図3は空気調和を行う部
屋内における空気の流れを模式的に示す図である。
First, a first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram showing the outline of the system.
FIG. 2 is a flowchart, and FIG. 3 is a diagram schematically illustrating the flow of air in a room where air conditioning is performed.

【0011】図1乃至図3において、1は空気調和を行
う部屋で、その天井部分には、部屋1内の空気調和を内
蔵した図示しない制御部によって独立に行うことができ
る天井埋め込み型空気調和装置2が取付けられている。
3はコージェネレーション装置(熱電併給装置)で、例
えば天然ガス、ナフサ等を燃料ガスとして稼動するマイ
クロガスタービン4と、このマイクロガスタービン4に
よる回転駆動により発電を行う発電機5と、さらにマイ
クロガスタービン4を稼動させた後の排出ガスから、水
を熱媒体として用い熱交換することによって排出熱とし
て取出しを行うガス熱交換器6と、このガス熱交換器6
の取出し口に接続されることによって、熱媒体を吐出口
7から外部に吐出し、再びガス熱交換器6の戻入口8に
回収するポンプ9を備えて構成されている。なお、5a
は発電した電力を送電する電力線であり、4aはマイク
ロガスタービン4に燃料ガスを供給するガス配管であ
る。
1 to 3, reference numeral 1 denotes a room for performing air conditioning, and a ceiling portion thereof has a ceiling-embedded air conditioner which can be independently operated by a control unit (not shown) having a built-in air conditioner in the room 1. The device 2 is mounted.
Reference numeral 3 denotes a cogeneration device (cogeneration unit), for example, a micro gas turbine 4 that operates using natural gas, naphtha, or the like as a fuel gas, a generator 5 that generates electric power by rotating the micro gas turbine 4, and a micro gas turbine. A gas heat exchanger 6 for extracting heat from the exhaust gas after operating the turbine 4 by using water as a heat medium and exchanging heat as exhaust heat;
Is connected to the outlet of the gas heat exchanger 6, and is provided with a pump 9 for discharging the heat medium to the outside from the outlet 7 and recovering the heat medium at the return port 8 of the gas heat exchanger 6 again. In addition, 5a
Reference numeral 4 denotes a power line for transmitting generated power, and reference numeral 4a denotes a gas pipe for supplying a fuel gas to the micro gas turbine 4.

【0012】また、部屋1の下部には熱放散することに
よって例えば100W/h程度の熱処理を行う複数の室
内機10が配置されており、これらの室内機10の熱交
換器10aには、熱媒体がポンプ9の吐出口7に接続さ
れた第1流量制御弁11からそれぞれに分配されるよう
流入配管12を介して流れ、さらに室内機10の熱交換
器10aを通流した後の熱媒体が、流出配管13を流れ
合流してガス熱交換器6の戻入口8に戻るようになって
いる。
In the lower part of the room 1, there are arranged a plurality of indoor units 10 for performing heat treatment of, for example, about 100 W / h by dissipating heat, and heat exchangers 10a of these indoor units 10 have heat exchangers 10a. The heat medium flows through the inflow pipe 12 so that the medium is distributed from the first flow control valves 11 connected to the discharge port 7 of the pump 9, and further flows through the heat exchanger 10 a of the indoor unit 10. However, they flow through the outflow pipe 13 and merge to return to the return port 8 of the gas heat exchanger 6.

【0013】さらに、14は熱交換器14aを貯湯タン
ク14b内に備えた給湯機で、これには同じくポンプ9
の吐出口7に接続された第2流量制御弁15から流入配
管16を介して熱媒体が流れ、さらに給湯機14を通流
した後の熱媒体が流出配管17を流れてガス熱交換器6
の戻入口8に戻るようになっている。なお、18は入水
配管であり、19は出湯配管である。またさらに、20
は熱交換器20aと熱交換促進用の送風機20bを備え
た廃熱処理装置で、これも同じく、ポンプ9の吐出口7
に接続された第3流量制御弁21から流入配管22を介
して熱媒体が流れ、さらに熱交換器20aを通流した後
の熱媒体が流出配管23を流れてガス熱交換器6の戻入
口8に戻るようになっている。
A water heater 14 has a heat exchanger 14a in a hot water storage tank 14b.
The heat medium flows from the second flow control valve 15 connected to the discharge port 7 through the inflow pipe 16, and the heat medium after flowing through the water heater 14 flows through the outflow pipe 17 to flow through the gas heat exchanger 6.
To the return entrance 8. In addition, 18 is a water inlet pipe and 19 is a hot water outlet pipe. Furthermore, 20
Is a waste heat treatment apparatus provided with a heat exchanger 20a and a blower 20b for promoting heat exchange.
The heat medium flows from the third flow control valve 21 connected to the heat exchanger via the inflow pipe 22, and the heat medium after flowing through the heat exchanger 20a flows through the outflow pipe 23 to return to the gas heat exchanger 6. 8 is returned.

【0014】一方、24はマイクロコンピュータを備え
てなるシステム制御装置で、予めプログラムされた内容
に基づいた制御を、各機器装置との間を接続する破線で
示す信号線25a,25b,25c,25d,25eを
介して信号のやり取りを行い実行する。
On the other hand, reference numeral 24 denotes a system control device comprising a microcomputer, which performs control based on the contents programmed in advance by signal lines 25a, 25b, 25c, and 25d indicated by broken lines for connection with each device. , 25e and exchanges signals.

【0015】すなわち、システム制御装置24によっ
て、例えば空気調和装置2の冷房運転、暖房運転の運転
モードの違いや冷暖風の強さ、また部屋1の温度変化に
よる第1流量制御弁11の開度制御、あるいは給湯機1
4内の湯温を維持するための第2流量制御弁15の開度
制御、さらに最終的に環境に廃棄する排出熱の量に対応
した第3流量制御弁21の開度制御と廃熱処理装置20
の運転制御等が行われる。
That is, the system controller 24 controls, for example, the difference in the operation mode of the air conditioner 2 between the cooling operation and the heating operation, the strength of the cooling / heating air, and the opening of the first flow control valve 11 due to the temperature change of the room 1. Control or water heater 1
4, the opening control of the second flow control valve 15 for maintaining the temperature of the hot water, the opening control of the third flow control valve 21 corresponding to the amount of exhaust heat finally discarded to the environment, and the waste heat treatment apparatus. 20
Operation control and the like are performed.

【0016】このように構成されているので、コージェ
ネレーション装置3を運転して発電を行うと共に、電力
を電力線5aによって供給するようにすると、マイクロ
ガスタービン4で発生した排ガスによってガス熱交換器
6で熱媒体が加熱され、さらにポンプ9が起動すること
で加熱された熱媒体が第1流量制御弁11、第2流量制
御弁15、第3流量制御弁21に送出される。また熱媒
体は、各流量制御弁11,15,21の開度を、システ
ム制御装置24による制御によって、それぞれ適正に設
定することで、その開度に応じ各流入配管12,16,
22に分配される。
With this configuration, when the cogeneration apparatus 3 is operated to generate electric power and the electric power is supplied through the power line 5a, the gas heat exchanger 6 is Then, the heat medium is heated, and when the pump 9 is started, the heated heat medium is sent to the first flow control valve 11, the second flow control valve 15, and the third flow control valve 21. The heat medium sets the opening of each of the flow control valves 11, 15, and 21 appropriately under the control of the system controller 24, so that the inflow pipes 12, 16, and
22.

【0017】そして、分配され、第1流量制御弁11を
経て流入配管12を通流した熱媒体は、室内機10の熱
交換器10aを流れ、1台当たり100W/h程度の自
然対流による熱放散によって排出熱の処理を行い、その
後、温度の低下した熱媒体は流出配管13を流れてガス
熱交換器6の戻入口8に戻る。これにともない空気調和
を行う部屋1内には微弱な上昇気流が発生する。
The heat medium distributed and passed through the inflow pipe 12 via the first flow control valve 11 flows through the heat exchanger 10a of the indoor unit 10, and heat generated by natural convection of about 100 W / h per unit. The exhaust heat is treated by dissipation, and then the heat medium whose temperature has decreased flows through the outflow pipe 13 and returns to the return port 8 of the gas heat exchanger 6. Accordingly, a weak airflow is generated in the room 1 in which the air conditioning is performed.

【0018】また、この時、空気調和装置2が冷房運転
モードであって、部屋の壁面に沿って冷風を吹き出すよ
うにしてやると、冷風は、その密度差と室内機10によ
る上昇気流とは反対の流れに沿って部屋を下降し、その
後、部屋内に発生している微弱な上昇気流に乗り部屋上
部に送られ、空気調和装置2に吸い込まれる。これによ
り、部屋1内は均一な温度に冷房される。
At this time, when the air-conditioning apparatus 2 is in the cooling operation mode and blows cool air along the wall surface of the room, the cool air is opposite in the density difference and the rising airflow by the indoor unit 10. Then, the vehicle descends in the room according to the flow of the air, and is then sent to the upper part of the room by a weak ascending air current generated in the room, and is sucked into the air conditioner 2. Thereby, the inside of the room 1 is cooled to a uniform temperature.

【0019】また、空気調和装置2が暖房運転モードで
ある場合にも、暖風をやや強く部屋の壁面に沿って吹き
出すと、暖風は室内機10による上昇気流の反対の流れ
に沿って下降し、その後、上昇気流に乗って部屋上部に
送られ、空気調和装置2に吸い込まれる。これにより、
部屋1内は均一な温度に暖房される。なお、部屋1内の
空気の流れは、図3に実線で示す様な流れとなる。
Further, even when the air-conditioning apparatus 2 is in the heating operation mode, if the warm air is blown out slightly along the wall surface of the room, the warm air descends along the flow opposite to the upward airflow generated by the indoor unit 10. After that, the air is sent to the upper part of the room on the rising airflow and is sucked into the air conditioner 2. This allows
Room 1 is heated to a uniform temperature. The flow of air in the room 1 is as shown by the solid line in FIG.

【0020】一方、第2流量制御弁15を経て流入配管
16を通流した熱媒体は、給湯機14の熱交換器14a
に流入し、ここで貯湯タンク14b内の水を加熱するよ
うにして、熱媒体によって輸送されてきた排出熱が利用
され、その後、温度の低下した熱媒体は流出配管17を
流れてガス熱交換器6の戻入口8に戻る。さらに、第3
流量制御弁21を経て流入配管22を通流した熱媒体
は、廃熱処理装置20の熱交換器20aに流入し、ここ
で送風機20bによって熱交換が促進されるようにし
て、熱媒体によって輸送されてきた排出熱が環境へと排
出され、その後、温度の低下した熱媒体は流出配管23
を流れてガス熱交換器6の戻入口8に戻る。
On the other hand, the heat medium flowing through the inflow pipe 16 via the second flow control valve 15 is supplied to the heat exchanger 14 a of the water heater 14.
And heats the water in the hot water storage tank 14b, so that the exhaust heat transported by the heat medium is used. Thereafter, the heat medium whose temperature has decreased flows through the outflow pipe 17 to perform gas heat exchange. Return to the return port 8 of the vessel 6. In addition, the third
The heat medium flowing through the inflow pipe 22 via the flow control valve 21 flows into the heat exchanger 20a of the waste heat treatment apparatus 20, where the heat medium is transported by the heat medium so that heat exchange is promoted by the blower 20b. The discharged heat is discharged to the environment, and then the heat medium whose temperature has dropped is discharged to the outflow pipe 23.
And returns to the return port 8 of the gas heat exchanger 6.

【0021】また、第1流量制御弁11の開度を変更す
ることで室内機10の熱交換器10aを流れる熱媒体の
量が調整され、熱交換器10aで熱交換される排出熱の
量が変化し、室内機10で発生する上昇気流の速度が変
更可能となる。このため、冷房運転時には、第1流量制
御弁11の開度を所定開度aとして熱媒体を室内機10
に供給する。これにより上記の通り、空気調和装置2か
ら壁面に沿って吹き出された冷風は、その密度差と室内
機10による上昇気流とは反対の流れに沿って部屋を下
降し、その後、部屋内に発生している微弱な上昇気流に
乗って部屋上部に送られ、空気調和装置2に吸い込ま
れ、部屋1内は均一な温度に冷房されることになる。
Further, by changing the opening of the first flow control valve 11, the amount of heat medium flowing through the heat exchanger 10a of the indoor unit 10 is adjusted, and the amount of exhaust heat exchanged by the heat exchanger 10a is changed. Is changed, and the speed of the updraft generated in the indoor unit 10 can be changed. For this reason, at the time of the cooling operation, the opening degree of the first flow control valve 11 is set to the predetermined opening degree a, and the heat medium is supplied to the indoor unit 10.
To supply. As a result, as described above, the cool air blown out from the air conditioner 2 along the wall surface descends in the room along the flow opposite to the difference in density and the upward airflow by the indoor unit 10, and then is generated in the room. The air is sent to the upper part of the room on a weak rising airflow that is sucked into the air conditioner 2, and the inside of the room 1 is cooled to a uniform temperature.

【0022】一方、暖房運転時には、第1流量制御弁1
1の開度を冷房運転時よりも大きい所定開度b(b>
a)となるようにし、冷房運転時よりも多量の熱媒体を
室内機10に供給する。これによって上記の通り、空気
調和装置2から壁面に沿って吹き出された暖風は、その
密度が小さく上昇し易いものの室内機10による上昇気
流が冷房運転時よりも強いために、上昇気流とは反対の
流れに沿って部屋を下降し、その後、上昇気流に乗って
部屋上部に送られ、空気調和装置2に吸い込まれ、部屋
1内は均一な温度に暖房されることになる。
On the other hand, during the heating operation, the first flow control valve 1
A predetermined opening b (b>
a), and supply a larger amount of heat medium to the indoor unit 10 than during the cooling operation. Accordingly, as described above, the warm air blown out from the air conditioner 2 along the wall surface has a small density and easily rises, but the rising airflow by the indoor unit 10 is stronger than that during the cooling operation. After descending the room along the opposite flow, the air is sent to the upper part of the room on an ascending airflow, sucked into the air conditioner 2, and the inside of the room 1 is heated to a uniform temperature.

【0023】この一連の過程は図2に示すフローチャー
トに基づいて、システム制御装置24によう制御のもと
に実行される。すなわち、第1のステップS11でシス
テムの運転要求の有無の判断がなされ、要求がある場合
には第2のステップに進む。第2のステップS12
は、空気調和装置2が暖房運転であるか否かの判断がな
され、否である場合には第3のステップS13に進む。
否である場合には冷房運転となっていることから、第3
のステップS13では第1流量制御弁11の開度を小さ
い所定開度aに調節する。そして、第4のステップS
14で運転停止の指令がなされたと判断されるまで、第
1流量制御弁11の開度を小開度とした状態での運転が
継続される。
This series of steps is executed under the control of the system controller 24 based on the flowchart shown in FIG. That is, the first step S 11 determines the presence or absence of the system of operation requests have been made, if there is a request, the process proceeds to the second step. In a second step S 12, determination is the air conditioner 2 of whether or not the heating operation is performed, if it is not, the process proceeds to a third step S 13.
If no, the air conditioner is in cooling operation,
Adjusting At step S 13 the opening of the first flow control valve 11 to a small predetermined opening a. Then, the fourth step S
Until it is determined in step 14 that the operation stop command has been issued, the operation with the opening of the first flow control valve 11 kept small is continued.

【0024】また、第2のステップS12で、空気調和
装置2が暖房運転であるか否かの判断がなされ、暖房運
転である場合には第5のステップS15に進む。第5の
ステップS15では第1流量制御弁11の開度を大きい
所定開度b(b>a)に調節する。そして、第6のステ
ップS16で運転停止の指令がなされたと判断されるま
で、第1流量制御弁11の開度を大開度とした状態での
運転が継続される。
Further, in the second step S 12, determination is the air conditioner 2 of whether or not the heating operation is made, in the case of the heating operation proceeds to a fifth step S 15. Adjusting the opening degree to a larger predetermined opening b (b> a) of the fifth step S 15 in the first flow control valve 11. Then, until it is determined that the command of the operation is stopped by the step S 16 of the sixth is made, the operation in a state where the opening degree of the first flow control valve 11 and large opening is continued.

【0025】以上の通り、空気調和装置2による空気調
和内容に応じて第1流量制御弁11の開度を調整するこ
とで、部屋1内の上昇気流の速度が変わり、運転モード
に応じ、また冷暖風の強さに応じたより快適な空気調和
を実現することができる。さらに、暖房時のみならず冷
房時にも、コージェネレーション装置3の排出熱を活用
することになるため、最終的に環境に廃棄処理する排出
熱を減らすことができてエコージェネレーション装置3
ネルギの利用効率が向上し、経済性の面でも向上したも
のとなり、の償却年数を短縮することができる。
As described above, by adjusting the opening of the first flow control valve 11 in accordance with the air conditioning content of the air conditioner 2, the speed of the ascending airflow in the room 1 changes, and according to the operation mode, More comfortable air conditioning according to the strength of the cool and warm air can be realized. Furthermore, not only at the time of heating but also at the time of cooling, the exhaust heat of the cogeneration apparatus 3 is utilized, so that the exhaust heat finally discarded to the environment can be reduced and the echo generation apparatus 3 can be used.
The energy use efficiency of energy is improved, and the economic efficiency is also improved, and the amortization period of the energy can be shortened.

【0026】次に、第2の実施形態を図4乃至図6によ
り説明する。図4はシステムの概略を示す構成図であ
り、図5は暖房床面の模式的に示す平面図であり、図6
はフローチャートである。なお、第1の実施形態と同一
部分には同一符号を付して説明を省略し、第1の実施形
態と異なる本実施形態の構成について説明する。
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a configuration diagram schematically showing the system, FIG. 5 is a plan view schematically showing a heating floor surface, and FIG.
Is a flowchart. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. The configuration of the present embodiment that is different from the first embodiment will be described.

【0027】図4乃至図6において、空気調和を行う部
屋1の天井部分には、部屋1内の空気調和を内蔵した図
示しない制御部によって独立に行うことができる天井埋
め込み型空気調和装置2が取付けられている。そして、
部屋1の床面部分には、略全面にわたりパネル状の床暖
房機30が敷設されている。床暖房機30は、例えば2
5個の熱放散用の小パネル状の熱交換器30aによって
構成されており、個々の熱交換器30aには、熱媒体が
ポンプ9の吐出口7に接続された第1流量制御弁11か
ら流入配管12を介して流れるようになっている。
In FIGS. 4 to 6, an air conditioner 2 with a built-in ceiling, which can be independently operated by a control unit (not shown) having a built-in air conditioner in the room 1, is provided on the ceiling portion of the room 1 for performing air conditioning. Installed. And
A panel-shaped floor heater 30 is laid on substantially the entire surface of the floor of the room 1. The floor heater 30 is, for example, 2
The heat exchanger 30a is composed of five small-panel heat exchangers 30a for dissipating heat. Each of the heat exchangers 30a receives a heat medium from the first flow control valve 11 connected to the discharge port 7 of the pump 9. It flows through the inflow pipe 12.

【0028】そして、暖房運転時には、25個全ての熱
交換器30aに熱媒体が流れ、床面全体が暖まるように
なっている。また、冷房運転時には、図示しない切替弁
による切替によって図5に斜線で示す床面中央部に設け
られた4つの熱交換器30aのみに熱媒体が流れ、床面
の一部が暖まるようになっている。
During the heating operation, the heat medium flows through all 25 heat exchangers 30a, and the entire floor is warmed. Further, during the cooling operation, the heat medium flows only through the four heat exchangers 30a provided at the center of the floor shown by hatching in FIG. 5 by switching by a switching valve (not shown), and a part of the floor is heated. ing.

【0029】また、31はマイクロコンピュータを備え
てなるシステム制御装置で、予めプログラムされた内容
に基づいた制御を、各機器装置との間を接続する破線で
示す信号線25a,25c,25d,25e,25fを
介して信号のやり取りを行い実行する。
Reference numeral 31 denotes a system control device including a microcomputer, which performs control based on the contents programmed in advance by signal lines 25a, 25c, 25d, and 25e shown by broken lines connecting the respective device devices. , 25f and exchanges signals.

【0030】すなわち、システム制御装置31によっ
て、例えば空気調和装置2の冷房運転、暖房運転の運転
モードの違いや冷暖風の強さ、また部屋1の温度変化に
よる第1流量制御弁11の開度制御、さらに冷房、暖房
の違いによる床暖房機30の熱交換器30aの一部使
用、全使用の切替制御や暖房を行っている時間帯が例え
ば午後11時から午前5時の夜間(深夜)であるか、そ
れ以外の時間帯であるかの別による第1流量制御弁11
の開度制御等が行われる。またさらに、システム制御装
置31によって、給湯機14内の湯温を維持するための
第2流量制御弁15の開度制御、さらに最終的に環境に
廃棄する排出熱の量に対応した第3流量制御弁21の開
度制御と廃熱処理装置20の運転制御等が行われる。
That is, the system controller 31 controls, for example, the difference in the operation mode of the air conditioner 2 between the cooling operation and the heating operation, the intensity of the cooling / heating air, and the opening of the first flow control valve 11 due to the temperature change of the room 1. Control, furthermore, a part of the use of the heat exchanger 30a of the floor heater 30 depending on the difference between the cooling and the heating, the switching control of the entire use and the time period during which the heating is being performed are, for example, from 11 pm to 5:00 am (midnight). Or the first flow control valve 11 depending on whether it is a time zone other than
Is controlled. Further, the system controller 31 controls the opening degree of the second flow control valve 15 for maintaining the hot water temperature in the water heater 14, and furthermore, the third flow rate corresponding to the amount of exhaust heat to be finally discarded to the environment. The opening control of the control valve 21 and the operation control of the waste heat treatment apparatus 20 are performed.

【0031】このように構成されているので、コージェ
ネレーション装置3を運転して発電を行うと共に、電力
を電力線5aによって供給するようにすると、マイクロ
ガスタービン4で発生した排ガスによってガス熱交換器
6で熱媒体が加熱され、さらにポンプ9が起動すること
で加熱された熱媒体が第1流量制御弁11、第2流量制
御弁15、第3流量制御弁21に送出される。また熱媒
体は、各流量制御弁11,15,21の開度を、システ
ム制御装置31による制御によって、それぞれ適正に設
定することで、その開度に応じ各流入配管12,16,
22に分配される。
With such a configuration, when the cogeneration apparatus 3 is operated to generate electric power and the electric power is supplied through the power line 5 a, the gas heat exchanger 6 is exhausted by the exhaust gas generated by the micro gas turbine 4. Then, the heat medium is heated, and when the pump 9 is started, the heated heat medium is sent to the first flow control valve 11, the second flow control valve 15, and the third flow control valve 21. The heat medium sets the opening of each of the flow control valves 11, 15, and 21 appropriately under the control of the system control device 31, so that each of the inflow pipes 12, 16, and
22.

【0032】また、分配された熱媒体は、第1流量制御
弁11を経て流入配管12を通流し、床暖房機30の熱
交換器30aを流れ、自然対流による熱放散によって排
出熱の処理を行い、その後、温度の低下した熱媒体は流
出配管13を流れてガス熱交換器6の戻入口8に戻る。
そして、部屋1の暖房を行う際には、25個全ての熱交
換器30aに熱媒体が流れるようになっており、これに
よって床面全体が暖まり部屋1が空気調和装置2を運転
することなく暖房することができる。なお、発電能力
が、例えば3kW程度のコージェネレーション装置3の
場合には、熱出力が発電能力の60%〜70%であるか
ら、通常、一部屋の暖房はこの排出熱利用だけで可能と
なる。
The distributed heat medium flows through the inflow pipe 12 through the first flow control valve 11, flows through the heat exchanger 30a of the floor heater 30, and dissipates heat by natural convection. After that, the heat medium whose temperature has decreased flows through the outflow pipe 13 and returns to the return port 8 of the gas heat exchanger 6.
When heating the room 1, the heat medium flows through all the 25 heat exchangers 30 a, whereby the entire floor surface is warmed and the room 1 does not operate the air conditioner 2. Can be heated. In the case of the cogeneration device 3 having a power generation capacity of, for example, about 3 kW, since the heat output is 60% to 70% of the power generation capacity, usually, heating of one room can be performed only by using the exhaust heat. .

【0033】また、床暖房機30による排出熱利用のみ
では厳寒時や寒冷地等において暖房能力が不足する場
合、あるいは多部屋暖房をする場合には空気調和装置2
の暖房運転の併用が行われる。こうした空気調和装置2
の暖房運転と併用した場合には、床暖房機30による暖
気が床面から上昇気流となって立ち上り、部屋1内には
微弱な上昇気流が発生する。このため、空気調和装置2
から、暖風を壁面に沿って吹き出すと、暖風は床暖房機
30による上昇気流の反対の流れに沿って下降し、その
後、上昇気流に乗って部屋上部に送られ、空気調和装置
2に吸い込まれる。これにより、部屋1内は均一な温度
に暖房される。この結果、排出熱の利用割合が増加し、
利用効率が向上してシステムの経済性も向上する。
The air conditioner 2 may be used only when the heat output from the floor heater 30 is insufficient and the heating capacity is insufficient in a severely cold or cold area, or when heating a multi-room.
Is used in combination with the heating operation. Such an air conditioner 2
When the air conditioner is used in combination with the heating operation, the warm air generated by the floor heater 30 rises from the floor as an ascending airflow, and a weak ascending airflow is generated in the room 1. For this reason, the air conditioner 2
Then, when the warm wind is blown out along the wall surface, the warm wind descends along the flow opposite to the rising airflow by the floor heater 30, and then is sent to the upper part of the room on the rising airflow to the air conditioner 2. Inhaled. Thereby, the inside of the room 1 is heated to a uniform temperature. As a result, the rate of use of exhaust heat increases,
The utilization efficiency is improved, and the economy of the system is also improved.

【0034】一方、空気調和装置2を冷房運転にして部
屋1の冷房を行う場合には、切替弁による切替によって
床暖房機30の床面中央部に設けられた4つの熱交換器
30aのみに熱媒体が流れ、床面の一部から暖気が立ち
上がり、部屋1内には微弱な上昇気流が発生する。これ
により、空気調和装置2からの冷風を部屋の壁面に沿っ
て冷風を吹き出すようにしてやると、冷風は、その密度
差と床暖房機30による上昇気流とは反対の流れに沿っ
て部屋を下降し、その後、部屋内に発生している微弱な
上昇気流に乗り部屋上部に送られ、空気調和装置2に吸
い込まれ、部屋1内は均一な温度に冷房される。
On the other hand, when the air conditioner 2 is operated for cooling to cool the room 1, only the four heat exchangers 30a provided at the center of the floor of the floor heater 30 are switched by the switching valve. The heat medium flows, warm air rises from a part of the floor surface, and a weak air current is generated in the room 1. Accordingly, when the cool air from the air conditioner 2 is blown out along the wall surface of the room, the cool air descends the room along the flow opposite to the difference in density and the upward airflow by the floor heater 30. Thereafter, the passenger gets on the weak upward air current generated in the room, is sent to the upper part of the room, is sucked into the air conditioner 2, and is cooled to a uniform temperature in the room 1.

【0035】さらに、システム制御装置31によって、
暖房時の時間帯が夜間(深夜)か、それ以外の時間帯か
の別による第1流量制御弁11の開度制御が行えるよう
になっている。これは、図6に示すフローチャートに基
づいて実行されるもので、第1のステップS21でシス
テムの運転要求の有無の判断がなされ、要求がある場合
には第2のステップに進む。第2のステップS22
は、暖房を行うのか否かの判断がなされ、暖房を行う場
合には第3のステップS23に進む。
Further, the system controller 31
The opening degree of the first flow control valve 11 can be controlled depending on whether the time zone during heating is nighttime (midnight) or another time zone. This is intended to be performed based on the flowchart shown in FIG. 6, the determination of whether the system operation request is made in the first step S 21, when there is a request, the process proceeds to the second step. In a second step S 22, the determination of whether to carry out the heating is performed, in the case of performing the heating operation proceeds to a third step S 23.

【0036】第3のステップS23では、現在が例えば
午後11時から午前5時の夜間(深夜)ではない時間
帯、すなわち、昼間であるか否かの判断がなされ、昼間
である場合には第4のステップS24に進む。そして、
第4のステップS24では第1流量制御弁11の開度を
大きい所定開度に調節すると共に、空気調和装置2の運
転を停止した状態にする。これにより、部屋1の暖房は
排出熱利用による床暖房機30によって行われる。その
後、第5のステップS25で運転停止の指令がなされた
と判断されるまで、空気調和装置2を停止したまま第1
流量制御弁11の開度を大開度とした状態での床暖房機
30による暖房が継続される。
[0036] In a third step S 23, the current, for example at night 5:00 am from 11 pm (midnight) is not time zone, i.e., the determination is made whether the daytime, when it is daytime proceeds to a fourth step S 24. And
With adjusting to a large predetermined opening the opening of the fourth step S 24 in the first flow control valve 11 is in a stopped state of the operation of the air conditioner 2. As a result, the room 1 is heated by the floor heater 30 using the exhaust heat. Thereafter, until it is determined that the command of the operation is stopped by the fifth step S 25 is made, the remains stopped air conditioner 2 1
Heating by the floor heater 30 in a state where the opening of the flow control valve 11 is set to a large opening is continued.

【0037】また、第3のステップS23で昼間である
か否かの判断がなされ、現在が夜間(深夜)である場合
には第6のステップS26に進む。そして、第6のステ
ップS26では第1流量制御弁11の開度を小さい所定
開度に調節すると共に、空気調和装置2を暖房運転状態
にする。これにより、部屋1の暖房は主に空気調和装置
2による暖房運転となり、床暖房機30の運転は、微弱
な上昇気流を発生するだけに止まったものとなる。その
後、第7のステップS27で運転停止の指令がなされた
と判断されるまで、第1流量制御弁11の開度を小開度
とした状態で、空気調和装置2による暖房運転が継続さ
れる。
Further, a third determination of whether the daytime in step S 23 is performed, if the current is nighttime (midnight), the flow proceeds to step S 26 of the sixth. Then, while adjusting the opening of the sixth step S 26 in the first flow control valve 11 to a small predetermined opening, the air conditioner 2 to the heating operation state. As a result, the heating of the room 1 is mainly performed by the air conditioner 2 and the operation of the floor heater 30 is stopped only by generating a weak airflow. Thereafter, until it is determined that the command of the operation stop in the seventh step S 27 is performed, in a state where the opening degree of the first flow control valve 11 to the small opening continues the heating operation by the air conditioner 2 .

【0038】このように、夜間(深夜)とそれ以外の時
間帯とでコージェネレーション装置3の排出熱の利用割
合を、電力会社の電力の使用を含めた全体で調整するこ
とで、トータルの二酸化炭素(CO)の発生量を押さ
えることができる。すなわち、昼間の時間帯における電
力会社の電力は、火力発電による電力を含んでいるので
単位電力当たりのCO発生量が多い。このため、夜間
(深夜)でない昼間におけるコージェネレーション装置
3の排出熱の利用割合を増やすようにする。
As described above, by adjusting the ratio of the use of the exhaust heat of the cogeneration apparatus 3 at night (midnight) and other time zones as a whole, including the use of electric power by the electric power company, the total amount of CO2 is reduced. The amount of generation of carbon (CO 2 ) can be suppressed. That is, the electric power of the electric power company during the daytime includes electric power generated by thermal power generation, so that a large amount of CO 2 is generated per unit electric power. For this reason, the utilization ratio of the exhaust heat of the cogeneration device 3 during the daytime, not at night (midnight), is increased.

【0039】また、夜間(深夜)における電力会社の電
力は、火力発電による電力を含んでいないので単位電力
当たりのCO発生量が極めて少なく、コージェネレー
ション装置3は出力可変範囲が狭く、使用すると余計な
COを発生させてしまうことになる。このため、夜間
(深夜)におけるコージェネレーション装置3の排出熱
の利用割合を減らし、電力会社の電力を利用した空気調
和装置2での暖房を行うようにする。
Further, since the electric power of the electric power company at night (midnight) does not include the electric power generated by thermal power generation, the amount of CO 2 generated per unit electric power is extremely small, and the cogeneration device 3 has a narrow output variable range. Unnecessary CO 2 will be generated. For this reason, the usage ratio of the exhaust heat of the cogeneration device 3 at night (midnight) is reduced, and the air conditioner 2 uses the electric power of the electric power company to perform heating.

【0040】以上の通り、部屋1の暖房、冷房の違いや
その時間帯等に応じ、空気調和装置2による空気調和内
容や第1流量制御弁11の開度を調整することで、第1
の実施形態と略同様の効果が得られると共に、環境への
二酸化炭素(CO)の放出量を減らすことができる。
As described above, by adjusting the air conditioning content of the air conditioner 2 and the opening of the first flow control valve 11 in accordance with the difference between the heating and cooling of the room 1 and the time zone, etc.
The same effect as that of the embodiment can be obtained, and the amount of carbon dioxide (CO 2 ) released to the environment can be reduced.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、コージェネレーション装置によって小規模施
設に電力供給を行いながら排出熱が有効利用でき、高い
エネルギ利用効率、高い経済性を実現することができる
等の効果を奏する。
As is apparent from the above description, according to the present invention, it is possible to effectively use exhaust heat while supplying power to a small-scale facility by using a cogeneration apparatus, and realize high energy use efficiency and high economic efficiency. And the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態を示すシステムの概略
の構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a system according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施形態におけるフローチャー
トである。
FIG. 2 is a flowchart according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1の実施形態の空気調和を行う部屋
内における空気の流れを模式的に示す図である。
FIG. 3 is a diagram schematically showing a flow of air in a room for performing air conditioning according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第2の実施形態を示すシステムの概略
の構成図である。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a system showing a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第2の実施形態における暖房床面の模
式的に示す平面図である。
FIG. 5 is a plan view schematically showing a heating floor surface according to a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第2の実施形態におけるフローチャー
トである。
FIG. 6 is a flowchart according to a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…部屋 2…空気調和装置 3…コージェネレーション装置 10…室内機 10a…熱交換器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Room 2 ... Air conditioner 3 ... Cogeneration apparatus 10 ... Indoor unit 10a ... Heat exchanger

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 空気調和を行う部屋内に設けられた空気
調和装置と、発電して電力供給を行うと共に、発電に伴
って発生し排出する熱を熱媒体を用いて外部に取出すよ
うにしたコージェネレーション装置と、前記熱媒体によ
り取出された前記コージェネレーション装置の前記排出
する熱によって前記部屋内に上昇気流発生させる熱放散
装置とを備えたことを特徴とする空気調和システム。
An air conditioner provided in a room for performing air conditioning, power is generated and power is supplied, and heat generated and discharged with power generation is extracted to the outside using a heat medium. An air conditioning system comprising: a cogeneration device; and a heat dissipation device that generates an upward airflow in the room by the discharged heat of the cogeneration device taken out by the heat medium.
【請求項2】 熱放散装置による上昇気流の速度を、空
気調和装置による冷房運転、暖房運転の各運転モードに
対応して可変とするようにしたことを特徴とする請求項
1記載の空気調和システム。
2. The air conditioner according to claim 1, wherein the speed of the ascending airflow by the heat dissipation device is made variable in accordance with each of the cooling mode and the heating mode of the air conditioner. system.
【請求項3】 熱放散装置が、部屋内の暖房を行えるよ
う該部屋内の床面に設けられたものであることを特徴と
する請求項1記載の空気調和システム。
3. The air conditioning system according to claim 1, wherein the heat dissipation device is provided on a floor in the room so as to heat the room.
【請求項4】 部屋内の暖房を行う時に、運転する時間
帯に応じてコージェネレーション装置の排出する熱の熱
放散装置による利用割合を可変とするようにしたことを
特徴とする請求項1記載の空気調和システム。
4. The system according to claim 1, wherein, when heating the inside of the room, a utilization ratio of the heat discharged from the cogeneration device by the heat dissipation device is made variable in accordance with a period of operation. Air conditioning system.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2006098097A1 (en) * 2005-03-14 2006-09-21 Nikon Corporation Image display optical system and image display
KR100644829B1 (en) 2004-12-10 2006-11-15 엘지전자 주식회사 Cogeneration system

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