JP2004156820A - Cogeneration system - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マンションやテナントビル等の複数階層の集合住宅に好適に適用されて、この集合住宅への電力供給と給湯との双方を賄うために用いられるコジェネレーションシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コジェネレーションシステムとして、ガスエンジンやガスタービン等を動力源として発電すると同時にその際の排熱を温水に変換して蓄熱し給湯や冷暖房に利用する熱電併給システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
一方、上記動力源として燃料電池を用い、この燃料電池の発電の際に発生する排熱（例えば冷却用媒体）との熱交換により給水を加熱して貯湯タンクに貯湯しておき、この貯湯タンク内の貯湯を給湯に供するようにしたコジェネレーションシステムも知られている。
【０００４】
また、このようなコジェネレーションシステムをマンション等の集合住宅に適用する場合には地階等に設置し、１つの大型貯湯タンクから各フロアの各住宅に対しポンプ圧送により給湯するようにすることが考えられている。
【０００５】
【特許文献１】
特公平７−８８８０５号公報。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、排熱を温水に変換して貯湯タンクに貯湯する場合には、その貯湯タンク内の湯水に対する加熱が限界になりそれ以上の排熱回収ができなくなると、冷却能が低下するため燃料電池等による発電を停止するか、発電を継続するには排熱をファン駆動等により大気放熱して冷却するかいずれかにせざるを得ず、燃料電池等の発電のための動力源の稼働率低下や効率低下を招くことになる。つまり、熱電併給といっても、熱回収により貯湯タンクへ貯湯する貯湯運転を行うには発電動作をせざるを得ない一方、発電動作をさせたくても貯湯能力が限界で熱回収できなければ発電動作による電力供給を得ることはできないという特性がある。
【０００７】
その上に、上記の如く集合住宅に適用する場合には地階の貯湯タンクから各フロアへの給湯のために大型のポンプが必要になり、そのポンプの駆動のための電力が必要となる。
【０００８】
このため、本願発明者は集合住宅の各フロア毎にシステムを設置し、各フロア毎に電力需要や給湯需要を賄うことにより問題を解決し得ることを想到するに至ったが、次のような具体的に解決すべき事項が判明した。
【０００９】
すなわち、あるフロアの貯湯タンクが満杯になると発電を続行し得ず、そのフロアに対する電力供給が停止してしまい商用電源に頼らざるを得なくなる。つまり、発電のための動力源がありながら商用電源からの電力供給を受けざるを得なくなってしまう。
【００１０】
その一方、あるフロアでは電力需要が低くて給湯需要が高い、他のフロアでは逆に電力需要が高くて給湯需要が低いというフロア間でのアンバランスが常に生じ易いという特性が集合住宅にはある。前者のフロアでは貯湯タンクの貯湯が減るため動力源を起動させて熱回収による貯湯運転させても同時に出力される電力が余剰（過剰発電）になってしまう一方、後者のフロアでは電力需要に応えるべく発電させても給湯需要が低いため貯湯タンクが直ぐに満杯なりそれ以後の電力供給を行い得なくなってしまう。
【００１１】
また、同じフロアの中であっても、その１つのフロアにある複数の住宅間で電力需要と給湯需要のアンバランスも生じ易い。例えば、そのフロア全体での電力需要は少ないにも拘わらず、ある特定の住宅での給湯使用が極めて多量であるため貯湯タンクへの貯湯運転のためだけに動力源を運転せざるを得ない場合にも、その運転コストはフロア全体の各住宅に均等に課金されることになってしまい、コスト負担の面で不公平が生じ得る。
【００１２】
このコスト負担面での不公平は季節間の需要変動の相違によっても生じ得る。すなわち、夏期は電力需要が大きい割には給湯需要は低く、冬期は逆に電力需要の割には給湯需要は増加するというように、季節により電力と給湯との間で需要変動が生じるにも拘わらず、電力も熱も動力源による発電動作により併給するシステムを適用する場合に電力と給湯とに対する課金を一律に扱うと不合理が生じるおそれがある。
【００１３】
さらに、上記燃料電池等の動力源については耐久性や故障に起因して運転不能にする事態が発生するおそれがある。このような事態が発生しても電力自体は商用電源からの供給が可能ではあるものの、給湯については貯湯タンクへの貯湯が停止してしまうため運転不能になったフロアでは給湯使用が不能になってしまうことになる。
【００１４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、集合住宅の各フロア毎に個別にシステムを設置し、各フロア毎に電力需要や給湯需要を賄う上で予想される種々の不都合を解決したコジェネレーションシステムを提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明では、複数階層を有する集合住宅の２以上の各フロア毎に設置される２以上の個別システムと、この２以上の個別システムを互いに補完するよう運転制御する制御装置とを備えることとする。上記各個別システムとして、熱及び電力を発生させる熱電併給装置と、この熱電併給装置からの出力電力を蓄電し対応するフロアにある各住宅内の電力負荷に給電する給電手段と、上記熱電併給装置から発生する熱を回収し給水との熱交換により温水に変換して貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンクから上記各住宅に給湯する給湯回路と、上記貯湯タンク内の貯湯状況を検出する貯湯状況検出手段と、上記給電手段からの給電状況を検出する給電状況検出手段とを備えることとする。そして、上記２以上の個別システムの各給電手段に、対応する熱電併給装置からの出力電力を他の個別システムの給電手段に対し供給切換えし得る給電切換部を備え、上記制御装置として、上記２以上の個別システムの各貯湯状況検出手段及び各給電状況検出手段からの検出情報の対比に基づいて全個別システムを相互に補完するように各個別システムを運転制御する構成とした。
【００１６】
この請求項１に係る発明の場合、集合住宅の各フロア毎に個別システムを設置し、これらの全個別システムを制御装置により運転管理するようにしているため、１つのシステムで集合住宅の全フロアに対する熱電併給を行う場合の大型ポンプを不要にして、集合住宅の階層の多少に拘わらず、つまり多階層であっても、コジェネレーションシステムを容易に適用することが可能になる。しかも、制御装置によって、集合住宅の各フロアに設置された各個別システム毎の給電状況や貯湯状況を各フロア間で対比し、この対比に基づいて全個別システムが相互に補完するように上記各個別システムの運転制御するようにしているため、各フロア間での電力又は給湯の使用状況等にアンバランスが生じても、各個別システムの熱電併給装置を効率よく運転させて熱及び電力の有効利用を図りその利用効率の向上を図ることが可能になる。以上より、集合住宅に適用するコジェネレーションシステムとして好適なものを提供し得る。
【００１７】
ここで、上記の「集合住宅」とは例えばマンション又はテナントビルのことであり、必ずしも住むことを目的とするものではなくても、電力と給湯との双方を使用し、使用した電力及び給湯に対しその料金を支払うユーザー（入居者）が入居可能な建物であればよい。また、上記の「住宅」とは、上記と同様に必ずしも住むことを目的とするものではなくてもよい。さらに、上記の「住宅」とは必ずしも１つ毎の部屋を意味するものではなく、１又は２以上の部屋により構成され、これを占有使用するユーザーが使用した電力及び給湯に対し料金を支払うべき１つの単位を意味する。さらに、１つのフロアには原則として少なくとも１つの住宅があればよく、下記に特に明記する場合を除いて１つのフロアに必ずしも２以上の住宅がある必要はない。以上の解釈は以下の各請求項に係る発明において同じである。
【００１８】
上記請求項１のコジェネレーションシステムの制御装置による各個別システム間の相互補完を図る運転制御としては、具体的には、次の第１〜第６に示す具体構成の採用により種々の相互補完が図られる。
【００１９】
第１としては、上記制御装置として、１の個別システムの給電手段への出力電力を他の１以上の個別システムの給電手段へ供給するように対応する各給電切換部を作動させる構成とすることができる（請求項２）。この場合には、例えば貯湯タンク内の貯湯が満杯なために熱電併給装置をそれ以上運転続行し得ず、給電のための電力が不足するような他の個別システムに対し、給電需要が少なくかつ熱電併給装置が運転続行している個別システムから余剰な給電電流を供給するように供給切換えすることが可能になる。これにより、電力エネルギーの補完のみならず、熱電併給装置の稼働率の向上や利用効率の向上が図られる上に、電力エネルギーや熱回収エネルギー（貯湯）の最適配分化や有効利用を図ることが可能になる。
【００２０】
第２としては、上記制御装置として、各貯湯状況検出手段からの検出情報に基づいて貯湯タンク内の貯湯量が最少である個別システムの熱電併給装置を起動させて熱回収により貯湯運転する一方、その熱電併給装置からの出力電力を貯湯タンク内の貯湯量が最大である個別システムの給電手段に対し供給するように対応する各給電切換部を切換える構成とすることもできる（請求項３）。この場合には、熱電併給装置の運転を貯湯タンク内の貯湯量が最小である一の個別システムから開始させ、その熱電併給装置からの熱回収により貯湯を図る一方、その熱電併給装置による出力電力を、貯湯タンク内の貯湯量が満杯なために運転続行できず出力電力が得られない他の個別システムに対し供給するように供給切換えされることになる。これにより、貯湯能力が限界で発電作動させることができない上記他の個別システムに対して上記一の個別システムから余剰の出力電力を供給して補完することが可能になる。その上に、このような電力エネルギーの補完のみならず、上記一の個別システムでの熱電併給装置の稼働率の向上や利用効率の向上が図られる上に、電力エネルギーや熱回収エネルギー（貯湯）の最適配分化や有効利用を図ることが可能になる。
【００２１】
第３としては、上記制御装置として、各貯湯状況検出手段からの検出情報に基づいて貯湯タンク内の貯湯量が最少である個別システムの熱電併給装置を起動させて熱回収により貯湯運転する一方、その熱電併給装置からの出力電力を各給電状況検出手段からの情報に基づいて給電需要に対し給電電力が不足している個別システムの給電手段に対し供給するように対応する各給電切換部を切換える構成とすることもできる（請求項４）。この場合には、熱電併給装置の運転を貯湯タンク内の貯湯量が最小である一の個別システムから開始させ、その熱電併給装置からの熱回収により貯湯を図る一方、その熱電併給装置による出力電力を、給電電力が不足している他の個別システムに対し供給するように供給切換えされることになる。これにより、給電電力が不足している個別システムに対して上記一の個別システムから余剰の出力電力を供給して補完することが可能になる。しかも、このような電力エネルギーの補完のみならず、上記一の個別システムでの熱電併給装置の稼働率の向上や利用効率の向上が図られる上に、電力エネルギーや熱回収エネルギー（貯湯）の最適配分化や有効利用を図ることが可能になる。
【００２２】
第４としては、上記給電切換部を商用電源へも切換可能に構成し、上記制御装置として、各貯湯状況検出手段からの検出情報に基づいて全貯湯タンク内の貯湯量が設定量以下でありかつ各給電状況検出手段からの検出情報に基づいて全個別システムの各フロアに対する給電需要が充足していることが判明したとき、全個別システムの熱電併給装置を起動させてその熱回収により各フロアの貯湯タンクへの貯湯運転を行う一方、各熱電併給装置からの余剰の出力電力を売電するように各給電切換部を切換える構成とすることもできる（請求項５）。この場合には、各貯湯タンク内の貯湯量が上記設定量以下であるとき、つまり熱電併給装置の運転が可能な場合には全個別システムの熱電併給装置が起動される。この起動によって熱回収による貯湯が行われ、出力電力は各個別システムでの給電に供される一方、その給電需要が充足していれば商用電源に売電されることになる。これにより、過剰発電になる事態になっても熱電併給装置の運転を続行させ得る一方、給電需要のあるフロアには給電が確保され給電需要が充足しているフロアでは商用電源への売電によりシステム全体の電力供給コストの低減化が図られることになる。
【００２３】
第５としては、上記給電切換部を商用電源へも切換可能に構成し、上記制御装置として、各貯湯状況検出手段からの検出情報に基づいて全貯湯タンク内の貯湯量が最大であることが判明したとき、全個別システムの熱電併給装置の運転を停止させる一方、各給電状況検出手段からの検出情報に基づき給電需要の必要に応じて各個別システムの給電手段が商用電源から電力供給を受けるように給電切換部を商用電源に切換える構成とすることもできる（請求項６）。この場合には、給電のための電力が必要な場合であっても貯湯タンク内の貯湯量が満杯（最大）なため熱電併給装置の運転が行い得ないにも拘わらず給電需要が高い個別システムにおいては、給電のための電力が商用電源から供給されるように供給切換えされ、該当するフロアに対する給電が確保されることになる。
【００２４】
第６としては、自然エネルギーを利用して発電する自然エネルギー発電装置をさらに備え、上記各個別システムの給電切換部として電力の供給元を上記自然エネルギー発電装置に切換可能でかつ商用電源へも切換可能に構成し、上記制御装置として、電力の供給元として上記自然エネルギー発電装置により発電された電力を優先するように上記給電切換部を切換え、各貯湯状況検出手段からの検出情報に基づいて貯湯タンク内への貯湯が必要であることが判明したとき、貯湯が必要な個別システムの熱電併給装置を運転させて熱回収による貯湯運転を行うと共に電力の供給元としてこの熱電併給装置から出力電力を受けるように対応する給電切換部を切換える一方、全個別システムの各給電状況検出手段からの検出情報に基づき給電需要を超過することになる上記自然エネルギー発電装置及び運転中の熱電併給装置からの余剰電力を売電するように各給電切換部を上記商用電源に切換える構成とすることもできる（請求項７）。この場合には、自然エネルギー発電装置による発電電力を優先させて自然エネルギーの活用を図り得ると共に、貯湯運転のために熱電併給装置を運転させる必要があっても、上記自然エネルギー発電装置による発電電力を無駄にすることなく商用電源に対し売電してシステム全体の電力供給コストを低減させることが可能になる。
【００２５】
上記の請求項１〜請求項７のいずれかのコジェネレーションシステムにおいて、各個別システム毎における熱電併給装置、給電手段、貯湯状況検出手段及び給電状況検出手段と制御装置との間、並びに、各個別システムの給電手段同士の間をそれぞれネットワークを介して互いに通信可能に接続するようにしてもよい（請求項８）。この場合には、集合住宅に適用したコジェネレーションシステムの運転管理を効率よく行うことが可能になる他、遠近の如何に拘わらずその集合住宅とは離れた場所に制御装置を設置したとしても上記の集合住宅のコジェネレーションシステムの運転管理を容易に行うことが可能になる。
【００２６】
請求項９に係る発明では、複数階層を有する集合住宅の２以上の各フロア毎に設置される２以上の個別システムと、この２以上の個別システムの運転を管理する制御装置とを備えることとし、上記各個別システムとして、熱及び電力を発生させる熱電併給装置と、この熱電併給装置からの出力電力を蓄電し対応するフロアにある各住宅の電力負荷に給電する給電手段と、上記熱電併給装置から発生する熱を回収し給水との熱交換により温水に変換して貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンクから上記各住宅に給湯する給湯回路と、上記各住宅毎に設けられ上記給電手段から給電される電力の使用量を積算する電力計とを備えたものとする。また、上記２以上の個別システムの各給電手段は電力供給を受ける供給元を、対応する熱電併給装置からか商用電源からかに相互に切換える給電切換部を備えたものとする。そして、上記制御装置として、各個別システム毎に熱電併給装置の運転状況に応じて上記給電切換部を切換える切換制御部と、各個別システム毎に切換制御部による切換状況に応じて給電が熱電併給装置又は商用電源のいずれの供給元からの電力かを区別する種別信号を対応するフロアにある各住宅の電力計に出力する種別信号出力部と、各個別システム毎に上記種別信号に基づいて供給元別に積算した電力使用量の各積算使用量についての出力を上記電力計から受けて電力使用量に対する住宅毎の課金額を供給元別に異なる課金単価に基づいて演算する課金演算部とを備えることとした。
【００２７】
この請求項９に係る発明の場合、各フロア毎に、かつそのフロアにある各住宅毎にその電力使用量が熱電併給装置か商用電源かの供給元別に積算され、その電力使用に対する課金額が上記供給元別に異なる課金単価により演算されることになる。演算された課金額は、各住宅での電力使用量に対する課金を単なる従量だけの一律課金ではなく、そのときどきに使用した電力が熱電併給装置の運転により出力された電力が給電されたものか、あるいは、貯湯タンクの貯湯が満杯のため熱電併給装置を運転し得ずに商用電源からの買電により給電されたものかによって異なる課金単価により演算したものであるため、これを各住宅に課すことによりシステムの運転コストについての各住宅の負担をより公平化することが可能になる。そして、このような公平化のための課金を種別信号出力部からの種別信号に基づいて自動的に実現し得ることになる。
【００２８】
請求項１０に係る発明では、複数階層を有する集合住宅の２以上の各フロア毎に設置される２以上の個別システムと、この２以上の個別システムの運転を管理する制御装置とを備えることとし、上記各個別システムとして、熱及び電力を発生させる熱電併給装置と、この熱電併給装置からの出力電力を蓄電し対応するフロアにある各住宅内の電力負荷に給電する給電手段と、上記熱電併給装置から発生する熱を回収し給水との熱交換により温水に変換して貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンクから上記各住宅に給湯する給湯回路と、上記各住宅毎に設けられ上記給電手段から給電される電力の使用量を積算する電力計とを備えたものとする。また、上記２以上の個別システムの各給電手段は電力供給を受ける供給元を、対応する熱電併給装置からか商用電源からかに相互に切換える給電切換部を備えたものとする。そして、上記制御装置として、各個別システム毎に熱電併給装置の運転状況に応じて上記給電切換部を切換える切換制御部と、各個別システム毎に切換制御部による切換状況に応じて給電が熱電併給装置又は商用電源のいずれの供給元からの電力かを区別する種別信号を対応するフロアにある各住宅の電力計に出力する種別信号出力部とを備えるものとし、上記各住宅の電力計として、上記種別信号に基づいて供給元別に電力使用量を積算し、積算された電力使用量に対する課金額を供給元別に異なる課金単価に基づいて演算する課金演算部を備えることとした。
【００２９】
この請求項１０に係る発明の場合、課金額の演算を制御装置ではなくて各住宅の電力計に行わせている点でのみ請求項９に係る発明と異なるものの、請求項９と同様の作用が得られる。すなわち、各住宅の電力計において、その住宅での電力使用量が熱電併給装置か商用電源かの供給元別に積算され、その電力使用に対する課金額が上記供給元別に異なる課金単価により演算されることになる。演算された課金額は、各住宅での電力使用量に対する課金を単なる従量だけの一律課金ではなく、そのときどきに使用した電力が熱電併給装置の運転により出力された電力が給電されたものか、あるいは、貯湯タンクの貯湯が満杯のため熱電併給装置を運転し得ずに商用電源からの買電により給電されたものかによって異なる課金単価により演算したものであるため、これを各住宅に課すことによりシステムの運転コストについての各住宅の負担をより公平化することが可能になる。そして、このような公平化のための課金を種別信号出力部からの種別信号に基づいて各住宅の電力計において自動的に実現し得ることになる。
【００３０】
上記の請求項９又は請求項１０のコジェネレーションシステムにおいては、さらに、自然エネルギーを利用して発電する自然エネルギー発電装置を備え、上記給電切換部として電力の供給元を上記自然エネルギー発電装置にも切換可能に構成し、上記種別信号出力部として、上記切換制御部による切換状況に応じて給電が熱電併給装置、商用電源又は上記自然エネルギー発電装置のいずれの供給元からの電力かを区別する種別信号を出力する構成とすることもできる（請求項１１）。この場合には、現在の給電が熱電併給装置からの電力か、熱電併給装置が運転停止中で商用電源から買電した電力か、あるいは、熱電併給装置が運転停止中で自然エネルギー発電装置からの電力かを区別する種別信号が出力され、この供給元別に電力使用量が積算されて供給元別に課金額の演算が行われることになる。そして、この供給元別に課金単価の高い安いの差を付けることで、各フロア毎における各住宅間での電力使用のアンバランスがあっても一律課金に比べ運転コスト負担の不公平をより一層是正し得ることになる。
【００３１】
上記の請求項９〜請求項１１のいずれかのコジェネレーションシステムにおいては、上記課金演算部により演算された課金額を供給元別に表示する表示手段を備えるようにしてもよい（請求項１２）。この場合には、表示手段に表示された供給元別の課金額を見たユーザーに、適正な電力使用に努めるように促すことが可能になる。なお、上記表示手段としては、電力の使用主体であるユーザーが見えるようにすることが好ましく、電力計に設けるようにしてもよいし、他の機器もしくは単独で設けるようにしてもよい。
【００３２】
上記の請求項９〜請求項１２のいずれかのコジェネレーションシステムにおいては、各個別システム毎における熱電併給装置、給電手段及び電力計と制御装置との間、並びに、各個別システムの給電手段同士の間をそれぞれネットワークを介して互いに通信可能に接続するようにしてもよい（請求項１３）。これにより、集合住宅に適用したコジェネレーションシステムの運転管理及び電力使用についての各住宅に対する課金を、遠近の如何に拘わらずその集合住宅とは離れた場所に設置した制御装置により行うことが容易に可能になる。
【００３３】
請求項１４に係る発明では、複数階層を有する集合住宅の２以上の各フロア毎に設置される２以上の個別システムと、この２以上の個別システムの運転を管理する制御装置とを備えることとする。上記各個別システムとして、熱及び電力を発生させる熱電併給装置と、この熱電併給装置からの出力電力を蓄電し対応するフロアにある各住宅内の電力負荷に給電する給電手段と、上記熱電併給装置から発生する熱を回収し給水との熱交換により温水に変換して貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンクから上記各住宅に給湯する給湯回路と、上記各住宅毎に設けられ上記貯湯タンクから給湯される給湯の使用量を積算する湯量計とを備えたものとする。また、上記２以上の個別システムの各給電手段は電力供給を受ける供給元を、対応する熱電併給装置からか商用電源からかに相互に切換える給電切換部を備えたものとする。そして、上記制御装置として、各個別システム毎に上記熱電併給装置の運転状況に応じて上記給電切換部を切換える切換制御部と、各個別システム毎に上記熱電併給装置の運転状況に応じてそのフロアにある各住宅での給湯使用が上記熱電併給装置の通常運転中か売電運転中か運転停止中かのいずれの状況下における貯湯タンクからの給湯によるものかを区別する種別信号を上記各住宅の湯量計に出力する種別信号出力部と、上記種別信号に基づいて状況別に積算した給湯使用量についての出力を上記湯量計から受けて給湯使用量に対する各住宅毎の課金額を上記状況別に異なる課金単価に基づいて演算する課金演算部とを備える構成とした。
【００３４】
この請求項１４に係る発明の場合、各フロア毎に、そのフロアにある各住宅での給湯使用量が熱電併給装置の通常運転中か、売電運転中か、運転停止中かの状況別に積算され、その給湯使用に対する課金額が上記状況別に異なる課金単価により演算されることになる。演算された課金額は、各住宅での給湯使用量に対する課金を単なる従量だけではなく、その時の使用した給湯がその給湯のために熱電併給装置をわざわざ運転させる必要があったものなのか、あるいは、それ以前の熱電併給のための運転により貯湯されたものからの給湯なのかによって異なる課金単価により演算されているため、これを各住宅に課すことによりシステムの運転コストについての各住宅の負担をより公平化することが可能になる。そして、このような公平化のための課金を種別信号出力部からの種別信号に基づいて自動的に実現し得ることになる。
【００３５】
請求項１５に係るコジェネレーションシステムの発明では、複数階層を有する集合住宅の２以上の各フロア毎に設置される２以上の個別システムと、この２以上の個別システムの運転を管理する制御装置とを備えこととする。上記各個別システムとして、熱及び電力を発生させる熱電併給装置と、この熱電併給装置からの出力電力を蓄電し対応するフロアにある各住宅内の電力負荷に給電する給電手段と、上記熱電併給装置から発生する熱を回収し給水との熱交換により温水に変換して貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンクから上記各住宅に給湯する給湯回路と、上記各住宅毎に設けられ上記貯湯タンクから給湯される給湯の使用量を積算する湯量計とを備えたものとする。また、上記２以上の個別システムの各給電手段に、電力供給を受ける供給元を、対応する熱電併給装置からか商用電源からかに相互に切換える給電切換部を備える。そして、上記制御装置として、各個別システム毎に上記熱電併給装置の運転状況に応じて上記給電切換部を切換える切換制御部と、各個別システム毎に上記熱電併給装置の運転状況に応じてそのフロアにある各住宅での給湯使用が上記熱電併給装置の通常運転中か売電運転中か運転停止中かのいずれの状況下における貯湯タンクからの給湯によるものかを区別する種別信号を上記各住宅の湯量計に出力する種別信号出力部とを備えるものとする。加えて、上記各住宅の湯量計として、上記種別信号に基づいて状況別に給湯使用量を積算し、積算された給湯使用量に対する課金額を状況別に異なる課金単価に基づいて演算する課金演算部を備えたものとする。
【００３６】
この請求項１５に係る発明の場合、課金額の演算を制御装置ではなくて各住宅の湯量計に行わせている点でのみ請求項１４に係る発明と異なるものの、請求項１４と同様の作用が得られる。すなわち、各フロア毎に、各住宅の湯量計において、熱電併給装置の通常運転中か、売電運転中か、運転停止中かの状況別にその住宅での給湯使用量が積算され、その給湯使用に対する課金額が上記状況別に異なる課金単価により演算されることになる。演算された課金額は、各住宅での給湯使用量に対する課金を単なる従量だけではなく、その時の使用した給湯がその給湯のために熱電併給装置をわざわざ運転させる必要があったものなのか、あるいは、それ以前の熱電併給のための運転により貯湯されたものからの給湯なのかによって異なる課金単価により演算されているため、これを各住宅に課すことによりシステムの運転コストについての各住宅の負担をより公平化することが可能になる。そして、このような公平化のための課金を種別信号出力部からの種別信号に基づいて自動的に実現し得ることになる。
【００３７】
上記の請求項１４又は請求項１５のコジェネレーションシステムにおいては、自然エネルギーを利用して発電する自然エネルギー発電装置を備えることとし、上記給電切換部に電力の供給元を上記自然エネルギー発電装置にも切換可能な構成を付加し、上記種別信号出力部として、上記切換制御部による切換状況及び上記熱電併給装置の運転状況に応じて各住宅での給湯使用が上記熱電併給装置の通常運転中か売電運転中か運転停止中かの状況別に加え運転停止中であれば上記各住宅への給電の供給元が商用電源又は上記自然エネルギー発電装置のいずれの状況下での給湯によるものかを区別する種別信号を出力する構成を採用するようにしてもよい（請求項１６）。この場合には、熱電併給装置の通常運転中か、売電運転中か、熱電併給装置が運転停止中で商用電源から電力供給を受けているか、あるいは、熱電併給装置が運転停止中で自然エネルギー発電装置から電力供給を受けているかの各状況を区別する種別信号が出力され、この状況別に給湯使用量が積算されて状況別に課金額の演算が行われることになる。そして、この状況別に課金単価の高い安いの差を付けることで、各フロア毎における各住宅間での給湯使用のアンバランスがあっても一律課金に比べ運転コスト負担の不公平をより一層是正し得ることになる。
【００３８】
上記の請求項１４〜請求項１６のいずれかのコジェネレーションシステムにおいては、さらに、上記課金演算部により演算された課金額を状況別に表示する表示手段を備えるようにしてもよい（請求項１７）。この場合には、表示手段に表示された状況別の課金額を見たユーザーに、適正な給湯使用を促すことが可能になり、特に給湯使用の平準化、ひいては熱電併給装置の稼働の効率化を図り得ることになる。すなわち、例えば給湯使用の状況別に課金単価の高い安いの差を付けることで、課金単価の高い好ましくない状況下での給湯使用を控える一方、課金単価の安い好ましい状況下での給湯使用に努めるようにユーザーを促し得ることになる。なお、上記表示手段としては、給湯の使用主体であるユーザーが見えるようにすることが好ましく、湯量計に設けるようにしてもよいし、他の機器もしくは単独で設けるようにしてもよい。
【００３９】
上記の請求項１４〜請求項１７のいずれかのコジェネレーションシステムにおいては、各個別システム毎における熱電併給装置、給電手段及び湯量計と制御装置との間、並びに、各個別システムの給電手段同士の間をそれぞれネットワークを介して互いに通信可能に接続するようにすればよい（請求項１８）。この場合には、２以上の個別システムと、これらを管理する制御装置とを容易に接続し得る。これにより、集合住宅に適用したコジェネレーションシステムの運転管理や給湯使用についての各住宅に対する課金を、遠近の如何に拘わらずその集合住宅とは離れた場所に設置した制御装置により行うことが容易に可能になる。
【００４０】
なお、上記の請求項７、請求項１１又は請求項１６のコジェネレーションシステムにおける自然エネルギー発電装置としては、太陽光発電装置及び風力発電装置のいずれか一方又は双方を採用することができる（請求項１９）。ここで太陽光発電装置とは太陽光を受けてその太陽光を光電変換して起電力に変換する発電装置のことであり、風力発電装置とは例えば風力により回転駆動力を得てこれを動力源として発電する発電装置のことである。
【００４１】
請求項２０に係るコジェネレーションシステムの発明では、複数階層を有する集合住宅の２以上の各フロア毎に設置される２以上の個別システムと、この２以上の個別システムを互いに補完するよう運転制御する制御装置とを備えることとする。上記各個別システムとして、熱及び電力を発生させる熱電併給装置と、この熱電併給装置からの出力電力を蓄電し対応するフロアにある各住宅内の電力負荷に給電する給電手段と、上記熱電併給装置から発生する熱を回収し給水との熱交換により温水に変換して貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンクから上記各住宅に給湯する給湯回路と、上記熱電併給装置からの熱回収が不能になる異常の発生を検出する異常検出手段とを備えたものとする。また、上記２以上の個別システムの各貯湯タンクにおいて、給水を受ける側の底部が各フロアを貫通して上下方向に延びる水側縦配管に対し水側開閉弁を介して接続されるようにする一方、上記各貯湯タンクの頂部が各フロアを貫通して上下方向に延びる湯側縦配管に対し湯側開閉弁を介して接続されるようにする。そして、上記制御装置として、上記各異常検出手段からいずれかの個別システムの熱電併給装置に異常が発生していることの出力を受けたとき、その個別システムの貯湯タンクと、この貯湯タンクよりも階下の個別システムの貯湯タンクとのそれぞれの水側開閉弁を開作動させて底部同士を連通させかつそれぞれの湯側開閉弁を開作動させて頂部同士を連通させる構成とした。
【００４２】
この請求項２０に係る発明の場合、いずれかの個別システムの熱電併給装置に異常が発生したとしても、制御装置による作動制御によって、その貯湯タンクに対し階下の他の貯湯タンクから湯が補給されることになる。すなわち、湯の比重は水のそれよりも低いため、湯側縦配管により連通された階下の貯湯タンクの頂部から湯が湯側縦配管を通して階上の貯湯タンクの頂部側に流動する一方、水側縦配管により連通された階上の貯湯タンクの底部から水が階下の貯湯タンクの底部側に流動する。この結果、湯の不足した階上の貯湯タンクに対し階下の貯湯タンクから湯が補給されることになる。これにより、あるフロアの熱電併給装置が故障等で運転不能になって貯湯不足が生じたとしても、他の個別システムから補完されて貯湯不足が解消されることになる。しかも、このような作用をポンプ駆動を必要とせずに、つまり特別な機器やエネルギー消費を必要とすることなく、湯と水との比重差により実現させ得る。
【００４３】
請求項２１に係るコジェネレーションシステムの発明では、複数階層を有する集合住宅の２以上の各フロア毎に設置される２以上の個別システムと、この２以上の個別システムを互いに補完するよう運転制御する制御装置とを備えることとする。上記各個別システムとして、熱及び電力を発生させる熱電併給装置と、この熱電併給装置からの出力電力を蓄電し対応するフロアにある各住宅内の電力負荷に給電する給電手段と、上記熱電併給装置から発生する熱を回収し給水との熱交換により温水に変換して貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンクから上記各住宅に給湯する給湯回路と、上記貯湯タンク内の貯湯状況を検出する貯湯状況検出手段とを備えたものとする。また、上記２以上の個別システムの各貯湯タンクにおいて、給水を受ける側の底部が各フロアを貫通して上下方向に延びる水側縦配管に対し水側開閉弁を介して接続されるようにする一方、上記各貯湯タンクの頂部が各フロアを貫通して上下方向に延びる湯側縦配管に対し湯側開閉弁を介して接続されるようにする。そして、上記制御装置として、上記貯湯状況検出手段からの検出情報に基づいていずれかの個別システムの貯湯タンク内の貯湯量が一時的に不足することが検出されたとき、その個別システムの貯湯タンクと、この貯湯タンクよりも階下の個別システムの貯湯タンクとのそれぞれの水側開閉弁を開作動させて底部同士を連通させかつ湯側開閉弁を開作動させて頂部同士を連通させる構成とした。
【００４４】
この請求項２１に係る発明の場合、いずれかの個別システムの貯湯タンク内の貯湯量が一時的に不足したとしても、制御装置による作動制御によって、その貯湯タンクに対し階下の他の貯湯タンクから上述の如く湯が補給されることになる。これにより、異なるフロア間で給湯使用量のアンバランスが生じて貯湯量の偏りが一時的に生じても、異なる個別システム間で補完されて貯湯量の偏りが解消されることになる。しかも、このような作用をポンプ駆動等の特別な機器やエネルギー消費を必要とすることなく、湯と水との比重差により実現させ得る。
【００４５】
上記請求項２０又は請求項２１のコジェネレーションシステムにおいては、各貯湯タンクに給水するための給水タンクを、最も高いフロアに設置されている個別システムよりも上位に設置し、上記湯側縦配管の最上端部を洗浄用開閉弁を介して上記給水タンクと接続する一方、上記湯側縦配管の最下端部に湯側排水開閉弁を設け、かつ、上記水側縦配管の最下端部に水側排水開閉弁を設けるようにしてもよい（請求項２２）。上下のフロア間での貯湯タンクの湯補充が行われない通常状態では、上記水側縦配管や湯側縦配管の各内部は滞留状態に維持されることになる。このため、例えば定期的に上記洗浄用開閉弁及び湯側排水開閉弁を共に開作動させれば、給水タンクの水が湯側縦配管内を上から下まで流れ、湯側縦配管内の洗浄と、新鮮な湯水との交換とを行うことが可能になる。また、例えば上記水側排水開閉弁を開作動させれば、各貯湯タンクへの上記給水タンクからの給水が水側縦配管内を下まで流れ、水側縦配管内の洗浄と、新鮮な水との交換とを行うことが可能になる。
【００４６】
なお、以上の請求項１〜請求項２２のいずれかのコジェネレーションシステムにおける熱電併給装置としては、ガスエンジンやガスタービン等の動力源に熱回収部を組み合わせたもので構成してもよいが、好ましくは、発電部と熱回収部とを有する燃料電池により構成すればよい（請求項２３）。燃料電池としてはその型式を問わず適用し得る。上記発電部は、燃料電池を構成するアノードに水素を含むアノードガスを供給する一方、カソードに酸素を含むカソードガスを供給し、水素と酸素とを電気化学的に反応させて発電を行うようになっている。また、熱回収部としては、発電部の冷却用循環水との熱交換又はアノードガスとして水素リッチな改質ガスを生成する改質器での燃焼熱との熱交換等の種々のものが採用し得る。
【００４７】
【発明の効果】
以上、説明したように、請求項１〜請求項８のいずれかのコジェネレーションシステムによれば、集合住宅の各フロア毎に個別システムを設置し、これらの全個別システムを制御装置により運転管理するようにしているため、１つのシステムで集合住宅の全フロアに対する熱電併給を行う場合の大型ポンプを不要にして、集合住宅の階層の多少に拘わらずコジェネレーションシステムを容易に適用することができるようになる。しかも、制御装置によって、集合住宅の各フロアに設置された各個別システム毎の給電状況や貯湯状況を各フロア間で対比し、この対比に基づいて全個別システムが相互に補完するように上記各個別システムの運転制御するようにしているため、各フロア間での電力又は給湯の使用状況等にアンバランスが生じていても、各個別システムの熱電併給装置を効率よく運転させて熱及び電力の有効利用を図ることができ、その利用効率の向上を図ることができるようになる。以上より、集合住宅に適用するコジェネレーションシステムとして好適なものを提供することができる。
【００４８】
特に、請求項２によれば、例えば貯湯タンク内の貯湯が満杯なために熱電併給装置をそれ以上運転続行し得ず、給電のための電力が不足するような他の個別システムに対し、給電需要が少なくかつ熱電併給装置が運転続行している個別システムから余剰な給電電流を供給するように供給切換えすることができる。これにより、電力エネルギーの補完のみならず、熱電併給装置の稼働率の向上や利用効率の向上を図ることができる上に、電力エネルギーや熱回収エネルギー（貯湯）の最適配分化や有効利用を図ることができるようになる。
【００４９】
請求項３によれば、熱電併給装置の運転を貯湯タンク内の貯湯量が最小である一の個別システムから開始させ、その熱電併給装置からの熱回収により貯湯を図る一方、その熱電併給装置による出力電力を貯湯タンク内の貯湯量が満杯なために運転続行できず出力電力が得られない他の個別システムに対し供給するように供給切換えすることができる。これにより、貯湯能力が限界で発電作動させることができない上記他の個別システムに対して上記一の個別システムから余剰の出力電力を供給して補完することができる上に、上記一の個別システムでの熱電併給装置の稼働率の向上や利用効率の向上、及び、電力エネルギーや熱回収エネルギーの最適配分化や有効利用を図ることができるようになる。
【００５０】
請求項４によれば、熱電併給装置の運転を貯湯タンク内の貯湯量が最小である一の個別システムから開始させ、その熱電併給装置からの熱回収により貯湯を図る一方、その熱電併給装置による出力電力を給電電力が不足している他の個別システムに対し供給するように供給切換えすることができ、これにより、給電電力が不足している個別システムに対して上記一の個別システムから余剰の出力電力を供給して補完することができるようになる。しかも、このような電力エネルギーの補完のみならず、上記一の個別システムでの熱電併給装置の稼働率の向上や利用効率の向上、及び、電力エネルギーや熱回収エネルギーの最適配分化や有効利用を図ることができる。
【００５１】
請求項５によれば、各貯湯タンク内の貯湯量の如何により熱電併給装置の運転が可能な場合には全個別システムの熱電併給装置の起動によって熱回収による貯湯を行う一方、給電需要が充足している個別システムからは上記起動に伴う出力電力を商用電源に売電させることができる。これにより、過剰発電になる事態になっても熱電併給装置の運転を続行させることができる一方、商用電源への売電によりシステム全体の電力供給コストの低減化を図ることができるようになる。
【００５２】
請求項６によれば、給電のための電力が必要な場合であっても貯湯タンク内の貯湯量が満杯なため熱電併給装置の運転が行い得ないにも拘わらず給電需要が高い個別システムに対し、給電のための電力を商用電源から供給させることができ、該当するフロアに対する給電を確保することができるようになる。
【００５３】
請求項７によれば、自然エネルギー発電装置による発電電力を優先させて自然エネルギーの有効活用を図ることができると共に、貯湯運転のために熱電併給装置を運転させる必要があっても、上記自然エネルギー発電装置による発電電力を無駄にすることなく商用電源に対し売電することができ、これにより、システム全体の電力供給コストを低減させることができる。
【００５４】
請求項８によれば、集合住宅に適用したコジェネレーションシステムの運転管理を効率よく行うことができる他、遠近の如何に拘わらずその集合住宅とは離れた場所に制御装置を設置したとしても上記の集合住宅のコジェネレーションシステムの運転管理を容易に行うことができるようになる。
【００５５】
請求項９又は請求項１１〜請求項１３のいずれかのコジェネレーションシステムによれば、各フロア毎に、かつそのフロアにある各住宅毎にその電力使用量を熱電併給装置か商用電源かの供給元別に積算して、その電力使用に対する課金額を上記供給元別に異なる課金単価により演算することができる。演算された課金額は、各住宅での電力使用量に対する課金を単なる従量だけの一律課金ではなく、そのときどきに使用した電力が熱電併給装置の運転により出力された電力が給電されたものか、あるいは、貯湯タンクの貯湯が満杯のため熱電併給装置を運転し得ずに商用電源からの買電により給電されたものかによって異なる課金単価により演算されるため、これを各住宅に課すことによりシステムの運転コストについての各住宅の負担をより公平化することができるようになる。そして、このような公平化のための課金の演算を種別信号出力部からの種別信号に基づいて自動的に行うことができるようになる。
【００５６】
請求項１０〜請求項１３のいずれかのコジェネレーションシステムによれば、課金額の演算を制御装置ではなくて各住宅の電力計に行わせている点でのみ請求項９のコジェネレーションシステムと異なるものの、請求項９と同様の効果を得ることができる。すなわち、各住宅の電力計において、その住宅での電力使用量を熱電併給装置か商用電源かの供給元別に積算して、その電力使用に対する課金額が上記供給元別に異なる課金単価により演算することができる。演算された課金額は、各住宅での電力使用量に対する課金を単なる従量だけの一律課金ではなく、そのときどきに使用した電力が熱電併給装置の運転により出力された電力が給電されたものか、あるいは、貯湯タンクの貯湯が満杯のため熱電併給装置を運転し得ずに商用電源からの買電により給電されたものかによって異なる課金単価により演算されるため、これを各住宅に課すことによりシステムの運転コストについての各住宅の負担をより公平化することができる。そして、このような公平化のための課金の演算を種別信号出力部からの種別信号に基づいて各住宅の電力計において自動的に行うことができるようになる。
【００５７】
特に、請求項１１によれば、現在の給電が熱電併給装置からの電力か、熱電併給装置が運転停止中で商用電源から買電した電力か、あるいは、熱電併給装置が運転停止中で自然エネルギー発電装置からの電力かを区別する種別信号の出力によって、供給元別に電力使用量が積算されて供給元別に課金額の演算を行うことができる。そして、この供給元別に課金単価の高い安いの差を付けることで、各フロア毎における各住宅間での電力使用のアンバランスがあったとしても、一律課金に比べ運転コスト負担の不公平をより一層是正することができるようになる。
【００５８】
請求項１２によれば、表示手段に表示された供給元別の課金額を見たユーザーに、適正な電力使用に努めるように促すことができるようになる。
【００５９】
請求項１３によれば、集合住宅に適用したコジェネレーションシステムの運転管理及び電力使用についての各住宅に対する課金を、集合住宅内に設置した制御装置であっても、遠近の如何に拘わらずその集合住宅とは離れた場所に設置した制御装置であっても、いずれによっても容易に行うことができるようになる。
【００６０】
請求項１４、請求項１６〜請求項１８のコジェネレーションシステムによれば、各フロア毎に、そのフロアにある各住宅での給湯使用量を熱電併給装置の通常運転中か、売電運転中か、運転停止中かの状況別に積算して、その給湯使用に対する課金額を上記状況別に異なる課金単価により演算することができる。演算された課金額は、各住宅での給湯使用量に対する課金を単なる従量だけではなく、その時の使用した給湯がその給湯のために熱電併給装置をわざわざ運転させる必要があったものなのか、あるいは、それ以前の熱電併給のための運転により貯湯されたものからの給湯なのかによって異なる課金単価により演算されるため、これを各住宅に課すことによりシステムの運転コストについての各住宅の負担をより公平化することができるようになる。そして、このような公平化のための課金を種別信号出力部からの種別信号に基づいて自動的に実現させることができるようになる。
【００６１】
請求項１５〜請求項１８のいずれかのコジェネレーションシステムによれば、課金額の演算を制御装置ではなくて各住宅の湯量計に行わせている点でのみ請求項１４のコジェネレーションシステムと異なるものの、請求項１４と同様の効果を得ることができる。すなわち、各フロア毎に、各住宅の湯量計において、熱電併給装置の通常運転中か、売電運転中か、運転停止中かの状況別にその住宅での給湯使用量を積算して、その給湯使用に対する課金額を上記状況別に異なる課金単価により演算することができる。演算された課金額は、各住宅での給湯使用量に対する課金を単なる従量だけではなく、その時の使用した給湯がその給湯のために熱電併給装置をわざわざ運転させる必要があったものなのか、あるいは、それ以前の熱電併給のための運転により貯湯されたものからの給湯なのかによって異なる課金単価により演算されるため、これを各住宅に課すことによりシステムの運転コストについての各住宅の負担をより公平化することができる。そして、このような公平化のための課金を種別信号出力部からの種別信号に基づいて自動的に実現させることができるようになる。
【００６２】
特に、請求項１６によれば、熱電併給装置の通常運転中か、売電運転中か、熱電併給装置が運転停止中で商用電源から電力供給を受けているか、あるいは、熱電併給装置が運転停止中で自然エネルギー発電装置から電力供給を受けているかの各状況を区別する種別信号の出力に基づいて、状況別に給湯使用量を積算して状況別に課金額の演算を行うことができる。そして、この状況別に課金単価の高い安いの差を付けることで、各フロア毎における各住宅間での給湯使用のアンバランスがあっても一律課金に比べ運転コスト負担の不公平をより一層是正することができるようになる。
【００６３】
請求項１７によれば、表示手段に表示された状況別の課金額を見たユーザーに、適正な給湯使用を促すことができ、特に給湯使用の平準化、ひいては熱電併給装置の稼働の効率化を図ることができることになる。
【００６４】
請求項１８によれば、２以上の個別システムと、これらを管理する制御装置とを容易に接続することができ、これにより、集合住宅に適用したコジェネレーションシステムの運転管理や給湯使用についての各住宅に対する課金を、集合住宅内に設置した制御装置であっても、遠近の如何に拘わらずその集合住宅とは離れた場所に設置した制御装置であっても、いずれによっても容易に行うことができるようになる。
【００６５】
なお、請求項１９によれば、上記の請求項７、請求項１１又は請求項１６のコジェネレーションシステムにおける自然エネルギー発電装置を具体的に特定して、請求項７、請求項１１又は請求項１６のコジェネレーションシステムによる効果を具体的に得ることができる。
【００６６】
請求項２０又は請求項２２のコジェネレーションシステムによれば、いずれかの個別システムの熱電併給装置に異常が発生したとしても、制御装置による作動制御によって、その貯湯タンクに対し階下の他の貯湯タンクから湯を補給することができる。これにより、あるフロアの熱電併給装置が故障等で運転不能になって貯湯不足が生じたとしても、他の個別システムから補完されて貯湯不足を解消させることができる。しかも、このような作用をポンプ駆動を必要とせずに、つまり特別な機器やエネルギー消費を必要とすることなく、湯と水との比重差により実現させることができる。
【００６７】
請求項２１又は請求項２２のコジェネレーションシステムによれば、いずれかの個別システムの貯湯タンク内の貯湯量が一時的に不足したとしても、制御装置による作動制御によって、その貯湯タンクに対し階下の他の貯湯タンクから湯を補給することができる。これにより、異なるフロア間で給湯使用量のアンバランスが生じて貯湯量の偏りが一時的に生じても、異なる個別システム間で補完されて貯湯量の偏りを解消させることができる。しかも、このような作用をポンプ駆動等の特別な機器やエネルギー消費を必要とすることなく、湯と水との比重差により実現させることができる。
【００６８】
特に請求項２２によれば、上下のフロア間での貯湯タンクの湯補充が行われない通常状態では滞留状態に維持される水側縦配管や湯側縦配管の各内部を、洗浄したり新鮮な湯又は水と交換したりすることを容易実現させることができる。
【００６９】
また、請求項２３のコジェネレーションシステムによれば、請求項１〜請求項２２のいずれかのコジェネレーションシステムにおける熱電併給装置を具体的に特定することができる。
【００７０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００７１】
図１は、本発明の実施形態に係るコジェネレーションシステムを示し、Ｘは多層階（図１の例には３階のものを図示）の集合住宅、１は１階フロアに設置した１階用個別システム、２は２階フロアに設置した２階用個別システム、３は３階フロアに設置した３階用個別システム、４ａは自然エネルギー発電装置としての風力発電装置、４ｂはソーラパネルを備えた自然エネルギー発電装置としての太陽光発電装置、５は屋上に設置され水道本管から給水された水道水を貯留する給水タンクである。上記の全個別システム１，２，３は図２に示すように制御装置６により全ての運転管理が制御されるようになっている。この制御装置６は集合住宅Ｘとは離れた管理会社内に設置されたものであり、制御装置６と、各個別システム１，２，３とは専用線あるいはルータを介した接続を用いたＷＡＮ（ＷｉｄｅＡｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等のネットワークを介して双方向通信可能に接続されている。
【００７２】
上記集合住宅Ｘは、各フロアに１又は２以上の住宅Ｙ，Ｙ，…が設けられており、各住宅Ｙには図３にも示すように電力計（電気メータ）１１、給湯と給水とを混合して温調後の湯水を各カランに供給するミキシング装置１２、上記給湯用の湯量計（湯量メータ）１３及び水量計（水道メータ）１４が配設されている。なお、図１には、１階フロアに２つの住宅Ｙ，Ｙ、２階フロアに４つの住宅Ｙ，Ｙ，…、３階フロアに同じく４つの住宅Ｙ，Ｙ，…がそれぞれ設けられた例を図示しているが、住宅Ｙの数は１又は２以上あればよい。また、この各住宅Ｙは、１つの区画を意味し１又は２以上の部屋により構成されたものである。
【００７３】
上記各住宅Ｙ内の電力計１１は、図４に示すように電力使用量を後述の種別信号の出力を受けて給電の供給元別に積算する積算部１１１と、この積算部１１１により積算された供給元別の電力使用量に対し供給元毎に異なる課金単価を乗じて課金額を供給元別に演算する課金演算部１１２と、その供給元別及び課金額を表示する表示部１１３とを備えて構成されている。また、上記各住宅Ｙ内の湯量計１３は、湯量使用量を後述の種別信号の出力を受けて現在の給湯使用量が後述の燃料電池ユニット１５の運転中か運転停止中かのいずれの状況下での給湯であるかの状況別に積算する積算部１３１と、この積算部１３１により積算された状況別の給湯使用量に対し状況毎に異なる課金単価を乗じて課金額を状況別に演算する課金演算部１３２と、その状況別及び課金額を表示する表示部１３３とを備えて構成されている。
【００７４】
上記各個別システム１，２，３は、上記電力計１１や湯量計１３の他に、図５にも示すように、熱電併給装置としての燃料電池ユニット１５と、この燃料電池ユニット１５の発電部により発電された出力電力を蓄電し対応するフロアの各住宅Ｙ内の電気負荷に給電する給電手段としての給電装置１６と、この給電装置１６から各住宅Ｙの電気負荷に対し上記電力計１１を介して給電する給電ライン１７と、上記燃料電池ユニット１５の熱回収部により回収された熱（例えば冷却水の熱）との熱交換により給水を温水（湯）に変換して貯湯する貯湯タンク１８と、この貯湯タンク１８から各住宅Ｙの上記ミキシング装置１２に貯湯を給湯する給湯回路としての給湯配管１９と、各住宅Ｙのミキシング装置１２に給水する給水配管２０とを備えて構成されている。
【００７５】
上記燃料電池ユニット１５は図６に示すように発電部１５１と、この発電部１５１の冷却循環水から熱を回収する熱回収部１５２とを備え、発電部１５１からの出力電力は出力ライン１５３を通して上記給電装置１６に送られるようになっている。また、上記熱回収部１５２の熱交換器に対し貯湯タンク１８の底部から導出した湯水を通すことにより熱交換加熱され、加熱後に貯湯タンク１８の頂部に戻されて貯湯するようになっている。また、上記燃料電池ユニット１５には、その熱回収部１５２による熱回収が不能になるような異常状態（例えば発電不能等）に陥ったことを検出する異常検出手段１５４が設けられている。
【００７６】
上記給電装置１６は給電切換部１６１と、該当するフロア内の各住宅Ｙへの給電状況（該当する個別システム内の総給電量；総給電需要量）を検出する給電状況検出手段１６２とを備えている。そして、上記給電装置１６は、商用電源（符号Ｅ参照）、上記風力発電装置４ａ及び太陽光発電装置４ｂと、他の個別システムの給電装置１６，１６とも接続されており、上記給電切換部１６１による切換えにより電力供給を受ける供給元（該当する燃料電池１５、風力発電装置４ａ、太陽光発電装置４ｂ、商用電源Ｅからの買電、あるいは、他の個別システムの給電装置１６からの補充）の切換えや、供給を受けた電力の供給先（該当するフロアへの給電、商用電源Ｅへの売電、あるいは、他の個別システムの給電装置１６への補充）の切換えを行うようになっている。なお、上記の風力発電装置４ａや太陽光発電装置４ｂからなる自然エネルギー発電装置４は風や太陽光が発電可能な程度にあるときには発電運転を自動的に行い、各個別システム１，２，３の給電装置１６，１６，…にその出力電力を振り分けて供給するようになっている。
【００７７】
上記貯湯タンク１８には貯湯状況検出手段１８１が設けられている。この貯湯状況検出手段１８１は上記貯湯タンク１８内の底部（下部）近傍の貯湯の温度を検出する温度センサや、あるいは、上記貯湯タンク１８の底部から貯湯レベル毎の各位置に設けた複数の温度センサにより構成されている。
【００７８】
一方、上記給水タンク５からは給水源配管５１が下方に延ばされて３階〜１階の各個別システム３，２，１の各給水配管２０に連通されており（図１及び図５参照）、この給水源配管５１により各給水配管２０に給水するようになっている。また、上記給水源配管５１は３階フロアの貯湯タンク１８の頂部と洗浄用開閉弁５２及び湯側開閉弁７１（図１参照）を介して連通接続され、洗浄用開閉弁５２と湯側開閉弁７１との中間位置から湯側縦配管７が下方に延び、その下端が湯側排水開閉弁７２を介して排水路に連通されている。さらに、１階〜３階の各フロアの貯湯タンク１８，１８，１８の底部には上記給水源配管５１からそれぞれ逆止弁５３（図５参照）を介して給水管５４が接続されており、この給水管５４，５４，５４からそれぞれ水側開閉弁８１を介して分岐して下方に延びる水側縦配管８が配設され、その下端が水側排水開閉弁８２を介して上記排水路に連通されている。
【００７９】
以上の各個別システム１，２，３において、上記燃料電池ユニット１５、給電装置１６、ミキシング装置１２，１２，…、電力計１３，１３，…、及び、湯量計１４，１４，…がＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）ケーブル９によりＬＡＮ接続され、さらに、３つの個別システム１，２，３がルータ９１（図１参照）を介して上述の如く外部の制御装置６とＷＡＮ接続されている。そして、この制御装置６により集合住宅Ｘ全体の各個別システム１，２，３の運転管理制御が行われるようになっている。
【００８０】
具体的には、上記制御装置６（図２参照）は切換制御部６１と、種別信号出力部６２と、貯湯補給制御部６３とを備えている。上記切換制御部６１は、各個別システム１，２，３毎に、給電状況検出手段１６２及び貯湯状況検出手段１８１からの検出情報を受けて、燃料電池ユニット１５の起動・停止の運転切換制御と、給電装置１６の給電切換部１６１の切換制御とを行うようになっている。また、上記種別信号出力部６２は、上記切換制御部６１からの切換制御情報を受けて各住宅Ｙの電力計１１に対し現在の給電電力がいずれの供給元からかの供給元別の種別信号を出力する一方、各住宅Ｙ内の湯量計１３に対し現在の給湯が燃料電池ユニット１５の運転中か停止中かの状況別の種別信号を出力する信号出力制御を行うようになっている。さらに、上記貯湯補給制御部６３は、上記異常検出手段１５４又は貯湯状況検出手段１８１からの検出情報を受けて湯側及び水側開閉弁７１，８１を開作動させて貯湯タンク１８と階下の他の貯湯タンク１８との間で貯湯の移動による補給を行う貯湯補給制御を行うようになっている。
【００８１】
次に、上記切換制御部６１による、あるフロアの個別システムにおける電力供給（電源供給）についての切換制御例を図７のフローチャートを参照しつつ説明する。なお、図７で「ｎ階」と表示したものは何階のフロア（個別システム）かを表し、変数ｉ（本実施形態では３階建てであるためｉ＝１〜３）を用いて１階、２階又は３階を表すようにしたものである。
【００８２】
まず、ｎ階の貯湯タンク１８の下部温度は設定高貯湯温度Ｔｍ℃以上あるか否かを貯湯状況検出手段１８１からの検出情報（検出温度）に基づいて判定する（ステップＳ１）。つまり、貯湯タンク１８内が熱回収部１８２によってはそれ以上加熱できない温度の貯湯で満杯状態になっているか否かを判定する。上記Ｔｍ℃よりも低くてまだ熱回収部１８２での熱回収による貯湯が可能であれば、ｎ階の発電量（ｎ階の燃料電池ユニット１８の発電部１８１からの出力電力）は発電部１８１が最大能力で稼働されている状態か否かの判定を行い（ステップＳ１でＮＯ、ステップＳ２）、最大発電量の状態であればステップＳ４にそのまま進み（ステップＳ２でＹＥＳ）、最大発電量よりも低ければ最大能力で発電稼働して過剰発電分に相当する余剰電力を他の階の個別システム１，２又は３の給電装置１６へ電源として供給する給電切換えを行った上で（ステップＳ２でＮＯ，ステップＳ３）、ステップＳ４に進む。ステップＳ４では、ｎ階の電源電力として供給可能な総電源供給量が、そのｎ階の給電需要量から自然エネルギー発電装置４による出力電力がｎ階に振り分けられた供給電力Ｐｎを差し引いた電力値よりも大きいか否かの判定を行う。上記総電源供給量の方が大きければそれで満たされているためリターンし（ステップＳ４でＹＥＳ）、上記総電源供給量の方が小さければステップＳ５以降に進んで対策を行う（ステップＳ４でＮＯ）。
【００８３】
上記のステップＳ１で貯湯タンク１８の下部温度がＴｍ℃以上であれば、つまり、これ以上の熱回収は不能である場合には、ステップＳ５で「ｉ」に「１」を設定し、上記のステップＳ１〜Ｓ４での「ｎ」がｉ（ｉ＝１）ではないことの確認を行う（ステップＳ６）。ｎ階が１階であれば後述のステップＳ１１に進み、ｎ階が１階ではなければ、つまりステップＳ１〜Ｓ４でのｎ階が１階ではなく１階以外の個別システム２又は３での貯湯タンク１８や電力についての確認であれば、ステップＳ７に進んでまずｉ階（１階）の貯湯タンク１８の下部温度は設定高貯湯温度Ｔｍ℃以上あるか否かを貯湯状況検出手段１８１からの検出情報（検出温度）に基づいて上記のステップＳ１と同様に判定する。
【００８４】
上記Ｔｍ℃よりも低くてまだ熱回収部１５２での熱回収による貯湯が可能であれば、ｉ階（１階）の発電量（ｉ階の燃料電池ユニット１５の発電部１５１からの出力電力）は発電部１５１が最大能力で稼働されている状態か否かの判定を行う（ステップＳ７でＮＯ、ステップＳ８）。最大発電量の状態であればステップＳ１１に進み、最大発電量よりも低ければ最大能力で発電稼働して過剰発電分に相当する余剰電力をｉ階の個別システム１から他のｎ階の個別システム２又は３の給電装置１６へ電源として供給する給電切換えを行う（ステップＳ９）。そして、電源供給したｎ階における電源電力として供給可能な総電源供給量が、そのｎ階の給電需要量から自然エネルギー発電装置４による出力電力がｎ階に振り分けられた供給電力Ｐｎを差し引いた電力値よりも大きいか否かの判定を行う（ステップＳ１０）。上記総電源供給量の方が大きければそれで満たされているためリターンし（ステップＳ１０でＹＥＳ）、上記総電源供給量の方が小さければステップＳ１１以降に進む（ステップＳ１０でＮＯ）。
【００８５】
ステップＳ１１では「ｉ」の値として１を加算し、上記ｎ階の「ｎ」がｉ（ｉ＝２）よりも小さいか否か、つまり上記のｎ階が１階であるか否かを確認し、ｉ以上であれば（つまりｎ階が１階ではなければ）、上記のステップＳ６に戻りステップＳ６以降の処理を繰り返して「ｉ」の値にさらに１を加算する（ステップＳ１１）。「ｎ」がｉよりも小さければ（つまりｎ階が１階であれば）、ｎ階（１階）における電源電力として供給可能な総電源供給量が、そのｎ階の給電需要量から自然エネルギー発電装置４による出力電力がｎ階に振り分けられた供給電力Ｐｎを差し引いた電力値以下であるか否かの判定を行う（ステップＳ１３）。上記総電源供給量の方が大きければそれで満たされているためリターンし（ステップＳ１３でＮＯ）、上記総電源供給量の方が小さければｎ階への電源供給量の不足分を補うべくｎ階の給電装置１６に対し商用電源Ｅからの買電により電力供給されるよう切換制御を行いリターンする（ステップＳ１０でＹＥＳ、ステップＳ１４）。
【００８６】
以上の切換制御の他に切換制御部６１による切換制御によって次のような処理を行うことができる。
【００８７】
すなわち、各貯湯状況検出手段１８１からの検出情報に基づいて貯湯タンク１８内の貯湯量が最少である個別システムの燃料電池ユニット１５を起動させて熱回収部１５２での熱回収により貯湯運転する一方、その発電部１５１からの出力電力を貯湯タンク１８内の貯湯量が満杯状態であるが故に発電し得ない他の個別システムの給電手段１６、あるいは、総電源供給量が不足している他の個別システムの給電装置１６に対し供給するように対応する各給電切換部１６１を切換えて電源電力を補完することができる。各燃料電池ユニット１５の運転や自然エネルギー発電装置４の運転による出力電力では電力需要量を満たすことができない個別システムに対しては商用電源Ｅからの買電に切換えて上記各燃料電池ユニット１５を補完して電力需要量を満たすことができる。逆に上記各燃料電池ユニット１５の運転や自然エネルギー発電装置４の運転による出力電力がその個別システム内での電力需要量を満たした上に余剰が生じる場合には、商用電源Ｅに対し売電するように切換えることができる。
【００８８】
なお、雨天や夜間、あるいは、無風状態のときのように自然エネルギー発電装置４による発電が不能の場合には、上述のＰｎがゼロとされてステップＳ４、Ｓ１０、Ｓ１３での判定が行われる。従って、自然エネルギー発電装置４を集合住宅Ｘに設置しない場合であっても、本制御装置６による運転管理制御を適用することができる。
【００８９】
次に、上記種別信号出力部６２からの種別信号に基づく電力計１１及び湯量計１３による課金表示制御について図８及び図９のフローチャートを参照しつつ説明する。
【００９０】
まず、電力計１１による電力課金の場合には、給電切換制御部６１からの切換制御情報に基づいて現在の給電電力の供給元が自然エネルギー発電装置４か、燃料電池ユニット１５か、又は、商用電源Ｅかの種別信号が上記種別信号出力部６２から出力される。そして、図８に示すように、自然エネルギー発電装置４による発電中であれば、その電力使用量Ｐ１を積算部１１１でカウント（積算）する（ステップＳ２１でＹＥＳ、ステップＳ２２）。そして、自然エネルギーによる電気代が自然エネルギー発電用の課金単価（自然エネルギー発電の１ｋＷ当たりの設備費＋維持費）に電力使用量Ｐ１（単位ｋＷ）を乗じることにより演算され、ステップＳ２４に進む（ステップＳ２３）。
【００９１】
また、ステップＳ２１で現在が自然エネルギー発電中ではなくて燃料電池ユニット１５による発電中（コジェネ発電中）であれば、その電力使用量Ｐ２を積算部１１１でカウントする（ステップＳ２１でＮＯ、ステップＳ２５でＹＥＳ、ステップＳ２６）。そして、コジェネ発電による電気代がコジェネ発電用の課金単価（コジェネ発電の１ｋＷ当たりの設備費＋維持費＋燃料費）に電力使用量Ｐ２（単位ｋＷ）を乗じた金額から売電分配代金を差し引くことにより演算され、ステップＳ２４に進む（ステップＳ２７）。なお、上記の燃料費とは、燃料電池ユニット１５の発電部１５１へ水素リッチの改質ガスを供給するために改質器で改質される原燃料ガスの費用のことである。
【００９２】
さらに、ステップＳ２５で現在がコジェネ発電中ではなくて商用電源Ｅからの買電中であれば、その電力使用量Ｐ３を積算部１１１でカウントする（ステップＳ２５でＮＯ、ステップＳ２８）。そして、商用電源Ｅの電気代が商用電源用の基本料金と１ｋＷ当たりの課金単価に電力使用量Ｐ３（単位ｋＷ）を乗じた料金との合計により演算され、ステップＳ２４に進む（ステップＳ２９）。
【００９３】
そして、ステップＳ２４では上記の自然エネルギーによる電気代、コジェネ発電による電気代、及び、商用電源Ｅの電気代の総和により課金の総額が演算され、この総額と、各電力の供給元別の電気代とが表示部１１３に表示される。上記の各電気代の演算及び総額の演算が課金演算部１１２において実行される。なお、課金単価は商用電源が最も高く、次にコジェネ発電が安く、自然エネルギー発電がコジェネ発電と同じかさらに安く設定されている。
【００９４】
次に、湯量計１３による湯量課金の場合には、給電切換制御部６１の制御情報を受けた給電状況検出手段１６２からの検出情報に基づいて燃料電池ユニット１５による発電（コジェネ発電）の状況が発電中か、停止中か、又は、商用電源Ｅへの売電のための発電中（売電発電中）かの種別信号が上記種別信号出力部６２から出力される。そして、図９に示すように、上記種別信号に基づいてコジェネ発電の状況を確認し（ステップＳ３１）、コジェネ発電中であれば、その給湯の使用湯量Ｑ１を積算部１３１でカウント（積算）し（ステップＳ３２）、コジェネ発電用の湯量代金１を使用湯量Ｑ１に１ｍ３当たりの課金単価１を乗じて演算し、ステップＳ３４に進む（ステップＳ３３）。
【００９５】
また、ステップＳ３１で現在が売電発電中であれば、給湯の使用湯量Ｑ２を積算部１３１でカウントし（ステップＳ３５）、売電発電用の湯量代金２を使用湯量Ｑ２に１ｍ３当たりの課金単価２を乗じて演算し、ステップＳ３４に進む（ステップＳ３６）。
【００９６】
さらに、ステップＳ３１で現在が発電停止中であれば、給湯の使用湯量Ｑ３を積算部１３１でカウントし（ステップＳ３７）、発電停止用の湯量代金３を使用湯量Ｑ３に１ｍ３当たりの課金単価３を乗じて演算し、ステップＳ３４に進む（ステップＳ３８）。
【００９７】
そして、ステップＳ３４では上記の湯量代金１、湯量代金２及び湯量代金３の総和により課金の総額が演算され、この総額と、発電状況別の各湯量代金１，２，３とが表示部１３３に表示される。上記の各湯量代金１〜３の演算及び総額の演算が課金演算部１３２において実行される。ここで、上記の課金単価１〜３は、課金単価２＞課金単価１＞課金単価３というように高い安いの設定とされている。すなわち、売電発電中というように給湯確保のためにわざわざ過剰発電をしなければならない最も効率の悪い状態での給湯使用の課金単価２を高くして、このような状態での給湯使用を抑制しつつ、発電停止中というように貯湯の給湯使用が少なくコジェネ発電しなくても済む稼働効率の低い状態での課金単価３を安くして燃料電池システム１５の稼働効率を高め得るように、ユーザーに促すことができる。
【００９８】
次に、上記貯湯補給制御部６３による貯湯補給制御を詳細に説明すると、ある個別システム１，２又は３において異常検出手段１５４からの異常検出情報の出力を受けたとき、つまり熱回収による貯湯タンク１８への貯湯を行いたくても不能なとき、又は、貯湯状況検出手段１８１からの検出情報に基づき貯湯タンク１８内の給湯用の貯湯が不足していることを検出したときに、上記貯湯制御が行われて上記貯湯タンク１８内に階下の他の個別システムの貯湯タンク１８から貯湯の補給が行われて貯湯不足が解消されるようになっている。
【００９９】
具体的には、例えば貯湯が不能又は不足している貯湯タンク１８を図５の２階の個別システム２の貯湯タンク（以下「２階貯湯タンク」という）１８と仮定し、階下の貯湯量が十分にある貯湯タンク１８を１階の貯湯タンク（以下「１階貯湯タンク」という）１８と仮定すると、２階貯湯タンク１８の湯側開閉弁７１と１階貯湯タンク１８の湯側開閉弁７１とを共に開作動させて両貯湯タンク１８，１８の頂部同士を湯側縦配管７を通して互いに連通させる一方、２階貯湯タンク１８の水側開閉弁８１と１階貯湯タンク１８の水側開閉弁８１とを共に開作動させて両貯湯タンク１８，１８の底部同士を水側縦配管８を通して互いに連通させる。すると、湯の比重は水のそれよりも低いため、その比重差によって１階貯湯タンク１８の頂部から湯が湯側縦配管７を通して２階貯湯タンク１８の頂部側に流動する一方、水側縦配管により連通された２階貯湯タンク１８の底部から水が１階貯湯タンク１８の底部側に流動する。この結果、湯の不足した２階貯湯タンク１８に対し湯が十分にある１階貯湯タンク１８から湯が補給されることになる。
【０１００】
最後に、上記の湯側縦配管７や水側縦配管８の各内部は通常時には湯水が滞留している状態に維持されるため、これを定期的に洗浄して新鮮な湯又は水と交換するメンテナンスが必要になる。この洗浄メンテナンスとしては、湯側縦配管７については洗浄用開閉弁５２（図１参照）及び湯側排水開閉弁７２を用いて行い、水側縦配管８については水側排水開閉弁８２及び最上階（本実施形態の場合は３階）の水側開閉弁８１を用いて行うことができるようになっている。
【０１０１】
すなわち、上記洗浄用開閉弁５２及び湯側排水開閉弁７２を共に開作動させると、給水タンク５の水が給水源配管５１及び開状態の洗浄用開閉弁５２を通して湯側縦配管７内に流れ込み、湯側縦配管７内を流下した水が開状態の湯側排水開閉弁７２を通して排水路に排水されることになる。また、上記水側排水開閉弁８２及び３階の水側開閉弁８１を共に開作動させると、給水源配管５１、３階の逆止弁５３、給水管５４及び開状態の水側開閉弁８１を通して給水タンク５の水が水側縦配管８内に流れ込み、水側縦配管８内を流下した水が開状態の水側排水開閉弁８２を通して排水路に排水されることになる。
【０１０２】
＜他の実施形態＞
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の実施形態を包含するものである。すなわち、本発明が適用される複数階層の集合住宅としては少なくとも２階（２フロア）以上であればよく、１０階以上もしくは２０階以上の高層の集合住宅も含まれる。高層のように階層が多いほど各個別システム間の補完制御による最適配分化の効果の度合も高くなる。
【０１０３】
また、制御装置６は集合住宅Ｘ毎に設置してもよい。この場合には、ＷＡＮ等のネットワークを介して管理会社に対し運転状況データのみを送出させることにより、多数の集合住宅毎の運転状況を管理会社にて把握することができる。
【０１０４】
熱電併給装置としては、燃料電池ユニット１５以外に例えばガスエンジン又はガスタービン等の動力源に熱回収部を組み合わせたものを用いてもよい。
【０１０５】
給湯使用及び／又は電力使用に対する課金演算を電力計１１及び／又は湯量計１３の課金演算部１１２，１３２ではなくて、制御装置６に設けた課金演算部６４（図２参照）により行わせるようにしてもよい。この場合には課金演算部６４により演算した課金額を表示部１１３，１３３に送信して表示させるようにすればよい。なお、上記の電力計１１と同様の技術を電流計に適用して使用電流量を積算して課金するようにしてもよい。
【０１０６】
ＬＡＮケーブル９の代わりに無線ＬＡＮを用いたり、制御装置６との相互通信を専用回線もしくは通信衛星回線等を用いたりしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す断面模式図である。
【図２】制御装置と各個別システムとのブロック図である。
【図３】図１の部分拡大図である。
【図４】電力計及び湯量計のブロック図である。
【図５】図２とは異なる部分の図１の部部拡大図である。
【図６】給電装置等のブロック図である。
【図７】切換制御部等の制御内容の一部を示すフローチャートである。
【図８】電力課金の処理を示すフローチャートである。
【図９】湯量課金の処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ １階用個別システム
２ ２階用個別システム
３ ３階用個別システム
４ 自然エネルギー発電装置
４ａ 風力発電装置（自然エネルギー発電装置）
４ｂ 太陽光発電装置（自然エネルギー発電装置）
５ 給水タンク
６ 制御装置
７ 湯側縦配管
８ 水側縦配管
９ ＬＡＮケーブル（ネットワーク）
１１ 電力計
１３ 湯量計
１５ 燃料電池ユニット（熱電併給装置）
１６ 給電装置（給電手段）
１８ 貯湯タンク
１９ 給湯配管（給湯回路）
５２ 洗浄用開閉弁
６１ 切換制御部
６２ 種別信号出力部
６３ 貯湯補給制御部
６４ 課金演算部
７１ 湯側開閉弁
７２ 湯側排水開閉弁
８１ 水側開閉弁
８２ 水側排水開閉弁
１１１，１３１ 積算部
１１２，１３２ 課金演算部
１１３，１３３ 表示部
１５１ 発電部
１５２ 熱回収部
１５４ 異常検出手段
１６１ 給電切換部
１６２ 給電状況検出手段
１８１ 貯湯状況検出手段
Ｅ 商用電源
Ｘ 集合住宅
Ｙ 住宅[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a cogeneration system that is suitably applied to a multi-story apartment house such as an apartment or a tenant building, and is used to supply both electric power and hot water to the apartment house.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as a cogeneration system, a cogeneration system that generates electric power using a gas engine, a gas turbine, or the like as a power source, converts exhaust heat at that time into hot water, stores the heat, and uses it for hot water supply and cooling / heating (for example, Patent Document 1).
[0003]
On the other hand, a fuel cell is used as the power source, and heat is exchanged with waste heat (for example, a cooling medium) generated at the time of power generation of the fuel cell to heat feed water and store the hot water in the hot water storage tank. There is also known a cogeneration system in which hot water stored in the inside is supplied to hot water.
[0004]
In addition, when such a cogeneration system is applied to an apartment house or the like, it is considered that the cogeneration system is installed on a basement floor or the like, and hot water is supplied from one large hot water storage tank to each house on each floor by pumping. Has been.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No. 7-88805.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the exhaust heat is converted to hot water and stored in the hot water storage tank, the heating capacity of the hot water in the hot water storage tank becomes limited, and if it is not possible to recover the exhaust heat any more, the cooling capacity will decrease, and the fuel cell In order to continue power generation, or to continue power generation, exhaust heat must be radiated to the air by driving a fan or the like and cooled, and the operating rate of the power source for power generation such as fuel cells decreases. Or lower efficiency. In other words, even if it is called co-generation, in order to perform hot water storage operation to store hot water in the hot water storage tank by heat recovery, it is necessary to perform power generation operation, but even if you want to perform power generation operation, if the hot water storage capacity is at a limit and heat recovery is not possible There is a characteristic that power supply by power generation operation cannot be obtained.
[0007]
In addition, when applied to an apartment house as described above, a large-sized pump is required for supplying hot water from the hot-water storage tank on the basement floor to each floor, and electric power for driving the pump is required.
[0008]
For this reason, the inventor of the present application came up with the idea that a system could be installed on each floor of an apartment house and the problem could be solved by covering the power demand and hot water demand for each floor. Items to be resolved were identified.
[0009]
That is, when the hot water storage tank on a certain floor is full, power generation cannot be continued, and the power supply to that floor is stopped, so that it is necessary to rely on a commercial power supply. In other words, there is no choice but to receive power supply from the commercial power supply while there is a power source for power generation.
[0010]
On the other hand, apartments have the characteristic that imbalance between floors is always easy, such as low power demand and high hot water demand on one floor, and high power demand and low hot water demand on the other floor. . On the former floor, the amount of hot water stored in the hot water storage tank is reduced, so even if the power source is started and the hot water storage operation is performed by heat recovery, the output power will be excessive (excessive power generation), while the latter floor will meet the power demand. Even if power is generated as required, the hot water supply demand is low, so that the hot water storage tank is quickly filled, and it becomes impossible to supply power thereafter.
[0011]
Further, even on the same floor, an imbalance between the power demand and the hot water supply demand tends to occur among a plurality of houses on one floor. For example, when the power demand on the entire floor is low, but the hot water usage in a particular house is extremely large, so the power source must be operated only for hot water storage in the hot water storage tank However, the operating cost is charged equally to each house on the entire floor, which may cause unfairness in terms of cost burden.
[0012]
This cost inequality can also be caused by differences in seasonal demand fluctuations. In other words, in summer, the demand for hot water is low in spite of high power demand, and in winter, the demand for hot water increases in spite of the demand for power. Regardless, when a system in which both power and heat are supplied together by a power generation operation using a power source is applied, if charging for power and hot water is treated uniformly, irrationality may occur.
[0013]
Further, there is a possibility that the power source such as the fuel cell or the like may become inoperable due to durability or failure. Even if such a situation occurs, the electric power itself can be supplied from the commercial power supply, but as for the hot water supply, the hot water supply to the hot water storage tank stops and the hot water supply cannot be used on the disabled floor. Will be.
[0014]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to separately install a system for each floor of an apartment house and to cover power demand and hot water supply demand for each floor. It is another object of the present invention to provide a cogeneration system which solves various inconveniences expected from the above.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the invention according to
[0016]
In the case of the invention according to
[0017]
Here, the above-mentioned "multi-family house" is, for example, an apartment or a tenant building, and is not necessarily intended to live, but uses both electric power and hot water, and uses the electric power and hot water used. On the other hand, any building can be used as long as the user (resident) who pays the fee can enter. In addition, the above-mentioned “house” may not necessarily be intended to live as described above. Furthermore, the above-mentioned "house" does not necessarily mean each room, but is composed of one or more rooms, and a user who occupies the room should pay for the power and hot water used by the user. Means one unit. In addition, one floor may have at least one house in principle, and there is no need to have two or more houses on one floor unless otherwise specified below. The above interpretation is the same in the following claims.
[0018]
As the operation control for mutually complementing the individual systems by the control device of the cogeneration system according to the first aspect, specifically, various mutual complementations are achieved by adopting the following first to sixth specific configurations. It is planned.
[0019]
First, the control device operates the corresponding power supply switching units to supply the output power to the power supply unit of one individual system to the power supply unit of one or more other individual systems. (Claim 2). In this case, for example, the power supply demand is low for other individual systems in which the hot water storage in the hot water storage tank is full and the cogeneration system cannot continue to operate any more, and the power for power supply is insufficient. The supply switching can be performed so that the surplus power supply current is supplied from the individual system in which the cogeneration system continues to operate. This will not only complement the power energy, but also improve the operating rate and utilization efficiency of the cogeneration system, as well as optimize the distribution and effective use of power energy and heat recovery energy (hot water storage). Will be possible.
[0020]
Second, as the above-mentioned control device, based on the detection information from each hot-water storage status detecting means, the hot-water supply device of the individual system in which the amount of hot-water storage in the hot-water storage tank is the smallest is activated to perform hot-water storage operation by heat recovery, Each of the corresponding power supply switching units may be switched so as to supply the output power from the combined heat and power device to the power supply means of the individual system in which the amount of hot water stored in the hot water storage tank is the largest (claim 3). In this case, the operation of the cogeneration system is started from one individual system in which the amount of hot water stored in the hot water storage tank is the smallest, and the hot water is stored by recovering heat from the cogeneration system, while the output power of the cogeneration system is Is supplied to another individual system in which the operation cannot be continued and the output power cannot be obtained because the amount of hot water stored in the hot water storage tank is full. This makes it possible to supplement the other individual system, which cannot perform the power generation operation due to its limited hot water storage capacity, by supplying surplus output power from the one individual system. In addition to this, not only the supplementation of the power energy, but also the improvement of the operation rate and the utilization efficiency of the co-generation system in the individual system, the power energy and the heat recovery energy (hot water storage) It is possible to achieve optimal distribution and effective utilization of the information.
[0021]
Third, as the control device, based on the detection information from each of the hot-water storage status detecting means, the hot-water supply device of the individual system in which the amount of hot-water stored in the hot-water storage tank is the smallest is activated to perform hot-water storage operation by heat recovery, The corresponding power supply switching units are switched to supply the output power from the combined heat and power supply to the power supply means of the individual system having a shortage of the power supply in response to the power supply demand based on the information from the power supply status detection means. A configuration may be adopted (claim 4). In this case, the operation of the cogeneration system is started from one individual system in which the amount of hot water stored in the hot water storage tank is the smallest, and the hot water is stored by recovering heat from the cogeneration system, while the output power of the cogeneration system is Is supplied to another individual system that has insufficient power supply. This makes it possible to supplement the individual systems with insufficient power supply by supplying surplus output power from the one individual system. Moreover, not only the supplement of the power energy, but also the improvement of the operation rate and the utilization efficiency of the co-generation system in the above-mentioned individual system, and the optimization of the power energy and the heat recovery energy (hot water storage). It is possible to achieve allocation and effective use.
[0022]
Fourth, the power supply switching unit is configured to be switchable to a commercial power supply, and the control device is configured such that the amount of hot water stored in all the hot water storage tanks is equal to or less than a set amount based on detection information from each hot water storage state detecting unit. And when it is determined that the power supply demand for each floor of all individual systems is satisfied based on the detection information from each power supply status detecting means, the cogeneration system of all individual systems is activated and each floor is recovered by heat recovery. While the hot water storage operation of the hot water storage tank is performed, each power supply switching unit may be switched so as to sell surplus output power from each cogeneration unit (claim 5). In this case, when the amount of hot water stored in each hot water storage tank is equal to or less than the set amount, that is, when the operation of the cogeneration system is possible, the cogeneration system of all individual systems is started. By this activation, hot water is stored by heat recovery, and the output power is supplied to each individual system for power supply. On the other hand, if the power supply demand is satisfied, the power is sold to a commercial power supply. As a result, the operation of the cogeneration system can be continued even in the event of excessive power generation, while power supply is secured on floors with power supply demand and power is sold to commercial power on floors where power supply demand is satisfied. The power supply cost of the entire system can be reduced.
[0023]
Fifth, the power supply switching unit is configured to be switchable to a commercial power supply, and the control device is configured to maximize the amount of hot water stored in all hot water storage tanks based on detection information from each of the hot water storage state detecting units. When it is determined, the operation of the cogeneration system of all the individual systems is stopped, and the power supply unit of each individual system receives power supply from the commercial power supply as needed based on the detection information from each power supply status detection unit. Thus, the power supply switching unit may be configured to switch to the commercial power supply (claim 6). In this case, even when power for power supply is required, the individual system that has a high power supply demand despite the fact that the amount of hot water stored in the hot water storage tank is full (maximum) and the cogeneration system cannot be operated. In, the power supply is switched so that the power for power supply is supplied from the commercial power supply, and power supply to the corresponding floor is secured.
[0024]
Sixth, a natural energy power generator for generating power using natural energy is further provided, and a power supply switching unit of each individual system can switch a power supply source to the natural energy power generator and also switch to a commercial power supply. The power supply switching unit is switched so as to give priority to the power generated by the natural energy power generation device as a power supply source, and the hot water storage is performed based on the detection information from each hot water storage status detection unit. When it is determined that hot water needs to be stored in the tank, the combined heat and power unit of the individual system that requires hot water is operated to perform hot water storage operation by heat recovery, and output power is supplied from this combined heat and power unit as a power supply source. While the corresponding power supply switching unit is switched to receive the power supply, the power supply demand exceeds the power supply demand based on the detection information from each power supply status detection means of all individual systems. Each feeding switching unit to sell electricity surplus power from the cogeneration apparatus of the natural energy power generation device and during operation will also be configured to switch to the commercial power source (claim 7). In this case, it is possible to use the natural energy by giving priority to the power generated by the natural energy power generation device, and even if it is necessary to operate the cogeneration system for the hot water storage operation, the power generated by the natural energy power generation device , Power can be sold to a commercial power supply to reduce the power supply cost of the entire system.
[0025]
In the cogeneration system according to any one of
[0026]
The invention according to
[0027]
In the case of the invention according to
[0028]
The invention according to
[0029]
In the case of the invention according to
[0030]
The cogeneration system according to
[0031]
In the cogeneration system according to any one of the ninth to eleventh aspects, the cogeneration system may include a display unit that displays a charge amount calculated by the charge calculation unit for each supply source (claim 12). In this case, it is possible to urge the user who sees the billing amount for each supply source displayed on the display means to try to use power appropriately. The display means is preferably made visible to the user who is the main user of the power, and may be provided on the wattmeter, or may be provided on another device or alone.
[0032]
In the cogeneration system according to any one of the ninth to twelfth aspects, the cogeneration system, the power supply means and the power meter and the power meter and the control device in each individual system, and the power supply means in each individual system may be used. The connections may be communicably connected to each other via a network (claim 13). Thereby, it is easy to perform the operation management of the cogeneration system applied to the apartment complex and the billing for each house for the power use by the control device installed at a place apart from the apartment complex regardless of the distance. Will be possible.
[0033]
In the invention according to
[0034]
In the case of the invention according to
[0035]
In the invention of a cogeneration system according to
[0036]
In the case of the invention according to
[0037]
In the cogeneration system according to claim 14 or 15, the power generation device includes a natural energy power generation device that generates power using natural energy, and the power supply switching unit also supplies power to the natural energy power generation device. A switchable configuration is added, and as the type signal output unit, the hot water supply in each house is used during normal operation of the cogeneration system depending on the switching status by the switching control unit and the operation status of the cogeneration system. When the operation is stopped, it is distinguished whether the source of the power supply to each of the houses is the commercial power supply or the natural energy power generator in which the hot water supply is used. A configuration for outputting the type signal may be adopted (claim 16). In this case, whether the cogeneration system is in normal operation, during power selling operation, when the cogeneration system is stopped and receiving power supply from the commercial power source, or when the cogeneration system is stopped and natural energy is A type signal for discriminating each situation as to whether or not power is being supplied from the power generator is output, and the amount of hot water used is accumulated for each situation, and the charge amount is calculated for each situation. And, by giving the difference between the high and low charging unit price for each situation, even if there is an imbalance in the use of hot water between the houses on each floor, the unfairness of the operating cost burden will be further corrected compared to the uniform charging. You will get.
[0038]
The cogeneration system according to any one of
[0039]
In the cogeneration system according to any one of
[0040]
It should be noted that any one or both of a solar power generation device and a wind power generation device can be adopted as the renewable energy power generation device in the cogeneration system according to
[0041]
In the cogeneration system according to the twentieth aspect, two or more individual systems installed on each of two or more floors of an apartment house having a plurality of floors, and operation control is performed so that the two or more individual systems complement each other. A control device is provided. As each of the individual systems, a cogeneration system that generates heat and electric power, a power supply unit that stores output power from the cogeneration system and supplies power to a power load in each house on a corresponding floor, and the cogeneration system A heat storage tank that collects heat generated from the hot water and converts it into hot water by heat exchange with hot water to store hot water, a hot water supply circuit for hot water supply from the hot water storage tank to each of the houses, and a heat recovery from the cogeneration system becomes impossible. Abnormality detecting means for detecting occurrence of abnormality. In each of the hot water storage tanks of the two or more individual systems, the bottom on the side receiving water supply is connected to a vertical water-side pipe extending vertically through each floor via a water-side on-off valve. On the other hand, the top of each of the hot water storage tanks is connected to a vertical hot water pipe extending vertically through each floor via a hot water on-off valve. As the control device, when receiving an output indicating that an abnormality has occurred in the heat and power supply device of any of the individual systems from the abnormality detection means, the hot water storage tank of the individual system and the hot water storage tank Each water-side on-off valve with the hot water storage tank of the individual system downstairs is opened to communicate the bottoms, and each of the hot-water-side on-off valves is opened to communicate the tops.
[0042]
In the case of the invention according to
[0043]
In the cogeneration system according to the twenty-first aspect, two or more individual systems installed on each of two or more floors of an apartment house having a plurality of stories, and operation control is performed so that the two or more individual systems complement each other. A control device is provided. As each of the individual systems, a cogeneration system that generates heat and power, a power supply unit that stores output power from the cogeneration system and supplies power to a power load in each house on a corresponding floor, and the cogeneration system A hot water storage tank that recovers heat generated from the hot water and converts it to hot water by heat exchange with hot water to store hot water, a hot water supply circuit that supplies hot water to each house from the hot water storage tank, and a hot water storage state that detects a hot water storage state in the hot water storage tank Detection means. In each of the hot water storage tanks of the two or more individual systems, the bottom on the side receiving water supply is connected to a vertical water-side pipe extending vertically through each floor via a water-side on-off valve. On the other hand, the top of each of the hot water storage tanks is connected to a vertical hot water pipe extending vertically through each floor via a hot water on-off valve. As the control device, when it is detected that the amount of hot water in the hot water storage tank of any one of the individual systems is temporarily short based on the detection information from the hot water storage status detecting means, the hot water storage tank of that individual system is The hot water storage tank and the hot water storage tank of the individual system below the hot water storage tank are opened to open their respective water-side on-off valves to communicate with the bottoms and open the hot-water-side on-off valves to communicate with the tops. .
[0044]
In the case of the invention according to claim 21, even if the amount of hot water stored in the hot water storage tank of any of the individual systems is temporarily insufficient, the operation of the hot water storage tank is controlled by the control device from the other hot water storage tanks downstairs. Hot water will be replenished as described above. As a result, even if the imbalance of the amount of hot water supply occurs between different floors and the bias of the amount of hot water temporarily occurs, it is complemented between different individual systems and the bias of the amount of hot water is eliminated. Moreover, such an action can be realized by the specific gravity difference between hot water and water without requiring special equipment such as a pump drive or energy consumption.
[0045]
In the cogeneration system according to the twentieth or twenty-first aspect, a water supply tank for supplying water to each hot water storage tank is installed higher than the individual system installed on the highest floor, and the hot water side vertical piping is provided. While the uppermost end is connected to the water supply tank via a cleaning on-off valve, a hot-water drainage on-off valve is provided at the lowermost end of the hot-water vertical piping, and water is provided at the lowermost end of the water-side vertical piping. A side drainage on-off valve may be provided (claim 22). In the normal state in which hot water is not replenished in the hot water storage tank between the upper and lower floors, the inside of each of the water-side vertical pipes and the hot-water-side vertical pipes is maintained in a stagnant state. Therefore, for example, if the cleaning on-off valve and the hot-water drainage on-off valve are both opened and operated periodically, the water in the water supply tank flows from top to bottom in the hot-water vertical pipe, and the cleaning in the hot-water vertical pipe is performed. And exchange with fresh hot water. Further, for example, if the water-side drainage on-off valve is opened, the water supply from each of the water-supply tanks to each hot-water storage tank flows down through the water-side vertical pipe, and the water-side vertical pipe is cleaned and fresh water is supplied. Can be exchanged.
[0046]
The cogeneration system in the cogeneration system according to any one of
[0047]
【The invention's effect】
As described above, according to the cogeneration system of any one of
[0048]
In particular, according to the second aspect, the power supply to another individual system in which the combined heat and power supply device cannot be operated any more because the hot water storage in the hot water storage tank is full and the power for power supply is insufficient is provided. The supply can be switched so as to supply surplus power supply current from an individual system having a low demand and the cogeneration system being operated continuously. As a result, not only can the power energy be supplemented, but also the operating rate and utilization efficiency of the cogeneration system can be improved, and the optimal distribution and effective use of the power energy and heat recovery energy (hot water storage) can be achieved. Will be able to do it.
[0049]
According to the third aspect, the operation of the cogeneration system is started from one individual system in which the amount of hot water stored in the hot water storage tank is the smallest, and the hot water is stored by recovering heat from the cogeneration system, while the operation of the cogeneration system is performed. The supply can be switched to supply the output power to another individual system in which the operation cannot be continued and the output power cannot be obtained because the amount of hot water stored in the hot water storage tank is full. Thereby, it is possible to supplement the other individual system which cannot perform the power generation operation due to the limited hot water storage capacity by supplying the surplus output power from the one individual system and to complement the other individual system. It is possible to improve the operation rate and utilization efficiency of the combined heat and power supply device, and to optimize the distribution and effective use of electric energy and heat recovery energy.
[0050]
According to the fourth aspect, the operation of the cogeneration system is started from one individual system in which the amount of hot water stored in the hot water storage tank is the smallest, and the hot water is stored by recovering heat from the cogeneration system. The supply power can be switched so as to supply the output power to another individual system with insufficient power supply. Output power can be supplied and complemented. Moreover, not only complementing such power energy, but also improving the operation rate and utilization efficiency of the cogeneration system in the above-mentioned individual system, and optimizing the allocation and effective utilization of power energy and heat recovery energy. Can be planned.
[0051]
According to the fifth aspect, when the cogeneration system can be operated depending on the amount of hot water stored in each hot water storage tank, hot water storage by heat recovery is performed by starting the cogeneration system in all individual systems, while the demand for power supply is satisfied. From the individual system, the output power associated with the start can be sold to a commercial power supply. As a result, the operation of the cogeneration system can be continued even in the event of excessive power generation, while the power supply cost of the entire system can be reduced by selling power to the commercial power supply.
[0052]
According to the sixth aspect, even when electric power for power supply is required, the individual system having a high power supply demand despite the fact that the amount of hot water in the hot water storage tank is full and the cogeneration unit cannot be operated. On the other hand, power for power supply can be supplied from the commercial power supply, and power supply to the corresponding floor can be secured.
[0053]
According to
[0054]
According to
[0055]
According to the cogeneration system of any one of
[0056]
According to the cogeneration system of any of
[0057]
In particular, according to
[0058]
According to the twelfth aspect, it is possible to urge the user who has seen the billing amount for each supply source displayed on the display means to try to use power appropriately.
[0059]
According to the thirteenth aspect, the billing for each house for the operation management and the electric power usage of the cogeneration system applied to the apartment complex is performed by the control device installed in the apartment complex regardless of whether it is near or far. Even if the control device is installed in a place remote from the house, it can be easily performed by any of the control devices.
[0060]
According to the cogeneration system of
[0061]
According to the cogeneration system of any one of
[0062]
In particular, according to
[0063]
According to the seventeenth aspect, it is possible to prompt a user who has watched the billing amount for each situation displayed on the display means to use a proper hot water supply, and in particular, to level the use of the hot water supply, and more efficiently operate the cogeneration system. Can be achieved.
[0064]
According to
[0065]
According to
[0066]
According to the cogeneration system of
[0067]
According to the cogeneration system of claim 21 or
[0068]
In particular, according to the twenty-second aspect, the inside of each of the water-side vertical pipe and the hot-side vertical pipe that is maintained in a stagnant state in a normal state in which hot water is not replenished between the upper and lower floors is cleaned or freshly cleaned. Exchange with hot water or water can be easily realized.
[0069]
According to the cogeneration system of claim 23, the cogeneration system in the cogeneration system of any one of
[0070]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0071]
FIG. 1 shows a cogeneration system according to an embodiment of the present invention, where X is a multi-storey apartment (three-floor one is shown in the example of FIG. 1), and 1 is for a first floor installed on the first floor. Individual system, 2 is an individual system for the second floor installed on the second floor, 3 is an individual system for the third floor installed on the third floor, 4a is a wind power generator as a natural energy power generator, and 4b is equipped with a solar panel A solar
[0072]
In the apartment house X, one or more houses Y, Y,... Are provided on each floor, and each house Y has a power meter (electric meter) 11, hot water supply and water supply as shown in FIG. And a mixing
[0073]
As shown in FIG. 4, the
[0074]
Each of the
[0075]
As shown in FIG. 6, the
[0076]
The
[0077]
The hot
[0078]
On the other hand, a water
[0079]
In each of the
[0080]
Specifically, the control device 6 (see FIG. 2) includes a switching
[0081]
Next, an example of switching control of power supply (power supply) in an individual system on a certain floor by the switching
[0082]
First, it is determined whether or not the lower temperature of the hot
[0083]
If the lower temperature of the hot
[0084]
If the temperature is lower than Tm ° C. and hot water can still be stored by heat recovery in the
[0085]
In step S11, 1 is added as the value of "i", and it is confirmed whether or not "n" of the nth floor is smaller than i (i = 2), that is, whether or not the nth floor is the first floor. If it is equal to or more than i (that is, if the nth floor is not the first floor), the process returns to step S6, and the processing after step S6 is repeated to further add 1 to the value of “i” (step S11). If "n" is smaller than i (that is, if the nth floor is the first floor), the total power supply amount that can be supplied as the power supply at the nth floor (the first floor) is calculated from the power supply demand amount of the nth floor and the natural energy. It is determined whether or not the output power of the
[0086]
In addition to the above switching control, the following processing can be performed by the switching control by the switching
[0087]
That is, the
[0088]
In the case where power cannot be generated by the renewable
[0089]
Next, charging display control by the
[0090]
First, in the case of the power billing by the
[0091]
If it is determined in step S21 that the
[0092]
Further, if it is determined in step S25 that the power is not being generated from the cogeneration system but is being purchased from the commercial power source E, the power consumption P3 is counted by the integrating unit 111 (NO in step S25, step S28). Then, the electricity cost of the commercial power supply E is calculated by the sum of the basic charge for the commercial power supply and the charge obtained by multiplying the charging unit price per kW by the power consumption amount P3 (unit: kW), and proceeds to step S24 (step S29).
[0093]
Then, in step S24, the total amount of the charge is calculated from the total of the above-mentioned electricity costs by the natural energy, the electricity costs by the cogeneration, and the electricity costs of the commercial power source E, and this total amount and the electricity costs for each power supply source are calculated. Is displayed on the
[0094]
Next, in the case of hot water billing by the
[0095]
If the power generation is currently being performed in step S31, the amount of hot water used for hot water supply Q2 is counted by the integrating unit 131 (step S35), and the amount of hot water for
[0096]
Further, if the power generation is currently stopped in step S31, the amount of hot water used for hot water supply Q3 is counted by the integrating unit 131 (step S37), and the amount of hot water for stopping
[0097]
Then, in step S34, the total amount of billing is calculated from the sum of the above-mentioned
[0098]
Next, the hot water supply control by the hot water supply control section 63 will be described in detail. When the
[0099]
Specifically, for example, it is assumed that the hot
[0100]
Finally, since the inside of each of the hot water side
[0101]
That is, when both the cleaning on-off
[0102]
<Other embodiments>
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, but includes various other embodiments. That is, the multi-story apartment building to which the present invention is applied may be at least the second floor (two floors) or more, and includes a high-rise apartment house of 10 floors or more or 20 floors or more. As the number of hierarchies increases, the degree of the effect of the optimal allocation by the complementary control between the individual systems also increases.
[0103]
Further, the control device 6 may be installed for each apartment house X. In this case, by transmitting only the operation status data to the management company via a network such as a WAN, the operation status of each of the multiple apartment houses can be grasped by the management company.
[0104]
In addition to the
[0105]
The charging calculation for the hot water supply and / or the power usage is performed not by the charging
[0106]
A wireless LAN may be used in place of the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of a control device and each individual system.
FIG. 3 is a partially enlarged view of FIG. 1;
FIG. 4 is a block diagram of a power meter and a water meter.
FIG. 5 is an enlarged view of a part different from FIG. 2 in FIG. 1;
FIG. 6 is a block diagram of a power supply device and the like.
FIG. 7 is a flowchart showing a part of control contents of a switching control unit and the like.
FIG. 8 is a flowchart illustrating a power billing process.
FIG. 9 is a flowchart showing a hot water amount charging process.
[Explanation of symbols]
1 Individual system for the first floor
2 Individual system for 2nd floor
3 Individual system for 3rd floor
4 Natural energy generator
4a Wind power generator (natural energy power generator)
4b Solar power generator (natural energy power generator)
5 water tank
6 Control device
7 Hot water side vertical piping
8 Water side vertical piping
9 LAN cable (network)
11 Wattmeter
13 Water meter
15 Fuel cell unit (cogeneration unit)
16 Power supply device (power supply means)
18 Hot water storage tank
19 Hot water supply piping (hot water supply circuit)
52 On-off valve for cleaning
61 Switching control unit
62 type signal output section
63 Hot water supply control unit
64 Billing calculation unit
71 Hot water side valve
72 Hot water drain valve
81 Water side on-off valve
82 Water side drain valve
111, 131 Accumulator
112, 132 Charge calculation unit
113,133 display unit
151 power generation unit
152 Heat recovery unit
154 abnormality detection means
161 Power supply switching unit
162 Power supply status detection means
181 Hot water storage status detection means
E Commercial power supply
X apartment house
Y Housing
Claims (23)
上記各個別システムは、熱及び電力を発生させる熱電併給装置と、この熱電併給装置からの出力電力を蓄電し対応するフロアにある各住宅内の電力負荷に給電する給電手段と、上記熱電併給装置から発生する熱を回収し給水との熱交換により温水に変換して貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンクから上記各住宅に給湯する給湯回路と、上記貯湯タンク内の貯湯状況を検出する貯湯状況検出手段と、上記給電手段からの給電状況を検出する給電状況検出手段とを備え、
上記２以上の個別システムの各給電手段は対応する熱電併給装置からの出力電力を他の個別システムの給電手段に対し供給切換えし得る給電切換部を備え、
上記制御装置は、上記２以上の個別システムの各貯湯状況検出手段及び各給電状況検出手段からの検出情報の対比に基づいて全個別システムを相互に補完するように各個別システムを運転制御するように構成されている
ことを特徴とするコジェネレーションシステム。It is provided with two or more individual systems installed for each of two or more floors of a multi-story apartment house, and a control device that performs operation control to complement the two or more individual systems with each other,
Each of the individual systems includes a cogeneration system that generates heat and electric power, a power supply unit that stores output power from the cogeneration system and supplies power to a power load in each house on a corresponding floor, and the cogeneration system. A hot water storage tank that recovers heat generated from the hot water and converts it to hot water by heat exchange with hot water to store hot water, a hot water supply circuit that supplies hot water to each house from the hot water storage tank, and a hot water storage state that detects a hot water storage state in the hot water storage tank Detecting means, comprising a power supply state detecting means for detecting a power supply state from the power supply means,
Each of the power supply units of the two or more individual systems includes a power supply switching unit that can switch the supply of the output power from the corresponding cogeneration system to the power supply unit of another individual system,
The control device controls the operation of each individual system so as to complement all the individual systems based on a comparison of detection information from each of the hot water storage status detection means and each of the power supply status detection means of the two or more individual systems. A cogeneration system characterized in that it is configured as:
上記制御装置は、一の個別システムの給電手段への出力電力を他の１以上の個別システムの給電手段へ供給するように対応する各給電切換部を作動させるように構成されている、コジェネレーションシステム。The cogeneration system according to claim 1, wherein
The above-mentioned control device is configured to operate each of the corresponding power supply switching units so as to supply the output power to the power supply unit of one individual system to the power supply unit of another one or more individual systems. system.
上記制御装置は、各貯湯状況検出手段からの検出情報に基づいて貯湯タンク内の貯湯量が最少である個別システムの熱電併給装置を起動させて熱回収により貯湯運転する一方、その熱電併給装置からの出力電力を貯湯タンク内の貯湯量が最大である個別システムの給電手段に対し供給するように対応する各給電切換部を切換えるように構成されている、コジェネレーションシステム。The cogeneration system according to claim 1, wherein
The control device activates the combined heat and power supply device of the individual system in which the amount of hot water in the hot water storage tank is the smallest based on the detection information from each of the hot water storage condition detection means to perform the hot water storage operation by heat recovery, and from the combined heat and power supply device. A cogeneration system configured to switch the corresponding power supply switching units so as to supply the output power of (1) to the power supply means of the individual system having the largest amount of hot water stored in the hot water storage tank.
上記制御装置は、各貯湯状況検出手段からの検出情報に基づいて貯湯タンク内の貯湯量が最少である個別システムの熱電併給装置を起動させて熱回収により貯湯運転する一方、その熱電併給装置からの出力電力を各給電状況検出手段からの情報に基づいて給電需要に対し給電電力が不足している個別システムの給電手段に対し供給するように対応する各給電切換部を切換えるように構成されている、コジェネレーションシステム。The cogeneration system according to claim 1, wherein
The control device activates the combined heat and power supply device of the individual system in which the amount of hot water in the hot water storage tank is the smallest based on the detection information from each of the hot water storage status detection means to perform the hot water storage operation by recovering heat, and from the combined heat and power supply device. The corresponding power supply switching units are configured to switch the corresponding power supply switching units to supply the output power to the power supply unit of the individual system having the shortage of the power supply with respect to the power supply demand based on the information from the power supply status detection means. There is a cogeneration system.
上記給電切換部は商用電源へも切換可能に構成され、
上記制御装置は、各貯湯状況検出手段からの検出情報に基づいて全貯湯タンク内の貯湯量が設定量以下でありかつ各給電状況検出手段からの検出情報に基づいて全個別システムの各フロアに対する給電需要が充足していることが判明したとき、全個別システムの熱電併給装置を起動させてその熱回収により各フロアの貯湯タンクへの貯湯運転を行う一方、各熱電併給装置からの余剰の出力電力を売電するように各給電切換部を切換えるように構成されている、コジェネレーションシステム。The cogeneration system according to claim 1, wherein
The power supply switching unit is configured to be switchable to a commercial power supply,
The above-mentioned control device is configured such that the amount of hot water stored in all the hot water storage tanks is equal to or less than a set amount based on the detection information from each hot water storage condition detecting means, and the control unit controls each floor of all individual systems based on the detection information from each power supply status detecting means. When it is found that the power supply demand is satisfied, the combined heat and power units of all individual systems are activated and the hot water is stored in the hot water storage tank on each floor by recovering the heat, while the surplus output from each combined heat and power unit is A cogeneration system configured to switch each power supply switching unit so as to sell power.
上記給電切換部は商用電源へも切換可能に構成され、
上記制御装置は、各貯湯状況検出手段からの検出情報に基づいて全貯湯タンク内の貯湯量が最大であることが判明したとき、全個別システムの熱電併給装置の運転を停止させる一方、各給電状況検出手段からの検出情報に基づき給電需要の必要に応じて各個別システムの給電手段が商用電源から電力供給を受けるように給電切換部を商用電源に切換えるように構成されている、コジェネレーションシステム。The cogeneration system according to claim 1, wherein
The power supply switching unit is configured to be switchable to a commercial power supply,
When the control device determines that the amount of hot water stored in all the hot water storage tanks is the maximum based on the detection information from each hot water storage status detecting means, it stops the operation of the cogeneration system of all individual systems, A cogeneration system configured to switch a power supply switching unit to a commercial power supply so that the power supply means of each individual system receives power supply from a commercial power supply as needed based on detection information from the situation detection means. .
自然エネルギーを利用して発電する自然エネルギー発電装置を備え、
上記各個別システムの給電切換部は電力の供給元を上記自然エネルギー発電装置に切換可能でかつ商用電源へも切換可能に構成され、
上記制御装置は、電力の供給元として上記自然エネルギー発電装置により発電された電力を優先するように上記給電切換部を切換え、各貯湯状況検出手段からの検出情報に基づいて貯湯タンク内への貯湯が必要であることが判明したとき、貯湯が必要な個別システムの熱電併給装置を運転させて熱回収による貯湯運転を行うと共に電力の供給元としてこの熱電併給装置から出力電力を受けるように対応する給電切換部を切換える一方、全個別システムの各給電状況検出手段からの検出情報に基づき給電需要を超過することになる上記自然エネルギー発電装置及び運転中の熱電併給装置からの余剰電力を売電するように各給電切換部を上記商用電源に切換えるように構成されている、コジェネレーションシステム。The cogeneration system according to claim 1, wherein
Equipped with a natural energy power generation device that generates power using natural energy,
The power supply switching unit of each of the individual systems is configured to be capable of switching a power supply source to the natural energy power generator and to be switched to a commercial power supply,
The control device switches the power supply switching unit so as to prioritize the power generated by the natural energy power generation device as a power supply source, and stores the hot water in the hot water storage tank based on the detection information from each hot water storage condition detecting unit. When it turns out that it is necessary to operate the cogeneration system of the individual system that requires hot water storage, it performs hot water storage operation by heat recovery, and receives output power from this cogeneration system as a power supply source. While the power supply switching unit is switched, surplus power from the renewable energy power generator and the operating cogeneration system that exceeds the power supply demand based on the detection information from the power supply status detection means of all individual systems is sold. Cogeneration system configured such that each power supply switching unit is switched to the commercial power supply.
各個別システム毎における熱電併給装置、給電手段、貯湯状況検出手段及び給電状況検出手段と制御装置との間、並びに、各個別システムの給電手段同士の間がそれぞれネットワークを介して互いに通信可能に接続されている、コジェネレーションシステム。The cogeneration system according to any one of claims 1 to 7,
The cogeneration system, power supply means, hot water storage status detection means and power supply status detection means and control device in each individual system, and the power supply means in each individual system are communicably connected to each other via a network. Is a cogeneration system.
上記各個別システムは、熱及び電力を発生させる熱電併給装置と、この熱電併給装置からの出力電力を蓄電し対応するフロアにある各住宅の電力負荷に給電する給電手段と、上記熱電併給装置から発生する熱を回収し給水との熱交換により温水に変換して貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンクから上記各住宅に給湯する給湯回路と、上記各住宅毎に設けられ上記給電手段から給電される電力の使用量を積算する電力計とを備え、
上記２以上の個別システムの各給電手段は電力供給を受ける供給元を、対応する熱電併給装置からか商用電源からかに相互に切換える給電切換部を備え、
上記制御装置は、各個別システム毎に熱電併給装置の運転状況に応じて上記給電切換部を切換える切換制御部と、各個別システム毎に切換制御部による切換状況に応じて給電が熱電併給装置又は商用電源のいずれの供給元からの電力かを区別する種別信号を対応するフロアにある各住宅の電力計に出力する種別信号出力部と、各個別システム毎に上記種別信号に基づいて供給元別に積算した電力使用量の各積算使用量についての出力を上記電力計から受けて電力使用量に対する住宅毎の課金額を供給元別に異なる課金単価に基づいて演算する課金演算部とを備えている
ことを特徴とするコジェネレーションシステム。It is provided with two or more individual systems installed for each of two or more floors of an apartment house having a plurality of levels, and a control device for managing the operation of the two or more individual systems,
Each of the individual systems includes a cogeneration system that generates heat and power, a power supply unit that stores output power from the cogeneration system and supplies power to a power load of each house on a corresponding floor, and the cogeneration system. A hot water storage tank that recovers generated heat and converts it into hot water by heat exchange with water supply to store hot water, a hot water supply circuit that supplies hot water from the hot water storage tank to each house, and power supplied from the power supply means provided for each house. Power meter that integrates the amount of power used
Each of the power supply means of the two or more individual systems includes a power supply switching unit for mutually switching a power supply source to receive power supply from a corresponding cogeneration unit or a commercial power supply,
The control device is a switching control unit that switches the power supply switching unit according to the operation status of the cogeneration system for each individual system, and the cogeneration device or the power supply according to the switching status of the switching control unit for each individual system. A type signal output unit that outputs a type signal for distinguishing power from which source of commercial power to the power meter of each house on the corresponding floor, and a source for each individual system based on the type signal for each individual system. A charging operation unit that receives an output of the integrated power usage for each integrated usage from the power meter and calculates a charging amount for each house for the power usage based on a different charging unit price for each supply source. Cogeneration system characterized by the following.
上記各個別システムは、熱及び電力を発生させる熱電併給装置と、この熱電併給装置からの出力電力を蓄電し対応するフロアにある各住宅内の電力負荷に給電する給電手段と、上記熱電併給装置から発生する熱を回収し給水との熱交換により温水に変換して貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンクから上記各住宅に給湯する給湯回路と、上記各住宅毎に設けられ上記給電手段から給電される電力の使用量を積算する電力計とを備え、
上記２以上の個別システムの各給電手段は電力供給を受ける供給元を、対応する熱電併給装置からか商用電源からかに相互に切換える給電切換部を備え、
上記制御装置は、各個別システム毎に熱電併給装置の運転状況に応じて上記給電切換部を切換える切換制御部と、各個別システム毎に切換制御部による切換状況に応じて給電が熱電併給装置又は商用電源のいずれの供給元からの電力かを区別する種別信号を対応するフロアにある各住宅の電力計に出力する種別信号出力部とを備え、
上記各住宅の電力計は、上記種別信号に基づいて供給元別に電力使用量を積算し、積算された電力使用量に対する課金額を供給元別に異なる課金単価に基づいて演算する課金演算部を備えている
ことを特徴とするコジェネレーションシステム。It is provided with two or more individual systems installed for each of two or more floors of an apartment house having a plurality of levels, and a control device for managing the operation of the two or more individual systems,
Each of the individual systems includes a cogeneration system that generates heat and electric power, a power supply unit that stores output power from the cogeneration system and supplies power to a power load in each house on a corresponding floor, and the cogeneration system. A hot water storage tank for recovering heat generated from the hot water and converting it into hot water by heat exchange with water supply to store hot water, a hot water supply circuit for supplying hot water to each house from the hot water storage tank, Power meter that integrates the amount of power used
Each of the power supply means of the two or more individual systems includes a power supply switching unit for mutually switching a power supply source to receive power supply from a corresponding cogeneration unit or a commercial power supply,
The control device is a switching control unit that switches the power supply switching unit according to the operation status of the cogeneration system for each individual system, and the cogeneration device or the power supply according to the switching status of the switching control unit for each individual system. A type signal output unit that outputs a type signal for distinguishing from which power source of the commercial power source the power meter of each house on the corresponding floor,
The power meter of each house includes a billing calculation unit that integrates the power consumption for each power source based on the type signal and calculates a billing amount for the integrated power usage based on a different charging unit price for each power source. A cogeneration system characterized by:
自然エネルギーを利用して発電する自然エネルギー発電装置を備え、
上記給電切換部は電力の供給元を上記自然エネルギー発電装置にも切換可能に構成され、
上記種別信号出力部は、上記切換制御部による切換状況に応じて給電が熱電併給装置、商用電源又は上記自然エネルギー発電装置のいずれの供給元からの電力かを区別する種別信号を出力するように構成されている、
コジェネレーションシステム。The cogeneration system according to claim 9 or claim 10,
Equipped with a natural energy power generation device that generates power using natural energy,
The power supply switching unit is configured to be able to switch the power supply source to the natural energy power generation device,
The type signal output unit is configured to output a type signal for distinguishing whether power is supplied from a cogeneration system, a commercial power supply, or the natural energy power generation device according to a switching state of the switching control unit. It is configured,
Cogeneration system.
上記課金演算部により演算された課金額を供給元別に表示する表示手段を備えている、コジェネレーションシステム。The cogeneration system according to any one of claims 9 to 11, wherein
A cogeneration system, comprising: display means for displaying a charge amount calculated by the charge calculation unit for each supply source.
各個別システム毎における熱電併給装置、給電手段及び電力計と制御装置との間、並びに、各個別システムの給電手段同士の間がそれぞれネットワークを介して互いに通信可能に接続されている、コジェネレーションシステム。The cogeneration system according to any one of claims 9 to 12, wherein
A cogeneration system in which a cogeneration system, a power supply unit and a power meter and a control device in each individual system, and a power supply unit in each individual system are communicably connected to each other via a network. .
上記各個別システムは、熱及び電力を発生させる熱電併給装置と、この熱電併給装置からの出力電力を蓄電し対応するフロアにある各住宅内の電力負荷に給電する給電手段と、上記熱電併給装置から発生する熱を回収し給水との熱交換により温水に変換して貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンクから上記各住宅に給湯する給湯回路と、上記各住宅毎に設けられ上記貯湯タンクから給湯される給湯の使用量を積算する湯量計とを備え、
上記２以上の個別システムの各給電手段は電力供給を受ける供給元を、対応する熱電併給装置からか商用電源からかに相互に切換える給電切換部を備え、
上記制御装置は、各個別システム毎に上記熱電併給装置の運転状況に応じて上記給電切換部を切換える切換制御部と、各個別システム毎に上記熱電併給装置の運転状況に応じてそのフロアにある各住宅での給湯使用が上記熱電併給装置の通常運転中か売電運転中か運転停止中かのいずれの状況下における貯湯タンクからの給湯によるものかを区別する種別信号を上記各住宅の湯量計に出力する種別信号出力部と、上記種別信号に基づいて状況別に積算した給湯使用量についての出力を上記湯量計から受けて給湯使用量に対する各住宅毎の課金額を上記状況別に異なる課金単価に基づいて演算する課金演算部とを備えている
ことを特徴とするコジェネレーションシステム。It is provided with two or more individual systems installed for each of two or more floors of an apartment house having a plurality of levels, and a control device for managing the operation of the two or more individual systems,
Each of the individual systems includes a cogeneration system that generates heat and electric power, a power supply unit that stores output power from the cogeneration system and supplies power to a power load in each house on a corresponding floor, and the cogeneration system. A hot water storage tank for recovering heat generated from the hot water and converting it to hot water by heat exchange with hot water to store hot water, a hot water supply circuit for hot water supply from the hot water storage tank to each house, and hot water supply from the hot water storage tank provided for each house. And a hot water meter that accumulates the amount of hot water used,
Each of the power supply means of the two or more individual systems includes a power supply switching unit for mutually switching a power supply source to receive power supply from a corresponding cogeneration unit or a commercial power supply,
The control device is a switching control unit that switches the power supply switching unit according to the operation status of the cogeneration system for each individual system, and is on the floor according to the operation status of the cogeneration system for each individual system. The type signal for discriminating whether the hot water supply in each house is due to the hot water supply from the hot water storage tank under any of the normal operation, the power selling operation, and the operation stoppage of the combined heat and power supply system described above. A type signal output unit to be output to the total, and an output about the amount of hot water used by each situation based on the type signal is received from the hot water meter, and a billing amount for each house for the amount of hot water used is different for each situation. A cogeneration system, comprising: a billing calculation unit that performs calculation based on the calculation.
上記各個別システムは、熱及び電力を発生させる熱電併給装置と、この熱電併給装置からの出力電力を蓄電し対応するフロアにある各住宅内の電力負荷に給電する給電手段と、上記熱電併給装置から発生する熱を回収し給水との熱交換により温水に変換して貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンクから上記各住宅に給湯する給湯回路と、上記各住宅毎に設けられ上記貯湯タンクから給湯される給湯の使用量を積算する湯量計とを備え、
上記２以上の個別システムの各給電手段は電力供給を受ける供給元を、対応する熱電併給装置からか商用電源からかに相互に切換える給電切換部を備え、
上記制御装置は、各個別システム毎に上記熱電併給装置の運転状況に応じて上記給電切換部を切換える切換制御部と、各個別システム毎に上記熱電併給装置の運転状況に応じてそのフロアにある各住宅での給湯使用が上記熱電併給装置の通常運転中か売電運転中か運転停止中かのいずれの状況下における貯湯タンクからの給湯によるものかを区別する種別信号を上記各住宅の湯量計に出力する種別信号出力部とを備え、
上記各住宅の湯量計は、上記種別信号に基づいて状況別に給湯使用量を積算し、積算された給湯使用量に対する課金額を状況別に異なる課金単価に基づいて演算する課金演算部を備えている
ことを特徴とするコジェネレーションシステム。It is provided with two or more individual systems installed for each of two or more floors of an apartment house having a plurality of levels, and a control device for managing the operation of the two or more individual systems,
Each of the individual systems includes a cogeneration system that generates heat and electric power, a power supply unit that stores output power from the cogeneration system and supplies power to a power load in each house on a corresponding floor, and the cogeneration system. A hot water storage tank for recovering heat generated from the hot water and converting it to hot water by heat exchange with hot water to store hot water, a hot water supply circuit for hot water supply from the hot water storage tank to each house, and hot water supply from the hot water storage tank provided for each house. And a hot water meter that accumulates the amount of hot water used,
Each of the power supply means of the two or more individual systems includes a power supply switching unit for mutually switching a power supply source to receive power supply from a corresponding cogeneration unit or a commercial power supply,
The control device is located on the floor according to the operation status of the cogeneration system for each individual system, and the switching control unit switches the power supply switching unit according to the operation status of the cogeneration system for each individual system. The type signal for discriminating whether the hot water supply in each house is due to the hot water supply from the hot water storage tank under any of the normal operation, the power selling operation, and the operation stoppage of the combined heat and power supply device is a hot water amount of each house. A type signal output unit for outputting to the
The water meter of each house includes a billing calculation unit that integrates the amount of hot water used for each situation based on the type signal and calculates a billing amount for the accumulated hot water usage based on a different unit price for each situation. Cogeneration system characterized by the following.
自然エネルギーを利用して発電する自然エネルギー発電装置を備え、
上記給電切換部は電力の供給元を上記自然エネルギー発電装置にも切換可能に構成され、
上記種別信号出力部は、上記切換制御部による切換状況及び上記熱電併給装置の運転状況に応じて各住宅での給湯使用が上記熱電併給装置の通常運転中か売電運転中か運転停止中かの状況別に加え運転停止中であれば上記各住宅への給電の供給元が商用電源又は上記自然エネルギー発電装置のいずれの状況下での給湯によるものかを区別する種別信号を出力するように構成されている、
コジェネレーションシステム。A cogeneration system according to claim 14 or claim 15,
Equipped with a natural energy power generation device that generates power using natural energy,
The power supply switching unit is configured to be able to switch the power supply source to the natural energy power generation device,
The type signal output unit is configured to determine whether the hot water supply in each house is in a normal operation, a power selling operation, or an operation stop of the cogeneration system according to the switching status by the switching control unit and the operation status of the cogeneration system. In addition to the above, if the operation is suspended, a configuration signal is output to distinguish whether the power supply source to each of the above-mentioned houses is a commercial power source or the above-mentioned renewable energy power generation device by hot water supply. Have been
Cogeneration system.
上記課金演算部により演算された課金額を状況別に表示する表示手段を備えている、コジェネレーションシステム。The cogeneration system according to any one of claims 14 to 16, wherein
A cogeneration system, comprising: display means for displaying a charge amount calculated by the charge calculation unit for each situation.
各個別システム毎における熱電併給装置、給電手段及び湯量計と制御装置との間、並びに、各個別システムの給電手段同士の間がそれぞれネットワークを介して互いに通信可能に接続されている、コジェネレーションシステム。The cogeneration system according to any one of claims 14 to 17, wherein
A cogeneration system in which a cogeneration system, a power supply means and a water meter and a control device in each individual system and a power supply means in each individual system are communicably connected to each other via a network. .
上記自然エネルギー発電装置は、太陽光発電装置及び風力発電装置のいずれか一方又は双方である、コジェネレーションシステム。The cogeneration system according to claim 7, claim 11, or claim 16,
The cogeneration system, wherein the natural energy power generation device is one or both of a solar power generation device and a wind power generation device.
上記各個別システムは、熱及び電力を発生させる熱電併給装置と、この熱電併給装置からの出力電力を蓄電し対応するフロアにある各住宅内の電力負荷に給電する給電手段と、上記熱電併給装置から発生する熱を回収し給水との熱交換により温水に変換して貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンクから上記各住宅に給湯する給湯回路と、上記熱電併給装置からの熱回収が不能になる異常の発生を検出する異常検出手段とを備え、
上記２以上の個別システムの各貯湯タンクは給水を受ける側の底部が各フロアを貫通して上下方向に延びる水側縦配管に対し水側開閉弁を介して接続される一方、上記各貯湯タンクの頂部が各フロアを貫通して上下方向に延びる湯側縦配管に対し湯側開閉弁を介して接続され、
上記制御装置は、上記各異常検出手段からいずれかの個別システムの熱電併給装置に異常が発生していることの出力を受けたとき、その個別システムの貯湯タンクと、この貯湯タンクよりも階下の個別システムの貯湯タンクとのそれぞれの水側開閉弁を開作動させて底部同士を連通させかつそれぞれの湯側開閉弁を開作動させて頂部同士を連通させるように構成されている
ことを特徴とするコジェネレーションシステム。It is provided with two or more individual systems installed for each of two or more floors of a multi-story apartment house, and a control device that performs operation control to complement the two or more individual systems with each other,
Each of the individual systems includes a cogeneration system that generates heat and electric power, a power supply unit that stores output power from the cogeneration system and supplies power to a power load in each house on a corresponding floor, and the cogeneration system. A hot water storage tank for recovering heat generated from the hot water and converting it to hot water by heat exchange with hot water to store hot water, a hot water supply circuit for hot water supply from the hot water storage tank to each of the houses, and a heat recovery from the cogeneration system disabled. Abnormality detection means for detecting the occurrence of an abnormality,
Each of the hot water storage tanks of the two or more individual systems is connected via a water-side opening / closing valve to a water-side vertical pipe that extends vertically in a direction penetrating each floor while receiving water supply. Is connected via a hot water side opening / closing valve to a hot water side vertical pipe penetrating through each floor and extending vertically.
The control device, when receiving an output indicating that an abnormality has occurred in the heat and power supply device of any one of the individual systems from each of the abnormality detection means, the hot water storage tank of the individual system and the downstairs of the hot water storage tank. It is configured to open each water-side on-off valve with the hot water storage tank of the individual system to communicate the bottoms and open each of the hot-water-side on-off valves to communicate the tops. Cogeneration system.
上記各個別システムは、熱及び電力を発生させる熱電併給装置と、この熱電併給装置からの出力電力を蓄電し対応するフロアにある各住宅内の電力負荷に給電する給電手段と、上記熱電併給装置から発生する熱を回収し給水との熱交換により温水に変換して貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンクから上記各住宅に給湯する給湯回路と、上記貯湯タンク内の貯湯状況を検出する貯湯状況検出手段とを備え、
上記２以上の個別システムの各貯湯タンクは給水を受ける側の底部が各フロアを貫通して上下方向に延びる水側縦配管に対し水側開閉弁を介して接続される一方、上記各貯湯タンクの頂部が各フロアを貫通して上下方向に延びる湯側縦配管に対し湯側開閉弁を介して接続され、
上記制御装置は、上記貯湯状況検出手段からの検出情報に基づいていずれかの個別システムの貯湯タンク内の貯湯量が一時的に不足することが検出されたとき、その個別システムの貯湯タンクと、この貯湯タンクよりも階下の個別システムの貯湯タンクとのそれぞれの水側開閉弁を開作動させて底部同士を連通させかつ湯側開閉弁を開作動させて頂部同士を連通させるように構成されている
ことを特徴とするコジェネレーションシステム。It is provided with two or more individual systems installed for each of two or more floors of a multi-story apartment house, and a control device that performs operation control to complement the two or more individual systems with each other,
Each of the individual systems includes a cogeneration system that generates heat and electric power, a power supply unit that stores output power from the cogeneration system and supplies power to a power load in each house on a corresponding floor, and the cogeneration system. A hot water storage tank that recovers heat generated from the hot water and converts it to hot water by heat exchange with hot water to store hot water, a hot water supply circuit that supplies hot water to each house from the hot water storage tank, and a hot water storage state that detects a hot water storage state in the hot water storage tank Detecting means,
Each of the hot water storage tanks of the two or more individual systems is connected via a water-side opening / closing valve to a water-side vertical pipe that extends vertically in a direction penetrating each floor while receiving water supply. Is connected via a hot water side opening / closing valve to a hot water side vertical pipe penetrating through each floor and extending vertically.
The control device, when it is detected that the amount of hot water in the hot water storage tank of any one of the individual systems is temporarily short based on the detection information from the hot water storage status detection means, the hot water storage tank of the individual system, The hot water storage tank is configured to open the respective water-side on-off valves with the hot water storage tank of the individual system below the hot-water storage tank to communicate the bottoms, and to open the hot-water-side on-off valves to communicate the tops with each other. A cogeneration system characterized by
各貯湯タンクに給水するための給水タンクが、最も高いフロアに設置されている個別システムよりも上位に設置され、
上記湯側縦配管の最上端部が洗浄用開閉弁を介して上記給水タンクと接続される一方、上記湯側縦配管の最下端部に湯側排水開閉弁が設けられ、かつ、
上記水側縦配管の最下端部に水側排水開閉弁が設けられている、コジェネレーションシステム。The cogeneration system according to claim 20 or claim 21,
A water supply tank for supplying water to each hot water storage tank is installed above the individual system installed on the highest floor,
While the top end of the hot water side vertical pipe is connected to the water supply tank via a cleaning on-off valve, a hot water drainage open / close valve is provided at the lowest end of the hot water side vertical pipe, and
A cogeneration system, wherein a water-side drainage on-off valve is provided at the lowermost end of the water-side vertical pipe.
上記各熱電併給装置は発電部と熱回収部とを有する燃料電池である、コジェネレーションシステム。The cogeneration system according to any one of claims 1 to 22, wherein
The above cogeneration system is a fuel cell having a power generation unit and a heat recovery unit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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