JP2004257591A - Cogeneration system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cogeneration system, achieving energy saving while covering a current heating load currently required by a heat consuming terminal. <P>SOLUTION: An operation control means 7 operates an auxiliary heating means M. Herein, in the case that a time series hot water supply heat load exists after a current time when the auxiliary heating means M is predicted to be operated in the form of repeating an operated condition and a non-operated condition for covering the current heating load, one condition is selected which requires a smaller amount of energy for covering the current heating load and a hot water supply heat load for a preceding object, out of a continuous operated condition, where the auxiliary heating means M is operated in the form of continuing the operated condition using the hot water supply heat load as the hot water supply heat load for the preceding object for precedingly storing the hot water supply heat load for the preceding object in a hot water storage tank 4, and an intermittent operated condition, where the auxiliary heating means M is operated in the form of repeating the operated condition and the non-operated condition and the auxiliary heating means M is operated for covering the hot water supply heat load for the preceding object at an operation timing after the current time. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力と熱を発生する熱電併給装置と、熱媒循環路を通して熱媒を熱消費端末に循環供給させる熱媒循環手段と、前記熱電併給装置にて発生する熱にて貯湯タンク内の湯水および前記熱媒循環路を通流する熱媒を加熱する排熱式加熱手段と、前記貯湯タンク内の湯水および前記熱媒循環路を通流する熱媒を加熱する補助加熱手段と、運転を制御する運転制御手段とが設けられているコージェネレーションシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記のようなコージェネレーションシステムは、熱電併給装置が、ガスエンジンと発電機とを組み合わせたものや燃料電池などから構成され、熱電併給装置を運転させるとともに、排熱式加熱手段を作動させることにより、熱電併給装置にて発生する熱を利用して、貯湯タンク内への湯水の貯湯や、床暖房装置や浴室暖房装置などの熱消費端末への熱媒の供給を行い、補助加熱手段を作動させることにより、貯湯タンク内への湯水の貯湯や熱消費端末への熱媒の供給を行うようにしているものである。
【０００３】
上記のようなコージェネレーションシステムにおいて、従来では、貯湯タンクの下部から取り出した湯水を補助加熱手段にて加熱したのち貯湯タンクの上部に戻すように湯水循環路を通して貯湯タンク内の湯水を循環させる貯湯状態と、補助加熱手段にて加熱された湯水を熱媒循環路を通流する熱媒を加熱させる熱媒加熱用熱交換器を通過させるように湯水循環路を通して湯水を循環させる熱媒加熱状態とに切換可能な湯水循環手段が設けられ、運転制御手段が、熱媒加熱状態で湯水循環手段を作動させるとともに、補助加熱手段および熱媒循環手段を作動させることにより、熱媒加熱用熱交換器において補助加熱手段にて加熱された湯水にて熱媒循環路を通流する熱媒を加熱し、その加熱された熱媒を床暖房装置や浴室暖房装置などの熱消費端末に供給するようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２４８９０９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のコージェネレーションにおいて、補助加熱手段を作動させて熱消費端末に熱媒を供給する場合には、運転制御手段が、熱消費端末にて現在要求されている現暖房熱負荷を賄うように補助加熱手段の作動を制御することになる。
そして、運転制御手段は、例えば、補助加熱手段の作動中に、補助加熱手段の作動により現暖房熱負荷よりも設定負荷量だけ大きい負荷量が得られる状態となると、補助加熱手段の作動を停止させ、補助加熱手段の作動停止中に、現暖房熱負荷よりも設定負荷量だけ小さい負荷量を賄えない状態となると、補助加熱手段を作動させることにより、現暖房熱負荷を賄うようにしている。
【０００６】
現暖房熱負荷を賄うために作動状態と非作動状態とを繰り返す形態で補助加熱手段を作動させた場合には、補助加熱手段を作動させる回数が多くなる。
そして、補助加熱手段を作動させるたびに起動ロスが生じるので、補助加熱手段を作動させる回数が多くなると、それだけ必要となるエネルギー量が増加することとなって、現暖房熱負荷を賄うために必要となるエネルギー量が多くなる虞があった。
【０００７】
本発明は、かかる点に着目してなされたものであり、その目的は、熱消費端末にて現在要求されている現暖房熱負荷を賄いながら、省エネルギー化を実現することができるコージェネレーションシステムを提供する点にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項１に記載の発明によれば、電力と熱を発生する熱電併給装置と、熱媒循環路を通して熱媒を熱消費端末に循環供給させる熱媒循環手段と、前記熱電併給装置にて発生する熱にて貯湯タンク内の湯水および前記熱媒循環路を通流する熱媒を加熱する排熱式加熱手段と、前記貯湯タンク内の湯水および前記熱媒循環路を通流する熱媒を加熱する補助加熱手段と、運転を制御する運転制御手段とが設けられているコージェネレーションシステムにおいて、
前記運転制御手段は、時系列的な給湯熱負荷を管理するように構成され、かつ、前記熱消費端末にて現在要求されている現暖房熱負荷を賄うために作動状態と非作動状態とを繰り返す形態で前記補助加熱手段を作動させることが予測できる現時点において現時点よりも後に時系列的な給湯熱負荷が存在する場合には、その給湯熱負荷を先行対象用の給湯熱負荷として、作動状態を連続させる形態で前記補助加熱手段を作動させて前記先行対象用の給湯熱負荷分を先行して前記貯湯タンクに溜める連続作動状態と、作動状態と非作動状態とを繰り返す形態で前記補助加熱手段を作動させかつ前記先行対象用の給湯熱負荷については現時点よりも後の作動タイミングになると前記補助加熱手段を作動させて賄う断続作動状態とのうち、前記現暖房熱負荷および前記先行対象用の給湯熱負荷を賄うために必要となるエネルギー量が小さい方を選択して、前記補助加熱手段を作動させるように構成されている。
【０００９】
すなわち、運転制御手段は、現暖房熱負荷を賄うために作動状態と非作動状態とを繰り返す形態で補助加熱手段を作動させることが予測できる場合には、現時点よりも後に先行対象用の給湯熱負荷が存在すると、現暖房熱負荷と先行対象用の給湯熱負荷とを賄うことを想定した状態で、連続作動状態と断続作動状態とのうちどちらが必要となるエネルギー量が小さいかを判別することになる。
そして、運転制御手段は、連続作動状態の方が断続作動状態よりも必要となるエネルギー量が小さい場合には、連続作動状態で補助加熱手段を作動させ、断続作動状態の方が連続作動状態よりも必要となるエネルギー量が小さい場合には、断続作動状態で補助加熱手段を作動させることになる。
【００１０】
したがって、現暖房熱負荷だけでなく、現暖房熱負荷と先行対象用の給湯熱負荷とを賄うことを想定した状態で、連続作動状態と断続作動状態とのうち必要となるエネルギー量が小さくなる方の作動状態にて補助加熱手段を作動させることができるので、現暖房熱負荷と先行対象用の給湯熱負荷とを賄いながら、極力必要となるエネルギー量を小さくさせることができることになる。
【００１１】
ちなみに、現暖房熱負荷および先行対象用の給湯熱負荷を賄うために必要となるエネルギー量について説明を加えると、連続作動状態においては、作動状態を連続させる形態で補助加熱手段を作動させることになるので、補助加熱手段を作動させる回数は少なくなり、この点では断続作動状態よりも必要となるエネルギー量が小さくなる。
それに対して、連続作動状態においては、先行対象用の給湯熱負荷を賄うために、貯湯タンクに溜められた熱が時間経過に伴って放熱することを見込んで、先行対象用の給湯熱負荷分よりも余分に貯湯タンクに溜めることになるので、この点では断続作動状態よりも必要となるエネルギー量が多くなる。
【００１２】
以上のことから、請求項１に記載の発明によれば、現暖房熱負荷と先行対象用の給湯熱負荷とを賄いながら、極力必要となるエネルギー量が小さい作動状態にて補助加熱手段を作動させることができることとなって、熱消費端末にて現在要求されている現暖房熱負荷を賄いながら、省エネルギー化を実現することができるコージェネレーションシステムを提供できるに至った。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、前記運転制御手段は、前記連続作動状態において、前記先行対象用の給湯熱負荷分と現時点から前記作動タイミングまでの放熱量分とを先行して前記貯湯タンクに溜めるように構成されている。
【００１４】
すなわち、運転制御手段は、連続作動状態にて補助加熱手段を作動させたときに、先行対象用の給湯熱負荷を賄うために、先行対象用の給湯熱負荷分と現時点から作動タイミングまでの放熱量分とを貯湯タンクに溜めることになるので、極力過不足がないように先行対象用の給湯熱負荷分を貯湯タンクに溜めることができることになる。
そして、運転制御手段は、極力過不足がないように先行対象用の給湯熱負荷分を貯湯タンクに溜めるように連続作動状態で補助加熱手段を作動させた場合に、現暖房熱負荷と先行対象用の給湯熱負荷とを賄うために必要となるエネルギー量を求めることができることになるので、連続作動状態において、現暖房熱負荷と先行対象用の給湯熱負荷とを賄うために必要となるエネルギー量を精度よく求めることができることになる。
したがって、現暖房熱負荷と先行対象用の給湯熱負荷とを賄うことを想定した状態において、連続作動状態と断続作動状態とのうちどちらが必要となるエネルギー量が小さいかの判別を的確に行うことができることとなって、省エネルギー化の実現がより的確なものとなる。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、前記運転制御手段は、時系列的な電力負荷、時系列的な給湯熱負荷、前記熱消費端末における時系列的な暖房熱負荷、現在要求されている現電力負荷、現在要求されている現給湯熱負荷、および、前記現暖房熱負荷を管理して、その管理している情報に基づいて、前記熱電併給装置の運転により省エネルギーを実現可能な運転用時間帯を設定し、その設定された運転用時間帯に前記熱電併給装置を運転させるように構成されている。
【００１６】
すなわち、時系列的な電力負荷、時系列的な給湯熱負荷、および、時系列的な暖房熱負荷は、過去の使用状況に基づくものであり、現電力負荷、現給湯熱負荷、および、現暖房熱負荷は、現時点での使用状況に基づくものである。
そして、運転制御手段は、時系列的な電力負荷、時系列的な給湯熱負荷、時系列的な暖房熱負荷、現電力負荷、現給湯熱負荷、および、現暖房熱負荷から、省エネルギーを実現可能な運転用時間帯を設定するので、実際の使用者の使用状況に対応させた状態で、省エネルギーを実現可能な運転用時間帯を設定することができることになる。
【００１７】
したがって、運転制御手段は、実際の使用者の使用状況に対応させた状態で設定される省エネルギーを実現可能な運転用時間帯に熱電併給装置を運転させることになるので、実際の使用者の使用状況に対応させた状態で、省エネルギー化を実現することができることになる。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、前記運転制御手段は、前記運転用時間帯以外の時間帯および前記運転用時間帯において前記熱電併給装置にて発生する熱だけでは前記現給湯熱負荷を賄えない場合には、前記補助加熱手段を作動させ、前記運転用時間帯以外の時間帯および前記運転用時間帯において前記熱電併給装置にて発生する熱だけでは前記現暖房熱負荷を賄えない場合には、前記補助加熱手段を作動させるように構成され、かつ、時系列的な給湯熱負荷のうち、前記補助加熱手段を作動させて賄うことが予測されている時系列的な給湯熱負荷を前記先行対象用の給湯熱負荷と設定するように構成されている。
【００１９】
すなわち、運転制御手段は、熱電併給装置にて発生する熱を補助加熱手段の作動よりも優先させる状態で、補助加熱手段を作動させて、現給湯熱負荷および現暖房熱負荷を賄うので、極力熱電併給装置にて発生する熱を使用する状態で現給湯熱負荷および現暖房熱負荷を賄うことができることとなって、それだけ省エネルギー化を実現することができることになる。
【００２０】
そして、請求項１に記載の発明では、熱電併給装置にて発生する熱にて賄うことが予測されている時系列的な給湯熱負荷が先行対象用の給湯熱負荷に含まれている場合でも、熱電併給装置にて発生する熱にて賄うことが予測されている時系列的な給湯熱負荷も補助加熱手段の作動により賄うことを想定して、継続作動状態と断続作動状態とのうちどちらが必要となるエネルギー量が小さくなるかを判別している。
したがって、熱電併給装置にて発生する熱にて賄うことが予測されている時系列的な給湯熱負荷が先行対象用の給湯熱負荷に含まれている場合に、連続作動状態にて補助加熱手段を作動させると、電併給装置の運転により賄うことによって省エネルギーを図ることが予測されている時系列的な給湯熱負荷についても、補助加熱手段の作動により先行して貯湯タンク内に溜められることになり、かえって省エネルギー化の実現を阻害することが考えられる。
【００２１】
しかしながら、請求項４に記載の発明では、運転制御手段が、時系列的な給湯熱負荷のうち、補助加熱手段を作動させて賄うことが予測されている時系列的な給湯熱負荷を先行対象用の給湯熱負荷と設定するので、熱電併給装置にて発生する熱にて賄うことが予測されている時系列的な給湯熱負荷を除いて、先行対象用の給湯熱負荷を設定することができることになる。
したがって、電併給装置の運転により賄うことによって省エネルギーを図ることが予測されている時系列的な給湯熱負荷についても、補助加熱手段の作動により賄われてしまうことを阻止することができることとなって、的確に省エネルギー化を実現することができることになる。
【００２２】
ちなみに、時系列的な給湯熱負荷のうち、補助加熱手段を作動させて賄うことが予測されている時系列的な給湯熱負荷を特定する構成について説明を加えると、請求項３の発明において説明した如く、運転用時間帯に熱電併給装置を運転させ、運転用時間帯を時系列的な給湯熱負荷などに基づいて設定しているので、時系列的な給湯熱負荷がどのような負荷量のときを運転用時間帯と設定しているかを把握することができる。
したがって、時系列的な給湯熱負荷がどのような負荷量であるかによって運転用時間帯を予測することができることになり、その予測される運転用時間帯以外の時間帯には、熱電併給装置の非運転中と予測することができ、予測される運転用時間帯には、熱電併給装置の運転中と予測することができることになる。
【００２３】
そして、熱電併給装置の非運転中には、熱電併給装置を運転させずに補助加熱手段を作動させることになるので、熱電併給装置の非運転中おける時系列的な給湯熱負荷は、補助加熱手段を作動させて賄うことが予測されている時系列的な給湯熱負荷とすることができる。
また、熱電併給装置の運転中であっても、そのときの給湯熱負荷の負荷量が熱電併給装置にて発生する熱だけでは賄えないような負荷量であると、補助加熱手段を作動させることになるので、熱電併給装置の運転中において熱電併給装置にて発生する熱だけでは賄えないような負荷量の給湯熱負荷は、補助加熱手段を作動させて賄うことが予測されている時系列的な給湯熱負荷とすることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明にかかるコージェネレーションシステムについて図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
このコージェネレーションシステムは、図１および図２に示すように、ガスエンジン１によって発電装置２を駆動するように構成された熱電併給装置３と、その熱電併給装置３にて発生する熱を利用しながら、貯湯タンク４への貯湯および熱消費端末５への熱媒供給を行う貯湯ユニット６と、熱電併給装置３および貯湯ユニット６の運転を制御する運転制御手段としての運転制御部７などから構成されている。
【００２５】
前記発電装置２の出力側には、系統連係用のインバータ８が設けられ、そのインバータ８は、発電装置２の出力電力を商用系統９から供給される電力と同じ電圧および同じ周波数にするように構成されている。
前記商用系統９は、例えば、単相３線式１００／２００Ｖであり、商業用電力供給ライン１０を介して、テレビ、冷蔵庫、洗濯機などの電力負荷１１に電気的に接続されている。
また、インバータ８は、コージェネ用供給ライン１２を介して商業用電力供給ライン１０に電気的に接続され、発電装置２からの発電電力がインバータ８およびコージェネ用供給ライン１２を介して電気負荷１１に供給するように構成されている。
【００２６】
前記商業用電力供給ライン１０には、電力負荷１１の負荷電力を計測する電力負荷計測手段１３が設けられ、この電力負荷計測手段１３は、商業用電力供給ライン１０を通して流れる電流に逆潮流が発生するか否かをも検出するように構成されている。
そして、逆潮流が生じないように、インバータ８により発電装置２から商業用電力供給ライン１０に供給される電力が制御され、発電電力の余剰電力は、その余剰電力を熱に代えて回収する電気ヒータ１４に供給されるように構成されている。
【００２７】
前記電気ヒータ１４は、複数の電気ヒータから構成され、冷却水循環ポンプ１７の作動により冷却水循環路１５を通流するガスエンジン１の冷却水を加熱するように設けられ、発電装置２の出力側に接続された作動スイッチ１６によりＯＮ／ＯＦＦが切り換えられている。
また、作動スイッチ１６は、余剰電力の大きさが大きくなるほど、電気ヒータ１４の消費電力が大きくなるように、余剰電力の大きさに応じて電気ヒータ１４の消費電力を調整するように構成されている。
【００２８】
前記貯湯ユニット６は、温度成層を形成する状態で湯水を貯湯する貯湯タンク４、湯水循環路１８を通して貯湯タンク４内の湯水などを循環させる湯水循環ポンプ１９、熱媒循環路２０を通して熱媒を熱消費端末５に循環供給させる熱媒循環手段としての熱媒循環ポンプ２１、湯水循環路１８を通流する湯水を加熱させる排熱式熱交換器２２、熱媒循環路２０を通流する熱媒を加熱させる熱媒加熱用熱交換器２３、ファン２４を作動させた状態でのバーナ２５の燃焼により湯水循環路１８を通流する湯水を加熱させる補助加熱用熱交換器２６などを備えて構成されている。
【００２９】
前記排熱式熱交換器２２においては、熱電併給装置３にて発生する熱を回収した冷却水循環路１５の冷却水を通流させることにより、湯水循環路１８を通流する湯水を加熱させるように構成されている。
そして、排熱式加熱手段Ｎが、排熱式熱交換器２２により構成され、補助加熱手段Ｍが、ファン２４、バーナ２５、補助加熱用熱交換器２６により構成されている。
ちなみに、補助加熱手段Ｍは、バーナ２５の燃焼量を調整することにより、湯水の温度が貯湯設定温度や熱媒加熱用熱交換器２３に供給するための熱媒加熱用設定温度になるように加熱させるように構成されている。
【００３０】
前記熱媒加熱用熱交換器２３においては、排熱式熱交換器２２や補助加熱用熱交換器２６にて加熱された熱源用湯水を通流させることにより、熱媒循環路２０を通流する熱媒を加熱させるように構成されている。
前記熱消費端末５は、床暖房装置や浴室暖房装置などの暖房端末にて構成されている。
【００３１】
前記湯水循環路１８には、貯湯タンク４の下部と連通する取り出し路２７と貯湯タンク４の上部と連通する貯湯路２８が接続され、貯湯路２８には、貯湯弁２９が設けられている。
そして、湯水循環路１８には、取り出し路２７との接続箇所から湯水の循環方向の順に、排熱式熱交換器２２、湯水循環ポンプ１９、補助加熱用熱交換器２６、湯水の通流を断続する断続弁３０、熱媒加熱用熱交換器２３が設けられている。
【００３２】
また、貯湯タンク４から取り出した湯水を給湯するときの給湯熱負荷を計測する給湯負荷計測手段３１が設けられ、熱消費端末５での暖房熱負荷を計測する暖房熱負荷計測手段３２も設けられている。
【００３３】
前記運転制御部７は、熱電併給装置３の運転中には冷却水循環ポンプ１７を作動させる状態で、熱電併給装置３の運転および冷却水循環ポンプ１７の作動状態を制御するとともに、湯水循環ポンプ１９、熱源用循環ポンプ２１、熱媒循環ポンプ２３の作動状態を制御することによって、貯湯タンク４内に湯水を貯湯する貯湯運転や、熱消費端末５に熱媒を供給する熱媒供給運転を行うように構成されている。
【００３４】
ちなみに、給湯するときには、貯湯タンク４内に貯湯用設定温度の湯水が貯湯されていれば、その湯水を給湯し、貯湯タンク４内に貯湯用設定温度の湯水が貯湯されていなければ、補助加熱手段Ｍを作動させて、その補助加熱手段Ｍにて加熱された湯水を貯湯タンク４を経由させて給湯するように構成されている。
【００３５】
まず、運転制御部７による熱電併給装置３の運転の制御について説明を加える。
前記運転制御部７は、実際の使用状況に基づいて、１日分の時系列的な過去負荷データを曜日と対応付ける状態で更新して記憶するデータ更新処理を行い、日付が変わるごとに、記憶されている１日分の時系列的な過去負荷データから、その日１日分の時系列的な予測負荷データを求める予測負荷演算処理を行うように構成されている。
そして、運転制御部７は、その日１日分の時系列的な予測負荷データを求めた状態で、単位時間である１時間が経過するごとに、時系列的な予測負荷データから、熱電併給装置３を運転させるか否かの基準となる省エネ度基準値を求める省エネ度基準値演算処理を行うとともに、その省エネ度基準値演算処理にて求められた省エネ度基準値よりも現時点での実省エネ度が上回っているか否かによって、熱電併給装置３の運転の可否を判別する運転可否判別処理を行うように構成されている。
【００３６】
このようにして、運転制御部７は、運転可否判別処理において、熱電併給装置３の運転が可と判別されると、例えば、現時点が０時であると０時から１時までを運転用時間帯として設定するように、現時点から１時間先までの単位時間を熱電併給装置３を運転させる運転用時間帯として設定して、その運転用時間帯に熱電併給装置３を運転させ、熱電併給装置３の運転が不可と判別されると、熱電併給装置３の運転を停止させるように構成されている。
【００３７】
そして、運転制御部７は、運転用時間帯において、貯湯タンク４内の貯湯量が満杯となると、熱電併給装置３の運転を開始してからの運転継続時間が設定時間（例えば、１時間）以上である場合には、熱電併給装置３の運転を停止させ、運転継続時間が設定時間（例えば、１時間）未満である場合には、貯湯タンク４内の貯湯量が満杯となっても、運転継続時間が設定時間（例えば、１時間）以上となるまで熱電併給装置３の運転を継続させるように構成されている。
ちなみに、貯湯タンク４内の貯湯量については、図示はしないが、貯湯タンク４内に設けられる複数のサーミスタの検出情報に基づいて検出するように構成されている。
【００３８】
前記データ更新処理について説明を加えると、１日のうちのどの時間帯にどれだけの電力負荷、熱負荷としての給湯熱負荷と暖房熱負荷があったかの１日分の時系列的な過去負荷データを曜日と対応付ける状態で更新して記憶するように構成されている。
【００３９】
まず、時系列的な過去負荷データについて説明すると、時系列的な過去負荷データは、時系列的な電力負荷データ、時系列的な給湯熱負荷データ、時系列的な暖房熱負荷データの３種類の時系列的な負荷データからなり、図３に示すように、１日分の時系列的な過去負荷データが日曜日から土曜日までの曜日ごとに区分けした状態で記憶するように構成されている。
そして、１日分の時系列的な過去負荷データは、２４時間のうち１時間を単位時間として、単位時間当たりの電力負荷データの２４個、単位時間当たりの給湯熱負荷データの２４個、および、単位時間当たりの暖房熱負荷データの２４個から構成されている。
【００４０】
上述のような過去負荷データを更新する構成について説明を加えると、実際の使用状況から、単位時間当たりの実電力負荷、実給湯熱負荷、および、実暖房熱負荷の夫々を、電力負荷計測手段１３、給湯熱負荷計測手段３１、および、暖房熱負荷計測手段３２にて計測し、その計測した実電力負荷、実給湯熱負荷、および、実暖房熱負荷を記憶する状態で１日分の時系列的な実負荷データを曜日と対応付けて記憶させる。
そして、１日分の時系列的な実負荷データが１週間分記憶されると、曜日ごとに、時系列的な過去負荷データと時系列的な実負荷データとを所定の割合で足し合わせることにより、新しい時系列的な過去負荷データを求めて、その求めた新しい時系列的な過去負荷データを記憶して、時系列的な過去負荷データを更新するように構成されている。
【００４１】
日曜日を例に挙げて具体的に説明すると、図３に示すように、時系列的な過去負荷データのうち日曜日に対応する時系列的な過去負荷データＤ１ｍと、時系列的な実負荷データのうち日曜日に対応する時系列的な実負荷データＡ１とから、下記の〔数１〕により、日曜日に対応する新しい時系列的な過去負荷データＤ１（ｍ＋１）が求められ、その求められた時系列的な過去負荷データＤ１（ｍ＋１）を記憶する。
なお、下記の〔数１〕において、Ｄ１ｍを、日曜日に対応する時系列的な過去負荷データとし、Ａ１を、日曜日に対応する時系列的な実負荷データとし、Ｋは、０．７５の定数であり、Ｄ１（ｍ＋１）を、新しい時系列的な過去負荷データとする。
【００４２】
【数１】
Ｄ１（ｍ＋１）＝（Ｄ１ｍ×Ｋ）＋｛Ａ１×（１−Ｋ）｝
【００４３】
前記予測負荷演算処理について説明を加えると、０時になるなど日付が変わるごとに実行され、その日のどの時間帯にどれだけの電力負荷、給湯熱負荷、暖房熱負荷が予測されているかの１日分の時系列的な予測負荷データを求めるように構成されている。
すなわち、曜日ごとの７つの過去負荷データのうち、その日の曜日に対応する過去負荷データと前日の実負荷データとを所定の割合で足し合わせることにより、どの時間帯にどれだけの電力負荷、給湯熱負荷、暖房熱負荷が予測されているかのその日１日分の時系列的な予測負荷データを求めるように構成されている。
【００４４】
月曜日１日分の予測負荷データを求める場合を例に挙げて具体的に説明すると、図３に示すように、曜日ごとの７つの過去負荷データＤ１ｍ〜Ｄ７ｍと曜日ごとの７つの実負荷データＡ１〜Ａ７とが記憶されているので、月曜日に対応する過去負荷データＤ２ｍと、前日の日曜日に対応する実負荷データＡ１とから、下記の〔数２〕により、月曜日の１日分の時系列的な予測負荷データＢを求める。
そして、１日分の予測負荷データＢは、図４に示すように、１日分の時系列的な予測電力負荷データ、１日分の時系列的な予測給湯熱負荷データ、１日分の時系列的な予測暖房熱負荷データからなり、図４の（イ）は、１日分の時系列的な予測電力負荷を示しており、図４の（ロ）は、１日分の時系列的な予測給湯熱負荷を示しており、図４の（ハ）は、１日分の時系列的な予測暖房熱負荷を示している。
なお、下記の〔数２〕において、Ｄ２ｍを、月曜日に対応する過去負荷データとし、Ａ１を、日曜日に対応する実負荷データとし、Ｑは、０．２５の定数であり、Ｂは、予測負荷データとする。
【００４５】
【数２】
Ｂ＝（Ｄ２ｍ×Ｑ）＋｛Ａ１×（１−Ｑ）｝
【００４６】
前記省エネ度基準値演算処理について説明を加えると、例えば、省エネ度基準値演算処理を前回実行したのが０時であると、１時になると省エネ度基準値演算処理を実行するように、単位時間である１時間が経過するごとに実行するように構成されている。
そして、時系列的な予測給湯熱負荷データを用いて、現時点から基準値用時間先までの間に必要となる貯湯必要量を賄えるように熱電併給装置３を運転させた場合に、熱電併給装置３を運転させることによって省エネルギー化を実現できる省エネ度基準値を求めるように構成されている。
【００４７】
例えば、単位時間を１時間とし、基準値用時間を１２時間として説明を加えると、まず、時系列的な予測負荷データによる予測電力負荷、予測給湯熱負荷、および、予測暖房熱負荷から、下記の〔数３〕により、図５に示すように、熱電併給装置３を運転させた場合の予測省エネ度を１時間ごとに１２時間先までの１２個分を求めるとともに、熱電併給装置３を運転させた場合に貯湯タンク３に貯湯することができる予測貯湯量を１時間ごとに１２時間先までの１２個分を求める。
【００４８】
具体的に説明を加えると、現時点が０時であると、０時から１時まで熱電併給装置３を運転させた場合の予測省エネ度については、０時から１時までの予測電力負荷、予測給湯熱負荷、および、予測暖房熱負荷から、下記の〔数３〕により求められ、０時から１時まで熱電併給装置３を運転させた場合の予測貯湯量についても、０時から１時までの予測電力負荷、予測給湯熱負荷、および、予測暖房熱負荷から求められる。
このようにして、現時点が０時である場合には、１時間ごとの予測省エネ度と予測貯湯量とを１２時までの１２個分求めるようにしている。
【００４９】
【数３】
省エネ度Ｐ＝｛（ＥＫ１＋ＥＫ２＋ＥＫ３）／熱電併給装置３の必要エネルギー｝×１００
【００５０】
ただし、ＥＫ１は、有効発電出力Ｅ１を変数とする関数であり、ＥＫ２は、Ｅ２を変数とする関数であり、ＥＫ３は、Ｅ３を変数とする関数であり、

Figure 2004257591
熱電併給装置３の必要エネルギー：５．５ｋＷ
（熱電併給装置３を１時間稼動させたときに必要な都市ガス使用量を０．４３３ｍ３とする）
単位電力発電必要エネルギー：２．８ｋＷ
バーナ効率（暖房時）：０．８
バーナ効率（給湯時）：０．９
【００５１】
また、有効発電出力Ｅ１、暖房熱出力Ｅ２、有効貯湯熱出力Ｅ３の夫々は、下記の〔数４〕〜〔数６〕により求められる。
【００５２】
【数４】
Ｅ１＝電力負荷１１での消費電力＝熱電併給装置３の発電電力−（電気ヒータ１４の消費電力＋各種補機の消費電力）
ちなみに、各種補機とは、このコージェネレーションシステムで補助的に用いられる装置や機械であり、冷却水循環ポンプ１７や湯水循環ポンプ１９などがこれに該当する。
【００５３】
【数５】
Ｅ２＝熱消費端末５での消費熱量
【００５４】
【数６】
Ｅ３＝（熱電併給装置３にて発生する熱量＋電気ヒータ１４の回収熱量−暖房熱出力Ｅ２）−放熱ロス
ただし、電気ヒータ１４の回収熱量＝電気ヒータ１４の消費電力×ヒータの熱効率とする。
【００５５】
そして、図５に示すように、１時間ごとの予測省エネ度および予測貯湯量を１２個分求めた状態において、まず、時系列的な予測給湯熱負荷データから１２時間先までに必要とされている予測必要貯湯量を求め、その予測必要貯湯量から現時点での貯湯タンク４内の貯湯量を引いて、１２時間先までの間に必要となる必要貯湯量を求める。
例えば、予測給湯熱負荷データから１２時間後に９．８ｋＷの給湯熱負荷が予測されていて、現時点での貯湯タンク４内の貯湯量が２．５ｋＷである場合には、１２時間先までの間に必要となる必要貯湯量は７．３ｋＷとなる。
【００５６】
そして、単位時間の予測貯湯量を足し合わせる状態で、その足し合わせた予測貯湯量が必要貯湯量に達するまで、１２個分の単位時間のうち、予測省エネ度の数値が高いものから選択していくようにしている。
【００５７】
説明を加えると、例えば、上述の如く、必要貯湯量が７．３ｋＷである場合には、図５に示すように、まず、予測省エネ度の一番高い７時間先から８時間先までの単位時間を選択し、その単位時間における予測貯湯量を足し合わせる。
次に予測省エネ度の高い６時間先から７時間先までの単位時間を選択し、その単位時間における予測貯湯量を足し合わせて、そのときの足し合わせた予測貯湯量が１．１ｋＷとなる。
また次に予測省エネ度の高い５時間先から６時間先までの単位時間を選択し、その単位時間における予測貯湯量を足し合わせて、そのときの足し合わせた予測貯湯量が４．０ｋＷとなる。
【００５８】
このようにして、予測省エネ度の数値が高いものからの単位時間の選択と予測貯湯量の足し合わせを繰り返していくと、図５に示すように、８時間先から９時間先までの単位時間を選択したときに、足し合わせた予測貯湯量が７．３ｋＷに達する。
そうすると、８時間先から９時間先までの単位時間の省エネ度を省エネ度基準値として設定し、図５に示すものでは、省エネ度基準値が１０６となる。
【００５９】
前記運転可否判別処理について説明を加えると、例えば、運転可否判別処理を前回実行したのが０時であると、１時になると運転可否判別処理を実行するように、単位時間である１時間が経過するごとに実行するように構成されている。
そして、現在要求されている現電力負荷、予測給湯熱負荷から求められる現在要求されている現給湯熱負荷、および、現在要求されている現暖房熱負荷から、上記の〔数３〕により、現省エネ度を求めて、その現省エネ度が省エネ度基準値よりも上回ると、熱電併給装置３の運転が可と判別し、現省エネ度が省エネ度基準値以下であると、熱電併給装置３の運転が不可と判別するようにしている。
【００６０】
次に、運転制御部７による貯湯運転および熱媒供給運転について説明を加える。
前記貯湯運転は、熱電併給装置３の運転中で冷却水循環ポンプ１７の作動により、排熱式熱交換器２２において、冷却水循環路１５を通流する冷却水にて湯水循環路１８を通流する湯水を加熱させることができる状態で行われる。
そして、湯水循環ポンプ１９を作動させて、貯湯タンク４の下部から湯水を湯水循環路１８に取出し、その湯水を排熱式熱交換器２２を通過させて加熱したのち、貯湯タンク４の上部に戻して、貯湯タンク４内に貯湯用設定温度の湯水を貯湯するようにしている。
また、排熱式熱交換器２２を通過した湯水の温度が貯湯設定温度になるように、貯湯弁２９と断続弁３０の開度を調整するように構成されている。
【００６１】
前記熱媒供給運転は、熱消費端末５にて熱が要求されていることを図外のリモコンにより指令されると実行され、貯湯弁２９を閉弁しかつ断続弁３０を開弁する状態で湯水循環ポンプ１９を作動させることにより、排熱式熱交換器２２と補助加熱用熱交換器２６との少なくとも一方にて湯水循環路１８を通流する湯水を加熱させて、その加熱された湯水を熱媒加熱用熱交換器２３を通過する状態で循環させ、熱媒加熱用熱交換器２３において湯水により加熱される熱媒を熱消費端末５に循環供給するようにしている。
【００６２】
前記湯水循環路１８を通流する湯水の加熱については、熱電併給装置３の運転中である場合には、冷却水循環ポンプ１７の作動により、排熱式熱交換器２２において湯水を加熱させるように構成されている。
そして、排熱式用熱交換器２２おいて湯水を加熱させる状態において、熱消費端末５で現在要求されている現暖房熱負荷以上の負荷量を賄える場合には、貯湯弁２９を開弁させる状態でその開度を調整することにより、熱消費端末５で現在要求されている現暖房熱負荷を賄いながら、貯湯タンク４内への貯湯を行うように構成されている。
【００６３】
また、熱電併給装置３にて発生する熱だけでは熱消費端末５で現在要求されている現暖房熱負荷を賄えない場合や、熱電併給装置３の非運転中の場合には、補助加熱手段Ｍを作動させることにより、補助加熱用熱交換器２６において湯水を加熱させるように構成されている。
そして、運転制御部７は、補助加熱手段Ｍの作動中に、補助加熱手段Ｍの作動により現暖房熱負荷よりも設定負荷量だけ大きい負荷量が得られる状態となると、補助加熱手段Ｍの作動を停止させ、補助加熱手段Ｍの作動停止中に、現暖房熱負荷よりも設定負荷量だけ小さい負荷量を賄えない状態となると、補助加熱手段Ｍを作動させる形態で、補助加熱手段Ｍの作動を制御するように構成されている。
【００６４】
また、運転制御部７は、現暖房熱負荷を賄うために作動状態と非作動状態とを繰り返す形態で補助加熱手段Ｍを作動させることが予測できる現時点において現時点よりも後に予測給湯熱負荷が存在する場合には、その予測給湯熱負荷を先行対象用の給湯熱負荷として、作動状態を連続させる形態で補助加熱手段Ｍを作動させて先行対象用の給湯熱負荷分を先行して貯湯タンク４に溜める連続作動状態と、作動状態と非作動状態とを繰り返す形態で補助加熱手段Ｍを作動させかつ先行対象用の給湯熱負荷については現時点よりも後の作動タイミングになると補助加熱手段Ｍを作動させて賄う断続作動状態とのうち、現暖房熱負荷および先行対象用の給湯熱負荷を賄うために必要となるエネルギー量が小さい方を選択して、補助加熱手段Ｍを作動させるように構成されている。
【００６５】
説明を加えると、運転制御部７は、補助加熱手段Ｍの作動により賄う現暖房熱負荷の負荷量が小さいと判別した時点や、補助加熱手段Ｍを作動状態と非作動状態とを設定回数（例えば、２回）繰り返す形態で補助加熱手段Ｍを作動させた時点を、現暖房熱負荷を賄うために作動状態と非作動状態とを繰り返す形態で補助加熱手段Ｍを作動させることが予測できる現時点としている。
例えば、図６に示すように、現時点が１２時２０分であり、それ以前に補助加熱手段Ｍを作動状態と非作動状態とを設定回数（例えば、２回）繰り返す形態で補助加熱手段Ｍを作動させていると、現時点において現暖房熱負荷を賄うために作動状態と非作動状態とを繰り返す形態で補助加熱手段Ｍを作動させることが予測できる。
【００６６】
そして、運転制御部７は、現時点において、現時点よりも後に予測負荷演算処理にて求められた予測給湯熱負荷が予測されている場合には、その予測給湯熱負荷を先行対象用の給湯熱負荷とし、現暖房熱負荷と先行対象用の給湯熱負荷とを賄うことを想定した状態で、連続作動状態と断続作動状態とのうちどちらが必要となるエネルギー量が小さいかを判別する作動状態判別処理を行うように構成されている。
このようにして、運転制御部７は、作動状態判別処理において、連続作動状態の方が断続作動状態よりも必要となるエネルギー量が小さい場合には、連続作動状態で補助加熱手段Ｍを作動させ、断続作動状態の方が連続作動状態よりも必要となるエネルギー量が小さい場合には、断続作動状態で補助加熱手段Ｍを作動させるように構成されている。
【００６７】
前記作動状態判別処理について説明を加えると、例えば、図６に示すように、現時点が１２時２０分であり、現時点よりも後の１４時から１５時の間に予測給湯負荷が予測されている場合には、現時点から１３時まで作動状態を連続させる形態で補助加熱手段Ｍを作動させたときに１４時から１５時までの間の予測給湯負荷を賄えるのであれば、１４時から１５時までの間の予測給湯熱負荷を先行対象用の給湯熱負荷とし、その先行対象用の給湯熱負荷を賄うための作動タイミングを１４時とする。
【００６８】
すなわち、図６においては、現時点から１３時まで作動状態を連続させる形態で補助加熱手段Ｍを作動させたときに、斜線部分Ｃだけの負荷量が貯湯タンク４に先行して溜めることができ、その斜線部分Ｃの負荷量と１４時から１５時までの間の予測給湯負荷の負荷量である斜線部分Ｂとが同量であるので、現時点から１３時まで作動状態を連続させる形態で補助加熱手段Ｍを作動させたときに１４時から１５時までの間の予測給湯負荷を賄えることになる。
【００６９】
ちなみに、先行対象用の給湯熱負荷を設定するに当たって、現暖房熱負荷を賄うために作動状態と非作動状態とを繰り返す形態で補助加熱手段Ｍを作動させる時間を現時点からいつまでにするかについては、適宜変更が可能である。
例えば、図外のリモコンにより熱消費端末５にて熱を要求している熱要求時間帯が設定されている場合には、その熱要求時間帯の間、現暖房熱負荷を賄うために作動状態と非作動状態とを繰り返す形態で補助加熱手段Ｍを作動させることが予測できる。
【００７０】
そして、現暖房熱負荷を賄うために作動状態と非作動状態とを繰り返す形態で補助加熱手段Ｍを作動させる時間が長い場合には、現時点から熱要求時間帯が終了するまでの間作動状態を連続させる形態で補助加熱手段Ｍを作動させたときに賄える負荷量も大きくなるので、このような場合には、例えば、１４時から１５時までの間と、１７時から１８時までの間というように、現時点よりも後に予測給湯熱負荷が複数の時間帯に予測されていると、補助加熱手段Ｍを作動させたときに賄える負荷量を超えない範囲で、現時点に近いものから複数の時間帯における給湯熱負荷を先行対象用の給湯熱負荷とすることも可能である。
【００７１】
そして、下記の〔数７〕により、連続作動状態にて補助加熱手段Ｍを作動させたときに現暖房熱負荷と先行対象用の給湯熱負荷を賄うために必要となるエネルギー量Ｇ１を求めるとともに、下記の〔数８〕により、断続作動状態にて補助加熱手段Ｍを作動させたときに必要となる現暖房熱負荷と先行対象用の給湯熱負荷を賄うために必要となるエネルギー量Ｇ２を求める。
このようにして、求めた連続作動状態におけるエネルギー量Ｇ１と求めた断続作動状態におけるエネルギー量Ｇ２とのどちらが小さいかを判別するようにしている。
【００７２】
【数７】
Ｇ１＝Ａ／η１＋（ＨＬｏｓｓ＋Ｂ）／η１
ただし、Ａは、現暖房熱負荷の負荷量であり、η１は、作動状態を連続させる形態で補助加熱手段Ｍを作動させたときの効率であり、ＨＬｏｓｓは、現時点から作動タイミングまでの放熱量であり、Ｂは、先行対象用の給湯熱負荷の負荷量である。
【００７３】
【数８】
Ｇ２＝Ａ／η２＋Ｂ／η１
ただし、Ａは、現暖房熱負荷の負荷量であり、η１は、作動状態を連続させる形態で補助加熱手段Ｍを作動させたときの効率であり、η２は、作動状態と非作動状態とを繰り返す形態で補助加熱手段Ｍを作動させたときの効率であり、Ｂは、先行対象用の給湯熱負荷の負荷量である。
【００７４】
ちなみに、作動状態と非作動状態とを繰り返す形態で補助加熱手段Ｍを作動させたときには、補助加熱手段Ｍを作動させるたびに起動ロスが生じるので、作動状態を連続させる形態で補助加熱手段Ｍを作動させたときの効率η１の方が、作動状態と非作動状態とを繰り返す形態で補助加熱手段Ｍを作動させたときの効率η２よりも大きくなる。
【００７５】
前記連続作動状態においては、補助加熱手段Ｍの作動により現暖房熱負荷よりも設定負荷量だけ大きい負荷量が得られる状態となると、貯湯弁２９を開弁させ、現暖房熱負荷よりも設定負荷量だけ小さい負荷量を賄えない状態となると、貯湯弁２９を閉弁させる形態で貯湯弁２９の開閉を制御して、現暖房熱負荷を賄いながら、先行対象用の給湯熱負荷分と現時点から作動タイミングまでの放熱量分とを先行して貯湯タンク４に溜めるように構成されている。
【００７６】
前記断続作動状態においては、補助加熱手段Ｍの作動により現暖房熱負荷よりも設定負荷量だけ大きい負荷量が得られる状態となると、補助加熱手段Ｍの作動を停止させ、現暖房熱負荷よりも設定負荷量だけ小さい負荷量を賄えない状態となると、補助加熱手段Ｍを作動させて、作動状態と非作動状態とを繰り返す形態で補助加熱手段Ｍを作動させるように構成されている。
【００７７】
前記運転制御部７の制御動作において熱電併給装置３の運転について、データ更新処理および予測負荷演算処理を行っている状態で、１日の制御動作について、図７のフローチャートに基づいて説明を加える。
【００７８】
まず、省エネ基準値演算処理、運転可否判別処理を順次行い、運転可否判別処理において熱電併給装置３の運転が可と判別されると、熱電併給装置３を運転させる（ステップ１〜４）。
【００７９】
そして、熱電併給装置３を運転させると、熱電併給装置３の運転を開始させてからの運転継続時間が設定時間（例えば、１時間）以上となっておらず、省エネ基準値演算処理、運転可否判別処理を順次行ってから単位時間である１時間が経過していなければ、熱電併給装置３の運転を継続させる（ステップ５，６）。
そして、省エネ基準値演算処理、運転可否判別処理を順次行ってから単位時間である１時間が経過していると、リターンして、再度、省エネ基準値演算処理、運転可否判別処理を順次行う（ステップ６）。
【００８０】
前記運転継続時間が設定時間（例えば、１時間）以上となると、運転可否判別処理において熱電併給装置３の運転が不可と判別されていたり、または、貯湯タンク４内の貯湯量が満杯であると、熱電併給装置３の運転を停止させる（ステップ７〜９）。
【００８１】
また、省エネ基準値演算処理、運転可否判別処理を順次行った際の運転可否判別処理において熱電併給装置３の運転が不可と判別された場合には（ステップ１〜３）、熱電併給装置３の運転中であると、熱電併給装置３の運転を開始させてからの運転継続時間が設定時間（例えば、１時間）以上となっておらず、省エネ基準値演算処理、運転可否判別処理を順次行ってから単位時間である１時間が経過していなければ、熱電併給装置３の運転を継続させる（ステップ１０，５，６）。
そして、熱電併給装置３が運転されていなければ、その運転を停止した状態を維持する（ステップ１０，９）。
【００８２】
このようにして、省エネ基準値演算処理、運転可否判別処理を順次行ってから単位時間である１時間が経過するまでは、上述のような制御動作を行い、単位時間である１時間が経過すると、再度、省エネ基準値演算処理、運転可否判別処理を順次行って、上述の制御動作を行うようにしている（ステップ１１）。
【００８３】
ちなみに、上述のような制御動作を行っている途中に、熱消費端末５にて熱が要求されていることを図外のリモコンにより指令されると、割り込み処理として、運転可否判別処理を行って、ステップ６またはステップ１１において、運転可否判別処理を行ってから単位時間である１時間が経過していなくても、そのときの時刻が７時や１８時など１時間の区切りの時刻になると、リターンして、再度、省エネ基準値演算処理、運転可否判別処理を順次行って、上述のような制御動作を行うようにしている。
【００８４】
また、運転制御部７による熱媒供給運転での補助加熱手段Ｍの作動について、図８のフローチャートに基づいて説明を加える。
熱消費端末５にて熱が要求されていることを図外のリモコンにより指令されると、熱電併給装置３の非運転中であるか、あるいは、熱電併給装置３が運転中であっても、熱電併給装置３から発生する熱だけでは現暖房熱負荷を賄えない場合には、補助加熱手段Ｍを作動させる（ステップ２１〜２４）。
【００８５】
そして、現暖房熱負荷を賄うために作動状態と非作動状態とを繰り返す形態で補助加熱手段Ｍを作動させることが予測でき、かつ、現時点よりも後に予測負荷演算処理にて求められた予測給湯熱負荷が予測されていて、作動状態判別処理実行用の条件が満たされると、作動状態判別処理を実行する（ステップ２５，２６）。
前記作動状態判別処理において、連続作動状態におけるエネルギー量Ｇ１が断続作動状態におけるエネルギー量Ｇ２よりも小さい場合には、連続作動状態にて補助加熱手段Ｍを作動させ、連続作動状態におけるエネルギー量Ｇ１が断続作動状態におけるエネルギー量Ｇ２以上である場合には、断続作動状態にて補助加熱手段Ｍを作動させる（ステップ２７〜２９）。
【００８６】
また、熱消費端末５における熱の要求の停止が図外のリモコンにより指令されたり、熱電併給装置３の運転中に、熱電併給装置３から発生する熱だけで現暖房熱負荷を賄える場合には（ステップ２１，２３）、連続作動状態中でなければ、補助加熱手段Ｍの作動を停止させる（ステップ３０，３１）。
【００８７】
〔第２実施形態〕
この第２実施形態は、上記第１実施形態の作動状態判別処理における先行用の給湯熱負荷についての別実施形態であるので、その点を中心に説明を加える。
ちなみに、その他の構成については、上記第１実施形態と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
【００８８】
前記運転制御部７は、時系列的な給湯熱負荷のうち、補助加熱手段を作動させて賄うことが予測されている時系列的な給湯熱負荷を先行対象用の給湯熱負荷と設定するように構成されている。
【００８９】
すなわち、運転制御部７は、熱電併給装置３の非運転中における時系列的な給湯熱負荷や、熱電併給装置３の運転中に熱電併給装置３にて発生する熱だけでは賄えないような負荷量が大きな時系列的な給湯熱負荷を、補助加熱手段Ｍの作動により賄うと予測することができるので、このような時系列的な給湯熱負荷を補助加熱手段Ｍを作動させて賄うことが予測されている時系列的な給湯熱負荷として、先行対象用の給湯熱負荷を設定するように構成されている。
【００９０】
前記先行対象用の給湯熱負荷を設定する構成について説明を加えると、運転制御部７は、省エネ度基準値演算処理により求められる省エネ度基準値よりも現省エネ度が上回ると、熱電併給装置３を運転させることになるので、予測省エネ度が省エネ度基準値以上であるか否かによって、１日のうち、どのような時間帯に熱電併給装置３を運転させるかを予測する。
すなわち、図５において、省エネ度基準値は１０６であるので、予測省エネ度が省エネ度基準値よりも高い、５時間先から１１時間先までの間を、熱電併給装置３を運転させる時間帯と予測し、それ以外の時間帯を熱電併給装置３を運転させない時間帯と予測する。
【００９１】
そして、図９に示すように、熱電併給装置３を運転させないと予測された時間帯Ｔ２に、斜線部分Ｄで示すように、単位時間当たりの予測給湯熱負荷が存在すると、その予測給湯熱負荷を補助加熱手段Ｍを作動させて賄うことが予測されている時系列的な給湯熱負荷とする。
また、熱電併給装置３を運転させると予測された時間帯Ｔ１であっても、斜線部分Ｅで示すように、熱電併給装置３にて発生する熱にて賄える設定負荷量よりも大きな負荷量の予測給湯熱負荷が存在すると、設定負荷量以上の予測給湯熱負荷分を補助加熱手段Ｍを作動させて賄うことが予測されている時系列的な給湯熱負荷とする。
【００９２】
このようにして、時系列的な予測給湯熱負荷のうち、補助加熱手段Ｍを作動させて賄うことが予測されている予測給湯熱負荷を特定し、その状態において、現暖房熱負荷を賄うために作動状態と非作動状態とを繰り返す形態で補助加熱手段Ｍを作動させることが予測できる場合には、現時点よりも後に特定されている予測給湯熱負荷が存在すると、その予測給湯熱負荷を先行対象用の給湯熱負荷と設定するように構成されている。
【００９３】
〔別実施形態〕
（１）上記第１および第２実施形態では、運転制御部７が、予測電力負荷、および、予測給湯熱負荷と予測暖房熱負荷とからなる予測熱負荷に基づいて、運転用時間帯を設定し、その運転用時間帯において、熱電併給装置３を運転させるように構成されているが、例えば、運転用時間帯における熱電併給装置３の運転に加え、使用者の人為操作によって、熱電併給装置３を運転させたり、あるいは、運転用時間帯を設定することなく、使用者の人為操作のみによって、熱電併給装置３を運転させるように構成して実施することも可能である。
【００９４】
（２）上記第１および第２実施形態では、運転制御部７が、運転用時間帯において、運転継続時間が設定時間未満である場合には、運転継続時間が設定時間以上となるまで熱電併給装置３の運転を継続させるように構成されているが、運転用時間帯において、運転継続時間が設定時間未満であっても、貯湯タンク４内の貯湯量が満杯となると、熱電併給装置３の運転を停止させるように構成して実施することも可能である。
【００９５】
（３）上記第１および第２実施形態では、連続作動状態において、先行対象用の給湯熱負荷分と現時点から作動タイミングまでの放熱量分とを先行して貯湯タンク４に溜めるようにしているが、例えば、先行対象用の給湯熱負荷分よりも設定量だけ多めに先行して貯湯タンク４に溜めるようにして実施することも可能である。
【００９６】
（４）上記第１および第２実施形態では、運転制御部７が、データ更新処理、予測負荷演算処理、省エネ度基準値演算処理、運転可否判別処理を行うことにより、予測電力負荷および予測熱負荷に基づいて、運転用時間帯を設定するようにしているが、運転用時間帯を設定する構成については適宜変更が可能である。
【００９７】
（５）上記第１および第２実施形態では、電気ヒータ１４がガスエンジン１の冷却水を加熱するように構成されているが、電気ヒータ１４にて貯湯タンク４内の湯水を加熱するように構成して実施することも可能である。
【００９８】
（６）上記第１および第２実施形態では、熱電併給装置３として、ガスエンジン１によって発電装置２を駆動するものを例示したが、例えば、熱電併給装置として燃料電池を適応することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】コージェネレーションシステムの概略構成図
【図２】コージェネレーションシステムにおける制御ブロック図
【図３】データ更新処理における説明図
【図４】１日分の時系列的な予測負荷を示すグラフ
【図５】省エネ度基準値演算処理における説明図
【図６】作動状態判別処理における説明図
【図７】熱電併給装置の運転における制御動作を示すフローチャート
【図８】補助加熱手段の作動における制御動作を示すフローチャート
【図９】第２実施形態における先行対象用の給湯熱負荷の設定についての説明図
【符号の説明】
３ 熱電併給装置
４ 貯湯タンク
５ 熱消費端末
７ 運転制御手段
２０ 熱媒循環路
２１ 熱媒循環手段
Ｍ 補助加熱手段
Ｎ 排熱式加熱手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention provides a cogeneration system that generates electric power and heat, a heating medium circulating unit that circulates and supplies a heating medium to a heat consuming terminal through a heating medium circulation path, Exhaust heat type heating means for heating the hot water and the heat medium flowing through the heat medium circulation path, and auxiliary heating means for heating the hot water in the hot water storage tank and the heat medium flowing through the heat medium circulation path, The present invention relates to a cogeneration system provided with operation control means for controlling operation.
[0002]
[Prior art]
In the cogeneration system as described above, the cogeneration system is composed of a combination of a gas engine and a generator or a fuel cell, and operates the cogeneration system and operates the exhaust heat type heating means. Activates the auxiliary heating means by utilizing the heat generated by the cogeneration system to store hot water in the hot water storage tank and to supply heat medium to heat consuming terminals such as floor heating devices and bathroom heating devices By doing so, hot water is stored in the hot water storage tank and a heat medium is supplied to the heat consuming terminal.
[0003]
In the cogeneration system described above, conventionally, hot water taken out from the lower part of the hot water storage tank is heated by the auxiliary heating means and then circulated in the hot water storage tank through the hot water circulation path so as to return to the upper part of the hot water storage tank. A heating medium heating state in which the hot water is circulated through the hot water circulation path so as to pass through a heat medium heating heat exchanger that heats the heating medium flowing through the heating medium circulation path through the heating medium circulation path. The operation control means activates the hot water circulation means in the heating medium heating state, and activates the auxiliary heating means and the heating medium circulation means, whereby heat exchange for heating medium heating is performed. The heating medium flowing through the heating medium circulation path is heated by the hot water heated by the auxiliary heating means in the vessel, and the heated heating medium is heated by a floor heater or a bathroom heater. And then supplied to the terminal (e.g., see Patent Document 1.).
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2001-248909 A
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the above conventional cogeneration, when the auxiliary heating means is operated to supply the heat medium to the heat consuming terminal, the operation control means is configured to cover the current heating heat load currently required by the heat consuming terminal. The operation of the auxiliary heating means will be controlled.
Then, for example, during the operation of the auxiliary heating means, the operation control means stops the operation of the auxiliary heating means when the operation of the auxiliary heating means attains a load amount larger than the current heating heat load by the set load amount. During the suspension of the operation of the auxiliary heating means, when it becomes impossible to cover a load amount smaller than the current heating heat load by the set load amount, by operating the auxiliary heating means to cover the current heating heat load. I have.
[0006]
When the auxiliary heating means is operated in a form in which the operating state and the non-operating state are repeated to cover the current heating heat load, the number of times the auxiliary heating means is operated increases.
Then, a startup loss occurs each time the auxiliary heating means is operated.Therefore, if the number of times the auxiliary heating means is operated increases, the amount of energy required increases accordingly, which is necessary to cover the current heating heat load. There is a possibility that the amount of energy to be increased.
[0007]
The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to provide a cogeneration system that can realize energy saving while covering the current heating heat load currently required by the heat consuming terminal. The point is to provide.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, according to the first aspect of the present invention, a heat and power supply device that generates electric power and heat, and a heat medium circulating unit that circulates and supplies a heat medium to a heat consuming terminal through a heat medium circulation path Exhaust heat type heating means for heating the hot water in the hot water storage tank and the heat medium flowing through the heat medium circulating path with the heat generated by the cogeneration unit; and the hot water and the hot medium circulation in the hot water storage tank. In a cogeneration system provided with auxiliary heating means for heating the heat medium flowing through the passage and operation control means for controlling operation,
The operation control means is configured to manage a time-series hot water supply heat load, and changes an operation state and a non-operation state to cover a current heating heat load currently requested by the heat consuming terminal. If there is a time-series hot water supply heat load after the present time at which it can be predicted that the auxiliary heating means is to be operated in a repeated form, the hot water supply heat load is set as the preceding target hot water supply heat load, and the operating state is set. The auxiliary heating means is operated in a form in which the auxiliary heating means is operated in a form in which the hot water supply heat load for the preceding object is stored in the hot water storage tank in advance, and an operation state and a non-operation state are repeated. And the intermittent operation state in which the auxiliary heating means is operated at an operation timing later than the present time for the hot water supply heat load for the preceding object. Write Select the amount of energy required to cover the hot water supply heat load of the load and the for the preceding object is small, and is configured to activate the auxiliary heating means.
[0009]
In other words, if it is predicted that the operation control means will operate the auxiliary heating means in a form in which the operation state and the non-operation state are repeated in order to cover the current heating heat load, the hot water supply for the preceding object will be performed later than the present time. When a load is present, it is necessary to determine which of the continuous operation state and the intermittent operation state requires a smaller amount of energy, assuming that the current heating heat load and the hot water supply heat load for the preceding object are covered. become.
When the required energy amount is smaller in the continuous operation state than in the intermittent operation state, the operation control means operates the auxiliary heating means in the continuous operation state, and the intermittent operation state is more than the continuous operation state. If the required amount of energy is small, the auxiliary heating means is operated in the intermittent operation state.
[0010]
Therefore, the amount of energy required between the continuous operation state and the intermittent operation state is reduced in a state where it is assumed that the current heating heat load and the hot water supply heat load for the preceding object are covered in addition to the current heating heat load. Since the auxiliary heating means can be operated in either operating state, the required amount of energy can be reduced as much as possible while covering the current heating heat load and the hot water supply heat load for the preceding object.
[0011]
By the way, when the amount of energy required to cover the current heating heat load and the hot water supply heat load for the preceding object is added, in the continuous operation state, the auxiliary heating means is operated in a form in which the operation state is continuous. Therefore, the number of actuations of the auxiliary heating means is reduced, and in this point, the required energy amount is smaller than in the intermittent operation state.
On the other hand, in the continuous operation state, in order to cover the hot water supply heat load for the preceding target, it is expected that the heat stored in the hot water storage tank will be radiated over time, and the hot water supply heat load component for the preceding target will be dissipated. In this point, the amount of energy required is larger than in the intermittent operation state, since the hot water is stored more in the hot water storage tank than in the intermittent operation state.
[0012]
From the above, according to the first aspect of the present invention, the auxiliary heating means is operated in an operation state in which the required energy amount is as small as possible while covering the current heating heat load and the hot water supply heat load for the preceding object. As a result, it is possible to provide a cogeneration system that can realize energy saving while satisfying the current heating heat load currently required by the heat consuming terminal.
[0013]
According to the invention described in claim 2, in the continuous operation state, the operation control unit precedes the hot water supply heat load for the preceding target and the heat release amount from the present time to the operation timing with the hot water storage. It is configured to store in a tank.
[0014]
That is, when the auxiliary heating means is operated in the continuous operation state, the operation control means releases the heat supply heat load for the preceding object and the heat load from the present time to the operation timing in order to cover the hot water supply heat load for the preceding object. Since the heat quantity is stored in the hot water storage tank, the hot water supply heat load for the preceding object can be stored in the hot water storage tank so as not to be excessive or insufficient.
Then, the operation control means, when the auxiliary heating means is operated in a continuous operation state so as to store the hot water supply heat load for the preceding object in the hot water storage tank so as not to be excessive or insufficient, the current heating heat load and the preceding heating Energy required to cover the hot water supply heat load for heating can be obtained, and in the continuous operation state, the energy required to cover the current heating heat load and the hot water supply heat load for the preceding object can be obtained. The amount can be determined with high accuracy.
Therefore, in a state where the current heating heat load and the hot water supply heat load for the preceding object are covered, it is necessary to accurately determine which of the continuous operation state and the intermittent operation state requires a smaller amount of energy. And energy saving can be realized more accurately.
[0015]
According to the third aspect of the present invention, the operation control unit is currently required to have a time-series power load, a time-series hot water supply heat load, a time-series heating heat load at the heat consuming terminal. The current power load, the currently required hot water supply heat load, and the current heating heat load are managed, and based on the information managed by the operation, the operation of the combined heat and power supply can realize energy saving for operation. A time zone is set, and the cogeneration system is operated during the set operation time zone.
[0016]
That is, the time-series power load, the time-series hot water supply heat load, and the time-series heating heat load are based on past usage conditions, and include the current power load, the current hot water supply heat load, and the current time. Heating heat load is based on current usage.
The operation control means realizes energy saving from the time-series power load, the time-series hot water supply heat load, the time-series heating heat load, the current power load, the current hot water supply heat load, and the current heating heat load. Since a possible operating time zone is set, it is possible to set an operating time zone capable of realizing energy saving in a state corresponding to the actual use situation of the user.
[0017]
Therefore, the operation control means causes the cogeneration system to operate during an operation time period in which energy saving can be realized, which is set in a state corresponding to the actual use situation of the user. Energy saving can be realized in a state corresponding to the situation.
[0018]
According to the invention described in claim 4, the operation control means is configured to reduce the current hot water supply heat load only by heat generated in the co-generation system in a time zone other than the operation time zone and in the operation time zone. If it cannot be covered, the auxiliary heating means is operated, and the current heating heat load can be covered only by the heat generated by the cogeneration unit in time periods other than the operation time period and in the operation time period. If there is no, the time-series hot water supply heat configured to operate the auxiliary heating means, and of the time-series hot water supply heat load, which is expected to be covered by operating the auxiliary heating means The load is set as the hot water supply heat load for the preceding object.
[0019]
That is, the operation control means operates the auxiliary heating means in a state where the heat generated by the co-generation system is prioritized over the operation of the auxiliary heating means to cover the current hot water supply heat load and the current heating heat load. The current hot water supply heat load and the current heating heat load can be covered while using the heat generated by the combined heat and power supply device, so that energy saving can be realized accordingly.
[0020]
According to the first aspect of the present invention, even when the time-series hot water supply heat load predicted to be covered by the heat generated by the combined heat and power supply device is included in the preceding target hot water supply heat load. Assuming that the time-series hot water supply heat load predicted to be covered by the heat generated by the combined heat and power supply is also covered by the operation of the auxiliary heating means, either the continuous operation state or the intermittent operation state It is determined whether the required energy amount is small.
Therefore, when the time-series hot water supply heat load predicted to be covered by the heat generated by the combined heat and power supply device is included in the hot water supply heat load for the preceding object, the auxiliary heating means is continuously operated. , The time-series hot water supply heat load, which is predicted to save energy by operating the co-generation system, can be stored in the hot water storage tank ahead of time by the operation of the auxiliary heating means. In other words, it is possible to hinder the realization of energy saving.
[0021]
However, in the invention described in claim 4, the operation control means sets the time-series hot water supply heat load, which is predicted to be covered by activating the auxiliary heating means, out of the time-series hot water supply heat load as a preceding object. Because it is set as the hot water supply heat load, it is possible to set the hot water supply heat load for the preceding target, except for the time-series hot water supply heat load that is predicted to be covered by the heat generated by the cogeneration system. You can do it.
Therefore, it is possible to prevent the time-series hot water supply heat load, which is predicted to save energy by operating the co-generation system, from being satisfied by the operation of the auxiliary heating unit. Thus, energy saving can be realized accurately.
[0022]
Incidentally, among the time-series hot water supply heat loads, a configuration for specifying the time-series hot water supply heat load predicted to be covered by operating the auxiliary heating means is added. As described above, since the cogeneration system is operated during the operation time period and the operation time period is set based on the time-series hot water supply heat load, etc., It can be grasped whether the time is set as the driving time zone.
Therefore, the operation time zone can be predicted based on the load amount of the time-series hot water supply heat load. In the time zone other than the predicted operation time zone, the combined heat and power supply Can be predicted during non-operation, and during the predicted operation time zone, it can be predicted that the cogeneration system is operating.
[0023]
During the non-operation of the cogeneration system, the auxiliary heating means is operated without operating the cogeneration system, so that the time-series hot water supply heat load during the non-operation of the cogeneration system is A time-series hot water supply heat load predicted to be met by operating the means can be provided.
Further, even during the operation of the cogeneration system, if the load of the hot water supply heat load at that time is a load that cannot be covered only by the heat generated by the cogeneration system, the auxiliary heating unit is operated. Therefore, when it is predicted that the hot water supply heat load of a load amount that cannot be covered only by the heat generated by the combined heat and power unit during operation of the combined heat and power supply unit will be covered by operating the auxiliary heating means. A series of hot water supply heat loads can be provided.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A cogeneration system according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
As shown in FIGS. 1 and 2, this cogeneration system utilizes a cogeneration system 3 configured to drive a power generation device 2 by a gas engine 1 and heat generated by the cogeneration system 3. Meanwhile, a hot water storage unit 6 for storing hot water in the hot water storage tank 4 and supplying a heat medium to the heat consuming terminal 5, an operation control unit 7 as operation control means for controlling the operation of the combined heat and power supply device 3 and the hot water storage unit 6, and the like. Have been.
[0025]
On the output side of the power generation device 2, an inverter 8 for system linking is provided, and the inverter 8 controls the output power of the power generation device 2 to have the same voltage and the same frequency as the power supplied from the commercial system 9. It is configured.
The commercial system 9 is, for example, a single-phase three-wire 100/200 V, and is electrically connected to a power load 11 such as a television, a refrigerator, and a washing machine via a commercial power supply line 10.
The inverter 8 is electrically connected to the commercial power supply line 10 via the cogeneration supply line 12, and the generated power from the power generator 2 is supplied to the electric load 11 via the inverter 8 and the cogeneration supply line 12. It is configured to supply.
[0026]
The commercial power supply line 10 is provided with a power load measuring means 13 for measuring the load power of the power load 11, and the power load measuring means 13 generates a reverse flow in the current flowing through the commercial power supply line 10. It is also configured to detect whether or not to perform.
Then, the power supplied from the power generator 2 to the commercial power supply line 10 is controlled by the inverter 8 so that the reverse power flow does not occur, and the surplus power of the generated power is generated by replacing the surplus power with heat instead of heat. It is configured to be supplied to the heater 14.
[0027]
The electric heater 14 is composed of a plurality of electric heaters, is provided so as to heat the cooling water of the gas engine 1 flowing through the cooling water circulation path 15 by the operation of the cooling water circulation pump 17, and is provided on the output side of the power generator 2. ON / OFF is switched by the connected operation switch 16.
The operation switch 16 is configured to adjust the power consumption of the electric heater 14 according to the magnitude of the surplus power so that the power consumption of the electric heater 14 increases as the magnitude of the surplus power increases. I have.
[0028]
The hot water storage unit 6 includes a hot water storage tank 4 for storing hot water in a state where a temperature stratification is formed, a hot water circulation pump 19 for circulating hot water and the like in the hot water storage tank 4 through a hot water circulation path 18, and a heat medium through a heat medium circulation path 20. A heat medium circulating pump 21 as a heat medium circulating means for circulating and supplying the heat to the heat consuming terminal 5, an exhaust heat exchanger 22 for heating hot water flowing through the hot water circulation path 18, and heat flowing through the heat medium circulation path 20. A heat medium heating heat exchanger 23 for heating the medium, an auxiliary heating heat exchanger 26 for heating the hot and cold water flowing through the hot and cold water circulation path 18 by the combustion of the burner 25 with the fan 24 operating. It is configured.
[0029]
In the exhaust heat type heat exchanger 22, the hot and cold water flowing through the hot and cold water circulation path 18 is heated by flowing the cooling water of the cooling water circulation path 15 that has recovered the heat generated in the cogeneration device 3. Is configured.
The exhaust heat type heating means N is constituted by an exhaust heat type heat exchanger 22, and the auxiliary heating means M is constituted by a fan 24, a burner 25, and an auxiliary heating heat exchanger 26.
Incidentally, the auxiliary heating means M adjusts the combustion amount of the burner 25 so that the temperature of the hot water becomes the set temperature for storing hot water or the set temperature for heating medium to be supplied to the heat exchanger 23 for heating medium heating. It is configured to be heated.
[0030]
In the heat medium heating heat exchanger 23, the heat medium heating / cooling passage 20 is caused to flow through the heat source hot water heated in the exhaust heat type heat exchanger 22 and the auxiliary heating heat exchanger 26. The heating medium to be heated is configured to be heated.
The heat consuming terminal 5 includes a heating terminal such as a floor heating device or a bathroom heating device.
[0031]
The hot water circulation path 18 is connected to a take-out path 27 communicating with the lower part of the hot water storage tank 4 and a hot water storage path 28 communicating with the upper part of the hot water storage tank 4. The hot water storage path 28 is provided with a hot water storage valve 29.
Then, in the hot water circulation path 18, the heat rejection heat exchanger 22, the hot water circulation pump 19, the auxiliary heating heat exchanger 26, and the flow of the hot water flow from the connection point with the take-out path 27 in the order of the circulation of the hot water. An intermittent on-off valve 30 and a heat medium heating heat exchanger 23 are provided.
[0032]
Further, a hot water supply load measuring means 31 for measuring hot water supply heat load when hot water is taken out of the hot water storage tank 4 is provided, and a heating heat load measuring means 32 for measuring a heating heat load at the heat consuming terminal 5 is also provided. ing.
[0033]
The operation control unit 7 controls the operation of the cogeneration system 3 and the operation state of the cooling water circulation pump 17 in a state where the cooling water circulation pump 17 is operated while the cogeneration system 3 is operating, and also controls the hot water circulation pump 19, By controlling the operating states of the heat source circulation pump 21 and the heat medium circulation pump 23, a hot water storage operation for storing hot water in the hot water storage tank 4 and a heat medium supply operation for supplying a heat medium to the heat consuming terminal 5 are performed. Is configured.
[0034]
By the way, when hot water is supplied, if hot water at the set temperature for hot water storage is stored in hot water storage tank 4, the hot water is supplied. If hot water at the set temperature for hot water storage is not stored in hot water storage tank 4, auxiliary heating The means M is operated to supply hot water heated by the auxiliary heating means M via the hot water storage tank 4.
[0035]
First, the control of the operation of the cogeneration system 3 by the operation control unit 7 will be described.
The operation control unit 7 performs a data update process of updating and storing time-series past load data for one day in a state of being associated with a day of the week based on an actual use situation. It is configured to perform a predicted load calculation process for obtaining time-series predicted load data for one day from the time-series past load data for one day.
Then, the operation control unit 7 obtains the time-series predicted load data for one day on that day, and every time one hour, which is a unit time, elapses from the time-series predicted load data based on the time-series predicted load data. Energy saving reference value calculation processing for obtaining an energy saving reference value that is a reference for whether or not to operate the fuel cell 3, and the actual energy saving at the present time is lower than the energy saving reference value obtained in the energy saving reference value calculation processing. It is configured to perform an operation availability determination process of determining whether the operation of the combined heat and power supply device 3 is possible or not depending on whether the degree is higher than the degree.
[0036]
In this way, when the operation control unit 7 determines that the operation of the cogeneration system 3 is possible in the operation availability determination processing, for example, if the current time is 0:00, the operation control unit 7 sets the operation time from 0:00 to 1:00 as the operation time. The unit time from the present time to one hour ahead is set as an operation time zone for operating the cogeneration system 3 so as to be set as a zone, and the cogeneration system 3 is operated during the operation time zone, When it is determined that the operation of the heat and power supply 3 is not possible, the operation of the cogeneration system 3 is stopped.
[0037]
When the amount of hot water stored in hot water storage tank 4 is full during the operation time zone, operation control unit 7 sets the operation continuation time from the start of operation of combined heat and power supply device 3 for a set time (for example, one hour). If the above is the case, the operation of the combined heat and power supply device 3 is stopped, and if the operation continuation time is shorter than the set time (for example, one hour), even if the hot water storage amount in the hot water storage tank 4 becomes full, The configuration is such that the operation of the cogeneration system 3 is continued until the operation continuation time becomes equal to or longer than a set time (for example, one hour).
Incidentally, although not shown, the amount of hot water stored in hot water storage tank 4 is configured to be detected based on detection information of a plurality of thermistors provided in hot water storage tank 4.
[0038]
The data update process will be described in more detail. One day of time-series past load data for how much power load, hot water supply heat load as heating load, and heating heat load during which time of day Is updated and stored in a state of being associated with the day of the week.
[0039]
First, time-series past load data will be described. The time-series past load data includes three types of time-series power load data, time-series hot water supply heat load data, and time-series heating heat load data. As shown in FIG. 3, time-series past load data for one day is stored in a state of being divided for each day of the week from Sunday to Saturday.
The time-series past load data for one day includes 24 power load data per unit time, 24 hot water supply heat load data per unit time, with one hour as a unit time in 24 hours, and , And 24 heating heat load data per unit time.
[0040]
When the configuration for updating the past load data as described above is added, an actual power load, an actual hot water supply heat load, and an actual heating heat load per unit time are calculated based on the actual use condition by using a power load measurement unit. 13. The time for one day when the actual power load, the actual hot water heat load, and the actual heating heat load are measured by the hot water supply heat load measuring means 31 and the heating heat load measuring means 32 and stored. The actual load data is stored in association with the day of the week.
Then, when the time-series actual load data for one day is stored for one week, the time-series past load data and the time-series actual load data are added at a predetermined ratio for each day of the week. Thus, new time-series past load data is obtained, the obtained new time-series past load data is stored, and the time-series past load data is updated.
[0041]
Specifically, taking Sunday as an example, as shown in FIG. 3, of the time-series past load data, the time-series past load data D1m corresponding to Sunday and the time-series actual load data are compared. From the time-series actual load data A1 corresponding to Sunday, new time-series past load data D1 (m + 1) corresponding to Sunday is obtained by the following [Equation 1], and the obtained time series is obtained. Past load data D1 (m + 1) is stored.
In the following [Equation 1], D1m is time-series past load data corresponding to Sunday, A1 is time-series actual load data corresponding to Sunday, and K is a constant of 0.75. And D1 (m + 1) is set as new time-series past load data.
[0042]
(Equation 1)
D1 (m + 1) = (D1m × K) + {A1 × (1-K)}
[0043]
The prediction load calculation process will be described in detail. The prediction load calculation process is executed every time the date changes, for example, at 0:00, and a day of how much power load, hot water supply heat load, and heating heat load are predicted in which time zone of the day. It is configured to obtain time-series predicted load data for minutes.
That is, of the seven past load data for each day of the week, the past load data corresponding to the day of the day of the day and the actual load data of the day before are added at a predetermined ratio, so that how much power load and hot water It is configured to obtain time-series predicted load data for one day of the day on whether the heat load and the heating heat load are predicted.
[0044]
This will be described in detail by taking as an example a case where predicted load data for one day on Monday is obtained. As shown in FIG. 3, seven past load data D1m to D7m for each day of the week and seven actual load data A1 for each day of the week. ＡA7 are stored, and from the past load data D2m corresponding to Monday and the actual load data A1 corresponding to Sunday the previous day, the time series of one day on Monday is calculated by the following [Equation 2]. Is calculated.
As shown in FIG. 4, the predicted load data B for one day is time-series predicted power load data for one day, time-series predicted hot water supply heat load data for one day, and one day. It consists of time-series predicted heating heat load data. FIG. 4A shows one-day time-series predicted power load, and FIG. 4B shows one-day time-series predicted power load. (C) in FIG. 4 shows a time-series predicted heating heat load for one day.
In the following [Equation 2], D2m is past load data corresponding to Monday, A1 is actual load data corresponding to Sunday, Q is a constant of 0.25, and B is a predicted load data. Data.
[0045]
(Equation 2)
B = (D2m × Q) + {A1 × (1-Q)}
[0046]
The energy-saving degree reference value calculation processing will be described in more detail. For example, if the energy-saving degree reference value calculation processing was previously executed at 0:00, the energy-saving degree reference value calculation processing is executed at 1:00. Is executed every time one hour elapses.
Then, when the combined heat and power supply device 3 is operated using the time-series predicted hot water supply heat load data so as to cover the required amount of hot water storage required from the present time to the reference value time destination, the combined heat and power supply device 3 is operated to obtain an energy saving degree reference value that can realize energy saving by operating the fuel cell 3.
[0047]
For example, when the unit time is set to 1 hour and the reference value time is set to 12 hours, first, a predicted power load, a predicted hot water supply heat load, and a predicted heating heat load based on time-series predicted load data are as follows. According to [Equation 3], as shown in FIG. 5, the predicted energy saving degree when the combined heat and power supply apparatus 3 is operated is calculated for every 12 hours up to 12 hours ahead, and the combined heat and power supply apparatus 3 is operated. In this case, the predicted hot water storage amount that can be stored in the hot water storage tank 3 for each of the 12 hot water storage tanks is calculated for each hour up to 12 hours ahead.
[0048]
More specifically, when the present time is 0:00, the predicted energy saving degree when the combined heat and power supply device 3 is operated from 0:00 to 1:00 is the predicted power load from 0:00 to 1:00, From the hot water supply heat load and the predicted heating heat load, it is obtained by the following [Equation 3]. The predicted hot water storage amount when the combined heat and power supply device 3 is operated from 0:00 to 1:00 is also from 0:00 to 1:00. From the predicted power load, predicted hot water supply heat load, and predicted heating heat load.
In this way, when the current time is 0:00, the predicted energy saving degree and the predicted hot water storage amount for each hour are obtained for twelve pieces until 12:00.
[0049]
[Equation 3]
Energy saving degree P = {(EK1 + EK2 + EK3) / necessary energy of combined heat and power supply device 3} × 100
[0050]
Here, EK1 is a function having the effective power generation output E1 as a variable, EK2 is a function having E2 as a variable, and EK3 is a function having E3 as a variable.
Figure 2004257591
Required energy of cogeneration unit 3: 5.5 kW
(The amount of city gas required when operating the cogeneration system 3 for one hour is 0.433 m. 3 And
Unit power generation required energy: 2.8kW
Burner efficiency (at heating): 0.8
Burner efficiency (at the time of hot water supply): 0.9
[0051]
Further, each of the effective power generation output E1, the heating heat output E2, and the effective hot water storage heat output E3 is obtained by the following [Equation 4] to [Equation 6].
[0052]
(Equation 4)
E1 = power consumption at power load 11 = power generated by cogeneration unit 3− (power consumption of electric heater 14 + power consumption of various auxiliary machines)
Incidentally, the various auxiliary machines are devices and machines used as auxiliary in this cogeneration system, and correspond to the cooling water circulation pump 17, the hot water circulation pump 19 and the like.
[0053]
(Equation 5)
E2 = heat consumption at the heat consuming terminal 5
[0054]
(Equation 6)
E3 = (The amount of heat generated in the cogeneration unit 3 + The amount of heat recovered by the electric heater 14-Heating heat output E2) -The heat dissipation loss
Here, the amount of heat recovered by the electric heater 14 = power consumption of the electric heater 14 x thermal efficiency of the heater.
[0055]
Then, as shown in FIG. 5, in a state where the predicted energy saving degree and the predicted hot water storage amount for each hour are obtained for 12 pieces, first, it is required from the time-series predicted hot water supply heat load data to 12 hours ahead. The required amount of hot water stored in the hot water storage tank 4 at the present time is subtracted from the predicted required amount of hot water stored, and the required amount of hot water required until 12 hours ahead is obtained.
For example, if the hot water supply heat load of 9.8 kW is predicted 12 hours later from the predicted hot water supply heat load data, and the hot water storage amount in the hot water storage tank 4 at this time is 2.5 kW, the time until 12 hours ahead The required amount of hot water storage is 7.3 kW.
[0056]
Then, in a state in which the predicted hot water storage amounts of the unit time are added, until the sum of the predicted hot water storage amounts reaches the required hot water storage amount, of the unit time for twelve units, select one having a higher numerical value of the predicted energy saving degree. I'm going to go.
[0057]
To add an explanation, for example, as described above, if the required hot water storage amount is 7.3 kW, first, as shown in FIG. The time is selected, and the predicted hot water storage amount in the unit time is added.
Next, a unit time from 6 hours ahead to 7 hours ahead with a high predicted energy saving degree is selected, and the predicted hot water storage amount in the unit time is added up, and the total predicted hot water storage amount at that time becomes 1.1 kW.
In addition, a unit time from 5 hours ahead to 6 hours ahead with the next highest predicted energy saving degree is selected, and the predicted hot water storage amount in the unit time is added, and the total predicted hot water storage at that time becomes 4.0 kW. .
[0058]
In this way, when the selection of the unit time from the one with the higher predicted energy saving degree and the addition of the predicted hot water storage amount are repeated, as shown in FIG. 5, the unit time from 8 hours ahead to 9 hours ahead is obtained. When is selected, the sum of predicted hot water storage amounts reaches 7.3 kW.
Then, the energy saving degree for the unit time from 8 hours to 9 hours ahead is set as the energy saving reference value. In the example shown in FIG.
[0059]
In addition to the description of the drive availability determination process, for example, if the last time the drive availability determination process was performed is 0:00, the drive availability determination process is performed at 1:00, and one hour as a unit time elapses. It is configured to execute every time.
Then, from the presently requested current power load, the currently requested present hot water supply heat load obtained from the predicted hot water supply heat load, and the currently requested present heating heat load, the current The energy saving degree is determined, and if the current energy saving level exceeds the energy saving standard value, it is determined that the operation of the combined heat and power supply device 3 is possible. It is determined that driving is not possible.
[0060]
Next, the hot water storage operation and the heat medium supply operation by the operation control unit 7 will be described.
In the hot water storage operation, the cooling water circulation pump 17 is operated during the operation of the cogeneration system 3, and in the exhaust heat type heat exchanger 22, the cooling water flowing through the cooling water circulation path 15 flows through the cooling water circulation path 18. It is performed in a state where hot water can be heated.
Then, the hot water circulation pump 19 is operated to take out hot water from the lower part of the hot water storage tank 4 to the hot water circulation path 18, and the hot water is passed through the heat rejection heat exchanger 22 to be heated. Then, the hot water is stored in the hot water storage tank 4 at the set temperature for hot water storage.
Further, the opening degrees of the hot water storage valve 29 and the intermittent valve 30 are adjusted such that the temperature of the hot water that has passed through the exhaust heat exchanger 22 becomes the hot water storage set temperature.
[0061]
The heat medium supply operation is executed when a heat request is issued from the heat consuming terminal 5 by a remote controller (not shown), and the hot water storage valve 29 is closed and the intermittent valve 30 is opened. By operating the hot and cold water circulation pump 19, the hot and cold water flowing through the hot and cold water circulation path 18 is heated by at least one of the exhaust heat type heat exchanger 22 and the auxiliary heating heat exchanger 26. Is circulated while passing through the heat medium heating heat exchanger 23, and the heat medium heated by the hot and cold water in the heat medium heating heat exchanger 23 is circulated and supplied to the heat consuming terminal 5.
[0062]
The heating of the hot and cold water flowing through the hot and cold water circulation path 18 is performed by operating the cooling water circulation pump 17 to heat the hot and cold water in the exhaust heat exchanger 22 when the cogeneration system 3 is operating. It is configured.
Then, in a state where the hot water is heated in the exhaust heat type heat exchanger 22, if the heat consumption terminal 5 can cover a load amount equal to or more than the current heating heat load currently required, the hot water storage valve 29 is opened. By adjusting the opening degree in this state, hot water is stored in the hot water storage tank 4 while covering the current heating heat load currently required by the heat consuming terminal 5.
[0063]
If the heat generated by the heat and power supply device 3 alone cannot cover the current heating heat load required by the heat consuming terminal 5 or if the heat and power supply device 3 is not operating, the auxiliary heating means is used. By operating M, hot water is heated in the auxiliary heating heat exchanger 26.
Then, during the operation of the auxiliary heating means M, the operation control section 7 operates the auxiliary heating means M when the operation of the auxiliary heating means M results in a state where a load amount larger than the current heating heat load by the set load amount is obtained. When the auxiliary heating unit M is stopped and the load amount smaller than the current heating heat load by the set load amount cannot be covered while the operation of the auxiliary heating unit M is stopped, the auxiliary heating unit M is activated. It is configured to control operation.
[0064]
In addition, the operation control unit 7 determines that there is a predicted hot water supply heat load later than the present time at the present time when it can be predicted that the auxiliary heating means M is operated in a mode in which the operation state and the non-operation state are repeated in order to cover the current heating heat load. In this case, the predicted hot water supply heat load is used as the hot water supply heat load for the preceding object, and the auxiliary heating means M is operated in a form in which the operating state is continued to precede the hot water supply heat load for the preceding object. The auxiliary heating means M is operated in a form of repeating a continuous operation state, an operation state, and a non-operation state, and the auxiliary heating means M is activated when the operation timing of the hot water supply heat load for the preceding object comes after the present time. Of the intermittent operation state covered by the heating operation, the smaller of the amount of energy required to cover the current heating heat load and the hot water supply heat load for the preceding object is selected, and the auxiliary heating means M is operated. It is configured to.
[0065]
In addition, the operation control unit 7 determines whether the amount of the current heating heat load provided by the operation of the auxiliary heating unit M is small, or sets the operation state and the non-operation state of the auxiliary heating unit M to a set number of times ( For example, the time at which the auxiliary heating means M is operated in a repetitive manner (two times) is the time at which the auxiliary heating means M can be predicted to be operated in a form in which the operating state and the non-operating state are repeated to cover the current heating heat load. And
For example, as shown in FIG. 6, the current time is 12:20, and before that, the auxiliary heating means M is operated in a mode in which the operation state and the non-operation state are repeated a set number of times (for example, twice). When the auxiliary heating means M is operated, it can be predicted that the auxiliary heating means M is operated in a mode in which the operating state and the non-operating state are repeated at the present time to cover the current heating heat load.
[0066]
If the predicted hot water supply heat load obtained by the predicted load calculation processing is predicted later than the current time at this time, the operation control unit 7 compares the predicted hot water supply heat load with the preceding target hot water supply heat load. An operation state determination process of determining which of the continuous operation state and the intermittent operation state requires a smaller amount of energy under the assumption that the current heating heat load and the hot water supply heat load for the preceding object are covered. It is configured to perform.
In this manner, in the operation state determination process, when the amount of energy required in the continuous operation state is smaller than that in the intermittent operation state, the operation control unit 7 operates the auxiliary heating means M in the continuous operation state. When the amount of energy required in the intermittent operation state is smaller than that in the continuous operation state, the auxiliary heating means M is operated in the intermittent operation state.
[0067]
For example, as shown in FIG. 6, when the current time is 12:20 and the predicted hot water supply load is predicted between 14:00 and 15:00, which is later than the current time, as shown in FIG. If the predicted hot water supply load from 14:00 to 15:00 can be covered when the auxiliary heating means M is operated in a form in which the operation state is continued from the current time to 13:00, the time is from 14:00 to 15:00. Is set as the hot water supply heat load for the preceding object, and the operation timing for covering the hot water supply heat load for the preceding object is 14:00.
[0068]
That is, in FIG. 6, when the auxiliary heating means M is operated in a form in which the operating state is continued from the present time to 13:00, the load amount of only the hatched portion C can be stored in the hot water storage tank 4 in advance, Since the load amount of the hatched portion C and the hatched portion B which is the load amount of the predicted hot water supply load from 14:00 to 15:00 are the same, the auxiliary heating is performed in a form in which the operating state is continued from the present time to 13:00. When the means M is operated, the predicted hot water supply load from 14:00 to 15:00 can be covered.
[0069]
By the way, when setting the hot water supply heat load for the preceding object, when the time to operate the auxiliary heating means M in the form of repeating the operation state and the non-operation state in order to cover the current heating heat load, It can be changed as appropriate.
For example, when a heat request time period in which heat is requested by the heat consuming terminal 5 is set by a remote controller (not shown), the operation state is set to cover the current heating heat load during the heat request time period. It can be predicted that the auxiliary heating means M will be operated in a mode in which the state is repeated between and the non-operation state.
[0070]
If the operation time of the auxiliary heating means M is long in a mode in which the operation state and the non-operation state are repeated to cover the current heating heat load, the operation state is changed from the present time until the end of the heat request time zone. The amount of load that can be covered when the auxiliary heating means M is operated in a continuous mode is increased. In such a case, for example, the time between 14:00 and 15:00 and the time between 17:00 and 18:00 are set. As described above, if the predicted hot water supply heat load is predicted in a plurality of time zones later than the present time, a plurality of times from the closest to the present time within a range not exceeding the load amount that can be covered when the auxiliary heating means M is operated. It is also possible to use the hot water supply heat load in the zone as the hot water supply heat load for the preceding object.
[0071]
Then, according to the following [Equation 7], when the auxiliary heating means M is operated in the continuous operation state, the energy amount G1 required to cover the current heating heat load and the hot water supply heat load for the preceding object is obtained, and According to the following [Equation 8], the energy amount G2 required to cover the current heating heat load required when the auxiliary heating means M is operated in the intermittent operation state and the hot water supply heat load for the preceding object is calculated. Ask.
In this way, it is determined which of the calculated energy amount G1 in the continuous operation state and the calculated energy amount G2 in the intermittent operation state is smaller.
[0072]
(Equation 7)
G1 = A / η1 + (HLos + B) / η1
Here, A is the load amount of the current heating heat load, η1 is the efficiency when the auxiliary heating means M is operated in a continuous operation state, and HLoss is the heat release amount from the current time to the operation timing. And B is the load of the hot water supply heat load for the preceding object.
[0073]
(Equation 8)
G2 = A / η2 + B / η1
Here, A is the load amount of the current heating heat load, η1 is the efficiency when the auxiliary heating means M is operated in a form in which the operation state is continued, and η2 is the operation state and the non-operation state. This is the efficiency when the auxiliary heating means M is operated in a repeated manner, and B is the load amount of the hot water supply heat load for the preceding object.
[0074]
Incidentally, when the auxiliary heating means M is operated in a mode in which the operating state and the non-operating state are repeated, a start-up loss occurs each time the auxiliary heating means M is operated. The efficiency η1 when activated is greater than the efficiency η2 when the auxiliary heating means M is activated in a mode in which the activated state and the inactive state are repeated.
[0075]
In the continuous operation state, when a load amount larger than the current heating heat load by the set heating amount is obtained by the operation of the auxiliary heating means M, the hot water storage valve 29 is opened, and the set load is set to a value smaller than the current heating heat load. When it becomes impossible to cover the load amount that is small by the amount, the opening and closing of the hot water storage valve 29 is controlled by closing the hot water storage valve 29 so that the current heating heat load is covered and the hot water supply heat load for the preceding object and the current The amount of heat radiation from the time to the operation timing is stored in the hot water storage tank 4 in advance.
[0076]
In the intermittent operation state, when a load amount larger than the current heating heat load by a set load amount is obtained by the operation of the auxiliary heating means M, the operation of the auxiliary heating means M is stopped and the current heating heat load is reduced. When a load amount smaller than the set load amount cannot be provided, the auxiliary heating means M is operated, and the auxiliary heating means M is operated in a mode in which the operation state and the non-operation state are repeated.
[0077]
The control operation of the operation control unit 7 will be described with reference to the flowchart of FIG. 7 regarding the operation of the combined heat and power supply device 3 in a state where the data update processing and the predicted load calculation processing are being performed.
[0078]
First, the energy-saving reference value calculation process and the operation availability determination process are sequentially performed. If it is determined in the operation availability determination process that the operation of the cogeneration system 3 is possible, the cogeneration system 3 is operated (steps 1 to 4).
[0079]
When the cogeneration system 3 is operated, the operation continuation time from the start of the operation of the cogeneration system 3 does not exceed the set time (for example, one hour), and the energy saving reference value calculation processing, If one hour, which is the unit time, has not elapsed since the determination process was sequentially performed, the operation of the cogeneration system 3 is continued (steps 5 and 6).
Then, if one unit time has elapsed since the energy saving reference value calculation process and the operation availability determination process are sequentially performed, the process returns and the energy saving reference value calculation process and the operation availability determination process are sequentially performed again ( Step 6).
[0080]
When the operation continuation time is equal to or longer than a set time (for example, one hour), it is determined that the operation of the combined heat and power supply device 3 is not possible in the operation availability determination processing, or that the amount of hot water stored in the hot water storage tank 4 is full. Then, the operation of the cogeneration system 3 is stopped (steps 7 to 9).
[0081]
If it is determined that the operation of the combined heat and power supply device 3 is not possible (steps 1 to 3) in the drive availability determination process when the energy saving reference value calculation process and the drive availability determination process are sequentially performed (steps 1 to 3), During the operation, the operation continuation time from the start of the operation of the combined heat and power supply device 3 does not exceed the set time (for example, 1 hour), and the energy saving reference value calculation process and the operation availability determination process are sequentially performed. If one hour, which is a unit time, has not elapsed since then, the operation of the cogeneration system 3 is continued (steps 10, 5, 6).
Then, if the combined heat and power supply device 3 is not operated, the state where the operation is stopped is maintained (steps 10 and 9).
[0082]
In this manner, the control operation as described above is performed until the unit time of one hour elapses after sequentially performing the energy saving reference value calculation process and the operation availability determination process. Then, the energy saving reference value calculation process and the operation possibility determination process are sequentially performed again to perform the above-described control operation (step 11).
[0083]
By the way, if a remote controller (not shown) instructs that heat is required by the heat consuming terminal 5 while performing the control operation as described above, a drive availability determination process is performed as an interrupt process. In step 6 or step 11, even if the unit time of one hour has not elapsed since the driving permission / inhibition determination process was performed, if the time at that time is a time of one hour, such as 7:00 or 18:00, After returning, the control operation as described above is performed by sequentially performing the energy saving reference value calculation process and the operation availability determination process again.
[0084]
Further, the operation of the auxiliary heating means M in the heating medium supply operation by the operation control unit 7 will be described based on the flowchart of FIG.
When the remote controller (not shown) instructs that the heat is required by the heat consuming terminal 5, even if the cogeneration device 3 is not operating or the cogeneration device 3 is operating, When the current heating heat load cannot be covered only by the heat generated from the cogeneration device 3, the auxiliary heating means M is operated (steps 21 to 24).
[0085]
Then, it can be predicted that the auxiliary heating means M is operated in a mode in which the operating state and the non-operating state are repeated to cover the current heating heat load, and the predicted hot water supply obtained by the predicted load calculation process later than the present time. When the heat load is predicted and the condition for performing the operation state determination process is satisfied, the operation state determination process is performed (steps 25 and 26).
In the operation state determination process, when the energy amount G1 in the continuous operation state is smaller than the energy amount G2 in the intermittent operation state, the auxiliary heating means M is operated in the continuous operation state, and the energy amount G1 in the continuous operation state is reduced. If the energy amount is equal to or more than the energy amount G2 in the intermittent operation state, the auxiliary heating means M is operated in the intermittent operation state (steps 27 to 29).
[0086]
In addition, when the stop of the heat request in the heat consuming terminal 5 is instructed by a remote controller (not shown), or when the current heating heat load can be covered only by the heat generated from the cogeneration device 3 during the operation of the cogeneration device 3, (Steps 21 and 23) If the operation is not in the continuous operation state, the operation of the auxiliary heating means M is stopped (steps 30 and 31).
[0087]
[Second embodiment]
The second embodiment is another embodiment of the precedent hot water supply heat load in the operation state determination processing of the first embodiment, and therefore, a description will be given focusing on this point.
Incidentally, the other configuration is the same as that of the first embodiment, and thus the detailed description thereof is omitted.
[0088]
The operation control unit 7 sets the time-series hot water supply heat load of the time-series hot water supply heat load, which is predicted to be covered by operating the auxiliary heating means, as the hot water supply heat load for the preceding object. Is configured.
[0089]
In other words, the operation control unit 7 may not be able to cover only the time-series hot water supply heat load during non-operation of the cogeneration system 3 or the heat generated by the cogeneration system 3 during operation of the cogeneration system 3. Since it can be predicted that the time-series hot water supply heat load having a large load amount can be covered by the operation of the auxiliary heating means M, such a time-series hot water supply heat load can be covered by operating the auxiliary heating means M. Is configured to set the hot water supply heat load for the preceding object as the time-series hot water supply heat load predicted.
[0090]
In addition to the description of the configuration for setting the hot water supply heat load for the preceding object, the operation control unit 7 determines that when the current energy saving level exceeds the energy saving level reference value obtained by the energy saving level reference value calculation process, the combined heat and power supply device 3 Therefore, it is predicted at what time of day the cogeneration system 3 is to be operated depending on whether or not the predicted energy saving level is equal to or higher than the energy saving level reference value.
That is, in FIG. 5, since the energy-saving degree reference value is 106, the predicted energy-saving degree is higher than the energy-saving degree reference value, and the time period during which the cogeneration system 3 is operated is from 5 hours to 11 hours. Then, the other time zone is predicted as a time zone during which the cogeneration system 3 is not operated.
[0091]
Then, as shown in FIG. 9, when a predicted hot water supply heat load per unit time exists as shown by a hatched portion D in a time zone T2 where the combined heat and power supply device 3 is predicted not to be operated, the predicted hot water supply heat load is determined. Is a time-series hot water supply heat load predicted to be covered by operating the auxiliary heating means M.
Further, even during the time period T1 in which it is predicted that the cogeneration system 3 is to be operated, as indicated by the hatched portion E, the load amount is larger than the set load amount that can be covered by the heat generated by the cogeneration system 3. When the predicted hot water supply heat load is present, the predicted hot water supply heat load equal to or greater than the set load amount is set as a time-series hot water supply heat load predicted to be covered by operating the auxiliary heating means M.
[0092]
In this way, among the time-series predicted hot water supply heat loads, the predicted hot water supply heat load predicted to be covered by operating the auxiliary heating means M is specified, and in that state, the current heating heat load is covered. If it can be predicted that the auxiliary heating means M will be operated in a mode in which the operating state and the non-operating state are repeated, if there is a predicted hot water supply heat load specified later than the present time, the predicted hot water supply heat load is preceded. It is configured to set the hot water supply heat load for the target.
[0093]
[Another embodiment]
(1) In the first and second embodiments, the operation control unit 7 sets the operation time zone based on the predicted power load and the predicted heat load including the predicted hot water supply heat load and the predicted heating heat load. In the operation time zone, the cogeneration system 3 is operated. For example, in addition to the operation of the cogeneration system 3 in the operation time zone, the cogeneration system 3 is operated by a user. It is also possible to configure and implement such that the combined heat and power supply device 3 is operated only by the manual operation of the user without operating the 3 or operating time zone.
[0094]
(2) In the first and second embodiments, when the operation continuation time is shorter than the set time in the operation time zone, the operation control unit 7 performs the combined heat and power supply until the operation continuation time becomes equal to or longer than the set time. Although the operation of the apparatus 3 is configured to be continued, if the amount of hot water stored in the hot water storage tank 4 is full even if the operation continuation time is shorter than the set time in the operation time zone, the combined heat and power It is also possible to configure and implement such that the operation is stopped.
[0095]
(3) In the first and second embodiments, in the continuous operation state, the hot water supply heat load for the preceding object and the heat radiation amount from the present time to the operation timing are stored in the hot water storage tank 4 in advance. However, for example, the hot water supply heat load for the precedent object may be stored in the hot water storage tank 4 in advance of the set amount.
[0096]
(4) In the first and second embodiments, the operation control unit 7 performs the data update process, the predicted load calculation process, the energy saving reference value calculation process, and the operation availability determination process, so that the predicted power load and the predicted heat Although the operation time period is set based on the load, the configuration for setting the operation time period can be appropriately changed.
[0097]
(5) In the first and second embodiments, the electric heater 14 is configured to heat the cooling water of the gas engine 1, but the electric heater 14 heats the hot water in the hot water storage tank 4. It is also possible to configure and implement.
[0098]
(6) In the above-described first and second embodiments, an example in which the power generator 2 is driven by the gas engine 1 is described as the cogeneration system 3. However, for example, a fuel cell may be used as the cogeneration system. is there.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a cogeneration system.
FIG. 2 is a control block diagram in a cogeneration system.
FIG. 3 is an explanatory diagram in a data update process.
FIG. 4 is a graph showing a time-series predicted load for one day.
FIG. 5 is an explanatory diagram of an energy saving degree reference value calculation process.
FIG. 6 is an explanatory diagram of an operation state determination process.
FIG. 7 is a flowchart showing a control operation in the operation of the cogeneration system.
FIG. 8 is a flowchart showing a control operation in the operation of the auxiliary heating means.
FIG. 9 is an explanatory diagram of setting of a hot water supply heat load for a preceding object in a second embodiment.
[Explanation of symbols]
3 cogeneration system
4 Hot water storage tank
5 Heat consumption terminal
7 Operation control means
20 Heat medium circulation path
21 Heat medium circulation means
M auxiliary heating means
N Exhaust heat type heating means

Claims (4)

電力と熱を発生する熱電併給装置と、熱媒循環路を通して熱媒を熱消費端末に循環供給させる熱媒循環手段と、前記熱電併給装置にて発生する熱にて貯湯タンク内の湯水および前記熱媒循環路を通流する熱媒を加熱する排熱式加熱手段と、前記貯湯タンク内の湯水および前記熱媒循環路を通流する熱媒を加熱する補助加熱手段と、運転を制御する運転制御手段とが設けられているコージェネレーションシステムであって、
前記運転制御手段は、時系列的な給湯熱負荷を管理するように構成され、かつ、前記熱消費端末にて現在要求されている現暖房熱負荷を賄うために作動状態と非作動状態とを繰り返す形態で前記補助加熱手段を作動させることが予測できる現時点において現時点よりも後に時系列的な給湯熱負荷が存在する場合には、その給湯熱負荷を先行対象用の給湯熱負荷として、作動状態を連続させる形態で前記補助加熱手段を作動させて前記先行対象用の給湯熱負荷分を先行して前記貯湯タンクに溜める連続作動状態と、作動状態と非作動状態とを繰り返す形態で前記補助加熱手段を作動させかつ前記先行対象用の給湯熱負荷については現時点よりも後の作動タイミングになると前記補助加熱手段を作動させて賄う断続作動状態とのうち、前記現暖房熱負荷および前記先行対象用の給湯熱負荷を賄うために必要となるエネルギー量が小さい方を選択して、前記補助加熱手段を作動させるように構成されているコージェネレーションシステム。A cogeneration device that generates electric power and heat, a heat medium circulating unit that circulates and supplies a heat medium to a heat consuming terminal through a heat medium circulation path, and hot and cold water in a hot water storage tank with heat generated by the cogeneration device. Exhaust heat type heating means for heating the heat medium flowing through the heat medium circulation path, auxiliary heating means for heating the hot water in the hot water storage tank and the heat medium flowing through the heat medium circulation path, and controlling operation A cogeneration system provided with operation control means,
The operation control means is configured to manage a time-series hot water supply heat load, and changes an operation state and a non-operation state to cover a current heating heat load currently requested by the heat consuming terminal. If there is a time-series hot water supply heat load after the present time at which it can be predicted that the auxiliary heating means is to be operated in a repeated form, the hot water supply heat load is set as the preceding target hot water supply heat load, and the operating state is set. The auxiliary heating means is operated in a form in which the auxiliary heating means is operated in a form in which the hot water supply heat load for the preceding object is stored in the hot water storage tank in advance, and an operation state and a non-operation state are repeated. And the intermittent operation state in which the auxiliary heating means is operated at an operation timing later than the present time for the hot water supply heat load for the preceding object. Write Select the amount of energy required to cover the hot water supply heat load of the load and the for the preceding object is small, cogeneration system configured to actuate the auxiliary heating means. 前記運転制御手段は、前記連続作動状態において、前記先行対象用の給湯熱負荷分と現時点から前記作動タイミングまでの放熱量分とを先行して前記貯湯タンクに溜めるように構成されている請求項１に記載のコージェネレーションシステム。The operation control means is configured to store, in the continuous operation state, the hot water supply heat load for the preceding object and the heat release amount from the present time to the operation timing in the hot water storage tank in advance. 2. The cogeneration system according to 1. 前記運転制御手段は、時系列的な電力負荷、時系列的な給湯熱負荷、前記熱消費端末における時系列的な暖房熱負荷、現在要求されている現電力負荷、現在要求されている現給湯熱負荷、および、前記現暖房熱負荷を管理して、その管理している情報に基づいて、前記熱電併給装置の運転により省エネルギーを実現可能な運転用時間帯を設定し、その設定された運転用時間帯に前記熱電併給装置を運転させるように構成されている請求項１または２に記載のコージェネレーションシステム。The operation control means includes a time-series power load, a time-series hot water supply heat load, a time-series heating heat load at the heat consuming terminal, a currently requested current power load, and a currently requested current hot water supply. Heat load, and manages the current heating heat load, based on the managed information, sets an operation time zone in which energy can be saved by operating the cogeneration system, and the set operation 3. The cogeneration system according to claim 1, wherein the cogeneration system is configured to operate during a use time period. 4. 前記運転制御手段は、前記運転用時間帯以外の時間帯および前記運転用時間帯において前記熱電併給装置にて発生する熱だけでは前記現給湯熱負荷を賄えない場合には、前記補助加熱手段を作動させ、前記運転用時間帯以外の時間帯および前記運転用時間帯において前記熱電併給装置にて発生する熱だけでは前記現暖房熱負荷を賄えない場合には、前記補助加熱手段を作動させるように構成され、かつ、時系列的な給湯熱負荷のうち、前記補助加熱手段を作動させて賄うことが予測されている時系列的な給湯熱負荷を前記先行対象用の給湯熱負荷と設定するように構成されている請求項３に記載のコージェネレーションシステム。The operation control means may include, when the heat generated by the cogeneration device alone cannot cover the current hot water supply heat load in a time zone other than the operation time zone and the operation time zone, the auxiliary heating means If the heat generated by the combined heat and power supply alone cannot cover the current heating heat load in a time zone other than the operation time zone and the operation time zone, the auxiliary heating means is operated. And the time-series hot water supply heat load, among the time-series hot water supply heat loads, the time-series hot water supply heat load, which is predicted to be covered by operating the auxiliary heating means, The cogeneration system according to claim 3, wherein the cogeneration system is configured to set.
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