JP2004263622A - コージェネレーションシステム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】熱と電力を発生する熱電併給装置と、その熱電併給装置にて発生する熱にて貯湯タンクに貯湯する貯湯手段と、運転を制御する運転制御手段とが設けられたコージェネレーションシステムであって、
運転制御手段が、熱負荷又は電力負荷が多い時間帯を熱電併給装置を運転するための予測運転時間帯として求めるように構成され、
運転制御手段にて求められた予測運転時間帯を示す情報を出力する出力手段42が設けられている。
【選択図】 図9
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱と電力を発生する熱電併給装置と、その熱電併給装置にて発生する熱にて貯湯タンクに貯湯する貯湯手段と、運転を制御する運転制御手段とが設けられたコージェネレーションシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】
かかるコージェネレーションシステムは、例えば一般家庭に設置されるものであり、運転制御手段にて熱電併給装置を運転させて、その熱電併給装置にて発電される電力を電気機器に供給し、貯湯手段にて熱電併給装置から発生する熱を用いて貯湯タンクに貯湯するように構成したものであり、家庭等でのエネルギーコストの低減を図ることが可能なようにしたものである。ちなみに、熱電併給装置としては、発電機とその発電機を駆動するエンジンとを備えて構成したり、燃料電池を備えて構成したりする。
このようなコージェネレーションシステムは、例えば、熱電併給装置を1日中連続して運転するのではなく、1日のうちの一部の所定の時間帯で運転するように構成される場合がある。
そこで、従来では、運転制御手段を以下のように構成して、熱電併給装置を1日のうちの一部の所定の時間帯で運転するようになっていた。
即ち、運転制御手段を構成するに、熱の時系列消費データ及び電力の時系列消費データに基づいて、熱負荷の時系列変動である予測熱負荷及び電力負荷の時系列変動である予測電力負荷を求め、求めた予測熱負荷及び予測電力負荷に基づいて前記熱電併給装置を運転するための予測運転時間帯を求めて、その求めた予測運転時間帯に基づいて熱電併給装置を自動運転するように構成していた(例えば、特許文献1参照。)。
又、上述のように予測運転時間帯にて熱電併給装置を自動運転するように運転制御手段を構成することに加えて、熱電併給装置の運転の開始及び停止を人為操作にて指令する運転スイッチや、熱電併給装置の運転時間帯を人為操作にて指令する運転時間帯指令部を設けて、それらの運転スイッチや運転時間帯指令部の指令情報に基づいて熱電併給装置の運転を制御するように、運転制御手段を構成したりする場合も考えられる。
【0003】
つまり、コージェネレーションシステムの設置箇所での熱の時系列消費データ又は及び電力の時系列消費データに基づいて、予測熱負荷及び予測電力負荷が自動的に求められ、その予測熱負荷及び予測電力負荷に基づいて、例えば熱負荷が多い時間帯又は電力負荷が多い時間帯が予測運転時間帯として自動的に求められて、その予測運転時間帯で熱電併給装置が自動運転されるようになっていた。
又、コージェネレーションシステムの使用者が、コージェネレーションシステムの設置箇所での時間経過に伴う熱の消費量の変動(以下、熱の消費形態と称する場合がある)及び時間経過に伴う電力の消費量の変動(以下、電力の消費形態と称する場合がある)を予測して、その予測した熱の消費形態や電力の消費形態に応じて、熱負荷が多いと予測される時間帯又は電力負荷が多いと予測される時間帯で熱電併給装置を手動操作にて運転させるようにすることが可能なようになっていた。
【0004】
【特許文献1】
特開平8−14103号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、コージェネレーションシステムの設置箇所が特に一般の住居である場合等では、コージェネレーションシステムの設置箇所での実際の熱及び電力の消費形態は、運転制御手段にて予測された予測熱負荷及び予測電力負荷からずれる場合があり、又、使用者が予測した熱の消費形態や電力の消費形態からもずれる場合がある。
そして、熱の消費形態が予測熱負荷からずれたり、電力の消費形態が予測電力負荷からずれたりすると、コージェネレーションシステムによる省エネルギー性の向上やエネルギーコスト低減の効果が十分に得られないことになる。
例えば、実際の熱の消費形態が予測熱負荷からずれると、給湯負荷が多い時間帯であるにもかかわらず、貯湯タンクの貯湯量が少ない状態となって、貯湯タンクの貯湯量が不足したり、暖房負荷が多い時間帯であるにもかかわらず、熱電併給装置が停止してその熱電併給装置からの熱供給が無かったりして、熱負荷に対して熱電併給装置以外の熱源機にて補う熱量が多くなることになり、熱電併給装置以外の熱源機の消費エネルギーが多くなって、省エネルギー性が低下したりエネルギーコストが増加することになる。
又、実際の電力の消費形態が予測電力負荷からずれると、エネルギーコストの高い商用電力の消費量が多くなって、エネルギーコストが増加することになる。
しかしながら、従来では、熱の消費形態が予測熱負荷からずれたり、電力の消費形態が予測電力負荷からずれたりする虞があっても、使用者にはそのずれが生じる虞があることが分かり難いものであった。
又、熱や電力の消費形態が予測熱負荷や予測電力負荷とあっている場合でも、電力の消費を多くした方が省エネルギー性の向上やエネルギーコストの低減を図れることが可能となる場合もあるが、そのようなことが使用者には分からなかった。
従って、従来では、コージェネレーションシステムを省エネルギー性の向上やエネルギーコストの低減を図るべく有効に使用することができるには至っていなかった。
【0006】
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、省エネルギー性の向上又はエネルギーコストの低減を図るべく有効に使用することが可能なコージェネレーションシステムを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
〔請求項1記載の発明〕
請求項1に記載のコージェネレーションシステムは、熱と電力を発生する熱電併給装置と、その熱電併給装置にて発生する熱にて貯湯タンクに貯湯する貯湯手段と、運転を制御する運転制御手段とが設けられたものであって、
前記運転制御手段が、熱負荷又は電力負荷が多い時間帯を前記熱電併給装置を運転するための予測運転時間帯として求めるように構成され、
前記運転制御手段にて求められた予測運転時間帯を示す情報を出力する出力手段が設けられている点を特徴構成とする。
即ち、運転制御手段により、熱負荷又は電力負荷が多い時間帯が熱電併給装置を運転するための予測運転時間帯として求められ、そのように求められた予測運転時間帯を示す情報が出力手段により出力される。ちなみに、熱負荷の多い時間帯とは、熱電併給装置からの熱が貯湯タンクの湯水として蓄熱されること無くそのまま使用者により消費される熱量が多い時間帯だけではなく、貯湯タンクの貯湯量が使用者により消費される熱量の多い時間帯になると多くなるようにすべく、貯湯タンクの湯水を加熱するための負荷の多い時間帯も含むものである。又、出力手段は、情報を表示する表示装置や、情報を音声で出力するスピーカにて構成される。
コージェネレーションシステムの使用者は、出力手段により出力される予測運転時間帯に基づいて、熱電併給装置が運転される時間帯が分かることになるので、熱電併給装置が運転される時間帯に熱負荷が多くなるべく熱の消費形態を合わすように、又は、熱電併給装置が運転される時間帯に電力負荷が多くなるべく電力の消費形態を合わすように、使用者を動機付けすることが可能となる。
そして、熱の消費形態が、熱電併給装置が運転される時間帯に熱負荷が多くなるように合わされたり、電力の消費形態が、熱電併給装置が運転される時間帯に電力負荷が多くなるように合わされることにより、省エネルギー性の向上やエネルギーコストの低減を図ることが可能になる。
例えば、電力の消費を熱電併給装置が運転される時間帯にシフトするように、使用者を動機付けすることが可能となり、それによって、熱電併給装置が運転される時間帯に電力の消費がシフトされることにより、商用電力の消費量を低減してエネルギーコストの低減を図ることが可能になる。具体例をあげると、消費電力が熱電併給装置の発電電力を上回っているときは、電力の消費の一部を後の電力負荷の少ない時間帯に回すように使用者に促すことが可能となる。
又、熱の消費形態を熱電併給装置が運転される時間帯に熱負荷が多くなるように合わせたり、電力の消費形態を熱電併給装置が運転される時間帯に電力負荷が多くなるように合わせたりすることが難しい場合には、手動操作により、熱電併給装置を運転する時間帯を熱の消費形態又は電力の消費形態に合わせるように変更できるようにすることが可能になる。
従って、省エネルギー性の向上やエネルギーコストの低減を図るべく有効に使用することが可能なコージェネレーションシステムを提供することができるようになった。
【0008】
〔請求項2記載の発明〕
請求項2に記載のコージェネレーションシステムは、熱と電力を発生する熱電併給装置と、その熱電併給装置にて発生する熱にて貯湯タンクに貯湯する貯湯手段と、運転を制御する運転制御手段とが設けられたものであって、
前記運転制御手段が、熱負荷の時系列変動として求めた予測熱負荷又は電力負荷の時系列変動として求めた予測電力負荷に基づいて前記熱電併給装置を運転するための予測運転時間帯を求めるように構成され、
前記予測熱負荷又は予測電力負荷を出力する出力手段が設けられている点を特徴構成とする。
即ち、運転制御手段により、熱負荷の時系列変動として求めた予測熱負荷又は電力負荷の時系列変動として求めた予測電力負荷に基づいて、熱電併給装置を運転するための予測運転時間帯が求められ、出力手段により、予測熱負荷又は予測電力負荷が出力される。
つまり、出力手段に予測熱負荷が出力される場合は、熱の消費形態を予測熱負荷に合わせるように使用者を動機付けすることが可能となり、それによって、熱の消費形態が、熱電併給装置が運転される時間帯に熱負荷が多くなるように合わされるようになると、省エネルギー性の向上やエネルギーコストの低減を図ることが可能になる。
又、出力手段に予測電力負荷が出力される場合は、電力の消費形態を予測電力負荷に合わせるように使用者を動機付けすることが可能となり、それによって、電力の消費形態が、熱電併給装置が運転される時間帯に電力負荷が多くなるように合わされるようになると、省エネルギー性の向上やエネルギーコストの低減を図ることが可能になる。
又、熱の消費形態を予測熱負荷に合わせたり、電力の消費形態を予測電力負荷に合わせたりすることが難しい場合は、手動操作により、熱電併給装置を運転する時間帯を熱の消費形態又は電力の消費形態に合わせるように変更できるようにすることが可能になる。
従って、省エネルギー性の向上やエネルギーコストの低減を図るべく有効に使用することが可能なコージェネレーションシステムを提供することができるようになった。
【0009】
〔請求項3記載の発明〕
請求項3に記載のコージェネレーションシステムは、熱と電力を発生する熱電併給装置と、その熱電併給装置にて発生する熱にて貯湯タンクに貯湯する貯湯手段と、運転を制御する運転制御手段とが設けられたものであって、
前記運転制御手段が、電気機器にて消費される消費電力、前記熱電併給装置の発電電力又は買電量を求めるように構成され、
前記運転制御手段にて求められた電気機器の消費電力、前記熱電併給装置の発電電力又は買電量を示す情報を出力する出力手段が設けられている点を特徴構成とする。
即ち、運転制御手段により、電気機器にて消費される消費電力、前記熱電併給装置の発電電力又は買電量が求められ、そのように求められた電気機器の消費電力、前記熱電併給装置の発電電力又は買電量を示す情報が出力手段により出力される。
ここで、電気機器の消費電力は、熱電併給装置の発電電力に余剰がある場合は、熱電併給装置の発電電力から余剰電力を減じた電力であり、又は、電気機器の消費電力が熱電併給装置の発電電力を越えている場合は、熱電併給装置の発電電力と買電量とを加えた電力である。ちなみに、電併給装置の発電電力の余剰電力は、電気ヒータにて貯湯タンクに貯湯する熱に変換されるか、蓄電池に蓄電されるか、又、逆潮流にて売電される。
そして、使用者は、出力手段に出力される情報により、電気機器の消費電力が少なくて、熱電併給装置にて発電される電力が余っていないか、電気機器の消費電力が熱電併給装置の発電能力より多くなって、商用電力の消費量が多くなっていないか等を判断することが可能となる。
そして、熱電併給装置にて発電される電力が余っていると分かると、後で使用する予定の電気機器を前倒しして使用するように、使用者を動機付けすることが可能となり、又、電気機器の消費電力が熱電併給装置の発電能力よりも多いことが分かると、使用中の電気機器の一部を後の電力負荷の少ない時間帯で使用するように、使用者を動機付けすることが可能となる。
従って、省エネルギー性の向上やエネルギーコストの低減を図るべく有効に使用することが可能なコージェネレーションシステムを提供することができるようになった。
【0010】
〔請求項4記載の発明〕
請求項4に記載のコージェネレーションシステムは、熱と電力を発生する熱電併給装置と、その熱電併給装置にて発生する熱にて貯湯タンクに貯湯する貯湯手段と、運転を制御する運転制御手段とが設けられたものであって、
前記運転制御手段が、前記熱電併給装置にて発電される電力の余剰電力を求めるように構成され、
前記運転制御手段にて求められた余剰電力を示す情報を出力する出力手段が設けられている点を特徴構成とする。
即ち、運転制御手段により、熱電併給装置にて発電される電力の余剰電力が求められ、そのように求められた余剰電力を示す情報が出力手段により出力される。
ちなみに、熱電併給装置の発電電力の余剰電力は、電気ヒータにて貯湯タンクに貯湯する熱に変換されるか、蓄電池に蓄電されるか、又、逆潮流にて売電される。
つまり、熱電併給装置の発電電力に余剰があると、省エネ性を向上する上で不利となる。
例えば、余剰電力が電気ヒータにて消費される場合は、その電気ヒータから発生する熱が貯湯タンクへの貯湯用として回収されることになるが、電力を熱に変換することによりロスが生じるので、熱電併給装置にて発電される電力は、そのまま電気機器にて消費するのが省エネルギー性の向上やエネルギーコストの低減の上で望ましい。
そこで、余剰電力を示す情報を出力手段に出力させるようにすることにより、熱電併給装置にて発電される電力に余剰がある場合には、後で使用する予定の電気機器を前倒しして使用するように、使用者を動機付けすることが可能となる。
従って、省エネルギー性の向上やエネルギーコストの低減を図るべく有効に使用することが可能なコージェネレーションシステムを提供することができるようになった。
【0011】
〔請求項5記載の発明〕
請求項5に記載のコージェネレーションシステムは、熱と電力を発生する熱電併給装置と、その熱電併給装置にて発生する熱にて貯湯タンクに貯湯する貯湯手段と、運転を制御する運転制御手段とが設けられたものであって、
前記貯湯タンクの貯湯量を検出する貯湯量検出手段が設けられ、
その貯湯量検出手段にて検出された貯湯量を示す情報を出力する出力手段が設けられている点を特徴構成とする。
即ち、貯湯量検出手段により、貯湯タンクの貯湯量が検出され、そのように検出される貯湯量を示す情報が出力手段により出力される。
そして、出力手段により貯湯量を示す情報が出力されることにより、貯湯量が多いときには、貯まっている湯が使用されないことによる放熱ロスを抑制すべく、湯を使用するように、逆に、貯湯量が少ないときには、湯の使用を貯湯タンクの貯湯量が多くなる後に遅らせるように、使用者を動機付けすることが可能となる。そして、そのように動機付けすることにより、貯湯タンクの湯が使用されないことによる放熱ロスを抑制したり、使用者の湯の使用量に対して貯湯タンクの貯湯量が不足するのを抑制することが可能となり、延いては、熱負荷に対して熱電併給装置以外の熱源機にて補う熱量を抑制することが可能となり、もって、省エネルギー性の向上やエネルギーコストを低減することが可能となる。
従って、省エネルギー性の向上やエネルギーコストの低減を図るべく有効に使用することが可能なコージェネレーションシステムを提供することができるようになった。
【0012】
〔請求項6記載の発明〕
請求項6に記載のコージェネレーションシステムは、熱と電力を発生する熱電併給装置と、その熱電併給装置にて発生する熱にて貯湯タンクに貯湯する貯湯手段と、運転を制御する運転制御手段とが設けられたものであって、
前記運転制御手段が、前記熱電併給装置にて熱及び電力を供給することにより達成される省エネルギーの程度又は経済性の良否を示す運転状態適否情報を求めるように構成され、
前記運転制御手段にて求められた運転状態適否情報を出力する出力手段が設けられている点を特徴構成とする。
即ち、運転制御手段により、熱電併給装置にて熱及び電力を供給することにより達成される省エネルギーの程度又は経済性の良否を示す運転状態適否情報が求められ、そのように求められた運転状態適否情報が出力手段により出力される。
例えば、運転状態適否情報が表示装置に表示されたり、スピーカにて音声で出力される。
つまり、出力手段により運転状態適否情報が出力されることにより、省エネルギー性の向上やエネルギーコストの低減を図れるようにコージェネレーションシステムを使用しているか否かが、使用者に分かるので、出力手段に省エネルギーの程度が低い又は経済性が悪い運転状態適否情報が出力される場合には、省エネルギーの程度を向上すべく又は経済性を良くすべく、熱の消費形態又は電力の消費形態をコージェネレーションシステムからの熱又は電力の発生形態に合わすように、使用者を動機付けすることが可能となる。
例えば、熱電併給装置の運転中の電気機器の使用を促し、且つ、熱電併給装置の停止中の電気機器の使用を抑制するように、動機付けしたり、貯湯タンクの貯湯量が多いときの湯の使用を促し、且つ、貯湯タンクの貯湯量が少ないときの湯の使用を抑制するように、使用者を動機付けすることが可能となる。
また、発電電力の余剰分を逆潮で売電することが可能なように構成する場合は、逆潮の時間帯別料金に応じて、余剰電力を今は売電した方が良いとか、今は電気ヒータで貯湯タンクの貯湯用の熱に変換した方が良いとかを、使用者に促すことが可能となる。
そして、省エネルギー性の向上やエネルギーコストの低減が図れるように熱の消費形態や電力の消費形態が変更されるようになると、省エネルギー性の向上やエネルギーコストの低減を図ることが可能になる。
従って、省エネルギー性の向上やエネルギーコストの低減を図るべく有効に使用することが可能なコージェネレーションシステムを提供することができるようになった。
【0013】
〔請求項7記載の発明〕
請求項7に記載のコージェネレーションシステムは、請求項6において、前記出力手段が、前記運転状態適否情報に応じて、省エネルギーの程度又は経済性の良否を表現するメッセージを出力するように構成されている点を特徴構成とする。
即ち、出力手段により、運転状態適否情報に応じて、省エネルギーの程度又は経済性の良否を表現するメッセージが出力される。そのメッセージとしては、例えば、熱及び電気についての省エネルギーの程度が大きかったことを表現する、「上手く利用いただきました」という旨のメッセージや、貯湯タンクの貯湯量が少ないことを表現する、「お風呂は後にして下さい」という旨のメッセージや、余剰電力が多いことを表現する、「余剰電力を減らしてください」という旨のメッセージがある。
そして、出力手段により出力されるメッセージにより、使用者には、エネルギーコストの低減を図れるように又は経済性を良くするようにコージェネレーションシステムを使用しているか否かが一段と分かり易くなる。
【0014】
〔請求項8記載の発明〕
請求項8に記載のコージェネレーションシステムは、請求項6又は7において、熱負荷に対して前記熱電併給装置にて発生する熱量では不足する不足分を補う補助加熱手段が設けられ、
前記運転制御手段が、前記補助加熱手段にて補う熱量が少ないほど熱についての省エネルギーの程度が高くなるように熱関連省エネ情報を求め、前記熱電併給装置にて発電される電力の余剰電力を求めると共にその余剰電力が少ないほど電気についての省エネルギーの程度が高くなるように電気関連省エネ情報を求めて、それら熱関連省エネ情報と電気関連省エネ情報とに基づいて前記運転状態適否情報を求めるように構成され、
前記出力手段が、前記熱関連省エネ情報に応じた熱についての省エネルギーの程度を表現するメッセージ、又は、前記電気関連省エネ情報に応じた電気についての省エネルギーの程度を示すメッセージを出力するように構成されている点を特徴構成とする。
即ち、運転制御手段により、補助加熱手段にて補う熱量が少ないほど熱についての省エネルギーの程度が高くなるように熱関連省エネ情報が求められ、熱電併給装置にて発電される電力の余剰電力が求められると共にその余剰電力が少ないほど電気についての省エネルギーの程度が高くなるように電気関連省エネ情報が求められて、それら熱関連省エネ情報と電気関連省エネ情報とに基づいて運転状態適否情報が求められ、出力手段により、熱関連省エネ情報に応じた熱についての省エネルギーの程度を表現するメッセージ、又は、電気関連省エネ情報に応じた電気についての省エネルギーの程度を示すメッセージが出力される。
そして、使用者は、出力手段により出力される情報に基づいて、熱についての省エネルギーの程度の良否、又は、電気についての省エネルギーの程度の良否が分かるので、エネルギーコストの低減を図るための熱の消費形態又は電力の消費形態の変更を一層的確に行うことが可能になる。
従って、省エネルギー性の向上やエネルギーコストの低減を図るべく一層有効に使用することが可能なようにすることができるようになった。
【0015】
〔請求項9記載の発明〕
請求項9に記載のコージェネレーションシステムは、熱と電力を発生する熱電併給装置と、その熱電併給装置にて発生する熱にて貯湯タンクに貯湯する貯湯手段と、運転を制御する運転制御手段とが設けられたものであって、
前記運転制御手段が、前記熱電併給装置にて発生する熱量と使用者が消費する熱量との関係を示す排熱利用率を求めるように構成され、
前記運転制御手段にて求められた排熱利用率を出力する出力手段が設けられている点を特徴構成とする。
即ち、運転制御手段により、熱電併給装置にて発生する熱量と使用者が消費する熱量との関係を示す排熱利用率が求められ、そのように求められた排熱利用率が、出力手段により出力される。
ここで、排熱利用率は、使用者の消費熱量を熱電併給装置の発生熱量にて除する演算方法にて求められる値、使用者の消費熱量を熱電併給装置の発生熱量と電気ヒータの回収熱量とを加えた熱量で除する演算方法にて求められる値、又は、使用者の消費熱量を熱電併給装置の発生熱量と補助加熱器にて補う熱量とを加えた熱量で除する演算方法にて求められる値に基づいて求められる。ちなみに、前記電気ヒータは、熱電併給装置にて発電される電力の余剰電力を貯湯タンクに貯湯する熱に変換して回収すべく設けられるものであり、前記補助加熱器は、熱負荷に対して熱電併給装置にて発生する熱量では不足する不足分を補うべく設けられるものである。
つまり、排熱利用率を上述の3種の演算方法のうち第1番目、第2番目の演算方法で求める場合は、使用者が消費する熱量が少なくなるほど、排熱利用率が低くなる。
使用者には、出力手段により出力される排熱利用率が低いときは、熱電併給装置から発生する熱の消費量が少ないことが分かるので、使用者に熱の使用を促すことが可能になる。そして、そのように使用者に熱の使用を促すことにより、熱電併給装置から発生する熱の消費量が多くなると、例えば、熱負荷に対して熱電併給装置以外の熱源機(例えば、補助加熱器)にて補う熱量を抑制することが可能となり、もって、エネルギーコストを低減することが可能となる。
また、排熱利用率を上述の3種の演算方法のうち第3番目の演算方法で求める場合は、使用者が消費する熱量が熱電併給装置の発生熱量を上回るほど、排熱利用率が低くなる。
そして、使用者には、出力手段により出力される排熱利用率が低いときは、今は消費する熱量が熱電併給装置の発生熱量を上回り過ぎることが分かるので、熱の消費を例えば貯湯量の貯湯量が多くなる後の時間帯まで遅らせるように促すことが可能になる。そして、そのように使用者に熱の消費を遅らせることを促すことにより、熱の消費量が少なくなると、例えば、熱負荷に対して熱電併給装置以外の熱源機(例えば、補助加熱器)にて補う熱量を抑制することが可能となり、もって、エネルギーコストを低減することが可能となる。
従って、省エネルギー性の向上やエネルギーコストの低減を図るべく有効に使用することが可能なコージェネレーションシステムを提供することができるようになった。
【0016】
〔請求項10記載の発明〕
請求項10に記載のコージェネレーションシステムは、熱と電力を発生する熱電併給装置と、その熱電併給装置にて発生する熱にて貯湯タンクに貯湯する貯湯手段と、運転を制御する運転制御手段とが設けられたものであって、
前記運転制御手段が、前記熱電併給装置にて発電される電力と電気機器にて消費される電力との関係を示す発電電力利用情報を求めるように構成され
前記運転制御手段にて求められた発電電力利用情報を出力する出力手段が設けられている点を特徴構成とする。
即ち、運転制御手段により、熱電併給装置にて発電される電力と電気機器にて消費される電力との関係を示す発電電力利用情報が求められ、そのように求められた発電電力利用情報が、出力手段により出力される。
ここで、発電電力利用情報として、熱電併給装置に供給される燃料のエネルギーに対する、熱電併給装置の発電電力から余剰電力を減じた電力の比にて示される発電効率を求めたり、熱電併給装置の発電電力をその発電電力と買電量とを加えた電力にて除して求められる発電電力利用率を求めることができる。
つまり、発電電力利用情報として発電効率を求めると、熱電併給装置にて発電される電力のうち電気機器にて消費される電力が少なくなるほど、発電効率が低くなる。
使用者には、出力手段により出力される発電効率が低いときには、熱電併給装置にて発電される電力に余剰があることが分かるので、その余剰がなくなるように、後で使用する予定の電気機器を前倒しして使用するように使用者を促すことが可能となる。そして、そのように熱電併給装置にて発電される電力に余剰があるときに、後で使用される予定の電気機器が前倒しして使用されることにより、商用電力の消費量を低減することが可能になるので、エネルギーコストを低減することが可能となる。
また、発電電力利用情報として発電電力利用率を求めると、電気機器にて消費される電力が多くなって商用電力にて補う量が増えるほど、発電電力利用率が低くなる。
使用者には、出力手段により出力される発電電力利用率が低いときには、電力の消費が多いことが分かるので、電力の消費の一部を後の電力負荷の少ない時間帯に回すように使用者に促すことが可能となる。そして、商用電力にて補う量が多いときに、電力の消費が後の電力負荷が少ない時間帯に遅らされることにより、商用電力の消費量を低減することが可能になるので、エネルギーコストを低減することが可能となる。
従って、省エネルギー性の向上やエネルギーコストの低減を図るべく有効に使用することが可能なコージェネレーションシステムを提供することができるようになった。
【0017】
〔請求項11記載の発明〕
請求項11に記載のコージェネレーションシステムは、請求項3〜10のいずれか1項において、前記運転制御手段が、熱の時系列消費データ及び電力の時系列消費データに基づいて熱負荷の時系列変動である予測熱負荷及び電力負荷の時系列変動である予測電力負荷を求め、求めた予測熱負荷及び予測電力負荷と省エネ運転条件とに基づいて前記熱電併給装置を運転するための予測運転時間帯を求めて、その求めた予測運転時間帯に基づいて前記熱電併給装置を自動運転するように構成されている点を特徴構成とする。
即ち、運転制御手段により、熱の時系列消費データ及び電力の時系列消費データに基づいて熱負荷の時系列変動である予測熱負荷及び電力負荷の時系列変動である予測電力負荷が求められ、その求められた予測熱負荷及び予測電力負荷と省エネ運転条件とに基づいて熱電併給装置を運転するための予測運転時間帯が求められて、その求められた予測運転時間帯に基づいて熱電併給装置が自動運転される。
つまり、コージェネレーションシステムの設置箇所での過去の熱の時系列消費データ及び電力の時系列消費データに基づいて、予測熱負荷及び予測電力負荷を求め、その求めた予測熱負荷及び予測電力負荷と省エネ運転条件とに基づいて、コージェネレーションシステムの設置箇所での熱の消費形態及び電力の消費形態に合うように熱及び電力の発生が可能で且つ省エネを向上できるように、予測運転時間帯を求めるように、学習機能を備えさせてあり、その学習機能により求められる予測運転時間帯に基づいて熱電併給装置が自動的に運転されるようになっている。
そして、このように熱電併給装置が自動的に運転される場合に、出力手段により出力される情報に基づいて、熱の消費形態又は電力の消費形態が、コージェネレーションシステムからの熱又は電力の発生形態に合っているか否かが使用者に分かることになり、合っていないときには熱の消費形態又は電力の消費形態をコージェネレーションシステムからの熱又は電力の発生形態に合わすように、使用者を動機付けすることが可能となる。
従って、学習機能により予測運転時間帯が求められてその予測運転時間で熱電併給装置が自動的に運転されるように構成されたコージェネレーションシステムにおいて、省エネルギー性の向上やエネルギーコストの低減を図るべく有効にコージェネレーションシステムを使用することが可能になった。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。
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(貯湯手段に相当する)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と、リモコンRなどから構成されている。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。
【0019】
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、洗濯機などの電気機器11(以下、電力負荷11と記載する場合がある)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からの出力電力がインバータ8およびコージェネ用供給ライン12を介して電力負荷11に供給されるように構成されている。
コージェネ用供給ライン12の途中には、コージェネレーションシステムの後述する各種補機、熱電併給装置3の余剰電力を熱に代えて回収する電気ヒータ14が接続されている。
【0020】
前記商業用電力供給ライン10には、この商業用電力供給ライン10にて供給される商業用電力を計測する商用電力計測部P1が設けられ、コージェネ用供給ライン12には、熱電併給装置3の発電電力を計測する発電電力計測部P2が設けられ、前記商用電力計測部P1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。
【0021】
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。ちなみに、電気ヒータ14の消費電力は、電気ヒータ1本当たりの消費電力(例えば100W)にオンされている作動スイッチ16の個数を乗じた電力になる。
前記ガスエンジン1には、エンジン燃料路21を通じて設定流量(例えば、0.433m3/h)でガス燃料が供給されて、前記熱電併給装置3が定格運転されるようになっており、その定格運転状態では、前記熱電併給装置3の発電電力は定格発電電力(例えば1kW)で略一定になるようになっている。
【0022】
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前記貯湯タンク4、湯水循環路18を通して貯湯タンク4内の湯水を循環させたり熱消費端末5へ循環供給される熱媒を加熱する湯水を循環させる湯水循環ポンプ19、熱媒循環路22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ポンプ23、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排熱式熱交換器24、湯水循環路18を通流する湯水にて熱媒循環路22を通流する熱媒を加熱させる熱媒加熱用熱交換器26、バーナ27b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手段としての補助加熱器27などを備えて構成されている。この補助加熱器27は、加熱対象の湯水を通流させる熱交換器27aと、その熱交換器27aを加熱する前記バーナ27bと、そのバーナ27bに燃焼用空気を供給する燃焼用ファン27cとを備えて構成されている。
バーナ27bへガス燃料を供給する補助燃料路28には、バーナ27bへのガス燃料の供給を断続する補助燃料用電磁弁29と、バーナ27bへのガス燃料の供給量を調節する補助燃料用比例弁30が設けられている。
【0023】
前記貯湯タンク4には、貯湯タンク4の貯湯量を検出する貯湯量検出手段としての4個のタンクサーミスタTtが上下方向に間隔を隔てて設けられている。つまり、タンクサーミスタTtが設定温度以上の温度を検出することにより、その設置位置に湯が貯湯されているとして、検出温度が設定温度以上であるタンクサーミスタTtのうちの最下部のタンクサーミスタTtの位置に基づいて、貯湯量を4段階に検出するように構成され、4個のタンクサーミスタTt全ての検出温度が前記設定温度以上になると、貯湯タンク4の貯湯量が満杯であることが検出されるように構成されている。
【0024】
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35と貯湯タンク4の上部と連通する貯湯路36が接続され、貯湯路36には、電磁比例弁にて構成されて、湯水の通流量の調整及び通流の断続を行う貯湯弁37が設けられている。
そして、湯水循環路18には、取り出し路35との接続箇所から湯水の循環方向の順に、前記排熱式熱交換器24、前記湯水循環ポンプ19、前記補助加熱器27、電磁比例弁にて構成されて、湯水の通流量の調整及び通流の断続を行う暖房弁39、前記熱媒加熱用熱交換器26が設けられている。
【0025】
前記補機には、このコージェネレーションシステム固有の補機と、このコージェネレーションシステムにおいて本来必要な補機があり、固有の補機としては、前記冷却水循環ポンプ17及び前記湯水循環ポンプ19などが含まれ、本来必要な補機としては、前記熱媒循環ポンプ23などが含まれ、本来必要な補機の消費電力は、前記電力負荷11と同様に、使用者にて消費される電力として扱われる。
【0026】
また、湯水循環路18には、前記補助加熱器27に流入する湯水の温度を検出する入口サーミスタTi、補助加熱器2から流出する湯水の温度を検出する出口サーミスタTeが設けられている。
また、貯湯タンク4の上部から取り出した湯水を給湯する給湯路20には、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。
【0027】
図6に基づいて、リモコンRについて説明を加える。
リモコンRには、各種情報を表示出力する表示部42、各種情報を音声にて出力するスピーカ43、表示部42及びスピーカ43に出力する情報を切り換えるナビスイッチ44、熱電併給装置3の運転を自動運転と手動運転とに切り換える発電切換スイッチ45、熱電併給装置3の運転及び停止を指令する発電スイッチ46、入力するデータの種類を選択する選択スイッチ47、その選択スイッチ47にて選択されている種類のデータを設定する設定スイッチ48、入力するデータを設定スイッチ48にて設定されているデータに確定する確定スイッチ49等が設けられている。つまり、表示部42及びスピーカ43が出力手段に相当する。又、表示部42には、熱電併給装置3が運転中のときに運転中表示マーク50が表示される。
前記選択スイッチ47により、熱電併給装置3の運転時間帯を設定する状態、発電単価を設定する状態に切り換えられ、設定スイッチ48及び確定スイッチ49により、熱電併給装置3の運転時間帯及び発電単価が設定できるように構成されている。
【0028】
発電切換スイッチ45にて自動運転に切り換えられると、後述するように熱電併給装置3が学習運転制御にて運転され、発電切換スイッチ45にて手動運転に切り換えられて、運転時間帯が設定されたときは、設定されている運転時間帯で熱電併給装置3が自動的に運転される。
また、発電切換スイッチ45にて自動運転状態に切り換えられている状態で、発電スイッチ46をオンすると直ぐに熱電併給装置3が運転され、オフすると約1時間程度熱電併給装置3が停止された後、自動運転状態になる。
また、発電切換スイッチ45にて手動運転に切り換えられている状態では、発電スイッチ46がオンされると直ぐに熱電併給装置3が運転され、発電スイッチ46がオフされると、直ぐに熱電併給装置3が停止されると共に、その停止状態が、次に発電切換スイッチ45又は発電スイッチ46が操作されるまで継続する。
尚、発電切換スイッチ45にて手動運転に切り換えられている間は、電力負荷や熱負荷の計測データは、後述する学習運転制御にて使用する負荷データからは除外されるように構成されている。
【0029】
前記運転制御部7は、コージェネレーションシステムの運転状態において、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。
また、前記運転制御部7は、リモコンRの表示部42やスピーカ43に出力させる情報を切り換える出力情報切換制御を行うように構成されている。
【0030】
ちなみに、図示しない給湯栓が開栓されると、貯湯タンク4の上部から湯水が取り出されて、給湯路20を通じて給湯するように構成され、前記給湯栓が開栓されたときに、貯湯タンク4内に湯が貯湯されていないときには、湯水循環ポンプ19が作動され、貯湯弁37が開弁されると共に、補助加熱器27が加熱作動されて、その補助加熱器27にて加熱されて、貯湯路36を通じて貯湯タンク4に流入した湯が給湯路20を通じて取り出されて、給湯されるように構成されている。
【0031】
まず、運転制御部7による熱電併給装置3の学習運転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日分の過去負荷データから、その日1日分の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日分の予測負荷データを求めた状態で、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。
【0032】
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、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。
【0033】
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の運転を停止させるように構成されている。
【0034】
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。
【0035】
まず、過去負荷データについて説明すると、過去負荷データは、電力負荷データ、給湯熱負荷データ、暖房熱負荷データの3種類の負荷データからなり、図3に示すように、1日分の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。
【0036】
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、単位時間当たりの電力負荷、給湯熱負荷、および、暖房熱負荷の夫々を、商用電力計測部P1、発電電力計測部P2、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、その計測した負荷データ(熱の時系列消費データ、電力の時系列消費データに相当する)を記憶する状態で1日分の実負荷データを曜日と対応付けて記憶させる。ちなみに、電力負荷は、商用電力計測部P1+発電電力計測部P2−電気ヒータ14の消費電力となる。
そして、1日分の実負荷データが1週間分記憶されると、曜日ごとに、過去負荷データと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、新しい過去負荷データを求めて、その求めた新しい過去負荷データを記憶して、過去負荷データを更新するように構成されている。
【0037】
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、過去負荷データのうち日曜日に対応する過去負荷データD1mと、実負荷データのうち日曜日に対応する実負荷データA1とから、下記の〔式1〕により、日曜日に対応する新しい過去負荷データD1(m+1)が求められ、その求められた過去負荷データD1(m+1)を記憶する。
なお、下記の〔式1〕において、D1mを、日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、Kは、0.75の定数であり、D1(m+1)を、新しい過去負荷データとする。
【0038】
【数1】
D1(m+1)=(D1m×K)+{A1×(1−K)}……………(式1)
【0039】
前記予測負荷演算処理について説明を加えると、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日分の予測負荷データを求めるように構成されている。
【0040】
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〔式2〕により、月曜日の1日分の予測負荷データ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日分の予測電力負荷データ、1日分の予測給湯熱負荷データ、1日分の予測暖房熱負荷データからなり、図4の(イ)は、1日分の予測電力負荷を示しており、図4の(ロ)は、1日分の予測給湯熱負荷を示しており、図4の(ハ)は、1日分の予測暖房熱負荷を示している。
なお、下記の〔式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。
【0041】
【数2】
B=(D2m×Q)+{A1×(1−Q)}……………(式2)
【0042】
前記省エネ度基準値演算処理について説明を加えると、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。
【0043】
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、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〔式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。
【0044】
【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……………(式3)
【0045】
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、
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
【0046】
また、有効発電出力E1、有効暖房熱出力E2、有効貯湯熱出力E3の夫々は、下記の〔式4〕〜〔式6〕により求められる。
【0047】
【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+固有の補機電力)……………(式4)
E2=熱消費端末5での消費熱量……………(式5)
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−有効暖房熱出力E2)−放熱ロス……………(式6)
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。
【0048】
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、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。
【0049】
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。
【0050】
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。
【0051】
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。
【0052】
前記運転可否判別処理について説明を加えると、運転可否判別処理では、現時点での電力負荷、予測給湯熱負荷、および、現時点での暖房熱負荷から、上記の〔式3〕により、現省エネ度を求める。
そして、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。
【0053】
つまり、実際の電力負荷、給湯負荷及び暖房負荷が、予測電力負荷データ、予測給湯熱負荷データ及び予測暖房負荷データと略等しければ、現省エネ度は、省エネ基準値演算処理において求めた予測省エネ度と略等しくなるので、必要貯湯量を貯湯できるように予測省エネ度の高い時間帯の順に選択した複数の単位時間において、熱電併給装置3が運転されることになる。
従って、必要貯湯量を貯湯できるように予測省エネ度の高い時間帯の順に選択した複数の単位時間から成る時間帯が、予測熱負荷及び予測電力負荷と省エネ運転条件(省エネ度Pに相当する)とに基づいて求めた熱電併給装置3を運転するための予測運転時間帯となる。
つまり、運転制御部7は、省エネ度Pが高く且つ熱負荷又は電力負荷が多い時間帯を、熱電併給装置3を運転するための予測運転時間帯として求めるように構成されている。
また、運転制御部7は、熱の時系列消費データ及び電力の時系列消費データに基づいて熱負荷の時系列変動である予測熱負荷及び電力負荷の時系列変動である予測電力負荷を求め、求めた予測熱負荷及び予測電力負荷と省エネ運転条件(省エネ度P)とに基づいて熱電併給装置3を運転するための予測運転時間帯を求めて、その求めた予測運転時間帯に基づいて熱電併給装置3を自動運転するように構成されている。
【0054】
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の運転中に、暖房弁39を閉弁し、湯水循環ポンプ19を作動させる状態で、入口サーミスタTiの検出温度が設定温度になるように貯湯弁37の開度を調整することにより行われる。
その貯湯運転中は、貯湯弁37の開度を設定最小開度に絞っても入口サーミスタTiの検出温度が前記設定温度よりも低いときは、入口サーミスタTiの検出温度が前記設定温度になるように、暖房弁39を開弁すると共にその開度を調整して、排熱式熱交換器24にて加熱された湯の一部を貯湯タンク4をバイパスさせて通流させる。
そして、その貯湯運転では、取り出し路35を通じて貯湯タンク4の下部から湯水を湯水循環路18に取り出し、湯水循環路18を通流させて、排熱式熱交換器24にて加熱し、その加熱では不足するときは補助加熱器27にて補った後、貯湯路36を通じて貯湯タンク4の上部に戻す形態で、貯湯タンク4の湯水を循環させて、貯湯タンク4に前記設定温度にて貯湯するように構成されている。
【0055】
前記熱媒供給運転は、熱電併給装置3の運転中に、熱消費端末5から暖房運転の開始が指令されると、暖房弁39を開弁し、湯水循環ポンプ19を作動させる状態で、入口サーミスタTiの検出温度が設定温度になるように貯湯弁37の開度を調整することにより行われる。
その熱媒供給運転中は、貯湯弁37を閉弁しても入口サーミスタTiの検出温度が前記設定温度よりも低いときは、補助加熱器27のバーナ27bが燃焼されると共に、出口サーミスタTeの検出温度が前記設定温度になるように、補助燃料用比例弁30によりバーナ27bの燃焼量が調節される。
つまり、熱媒供給運転では、熱電併給装置3の発生熱量の方が熱消費端末5での暖房負荷よりも大きいときには、熱電併給装置3の発生熱量の余剰分により、貯湯タンク4に貯湯されるように構成されている。
そして、その熱媒供給運転では、湯水を排熱式熱交換器24にて加熱しながら湯水循環路18を通じて循環させて、熱媒加熱用熱交換器26にて、熱消費端末5へ循環供給される熱媒を加熱するように構成されている。
また、熱電併給装置3の停止中に、熱消費端末5から暖房運転の開始が指令されると、湯水を補助加熱器27にて加熱しながら湯水循環路18を通じて循環させるように構成されている。
【0056】
次に、前記運転制御部7による出力情報切換制御について説明を加える。
先ず、リモコンRの表示部42に表示する情報を求めるための制御について説明する。
前記商用電力計測部P1の計測電力と発電電力計測部P2の計測電力とを加えた電力から電気ヒータ14の消費電力を減じて、電力負荷11の消費電力を求める。
又、電気ヒータ14の消費電力を積算する。
又、発電電力計測部P2の計測電力を積算し、又、発電電力計測部P2の計測電力から電気ヒータ14の消費電力と固有の補機の消費電力とを加えた値を減じた電力を有効発電電力として求めて、その有効発電電力を積算する。尚、固有の補機の消費電力は、コージェネレーションシステムは定格運転されるので、予め設定された電力(例えば50W)である。
尚、図示は省略するが、リモコンRには、積算値をリセットするリセットスイッチが設けられており、前記発電電力計測部P2の計測電力の積算、電気ヒータ14の消費電力の積算は、有効発電電力の積算は前記リセットスイッチにてリセットされた以降、継続して行われる。
【0057】
また、前記リセットスイッチにてリセットされた以降、ガスエンジン1に供給される燃料供給量を継続して積算し、また、補助燃料用比例弁30の制御状態に基づいて、補助加熱器27に供給される燃料供給量を求めると共に、その燃料供給量を前記リセットスイッチにてリセットされた以降継続して積算する。
また、前記学習運転制御の対象となる1日の開始時(例えば、0時)に、前記基準値用時間を24時間として、上述のように省エネ度基準値演算処理を行って、熱電併給装置3を運転する予測運転時間帯を求める。
説明を加えると、1時間ごとの予測省エネ度および予測貯湯量を24個分求めた状態において、まず、予測給湯負荷データから24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、24時間先までの間に必要となる必要貯湯量を求める。
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、24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き、その選択した複数の単位時間からなる時間帯を前記予測運転時間帯として設定する。
ちなみに、実際の電力負荷、給湯負荷及び暖房負荷が、予測電力負荷データ、予測給湯熱負荷データ及び予測暖房負荷データと略同じになると、前述のように、設定した予測運転時間帯で熱電併給装置3が運転されることになる。
【0058】
また、電力利用率Re、排熱充当率Rg、省エネ指数Iを、下記の〔式7〕〜〔式9〕により求める。
【0059】
【数5】
I=Re×Rg×100……………(式7)
Re=(熱電併給装置3の発電電力−電気ヒータ14の消費電力)/熱電併給装置3の発電電力……………(式8)
Rg=A×B/(M×CB+A×B)……………(式9)
【0060】
但し、
A:熱電併給装置3への燃料供給量
M:補助加熱器27への燃料供給量
B:熱電併給装置3の排熱発生率(例えば0.65)
CB:補助加熱器27のボイラ効率(例えば0.85)
【0061】
ちなみに、電力利用率Reは、熱電併給装置3の発電電力のうち電気として利用される割合を示すものであり、その電力利用率Reは、電気ヒータ14の消費電力が少ないほど大きくなって、電気についての省エネルギーの程度が高くなることを示すものであり、電気関連省エネ情報に相当する。
また、排熱充当率Rgは、使用者が消費した熱量のうち熱電併給装置3の発生熱量で賄った割合を示すものであり、その排熱充当率Rgは、補助加熱器27にて補う熱量が少ないほど大きくなって、熱についての省エネルギーの程度が高くなることを示すものであり、熱関連省エネ情報に相当する。
そして、電力利用率Reと排熱充当率Rgとを乗じて得られる省エネ指数Iが大きくなるほど、熱電併給装置3にて熱及び電力を供給することにより達成される省エネルギーの程度が大きくなることを示すものとなり、省エネ指数Iは運転状態適否情報のうちの省エネルギーの程度を示す省エネ関連情報に相当する。
【0062】
また、熱電併給装置3に供給される燃料のエネルギーに対する熱電併給装置3にて発生する熱量のうち使用者が消費する熱量の比にて示される排熱利用率を、下記の〔式10〕により求める。
【0063】
【数6】
排熱利用率=給湯及び暖房に利用された熱量/(熱電併給装置3の発生熱量+電気ヒータ14の回収熱量)……………(式10)
【0064】
但し、
給湯及び暖房に利用された熱量:給湯熱負荷計測手段31、暖房熱負荷計測手段32にて計測
熱電併給装置3の発生熱量:熱電併給装置3への燃料供給量×熱電併給装置3の排熱発生率
つまり、排熱利用率は、電気ヒータ14の消費電力が少ないほど大きくなって、省エネルギーの程度を示すものであり、省エネ関連情報に相当する。
【0065】
また、熱電併給装置3に供給される燃料のエネルギーに対する、熱電併給装置3にて発電される電力から電気ヒータ14の消費電力を減じた電力の比を、発電電力利用情報に相当する発電効率として求める。
ちなみに、発電効率は、熱電併給装置3の発電電力の余剰電力がゼロ、即ち、電気ヒータ14の消費電力がゼロの場合は、熱電併給装置3の定格の発電効率(例えば20%)となり、余剰電力が多くなるほど小さくなって、省エネルギーの程度を示すものであり、省エネ関連情報に相当する。
【0066】
次に、運転制御部7が表示部42に表示させたり、スピーカ43に音声にて出力させるための制御について説明する。
図6に示すように、熱電併給装置3の運転中は、電力負荷11の消費電力と補機夫々の消費電力とを加えた電力を合計消費電力として、その消費電力が多くなるほど長くなるように消費電力表示バー51aにて表示部42にリアルタイムに表示させ、また、その消費電力表示バー51aにおいて、前記熱電併給装置3の定格発電電力に対応する位置には、定格出力マーク51bを表示させる。
従って、使用者は、電力負荷11の消費電力が前記熱電併給装置3の定格発電電力を越えているか否かが分かると共に、越えている場合は商業用電力の消費量が分かり、越えていない場合は余剰電力量、即ち、電気ヒータ14の消費電力が分かるようになっている。この合計消費電力は、省エネ関連情報に相当する。
【0067】
また、タンクサーミスタTtの検出情報に基づいて、図6に示すように、貯湯タンク4の貯湯量を、その貯湯量が多くなるほど長くなるように貯湯量表示バー52にて表示部42にリアルタイムに表示させる。この貯湯量表示バー52も、省エネ関連情報に相当する。
【0068】
また、図7に示すように、ナビスイッチ44が押されるごとに、表示部42の表示状態を、「現在の消費電力表示」、「発電時間帯表示」、「予測熱負荷表示」、「予測電力負荷表示」、「今日の発電金額表示」、「今日の発電量表示」、「1ヶ月の発電金額表示」、「1ヶ月の発電量表示」、「積算の発電金額表示」、「積算の発電量表示」、「今日の省エネ指数表示」、「昨日の省エネ指数表示」、「1ヶ月の省エネ指数表示」、「積算の省エネ指数表示」、「排熱利用率表示」、「発電効率表示」に順次切り換える。
【0069】
図8に示すように、現在の消費電力表示では、電力負荷11の消費電力と補機夫々の消費電力とを加えた前記合計消費電力を、表示部42にリアルタイムに表示させる。
図9に示すように、発電時間帯表示では、上述のように求めた予測運転時間帯を、24時間のうちの予測運転時間帯に相当する部分が分かる図形にて表示部42に表示させると共に、「今日は○○時〜○○時まで発電します」という旨のメッセージをスピーカ45に出力させる。
また、予測運転時間帯が複数に分割されて求められている場合は、複数の予測運転時間帯を上述の如き図形にて表示部42に順に表示させる。
【0070】
予測熱負荷表示では、図10に示すように、前記の予測負荷演算処理にて求めた予測給湯負荷データ及び予測暖房負荷データを、時間経過に伴う負荷の変動が分かる形態、例えばグラフにて表示部42に表示させる。ちなみに、予測熱負荷表示では、図10(イ)、(ロ)に示すように、予測給湯負荷データと予測暖房負荷データを交互に表示させる。
予測電気負荷表示では、図11に示すように、前記の予測負荷演算処理にて求めた予測電力負荷データを、時間経過に伴う負荷の変動が分かる形態、例えばグラフにて表示部42に表示させる。
【0071】
今日の発電金額表示では、当日の1日間にわたって有効発電電力を積算した1日間積算有効発電電力を求め、その1日間積算有効発電電力に発電単価を乗じることにより、今日の発電金額を求め、図12に示すように、そのように求めた今日の発電金額を表示部42に表示させる。
ちなみに、発電金額とは、熱電併給装置3の発電電力のうち使用者が電気として消費した実消費電力を仮に商業用電力から購入した場合の金額を示すものである。
今日の発電量表示では、図13に示すように、前述のように求めた1日間積算有効発電電力を表示部42に表示させる。
【0072】
1ヶ月の発電金額表示では、過去の1ヶ月間の有効発電電力を積算した1ヶ月間積算有効発電電力を求め、その1ヶ月間積算有効発電電力に発電単価を乗じることにより、1ヶ月間の発電金額を求め、図示は省略するが、そのように求めた1ヶ月間の発電金額を表示部42に表示させる。
1ヶ月の発電量表示では、図示は省略するが、前述のように求めた1ヶ月間積算有効発電電力を表示部42に表示させる。
【0073】
積算の発電金額表示では、前記リセットスイッチにてリセットされてから当日までの間有効発電電力を積算した通算積算有効発電電力を求め、その通算積算有効発電電力に発電単価を乗じることにより、積算の発電金額を求め、図示は省略するが、そのように求めた積算の発電金額を表示部42に表示させる。
積算の発電量表示では、図示は省略するが、前述のように求めた通算積算有効発電電力を表示部42に表示させる。
【0074】
今日の省エネ関連情報表示では、当日の1日間にわたって熱電併給装置3の発電電力を積算した1日間積算発電電力、当日の1日間にわたって電気ヒータ14の消費電力を積算した1日間積算ヒータ消費電力、当日の1日間にわたって熱電併給装置3への燃料供給量を積算した1日間積算エンジン燃料量、当日の1日間にわたって補助加熱器27への燃料供給量を積算した1日間積算補助燃料量を求めると共に、それらによって、上記の(式7)〜(式9)により、電力利用率Re、排熱充当率Rg及び省エネ指数Iを求め、図14に示すように、求めた省エネ指数Iを表示部42に表示させると共に、スピーカ43にて音声にて出力させる。
【0075】
また、運転制御部7には、省エネの程度を表現する複数の省エネ関連メッセージを省エネの程度に応じて記憶させてある。そして、運転制御部7は、今日の省エネ関連情報表示では、省エネ関連メッセージの記憶情報から、求めた省エネ指数I、電力利用率Re又は排熱充当率Rgに応じた省エネ関連メッセージを求めて、その求めた省エネ関連メッセージをスピーカ43に出力させるように構成してある。
即ち、省エネ指数Iが大きい、例えば、70%以上のときは、省エネ関連メッセージの記憶情報から、熱及び電気についての省エネルギーの程度が大きかったことを表現するメッセージとして、「上手く電気とお湯をご利用いただきました」という旨のメッセージを求めて、そのメッセージをスピーカ43に出力させる。
【0076】
また、電力利用率Reが0.8以上のときは、省エネ関連メッセージの記憶情報から、電気についての省エネルギーの程度が大きかったことを表現するメッセージとして、「上手く電気をご利用いただきました」という旨のメッセージを求め、そのメッセージをスピーカ43に出力させ、電力利用率Reが0.8よりも小さいときは、省エネ関連メッセージの記憶情報から、電気についての省エネルギーの程度が小さかったことを示すメッセージとして、「発電電力が余りました」という旨のメッセージを求め、そのメッセージをスピーカ43に出力させる。また、排熱充当率Rgが0.8以上のときは、省エネ関連メッセージの記憶情報から、熱についての省エネルギーの程度が大きかったことを表現するメッセージとして、「上手くお湯をご利用いただきました」という旨のメッセージを求めて、そのメッセージをスピーカ43に出力させ、排熱充当率Rgが0.8よりも小さいときは、省エネ関連メッセージの記憶情報から、熱についての省エネルギーの程度が小さかったことを表現するメッセージとして、「タンクにお湯がたまっていません」という旨のメッセージを求めて、そのメッセージをスピーカ43に出力させる。
【0077】
昨日の省エネ関連情報表示では、昨日1日間にわたって熱電併給装置3の発電電力を積算した昨日積算発電電力、昨日1日間にわたって電気ヒータ14の消費電力を積算した昨日積算ヒータ消費電力、昨日1日間にわたって熱電併給装置3への燃料供給量を積算した昨日積算エンジン燃料量、昨日1日間にわたって補助加熱器27への燃料供給量を積算した昨日積算補助燃料量を求めると共に、それらによって、上記の(式7)〜(式9)により、電力利用率Re、排熱充当率Rg及び省エネ指数Iを求め、図示は省略するが、求めた省エネ指数Iを表示部42に表示させると共に、スピーカ43にて音声にて出力させる。
また、上述の今日の省エネ関連情報表示の場合と同様に、省エネ関連メッセージの記憶情報から、求めた省エネ指数I、電力利用率Re又は排熱充当率Rgに応じた省エネ関連メッセージを求めて、その求めた省エネ関連メッセージをスピーカ43に出力させるように構成してある。
【0078】
1ヶ月の省エネ関連情報表示では、過去1ヶ月間の熱電併給装置3の発電電力を積算した1ヶ月積算発電電力、過去1ヶ月間の電気ヒータ14の消費電力を積算した1ヶ月積算ヒータ消費電力、過去1ヶ月間の熱電併給装置3への燃料供給量を積算した1ヶ月間積算エンジン燃料量、過去1ヶ月間の補助加熱器27への燃料供給量を積算した1ヶ月間積算補助燃料量を求めると共に、それらによって、上記の(式7)〜(式9)により、電力利用率Re、排熱充当率Rg及び省エネ指数Iを求め、図示は省略するが、求めた省エネ指数Iを表示部42に表示させると共に、スピーカ43にて音声にて出力させる。
【0079】
積算の省エネ関連情報表示では、リセットスイッチにてリセットされてから当日までの間熱電併給装置3の発電電力を積算した通算積算発電電力、リセットスイッチにてリセットされてから当日までの間電気ヒータ14の消費電力を積算した通算積算ヒータ消費電力、リセットスイッチにてリセットされてから当日までの間熱電併給装置3への燃料供給量を積算した通算積算エンジン燃料量、リセットスイッチにてリセットされてから当日までの間補助加熱器27への燃料供給量を積算した通算積算補助燃料量を求めると共に、それらによって、上記の(式7)〜(式9)により、電力利用率Re、排熱充当率Rg及び省エネ指数Iを求め、図示は省略するが、求めた省エネ指数Iを表示部42に表示させると共に、スピーカ43にて音声にて出力させる。
【0080】
排熱利用率表示では、前記の(式10)によりリアルタイムに排熱利用率を求めて、図15に示すように、求めた排熱利用率を表示部42に表示し、発電効率表示では、発電効率をリアルタイムに前述のようにして求めて、図16に示すように、求めた発電効率を表示部42に表示させる。
【0081】
〔別実施形態〕
次に別実施形態を説明する。
(イ) 「今日の省エネ指数表示」、「昨日の省エネ指数表示」、「1ヶ月の省エネ指数表示」及び「積算の省エネ指数表示」の夫々において、表示部42に表示する省エネ指数の具体例としては、上記の実施形態において例示した省エネ指数Iに限定されるものではない。
例えば、前記の(式3)により求める省エネ度Pを省エネ指数として表示しても良い。
【0082】
又、下記の(式11)にて求められる省エネ度Pを省エネ指数として表示しても良い。
【数7】
省エネ度P={(EK1+EK2+EK3−熱電併給装置3の必要エネルギー)/(EK1+EK2+EK3)}×100……………(式11)
【0083】
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、
また、有効発電出力E1、有効暖房熱出力E2、有効貯湯熱出力E3の夫々は、下記の〔式12〕〜〔式14〕により求められる。
【0084】
【数8】
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+固有の補機電力)……………(式12)
E2=熱消費端末5での消費熱量−補助加熱器27の暖房の必要エネルギー……………(式13)
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−有効暖房熱出力E2)−放熱ロス……………(式14)
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。
【0085】
(ロ) 下記の(式15)より、熱電併給装置3の発電電力の余剰電力を電気ヒータ14により熱に変換して回収することを条件として、発電単価C1を求め、その発電単価C1を省エネルギーの程度及び経済性の良否を示す運転状態適否情報として出力しても良い。図17に示すように、余剰電力が0.2kW、0.5kWの場合で発電単価C1を試算すると、余剰電力が0.2kWのときは12.5円程度、余剰電力が0.5kWのときは14.6円程度となり、余剰電力が少ない方が発電単価C1が安くなって、省エネ度が高く、経済性に優れていることが分かる。
【0086】
【数9】
発電量=A×C/100×HHV
排熱量=A×B/100×HHV
熱出力=A×B/100×HHV+D
熱単価=(A×B/100×HHV+D)/CB/HHV×G×100
発電単価C1=(G×A−(A×B/100×HHV+D)/CB/HHV×G×100)/(A×C/100×HHV−D)……………(式15)
【0087】
但し、
A(m3):1時間当たりの熱電併給装置13の燃料供給量、0.433m3
B(%):熱電併給装置13の熱効率(高位基準)、58.68%
C(%):熱電併給装置13の発電効率(高位基準)、18.05%
D(kW):余剰電力
HHV(kW/m3):高位発熱量、12.79kW/m3
G(円/m3):ガス単価、95円/m3
BB:排熱利用率、0.85
CB(%):ボイラ効率(高位基準)、70%
【0088】
また、熱電併給装置3の発電電力の余剰電力を逆潮で売電することが可能なように構成して、下記の(式16)により、余剰電力を逆潮で売電することを条件として、発電単価C2を求め、その発電単価C2を省エネルギーの程度及び経済性の良否を示す運転状態適否情報として出力しても良い。図18に示すように、余剰電力が0.2kW、0.5kWの場合で発電単価C2を試算すると、例えば逆潮料金が5円/kWでは、余剰電力が0.2kWのときは13.5円程度、余剰電力が0.5kWのときは18.7円程度となる等、余剰電力が少ない方が発電単価C2が安くなって、省エネ度が高く、経済性に優れていることが分かる。
【0089】
【数10】
発電量=A×C/100×HHV
熱出力=排熱量=A×B/100×HHV
熱単価=A×B/CB×G
発電単価C2=(G×A−(A×B)/CB×G−D×GE)/(A×C/100×HHV−D)……………(式16)
【0090】
但し、
A(m3):熱電併給装置13の燃料消費量、0.433m3
B(%):熱電併給装置13の熱効率(高位基準)、58.68%
C(%):熱電併給装置13の発電効率(高位基準)、18.05%
D(kW):余剰電力
HHV(kW/m3):高位発熱量、12.79kW/m3
G(円/m3):ガス単価、95円/m3
CB(%):ボイラ効率(高位基準)、70%
GE(円/kW):逆潮料金
【0091】
(ハ) 経済性の良否を示す運転状態適否情報として、以下の情報を出力しても良い。
即ち、熱電併給装置3の発電電力の余剰電力を逆潮で売電することが可能なように構成した場合、上記の(式15)及び(式16)にて発電単価C1及びC2を求めて、それら発電単価C1及びC2を比較して、経済性を判断し、経済性の良否を示す運転状態適否情報を出力する。
例えば、発電単価C2よりも発電単価C1の方が低いときは、余剰電力を電気ヒータ14にて消費する方が売電するよりも経済性が良いので、「余剰電力を電気ヒータにて消費」という旨のメッセージを運転状態適否情報として出力する。
又、逆潮料金が時間帯で異なる場合に、発電単価C1よりも発電単価C2の方が低い時間帯があるときは、その時間帯においては、余剰電力を売電する方が電気ヒータ14にて消費するよりも経済性が良いので、「余剰電力を売る」という旨のメッセージを運転状態適否情報として出力する。
【0092】
(ニ) 各種情報を表示部42に表示出力する形態は、上記の実施形態において例示した形態に限定されるものではない。例えば、情報を表示部42に表示出力するのに代えて、あるいは、情報を表示部42に表示出力することに加えて、スピーカ43により音声にて出力するようにしても良い。
例えば、貯湯タンク4の貯湯量を、「約一人分のシャワー相当のお湯がたまりました」等のメッセージにてスピーカ43により出力するようにしても良い。
【0093】
(ホ) 上記の実施形態においては、予測運転時間帯を求めるように運転制御部7を構成するに当たっては、予測熱負荷及び予測電力負荷に基づいて、省エネ度Pが高く且つ熱負荷又は電力負荷が多い時間帯を予測運転時間帯として求めるように構成したが、これに限定されるものではない。
例えば、上記の実施形態のように予測した予測熱負荷及び予測電力負荷に基づいて、単に熱負荷の多い時間帯、例えば貯湯負荷の多い時間帯や暖房負荷の多い時間帯を予測運転時間帯として求めたり、単に電力負荷の多い時間帯を予測運転時間帯として求めるように構成しても良い。
【0094】
(ヘ) 発電切換スイッチ45にて手動運転に切り換えられて、設定スイッチ48にて運転時間帯が設定されたときは、発電時間帯表示では、設定スイッチ48にて設定された運転時間帯を表示部42に表示させるように構成しても良い。
【0095】
(ト) 前記熱電併給装置3が定格運転されることから、その定格運転状態では、熱電併給装置3の発電電力は定格発電電力(例えば1kW)で略一定になるので、熱電併給装置3の発電電力を定格発電電力に固定的に設定して、上記の実施形態において設けた発電電力計測部P2は省略することが可能である。
あるいは、電気ヒータ14の消費電力を計測するヒータ電力計測部を設けて、前記発電電力計測部P2及び前記ヒータ電力計測部夫々の計測電力に基づいて、省エネ指数を求めるように構成しても良い。
【0096】
(チ)上記の実施形態では、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。
【0097】
(リ) 上記の実施形態においては、熱電併給装置3を1日のうちの一部の所定の時間帯で運転するように構成されたコージェネレーションシステムに本発明を適用する場合について例示したが、本発明は、熱電併給装置3を1日中連続して運転するコージェネレーションシステムにも適用することが可能である。
【0098】
(ヌ) 上記の実施形態においては、熱電併給装置3として、ガスエンジン1により発電装置2を駆動するように構成したものを例示したが、例えば、燃料電池にて構成しても良い。
【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全体構成を示すブロック図
【図2】コージェネレーションシステムの制御構成を示すブロック図
【図3】データ更新処理を説明する図
【図4】1日分の予測負荷を示す図
【図5】省エネ度基準演算処理を説明する図
【図6】リモコン及びその表示部の表示例を示す図
【図7】表示部の表示情報の切り換えを説明する図
【図8】表示部の表示例を示す図
【図9】表示部の表示例を示す図
【図10】表示部の表示例を示す図
【図11】表示部の表示例を示す図
【図12】表示部の表示例を示す図
【図13】表示部の表示例を示す図
【図14】表示部の表示例を示す図
【図15】表示部の表示例を示す図
【図16】表示部の表示例を示す図
【図17】発電単価の試算例を示す図
【図18】発電単価の試算例を示す図
【符号の説明】
3 熱電併給装置
4 貯湯タンク
6 貯湯手段
7 運転制御手段
11 電気機器
14 電気ヒータ
27 補助加熱手段
42,43 出力手段
Tt 貯湯量検出手段
Claims (11)
- 熱と電力を発生する熱電併給装置と、その熱電併給装置にて発生する熱にて貯湯タンクに貯湯する貯湯手段と、運転を制御する運転制御手段とが設けられたコージェネレーションシステムであって、
前記運転制御手段が、熱負荷又は電力負荷が多い時間帯を前記熱電併給装置を運転するための予測運転時間帯として求めるように構成され、
前記運転制御手段にて求められた予測運転時間帯を示す情報を出力する出力手段が設けられているコージェネレーションシステム。 - 熱と電力を発生する熱電併給装置と、その熱電併給装置にて発生する熱にて貯湯タンクに貯湯する貯湯手段と、運転を制御する運転制御手段とが設けられたコージェネレーションシステムであって、
前記運転制御手段が、熱負荷の時系列変動として求めた予測熱負荷又は電力負荷の時系列変動として求めた予測電力負荷に基づいて前記熱電併給装置を運転するための予測運転時間帯を求めるように構成され、
前記予測熱負荷又は予測電力負荷を出力する出力手段が設けられているコージェネレーションシステム。 - 熱と電力を発生する熱電併給装置と、その熱電併給装置にて発生する熱にて貯湯タンクに貯湯する貯湯手段と、運転を制御する運転制御手段とが設けられたコージェネレーションシステムであって、
前記運転制御手段が、電気機器にて消費される消費電力、前記熱電併給装置の発電電力又は買電量を求めるように構成され、
前記運転制御手段にて求められた電気機器の消費電力、前記熱電併給装置の発電電力又は買電量を示す情報を出力する出力手段が設けられているコージェネレーションシステム。 - 熱と電力を発生する熱電併給装置と、その熱電併給装置にて発生する熱にて貯湯タンクに貯湯する貯湯手段と、運転を制御する運転制御手段とが設けられたコージェネレーションシステムであって、
前記運転制御手段が、前記熱電併給装置にて発電される電力の余剰電力を求めるように構成され、
前記運転制御手段にて求められた余剰電力を示す情報を出力する出力手段が設けられているコージェネレーションシステム。 - 熱と電力を発生する熱電併給装置と、その熱電併給装置にて発生する熱にて貯湯タンクに貯湯する貯湯手段と、運転を制御する運転制御手段とが設けられたコージェネレーションシステムであって、
前記貯湯タンクの貯湯量を検出する貯湯量検出手段が設けられ、
その貯湯量検出手段にて検出された貯湯量を示す情報を出力する出力手段が設けられているコージェネレーションシステム。 - 熱と電力を発生する熱電併給装置と、その熱電併給装置にて発生する熱にて貯湯タンクに貯湯する貯湯手段と、運転を制御する運転制御手段とが設けられたコージェネレーションシステムであって、
前記運転制御手段が、前記熱電併給装置にて熱及び電力を供給することにより達成される省エネルギーの程度又は経済性の良否を示す運転状態適否情報を求めるように構成され、
前記運転制御手段にて求められた運転状態適否情報を出力する出力手段が設けられているコージェネレーションシステム。 - 前記出力手段が、前記運転状態適否情報に応じて、省エネルギーの程度又は経済性の良否を表現するメッセージを出力するように構成されている請求項6記載のコージェネレーションシステム。
- 熱負荷に対して前記熱電併給装置にて発生する熱量では不足する不足分を補う補助加熱手段が設けられ、
前記運転制御手段が、前記補助加熱手段にて補う熱量が少ないほど熱についての省エネルギーの程度が高くなるように熱関連省エネ情報を求め、前記熱電併給装置にて発電される電力の余剰電力を求めると共にその余剰電力が少ないほど電気についての省エネルギーの程度が高くなるように電気関連省エネ情報を求めて、それら熱関連省エネ情報と電気関連省エネ情報とに基づいて前記運転状態適否情報を求めるように構成され、
前記出力手段が、前記熱関連省エネ情報に応じた熱についての省エネルギーの程度を表現するメッセージ、又は、前記電気関連省エネ情報に応じた電気についての省エネルギーの程度を示すメッセージを出力するように構成されている請求項6又は7記載のコージェネレーションシステム。 - 熱と電力を発生する熱電併給装置と、その熱電併給装置にて発生する熱にて貯湯タンクに貯湯する貯湯手段と、運転を制御する運転制御手段とが設けられたコージェネレーションシステムであって、
前記運転制御手段が、前記熱電併給装置にて発生する熱量と使用者が消費する熱量との関係を示す排熱利用率を求めるように構成され、
前記運転制御手段にて求められた排熱利用率を出力する出力手段が設けられているコージェネレーションシステム。 - 熱と電力を発生する熱電併給装置と、その熱電併給装置にて発生する熱にて貯湯タンクに貯湯する貯湯手段と、運転を制御する運転制御手段とが設けられたコージェネレーションシステムであって、
前記運転制御手段が、前記熱電併給装置にて発電される電力と電気機器にて消費される電力との関係を示す発電電力利用情報を求めるように構成され
前記運転制御手段にて求められた発電電力利用情報を出力する出力手段が設けられているコージェネレーションシステム。 - 前記運転制御手段が、熱の時系列消費データ及び電力の時系列消費データに基づいて熱負荷の時系列変動である予測熱負荷及び電力負荷の時系列変動である予測電力負荷を求め、求めた予測熱負荷及び予測電力負荷と省エネ運転条件とに基づいて前記熱電併給装置を運転するための予測運転時間帯を求めて、その求めた予測運転時間帯に基づいて前記熱電併給装置を自動運転するように構成されている請求項3〜10のいずれか1項に記載のコージェネレーションシステム。
Priority Applications (1)
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