JP2004263622A - コージェネレーションシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】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。
【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
【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
【０００１】
【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
【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、
【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。
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