JP2004286008A - Cogeneration system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電力と熱とを出力してその出力を調整可能な熱電併給装置と、その熱電併給装置から出力される熱にて加熱された湯水を貯湯する貯湯タンクと、運転を制御する運転制御手段とが設けられ、
前記運転制御手段は、現在要求されている現電力負荷を賄えるように、前記熱電併給装置の出力を調整する電力負荷追従運転を行うように構成されているコージェネレーションシステムに関する。
The present invention provides a combined heat and power device capable of adjusting the output by outputting power and heat, a hot water storage tank for storing hot and cold water heated by the heat output from the combined heat and power device, and an operation for controlling operation. Control means are provided,
The operation control means relates to a cogeneration system configured to perform a power load following operation for adjusting an output of the cogeneration system so as to cover a current power load currently required.
上記のようなコージェネレーションシステムは、熱電併給装置が、内燃機関や外燃機関と発電機とを組み合わせたものや燃料電池などから構成され、熱電併給手段にて出力される電力を使用するとともに、熱電併給装置にて出力される熱を湯水として貯湯タンクに溜めることにより、熱電併給装置にて出力される電力と熱とを活用して、省エネルギーを図るようにしているものである。 In the cogeneration system as described above, the cogeneration system is configured from a combination of an internal combustion engine or an external combustion engine and a generator, a fuel cell, or the like, and uses electric power output by the cogeneration system, By storing the heat output from the cogeneration device as hot water in a hot water storage tank, the power and heat output from the cogeneration device are used to save energy.
上記のようなコージェネレーションシステムにおいて、従来では、運転制御手段が、現在要求されている現電力負荷を賄えるように、熱電併給装置の出力を調整する電力負荷追従運転を行うことにより、現電力負荷を賄いながら、貯湯タンクへの貯湯を行うようにしている(例えば、特許文献1参照。)。 In the cogeneration system as described above, conventionally, the operation control means performs a power load following operation for adjusting the output of the co-generation system so as to cover the current power load currently required, thereby obtaining the current power load. Hot water is stored in the hot water storage tank (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、上記従来のコージェネレーションシステムでは、運転制御手段が電力負荷追従運転を行うことにより、現電力負荷を賄うことができるものの、現在要求されている現熱負荷には対応しておらず、現熱負荷を賄えない熱不足状態や現熱負荷に対して熱が余る熱余り状態が発生する虞があった。
すなわち、例えば、冬季などのように、現電力負荷が小さくて、現熱負荷が大きい場合に、運転制御手段が電力負荷追従運転を行うと、熱電併給装置から出力される熱は小さいので、現熱負荷を賄うことができず、熱不足状態が発生することになる。
また、例えば、夏季などのように、現電力負荷が大きくて、現熱負荷が小さい場合に、運転制御手段が電力負荷追従運転を行うと、熱電併給装置から出力される熱は大きいので、現熱負荷に対して熱が余り、熱余り状態が発生することになる。
However, in the above-mentioned conventional cogeneration system, although the operation control means can cover the current power load by performing the power load following operation, it does not correspond to the currently required current heat load. There is a possibility that a heat shortage state in which the heat load cannot be satisfied or a heat surplus state in which heat surpluses the current heat load may occur.
That is, for example, when the current power load is small and the current heat load is large, such as in winter, when the operation control means performs the power load follow-up operation, the heat output from the combined heat and power unit is small. The heat load cannot be covered, and a heat shortage state occurs.
Further, for example, in the case where the current power load is large and the current heat load is small, such as in summer, if the operation control means performs the power load follow-up operation, the heat output from the combined heat and power unit is large. Heat is excessive with respect to the heat load, and an excessive heat state occurs.
そして、熱不足状態が発生すると、現熱負荷を賄うために、貯湯タンク内に湯水が貯湯されていないときに湯水を加熱するための補助加熱手段を作動させることになるので、システムの効率が低下する虞がある。
また、熱余り状態が発生すると、現熱負荷に対して余った熱が貯湯タンクに溜められるが、その貯湯タンクに溜められた熱は、使用されずにただ放熱するだけとなって、システムの効率が低下することになる。
When the heat shortage occurs, the auxiliary heating means for heating the hot water when the hot water is not stored in the hot water storage tank is operated to cover the current heat load, so that the efficiency of the system is reduced. There is a risk of lowering.
In addition, when a surplus heat state occurs, excess heat for the current heat load is stored in the hot water storage tank, but the heat stored in the hot water storage tank is simply dissipated without being used. Efficiency will be reduced.
本発明は、かかる点に着目してなされたものであり、その目的は、更なる省エネルギー化を実現することができるコージェネレーションシステムを提供する点にある。 The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to provide a cogeneration system capable of realizing further energy saving.
上記目的を達成するための本発明に係るコージェネレーションシステムの第1特徴構成は、電力と熱とを出力してその出力を調整可能な熱電併給装置と、その熱電併給装置から出力される熱にて加熱された湯水を貯湯する貯湯タンクと、運転を制御する運転制御手段とが設けられ、
前記運転制御手段は、現在要求されている現電力負荷を賄えるように、前記熱電併給装置の出力を調整する電力負荷追従運転を行うように構成されているコージェネレーションシステムであって、
前記運転制御手段は、時系列的な電力負荷、及び、時系列的な熱負荷を管理するように構成され、かつ、時系列的な電力負荷に対して前記電力負荷追従運転を行うことにより時系列的な熱負荷に対して熱が不足する熱不足状態が予測される場合には、所定の出力上昇対象時間帯において、現電力負荷よりも大きい出力側に前記熱電併給装置の出力を調整する出力上昇運転を行うように構成されている点にある。
A first characteristic configuration of the cogeneration system according to the present invention for achieving the above object is to provide a cogeneration system capable of adjusting the output by outputting power and heat, and a heat output from the cogeneration system. Hot water storage tank for storing hot and cold water, and operation control means for controlling the operation are provided,
The operation control means is a cogeneration system configured to perform a power load following operation for adjusting an output of the cogeneration system so as to cover a current power load that is currently required,
The operation control unit is configured to manage a time-series power load and a time-series heat load, and performs time-dependent operation by performing the power load following operation on the time-series power load. When a heat shortage state in which heat is insufficient for a sequential heat load is predicted, the output of the cogeneration system is adjusted to an output side larger than the current power load in a predetermined power increase target time zone. The point is that the power-up operation is performed.
すなわち、運転制御手段は、時系列的な電力負荷、及び、時系列的な熱負荷を管理しているので、時系列的な電力負荷に対して電力負荷追従運転を行うことにより、時系列的な熱負荷に対して熱が不足する熱不足状態が発生するか否かを予測することができることになる。
そして、運転制御手段は、時系列的な電力負荷に対して電力負荷追従運転を行うことにより時系列的な熱負荷に対して熱が不足する熱不足状態が予測される場合には、所定の出力上昇対象時間帯において出力上昇運転を行うので、電力負荷追従運転を行うよりも大きい熱を出力することができることになる。
したがって、出力上昇運転を行うことによって出力された大きい熱にて時系列的な熱負荷を賄うことができることになるので、熱不足状態の発生を抑制することができることになる。
That is, since the operation control unit manages the time-series power load and the time-series heat load, the operation control unit performs the power load following operation on the time-series power load, thereby It is possible to predict whether or not a heat shortage state in which heat is insufficient for a large heat load occurs.
Then, the operation control means performs a power load following operation on the time-series power load, and when a heat shortage state in which heat is insufficient for the time-series heat load is predicted, a predetermined Since the power increase operation is performed in the power increase target time zone, it is possible to output a larger amount of heat than the power load following operation.
Accordingly, the time-series heat load can be covered by the large heat output by performing the power-up operation, so that the occurrence of the heat shortage state can be suppressed.
以上のことから、第1特徴構成によれば、熱不足状態の発生を抑制することができるので、貯湯タンク内に湯水が貯湯されていないときに湯水を加熱するための補助加熱手段の作動を極力回避することができることとなって、更なる省エネルギー化を実現することができるコージェネレーションシステムを提供できるに至った。 From the above, according to the first characteristic configuration, it is possible to suppress the occurrence of the heat shortage state, so that the operation of the auxiliary heating means for heating the hot water when the hot water is not stored in the hot water storage tank is required. As much as possible, it is possible to provide a cogeneration system capable of realizing further energy saving.
本発明に係るコージェネレーションシステムの第2特徴構成は、上記第1特徴構成に加えて、前記運転制御手段は、時系列的な電力負荷、及び、時系列的な熱負荷を設定周期内において設定時間帯ごとに管理するように構成され、かつ、前記電力負荷追従運転を行うことにより前記熱不足状態が予測される設定時間帯を前記出力上昇対象時間帯とするように構成されている点にある。 According to a second feature configuration of the cogeneration system according to the present invention, in addition to the first feature configuration, the operation control unit sets a time-series power load and a time-series heat load within a set cycle. It is configured to be managed for each time zone, and is configured so that the set time zone in which the heat insufficiency state is predicted by performing the power load following operation is set as the output rise target time zone. is there.
すなわち、運転制御手段は、時系列的な電力負荷、及び、時系列的な熱負荷を設定周期内において設定時間帯ごとに管理しているので、電力負荷追従運転を行うことを想定した状態で、設定周期内において熱不足状態が予測される設定時間帯を特定することができることになる。 That is, since the operation control means manages the time-series power load and the time-series heat load for each set time zone within the set cycle, the operation control means operates in a state in which the power load following operation is assumed to be performed. Thus, it is possible to specify a set time zone in which a heat shortage state is predicted within the set cycle.
そして、運転制御手段は、電力負荷追従運転を行うことにより熱不足状態が予測される設定時間帯を出力上昇対象時間帯とし、その出力上昇対象時間帯において、現電力負荷にかかわらず、出力上昇運転を行って熱電併給装置の出力を上昇させることになる。 Then, the operation control means sets a set time zone in which the heat shortage state is predicted by performing the power load following operation as an output increase target time zone, and in the output increase target time zone, regardless of the current power load, the output increase. The operation is performed to increase the output of the cogeneration system.
したがって、運転制御手段は、熱不足状態が予測される設定時間帯に出力上昇運転を行うことによって、時系列的な熱負荷に対して不足する熱分を熱電併給装置から出力させることができ、熱不足状態の発生を的確に抑制することができることになる。 Therefore, the operation control means can output the heat component deficient with respect to the chronological heat load from the cogeneration unit by performing the output increase operation in the set time zone in which the heat shortage state is predicted, The occurrence of the heat shortage state can be accurately suppressed.
本発明に係るコージェネレーションシステムの第3特徴構成は、上記第1特徴構成に加えて、前記運転制御手段は、時系列的な電力負荷、及び、時系列的な熱負荷を設定周期内において設定時間帯ごとに管理するように構成され、かつ、前記電力負荷追従運転を行うことにより前記熱不足状態が予測される設定時間帯以前の設定時間帯を前記出力上昇対象時間帯とするように構成されている点にある。 According to a third feature configuration of the cogeneration system according to the present invention, in addition to the first feature configuration, the operation control unit sets a time-series power load and a time-series heat load within a set cycle. It is configured to be managed for each time zone, and a set time zone before a set time zone in which the heat shortage state is predicted by performing the power load following operation is set as the output increase target time zone. It is in that being.
すなわち、運転制御手段は、時系列的な電力負荷、及び、時系列的な熱負荷を設定周期内において設定時間帯ごとに管理しているので、電力負荷追従運転を行うことを想定した状態で、設定周期内において熱不足状態が予測される設定時間帯を特定することができることになる。 That is, since the operation control means manages the time-series power load and the time-series heat load for each set time zone within the set cycle, the operation control means operates in a state in which the power load following operation is assumed to be performed. Thus, it is possible to specify a set time zone in which a heat shortage state is predicted within the set cycle.
そして、運転制御手段は、電力負荷追従運転を行うことにより熱不足状態が予測される設定時間帯以前の設定時間帯を出力上昇対象時間帯とし、その出力上昇対象時間帯において、現電力負荷にかかわらず、出力上昇運転を行って熱電併給装置の出力を上昇させることになる。 Then, the operation control means sets the set time zone before the set time zone in which the heat shortage state is predicted by performing the power load following operation as the power increase target time zone, and in the output increase target time zone, the current power load is Regardless, the output increase operation is performed to increase the output of the cogeneration system.
したがって、運転制御手段は、熱不足状態が予測される設定時間帯以前の設定時間帯に出力上昇運転を行うことによって、時系列的な熱負荷に対して不足する熱分を先行して貯湯タンクに溜めることができ、熱不足状態の発生を的確に抑制することができることになる。 Therefore, the operation control means performs the power-up operation in the set time period before the set time period in which the heat-insufficient state is predicted, thereby leading the lack of heat to the chronological heat load in advance of the hot water storage tank. And the occurrence of a heat-deficient state can be accurately suppressed.
本発明に係るコージェネレーションシステムの第4特徴構成は、上記第3特徴構成に加えて、前記運転制御手段は、前記出力上昇運転として、時系列的な熱負荷に対して不足する熱分を先行して貯湯タンクに溜めるように、前記熱不足状態が予測される設定時間帯に近いものから選択されたひとつ又は複数の設定時間帯を前記出力上昇対象時間帯とするように構成されている点にある。 According to a fourth feature configuration of the cogeneration system according to the present invention, in addition to the third feature configuration, the operation control unit precedes an insufficient heat component with respect to a time-series heat load as the output increasing operation. So that one or a plurality of set time zones selected from those close to the set time zone in which the heat-deficient state is predicted are set as the output rise target time zones so as to be stored in the hot water storage tank. It is in.
すなわち、運転制御手段は、出力上昇運転として、選択された設定時間帯に熱電併給装置の出力を最大出力等に上昇させることを想定した状態で、時系列的な熱負荷に対して不足する熱分を先行して貯湯タンクに溜めるように、熱不足状態が予測される設定時間帯よりも以前でかつ熱不足状態が予測される設定時間帯に近いものから設定時間帯を選択し、その選択されたひとつ又は複数の設定時間帯を出力上昇対象時間帯とし、その出力上昇対象時間帯において、現電力負荷にかかわらず、熱電併給装置の出力を上昇させることになる。 In other words, the operation control means assumes that the output of the co-generation system is increased to the maximum output or the like during the selected set time period as the output increasing operation, and the heat insufficiency with respect to the time-series thermal load is assumed. Select a set time zone from those that are earlier than the set time zone in which the heat-insufficient state is predicted and are close to the set time zone in which the heat-insufficient state is predicted so that the minutes are stored in the hot water storage tank in advance. One or a plurality of set time zones thus set are set as output increase target time zones, and in the output increase target time zone, the output of the cogeneration system is increased regardless of the current power load.
したがって、運転制御手段は、出力上昇運転を行うことによって、熱不足状態が予測される設定時間帯よりも以前に、時系列的な熱負荷に対して不足する熱分を先行して貯湯タンクに溜めることができ、熱不足状態の発生を的確に抑制することができることになる。 Therefore, the operation control means performs the output increasing operation, and before the set time period in which the heat-insufficient state is predicted, the shortage heat component with respect to the time-series heat load is preceded in the hot water storage tank. The heat can be accumulated, and the occurrence of the heat shortage state can be accurately suppressed.
本発明に係るコージェネレーションシステムの第5特徴構成は、上記第3特徴構成に加えて、前記運転制御手段は、前記熱不足状態が予測される設定時間帯以前に時系列的な熱負荷に対して熱が余る熱余り状態が予測されない場合には、最早の設定時間帯を前記出力上昇対象時間帯とするように構成されている点にある。 According to a fifth feature configuration of the cogeneration system according to the present invention, in addition to the third feature configuration, the operation control unit is configured to control a time-series heat load before a set time zone in which the heat shortage state is predicted. In this case, when the excess heat state is not predicted, the earliest set time zone is set as the output rise target time zone.
すなわち、運転制御手段は、時系列的な電力負荷、及び、時系列的な熱負荷を設定周期内において設定時間帯ごとに管理しているので、電力負荷追従運転を行うことを想定した状態で、設定周期内において熱不足状態が予測される設定時間帯を特定するとともに、その熱不足状態が予測される設定時間帯以前に熱余り状態が予測されるか否かを特定することができることになる。 That is, since the operation control means manages the time-series power load and the time-series heat load for each set time zone within the set cycle, the operation control means operates in a state in which the power load following operation is assumed to be performed. In addition, it is possible to specify a set time zone in which a heat-insufficient state is predicted within a set cycle, and to specify whether or not a heat-insufficient state is predicted before the set time zone in which the heat-insufficient state is predicted. Become.
そして、運転制御手段は、電力負荷追従運転を行うことにより熱不足状態が予測される設定時間帯以前に熱余り状態が予測されない場合には、最早の設定時間帯即ち次の設定時間帯を出力上昇対象時間帯とし、その出力上昇対象時間帯において、現電力負荷にかかわらず、出力上昇運転を行って熱電併給装置の出力を上昇させることになる。 The operation control means outputs the earliest set time zone, that is, the next set time zone, when the remaining heat state is not predicted before the set time zone in which the heat shortage state is predicted by performing the power load following operation. The target time zone is a rise target time zone. In the output rise target time zone, the output increase operation is performed to increase the output of the cogeneration system regardless of the current power load.
したがって、運転制御手段は、電力負荷追従運転を行うことにより熱不足状態が予測される設定時間帯以前に熱余り状態が予測されない場合に、最早の設定時間帯に出力上昇運転を行うことによって、時系列的な熱負荷に対して不足する熱分を、その熱不足が予測される設定時間帯に対して余裕をもって貯湯タンクに溜めることができ、熱不足状態の発生を的確に抑制することができることになる。 Therefore, the operation control means performs the power-up operation in the earliest set time period when the remaining heat state is not predicted before the set time period in which the heat shortage state is predicted by performing the power load following operation, Insufficient heat for the time-series heat load can be stored in the hot water storage tank with a margin for a set time period in which the heat shortage is predicted, and the occurrence of the heat shortage state can be appropriately suppressed. You can do it.
本発明に係るコージェネレーションシステムの第6特徴構成は、上記第1〜5の何れかの特徴構成に加えて、前前記運転制御手段は、前記電力負荷追従運転を行うことにより前記熱不足が予測されても、前記出力上昇対象時間帯において前記出力上昇運転を行うことにより時系列的な熱負荷に対して熱が余る熱余り状態が予測される場合には、前記出力上昇対象時間帯において前記出力上昇運転を行うことを禁止するように構成されている点にある。 According to a sixth feature configuration of the cogeneration system according to the present invention, in addition to any one of the first to fifth feature configurations, the operation control unit predicts the heat shortage by performing the power load following operation. Even if it is, when the excess heat state is expected to be overheated for the time-series heat load by performing the power increase operation in the power increase target time zone, the power increase target time zone The point is that it is configured to prohibit the operation of increasing the output.
すなわち、運転制御手段は、電力負荷追従運転を行うことにより熱不足状態が予測される設定時間帯以前等に熱余り状態が予測されない場合に、最早の設定時間帯等の出力上昇対象時間帯において出力上昇運転を行うことを想定した状態で、設定周期内において熱余り状態が予測されるか否かを特定することができることになる。 That is, the operation control means performs the power load following operation, and when the remaining heat state is not predicted before the set time period in which the heat shortage state is predicted, the power increase target time period such as the earliest set time period is used. It is possible to specify whether or not a surplus heat state is predicted within the set cycle in a state where the output increase operation is assumed to be performed.
そして、熱不足状態を抑制するために出力上昇運転を行うと、他の設定時間帯において熱余り状態が発生する場合があり、その余った熱がただ放熱するだけとなって、かえって省エネルギーを阻害する虞がある。 When the power-up operation is performed to suppress the heat shortage state, a surplus heat state may occur in another set time zone, and the surplus heat is merely radiated, which hinders energy saving. There is a risk of doing so.
そこで、運転制御手段は、電力負荷追従運転を行うことにより熱不足状態が予測される設定時間帯以前等に熱余り状態が予測されない場合でも、上述のように、出力上昇対象時間帯において出力上昇運転を行うことにより熱余り状態が予測される場合には、出力上昇対象時間帯において、出力上昇運転を行うことを禁止して、電力負荷追従運転を行うことになる。 Therefore, even when the remaining heat state is not predicted before the set time period in which the heat shortage state is predicted by performing the power load following operation, the operation control unit increases the output in the power increase target time period as described above. When the remaining heat state is predicted by performing the operation, the power increase operation is prohibited and the power load following operation is performed during the power increase target time zone.
したがって、運転制御手段は、熱不足の発生を抑制しながら、その熱不足抑制のための出力上昇運転による熱余りを回避することができる。 Therefore, the operation control unit can avoid the excessive heat due to the output increase operation for suppressing the heat shortage while suppressing the occurrence of the heat shortage.
本発明に係るコージェネレーションシステムの第7特徴構成は、上記第1〜6の何れかの特徴構成に加えて、前記運転制御手段は、前記出力上昇対象時間帯において最小出力と最大出力との間に設定された出力上昇用基準値よりも現電力負荷が大きい場合には、前記出力上昇対象時間帯において前記出力上昇運転を行うように構成されている点にある。 A seventh characteristic configuration of the cogeneration system according to the present invention is the cogeneration system according to any one of the first to sixth characteristic configurations, wherein the operation control unit is configured to switch between a minimum output and a maximum output in the output rising target time zone. When the current power load is larger than the power-up reference value set in (1), the power-up operation is performed in the power-up target time zone.
即ち、運転制御手段は、出力上昇対象時間帯において、出力上昇用基準値よりも現電力負荷が小さい場合には、現電力負荷を賄えるように熱電併給装置の出力を調整し、出力上昇用基準値よりも現電力負荷が大きい場合には、熱電併給装置の出力を最大出力に調整するなどの出力上昇運転を行うことになる。 That is, the operation control means adjusts the output of the combined heat and power supply so as to cover the current power load when the current power load is smaller than the reference value for power increase in the power increase target time zone, and When the current power load is larger than the value, an output increasing operation such as adjusting the output of the cogeneration system to the maximum output is performed.
出力上昇用基準値よりも現電力負荷が小さい場合には、熱電併給装置の出力を最大出力等に上昇させると、現電力負荷に対して熱電併給装置から出力される電力が大きく上回り大きな余剰電力の発生を招き、かえって省エネルギーを阻害する虞がある。
しかしながら、運転制御手段は、出力上昇用基準値よりも現電力負荷が小さい場合には、電力負荷追従運転を行うので、大きな余剰電力の発生を抑制することができることになり、省エネルギーを実現できることになる。
しかも、運転制御手段は、出力上昇用基準値よりも現電力負荷が大きい場合には、例えば、熱電併給装置の出力を最大出力等に上昇させるので、極力大きい熱を出力して、熱不足状態の発生を抑制することができることになる。
したがって、余剰電力の発生を抑制しながら、熱不足状態の発生を抑制することができることになる。
When the current power load is smaller than the reference value for increasing the output, when the output of the cogeneration system is increased to the maximum output or the like, the power output from the cogeneration system greatly exceeds the current power load and a large surplus power is generated. This may cause the occurrence of energy saving, which may hinder energy saving.
However, when the current power load is smaller than the output increase reference value, the operation control means performs the power load follow-up operation, so that it is possible to suppress the generation of large surplus power, and to realize energy saving. Become.
Moreover, when the current power load is larger than the reference value for increasing the output, the operation control means increases, for example, the output of the cogeneration system to the maximum output or the like. Can be suppressed.
Therefore, it is possible to suppress the occurrence of the heat shortage state while suppressing the generation of the surplus power.
本発明に係るコージェネレーションシステムの第8特徴構成は、上記第1〜7の何れかの特徴構成に加えて、前記運転制御手段は、前記出力上昇運転として、前記熱電併給装置の出力を最大出力に調整するように構成されている点にある。 According to an eighth aspect of the cogeneration system according to the present invention, in addition to any one of the first to seventh aspects, the operation control means outputs the output of the cogeneration system as the maximum output as the output increasing operation. The point is that it is configured to adjust.
すなわち、運転制御手段は、出力上昇運転として、熱電併給装置の出力を最大出力に調整するので、極力大きい熱を出力して、熱不足状態の発生を抑制することができることになる。 That is, since the operation control means adjusts the output of the co-generation system to the maximum output as the output increasing operation, it is possible to output as much heat as possible and suppress the occurrence of the heat shortage state.
例えば、運転制御手段は、電力負荷追従運転を行うことにより熱不足状態が予測される設定時間帯以前に熱余り状態が予測されない場合に、最早の設定時間帯において熱電併給装置の出力を最大出力に調整することによって、熱不足状態が予測される設定時間帯以前に、充分な熱分を先行して貯湯タンクに溜めることができ、熱不足状態の発生を一層的確に抑制することができることになる。 For example, the operation control means outputs the maximum output of the cogeneration system in the earliest set time period when the remaining heat state is not predicted before the set time period in which the heat shortage state is predicted by performing the power load following operation. In this way, sufficient heat can be stored in the hot water storage tank ahead of the set time period in which the heat shortage state is predicted, and the occurrence of the heat shortage state can be more accurately suppressed. Become.
本発明に係るコージェネレーションシステムの第9特徴構成は、上記第1〜7の何れかの特徴構成に加えて、前記運転制御手段は、前記出力上昇運転として、時系列的な熱負荷に対して不足する熱分に応じて設定された上昇用設定量だけ現電力負荷よりも大きい出力に前記熱電併給装置の出力を調整するように構成されている点にある。 A ninth characteristic configuration of the cogeneration system according to the present invention, in addition to any one of the first to seventh characteristic configurations, wherein the operation control unit performs the output increasing operation with respect to a time-series heat load. The point is that the output of the cogeneration system is adjusted to an output larger than the current power load by a set amount for ascending set in accordance with the insufficient heat component.
すなわち、運転制御手段は、出力上昇運転として、出力上昇対象時間帯において、上昇用設定量だけ現電力負荷よりも大きい出力に熱電併給装置の出力を調整するので、現電力負荷の変化に対応する状態で熱電併給装置の出力を調整しながら、熱電併給装置の出力を熱負荷追従運転時よりも上昇用設定量だけ大きくすることができることになる。
また、上昇用設定量は、時系列的な熱負荷に対して不足する熱分が大きくなるにつれて、例えば、設定量を、1倍から2倍に、2倍から3倍にした量として、時系列的な熱負荷に対して不足する熱分に応じた量を設定することができることになる。
That is, the operation control means adjusts the output of the cogeneration system to an output larger than the current power load by the set amount for the increase in the power increase target time period as the output increase operation, so that the operation control means responds to the change in the current power load. In this state, while adjusting the output of the heat and power supply device, the output of the heat and power supply device can be increased by the set amount for ascending as compared with the heat load following operation.
In addition, the set amount for ascending may be set as, for example, an amount obtained by increasing the set amount from 1 time to 2 times or from 2 times to 3 times as the amount of heat shortage with respect to the time-series heat load increases. It is possible to set an amount corresponding to a heat component that is insufficient for a sequential heat load.
したがって、現電力負荷の変化に応じて出力を変更しながら、時系列的な熱負荷に対して不足する熱分に応じた上昇用設定量だけ大きい熱を出力することができることとなって、現電力負荷に対応しながら、熱不足状態の発生を抑制することができ、さらには、不足する熱分に対して過剰に大きい熱を出力して熱余り状態となることを抑制することができる。 Therefore, while changing the output in accordance with the change in the current power load, it is possible to output heat that is larger than the time-series heat load by a set amount for ascending according to the shortage of heat. The occurrence of a heat shortage state can be suppressed while responding to the power load, and further, it is possible to suppress an excessively large amount of heat being output with respect to the shortage of heat, thereby suppressing a heat surplus state.
本発明に係るコージェネレーションシステムの第10特徴構成は、上記第1〜7の何れかの特徴構成に加えて、前記運転制御手段は、前記出力上昇運転として、前記熱電併給装置の出力を上昇用設定出力に調整するように構成されている点にある。 According to a tenth characteristic configuration of the cogeneration system according to the present invention, in addition to any one of the first to seventh characteristic configurations, the operation control unit increases the output of the cogeneration system as the output increasing operation. It is configured to adjust to the setting output.
すなわち、運転制御手段は、出力上昇運転として、出力上昇対象時間帯において、熱電併給装置の出力を上昇用設定出力に調整するので、熱不足状態が予測される設定時間帯においては、現電力負荷にかかわらず、熱電併給装置から出力される熱が上昇用設定出力となる。
また、上昇用設定出力は、例えば、時系列的な熱負荷に対して不足する熱分が大きいほど大きな出力に設定して、時系列的な熱負荷に対して不足する熱分に応じて設定することができることになる。
In other words, the operation control means adjusts the output of the co-generation system to the set output for increase in the power increase target time zone as the output increase operation, so that the current power load is set in the set time zone in which the heat shortage state is predicted. Irrespective of the above, the heat output from the cogeneration unit becomes the set output for raising.
In addition, the setting output for ascending is set, for example, so that the larger the heat component that is insufficient for the time-series heat load, the larger the output is set, and set according to the heat component that is insufficient for the time-series heat load. Will be able to do that.
したがって、熱電併給装置の出力を上昇用設定出力に調整するという容易な制御構成によって、時系列的な熱負荷に対して不足する熱分に応じて設定される上昇用設定出力にて熱を出力できることとなって、構成の簡素化を図りながら、熱不足状態の発生を抑制することができることになる。 Therefore, by the easy control configuration of adjusting the output of the combined heat and power supply to the set output for increase, heat is output at the set output for increase set according to the shortage of heat for the time-series heat load. As a result, it is possible to suppress the occurrence of the heat shortage state while simplifying the configuration.
本発明に係るコージェネレーションシステムの第11特徴構成は、上記第1〜10の何れかの特徴構成に加えて、前記運転制御手段は、過去の時系列的な電力負荷、及び、過去の時系列的な熱負荷から、前記熱不足状態を予測するように構成されている点にある。 An eleventh characteristic configuration of the cogeneration system according to the present invention is characterized in that, in addition to any one of the first to tenth characteristic configurations, the operation control unit includes a past time-series power load and a past time-series power load. The point is that it is configured to predict the heat shortage state from a typical heat load.
すなわち、過去の時系列的な電力負荷及び熱負荷から実際の電力負荷及び熱負荷を予測し、その予測した電力負荷を賄うように電力負荷追従運転を行うことを想定して、予測した熱負荷に対して熱電併給装置から出力される熱が不足するか否かを予測することができる。 That is, the actual heat load and heat load are predicted from the past time-series power load and heat load, and the power load following operation is performed so as to cover the predicted power load. Can be predicted whether or not the heat output from the combined heat and power supply is insufficient.
本発明に係るコージェネレーションシステムの第12特徴構成は、上記第11特徴構成に加えて、前記運転制御手段は、実際の熱負荷の実積算値と過去の熱負荷の過去積算値との偏差が設定範囲外であり、かつ、前記実積算値が前記過去積算値よりも許容値以上大きい場合には、前記出力上昇対象時間帯において前記出力上昇運転を行うことを禁止するように構成されている点にある。 According to a twelfth characteristic configuration of the cogeneration system according to the present invention, in addition to the eleventh characteristic configuration, the operation control unit determines that a deviation between an actual integrated value of an actual heat load and a past integrated value of a past heat load is different. If the actual integrated value is outside the set range and the actual integrated value is larger than the past integrated value by an allowable value or more, it is configured to prohibit performing the output increase operation in the output increase target time zone. On the point.
即ち、運転制御部は、熱負荷の過去積算値と実積算値との偏差が設定範囲外であり、かつ、実積算値の方が過去積算値よりも許容値以上大きい場合には、熱不足状態が予測されている時間帯よりも前倒しで熱負荷があったとして、出力上昇対象時間帯であっても出力上昇運転を行うことを禁止して、不要な出力上昇運転を回避することができる。 That is, if the deviation between the past integrated value of the heat load and the actual integrated value is out of the setting range and the actual integrated value is larger than the past integrated value by an allowable value or more, the operation control unit Assuming that there was a heat load ahead of the time zone in which the state is predicted, it is possible to prohibit the power increase operation even during the power increase target time zone, thereby avoiding unnecessary power increase operation. .
本発明に係るコージェネレーションシステムの第13特徴構成は、上記第11又は12特徴構成に加えて、前記運転制御手段は、実際の熱負荷の実積算値と過去の熱負荷の過去積算値との偏差が設定範囲外であり、かつ、前記過去積算値が前記実積算値よりも許容値以上大きい場合には、前記出力上昇対象時間帯を所定時間遅らせるように構成されている点にある。 According to a thirteenth characteristic configuration of the cogeneration system according to the present invention, in addition to the eleventh or twelfth characteristic configuration, the operation control means includes a control unit that calculates an actual integrated value of an actual heat load and a past integrated value of a past heat load. When the deviation is out of the set range and the past integrated value is larger than the actual integrated value by an allowable value or more, the power increase target time zone is configured to be delayed by a predetermined time.
即ち、運転制御部は、熱負荷の過去積算値と実積算値との偏差が設定範囲外であり、かつ、過去積算値の方が実積算値よりも許容値以上大きい場合には、熱不足状態が予測されている時間帯よりも後倒しで熱負荷があるとして、出力上昇運転を行う出力上昇対象時間帯を所定時間遅らせて、できるだけ熱不足状態となる時間帯の直前に出力上昇運転を行って、熱不足状態の発生を的確に抑制することができる。 That is, if the deviation between the past integrated value of the heat load and the actual integrated value is outside the set range and the past integrated value is larger than the actual integrated value by an allowable value or more, the operation control unit Assuming that there is a heat load behind the time zone in which the state is predicted, the power increase target time zone in which the power increase operation is performed is delayed for a predetermined time, and the power increase operation is performed as soon as possible before the time zone in which the heat becomes insufficient. By doing so, it is possible to accurately suppress the occurrence of the heat shortage state.
本発明に係るコージェネレーションシステムの第14特徴構成は、上記第1特徴構成に加えて、不足した熱を発生する補助加熱手段を備え、
前記運転制御手段は、前記時系列的な熱負荷として前記補助加熱手段の作動状態から前記熱不足状態を予測するように構成されている点にある。
A fourteenth feature of the cogeneration system according to the present invention includes, in addition to the first feature, an auxiliary heating unit that generates insufficient heat.
The operation control means is configured to predict the heat shortage state from the operation state of the auxiliary heating means as the time-series heat load.
すなわち、運転制御部は、補助加熱手段の作動状態から熱不足状態を予測することができ、例えば、補助加熱手段を作動した状態での給湯量の積算値が設定値以上となった場合に、出力下降運転を行うことができる。 That is, the operation control unit can predict a heat-insufficient state from the operation state of the auxiliary heating unit.For example, when the integrated value of the hot water supply amount in the state where the auxiliary heating unit is activated is equal to or greater than the set value, Output lowering operation can be performed.
上記目的を達成するための本発明に係るコージェネレーションシステムの第15特徴構成は、電力と熱とを出力してその出力を調整可能な熱電併給装置と、その熱電併給装置から出力される熱にて湯水を貯湯する貯湯タンクと、運転を制御する運転制御手段とが設けられ、
前記運転制御手段は、現在要求されている現電力負荷を賄えるように、前記熱電併給装置の出力を調整する電力負荷追従運転を行うように構成されているコージェネレーションシステムであって、
前記運転制御手段は、時系列的な電力負荷、及び、時系列的な熱負荷を管理するように構成され、かつ、時系列的な電力負荷に対して前記電力負荷追従運転を行うことにより時系列的な熱負荷に対して熱が余る熱余り状態が予測される場合には、所定の出力下降対象時間帯において、現電力負荷よりも小さい出力側に前記熱電併給装置の出力を調整する出力下降運転を行うように構成されている点にある。
A fifteenth characteristic configuration of the cogeneration system according to the present invention for achieving the above object is to provide a cogeneration system capable of adjusting the output by outputting electric power and heat, and a heat output from the cogeneration system. Hot water storage tank for storing hot and cold water, and operation control means for controlling the operation are provided,
The operation control means is a cogeneration system configured to perform a power load following operation for adjusting an output of the cogeneration system so as to cover a current power load that is currently required,
The operation control unit is configured to manage a time-series power load and a time-series heat load, and performs time-dependent operation by performing the power load following operation on the time-series power load. If a heat surplus state in which heat is excessive for a sequential heat load is predicted, an output for adjusting the output of the cogeneration system to an output side smaller than the current power load in a predetermined output fall target time zone. It is configured to perform a descent operation.
すなわち、運転制御手段は、時系列的な電力負荷、及び、時系列的な熱負荷を管理しているので、時系列的な電力負荷に対して電力負荷追従運転を行うことにより、時系列的な熱負荷に対して熱が余る熱余り状態が発生するか否かを予測することができることになる。
そして、運転制御手段は、時系列的な電力負荷に対して電力負荷追従運転を行うことにより時系列的な熱負荷に対して熱が余る熱余り状態が予測される場合には、所定の出力下降昇対象時間帯において出力下降運転を行うので、電力負荷追従運転を行うよりも小さい熱を出力することができることになる。
したがって、出力下降運転を行うことによって、時系列的な熱負荷に対して余剰に熱を出力することを防止できることになるので、熱余り状態の発生を抑制することができることになる。
That is, since the operation control unit manages the time-series power load and the time-series heat load, the operation control unit performs the power load following operation on the time-series power load, thereby Thus, it is possible to predict whether or not a heat surplus state in which heat surplus occurs for a large heat load.
The operation control means performs a power load following operation on the time-series power load, and when a surplus heat state in which the heat is excessive with respect to the time-series heat load is predicted, a predetermined output Since the output descent operation is performed in the descent and rise target time zone, it is possible to output less heat than when performing the power load following operation.
Therefore, by performing the output lowering operation, it is possible to prevent excess heat from being output with respect to the chronological heat load, so that it is possible to suppress the occurrence of the excess heat state.
以上のことから、第15特徴構成によれば、熱余り状態の発生を抑制することができるので、貯湯タンクに溜められた熱がただ放熱するだけとなるのを極力回避することができることとなって、更なる省エネルギー化を実現することができるコージェネレーションシステムを提供できるに至った。 From the above, according to the fifteenth characteristic configuration, it is possible to suppress the occurrence of the surplus heat state, so that it is possible to avoid as much as possible that the heat stored in the hot water storage tank merely radiates heat. Thus, a cogeneration system capable of realizing further energy saving can be provided.
本発明に係るコージェネレーションシステムの第16特徴構成は、上記第15特徴構成に加えて、前記運転制御手段は、時系列的な電力負荷、及び、時系列的な熱負荷を設定周期内において設定時間帯ごとに管理するように構成され、かつ、前記電力負荷追従運転を行うことにより前記熱余り状態が予測される設定時間帯を前記出力下降対象時間帯とするように構成されている点にある。 According to a sixteenth feature of the cogeneration system according to the present invention, in addition to the fifteenth feature, the operation control means sets a time-series power load and a time-series heat load within a set cycle. It is configured to be managed for each time zone, and is configured so that the set time zone in which the remaining heat state is predicted by performing the power load following operation is the output fall target time zone. is there.
すなわち、運転制御手段は、時系列的な電力負荷、及び、時系列的な熱負荷を設定周期内において設定時間帯ごとに管理しているので、電力負荷追従運転を行うことを想定した状態で、設定周期内において熱余り状態が予測される設定時間帯を特定することができることになる。 That is, since the operation control means manages the time-series power load and the time-series heat load for each set time zone within the set cycle, the operation control means operates in a state in which the power load following operation is assumed to be performed. Thus, it is possible to specify a set time zone in which the remaining heat state is predicted within the set cycle.
そして、運転制御手段は、電力負荷追従運転を行うことにより熱余り状態が予測される設定時間帯を出力下降対象時間帯とし、その出力下降対象時間帯において、現電力負荷にかかわらず、出力下降運転を行って熱電併給装置の出力を下降させることになる。 Then, the operation control means sets a set time zone in which the remaining heat state is predicted by performing the power load following operation as an output decrease target time zone, and in the output decrease target time zone, regardless of the current power load, the output decrease. The operation is performed to lower the output of the cogeneration system.
したがって、運転制御手段は、熱余り状態が予測される設定時間帯に出力下降運転を行うことによって、時系列的な熱負荷に対して余剰に熱を出力することを防止できることになるので、熱余り状態の発生を抑制することができることになる。 Therefore, the operation control means can prevent the excessive output of heat with respect to the time-series heat load by performing the output lowering operation during the set time period in which the remaining heat state is predicted, so The occurrence of a surplus state can be suppressed.
本発明に係るコージェネレーションシステムの第17特徴構成は、上記第15特徴構成に加えて、前記運転制御手段は、時系列的な電力負荷、及び、時系列的な熱負荷を設定周期内において設定時間帯ごとに管理するように構成され、かつ、前記電力負荷追従運転を行うことにより前記熱余り状態が予測される設定時間帯以前の設定時間帯を前記出力下降対象時間帯とするように構成されている点にある。 According to a seventeenth feature configuration of the cogeneration system according to the present invention, in addition to the fifteenth feature configuration, the operation control unit sets a time-series power load and a time-series heat load within a set cycle. It is configured to be managed for each time zone, and configured such that a set time zone before a set time zone in which the remaining heat state is predicted by performing the power load following operation is set as the output fall target time zone. It is in that being.
すなわち、運転制御手段は、時系列的な電力負荷、及び、時系列的な熱負荷を設定周期内において設定時間帯ごとに管理しているので、電力負荷追従運転を行うことを想定した状態で、設定周期内において熱余り状態が予測される設定時間帯を特定することができることになる。 That is, since the operation control means manages the time-series power load and the time-series heat load for each set time zone within the set cycle, the operation control means operates in a state in which the power load following operation is assumed to be performed. Thus, it is possible to specify a set time zone in which the remaining heat state is predicted within the set cycle.
そして、運転制御手段は、電力負荷追従運転を行うことにより熱余り状態が予測される設定時間帯以前の設定時間帯において、現電力負荷にかかわらず、出力下降運転を行って熱電併給装置の出力を下降させることになる。 Then, the operation control means performs the output lowering operation regardless of the current power load in the set time zone before the set time zone in which the remaining heat state is predicted by performing the power load following operation, and performs the output of the cogeneration system. Will be lowered.
したがって、運転制御手段は、電力負荷追従運転を行うことにより熱余り状態が予測される設定時間帯以前の設定時間帯に出力下降運転を行うことによって、熱余り状態が予測される設定時間帯以前に、貯湯タンクに貯める熱分を減らすことができ、熱余り状態の発生を的確に抑制することができることになる。 Therefore, the operation control means performs the output lowering operation in the set time zone before the set time zone in which the surplus heat state is predicted by performing the power load following operation, so that the operation control means performs the output time before the set time zone in which the surplus heat state is predicted. In addition, the amount of heat stored in the hot water storage tank can be reduced, and the occurrence of a surplus heat state can be accurately suppressed.
本発明に係るコージェネレーションシステムの第18特徴構成は、上記第17特徴構成に加えて、前記運転制御手段は、前記熱余り状態が予測される設定時間帯以前に時系列的な熱負荷に対して熱が不足する熱不足状態が予測されない場合には、最早の設定時間帯を前記出力下降対象時間帯とするように構成されている点にある。 An eighteenth characteristic configuration of the cogeneration system according to the present invention, in addition to the seventeenth characteristic configuration, wherein the operation control unit performs a time-series heat load before a set time period in which the remaining heat state is predicted. In this case, when the heat-deficient state in which heat is insufficient is not predicted, the earliest set time zone is set as the output decrease target time zone.
すなわち、運転制御手段は、時系列的な電力負荷、及び、時系列的な熱負荷を設定周期内において設定時間帯ごとに管理しているので、電力負荷追従運転を行うことを想定した状態で、設定周期内において熱余り状態が予測される設定時間帯を特定するとともに、その熱余り状態が予測される設定時間帯以前に熱不足状態が予測されるか否かを特定することができることになる。 That is, since the operation control means manages the time-series power load and the time-series heat load for each set time zone within the set cycle, the operation control means operates in a state in which the power load following operation is assumed to be performed. In addition, it is possible to specify a set time period in which the remaining heat state is predicted within the set period, and to specify whether a heat shortage state is predicted before the set time period in which the remaining heat state is predicted. Become.
そして、運転制御手段は、電力負荷追従運転を行うことにより熱余り状態が予測される設定時間帯以前に熱不足状態が予測されない場合には、最早の設定時間帯即ち次の設定時間帯を出力下降対象時間帯とし、その出力下降対象時間帯において、現電力負荷にかかわらず、出力下降運転を行って熱電併給装置の出力を下降させることになる。 The operation control unit outputs the earliest set time zone, that is, the next set time zone, when the heat shortage state is not predicted before the set time zone in which the surplus heat state is predicted by performing the power load following operation. In the target time zone for output decrease, the output lowering operation is performed to lower the output of the cogeneration system regardless of the current power load in the target time zone for output decrease.
したがって、運転制御手段は、電力負荷追従運転を行うことにより熱余り状態が予測される設定時間帯以前に熱不足状態が予測されない場合に、最早の設定時間帯に出力下降運転を行うことによって、貯湯タンクに貯める熱分を余裕をもって減らすことができ、熱余り状態の発生を的確に抑制することができることになる。 Therefore, the operation control means, by performing the power load following operation, if the heat shortage state is not predicted before the set time zone in which the surplus heat state is predicted, by performing the output descent operation in the earliest set time zone, The amount of heat stored in the hot water storage tank can be reduced with a margin, and the occurrence of a surplus heat state can be suppressed appropriately.
本発明に係るコージェネレーションシステムの第19特徴構成は、上記第14〜18の何れかの特徴構成に加えて、前記運転制御手段は、前記電力負荷追従運転を行うことにより前記熱余りが予測されても、前記出力下降対象時間帯において前記出力下降運転を行うことにより時系列的な熱負荷に対して熱が不足する熱不足状態が予測される場合には、前記出力下降対象時間帯において前記出力下降運転を行うことを禁止するように構成されている点にある。 According to a nineteenth feature of the cogeneration system according to the present invention, in addition to any one of the fourteenth to eighteenth features, the operation control unit predicts the remaining heat by performing the power load following operation. Even in the case where a power shortage state in which heat is insufficient for a chronological heat load is predicted by performing the power lowering operation in the power lowering target time zone, the power lowering operation is performed in the power lowering target time zone. The point is that it is configured to prohibit performing the output descent operation.
すなわち、運転制御手段は、電力負荷追従運転を行うことにより熱余り状態が予測される設定時間帯以前等に熱不足状態が予測されない場合に、最早の設定時間帯等の出力下降対象時間帯において出力下降運転を行うことを想定した状態で、設定周期内において熱不足状態が予測されるか否かを特定することができることになる。 That is, the operation control means performs the power load following operation, when the heat shortage state is not predicted before the set time period in which the surplus heat state is predicted, the output decrease target time period such as the earliest set time period. It is possible to specify whether or not a heat-insufficient state is predicted within the set cycle in a state where the output lowering operation is assumed to be performed.
そして、熱余り状態を抑制するために出力下降運転を行うと、他の設定時間帯において熱不足状態が発生する場合があり、貯湯タンク内に湯水が貯湯されていないときに湯水を加熱するための補助加熱手段を働かせると、かえって省エネルギーを阻害する虞がある。 When the output lowering operation is performed to suppress the excessive heat state, a heat shortage state may occur in another set time zone, and when the hot water is not stored in the hot water storage tank, the hot water is heated. When the auxiliary heating means is operated, energy saving may be hindered.
そこで、運転制御手段は、電力負荷追従運転を行うことにより熱余り状態が予測される設定時間帯以前等に熱不足状態が予測されない場合でも、上述のように、出力下降対象時間帯において出力下降運転を行うことにより熱不足状態が予測される場合には、出力下降対象時間帯において、出力下降運転を行うことを禁止して、電力負荷追従運転を行うことになる。 Therefore, even when the heat insufficiency state is not predicted before the set time period in which the surplus heat state is predicted by performing the power load following operation, the operation control means performs the power reduction in the power reduction target time period as described above. When the heat shortage state is predicted by performing the operation, the power reduction operation is prohibited and the power load following operation is performed during the output reduction target time zone.
したがって、運転制御手段は、熱余りの発生を抑制しながら、その熱余り抑制のための出力下降運転による熱不足を回避することができる。 Therefore, the operation control means can prevent the heat shortage due to the output lowering operation for suppressing the surplus heat while suppressing the generation of the surplus heat.
本発明に係るコージェネレーションシステムの第20特徴構成は、上記第15〜19の何れかの特徴構成に加えて、前記運転制御手段は、前記出力下降対象時間帯において最小出力と最大出力との間に設定された出力下降用基準値よりも現電力負荷が小さい場合には、前記出力下降対象時間帯において前記出力下降運転を行うように構成されている点にある。 According to a twentieth feature configuration of the cogeneration system according to the present invention, in addition to any one of the fifteenth to nineteenth feature configurations, the operation control unit may further include: When the current power load is smaller than the output lowering reference value set in (1), the output lowering operation is performed in the output lowering target time zone.
すなわち、運転制御手段は、出力下降対象時間帯において、出力下降用基準値よりも現電力負荷が大きい場合には、現電力負荷を賄えるように熱電併給装置の出力を調整し、出力下降基準値よりも現電力負荷が小さい場合には、熱電併給装置の出力を最小出力に調整するなどの出力下降運転を行うことになる。 In other words, the operation control means adjusts the output of the co-generation system so as to cover the current power load when the current power load is larger than the output decrease reference value in the output decrease target time zone, and outputs the output decrease reference value. When the current power load is smaller than that, the output lowering operation such as adjusting the output of the cogeneration system to the minimum output is performed.
出力下降用基準値よりも現電力負荷が大きい場合には、熱電併給装置の出力を最小出力等に下降させると、現電力負荷に対して熱電併給装置から出力される電力が大きく下回り、熱電併給装置にて出力される電力によって現電力負荷を賄えないことになり、かえって省エネルギーを阻害する虞がある。
しかしながら、運転制御手段は、出力下降用基準値よりも現電力負荷が大きい場合には、電力負荷追従運転を行うので、現電力負荷を賄うことができることになり、省エネルギーを実現できることになる。
しかも、運転制御手段は、出力下降用基準値よりも現電力負荷が小さい場合には、熱電併給装置の出力を下降させるので、極力小さい熱を出力して、熱余り状態の発生を抑制することができることになる。
したがって、極力現電力負荷を賄いながら、熱余り状態の発生を抑制することができることになる。
When the current power load is larger than the output lowering reference value, if the output of the cogeneration system is lowered to the minimum output, etc., the power output from the cogeneration system falls significantly below the current power load, and The current power load cannot be covered by the power output from the device, which may hinder energy saving.
However, when the current power load is larger than the output lowering reference value, the operation control means performs the power load following operation, so that the current power load can be covered, and energy saving can be realized.
Moreover, when the current power load is smaller than the output lowering reference value, the operation controller lowers the output of the co-generation system, so that the operation control means outputs as little heat as possible to suppress the occurrence of the surplus heat state. Can be done.
Therefore, it is possible to suppress the occurrence of the excessive heat state while covering the current power load as much as possible.
本発明に係るコージェネレーションシステムの第21特徴構成は、上記第15〜20の何れかの特徴構成に加えて、前記運転制御手段は、前記出力下降運転として前記熱電併給装置の出力を最小出力に調整するように構成されている点にある。 According to a twenty-first feature configuration of the cogeneration system according to the present invention, in addition to any one of the fifteenth to twentieth feature configurations, the operation control unit sets the output of the cogeneration system to a minimum output as the output descending operation. The point is that it is configured to adjust.
すなわち、運転制御手段は、出力下降運転として、熱電併給装置の出力を最小出力に調整するので、極力小さい熱を出力して、熱余り状態の発生を抑制することができることになる。 That is, since the operation control means adjusts the output of the co-generation system to the minimum output as the output decreasing operation, it is possible to output as little heat as possible and to suppress the occurrence of a surplus heat state.
例えば、運転制御手段は、電力負荷追従運転を行うことにより熱余り状態が予測される設定時間帯以前に熱不足状態が予測されない場合に、最早の設定時間帯において熱電併給装置の出力を最小出力に調整することによって、熱余り状態が予測される設定時間帯以前に、先行して熱電併給装置から出力される熱を最小とすることができ、熱余り状態の発生を一層的確に抑制することができることになる。 For example, the operation control means outputs the minimum output of the cogeneration system in the earliest set time period when the heat shortage state is not predicted before the set time period in which the surplus heat state is predicted by performing the power load following operation. Before the set time period in which the surplus heat state is predicted, the heat output from the combined heat and power unit can be minimized in advance, and the occurrence of the surplus heat state can be more appropriately suppressed. Can be done.
本発明に係るコージェネレーションシステムの第22特徴構成は、上記第15〜20の何れかの特徴構成に加えて、前記運転制御手段は、前記出力下降運転として、時系列的な熱負荷に対して余る熱分に応じて設定された下降用設定量だけ現電力負荷よりも小さい出力に前記熱電併給装置の出力を調整するように構成されている点にある。 According to a twenty-second feature configuration of the cogeneration system according to the present invention, in addition to the feature configuration of any one of the fifteenth to twentieth features, the operation control unit performs the output descending operation with respect to a time-series heat load. The point is that the output of the cogeneration system is adjusted to an output smaller than the current power load by a set amount for descent set according to the surplus heat.
すなわち、運転制御手段は、出力下降運転として、出力下降対象時間帯において、下降用設定量だけ現電力負荷よりも小さい出力に熱電併給装置の出力を調整するので、現電力負荷の変化に対応する状態で熱電併給装置の出力を調整しながら、熱電併給装置の出力を熱負荷追従運転時よりも下降用設定量だけ小さくすることができることになる。
また、下降用設定量は、時系列的な熱負荷に対して余る熱分が大きくなるにつれて、例えば、設定量を、1倍から2倍に、2倍から3倍にした量として、時系列的な熱負荷に対して余る熱分に応じた量を設定することができることになる。
In other words, the operation control means adjusts the output of the cogeneration system to an output smaller than the current power load by the set amount for descent in the output descent target time zone as the output descent operation, so that the operation control means responds to the change in the current power load. While adjusting the output of the cogeneration system in this state, the output of the cogeneration system can be made smaller by the set amount for descent than in the heat load following operation.
Further, the set amount for descent is, for example, an amount obtained by increasing the set amount from 1 time to 2 times or from 2 times to 3 times as the amount of heat surplus with respect to the time-series heat load increases. Thus, the amount corresponding to the excess heat for a typical heat load can be set.
したがって、現電力負荷の変化に応じて出力を変更しながら、時系列的な熱負荷に対して余る熱分に応じた下降用設定量だけ小さい熱を出力することができることとなって、現電力負荷に対応しながら、熱余り状態の発生を抑制することができることになる。 Therefore, while changing the output according to the change in the current power load, it is possible to output heat smaller by the set amount for descent according to the surplus heat component with respect to the time-series heat load. It is possible to suppress the occurrence of the excess heat state while responding to the load.
本発明に係るコージェネレーションシステムの第23特徴構成は、上記第15〜20の何れかの特徴構成に加えて、前記運転制御手段は、前記出力下降運転として、前記熱電併給装置の出力を下降用設定出力に調整するように構成されている点にある。 According to a twenty-third characteristic configuration of the cogeneration system according to the present invention, in addition to any one of the fifteenth to twentieth characteristic configurations, the operation control means may reduce the output of the cogeneration system as the output lowering operation. It is configured to adjust to the setting output.
すなわち、運転制御手段は、出力下降運転として、出力下降対象時間帯において、熱電併給装置の出力を下降用設定出力に調整するので、出力下降対象時間帯においては、現電力負荷にかかわらず、熱電併給装置から出力される熱が下降用設定出力となる。
また、下降用設定出力は、例えば、時系列的な熱負荷に対して余る熱分が大きいほど小さな出力に設定して、時系列的な熱負荷に対して余る熱分に応じて設定することができることになる。
That is, the operation control means adjusts the output of the combined heat and power supply to the set output for lowering in the output lowering target time zone as the output lowering operation. The heat output from the co-feeding device becomes the set output for lowering.
In addition, the setting output for descending, for example, is set to a smaller output as the excess heat component with respect to the time-series heat load is larger, and is set according to the excess heat component with respect to the time-series heat load. Can be done.
したがって、熱電併給装置の出力を下降用設定出力に調整するという容易な制御構成によって、時系列的な熱負荷に対して余る熱分に応じて設定される下降用設定出力にて熱を出力できることとなって、構成の簡素化を図りながら、熱余り状態の発生を抑制することができることになる。 Therefore, the heat can be output at the set output for lowering which is set according to the surplus heat with respect to the time-series heat load, by the simple control configuration of adjusting the output of the cogeneration system to the set output for lowering. As a result, it is possible to suppress the occurrence of the excess heat state while simplifying the configuration.
本発明に係るコージェネレーションシステムの第24特徴構成は、上記第15特徴構成に加えて、前記運転制御手段は、時系列的な電力負荷、及び、時系列的な熱負荷を設定周期内において設定時間帯ごとに管理するように構成され、かつ、前記出力下降運転として、時系列的な電力負荷が停止用設定値よりも小さい設定時間帯において、前記熱電併給装置の運転を停止させるように構成されている点にある。 According to a twenty-fourth feature configuration of the cogeneration system according to the present invention, in addition to the fifteenth feature configuration, the operation control unit sets a time-series power load and a time-series heat load within a set cycle. It is configured to be managed for each time zone, and as the output lowering operation, the operation of the cogeneration system is stopped in a set time zone in which a time-series power load is smaller than a stop set value. It is in that being.
すなわち、運転制御手段は、時系列的な電力負荷、及び、時系列的な熱負荷を設定周期内において設定時間帯ごとに管理しているので、設定周期内において、時系列的な電力負荷が停止用設定値よりも小さい設定時間帯を特定することができることになる。
そして、運転制御手段は、出力下降運転として、時系列的な電力負荷が停止用設定値よりも小さい設定時間帯において、熱電併給装置の運転を停止させるので、時系列的な電力負荷が停止用設定値よりも小さい設定時間帯においては、電力も熱も出力されることがない。
That is, since the operation control means manages the time-series power load and the time-series heat load for each set time period within the set cycle, the time-series power load is controlled within the set cycle. A set time zone smaller than the stop set value can be specified.
Then, the operation control means stops the operation of the combined heat and power device in the set time period in which the time-series power load is smaller than the stop set value as the output decreasing operation. In a set time zone smaller than the set value, neither power nor heat is output.
したがって、例えば、使用者の就寝によって、時系列的な電力負荷が停止用設定値よりも小さい設定時間帯が存在する場合には、その設定時間帯において、熱電併給装置を運転させることがなく、熱余り状態の発生を的確に抑制するとともに、余剰電力の発生をも抑制することができることになる。 Therefore, for example, when the user goes to bed, if there is a set time zone in which the time-series power load is smaller than the stop set value, the co-generation device is not operated in the set time zone, The generation of the surplus heat state can be accurately suppressed, and the generation of the surplus power can be suppressed.
本発明に係るコージェネレーションシステムの第25特徴構成は、上記第15特徴構成に加えて、前記運転制御手段は、時系列的な電力負荷、及び、時系列的な熱負荷を設定周期内において設定時間帯ごとに管理するように構成され、かつ、前記出力下降運転として、設定周期内のすべての設定時間帯において、前記熱電併給装置の運転を停止させるように構成されている点にある。 According to a twenty-fifth feature configuration of the cogeneration system according to the present invention, in addition to the fifteenth feature configuration, the operation control unit sets a time-series power load and a time-series heat load within a set cycle. The point is that the operation is controlled for each time zone, and the operation of the cogeneration system is stopped in all set time zones within a set cycle as the output lowering operation.
すなわち、運転制御手段は、出力下降運転として、設定周期内のすべての設定時間帯において、熱電併給装置の運転を停止させるので、設定周期内のすべての設定時間帯において、電力も熱も出力されることがない。
したがって、例えば、夏など、熱負荷が極端に小さくなる場合には、設定周期内のすべての設定時間帯において、熱電併給装置を運転させることがなく、熱余り状態の発生を的確に抑制することができることになる。
That is, the operation control means stops the operation of the co-generation system in all the set time zones in the set cycle as the output decreasing operation, so that both the power and the heat are output in all the set time zones in the set cycle. Never.
Therefore, for example, when the heat load becomes extremely small, for example, in summer, it is not necessary to operate the cogeneration system in all the set time periods within the set cycle, and to appropriately suppress the occurrence of the surplus heat state. Can be done.
本発明に係るコージェネレーションシステムの第26特徴構成は、上記第15〜25の何れかの特徴構成に加えて、前記運転制御手段は、過去の時系列的な電力負荷、及び、過去の時系列的な熱負荷から、前記熱余り状態を予測するように構成されている点にある。 According to a twenty-sixth feature configuration of the cogeneration system according to the present invention, in addition to any one of the fifteenth to twenty-fifth features, the operation control unit includes a past time-series power load and a past time-series power load. In that it is configured to predict the remaining heat state from a typical heat load.
すなわち、過去の時系列的な電力負荷及び熱負荷から実際の電力負荷及び熱負荷を予測し、その予測した電力負荷を賄うように電力負荷追従運転を行うことを想定して、予測した熱負荷に対して熱電併給装置から出力される熱が余るか否かを予測することができる。 That is, the actual heat load and heat load are predicted from the past time-series power load and heat load, and the power load following operation is performed so as to cover the predicted power load. , It can be predicted whether or not the heat output from the combined heat and power supply device remains.
本発明に係るコージェネレーションシステムの第27特徴構成は、上記第26特徴構成に加えて、前記運転制御手段は、実際の熱負荷の実積算値と過去の熱負荷の過去積算値との偏差が設定範囲外であり、かつ、前記実積算値が前記過去積算値よりも許容値以上大きい場合には、前記出力下降対象時間帯を延長するように構成されている点にある。 According to a twenty-seventh characteristic configuration of the cogeneration system according to the present invention, in addition to the twenty-sixth characteristic configuration, the operation control means may determine whether a deviation between an actual integrated value of an actual heat load and a past integrated value of a past heat load is different. If the actual integrated value is outside the set range and the actual integrated value is larger than the past integrated value by an allowable value or more, the output decrease target time zone is extended.
即ち、運転制御部は、熱負荷の過去積算値と実積算値との偏差が設定範囲外であり、かつ、実積算値の方が過去積算値よりも許容値以上大きい場合には、熱余り状態が予測されている時間帯よりも前倒しで熱負荷があったとして、出力下降運転を行う出力下降対象時間帯を延長して、熱余り状態の発生を的確に抑制することができる。 That is, if the deviation between the past integrated value of the heat load and the actual integrated value is outside the set range, and the actual integrated value is larger than the past integrated value by an allowable value or more, the operation control unit Assuming that the heat load is earlier than the time zone in which the state is predicted, the output lowering target time zone in which the output lowering operation is performed is extended, and the occurrence of the surplus heat state can be accurately suppressed.
本発明に係るコージェネレーションシステムの第28特徴構成は、上記第26又は27特徴構成に加えて、記運転制御手段は、実際の熱負荷の実積算値と過去の熱負荷の過去積算値との偏差が設定範囲外であり、かつ、前記過去積算値が前記実積算値よりも許容値以上大きい場合には、前記出力下降対象時間帯を所定時間遅らせるように構成されている点にある。 According to a twenty-eighth feature configuration of the cogeneration system according to the present invention, in addition to the twenty-sixth feature or the twenty-seventh feature configuration, the operation control means includes a control unit configured to calculate an actual integrated value of an actual heat load and a past integrated value of a past heat load. If the deviation is out of the set range and the past integrated value is larger than the actual integrated value by an allowable value or more, the output fall target time zone is configured to be delayed by a predetermined time.
即ち、運転制御部は、熱負荷の過去積算値と実積算値との偏差が設定範囲外であり、かつ、過去積算値の方が実積算値よりも許容値以上大きい場合には、熱余り状態が予測されている時間帯よりも後倒しで熱負荷があるとして、出力下降運転を行う出力上昇対象時間帯を所定時間遅らせて、できるだけ熱余り状態となる時間帯の直前に出力下降運転を行って、熱余り状態の発生を的確に抑制することができる。 That is, if the deviation between the past integrated value of the heat load and the actual integrated value is out of the set range and the past integrated value is larger than the actual integrated value by an allowable value or more, the operation control unit Assuming that there is a heat load later than the time zone in which the state is predicted, the power increase target time zone in which the output lowering operation is performed is delayed for a predetermined time, and the output lowering operation is performed immediately before the time zone in which the excess heat state is achieved as much as possible. By doing so, it is possible to accurately suppress the occurrence of the excessive heat state.
本発明に係るコージェネレーションシステムの第29特徴構成は、上記第15特徴構成に加えて、余った熱を放熱するラジエターを備え、
前記運転制御手段は、前記時系列的な熱負荷として前記ラジエターの作動状態から前記熱余り状態を予測するように構成されている点にある。
A twenty-ninth characteristic configuration of the cogeneration system according to the present invention includes, in addition to the fifteenth characteristic configuration, a radiator that radiates excess heat,
The operation control means is configured to predict the surplus heat state from the operation state of the radiator as the time-series heat load.
すなわち、運転制御部は、ラジエターの作動状態から熱余り状態を予測することができ、例えば、ラジエターを作動した状態での放熱量の積算値が設定値以上となった場合に、出力下降運転を行うことができる。 That is, the operation control unit can predict the surplus heat state from the operation state of the radiator.For example, when the integrated value of the heat release amount in the state in which the radiator is operated becomes equal to or greater than the set value, the output decrease operation is performed. It can be carried out.
本発明に係るコージェネレーションシステムの第30特徴構成は、上記第1〜29特徴構成に加えて、前記運転制御手段は、時系列的な電力負荷、及び、時系列的な熱負荷を設定周期内において設定時間帯ごとに管理するように構成され、前記設定周期が1日に設定されている点にある。 According to a thirtieth characteristic configuration of the cogeneration system according to the present invention, in addition to the first to twenty-ninth characteristic configurations, the operation control means sets a time-series power load and a time-series heat load within a set cycle. Is set so as to be managed for each set time zone, and the set cycle is set to one day.
すなわち、運転制御手段は、時系列的な電力負荷、及び、時系列的な熱負荷を、設定周期である1日において設定時間帯ごとに管理するので、例えば、設定周期を1週間とするよりも、管理する情報量が少なくなり、メモリーの容量を小さくすることができ、しかも、使用者の生活パターンの1単位が1日である場合が多いことから、使用者の生活パターンに対応する状態で時系列的な電力負荷、及び、時系列的な熱負荷を管理することができることになる。 In other words, the operation control means manages the time-series power load and the time-series heat load for each set time period in one day, which is the set cycle, so that, for example, the set cycle is set to one week. However, since the amount of information to be managed is reduced, the memory capacity can be reduced, and one unit of the user's life pattern is often one day, the state corresponding to the user's life pattern Thus, a time-series power load and a time-series heat load can be managed.
また、例えば第24特徴構成との協働作用により、運転制御手段は、1日のうちで、時系列的な電力負荷が停止用設定値よりも小さい設定時間帯において、熱電併給装置の運転を停止させることになるので、1日のうちで、熱電併給装置の運転を停止させる回数が1回(例えば、深夜)など少なくなるように停止用設定値を設定して、熱電併給装置の運転を停止させる回数を極力少なくすることができることになる。
また、第25特徴構成との運転制御手段は、1日中熱電併給装置の運転を停止させることになる。
In addition, for example, in cooperation with the twenty-fourth characteristic configuration, the operation control unit causes the operation of the combined heat and power supply device to operate during a set time period in which the time-series power load is smaller than the stop set value within one day. Since the operation is stopped, the stop set value is set so that the number of times of stopping the operation of the cogeneration system during one day is reduced once (for example, at midnight), and the operation of the cogeneration system is stopped. The number of stoppages can be reduced as much as possible.
Further, the operation control means with the twenty-fifth characteristic configuration stops the operation of the cogeneration system all day.
したがって、1日のうちで、熱電併給装置の運転を停止させる回数を極力少なくすることができるので、頻繁に熱電併給装置の運転が停止されることを回避して、システムの効率の低下を抑制することができることになる。 Therefore, the number of times that the operation of the cogeneration system is stopped in one day can be reduced as much as possible, so that the operation of the cogeneration system can be prevented from being stopped frequently, and a decrease in the efficiency of the system is suppressed. Will be able to do that.
本発明に係るコージェネレーションシステムの第31特徴構成は、上記第1〜30特徴構成の何れかに加えて、前記前記運転制御手段は、前記電力負荷追従運転において、最小出力から最大出力の範囲内で現電力負荷に応じて前記熱電併給装置の出力を調整するように構成されている点にある。 According to a thirty-first feature configuration of the cogeneration system according to the present invention, in addition to any one of the first to thirty feature configurations, in the power load following operation, the operation control means may be in a range of a minimum output to a maximum output. In this case, the output of the cogeneration system is adjusted according to the current power load.
すなわち、運転制御手段は、現電力負荷が最小出力から最大出力の範囲内であれば、その現電力負荷を賄える出力と同じ又はほぼ同じ出力に熱電併給装置の出力を調整することができることになるので、現電力負荷に対して極力過不足ない状態で熱電併給装置の出力を調整することができることになる。
したがって、現電力負荷を賄える出力を極力過不足なく出力することができることとなって、現電力負荷を的確に賄えることができることになる。
That is, if the current power load is in the range from the minimum output to the maximum output, the operation control means can adjust the output of the cogeneration system to the same or almost the same output as the current power load can cover. Therefore, it is possible to adjust the output of the cogeneration system in a state where the current power load is not excessively small or short.
Therefore, an output that can cover the current power load can be output as much as possible without excess or shortage, and the current power load can be accurately covered.
本発明に係るコージェネレーションシステムについて図面に基づいて説明する。
〔第1実施形態〕
このコージェネレーションシステムは、図1及び図2に示すように、熱電併給装置としての燃料電池1と、その燃料電池1にて出力される熱を冷却水にて回収し、その冷却水を利用して、貯湯タンク2への貯湯及び熱消費端末3への熱媒供給を行う貯湯ユニット4と、燃料電池1及び貯湯ユニット4の運転を制御する運転制御手段としての運転制御部5などから構成されている。
A cogeneration system according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the cogeneration system collects heat output from the
前記燃料電池1は、電力と熱とを出力してその出力を調整可能に構成され、その燃料電池1の出力側には、系統連係用のインバータ6が設けられ、そのインバータ6は、燃料電池1の出力電力を商用系統7から供給される電力と同じ電圧及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7は、例えば、単相3線式100/200Vであり、商業用電力供給ライン8を介して、テレビ、冷蔵庫、洗濯機などの電力負荷9に電気的に接続されている。
また、インバータ6は、コージェネ用供給ライン10を介して商業用電力供給ライン8に電気的に接続され、燃料電池1からの発電電力がインバータ6及びコージェネ用供給ライン10を介して電力負荷9に供給するように構成されている。
The
The
The
前記商業用電力供給ライン8には、電力負荷9の負荷電力を計測する電力負荷計測手段11が設けられ、この電力負荷計測手段11は、商業用電力供給ライン8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6により燃料電池1から商業用電力供給ライン8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12に供給されるように構成されている。
The commercial
Then, the power supplied from the
前記電気ヒータ12は、複数の電気ヒータから構成され、冷却水循環ポンプ15の作動により冷却水循環路13を通流する燃料電池1の冷却水を加熱するように設けられ、インバータ6の出力側に接続された作動スイッチ14によりON/OFFが切り換えられている。
また、作動スイッチ14は、余剰電力の大きさが大きくなるほど、電気ヒータ12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12の消費電力を調整するように構成されている。
The
The
前記貯湯ユニット4は、温度成層を形成する状態で湯水を貯湯する貯湯タンク2、湯水循環路16を通して貯湯タンク2内の湯水を循環させる湯水循環ポンプ17、熱源用循環路20を通して熱源用湯水を循環させる熱源用循環ポンプ21、熱媒循環路22を通して熱媒を熱消費端末3に循環供給させる熱媒循環ポンプ23、湯水循環路16を通流する湯水を加熱させる貯湯用熱交換器24、熱源用循環路20を通流する熱源用湯水を加熱させる熱源用熱交換器25、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、ファン27を作動させた状態でのバーナ28の燃焼により貯湯タンク2内から取り出した湯水及び熱源用循環路20を通流する熱源用湯水を加熱させる補助加熱用熱交換器29などを備えて構成されている。
The hot
前記湯水循環路16は、その一部が並列になるように分岐接続され、その接続箇所に三方弁18が設けられており、分岐された一方側の流路には、ラジエター19が設けられている。
そして、三方弁18を切り換えることにより、貯湯タンク2の下部から取り出した湯水がラジエター19を通過するように循環させる状態と、貯湯タンク2の下部から取り出した湯水がラジエター19をバイパスするように循環させる状態とに切り換えるように構成されている。
The hot
By switching the three-
前記貯湯用熱交換器24においては、燃料電池1から出力される熱を回収した冷却水循環路15の冷却水を通流させることにより、湯水循環路16を通流する湯水を加熱させるように構成されている。
前記熱源用熱交換器25においては、燃料電池1にて出力される熱を回収した冷却水循環路15の冷却水を通流させることにより、熱源用循環路20を通流する熱源用湯水を加熱させるように構成されている。
そして、補助加熱手段Mが、ファン27、バーナ28、補助加熱用熱交換器29により構成されている。
また、熱源用循環路20には、熱源用湯水の通流を断続させる熱源用断続弁40が設けられている。
The
In the heat
The auxiliary heating means M includes a
Further, the heat
前記冷却水循環路15は、貯湯用熱交換器24側と熱源用熱交換器25側とに分岐され、その分岐箇所に、貯湯用熱交換器24側に通流させる冷却水の流量と熱源用熱交換器25側に通流させる冷却水の流量との割合を調整する分流弁30が設けられている。
そして、分流弁30は、冷却水循環路15の冷却水の全量を貯湯用熱交換器24側に通流させたり、冷却水循環路15の冷却水の全量を熱源用熱交換器25側に通流させることもできるように構成されている。
The cooling
The
前記熱媒加熱用熱交換器26においては、熱源用熱交換器25や補助加熱用熱交換器29にて加熱された熱源用湯水を通流させることにより、熱媒循環路22を通流する熱媒を加熱させるように構成されている。
前記熱消費端末3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。
In the
The
また、貯湯タンク2から取り出した湯水を給湯するときの給湯熱負荷を計測する給湯負荷計測手段31が設けられ、熱消費端末3での端末熱負荷を計測する端末熱負荷計測手段32も設けられている。
Further, hot water supply load measuring means 31 for measuring hot water supply heat load when hot water is taken out of hot
前記運転制御部5は、燃料電池1の運転中には冷却水循環ポンプ15を作動させる状態で、燃料電池1の運転及び冷却水循環ポンプ15の作動状態を制御するとともに、湯水循環ポンプ17、熱源用循環ポンプ21、熱媒循環ポンプ23の作動状態を制御することによって、貯湯タンク2内に湯水を貯湯する貯湯運転や、熱消費端末3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。
The
ちなみに、給湯するときには、熱源用断続弁40を閉弁した状態で貯湯タンク2から取り出した湯水を給湯するように構成され、貯湯タンク2から取り出した湯水を補助加熱手段Mにて加熱したり、貯湯タンク2から取り出した湯水に水を混合させて、図外のリモコンにて設定されている給湯設定温度の湯水を給湯するように構成されている。
したがって、貯湯タンク2では、貯湯タンク2の容量の範囲内で、燃料電池1の出力に応じて追加された湯水から、給湯用として取り出された湯水を差し引いた分の湯水が貯湯されていることになる。
Incidentally, when hot water is supplied, hot water taken out of the hot
Therefore, hot water is stored in hot
まず、運転制御部5による燃料電池1の運転の制御について説明を加える。
前記運転制御部5は、現在要求されている現電力負荷を賄えるように、燃料電池1の出力を調整する電力負荷追従運転を行い、その電力負荷追従運転において、最小出力(例えば、250W)から最大出力(例えば、1kW)の範囲内で現電力負荷に応じて燃料電池1の出力を調整するように構成されている。
First, control of the operation of the
The
説明を加えると、運転制御部5は、電力負荷計測手段11の計測値及びインバータ6の出力値に基づいて、現電力負荷を求めて、その現電力負荷よりもα(例えば、100W)だけ小さい出力になるように、燃料電池1の出力を調整するように構成されている。
例えば、図3に示すように、現電力負荷が時間経過に伴って推移すると、現電力負荷よりもα(例えば、100W)だけ小さい出力にて、現電力負荷の推移に応じて燃料電池1の出力を調整するようにしている。
ちなみに、運転制御部5は、現電力負荷の設定時間帯(例えば、5分)の平均値に基づいて、燃料電池1の出力を変更するように構成されている。
In addition, the
For example, as shown in FIG. 3, when the current power load changes with time, the output of the
Incidentally, the
そして、運転制御部5は、時系列的な電力負荷、及び、時系列的な熱負荷を管理するように構成され、かつ、時系列的な電力負荷に対して電力負荷追従運転を行うことにより時系列的な熱負荷に対して熱が不足する熱不足状態が予測される場合には、所定の出力上昇対象時間帯において、現電力負荷よりも大きい出力側に燃料電池1の出力を調整する出力上昇運転を行うように構成されている。
また、運転制御部5は、時系列的な電力負荷に対して電力負荷追従運転を行うことにより時系列的な熱負荷に対して熱が余る熱余り状態が予測される場合には、所定の出力下降対象時間帯において、現電力負荷よりも小さい出力側に燃料電池1の出力を調整する出力下降運転を行うように構成されている。
The
In addition, the
ちなみに、熱不足状態とは、例えば、貯湯タンク2内に湯水が貯湯されておらず、補助加熱手段Mを作動させる状態や、熱媒供給運転中に燃料電池1から出力される熱だけでは熱消費端末3で要求されている端末熱負荷を賄えない状態である。
また、熱余り状態とは、例えば、貯湯タンク2内に貯湯されている湯水が満杯であり、ラジエター19を作動させる状態や、熱媒供給運転中に燃料電池1から出力される熱が熱消費端末3で要求されている端末熱負荷よりも大きくて、貯湯タンク2内に貯湯されている湯水が満杯であり、ラジエター19を作動させる状態である。
Incidentally, the heat-insufficient state is, for example, a state in which hot water is not stored in the hot-
The surplus heat state is, for example, a state where the hot water stored in the hot
まず、時系列的な電力負荷、及び、時系列的な熱負荷を管理する構成について説明を加える。
前記運転制御部5は、例えば、設定周期を1日とし、設定時間帯を1時間とし、熱負荷を給湯熱負荷と端末熱負荷として、設定時間帯当たりの実電力負荷、実給湯熱負荷、及び、実端末熱負荷の夫々を、電力負荷計測手段11及びインバータ6の出力値、給湯熱負荷計測手段31、及び、端末熱負荷計測手段32にて計測する。
そして、運転制御部5は、電力負荷計測手段11及びインバータ6の出力値、給湯熱負荷計測手段31、及び、端末熱負荷計測手段32にて計測された値を記憶することにより、時系列的な電力負荷及び時系列的な熱負荷を設定周期内において設定時間帯ごとに管理するように構成されている。
また、運転制御部5は、実際の使用状況に応じて時系列的な電力負荷及び時系列的な熱負荷を更新する場合には、電力負荷計測手段11及びインバータ6の出力値、給湯熱負荷計測手段31、及び、端末熱負荷計測手段32にて計測された値と、既に記憶されている値とを所定の割合で足し合わせ、その足し合わせた値を記憶するように構成されている。
First, a configuration for managing a time-series power load and a time-series heat load will be described.
The
Then, the
In addition, when updating the time-series power load and the time-series heat load according to the actual use status, the
次に、熱不足状態及び熱余り状態の予測について説明を加える。
前記運転制御部5は、管理している時系列的な電力負荷及び時系列的な熱負荷に基づいて、設定周期内において設定時間帯ごとの時系列的な電力負荷及び時系列的な熱負荷を予測するように構成されている。
例えば、設定周期が1日で、設定時間帯が1時間である場合を例に挙げて説明を加えると、図4に示すように、1日のうちのどの時間帯にどれだけの電力負荷及び熱負荷があるかを予測するようにしている。
そして、運転制御部5は、予測された時系列的な電力負荷を賄うように、電力負荷追従運転を行うことを想定して、燃料電池1から出力される熱では予測された時系列的な熱負荷に対して熱が不足する設定時間帯を熱不足状態が予測される設定時間帯と特定し、燃料電池1から出力される熱では予測された時系列的な熱負荷に対して熱が余る設定時間帯を熱余り状態が予測される設定時間帯と特定するようにしている。
Next, the prediction of the heat shortage state and the heat surplus state will be described.
The
For example, if the setting cycle is one day and the setting time zone is one hour, an explanation will be added. As shown in FIG. 4, as shown in FIG. We try to predict if there is a heat load.
Then, the
図4に示すものでは、0時から6時については深夜時間帯として特別な時間帯として扱い、その深夜時間帯を除いた設定時間帯から熱不足状態が予測される設定時間帯や熱余り状態が予測される設定時間帯を特定するようにしている。
そして、図4に示すものでは、20時から22時までの設定時間帯が、熱不足状態が予測される設定時間帯T1と特定し、7時から12時までの設定時間帯及び13時から18時までの設定時間帯が、熱余り状態が予測される設定時間帯T2と特定している。
In the example shown in FIG. 4, 0:00 to 6:00 is treated as a special time zone as a midnight time zone, and a set time zone or a surplus heat state in which a heat shortage state is predicted from the set time zone excluding the midnight time zone. Is set to specify a set time zone in which is predicted.
In the example shown in FIG. 4, the set time zone from 20:00 to 22:00 is specified as the set time zone T1 in which the heat insufficiency state is predicted, and the set time zone from 7:00 to 12:00 and from 13:00. The set time zone up to 18:00 is specified as the set time zone T2 in which the remaining heat state is predicted.
ちなみに、熱余り状態が予測される設定時間帯T2については、深夜時間帯を熱余り状態が予測される設定時間帯T2と特定してもよく、熱余り状態が予測されかつその後時系列的な熱負荷が予測されていない時間帯を、熱余り状態が予測される設定時間帯T2と特定することも可能である。 Incidentally, with respect to the set time zone T2 in which the remaining heat state is predicted, the midnight time zone may be specified as the set time zone T2 in which the remaining heat state is predicted. It is also possible to specify the time zone in which the heat load is not predicted as the set time zone T2 in which the remaining heat state is predicted.
前記出力上昇運転について説明を加えると、運転制御部5は、時系列的な熱負荷に対して不足する熱分を先行して貯湯タンク2に溜めるように、熱不足状態が予測される設定時間帯よりも以前でかつ熱不足状態が予測される設定時間帯に近いものから選択されたひとつ又は複数の設定時間帯を出力上昇対象時間帯とし、その出力上昇対象時間帯において、出力上昇運転として燃料電池1の出力を最大出力に調整するように構成されている。
In addition to the description of the output increasing operation, the
説明を加えると、熱不足状態が予測される設定時間帯に予測されている時系列的な熱負荷に対して不足する熱分を求めるとともに、熱不足状態が予測される設定時間帯よりも以前でかつ熱不足状態が予測される設定時間帯に近いものから出力上昇対象時間帯として選択していく状態で、選択した出力上昇対象時間帯に燃料電池1の出力を最大出力に調整することにより、先行して貯湯タンク2に溜めることができる熱分を求める。
そして、先行して貯湯タンク2に溜めることができる熱分が不足する熱分に達するまで、出力上昇対象時間帯の選択を繰り返し、時系列的な熱負荷に対して不足する熱分を先行して貯湯タンク2に溜めることができるように、出力上昇対象時間帯として、ひとつ又は複数の設定時間帯を選択するようにしている。
In addition to the explanation, while calculating the heat component that is insufficient for the chronological heat load predicted in the set time zone in which the heat shortage condition is predicted, and before the set time zone in which the heat shortage condition is predicted, In a state in which the power increase target time zone is selected from those near the set time zone in which the heat-insufficient state is predicted, the output of the
Until the amount of heat that can be stored in the hot
図4に示すものでは、熱不足状態が予測される設定時間帯T1よりもひとつ以前の設定時間帯を出力上昇対象時間帯として選択するだけでは、先行して貯湯タンク2に溜めることができる熱分が不足する熱分に達しないので、熱不足状態が予測される設定時間帯T1よりもひとつ以前の設定時間帯と2つ以前の設定時間帯を出力上昇対象時間帯として設定することにより、先行して貯湯タンク2に溜めることができる熱分が不足する熱分に達した場合を示しており、18時から20時までの2つの設定時間帯を出力上昇対象時間帯として選択された選択設定時間帯T3と設定している。
In the example shown in FIG. 4, the heat that can be stored in the hot
そして、運転制御部5は、図5の(イ)に示すように、現電力負荷が時間経過に伴って推移すると、選択設定時間帯T3以外の時間帯においては、現電力負荷を賄うように、燃料電池1の出力を調整し、選択設定時間帯T3を出力上昇対象時間帯とし、その出力上昇対象時間帯においては、現電力負荷にかかわらず、燃料電池1の出力を最大出力に調整するように構成されている。
Then, as shown in FIG. 5A, when the current power load changes over time, the
なお、熱不足状態が予測される設定時間帯に近いものからではなく、熱不足状態が予測される設定時間帯以前の任意の設定時間帯において、出力上昇運転を行っても構わない。例えば、熱不足状態が予測される設定時間帯よりも2以上手前の設定時間帯を出力上昇対象時間帯とし、その出力上昇対象時間帯において出力上昇運転を行うように構成することで、時系列的な熱負荷に対して不足する熱分を、その熱不足が予測される設定時間帯に対して余裕をもって貯湯タンク2に溜めることができる。
Note that the output increasing operation may be performed not in a time zone close to the set time zone in which the heat-insufficient state is predicted but in an arbitrary set time zone before the set time zone in which the heat-insufficient state is predicted. For example, the set time zone two or more before the set time zone in which the heat deficiency state is predicted is set as the power increase target time zone, and the power increase operation is performed in the output increase target time zone, so that the time series is increased. Insufficient heat with respect to a specific heat load can be stored in the hot
前記出力下降運転について説明を加えると、運転制御部5は、熱余り状態が予測される設定時間帯T2を出力下降対象時間帯とし、その出力下降対象時間帯において、出力下降運転として燃料電池1の出力を最小出力に調整するように構成されている。
説明を加えると、運転制御部5は、図5の(ロ)に示すように、現電力負荷が時間経過に伴って推移すると、熱余り状態が予測される設定時間帯T2以外の時間帯においては、現電力負荷を賄うように、燃料電池1の出力を調整し、熱余り状態が予測される設定時間帯T2を出力下降対象時間帯とし、その出力下降対象時間帯においては、現電力負荷にかかわらず、燃料電池1の出力を最小出力に調整するように構成されている。
To explain the output lowering operation, the
In addition, as shown in (b) of FIG. 5, when the current power load changes with time, the
なお、熱余り状態が予測される設定時間帯ではなく、熱余り状態が予測される設定時間帯以前の任意の設定時間帯において、出力下降運転を行っても構わない。例えば、熱余り状態が予測される設定時間帯よりも以前の設定時間帯を出力下降対象時間帯とし、その出力下降対象時間帯において出力下降運転を行うように構成することで、時系列的な熱負荷に対して余る熱分に対して、余裕をもって貯湯タンク2に貯める熱分を減らすことができる。
Note that the output lowering operation may be performed not in the set time zone in which the surplus heat state is predicted but in an arbitrary set time zone before the set time zone in which the extra heat state is predicted. For example, by setting a set time zone earlier than the set time zone in which the remaining heat state is predicted as the output lowering target time zone, and performing the output lowering operation in the output lowering target time zone, the time series is reduced. The amount of heat stored in the hot
また、運転制御部5は、時間経過に伴う熱負荷の積算値の条件に基づいて、出力上昇運転及び出力下降運転を行うか否か、及び、出力上昇運転及び出力下降運転を行うタイミングを判別しているので、以下、その点について説明を加える。
In addition, the
前記運転制御部5は、過去の使用状況から、給湯熱負荷計測手段31、及び、端末熱負荷計測手段32による計測値を時間経過に伴い積算することにより、どの時点で熱負荷の積算値がどれだけであるかの過去積算値を記憶するとともに、実際の使用状況から、給湯熱負荷計測手段31、及び、端末熱負荷計測手段32による計測値を時間経過に伴い積算して実積算値を求めて、設定期間内の時間経過に伴う熱負荷の積算値を管理するように構成されている。
そして、運転制御部5が、過去積算値と実積算値とを比較することにより、出力上昇運転及び出力下降運転を行うか否かなどの判別を行うように構成されている。
The
Then, the
説明を加えると、運転制御部5は、過去積算値と実積算値との偏差が設定範囲内である場合には、選択設定時間帯T3を出力上昇対象時間帯とし、その出力上昇対象時間帯において出力上昇運転を行い、熱余り状態が予測される設定時間帯T2を出力下降対象時間帯とし、その出力下降対象時間帯において出力下降運転を行うように構成されている。
また、運転制御部5は、過去積算値と実積算値との偏差が設定範囲外でありかつ実積算値の方が過去積算値よりも許容値以上大きい場合には、予測されている時間帯よりも前倒しで熱負荷があったとして、選択設定時間帯T3であっても出力上昇運転を行うことを禁止し、熱余り状態が予測される設定時間帯T2等の出力下降対象時間帯についてはそれを所定期間延長するように構成されている。
In addition, when the deviation between the past integrated value and the actual integrated value is within the set range, the
If the deviation between the past integrated value and the actual integrated value is out of the set range and the actual integrated value is larger than the past integrated value by an allowable value or more, the
さらに、運転制御部5は、過去積算値と実積算値との偏差が設定範囲外でありかつ過去積算値の方が実積算値よりも許容値以上大きい場合には、予測されている時間帯よりも後倒しで熱負荷があるとして、過去積算値と実積算値との比に基づいて選択設定時間帯T3を遅らせた設定時間帯を出力上昇対象時間帯として、その出力上昇対象時間帯において出力上昇運転を行い、過去積算値と実積算値との比に基づいて熱余り状態が予測される設定時間帯T2を遅らせた設定時間帯を出力下降対象時間帯として、その出力下降対象時間帯において出力下降運転を行うように構成されている。
Further, if the deviation between the past integrated value and the actual integrated value is out of the set range and the past integrated value is larger than the actual integrated value by an allowable value or more, the
前記運転制御部5による燃料電池1の運転について、図6のフローチャートに基づいて説明を加える。
まず、過去積算値と実積算値との偏差が設定範囲内であり、かつ、選択設定時間帯T3又は過去積算値と実積算値との比に基づいて選択設定時間帯T3を遅らせた設定時間帯等の出力上昇対象時間帯となると、出力上昇運転用条件を満たしているとして、出力上昇運転を行う(ステップ1,2)。
また、過去積算値と実積算値との偏差が設定範囲内であり、かつ、熱余り状態が予測される設定時間帯T2又は過去積算値と実積算値との比に基づいて熱余り状態が予測される設定時間帯T2を遅らせた設定時間帯等の出力下降対象時間帯となると、出力下降運転用条件を満たしているとして、出力下降運転を行う(ステップ3,4)。
そして、出力上昇運転用条件及び出力下降運転用条件の何れの条件も満たしていなければ、電力負荷追従運転を行う(ステップ1,3,5)。
The operation of the
First, a set time in which the deviation between the past integrated value and the actual integrated value is within the set range and the selected set time zone T3 or the selected set time zone T3 is delayed based on the ratio of the past integrated value to the actual integrated value. When the output rise target time zone such as a belt is reached, the power increase operation is performed assuming that the output increase operation condition is satisfied (
Further, the deviation between the past integrated value and the actual integrated value is within the set range, and the remaining heat state is determined based on the set time zone T2 in which the remaining heat state is predicted or the ratio of the past integrated value to the actual integrated value. When an output decrease target time zone such as a set time zone in which the predicted set time zone T2 is delayed, the output decrease operation is performed assuming that the output decrease operation condition is satisfied (
If neither of the conditions for increasing the output and the conditions for decreasing the output are satisfied, the power load following operation is performed (
前記運転制御部5による貯湯運転及び熱媒供給運転の動作について説明を加える。
前記貯湯運転は、燃料電池1の運転中で冷却水循環ポンプ15の作動により、排熱式熱交換器24において、冷却水循環路13を通流する冷却水にて湯水循環路16を通流する湯水を加熱させることができる状態で行われる。
そして、貯湯タンク2の下部から取り出した湯水がラジエター19をバイパスするように循環させる状態に三方弁18を切り換えて、湯水循環ポンプ17を作動させて、貯湯タンク2の下部から湯水を湯水循環路16に取出し、その湯水を排熱式熱交換器24を通過させて加熱したのち、貯湯タンク2の上部に戻して、貯湯タンク2内に貯湯用設定温度の湯水を貯湯するようにしている。
また、排熱式熱交換器24を通過した湯水の温度が貯湯設定温度になるように、貯湯弁29と断続弁30の開度を調整するように構成されている。
The operation of the hot water storage operation and the heat medium supply operation by the
The hot water storage operation is performed by operating the cooling
Then, the three-
Further, the opening degrees of the hot
ちなみに、貯湯運転において、貯湯タンク2内に貯湯された湯水が満杯である熱余り状態の場合には、貯湯タンク2の下部から取り出した湯水がラジエター19を通過するように循環させる状態に三方弁18を切り換えて、ラジエター19を作動させ、貯湯タンク2の下部から取り出した湯水をラジエター19にて放熱させたのち、排熱式熱交換器24を通過させて加熱するように構成されている。
By the way, in the hot water storage operation, when the hot water stored in the hot
前記熱媒供給運転は、熱消費端末3にて熱が要求されていることを図外のリモコンにより指令されると、熱源用断続弁40を開弁させる状態で熱源用循環ポンプ21と熱媒循環ポンプ23とを作動させて、熱源用熱交換器25と補助加熱用熱交換器29との少なくとも一方にて熱源用湯水を加熱させて、その加熱された熱源用湯水を熱媒加熱用熱交換器26を通過する状態で循環させ、熱媒加熱用熱交換器26において熱源用湯水により加熱される熱媒を熱消費端末3に循環供給するようにしている。
The heat medium supply operation is performed when the
熱源用湯水の加熱について説明を加えると、燃料電池1の運転中である場合には、分流弁30にて熱源用熱交換器25側に冷却水が通流するように調整した状態での冷却水循環ポンプ15の作動により、熱源用熱交換器25において熱源用湯水を加熱させるように構成されている。
また、燃料電池1からの冷却水だけでは熱消費端末3で要求されている現端末熱負荷を賄えない場合や、燃料電池1の非運転中の場合には、補助加熱手段Mを加熱状態で作動させることにより、補助加熱用熱交換器29において熱源用湯水を加熱させるように構成されている。
When the
Further, when the current terminal heat load required by the
ちなみに、運転制御部5は、燃料電池1の運転中に、貯湯運転と熱媒供給運転とを同時に行う場合には、熱消費端末3で要求されている現端末熱負荷に基づいて、分流弁30にて貯湯用熱交換器24側に通流させる冷却水の流量と熱源用熱交換器25側に通流させる冷却水の流量との割合を調整するように構成されている。
Incidentally, when the hot water storage operation and the heat medium supply operation are simultaneously performed during the operation of the
〔第2実施形態〕
この第2実施形態は、第1実施形態における出力上昇運転及び出力下降運転についての別実施形態を示すものであるので、その点を中心に説明を加える。
ちなみに、その他の構成については、上記第1実施形態と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
[Second embodiment]
Since the second embodiment shows another embodiment of the output increasing operation and the output decreasing operation in the first embodiment, the explanation will be added focusing on this point.
Incidentally, the other configuration is the same as that of the first embodiment, and thus the detailed description thereof is omitted.
前記運転制御部5は、出力上昇対象時間帯において、最小出力と最大出力との間に設定された出力上昇用基準値よりも現電力負荷が大きい場合には、出力上昇運転として燃料電池1の出力を最大出力に調整し、出力上昇用基準値よりも現電力負荷が小さい場合には、出力上昇対象時間帯において出力上昇運転を行うことを禁止して、現電力負荷を賄えるように燃料電池1の出力を調整するように構成されている。
When the current power load is larger than the reference value for power increase set between the minimum output and the maximum output during the power increase target time zone, the
説明を加えると、運転制御部5は、例えば、図7の(イ)に示すように、現電力負荷が時間経過に伴って推移すると、熱不足状態が予測される設定時間帯T1以外の時間帯においては、現電力負荷が賄えるように、燃料電池1の出力を調整する電力負荷追従運転を行う。
そして、運転制御部5は、熱不足状態が予測される設定時間帯T1を出力上昇対象時間帯とし、その出力上昇対象時間帯においては、出力上昇用基準値よりも現電力負荷が大きい場合には、出力上昇運転として燃料電池1の出力を最大出力に調整し、出力上昇用基準値よりも現電力負荷が小さい場合には、現電力負荷よりもα(例えば、100W)だけ小さい出力になるように、燃料電池1の出力を調整するように構成されている。
To add a description, for example, as shown in FIG. 7A, when the current power load changes with time, the
Then, the
ちなみに、出力上昇用基準値は、燃料電池1や補助加熱手段Mの効率など、システムの効率を鑑みて、その値を超えることにより燃料電池1の出力を最大出力に調整しても、省エネルギーを実現可能な値として設定され、例えば、燃料電池1の最大出力の50パーセントとなっている。
By the way, the reference value for increasing the output is considered to be energy-saving even if the output of the
また、運転制御部5は、出力下降対象時間帯において、最小出力と最大出力との間に設定された出力下降用基準値よりも現電力負荷が小さい場合には、出力下降運転として燃料電池1の出力を最小出力に調整し、出力下降用基準値よりも現電力負荷が大きい場合には、出力下降対象時間帯において出力下降運転を行うことを禁止して、現電力負荷を賄えるように燃料電池1の出力を調整するように構成されている。
When the current power load is smaller than the output lowering reference value set between the minimum output and the maximum output in the output lowering target time zone, the
説明を加えると、運転制御部5は、例えば、図7の(ロ)に示すように、現電力負荷が時間経過に伴って推移すると、熱余り状態が予測される設定時間帯T2以外の時間帯においては、現電力負荷が賄えるように、燃料電池1の出力を調整する電力負荷追従運転を行う。
そして、運転制御部5は、熱余り状態が予測される設定時間帯T2を出力下降対象時間帯とし、その出力下降対象時間帯においては、出力下降用基準値よりも現電力負荷が大きい場合には、現電力負荷よりもα(例えば、100W)だけ小さい出力になるように、燃料電池1の出力を調整し、出力下降用基準値よりも現電力負荷が小さい場合には、出力下降運転として燃料電池1の出力を最小出力に調整するように構成されている。
In addition, for example, as shown in (b) of FIG. 7, when the current power load changes with time, the
Then, the
ちなみに、出力下降用基準値は、燃料電池1の効率や貯湯タンク2の放熱ロスなど、システムの効率を鑑みて、その値を下回ることにより燃料電池1の出力を最小出力に調整しても、省エネルギーを実現可能な値として設定され、例えば、燃料電池1の最大出力の40パーセントとなっている。
Incidentally, in consideration of the efficiency of the system, such as the efficiency of the
なお、この第2実施形態では、過去積算値と実積算値との偏差が設定範囲内でありかつ熱不足状態が予測される設定時間帯T1である、又は、過去積算値と実積算値との比に基づいて熱不足状態が予測される設定時間帯T1を遅らせた設定時間帯であると、出力上昇運転用条件を満たしているとしている。 In the second embodiment, the deviation between the past integrated value and the actual integrated value is within the set range and is within the set time period T1 in which the heat shortage state is predicted, or the past integrated value and the actual integrated value are different from each other. If the set time zone T1 in which the heat shortage state is predicted based on the ratio is delayed, the output increasing operation condition is satisfied.
〔第3実施形態〕
この第3実施形態は、第1実施形態における出力上昇運転及び出力下降運転についての別実施形態を示すものであるので、その点を中心に説明を加える。
ちなみに、その他の構成については、上記第1実施形態と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
[Third embodiment]
Since the third embodiment shows another embodiment of the output increasing operation and the output decreasing operation in the first embodiment, the explanation will be added focusing on this point.
Incidentally, the other configuration is the same as that of the first embodiment, and thus the detailed description thereof is omitted.
前記運転制御部5は、出力上昇対象時間帯において、出力上昇運転として、時系列的な熱負荷に対して不足する熱分に応じて設定された上昇用設定量だけ現電力負荷よりも大きい出力に燃料電池1の出力を調整するように構成されている。
In the power increase target time zone, the
説明を加えると、運転制御部5は、例えば、図8の(イ)に示すように、現電力負荷が時間経過に伴って推移すると、熱不足状態が予測される設定時間帯T1以外の時間帯においては、現電力負荷が賄えるように、燃料電池1の出力を調整する電力負荷追従運転を行う。
そして、運転制御部5は、熱不足状態が予測される設定時間帯T1を出力上昇対象時間帯とし、その出力上昇対象時間帯においては、出力上昇運転として、現電力負荷よりもα(例えば、100W)だけ小さい出力よりも上昇用設定量だけ大きい出力に燃料電池1の出力を調整するように構成されている。
To add a description, for example, as shown in FIG. 8A, when the current power load changes with time, the
Then, the
ちなみに、上昇用設定量は、時系列的な熱負荷に対して不足する熱分が大きくなるにつれて、例えば、設定量を、1倍から2倍に、2倍から3倍にした量として、時系列的な熱負荷に対して不足する熱分に応じた量を設定するようにしている。 Incidentally, the set amount for ascending is, for example, an amount obtained by increasing the set amount from 1 time to 2 times or from 2 times to 3 times as the amount of heat deficient with respect to the time-series heat load increases. The amount is set according to the heat component that is insufficient for the sequential heat load.
また、運転制御部5は、出力下降対象時間帯において、出力下降運転として、時系列的な熱負荷に対して余る熱分に応じて設定された下降用設定量だけ現電力負荷よりも小さい出力に燃料電池1の出力を調整するように構成されている。
In addition, in the output decrease target time zone, the
説明を加えると、運転制御部5は、例えば、図8の(ロ)に示すように、現電力負荷が時間経過に伴って推移すると、熱余り状態が予測される設定時間帯T2以外の時間帯においては、現電力負荷が賄えるように、燃料電池1の出力を調整する電力負荷追従運転を行う。
そして、運転制御部5は、熱余り状態が予測される設定時間帯T2を出力下降対象時間帯とし、その出力下降対象時間帯においては、出力下降運転として、現電力負荷よりもα(例えば、100W)だけ小さい出力よりも下降用設定量だけ小さい出力に燃料電池1の出力を調整するように構成されている。
When the description is added, for example, as shown in (b) of FIG. 8, when the current power load changes with the lapse of time, the
Then, the
ちなみに、下降用設定量は、時系列的な熱負荷に対して余る熱分が大きくなるにつれて、例えば、設定量を、1倍から2倍に、2倍から3倍にした量として、時系列的な熱負荷に対して不足する熱分に応じた量を設定するようにしている。 Incidentally, the descending set amount is, for example, an amount obtained by increasing the set amount from 1 time to 2 times or from 2 times to 3 times as the surplus heat component with respect to the time-series heat load increases. The amount is set according to the amount of heat that is insufficient for a typical heat load.
なお、この第3実施形態では、過去積算値と実積算値との偏差が設定範囲内でありかつ熱不足状態が予測される設定時間帯T1である、又は、過去積算値と実積算値との比に基づいて熱不足状態が予測される設定時間帯T1を遅らせた設定時間帯であると、出力上昇運転用条件を満たしているとしている。 In the third embodiment, the deviation between the past integrated value and the actual integrated value is within the set range and is within the set time period T1 in which the heat shortage state is predicted, or the past integrated value and the actual integrated value are different from each other. If the set time zone T1 in which the heat shortage state is predicted based on the ratio is delayed, the output increasing operation condition is satisfied.
〔第4実施形態〕
この第4実施形態は、第1実施形態における出力上昇運転及び出力下降運転についての別実施形態を示すものであるので、その点を中心に説明を加える。
ちなみに、その他の構成については、上記第1実施形態と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
[Fourth embodiment]
Since the fourth embodiment shows another embodiment of the output increasing operation and the output decreasing operation in the first embodiment, the description will be made focusing on this point.
Incidentally, the other configuration is the same as that of the first embodiment, and thus the detailed description thereof is omitted.
前記運転制御部5は、出力上昇対象時間帯において、出力上昇運転として、燃料電池1の出力を上昇用設定出力に調整するように構成されている。
The
説明を加えると、運転制御部5は、例えば、図9の(イ)に示すように、現電力負荷が時間経過に伴って推移すると、熱不足状態が予測される設定時間帯T1以外の時間帯においては、現電力負荷が賄えるように、燃料電池1の出力を調整する電力負荷追従運転を行う。
そして、運転制御部5は、熱不足状態が予測される設定時間帯T1を、出力上昇対象時間帯とし、その出力上昇対象時間帯においては、現電力負荷にかかわらず、出力上昇運転として、燃料電池1の出力を上昇用設定出力に調整するように構成されている。
In addition, for example, as shown in (a) of FIG. 9, when the current power load changes with time, the
Then, the
ちなみに、上昇用設定出力は、例えば、時系列的な熱負荷に対して不足する熱分が大きいほど大きな出力に設定して、時系列的な熱負荷に対して不足する熱分に応じて設定するようにしている。 By the way, the setting output for ascending is set, for example, to a larger output as the shortage heat component for the time-series heat load is large, and set according to the shortage heat component for the time-series heat load. I am trying to do it.
また、運転制御部5は、出力下降対象時間帯において、出力下降運転として、燃料電池1の出力を下降用設定出力に調整するように構成されている。
In addition, the
説明を加えると、運転制御部5は、例えば、図9の(ロ)に示すように、現電力負荷が時間経過に伴って推移すると、熱余り状態が予測される設定時間帯T2以外の時間帯においては、現電力負荷が賄えるように、燃料電池1の出力を調整する電力負荷追従運転を行う。
そして、運転制御部5は、熱余り状態が予測される設定時間帯T2を出力下降対象時間帯とし、その出力下降対象時間帯においては、現電力負荷にかかわらず、出力下降運転として、燃料電池1の出力を下降用設定出力に調整するように構成されている。
To add a description, for example, as shown in (b) of FIG. 9, when the current power load changes with the lapse of time, the
Then, the
ちなみに、下降用設定出力は、例えば、時系列的な熱負荷に対して余る熱分が大きいほど小さな出力に設定して、時系列的な熱負荷に対して余る熱分に応じて設定するようにしている。 By the way, the setting output for lowering, for example, is set to a smaller output as the excess heat component for the chronological heat load is larger, and is set according to the excess heat component for the chronological heat load. I have to.
なお、この第4実施形態では、過去積算値と実積算値との偏差が設定範囲内でありかつ熱不足状態が予測される設定時間帯T1である、又は、過去積算値と実積算値との比に基づいて熱不足状態が予測される設定時間帯T1を遅らせた設定時間帯であると、出力上昇運転用条件を満たしているとしている。 In the fourth embodiment, the deviation between the past integrated value and the actual integrated value is within the set range and is within the set time period T1 in which the heat shortage state is predicted, or the past integrated value and the actual integrated value are different from each other. If the set time zone T1 in which the heat shortage state is predicted based on the ratio is delayed, the output increasing operation condition is satisfied.
〔第5実施形態〕
この第5実施形態は、第1実施形態における出力下降運転についての別実施形態を示すものであるので、その点を中心に説明を加える。
ちなみに、その他の構成については、上記第1実施形態と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
[Fifth Embodiment]
The fifth embodiment shows another embodiment of the output lowering operation in the first embodiment, and therefore, a description will be given focusing on this point.
Incidentally, the other configuration is the same as that of the first embodiment, and thus the detailed description thereof is omitted.
前記運転制御部5は、出力下降運転として、時系列的な電力負荷が停止用設定値よりも小さい設定時間帯において、燃料電池1の運転を停止させるように構成されている。
すなわち、運転制御部5は、使用者の就寝などによって、設定周期である1日のうちに、時系列的な電力負荷が停止用設定値よりも小さい設定時間帯が存在する場合には、その設定時間帯においては、燃料電池1の運転を行わず、それ以外の時間帯においては、現電力負荷が賄えるように、燃料電池1の出力を調整する電力負荷追従運転を行うように構成されている。
The
In other words, if there is a set time zone in which the time-series power load is smaller than the set value for stop within one day that is the set cycle due to the user going to bed or the like, In the set time zone, the operation of the
〔第6実施形態〕
この第6実施形態は、第1実施形態における出力下降運転についての別実施形態を示すものであるので、その点を中心に説明を加える。
ちなみに、その他の構成については、上記第1実施形態と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
[Sixth embodiment]
Since the sixth embodiment shows another embodiment of the output lowering operation in the first embodiment, the explanation will be added focusing on this point.
Incidentally, the other configuration is the same as that of the first embodiment, and thus the detailed description thereof is omitted.
前記運転制御部5は、出力下降運転として、設定周期内のすべての設定時間帯において、燃料電池1の運転を停止させるように構成されている。
説明を加えると、運転制御部5は、例えば、夏など、熱負荷が極端に小さくなる場合には、設定周期である1日中、燃料電池1を運転させずに、熱余り状態の発生を的確に抑制するとともに、余剰電力の発生をも抑制するように構成されている。
The
In addition, when the heat load becomes extremely small, for example, in the summer, for example, the
〔第7実施形態〕
この第7実施形態は、第1実施形態における、熱不足状態又は熱余り状態が予測される設定時間帯の特定、及び、出力上昇運転及び出力下降運転を行うタイミングとそれを行うか否かの判定についての別実施形態を示すものであるので、その点を中心に説明を加える。
ちなみに、その他の構成については、上記第1実施形態と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
[Seventh embodiment]
The seventh embodiment specifies the set time zone in which the heat shortage state or the heat surplus state is predicted in the first embodiment, and the timing of performing the output increasing operation and the output decreasing operation and determining whether to perform the operation. Since this embodiment shows another embodiment of the judgment, an explanation will be given focusing on this point.
Incidentally, the other configuration is the same as that of the first embodiment, and thus the detailed description thereof is omitted.
本実施形態において、運転制御部5は、これまで説明してきた実施形態と同様に、時系列的な電力負荷及び時系列的な熱負荷を設定周期(本実施形態では1日とする。)内において設定時間帯(本実施形態では1時間とする。)ごとに管理するように構成されている。そして、運転制御部5は、上記の設定周期における設定時間帯(i)(i=1〜24)毎の電力負荷及び時系列的な熱負荷を用いて、最早の設定時間帯(次の設定時間帯)(1)を出力上昇対象時間帯又は出力下降対象時間帯として、出力上昇運転又は出力下降運転を行うか否かを決定するように構成されている。
以下、その詳細な処理方法について、図10〜図17に基づいて説明する。
なお、図10〜図12は、本実施形態の処理フローを示す図であり、図13〜図17において、(イ)は、各設定時間帯(i)における貯湯タンク2に貯えられるべき熱量(以下、「予測貯熱量」と呼ぶ。)の演算条件としての各設定時間帯(i)における燃料電池1の出力F(i)を示す図、及び、(ロ)は、その演算条件下での演算結果である各設定時間帯(i)における予測貯熱量T(i)を示す図である。なお、図13〜図17において、設定時間帯(i=0)に相当する貯熱量T(0)は、現時点で貯湯タンク2に貯えられている熱量を示すものである。
In the present embodiment, the
Hereinafter, the detailed processing method will be described with reference to FIGS.
FIGS. 10 to 12 are diagrams showing the processing flow of the present embodiment. In FIGS. 13 to 17, (A) shows the amount of heat to be stored in the hot
図10に示すように、運転制御部5は、各設定時間帯(i)における燃料電池1の出力F(i)を電力負荷追従運転時に設定される出力fとする条件で、各設定時間帯(i)における予測貯熱量T(i)を求める(ステップ10)。
As shown in FIG. 10, the
具体的には、運転制御部5は、上記ステップ10において、まず、各設定時間帯(i)において予測される電力負荷及び熱負荷等から、各設定時間帯(i)において貯湯タンク2に追加される熱量(以下、「追加熱量」と呼ぶ。)を求める。この追加熱量は、その設定時間帯(i)内において、燃料電池1の出力F(i)に応じて出力される熱量と余剰電力に応じて電気ヒータ12から出力される熱との和から熱負荷を差し引いたものとなり、その追加熱量が正の場合には、貯湯タンク2に貯えられる熱量が増加し、その追加熱量が負の場合には、貯湯タンク2に貯えられる熱量が減少することになる。
次に、運転制御手段5は、最早の設定時間帯(i=1)から順に選択する状態で、各設定時間帯(i)において、前の設定時間帯(i−1)が経過したときに貯湯タンク2に貯えられている熱量(最早の設定時間帯(i=1)においては現在貯湯タンク2に貯えられている熱量)に上記のように求めた追加熱量を加えた熱量を、上記予測貯熱量T(i)として求めるのである。
Specifically, in
Next, the operation control means 5 selects the earliest set time zone (i = 1) sequentially, and in each set time zone (i), when the previous set time zone (i-1) has elapsed. The heat quantity obtained by adding the heat quantity stored in the hot water storage tank 2 (the heat quantity currently stored in the hot
なお、その予測貯熱量T(i)が、貯湯タンク2に貯えることができる最大貯熱量tmaxを超える場合、即ち、ラジエター19を作動させる必要がある場合には、その設定時間帯(i)を熱余り状態が予測される設定時間帯(i=ful)と特定でき、その予測貯熱量T(i)が、貯湯タンク2に貯えるべき最小貯熱量tmin(例えば、0)を下回る場合、即ち、補助加熱手段Mを作動させる必要がある場合には、その設定時間帯(i)を熱不足状態が予測される設定時間帯(i=emp)と特定できる。
また、各設定時間帯(i)において貯湯タンク2に使用可能な状態で有効に貯えられる熱量(以下、「有効貯熱量」と呼ぶ。)T’(i)は、上記予測貯熱量T(i)が貯湯タンク2に貯えることができる最小貯熱量tmin以上且つ最大貯熱量tmax以下の範囲内であれば、予測貯熱量T(i)とされるが、その予測貯熱量T(i)が貯湯タンク2に貯えることができる最大貯熱量tmaxを超える場合には最大貯熱量tmaxとされ、その予測貯熱量が貯湯タンク2に貯えるべき最小貯熱量tminを下回る場合には最小貯熱量tminとされる。
If the predicted heat storage amount T (i) exceeds the maximum heat storage amount tmax that can be stored in the hot
The amount of heat (hereinafter referred to as “effective heat storage amount”) T ′ (i) that can be effectively stored in the hot
次に、運転制御部5は、上記のようにステップ10で求めた各設定時間帯(i)における予測貯熱量T(i)を参照して、熱余り状態又は熱不足状態となる設定時間帯を特定し、最初に熱余り状態となるか否か、さらには、最初に熱不足状態となるか否かを判定する(ステップ11,12)。
Next, the
そして、先に熱余り状態となる場合には、詳細については後述するが、最早の設定時間帯(i=1)において出力下降運転を行うか否かを判定するための出力下降運転判定処理(ステップ100)を実行し、先に熱不足状態となる場合には、詳細については後述するが、最早の設定時間帯(i=1)において出力上昇運転を行うか否かを判定するための出力上昇運転判定処理(ステップ200)を実行し、熱余り状態及び熱不足状態にならない場合には、最早の設定時間帯(i=1)において電力追従運転を行うことを決定する(ステップ13)。 In the case where the heat-remaining state occurs first, although the details will be described later, the output-falling-operation determining process (for determining whether to perform the output-falling operation in the earliest set time period (i = 1)) ( If step 100) is executed and the heat-insufficient state occurs first, although the details will be described later, an output for determining whether or not to perform the output increasing operation in the earliest set time zone (i = 1) is set. The ascending operation determination process (step 200) is executed, and if neither the excessive heat state nor the insufficient heat state occurs, it is determined that the power following operation is performed in the earliest set time zone (i = 1) (step 13).
以下、最早の設定時間帯(i=1)で電力追従運転を行うことを決定する場合について、図13に基づいて説明を加える。
図13(イ)に示すように、各設定時間帯(i)における燃料電池1の出力F(i)を電力負荷追従運転時に設定される出力fとする条件で、各設定時間帯(i)における予測貯熱量T(i)を求めた結果、図13(ロ)に示すように、各設定時間帯(i)において予測貯熱量T(i)が、最小貯熱量tmin以上且つ最大貯熱量tmax以下の範囲内となる場合、即ち、熱余り状態及び熱不足状態にならない場合には、最早の設定時間帯(i=1)において電力追従運転を行うように決定されるのである。
Hereinafter, a case where it is determined to perform the power following operation in the earliest set time zone (i = 1) will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 13A, under the condition that the output F (i) of the
なお、上記出力上昇運転判定処理及び上記出力下降運転判定処理を行うことなく、上記図10のステップ10で求めた各設定時間帯(i)における予測貯熱量T(i)を参照して、先に熱余り状態となる場合には、最早の設定時間帯(i=1)において出力下降運転を行うことを決定し、先に熱不足状態となる場合には、最早の設定時間帯(i=1)において出力上昇運転を行うことを決定するように構成しても構わない。
It should be noted that, without performing the output increasing operation determination processing and the output decreasing operation determination processing, the predicted heat storage amount T (i) in each set time zone (i) obtained in
次に、出力下降運転判定処理について、図11に基づいて説明する。
運転制御部5は、出力下降運転判定処理において、先ず、最早の設定時間帯(i=1)における燃料電池1の出力F(1)を出力下降運転時に設定される出力fminとし、その他の設定時間帯(i=2〜24)における燃料電池1の出力F(i=2〜24)を電力負荷追従運転時に設定される出力fとする条件で、各設定時間帯(i)における予測貯熱量T(i)を求める(ステップ101)。
そして、このように求めた予測貯熱量T(i)を参照して、最早の設定時間帯(i=1)において出力下降運転を行った場合に、熱不足状態となるか否かを判定し(ステップ102)、熱不足状態とならない場合には、最早の設定時間帯(i=1)において出力下降運転を行うことを決定し(ステップ103)、一方、熱不足状態となる場合には、最早の設定時間帯(i=1)において出力下降運転を行うことを禁止して電力追従運転を行うことを決定する(ステップ104)。
Next, the output lowering operation determination process will be described with reference to FIG.
In the output descent operation determination process, the
Then, with reference to the predicted heat storage amount T (i) obtained in this way, it is determined whether or not a heat-insufficient state occurs when the output lowering operation is performed in the earliest set time zone (i = 1). (Step 102) When the heat shortage state does not occur, it is determined that the output lowering operation is performed in the earliest set time zone (i = 1) (Step 103). In the earliest set time zone (i = 1), it is determined that the power descending operation is prohibited and the power following operation is performed (step 104).
以下、出力下降運転判定処理において、最早の設定時間帯(i=1)において出力下降運転を行うことを禁止して電力追従運転を行うことを決定する場合について、図14及び図15に基づいて説明を加える。
図14(イ)に示すように、各設定時間帯(i)における燃料電池1の出力F(i)を電力負荷追従運転時に設定される出力fとする条件で、各設定時間帯(i)における予測貯熱量T(i)を求めた結果、図14(ロ)に示す設定時間帯(i=17)の貯熱量T(17)のように、先に熱余り状態となる場合に、出力下降運転判定処理が行われる。
そして、出力下降運転判定処理において、図15(イ)に示すように、最早の設定時間帯(i=1)における燃料電池1の出力F(i)を出力下降運転時に設定される出力fminとする条件で、各設定時間帯(i)における予測貯熱量T(i)を求めた結果、図15(ロ)に示す設定時間帯(i=19,20)の貯熱量T(19),T(20)のように、熱不足状態となる場合には、最早の設定時間帯(i=1)においては、出力下降運転を行うことを禁止して、電力追従運転を行うように決定されるのである。
Hereinafter, in the output descent operation determination process, a case where the power descent operation is prohibited and the power following operation is determined in the earliest set time zone (i = 1) based on FIGS. 14 and 15 will be described. Add a description.
As shown in FIG. 14A, under the condition that the output F (i) of the
Then, in the output lowering operation determination process, as shown in FIG. 15A, the output F (i) of the
なお、出力下降運転判定処理のステップ102において、最早の設定時間帯(i=1)において出力下降運転を行った場合に熱不足状態となる設定時間帯が、各設定時間帯(i)において電力追従運転を行った場合に熱余り状態となった設定時間帯(i=ful)の前にあるときのみ、最早の設定時間帯(i=1)において出力下降運転を行うことを禁止して電力追従運転を行うことを決定するように構成しても構わない。
In
次に、出力上昇運転判定処理について、図12に基づいて説明する。
運転制御部5は、出力上昇運転判定処理において、最早の設定時間帯(i=1)から電力追従運転を行った場合に熱不足状態となった設定時間帯(i=emp)までの燃料電池1の出力F(1〜emp)を出力上昇運転時に設定される出力fmaxとし、その他の設定時間帯(i=emp+1〜24)における燃料電池1の出力F(emp+1〜24)を電力負荷追従運転時に設定される出力fとする条件で、各設定時間帯(i)における予測貯熱量T(i)を求める(ステップ201)。
そして、このように求めた予測貯熱量T(i)を参照して、最早の設定時間帯(i=1)から電力追従運転を行った場合に熱不足状態となった設定時間帯(i=emp)まで出力上昇降運転を行った場合に熱余り状態となる設定時間帯が、各設定時間帯(i)において電力追従運転を行った場合に熱不足状態となった設定時間帯(i=emp)の前にあるか否かを判定する(ステップ202)。
そして、設定時間帯(i=1〜emp)において出力上昇運転を行った場合に熱余り状態となる設定時間帯が熱不足状態であった設定時間帯(i=emp)の前にない場合には、最早の設定時間帯(i=1)において出力上昇運転を行うことを決定し(ステップ203)、一方、設定時間帯(i=1〜emp)において出力上昇運転を行った場合に熱余り状態となる設定時間帯が熱不足状態であった設定時間帯(i=emp)の前にある場合には、最早の設定時間帯(i=1)において電力追従運転を行うことを決定する(ステップ204)。
Next, the output increase operation determination process will be described with reference to FIG.
In the power-up operation determination process, the
Then, with reference to the predicted heat storage amount T (i) obtained in this manner, the set time zone (i = 1) where the heat-deficient state is obtained when the power following operation is performed from the earliest set time zone (i = 1). emp), the set time zone in which the heat surplus state occurs when the power up / down operation is performed is the set time zone in which the heat shortage state occurs when the power following operation is performed in each set time zone (i) (i = (emp) is determined (step 202).
In the case where the set time zone in which the excess heat occurs when the output increasing operation is performed in the set time zone (i = 1 to emp) is not before the set time zone (i = emp) in which the heat is insufficient, Determines that the power increase operation is performed in the earliest set time zone (i = 1) (step 203). On the other hand, when the power increase operation is performed in the set time zone (i = 1 to emp), the excess heat is generated. If the set time zone to be in the state is before the set time zone (i = emp) in which the heat is insufficient, it is determined that the power following operation is performed in the earliest set time zone (i = 1) ( Step 204).
以下、出力上昇運転判定処理において、最早の設定時間帯(i=1)で電力追従運転を行うことを決定する場合について、図16及び図17に基づいて説明を加える。
図16(イ)に示すように、各設定時間帯(i)における燃料電池1の出力F(i)を電力負荷追従運転時に設定される出力fとする条件で、各設定時間帯(i)における予測貯熱量T(i)を求めた結果、図16(ロ)に示す設定時間帯(i=19,20)の貯熱量T(19),T(20)のように、先に熱不足状態となる場合に、出力上昇運転判定処理が行われる。
そして、出力上昇運転判定処理において、図17(イ)に示すように、最早の設定時間帯(i=1)から各設定時間帯(i)で電力追従運転を行った場合に熱不足状態となった設定時間帯(i=19)までの燃料電池1の出力F(1)〜F(19)を出力上昇運転時に設定される出力fmaxとする条件で、各設定時間帯(i)における予測貯熱量T(i)を求めた結果、図17(ロ)に示す設定時間帯(i=5)の貯熱量T(5)等のように、設定時間帯(i=1〜19)において出力上昇運転を行った場合に熱余り状態となる設定時間帯(i=5)が熱不足状態であった設定時間帯(i=19)の前にある場合には、最早の設定時間帯(i=1)においては、出力上昇運転を行うことを禁止して、電力追従運転を行うように決定されるのである。
Hereinafter, a case where it is determined that the power following operation is performed in the earliest set time zone (i = 1) in the output increase operation determination process will be described with reference to FIGS. 16 and 17.
As shown in FIG. 16A, under the condition that the output F (i) of the
Then, in the output increase operation determination process, as shown in FIG. 17A, when the power following operation is performed in each set time zone (i) from the earliest set time zone (i = 1), a heat shortage state occurs. The prediction in each set time zone (i) under the condition that the outputs F (1) to F (19) of the
なお、出力上昇運転判定処理のステップ202において、設定時間帯(i=1〜emp)において出力上昇運転を行った場合に、熱余り状態となるか否かを判定し、熱余り状態とならない場合には、最早の設定時間帯(i=1)において出力上昇運転を行うことを決定し、一方、熱余り状態となる場合には、最早の設定時間帯(i=1)において電力追従運転を行うことを決定するように構成しても構わない。
In
なお、本実施形態において、出力上昇運転時に設定される燃料電池1の出力fmaxは、第1実施形態のように、燃料電池1の最大出力とすることができるが、別に、第3実施形態のように、各設定時間帯(i)で電力追従運転を行った場合に不足する熱分に応じて設定された上昇用設定量だけ電力追従運転時の現電力負荷よりも大きい出力とすることもできる。
また、本実施形態において、出力下降運転時に設定される燃料電池1の出力fminは、第1実施形態のように、燃料電池1の最小出力とすることができるが、別に、第3実施形態のように、各設定時間帯(i)で電力追従運転を行った場合に余る熱分に応じて設定された下降用設定量だけ電力追従運転時の現電力負荷よりも大きい出力とすることもできる。
In this embodiment, the output fmax of the
Further, in the present embodiment, the output fmin of the
〔別実施形態〕
(1)上記第1〜第7実施形態では、運転制御部5が、設定周期内において設定時間帯ごとの時系列的な電力負荷及び時系列的な熱負荷を予測して、熱不足状態が予測される設定時間帯及び熱余り状態が予測される設定時間帯を特定するようにしているが、熱不足状態や熱余り状態を特定する構成については、適宜変更が可能である。
[Another embodiment]
(1) In the first to seventh embodiments, the
例えば、運転制御部5が、設定周期(例えば、1日)内において補助加熱手段Mを作動した状態での給湯量を積算し、その積算値が設定値以上となることにより、設定周期内において熱不足状態を予測することができ、この場合には、設定周期中、出力上昇運転を行うことになる。
そして、運転制御部5が、設定周期(例えば、1日)内においてラジエター19における放熱量を積算し、その積算値が設定値以上となることにより、設定周期内において熱余り状態を予測することができ、この場合には、設定周期中、出力下降運転を行うことになる。
For example, the
Then, the
また、運転制御部5が、設定周期(例えば、1日)内において設定時間帯ごとに、補助加熱手段Mを作動した状態での給湯量やラジエター19における放熱量を積算値、その積算値が設定値以上となることにより、熱不足状態や熱余り状態を予測することができることになる。
そして、この場合には、例えば、6時間や12時間の一定時間を設定時間帯と設定したり、深夜時間帯(0時〜6時)、朝時間帯(6時〜11時)、昼時間帯(11時〜17時)、夜時間帯(17時〜24時)などのように、異なる長さの時間帯を設定時間帯と設定することが可能である。
ちなみに、この場合には、補助加熱手段Mを作動した状態での給湯量やラジエター19における放熱量が時系列的な熱負荷となり、設定周期内の現電力負荷の推移が時系列的な電力負荷となる。
In addition, the
In this case, for example, a fixed time such as 6 hours or 12 hours is set as a set time zone, a late night time zone (0:00 to 6:00), a morning time zone (6:00 to 11:00), a daytime It is possible to set time zones of different lengths, such as a zone (11:00 to 17:00) and a night time zone (17:00 to 24:00), as the set time zone.
Incidentally, in this case, the amount of hot water supply and the amount of heat radiation in the
(2)上記第1〜第4実施形態において、運転制御部5が、出力上昇運転を行っても、設定周期内で熱不足状態が発生した場合には、次の設定周期において、さらに大きい出力側に燃料電池1の出力を調整する状態で出力上昇運転を行うように、実際の使用状況に基づいて、出力上昇運転の補正を行うように構成してもよい。
(2) In the first to fourth embodiments, even if the
例えば、第1実施形態を挙げて説明すると、出力上昇運転を行っても、設定周期内で熱不足状態が発生した場合には、次の設定周期において、選択設定時間帯T3がひとつの設定時間帯であれば、2つの設定時間帯を選択設定時間帯T3とするように、選択設定時間帯T3の範囲を補正するように構成してもよい。 For example, the first embodiment will be described. If a heat-deficient state occurs within a set cycle even when the output increasing operation is performed, the selected set time zone T3 is set to one set time in the next set cycle. In the case of a band, the range of the selected set time zone T3 may be corrected so that the two set time zones are set as the selected set time zone T3.
ちなみに、出力上昇運転の補正は、次の設定周期内のすべての設定時間帯において、出力上昇運転の補正を行うように構成したり、あるいは、熱不足状態が発生した設定時間帯が特定できれば、次の設定周期において、熱不足状態が発生した設定時間帯と同じ設定時間帯のみ、出力上昇運転の補正を行うように構成することが可能である。 By the way, the correction of the power increase operation is configured to perform the correction of the power increase operation in all the set time zones in the next set cycle, or if the set time zone in which the heat shortage state occurs can be specified, In the next set cycle, it is possible to configure so that the output increase operation is corrected only in the set time zone that is the same as the set time zone in which the heat shortage state has occurred.
(3)上記第1〜第4実施形態において、運転制御部5が、出力下降運転を行っても、設定周期内で熱余り状態が発生した場合には、次の設定周期において、さらに小さい出力側に燃料電池1の出力を調整する状態で出力下降運転を行うように、実際の使用状況に基づいて、出力下降運転の補正を行うように構成してもよい。
(3) In the first to fourth embodiments, even if the
例えば、第2実施形態を挙げて説明すると、出力下降運転を行っても、設定周期内で熱余り状態が発生した場合には、次の設定周期において、出力下降用基準値を設定量だけ大きくするように、出力下降用基準値を補正するように構成してもよい。 For example, the second embodiment will be described. Even if the output lowering operation is performed, if an excessive heat state occurs within the set cycle, the output lowering reference value is increased by the set amount in the next set cycle. Thus, the output lowering reference value may be corrected.
ちなみに、出力下降運転の補正は、次の設定周期内のすべての設定時間帯において、出力下降運転の補正を行うように構成したり、あるいは、熱余り状態が発生した設定時間帯が特定できれば、次の設定周期において、熱余り状態が発生した設定時間帯と同じ設定時間帯のみ、出力下降運転の補正を行うように構成することが可能である。 By the way, the correction of the output descent operation is configured to perform the correction of the output descent operation in all the set time zones in the next set cycle, or if the set time zone in which the excess heat state occurs can be specified, In the next set cycle, it is possible to configure so that the output lowering operation is corrected only in the same set time zone as the set time zone in which the residual heat state has occurred.
(4)上記第1〜第4実施形態において、4種類の出力上昇運転を例示し、上記第1〜第6実施形態において、6種類の出力下降運転を例示したが、4種類の出力上昇運転のうち、どの出力上昇運転を採用するか、6種類の出力下降運転のうち、どの出力下降運転を採用するかは、適宜変更が可能であり、例えば、第1実施形態で例示した出力上昇運転と、第2実施形態で例示した出力下降運転を行うように構成して実施することも可能である。 (4) In the first to fourth embodiments, four types of output increasing operations are illustrated. In the first to sixth embodiments, six types of output decreasing operations are illustrated. Among them, it is possible to appropriately change which output increasing operation is adopted and which output decreasing operation is adopted among the six types of output decreasing operations, for example, the output increasing operation exemplified in the first embodiment. In addition, it is also possible to carry out the configuration by performing the output lowering operation exemplified in the second embodiment.
(5)上記第1〜第7実施形態では、設定周期を1日、設定時間帯を1時間とした例を示したが、設定周期及び設定時間帯ともに、どのように設定するかについては適宜変更が可能である。
例えば、設定周期については、1週間を設定周期と設定することも可能であり、設定時間帯についても、6時間や12時間の一定時間を設定時間帯と設定したり、深夜時間帯(0時〜6時)、朝時間帯(6時〜11時)、昼時間帯(11時〜17時)、夜時間帯(17時〜24時)などのように、異なる長さの時間帯を設定時間帯と設定することが可能である。
(5) In the first to seventh embodiments, the example in which the set cycle is set to one day and the set time zone is set to one hour has been described. However, how to set both the set cycle and the set time zone is appropriately determined. Changes are possible.
For example, one week can be set as the set cycle, and a set time zone such as a fixed time of 6 hours or 12 hours can be set as a set time zone, or a midnight time zone (0:00 -6:00), morning time (6: 00-11: 00), daytime (11: 00-17: 00), night time (17: 00-24: 00), etc. It is possible to set a time zone.
(6)上記第1〜第7実施形態では、運転制御部5が、電力負荷追従運転において、現電力負荷よりもα(例えば、100W)だけ小さい出力になるように、燃料電池1の出力を調整するように構成されているが、運転制御部5を、電力負荷追従運転において、現電力負荷と同じ又はほぼ同じ出力になるように、燃料電池1の出力を調整するように構成して実施することも可能である。
また、前記運転制御部5は、電力負荷追従運転における燃料電池1の出力の調整範囲は、最小出力から最大出力の範囲内とするのではなく、下限又は上限を、上記最小出力と最大出力との間の所定の出力とするように、制限を与えても構わない。
(6) In the first to seventh embodiments, the
Also, the
(7)上記第1〜第7実施形態では、貯湯タンク2に加えて、熱消費端末3を設けて、熱負荷を給湯熱負荷と端末熱負荷としたコージェネレーションシステムを例示したが、熱消費端末3を設けずに、給湯熱負荷を熱負荷とするコージェネレーションシステムとしてもよい。
(7) In the first to seventh embodiments, the
(8)上記第1〜第7実施形態では、電気ヒータ12が燃料電池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12にて貯湯タンク2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。
(8) In the first to seventh embodiments, the
(9)上記第1〜第7実施形態では、熱電併給装置として、燃料電池1を例示したが、熱電併給装置として、例えば、ガスエンジンなどの内燃機関と発電装置とを組み合わせたものや、スターリングエンジンなどの外燃機関と発電装置とを組み合わせたものなどを適応することも可能である。
また、何れの構成においても、ラジエター19の設置位置を冷却水循環路13の流路中としてもよい。
(9) In the first to seventh embodiments, the
Also, in any configuration, the installation position of the
(10)上記第1〜第4実施形態では、運転制御部5は、時間経過に伴う熱負荷の積算値の条件に基づいて、出力上昇運転及び出力下降運転を行うか否か、及び、出力上昇運転及び出力下降運転を行うタイミングを判別するように構成されているが、このような構成を採用しなくてもよい。
(10) In the first to fourth embodiments, the
1:熱電併給装置
2:貯湯タンク
5:運転制御手段
M:補助加熱手段
1: Cogeneration system 2: Hot water storage tank 5: Operation control means M: Auxiliary heating means
Claims (31)
前記運転制御手段は、現在要求されている現電力負荷を賄えるように、前記熱電併給装置の出力を調整する電力負荷追従運転を行うように構成されているコージェネレーションシステムであって、
前記運転制御手段は、時系列的な電力負荷、及び、時系列的な熱負荷を管理するように構成され、かつ、時系列的な電力負荷に対して前記電力負荷追従運転を行うことにより時系列的な熱負荷に対して熱が不足する熱不足状態が予測される場合には、所定の出力上昇対象時間帯において、現電力負荷よりも大きい出力側に前記熱電併給装置の出力を調整する出力上昇運転を行うように構成されているコージェネレーションシステム。 A cogeneration system that outputs electric power and heat to adjust the output, a hot water storage tank that stores hot and cold water heated by the heat output from the cogeneration system, and an operation control unit that controls operation. Provided,
The operation control means is a cogeneration system configured to perform a power load following operation for adjusting an output of the cogeneration system so as to cover a current power load that is currently required,
The operation control unit is configured to manage a time-series power load and a time-series heat load, and performs time-dependent operation by performing the power load following operation on the time-series power load. When a heat shortage state in which heat is insufficient for a sequential heat load is predicted, the output of the cogeneration system is adjusted to an output side larger than the current power load in a predetermined power increase target time zone. A cogeneration system configured to perform power-up operation.
前記運転制御手段は、前記時系列的な熱負荷として前記補助加熱手段の作動状態から前記熱不足状態を予測するように構成されている請求項1に記載のコージェネレーションシステム。 Equipped with auxiliary heating means to generate insufficient heat,
2. The cogeneration system according to claim 1, wherein the operation control unit is configured to predict the heat shortage state from an operation state of the auxiliary heating unit as the time-series heat load. 3.
前記運転制御手段は、現在要求されている現電力負荷を賄えるように、前記熱電併給装置の出力を調整する電力負荷追従運転を行うように構成されているコージェネレーションシステムであって、
前記運転制御手段は、時系列的な電力負荷、及び、時系列的な熱負荷を管理するように構成され、かつ、時系列的な電力負荷に対して前記電力負荷追従運転を行うことにより時系列的な熱負荷に対して熱が余る熱余り状態が予測される場合には、所定の出力下降対象時間帯において、現電力負荷よりも小さい出力側に前記熱電併給装置の出力を調整する出力下降運転を行うように構成されているコージェネレーションシステム。 A combined heat and power supply capable of adjusting the output by outputting power and heat, a hot water storage tank for storing hot and cold water with heat output from the combined heat and power supply, and operation control means for controlling operation are provided,
The operation control means is a cogeneration system configured to perform a power load following operation for adjusting an output of the cogeneration system so as to cover a current power load that is currently required,
The operation control unit is configured to manage a time-series power load and a time-series heat load, and performs time-dependent operation by performing the power load following operation on the time-series power load. If a heat surplus state in which heat is excessive for a sequential heat load is predicted, an output for adjusting the output of the cogeneration system to an output side smaller than the current power load in a predetermined output fall target time zone. A cogeneration system configured to perform descent operation.
前記運転制御手段は、前記時系列的な熱負荷として前記ラジエターの作動状態から前記熱余り状態を予測するように構成されている請求項15に記載のコージェネレーションシステム。 With a radiator that dissipates excess heat,
The cogeneration system according to claim 15, wherein the operation control unit is configured to predict the remaining heat state from the operating state of the radiator as the time-series heat load.
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