JP2005114344A - コージェネレーション装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 コージェネレーション装置は、発電手段11を備えた発電系1と、発電手段からの排熱を回収して蓄熱するとともにこの排熱を有効出力熱エネルギーとして利用する排熱利用系2と、蓄熱量の満量に伴う装置の停止を回避するために排熱利用系における有効出力熱エネルギーの利用促進を行う排熱利用促進系3から構成されている。排熱利用促進系は、基準パターンと現在の運転状態とを比較し運転継続可能時間を算出することにより運転停止の予測を行う停止予測機能と、得られた停止予測情報に応じて運転停止を画像や音によりユーザに予告する停止予告機能とを備えている。
【選択図】 図1
Description
(発電電力コストGC+有効出力熱エネルギーコストQC)−都市ガス消費コストSC
・・・(1)式
また、コージェネレーション装置の省エネルギー性メリットは、コージェネレーション装置の導入前後における一次エネルギー使用量の低減量とCO2排出量の低減量との両方で示される。具体的には、前者については、装置導入前の一次エネルギー使用量と導入後の一次エネルギー使用量との差であり、後者については、装置の導入前のCO2排出量と導入後のCO2排出量との差である。このような省エネルギー性メリットは、メリット情報求出手段112の演算処理により算出される。そして、求出された省エネルギー性メリット、すわなち、装置の導入前後における一次エネルギーの低減量及びCO2排出量の低減量が、省エネルギー性メリット情報として表示部113に表示される。
前記停止予測手段は、少なくとも、前記排熱回収量の時間推移を示す時間推移の基準パターンである発電電力量基準パターンと、前記熱エネルギー使用量の時間推移の基準パターンである熱エネルギー使用量基準パターンと、前記蓄熱量の時間推移の基準パターンである蓄熱量基準パターンとに基づき、前記発電手段の運転停止を予測してもよい。
前記停止予測手段は、前記発電電力量を検知する発電電力量検知手段と、前記熱エネルギー使用量を検知する熱エネルギー使用量検知手段と、前記排熱回収量を検知する排熱回収量検知手段と、前記発電電力量検知手段、前記熱エネルギー使用量検知手段、及び、前記排熱回収量検知手段から得られた各検知情報を収集及び蓄積するデータ収集蓄積手段と、時刻を計測する計時手段と、前記排熱回収量と前記熱エネルギー使用量とから前記蓄熱量を演算し、かつ前記運転継続可能時間を演算する演算手段と、前記データ収集蓄積手段に蓄積された前記発電電力量検知手段及び前記熱エネルギー使用量検知手段からの各検知情報と前記演算手段で演算された前記蓄熱量と、前記計時手段からの時刻信号と、から得られた、前記発電電力量、前記熱エネルギー使用量、及び、前記蓄熱量の各々についての前記時間推移パターンを、前記基準パターンとして記憶する前記記憶手段と、現在の運転において取得された前記発電電力量、前記熱エネルギー使用量、及び、前記排熱回収量を、各々に対応する前記各基準パターンと比較する比較手段と、前記演算された前記運転継続可能時間と前記比較手段での比較結果とから運転が停止するか否かを判断する前記停止予測判断手段とを備え、前記停止予告手段は、前記停止予測手段からの前記停止予測情報に基づいて画像を表示する画像表示手段及び音を発する音報知手段の少なくともいずれかを備えていてもよい。
前記停止予測手段は、前記停止予告手段からの前記停止予告に対するユーザの注意の喚起レベルを設定する注意喚起レベル設定手段をさらに備え、前記停止予告手段は、前記注意喚起レベル設定手段により設定された前記注意喚起レベルに応じて前記停止予告を行ってもよい。
前記停止予告手段は、複数の異なる前記注意喚起レベルに対応する複数の異なる予告表現データを格納したデータ格納手段と、前記注意喚起レベル設定手段で設定された前記注意喚起レベルに応じて前記データ格納手段に格納された前記予告表現データを選択するデータ選択手段とをさらに備えていてもよい。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係るコージェネレーション装置の構成を説明するための概略的な機能ブロック図である。また、図2は、図1のコージェネレーション装置の中央制御装置の詳細な構成を概略的に示す機能ブロック図である。
一方、予告装置32は、制御部321と、画像表示部322と、音報知部323とを備えている。この制御部321は、マイコン等のコンピュータによって構成されている。制御部321は、中央制御装置31と同じコンピュータで構成してもよく、また別個のコンピュータで構成してもよい。制御部321は、中央制御装置31の停止予測手段316から伝達される停止予測情報が伝達可能に構成されており、また、画像表示部322は、制御部321から出力される画像信号に応じた画像を表示可能に構成され、音報知部323は、制御部321から出力される音信号に応じた警告音を発生可能に構成されている。例えば、画像表示部322はテレビモニタ等であり、音報知部323はスピーカ等で構成されている。
ここで、上記ステップS1における使用電力量、発電電力量、蓄熱量、及び、熱エネルギー使用量のデータ収集の際には、上記各検知手段により検知が行われるとともに、計時手段311により検知時刻が計測される。そして、各検知量のデータとともに、計時手段311から計時信号がデータ収集蓄積手段312に入力される(ステップS2)。ここでは、計時手段311における時刻の計測にはマイコンのクロックが用いられる。
(実施の形態2)
本発明の実施の形態2に係るコージェネレーション装置は、実施の形態1のコージェネレーション装置と同様の構成を有しており、実施の形態1と同様に運転されるが、以下の点が実施の形態1とは異なっている。
(実施の形態3)
図12は、本発明の実施の形態3に係るコージェネレーション装置の特徴部分の構成を示す概略的な機能ブロック図である。本実施の形態に係るコージェネレーション装置は、予告装置が図12に示す構成を備えた点で実施の形態1の装置と異なり、それ以外の構成は実施の形態1の装置と同様である。そして、本実施の形態では、コージェネレーション装置が、実施の形態1と同様に動作するが、以下の点が実施の形態1とは異なっている。
(実施の形態4)
図13は、本発明の実施の形態4に係るコージェネレーション装置の特徴部分の構成を示す概略的な機能ブロック図である。本実施の形態のコージェネレーション装置は、中央制御装置が図13に示す構成を有する点が実施の形態3の装置と異なっており、それ以外の構成は実施の形態3の構成と同様である。そして、本実施の形態のコージェネレーション装置は、実施の形態3と同様に動作するが、以下の点が実施の形態3とは異なっている。
例えば、確実に排熱利用促進を行うために繰り返し予告を行い積極的かつ確実に注意喚起する場合や、繰り返し予告を行わないとユーザの注意を喚起することができない場合等においては、ユーザは、注意喚起レベル入力操作部317Bから注意喚起レベル設定手段317Aに強レベルを入力する。すると、この強レベルが設定され、この設定された強レベルが、停止予測手段316からの停止予測情報とともに予告装置32の制御部321に伝達される。そして、制御部321が、予告の頻度を多くするように画像表示部322及び音報知部323を制御する。
(実施の形態5)
図14は、本発明の実施の形態5に係るコージェネレーション装置の特徴部分の構成を示す概略的な機能ブロック図である。また、図15は、図14のコージェネレーション装置の特徴的な動作を実施するために予告装置の制御部に格納されたプログラムの内容を概略的に示すフローチャートである。
(実施の形態6)
図16は本発明の実施の形態6に係るコージェネレーション装置の特徴部分の構成を示す概略的な機能ブロック図である。また、図17は図16のコージェネレーション装置の予告装置及び携帯情報端末の画像表示部に表示される排熱利用促進方法選択メニューの内容を示す表である。
排熱利用促進方法選択メニューは、例えば、メニューを特定するための1〜3の番号と、「浴槽の湯張りを行う」(番号1)、「暖房する」(番号2)、及び「何も行わない」(番号3)という3つのメニューで構成されている。そして、所定のアドバイスとして、例えば、「もうすぐお湯が一杯になり、コージェネレーション装置の運転が停止されます。
表示されている選択メニューから排熱利用促進方法を1つ選択してその番号を入力して下さい」という音声アドバイスが発せられる。そして、ユーザが、表示されたメニューのうちから所望のメニューを選択して、その対応する番号を返答入力手段331等を用いて制御部321に入力すると、制御部321は、入力された番号に応じて以下のように動作する。
一方、番号3が入力された場合には、制御部321は特に排熱利用を促進するための制御を行わない。その結果、蓄熱量が満量に達した時点でコ−ジェネレーション装置の運転が停止される。
このように、本実施の形態によれば、ユーザの意思に基づいて排熱利用が促進され、しかも、この排熱利用がコージェネレーション装置によって自動的に行われるので、一層、コージェネレーション装置の省エネルギー性及び経済性を向上することができる。
[変形例]
次に、本実施の形態の変形例を説明する。本変形例では、予告装置31の制御部321が、中央制御装置31の停止予測手段316から停止予測情報を受け取ると、排熱利用によるエネルギーコスト低減額を提示するメッセージを含む所定のアドバイスを発するように音報知部323を制御するとともに排熱利用促進方法選択メニューに加えて上述のメッセージを表示するよう画像表示部322を制御する。また、同様に、音報知部から上述のメッセージを含む所定のアドバイスを発するとともに、画像表示部に排熱利用促進方法選択メニューに加えて上述のメッセージを表示するよう携帯情報端末32’を制御する。
これに使用される。
2 排熱利用系
3 排熱利用促進系
11 発電手段
12 燃料ガス供給配管
13 燃料使用量検知手段
14 発電電力量検知手段
21 排熱回収手段
21a 冷却水循環配管
21b ポンプ
21c 熱交換器
21d 排熱回収配管
21e ポンプ
21f 排熱回収量検知手段
22 蓄熱手段
22a 給水配管
22b 給湯配管
22c 貯留タンク
22d 給水温度センサ
22e 流量計
22f 給湯温度センサ
31 中央制御装置
32 予告部
32’ 携帯情報端末
40 熱負荷端末
40A 浴槽
40B 暖房装置
311 計時手段
312 データ収集蓄積手段
313 記憶手段
314 比較手段
315 演算手段
316 停止予測手段
317A 注意喚起レベル設定手段
317B 注意喚起レベル入力操作部
321 制御部
321A データ格納手段
321B データ選択手段
331 返答入力手段
322 画像表示部
323 音報知部
324 音声合成手段
50 電力負荷
51 使用電力量検知手段
52 商用電源
Claims (17)
- 発電を行うとともに電力負荷に電力を供給可能に構成された発電手段と、
前記発電手段からの排熱を回収する排熱回収手段と、
前記排熱回収手段で回収した前記排熱を熱エネルギーとして使用可能に蓄積する蓄熱手段と、
前記蓄熱手段における蓄熱量の満量に伴う前記発電手段の運転停止を予測する停止予測手段と、
前記停止予測手段の前記運転停止の予測に基づいて前記発電手段の運転停止を予告する停止予告手段と、を備えているコージェネレーション装置。 - 前記停止予測手段は、前記排熱回収手段における排熱回収量の時間推移と、前記蓄熱手段における熱エネルギー使用量の時間推移と、前記蓄熱手段における蓄熱量の時間推移とに基づき、前記発電手段の運転停止を予測する請求項1記載のコージェネレーション装置。
- 前記停止予測手段は、少なくとも、前記排熱回収量の時間推移を示す時間推移の基準パターンである発電電力量基準パターンと、前記熱エネルギー使用量の時間推移の基準パターンである熱エネルギー使用量基準パターンと、前記蓄熱量の時間推移の基準パターンである蓄熱量基準パターンとに基づき、前記発電手段の運転停止を予測する請求項2記載のコージェネレーション装置。
- 前記停止予測手段は記憶手段を有し、
前記記憶手段に、予め別途作成された前記発電電力量基準パターン、前記熱エネルギー使用量基準パターン、及び、前記蓄熱量基準パターンを記憶手段のデータが格納されている請求項3記載のコージェネレーション装置。 - 前記停止予測手段は、所定期間における運転での前記発電電力量、前記熱エネルギー使用量、及び、前記蓄熱量の各時間推移パターンを取得し、該取得した各時間推移パターンから、前記発電電力量基準パターン、前記熱エネルギー使用量基準パターン、及び、前記蓄熱量基準パターンを作成する請求項3記載のコージェネレーション装置。
- 前記停止予測手段は、現在の運転における前記発電電力量、前記熱エネルギー使用量、及び、前記蓄熱量を取得し、該取得した各々の時間推移を各々に対応する前記基準パターンと比較するとともに、現時点から前記蓄熱量が満量となるまでの時間である運転継続可能時間を演算し、該比較及び演算の結果に基づいて前記発電手段の運転が停止するか否かを予測し、
前記停止予告手段は、前記停止予測手段からの前記停止予測情報に基づいて、画像及び音の少なくともいずれかにより前記停止予告を行う請求項記載3記載のコージェネレーション装置。 - 前記停止予測手段は、前記蓄熱手段における蓄熱可能残量を、単位時間における実質的な排熱回収量で除算して前記運転継続可能時間を算出する請求項6記載のコージェネレーション装置。
- 前記停止予測手段は、
前記発電電力量を検知する発電電力量検知手段と、
前記熱エネルギー使用量を検知する熱エネルギー使用量検知手段と、
前記排熱回収量を検知する排熱回収量検知手段と、
前記発電電力量検知手段、前記熱エネルギー使用量検知手段、及び、前記排熱回収量検知手段から得られた各検知情報を収集及び蓄積するデータ収集蓄積手段と、
時刻を計測する計時手段と、
前記排熱回収量と前記熱エネルギー使用量とから前記蓄熱量を演算し、かつ前記運転継続可能時間を演算する演算手段と、
前記データ収集蓄積手段に蓄積された前記発電電力量検知手段及び前記熱エネルギー使用量検知手段からの各検知情報と前記演算手段で演算された前記蓄熱量と、前記計時手段からの時刻信号と、から得られた、前記発電電力量、前記熱エネルギー使用量、及び、前記蓄熱量の各々についての前記時間推移パターンを、前記基準パターンとして記憶する記憶手段と、
現在の運転において取得された前記発電電力量、前記熱エネルギー使用量、及び、前記排熱回収量を、各々に対応する前記各基準パターンと比較する比較手段と、
前記演算された前記運転継続可能時間と前記比較手段での比較結果とから運転が停止するか否かを判断する停止予測判断手段とを備え、
前記停止予告手段は、前記停止予測手段からの前記停止予測情報に基づいて画像を表示する画像表示手段及び音を発する音報知手段の少なくともいずれかを備えている請求項7記載のコージェネレーション装置。 - 前記停止予告手段は、前記運転継続可能時間内に、所定の時間間隔で前記停止予告を行う請求項7記載のコージェネレーション装置。
- 前記停止予告手段によって実施される前記停止予告は、前記停止予測手段の前記記憶手段に記憶された熱エネルギー使用量の前記基準パターンに基づいて、熱エネルギーの使用を前記停止予測時点よりも前に実施するよう告知する排熱利用促進アドバイスを含む請求項6記載のコージェネレーション装置。
- 前記排熱利用促進アドバイスが、熱エネルギーの使用を自動的に実施するか否かの選択を含むものであり、前記停止予告手段は、ユーザが実施を選択した場合に、前記熱エネルギーの使用を自動的に実施するよう、前記コージェネレーション装置を制御する請求項10記載のコージェネレーション装置。
- 前記熱エネルギーの使用が、入浴に伴う熱エネルギーの使用であり、前記排熱利用促進アドバイスは、入浴に伴う湯使用を推奨するものである請求項10記載のコージェネレーション装置。
- 前記停止予測手段は、前記停止予告手段からの前記停止予告に対するユーザの注意の喚起レベルを設定する注意喚起レベル設定手段をさらに備え、
前記停止予告手段は、前記注意喚起レベル設定手段により設定された前記注意喚起レベルに応じて前記停止予告を行う請求項1記載のコージェネレーション装置。 - 前記停止予告手段は、前記停止予測手段の前記注意喚起レベル設定手段により設定された前記注意喚起レベルに応じた頻度及び表現方法の少なくともいずれかで、前記画像表示手段及び前記音報知手段の少なくともいずれかによって前記停止予告を行う請求項13記載のコージェネレーション装置。
- 前記停止予告手段は、複数の異なる前記注意喚起レベルに対応する複数の異なる予告表現データを格納したデータ格納手段と、前記注意喚起レベル設定手段で設定された前記注意喚起レベルに応じて前記データ格納手段に格納された前記予告表現データを選択するデータ選択手段とをさらに備えている請求項14記載のコージェネレーション装置。
- 前記データ格納手段に、複数の異なる前記注意喚起レベルに対応する複数の異なる動物の画像及び鳴き声の少なくともいずれかが格納され、
前記データ選択手段により選択された前記動物の画像及び鳴き声の少なくともいずれかにより、前記停止予告が行われる請求項15記載のコージェネレーション装置。 - 前記発電手段が、燃料電池発電システムで構成されている請求項1記載のコージェネレーション装置。
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-
2004
- 2004-09-17 JP JP2004272135A patent/JP2005114344A/ja active Pending
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