JP2007247964A - Cogeneration system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cogeneration system capable of being economically operated according to a present situation. <P>SOLUTION: This cogeneration system 1 comprises a cogeneration unit 10, a hot water storage unit 20, a water heater 30 and a recording system 40. The cogeneration unit 10 has an electric heat generating device 11 generating electric power and heat, a heat exchanger 12 collecting the heat generated by the electric heat generating device 11, and an operation control portion 13 controlling an operation of the electric heat generating device 11. The operation control portion 13 has an operation mode switching means for switching a prediction operation mode controlling the electric power and heat generated from the electric heat generating device 11 on the basis of a predicted value calculated on the basis of data stored in advance, and a non-prediction operation mode controlling the start and stop of the electric heat generating device 11 on the basis of a temperature measured by a thermometer installed in a hot water storage tank 21. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、コジェネレーションシステムに関するものである。   The present invention relates to a cogeneration system.

コジェネレーションシステムは、電力及び熱を発生する電熱発生装置を備える。電熱発生装置にて発生する電力は電気機器に供給され、発電に伴って発生する熱は給湯、暖房等の熱機器に供給される。コジェネレーションシステムによれば発電に伴って発生する熱の有効利用が可能となるため、導入場所でのエネルギコストの低減を図ることができる。   The cogeneration system includes an electric heat generator that generates electric power and heat. Electric power generated by the electric heat generator is supplied to an electric device, and heat generated with power generation is supplied to a heat device such as hot water supply or heating. According to the cogeneration system, it is possible to effectively use the heat generated with the power generation, so that the energy cost at the introduction site can be reduced.

近年、コジェネレーションシステムのエネルギ利用効率を向上するために、事前に電力量及び熱量を予測し、予測された電力量及び熱量に基づいて電熱発生装置を運転することが検討されている。例えば、特許文献1には、導入場所での電力及び熱の供給量に基づいて経済的な運転パターンを予測して運転するコジェネレーションシステムが記載されている。
特開2005−283028号公報
In recent years, in order to improve the energy utilization efficiency of a cogeneration system, it has been studied to predict the amount of power and the amount of heat in advance and to operate the electric heat generator based on the predicted amount of power and the amount of heat. For example, Patent Document 1 describes a cogeneration system that operates by predicting an economical operation pattern based on the amount of power and heat supplied at an introduction site.
JP 2005-283028 A

しかし、特許文献1に記載したような過去の測定結果に基づいた予測では、自然環境の大幅な変化(例えば、気候条件の変化など)、あるいは生活環境の大幅な変化(例えば、長期不在)に対して適切に対応することは難しい。その場合、予測に基づいた運転を継続しても、経済的な運転を維持することは困難となるおそれがある。   However, in the prediction based on the past measurement results described in Patent Document 1, the natural environment (for example, change in climatic conditions) or the living environment (for example, long-term absence) It is difficult to respond appropriately. In that case, even if the operation based on the prediction is continued, it may be difficult to maintain the economical operation.

本発明は、上記問題点を解消するためになされたものであり、現在の状況に基づいて経済的な運転をすることが可能なコジェネレーションシステムを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a cogeneration system capable of economical operation based on the current situation.

このような目的を達成するために、本発明によるコジェネレーションシステムは、電力および熱を発生する電熱発生装置と、電熱発生装置から発生した熱を回収して温められた水を貯える貯湯槽と、貯湯槽内に設けられ、貯湯槽内に貯えられた水の温度を計測する複数の温度計と、予め蓄積された所定の時間帯の使用電力量及び使用熱量を用いて算出された所定の時間帯における電力量及び熱量の予測値に基づいて、電熱発生装置から発生させる電力及び熱を制御する予測運転モードと、貯湯槽内に貯えられた水の温度状況に応じて電熱発生装置の起動及び停止を制御する非予測運転モードとを切り替える運転モード切替手段と、運転モード切替手段によって非予測運転モードに切り替えられた後に、複数の温度計に含まれる第1の温度計により計測された第1の温度が、予め定められた所定の温度未満である場合に、電熱発生装置を起動させ、複数の温度計に含まれ且つ第1の温度計より下方に設置された第2の温度計により計測された第2の温度が、予め定められた所定の温度以上である場合に、電熱発生装置を停止させる起動停止制御手段と、を備えることを特徴とする。   In order to achieve such an object, the cogeneration system according to the present invention includes an electric heat generating device that generates electric power and heat, a hot water tank that collects the heat generated from the electric heat generating device and stores warmed water, A predetermined time calculated using a plurality of thermometers that are provided in the hot water tank and measure the temperature of the water stored in the hot water tank, and the amount of power and heat used in a predetermined time zone accumulated in advance. Based on the predicted value of the electric energy and heat quantity in the belt, the prediction operation mode for controlling the electric power and heat generated from the electric heat generator, the activation of the electric heat generator according to the temperature state of the water stored in the hot water tank, and The operation mode switching means for switching between the non-predictive operation mode for controlling the stop and the first thermometer included in the plurality of thermometers after being switched to the non-predictive operation mode by the operation mode switching means. When the measured first temperature is lower than a predetermined temperature, the electrothermal generator is activated, and the first temperature meter is included in the plurality of thermometers and installed below the first thermometer. And a start / stop control means for stopping the electric heat generator when the second temperature measured by the thermometer of 2 is equal to or higher than a predetermined temperature.

また、本発明によるコジェネレーションシステムは、電力および熱を発生する電熱発生装置と、電熱発生装置から発生した熱を回収して温められた水を貯える貯湯槽と、予め蓄積された所定の時間帯の使用電力量及び使用熱量を用いて算出された所定の時間帯における電力量及び熱量の予測値に基づいて、電熱発生装置から発生させる電力及び熱を制御する予測運転モードと、貯湯槽内に貯えられた水の温度状況に応じて電熱発生装置の起動及び停止を制御する非予測運転モードとを切り替える運転モード切替手段と、運転モード切替手段によって非予測運転モードに切り替えられた後、貯湯槽に貯えられている水のうち所定の温度以上に温められている水の割合が第1の閾値未満である場合に、電熱発生装置を起動させ、貯湯槽に貯えられている水のうち所定の温度以上に温められている水の割合が第1の閾値よりも大きな第2の閾値以上である場合に、電熱発生装置を停止させる起動停止制御手段と、を備えることを特徴とする。   Further, the cogeneration system according to the present invention includes an electric heat generating device that generates electric power and heat, a hot water storage tank that collects heat generated from the electric heat generating device and stores warmed water, and a predetermined time zone that is stored in advance. A predicted operation mode for controlling the electric power and heat generated from the electric heat generating device based on the predicted value of the electric energy and the amount of heat in a predetermined time zone calculated using the electric energy used and the amount of heat used, and in the hot water storage tank The operation mode switching means for switching between the non-predictive operation mode for controlling the start and stop of the electrothermal generator according to the temperature condition of the stored water, and the hot water storage tank after being switched to the non-predictive operation mode by the operation mode switching means When the proportion of water warmed above a predetermined temperature is less than the first threshold, the electric heat generator is activated and stored in the hot water tank. Starting / stopping control means for stopping the electric heat generating device when the ratio of water heated above a predetermined temperature is equal to or greater than a second threshold value greater than the first threshold value. Features.

これらのコジェネレーションシステムは、予め蓄積されたデータに基づく予測運転モードと貯湯槽内に貯えられた水の温度状況に基づく非予測運転モードとを切り替える運転モード切替手段を備える。そのため、予測が困難な状況に陥った場合であっても、現在の状況に基づいて経済的な運転をすることが可能である。また、非予測運転モードでは、第1の温度計で計測された第1の温度が所定の温度未満である場合、あるいは所定の温度以上に温められている水が第1の閾値未満である場合には、電熱発生装置を起動し貯湯槽内の温水が不足する事態を回避する。一方、第1の温度計より下方にある第2の温度計によって計測された第2の温度が所定の温度以上である場合、あるいは所定の温度以上に温められている水が第1の閾値より大きい第2の閾値以上ある場合には、電熱発生装置を停止して無駄な熱の発生を抑制する。このように、これらのコジェネレーションシステムの非予測運転モードでは、現在の状況に基づいて経済的な運転を実現している。   These cogeneration systems include operation mode switching means for switching between a predicted operation mode based on data accumulated in advance and a non-predictive operation mode based on the temperature state of water stored in the hot water tank. Therefore, even when the situation falls into a difficult situation, it is possible to drive economically based on the current situation. In the non-predictive operation mode, when the first temperature measured by the first thermometer is less than a predetermined temperature, or when the water heated above the predetermined temperature is less than the first threshold In order to avoid the situation where the electric heat generator is activated and the hot water in the hot water tank is insufficient. On the other hand, when the second temperature measured by the second thermometer below the first thermometer is equal to or higher than a predetermined temperature, or water heated to a predetermined temperature is higher than the first threshold. If it is greater than or equal to the second threshold value, the electric heat generation device is stopped to prevent generation of useless heat. Thus, in the non-predictive operation mode of these cogeneration systems, economical operation is realized based on the current situation.

起動停止制御手段は、電熱発生装置が停止状態であり、且つ第1の温度が所定の温度以上であるときに、複数の温度計によって計測された温度に基づいて求められる所定の温度以上である水量が、所定の時間帯における電力量及び熱量の予測値に基づいて算出される予測使用水量未満である場合には、電熱発生装置を起動させることが好ましい。あるいは、起動停止制御手段は、電熱発生装置が停止状態であって、且つ所定の温度以上に温められている水の割合が第1の閾値以上であるときに、当該第1の閾値以上である水量が、所定の時間帯における熱量の予測値に基づいて算出される予測使用水量未満である場合には、電熱発生装置を起動させることが好ましい。貯湯槽に貯えられている温水の量が現在の使用状況に対しては十分であったとしても、その後さらに多量の温水が必要になる場合がある。そのようなことが予測された場合には、電熱発生装置を停止したままとせず起動させ、温水不足となる事態の発生を抑制することが可能となる。   The start / stop control means is equal to or higher than a predetermined temperature obtained on the basis of temperatures measured by a plurality of thermometers when the electrothermal generator is in a stopped state and the first temperature is equal to or higher than the predetermined temperature. When the amount of water is less than the predicted amount of water used calculated based on the predicted value of the amount of electricity and the amount of heat in a predetermined time zone, it is preferable to start the electric heat generator. Alternatively, the start / stop control means is equal to or higher than the first threshold when the electrothermal generator is in a stopped state and the ratio of water heated to a predetermined temperature or higher is equal to or higher than the first threshold. When the amount of water is less than the predicted amount of water used calculated based on the predicted value of the amount of heat in a predetermined time zone, it is preferable to start the electric heat generator. Even if the amount of hot water stored in the hot water tank is sufficient for the current use situation, a larger amount of hot water may be required thereafter. When such a thing is predicted, it is possible to suppress the occurrence of a situation in which hot water is insufficient by starting the electric heat generator without stopping it.

起動停止制御手段は、電熱発生装置が停止状態であり、且つ第1の温度が所定の温度未満であるときに、現時点において使用されている電力量が予め定められた電熱発生装置の最低発電量未満である場合には、電熱発生装置の停止状態を継続させることが好ましい。あるいは、起動停止制御手段は、電熱発生装置が停止状態であって、所定の温度以上に温められている水の割合が第1の閾値未満であるときに、現時点において使用されている電力量が予め定められた電熱発生装置の最低発電量未満である場合には、電熱発生装置の停止状態を継続させることが好ましい。これにより、使用電力が電熱発生装置の最低発電量よりも少ない場合に無駄に発電することが抑制される。   The start / stop control means is configured such that when the electric heat generating device is in a stopped state and the first temperature is lower than a predetermined temperature, the electric power used at the present time is a predetermined minimum electric power generation amount of the electric heat generating device. When it is less than this, it is preferable to continue the stop state of the electrothermal generator. Alternatively, the start / stop control means is configured such that when the electric heat generating device is in a stopped state and the ratio of water heated to a predetermined temperature or higher is less than the first threshold, the amount of electric power currently used is When it is less than the predetermined minimum power generation amount of the electric heat generator, it is preferable to continue the stopped state of the electric heat generator. As a result, it is possible to suppress wasteful power generation when the power used is less than the minimum power generation amount of the electric heat generator.

運転モード切替手段は、予測運転モードに切り替えた後に、所定の時間帯における電力量の予測値と所定の時間帯において実際に使用された電力量との間の電力量相関係数と、所定の時間帯における熱量の予測値と所定の時間帯において実際に使用された熱量との間の熱量相関係数との和が、所定の相関係数閾値未満である場合に、非予測運転モードに切り替えることが好ましい。   The operation mode switching means, after switching to the predicted operation mode, a power amount correlation coefficient between the predicted value of the power amount in a predetermined time zone and the power amount actually used in the predetermined time zone, Switch to the non-predictive operation mode when the sum of the heat quantity correlation coefficient between the predicted value of heat quantity in the time zone and the heat quantity actually used in the predetermined time zone is less than the predetermined correlation coefficient threshold value It is preferable.

電力量相関係数と熱量相関係数との和は予測運転モードによる予測の精度を表すため、電力量相関係数と熱量相関係数との和に基づいて予測精度の低下を判断することができる。上記コジェネレーションシステムでは、電力量相関係数と熱量相関係数との和から予測精度の低下が判断された場合、すなわち実際の使用量と予測使用量との間の乖離が認識された場合、非予測運転モードに切り替え、経済的な運転を良好に維持することが可能となる。   Since the sum of the power amount correlation coefficient and the heat amount correlation coefficient represents the accuracy of prediction in the prediction operation mode, it is possible to determine a decrease in prediction accuracy based on the sum of the power amount correlation coefficient and the heat amount correlation coefficient. it can. In the above cogeneration system, when a decrease in prediction accuracy is determined from the sum of the power amount correlation coefficient and the heat amount correlation coefficient, that is, when a divergence between the actual usage amount and the predicted usage amount is recognized, By switching to the non-predictive operation mode, it is possible to maintain economical operation well.

本発明によれば、現在の状況に基づいて経済的な運転をすることが可能なコジェネレーションシステムを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the cogeneration system which can be drive | operated economically based on the present condition can be provided.

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。また、以下の説明における「水」とは、上水のように冷たい水だけではなく、温度の高い温水など液体の状態である水(湯)をすべて含み得る。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description, the same reference numerals are used for the same elements or elements having the same function, and redundant description is omitted. In addition, “water” in the following description may include not only cold water such as clean water but also all water (hot water) that is in a liquid state such as hot water having a high temperature.

図1は実施形態に係るコジェネレーションシステム1の構成を示す図である。図1に示すようにコジェネレーションシステム1は、コジェネレーションユニット10と、貯湯ユニット20と、給湯器30と、記録システム40とを備える。コジェネレーションシステム1は、商用電力系統50及び給水系統60に接続している。   FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a cogeneration system 1 according to the embodiment. As shown in FIG. 1, the cogeneration system 1 includes a cogeneration unit 10, a hot water storage unit 20, a hot water heater 30, and a recording system 40. The cogeneration system 1 is connected to a commercial power system 50 and a water supply system 60.

コジェネレーションシステム1は、コジェネレーションユニット10で発電した電力を電気機器EIに供給するとともに、発電に伴って発生した熱で加熱した水を貯湯ユニット20に貯えて熱機器HIに供給する。   The cogeneration system 1 supplies the electric power generated by the cogeneration unit 10 to the electric equipment EI, and stores water heated by the heat generated by the power generation in the hot water storage unit 20 and supplies it to the thermal equipment HI.

コジェネレーションユニット10は、電熱発生装置11と、熱交換器12と、運転制御部13とを有する。電熱発生装置11は、電力及び熱の双方を発生する装置であって、例えば燃料電池、又は内燃機関(例えばガスエンジン)とこの内燃機関により駆動される発電装置との組合せ、又は外燃機関と発電装置との組合せなどである。電熱発生装置11は、発生させた電力を電力線14を介して電気機器EIに出力し、発電に伴って発生する熱を熱交換器12に出力する。   The cogeneration unit 10 includes an electric heat generator 11, a heat exchanger 12, and an operation control unit 13. The electric heat generation device 11 is a device that generates both electric power and heat. For example, a fuel cell, or a combination of an internal combustion engine (for example, a gas engine) and a power generation device driven by the internal combustion engine, or an external combustion engine For example, a combination with a power generation device. The electric heat generator 11 outputs the generated electric power to the electric equipment EI via the power line 14, and outputs heat generated along with power generation to the heat exchanger 12.

電力線14は商用電力系統50から供給される電力を送電する電力線51と接続しており、電熱発生装置11において発生された電力だけでなく、商用電力系統50からの電力も共に電気機器EIに供給する。   The power line 14 is connected to a power line 51 that transmits the power supplied from the commercial power system 50, and supplies not only the power generated in the electrothermal generator 11 but also the power from the commercial power system 50 to the electrical equipment EI. To do.

電力線51と接続された電力線14上には電流計41が設置されている。電流計41は、電熱発生装置11及び商用電力系統50から電気機器EIに供給される電力を電流値として計測する。   An ammeter 41 is installed on the power line 14 connected to the power line 51. The ammeter 41 measures the electric power supplied from the electrothermal generator 11 and the commercial power system 50 to the electric equipment EI as a current value.

熱交換器12は、電熱発生装置11で発生する熱を回収し、熱交換器12と貯湯ユニット20との間で水を循環させる熱回収用配管2A、2B内の水に熱を伝達する。より具体的には、熱交換器12は、貯湯ユニット20から流出された熱回収用配管2B内の水に熱を伝達し、貯湯ユニット20に流入する熱回収用配管2A内に熱伝達された水を流す。運転制御部13は、電熱発生装置11の運転を制御するための手段であり、後述する電力量及び熱量の予測値に基づいて電熱発生装置11の運転を制御するための手段である。   The heat exchanger 12 recovers the heat generated by the electric heat generator 11 and transfers the heat to the water in the heat recovery pipes 2 </ b> A and 2 </ b> B that circulates water between the heat exchanger 12 and the hot water storage unit 20. More specifically, the heat exchanger 12 transfers heat to the water in the heat recovery pipe 2 </ b> B that has flowed out of the hot water storage unit 20, and heat is transferred to the heat recovery pipe 2 </ b> A that flows into the hot water storage unit 20. Run water. The operation control unit 13 is a means for controlling the operation of the electric heat generation apparatus 11 and is a means for controlling the operation of the electric heat generation apparatus 11 based on a power amount and a predicted value of the heat amount described later.

貯湯ユニット20は、貯湯槽21と三方弁25とを有し、これらは第1出湯用配管22、配管23、上水用配管24、及び第2出湯用配管26を介して給湯器30に接続している。貯湯槽21は、電熱発生装置11から発生した熱を回収して温められた水を貯えるタンクであり、熱交換器12において熱伝達された水が貯えられる。   The hot water storage unit 20 has a hot water storage tank 21 and a three-way valve 25, which are connected to a hot water heater 30 via a first hot water supply pipe 22, a pipe 23, a tap water pipe 24, and a second hot water supply pipe 26. is doing. The hot water storage tank 21 is a tank that stores water heated by recovering the heat generated from the electric heat generator 11, and stores the water that has been transferred by the heat exchanger 12.

貯湯槽21内には、複数(本実施形態では5つ)の温度計TM1〜TM5が当該貯湯槽21の上下方向に関して等間隔に配置されるように設けられている。各温度計TM1〜TM5は、貯湯槽21を上下方向に5等分して得られる各領域に対し、当該各領域の上下方向での中間位置に設置される。温度計TM1〜TM5は、貯湯槽21内に貯えられた水の温度を計測する。   In the hot water storage tank 21, a plurality (five in the present embodiment) of thermometers TM <b> 1 to TM <b> 5 are provided at equal intervals in the vertical direction of the hot water storage tank 21. Each thermometer TM1-TM5 is installed in the intermediate position in the up-and-down direction of each field concerned to each field obtained by dividing hot water storage tank 21 into 5 equal parts. The thermometers TM1 to TM5 measure the temperature of the water stored in the hot water tank 21.

複数の温度計TM1〜TM5に対して、第1及び第2の温度計が設定される。ただし、第2の温度計は、第1の温度計より下方に位置する。例えば、第1の温度計として温度計TM2を設定し、第2の温度計として温度計TM5を設定する。   First and second thermometers are set for the plurality of thermometers TM1 to TM5. However, the second thermometer is positioned below the first thermometer. For example, the thermometer TM2 is set as the first thermometer, and the thermometer TM5 is set as the second thermometer.

貯湯槽21は、上部において熱回収用配管2Aと接続しており、熱交換器12で熱伝達された水を熱回収用配管2Aを介して流入可能な構成となっている。貯湯槽21は、下部において熱回収用配管2Bと接続しており、貯湯槽21の下部に貯えられた水を流出し、熱交換器12に流入可能な構成となっている。   The hot water storage tank 21 is connected to the heat recovery pipe 2A at the upper part, and is configured such that the water transferred by the heat exchanger 12 can flow in through the heat recovery pipe 2A. The hot water storage tank 21 is connected to the heat recovery pipe 2 </ b> B at the lower part, and has a configuration in which water stored in the lower part of the hot water storage tank 21 flows out and can flow into the heat exchanger 12.

貯湯槽21は、上部においてさらに第1出湯用配管22と接続しており、貯湯槽21の上部に貯えられた水を出湯可能な構成となっている。貯湯槽21は、下部において配管23と接続しており、貯湯槽21の下部から上水を給水可能な構成となっている。配管23には、上水用配管24から上水が流入する。   The hot water storage tank 21 is further connected to the first hot water supply pipe 22 at the upper part, and is configured to discharge hot water stored in the upper part of the hot water storage tank 21. The hot water tank 21 is connected to the pipe 23 at the lower part, and is configured to be able to supply clean water from the lower part of the hot water tank 21. Clean water flows into the pipe 23 from the clean water pipe 24.

三方弁25は、第1出湯用配管22及び上水用配管24の双方から流入した水を第2出湯用配管26に流出することが可能な構成になっている。上水用配管24は、商用の給水系統60から上水を貯湯ユニット20に供給する水道管61と接続している。水道管61上には温度計43が設置されており、貯湯ユニット20に供給される上水の温度を計測する。   The three-way valve 25 is configured such that water flowing in from both the first hot water piping 22 and the tap water piping 24 can flow out to the second hot water piping 26. The water supply pipe 24 is connected to a water pipe 61 that supplies water from the commercial water supply system 60 to the hot water storage unit 20. A thermometer 43 is installed on the water pipe 61 and measures the temperature of the hot water supplied to the hot water storage unit 20.

第2出湯用配管26は、第1出湯用配管22によって運ばれた水及び上水用配管24によって運ばれた水の双方を混合した水又は一方の水を給湯器30へ流出する。第2出湯用配管26には流量計42が接続されており、給湯器30に流入する水の流量を計測する。   The second hot water supply pipe 26 flows out water, which is a mixture of both the water carried by the first hot water pipe 22 and the water carried by the tap water pipe 24, or one of the water to the water heater 30. A flow meter 42 is connected to the second hot water supply pipe 26 and measures the flow rate of water flowing into the water heater 30.

給湯器30は、第2出湯用配管26によって流入された水を、出湯用配管3を介して熱機器HIに供給する。給湯器30は、必要に応じて第2出湯用配管26によって流入された水を加熱する。出湯用配管3上には温度計44が設置されている。温度計44は、給湯器30から熱機器HIに供給される水の温度を計測する。   The water heater 30 supplies the water flowing in through the second hot water supply pipe 26 to the thermal equipment HI through the hot water supply pipe 3. The water heater 30 heats the water flowing in through the second hot water supply pipe 26 as necessary. A thermometer 44 is installed on the hot water supply pipe 3. The thermometer 44 measures the temperature of water supplied from the water heater 30 to the thermal equipment HI.

記録システム40は、電流計41の測定値、流量計42の測定値、温度計43の測定値、及び温度計44の測定値を、測定日及び測定時間帯とともに記録する。電流計41の測定値、流量計42の測定値、温度計43の測定値、及び温度計44の測定値は、必要に応じて記録時に必要な形式に変更して記録される。   The recording system 40 records the measurement value of the ammeter 41, the measurement value of the flow meter 42, the measurement value of the thermometer 43, and the measurement value of the thermometer 44 together with the measurement date and the measurement time zone. The measured value of the ammeter 41, the measured value of the flow meter 42, the measured value of the thermometer 43, and the measured value of the thermometer 44 are recorded in a necessary format at the time of recording as necessary.

すなわち、記録システム40は、例えば電流計41の測定値に基づいて各時間帯の電力量を算出し、測定日及び測定時間とともに内蔵されたハードディスクに記録する。また、記録システム40は、例えば流量計42の測定値、温度計43の測定値、及び温度計44の測定値に基づいて各時間帯の熱量を算出し、測定日及び測定時間とともに内蔵されたハードディスクに記録する。   That is, the recording system 40 calculates the amount of power in each time zone based on the measured value of the ammeter 41, for example, and records it on the built-in hard disk together with the measurement date and measurement time. The recording system 40 calculates the amount of heat in each time zone based on the measured value of the flow meter 42, the measured value of the thermometer 43, and the measured value of the thermometer 44, for example, and is incorporated together with the measurement date and the measurement time. Record to hard disk.

次に、図2を参照して運転制御部13の機能について説明する。図2は、運転制御部13の機能構成を示す図である。図2に示すように、運転制御部13は、運転モード切替部(運転モード切替手段)100と、電熱予測部101と、電熱制御部102と、温度取得部103と、温度判断部104と、起動停止制御部(起動停止制御手段)105と、起動停止判断部106と、予測使用水量有無判断部107と、電力判断部108とを有する。   Next, the function of the operation control unit 13 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram illustrating a functional configuration of the operation control unit 13. As shown in FIG. 2, the operation control unit 13 includes an operation mode switching unit (operation mode switching unit) 100, an electric heat prediction unit 101, an electric heat control unit 102, a temperature acquisition unit 103, a temperature determination unit 104, A start / stop control unit (start / stop control means) 105, a start / stop determination unit 106, a predicted use water amount presence / absence determination unit 107, and a power determination unit 108 are included.

運転モード切替部100は、予測運転モードと非予測運転モードとを切り替える。予測運転モードとは、予め蓄積された所定の時間帯の使用電力量及び使用熱量を用いて算出された所定の時間帯における電力量及び熱量の予測値に基づいて、電熱発生装置から発生させる電力及び熱を制御するモードである。予測運転モードは、主に電熱予測部101と、電熱制御部102とによって実現される。   The operation mode switching unit 100 switches between the prediction operation mode and the non-prediction operation mode. Predictive operation mode is the electric power generated from the electric heat generator based on the predicted amount of power and heat in a predetermined time period calculated using the amount of power and heat used in a predetermined time period accumulated in advance. And a mode for controlling heat. The prediction operation mode is mainly realized by the electric heat prediction unit 101 and the electric heat control unit 102.

一方、非予測運転モードとは、貯湯槽内に貯えられた水の温度状況に応じて電熱発生装置の起動及び停止を制御するモードである。非予測モードは、主に温度取得部103と、温度判断部104と、起動停止制御部(起動停止制御手段)105と、起動停止判断部106と、予測使用水量有無判断部107と、電力判断部108とによって実現される。   On the other hand, the non-predictive operation mode is a mode for controlling the start and stop of the electric heat generator in accordance with the temperature state of the water stored in the hot water tank. The non-prediction mode mainly includes a temperature acquisition unit 103, a temperature determination unit 104, a start / stop control unit (start / stop control means) 105, a start / stop determination unit 106, a predicted use water amount presence / absence determination unit 107, and a power determination. This is realized by the unit 108.

運転モード切替部100は、手動によってモードが切り替えられてもよいし、予め設定された条件に基づいて運転制御部13により切り替えられてもよい。本実施形態においては、運転モード切替部100が例えば、所定の時間帯における予測値と所定の時間帯において実際に使用された計測値データとの間の相関係数を条件としてモードを切り替える場合について説明する。   The operation mode switching unit 100 may be manually switched, or may be switched by the operation control unit 13 based on a preset condition. In the present embodiment, for example, when the operation mode switching unit 100 switches the mode on condition of the correlation coefficient between the predicted value in a predetermined time zone and the measured value data actually used in the predetermined time zone. explain.

相関係数を条件としてモードを切り替える場合について具体的に説明する。運転モード切替部100は、予測運転モードに切り替えられた後、所定の時間帯における電力量の予測値と所定の時間帯において実際に使用された電力量との間の電力量相関係数、及び所定の時間帯における熱量の予測値と所定の時間帯において実際に使用された熱量との間の熱量相関係数を求める。電力量相関係数R及び熱量相関係数Rはいずれも、以下の式(1)で求められる。

Figure 2007247964

R…電力量相関係数R、又は熱量相関係数R
…所定の時間帯ごとの予測電力量、又は予測熱量
…予測電力量の平均値、又は予測熱量の平均値
…所定の時間帯ごとの使用電力量、又は使用熱量
…使用電力量の平均値、又は使用熱量の平均値
N…データの数 The case where the mode is switched under the condition of the correlation coefficient will be specifically described. After the operation mode switching unit 100 is switched to the prediction operation mode, the power amount correlation coefficient between the predicted value of the power amount in a predetermined time zone and the power amount actually used in the predetermined time zone, and A heat quantity correlation coefficient between the predicted value of heat quantity in a predetermined time zone and the heat quantity actually used in the predetermined time zone is obtained. Both the electric energy correlation coefficient RE and the heat energy correlation coefficient RH are obtained by the following equation (1).
Figure 2007247964

R ... Electricity correlation coefficient R E or calorific value correlation coefficient R H
X i ... Predicted power amount or predicted heat amount for each predetermined time zone X 0 ... Average value of predicted power amount or average value of predicted heat amount Y i ... Used power amount or used heat amount for each predetermined time zone Y 0 ... Average value of power consumption or average value of heat consumption N ... Number of data

運転モード切替部100は、求められた電力量相関係数Rと熱量相関係数Rとを加算してこれらの和を求め、当該和が相関係数閾値(例えば、1.0)未満であるか否か判断する。運転モード切替部100は、予測運転モードに切り替えた後に、電力量相関係数Rと熱量相関係数Rとの和が相関係数閾値未満である場合に、非予測運転モードに切り替える。 The operation mode switching unit 100 adds the obtained power amount correlation coefficient RE and the heat amount correlation coefficient RH to obtain a sum thereof, and the sum is less than a correlation coefficient threshold (for example, 1.0) It is determined whether or not. The operation mode switching unit 100 switches to the non-predictive operation mode when the sum of the power amount correlation coefficient RE and the heat amount correlation coefficient RH is less than the correlation coefficient threshold value after switching to the prediction operation mode.

図3に示した表は、予測対象日の1日前の1時間ごとに使用された電力量(予測対象日1日前の使用電力量(kWH))、1時間ごとに予測された電力量(予測電力量(kWH))、及び実際に1時間ごとに使用された電力量(実際の使用電力量(kWH))のデータをそれぞれの1日分(24時間分)表す。ここでは、予測対象日の1日前のデータを予測値としている。このデータに対し、式(1)を適用した場合、電力量相関係数Rは約0.39を示す。 The table shown in FIG. 3 shows the amount of power used every hour one day before the prediction date (power consumption (kWH) one day before the prediction date), and the amount of power predicted every hour (prediction Data on the amount of power (kWH)) and the amount of power actually used every hour (actual power consumption (kWH)) are shown for each day (for 24 hours). Here, the data one day before the prediction target date is used as the predicted value. When the formula (1) is applied to this data, the electric energy correlation coefficient R E is about 0.39.

電熱予測部101は、予測対象日の所定の時間帯(すわなち、予測対象時間帯)において必要とされる電力量及び熱量の予測値を算出する。予測の方法としては、例えば過去一週間の予測対象時間での使用電力量及び使用熱量のデータをそれぞれ平均して、予測値を算出してもよい。   The electric heat prediction unit 101 calculates predicted values of the amount of power and the amount of heat required in a predetermined time zone (that is, the prediction target time zone) of the prediction target date. As a prediction method, for example, the predicted value may be calculated by averaging data on the amount of power used and the amount of heat used in the prediction target time in the past week.

あるいは、例えば、予測対象日の1日前から7日前までの使用電力量及び使用熱量のうち、1日前及び7日前の使用電力量及び使用熱量に対する重み付け係数を他の日の使用電力量及び使用熱量に対する重み付け係数よりも重くした上で、予測対象日の1日前から7日前までの各日における使用電力量及び使用熱量のそれぞれに対して、それぞれの使用電力量及び使用熱量に対応する重み付け係数を乗算し、当該乗算された各値を加算することによって予測値を算出してもよい。なお、重み付け係数とは、各対象データが予測値に対して占める割合を表す係数をいう。すなわち、予測値に対して各対象データが与える影響の度合いを示す係数である。   Or, for example, among the power consumption and heat consumption from 1 day before to 7 days before the prediction target date, the weighting coefficients for the power consumption and heat consumption for 1 day and 7 days ago are used as the power consumption and heat consumption for other days. The weighting coefficient corresponding to each of the used electric energy and the used heat quantity is set for each of the used electric energy and the used heat quantity for each day from 1 day before to 7 days before the prediction target day. The predicted value may be calculated by multiplying and adding the multiplied values. In addition, a weighting coefficient means the coefficient showing the ratio for which each object data occupies with respect to a predicted value. That is, the coefficient indicates the degree of influence of each target data on the predicted value.

あるいは、予測対象日の1日前の予測対象時間帯の電力量及び熱量をそれぞれ予測値として算出してもよい。   Alternatively, the power amount and the heat amount in the prediction target time zone one day before the prediction target date may be calculated as predicted values.

電熱発生制御部102は、電熱予測部101が算出した電力量及び熱量の予測値に基づいて、電熱発生装置11において発生させる電力及び熱を制御する。   The electric heat generation control unit 102 controls the electric power and heat generated in the electric heat generation device 11 based on the electric energy and the predicted value of the calorie calculated by the electric heat prediction unit 101.

温度取得部103は、貯湯槽21内に設けられた各温度計TM1〜TM5によって計測された貯湯槽内の水の温度T1〜T5を取得する。ここで、第1の温度計によって計測された温度を第1の温度とし、第2の温度計によって計測された温度を第2の温度とする。したがって、例えば第1及び第2の温度計として温度計TM2、TM5がそれぞれ設定される場合、温度計TM2によって計測された温度が第1の温度であり、温度計TM5によって計測された温度が第2の温度である。   The temperature acquisition unit 103 acquires water temperatures T1 to T5 in the hot water tank measured by the thermometers TM1 to TM5 provided in the hot water tank 21. Here, the temperature measured by the first thermometer is defined as the first temperature, and the temperature measured by the second thermometer is defined as the second temperature. Therefore, for example, when the thermometers TM2 and TM5 are respectively set as the first and second thermometers, the temperature measured by the thermometer TM2 is the first temperature, and the temperature measured by the thermometer TM5 is the first temperature meter. 2 temperature.

温度判断部104は、第1の温度計TM2によって計測された第1の温度T2が40℃(所定の温度)未満であるか否か判断する。また、温度判断部104は、第2の温度計TM5によって計測された第2の温度T5が40℃以上であるか否か判断する。   The temperature determination unit 104 determines whether or not the first temperature T2 measured by the first thermometer TM2 is less than 40 ° C. (predetermined temperature). Further, the temperature determination unit 104 determines whether or not the second temperature T5 measured by the second thermometer TM5 is 40 ° C. or higher.

温度判断部104は上記したように温度を判断することによって、貯湯槽21に貯えられている水のうち40℃以上に温められている水の割合が所定の閾値以上(あるいは所定の閾値未満)であるか否かを判断する。   The temperature determination unit 104 determines the temperature as described above, so that the proportion of water warmed to 40 ° C. or higher among the water stored in the hot water storage tank 21 is equal to or higher than a predetermined threshold (or lower than the predetermined threshold). It is determined whether or not.

温度判断部104での温度判断と、40℃以上に温められている水の割合についての判断との関係を具体的に説明する。温度判断部104が、第1の温度計TM2によって計測された第1の温度T2は40℃未満であると判断した場合を考える。この場合、第1の温度計TM2より下方にある水は40℃未満であると考えられるため、40℃以上の水の割合は多くても第1の温度計TM2より上方の水の割合ということになる。したがって、本実施形態においては、第1の温度T2が40℃未満である場合には40℃以上の水の割合は貯湯槽全体の30%(第1の閾値)未満ということになる。   The relationship between the temperature judgment in the temperature judgment part 104 and the judgment about the ratio of the water heated to 40 degreeC or more is demonstrated concretely. Consider a case where the temperature determination unit 104 determines that the first temperature T2 measured by the first thermometer TM2 is less than 40 ° C. In this case, since the water below the first thermometer TM2 is considered to be less than 40 ° C., the proportion of water above 40 ° C. is the proportion of water above the first thermometer TM2 at most. become. Therefore, in the present embodiment, when the first temperature T2 is less than 40 ° C., the proportion of water of 40 ° C. or more is less than 30% (first threshold) of the entire hot water tank.

一方、温度判断部104が、第2の温度計TM5によって計測された第2の温度T5は40℃以上であると判断した場合を考える。この場合、第2の温度計TM5より上方にある水は40℃以上であると考えられるため、40℃以上の水の割合は少なくとも第2の温度計TM5より上方の水の割合ということになる。したがって、本実施形態においては、第2の温度T5が40℃以上である場合には40℃以上の水の割合は貯湯槽全体の90%(第2の閾値)以上ということになる。なお、ここに示した例のように、第1の閾値(この例では、30%)は、第2の閾値(この例では、90%)よりも小さい。   On the other hand, consider a case where the temperature determination unit 104 determines that the second temperature T5 measured by the second thermometer TM5 is 40 ° C. or higher. In this case, since the water above the second thermometer TM5 is considered to be 40 ° C. or higher, the proportion of water above 40 ° C. is at least the proportion of water above the second thermometer TM5. . Therefore, in this embodiment, when the second temperature T5 is 40 ° C. or higher, the proportion of water of 40 ° C. or higher is 90% (second threshold) or higher of the entire hot water tank. Note that, as in the example shown here, the first threshold value (30% in this example) is smaller than the second threshold value (90% in this example).

起動停止制御部105は、温度判断部104の判断に基づいて、電熱発生装置11の起動及び停止を制御する。したがって、起動停止制御部105は、第1の温度T2が40℃未満であると温度判断部104が判断した場合に、電熱発生装置11を起動させる。一方、起動停止制御部105は、第2の温度T5が40℃以上であると温度判断部104が判断した場合に、電熱発生装置11を停止させる。   The start / stop control unit 105 controls the start and stop of the electric heat generator 11 based on the determination of the temperature determination unit 104. Therefore, the start / stop control unit 105 starts the electric heat generator 11 when the temperature determination unit 104 determines that the first temperature T2 is less than 40 ° C. On the other hand, the start / stop control unit 105 stops the electric heat generator 11 when the temperature determination unit 104 determines that the second temperature T5 is 40 ° C. or higher.

このことは、閾値にしたがって考えることもできる。すなわち、起動停止制御部105は、貯湯槽21に貯えられている水のうち40℃以上に温められている水の割合が第1の閾値(例えば、30%)未満であると温度判断部104が判断した場合に、電熱発生装置11を起動させる。一方、起動停止制御部105は、貯湯槽21に貯えられている水のうち40℃以上に温められている水の割合が第2の閾値(例えば、90%)以上であると温度判断部104が判断した場合に、電熱発生装置11を停止させる。   This can also be considered according to a threshold. That is, the start / stop control unit 105 determines that the ratio of water warmed to 40 ° C. or more out of the water stored in the hot water storage tank 21 is less than a first threshold (for example, 30%). Is determined, the electrothermal generator 11 is activated. On the other hand, the start / stop control unit 105 determines that the ratio of water warmed to 40 ° C. or higher among the water stored in the hot water tank 21 is equal to or higher than a second threshold (for example, 90%). Is determined, the electrothermal generator 11 is stopped.

起動停止判断部106は、電熱発生装置11が起動状態にあるか、あるいは停止状態にあるかを判断する。   The start / stop determination unit 106 determines whether the electrothermal generator 11 is in a start state or a stop state.

予測使用水量有無判断部107は、温度計TM1〜TM5によって計測された温度T1〜T5に基づいて求められる40℃以上の水の量が、所定の時間帯における電力量及び熱量の予測値に基づいて算出される予測使用水量未満であるか否か、すなわち貯湯槽21内で40℃以上に温められている水の量が、所定の時間帯における熱量の予測値に基づいて算出される予測使用水量未満であるか否かを判断する。   The predicted use water amount presence / absence judgment unit 107 is based on predicted values of the amount of power and the amount of heat in a predetermined time zone when the amount of water of 40 ° C. or higher obtained based on the temperatures T1 to T5 measured by the thermometers TM1 to TM5. Whether or not it is less than the predicted amount of water used, that is, the amount of water heated to 40 ° C. or more in the hot water tank 21 is calculated based on the predicted value of the heat amount in a predetermined time zone. Determine whether the amount is less than the amount of water.

具体的には、予測使用水量判断部107はまず、電熱予測部101で所定の時間帯において必要とされる熱量の予測値を算出し、当該予測値から所定の時間において使用されるであろう水の量(予測使用水量)を予測する。予測使用水量有無判断部107は、求められた水の量(予測使用水量)に相当する位置と同じ位置、あるいは同じ位置に温度計が存在しない場合には予測使用水量に相当する位置の下方直近の位置にある温度計TMi(i=1〜5)を、貯湯槽21内に設けられた複数の温度計TM1〜TM5の中から特定する。予測使用水量有無判断部107はさらに、特定された温度計TMiの温度Tiを取得し、温度Tiが40℃未満であるか否かを判断する。すなわち、温度Tiが40℃未満である場合というのが、予測使用水量未満の場合に相当する。   Specifically, the predicted water usage determination unit 107 first calculates a predicted value of the amount of heat required in a predetermined time zone by the electric heat prediction unit 101, and will be used at a predetermined time from the predicted value. Predict the amount of water (predicted water usage). The predicted use water amount presence / absence determination unit 107 is the same position as the position corresponding to the obtained water amount (predicted use water amount), or, if there is no thermometer at the same position, immediately below the position corresponding to the predicted use water amount. The thermometers TMi (i = 1 to 5) in the position are identified from the plurality of thermometers TM1 to TM5 provided in the hot water storage tank 21. The predicted use water amount presence / absence determination unit 107 further acquires the temperature Ti of the specified thermometer TMi and determines whether the temperature Ti is less than 40 ° C. That is, the case where the temperature Ti is less than 40 ° C. corresponds to the case where the temperature is less than the predicted water usage.

電力判断部108は、現時点において使用されている電力量が、予め定められた電熱発生装置11の最低発電量未満であるか否かを判断する。   The power determination unit 108 determines whether or not the amount of power currently used is less than a predetermined minimum power generation amount of the electric heat generator 11.

次に、本実施形態に係るコジェネレーションシステム1の動作について、図4〜図6を参照しながら説明する。   Next, operation | movement of the cogeneration system 1 which concerns on this embodiment is demonstrated, referring FIGS. 4-6.

図4は、予測運転モードから非予測運転モードに切り替えて運転される場合のコジェネレーションシステムの動作を示すフロー図である。図4に示すように、まず、コジェネレーションシステム1は、予測運転モードによって運転されている(ステップS1、S2)。すなわち、電熱予測部101は、予測対象時間帯における電力量及び熱量の予測値を算出する(ステップS1)。電熱制御部102は、電熱予測部101において算出された電力量及び熱量の予測値に基づいて、電熱発生装置11が発生する電力及び熱を制御する(ステップS2)。   FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the cogeneration system when the operation is switched from the predictive operation mode to the non-predictive operation mode. As shown in FIG. 4, first, the cogeneration system 1 is operated in the predictive operation mode (steps S1 and S2). That is, the electric heat prediction unit 101 calculates a predicted value of the electric energy and the heat amount in the prediction target time zone (step S1). The electric heat control unit 102 controls the electric power and heat generated by the electric heat generating device 11 based on the electric energy and the predicted value of the calorie calculated by the electric heat prediction unit 101 (step S2).

運転モード切替部100は、電力量相関係数と熱量相関係数との和が相関係数閾値未満であるか否か判断する(ステップS3)。電力量相関係数と熱量相関係数との和が相関係数閾値未満でない場合(ステップS3:no)、そのまま予測運転モードでの運転が継続される。電力量相関係数と熱量相関係数との和が相関係数閾値未満である場合(ステップS3:yes)、運転モード切替部100は運転モードを非予測運転モードに切り替える(ステップS4)。   The operation mode switching unit 100 determines whether or not the sum of the power amount correlation coefficient and the heat amount correlation coefficient is less than the correlation coefficient threshold value (step S3). When the sum of the power amount correlation coefficient and the heat amount correlation coefficient is not less than the correlation coefficient threshold value (step S3: no), the operation in the prediction operation mode is continued as it is. When the sum of the power amount correlation coefficient and the heat amount correlation coefficient is less than the correlation coefficient threshold (step S3: yes), the operation mode switching unit 100 switches the operation mode to the non-predictive operation mode (step S4).

非予測運転モードに切り替えられた後、温度取得部103は、貯湯槽21内に設けられた各温度計TM1〜TM5によって計測された貯湯槽内の水の温度T1〜T5を取得する(ステップS5)。起動停止判断部106は、電熱発生装置11が起動状態にあるか、あるいは停止状態にあるかを判断する(ステップS6)。   After switching to the non-predictive operation mode, the temperature acquisition unit 103 acquires the water temperatures T1 to T5 in the hot water tank measured by the thermometers TM1 to TM5 provided in the hot water tank 21 (step S5). ). The start / stop determination unit 106 determines whether the electrothermal generator 11 is in a start state or a stop state (step S6).

起動停止判断部106が電熱発生装置11は起動状態にあると判断した場合(ステップS6:yes)、温度判断部104は、第2の温度計TM5によって計測された第2の温度T5が、40℃以上であるか否かを判断する(ステップS7)。この判断により、貯湯槽21に貯えられている水のうち40℃以上に温められている水の割合が第2の閾値以上であるか否かが判断される。   When the start / stop determination unit 106 determines that the electrothermal generator 11 is in the start state (step S6: yes), the temperature determination unit 104 determines that the second temperature T5 measured by the second thermometer TM5 is 40. It is determined whether the temperature is higher than or equal to ° C. (step S7). Based on this determination, it is determined whether or not the proportion of the water warmed to 40 ° C. or higher among the water stored in the hot water storage tank 21 is equal to or higher than the second threshold value.

第2の温度T5は40℃以上であると温度判断部104が判断した場合(ステップS7:yes)、起動停止制御部105は電熱発生装置11を停止する(ステップS8)。一方、第2の温度T5は40℃以上でないと温度判断部104が判断した場合(ステップS7:no)には、起動停止制御部105は電熱発生装置11の起動状態を継続する(ステップS9)。   When the temperature determination unit 104 determines that the second temperature T5 is 40 ° C. or higher (step S7: yes), the start / stop control unit 105 stops the electric heat generator 11 (step S8). On the other hand, when the temperature determination unit 104 determines that the second temperature T5 is not 40 ° C. or higher (step S7: no), the start / stop control unit 105 continues the start-up state of the electric heat generator 11 (step S9). .

起動停止判断部106が電熱発生装置11は起動状態にない、すなわち停止状態にあると判断した場合(ステップS6:no)、温度判断部104は、第1の温度計TM2によって計測された第1の温度T2が40℃未満であるか否かを判断する(ステップS10)。この判断により、貯湯槽21に貯えられている水のうち40℃以上に温められている水の割合が第1の閾値未満であるか否かが判断される。   When the start / stop determination unit 106 determines that the electrothermal generator 11 is not in the start state, that is, is in the stop state (step S6: no), the temperature determination unit 104 determines the first temperature measured by the first thermometer TM2. It is determined whether or not the temperature T2 is less than 40 ° C (step S10). Based on this determination, it is determined whether or not the proportion of the water warmed to 40 ° C. or higher among the water stored in the hot water storage tank 21 is less than the first threshold value.

第1の温度T2は40℃未満であると温度判断部104が判断した場合(ステップS10:yes)、起動停止制御部105は起動処理を実行する(ステップS11)。一方、第2の温度T5は40℃以上であると温度判断部104が判断した場合(ステップS10:no)、起動停止制御部105は停止継続処理を実行する(ステップS12)。   When the temperature determination unit 104 determines that the first temperature T2 is less than 40 ° C. (step S10: yes), the start / stop control unit 105 executes a start process (step S11). On the other hand, when the temperature determination unit 104 determines that the second temperature T5 is 40 ° C. or higher (step S10: no), the start / stop control unit 105 executes a stop continuation process (step S12).

次に、図5を参照して上述したステップS11の起動処理における動作を説明する。図5は、起動処理における動作を示すフロー図である。まず、電力判断部108は、現時点において使用されている電力量が、予め定められた電熱発生装置11の最低発電量未満であるか否かを判断する(ステップS101)。   Next, the operation in the activation process of step S11 described above will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart showing the operation in the startup process. First, the power determination unit 108 determines whether or not the power amount currently used is less than a predetermined minimum power generation amount of the electric heat generator 11 (step S101).

現時点において使用されている電力量は最低発電量未満であると電力判断部108が判断した場合(ステップS101:yes)、起動停止制御部105は電熱発生装置11の停止状態を継続する(ステップS102)。一方、現時点において使用されている電力量は最低発電量未満でないと電力判断部108が判断した場合(ステップS101:no)、起動停止制御部105は電熱発生装置11を起動する(ステップS103)。   When the power determination unit 108 determines that the amount of power currently used is less than the minimum power generation amount (step S101: yes), the start / stop control unit 105 continues the stop state of the electric heat generator 11 (step S102). ). On the other hand, when the power determination unit 108 determines that the amount of power currently used is not less than the minimum power generation amount (step S101: no), the start / stop control unit 105 starts the electric heat generator 11 (step S103).

次に、図6を参照して上述したステップS12の停止継続処理における動作を説明する。図6は、停止継続処理における動作を示すフロー図である。まず、予測使用水量有無判断部107は、温度計TM1〜TM5によって計測された温度T1〜T5に基づいて求められる40℃以上の水の量が、所定の時間帯における熱量の予測値に基づいて算出される予測使用水量未満であるか否かを判断する(ステップS111)。   Next, the operation in the stop continuation process in step S12 described above will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a flowchart showing the operation in the stop continuation process. First, the predicted use water amount presence / absence determination unit 107 determines that the amount of water of 40 ° C. or higher obtained based on the temperatures T1 to T5 measured by the thermometers TM1 to TM5 is based on the predicted value of the heat amount in a predetermined time zone. It is judged whether it is less than the calculated predicted water usage (step S111).

40℃以上に温められている水の量は予測使用水量未満でない、すなわち40℃以上に温められている水の量は予測使用水量を満たすと予測使用水量有無判断部107が判断した場合(ステップS111:no)、起動停止制御部105は電熱発生装置11の停止状態を継続する(ステップS112)。40℃以上に温められている水の量は予測使用水量未満である、すなわち40℃以上に温められている水の量は予測使用水量を満たさないと予測使用水量有無判断部107が判断した場合(ステップS111:yes)、起動停止制御部105は電熱発生装置11を起動する(ステップS113)。   The amount of water warmed to 40 ° C. or higher is not less than the predicted water usage, that is, the predicted water usage determination unit 107 determines that the amount of water warmed to 40 ° C. or higher satisfies the predicted water usage (step) (S111: no), the start / stop control unit 105 continues the stop state of the electric heat generator 11 (step S112). When the amount of water warmed to 40 ° C. or higher is less than the predicted water usage amount, that is, when the predicted water usage determination unit 107 determines that the amount of water warmed to 40 ° C. or higher does not satisfy the predicted water usage amount (Step S111: yes), the start / stop control unit 105 starts the electric heat generator 11 (Step S113).

コジェネレーションシステム1は予測運転モードだけでなく、貯湯槽21内の状況に基づいて運転する非予測運転モードを備える。そのため、予測が困難な状況に陥った場合であっても、現在の状況に基づいて経済的な運転をすることが可能である。   The cogeneration system 1 includes not only a predicted operation mode but also a non-predictive operation mode that operates based on the situation in the hot water tank 21. Therefore, even when the situation falls into a difficult situation, it is possible to drive economically based on the current situation.

非予測運転モードでは、第1の温度計TM2によって計測された第1の温度T2が40℃未満であると温度判断部104において判断された場合、起動停止制御部105は電熱発生装置11を起動する。すなわち、40℃以上に温められている水が第1の閾値(この場合30%)未満である場合、起動停止制御部105が電熱発生装置11を起動する。仮に必要な量の温水が貯湯槽21内に貯えられていなければ、使用時に温水が不足するおそれがある。したがって、貯湯槽21に貯えておく温水の量として最低限必要な量に対応する位置の温度計を第1の温度計として設定しておくことで、温水が不足してしまう事態に至ることを抑制できる。   In the non-predictive operation mode, when the temperature determination unit 104 determines that the first temperature T2 measured by the first thermometer TM2 is less than 40 ° C., the start / stop control unit 105 starts the electric heat generator 11. To do. That is, when the water heated to 40 ° C. or more is less than the first threshold value (in this case, 30%), the start / stop control unit 105 starts the electric heat generator 11. If the required amount of hot water is not stored in the hot water storage tank 21, the hot water may be insufficient during use. Therefore, by setting a thermometer at a position corresponding to the minimum necessary amount of hot water to be stored in the hot water tank 21 as the first thermometer, there is a situation where the hot water is insufficient. Can be suppressed.

また、非予測運転モードでは、第2の温度計TM5によって計測された第2の温度T5が40℃以上であると温度判断部104において判断された場合、起動停止制御部105は電熱発生装置11を停止する。40℃以上に温められている水が第2の閾値(この場合90%)以上ある場合、起動停止制御部105が電熱発生装置11を停止する。仮に十分な量以上の温水を貯湯槽21に貯えておいたとしても、使うことなく冷めてしまえばこの温水を得るのに発生した熱が無駄になってしまう。したがって、第1の温度計の下方にあり、且つ貯湯槽21に貯えておくのに十分な量に対応する位置にある温度計を第2の温度計として設定しておくことで、電熱発生装置11で無駄な熱を発生することが抑制される。   In the non-predictive operation mode, when the temperature determination unit 104 determines that the second temperature T5 measured by the second thermometer TM5 is equal to or higher than 40 ° C., the start / stop control unit 105 performs the electric heat generation device 11. To stop. When the water heated to 40 ° C. or more is greater than or equal to the second threshold (90% in this case), the start / stop control unit 105 stops the electrothermal generator 11. Even if a sufficient amount of hot water is stored in the hot water storage tank 21, if it is cooled without being used, the heat generated to obtain this hot water will be wasted. Therefore, by setting a thermometer located below the first thermometer and corresponding to an amount sufficient to be stored in the hot water storage tank 21 as the second thermometer, the electric heat generator 11, the generation of useless heat is suppressed.

このように、コジェネレーションシステム1の非予測運転モードでは、電熱発生装置11において無駄な熱を発生することを抑制すると同時に、温水が不足してしまう事態に至ることを抑制している。そのため、経済的な運転をすることが可能である。   As described above, in the non-predictive operation mode of the cogeneration system 1, the generation of useless heat in the electric heat generator 11 is suppressed, and at the same time, the situation where the hot water is insufficient is suppressed. Therefore, it is possible to operate economically.

なお、貯湯槽21内の水の温度は、上方から下方への一方向で低下する。したがって、第1の温度計を第2の温度計の上方に設定することで、第1の温度計により必要条件を判断でき、第2の温度計により十分条件を判断できる。   In addition, the temperature of the water in the hot water tank 21 decreases in one direction from the upper side to the lower side. Therefore, by setting the first thermometer above the second thermometer, the necessary condition can be determined by the first thermometer, and the sufficient condition can be determined by the second thermometer.

運転モード切替部100は、電力量相関係数と熱量相関係数との和に基づいて、予測運転モードから非予測運転モードに切り替える。予測値による運転では、自然環境の大幅な変化、あるいは生活環境の大幅な変化に対して適切に対応することは困難である。電力量相関係数と熱量相関係数との和から、実際の使用量と予測使用量との間の乖離が認識された場合、コジェネレーションシステム1は貯湯槽に貯えられた水の温度状況に基づいて運転する非予測運転モードに切り替えられる。そのため、予測が困難な状況に陥った場合であっても、経済的な運転を良好に維持することが可能である。   The operation mode switching unit 100 switches from the predicted operation mode to the non-predictive operation mode based on the sum of the power amount correlation coefficient and the heat amount correlation coefficient. In driving based on the predicted value, it is difficult to appropriately respond to a large change in the natural environment or a large change in the living environment. When the difference between the actual usage amount and the predicted usage amount is recognized from the sum of the power amount correlation coefficient and the heat amount correlation coefficient, the cogeneration system 1 determines the temperature status of the water stored in the hot water tank. The operation mode is switched to the non-predictive operation mode in which the operation is performed based on the above. Therefore, even when the situation is difficult to predict, it is possible to maintain economical operation well.

貯湯槽21に設けられた温度計TM1〜TM5は上下方向に並んで配置されている。すなわち、複数の温度計TM1〜TM5は、貯湯槽21内の水の温度が低くなる方向に沿ってこの順で並んで配置されている。したがって、特定の温度計Tiの温度を得ることで、温度判断部104は当該温度計Tiより上方の水の温度状況及び下方の水の温度状況を的確に把握することができる。そのため、温度判断部104は、複数の温度計TM1〜TM5によって計測された温度T1〜T5に基づいて、40℃の水の割合を算出することが可能である。   Thermometers TM1 to TM5 provided in the hot water storage tank 21 are arranged side by side in the vertical direction. That is, the plurality of thermometers TM1 to TM5 are arranged in this order along the direction in which the temperature of the water in the hot water storage tank 21 decreases. Therefore, by obtaining the temperature of a specific thermometer Ti, the temperature determination unit 104 can accurately grasp the temperature condition of water above and the temperature condition of water below the thermometer Ti. Therefore, the temperature judgment part 104 can calculate the ratio of 40 degreeC water based on temperature T1-T5 measured by several thermometer TM1-TM5.

コジェネレーションシステム1では、第1の温度T2が40℃未満であり電熱発生装置11を起動した方がよいと判断される場合であっても、現時点において使用されている電力量が最低発電量未満である場合、電熱発生装置11の停止状態を継続する。そのため、電熱発生装置11を起動してしまい必要とされる電力量以上の無駄な電力を発生してしまう事態の発生を抑制することができる。   In the cogeneration system 1, even if it is determined that the first temperature T2 is less than 40 ° C. and it is better to start the electrothermal generator 11, the amount of power currently used is less than the minimum power generation amount. If this is the case, the electric heat generator 11 is kept stopped. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of a situation in which the electric heat generation device 11 is started and wasteful power exceeding the required amount of power is generated.

また、コジェネレーションシステム1では、第1の温度T2が40℃以上であり電熱発生装置11を停止状態にしておいた方がよいと判断される場合であっても、40℃以上である水の量が予測使用水量未満である場合、電熱発生装置11を起動する。現在の使用状況に対しては、貯湯槽21に貯えられている温水の量が十分であったとしても、その後さらに多量の温水が必要になる場合がある。そのようなことが予測された場合には、電熱発生装置11を停止したままとせず起動させ、温水不足となる事態の発生を抑制することができる。   Further, in the cogeneration system 1, even when it is determined that the first temperature T2 is 40 ° C. or higher and the electrothermal generator 11 should be stopped, the water that is 40 ° C. or higher is used. If the amount is less than the predicted amount of water used, the electrothermal generator 11 is activated. Even if the amount of hot water stored in the hot water storage tank 21 is sufficient for the current use situation, a larger amount of hot water may be required thereafter. When such a thing is predicted, the electric heat generating device 11 can be started without being stopped, and the occurrence of a situation in which hot water is insufficient can be suppressed.

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、運転制御部13は、温度計によって計測された温度に基づいて、温度計TM1〜TM5のうち40℃以上の温度が計測された温度計の割合を算出する算出部(算出手段)を更に備えてもよい。算出部は、例えば40℃以上が計測された温度計がTM1である場合温度計の割合を1/10(10%)として算出し、40℃以上が計測された温度計がTM1、TM2である場合温度計の割合を3/10(30%)として算出し、40℃以上が計測された温度計がTM1、TM2、TM3である場合温度計の割合を5/10(50%)として算出し、40℃以上が計測されたか温度計がTM1、TM2、TM3、TM4である場合温度計の割合を7/10(70%)として算出し、40℃以上が計測されたか温度計がTM1、TM2、TM3、TM4、TM5である場合温度計の割合を9/10(90%)として算出する。起動停止制御部105は、算出部により算出された温度計の割合が第2の閾値(例えば90%)以上である場合に、電熱発生装置11を停止させ、算出された温度計の割合が第1の閾値(例えば30%)未満である場合に、電熱発生装置を起動させる。   The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made. For example, the operation control unit 13 further includes a calculation unit (calculation unit) that calculates a ratio of thermometers having a temperature of 40 ° C. or higher among the thermometers TM1 to TM5 based on the temperature measured by the thermometer. You may prepare. For example, when the thermometer in which 40 ° C. or higher is measured is TM1, the calculation unit calculates the ratio of the thermometer as 1/10 (10%), and the thermometer in which 40 ° C. or higher is measured is TM1 or TM2. When the thermometer ratio is calculated as 3/10 (30%), and the thermometer measured at 40 ° C or higher is TM1, TM2, TM3, the thermometer ratio is calculated as 5/10 (50%). If the thermometer is TM1, TM2, TM3, TM4, the ratio of the thermometer is calculated as 7/10 (70%), and if the thermometer is measured above 40 ° C, the thermometer is TM1, TM2. , TM3, TM4, and TM5, the ratio of the thermometer is calculated as 9/10 (90%). The start / stop control unit 105 stops the electric heat generator 11 when the ratio of the thermometer calculated by the calculation unit is equal to or greater than a second threshold (for example, 90%), and the calculated ratio of the thermometer When it is less than the threshold value of 1 (for example, 30%), the electrothermal generator is activated.

また、設置される温度計の数は、上記実施形態に係るコジェネレーションシステム1の貯湯槽21に設けられた数に限らず、4つ以下であっても、あるいは6つ以上であってもよい。さらに、複数の温度計は、貯湯槽内において上下方向に関して予め定められた所定の間隔を有していればよく、等間隔で設置されていなくてもよい。   The number of thermometers to be installed is not limited to the number provided in the hot water storage tank 21 of the cogeneration system 1 according to the above embodiment, but may be four or less, or may be six or more. . Furthermore, the several thermometer should just have the predetermined space | interval predetermined regarding the up-down direction in the hot water tank, and does not need to be installed at equal intervals.

また、運転切り替え手段が、モードを切り替える際に判断する所定の温度は、上記実施形態で例示した40℃に限らず、他の温度であってもよい。   In addition, the predetermined temperature that is determined when the operation switching unit switches the mode is not limited to 40 ° C. exemplified in the above embodiment, and may be another temperature.

実施形態に係るコジェネレーションシステムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the cogeneration system which concerns on embodiment. 実施形態に係るコジェネレーションシステムの運転制御部の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the operation control part of the cogeneration system concerning an embodiment. 1時間ごとの使用電力量、及び予測電力量のデータの表である。It is a table | surface of the data of the electric energy used for every hour, and prediction electric energy. 実施形態に係るコジェネレーションシステムの動作を示すフロー図である。It is a flowchart which shows operation | movement of the cogeneration system which concerns on embodiment. 実施形態に係るコジェネレーションシステムの起動処理における動作を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the operation | movement in the starting process of the cogeneration system which concerns on embodiment. 実施形態に係るコジェネレーションシステムの停止継続処理における動作を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the operation | movement in the stop continuation process of the cogeneration system which concerns on embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1…コジェネレーションシステム、2A、2B…熱回収用配管、3…出湯用配管、10…コジェネレーションユニット、11…電熱発生装置、12…熱交換器、13…運転制御部、14、51…電力線、20…貯湯ユニット、21…貯湯槽、22…第1出湯用配管、23…配管、24…上水用配管、25…三方弁、26…第2出湯用配管、30…給湯器、40…記録システム、41…電流計、42…流量計、43、44…温度計、50…商用電力系統、60…給水系統、61…水道管、EI…電気機器、HI…熱機器、100…運転モード切替部、101…電熱予測部、102…電熱制御部、103…温度取得部、104…温度判断部、105…起動停止制御部、106…起動停止判断部、107…予測使用水量有無判断部、108…電力判断部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cogeneration system, 2A, 2B ... Heat recovery piping, 3 ... Hot water piping, 10 ... Cogeneration unit, 11 ... Electric heat generator, 12 ... Heat exchanger, 13 ... Operation control part, 14, 51 ... Power line , 20 ... Hot water storage unit, 21 ... Hot water storage tank, 22 ... First hot water piping, 23 ... Piping, 24 ... Water piping, 25 ... Three-way valve, 26 ... Second hot water piping, 30 ... Hot water heater, 40 ... Recording system, 41 ... ammeter, 42 ... flow meter, 43, 44 ... thermometer, 50 ... commercial power system, 60 ... water supply system, 61 ... water pipe, EI ... electrical equipment, HI ... thermal equipment, 100 ... operation mode Switching unit 101 ... electric heat prediction unit 102 ... electric heat control unit 103 ... temperature acquisition unit 104 ... temperature determination unit 105 ... start / stop control unit 106 ... start / stop determination unit 107 ... predicted use water amount presence / absence determination unit 108 ... Power format Part

Claims (7)

電力および熱を発生する電熱発生装置と、
前記電熱発生装置から発生した熱を回収して温められた水を貯える貯湯槽と、
前記貯湯槽内に設けられ、前記貯湯槽内に貯えられた前記水の温度を計測する複数の温度計と、
予め蓄積された所定の時間帯の使用電力量及び使用熱量を用いて算出された前記所定の時間帯における電力量及び熱量の予測値に基づいて、前記電熱発生装置から発生させる電力及び熱を制御する予測運転モードと、前記貯湯槽内に貯えられた前記水の温度状況に応じて前記電熱発生装置の起動及び停止を制御する非予測運転モードとを切り替える運転モード切替手段と、
前記運転モード切替手段によって前記非予測運転モードに切り替えられた後に、前記複数の温度計に含まれる第1の温度計により計測された第1の温度が、予め定められた所定の温度未満である場合に、前記電熱発生装置を起動させ、
前記複数の温度計に含まれ且つ前記第1の温度計より下方に設置された第2の温度計により計測された第2の温度が、予め定められた前記所定の温度以上である場合に、前記電熱発生装置を停止させる起動停止制御手段と、を備えることを特徴とするコジェネレーションシステム。
An electric heat generator for generating electric power and heat;
A hot water tank for recovering heat generated from the electric heat generator and storing warmed water;
A plurality of thermometers provided in the hot water tank and measuring the temperature of the water stored in the hot water tank;
Controls the electric power and heat generated from the electric heat generating device based on the predicted electric energy and heat amount in the predetermined time period calculated using the electric energy and heat energy used in the predetermined time period accumulated in advance. An operation mode switching means for switching between a predictive operation mode to be performed and a non-predictive operation mode for controlling start and stop of the electric heat generating device according to a temperature state of the water stored in the hot water tank,
The first temperature measured by the first thermometer included in the plurality of thermometers after being switched to the non-predictive operation mode by the operation mode switching means is less than a predetermined temperature. In case, the electrothermal generator is activated,
When a second temperature measured by a second thermometer included in the plurality of thermometers and installed below the first thermometer is equal to or higher than the predetermined temperature, And a start / stop control means for stopping the electric heat generating device.
前記起動停止制御手段は、前記電熱発生装置が停止状態であり、且つ前記第1の温度が前記所定の温度以上であるときに、前記複数の温度計によって計測された前記温度に基づいて求められる前記所定の温度以上である水量が、前記所定の時間帯における電力量及び熱量の予測値に基づいて算出される予測使用水量未満である場合には、前記電熱発生装置を起動させることを特徴とする請求項1記載のコジェネレーションシステム。   The start / stop control means is obtained based on the temperatures measured by the plurality of thermometers when the electric heat generating device is in a stopped state and the first temperature is equal to or higher than the predetermined temperature. When the amount of water that is equal to or higher than the predetermined temperature is less than the predicted amount of water used that is calculated based on the predicted amount of power and heat in the predetermined time zone, the electric heat generating device is activated. The cogeneration system according to claim 1. 前記起動停止制御手段は、前記電熱発生装置が停止状態であり、且つ前記第1の温度が前記所定の温度未満であるときに、現時点において使用されている電力量が予め定められた前記電熱発生装置の最低発電量未満である場合には、前記電熱発生装置の停止状態を継続させることを特徴とする請求項1又は2記載のコジェネレーションシステム。   The start / stop control means is configured to generate the electric heat with a predetermined amount of electric power currently used when the electric heat generation device is in a stopped state and the first temperature is lower than the predetermined temperature. 3. The cogeneration system according to claim 1, wherein when the power generation amount is less than the minimum power generation amount of the apparatus, the electric heat generation apparatus is kept stopped. 4. 電力および熱を発生する電熱発生装置と、
前記電熱発生装置から発生した熱を回収して温められた水を貯える貯湯槽と、
予め蓄積された所定の時間帯の使用電力量及び使用熱量を用いて算出された前記所定の時間帯における電力量及び熱量の予測値に基づいて、前記電熱発生装置から発生させる電力及び熱を制御する予測運転モードと、前記貯湯槽内に貯えられた前記水の温度状況に応じて前記電熱発生装置の起動及び停止を制御する非予測運転モードとを切り替える運転モード切替手段と、
前記運転モード切替手段によって前記非予測運転モードに切り替えられた後、前記貯湯槽に貯えられている水のうち所定の温度以上に温められている水の割合が第1の閾値未満である場合に、前記電熱発生装置を起動させ、前記貯湯槽に貯えられている水のうち前記所定の温度以上に温められている水の割合が第1の閾値よりも大きな第2の閾値以上である場合に、前記電熱発生装置を停止させる起動停止制御手段と、を備えることを特徴とするコジェネレーションシステム。
An electric heat generator for generating electric power and heat;
A hot water tank for recovering heat generated from the electric heat generator and storing warmed water;
Controls the electric power and heat generated from the electric heat generating device based on the predicted electric energy and heat amount in the predetermined time period calculated using the electric energy and heat energy used in the predetermined time period accumulated in advance. An operation mode switching means for switching between a predictive operation mode to be performed and a non-predictive operation mode for controlling start and stop of the electric heat generating device according to a temperature state of the water stored in the hot water tank,
After the operation mode switching means is switched to the non-predictive operation mode, the ratio of water warmed to a predetermined temperature or higher among the water stored in the hot water tank is less than a first threshold value. , When the electric heat generating device is activated, and the proportion of water warmed to the predetermined temperature or higher among the water stored in the hot water storage tank is equal to or greater than a second threshold value that is greater than the first threshold value. And a start / stop control means for stopping the electric heat generating device.
前記起動停止制御手段は、前記電熱発生装置が停止状態であって、且つ前記所定の温度以上に温められている水の割合が前記第1の閾値以上であるときに、当該第1の閾値以上である水量が、前記所定の時間帯における熱量の予測値に基づいて算出される予測使用水量未満である場合には、前記電熱発生装置を起動させることを特徴とする請求項4に記載のコジェネレーションシステム。   The start / stop control means is equal to or higher than the first threshold when the electric heat generating device is in a stopped state and a ratio of water heated to the predetermined temperature or higher is equal to or higher than the first threshold. 5. The cogeneration apparatus according to claim 4, wherein when the amount of water is less than a predicted water usage calculated based on a predicted value of the amount of heat in the predetermined time period, the electric heat generating device is started. Generation system. 前記起動停止制御手段は、前記電熱発生装置が停止状態であって、前記所定の温度以上に温められている水の割合が前記第1の閾値未満であるときに、現時点において使用されている電力量が予め定められた前記電熱発生装置の最低発電量未満である場合には、前記電熱発生装置の停止状態を継続させることを特徴とする請求項4又は5記載のコジェネレーションシステム。   The start / stop control means uses the electric power currently used when the electric heat generation device is in a stopped state and the ratio of water heated above the predetermined temperature is less than the first threshold value. The cogeneration system according to claim 4 or 5, wherein when the amount is less than a predetermined minimum power generation amount of the electric heat generating device, the electric heat generating device is kept stopped. 前記運転モード切替手段は、前記予測運転モードに切り替えた後に、前記所定の時間帯における電力量の前記予測値と前記所定の時間帯において実際に使用された電力量との間の電力量相関係数と、前記所定の時間帯における熱量の前記予測値と前記所定の時間帯において実際に使用された熱量との間の熱量相関係数との和が、所定の相関係数閾値未満である場合に、非予測運転モードに切り替えることを特徴とする請求項1〜6の何れか一項記載のコジェネレーションシステム。   The operation mode switching means, after switching to the predicted operation mode, the electric energy phase relationship between the predicted value of the electric energy in the predetermined time zone and the electric energy actually used in the predetermined time zone The sum of the number and the heat value correlation coefficient between the predicted value of the heat quantity in the predetermined time zone and the heat quantity actually used in the predetermined time zone is less than a predetermined correlation coefficient threshold value The cogeneration system according to any one of claims 1 to 6, wherein the cogeneration system is switched to a non-predictive operation mode.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101660801B (en) * 2008-08-26 2012-11-21 Lg电子株式会社 Combined heat and power generation system and control method thereof
JP2013253728A (en) * 2012-06-06 2013-12-19 Mitsubishi Electric Corp Storage type water heater
CN105822455A (en) * 2016-05-13 2016-08-03 成都宇能通能源开发有限公司 Device for preparing hot water by using waste heat of automobile engine

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230129097A (en) * 2022-02-28 2023-09-06 한국에너지기술연구원 Operation control method of fuel cell tri-generation system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003185257A (en) * 2001-12-14 2003-07-03 Tokyo Gas Co Ltd Heat exchange control method and device
JP2005009846A (en) * 2003-05-26 2005-01-13 Tokyo Gas Co Ltd Cogeneration system
JP2005038753A (en) * 2003-07-16 2005-02-10 Sekisui Chem Co Ltd Method for controlling cogeneration system
JP2006029771A (en) * 2004-06-15 2006-02-02 Osaka Gas Co Ltd Cogeneration system

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002349965A (en) * 2001-05-31 2002-12-04 Tokyo Gas Co Ltd Hot-water supply system and control method therefor
JP4033460B2 (en) * 2003-02-28 2008-01-16 株式会社ノーリツ Hot water storage type hot water supply apparatus and hot water filling control method thereof
JP4810786B2 (en) * 2003-07-18 2011-11-09 パナソニック株式会社 Fuel cell cogeneration system
US7532987B2 (en) * 2003-08-28 2009-05-12 Panasonic Corporation Fuel-cell power generation system and control method therefor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003185257A (en) * 2001-12-14 2003-07-03 Tokyo Gas Co Ltd Heat exchange control method and device
JP2005009846A (en) * 2003-05-26 2005-01-13 Tokyo Gas Co Ltd Cogeneration system
JP2005038753A (en) * 2003-07-16 2005-02-10 Sekisui Chem Co Ltd Method for controlling cogeneration system
JP2006029771A (en) * 2004-06-15 2006-02-02 Osaka Gas Co Ltd Cogeneration system

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101660801B (en) * 2008-08-26 2012-11-21 Lg电子株式会社 Combined heat and power generation system and control method thereof
JP2013253728A (en) * 2012-06-06 2013-12-19 Mitsubishi Electric Corp Storage type water heater
CN105822455A (en) * 2016-05-13 2016-08-03 成都宇能通能源开发有限公司 Device for preparing hot water by using waste heat of automobile engine

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