JP2008032321A - Duct freezing prevention method and cogeneration system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To more accurately prevent the freezing water in a duct while reducing power consumption. <P>SOLUTION: A duct freezing prevention method for a cogeneration system 1 prevents freezing in a circulation duct 32 between a fuel cell generator 10 and a hot water storage tank 21. The method includes a temperature acquiring step S1 of acquiring an environmental temperature, and a temperature determining step S3 of determining whether the environmental temperature is not greater than an environmental temperature threshold. When the environmental temperature is determined to be not greater than the environmental temperature threshold, the energization of a FC heater 13 is started in a FC heater control step S5 and the energization of a hot water storage tank heater 23 is started in a hot water storage tank heater control step S5, whereby water in the circulation duct 32 is heated. At the same time, a pump 14 is driven in a circulation control step S6, whereby the water in the circulation duct 32 is circulated. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、管路凍結防止方法及び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 pipeline freezing prevention method and a cogeneration system.

従来から、電気及び熱を生成する発電装置と、この発電装置により生成された熱を吸収した温水を貯える貯湯槽と、発電装置と貯湯槽との間で水を循環させるための管路とを備えるコジェネレーションシステムが知られている。このようなコジェネレーションシステムでは、管路内の水の凍結を防ぐための凍結防止機能を備えるものが知られている。例えば、下記特許文献1には、ヒータ等の加熱器を付加することなく、貯湯槽に貯えられた湯水を利用することで管路内の水の凍結を防止することができるコジェネレーションシステムが開示されている。
特開2004−60980号公報
Conventionally, a power generation device that generates electricity and heat, a hot water storage tank that stores hot water that has absorbed heat generated by the power generation device, and a pipe that circulates water between the power generation device and the hot water storage tank. A cogeneration system is known. Such a cogeneration system is known to have a freeze prevention function for preventing freezing of water in the pipeline. For example, Patent Document 1 below discloses a cogeneration system that can prevent freezing of water in a pipeline by using hot water stored in a hot water tank without adding a heater such as a heater. Has been.
JP 2004-60980 A

しかしながら、特に寒冷地などでは、貯湯槽に貯えられた湯水を利用するだけでは完全に管路内の水の凍結を防止することはできない。特に、発電装置の機能が停止された場合には、夜間等の長時間にわたって凍結防止の効果が発揮されにくい。この問題に対処するために、管路をヒータ等の加熱器で直接加熱することが考えられる。しかし、凍結を効果的に防止するためには管路全体にわたってヒータを設置する必要があり、電力消費量が増大する傾向にある。   However, particularly in cold regions, it is not possible to completely prevent freezing of the water in the pipe line simply by using the hot water stored in the hot water tank. In particular, when the function of the power generation device is stopped, it is difficult to exert the effect of preventing freezing for a long time such as at night. In order to cope with this problem, it is conceivable to heat the pipe directly with a heater such as a heater. However, in order to effectively prevent freezing, it is necessary to install a heater over the entire pipeline, and power consumption tends to increase.

本発明は上記課題に鑑みて為されたものであり、消費電力を低減しつつより確実に管路内の水の凍結を防止することが可能な管路凍結防止方法及び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 in view of the above problems, and provides a pipe freezing prevention method and a cogeneration system that can more reliably prevent freezing of water in the pipe while reducing power consumption. For the purpose.

本発明の管路凍結防止方法は、電力及び熱を生成する発電装置と、水を貯える貯湯槽と、発電装置から貯湯槽までの間で循環路を形成するように設けられ、発電装置において生成された熱が吸収された水を貯湯槽内に送るための管路とを備えるコジェネレーションシステムにおける管路凍結防止方法であって、発電装置及び貯湯槽の少なくとも一方に設けられた温度センサにより環境温度を取得する温度取得ステップと、温度取得ステップにおいて取得された環境温度が所定値以下であるか否かを判断する温度判断ステップと、温度判断ステップにおいて環境温度が所定値以下であると判断された場合に、管路内の水をヒータにより加熱する加熱制御ステップと、温度判断ステップにおいて環境温度が所定値以下であると判断された場合に、管路の途中に設けられたポンプにより管路内の水を循環させる循環制御ステップとを備えることを特徴とする。   The pipe freezing prevention method of the present invention is provided to form a circulation path between a power generation device that generates electric power and heat, a hot water storage tank that stores water, and the power generation device to the hot water storage tank. A pipe freezing prevention method in a cogeneration system comprising a pipe for sending the absorbed water into the hot water storage tank, and the environment is detected by a temperature sensor provided in at least one of the power generator and the hot water storage tank. A temperature acquisition step for acquiring temperature, a temperature determination step for determining whether or not the environmental temperature acquired in the temperature acquisition step is equal to or lower than a predetermined value, and the environmental temperature is determined to be lower than or equal to a predetermined value in the temperature determination step. If the environmental temperature is determined to be equal to or lower than a predetermined value in the heating control step of heating the water in the pipeline with a heater and the temperature determination step, Characterized in that it comprises a circulation control step by a pump provided in the middle of the road circulating water in the conduit.

また、本発明のコジェネレーションシステムは、電力及び熱を生成する発電装置と、水を貯える貯湯槽と、発電装置から貯湯槽までの間で循環路を形成するように設けられ、発電装置において生成された熱が吸収された水を貯湯槽内に送るための管路とを備えるコジェネレーションシステムであって、発電装置及び貯湯槽の少なくとも一方に設けられた温度センサにより環境温度を取得する温度取得手段と、温度取得手段により取得された環境温度が所定値以下であるか否かを判断する温度判断手段と、温度判断手段により環境温度が所定値以下であると判断された場合に、管路内の水をヒータにより加熱する加熱制御手段と、温度判断手段により環境温度が所定値以下であると判断された場合に、管路の途中に設けられたポンプにより管路内の水を循環させる循環制御手段とを備えることを特徴とする。   Moreover, the cogeneration system of the present invention is provided so as to form a circulation path between a power generation device that generates electric power and heat, a hot water storage tank that stores water, and from the power generation device to the hot water storage tank. A cogeneration system including a pipe for sending the absorbed water into the hot water storage tank, and acquiring the environmental temperature by a temperature sensor provided in at least one of the power generation device and the hot water storage tank Means, a temperature determining means for determining whether or not the environmental temperature acquired by the temperature acquiring means is equal to or lower than a predetermined value, and a pipe line when the environmental temperature is determined to be lower than or equal to a predetermined value by the temperature determining means. A heating control means that heats the water in the heater with a heater, and a pipe provided by a pump provided in the middle of the pipe line when the temperature judgment means judges that the environmental temperature is below a predetermined value. Characterized in that it comprises a circulation control means for circulating the water.

このような管路凍結防止方法及びコジェネレーションシステムによれば、環境温度が所定値以下である場合に、管路内の水がヒータにより加熱されるとともに、管路の途中に設けられたポンプにより加熱された水が管路全体を循環させられる。これにより、ヒータを広範囲に設けることなく管路内の水が凍結することを効果的に防止できる。併せて、ヒータの設置範囲を広げる必要がなくなり、ヒータの消費電力を低減することができる。   According to such a pipeline freezing prevention method and a cogeneration system, when the environmental temperature is equal to or lower than a predetermined value, water in the pipeline is heated by a heater and a pump provided in the middle of the pipeline. Heated water is circulated through the entire pipeline. Thereby, it can prevent effectively that the water in a pipe line freezes, without providing a heater in wide range. In addition, it is not necessary to expand the heater installation range, and the power consumption of the heater can be reduced.

本発明の管路凍結防止方法では、管路の異なる部位に設けられた第1及び第2の温度センサにより管路の2つの温度を取得する管路温度取得ステップを更に備え、循環制御ステップにおいては、管路温度取得ステップにおいて取得された2つの温度の差が所定値以下となるように管路内の水の流量を制御することが好ましい。   The pipeline freeze prevention method of the present invention further includes a pipeline temperature acquisition step of acquiring two temperatures of the pipeline by first and second temperature sensors provided in different parts of the pipeline, and in the circulation control step It is preferable to control the flow rate of water in the pipeline so that the difference between the two temperatures acquired in the pipeline temperature acquisition step is a predetermined value or less.

また、本発明のコジェネレーションシステムでは、管路の異なる部位に設けられた第1及び第2の温度センサにより管路の2つの温度を取得する管路温度取得手段を更に備え、循環制御手段は、管路温度取得手段により取得された2つの温度の差が所定値以下となるように管路内の水の流量を制御することが好ましい。   The cogeneration system according to the present invention further includes pipe temperature acquisition means for acquiring two temperatures of the pipe by using first and second temperature sensors provided in different parts of the pipe, and the circulation control means includes It is preferable to control the flow rate of water in the pipeline so that the difference between the two temperatures acquired by the pipeline temperature acquisition means is a predetermined value or less.

この場合、2箇所で計測された管路温度の差が所定値以下となるようにポンプが制御されることにより、管路内の水の流量が制御される。そのため、ヒータにより加熱された水の流量を管路の温度状況に応じて調節することができ、ヒータの熱を偏りなく管路全体に流動させることが可能となる。   In this case, the flow rate of water in the pipeline is controlled by controlling the pump so that the difference between the pipeline temperatures measured at two locations is not more than a predetermined value. Therefore, the flow rate of the water heated by the heater can be adjusted according to the temperature condition of the pipe line, and the heat of the heater can be flowed to the entire pipe line without unevenness.

本発明の管路凍結防止方法では、加熱制御ステップにおいて、2つの温度が所定値以上となるようにヒータによる加熱量を制御することが好ましい。   In the pipe freezing prevention method of the present invention, it is preferable to control the heating amount by the heater so that the two temperatures are equal to or higher than a predetermined value in the heating control step.

また、本発明のコジェネレーションシステムでは、加熱制御手段が2つの温度が所定値以上となるようにヒータによる加熱量を制御することが好ましい。   Moreover, in the cogeneration system of this invention, it is preferable that a heating control means controls the heating amount by a heater so that two temperature may become more than predetermined value.

こうすれば、2箇所で計測される管路温度がすべて所定値以上になるようにヒータによる加熱量が制御される。そのため、管路内の異なる部位の温度を一定温度以上に上げることができ、管路内の水の凍結をより確実に防止することができる。   If it carries out like this, the heating amount by a heater will be controlled so that the pipe line temperature measured by two places becomes all more than predetermined value. Therefore, the temperature of different parts in the pipe line can be raised to a certain temperature or more, and freezing of water in the pipe line can be more reliably prevented.

本発明の管路凍結防止方法では、管路は、熱が吸収された水を貯湯槽に送る順方向管路と、該水を発電装置へ戻す逆方向管路と、順方向管路と逆方向管路とに接続されて、順方向管路に送られた水が貯湯槽をバイパスして逆方向管路へ流入するように設けられたバイパス管路と、順方向管路とバイパス管路との間に設けられた切替弁とを有し、温度判断ステップにおいて環境温度が所定値以下であると判断された場合に、ヒータにより加熱された水が順方向管路からバイパス管路へ流入するように切替弁を制御する流路制御ステップを更に備えることが好ましい。   In the pipe freezing prevention method of the present invention, the pipe is reverse to the forward pipe, the forward pipe that sends the heat-absorbed water to the hot water storage tank, the backward pipe that returns the water to the power generator, and the forward pipe. A bypass pipe connected to the directional pipe so that water sent to the forward pipe bypasses the hot water tank and flows into the reverse pipe, and the forward pipe and the bypass pipe. When the environmental temperature is determined to be lower than the predetermined value in the temperature determination step, water heated by the heater flows into the bypass line from the forward line. It is preferable to further include a flow path control step for controlling the switching valve.

また、本発明のコジェネレーションシステムでは、管路は、熱が吸収された水を貯湯槽に送る順方向管路と、該水を発電装置へ戻す逆方向管路と、順方向管路と逆方向管路とに接続されて、順方向管路に送られた水が貯湯槽をバイパスして逆方向管路へ流入するように設けられたバイパス管路と、順方向管路とバイパス管路との間に設けられた切替弁とを有し、温度判断手段により環境温度が所定値以下であると判断された場合に、ヒータにより加熱された水が順方向管路ではなくバイパス管路へ流入するように切替弁を制御する流路制御手段を更に備えることが好ましい。   Further, in the cogeneration system of the present invention, the pipe is reverse to the forward pipe, the forward pipe sending the heat-absorbed water to the hot water storage tank, the backward pipe returning the water to the power generator, and the forward pipe. A bypass pipe connected to the directional pipe so that water sent to the forward pipe bypasses the hot water tank and flows into the reverse pipe, and the forward pipe and the bypass pipe. And when the environmental temperature is determined to be lower than the predetermined value by the temperature determination means, the water heated by the heater is not directed to the forward line but to the bypass line. It is preferable to further include a flow path control means for controlling the switching valve so as to flow in.

この場合、凍結防止のためにポンプにより管路内の水が循環させられる際に、順方向管路内の水がバイパス管路へ流入するように切替弁が制御される。これにより、ヒータにより加熱された水は、順方向管路、バイパス管路及び逆方向管路の中を循環するのみで貯湯槽内は通らない。そのため、貯湯槽内に貯えられた水の成層の崩れ及び水温の低下を防止することができる。また、ヒータにより加熱された水が循環する距離が短くなるので、管路内の水を早期に所定の温度まで加熱することができ、ヒータの消費電力を更に低減することができる。   In this case, when the water in the pipeline is circulated by the pump to prevent freezing, the switching valve is controlled so that the water in the forward pipeline flows into the bypass pipeline. Thereby, the water heated by the heater only circulates in the forward duct, the bypass duct and the reverse duct and does not pass through the hot water storage tank. Therefore, it is possible to prevent the stratification of the water stored in the hot water tank from collapsing and the water temperature from decreasing. Moreover, since the distance through which the water heated by the heater circulates is shortened, the water in the pipe can be heated to a predetermined temperature at an early stage, and the power consumption of the heater can be further reduced.

このような管路凍結防止方法及びコジェネレーションシステムによれば、消費電力を低減しつつより確実に管路内の水の凍結を防止することができる。   According to such a pipe freezing prevention method and a cogeneration system, it is possible to more reliably prevent water in the pipe from being frozen while reducing power consumption.

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、以下の説明において、「水」とは、水温にかかわらず液体状の水すべてを意味する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. Moreover, in the following description, “water” means all liquid water regardless of the water temperature.

まず、図1及び図2を用いて、実施形態に係るコジェネレーションシステム1の構成について説明する。図1は、実施形態に係るコジェネレーションシステム1の概略構成を示す図である。図2は、図1に示す主制御装置15及び副制御装置26のハードウェア構成を示す図である。   First, the configuration of the cogeneration system 1 according to the embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a cogeneration system 1 according to the embodiment. FIG. 2 is a diagram showing a hardware configuration of the main control device 15 and the sub control device 26 shown in FIG.

コジェネレーションシステム1は、燃料電池発電により電力を生成するとともに、発電時の排熱を冷暖房や給湯用に利用するシステムである。このコジェネレーションシステム1は、燃料電池発電装置10と、貯湯ユニット20と、貯湯ユニット20から送られた水を加熱可能な給湯器53とを備える。更に、コジェネレーションシステム1は、電力線51を介して商用電力系統50及び電気機器EIと、上水用管路30を介して給水系統52と、出湯用管路31及び給湯器53を介して熱機器HIと、それぞれ接続している。また、コジェネレーションシステム1には、水を当該コジェネレーションシステム1内で循環させるための循環管路32が設けられている。   The cogeneration system 1 is a system that generates electric power by fuel cell power generation and uses exhaust heat during power generation for air conditioning and hot water supply. The cogeneration system 1 includes a fuel cell power generation device 10, a hot water storage unit 20, and a hot water heater 53 capable of heating water sent from the hot water storage unit 20. Further, the cogeneration system 1 heats the commercial power system 50 and the electric equipment EI through the power line 51, the water supply system 52 through the water supply line 30, the hot water supply line 31 and the hot water supply 53. Each is connected to the device HI. In addition, the cogeneration system 1 is provided with a circulation line 32 for circulating water in the cogeneration system 1.

上水用管路30は、給水系統52と出湯用三方弁25とを連結する上水用管路30aと、当該上水用管路30aから分岐し貯湯槽21下部につながる上水用管路30bとを有する。出湯用管路31は、貯湯槽21上部から出湯用三方弁25及び給湯器53を介して熱機器HIにつながる。   The water supply line 30 includes a water supply line 30 a that connects the water supply system 52 and the hot water three-way valve 25, and a water supply line that branches from the water supply line 30 a and connects to the lower part of the hot water tank 21. 30b. The hot water discharge pipe 31 is connected to the thermal equipment HI from the upper part of the hot water storage tank 21 through the hot water three-way valve 25 and the hot water heater 53.

循環管路32は、貯湯槽21下部から燃料電池発電装置10内の熱交換器12に至る逆方向管路32aと、熱交換器12から循環用三方弁(切替弁)24を経て貯湯槽21上部に至る順方向管路32bと、循環用三方弁24から貯湯槽21をバイパスして逆方向管路32aに接続されるバイパス管路32cとにより構成される。燃料電池発電装置10と貯湯ユニット20との間における逆方向管路32aの一部分及び順方向管路32bの一部分(露出部)は、燃料電池発電装置10及び貯湯ユニット20から外部に露出しており、例えば、地面や家屋の壁面等の外部環境にさらされている。   The circulation pipe 32 is connected to the hot water tank 21 through a reverse pipe line 32 a extending from the lower part of the hot water tank 21 to the heat exchanger 12 in the fuel cell power generator 10, and a three-way valve (switching valve) 24 for circulation from the heat exchanger 12. It consists of a forward line 32b that reaches the upper part and a bypass line 32c that bypasses the hot water storage tank 21 from the circulation three-way valve 24 and is connected to the reverse line 32a. A part of the reverse direction pipe 32 a and a part (exposed portion) of the forward direction pipe 32 b between the fuel cell power generation apparatus 10 and the hot water storage unit 20 are exposed to the outside from the fuel cell power generation apparatus 10 and the hot water storage unit 20. For example, it is exposed to an external environment such as the ground or a wall surface of a house.

順方向管路32bの外周部には、管路温度センサ41(第1の温度センサ)及び管路温度センサ42(第2の温度センサ)が取り付けられ、ともに順方向管路32bの温度を計測する。管路温度センサ41は、順方向管路32bの露出部のうち燃料電池発電装置10の近傍に取り付けられており、管路温度センサ42は、当該露出部のうち貯湯ユニット20の近傍に取り付けられている。管路温度センサ41及び42には熱電対やサーミスタ等が用いられているが、管路温度センサを構成する素子はこれに限定されない。   A pipe temperature sensor 41 (first temperature sensor) and a pipe temperature sensor 42 (second temperature sensor) are attached to the outer periphery of the forward duct 32b, and both measure the temperature of the forward duct 32b. To do. The pipe temperature sensor 41 is attached in the vicinity of the fuel cell power generator 10 in the exposed part of the forward direction pipe 32b, and the pipe temperature sensor 42 is attached in the vicinity of the hot water storage unit 20 in the exposed part. ing. Thermocouples and thermistors are used for the pipe temperature sensors 41 and 42, but the elements constituting the pipe temperature sensors are not limited to this.

燃料電池発電装置10は、商用電力系統50を介して供給される電力により運転可能であり、発電機11、熱交換器12、FCヒータ(ヒータ)13、ポンプ14及び主制御装置15を有する。   The fuel cell power generation apparatus 10 can be operated by electric power supplied via the commercial power system 50, and includes a generator 11, a heat exchanger 12, an FC heater (heater) 13, a pump 14, and a main controller 15.

発電機11は、内蔵する燃料電池により電力を生成(発電)するとともに、発電に伴って熱を生成する装置である。発電機11は、発電した電力を電力線51を介して電気機器EIに出力するとともに、発電に伴って発生する熱を熱交換器12に移動させる。   The generator 11 is a device that generates power (generates electric power) using a built-in fuel cell and generates heat along with power generation. The generator 11 outputs the generated power to the electric equipment EI through the power line 51 and moves the heat generated with the power generation to the heat exchanger 12.

熱交換器12は、発電機11で発生する熱を吸収し、当該熱交換器12内を循環する水にその熱を伝達する。具体的には、熱交換器12は、逆方向管路32aを介して流入する水に熱を伝達し、その結果熱が吸収された水を順方向管路32bに流出させる。したがって、熱交換器12及び循環管路32により、燃料電池発電装置10で発生した熱を吸収した水が貯湯槽21に送られることになる。   The heat exchanger 12 absorbs heat generated in the generator 11 and transmits the heat to water circulating in the heat exchanger 12. Specifically, the heat exchanger 12 transfers heat to the water flowing in through the reverse line 32a, and as a result, the water in which the heat is absorbed flows out to the forward line 32b. Therefore, the water that has absorbed the heat generated in the fuel cell power generator 10 is sent to the hot water storage tank 21 by the heat exchanger 12 and the circulation pipe 32.

FCヒータ13は、帯状の抵抗器等の加熱素子であり、燃料電池発電装置10内における順方向管路32bの外周部に巻かれるように取り付けられている。商用電力系統50により図示しない送電線を経由して通電されたFCヒータ13は、その通電により発する熱により循環管路32内を流れる水を加熱する。   The FC heater 13 is a heating element such as a strip-shaped resistor, and is attached so as to be wound around the outer peripheral portion of the forward duct 32 b in the fuel cell power generator 10. The FC heater 13 energized by the commercial power system 50 via a transmission line (not shown) heats the water flowing in the circulation line 32 by heat generated by the energization.

ポンプ14は、燃料電池発電装置10内の逆方向管路32aの途中に取り付けられている。ポンプ14は、例えば、その内部に渦巻き型の羽根車を有するような構成であり、この羽根車を回転させることで循環管路32内の水を熱交換器12に向けて循環させる。ポンプ14は、主制御装置15の制御により、稼働中に羽根車の回転数を変更することが可能である。   The pump 14 is attached in the middle of the reverse direction pipe 32 a in the fuel cell power generator 10. For example, the pump 14 is configured to have a spiral impeller inside thereof, and the water in the circulation pipe 32 is circulated toward the heat exchanger 12 by rotating the impeller. The pump 14 can change the rotation speed of the impeller during operation under the control of the main controller 15.

主制御装置15は、燃料電池発電装置10の運転を制御する。主制御装置15は、図2(a)に示すようにCPU61、ROM又はRAMで構成される主記憶部62、後述する副制御装置26との通信を制御する通信制御部63及び燃料電池発電装置10を構成する主制御装置15以外の構成要素との間で信号の入出力を行うためのインタフェース部64を有する。   The main control device 15 controls the operation of the fuel cell power generation device 10. As shown in FIG. 2A, the main control device 15 includes a CPU 61, a main storage unit 62 constituted by a ROM or a RAM, a communication control unit 63 that controls communication with a sub-control device 26 described later, and a fuel cell power generator. 10 includes an interface unit 64 for inputting / outputting signals to / from components other than the main control device 15 constituting the system 10.

貯湯ユニット20は、貯湯槽21、気温センサ(温度センサ)22、貯湯槽ヒータ(ヒータ)23、循環用三方弁24、出湯用三方弁25及び副制御装置26を有する。   The hot water storage unit 20 includes a hot water storage tank 21, an air temperature sensor (temperature sensor) 22, a hot water storage tank heater (heater) 23, a three-way valve 24 for circulation, a three-way valve 25 for hot water, and a sub-control device 26.

貯湯槽21は、熱交換器12において熱交換された水を貯えるタンクである。貯湯槽21は、下部において上水用管路30b及び逆方向管路32aと接続され、上部において出湯用管路31及び順方向管路32bと接続されている。このような接続構成により、給水系統52から供給されることにより貯湯槽21に貯められる水が熱交換器12に送られる。また、熱交換器12から送られてきた水が貯湯槽21の中に貯められるとともに、貯湯槽21の中に貯められていた水が給湯器53を介して熱機器HIに供給される。熱交換器12から送られてきた温度の高い水は貯湯槽21の上部から貯湯槽21内に流入される一方、給水系統52から送られてきた温度の低い水は貯湯槽21の下部から貯湯槽21内に流入される。そのため、貯湯槽21内に貯められている水は成層を形成している。   The hot water storage tank 21 is a tank that stores the water heat-exchanged in the heat exchanger 12. The hot water storage tank 21 is connected to the water supply line 30b and the reverse direction pipe 32a in the lower part, and is connected to the hot water supply line 31 and the forward direction line 32b in the upper part. With such a connection configuration, water stored in the hot water storage tank 21 by being supplied from the water supply system 52 is sent to the heat exchanger 12. In addition, the water sent from the heat exchanger 12 is stored in the hot water storage tank 21, and the water stored in the hot water storage tank 21 is supplied to the thermal equipment HI via the hot water heater 53. Water with a high temperature sent from the heat exchanger 12 flows into the hot water tank 21 from the upper part of the hot water tank 21, while water with a low temperature sent from the water supply system 52 stores hot water from the lower part of the hot water tank 21. It flows into the tank 21. Therefore, the water stored in the hot water tank 21 forms a stratification.

気温センサ22は、貯湯ユニット20の筐体の内側に設けられ、貯湯ユニット20の周辺の環境温度を計測する。貯湯ユニット20の筐体のうち気温センサ22が取り付けられている部分には図示しない開口部が形成されており、気温センサ22はこの開口部を通じて環境温度を計測する。気温センサ22には熱電対やサーミスタ等が用いられているが、気温センサを構成する素子はこれに限定されない。   The air temperature sensor 22 is provided inside the casing of the hot water storage unit 20 and measures the ambient temperature around the hot water storage unit 20. An opening (not shown) is formed in a portion of the housing of the hot water storage unit 20 where the air temperature sensor 22 is attached, and the air temperature sensor 22 measures the environmental temperature through the opening. Although the thermocouple, thermistor, etc. are used for the temperature sensor 22, the element which comprises an air temperature sensor is not limited to this.

貯湯槽ヒータ23は、帯状の抵抗器等の加熱素子であり、逆方向管路32aの外周部に巻かれるように取り付けられている。商用電力系統50により図示しない送電線を経由して通電された貯湯槽ヒータ23は、その通電により発する熱により循環管路32内を流れる水を加熱する。   The hot water tank heater 23 is a heating element such as a strip-shaped resistor, and is attached so as to be wound around the outer peripheral portion of the reverse pipe line 32a. The hot water tank heater 23 energized by the commercial power system 50 via a transmission line (not shown) heats the water flowing in the circulation line 32 by the heat generated by the energization.

循環用三方弁24は、順方向管路32bにおけるバイパス管路32cへの分岐点に設けられている。循環用三方弁24は、制御されることにより、熱交換器12側から順方向管路32b内を流れる水を貯湯槽21又はバイパス管路32cのいずれかに流すように流路を切り替える。   The three-way valve 24 for circulation is provided at a branch point to the bypass line 32c in the forward direction line 32b. The circulation three-way valve 24 is controlled to switch the flow path so that the water flowing from the heat exchanger 12 side in the forward direction pipe 32b flows to either the hot water tank 21 or the bypass line 32c.

出湯用三方弁25は、出湯用管路31における上水用管路30aとの分岐点に設けられている。出湯用三方弁25は、貯湯槽21又は給水系統52から供給された水のいずれかを給湯器53を介して熱機器HIに送るように流路を切り替える。   The hot water three-way valve 25 is provided at a branch point of the hot water pipe 31 with the tap water pipe 30a. The hot-water three-way valve 25 switches the flow path so that either water supplied from the hot water storage tank 21 or the water supply system 52 is sent to the thermal equipment HI via the water heater 53.

副制御装置26は、商用電力系統50から送電される電力により動作可能であり、貯湯ユニット20を制御する。副制御装置26は、図2(b)に示すようにCPU71、ROM又はRAMで構成される主記憶部72、主制御装置15との通信を制御する通信制御部73及び貯湯ユニット20を構成する副制御装置26以外の構成要素との間で信号の入出力を行うためのインタフェース部74を有する。   The sub-control device 26 can be operated by electric power transmitted from the commercial power system 50 and controls the hot water storage unit 20. As shown in FIG. 2 (b), the sub-control device 26 constitutes a CPU 71, a main storage unit 72 composed of ROM or RAM, a communication control unit 73 that controls communication with the main control device 15, and a hot water storage unit 20. An interface unit 74 for inputting / outputting signals to / from components other than the sub-control device 26 is provided.

次に、図3及び図4を用いて、主制御装置15及び副制御装置26の機能構成について説明する。図3及び図4は、主制御装置15及び副制御装置26の機能構成を示す図である。   Next, functional configurations of the main control device 15 and the sub control device 26 will be described with reference to FIGS. 3 and 4. 3 and 4 are diagrams showing functional configurations of the main control device 15 and the sub control device 26.

主制御装置15は、主側通信部151、管路温度取得部(管路温度取得手段)152、温度判断部(温度判断手段)153、FCヒータ制御部(加熱制御手段)154、ポンプ制御部(循環制御手段)155、温度差判断部(循環制御手段)156及び加熱量判断部(加熱制御手段)157を有する。主制御装置15の各機能は、CPU61及び主記憶部62に所定のソフトウェアを読み込ませ、CPU61の制御の下で通信制御部63又はインタフェース部64を動作させるとともに、主記憶部62におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。   The main control device 15 includes a main communication unit 151, a pipe temperature acquisition unit (pipe temperature acquisition unit) 152, a temperature determination unit (temperature determination unit) 153, an FC heater control unit (heating control unit) 154, and a pump control unit. (Circulation control means) 155, temperature difference determination section (circulation control means) 156, and heating amount determination section (heating control means) 157. Each function of the main control device 15 causes the CPU 61 and the main storage unit 62 to read predetermined software, operates the communication control unit 63 or the interface unit 64 under the control of the CPU 61, and reads data from the main storage unit 62. And writing.

副制御装置26は、副側通信部261、気温取得部(温度取得手段)262、貯湯槽ヒータ制御部(加熱制御手段)263、循環用三方弁制御部(流路制御手段)264及び予備用温度判断部(温度判断手段)265を有する。副制御装置26の各機能は、CPU71及び主記憶部72に所定のソフトウェアを読み込ませ、CPU71の制御の下で通信制御部73又はインタフェース部74を動作させるとともに、主記憶部72におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。   The sub-control device 26 includes a sub-side communication unit 261, an air temperature acquisition unit (temperature acquisition unit) 262, a hot water tank heater control unit (heating control unit) 263, a circulation three-way valve control unit (flow path control unit) 264, and a spare unit. A temperature determination unit (temperature determination means) 265 is provided. Each function of the sub-control device 26 causes the CPU 71 and the main storage unit 72 to read predetermined software, operates the communication control unit 73 or the interface unit 74 under the control of the CPU 71, and reads data from the main storage unit 72. And writing.

主側通信部151は、通信制御部63を介して副側通信部261との間で制御信号を送受信することで主制御装置15と副制御装置26との間の通信状態を監視する。具体的には、まず主側通信部151が副側通信部261に制御信号を送信し、副側通信部261がその制御信号に応じて送信する応答信号を主側通信部151が受信することができれば、主制御装置15と副制御装置26との間の通信が可能であると判断する。この場合、主側通信部151は、「通信可能」を示す通信監視信号を温度判断部153及び加熱量判断部157に出力する。これに対し、主側通信部151が所定時間内に応答信号を受信することができなかった場合は、主制御装置15と副制御装置26との間の通信が不可能であると判断し、「通信不可」を示す通信監視信号を温度判断部153及び加熱量判断部157に出力する。なお、主側通信部151と副側通信部261との間の通信は、例えば無線通信により行われるが、通信方式はこれに限定されない。   The main communication unit 151 monitors the communication state between the main control device 15 and the sub control device 26 by transmitting and receiving control signals to and from the sub communication unit 261 via the communication control unit 63. Specifically, first, the main communication unit 151 transmits a control signal to the sub communication unit 261, and the main communication unit 151 receives a response signal transmitted by the sub communication unit 261 according to the control signal. If it is possible, it is determined that communication between the main control device 15 and the sub control device 26 is possible. In this case, the main communication unit 151 outputs a communication monitoring signal indicating “communicable” to the temperature determination unit 153 and the heating amount determination unit 157. On the other hand, if the main communication unit 151 cannot receive the response signal within a predetermined time, it is determined that communication between the main control device 15 and the sub control device 26 is impossible, A communication monitoring signal indicating “communication impossible” is output to the temperature determination unit 153 and the heating amount determination unit 157. Note that the communication between the main communication unit 151 and the sub communication unit 261 is performed by wireless communication, for example, but the communication method is not limited to this.

副側通信部261は、通信制御部73を介して主側通信部151と同様に通信状態を監視する。具体的には、まず副側通信部261が主側通信部151に制御信号を送信し、主側通信部151がその制御信号に応じて送信する応答信号を副側通信部261が受信することができれば、副制御装置26と主制御装置15との間の通信が可能であると判断する。この場合、副側通信部261は、「通信可能」を示す通信監視信号を予備用温度判断部265に出力する。これに対し、副側通信部261が所定時間内に応答信号を受信することができなかった場合は、副制御装置26と主制御装置15との間の通信が不可能であると判断し、「通信不可」を示す通信監視信号を予備用温度判断部265に出力する。   The sub communication unit 261 monitors the communication state via the communication control unit 73 in the same manner as the main communication unit 151. Specifically, first, the sub communication unit 261 transmits a control signal to the main communication unit 151, and the sub communication unit 261 receives a response signal transmitted by the main communication unit 151 in response to the control signal. If it is possible, it is determined that communication between the sub-control device 26 and the main control device 15 is possible. In this case, the secondary communication unit 261 outputs a communication monitoring signal indicating “communication is possible” to the standby temperature determination unit 265. On the other hand, when the sub communication unit 261 cannot receive the response signal within the predetermined time, it is determined that communication between the sub control device 26 and the main control device 15 is impossible, A communication monitoring signal indicating “communication impossible” is output to spare temperature determination unit 265.

以下、主制御装置15及び副制御装置26の機能について、主制御装置15と副制御装置26との間で通信が可能な場合と不可能な場合とに分けて説明する。まず、図3を用いて、主制御装置15と副制御装置26との間で通信が可能な場合の各機能について説明する。なお、以下の説明においては、主側通信部151又は副側通信部261から入力される通信監視信号により通信可能であることを認識している場合の、温度判断部153、加熱量判断部157及び予備用温度判断部265の機能を示す。   Hereinafter, functions of the main control device 15 and the sub control device 26 will be described separately for cases where communication between the main control device 15 and the sub control device 26 is possible and cases where communication is impossible. First, each function when communication is possible between the main controller 15 and the sub controller 26 will be described with reference to FIG. In the following description, the temperature determination unit 153 and the heating amount determination unit 157 in the case where it is recognized that communication is possible based on the communication monitoring signal input from the main communication unit 151 or the sub communication unit 261. The function of the preliminary temperature determination unit 265 is shown.

気温取得部262は、気温センサ22から絶えず、又は定期的に入力される環境温度を取得し、主記憶部72等に保持する。例えば、気温センサ22が計測した最新の環境温度T1(℃)をデータとして保持する。なお、環境温度の取得方法はこれに限定されず、例えば気温取得部262が気温センサ22を定期的に起動して自ら取得してもよい。   The temperature acquisition unit 262 acquires the environmental temperature that is constantly or periodically input from the temperature sensor 22 and stores it in the main storage unit 72 or the like. For example, the latest environmental temperature T1 (° C.) measured by the temperature sensor 22 is held as data. In addition, the acquisition method of environmental temperature is not limited to this, For example, the temperature acquisition part 262 may start the temperature sensor 22 regularly and acquire itself.

管路温度取得部152は、管路温度センサ41及び管路温度センサ42から絶えず、又は定期的に入力される管路温度を取得し、主記憶部62等に保持する。例えば、同時刻に計測された、管路温度センサ41が計測した管路温度T2(℃)及び管路温度センサ42が計測した管路温度T3(℃)をデータとして保持する。なお、管路温度の取得方法はこれに限定されず、例えば管路温度取得部152が管路温度センサ41及び管路温度センサ42を定期的に起動して自ら取得してもよい。   The pipeline temperature acquisition unit 152 acquires the pipeline temperature that is constantly or periodically input from the pipeline temperature sensor 41 and the pipeline temperature sensor 42, and stores the pipeline temperature in the main storage unit 62 or the like. For example, the pipe temperature T2 (° C.) measured by the pipe temperature sensor 41 and the pipe temperature T3 (° C.) measured by the pipe temperature sensor 42 measured at the same time are held as data. In addition, the acquisition method of pipe temperature is not limited to this, For example, the pipe temperature acquisition part 152 may start the pipe temperature sensor 41 and the pipe temperature sensor 42 regularly, and may acquire it itself.

温度判断部153は、管路内の水が凍結するおそれが高い環境温度の最大値(以下「環境温度閾値」という)を予め主記憶部62から読み出し保持しておく。また、温度判断部153は、気温取得部262が保持する環境温度データを通信制御部64を介して副制御装置26から受信することによって定期的に取得し、環境温度データが環境温度閾値(所定値)以下か否かを判断する。そして、環境温度データが環境温度閾値以下であれば、管路凍結防止のための制御を指示するための凍結防止指示信号をFCヒータ制御部154、貯湯槽ヒータ制御部263、ポンプ制御部155及び循環用三方弁制御部264に出力する。例えば、取得した環境温度データT1(℃)と環境温度閾値Tf(℃)との関係がT1≦Tfであれば凍結防止指示信号を出力するが、当該関係がT1>Tfであれば何も出力しない。   The temperature determination unit 153 reads out and holds in advance from the main storage unit 62 the maximum value of the environmental temperature (hereinafter referred to as “environmental temperature threshold”) at which the water in the pipeline is likely to freeze. Further, the temperature determination unit 153 periodically acquires environmental temperature data held by the air temperature acquisition unit 262 by receiving it from the sub-control device 26 via the communication control unit 64, and the environmental temperature data is stored in the environmental temperature threshold (predetermined value). Value) or less. If the environmental temperature data is equal to or lower than the environmental temperature threshold value, the freeze prevention instruction signal for instructing the control for preventing the pipe freezing is sent to the FC heater control unit 154, the hot water tank heater control unit 263, the pump control unit 155, and the like. Output to the three-way valve control unit 264 for circulation. For example, if the relationship between the acquired environmental temperature data T1 (° C.) and the environmental temperature threshold value Tf (° C.) is T1 ≦ Tf, a freeze prevention instruction signal is output. If the relationship is T1> Tf, nothing is output. do not do.

FCヒータ制御部154は、温度判断部153から凍結防止指示信号を受けた場合にFCヒータ13における通電を開始させるように制御し、循環管路32内の水を加熱させる。また、FCヒータ制御部154は、後述する加熱量判断部157から停止信号を受けた場合に、FCヒータ13における通電を停止するように制御する。   The FC heater control unit 154 controls to start energization of the FC heater 13 when receiving the freeze prevention instruction signal from the temperature determination unit 153, and heats the water in the circulation line 32. Further, the FC heater control unit 154 controls to stop energization of the FC heater 13 when receiving a stop signal from a heating amount determination unit 157 described later.

貯湯槽ヒータ制御部263は、温度判断部153から凍結防止指示信号を受けた場合に貯湯槽ヒータ23における通電を開始させるように制御し、循環管路32内の水を加熱させる。また、貯湯槽ヒータ制御部263は、後述する加熱量判断部157から停止信号を受けた場合に貯湯槽ヒータ23における通電を停止するように制御する。   The hot water tank heater control unit 263 controls to start energization in the hot water tank heater 23 when receiving the freeze prevention instruction signal from the temperature determination unit 153, and heats the water in the circulation line 32. The hot water tank heater control unit 263 controls to stop energization in the hot water tank heater 23 when a stop signal is received from a heating amount determination unit 157 described later.

ポンプ制御部155は、温度判断部153から凍結防止指示信号を受けた場合にポンプ14を駆動開始するように制御する。また、ポンプ制御部155は、ポンプ14の回転数に対応する情報を予め主記憶部62から読み出し保持しておき、後述する流量増大信号を受けた場合に当該信号に対応する回転数でポンプ14が回転するようにポンプ14の駆動を制御する。例えば、ポンプ制御部155は、流量増大信号に対応する増分ΔR(rpm)を保持しておく。そして、流量増大信号を受けた場合には、ポンプ14の回転数をΔR(rpm)だけ増大させるようにポンプ14の駆動を制御する。   The pump control unit 155 controls to start driving the pump 14 when receiving the freeze prevention instruction signal from the temperature determination unit 153. In addition, the pump control unit 155 reads and holds information corresponding to the rotational speed of the pump 14 from the main storage unit 62 in advance, and when receiving a flow rate increase signal described later, the pump 14 at the rotational speed corresponding to the signal. The drive of the pump 14 is controlled so as to rotate. For example, the pump control unit 155 holds an increment ΔR (rpm) corresponding to the flow rate increase signal. When the flow rate increase signal is received, the drive of the pump 14 is controlled so as to increase the rotational speed of the pump 14 by ΔR (rpm).

循環用三方弁制御部264は、温度判断部153から凍結防止指示信号を受けた場合に、FCヒータ13及び貯湯槽ヒータ23により加熱された水が逆方向管路32a及び順方向管路32bからなる循環路を循環する際に順方向管路32bからバイパス管路32cへ流入するように循環用三方弁24を切り替える。   When the circulation three-way valve control unit 264 receives the freeze prevention instruction signal from the temperature determination unit 153, the water heated by the FC heater 13 and the hot water tank heater 23 is transferred from the reverse line 32a and the forward line 32b. When circulating through the circulation path, the circulation three-way valve 24 is switched so as to flow into the bypass pipeline 32c from the forward pipeline 32b.

温度差判断部156は、管路温度取得部152が保持する2つの管路温度データを定期的に取得してこれらの管路温度の差を算出し、その値に基づいてポンプ14の回転数を変更するための信号をポンプ制御部155に出力する。このために、温度差判断部156は、循環管路32の流量を変更するための基準値(所定値)を予め主記憶部62から読み出し保持しておく。   The temperature difference determination unit 156 periodically acquires the two pipe temperature data held by the pipe temperature acquisition unit 152, calculates the difference between these pipe temperatures, and the rotational speed of the pump 14 based on the value. Is output to the pump control unit 155. For this purpose, the temperature difference determination unit 156 reads out and holds a reference value (predetermined value) for changing the flow rate of the circulation pipe 32 from the main storage unit 62 in advance.

例えば、温度差判断部156は、管路温度取得部152から管路温度データT2(℃)及びT3(℃)を取得して|T2−T3|(℃)を算出するとともに、基準値Tc(℃)を読み出しておく。そして、管路温度データT2(℃)及びT3(℃)が|T2−T3|>Tcなる関係を満たすか否かを判定する。このとき、当該関係が満たされれば流量を増大させる指示を示す流量増大信号をポンプ制御部155に出力するが、当該関係が満たされない場合は何もしない。すなわち、温度差判断部156は、循環管路32の2つの温度の差が基準値以下となるように循環管路32内の水の流量を制御する。   For example, the temperature difference determination unit 156 acquires the pipe temperature data T2 (° C.) and T3 (° C.) from the pipe temperature acquisition unit 152, calculates | T2−T3 | (° C.), and the reference value Tc ( C)) is read out. Then, it is determined whether or not the pipe temperature data T2 (° C.) and T3 (° C.) satisfy the relationship of | T2-T3 |> Tc. At this time, if the relationship is satisfied, a flow rate increase signal indicating an instruction to increase the flow rate is output to the pump control unit 155. If the relationship is not satisfied, nothing is done. That is, the temperature difference determination unit 156 controls the flow rate of water in the circulation line 32 so that the difference between the two temperatures of the circulation line 32 is equal to or less than the reference value.

加熱量判断部157は、循環管路32内の水が凍結するおそれがない管路温度の最小値(以下「循環保証温度」という)を予め主記憶部62から読み出し保持しておく。また、加熱量判断部157は、管路温度取得部152が保持する2つの管路温度データを取得し、各管路温度データと循環保証温度(所定値)とを比較する。そして、少なくとも一つの管路温度データが循環保証温度未満であれば、FCヒータ13及び貯湯槽ヒータ23の通電を継続させると判断し、すべての管路温度データが循環保証温度以上であればFCヒータ13及び貯湯槽ヒータ23の通電を停止すると判断する。   The heating amount determination unit 157 reads out and holds in advance from the main storage unit 62 the minimum value of the pipe temperature (hereinafter referred to as “circulation guarantee temperature”) at which the water in the circulation pipe 32 is not likely to freeze. Further, the heating amount determination unit 157 acquires two pipe temperature data held by the pipe temperature acquisition unit 152, and compares each pipe temperature data with the circulation guarantee temperature (predetermined value). If at least one pipe temperature data is less than the circulation guarantee temperature, it is determined that the energization of the FC heater 13 and the hot water tank heater 23 is continued. If all the pipe temperature data are equal to or higher than the circulation guarantee temperature, the FC is determined. It is determined that the energization of the heater 13 and the hot water tank heater 23 is stopped.

FCヒータ13及び貯湯槽ヒータ23の通電を停止すると判断した場合、加熱量判断部157は、通電を停止させるための停止信号をFCヒータ制御部154及び貯湯槽ヒータ制御部263にそれぞれ出力する。例えば、取得した管路温度データT2(℃)及びT3(℃)と循環保証温度Tg(℃)との関係が「T2≧Tg且つT3≧Tg」であれば停止信号を出力するが、当該関係が「T2<Tg又はT3<Tg」であれば何も出力しない。すなわち、加熱量判断部157は、循環管路32の2つの温度が循環保証温度以上となるようにFCヒータ13及び貯湯槽ヒータ23による加熱量を制御する。   When it is determined that the energization of the FC heater 13 and the hot water tank heater 23 is stopped, the heating amount determination unit 157 outputs a stop signal for stopping the energization to the FC heater control unit 154 and the hot water tank heater control unit 263, respectively. For example, if the relationship between the acquired pipe temperature data T2 (° C.) and T3 (° C.) and the circulation guarantee temperature Tg (° C.) is “T2 ≧ Tg and T3 ≧ Tg”, a stop signal is output. If “T2 <Tg or T3 <Tg”, nothing is output. That is, the heating amount determination unit 157 controls the heating amounts by the FC heater 13 and the hot water tank heater 23 so that the two temperatures of the circulation pipe 32 are equal to or higher than the circulation guarantee temperature.

次に、図4を用いて、主制御装置15と副制御装置26との間で通信が不可能な場合の各機能について説明する。なお、以下の説明では、主側通信部151又は副側通信部261から入力される通信監視信号により通信不可であることを認識している場合の、温度判断部153、加熱量判断部157及び予備用温度判断部265の機能を示す。また、上述した主制御装置15及び副制御装置26の機能と重複する部分については説明を省略する。   Next, each function when communication between the main control device 15 and the sub control device 26 is impossible will be described using FIG. 4. In the following description, the temperature determination unit 153, the heating amount determination unit 157, and the heating amount determination unit 157 in the case where it is recognized that communication is impossible by the communication monitoring signal input from the main communication unit 151 or the sub communication unit 261. The function of the preliminary temperature determination unit 265 is shown. Further, the description of the parts overlapping with the functions of the main control device 15 and the sub control device 26 described above will be omitted.

温度判断部153は、管路温度取得部152が保持する2つの管路温度データを取得し、各管路温度データと環境温度閾値とを比較する。そして、少なくとも1つの管路温度データが環境温度閾値以下であれば、凍結防止指示信号をFCヒータ制御部154及びポンプ制御部155に出力する。例えば、取得した管路温度データT2(℃)及びT3(℃)と環境温度閾値Tf(℃)との関係が「T2≦Tf又はT3≦Tf」であれば凍結防止指示信号を出力するが、当該関係が「T2>Tf且つT3>Tf」であれば何も出力しない。   The temperature determination unit 153 acquires the two pipe temperature data held by the pipe temperature acquisition unit 152, and compares each pipe temperature data with the environmental temperature threshold. If at least one pipe temperature data is equal to or lower than the environmental temperature threshold, a freeze prevention instruction signal is output to the FC heater control unit 154 and the pump control unit 155. For example, if the relationship between the acquired pipe temperature data T2 (° C.) and T3 (° C.) and the environmental temperature threshold value Tf (° C.) is “T2 ≦ Tf or T3 ≦ Tf”, the freeze prevention instruction signal is output. If the relationship is “T2> Tf and T3> Tf”, nothing is output.

予備用温度判断部265は、主制御装置15と副制御装置26との間の通信が不能の場合のみ動作する。予備用温度判断部265は、環境温度閾値を予め主記憶部72から読み出し保持しておく。また、予備用温度判断部265は、気温取得部262が保持する環境温度データを取得し、この環境温度データと環境温度閾値とを比較する。そして、環境温度データが環境温度閾値(所定値)以下であれば、温度判断部153が出力するものと同様の凍結防止指示信号を貯湯槽ヒータ制御部263及び循環用三方弁制御部264に出力する。例えば、取得した環境温度データT1(℃)と環境温度閾値Tf(℃)との関係がT1≦Tfであれば凍結防止指示信号を出力するが、当該関係がT1>Tfであれば何も出力しない。   The preliminary temperature determination unit 265 operates only when communication between the main control device 15 and the sub control device 26 is impossible. The preliminary temperature determination unit 265 reads and holds the environmental temperature threshold value from the main storage unit 72 in advance. The preliminary temperature determination unit 265 acquires the environmental temperature data held by the air temperature acquisition unit 262, and compares the environmental temperature data with the environmental temperature threshold. If the environmental temperature data is equal to or lower than the environmental temperature threshold value (predetermined value), a freeze prevention instruction signal similar to that output by the temperature determination unit 153 is output to the hot water tank heater control unit 263 and the circulation three-way valve control unit 264. To do. For example, if the relationship between the acquired environmental temperature data T1 (° C.) and the environmental temperature threshold value Tf (° C.) is T1 ≦ Tf, a freeze prevention instruction signal is output. If the relationship is T1> Tf, nothing is output. do not do.

貯湯槽ヒータ制御部263は、予備用温度判断部265から凍結防止指示信号を受けた場合に貯湯槽ヒータ23における通電を開始させるように制御し、循環管路32内の水を加熱させる。   The hot water tank heater control unit 263 controls to start energization in the hot water tank heater 23 when receiving the freeze prevention instruction signal from the preliminary temperature determination unit 265, and heats the water in the circulation line 32.

循環用三方弁制御部264は、予備用温度判断部265から凍結防止指示信号を受けた場合に、少なくとも貯湯槽ヒータ23により加熱された水が逆方向管路32a及び順方向管路32bからなる循環路を循環する際に順方向管路32bからバイパス管路32cへ流入するように循環用三方弁24を切り替える。   When the circulation three-way valve control unit 264 receives the freeze prevention instruction signal from the preliminary temperature determination unit 265, the water heated by at least the hot water tank heater 23 includes the reverse line 32a and the forward line 32b. When circulating through the circulation path, the circulation three-way valve 24 is switched so as to flow into the bypass pipeline 32c from the forward duct 32b.

加熱量判断部157は、管路温度取得部152が保持する2つの管路温度データを取得して各管路温度データと循環保証温度とを比較する。このとき、少なくとも一つの管路温度データが循環保証温度未満であれば、FCヒータ13の通電を継続させると判断する。一方、すべての管路温度データが循環保証温度以上であれば、FCヒータ13の通電を停止すると判断し、停止信号をFCヒータ制御部154に出力する。例えば、取得した管路温度データT2(℃)及びT3(℃)と循環保証温度Tg(℃)との関係が「T2≧Tg且つT3≧Tg」であれば停止信号を出力するが、当該関係が「T2<Tg又はT3<Tg」であれば何も出力しない。   The heating amount determination unit 157 acquires the two pipe temperature data held by the pipe temperature acquisition unit 152, and compares each pipe temperature data with the circulation guarantee temperature. At this time, if at least one pipe temperature data is less than the circulation guarantee temperature, it is determined that the energization of the FC heater 13 is continued. On the other hand, if all the pipe temperature data are equal to or higher than the circulation guarantee temperature, it is determined that the energization of the FC heater 13 is stopped, and a stop signal is output to the FC heater control unit 154. For example, if the relationship between the acquired pipe temperature data T2 (° C.) and T3 (° C.) and the circulation guarantee temperature Tg (° C.) is “T2 ≧ Tg and T3 ≧ Tg”, a stop signal is output. If “T2 <Tg or T3 <Tg”, nothing is output.

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5を参照しながら説明する。図5は、図1に示すコジェネレーションシステム1の動作を示すシーケンス図である。   Next, operation | movement of the cogeneration system 1 which concerns on this embodiment is demonstrated, referring FIG. FIG. 5 is a sequence diagram showing the operation of the cogeneration system 1 shown in FIG.

まず、副制御装置26の気温取得部262により環境温度が取得され環境温度データとして保持される(ステップS1、温度取得ステップ)。この環境温度データは主制御装置15を構成する温度判断部153により読み出される(ステップS2)。そして、温度判断部153により、取得した環境温度データが環境温度閾値以下か否かが判断される(ステップS3、温度判断ステップ)。   First, the environmental temperature is acquired by the air temperature acquisition unit 262 of the sub-control device 26, and is stored as environmental temperature data (step S1, temperature acquisition step). This environmental temperature data is read by the temperature determination unit 153 constituting the main controller 15 (step S2). And it is judged by the temperature judgment part 153 whether the acquired environmental temperature data is below an environmental temperature threshold value (step S3, temperature judgment step).

ここで、温度判断部153により、環境温度データが環境温度閾値以下であると判断された場合(ステップS3;YES)、主制御装置15側ではFCヒータ制御部154によりFCヒータ13の通電が開始されるとともに(ステップS5、加熱制御ステップ)ポンプ制御部155によりポンプ14が駆動される(ステップS6、循環制御ステップ)。同時に、貯湯槽ヒータ23及び循環用三方弁24の制御を行うために、温度判断部153は凍結防止指示信号を副制御装置26へ送信する(ステップS4)。この信号を受信した副制御装置26では、貯湯槽ヒータ制御部263により貯湯槽ヒータ23の通電が開始される(ステップS7、加熱制御ステップ)。また、循環用三方弁制御部264により、加熱された水が順方向管路32bからバイパス管路32cへ流入するように循環用三方弁24が切り替えられる(ステップS8、流路制御ステップ)。   Here, when the temperature determination unit 153 determines that the environmental temperature data is equal to or lower than the environmental temperature threshold value (step S3; YES), the FC heater control unit 154 starts energization of the FC heater 13 on the main controller 15 side. At the same time (step S5, heating control step), the pump 14 is driven by the pump controller 155 (step S6, circulation control step). At the same time, in order to control the hot water tank heater 23 and the three-way valve 24 for circulation, the temperature determination unit 153 transmits a freeze prevention instruction signal to the sub-control device 26 (step S4). In the sub-control device 26 that has received this signal, the hot water tank heater control unit 263 starts energizing the hot water tank heater 23 (step S7, heating control step). In addition, the circulation three-way valve control unit 264 switches the circulation three-way valve 24 so that the heated water flows from the forward direction pipe 32b to the bypass line 32c (step S8, flow path control step).

その後、主制御装置15の管路温度取得部152により2つの管路温度が取得される(ステップS9、管路温度取得ステップ)。これらの管路温度に基づく制御は、次の2種類がある。一方の制御として、まず、温度差判断部156が循環管路32内の水の流量をどのように設定するかを判断する(ステップS10、循環制御ステップ)。ここで、温度差判断部156が循環管路32内の流量を増大させると判断した場合は(ステップS10;YES)、主制御装置15側ではポンプ制御部155によりポンプ14の回転数が上げられる(ステップS11、循環制御ステップ)。   Thereafter, two pipeline temperatures are acquired by the pipeline temperature acquisition unit 152 of the main controller 15 (step S9, pipeline temperature acquisition step). There are the following two types of control based on these pipe line temperatures. As one control, first, the temperature difference determination unit 156 determines how to set the flow rate of water in the circulation line 32 (step S10, circulation control step). Here, when the temperature difference determination unit 156 determines that the flow rate in the circulation pipe 32 is to be increased (step S10; YES), the rotation speed of the pump 14 is increased by the pump control unit 155 on the main controller 15 side. (Step S11, circulation control step).

他方の制御として、加熱量判断部157は、FCヒータ13及び貯湯槽ヒータ23の加熱量を制御する(ステップS12、加熱制御ステップ)。ここで、加熱量判断部157がこれらのヒータの通電を停止すると判断した場合は(ステップS12;YES)、主制御装置15側ではFCヒータ制御部154によりFCヒータ13の通電が停止される(ステップS14、加熱制御ステップ)。同時に、貯湯槽ヒータ23の制御を行うために、加熱量判断部157は停止信号を副制御装置26へ送信する(ステップS13)。この信号を受信した副制御装置26では、貯湯槽ヒータ制御部263により貯湯槽ヒータ23の通電が停止される(ステップS15、加熱制御ステップ)。   As the other control, the heating amount determination unit 157 controls the heating amount of the FC heater 13 and the hot water tank heater 23 (step S12, heating control step). Here, when the heating amount determination unit 157 determines to stop the energization of these heaters (step S12; YES), the FC heater control unit 154 stops energization of the FC heater 13 on the main controller 15 side ( Step S14, heating control step). At the same time, in order to control the hot water tank heater 23, the heating amount determination unit 157 transmits a stop signal to the sub-control device 26 (step S13). In the sub-control device 26 that has received this signal, the hot water tank heater control unit 263 stops energization of the hot water tank heater 23 (step S15, heating control step).

本実施形態によれば、気温センサ22により計測された環境温度が環境温度閾値以下である場合に、FCヒータ13及び貯湯槽ヒータ23の通電が開始され、循環管路32内の水が加熱される。また、これと併せてポンプ14が駆動され、加熱された水が循環管路32内を循環する。これにより、循環管路32内の水が凍結することを防止することができる。   According to this embodiment, when the environmental temperature measured by the air temperature sensor 22 is equal to or lower than the environmental temperature threshold, energization of the FC heater 13 and the hot water tank heater 23 is started, and the water in the circulation line 32 is heated. The At the same time, the pump 14 is driven, and the heated water circulates in the circulation line 32. Thereby, it can prevent that the water in the circulation line 32 freezes.

また、加熱された水は循環管路32内を流れるので、ヒータを循環管路32全体に設ける必要がない。逆方向管路32aの一部及び順方向管路32bの一部は、燃料電池発電装置10及び貯湯ユニット20から露出し外気に直接触れているために管内の水が凍結するおそれが高いが、この露出部分にも加熱された水が流れるので当該露出部分をヒータで覆う必要がない。そのため、FCヒータ13及び貯湯槽ヒータ23の設置範囲を広げる必要がなくなり、コジェネレーションシステム1全体で消費されるヒータの消費電力を低減することができる。   Further, since the heated water flows in the circulation line 32, it is not necessary to provide a heater in the entire circulation line 32. Although a part of the backward pipe 32a and a part of the forward pipe 32b are exposed from the fuel cell power generation device 10 and the hot water storage unit 20 and are in direct contact with the outside air, the water in the pipe is likely to freeze. Since the heated water also flows through the exposed portion, it is not necessary to cover the exposed portion with a heater. Therefore, it is not necessary to expand the installation range of the FC heater 13 and the hot water tank heater 23, and the power consumption of the heater consumed in the entire cogeneration system 1 can be reduced.

また、本実施形態によれば、管路温度センサ41及び42により順方向管路32bの管路温度が計測され、これら管路温度の差の絶対値が基準値を超えているか否かが判定される。そして、当該絶対値が基準値を超えていれば、加熱された水を当該流量よりも大きい流量で流すようにポンプ14を制御する。そのため、FCヒータ13及び貯湯槽ヒータ23により加熱された水の流量を循環管路32の温度状況に応じて調節することができ、加熱された水を偏りなく循環管路32全体に流動させることが可能となる。   Further, according to the present embodiment, the pipe temperature sensors 41 and 42 measure the pipe temperature of the forward pipe 32b, and it is determined whether or not the absolute value of the difference between the pipe temperatures exceeds the reference value. Is done. If the absolute value exceeds the reference value, the pump 14 is controlled so that the heated water flows at a flow rate larger than the flow rate. Therefore, the flow rate of the water heated by the FC heater 13 and the hot water tank heater 23 can be adjusted according to the temperature condition of the circulation line 32, and the heated water can flow through the circulation line 32 without any bias. Is possible.

また、循環管路32の温度状況に応じて加熱された水の流量を調節することができるので、燃料電池発電装置10と貯湯ユニット20との距離(逆方向管路32a及び32bの長さ)が不定でも動的に凍結防止の制御を行うことができる。   Further, since the flow rate of the heated water can be adjusted according to the temperature condition of the circulation pipe 32, the distance between the fuel cell power generator 10 and the hot water storage unit 20 (the length of the reverse pipes 32a and 32b). Even if it is indefinite, the freeze prevention control can be performed dynamically.

また、本実施形態によれば、管路温度センサ41及び42により計測される管路温度のすべてが循環保証温度以上になるまでFCヒータ13及び貯湯槽ヒータ23が通電される。そして、これら管路温度のすべてが循環保証温度以上になるとFCヒータ13及び貯湯槽ヒータ23の通電が停止される。すなわち、2箇所で計測される管路温度がすべて循環保証温度以上になるようにFCヒータ13及び貯湯槽ヒータ23による加熱量が制御される。そのため、循環管路32内を流れる水の温度を循環保証温度以上に上げることができ、循環管路32の凍結をより確実に防止することができる。また、必要以上にFCヒータ13及び貯湯槽ヒータ23を通電させずに済むので、コジェネレーションシステム1全体で消費されるヒータの消費電力を更に低減することができる。更に、循環管路32の温度状況に応じてFCヒータ13及び貯湯槽ヒータ23の通電を制御することができるので、燃料電池発電装置10と貯湯ユニット20との距離が不定でも動的に凍結防止の制御及び加熱装置の制御を行うことができる。   Further, according to the present embodiment, the FC heater 13 and the hot water tank heater 23 are energized until all of the pipe temperatures measured by the pipe temperature sensors 41 and 42 are equal to or higher than the circulation guarantee temperature. And when all of these pipe line temperatures become more than a circulation guarantee temperature, electricity supply to FC heater 13 and hot water tank heater 23 is stopped. That is, the heating amounts by the FC heater 13 and the hot water tank heater 23 are controlled so that the pipe line temperatures measured at two locations are all equal to or higher than the circulation guarantee temperature. Therefore, the temperature of the water flowing in the circulation line 32 can be raised to the circulation guarantee temperature or more, and the circulation line 32 can be more reliably prevented from freezing. Moreover, since it is not necessary to energize the FC heater 13 and the hot water tank heater 23 more than necessary, the power consumption of the heater consumed in the entire cogeneration system 1 can be further reduced. Furthermore, since the energization of the FC heater 13 and the hot water tank heater 23 can be controlled in accordance with the temperature condition of the circulation pipe 32, the freezing prevention is dynamically prevented even if the distance between the fuel cell power generation device 10 and the hot water storage unit 20 is indefinite. And the heating device can be controlled.

また、本実施形態によれば、ポンプ14により循環管路32内の水が循環させられる際に順方向管路32bからバイパス管路32cを通るように循環用三方弁24が制御される。そのため、FCヒータ13及び貯湯槽ヒータ23により加熱された水は逆方向管路32a、順方向管路32b及びバイパス管路32cの中を循環するのみで貯湯槽21内は通らない。そのため、貯湯槽21内に貯えられた水の成層の崩れ及び水温の低下を防止することができる。   Moreover, according to this embodiment, when the water in the circulation line 32 is circulated by the pump 14, the three-way valve for circulation 24 is controlled so as to pass from the forward line 32b to the bypass line 32c. Therefore, the water heated by the FC heater 13 and the hot water tank heater 23 only circulates in the reverse direction pipe 32a, the forward direction pipe 32b, and the bypass line 32c, and does not pass through the hot water tank 21. Therefore, it is possible to prevent the stratification of the water stored in the hot water tank 21 from falling and the water temperature from decreasing.

また、このように流路が切り替えられることで、FCヒータ13及び貯湯槽ヒータ23により加熱された水が循環する距離が短くなるので、外気に触れる露出部を含む循環管路32内の水を早期に凍結のおそれがない循環保証温度まで加熱することができる。したがって、コジェネレーションシステム1全体で消費されるヒータの消費電力を更に低減することができる。   In addition, since the flow path is switched in this way, the distance in which the water heated by the FC heater 13 and the hot water tank heater 23 circulates is shortened, so that the water in the circulation line 32 including the exposed portion that comes into contact with the outside air is removed. It is possible to heat to a circulation guarantee temperature without fear of freezing at an early stage. Therefore, the power consumption of the heater consumed in the entire cogeneration system 1 can be further reduced.

また、本実施形態によれば、制御手段として主制御装置15及び副制御装置26が設けられ、これらの制御装置が分散してコジェネレーションシステム1を管理している。そのため、どちらか一方の制御装置全体に障害が発生しても、もう一方の制御装置が通信の不能を検知して不完全ながらも燃料電池発電装置10内又は貯湯ユニット20内の各装置を制御することができる。また、主制御装置15と副制御装置26との間の通信にのみ障害が発生した場合も、双方の制御装置が当該障害を検知し、各々において燃料電池発電装置10内又は貯湯ユニット20内の各装置を制御することができる。したがって、コジェネレーションシステム1の管理についての耐障害性を高めることができる。   Further, according to the present embodiment, the main control device 15 and the sub control device 26 are provided as control means, and these control devices are distributed to manage the cogeneration system 1. Therefore, even if a failure occurs in one of the control devices as a whole, the other control device detects the inability to communicate and controls each device in the fuel cell power generation device 10 or the hot water storage unit 20 incompletely. can do. Also, when a failure occurs only in communication between the main control device 15 and the sub-control device 26, both control devices detect the failure, and in each of the fuel cell power generation device 10 or the hot water storage unit 20 Each device can be controlled. Therefore, it is possible to improve fault tolerance regarding the management of the cogeneration system 1.

以上、本発明をその実施形態に基づいて詳細に説明した。しかし、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で以下のような様々な変形が可能である。   The present invention has been described in detail based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiment. The present invention can be modified in various ways as described below without departing from the scope of the invention.

上記実施形態では、管路温度センサ41及び42で計測された管路温度の差に基づいてポンプ14を駆動制御することで、循環管路32内の水の流量を制御したが、この制御を行わなくてもよい。   In the above embodiment, the flow rate of water in the circulation line 32 is controlled by controlling the pump 14 based on the difference in the pipe temperature measured by the pipe temperature sensors 41 and 42. It does not have to be done.

また、上記実施形態では、気温センサ22を貯湯ユニット20の筐体の内側に設け、当該筐体のうち気温センサ22が取り付けられている部分に図示しない開口部を形成したが、温度センサの設置形態はこれに限定されない。例えば、当該開口部を設けずに貯湯ユニット20内の環境温度を計測してもよいし、貯湯ユニット20の外部に気温センサを設けてもよいし、燃料電池発電装置10側に設けてもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the temperature sensor 22 was provided inside the housing | casing of the hot water storage unit 20, the opening part which is not shown in figure was formed in the part to which the air temperature sensor 22 is attached among the said housing | casing, The form is not limited to this. For example, the ambient temperature in the hot water storage unit 20 may be measured without providing the opening, or an air temperature sensor may be provided outside the hot water storage unit 20, or may be provided on the fuel cell power generation device 10 side. .

また、ヒータの設置場所及び設置個数も上記実施形態に限定されない。例えば、燃料電池発電装置10内又は貯湯ユニット20内のどちらか一方にのみ設けてもよいし、ヒータを管路ではなく貯湯槽21や熱交換器12等に設けてもよい。要するに、コジェネレーションシステム1内にある水の流通経路上にヒータが設けられていればよい。   Further, the installation location and the number of installation of the heater are not limited to the above embodiment. For example, it may be provided only in one of the fuel cell power generation apparatus 10 and the hot water storage unit 20, or the heater may be provided in the hot water storage tank 21, the heat exchanger 12 and the like instead of the pipe line. In short, it suffices if a heater is provided on the water flow path in the cogeneration system 1.

管路温度を計測する温度センサの設置場所も上記実施形態に限定されず、例えば燃料電池発電装置10内又は貯湯ユニット20内に設けてもよい。また、温度センサの検出端を管路内に露出させるように設け、この温度センサが管路の温度ではなく管路内の水の温度を計測するようにしてもよい。管路内の水の温度を計測するように温度センサを設けた場合、上述した循環管路32内の水の流量制御、及び、上述のヒータ通電継続・停止制御は、計測された管路内の水の温度に基づいて同様に行われる。更に、管路に設けられる温度センサの設置個数も限定されない。   The installation location of the temperature sensor for measuring the pipe temperature is not limited to the above embodiment, and may be provided in the fuel cell power generation apparatus 10 or the hot water storage unit 20, for example. Further, the temperature sensor may be provided so that the detection end of the temperature sensor is exposed in the pipeline, and the temperature sensor may measure the temperature of water in the pipeline instead of the temperature of the pipeline. When a temperature sensor is provided to measure the temperature of water in the pipeline, the flow rate control of the water in the circulation pipeline 32 and the heater energization continuation / stop control described above are performed in the measured pipeline. The same is done based on the temperature of the water. Further, the number of temperature sensors provided in the pipeline is not limited.

また、上記実施形態では、制御手段として主制御装置15及び副制御装置26を設けたが、制御手段の実装形態はこれに限定されず、例えば、制御手段を複数の制御装置に分散させずに一つの制御装置に上記機能のすべてを実装させてもよい。   In the above embodiment, the main control device 15 and the sub control device 26 are provided as control means. However, the control means is not limited to this, and for example, the control means is not distributed to a plurality of control devices. All of the above functions may be implemented in one control device.

また、上記実施形態では、2つの管路温度の差の絶対値が基準値を超えている場合に、ポンプ14の回転数をΔR(rpm)だけ増やすことで循環管路32内の水の流量を増大させたが、管路内の水の流量の制御はこれに限定されない。例えば、ポンプ14の回転数の増分を多段階設け、2つの管路温度の差の大小に応じて増分を変更してもよい。一例として、ポンプ14の回転数の増分としてΔRa(rpm)、ΔRb(rpm)を設け(ここで、ΔRa<ΔRbとする)、2つの管路温度の差が非常に大きい場合にはポンプ14の回転数をΔRbだけ増やし、2つの管路温度の差がそれほど大きくない場合には当該回転数をΔRaだけ増やすようにしてもよい。また、上記実施形態では、2つの管路温度の差の絶対値が基準値以内の場合には何も行わなかったが、例えば、ポンプ14の回転数をΔRc(rpm)だけ減らすことで循環管路32内の水の流量を減少させてもよい。   In the above embodiment, when the absolute value of the difference between the two pipe temperatures exceeds the reference value, the flow rate of water in the circulation pipe 32 is increased by increasing the rotation speed of the pump 14 by ΔR (rpm). However, the control of the flow rate of water in the pipe line is not limited to this. For example, the number of rotations of the pump 14 may be increased in multiple stages, and the increase may be changed according to the difference between the two pipe temperatures. As an example, ΔRa (rpm) and ΔRb (rpm) are provided as increments of the rotational speed of the pump 14 (here, ΔRa <ΔRb). When the difference between the two pipe temperatures is very large, the pump 14 If the rotational speed is increased by ΔRb and the difference between the two pipe temperatures is not so large, the rotational speed may be increased by ΔRa. In the above embodiment, nothing is performed when the absolute value of the difference between the two pipe temperatures is within the reference value. For example, the circulation pipe is reduced by reducing the rotation speed of the pump 14 by ΔRc (rpm). The flow rate of water in the path 32 may be decreased.

また、上記実施形態では、加熱量判断部157において、すべての管路温度データが循環保証温度以上であればFCヒータ13及び貯湯槽ヒータ23の通電を停止すると判断したが、すべての管路温度が所定値以上の場合の制御はこれに限定されない。例えば、すべての管路温度が所定値以上の場合にはヒータの通電電力を減少させたり間欠運転させたりしてもよい。   In the above embodiment, the heating amount determination unit 157 determines that the energization of the FC heater 13 and the hot water tank heater 23 is stopped if all the pipe temperature data are equal to or higher than the circulation guarantee temperature. Control in the case where is greater than or equal to a predetermined value is not limited to this. For example, when all the pipe temperatures are equal to or higher than a predetermined value, the energization power of the heater may be decreased or intermittent operation may be performed.

また、上記実施形態では、電力及び熱を生成するために燃料電池発電装置10を用いたが、発電装置の構成はこれに限定されない。例えば、内燃機関(例えばガスエンジン)と当該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により電力及び熱を生成させてもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the fuel cell power generation device 10 was used in order to generate | occur | produce electric power and heat, the structure of a power generation device is not limited to this. For example, electric power and heat may be generated by a combination of an internal combustion engine (for example, a gas engine) and a power generation device driven by the internal combustion engine, or a combination of an external combustion engine and a power generation device.

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. 図1に示す制御手段のハードウェア構成を示す図であり、(a)は主制御装置に関するもの、(b)は副制御装置に関するものである。It is a figure which shows the hardware constitutions of the control means shown in FIG. 1, (a) is related with a main control apparatus, (b) is related with a sub-control apparatus. 図1に示す主制御装置及び副制御装置の機能構成を示す図である。It is a figure which shows the function structure of the main controller shown in FIG. 1, and a sub controller. 図1に示す主制御装置及び副制御装置の機能構成を示す図である。It is a figure which shows the function structure of the main controller shown in FIG. 1, and a sub controller. 図1に示すコジェネレーションシステムの動作を示すシーケンス図である。It is a sequence diagram which shows operation | movement of the cogeneration system shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1…コジェネレーションシステム、10…燃料電池発電装置、13…FCヒータ(ヒータ)、14…ポンプ、21…貯湯槽、22…気温センサ(温度センサ)、23…貯湯槽ヒータ(ヒータ)、24…循環用三方弁(切替弁)、32…循環管路(管路)、32a…逆方向管路、32b…順方向管路、32c…バイパス管路、41…管路温度センサ(第1の温度センサ)、42…管路温度センサ(第2の温度センサ)、152…管路温度取得部(管路温度取得手段)、153…温度判断部(温度判断手段)、154…FCヒータ制御部(加熱制御手段)、155…ポンプ制御部(循環制御手段)、156…温度差判断部(循環制御手段)、157…加熱量判断部(加熱制御手段)、262…気温取得部(温度取得手段)、263…貯湯槽ヒータ制御部(加熱制御手段)、264…循環用三方弁制御部(流路制御手段)。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cogeneration system, 10 ... Fuel cell power generation device, 13 ... FC heater (heater), 14 ... Pump, 21 ... Hot water storage tank, 22 ... Temperature sensor (temperature sensor), 23 ... Hot water tank heater (heater), 24 ... Three-way valve for circulation (switching valve), 32 ... circulation pipe (pipe), 32a ... reverse pipe, 32b ... forward pipe, 32c ... bypass, 41 ... pipe temperature sensor (first temperature) Sensor), 42 ... Pipe temperature sensor (second temperature sensor), 152 ... Pipe temperature acquisition part (pipe temperature acquisition means), 153 ... Temperature judgment part (temperature judgment means), 154 ... FC heater control part ( (Heating control means), 155 ... pump control section (circulation control means), 156 ... temperature difference judgment section (circulation control means), 157 ... heating amount judgment section (heating control means), 262 ... temperature acquisition section (temperature acquisition means) 263 ... Hot water tank heater Control unit (heating control means), a three-way valve control unit for 264 ... circulation (flow path control means).

Claims (8)

電力及び熱を生成する発電装置と、水を貯える貯湯槽と、前記発電装置から前記貯湯槽までの間で循環路を形成するように設けられ、前記発電装置において生成された熱が吸収された水を前記貯湯槽内に送るための管路とを備えるコジェネレーションシステムにおける管路凍結防止方法であって、
前記発電装置及び前記貯湯槽の少なくとも一方に設けられた温度センサにより環境温度を取得する温度取得ステップと、
前記温度取得ステップにおいて取得された環境温度が所定値以下であるか否かを判断する温度判断ステップと、
前記温度判断ステップにおいて前記環境温度が所定値以下であると判断された場合に、前記管路内の水をヒータにより加熱する加熱制御ステップと、
前記温度判断ステップにおいて前記環境温度が所定値以下であると判断された場合に、前記管路の途中に設けられたポンプにより前記管路内の水を循環させる循環制御ステップとを備えることを特徴とする管路凍結防止方法。
A power generation device that generates electric power and heat, a hot water storage tank that stores water, and a circulation path are formed between the power generation device and the hot water storage tank, and heat generated in the power generation device is absorbed. A pipe freezing prevention method in a cogeneration system comprising a pipe for sending water into the hot water tank,
A temperature acquisition step of acquiring an environmental temperature by a temperature sensor provided in at least one of the power generator and the hot water storage tank;
A temperature determination step of determining whether or not the environmental temperature acquired in the temperature acquisition step is a predetermined value or less;
A heating control step of heating water in the pipe line by a heater when the environmental temperature is determined to be equal to or lower than a predetermined value in the temperature determination step;
A circulation control step for circulating water in the pipe line by a pump provided in the middle of the pipe line when the environmental temperature is determined to be equal to or lower than a predetermined value in the temperature judging step. Pipe freeze prevention method.
前記管路の異なる部位に設けられた第1及び第2の温度センサにより前記管路の2つの温度を取得する管路温度取得ステップを更に備え、
前記循環制御ステップにおいては、前記管路温度取得ステップにおいて取得された前記2つの温度の差が所定値以下となるように前記管路内の水の流量を制御することを特徴とする請求項1に記載の管路凍結防止方法。
A pipeline temperature acquisition step of acquiring two temperatures of the pipeline by first and second temperature sensors provided in different parts of the pipeline;
2. The flow rate of water in the pipeline is controlled in the circulation control step so that a difference between the two temperatures acquired in the pipeline temperature acquisition step is equal to or less than a predetermined value. 2. Method for preventing pipe freezing as described in 1.
前記加熱制御ステップでは、前記2つの温度が所定値以上となるように前記ヒータによる加熱量を制御することを特徴とする請求項2に記載の管路凍結防止方法。   The pipe freezing prevention method according to claim 2, wherein, in the heating control step, a heating amount by the heater is controlled so that the two temperatures are equal to or higher than a predetermined value. 前記管路は、前記熱が吸収された水を前記貯湯槽に送る順方向管路と、該水を前記発電装置へ戻す逆方向管路と、前記順方向管路と前記逆方向管路とに接続されて、前記順方向管路に送られた水が前記貯湯槽をバイパスして前記逆方向管路へ流入するように設けられたバイパス管路と、前記順方向管路と前記バイパス管路との間に設けられた切替弁とを有し、
前記温度判断ステップにおいて前記環境温度が所定値以下であると判断された場合に、前記ヒータにより加熱された水が前記順方向管路から前記バイパス管路へ流入するように前記切替弁を制御する流路制御ステップを更に備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の管路凍結防止方法。
The pipe includes a forward pipe that sends the heat-absorbed water to the hot water storage tank, a reverse pipe that returns the water to the power generator, the forward pipe, and the reverse pipe. A bypass pipe provided so that water sent to the forward pipe bypasses the hot water tank and flows into the reverse pipe, and the forward pipe and the bypass pipe. A switching valve provided between the road and
The switching valve is controlled so that water heated by the heater flows from the forward duct into the bypass duct when the environmental temperature is judged to be equal to or lower than a predetermined value in the temperature judging step. The conduit freezing prevention method according to any one of claims 1 to 3, further comprising a flow path control step.
電力及び熱を生成する発電装置と、水を貯える貯湯槽と、前記発電装置から前記貯湯槽までの間で循環路を形成するように設けられ、前記発電装置において生成された熱が吸収された水を前記貯湯槽内に送るための管路とを備えるコジェネレーションシステムであって、
前記発電装置及び前記貯湯槽の少なくとも一方に設けられた温度センサにより環境温度を取得する温度取得手段と、
前記温度取得手段により取得された環境温度が所定値以下であるか否かを判断する温度判断手段と、
前記温度判断手段により前記環境温度が所定値以下であると判断された場合に、前記管路内の水をヒータにより加熱する加熱制御手段と、
前記温度判断手段により前記環境温度が所定値以下であると判断された場合に、前記管路の途中に設けられたポンプにより前記管路内の水を循環させる循環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。
A power generation device that generates electric power and heat, a hot water storage tank that stores water, and a circulation path are formed between the power generation device and the hot water storage tank, and heat generated in the power generation device is absorbed. A cogeneration system comprising a conduit for sending water into the hot water tank,
Temperature acquisition means for acquiring an environmental temperature by a temperature sensor provided in at least one of the power generation device and the hot water storage tank;
Temperature determination means for determining whether or not the environmental temperature acquired by the temperature acquisition means is a predetermined value or less;
A heating control means for heating the water in the pipe line by a heater when the temperature judgment means judges that the environmental temperature is not more than a predetermined value;
And a circulation control means for circulating water in the pipe line by a pump provided in the middle of the pipe line when the environmental temperature is judged to be not more than a predetermined value by the temperature judging means. Cogeneration system.
前記管路の異なる部位に設けられた第1及び第2の温度センサにより前記管路の2つの温度を取得する管路温度取得手段を更に備え、
前記循環制御手段は、前記管路温度取得手段により取得された前記2つの温度の差が所定値以下となるように前記管路内の水の流量を制御することを特徴とする請求項5に記載のコジェネレーションシステム。
Pipe temperature acquisition means for acquiring two temperatures of the pipe by means of first and second temperature sensors provided in different parts of the pipe;
The said circulation control means controls the flow volume of the water in the said pipe | tube so that the difference of these two temperature acquired by the said pipe line temperature acquisition means may be below a predetermined value. The described cogeneration system.
前記加熱制御手段は、前記2つの温度が所定値以上となるように前記ヒータによる加熱量を制御することを特徴とする請求項6に記載のコジェネレーションシステム。   The cogeneration system according to claim 6, wherein the heating control unit controls a heating amount by the heater so that the two temperatures are equal to or higher than a predetermined value. 前記管路は、前記熱が吸収された水を前記貯湯槽に送る順方向管路と、該水を前記発電装置へ戻す逆方向管路と、前記順方向管路と前記逆方向管路とに接続されて、前記順方向管路に送られた水が前記貯湯槽をバイパスして前記逆方向管路へ流入するように設けられたバイパス管路と、前記順方向管路と前記バイパス管路との間に設けられた切替弁とを有し、
前記温度判断手段により前記環境温度が所定値以下であると判断された場合に、前記ヒータにより加熱された水が前記順方向管路ではなく前記バイパス管路へ流入するように前記切替弁を制御する流路制御手段を更に備えることを特徴とする請求項5〜7のいずれか一項に記載のコジェネレーションシステム。
The pipe includes a forward pipe that sends the heat-absorbed water to the hot water storage tank, a reverse pipe that returns the water to the power generator, the forward pipe, and the reverse pipe. A bypass pipe provided so that water sent to the forward pipe bypasses the hot water tank and flows into the reverse pipe, and the forward pipe and the bypass pipe. A switching valve provided between the road and
The switching valve is controlled so that water heated by the heater flows into the bypass pipe instead of the forward pipe when the temperature judgment means judges that the environmental temperature is equal to or lower than a predetermined value. The cogeneration system according to any one of claims 5 to 7, further comprising a flow path control means.
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