JP2008051462A - 空調・発電システムおよび空調・発電システムの制御方法 - Google Patents

空調・発電システムおよび空調・発電システムの制御方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2008051462A
JP2008051462A JP2006230574A JP2006230574A JP2008051462A JP 2008051462 A JP2008051462 A JP 2008051462A JP 2006230574 A JP2006230574 A JP 2006230574A JP 2006230574 A JP2006230574 A JP 2006230574A JP 2008051462 A JP2008051462 A JP 2008051462A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas engine
generator
power generation
compressor
control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2006230574A
Other languages
English (en)
Inventor
Naoki Sakamoto
直樹 坂本
Hiroshi Kanai
弘 金井
Yoshihito Mizuno
善仁 水野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP2006230574A priority Critical patent/JP2008051462A/ja
Priority to CN2007100965601A priority patent/CN101135512B/zh
Priority to KR1020070049075A priority patent/KR20080021483A/ko
Priority to EP07014712A priority patent/EP1895248A2/en
Publication of JP2008051462A publication Critical patent/JP2008051462A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B27/00Machines, plants or systems, using particular sources of energy
    • F25B27/02Machines, plants or systems, using particular sources of energy using waste heat, e.g. from internal-combustion engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B13/00Compression machines, plants or systems, with reversible cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2313/00Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
    • F25B2313/023Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for using multiple indoor units
    • F25B2313/0233Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for using multiple indoor units in parallel arrangements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2313/00Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
    • F25B2313/027Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for characterised by the reversing means
    • F25B2313/02741Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for characterised by the reversing means using one four-way valve
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2327/00Refrigeration system using an engine for driving a compressor
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/27Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
    • Y02A30/274Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies using waste energy, e.g. from internal combustion engine
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/14Combined heat and power generation [CHP]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Abstract

【課題】各運転モードにおいて要求されるNOx排出濃度あるいはNOx排出量となるように制御する。
【解決手段】ガスエンジン10と、室外熱交換器、減圧装置、室内熱交換器およびガスエンジン10に電磁クラッチ14を介して接続された圧縮機12を有した空気調和装置と、ガスエンジン10により駆動されるとともに、圧縮機を電磁クラッチ14によりガスエンジン10から切り離した場合の当該ガスエンジン10の駆動能力に対応する発電能力を有する発電機11と、発電機11に接続され、商用系統に電気出力を行う系統連系インバータ33と、ガスエンジンの廃熱を利用する排ガス熱交換器29と、ガスエンジン10の駆動制御を行う駆動モードとして、圧縮機12および発電機11を駆動するためのガスエンジンとして制御する第1制御モードおよび発電機11を駆動するためのガスエンジンとして制御する第2制御モードを備えた室外側コントローラ39と、を備える。
【選択図】図1

Description

本発明は、空調・発電システムおよび空調・発電システムの制御方法に係り、特に給湯などの廃熱利用を行い、さらにガスエンジンによって圧縮機および発電機を駆動して空調および発電を同時に行い、あるいは、発電のみを行うことが可能な空調・発電システムおよび空調・発電システムの制御方法に関する。
従来のエンジン駆動式空気調和装置では、冷媒を圧縮する圧縮機をガスエンジンなどのエンジンで駆動し、空調運転を行わせている。近年、このガスエンジンに発電機を連結し、この発電機で発電された電力を、例えば室外熱交換器への送風を行う送風機或いはエンジンを冷却する冷却水ポンプなどの負荷装置に供給し、電力供給レスの空調機の実現が模索されている(例えば、特許文献1参照)。
特開平5−231745号公報
ところで、上記従来の構成は、空調を行う際に高効率で発電を行い、得られた発電電力を用いて外部からの商用電源の使用電力量を抑制して、所定の使用電力量未満とすることを目的としており、空調を行わない状態においては、ガスエンジンを停止させて、発電は行わないのが一般的であった。
そこで、本発明の目的は、空調時および非空調時のいずれにおいても、発電を行って効率的な系統連系を行うことができるとともに、運転モードに拘わらず、各運転モードにおいて要求されるNOx排出濃度あるいはNOx排出量となるように制御することが可能な空調・発電システムおよび制御方法を提供することにある。
上記課題を解決するため、ガスエンジンと、室外熱交換器、減圧装置、室内熱交換器および前記ガスエンジンにクラッチを介して接続された圧縮機を有した空気調和装置と、前記ガスエンジンにより駆動されるとともに、前記圧縮機を前記クラッチにより前記ガスエンジンから切り離した場合の当該ガスエンジンの駆動能力に対応する発電能力を有する発電機と、前記発電機に接続され、商用系統に電気出力を行う系統連系インバータと、前記ガスエンジンの廃熱を利用する廃熱利用部と、前記ガスエンジンの駆動制御を行う駆動モードとして、前記圧縮機および前記発電機のうち前記圧縮機および前記発電機を駆動するためのガスエンジンとして制御する第1制御モードおよび前記発電機を駆動するためのガスエンジンとして制御する第2制御モードを備えたエンジン制御部と、を備えたことを特徴としている。
上記構成によれば、エンジン制御部は、ガスエンジンの駆動制御を行う駆動モードとして、圧縮機および発電機のうち圧縮機および発電機を駆動するためのガスエンジンとして制御する第1制御モードおよび発電機を駆動するためのガスエンジンとして制御する第2制御モードを備えているので、いずれの制御モードにおいても最適な制御がなされる。
この場合において、前記エンジン制御部は、前記ガスエンジンの排ガス中のNOx排出濃度あるいはNOx排出量を各制御モードに応じて制御するようにしてもよい。
また、前記エンジン制御部は、前記第1制御モードにおいては、空調負荷に対応したJIS B8627に規定されるNOx12モード値が所定のNOx排出濃度未満となるように制御を行うようにしてもよい。
また、前記エンジン制御部は、前記第2制御モードにおいては、NOx排出濃度の最大値がガスエンジンコージェネレーションシステムとして所定のNOx最大排出濃度以下となるように制御を行うようにしてもよい。
また、ガスエンジンと、室外熱交換器、減圧装置、室内熱交換器および前記ガスエンジンにクラッチを介して接続された圧縮機を有した空気調和装置と、前記ガスエンジンにより駆動されるとともに、前記圧縮機を前記クラッチにより前記ガスエンジンから切り離した場合の当該ガスエンジンの駆動能力に対応する発電能力を有する発電機と、前記発電機に接続され、商用系統に電気出力を行う系統連系インバータと、前記ガスエンジンの廃熱を利用する廃熱利用部と、を備えた空調・発電システムの制御方法において、現在の駆動モードを判別する駆動モード判別過程と、前記現在の駆動モードが前記ガスエンジンを前記圧縮機および前記発電機のうち前記圧縮機および前記発電機を駆動するためのガスエンジンとして制御する第1制御モードである場合に空調負荷に対応したJIS B8627に規定されるNOx12モード値が所定のNOx排出濃度未満となるように制御を行うとともに、前記現在の駆動モードが前記ガスエンジンを前記圧縮機および前記発電機のうち前記発電機のみを駆動するためのガスエンジンとして制御する第2制御モードである場合にNOx排出濃度の最大値がガスエンジンコージェネレーションシステムとして所定のNOx最大排出濃度以下となるように制御を行うNOx排出濃度制御過程と、を備えたことを特徴としている。
本発明によれば、ガスエンジンの駆動制御を行う駆動モードとして、圧縮機および前記発電機のうち圧縮機および前記発電機を駆動するためのガスエンジンとして制御する第1制御モードおよび発電機を駆動するためのガスエンジンとして制御する第2制御モードを備えるので、いずれの制御モードにおいても要求されるNOx排出濃度あるいはNOx排出量を制御することが可能となる。
本発明の実施の形態について図を参照しながら以下に説明する。
図1は、ガスエンジン駆動式の空調・発電システムの説明図である。
空調・発電システム1は、室外ユニット2と複数の室内ユニット3a〜3cとを有し、これらを液管4aおよびガス管4bからなるユニット間配管4で接続して構成されている。室外ユニット2には、ガスエンジン10と、このガスエンジン10の駆動力により発電を行う発電機11と、ガスエンジン10の駆動力により冷媒を圧縮する圧縮機12とが収容されている。
ガスエンジン10は、燃料調整弁7を経て供給されるガスなどの燃料と、スロットル弁8を経て供給される空気との混合気を燃焼させて駆動力を発生する。
発電機11は、圧縮機12を後述する電磁クラッチ14によりガスエンジン10から切り離した場合の当該ガスエンジン10の駆動能力に対応する発電能力を有しており、空調を行わない場合に発電システムとして十分な電力を供給できるようにされている。
圧縮機12は、ガスエンジン10に対し、電磁クラッチ14を介して接続されている。圧縮機12の吐出管12cは、プレート式熱交換器31、四方弁15、室外熱交換器17の順に接続され、この室外熱交換器17には、液管4aを介して、各室内ユニット3の膨張弁19a〜19c、室内熱交換器21a〜21bが接続され、室内熱交換器21a〜21bには、ガス管4bを介して、四方弁15が接続され、この四方弁15には、圧縮機12が接続されている。また、この圧縮機12の吐出管12cおよび吸込管12dが、バイパス管18で接続され、このバイパス管18に、アンロード用のバイパス弁20が接続されている。
ちなみに、圧縮機12が駆動されると、四方弁15の切り替え状態が暖房側であれば、実線の矢印で示すように、圧縮機12、四方弁15、室内熱交換器21a〜21b、膨張弁19a〜19c、室外熱交換器17の順に冷媒が循環し、室内熱交換器21a〜21bでの冷媒凝縮熱により室内が暖房される。
また、四方弁15が冷房側であれば、破線の矢印で示すように、圧縮機12a、四方弁15、室外熱交換器17、膨張弁19a〜19c、室内熱交換器21a〜21bの順に冷媒が循環し、この室内熱交換器21a〜21bでの冷媒蒸発熱により室内が冷房される。
つぎに、ガスエンジン10の冷却装置について説明する。
このガスエンジン10は水冷式であり、このガスエンジン10のウォータージャケットを循環した冷却水は、第1の三方弁22、逆潮流ヒータ23および第2の三方弁24を経て、ラジエター25に供給される。このラジエター25は、室外熱交換器17と併設されており、これらは同一の送風機26により送られる空気によって空冷され、このラジエター25を経た冷却水は、冷却水ポンプ27、排ガス熱交換器29の順に流れて、ガスエンジン10のウォータージャケットに戻される。
排ガス熱交換器29には、ガスエンジン10の排気ガスが通され、この排気ガスは、排気トップ30を経て、室外ユニット2の外に排出される。
上述した第1の三方弁22は冷却水温度で自動的に切り替えられる。すなわち、冷却水温度が所定温度よりも低い場合、ガスエンジン10のウォータージャケットからの冷却水を、ラジエター25をバイパスし、直接、冷却水ポンプ27、排ガス熱交換器29の順に導いて、上記ウォータージャケットに戻す。
第2の三方弁24は、例えば暖房運転時に切り替えられ、この場合、冷却水はラジエター25をバイパスし、プレート式熱交換器31を経て、冷却水ポンプ27、排ガス熱交換器29の順に流れ、ウォータージャケットに戻される。
つぎに、発電機11による発電系統について説明する。
この発電機11には、系統連系インバータ33が接続され、この系統連系インバータ33は、発電機11からの三相交流電力を、AC/DCコンバータを介して、直流電力に変換した後、200Vの三相交流の電力に変換して、商用系統35に出力する。この商用系統35は、商用電源36と、ブレーカ37と、需要家負荷38とを含み、系統連系インバータ33は、ブレーカ37と、需要家負荷38との間に接続されている。
また、この系統連系インバータ33は、上述した逆潮流ヒータ23に適宜電力を供給すると共に、室外ユニット2の室外側コントローラ39に、通信線40を介して通信可能に接続されている。そして、この室外側コントローラ39は、商用系統35から電源線41を介して動作電源を得ると共に、通信線42を介して各室内ユニット3の室内側コントローラに通信可能に接続されている。
この系統連系インバータ33には、商用電源36およびブレーカ37の間に設置された電力検出器43が接続されている。この電力検出器43は、商用系統35に供給される電力値をリアルタイムに取得し、この取得した電力値データが、系統連系インバータ33に入力され、通信線40を介して室外側コントローラ39に送られる。
また、系統連系インバータ33は、発電機11の発電量を制御する機能を有し、必要に応じ、発電量を減少または増大させる。
本実施形態の構成において、例えば、室内ユニット3側の空調要求が増大して圧縮機12の負荷が増大した場合、商用系統35の需要家負荷38の増大に応じて発電要求が増大した場合並びに圧縮機12の負荷および発電機11に対する発電要求が増大した場合等にはガスエンジン10の負荷が増大する。
ここで、需要家負荷38は、電力検出器43、系統連系インバータ33および室外側コントローラ39により常時監視されている。
本実施形態では、商用系統の契約電力に応じた発電出力増大指示(電力削減指示)を出力するデマンドコントローラ51が設置されている。
デマンドコントローラ51は、例えばレベル0〜レベル3までの4段階の発電出力増大指示(電力削減指示)を出力し、出力がレベル0であれば、電力使用量が契約電力までにかなりの余裕があり、レベル3に向けて徐々に危険度が増し、レベル3では、契約電力に接近したことを示す。このデマンドコントローラ51は、電力削減指示を、室外側コントローラ39に出力し、この室外側コントローラ39が、電力削減指示のレベルに応じて、系統連系インバータ33に発電出力増大を許可する。
さて、本実施形態では、ガスエンジン10の駆動モードとして、ガスエンジン10を圧縮機12および発電機11のうち圧縮機12および発電機11をガスエンジン10で駆動して、空調・発電システム1をいわゆるガスヒートポンプ(GHP)式空気調和装置を備えたコージェネレーションシステムとして機能させる第1制御モードと、圧縮機12および発電機11のうち発電機11だけをガスエンジン10で駆動して、空調・発電システム1を単なるコージェネレーションシステムとして機能させる第2制御モードと、を備えている。
この場合において、空調・発電システム1をいわゆるガスヒートポンプ(GHP)式空気調和装置を備えたコージェネレーションシステムとして機能させる第1制御モードにおいては、JIS B8627に規定されるNOx12モード値が発電機11の発電電力に対応した所定のNOx排出濃度未満となるように制御を行う必要がある。
ここで、NOx12モード値について、説明する。
NOx12モード値は、標準的な運転をした場合に、供試機(試験を行うガスヒートポンプ)が排出する燃焼ガス中のNOxの年間平均濃度のことであり、供試機の能力試験の結果と、冷房運転、暖房運転各6点、合計12点のNOx濃度測定試験の結果を用いた年間運転シミュレーションにより算出されている。なお、運転シミュレーションとは、一定の試験条件による試験結果から、一定の仮定に基づいて、ある外気温度における供試機の運転状態(エンジン回転数、冷房能力、暖房能力、ガス消費量、NOx濃度など)を求める計算のことである。
また、空調・発電システム1を単なるコージェネレーションシステムとして機能させる第2制御モードにおいては、NOx排出濃度の最大値が所定のNOx最大排出濃度以下となるように制御を行う必要がある。
ここで、NOx排出濃度について説明する。
図2は、NOx排出濃度と発電機の出力との関係を説明する図である。
空調・発電システム1を単なるコージェネレーションシステムとして機能させる第2制御モードの場合には、図2に示すように、発電機11の出力に拘わらず、NOx排出濃度の最大値を所定のNOx最大排出濃度(図中、コージェネレーション基準値Rとして示す。)以下にする必要がある。
一方、空調・発電システム1をいわゆるガスヒートポンプ(GHP)式空気調和装置を備えたコージェネレーションシステムとして機能させる第1制御モードにおいては、図2に示すように、運転シミュレーションに基づいて発電機11の出力に応じた所定のNOx最大排出濃度(=NOx12モード値)以下にする必要がある。図2に示すように本第1制御モードにおいては、発電機11の出力が大きくなった場合には、第2制御モードの場合よりも同一の発電機11の出力でNOx排出濃度が大きくなっても許容されているのがわかる。なお、本第1制御モードにおいても、発電機11の出力に完全に比例させてNOx排出濃度を制御する必要はなく、発電機11の出力が所定出力未満である場合には、NOx排出濃度を制御する必要はない。
次にNOx排出濃度の制御について説明する。
図3は、NOx排出濃度の制御説明図である。
NOx排出濃度を制御するためには、ガスエンジン10における点火タイミング、燃料調整弁7の開度およびスロットル弁8の開度を調整する必要がある。
すなわち、エンジン回転数を一定の状態で、点火タイミングを遅くした場合には、図3に示すように、発電機111の出力は低下するが、NOx排出濃度は低くなる。また、エンジン回転数を一定の状態で、点火タイミングを早くした場合には、図3に示すように、発電機11の出力は増加するが、NOx排出濃度も高くなる。
また、燃料調整弁7の開度を調整し、同一の空気量(同一のスロットル弁8の開度)に対して燃料の供給を増加した場合には、NOx排出濃度が高くなり、燃料の供給を減少させた場合には、NOx排出濃度は低くなる。
また、スロットル弁8の開度を調整し、同一の燃料量(同一の燃料調整弁7の開度)に対して空気の供給を増加した場合には、NOx排出濃度が低くなり、空気の供給を減少させた場合には、NOx排出濃度は高くなる。
これらの結果、NOx排出濃度の等濃度線Lを引くと、図3に斜線で示すようになる。
したがって、室外側コントローラ39は、デマンドコントローラ51の出力などに基づいて要求される発電機11の出力に応じて、点火タイミングを調整するとともに、燃料調整弁7およびスロットル弁8の開度を制御して駆動モードに応じてNOx排出濃度を一定値あるいはNOx12モード値に制御することとなる。
次に動作モード切替の制御について説明する。
図4は、動作モード切替の制御フローチャートである。
まず、室外側コントローラ39は、現在の動作モードが空調・発電システム1をいわゆるガスヒートポンプ(GHP)式空気調和装置を備えたコージェネレーションシステムとして機能させる第1制御モードであるか否かを判別する(ステップS1)。
ステップS1の判別において、現在の動作モードが第1制御モードである場合には(ステップS1;Yes)、室外側コントローラ39は、空調・発電システム1を単なるコージェネレーションシステムとして機能させる第2制御モードに移行させる指示がなされたか否かを判別する(ステップS2)。
ステップS2の判別において、空調・発電システム1を単なるコージェネレーションシステムとして機能させる第2制御モードに移行させる指示がなされた場合には(ステップS2;Yes)、室外側コントローラ39は、電磁クラッチ14を圧縮機12から切り離し(ステップS3)、発電機11の出力に拘わらず、NOx排出濃度の最大値を所定のNOx最大排出濃度以下となるように、ガスエンジン10における点火タイミング、燃料調整弁7の開度およびスロットル弁8の開度を調整する制御を行い(ステップS4)、処理を再びステップS1に移行することとなる。
ステップS1の判別において、現在の動作モードが第1制御モードではない、すなわち、現在の動作モードが第2制御モードである場合には(ステップS1;No)、室外側コントローラ39は、空調・発電システム1をガスヒートポンプ(GHP)式空気調和装置を備えたコージェネレーションシステムとして機能させる第1制御モードに移行させる指示がなされたか否かを判別する(ステップS5)。
ステップS5の判別において、空調・発電システム1をガスヒートポンプ(GHP)式空気調和装置を備えたコージェネレーションシステムとして機能させる第1制御モードに移行させる指示がなされた場合には(ステップS5;Yes)、室外側コントローラ39は、電磁クラッチ14を圧縮機12に接続し(ステップS6)、運転シミュレーションに基づいて空調負荷(=圧縮機12の負荷、さらには、発電機11の負荷)に対してNOx12モード値が所定の値以下となるように、ガスエンジン10における点火タイミング、燃料調整弁7の開度およびスロットル弁8の開度を調整する制御を行い(ステップS7)、処理を再びステップS1に移行することとなる。
以上の説明のように、本実施形態によれば、従来は、空調時にのみ使用していたガスエンジン10を非空調時にも駆動して、空調・発電システム1をガスエンジンコージェネレーションシステムとしても機能させることができ、年間を通じて使用することが可能となり、システムの利用効率の向上を図ることができるとともに、システム(機器)の付加価値を向上することが出来る。
さらに、空調時においても、ガスエンジン10の廃熱回収系統を利用し、廃熱の少なくとも一部を温水系で回収することにより、通年で温水供給も可能となる。
さらにまた、空調・発電システム1をガスヒートポンプ(GHP)式空気調和装置を備えたコージェネレーションシステムとして機能させ発電機11の余剰電力を利用し、あるいは、空調・発電システム1を単なるコージェネレーションシステムとして機能させ発電機の発電能力をフルに発揮させて発電電力を有効に利用することができるとともに、各コージェネレーションシステムに要求されるNOx排出濃度に制御することが可能となる。
また、以上の説明においては、NOx排出濃度を制御する場合について説明したが、NOx排出量を制御するように構成することも同様に可能である。
また、系統連系インバータ33は、室外ユニット2とは別置きとなっていたが、室外ユニット2に一体的に収納されていてもよい。この場合において、室外ユニット2が複数台設置される場合には、各室外ユニット2に系統連系インバータ33を設置し、これら系統連系インバータ33を変換機で接続し、この変換機が、各系統連系インバータ33に出力制御指示を行うようにすればよい。
また、本実施形態では、インバータから供給される電源を三相200Vとしたが、三相100Vでもよく、単相三線式としてもよい。
ガスエンジン駆動式の空調・発電システムの説明図である。 NOx排出濃度と発電機の出力との関係を説明する図である。 NOx排出濃度の制御説明図である。 動作モード切替の制御フローチャートである。
符号の説明
1 エンジン駆動式空気調和装置
2 室外ユニット
3 室内ユニット
7 燃料調整弁
8 スロットル弁
10 エンジン
11 発電機
12 圧縮機
14 電磁クラッチ
33 系統連系インバータ
35 商用系統
36 商用電源
37 ブレーカ
38 需要家負荷
39 室外側コントローラ(エンジン制御部)
43 電力検出器
51 デマンドコントローラ

Claims (5)

  1. ガスエンジンと、
    室外熱交換器、減圧装置、室内熱交換器および前記ガスエンジンにクラッチを介して接続された圧縮機を有した空気調和装置と、
    前記ガスエンジンにより駆動されるとともに、前記圧縮機を前記クラッチにより前記ガスエンジンから切り離した場合の当該ガスエンジンの駆動能力に対応する発電能力を有する発電機と、
    前記発電機に接続され、商用系統に電気出力を行う系統連系インバータと、
    前記ガスエンジンの廃熱を利用する廃熱利用部と、
    前記ガスエンジンの駆動制御を行う駆動モードとして、前記圧縮機および前記発電機のうち前記圧縮機および前記発電機を駆動するためのガスエンジンとして制御する第1制御モードおよび前記発電機を駆動するためのガスエンジンとして制御する第2制御モードを備えたエンジン制御部と、
    を備えたことを特徴とする空調・発電システム。
  2. 請求項1記載の空調・発電システムにおいて、
    前記エンジン制御部は、前記ガスエンジンの排ガス中のNOx排出濃度あるいはNOx排出量を各制御モードに応じて制御することを特徴とする空調・発電システム。
  3. 請求項2記載の空調・発電システムにおいて、
    前記エンジン制御部は、前記第1制御モードにおいては、空調負荷に対応したJIS B8627に規定されるNOx12モード値が所定のNOx排出濃度未満となるように制御を行うことを特徴とする空調・発電システム。
  4. 請求項2記載の空調・発電システムにおいて、
    前記エンジン制御部は、前記第2制御モードにおいては、NOx排出濃度の最大値がガスエンジンコージェネレーションシステムとして所定のNOx最大排出濃度以下となるように制御を行うことを特徴とする空調・発電システム。
  5. ガスエンジンと、室外熱交換器、減圧装置、室内熱交換器および前記ガスエンジンにクラッチを介して接続された圧縮機を有した空気調和装置と、前記ガスエンジンにより駆動されるとともに、前記圧縮機を前記クラッチにより前記ガスエンジンから切り離した場合の当該ガスエンジンの駆動能力に対応する発電能力を有する発電機と、前記発電機に接続され、商用系統に電気出力を行う系統連系インバータと、前記ガスエンジンの廃熱を利用する廃熱利用部と、を備えた空調・発電システムの制御方法において、
    現在の駆動モードを判別する駆動モード判別過程と、
    前記現在の駆動モードが前記ガスエンジンを前記圧縮機および前記発電機のうち前記圧縮機および前記発電機を駆動するためのガスエンジンとして制御する第1制御モードである場合に空調負荷に対応したJIS B8627に規定されるNOx12モード値が所定のNOx排出濃度未満となるように制御を行うとともに、前記現在の駆動モードが前記ガスエンジンを前記圧縮機および前記発電機のうち前記発電機のみを駆動するためのガスエンジンとして制御する第2制御モードである場合にNOx排出濃度の最大値がガスエンジンコージェネレーションシステムとして所定のNOx最大排出濃度以下となるように制御を行うNOx排出濃度制御過程と、
    を備えたことを特徴とする空調・発電システムの制御方法。

JP2006230574A 2006-08-28 2006-08-28 空調・発電システムおよび空調・発電システムの制御方法 Pending JP2008051462A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006230574A JP2008051462A (ja) 2006-08-28 2006-08-28 空調・発電システムおよび空調・発電システムの制御方法
CN2007100965601A CN101135512B (zh) 2006-08-28 2007-04-16 空调-发电系统和空调-发电系统的控制方法
KR1020070049075A KR20080021483A (ko) 2006-08-28 2007-05-21 공조ㆍ발전 시스템 및 공조ㆍ발전 시스템의 제어 방법
EP07014712A EP1895248A2 (en) 2006-08-28 2007-07-26 Air-conditioning and electric power generating system and control method for the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006230574A JP2008051462A (ja) 2006-08-28 2006-08-28 空調・発電システムおよび空調・発電システムの制御方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008051462A true JP2008051462A (ja) 2008-03-06

Family

ID=38692084

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006230574A Pending JP2008051462A (ja) 2006-08-28 2006-08-28 空調・発電システムおよび空調・発電システムの制御方法

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP1895248A2 (ja)
JP (1) JP2008051462A (ja)
KR (1) KR20080021483A (ja)
CN (1) CN101135512B (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009219195A (ja) * 2008-03-07 2009-09-24 Sanyo Electric Co Ltd 空調・発電システム
KR101878157B1 (ko) * 2017-09-28 2018-08-17 주식회사 이수에어텍 가스 히트 펌프를 이용한 냉난방 시스템 및 그의 삼중 운전제어방법

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101865501B (zh) * 2010-06-13 2012-01-25 大连三洋制冷有限公司 半热回收型ghp燃气发动机驱动空调/热泵机组
CN102305493B (zh) * 2011-03-30 2016-06-22 上海本家空调系统有限公司 一种带发电功能的热能空调
CN108106049A (zh) * 2017-12-25 2018-06-01 湖南同能机电科技有限公司 一种双动力空气源热泵装置及双动力空气源热泵装置控制方法
CN108087114A (zh) * 2017-12-25 2018-05-29 湖南同能机电科技有限公司 一种混合动力装置及混合动力机械转动负载控制方法
CN107883610A (zh) * 2017-12-25 2018-04-06 湖南同能机电科技有限公司 一种双动力热泵装置及双动力热泵装置控制方法
CN107910978A (zh) * 2017-12-25 2018-04-13 湖南同能机电科技有限公司 一种双动力压缩机和冷水机系统及冷水机系统控制方法
CN107906780A (zh) * 2017-12-25 2018-04-13 湖南同能机电科技有限公司 一种热动力空气源热泵装置及热动力空气源热泵装置控制方法
CN108443101A (zh) * 2017-12-25 2018-08-24 湖南同能机电科技有限公司 一种串联复合动力水泵及包含串联复合动力水泵的热泵系统
CN108120046A (zh) * 2017-12-25 2018-06-05 湖南同能机电科技有限公司 一种复合动力冷水装置及复合动力冷水装置控制方法
CN108105065A (zh) * 2017-12-25 2018-06-01 湖南同能机电科技有限公司 一种热动力压缩机和热泵系统及热泵系统控制方法
CN107882707A (zh) * 2017-12-25 2018-04-06 湖南同能机电科技有限公司 一种串联动力气体压缩机组及串联动力气体压缩机组控制方法
CN107906004A (zh) * 2017-12-25 2018-04-13 湖南同能机电科技有限公司 一种串联动力冷水机组及串联动力冷水机组控制方法
CN107882703A (zh) * 2017-12-25 2018-04-06 湖南同能机电科技有限公司 一种复合动力水泵及包含复合动力水泵的热泵系统
CN108050034A (zh) * 2017-12-25 2018-05-18 湖南同能机电科技有限公司 一种串联动力水泵及串联动力水泵控制方法
CN107957148A (zh) * 2017-12-25 2018-04-24 湖南同能机电科技有限公司 一种串联动力热泵装置及串联动力热泵控制方法
CN108087112A (zh) * 2017-12-25 2018-05-29 湖南同能机电科技有限公司 一种混合动力冷水装置及混合动力冷水装置控制方法
CN108087232A (zh) * 2017-12-25 2018-05-29 湖南同能机电科技有限公司 一种复合动力压缩机和空调系统及空调系统控制方法
CN108087113A (zh) * 2017-12-25 2018-05-29 湖南同能机电科技有限公司 一种热动力水泵及包含热动力水泵的热泵系统
CN108105113A (zh) * 2017-12-25 2018-06-01 湖南同能机电科技有限公司 一种串联动力水泵及包含串联动力水泵的热泵系统
CN107939518A (zh) * 2017-12-25 2018-04-20 湖南同能机电科技有限公司 一种热动力热泵装置及热动力热泵控制方法
CN108105127A (zh) * 2017-12-25 2018-06-01 湖南同能机电科技有限公司 一种双动力风机装置及双动力风机控制方法
CN108105055A (zh) * 2017-12-25 2018-06-01 湖南同能机电科技有限公司 一种双动力水泵和一种水源热泵系统
CN108120047A (zh) * 2017-12-25 2018-06-05 湖南同能机电科技有限公司 一种混合热动力热泵装置及混合热动力热泵控制方法
CN108119972A (zh) * 2017-12-25 2018-06-05 湖南同能机电科技有限公司 一种复合动力冷水装置及复合动力冷水装置控制方法
CN108088106A (zh) * 2017-12-25 2018-05-29 湖南同能机电科技有限公司 一种复合动力空气源热泵装置及复合动力空气源热泵装置控制方法
CN108488053A (zh) * 2017-12-25 2018-09-04 湖南同能机电科技有限公司 一种燃料水泵及包含燃料水泵的热泵系统
CN107957149A (zh) * 2017-12-25 2018-04-24 湖南同能机电科技有限公司 一种复合动力热泵装置及热动力热泵控制方法
CN108131864A (zh) * 2017-12-25 2018-06-08 湖南同能机电科技有限公司 一种双动力冷水装置及双动力冷水装置控制方法
CN107894116A (zh) * 2017-12-25 2018-04-10 湖南同能机电科技有限公司 一种双动力空气源热泵装置及双动力空气源热泵装置控制方法
CN108105056A (zh) * 2017-12-25 2018-06-01 湖南同能机电科技有限公司 一种串联油泵动力系统及串联油泵动力系统控制方法
CN108131868A (zh) * 2017-12-25 2018-06-08 湖南同能机电科技有限公司 一种热动力冷水装置及热动力冷水装置控制方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08158917A (ja) * 1994-12-09 1996-06-18 Tokyo Gas Co Ltd 内燃機関の空燃比制御方法及び装置
JPH10103094A (ja) * 1996-09-25 1998-04-21 Isuzu Ceramics Kenkyusho:Kk Egr装置を持つ難燃性燃料を用いる多気筒エンジン
JP2000325754A (ja) * 1999-05-17 2000-11-28 Osaka Gas Co Ltd コージェネレーションの排気ガス脱硝システム
JP2004060558A (ja) * 2002-07-30 2004-02-26 Tokyo Gas Co Ltd 内燃機関及びその運転制御方法
JP2005337599A (ja) * 2004-05-27 2005-12-08 Aisin Seiki Co Ltd 空調発電シテスム

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3765909B2 (ja) * 1997-09-12 2006-04-12 本田技研工業株式会社 車両用エアコンディショニング装置の制御装置
CN2554567Y (zh) * 2002-03-07 2003-06-04 潘卫东 一种发电制冷装置
JP4556469B2 (ja) * 2004-03-30 2010-10-06 アイシン精機株式会社 内燃機関駆動ヒートポンプ式空調装置
CN1288400C (zh) * 2004-11-29 2006-12-06 西安交通大学 一种独立式内燃机驱动的空调装置
CN2766197Y (zh) * 2004-12-28 2006-03-22 沈阳东宇集团股份有限公司 三机同轴直联的热电冷联供机组
CN100337074C (zh) * 2005-03-17 2007-09-12 浙江盾安人工环境设备股份有限公司 基于燃气机热泵和燃气轮机发电机的热电冷三联供系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08158917A (ja) * 1994-12-09 1996-06-18 Tokyo Gas Co Ltd 内燃機関の空燃比制御方法及び装置
JPH10103094A (ja) * 1996-09-25 1998-04-21 Isuzu Ceramics Kenkyusho:Kk Egr装置を持つ難燃性燃料を用いる多気筒エンジン
JP2000325754A (ja) * 1999-05-17 2000-11-28 Osaka Gas Co Ltd コージェネレーションの排気ガス脱硝システム
JP2004060558A (ja) * 2002-07-30 2004-02-26 Tokyo Gas Co Ltd 内燃機関及びその運転制御方法
JP2005337599A (ja) * 2004-05-27 2005-12-08 Aisin Seiki Co Ltd 空調発電シテスム

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009219195A (ja) * 2008-03-07 2009-09-24 Sanyo Electric Co Ltd 空調・発電システム
KR101878157B1 (ko) * 2017-09-28 2018-08-17 주식회사 이수에어텍 가스 히트 펌프를 이용한 냉난방 시스템 및 그의 삼중 운전제어방법

Also Published As

Publication number Publication date
CN101135512A (zh) 2008-03-05
EP1895248A2 (en) 2008-03-05
KR20080021483A (ko) 2008-03-07
CN101135512B (zh) 2010-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2008051462A (ja) 空調・発電システムおよび空調・発電システムの制御方法
JP5016894B2 (ja) 空調・発電装置及びその制御方法
JP2010236711A (ja) 発電・空調システム
JP2001324240A (ja) マルチエネルギーシステム
JP4742121B2 (ja) 発電・空調システム
JP5478959B2 (ja) ガスヒートポンプ式空気調和機を用いた系統連系システム
KR100462834B1 (ko) 코제네레이션 지에치피(ghp)를 이용한전기·냉난방공급 방법 및 그 장치
JP4267587B2 (ja) 空調・発電システム
JP4833707B2 (ja) 排熱回収装置
JP4727270B2 (ja) 空調・発電システム
WO2022024650A1 (ja) ヒートポンプ装置
JP2006280074A (ja) 空調・発電システム
JP4382004B2 (ja) 空調・発電システム
JP4921406B2 (ja) 発電・空調システム
JP4555718B2 (ja) 空調・発電システム
JP2011007356A (ja) ガスヒートポンプ式空気調和装置
JP4588511B2 (ja) 空調・発電システム
JP2011012848A (ja) ガスヒートポンプ式空気調和機を用いた系統連系システム
JP2009240085A (ja) 発電・空調システム
KR100790829B1 (ko) 열병합 발전 시스템 및 그 제어방법
JP2009216260A (ja) 空調・発電システム
KR101470545B1 (ko) 열병합 발전 시스템 및 그의 제어 방법
JP2007205196A (ja) 発電・空調システム
JP4774321B2 (ja) 空調・発電システム
JP2004271032A (ja) エンジン駆動式ヒートポンプ装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090807

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110622

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110628

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110825

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20110825

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20120117