JP2008164191A - Cogeneration system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cogeneration system of high usability capable of preventing the lowering of the temperature of hot water getting heat from a heat source machine and sufficiently utilizing exhaust heat of the heat source machine. <P>SOLUTION: This cogeneration system is composed of a cogeneration unit 10 and an exhaust heat use unit 20. The cogeneration unit 10 comprises a power generator 1, a cooling water pump 3 for circulating the cooling water, and a heat exchanger 2 for cooling the cooling water of which a temperature rises in passing through the power generator 1. Further it comprises a hot water circulation pump 5 applying the cooling water passing through the heat exchanger 2 as a heat source, collecting the exhaust heat in the exhaust heat recovering water, and circulating the exhaust heat recovering water, and a main hot water tank 4 for storing the exhaust heat recovering water passing through the heat exchanger 2. The exhaust heat use unit 20 is disposed separately from the cogeneration unit 10, and incorporates an auxiliary hot water tank 6. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、電力と熱とを併給するコージェネレーションシステムに係り、特に、熱源機から熱を得た温水の温度低下を抑える技術の改良に関する。   The present invention relates to a cogeneration system that supplies both electric power and heat, and more particularly, to an improvement in technology for suppressing a temperature drop in hot water that has obtained heat from a heat source device.

燃料電池やガスエンジンに代表されるコージェネレーションシステムは、電気とともに温水等の熱を提供し、総合的に高い効率で運用することができる。一般的にコージェネレーションシステムの熱源機から熱を得た温水は、温水循環ポンプで温水タンクの上部へと導入され、温水タンク下部の冷水は再び熱源機へと導かれる。温水タンクの上部に貯められた温水は、家屋内の混合栓や浴槽などの熱利用装置に導入される。   Cogeneration systems represented by fuel cells and gas engines provide heat, such as hot water, together with electricity, and can be operated with high overall efficiency. Generally, hot water obtained from a heat source device of a cogeneration system is introduced into the upper part of the hot water tank by a hot water circulation pump, and the cold water at the lower part of the hot water tank is led to the heat source device again. Hot water stored in the upper part of the hot water tank is introduced into a heat utilization device such as a mixing tap or a bathtub in the house.

従来、熱源機と温水タンクは分離されている。すなわち、温水タンクは温水利用場所での温水温度安定化の目的から浴槽や温水利用設備の近傍に設置され、熱源機は設置しやすい別の場所に据え付けられるのが一般的である。   Conventionally, the heat source machine and the hot water tank are separated. That is, the hot water tank is generally installed in the vicinity of a bathtub or hot water use equipment for the purpose of stabilizing the hot water temperature in the hot water use place, and the heat source device is generally installed in another place where it is easy to install.

また温水タンクは、１つ設置するのが一般的であるが目的に応じて複数台設置する場合もある。例えば、特許文献１〜４には、２つの温水タンクを備えたコージェネレーションシステムが開示されている。
特開２００５−１４０３９３号公報 特開２００３−３３６９００号公報 特開２００１−２１０３４３号公報 特開２００１−２１０３４０号公報 One hot water tank is generally installed, but a plurality of hot water tanks may be installed depending on the purpose. For example, Patent Literatures 1 to 4 disclose a cogeneration system including two hot water tanks.
JP 2005-140393 A JP 2003-336900 A Japanese Patent Laid-Open No. 2001-210343 JP 2001-210340 A

ところで、図５に示すような従来のコージェネレーションシステムにおいては、熱源機と温水タンクが分離して構成されているため、熱源機から温水タンクまでの流路での放熱が課題となっていた。一般に、家庭用の燃料電池において、熱源機から温水タンクまでの距離を３ｍとした場合、この流路における放熱は１ｋＷ発電出力で運転しても３℃程度、２００Ｗで運転すると温度降下は１０℃程度と見積られる。   By the way, in the conventional cogeneration system as shown in FIG. 5, since the heat source unit and the hot water tank are configured separately, heat radiation in the flow path from the heat source unit to the hot water tank has been a problem. In general, in a household fuel cell, when the distance from the heat source device to the hot water tank is 3 m, the heat radiation in this flow path is about 3 ° C. even when operated at 1 kW power generation output, and the temperature drop is 10 ° C. when operated at 200 W. Estimated to be about.

また、一般に温水タンクを含むユニットのメンテナンスを行う場合には、コージェネレーションシステム全体の稼動を停止しなければならず、利便性の面で課題があった。   In general, when the maintenance of the unit including the hot water tank is performed, the operation of the entire cogeneration system has to be stopped, and there is a problem in terms of convenience.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、コージェネレーションシステムの熱源機から熱を得た温水の温度低下を抑え熱源機の排熱を十分に活用することができるとともに、メンテナンスが容易で利便性の高いコージェネレーションシステムを提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to suppress the temperature drop of hot water obtained from the heat source unit of the cogeneration system and to fully utilize the exhaust heat of the heat source unit. It is possible to provide a cogeneration system that is easy to maintain and highly convenient.

以上の課題を解決するため、本発明は、発電装置と、この発電装置を冷却する冷却水を循環する冷却水ポンプと、前記冷却水を所定の温度に冷却する熱交換器と、前記熱交換器で冷却水を熱源として温度上昇した排熱回収水を循環させる循環路と循環ポンプとを備えたコージェネレーションユニットと、前記コージェネレーションユニットからの排熱回収水を蓄える補助温水タンクを含む排熱利用ユニットと、を備えたコージェネレーションシステムにおいて、前記コージェネレーションユニットと前記排熱利用ユニットとは分離して設けられ、前記コージェネレーションユニット内に、前記熱交換器を通過し温度上昇した排熱回収水を蓄える主温水タンクを備え、前記主温水タンクの出口側に、前記循環路の他に、前記排熱回収水を前記排熱利用ユニットの補助温水タンクへ導き、前記補助温水タンクにおいて排熱利用された排熱回収水を前記コージェネレーションユニットの熱交換器へ戻す配管を備え、前記排熱回収水の流路を、前記循環路と前記配管とのいずれかに切り替える流路切替装置を備えたことを特徴とする。   In order to solve the above problems, the present invention provides a power generation device, a cooling water pump that circulates cooling water that cools the power generation device, a heat exchanger that cools the cooling water to a predetermined temperature, and the heat exchange. Waste heat including a cogeneration unit having a circulation path and a circulation pump that circulates exhaust heat recovery water whose temperature has been raised using cooling water as a heat source in a cooler, and an auxiliary hot water tank that stores the exhaust heat recovery water from the cogeneration unit In the cogeneration system comprising the use unit, the cogeneration unit and the exhaust heat use unit are provided separately, and the exhaust heat recovery that has passed through the heat exchanger and the temperature has increased in the cogeneration unit A main hot water tank for storing water, and at the outlet side of the main hot water tank, the exhaust heat recovery water is discharged in addition to the circulation path. A pipe that leads to the auxiliary hot water tank of the utilization unit and returns the exhaust heat recovery water exhausted in the auxiliary hot water tank to the heat exchanger of the cogeneration unit; A flow path switching device for switching between the path and the pipe is provided.

以上のような本発明によれば、排熱利用ユニットの補助温水タンクとは別に、コージェネレーションユニット内に、主温水タンクを設けたことにより、常用運転では、コージェネレーションユニット内の主温水タンクに温水を貯め、この温水タンクが満蓄熱状態になったときに、排熱利用ユニット内の補助温水タンクに短時間で温水を移送することで温水移動に際する放熱ロスを低減することができる。   According to the present invention as described above, by providing the main hot water tank in the cogeneration unit separately from the auxiliary hot water tank of the exhaust heat utilization unit, in the normal operation, the main hot water tank in the cogeneration unit is provided. When the hot water is stored and the hot water tank is in a full heat storage state, the heat loss during the hot water movement can be reduced by transferring the hot water to the auxiliary hot water tank in the exhaust heat utilization unit in a short time.

また、コージェネレーションユニット内の主温水タンクが満蓄熱状態となるまでは排熱利用ユニット内の補助温水タンクは使用しないため、コージェネレーションユニットを停止することなく排熱利用ユニットのメンテナンスを行うことができる。   In addition, since the auxiliary hot water tank in the exhaust heat utilization unit is not used until the main hot water tank in the cogeneration unit is fully stored, maintenance of the exhaust heat utilization unit can be performed without stopping the cogeneration unit. it can.

以上のような本発明によれば、熱源機から熱を得た温水の温度低下を抑え、十分に熱源機の排熱を活用するとともに、使い勝手の良いコージェネレーションシステムを提供することができる。   According to the present invention as described above, it is possible to provide an easy-to-use cogeneration system while suppressing a decrease in the temperature of hot water obtained from the heat source unit, sufficiently utilizing the exhaust heat of the heat source unit.

以下、本発明に係る代表的な実施形態について、図１〜図４を参照して具体的に説明する。   Hereinafter, typical embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS.

（１）第１の実施形態
本発明の第１の実施形態におけるコージェネレーションシステムにおける熱源機から温水タンクまでの流路での放熱低減手段を、図１を用いて説明する。 (1) 1st Embodiment The thermal radiation reduction means in the flow path from the heat source machine to a hot water tank in the cogeneration system in the 1st Embodiment of this invention is demonstrated using FIG.

［構成］
図１に示すように、本実施形態のコージェネレーションシステムは、コージェネレーションユニット１０と、排熱利用ユニット２０とから構成される。 [Constitution]
As shown in FIG. 1, the cogeneration system of the present embodiment includes a cogeneration unit 10 and an exhaust heat utilization unit 20.

コージェネレーションユニット１０は、熱源機となる発電装置１と、発電装置１を冷却する冷却水を循環させる冷却水ポンプ３と、発電装置１を通過する際に温度上昇した冷却水を冷却する熱交換器２とを備える。また、熱交換器２を通過する冷却水を熱源として、この排熱を排熱回収水に回収して、この排熱回収水を循環させる温水循環ポンプ５と、熱交換器２を通過した排熱回収水を蓄える主温水タンク４とを備える。また、この冷却水ポンプ３と、温水循環ポンプ５の吐出量や、後述する流路切替装置７の動作を制御する制御装置８が設けられている。   The cogeneration unit 10 includes a power generation device 1 that serves as a heat source device, a cooling water pump 3 that circulates cooling water that cools the power generation device 1, and heat exchange that cools cooling water whose temperature has risen when passing through the power generation device 1. And 2. Further, using the cooling water passing through the heat exchanger 2 as a heat source, the exhaust heat is recovered in the exhaust heat recovery water, and the exhaust water that has passed through the heat exchanger 2 is circulated. And a main hot water tank 4 for storing heat recovery water. Moreover, the control apparatus 8 which controls the discharge amount of this cooling water pump 3 and the warm water circulation pump 5, and operation | movement of the flow-path switching apparatus 7 mentioned later is provided.

排熱利用ユニット２０は、コージェネレーションユニット１０と分離して設けられ、補助温水タンク６を内蔵している。   The waste heat utilization unit 20 is provided separately from the cogeneration unit 10 and incorporates the auxiliary hot water tank 6.

コージェネレーションユニット１０と、排熱利用ユニット２０とは、排熱回収水を循環させる２本の配管で接続されている。より具体的には、コージェネレーションユニット１０の主温水タンク４に貯留された排熱回収水を、排熱利用ユニット２０の補助温水タンク６へ導く配管Ａと、補助温水タンク６において排熱利用された排熱回収水をコージェネレーションユニット１０の熱交換器２へ戻す配管Ｂとからなる。また、配管ＡとＢとは、配管Ｃによって接続されている。   The cogeneration unit 10 and the exhaust heat utilization unit 20 are connected by two pipes that circulate the exhaust heat recovery water. More specifically, the exhaust heat recovery water stored in the main hot water tank 4 of the cogeneration unit 10 is exhausted and used in the pipe A that leads to the auxiliary hot water tank 6 of the exhaust heat utilization unit 20 and in the auxiliary hot water tank 6. And a pipe B for returning the exhaust heat recovery water to the heat exchanger 2 of the cogeneration unit 10. The pipes A and B are connected by a pipe C.

この配管Ａ、配管Ｂ及び配管Ｃには、コージェネレーションユニット１０内に、排熱回収水の流路切替を行う流路切替装置７が設けられている。流路切替装置７は、配管Ａの流路を開閉する流路切替弁Ｅと、配管Ｂの流路を開閉する流路切替弁Ｆと、配管ＡとＢとを繋ぐ流路切替弁Ｄとからなる。すなわち、排熱利用ユニット２０へ排熱回収水を循環させる場合には、流路切替弁Ｅ及びＦを開とし、流路切替弁Ｄを閉とし、排熱利用ユニット２０へ排熱回収水を循環させず主温水タンク４から熱交換器２へ再度循環させる場合には、流路切替弁Ｅ及びＦを閉とし、流路切替弁Ｄを開とするものである。   In the pipe A, the pipe B, and the pipe C, a flow path switching device 7 that switches the flow path of the exhaust heat recovery water is provided in the cogeneration unit 10. The flow path switching device 7 includes a flow path switching valve E that opens and closes the flow path of the pipe A, a flow path switching valve F that opens and closes the flow path of the pipe B, and a flow path switching valve D that connects the pipes A and B. Consists of. That is, when circulating the exhaust heat recovery water to the exhaust heat utilization unit 20, the flow path switching valves E and F are opened, the flow path switching valve D is closed, and the exhaust heat recovery water is supplied to the exhaust heat utilization unit 20. In the case of circulating again from the main hot water tank 4 to the heat exchanger 2 without circulation, the flow path switching valves E and F are closed and the flow path switching valve D is opened.

なお、この流路切替装置７は、本実施形態のようにコージェネレーションユニット１０内に設ける構成のみならず、排熱利用ユニット２０内に設ける構成や、コージェネレーションユニット１０と排熱利用ユニット２０間で排熱回収水を循環させる配管中に設ける構成を採用することも可能である。   The flow path switching device 7 is not only configured in the cogeneration unit 10 as in the present embodiment, but also configured in the exhaust heat utilization unit 20 or between the cogeneration unit 10 and the exhaust heat utilization unit 20. It is also possible to adopt a configuration provided in a pipe through which the exhaust heat recovery water is circulated.

［作用効果］
以上のような構成からなる本実施形態のコージェネレーションシステムは、次のように作用する。すなわち、通常運転時には、コージェネレーションユニット１０に内蔵された主温水タンク４に排熱回収水を蓄える。 [Function and effect]
The cogeneration system of the present embodiment configured as described above operates as follows. That is, during normal operation, the exhaust heat recovery water is stored in the main hot water tank 4 built in the cogeneration unit 10.

主温水タンク４が、満蓄熱となった際に、流路切替装置７の流路切替弁ＥとＥとを開とし、流路切替弁Ｄを閉とする。これにより、排熱回収水は、配管ＡとＢとを介して、主温水タンク４から補助温水タンク６に移動する。   When the main hot water tank 4 is fully stored, the flow path switching valves E and E of the flow path switching device 7 are opened and the flow path switching valve D is closed. Thus, the exhaust heat recovery water moves from the main hot water tank 4 to the auxiliary hot water tank 6 via the pipes A and B.

このとき、流路切替装置７の作用により、主温水タンク４から補助温水タンク６への排熱回収水の移動の流量を、通常運転時の主温水タンク通過流量よりも大きくする。具体的には、流路切替装置７により流路切替弁Ｅ及びＦを開とし流路切替弁Ｄを閉とし、これに基づいて、制御装置８が、温水循環ポンプ５の吐出量を増加させることにより行う。   At this time, the flow rate of the exhaust heat recovery water from the main hot water tank 4 to the auxiliary hot water tank 6 is made larger than the main hot water tank passage flow rate during normal operation by the action of the flow path switching device 7. Specifically, the flow path switching device E opens the flow path switching valves E and F and closes the flow path switching valve D, and based on this, the control device 8 increases the discharge amount of the hot water circulation pump 5. By doing.

以上のように、本実施形態によれば、排熱利用ユニット２０の補助温水タンク６とは別に、コージェネレーションユニット１０内に、主温水タンク４を設けたことにより、常用運転では、コージェネレーションユニット１０内の主温水タンク４に温水を貯め、この温水タンクが満蓄熱状態になったときに、排熱利用ユニット２０内の補助温水タンク６に短時間で温水を移送することで温水移動に際する放熱ロスを低減することができる。   As described above, according to the present embodiment, the main hot water tank 4 is provided in the cogeneration unit 10 separately from the auxiliary hot water tank 6 of the exhaust heat utilization unit 20, so that in the normal operation, the cogeneration unit is used. When hot water is stored in the main hot water tank 4 in 10 and the hot water tank reaches a full heat storage state, the hot water is transferred to the auxiliary hot water tank 6 in the exhaust heat utilization unit 20 in a short time to move the hot water. Heat dissipation loss can be reduced.

また、コージェネレーションユニット１０内の主温水タンク４が満蓄熱状態となるまでは排熱利用ユニット２０内の補助温水タンク６は使用しないため、コージェネレーションユニット１０を停止することなく排熱利用ユニット２０のメンテナンスを行うことができる。   Further, since the auxiliary hot water tank 6 in the exhaust heat utilization unit 20 is not used until the main hot water tank 4 in the cogeneration unit 10 reaches a full heat storage state, the exhaust heat utilization unit 20 is not stopped without stopping the cogeneration unit 10. Maintenance can be performed.

（２）第２の実施形態
第２の実施形態におけるコージェネレーションシステムは、コージェネレーションユニット１１の主温水タンク４から熱交換器２に至る配管及び主温水タンク４から補助温水タンク６に至る配管の構成、並びに流路切替装置９の構成に改良を加えたものである。 (2) Second Embodiment The cogeneration system according to the second embodiment includes a pipe extending from the main hot water tank 4 to the heat exchanger 2 and a pipe extending from the main hot water tank 4 to the auxiliary hot water tank 6 of the cogeneration unit 11. The configuration and the configuration of the flow path switching device 9 are improved.

すなわち、コージェネレーションユニット１１の主温水タンク４に貯留された排熱回収水を、排熱利用ユニット２０の補助温水タンク６へ導く配管Ｇと、補助温水タンク６において排熱利用された排熱回収水をコージェネレーションユニット１０の熱交換器２へ戻す配管Ｈと、主温水タンク４から熱交換器２へ循環させるための配管Ｉとからなり、この配管Ｇと配管Ｉとが、主温水タンク４から２又に分かれるように構成されている。   That is, the exhaust heat recovery water stored in the main hot water tank 4 of the cogeneration unit 11 is guided to the auxiliary hot water tank 6 of the exhaust heat utilization unit 20 and the exhaust heat recovery used in the auxiliary hot water tank 6. It consists of a pipe H for returning water to the heat exchanger 2 of the cogeneration unit 10 and a pipe I for circulating from the main hot water tank 4 to the heat exchanger 2, and this pipe G and the pipe I are connected to the main hot water tank 4 Is divided into two parts.

流路切替装置９は、配管Ｇの流路を開閉する流路切替弁Ｊと、配管Ｈの流路を開閉する流路切替弁Ｋと、配管Ｉの流路を開閉する流路切替弁Ｌとから構成される。そして、この流路切替弁Ｊ及びＫは、電磁弁等の自動制御弁により構成され、この自動制御弁により配管ＡとＢそれぞれにおける流路の切替を制御動作として行えるようにしたものである。   The flow path switching device 9 includes a flow path switching valve J that opens and closes the flow path of the pipe G, a flow path switching valve K that opens and closes the flow path of the pipe H, and a flow path switching valve L that opens and closes the flow path of the pipe I. It consists of. The flow path switching valves J and K are constituted by automatic control valves such as electromagnetic valves, and the automatic control valves can switch the flow paths in the pipes A and B as control operations.

ここで例えば、排熱回収水量は発電出力に比例する。そこで、本実施形態のように流路切替弁Ｅ及びＦを電磁弁等からなる自動制御弁により構成する。また、制御装置８が、発電出力と発電時間を監視し、発電出力と発電時間の関数から、主温水タンク４の満蓄熱を予測し、流路切替装置９を制御する。   Here, for example, the amount of exhaust heat recovered water is proportional to the power generation output. Therefore, as in the present embodiment, the flow path switching valves E and F are configured by automatic control valves such as electromagnetic valves. The control device 8 monitors the power generation output and the power generation time, predicts the full heat storage of the main hot water tank 4 from the function of the power generation output and the power generation time, and controls the flow path switching device 9.

これにより、主温水タンクが満蓄熱状態になったときに排熱利用ユニット内の温水タンクに温水を短時間で移送することができ、コージェネレーションユニット１１から排熱利用ユニット２０までの温水流路での排熱回収水の放熱を低減することができる。   Thereby, when the main hot water tank becomes a full heat storage state, hot water can be transferred to the hot water tank in the exhaust heat utilization unit in a short time, and the hot water flow path from the cogeneration unit 11 to the exhaust heat utilization unit 20 The heat release from the exhaust heat recovery water can be reduced.

（３）第３の実施形態
第３の実施形態におけるコージェネレーションシステムは、コージェネレーションユニット１２において、主温水タンク４の出口部分に温度センサＴを設け、これによる制御に特徴を持たせたものである。なお、その他の装置の構成は第２の実施形態と同様である。 (3) Third Embodiment A cogeneration system according to the third embodiment is characterized in that, in the cogeneration unit 12, a temperature sensor T is provided at the outlet portion of the main hot water tank 4, and the control by this is characterized. is there. The configuration of other devices is the same as that of the second embodiment.

この温度センサＴは、発電装置１の発電運転中において、制御装置８が温度センサＴの温度上昇を検出した場合に流路切替装置９を動作させ、主温水タンク４の温水を、補助温水タンク６に移送するように構成したものである。この場合の制御装置８による制御動作を、図４により詳しく説明する。   This temperature sensor T operates the flow path switching device 9 when the control device 8 detects a temperature rise of the temperature sensor T during the power generation operation of the power generation device 1, and the hot water in the main hot water tank 4 is supplied to the auxiliary hot water tank. 6 is configured to be transported. The control operation by the control device 8 in this case will be described in detail with reference to FIG.

図４は、主温水タンク４の出口温度、流路切替弁Ｊ及びＬの開動作の有無、開動作時の温水ポンプ５の流量（Ｌ／分）を示したものである。縦軸左側は、温度センサＴにより測定される温度を表し、縦軸右側に流量切替装置１４における弁の開動作回数と、あわせて温水ポンプ５の流量を示している。   FIG. 4 shows the outlet temperature of the main hot water tank 4, the presence / absence of the opening operation of the flow path switching valves J and L, and the flow rate (L / min) of the hot water pump 5 during the opening operation. The left side of the vertical axis represents the temperature measured by the temperature sensor T, and the right side of the vertical axis represents the number of valve opening operations in the flow rate switching device 14 and the flow rate of the hot water pump 5.

これによれば、主温水タンク４の出口温度を計測している温度センサＴにより、主温水タンク４から流れる温水の温度上昇が検知された場合に、制御装置８が、流路切替弁Ｌを閉止するとともに、流路切替弁Ｊを開することで、主温水タンク４の温水が補助温水タンク６に移送するラインを構成する。ここで、温水循環ポンプ５の出力を増加し、温水循環ポンプ流量を増加させる。これにより、コージェネレーションユニット１２から排熱利用ユニット２０までの温水流路での放熱を低減することが可能となる   According to this, when the temperature sensor T measuring the outlet temperature of the main hot water tank 4 detects an increase in the temperature of the hot water flowing from the main hot water tank 4, the control device 8 controls the flow path switching valve L. By closing and opening the flow path switching valve J, a line through which the hot water in the main hot water tank 4 is transferred to the auxiliary hot water tank 6 is formed. Here, the output of the hot water circulation pump 5 is increased, and the flow rate of the hot water circulation pump is increased. Thereby, it becomes possible to reduce the heat radiation in the hot water flow path from the cogeneration unit 12 to the exhaust heat utilization unit 20.

（４）他の実施形態
本発明は、以上のような実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような態様も包含するものである。すなわち、上記実施形態形態のコージェネレーションシステムにおける装置構成において、コージェネレーションユニット１０〜１２における排熱利用ユニット２０に向かう配管ＡまたはＦを、排熱利用ユニット２０からコージェネレーションユニット１０〜１２に向かう配管ＢまたはＧと比較して、細く構成することも可能である。 (4) Other Embodiments The present invention is not limited to the embodiment as described above, and includes, for example, the following aspects. That is, in the apparatus configuration in the cogeneration system of the above embodiment, the pipe A or F heading to the exhaust heat utilization unit 20 in the cogeneration units 10 to 12 is connected to the pipe A or F from the exhaust heat utilization unit 20 to the cogeneration units 10 to 12. Compared with B or G, it is also possible to make it thin.

これにより、配管ＡまたはＦ内の流速を上げて配管滞留時間を短縮することで放熱量の低減を図ることが可能であり、一方で、配管ＢまたはＧ内の流速を低減することで、システムの圧力損失を抑えることが可能となる。   As a result, it is possible to reduce the heat dissipation amount by increasing the flow velocity in the pipe A or F and shortening the pipe residence time, while reducing the flow velocity in the pipe B or G, It is possible to suppress the pressure loss.

本発明の第１の実施形態のコージェネレーションシステムの全体構成図。The whole block diagram of the cogeneration system of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態のコージェネレーションシステムの全体構成図。The whole block diagram of the cogeneration system of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施形態のコージェネレーションシステムの全体構成図。The whole block diagram of the cogeneration system of the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施形態におけるコージェネレーションシステム制御動作例。The cogeneration system control operation example in the 3rd Embodiment of this invention. 従来のコージェネレーションシステムの全体構成図。The whole block diagram of the conventional cogeneration system.

符号の説明Explanation of symbols

１…発電装置
２…熱交換器
３…冷却水ポンプ
４…主温水タンク
５…温水循環ポンプ
６…補助温水タンク
７…流路切替装置
８…制御装置
９…流路切替装置
１０〜１３…コージェネレーションユニット
…流量切替装置１４
２０…排熱利用ユニット
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｇ，Ｈ，Ｉ…配管
Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｊ，Ｋ，Ｌ…流路切替弁
Ｔ…温度センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric power generation apparatus 2 ... Heat exchanger 3 ... Cooling water pump 4 ... Main hot water tank 5 ... Hot water circulation pump 6 ... Auxiliary hot water tank 7 ... Channel switching device 8 ... Control device 9 ... Channel switching devices 10-13 ... Generation unit ... Flow rate switching device 14
20 ... Waste heat utilization units A, B, C, G, H, I ... Pipes D, E, F, J, K, L ... Flow path switching valve T ... Temperature sensor

Claims (6)

発電装置と、この発電装置を冷却する冷却水を循環する冷却水ポンプと、前記冷却水を所定の温度に冷却する熱交換器と、前記熱交換器で冷却水を熱源として温度上昇した排熱回収水を循環させる循環路と循環ポンプとを備えたコージェネレーションユニットと、前記コージェネレーションユニットからの排熱回収水を蓄える補助温水タンクを含む排熱利用ユニットと、を備えたコージェネレーションシステムにおいて、
前記コージェネレーションユニットと前記排熱利用ユニットとは分離して設けられ、
前記コージェネレーションユニット内に、前記熱交換器を通過し温度上昇した排熱回収水を蓄える主温水タンクを備え、
前記主温水タンクの出口側に、前記循環路の他に、前記排熱回収水を前記排熱利用ユニットの補助温水タンクへ導き、前記補助温水タンクにおいて排熱利用された排熱回収水を前記コージェネレーションユニットの熱交換器へ戻す配管を備え、
前記排熱回収水の流路を、前記循環路と前記配管とのいずれかに切り替える流路切替装置を備えたことを特徴とするコージェネレーションシステム。 A power generation device, a cooling water pump that circulates cooling water that cools the power generation device, a heat exchanger that cools the cooling water to a predetermined temperature, and exhaust heat that has risen in temperature using the cooling water as a heat source in the heat exchanger In a cogeneration system comprising a cogeneration unit having a circulation path for circulating recovered water and a circulation pump, and a waste heat utilization unit including an auxiliary hot water tank for storing waste heat recovery water from the cogeneration unit,
The cogeneration unit and the exhaust heat utilization unit are provided separately,
The cogeneration unit includes a main hot water tank that stores exhaust heat recovery water that has passed through the heat exchanger and has risen in temperature,
In addition to the circulation path, on the outlet side of the main hot water tank, the exhaust heat recovery water is guided to an auxiliary hot water tank of the exhaust heat utilization unit, and the exhaust heat recovery water used in the auxiliary hot water tank is used as the exhaust heat recovery water. With piping to return to the heat exchanger of the cogeneration unit,
A cogeneration system comprising a flow path switching device that switches the flow path of the exhaust heat recovery water to either the circulation path or the pipe. 前記流路切替装置における前記循環路から前記配管へと流路の切替えを制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、前記主温水タンクの蓄熱状況を測定し、前記主温水タンクが満蓄熱状態と判断した場合に、前記流路切替装置に前記循環路から前記配管へと流路の切替えを行わせることを特徴とする請求項１記載のコージェネレーションシステム。 A control device for controlling switching of the flow path from the circulation path to the pipe in the flow path switching device;
The control device measures a heat storage state of the main hot water tank, and switches the flow path from the circulation path to the pipe when the main hot water tank is determined to be in a full heat storage state. The cogeneration system according to claim 1, wherein: 前記流路切替装置は、流路を前記循環路と前記配管とに切り替える自動制御弁を備え、
前記制御装置は、前記発電装置の発電出力と発電時間を監視し、発電出力と発電時間の関数から前記主温水タンクの満蓄熱を予測し、前記主温水タンクが満蓄熱状態と判断した場合に、前記自動制御弁を制御して前記循環路から前記配管へと流路を切替えることを特徴とする請求項２記載のコージェネレーションシステム。 The flow path switching device includes an automatic control valve that switches a flow path between the circulation path and the pipe,
The control device monitors the power generation output and the power generation time of the power generation device, predicts the full heat storage of the main hot water tank from a function of the power generation output and the power generation time, and determines that the main hot water tank is in a full heat storage state 3. The cogeneration system according to claim 2, wherein the flow path is switched from the circulation path to the pipe by controlling the automatic control valve. 前記流路切替装置における前記循環路から前記配管へと流路の切替えを制御する制御装置を備え、
主温水タンク出口に温度センサを設け、
前記制御装置は、前記温度センサにより排熱回収水が所定の温度に達したことが検出された場合に、前記流路切替装置に前記循環路から前記配管へと流路の切替えを行わせることを特徴とする請求項１記載のコージェネレーションシステム。 A control device for controlling switching of the flow path from the circulation path to the pipe in the flow path switching device;
A temperature sensor is installed at the main hot water tank outlet,
The control device causes the flow path switching device to switch the flow path from the circulation path to the pipe when the temperature sensor detects that the exhaust heat recovery water has reached a predetermined temperature. The cogeneration system according to claim 1. 前記制御装置は、前記循環路から前記配管へと流路の切替えにともなって、前記温水循環ポンプの出力を増加させ、前記排熱利用ユニットに流れる排熱回収水の流量を増加させることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載のコージェネレーションシステム。   The control device increases the flow rate of the exhaust heat recovery water flowing through the exhaust heat utilization unit by increasing the output of the hot water circulation pump in accordance with the switching of the flow path from the circulation path to the pipe. The cogeneration system according to any one of claims 2 to 4. 前記配管は、前記排熱回収水を前記排熱利用ユニットの補助温水タンクへ導く第１の配管と、前記補助温水タンクにおいて排熱利用された排熱回収水を前記コージェネレーションユニットの熱交換器へ戻す第２の配管とからなり、
前記第１の配管の径は、前記第２の配管の径より細く構成されたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のコージェネレーションシステム。 The pipe includes a first pipe for guiding the exhaust heat recovery water to an auxiliary hot water tank of the exhaust heat utilization unit, and an exhaust heat recovery water used for exhaust heat in the auxiliary hot water tank. And the second piping to return to
The cogeneration system according to any one of claims 1 to 5, wherein a diameter of the first pipe is configured to be smaller than a diameter of the second pipe.
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