JP2008241145A - Cogeneration system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cogeneration system capable of improving exhaust heat recovery efficiency. <P>SOLUTION: This cogeneration system 1 stores hot water heated by heat generated when a generator 2 generates electric power, in a hot water storage tank 4, by connecting the generator 2 and the hot water storage tank 4 by an exhaust heat recovery line 5, and has an exhaust heat recovery temperature measuring means 9 measuring the temperature of the hot water recovered to the hot water storage tank 4, a flow rate adjusting means 6 adjusting a flow rate of circulating water circulating in the exhaust heat recovery line 5, and a flow rate control means 30 controlling the flow rate adjusting means 6 so as to adjust the measuring temperature measured by the exhaust heat recovery temperature measuring means 9 to a preset value of the exhaust heat recovery temperature. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、発電機と貯湯タンクとを排熱回収ラインで接続し、発電機が発電時に発生する熱で加熱した湯を貯湯タンクに貯湯するコージェネレーションシステムに関する。   The present invention relates to a cogeneration system in which a generator and a hot water storage tank are connected by an exhaust heat recovery line, and hot water heated by heat generated by the generator during power generation is stored in the hot water storage tank.

従来より、コージェネレーションシステムが家庭用や業務用向けに開発されている。当該システムは、ガスエンジンや燃料電池などの発電機を需要家に設置し、その発電機が都市ガスなどの一次エネルギーを供給されて発電する電気によって需要家の電力需要を賄うとともに、発電機が発電と同時に発生する熱を利用して貯湯タンクに湯を貯め、貯めた湯によって需要家の給湯・暖房需要を賄う。そのため、コージェネレーションシステムは、商用電力使用量や都市ガス使用量などの一次エネルギー消費量を減少させ、経済性や省エネ性の向上を図る点で優れている。近年、コージェネレーションシステムの経済性及び省エネ性をより一層向上させるため、各種提案がなされている。   Conventionally, cogeneration systems have been developed for home and business use. The system installs generators such as gas engines and fuel cells in consumers, and the generators supply the primary energy, such as city gas, to cover the customers' power demand and generate electricity. Hot water is stored in hot water storage tanks using the heat generated at the same time as power generation, and the hot water stored covers the demand for hot water and heating for consumers. For this reason, the cogeneration system is excellent in that it reduces primary energy consumption such as commercial power consumption and city gas usage, thereby improving economy and energy saving. In recent years, various proposals have been made to further improve the economic efficiency and energy saving of a cogeneration system.

例えば、特許文献1記載のシステムは、発電機と貯湯タンクとを接続し、発電機が発生した排熱を回収した湯を貯湯タンクに供給する排熱回収ラインの他に、排熱回収した湯を貯湯タンクに供給する前に再度発電機に戻して再循環させる再循環ラインを設け、排熱回収ラインと再循環ラインとを三方弁により切り換えるようになっている。   For example, the system described in Patent Document 1 connects a generator and a hot water storage tank, and in addition to an exhaust heat recovery line that supplies hot water recovered from exhaust heat generated by the generator to the hot water storage tank, Before supplying the hot water to the hot water storage tank, a recirculation line is provided for returning to the generator and recirculating, and the exhaust heat recovery line and the recirculation line are switched by a three-way valve.

特許文献1記載のシステムは、低温モードの温度とそれよりも高温の高温モードの温度とを設定する湯温設定手段を備え、例えば、低温モードの温度で貯湯タンクに湯を貯めているときに、浴槽への湯張り時のように、給湯需要量が貯湯可能量より多くなる場合には、排熱回収温度を低温モードの温度から高温モードの温度に切り換えて貯湯を行う。このとき、排熱回収温度が高温モードの温度より低い場合には、三方弁によって排熱回収した湯を再循環ラインに循環させ、高温の湯を貯湯タンクに供給する。   The system described in Patent Document 1 includes hot water temperature setting means for setting a temperature in a low temperature mode and a temperature in a high temperature mode higher than that. For example, when hot water is stored in a hot water storage tank at a temperature in the low temperature mode. When the demand for hot water supply is greater than the hot water storage capacity, such as when the hot water is filled in the bathtub, hot water is stored by switching the exhaust heat recovery temperature from the low temperature mode temperature to the high temperature mode temperature. At this time, when the exhaust heat recovery temperature is lower than the temperature in the high temperature mode, the hot water recovered by the three-way valve is circulated through the recirculation line, and the hot water is supplied to the hot water storage tank.

これにより、特許文献1記載のシステムは、貯湯タンクに貯められる熱量が低温モード時より増加し、低温モード時と比べて給湯需要に不足する熱量が減少するので、ガスボイラーなどで追い炊きする機会が減り、一次エネルギー消費量を低減して経済性・省エネ性の向上を図ることができる。   As a result, the amount of heat stored in the hot water storage tank in the system described in Patent Document 1 increases from that in the low temperature mode, and the amount of heat that is insufficient for hot water supply demand decreases compared to that in the low temperature mode. As a result, the primary energy consumption can be reduced and the economy and energy saving can be improved.

特開2002−22273号公報JP 2002-22273 A

しかしながら、従来のコージェネレーションシステムは、排熱回収温度を変更することにより経済性及び省エネ性の向上を図るものの、一度排熱を回収した湯を再循環ラインに再循環させて排熱を回収させるため、放熱率が多く、排熱回収効率が悪かった。   However, although the conventional cogeneration system improves economy and energy saving by changing the exhaust heat recovery temperature, the exhaust water is recovered by recirculating the hot water once recovered into the recirculation line. For this reason, the heat dissipation rate was high and the exhaust heat recovery efficiency was poor.

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、排熱回収効率を向上させることができるコージェネレーションシステムを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a cogeneration system capable of improving exhaust heat recovery efficiency.

本発明に係るコージェネレションシステムは、次のような構成を有している。
(1)発電機と貯湯タンクとを排熱回収ラインで接続し、前記発電機が発電時に発生する熱で加熱した湯を貯湯タンクに貯湯するコージェネレーションシステムにおいて、前記貯湯タンクに回収する湯の温度を測定する排熱回収温度測定手段と、前記排熱回収ラインに循環させる循環水の流量を調整する流量調整手段と、前記排熱回収温度測定手段が測定した測定温度を、排熱回収温度の設定値に調整するように、前記流量調整手段を制御する流量制御手段と、を有する。
尚、「発電機」には、ガスエンジンや燃料電池など電力を発電する各種機器を含む。
また、「流量調整手段」は、ポンプや流量調整弁を含む。
The cogeneration system according to the present invention has the following configuration.
(1) In a cogeneration system in which a generator and a hot water storage tank are connected by an exhaust heat recovery line and hot water heated by heat generated during power generation is stored in the hot water storage tank, the hot water recovered in the hot water storage tank Waste heat recovery temperature measuring means for measuring temperature, flow rate adjusting means for adjusting the flow rate of circulating water to be circulated through the exhaust heat recovery line, and the measured temperature measured by the exhaust heat recovery temperature measurement means are the exhaust heat recovery temperature. Flow rate control means for controlling the flow rate adjustment means so as to adjust to the set value.
The “generator” includes various devices that generate electric power, such as a gas engine and a fuel cell.
The “flow rate adjusting means” includes a pump and a flow rate adjusting valve.

(2)(1)に記載の発明において、過去の運転実績を記憶する運転実績記憶手段と、前記運転実績記憶手段が記憶している運転実績及び予測対象日の運転条件に基づいて、予測対象日の排熱回収温度の設定値を設定する排熱回収温度設定手段と、を有する。
「過去の運転実績」には、水温、外気温、熱負荷、電力負荷、排熱回収温度、放熱率、発電機の運転特性など、過去にコージェネレーションシステムを運転した際に得られた各種値を含む。
また、「予測対象日の運転条件」には、予測対象日の蓄熱量、外気温、水温、発電機の運転状態など、排熱回収温度設定時に予測される予測対象日の条件を含む。
(2) In the invention described in (1), based on the driving performance storage means for storing past driving performance, the driving performance stored in the driving performance storage means and the driving conditions on the prediction target date, Exhaust heat recovery temperature setting means for setting a set value of the exhaust heat recovery temperature of the day.
“Past operation performance” includes various values obtained when operating the cogeneration system in the past, such as water temperature, outside air temperature, heat load, power load, exhaust heat recovery temperature, heat release rate, and generator operating characteristics. including.
In addition, the “operating condition on the prediction target day” includes conditions on the prediction target day that are predicted when the exhaust heat recovery temperature is set, such as the heat storage amount on the prediction target day, the outside air temperature, the water temperature, and the operation state of the generator.

(3)(2)に記載の発明において、排熱回収時に発生する放熱率を水温又は外気温と排熱回収温度とに関連付けて記憶する放熱率記憶手段を有し、前記排熱回収温度設定手段は、前記予測対象日の水温、外気温又は排熱回収温度に合致する放熱率を前記放熱率記憶手段から抽出し、抽出した放熱率を含めて前記予測対象日の排熱回収温度の設定値を設定する。 (3) In the invention described in (2), it has a heat release rate storage means for storing the heat release rate generated during exhaust heat recovery in association with the water temperature or the outside air temperature and the exhaust heat recovery temperature, and the exhaust heat recovery temperature setting The means extracts the heat release rate that matches the water temperature, outside air temperature or exhaust heat recovery temperature of the prediction target date from the heat release rate storage means, and sets the exhaust heat recovery temperature of the prediction target date including the extracted heat release rate. Set the value.

(4)(2)又は(3)に記載の発明において、予測対象日の熱負荷を予測する熱負荷予測手段と、前記熱負荷予測手段が予測した熱負荷が、予測対象日当日に発生した熱負荷と乖離する場合に、乖離を検出した時間帯以降の熱負荷を予測し直し、前記排熱回収温度の設定値を補正する排熱回収温度補正手段と、を有する。 (4) In the invention described in (2) or (3), the heat load predicting means for predicting the heat load on the prediction target day, and the heat load predicted by the heat load prediction means are generated on the prediction target date. Exhaust heat recovery temperature correction means for re-predicting the heat load after the time zone in which the deviation is detected and correcting the set value of the exhaust heat recovery temperature when it deviates from the heat load.

(5)(4)に記載の発明において、前記貯湯タンクの上部温度を測定する貯湯温度測定手段と、前記排熱回収温度補正手段は、予測対象日の排熱回収温度の設定値を、前記貯湯温度測定手段が検出する前記貯湯タンクの上部温度以上の値に補正する。 (5) In the invention described in (4), the hot water storage temperature measurement means for measuring the upper temperature of the hot water storage tank, and the exhaust heat recovery temperature correction means, the set value of the exhaust heat recovery temperature on the prediction target day, The temperature is corrected to a value equal to or higher than the upper temperature of the hot water tank detected by the hot water temperature measuring means.

(6)(1)乃至(5)の何れか一つに記載の発明において、前記排熱回収ライン上に設置され、前記発電機が発生した余剰電力で発熱する余剰電力ヒータを有する。 (6) The invention according to any one of (1) to (5), further comprising a surplus power heater that is installed on the exhaust heat recovery line and generates heat by surplus power generated by the generator.

(7)(6)に記載の発明において、予測対象日の電力負荷と熱負荷を予測する電力負荷・熱負荷予測手段と、前記予測対象日の排熱回収温度の設定値のもとで前記発電機を運転する場合に発生する熱量と、前記電力負荷・熱負荷予測手段が予測した熱負荷とを比較して、湯切れが生じる時間帯を抽出する湯切れ時間抽出手段と、前記湯切れ時間抽出手段が抽出した時間帯の前に前記発電機の前記発電出力を増加させた場合に消費する一次エネルギーと、前記予測対象日の排熱回収温度の設定値のもとで前記発電機を運転する場合に消費する一次エネルギーとを比較し、前者の場合が後者の場合より一次エネルギーが小さい場合には、発電機の発電出力を増加させ、発電出力の増加に伴って余剰電力が発生する時間帯を前記余剰電力ヒータの使用時間として決定する余剰電力ヒータ使用時間決定手段と、を有する。 (7) In the invention according to (6), the power load / heat load prediction means for predicting the power load and heat load on the prediction target day, and the set value of the exhaust heat recovery temperature on the prediction target day Comparing the amount of heat generated when the generator is operated with the heat load predicted by the power load / heat load prediction means, the hot water time extraction means for extracting a time zone when hot water breaks out, and the hot water shortage The primary energy consumed when the power generation output of the generator is increased before the time zone extracted by the time extraction means, and the generator based on the set value of the exhaust heat recovery temperature on the prediction target day. Compared with the primary energy consumed during operation, if the primary energy is smaller than the latter in the former case, the power generation output of the generator is increased, and surplus power is generated as the power generation output increases. The time zone of the surplus power heater It has a surplus power heater operating time determining means for determining as use time, the.

上記構成を有するコージェネレーションシステムは、排熱回収ラインに循環させる循環水の流量を調整することにより、貯湯タンクに回収する湯の温度を排熱回収温度の設定値に調整するので、排熱回収温度を変更しても放熱ロスが少なく、熱回収効率を向上させることができる。   The cogeneration system having the above configuration adjusts the flow rate of the circulating water to be circulated through the exhaust heat recovery line, thereby adjusting the temperature of the hot water recovered in the hot water storage tank to the set value of the exhaust heat recovery temperature. Even if the temperature is changed, there is little heat dissipation loss and the heat recovery efficiency can be improved.

本発明のコージェネレーションシステムは、過去の運転実績と予測対象日の運転条件に基づいて、予測対象日の排熱回収温度の設定値を設定するので、予測対象日の排熱回収温度の設定値を需要家の電力需要や熱負荷需要、システムや外部の条件に合わせて最適に設定することができる。   Since the cogeneration system of the present invention sets the set value of the exhaust heat recovery temperature on the prediction target day based on the past operation results and the operation conditions on the prediction target date, the set value of the exhaust heat recovery temperature on the prediction target day Can be optimally set according to the power demand and heat load demand of the customer, the system and external conditions.

本発明のコージェネレーションシステムは、予測対象日の水温又は外気温と排熱回収温度に合致する放熱率を放熱率記憶手段から抽出し、抽出した放熱率を含めて予測対象日の排熱回収温度の設定値を設定するので、システムの設置状況や外部環境によって異なる放熱ロスを踏まえ、予測対象日の条件により適した排熱回収温度の設定値を設定することができる。   The cogeneration system of the present invention extracts the heat release rate that matches the water temperature or the outside air temperature and the exhaust heat recovery temperature on the prediction target date from the heat release rate storage means, and includes the extracted heat release rate and the exhaust heat recovery temperature on the prediction target date. Therefore, it is possible to set the exhaust heat recovery temperature setting value that is more suitable for the conditions of the prediction target day, taking into consideration the heat radiation loss that varies depending on the installation status of the system and the external environment.

本発明のコージェネレーションシステムは、予測した熱負荷が予測対象日当日に発生した熱負荷と乖離する場合に、乖離を検出した時間帯以降の熱負荷を予測し直し、排熱回収温度の設定値を補正するので、予測外れした場合でも、排熱回収温度の設定値を予測対象日の条件に合わせることができる。   When the predicted thermal load deviates from the thermal load generated on the prediction target day, the cogeneration system of the present invention re-predicts the thermal load after the time zone in which the deviation is detected, and sets the exhaust heat recovery temperature. Is corrected, the set value of the exhaust heat recovery temperature can be matched with the condition of the prediction target date even when the prediction is not satisfied.

本発明のコージェネレーションシステムは、排熱回収温度の設定値を補正する場合に、補正した排熱回収温度が貯湯タンクの上部温度以上の値であるので、貯湯タンクの上部温度より低い温度で排熱回収して貯湯タンクの成層崩れを生じ、貯湯タンクの蓄熱密度を低下させない。   In the cogeneration system of the present invention, when the set value of the exhaust heat recovery temperature is corrected, the corrected exhaust heat recovery temperature is equal to or higher than the upper temperature of the hot water storage tank. Heat recovery does not cause stratification of the hot water tank and does not reduce the heat storage density of the hot water tank.

本発明のコージェネレーションシステムは、排熱回収ライン上に設置された余剰電力ヒータが、発電機が発生した余剰電力で発熱し、排熱回収温度を調整することが可能なので、余剰電力の染みだしを防ぎ、省エネ性・経済性の向上を図ることができる。   In the cogeneration system of the present invention, the surplus power heater installed on the exhaust heat recovery line generates heat with the surplus power generated by the generator, and the exhaust heat recovery temperature can be adjusted. Can be prevented and energy saving and economic efficiency can be improved.

本発明のコージェネレーションシステムは、湯切れが生じる時間帯がある場合に、湯切れが生じる時間帯に発電機の発電出力を増加させた場合に消費する一次エネルギーと、予測対象日の排熱回収温度の設定値のもとで発電機を運転する場合に消費する一次エネルギーとを比較し、前者が後者より一次エネルギーが小さい場合には、発電機の発電出力を増加させ、発電出力の増加に伴って余剰電力が発生する時間帯を余剰電力ヒータの使用時間として決定するので、発電機の発電出力を敢えて電力需要よりつり上げて余剰電力ヒータによる熱回収量を増加させ、熱需要に備えることが可能になる。よって、本発明のコージェネレーションシステムは、余剰電力ヒータを用いた熱回収を併用して、排熱回収温度を最適な値に設定することができる。   In the cogeneration system of the present invention, when there is a time zone in which hot water runs out, the primary energy consumed when the power generation output of the generator is increased in the time zone in which hot water runs out, and exhaust heat recovery on the prediction target day Compared to the primary energy consumed when operating the generator under the set temperature, if the former has a lower primary energy than the latter, the generator output is increased and the generator output is increased. Along with this, the time period in which surplus power is generated is determined as the use time of the surplus power heater, so that the power generation output of the generator is deliberately raised from the power demand to increase the amount of heat recovered by the surplus power heater and prepare for heat demand. It becomes possible. Therefore, the cogeneration system of the present invention can set the exhaust heat recovery temperature to an optimum value by using the heat recovery using the surplus power heater.

次に、本発明に係るコージェネレーションシステムの実施形態について図面を参照して説明する。   Next, an embodiment of a cogeneration system according to the present invention will be described with reference to the drawings.

<全体構成>
図1は、コージェネレーションシステム1の概略構成図である。
コージェネレーションシステム1は、「発電機」の一例である燃料電池2と、貯湯ユニット3とから構成される。
<Overall configuration>
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a cogeneration system 1.
The cogeneration system 1 includes a fuel cell 2 that is an example of a “generator” and a hot water storage unit 3.

貯湯ユニット3は、貯湯タンク4を中心に構成されている。貯湯タンク4は、上部と下部に排熱回収ライン5が接続している。排熱回収ライン5は、「流量調整手段」の一例であるポンプ6が設けられ、排熱回収ライン5に循環させる循環水の流量が調整される。ポンプ6は、貯湯タンク4の下部にある循環水を燃料電池2へ送り出し、燃料電池2が発生した熱を回収した湯を貯湯タンク4の上部に供給する原動力になる。燃料電池2と貯湯タンク4との間には、燃料電池2が発生した電力で発熱する余剰電力ヒータ7が配置されている。燃料電池2と余剰電力ヒータ7との間には、出口温度センサ8が設置され、燃料電池2から出力される湯の温度を検出している。   The hot water storage unit 3 is configured around a hot water storage tank 4. The hot water storage tank 4 has an exhaust heat recovery line 5 connected to an upper part and a lower part. The exhaust heat recovery line 5 is provided with a pump 6 which is an example of a “flow rate adjusting means”, and the flow rate of circulating water to be circulated through the exhaust heat recovery line 5 is adjusted. The pump 6 serves as a driving force for supplying circulating water in the lower part of the hot water storage tank 4 to the fuel cell 2 and supplying hot water recovered from the heat generated by the fuel cell 2 to the upper part of the hot water storage tank 4. Between the fuel cell 2 and the hot water storage tank 4, a surplus power heater 7 that generates heat by the power generated by the fuel cell 2 is disposed. An outlet temperature sensor 8 is installed between the fuel cell 2 and the surplus power heater 7 to detect the temperature of hot water output from the fuel cell 2.

また、余剰電力ヒータ7と貯湯タンク4との間には、貯湯タンク4に回収する湯の温度(排熱回収温度)を測定する「排熱回収温度測定手段」の一例である排熱温度センサ9が配置されている。更に、排熱回収ライン5は、ポンプ6の上流側に、貯湯タンク4に回収する湯の量を検出する排熱回収流量センサ10が配置されている。貯湯タンク4の側面には、「貯湯温度測定手段」の一例である貯湯センサ11が設置され、貯湯量や貯湯温度を測定している。   In addition, between the surplus electric power heater 7 and the hot water storage tank 4, an exhaust heat temperature sensor that is an example of “exhaust heat recovery temperature measuring means” that measures the temperature of the hot water recovered in the hot water storage tank 4 (exhaust heat recovery temperature). 9 is arranged. Further, the exhaust heat recovery line 5 is provided with an exhaust heat recovery flow rate sensor 10 for detecting the amount of hot water recovered in the hot water storage tank 4 on the upstream side of the pump 6. A hot water storage sensor 11, which is an example of “hot water storage temperature measuring means”, is installed on the side surface of the hot water storage tank 4 to measure the amount of hot water storage and the hot water storage temperature.

貯湯タンク4の下部には、水道水を供給するための水道ライン12が接続している。水道ライン12には、水温計13が配置され、水道水の温度を測定している。   A water line 12 for supplying tap water is connected to the lower part of the hot water storage tank 4. A water thermometer 13 is disposed in the water line 12 and measures the temperature of the tap water.

水道ライン12は、混合器14に接続する。混合器14は、給湯ライン15を介して、暖房器具や風呂、洗面台、台所の蛇口などの熱機器16に接続する。混合器14は、出湯ライン24を介して貯湯タンク4の上部に接続し、貯湯タンク4の貯湯水と水道ライン12の水道水とを混合して適温に調整した給湯水を熱機器16に供給する。給湯ライン15には、ガスや電気をエネルギー源として貯湯水を追い炊きする給湯器等の熱源機17が設けられている。熱源機17は、熱機器16に供給した湯量(換言すれば、熱機器16が消費した湯量(熱負荷))を測定する流量計18を内蔵している。   The water line 12 is connected to the mixer 14. The mixer 14 is connected via a hot water supply line 15 to a heating device 16 such as a heater, a bath, a wash basin, or a kitchen faucet. The mixer 14 is connected to the upper part of the hot water storage tank 4 through the hot water supply line 24, and supplies the hot water supply water adjusted to an appropriate temperature by mixing the hot water stored in the hot water storage tank 4 and the tap water in the water supply line 12. To do. The hot water supply line 15 is provided with a heat source device 17 such as a hot water heater for cooking hot water using gas or electricity as an energy source. The heat source device 17 includes a flow meter 18 that measures the amount of hot water supplied to the thermal device 16 (in other words, the amount of hot water consumed by the thermal device 16 (heat load)).

一方、燃料電池2は、都市ガスを供給されて発電する。燃料電池2は、電力供給制御装置19と電力量計測計22を内蔵する。電力供給制御装置19は、商用電源20に接続し、燃料電池2が発電した発電電力又は商用電源20に供給される商用電力を、電力量計測計22を介して家電製品などの電力機器21に供給する。このとき、電力量計測計22が、電力機器21に供給した電力量(換言すれば、電力機器21が消費した電力量(電力負荷))を測定する。   On the other hand, the fuel cell 2 is supplied with city gas and generates power. The fuel cell 2 includes a power supply control device 19 and a power meter 22. The power supply control device 19 is connected to a commercial power source 20, and the generated power generated by the fuel cell 2 or the commercial power supplied to the commercial power source 20 is supplied to a power device 21 such as a home appliance via a power meter 22. Supply. At this time, the power meter 22 measures the amount of power supplied to the power device 21 (in other words, the amount of power consumed by the power device 21 (power load)).

かかるコージェネレーションシステム1は、コントローラ30によって動作を制御されている。尚、コントローラ30には、コージェネレーションシステム1の被覆ケース(図示せず)に取り付けて外気温を測定する外気温センサ23が接続している。   The operation of the cogeneration system 1 is controlled by the controller 30. The controller 30 is connected to an outside air temperature sensor 23 that is attached to a covering case (not shown) of the cogeneration system 1 and measures the outside air temperature.

<コントローラの電気ブロック構成>
図2は、図1に示すコントローラ30の電気ブロック構成を示す図である。
コントローラ30は、CPU31に、ROM32と、RAM33と、ハード・ディスク・ドライブ(以下「HDD」という。)34と、燃料電池2と、ポンプ6と、余剰電力ヒータ7と、混合器14と、熱源機17と、電力供給制御装置19と、出口温度センサ8、排熱温度センサ9、排熱回収流量センサ10、貯湯センサ11、水温計13と、流量計18と、電力量計測計22と、外気温センサ23とが、バス35を介して接続されている。
<Electric block configuration of controller>
FIG. 2 is a diagram showing an electrical block configuration of the controller 30 shown in FIG.
The controller 30 includes a CPU 31, a ROM 32, a RAM 33, a hard disk drive (hereinafter referred to as “HDD”) 34, a fuel cell 2, a pump 6, a surplus power heater 7, a mixer 14, and a heat source. Machine 17, power supply control device 19, outlet temperature sensor 8, exhaust heat temperature sensor 9, exhaust heat recovery flow sensor 10, hot water storage sensor 11, water temperature meter 13, flow meter 18, and electric energy meter 22, An outside air temperature sensor 23 is connected via a bus 35.

CPU31は、データの加工・演算を行うものであり、コージェネレーションシステム1の動作を司る。
ROM32は、読み出し専用不揮発性メモリであって、各種データやプログラムを記憶する。
RAM33は、読み書き可能な揮発性メモリであって、各種データやプログラムを記憶する。
The CPU 31 processes and calculates data and controls the operation of the cogeneration system 1.
The ROM 32 is a read-only nonvolatile memory and stores various data and programs.
The RAM 33 is a readable / writable volatile memory, and stores various data and programs.

HDD34は、読み書き可能な不揮発性メモリであって、各種データやプログラムを記憶する。本実施形態では、運転計画プログラム41と運転制御プログラム42とをHDD34に格納している。また、HDD34には、放熱率記憶手段43、水温記憶手段44、外気温記憶手段45、電力負荷・偏差記憶手段46、熱負荷・偏差記憶手段47、排熱回収温度記憶手段48、排熱回収量記憶手段49、電力負荷予測方法記憶手段50の各記憶領域が設けられている。   The HDD 34 is a readable / writable nonvolatile memory and stores various data and programs. In the present embodiment, the operation plan program 41 and the operation control program 42 are stored in the HDD 34. Also, the HDD 34 has a heat dissipation rate storage means 43, a water temperature storage means 44, an outside air temperature storage means 45, a power load / deviation storage means 46, a heat load / deviation storage means 47, an exhaust heat recovery temperature storage means 48, and an exhaust heat recovery. Each storage area of the amount storage means 49 and the power load prediction method storage means 50 is provided.

運転計画プログラム41は、水温、外気温、過去の電力負荷、過去の熱負荷、過去の排熱回収量などの過去の運転実績及び予測対象日の運転条件に基づいて予測対象日の排熱回収温度の設定値を設定するものである。また、運転計画プログラム41は、予測対象日の排熱回収温度の設定値のもとで消費される一次エネルギーを考慮して燃料電池2の発電出力を増加させ、発電出力の増加に伴って余剰電力が発生する時間帯を余剰電力ヒータ7の使用時間として決定する。運転計画プログラム41の具体的処理は、図3〜図6に示す通りであり、これについては後述する。   The operation plan program 41 is based on past operation results such as water temperature, outside air temperature, past power load, past heat load, past amount of exhaust heat recovery, etc. Sets the temperature setting value. In addition, the operation planning program 41 increases the power generation output of the fuel cell 2 in consideration of the primary energy consumed under the set value of the exhaust heat recovery temperature on the prediction target day, and surplus as the power generation output increases. The time zone in which power is generated is determined as the usage time of the surplus power heater 7. Specific processing of the operation plan program 41 is as shown in FIGS. 3 to 6 and will be described later.

運転制御プログラム42は、予測対象日当日に、排熱回収温度を監視してフィードバック制御しながら、コージェネレーションシステム1を運転するものである。具体的には、運転制御プログラム42は、排熱回収温度センサ9が測定する測定温度を、予測対象日の排熱回収温度の設定値に調整するようにポンプ6を制御する。そして、予測した熱負荷が、予測対象日当日の熱負荷と乖離する場合に、乖離を検出した時間帯以降の熱負荷を予測し直し、予測対象日の排熱回収温度の設定値を補正するものである。運転制御プログラム42の具体的処理は、図8に示す通りであり、これについては後述する。   The operation control program 42 operates the cogeneration system 1 while monitoring the exhaust heat recovery temperature and performing feedback control on the prediction target day. Specifically, the operation control program 42 controls the pump 6 so as to adjust the measured temperature measured by the exhaust heat recovery temperature sensor 9 to the set value of the exhaust heat recovery temperature on the prediction target day. When the predicted heat load deviates from the heat load on the prediction target day, the heat load after the time zone in which the deviation is detected is re-predicted, and the set value of the exhaust heat recovery temperature on the prediction target day is corrected. Is. Specific processing of the operation control program 42 is as shown in FIG. 8 and will be described later.

放熱率記憶手段43は、排熱回収時に発生する放熱率を定期的に算出し、水温又は外気温と排熱回収温度に関連付けて記憶するデータベースである。水温は、外気温を反映するため、外気温の代わりにコージェネレーションシステム1の外部条件を把握する基準になり得る。排熱回収温度と外気温(水温)との温度差が大きい場合には、排熱回収ライン5の配管から放熱しやすく、排熱回収温度と外気温(水温)との温度差が小さい場合には、排熱回収ライン5の配管から放熱しにくいため、放熱率は、水温又は外気温と排熱回収温度とを関連付けて管理するのが妥当である。   The heat release rate storage means 43 is a database that periodically calculates the heat release rate generated during exhaust heat recovery and stores it in association with the water temperature or outside air temperature and the exhaust heat recovery temperature. Since the water temperature reflects the outside air temperature, it can be a standard for grasping the external conditions of the cogeneration system 1 instead of the outside air temperature. When the temperature difference between the exhaust heat recovery temperature and the outside air temperature (water temperature) is large, it is easy to radiate heat from the piping of the exhaust heat recovery line 5, and when the temperature difference between the exhaust heat recovery temperature and the outside air temperature (water temperature) is small Since it is difficult to radiate heat from the piping of the exhaust heat recovery line 5, it is appropriate to manage the heat dissipation rate in association with the water temperature or the outside air temperature and the exhaust heat recovery temperature.

放熱率は、貯湯センサ11が検出した貯湯タンク4の上部温度から、出口温度センサ8が検出した燃料電池2の出口温度を減算した値に、排熱回収流量センサ10が測定した排熱回収流量をかけることにより算出される(放熱率=(貯湯タンク4の上部温度−燃料電池2の出口温度)×排熱回収流量)。算出された放熱率は、例えば図7に示すように、外気温と排熱回収温度とに関連付けて記憶される。放熱率は、排熱回収温度が一定であっても、発電出力や排熱回収流量の変化に伴って変化するので、発電出力や排熱回収流量のレンジごとに、例えば図7に示す形式で放熱率記憶手段43に記憶される。   The heat release rate is obtained by subtracting the outlet temperature of the fuel cell 2 detected by the outlet temperature sensor 8 from the upper temperature of the hot water storage tank 4 detected by the hot water storage sensor 11, and the exhaust heat recovery flow rate measured by the exhaust heat recovery flow rate sensor 10. (Heat dissipation rate = (upper temperature of hot water storage tank 4−outlet temperature of fuel cell 2) × exhaust heat recovery flow rate). The calculated heat release rate is stored in association with the outside air temperature and the exhaust heat recovery temperature, for example, as shown in FIG. Since the heat release rate changes with changes in the power generation output and exhaust heat recovery flow rate even if the exhaust heat recovery temperature is constant, for example, in the format shown in FIG. It is stored in the heat dissipation rate storage means 43.

尚、放熱率は、図7に示すように外気温と排熱回収温度とによる整理だけでなく、発電出力や排熱回収流量と関連付けて放熱率を整理し、放熱率算出精度を向上させてもよい。   As shown in Fig. 7, the heat release rate is not only organized by the outside air temperature and exhaust heat recovery temperature, but also the heat release rate is arranged in association with the power generation output and exhaust heat recovery flow rate to improve the heat release rate calculation accuracy. Also good.

水温記憶手段44は、水温計13が測定した水温を所定間隔の積算(平均)データとして、日時に関連付けて記憶するデータベースである。
外気温記憶手段45は、外気温センサ23が測定した外気温を所定間隔の積算(平均)データとして、日時に関連付けて記憶するデータベースである。
電力負荷・偏差記憶手段46は、電力量計測計22が測定した電力負荷及びその偏差を所定間隔の積算(平均)データとして、日時に関連付けて記憶するデータベースである。
熱負荷・偏差記憶手段47は、流量計18が測定した熱負荷及びその偏差を所定間隔の積算(平均)データとして、日時に関連付けて記憶するデータベースである。
The water temperature storage means 44 is a database that stores the water temperature measured by the water thermometer 13 in association with the date and time as integrated (average) data at predetermined intervals.
The outside air temperature storage means 45 is a database that stores the outside air temperature measured by the outside air temperature sensor 23 in association with the date and time as integrated (average) data at a predetermined interval.
The power load / deviation storage means 46 is a database that stores the power load measured by the power meter 22 and its deviation as integrated (average) data at predetermined intervals in association with the date and time.
The thermal load / deviation storage means 47 is a database that stores the thermal load measured by the flow meter 18 and its deviation as integrated (average) data at predetermined intervals in association with the date and time.

排熱回収温度記憶手段48は、排熱温度センサ9が検出した排熱回収温度を日時に関連付けて記憶するデータベースである。
排熱回収量記憶手段49は、排熱回収流量センサ10が測定した流量を所定間隔の積算(平均)データとして、日時に関連付けて記憶するデータベースである。
The exhaust heat recovery temperature storage means 48 is a database that stores the exhaust heat recovery temperature detected by the exhaust heat temperature sensor 9 in association with the date and time.
The exhaust heat recovery amount storage means 49 is a database that stores the flow rate measured by the exhaust heat recovery flow rate sensor 10 in association with the date and time as integrated (average) data at a predetermined interval.

本実施形態では、放熱率記憶手段43、水温記憶手段44、外気温記憶手段45、電力負荷・偏差記憶手段46、熱負荷・偏差記憶手段47、排熱回収温度記憶手段48、排熱回収量記憶手段49によって、「運転実績記憶手段」の一例を構成する。   In this embodiment, the heat release rate storage means 43, the water temperature storage means 44, the outside air temperature storage means 45, the power load / deviation storage means 46, the thermal load / deviation storage means 47, the exhaust heat recovery temperature storage means 48, the exhaust heat recovery amount. The storage means 49 constitutes an example of “driving result storage means”.

電力負荷予測方法記憶手段50は、予測対象日の電力負荷を予測する場合に使用した電力負荷予測方法を日時に関連付けて記憶するデータベースである。電力負荷予測方法は、同曜日の加重平均、1週間の加重平均、前日のデータの何れかから選択される。電力負荷は、例えば季節の変わり目であっても、熱負荷と比べて、外気温や水温の影響を受けて日毎に大きく変動しないため、電力負荷予測方法は上記選択肢から選択される。   The power load prediction method storage unit 50 is a database that stores the power load prediction method used when predicting the power load on the prediction target day in association with the date and time. The power load prediction method is selected from any one of the weighted average of the same day, the weighted average of one week, and the data of the previous day. The power load prediction method is selected from the above options because the power load does not vary greatly from day to day due to the influence of the outside air temperature and water temperature, even when the season changes, for example, compared to the heat load.

<動作説明:運転計画>
次に、上記構成を有するコージェネレーションシステム1の動作について説明する。先ず、予測対象日の運転計画を作成する場合について説明する。
予測対象日の運転計画は、例えば、CPU31が予測対象日前日に運転計画プログラム41を読み出して実行することにより行われる。
<Description of operation: Operation plan>
Next, the operation of the cogeneration system 1 having the above configuration will be described. First, a case where an operation plan for a prediction target day is created will be described.
The operation plan for the prediction target day is performed, for example, by the CPU 31 reading and executing the operation plan program 41 on the day before the prediction target date.

図3は、図2に示す運転計画プログラム41のフローチャートである。図4は、図3に示す運転計画プログラム41に続くフローチャートである。
CPU31は、図3のステップ1(以下「S1」と略す。)において、熱負荷予測ロジックを実行する。図5は、図3に示す熱負荷予測ロジック(S1)のサブフローチャートである。熱負荷予測ロジックでは、例えば夏場は給湯温度が低くて湯の使用量が少なく、また、冬場は給湯温度が高くて湯の使用量が多いなど、熱負荷が外気温の影響を受けやすいため、外気温や外気温に伴って変動する水温の影響を考慮して、予測対象日の熱負荷を時間帯別に予測する。
FIG. 3 is a flowchart of the operation planning program 41 shown in FIG. FIG. 4 is a flowchart following the operation plan program 41 shown in FIG.
The CPU 31 executes the thermal load prediction logic in step 1 of FIG. 3 (hereinafter abbreviated as “S1”). FIG. 5 is a sub-flowchart of the thermal load prediction logic (S1) shown in FIG. In the heat load prediction logic, for example, the hot water temperature is low and the amount of hot water used is low in summer, and the hot load is high and the amount of hot water used is high in winter. In consideration of the outside air temperature and the influence of the water temperature that fluctuates with the outside air temperature, the heat load on the prediction target day is predicted for each time zone.

具体的には、図5のS101において、予測対象日と同曜日の熱負荷データ、水温データ(過去4〜12週分)を、熱負荷・偏差記憶手段47と水温記憶手段43とから読み込む。そして、S102において、予測対象日の喫緊の水温データ(過去3日分〜1週間分)を、水温記憶手段43から読み込む。そして、S103において、S101で読み込んだ熱負荷データと水温データから最小二乗法を用いて当該時間帯の相関式(熱負荷=a×水温+b)を算出する。   Specifically, in S101 of FIG. 5, the thermal load data and water temperature data (for the past 4 to 12 weeks) on the same day as the prediction target date are read from the thermal load / deviation storage means 47 and the water temperature storage means 43. In S102, urgent water temperature data (for the past three days to one week) is read from the water temperature storage means 43 on the prediction target day. In S103, a correlation equation (heat load = a × water temperature + b) for the time period is calculated from the heat load data and the water temperature data read in S101 using the least square method.

そして、S104において、当該時間帯の決定係数が所定値以上であるか否かを判断する。当該時間帯の決定係数が所定値以上でない場合には(S104:NO)、過去4〜12週分の予測対象日と同曜日の熱負荷データと水温データとが同様の傾向にあるので、S101で読み込んだ熱負荷データと水温データを平均処理して、予測対象日の当該時間帯の熱負荷データと水温データとする。その後、S107に進む。   Then, in S104, it is determined whether or not the determination coefficient for the time period is greater than or equal to a predetermined value. When the determination coefficient of the time zone is not equal to or greater than the predetermined value (S104: NO), the heat load data and the water temperature data on the same day of the past 4 to 12 weeks are predicted to be the same. The heat load data and the water temperature data read in step 1 are averaged to obtain the heat load data and the water temperature data for the time zone of the prediction target date. Then, it progresses to S107.

一方、当該時間帯の決定係数が所定値以上である場合には(S104:YES)、過去4〜12週分の予測対象日と同曜日の熱負荷データと水温データとが同様の傾向にないので、これを平均処理しても、予測対象日の熱負荷と水温を精度良く予測できない。そこで、S105において、予測対象日の水温として、S102で取得した喫緊の水温データを平均化したものを使用する。そして、S106において、S103で算出した相関式と、S105で平均化した予測対象日の水温から、予測対象日の当該時間帯の熱負荷を算出する。その後、S107に進む。   On the other hand, when the determination coefficient for the time period is equal to or greater than the predetermined value (S104: YES), the heat load data and the water temperature data on the same day of the past 4 to 12 weeks are not in the same tendency. Therefore, even if this is averaged, the heat load and water temperature on the prediction target day cannot be accurately predicted. Therefore, in S105, the average water temperature data acquired in S102 is used as the water temperature for the prediction target day. In S106, the heat load for the time zone of the prediction target day is calculated from the correlation equation calculated in S103 and the water temperature of the prediction target day averaged in S105. Then, it progresses to S107.

S107では、予測対象日の最終時刻まで相関式を算出したか否かを判断する。予測対象日の最終時刻まで相関式を算出していない場合には(S107:NO)、予測対象日の全時間帯について熱負荷を予測していないことを意味するので、S103に戻り、予測対象日における次の時間帯の熱負荷を予測する。一方、予測対象日の最終時刻まで相関式を算出した場合には(S107:YES)、予測対象日の全時間帯について熱負荷を予測したことを意味するので、図3のS1に戻る。   In S107, it is determined whether the correlation equation has been calculated up to the final time of the prediction target date. If the correlation formula has not been calculated until the final time of the prediction target date (S107: NO), it means that the heat load is not predicted for all the time zones of the prediction target date, so the process returns to S103, and the prediction target Predict the heat load for the next time of day. On the other hand, when the correlation equation is calculated up to the final time of the prediction target date (S107: YES), it means that the thermal load is predicted for all the time zones of the prediction target date, and the process returns to S1 in FIG.

尚、上記熱負荷ロジックの説明では、水温データと熱負荷データに基づいて予測対象日の熱負荷を予測したが、外気温記憶手段45の外気温データを水温データに代えて使用し、予測対象日の熱負荷を予測しても良い。このようにS1は、予測対象日の熱負荷を予測するので、「熱負荷予測手段」の一例になり得る。   In the description of the heat load logic, the heat load on the prediction target day is predicted based on the water temperature data and the heat load data. However, the outside air temperature data in the outside air temperature storage means 45 is used instead of the water temperature data, and the prediction object is used. The daily heat load may be predicted. Thus, since S1 predicts the heat load on the prediction target day, it can be an example of “thermal load predicting means”.

その後、図3のS2において、発電出力算出ロジックを実行する。図6は、図3に示す発電出力算出ロジック(S2)のサブフローチャートである。発電出力算出ロジックは、過去の電力負荷に基づいて、予測対象日の電力負荷と発電出力を時間帯別に予測する。   Thereafter, in S2 of FIG. 3, the power generation output calculation logic is executed. FIG. 6 is a sub-flowchart of the power generation output calculation logic (S2) shown in FIG. Based on the past power load, the power generation output calculation logic predicts the power load and power generation output on the prediction target day by time period.

具体的には、図6のS201において、最新1週間の電力負荷予測方法を電力負荷予測方法記憶手段50から読み込む。そして、S202において、最新1週間で読み込んだ予測方法の中で最多数のものを翌日電力負荷予測方法とする。そして、S203において、S202で決定した予測方法に基づき予測対象日の電力負荷と電力負荷偏差を電力負荷・偏差記憶手段46から読み込み、予測対象日の電力負荷を予測する。そして、S204において、算出した電力負荷と電力負荷偏差、すなわち予測対象日に予測される電力負荷から燃料電池2の発電出力を算出する。その後、図3のS2に戻る。   Specifically, in S201 of FIG. 6, the latest one-week power load prediction method is read from the power load prediction method storage unit 50. In S202, the most numerous prediction methods read in the latest one week are set as the next day power load prediction method. In S203, based on the prediction method determined in S202, the power load and power load deviation on the prediction target day are read from the power load / deviation storage means 46, and the power load on the prediction target day is predicted. In S204, the power generation output of the fuel cell 2 is calculated from the calculated power load and power load deviation, that is, the power load predicted on the prediction target date. Thereafter, the process returns to S2 of FIG.

従って、図3のS1,2の処理により予測対象日の熱負荷と電力負荷が予測される。よって、S1,2の処理は、「電力負荷・熱負荷予測手段」の一例になり得る。   Therefore, the heat load and power load on the prediction target day are predicted by the processes of S1 and S2 in FIG. Therefore, the processing of S1 and S2 can be an example of “electric power load / thermal load prediction means”.

そして、図3のS3〜S12において、S1,S2で算出した熱負荷、電力負荷、発電出力をもとに、最も省エネとなる予測対象日の排熱回収温度の設定値を設定する。この意味で、S3〜S12の処理は、「排熱回収温度設定手段」の一例になり得る。   Then, in S3 to S12 of FIG. 3, a set value of the exhaust heat recovery temperature on the prediction target day that is most energy saving is set based on the heat load, power load, and power generation output calculated in S1 and S2. In this sense, the processing of S3 to S12 can be an example of “exhaust heat recovery temperature setting means”.

具体的には、S3において、Xを50℃、Yを0:00と仮定する。そして、S4において、排熱回収温度をX℃とする。そして、排熱回収温度がX℃のときの貯湯タンク4の満蓄熱量を算出する。ここでは、排熱回収温度が50℃であるときの貯湯タンク4の満蓄熱量を算出する。これにより、排熱回収温度X℃(ここでは50℃)下における貯湯タンク4の最大蓄熱密度が把握される。   Specifically, in S3, it is assumed that X is 50 ° C. and Y is 0:00. In S4, the exhaust heat recovery temperature is set to X ° C. And the full heat storage amount of the hot water storage tank 4 when exhaust heat recovery temperature is X degreeC is calculated. Here, the full heat storage amount of the hot water storage tank 4 when the exhaust heat recovery temperature is 50 ° C. is calculated. Thereby, the maximum heat storage density of the hot water storage tank 4 under the exhaust heat recovery temperature X ° C. (here, 50 ° C.) is grasped.

そして、S5において、燃料電池2の運転方法は連続負荷追従運転とし、S2で算出したY時の電力負荷からY時の発電出力を減算することによりY時に商用電源20から受電する受電量を算出する。また、燃料電池2が運転時に消費する都市ガスの消費量(燃料電池ガス消費量)を算出する。また、S1で算出した熱負荷から貯湯タンク4の蓄熱量を減算し、湯切れ時に熱源機17が動作して湯を加熱する場合に消費する都市ガスの消費量(湯切れガス消費量)を算出する。また、Y時に燃料電池2を運転したときに貯湯タンク4に回収される排熱回収熱量を算出する。貯湯タンク満蓄時は、排熱回収量を0とする。さらに、放熱率記憶手段43に記憶されているグラフから予測対象日の条件に合致するグラフを抽出し、グラフの横軸の外気温に予測対象日の外気温をあてはめ、縦軸の排熱回収温度に排熱回収温度X℃をあてはめて、それらが交わる放熱率を算出する。   In S5, the operation method of the fuel cell 2 is a continuous load following operation, and the amount of power received from the commercial power source 20 at Y is calculated by subtracting the generated power output at Y from the power load at Y calculated in S2. To do. Further, the amount of city gas consumed by the fuel cell 2 during operation (fuel cell gas consumption) is calculated. Further, the amount of city gas consumed (hot water consumption) is calculated by subtracting the amount of heat stored in the hot water storage tank 4 from the heat load calculated in S1 and operating the heat source unit 17 to heat the water when the hot water runs out. calculate. Further, the exhaust heat recovery heat amount recovered in the hot water storage tank 4 when the fuel cell 2 is operated at the time of Y is calculated. When the hot water storage tank is fully charged, the exhaust heat recovery amount is set to zero. Further, a graph that matches the conditions of the prediction target day is extracted from the graph stored in the heat dissipation rate storage means 43, the outside air temperature on the prediction target day is applied to the outside temperature on the horizontal axis of the graph, and the exhaust heat recovery on the vertical axis is performed. The exhaust heat recovery temperature X ° C. is applied to the temperature, and the heat dissipation rate at which they intersect is calculated.

そして、S6において、一次エネルギーを算出する。一次エネルギーは、S5で算出した受電量と燃料電池ガス消費量と湯切れガス消費量とを加算して算出する。これにより、Yの時間帯に消費される一次エネルギーが算出される。尚、放熱率が高い場合には、燃料電池ガス消費量や湯切れガス消費量が増加傾向になり、放熱率が低い場合には、燃料電池ガス消費量や湯切れガス消費量が減少傾向になるため、算出した一次エネルギーには、S5で算出した放熱率が反映される。   In S6, the primary energy is calculated. The primary energy is calculated by adding the received power amount calculated in S5, the fuel cell gas consumption amount, and the hot water gas consumption amount. Thereby, the primary energy consumed in the time zone of Y is calculated. When the heat dissipation rate is high, the fuel cell gas consumption and the hot water gas consumption tend to increase. When the heat dissipation rate is low, the fuel cell gas consumption and the hot water gas consumption tend to decrease. Therefore, the calculated primary energy reflects the heat dissipation rate calculated in S5.

そして、S7において、予測対象日の最終時刻まで一次エネルギーを算出したか否かを判断する。予測対象日の最終時刻まで一次エネルギーを算出していない場合には(S7:NO)、S8において、Yに1を加算して予測対象日の時刻を1時間進めた後、S5に戻る。そして、S5以降の処理において上記と同様にして、次の時刻の一次エネルギーを算出する。   In S7, it is determined whether or not the primary energy has been calculated up to the final time of the prediction target date. If the primary energy has not been calculated until the final time of the prediction target day (S7: NO), 1 is added to Y to advance the time of the prediction target day by 1 hour in S8, and the process returns to S5. Then, in the processes after S5, the primary energy of the next time is calculated in the same manner as described above.

S5〜S8の処理を繰り返し、予測対象日の最終時刻まで一次エネルギーを算出したら(S7:YES)、S9において、S5〜S8の処理を繰り返して算出した予測対象日の各時間帯の一次エネルギーを加算し、予測対象日の1日分の一次エネルギーを算出する。   When the processes of S5 to S8 are repeated and the primary energy is calculated until the final time of the prediction target day (S7: YES), the primary energy of each time zone calculated by repeating the processes of S5 to S8 is calculated in S9. Addition and the primary energy for one day of the prediction target date are calculated.

そして、S10において、排熱回収温度Xが85℃であるか否かを判断する。判断基準値の「85℃」は、燃料電池2から回収できる排熱回収温度の最高値である。よって、判断基準値は、発電機の種類によって設定変更可能である。この時点では、排熱回収温度Xが50℃であって、判断基準値の85℃より低いので(S10:NO)、S11において、Xに1を加算して、排熱回収温度Xを1℃上げる。ここでは、排熱回収温度が51℃に設定される。また、予測対象日の時刻Yを0:00に設定する。その後、S4に戻る。そして、S4〜S9の処理を行うことにより、排熱回収温度を51℃にした場合における予測対象日1日分の一次エネルギーを算出する。   In S10, it is determined whether or not the exhaust heat recovery temperature X is 85 ° C. The determination reference value “85 ° C.” is the maximum exhaust heat recovery temperature that can be recovered from the fuel cell 2. Accordingly, the determination reference value can be changed depending on the type of generator. At this time, the exhaust heat recovery temperature X is 50 ° C., which is lower than the determination reference value of 85 ° C. (S10: NO). In S11, 1 is added to X, and the exhaust heat recovery temperature X is set to 1 ° C. increase. Here, the exhaust heat recovery temperature is set to 51 ° C. Also, the time Y of the prediction target date is set to 0:00. Thereafter, the process returns to S4. Then, by performing the processes of S4 to S9, the primary energy for one day of the prediction target day when the exhaust heat recovery temperature is 51 ° C. is calculated.

このようにS4〜S11の処理を繰り返して、50〜85℃の各排熱回収温度毎に予測対象日1日分の一次エネルギーを算出したら、S12において、予測対象日1日分の一次エネルギーが最も小さくなる排熱回収温度Xを予測対象日の排熱回収温度の設定値に設定する。尚、上述したように、各時間帯の一次エネルギーには、放熱率記憶手段43に記憶している放熱率が反映され、それらを合算した予測対象日1日分の一次エネルギーにも上記放熱率が当然反映されている。従って、予測対象日の排熱温度の設定値は、熱回収温度と外気温度の各条件における放熱ロス量をもとに設定され、熱回収効率が最も高くなる。   Thus, if the process of S4-S11 is repeated and the primary energy for 1 day of prediction object days is calculated for every exhaust heat recovery temperature of 50-85 degreeC, in S12, the primary energy for 1 day of prediction object days will be obtained. The lowest exhaust heat recovery temperature X is set to the set value of the exhaust heat recovery temperature on the prediction target day. As described above, the primary energy of each time zone reflects the heat dissipation rate stored in the heat dissipation rate storage means 43, and the heat dissipation rate is also included in the primary energy for one day of the prediction target day, which is the sum of these. Is naturally reflected. Therefore, the set value of the exhaust heat temperature on the prediction target day is set based on the amount of heat radiation loss in each condition of the heat recovery temperature and the outside air temperature, and the heat recovery efficiency becomes the highest.

それから、図4のS13〜S23の処理において、上記で設定した排熱回収温度Xに基づいて、余剰電力ヒータ7を使用する時間帯を決定する。   Then, in the processing of S13 to S23 of FIG. 4, the time zone in which the surplus power heater 7 is used is determined based on the exhaust heat recovery temperature X set above.

具体的には、S13において、図3のS12で設定した予測対象日の排熱回収温度の設定値のもとにおいて算出された予測対象日1日分の一次エネルギーを従来値とする。そして、S14において、予測対象日の排熱回収温度の設定値もとで燃料電池2を連続負荷追従運転した場合に、貯湯タンク4に蓄熱される熱量と、図3のS1で予測した熱負荷とを比較し、湯切れとなる時間帯を調べる。そして、湯切れとなる時間帯をZ時とする。この意味で、S14の処理は、「湯切れ時間抽出時間」の一例になり得る。   Specifically, in S13, the primary energy for one day of the prediction target date calculated based on the set value of the exhaust heat recovery temperature set in S12 of FIG. 3 is set as the conventional value. In S14, when the fuel cell 2 is continuously operated following the set value of the exhaust heat recovery temperature on the prediction target day, the amount of heat stored in the hot water storage tank 4 and the heat load predicted in S1 of FIG. And check the time zone when the hot water runs out. The time zone when the hot water runs out is set to Z o'clock. In this sense, the process of S14 can be an example of “hot water extraction time”.

そして、S15において、湯切れとなる時間帯Zの1時間前の発電出力を増加させる。湯切れ前に貯湯タンク4に蓄熱するためである。但し、発電出力の値は、総合効率が38%より大きくなる値とする。38%を判断基準値とする理由は、火力平均の発電効率であり、38%を超える値とすることによりコージェネレーションシステム1の経済性及び省エネ性を活かせるからである。   In S15, the power generation output one hour before the time zone Z when the hot water runs out is increased. This is because heat is stored in the hot water storage tank 4 before the hot water runs out. However, the value of the power generation output is a value at which the overall efficiency is greater than 38%. The reason why 38% is set as the judgment reference value is the power generation efficiency of the thermal power average, and by making the value exceeding 38%, the economic efficiency and energy saving performance of the cogeneration system 1 can be utilized.

そして、S16において、発電出力を増加させたときの一次エネルギーを算出し、予測対象日の1日分の一次エネルギーを算出し直す。算出し直した値を「今回計算値」とする。そして、S17において、従来値が今回計算値より大きいか否かを判断する。すなわち、何れの一次エネルギーが小さく、経済的で省エネであるかを判断する。   In S16, the primary energy when the power generation output is increased is calculated, and the primary energy for one day on the prediction target day is recalculated. The recalculated value is referred to as “currently calculated value”. In S17, it is determined whether or not the conventional value is larger than the current calculated value. That is, it is determined which primary energy is small, economical and energy saving.

従来値が今回計算値より大きい場合には(S17:YES)、今回計算値が従来値より高い経済性・省エネ性を有するので、S18において、発電出力をS16のように増加させる。その後、S20へ進む。一方、従来値が今回計算値以下である場合には(S17:NO)、従来値が今回計算値と同レベル又はそれ以上の経済性・省エネ性を有するので、S19において、発電出力を増加させない。その後、S20へ進む。   When the conventional value is larger than the current calculated value (S17: YES), the current calculated value has higher economy and energy saving than the conventional value, so in S18 the power generation output is increased as in S16. Then, it progresses to S20. On the other hand, if the conventional value is less than or equal to the current calculated value (S17: NO), the conventional value has the same level of economic efficiency and energy saving as the current calculated value or higher, so the power generation output is not increased in S19. . Then, it progresses to S20.

S20においては、Zから1を減算して、湯切れに対する発電出力の変更を確認する時間帯を1時間早くする。そして、S21において、その早くした時間帯が、0であって、予測対象日の開始時刻か否かを判断する。予測対象日の開始時刻でない場合には(S21:NO)、S15に戻る。そして、S15〜S20の処理において、S14で特定した湯切れとなる時間帯より2時間前の発電出力を増加させ、従来値より発電出力を増加させるか否かを判断する。   In S20, 1 is subtracted from Z, and the time zone for confirming the change of the power generation output due to the hot water shortage is advanced by 1 hour. Then, in S21, it is determined whether or not the earlier time zone is 0 and the start time of the prediction target day. When it is not the start time of the prediction target day (S21: NO), the process returns to S15. And in the process of S15-S20, the electric power generation output 2 hours before the time slot | zone used as hot water specified in S14 is increased, and it is judged whether an electric power generation output is made to increase from a conventional value.

このようにS15〜S21の処理を繰り返し、湯切れとなる時間帯Zから予測対象日の開始時刻まで遡って、従来値の範囲内で一次エネルギーを増加させないように発電出力を適宜増加させたら(S21:YES)、S22において、発電出力と電力負荷とを比較して余剰電力が発生する時間帯を調べる。そして、余剰電力が発生した時間帯を余剰電力ヒータ7を使用する時間帯とする。   In this way, when the processes of S15 to S21 are repeated and the power generation output is increased appropriately so as not to increase the primary energy within the range of the conventional value, going back to the start time of the prediction target day from the time zone Z when the hot water runs out ( (S21: YES), in S22, the power generation output and the power load are compared to check the time zone in which surplus power is generated. The time zone in which the surplus power is generated is set as the time zone in which the surplus power heater 7 is used.

従って、S15〜S22の処理を実行することにより、湯切れとなる時間帯の前に発電出力を増加させた場合に消費する一次エネルギーと、予測対象日の排熱回収温度の設定値のもとで燃料電池2を運転する場合に消費する一次エネルギーとを比較し、前者の場合が後者の場合より一次エネルギーが小さい場合には、燃料電池2の発電出力を増加させ、発電電力の増加に伴って余剰電力が発生する時間帯を余剰電力ヒータ7の使用時間として決定する。この意味で、S15〜S22の処理は、「余剰電力ヒータ使用時間決定手段」の一例になり得る。   Therefore, by executing the processing of S15 to S22, the primary energy consumed when the power generation output is increased before the time when the hot water runs out and the set value of the exhaust heat recovery temperature on the prediction target day are obtained. Compared with the primary energy consumed when operating the fuel cell 2 in the case where the primary energy is smaller in the former case than in the latter case, the power generation output of the fuel cell 2 is increased, and the generated power increases. Thus, a time zone in which surplus power is generated is determined as a usage time of the surplus power heater 7. In this sense, the processing of S15 to S22 can be an example of “surplus power heater usage time determining means”.

そして、S23において、余剰電力ヒータ7の使用により増加する蓄熱量を算出する。そして、S24において、S23で算出した増加蓄熱量を含めて貯湯タンク4の蓄熱量を算出し直し、貯湯タンク4の蓄熱量とS1で算出した熱負荷とを比較して湯切れとなる他の時間帯を調べる。そして、S25において、湯切れとなる他の時間帯があるか否かを判断する。湯切れとなる他の時間帯がある場合には(S25:YES)、S14に戻り、S14〜S24の処理を繰り返して、湯切れとなる時間帯から遡って発電出力を増加させる時間帯を特定し、余剰電力が発生する時間帯に余剰電力ヒータ7を使用するようにする。これに対して、湯切れとなる時間帯が他にない場合には(S25:NO)、処理を終了する。   And in S23, the heat storage amount which increases by use of the surplus electric power heater 7 is calculated. In S24, the heat storage amount of the hot water storage tank 4 is recalculated including the increased heat storage amount calculated in S23, and the heat storage amount of the hot water storage tank 4 and the heat load calculated in S1 are compared, resulting in another hot water outage. Check the time zone. Then, in S25, it is determined whether there is another time zone in which hot water runs out. If there is another time zone when the hot water runs out (S25: YES), the process returns to S14 and repeats the processing of S14 to S24 to identify the time zone where the power generation output is increased retroactively from the time zone when the hot water runs out Then, the surplus power heater 7 is used in a time zone where surplus power is generated. On the other hand, when there is no other time zone when the hot water runs out (S25: NO), the process is terminated.

<運転制御>
次に、予測対象日当日にコージェネレーションシステム1の運転を制御する場合について説明する。運転制御は、CPU31が、HDD34から運転制御プログラム42を読み出して実行することにより行われる。図8は、図2に示す運転制御プログラム42のフローチャートである。CPU31は、排熱回収温度を予測対象日の排熱回収温度の設定値に調整するように排熱回収ライン5に循環させる循環水の流量を調整しながら、予測対象日の熱負荷や電力負荷、水温等の予測が予測対象日当日の実際値と乖離するか否かを監視し、予測対象日の熱負荷や電力負荷、水温等の予測が予測対象日当日の実際値と乖離した場合に、排熱回収温度を補正して最適運転を行うものである。
<Operation control>
Next, a case where the operation of the cogeneration system 1 is controlled on the prediction target day will be described. The operation control is performed by the CPU 31 reading and executing the operation control program 42 from the HDD 34. FIG. 8 is a flowchart of the operation control program 42 shown in FIG. The CPU 31 adjusts the flow rate of the circulating water to be circulated through the exhaust heat recovery line 5 so as to adjust the exhaust heat recovery temperature to the set value of the exhaust heat recovery temperature of the prediction target day, while adjusting the heat load and power load of the prediction target day. , Monitoring whether the prediction of water temperature, etc. deviates from the actual value on the day of forecast, and if the prediction of heat load, power load, water temperature, etc. of the day of prediction deviates from the actual value on the day of prediction The exhaust heat recovery temperature is corrected to perform optimum operation.

具体的には、図8のS31において、予測対象日の開始時刻か否かを判断する。予測対象日の開始時刻でない場合には(S31:NO)、予測対象日の開始時刻まで待機する。予測対象日の開始時刻である場合には(S31:YES)、S32において、制御時刻Tを0に設定し、予測対象日の運転制御時刻をリセットする。そして、S33において、予測対象日の運転計画に従ってコージェネレーションシステム1の運転制御を開始する。すなわち、燃料電池2やポンプ6などの動作を開始する。   Specifically, in S31 of FIG. 8, it is determined whether it is the start time of the prediction target day. When it is not the start time of the prediction target day (S31: NO), it waits until the start time of the prediction target day. When it is the start time of the prediction target day (S31: YES), in S32, the control time T is set to 0, and the operation control time of the prediction target day is reset. In S33, the operation control of the cogeneration system 1 is started according to the operation plan on the prediction target day. That is, the operation of the fuel cell 2 and the pump 6 is started.

そして、S34において、排熱温度センサ9により排熱回収温度を測定する。そして、S35において、排熱温度センサ9が測定した排熱回収温度(測定排熱回収温度)が、予測対象日の排熱回収温度の設定値より高いか否かを判断する。測定排熱回収温度が、設定値より高くない場合には(S35:NO)、S37へ進む。一方、測定排熱回収温度が設定値より高い場合には(S35:YES)、S36において、ポンプ6が排熱回収ライン5へ送り出す流量を増加させるように、ポンプ6の動作を変更する。流量増加によりレイノルズ数が小さくなり、排熱回収率が低下し、排熱回収温度を下げられるからである。その後、S37へ進む。   In S34, the exhaust heat temperature sensor 9 measures the exhaust heat recovery temperature. In S35, it is determined whether the exhaust heat recovery temperature (measured exhaust heat recovery temperature) measured by the exhaust heat temperature sensor 9 is higher than the set value of the exhaust heat recovery temperature on the prediction target day. When the measured exhaust heat recovery temperature is not higher than the set value (S35: NO), the process proceeds to S37. On the other hand, when the measured exhaust heat recovery temperature is higher than the set value (S35: YES), the operation of the pump 6 is changed so that the flow rate of the pump 6 sent to the exhaust heat recovery line 5 is increased in S36. This is because the Reynolds number is decreased by increasing the flow rate, the exhaust heat recovery rate is lowered, and the exhaust heat recovery temperature can be lowered. Thereafter, the process proceeds to S37.

S37においては、測定排熱回収温度が設定値より低いか否かを判断する。測定排熱回収温度が設定値より低くない場合には(S37:NO)、S39へ進む。一方、測定排熱回収温度が設定値より低い場合には(S37:YES)、S38において、ポンプ6が排熱回収ライン5へ送り出す流量を減少させるように、ポンプ6の動作を変更する。流量減少によりレイノルズ数が大きくなり、排熱回収率が向上し、排熱回収温度を上げられるからである。その後、S39へ進む。   In S37, it is determined whether or not the measured exhaust heat recovery temperature is lower than a set value. If the measured exhaust heat recovery temperature is not lower than the set value (S37: NO), the process proceeds to S39. On the other hand, when the measured exhaust heat recovery temperature is lower than the set value (S37: YES), the operation of the pump 6 is changed so that the flow rate of the pump 6 sent to the exhaust heat recovery line 5 is decreased in S38. This is because the Reynolds number is increased by reducing the flow rate, the exhaust heat recovery rate is improved, and the exhaust heat recovery temperature can be raised. Thereafter, the process proceeds to S39.

従って、S35〜S38の処理により、ポンプ6が排熱回収ライン5に送り出す循環水の流量を調整し、貯湯タンク4に供給する湯を排熱回収温度に調整する。よって、S35〜S38の処理は、「流量調整手段」の一例になり得る。   Therefore, the flow rate of the circulating water sent from the pump 6 to the exhaust heat recovery line 5 is adjusted by the processes of S35 to S38, and the hot water supplied to the hot water storage tank 4 is adjusted to the exhaust heat recovery temperature. Therefore, the processing of S35 to S38 can be an example of “flow rate adjusting means”.

それから、S39において、予測した電力負荷及び熱負荷が、予測対象日当日に実際に消費する実電力負荷及び実熱負荷から乖離しているか否かを判断する。予測した電力負荷及び熱負荷が実電力負荷及び実熱負荷から乖離していない場合には(S39:NO)、S43へ進む。   Then, in S39, it is determined whether or not the predicted power load and heat load are deviated from the actual power load and actual heat load that are actually consumed on the day of prediction target. If the predicted power load and heat load are not deviated from the actual power load and actual heat load (S39: NO), the process proceeds to S43.

予測した電力負荷及び熱負荷が実電力負荷及び実熱負荷から乖離している場合には(S39:YES)、S40において、運転制御している時刻T以降の熱負荷パターンを修正する。そして、S41において、貯湯センサ11の測定結果に基づいて貯湯タンク4に実際に蓄熱されている実蓄熱量を調べる。そして、貯湯タンク4の実蓄熱量と貯湯タンク4に回収される排熱回収量とによりS40で修正した熱負荷パターンを賄うように、排熱回収温度の設定値を補正する。この意味で、S39〜S41の処理は、「排熱回収温度補正手段」の一例になり得る。   If the predicted power load and thermal load deviate from the actual power load and actual heat load (S39: YES), the thermal load pattern after time T during operation control is corrected in S40. In S41, the actual heat storage amount actually stored in the hot water storage tank 4 is examined based on the measurement result of the hot water storage sensor 11. Then, the set value of the exhaust heat recovery temperature is corrected so as to cover the heat load pattern corrected in S40 by the actual heat storage amount of the hot water storage tank 4 and the exhaust heat recovery amount recovered in the hot water storage tank 4. In this sense, the processing of S39 to S41 can be an example of “exhaust heat recovery temperature correction means”.

そして、S42において、貯湯タンク4の上部の温度を貯湯センサ11により測定し、補正した排熱回収温度が、貯湯タンク4の上部温度より低いか否かを判断する。補正した排熱回収温度が貯湯タンク4の上部温度より低いと、補正した排熱回収温度に従って排熱回収した場合に貯湯タンク4の成層崩れを招くからである。補正した排熱回収温度が、貯湯タンク4の上部温度より低い場合には(S42:YES)、S41に戻り、排熱回収温度を設定し直し、再補正する。一方、補正した排熱回収温度が、貯湯タンク4の上部温度より低くない場合には(S42:NO)、S43に進む。   In S42, the temperature of the upper part of the hot water storage tank 4 is measured by the hot water storage sensor 11, and it is determined whether or not the corrected exhaust heat recovery temperature is lower than the upper temperature of the hot water storage tank 4. This is because if the corrected exhaust heat recovery temperature is lower than the upper temperature of the hot water storage tank 4, the stratified collapse of the hot water storage tank 4 occurs when exhaust heat recovery is performed according to the corrected exhaust heat recovery temperature. If the corrected exhaust heat recovery temperature is lower than the upper temperature of the hot water storage tank 4 (S42: YES), the process returns to S41, the exhaust heat recovery temperature is reset, and it is corrected again. On the other hand, if the corrected exhaust heat recovery temperature is not lower than the upper temperature of the hot water storage tank 4 (S42: NO), the process proceeds to S43.

そして、S43において、Tに1を加算して、制御時刻Tを1時間進める。そして、S44において、制御対象時刻が予測対象日の最終時刻になったか否かを判断する。制御時刻Tが予測対象日の最終時刻でない場合には(S44:NO)、S45において、制御時刻Tが経過したか否かを判断する。制御時刻Tが経過していない場合には(S45:NO)、そのまま待機する。   In S43, 1 is added to T, and the control time T is advanced by 1 hour. In S44, it is determined whether or not the control target time is the final time of the prediction target date. If the control time T is not the final time of the prediction target date (S44: NO), it is determined in S45 whether or not the control time T has elapsed. If the control time T has not elapsed (S45: NO), the process waits as it is.

制御時刻Tが経過した場合には(S45:YES)、S34に戻る。そして、S34〜S44の処理を繰り返し、排熱温度センサ9が予測対象日の排熱回収温度を測定するように、ポンプ6が排熱回収ライン5へ送り出す循環水の流量を調整し、排熱回収温度をフィードバック制御する。また、電力負荷及び熱負荷が実際の電力負荷及び熱負荷と乖離するときには、排熱回収温度を補正する。   When the control time T has elapsed (S45: YES), the process returns to S34. And the process of S34-S44 is repeated, the flow rate of the circulating water which the pump 6 sends to the exhaust heat recovery line 5 is adjusted so that the exhaust heat temperature sensor 9 measures the exhaust heat recovery temperature on the prediction target day, and the exhaust heat. Feedback control of recovery temperature. Further, when the power load and the heat load deviate from the actual power load and the heat load, the exhaust heat recovery temperature is corrected.

予測対象日の最終時刻になったら(S44:YES)、S46において、予測対象日の運転制御を終了し、処理を終了する。   When the final time of the prediction target day is reached (S44: YES), in S46, the operation control of the prediction target day is ended and the process is ended.

<作用効果>
従って、本実施形態のコージェネレーションシステム1は、排熱回収ライン5に循環させる循環水の流量を調整することにより、貯湯タンク4に回収する湯の温度を排熱回収温度の設定値に調整するので(図8のS34〜S38参照)、排熱回収温度を変更しても放熱ロスが少なく、熱回収効率を向上させることができる。
<Effect>
Therefore, the cogeneration system 1 of this embodiment adjusts the flow rate of the circulating water circulated through the exhaust heat recovery line 5 to adjust the temperature of hot water recovered in the hot water storage tank 4 to the set value of the exhaust heat recovery temperature. Therefore (see S34 to S38 in FIG. 8), even if the exhaust heat recovery temperature is changed, there is little heat dissipation loss, and the heat recovery efficiency can be improved.

本実施形態のコージェネレーションシステム1は、過去の運転実績と予測対象日の運転条件に基づいて、予測対象日の排熱回収温度の設定値を設定するので(図3のS1〜S12参照)、予測対象日の排熱回収温度の設定値を需要家の電力需要や熱負荷需要、システムや外部の条件に合わせて最適に設定することができる。   The cogeneration system 1 of the present embodiment sets the set value of the exhaust heat recovery temperature on the prediction target day based on the past operation results and the operation conditions on the prediction target day (see S1 to S12 in FIG. 3). The set value of the exhaust heat recovery temperature on the prediction target day can be optimally set according to the electric power demand of the customer, the heat load demand, the system and external conditions.

本実施形態のコージェネレーションシステム1は、予測対象日の水温又は外気温と排熱回収温度に合致する放熱率を放熱率記憶手段43から抽出し、抽出した放熱率を含めて予測対象日の排熱回収温度の設定値を設定するので(図3のS12参照)、システムの設置状況や外部環境によって異なる放熱ロスを踏まえ、予測対象日の条件により適した排熱回収温度の設定値を設定することができる。   The cogeneration system 1 of the present embodiment extracts a heat release rate that matches the water temperature or outside air temperature of the prediction target date and the exhaust heat recovery temperature from the heat release rate storage means 43, and includes the extracted heat release rate and the exhaustion rate of the prediction target date. Since the set value of the heat recovery temperature is set (see S12 in FIG. 3), the set value of the exhaust heat recovery temperature that is more suitable for the conditions of the prediction target day is set based on the heat dissipation loss that varies depending on the installation status of the system and the external environment. be able to.

本実施形態のコージェネレーションシステム1は、予測した熱負荷が予測対象日当日に発生した熱負荷と乖離する場合に、乖離を検出した時間帯以降の熱負荷を予測し直し、排熱回収温度の設定値を補正するので(図8のS39:YES、S40、S41参照)、排熱回収温度の設定値が予測外れして予測対象日当日の条件に合致しない場合でも、排熱回収温度の設定値を予測対象日の条件に合わせることができる。   When the predicted heat load deviates from the heat load generated on the day of the prediction target, the cogeneration system 1 of the present embodiment re-predicts the heat load after the time zone in which the deviation is detected, and calculates the exhaust heat recovery temperature. Since the set value is corrected (see S39 in FIG. 8: YES, S40, S41), even if the set value of the exhaust heat recovery temperature is unpredictable and does not meet the conditions on the prediction target day, the exhaust heat recovery temperature is set. The value can be matched to the conditions for the forecast date.

本実施形態のコージェネレーションシステム1は、排熱回収温度の設定値を補正する場合に、補正した排熱回収温度が貯湯タンクの上部温度以上の値であるので(図8のS42:NO参照)、貯湯タンク4の上部温度より低い温度で排熱回収して貯湯タンク4の成層崩れを生じ、貯湯タンク4の蓄熱密度を低下させることがない。   In the cogeneration system 1 of the present embodiment, when the set value of the exhaust heat recovery temperature is corrected, the corrected exhaust heat recovery temperature is equal to or higher than the upper temperature of the hot water storage tank (see S42 in FIG. 8: NO). Then, exhaust heat is recovered at a temperature lower than the upper temperature of the hot water storage tank 4 to cause stratification collapse of the hot water storage tank 4, and the heat storage density of the hot water storage tank 4 is not reduced.

本実施形態のコージェネレーションシステム1は、排熱回収ライン5上に設置された余剰電力ヒータ7が、燃料電池2が発生した余剰電力で発熱し、排熱回収温度を調整することが可能なので(図1参照)、余剰電力が発生して商用電源20側に流れること(所謂、余剰電力の染みだし)を防ぎ、省エネ性・経済性の向上を図ることができる。   In the cogeneration system 1 of the present embodiment, the surplus power heater 7 installed on the exhaust heat recovery line 5 generates heat by surplus power generated by the fuel cell 2 and can adjust the exhaust heat recovery temperature ( 1), it is possible to prevent surplus power from being generated and flow to the commercial power source 20 side (so-called surplus power oozing), and to improve energy saving and economy.

本実施形態のコージェネレーションシステム1は、湯切れが生じる時間帯がある場合に、湯切れが生じる時間帯に燃料電池2の発電出力を増加させた場合に消費する一次エネルギーと、予測対象日の排熱回収温度の設定値のもとで燃料電池2を運転する場合に消費する一次エネルギーとを比較し、前者が後者より一次エネルギーが小さい場合には、燃料電池2の発電出力を増加させ、発電出力の増加に伴って余剰電力が発生する時間帯を余剰電力ヒータ7の使用時間として決定するので、燃料電池2の発電出力を敢えて電力需要よりつり上げて余剰電力ヒータ7による熱回収量を増加させ、熱需要に備えることが可能になる。よって、本実施形態のコージェネレーションシステム1は、余剰電力ヒータ7を用いた熱回収を併用して、排熱回収温度を最適な値に設定することができる。   The cogeneration system 1 according to the present embodiment includes the primary energy consumed when the power generation output of the fuel cell 2 is increased in the time zone in which hot water runs out, and the prediction target date. Compared with the primary energy consumed when the fuel cell 2 is operated under the set value of the exhaust heat recovery temperature, if the former has a smaller primary energy than the latter, the power generation output of the fuel cell 2 is increased, Since the time period in which surplus power is generated as the power generation output increases is determined as the usage time of the surplus power heater 7, the power output of the fuel cell 2 is intentionally lifted from the power demand to increase the amount of heat recovered by the surplus power heater 7. It becomes possible to prepare for heat demand. Therefore, the cogeneration system 1 of the present embodiment can set the exhaust heat recovery temperature to an optimum value by using heat recovery using the surplus power heater 7 together.

<実施例>
例えば、夏場にコージェネレーションシステム1を運用する場合において、電力負荷が20kW、熱負荷が20MJ、燃料電池の発電量が600Wで一定、発電効率が35%の条件下で、流量を絞って排熱回収温度を80℃に設定したときと、流量を大きくして排熱回収温度を60℃に設定したときとを比較する。排熱回収温度を80℃に設定した場合には、排熱効率が30%であるのに対して、排熱回収温度を60℃に設定した場合には、排熱効率が40%であるとする。
<Example>
For example, when operating the cogeneration system 1 in the summer, the heat load is reduced by reducing the flow rate under the conditions that the power load is 20 kW, the heat load is 20 MJ, the power generation amount of the fuel cell is constant at 600 W, and the power generation efficiency is 35%. A comparison is made between when the recovery temperature is set to 80 ° C. and when the exhaust heat recovery temperature is set to 60 ° C. by increasing the flow rate. When the exhaust heat recovery temperature is set to 80 ° C., the exhaust heat efficiency is 30%, whereas when the exhaust heat recovery temperature is set to 60 ° C., the exhaust heat efficiency is 40%.

この条件下で、排熱回収温度が80℃の場合には、省エネ率が11.4%であるのに対して、排熱回収温度が60℃の場合には、省エネ率が9.0%であり、排熱回収温度を80℃にする方が、省エネ率が2.4%増加する。従って、夏場は、排熱回収温度を60℃から80℃に変更することにより、経済性・省エネ性を向上させることができる。   Under this condition, when the exhaust heat recovery temperature is 80 ° C., the energy saving rate is 11.4%, whereas when the exhaust heat recovery temperature is 60 ° C., the energy saving rate is 9.0%. The energy saving rate increases by 2.4% when the exhaust heat recovery temperature is set to 80 ° C. Therefore, in the summer, by changing the exhaust heat recovery temperature from 60 ° C. to 80 ° C., it is possible to improve economy and energy saving.

この理由には以下のことが考えられる。
排熱回収温度が高く設定されているときに、流量を絞ると、熱回収率が向上する。そして、排熱回収ライン5を取り巻く外気温は、夏場高く、排熱回収温度が高くても、燃料電池2から貯湯タンク4に湯が流れる間に放熱ロスが生じにくい。夏場は、熱負荷が20MJと少ない上に、給水温が冬場より低いため、高温の湯を貯湯タンク4を貯めておけば、貯湯タンク4の湯を水道水と混合して適温に調整して熱負荷を賄うことが可能である。しかも、夏場は、クーラーなどの電力負荷が多いため、余剰電力が発生しにくい。よって、余剰電力ヒータ7を使用せずに、燃料電池2の排熱回収のみで高温の湯を貯湯タンク4に貯めて殆どの熱負荷を賄うことになり、熱回収効率が良い。
The following can be considered for this reason.
When the exhaust heat recovery temperature is set high, reducing the flow rate improves the heat recovery rate. The outside air temperature surrounding the exhaust heat recovery line 5 is high in summer, and even if the exhaust heat recovery temperature is high, heat loss is less likely to occur while hot water flows from the fuel cell 2 to the hot water storage tank 4. In summer, the heat load is less than 20 MJ, and the water supply temperature is lower than in winter. If hot water is stored in the hot water storage tank 4, the hot water in the hot water storage tank 4 is mixed with tap water and adjusted to an appropriate temperature. It is possible to cover the heat load. Moreover, in summer, surplus power is unlikely to be generated due to a large power load such as a cooler. Therefore, high temperature hot water is stored in the hot water storage tank 4 only by recovering the exhaust heat of the fuel cell 2 without using the surplus power heater 7 to cover most heat load, and the heat recovery efficiency is good.

また、排熱回収温度が高いと、貯湯タンク4の蓄熱密度が大きくなるため、貯湯タンク4が満蓄になりにくく、熱回収時間を長くできる。そのため、燃料電池2を定格連続運転して電力負荷を賄える量が増え、商用電力の消費量を低減できる。   Further, when the exhaust heat recovery temperature is high, the heat storage density of the hot water storage tank 4 increases, so that the hot water storage tank 4 is unlikely to be fully stored and the heat recovery time can be lengthened. Therefore, the amount of fuel cell 2 that can be rated continuously operated to cover the power load is increased, and the consumption of commercial power can be reduced.

これに対して、例えば、冬場にコージェネレーションシステム1を運用する場合において、電力負荷が15kW、熱負荷が70MJ、燃料電池の発電量が600Wで一定、発電効率が35%の条件下で、流量を絞って排熱回収温度を80℃に設定したときと、流量を大きくして排熱回収温度を60℃に設定したときとを比較する。排熱回収温度を80℃に設定した場合には、排熱効率が30%であるのに対して、排熱回収温度を60℃に設定した場合には、排熱効率が40%であるとする。   On the other hand, for example, when the cogeneration system 1 is operated in winter, the flow rate is 15 kW, the thermal load is 70 MJ, the power generation amount of the fuel cell is constant at 600 W, and the power generation efficiency is 35%. When the exhaust heat recovery temperature is set to 80 ° C. by narrowing down, the case where the flow rate is increased and the exhaust heat recovery temperature is set to 60 ° C. is compared. When the exhaust heat recovery temperature is set to 80 ° C., the exhaust heat efficiency is 30%, whereas when the exhaust heat recovery temperature is set to 60 ° C., the exhaust heat efficiency is 40%.

この条件下で、排熱回収温度が80℃の場合には、省エネ率が19.7%であるのに対して、排熱回収温度が60℃の場合には、省エネ率が26.2%であり、排熱回収温度を60℃にする方が、省エネ率が6.5%増加する。従って、冬場は、排熱回収温度を80℃から60℃に変更することにより、経済性・省エネ性を向上させることができる。   Under this condition, when the exhaust heat recovery temperature is 80 ° C., the energy saving rate is 19.7%, whereas when the exhaust heat recovery temperature is 60 ° C., the energy saving rate is 26.2%. Therefore, the energy saving rate increases by 6.5% when the exhaust heat recovery temperature is set to 60 ° C. Therefore, in winter, economy and energy saving can be improved by changing the exhaust heat recovery temperature from 80 ° C to 60 ° C.

この理由には以下のことが考えられる。
排熱回収温度が低く設定されているときに、流量を多くすると、熱回収率が低下する。そして、排熱回収ライン5を取り巻く外気温は、冬場低く、排熱回収温度が低いことによって、燃料電池2から貯湯タンク4に湯が流れる間に生じる放熱ロスが小さくて済む。熱負荷は、70MJと夏場より多いが、60℃の湯を熱回収流量を増やして貯湯タンク4に貯めることにより、貯湯タンク4から供給した熱量を早く貯湯タンク4に補充することができる。よって、低温(60℃)の湯を大流量で長時間にわたって貯湯タンク4に貯めることにより、熱源機17の使用頻度を減らし、一次エネルギー消費量を低減させることができる。
The following can be considered for this reason.
When the exhaust heat recovery temperature is set low, the heat recovery rate decreases if the flow rate is increased. The outside air temperature surrounding the exhaust heat recovery line 5 is low in winter and the exhaust heat recovery temperature is low, so that a heat dissipation loss that occurs while hot water flows from the fuel cell 2 to the hot water storage tank 4 can be reduced. Although the heat load is 70 MJ, which is higher than in summer, the amount of heat supplied from the hot water storage tank 4 can be quickly replenished to the hot water storage tank 4 by increasing the heat recovery flow rate of hot water at 60 ° C. and storing it in the hot water storage tank 4. Therefore, by storing low temperature (60 ° C.) hot water in the hot water storage tank 4 at a large flow rate for a long time, the use frequency of the heat source unit 17 can be reduced and the primary energy consumption can be reduced.

ここで、排熱回収温度が低いと、貯湯タンク4の蓄熱密度が小さくなる。しかし、冬場は熱負荷が大きいため、貯湯タンク4が満蓄になりにくく、排熱回収温度を低く設定しても、燃料電池2の停止を極力回避できる。   Here, when the exhaust heat recovery temperature is low, the heat storage density of the hot water storage tank 4 is reduced. However, since the heat load is large in winter, the hot water storage tank 4 is unlikely to be fully stored, and even if the exhaust heat recovery temperature is set low, it is possible to avoid stopping the fuel cell 2 as much as possible.

また、冬場は、夏場に比べて電力負荷が少なく、余剰電力が発生する可能性が高い。しかし、余剰電力によって余剰電力ヒータ7を加熱して貯湯タンク4の蓄熱密度を高くすれば、余剰電力の染みだしを防ぎつつ、熱負荷をコージェネレーションシステム1で賄うことができる。   In winter, there is less power load than in summer, and there is a high possibility that surplus power will be generated. However, if the surplus power heater 7 is heated by surplus power to increase the heat storage density of the hot water storage tank 4, the cogeneration system 1 can cover the thermal load while preventing the surplus power from leaking out.

従って、コージェネレーションシステム1は、季節の変わり目によって変動する需要家の熱負荷や電力負荷を、過去の熱負荷や電力負荷などの過去の運転実績や、外気温・水温などの運転条件に基づいて予測して予測対象日の排熱回収温度を変化させ、さらには、予測対象日当日に排熱回収温度を適宜補正して変化させるので、経済性と省エネ性が飛躍的に向上する。特に、コージェネレーションシステム1は、排熱回収温度を流量調整して変動させ、放熱ロスが少ないので、熱回収効率が良く、経済性と省エネ性を無駄なく向上させることができる。   Therefore, the cogeneration system 1 determines the customer's heat load and power load that fluctuate according to the change of the season based on past operation results such as past heat load and power load and operation conditions such as outside air temperature and water temperature. The exhaust heat recovery temperature is predicted and changed, and the exhaust heat recovery temperature is appropriately corrected and changed on the prediction target day, so that economic efficiency and energy saving are dramatically improved. In particular, the cogeneration system 1 varies the exhaust heat recovery temperature by adjusting the flow rate so that there is little heat dissipation loss, so that the heat recovery efficiency is good and the economy and energy saving can be improved without waste.

<変形例>
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、色々な応用が可能である。
例えば、上記実施形態では、「発電機」の一例として燃料電池2を挙げたが、燃料電池2に代えてガスエンジンを用いてもよい。
例えば、上記実施形態では、「流量調整手段」の一例としてポンプを挙げたが、ポンプ6に代えて流量調整弁を使用してもよい。或いは、ポンプ6の二次側に別途流量調整弁を設け、より厳密な流量調整を行い排熱回収温度を細かく設定できるようにしてもよい。
例えば、上記実施形態では、ポンプ6の上流側に排熱回収流量センサ10を配置して熱回収流量を測定するようにした。これに対して、ポンプ6の制御値を流量値で代替することで流量測定するようにしてもよい。
例えば、上記実施形態では、熱源機17に流量計18を内蔵し、熱負荷を測定した。これに対して、流量計に代えて、例えば熱量計を熱源機17に内蔵してもよい。熱量計を使用する場合には、熱量計が測定した熱量から温度差を除して流量(熱負荷)を算出することが可能である。
<Modification>
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, A various application is possible.
For example, in the above embodiment, the fuel cell 2 is described as an example of the “generator”, but a gas engine may be used instead of the fuel cell 2.
For example, in the above embodiment, the pump is described as an example of the “flow rate adjusting unit”, but a flow rate adjusting valve may be used instead of the pump 6. Alternatively, a separate flow rate adjustment valve may be provided on the secondary side of the pump 6 so that the exhaust heat recovery temperature can be set finely by performing more precise flow rate adjustment.
For example, in the above embodiment, the exhaust heat recovery flow rate sensor 10 is disposed upstream of the pump 6 to measure the heat recovery flow rate. On the other hand, the flow rate may be measured by substituting the control value of the pump 6 with a flow rate value.
For example, in the said embodiment, the flow meter 18 was built in the heat source machine 17, and the thermal load was measured. On the other hand, instead of the flow meter, for example, a calorimeter may be built in the heat source unit 17. When using a calorimeter, it is possible to calculate the flow rate (heat load) by subtracting the temperature difference from the calorific value measured by the calorimeter.

本発明の実施形態に係るコージェネレーションシステムの概略構成図である。It is a schematic structure figure of a cogeneration system concerning an embodiment of the present invention. 図1に示すコントローラの電気ブロック構成を示す図である。It is a figure which shows the electric block structure of the controller shown in FIG. 図2に示す運転計画プログラムのフローチャートである。It is a flowchart of the driving | running plan program shown in FIG. 図3に示す運転計画プログラムに続くフローチャートである。It is a flowchart following the operation plan program shown in FIG. 図3に示す熱負荷予測ロジックのサブフローチャートである。4 is a sub-flowchart of the heat load prediction logic shown in FIG. 3. 図3に示す発電出力算出ロジックのサブフローチャートである。4 is a sub-flowchart of a power generation output calculation logic shown in FIG. 3. 図2に示す放熱率記憶手段に記憶されている放熱率の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the heat dissipation rate memorize | stored in the heat dissipation rate memory | storage means shown in FIG. 図2に示す運転制御プログラムのフローチャートである。3 is a flowchart of an operation control program shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 コージェネレーションシステム
2 燃料電池(発電機)
4 貯湯タンク
5 排熱回収ライン
6 ポンプ(流量調整手段)
7 余剰電力ヒータ
9 排熱温度センサ(排熱回収温度測定手段)
11 貯湯センサ(貯湯温度測定手段)
30 コントローラ(運転実績記憶手段、流量調整手段、排熱温度設定手段、熱負荷予測手段、排熱回収温度補正手段、電力負荷・熱負荷予測手段、湯切れ時間抽出手段、余剰電力ヒータ使用時間決定手段)
43 放熱率記憶手段
1 Cogeneration system 2 Fuel cell (generator)
4 Hot water storage tank 5 Waste heat recovery line 6 Pump (flow rate adjusting means)
7 Excess power heater 9 Waste heat temperature sensor (waste heat recovery temperature measuring means)
11 Hot water storage sensor (hot water storage temperature measuring means)
30 controller (operation result storage means, flow rate adjustment means, exhaust heat temperature setting means, heat load prediction means, exhaust heat recovery temperature correction means, power load / heat load prediction means, hot water time extraction means, surplus power heater use time determination means)
43 Heat dissipation rate storage means

Claims (7)

発電機と貯湯タンクとを排熱回収ラインで接続し、前記発電機が発電時に発生する熱で加熱した湯を貯湯タンクに貯湯するコージェネレーションシステムにおいて、
前記貯湯タンクに回収する湯の温度を測定する排熱回収温度測定手段と、
前記排熱回収ラインに循環させる循環水の流量を調整する流量調整手段と、
前記排熱回収温度測定手段が測定した測定温度を、排熱回収温度の設定値に調整するように、前記流量調整手段を制御する流量制御手段と、
を有することを特徴とするコージェネレーションシステム。
In a cogeneration system in which a generator and a hot water storage tank are connected by an exhaust heat recovery line, and hot water heated by heat generated by the generator during power generation is stored in a hot water storage tank,
Waste heat recovery temperature measuring means for measuring the temperature of hot water recovered in the hot water storage tank;
Flow rate adjusting means for adjusting the flow rate of circulating water to be circulated through the exhaust heat recovery line;
A flow rate control means for controlling the flow rate adjusting means so as to adjust the measured temperature measured by the exhaust heat recovery temperature measuring means to a set value of the exhaust heat recovery temperature;
A cogeneration system characterized by comprising:
請求項1に記載するコージェネレーションシステムにおいて、
過去の運転実績を記憶する運転実績記憶手段と、
前記運転実績記憶手段が記憶している運転実績及び予測対象日の運転条件に基づいて、予測対象日の排熱回収温度の設定値を設定する排熱回収温度設定手段と、
を有することを特徴とするコージェネレーションシステム。
In the cogeneration system according to claim 1,
Driving performance storage means for storing past driving performance;
Exhaust heat recovery temperature setting means for setting a set value of the exhaust heat recovery temperature of the prediction target day based on the operation result stored in the operation result storage means and the operation condition of the prediction target day;
A cogeneration system characterized by comprising:
請求項2に記載するコージェネレーションシステムにおいて、
排熱回収時に発生する放熱率を水温又は外気温と排熱回収温度とに関連付けて記憶する放熱率記憶手段を有し、
前記排熱回収温度設定手段は、前記予測対象日の水温又は外気温と排熱回収温度に合致する放熱率を前記放熱率記憶手段から抽出し、抽出した放熱率を含めて前記予測対象日の排熱回収温度の設定値を設定する
ことを特徴とするコージェネレーションシステム。
In the cogeneration system according to claim 2,
A heat dissipation rate storage means for storing the heat dissipation rate generated during exhaust heat recovery in association with the water temperature or the outside air temperature and the exhaust heat recovery temperature;
The exhaust heat recovery temperature setting means extracts a heat release rate that matches the water temperature or outside temperature of the prediction target date and the exhaust heat recovery temperature from the heat release rate storage means, and includes the extracted heat release rate and includes the extracted heat release rate. A cogeneration system that sets the set value of the exhaust heat recovery temperature.
請求項2又は請求項3に記載するコージェネレーションシステムにおいて、
予測対象日の熱負荷を予測する熱負荷予測手段と、
前記熱負荷予測手段が予測した熱負荷が、予測対象日当日に発生した熱負荷と乖離する場合に、乖離を検出した時間帯以降の熱負荷を予測し直し、前記排熱回収温度の設定値を補正する排熱回収温度補正手段と、
を有することを特徴とするコージェネレーションシステム。
In the cogeneration system according to claim 2 or claim 3,
A heat load prediction means for predicting the heat load on the prediction target day;
When the heat load predicted by the heat load prediction means deviates from the heat load generated on the prediction target day, the heat load after the time zone in which the deviation is detected is re-predicted, and the set value of the exhaust heat recovery temperature Exhaust heat recovery temperature correction means for correcting
A cogeneration system characterized by comprising:
請求項4に記載するコージェネレーションシステムにおいて、
前記貯湯タンクの上部温度を測定する貯湯温度測定手段と、
前記排熱回収温度補正手段は、予測対象日の排熱回収温度の設定値を、前記貯湯温度測定手段が検出する前記貯湯タンクの上部温度以上の値に補正する
ことを特徴とするコージェネレーションシステム。
In the cogeneration system according to claim 4,
Hot water storage temperature measuring means for measuring the upper temperature of the hot water storage tank;
The exhaust heat recovery temperature correction means corrects the set value of the exhaust heat recovery temperature on the prediction target date to a value equal to or higher than the upper temperature of the hot water storage tank detected by the hot water storage temperature measurement means. .
請求項1乃至請求項5の何れか一つに記載するコージェネレーションシステムにおいて、
前記排熱回収ライン上に設置され、前記発電機が発生した余剰電力で発熱する余剰電力ヒータを有する
ことを特徴とするコージェネレーションシステム。
The cogeneration system according to any one of claims 1 to 5,
A cogeneration system comprising a surplus power heater installed on the exhaust heat recovery line and generating heat with surplus power generated by the generator.
請求項6に記載するコージェネレーションシステムにおいて、
予測対象日の電力負荷と熱負荷を予測する電力負荷・熱負荷予測手段と、
前記予測対象日の排熱回収温度の設定値のもとで前記発電機を運転する場合に発生する熱量と、前記電力負荷・熱負荷予測手段が予測した熱負荷とを比較して、湯切れが生じる時間帯を抽出する湯切れ時間抽出手段と、
前記湯切れ時間抽出手段が抽出した時間帯の前に前記発電機の前記発電出力を増加させた場合に消費する一次エネルギーと、前記予測対象日の排熱回収温度の設定値のもとで前記発電機を運転する場合に消費する一次エネルギーとを比較し、前者の場合が後者の場合より一次エネルギーが小さい場合には、発電機の発電出力を増加させ、発電出力の増加に伴って余剰電力が発生する時間帯を前記余剰電力ヒータの使用時間として決定する余剰電力ヒータ使用時間決定手段と、
を有することを特徴とするコージェネレーションシステム。
In the cogeneration system according to claim 6,
A power load / heat load prediction means for predicting a power load and a heat load on the prediction target day;
The amount of heat generated when the generator is operated under the set value of the exhaust heat recovery temperature on the prediction target day is compared with the heat load predicted by the power load / heat load prediction means, Hot water time extraction means for extracting the time zone where
The primary energy consumed when the power generation output of the generator is increased before the time zone extracted by the hot water time extraction means, and the set value of the exhaust heat recovery temperature on the prediction target day. Compared with the primary energy consumed when operating the generator, if the primary energy is smaller in the former case than in the latter case, the generator output is increased and surplus power is increased as the generator output increases. Surplus power heater use time determining means for determining a time zone in which the surplus power heater is used as a use time of the surplus power heater;
A cogeneration system characterized by comprising:
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010062044A (en) * 2008-09-04 2010-03-18 Ebara Corp Fuel cell system
WO2011111336A1 (en) * 2010-03-10 2011-09-15 パナソニック株式会社 Fuel cell system and feeding control system using same
JP2011247507A (en) * 2010-05-27 2011-12-08 Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp Cogeneration system, and method for control of heat recovery
JP2012207829A (en) * 2011-03-29 2012-10-25 Eneos Celltech Co Ltd Cogeneration system
JP7369949B2 (en) 2020-02-18 2023-10-27 パナソニックIpマネジメント株式会社 cogeneration system

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005030211A (en) * 2003-07-07 2005-02-03 Toho Gas Co Ltd Operation control system for home-use co-generation system
JP2006228606A (en) * 2005-02-18 2006-08-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd Fuel cell system
WO2006095555A1 (en) * 2005-02-18 2006-09-14 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Cogeneration system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005030211A (en) * 2003-07-07 2005-02-03 Toho Gas Co Ltd Operation control system for home-use co-generation system
JP2006228606A (en) * 2005-02-18 2006-08-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd Fuel cell system
WO2006095555A1 (en) * 2005-02-18 2006-09-14 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Cogeneration system

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010062044A (en) * 2008-09-04 2010-03-18 Ebara Corp Fuel cell system
JP4677023B2 (en) * 2008-09-04 2011-04-27 株式会社荏原製作所 Fuel cell system
WO2011111336A1 (en) * 2010-03-10 2011-09-15 パナソニック株式会社 Fuel cell system and feeding control system using same
JP4853600B2 (en) * 2010-03-10 2012-01-11 パナソニック株式会社 Fuel cell system and power supply control system using the same
JP2011247507A (en) * 2010-05-27 2011-12-08 Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp Cogeneration system, and method for control of heat recovery
JP2012207829A (en) * 2011-03-29 2012-10-25 Eneos Celltech Co Ltd Cogeneration system
JP7369949B2 (en) 2020-02-18 2023-10-27 パナソニックIpマネジメント株式会社 cogeneration system

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