JP2008249198A - コジェネレーションシステム - Google Patents

Abstract

【課題】電熱需要の予測精度を向上し、省エネルギーで運転することができるコジェネレーションシステムを提供する。
【解決手段】ジェネレーションシステム１において、給電装置１１と、給湯ユニット２０と、外気温を取得する外気温センサ９０と、電力需要及び給湯需要のうち少なくとも一つからなる電熱需要を稼動時の外気温情報と対応させて記録する電熱需要記録部８２と、外気温情報と過去の電熱需要とに基づいて、未来の電熱需要を予測する電熱需要予測部８５と、未来の電熱需要に基づいて給電装置１１及び給湯ユニット２０の運転計画を作成する運転計画部８６と、運転計画に基づいて、給電装置及び給湯装置を運転する命令出力部８７と、を備えることで、外気温に応じた利用者の生活パターンを反映させた電熱需要の予測ができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、コジェネレーションシステムに関するものである。

従来のコジェネレーションシステムとして、例えば特許文献１には、給電装置が発生する熱を用いて水を温水に変え、その温水を貯湯槽に貯えて利用するシステムが記載されている。特許文献１に記載のシステムは、過去の時刻帯別の電熱需要（電力負荷、熱負荷等）に基づいて電熱需要を予想して運転制御するシステムである。
特開２００５−３３４１号公報

しかしながら、特許文献１に記載のコジェネレーションシステムにあっては、電熱需要の予測に利用者の生活パターンを充分に反映できないため、電熱需要の予測精度が良くない場合もあり、効率的にシステムの運転がなされない恐れがある。

そこで、本発明は、このような技術課題を解決するためになされたものであって、電熱需要の予測精度を向上し、利用者の省エネルギーを高める効率の良い運転をすることができるコジェネレーションシステムを提供すること目的とする。

すなわち本発明に係るコジェネレーションシステムは、燃料を用いて電力及び熱を発生し、電力を供給する給電装置と、給電装置が発生した熱を用いて水を温め、温水を供給する給湯装置と、外気温を示す外気温情報を取得する情報取得手段と、電力需要及び給湯需要のうち少なくとも一つからなる電熱需要を、情報取得手段によって取得された稼動時の外気温情報と対応させて記録する記録手段と、情報取得手段によって取得された現在又は未来の外気温情報と記録手段によって記録された過去の電熱需要とに基づいて、未来の電熱需要を予測する予測手段と、予測手段によって予測された未来の電熱需要に基づいて、給電装置及び給湯装置の運転計画を作成する計画手段と、計画手段によって作成された運転計画に基づいて、給電装置及び給湯装置を運転する運転手段と、を備えて構成される。

このような構成によって、過去の外気温別の電熱需要を記録し、記録した電熱需要に基づいて、外気温に応じた利用者の生活パターンを反映させた電熱需要の予測ができる。これにより、電熱需要の予測が高精度となり、その予測に基づいて給電装置及び給湯装置の運転をすることによって、コジェネレーションシステムの省エネルギー化を図ることができる。

ここで、コジェネレーションシステムにおいて、情報取得手段によって取得された現在の外気温情報に基づいて、外気温が所定の温度以下であるか否かを判断する判断手段と、を備え、運転手段は、判断手段によって外気温が所定の温度以下であると判断された場合に、給電装置及び給湯装置を運転状態とすることが好適である。

このような構成によって、外気温が所定の温度以下になった場合には、給電装置及び給湯装置を運転状態とするため、コジェネレーションシステムに繋がる水経路に水が流れることで水経路の凍結を防止することができる。なお、「水」とは、その温度に関係なく液体状態である水のことであって、温水とは「水」に熱を加えたものである。

さらに、コジェネレーションシステムにおいて、外気温に関する情報は、気象予報によって予想される外気温であることが好適である。このような構成によって、予想される外気温が所定の温度以下になった場合には、給電装置及び給湯装置を運転状態とするため、事前に水経路の凍結防止準備を行うことができる。

本発明によれば、コジェネレーションシステムにおいて、電熱需要の予測精度を向上し、利用者の省エネルギーを高める効率の良い運転をすることができる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、図面の説明において同一又は相当部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は実施形態に係るコジェネレーションシステム１の構成を示すブロック図であり、図２は図１の運転制御装置８０の構成を示すブロック図である。図１に示すコジェネレーションシステム１は、給電装置１１が発生する熱を用いて水を温水に変え、その温水を貯湯槽２１に貯えて利用するコジェネレーションシステムであって、例えば家庭用として用いられるものである。

図１に示すようにコジェネレーションシステム１は、コジェネレーションユニット１０と、貯湯ユニット（給湯装置）２０と、給湯器３０とを備えている。コジェネレーションシステム１は、商用電力系統５０、給水系統６０及び燃料系統７０に接続している。

コジェネレーションシステム１は、コジェネレーションユニット１０で発電した電力を電気機器ＥＩに供給するとともに、発電に伴って発生した熱で加熱した水を貯湯槽２１に貯めて熱機器ＨＩに供給する。

コジェネレーションユニット１０は、給電装置１１と、熱交換器１２と、制御部１３とを有する。給電装置１１は、電力及び熱の双方を発生する装置であって、例えば燃料電池、又は内燃機関（例えばガスエンジン）とこの内燃機関により駆動される給電装置との組合せ、又は外燃機関と給電装置との組合せなどである。給電装置１１は燃料系統７０に第１燃料管７１を介して接続されている。また、給電装置１１は、燃料系統７０から供給される燃料を用いて発生させた電力を、電力線１４を介して電気機器ＥＩに出力し、発電に伴って発生する熱を熱交換器１２に伝達する。

電力線１４は商用電力系統５０から供給される電力を送電する電力線５１と接続しており、給電装置１１において発生された電力だけでなく、商用電力系統５０からの電力も共に電気機器ＥＩに供給する。

電力線５１上には電流計４６が設置されており、商用電力系統５０から電気機器ＥＩに供給される電力を電流値として計測する。また、給電装置１１には、給電装置１１が発電した電力を計測可能な電流計（不図示）が備わっている。

熱交換器１２は、給電装置１１で発生する熱を回収し、熱交換器１２と貯湯槽２１との間で水を循環させる熱回収用配管２Ａ、２Ｂ内の水に熱を伝達する。より具体的には、熱交換器１２は、貯湯槽２１から流出された熱回収用配管２Ｂ内の水に熱を伝達し、貯湯槽２１に流入する熱回収用配管２Ａ内に熱伝達された水を流す。制御部１３は、給電装置１１の運転を制御するための手段であり、後述する運転制御装置８０の信号に基づいて給電装置１１の運転を制御するための手段である。

貯湯ユニット２０は、貯湯槽２１と三方弁２５とを有し、これらは第１出湯用配管２２、配管２３、上水用配管２４、及び第２出湯用配管２６を介して給湯器３０に接続している。貯湯槽２１は、熱交換器１２において熱伝達された水を貯えるタンクである。この貯湯槽２１は、上部において熱回収用配管２Ａと接続しており、熱交換器１２で熱伝達された水を、熱回収用配管２Ａを介して流入可能な構成となっている。貯湯槽２１は、下部において熱回収用配管２Ｂと接続しており、貯湯槽２１の下部に貯えられた水を流出し、熱交換器１２に流入可能な構成となっている。また、貯湯ユニット２０は、貯湯槽２１に貯えられた水の温度を計測可能な温度計（不図示）が備わっている。この温度計は、例えば、貯湯ユニット２０の筐体の内側に設けられる。また、温度計として、熱電対やサーミスタ等が用いられているが、これに限定されない。

貯湯槽２１は、上部においてさらに第１出湯用配管２２と接続しており、貯湯槽２１の上部に貯えられた水を出湯可能な構成となっている。貯湯槽２１は、下部において配管２３と接続しており、貯湯槽２１の下部から上水を給水可能な構成となっている。配管２３には、上水用配管２４から上水が流入する。配管２３上には流量計４３が接続されており、貯湯槽２１に供給される上水の流量を計測する。

三方弁２５は、第１出湯用配管２２及び上水用配管２４の双方から流入した水を第２出湯用配管２６に流出することが可能な構成になっている。上水用配管２４は、商用の給水系統６０から上水を貯湯槽２１に供給する水道管６１と接続している。

第２出湯用配管２６は、第１出湯用配管２２によって運ばれた水及び上水用配管２４によって運ばれた水の双方を混合した水又は一方の水を給湯器３０へ流出する。

給湯器３０は、第２出湯用配管２６によって流入された水を、出湯用配管３を介して熱機器ＨＩに供給する。出湯用配管３上には流量計４４が接続されており、熱機器ＨＩに流入する水の流量を計測する。また、給湯器３０は、第１燃料管７１と接続した第２燃料管７２を介して燃料系統７０に接続され、必要に応じて第２出湯用配管２６によって流入された水を加熱する。給湯器３０は、給湯する水の温度を計測可能な温度計（不図示）が備わっている。この温度計として、熱電対やサーミスタ等が用いられているが、これに限定されない。

上記のように構成されるコジェネレーションシステム１は、コジェネレーションユニット１０で発電した電力を電気機器ＥＩに供給すると共に、発電に伴って発生した熱で加熱した水を貯湯槽２１に貯めて熱機器ＨＩに供給する。また、各温度計、流量計、電力計によってコジェネレーションシステム１の消費電力及び消費給湯量を把握することができる。

ここで、特に本実施形態のコジェネレーションシステム１においては、外気温センサ（情報取得手段）９０及び運転制御装置８０を備えて構成される。

外気温センサ９０は、温度情報を取得する温度センサであって、屋外の温度情報すなわち外気温情報を取得する。また、外気温センサ９０は、取得した外気温情報を運転制御装置８０へ出力する機能を有している。外気温センサ９０には熱電対やサーミスタ等が用いられているが、気温センサを構成する素子はこれに限定されない。

運転制御装置８０は、例えば、電子制御するデバイスであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、および入出力インターフェイスなどを備えて構成されている。また、コジェネレーションユニット１０や貯湯ユニット２０にＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等が備わる場合は、そのハードウェア資源を利用して動作するものであっても良い。

運転制御装置８０の入出力インターフェイスには、コジェネレーションユニット１０及びそれに備わる電流計、貯湯ユニット２０及びそれに備わる温度計、給湯器３０及びそれに備わる温度計、外気温センサ９０、気象予報センタ（情報取得手段）９１、流量計４３、４４、電流計４６に、直接あるいはネットワークを介して論理的に接続されており、信号の送受信が可能となっている。気象予報センタ９１は、現在の外気温情報、予想外気温情報、現在から過去６時間前の平均外気温情報を提供する情報源である。そして、運転制御装置８０は、外気温センサ９０又は気象予報センタ９１から外気温を示す情報を入力し、外気温情報に基づいてコジェネレーションユニット１０及び貯湯ユニット２０の運転を制御する。

この運転制御装置８０は、図２に示すように、情報入力部８１、電熱需要記録部（記録手段）８２、履歴情報ＤＢ８３、外気温判断部８４、電熱需要予測部（予測手段）８５、運転計画部（計画手段）８６、命令出力部（運転手段）８７を備えて構成されている。

情報入力部８１は、各センサから情報を入力する入力部であって、外気温センサ９０又は気象予報センタ９１から外気温情報又は予想外気温情報を入力する機能を有している。また、コジェネレーションユニット１０に備わる電流計、電流計４６、貯湯ユニット２０や給湯器３０に備わる温度計、流量計４３、４４から電流値、温度、流量を示す情報を入力する機能を有している。情報入力部８１は、入力した外気温情報、電流値、温度、流量を示す情報、及びこれらの情報入力時の時刻を電熱需要記録部８２に出力すると共に、外気温情報又は予想外気温情報を外気温判断部８４へ出力する機能を有している。

電熱需要記録部８２は、情報を履歴として記録する記録部であって、情報入力部８１から入力された情報を基に、コジェネレーションシステム１の電力需要および給湯需要を算出し、外気温情報及び計測時刻と対応させて履歴情報ＤＢ８３へ記録する機能を有している。

履歴情報ＤＢ８３は、外気温別及び時間帯別に電力需要および給湯需要を格納したデータベースであって、過去のコジェネレーションシステム１の電熱需要を検索することができる。

外気温判断部８４は、情報入力部８１から入力した外気温情報及び予想外気温情報に基づいて、外気温が所定の温度以上であるか否かを判断する判断部である。また、外気温判断部８４は、判断結果を電熱需要予測部８５へ出力する機能を有している。

電熱需要予測部８５は、現在以降のコジェネレーションシステム１の電熱需要を予測する予測部であって、現在または予想された未来の外気温情報と、履歴情報ＤＢ８３に格納された過去の電熱需要とに基づいて現在以降の電熱需要を予測する機能を有している。また、予測した未来の電熱需要を運転計画部８６へ出力する機能を有している。

運転計画部８６は、コジェネレーションシステム１の運転を計画する処理部であって、予想される電熱需要に対して、例えば、コジェネレーションユニット１０の発電量、給湯器３０の燃焼量、及び商用電力系統５０から供給される電力量等の最適量を計算し、コジェネレーションシステム１の運転を計画する機能を有している。また、運転計画部８６は、運転計画を命令出力部８７へ出力する機能を有している。

命令出力部８７は、運転計画部８６から得られた運転計画に基づいて、例えば、コジェネレーションユニット１０の発電量を制御する命令を、コジェネレーションユニット１０、給湯器３０へ出力する機能を有している。

次に、本実施形態に係るコジェネレーションシステム１に備わる運転制御装置８０の動作について、図３、４、５を参照して説明する。図３、５は運転制御装置８０の動作を示すフローチャートであり、図４は運転制御装置８０に備わる履歴記録ＤＢ８３に格納された情報の一部を示すテーブルである。

まず、図３を用いて、履歴記録ＤＢ８３に格納された図４のテーブルを作成する処理を説明する。運転制御装置８０は、図３に示す制御処理を所定のタイミングで繰り返し実行する。最初に、運転制御装置８０は、外気温情報入力処理から開始する（Ｓ１４）。Ｓ１４の処理は、情報入力部８１で実行され、現在の外気温を示す情報を外気温センサ９０又は気象予報センタ９１から入力する処理である。Ｓ１４の処理が終了すると、電熱需要入力処理へ移行する（Ｓ１６）。

Ｓ１６の処理は、情報入力部８１で実行され、現在の電熱需要を示す情報を入力する処理である。ここで、電熱需要とは、コジェネレーションシステム１の利用者が消費した電力量及び熱量のことであり、例えば、電力需要および給湯需要として表現される。電力需要は、利用者が消費した電力量、例えば、電気機器ＥＩに供給された電力量であって、商用電力系統８０から供給された電力量と給電装置１１から供給された電力量との合計である。商用電力系統８０から供給された電力量は、電流計４６で計測された電流値から計算され、給電装置１１から供給された電力量は、コジェネレーションユニット１０に備わる図示しない電流計で計測された電流値から計算される。また、給湯需要は、利用者が消費した熱量、例えば、熱機器ＨＩに供給された熱量であって、給湯器３０から給湯された水量及び熱量によって計算される。供給された水量は流量計４４で計測され、その温度は給湯器３０に備わる図示しない温度計で測定される。Ｓ１６の処理では上述の電熱需要を示す情報である、流量、温度、電流値を入力する処理である。Ｓ１６の処理が終了すると、テーブル更新処理へ移行する（Ｓ１８）。

Ｓ１８の処理は、電熱需要記録部８２で実行され、図４に示すテーブルを更新する処理である。まず、Ｓ１６の処理で得られた電流値から電力需要を、流量及び温度から給湯需要を計算し、履歴情報ＤＢ８３に電力需要及び給湯需要を現在時刻、現在外気温の情報と共に記録する。次に、履歴情報ＤＢ上で記録した情報を時刻別、外気温別に母集団を形成する。時刻別に母集団を形成する場合は、基準となる時刻から前後３０分に含まれるものを対象として形成する。例えば、母集団の基準となる時刻を１時とすると、１２時５５分に取得したデータや１時０５分に取得したデータもこの母集団に含まれる。次に、時刻別に形成した母集団を外気温別に分別して、母集団を形成する。例えば、０℃以下、０℃より大きく１０℃以下、１０℃より大きく２０℃以下、２０℃より大きく３０℃以下、３０℃より大きい場合に分別する。このように形成した各母集団において、電力需要及び給湯需要の平均値を各々計算する。

上記計算により求めた電力需要及び給湯需要の平均値を時刻別、外気温別に纏めたものが図４に示すテーブルである。テーブルの行には、電力需要及び給湯需要が外気温別に表示されており、テーブルの列は時刻別に上記の計算によって算出された電力需要の平均値および給湯需要の平均値が表示されている。これらの単位は、例えばＷｈである。このようにＳ１８の処理によって、テーブル作成又は更新が行われる。Ｓ１８の処理が終了すると、図３に示す制御処理が終了する。

次に、図５を用いて、図４のテーブルに基づいた運転制御装置８０の処理について説明する。運転制御装置８０は、図５に示す制御処理を所定のタイミングで繰り返し実行する。

まず、運転制御装置８０は、外気温情報入力処理から開始する（Ｓ２０）。Ｓ２０の処理は、情報入力部８１で実行され、例えば、現在の外気温を示す情報を外気温センサ９０から入力する。また、現在の外気温又は当日の予想外気温を示す情報を気象予報センタ９１から入力する処理であってもよい。さらに、Ｓ２０の処理において、履歴情報ＤＢ８３又は気象予報センタ９１から上記情報に加えて６時間前から現在時刻までの平均外気温を入力してもよい。Ｓ２０の処理が終了すると、外気温判断処理へ移行する（Ｓ２２）。

Ｓ２２の処理は、外気温判断部８４で実行され、Ｓ２０の処理で得られた現在の外気温情報又は当日の予想外気温情報に基づいて、外気温又は当日の予想外気温が所定の温度以下であるか否かを判断する処理である。所定の温度は、コジェネレーションシステム１に繋がる水経路及びその周辺の凍結が発生する温度が好適であり、例えば０℃が設定される。Ｓ２２の処理において、外気温又は当日の予想外気温が０℃以下であると判断された場合は、システム状態確認処理へ移行する（Ｓ２４）。

Ｓ２４の処理は、外気温判断部８４で実行され、コジェネレーションシステム１の起動状態を確認する処理である。起動状態とは、コジェネレーションユニット１０及び貯湯ユニット２０の運転状態のことであり、電力発生、熱発生、及び水の循環がなされている場合を運転状態という。反対に、コジェネレーションユニット１０及び貯湯ユニット２０の何れか一方が運転状態で無い場合を停止状態といい、このような場合において、コジェネレーションシステム１は停止状態であると判断する。Ｓ２４の処理において、コジェネレーションシステム１が停止状態であると判断された場合は、システム起動処理へ移行する（Ｓ２６）。

Ｓ２６の処理は、命令出力部８７で実行され、コジェネレーションシステム１を起動状態とする処理である。具体的には、コジェネレーションユニット１０及び貯湯ユニット２０を運転状態とする処理である。Ｓ２６の処理が終了すると、図５に示す制御処理を終了する。

一方、Ｓ２４の処理において、コジェネレーションシステム１が停止状態ではないと判断した場合は、図５に示す制御処理を終了する。

上述のＳ２０の処理からＳ２６の処理を実行することによって、外気温及び当日の予想外気温が０℃以下となった場合において、システム起動が可能となり、コジェネレーションシステム１に繋がる水経路に水を循環させることによって水経路の凍結を防止することができる。また、当日の予想外気温を用いることによって、コジェネレーションシステム１の起動に時間がかかる場合であっても、０℃以下となる時間帯にはコジェネレーションシステム１に繋がる水経路に水を循環させることができるため、水経路の凍結を確実に防止することができる。

一方、Ｓ２２の処理において、外気温又は当日の予想外気温が０℃以下ではないと判断した場合は、平均外気温分別処理へ移行する（Ｓ２８）。Ｓ２８の処理は、電熱需要予測部８５で実行され、Ｓ２０の処理で入力した過去６時間の平均の外気温、又は当日の予想外気温を温度別に分別するための処理であって、ここでは過去６時間の平均の外気温、又は予想外気温が０℃以下か否かを判断する。Ｓ２８の処理において、過去６時間の平均の外気温が０℃以下であると判断した場合は、テーブル参照処理へ移行する（Ｓ３０）。

Ｓ３０の処理は、電熱需要予測部８５で実行され、図４のテーブルの０℃以下の行に記載された電力需要及び供給需要の少なくとも一方の行の値を参照して入力する処理である。Ｓ３０の処理が終了すると、運転計画作成処理へ移行する（Ｓ３２）。

Ｓ３２の処理は、運転計画部８６で実行され、コジェネレーションシステム１の運転計画を作成する処理である。ここで、運転計画とは、現在時刻から所定時刻までにおいて、コジェネレーションシステム１の起動停止制御、発電装置１１の発電量制御、給湯器３０の発熱量制御、商用電力系統５０から供給される供給電力量制御の何れか一つを含む制御をどのように行うかを計画したものである。この運転計画は、所定の時刻における電熱需要が、Ｓ３０の処理で参照した電力需要及び供給需要の少なくとも一方からなる電熱需要の値、すなわち制御目標となる電熱需要の値になるように、発電装置１１、貯湯ユニット２０、商用電力系統５０、給湯器３０を現在の貯湯ユニット２０の蓄熱量を考慮して制御する。上述の各電熱供給源はそれぞれ発熱効率や発電効率等が違うため、制御目標値に応じて電熱供給源ごとに運転を計画し、コジェネレーションシステム１全体として最適になるようにする。例えば、発電装置１１が供給するエネルギー、給湯器３０が供給するエネルギー、及び商用電力系統５０が供給するエネルギーの総和が最小値となるように運転計画を作成する。

このように、制御目標となる電熱需要の値を、温度別の過去の電熱需要の値とすることで、制御目標となる電熱需要の値の精度を向上させることができる。これによって、例えば算出したエネルギー最小値も理想値に近づくこととなるため、省エネルギーで最適な運転をすることができる。Ｓ３２の処理が終了すると、システム運転処理へ移行する（Ｓ３４）。

Ｓ３４の処理は、命令出力部８７で実行され、Ｓ３２の処理で作成した運転計画に基づいてコジェネレーションシステム１を運転する処理である。Ｓ３４の処理が終了すると図５に示す制御処理が終了する。

一方、Ｓ２８の処理において、過去６時間の平均の外気温、又は当日の予想外気温が０℃以下でないと判断した場合は、平均外気温分別処理へ移行する（Ｓ３６）。Ｓ３６の処理は、電熱需要予測部８５で実行され、Ｓ２８の処理で判断した過去６時間の平均の外気温、又は当日の予想外気温を温度別に分別するための処理であって、ここでは過去６時間の平均の外気温、又は当日の予想外気温が１０℃以下であるか否かを判断する。Ｓ３６の処理において、過去６時間の平均の外気温、又は当日の予想外気温が１０℃以下であると判断した場合は、テーブル参照処理へ移行する（Ｓ３８）。

Ｓ３８の処理は、電熱需要予測部８５で実行され、図４のテーブルの０℃より大きく１０℃以下の行に記載された電力需要及び供給需要の少なくとも一方の行の値を参照して入力する処理である。Ｓ３８の処理が終了すると、運転計画作成処理へ移行する（Ｓ３２）。

一方、Ｓ３６の処理において、過去６時間の平均の外気温、又は当日の予想外気温が１０℃以下でないと判断した場合は、平均外気温分別処理へ移行する（Ｓ４０）。Ｓ４０の処理は、電熱需要予測部８５で実行され、Ｓ３６の処理で判断した過去６時間の平均の外気温、又は当日の予想外気温を温度別に分別するための処理であって、ここでは過去６時間の平均の外気温、又は予想外気温が２０℃以下であるか否かを判断する。Ｓ４０の処理において、過去６時間の平均の外気温が２０℃以下であると判断した場合は、テーブル参照処理へ移行する（Ｓ４２）。

Ｓ４２の処理は、電熱需要予測部８５で実行され、図４のテーブルの１０℃より大きく２０℃以下の行に記載された電力需要及び供給需要の少なくとも一方の行の値を参照して入力する処理である。Ｓ４２の処理が終了すると、運転計画作成処理へ移行する（Ｓ３２）。

一方、Ｓ４０の処理において、過去６時間の平均の外気温、又は当日の予想外気温が２０℃以下でないと判断した場合は、平均外気温分別処理へ移行する（Ｓ４４）。Ｓ４４の処理は、電熱需要予測部８５で実行され、Ｓ４０の処理で判断した過去６時間の平均の外気温、又は当日の予想外気温を温度別に分別するための処理であって、ここでは過去６時間の平均の外気温、又は予想外気温が３０℃以下であるか否かを判断する。Ｓ４４の処理において、過去６時間の平均の外気温が３０℃以下であると判断した場合は、テーブル参照処理へ移行する（Ｓ４６）。

Ｓ４６の処理は、電熱需要予測部８５で実行され、図４のテーブルの２０℃より大きく３０℃以下の行に記載された電力需要及び供給需要の少なくとも一方の行の値を参照して入力する処理である。Ｓ４６の処理が終了すると、運転計画作成処理へ移行する（Ｓ３２）。

一方、Ｓ４４の処理において、過去６時間の平均の外気温が３０℃以下でないと判断した場合は、テーブル参照処理へ移行する（Ｓ４８）。

Ｓ４８の処理は、電熱需要予測部８５で実行され、図４のテーブルの２０℃より大きく３０℃以下の行に記載された電力需要及び供給需要の少なくとも一方の行の値を参照して入力する処理である。Ｓ４８の処理が終了すると、運転計画作成処理へ移行する（Ｓ３２）。

以上の処理で図５に示す制御処理は終了する。このような処理によって、運転制御装置８０は、コジェネレーションシステム１の運転を省エネルギーで実現することができる。

上述のように、本実施形態に係るコジェネレーションシステム１によれば、過去の外気温別の電熱需要を記録し、記録した電熱需要に基づいて、外気温に応じた利用者の生活パターンを反映させた電熱需要の予測ができる。これにより、電熱需要の予測が高精度となり、その予測に基づいて給電装置及び給湯装置の運転をすることによって、コジェネレーションシステム１の省エネルギー化を図ることができる。

また、本実施形態に係るコジェネレーションシステム１によれば、外気温が所定の温度以下になった場合には、給電装置１１及び給湯ユニット２０を運転状態とするため、コジェネレーションシステム１に繋がる水経路に水が流れることで水経路の凍結を防止することができる。

さらに、本実施形態に係るコジェネレーションシステム１によれば、予想される外気温が所定の温度以下になった場合には、給電装置１１及び給湯ユニット２０を運転状態とするため、事前に水経路の凍結防止準備を行うことができる。

以上、本発明の好適な実施形態について具体的に説明したが、上記実施形態は本発明に係るコジェネレーションシステムの一例を示すものであり、本発明に係るコジェネレーションシステムは、上記実施形態に係るコジェネレーションシステムに限られるものではない。

例えば、上記実施形態において、気象予報センタ９０はインターネットに接続された気象情報提供システムやＷｅｂ（World Wide Web）であっても良い。

また、上記実施形態において、図４のテーブルを０℃以下、０℃より大きく１０℃以下、１０℃より大きく２０℃以下、２０℃より大きく３０℃以下、３０℃より大きい場合として分別したが、この温度設定は柔軟に変更可能であり、例えば１℃単位であっても良い。この場合、図５のフローチャートにおいて、分別した温度単位に応じて外気温分別処理を設けることが好ましい。

さらに、Ｓ３２の処理で説明した最適な運転計画の算出方法は、発電装置１１が供給するエネルギー、給湯器３０が供給するエネルギー、及び商用電力系統５０が供給するエネルギーの総和を最小値とする方法であるが、この方法に限られるものではなく、これらのエネルギーの一つ又は複数の総和を最小値とする方法であってもよい。すなわち、目標となる電熱需要の精度が向上する効果は、その目標となる電熱需要をどのように実現するかには依存しない。

実施形態に係るコジェネレーションシステムの構成を示すブロック図である。 図１の運転制御部の構成を示すブロック図である。 図１の運転制御部の動作を示すフローチャートである。 図１の運転制御部が用いる電熱需要のテーブルである。 図１の運転制御部の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１…コジェネレーションシステム、１１…給電装置、２０…貯湯ユニット（給湯装置）、８０…運転制御装置、８２…電熱需要記録部（記録手段）、８５…電熱需要予測部（予測手段）、８６…運転計画部（計画手段）、８７…命令出力部（運転手段）、９０…外気温センサ（情報取得手段）、９１…気象予報センタ（情報取得手段）。

Claims (3)

1. 燃料を用いて電力及び熱を発生し、前記電力を供給する給電装置と、
   前記給電装置が発生した前記熱を用いて水を温め、温水を供給する給湯装置と、
   外気温を示す外気温情報を取得する情報取得手段と、
   電力需要及び給湯需要のうち少なくとも一つからなる電熱需要を、前記情報取得手段によって取得された稼動時の前記外気温情報と対応させて記録する記録手段と、
   前記情報取得手段によって取得された現在又は未来の前記外気温情報と前記記録手段によって記録された過去の前記電熱需要とに基づいて、未来の前記電熱需要を予測する予測手段と、
   前記予測手段によって予測された未来の前記電熱需要に基づいて、前記給電装置及び前記給湯装置の運転計画を作成する計画手段と、
   前記計画手段によって作成された前記運転計画に基づいて、前記給電装置及び前記給湯装置を運転する運転手段と、
   を備えることを特徴とするコジェネレーションシステム。
2. 前記情報取得手段によって取得された現在の前記外気温情報に基づいて、前記外気温が所定の温度以下であるか否かを判断する判断手段を備え、
   前記運転手段は、前記判断手段によって前記外気温が所定の温度以下であると判断された場合に、前記給電装置及び前記給湯装置を運転状態とする請求項１に記載のコジェネレーションシステム。
3. 前記情報取得手段によって取得された現在の前記外気温情報は、気象予報によって予想される外気温であることを特徴とする請求項１又は２に記載のコジェネレーションシステム。

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