JP2009047340A - Cogeneration device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明はコージェネレーション装置に関し、より具体的には発電ユニットの換気についてのコージェネレーション装置に関する。 The present invention relates to a cogeneration apparatus, and more particularly to a cogeneration apparatus for ventilation of a power generation unit.
近年、商用電力系統から電気負荷に至る交流電力の給電路に内燃機関で駆動される発電機を接続し、商用電力系統と連系させて電気負荷に電力を供給すると共に、内燃機関の排熱を利用して加温した温水などを熱負荷に供給するようにした、いわゆるコージェネレーション装置が種々提案されている。また、その中で、騒音を抑えつつ、換気ファンモータ部を外気で直接冷却するものも知られており、その例として特許文献1記載の技術を挙げることができる。
特許文献1記載の技術においては、防音ケースで囲まれたコージェネレーション装置において、防音ケースの換気口寄りの上部側に換気ファンを設け、防音ケースの天井板を二重構造として空洞部を形成し、その空洞部などを介して外気を吸い込むことにより、換気ファンのモータ部を直接冷却する冷却風を生成している。 In the technology described in Patent Document 1, in the cogeneration apparatus surrounded by the soundproof case, a ventilation fan is provided on the upper side of the soundproof case near the ventilation opening, and the ceiling plate of the soundproof case is formed in a double structure to form a hollow portion. Then, by sucking outside air through the hollow portion or the like, cooling air for directly cooling the motor portion of the ventilation fan is generated.
上記した従来技術において換気(冷却風)はモータ部を冷却した後でケースの外に排出させられており、換気の有効利用の点で満足し難いものであった。 In the above-described prior art, ventilation (cooling air) is exhausted outside the case after cooling the motor unit, and it is difficult to satisfy the point of effective use of ventilation.
従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、発電ユニットと温風暖房ユニットを備えたコージェネレーション装置において、換気を有効に利用するようにしたコージェネレーション装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems and to provide a cogeneration apparatus that effectively uses ventilation in a cogeneration apparatus including a power generation unit and a hot air heating unit.
上記した課題を解決するために、請求項1にあっては、商用電力系統から電気負荷に至る交流電力の給電路に接続可能な発電機と、前記発電機を駆動する内燃機関と、前記内燃機関の動作を制御する第1の制御部を有すると共に、ケースに収納された発電ユニットと、前記内燃機関の排熱で生成された温風を熱負荷に送風するブロアを少なくとも有する温風暖房ユニットを備えるコージェネレーション装置において、前記ケースに換気を流入させる流入孔と流出させる流出孔を穿設し、前記流入孔と前記ブロアの出口側を換気導入ダクトで接続すると共に、前記流出孔と前記ブロアの入口側を換気供給ダクトで接続する如く構成した。 In order to solve the above-described problem, in claim 1, a generator connectable to a power supply path of AC power from a commercial power system to an electric load, an internal combustion engine that drives the generator, and the internal combustion engine A hot air heating unit having a first control unit for controlling the operation of the engine, and having at least a power generation unit housed in a case and a blower for blowing hot air generated by exhaust heat of the internal combustion engine to a heat load In the cogeneration apparatus, an inflow hole through which ventilation flows into the case and an outflow hole through which the air flows out are formed, the inflow hole and the outlet side of the blower are connected by a ventilation introduction duct, and the outflow hole and the blower are connected The inlet side is connected with a ventilation supply duct.
請求項2に係るコージェネレーション装置にあっては、前記ブロアの動作を制御する第2の制御部を備えると共に、前記第2の制御部は前記発電ユニットの発電量に応じて風量が変化するように前記ブロアの動作を制御する如く構成した。 The cogeneration apparatus according to claim 2 includes a second control unit that controls the operation of the blower, and the second control unit changes the air volume according to the power generation amount of the power generation unit. The operation of the blower is controlled.
請求項3に係るコージェネレーション装置にあっては、前記ケースは少なくとも2つの室に仕切られ、一方の室に前記内燃機関と前記発電機が収容されると共に、他方の室に前記第1の制御部が収容され、少なくとも前記第1の制御部が前記換気導入ダクトから導入される換気によって冷却される如く構成した。 In the cogeneration apparatus according to claim 3, the case is partitioned into at least two chambers, the internal combustion engine and the generator are accommodated in one chamber, and the first control is accommodated in the other chamber. And at least the first control unit is cooled by ventilation introduced from the ventilation introduction duct.
請求項4に係るコージェネレーション装置にあっては、前記温風暖房ユニットは、共通ケースに前記発電ユニットと一体的に収容される如く構成した。 In the cogeneration apparatus according to a fourth aspect, the hot air heating unit is configured to be accommodated integrally with the power generation unit in a common case.
請求項1に係るコージェネレーション装置にあっては、発電ユニットが収容されるケースに換気を流入させる流入孔と流出させる流出孔を穿設し、流入孔と温風暖房ユニットのブロアの出口側を換気導入ダクトで接続すると共に、流出孔とブロアの入口側を換気供給ダクトで接続する如く構成したので、ブロアによって熱需要側、例えば各部屋の冷気を換気導入ダクトを介してケースに導入できる一方、ケースの冷却によって昇温した換気を換気供給ダクトを介して温風暖房ユニットのブロアの入口側に供給することになり、よって換気を有効に利用することができる。 In the cogeneration apparatus according to claim 1, an inflow hole for inflowing ventilation and an outflow hole for outflow are formed in the case in which the power generation unit is accommodated, and the inflow hole and the outlet side of the blower of the hot air heating unit are provided. Since it is connected with the ventilation introduction duct and the outlet hole and the inlet side of the blower are connected with the ventilation supply duct, the blower can introduce the heat demand side, for example, cold air of each room into the case through the ventilation introduction duct. Therefore, the ventilation raised in temperature by cooling the case is supplied to the inlet side of the blower of the hot air heating unit through the ventilation supply duct, so that the ventilation can be used effectively.
請求項2に係るコージェネレーション装置にあっては、ブロアの動作を制御する第2の制御部を備えると共に、第2の制御部は発電ユニットの発電量に応じて風量が変化するようにブロアの動作を制御する如く構成したので、上記した効果に加え、発電量の増加に応じて発電ユニットの第1の制御部の発熱量が増加するとき、発電量に応じてブロアの風量を変化させることで、換気を一層有効に利用することができる。 In the cogeneration apparatus according to the second aspect, the second control unit that controls the operation of the blower is provided, and the second control unit is configured so that the air volume changes according to the power generation amount of the power generation unit. Since the operation is configured to be controlled, in addition to the above-described effect, when the heat generation amount of the first control unit of the power generation unit increases in accordance with the increase in power generation amount, the air volume of the blower is changed in accordance with the power generation amount. Thus, ventilation can be used more effectively.
請求項3に係るコージェネレーション装置にあっては、ケースは少なくとも2つの室に仕切られ、一方の室に内燃機関と発電機が収容されると共に、他方の室に第1の制御部が収容され、少なくとも第1の制御部が換気導入ダクトから導入される換気によって冷却される如く構成したので、上記した効果に加え、発熱しやすい電装部品を備えた第1の制御部を少なくとも冷却することで、冷却で昇温した排熱を一層有効に利用することができる。 In the cogeneration apparatus according to claim 3, the case is partitioned into at least two chambers, the internal combustion engine and the generator are accommodated in one chamber, and the first control unit is accommodated in the other chamber. Since at least the first control unit is configured to be cooled by ventilation introduced from the ventilation introduction duct, in addition to the above-described effects, at least the first control unit including electrical components that easily generate heat is cooled. In addition, the exhaust heat raised by cooling can be used more effectively.
請求項4に係るコージェネレーション装置にあっては、温風暖房ユニットは共通ケースに発電ユニットと一体的に収容される如く構成したので、上記した効果に加え、発電ユニットで昇温させられた換気を温風暖房ユニット側に一層無駄なく供給して昇温させることができる。 In the cogeneration apparatus according to claim 4, since the hot air heating unit is configured to be housed integrally with the power generation unit in the common case, in addition to the above-described effect, the ventilation heated by the power generation unit. Can be supplied to the warm air heating unit side more efficiently and the temperature can be raised.
さらに、一体化することで、発電ユニットの内燃機関や発電機からの放熱も熱伝導を介して温風暖房ユニット側に伝達できると共に、共通部品の集約化を図ることができ、さらに装置としてコンパクトにすることができる。 Furthermore, by integrating, heat radiation from the internal combustion engine and generator of the power generation unit can be transmitted to the hot air heating unit side through heat conduction, and common parts can be consolidated, and the device is compact. Can be.
以下、添付図面に即してこの発明に係るコージェネレーション装置を実施するための最良の形態について説明する。 The best mode for carrying out a cogeneration apparatus according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1は、この発明の第1実施例に係るコージェネレーション装置を模式的に示す模式図である。 FIG. 1 is a schematic diagram schematically showing a cogeneration apparatus according to a first embodiment of the present invention.
図示の如く、コージェネレーション装置(符号10で示す)は、商用電源(商用電力系統)12から家庭内電気負荷(電気負荷)14に至る交流電力の給電路(電力線)16に接続可能な発電機(「GEN」と示す)20と、発電機20を駆動する内燃機関(「ENG」と示し、以下「エンジン」という)22と、発電制御部(第1の制御部)24からなる発電ユニット26を備える。 As shown in the figure, the cogeneration apparatus (denoted by reference numeral 10) is a generator that can be connected to an AC power supply path (power line) 16 from a commercial power source (commercial power system) 12 to a domestic electrical load (electric load) 14. (Shown as “GEN”) 20, an internal combustion engine (shown as “ENG”, hereinafter referred to as “engine”) 22 for driving the generator 20, and a power generation unit (first control unit) 24. Is provided.
商用電源12は、単相3線からAC100/200Vで50Hz(または60Hz)の交流電力を出力する。発電ユニット26は一体化され、発電ユニットケース(筐体)30の内部に収容される。 The commercial power supply 12 outputs AC power of 50 Hz (or 60 Hz) at 100/200 V AC from a single-phase three-wire. The power generation unit 26 is integrated and accommodated in a power generation unit case (housing) 30.
より具体的には図示の如く、発電ユニットケース30は仕切り30aで2つの室30a1,30a2に仕切られ、図において右の室30a1に発電機20とエンジン22が鉛直方向において上下に配置されると共に、左の室30a2に発電制御部24が収容される。発電制御部24はエンジン22から隔離され、エンジン22からの放熱を可能な限り遮断させられるようにエンジン22とは別室に収容される。 More specifically, as shown in the figure, the power generation unit case 30 is partitioned into two chambers 30a1 and 30a2 by a partition 30a, and the generator 20 and the engine 22 are vertically arranged in the right chamber 30a1 in the drawing in the vertical direction. The power generation control unit 24 is accommodated in the left chamber 30a2. The power generation control unit 24 is isolated from the engine 22 and is housed in a separate room from the engine 22 so as to block heat dissipation from the engine 22 as much as possible.
エンジン22は都市ガス(あるいはLPガス)を燃料とする、水冷4サイクルの単気筒OHV型の火花点火式のエンジンであり、例えば163ccの排気量を備える。図示は省略するが、発電ユニットケース30においてエンジン22のシリンダヘッドとシリンダブロックは横(水平)方向に配置され、その内部に1個のピストンが往復動自在に配置される。 The engine 22 is a water-cooled four-cycle single-cylinder OHV type spark ignition engine that uses city gas (or LP gas) as fuel, and has a displacement of, for example, 163 cc. Although illustration is omitted, in the power generation unit case 30, the cylinder head and the cylinder block of the engine 22 are arranged in the horizontal (horizontal) direction, and one piston is arranged in the inside thereof so as to be able to reciprocate.
発電ユニットケース30に気密に取り付けられた吸気ダクト22aから供給された吸気管(図示せず)から吸入され、同様に吸入されたガスと共にミキサ(図示せず)で混合され、生成された混合気は燃焼室(図示せず)に流れ、点火されるとき燃焼してピストン(図示せず)を駆動し、発電ユニットケース30において縦(鉛直)方向にピストンに連結されるクランクシャフト(図示せず)を回転させる。 The air-fuel mixture is sucked from an air intake pipe (not shown) supplied from an air intake duct 22a that is airtightly attached to the power generation unit case 30 and mixed with a gas (also not shown) by a mixer (not shown). Flows into a combustion chamber (not shown), burns when ignited to drive a piston (not shown), and is connected to the piston in the vertical (vertical) direction in the power generation unit case 30 (not shown). ).
よって生じた排ガスは、排気管(図示せず)から発電ユニットケース30に気密に取り付けられた排気ダクト32を流れて屋外に排出される。 Thus, the generated exhaust gas flows from an exhaust pipe (not shown) through an exhaust duct 32 that is airtightly attached to the power generation unit case 30 and is discharged outdoors.
シリンダブロックなどの発熱部位の付近には冷却水循環路34が形成され、その内部を流れる、不凍液からなる冷却水は発熱部位と熱交換してエンジン22を冷却させつつ昇温すると共に、排気管に沿って設けられた排気熱交換器36を通過させられ、そこでの熱交換によって内部を流れる冷却水はさらに昇温する。 A cooling water circulation path 34 is formed in the vicinity of a heat generating part such as a cylinder block, and the cooling water made of antifreeze flowing inside the heat exchanger heats up the heat generating part to cool the engine 22 and raises the temperature in the exhaust pipe. The cooling water flowing through the exhaust heat exchanger 36 provided along the heat exchanger 36 is further heated by the heat exchange there.
クランクシャフトの上端にはフライホイール(図示せず)が取り付けられると共に、その内側には多極コイルからなる発電機20が配置される。発電機20はフライホイールとの間で相対回転するとき、交流電力を発電する。発電機20の出力は、発電制御部24に送られる。 A flywheel (not shown) is attached to the upper end of the crankshaft, and a generator 20 composed of a multipolar coil is disposed inside the flywheel. When the generator 20 rotates relative to the flywheel, it generates AC power. The output of the generator 20 is sent to the power generation control unit 24.
図示は省略するが、発電制御部24は、マイクロコンピュータからなる電子制御ユニット(Electronic Control Unit。以下「ECU」という)と、インバータと、DC/DCコンバータを備える。インバータは、DC/DCコンバータを介して発電機20の出力をAC100/200V(単相)に変換する。 Although not shown, the power generation control unit 24 includes an electronic control unit (Electronic Control Unit; hereinafter referred to as “ECU”) composed of a microcomputer, an inverter, and a DC / DC converter. An inverter converts the output of the generator 20 into AC100 / 200V (single phase) through a DC / DC converter.
発電ユニット26の発電出力は、1.0kW程度である。インバータの出力はブレーカ(図示せず)を介して給電路16に接続される。発電機20は逆に商用電源12からインバータを介して通電されるとき、エンジン22をクランキングするスタータモータとしても機能する。発電制御部24のECUは発電機20の機能をスタータとジェネレータの間で切り換えると共に、エンジン22などの動作を制御する。 The power generation output of the power generation unit 26 is about 1.0 kW. The output of the inverter is connected to the power supply path 16 via a breaker (not shown). Conversely, the generator 20 also functions as a starter motor for cranking the engine 22 when energized from the commercial power supply 12 through the inverter. The ECU of the power generation control unit 24 switches the function of the generator 20 between the starter and the generator and controls the operation of the engine 22 and the like.
コージェネレーション装置10は、発電ユニット26に加え、温風暖房ユニット40を備える。 The cogeneration apparatus 10 includes a hot air heating unit 40 in addition to the power generation unit 26.
温風暖房ユニット40はエンジン22の排熱で生成された温風を熱負荷に送風するブロア、より具体的にはエンジン22の冷却水循環路34に接続される排熱熱交換器42と、バーナ44と、バーナ44の燃焼ガスの吸排気路44aに接続される顕熱熱交換器44bと潜熱熱交換器44cと、吸気を排熱熱交換器42、および顕熱熱交換器44bと潜熱熱交換器44cに送って熱交換させ、よって生成された温風を温風通路から室内に供給する上記したブロア46と、温風暖房ユニット制御部(第2の制御部)50を備える。 The hot air heating unit 40 is a blower that blows hot air generated by exhaust heat of the engine 22 to a heat load, more specifically, an exhaust heat exchanger 42 connected to the cooling water circulation path 34 of the engine 22, and a burner 44, a sensible heat exchanger 44b and a latent heat exchanger 44c connected to the combustion gas intake / exhaust passage 44a of the burner 44, an exhaust air exhaust heat exchanger 42, and a sensible heat exchanger 44b and latent heat The above-described blower 46 for supplying heat to the exchanger 44c to exchange heat and supplying the generated hot air into the room from the hot air passage and the hot air heating unit control unit (second control unit) 50 are provided.
温風暖房ユニット40は温風暖房ユニットケース(図示せず)に収容されると共に、温風通路を介して各部屋に接続される。 The hot air heating unit 40 is accommodated in a hot air heating unit case (not shown) and is connected to each room via a hot air passage.
以下、上記した構成を個別に説明する。 Hereinafter, the above-described configuration will be described individually.
発電ユニット26と温風暖房ユニット40は、前記した冷却水循環路34で接続される。即ち、冷却水循環路34はエンジン22から温風暖房ユニット40に向けて延び、ブロア46の付近に配置された排熱熱交換器42に接続され、そこでブロア46で吸引された各部屋の冷気と熱交換させられた後、エンジン22に戻る。 The power generation unit 26 and the hot air heating unit 40 are connected by the cooling water circulation path 34 described above. That is, the cooling water circulation path 34 extends from the engine 22 toward the hot air heating unit 40 and is connected to the exhaust heat exchanger 42 disposed in the vicinity of the blower 46, where the cold air in each room sucked by the blower 46 is connected. After the heat exchange, the engine 22 is returned.
冷気は排熱熱交換器42での熱交換で昇温させられて温風となり、ブロア46によって送風ダクト(図示せず)から温風通路を介して各部屋に供給され、各部屋を暖房する。 The cold air is heated by heat exchange in the exhaust heat exchanger 42 to become hot air, and is supplied to each room from a blower duct (not shown) through a hot air passage by the blower 46 to heat each room. .
バーナ44は燃焼ファンで屋外から吸排気路44aを介して空気を吸引し、供給されたガス(図示せず)と混合させて燃焼させる。それにより生じた燃焼ガスは顕熱熱交換器44bと潜熱熱交換器44cを通り、吸排気路44aから屋外に放出される。 The burner 44 is a combustion fan that sucks air from outside through the intake / exhaust passage 44a and mixes it with supplied gas (not shown) to burn it. The combustion gas generated thereby passes through the sensible heat exchanger 44b and the latent heat exchanger 44c and is discharged to the outside from the intake / exhaust passage 44a.
顕熱熱交換器44bと潜熱熱交換器44cは、ブロア46の送風ダクト(図示せず)を通る空気と熱交換して昇温させる。具体的には、顕熱熱交換器44bは燃焼ガスの露点までの熱を放熱し、潜熱熱交換器44cは露点以下の熱を放熱する。潜熱熱交換器44cで発生する凝縮水はドレンパイプ(図示せず)を介して屋外に排出される。 The sensible heat exchanger 44b and the latent heat exchanger 44c raise the temperature by exchanging heat with air passing through a blower duct (not shown) of the blower 46. Specifically, the sensible heat exchanger 44b radiates heat up to the dew point of the combustion gas, and the latent heat exchanger 44c radiates heat below the dew point. The condensed water generated in the latent heat exchanger 44c is discharged outdoors through a drain pipe (not shown).
ブロア46は入口側において各部屋から冷気を吸引する一方、排熱熱交換器42で熱交換によって昇温させられると共に、バーナ44の燃焼によってさらに昇温させられた温風を出口側において送風ダクトから各部屋に送風し、各部屋を暖房する。 While the blower 46 sucks cold air from each room on the inlet side, the temperature of the blower 46 is increased by heat exchange in the exhaust heat exchanger 42, and hot air heated further by the combustion of the burner 44 is blown on the outlet side. The air is blown into each room and the rooms are heated.
温風暖房ユニット制御部(以下「温風制御部」という)50も発電制御部24のECUと同様、マイクロコンピュータからなるECU(電子制御ユニット)を備える。温風制御部のECUは、発電制御部24のECUと通信自在に接続されると共に、リモートコントローラ(図に「リモコン」と示す)60にも通信自在に接続される。リモートコントローラ60はユーザによって操作され、目標室温などの設定に使用される。 Similarly to the ECU of the power generation control unit 24, the hot air heating unit control unit (hereinafter referred to as “hot air control unit”) 50 also includes an ECU (electronic control unit) formed of a microcomputer. The ECU of the hot air control unit is communicably connected to the ECU of the power generation control unit 24 and is also communicably connected to a remote controller 60 (shown as “remote control” in the drawing). The remote controller 60 is operated by a user and used for setting a target room temperature and the like.
図1においてTは温度センサ、Vはバルブ、Pはポンプを示し、信号線の図示は一部省略するが、それらは温風制御部50に電気的に接続される。温風制御部50は温度センサ62,64の出力に基づき、バルブVとポンプPの動作を制御してエンジン22の排熱の回収と、ブロア46とバーナ44の動作を制御する。 In FIG. 1, T is a temperature sensor, V is a valve, P is a pump, and signal lines are partially omitted, but they are electrically connected to the hot air control unit 50. The hot air control unit 50 controls the operation of the valve V and the pump P based on the outputs of the temperature sensors 62 and 64 to control the exhaust heat recovery of the engine 22 and the operation of the blower 46 and the burner 44.
即ち、温風制御部50は、排熱ポンプ70を駆動して冷却水循環路34を流れる冷却水を排熱熱交換器42に圧送し、冷却水循環路34を流れる循環水とブロア46で吸引された各部屋の冷気と熱交換させる。 That is, the hot air controller 50 drives the exhaust heat pump 70 to pump the cooling water flowing through the cooling water circulation path 34 to the exhaust heat heat exchanger 42, and is sucked by the circulating water flowing through the cooling water circulation path 34 and the blower 46. Heat exchange with cold air in each room.
尚、排気熱交換器36の内部での凝縮水の溜り込みによる腐食防止とエンジンオイルの耐久性を考慮し、温風制御部50は、冷却水のエンジン22の入口温度が例えば70℃となるように制御する。 In consideration of corrosion prevention due to accumulation of condensed water inside the exhaust heat exchanger 36 and durability of engine oil, the hot air control unit 50 sets the inlet temperature of the engine 22 of cooling water to, for example, 70 ° C. To control.
また温風制御部50は、規定時間を経過しても検出された室温が設定温度に達しないとき、あるいは検出された室温と設定温度との差が既定値を超えるとき、発電ユニット26の稼動のみでは不足と判断し、設定温度に達するまでバーナ44を稼動(燃焼)させ、バーナ44で昇温された温風をブロア46で各部屋に供給する。 The hot air control unit 50 operates the power generation unit 26 when the detected room temperature does not reach the set temperature even after the specified time has elapsed, or when the difference between the detected room temperature and the set temperature exceeds a predetermined value. The burner 44 is operated (combusted) until it reaches the set temperature, and the warm air heated by the burner 44 is supplied to each room by the blower 46.
また温風制御部50は、発電ユニット26の発電量に応じてブロア46の風量が変化、より具体的には発電量が増加するにつれてブロア46の風量が増加するように、ブロア46の動作を制御する。 Further, the hot air control unit 50 changes the air volume of the blower 46 in accordance with the power generation amount of the power generation unit 26, more specifically, the operation of the blower 46 so that the air volume of the blower 46 increases as the power generation amount increases. Control.
この実施例に係るコージェネレーション装置10において特徴的なことは、発電ユニットケース30の室30a2の上下に換気を流入させる流入孔30a21と換気を流出させる流出孔30a22を穿設し、下方に穿設された流入孔30a21とブロア46の出口側(正圧側)を換気導入ダクト74で接続すると共に、上方に穿設された流出孔30a22とブロア46の入口側(負圧側)を換気供給ダクト76で接続する如く構成したことにある。 What is characteristic in the cogeneration apparatus 10 according to this embodiment is that an inflow hole 30a21 for inflowing ventilation and an outflow hole 30a22 for inflowing ventilation are formed above and below the chamber 30a2 of the power generation unit case 30 and formed below. The inflow hole 30a21 thus formed and the outlet side (positive pressure side) of the blower 46 are connected by a ventilation introduction duct 74, and the outflow hole 30a22 drilled upward and the inlet side (negative pressure side) of the blower 46 are connected by a ventilation supply duct 76. This is because it is configured to be connected.
前記した如く、ブロア46は各部屋から冷気を吸引する一方、排熱熱交換器42などで昇温させられた温風を送風ダクトから各部屋に送風するが、図示の如く、換気導入ダクト74によって各部屋から吸引された冷気は室30a2に換気(冷却風)として導入される。 As described above, the blower 46 sucks cold air from each room, and blows warm air heated by the exhaust heat exchanger 42 or the like from the air duct to each room. Thus, the cold air sucked from each room is introduced into the room 30a2 as ventilation (cooling air).
導入された冷気は室30a2の発電制御部24に沿って下方から上方に流れ、インバータやDC/DCコンバータなどの発熱し易い電装部品を冷却する。室30a2での熱交換によって昇温させられた換気は換気供給ダクト76からブロア46の出口側(正圧側)に供給され、排熱熱交換器42などでさらに昇温させられて各部屋に供給される。 The introduced cold air flows upward from below along the power generation control unit 24 of the chamber 30a2, and cools electrical components such as an inverter and a DC / DC converter that easily generate heat. Ventilation heated by heat exchange in the chamber 30a2 is supplied from the ventilation supply duct 76 to the outlet side (positive pressure side) of the blower 46, and further heated by the exhaust heat exchanger 42 and supplied to each room. Is done.
換気導入ダクト74はブロア46の出口側(正圧側)を室30a2に接続すると共に、換気供給ダクト76はブロア46の入口側(負圧側)を室30a2に接続するので、室30a1への換気の流入あるいはそれからの流出が容易となる。 The ventilation introduction duct 74 connects the outlet side (positive pressure side) of the blower 46 to the chamber 30a2, and the ventilation supply duct 76 connects the inlet side (negative pressure side) of the blower 46 to the chamber 30a2. Inflow or outflow is facilitated.
換気導入ダクト74と換気供給ダクト76にはオリフィス74a,76aを設け、流入あるいは流出する換気量が発電制御部24の冷却などに適当な量となるようにすると共に、ブロア46で生じる負圧の影響を防止する。 The ventilation introduction duct 74 and the ventilation supply duct 76 are provided with orifices 74a and 76a so that the inflow or outflow ventilation amount becomes an appropriate amount for cooling the power generation control unit 24, and the negative pressure generated in the blower 46 is reduced. Prevent effects.
上記の如く、第1実施例に係るコージェネレーション装置10においては、発電ユニット26が収容される発電ユニットケース30に換気を流入させる流入孔30a21と流出させる流出孔30a22を穿設し、流入孔30a21と温風暖房ユニット40のブロア46の出口側を換気導入ダクト74で接続すると共に、流出孔30a22とブロア46の入口側を換気供給ダクト76で接続する如く構成したので、ブロア46によって熱需要側、例えば各部屋の冷気を換気導入ダクト74を介して発電ユニットケース30に導入できる一方、発電ユニットケース30の冷却によって昇温した換気を換気供給ダクト76を介して温風暖房ユニット40のブロア46の入口側に供給することになり、よって換気を有効に利用することができる。 As described above, in the cogeneration apparatus 10 according to the first embodiment, the inflow hole 30a21 for allowing ventilation to flow into the power generation unit case 30 in which the power generation unit 26 is accommodated and the outflow hole 30a22 for allowing outflow are formed. And the outlet side of the blower 46 of the hot air heating unit 40 are connected by a ventilation introduction duct 74, and the outlet side 30a22 and the inlet side of the blower 46 are connected by a ventilation supply duct 76. For example, cold air in each room can be introduced into the power generation unit case 30 via the ventilation introduction duct 74, while ventilation raised in temperature by cooling the power generation unit case 30 is introduced to the blower 46 of the hot air heating unit 40 via the ventilation supply duct 76. Therefore, ventilation can be used effectively.
即ち、導入されて室30a2での熱交換によって昇温させられた換気は換気供給ダクト76からブロア46の出口側に供給され、排熱熱交換器42などでさらに昇温させられて各部屋に供給されるので、バーナ44を燃焼させる頻度が低減し、よって換気を有効に利用することができる。 That is, the ventilation that has been introduced and raised in temperature by heat exchange in the chamber 30a2 is supplied from the ventilation supply duct 76 to the outlet side of the blower 46, and further raised in temperature by the exhaust heat exchanger 42 or the like. Since it is supplied, the frequency of burning the burner 44 is reduced, so that ventilation can be used effectively.
また、発電ユニット26の発電量に応じて風量が変化するようにブロア46の動作を制御する如く構成したので、上記した効果に加え、発電量の増加に応じて発電制御部24の発熱量が増加するとき、発電量に応じてブロア46の風量を変化させることで、換気を一層有効に利用することができる。 Further, since the operation of the blower 46 is controlled so that the air volume changes according to the power generation amount of the power generation unit 26, in addition to the above effects, the heat generation amount of the power generation control unit 24 according to the increase in the power generation amount. When increasing, ventilation can be used more effectively by changing the air volume of the blower 46 according to the power generation amount.
また、発電ユニットケース30は少なくとも2つの室30a1,30a2に仕切られ、一方の室30a1にエンジン22と発電機20が収容されると共に、他方の室30a2に発電制御部24が収容され、少なくとも発電制御部24が換気導入ダクト74から導入される換気によって冷却される如く構成したので、上記した効果に加え、発熱しやすい電装部品を備えた発電制御部24を少なくとも冷却することで、冷却で昇温した排熱を一層有効に利用することができる。 The power generation unit case 30 is partitioned into at least two chambers 30a1 and 30a2, the engine 22 and the generator 20 are accommodated in one chamber 30a1, and the power generation control unit 24 is accommodated in the other chamber 30a2, and at least power generation Since the control unit 24 is configured to be cooled by ventilation introduced from the ventilation introduction duct 74, in addition to the above-described effects, at least the power generation control unit 24 including electrical components that easily generate heat is cooled, so that the temperature is increased by cooling. The warm exhaust heat can be used more effectively.
尚、仕切り30aの上方を切り欠き、図1に想像線で示す如く、室30a2と30a1を連通させると共に、室30a1の上方に流出孔30a11を穿設し、換気供給ダクト74を想像線で示す分だけ延長するように構成しても良い。 In addition, the upper part of the partition 30a is cut away, and as shown by an imaginary line in FIG. 1, the chambers 30a2 and 30a1 communicate with each other, an outflow hole 30a11 is formed above the chamber 30a1, and the ventilation supply duct 74 is indicated by an imaginary line. You may comprise so that it may extend only by.
これにより、エンジン22からの放出熱によって一層昇温させられた換気を換気供給ダクト76から温風暖房ユニット40側に供給することができる。 Thereby, the ventilation further raised in temperature by the heat released from the engine 22 can be supplied from the ventilation supply duct 76 to the warm air heating unit 40 side.
図2は、この発明の第2実施例に係るコージェネレーション装置を全体的に示すブロック図である。 FIG. 2 is a block diagram generally showing a cogeneration apparatus according to the second embodiment of the present invention.
第1実施例と相違する点に焦点をおいて説明すると、第2実施例に係るコージェネレーション装置にあっては、温風暖房ユニット40が共通ケースに発電ユニット26と一体的に収容される如く構成した。 The description will focus on the differences from the first embodiment. In the cogeneration apparatus according to the second embodiment, the hot air heating unit 40 is accommodated integrally with the power generation unit 26 in the common case. Configured.
即ち、第2実施例においては発電ユニット26と温風暖房ユニット40を1個の共通ケース80に収容するようにした。また、発電ユニット26の発電制御部24と温風暖房ユニット40の温風制御部50のECUなどを共通化して共通制御部82とするようにした。 That is, in the second embodiment, the power generation unit 26 and the hot air heating unit 40 are accommodated in one common case 80. In addition, the power generation control unit 24 of the power generation unit 26 and the ECU of the hot air control unit 50 of the hot air heating unit 40 are made common to form a common control unit 82.
第2実施例に係るコージェネレーション装置10にあっては、温風暖房ユニット40が共通ケース80に発電ユニット26と一体的に収容される如く構成したので、第1実施例と同様、換気を有効に利用することができる。また、一体化することで発電ユニット26のエンジン22や発電機20からの放熱も熱伝導を介して温風暖房ユニット40の側に伝達することができると共に、共通部品の集約化を図ることができ、さらに装置としてコンパクトにすることができる。 In the cogeneration apparatus 10 according to the second embodiment, the hot air heating unit 40 is configured to be housed integrally with the power generation unit 26 in the common case 80, so that ventilation is effective as in the first embodiment. Can be used. Further, by integrating, heat radiation from the engine 22 and the generator 20 of the power generation unit 26 can be transmitted to the warm air heating unit 40 side through heat conduction, and common parts can be consolidated. In addition, the apparatus can be made compact.
上記した如く、第1、第2実施例にあっては、商用電力系統(商用電源)12から電気負荷14に至る交流電力の給電路(電力線)16に接続可能な発電機20と、前記発電機20を駆動する内燃機関(エンジン)22と、前記内燃機関の動作を制御する第1の制御部(発電制御部)24を有すると共に、ケース(発電ユニットケース)30に収納された発電ユニット26と、前記内燃機関の排熱で生成された温風を熱負荷に送風するブロア46を少なくとも有する温風暖房ユニット40を備えるコージェネレーション装置10において、前記ケースに換気を流入させる流入孔30a21と流出させる流出孔30a22を穿設し、前記流入孔30a21と前記ブロア46の出口側を換気導入ダクト74で接続すると共に、前記流出孔30a22と前記ブロア46の入口側を換気供給ダクト76で接続する如く構成した。 As described above, in the first and second embodiments, the generator 20 that can be connected to the AC power supply path (power line) 16 from the commercial power system (commercial power source) 12 to the electrical load 14, and the power generation A power generation unit 26 that has an internal combustion engine (engine) 22 that drives the machine 20 and a first control unit (power generation control unit) 24 that controls the operation of the internal combustion engine and is housed in a case (power generation unit case) 30. And a cogeneration apparatus 10 including a warm air heating unit 40 having at least a blower 46 for blowing warm air generated by exhaust heat of the internal combustion engine to a heat load, and an outflow hole 30a21 for allowing ventilation to flow into the case An outflow hole 30a22 is formed, the inflow hole 30a21 and the outlet side of the blower 46 are connected by a ventilation introduction duct 74, and the outflow hole 30a2 is connected. And it was composed as connecting the inlet side of the blower 46 in the ventilation supply duct 76.
また、前記ブロアの動作を制御する第2の制御部(温風暖房ユニット40の制御部)50を備えると共に、前記第2の制御部は前記発電ユニット26の発電量に応じて風量が変化するように前記ブロア46の動作を制御する如く構成した。 In addition, a second control unit (a control unit of the hot air heating unit 40) 50 that controls the operation of the blower is provided, and the second control unit changes the air volume according to the power generation amount of the power generation unit 26. In this way, the operation of the blower 46 is controlled.
また、前記ケースは少なくとも2つの室30a1,30a2に仕切られ、一方の室30a1に前記内燃機関22と前記発電機20が収容されると共に、他方の室30a2に前記第1の制御部(発電制御部)24が収容され、少なくとも前記第1の制御部が前記換気導入ダクト74から導入される換気によって冷却される如く構成した。 The case is partitioned into at least two chambers 30a1 and 30a2, and the internal combustion engine 22 and the generator 20 are accommodated in one chamber 30a1, and the first control unit (power generation control) is accommodated in the other chamber 30a2. 24) and at least the first control unit is cooled by ventilation introduced from the ventilation introduction duct 74.
また、第2実施例に係るコージェネレーション装置にあっては、前記温風暖房ユニット40は、前記ケース、より具体的には共通ケース80に前記発電ユニット24と一体的に収容される如く構成した。 Further, in the cogeneration apparatus according to the second embodiment, the hot air heating unit 40 is configured to be accommodated integrally with the power generation unit 24 in the case, more specifically, in the common case 80. .
尚、上記において、発電機20の駆動源として都市ガス・LPガスを燃料とするガスエンジンとしたが、ガソリン燃料などを使用するエンジンであっても良い。 In the above description, the gas engine using city gas / LP gas as fuel is used as a drive source of the generator 20, but an engine using gasoline fuel or the like may be used.
また、発電機20の出力およびエンジン22の排気量などを具体的な値で示したが、それらは例示であって限定されるものではないこともいうまでもない。 Moreover, although the output of the generator 20, the displacement of the engine 22 and the like are shown as specific values, it goes without saying that these are merely examples and are not limited.
10 コージェネレーション装置、12 商用電源(商用電力系統)、14 家庭内電気負荷(電気負荷)、16 給電路(電力線)、20 発電機、22 エンジン(内燃機関)、24 発電制御部、26 発電ユニット、30 発電ユニットケース、30a 仕切り、30a1 一方の室、30a2 他方の室、30a21 換気の流入孔、30a22 換気の流出孔、34 冷却水循環路、36 排気熱交換器、40 温風暖房ユニット、42 排熱熱交換器、44 バーナ、44b 顕熱熱交換器、44c 潜熱熱交換器、50 温風暖房ユニット制御部、74 換気導入ダクト、76 換気供給ダクト、80 共通ケース DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Cogeneration apparatus, 12 Commercial power supply (commercial power system), 14 Domestic electric load (electric load), 16 Feeding path (power line), 20 Generator, 22 Engine (internal combustion engine), 24 Power generation control part, 26 Power generation unit , 30 Power generation unit case, 30a partition, 30a1 one chamber, 30a2 other chamber, 30a21 ventilation inflow hole, 30a22 ventilation outflow hole, 34 cooling water circulation path, 36 exhaust heat exchanger, 40 hot air heating unit, 42 exhaust Thermal heat exchanger, 44 burner, 44b Sensible heat exchanger, 44c Latent heat exchanger, 50 Hot air heating unit controller, 74 Ventilation introduction duct, 76 Ventilation supply duct, 80 Common case
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