JP2012021772A - Cogeneration system - Google Patents
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- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
Abstract
Description
本発明は、電力と熱とを併せて発生する熱電併給装置と、
底部に接続された給水路を通して水が供給され且つ上部に接続された給湯路を通して湯水が送出される貯湯槽と、
槽底部から取り出した湯水を槽上部に戻す形態で貯湯用循環路を通して前記貯湯槽の湯水を循環させる湯水循環手段と、
前記貯湯用循環路を通流する湯水を前記熱電併給装置にて発生する熱により加熱する加熱手段と、
運転を制御する運転制御手段とが設けられ、
その運転制御手段が、
前記加熱手段にて加熱された湯水の温度が目標加熱温度になるように前記貯湯用循環路における単位時間当たりの湯水循環量を調節すべく前記湯水循環手段の作動を制御する循環制御処理、及び、前記熱電併給装置を運転するための通常運転条件を定めて、その通常運転条件にて前記熱電併給装置を運転する通常運転処理を実行し、且つ、
前記貯湯槽の湯水の水質低下を抑制する水質低下抑制タイミングになると、水質低下抑制処理を実行するように構成されたコージェネレーションシステムに関する。
The present invention is a combined heat and power device that generates both electric power and heat,
A hot water storage tank in which water is supplied through a water supply path connected to the bottom and hot water is sent out through a hot water supply path connected to the top;
Hot water circulation means for circulating hot water in the hot water storage tank through the hot water circulation path in the form of returning the hot water taken out from the tank bottom to the upper part of the tank;
Heating means for heating hot water flowing through the hot water storage circulation path by heat generated by the combined heat and power supply device;
Operation control means for controlling operation is provided,
The operation control means is
A circulation control process for controlling the operation of the hot water circulation means to adjust the hot water circulation amount per unit time in the hot water circulation path so that the temperature of the hot water heated by the heating means becomes a target heating temperature; and Determining normal operating conditions for operating the combined heat and power device, executing normal operation processing for operating the combined heat and power device under the normal operating conditions, and
The present invention relates to a cogeneration system configured to execute a water quality lowering suppression process at a water quality lowering suppression timing that suppresses water quality deterioration of the hot water tank.
かかるコージェネレーションシステムは、一般家庭等に設置されるものであり、湯水循環手段により、槽底部から取り出した湯水を槽上部に戻す形態で貯湯用循環路を通して貯湯槽の湯水が循環されながら、その貯湯用循環路を通流する湯水が加熱手段により加熱されることにより、貯湯槽に温度成層を形成する状態で湯水が貯留されて、そのように貯湯槽に貯留される湯水が台所や風呂等にて消費されることになる。そして、貯湯槽の湯水の水質が低下するのを抑制するために、運転制御手段により、貯湯槽の湯水の水質低下を抑制する水質低下抑制タイミングになると水質低下抑制処理が実行されるようになっている。 Such a cogeneration system is installed in a general household, and the hot water in the hot water tank is circulated through the hot water circulation path in such a manner that the hot water taken out from the bottom of the tank is returned to the upper part of the tank by the hot water circulation means. The hot water flowing through the hot water storage circuit is heated by the heating means, so that the hot water is stored in a state where temperature stratification is formed in the hot water tank, and the hot water stored in the hot water tank is stored in the kitchen, bath, etc. Will be consumed. And in order to suppress that the quality of the hot water of a hot water tank falls, the water quality fall suppression process comes to be performed when it comes to the water quality fall suppression timing which suppresses the water quality fall of the hot water of a hot water tank by the operation control means. ing.
このようなコージェネレーションシステムの従来例として、貯湯槽の湯水の温度を検出する複数の湯水温度検出手段が貯湯槽の底部から上部にわたって間隔を隔てて設けられ、並びに、給湯路を通して貯湯槽から送出される湯水の流量を検出する流量センサが設けられて、前記運転制御手段が、前記複数の湯水温度検出手段のうちの少なくとも1つの検出温度が設定水質維持温度よりも低い低貯湯温状態になると、その低貯湯温状態が継続する低貯湯温状態継続時間の計測及び流量センサの検出流量の積算を開始し、流量センサの検出流量の積算流量が湯水入替判別用設定容量に達せず且つ複数の湯水温度検出手段のうちの少なくとも1つの検出温度が設定水質維持温度よりも低い状態で、前記低貯湯温状態継続時間が設定低貯湯温状態許容時間に達すると、前記水質低下抑制タイミングになると判別するように構成され、そして、給水路を通して貯湯槽に給水し且つ貯湯槽から給湯路への湯水の送出を許容する通常給水状態と給水路からの水を槽迂回給水路を通して貯湯槽を迂回して給湯路に設けた補助加熱器よりも上流側に供給し且つ貯湯槽から給湯路への湯水の送出を停止する槽迂回給水状態に切り換え自在な給水状態切換手段が設けられて、前記運転制御手段が、前記水質低下抑制処理として、前記給水状態切換手段を前記槽迂回給水状態に切り換えた状態で、前記循環制御処理、及び、電力負荷に応じた電力を出力するように熱電併給装置を運転する電力負荷追従運転処理を実行するように構成され、且つ、前記複数の湯水温度検出手段全ての検出温度が設定水質維持温度以上になったのち設定水質維持時間が経過すると、前記給水状態切換手段を前記通常給水状態に切り換えて前記水質低下抑制処理を終了するように構成されたものがあった(例えば、特許文献1参照。)。
ちなみに、前記設定水質維持温度は、湯水の水質の維持が可能な所定の温度、例えば、前記目標加熱温度よりも多少低い温度に設定され、前記湯水入替判別用設定容量は貯湯槽の容量に設定されている。
そして、水質低下抑制処理が実行されている間は、槽迂回給水路を通して貯湯槽を迂回して供給される水が補助加熱器にて加熱されて、給湯先に供給されることになる。
As a conventional example of such a cogeneration system, a plurality of hot water temperature detecting means for detecting the temperature of hot water in the hot water tank are provided at intervals from the bottom to the upper part of the hot water tank, and are sent from the hot water tank through the hot water channel. When a flow rate sensor for detecting the flow rate of the hot water is provided and the operation control means is in a low hot water storage temperature state in which at least one detected temperature of the plurality of hot water temperature detection means is lower than a set water quality maintenance temperature. The measurement of the low hot water storage temperature state in which the low hot water storage temperature continues and the integration of the detected flow rate of the flow sensor are started, and the integrated flow rate of the detected flow rate of the flow sensor does not reach the set capacity for hot water replacement determination and In the state where at least one of the hot water temperature detection means is lower than the preset water quality maintenance temperature, the low hot water temperature state duration is set and the low hot water temperature state is allowed. It is configured to discriminate that the water quality deterioration suppression timing comes when the time is reached, and from the normal water supply state and the water supply path that supplies water to the hot water tank through the water supply path and allows hot water to be sent from the hot water tank to the hot water path It is possible to switch to a tank bypass water supply state in which the hot water is supplied to the upstream side of the auxiliary heater provided in the hot water supply path by bypassing the hot water storage tank through the tank bypass water supply path and the hot water supply from the hot water tank to the hot water supply path is stopped. Water supply state switching means is provided, and the operation control means switches the water supply state switching means to the tank detour water supply state as the water quality lowering suppression process, and the circulation control process and power load. It is configured to execute an electric power load following operation process for operating the combined heat and power supply device so as to output a corresponding electric power, and the detected temperatures of all the plurality of hot water temperature detecting means are set to the set water quality maintenance temperature. After the above, when the set water quality maintenance time has elapsed, there is one configured to switch the water supply state switching means to the normal water supply state and end the water quality reduction suppression process (see, for example, Patent Document 1). .)
Incidentally, the set water quality maintenance temperature is set to a predetermined temperature at which hot water quality can be maintained, for example, a temperature slightly lower than the target heating temperature, and the set capacity for hot water replacement determination is set to the capacity of the hot water tank. Has been.
And while the water quality fall suppression process is performed, the water supplied by detouring the hot water storage tank through the tank detour water supply path is heated by the auxiliary heater and supplied to the hot water supply destination.
又、このようなコージェネレーションシステムの別の従来例として、前記運転制御手段が、1日の整数倍を周期とする設定周期毎に、1日のうちで、予測給湯熱負荷が給湯設定値以下となり且つ予測電力負荷が電力設定値以下となる時間帯を求めて、その求めた時間帯内に前記水質低下抑制タイミングを設定するように構成され、そして、貯湯槽の底部に貯湯槽の湯水を浴槽に排水する排水通路が接続され、その排水通路に排水電磁弁が設けられて、前記運転制御手段が、前記水質低下抑制処理として、前記排水電磁弁を開弁して貯湯槽の湯水を浴槽に排水して、貯湯槽の湯水を給水路からの水に入れ替える排水処理を実行するように構成されたものがあった(例えば、特許文献2参照。)。 Moreover, as another conventional example of such a cogeneration system, the operation control means has a predicted hot water supply thermal load equal to or lower than a hot water supply set value within one day for every set cycle having an integer multiple of a day as a cycle. And a time zone when the predicted power load is less than or equal to the power set value is determined, and the water quality deterioration suppression timing is set within the determined time zone, and hot water of the hot water tank is placed at the bottom of the hot water tank. A drainage passage for draining to the bathtub is connected, and a drainage solenoid valve is provided in the drainage passage, and the operation control means opens the drainage solenoid valve as the water quality lowering suppression process to supply hot water from the hot water tank. There is one that is configured to perform drainage treatment in which the hot water in the hot water tank is replaced with water from the water supply channel (see, for example, Patent Document 2).
尚、前記特許文献1及び前記特許文献2には記載されていないが、このようなコージェネレーションシステムでは、前記運転制御手段が、少なくとも時系列的な予測電力負荷及び時系列的な予測給湯熱負荷を賄うように熱電併給装置を運転するための通常運転条件を定めて、その通常運転条件にて熱電併給装置を運転する通常運転処理を実行するように構成されるものであり、このように、運転制御手段が通常運転処理を実行するように構成される点については、特許文献3に記載されている。
ちなみに、一般には、1日等に設定される設定運転期間における少なくとも時系列的な予測電力負荷及び時系列的な予測給湯熱負荷を賄うように通常運転条件が定められて、その通常運転条件にて熱電併給装置が運転する通常運転処理が実行されることになる。
Although not described in
Incidentally, in general, normal operating conditions are determined so as to cover at least time-series predicted power load and time-series predicted hot water supply heat load in the set operation period set for one day, etc. Thus, the normal operation process in which the combined heat and power device is operated is executed.
ところで、このようなコージェネレーションシステムでは、熱電併給装置から発生する熱により加熱される湯水にて浴槽への湯張り等の大きな給湯熱負荷を一挙に賄うことができないものであるから、通常運転処理では、給湯熱負荷が発生すると予測される時間帯の前にその給湯熱負荷を賄うように予め貯湯槽に貯湯すべく通常運転条件が定められて、その通常運転条件にて熱電併給装置を運転するように通常運転処理が実行されることになる。 By the way, in such a cogeneration system, it is not possible to cover a large hot water supply heat load such as filling a bathtub with hot water heated by heat generated from the combined heat and power supply device. Then, the normal operating conditions are set in advance to store hot water in the hot water storage tank so as to cover the hot water supply heat load before the time when the hot water supply heat load is expected to occur, and the combined heat and power unit is operated under the normal operation condition. Thus, normal operation processing is executed.
そして、給湯熱負荷の大きい家庭では、貯湯槽に温度成層を形成する状態で湯水が貯留されるに当たって、多量の湯が貯留されることになるので、複数の湯水温度検出手段全ての検出温度が設定水質維持温度以上になる状態になり易く、又、給湯路を通して貯湯槽から送出される湯水の量が多いので、流量センサの検出流量の積算流量が湯水入替判別用設定容量に達するのに要する時間が短い。
一方、給湯熱負荷の小さい家庭では、貯湯槽に温度成層を形成する状態で湯水が貯留されるに当たって、貯湯槽における上方の一部分にしか湯が貯留されないので、複数の湯水温度検出手段全ての検出温度が設定水質維持温度以上になる状態になり難く、又、給湯路を通して貯湯槽から送出される湯水の量が少ないので、流量センサの検出流量の積算流量が湯水入替判別用設定容量に達するのに要する時間が長くなる。
In a household with a large hot water supply heat load, a large amount of hot water is stored as hot water is stored in a state where temperature stratification is formed in the hot water storage tank. It is likely that the temperature will be higher than the set water quality maintenance temperature, and since the amount of hot water sent from the hot water tank through the hot water supply passage is large, it is necessary for the integrated flow rate detected by the flow sensor to reach the set capacity for hot water replacement determination. The time is short.
On the other hand, in hot water supply households, when hot water is stored in a state where temperature stratification is formed in the hot water tank, hot water is stored only in the upper part of the hot water tank. It is difficult for the temperature to reach the set water quality maintenance temperature or more, and the amount of hot water sent from the hot water tank through the hot water supply path is small, so the integrated flow rate detected by the flow sensor reaches the set capacity for hot water replacement determination. It takes a long time to complete.
つまり、給湯熱負荷の大きい家庭では、複数の湯水温度検出手段全ての検出温度が設定水質維持温度以上になる状態になり易く、又、流量センサの検出流量の積算流量が湯水入替判別用設定容量に達するのに要する時間が短いので、低貯湯温状態継続時間が設定低貯湯温状態許容時間に達し難く、一方、給湯熱負荷の小さい家庭では、複数の湯水温度検出手段全ての検出温度が設定水質維持温度以上になる状態になり難く、又、流量センサの検出流量の積算流量が湯水入替判別用設定容量に達するのに要する時間が長いので、低貯湯温状態継続時間が設定低貯湯温状態許容時間に達し易く、上記の特許文献1のコージェネレーションシステムは、給湯熱負荷の小さい家庭で使用されるほど水質低下処理が行われ易いものである。
In other words, in a home with a large hot water supply heat load, the detection temperature of all of the plurality of hot water temperature detection means tends to be in the state of the set water quality maintenance temperature or more. Since the time required to reach the temperature is short, the low hot water temperature state duration time is set. It is difficult to reach the low hot water temperature state allowable time. On the other hand, in the home where the hot water supply heat load is small, the detection temperatures of all the hot water temperature detection means are set. It is unlikely that the temperature will exceed the water quality maintenance temperature, and the time required for the integrated flow rate detected by the flow sensor to reach the set capacity for hot water replacement determination is long, so the low hot water temperature state duration is set Low hot water temperature state It is easy to reach the permissible time, and the cogeneration system disclosed in
そして、給湯熱負荷の小さい家庭において、水質低下抑制処理として、貯湯槽からの湯水の送出を禁止した状態で前記循環制御処理及び前記電力負荷追従運転処理が実行されると、予測給湯熱負荷が小さいにも拘らず、貯湯槽全体の湯水を設定水質維持温度以上に加熱するものであるから、給湯熱負荷に対して余分となる熱量が多くなって貯湯槽からの放熱損失が大きくなるので、湯水の加熱に消費されたエネルギを多量に無駄にすることになり、省エネルギ性が低下することになる。 When the circulation control process and the power load follow-up operation process are executed in a household where the hot water supply heat load is small and the sending of hot water from the hot water tank is prohibited as the water quality deterioration suppression process, the predicted hot water supply heat load is Despite being small, the hot water in the entire hot water tank is heated above the set water quality maintenance temperature, so the amount of heat that is extra for the hot water supply heat load increases and the heat dissipation loss from the hot water tank increases. A large amount of energy consumed for heating the hot water is wasted, and energy saving performance is reduced.
又、特許文献2においては、1日のうちの予測給湯熱負荷が給湯設定値以下となり且つ予測電力負荷が電力設定値以下となる時間帯内、即ち、予測給湯負荷及び予測電力負荷が共に少ない時間帯内に、前記水質低下抑制タイミングを設定して、水質低下抑制処理として、前記排水処理を実行して、貯湯槽の湯水を浴槽に排水して給水路からの水に入れ替えるものであるから、入浴時間帯の後等、入浴のタイミングとずれた時刻に貯湯槽の湯水を浴槽に排出することになるので、浴槽に排出された貯湯槽の湯水が入浴用として利用されないことになって、貯湯槽の湯水を無駄にすることになり、又、貯湯槽に加熱手段にて加熱された湯水が残っている場合は、その湯水の加熱に消費されたエネルギも無駄にすることになり、省エネルギ性が低下する。
Further, in
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、貯湯槽の湯水を無駄にすることがないようにし且つ省エネルギ性の低下を抑制しながら、貯湯槽の湯水の水質低下を抑制し得るコージェネレーションシステムを提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and its object is to reduce the quality of hot water in the hot water tank while preventing the hot water in the hot water tank from being wasted and suppressing the reduction in energy saving. It is to provide a cogeneration system that can suppress the above.
本発明のコージェネレーションシステムの第1特徴構成は、電力と熱とを併せて発生する熱電併給装置と、
底部に接続された給水路を通して水が供給され且つ上部に接続された給湯路を通して湯水が送出される貯湯槽と、
槽底部から取り出した湯水を槽上部に戻す形態で貯湯用循環路を通して前記貯湯槽の湯水を循環させる湯水循環手段と、
前記貯湯用循環路を通流する湯水を前記熱電併給装置にて発生する熱により加熱する加熱手段と、
運転を制御する運転制御手段とが設けられ、
その運転制御手段が、
前記加熱手段にて加熱された湯水の温度が目標加熱温度になるように前記貯湯用循環路における単位時間当たりの湯水循環量を調節すべく前記湯水循環手段の作動を制御する循環制御処理、及び、前記熱電併給装置を運転するための通常運転条件を定めて、その通常運転条件にて前記熱電併給装置を運転する通常運転処理を実行し、且つ、
前記貯湯槽の湯水の水質低下を抑制する水質低下抑制タイミングになると、水質低下抑制処理を実行するように構成されたコージェネレーションシステムにおいて、
前記運転制御手段が、前記水質低下抑制処理として、前記循環制御処理、及び、前記水質低下抑制タイミング以降の設定処理期間内において前記通常運転処理を実行すると仮定したときに前記熱電併給装置により発電される総発電量よりも前記設定処理期間内における前記熱電併給装置の総発電量を低下させる水質低下抑制用運転条件を定めて、その水質低下抑制用運転条件に基づいて前記熱電併給装置を運転する抑制運転処理を実行するように構成されている点にある。
The first characteristic configuration of the cogeneration system of the present invention is a combined heat and power device that generates both electric power and heat,
A hot water storage tank in which water is supplied through a water supply path connected to the bottom and hot water is sent out through a hot water supply path connected to the top;
Hot water circulation means for circulating hot water in the hot water storage tank through the hot water circulation path in the form of returning the hot water taken out from the tank bottom to the upper part of the tank;
Heating means for heating hot water flowing through the hot water storage circulation path by heat generated by the combined heat and power supply device;
Operation control means for controlling operation is provided,
The operation control means is
A circulation control process for controlling the operation of the hot water circulation means to adjust the hot water circulation amount per unit time in the hot water circulation path so that the temperature of the hot water heated by the heating means becomes a target heating temperature; and Determining normal operating conditions for operating the combined heat and power device, executing normal operation processing for operating the combined heat and power device under the normal operating conditions, and
In the cogeneration system configured to execute the water quality lowering suppression process when it comes to the water quality lowering suppression timing that suppresses the water quality deterioration of the hot water tank,
When the operation control means assumes that the normal operation process is executed within the set process period after the water quality decrease suppression timing and the water quality decrease suppression timing as the water quality decrease suppression process, power is generated by the combined heat and power unit. Operating conditions for suppressing water quality reduction that lowers the total power generation amount of the combined heat and power unit within the set processing period than the total power generation amount, and operating the combined heat and power unit based on the operating conditions for suppressing water quality deterioration It is in the point comprised so that the suppression driving | operation process may be performed.
即ち、運転制御手段は、水質低下抑制処理として、循環制御処理、及び、水質低下抑制タイミング以降の設定処理期間内において通常運転処理を実行すると仮定したときに熱電併給装置により発電される総発電量よりも設定処理期間内における熱電併給装置の総発電量を低下させる水質低下抑制用運転条件を定めて、その水質低下抑制用運転条件に基づいて熱電併給装置を運転する抑制運転処理を実行する。 That is, when the operation control means assumes that the normal operation process is executed within the set process period after the water quality deterioration suppression timing as the water quality deterioration suppression process, the total amount of power generated by the combined heat and power device is assumed. In addition, the operation condition for suppressing water quality reduction that reduces the total power generation amount of the combined heat and power device during the set processing period is determined, and the suppression operation process for operating the combined heat and power device based on the operating condition for suppressing water quality deterioration is executed.
つまり、抑制運転処理では、水質低下抑制タイミング以降の設定処理期間内において熱電併給装置により発電される総発電量を通常運転処理を実行すると仮定したときの熱電併給装置の総発電量よりも低下させて、水質低下抑制タイミング以降の設定処理期間内において熱電併給装置から発生する総発生熱量が通常運転処理を実行すると仮定したときの熱電併給装置の総発生熱量よりも少なくなるようにするので、水質低下抑制処理として、循環制御処理及び抑制運転処理を実行することにより、水質低下抑制タイミング以降の設定処理期間内において、湯水循環手段により循環される総湯水循環量を通常運転処理を実行すると仮定したときの湯水循環手段による総湯水循環量よりも少なくすることができる。 In other words, in the suppression operation processing, the total power generation amount generated by the combined heat and power device within the set processing period after the water quality reduction suppression timing is made lower than the total power generation amount of the combined heat and power device when it is assumed that the normal operation processing is executed. Therefore, the total amount of heat generated from the combined heat and power unit within the set processing period after the water quality deterioration suppression timing is set to be less than the total amount of generated heat of the combined heat and power unit when the normal operation process is executed. By executing the circulation control process and the suppression operation process as the decrease suppression process, it is assumed that the normal hot water circulation amount is circulated by the hot water circulation means within the set process period after the water quality decrease suppression timing. The total amount of hot water circulated by the hot water circulation means can be reduced.
そして、このように設定処理期間内において、湯水循環手段による総湯水循環量を通常運転処理を実行すると仮定したときの湯水循環手段による総湯水循環量よりも少なくすることにより、貯湯槽の底部から取り出されて加熱手段にて加熱されたのち貯湯槽の上部に戻されて貯留される湯水の量を、給湯先での湯水の消費に伴って給湯路を通して貯湯槽から送出される湯水の量に対して不足するようにすることができるので、給湯先での湯水の消費に伴って、貯湯槽の上部に貯留される湯水に加えて、その湯水の下方に貯留されている湯水も給湯路を通して送出されることになり、そのように湯水が送出されると同量の水が給水路を通して貯湯槽の底部に供給されることになって、貯湯槽の湯水の全量又は略全量が給水路からの水に入れ替えられるようになり、貯湯槽の湯水の水質低下を抑制することができる。
このように、水質低下抑制処理として循環制御処理及び抑制運転処理を実行して、貯湯槽の底部から取り出されて加熱手段にて加熱されたのち貯湯槽の上部に戻される湯水の量を通常運転処理が実行されると仮定したときよりも少なくなるようにすることにより、貯湯槽の湯水の全量又は略全量を給湯先にて消費しながら、貯湯槽の湯水の全量又は略全量が給水路からの水に入れ替えられるようにすることができるので、貯湯槽の湯水を無駄にすることがなく、又、その湯水の加熱に消費されたエネルギを無駄にすることがないようにすることができて省エネルギ性の低下を抑制することが可能となる。
ちなみに、水質低下抑制処理として循環制御処理及び抑制運転処理を実行することにより、熱電併給装置を停止することなく水質低下抑制処理を実行することができるので、熱電併給装置の起動停止回数を減らすことができるものとなり、コージェネレーションシステムの耐久性を向上することができる。
従って、貯湯槽の湯水を無駄にすることがないようにし且つ省エネルギ性の低下を抑制しながら、貯湯槽の湯水の水質低下を抑制し得るコージェネレーションシステムを提供することができるようになった。
In this way, within the set processing period, the total amount of hot water circulated by the hot water circulation means is made smaller than the total amount of hot water circulated by the hot water circulation means when it is assumed that the normal operation process is performed, so that from the bottom of the hot water tank. The amount of hot water that is taken out and heated by the heating means and then returned to the upper part of the hot water tank and stored is changed to the amount of hot water sent from the hot water tank through the hot water supply path as hot water is consumed at the hot water supply destination. However, in addition to hot water stored in the upper part of the hot water tank, hot water stored below the hot water also passes through the hot water supply passage as hot water is consumed at the hot water supply destination. When hot water is sent out in that way, the same amount of water will be supplied to the bottom of the hot water tank through the water supply channel, so that the total or almost the total amount of hot water in the hot water tank will be supplied from the water supply channel. Replace with water Came to be, it is possible to suppress the hot water water drop in the hot water tank.
In this way, the circulation control process and the suppression operation process are executed as the water quality deterioration suppression process, and the amount of hot water taken out from the bottom of the hot water tank and heated by the heating means and then returned to the upper part of the hot water tank is normally operated. By making the amount less than when it is assumed that the process is executed, the entire amount or substantially the entire amount of hot water in the hot water tank is consumed at the hot water supply destination, while the entire amount or the entire amount of hot water in the hot water tank is removed from the water supply channel. So that the hot water in the hot water tank is not wasted and the energy consumed for heating the hot water is not wasted. It becomes possible to suppress a decrease in energy saving.
By the way, by executing the circulation control process and the suppression operation process as the water quality reduction suppression process, it is possible to execute the water quality reduction suppression process without stopping the combined heat and power supply device, thereby reducing the number of start and stop times of the combined heat and power supply device. The durability of the cogeneration system can be improved.
Therefore, it has become possible to provide a cogeneration system capable of suppressing a decrease in the quality of hot water in a hot water tank while preventing waste of hot water in the hot water tank and suppressing a decrease in energy saving. .
本発明のコージェネレーションシステムの第2特徴構成は、上記の第1特徴構成において、
前記運転制御手段が、
前記通常運転条件として、少なくとも時系列的な予測電力負荷及び時系列的な予測給湯熱負荷を賄うように前記熱電併給装置を運転する条件を定めるように構成されている点にある。
The second characteristic configuration of the cogeneration system of the present invention is the above first characteristic configuration,
The operation control means is
The normal operation condition is that the conditions for operating the combined heat and power supply device are determined so as to cover at least the time-series predicted power load and the time-series predicted hot water supply heat load.
即ち、運転制御手段は、通常運転条件として、少なくとも時系列的な予測電力負荷及び時系列的な予測給湯熱負荷を賄うように前記熱電併給装置を運転する条件を定めて、その通常運転条件にて熱電併給装置を運転することになる。
このように通常運転処理においては、少なくとも時系列的な予測電力負荷及び時系列的な予測給湯熱負荷を賄うように前記熱電併給装置が運転されるため、熱電併給装置が発生する電力が必要とする電力よりも大きく不足することや、必要とする電力よりも大きく過剰になることを回避でき、また、熱電併給装置が発生する熱にて貯湯される貯湯量が必要とする湯量よりも大きく不足することや、必要とする湯量よりも大きく過剰になることを回避できるものとなる。
したがって、電力を過不足なく発電ししかも貯湯量を過不足なく貯湯できるコージェネレーションシステムを提供することができる。
That is, the operation control means determines, as the normal operation condition, a condition for operating the combined heat and power supply device so as to cover at least the time-series predicted power load and the time-series predicted hot water supply heat load, and sets the normal operation condition. Thus, the combined heat and power unit is operated.
As described above, in the normal operation process, the heat / electric power supply device is operated so as to cover at least the time-series predicted power load and the time-series predicted hot water supply heat load, and thus the power generated by the heat / electric power supply device is required. It can be avoided that the electric power is larger or insufficient than the electric power to be generated, or the electric power is excessively larger than the required electric power, and the amount of hot water stored by the heat generated by the combined heat and power supply device is larger than the required amount of hot water. It can be avoided that the amount of water is excessive and larger than the required amount of hot water.
Therefore, it is possible to provide a cogeneration system that can generate electric power without excess or deficiency and store hot water without excess or deficiency.
本発明のコージェネレーションシステムの第3特徴構成は、上記の第1又は第2特徴構成において、
前記運転制御手段が、
前記水質低下抑制用運転条件として、少なくとも時系列的な予測電力負荷及び時系列的な予測給湯熱負荷に基づいて、前記貯湯槽の湯水の全量又は略全量が前記設定処理期間内に前記給水路からの水に入れ替えられることが予測できる運転条件を定めるように構成されている点にある。
The third feature configuration of the cogeneration system of the present invention is the above first or second feature configuration,
The operation control means is
Based on at least a time-series predicted power load and a time-series predicted hot water supply heat load as the operation condition for suppressing water quality deterioration, the total amount or almost the total amount of hot water in the hot water tank is within the set processing period. It is in the point comprised so that the driving | running condition which can be expected to be replaced with the water from is determined.
即ち、運転制御手段は、水質低下抑制用運転条件として、少なくとも時系列的な予測電力負荷及び時系列的な予測給湯熱負荷に基づいて、貯湯槽の湯水の全量又は略全量が設定処理期間内に給水路からの水に入れ替えられることが予測できる運転条件を定める。 That is, the operation control means determines that the total amount or almost the total amount of hot water in the hot water storage tank is within the set processing period based on at least the time-series predicted power load and the time-series predicted hot water supply heat load as the operation condition for suppressing water quality deterioration. The operating conditions that can be predicted to be replaced with water from the water supply channel are determined.
水質低下抑制処理では、水質低下抑制タイミング以降の設定処理期間内における熱電併給装置の総発電量を通常運転処理を実行すると仮定したときにおける熱電併給装置の総発電量よりも低下させて、その設定処理期間内における熱電併給装置の総発生熱量を通常運転処理を実行すると仮定したときの熱電併給装置の総発生熱量よりも少なくするので、その設定処理期間内においては、熱電併給装置の総発電量が総電力負荷に対して不足する傾向となり、熱電併給装置の発生熱量にて貯湯槽に貯湯される総貯湯熱量が総給湯熱負荷に対して不足する傾向となる。
そこで、水質低下抑制用運転条件として、少なくとも時系列的な予測電力負荷及び時系列的な予測給湯熱負荷に基づいて、貯湯槽の湯水の全量又は略全量が設定処理期間内に給水路からの水に入れ替えられることが予測できる運転条件を定めるようにして、設定処理期間内において熱電併給装置の総発電量が総電力負荷に対して不足する不足電力量、及び、設定処理期間内において貯湯槽の総貯湯熱量が総給湯熱負荷に対して不足する不足貯湯熱量を極力小さくすることにより、設定処理期間内に貯湯槽の湯水の全量又は略全量が給水路からの水に入れ替えられるようにしながら、省エネルギ性の低下を一層抑制することが可能となる。
In the water quality reduction control process, the total power generation amount of the combined heat and power unit within the set processing period after the water quality deterioration suppression timing is set lower than the total power generation amount of the combined heat and power unit when it is assumed that the normal operation process is executed. The total amount of heat generated by the combined heat and power unit during the processing period is less than the total amount of heat generated by the combined heat and power unit when the normal operation process is executed. Tends to be insufficient with respect to the total power load, and the total amount of stored hot water stored in the hot water storage tank with the amount of heat generated by the combined heat and power supply device tends to be insufficient with respect to the total hot water supply heat load.
Therefore, based on at least the time-series predicted power load and the time-series predicted hot water supply heat load as the operating conditions for suppressing water quality deterioration, the total amount or almost the total amount of hot water in the hot water tank is removed from the water supply channel within the set processing period. The operating conditions that can be predicted to be replaced with water are determined, and the total power generation amount of the combined heat and power unit is insufficient with respect to the total power load within the setting processing period, and the hot water storage tank within the setting processing period The total amount of hot water stored in the hot water tank is made short of the total hot water supply heat load, so that the total amount of hot water in the hot water tank or almost the entire amount is replaced with water from the water supply channel within the set processing period. Thus, it is possible to further suppress a decrease in energy saving.
本発明のコージェネレーションシステムの第4特徴構成は、上記の第3特徴構成において、
前記運転制御手段が、前記水質低下抑制用運転条件として、運転時間帯と発電出力とのうちの少なくとも一方を定めるように構成されている点にある。
The fourth feature configuration of the cogeneration system of the present invention is the third feature configuration described above,
The operation control means is configured to determine at least one of an operation time zone and a power generation output as the operation condition for suppressing water quality deterioration.
即ち、運転制御手段は、水質低下抑制用運転条件として、運転時間帯と発電出力とのうちの少なくとも一方を定める。
つまり、水質低下抑制用運転条件として、運転時間帯を定める場合は、水質低下抑制タイミング以降の設定処理期間内において通常運転処理を実行すると仮定したときの熱電併給装置の運転時間帯よりも短くなるように運転時間帯を定め、発電出力を定める場合は、水質低下抑制タイミング以降の設定処理期間内において通常運転処理を実行すると仮定したときの熱電併給装置の発電出力よりも小さくなるように発電出力を定める。
そして、水質低下抑制用運転条件として、運転時間帯と発電出力とのうちの少なくとも一方を定めるようにすることにより、貯湯槽の湯水の全量又は略全量が設定処理期間内に給水路からの水に的確に入れ替えられると予測できる運転条件を定めることができるので、設定処理期間内に貯湯槽の湯水の全量又は略全量が給水路からの水に的確に入れ替えられるようにすることができる。
That is, the operation control means determines at least one of the operation time zone and the power generation output as the operation condition for suppressing water quality deterioration.
That is, when the operation time zone is set as the operation condition for suppressing water quality deterioration, it becomes shorter than the operation time zone of the combined heat and power device when it is assumed that the normal operation processing is executed within the set processing period after the water quality deterioration suppression timing. If the operation time zone is determined and the power generation output is determined, the power generation output is set to be smaller than the power generation output of the combined heat and power unit when it is assumed that the normal operation processing is executed within the set processing period after the water quality deterioration suppression timing. Determine.
Then, by setting at least one of the operation time zone and the power generation output as the operation condition for suppressing the deterioration of water quality, the total amount or almost the total amount of the hot water in the hot water tank is reduced from the water supply channel within the set processing period. Since it is possible to determine an operating condition that can be predicted to be accurately replaced, it is possible to accurately replace all or substantially all of the hot water in the hot water storage tank with water from the water supply channel within the set processing period.
本発明のコージェネレーションシステムの第5特徴構成は、上記の第3特徴構成において、
前記運転制御手段が、
前記水質低下抑制用運転条件として、
複数の管理用時間を含む周期が複数連続する設定判別期間における最初の周期において前記熱電併給装置を運転しかつ残る周期においては前記熱電併給装置を停止すると仮定したときに、最初の周期のうちで、運転しても前記設定判別期間が経過すると前記貯湯槽の湯水の全量又は略全量が前記給水路からの水に入れ替えられることになる時間帯でかつ運転による運転メリットが高くなる有効時間帯を、少なくとも前記時系列的な予測電力負荷及び時系列的な予測給湯熱負荷に基づいて求めて、
その求めた有効時間帯を運転時間帯として前記熱電併給装置を運転しかつ前記設定判別期間における前記運転時間帯以外の時間帯を停止時間帯として前記熱電併給装置を停止する条件を定めるように構成されている点にある。
The fifth feature configuration of the cogeneration system of the present invention is the third feature configuration described above,
The operation control means is
As the operating condition for suppressing water quality deterioration,
When it is assumed that the combined heat and power device is operated in the first cycle in the setting period in which a plurality of cycles including a plurality of management times are continuous and the combined heat and power device is stopped in the remaining cycle. In addition, when the setting determination period elapses even after operation, the effective time period in which the total amount or almost the total amount of hot water in the hot water tank is replaced with water from the water supply channel and the operation merit by the operation is increased. , Based on at least the time-series predicted power load and the time-series predicted hot water supply heat load,
A condition is set to operate the combined heat and power supply apparatus using the determined effective time period as an operation time period, and to stop the combined heat and power supply apparatus using a time period other than the operation time period in the setting determination period as a stop time period. It is in the point.
即ち、運転制御手段は、水質低下抑制用運転条件として、複数の管理用時間を含む周期が複数連続する設定判別期間における最初の周期において熱電併給装置を運転しかつ残る周期においては熱電併給装置を停止すると仮定したときに、最初の周期のうちで、運転しても設定判別期間が経過すると貯湯槽の湯水の全量又は略全量が給水路からの水に入れ替えられることになる時間帯でかつ運転による運転メリットが高くなる有効時間帯を、少なくとも時系列的な予測電力負荷及び時系列的な予測給湯熱負荷に基づいて求めて、その求めた有効時間帯を運転時間帯として熱電併給装置を運転しかつ設定判別期間における運転時間帯以外の時間帯を停止時間帯として熱電併給装置を停止する条件を定める。ちなみに、設定判別期間は前記設定処理期間に相当するものである。 That is, the operation control means operates the combined heat and power unit in the first period in the setting determination period in which a plurality of periods including a plurality of management times continue as the operation condition for suppressing water quality deterioration, and the combined heat and power unit in the remaining period. When it is assumed that it will stop, during the first cycle, when the setting judgment period elapses even during operation, the entire amount or almost the entire amount of hot water in the hot water tank will be replaced with water from the water supply channel and operation. The effective time zone during which the operating merit is increased is calculated based on at least the time-series predicted power load and time-series predicted hot water supply heat load, and the combined heat and power unit is operated using the determined effective time zone as the operation time zone. In addition, a condition for stopping the combined heat and power supply device is determined by setting a time zone other than the operation time zone in the setting determination period as a stop time zone. Incidentally, the setting determination period corresponds to the setting process period.
そして、このように定められた水質低下抑制用運転条件に基づいて熱電併給装置が運転されることから、設定判別期間における運転時間帯においては、運転メリットが高くなる状態で熱電併給装置が運転され、設定判別期間における停止時間帯においては、熱電併給装置が停止されることになり、設定判別期間における運転時間帯においては、熱電併給装置から熱が発生するので、循環制御処理が実行されることにより、加熱手段にて加熱された湯水の温度が目標加熱温度になるように単位時間当たりの湯水循環量が調節される状態で、貯湯用循環路を通して貯湯槽の湯水が循環されて、貯湯槽に貯湯されることになり、設定判別期間における停止時間帯においては、熱電併給装置から熱が発生しないので、貯湯用循環路における湯水の循環を停止するように湯水循環手段の作動が制御されることになって、貯湯用循環路を通しての貯湯槽の湯水の循環が停止されることになる。
すると、設定判別期間における停止時間帯においては、貯湯用循環路を通しての貯湯槽の湯水の循環が停止される状態で、貯湯槽に貯湯されている湯水が給湯路を通して送出されるのに伴って、その湯水送出量と同量の水が給水路を通して貯湯槽の底部に供給されて貯留されることになり、設定判別期間中に貯湯槽の湯水の全量又は略全量が給水路からの水に的確に入れ替えられるようにすることができる。
従って、熱電併給装置を運転メリットが高くなるように運転しながら、設定処理期間内に貯湯槽の湯水の全量又は略全量を入れ替えることができるように、水質低下抑制処理を行うことができるようになった。
And since the combined heat and power device is operated based on the operation condition for water quality deterioration suppression determined in this way, the combined heat and power device is operated in a state where the operation merit is high in the operation time zone in the setting determination period. In the stop time period in the setting determination period, the combined heat and power device is stopped. In the operation time period in the setting determination period, heat is generated from the combined heat and power supply apparatus, so that the circulation control process is executed. The hot water in the hot water tank is circulated through the hot water circulation path in a state where the hot water circulation amount per unit time is adjusted so that the temperature of the hot water heated by the heating means becomes the target heating temperature. Since no heat is generated from the combined heat and power supply device during the stop time period in the setting determination period, the hot water is circulated in the hot water storage circuit. Supposed to operate the hot water circulating means is controlled to stop, hot water circulation of the hot water tank through the hot-water storage circulation path is to be stopped.
Then, in the stop time zone in the setting determination period, the hot water stored in the hot water storage tank is sent through the hot water supply path while the hot water circulation in the hot water storage tank through the hot water storage circulation path is stopped. Therefore, the same amount of hot water as the amount of hot water delivered will be supplied to the bottom of the hot water tank through the water supply channel and stored, and during the setting judgment period, all or almost all of the hot water in the hot water tank will be stored in the water from the water supply channel. It can be made to replace exactly.
Therefore, while operating the combined heat and power supply device so that the operation merit is increased, the water quality deterioration suppressing process can be performed so that the total amount or almost the total amount of hot water in the hot water tank can be replaced within the set processing period. became.
本発明のコージェネレーションシステムの第6特徴構成は、上記の第5特徴構成において、
前記運転制御手段が、
前記水質低下抑制用運転条件として、
周期数が異なる複数の前記設定判別期間の夫々について、前記有効時間帯を求めて、複数の設定判別期間のうちで運転メリットが高くなる設定判別期間の有効時間帯を運転時間帯として前記熱電併給装置を運転しかつ運転メリットが高くなる設定判別期間における前記運転時間帯以外の時間帯を停止時間帯として前記熱電併給装置を停止する条件を定めるように構成されている点にある。
The sixth feature configuration of the cogeneration system of the present invention is the fifth feature configuration described above,
The operation control means is
As the operating condition for suppressing water quality deterioration,
For each of the plurality of setting determination periods having different numbers of cycles, the effective time period is obtained, and the combined heat and power supply is set with the effective time period of the setting determination period in which the operation merit is increased among the plurality of setting determination periods as the operation time period. The condition is that the condition for stopping the combined heat and power device is determined by setting a time zone other than the operation time zone in the setting determination period during which the device is operated and the operation merit is high as a stop time zone.
即ち、運転制御手段は、水質低下抑制用運転条件として、周期数が異なる複数の設定判別期間の夫々について、有効時間帯を求めて、複数の設定判別期間のうちで運転メリットが高くなる設定判別期間の有効時間帯を運転時間帯として熱電併給装置を運転しかつ運転メリットが高くなる設定判別期間における運転時間帯以外の時間帯を停止時間帯として熱電併給装置を停止する条件を定める。 In other words, the operation control means obtains an effective time zone for each of a plurality of setting determination periods having different numbers of cycles as the operation condition for suppressing the deterioration of water quality, and the setting determination in which the operation merit is increased in the plurality of setting determination periods. A condition for stopping the combined heat and power device is determined using a time zone other than the operating time zone in the setting determination period during which the combined heat and power device is operated with the effective time zone of the period as the operating time zone and the operation merit is increased.
設定判別期間における最初の周期において熱電併給装置を運転しかつ残る周期においては熱電併給装置を停止すると仮定したときに、最初の周期のうちで、運転しても設定判別期間が経過すると貯湯槽の湯水の全量又は略全量が入れ替えられることになる時間帯でかつ運転による運転メリットが高くなる有効時間帯を、少なくとも時系列的な予測電力負荷及び時系列的な予測給湯熱負荷に基づいて求めるに当たって、周期数が異なる複数の設定判別期間の夫々について有効時間帯を求めると、求めた各有効時間帯に対応する運転メリットは異なるものである。 When it is assumed that the combined heat and power unit is operated in the first period in the setting determination period and the combined heat and power supply unit is stopped in the remaining period, when the setting determination period elapses even in the first period, the hot water storage tank In determining the effective time zone in which the total amount or almost the total amount of hot water is to be replaced and in which the operating merit of operation is high based on at least the time-series predicted power load and the time-series predicted hot water supply heat load When the effective time zone is obtained for each of the plurality of setting determination periods having different numbers of cycles, the driving merit corresponding to each obtained effective time zone is different.
そこで、周期数が異なる複数の設定判別期間の夫々について、有効時間帯を求めて、水質低下抑制用運転条件として、複数の設定判別期間のうちで運転メリットが高くなる設定判別期間の有効時間帯を運転時間帯として熱電併給装置を運転しかつ運転メリットが高くなる設定判別期間における運転時間帯以外の時間帯を停止時間帯として熱電併給装置を停止する条件を定めて、その定めた水質低下抑制用運転条件にて熱電併給装置を運転することにより、熱電併給装置を運転メリットが極力高くなるように運転することができる。
従って、熱電併給装置を運転メリットが極力高くなるように運転しながら、設定処理期間内に貯湯槽の湯水の全量又は略全量を入れ替えることができるように、水質低下抑制処理を行うことができるようになった。
Therefore, an effective time zone is obtained for each of a plurality of setting determination periods with different numbers of cycles, and the operating time period of the setting determination period in which the driving merit is increased among the plurality of setting determination periods as the operation condition for suppressing water quality deterioration. Set the conditions for stopping the combined heat and power system during the stop time period other than the operating time period in the setting judgment period when the combined heat and power unit is operated and the operation merit is high, and the water quality deterioration control is set By operating the combined heat and power supply device under the operating conditions, the combined heat and power supply device can be operated so that the operation merit is as high as possible.
Therefore, it is possible to perform the water quality deterioration suppressing process so that the total amount or almost the total amount of hot water in the hot water tank can be replaced within the set processing period while operating the combined heat and power supply device as much as possible. Became.
本発明のコージェネレーションシステムの第7特徴構成は、上記の第5又は第6特徴構成において、
前記運転制御手段が、前記設定判別期間における前記運転時間帯では、電力負荷に応じた電力を出力するように前記熱電併給装置の運転を制御し、且つ、前記設定判別期間における前記停止時間帯では、発電を停止するように前記熱電併給装置の運転を制御するように構成されている点にある。
The seventh feature configuration of the cogeneration system of the present invention is the fifth or sixth feature configuration described above,
The operation control means controls the operation of the combined heat and power supply device so as to output electric power according to an electric load during the operation time period in the setting determination period, and in the stop time period in the setting determination period. The operation of the cogeneration apparatus is controlled so as to stop the power generation.
即ち、運転制御手段は、設定判別期間における運転時間帯では、電力負荷に応じた電力を出力するように熱電併給装置の運転を制御し、且つ、設定判別期間における停止時間帯では、発電を停止するように熱電併給装置の運転を制御するので、設定判別期間における運転時間帯では、電力負荷、即ち、電力消費機器にて要求されている実際の電力負荷をより適正に賄うことができる。
従って、運転メリットが極力高くなり且つ電力負荷をより適正に賄うことができるように熱電併給装置を運転しながら、貯湯槽の湯水の全量又は略全量を入れ替えることができるように、水質低下抑制処理を行うことができるようになった。
That is, the operation control means controls the operation of the combined heat and power supply device so as to output the electric power according to the power load during the operation time period in the setting determination period, and stops the power generation in the stop time period during the setting determination period. Thus, since the operation of the combined heat and power supply apparatus is controlled, the power load, that is, the actual power load required by the power consuming device can be covered more appropriately in the operation time period in the setting determination period.
Therefore, the water quality deterioration suppression process is performed so that the total amount or almost the total amount of hot water in the hot water tank can be replaced while operating the combined heat and power supply so that the operating merit is as high as possible and the power load can be covered more appropriately. It became possible to do.
本発明のコージェネレーションシステムの第8特徴構成は、上記の第1特徴構成と同様の前提構成を備えたコージェネレーションシステムにおいて、
前記運転制御手段が、前記水質低下抑制処理として、前記貯湯槽の湯水の循環を停止するように前記湯水循環手段を制御する循環停止処理を実行するように構成されている点にある。
The eighth feature configuration of the cogeneration system of the present invention is a cogeneration system having the same premise configuration as the first feature configuration described above.
The operation control means is configured to execute a circulation stop process for controlling the hot water circulation means so as to stop the circulation of the hot water in the hot water tank as the water quality deterioration suppressing process.
即ち、運転制御手段は、水質低下抑制処理として、貯湯槽の湯水の循環を停止するように湯水循環手段を制御する循環停止処理を実行する。 That is, the operation control means executes a circulation stop process for controlling the hot water circulation means so as to stop the circulation of the hot water in the hot water tank as the water quality deterioration suppressing process.
つまり、水質低下抑制処理として循環停止処理を実行することにより、貯湯用循環路を通しての貯湯槽の湯水の循環が停止されることから、湯水が貯湯槽の底部から取り出されて加熱手段にて加熱されたのち貯湯槽の上部に戻されることがないので、給湯先での湯水の消費に伴って、貯湯槽内の湯水が上方に流動しつつ、給湯路を通して貯湯槽の湯水が送出されることになり、そのように湯水が送出されると同量の水が給水路を通して貯湯槽の底部に供給されることになって、貯湯槽の湯水の全量又は略全量が給水路からの水に入れ替えられるようになり、貯湯槽の湯水の水質低下を抑制することができる。
ちなみに、前記循環停止処理を実行する間は、熱電併給装置を停止しても良く、あるいは、熱電併給装置にて発生する熱を放熱するラジエータを設けて、前記循環停止処理を実行する間は、熱電併給装置にて発生する熱をラジエータにより放熱する状態で、熱電併給装置を運転するようにしても良い。
In other words, the circulation stop process is executed as the water quality reduction suppression process, so that the hot water circulation in the hot water tank through the hot water storage circuit is stopped, so the hot water is taken out from the bottom of the hot water tank and heated by the heating means. After the hot water is not returned to the upper part of the hot water tank, the hot water in the hot water tank flows upward and the hot water in the hot water tank is sent out through the hot water path as hot water is consumed at the hot water supply destination. Thus, when hot water is sent out, the same amount of water will be supplied to the bottom of the hot water tank through the water supply channel, and the total or almost the total amount of hot water in the hot water tank will be replaced with water from the water supply channel. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of the quality of the hot water in the hot water tank.
Incidentally, while executing the circulation stop process, the combined heat and power supply device may be stopped, or while providing the radiator that radiates the heat generated in the combined heat and power supply apparatus, while executing the circulation stop process, The cogeneration apparatus may be operated in a state where the heat generated by the cogeneration apparatus is radiated by the radiator.
このように、水質低下抑制処理として循環停止処理を実行して、湯水が貯湯槽の底部から取り出されて加熱手段にて加熱されたのち貯湯槽の上部に戻されることがないようにすることにより、貯湯槽の湯水の全量又は略全量を給湯先にて消費しながら、貯湯槽の湯水の全量又が略全量が給水路からの水に入れ替えられるようにすることが可能となるので、貯湯槽の湯水を無駄にすることがなく、又、その湯水の加熱に消費されたエネルギを無駄にすることがないようにすることができて省エネルギ性の低下を抑制することが可能となる。
ちなみに、水質低下抑制処理として循環停止処理を実行する間、熱電併給装置を運転して、熱電併給装置にて発生する熱をラジエータにより放熱する場合は、循環停止処理を実行する間、熱電併給装置にて発生する熱を無駄にすることになるので、循環停止処理を実行する間は、熱電併給装置を電力負荷よりも小さい発電出力にて運転するようにして、無駄にする熱量を少なくするようにするのが好ましい。
要するに、貯湯槽の湯水を無駄にすることがないようにし且つ省エネルギ性の低下を抑制しながら、貯湯槽の湯水の水質低下を抑制し得るコージェネレーションシステムを提供することができるようになった。
In this way, by executing the circulation stop process as the water quality reduction suppressing process, the hot water is not taken out from the bottom of the hot water tank and heated by the heating means and then returned to the upper part of the hot water tank. It is possible to replace all or almost all of the hot water in the hot water tank at the hot water supply destination, while allowing all or almost all of the hot water in the hot water tank to be replaced with water from the water supply channel. Therefore, it is possible to prevent waste of the hot water and not to waste energy consumed for heating the hot water.
By the way, when the circulation stop process is executed as a water quality reduction suppression process, when operating the combined heat and power unit and dissipating the heat generated in the combined heat and power unit by the radiator, the combined heat and power supply unit is executed during the circulation stop process. In order to reduce the amount of wasted heat, the cogeneration device is operated with a power generation output smaller than the power load while the circulation stop process is performed. Is preferable.
In short, it has become possible to provide a cogeneration system capable of suppressing deterioration of the quality of hot water in the hot water tank while preventing waste of hot water in the hot water tank and suppressing a decrease in energy saving. .
本発明のコージェネレーションシステムの第9特徴構成は、上記の第1特徴構成と同様の前提構成を備えたコージェネレーションシステムにおいて、
前記運転制御手段が、前記水質低下抑制処理として、前記水質低下抑制タイミングになったときに、前記熱電併給装置の運転中で且つ前記湯水循環手段の作動中の場合には、前記熱電併給装置の運転を停止させる運転停止条件が満たされるまで待機して、前記運転停止条件が満たされて前記熱電併給装置の運転及び前記湯水循環手段の作動を停止すると、前記貯湯槽内の湯水の全量が前記設定低温範囲内の温度であることが判別されるまで、前記加熱手段の運転及び前記湯水循環手段の作動を停止する待機式湯水入替処理を実行するように構成されている点にある。
The ninth feature configuration of the cogeneration system of the present invention is a cogeneration system having the same premise configuration as the first feature configuration described above.
In the case where the operation control means is in the operation of the combined heat and power device and the hot water circulating means is operating when the water quality deterioration suppression timing comes as the water quality deterioration suppression processing, the hot water and water supply device is in operation. When the operation stop condition for stopping the operation is satisfied and the operation stop condition is satisfied and the operation of the combined heat and power supply device and the operation of the hot water circulation means are stopped, the total amount of hot water in the hot water storage tank is Until it is determined that the temperature is within the set low temperature range, standby hot water replacement processing for stopping the operation of the heating means and the operation of the hot water circulation means is performed.
すなわち、運転制御手段は、水質低下抑制処理として、水質低下抑制タイミングになったときに、熱電併給装置の運転中で且つ湯水循環手段の作動中の場合には、熱電併給装置の運転を停止させる運転停止条件が満たされるまで待機する、つまり、熱電併給装置の運転及び湯水循環手段の作動を継続することになる。
そして、運転停止条件が満たされて熱電併給装置の運転及び湯水循環手段の作動を停止すると、貯湯槽内の湯水の全量が設定低温範囲内の温度であることが判別されるまで、熱電併給装置の運転及び湯水循環手段の作動を停止する待機式湯水入替処理を実行することになる。
ちなみに、水質低下抑制タイミングになったときに、熱電併給装置の運転停止中で且つ湯水循環手段の作動停止中の場合には、貯湯槽内の湯水の全量が設定低温範囲内の温度であることが判別されるまで、熱電併給装置の運転及び湯水循環手段の作動を停止することを継続すればよい。
That is, the operation control means stops the operation of the combined heat and power supply device when the combined heat and power supply device is operating and the hot water circulation means is operating when the water quality deterioration suppression timing comes as the water quality deterioration suppression processing. The system waits until the operation stop condition is satisfied, that is, the operation of the combined heat and power supply device and the operation of the hot water circulation means are continued.
When the operation stop condition is satisfied and the operation of the combined heat and power supply device and the operation of the hot water circulation means are stopped, the combined heat and power supply device until it is determined that the total amount of hot water in the hot water tank is within the set low temperature range. The stand-by hot water replacement process for stopping the operation and the operation of the hot water circulation means is executed.
By the way, when it is time to suppress the deterioration of water quality, if the operation of the combined heat and power unit is stopped and the hot water circulation means is stopped, the total amount of hot water in the hot water tank must be within the set low temperature range. Until it is determined, the operation of the combined heat and power supply device and the operation of the hot water circulating means may be stopped.
このように、水質低下抑制タイミングになったときに、熱電併給装置の運転中で且つ湯水循環手段の作動中の場合には、熱電併給装置の運転を停止させる運転停止条件が満たされるまで待機するようにして、水質低下抑制処理のために、熱電併給装置の運転を停止させることや湯水循環手段の作動を停止させることを回避するものであるから、水質低下抑制タイミングになったときに、熱電併給装置の運転中で且つ湯水循環手段の作動中の場合には、水質低下抑制処理のために、熱電併給装置の運転を停止させ且つ湯水循環手段の作動を停止させるようにするに比べて、熱電併給装置や湯水循環手段の起動及び停止回数が水質低下抑制処理のために増加することを抑制して、起動及び停止回数の増加により、熱電併給装置や湯水循環手段が劣化することを抑制できるものとなる。
つまり、熱電併給装置は、起動されると高温になり、停止すると低温になるものであり、起動及び停止に伴う温度変化による熱的なストレスが繰り返し与えられて劣化する虞があるが、起動及び停止回数の増加を抑制することにより、熱電併給装置の劣化を抑制できるものとなるのである。
また、湯水循環手段は、作動されると湯水循環のための負荷(トルク)が作用し、停止すると無負荷となるものであり、そして、停止から起動された際には、無負荷の状態から急激に負荷が作用する状態となるため、その急激な負荷変動が繰り返されて劣化する虞があるが、起動及び停止回数の増加を抑制することにより、湯水循環手段の劣化を抑制できるものとなるのである。
したがって、熱電併給装置や湯水循環手段が劣化することを抑制しながら、水質低下抑制処理を行えるようになった。
Thus, when the water quality deterioration suppression timing is reached, when the combined heat and power supply device is operating and the hot water circulating means is operating, the system waits until the operation stop condition for stopping the combined operation of the combined heat and power supply device is satisfied. In this way, the operation of the combined heat and power supply device and the operation of the hot water circulation means are avoided for the water quality deterioration suppressing process. When the cogeneration device is in operation and the hot water circulation means is in operation, compared with the case where the operation of the cogeneration device is stopped and the operation of the hot water circulation means is stopped for the water quality lowering control process, Suppressing the increase in the number of start and stop times of the combined heat and power supply device and hot water circulation means due to the water quality deterioration suppressing process, and increasing the number of start and stop times, the combined heat and power supply device and hot water circulation means are inferior. It becomes capable of suppressing that.
In other words, the combined heat and power supply device becomes hot when activated, and becomes cold when stopped, and there is a possibility that it will deteriorate due to repeated thermal stress due to temperature changes accompanying activation and deactivation. By suppressing the increase in the number of stops, deterioration of the combined heat and power supply device can be suppressed.
Also, the hot water circulation means is actuated by a load (torque) for hot water circulation when activated, and becomes unloaded when stopped, and when activated from the stop, Since the load is suddenly applied, the rapid load fluctuation may be repeated and deteriorated, but by suppressing the increase in the number of starting and stopping, deterioration of the hot water circulation means can be suppressed. It is.
Accordingly, it is possible to perform the water quality lowering suppressing process while suppressing deterioration of the combined heat and power supply device and the hot water circulating means.
本発明のコージェネレーションシステムの第10特徴構成は、上記の第9特徴構成において、
前記運転制御手段が、前記水質低下抑制タイミングになったときに、前記熱電併給装置の運転中で且つ前記湯水循環手段の作動中であることにより前記運転停止条件が満たされるまで待機する場合において、その待機時間が待機許容時間以上になると、前記熱電併給装置の運転及び前記湯水循環手段の作動を強制的に停止して、前記貯湯槽内の湯水の全量が前記設定低温範囲内の温度であることが判別されるまで、前記熱電併給装置の運転及び前記湯水循環手段の作動を停止する強制停止式湯水入替処理を実行するように構成されている点にある。
The tenth characteristic configuration of the cogeneration system of the present invention is the ninth characteristic configuration described above,
In the case where the operation control means waits until the operation stop condition is satisfied by the operation of the combined heat and power unit and the operation of the hot water circulation means when the water quality deterioration suppression timing is reached, When the standby time is equal to or longer than the standby allowable time, the operation of the combined heat and power unit and the operation of the hot water circulation means are forcibly stopped, and the total amount of hot water in the hot water tank is a temperature within the set low temperature range. Until it is determined, the forced stop type hot water replacement process for stopping the operation of the combined heat and power supply device and the operation of the hot water circulation means is performed.
すなわち、運転制御手段は、水質低下抑制タイミングになったときに、熱電併給装置の運転中で且つ湯水循環手段の作動中であると、運転停止条件が満たされるまで待機することになる。そして、そのように待機する場合において、その待機時間が待機許容時間以上になると、熱電併給装置の運転及び湯水循環手段の作動を強制的に停止し、その後、貯湯槽内の湯水の全量が設定低温範囲内の温度であることが判別されるまで、熱電併給装置の運転及び湯水循環手段の作動を停止する強制停止式湯水入替処理を実行することになる。 In other words, the operation control means waits until the operation stop condition is satisfied when the cogeneration apparatus is operating and the hot water circulation means is in operation when the water quality deterioration suppression timing is reached. And when waiting in such a way, if the waiting time is longer than the waiting allowable time, the operation of the combined heat and power supply and the operation of the hot water circulation means are forcibly stopped, and then the total amount of hot water in the hot water tank is set. Until it is determined that the temperature is within the low temperature range, forced stop hot water replacement processing for stopping the operation of the combined heat and power supply device and the operation of the hot water circulating means is executed.
つまり、熱電併給装置は、一般の家庭においては、一日のうちの特定の時間帯において運転され、他の時間帯においては停止される形態で使用されることが多いものであるが、湯水の使用量が多い家庭等においては、数日間に亘って熱電併給装置を連続運転する場合も考えられるものである。そこで、上記の待機時間が待機許容時間(例えば、24時間)以上になると、強制停止式湯水入替処理を行うことにより、適切に水質の低下抑制を行えるようにするのである。
したがって、加熱手段が連続して運転される状況下においても、的確に水質の低下抑制を行えるようになった。
In other words, in the general household, the combined heat and power device is often used in such a manner that it is operated in a specific time zone of the day and stopped in other time zones. In homes and the like where there is a large amount of use, it may be possible to continuously operate the combined heat and power unit for several days. Therefore, when the standby time is equal to or longer than the allowable standby time (for example, 24 hours), water quality deterioration can be appropriately suppressed by performing forced stop hot water replacement processing.
Therefore, even under the situation where the heating means is continuously operated, it is possible to accurately suppress the deterioration of water quality.
本発明のコージェネレーションシステムの第11特徴構成は、上記の第9又は第10特徴構成において、
前記運転制御手段が、前記水質低下抑制タイミングになったときに、前記熱電併給装置の運転中で且つ前記湯水循環手段の作動中であることにより前記運転停止条件が満たされるまで待機する場合において、その待機中に、前記貯湯槽内の湯水の全量が前記設定低温範囲内の温度であることが判別される場合及び前記貯湯槽内の湯水の全量が前記設定高温範囲内の温度であることが判別される場合には、前記待機式湯水入替処理の実行を中止するように構成されている点にある。
The eleventh characteristic configuration of the cogeneration system of the present invention is the ninth or tenth characteristic configuration described above,
In the case where the operation control means waits until the operation stop condition is satisfied by the operation of the combined heat and power unit and the operation of the hot water circulation means when the water quality deterioration suppression timing is reached, During the standby, when it is determined that the total amount of hot water in the hot water tank is a temperature within the set low temperature range, and the total amount of hot water in the hot water tank is a temperature within the set high temperature range. When it is determined, the standby-type hot-water replacement process is configured to be stopped.
すなわち、運転制御手段は、水質低下抑制タイミングになったときに、熱電併給装置の運転中で且つ湯水循環手段の作動中であると、運転停止条件が満たされるまで待機することになる。そして、そのように待機する場合において、その待機中に、貯湯槽内の湯水の全量が設定低温範囲内の温度であることが判別される場合及び貯湯槽内の湯水の全量が設定高温範囲内の温度であることが判別される場合には、貯湯槽内の湯水の水質の低下が抑制された状態になったため、水質低下抑制処理を行う必要がないとして、待機式湯水入替処理の実行を中止することになる。
したがって、不必要に水質低下抑制処理を行う無駄を回避できるようになった。
In other words, the operation control means waits until the operation stop condition is satisfied when the cogeneration apparatus is operating and the hot water circulation means is in operation when the water quality deterioration suppression timing is reached. In such a standby state, when it is determined during the standby that the total amount of hot water in the hot water tank is within the set low temperature range, and the total amount of hot water in the hot water tank is within the set high temperature range. If it is determined that the temperature of the hot water in the hot water storage tank has been reduced, the deterioration of the hot water in the hot water tank has been suppressed. Will be canceled.
Therefore, it has become possible to avoid unnecessary performing the water quality reduction suppressing process.
本発明のコージェネレーションシステムの第12特徴構成は、上記の第8〜第11特徴構成において、
前記運転制御手段が、
前記通常運転条件として、少なくとも時系列的な予測電力負荷及び時系列的な予測給湯熱負荷を賄うように前記熱電併給装置を運転する条件を定めるように構成されている点にある。
The twelfth characteristic configuration of the cogeneration system of the present invention is the above eighth to eleventh characteristic configuration,
The operation control means is
The normal operation condition is that the conditions for operating the combined heat and power supply device are determined so as to cover at least the time-series predicted power load and the time-series predicted hot water supply heat load.
即ち、運転制御手段は、通常運転条件として、少なくとも時系列的な予測電力負荷及び時系列的な予測給湯熱負荷を賄うように前記熱電併給装置を運転する条件を定めて、その通常運転条件にて熱電併給装置を運転することになる。
このように通常運転処理においては、少なくとも時系列的な予測電力負荷及び時系列的な予測給湯熱負荷を賄うように前記熱電併給装置が運転されるため、熱電併給装置が発生する電力が必要とする電力よりも大きく不足することや、必要とする電力よりも大きく過剰になることを回避でき、また、熱電併給装置が発生する熱にて貯湯される貯湯量が必要とする湯量よりも大きく不足することや、必要とする湯量よりも大きく過剰になることを回避できるものとなる。
したがって、電力を過不足なく発電ししかも貯湯量を過不足なく貯湯できるコージェネレーションシステムを提供することができる。
That is, the operation control means determines, as the normal operation condition, a condition for operating the combined heat and power supply device so as to cover at least the time-series predicted power load and the time-series predicted hot water supply heat load, and sets the normal operation condition. Thus, the combined heat and power unit is operated.
As described above, in the normal operation process, the heat / electric power supply device is operated so as to cover at least the time-series predicted power load and the time-series predicted hot water supply heat load, and thus the power generated by the heat / electric power supply device is required. It can be avoided that the electric power is larger or insufficient than the electric power to be generated, or the electric power is excessively larger than the required electric power, and the amount of hot water stored by the heat generated by the combined heat and power supply device is larger than the required amount of hot water. It can be avoided that the amount of water is excessive and larger than the required amount of hot water.
Therefore, it is possible to provide a cogeneration system that can generate electric power without excess or deficiency and store hot water without excess or deficiency.
本発明のコージェネレーションシステムの第13特徴構成は、上記第1〜第12特徴構成のいずれか1つにおいて、
前記運転制御手段が、前記貯湯槽の湯水の全量又は略全量が前記給水路からの水にて入れ替わらない状態が継続する時間が設定非入替許容時間以上になると、前記水質低下抑制タイミングになると判別するように構成されている点にある。
The thirteenth feature configuration of the cogeneration system of the present invention is any one of the first to twelfth feature configurations,
When the time during which the operation control means continues the state in which the total amount or substantially the total amount of hot water in the hot water tank is not replaced with water from the water supply channel is equal to or longer than the set non-replacement allowable time, the water quality deterioration suppression timing is reached. The point is that it is configured to discriminate.
即ち、貯湯槽の槽底部から取り出された湯水が加熱手段にて加熱されたのち貯湯槽の上部に戻される形態で貯湯槽の湯水が貯湯用循環路を通して循環されるものであるため、給湯路を通して貯湯槽の上部から湯水が送出されるに伴って給水路を通して貯湯槽の底部に供給された湯水が、貯湯用循環路を通して直ちに貯湯槽の上部に流動されるものとなる結果、先に貯湯槽に供給された湯水よりも後から貯湯槽に供給された湯水の方が先に給湯路を通して送出されることが生じることになる。
このようなことが原因となって、貯湯槽には滞留する時間が長い湯水が存在する虞があり、そして、貯湯槽に滞留する滞留時間が長い湯水は、貯湯用循環路を通して循環して加熱手段により加熱しても水質低下を抑制し難いので、貯湯槽の湯水の全量又は略全量が給水路を通して供給される水にて入れ替わらない状態が長く継続すると、貯湯槽の湯水の水質が低下する虞がある。
そこで、前記設定非入替許容時間として、貯湯槽の湯水の全量又は略全量が給水路を通して供給される水にて入れ替わらない状態が継続しても湯水の水質を良好な状態に維持できる時間に設定する。
そして、貯湯槽の湯水の全量又は略全量が入れ替わらない状態が継続する時間が設定非入替許容時間以上になると、水質低下抑制タイミングになると判別するようにすることにより、貯湯槽の湯水の全量又は略全量が入れ替わらない状態が継続することにより水質が低下するのを抑制するための水質低下抑制タイミングを的確に判別することができる。
従って、水質低下抑制タイミングを的確に判別することができるので、貯湯槽の湯水の水質低下を的確に抑制することができるようになった。
That is, since the hot water taken out from the bottom of the hot water tank is heated by the heating means and then returned to the upper part of the hot water tank, the hot water in the hot water tank is circulated through the hot water circulation circuit. As hot water is sent from the top of the hot water tank through the hot water supplied to the bottom of the hot water tank through the water supply channel, the hot water immediately flows to the upper part of the hot water tank through the hot water circulation path. The hot water supplied to the hot water storage tank after the hot water supplied to the tank is first sent through the hot water supply path.
Because of this, there is a risk that hot water stays in the hot water tank for a long time, and hot water that stays in the hot water tank circulates and heats through the hot water circulation circuit. Since it is difficult to suppress the deterioration of water quality even if heated by means, if the state where the total or almost the total amount of hot water in the hot water tank is not replaced by the water supplied through the water supply channel continues for a long time, the quality of the hot water in the hot water tank will deteriorate. There is a risk of doing.
Therefore, as the set non-replaceable allowable time, even if the state in which the total amount or almost the entire amount of hot water in the hot water tank is not replaced by the water supplied through the water supply channel continues, the hot water quality can be maintained in a good state. Set.
And the total amount of hot water in the hot water tank is determined by determining that it is the water quality deterioration suppression timing when the time for which the total amount or almost the total amount of hot water in the hot water tank does not change is longer than the set non-replacement allowable time. Or the water quality fall suppression timing for suppressing that water quality falls by the state where substantially the whole quantity does not change continues can be discriminate | determined exactly.
Therefore, since the water quality deterioration suppression timing can be accurately determined, it is possible to accurately suppress the water quality deterioration of the hot water tank.
本発明のコージェネレーションシステムの第14特徴構成は、上記第1〜第12特徴構成のいずれか1つにおいて、
前記運転制御手段が、前記給水路から前記貯湯槽への単位時間当たりの給水量についての時系列的な給水量データ、前記貯湯用循環路を通して循環される単位時間当たりの湯水循環量についての時系列的な湯水循環量データ、及び、前記貯湯槽の容量データに基づいて、湯水が前記給水路を通して供給されてから前記加熱手段にて加熱されることなく前記貯湯槽に貯留される非加熱貯留時間が設定非加熱許容時間以上となる湯水、及び、湯水が前記加熱手段にて加熱されてから前記加熱手段にて再加熱されることなく前記貯湯槽に貯留される非再加熱貯留時間が前記設定非加熱許容時間以上となる湯水の少なくとも一方が存在すると判別すると、前記水質低下抑制タイミングになると判別するように構成されている点にある。
The fourteenth feature configuration of the cogeneration system of the present invention is any one of the first to twelfth feature configurations,
The operation control means is a time-series water supply amount data about the amount of water supply per unit time from the water supply channel to the hot water storage tank, and a time about the amount of hot water circulation per unit time circulated through the hot water storage circuit. Non-heated storage in which hot water is stored in the hot water tank without being heated by the heating means after hot water is supplied through the water supply channel based on sequential hot water circulation amount data and capacity data of the hot water tank The hot water whose time is equal to or longer than the set non-heating allowable time, and the non-reheating storage time in which the hot water is stored in the hot water tank without being reheated by the heating means after being heated by the heating means If it is determined that there is at least one of hot and cold water that is equal to or longer than the set non-heating allowable time, it is determined that it is determined that the water quality deterioration suppression timing is reached.
即ち、加熱手段にて加熱されることなく非加熱状態で貯留される時間が長い湯水が貯湯槽に存在すると、貯湯槽の湯水の水質が低下する虞がある。 That is, when hot water stored in a non-heated state without being heated by the heating means is present in the hot water storage tank, the quality of the hot water in the hot water storage tank may be deteriorated.
ところで、給湯路を通しての給湯先での湯水の消費が行われると、貯湯槽内を湯水が上方に流動しつつ貯湯槽の上部から給湯路を通して送出される湯水と同量の水が給水路を通して貯湯槽の底部に供給されて貯留され、貯湯用循環路を通しての湯水の循環が行われると、貯湯槽内を湯水が下方に流動しつつ、貯湯槽の底部から貯湯用循環路に取り出された湯水が加熱手段にて加熱されたのち貯湯槽の上部に戻され、給湯路を通しての給湯先での湯水の消費と貯湯用循環路を通しての湯水の循環とが並行して行われると、給水路を通して供給される水のうち、加熱手段による加熱後の温度が目標加熱温度になる分が貯湯用循環路を通流して加熱手段にて加熱されたのち、貯湯槽の上部に貯留されていた湯水と共に給湯路を通して送出され、残りが貯湯槽の底部に貯留されることになる。
そして、このような貯湯槽に対する湯水の出入り形態及び貯湯槽内における湯水の流動形態を鑑みると、時系列的な給水量データ、時系列的な湯水循環量データ及び貯湯槽の容量データに基づいて、貯湯槽の湯水について、加熱手段にて加熱されていない湯水か加熱手段にて加熱された湯水かを把握することができ、又、加熱されていない湯水については非加熱貯留時間を管理し、加熱手段にて加熱された湯水については非再加熱貯留時間を管理することができる。
By the way, when hot water is consumed at the hot water supply destination through the hot water supply channel, the same amount of hot water sent through the hot water supply channel from the upper part of the hot water storage tank flows through the hot water supply channel while the hot water flows upward in the hot water storage tank. When the hot water was circulated in the hot water tank, it was taken out from the bottom of the hot water tank to the hot water circulation path. After the hot water is heated by the heating means, it is returned to the upper part of the hot water tank, and when the consumption of hot water at the hot water supply destination through the hot water supply passage and the circulation of hot water through the hot water circulation passage are performed in parallel, the water supply passage Of the water supplied through the hot water stored in the upper part of the hot water storage tank after the portion heated to the target heating temperature by the heating means passes through the hot water circulation path and is heated by the heating means. And sent out through the hot water path with the rest It will be stored in the bottom portion of the hot water tank.
And in view of the hot water flow in and out of the hot water storage tank and the flow of hot water in the hot water storage tank, based on time-series water supply amount data, time-series hot water circulation amount data, and hot water tank capacity data. For hot water in the hot water tank, it is possible to grasp whether the hot water is not heated by the heating means or the hot water heated by the heating means, and for non-heated hot water, the non-heating storage time is managed, The non-reheat storage time can be managed for hot water heated by the heating means.
そこで、前記設定非加熱許容時間として、湯水が給水路を通して供給されてから加熱手段にて加熱されることなく貯湯槽に貯留される状態が継続しても、湯水の水質を良好な状態に維持でき、且つ、湯水が加熱手段にて加熱されたのちその加熱手段にて再加熱されることなく貯湯槽に貯留される状態が継続しても、湯水の水質を良好な状態に維持できる時間に設定する。
そして、非加熱貯留時間が設定非加熱許容時間以上となる湯水、及び、非再加熱貯留時間が設定非加熱許容時間以上となる湯水の少なくとも一方が存在すると判別すると、水質低下抑制タイミングになると判別するようにすることにより、非加熱状態で貯留される時間が長い湯水の存在により貯湯槽の湯水の水質が低下するのを抑制するための水質低下抑制タイミングを、的確に判別することができる。
従って、水質低下抑制タイミングを的確に判別することができるので、貯湯槽の湯水の水質低下を的確に抑制することができるようになった。
Therefore, even if the hot water is supplied through the water supply channel and stored in the hot water storage tank without being heated by the heating means as the set non-heating allowable time, the quality of the hot water is maintained in a good state. In a time when the hot water is heated by the heating means and is maintained in the hot water storage tank without being reheated by the heating means, the hot water quality can be maintained in a good state. Set.
When it is determined that there is at least one of hot water whose non-heating storage time is equal to or longer than the set non-heating allowable time and hot water whose non-reheating storage time is equal to or longer than the set non-heating allowable time, it is determined that it is the timing for suppressing water quality deterioration. By doing so, it is possible to accurately determine the water quality deterioration suppression timing for suppressing the deterioration of the quality of hot water in the hot water tank due to the presence of hot water stored in a non-heated state for a long time.
Therefore, since the water quality deterioration suppression timing can be accurately determined, it is possible to accurately suppress the water quality deterioration of the hot water tank.
本発明のコージェネレーションシステムの第15特徴構成は、上記第1〜第12特徴構成のいずれか1つにおいて、
前記運転制御手段が、前記給水路から前記貯湯槽への単位時間当たりの給水量についての時系列的な給水量データ、前記貯湯用循環路を通して循環される単位時間当たりの湯水循環量についての時系列的な湯水循環量データ、及び、前記貯湯槽の容量データに基づいて、前記給水路を通して供給されてから前記貯湯槽に滞留する滞留時間が設定滞留許容時間以上となる湯水が存在すると判別すると、前記水質低下抑制タイミングになると判別するように構成されている点にある。
The fifteenth feature configuration of the cogeneration system of the present invention is any one of the first to twelfth feature configurations,
The operation control means is a time-series water supply amount data about the amount of water supply per unit time from the water supply channel to the hot water storage tank, and a time about the amount of hot water circulation per unit time circulated through the hot water storage circuit. Based on sequential hot water circulation amount data and capacity data of the hot water tank, when it is determined that there is hot water whose residence time stays in the hot water tank after being supplied through the water supply channel is equal to or longer than a set retention allowable time. In this point, it is configured to discriminate when the water quality lowering suppression timing comes.
即ち、貯湯槽に滞留する滞留時間が長い湯水は、貯湯用循環路を通して循環して加熱手段により加熱しても、水質低下を抑制し難いので、貯湯槽に滞留する時間が長い湯水が存在すると、貯湯槽の湯水の水質が低下する虞がある。
そして、給湯路を通しての給湯先での湯水の消費、貯湯用循環路を通しての貯湯槽の湯水の循環に伴って、上記の第14特徴構成についての説明において述べたように、貯湯槽に対する湯水の出入り及び貯湯槽内における湯水の流動が生じることから、このような貯湯槽に対する湯水の出入り形態及び貯湯槽内における湯水の流動形態を鑑みると、時系列的な給水量データ、時系列的な湯水循環量データ及び貯湯槽の容量データに基づいて、貯湯槽の湯水について、貯湯槽に滞留する滞留時間を管理することができる。
That is, hot water that stays in the hot water storage tank has a long staying time in the hot water tank because it is difficult to suppress deterioration in water quality even if it is circulated through the hot water storage circulation path and heated by the heating means. There is a risk that the quality of the hot water in the hot water tank will deteriorate.
And, with the consumption of hot water at the hot water supply destination through the hot water supply path and the circulation of hot water in the hot water storage tank through the hot water storage circulation path, as described in the description of the fourteenth characteristic configuration, hot water for the hot water storage tank Since the hot water flows in and out of the hot water storage tank, considering the hot water flow in and out of the hot water tank and the hot water flow in the hot water tank, time-series water supply data, time-series hot water Based on the circulation amount data and the capacity data of the hot water tank, it is possible to manage the residence time in the hot water tank for the hot water in the hot water tank.
そこで、前記設定滞留許容時間として、加熱手段にて加熱されることなく貯留されるか加熱手段にて加熱されたのち貯留されるかに拘わらず、湯水が貯湯槽に貯留される状態が継続してもその水質を良好な状態に維持できる時間に設定する。
そして、滞留時間が設定滞留許容時間以上となる湯水が存在すると判別すると、水質低下抑制タイミングになると判別するようにすることにより、貯湯槽に滞留する時間が長い湯水の存在により貯湯槽の湯水の水質が低下するのを抑制するための水質低下抑制タイミングを、的確に判別することができる。
従って、水質低下抑制タイミングを的確に判別することができるので、貯湯槽の湯水の水質低下を的確に抑制することができるようになった。
Therefore, as the set residence allowance time, the state where hot water is stored in the hot water storage tank is continued regardless of whether it is stored without being heated by the heating means or stored after being heated by the heating means. However, the time is set so that the water quality can be maintained in a good state.
When it is determined that there is hot water whose residence time is equal to or longer than the set residence allowable time, it is determined that the water quality deterioration suppression timing is reached. It is possible to accurately determine the water quality deterioration suppression timing for suppressing the water quality from decreasing.
Therefore, since the water quality deterioration suppression timing can be accurately determined, it is possible to accurately suppress the water quality deterioration of the hot water tank.
〔第1実施形態〕
以下、図面に基づいて、本発明の第1実施形態を説明する。
コージェネレーションシステムは、図1に示すように、電力と熱とを発生する熱電併給装置としての燃料電池1と、その燃料電池1が発生する熱を冷却水にて回収し、その冷却水を利用して貯湯槽2への貯湯及び熱消費端末3への熱媒供給を行う貯湯暖房ユニット4と、燃料電池1及び貯湯暖房ユニット4の運転を制御する運転制御手段としての運転制御部5などから構成されている。ちなみに、前記熱消費端末3として、床暖房装置、浴室暖房乾燥機又はファンコンベクタ等が設けられる。
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described based on the drawings.
As shown in FIG. 1, the cogeneration system recovers the heat generated by the
前記燃料電池1は、周知であるので、詳細な説明及び図示を省略して簡単に説明すると、燃料電池1は、水素を含有する燃料ガス及び酸素含有ガスが供給されて発電するセルスタック、そのセルスタックに供給する燃料ガスを生成する燃料ガス生成部、前記セルスタックに酸素含有ガスとして空気を供給するブロア等を備えて構成されている。
前記燃料ガス生成部は、供給される都市ガス(例えば、天然ガスベースの都市ガス)等の炭化水素系の原燃料ガスを脱硫処理する脱硫器、その脱硫器から供給される脱硫原燃料ガスと別途供給される水蒸気とを改質反応させて水素を主成分とする改質ガスを生成する改質器、その改質器から供給される改質ガス中の一酸化炭素を水蒸気にて二酸化炭素に変成処理する変成器、その変成器から供給される改質ガス中の一酸化炭素を別途供給される選択酸化用空気にて選択酸化する一酸化炭素除去器等から構成され、一酸化炭素を変成処理及び選択酸化処理により低減した改質ガスを前記燃料ガスとして前記セルスタックに供給するように構成されている。
Since the
The fuel gas generation unit includes a desulfurizer for desulfurizing a hydrocarbon-based raw fuel gas such as a supplied city gas (for example, a natural gas-based city gas), a desulfurized raw fuel gas supplied from the desulfurizer, A reformer that generates a reformed gas mainly composed of hydrogen by reforming reaction with steam supplied separately, and carbon monoxide in the reformed gas supplied from the reformer with carbon dioxide. A carbon monoxide remover that selectively oxidizes carbon monoxide in the reformed gas supplied from the transformer with selective oxidation air supplied separately. The reformed gas reduced by the shift treatment and the selective oxidation treatment is supplied to the cell stack as the fuel gas.
そして、前記燃料ガス生成部への原燃料ガスの供給量を調節することにより、前記燃料電池1の発電出力を調節するように構成されている。
前記燃料電池1の電力の出力側には、系統連系用のインバータ6が設けられ、そのインバータ6は、燃料電池1の発電電力を商用電源7から受電する受電電力と同じ電圧及び同じ周波数にするように構成されている。
前記商用電源7は、受電電力供給ライン8を介して、テレビ、冷蔵庫、洗濯機などの電力消費機器9に電気的に接続されている。
また、インバータ6は、発電電力供給ライン10を介して受電電力供給ライン8に電気的に接続され、燃料電池1の発電電力がインバータ6及び発電電力供給ライン10を介して電力消費機器9に供給するように構成されている。
And it is comprised so that the electric power generation output of the said
A
The
The
前記受電電力供給ライン8には、電力消費機器9の電力負荷を計測する電力負荷計測手段11が設けられ、この電力負荷計測手段11は、受電電力供給ライン8を通して流れる電流に逆潮流が発生するか否かをも検出するように構成されている。
そして、逆潮流が生じないように、インバータ6により燃料電池1から受電電力供給ライン8に供給される電力が制御され、発電出力の余剰電力は、その余剰電力を熱に代えて回収する電気ヒータ12に供給されるように構成されている。
The received
The electric power supplied from the
前記電気ヒータ12は、複数の電気ヒータから構成されて、冷却水循環ポンプ15の作動により冷却水循環路13を通流する燃料電池1の冷却水を加熱するように設けられ、インバータ6の出力側に接続された作動スイッチ14によりON/OFFが切り換えられる。
また、作動スイッチ14は、余剰電力の大きさが大きくなるほど、電気ヒータ12の消費電力が大きくなるように、余剰電力の大きさに応じて電気ヒータ12の消費電力を調整するように構成されている。
尚、電気ヒータ12の消費電力を調整する構成については、上記のように複数の電気ヒータ12のON/OFFを切り換える構成以外に、その電気ヒータ12の出力を例えば位相制御等により調整する構成を採用しても構わない。
The
The
The configuration for adjusting the power consumption of the
前記貯湯暖房ユニット4は、底部に接続された給水路16を通して水が供給され且つ上部に接続された給湯路17を通して湯水が送出される前記貯湯槽2、槽底部から取り出した湯水を槽上部に戻す形態で貯湯用循環路18を通して前記貯湯槽2の湯水を循環させる湯水循環手段としての湯水循環ポンプ19、熱源用循環路20を通して熱源用湯水を循環させる熱源用循環ポンプ21、熱媒循環路22を通して熱媒を前記熱消費端末3に循環供給させる熱媒循環ポンプ23、前記貯湯用循環路18を通流する湯水を加熱する貯湯用熱交換器24、前記熱源用循環路20を通流する熱源用湯水を加熱する熱源用熱交換器25、前記熱媒循環路22を通流する熱媒を加熱する熱媒加熱用熱交換器26、及び、前記貯湯槽2から取り出されて前記給湯路17を通流する湯水及び前記熱源用循環路20を通流する熱源用湯水を加熱させる補助加熱器27などを備えて構成されている。
The hot water storage /
前記冷却水循環路13には、前記貯湯用熱交換器24を設ける流路部分と前記熱源用熱交換器25を設ける流路部分とが並列状に接続される並列流路部分が設けられ、それらの流路部分の分岐箇所に、貯湯用熱交換器24側に通流させる冷却水の流量と熱源用熱交換器25側に通流させる冷却水の流量との割合を調整する分流弁28が設けられている。
そして、分流弁28は、冷却水循環路13の冷却水の全量を貯湯用熱交換器24側に通流させたり、冷却水循環路13の冷却水の全量を熱源用熱交換器25側に通流させることもできるように構成されている。
又、前記冷却水循環路13における前記並列流路部分から前記燃料電池1に戻る戻り流路部分には、燃料電池1に戻る冷却水を冷却するラジエータ29が設けられ、更に、前記戻り流路部分におけるラジエータ29と燃料電池1との間の箇所には、燃料電池1に戻る冷却水の温度を検出する冷却水戻り温度センサSrが設けられている。
The cooling
The
In addition, a
前記貯湯用循環路18は、前記貯湯槽2の底部と上部とに接続され、前記貯湯用熱交換器24が貯湯用循環路18を通流する貯湯槽2の湯水と冷却循環路13を通流する燃料電池1の冷却水とを熱交換させるように設けられている。
そして、前記湯水循環ポンプ19により、貯湯槽2の底部から取り出した湯水を貯湯槽2の上部に戻す形態で貯湯用循環路18を通して貯湯槽2の湯水を循環させることにより、そのように貯湯用循環路18を通して循環される湯水が前記貯湯用熱交換器24にて加熱されて、貯湯槽2に温度成層を形成する状態で湯水が貯留されるように構成されている。
貯湯用循環路18における貯湯用熱交換器24よりも下流側の箇所に、貯湯用熱交換器24にて加熱されて貯湯槽2に供給される湯水の温度を検出する貯湯温度センサShが設けられている。
The hot
The hot
A hot water storage temperature sensor Sh for detecting the temperature of the hot water heated by the hot water
つまり、前記貯湯用循環路18を通流する湯水を前記燃料電池1にて発生する熱により加熱手段Hが、前記冷却水循環路13、前記冷却水循環ポンプ15、前記貯湯用循環路18、前記湯水循環ポンプ19及び前記貯湯用熱交換器24等を備えて構成されている。
That is, the heating means H generates hot water flowing through the hot water
前記給湯路17は、前記貯湯用循環路18における前記貯湯用熱交換器24及び前記貯湯温度センサShよりも下流側の箇所を介して前記貯湯槽2に接続され、前記給水路16は、前記貯湯用循環路18における前記貯湯用熱交換器24及び前記貯湯温度センサShよりも上流側の箇所を介して前記貯湯槽2に接続され、給湯路17を通して前記貯湯槽2の湯水が浴槽、給湯栓、シャワー等の給湯先に送出され、そのように貯湯槽2から湯水が送出されるのに伴って、前記給水路16を通して水が貯湯槽2の底部に供給される。
The hot
ところで、前記給湯路17が前記貯湯用循環路18を介して前記貯湯槽2に接続され、且つ、前記給水路16が前記貯湯用循環路18を介して前記貯湯槽2に接続されていることから、給湯路17を通しての給湯先での湯水の消費が行われずに、貯湯用循環路18を通しての湯水の循環のみが行われるときは、貯湯槽2の底部から湯水が貯湯用循環路18に取り出されて、貯湯用熱交換器24にて加熱されたのち貯湯槽2の上部に戻されることになるが、給湯路17を通しての給湯先での湯水の消費と貯湯用循環路18を通しての湯水の循環とが並行して行われるときは、以下に説明する形態にて湯水が流動することになる。
By the way, the hot
即ち、通常、単位時間当たりの給湯先での湯水の消費量は単位時間当たりの貯湯用循環路18の湯水の循環量よりも多いので、給湯路17を通しての給湯先での湯水の消費と貯湯用循環路18を通しての湯水の循環とが並行して行われるときは、給水路16にて供給される水のうちの一部は、貯湯槽2の底部に供給されることなく、直接貯湯用循環路18に供給され、残部は貯湯槽2の底部に供給され、直接貯湯用循環路18に供給された水は貯湯用熱交換器24にて加熱されたのち、貯湯槽2の上部に戻されることなく、貯湯槽2の上部から送出される湯水と共に給湯路17を通して給湯先に供給されることになる。
That is, normally, the amount of hot water consumed at the hot water supply destination per unit time is larger than the amount of hot water circulated in the hot
前記熱源用循環路20は、前記給湯路17の一部を共用する状態で循環経路を形成するように設けられ、その熱源用循環路20には、熱源用湯水の通流を断続させる熱源用断続弁30が設けられている。
The heat
前記補助加熱器27は、前記給湯路17における前記熱源用循環路20との共用部分に設けられた補助加熱用熱交換器h、その補助加熱用熱交換器hを加熱するバーナb、そのバーナbに燃焼用空気を供給するファンf、前記補助加熱用熱交換器hに流入する湯水の流入温度を検出する流入温度センサ(図示省略)、前記補助加熱用熱交換器hから流出する湯水の流出温度を検出する流出温度センサ(図示省略)、前記補助加熱用熱交換器hに流入する湯水の流量を検出する流量センサ(図示省略)等を備えて構成され、この補助加熱器27の運転は前記運転制御部5により制御される。
前記運転制御部5による補助加熱器27の運転制御について簡単に説明すると、前記流量センサが設定流量以上の流量を検出している状態で、前記流入温度センサにて検出される流入温度が設定加熱温度未満になると前記バーナbを燃焼させ、且つ、前記流出温度センサにて検出される流出温度が前記設定加熱温度になるように前記バーナbの燃焼量を調節し、前記バーナbの燃焼中に前記流量センサの検出流量が前記設定流量未満になると、前記バーナbを消火させる。ちなみに、前記設定加熱温度は、前記熱消費端末3の運転が停止中のときは、このコージェネレーションシステムのリモコン操作部5aの温度設定部(図示省略)にて設定される目標給湯温度に基づいて設定され、前記熱消費端末3の運転中のときは、予め設定された所定の温度に設定される。
The
The operation control of the
前記熱源用熱交換器25は、前記冷却水循環路13を通流する燃料電池1の冷却水と前記熱源用循環路20を通流する熱源用湯水とを熱交換させるように設けられて、熱源用熱交換器25において、冷却水循環路13を通流する燃料電池1の冷却水にて熱源用循環路20を通流する熱源用湯水を加熱するように構成されている。
前記熱媒加熱用熱交換器26は、前記熱源用循環路20を通流する熱源用湯水と前記熱媒循環路22を通流する熱媒とを熱交換させるよう設けられて、熱媒加熱用熱交換器26において、熱源用熱交換器25や補助加熱器27にて加熱されて熱源用循環路20を通流する熱源用湯水にて熱媒循環路22を通流する熱媒を加熱するように構成されている。
The heat
The heat medium
前記貯湯槽2には、その上部の湯水の温度を検出する槽上部湯水温度センサSt、貯湯槽2を上下方向に概ね3等分した等分部分の中層部における上端部分の湯水の温度を検出する中間上位湯水温度センサSm、貯湯槽2の中層部における下端部分の湯水の温度を検出する中間下位湯水温度センサSn、及び、貯湯槽2の底部の湯水の温度を検出する槽底部湯水温度センサSbが設けられ、更に、前記給水路16には、貯湯槽2に供給される水の給水温度を検出する給水温度センサSiが設けられている。
The
前記運転制御部5は、槽上部、中間上位、中間下位及び槽底部の各湯水温度センサSt,Sm,Sn,Sb並びに給水温度センサSi夫々の検出温度に基づいて、前記貯湯槽2の貯湯熱量を演算するように構成され、以下、その貯湯熱量を演算する手順について説明する。
前記槽上部湯水温度センサSt、中間上位湯水温度センサSm、中間下位湯水温度センサSn、槽底部湯水温度センサSb夫々にて検出される貯湯槽2の湯水の温度を、夫々、Tt、Tm、Tn、Tbとし、前記給水温度センサSiにて検出される給水温度をTiとし、上層部、中層部、下層部夫々の容量をV(リットル)とする。
又、前記上層部における重み係数をA1とし、前記中層部における重み係数をA2とし、前記下層部における重み係数をA3とすると、貯湯熱量(kcal)は、下記の(式1)にて演算することができる。尚、この実施形態では、熱量の単位をkcalにて示す場合があるが、1kWh=860kcalの関係に基づいて860に設定される係数αにて各値を除することにより、kWhの単位として求めることができる。
The
The temperatures of hot water in the
Further, assuming that the weighting coefficient in the upper layer part is A1, the weighting coefficient in the middle layer part is A2, and the weighting coefficient in the lower layer part is A3, the stored hot water calorie (kcal) is calculated by the following (Equation 1). be able to. In this embodiment, the unit of calorie may be indicated by kcal, but it is obtained as a unit of kWh by dividing each value by the coefficient α set to 860 based on the relationship of 1 kWh = 860 kcal. be able to.
貯湯熱量=(A1×Tt+(1−A1)×Tm−Ti)×V
+(A2×Tm+(1−A2)×Tn−Ti)×V
+(A3×Tn+(1−A3)×Tb−Ti)×V……………(式1)
Hot water storage heat amount = (A1 × Tt + (1−A1) × Tm−Ti) × V
+ (A2 * Tm + (1-A2) * Tn-Ti) * V
+ (A3 * Tn + (1-A3) * Tb-Ti) * V (Equation 1)
重み係数A1、A2、A3は、貯湯槽2の各層における過去の温度分布データを考慮した経験値である。ここで、A1、A2、A3としては、例えば、A1=A2=0.2、A3=0.5である。A1=A2=0.2とは、上層部においては温度Tmの影響が温度Ttの影響よりも大きいことを示す。これは、上層部の8割の部分は温度Tmに近く、2割の部分は温度Ttに近いことを示す。これは、中層部においても同様である。下層部においては、温度TnとTbの影響が同じであることを示す。
The weighting factors A1, A2, A3 are empirical values considering past temperature distribution data in each layer of the
前記給湯路17には、前記給湯先に湯水を給湯するときの給湯熱負荷を計測する給湯熱負荷計測手段31が設けられ、又、前記熱消費端末3での端末熱負荷を計測する端末熱負荷計測手段32も設けられている。尚、図示は省略するが、これら給湯熱負荷計測手段31及び端末熱負荷計測手段32は、通流する湯水や熱媒の温度を検出する負荷検出用温度センサと、湯水や熱媒の流量を検出する負荷検出用流量センサとを備えて構成され、前記負荷検出用温度センサの検出温度、前記負荷検出用流量センサの検出流量及び前記給水温度センサSiの検出温度に基づいて熱負荷を検出するように構成されている。
The hot
又、前記貯湯槽2の湯水の全量又は略全量が前記給水路16を通して供給される水にて入れ替わった入れ替わり状態を検出する湯水入れ替わり検出手段33が設けられている。
この第1実施形態では、前記湯水入れ替わり検出手段33が前記槽上部湯水温度センサStにて構成されている。つまり、前記貯湯槽2には温度成層を形成する状態で湯水が貯留されることから、前記貯湯用熱交換器24にて加熱されずに前記貯湯槽2に存在するとした場合における湯水の温度として予測される設定低温範囲内の温度を槽上部湯水温度センサStが検出する状態が、入れ替わり状態を検出することに相当する。
ちなみに、槽上部湯水温度センサStが設定低温範囲よりも高い温度を検出する状態は、前記貯湯槽2の湯水の全量又は略全量が前記給水路16を通して供給される水にて入れ替わっていない状態である。
Further, a hot water / water change detection means 33 is provided for detecting a change state in which the total amount or substantially the entire amount of hot water in the hot
In this 1st Embodiment, the said hot-water change detection means 33 is comprised in the said tank upper hot-water temperature sensor St. That is, since the hot water is stored in the hot
Incidentally, the state in which the tank upper hot water temperature sensor St detects a temperature higher than the set low temperature range is a state in which the total amount or almost the total amount of hot water in the hot
又、前記給水温度センサSiの検出温度に設定余裕温度を加えた温度以下の温度範囲を、前記設定低温範囲とするように構成されている。
尚、前記給水路16を通して供給されて貯湯用熱交換器24にて加熱されることなく貯湯槽2に存在する湯水の温度が上昇したとしても、その湯水の水質を良好な状態に維持することが可能な上昇温度が、予め、実験等により求められて、その求められた温度が前記設定余裕温度に設定される。ちなみに、前記設定余裕温度は、5°Cに設定されている。
Further, a temperature range equal to or lower than a temperature obtained by adding a set margin temperature to the detected temperature of the feed water temperature sensor Si is configured as the set low temperature range.
In addition, even if the temperature of the hot water existing in the hot
前記運転制御部5は、前記燃料電池1の運転中には前記冷却水循環ポンプ15を作動させる状態で、燃料電池1の運転を制御し、並びに、前記湯水循環ポンプ19、前記熱源用循環ポンプ21、前記熱媒循環ポンプ23、前記分流弁28及び前記熱源用断続弁30夫々の作動を制御することによって、貯湯槽2内に湯水を貯湯する貯湯運転や、熱消費端末3に熱媒を供給する熱媒供給運転を行うように構成されている。
The
前記運転制御部5は、熱消費端末3用の端末用リモコン5bから運転の指令がされない状態では、前記貯湯運転を行い、その貯湯運転では、前記分流弁28を冷却水の全量を貯湯用熱交換器24側に通流させる状態に切り換え且つ熱源用断続弁30を閉弁した状態で、前記貯湯温度センサShの検出温度が予め設定された目標加熱温度(例えば60°C)になるように前記貯湯用循環路18における湯水循環量を調節すべく、前記湯水循環ポンプ19の作動を制御するように構成されている。
The
又、前記運転制御部5は、前記端末用リモコン5bから運転が指令されると、前記熱媒供給運転を行い、その熱媒供給運転では、熱源用断続弁30を開弁し、熱源用循環ポンプ21を予め設定された設定回転速度で作動させる状態で、前記熱消費端末3での端末熱負荷に応じた量の冷却水を前記熱源用熱交換器25に通流させるように前記分流弁28を制御するように構成され、そのように熱媒供給運転を行う状態で、分流弁28が貯湯用熱交換器24側にも冷却水を通流させる状態に制御するときは、前述のように湯水循環ポンプ19の作動を制御して、熱媒供給運転に並行して貯湯運転を実行するように構成されている。
前記運転制御部5は、前記熱媒供給運転の実行中に前記端末用リモコン5bから運転の停止が指令されると、前記分流弁28を冷却水の全量を貯湯用熱交換器24側に通流させる状態に切り換え、前記熱源用断続弁30を閉弁し、前記熱源用循環ポンプ21を停止させて、前記湯水循環ポンプ19を作動させることにより、前記熱媒供給運転から前記貯湯運転に切り換えるように構成されている。
Further, when the operation is instructed from the terminal
When the
そして、前記給湯路17を通して前記貯湯槽2の湯水が給湯先に給湯されるとき、及び、前記熱媒供給運転の実行中は、前記運転制御部5は、補助加熱用熱交換器hに供給される湯水の温度が前記設定加熱温度よりも低いときは、補助加熱用熱交換器hに供給される湯水を前記設定加熱温度に加熱して出湯すべく、前記バーナbへのガス燃料の供給量を調節することになる。
When the hot water in the
更に、前記運転制御部5は、前記燃料電池1の運転中は、前記冷却水戻り温度センサSrの検出温度を監視して、その検出温度が設定戻り許容温度よりも高くなると、前記ラジエータ29を作動させて、冷却水を冷却するように構成されている。
例えば、前記貯湯槽2の貯湯量が満杯となって、前記貯湯用熱交換器24において、貯湯槽2からの湯水との熱交換により冷却水が前記設定戻り許容温度にまで冷却されないときは、前記ラジエータ29が作動されて、燃料電池1に戻る冷却水が強制的に冷却される構成となっている。
Further, the
For example, when the amount of hot water stored in the hot
次に、前記運転制御部5の制御動作について説明する。
この運転制御部5は、前記貯湯用熱交換器24(加熱手段Hに相当する)にて加熱された湯水の温度が目標加熱温度になるように前記貯湯用循環路18における単位時間当たりの湯水循環量を調節すべく前記湯水循環ポンプ19の作動を制御する循環制御処理、及び、少なくとも時系列的な予測電力負荷及び時系列的な予測給湯熱負荷を賄うように前記燃料電池1を運転するための通常運転条件を定めて、その通常運転条件にて燃料電池1を運転する通常運転処理を実行し、且つ、前記貯湯槽2の湯水の水質低下を抑制する水質低下抑制タイミングになると、水質低下抑制処理を実行するように構成されている。
Next, the control operation of the
The
そして、この第1実施形態では、前記運転制御部5が、前記水質低下抑制処理として、前記循環制御処理、及び、前記水質低下抑制タイミング以降の設定処理期間内において前記通常運転処理を実行すると仮定したときに前記燃料電池1により発電される総発電量よりも前記設定処理期間内における前記燃料電池1の総発電量を低下させる水質低下抑制用運転条件を定めて、その水質低下抑制用運転条件に基づいて前記燃料電池1を運転する抑制運転処理を実行するように構成されている。
And in this 1st Embodiment, it is assumed that the said
又、前記運転制御部5が、前記水質低下抑制用運転条件として、少なくとも前記時系列的な予測電力負荷及び時系列的な予測給湯熱負荷に基づいて、前記貯湯槽2の湯水の全量又は略全量が前記設定処理期間内に前記給水路16からの水に入れ替えられることが予測できる運転条件を定めるように構成されている。
In addition, the
更に、この第1実施形態では、前記運転制御部5が、複数の管理用時間からなる運転周期の開始時点毎に、前記通常運転条件を定める通常運転条件設定処理を実行して、その通常運転条件設定処理にて定めた通常運転条件にて燃料電池1を運転する通常運転処理を実行するように構成されている。
又、前記運転制御部5が、このコージェネレーションシステムにおけるリモコン操作部5aに設けた運転スイッチ(図示省略)がオン状態になっている間、前記貯湯槽2における湯水の貯留状態を判別する湯水貯留状態判別処理を実行して、その湯水貯留状態判別処理にて湯水の貯留状態が湯水の水質低下を抑制する必要がある状態であると判別すると、水質低下抑制タイミングになると判別するように構成されている。尚、この湯水貯留状態判別処理の詳細は、後述する。
Further, in the first embodiment, the
The
そして、運転制御部5は、運転周期の開始時点において、その直前の運転周期での湯水貯留状態判別処理にて水質低下抑制タイミングになったと判別したか否かを判別して、水質低下抑制タイミングになったと判別した場合は、その運転周期の開始時点は貯湯槽2の湯水の水質低下を抑制する必要がある要水質低下抑制状態であると判別して、その運転周期の開始時点から前記設定処理期間が開始するとして、その運転周期の開始時点において、前記水質低下抑制用運転条件を定める抑制用運転条件設定処理を実行して、その抑制用運転条件設定処理にて定めた水質低下抑制用運転条件に基づいて前記燃料電池1を運転する抑制運転処理を実行するように構成されている。
ちなみに、前記設定処理期間は、1回の運転周期、又は、複数回の運転周期にて構成されるものであり、この第1実施形態では、設定処理期間は1回の運転周期にて構成されている。
And the
Incidentally, the setting process period is constituted by one operation cycle or a plurality of operation periods, and in the first embodiment, the setting process period is constituted by one operation cycle. ing.
又、前記運転制御部5は、前記設定処理期間が経過した直後において、その設定処理期間の開始時点から終了時点の間に、前記貯湯槽2の湯水の全量又は略全量が給水路16を通して供給される水にて入れ替わった入れ替わり状態になったか否かを判別して、入れ替わり状態にならなかったと判別したときは、その設定処理期間が経過した直後の運転周期を設定処理期間に再設定して、その設定処理期間の開始時点において、その設定処理期間の間実行する延長用の水質低下抑制処理のための燃料電池1の運転条件を定める延長用運転条件設定処理を実行し、設定処理期間の間、その延長用運転条件設定処理にて定めた運転条件にて燃料電池1を運転することにより、水質低下抑制処理を延長して実行するように構成されている。
Further, immediately after the set processing period elapses, the
ちなみに、この第1実施形態では、設定処理期間の間に、前記槽上部湯水温度センサStが前記設定低温範囲内の温度を検出すると入れ替わり状態になったと判別し、設定処理期間の間、前記槽上部湯水温度センサStが前記設定低温範囲内の温度を検出しない場合は、入れ替わり状態にならなかったと判別するように構成されている。
又、この第1実施形態では、延長用の水質低下抑制処理の運転条件として、設定処理期間全体にわたって燃料電池1を停止する条件に設定するように構成されている。
By the way, in the first embodiment, during the setting process period, it is determined that the tank upper hot water temperature sensor St has changed when detecting the temperature within the set low temperature range, and during the setting process period, When the upper hot water temperature sensor St does not detect the temperature within the set low temperature range, it is determined that the temperature has not changed.
Moreover, in this 1st Embodiment, it is comprised so that it may set to the conditions which stop the
以下、図2に示すフローチャートに基づいて、前記通常運転処理及び前記水質低下抑制処理の夫々を実行するときの前記運転制御部5の制御動作を説明する。
ステップ#1にて運転周期の開始時点であると判別し、ステップ#2にて設定処理期間の経過直後でないと判別したときは、ステップ#3において、その運転周期の開始時点が要水質低下抑制状態であるか否かを判別する。要水質低下抑制状態ではないと判別した場合は、ステップ#4にて、通常運転条件設定処理を実行して通常運転条件を定め、ステップ#6にて、湯水貯留状態判別処理を実行してリターンする。その運転周期の開始時点が要水質低下抑制状態であると判別した場合は、ステップ#5にて、抑制用運転条件設定処理を実行して水質低下抑制用運転条件を定め、ステップ#6にて、湯水貯留状態判別処理を実行してリターンする。
Hereinafter, based on the flowchart shown in FIG. 2, the control operation of the
If it is determined in
ステップ#1にて運転周期の開始時点であると判別し、ステップ#2にて設定処理期間の経過直後であると判別したときは、ステップ#7において、その設定処理期間の開始時点から終了時点の間に入れ替わり状態になったか否かを判別して、入れ替わり状態になったと判別した場合は、ステップ#4に進んで、通常運転条件設定処理を実行して通常運転条件を定める。
If it is determined in
ステップ#7において、設定処理期間の開始時点から終了時点の間に入れ替わり状態にならなかったと判別した場合は、ステップ#8において、延長用運転条件設定処理を実行して、延長用の水質低下抑制処理の運転条件を定め、ステップ#6にて、湯水貯留状態判別処理を実行してリターンする。
つまり、ステップ#7にて、設定処理期間の開始時点から終了時点の間に入れ替わり状態にならなかったと判別した場合は、直前の設定処理期間において実行された水質低下抑制処理により、貯湯槽2の湯水の全量又は略全量が給水路16からの水に入れ替わっていない状態であり、ステップ#8において、延長用の水質低下抑制処理の運転条件を定めて、その定めた運転条件にて、設定処理期間の間、水質低下抑制処理を延長して実行することになる。
In
That is, in
ステップ#1にて運転周期の開始時点ではないと判別する間は、通常運転処理又は水質低下抑制処理に応じた運転条件にて燃料電池1の運転を制御する燃料電池運転制御処理を実行し、並びに、前記循環制御処理を実行し、更に、湯水貯留状態判別処理を実行してリターンする(ステップ#9,10,6)。
While it is determined at
つまり、通常運転処理の実行中は、ステップ#9の燃料電池運転制御では、ステップ#4の通常運転条件設定処理にて設定された通常運転条件に基づいて燃料電池1の運転が制御される。
又、水質低下抑制処理の実行中は、ステップ#9の燃料電池運転制御では、ステップ#5の抑制用運転条件設定処理にて設定された水質低下抑制用運転条件に基づいて燃料電池1の運転が制御される。又、延長用の水質低下抑制処理の実行中は、ステップ#9の燃料電池運転制御では、ステップ#8の延長用運転条件設定処理にて設定された運転条件に基づいて燃焼電池1の運転が制御され、この第1実施形態では、燃料電池1が停止される。
That is, during the normal operation process, in the fuel cell operation control in
Further, during the execution of the water quality lowering suppression process, the fuel cell operation control in
ステップ#10の循環制御処理では、前記貯湯温度センサShの検出温度が目標加熱温度になるように、貯湯用循環路18における単位時間当たりの湯水循環量を調節すべく湯水循環ポンプ19の作動が制御される。
ちなみに、ステップ#9の燃料電池運転制御にて燃料電池1が停止されている場合は、前記冷却水循環ポンプ15が停止されて、冷却水循環路13における冷却水の循環が停止されているので、貯湯用熱交換器24には貯湯槽2の湯水を加熱するための冷却水が供給されない状態となり、ステップ#10の循環制御処理においては、湯水循環ポンプ19が停止されて、貯湯用循環路18における湯水の循環が停止されることになる。
また、前記運転制御部5は、水質低下抑制処理の実行中に、前記熱消費端末3用の端末用リモコン5bから運転が指令されると、上述のように熱媒供給運転を行うように構成されている。
In the circulation control process of
Incidentally, when the
The
次に、時系列的な予測電力負荷及び時系列的な予測熱負荷を求める予測負荷演算管理処理、前記通常運転条件設定処理、前記抑制用運転条件設定処理及び湯水貯留状態判別処理の夫々について、運転制御部5の制御動作を説明する。
Next, for each of the predicted load calculation management processing for obtaining the time-series predicted power load and the time-series predicted heat load, the normal operation condition setting process, the operation condition setting process for suppression, and the hot water storage state determination process, The control operation of the
先ず、前記予測負荷演算管理処理について説明する。
尚、熱負荷は、前記給湯先に湯水を給湯するときの給湯熱負荷と前記熱消費端末3での端末熱負荷とからなる。
前記運転制御部5は、実電力負荷データ、実給湯熱負荷データ及び実端末熱負荷データを運転周期及び管理用時間に対応付けてメモリに記憶することにより、過去の時系列的な電力負荷データ及び過去の時系列的な熱負荷データを、設定期間(例えば、運転日前の4週間)にわたって、運転周期毎に管理用時間毎に対応付けて管理するように構成されている。
ちなみに、実電力負荷は、前記電力負荷計測手段11にて計測された電力と前記インバータ6の出力電力とを加えた電力から前記電気ヒータ12の消費電力を減じた電力として計測される。又、実給湯熱負荷は前記給湯熱負荷計測手段31にて計測され、実端末熱負荷は前記端末熱負荷計測手段32にて計測される。
First, the predicted load calculation management process will be described.
The heat load includes a hot water supply heat load when hot water is supplied to the hot water supply destination and a terminal heat load at the
The
Incidentally, the actual power load is measured as the power obtained by subtracting the power consumption of the
そして、前記運転制御部5は、運転周期の開始時点(例えば午前3時)において、時系列的な過去電力負荷データ及び時系列的な過去熱負荷データの管理データに基づいて、連続する予測用設定回数(例えば3回)の運転周期のうちの最初の運転周期の時系列的な予測熱負荷データ及び時系列的な予測電力負荷データ、並びに、予測用設定回数の運転周期のうちの最初の運転周期に後続する運転周期の時系列的な予測熱負荷データを管理用時間毎に区分けして求めるように構成されている。ちなみに、時系列的な予測熱負荷データは、時系列的な予測給湯熱負荷データと時系列的な予測端末熱負荷データとを加えたデータであるが、この実施形態においては、熱の負荷状態としては、前記熱消費端末3での端末熱負荷が発生しておらず、給湯熱負荷のみが発生するとして説明する。
And the said
以下、前記通常運転条件設定処理について説明する。
前記運転制御部5は、運転周期の開始時点において、時系列的な予測電力負荷及び時系列的な予測熱負荷に基づいて、予測電力負荷に対する燃料電池1の電力の出力形態又は燃料電池1を運転する運転時間帯を異ならせた複数種の運転形態夫々の運転メリットを求め、その求めた運転メリットが最も高い運転形態を通常運転用の運転形態に定めて、その定めた運転形態にて燃料電池1を運転するように構成されている。
つまり、複数種の運転形態のうちで最も運転メリットが高い運転形態を通常運転用の運転形態に定めることが、前記通常運転条件を定めることに相当し、そのように定めた通常運転用の運転形態にて燃料電池1を運転する処理が、通常運転処理に相当する。
ちなみに、前記運転周期は1日に設定され、前記管理用時間が1時間に設定されている。又、前記運転メリットとして、燃料電池1を運転することにより得られると予測される予測エネルギ削減量を求めるように構成されている。
Hereinafter, the normal operation condition setting process will be described.
The
In other words, setting the driving mode having the highest driving merit among the plural types of driving modes as the driving mode for normal driving corresponds to determining the normal driving condition, and driving for normal driving determined as such The process of operating the
Incidentally, the operation cycle is set to 1 day, and the management time is set to 1 hour. Further, as the operation merit, a predicted energy reduction amount that is expected to be obtained by operating the
前記複数種の運転形態について、説明を加える。
前記複数種の運転形態として、運転周期中、燃料電池1を連続して運転する連続運転形態、及び、運転周期中、燃料電池1を断続して運転する断続運転形態を含み、更に、連続運転形態として、予測電力負荷に対する燃料電池1の電力の出力形態を異ならせた複数種の運転形態が含まれ、前記断続運転形態として、予測電力負荷に対する燃料電池1の電力の出力形態又は燃料電池1を運転する運転時間帯を異ならせた複数種の運転形態が含まれている。
A description will be given of the plurality of types of operation modes.
The plurality of types of operation modes include a continuous operation mode in which the
前記複数種の連続運転形態として、前記運転周期の全時間帯において燃料電池1の発電出力を予測電力負荷に追従させる負荷追従連続運転形態、前記運転周期の複数の管理用時間のうちの一部の管理用時間において前記燃料電池1の発電出力を前記予測電力負荷よりも小さな設定抑制出力とし且つ残りの管理用時間において前記燃料電池1の発電出力を前記予測電力負荷に追従させる抑制連続運転形態、及び、前記運転周期の複数の管理用時間のうちの一部の管理用時間において前記燃料電池1の発電出力を前記予測電力負荷よりも大きな設定増大出力とし且つ残りの管理用時間において前記燃料電池1の発電出力を前記予測電力負荷に追従させる強制連続運転形態が含まれる。
As the plural types of continuous operation modes, a load following continuous operation mode for causing the power generation output of the
更に、抑制連続運転形態が、前記設定抑制出力とする管理用時間を、前記負荷追従連続運転形態にて前記燃料電池1を運転するときに前記運転周期の複数の管理用時間のうちに前記貯湯槽2の予測貯湯熱量が貯湯槽2における予め設定された上限貯湯熱量以上になる熱余り状態が発生する管理用時間が存在する場合に、前記熱余り状態が発生する管理用時間よりも以前の管理用時間のうちで、前記熱余り状態が解消し且つ予測エネルギ削減量が最も大きくなる管理用時間に定めるものであり、前記強制連続運転形態が、前記設定増大出力とする管理用時間を、前記負荷追従連続運転形態にて前記燃料電池1を運転するときに前記運転周期の複数の管理用時間のうちに前記貯湯槽2の予測貯湯熱量が予測熱負荷に対して不足する熱不足状態が発生する管理用時間が存在する場合に、前記熱不足状態が発生する管理用時間よりも以前の管理用時間のうちで、前記熱不足状態が解消し且つ予測エネルギ削減量が最も大きくなる管理用時間に定めるものである。
Further, when the
前記貯湯槽2の予測貯湯熱量は、貯湯槽2に湯水にて蓄えられると予測される熱量であり、各管理用時間の予測貯湯熱量(kcal/h)は、下記の式2、式3にて求められる。尚、各式において、添え字「n」は、運転周期における管理用時間の順序を示し、例えば、n=1のときは、運転周期の1番目の管理用時間を示す。
但し、n=1のときの式2における予測貯湯熱量n-1としての予測貯湯熱量0は、運転周期の開始時点の予測貯湯熱量であり、上記の式1に基づいて求められた値とされる。
The predicted amount of stored hot water of the
However, the predicted hot
予測貯湯熱量n=(予測貯湯熱量n-1−予測熱負荷n+予測熱出力n)×(1−槽放熱率)……………(式2)
予測熱出力n=α×{(予測発電出力n÷電池発電効率)×電池熱効率}+余剰電力×α×β−ベース放熱量……………(式3)
Predicted hot water storage amount n = (Predicted hot water storage amount n-1−Predicted heat load n + Predicted heat output n) × (1-tank heat dissipation rate) (Equation 2)
Predicted heat output n = α × {(predicted power output n ÷ battery power generation efficiency) × battery heat efficiency} + surplus power × α × β-base heat dissipation amount (Equation 3)
但し、式3にて求められた予測貯湯熱量nが0よりも小さいときは、予測貯湯熱量nを0とする。
槽放熱率は、貯湯槽2からの放熱率であり、予め設定されている。
電池発電効率は、燃料電池1における単位エネルギ消費量(kWh)に対する発電出力(kWh)の比率を示し、電池熱効率は、燃料電池1における単位エネルギ消費量(kWh)に対する発生熱量(kWh)の比率を示し、これら電池発電効率及び電池熱効率は発電出力に応じて設定されている。
ベース放熱量は、このコージェネレーションシステムにおいて、燃料電池1の発生熱量のうち、貯湯槽2への貯湯及び熱消費端末3による暖房に用いられることなく放熱される熱量であり、予め設定されている。
However, when the predicted hot water storage amount n obtained by
The tank heat dissipation rate is a heat dissipation rate from the hot
The battery power generation efficiency indicates the ratio of the power generation output (kWh) to the unit energy consumption (kWh) in the
In this cogeneration system, the base heat release amount is the amount of heat radiated without being used for hot water storage in the hot
余剰電力は、予測発電出力が予測電力負荷よりも大きい場合に、予測発電出力から予測電力負荷を減じることにより求められる。
例えば、予測電力負荷が燃料電池1の発電出力調節範囲(例えば、0.25〜0.75kW)の最小出力よりも小さいときは、余剰電力は、燃料電池1の最小出力から予測電力負荷を減じることにより求められる。又、後述するが、燃料電池1の発電出力を予測電力負荷に追従する電主出力よりも大きい設定増大出力に設定するときは、余剰電力は、その設定増大出力から予測電力負荷を減じることにより求められる。尚、予測電力負荷が発電出力調節範囲の最小出力よりも小さいときは、その最小出力が電主出力となり、予測電力負荷が発電出力調節範囲の最大出力よりも小さいときは、その最大出力が電主出力となる。
αは、上述したように860に設定される係数である。
βは、電気ヒータ12にて余剰電力(kWh)を熱(kWh)に変換するときの効率であるヒータ効率であり、予め設定されている。
The surplus power is obtained by subtracting the predicted power load from the predicted power output when the predicted power output is larger than the predicted power load.
For example, when the predicted power load is smaller than the minimum output of the power generation output adjustment range (for example, 0.25 to 0.75 kW) of the
α is a coefficient set to 860 as described above.
β is a heater efficiency that is an efficiency when the
前記複数種の断続運転形態として、燃料電池1の発電出力を前記予測電力負荷に追従させる管理用時間を、前記運転時間帯として、前記運転周期の複数の管理用時間のうちで最も予測エネルギ削減量が大きくなる管理用時間に定める負荷追従断続運転形態、燃料電池1の発電出力を前記予測電力負荷よりも小さな設定抑制出力に調節する管理用時間を、前記運転時間帯として、前記運転周期の複数の管理用時間のうちで最も予測エネルギ削減量が大きくなる管理用時間に定める抑制断続運転形態、及び、燃料電池1の発電出力を前記予測電力負荷よりも大きな設定増大出力に調節する管理用時間を、前記運転時間帯として、前記運転周期の複数の管理用時間のうちで最も予測エネルギ削減量が大きくなる管理用時間に定める強制断続運転形態が含まれる。
As the plurality of types of intermittent operation modes, a management time for causing the power generation output of the
更に、前記負荷追従断続運転形態として、燃料電池1の発電出力を前記予測電力負荷に追従させる管理用時間を、それを定める運転周期における予測電力負荷及び予測熱負荷に基づく予測エネルギ削減量が最も大きくなる管理用時間に定める単周期対応型の負荷追従断続運転形態と、運転周期が複数連続する設定判別期間の最初の運転周期において燃料電池1の発電出力を前記予測電力負荷に追従させ且つ残る運転周期においては燃料電池1を停止させると仮定したときに、燃料電池1の発電出力を前記予測電力負荷に追従させる管理用時間を、前記設定判別期間の最初の運転周期における時系列的な予測電力負荷及び時系列的な予測熱負荷並びに前記設定判別期間の残りの運転周期における予測熱負荷に基づく予測エネルギ削減量が最も大きくなる管理用時間に定める複数周期対応型の負荷追従断続運転形態とが含まれる。
Further, as the load follow-up intermittent operation mode, the estimated energy reduction amount based on the predicted power load and the predicted heat load in the operation cycle for determining the management time for causing the power generation output of the
前記抑制断続運転形態として、燃料電池1の発電出力を前記設定抑制出力に調節する管理用時間を、それを定める運転周期における予測電力負荷及び予測熱負荷に基づく予測エネルギ削減量が最も大きくなる管理用時間に定める単周期対応型の抑制断続運転形態と、前記設定判別期間の最初の運転周期において燃料電池1の発電出力を前記設定抑制出力に調節し且つ残る運転周期においては燃料電池1を停止させると仮定したときに、燃料電池1の発電出力を前記設定抑制出力に調節する管理用時間を、前記設定判別期間の最初の運転周期における予測電力負荷及び予測熱負荷並びに前記設定判別期間の残りの運転周期における予測熱負荷に基づく予測エネルギ削減量が最も大きくなる管理用時間に定める複数周期対応型の抑制断続運転形態とが含まれる。
As the suppression intermittent operation mode, the management time for adjusting the power generation output of the
前記強制断続運転形態として、燃料電池1の発電出力を前記設定増大出力に調節する管理用時間を、それを定める運転周期における予測電力負荷及び予測熱負荷に基づく予測エネルギ削減量が最も大きくなる管理用時間に定める単周期対応型の強制断続運転形態と、前記設定判別期間の最初の運転周期において燃料電池1の発電出力を前記設定増大出力に調節し且つ残る運転周期においては燃料電池1を停止させると仮定したときに、燃料電池1の発電出力を前記設定増大出力に調節する管理用時間を、前記設定判別期間の最初の運転周期における予測電力負荷及び予測熱負荷並びに前記設定判別期間の残りの運転周期における予測熱負荷に基づく予測エネルギ削減量が最も大きくなる管理用時間に定める複数周期対応型の強制断続運転形態とが含まれる。
As the forced intermittent operation mode, the management time for adjusting the power generation output of the
この実施形態では、運転周期が1日に設定されるので、負荷追従断続運転形態、抑制断続運転形態及び強制断続運転形態夫々の単周期対応型を1日対応型と記載する。又、負荷追従断続運転形態、抑制断続運転形態及び強制断続運転形態夫々の複数周期対応型としては、運転周期数が2個の2日対応型のものと、運転周期数が3個の3日対応型のものとが含まれる。 In this embodiment, since the operation cycle is set to one day, the single cycle correspondence type of each of the load following intermittent operation mode, the suppression intermittent operation mode, and the forced intermittent operation mode is described as a one-day correspondence type. In addition, the load follow intermittent operation mode, the suppression intermittent operation mode, and the forced intermittent operation mode, each of which corresponds to a plurality of cycles, is a two-day type with two operation cycles, and three days with three operation cycles. The corresponding type is included.
以下、強制連続運転形態、及び、1日対応型、2日対応型、3日対応型の各強制断続運転形態夫々における設定増大出力、並びに、抑制連続運転形態、及び、1日対応型、2日対応型、3日対応型の各抑制断続運転形態夫々における設定抑制出力の設定手順について、説明する。
増大出力設定用又は抑制出力設定用の仮設定出力を前記燃料電池1の発電出力調節範囲内で段階的(例えば、0.05kW間隔)に設定し、各仮設定出力について、前記燃料電池1の発電出力を仮設定出力に調節したときに燃料電池1から発生する出力増大時発生熱量(kW)を下記の式4にて求め、仮設定出力を燃料電池1にて得る場合と商用電源7にて得る場合とのエネルギ消費量の差である出力抑制時発電用エネルギ量差(kW)を下記の式5にて求めて、それら出力増大時発生熱量及び出力抑制時発電用エネルギ量差を各仮設定出力に対応付けて、メモリに記憶させてある。
Hereinafter, the forced continuous operation mode and the setting increase output in each of the forced intermittent operation modes of the one day correspondence type, the two day correspondence type, and the three day correspondence type, and the suppression continuous operation mode and the one day correspondence type, 2 The setting procedure of the setting suppression output in each of the day-to-day and day-to-day suppression intermittent operation modes will be described.
Temporary setting output for increasing output setting or suppressing output setting is set stepwise (for example, at an interval of 0.05 kW) within the power generation output adjustment range of the
出力増大時発生熱量=(仮設定出力÷電池発電効率)×電池熱効率……………(式4)
出力抑制時発電用エネルギ量差=仮設定出力÷電池発電効率−仮設定出力÷商用電源発電効率……………(式5)
但し、商用電源発電効率は、商用電源7における単位エネルギ消費量(kWh)に対する発電出力(kWh)の比率である。
Amount of heat generated when output increases = (temporary setting output ÷ battery power generation efficiency) x battery thermal efficiency (Equation 4)
Energy amount difference for power generation when output is suppressed = Temporary setting output ÷ Battery power generation efficiency-Temporary setting output ÷ Commercial power generation efficiency ............... (Formula 5)
However, the commercial power generation efficiency is the ratio of the power generation output (kWh) to the unit energy consumption (kWh) in the
ちなみに、電池発電効率よりも商用電源発電効率の方が大きいため、出力抑制時発電用エネルギ量差は負の値として求められるので、出力抑制時発電用エネルギ量差の絶対値が小さいほど、エネルギ消費の面で有利となる。 Incidentally, since the commercial power generation efficiency is greater than the battery power generation efficiency, the difference in energy amount for power generation during output suppression is obtained as a negative value. Therefore, the smaller the absolute value of the energy amount difference during power suppression during output suppression, the smaller the energy This is advantageous in terms of consumption.
そして、前記運転制御部5は、運転周期の各管理用時間について、電主出力よりも大きい仮設定出力のうち、出力増大時発生熱量が最大のものを設定増大出力として設定し、電主出力よりも小さい仮設定出力のうち、出力抑制時発電用エネルギ量差の絶対値が最小のものを設定抑制出力として設定するように構成されている。
And the said
以下、前記運転制御手段5により前記複数種の運転形態夫々についての予測エネルギ削減量を求める手順について、説明を加える。
各運転形態の予測エネルギ削減量は、下記の式6に示すように、燃料電池1を運転しない場合のエネルギ消費量から、燃料電池1を各運転形態にて運転した場合のエネルギ消費量を減じることにより演算する。
Hereinafter, a procedure for obtaining the predicted energy reduction amount for each of the plurality of types of operation modes by the operation control means 5 will be described.
The predicted energy reduction amount in each operation mode is obtained by subtracting the energy consumption amount when the
予測エネルギ削減量P=燃料電池1を運転しない場合のエネルギ消費量E1−燃料電池1を運転した場合のエネルギ消費量E2……………(式6)
Predicted energy reduction amount P = energy consumption amount E1 when the
前記燃料電池1を運転しない場合のエネルギ消費量E1(kWh)は、下記の式7に示すように、最初の運転周期の予測電力負荷の全てを商用電源7からの受電電力で補う場合の商用電源7におけるエネルギ消費量と、最初の運転周期の予測熱負荷の全てを補助加熱器27の発生熱で補う場合のエネルギ消費量との和として求められる。
つまり、どの運転形態の予測エネルギ削減量を求める場合でも、燃料電池1を運転しない場合のエネルギ消費量E1は、同様に求められる。
The energy consumption E1 (kWh) when the
In other words, the energy consumption E1 in the case where the
E1=予測電力負荷/商用電源発電効率+予測熱負荷/補助加熱器熱効率……………(式7) E1 = Predicted power load / commercial power generation efficiency + Predicted heat load / Auxiliary heater thermal efficiency (Equation 7)
但し、
予測熱負荷はkWhに変換した値である。
補助加熱器熱効率は、補助加熱器27における単位エネルギ消費量(kWh又はkcal)に対する発生熱量(kWh又はkcal)の比率である。
However,
The predicted heat load is a value converted into kWh.
The auxiliary heater thermal efficiency is the ratio of the amount of heat generated (kWh or kcal) to the unit energy consumption (kWh or kcal) in the
一方、燃料電池1を運転した場合のエネルギ消費量E2(kWh)は、下記の式8に示すように、最初の運転周期の予測電力負荷及び予測熱負荷を燃料電池1の予測発電出力及び予測熱出力で補う場合の燃料電池1の消費エネルギである運転周期エネルギ消費量と、予測電力負荷から予測発電出力を差し引いた分に相当する予測不足電力量の全てを商用電源7からの受電電力で補う場合の商用電源7におけるエネルギ消費量と、予測不足熱量の全てを補助加熱器27の発生熱で補う場合のエネルギ消費量との和にて求められる。
On the other hand, the energy consumption E2 (kWh) when the
E2=運転周期エネルギ消費量+予測不足電力量/商用電源発電効率+予測不足熱量/補助加熱器熱効率……………(式8) E2 = Operating cycle energy consumption + predicted insufficient energy / commercial power generation efficiency + predicted insufficient heat / auxiliary heater thermal efficiency (Equation 8)
但し、予測不足熱量は、予測不足熱量を求める対象の管理用時間の予測熱負荷からその管理用時間の直前の管理用時間の予測貯湯熱量を減じることにより求められ、kWhの単位に変換される。 However, the predicted insufficient heat amount is obtained by subtracting the predicted hot water storage amount of the management time immediately before the management time from the predicted heat load of the management time for which the predicted insufficient heat amount is obtained, and is converted into a unit of kWh. .
運転周期エネルギ消費量は、下記の式9にて、各運転形態において燃料電池1を運転する管理用時間当たりのエネルギ消費量を求めて、その求めた管理用時間当たりのエネルギ消費量を積算することにより求める。
The operation period energy consumption is obtained by calculating the energy consumption per management time for operating the
エネルギ消費量=(発電出力÷電池発電効率)……………(式9) Energy consumption = (power generation output ÷ battery power generation efficiency) ......... (Formula 9)
負荷追従連続運転形態の予測エネルギ削減量は、以下のようにして求める。
各管理用時間のエネルギ消費量を前記式9により発電出力を電主出力として求め、求めた各管理用時間のエネルギ消費量を積算することにより、運転周期エネルギ消費量を求め、その運転周期エネルギ消費量に基づいて、式8により、燃料電池1を運転した場合のエネルギ消費量E2を求める。そして、そのように求めた燃料電池1を運転した場合のエネルギ消費量E2と式7により求めた燃料電池1を運転しない場合のエネルギ消費量E1とに基づいて、式6により、予測エネルギ削減量Pを求める。
The predicted energy reduction amount in the load following continuous operation mode is obtained as follows.
The energy consumption amount for each management time is obtained as the main output by the
強制連続運転形態の予測エネルギ削減量は、負荷追従連続運転形態にて前記燃料電池1を運転するとしたときに熱不足状態となる熱不足管理用時間が存在する場合に求められるものであり、以下のようにして求める。
即ち、運転周期における複数の管理用時間のうちの熱不足管理用時間(複数存在するときは、運転周期の開始時点に最も近いもの)よりも以前の管理用時間のうちで、選択した1つ又は連続する複数の管理用時間を発電出力を設定増大出力に調節する強制運転用時間帯とし且つ運転周期の残りの管理用時間を発電出力を電主出力に調節する電主運転用時間帯とする形態で、前記強制運転用時間帯として選択する管理用時間を異ならせることにより、強制運転用の仮運転パターンを全て形成し、全ての仮運転パターンについて、上記の式6〜式8に基づいて、予測エネルギ削減量を求める。
尚、強制運転用時間帯の管理用時間のエネルギ消費量を前記式9により発電出力を設定増大出力として求め、電主運転用時間帯の管理用時間のエネルギ消費量を前記式9により発電出力を電主出力として求めて、求めた各管理用時間のエネルギ消費量を積算することにより、運転周期エネルギ消費量を求める。
The predicted energy reduction amount in the forced continuous operation mode is obtained when there is a shortage of heat management time when the
That is, the selected one of the management times before the heat shortage management time among the plurality of management times in the operation cycle (when there are a plurality of times, the one closest to the start time of the operation cycle). Or, a plurality of continuous management times are set as forced operation time zones in which the power generation output is adjusted to the set increase output, and the remaining management time in the operation cycle is set in the main operation time zone in which the power generation output is adjusted to the main output. In this form, by changing the management time selected as the time zone for forced operation, all the temporary operation patterns for forced operation are formed, and all the temporary operation patterns are based on the
It should be noted that the energy consumption of the management time in the forced operation time zone is obtained as the set power output by the
そして、全ての強制運転用の仮運転パターンのうちで熱余り状態となる熱余り管理用時間が生じず且つ予測エネルギ削減量が最大の強制運転用の仮運転パターンを求め、その求めた仮運転パターンにおいて熱不足管理用時間が生じない場合は、その強制運転用の仮運転パターンを強制連続運転形態の運転パターンに定め、その強制運転用の仮運転パターンの予測エネルギ削減量を強制連続運転形態の予測エネルギ削減量として求める。
尚、熱余り管理用時間が生じず且つ予測エネルギ削減量が最大の強制運転用の仮運転パターンにおいて、未だ、熱不足管理用時間が生じるときは、熱不足管理用時間が生じなくなるまで、上述の処理を繰り返すことになる。
Then, a temporary operation pattern for forced operation that does not cause a surplus heat management time and becomes the maximum amount of predicted energy reduction is obtained from all the temporary operation patterns for forced operation, and the calculated temporary operation is obtained. If there is no time for heat shortage management in the pattern, the temporary operation pattern for forced operation is set to the operation pattern of the forced continuous operation mode, and the predicted energy reduction amount of the temporary operation pattern for forced operation is set to the forced continuous operation mode. As the predicted energy reduction amount.
In addition, in the temporary operation pattern for forced operation in which the excess heat management time does not occur and the predicted energy reduction amount is the maximum, when the heat shortage management time still occurs, the above-described process until the heat shortage management time does not occur. Will be repeated.
抑制連続運転形態の予測エネルギ削減量は、負荷追従連続運転形態にて前記燃料電池1を運転するとしたときに熱余り管理用時間が存在する場合に求められるものであり、以下のようにして求める。
即ち、運転周期における複数の管理用時間のうちの熱余り管理用時間(複数存在するときは、運転周期の開始時点に最も近いもの)よりも以前の管理用時間のうちで、選択した1つ又は連続する複数の管理用時間を発電出力を設定抑制出力に調節する抑制運転用時間帯とし且つ運転周期の残りの管理用時間を発電出力を電主出力に調節する電主運転用時間帯とする形態で、前記抑制運転用時間帯として選択する管理用時間を異ならせることにより、抑制運転用の仮運転パターンを全て形成し、全ての仮運転パターンについて、上記の式6〜式8に基づいて、予測エネルギ削減量を求める。
尚、抑制運転用時間帯の管理用時間のエネルギ消費量を前記式9により発電出力を設定抑制出力として求め、電主運転用時間帯の管理用時間のエネルギ消費量を前記式9により発電出力を電主出力として求めて、求めた各管理用時間のエネルギ消費量を積算することにより、運転周期エネルギ消費量を求める。
The predicted energy reduction amount in the suppressed continuous operation mode is obtained when there is a surplus heat management time when the
That is, one of the management times before the management time of the heat surplus among the plurality of management times in the operation cycle (when there are a plurality of times, the one closest to the start time of the operation cycle) is selected. Alternatively, a plurality of continuous management times are set as a suppression operation time zone in which the power generation output is adjusted to the set suppression output, and a remaining management time in the operation cycle is set in the main operation time zone in which the power generation output is adjusted to the main output. In such a form, all the temporary operation patterns for the suppression operation are formed by changing the management time selected as the time zone for the suppression operation, and all the temporary operation patterns are based on the
It should be noted that the energy consumption of the management time in the restraint operation time zone is obtained as the set restraint output by the
そして、全ての抑制運転用の仮運転パターンのうちで熱不足管理用時間が生じず且つ予測エネルギ削減量が最大の抑制運転用の仮運転パターンを求め、その求めた仮運転パターンにおいて熱余り管理用時間が生じない場合は、その抑制運転用の仮運転パターンを抑制連続運転形態の運転パターンに定め、その抑制運転用の仮運転パターンの予測エネルギ削減量を抑制連続運転形態の予測エネルギ削減量として求める。
尚、熱不足管理用時間が生じず且つ予測エネルギ削減量が最大の抑制運転用の仮運転パターンにおいて、未だ、熱余り管理用時間が生じるときは、熱余り管理用時間が生じなくなるまで、上述の処理を繰り返すことになる。
Then, among the temporary operation patterns for all the restraint operations, a heat shortage management time does not occur and a temporary operation pattern for the restraint operation with the maximum predicted energy reduction amount is obtained, and excess heat management is performed in the obtained provisional operation pattern. When the operation time does not occur, the temporary operation pattern for the suppression operation is set as the operation pattern of the suppression continuous operation mode, and the predicted energy reduction amount of the temporary operation pattern for the suppression operation is predicted energy reduction amount of the suppression continuous operation mode Asking.
In addition, in the temporary operation pattern for the restraint operation in which the shortage of heat management time does not occur and the predicted energy reduction amount is the maximum, when the heat excess management time still occurs, the above-described process until the heat excess management time does not occur Will be repeated.
1日対応型の負荷追従断続運転形態の予測エネルギ削減量は、以下のようにして求める。
運転周期の複数の管理用時間のうちで、選択した1つ又は連続する複数の管理用時間を前記運転時間帯を構成する管理用時間とし且つ運転周期の残りの管理用時間を停止時間帯を構成する管理用時間とする形態で、前記運転時間帯を構成する管理用時間として選択する管理用時間を異ならせることにより全ての仮運転パターンが形成されて、その全ての仮運転パターンがメモリに記憶され、そのメモリに記憶されている仮運転パターンのうち、運転周期の全管理用時間を運転時間帯とするパターンを除いた全ての仮運転パターンを断続運転用の仮運転パターンとされる。
The predicted energy reduction amount of the one-day type load following intermittent operation mode is obtained as follows.
Among the plurality of management times of the operation cycle, the selected one or a plurality of continuous management times are set as the management time constituting the operation time zone, and the remaining management time of the operation cycle is set as the stop time zone. All the temporary operation patterns are formed by changing the management time selected as the management time constituting the operation time zone in the form of the configuration management time, and all the temporary operation patterns are stored in the memory. Of the temporary operation patterns stored and stored in the memory, all the temporary operation patterns except for the pattern having the entire management time of the operation cycle as the operation time zone are set as the temporary operation patterns for intermittent operation.
全ての断続運転用の仮運転パターンの夫々について、各仮運転パターンにて設定されている運転時間帯において発電出力を電主出力に調節する状態で燃料電池1を運転すると仮定して、前記式6〜式8に基づいて予測エネルギ削減量Pを求め、更に、最初の運転周期の各管理用時間について、予測熱出力、予測貯湯熱量を求める。
尚、運転時間帯に含まれる管理用時間のエネルギ消費量は前記式9により発電出力を電主出力として求め、運転時間帯に含まれない管理用時間のエネルギ消費量は0として、各管理用時間のエネルギ消費量を積算することにより、運転周期エネルギ消費量を求める。
又、運転時間帯に含まれない管理用時間の予測熱出力は0になり、運転時間帯に含まれない管理用時間の予測貯湯熱量は、前記式2により予測熱出力nを0として求める。
Assuming that the
In addition, the energy consumption amount of the management time included in the operation time zone is obtained as the main output by the above-mentioned
Further, the predicted heat output of the management time not included in the operation time zone is 0, and the predicted hot water storage heat amount of the management time not included in the operation time zone is obtained by setting the predicted heat output n to 0 according to the
そして、全ての断続運転用の仮運転パターンのうち、予測エネルギ削減量が最大の断続運転用の仮運転パターンを求めて、その断続運転用の仮運転パターンを1日対応型の負荷追従断続運転形態の運転パターンに設定し、その断続運転用の仮運転パターンの予測エネルギ削減量を1日対応型の負荷追従断続運転形態の予測エネルギ削減量として求める。 Then, among all the intermittent operation patterns for intermittent operation, the temporary operation pattern for the intermittent operation with the maximum predicted energy reduction amount is obtained, and the temporary operation pattern for the intermittent operation is used as a one-day load following intermittent operation. The predicted energy reduction amount of the temporary operation pattern for the intermittent operation is obtained as the predicted energy reduction amount of the one day correspondence type load following intermittent operation mode.
2日対応型の負荷追従断続運転形態の予測エネルギ削減量は、以下のようにして求める。
即ち、全ての1日対応型の断続運転用の仮運転パターンのうち、上述のように運転時間帯において発電出力を電主出力に調節したときに最初の運転周期における最終の管理用時間の予測貯湯熱量が0よりも大きい仮運転パターンを2日対応型の仮運転パターンとして選択する。
そして、2日対応型の仮運転パターンの全てについて、最初の運転周期の最終の管理用時間の予測貯湯熱量が2回目の運転周期の予測熱負荷として利用されたとして、2回目の運転周期の複数の管理用時間夫々について、予測貯湯熱量及び予測熱負荷として利用された予測利用熱量を求める。
各管理用時間の予測貯湯熱量は、前記式2により、予測熱出力nを0として求める。
又、各管理用時間の予測利用熱量は、下記の式10〜式12により求める。
The predicted energy reduction amount of the two-day load following intermittent operation mode is obtained as follows.
That is, out of all the temporary operation patterns for the one-day type intermittent operation, when the power generation output is adjusted to the main output in the operation time period as described above, the prediction of the final management time in the first operation cycle is performed. A temporary operation pattern in which the amount of stored hot water is greater than 0 is selected as a two-day temporary operation pattern.
For all of the two-day tentative temporary operation patterns, assuming that the estimated hot water storage amount for the last management time of the first operation cycle is used as the predicted heat load for the second operation cycle, For each of a plurality of management times, a predicted hot water storage amount and a predicted heat amount used as a predicted heat load are obtained.
The predicted amount of stored hot water for each management time is obtained by setting the predicted heat output n to 0 according to the
Also, the predicted amount of heat used for each management time is determined by the following
予測貯湯熱量n-1≧予測熱負荷nのときは、
予測利用熱量n=予測熱負荷n……………(式10)
予測貯湯熱量n-1<予測熱負荷nのときは、
予測利用熱量n=予測貯湯熱量n-1……………(式11)
予測貯湯熱量n-1=0のときは、
予測利用熱量n=0……………(式12)
When the predicted hot water storage amount n-1 ≥ predicted heat load n,
Predicted heat consumption n = Predictive heat load n ... (Equation 10)
When the predicted hot water storage amount n-1 <predicted thermal load n,
Predicted heat consumption n = Predicted hot water storage amount n-1 ... (Equation 11)
When the predicted hot water storage amount n-1 = 0,
Predicted heat consumption n = 0 ......... (Formula 12)
2日対応型の仮運転パターンの夫々について、夫々について上述のように求めた1日対応型の負荷追従断続運転形態の予測エネルギ削減量に、2回目の運転周期における予測利用熱量(kWhに変換したもの)の合計を補助加熱器27の発生熱で補う場合のエネルギ消費量(予測利用熱量の合計/補助加熱器熱効率)を加えることにより予測エネルギ削減量を求め、その求めた予測エネルギ削減量を2で割って1運転周期(1日)当たりのエネルギ削減量としたものを、2日対応型の仮運転パターンの予測エネルギ削減量とする。
そして、全ての2日対応型の仮運転パターンのうちで予測エネルギ削減量が最大の2日対応型の仮運転パターンを、2日対応型の負荷追従断続運転形態の運転パターンに設定し、その2日対応型の仮運転パターンの予測エネルギ削減量を2日対応型の負荷追従断続運転形態の予測エネルギ削減量として求める。
For each of the two-day tentative temporary operation patterns, the predicted energy consumption (converted to kWh) in the second operation cycle is converted into the predicted energy reduction amount of the one-day responsive load following intermittent operation mode obtained as described above. The predicted energy reduction amount is obtained by adding the energy consumption (total predicted use heat amount / auxiliary heater thermal efficiency) in the case of supplementing the total of the generated heat with the heat generated by the
Then, among all the two-day type temporary operation patterns, the two-day type temporary operation pattern having the maximum predicted energy reduction amount is set as the operation pattern of the two-day type load follow-up intermittent operation mode, The predicted energy reduction amount of the 2-day correspondence type temporary operation pattern is obtained as the predicted energy reduction amount of the 2-day correspondence type load following intermittent operation mode.
3日対応型の負荷追従断続運転形態の予測エネルギ削減量は、以下のようにして求める。
即ち、全ての2日対応型の仮運転パターンのうち、2回目の運転周期における最終の管理用時間の予測貯湯熱量が0よりも大きい仮運転パターンを3日対応型の仮運転パターンとして選択し、3日対応型の仮運転パターンの全てについて、2回目の運転周期の最終の管理用時間の予測貯湯熱量が3回目の運転周期の予測熱負荷として利用されたとして、上述した2回目の運転周期におけるのと同様に、3回目の運転周期の複数の管理用時間夫々について、予測貯湯熱量及び予測利用熱量を求める。
The predicted energy reduction amount of the three-day load following intermittent operation mode is obtained as follows.
That is, the temporary operation pattern in which the predicted hot water storage amount of the final management time in the second operation cycle is larger than 0 is selected as the three-day temporary operation pattern among all the two-day temporary operation patterns. Assuming that the predicted hot water storage amount for the last management time of the second operation cycle is used as the predicted heat load for the third operation cycle for all the three-day provisional operation patterns, the second operation described above As in the cycle, the predicted hot water storage amount and the predicted usage heat amount are obtained for each of the plurality of management times in the third operation cycle.
3日対応型の仮運転パターンの夫々について、夫々について上述のように求めた1日対応型の負荷追従断続運転形態の予測エネルギ削減量に、2回目及び3回目の運転周期における予測利用熱量(kWhに変換したもの)の合計を補助加熱器27の発生熱で補う場合のエネルギ消費量(予測利用熱量の合計/補助加熱器熱効率)を加えることにより予測エネルギ削減量を求め、その求めた予測エネルギ削減量を3で割って1運転周期(1日)当たりのエネルギ削減量としたものを、3日対応型の仮運転パターンの予測エネルギ削減量とする。
そして、全ての3日対応型の仮運転パターンのうちで予測エネルギ削減量が最大の3日対応型の仮運転パターンを、3日対応型の負荷追従断続運転形態の運転パターンに設定し、その3日対応型の仮運転パターンの予測エネルギ削減量を3日対応型の負荷追従断続運転形態の予測エネルギ削減量として求める。
For each of the three-day tentative temporary operation patterns, the predicted energy consumption in the second and third operation cycles (to the predicted energy reduction amount of the one-day responsive load following intermittent operation mode obtained as described above) ( The predicted energy reduction amount is obtained by adding the energy consumption (the sum of the predicted use heat amount / the auxiliary heater thermal efficiency) in the case where the sum of the kWh is supplemented with the heat generated by the
Then, among all the three-day type temporary operation patterns, the three-day type temporary operation pattern having the maximum predicted energy reduction amount is set as the operation pattern of the three-day type load following intermittent operation mode, The predicted energy reduction amount of the three-day correspondence type temporary operation pattern is obtained as the predicted energy reduction amount of the three-day correspondence type load following intermittent operation mode.
1日対応型の強制断続運転形態の予測エネルギ削減量は、以下のようにして求める。
即ち、全ての断続運転用の仮運転パターンの夫々について、各仮運転パターンにて設定されている運転時間帯において発電出力を設定増大出力に調節する状態で燃料電池1を運転すると仮定して、前記式6〜式8に基づいて予測エネルギ削減量Pを求め、更に、最初の運転周期の各管理用時間について、予測熱出力、予測貯湯熱量を求める。
尚、運転時間帯に含まれる管理用時間のエネルギ消費量は前記式9により発電出力を設定増大出力として求め、運転時間帯に含まれない管理用時間のエネルギ消費量は0として、各管理用時間のエネルギ消費量を積算することにより、運転周期エネルギ消費量を求める。
The predicted energy reduction amount of the one-day type forced intermittent operation mode is obtained as follows.
That is, for each of the intermittent operation patterns for intermittent operation, assuming that the
Note that the energy consumption of the management time included in the operation time zone is obtained by setting the power generation output as the set increase output by the
そして、全ての断続運転用の仮運転パターンのうち、予測エネルギ削減量が最大の断続運転用の仮運転パターンを求めて、その断続運転用の仮運転パターンを1日対応型の強制断続運転形態の運転パターンに設定し、その断続運転用の仮運転パターンの予測エネルギ削減量を1日対応型の強制断続運転形態の予測エネルギ削減量として求める。 Then, among all the intermittent operation patterns for intermittent operation, the temporary operation pattern for intermittent operation with the maximum predicted energy reduction amount is obtained, and the temporary operation pattern for intermittent operation is used as a one-day type forced intermittent operation mode. And the predicted energy reduction amount of the temporary operation pattern for the intermittent operation is obtained as the predicted energy reduction amount of the one-day type forced intermittent operation mode.
2日対応型の強制断続運転形態の運転パターン及び予測エネルギ削減量は、上述した2日対応型の負荷追従断続運転形態の運転パターン及び予測エネルギ削減量を求める手順と同様の手順で求め、並びに、3日対応型の強制断続運転形態の運転パターン及び予測エネルギ削減量は、上述した3日対応型の負荷追従断続運転形態の運転パターン及び予測エネルギ削減量を求める手順と同様の手順で求めるので、それら2日対応型の強制断続運転形態の運転パターン及び予測エネルギ削減量、並びに、3日対応型の強制断続運転形態の運転パターン及び予測エネルギ削減量夫々を求める手順の説明を省略する。 The operation pattern and the predicted energy reduction amount of the two-day type forced intermittent operation mode are obtained by the same procedure as the procedure for obtaining the operation pattern and the predicted energy reduction amount of the two-day type load follow-up intermittent operation mode, and Since the operation pattern and the predicted energy reduction amount of the three-day compatible forced intermittent operation mode are obtained in the same procedure as the procedure for calculating the operation pattern and the predicted energy reduction amount of the three-day corresponding load follow-up intermittent operation mode. Description of the operation pattern and the predicted energy reduction amount of the 2-day type forced intermittent operation mode, and the procedure for obtaining the operation pattern and the predicted energy reduction amount of the 3-day type forced intermittent operation mode will be omitted.
1日対応型の抑制断続運転形態の予測エネルギ削減量は、以下のようにして求める。
即ち、全ての断続運転用の仮運転パターン夫々について、各仮運転パターンにて設定されている運転時間帯において発電出力を設定抑制出力に調節する状態で燃料電池1を運転すると仮定して、前記式6〜式8に基づいて予測エネルギ削減量Pを求め、更に、最初の運転周期の各管理用時間について、予測熱出力、予測貯湯熱量を求める。
尚、運転時間帯に含まれる管理用時間のエネルギ消費量は前記式9により発電出力を設定抑制出力として求め、運転時間帯に含まれない管理用時間のエネルギ消費量は0として、各管理用時間のエネルギ消費量を積算することにより、運転周期エネルギ消費量を求める。
The predicted energy reduction amount of the one day correspondence type suppression intermittent operation mode is obtained as follows.
That is, for each of the temporary operation patterns for intermittent operation, assuming that the
In addition, the energy consumption of the management time included in the operation time zone is obtained by setting the power generation output as the setting suppression output by the
そして、全ての断続運転用の仮運転パターンのうち、予測エネルギ削減量が最大の断続運転用の仮運転パターンを求めて、その断続運転用の仮運転パターンを1日対応型の抑制断続運転形態の運転パターンに設定し、その断続運転用の仮運転パターンの予測エネルギ削減量を1日対応型の抑制断続運転形態の予測エネルギ削減量として求める。 Then, among all the intermittent operation patterns for intermittent operation, a temporary operation pattern for intermittent operation with the maximum predicted energy reduction amount is obtained, and the temporary operation pattern for intermittent operation is used as a one-day suppression type intermittent intermittent operation mode. The predicted energy reduction amount of the temporary operation pattern for the intermittent operation is obtained as the predicted energy reduction amount of the one day correspondence type suppression intermittent operation mode.
2日対応型の抑制断続運転形態の運転パターン及び予測エネルギ削減量は、上述した2日対応型の負荷追従断続運転形態の運転パターン及び予測エネルギ削減量を求める手順と同様の手順で求め、並びに、3日対応型の抑制断続運転形態の運転パターン及び予測エネルギ削減量は、上述した3日対応型の負荷追従断続運転形態の運転パターン及び予測エネルギ削減量を求める手順と同様の手順で求めるので、それら2日対応型の抑制断続運転形態の運転パターン及び予測エネルギ削減量、並びに、3日対応型の抑制断続運転形態の運転パターン及び予測エネルギ削減量夫々を求める手順の説明を省略する。 The operation pattern and the predicted energy reduction amount of the two-day correspondence type intermittent intermittent operation mode are obtained by the same procedure as the procedure for obtaining the operation pattern and the predicted energy reduction amount of the two-day type load follow-up intermittent operation mode, and Since the operation pattern and the predicted energy reduction amount of the 3-day response type intermittent intermittent operation mode are obtained in the same procedure as the procedure for obtaining the operation pattern and the predicted energy reduction amount of the 3-day response type load following intermittent operation mode. The description of the operation pattern and the predicted energy reduction amount of the two-day response type intermittent intermittent operation mode and the procedure for obtaining the operation pattern and the predicted energy reduction amount of the three-day type suppression intermittent operation mode are omitted.
要するに、前記運転制御部5は、前記通常運転条件設定処理においては、前記熱余り管理用時間が存在する場合は、上述のように、負荷追従連続運転形態の予測エネルギ削減量及び抑制連続運転形態の予測エネルギ削減量を求め、前記熱不足管理用時間が存在する場合は、上述のように、負荷追従連続運転形態の予測エネルギ削減量及び強制連続運転形態の予測エネルギ削減量を求め、更に、上述のように、1日対応型、2日対応型及び3日対応型夫々の負荷追従断続運転形態の予測エネルギ削減量、1日対応型、2日対応型及び3日対応型夫々の強制断続運転形態の予測エネルギ削減量、並びに、1日対応型、2日対応型及び3日対応型夫々の抑制断続運転形態の予測エネルギ削減量の9個の予測エネルギ削減量を求めて、そのように求めた予測エネルギ削減量が最大の運転形態を燃料電池1の運転形態に定める。
In short, in the normal operation condition setting process, the
尚、通常運転条件設定処理において、複数種の連続運転形態及び複数種の断続運転形態を含めた全ての運転形態のうち、いずれか1つの断続運転形態の予測エネルギ削減量が最大となる場合は、運転周期の開始時点における貯湯熱量にてその運転周期の予測熱負荷を賄える程度を示す熱負荷賄い率U/Lと設定値Kとを比較して、熱負荷賄い率U/Lが設定値Kよりも大きいときは待機条件を満たすと判断して、運転周期の全時間帯にわたって燃料電池1を停止させる待機形態に燃料電池1の運転形態を定め、熱負荷賄い率U/Lが設定値K以下のときは待機条件を満たさないと判断して、予測エネルギ削減量が最大の断続運転形態に燃料電池1の運転形態を定めるように構成されている。
In the normal operation condition setting process, when the predicted energy reduction amount of any one of the intermittent operation modes is the maximum among all the operation modes including the multiple types of continuous operation modes and the multiple types of intermittent operation modes. The heat load coverage rate U / L, which indicates the extent to which the amount of stored hot water at the start of the operation cycle can cover the predicted heat load of the operation cycle, is compared with the set value K, and the heat load coverage rate U / L is set to the set value. When it is greater than K, it is determined that the standby condition is satisfied, and the operation mode of the
ちなみに、熱負荷賄い率U/LのLは、最初の運転周期の各管理用時間の予測熱負荷を合計することにより求めた運転周期の予測熱負荷である。
又、熱負荷賄い率U/LのUは、燃料電池1の予測熱出力を0として、最初の運転周期の予測熱負荷のうち、最初の運転周期の開始時点における貯湯熱量にて賄えると予測される予測利用熱量である。
例えば、最初の運転周期の開始時点が、2日対応型の負荷追従断続運転形態、強制断続運転形態及び抑制断続運転形態のうちのいずれかの2回目の運転周期の開始時点に相当する場合、Lは、2回目の運転周期の各管理用時間の予測熱負荷を合計した値となり、Uは、2回目の運転周期の各管理用時間の予測利用熱量を合計した値となる。
尚、前記設定値Kは、例えば、0.4に設定する。
Incidentally, L of the thermal load coverage ratio U / L is the predicted heat load of the operation cycle obtained by summing the predicted heat loads of the management times of the first operation cycle.
Moreover, U of the thermal load coverage ratio U / L is predicted to be covered by the amount of stored hot water at the start of the first operation cycle out of the predicted heat load of the first operation cycle, assuming the predicted heat output of the
For example, when the start time of the first operation cycle corresponds to the start time of the second operation cycle of any one of the two-day load following intermittent operation mode, forced intermittent operation mode and suppressed intermittent operation mode, L is a value obtained by summing the predicted heat load of each management time of the second operation cycle, and U is a value obtained by summing the predicted heat usage of each management time of the second operation cycle.
The set value K is set to 0.4, for example.
つまり、運転周期の開始時点になる毎に通常運転条件設定処理を実行し、その処理では、上述のように、熱負荷賄い率U/Lが設定値Kよりも大きくて待機条件を満たすと判断したときは、燃料電池1の運転形態を待機形態に設定するように構成されているので、先の通常運転条件設定処理にて2日対応型又は3日対応型の負荷追従、抑制又は強制のいずれかの断続運転形態に定められて、今回の通常運転条件設定処理を行う時点が2日対応型又は3日対応型の断続運転形態における2回目の運転周期の開始時点に相当するときに、その通常運転条件設定処理にて前述のように燃料電池1の運転形態が待機形態に定められると、その2日対応型又は3日対応型の断続運転形態における2回目の運転周期の全時間帯にわたって燃料電池1が停止されることになり、2日対応型又は3日対応型の断続運転形態が継続される。
That is, the normal operation condition setting process is executed every time when the operation cycle starts, and in this process, it is determined that the thermal load coverage ratio U / L is larger than the set value K and the standby condition is satisfied as described above. In this case, since the operation mode of the
そして、前記運転制御部5は、前記通常運転条件設定処理にて定めた運転形態にて燃料電池1を運転する。
燃料電池1の運転形態を負荷追従連続運転形態に定めたときは、運転周期の全時間帯にわたって燃料電池1の発電出力を現在要求されている現電力負荷に追従させる現電力負荷追従運転を実行する。
その現電力負荷追従運転では、1分等の比較的短い所定の出力調整周期毎に現電力負荷を求め、最小出力から最大出力の範囲内で、連続的に現電力負荷に追従する電主出力を決定し、燃料電池1の発電出力をその決定した電主出力に調整する形態で運転する。
尚、前記現電力負荷は、前記電力負荷計測手段11にて計測された電力と前記インバータ6の出力電力とを加えた電力から前記電気ヒータ12の消費電力を減じた電力であり、更に、その現電力負荷は、前の出力調整周期において所定のサンプリング時間(例えば5秒)でサンプリングしたデータの平均値として求められる。
Then, the
When the operation mode of the
In the current power load following operation, the main power output that continuously follows the current power load within the range from the minimum output to the maximum output is obtained for each relatively short predetermined output adjustment period such as one minute. And the power generation output of the
The current power load is a power obtained by subtracting the power consumption of the
燃料電池1の運転形態を抑制連続運転形態に定めたときは、燃料電池1の発電出力を設定抑制出力にすると定められている管理用時間では燃料電池1の発電出力を設定抑制出力に調節し、他の管理用時間では現電力負荷追従運転を実行する。
燃料電池1の運転形態を強制連続運転形態に定めたときは、燃料電池1の発電出力を設定増大出力にすると定められている管理用時間では燃料電池1の発電出力を設定増大出力に調節し、他の管理用時間では現電力負荷追従運転を実行する。
When the operation mode of the
When the operation mode of the
燃料電池1の運転形態を1日対応型、2日対応型、3日対応型のいずれの負荷追従断続運転に定めたときも、運転時間帯に含まれる管理用時間においては現電力負荷追従運転を実行し、停止時間帯に含まれる管理用時間においては燃料電池1を停止する。
燃料電池1の運転形態を1日対応型、2日対応型、3日対応型のいずれの抑制断続運転に定めたときも、運転時間帯に含まれる管理用時間では燃料電池1の発電出力を設定抑制出力に調節し、停止時間帯に含まれる管理用時間においては燃料電池1を停止する。
燃料電池1の運転形態を1日対応型、2日対応型、3日対応型のいずれの強制断続運転に定めたときも、運転時間帯に含まれる管理用時間では燃料電池1の発電出力を設定増大出力に調節し、停止時間帯に含まれる管理用時間においては燃料電池1を停止する。
Even if the operation mode of the
Even when the operation mode of the
When the operation mode of the
以下、前記湯水貯留状態判別処理について説明する。
前記運転制御部5が、前記湯水貯留状態判別処理においては、前記湯水入れ替わり検出手段33の検出情報に基づいて、前記貯湯槽2の湯水の全量又は略全量が前記給水路16を通して供給される水にて入れ替わらない状態が継続する非入れ替わり状態継続時間が設定非入替許容時間以上になると、前記水質低下抑制タイミングになると判別するように構成されている。
つまり、この第1実施形態では、前記湯水貯留状態判別処理においては、前記貯湯槽2における湯水の貯留状態として、前記非入れ替わり状態継続時間を判別して、その非入れ替わり状態継続時間が設定非入替許容時間以上になると、貯湯槽2の湯水の貯留状態が湯水の水質低下を抑制する必要がある状態であると判別して、水質低下抑制タイミングになると判別するように構成されている。
Hereinafter, the hot water storage state determination process will be described.
In the hot water storage state determination process, the
That is, in the first embodiment, in the hot water storage state determination process, the non-replacement state duration is determined as the hot water storage state in the
上述したように、この第1実施形態では、前記湯水入れ替わり検出手段33が前記槽上部湯水温度センサStにて構成されているので、前記運転制御部5は、前記湯水貯留状態判別処理においては、槽上部湯水温度センサStの検出温度が設定低温範囲よりも高くなると非入れ替わり状態継続時間の計測を開始し、槽上部湯水温度センサStの検出温度が設定低温範囲内の温度になると非入れ替わり状態継続時間を0にリセットする状態で、非入れ替わり状態継続時間の計測を行い、その非入れ替わり状態継続時間が設定非入替許容時間以上になると前記水質低下抑制タイミングになると判別するように構成されている。
ちなみに、前記設定非入替許容時間は、例えば96時間に設定される。
As described above, in the first embodiment, since the hot water change detection means 33 is configured by the tank upper hot water temperature sensor St, the
Incidentally, the set non-replacement allowable time is set to 96 hours, for example.
以下、前記抑制用運転条件設定処理について、説明する。
この第1実施形態では、前記運転制御部5が、前記水質低下抑制用運転条件として、水質低下抑制用運転時間帯と水質低下抑制用発電出力とを定めるように構成されている。
この第1実施形態では、前記運転制御部5が、前記時系列的な予測電力負荷及び時系列的な予測熱負荷に基づいて、前記設定処理期間内に前記貯湯槽2の湯水の全量が給水路16からの水にて入れ替えられるべく、通常運転用の運転形態にて定められている運転時間帯を水質低下抑制用運転時間帯とする状態で、水質低下抑制用発電出力を通常運転用の運転形態にて定められている予測発電出力よりも小さくなるように定めるように構成されている。
又、前記運転制御部5が、通常運転用の運転形態にて定められている運転時間帯全体にわたって、水質低下抑制用発電出力を発電出力調節範囲の最小出力に設定しても、前記設定処理期間内に前記貯湯槽2の湯水の全量が入れ替えられないと予測されるときは、前記貯湯槽2の湯水の全量が入れ替えられるべく、水質低下抑制用発電出力を発電出力調節範囲の最小出力に設定する状態で、水質低下抑制用運転時間帯を通常運転用の運転形態にて定められている運転時間帯よりも短い時間に設定するように構成されている。
Hereinafter, the suppression operation condition setting process will be described.
In this 1st Embodiment, the said
In the first embodiment, the
Further, even if the
以下、前記水質低下抑制用発電出力及び前記水質低下抑制用運転時間帯を定める手順について、説明する。
尚、燃料電池1の通常運転用の運転形態においては、管理用時間毎に燃料電池1の予測発電出力が定められているので、管理用時間毎に前記水質低下抑制用発電出力が設定されるように構成されている。
前記運転制御部5は、時系列的な予測電力負荷及び時系列的な予測熱負荷に基づいて、設定処理期間中に前記貯湯槽2の湯水の全量が入れ替えられると予測できるように、通常運転用の運転形態にて定められている運転時間帯を水質低下抑制用運転時間帯とすると仮定して、各管理用時間の水質低下抑制用発電出力を通常運転用の運転形態にて定められている予測発電出力よりも小さく設定するように構成されている。
又、前記運転制御部5は、通常運転用の運転形態にて定められている運転時間帯の全ての管理用時間の水質低下抑制用発電出力を発電出力調節範囲の最小出力に設定しても、前記貯湯槽2の湯水の全量が入れ替えられないと予測されるときは、前記貯湯槽2の湯水の全量が入れ替えられると予測できるように、各管理用時間の水質低下抑制用発電出力を発電出力調節範囲の最小出力に設定する状態で、水質低下抑制用運転時間帯を通常運転用の運転形態にて定められている運転時間帯よりも短い時間に設定するように構成されている。
Hereinafter, the procedure for determining the power generation output for suppressing water quality deterioration and the operation time zone for suppressing water quality deterioration will be described.
In the operation mode for normal operation of the
The
Further, the
ちなみに、負荷追従連続運転形態、並びに、1日対応型、2日対応型及び3日対応型の各負荷追従断続運転形態においては、運転時間帯の各管理用時間の予測発電出力は、予測電力負荷に追従する電主出力となる。
強制連続運転形態においては、強制運転用時間帯の各管理用時間の予測発電出力は、設定増大出力となり、電主運転用時間帯の各管理用時間の予測発電出力は、予測電力負荷に追従する電主出力となり、抑制連続運転形態においては、抑制運転用時間帯の各管理用時間の予測発電出力は設定抑制出力となり、電主運転用時間帯の各管理用時間の予測発電出力は、予測電力負荷に追従する電主出力となる。
1日対応型、2日対応型及び3日対応型の各強制断続運転形態においては、運転時間帯の各管理用時間の予測発電出力は、設定増大出力となり、1日対応型、2日対応型及び3日対応型の各抑制断続運転形態においては、運転時間帯の各管理用時間の予測発電出力は、設定抑制出力となる。
Incidentally, in the load following continuous operation mode and the load following intermittent operation modes of the one day type, the two day type and the three day type, the predicted power generation output for each management time in the operation time zone is the predicted power. The main output follows the load.
In the forced continuous operation mode, the predicted power generation output for each management time in the forced operation time zone is a set increase output, and the predicted power output for each management time in the main operation time zone follows the predicted power load. In the suppression continuous operation mode, the predicted power generation output for each management time in the suppression operation time zone is the setting suppression output, and the predicted power generation output for each management time in the main operation time zone is The main output follows the predicted power load.
In the 1-day compatible, 2-day compatible, and 3-day forced intermittent operation modes, the predicted power generation output for each management time in the operation time zone is a set increase output, and the 1-day compatible, 2-day compatible In each suppression intermittent operation mode of the type and the three-day correspondence type, the predicted power generation output for each management time in the operation time zone is a set suppression output.
説明を加えると、運転時間帯に含まれる各管理用時間において燃料電池1の発電出力を予測発電出力よりも小さい仮水質低下抑制用発電出力に調節すると仮定して、時系列的な予測電力負荷及び時系列的な予測熱負荷に基づいて設定処理期間中に貯湯槽2の湯水の全量が入れ替えられると予測できるか否かを判別する処理を、仮水質低下抑制用発電出力を段階的に小さく設定しながら、貯湯槽2の湯水の全量が入れ替えられると予測できるまで繰り返す。
そして、上記の処理を繰り返すことにより、設定処理期間中に貯湯槽2の湯水の全量が給水路16からの水にて入れ替えられると予測できるときは、通常運転用の運転形態にて定められている運転時間帯を水質低下抑制用運転時間帯として設定し、且つ、各管理用時間について設定されている仮水質低下抑制用発電出力を水質低下抑制用発電出力として設定する。
In other words, assuming that the power generation output of the
And when it can be predicted that the entire amount of hot water in the
又、運転時間帯の全ての管理用時間の仮水質低下抑制用発電出力を発電出力調節範囲の最小出力に設定しても、前記貯湯槽2の湯水の全量が入れ替えられると予測できないときは、各管理用時間において燃料電池1の発電出力を発電出力調節範囲の最小出力に調節すると仮定して、時系列的な予測電力負荷及び時系列的な予測熱負荷に基づいて、前記貯湯槽2の湯水の全量が入れ替えられると予測できるように運転時間帯を設定し、その設定した運転時間帯を水質低下抑制用運転時間帯とし、各管理用時間の水質低下抑制用発電出力を発電出力調節範囲の最小出力に設定する。
In addition, even if the power generation output for suppressing temporary water quality reduction for all the management hours in the operation time zone is set to the minimum output of the power generation output adjustment range, when the total amount of hot water in the
以下、仮水質低下抑制用発電出力の設定手順について、説明を加える。
予測発電出力に乗じることにより仮水質低下抑制用発電出力を設定するための抑制出力設定用係数を、1より小さくする状態で、設定間隔を隔てて段階的に設定する。例えば、設定間隔を0.05として、抑制出力設定用係数を0.95、0.90、0.85……………の如く段階的に設定する。
そして、抑制出力設定用係数を順次小さくして、予測発電出力に乗じることにより、仮水質低下抑制用発電出力を段階的に小さく設定する。
Hereinafter, the setting procedure of the power generation output for suppressing the temporary water quality deterioration will be described.
A suppression output setting coefficient for setting the temporary water quality reduction generation power output by multiplying the predicted power generation output is set stepwise with a setting interval in a state of being smaller than 1. For example, the setting interval is set to 0.05, and the suppression output setting coefficient is set stepwise as 0.95, 0.90, 0.85.
And the power generation output for temporary water quality fall suppression is set small in steps by decreasing a coefficient for suppression output setting one by one, and multiplying with a prediction power generation output.
以下、運転周期中に貯湯槽2の湯水の全量が入れ替えられるか否かを判別する手順について、説明を加える。
運転時間帯の各管理用時間の予測発電出力を仮水質低下抑制用発電出力として、上記の式3に基づいて、水質低下抑制用運転時間帯の各管理用時間の予測熱出力を求め、その求めた各管理用時間の予測熱出力を用いて、上記の式2に基づいて、運転周期の各管理用時間について予測貯湯熱量を求め、予測貯湯熱量が0になる管理用時間が存在すると、運転周期中に貯湯槽2の湯水の全量が入れ替えられると判別することになる。
Hereinafter, the procedure for determining whether or not the total amount of hot water in the
Using the predicted power generation output for each management time in the operation time zone as the temporary water quality reduction suppression power generation output, the predicted heat output of each management time in the water quality reduction suppression operation time zone is obtained based on the
そして、前記運転制御部5は、図2に示すフローチャートにおけるステップ#9の燃料電池運転制御においては、設定処理期間の水質低下抑制用運転時間帯では、燃料電池1の発電出力を管理用時間毎に設定されている水質低下抑制用発電出力に調節し、水質低下抑制用運転時間帯の終了時点で設定処理期間の最終時点になっていない場合は、その水質低下抑制用運転時間帯の終了時点から設定処理期間の最終時点まで、燃料電池1を停止する。
Then, in the fuel cell operation control of
以下、本発明の第2及び第3の各実施形態を説明するが、各実施形態は、湯水貯留状態判別処理及び水質低下抑制処理の別の実施形態を説明するものであるので、主として、湯水貯留状態判別処理及び水質低下抑制処理について説明する。 Hereinafter, each of the second and third embodiments of the present invention will be described. Since each embodiment describes another embodiment of the hot water storage state determination process and the water quality deterioration suppressing process, the hot water is mainly used. The storage state determination process and the water quality deterioration suppression process will be described.
〔第2実施形態〕
以下、第2実施形態を説明する。
図1において破線にて示すように、この第2実施形態においては、前記貯湯用循環路18に、その貯湯用循環路18を通して循環される単位時間当たりの湯水循環量を検出する循環量センサQcが設けられ、前記給湯路17に、その給湯路17を通して送出される単位時間当たりの湯水送出量を検出する送出量センサQsが設けられている。
そして、前記循環量センサQc及び前記送出量センサQsが設けられている以外は、コージェネレーションシステムの全体構成は上記の第1実施形態と同様であるので、その全体構成の説明を省略する。
尚、給湯路17を通しての給湯先での湯水の消費と貯湯用循環路18を通しての湯水の循環とが並行して行われるときは、上記の第1実施形態において説明したように湯水が流動するので、前記送出量センサQsは、貯湯用循環路18から給湯路17に供給される湯水の流量も含んだ流量を、給湯路17を通して送出される単位時間当たりの湯水送出量として検出することになる。
[Second Embodiment]
The second embodiment will be described below.
As shown by a broken line in FIG. 1, in the second embodiment, a circulation amount sensor Qc that detects a circulation amount of hot water per unit time circulated through the hot water
Since the entire configuration of the cogeneration system is the same as that of the first embodiment except that the circulation amount sensor Qc and the delivery amount sensor Qs are provided, the description of the entire configuration is omitted.
When consumption of hot water at the hot water supply destination through the hot
この第2実施形態は、湯水貯留状態判別処理及び水質低下抑制処理の別実施形態を説明するものであり、通常運転処理は上記の第1実施形態と同様であるので、その説明を省略する。 This 2nd Embodiment demonstrates another embodiment of the hot water storage state discrimination | determination process and a water quality fall suppression process, and since a normal driving | operation process is the same as that of said 1st Embodiment, the description is abbreviate | omitted.
先ず、前記湯水貯留状態判別処理について説明する。
前記運転制御部5が、前記湯水貯留状態判別処理においては、前記給水路16から前記貯湯槽2への単位時間当たりの給水量についての時系列的な給水量データ、前記貯湯用循環路18を通して循環される単位時間当たりの湯水循環量についての時系列的な湯水循環量データ、及び、前記貯湯槽2の容量データに基づいて、湯水が前記給水路16を通して供給されてから前記貯湯用熱交換器24(即ち、加熱手段Hに相当する)にて加熱されることなく前記貯湯槽2に貯留される非加熱貯留時間が設定非加熱許容時間以上となる湯水、及び、湯水が前記貯湯用熱交換器24にて加熱されてから前記貯湯用熱交換器24にて再加熱されることなく前記貯湯槽2に貯留される非再加熱貯留時間が前記設定非加熱許容時間以上となる湯水の少なくとも一方が存在すると判別すると、前記水質低下抑制タイミングになると判別するように構成されている。
つまり、この第2実施形態では、前記湯水貯留状態判別処理においては、前記貯湯槽2における湯水の貯留状態として、貯湯槽2に貯留される湯水についての非加熱貯留時間及び非再加熱貯留時間を判別して、非加熱貯留時間が設定非加熱許容時間以上となる湯水、及び、非再加熱貯留時間が前記設定非加熱許容時間以上となる湯水の少なくとも一方が存在すると、貯湯槽2の湯水の貯留状態が湯水の水質低下を抑制する必要がある状態であると判別して、水質低下抑制タイミングになると判別するように構成されている。
First, the hot water storage state determination process will be described.
In the hot water storage state determination process, the
That is, in this 2nd Embodiment, in the said hot water storage state discrimination | determination process, the non-heating storage time and the non-reheating storage time about the hot water stored in the hot
前記運転制御部5により時系列的な給水量データ、時系列的な湯水循環量データ及び貯湯槽2の容量データを管理するデータ管理処理について、説明を加える。
前記貯湯槽2の容量データは、運転制御部5のメモリに記憶させてある。この第2実施形態では、貯湯槽2の容量は200リットルであるので、容量データとして200リットルをメモリに記憶させる。
Data management processing for managing time-series water supply amount data, time-series hot water circulation amount data, and capacity data of the
The capacity data of the
前記給湯路17を通して湯水が送出されるのに伴って、その送出された湯水の量と同量の水が前記給水路16を通して供給されるので、時系列的な湯水送出量データを時系列的な給水量データとして代用することができる。
そこで、運転制御部5は、前記送出量センサQsにて検出される時系列的な単位時間当たりの湯水送出量データを単位時間当たりの給水量についての時系列的な給水量データとして読み込み、その読み込みデータを管理用時間にわたって積算して、管理用時間当たりの給水量データを求めて、時系列的な管理用時間当たりの給水量データを管理するように構成されている。
As hot water is sent out through the hot
Therefore, the
尚、給湯路17を通しての給湯先での湯水の消費と貯湯用循環路18を通しての湯水の循環とが並行して行われるときは、上記の第1実施形態において説明したように湯水が流動するので、貯湯槽2に供給されることなく直接貯湯用循環路18に供給される水も含んだ状態で、給水路16から貯湯槽2への時系列的な給水量データが管理されることになる。
When consumption of hot water at the hot water supply destination through the hot
又、運転制御部5は、前記循環量センサQcにて検出される時系列的な単位時間当たりの湯水循環量データを読み込み、その読み込みデータを管理用時間にわたって積算して、管理用時間当たりの湯水循環量データを求めて、時系列的な管理用時間当たりの湯水循環量データを管理するように構成されている。ちなみに、前記単位時間は、例えば1秒間に設定される。
Further, the
例えば、図3に示す如き時系列的な管理用時間当たりの給水量データ及び時系列的な管理用時間当たりの湯水循環量データが運転制御部5により管理される。
図3には、例えば、1月1日の1時台の管理用時間に200リットルの水が給水されて、貯湯槽2が給水路16からの水にて満杯になり、1月1日の8時台の管理用時間に40リットルの水が給水され、1月1日の19時台の管理用時間に100リットルの水が給水されたことが示され、又、1月1日の2時台の管理用時間から18時台の管理用時間まで、毎時10リットルの循環量で貯湯槽2の湯水が貯湯用循環路18を通して循環されたことが示されている。
又、図3には、例えば、1月1日の8時台の管理用時間は、給湯路17を通しての給湯先での湯水の消費と貯湯用循環路18を通しての湯水の循環とが並行して行われたことが示されている。
For example, the
In FIG. 3, for example, 200 liters of water is supplied at the management time of 1 o'clock on January 1, and the
In FIG. 3, for example, in the management time of 18:00 on January 1, consumption of hot water at the hot water supply destination through the hot
以下、前記非加熱貯留時間及び前記非再加熱貯留時間夫々の管理について、説明を加える。
給湯路17を通しての給湯先での湯水の消費と貯湯用循環路18を通しての湯水の循環とのうち、給湯先での湯水の消費のみが行われるときは、給湯路17を通して貯湯槽2の上部から湯水が送出されるのに伴って、貯湯槽2の湯水は上方に流動して、貯湯槽2の上部から送出された湯水の量と同量の水が給水路16を通して貯湯槽2の底部に供給され、湯水の循環のみが行われるときは、貯湯槽2の湯水が下方に流動しながら、槽底部から貯湯用循環路18に取り出された湯水は貯湯用熱交換器24にて加熱されたのち槽上部に戻されることになる。
又、給湯先での湯水の消費と貯湯用循環路18を通しての湯水の循環とが並行して行われるときは、給水路16を通して供給された水のうち、貯湯用熱交換器24による加熱後の温度が加熱目標温度になる分が、給水路16から直接貯湯用循環路18に供給されて貯湯用熱交換器24により加熱されたのち、貯湯槽2の上部から送出される湯水と共に給湯路17を通して送出され、残りが貯湯槽2の底部に貯留されることになる。
Hereinafter, the management of each of the non-heating storage time and the non-reheating storage time will be described.
Of the consumption of hot water at the hot water supply destination through the hot
Further, when consumption of hot water at the hot water supply destination and hot water circulation through the hot water
従って、貯湯槽2への給水及び貯湯槽2の湯水の循環に伴う上述の如き貯湯槽2の湯水の流動形態に鑑みて、時系列的な管理用時間当たりの給水量データ、時系列的な管理用時間当たりの湯水循環量データ及び貯湯槽2の容量データに基づいて、各管理用時間の開始時点毎に、貯湯槽2の湯水を、管理用時間毎の給水ブロック及び管理用時間毎の加熱済みブロックにて、各ブロックが給水路16を通しての給水の順序及び貯湯用循環路18を通しての湯水の循環の順序に対応して並び且つ各ブロックの湯水量を合計した合計湯水量が容量データに等しくなる状態で、上下方向にブロック分けすることができ、又、各給水ブロック毎に給水日時及び湯水量を特定し、各加熱済みブロック毎に貯湯用熱交換器24による加熱日時及び湯水量を特定することができる。
Therefore, in view of the flow of hot water in the hot
ちなみに、前記給水ブロックは、管理用時間にわたって給水路16を通して貯湯槽2の底部に供給されたままで、貯湯用循環路18を通して循環されていない、即ち、貯湯用熱交換器24にて加熱されていない湯水のブロックを示し、前記加熱済みブロックは、管理用時間にわたって貯湯槽2の底部から取り出されて貯湯用循環路18を通して循環されることにより、貯湯用熱交換器24にて加熱されたのち貯湯槽2の上部に戻された湯水のブロックを示す。
前記給水路16を通して供給されて貯湯用熱交換器24にて加熱されたのち、再度、貯湯用熱交換器24にて加熱された加熱済みブロックについては、最も新しい再加熱日時を加熱日時として特定する。
Incidentally, the water supply block remains supplied to the bottom of the
For the heated block that is supplied through the
以下、図4に基づいて、時系列的な管理用時間当たりの給水量データ及び時系列的な管理用時間当たりの湯水循環量データが図3に示す如き場合について、貯湯槽2の湯水における管理用時間毎の給水ブロック及び管理用時間毎の加熱済みブロックによるブロック分けについて説明を加える。
ちなみに、図4は、貯湯槽2の湯水を上下方向に給水ブロック及び加熱済みブロックにてブロック分けした状態を示し、各ブロック内に、各ブロックの給水日時、加熱日時、湯水量をそれぞれ(1/1,1)(−)(140)、あるいは、(−)(1/1,2)(10)の如く示す。
つまり、各ブロック内における左端の()内に給水日時を、中央の()内に加熱日時を、右端の()内に湯水量を示す。
例えば、1月1日の8:00のブロック分けにおける最下部のブロックは給水ブロックであり、その内部の(1/1,1)(−)(140)については、左端の()内の「1/1,1」は、給水日時が1月1日の1時であることを示し、中央の()内の「−」は、給水されたままで加熱されていないことを示し、右端の()内の「140」は湯水量が140リットルであることを示す。
Hereinafter, based on FIG. 4, the management of hot water in the
Incidentally, FIG. 4 shows a state in which the hot water in the
That is, the date and time of water supply is shown in () at the left end in each block, the date and time of heating is shown in () at the center, and the amount of hot water is shown in () at the right end.
For example, the lowest block in the block division at 8:00 on January 1 is a water supply block, and (1/1, 1) (-) (140) in the inside is indicated by " “1/1, 1” indicates that the water supply date is 1 o'clock on January 1st, “−” in the center () indicates that the water has been supplied and has not been heated, “140” in parentheses indicates that the amount of hot water is 140 liters.
又、下から2番目のブロックは加熱済みブロックであり、その内部の(−)(1/1,2)(10)については、左端の()内の「−」は、給水されたのち貯湯用熱交換器24にて加熱済みであるので、給水日時は管理しないことを示し、中央の()内の「1/1,2」は、加熱日時が1月1日の2時であることを示し、右端の()内の「10」は湯水量が10リットルであることを示す。
The second block from the bottom is a heated block, and (-) (1/1, 2) (10) in the inside is the "-" in () at the left end is hot water storage after being supplied with water. Since it has already been heated in the
図示は省略するが、1月1日の1時台に200リットルの水が貯湯槽2の底部に給水されたので、2時台の管理用時間の開始時点では、貯湯槽2全体が、1月1日の1時に給水された給水ブロックになる。
1月1日の2時から7時までの6時間は、毎時10リットルずつ貯湯槽2の湯水が循環されるので、毎時、10リットルの湯水が貯湯槽2の底部から取り出されて、貯湯用熱交換器24にて加熱されたのち貯湯槽2の上部に戻されることになり、1月1日の8時台の管理用時間の開始時点では、図4の(イ)に示すように、給水日時が1月1日の1時で湯水量が140リットルの給水ブロック、加熱日時が1月1日の2時で湯水量が10リットルの加熱済みブロック、加熱日時が1月1日の3時で湯水量が10リットルの加熱済みブロック、……………、加熱日時が1月1日の7時で湯水量が10リットルの加熱済みブロックの7個のブロックが下方から上方に並ぶ状態でブロック分けされる。
Although illustration is omitted, since 200 liters of water was supplied to the bottom of the
For 6 hours from 2:00 to 7:00 on January 1, hot water in the
1月1日の8時台は、給湯路17を通しての給湯先での湯水の消費と貯湯用循環路18を通しての貯湯槽2の湯水の循環とが並行して行われており、この第2実施形態では、このように給湯先での湯水の消費と貯湯用循環路18を通しての湯水の循環とが並行して行われる管理用時間においては、給水路16を通して供給される水のうち、貯湯用循環路18を通して循環される湯水循環量に相当する分は、貯湯槽2の底部に貯留されることなく、貯湯用循環路18を通して循環されて、貯湯用熱交換器24にて加熱されたのち、給湯路17を通して送出されるとする。
つまり、管理用時間当たりの給水量データは40リットルであり、管理用時間当たりの湯水循環量データは10リットルであるので、貯湯槽2の底部に供給された40リットルの水のうち、貯湯用循環路18を通して循環された10リットルを除いた30リットルを給水循環並行時給水量として、その給水循環並行時給水量の水が貯湯槽2の底部に貯留されることとする。
従って、1月1日の9時台の管理用時間の開始時点では、図4の(ロ)に示すように、給水日時が1月1日の8時で湯水量が30リットルの給水ブロック、給水日時が1月1日の1時で湯水量が140リットルの給水ブロック、加熱日時が1月1日の2時で湯水量が10リットルの加熱済みブロック、加熱日時が1月1日の3時で湯水量が10リットルの加熱済みブロック、加熱日時が1月1日の4時で湯水量が10リットルの加熱済みブロックの5個のブロックが下方から上方に並ぶ状態でブロック分けされる。
At 8 o'clock on January 1, consumption of hot water at the hot water supply destination through the hot
In other words, the water supply amount data per management time is 40 liters, and the hot water circulation amount data per management time is 10 liters. Therefore, out of 40 liters of water supplied to the bottom of the
Therefore, at the start of the management time at 9 o'clock on January 1st, as shown in FIG. 4 (b), a water supply block with a water supply date and time of 8:00 on January 1st and a hot water amount of 30 liters, Water supply date and time is 1:00 on January 1 and the hot water volume is 140 liters. Heated date and time is 2:00 on January 1 and the heated block is 10 liters in hot water and the heating date and time is 3 on January 1. 5 blocks of heated blocks with hot water amount of 10 liters and heated blocks with heating date and time of 4 o'clock on January 1st and hot water amount of 10 liters are divided into blocks in a state where they are lined up from below.
1月1日の9時から18時までの10時間は、毎時10リットルずつ貯湯槽2の湯水が循環されるので、毎時、10リットルの湯水が貯湯槽2の底部から取り出されて、貯湯用熱交換器24にて加熱されたのち貯湯槽2の上部に戻されることになり、1月1日の19時台の管理用時間の開始時点では、図4の(ハ)に示すように、給水日時が1月1日の1時で湯水量が70リットルの給水ブロック、加熱日時が1月1日の2時で湯水量が10リットルの加熱済みブロック、加熱日時が1月1日の3時で湯水量が10リットルの加熱済みブロック、……………、加熱日時が1月1日の18時で湯水量が10リットルの加熱済みブロックの14個のブロックが下方から上方に並ぶ状態でブロック分けされる。
For 10 hours from 9:00 to 18:00 on January 1, hot water in the
1月1日の19時台は、給水路16を通して100リットルの水が貯湯槽2の底部に供給され、貯湯用循環路18を通しての循環が行われていないので、貯湯槽2の上部の100リットル分の湯水が貯湯槽2から給湯路17に送出されたことになり、1月1日の20時台の管理用時間の開始時点では、図4の(ニ)に示すように、給水日時が1月1日の19時で湯水量が湯水量が100リットルの給水ブロック、給水日時が1月1日の1時で湯水量が70リットルの給水ブロック、加熱日時が1月1日の2時で湯水量が10リットルの加熱済みブロック、加熱日時が1月1日の3時で湯水量が10リットルの加熱済みブロック、加熱日時が1月1日の4時で湯水量が10リットルの加熱済みブロックの5個のブロックが下方から上方に並ぶ状態でブロック分けされる。
At 19:00 on January 1, 100 liters of water is supplied to the bottom of the
上述の如く、時系列的な管理用時間当たりの給水量データ、時系列的な管理用時間当たりの湯水循環量データ及び貯湯槽2の容量データに基づいて、各管理用時間の開始時点において、貯湯槽2の湯水における管理用時間毎の給水ブロック及び管理用時間毎の加熱済みブロックによるブロック分けを更新すると共に、各ブロック毎に、給水日時、加熱日時、湯水量を特定することができ、例えば、1月3日の9時台、1月3日の20時台及び1月4日の2時台の夫々の管理用時間の開始時点においては、図4の(ホ)〜(ト)に示すように、貯湯槽2の湯水を給水ブロック及び加熱済みブロックにてブロック分けすると共に、各給水ブロック毎に、給水日時、湯水量を特定し、各加熱済みブロック毎に、加熱日時、湯水量を特定することができる。
As described above, based on the water supply amount data per time-series management time, the hot water circulation amount data per time-series management time, and the capacity data of the
そして、管理用時間の開始時点毎に、各給水ブロック毎の給水日時及び各加熱済みブロック毎の加熱日時に基づいて、各給水ブロック毎に非加熱貯留時間を求め、各加熱済みブロック毎に非再加熱貯留時間を求めることができる。
例えば、図4の(ホ)に基づいて説明すると、1月3日の9時台の管理用時間の開始時点においては、下から3番目のブロックは給水ブロックであり、その給水日時は1月1日の1時であるので、非加熱貯留時間は56時間となり、又、下から4番目のブロックは加熱済みブロックであり、その加熱日時は1月1日の2時であるので、非再加熱貯留時間は55時間となる。
又、図4の(ト)に基づいて説明すると、1月4日の2時台の管理用時間の開始時点においては、給水ブロックは最下部のブロックだけであり、その給水ブロックの給水日時は1月3日の19時であるので、非加熱貯留時間は7時間となり、又、加熱済みブロックは下から2番目から最上部までの6ブロックであり、そのうち、加熱日時が最も過去になるのは下から2番目の加熱済みブロックであり、その加熱日時は1月1日の2時であるので、非再加熱貯留時間は72時間となる。
Then, at each starting time of the management time, based on the water supply date and time for each water supply block and the heating date and time for each heated block, the unheated storage time is obtained for each water supply block, The reheat storage time can be determined.
For example, based on (e) in FIG. 4, at the start of the management time at 9 o'clock on January 3, the third block from the bottom is the water supply block, and the water supply date is January Since it is 1 o'clock in the day, the non-heated storage time is 56 hours, and the fourth block from the bottom is the heated block, and the heating date and time is 2 o'clock on January 1st. The heating and storage time is 55 hours.
In addition, based on (G) of FIG. 4, at the start of the management time at 2 o'clock on January 4, the water supply block is only the lowest block, and the water supply date and time of the water supply block is Since it is 19:00 on January 3, the non-heated storage time is 7 hours, and the heated blocks are the 6 blocks from the second to the top from the bottom, of which the heating date is the past Is the second heated block from the bottom, and its heating date and time is 2:00 on January 1, so the non-reheated storage time is 72 hours.
そして、前記設定非加熱許容時間を例えば72時間(3日間)に設定すると、1月4日の2時台の管理用時間の開始時点において、非再加熱貯留時間が設定非加熱貯留時間以上となる湯水のブロックが存在すると判別されることになり、水質低下抑制タイミングになると判別することになる。 When the set non-heating allowable time is set to 72 hours (3 days), for example, at the start of the management time at 2:00 on January 4, the non-reheating storage time is equal to or more than the set non-heating storage time. That is, it is determined that there is a block of hot and cold water, and it is determined that the water quality deterioration suppression timing is reached.
つまり、前記運転制御部5は、管理用時間の開始時点において、時系列的な管理用時間当たりの給水量データ、時系列的な管理用時間当たりの湯水循環量データ及び貯湯槽2の容量データに基づいて、貯湯槽2の湯水を、管理用時間毎の給水ブロック及び管理用時間毎の加熱済みブロックにて、各ブロックが給水路16を通しての給水の順序及び貯湯用循環路18を通しての湯水の循環の順序に対応して並び且つ各ブロックの湯水量を合計した合計湯水量が容量データに等しくなる状態で上下方向にブロック分けし、且つ、各給水ブロック毎に給水日時、湯水量を特定し、各加熱済みブロック毎に加熱日時、湯水量を特定するように構成されている。
In other words, the
ちなみに、前記運転制御部5は、前記給水路16を通して供給されて貯湯用熱交換器24にて加熱されたのち、再度貯湯用熱交換器24にて加熱された加熱済みブロックについては、最も新しい再加熱日時を加熱日時として特定するように構成されている。
又、前記運転制御部5は、管理用時間の開始時点において、各給水ブロック毎に、夫々の給水日時に基づいて非加熱貯留時間を求め、各加熱済みブロック毎に、夫々の加熱日時に基づいて非再加熱貯留時間を求めて、求めた非加熱貯留時間が設定非加熱許容時間以上となるブロック及び求めた非再加熱貯留時間が設定非加熱許容時間以上となるブロックの少なくとも一方が存在すると、水質低下抑制タイミングになると判別するように構成されている。
Incidentally, the
Moreover, the said
次に、前記水質低下抑制処理について説明する。
尚、この第2実施形態においても、前記設定処理期間は1回の運転周期にて構成されている。
前記運転制御部5は、上記の第1実施形態と同様に、水質低下抑制処理として、前記循環制御処理、及び、前記水質低下抑制用運転条件を定めてその水質低下抑制用運転条件に基づいて前記燃料電池1を運転する抑制運転処理を実行するように構成され、前記水質低下抑制用運転条件として、前記貯湯槽2の湯水の全量又は略全量が前記設定処理期間内に前記給水路16からの水に入れ替えられることが予測できる運転条件を定めるように構成されている。
又、前記運転制御部5は、上記の第1実施形態と同様に、前記水質低下抑制用運転条件として、水質低下抑制用運転時間帯と水質低下抑制用発電出力とを定めるように構成されているが、それら水質低下抑制用運転時間帯と水質低下抑制用発電出力とを定めるための構成が上記の第1実施形態と異なる。
Next, the water quality deterioration suppressing process will be described.
In the second embodiment as well, the setting process period is configured with a single operation cycle.
The said
Moreover, the said
即ち、この第2実施形態では、前記運転制御部5が、前記時系列的な予測電力負荷及び時系列的な予測熱負荷に基づいて、前記設定処理期間内に前記貯湯槽2の湯水の全量が給水路16からの水にて入れ替えられるべく、設定処理期間における予測電力負荷が発生する全時間帯を水質低下抑制用運転時間帯とする状態で、水質低下抑制用発電出力を設定処理期間における予測電力負荷よりも小さくなるように定めるように構成されている。
又、前記運転制御部5が、設定処理期間における予測電力負荷が発生する全時間帯にわたって、水質低下抑制用発電出力を発電出力調節範囲の最小出力に設定しても、前記設定処理期間内に前記貯湯槽2の湯水の全量が入れ替えられないと予測されるときは、前記貯湯槽2の湯水の全量が入れ替えられるべく、水質低下抑制用発電出力を発電出力調節範囲の最小出力に設定する状態で、設定処理期間内に水質低下抑制用時間帯を設定するように構成されている。
That is, in the second embodiment, the
Further, even if the
以下、前記水質低下抑制用発電出力及び前記水質低下抑制用運転時間帯を定める手順について、説明する。
前記運転制御部5は、時系列的な予測電力負荷及び時系列的な予測熱負荷に基づいて、設定処理期間中に前記貯湯槽2の湯水の全量が入れ替えられると予測できるように、設定処理期間における予測電力負荷が発生する全時間帯を水質低下抑制用運転時間帯とすると仮定して、各管理用時間の水質低下抑制用発電出力を予測電力負荷よりも小さく設定するように構成されている。
又、前記運転制御部5は、設定処理期間における予測電力負荷が発生する全ての管理用時間の水質低下抑制用発電出力を発電出力調節範囲の最小出力に設定しても、前記貯湯槽2の湯水の全量が入れ替えられないと予測されるときは、前記貯湯槽2の湯水の全量が入れ替えられると予測できるように、各管理用時間の水質低下抑制用発電出力を発電出力調節範囲の最小出力に設定する状態で、設定処理期間内に水質低下抑制用時間帯を設定するように構成されている。
Hereinafter, the procedure for determining the power generation output for suppressing water quality deterioration and the operation time zone for suppressing water quality deterioration will be described.
The
Further, even if the
説明を加えると、設定処理期間における予測電力負荷が発生する各管理用時間において燃料電池1の発電出力を予測電力負荷よりも小さい仮水質低下抑制用発電出力に調節すると仮定して、時系列的な予測電力負荷及び時系列的な予測熱負荷に基づいて、設定処理期間中に貯湯槽2の湯水の全量が入れ替えられると予測できるか否かを判別する処理を、仮水質低下抑制用発電出力を段階的に小さく設定しながら、貯湯槽2の湯水の全量が入れ替えられると予測できるまで繰り返す。
そして、上記の処理を繰り返すことにより、設定処理期間中に貯湯槽2の湯水の全量が給水路16からの水にて入れ替えられると予測できるときは、設定処理期間における予測電力負荷が発生する全時間帯を水質低下抑制用運転時間帯として設定し、且つ、各管理用時間について設定されている仮水質低下抑制用発電出力を水質低下抑制用発電出力として設定する。
In addition, assuming that the power generation output of the
Then, by repeating the above processing, when it can be predicted that the total amount of hot water in the hot
又、設定処理期間における予測電力負荷が発生する全ての管理用時間の仮水質低下抑制用発電出力を発電出力調節範囲の最小出力に設定しても、前記貯湯槽2の湯水の全量が入れ替えられると予測できないときは、各管理用時間において燃料電池1の発電出力を発電出力調節範囲の最小出力に調節すると仮定して、時系列的な予測電力負荷及び時系列的な予測熱負荷に基づいて、前記貯湯槽2の湯水の全量が入れ替えられると予測されるように運転時間帯を設定し、その設定した運転時間帯を水質低下抑制用運転時間帯とし、各管理用時間の水質低下抑制用発電出力を発電出力調節範囲の最小出力に設定する。
Moreover, even if the power generation output for suppressing temporary water quality deterioration during all the management time periods during which the predicted power load is generated during the setting processing period is set to the minimum output of the power generation output adjustment range, the total amount of hot water in the
以下、仮水質低下抑制用発電出力の設定手順について、説明を加える。
予測電力負荷に乗じることにより仮水質低下抑制用発電出力を設定するための抑制出力設定用係数を、上記の第1実施形態と同様に設定する。
そして、抑制出力設定用係数を順次小さくして、予測電力負荷に乗じることにより、仮水質低下抑制用発電出力を段階的に小さく設定する。
運転周期中に貯湯槽2の湯水の全量が入れ替えられるか否かを判別する手順は、上記の第1実施形態において説明したのと同様であるので、その説明を省略する。
Hereinafter, the setting procedure of the power generation output for suppressing the temporary water quality deterioration will be described.
The suppression output setting coefficient for setting the power generation output for temporary water quality reduction suppression by multiplying the predicted power load is set in the same manner as in the first embodiment.
Then, the temporary output reduction power generation output is set to be small stepwise by sequentially reducing the suppression output setting coefficient and multiplying it by the predicted power load.
Since the procedure for determining whether or not the total amount of hot water in the hot
ところで、通常運転用の運転形態は、複数種の運転形態のうちで予測エネルギ削減量が最大の運転形態が定められるものである。
そして、予測熱負荷に対して燃料電池1の発生熱量が不足する不足熱量は補助加熱器27の発生熱で補う条件で、予測エネルギ削減量が求められることから、不足熱量が生じると、求められる予測エネルギ削減量が小さくなるので、通常運転用の運転形態において、各管理用時間の予測発電出力は予測不足熱量が極力生じないように定められている。
従って、上述のように水質低下抑制用発電出力及び水質低下抑制用運転時間帯を設定することにより、結果的に、前記水質低下抑制用運転条件として、前記水質低下抑制タイミング以降の設定処理期間内において前記通常運転処理を実行すると仮定したときに前記燃料電池1により発電される総発電量よりも前記設定処理期間内における前記燃料電池1の総発電量を低下させる条件を定めることになる。
By the way, the driving mode for normal driving is a mode in which the driving mode having the maximum predicted energy reduction amount is determined from among a plurality of driving modes.
Then, the shortage of heat generated by the
Therefore, by setting the power generation output for water quality reduction suppression and the operation time zone for water quality reduction suppression as described above, as a result, the operation condition for water quality reduction suppression is within the set processing period after the water quality reduction suppression timing. When the normal operation process is assumed to be executed, a condition for lowering the total power generation amount of the
前記主制御処理における運転制御部5の制御動作のフローチャートは、上記の第1実施形態において説明した図2に示すフローチャートと同様であるので、その説明を省略する。
尚、この第2実施形態においては、図2に示すフローチャートにおけるステップ#7では、貯湯槽2の湯水を給水ブロック及び加熱済みブロックにブロック分けしたときに、設定処理期間の間に、貯湯槽2の全体が給水ブロックになると入れ替わり状態になったと判別し、設定処理期間の間、貯湯槽2の全体が給水ブロックにならなかった場合は、入れ替わり状態にならなかったと判別するように構成されている。
第1実施形態と同様に、図2に示すフローチャートにおけるステップ#8では、延長用の水質低下抑制処理の運転条件として、設定処理期間全体にわたって燃料電池1を停止する条件に設定するように構成されている。
又、図2に示すフローチャートにおけるステップ#9の燃料電池運転制御においては、設定処理期間の水質低下抑制用運転時間帯では、燃料電池1の発電出力を管理用時間毎に設定されている水質低下抑制用発電出力に調節し、水質低下抑制用運転時間帯の終了時点で設定処理期間の最終時点になっていない場合は、その水質低下抑制用運転時間帯の終了時点から設定処理期間の最終時点まで、燃料電池1を停止するように構成されている。
Since the flowchart of the control operation of the
In the second embodiment, in
As in the first embodiment,
Further, in the fuel cell operation control of
〔第3実施形態〕
以下、第3実施形態を説明する。
図1において破線にて示すように、この第3実施形態においても、上記の第2実施形態と同様に、前記循環量センサQc及び前記送出量センサQsが設けられている。
そして、前記循環量センサQc及び前記送出量センサQsが設けられている以外は、コージェネレーションシステムの全体構成は上記の第1実施形態と同様であるので、その全体構成の説明を省略する。
[Third Embodiment]
Hereinafter, a third embodiment will be described.
As indicated by a broken line in FIG. 1, in the third embodiment as well, the circulation amount sensor Qc and the delivery amount sensor Qs are provided as in the second embodiment.
Since the entire configuration of the cogeneration system is the same as that of the first embodiment except that the circulation amount sensor Qc and the delivery amount sensor Qs are provided, the description of the entire configuration is omitted.
この第3実施形態は、湯水貯留状態判別処理及び水質低下抑制処理の別実施形態を説明するものであり、通常運転処理は上記の第1実施形態と同様であるので、その説明を省略する。 In the third embodiment, another embodiment of the hot water storage state determination process and the water quality deterioration suppression process is described. Since the normal operation process is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.
先ず、前記湯水貯留状態判別処理について説明する。
前記運転制御部5が、前記湯水貯留状態判別処理においては、前記給水路16から前記貯湯槽2への単位時間当たりの給水量についての時系列的な給水量データ、前記貯湯用循環路18を通して循環される単位時間当たりの湯水循環量についての時系列的な湯水循環量データ、及び、前記貯湯槽2の容量データに基づいて、前記給水路16を通して供給されてから前記貯湯槽2に滞留する滞留時間が設定滞留許容時間以上となる湯水が存在すると判別すると、前記水質低下抑制タイミングになると判別するように構成されている。
つまり、この第3実施形態では、前記湯水貯留状態判別処理においては、前記貯湯槽2における湯水の貯留状態として、貯湯槽2に貯留される湯水についての滞留時間を判別して、滞留時間が前記設定滞留許容時間以上となる湯水が存在すると、貯湯槽2の湯水の貯留状態が湯水の水質低下を抑制する必要がある状態であると判別して、水質低下抑制タイミングになると判別するように構成されている。
First, the hot water storage state determination process will be described.
In the hot water storage state determination process, the
That is, in this 3rd Embodiment, in the said hot water storage state discrimination | determination process, as the hot water storage state in the said
前記運転制御部5により時系列的な給水量データ、時系列的な湯水循環量データ及び貯湯槽2の容量データを管理するデータ管理処理は、上記の第2実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
Since the data management processing for managing the time-series water supply amount data, the time-series hot water circulation amount data, and the capacity data of the
以下、前記滞留時間の管理について説明を加えるが、この第3実施形態においても、上記の第2実施形態と同様に、図3に示す如き時系列的な管理用時間当たりの給水量データ及び時系列的な管理用時間当たりの湯水循環量データが運転制御部5により管理されるとして、説明する。
図5に示すように、図4に示す第2実施形態と同様に、管理用時間の開始時点毎に、貯湯槽2の湯水を管理用時間毎の給水ブロック及び管理用時間毎の加熱済みブロックに分けるブロック分けが行われるが、図5においては、各ブロック内に、各ブロックの給水日時、湯水量をそれぞれ(1/1,1)(140)、あるいは、(1/1,1)(10)の如く示す。又、加熱済みブロックを、「#」の符合にて示す。
つまり、各ブロック内における左側の()内に給水日時を、右側の()内に湯水量を示す。
例えば、1月1日の8:00のブロック分けにおける最下部のブロックの(1/1,1)(140)については、左側の()内の「1/1,1」は、給水日時が1月1日の1時であることを示し、右側の()内の「140」は湯水量が140リットルであることを示す。
Hereinafter, the management of the dwell time will be described. In the third embodiment, similarly to the second embodiment, the water supply amount data per hour for management time and the time series as shown in FIG. It is assumed that the hot water circulation amount data per sequential management time is managed by the
As shown in FIG. 5, as in the second embodiment shown in FIG. 4, the hot water in the
That is, the date and time of water supply is shown in () on the left side in each block, and the amount of hot water is shown in () on the right side.
For example, for (1/1, 1) (140) of the lowermost block in the 8:00 block division on January 1, “1/1, 1” in () on the left side is the water supply date and time. It indicates 1 o'clock on January 1 and “140” in parentheses on the right side indicates that the amount of hot water is 140 liters.
1月1日の2時から7時までの6時間は、毎時10リットルずつ貯湯槽2の湯水が循環されるので、毎時、10リットルの湯水が貯湯槽2の底部から取り出されて、貯湯用熱交換器24にて加熱されたのち貯湯槽2の上部に戻されることになり、1月1日の8時台の管理用時間の開始時点では、図5の(イ)に示すように、給水日時が1月1日の1時であり湯水量が140リットルの給水ブロックと、給水日時が1月1日の1時であり湯水量が10リットルの6個の加熱済みブロックとの7個のブロックが下方から上方に並ぶ状態でブロック分けされる。
For 6 hours from 2:00 to 7:00 on January 1, hot water in the
1月1日の8時台は、給湯路17を通しての給湯先での湯水の消費と貯湯用循環路18を通しての貯湯槽2の湯水の循環とが並行して行われており、上述の第2実施形態と同様に、貯湯槽2の底部に供給された40リットルの水のうち、貯湯用循環路18を通して循環された10リットルを除いた30リットルを給水循環並行時給水量として、その給水循環並行時給水量の水が貯湯槽2の底部に貯留されることとする。
従って、1月1日の9時台の管理用時間の開始時点では、図5の(ロ)に示すように、給水日時が1月1日の8時であり湯水量が30リットルの給水ブロック、給水日時が1月1日の1時であり湯水量が140リットルの給水ブロック、及び、給水日時が1月1日の1時であり湯水量が10リットルの3個の加熱済みブロックの5個のブロックが下方から上方に並ぶ状態でブロック分けされる。
At 8 o'clock on January 1, consumption of hot water at the hot water supply destination through the hot
Therefore, at the start of the management time at 9 o'clock on January 1st, as shown in FIG. 5 (b), the water supply date and time is 8 o'clock on January 1st and the amount of hot water is 30 liters. 5 of 3 heated blocks with a water supply date of 1 January on January 1 and a hot water volume of 140 liters, and a water supply date of 1 January on January 1 with a hot water volume of 10 liters The blocks are divided into blocks in a state of being lined up from below.
1月1日の9時から18時までの10時間は、毎時10リットルずつ貯湯槽2の湯水が循環されるので、毎時、10リットルの湯水が貯湯槽2の底部から取り出されて、貯湯用熱交換器24にて加熱されたのち貯湯槽2の上部に戻されることになり、1月1日の19時台の管理用時間の開始時点では、図5の(ハ)に示すように、給水日時が1月1日の1時であり湯水量が70リットルの給水ブロック、給水日時が1月1日の1時であり湯水量が10リットルの3個の加熱済みブロック、給水日時が1月1日の8時であり湯水量が10リットルの3個の加熱済みブロック、及び、給水日時が1月1日の1時であり湯水量が10リットルである7個の加熱済みブロックの14個のブロックが下方から上方に並ぶ状態でブロック分けされる。
For 10 hours from 9:00 to 18:00 on January 1, hot water in the
1月1日の19時台は、給水路16を通して100リットルの水が貯湯槽2の底部に供給され、貯湯用循環路18を通しての循環が行われていないので、貯湯槽2の上部の100リットル分の湯水が貯湯槽2から給湯路17に送出されたことになり、1月1日の20時台の管理用時間の開始時点では、図5の(ニ)に示すように、給水日時が1月1日の19時であり湯水量が100リットルの給水ブロック、給水日時が1月1日の1時であり湯水量が70リットルの給水ブロック、及び、給水日時が1月1日の1時であり湯水量が10リットルの3個の加熱済みブロックの5個のブロックが下方から上方に並ぶ状態でブロック分けされる。
At 19:00 on January 1, 100 liters of water is supplied to the bottom of the
上述の如く、時系列的な管理用時間当たりの給水量データ、時系列的な管理用時間当たりの湯水循環量データ及び貯湯槽2の容量データに基づいて、各管理用時間の開始時点において、貯湯槽2の湯水を給水ブロック及び加熱済みブロックにてブロック分けすると共に、各ブロック毎に、給水日時、湯水量を特定することができ、例えば、1月3日の9時台、1月3日の20時台及び1月4日の1時台の夫々の管理用時間の開始時点においては、図5の(ホ)〜(ト)に示すように、貯湯槽2の湯水を、管理用時間毎の給水ブロック及び管理用時間毎の加熱済みブロックにてブロック分けすると共に、各ブロック毎に、給水日時、湯水量を特定することができる。
As described above, based on the water supply amount data per time-series management time, the hot water circulation amount data per time-series management time, and the capacity data of the
そして、管理用時間の開始時点毎に、各ブロック毎の給水日時に基づいて、各ブロック毎に滞留時間を求めることができる。
例えば、図5の(ホ)に基づいて説明すると、1月3日の9時台の管理用時間の開始時点においては、例えば、下から3番目のブロックは給水ブロックであり、その給水日時は1月1日の1時であるので、滞留時間は56時間となり、又、下から4番目のブロックは加熱済みブロックであり、その給水日時は1月1日の1時であるので、滞留時間は56時間となる。
又、図5の(ト)に基づいて説明すると、1月4日の1時台の管理用時間の開始時点においては、給水日時が1月3日の19時であり湯水量が150リットルの給水ブロック、給水日時が1月1日の1時であり湯水量が10リットルの3個の加熱済みブロック、及び、給水日時が1月1日の19時であり湯水量が10リットルの2個の加熱済みブロックの6個のブロックが下方から上方に並ぶ状態でブロック分けされ、それらのブロックのうち、給水日時が最も過去になるのは下から2番目から4番目の3個の加熱済みブロックであり、その給水日時は1月1日の1時であるので、滞留時間は72時間となる。
And the residence time can be calculated | required for every block based on the water supply date for every block for every starting time of management time.
For example, based on (e) in FIG. 5, at the start of the management time at 9 o'clock on January 3, for example, the third block from the bottom is a water supply block, and the water supply date and time is Since it is 1 o'clock on January 1, the residence time is 56 hours, and the fourth block from the bottom is a heated block, and its water supply date is 1 o'clock on January 1, so the residence time Will be 56 hours.
Further, based on FIG. 5 (G), at the start of the management time of 1 o'clock on January 4, the water supply date and time is 19:00 on January 3, and the amount of hot water is 150 liters. Water supply block, water supply date and time is 1 o'clock on January 1 and 3 heated blocks with 10 liters of hot water, and water supply date and time is 1 o'clock on January 1 and 2 with 10 liters of hot water Six of the heated blocks are divided into blocks in a state where they are lined up from the bottom, and among these blocks, the water supply date and time is the past, and the three heated blocks from the second to the fourth from the bottom Since the water supply date is 1 o'clock on January 1, the residence time is 72 hours.
そして、前記設定滞留許容時間を例えば72時間(3日間)に設定すると、1月4日の2時台の管理用時間の開始時点において、滞留時間が設定滞留許容時間以上となる湯水のブロックが存在すると判別されることになる。 Then, when the set residence allowance time is set to 72 hours (3 days), for example, a hot water block whose residence time is equal to or greater than the set residence allowance time at the start of the management time at 2 o'clock on January 4th. It will be determined that it exists.
つまり、前記運転制御部5は、管理用時間の開始時点において、時系列的な管理用時間当たりの給水量データ、時系列的な管理用時間当たりの湯水循環量データ及び貯湯槽2の容量データに基づいて、貯湯槽2の湯水を、管理用時間毎の給水ブロック及び管理用時間毎の加熱済みブロックにて、各ブロックが給水路16を通しての給水の順序及び貯湯用循環路18を通しての湯水の循環の順序に対応して並び且つ各ブロックの湯水量を合計した合計湯水量が容量データに等しくなる状態で上下方向にブロック分けし、且つ、各ブロック毎に給水日時、湯水量を特定するように構成されている。
又、前記運転制御部5は、管理用時間の開始時点において、各ブロック毎の給水日時に基づいて、各ブロック毎に滞留時間を求めて、求めた滞留時間が設定滞留許容時間以上となるブロックが存在すると、水質低下抑制タイミングになると判別するように構成されている。
In other words, the
In addition, the
以下、前記水質低下抑制処理について説明する。
尚、この第3実施形態においては、前記設定処理期間は複数回の運転周期にて構成されている。
前記運転制御部5は、上記の第1実施形態と同様に、水質低下抑制処理として、前記循環制御処理、及び、前記水質低下抑制用運転条件を定めてその水質低下抑制用運転条件に基づいて前記燃料電池1を運転する抑制運転処理を実行するように構成され、前記水質低下抑制用運転条件として、前記貯湯槽2の湯水の全量又は略全量が前記設定処理期間内に前記給水路16からの水に入れ替えられることが予測できる運転条件を定めるように構成されている。
Hereinafter, the said water quality fall suppression process is demonstrated.
In the third embodiment, the setting process period is constituted by a plurality of operation cycles.
The said
そして、この第3実施形態では、前記運転制御部5が、前記水質低下抑制用運転条件として、複数の管理用時間を含む運転周期(周期に相当する)が複数連続する設定判別期間における最初の周期において前記燃料電池1を運転しかつ残る周期においては前記燃料電池1を停止すると仮定したときに、最初の周期のうちで、運転しても前記設定判別期間が経過すると前記貯湯槽2の湯水の全量又は略全量が前記給水路16からの水に入れ替えられることになる時間帯でかつ運転による運転メリットが高くなる有効時間帯を、少なくとも前記時系列的な予測電力負荷及び時系列的な予測熱負荷に基づいて求めて、その求めた有効時間帯を運転時間帯として前記燃料電池1を運転しかつ前記設定判別期間における前記運転時間帯以外の時間帯を停止時間帯として前記燃料電池1を停止する条件を定めるように構成されている。
And in this 3rd Embodiment, the said
又、前記運転制御部5が、前記水質低下抑制用運転条件として、運転周期数が異なる複数の前記設定判別期間の夫々について、前記有効時間帯を求めて、複数の設定判別期間のうちで予測エネルギ削減量が最大となる設定判別期間の有効時間帯を運転時間帯として前記燃料電池1を運転しかつ予測エネルギ削減量が最大となる設定判別期間における前記運転時間帯以外の時間帯を停止時間帯として前記燃料電池1を停止する条件を定めるように構成されている。
ちなみに、前記設定判別期間は前記設定処理期間に相当することになる。
Further, the
Incidentally, the setting determination period corresponds to the setting process period.
以下、前記水質低下抑制用運転条件を定める抑制用運転条件設定処理について、説明する。
水質低下抑制処理においては、運転周期が複数連続する設定判別期間における最初の運転周期において運転し且つ残る運転周期においては停止する形態で、前記燃料電池1を運転することになり、以下、この運転形態を水質低下抑制用の複数周期対応型の負荷追従断続運転形態と称する。
Hereinafter, the operation condition setting process for suppression which determines the said operation condition for water quality fall suppression is demonstrated.
In the water quality deterioration suppressing process, the
そして、前記運転制御部5は、水質低下抑制用の複数周期対応型の負荷追従断続運転形態における燃料電池1を運転する管理用時間、即ち、有効時間帯として、前記設定判別期間の最初の運転周期においては燃料電池1の発電出力を予測電力負荷に追従させ且つ残る運転周期においては燃料電池1を停止させると仮定したときに、前記設定判別期間における最初の運転周期に後続する運転周期内に前記貯湯槽2における予測貯湯熱量が0となる管理用時間が存在することになり、且つ、前記設定判別期間の最初の運転周期における時系列的な予測電力負荷及び時系列的な予測熱負荷並びに設定判別期間の残りの運転周期における予測熱負荷に基づく予測エネルギ削減量が最大となる管理用時間を定めるように構成されている。
Then, the
この第3実施形態では、通常運転用の複数周期対応型の負荷追従断続運転形態と同様に、水質低下抑制用の複数周期対応型の負荷追従断続運転形態として、運転周期数が2個の2日対応型のものと、運転周期数が3個の3日対応型のものとが含まれる。
そして、水質低下抑制用の2日対応型及び3日対応型夫々の負荷追従断続運転形態について、有効時間帯を求める、即ち、運転周期数が異なる複数の設定判別期間の夫々について、有効時間帯を求めることになる。
In this third embodiment, as in the load follow intermittent operation mode corresponding to the multiple cycles for normal operation, the number of operation cycles is 2 as the load follow intermittent operation mode corresponding to the multiple cycles for suppressing water quality deterioration. A day correspondence type and a three day correspondence type having three operation cycles are included.
Then, the effective time zone is obtained for the load follow intermittent operation mode for each of the two-day type and the three-day type for suppressing water quality deterioration, that is, the effective time zone for each of a plurality of setting determination periods having different operation cycles. Will be asked.
水質低下抑制用の2日対応型の負荷追従断続運転形態、即ち、運転周期数が2個の設定判別期間の有効時間帯は、以下のようにして求める。
即ち、上記の第1実施形態において説明した如き、メモリに記憶されている全ての仮運転パターンの夫々について、第1実施形態において説明した如き、通常運転用の1日対応型の負荷追従断続運転形態における予測エネルギ削減量を求める場合と同様に、各仮運転パターンにて設定されている運転時間帯において発電出力を電主出力に調節する状態で燃料電池1を運転すると仮定して、前記式6〜式8に基づいて予測エネルギ削減量Pを求め、更に、最初の運転周期の各管理用時間について、予測熱出力、予測貯湯熱量を求める。
そして、全ての仮運転パターンのうち、最初の運転周期における最終の管理用時間の予測貯湯熱量が0よりも大きい仮運転パターンを2日対応型の仮運転パターンとして選択して、第1実施形態において説明した如き、通常運転用の2日対応型の負荷追従断続運転形態における予測エネルギ削減量を求める場合と同様に、2日対応型の仮運転パターンの全てについて、最初の運転周期の最終の管理用時間の予測貯湯熱量が2回目の運転周期の予測熱負荷として利用されたとして、2回目の運転周期の複数の管理用時間夫々について、予測貯湯熱量及び予測熱負荷として利用された予測利用熱量を求める。
A two-day load follow intermittent operation mode for suppressing water quality deterioration, that is, an effective time zone of a setting determination period having two operation cycles is obtained as follows.
That is, as described in the first embodiment, for all of the temporary operation patterns stored in the memory, as described in the first embodiment, the day-to-day load following intermittent operation for normal operation is performed. As in the case of obtaining the predicted energy reduction amount in the embodiment, it is assumed that the
Then, among all the temporary operation patterns, the temporary operation pattern in which the predicted hot water storage amount of the final management time in the first operation cycle is larger than 0 is selected as the two-day-type temporary operation pattern, and the first embodiment As in the case of obtaining the predicted energy reduction amount in the two-day load follow-up intermittent operation mode for normal operation as described in the above, for all of the two-day temporary operation patterns, the final of the first operation cycle is determined. Assuming that the predicted hot water storage amount for the management time is used as the predicted heat load for the second operation cycle, the predicted use is used as the predicted hot water storage amount and the predicted heat load for each of the plurality of management times in the second operation cycle. Find the amount of heat.
更に、第1実施形態において説明した如き、通常運転用の2日対応型の負荷追従断続運転形態における予測エネルギ削減量を求める場合と同様に、2日対応型の仮運転パターンの夫々について、夫々について求めた予測エネルギ削減量Pに、2回目の運転周期における予測利用熱量(kWhに変換したもの)の合計を補助加熱器27の発生熱で補う場合のエネルギ消費量を加えることにより予測エネルギ削減量を求め、その求めた予測エネルギ削減量を2で割って1運転周期(1日)当たりのエネルギ削減量としたものを、2日対応型の仮運転パターンの予測エネルギ削減量とする。
そして、全ての2日対応型の仮運転パターンのうちから、2回目の運転周期内に予測貯湯熱量が0となる管理用時間が存在する仮運転パターンを選択し、その選択した仮運転パターンのうち、予測エネルギ削減量が最大の仮運転パターンにおける運転時間帯を、水質低下抑制用の2日対応型の負荷追従断続運転形態における有効時間帯として定め、その予測エネルギ削減量が最大の仮運転パターンの予測エネルギ削減量を、水質低下抑制用の2日対応型の負荷追従断続運転形態における予測エネルギ削減量とする。
Further, as described in the first embodiment, as in the case of obtaining the predicted energy reduction amount in the two-day load follow-up intermittent operation mode for normal operation, each of the two-day temporary operation patterns is determined. The predicted energy reduction is obtained by adding the energy consumption in the case of supplementing the total amount of heat used (converted to kWh) in the second operation cycle with the heat generated by the
Then, a temporary operation pattern in which the management time for which the predicted hot water storage amount is 0 is present in the second operation cycle is selected from all the two-day temporary operation patterns, and the selected temporary operation pattern Among them, the operation time zone in the temporary operation pattern with the maximum predicted energy reduction amount is determined as the effective time zone in the two-day load follow-up intermittent operation mode for suppressing water quality deterioration, and the temporary operation with the maximum predicted energy reduction amount The predicted energy reduction amount of the pattern is set as the predicted energy reduction amount in the two-day load follow-up intermittent operation mode for suppressing water quality deterioration.
水質低下抑制用の3日対応型の負荷追従断続運転形態、即ち、運転周期数が3個の設定判別期間の有効時間帯は、以下のようにして求める。
即ち、全ての2日対応型の仮運転パターンのうち、2回目の運転周期における最終の管理用時間の予測貯湯熱量が0よりも大きい仮運転パターンを3日対応型の仮運転パターンとして選択し、3日対応型の仮運転パターンの全てについて、2回目の運転周期の最終の管理用時間の予測貯湯熱量が3回目の運転周期の予測熱負荷として利用されたとして、上述した2回目の運転周期におけるのと同様に、3回目の運転周期の複数の管理用時間夫々について、予測貯湯熱量及び予測利用熱量を求める。
The three-day load follow-up intermittent operation mode for suppressing water quality deterioration, that is, the effective time zone of the setting determination period with three operation cycles is obtained as follows.
That is, the temporary operation pattern in which the predicted hot water storage amount of the final management time in the second operation cycle is larger than 0 is selected as the three-day temporary operation pattern among all the two-day temporary operation patterns. Assuming that the predicted hot water storage amount for the last management time of the second operation cycle is used as the predicted heat load for the third operation cycle for all the three-day provisional operation patterns, the second operation described above As in the cycle, the predicted hot water storage amount and the predicted usage heat amount are obtained for each of the plurality of management times in the third operation cycle.
更に、上述した通常運転用の3日対応型の負荷追従断続運転形態における予測エネルギ削減量を求める場合と同様に、3日対応型の仮運転パターンの夫々について、夫々について求めた予測エネルギ削減量Pに、2回目及び3回目の運転周期における予測利用熱量(kWhに変換したもの)の合計を補助加熱器27の発生熱で補う場合のエネルギ消費量を加えることにより予測エネルギ削減量を求め、その求めた予測エネルギ削減量を3で割って1運転周期(1日)当たりのエネルギ削減量としたものを、3日対応型の仮運転パターンの予測エネルギ削減量とする。
そして、全ての3日対応型の仮運転パターンのうちから、3回目の運転周期内に予測貯湯熱量が0となる管理用時間が存在する仮運転パターンを選択し、その選択した仮運転パターンのうち、予測エネルギ削減量が最大の仮運転パターンにおける運転時間帯を、水質低下抑制用の3日対応型の負荷追従断続運転形態における有効時間帯として定め、その予測エネルギ削減量が最大の仮運転パターンの予測エネルギ削減量を、水質低下抑制用の3日対応型の負荷追従断続運転形態における予測エネルギ削減量とする。
Further, as in the case of obtaining the predicted energy reduction amount in the above-described three-day correspondence type load following intermittent operation mode for normal operation, the predicted energy reduction amount obtained for each of the three-day correspondence temporary operation patterns. A predicted energy reduction amount is obtained by adding to P the energy consumption amount in the case where the total of the predicted use heat amount (converted to kWh) in the second and third operation cycles is supplemented with the heat generated by the
Then, a temporary operation pattern in which the management time at which the predicted hot water storage amount is 0 is present within the third operation cycle is selected from all the three-day temporary operation patterns, and the selected temporary operation pattern Among them, the operation time zone in the temporary operation pattern with the maximum predicted energy reduction amount is determined as the effective time zone in the 3-day compatible load following intermittent operation mode for suppressing water quality deterioration, and the temporary operation with the maximum predicted energy reduction amount The predicted energy reduction amount of the pattern is set as the predicted energy reduction amount in the three-day load follow-up intermittent operation mode for suppressing water quality deterioration.
続いて、水質低下抑制用の2日対応型の負荷追従断続運転形態、及び、水質低下抑制用の3日対応型の負荷追従断続運転形態のうちで、予測エネルギ削減量が最大となる負荷追従断続運転形態を、水質低下抑制処理において燃料電池1を運転する運転形態として定める。
つまり、前記水質低下抑制用運転条件として、運転周期数が異なる複数の前記設定判別期間の夫々について、前記有効時間帯を求めて、複数の設定判別期間のうちで予測エネルギ削減量が最大となる設定判別期間の有効時間帯を運転時間帯として前記燃料電池1を運転しかつ予測エネルギ削減量が最大となる設定判別期間における前記運転時間帯以外の時間帯を停止時間帯として前記燃料電池1を停止する条件を定めることになる。
Subsequently, among the two-day load following intermittent operation mode for suppressing water quality deterioration and the three-day corresponding load following intermittent operation mode for suppressing water quality deterioration, the load following that maximizes the predicted energy reduction amount is performed. The intermittent operation mode is defined as an operation mode in which the
That is, as the operation condition for suppressing water quality deterioration, the effective time zone is obtained for each of the plurality of setting determination periods having different numbers of operation cycles, and the predicted energy reduction amount is maximized in the plurality of setting determination periods. The
以下、図6に示すフローチャートに基づいて、前記通常運転処理及び前記水質低下抑制処理の夫々を実行するときの前記運転制御部5の制御動作を説明する。
ステップ#11にて運転周期の開始時点であると判別し、ステップ#12にて水質低下抑制処理の実行中でないと判別し、ステップ#13にて設定処理期間の経過直後でないと判別したときは、ステップ#14において、その運転周期の開始時点が要水質低下抑制状態であるか否かを判別する。要水質低下抑制状態ではないと判別した場合は、ステップ#15にて、通常運転条件設定処理を実行して通常運転条件を定め、ステップ#17にて、湯水貯留状態判別処理を実行してリターンする。その運転周期の開始時点が要水質低下抑制状態であると判別した場合は、ステップ#16にて、抑制用運転条件設定処理を実行して水質低下抑制用運転条件を定め、ステップ#17にて、湯水貯留状態判別処理を実行してリターンする。
Hereinafter, based on the flowchart shown in FIG. 6, the control operation of the
When it is determined at
ステップ#11にて運転周期の開始時点であると判別し、ステップ#12にて水質低下抑制処理の実行中でないと判別し、ステップ#13にて設定処理期間の経過直後であると判別したときは、ステップ#18において、その設定処理期間の開始時点から終了時点の間に入れ替わり状態になったか否かを判別して、入れ替わり状態になったと判別した場合は、ステップ#15に進んで、通常運転条件設定処理を実行して通常運転条件を定める。
When it is determined in
ステップ#18において、設定処理期間の開始時点から終了時点の間に入れ替わり状態にならなかったと判別した場合は、ステップ#19において、延長用運転条件設定処理を実行して、延長用の水質低下抑制処理の運転条件を定め、ステップ#17にて、湯水貯留状態判別処理を実行してリターンする。
つまり、ステップ#18にて、設定処理期間の開始時点から終了時点の間に入れ替わり状態にならなかったと判別した場合は、直前の設定処理期間において実行された水質低下抑制処理により、貯湯槽2の湯水の全量又は略全量が給水路16からの水に入れ替わっていない状態であり、ステップ#19において、延長用の水質低下抑制処理の運転条件を定めて、その定めた運転条件にて、設定処理期間の間、水質低下抑制処理を延長して実行することになる。
In
That is, in
ステップ#11にて運転周期の開始時点ではないと判別する間は、通常運転処理又は水質低下抑制処理に応じた運転条件にて燃料電池1の運転を制御する燃料電池運転制御処理を実行し、並びに、前記循環制御処理を実行し、更に、湯水貯留状態判別処理を実行してリターンする(ステップ#20,21,17)。
又、ステップ#11にて運転周期の開始時点であると判別し、ステップ#12にて水質低下抑制処理の実行中であると判別する間は、水質低下抑制処理に応じた運転条件にて燃料電池1の運転を制御する燃料電池運転制御処理を実行し、並びに、前記循環制御処理を実行し、更に、湯水貯留状態判別処理を実行してリターンする(ステップ#20,21,17)。
While it is determined in
Further, while it is determined in
つまり、通常運転処理の実行中は、ステップ#20の燃料電池運転制御では、ステップ#15の通常運転条件設定処理にて設定された通常運転条件に基づいて燃料電池1の運転が制御される。
又、水質低下抑制処理の実行中は、ステップ#20の燃料電池運転制御では、ステップ#16の抑制用運転条件設定処理にて設定された水質低下抑制用運転条件に基づいて燃料電池1の運転が制御される。又、延長用の水質低下抑制処理の実行中は、ステップ#20の燃料電池運転制御では、ステップ#19の延長用運転条件設定処理にて設定された運転条件に基づいて燃焼電池1の運転が制御され、この第3実施形態では、燃料電池1が停止される。
That is, during the normal operation process, in the fuel cell operation control in
In addition, during the water quality reduction suppressing process, in the fuel cell operation control in
ステップ#21の循環制御処理では、前記貯湯温度センサShの検出温度が目標加熱温度になるように、貯湯用循環路18における単位時間当たりの湯水循環量を調節すべく湯水循環ポンプ19の作動が制御される。
ちなみに、ステップ#20の燃料電池運転制御にて燃料電池1が停止されている場合は、前記冷却水循環ポンプ15が停止されて、冷却水循環路13における冷却水の循環が停止されているので、貯湯用熱交換器24には貯湯槽2の湯水を加熱するための冷却水が供給されない状態となり、ステップ#21の循環制御処理においては、湯水循環ポンプ19が停止されて、貯湯用循環路18における湯水の循環が停止されることになる。
また、前記運転制御部5は、水質低下抑制処理の実行中に、前記熱消費端末3用の端末用リモコン5bから運転が指令されると、上述のように熱媒供給運転を行うように構成されている。
In the circulation control process of
Incidentally, when the
The
尚、この第3実施形態においては、ステップ#18では、貯湯槽2の湯水を給水ブロック及び加熱済みブロックにブロック分けしたときに、貯湯槽2の全体が給水ブロックになると入れ替わり状態になったと判別し、設定処理期間の間、貯湯槽2の全体が給水ブロックにならなかった場合は、入れ替わり状態にならなかったと判別するように構成されている。
又、ステップ#20の燃料電池運転制御においては、前記設定判別期間の運転時間帯においては、前記燃料電池1の発電出力を現在要求されている現電力負荷に追従させる現電力負荷追従運転を実行し、前記設定判別期間の停止時間帯においては、前記燃料電池1を停止する。
つまり、前記運転制御5が、前記設定判別期間における前記運転時間帯では、電力負荷に応じた電力を出力するように前記燃料電池1の運転を制御し、且つ、前記設定判別期間における前記停止時間帯では、発電を停止するように前記燃料電池1の運転を制御するように構成されていることになる。
In the third embodiment, at
Further, in the fuel cell operation control in
That is, the
又、ステップ#19では、延長用の水質低下抑制処理の運転条件として、設定処理期間全体にわたって燃料電池1を停止する条件に設定するように構成されている。
In
〔第4実施形態〕
以下、本発明の第4実施形態を説明するが、この第4実施形態は、水質低下抑制処理の別実施形態を説明するものであり、コージェネレーションシステムの全体構成、通常運転処理及び湯水貯留状態判別処理は、上記の第1実施形態と同様であるので、それらの説明を省略して、主として、水質低下抑制処理について説明する。
[Fourth Embodiment]
Hereinafter, although 4th Embodiment of this invention is described, this 4th Embodiment demonstrates another embodiment of a water quality fall suppression process, the whole structure of a cogeneration system, a normal operation process, and a hot water storage state Since the determination process is the same as that in the first embodiment, the description thereof will be omitted, and the water quality reduction suppressing process will be mainly described.
この第4実施形態では、前記運転制御部5が、前記水質低下抑制処理として、前記貯湯槽2の湯水の循環を停止するように前記湯水循環ポンプ19を制御する循環停止処理を実行するように構成されている。
そして、この第4実施形態では、前記運転制御部5が、運転周期における一部の時間帯において燃料電池1を停止し且つ残りの時間帯において燃料電池1の発電出力を予測電力負荷に追従させると仮定して、燃料電池1を停止する停止時間帯を、時系列的な予測電力負荷及び時系列的な予測熱負荷に基づいて、運転周期中に貯湯槽2の湯水の全量又は略全量が給水路16からの水に入れ替えられ且つ予測エネルギ削減量が最大となるように定めるように構成されている。
そして、前記運転制御部5は、運転周期における停止時間帯において、発電を停止するように前記燃料電池1の運転を制御しかつ前記貯湯用循環路18における湯水の循環を停止するように前記湯水循環ポンプ19の作動を制御する循環停止処理を実行し、運転周期における停止時間帯以外の運転時間帯においては、前記燃料電池1の発電出力を現在要求されている現電力負荷に追従させる現電力負荷追従運転処理、及び、前記貯湯用熱交換器24にて加熱された湯水の温度が前記目標加熱温度になるように前記貯湯用循環路18における湯水循環量を調節すべく前記湯水循環ポンプ19の作動を制御する循環制御処理を実行するように構成されている。
In the fourth embodiment, the
And in this 4th Embodiment, the said
The
以下、前記停止時間帯を定める手順について、説明を加える。
上記の第1実施形態において説明した如き、通常運転用の1日対応型の負荷追従断続運転形態における予測エネルギ削減量を求める場合と同様に、全ての断続運転用の仮運転パターンの夫々について、各仮運転パターンにて設定されている運転時間帯において発電出力を電主出力に調節する状態で燃料電池1を運転すると仮定して、前記式6〜式8に基づいて予測エネルギ削減量Pを求め、更に、最初の運転周期の各管理用時間について、予測熱出力、予測貯湯熱量を求める。
そして、全ての断続運転用の仮運転パターンのうちから、運転周期内に予測貯湯熱量が0となる管理用時間が存在する仮運転パターンを選択し、その選択した仮運転パターンのうち、予測エネルギ削減量が最大の仮運転パターンにおいて定められている停止時間帯を、水質低下抑制処理において燃料電池1を停止する停止時間帯として定める。
Hereinafter, the procedure for determining the stop time zone will be described.
As described in the first embodiment, as in the case of obtaining the predicted energy reduction amount in the day-to-day load following intermittent operation mode for normal operation, for each of the temporary operation patterns for all intermittent operations, Assuming that the
Then, a temporary operation pattern in which the management time at which the predicted hot water storage amount is 0 is present in the operation cycle is selected from all the temporary operation patterns for intermittent operation, and the predicted energy is selected from the selected temporary operation patterns. The stop time zone determined in the temporary operation pattern with the maximum reduction amount is determined as the stop time zone in which the
〔第5実施形態〕
以下、第5実施形態を説明するが、この第5実施形態は、水質低下抑制処理の別の実施形態を説明するものであって、コージェネレーションシステムの全体構成は第1実施形態と同様であり、そして、燃料電池1の通常運転処理や湯水貯留状態判別処理も第1実施形態と同様である。
従って、重複する説明を省略するために、コージェネレーションシステムの全体構成についての図示及び説明並びに燃料電池1の通常運転処理や湯水貯留状態判別処理についての説明を省略して、主として、水質低下抑制処理について説明し、必要に応じて、コージェネレーションシステムの全体構成や湯水貯留状態判別処理についても追加説明する。
[Fifth Embodiment]
Hereinafter, although 5th Embodiment is described, this 5th Embodiment demonstrates another embodiment of a water quality fall suppression process, Comprising: The whole structure of a cogeneration system is the same as that of 1st Embodiment. The normal operation process and the hot water storage state determination process of the
Therefore, in order to omit redundant description, illustration and description of the entire configuration of the cogeneration system, description of normal operation processing of the
この第5実施形態においては、前記運転制御部5が、前記水質低下抑制処理として、前記水質低下抑制タイミングになったときに、前記燃料電池1の運転中で且つ前記湯水循環ポンプ19の作動中の場合には、燃料電池1の運転を停止させる運転停止条件が満たされるまで待機して、つまり、熱電併給装置の運転及び湯水循環手段の作動を継続して、運転停止条件が満たされて燃料電池1の運転及び湯水循環ポンプ19の作動を停止すると、貯湯槽2内の湯水の全量が前述した設定低温範囲内の温度であることが判別されるまで、燃料電池1の運転及び湯水循環ポンプ19の作動を停止する待機式湯水入替処理を実行するように構成されている。
尚、前記水質低下抑制タイミングになったときに、前記燃料電池1の運転停止中で且つ前記湯水循環ポンプ19の作動停止中の場合には、貯湯槽2内の湯水の全量が前記設定低温範囲内の温度であることが判別されるまで、燃料電池1の運転を停止し及び湯水循環ポンプ19の作動を停止することを継続することになる。
In the fifth embodiment, the
In addition, when the operation of the
前記運転停止条件について説明を加えると、運転制御部5は、上述したコージェネレーションシステムのリモコン操作部5aにて、自動運転モードと手動運転モードとが設定され、そして、手動運転モードにおいては、前記リモコン操作部5aにて起動指令が指令されると、燃料電池1の運転や湯水循環ポンプ19の作動等、運転に必要な機器類を作動させる燃料電池運転処理を行うことになり、また、前記リモコン操作部5aにて停止指令が指令されると、燃料電池1の運転や湯水循環ポンプ19の作動を停止させる等、運転させていた機器類の作動を停止させる燃料電池停止処理を行うことになる。
When explaining the operation stop condition, the
運転制御部5は、自動運転モードにおいては、上述の如く、運転周期の開始時点において通常運転条件設定処理を実行することになる。そして、その通常運転条件設定処理により、燃料電池1を連続運転することを設定する場合、つまり、全ての時間帯を運転時間帯として設定する場合と、断続運転により一部の時間帯を運転時間帯として設定する場合とがあり、いずれの場合においても、運転時間帯においては、つまり、運転タイミングにおいては燃料電池運転処理を実行し、設定された運転時間帯以外においては、つまり、運転タイミングでないときには燃料電池停止処理を実行することになる。
In the automatic operation mode, the
また、運転制御部5は、貯湯槽2内に貯留された湯が満杯で無い場合には、つまり、前記複数の湯水温度センサSt,Sm,Sn,Sbの少なくとも一つが設定高温範囲内の下限温度Rbよりも低い温度を検出する場合、又は、槽底部湯水温度センサSbが設定高温範囲内の下限温度Rbよりも低い温度を検出する場合には、運転可能であると判断することになる。そして、運転可能であると判断したときには、手動運転モードにおいては、リモコン操作部5aにて起動指令が指令される場合、並びに、自動運転モードにおいては、運転時間帯である運転タイミングである場合には、燃料電池の運転処理を実行する。
また、運転制御部5は、貯湯槽2内に貯留された湯が満杯である場合には、つまり、前記複数の湯水温度センサSt,Sm,Sn,Sbの全てが設定高温範囲内の下限温度Rbよりも高い温度を検出する場合、又は、槽底部湯水温度センサSbが設定高温範囲内の下限温度Rbよりも高い温度を検出する場合には、運転不可能であると判断する。そして、手動運転モードにおいては、リモコン操作部5aにて起動指令が指令される場合、並びに、自動運転モードにおいては、運転時間帯である運転タイミングである場合においても、燃料電池停止処理を実行することになる。
When the hot water stored in the
Further, when the hot water stored in the
さらに、運転制御部5は、燃料電池運転処理を設定時間継続する場合(例えば、648時間継続する場合であり、これは27日間に相当する)においては、燃料電池1を一旦停止させるために燃料電池停止処理を実行する。
ちなみに、このように運転時間が設定時間継続すると燃料電池停止処理を行うのは、コージェネレーションシステムが設置される家庭等においては、燃料電池1が設置される家庭等に供給される燃料ガス量を監視するマイコンメータが装備されることになり、そのマイコンメータが、燃料ガスの供給が継続するガス供給継続時間が設定監視時間(例えば、720時間であり、これは30日間に相当する)を越えると、ガスの供給を停止する非常停止機能を備えるものであるため、マイコンメータが非常停止機能を不必要に作動させることを回避するためである。
Further, when the
Incidentally, if the operation time continues for the set time in this way, the fuel cell stop process is performed in the home where the cogeneration system is installed, for example, the amount of fuel gas supplied to the home where the
従って、上述の燃料電池1の運転を停止させる運転停止条件が満たされるときとは、手動運転モードにおいて停止指令が指令された場合、自動運転モードにおいて運転時間帯以外の時間帯になった場合、貯湯槽2内に貯留される湯が満杯となって、運転不可能となった場合、及び、燃料電池運転処理を設定時間継続した場合のいずれかが満たされたときに相当することになる。
Therefore, when the operation stop condition for stopping the operation of the
また、運転制御部5は、設定低温範囲内の上限温度Rt以下の温度を槽上部湯水温度センサStが検出することにより、貯湯槽2内の湯水の全量が設定低温範囲内の温度であることを判別するように構成されている。尚、この判別が行われたときは、貯湯槽2内の湯水の全量又は略全量が給水路16の水にて入れ替わった状態である。
ちなみに、貯湯槽2内の湯水の全量が設定温度範囲内の温度であることを判別するには、槽上部温水温度センサStが設定低温範囲内の温度を検出すると、貯湯槽2内の湯水の全量が設定温度範囲内の温度であると判別する構成に代えて、複数の湯水温度センサSt〜Sbが設定低温範囲内の温度を検出すると、貯湯槽2内の湯水の全量が設定温度範囲内の温度であると判別する構成としても良く、また、貯湯槽2から排出される湯水の積算量が貯湯槽2の容量以上になると、貯湯槽2内の湯水の全量が設定温度範囲内の温度であると判別する構成にしても良い。
In addition, the
By the way, in order to determine that the total amount of hot water in the
また、この第5実施形態においては、運転制御部5が、前記水質低下抑制タイミングになったときに、燃料電池1の運転中で且つ湯水循環ポンプ19の作動中であることにより前記運転停止条件が満たされるまで待機する場合において、その待機時間が待機許容時間(例えば、24時間)以上になると、燃料電池1の運転及び湯水循環ポンプ19の作動を強制的に停止して、貯湯槽2内の湯水の全量が前記設定低温範囲内の温度であることが判別されるまで、燃料電池1の運転及び湯水循環ポンプ19の作動を停止する強制停止式湯水入替処理を実行するように構成されている。
Further, in the fifth embodiment, when the
さらに、この第5実施形態においては、運転制御部5が、前記水質低下抑制タイミングになったときに、燃料電池1の運転中で且つ湯水循環ポンプ19の作動中であることにより前記運転停止条件が満たされるまで待機する場合において、その待機中に、貯湯槽2内の湯水の全量が前記設定低温範囲内の温度であることが判別される場合、及び、前記貯湯槽内の湯水の全量が前記設定高温範囲内の温度であることが判別される場合には、終了条件が満たされたとして、前記待機式湯水入替処理の実行を中止するように構成されている。
Furthermore, in this fifth embodiment, when the
つまり、運転制御部5は、複数の湯水温度センサSt,Sm,Sn,Sbの全てが設定低温範囲内の温度を検出する場合、又は、槽上部湯水温度センサStが設定低温範囲内の温度を検出する場合には、貯湯槽2内の湯水の全量が前記設定低温範囲内の温度であると判別するように構成され、また、複数の湯水温度センサSt,Sm,Sn,Sbの全てが設定高温範囲内の温度を検出する場合、又は、前記槽底部湯水温度センサSbが設定高温範囲内の温度を検出する場合には、前記貯湯槽内の湯水の全量が前記設定高温範囲内の温度であると判別するように構成されている。
That is, the
次に、この第5実施形態における運転制御部5の制御作動について、図7のフローチャートに基づいて説明する。
先ず、燃料電池運転処理を設定時間継続しているか否か、つまり、燃料電池1が設定時間連続運転しているか否かを判別し(#31)、継続(連続)している場合には、燃料電池1を一旦停止させるために燃料電池停止処理を実行する(#32)。そして、燃料電池停止処理を実行した後は、後述する#42の処理に移行する。
Next, the control operation of the
First, it is determined whether or not the fuel cell operation process is continued for a set time, that is, whether or not the
#31にて設定時間継続していないと判別した場合には、自動運転モードであるか、手動運転モードであるかを判別し(#33)、手動運転モードである場合には、起動指令があると、#39にて貯湯槽2内に貯留された湯が満杯で無くて、運転可能であるか否かを判別して、運転可能であれば、#41の燃料電池運転処理を実行し、運転可能でないときには、#40の燃料電池停止処理を実行する。また、手動運転モードである場合に、停止指令があると、#40の燃料電池停止処理を実行する。
If it is determined that the set time has not been continued in # 31, it is determined whether the operation mode is the automatic operation mode or the manual operation mode (# 33). If there is, it is determined whether or not the hot water stored in the hot
#33にて自動運転モードであると判別した場合には、運転周期の開始時点であるか否かを判断し(#36)、運転周期の開始時点である場合には通常運転条件設定処理を実行することになる(#37)。
#36にて運転周期の開始時点でないと判別した場合や、#37にて通常運転条件設定処理を実行したのちにおいては、次に、連続運転が設定されているときには運転タイミングであると判別し、且つ、断続運転の運転時間帯に対応する時刻であるときには運転タイミングであると判別することになる運転タイミングの判別を行うことになる(#38)。そして、運転タイミングであると判別したときには、貯湯槽2内に貯留された湯が満杯で無くて、運転可能であるか否かを判別し(#39)、運転可能である場合には、#41の燃料電池運転処理を実行する。
#38にて運転タイミングでないと判別した場合や、#39にて運転不能であると判別した場合には、燃料電池停止処理を実行する(#40)。
If it is determined that the automatic operation mode is set in # 33, it is determined whether or not it is the start time of the operation cycle (# 36). If it is the start time of the operation cycle, the normal operation condition setting process is performed. It will be executed (# 37).
If it is determined at # 36 that it is not the start time of the operation cycle, or after executing the normal operation condition setting process at # 37, it is determined that it is the operation timing when the continuous operation is set next. In addition, when it is the time corresponding to the operation time zone of the intermittent operation, the operation timing that is determined to be the operation timing is determined (# 38). When it is determined that it is the operation timing, it is determined whether or not the hot water stored in the hot
If it is determined in # 38 that the operation timing is not reached, or if it is determined in # 39 that the operation is impossible, a fuel cell stop process is executed (# 40).
次に、水質低下抑制処理を行う必要があることを示す処理フラグがONであるか否かを判別し(#42)、処理フラグがONでないことを判別した場合には、貯湯槽2の上部の湯水の温度を検出する槽上部湯水温度センサStが設定低温範囲の上限温度よりも低い温度を検出しない状態が継続する非入れ替わり状態継続時間t1を計測する継続時間計測処理を実行し(#43)、非入れ替わり状態継続時間t1が設定非入替許容時間L1以上である場合には、処理フラグをONにする処理を行う(#45)。また、非入れ替わり状態継続時間t1が設定非入替許容時間L1未満である場合には、#31の処理に直ちに戻ることになる。
Next, it is determined whether or not a processing flag indicating that it is necessary to perform a water quality reduction suppressing process is ON (# 42). If it is determined that the processing flag is not ON, the upper part of the
#42にて処理フラグがONであることを判別した場合には、燃料電池1が停止状態にあるか否かを判別し(#46)、停止状態でない場合には、処理フラグをONにしてからの待機時間が待機許容時間(例えば、24時間)以上であるか否かを判別する(#47)。そして、待機時間が待機許容時間に達していない場合には、終了条件が満たされたか否か、つまり、貯湯槽2内の湯水の全量が前記設定低温範囲内の温度であるか、又は、貯湯槽内の湯水の全量が前記設定高温範囲内の温度であるかを判別し(#48)、終了条件が満たされた場合には、処理フラグをOFFにする処理(#49)及び非入れ替わり状態継続時間t1を0にリセットする処理(#50)を実行する。
If it is determined in # 42 that the processing flag is ON, it is determined whether or not the
#46にて燃料電池1が停止状態にあることを判別した場合には、上記の終了条件が満たされたか否かを判別する処理(#52)を、終了条件が満たされるまで繰り返す。そして、終了条件が満たされると、処理フラグをOFFにする処理(#49)及び非入れ替わり状態継続時間t1を0にリセットする処理(#50)を実行する。
If it is determined at # 46 that the
#47にて処理フラグをONにしてからの待機時間が待機許容時間以上であると判別した場合には、燃料電池1を強制的に停止させるために燃料電池停止処理を実行し(#51)、次に、上記の終了条件が満たされたか否かを判別する処理(#52)を、終了条件が満たされるまで繰り返す。そして、終了条件が満たされると、処理フラグをOFFにする処理(#49)及び非入れ替わり状態継続時間t1を0にリセットする処理(#50)を実行する。 If it is determined in # 47 that the standby time after turning on the processing flag is equal to or longer than the allowable waiting time, the fuel cell stop process is executed to forcibly stop the fuel cell 1 (# 51). Next, the process of determining whether or not the above end condition is satisfied (# 52) is repeated until the end condition is satisfied. When the end condition is satisfied, processing for turning off the processing flag (# 49) and processing for resetting the non-replacement state duration time t1 to 0 (# 50) are executed.
〔別実施形態〕
次に別実施形態を説明する。
(イ) 湯水貯留状態判別処理にて水質低下抑制タイミングになると判別すると水質低下抑制処理を実行する構成において、湯水貯留状態判別処理と水質低下抑制処理との組み合わせは、上記の第1〜第5の各実施形態において説明した組み合わせに限定されるものではなく、第1実施形態の湯水貯留状態判別処理を実行する場合に、第2又は第3の実施形態の水質低下抑制処理を実行するように構成しても良く、第2実施形態の湯水貯留状態判別処理を実行する場合に、第1、第3、第4又は第5の実施形態の水質低下抑制処理を実行するように構成しても良く、第3実施形態の湯水貯留状態判別処理を実行する場合に、第1、第2、第4又は第5の実施形態の水質低下抑制処理を実行するように構成しても良い。
(ロ) 前記運転制御部5が、前記水質低下抑制用運転条件として、少なくとも前記時系列的な予測電力負荷及び時系列的な予測給湯熱負荷に基づいて、前記貯湯槽2の湯水の全量又は略全量が前記設定処理期間内に前記給水路16からの水に入れ替えられることが予測できる運転条件を定めるように構成される場合において、上記の第1及び第2の各実施形態においては、前記運転制御部5が、前記水質低下抑制用運転条件として、運転時間帯と発電出力とを定めるように構成される場合について例示したが、前記運転制御部5が、前記水質低下抑制用運転条件として、運転時間帯と発電出力とのいずれか一方を定めるように構成されても良い。
[Another embodiment]
Next, another embodiment will be described.
(A) In the configuration that executes the water quality reduction suppression process when it is determined that the water quality deterioration suppression timing is reached in the hot water storage state determination processing, the combination of the hot water storage state determination processing and the water quality reduction suppression processing is the first to fifth above. It is not limited to the combination demonstrated in each embodiment of this, When performing the hot water storage state discrimination | determination process of 1st Embodiment, so that the water quality fall suppression process of 2nd or 3rd embodiment may be performed. You may comprise, and when performing the hot water storage state discrimination | determination process of 2nd Embodiment, you may comprise so that the water quality fall suppression process of 1st, 3rd, 4th or 5th embodiment may be performed. For example, when the hot water storage state determination process of the third embodiment is executed, the water quality lowering suppression process of the first, second, fourth, or fifth embodiment may be executed.
(B) Based on at least the time-series predicted power load and the time-series predicted hot water supply heat load, the
以下、前記水質低下抑制用運転条件として発電出力を定める場合について、説明を加える。
運転周期における予測電力負荷が発生する全時間帯にわたって燃料電池1を運転すると仮定して、運転周期中に前記貯湯槽2の湯水の全量が給水路16からの水に入れ替えられると予測できるように、各管理用時間の水質低下抑制用発電出力を予測電力負荷よりも小さく設定する水質低下抑制用発電出力設定処理を実行し、且つ、運転周期における予測電力負荷が発生する全ての管理用時間帯の水質低下抑制用発電出力を発電出力調節範囲の最小出力に設定しても、前記貯湯槽2の湯水の全量が給水路16からの水に入れ替えられると予測できないときは、前記貯湯槽2の湯水の全量が給水路16からの水に入れ替えられると予測できるまで、水質低下抑制用発電出力を設定する運転周期を順次繰り下げる状態で、前記水質低下抑制用発電出力設定処理を繰り返すように構成する。ちなみに、水質低下抑制用発電出力が設定された運転周期が設定処理期間に相当することになる。
そして、設定処理期間の各管理用時間の発電出力を水質低下抑制用発電出力に設定するように、燃料電池1の運転を制御するように構成する。
Hereinafter, a case where the power generation output is determined as the operation condition for suppressing water quality deterioration will be described.
Assuming that the
And it is comprised so that the driving | operation of the
以下、前記水質低下抑制用運転条件として運転時間帯を定める場合について、説明を加える。
運転周期における一部の時間帯において燃料電池1の発電出力を予測電力負荷に追従させ且つ残りの時間帯において燃料電池1を停止すると仮定して、燃料電池1を運転する運転時間帯を、時系列的な予測電力負荷及び時系列的な予測熱負荷に基づいて、運転周期中に貯湯槽2の湯水の全量又は略全量が給水路16からの水に入れ替えられ且つ予測エネルギ削減量が最大となるように定めるように構成する。ちなみに、運転周期が設定処理期間に相当することになる。運転時間帯を定める手順は、上記の第4実施形態と同様であるので、説明を省略する。
そして、前記運転制御部5は、設定処理期間の運転時間帯においては、前記燃料電池1の発電出力を現在要求されている現電力負荷に追従させる現電力負荷追従運転処理を実行し、設定処理期間における運転時間帯以外の停止時間帯においては、燃料電池1を停止する。
Hereinafter, the case where an operation time zone is defined as the operation condition for suppressing water quality deterioration will be described.
Assuming that the power generation output of the
The
(ハ) 水質低下抑制処理として前記循環制御処理及び前記抑制運転処理を実行する場合に、上記の第1ないし第3の各実施形態においては、前記水質低下抑制用運転条件として、前記貯湯槽2の湯水の全量又は略全量が前記設定処理期間内に前記給水路16からの水に入れ替えられることが予測できる運転条件を定める場合について例示したが、このような運転条件を定めることなく、前記水質低下抑制用運転条件として、単に、前記水質低下抑制タイミング以降の設定処理期間内において前記通常運転処理を実行すると仮定したときに前記燃料電池1により発電される総発電量よりも前記設定処理期間内における前記燃料電池1の総発電量を低下させる条件を定め、湯水入れ替わり検出手段33により入れ替わり状態が検出されるまで水質低下抑制処理を実行するように構成しても良い。
この場合、前記水質低下抑制用運転条件としては、例えば、通常運転用の運転形態にて定められている運転時間帯において、燃料電池1の発電出力を発電出力調節範囲の最小出力に調節する条件や、燃料電池1の発電出力を現在要求されている現電力負荷に抑制出力設定用係数(1より小さく設定されている)を乗じて得られる電力に調節する条件としても良い。
(C) When the circulation control process and the suppression operation process are executed as the water quality deterioration suppression process, in the first to third embodiments, the
In this case, as the operation condition for suppressing the deterioration of water quality, for example, the condition for adjusting the power generation output of the
(ニ) 前記水質低下抑制用運転条件として、前記貯湯槽2の湯水の全量又は略全量が前記設定処理期間内に前記給水路16からの水に入れ替えられることが予測できる運転条件を定める場合の具体的な条件としては、上記の第1ないし第3の各実施形態において説明した条件に限定されるものではない。
例えば、上記の実施形態において説明した複数種の運転形態のうちから、通常運転用として選択された運転形態よりも、運転周期内の予測発電出力を積算した積算予測発電出力が少ない運転形態を選択し、更に、その選択した運転形態のうちで、予測エネルギ削減量が最大の運転形態を選択して、前記水質低下抑制用運転条件として、その選択した運転形態にて燃料電池1を運転する条件に定めるように構成しても良い。
(D) When the operating condition for predicting that the total amount or almost the total amount of hot water in the
For example, from among the multiple types of operation modes described in the above embodiment, select an operation mode with less integrated predicted power output that is obtained by integrating the predicted power output within the operation cycle than the operation mode selected for normal operation. Further, among the selected operation modes, the operation mode with the maximum predicted energy reduction amount is selected, and the
(ホ) 前記水質低下抑制処理として、前記貯湯槽2の湯水の循環を停止するように前記湯水循環ポンプ19を制御する循環停止処理を実行する場合、その循環停止処理の具体的な形態としては、上記の第4実施形態の形態に限定されるものではない。
例えば、湯水入れ替わり検出手段33により入れ替わり状態が検出されるまで、燃料電池1を停止するように構成しても良い。
あるいは、前記冷却水循環路13に、前記貯湯用熱交換器24を迂回して通流させるバイパス路を設けると共に、冷却水を貯湯用熱交換器24を通過させて循環させる排熱回収状態と、冷却水をバイパス路を通過させて循環させるバイパス状態とに流路を切り換え自在な流路切換手段を設けて、前記循環停止処理において、前記燃料電池1を運転する状態で、前記流路切換手段を前記バイパス状態に切り換えかつ前記ラジエータ29を作動させ、且つ、前記貯湯用循環路18における湯水の循環を停止するように前記湯水循環ポンプ19の作動を制御するように構成しても良い。
ちなみに、前記循環停止処理を実行する間は、燃料電池1を最小出力にて運転する等、現在要求されている現電力負荷よりも小さい発電出力にて運転するようにして、ラジエータ29にて放熱して無駄にする熱量を少なくするのが好ましい。
(E) In the case of executing the circulation stop process for controlling the hot
For example, the
Alternatively, in the cooling
Incidentally, while the circulation stop process is executed, the
(ヘ) 上記の第3実施形態においては、前記水質低下抑制用運転条件として、運転周期数が異なる複数の前記設定判別期間の夫々について、前記有効時間帯を求めて、複数の設定判別期間のうちで予測エネルギ削減量が最大となる設定判別期間の有効時間帯を運転時間帯として前記燃料電池1を運転しかつ予測エネルギ削減量が最大となる設定判別期間における前記運転時間帯以外の時間帯を停止時間帯として前記燃料電池1を停止する条件を定めるように構成する場合について例示したが、これに代えて、単一の設定判別期間について有効時間帯を求めて、その求めた有効時間帯を運転時間帯として燃料電池1を運転しかつ設定判別期間における運転時間帯以外の時間帯を停止時間帯として燃料電池1を停止する条件を定めるように構成しても良い。
この場合、水質低下抑制用の複数周期対応型の負荷追従断続運転形態として、運転周期数が2個の2日対応型、又は、運転周期数が3個の3日対応型のいずれかに設定して、その設定した水質低下抑制用の複数周期対応型の負荷追従断続運転形態について、有効時間帯を求めることになる。
(F) In the third embodiment, as the operation condition for suppressing water quality deterioration, the effective time period is obtained for each of the plurality of setting determination periods having different operation cycles, and a plurality of setting determination periods are obtained. Of these, the
In this case, the load follow intermittent operation mode corresponding to the multi-cycle type for suppressing water quality deterioration is set to either the two-day type with two operation cycles or the three-day type with three operation cycles. And the effective time zone will be calculated | required about the load follow-up intermittent operation form corresponding to the set multiple-cycle corresponding type for the water quality fall suppression.
(ト) 延長用の水質低下抑制処理の運転条件は、上記の第1〜第3の各実施形態において例示した条件、即ち、設定処理期間全体にわたって燃料電池1を停止する条件に限定されるものではなく、例えば、設定処理期間全体にわたって燃料電池1をその発電出力調節範囲における最小出力にて運転する条件に設定しても良い。
(G) The operating conditions of the extension water quality reduction suppressing process are limited to the conditions exemplified in the first to third embodiments, that is, the conditions for stopping the
(チ) 湯水入れ替わり検出手段33の具体構成は、上記の第1実施形態において例示した構成、即ち、槽上部湯水温度センサStにて構成する場合に限定されるものではない。例えば、槽上部、中間上位、中間下位及び槽底部の複数の湯水温度センサSt,Sm,Sn,Sbにて構成しても良い。この場合、複数の湯水温度センサSt,Sm,Sn,Sbの全てが設定低温範囲内の温度を検出する状態が、入れ替わり状態を検出することに相当する。 (H) The specific configuration of the hot water change detection means 33 is not limited to the configuration exemplified in the first embodiment, that is, the case where the hot water temperature sensor St is used. For example, a plurality of hot and cold water temperature sensors St, Sm, Sn, and Sb at the tank upper part, middle upper part, middle lower part, and tank bottom part may be used. In this case, the state in which all of the plurality of hot water temperature sensors St, Sm, Sn, and Sb detect the temperature within the set low temperature range corresponds to the detection of the switching state.
(リ) 上記の第1実施形態において、設定非入替許容時間の具体的な設定時間は、例示した時間以外に設定可能であり、上記の第2実施形態において、設定非加熱許容時間の具体的な設定時間は、例示した時間以外に設定可能であり、上記の第3実施形態において、設定滞留許容時間の具体的な設定時間は、例示した時間以外に設定可能である。 (L) In the first embodiment, the specific setting time of the set non-replacement allowable time can be set other than the exemplified time. In the second embodiment, the specific setting non-heating allowable time is specific. Such a set time can be set other than the exemplified time, and in the third embodiment, the specific set time of the set residence allowable time can be set other than the exemplified time.
(ヌ) 上記の実施形態においては、給湯路17を貯湯用循環路18を介して貯湯槽2の上部に接続する場合について例示したが、給湯路17を直接貯湯槽2の上部に接続しても良い。又、上記の実施形態においては、給水路16を貯湯用循環路18を介して貯湯槽2の底部に接続する場合について例示したが、給水路16を直接貯湯槽2の底部に接続しても良い。
(Nu) In the above embodiment, the case where the hot
(ル) 強制連続運転形態及び強制断続運転形態における設定増大出力の設定手順としては、上記の実施形態において例示した手順に限定されるものではない。
例えば、予測電力負荷に対して設定増大率大きい電力に設定する手順、発電出力調節範囲における最大出力に設定する手順、あるいは、複数段階の仮設定増大出力を総当りして、上記の式6〜式8により求める予測エネルギ削減量が最大の仮設定増大出力を設定増大出力に設定する手順でも良い。
又、抑制連続運転形態及び抑制断続運転形態における設定抑制出力の設定手順としては、上記の実施形態において例示した手順に限定されるものではない。
例えば、予測電力負荷に対して設定減少率小さい電力に設定する手順、発電出力調節範囲における最小出力に設定する手順、あるいは、複数段階の仮設定抑制出力を総当りして、上記の式6〜式8により求める予測エネルギ削減量が最大の仮設定抑制出力を設定抑制出力に設定する手順でも良い。
(L) The setting procedure for setting increased output in the forced continuous operation mode and the forced intermittent operation mode is not limited to the procedure exemplified in the above embodiment.
For example, the procedure for setting power with a large set increase rate with respect to the predicted power load, the procedure for setting to the maximum output in the power generation output adjustment range, or the provisional set increase output in a plurality of stages is rounded out, and the
Moreover, the setting procedure of the setting suppression output in the suppression continuous operation mode and the suppression intermittent operation mode is not limited to the procedure exemplified in the above embodiment.
For example, the procedure for setting power with a small set reduction rate with respect to the predicted power load, the procedure for setting to the minimum output in the power generation output adjustment range, or the provisional setting suppression output in a plurality of stages is round-robin, A procedure for setting the temporary setting suppression output having the maximum predicted energy reduction amount obtained by
(ヲ) 上記の実施形態では、通常運転状態において、複数種の運転形態のうち予測エネルギ削減量が最大の運転形態を燃料電池1の運転形態に定めて、その定めた運転形態にて燃料電池1を運転するように構成する場合について例示したが、燃料電池1の運転形態として、複数種の運転形態のうち予測エネルギ削減量が最大の運転形態に定める場合に限定されるものではなく、複数種の運転形態のうち予測エネルギ削減量が2番目又は3番目に大きい運転形態等、予測エネルギ削減量が大きい運転形態に定めるように構成しても良い。
又、予め設定した運転形態、例えば、現電力負荷追従運転にて燃料電池1を運転するように構成しても良い。
(W) In the above embodiment, the operation mode with the maximum amount of predicted energy reduction is determined as the operation mode of the
Moreover, you may comprise so that the
(ワ) 運転周期の具体的な設定例は、上記の第1〜第4の各実施形態において例示した1日に限定されるものではない。
又、管理用時間は、上記の第1〜第4の各実施形態において例示した1時間に限定されるものではなく、1時間よりも短く設定しても良く、1時間よりも長く設定しても良い。
そして、時系列的な給水量データや時系列的な湯水循環量データは、上述のように設定した管理用時間毎に管理することになる。
例えば、上記の第2及び第3の各実施形態において、管理用時間の開始時点毎に、貯湯槽2内の湯水を管理用時間毎の給水ブロック及び管理用時間毎の加熱済みブロックにてブロック分けするに当たって、管理用時間毎の給水ブロックや管理用時間毎の加熱済みブロックの各ブロックの湯水の容量の最小値は、管理用時間が短くなるほど少なくなり、例えば、管理用時間を3分間に設定すると、各ブロックの湯水の容量の最小値は例えば0.5リットル程度になる。
ところで、貯湯用循環路18を通しての貯湯槽2の湯水の循環は、1日中継続して行われる、あるいは、数時間以上にわたって継続して行われる等、長時間にわたって継続して行われるものであるが、給水路16を通しての貯湯槽2への給水は、1分間、数分間等の短い実行時間で断続して行われるものである。
そこで、管理用時間を短く設定するほど、時系列的な給水量データを実際の貯湯槽2への給水形態に適応した状態で管理することができるので、水質低下抑制処理をより一層的確に実行することができる。
(W) A specific setting example of the operation cycle is not limited to one day illustrated in each of the first to fourth embodiments.
Further, the management time is not limited to one hour exemplified in each of the first to fourth embodiments, and may be set shorter than one hour or set longer than one hour. Also good.
The time-series water supply amount data and the time-series hot water circulation amount data are managed for each management time set as described above.
For example, in each of the second and third embodiments, the hot water in the hot
By the way, the circulation of the hot water in the
Therefore, as the management time is set shorter, the time-series water supply data can be managed in a state adapted to the actual water supply form to the
(カ) 運転メリットとしては、上記の実施形態において例示した予測エネルギ削減量等の省エネルギ性に限定されるものではなく、例えば、予測エネルギコスト削減額等の経済性や、予測二酸化炭素削減量等の環境性を用いても良い。
ちなみに、予測エネルギコスト削減額は、燃料電池1を運転させない場合のエネルギコストから、燃料電池1を運転したときのエネルギコストを減じて求めることができる。
前記燃料電池1を運転させない場合のエネルギコストは、予測電力負荷の全てを商用電源7から買電するときのコストと、予測熱負荷の全てを補助加熱器27で賄うときのエネルギコスト(燃料コスト)の和として求められる。
一方、燃料電池1を運転したときのエネルギコストは、予測電力負荷及び予測熱負荷を燃料電池1の予測発電電力及び予測発生熱で補う場合の燃料電池1のエネルギコスト(燃料コスト)と、予測電力負荷から予測発電電力を差し引いた分に相当する不足電力負荷を商用電源7から買電するときのコストと、予測熱負荷から予測利用熱量を差し引いた分に相当する不足熱負荷を補助加熱器27の発生熱で補う場合のエネルギコスト(燃料コスト)との和として求められる。
(F) The driving merit is not limited to the energy saving such as the predicted energy reduction amount exemplified in the above embodiment. For example, the economics such as the predicted energy cost reduction amount and the predicted carbon dioxide reduction amount It is also possible to use environmental properties such as
Incidentally, the predicted energy cost reduction amount can be obtained by subtracting the energy cost when the
The energy cost when the
On the other hand, the energy cost when the
又、予測二酸化炭素削減量は、燃料電池1を運転させない場合の二酸化炭素発生量から、燃料電池1を運転したときの二酸化炭素発生量を減じて求めることができる。
前記燃料電池1を運転させない場合の二酸化炭素発生量は、予測電力負荷の全てを商用電源7から買電するときの二酸化炭素発生量と、予測熱負荷の全てを補助加熱器27で賄うときの二酸化炭素発生量との和として求められる。
一方、燃料電池1を運転したときの二酸化炭素発生量は、予測電力負荷及び予測熱負荷を燃料電池1の予測発電電力及び予測発生熱で補う場合の燃料電池1からの二酸化炭素発生量と、予測電力負荷から予測発電電力を差し引いた分に相当する不足電力負荷を商用電源7から買電するときの二酸化炭素発生量と、予測熱負荷から予測利用熱量を差し引いた分に相当する不足熱負荷を補助加熱器27の発生熱で補う場合の二酸化炭素発生量との和として求められる。
The predicted carbon dioxide reduction amount can be obtained by subtracting the carbon dioxide generation amount when the
The amount of carbon dioxide generated when the
On the other hand, the amount of carbon dioxide generated when the
(ヨ) 上記の実施形態においては、熱消費端末3を設けた場合について例示して、熱負荷を給湯熱負荷と端末熱負荷とを合わせたものとしたが、熱消費端末3を設けない場合は、熱負荷を給湯熱負荷のみとすることになる。又、燃料電池1から発生する熱を回収した冷却水の温度に比べて、熱消費端末3において必要とされる熱媒の温度が高い場合は、熱消費端末3が設けられていても、熱負荷を給湯熱負荷のみとする。
(Yo) In said embodiment, although illustrated about the case where the
(タ) 熱電併給装置として、上記の各実施形態では燃料電池1を適用したが、これ以外に、例えば、ガスエンジンにより発電機を駆動するように構成したもの等、種々のものを適用することができる。
(T) As the cogeneration device, the
(レ) 上記の各実施形態においては、運転制御手段5が、熱電併給装置としての燃料電池1を運転するための通常運転条件として、時系列的な予測電力負荷及び時系列的な予測給湯負荷を賄うように燃料電池1を運転する条件を定める場合を例示したが、通常運転条件としては、種々の条件を定めることができる。
例えば、運転制御手段5が、通常運転条件として、燃料電池1の出力を現在の電力負荷に追従させる条件、いわゆる、電主運転条件を一律に定めるように構成してもよい。そして、この場合、運転制御手段5が、水質低下抑制用運転条件として、燃料電池1の出力を現在の電力負荷よりも低い出力に調整する条件を定めるように構成してもよい。尚、現在の電力負荷よりも低い出力とは、現在の電力負荷から設定量を減算した出力や、現在の電力負荷の半分や4分の1等、現在の電力負荷の設定数分の1の出力とすることができ、さらには、出力調整範囲における最低出力としてもよい。
(L) In each of the above-described embodiments, the operation control means 5 uses a time-series predicted power load and a time-series predicted hot water supply load as normal operation conditions for operating the
For example, the operation control means 5 may be configured to uniformly determine a condition for causing the output of the
(ソ) 上記の実施形態においては、運転制御手段5が、循環制御処理において、貯湯温度センサShの検出温度が予め設定された目標加熱温度(例えば60°C)になるように湯水循環量を調節すべく、湯水循環ポンプ19の作動を制御する場合を例示したが、目標加熱温度の設定は種々変更できるものである。例えば、目標加熱温度として、その下限温度(例えば60°C)と上限温度(例えば75°C)とを定め、加熱された湯水の温度が下限温度よりも低くなると、循環量を減少させて、加熱された湯水の温度が下限温度以上になるようにし、そして、熱された湯水の温度が上限温度よりも高くなると、循環量を増加させて、加熱された湯水の温度が上限温度以下になるようにしても良い。
尚、上記実施形態においては、燃料電池1の冷却水循環路13における冷却水循環量の調整についてはその説明を省略したが、一般には、燃料電池1に戻る冷却水の入口温度及び燃料電池1から排出される冷却水の出口温度が計測されて、入口温度や出口温度が適正温度に近づくように冷却水循環量を調整すべく、冷却水循環ポンプ15の作動が制御されることになるが、冷却水循環量の制御構成も種々変更できるものである。
(So) In the above embodiment, the operation control means 5 controls the circulating amount of hot water so that the temperature detected by the hot water storage temperature sensor Sh becomes a preset target heating temperature (for example, 60 ° C) in the circulation control process. The case where the operation of the hot
In the above embodiment, the description of the adjustment of the cooling water circulation amount in the cooling
1 熱電併給装置
2 貯湯槽
5 運転制御手段
16 給水路
17 給湯路
18 貯湯用循環路
19 湯水循環手段
H 加熱手段
DESCRIPTION OF
本発明のコージェネレーションシステムの第1特徴構成は、電力と熱とを併せて発生する熱電併給装置と、
底部に接続された給水路を通して水が供給され且つ上部に接続された給湯路を通して湯水が送出される貯湯槽と、
槽底部から取り出した湯水を槽上部に戻す形態で貯湯用循環路を通して前記貯湯槽の湯水を循環させる湯水循環手段と、
前記貯湯用循環路を通流する湯水を前記熱電併給装置にて発生する熱により加熱する加熱手段と、
運転を制御する運転制御手段とが設けられ、
その運転制御手段が、
前記加熱手段にて加熱された湯水の温度が目標加熱温度になるように前記貯湯用循環路における単位時間当たりの湯水循環量を調節すべく前記湯水循環手段の作動を制御する循環制御処理、及び、前記熱電併給装置を運転するための通常運転条件を定めて、その通常運転条件にて前記熱電併給装置を運転する通常運転処理を実行し、且つ、
前記貯湯槽の湯水の水質低下を抑制する水質低下抑制タイミングになると、水質低下抑制処理を実行するように構成されたコージェネレーションシステムにおいて、
前記運転制御手段が、前記水質低下抑制処理として、前記貯湯槽の湯水の循環を停止するように前記湯水循環手段を制御する循環停止処理を実行するように構成されている点にある。
The first characteristic configuration of the cogeneration system of the present invention is a combined heat and power device that generates both electric power and heat,
A hot water storage tank in which water is supplied through a water supply path connected to the bottom and hot water is sent out through a hot water supply path connected to the top;
Hot water circulation means for circulating hot water in the hot water storage tank through the hot water circulation path in the form of returning the hot water taken out from the tank bottom to the upper part of the tank;
Heating means for heating hot water flowing through the hot water storage circulation path by heat generated by the combined heat and power supply device;
Operation control means for controlling operation is provided,
The operation control means is
A circulation control process for controlling the operation of the hot water circulation means to adjust the hot water circulation amount per unit time in the hot water circulation path so that the temperature of the hot water heated by the heating means becomes a target heating temperature; and Determining normal operating conditions for operating the combined heat and power device, executing normal operation processing for operating the combined heat and power device under the normal operating conditions, and
In the cogeneration system configured to execute the water quality lowering suppression process when it comes to the water quality lowering suppression timing that suppresses the water quality deterioration of the hot water tank ,
The operation control means is configured to execute a circulation stop process for controlling the hot water circulation means so as to stop the circulation of the hot water in the hot water tank as the water quality deterioration suppressing process.
本発明のコージェネレーションシステムの第2特徴構成は、電力と熱とを併せて発生する熱電併給装置と、
底部に接続された給水路を通して水が供給され且つ上部に接続された給湯路を通して湯水が送出される貯湯槽と、
槽底部から取り出した湯水を槽上部に戻す形態で貯湯用循環路を通して前記貯湯槽の湯水を循環させる湯水循環手段と、
前記貯湯用循環路を通流する湯水を前記熱電併給装置にて発生する熱により加熱する加熱手段と、
運転を制御する運転制御手段とが設けられ、
その運転制御手段が、
前記加熱手段にて加熱された湯水の温度が目標加熱温度になるように前記貯湯用循環路における単位時間当たりの湯水循環量を調節すべく前記湯水循環手段の作動を制御する循環制御処理、及び、前記熱電併給装置を運転するための通常運転条件を定めて、その通常運転条件にて前記熱電併給装置を運転する通常運転処理を実行し、且つ、
前記貯湯槽の湯水の水質低下を抑制する水質低下抑制タイミングになると、水質低下抑制処理を実行するように構成されたコージェネレーションシステムにおいて、
前記運転制御手段が、前記水質低下抑制処理として、前記水質低下抑制タイミングになったときに、前記熱電併給装置の運転中で且つ前記湯水循環手段の作動中の場合には、前記熱電併給装置の運転を停止させる運転停止条件が満たされるまで待機して、前記運転停止条件が満たされて前記熱電併給装置の運転及び前記湯水循環手段の作動を停止すると、前記貯湯槽内の湯水の全量が前記設定低温範囲内の温度であることが判別されるまで、前記加熱手段の運転及び前記湯水循環手段の作動を停止する待機式湯水入替処理を実行するように構成されている点にある。
The second characteristic configuration of the cogeneration system of the present invention includes a combined heat and power device that generates both electric power and heat,
A hot water storage tank in which water is supplied through a water supply path connected to the bottom and hot water is sent out through a hot water supply path connected to the top;
Hot water circulation means for circulating hot water in the hot water storage tank through the hot water circulation path in the form of returning the hot water taken out from the tank bottom to the upper part of the tank;
Heating means for heating hot water flowing through the hot water storage circulation path by heat generated by the combined heat and power supply device;
Operation control means for controlling operation is provided,
The operation control means is
A circulation control process for controlling the operation of the hot water circulation means to adjust the hot water circulation amount per unit time in the hot water circulation path so that the temperature of the hot water heated by the heating means becomes a target heating temperature; and Determining normal operating conditions for operating the combined heat and power device, executing normal operation processing for operating the combined heat and power device under the normal operating conditions, and
In the cogeneration system configured to execute the water quality lowering suppression process when it comes to the water quality lowering suppression timing that suppresses the water quality deterioration of the hot water tank ,
In the case where the operation control means is in the operation of the combined heat and power device and the hot water circulating means is operating when the water quality deterioration suppression timing comes as the water quality deterioration suppression processing, the hot water and water supply device is in operation. When the operation stop condition for stopping the operation is satisfied and the operation stop condition is satisfied and the operation of the combined heat and power supply device and the operation of the hot water circulation means are stopped, the total amount of hot water in the hot water storage tank is Until it is determined that the temperature is within the set low temperature range, standby hot water replacement processing for stopping the operation of the heating means and the operation of the hot water circulation means is performed.
本発明のコージェネレーションシステムの第3特徴構成は、上記の第2特徴構成において、
前記運転制御手段が、前記水質低下抑制タイミングになったときに、前記熱電併給装置の運転中で且つ前記湯水循環手段の作動中であることにより前記運転停止条件が満たされるまで待機する場合において、その待機時間が待機許容時間以上になると、前記熱電併給装置の運転及び前記湯水循環手段の作動を強制的に停止して、前記貯湯槽内の湯水の全量が前記設定低温範囲内の温度であることが判別されるまで、前記熱電併給装置の運転及び前記湯水循環手段の作動を停止する強制停止式湯水入替処理を実行するように構成されている点にある。
The third feature configuration of the cogeneration system of the present invention is the second feature configuration described above,
In the case where the operation control means waits until the operation stop condition is satisfied by the operation of the combined heat and power unit and the operation of the hot water circulation means when the water quality deterioration suppression timing is reached, When the standby time is equal to or longer than the standby allowable time, the operation of the combined heat and power unit and the operation of the hot water circulation means are forcibly stopped, and the total amount of hot water in the hot water tank is a temperature within the set low temperature range. Until it is determined, the forced stop type hot water replacement process for stopping the operation of the combined heat and power supply device and the operation of the hot water circulation means is performed.
本発明のコージェネレーションシステムの第4特徴構成は、上記の第2又は第3特徴構成において、
前記運転制御手段が、前記水質低下抑制タイミングになったときに、前記熱電併給装置の運転中で且つ前記湯水循環手段の作動中であることにより前記運転停止条件が満たされるまで待機する場合において、その待機中に、前記貯湯槽内の湯水の全量が前記設定低温範囲内の温度であることが判別される場合及び前記貯湯槽内の湯水の全量が設定高温範囲内の温度であることが判別される場合には、前記待機式湯水入替処理の実行を中止するように構成されている点にある。
The fourth characteristic configuration of the cogeneration system of the present invention is the above-described second or third characteristic configuration,
In the case where the operation control means waits until the operation stop condition is satisfied by the operation of the combined heat and power unit and the operation of the hot water circulation means when the water quality deterioration suppression timing is reached, during the waiting, it hot water of the total amount of case and the hot water storage tank that hot water of the total amount of the hot water storage tank is a temperature within the preset low temperature range is determined is a temperature in the setting high temperature range When it is determined, the standby-type hot-water replacement process is configured to be stopped.
本発明のコージェネレーションシステムの第5特徴構成は、上記の第1〜第8特徴構成において、
前記運転制御手段が、
前記通常運転条件として、少なくとも時系列的な予測電力負荷及び時系列的な予測給湯熱負荷を賄うように前記熱電併給装置を運転する条件を定めるように構成されている点にある。
The fifth feature configuration of the cogeneration system of the present invention is the above first to eighth feature configurations,
The operation control means is
The normal operation condition is that the conditions for operating the combined heat and power supply device are determined so as to cover at least the time-series predicted power load and the time-series predicted hot water supply heat load.
本発明のコージェネレーションシステムの第6特徴構成は、上記第1〜第5特徴構成のいずれか1つにおいて、
前記運転制御手段が、前記貯湯槽の湯水の全量又は略全量が前記給水路からの水にて入れ替わらない状態が継続する時間が設定非入替許容時間以上になると、前記水質低下抑制タイミングになると判別するように構成されている点にある。
The sixth feature configuration of the cogeneration system of the present invention is any one of the first to fifth feature configurations,
When the time during which the operation control means continues the state in which the total amount or substantially the total amount of hot water in the hot water tank is not replaced with water from the water supply channel is equal to or longer than the set non-replacement allowable time, the water quality deterioration suppression timing is reached. The point is that it is configured to discriminate.
本発明のコージェネレーションシステムの第7特徴構成は、上記第1〜第5特徴構成のいずれか1つにおいて、
前記運転制御手段が、前記給水路から前記貯湯槽への単位時間当たりの給水量についての時系列的な給水量データ、前記貯湯用循環路を通して循環される単位時間当たりの湯水循環量についての時系列的な湯水循環量データ、及び、前記貯湯槽の容量データに基づいて、湯水が前記給水路を通して供給されてから前記加熱手段にて加熱されることなく前記貯湯槽に貯留される非加熱貯留時間が設定非加熱許容時間以上となる湯水、及び、湯水が前記加熱手段にて加熱されてから前記加熱手段にて再加熱されることなく前記貯湯槽に貯留される非再加熱貯留時間が前記設定非加熱許容時間以上となる湯水の少なくとも一方が存在すると判別すると、前記水質低下抑制タイミングになると判別するように構成されている点にある。
The seventh feature configuration of the cogeneration system of the present invention is any one of the first to fifth feature configurations,
The operation control means is a time-series water supply amount data about the amount of water supply per unit time from the water supply channel to the hot water storage tank, and a time about the amount of hot water circulation per unit time circulated through the hot water storage circuit. Non-heated storage in which hot water is stored in the hot water tank without being heated by the heating means after hot water is supplied through the water supply channel based on sequential hot water circulation amount data and capacity data of the hot water tank The hot water whose time is equal to or longer than the set non-heating allowable time, and the non-reheating storage time in which the hot water is stored in the hot water tank without being reheated by the heating means after being heated by the heating means If it is determined that there is at least one of hot and cold water that is equal to or longer than the set non-heating allowable time, it is determined that it is determined that the water quality deterioration suppression timing is reached.
本発明のコージェネレーションシステムの第8特徴構成は、上記第1〜第5特徴構成のいずれか1つにおいて、
前記運転制御手段が、前記給水路から前記貯湯槽への単位時間当たりの給水量についての時系列的な給水量データ、前記貯湯用循環路を通して循環される単位時間当たりの湯水循環量についての時系列的な湯水循環量データ、及び、前記貯湯槽の容量データに基づいて、前記給水路を通して供給されてから前記貯湯槽に滞留する滞留時間が設定滞留許容時間以上となる湯水が存在すると判別すると、前記水質低下抑制タイミングになると判別するように構成されている点にある。
The eighth feature configuration of the cogeneration system of the present invention is any one of the first to fifth feature configurations described above.
The operation control means is a time-series water supply amount data about the amount of water supply per unit time from the water supply channel to the hot water storage tank, and a time about the amount of hot water circulation per unit time circulated through the hot water storage circuit. Based on sequential hot water circulation amount data and capacity data of the hot water tank, when it is determined that there is hot water whose residence time stays in the hot water tank after being supplied through the water supply channel is equal to or longer than a set retention allowable time. In this point, it is configured to discriminate when the water quality lowering suppression timing comes.
〔参考の第1実施形態〕
以下、図面に基づいて、本発明の参考の第1実施形態を説明する。
コージェネレーションシステムは、図1に示すように、電力と熱とを発生する熱電併給装置としての燃料電池1と、その燃料電池1が発生する熱を冷却水にて回収し、その冷却水を利用して貯湯槽2への貯湯及び熱消費端末3への熱媒供給を行う貯湯暖房ユニット4と、燃料電池1及び貯湯暖房ユニット4の運転を制御する運転制御手段としての運転制御部5などから構成されている。ちなみに、前記熱消費端末3として、床暖房装置、浴室暖房乾燥機又はファンコンベクタ等が設けられる。
[ Reference First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the cogeneration system recovers the heat generated by the
又、前記貯湯槽2の湯水の全量又は略全量が前記給水路16を通して供給される水にて入れ替わった入れ替わり状態を検出する湯水入れ替わり検出手段33が設けられている。
この参考の第1実施形態では、前記湯水入れ替わり検出手段33が前記槽上部湯水温度センサStにて構成されている。つまり、前記貯湯槽2には温度成層を形成する状態で湯水が貯留されることから、前記貯湯用熱交換器24にて加熱されずに前記貯湯槽2に存在するとした場合における湯水の温度として予測される設定低温範囲内の温度を槽上部湯水温度センサStが検出する状態が、入れ替わり状態を検出することに相当する。
ちなみに、槽上部湯水温度センサStが設定低温範囲よりも高い温度を検出する状態は、前記貯湯槽2の湯水の全量又は略全量が前記給水路16を通して供給される水にて入れ替わっていない状態である。
Further, a hot water / water change detection means 33 is provided for detecting a change state in which the total amount or substantially the entire amount of hot water in the hot
In the first embodiment of this reference, the hot water change detection means 33 is constituted by the tank upper hot water temperature sensor St. That is, since the hot water is stored in the hot
Incidentally, the state in which the tank upper hot water temperature sensor St detects a temperature higher than the set low temperature range is a state in which the total amount or almost the total amount of hot water in the hot
そして、この参考の第1実施形態では、前記運転制御部5が、前記水質低下抑制処理と
して、前記循環制御処理、及び、前記水質低下抑制タイミング以降の設定処理期間内において前記通常運転処理を実行すると仮定したときに前記燃料電池1により発電される総発電量よりも前記設定処理期間内における前記燃料電池1の総発電量を低下させる水質低下抑制用運転条件を定めて、その水質低下抑制用運転条件に基づいて前記燃料電池1を運転する抑制運転処理を実行するように構成されている。
And in this reference 1st Embodiment, the said
更に、この参考の第1実施形態では、前記運転制御部5が、複数の管理用時間からなる運転周期の開始時点毎に、前記通常運転条件を定める通常運転条件設定処理を実行して、その通常運転条件設定処理にて定めた通常運転条件にて燃料電池1を運転する通常運転処理を実行するように構成されている。
又、前記運転制御部5が、このコージェネレーションシステムにおけるリモコン操作部5aに設けた運転スイッチ(図示省略)がオン状態になっている間、前記貯湯槽2における湯水の貯留状態を判別する湯水貯留状態判別処理を実行して、その湯水貯留状態判別処理にて湯水の貯留状態が湯水の水質低下を抑制する必要がある状態であると判別すると、水質低下抑制タイミングになると判別するように構成されている。尚、この湯水貯留状態判別処理の詳細は、後述する。
Further, in the first embodiment of this reference, the
The
そして、運転制御部5は、運転周期の開始時点において、その直前の運転周期での湯水貯留状態判別処理にて水質低下抑制タイミングになったと判別したか否かを判別して、水質低下抑制タイミングになったと判別した場合は、その運転周期の開始時点は貯湯槽2の湯水の水質低下を抑制する必要がある要水質低下抑制状態であると判別して、その運転周期の開始時点から前記設定処理期間が開始するとして、その運転周期の開始時点において、前記水質低下抑制用運転条件を定める抑制用運転条件設定処理を実行して、その抑制用運転条件設定処理にて定めた水質低下抑制用運転条件に基づいて前記燃料電池1を運転する抑制運転処理を実行するように構成されている。
ちなみに、前記設定処理期間は、1回の運転周期、又は、複数回の運転周期にて構成されるものであり、この参考の第1実施形態では、設定処理期間は1回の運転周期にて構成されている。
And the
Incidentally, the setting processing period is configured by one operation cycle or a plurality of operation cycles. In the first embodiment of this reference, the setting processing period is one operation cycle. It is configured.
ちなみに、この参考の第1実施形態では、設定処理期間の間に、前記槽上部湯水温度センサStが前記設定低温範囲内の温度を検出すると入れ替わり状態になったと判別し、設定処理期間の間、前記槽上部湯水温度センサStが前記設定低温範囲内の温度を検出しない場合は、入れ替わり状態にならなかったと判別するように構成されている。
又、この参考の第1実施形態では、延長用の水質低下抑制処理の運転条件として、設定処理期間全体にわたって燃料電池1を停止する条件に設定するように構成されている。
Incidentally, in the first embodiment of this reference, during the setting process period, when the tank upper hot water temperature sensor St detects the temperature within the set low temperature range, it is determined that the state is changed, and during the setting process period, When the tank upper hot water temperature sensor St does not detect the temperature within the set low temperature range, it is determined that the tank has not been switched.
Further, in the first embodiment of this reference, the operation condition of the extension water quality reduction suppressing process is set to a condition for stopping the
つまり、通常運転処理の実行中は、ステップ#9の燃料電池運転制御では、ステップ#4の通常運転条件設定処理にて設定された通常運転条件に基づいて燃料電池1の運転が制御される。
又、水質低下抑制処理の実行中は、ステップ#9の燃料電池運転制御では、ステップ#5の抑制用運転条件設定処理にて設定された水質低下抑制用運転条件に基づいて燃料電池1の運転が制御される。又、延長用の水質低下抑制処理の実行中は、ステップ#9の燃料電池運転制御では、ステップ#8の延長用運転条件設定処理にて設定された運転条件に基づいて燃焼電池1の運転が制御され、この参考の第1実施形態では、燃料電池1が停止される。
That is, during the normal operation process, in the fuel cell operation control in
Further, during the execution of the water quality lowering suppression process, the fuel cell operation control in
以下、前記湯水貯留状態判別処理について説明する。
前記運転制御部5が、前記湯水貯留状態判別処理においては、前記湯水入れ替わり検出手段33の検出情報に基づいて、前記貯湯槽2の湯水の全量又は略全量が前記給水路16を通して供給される水にて入れ替わらない状態が継続する非入れ替わり状態継続時間が設定非入替許容時間以上になると、前記水質低下抑制タイミングになると判別するように構成されている。
つまり、この参考の第1実施形態では、前記湯水貯留状態判別処理においては、前記貯湯槽2における湯水の貯留状態として、前記非入れ替わり状態継続時間を判別して、その非入れ替わり状態継続時間が設定非入替許容時間以上になると、貯湯槽2の湯水の貯留状態が湯水の水質低下を抑制する必要がある状態であると判別して、水質低下抑制タイミングになると判別するように構成されている。
Hereinafter, the hot water storage state determination process will be described.
In the hot water storage state determination process, the
That is, in the first embodiment of this reference, in the hot water storage state determination process, the non-replacement state duration is determined as the hot water storage state in the
上述したように、この参考の第1実施形態では、前記湯水入れ替わり検出手段33が前記槽上部湯水温度センサStにて構成されているので、前記運転制御部5は、前記湯水貯留状態判別処理においては、槽上部湯水温度センサStの検出温度が設定低温範囲よりも高くなると非入れ替わり状態継続時間の計測を開始し、槽上部湯水温度センサStの検出温度が設定低温範囲内の温度になると非入れ替わり状態継続時間を0にリセットする状態で、非入れ替わり状態継続時間の計測を行い、その非入れ替わり状態継続時間が設定非入替許容時間以上になると前記水質低下抑制タイミングになると判別するように構成されている。
ちなみに、前記設定非入替許容時間は、例えば96時間に設定される。
As described above, in the first embodiment of this reference, since the hot water change detection means 33 is constituted by the tank upper hot water temperature sensor St, the
Incidentally, the set non-replacement allowable time is set to 96 hours, for example.
以下、前記抑制用運転条件設定処理について、説明する。
この参考の第1実施形態では、前記運転制御部5が、前記水質低下抑制用運転条件として、水質低下抑制用運転時間帯と水質低下抑制用発電出力とを定めるように構成されている。
この参考の第1実施形態では、前記運転制御部5が、前記時系列的な予測電力負荷及び時系列的な予測熱負荷に基づいて、前記設定処理期間内に前記貯湯槽2の湯水の全量が給水路16からの水にて入れ替えられるべく、通常運転用の運転形態にて定められている運転時間帯を水質低下抑制用運転時間帯とする状態で、水質低下抑制用発電出力を通常運転用の運転形態にて定められている予測発電出力よりも小さくなるように定めるように構成されている。
又、前記運転制御部5が、通常運転用の運転形態にて定められている運転時間帯全体にわたって、水質低下抑制用発電出力を発電出力調節範囲の最小出力に設定しても、前記設定処理期間内に前記貯湯槽2の湯水の全量が入れ替えられないと予測されるときは、前記貯湯槽2の湯水の全量が入れ替えられるべく、水質低下抑制用発電出力を発電出力調節範囲の最小出力に設定する状態で、水質低下抑制用運転時間帯を通常運転用の運転形態にて定められている運転時間帯よりも短い時間に設定するように構成されている。
Hereinafter, the suppression operation condition setting process will be described.
In the first embodiment of this reference, the
In the first embodiment of this reference, the
Further, even if the
〔参考の第2実施形態〕
以下、参考の第2実施形態を説明する。
図1において破線にて示すように、この参考の第2実施形態においては、前記貯湯用循環路18に、その貯湯用循環路18を通して循環される単位時間当たりの湯水循環量を検出する循環量センサQcが設けられ、前記給湯路17に、その給湯路17を通して送出される単位時間当たりの湯水送出量を検出する送出量センサQsが設けられている。
そして、前記循環量センサQc及び前記送出量センサQsが設けられている以外は、コージェネレーションシステムの全体構成は上記の参考の第1実施形態と同様であるので、その全体構成の説明を省略する。
尚、給湯路17を通しての給湯先での湯水の消費と貯湯用循環路18を通しての湯水の循環とが並行して行われるときは、上記の参考の第1実施形態において説明したように湯水が流動するので、前記送出量センサQsは、貯湯用循環路18から給湯路17に供給される湯水の流量も含んだ流量を、給湯路17を通して送出される単位時間当たりの湯水送出量として検出することになる。
[ Reference Second Embodiment]
A reference second embodiment will be described below.
As shown by a broken line in FIG. 1, in the second embodiment of this reference, the circulation amount for detecting the circulation amount of hot water per unit time circulated through the hot
Since the entire configuration of the cogeneration system is the same as that of the first embodiment described above except that the circulation amount sensor Qc and the delivery amount sensor Qs are provided, the description of the entire configuration is omitted. .
When the consumption of hot water at the hot water supply destination through the hot
この参考の第2実施形態は、湯水貯留状態判別処理及び水質低下抑制処理の別実施形態を説明するものであり、通常運転処理は上記の参考の第1実施形態と同様であるので、その説明を省略する。 This reference second embodiment describes another embodiment of the hot water storage state determination process and the water quality deterioration suppression process, and the normal operation process is the same as that of the reference first embodiment described above. Is omitted.
先ず、前記湯水貯留状態判別処理について説明する。
前記運転制御部5が、前記湯水貯留状態判別処理においては、前記給水路16から前記貯湯槽2への単位時間当たりの給水量についての時系列的な給水量データ、前記貯湯用循環路18を通して循環される単位時間当たりの湯水循環量についての時系列的な湯水循環量データ、及び、前記貯湯槽2の容量データに基づいて、湯水が前記給水路16を通して供給されてから前記貯湯用熱交換器24(即ち、加熱手段Hに相当する)にて加熱されることなく前記貯湯槽2に貯留される非加熱貯留時間が設定非加熱許容時間以上となる湯水、及び、湯水が前記貯湯用熱交換器24にて加熱されてから前記貯湯用熱交換器24にて再加熱されることなく前記貯湯槽2に貯留される非再加熱貯留時間が前記設定非加熱許容時間以上となる湯水の少なくとも一方が存在すると判別すると、前記水質低下抑制タイミングになると判別するように構成されている。
つまり、この参考の第2実施形態では、前記湯水貯留状態判別処理においては、前記貯湯槽2における湯水の貯留状態として、貯湯槽2に貯留される湯水についての非加熱貯留時間及び非再加熱貯留時間を判別して、非加熱貯留時間が設定非加熱許容時間以上となる湯水、及び、非再加熱貯留時間が前記設定非加熱許容時間以上となる湯水の少なくとも一方が存在すると、貯湯槽2の湯水の貯留状態が湯水の水質低下を抑制する必要がある状態であると判別して、水質低下抑制タイミングになると判別するように構成されている。
First, the hot water storage state determination process will be described.
In the hot water storage state determination process, the
That is, in this reference second embodiment, in the hot water storage state determination process, the hot water storage state in the hot
前記運転制御部5により時系列的な給水量データ、時系列的な湯水循環量データ及び貯湯槽2の容量データを管理するデータ管理処理について、説明を加える。
前記貯湯槽2の容量データは、運転制御部5のメモリに記憶させてある。この参考の第2実施形態では、貯湯槽2の容量は200リットルであるので、容量データとして200リットルをメモリに記憶させる。
Data management processing for managing time-series water supply amount data, time-series hot water circulation amount data, and capacity data of the
The capacity data of the
尚、給湯路17を通しての給湯先での湯水の消費と貯湯用循環路18を通しての湯水の循環とが並行して行われるときは、上記の参考の第1実施形態において説明したように湯水が流動するので、貯湯槽2に供給されることなく直接貯湯用循環路18に供給される水も含んだ状態で、給水路16から貯湯槽2への時系列的な給水量データが管理されることになる。
When the consumption of hot water at the hot water supply destination through the hot
1月1日の8時台は、給湯路17を通しての給湯先での湯水の消費と貯湯用循環路18を通しての貯湯槽2の湯水の循環とが並行して行われており、この参考の第2実施形態では、このように給湯先での湯水の消費と貯湯用循環路18を通しての湯水の循環とが並行して行われる管理用時間においては、給水路16を通して供給される水のうち、貯湯用循環路18を通して循環される湯水循環量に相当する分は、貯湯槽2の底部に貯留されることなく、貯湯用循環路18を通して循環されて、貯湯用熱交換器24にて加熱されたのち、給湯路17を通して送出されるとする。
つまり、管理用時間当たりの給水量データは40リットルであり、管理用時間当たりの湯水循環量データは10リットルであるので、貯湯槽2の底部に供給された40リットルの水のうち、貯湯用循環路18を通して循環された10リットルを除いた30リットルを給水循環並行時給水量として、その給水循環並行時給水量の水が貯湯槽2の底部に貯留されることとする。
従って、1月1日の9時台の管理用時間の開始時点では、図4の(ロ)に示すように、給水日時が1月1日の8時で湯水量が30リットルの給水ブロック、給水日時が1月1日の1時で湯水量が140リットルの給水ブロック、加熱日時が1月1日の2時で湯水量が10リットルの加熱済みブロック、加熱日時が1月1日の3時で湯水量が10リットルの加熱済みブロック、加熱日時が1月1日の4時で湯水量が10リットルの加熱済みブロックの5個のブロックが下方から上方に並ぶ状態でブロック分けされる。
At 8 o'clock on January 1, consumption of hot water at the hot water supply destination through the hot
In other words, the water supply amount data per management time is 40 liters, and the hot water circulation amount data per management time is 10 liters. Therefore, out of 40 liters of water supplied to the bottom of the
Therefore, at the start of the management time at 9 o'clock on January 1st, as shown in FIG. 4 (b), a water supply block with a water supply date and time of 8:00 on January 1st and a hot water amount of 30 liters, Water supply date and time is 1:00 on January 1 and the hot water volume is 140 liters. Heated date and time is 2:00 on January 1 and the heated block is 10 liters in hot water and the heating date and time is 3 on January 1. 5 blocks of heated blocks with hot water amount of 10 liters and heated blocks with heating date and time of 4 o'clock on January 1st and hot water amount of 10 liters are divided into blocks in a state where they are lined up from below.
次に、前記水質低下抑制処理について説明する。
尚、この参考の第2実施形態においても、前記設定処理期間は1回の運転周期にて構成されている。
前記運転制御部5は、上記の参考の第1実施形態と同様に、水質低下抑制処理として、前記循環制御処理、及び、前記水質低下抑制用運転条件を定めてその水質低下抑制用運転条件に基づいて前記燃料電池1を運転する抑制運転処理を実行するように構成され、前記水質低下抑制用運転条件として、前記貯湯槽2の湯水の全量又は略全量が前記設定処理期間内に前記給水路16からの水に入れ替えられることが予測できる運転条件を定めるように構成されている。
又、前記運転制御部5は、上記の参考の第1実施形態と同様に、前記水質低下抑制用運転条件として、水質低下抑制用運転時間帯と水質低下抑制用発電出力とを定めるように構成されているが、それら水質低下抑制用運転時間帯と水質低下抑制用発電出力とを定めるための構成が上記の参考の第1実施形態と異なる。
Next, the water quality deterioration suppressing process will be described.
In the reference second embodiment as well, the setting process period is constituted by one operation cycle.
As in the first embodiment of the above reference, the
Moreover, the said
即ち、この参考の第2実施形態では、前記運転制御部5が、前記時系列的な予測電力負荷及び時系列的な予測熱負荷に基づいて、前記設定処理期間内に前記貯湯槽2の湯水の全量が給水路16からの水にて入れ替えられるべく、設定処理期間における予測電力負荷が発生する全時間帯を水質低下抑制用運転時間帯とする状態で、水質低下抑制用発電出力を設定処理期間における予測電力負荷よりも小さくなるように定めるように構成されている。
又、前記運転制御部5が、設定処理期間における予測電力負荷が発生する全時間帯にわたって、水質低下抑制用発電出力を発電出力調節範囲の最小出力に設定しても、前記設定処理期間内に前記貯湯槽2の湯水の全量が入れ替えられないと予測されるときは、前記貯湯槽2の湯水の全量が入れ替えられるべく、水質低下抑制用発電出力を発電出力調節範囲の最小出力に設定する状態で、設定処理期間内に水質低下抑制用時間帯を設定するように構成されている。
That is, in the second embodiment of this reference, the
Further, even if the
以下、仮水質低下抑制用発電出力の設定手順について、説明を加える。
予測電力負荷に乗じることにより仮水質低下抑制用発電出力を設定するための抑制出力設定用係数を、上記の参考の第1実施形態と同様に設定する。
そして、抑制出力設定用係数を順次小さくして、予測電力負荷に乗じることにより、仮水質低下抑制用発電出力を段階的に小さく設定する。
運転周期中に貯湯槽2の湯水の全量が入れ替えられるか否かを判別する手順は、上記の参考の第1実施形態において説明したのと同様であるので、その説明を省略する。
Hereinafter, the setting procedure of the power generation output for suppressing the temporary water quality deterioration will be described.
The suppression output setting coefficients for setting the temporary water drop suppressing power output by multiplying the predicted power loads, is set similarly to the first embodiment of the above references.
Then, the temporary output reduction power generation output is set to be small stepwise by sequentially reducing the suppression output setting coefficient and multiplying it by the predicted power load.
Since the procedure for determining whether or not the total amount of hot water in the hot
前記主制御処理における運転制御部5の制御動作のフローチャートは、上記の参考の第1実施形態において説明した図2に示すフローチャートと同様であるので、その説明を省略する。
尚、この参考の第2実施形態においては、図2に示すフローチャートにおけるステップ#7では、貯湯槽2の湯水を給水ブロック及び加熱済みブロックにブロック分けしたときに、設定処理期間の間に、貯湯槽2の全体が給水ブロックになると入れ替わり状態になったと判別し、設定処理期間の間、貯湯槽2の全体が給水ブロックにならなかった場合は、入れ替わり状態にならなかったと判別するように構成されている。
参考の第1実施形態と同様に、図2に示すフローチャートにおけるステップ#8では、延長用の水質低下抑制処理の運転条件として、設定処理期間全体にわたって燃料電池1を停止する条件に設定するように構成されている。
又、図2に示すフローチャートにおけるステップ#9の燃料電池運転制御においては、設定処理期間の水質低下抑制用運転時間帯では、燃料電池1の発電出力を管理用時間毎に設定されている水質低下抑制用発電出力に調節し、水質低下抑制用運転時間帯の終了時点で設定処理期間の最終時点になっていない場合は、その水質低下抑制用運転時間帯の終了時点から設定処理期間の最終時点まで、燃料電池1を停止するように構成されている。
Flowchart of a control operation of the driving
In the reference second embodiment, in
As in the reference first embodiment, in
Further, in the fuel cell operation control of
〔参考の第3実施形態〕
以下、参考の第3実施形態を説明する。
図1において破線にて示すように、この参考の第3実施形態においても、上記の参考の第2実施形態と同様に、前記循環量センサQc及び前記送出量センサQsが設けられている。
そして、前記循環量センサQc及び前記送出量センサQsが設けられている以外は、コージェネレーションシステムの全体構成は上記の参考の第1実施形態と同様であるので、その全体構成の説明を省略する。
[ Reference Third Embodiment]
Hereinafter, a reference third embodiment will be described.
As indicated by a broken line in FIG. 1, in the third embodiment of the reference, the circulation amount sensor Qc and the delivery amount sensor Qs are provided as in the second embodiment of reference .
Since the entire configuration of the cogeneration system is the same as that of the first embodiment described above except that the circulation amount sensor Qc and the delivery amount sensor Qs are provided, the description of the entire configuration is omitted. .
この参考の第3実施形態は、湯水貯留状態判別処理及び水質低下抑制処理の別実施形態を説明するものであり、通常運転処理は上記の第1実施形態と同様であるので、その説明を省略する。 This reference third embodiment describes another embodiment of the hot water storage state determination process and the water quality deterioration suppression process, and the normal operation process is the same as that of the first embodiment, and the description thereof is omitted. To do.
先ず、前記湯水貯留状態判別処理について説明する。
前記運転制御部5が、前記湯水貯留状態判別処理においては、前記給水路16から前記貯湯槽2への単位時間当たりの給水量についての時系列的な給水量データ、前記貯湯用循環路18を通して循環される単位時間当たりの湯水循環量についての時系列的な湯水循環量データ、及び、前記貯湯槽2の容量データに基づいて、前記給水路16を通して供給されてから前記貯湯槽2に滞留する滞留時間が設定滞留許容時間以上となる湯水が存在すると判別すると、前記水質低下抑制タイミングになると判別するように構成されている。
つまり、この参考の第3実施形態では、前記湯水貯留状態判別処理においては、前記貯湯槽2における湯水の貯留状態として、貯湯槽2に貯留される湯水についての滞留時間を判別して、滞留時間が前記設定滞留許容時間以上となる湯水が存在すると、貯湯槽2の湯水の貯留状態が湯水の水質低下を抑制する必要がある状態であると判別して、水質低下抑制タイミングになると判別するように構成されている。
First, the hot water storage state determination process will be described.
In the hot water storage state determination process, the
That is, in this reference third embodiment, in the hot water storage state determination process, the hot water storage state in the
前記運転制御部5により時系列的な給水量データ、時系列的な湯水循環量データ及び貯湯槽2の容量データを管理するデータ管理処理は、上記の第2実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
Since the data management processing for managing the time-series water supply amount data, the time-series hot water circulation amount data, and the capacity data of the
以下、前記滞留時間の管理について説明を加えるが、この参考の第3実施形態においても、上記の参考の第2実施形態と同様に、図3に示す如き時系列的な管理用時間当たりの給水量データ及び時系列的な管理用時間当たりの湯水循環量データが運転制御部5により管理されるとして、説明する。
図5に示すように、図4に示す参考の第2実施形態と同様に、管理用時間の開始時点毎に、貯湯槽2の湯水を管理用時間毎の給水ブロック及び管理用時間毎の加熱済みブロックに分けるブロック分けが行われるが、図5においては、各ブロック内に、各ブロックの給水日時、湯水量をそれぞれ(1/1,1)(140)、あるいは、(1/1,1)(10)の如く示す。又、加熱済みブロックを、「#」の符合にて示す。
つまり、各ブロック内における左側の()内に給水日時を、右側の()内に湯水量を示す。
例えば、1月1日の8:00のブロック分けにおける最下部のブロックの(1/1,1)(140)については、左側の()内の「1/1,1」は、給水日時が1月1日の1時であることを示し、右側の()内の「140」は湯水量が140リットルであることを示す。
Hereinafter, the management of the residence time will be described. In the third embodiment of this reference, as in the second embodiment of the above reference , water supply per management time as shown in FIG. A description will be given on the assumption that the volume control data and the hot water circulation volume data per time-series management time are managed by the
As shown in FIG. 5, as in the second embodiment of reference shown in FIG. 4, the hot water in the hot
That is, the date and time of water supply is shown in () on the left side in each block, and the amount of hot water is shown in () on the right side.
For example, for (1/1, 1) (140) of the lowermost block in the 8:00 block division on January 1, “1/1, 1” in () on the left side is the water supply date and time. It indicates 1 o'clock on January 1 and “140” in parentheses on the right side indicates that the amount of hot water is 140 liters.
1月1日の8時台は、給湯路17を通しての給湯先での湯水の消費と貯湯用循環路18を通しての貯湯槽2の湯水の循環とが並行して行われており、上述の参考の第2実施形態と同様に、貯湯槽2の底部に供給された40リットルの水のうち、貯湯用循環路18を通して循環された10リットルを除いた30リットルを給水循環並行時給水量として、その給水循環並行時給水量の水が貯湯槽2の底部に貯留されることとする。
従って、1月1日の9時台の管理用時間の開始時点では、図5の(ロ)に示すように、給水日時が1月1日の8時であり湯水量が30リットルの給水ブロック、給水日時が1月1日の1時であり湯水量が140リットルの給水ブロック、及び、給水日時が1月1日の1時であり湯水量が10リットルの3個の加熱済みブロックの5個のブロックが下方から上方に並ぶ状態でブロック分けされる。
8 o'clock of January 1, a hot water circulation of the
Therefore, at the start of the management time at 9 o'clock on January 1st, as shown in FIG. 5 (b), the water supply date and time is 8 o'clock on January 1st and the amount of hot water is 30 liters. 5 of 3 heated blocks with a water supply date of 1 January on January 1 and a hot water volume of 140 liters, and a water supply date of 1 January on January 1 with a hot water volume of 10 liters The blocks are divided into blocks in a state of being lined up from below.
以下、前記水質低下抑制処理について説明する。
尚、この参考の第3実施形態においては、前記設定処理期間は複数回の運転周期にて構成されている。
前記運転制御部5は、上記の参考の第1実施形態と同様に、水質低下抑制処理として、前記循環制御処理、及び、前記水質低下抑制用運転条件を定めてその水質低下抑制用運転条件に基づいて前記燃料電池1を運転する抑制運転処理を実行するように構成され、前記水質低下抑制用運転条件として、前記貯湯槽2の湯水の全量又は略全量が前記設定処理期間内に前記給水路16からの水に入れ替えられることが予測できる運転条件を定めるように構成されている。
Hereinafter, the said water quality fall suppression process is demonstrated.
In the reference third embodiment, the setting process period is constituted by a plurality of operation cycles.
As in the first embodiment of the above reference, the
そして、この参考の第3実施形態では、前記運転制御部5が、前記水質低下抑制用運転条件として、複数の管理用時間を含む運転周期(周期に相当する)が複数連続する設定判別期間における最初の周期において前記燃料電池1を運転しかつ残る周期においては前記燃料電池1を停止すると仮定したときに、最初の周期のうちで、運転しても前記設定判別期間が経過すると前記貯湯槽2の湯水の全量又は略全量が前記給水路16からの水に入れ替えられることになる時間帯でかつ運転による運転メリットが高くなる有効時間帯を、少なくとも前記時系列的な予測電力負荷及び時系列的な予測熱負荷に基づいて求めて、その求めた有効時間帯を運転時間帯として前記燃料電池1を運転しかつ前記設定判別期間における前記運転時間帯以外の時間帯を停止時間帯として前記燃料電池1を停止する条件を定めるように構成されている。
And in this reference 3rd Embodiment, the said
この参考の第3実施形態では、通常運転用の複数周期対応型の負荷追従断続運転形態と同様に、水質低下抑制用の複数周期対応型の負荷追従断続運転形態として、運転周期数が2個の2日対応型のものと、運転周期数が3個の3日対応型のものとが含まれる。
そして、水質低下抑制用の2日対応型及び3日対応型夫々の負荷追従断続運転形態について、有効時間帯を求める、即ち、運転周期数が異なる複数の設定判別期間の夫々について、有効時間帯を求めることになる。
In the third embodiment of this reference, similarly to the load follow intermittent operation mode corresponding to the multiple cycles for normal operation, the number of operation cycles is two as the load follow intermittent operation mode corresponding to the multiple cycles for suppressing water quality deterioration. The two-day compatible type and the three-day compatible type having three operation cycles are included.
Then, the effective time zone is obtained for the load follow intermittent operation mode for each of the two-day type and the three-day type for suppressing water quality deterioration, that is, the effective time zone for each of a plurality of setting determination periods having different operation cycles. Will be asked.
水質低下抑制用の2日対応型の負荷追従断続運転形態、即ち、運転周期数が2個の設定判別期間の有効時間帯は、以下のようにして求める。
即ち、上記の参考の第1実施形態において説明した如き、メモリに記憶されている全ての仮運転パターンの夫々について、参考の第1実施形態において説明した如き、通常運転用の1日対応型の負荷追従断続運転形態における予測エネルギ削減量を求める場合と同様に、各仮運転パターンにて設定されている運転時間帯において発電出力を電主出力に調節する状態で燃料電池1を運転すると仮定して、前記式6〜式8に基づいて予測エネルギ削減量Pを求め、更に、最初の運転周期の各管理用時間について、予測熱出力、予測貯湯熱量を求める。
そして、全ての仮運転パターンのうち、最初の運転周期における最終の管理用時間の予測貯湯熱量が0よりも大きい仮運転パターンを2日対応型の仮運転パターンとして選択して、参考の第1実施形態において説明した如き、通常運転用の2日対応型の負荷追従断続運転形態における予測エネルギ削減量を求める場合と同様に、2日対応型の仮運転パターンの全てについて、最初の運転周期の最終の管理用時間の予測貯湯熱量が2回目の運転周期の予測熱負荷として利用されたとして、2回目の運転周期の複数の管理用時間夫々について、予測貯湯熱量及び予測熱負荷として利用された予測利用熱量を求める。
A two-day load follow intermittent operation mode for suppressing water quality deterioration, that is, an effective time zone of a setting determination period having two operation cycles is obtained as follows.
That is, as described in the first embodiment of the above reference, for each of the temporary operation patterns stored in the memory, as described in the first embodiment of the reference, the daily operation type for normal operation is used. As in the case of obtaining the predicted energy reduction amount in the load following intermittent operation mode, it is assumed that the
Then, of all the temporary operation patterns, the temporary operation pattern in which the predicted hot water storage amount of the final management time in the first operation cycle is larger than 0 is selected as the temporary operation pattern of the two-day type, and the first reference As described in the embodiment, as in the case of obtaining the predicted energy reduction amount in the two-day load follow-up intermittent operation mode for normal operation, the initial operation cycle of all the two-day temporary operation patterns is determined. Assuming that the predicted hot water storage amount for the last management time was used as the predicted heat load for the second operation cycle, the predicted hot water storage amount and the predicted heat load were used for each of the plurality of management times for the second operation cycle. Obtain the predicted heat usage.
更に、参考の第1実施形態において説明した如き、通常運転用の2日対応型の負荷追従断続運転形態における予測エネルギ削減量を求める場合と同様に、2日対応型の仮運転パターンの夫々について、夫々について求めた予測エネルギ削減量Pに、2回目の運転周期における予測利用熱量(kWhに変換したもの)の合計を補助加熱器27の発生熱で補う場合のエネルギ消費量を加えることにより予測エネルギ削減量を求め、その求めた予測エネルギ削減量を2で割って1運転周期(1日)当たりのエネルギ削減量としたものを、2日対応型の仮運転パターンの予測エネルギ削減量とする。
そして、全ての2日対応型の仮運転パターンのうちから、2回目の運転周期内に予測貯湯熱量が0となる管理用時間が存在する仮運転パターンを選択し、その選択した仮運転パターンのうち、予測エネルギ削減量が最大の仮運転パターンにおける運転時間帯を、水質低下抑制用の2日対応型の負荷追従断続運転形態における有効時間帯として定め、その予測エネルギ削減量が最大の仮運転パターンの予測エネルギ削減量を、水質低下抑制用の2日対応型の負荷追従断続運転形態における予測エネルギ削減量とする。
Further, as described in the first embodiment for reference, each of the two-day tentative temporary operation patterns is similar to the case of obtaining the predicted energy reduction amount in the two-day responsive load following intermittent operation mode for normal operation. Prediction is made by adding the energy consumption in the case of supplementing the total amount of heat used (converted to kWh) in the second operation cycle with the heat generated by the
Then, a temporary operation pattern in which the management time for which the predicted hot water storage amount is 0 is present in the second operation cycle is selected from all the two-day temporary operation patterns, and the selected temporary operation pattern Among them, the operation time zone in the temporary operation pattern with the maximum predicted energy reduction amount is determined as the effective time zone in the two-day load follow-up intermittent operation mode for suppressing water quality deterioration, and the temporary operation with the maximum predicted energy reduction amount The predicted energy reduction amount of the pattern is set as the predicted energy reduction amount in the two-day load follow-up intermittent operation mode for suppressing water quality deterioration.
つまり、通常運転処理の実行中は、ステップ#20の燃料電池運転制御では、ステップ#15の通常運転条件設定処理にて設定された通常運転条件に基づいて燃料電池1の運転が制御される。
又、水質低下抑制処理の実行中は、ステップ#20の燃料電池運転制御では、ステップ#16の抑制用運転条件設定処理にて設定された水質低下抑制用運転条件に基づいて燃料電池1の運転が制御される。又、延長用の水質低下抑制処理の実行中は、ステップ#20の燃料電池運転制御では、ステップ#19の延長用運転条件設定処理にて設定された運転条件に基づいて燃焼電池1の運転が制御され、この参考の第3実施形態では、燃料電池1が停止される。
That is, during the normal operation process, in the fuel cell operation control in
In addition, during the water quality reduction suppressing process, in the fuel cell operation control in
尚、この参考の第3実施形態においては、ステップ#18では、貯湯槽2の湯水を給水ブロック及び加熱済みブロックにブロック分けしたときに、貯湯槽2の全体が給水ブロックになると入れ替わり状態になったと判別し、設定処理期間の間、貯湯槽2の全体が給水ブロックにならなかった場合は、入れ替わり状態にならなかったと判別するように構成されている。
又、ステップ#20の燃料電池運転制御においては、前記設定判別期間の運転時間帯においては、前記燃料電池1の発電出力を現在要求されている現電力負荷に追従させる現電力負荷追従運転を実行し、前記設定判別期間の停止時間帯においては、前記燃料電池1を停止する。
つまり、前記運転制御5が、前記設定判別期間における前記運転時間帯では、電力負荷に応じた電力を出力するように前記燃料電池1の運転を制御し、且つ、前記設定判別期間における前記停止時間帯では、発電を停止するように前記燃料電池1の運転を制御するように構成されていることになる。
In the reference third embodiment, in
Further, in the fuel cell operation control in
That is, the
〔第1実施形態〕
以下、本発明の第1実施形態を説明するが、この第1実施形態は、水質低下抑制処理の別実施形態を説明するものであり、コージェネレーションシステムの全体構成、通常運転処理及び湯水貯留状態判別処理は、上記の参考の第1実施形態と同様であるので、それらの説明を省略して、主として、水質低下抑制処理について説明する。
First Embodiment
Hereinafter will be described a first embodiment of the present invention, the first embodiment is for explaining another embodiment of a water drop suppression process, the overall configuration of a cogeneration system, normal operation processing and hot water storage state Since the determination process is the same as that of the first embodiment, the description thereof will be omitted, and the water quality reduction suppressing process will be mainly described.
この第1実施形態では、前記運転制御部5が、前記水質低下抑制処理として、前記貯湯槽2の湯水の循環を停止するように前記湯水循環ポンプ19を制御する循環停止処理を実行するように構成されている。
そして、この第1実施形態では、前記運転制御部5が、運転周期における一部の時間帯において燃料電池1を停止し且つ残りの時間帯において燃料電池1の発電出力を予測電力負荷に追従させると仮定して、燃料電池1を停止する停止時間帯を、時系列的な予測電力負荷及び時系列的な予測熱負荷に基づいて、運転周期中に貯湯槽2の湯水の全量又は略全量が給水路16からの水に入れ替えられ且つ予測エネルギ削減量が最大となるように定めるように構成されている。
そして、前記運転制御部5は、運転周期における停止時間帯において、発電を停止するように前記燃料電池1の運転を制御しかつ前記貯湯用循環路18における湯水の循環を停止するように前記湯水循環ポンプ19の作動を制御する循環停止処理を実行し、運転周期における停止時間帯以外の運転時間帯においては、前記燃料電池1の発電出力を現在要求されている現電力負荷に追従させる現電力負荷追従運転処理、及び、前記貯湯用熱交換器24にて加熱された湯水の温度が前記目標加熱温度になるように前記貯湯用循環路18における湯水循環量を調節すべく前記湯水循環ポンプ19の作動を制御する循環制御処理を実行するように構成されている。
In the first embodiment, the
And in this 1st Embodiment, the said
The
以下、前記停止時間帯を定める手順について、説明を加える。
上記の参考の第1実施形態において説明した如き、通常運転用の1日対応型の負荷追従断続運転形態における予測エネルギ削減量を求める場合と同様に、全ての断続運転用の仮運転パターンの夫々について、各仮運転パターンにて設定されている運転時間帯において発電出力を電主出力に調節する状態で燃料電池1を運転すると仮定して、前記式6〜式8に基づいて予測エネルギ削減量Pを求め、更に、最初の運転周期の各管理用時間について、予測熱出力、予測貯湯熱量を求める。
そして、全ての断続運転用の仮運転パターンのうちから、運転周期内に予測貯湯熱量が0となる管理用時間が存在する仮運転パターンを選択し、その選択した仮運転パターンのうち、予測エネルギ削減量が最大の仮運転パターンにおいて定められている停止時間帯を、水質低下抑制処理において燃料電池1を停止する停止時間帯として定める。
Hereinafter, the procedure for determining the stop time zone will be described.
As described in the first embodiment of the above reference, each of the temporary operation patterns for all intermittent operations is similar to the case of obtaining the predicted energy reduction amount in the daily follow-up intermittent load operation mode for normal operation. Assuming that the
Then, a temporary operation pattern in which the management time at which the predicted hot water storage amount is 0 is present in the operation cycle is selected from all the temporary operation patterns for intermittent operation, and the predicted energy is selected from the selected temporary operation patterns. The stop time zone determined in the temporary operation pattern with the maximum reduction amount is determined as the stop time zone in which the
〔第2実施形態〕
以下、第2実施形態を説明するが、この第2実施形態は、水質低下抑制処理の別の実施形態を説明するものであって、コージェネレーションシステムの全体構成は参考の第1実施形態と同様であり、そして、燃料電池1の通常運転処理や湯水貯留状態判別処理も参考の第1実施形態と同様である。
従って、重複する説明を省略するために、コージェネレーションシステムの全体構成についての図示及び説明並びに燃料電池1の通常運転処理や湯水貯留状態判別処理についての説明を省略して、主として、水質低下抑制処理について説明し、必要に応じて、コージェネレーションシステムの全体構成や湯水貯留状態判別処理についても追加説明する。
[ Second Embodiment]
Hereinafter, although 2nd Embodiment is described, this 2nd Embodiment demonstrates another embodiment of a water quality fall suppression process, Comprising: The whole structure of a cogeneration system is the same as that of reference 1st Embodiment. , and the then normal operation process and hot water storage state judgment processing of the
Therefore, in order to omit redundant description, illustration and description of the entire configuration of the cogeneration system, description of normal operation processing of the
この第2実施形態においては、前記運転制御部5が、前記水質低下抑制処理として、前記水質低下抑制タイミングになったときに、前記燃料電池1の運転中で且つ前記湯水循環ポンプ19の作動中の場合には、燃料電池1の運転を停止させる運転停止条件が満たされるまで待機して、つまり、熱電併給装置の運転及び湯水循環手段の作動を継続して、運転停止条件が満たされて燃料電池1の運転及び湯水循環ポンプ19の作動を停止すると、貯湯槽2内の湯水の全量が前述した設定低温範囲内の温度であることが判別されるまで、燃料電池1の運転及び湯水循環ポンプ19の作動を停止する待機式湯水入替処理を実行するように構成されている。
尚、前記水質低下抑制タイミングになったときに、前記燃料電池1の運転停止中で且つ前記湯水循環ポンプ19の作動停止中の場合には、貯湯槽2内の湯水の全量が前記設定低温範囲内の温度であることが判別されるまで、燃料電池1の運転を停止し及び湯水循環ポンプ19の作動を停止することを継続することになる。
In the second embodiment, the
In addition, when the operation of the
また、この第2実施形態においては、運転制御部5が、前記水質低下抑制タイミングになったときに、燃料電池1の運転中で且つ湯水循環ポンプ19の作動中であることにより前記運転停止条件が満たされるまで待機する場合において、その待機時間が待機許容時間(例えば、24時間)以上になると、燃料電池1の運転及び湯水循環ポンプ19の作動を強制的に停止して、貯湯槽2内の湯水の全量が前記設定低温範囲内の温度であることが判別されるまで、燃料電池1の運転及び湯水循環ポンプ19の作動を停止する強制停止式湯水入替処理を実行するように構成されている。
Further, in the second embodiment, when the
さらに、この第2実施形態においては、運転制御部5が、前記水質低下抑制タイミングになったときに、燃料電池1の運転中で且つ湯水循環ポンプ19の作動中であることにより前記運転停止条件が満たされるまで待機する場合において、その待機中に、貯湯槽2内の湯水の全量が前記設定低温範囲内の温度であることが判別される場合、及び、前記貯湯槽内の湯水の全量が前記設定高温範囲内の温度であることが判別される場合には、終了条件が満たされたとして、前記待機式湯水入替処理の実行を中止するように構成されている。
Further, in the second embodiment, when the
次に、この第2実施形態における運転制御部5の制御作動について、図7のフローチャートに基づいて説明する。
先ず、燃料電池運転処理を設定時間継続しているか否か、つまり、燃料電池1が設定時間連続運転しているか否かを判別し(#31)、継続(連続)している場合には、燃料電池1を一旦停止させるために燃料電池停止処理を実行する(#32)。そして、燃料電池停止処理を実行した後は、後述する#42の処理に移行する。
Next, the control operation of the
First, it is determined whether or not the fuel cell operation process is continued for a set time, that is, whether or not the
〔別実施形態〕
次に別実施形態を説明する。
[Another embodiment]
Then explaining another embodiment.
(イ) 前記水質低下抑制処理として、前記貯湯槽2の湯水の循環を停止するように前記湯水循環ポンプ19を制御する循環停止処理を実行する場合、その循環停止処理の具体的な形態としては、上記の第1実施形態の形態に限定されるものではない。
例えば、湯水入れ替わり検出手段33により入れ替わり状態が検出されるまで、燃料電池1を停止するように構成しても良い。
あるいは、前記冷却水循環路13に、前記貯湯用熱交換器24を迂回して通流させるバイパス路を設けると共に、冷却水を貯湯用熱交換器24を通過させて循環させる排熱回収状態と、冷却水をバイパス路を通過させて循環させるバイパス状態とに流路を切り換え自在な流路切換手段を設けて、前記循環停止処理において、前記燃料電池1を運転する状態で、前記流路切換手段を前記バイパス状態に切り換えかつ前記ラジエータ29を作動させ、且つ、前記貯湯用循環路18における湯水の循環を停止するように前記湯水循環ポンプ19の作動を制御するように構成しても良い。
ちなみに、前記循環停止処理を実行する間は、燃料電池1を最小出力にて運転する等、現在要求されている現電力負荷よりも小さい発電出力にて運転するようにして、ラジエータ29にて放熱して無駄にする熱量を少なくするのが好ましい。
(B) as said water drop suppression process, if you run a circulation stopping process for controlling the hot
For example, the
Alternatively, in the cooling
Incidentally, while the circulation stop process is executed, the
(ロ) 湯水入れ替わり検出手段33の具体構成は、上記の参考の第1実施形態において例示した構成、即ち、槽上部湯水温度センサStにて構成する場合に限定されるものではない。例えば、槽上部、中間上位、中間下位及び槽底部の複数の湯水温度センサSt,Sm,Sn,Sbにて構成しても良い。この場合、複数の湯水温度センサSt,Sm,Sn,Sbの全てが設定低温範囲内の温度を検出する状態が、入れ替わり状態を検出することに相当する。
Specific structure of (b) hot water
(ハ) 上記の実施形態においては、給湯路17を貯湯用循環路18を介して貯湯槽2の上部に接続する場合について例示したが、給湯路17を直接貯湯槽2の上部に接続しても良い。又、上記の実施形態においては、給水路16を貯湯用循環路18を介して貯湯槽2の底部に接続する場合について例示したが、給水路16を直接貯湯槽2の底部に接続しても良い。
( C ) In the above embodiment, the case where the hot
(ニ) 強制連続運転形態及び強制断続運転形態における設定増大出力の設定手順としては、上記の実施形態において例示した手順に限定されるものではない。
例えば、予測電力負荷に対して設定増大率大きい電力に設定する手順、発電出力調節範囲における最大出力に設定する手順、あるいは、複数段階の仮設定増大出力を総当りして、上記の式6〜式8により求める予測エネルギ削減量が最大の仮設定増大出力を設定増大出力に設定する手順でも良い。
又、抑制連続運転形態及び抑制断続運転形態における設定抑制出力の設定手順としては、上記の実施形態において例示した手順に限定されるものではない。
例えば、予測電力負荷に対して設定減少率小さい電力に設定する手順、発電出力調節範囲における最小出力に設定する手順、あるいは、複数段階の仮設定抑制出力を総当りして、上記の式6〜式8により求める予測エネルギ削減量が最大の仮設定抑制出力を設定抑制出力に設定する手順でも良い。
( D ) The setting procedure for setting increased output in the forced continuous operation mode and the forced intermittent operation mode is not limited to the procedure exemplified in the above embodiment.
For example, the procedure for setting power with a large set increase rate with respect to the predicted power load, the procedure for setting to the maximum output in the power generation output adjustment range, or the provisional set increase output in a plurality of stages is rounded out, and the
Moreover, the setting procedure of the setting suppression output in the suppression continuous operation mode and the suppression intermittent operation mode is not limited to the procedure exemplified in the above embodiment.
For example, the procedure for setting power with a small set reduction rate with respect to the predicted power load, the procedure for setting to the minimum output in the power generation output adjustment range, or the provisional setting suppression output in a plurality of stages is round-robin, A procedure for setting the temporary setting suppression output having the maximum predicted energy reduction amount obtained by
(ホ) 上記の実施形態では、通常運転状態において、複数種の運転形態のうち予測エネルギ削減量が最大の運転形態を燃料電池1の運転形態に定めて、その定めた運転形態にて燃料電池1を運転するように構成する場合について例示したが、燃料電池1の運転形態として、複数種の運転形態のうち予測エネルギ削減量が最大の運転形態に定める場合に限定されるものではなく、複数種の運転形態のうち予測エネルギ削減量が2番目又は3番目に大きい運転形態等、予測エネルギ削減量が大きい運転形態に定めるように構成しても良い。
又、予め設定した運転形態、例えば、現電力負荷追従運転にて燃料電池1を運転するように構成しても良い。
( E ) In the above embodiment, in the normal operation state, the operation mode having the maximum predicted energy reduction amount among the plurality of types of operation modes is determined as the operation mode of the
Moreover, you may comprise so that the
(ヘ) 運転周期の具体的な設定例は、上記の参考の第1〜3実施形態及び第1実施形態の各実施形態において例示した1日に限定されるものではない。
又、管理用時間は、上記の参考の第1〜3実施形態及び第1実施形態において例示した1時間に限定されるものではなく、1時間よりも短く設定しても良く、1時間よりも長く設定しても良い。
そして、時系列的な給水量データや時系列的な湯水循環量データは、上述のように設定した管理用時間毎に管理することになる。
例えば、上記の参考の第2及び第3の各実施形態において、管理用時間の開始時点毎に、貯湯槽2内の湯水を管理用時間毎の給水ブロック及び管理用時間毎の加熱済みブロックにてブロック分けするに当たって、管理用時間毎の給水ブロックや管理用時間毎の加熱済みブロックの各ブロックの湯水の容量の最小値は、管理用時間が短くなるほど少なくなり、例えば、管理用時間を3分間に設定すると、各ブロックの湯水の容量の最小値は例えば0.5リットル程度になる。
ところで、貯湯用循環路18を通しての貯湯槽2の湯水の循環は、1日中継続して行われる、あるいは、数時間以上にわたって継続して行われる等、長時間にわたって継続して行われるものであるが、給水路16を通しての貯湯槽2への給水は、1分間、数分間等の短い実行時間で断続して行われるものである。
そこで、管理用時間を短く設定するほど、時系列的な給水量データを実際の貯湯槽2への給水形態に適応した状態で管理することができるので、水質低下抑制処理をより一層的確に実行することができる。
( F ) A specific setting example of the operation cycle is not limited to the one day illustrated in the first to third embodiments and the first embodiment described above.
Further, the management time is not limited to the one hour exemplified in the above-described first to third embodiments and the first embodiment, and may be set shorter than one hour or more than one hour. It may be set longer.
The time-series water supply amount data and the time-series hot water circulation amount data are managed for each management time set as described above.
For example, in each of the second and third embodiments of the above-mentioned reference , hot water in the
By the way, the circulation of the hot water in the
Therefore, as the management time is set shorter, the time-series water supply data can be managed in a state adapted to the actual water supply form to the
(ト) 運転メリットとしては、上記の実施形態において例示した予測エネルギ削減量等の省エネルギ性に限定されるものではなく、例えば、予測エネルギコスト削減額等の経済性や、予測二酸化炭素削減量等の環境性を用いても良い。
ちなみに、予測エネルギコスト削減額は、燃料電池1を運転させない場合のエネルギコストから、燃料電池1を運転したときのエネルギコストを減じて求めることができる。
前記燃料電池1を運転させない場合のエネルギコストは、予測電力負荷の全てを商用電源7から買電するときのコストと、予測熱負荷の全てを補助加熱器27で賄うときのエネルギコスト(燃料コスト)の和として求められる。
一方、燃料電池1を運転したときのエネルギコストは、予測電力負荷及び予測熱負荷を燃料電池1の予測発電電力及び予測発生熱で補う場合の燃料電池1のエネルギコスト(燃料コスト)と、予測電力負荷から予測発電電力を差し引いた分に相当する不足電力負荷を商用電源7から買電するときのコストと、予測熱負荷から予測利用熱量を差し引いた分に相当する不足熱負荷を補助加熱器27の発生熱で補う場合のエネルギコスト(燃料コスト)との和として求められる。
( G ) The driving merit is not limited to the energy saving such as the predicted energy reduction amount exemplified in the above-described embodiment. It is also possible to use environmental properties such as
Incidentally, the predicted energy cost reduction amount can be obtained by subtracting the energy cost when the
The energy cost when the
On the other hand, the energy cost when the
(チ) 上記の実施形態においては、熱消費端末3を設けた場合について例示して、熱負荷を給湯熱負荷と端末熱負荷とを合わせたものとしたが、熱消費端末3を設けない場合は、熱負荷を給湯熱負荷のみとすることになる。又、燃料電池1から発生する熱を回収した冷却水の温度に比べて、熱消費端末3において必要とされる熱媒の温度が高い場合は、熱消費端末3が設けられていても、熱負荷を給湯熱負荷のみとする。
( H ) In the above embodiment, the case where the
(リ) 熱電併給装置として、上記の各実施形態では燃料電池1を適用したが、これ以外に、例えば、ガスエンジンにより発電機を駆動するように構成したもの等、種々のものを適用することができる。
( L ) As the combined heat and power supply apparatus, the
(ヌ) 上記の各実施形態においては、運転制御手段5が、熱電併給装置としての燃料電池1を運転するための通常運転条件として、時系列的な予測電力負荷及び時系列的な予測給湯負荷を賄うように燃料電池1を運転する条件を定める場合を例示したが、通常運転条件としては、種々の条件を定めることができる。
例えば、運転制御手段5が、通常運転条件として、燃料電池1の出力を現在の電力負荷に追従させる条件、いわゆる、電主運転条件を一律に定めるように構成してもよい。そして、この場合、運転制御手段5が、水質低下抑制用運転条件として、燃料電池1の出力を現在の電力負荷よりも低い出力に調整する条件を定めるように構成してもよい。尚、現在の電力負荷よりも低い出力とは、現在の電力負荷から設定量を減算した出力や、現在の電力負荷の半分や4分の1等、現在の電力負荷の設定数分の1の出力とすることができ、さらには、出力調整範囲における最低出力としてもよい。
( Nu ) In each of the above-described embodiments, the operation control means 5 uses a time-series predicted power load and a time-series predicted hot water supply load as normal operation conditions for operating the
For example, the operation control means 5 may be configured to uniformly determine a condition for causing the output of the
(ル) 上記の実施形態においては、運転制御手段5が、循環制御処理において、貯湯温度センサShの検出温度が予め設定された目標加熱温度(例えば60°C)になるように湯水循環量を調節すべく、湯水循環ポンプ19の作動を制御する場合を例示したが、目標加熱温度の設定は種々変更できるものである。例えば、目標加熱温度として、その下限温度(例えば60°C)と上限温度(例えば75°C)とを定め、加熱された湯水の温度が下限温度よりも低くなると、循環量を減少させて、加熱された湯水の温度が下限温度以上になるようにし、そして、熱された湯水の温度が上限温度よりも高くなると、循環量を増加させて、加熱された湯水の温度が上限温度以下になるようにしても良い。
尚、上記実施形態においては、燃料電池1の冷却水循環路13における冷却水循環量の調整についてはその説明を省略したが、一般には、燃料電池1に戻る冷却水の入口温度及び燃料電池1から排出される冷却水の出口温度が計測されて、入口温度や出口温度が適正温度に近づくように冷却水循環量を調整すべく、冷却水循環ポンプ15の作動が制御されることになるが、冷却水循環量の制御構成も種々変更できるものである。
( L ) In the above embodiment, the operation control means 5 controls the circulating amount of hot water so that the detected temperature of the hot water storage temperature sensor Sh becomes a preset target heating temperature (for example, 60 ° C.) in the circulation control process. The case where the operation of the hot
In the above embodiment, the description of the adjustment of the cooling water circulation amount in the cooling
Claims (8)
底部に接続された給水路を通して水が供給され且つ上部に接続された給湯路を通して湯水が送出される貯湯槽と、
槽底部から取り出した湯水を槽上部に戻す形態で貯湯用循環路を通して前記貯湯槽の湯水を循環させる湯水循環手段と、
前記貯湯用循環路を通流する湯水を前記熱電併給装置にて発生する熱により加熱する加熱手段と、
運転を制御する運転制御手段とが設けられ、
その運転制御手段が、
前記加熱手段にて加熱された湯水の温度が目標加熱温度になるように前記貯湯用循環路における単位時間当たりの湯水循環量を調節すべく前記湯水循環手段の作動を制御する循環制御処理、及び、前記熱電併給装置を運転するための通常運転条件を定めて、その通常運転条件にて前記熱電併給装置を運転する通常運転処理を実行し、且つ、
前記貯湯槽の湯水の水質低下を抑制する水質低下抑制タイミングになると、水質低下抑制処理を実行するように構成されたコージェネレーションシステムであって、
前記運転制御手段が、前記水質低下抑制処理として、前記貯湯槽の湯水の循環を停止するように前記湯水循環手段を制御する循環停止処理を実行するように構成されているコージェネレーションシステム。 A cogeneration device that generates both electric power and heat;
A hot water storage tank in which water is supplied through a water supply path connected to the bottom and hot water is sent out through a hot water supply path connected to the top;
Hot water circulation means for circulating hot water in the hot water storage tank through the hot water circulation path in the form of returning the hot water taken out from the tank bottom to the upper part of the tank;
Heating means for heating hot water flowing through the hot water storage circulation path by heat generated by the combined heat and power supply device;
Operation control means for controlling operation is provided,
The operation control means is
A circulation control process for controlling the operation of the hot water circulation means to adjust the hot water circulation amount per unit time in the hot water circulation path so that the temperature of the hot water heated by the heating means becomes a target heating temperature; and Determining normal operating conditions for operating the combined heat and power device, executing normal operation processing for operating the combined heat and power device under the normal operating conditions, and
When it comes to the water quality deterioration suppression timing that suppresses the water quality deterioration of the hot water tank, it is a cogeneration system configured to execute a water quality deterioration suppression process,
A cogeneration system in which the operation control means is configured to execute a circulation stop process for controlling the hot water circulation means so as to stop the circulation of hot water in the hot water storage tank as the water quality deterioration suppression process.
底部に接続された給水路を通して水が供給され且つ上部に接続された給湯路を通して湯水が送出される貯湯槽と、
槽底部から取り出した湯水を槽上部に戻す形態で貯湯用循環路を通して前記貯湯槽の湯水を循環させる湯水循環手段と、
前記貯湯用循環路を通流する湯水を前記熱電併給装置にて発生する熱により加熱する加熱手段と、
運転を制御する運転制御手段とが設けられ、
その運転制御手段が、
前記加熱手段にて加熱された湯水の温度が目標加熱温度になるように前記貯湯用循環路における単位時間当たりの湯水循環量を調節すべく前記湯水循環手段の作動を制御する循環制御処理、及び、前記熱電併給装置を運転するための通常運転条件を定めて、その通常運転条件にて前記熱電併給装置を運転する通常運転処理を実行し、且つ、
前記貯湯槽の湯水の水質低下を抑制する水質低下抑制タイミングになると、水質低下抑制処理を実行するように構成されたコージェネレーションシステムであって、
前記運転制御手段が、前記水質低下抑制処理として、前記水質低下抑制タイミングになったときに、前記熱電併給装置の運転中で且つ前記湯水循環手段の作動中の場合には、前記熱電併給装置の運転を停止させる運転停止条件が満たされるまで待機して、前記運転停止条件が満たされて前記熱電併給装置の運転及び前記湯水循環手段の作動を停止すると、前記貯湯槽内の湯水の全量が設定低温範囲内の温度であることが判別されるまで、前記加熱手段の運転及び前記湯水循環手段の作動を停止する待機式湯水入替処理を実行するように構成されているコージェネレーションシステム。 A cogeneration device that generates both electric power and heat;
A hot water storage tank in which water is supplied through a water supply path connected to the bottom and hot water is sent out through a hot water supply path connected to the top;
Hot water circulation means for circulating hot water in the hot water storage tank through the hot water circulation path in the form of returning the hot water taken out from the tank bottom to the upper part of the tank;
Heating means for heating hot water flowing through the hot water storage circulation path by heat generated by the combined heat and power supply device;
Operation control means for controlling operation is provided,
The operation control means is
A circulation control process for controlling the operation of the hot water circulation means to adjust the hot water circulation amount per unit time in the hot water circulation path so that the temperature of the hot water heated by the heating means becomes a target heating temperature; and Determining normal operating conditions for operating the combined heat and power device, executing normal operation processing for operating the combined heat and power device under the normal operating conditions, and
When it comes to the water quality deterioration suppression timing that suppresses the water quality deterioration of the hot water tank, it is a cogeneration system configured to execute a water quality deterioration suppression process,
In the case where the operation control means is in the operation of the combined heat and power device and the hot water circulating means is operating when the water quality deterioration suppression timing comes as the water quality deterioration suppression processing, the hot water and water supply device is in operation. Wait until the operation stop condition for stopping operation is satisfied, and when the operation stop condition is satisfied and the operation of the combined heat and power unit and the operation of the hot water circulation means are stopped, the total amount of hot water in the hot water storage tank is set. A cogeneration system configured to perform standby hot water replacement processing for stopping the operation of the heating means and the operation of the hot water circulation means until it is determined that the temperature is within a low temperature range.
前記通常運転条件として、少なくとも時系列的な予測電力負荷及び時系列的な予測給湯熱負荷を賄うように前記熱電併給装置を運転する条件を定めるように構成されている請求項1〜4のいずれか1項に記載のコージェネレーションシステム。 The operation control means is
Any one of Claims 1-4 comprised so that the conditions which operate | move the said heat-and-electric power supply apparatus may be determined as said normal operation conditions so that at least time-series predicted electric power load and time-series predicted hot water supply heat load may be covered. The cogeneration system according to claim 1.
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