JP2015094575A - コージェネレーションシステム - Google Patents
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Abstract
Description
ところが、熱電併給装置から電力を供給するべき電力需要が存在している場合、熱が不要であっても、熱電併給装置を動かして電力を供給するための運転を行う必要がある場合もある。
特許文献1に記載のシステムでは、貯湯タンク内の温水を排出する排出制御を行う場合、排出を実行する前に、「貯湯タンクが満蓄になることを回避するため、自動排水いたします」といったメッセージを表示装置に表示することとしている。
但し、特許文献1に記載のシステムでは、貯湯タンク内の温水を排出する排出制御を行う場合、排出を実行する前に、「貯湯タンクが満蓄になることを回避するため、自動排水いたします」といったメッセージを表示装置に表示することとしている。このように、熱排出運転を行う度にそのようなメッセージを表示装置に表示するのでは、システムが必要以上に複雑になってしまう。
使用者からの運転指令を受け付ける運転指令受付手段を備え、
前記運転制御手段は、
前記運転指令受付手段によって使用者から前記熱放出運転を行うための許可を受け付けた放出許可状態にあるとき、前記熱電発生運転を実行中に前記蓄熱装置での蓄熱量が前記上限蓄熱量に達すると、前記熱電発生運転の実行を継続しながら前記熱放出運転を実行し、
前記放出許可状態にないとき、前記熱電発生運転を実行中に前記蓄熱装置での蓄熱量が前記上限蓄熱量に達すると、前記熱放出運転を実行せずに前記熱電発生運転を停止するように構成されている点にある。
また、放出許可状態は、運転指令受付手段が予め使用者から受け付けているものであり、熱電発生運転を実行中に蓄熱装置での蓄熱量が上限蓄熱量に達する度に使用者に対して許可を要求するようには構成されていない。そのため、熱電発生運転を実行中に蓄熱装置での蓄熱量が上限蓄熱量に達したような非常時において、使用者への報知とその許可を得るような手順を経なくても熱放出運転を行うことが可能となる。加えて、使用者にとっても、熱放出運転を行うための許可を一旦行っておけば、熱電発生運転を実行中に蓄熱装置での蓄熱量が上限蓄熱量に達する度に許可が要求されることはないので、使用者にとって操作が煩雑になることもない。更に、使用者は、熱放出運転を行うことを許可するか否かを運転指令受付手段に対する指令によって自由に変更することができるので、使用者の意思確認(即ち、放出許可状態であるか否か)を条件とするシステムとして問題はない。
従って、システムを複雑にすることなく、蓄熱装置の満蓄時の制御を行うことができるコージェネレーションシステムを提供できる。
図1は、コージェネレーションシステムの構成を示す図である。図1に示すように、コージェネレーションシステムは、熱と電気とを併せて発生する熱電併給装置1と、熱電併給装置1で発生した熱を、蓄熱媒体を用いて蓄える蓄熱装置としての貯湯タンク4と、熱電併給装置1を運転して熱と電気とを併せて発生させる熱電発生運転、及び、上記蓄熱媒体の放出という形態で、貯湯タンク4で蓄えている熱を放出する熱放出運転の制御を行う運転制御手段Cとを備える。運転制御手段Cは、後述する各種のポンプや弁などの動作や、コージェネレーションシステムが備える各装置の動作の制御も行う。本願において、「熱放出運転」は、その時点で熱需要が発生していない場所に蓄熱媒体を放出するという形態で、熱を放出することを指す。
熱電併給装置1は、熱と電気とを併せて発生させることのできる装置であれば、どのような構成のものでも構わない。例えば、燃料電池や、エンジンとそのエンジンによって駆動される発電機とを備えてエンジンの排熱と発電機の発電電力とを利用するような装置などを、熱電併給装置1として利用できる。図示は省略するが、熱電併給装置1の発電出力側には例えばインバータ等が設けられ、そのインバータは、熱電併給装置1の出力電力を商用電力系統から供給される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。そして、インバータから出力される電力は、様々な電力負荷装置に供給される。
上流側温度センサ31は、補助熱源装置5へと流入する前の湯水の温度を計測する。つまり、補助熱源装置5が加熱運転状態であるとき、上流側温度センサ31は、補助熱源装置5によって加熱される前の湯水の温度を計測する。
下流側温度センサ32は、補助熱源装置5から流出した後の湯水の温度を計測する。つまり、補助熱源装置5が加熱運転状態であるとき、下流側温度センサ32は、補助熱源装置5によって加熱された後の湯水の温度を計測する。
以下に、熱電発生運転を実行中に貯湯タンク4での蓄熱量が上限蓄熱量に達した場合のコージェネレーションシステムの動作について説明する。尚、以下の説明では、貯湯タンク4での蓄熱量が上限蓄熱量に達した状態のことを、「満蓄」という用語で表すこともある。また、詳細は後述するが、「上限蓄熱量に達した状態(満蓄状態)」とは、温度成層を形成する形態で貯湯タンク4に貯えられている湯水のうち、最も低温の湯水の温度を計測する貯湯温度センサ25が、熱電併給装置1からの熱回収に用いるときの湯水(即ち、熱電併給装置1にとっての冷却水)に要求される上限湯水温度になったとき、即ち、貯湯タンク4に貯えられている全ての湯水の温度がその上限湯水温度になった状態を指す。
図2(a)は、上述した「自動運転」及び「手動運転」の何れで熱電併給装置1を運転するのかを使用者が指令するときの画面例である。運転制御手段Cは、リモコン装置Rの表示部r1に対して、図2(a)に示すような画面を表示させる。図2(a)では、「手動運転」に対して矢印(「⇒」)が対応する状態が示され、使用者が「手動運転」を指令したことが示されている。尚、使用者が「自動運転」を希望する場合には、情報入力部r2を用いて矢印が「自動運転」に対応する状態にすればよい。
以上のように、本発明の「使用者からの運転指令を受け付ける運転指令受付手段」は、情報入力部r2を用いて実現できる。
この「湯を放出して連続運転」が使用者によって設定された状態のことを、本実施形態では「放出許可状態」が設定された状態であるとする。
本実施形態では、熱電併給装置1を手動運転しているときに満蓄状態になったときの制御を説明する。
尚、本実施形態において、運転制御手段Cは、熱電併給装置1を自動運転しているときに満蓄状態になると、上述した「放出許可状態」が設定されているか否かに関わらず、熱電併給装置1の熱電発生運転を停止して熱放出運転を実行しないように構成されている。つまり、本実施形態では、熱電併給装置1を自動運転している間は熱放出運転を行わない。
<1>
上記実施形態では、熱放出運転において、貯湯タンク4に蓄えらえている湯水を浴槽3内に放出する例を説明したが、湯水を浴槽3以外の場所に放出してもよい。例えば、湯水を下水などに放出してもよい。
また、本実施形態では、湯水を蓄熱媒体として用いる例を説明したが、熱放出運転において蓄熱媒体を浴槽3以外の場所に放出するのであれば、湯水とは別の液体を蓄熱媒体として用いてもよい。
上記実施形態では、熱電併給装置1を自動運転している間は熱放出運転を行わない例を説明したが、熱電併給装置1を自動運転している間にも熱放出運転を行うようにしてもよい。即ち、上記実施形態で説明した手動運転の場合と同様に、熱電併給装置1を自動運転しているときに満蓄状態になったときにも、上述した「放出許可状態」が設定されているか否かに応じて、熱電併給装置1の熱電発生運転の実行を継続しながら熱放出運転を実行するのか、或いは、熱放出運転を実行せずに熱電併給装置1の熱電発生運転を停止するのか、を切替制御してもよい。
上記実施形態では、熱放出運転を行うときに放出する積算湯量(100L、200L)や湯温(40℃、42℃)を使用者が設定可能である例を説明したが、使用者が他の設定を行えるようにしてもよい。例えば、上記実施形態では、運転制御手段Cが、熱放出運転を行うときに、熱放出運転の実行を使用者に報知する例を説明したが、このような報知を行うか否かを使用者が設定できるように構成してもよい。
上記実施形態では、湯水の温度や、1回の熱放出運転において放出する湯量(20L)、積算湯量の上限値(100L、200L)などについての具体的な数値を挙げたが、それらの数値は単に例示目的で挙げたものであり、本発明がそれらの数値に限定されることはない。例えば、上記実施形態では、1回の熱放出運転において放出する湯量を20Lとする例を説明したが、この値を10L、30L等の値に変更しても良い。
或いは、1回の熱放出運転において放出する湯量を上述のような固定値ではなく、可変値にしてもよい。例えば、熱放出運転として、貯湯タンク4から一定熱量の湯水を放出するように変更してもよいし、貯湯タンク4での蓄熱量が上限蓄熱量未満になるまで湯水を放出するように変更してもよい。これら場合、熱放出運転において放出する湯水の量は、放出する湯水の温度等に応じて可変値となる。
上記実施形態において、湯水(蓄熱媒体)を放出する以外の熱放出手段をコージェネレーションシステムが備えていてもよい。例えば、貯湯タンク4から熱電併給装置1へ向かう間の排熱循環路L8に空冷式ラジエータなどの熱放出手段を設けてもよい。そして、運転制御手段Cが、例えば、熱電発生運転を実行中に貯湯タンク4での蓄熱量が上限蓄熱量に達する前段階で空冷式ラジエータを用いた少量の熱放出によって湯水の冷却を行ってもよい。そして、例えば外気温度の上昇や熱電併給装置1からの排熱量の増加があることで、空冷式ラジエータによる熱放出を継続しているにも関わらず、熱電併給装置1の熱電発生運転を実行中に貯湯タンク4での蓄熱量が上限蓄熱量に達したときに、運転制御手段Cが、上記実施形態で説明した湯水(蓄熱媒体)の放出という形態での熱放出運転を行うように構成してもよい。この場合、空冷式ラジエータで冷却した後の湯水の温度が所定の上限温度に達すると、貯湯タンク4での蓄熱量が上限蓄熱量に達したと判定する。
3 浴槽
4 貯湯タンク(蓄熱装置)
C 運転制御手段
r1 表示部
r2 情報入力部(運転指令受付手段)
r3 音声出力部(報知手段)
Claims (5)
- 熱と電気とを併せて発生する熱電併給装置と、前記熱電併給装置で発生した熱を、蓄熱媒体を用いて上限蓄熱量まで蓄熱可能な蓄熱装置と、前記熱電併給装置を運転して熱と電気とを併せて発生させる熱電発生運転、及び、前記蓄熱媒体の放出という形態で、前記蓄熱装置で蓄えている熱を放出する熱放出運転の制御を行う運転制御手段とを備えるコージェネレーションシステムであって、
使用者からの運転指令を受け付ける運転指令受付手段を備え、
前記運転制御手段は、
前記運転指令受付手段によって使用者から前記熱放出運転を行うための許可を受け付けた放出許可状態にあるとき、前記熱電発生運転を実行中に前記蓄熱装置での蓄熱量が前記上限蓄熱量に達すると、前記熱電発生運転の実行を継続しながら前記熱放出運転を実行し、
前記放出許可状態にないとき、前記熱電発生運転を実行中に前記蓄熱装置での蓄熱量が前記上限蓄熱量に達すると、前記熱放出運転を実行せずに前記熱電発生運転を停止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。 - 前記蓄熱装置は、熱を湯水を前記蓄熱媒体として用いて蓄えるように構成され、
前記運転制御手段は、前記熱放出運転を実行するとき、湯水を設定温度に調節して放出するように構成され、
前記運転指令受付手段は、前記設定温度を使用者から受け付けるように構成されている請求項1に記載のコージェネレーションシステム。 - 前記蓄熱装置は、熱を湯水を前記蓄熱媒体として用いて蓄えるように構成され、
前記運転制御手段は、前記熱放出運転を実行するとき、湯水を設定放出量だけ放出するように構成され、
前記運転指令受付手段は、前記設定放出量を使用者から受け付けるように構成されている請求項1又は2に記載のコージェネレーションシステム。 - 前記運転制御手段は、前記熱放出運転において、湯水を浴槽内に放出するように構成されている請求項2又は3に記載のコージェネレーションシステム。
- 前記熱放出運転の実行を使用者に報知する報知手段を備える請求項1〜4の何れか一項に記載のコージェネレーションシステム。
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