JP2019060549A - Heat utilization system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の住戸間で用いられる熱利用システムの技術に関する。 The present invention relates to the technology of a heat utilization system used between a plurality of dwelling units.
従来、複数の住戸間で用いられる熱利用システムの技術は公知となっている。例えば、特許文献1に記載の如くである。 Conventionally, the technology of the heat utilization system used between a plurality of dwelling units is known. For example, it is as described in Patent Document 1.
特許文献1には、複数の住戸間で燃料電池の発電時に発生する熱(排熱)を融通するシステムが記載されている。特許文献1に記載のシステムにおいては、温水として回収した燃料電池の排熱を、各住戸に設けられた貯湯ユニットに配管を介して供給可能に構成されている。また、燃料電池と各住戸の貯湯ユニットとの間には熱量計が設けられており、当該熱量計の計量データに基づいて各住戸の熱使用量を把握し、熱使用量に基づいて課金可能に構成されている。 Patent Document 1 describes a system for exchanging heat (exhaust heat) generated at the time of power generation of a fuel cell among a plurality of dwelling units. In the system described in Patent Document 1, the exhaust heat of the fuel cell recovered as the hot water is configured to be able to be supplied to the hot water storage unit provided in each dwelling unit through a pipe. In addition, a calorimeter is provided between the fuel cell and the hot water storage unit of each dwelling unit, and the heat usage of each dwelling unit can be grasped based on the measurement data of the calorimeter, and charging can be performed based on the heat usage. Is configured.
しかしながら、特許文献1に記載の技術においては、燃料電池から各住戸への温水(熱)の供給量は管理されていない(各住戸が燃料電池からの温水を制限なく使用できる)ため、住戸間の温水(熱)の供給量のばらつきが大きくなり易い。このため、仮に課金を行わない場合には、住戸間で不公平感が生じることとなる。 However, in the technology described in Patent Document 1, the amount of hot water (heat) supplied from the fuel cell to each dwelling unit is not managed (each dwelling unit can use the warm water from the fuel cell without restriction). Variations in the supply amount of hot water (heat) tend to be large. For this reason, if it does not charge temporarily, an unfair feeling will arise between dwelling units.
本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、各住戸への熱の供給量を管理することができる熱利用システムを提供することである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and the problem to be solved is to provide a heat utilization system capable of managing the amount of heat supplied to each dwelling unit.
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problem to be solved by the present invention is as described above, and next, means for solving the problem will be described.
即ち、請求項1においては、複数の住戸間で用いられる熱利用システムであって、発電時に発生する熱を用いて生成された温水を貯溜する貯湯タンクを有する燃料電池と、各住戸ごとに設けられて、供給される水を沸かして給湯可能な給湯器と、前記給湯器ごとに設けられて、当該給湯器への上水の流通を許可又は遮断する第一切替装置と、前記給湯器ごとに設けられて、前記貯湯タンクから当該給湯器への前記温水の流通を許可又は遮断する第二切替装置と、前記第一切替装置及び前記第二切替装置の下流側に設けられて、前記給湯器に供給される水の流量を計測する水道メーターと、前記温水の流通を許可したときの前記水道メーターの検出結果に基づいて前記温水の流量の積算値を取得し、当該積算値に基づいて前記第一切替装置及び前記第二切替装置を制御する制御部と、を具備するものである。 That is, in claim 1, it is a heat utilization system used between a plurality of dwelling units, provided with a fuel cell having a hot water storage tank for storing hot water generated using heat generated at the time of power generation, and provided for each dwelling unit. A water heater capable of boiling water supplied to be supplied, a first switching device provided for each of the water heaters, and permitting or blocking the circulation of the top water to the water heater; A second switching device for permitting or blocking the circulation of the hot water from the hot water storage tank to the water heater, and a downstream side of the first switching device and the second switching device, The integrated value of the flow rate of the hot water is acquired based on the detection result of the water meter for measuring the flow rate of water supplied to the cooling unit and the water meter when the circulation of the hot water is permitted, and based on the integrated value Said first switching device and A control unit for controlling the serial second switching device is intended to include a.
請求項2においては、前記制御部は、前記温水の流量の積算値を前記給湯器ごとに取得し、当該積算値の少ない順に前記給湯器に優先順位を設定し、前記優先順位が上位の前記給湯器に対して優先的に、上水の流通を遮断するように前記第一切替装置を制御すると共に、前記貯湯タンクからの前記温水の流通を許可するように前記第二切替装置を制御するものである。 In the present invention, the control unit acquires the integrated value of the flow rate of the hot water for each water heater, sets the priority to the water heater in the ascending order of the integrated value, and the priority is higher The first switching device is controlled so as to interrupt the flow of the supply water preferentially to the water heater, and the second switching device is controlled so as to permit the circulation of the hot water from the hot water storage tank. It is a thing.
請求項3においては、前記制御部は、前記優先順位第1位の前記給湯器に対して、上水の流通を遮断するように前記第一切替装置を制御すると共に、前記貯湯タンクからの前記温水の流通を許可するように前記第二切替装置を制御し、前記優先順位第2位以下の前記給湯器に対して、上水の流通を許可するように前記第一切替装置を制御すると共に、前記貯湯タンクからの前記温水の流通を遮断するように前記第二切替装置を制御するものである。 In the present invention, the control unit controls the first switching device to block the flow of the clean water with respect to the water heater with the first priority, and the control unit is configured to control the hot water storage tank from the hot water storage tank. The second switching device is controlled to permit the circulation of the hot water, and the first switching device is controlled to permit the circulation of the tap water to the water heater having the second or lower priority. The second switching device is controlled to block the flow of the hot water from the hot water storage tank.
請求項4においては、前記制御部は、直近の所定期間内に使用実績のある前記給湯器の間で前記優先順位を設定するものである。 In the fourth aspect, the control unit sets the priority among the water heaters which have been used within the latest predetermined period.
請求項5においては、前記燃料電池と各住戸の前記給湯器との通信を接続又は遮断する開閉装置を具備し、前記制御部は、前記開閉装置を制御すると共に、前記開閉装置の動作履歴を記録し、前記燃料電池との通信が接続されている前記給湯器に対して、上水の流通を遮断するように前記第一切替装置を制御すると共に、前記貯湯タンクからの前記温水の流通を許可するように前記第二切替装置を制御し、前記燃料電池との通信が遮断されている前記給湯器に対して、上水の流通を許可するように前記第一切替装置を制御すると共に、前記貯湯タンクからの前記温水の流通を遮断するように前記第二切替装置を制御するものである。 According to a fifth aspect of the present invention, the control apparatus further comprises an open / close device for connecting or disconnecting communication between the fuel cell and each water heater of each dwelling unit, and the control unit controls the open / close device. The first switching device is controlled so as to shut off the flow of the clean water to the water heater to which the communication with the fuel cell is connected and the flow of the hot water from the hot water storage tank is recorded. The second switching device is controlled to permit, and the first switching device is controlled to allow the water supply to flow to the water heater whose communication with the fuel cell is blocked. The second switching device is controlled to block the flow of the hot water from the hot water storage tank.
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。 The effects of the present invention are as follows.
請求項1においては、各住戸への熱の供給量を管理することができる。 In claim 1, the amount of heat supplied to each dwelling unit can be managed.
請求項2においては、貯湯タンクから供給される温水の使用量を、各住戸間で平均化することができる。
In
請求項3においては、温水の使用量の最も少ない給湯器が、貯湯タンク内の温水を使用可能となり、これにより、温水の使用量を各住戸間で平均化することができる。 According to the third aspect of the present invention, the water heater that uses the least amount of hot water can use the hot water in the hot water storage tank, whereby the amount of hot water used can be averaged among the dwelling units.
請求項4においては、使用しない可能性の高い給湯器に対して温水の流通が許可されるのを防ぐことができる。 According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to prevent the flow of the hot water from being permitted to the water heater that is not likely to be used.
請求項5においては、開閉装置の動作履歴と、水道メーターの検出結果とに基づいて、給湯器に供給された温水の流量の積算値を容易に取得することができる。 In the fifth aspect, the integrated value of the flow rate of the hot water supplied to the water heater can be easily obtained based on the operation history of the switchgear and the detection result of the water meter.
以下では、図1から図4を用いて、第一実施形態に係る熱利用システム1の構成について説明する。なお、以下の説明において「上流側」及び「下流側」とは、水の供給方向に基づいて規定されるものである。 Hereinafter, the configuration of the heat utilization system 1 according to the first embodiment will be described using FIGS. 1 to 4. In the following description, “upstream side” and “downstream side” are defined based on the water supply direction.
図1に示す熱利用システム1は、複数の住戸間で用いられ、後述する燃料電池10の発電時に発生する熱(排熱)を各住戸に適宜供給するものである。本実施形態においては、熱利用システム1は、複数の集合住宅H(集合住宅H1〜HN)で用いられる。また、熱利用システム1は、各集合住宅Hの複数の住戸間で、燃料電池10の排熱を融通するように構成される。以下では、主として集合住宅H1のA住戸、B住戸、C住戸及びD住戸に着目して説明を行う。熱利用システム1は、燃料電池10、給湯器20、給湯負荷30、上水側電磁弁40、温水側電磁弁50、水道メーター60、開閉装置70及び制御装置80を具備する。
The heat utilization system 1 shown in FIG. 1 is used among a plurality of dwelling units, and appropriately supplies heat (exhaust heat) generated at the time of power generation of the
図1に示す燃料電池10は、水素等のガス燃料を用いて発電する装置である。燃料電池10は、各集合住宅Hにつき1台設けられる。集合住宅H1においては、1台の燃料電池10がA住戸、B住戸、C住戸及びD住戸で共用される。燃料電池10は、水道局Sと接続された供給路L1の下流側端部に設けられる。
A
図2に示すように、燃料電池10は、当該図2に示す電力供給システムにおいて、発電した電力を各集合住宅Hの各住戸に融通可能に設けられている。具体的には、燃料電池10は、各住戸の電力負荷の上流側で、配電線Xから順に分岐する分岐路Y1〜YNに接続される。燃料電池10が発電した電力によって、各住戸の電力負荷の消費電力を賄うことができる。また、余剰電力は、系統電源Kへと逆潮流される。
As shown in FIG. 2, in the power supply system shown in FIG. 2, the
また、図2に示す電力供給システムは、分岐路Y1〜YNよりも上流側で配電線Xに接続された太陽光発電部102を具備している。これにより、太陽光発電部102で発電した電力を、各住戸に融通することができる。また、図2に示す電力供給システムにおいては、スマートメータ103及びブレーカ104が適宜設けられている。
Moreover, the electric power supply system shown in FIG. 2 comprises the solar
図1に示すように、燃料電池10は、発電ユニット11及び貯湯タンク12を具備する。
As shown in FIG. 1, the
発電ユニット11は、燃料電池10の発電部である。発電ユニット11は、固体酸化物形燃料電池(SOFC:Solid Oxide Fuel Cell)や制御部等により構成される。発電ユニット11は、発電を常時行っている。
The power generation unit 11 is a power generation unit of the
貯湯タンク12は、発電ユニット11の発電時に発生する熱(排熱)を、温水として蓄熱するものである。貯湯タンク12は、発電ユニット11の下流側に設けられる。貯湯タンク12は、発電ユニット11の発電時に発生する熱(排熱)によって加熱された上水(温水)を貯湯する。 The hot water storage tank 12 stores heat (exhaust heat) generated at the time of power generation of the power generation unit 11 as warm water. The hot water storage tank 12 is provided downstream of the power generation unit 11. The hot water storage tank 12 stores hot water (hot water) heated by heat (exhaust heat) generated at the time of power generation of the power generation unit 11.
このように構成された燃料電池10は、貯湯タンク12の貯湯量が最大容量に達すると、つまり、貯湯タンク12が満蓄状態(これ以上蓄熱ができない状態)となると、排熱を放熱して発電ユニット11による発電を継続させる。
In the
図1に示す給湯器20は、後述する給湯負荷30に給湯を行う(湯を供給する)ものである。給湯器20は、当該給湯器20に供給される水(上水又は貯湯タンク12から供給される温水)を沸かして生成した湯を、給湯負荷30に供給する。給湯器20は、各住戸(A住戸、B住戸、C住戸及びD住戸)ごとに設けられる。以下では、A住戸の給湯器20を給湯器20a、B住戸の給湯器20を給湯器20b、C住戸の給湯器20を給湯器20c、D住戸の給湯器20を給湯器20dということもある。
The
給湯器20aは、燃料電池10(貯湯タンク12)と接続された供給路L2から分岐点p1において分岐する供給路L3の中途部に設けられる。これにより、給湯器20aは、供給路L2・L3を介して、貯湯タンク12内の温水が供給可能に設けられる。
The
給湯器20bは、供給路L2から分岐点p2(分岐点p1よりも下流側に設けられた分岐点)において分岐する供給路L4の中途部に設けられる。給湯器20cは、供給路L2から分岐点p3(分岐点p2よりも下流側に設けられた分岐点)において分岐する供給路L5の中途部に設けられる。給湯器20dは、供給路L2から分岐点p4(分岐点p3よりも下流側に設けられた分岐点)において分岐する供給路L6の中途部に設けられる。これにより、給湯器20b・20c・20dは、供給路L2等を介して、貯湯タンク12内の温水が供給可能に設けられる。
The
図1に示す給湯負荷30は、水道局Sから上水が供給されると共に、給湯器20から湯が供給されるものである。給湯負荷30としては、例えば浴槽等が挙げられる。以下では、A住戸の給湯負荷30を給湯負荷30a、B住戸の給湯負荷30を給湯負荷30b、C住戸の給湯負荷30を給湯負荷30c、D住戸の給湯負荷30を給湯負荷30dということもある。給湯負荷30は、給湯器20の下流側に設けられる。
The hot
具体的には、給湯負荷30aは、供給路L3において、給湯器20aの下流側に設けられる(供給路L3の下流側端部と接続される)。給湯負荷30bは、供給路L4において、給湯器20bの下流側に設けられる(供給路L4の下流側端部と接続される)。給湯負荷30cは、供給路L5において、給湯器20cの下流側に設けられる(供給路L5の下流側端部と接続される)。給湯負荷30dは、供給路L6において、給湯器20dの下流側に設けられる(供給路L6の下流側端部と接続される)。
Specifically, the hot
図1に示す上水側電磁弁40は、上水の供給路を開閉するものである。上水側電磁弁40は、上水の供給路を開く(上水側電磁弁40が開く)ことにより、当該上水側電磁弁40が設けられた箇所において、上水の流通を許可する。一方、上水側電磁弁40は、上水の供給路を閉じる(上水側電磁弁40が閉じる)ことにより、当該上水側電磁弁40が設けられた箇所において、上水の流通を遮断する。上水側電磁弁40は、第一上水側電磁弁41、第二上水側電磁弁42、第三上水側電磁弁43及び第四上水側電磁弁44を具備する。
The water supply
第一上水側電磁弁41は、水道局Sから分岐点p4まで延びる供給路L7と、供給路L3とを接続する供給路L8の中途部に設けられる。なお、供給路L8は、供給路L7から分岐点p5において分岐して、給湯器20aよりも上流側に設けられた分岐点p6において供給路L3と接続される。このように設けられた第一上水側電磁弁41によって、給湯器20aへの上水の流通を許可又は遮断することができる(許可と遮断とを切り替えることができる)。
The first water-
図1に示す第二上水側電磁弁42は、供給路L7と供給路L4とを接続する供給路L9の中途部に設けられる。なお、供給路L9は、供給路L7から分岐点p7(分岐点p5よりも下流側に設けられた分岐点)において分岐して、給湯器20bよりも上流側に設けられた分岐点p8において供給路L4と接続される。このように設けられた第二上水側電磁弁42によって、給湯器20bへの上水の流通を許可又は遮断することができる。
The 2nd water supply side solenoid valve 42 shown in FIG. 1 is provided in the middle part of the supply path L9 which connects the supply path L7 and the supply path L4. In addition, the supply path L9 branches at a branch point p7 (a branch point provided downstream of the branch point p5) from the supply path L7, and is supplied at a branch point p8 provided upstream of the
第三上水側電磁弁43は、供給路L7と供給路L5とを接続する供給路L10の中途部に設けられる。なお、供給路L10は、供給路L7から分岐点p9(分岐点p7よりも下流側に設けられた分岐点)において分岐して、給湯器20cよりも上流側に設けられた分岐点p10において供給路L5と接続される。このように設けられた第三上水側電磁弁43によって、給湯器20cへの上水の流通を許可又は遮断することができる。
The third water-
第四上水側電磁弁44は、供給路L7において、分岐点p9と分岐点p4との間に設けられる。このように設けられた第四上水側電磁弁44によって、給湯器20dへの上水の流通を許可又は遮断することができる。
The fourth water-
図1に示す温水側電磁弁50は、温水の供給路を開閉するものである。温水側電磁弁50は、温水の供給路を開く(温水側電磁弁50が開く)ことにより、当該温水側電磁弁50が設けられた箇所において、貯湯タンク12からの温水の流通を許可する。一方、温水側電磁弁50は、温水の供給路を閉じる(温水側電磁弁50が閉じる)ことにより、当該温水側電磁弁50が設けられた箇所において、貯湯タンク12からの温水の流通を遮断する。温水側電磁弁50は、第一温水側電磁弁51、第二温水側電磁弁52、第三温水側電磁弁53及び第四温水側電磁弁54を具備する。
The hot water
第一温水側電磁弁51は、供給路L3において、分岐点p6の上流側に設けられる。このように設けられた第一温水側電磁弁51によって、給湯器20aへの貯湯タンク12内の温水の流通を許可又は遮断することができる(許可と遮断とを切り替えることができる)。
The first hot water
第二温水側電磁弁52は、供給路L4において、分岐点p8の上流側に設けられる。このように設けられた第二温水側電磁弁52によって、給湯器20bへの貯湯タンク12内の温水の流通を許可又は遮断することができる。
The second hot water
第三温水側電磁弁53は、供給路L5において、分岐点p10の上流側に設けられる。このように設けられた第三温水側電磁弁53によって、給湯器20cへの貯湯タンク12内の温水の流通を許可又は遮断することができる。
The third hot water
第四温水側電磁弁54は、供給路L2において、分岐点p3と分岐点p4との間に設けられる。このように設けられた第四温水側電磁弁54によって、給湯器20dへの貯湯タンク12内の温水の流通を許可又は遮断することができる。
The fourth hot water
図1に示す水道メーター60は、当該水道メーター60が設けられた部分を流通する水(上水又は温水)の流量を計測するものである。水道メーター60は、第一水道メーター61、第二水道メーター62、第三水道メーター63及び第四水道メーター64を具備する。
The
第一水道メーター61は、供給路L3において、分岐点p6と給湯器20aとの間に設けられる。このように設けられた第一水道メーター61によって、給湯器20aに供給される水(上水及び温水)の流量(給湯器20aによる上水及び温水の使用量)を計測することができる。
The
第二水道メーター62は、供給路L4において、分岐点p8と給湯器20bとの間に設けられる。このように設けられた第二水道メーター62によって、給湯器20bに供給される水(上水及び温水)の流量(給湯器20bによる上水及び温水の使用量)を計測することができる。
The
第三水道メーター63は、供給路L5において、分岐点p10と給湯器20cとの間に設けられる。このように設けられた第三水道メーター63によって、給湯器20cに供給される水(上水及び温水)の流量(給湯器20cによる上水及び温水の使用量)を計測することができる。
The
第四水道メーター64は、供給路L6において、分岐点p4と給湯器20dとの間に設けられる。このように設けられた第四水道メーター64によって、給湯器20dに供給される水(上水及び温水)の流量(給湯器20dによる上水及び温水の使用量)を計測することができる。
The
図3に示す開閉装置70は、燃料電池10と各住戸の給湯器20との通信を接続又は遮断するものである。開閉装置70は、燃料電池10と各住戸の給湯器20とを通信可能につなぐ通信線に設けられ、当該設けられた箇所を開閉する。開閉装置70が閉じることにより、燃料電池10と各住戸の給湯器20との通信を接続する。一方、開閉装置70が開くことにより、燃料電池10と各住戸の給湯器20との通信を遮断する。開閉装置70は、例えば機械式リレーによって構成される。開閉装置70は、第一開閉装置71、第二開閉装置72、第三開閉装置73及び第四開閉装置74を具備する。なお以下では、説明の便宜上、第一開閉装置71、第四開閉装置74、第二開閉装置72、第三開閉装置73の順で説明を行う。
The opening and
第一開閉装置71は、燃料電池10と給湯器20aとを接続する通信線Z1の中途部に設けられる。
The first opening /
第四開閉装置74は、通信線Z1から分岐して給湯器20dと接続される通信線Z2の中途部に設けられる。なお、通信線Z2は、第一開閉装置71よりも燃料電池10側に設けられた分岐点q1において、通信線Z1から分岐する。
The
第二開閉装置72は、通信線Z2から分岐して給湯器20bと接続される通信線Z3の中途部に設けられる。なお、通信線Z3は、第四開閉装置74よりも上流側に設けられた分岐点q2において、通信線Z2から分岐する。
The second switching device 72 is provided in the middle of the communication line Z3 which is branched from the communication line Z2 and connected to the
第三開閉装置73は、通信線Z2から分岐して給湯器20cと接続される通信線Z4の中途部に設けられる。なお、通信線Z4は、分岐点q2と給湯器20dとの間に設けられた分岐点q3において、通信線Z2から分岐する。
The
このように設けられた開閉装置70によって、燃料電池10と各住戸の給湯器20との通信が接続されると、燃料電池10と給湯器20との間で情報のやり取りが可能となる。例えば、給湯器20は、燃料電池10の貯湯タンク12の貯湯量の情報を受信することにより、給湯器20の運転を制御することができる。
When communication between the
また、開閉装置70のいずれか一つは、常に閉じた状態(燃料電池10と各住戸の給湯器20との通信を許可した状態)となっており、他の開閉装置70は、開いた状態(燃料電池10と各住戸の給湯器20との通信を遮断した状態)となっている。つまり、燃料電池10と給湯器20とが常に1対1で接続されている。図3においては、一例として、第一開閉装置71が閉じた状態を示している。
Further, any one of the
図4に示す制御装置80は、開閉装置70、上水側電磁弁40及び温水側電磁弁50の動作を制御するものである。制御装置80は、主としてCPU等の演算処理装置、RAMやROM等の記憶装置等により構成される。制御装置80は、各水道メーター60の検出結果(計測結果)を取得及び蓄積する。制御装置80は、各水道メーター60の検出結果に基づいて、開閉装置70、上水側電磁弁40及び温水側電磁弁50の動作を制御する。また、制御装置80は、開閉装置70の動作履歴を蓄積する。
The
制御装置80は、開閉装置70の動作と連動して、上水側電磁弁40及び温水側電磁弁50の動作を制御する。具体的には、制御装置80は、給湯器20の開閉装置70(給湯器20に対して設けられた開閉装置70)を閉じた場合に、当該給湯器20の上水側電磁弁40(当該給湯器20に対して設けられた上水側電磁弁40)を閉じて、当該給湯器20の温水側電磁弁50(当該給湯器20に対して設けられた温水側電磁弁50)を開く。また、制御装置80は、各給湯器20の開閉装置70を開いた場合に、当該給湯器20の上水側電磁弁40を開いて、当該給湯器20の温水側電磁弁50を閉じる。つまり、制御装置80は、燃料電池10と通信可能となった給湯器20にのみ、貯湯タンク12から温水を供給可能とする。
The
以下では、図5を参照して、制御装置80による開閉装置70、上水側電磁弁40及び温水側電磁弁50の切替制御について説明する。
Below, with reference to FIG. 5, switching control of the opening /
ステップS10において、制御装置80は、現在の時刻が0時であるか否かを確認する。制御装置80は、現在の時刻が0時であると判定した場合(ステップS10で「YES」)、ステップS12に移行する。一方、制御装置80は、現在の時刻が0時でないと判定した場合(ステップS10で「NO」)、最初のステップ(当該ステップS10)に処理を戻す。
In step S10, the
ステップS12において、制御装置80は、通信が接続したときの熱使用量の積算値を取得する。なお、「熱使用量」とは、各住戸によって使用される熱の量のことをいう。本実施形態においては、水道メーター60で計測される水(上水又は温水)の流量によって、熱使用量を算出する。また、積算値とは、各給湯器20の使用開始時から現在までの使用量の合計(生涯熱使用量)のことをいう。この処理において、制御装置80は、通信が接続したときの熱使用量の積算値を取得することにより、貯湯タンク12から給湯器20への温水の流量(供給量)の積算値を把握することができる。具体的には、制御装置80は、水道メーター60の計測データのうち、開閉装置70が閉じたときに計測したデータを抽出することで、貯湯タンク12から給湯器20への温水の供給量(給湯器20による温水使用量)の積算値を取得する。制御装置80は、当該ステップS12の処理を行った後、ステップS14に移行する。
In step S12, the
ステップS14において、制御装置80は、ステップS12で取得した通信が接続したときの熱使用量の積算値(貯湯タンク12から給湯器20への温水の流量(供給量)の積算値)の少ない順に、各給湯器20に対して優先順位を設定する。具体的には、制御装置80は、通信が接続したときの熱使用量の積算値が最も少ない給湯器20に対して、優先順位を第1位に設定する。そして、制御装置80は、通信が接続したときの熱使用量の積算値が2番目に少ない給湯器20に対して優先順位を第2位に設定し、3番目に少ない給湯器20に対して優先順位を第3位に設定し、4番目に少ない給湯器20に対して優先順位を第4位に設定する。制御装置80は、当該ステップS14の処理を行った後、ステップS16に移行する。
In step S14, the
ステップS16において、制御装置80は、各住戸の前日までの熱使用量の積算値と前々日までの熱使用量の積算値を取得する。制御装置80は、蓄積した水道メーター60の計測結果に基づいて、熱使用量の積算値を取得する。制御装置80は、当該ステップS16の処理を行った後、ステップS18に移行する。
In step S16, the
ステップS18において、制御装置80は、各住戸ごとに前日に熱の使用があったかを確認する。制御装置80は、ステップS16で取得した積算値に基づいて、この処理を行う。具体的には、制御装置80は、前日までの熱使用量の積算値が前々日までの熱使用量の積算値よりも大きい場合、前日に熱の使用があったと判断する。一方、制御装置80は、前日までの熱使用量の積算値が前々日までの熱使用量の積算値と同じである場合、前日に熱の使用がなかったと判断する。制御装置80は、当該ステップS18の処理を行った後、ステップS20に移行する。
In step S18, the
ステップS20において、制御装置80は、前日に熱の使用があった住戸の給湯器20の間で優先順位を確定する。つまり、制御装置80は、ステップS14で優先順位を設定した給湯器20のうち、前日に熱の使用がなかった住戸の給湯器20を対象から除外して、優先順位を再設定する。制御装置80は、当該ステップS20の処理を行った後、ステップS22に移行する。
In step S20, the
ステップS22において、制御装置80は、燃料電池10と優先順位第1位の給湯器20との通信を接続する。制御装置80は、優先順位第1位の給湯器20の開閉装置70を閉じることで、当該通信の接続を行う。なお、優先順位第1位以外の給湯器20は、燃料電池10との通信が遮断された状態(開閉装置70が開いた状態)とされる。制御装置80は、当該ステップS22の処理を行った後、ステップS24に移行する。
In step S22, the
ステップS24において、制御装置80は、優先順位第1位の給湯器20の電磁弁を切り替える。具体的には、制御装置80は、開閉装置70を閉じた給湯器20(つまり、優先順位第1位の給湯器20)の上水側電磁弁40を閉じると共に、当該給湯器20(優先順位第1位の給湯器20)の温水側電磁弁50を開く。これにより、優先順位第1位の給湯器20は、貯湯タンク12内の温水の使用が可能となる。なお、開閉装置70を開いた給湯器20(つまり、優先順位第1位以外の給湯器20)の上水側電磁弁40は開いた状態とされ、当該給湯器20(優先順位第1位以外の給湯器20)の温水側電磁弁50は閉じた状態とされる。これにより、優先順位第1位以外の給湯器20は、貯湯タンク12内の温水の使用が不可能となる。制御装置80は、当該ステップS24の処理を行った後、図5に示す切替制御を終了する。
In step S24, the
以上のように、本実施形態に係る熱利用システム1においては、給湯器20の温水使用量(燃料電池10(貯湯タンク12)から供給される温水の使用量)の積算値を用いて、貯湯タンク12から給湯器20への温水の供給を制御する。具体的には、給湯器20の温水使用量の積算値の少ない順に優先順位を設定し、優先順位が上位の給湯器20を優先的に貯湯タンク12内の温水を使用可能とする。これにより、貯湯タンク12から供給される温水の使用量を、各住戸間で平均化することができる。したがって、各住戸の不公平感を低減することができる。
As described above, in the heat utilization system 1 according to the present embodiment, the hot water storage using the integrated value of the hot water usage of the water heater 20 (the usage of the hot water supplied from the fuel cell 10 (the hot water storage tank 12)) The supply of hot water from the tank 12 to the
また、前日に熱の使用がなかった住戸は、当日も給湯を行わない可能性が高いと考えられる。本実施形態に係る熱利用システム1においては、前日に熱の使用がなかった住戸の給湯器20を優先順位の設定の対象から除外するので(ステップS16からS20)、前日に給湯を行っていない給湯器20に対して温水の流通が許可されることはない。つまり、当日に給湯を行う可能性が高い給湯器20に対して、温水の流通を許可することができる。これにより、燃料電池10の排熱の有効利用を図ることができる。
In addition, it is thought that there is a high possibility that the dwelling units that did not use heat the day before do not supply hot water also on the day. In the heat utilization system 1 according to the present embodiment, since the
また、本実施形態に係る熱利用システム1においては、燃料電池10と給湯器20との通信の接続(開閉装置70の動作)と上水側電磁弁40及び温水側電磁弁50の動作が連動している。このため、上水側電磁弁40及び温水側電磁弁50の下流側に水道メーター60が一つしか設けられていなくても、通信の接続履歴(開閉装置70の動作履歴)を参照することにより、水道メーター60による計測値(給湯器20による上水使用量及び温水使用量)のうち、温水使用量のみを抽出することができる。このように、上水側電磁弁40及び温水側電磁弁50それぞれに対して水道メーター60を設けなくても(各給湯器20に対して水道メーター60を2つ設けなくても)、各給湯器20に供給された温水の流量の積算値を容易に取得することができる。
Further, in the heat utilization system 1 according to the present embodiment, the connection of the communication between the
以上の如く、本実施形態に係る熱利用システム1は、複数の住戸間で用いられる熱利用システム1であって、発電時に発生する熱を用いて生成された温水を貯溜する貯湯タンク12を有する燃料電池10と、各住戸ごとに設けられて、供給される水を沸かして給湯可能な給湯器20と、前記給湯器20ごとに設けられて、当該給湯器20への上水の流通を許可又は遮断する上水側電磁弁40(第一切替装置)と、前記給湯器20ごとに設けられて、前記貯湯タンク12から当該給湯器20への前記温水の流通を許可又は遮断する温水側電磁弁50(第二切替装置)と、前記上水側電磁弁40及び前記温水側電磁弁50の下流側に設けられて、前記給湯器20に供給される水の流量を計測する水道メーター60と、前記温水の流通を許可したときの前記水道メーター60の検出結果に基づいて前記温水の流量の積算値を取得し、当該積算値に基づいて前記上水側電磁弁40及び前記温水側電磁弁50を制御する制御装置80(制御部)と、を具備するものである。
このように構成することにより、各住戸への熱の供給量を管理することができる。具体的には、各住戸への熱の供給量(各住戸の給湯器20の貯湯タンク12内の温水使用量)を適宜設定(制限)することができる。
As described above, the heat utilization system 1 according to the present embodiment is a heat utilization system 1 used between a plurality of dwelling units, and has a hot water storage tank 12 for storing hot water generated using heat generated at the time of power generation. A
By comprising in this way, the supply amount of the heat to each dwelling unit can be managed. Specifically, the amount of heat supplied to each dwelling unit (the amount of hot water used in the hot water storage tank 12 of the
また、前記制御装置80は、前記温水の流量の積算値を前記給湯器20ごとに取得し、当該積算値の少ない順に前記給湯器20に優先順位を設定し、前記優先順位が上位の前記給湯器20に対して優先的に、上水の流通を遮断するように前記上水側電磁弁40を制御すると共に、前記貯湯タンク12からの前記温水の流通を許可するように前記温水側電磁弁50を制御するものである。
このように構成することにより、貯湯タンク12から供給される温水の使用量を、各住戸間で平均化することができる。
In addition, the
By comprising in this way, the usage-amount of the warm water supplied from the hot water storage tank 12 can be equalized among each dwelling unit.
また、前記制御装置80は、前記優先順位第1位の前記給湯器20に対して、上水の流通を遮断するように前記上水側電磁弁40を制御すると共に、前記貯湯タンク12からの前記温水の流通を許可するように前記温水側電磁弁50を制御し、前記優先順位第2位以下の前記給湯器20に対して、上水の流通を許可するように前記上水側電磁弁40を制御すると共に、前記貯湯タンク12からの前記温水の流通を遮断するように前記温水側電磁弁50を制御するものである。
このように構成することにより、温水の使用量の最も少ない給湯器20が、貯湯タンク12内の温水を使用可能となり、これにより、温水の使用量を各住戸間で平均化することができる。
Further, the
By configuring in this manner, the
また、前記制御装置80は、前日(直近の所定期間内)に使用実績のある前記給湯器20の間で前記優先順位を設定するものである。
このように構成することにより、使用しない可能性の高い給湯器20に対して温水の流通が許可されるのを防ぐことができる。
Further, the
By comprising in this way, it can prevent that circulation of warm water is permitted to
また、前記燃料電池10と各住戸の前記給湯器20との通信を接続又は遮断する開閉装置70を具備し、前記制御装置80は、前記開閉装置70を制御すると共に、前記開閉装置70の動作履歴を記録し、前記燃料電池10との通信が接続されている前記給湯器20に対して、上水の流通を遮断するように前記上水側電磁弁40を制御すると共に、前記貯湯タンク12からの前記温水の流通を許可するように前記温水側電磁弁50を制御し、前記燃料電池10との通信が遮断されている前記給湯器20に対して、上水の流通を許可するように前記上水側電磁弁40を制御すると共に、前記貯湯タンク12からの前記温水の流通を遮断するように前記温水側電磁弁50を制御するものである。
このように構成することにより、開閉装置70の動作履歴と、水道メーター60の検出結果とに基づいて、給湯器20に供給された温水の流量の積算値を容易に取得することができる。
The
With such a configuration, the integrated value of the flow rate of the hot water supplied to the
なお、本実施形態に係る上水側電磁弁40は、第一切替装置の実施の一形態である。
また、本実施形態に係る温水側電磁弁50は、第二切替装置の実施の一形態である。
また、本実施形態に係る制御装置80は、制御部の実施の一形態である。
The flush
Further, the hot water
Moreover, the
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明は上記構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能である。 As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said structure, A various change is possible within the range of the invention described in the claim.
例えば、熱利用システム1は、集合住宅に設けられるものとしたが、これに限定されるものではなく、例えば、住宅街区やオフィス等に設けられるものであってもよい。 For example, although the heat utilization system 1 shall be provided in the apartment house, it is not limited to this, For example, you may be provided in a residential area, an office, etc.
また、本実施形態においては、燃料電池10と給湯器20との通信を1対1で接続するものとしたが、燃料電池10と複数の給湯器20とを接続してもよい。これに伴って、複数の給湯器20に、貯湯タンク12からの温水の流通を許可してもよい。
Further, in the present embodiment, the communication between the
また、本実施形態においては、制御装置80は、前日に使用実績のある給湯器20の間で優先順位を設定するものとしたが(ステップS20)、使用実績の有無を判定するための対象期間は、前日の1日に限るものではなく、直近の任意の所定期間とすることができる。
Further, in the present embodiment, although the
1 熱利用システム
10 燃料電池
12 貯湯タンク
20 給湯器
40 上水側電磁弁
50 温水側電磁弁
60 水道メーター
70 開閉装置
80 制御装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
発電時に発生する熱を用いて生成された温水を貯溜する貯湯タンクを有する燃料電池と、
各住戸ごとに設けられて、供給される水を沸かして給湯可能な給湯器と、
前記給湯器ごとに設けられて、当該給湯器への上水の流通を許可又は遮断する第一切替装置と、
前記給湯器ごとに設けられて、前記貯湯タンクから当該給湯器への前記温水の流通を許可又は遮断する第二切替装置と、
前記第一切替装置及び前記第二切替装置の下流側に設けられて、前記給湯器に供給される水の流量を計測する水道メーターと、
前記温水の流通を許可したときの前記水道メーターの検出結果に基づいて前記温水の流量の積算値を取得し、当該積算値に基づいて前記第一切替装置及び前記第二切替装置を制御する制御部と、
を具備する、
熱利用システム。 A heat utilization system used between a plurality of dwelling units,
A fuel cell having a hot water storage tank for storing hot water generated using heat generated during power generation;
A water heater which is provided for each dwelling unit and which can supply water by boiling supplied water;
A first switching device provided for each of the water heaters to permit or block the circulation of the water to the water heater;
A second switching device, provided for each of the water heaters, for permitting or blocking the circulation of the hot water from the hot water storage tank to the water heater;
A water meter provided downstream of the first switching device and the second switching device to measure the flow rate of water supplied to the water heater;
The integrated value of the flow rate of the hot water is acquired based on the detection result of the water meter when the circulation of the hot water is permitted, and the control for controlling the first switching device and the second switching device based on the integrated value Department,
Equipped with
Heat utilization system.
前記温水の流量の積算値を前記給湯器ごとに取得し、当該積算値の少ない順に前記給湯器に優先順位を設定し、
前記優先順位が上位の前記給湯器に対して優先的に、上水の流通を遮断するように前記第一切替装置を制御すると共に、前記貯湯タンクからの前記温水の流通を許可するように前記第二切替装置を制御する、
請求項1に記載の熱利用システム。 The control unit
The integrated value of the flow rate of the hot water is acquired for each of the water heaters, and priorities are set to the water heaters in ascending order of the integrated value,
The first switching device is controlled so as to interrupt the flow of the supply water preferentially to the water heater having the higher priority, and the flow of the hot water from the hot water storage tank is permitted. Control the second switching device,
The heat utilization system according to claim 1.
前記優先順位第1位の前記給湯器に対して、上水の流通を遮断するように前記第一切替装置を制御すると共に、前記貯湯タンクからの前記温水の流通を許可するように前記第二切替装置を制御し、
前記優先順位第2位以下の前記給湯器に対して、上水の流通を許可するように前記第一切替装置を制御すると共に、前記貯湯タンクからの前記温水の流通を遮断するように前記第二切替装置を制御する、
請求項2に記載の熱利用システム。 The control unit
The first switching device is controlled to shut off the flow of the clean water to the water heater with the first priority, and the second to allow the circulation of the hot water from the hot water storage tank Control the switching device,
The first switching device is controlled to allow the water supply to flow to the water heater having the second or lower priority, and the water flow from the hot water storage tank is blocked. Control the second switching device,
The heat utilization system according to claim 2.
直近の所定期間内に使用実績のある前記給湯器の間で前記優先順位を設定する、
請求項2又は請求項3に記載の熱利用システム。 The control unit
Setting the priority among the water heaters that have been used within the latest predetermined period,
The heat utilization system of Claim 2 or Claim 3.
前記制御部は、
前記開閉装置を制御すると共に、前記開閉装置の動作履歴を記録し、
前記燃料電池との通信が接続されている前記給湯器に対して、上水の流通を遮断するように前記第一切替装置を制御すると共に、前記貯湯タンクからの前記温水の流通を許可するように前記第二切替装置を制御し、
前記燃料電池との通信が遮断されている前記給湯器に対して、上水の流通を許可するように前記第一切替装置を制御すると共に、前記貯湯タンクからの前記温水の流通を遮断するように前記第二切替装置を制御する、
請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の熱利用システム。 It has a switchgear for connecting or blocking communication between the fuel cell and the water heater of each dwelling unit,
The control unit
Controlling the switching device and recording an operation history of the switching device;
For the water heater connected to the fuel cell, the first switching device is controlled to shut off the flow of the clean water, and the flow of the hot water from the hot water storage tank is permitted. Control the second switching device,
The first switching device is controlled to permit the circulation of the tap water to the water heater whose communication with the fuel cell is shut off, and the circulation of the hot water from the hot water storage tank is shut off Control the second switching device,
The heat utilization system as described in any one of Claim 1- Claim 4.
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