JP2021158015A - Trial operation management control device for cogeneration apparatus, and trial operation management control program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発電部と、発電時に発生する熱を利用して温水を生成するコージェネレーション装置を設置したときの試運転を管理するコージェネレーション装置の試運転管理制御装置、試運転管理制御プログラムに関するものである。 The present invention relates to a test run management control device and a test run management control program of a cogeneration device that manages a test run when a power generation unit and a cogeneration device that generates hot water by using heat generated during power generation are installed. ..
コージェネレーション装置、例えば、家庭用燃料電池コージェネレーション装置は、貯湯ユニットと燃料電池ユニットとが併設されたシステムである。 A cogeneration device, for example, a household fuel cell cogeneration device, is a system in which a hot water storage unit and a fuel cell unit are installed side by side.
燃料電池ユニットでは、発電を目的としてガスを消費し続けており、発電に伴う発熱で、貯湯ユニット内の水を加熱して温水を生成する。 The fuel cell unit continues to consume gas for the purpose of power generation, and the heat generated by the power generation heats the water in the hot water storage unit to generate hot water.
特許文献1には、従来のコージェネレーション装置では、試運転時に、配管の正誤確認を容易に、且つ確実に行なうことができるコージェネレーション装置を実現することが開示されている。 Patent Document 1 discloses that a conventional cogeneration apparatus realizes a cogeneration apparatus capable of easily and surely confirming the correctness of piping at the time of trial run.
より詳しくは、特許文献1のコージェネレーション装置の自動試運転は、貯湯槽への水張り、蓄熱ユニットの試運転、暖房ユニットの試運転、ミキシングユニットと給湯ユニットの試運転の順で行なわれる。このとき、貯湯槽の水張り確認の際に貯湯槽に貯められた水を利用して蓄熱ユニットの発電熱回収媒体循環路の配管確認が行なわれる。この配管確認の際に加熱された貯湯槽内の湯水を利用して暖房用循環路の配管確認が行なわれる。また、暖房ユニットの試運転によっても貯湯槽内の湯水が加熱され、この湯水を利用して給湯経路の配管確認が行なわれる。この配管確認は風呂への湯張り運転によって行なわれ、このときミキシングユニットの配管確認が行なわれる。 More specifically, the automatic test run of the cogeneration apparatus of Patent Document 1 is performed in the order of filling the hot water tank with water, the test run of the heat storage unit, the test run of the heating unit, and the test run of the mixing unit and the hot water supply unit. At this time, when confirming the water filling of the hot water storage tank, the piping of the generated heat recovery medium circulation path of the heat storage unit is confirmed using the water stored in the hot water storage tank. When checking the piping, the piping of the heating circulation path is checked using the hot water in the hot water storage tank that has been heated. In addition, the hot water in the hot water storage tank is heated by the trial run of the heating unit, and the hot water is used to check the piping of the hot water supply route. This piping check is performed by filling the bath with hot water, and at this time, the piping of the mixing unit is checked.
しかしながら、特許文献1に記載される従来技術は、試運転について詳細に記載されており、試運転に相当の時間を要することは明白である。試運転自体は自動で実行されるものの、作業者は試運転の成否を確認するために、試運転が終了するまで現場で待機しなければならない。 However, the prior art described in Patent Document 1 describes the test run in detail, and it is clear that the test run requires a considerable amount of time. Although the test run itself is executed automatically, the operator must wait at the site until the test run is completed in order to confirm the success or failure of the test run.
作業者は、1日で複数の作業現場を引き受け、順番に現場に出向き、作業するが、試運転期間の待機が無駄な時間になる場合がある。 Workers take on multiple work sites in one day, go to the sites in order, and work, but waiting for the test run period may be wasted time.
本発明は、試運転のための監視作業効率を向上することができるコージェネレーション装置の試運転管理制御装置、試運転管理制御プログラムを得ることが目的である。 An object of the present invention is to obtain a test run management control device and a test run management control program of a cogeneration device capable of improving the monitoring work efficiency for a test run.
本発明に係るコージェネレーション装置の試運転管理制御装置は、ガスを用いて発電する発電部と、発電時に発生する熱を利用して温水を生成する温水生成部と、が設けられたコージェネレーション装置の試運転管理制御装置であって、前記コージェネレーション装置の設置後に実行される試運転動作状況を監視する監視部と、前記監視部における監視状況情報を、少なくとも、前記コージェネレーション装置を設置した作業者に送信するための通信部と、を有している。 The trial operation management control device of the cogeneration device according to the present invention is a cogeneration device provided with a power generation unit that generates power using gas and a hot water generation unit that generates hot water using heat generated during power generation. It is a trial run management control device, and a monitoring unit that monitors the trial run operation status executed after the installation of the cogeneration device and the monitoring status information in the monitoring unit are transmitted to at least the worker who installed the cogeneration device. It has a communication unit for doing so.
これにより、コージェネンレーション装置を設置した作業者が、試運転終了前に、例えば、次の作業現場に出向いても、試運転終了に関する監視状況情報を遠隔で取得することができる。 As a result, even if the worker who installed the cogeneration apparatus goes to the next work site before the end of the test run, for example, the monitoring status information regarding the end of the test run can be remotely acquired.
本発明において、前記通信部は、前記監視部における監視状況情報として、少なくとも試運転が正常に終了したか否かを示す試運転結果情報を送信すると共に、必要に応じて試運転中の履歴情報を送信することを特徴としている。 In the present invention, the communication unit transmits at least the test run result information indicating whether or not the test run has been normally completed as the monitoring status information in the monitoring unit, and also transmits the history information during the test run as necessary. It is characterized by that.
少なくとも、試運転が正常に終了したか否かの情報を取得することで、作業者の以後の対応を調整することができる。また、必要に応じて試運転中の履歴情報を送信することで、例えば、試運転が異常終了の場合に、異常の原因を迅速に把握することができる。 At the very least, by acquiring information on whether or not the test run has been completed normally, it is possible to adjust the subsequent response of the operator. Further, by transmitting the history information during the test run as needed, for example, when the test run ends abnormally, the cause of the abnormality can be quickly grasped.
本発明において、前記通信部が、前記コージェネレーション装置の内部に搭載された、当該コージェネレーション装置に関する情報を送受信する専用の無線通信モジュールであることを特徴としている。 The present invention is characterized in that the communication unit is a dedicated wireless communication module mounted inside the cogeneration device for transmitting and receiving information about the cogeneration device.
専用の無線通信モジュールを用いることで、迅速に監視状況情報を通知することができる。 By using a dedicated wireless communication module, it is possible to quickly notify the monitoring status information.
本発明において、前記通信部が、前記コージェネレーション装置を設置した住居に構築されたネットワークシステムを利用して通信することを特徴としている。 The present invention is characterized in that the communication unit communicates using a network system constructed in a residence in which the cogeneration device is installed.
専用の無線通信モジュールを有しないコージェネレーション装置の場合であっても、コージェネレーション装置を設置した住居で構築されたネットワークシステムを利用することで、作業者は、遠隔で監視状況情報受けることができる。 Even in the case of a cogeneration device that does not have a dedicated wireless communication module, the worker can receive monitoring status information remotely by using the network system constructed in the residence where the cogeneration device is installed. ..
本発明に係る試運転管理制御プログラムは、上記コージェネレーション装置における試運転管理制御装置の監視部及び通信部として動作させることを特徴としている。 The test run management control program according to the present invention is characterized in that it operates as a monitoring unit and a communication unit of the test run management control device in the cogeneration device.
本発明によれば、試運転のための監視作業効率を向上することができるという効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that the monitoring work efficiency for the test run can be improved.
図1には、本実施の形態に係る家庭用燃料電池コージェネレーション装置、(以下、本実施の形態において、単に、「コージェネレーション装置10」という)の概略図が示されている。
FIG. 1 shows a schematic view of a household fuel cell cogeneration apparatus according to the present embodiment (hereinafter, simply referred to as “
コージェネレーション装置10は、貯湯ユニット12と燃料電池ユニット14とが併設されたシステムである。なお、併設とは、物理的に隣接していることに限定するものではなく、相互に連携しあうことを意味する。すなわち、貯湯ユニット12と燃料電池ユニット14とが離れた状態で設置され、配管や電気配線等で連結するようにしてもよい。
The
コージェネレーション装置10は、図1に示される如く、家屋48の外壁に沿って設置されるものであり、作業者70(図4参照)が現場へ出向き、設置作業を実行する。
As shown in FIG. 1, the
図1は、設置作業が完了し、試運転が完了し、家屋48側の各種設備(電力消費機器24,給湯設備49等)と連携して、定常的に運転可能な状態である。
FIG. 1 shows a state in which the installation work is completed, the test run is completed, and the
(コージェネレーション装置10の構成) (Configuration of cogeneration apparatus 10)
コージェネレーション装置10は、コントローラ16によって制御される。
The
貯湯ユニット12は、貯湯タンク32を備えている。また、燃料電池ユニット14は、ガス供給管18からガス(例えば、都市ガス13A)を取り込んで水素を精製する燃料処理器20と、水素と酸素とによる改質を中心とした処理で発電しかつ蓄電するスタック22と、スタック22に蓄電された電力(直流)を交流に変換し、家屋48内の家電(家庭電化製品)や照明等のエネルギー消費機器の1つである電力消費機器24に供給するインバータ28とを備えている。
The hot water storage unit 12 includes a hot
なお、図1では、電力消費機器24の代表例として、家電及び照明を挙げているが、本実施の形態において、電力消費機器24とは、家電及び照明を含め、家屋48で必要とされる電気部品は全てを指すものとする。例えば、コージェネレーション装置10に関わる貯湯ユニット制御部12D、燃料電池ユニット制御部14D(図2参照)、後述するリモコンパネル46、及びガスファンヒータ54等が、電力消費機器24に属する。
In FIG. 1, home appliances and lighting are given as typical examples of the
燃料電池ユニット14では、スタック22で発電する際に発熱するため、冷却する必要がある。
The fuel cell unit 14 needs to be cooled because it generates heat when the
一方、貯湯ユニット12では、貯湯タンク32内に水道水等を取り入れ(給水)、家屋48の内部に設けられ、電力消費機器24と共にエネルギー消費機器を構成する給湯設備49(シャワー、風呂、シンク等)への給湯用、及び床暖房や空調設備等での熱交換用として利用するため、加熱(加温)する必要がある。
On the other hand, in the hot water storage unit 12, tap water or the like is taken into the hot water storage tank 32 (water supply), and the hot water supply facility 49 (shower, bath, sink, etc.) provided inside the
このため、燃料電池ユニット14は、熱交換器30を備えており、スタック22での発電で発生した熱と、水道管33を介して貯湯ユニット12に設けられた貯湯タンク32内に供給する水との間で熱交換を行っている。
Therefore, the fuel cell unit 14 includes a
なお、水道管33には、図示しないヒータ(主として、電気ヒータ)が設けられ、ヒータで水道管33を加熱することで、当該水道管33及び周辺機器の凍結防止を行う場合がある。
The
燃料電池ユニット14の一部を構成するインバータ28は、商用電源60との切り替えを制御する切替部62に接続されている。切替部62は、コントローラ16の指示に基づき、電力供給源(燃料電池ユニット14で発電した電力又は商用電源60からの電力)を切り替える。
The
切替部62の下流側には、電力の消費状態を監視するメータとして、電力スマートメータ63が取り付けられている。
A power
電力スマートメータ63には、切替部62による切り替えに依存して、燃料電池ユニット14で発電した電力、或いは、商用電源60からの電力が入力され、電力消費機器24へ供給されるようになっている。言い換えれば、利用者が電力消費機器24を利用する場合、何れかの電力が供給されるため、何ら支障はない。
Depending on the switching by the
なお、電力スマートメータ63は、コントローラ16に接続されており、コントローラ16で制御されるリモコンパネル46に、電力源が表示されるようになっている。
The power
電力スマートメータ63では、消費される電力の推移(消費電力、単位時間当たりの電力量及び電力変化量、並びに、消費される時期及び時間帯等)を解析することで、予め定格の消費電力が既知とされている電力消費機器24の種類の特定及び動作状態(オン・オフのタイミングを含む)を認識することが可能となっている。この電力消費機器24で消費される電力の推移は、コントローラ16へ送出される。
The electric power
ガス供給管18には、マイコンメータ50が取り付けられている。マイコンメータ50の下流側には、分岐部18Aが設けられ、その一方の枝管18Bが前記燃料処理器20へガスを供給する管路となる。
A
また、他方の枝管18Cは、家屋48内のガス機器(コンロ52、ガスファンヒータ54等)へガスを供給する管路である。
The
マイコンメータ50は、供給するガスの流量を計測すると共に、ガスの供給における異常を監視する複数の機能を有している。主たる監視機能としては、異常流出監視機能、感震機能、圧力監視機能、及び長時間使用監視機能等がある。
The
また、マイコンメータ50では、上記の主たる監視機能に加え、ガスの供給を積極的に遮断するものではないが、安全機能として、「微量漏洩監視機能」を搭載している。
Further, in addition to the above-mentioned main monitoring function, the
(コントローラ16の構成) (Configuration of controller 16)
図2に示される如く、コントローラ16は、CPU34、RAM36、ROM38、I/O40、及びこれらを接続するデータバスやコントロールバス等のバス42で構成されたマイクロコンピュータ44を備える。
As shown in FIG. 2, the
I/O40には、貯湯ユニット制御部12Dと、燃料電池ユニット制御部14Dとが接続され、貯湯ユニット12及び燃料電池ユニット14の動作がコントローラ16によって制御される。
The hot water storage
また、I/O40には、リモコンパネル46が接続されている。リモコンパネル46は、コージェネレーション装置10が設置される対象の家屋48(図1参照)の内部に設置され、利用者がコージェネレーション装置10に関して指令を入力したり、コージェネレーション装置10の状態を表示する機能を有する。
A
貯湯タンク32(図1参照)内の水温は、複数の温度層に分類される。貯湯タンク32には、貯留された温水の温度を検出する複数のサーミスタ51が、貯湯タンク32の異なる高さ位置に取り付けられ、貯湯ユニット制御部12Dに、検出した温度を送出する。
The water temperature in the hot water storage tank 32 (see FIG. 1) is classified into a plurality of temperature layers. A plurality of
水温は上層部ほど、高くなる。このため、貯湯タンク32内の水温は、最上層の水温が最も高く、最下層の水温が最も低い。
The higher the water temperature, the higher the water temperature. Therefore, as for the water temperature in the hot
サーミスタ51は、貯湯タンク32内の各層(例えば、4層に分類した場合は、4層各々)の温度を検出する。コントローラ16では、サーミスタ51で検出した温度に基づいて、水道管33からの給水時期や給水量等を制御する。
The
上記では、図1に示される如く、コージェネレーション装置10が家屋48の外壁に沿って設置された後の運転状態を説明したが、作業者が、コージェネレーション装置10を設置した後、試運転が必須となっている。
In the above, as shown in FIG. 1, the operating state after the
試運転は、作業者70が立ち会い、試運転の正常終了を確認するが、試運転中は、正常に実行されていれば、作業者70が作業することはほとんどない。
In the test run, the
このとき、作業者70が、次の現場に向かう予定があるにも関わらず、試運転が終了するまで、現場で待機する必要があり、試運転のための作業効率の低下を招く場合があった。
At this time, although the
そこで本実施の形態では、コージェネレーション装置10のコントローラ16に無線通信モジュール72を組み込み、当該無線通信モジュール72を用いて、遠隔にいる作業者70が所持する通信端末装置74(図2及び図4参照)との通信で、少なくとも、試運転の正常終了又は異常終了を通知するようにした。
Therefore, in the present embodiment, the
本実施の形態に適用される無線通信モジュール72では、LTE(Long Term Evolution)等、携帯電話用の通信回線規格に基づく通信技術を適用している。すなわち、LTEは、屋外での携帯電話使用を想定して作られた通信技術のため、外で利用しても電波が安定しているというメリットがある。言い換えれば、LTE電波を飛ばしている基地局が多く、電波の距離が半径数100mから数kmとエリアも広く、遠隔の現場間であっても、通信が途切れることはない。
In the
以下に、本実施の形態の作用を、図3のフローチャートに従い説明する。 Hereinafter, the operation of the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
図3は、コージェネレーション装置10の設置が完了し、試運転が開始された時点で起動する試運転開始時起動ルーチンを示す制御フローチャートである。
FIG. 3 is a control flowchart showing a start routine at the start of the test run, which is started when the installation of the
ステップ100では、経過情報の取得時期か否かを判断する。このステップ100で肯定判定されるまで待機し、肯定判定されると、ステップ102へ移行して、試運転の経過情報を取得する。
In
次のステップ104では、取得した経過情報を履歴情報として、時系列に記憶し、ステップ106へ移行する。
In the
ステップ106では、試運転が終了したか否かを判断する。このステップ106で否定判定された場合は、ステップ100へ戻り、上記工程(経過情報取得→履歴情報として記憶)を繰り返す。
In
また、ステップ106で肯定判定された場合は、ステップ108へ移行して、結果を判定する。
If an affirmative decision is made in
ステップ108において、正常終了判定の場合は、ステップ110へ移行して、正常終了通知処理を実行し、このルーチンは終了する。
In
正常通知処理とは、当該現場において、コージェネレーション装置10の設置作業を行い、現在は、別の現場に出向いている作業者70が所持する通信端末装置74への通知である。
The normal notification process is a notification to the
また、ステップ108において、異常判定の場合は、ステップ112へ移行して、履歴情報を読み出し、ステップ114へ移行して、異常終了通知、履歴情報送信処理を実行し、このルーチンは終了する。
Further, in
すなわち、異常終了の場合は、当該現場において、コージェネレーション装置10の設置作業を行い、現在は、別の現場に出向いている作業者70が所持する通信端末装置74へ、異常終了である旨の通知と共に、履歴情報を通知する。
That is, in the case of abnormal termination, the
これにより、コージェネレーション装置10の設置現場にいない作業者70であっても、異常の原因をある程度把握することが可能となる。
As a result, even an
また、異常終了した場合は、作業者70は、現在の現場での作業の区切りで、コージェネレーション装置10の設置現場に戻るか、別の作業者に、コージェネレーション装置10の設置現場へ出向くように手配を行うことで、迅速対応が可能である。
Further, in the case of abnormal termination, the
なお、本実施の形態では、異常終了時のみ履歴情報を通知したが、正常終了時も履歴情報を通知するようにしてもよい。 In the present embodiment, the history information is notified only at the time of abnormal termination, but the history information may be notified even at the time of normal termination.
図4は、特定の作業者70における、1日の作業計画に沿った、作業現場を表す地図76の平面図である。
FIG. 4 is a plan view of a
状況としては、作業者70の作業予定として、地図76上で現場A→現場B→現場Cの3箇所に順番に出向き、作業することになっている。
As for the situation, as the work schedule of the
まず、サービス拠点Xから現場Aに出向き、現場Aにおいて、コージェネレーション装置10の設置作業を行う。コージェネレーション装置10の設置作業が終了すると、試運転を開始する。この試運転を開始した時点で、次の現場Bへ出向き、現場Bでの作業を実行する。
First, the service base X goes to the site A, and the
このとき、現場Bでの作業中に、現場Aのコージェネレーション装置10の無線通信モジュール72から、現場Bの作業者70の通信端末装置74に、試運転の状況の通知が届く。
At this time, during the work at the site B, the
仮に、通知が「試運転正常終了」であれば、作業者70は、現場Bでの作業を継続することができ、効率よく、現場A→現場B→現場Cへの作業に進むことができる。
If the notification is "normal end of test run", the
また、通知が「試運転異常終了」であれば、作業者70は、現場Bの作業に区切りを付けて、現場Aに戻ってもよいし、別の作業者に現場Aの作業を依頼してもよい。
Further, if the notification is "test run abnormal end", the
このように本実施の形態によれば、作業現場Aにおけるコージェネレーション装置10の設置作業後に、試運転を実行し、当該試運転が終了する前に作業現場Bへ出向き、土の作業を行うことができ、試運転のための作業効率を向上することができる。
As described above, according to the present embodiment, after the installation work of the
また、試運転作業が終了するまで、作業者が1つの現場に残る必要がないので。コージェネレーション装置10の設置作業等、業務自体の作業効率を向上することができる。
Also, there is no need for workers to stay at one site until the test run work is completed. It is possible to improve the work efficiency of the work itself, such as the installation work of the
更に、コージェネレーション装置10独自の通信機能(無線通信モジュール72を用いることで、居住者の決まっていない(住んでいない)新築住宅等でも、試運転作業の効率化を図ることができる。
Further, the communication function unique to the cogeneration device 10 (by using the
なお、本実施の形態では。無線通信モジュール72として、LTE通信技術を用いたが、LPWA(Low Power Wide Area)等の他の通信方式を用いてもよい。LPWAは、消費電力を抑えて遠距離通信を実現することができる通信方式である。
In addition, in this embodiment. Although LTE communication technology is used as the
また、独自の通信機能(無線通信モジュール72)を持たないコージェネレーション装置10の設置作業においては、例えば、居住者をおり、無線LANに属するWi−Fi(Wireless Fidelity)設備が存在する場合は、居住者の許可を得てWi−Fiを利用してもよい。また、環境によっては、公共のWi−Fiを利用してもよい。
Further, in the installation work of the
10 コージェネレーション装置
12 貯湯ユニット
12D 貯湯ユニット制御部
14 燃料電池ユニット
14D 燃料電池ユニット制御部
16 コントローラ(監視部)
18 ガス供給管
18A 分岐部
18B 枝管
18C 枝管
20 燃料処理器
22 スタック(発電部)
24 電力消費機器
28 インバータ
30 熱交換器
32 貯湯タンク
33 水道管
34 CPU
36 RAM
38 ROM
40 I/O
42 バス
44 マイクロコンピュータ
46 リモコンパネル
48 家屋
49 給湯設備
50 マイコンメータ
51 サーミスタ
52 コンロ
54 ガスファンヒータ
60 商用電源
62 切替部
63 電力スマートメータ
70 作業者
72 無線通信モジュール(通信部)
74 通信端末装置
76 地図
10 Cogeneration device 12 Hot
18
24
36 RAM
38 ROM
40 I / O
42
74
このように本実施の形態によれば、作業現場Aにおけるコージェネレーション装置10の設置作業後に、試運転を実行し、当該試運転が終了する前に作業現場Bへ出向き、上記の作業を行うことができ、試運転のための作業効率を向上することができる。
As described above, according to the present embodiment, after the installation work of the
Claims (5)
前記コージェネレーション装置の設置後に実行される試運転動作状況を監視する監視部と、
前記監視部における監視状況情報を、少なくとも、前記コージェネレーション装置を設置した作業者に送信するための通信部と、
を有するコージェネレーション装置の試運転管理制御装置。 It is a test run management control device of a cogeneration device provided with a power generation unit that generates electricity using gas and a hot water generation unit that generates hot water using heat generated during power generation.
A monitoring unit that monitors the test run operation status executed after the installation of the cogeneration device, and
A communication unit for transmitting at least the monitoring status information in the monitoring unit to the worker who installed the cogeneration device, and
Test run management control device for cogeneration equipment.
請求項1〜請求項4の何れか1項記載のコージェネレーション装置における試運転管理制御装置の監視部及び通信部として動作させる、
試運転管理制御プログラム。 Computer,
It is operated as a monitoring unit and a communication unit of a test run management control device in the cogeneration apparatus according to any one of claims 1 to 4.
Test run management control program.
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