JP2593575B2 - 熱電併給装置 - Google Patents
熱電併給装置Info
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、電力と蒸気および温水を供給する熱電併給
装置に係り、特に、内燃機関の排熱により温水を発生さ
せる排熱熱交換器の温水負荷と、内燃機関の排ガスを利
用して蒸気を発生させ、貯蔵する蒸気蓄熱器の蒸気負荷
の負荷要求量に対する負荷変動を解消するために、先行
要素として温水負荷と蒸気負荷量に見合った内燃機関の
燃料流量制御と、温水温度制御への二次遅れによる負荷
変動を防止した熱電併給装置に関する。
装置に係り、特に、内燃機関の排熱により温水を発生さ
せる排熱熱交換器の温水負荷と、内燃機関の排ガスを利
用して蒸気を発生させ、貯蔵する蒸気蓄熱器の蒸気負荷
の負荷要求量に対する負荷変動を解消するために、先行
要素として温水負荷と蒸気負荷量に見合った内燃機関の
燃料流量制御と、温水温度制御への二次遅れによる負荷
変動を防止した熱電併給装置に関する。
（従来の技術） 熱電併給措置は、一般に、発電機を駆動する内燃機関
を排熱熱交換器の冷水により冷却し、その排熱により冷
水を温水に変えるとともに、この温水を排ガス熱交換器
に導入し、内燃機関の排ガスにより更に加熱して蒸気に
変え、これらの温水と蒸気を貯湯槽および蓄熱タンクに
それぞれ貯蔵し、熱負荷装置により温水負荷または蒸気
負荷に供給するよう構成されている。
を排熱熱交換器の冷水により冷却し、その排熱により冷
水を温水に変えるとともに、この温水を排ガス熱交換器
に導入し、内燃機関の排ガスにより更に加熱して蒸気に
変え、これらの温水と蒸気を貯湯槽および蓄熱タンクに
それぞれ貯蔵し、熱負荷装置により温水負荷または蒸気
負荷に供給するよう構成されている。
この熱電併給装置の蓄熱制御方式としては、蓄熱タン
クに蓄熱される蒸気の圧力が一定となるように、排ガス
熱交換器の出口側の蒸気圧力検出値に基づいて、この排
ガス熱交換器の受熱側入口に供給される温水流量を制御
している。また、温水負荷制御方式としては、温水熱交
換器および貯湯槽から温水負荷に供給される温水の温度
が一定となるように、排熱熱交換器から温水を温水熱交
換器と排ガス熱交換器に分配する温水ヘッダ内の温度検
出値に基づいて、排熱熱交換器の受熱側（二次側）入口
に供給される冷水流量が設定値に合致するよう制御して
いる。また、その排熱は貯湯槽内の温度検出値に基づい
て一定となるように各給水弁、温水弁により温水負荷へ
供給される温水供給流量を制御している。
クに蓄熱される蒸気の圧力が一定となるように、排ガス
熱交換器の出口側の蒸気圧力検出値に基づいて、この排
ガス熱交換器の受熱側入口に供給される温水流量を制御
している。また、温水負荷制御方式としては、温水熱交
換器および貯湯槽から温水負荷に供給される温水の温度
が一定となるように、排熱熱交換器から温水を温水熱交
換器と排ガス熱交換器に分配する温水ヘッダ内の温度検
出値に基づいて、排熱熱交換器の受熱側（二次側）入口
に供給される冷水流量が設定値に合致するよう制御して
いる。また、その排熱は貯湯槽内の温度検出値に基づい
て一定となるように各給水弁、温水弁により温水負荷へ
供給される温水供給流量を制御している。
（発明が解決しようとする課題） 以上のように構成した従来の熱電併給装置では、内燃
機関の負荷が変動する場合は、一次系の排ガス流量が変
動すること、および排ガス熱交換器出口の蒸気圧力に基
づいて排ガス熱交換器入口の温水流量調整弁の開度制御
が行われることにより排熱熱交換器の熱交換効率が低下
し、蒸気負荷および温水負荷要求量に対し、負荷変動が
大きくなる。また、温水負荷や蒸気負荷の負荷変動に対
して内燃機関の排熱量が不足し、実質上、温水負荷、蒸
気負荷の供給量の負荷変動となる。
機関の負荷が変動する場合は、一次系の排ガス流量が変
動すること、および排ガス熱交換器出口の蒸気圧力に基
づいて排ガス熱交換器入口の温水流量調整弁の開度制御
が行われることにより排熱熱交換器の熱交換効率が低下
し、蒸気負荷および温水負荷要求量に対し、負荷変動が
大きくなる。また、温水負荷や蒸気負荷の負荷変動に対
して内燃機関の排熱量が不足し、実質上、温水負荷、蒸
気負荷の供給量の負荷変動となる。
上記排ガス熱交換器で発生させた蒸気圧力は蓄熱タン
クに貯蔵されるが、蒸気負荷の増減によっては、蓄熱タ
ンクの器内圧力が蓄熱タンクの放熱等の影響により低下
する。蒸気圧力が減少した場合や温水負荷量が増大した
場合、内燃機関の排熱量を増大させなければならない。
更に温水負荷要求量の変動に対して二次的な遅れが生じ
るという問題があった。
クに貯蔵されるが、蒸気負荷の増減によっては、蓄熱タ
ンクの器内圧力が蓄熱タンクの放熱等の影響により低下
する。蒸気圧力が減少した場合や温水負荷量が増大した
場合、内燃機関の排熱量を増大させなければならない。
更に温水負荷要求量の変動に対して二次的な遅れが生じ
るという問題があった。
また、排熱熱交換器の受熱側（二次側）出口から温水
が供給される温水ヘッダの温度が設定値に対して変動
し、しかも、その温水は一次系の排熱流量変動に伴っ
て、排熱熱交換器の二次遅れ原因により、同様に熱交換
熱量が実質上減少し、排熱熱交換器出口の温水温度の変
動幅が設定値に対して大きくなるという問題点があっ
た。また、熱負荷追従運転時には、排熱熱交換器排熱お
よび排ガス熱交換器の二次遅れ原因による熱交換量の変
動と、蒸気負荷、温水負荷変動に対し、設定値より大き
くなるという問題点があった。
が供給される温水ヘッダの温度が設定値に対して変動
し、しかも、その温水は一次系の排熱流量変動に伴っ
て、排熱熱交換器の二次遅れ原因により、同様に熱交換
熱量が実質上減少し、排熱熱交換器出口の温水温度の変
動幅が設定値に対して大きくなるという問題点があっ
た。また、熱負荷追従運転時には、排熱熱交換器排熱お
よび排ガス熱交換器の二次遅れ原因による熱交換量の変
動と、蒸気負荷、温水負荷変動に対し、設定値より大き
くなるという問題点があった。
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、内燃機
関の負荷変動や蒸気負荷、温水負荷の変動時における蒸
気圧力や温水温度の低下を防止できる熱電併給装置を提
供することを目的とするものである。
関の負荷変動や蒸気負荷、温水負荷の変動時における蒸
気圧力や温水温度の低下を防止できる熱電併給装置を提
供することを目的とするものである。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の熱電併給装置は、発電機を駆動する内燃機関
と；この内燃機関に供給される燃料の供給流量を検出す
る燃料流量検出器および燃料供給流量を調整する燃料流
量調整弁と；前記内燃機関からの排熱により冷水を加熱
して温水を発生させる排熱熱交換器と；この排熱熱交換
器の受熱側からの温水の出口温度を検出する温水温度検
出器と；前記排熱熱交換器の受熱側からの温水を前記内
燃機関からの排ガスにより排ガス熱交換器にて更に加熱
して発生させた蒸気を蓄熱する蒸気蓄熱器と；前記排熱
熱交換器の受熱側からの温水により温水負荷に供給する
温水を発生させる温水熱交換器および貯湯槽と；前記排
熱熱交換器の受熱側からの温水を前記排ガス熱交換器お
よび前記温水熱交換器に供給する温水ヘッダと；前記蒸
気蓄熱器の器内の熱水の温度を検出する熱水温度検出器
および前記熱水の前記温水ヘッダへの供給流量を調整す
る熱水流量調整弁と；前記温水熱交換器および貯湯槽の
各与熱側にそれぞれ供給される温水の供給流量を調整す
る第１および第２の温水流量調整弁と；前記温水熱交換
器および貯湯槽の各受熱側から温水負荷にそれぞれ供給
される温水の温度を検出する第１および第２の温水供給
温度検出器と；前記温水熱交換器および貯湯槽の各受熱
側から温水負荷にそれぞれ供給される温水供給流量を検
出する第１および第２の温水流量検出器と；前記蒸気蓄
熱器から蒸気負荷に供給される蒸気の供給流量を検出す
る蒸気流量検出供給とを有する熱電併給装置において、
前記燃料流量検出器により検出された検出値と前記発電
機の電力設定値とを比較して偏差を出力する比較器と；
前記第１および第２の温水流量検出器により検出された
温水流量検出値の加算値と前記蒸気流量検出器により検
出された蒸気流量検出値を比較しいずれか高値を出力す
る高値優先回路と；電気負荷追従運転時には前記比較器
の出力を選択し熱負荷追従運転時には前記高値優先回路
の出力を選択する切替器；およびこの切替器によって選
択された前記出力に基づいて前記燃料流量調整弁の開度
制御信号を演算する燃料流量調節計を備え、前記燃料流
量調整弁の開度を制御する燃料流量制御系と、前記第１
および第２の温水流量検出器により検出された温度流量
検出値の加算値に基づいて先行バイアス信号を演算する
先行バイアス演算器と；前記熱水温度検出器によって検
出された熱水の温度検出値と温度設定値との偏差に基づ
いて前記熱水流量調整弁の開度信号を演算する熱水流量
調節計；前記温水温度検出器によって検出された前記排
熱熱交換器出口の温水温度検出値と前記熱水温度検出値
との偏差が制限値以内のとき、この偏差に基づいてバイ
アス信号を演算するバイアス演算器と；前記熱水流量調
節計からの開度信号に前記バイアス演算器からのバイア
ス信号および前記先行バイアス演算器からの先行バイア
ス信号を加減演算し前記熱水流量調整弁の開度信号信号
を出力する熱水流量加減演算器と；前記第１および第２
の温水供給温度検出器により検出された各温度の温度検
出値と温度設定値との偏差に基づいて前記第１および第
２の温水流量調整弁の開度信号を演算する第１および第
２の温水流量調節計；およびこの第１および第２の温水
流量調節計からの各開度信号に前記先行バイアス演算器
からの先行バイアス信号をそれぞれ加減演算し前記第１
および第２の温水流量調整弁の開度制御信号を出力する
第１および第２の温水流量加減演算器を備え、前記熱水
流量調整弁と前記第１および第２の温水流量調整弁の開
度を制御する温水負荷制御系とを備えることを特徴とす
るものである。
と；この内燃機関に供給される燃料の供給流量を検出す
る燃料流量検出器および燃料供給流量を調整する燃料流
量調整弁と；前記内燃機関からの排熱により冷水を加熱
して温水を発生させる排熱熱交換器と；この排熱熱交換
器の受熱側からの温水の出口温度を検出する温水温度検
出器と；前記排熱熱交換器の受熱側からの温水を前記内
燃機関からの排ガスにより排ガス熱交換器にて更に加熱
して発生させた蒸気を蓄熱する蒸気蓄熱器と；前記排熱
熱交換器の受熱側からの温水により温水負荷に供給する
温水を発生させる温水熱交換器および貯湯槽と；前記排
熱熱交換器の受熱側からの温水を前記排ガス熱交換器お
よび前記温水熱交換器に供給する温水ヘッダと；前記蒸
気蓄熱器の器内の熱水の温度を検出する熱水温度検出器
および前記熱水の前記温水ヘッダへの供給流量を調整す
る熱水流量調整弁と；前記温水熱交換器および貯湯槽の
各与熱側にそれぞれ供給される温水の供給流量を調整す
る第１および第２の温水流量調整弁と；前記温水熱交換
器および貯湯槽の各受熱側から温水負荷にそれぞれ供給
される温水の温度を検出する第１および第２の温水供給
温度検出器と；前記温水熱交換器および貯湯槽の各受熱
側から温水負荷にそれぞれ供給される温水供給流量を検
出する第１および第２の温水流量検出器と；前記蒸気蓄
熱器から蒸気負荷に供給される蒸気の供給流量を検出す
る蒸気流量検出供給とを有する熱電併給装置において、
前記燃料流量検出器により検出された検出値と前記発電
機の電力設定値とを比較して偏差を出力する比較器と；
前記第１および第２の温水流量検出器により検出された
温水流量検出値の加算値と前記蒸気流量検出器により検
出された蒸気流量検出値を比較しいずれか高値を出力す
る高値優先回路と；電気負荷追従運転時には前記比較器
の出力を選択し熱負荷追従運転時には前記高値優先回路
の出力を選択する切替器；およびこの切替器によって選
択された前記出力に基づいて前記燃料流量調整弁の開度
制御信号を演算する燃料流量調節計を備え、前記燃料流
量調整弁の開度を制御する燃料流量制御系と、前記第１
および第２の温水流量検出器により検出された温度流量
検出値の加算値に基づいて先行バイアス信号を演算する
先行バイアス演算器と；前記熱水温度検出器によって検
出された熱水の温度検出値と温度設定値との偏差に基づ
いて前記熱水流量調整弁の開度信号を演算する熱水流量
調節計；前記温水温度検出器によって検出された前記排
熱熱交換器出口の温水温度検出値と前記熱水温度検出値
との偏差が制限値以内のとき、この偏差に基づいてバイ
アス信号を演算するバイアス演算器と；前記熱水流量調
節計からの開度信号に前記バイアス演算器からのバイア
ス信号および前記先行バイアス演算器からの先行バイア
ス信号を加減演算し前記熱水流量調整弁の開度信号信号
を出力する熱水流量加減演算器と；前記第１および第２
の温水供給温度検出器により検出された各温度の温度検
出値と温度設定値との偏差に基づいて前記第１および第
２の温水流量調整弁の開度信号を演算する第１および第
２の温水流量調節計；およびこの第１および第２の温水
流量調節計からの各開度信号に前記先行バイアス演算器
からの先行バイアス信号をそれぞれ加減演算し前記第１
および第２の温水流量調整弁の開度制御信号を出力する
第１および第２の温水流量加減演算器を備え、前記熱水
流量調整弁と前記第１および第２の温水流量調整弁の開
度を制御する温水負荷制御系とを備えることを特徴とす
るものである。
（作用） 上述のように構成した本発明装置において、熱電併給
装置の電気負荷追従運転を行なう場合には、切替器の運
転モードとして電気負荷追従運転モードを選択すると、
内燃機関に供給される燃料の供給量を調整する燃料流量
調節弁の開度がその燃料供給流量を検出する燃料流量検
出器の検出値の検出器と電力設定値との偏差が零になる
ように調整され電気負荷要求に対応した電気負荷追従運
転が行われる。
装置の電気負荷追従運転を行なう場合には、切替器の運
転モードとして電気負荷追従運転モードを選択すると、
内燃機関に供給される燃料の供給量を調整する燃料流量
調節弁の開度がその燃料供給流量を検出する燃料流量検
出器の検出値の検出器と電力設定値との偏差が零になる
ように調整され電気負荷要求に対応した電気負荷追従運
転が行われる。
一方、熱電併給装置の熱負荷追従運転を行う場合に
は、切替器の運転モードを熱負荷追従運転モードに選択
すると、内燃機関に供給される燃料の供給流量を制御す
る燃料流量調整弁の開度が、蒸気負荷および温水負荷の
変動に追従して制御される。
は、切替器の運転モードを熱負荷追従運転モードに選択
すると、内燃機関に供給される燃料の供給流量を制御す
る燃料流量調整弁の開度が、蒸気負荷および温水負荷の
変動に追従して制御される。
即ち、燃料流量調整弁の開度は、蒸気負荷への蒸気供
給流量を検出する蒸気流量検出器の検出信号または温水
負荷にそれぞれ供給される温水供給流量を検出する第１
および第２の温水流量検出器の検出信号を加算して温水
負荷量を演算した信号のいずれか高値を優先する高値優
先回路からの信号により、蒸気負荷、温水負荷への供給
量を優先に制御され、電力負荷は熱負荷に追従して運転
される。
給流量を検出する蒸気流量検出器の検出信号または温水
負荷にそれぞれ供給される温水供給流量を検出する第１
および第２の温水流量検出器の検出信号を加算して温水
負荷量を演算した信号のいずれか高値を優先する高値優
先回路からの信号により、蒸気負荷、温水負荷への供給
量を優先に制御され、電力負荷は熱負荷に追従して運転
される。
温水負荷が不足する場合には、上記の蒸気蓄熱器の器
内温度と内燃機関の排熱熱交換器の出口の温水温度と偏
差信号に制御値チェックし、制御値内であればその信号
をバイアス信号として、上記熱水流量調整弁の開度を調
整し、温水負荷変動に対応して運転される。更に、上記
第１、第２の温水流量検出器の各々の信号を加減演算
し、バイアス信号として上記第１、第２の温水流量調整
弁の調節計の演算結果に与えられ、それらの弁開度が調
整される。
内温度と内燃機関の排熱熱交換器の出口の温水温度と偏
差信号に制御値チェックし、制御値内であればその信号
をバイアス信号として、上記熱水流量調整弁の開度を調
整し、温水負荷変動に対応して運転される。更に、上記
第１、第２の温水流量検出器の各々の信号を加減演算
し、バイアス信号として上記第１、第２の温水流量調整
弁の調節計の演算結果に与えられ、それらの弁開度が調
整される。
（実施例） 次に、図面を参照しながら本発明の実施例を説明す
る。
る。
第２図は本発明装置の実施例の全体構成を示す系統図
であり、同期発電機１を駆動する内燃機関２に供給され
る燃料の供給流量は、燃料流量調整弁３により制御さ
れ、燃料流量検出器４により検出される。
であり、同期発電機１を駆動する内燃機関２に供給され
る燃料の供給流量は、燃料流量調整弁３により制御さ
れ、燃料流量検出器４により検出される。
内燃機関２はウォータジャケット等の排熱熱交換器５
により冷却され、またその排ガスは排ガス熱交換器６の
与熱側胴内を通して排出される。
により冷却され、またその排ガスは排ガス熱交換器６の
与熱側胴内を通して排出される。
排熱熱交換器５の受熱側（二次側）の冷水入口には、
冷水管5aを介して貯湯槽７の与熱側出口が連結されてい
る。この冷水管には、上流側から下流側に向けて貯湯槽
三方弁（第２の温水流量調整弁）８、冷水源（図示せ
ず）に接続された冷水ヘッダ9a、冷水ポンプ10、冷水流
量調整弁11が順次設置され、排熱熱交換器５の受熱側入
口に冷却水を供給するように構成されている。
冷水管5aを介して貯湯槽７の与熱側出口が連結されてい
る。この冷水管には、上流側から下流側に向けて貯湯槽
三方弁（第２の温水流量調整弁）８、冷水源（図示せ
ず）に接続された冷水ヘッダ9a、冷水ポンプ10、冷水流
量調整弁11が順次設置され、排熱熱交換器５の受熱側入
口に冷却水を供給するように構成されている。
排熱熱交換器５の受熱側出口には、温水温度を検出す
る温水温度検出器12を備えた温水管13を介して、温水ヘ
ッダ9bが接続されている。また温水ヘッダ9bは、温水熱
交換器14の与熱側入口に接続されると共に、熱水管15a
を介して蒸気蓄熱器15に接続されている。
る温水温度検出器12を備えた温水管13を介して、温水ヘ
ッダ9bが接続されている。また温水ヘッダ9bは、温水熱
交換器14の与熱側入口に接続されると共に、熱水管15a
を介して蒸気蓄熱器15に接続されている。
温水ヘッダ9bのもう一つの出口端は、配管6aを介して
排ガス熱交換器６の与熱側入口に接続されている。配管
6aの途中には、上流側から下流側に向けて温水ポンプ1
6、流量調整弁17が介挿されており、温水ポンプ16によ
り排ガス熱交換器６に供給された温水を内燃機関２から
の排ガスにより加熱して蒸気を発生させるようになって
いる。
排ガス熱交換器６の与熱側入口に接続されている。配管
6aの途中には、上流側から下流側に向けて温水ポンプ1
6、流量調整弁17が介挿されており、温水ポンプ16によ
り排ガス熱交換器６に供給された温水を内燃機関２から
の排ガスにより加熱して蒸気を発生させるようになって
いる。
排ガス熱交換器６の受熱側出口は、蒸気管6bを介して
蒸気負荷（図示せず）側に連結されている。この蒸気管
6bの途中には、蒸気蓄熱器15が介挿され、蒸気蓄熱器15
の前後には、蒸気圧力検出器18および蒸気流量検出器24
が接続されている。
蒸気負荷（図示せず）側に連結されている。この蒸気管
6bの途中には、蒸気蓄熱器15が介挿され、蒸気蓄熱器15
の前後には、蒸気圧力検出器18および蒸気流量検出器24
が接続されている。
蒸気蓄熱器15の器内には、器内温度検出器（熱水温度
検出器）19および器内圧力検出器20が設置されている。
また、熱水管15aの途中には、熱水流量調整弁21と熱水
流量検出器22が設置されている。
検出器）19および器内圧力検出器20が設置されている。
また、熱水管15aの途中には、熱水流量調整弁21と熱水
流量検出器22が設置されている。
熱水熱交換器14の与熱側連絡管23aの途中には温水熱
交三方弁（第１の温水流量調整弁）23が介挿されてい
る。
交三方弁（第１の温水流量調整弁）23が介挿されてい
る。
熱水熱交換器14の受熱側には冷水供給管25aが接続さ
れ、また受熱側出口は第１の温水供給管25bを介して温
水負荷（図示せず）側に接続されている。
れ、また受熱側出口は第１の温水供給管25bを介して温
水負荷（図示せず）側に接続されている。
第１の温水供給管25bの途中には、第１の温水供給温
度検出器25と第１の温水流量検出器26が設置されてい
る。
度検出器25と第１の温水流量検出器26が設置されてい
る。
一方、貯湯槽７の受熱部の胴部は、第２の温水供給管
27aを介して温水負荷側に接続され、また第２の温水供
給管27aの途中には、第２の温水供給温度検出器27と第
２の温水流量検出器28が設置されている。
27aを介して温水負荷側に接続され、また第２の温水供
給管27aの途中には、第２の温水供給温度検出器27と第
２の温水流量検出器28が設置されている。
貯湯槽三方弁８の一端は温水熱交換器14の与熱側連絡
管23aに接続されている。
管23aに接続されている。
制御装置29には、破線で示す信号線により、燃料流量
調整弁３、燃料流量検出器４、冷水流量調整弁11、温水
温度検出器12、温水供給流量調整弁17、蒸気圧力検出器
18、蒸気蓄熱器15の器内温度検出器19と器内圧力検出器
20、熱水流量調整弁21、熱水流量検出器22、温水熱交三
方弁（第１の温水流量調整弁）23、第１の温水供給温度
検出器25、第１の温水流量検出器26、貯湯槽三方弁（第
２の温水流量調整弁）８、第２の温水供給温度検出供給
27および第２の温水流量検出器28がそれぞれ電気的に接
続され、各検出器からの検出値を受けて各種調整弁の開
度を制御する。
調整弁３、燃料流量検出器４、冷水流量調整弁11、温水
温度検出器12、温水供給流量調整弁17、蒸気圧力検出器
18、蒸気蓄熱器15の器内温度検出器19と器内圧力検出器
20、熱水流量調整弁21、熱水流量検出器22、温水熱交三
方弁（第１の温水流量調整弁）23、第１の温水供給温度
検出器25、第１の温水流量検出器26、貯湯槽三方弁（第
２の温水流量調整弁）８、第２の温水供給温度検出供給
27および第２の温水流量検出器28がそれぞれ電気的に接
続され、各検出器からの検出値を受けて各種調整弁の開
度を制御する。
制御装置29は、第１図に示すように構成されている。
即ち、燃料流量検出器４により検出された内燃機関２
に供給される燃料供給流量信号は開平演算器30aでリニ
アにされ、電気設定器41で電力に比例する設定信号と比
較され、それらの偏差信号は、電気負荷追従時には、切
替器42をａ→ｂに流れ、PID調節計43で制御信号とな
る。この制御信号は、電気信号を空気信号に変える電空
変換器44で空気信号となり、燃料流量調整弁３の開度を
調整し、発電機１の出力が一定になるように制御する。
に供給される燃料供給流量信号は開平演算器30aでリニ
アにされ、電気設定器41で電力に比例する設定信号と比
較され、それらの偏差信号は、電気負荷追従時には、切
替器42をａ→ｂに流れ、PID調節計43で制御信号とな
る。この制御信号は、電気信号を空気信号に変える電空
変換器44で空気信号となり、燃料流量調整弁３の開度を
調整し、発電機１の出力が一定になるように制御する。
一方、熱負荷追従時には、蒸気流量検出器24の信号は
開平演算器30bにより平滑された後、高値優先回路34に
入力される。また第１の温水流量検出器26と第２の温水
流量検出器28の検出信号は、各々開平演算器30c,30dで
平滑され、加減演算器33で加算された後、高値優先回路
34に導かれて開平演算器30bからの信号と比較され、い
ずれか高値の信号が切替器42に導かれ、PID調節計43で
制御信号となり、電空変換器44で空気信号に変換されて
燃料流量調整弁３の開度を制御する。
開平演算器30bにより平滑された後、高値優先回路34に
入力される。また第１の温水流量検出器26と第２の温水
流量検出器28の検出信号は、各々開平演算器30c,30dで
平滑され、加減演算器33で加算された後、高値優先回路
34に導かれて開平演算器30bからの信号と比較され、い
ずれか高値の信号が切替器42に導かれ、PID調節計43で
制御信号となり、電空変換器44で空気信号に変換されて
燃料流量調整弁３の開度を制御する。
排ガス熱交換器６において内燃機関２の排ガスとの熱
交換によって発生した蒸気の圧力は蒸気圧力検出器18に
よって検出され、圧力設定器35で圧力設定値と比較され
て偏差信号となる。また蒸気圧力検出器18からの圧力信
号と、蒸気蓄熱器15の器内圧力検出器20からの圧力信号
は加減演算器36で加減演算され、得られた信号はバイア
ス器37でバイアス信号を付加された後、圧力設定器35か
らの偏差信号と共に加減演算器38に導かれ、加減演算さ
れる。加減演算器38の出力信号はPID調節計39で制御信
号となり、電空変換器45で空気信号に変換されて温水供
給流量調整弁17の開度を調整し、蒸気圧力を制御してい
る。
交換によって発生した蒸気の圧力は蒸気圧力検出器18に
よって検出され、圧力設定器35で圧力設定値と比較され
て偏差信号となる。また蒸気圧力検出器18からの圧力信
号と、蒸気蓄熱器15の器内圧力検出器20からの圧力信号
は加減演算器36で加減演算され、得られた信号はバイア
ス器37でバイアス信号を付加された後、圧力設定器35か
らの偏差信号と共に加減演算器38に導かれ、加減演算さ
れる。加減演算器38の出力信号はPID調節計39で制御信
号となり、電空変換器45で空気信号に変換されて温水供
給流量調整弁17の開度を調整し、蒸気圧力を制御してい
る。
排熱熱交換器５の出口の温水温度は温水温度検出器12
によって検出され、温度変換器46で電流信号に変換され
た後、温度設定器47において温度設定値と比較され、偏
差信号となってPID調節計48に導かれ、電空変換器49で
空気信号に変換された後、冷水流量調整弁11の開度を調
整し、温水ヘッダ9bに供給される温水の温度を制御して
いる。
によって検出され、温度変換器46で電流信号に変換され
た後、温度設定器47において温度設定値と比較され、偏
差信号となってPID調節計48に導かれ、電空変換器49で
空気信号に変換された後、冷水流量調整弁11の開度を調
整し、温水ヘッダ9bに供給される温水の温度を制御して
いる。
蒸気蓄熱器15の器内温度検出器19の検出値は温度変換
器50で電流信号に変換され、温度変換器46からの電流信
号と共に加減演算器51に導かれて加減演算される。加減
演算器51の出力は、制限器52で上下限チェックを行わ
れ、制限値内であればバイアス器53に入力される。また
温度変換器50からの電流信号は、温度設定器54で温度設
定値と比較され、その偏差信号はPID調節計55に入力さ
れる。
器50で電流信号に変換され、温度変換器46からの電流信
号と共に加減演算器51に導かれて加減演算される。加減
演算器51の出力は、制限器52で上下限チェックを行わ
れ、制限値内であればバイアス器53に入力される。また
温度変換器50からの電流信号は、温度設定器54で温度設
定値と比較され、その偏差信号はPID調節計55に入力さ
れる。
一方、加減演算器33にて得られた信号をバイアス器56
を介してバイアス信号に変換し、このバイアス信号と、
バイアス器53からの信号と、PID調節計55からの制御信
号とを加減演算器57にて加減演算し、その出力を電空変
換器58で空気信号に変換し、熱水流量調整弁21の開度を
調整して温水ヘッダ9bの温度を制御する。
を介してバイアス信号に変換し、このバイアス信号と、
バイアス器53からの信号と、PID調節計55からの制御信
号とを加減演算器57にて加減演算し、その出力を電空変
換器58で空気信号に変換し、熱水流量調整弁21の開度を
調整して温水ヘッダ9bの温度を制御する。
温水熱変換器14の二次側に供給される温水の温度を第
１の温水供給温度検出器25で検出し、この検出値を温度
変換器60で電流信号に変換し、温度設定器61で温度設定
値と比較し、その偏差信号をPID調節計62に導いて制御
信号とし、この信号と、バイアス器56からのバイアス信
号とを加減演算器63で加減演算し、得られた信号を電空
変換器64で空気信号に変換し、温水熱交三方弁（第１の
温水流量調整弁）23の開度を調整して第１の温水供給温
度を制御している。
１の温水供給温度検出器25で検出し、この検出値を温度
変換器60で電流信号に変換し、温度設定器61で温度設定
値と比較し、その偏差信号をPID調節計62に導いて制御
信号とし、この信号と、バイアス器56からのバイアス信
号とを加減演算器63で加減演算し、得られた信号を電空
変換器64で空気信号に変換し、温水熱交三方弁（第１の
温水流量調整弁）23の開度を調整して第１の温水供給温
度を制御している。
更に、第２の温水供給温度検出器27の検出信号を温度
変換器65で電流信号に変換した後、温度設定器66で温度
設定値と比較し、その偏差信号をPID調節計67に導いて
制御信号とし、この制御信号と、バイアス器56からのバ
イアス信号とを加減演算器68で加減演算し、得られた信
号を電空変換器69で空気信号に変換し、第２の温水流量
調整弁（貯湯槽三方弁）８の開度を調整して第２の温水
供給温度を制御している。
変換器65で電流信号に変換した後、温度設定器66で温度
設定値と比較し、その偏差信号をPID調節計67に導いて
制御信号とし、この制御信号と、バイアス器56からのバ
イアス信号とを加減演算器68で加減演算し、得られた信
号を電空変換器69で空気信号に変換し、第２の温水流量
調整弁（貯湯槽三方弁）８の開度を調整して第２の温水
供給温度を制御している。
以上の構成により、貯湯槽７および温水熱交換器14か
ら供給される温水供給流量の負荷変動と蒸気蓄熱器15か
ら供給される蒸気負荷流量とのいずれか高値を高値優先
回路により選択し、熱負荷追従時の発電機出力を上げて
熱負荷変動要因による負荷供給の低下を防止することが
できる。
ら供給される温水供給流量の負荷変動と蒸気蓄熱器15か
ら供給される蒸気負荷流量とのいずれか高値を高値優先
回路により選択し、熱負荷追従時の発電機出力を上げて
熱負荷変動要因による負荷供給の低下を防止することが
できる。
また、温水負荷が瞬時に増大した場合でも、蒸気蓄熱
器の熱水を有効利用して熱負荷の変動による供給負荷の
低下を防止することができる。
器の熱水を有効利用して熱負荷の変動による供給負荷の
低下を防止することができる。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明は切替器の切替操作によ
り電気負荷追従運転と熱負荷追従運転の運転モード切替
えを行うことができ、しかも熱負荷追従運転時に蒸気負
荷と温水負荷変動分を修正する修正量を、高負荷優先回
路により、高負荷側の負荷を優先させ、発電機を駆動す
る内燃機関の負荷を上昇または減少させることにより、
熱負荷側の負荷変動により供給低下を防止できる。
り電気負荷追従運転と熱負荷追従運転の運転モード切替
えを行うことができ、しかも熱負荷追従運転時に蒸気負
荷と温水負荷変動分を修正する修正量を、高負荷優先回
路により、高負荷側の負荷を優先させ、発電機を駆動す
る内燃機関の負荷を上昇または減少させることにより、
熱負荷側の負荷変動により供給低下を防止できる。
また、温水負荷が蒸気負荷量に対して上昇した場合に
は、蒸気蓄熱器の熱水を利用して温水負荷の変動防止を
図ることにより、熱利用率を向上させることができる。
は、蒸気蓄熱器の熱水を利用して温水負荷の変動防止を
図ることにより、熱利用率を向上させることができる。
第１図は本発明に係る熱電併給装置における制御装置の
実施例の要部を示すブロック図、第２図は熱電併給装置
の全体構成を例示するブロック図である。 １……同期発電機 ２……内燃機関 3,8,11,17,21,23……調整弁 4,22,24,26,28……流量検出器 ５……排熱熱交換器 ６……排ガス熱交換器 ７……貯湯槽 9a……冷水ヘッダ 9b……温水ヘッダ 10……冷却ポンプ 12,19,25,27……温度検出器 13……温水系統 14……温水熱交換器 15……蒸気蓄熱器 16……温水供給ポンプ 18,20……圧力検出器 29……制御装置 30a〜30d……開平演算器 33,36,38,51,57,63,68……加減演算器 34……高値優先回路 35,41,47,54,61,66……設定器 37,53,56……バイアス器 39,43,48,55,62,67……PID調節計 42……切替器 44,45,49,58,64,69……電空変換器 46,50,60,65……温度変換器
実施例の要部を示すブロック図、第２図は熱電併給装置
の全体構成を例示するブロック図である。 １……同期発電機 ２……内燃機関 3,8,11,17,21,23……調整弁 4,22,24,26,28……流量検出器 ５……排熱熱交換器 ６……排ガス熱交換器 ７……貯湯槽 9a……冷水ヘッダ 9b……温水ヘッダ 10……冷却ポンプ 12,19,25,27……温度検出器 13……温水系統 14……温水熱交換器 15……蒸気蓄熱器 16……温水供給ポンプ 18,20……圧力検出器 29……制御装置 30a〜30d……開平演算器 33,36,38,51,57,63,68……加減演算器 34……高値優先回路 35,41,47,54,61,66……設定器 37,53,56……バイアス器 39,43,48,55,62,67……PID調節計 42……切替器 44,45,49,58,64,69……電空変換器 46,50,60,65……温度変換器
Claims (1)
- 【請求項１】発電機を駆動する内燃機関と；この内燃機
関に供給される燃料の供給流量を検出する燃料流量検出
器および燃料供給流量を調整する燃料流量調整弁と；前
記内燃機関からの排熱により冷水を加熱して温水を発生
させる排熱熱交換器と；この排熱熱交換器の受熱側から
の温水の出口温度を検出する温水温度検出器と；前記排
熱熱交換器の受熱側からの温水を前記内燃機関からの排
ガスにより排ガス熱交換器にて更に加熱して発生させた
蒸気を蓄熱する蒸気蓄熱器と；前記排熱熱交換器の受熱
側からの温水により温水負荷に供給する温水を発生させ
る温水熱交換器および貯湯槽と；前記排熱熱交換器の受
熱側からの温水を前記排ガス熱交換器および前記温水熱
交換器に供給する温水ヘッダと；前記蒸気蓄熱器の器内
の熱水の温度を検出する熱水温度検出器および前記熱水
の前記温水ヘッダへの供給流量を調整する熱水流量調整
弁と；前記温水熱交換器および貯湯槽の各与熱側にそれ
ぞれ供給される温水の供給流量を調整する第１および第
２の温水流量調整弁と；前記温水熱交換器および貯湯槽
の各受熱側から温水負荷にそれぞれ供給される温水の温
度を検出する第１および第２の温水供給温度検出器と；
前記温水熱交換器および貯湯槽の各受熱側から温水負荷
にそれぞれ供給される温水供給流量を検出する第１およ
び第２の温水流量検出器と；前記蒸気蓄熱器から蒸気負
荷に供給される蒸気の供給流量を検出する蒸気流量検出
器とを有する熱電併給装置において、 前記燃料流量検出器により検出された検出値と前記発電
機の電力設定値とを比較して偏差を出力する比較器と；
前記第１および第２の温水流量検出器により検出された
温水流量検出値の加算値と前記蒸気流量検出器により検
出された蒸気流量検出値を比較しいずれか高値を出力す
る高値優先回路と；電気負荷追従運転時には前記比較器
の出力を選択し熱負荷追従運転時には前記高値優先回路
の出力を選択する切替器と；この切替器によって選択さ
れた前記出力に基づいて前記燃料流量調整弁の開度制御
信号を演算する燃料流量調節計とを備え、前記燃料流量
調整弁の開度を制御する燃料流量制御系と、 前記第１および第２の温水流量検出器により検出された
温水流量検出値の加算値に基づいて先行バイアス信号を
演算する先行バイアス演算器と；前記熱水温度検出器に
よって検出された熱水の温度検出値と温度設定値との偏
差に基づいて前記熱水流量調整弁の開度信号を演算する
熱水流量調節計と；前記温水温度検出器によって検出さ
れた前記排熱熱交換器出口の温水温度検出値と前記熱水
温度検出値との偏差が制限値以内のとき、この偏差に基
づいてバイアス信号を演算するバイアス演算器と；前記
熱水流量調節計からの開度信号に前記バイアス演算器か
らのバイアス信号および前記先行バイアス演算器からの
先行バイアス信号を加減演算し前記熱水流量調整弁の開
度制御信号を出力する熱水流量加減演算器と；前記第１
および第２の温水供給温度検出器により検出された各温
水の温度検出値と温度設定値との偏差に基づいて前記第
１および第２の温水流量調整弁の開度信号を演算する第
１および第２の温水流量調節計と；この第１および第２
の温水流量調節計からの各開度信号に前記先行バイアス
演算器からの先行バイアス信号をそれぞれ加減演算し前
記第１および第２の温水流量調整弁の開度制御信号を出
力する第１および第２の温水流量加減演算器とを備え、
前記熱水流量調整弁と前記第１および第２の温水流量調
整弁の開度を制御する温水負荷制御系 とを備えることを特徴とする熱電併給装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2191894A JP2593575B2 (ja) | 1990-07-18 | 1990-07-18 | 熱電併給装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2191894A JP2593575B2 (ja) | 1990-07-18 | 1990-07-18 | 熱電併給装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0476259A JPH0476259A (ja) | 1992-03-11 |
| JP2593575B2 true JP2593575B2 (ja) | 1997-03-26 |
Family
ID=16282219
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2191894A Expired - Fee Related JP2593575B2 (ja) | 1990-07-18 | 1990-07-18 | 熱電併給装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2593575B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2960607B2 (ja) * | 1992-03-31 | 1999-10-12 | 株式会社東芝 | 熱電併給装置 |
-
1990
- 1990-07-18 JP JP2191894A patent/JP2593575B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0476259A (ja) | 1992-03-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |