JP4000073B2

JP4000073B2 - Cogeneration system controller

Info

Publication number: JP4000073B2
Application number: JP2003051107A
Authority: JP
Inventors: 康二 ▲高▼倉; 幸紀花田; 伸岩田; 雅人越智; 博司 ▲高▼木; 正博吉村; 哲吉田
Original assignee: Saibu Gas Co Ltd; Osaka Gas Co Ltd; Toho Gas Co Ltd
Current assignee: Saibu Gas Co Ltd; Osaka Gas Co Ltd; Toho Gas Co Ltd
Priority date: 2003-02-27
Filing date: 2003-02-27
Publication date: 2007-10-31
Anticipated expiration: 2023-02-27
Also published as: JP2004257700A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、都市ガス、ＬＰガス等を用いてガスエンジン発電機や燃料電池発電機を運転し電気を発生し、副産物として発生した熱を貯湯式の湯水の加熱などに利用すると共に給湯温度が低すぎる場合には補助熱源を用いて貯湯タンクのお湯を加熱するコージェネレーションシステムの制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、（特許文献１）に記載された従来のコージェネレーションシステムを示す構成図である。
図１において、１は温度成層を形成して貯湯を行う貯湯系統、２はガスエンジン発電機の排熱を利用して（例えばガスエンジン発電機のウォータージャケットからの湯を利用して）貯湯系統１における湯水の加熱等を行うエンジン排熱系統、３は床暖房を行う床暖房系統、４は高温暖房を行う高温暖房系統（補助熱系統）、５は風呂の追焚きのための熱交換を行う風呂加熱系統、６は風呂の追焚きを行う風呂追焚き系統、７は全体を制御する制御装置、８は都市ガス・ＬＰガスを用いて発電と排熱を行う（すなわち電気と熱を併給する）排熱装置としてのガスエンジン発電機、９は浴槽、９Ａは給湯を行う給湯系統、３１、３２、３５は開放・閉鎖（オン・オフ）の動作を行う開閉弁、３３、３４は湯が供給され床暖房の対象となる床、３６は浴室暖房換気扇やファンコンベクタ等の高温暖房機である。
【０００３】
貯湯系統１は、貯湯タンク１０１、循環ポンプ１０２、逆流防止の逆止弁１０２ａ、湯水の温度を計測する貯湯サーミスタ１０３〜１０６、通水水量を連続的に制御する水量制御弁１０７、循環する湯水の温度を計測する循環サーミスタ１０９、温度成層を形成するためのじゃま板１１０、１１１、熱の供給側１２４ａと受給側１２４ｂとから成る熱交換器１２４、循環ポンプ１０２から吐出される湯水をバイパスする貯湯弁１２５を有する。
また、エンジン排熱系統２は、排熱ポンプ２０１、湯が１００℃を越えないようにするために大気に開放された湯水タンク２０２、床暖房系統３との間において熱の供給を行う供給側２０４ａと熱の受給側２０４ｂとを有する熱交換器２０４、排熱サーミスタ２０５、ガスエンジン発電機８の発電能力に余剰が生じた場合にその余剰電力を回収して熱源として使用するための余剰電力回収用ヒータ２０６、排熱ポンプ２０１からの湯水が吐出される往路口２０７、ガスエンジン発電機８のウォータージャケットからの湯水が供給される戻り口２０８を有する。
【０００４】
さらに、床暖房系統３は、暖房ポンプ３０１、高温暖房系統４側に配設された熱供給側３０２ａと床暖房系統３側に配設された熱受給側３０２ｂとから成る熱交換器３０２、暖房サーミスタ３０３、バイパス管３０４、湯水タンク３０６、往路口３０７、戻り口３０８を有する。
さらに、高温暖房系統（補助熱系統）４は、方向性のある水流センサ（方向性水流センサ、図示せず）を有する補助熱源４０１、加熱サーミスタ４０２、高温暖房系統４を作動させるためのオン、オフ動作の暖房弁４０３、温水タンク３０６内の水位が低下したときに湯を供給する暖房補給水弁４０４、補助熱系統４における加熱水量を測定する補助熱源水量センサ４０５を有する。
さらに、風呂加熱系統５は、熱の供給側５０１ａと熱の受給側５０１ｂとから成る熱交換器５０１、風呂加熱系統５を作動させるためのオン、オフ動作の風呂弁５０２を有する。
さらに、風呂追焚き系統６は、風呂循環ポンプ６０１、浴槽９へ追焚用の湯を供給する往路口６０２、浴槽９からの湯水が供給される戻り口６０３、湯張りの湯が給湯系統９Ａの湯張り弁１１４、逆止弁１１５、１１６から供給される湯供給管６０４、浴槽９との間を循環する湯水の温度を計測する風呂循環サーミスタ６０５を有する。
【０００５】
さらに、給湯系統９Ａは、逆流防止の逆止弁１１５、１１６、１２２、通水水量を連続的に制御する水量制御弁（給湯側水量制御弁）１１３、通水のオン、オフ制御を行う湯張り弁１１４、貯湯タンク１０１からの湯と給水口１１８からの水とを混合する混合弁１１２、給湯口１１７、圧力調整の減圧弁１１９、給水温度を計測する給水サーミスタ１２０、水量を計測する水量センサ１２１、排水口１２３を有する。
ここで、各部の温度について説明する。ガスエンジン発電機８から熱交換器１２４へ供給される湯の温度は７５〜８０℃程度であり、熱交換器２０４へ供給される湯の温度は６５〜７０℃程度である。また、補助熱源４０１から熱交換器３０２や５０１へ供給される湯の温度は８０℃程度である。
【０００６】
以上のように構成されたコージェネレーションシステムについて、その動作を説明する。
まず、貯湯系統１および給湯系統９Ａの動作について説明する。
貯湯動作においては、貯湯ポンプ１０２は図示しないモータにより駆動され、また熱交換器１２４は熱交換を行い、水量制御弁１０７は、貯湯タンク１０１の上部から貯湯タンク１０１内に流入する湯水の量が適量となるように、その開度を制御される。熱交換器１２４で熱交換されて加熱された湯は循環サーミスタ１０９を経て循環ポンプ１０２から貯湯タンク１０１へ供給され、水量制御弁１０７→熱交換器１２４というように循環する。この循環ポンプ１０２→貯湯タンク１０１→水量制御弁１０７→熱交換器１２４の循環路を第１の循環路と呼ぶ。循環ポンプ１０２から貯湯タンク１０１への供給量は、水量制御弁１０７の開度により制御されるが、貯湯タンク１０１内で温度成層を形成するように５０リットル／時間程度に制御される。水量制御弁１０７で制御可能な水量の分解能は１００リットル／時間程度であるので、この分解能を例えば１０リットル／時間程度に向上させるために貯湯弁１２５でバイパスさせる。また貯湯弁１２５は循環ポンプ１０２や熱交換器１２４などと共に循環路（第２の循環路）を形成しており、第１の循環路における湯水の温度が低い場合には、水量制御弁１０７を閉鎖状態（オフ状態）として第２の循環路のみを形成し、熱交換器１２４による温度上昇を待つ。給湯口１１７や湯張り弁１１４の開放により貯湯タンク１０１内の貯湯量が減少した場合には、給水口１１８からの給水圧が貯湯タンク１０１の底部の水圧に対して相対的に高まり、給水が行われる。給水口１１８からの給水は減圧弁１１９や水量センサ１２１などを経由して行われる。
【０００７】
給湯時においては、貯湯タンク１０１内の湯は、補助熱源４０１と混合弁１１２と給湯側水量制御弁１１３を経由して給湯口１１７から供給される。補助熱源４０１は、貯湯サーミスタ１０３の計測温度が低く、内蔵の水流センサが水流を検知したときに、通水を加熱する。したがって、貯湯タンク１０１の貯湯の温度が低い場合には補助熱源４０１で加熱された湯が給湯口１１７から供給されることになり、低温湯が供給されることを防止することができる。なお、湯張り弁１１４は浴槽９への湯張りのための弁である。
【０００８】
次に、エンジン排熱系統２について説明する。
ガスエンジン発電機８からの湯（７５℃〜８０℃程度の湯）は、戻り口２０８から余剰電力回収用ヒータ２０６を経由して熱交換器１２４に達し、熱交換器１２４において貯湯系統１に対して熱供給を行う。熱交換器１２４を通過した湯（６５℃〜７０℃程度の湯）は、低温暖房用熱交換器２０４に達し、熱交換器２０４において床暖房系統３に対して熱供給を行う。低温暖房用熱交換器２０４を経由した湯は、開放型の湯水タンク２０２を経由して排熱ポンプ２０１により往路口２０７からガスエンジン発電機８側へ吐出される。開放型の湯水タンク２０２は通過する湯の温度を１００℃以下に抑えるためのものである。これにより、貯湯系統１における湯が１００℃を越えることが防止される。
【０００９】
次に、床暖房系統３について説明する。
暖房ポンプ３０１からの湯水は熱交換器２０４でエンジン排熱系統２からの熱を受給し、熱交換器３０２に達する。熱交換器３０２は浴室暖房換気扇やファンコンベクタ等の高温暖房機３６を使用する高温の暖房を行うためのものであり、低温床暖房の場合には湯は、熱交換器３０２で熱交換が行われることなく通過し往路口３０７から吐出される。床側では、開閉弁３１がオンであれば床３３に供給され、開閉弁３２がオンであれば床３４に供給される。床を経由して戻り口３０８から供給される湯水は暖房サーミスタ３０３、湯水タンク３０６を経由して再度、暖房ポンプ３０１から吐出される。バイパス管３０４は開閉弁３１、３２、３５が共にオフ状態のときに熱交換器２０４、３０２で熱交換した湯の温度が検知できなくなることを防止するためのものである。温水タンク３０６内の水位が所定の水位より下がった場合には暖房補給水弁４０４から湯水タンク３０６に湯が供給される。
【００１０】
次に、高温暖房を行う高温暖房系統４について説明する。
高温暖房系統４は暖房弁４０３のオンにより動作を開始する。暖房弁４０３をオンにすると、循環ポンプ１０２→補助熱源４０１→高温暖房用熱交換器３０２→暖房弁４０３の循環路が形成され、加熱サーミスタ４０２の計測温度が所定温度（例えば８０℃）以下の場合には補助熱源４０１が動作し、湯水が加熱される。熱交換器３０２においては床暖房系統３に対して熱の供給が行われ、開閉弁３５の開放により高温暖房機３６に高温の湯が通水され、高温の暖房が可能となる。
【００１１】
次に、風呂の追焚きのための熱交換を行う風呂加熱系統５について説明する。風呂加熱系統５は風呂弁５０２のオンにより動作を開始する。風呂弁５０２をオンにすると、循環ポンプ１０２→補助熱源４０１→風呂追焚き用熱交換器５０１→風呂弁５０２→貯湯用熱交換器１２４の循環路が形成され、加熱サーミスタ４０２の計測温度が所定温度（例えば６０℃）以下の場合には補助熱源４０１が動作し、熱交換器５０１において熱の供給が行われ、風呂の追焚きが行われる。
【００１２】
次に、風呂の追焚きを行う風呂追焚き系統６について説明する。
風呂循環ポンプ６０１の吐出湯水は、風呂追焚き用熱交換器５０１から熱を受給し、加熱され、往路口６０２から浴槽９へ湯が供給される。浴槽９からの戻り湯は戻り口６０３、風呂循環サーミスタ６０５を経由して風呂循環ポンプ６０１に戻る。風呂循環ポンプ６０１を所定時間（例えば２０分）おきに一定時間（例えば１分）運転させることにより風呂循環サーミスタ６０５の計測温度が所定温度（例えば４０℃）以下になれば自動的に追焚きを行うようにすることもできる。湯張り用管６０４は給湯系統９Ａの開閉弁１１４からの湯により湯張りを行うためのものである。
なお、ここでは、熱と電気を発生するものとしてガスエンジン発電機８について記載したが、これに限らず、同じく熱と電気を発生する燃料電池などについても同様に適用でき、同様の効果を奏するものである。
【特許文献１】
特開２００２−３６４９１９号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
近年、循環式の温泉などの風呂においてレジオネラ属菌に感染し、肺炎を引き起こし、死に至るという問題が発生している。このレジオネラ属菌は、自然界の土壌や淡水中の自然生活菌であって、ヒトの皮膚・粘膜に寄生したり感染しなくても生存できる。しかし、レジオネラ属菌は７０℃のお湯に直接接触すれば５秒以内に死滅することが知られている。
【００１４】
しかしながら、上記従来のコージェネレーションシステムでは、上記レジオネラ属菌への対策は特に無く、その予防策が要望されていた。
【００１５】
本発明は、上記課題を解決するため、レジオネラ属菌感染を予防することができるコージェネレーションシステムの制御装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明のコージェネレーションシステムの制御装置は、エンジン発電機等の排熱装置の排熱を貯湯タンクの加熱などに利用すると共に給湯温度が低すぎる場合には補助熱源を用いて貯湯タンクのお湯を加熱するコージェネレーションシステムの制御装置であって、制御装置は、コージェネレーションシステム全体を制御する中央処理装置を有し、中央処理装置は、給湯非動作状態の日数が所定日数を経過したか否かを判定する経過日数判定手段と、給湯非動作状態の日数が所定日数を経過した場合に補助熱源の温度を所定温度以上に維持する補助熱源制御手段と、給湯水量制御等の給湯制御を行う給湯制御手段とを有する構成を備えている。
これにより、レジオネラ属菌感染を予防することができるコージェネレーションシステムの制御装置が得られる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載のコージェネレーションシステムの制御装置は、エンジン発電機等の排熱装置の排熱を貯湯タンクの加熱などに利用すると共に給湯温度が低すぎる場合には補助熱源を用いて貯湯タンク内のお湯を加熱するコージェネレーションシステムの制御装置であって、制御装置は、コージェネレーションシステム全体を制御する中央処理装置を有し、中央処理装置は、給湯非動作状態の日数が所定日数を経過したか否かを判定する経過日数判定手段と、給湯非動作状態の日数が所定日数を経過した場合に補助熱源の温度を所定温度以上に維持する補助熱源制御手段と、給湯水量制御等の給湯制御を行う給湯制御手段とを有し、前記給湯制御手段は、給湯側水量制御弁を所定開度にすることにより所定流量となるように制御し、前記給湯タンク及び配管の湯水の前記補助熱源における加熱時間を制御する水量制御弁制御手段と、前記補助熱源における湯水の加熱水量（通過水量）が所定水量以上か否かを判定し、所定水量以上であると判定した場合に前記給湯側水量制御弁の制御を通常制御に戻す給湯水量制御手段と、を有することとしたものである。
この構成により、貯湯タンクのお湯や配管の湯水においてレジオネラ属菌が発生する可能性のある所定日数を経過した場合には補助熱源を用いて貯湯タンクのお湯を所定温度まで加熱して出湯することができるので、レジオネラ属菌を確実に死滅させることができ、その感染を予防することができるという作用を有する。
また、給湯側水量制御弁の開度を制御して貯湯タンクのお湯や配管の湯水の加熱時間を制御することができるので、補助熱源通過中に発生したレジオネラ属菌を確実に死滅させることができるという作用を有する。
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図６を用いて説明する。
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１によるコージェネレーションシステムの構成は従来例と同様に図１に示す構成である。
【００２０】
図２は、本発明の実施の形態１によるコージェネレーションシステムの制御装置７を示すブロック図である。
図２において、７１はコージェネレーションシステム全体を制御する中央処理装置（ＣＰＵ）、７２は文字やデータなどを入力する入力装置、７３は文字や図形などを表示する表示装置、７４は一時的にデータを保存するＲＡＭ、７５はプログラムやデータを格納するＲＯＭである。
【００２１】
図３は、ＣＰＵ７１がＲＯＭ７５に格納されたプログラムを実行することにより実現される機能を示す機能ブロックである。
図３において、７１１は給湯系統９Ａが動作状態か非動作状態かを判定する給湯状態判定手段、７１２は給湯非動作状態の経過時間・経過日数を測定するための給湯タイマ（図示せず）の動作を指示する給湯タイマ動作指示手段、７１３は給湯非動作状態の日数が所定日数を経過したか否かを判定する経過日数判定手段、７１４は給湯非動作状態の日数が所定日数を経過した場合に補助熱源４０１の温度を所定温度以上に維持する補助熱源制御手段、７１５は給湯水量制御等の給湯制御を行う給湯制御手段である。
【００２２】
図４は、図３の給湯制御手段７１５を示す機能ブロック図である。
図４において、７１５１は給湯側水量制御弁１１３の開度を判定する水量制御弁開度判定手段、７１５２は給湯側水量制御弁１１３を所定開度に制御する水量制御弁制御手段、７１５３は補助熱源４０１の通過水量（加熱水量または加熱湯量）をカウントする水量センサカウント手段、７１５４は補助熱源４０１における加熱水量が所定水量未満になるように給湯水量を制御する給湯水量制御手段である。
【００２３】
このように構成されたコージェネレーションシステムの制御装置７のＣＰＵ７１について、その動作を図５、図６を用いて説明する。図５はＣＰＵ７１の動作を示すフローチャートであり、図６は給湯制御処理（給湯制御手段７１５の動作）を示すフローチャートである。
【００２４】
図５において、まず、給湯状態判定手段７１１は給湯系統９Ａが動作状態（オン状態）か非動作状態（オフ状態）かを判定する（Ｓ１）。動作状態か非動作状態かの判定は混合弁１１２や水量制御弁１１３の動作状態により判定する。非動作状態と判定したときは給湯タイマ動作指示手段７１２は給湯タイマの計時開始または計時継続（既に計時開始しているとき）を指示する（Ｓ２）。ステップＳ１で動作状態と判定したときは次に経過日数判定手段７１３は給湯タイマにおける経過時間または経過日数を検出して給湯非動作状態の経過日数（経過時間）が３０日（所定日数）を経過しているか否かを判定し（Ｓ３）、３０日を経過していないと判定した場合には給湯系統に関する通常運転を行う。３０日を経過したと判定した場合には次に補助熱源制御手段７１４は補助熱源４０１の温度を７５℃（所定温度）以上に維持する制御を行う（Ｓ５）。補助熱源４０１の温度を７５℃以上とするのは、補助熱源４０１を通過する湯の温度をレジオネラ属菌の死滅温度である７０℃以上にするためである。次に、給湯制御手段７１５は給湯水量制御等の給湯制御（図６で説明する）を行い（Ｓ６）、その結果により、給湯タイマをリセットしたり（Ｓ７）、ステップＳ５へ戻ったりする。
【００２５】
次に、給湯制御手段７１５の動作を図６を用いて説明する。
図６において、まず、水量制御弁開度判定手段７１５１は給湯側水量制御弁１１３の開度を判定し（Ｓ１１）、所定開度でない場合には水量制御弁制御手段７１５２は給湯側水量制御弁１１３を所定開度に制御する（Ｓ１２）。所定開度とは、貯湯系統１や補助熱系統４、給湯系統９Ａにおいてレジオネラ属菌を死滅させるために、７０℃以上の湯に５秒以上接触させるための開度である。ステップＳ１１で所定開度であると判定したときは次に水量センサカウント手段７１５３は補助熱源４０１の加熱水量のカウントを開始し（Ｓ１３）、給湯水量制御手段７１５４は補助熱源４０１における加熱水量が貯湯タンク１０１の貯湯量である１５０リットル（所定水量）以上か否かを判定し（Ｓ１４）、１５０リットル以上であると判定した場合には給湯側水量制御弁１１３の制御を通常制御に戻し（Ｓ１５）、図５のステップＳ７へ戻る。そうでない場合には図５のステップＳ５へ戻る。
【００２６】
以上のように本実施の形態によれば、給湯非動作状態の日数が所定日数を経過したか否かを判定する経過日数判定手段７１３と、給湯非動作状態の日数が所定日数を経過した場合に補助熱源４０１の温度を所定温度（７５℃）以上に維持する補助熱源制御手段７１４と、給湯水量制御等の給湯制御を行う給湯制御手段７１５とを有することにより、貯湯タンクのお湯や配管の湯水においてレジオネラ属菌が増殖する可能性のある所定日数（３０日）を経過した場合には補助熱源４０１を用いて貯湯タンクのお湯を所定温度まで加熱して出湯することができるので、レジオネラ属菌を確実に死滅させることができ、その感染を予防することができる。
【００２７】
また、給湯制御手段７１５は、給湯側水量制御弁１１３を所定開度に制御する水量制御弁制御手段７１５１と、補助熱源４０１における加熱水量が所定水量（９リットル／分）未満になるように給湯水量を制御する給湯水量制御手段７１５４とを有することにより、給湯側水量制御弁１１３の開度を制御して貯湯タンクのお湯や配管の湯水の加熱時間を制御することができるので、補助熱源通過中に発生したレジオネラ属菌を確実に死滅させることができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の請求項１に記載のコージェネレーションシステムの制御装置によれば、貯湯タンクのお湯や配管の湯水においてレジオネラ属菌が発生する可能性のある所定日数を経過した場合には補助熱源を用いて貯湯タンクのお湯を所定温度まで加熱して出湯することができるので、レジオネラ属菌を確実に死滅させることができ、その感染を予防することができるという有利な効果が得られる。さらに、給湯側水量制御弁の開度を制御して貯湯タンクのお湯や配管の湯水の加熱時間を制御することができるので、補助熱源通過中に発生したレジオネラ属菌を確実に死滅させることができるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的なコージェネレーションシステムを示す構成図
【図２】本発明の実施の形態１によるコージェネレーションシステムの制御装置を示すブロック図
【図３】ＣＰＵがＲＯＭに格納されたプログラムを実行することにより実現される機能を示す機能ブロック図
【図４】図３の給湯制御手段を示す機能ブロック図
【図５】ＣＰＵの動作を示すフローチャート
【図６】給湯制御処理（給湯制御手段の動作）を示すフローチャート
【符号の説明】
１貯湯系統
２エンジン排熱系統
３床暖房系統
４高温暖房系統（補助熱系統）
５風呂加熱系統
６風呂追焚き系統
７制御装置
８ガスエンジン発電機
９浴槽
９Ａ給湯系統
３１、３２、３５開閉弁
３３、３４床
３６高温暖房機
７１ＣＰＵ（中央処理装置）
７２入力装置
７３表示装置
７４ＲＡＭ
７５ＲＯＭ
１０１貯湯タンク
１０２循環ポンプ
１０２ａ、１１５、１１６、１２２逆止弁
１０３、１０４、１０５、１０６貯湯サーミスタ
１０７水量制御弁
１０９循環サーミスタ
１１０、１１１じゃま板
１１２混合弁
１１３水量制御弁（給湯側水量制御弁）
１１４湯張り弁
１１７給湯口
１１８給水口
１１９減圧弁
１２０給水サーミスタ
１２１水量センサ
１２３排水口
１２４、２０４、３０２、５０１熱交換器
１２４ａ、２０４ａ、３０２ａ、５０１ａ熱の供給側
１２４ｂ、２０４ｂ、３０２ｂ、５０１ｂ熱の受給側
１２５貯湯弁
２０１排熱ポンプ
２０２、３０６湯水タンク
２０５排熱サーミスタ
２０６余剰電力回収用ヒータ
２０７、３０７、６０２往路口
２０８、３０８、６０３戻り口
３０１暖房ポンプ
３０３暖房サーミスタ
３０４バイパス管
４０１補助熱源
４０２加熱サーミスタ
４０３暖房弁
４０４暖房補給水弁
４０５水量センサ
５０２風呂弁
６０１風呂循環ポンプ
６０４湯供給管
６０５風呂循環サーミスタ
７１１給湯状態判定手段
７１２給湯タイマ動作指示手段
７１３経過日数判定手段
７１４補助熱源制御手段
７１５給湯制御手段
７１５１水量制御弁開度判定手段
７１５２水量制御弁制御手段
７１５３水量センサカウント手段
７１５４給湯水量制御手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention operates gas engine generators and fuel cell generators using city gas, LP gas, etc. to generate electricity, and uses the heat generated as a by-product for heating hot water in a hot water storage system and the hot water supply temperature. The present invention relates to a control device for a cogeneration system that heats hot water in a hot water storage tank using an auxiliary heat source when it is too low.
[0002]
[Prior art]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a conventional cogeneration system described in (Patent Document 1).
In FIG. 1, 1 is a hot water storage system that stores hot water by forming a temperature stratification, and 2 is a hot water storage system that uses exhaust heat of the gas engine generator (for example, using hot water from a water jacket of the gas engine generator). Engine exhaust heat system that heats hot water in 1, 3 is a floor heating system that performs floor heating, 4 is a high temperature heating system that performs high temperature heating (auxiliary heat system), and 5 is heat exchange for bathing Bath heating system to be performed, 6 is a bath reheating system that replenishes the bath, 7 is a control device that controls the whole, 8 is power generation and exhaust heat using city gas / LP gas (that is, electricity and heat are combined) Gas engine generator as an exhaust heat device, 9 is a bathtub, 9A is a hot water supply system for supplying hot water, 31, 32 and 35 are open / close valves for opening and closing (on / off) operation, and 33 and 34 are hot water , The floor to be supplied with floor heating, 36 A bathroom heating ventilation fan and Fankon high temperature heating machine such as a vector.
[0003]
The hot water storage system 1 includes a hot water storage tank 101, a circulation pump 102, a check valve 102a for preventing backflow, a hot water storage thermistor 103 to 106 for measuring the temperature of hot water, a water amount control valve 107 for continuously controlling the amount of water flow, and circulating hot water. A circulation thermistor 109 for measuring the temperature of the heat exchanger, baffles 110 and 111 for forming temperature stratification, a heat exchanger 124 including a heat supply side 124a and a reception side 124b, and hot water discharged from the circulation pump 102 are bypassed. A hot water storage valve 125 is provided.
Further, the engine exhaust heat system 2 includes a waste heat pump 201, a hot water tank 202 opened to the atmosphere so that hot water does not exceed 100 ° C., and a supply side that supplies heat to the floor heating system 3 When surplus power generation capacity of the heat exchanger 204, the exhaust heat thermistor 205, and the gas engine generator 8 having the 204a and the heat receiving side 204b occurs, surplus power for recovering the surplus power and using it as a heat source It has a recovery heater 206, a forward passage port 207 through which hot water from the exhaust heat pump 201 is discharged, and a return port 208 through which hot water from the water jacket of the gas engine generator 8 is supplied.
[0004]
Furthermore, the floor heating system 3 includes a heating pump 301, a heat exchanger 302 including a heat supply side 302a disposed on the high temperature heating system 4 side and a heat receiving side 302b disposed on the floor heating system 3 side, It has a thermistor 303, a bypass pipe 304, a hot water tank 306, an outward path 307, and a return port 308.
Furthermore, the high temperature heating system (auxiliary heat system) 4 is turned on to operate the auxiliary heat source 401 having a directional water flow sensor (directional water flow sensor, not shown), the heating thermistor 402, and the high temperature heating system 4. A heating valve 403 that is turned off, a heating replenishing water valve 404 that supplies hot water when the water level in the hot water tank 306 drops, and an auxiliary heat source water amount sensor 405 that measures the amount of heating water in the auxiliary heat system 4 are provided.
The bath heating system 5 further includes a heat exchanger 501 including a heat supply side 501a and a heat reception side 501b, and an on / off operation bath valve 502 for operating the bath heating system 5.
Further, the bath reheating system 6 includes a bath circulation pump 601, an outward port 602 for supplying hot water for bathing to the bathtub 9, a return port 603 for supplying hot water from the bathtub 9, and hot water for hot water supply 9A. A hot water supply valve 114, a hot water supply pipe 604 supplied from the check valves 115 and 116, and a bath circulation thermistor 605 for measuring the temperature of the hot water circulating between the bathtub 9.
[0005]
Furthermore, the hot water supply system 9A includes check valves 115, 116, and 122 for preventing backflow, a water amount control valve (hot water supply side water amount control valve) 113 that continuously controls the amount of water flow, and hot water that performs on / off control of water flow. Tightening valve 114, mixing valve 112 for mixing hot water from hot water storage tank 101 and water from water supply port 118, hot water supply port 117, pressure adjusting pressure reducing valve 119, water supply thermistor 120 for measuring water supply temperature, water amount for measuring water amount A sensor 121 and a drain port 123 are provided.
Here, the temperature of each part will be described. The temperature of hot water supplied from the gas engine generator 8 to the heat exchanger 124 is about 75 to 80 ° C., and the temperature of hot water supplied to the heat exchanger 204 is about 65 to 70 ° C. The temperature of hot water supplied from the auxiliary heat source 401 to the heat exchangers 302 and 501 is about 80 ° C.
[0006]
The operation of the cogeneration system configured as described above will be described.
First, operations of the hot water storage system 1 and the hot water supply system 9A will be described.
In the hot water storage operation, the hot water storage pump 102 is driven by a motor (not shown), the heat exchanger 124 performs heat exchange, and the water amount control valve 107 has an amount of hot water flowing into the hot water storage tank 101 from above the hot water storage tank 101. The opening degree is controlled so as to be an appropriate amount. Hot water heated by heat exchange in the heat exchanger 124 is supplied from the circulation pump 102 to the hot water storage tank 101 through the circulation thermistor 109, and circulates in the form of the water amount control valve 107 → the heat exchanger 124. The circulation path of the circulation pump 102 → the hot water storage tank 101 → the water amount control valve 107 → the heat exchanger 124 is referred to as a first circulation path. The supply amount from the circulation pump 102 to the hot water storage tank 101 is controlled by the opening degree of the water amount control valve 107, but is controlled to about 50 liters / hour so as to form a temperature stratification in the hot water storage tank 101. Since the resolution of the amount of water that can be controlled by the water amount control valve 107 is about 100 liters / hour, the hot water storage valve 125 is bypassed to improve the resolution to, for example, about 10 liters / hour. The hot water storage valve 125 forms a circulation path (second circulation path) together with the circulation pump 102 and the heat exchanger 124. When the temperature of the hot water in the first circulation path is low, the water amount control valve 107 is turned on. Only the second circulation path is formed in the closed state (off state), and the temperature rise by the heat exchanger 124 is awaited. When the amount of hot water stored in the hot water storage tank 101 decreases due to the opening of the hot water supply port 117 or the hot water filling valve 114, the water supply pressure from the water supply port 118 increases relatively with respect to the water pressure at the bottom of the hot water storage tank 101, Done. Water supply from the water supply port 118 is performed via the pressure reducing valve 119, the water amount sensor 121, and the like.
[0007]
At the time of hot water supply, hot water in the hot water storage tank 101 is supplied from the hot water supply port 117 via the auxiliary heat source 401, the mixing valve 112, and the hot water supply side water amount control valve 113. The auxiliary heat source 401 heats the water flow when the temperature measured by the hot water storage thermistor 103 is low and the built-in water flow sensor detects the water flow. Therefore, when the temperature of the hot water storage in the hot water storage tank 101 is low, hot water heated by the auxiliary heat source 401 is supplied from the hot water supply port 117, and it is possible to prevent low temperature hot water from being supplied. The hot water filling valve 114 is a valve for hot water filling to the bathtub 9.
[0008]
Next, the engine exhaust heat system 2 will be described.
Hot water from the gas engine generator 8 (hot water of about 75 ° C. to 80 ° C.) reaches the heat exchanger 124 from the return port 208 via the surplus power recovery heater 206, and enters the hot water storage system 1 in the heat exchanger 124. Heat is supplied. Hot water that has passed through the heat exchanger 124 (hot water of about 65 ° C. to 70 ° C.) reaches the heat exchanger 204 for low-temperature heating, and supplies heat to the floor heating system 3 in the heat exchanger 204. Hot water that has passed through the low-temperature heating heat exchanger 204 is discharged from the forward port 207 to the gas engine generator 8 side by the exhaust heat pump 201 via the open hot water tank 202. The open-type hot water tank 202 is for keeping the temperature of the hot water passing below 100 ° C. or less. Thereby, the hot water in the hot water storage system 1 is prevented from exceeding 100 ° C.
[0009]
Next, the floor heating system 3 will be described.
Hot water from the heating pump 301 receives heat from the engine exhaust heat system 2 in the heat exchanger 204 and reaches the heat exchanger 302. The heat exchanger 302 is for high-temperature heating using a high-temperature heater 36 such as a bathroom heating ventilator or fan convector. In the case of low-temperature floor heating, hot water is exchanged by the heat exchanger 302. It passes without being discharged and is discharged from the forward path port 307. On the floor side, if the on-off valve 31 is on, it is supplied to the floor 33, and if the on-off valve 32 is on, it is supplied to the floor 34. Hot water supplied from the return port 308 via the floor is again discharged from the heating pump 301 via the heating thermistor 303 and the hot water tank 306. The bypass pipe 304 is for preventing the temperature of the hot water exchanged by the heat exchangers 204 and 302 from being undetectable when both of the on-off valves 31, 32, and 35 are off. When the water level in the hot water tank 306 falls below a predetermined water level, hot water is supplied from the heating replenishment water valve 404 to the hot water tank 306.
[0010]
Next, the high temperature heating system 4 that performs high temperature heating will be described.
The high temperature heating system 4 starts to operate when the heating valve 403 is turned on. When the heating valve 403 is turned on, a circulation path of the circulation pump 102 → the auxiliary heat source 401 → the high-temperature heating heat exchanger 302 → the heating valve 403 is formed, and the measured temperature of the heating thermistor 402 is a predetermined temperature (for example, 80 ° C.) or less. In such a case, the auxiliary heat source 401 operates to heat the hot water. In the heat exchanger 302, heat is supplied to the floor heating system 3, and by opening the on-off valve 35, high temperature hot water is passed through the high temperature heater 36, thereby enabling high temperature heating.
[0011]
Next, the bath heating system 5 that performs heat exchange for bathing will be described. The bath heating system 5 starts to operate when the bath valve 502 is turned on. When the bath valve 502 is turned on, the circulation path of the circulation pump 102 → auxiliary heat source 401 → bath reheating heat exchanger 501 → bath valve 502 → hot water storage heat exchanger 124 is formed, and the measured temperature of the heating thermistor 402 is predetermined. When the temperature is lower than the temperature (for example, 60 ° C.), the auxiliary heat source 401 is operated, heat is supplied in the heat exchanger 501, and the bath is chased.
[0012]
Next, the bath tracking system 6 that performs bath tracking will be described.
Hot water discharged from the bath circulation pump 601 receives heat from the bath-heating heat exchanger 501, is heated, and hot water is supplied from the forward port 602 to the bathtub 9. Return hot water from the bathtub 9 returns to the bath circulation pump 601 via the return port 603 and the bath circulation thermistor 605. By automatically operating the bath circulation pump 601 every predetermined time (for example, 20 minutes) for a certain time (for example, 1 minute), if the measured temperature of the bath circulation thermistor 605 falls below a predetermined temperature (for example, 40 ° C.) You can also do it. The hot water filling pipe 604 is used for hot water filling with hot water from the on-off valve 114 of the hot water supply system 9A.
Here, the gas engine generator 8 is described as generating heat and electricity. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can be similarly applied to a fuel cell that generates heat and electricity. Is.
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-364919
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, a problem has arisen that in a bath such as a circulating hot spring, infection with Legionella spp. Causes pneumonia and death. This Legionella genus is a natural living organism in natural soil and fresh water, and can survive even if it does not infect or infect human skin and mucous membranes. However, it is known that Legionella spp. Will die within 5 seconds if it comes into direct contact with hot water at 70 ° C.
[0014]
However, in the conventional cogeneration system, there is no particular countermeasure against the Legionella bacterium, and a preventive measure has been demanded.
[0015]
In order to solve the above-described problems, an object of the present invention is to provide a control device for a cogeneration system capable of preventing Legionella infection.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve this problem, the control device of the cogeneration system according to the present invention uses the exhaust heat of the exhaust heat device such as the engine generator for heating the hot water storage tank and the like, and uses the auxiliary heat source when the hot water supply temperature is too low. A control device for a cogeneration system that uses and heats hot water in a hot water storage tank, the control device having a central processing unit that controls the entire cogeneration system, and the central processing unit has a predetermined number of days of non-operating hot water supply Elapsed days determination means for determining whether or not the number of days has passed, auxiliary heat source control means for maintaining the temperature of the auxiliary heat source at a predetermined temperature or higher when the number of days of non-operating hot water has exceeded a predetermined number of days, and hot water supply amount control And a hot water supply control means for performing hot water supply control.
Thereby, the control apparatus of the cogeneration system which can prevent Legionella genus infection is obtained.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The control device of the cogeneration system according to claim 1 of the present invention uses the exhaust heat of the exhaust heat device such as the engine generator for heating the hot water storage tank and the like, and uses the auxiliary heat source when the hot water supply temperature is too low. A control device for a cogeneration system that heats hot water in a hot water storage tank, the control device having a central processing device that controls the entire cogeneration system, and the central processing device has a predetermined number of days of non-operating hot water supply Elapsed days determination means for determining whether or not the number of days has passed, auxiliary heat source control means for maintaining the temperature of the auxiliary heat source at a predetermined temperature or higher when the number of days of non-operating hot water has exceeded a predetermined number of days, and hot water supply amount control have a hot water supply control means for hot-water supply control etc., the hot water supply control means controls so that a predetermined flow rate by the hot water supply-side water control valve to a predetermined opening degree, Water amount control valve control means for controlling the heating time in the auxiliary heat source of hot water in the hot water supply tank and piping and whether or not the amount of heated water (passing water amount) in the auxiliary heat source is equal to or greater than a predetermined water amount And a hot water supply water amount control means for returning the control of the hot water supply side water amount control valve to the normal control when it is determined as being.
With this configuration, hot water in the hot water storage tank is heated to a predetermined temperature using an auxiliary heat source and discharged when a predetermined number of days when Legionella spp. Therefore, Legionella spp. Can be surely killed, and the infection can be prevented.
In addition, since the heating time of hot water in hot water storage tanks and piping can be controlled by controlling the opening of the hot water supply side water volume control valve, it is possible to reliably kill Legionella spp. Has the effect of being able to.
[0019]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
(Embodiment 1)
The configuration of the cogeneration system according to Embodiment 1 of the present invention is the configuration shown in FIG. 1 as in the conventional example.
[0020]
FIG. 2 is a block diagram showing the control device 7 of the cogeneration system according to the first embodiment of the present invention.
In FIG. 2, 71 is a central processing unit (CPU) for controlling the whole cogeneration system, 72 is an input device for inputting characters and data, 73 is a display device for displaying characters and graphics, and 74 is temporarily data. Is a RAM 75 for storing programs and data.
[0021]
FIG. 3 is a functional block showing functions realized when the CPU 71 executes a program stored in the ROM 75.
In FIG. 3, reference numeral 711 denotes a hot water supply state determining means for determining whether the hot water supply system 9A is in an operating state or a non-operating state, and 712 is a hot water supply timer (not shown) for measuring the elapsed time / elapsed days in the hot water non-operating state. Hot water supply timer operation instruction means for instructing operation, 713 is an elapsed day determination means for determining whether or not the number of days in the hot water supply non-operating state has passed, and 714 is a case in which the number of days in the hot water non-operating state has passed the predetermined number of days In addition, auxiliary heat source control means for maintaining the temperature of the auxiliary heat source 401 at a predetermined temperature or higher, and 715 is hot water supply control means for performing hot water supply control such as hot water supply amount control.
[0022]
FIG. 4 is a functional block diagram showing the hot water supply control means 715 of FIG.
In FIG. 4, 7151 is a water amount control valve opening degree determining means for determining the opening degree of the hot water supply side water amount control valve 113, 7152 is a water amount control valve control means for controlling the hot water supply side water amount control valve 113 to a predetermined opening degree, and 7153 is an auxiliary. A water amount sensor counting unit 7154 that counts the amount of water passing through the heat source 401 (the amount of heated water or the amount of heated hot water), and 7154 is a hot water supply amount control unit that controls the amount of hot water supplied so that the amount of heated water in the auxiliary heat source 401 is less than a predetermined amount of water.
[0023]
The operation of the CPU 71 of the control device 7 of the cogeneration system configured as described above will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the CPU 71, and FIG. 6 is a flowchart showing the hot water supply control process (the operation of the hot water supply control means 715).
[0024]
5, first, the hot water supply state determination means 711 determines whether the hot water supply system 9A is in an operating state (on state) or a non-operating state (off state) (S1). The operation state or non-operation state is determined based on the operation state of the mixing valve 112 and the water amount control valve 113. When it is determined that it is in the non-operating state, the hot water supply timer operation instructing means 712 instructs the hot water timer to start timing or continue timing (when time measurement has already started) (S2). When it is determined in step S1 that it is in the operating state, the elapsed days determination means 713 next detects the elapsed time or elapsed days in the hot water supply timer, and the elapsed number of days (elapsed time) in the hot water non-operating state has passed 30 days (predetermined number of days). It is determined whether or not (S3), and if it is determined that 30 days have not elapsed, normal operation relating to the hot water supply system is performed. If it is determined that 30 days have elapsed, the auxiliary heat source control means 714 next performs control to maintain the temperature of the auxiliary heat source 401 at 75 ° C. (predetermined temperature) or higher (S5). The reason why the temperature of the auxiliary heat source 401 is set to 75 ° C. or higher is to set the temperature of hot water passing through the auxiliary heat source 401 to 70 ° C. or higher, which is the killing temperature of Legionella spp. Next, the hot water supply control means 715 performs hot water supply control (described with reference to FIG. 6) such as hot water supply amount control (S6), and resets the hot water supply timer (S7) or returns to step S5.
[0025]
Next, the operation of the hot water supply control means 715 will be described with reference to FIG.
In FIG. 6, first, the water amount control valve opening degree determination means 7151 determines the opening degree of the hot water supply side water amount control valve 113 (S11), and if it is not the predetermined opening degree, the water amount control valve control means 7152 is the hot water supply side water amount control valve. 113 is controlled to a predetermined opening degree (S12). The predetermined opening degree is an opening degree for contacting the hot water at 70 ° C. or higher for 5 seconds or more in order to kill Legionella in the hot water storage system 1, the auxiliary heat system 4, and the hot water supply system 9A. When it is determined in step S11 that the opening degree is the predetermined opening, the water amount sensor counting unit 7153 starts counting the amount of heated water of the auxiliary heat source 401 (S13), and the hot water supply amount control unit 7154 stores the amount of heated water in the auxiliary heat source 401 as hot water storage. It is determined whether or not the amount of hot water stored in the tank 101 is 150 liters (predetermined amount of water) or more (S14). If it is determined that the amount is 150 liters or more, the control of the hot water supply side water amount control valve 113 is returned to the normal control (S15). ), The process returns to step S7 in FIG. Otherwise, the process returns to step S5 in FIG.
[0026]
As described above, according to the present embodiment, the elapsed days determination means 713 for determining whether or not the number of days in the hot water supply non-operating state has passed the predetermined number of days, and when the number of days in the hot water non-operating state has passed the predetermined number of days The auxiliary heat source control means 714 that maintains the temperature of the auxiliary heat source 401 at a predetermined temperature (75 ° C.) or higher and the hot water supply control means 715 that performs hot water supply control such as hot water supply amount control, Since the auxiliary heat source 401 can be used to heat the hot water in the hot water storage tank to a predetermined temperature when the predetermined number of days (30 days) during which Legionella spp. The bacteria can be surely killed and the infection can be prevented.
[0027]
Further, the hot water supply control means 715 includes a water amount control valve control means 7151 for controlling the hot water supply side water amount control valve 113 to a predetermined opening and a hot water supply so that the amount of heated water in the auxiliary heat source 401 is less than a predetermined water amount (9 liters / minute). By having the hot water supply amount control means 7154 for controlling the amount of water, the opening time of the hot water supply side water amount control valve 113 can be controlled to control the heating time of hot water in the hot water storage tank or hot water in the piping. Legionella spp. That have occurred inside can be surely killed.
[0028]
【The invention's effect】
According to the control apparatus of the cogeneration system according to claim 1 of the present invention as described above, when the Legionella bacteria in hot water hot water and the pipe of the hot water storage tank has exceeded the predetermined number of days that can occur Since the hot water in the hot water storage tank can be heated to a predetermined temperature using an auxiliary heat source and discharged, the advantageous effect that Legionella spp. Can be surely killed and its infection can be prevented. It is done. Furthermore, because the heating time of hot water in the hot water storage tank and piping can be controlled by controlling the opening of the hot water supply side water volume control valve, it is possible to reliably kill Legionella spp. The advantageous effect that it can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a general cogeneration system. FIG. 2 is a block diagram showing a control device for a cogeneration system according to a first embodiment of the present invention. FIG. 3 is a program for a CPU to execute a program stored in a ROM. FIG. 4 is a functional block diagram showing the hot water control means of FIG. 3. FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the CPU. FIG. 6 is a hot water control process (operation of the hot water control means. ) [Flowchart]
1 Hot water storage system 2 Engine exhaust heat system 3 Floor heating system 4 High temperature heating system (auxiliary heat system)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 Bath heating system 6 Bath reheating system 7 Control apparatus 8 Gas engine generator 9 Bathtub 9A Hot-water supply system 31, 32, 35 On-off valve 33, 34 Floor 36 High temperature heater 71 CPU (central processing unit)
72 Input device 73 Display device 74 RAM
75 ROM
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Hot water storage tank 102 Circulation pump 102a, 115, 116, 122 Check valve 103, 104, 105, 106 Hot water storage thermistor 107 Water quantity control valve 109 Circulation thermistor 110, 111 Baffle plate 112 Mixing valve 113 Water quantity control valve (Water supply side water quantity control valve )
114 Hot water valve 117 Hot water supply port 118 Water supply port 119 Pressure reducing valve 120 Water supply thermistor 121 Water quantity sensor 123 Drain port 124, 204, 302, 501 Heat exchanger 124a, 204a, 302a, 501a Heat supply side 124b, 204b, 302b, 501b Heat receiving side 125 Hot water storage valve 201 Exhaust heat pump 202, 306 Hot water tank 205 Exhaust heat thermistor 206 Excess heat recovery heaters 207, 307, 602 Outlet port 208, 308, 603 Return port 301 Heating pump 303 Heating thermistor 304 Bypass pipe 401 Auxiliary heat source 402 Heating thermistor 403 Heating valve 404 Heating replenishment water valve 405 Water amount sensor 502 Bath valve 601 Bath circulation pump 604 Hot water supply pipe 605 Bath circulation thermistor 711 Hot water supply state determination means 712 Hot water timer operation instruction means 713 Over days judging unit 714 auxiliary heat source control means 715 hot water supply control means 7151 water amount control valve opening determining means 7152 water amount control valve control means 7153 water amount sensor count means 7154 hot water supply water amount controlling means

Claims

It is a control device for a cogeneration system that uses the exhaust heat from an exhaust heat device such as an engine generator to heat a hot water storage tank and heats hot water in the hot water storage tank using an auxiliary heat source when the hot water supply temperature is too low. And
The control device has a central processing unit that controls the entire cogeneration system,
The central processing unit includes an elapsed day determination unit that determines whether or not the number of days of hot water non-operating state has passed a predetermined number of days, and the temperature of the auxiliary heat source when the number of days of hot water non-operating state has passed the predetermined number of days. an auxiliary heat source control means for maintaining a predetermined temperature or higher, and a hot water supply control means for hot-water supply control, such as the hot water supply water control possess,
The hot water supply control means controls the heating time in the auxiliary heat source of the hot water supply water in the hot water supply tank and piping by controlling the hot water supply side water quantity control valve to have a predetermined flow rate by setting it to a predetermined opening degree. And the amount of hot water in the auxiliary heat source (amount of passing water) is determined to be greater than or equal to a predetermined amount of water, and if it is determined to be greater than or equal to the predetermined amount of water, the amount of hot water to be returned to normal control And a control unit for the cogeneration system.