JP4197962B2 - コージェネレーションシステムを備えたガス消費地のガス使用量算出システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス発電ユニットを駆動して発電を行って電気器具への給電を行うと共に、発電時に発生する排熱を利用して水を加熱して給湯を行うコージェネレーションシステムが設置されたガス消費地におけるガス使用量算出システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通常、発電所において発電のために用いた石油、石炭、天然ガスなどの一次エネルギの約４０パーセントが電気に変換されて送電線を経由して一般家庭などの電気消費地に供給される。残りの約６０パーセントのエネルギは、大部分が発電時に熱として放出されてしまう。また、発電所から消費地までの間に送電損失によるエネルギロスも発生してしまう。損失エネルギのうち、発電時に発生する熱には、暖房や給湯などに利用可能な排熱も含まれているが、発電所と消費地が離れているので、消費地においてエネルギとして利用することができない。従って、発電所から消費地に電気を供給する形態では、消費地でのエネルギー利用効率が約４０パーセントと低い。
【０００３】
近年、消費地において発電を行って、給電を行うと共に、発電の際に発生する熱を暖房や給湯などに利用するエネルギー供給システムとして、ガス発電ユニットを備えたコージェネレーションシステムが注目され、普及し始めている。このコージェネレーションシステムでは、ガス発電ユニットを駆動して発電を行うとともに、発電時の排熱を利用して給湯を行うようになっている。また、排熱による給湯温度が低い場合には、追い焚き用のガスボイラにより加熱して、給湯および暖房用の熱に利用している。
【０００４】
コージェネレーションシステムに用いられるガス発電ユニットとしては、ガスエンジンで発電機を駆動して発電するもの、ガスタービンで発電機を駆動して発電するもの、ガスタービンよりも小型のマイクロガスタービンで発電機を駆動して発電するものがある。また、ガス発電ユニットには、燃料の天然ガスから水素を取り出して空気中の酸素と化学反応させて発電する燃料電池も用いられる。
【０００５】
例えば、ガスエンジンにより発電機を駆動して発電を行うガスエンジン・コージェネレーションシステムでは、一次エネルギとしての天然ガスから作り出される２次エネルギのうち、約２０パーセントの電気と、約６５パーセントの排熱とを合わせた約８５パーセントを消費地において利用できる。従って、ガスエンジン・コージェネレーションシステムを備えたガス消費地のエネルギー利用効率を高めることができ、極めて経済的である。
【０００６】
また、コージェネレーションシステムは、一般に、曜日、月、季節に合わせて運転時間を変化させる自己学習機能を有している。例えば、平日の運転時間を朝７時から８時と、夕方１６時から夜２３時に設定しても、実際の運転時間は自己学習機能により変化する。従って、ガスエンジン・コージェネレーションシステムでは、給湯や暖房負荷に合わせて発電するので、排熱を有効に利用できる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、ガスエンジン・コージェネレーションシステムの普及を図る方法として、ガス使用料として特別な料金設定システムを採用することが考えられる。例えば、ガス料金設定として、ガスエンジン・コージェネレーションシステムが運転している間の使用ガス料金を値引く等の方法が考えられる。
【０００８】
しかしながら、ガスエンジン・コージェネレーションシステムでは、自己学習制御機能によって曜日、月、季節などに合わせて運転時間が変化するので、ガスエンジン・コージェネレーションシステムによるガス使用量を正確に算出することが困難である。
【０００９】
さらに、追い焚き用のガスボイラが備わっている場合には、ガスボイラによるガス使用料金を別料金にしたいという要望が出ることも予想される。しかし、ガスボイラによるガス使用量を正確に算出できないと、このような課金システムを採用することができない。
【００１０】
本発明の課題は、ガス発電ユニットを備えたコージェネレーションシステムによるガス使用料金を通常のガス器具によるガス使用料金とは異なる料金形態により課金する場合などに適したガス使用量算出システムを提案することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明は、ガス発電ユニットを駆動して発電を行うとともに、発電時に発生する排熱を利用して水を加熱するコージェネレーションシステムと、少なくとも一つのガス器具と、前記ガス発電ユニットおよび前記ガス器具に供給されるガスの流量を計測するガスメータとが設置されたガス消費地のガス使用量算出システムにおいて、
前記ガス発電ユニットの動作中に、前記ガスメータで計測されるガス流量を積算して、前記ガスエンジン・コージェネレーションシステムで使用されるガス使用量を算出する第１の積算値カウンタと、
前記ガス発電ユニットの停止中に、前記ガスメータで計測されるガス流量を積算して、前記ガス器具で使用されるガス使用量を算出する第２の積算値カウンタと、
を有していることを特徴としている。
【００１３】
ここで、前記第１の積算値カウンタおよび前記第２の積算値カウンタは、前記ガス発電ユニットから供給されるオン・オフ信号に基づき、前記ガス流量の積算動作の開始および停止を行うようにすればよい。
【００１４】
この代わりに、前記ガス発電ユニットの運転状態を検出する運転状態センサを配置し、前記第１の積算値カウンタおよび前記第２の積算値カウンタは、前記運転状態センサの出力に基づき、前記ガス流量の積算動作の開始および停止を行うようにしてもよい。
【００１５】
次に、本発明は、前記コージェネレーションシステムが、前記排熱を利用して得られた温水の温度が低い場合に追い焚きを行うガスボイラを備えている場合において、前記ガスメータで計測されるガス流量が、予め定めたガス流量値以上の場合に、前記ガスメータから供給されるガス流量の積算動作を行う第３の積算値カウンタを有していることを特徴としている。
【００１６】
この場合、前記第１の積算値カウンタは、前記第３の積算値カウンタによる積算動作が行われている間は、積算動作を行わないようにすれば、第１および第３の積算値カウンタによりガス使用量が重複して積算されることを防止できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、本発明を適用したエネルギ供給システムの例を説明する。
【００２０】
（エネルギ供給システム）
図１には本例のエネルギ供給システムの全体構成を示してある。エネルギ供給システム１は、ガス供給源２と、このガス供給源２からガスが供給されるガス消費地３を備えている。
【００２１】
ガス消費地３には、ガスエンジン４１により発電機４２を駆動して発電を行うとともに、発電時に発生する排熱を利用して水を加熱するガスエンジン・コージェネレーションシステム４と、ガスコンロやガスストーブなどのガス器具５と、ガス消費地３に供給されるガスの使用量を算出するガス使用量算出システム６とが設置されている。
【００２２】
ガスエンジン・コージェネレーションシステム４は、ガスエンジン４１および発電機４２を備えたガスエンジン発電ユニット４３と、ガスエンジン発電ユニット４３が発電する際に発生する排熱を暖房、給湯などに利用するための排熱利用給湯暖房ユニット４４を備えている。排熱利用給湯暖房ユニット４４は、排熱で加熱した温水を貯める貯湯槽４５と、排熱による加熱温度が低い場合に温水を追い焚きするためのガスボイラ４６を備え、温水を給湯および暖房の熱として利用する。
【００２３】
ガスエンジン発電ユニット４３で発電された電気により、ガス消費地３において照明、テレビ、洗濯機などの電気器具５１を使用することができる。
【００２４】
また、排熱利用給湯暖房ユニット４４において加熱された温水により、ガス消費地３においてシャワー水栓、風呂水栓、台所水栓などの給湯器具５２を使用することができる。
【００２５】
さらに、排熱利用給湯暖房ユニット４４において加熱された温水を暖房の熱として利用することにより、ガス消費地３において床暖房、エアコン、風呂の追い焚きボイラなどの暖房器具５３を使用することができる。
【００２６】
このように、エネルギ供給システム１では、ガス消費地３に設置されたガスエンジン・コージェネレーションシステム４を運転させることにより、ガス消費地３において電気器具５１、給湯器具５２および暖房器具５３にエネルギを供給することができる。従って、ガス消費地３では、ガスの供給のみでガス器具５に加え、電気器具５１、給湯器具５２および暖房器具５３を使用することができる。
【００２７】
また、ガスエンジン・コージェネレーションシステム４は、発電の際の排熱を給湯および暖房の熱に利用するので、ガス消費地３におけるエネルギー利用効率が高く、極めて経済的である。さらに、ガスエンジン・コージェネレーションシステム４は、自己学習機能を有しているので、曜日、月、季節などに合わせて運転時間が変化する。このため、ガスエンジン・コージェネレーションシステム４では、給湯や暖房負荷に合わせて発電することにより、排熱を有効に利用できる。
【００２８】
（ガス使用量算出システム）
このようなエネルギ供給システム１においてガス消費地３でのガスの使用量を算出するためのガス使用量算出システム６は、ガス供給源２からガスエンジン４１、ガスボイラ４６およびガス器具５に供給されるガス流量を計測するガスメータ７と、このガスメータ７の検針結果が供給される積算装置８とから構成される。また、積算装置８は、ガスエンジン４１と信号線８０で接続され、ガスエンジン４１の運転信号出力部から出力される運転状態の信号が供給されるようになっている。
【００２９】
図２（ａ）および（ｂ）は、図１のエネルギー供給システム１におけるガス使用量算出システム６を示す概略ブロック図、およびガス使用量算出システム６における積算装置８と運転信号出力部の無いガスエンジン４１の接続を示す概略ブロック図である。
【００３０】
図２（ａ）に示すように、ガス使用量算出システム６において、積算装置８は、マイクロコンピュータから構成される制御部８１を中心として、液晶表示器などからなる表示部８２と、表示切替などを行うための操作部８３と、ガスメータ７から電文通信で送られるガス使用量を受信するための通信部８４と、ガスエンジン４１の運転信号出力部４１ａに信号線８０を介して接続された運転信号受信部８５を備えている。
【００３１】
また、積算装置８は、制御部８１の制御の下にガス流量の積算を行う第１の積算値カウンタ８６と、第２の積算値カウンタ８７とを備えている。これらの積算値カウンタ８６、８７の積算値は、表示部８２に表示される。また、表示部８２の表示は操作部８３の操作に応じて切り換わるように構成されている。
【００３２】
第１の積算値カウンタ８６は、ガスエンジン４１の運転中に、ガスメータ７で計測されるガス流量を積算することにより、ガスエンジン・コージェネレーションシステム４で使用されるガス使用量を算出する。
【００３３】
第２の積算値カウンタ８７は、ガスエンジン４１の停止中に、ガスメータ７で計測されるガス流量を積算することにより、ガス器具５で使用されるガス使用量を算出する。
【００３４】
ここで、ガスエンジン４１の運転および停止状態は、ガスエンジン４１から運転信号受信部８５に送られるオン・オフ信号（運転信号）により検出される。オン・オフ信号に基づき、制御部８１では、第１の積算値カウンタ８６および第２の積算値カウンタ８７に対して、ガスメータ７から提供されるガス流量の積算動作の開始および停止制御を行う。すなわち、運転信号受信部８５でガスエンジン４１の運転中を示すオン信号が受信されている間は、ガスメータ７から提供されるガス流量が第１の積算値カウンタ８６に積算され、第２の積算値カウンタ８７には積算されない。一方、運転信号受信部８５にガスエンジン４１の停止中を示すオフ信号が受信されている間は、ガスメータ７から提供されるガス流量が第１の積算値カウンタ８６には積算されず、第２の積算値カウンタ８７で積算される。
【００３５】
なお、ガスエンジン４１に運転信号出力部４１ａが無い種類のガスエンジンが用いられている場合には、ガスエンジン４１の運転状態を検出する運転状態センサを用いればよい。例えば、図２（ｂ）に示すように、ガスエンジン４１に運転状態センサ９１を取付け、運転状態センサ９１からの検知信号を変換器９２でガスエンジン４１の運転状態を示す信号に変換して運転信号受信部８５で受信されるようにする。運転状態センサ９１としては、ガスエンジン４１により駆動される発電機４２の発電量を出力する電圧（電流）センサや、ガスエンジン４１の温度変化を出力する温度センサなどを用いればよい。
【００３６】
（積算装置８の積算動作）
図３は、図２のガス使用量算出システム６における積算装置８の積算動作の一例を示すタイミングチャートである。図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）においては、ガスエンジン４１、ガスボイラ４６、ガス器具５の運転期間を斜線で示している。図３（ｄ）では、運転信号受信部８５にガスエンジン４１から出力されたオン信号が受信される期間を斜線で表している。図３（ｅ）および（ｆ）においては、各積算値カウンタの動作期間を太線で示してある。また、図３（ｇ）のグラフはガス使用量を示し、縦軸がガス流量を表し、横軸が時間経過を表している。
【００３７】
図３に示すように、最初の時間帯Ａ（時点Ｔ０〜Ｔ１の間）では、ガスエンジン４１が停止している。積算装置８では、運転信号受信部８５でガスエンジン４１から出力されるオフ信号を受信するので、第２の積算値カウンタ８７が積算状態になる。但し、この時間帯Ａは、ガス器具５も運転されていないので、ガスメータ７によって計測されるガス流量は零である。従って、第２の積算値カウンタ８７による積算値も零のままである。
【００３８】
次の時間帯Ｂ（時点Ｔ１〜Ｔ２の間）では、ガスエンジン４１が運転される。積算装置８では、運転信号受信部８５にガスエンジン４１から出力されるオン信号が受信されるので、第２の積算値カウンタ８７の積算動作が停止し、第１の積算値カウンタ８６が積算状態になる。第１の積算値カウンタ８６には、ガスエンジン４１で使用されたガス流量がガスメータ７から供給されて積算される。
【００３９】
次に、時点Ｔ２からＴ５の間の時間帯Ｃは、ガスエンジン４１が停止する。この時間帯Ｃには、ガス器具５が運転される時間帯Ｃ１（時点Ｔ３からＴ４の間）が含まれている。積算装置８では、運転信号受信部８５でガスエンジン４１からのオフ信号を受信するので、第１の積算値カウンタ８６が積算を停止し、第２の積算値カウンタ８７が積算状態になる。第２の積算値カウンタ８７には、時間帯Ｃ１においてガス器具５で使用されたガス流量がガスメータ７から供給されて積算される。
【００４０】
時点Ｔ５から時点Ｔ８の間の時間帯Ｄでは、ガスエンジン４１が運転される。この時間帯Ｄは、途中にガスエンジン４１に加え、ガスボイラ４６が運転される時間帯Ｄ１（時点Ｔ６からＴ７の間）も含まれている。積算装置８では、運転信号受信部８５でガスエンジン４１からのオン信号を受信するので、第２の積算値カウンタ８７が積算を停止し、第１の積算値カウンタ８６が積算状態になる。第１の積算値カウンタ８６には、ガスエンジン４１およびガスボイラ４６で使用されたガス流量がガスメータ７から供給されて積算される。
【００４１】
時点Ｔ８からの時間帯Ｅにおいては、ガスエンジン４１が停止する。積算装置８では、運転信号受信部８５でガスエンジン４１からのオフ信号を受信するので、第１の積算値カウンタ８６が積算を停止し、第２の積算値カウンタ８７が積算状態になる。
【００４２】
なお、ガスエンジン４１が使用される期間（時点Ｔ１からＴ２の時間帯Ｂ、時点Ｔ５からＴ８の時間帯Ｄ）に、ガスコンロ等のガス器具５の使用があれば、そのガス使用量はガスエンジン４１のガス使用量とともに、第１の積算値カウンタ８６で積算される。
【００４３】
（ガス料金算出方法）
次に、上記のガス使用量算出システム６により算出されたガス使用量に基づいてガス料金を算出することができる。ガスエンジン・コージェネレーションシステム４によるガス料金は、第１の積算値カウンタ８６によって算出された第１のガス使用量と、第１のガス料金単価とに基づき算出することができる。また、ガス器具５によるガス料金は、第２の積算値カウンタ８７によって算出された第２のガス使用量と、第２のガス料金単価とに基づき算出することができる。従って、ガスエンジン・コージェネレーションシステムが運転している間のガス料金と、通常のガス器具５のみを使用している間のガス料金とのそれぞれを算出することができる。
【００４４】
このように、本例のガス使用量算出システム６では、ガスエンジン４１からの運転信号により第１の積算値カウンタ８６と第２の積算値カウンタ８７とを切り換えて、ガスメータ７から供給されるガス流量の積算を行う。ガスエンジン４１の運転に基づいて積算を行うので、ガスエンジン・コージェネレーションシステム４の運転時間が自己学習機能により変動しても、その変化に追従して、ガスエンジン・コージェネレーションシステム４が運転している間のガス使用量の積算値を正確に算出することが可能である。従って、ガスエンジン・コージェネレーションシステム４の普及を図るために、通常のガス料金に対して、ガスエンジン・コージェネレーションシステム４が運転している間のガス料金を別料金（例えば、割引き料金）で算出することが可能となる。
【００４５】
（ガス使用量算出システムの別の例）
上記のガス使用量算出システム６では、ガスエンジン・コージェネレーションシステム４におけるガスエンジン４１および追い焚き用のガスボイラ４６で使用されるガス流量が積算装置８の第１の積算値カウンタ８６に一緒に積算されている。ここで、ガスエンジン４１の使用時におけるガス流量は、約０．２ｍ3／ｈであるのに対して、ガスボイラ４６の使用時におけるガス流量は約１．２ｍ3／ｈと大きい。このため、積算装置８にガス使用量が予め定めた流量値以上の場合に積算動作を行う第３の積算値カウンタを追加することにより、ガスボイラ４６によるガス使用量を別にして算出することができる。
【００４６】
図４は、本発明を適用したガス使用量算出システムの別の例を示す概略ブロック図である。なお、図４において、図２に示した部分と共通する部分については、同じ符号を付してある。
【００４７】
図４に示すガス使用量算出システム６Ａは、図１に示すエネルギ供給システム１においてガスエンジン・コージェネレーションシステム４を備えたガス消費地３でのガスの使用量を算出するためのものであり、ガスエンジン４１、ガスボイラ４６およびガス器具５にガス供給源２から供給されるガス流量を計測するガスメータ７と、このガスメータ７の検針結果が供給される積算装置８Ａとから構成されている。
【００４８】
積算装置８Ａは、マイクロコンピュータから構成される制御部８１を中心にして液晶表示器などからなる表示部８２と、表示切替などを行うための操作部８３と、ガスメータ７から電文通信で送られるガス使用量を受信するための通信部８４と、ガスエンジン４１の運転信号出力部４１ａに信号線８０を介して接続された運転信号受信部８５とを有している。
【００４９】
また、積算装置８Ａは、制御部８１の制御の下にガスメータから供給されるガス流量の積算を行う第１の積算値カウンタ８６、第２の積算値カウンタ８７および第３の積算値カウンタ８８を備えている。これらの積算値カウンタ８６、８７、８８の積算値は、表示部８２に表示される。また、表示部８２の表示は操作部８３の操作に応じて切り換わるように構成されている。
【００５０】
第１の積算値カウンタ８６は、ガスエンジン４１の運転中に、ガスメータ７で計測されるガス流量を積算することにより、ガスエンジン・コージェネレーションシステム４で使用されるガス使用量を算出する。
【００５１】
第２の積算値カウンタ８７は、ガスエンジン４１の停止中に、ガスメータ７で計測されるガス流量を積算することにより、ガス器具５で使用されるガス使用量を算出する。
【００５２】
ここで、ガスエンジン４１の運転および停止状態は、ガスエンジン４１から運転信号受信部８５に送られるオン・オフ信号（運転信号）により検出される。これらのオン・オフ信号に基づき、制御部８１では、第１の積算値カウンタ８６および第２の積算値カウンタ８７に対して、ガスメータ７から提供されるガス流量の積算動作の開始および停止制御を行う。すなわち、運転信号受信部８５でガスエンジン４１の運転を示すオン信号が受信されている間は、ガスメータ７から提供されるガス流量が第１の積算値カウンタ８６に積算され、第２の積算値カウンタ８７では積算されない。一方、運転信号受信部８５にガスエンジンの停止を示すオフ信号が受信されている間は、ガスメータから提供されるガス流量が第１の積算値カウンタ８６には積算されず、第２の積算値カウンタ８７で積算される。
【００５３】
第３の積算値カウンタ８８は、ガスメータ７で計測されるガス流量が、予め定めた設定値以上の場合に、ガスメータ７から供給されるガス流量の積算動作を行うものである。第３の積算値カウンタ８８におけるガス流量の設定値は、ガスエンジン４１のみが使用されるときのガス流量よりも多く、ガスエンジン４１の運転中に追い焚き用のガスボイラ４６も使われるガス流量より少ない値に設定されている。また、第３の積算値カウンタ８８による積算動作が行われる間は、第１の積算値カウンタ８６の積算動作が行われないようになっている。
【００５４】
従って、第３の積算値カウンタ８８は、ガスエンジン・コージェネレーションシステム４で使用されるガス使用量のうち、ガスエンジン４１およびガスボイラ４６とも運転される間のガス使用量を算出する。また、第３の積算値カウンタ８８による積算動作が行われる間に、第１の積算値カウンタ８６の積算動作が行われないので、第１の積算値カウンタ８６では、ガスエンジン・コージェネレーションシステム４で使用されるガス使用量のうち、ガスエンジン４１のみが運転される間のガス使用量を算出する。
【００５５】
なお、ガスエンジン４１に運転信号を出力する運転信号出力部が無い種類のガスエンジンが用いられている場合には、図２（ｂ）に示したように、ガスエンジン４１に取り付けた運転状態センサ９１の検知信号が変換器９２を介してガスエンジン４１の運転状態を示す信号に変換されて運転信号受信部８５に受信されるようにすればよい。
【００５６】
図５は、図４のガス使用量算出システム６Ａにおける積算装置８Ａの積算動作の一例を示すタイミングチャートである。図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）においては、ガスエンジン４１、ガスボイラ４６、ガス器具５の運転期間を斜線で示している。図５（ｄ）では、運転信号受信部８５にガスエンジン４１から出力されたオン信号が受信される期間を斜線で表している。図５（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）においては、各積算値カウンタの動作期間を太線で示してある。また、図５（ｈ）のガス使用量のグラフでは、縦軸がガス流量を表し、横軸が時間経過を表している。
【００５７】
図５に示すように、最初の時間帯Ａ（時点Ｔ０〜Ｔ１の間）では、ガスエンジン４１が停止している。積算装置８Ａでは、運転信号受信部８５でガスエンジン４１から出力されるオフ信号を受信するので、第２の積算値カウンタ８７が積算状態になる。但し、この時間帯Ａは、ガス器具５も運転されていないので、ガスメータ７によって計測されるガス流量は零であり、従って、第２の積算値カウンタ８７の積算値も零のままである。
【００５８】
次の時間帯Ｂ（時点Ｔ１〜Ｔ２の間）では、ガスエンジン４１が運転される。積算装置８Ａでは、運転信号受信部８５でガスエンジン４１から出力されるオン信号を受信するので、第２の積算値カウンタ８７が積算を停止し、第１の積算値カウンタ８６が積算状態になる。
【００５９】
このとき、ガスメータ７から供給されるガス流量は、第３の積算値カウンタが積算を行う設定値Ｑ以下であり、第３の積算値カウンタ８８は積算をしない。このため、第１の積算値カウンタ８６において、ガスメータ７から供給されるガスエンジン４１で使用されたガス流量を積算する。
【００６０】
次に、時点Ｔ２からＴ５の間の時間帯Ｃでは、ガスエンジン４１が停止する。この時間帯Ｃには、ガス器具５が運転される時間帯Ｃ１（時点Ｔ３からＴ４の間）が含まれている。積算装置８Ａでは、運転信号受信部８５でガスエンジン４１からのオフ信号を受信するので、第１の積算値カウンタ８６が積算を停止し、第２の積算値カウンタ８７が積算状態になる。また、時間帯Ｃ１においてガス器具５で使用されたガス流量は、第３の積算値カウンタ８８が積算を行う設定値Ｑ以下である。このため、ガスメータ７から供給されるガス流量は、第２の積算値カウンタ８７に積算される。
【００６１】
時点Ｔ５から時点Ｔ８の間の時間帯Ｄでは、ガスエンジン４１が運転される。この時間帯Ｄには、途中にガスエンジン４１に加え、ガスボイラ４６が運転される時間帯Ｄ１（時点Ｔ６からＴ７の間）も含まれている。積算装置８Ａでは、運転信号受信部８５にガスエンジン４１のオン信号が受信されるので、第２の積算値カウンタ８７が積算を停止し、第１の積算値カウンタ８６が積算状態になる。
【００６２】
時間帯Ｄにおいて、途中の時間帯Ｄ１に対して手前の時点Ｔ５からＴ６の間は、ガスエンジン４１のみ運転される。このため、ガスメータ７から供給されるガス流量は、第３の積算値カウンタ８８がガス流量の積算を行う設定値Ｑ以下である。従って、ガスメータ７から供給されるガス流量は、第１の積算値カウンタ８６で積算される。
【００６３】
次に、時点Ｔ６からＴ７の間である時間帯Ｄ１は、ガスボイラ４６も使用され、ガス流量が設定値Ｑ以上となる。このため、第３の積算値カウンタ８８が積算状態となり、第１の積算値カウンタ８６では積算を行わない。従って、ガスメータ７から供給されるガス流量は、第３の積算値カウンタ８８で積算される。
【００６４】
時間帯Ｄ１を過ぎた時点Ｔ７からＴ８の間は、ガスエンジン４１のみが運転され、ガスボイラ４６が停止してガス流量が設定値Ｑ以下となる。このため、第３の積算値カウンタ８８が積算を行わなくなり、第１の積算値カウンタ８６が積算状態に戻る。従って、ガスメータ７から供給されるガス流量は、第１の積算値カウンタ８６で積算される。
【００６５】
時点Ｔ８からの時間帯Ｅにおいては、ガスエンジン４１が停止する。積算装置８Ａでは、運転信号受信部８５でガスエンジン４１からのオフ信号を受信するので、第１の積算値カウンタ８６が積算を停止し、第２の積算値カウンタ８７が積算状態になる。
【００６６】
なお、ガスエンジン４１が使用される期間（時点Ｔ１からＴ２の時間帯Ｂ、時間帯Ｄにおける時点Ｔ５からＴ６の間および時点Ｔ７からＴ８の間）に、ガスコンロ等のガス器具５の使用があれば、そのガス使用量はガスエンジン４１のガス使用量とともに、第１の積算値カウンタ８６で積算される。また、ガスボイラ４６が使用される期間（時点Ｔ６からＴ７の時間帯Ｄ１）に、ガス器具５の使用があれば、そのガス使用量はガスエンジン４１およびガスボイラ４６のガス使用量とともに、第３の積算値カウンタ８８で積算される。
【００６７】
（ガス料金算出方法）
次に、上記のガス使用量算出システム６Ａにより算出されたガス使用量に基づいてガス料金を算出することができる。ガスエンジン・コージェネレーションシステム４によるガス料金のうちガスエンジン４１のみ運転したときのガス料金は、第１の積算値カウンタ８６によって算出された第１のガス使用量と、第１のガス料金単価とに基づき算出することができる。また、ガス器具５によるガス料金は、第２の積算値カウンタ８７によって算出された第２のガス使用量と、第２のガス料金単価とに基づき算出することができる。さらに、ガスエンジン・コージェネレーションシステム４によるガス料金のうちガスエンジン４１およびガスボイラ４６とも運転したときのガス料金は、第３の積算値カウンタ８８によって算出された第３のガス使用量と、第３のガス料金単価とに基づき算出することができる。
【００６８】
従って、ガスエンジン・コージェネレーションシステムが運転している間のガス料金と、通常のガス器具５のみを使用している間のガス料金とをそれぞれ算出することができる。さらに、ガスエンジン・コージェネレーションシステム４が運転している間において、ガスエンジン４１のみが運転される間のガス料金と、ガスボイラ４６も同時に使用された間のガス料金とをそれぞれ算出することができる。
【００６９】
すなわち、ガスボイラ４６が使用されている間においては、ガスボイラ４６によるガス使用量がガスエンジン４１によるガス使用量に比べて遥かに多い。従って、第３の積算値カウンタ８８によって、ガスボイラ４６による実質的なガス使用量を算出できる。また、そうであるから、第１の積算値カウンタ８６によって、ガスエンジン４１による実質的なガス使用量を算出できる。このため、これらの積算値カウンタ８６、８８の積算値に基づき、ガスエンジン４１のガス使用料およびガスボイラ４６のガス使用料を実用上支障のない誤差の範囲で算出できる。
【００７０】
このように、本例のガス使用量算出システム６Ａにおいても、ガスエンジン４１からの運転信号により積算装置８Ａにおける第１の積算値カウンタ８６と第２の積算値カウンタ８７を切り換え、ガスエンジン４１の運転に基づいてガス流量の積算を行う。ガスエンジン４１の運転に基づいて積算を行うので、ガスエンジン・コージェネレーションシステム４の運転時間が自己学習機能により変動しても、その変化に追従して、ガスエンジン・コージェネレーションシステム４が運転している間のガス使用量の積算値を正確に算出することが可能である。
【００７１】
また、積算装置８Ａは、ガスエンジン４１とガスボイラ４６が運転されガス流量が大流量となるときに積算を行う第３の積算値カウンタ８８を備えている。従って、ガスエンジン・コージェネレーションシステム４の運転中において、ガスエンジン４１のみが運転している間の積算値と、ガスエンジン４１およびガスボイラ４６が運転している間の積算値とをそれぞれ積算可能である。よって、ガスエンジン・コージェネレーションシステム４によるガス料金を通常のガス器具５によるガス料金とは異なる料金形態にした場合に、ガスボイラ４によるガス料金を別料金にすることが可能となる。
【００７２】
（その他の実施の形態）
なお、上記の各例は、ガスエンジン発電ユニット４３を備えたガスエンジン・コージェネレーションシステム４が設置されたガス消費地３に関するものであるが、本発明は、ガスエンジン発電ユニット４３以外のガス発電ユニットを備えたコージェネレーションシステムが設置されたガス消費地３においても適用可能である。
【００７３】
例えば、本発明が適用可能なコージェネレーションシステムとしては、ガスタービンで発電機を駆動して発電を行うガスタービン発電ユニットを備えたガスタービン・コージェネレーションシステム、ガスタービンよりも小型のマイクロガスタービンで発電機を駆動して発電を行うマイクロガスタービン発電ユニットを備えたマイクロガスタービン・コージェネレーションシステム、燃料の天然ガスから水素を取り出して空気中の酸素と化学反応させて発電を行う燃料電池をガス発電ユニットとして備えた燃料電池・コージェネレーションシステムがある。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のガス使用量算出システムは、ガス消費地に設置されたガス発電ユニットを備えたコージェネレーションシステムおよび通常のガス器具のガス使用量を計測するガスメータから供給されるガス流量を、ガス発電ユニットの運転中に積算する第１の積算値カウンタと、ガス発電ユニットの停止中に積算する第２の積算値カウンタとを備えている。ガス発電ユニットの運転に基づいて積算を行うので、コージェネレーションシステムの運転時間が自己学習機能により変動しても、その変化に追従して、第１の積算値カウンタでコージェネレーションシステムが運転している間のガス使用量の積算値を正確に算出することが可能である。従って、ガス発電ユニットを備えたコージェネレーションシステムの普及を図るために、通常のガス料金に対して、コージェネレーションシステムが運転している間のガス料金を別料金で算出することが可能となる。
【００７５】
また、ガスメータで計測されるガス流量が、予め定めたガス流量値以上の場合に、ガスメータから供給されるガス流量の積算動作を行う第３の積算値カウンタを用いることにより、コージェネレーションシステムが運転される際に、ガス発電ユニットとガスボイラが運転されてガス流量が大流量となるときのガス流量を別に積算することができる。従って、コージェネレーションシステムによるガス使用料金を通常のガス器具によるガス使用料金とは異なる料金形態にした場合に、ガスボイラによるガス料金も別料金にすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のガス使用量算出システムを備えたエネルギ供給システムの概略構成図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は、本発明のガス使用量算出システムを示す概略ブロック図、およびガス使用量算出システムにおける積算装置と運転信号出力部の無いガスエンジンとの接続を示す概略ブロック図である。
【図３】図２のガス使用量算出システムにおける積算装置の積算動作の一例を示すタイミングチャートである。
【図４】本発明を適用したガス使用量算出システムの別の例を示す概略ブロック図である。
【図５】図４のガス使用量算出システムにおける積算装置の積算動作の一例を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１ エネルギ供給システム
２ ガス供給源
３ ガス消費地
４ ガスエンジン・コージェネレーションシステム
５ ガス器具
６、６Ａ ガス使用量算出システム
７ ガスメータ
８、８Ａ 積算値カウンタ
４１ ガスエンジン
４１ａ 運転信号出力部
４２ 発電機
４３ ガスエンジン発電ユニット
４４ 排熱利用給湯暖房ユニット
４５ 貯湯槽
４６ ガスボイラ
５１ 電気器具
５２ 給湯器具
５３ 暖房器具
８０ 信号線
８１ 制御部
８２ 表示部
８３ 操作部
８４ 通信部
８５ 運転信号受信部
８６ 第１の積算値カウンタ
８７ 第２の積算値カウンタ
８８ 第３の積算値カウンタ
９１ 運転状態センサ
９２ 変換器
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス発電ユニットを駆動して発電を行って電気器具への給電を行うと共に、発電時に発生する排熱を利用して水を加熱して給湯を行うコージェネレーションシステムが設置されたガス消費地におけるガス使用量算出システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通常、発電所において発電のために用いた石油、石炭、天然ガスなどの一次エネルギの約４０パーセントが電気に変換されて送電線を経由して一般家庭などの電気消費地に供給される。残りの約６０パーセントのエネルギは、大部分が発電時に熱として放出されてしまう。また、発電所から消費地までの間に送電損失によるエネルギロスも発生してしまう。損失エネルギのうち、発電時に発生する熱には、暖房や給湯などに利用可能な排熱も含まれているが、発電所と消費地が離れているので、消費地においてエネルギとして利用することができない。従って、発電所から消費地に電気を供給する形態では、消費地でのエネルギー利用効率が約４０パーセントと低い。
【０００３】
近年、消費地において発電を行って、給電を行うと共に、発電の際に発生する熱を暖房や給湯などに利用するエネルギー供給システムとして、ガス発電ユニットを備えたコージェネレーションシステムが注目され、普及し始めている。このコージェネレーションシステムでは、ガス発電ユニットを駆動して発電を行うとともに、発電時の排熱を利用して給湯を行うようになっている。また、排熱による給湯温度が低い場合には、追い焚き用のガスボイラにより加熱して、給湯および暖房用の熱に利用している。
【０００４】
コージェネレーションシステムに用いられるガス発電ユニットとしては、ガスエンジンで発電機を駆動して発電するもの、ガスタービンで発電機を駆動して発電するもの、ガスタービンよりも小型のマイクロガスタービンで発電機を駆動して発電するものがある。また、ガス発電ユニットには、燃料の天然ガスから水素を取り出して空気中の酸素と化学反応させて発電する燃料電池も用いられる。
【０００５】
例えば、ガスエンジンにより発電機を駆動して発電を行うガスエンジン・コージェネレーションシステムでは、一次エネルギとしての天然ガスから作り出される２次エネルギのうち、約２０パーセントの電気と、約６５パーセントの排熱とを合わせた約８５パーセントを消費地において利用できる。従って、ガスエンジン・コージェネレーションシステムを備えたガス消費地のエネルギー利用効率を高めることができ、極めて経済的である。
【０００６】
また、コージェネレーションシステムは、一般に、曜日、月、季節に合わせて運転時間を変化させる自己学習機能を有している。例えば、平日の運転時間を朝７時から８時と、夕方１６時から夜２３時に設定しても、実際の運転時間は自己学習機能により変化する。従って、ガスエンジン・コージェネレーションシステムでは、給湯や暖房負荷に合わせて発電するので、排熱を有効に利用できる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、ガスエンジン・コージェネレーションシステムの普及を図る方法として、ガス使用料として特別な料金設定システムを採用することが考えられる。例えば、ガス料金設定として、ガスエンジン・コージェネレーションシステムが運転している間の使用ガス料金を値引く等の方法が考えられる。
【０００８】
しかしながら、ガスエンジン・コージェネレーションシステムでは、自己学習制御機能によって曜日、月、季節などに合わせて運転時間が変化するので、ガスエンジン・コージェネレーションシステムによるガス使用量を正確に算出することが困難である。
【０００９】
さらに、追い焚き用のガスボイラが備わっている場合には、ガスボイラによるガス使用料金を別料金にしたいという要望が出ることも予想される。しかし、ガスボイラによるガス使用量を正確に算出できないと、このような課金システムを採用することができない。
【００１０】
本発明の課題は、ガス発電ユニットを備えたコージェネレーションシステムによるガス使用料金を通常のガス器具によるガス使用料金とは異なる料金形態により課金する場合などに適したガス使用量算出システムを提案することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明は、ガス発電ユニットを駆動して発電を行うとともに、発電時に発生する排熱を利用して水を加熱するコージェネレーションシステムと、少なくとも一つのガス器具と、前記ガス発電ユニットおよび前記ガス器具に供給されるガスの流量を計測するガスメータとが設置されたガス消費地のガス使用量算出システムにおいて、
前記ガス発電ユニットの動作中に、前記ガスメータで計測されるガス流量を積算して、前記ガスエンジン・コージェネレーションシステムで使用されるガス使用量を算出する第１の積算値カウンタと、
前記ガス発電ユニットの停止中に、前記ガスメータで計測されるガス流量を積算して、前記ガス器具で使用されるガス使用量を算出する第２の積算値カウンタと、
を有していることを特徴としている。
【００１３】
ここで、前記第１の積算値カウンタおよび前記第２の積算値カウンタは、前記ガス発電ユニットから供給されるオン・オフ信号に基づき、前記ガス流量の積算動作の開始および停止を行うようにすればよい。
【００１４】
この代わりに、前記ガス発電ユニットの運転状態を検出する運転状態センサを配置し、前記第１の積算値カウンタおよび前記第２の積算値カウンタは、前記運転状態センサの出力に基づき、前記ガス流量の積算動作の開始および停止を行うようにしてもよい。
【００１５】
次に、本発明は、前記コージェネレーションシステムが、前記排熱を利用して得られた温水の温度が低い場合に追い焚きを行うガスボイラを備えている場合において、前記ガスメータで計測されるガス流量が、予め定めたガス流量値以上の場合に、前記ガスメータから供給されるガス流量の積算動作を行う第３の積算値カウンタを有していることを特徴としている。
【００１６】
この場合、前記第１の積算値カウンタは、前記第３の積算値カウンタによる積算動作が行われている間は、積算動作を行わないようにすれば、第１および第３の積算値カウンタによりガス使用量が重複して積算されることを防止できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、本発明を適用したエネルギ供給システムの例を説明する。
【００２０】
（エネルギ供給システム）
図１には本例のエネルギ供給システムの全体構成を示してある。エネルギ供給システム１は、ガス供給源２と、このガス供給源２からガスが供給されるガス消費地３を備えている。
【００２１】
ガス消費地３には、ガスエンジン４１により発電機４２を駆動して発電を行うとともに、発電時に発生する排熱を利用して水を加熱するガスエンジン・コージェネレーションシステム４と、ガスコンロやガスストーブなどのガス器具５と、ガス消費地３に供給されるガスの使用量を算出するガス使用量算出システム６とが設置されている。
【００２２】
ガスエンジン・コージェネレーションシステム４は、ガスエンジン４１および発電機４２を備えたガスエンジン発電ユニット４３と、ガスエンジン発電ユニット４３が発電する際に発生する排熱を暖房、給湯などに利用するための排熱利用給湯暖房ユニット４４を備えている。排熱利用給湯暖房ユニット４４は、排熱で加熱した温水を貯める貯湯槽４５と、排熱による加熱温度が低い場合に温水を追い焚きするためのガスボイラ４６を備え、温水を給湯および暖房の熱として利用する。
【００２３】
ガスエンジン発電ユニット４３で発電された電気により、ガス消費地３において照明、テレビ、洗濯機などの電気器具５１を使用することができる。
【００２４】
また、排熱利用給湯暖房ユニット４４において加熱された温水により、ガス消費地３においてシャワー水栓、風呂水栓、台所水栓などの給湯器具５２を使用することができる。
【００２５】
さらに、排熱利用給湯暖房ユニット４４において加熱された温水を暖房の熱として利用することにより、ガス消費地３において床暖房、エアコン、風呂の追い焚きボイラなどの暖房器具５３を使用することができる。
【００２６】
このように、エネルギ供給システム１では、ガス消費地３に設置されたガスエンジン・コージェネレーションシステム４を運転させることにより、ガス消費地３において電気器具５１、給湯器具５２および暖房器具５３にエネルギを供給することができる。従って、ガス消費地３では、ガスの供給のみでガス器具５に加え、電気器具５１、給湯器具５２および暖房器具５３を使用することができる。
【００２７】
また、ガスエンジン・コージェネレーションシステム４は、発電の際の排熱を給湯および暖房の熱に利用するので、ガス消費地３におけるエネルギー利用効率が高く、極めて経済的である。さらに、ガスエンジン・コージェネレーションシステム４は、自己学習機能を有しているので、曜日、月、季節などに合わせて運転時間が変化する。このため、ガスエンジン・コージェネレーションシステム４では、給湯や暖房負荷に合わせて発電することにより、排熱を有効に利用できる。
【００２８】
（ガス使用量算出システム）
このようなエネルギ供給システム１においてガス消費地３でのガスの使用量を算出するためのガス使用量算出システム６は、ガス供給源２からガスエンジン４１、ガスボイラ４６およびガス器具５に供給されるガス流量を計測するガスメータ７と、このガスメータ７の検針結果が供給される積算装置８とから構成される。また、積算装置８は、ガスエンジン４１と信号線８０で接続され、ガスエンジン４１の運転信号出力部から出力される運転状態の信号が供給されるようになっている。
【００２９】
図２（ａ）および（ｂ）は、図１のエネルギー供給システム１におけるガス使用量算出システム６を示す概略ブロック図、およびガス使用量算出システム６における積算装置８と運転信号出力部の無いガスエンジン４１の接続を示す概略ブロック図である。
【００３０】
図２（ａ）に示すように、ガス使用量算出システム６において、積算装置８は、マイクロコンピュータから構成される制御部８１を中心として、液晶表示器などからなる表示部８２と、表示切替などを行うための操作部８３と、ガスメータ７から電文通信で送られるガス使用量を受信するための通信部８４と、ガスエンジン４１の運転信号出力部４１ａに信号線８０を介して接続された運転信号受信部８５を備えている。
【００３１】
また、積算装置８は、制御部８１の制御の下にガス流量の積算を行う第１の積算値カウンタ８６と、第２の積算値カウンタ８７とを備えている。これらの積算値カウンタ８６、８７の積算値は、表示部８２に表示される。また、表示部８２の表示は操作部８３の操作に応じて切り換わるように構成されている。
【００３２】
第１の積算値カウンタ８６は、ガスエンジン４１の運転中に、ガスメータ７で計測されるガス流量を積算することにより、ガスエンジン・コージェネレーションシステム４で使用されるガス使用量を算出する。
【００３３】
第２の積算値カウンタ８７は、ガスエンジン４１の停止中に、ガスメータ７で計測されるガス流量を積算することにより、ガス器具５で使用されるガス使用量を算出する。
【００３４】
ここで、ガスエンジン４１の運転および停止状態は、ガスエンジン４１から運転信号受信部８５に送られるオン・オフ信号（運転信号）により検出される。オン・オフ信号に基づき、制御部８１では、第１の積算値カウンタ８６および第２の積算値カウンタ８７に対して、ガスメータ７から提供されるガス流量の積算動作の開始および停止制御を行う。すなわち、運転信号受信部８５でガスエンジン４１の運転中を示すオン信号が受信されている間は、ガスメータ７から提供されるガス流量が第１の積算値カウンタ８６に積算され、第２の積算値カウンタ８７には積算されない。一方、運転信号受信部８５にガスエンジン４１の停止中を示すオフ信号が受信されている間は、ガスメータ７から提供されるガス流量が第１の積算値カウンタ８６には積算されず、第２の積算値カウンタ８７で積算される。
【００３５】
なお、ガスエンジン４１に運転信号出力部４１ａが無い種類のガスエンジンが用いられている場合には、ガスエンジン４１の運転状態を検出する運転状態センサを用いればよい。例えば、図２（ｂ）に示すように、ガスエンジン４１に運転状態センサ９１を取付け、運転状態センサ９１からの検知信号を変換器９２でガスエンジン４１の運転状態を示す信号に変換して運転信号受信部８５で受信されるようにする。運転状態センサ９１としては、ガスエンジン４１により駆動される発電機４２の発電量を出力する電圧（電流）センサや、ガスエンジン４１の温度変化を出力する温度センサなどを用いればよい。
【００３６】
（積算装置８の積算動作）
図３は、図２のガス使用量算出システム６における積算装置８の積算動作の一例を示すタイミングチャートである。図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）においては、ガスエンジン４１、ガスボイラ４６、ガス器具５の運転期間を斜線で示している。図３（ｄ）では、運転信号受信部８５にガスエンジン４１から出力されたオン信号が受信される期間を斜線で表している。図３（ｅ）および（ｆ）においては、各積算値カウンタの動作期間を太線で示してある。また、図３（ｇ）のグラフはガス使用量を示し、縦軸がガス流量を表し、横軸が時間経過を表している。
【００３７】
図３に示すように、最初の時間帯Ａ（時点Ｔ０〜Ｔ１の間）では、ガスエンジン４１が停止している。積算装置８では、運転信号受信部８５でガスエンジン４１から出力されるオフ信号を受信するので、第２の積算値カウンタ８７が積算状態になる。但し、この時間帯Ａは、ガス器具５も運転されていないので、ガスメータ７によって計測されるガス流量は零である。従って、第２の積算値カウンタ８７による積算値も零のままである。
【００３８】
次の時間帯Ｂ（時点Ｔ１〜Ｔ２の間）では、ガスエンジン４１が運転される。積算装置８では、運転信号受信部８５にガスエンジン４１から出力されるオン信号が受信されるので、第２の積算値カウンタ８７の積算動作が停止し、第１の積算値カウンタ８６が積算状態になる。第１の積算値カウンタ８６には、ガスエンジン４１で使用されたガス流量がガスメータ７から供給されて積算される。
【００３９】
次に、時点Ｔ２からＴ５の間の時間帯Ｃは、ガスエンジン４１が停止する。この時間帯Ｃには、ガス器具５が運転される時間帯Ｃ１（時点Ｔ３からＴ４の間）が含まれている。積算装置８では、運転信号受信部８５でガスエンジン４１からのオフ信号を受信するので、第１の積算値カウンタ８６が積算を停止し、第２の積算値カウンタ８７が積算状態になる。第２の積算値カウンタ８７には、時間帯Ｃ１においてガス器具５で使用されたガス流量がガスメータ７から供給されて積算される。
【００４０】
時点Ｔ５から時点Ｔ８の間の時間帯Ｄでは、ガスエンジン４１が運転される。この時間帯Ｄは、途中にガスエンジン４１に加え、ガスボイラ４６が運転される時間帯Ｄ１（時点Ｔ６からＴ７の間）も含まれている。積算装置８では、運転信号受信部８５でガスエンジン４１からのオン信号を受信するので、第２の積算値カウンタ８７が積算を停止し、第１の積算値カウンタ８６が積算状態になる。第１の積算値カウンタ８６には、ガスエンジン４１およびガスボイラ４６で使用されたガス流量がガスメータ７から供給されて積算される。
【００４１】
時点Ｔ８からの時間帯Ｅにおいては、ガスエンジン４１が停止する。積算装置８では、運転信号受信部８５でガスエンジン４１からのオフ信号を受信するので、第１の積算値カウンタ８６が積算を停止し、第２の積算値カウンタ８７が積算状態になる。
【００４２】
なお、ガスエンジン４１が使用される期間（時点Ｔ１からＴ２の時間帯Ｂ、時点Ｔ５からＴ８の時間帯Ｄ）に、ガスコンロ等のガス器具５の使用があれば、そのガス使用量はガスエンジン４１のガス使用量とともに、第１の積算値カウンタ８６で積算される。
【００４３】
（ガス料金算出方法）
次に、上記のガス使用量算出システム６により算出されたガス使用量に基づいてガス料金を算出することができる。ガスエンジン・コージェネレーションシステム４によるガス料金は、第１の積算値カウンタ８６によって算出された第１のガス使用量と、第１のガス料金単価とに基づき算出することができる。また、ガス器具５によるガス料金は、第２の積算値カウンタ８７によって算出された第２のガス使用量と、第２のガス料金単価とに基づき算出することができる。従って、ガスエンジン・コージェネレーションシステムが運転している間のガス料金と、通常のガス器具５のみを使用している間のガス料金とのそれぞれを算出することができる。
【００４４】
このように、本例のガス使用量算出システム６では、ガスエンジン４１からの運転信号により第１の積算値カウンタ８６と第２の積算値カウンタ８７とを切り換えて、ガスメータ７から供給されるガス流量の積算を行う。ガスエンジン４１の運転に基づいて積算を行うので、ガスエンジン・コージェネレーションシステム４の運転時間が自己学習機能により変動しても、その変化に追従して、ガスエンジン・コージェネレーションシステム４が運転している間のガス使用量の積算値を正確に算出することが可能である。従って、ガスエンジン・コージェネレーションシステム４の普及を図るために、通常のガス料金に対して、ガスエンジン・コージェネレーションシステム４が運転している間のガス料金を別料金（例えば、割引き料金）で算出することが可能となる。
【００４５】
（ガス使用量算出システムの別の例）
上記のガス使用量算出システム６では、ガスエンジン・コージェネレーションシステム４におけるガスエンジン４１および追い焚き用のガスボイラ４６で使用されるガス流量が積算装置８の第１の積算値カウンタ８６に一緒に積算されている。ここで、ガスエンジン４１の使用時におけるガス流量は、約０．２ｍ3／ｈであるのに対して、ガスボイラ４６の使用時におけるガス流量は約１．２ｍ3／ｈと大きい。このため、積算装置８にガス使用量が予め定めた流量値以上の場合に積算動作を行う第３の積算値カウンタを追加することにより、ガスボイラ４６によるガス使用量を別にして算出することができる。
【００４６】
図４は、本発明を適用したガス使用量算出システムの別の例を示す概略ブロック図である。なお、図４において、図２に示した部分と共通する部分については、同じ符号を付してある。
【００４７】
図４に示すガス使用量算出システム６Ａは、図１に示すエネルギ供給システム１においてガスエンジン・コージェネレーションシステム４を備えたガス消費地３でのガスの使用量を算出するためのものであり、ガスエンジン４１、ガスボイラ４６およびガス器具５にガス供給源２から供給されるガス流量を計測するガスメータ７と、このガスメータ７の検針結果が供給される積算装置８Ａとから構成されている。
【００４８】
積算装置８Ａは、マイクロコンピュータから構成される制御部８１を中心にして液晶表示器などからなる表示部８２と、表示切替などを行うための操作部８３と、ガスメータ７から電文通信で送られるガス使用量を受信するための通信部８４と、ガスエンジン４１の運転信号出力部４１ａに信号線８０を介して接続された運転信号受信部８５とを有している。
【００４９】
また、積算装置８Ａは、制御部８１の制御の下にガスメータから供給されるガス流量の積算を行う第１の積算値カウンタ８６、第２の積算値カウンタ８７および第３の積算値カウンタ８８を備えている。これらの積算値カウンタ８６、８７、８８の積算値は、表示部８２に表示される。また、表示部８２の表示は操作部８３の操作に応じて切り換わるように構成されている。
【００５０】
第１の積算値カウンタ８６は、ガスエンジン４１の運転中に、ガスメータ７で計測されるガス流量を積算することにより、ガスエンジン・コージェネレーションシステム４で使用されるガス使用量を算出する。
【００５１】
第２の積算値カウンタ８７は、ガスエンジン４１の停止中に、ガスメータ７で計測されるガス流量を積算することにより、ガス器具５で使用されるガス使用量を算出する。
【００５２】
ここで、ガスエンジン４１の運転および停止状態は、ガスエンジン４１から運転信号受信部８５に送られるオン・オフ信号（運転信号）により検出される。これらのオン・オフ信号に基づき、制御部８１では、第１の積算値カウンタ８６および第２の積算値カウンタ８７に対して、ガスメータ７から提供されるガス流量の積算動作の開始および停止制御を行う。すなわち、運転信号受信部８５でガスエンジン４１の運転を示すオン信号が受信されている間は、ガスメータ７から提供されるガス流量が第１の積算値カウンタ８６に積算され、第２の積算値カウンタ８７では積算されない。一方、運転信号受信部８５にガスエンジンの停止を示すオフ信号が受信されている間は、ガスメータから提供されるガス流量が第１の積算値カウンタ８６には積算されず、第２の積算値カウンタ８７で積算される。
【００５３】
第３の積算値カウンタ８８は、ガスメータ７で計測されるガス流量が、予め定めた設定値以上の場合に、ガスメータ７から供給されるガス流量の積算動作を行うものである。第３の積算値カウンタ８８におけるガス流量の設定値は、ガスエンジン４１のみが使用されるときのガス流量よりも多く、ガスエンジン４１の運転中に追い焚き用のガスボイラ４６も使われるガス流量より少ない値に設定されている。また、第３の積算値カウンタ８８による積算動作が行われる間は、第１の積算値カウンタ８６の積算動作が行われないようになっている。
【００５４】
従って、第３の積算値カウンタ８８は、ガスエンジン・コージェネレーションシステム４で使用されるガス使用量のうち、ガスエンジン４１およびガスボイラ４６とも運転される間のガス使用量を算出する。また、第３の積算値カウンタ８８による積算動作が行われる間に、第１の積算値カウンタ８６の積算動作が行われないので、第１の積算値カウンタ８６では、ガスエンジン・コージェネレーションシステム４で使用されるガス使用量のうち、ガスエンジン４１のみが運転される間のガス使用量を算出する。
【００５５】
なお、ガスエンジン４１に運転信号を出力する運転信号出力部が無い種類のガスエンジンが用いられている場合には、図２（ｂ）に示したように、ガスエンジン４１に取り付けた運転状態センサ９１の検知信号が変換器９２を介してガスエンジン４１の運転状態を示す信号に変換されて運転信号受信部８５に受信されるようにすればよい。
【００５６】
図５は、図４のガス使用量算出システム６Ａにおける積算装置８Ａの積算動作の一例を示すタイミングチャートである。図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）においては、ガスエンジン４１、ガスボイラ４６、ガス器具５の運転期間を斜線で示している。図５（ｄ）では、運転信号受信部８５にガスエンジン４１から出力されたオン信号が受信される期間を斜線で表している。図５（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）においては、各積算値カウンタの動作期間を太線で示してある。また、図５（ｈ）のガス使用量のグラフでは、縦軸がガス流量を表し、横軸が時間経過を表している。
【００５７】
図５に示すように、最初の時間帯Ａ（時点Ｔ０〜Ｔ１の間）では、ガスエンジン４１が停止している。積算装置８Ａでは、運転信号受信部８５でガスエンジン４１から出力されるオフ信号を受信するので、第２の積算値カウンタ８７が積算状態になる。但し、この時間帯Ａは、ガス器具５も運転されていないので、ガスメータ７によって計測されるガス流量は零であり、従って、第２の積算値カウンタ８７の積算値も零のままである。
【００５８】
次の時間帯Ｂ（時点Ｔ１〜Ｔ２の間）では、ガスエンジン４１が運転される。積算装置８Ａでは、運転信号受信部８５でガスエンジン４１から出力されるオン信号を受信するので、第２の積算値カウンタ８７が積算を停止し、第１の積算値カウンタ８６が積算状態になる。
【００５９】
このとき、ガスメータ７から供給されるガス流量は、第３の積算値カウンタが積算を行う設定値Ｑ以下であり、第３の積算値カウンタ８８は積算をしない。このため、第１の積算値カウンタ８６において、ガスメータ７から供給されるガスエンジン４１で使用されたガス流量を積算する。
【００６０】
次に、時点Ｔ２からＴ５の間の時間帯Ｃでは、ガスエンジン４１が停止する。この時間帯Ｃには、ガス器具５が運転される時間帯Ｃ１（時点Ｔ３からＴ４の間）が含まれている。積算装置８Ａでは、運転信号受信部８５でガスエンジン４１からのオフ信号を受信するので、第１の積算値カウンタ８６が積算を停止し、第２の積算値カウンタ８７が積算状態になる。また、時間帯Ｃ１においてガス器具５で使用されたガス流量は、第３の積算値カウンタ８８が積算を行う設定値Ｑ以下である。このため、ガスメータ７から供給されるガス流量は、第２の積算値カウンタ８７に積算される。
【００６１】
時点Ｔ５から時点Ｔ８の間の時間帯Ｄでは、ガスエンジン４１が運転される。この時間帯Ｄには、途中にガスエンジン４１に加え、ガスボイラ４６が運転される時間帯Ｄ１（時点Ｔ６からＴ７の間）も含まれている。積算装置８Ａでは、運転信号受信部８５にガスエンジン４１のオン信号が受信されるので、第２の積算値カウンタ８７が積算を停止し、第１の積算値カウンタ８６が積算状態になる。
【００６２】
時間帯Ｄにおいて、途中の時間帯Ｄ１に対して手前の時点Ｔ５からＴ６の間は、ガスエンジン４１のみ運転される。このため、ガスメータ７から供給されるガス流量は、第３の積算値カウンタ８８がガス流量の積算を行う設定値Ｑ以下である。従って、ガスメータ７から供給されるガス流量は、第１の積算値カウンタ８６で積算される。
【００６３】
次に、時点Ｔ６からＴ７の間である時間帯Ｄ１は、ガスボイラ４６も使用され、ガス流量が設定値Ｑ以上となる。このため、第３の積算値カウンタ８８が積算状態となり、第１の積算値カウンタ８６では積算を行わない。従って、ガスメータ７から供給されるガス流量は、第３の積算値カウンタ８８で積算される。
【００６４】
時間帯Ｄ１を過ぎた時点Ｔ７からＴ８の間は、ガスエンジン４１のみが運転され、ガスボイラ４６が停止してガス流量が設定値Ｑ以下となる。このため、第３の積算値カウンタ８８が積算を行わなくなり、第１の積算値カウンタ８６が積算状態に戻る。従って、ガスメータ７から供給されるガス流量は、第１の積算値カウンタ８６で積算される。
【００６５】
時点Ｔ８からの時間帯Ｅにおいては、ガスエンジン４１が停止する。積算装置８Ａでは、運転信号受信部８５でガスエンジン４１からのオフ信号を受信するので、第１の積算値カウンタ８６が積算を停止し、第２の積算値カウンタ８７が積算状態になる。
【００６６】
なお、ガスエンジン４１が使用される期間（時点Ｔ１からＴ２の時間帯Ｂ、時間帯Ｄにおける時点Ｔ５からＴ６の間および時点Ｔ７からＴ８の間）に、ガスコンロ等のガス器具５の使用があれば、そのガス使用量はガスエンジン４１のガス使用量とともに、第１の積算値カウンタ８６で積算される。また、ガスボイラ４６が使用される期間（時点Ｔ６からＴ７の時間帯Ｄ１）に、ガス器具５の使用があれば、そのガス使用量はガスエンジン４１およびガスボイラ４６のガス使用量とともに、第３の積算値カウンタ８８で積算される。
【００６７】
（ガス料金算出方法）
次に、上記のガス使用量算出システム６Ａにより算出されたガス使用量に基づいてガス料金を算出することができる。ガスエンジン・コージェネレーションシステム４によるガス料金のうちガスエンジン４１のみ運転したときのガス料金は、第１の積算値カウンタ８６によって算出された第１のガス使用量と、第１のガス料金単価とに基づき算出することができる。また、ガス器具５によるガス料金は、第２の積算値カウンタ８７によって算出された第２のガス使用量と、第２のガス料金単価とに基づき算出することができる。さらに、ガスエンジン・コージェネレーションシステム４によるガス料金のうちガスエンジン４１およびガスボイラ４６とも運転したときのガス料金は、第３の積算値カウンタ８８によって算出された第３のガス使用量と、第３のガス料金単価とに基づき算出することができる。
【００６８】
従って、ガスエンジン・コージェネレーションシステムが運転している間のガス料金と、通常のガス器具５のみを使用している間のガス料金とをそれぞれ算出することができる。さらに、ガスエンジン・コージェネレーションシステム４が運転している間において、ガスエンジン４１のみが運転される間のガス料金と、ガスボイラ４６も同時に使用された間のガス料金とをそれぞれ算出することができる。
【００６９】
すなわち、ガスボイラ４６が使用されている間においては、ガスボイラ４６によるガス使用量がガスエンジン４１によるガス使用量に比べて遥かに多い。従って、第３の積算値カウンタ８８によって、ガスボイラ４６による実質的なガス使用量を算出できる。また、そうであるから、第１の積算値カウンタ８６によって、ガスエンジン４１による実質的なガス使用量を算出できる。このため、これらの積算値カウンタ８６、８８の積算値に基づき、ガスエンジン４１のガス使用料およびガスボイラ４６のガス使用料を実用上支障のない誤差の範囲で算出できる。
【００７０】
このように、本例のガス使用量算出システム６Ａにおいても、ガスエンジン４１からの運転信号により積算装置８Ａにおける第１の積算値カウンタ８６と第２の積算値カウンタ８７を切り換え、ガスエンジン４１の運転に基づいてガス流量の積算を行う。ガスエンジン４１の運転に基づいて積算を行うので、ガスエンジン・コージェネレーションシステム４の運転時間が自己学習機能により変動しても、その変化に追従して、ガスエンジン・コージェネレーションシステム４が運転している間のガス使用量の積算値を正確に算出することが可能である。
【００７１】
また、積算装置８Ａは、ガスエンジン４１とガスボイラ４６が運転されガス流量が大流量となるときに積算を行う第３の積算値カウンタ８８を備えている。従って、ガスエンジン・コージェネレーションシステム４の運転中において、ガスエンジン４１のみが運転している間の積算値と、ガスエンジン４１およびガスボイラ４６が運転している間の積算値とをそれぞれ積算可能である。よって、ガスエンジン・コージェネレーションシステム４によるガス料金を通常のガス器具５によるガス料金とは異なる料金形態にした場合に、ガスボイラ４によるガス料金を別料金にすることが可能となる。
【００７２】
（その他の実施の形態）
なお、上記の各例は、ガスエンジン発電ユニット４３を備えたガスエンジン・コージェネレーションシステム４が設置されたガス消費地３に関するものであるが、本発明は、ガスエンジン発電ユニット４３以外のガス発電ユニットを備えたコージェネレーションシステムが設置されたガス消費地３においても適用可能である。
【００７３】
例えば、本発明が適用可能なコージェネレーションシステムとしては、ガスタービンで発電機を駆動して発電を行うガスタービン発電ユニットを備えたガスタービン・コージェネレーションシステム、ガスタービンよりも小型のマイクロガスタービンで発電機を駆動して発電を行うマイクロガスタービン発電ユニットを備えたマイクロガスタービン・コージェネレーションシステム、燃料の天然ガスから水素を取り出して空気中の酸素と化学反応させて発電を行う燃料電池をガス発電ユニットとして備えた燃料電池・コージェネレーションシステムがある。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のガス使用量算出システムは、ガス消費地に設置されたガス発電ユニットを備えたコージェネレーションシステムおよび通常のガス器具のガス使用量を計測するガスメータから供給されるガス流量を、ガス発電ユニットの運転中に積算する第１の積算値カウンタと、ガス発電ユニットの停止中に積算する第２の積算値カウンタとを備えている。ガス発電ユニットの運転に基づいて積算を行うので、コージェネレーションシステムの運転時間が自己学習機能により変動しても、その変化に追従して、第１の積算値カウンタでコージェネレーションシステムが運転している間のガス使用量の積算値を正確に算出することが可能である。従って、ガス発電ユニットを備えたコージェネレーションシステムの普及を図るために、通常のガス料金に対して、コージェネレーションシステムが運転している間のガス料金を別料金で算出することが可能となる。
【００７５】
また、ガスメータで計測されるガス流量が、予め定めたガス流量値以上の場合に、ガスメータから供給されるガス流量の積算動作を行う第３の積算値カウンタを用いることにより、コージェネレーションシステムが運転される際に、ガス発電ユニットとガスボイラが運転されてガス流量が大流量となるときのガス流量を別に積算することができる。従って、コージェネレーションシステムによるガス使用料金を通常のガス器具によるガス使用料金とは異なる料金形態にした場合に、ガスボイラによるガス料金も別料金にすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のガス使用量算出システムを備えたエネルギ供給システムの概略構成図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は、本発明のガス使用量算出システムを示す概略ブロック図、およびガス使用量算出システムにおける積算装置と運転信号出力部の無いガスエンジンとの接続を示す概略ブロック図である。
【図３】図２のガス使用量算出システムにおける積算装置の積算動作の一例を示すタイミングチャートである。
【図４】本発明を適用したガス使用量算出システムの別の例を示す概略ブロック図である。
【図５】図４のガス使用量算出システムにおける積算装置の積算動作の一例を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１ エネルギ供給システム
２ ガス供給源
３ ガス消費地
４ ガスエンジン・コージェネレーションシステム
５ ガス器具
６、６Ａ ガス使用量算出システム
７ ガスメータ
８、８Ａ 積算値カウンタ
４１ ガスエンジン
４１ａ 運転信号出力部
４２ 発電機
４３ ガスエンジン発電ユニット
４４ 排熱利用給湯暖房ユニット
４５ 貯湯槽
４６ ガスボイラ
５１ 電気器具
５２ 給湯器具
５３ 暖房器具
８０ 信号線
８１ 制御部
８２ 表示部
８３ 操作部
８４ 通信部
８５ 運転信号受信部
８６ 第１の積算値カウンタ
８７ 第２の積算値カウンタ
８８ 第３の積算値カウンタ
９１ 運転状態センサ
９２ 変換器
Claims (5)
- ガス発電ユニットを駆動して発電を行うとともに、発電時に発生する排熱を利用して水を加熱するコージェネレーションシステムと、少なくとも一つのガス器具と、前記ガス発電ユニットおよび前記ガス器具に供給されるガスの流量を計測するガスメータとが設置されたガス消費地のガス使用量算出システムにおいて、
前記ガス発電ユニットの動作中に、前記ガスメータで計測されるガス流量を積算して、前記コージェネレーションシステムで使用されるガス使用量を算出する第１の積算値カウンタと、
前記ガス発電ユニットの停止中に、前記ガスメータで計測されるガス流量を積算して、前記ガス器具で使用されるガス使用量を算出する第２の積算値カウンタと、
を有していることを特徴とするコージェネレーションシステムを備えたガス消費地のガス使用量算出システム。 - 請求項１において、
前記第１の積算値カウンタおよび前記第２の積算値カウンタは、前記ガス発電ユニットから供給されるオン・オフ信号に基づき、前記ガス流量の積算動作の開始および停止を行うことを特徴とするガス使用量算出システム。 - 請求項１または２において、
前記ガス発電ユニットの運転状態を検出する運転状態センサを有し、
前記第１の積算値カウンタおよび前記第２の積算値カウンタは、前記運転状態センサの出力に基づき、前記ガス流量の積算動作の開始および停止を行うことを特徴とするガス使用量算出システム。 - 請求項１、２または３において、
前記コージェネレーションシステムは、前記排熱を利用して得られた温水の温度が低い場合に追い焚きを行うガスボイラを備えており、
前記ガスメータで計測されるガス流量が、予め定めたガス流量値以上の場合に、前記ガスメータから供給されるガス流量の積算動作を行う第３の積算値カウンタを有していることを特徴とするガス使用量算出システム。 - 請求項４において、
前記第１の積算値カウンタは、前記第３の積算値カウンタによる積算動作が行われている間は、積算動作を行わないことを特徴とするガス使用量算出システム。
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