JP5309035B2 - コージェネレーションシステム - Google Patents
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Description
先ず、本発明の実施の形態1に係るコージェネレーションシステムの構成について詳細に説明する。
図2は、本発明の実施の形態2に係るコージェネレーションシステムの構成を模式的に示すブロック図である。
図3は、本発明の実施の形態3に係るコージェネレーションシステムの構成を模式的に示すブロック図である。
先ず、本発明の実施の形態4に係るコージェネレーションシステムの構成について詳細に説明する。
本発明の実施の形態5に係るコージェネレーションシステムは、発電機1として燃料ガス中の水素及び酸化剤ガス中の酸素を用いる発電により直流電力を出力する燃料電池を備えている点を除き、図4に示すコージェネレーションシステム400の構成と同様の構成を備えている。
実施の形態1〜5では、コージェネレーションシステム100〜400及びその構成要素が正常に動作していることを前提として説明した。つまり、実施の形態1〜5では、コージェネレーションシステム100が正常に動作している場合の停止動作時において冷却水ポンプ10及び貯湯水ポンプ2bを動作させて冷却水及び貯湯水の循環動作を実行する場合に、貯湯水または冷却水の流入先が冷却器4からバイパス経路8になるよう経路切替器7を制御する構成や、電力変換装置3が正常に動作している場合のインバータ3aの排熱量に基づき貯湯水または冷却水の流入先を冷却器4からバイパス経路8に切替えるよう経路切替器7を制御する構成について説明した。しかし、このような構成では、コージェネレーションシステム100において何らかの異常が発生することにより行われる異常停止動作時において上記循環動作を実行する場合、異常が発生してない場合において実行される通常の停止動作時と同様に上記経路切替器7を制御すると、コージェネレーションシステム100の省エネルギー性が改善されない場合がある。具体的には、インバータ3aの高温異常が発生した場合であるが、そこで、本実施の形態では、コージェネレーションシステム100においてインバータ3aの高温異常が発生した後の異常停止動作時において上記循環動作が実行される場合の実施形態について説明する。
本実施の形態6においては、インバータ3aの高温異常の場合において、停止動作時であっても経路切替器7を冷却器4側に制御し、冷却器4を冷却する形態について説明した。しかしながら、他の異常が発生した場合においても同様に制御すると、冷却器4が放熱器として機能し、停止動作時において、冷却水及び貯湯水を循環させる循環動作を実行する場合に、コージェネレーションシステム400の省エネルギー性が低下してしまう場合がある。そこで、本実施の形態では、コージェネレーションシステム100において異常が発生後に行われる異常停止動作において上記循環動作が実行される場合、発生した異常内容に応じて適切に経路切替器7の制御が行われる。以下に、その実施形態の詳細について説明する。なお、以下に説明する動作は、上記実施の形態1〜5のいずれの形態にも採用することが可能である。
2 熱媒体経路
2a 貯湯水循環経路
2b 貯湯水ポンプ
3 電力変換装置
3a インバータ
4 冷却器
5 熱交換器
6 貯湯タンク
7 経路切替器
7a 第1の接続口
7b 第2の接続口
7c 第3の接続口
8 バイパス経路
9 冷却水循環経路
10 冷却水ポンプ
11 配線
12 制御装置
12a 出力決定器
13 電流検知器
14a,14b 温度検知器
15 負荷電力検知器
100〜400 コージェネレーションシステム
101 コージェネレーションシステム
102 水系統
103 貯湯タンク
104 冷水管
105 ラジエータ
106 電力変換回路
106a インバータ
107 冷却器
108 凝縮器
109 熱交換器
110 温水管
111 水タンク
112 精製器
113 改質器
114 ポンプ
115 ポンプ
116 電磁弁
117 冷却ファン
118 サーモスタット
119 燃料電池スタック
Claims (10)
- 発電機と、
前記発電機の出力電力を変換する電力変換器と、
前記電力変換器からの排熱及び前記発電機からの排熱を回収するように熱媒体が通流される熱媒体経路と、
前記熱媒体経路より分岐して前記熱媒体が前記電力変換器をバイパスして流れるためのバイパス経路と、
前記バイパス経路と前記熱媒体経路との間で前記熱媒体の流入先を切替える切替器と、
前記電力変換器の排熱量を検知する排熱量検知器と、
制御器と、を備え、
前記制御器は、前記発電機の起動動作時、前記発電機の停止動作時、又は、前記排熱量検知器が検知する前記排熱量が予め定められた閾値未満である場合に、前記熱媒体の流入先を前記熱媒体経路から前記バイパス経路に切替えるよう前記切替器を制御するように構成されている、コージェネレーションシステム。 - 前記排熱量検知器が前記電力変換器からの排熱を回収した前記熱媒体の温度を検知する第1の温度検知器であって、
前記制御器は、前記第1の温度検知器が検知する前記温度が予め定められた第1の温度閾値未満である場合に、前記熱媒体の流入先を前記熱媒体経路から前記バイパス経路に切替えるよう前記切替器を制御する、請求項1記載のコージェネレーションシステム。 - 前記排熱量検知器が前記電力変換器からの出力電流値を検知する電流検知器であって、
前記制御器は、前記電流検知器が検知する前記出力電流値が予め定められた電流閾値未満である場合に、前記熱媒体の流入先を前記熱媒体経路から前記バイパス経路に切替えるよう前記切替器を制御する、請求項1記載のコージェネレーションシステム。 - 前記排熱量検知器が前記電力変換器からの出力電力値を決定する出力決定器であって、
前記制御器は、前記出力決定器が決定する前記出力電力値が予め定められた電力閾値未満である場合に、前記熱媒体の流入先を前記熱媒体経路から前記バイパス経路に切替えるよう前記切替器を制御する、請求項1記載のコージェネレーションシステム。 - 前記排熱量検知器が前記電力変換器の温度を検知する第2の温度検知器であって、
前記制御器は、前記第2の温度検知器が検知する前記温度が予め定められた第2の温度閾値未満である場合に、前記熱媒体の流入先を前記熱媒体経路から前記バイパス経路に切替えるよう前記切替器を制御する、請求項1記載のコージェネレーションシステム。 - 前記排熱量検知器が前記電力変換器の温度を検知する第2の温度検知器であって、
前記制御器は、前記第2の温度検知器の検知温度が許容上限値を超える第1の異常によって実行される停止動作においては、前記熱媒体の流入先が前記熱媒体経路になるよう前記切替器を制御する、請求項1記載のコージェネレーションシステム。 - 前記制御器は、前記第1の異常によって実行される停止動作においては、前記熱媒体の流入先が前記熱媒体経路になるよう前記切替器を制御し、
前記第1の異常とは異なる第2の異常によって実行される停止動作においては、前記熱媒体の流入先が前記バイパス経路になるよう前記切替器を制御する、請求項6記載のコージェネレーションシステム。 - 前記熱媒体経路は、前記電力変換器が備える冷却器及び前記発電機を経由する経路である、請求項1記載のコージェネレーションシステム。
- 前記発電機を経由して該発電機を冷却する第1の熱媒体が通流される第1の熱媒体経路と、該第1の熱媒体経路上に配設された熱交換器と、を備え、
前記電力変換器が備える冷却器及び前記熱交換器を経由して、該電力変換器が備える冷却器及び該熱交換器において受熱する第2の熱媒体が通流される第2の熱媒体経路が、前記熱媒体経路である、請求項1記載のコージェネレーションシステム。 - 前記発電機が、燃料電池である、請求項1乃至9の何れか1つに記載のコージェネレーションシステム。
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