JP6124598B2 - コージェネレーションシステム及びコージェネレーションシステムの運転方法 - Google Patents
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Description
説明を加えると、貯湯用循環手段により、槽底部側から取り出した槽内水を槽上部側に戻す形態で貯湯槽の槽内水が貯湯用循環路を通して循環されながら、その貯湯用循環路を通流する槽内水が熱電併給装置から発生する熱にて加熱されることにより、貯湯槽に槽内水が温度成層を形成する状態で貯留される。ちなみに、熱電併給装置は、燃料電池やエンジン駆動式の発電機等にて構成される。
尚、上記の特許文献1には記載されていないが、貯湯槽内が満タンになったことを検知する手法としては、例えば、貯湯槽内の頂部の槽内水の温度が給水路を通して貯湯槽に給水される水の温度と同等になることに基づく手法や、貯湯槽内の頂部の圧力が所定の設定圧力以上になることに基づく手法が挙げられる。
その特徴構成は、前記給水路を通流する水の流量を検出する給水流量検出手段が設けられ、
前記制御手段が、運転開始指令に基づいて、前記給水手段の給水作動を開始し、その開始後、前記給水流量検出手段の検出情報に基づいて、前記給水路から空気が抜け、且つ、前記貯湯槽内の水位が前記貯湯槽における前記貯湯用循環路への槽内水の取り出し口よりも上部に達する循環開始許容条件が満たされたことを検知すると、前記貯湯用循環手段の作動を開始する運転開始時制御を実行し、
予め、前記取り出し口を水没させるのに必要な前記貯湯槽への最少の給水量が、設定下限給水量として設定され、
前記循環開始許容条件が、前記給水流量検出手段の検出値の積算値が前記設定下限給水量以上となる条件に設定されている点にある。
つまり、給水手段の給水作動の開始後、所定の循環開始許容条件が満たされたことが検知されると、貯湯用循環手段の作動が開始されるので、給水手段の給水作動の開始後、貯湯槽が満タンになる前に、貯湯用循環手段の作動が開始されることになり、始動運転に要する時間を短縮して、運転開始に要する時間を短縮することができる。
そして、循環開始許容条件は、給水路から空気が抜け、且つ、貯湯槽内の水位が貯湯槽における貯湯用循環路に対する取り出し口よりも上部に達する条件に定められているので、貯湯槽が満タンになる前に貯湯用循環手段の作動が開始されても、貯湯槽や貯湯用循環路に空気が巻き込まれるのを回避することができる。
従って、貯湯槽への給水及び貯湯用循環路への水張りを空気が巻き込まれないように行えながら、運転開始に要する時間を短縮し得るコージェネレーションシステムを提供することができる。
加えて、循環開始許容条件が、給水流量検出手段の検出値の積算値が設定下限給水量以上となる条件に設定されているので、貯湯槽における貯湯用循環路に対する取り出し口が水没した後に、貯湯用循環手段の作動が開始されるようにすることが可能となる。
つまり、貯湯槽における貯湯用循環路に対する取り出し口が水没する程度にまで、給水路を通して貯湯槽に給水されると、給水路の空気は十分に抜けていると考えられ、そして、そのように取り出し口が水没した状態で、貯湯槽内の槽内水がその取り出し口に吸い込まれるので、貯湯用循環路に空気が巻き込まれることがない。
従って、始動運転において、空気の巻き込みを的確に防止しながら、貯湯槽への給水及び貯湯用循環路への水張りを行うことができる。
上記特徴構成によれば、循環開始許容条件が、給水流量検出手段の検出値の変動度合が設定度合よりも小さくなる条件に設定されているので、給水路の空気が十分に抜けてから、貯湯用循環手段の作動が開始されるようにすることが可能となる。
つまり、給水路に空気が残存していると、給水流量検出手段の検出値の変動が大きいので、給水流量検出手段の検出値の変動度合が小さくなるほど、給水路からの空気の抜けが進行していると考えられ、しかも、給水路から空気が十分に抜ける程度にまで貯湯槽に給水されると、貯湯槽の槽底部側に設けられた取り出し口は水没していると考えられる。そこで、設定度合を所定の値に設定して、給水流量検出手段の検出値の変動度合が設定度合よりも小さくなると、貯湯用循環手段の作動が開始されるようにすることにより、貯湯槽が満タンになる前に貯湯用循環手段の作動が開始されても、貯湯槽や貯湯用循環路に空気が巻き込まれるのを的確に回避することができるのである。
従って、始動運転において、空気の巻き込みを的確に防止しながら、貯湯槽への給水及び貯湯用循環路への水張りを行うことができる。
その特徴構成は、前記給水路を通流する水の流量を検出する給水流量検出手段が設けられ、
前記制御手段が、運転開始指令に基づいて、前記給水手段の給水作動を開始し、その開始後、前記給水流量検出手段の検出情報に基づいて、前記給水路から空気が抜け、且つ、前記貯湯槽内の水位が前記貯湯槽における前記貯湯用循環路への槽内水の取り出し口よりも上部に達する循環開始許容条件が満たされたことを検知すると、前記貯湯用循環手段の作動を開始する運転開始時制御を実行し、
前記循環開始許容条件が、前記給水流量検出手段の検出値の変動度合が所定の設定度合よりも小さくなる条件に設定されている点にある。
上記特徴構成によれば、運転開始指令が指令されると、制御手段により運転開始時制御が実行され、その運転開始時制御では、運転開始指令に基づいて、給水手段の給水作動が開始され、その開始後、給水流量検出手段の検出情報に基づいて、給水路から空気が抜け、且つ、貯湯槽内の水位が貯湯槽における貯湯用循環路への槽内水の取り出し口よりも上部に達する循環開始許容条件が満たされたことが検知されると、貯湯用循環手段の作動が開始される。
つまり、給水手段の給水作動の開始後、所定の循環開始許容条件が満たされたことが検知されると、貯湯用循環手段の作動が開始されるので、給水手段の給水作動の開始後、貯湯槽が満タンになる前に、貯湯用循環手段の作動が開始されることになり、始動運転に要する時間を短縮して、運転開始に要する時間を短縮することができる。
そして、循環開始許容条件は、給水路から空気が抜け、且つ、貯湯槽内の水位が貯湯槽における貯湯用循環路に対する取り出し口よりも上部に達する条件に定められているので、貯湯槽が満タンになる前に貯湯用循環手段の作動が開始されても、貯湯槽や貯湯用循環路に空気が巻き込まれるのを回避することができる。
従って、貯湯槽への給水及び貯湯用循環路への水張りを空気が巻き込まれないように行えながら、運転開始に要する時間を短縮し得るコージェネレーションシステムを提供することができる。
加えて、循環開始許容条件が、給水流量検出手段の検出値の変動度合が設定度合よりも小さくなる条件に設定されているので、給水路の空気が十分に抜けてから、貯湯用循環手段の作動が開始されるようにすることが可能となる。
つまり、給水路に空気が残存していると、給水流量検出手段の検出値の変動が大きいので、給水流量検出手段の検出値の変動度合が小さくなるほど、給水路からの空気の抜けが進行していると考えられ、しかも、給水路から空気が十分に抜ける程度にまで貯湯槽に給水されると、貯湯槽の槽底部側に設けられた取り出し口は水没していると考えられる。そこで、設定度合を所定の値に設定して、給水流量検出手段の検出値の変動度合が設定度合よりも小さくなると、貯湯用循環手段の作動が開始されるようにすることにより、貯湯槽が満タンになる前に貯湯用循環手段の作動が開始されても、貯湯槽や貯湯用循環路に空気が巻き込まれるのを的確に回避することができるのである。
従って、始動運転において、空気の巻き込みを的確に防止しながら、貯湯槽への給水及び貯湯用循環路への水張りを行うことができる。
その特徴構成は、前記給水路を通流する水の流量を検出する給水流量検出手段が設けられ、
前記熱電併給装置が、供給される炭化水素系の原燃料と水蒸気とを改質バーナの加熱により改質反応させる改質器を備えて、水素ガスを主成分とする水素含有ガスを生成する水素含有ガス生成部と、前記水素含有ガス生成部を加熱する電気ヒータと、前記水素含有ガス生成部から供給される水素含有ガスを用いて発電する燃料電池発電部と、冷却用流体を前記燃料電池発電部と排熱回収用熱交換器とを巡らせて冷却用循環路を通して循環させる冷却用循環手段とを備えた燃料電池発電装置にて構成され、
前記貯湯用循環路が、前記貯湯槽の槽内水を前記排熱回収用熱交換器を巡らせて通流させるように設けられ、
前記制御手段が、運転開始指令に基づいて、前記給水手段の給水作動を開始し、その開始後、前記給水流量検出手段の検出情報に基づいて、前記給水路から空気が抜け、且つ、前記貯湯槽内の水位が前記貯湯槽における前記貯湯用循環路への槽内水の取り出し口よりも上部に達する循環開始許容条件が満たされたことを検知すると、前記貯湯用循環手段の作動を開始する運転開始時制御を実行し、
前記制御手段が、前記運転開始時制御において、前記貯湯用循環手段の作動を開始するのに基づいて、前記電気ヒータの作動、及び、前記改質バーナの燃焼を開始するように構成されている点にある。
上記特徴構成によれば、運転開始指令が指令されると、制御手段により運転開始時制御が実行され、その運転開始時制御では、運転開始指令に基づいて、給水手段の給水作動が開始され、その開始後、給水流量検出手段の検出情報に基づいて、給水路から空気が抜け、且つ、貯湯槽内の水位が貯湯槽における貯湯用循環路への槽内水の取り出し口よりも上部に達する循環開始許容条件が満たされたことが検知されると、貯湯用循環手段の作動が開始される。
つまり、給水手段の給水作動の開始後、所定の循環開始許容条件が満たされたことが検知されると、貯湯用循環手段の作動が開始されるので、給水手段の給水作動の開始後、貯湯槽が満タンになる前に、貯湯用循環手段の作動が開始されることになり、始動運転に要する時間を短縮して、運転開始に要する時間を短縮することができる。
そして、循環開始許容条件は、給水路から空気が抜け、且つ、貯湯槽内の水位が貯湯槽における貯湯用循環路に対する取り出し口よりも上部に達する条件に定められているので、貯湯槽が満タンになる前に貯湯用循環手段の作動が開始されても、貯湯槽や貯湯用循環路に空気が巻き込まれるのを回避することができる。
従って、貯湯槽への給水及び貯湯用循環路への水張りを空気が巻き込まれないように行えながら、運転開始に要する時間を短縮し得るコージェネレーションシステムを提供することができる。
加えて、電気ヒータにより水素含有ガス生成部が加熱されると共に、改質バーナにより改質器が加熱される状態で、水素含有ガス生成部において水素含有ガスが生成され、並びに、燃料電池発電部において、水素含有ガス生成部から供給される水素含有ガスと別途供給される空気との電気化学反応により発電される。
そして、燃料電池発電部において電気化学反応により発生する熱が、冷却用循環路を通して循環される冷却用流体に回収され、並びに、排熱回収用熱交換器での熱交換により、冷却用循環路を通して循環される冷却用流体の保有熱が貯湯用循環路を通して循環される貯湯槽の槽内水に回収されることにより、貯湯槽に貯湯される。
従って、熱電併給装置として燃料電池発電装置を用いたコージェネレーションシステムにおいて、貯湯槽への給水及び貯湯用循環路への水張りを空気が巻き込まれないように行えながら、運転開始に要する時間を短縮することができるようになった。
更に、運転開始時制御において、貯湯用循環手段の作動が開始されるのに基づいて、電気ヒータの作動及び改質バーナの燃焼が開始される。
従って、電気ヒータの作動及び改質バーナの燃焼の開始が貯湯槽内が満タンになった後に行われる場合に比べて、運転開始に要する時間をより一層短縮することができる。
その特徴構成は、前記給水路を通流する水の流量を検出する給水流量検出手段が設けられ、
前記熱電併給装置が、供給される炭化水素系の原燃料と水蒸気とを改質バーナの加熱により改質反応させる改質器を備えて、水素ガスを主成分とする水素含有ガスを生成する水素含有ガス生成部と、前記水素含有ガス生成部を加熱する電気ヒータと、前記水素含有ガス生成部から供給される水素含有ガスを用いて発電する燃料電池発電部と、冷却用流体を前記燃料電池発電部と排熱回収用熱交換器とを巡らせて冷却用循環路を通して循環させる冷却用循環手段とを備えた燃料電池発電装置にて構成され、
前記貯湯用循環路が、前記貯湯槽の槽内水を前記排熱回収用熱交換器を巡らせて通流させるように設けられ、
前記制御手段が、運転開始指令に基づいて、前記給水手段の給水作動を開始し、その開始後、前記給水流量検出手段の検出情報に基づいて、前記給水路から空気が抜け、且つ、前記貯湯槽内の水位が前記貯湯槽における前記貯湯用循環路への槽内水の取り出し口よりも上部に達する循環開始許容条件が満たされたことを検知すると、前記貯湯用循環手段の作動を開始する運転開始時制御を実行し、
前記燃料電池発電部の温度を検出する温度検出手段と、
前記貯湯用循環手段の作動の開始後、所定の設定時間の間に、前記温度検出手段の検出値が所定の設定温度以上になると、水張り異常を示す情報を出力する水張り異常出力手段とが設けられている点にある。
上記特徴構成によれば、運転開始指令が指令されると、制御手段により運転開始時制御が実行され、その運転開始時制御では、運転開始指令に基づいて、給水手段の給水作動が開始され、その開始後、給水流量検出手段の検出情報に基づいて、給水路から空気が抜け、且つ、貯湯槽内の水位が貯湯槽における貯湯用循環路への槽内水の取り出し口よりも上部に達する循環開始許容条件が満たされたことが検知されると、貯湯用循環手段の作動が開始される。
つまり、給水手段の給水作動の開始後、所定の循環開始許容条件が満たされたことが検知されると、貯湯用循環手段の作動が開始されるので、給水手段の給水作動の開始後、貯湯槽が満タンになる前に、貯湯用循環手段の作動が開始されることになり、始動運転に要する時間を短縮して、運転開始に要する時間を短縮することができる。
そして、循環開始許容条件は、給水路から空気が抜け、且つ、貯湯槽内の水位が貯湯槽における貯湯用循環路に対する取り出し口よりも上部に達する条件に定められているので、貯湯槽が満タンになる前に貯湯用循環手段の作動が開始されても、貯湯槽や貯湯用循環路に空気が巻き込まれるのを回避することができる。
従って、貯湯槽への給水及び貯湯用循環路への水張りを空気が巻き込まれないように行えながら、運転開始に要する時間を短縮し得るコージェネレーションシステムを提供することができる。
加えて、電気ヒータにより水素含有ガス生成部が加熱されると共に、改質バーナにより改質器が加熱される状態で、水素含有ガス生成部において水素含有ガスが生成され、並びに、燃料電池発電部において、水素含有ガス生成部から供給される水素含有ガスと別途供給される空気との電気化学反応により発電される。
そして、燃料電池発電部において電気化学反応により発生する熱が、冷却用循環路を通して循環される冷却用流体に回収され、並びに、排熱回収用熱交換器での熱交換により、冷却用循環路を通して循環される冷却用流体の保有熱が貯湯用循環路を通して循環される貯湯槽の槽内水に回収されることにより、貯湯槽に貯湯される。
従って、熱電併給装置として燃料電池発電装置を用いたコージェネレーションシステムにおいて、貯湯槽への給水及び貯湯用循環路への水張りを空気が巻き込まれないように行えながら、運転開始に要する時間を短縮することができるようになった。
更に、貯湯用循環手段の作動の開始後、設定時間の間に、温度検出手段の検出値が所定の設定温度以上になると、水張り異常出力手段により、水張り異常を示す情報が出力される。
つまり、貯湯用循環手段の作動の開始後、燃料電池発電部での発電が開始されるが、貯湯用循環手段の作動の開始後、所定の時間の間に、燃料電池発電部の温度が異常に高くなった場合、その原因は、主として、貯湯用循環路に空気が巻き込まれたことにより、燃料電池発電部を冷却する能力が不足しているためであると考えられる。
そこで、設定時間として、貯湯用循環手段の作動の開始後、燃料電池発電部での発電の開始が可能になるまでに要する時間よりも長くなる条件で設定して、上述のように、温度検出手段の検出値が所定の設定温度以上になると、水張り異常出力手段により水張り異常を示す情報を出力するように構成することにより、貯湯用循環路への水張りが適切に行われなかったことを的確且つ迅速に検知することができ、又、その対策を的確且つ迅速に講じることができる。
上記特徴構成によれば、運転開始時制御において、貯湯用循環手段の作動が開始されるのに基づいて、電気ヒータの作動及び改質バーナの燃焼が開始される。
従って、電気ヒータの作動及び改質バーナの燃焼の開始が貯湯槽内が満タンになった後に行われる場合に比べて、運転開始に要する時間をより一層短縮することができる。
前記制御手段が、前記運転開始時制御において、前記貯湯用循環手段の作動の開始と同時又は略同時に、前記電気ヒータの作動を開始し、前記貯湯用循環手段の作動の開始後、前記圧力検出手段の検出値が所定の設定圧力以上になると、前記改質バーナの燃焼を開始するように構成されている点にある。
上記特徴構成によれば、運転開始時制御において、電気ヒータの作動の開始は、貯湯用循環手段の作動の開始と同時又は略同時に行われ、改質バーナの燃焼の開始は、貯湯用循環手段の作動の開始後、圧力検出手段の検出値が設定圧力以上になると行われる。そして、設定圧力を所定の値に設定することにより、改質バーナの燃焼の開始を、その改質バーナへのガス燃料の供給が安定的に行われるようになってから行われるようにすることが可能となるので、改質バーナを確実に着火して燃焼の開始を適切に行うことができる。
従って、改質バーナの不着火を確実に防止しながら、運転開始に要する時間をより一層短縮することができる。
その特徴構成は、前記給水路を通流する水の流量を検出する給水流量検出手段を設け、
前記給水手段の給水作動を開始し、その開始後、前記給水流量検出手段の検出情報に基づいて、前記給水路から空気が抜け、且つ、前記貯湯槽内の水位が前記貯湯槽における前記貯湯用循環路への槽内水の取り出し口よりも上部に達する循環開始許容条件が満たされたことを検知すると、前記貯湯用循環手段の作動を開始する始動運転を行い、
予め、前記取り出し口を水没させるのに必要な前記貯湯槽への最少の給水量が、設定下限給水量として設定され、
前記循環開始許容条件が、前記給水流量検出手段の検出値の積算値が前記設定下限給水量以上となる条件に設定されている点にある。
上記特徴構成によれば、始動運転では、給水手段の給水作動を開始し、その開始後、給水流量検出手段の検出情報に基づいて、給水路から空気が抜け、且つ、貯湯槽内の水位が貯湯槽における貯湯用循環路への槽内水の取り出し口よりも上部に達する循環開始許容条件が満たされたことを検知すると、貯湯用循環手段の作動を開始する。
つまり、給水手段の給水作動の開始後、所定の循環開始許容条件が満たされたことを検知すると、貯湯用循環手段の作動を開始するので、給水手段の給水作動の開始後、貯湯槽が満タンになる前に、貯湯用循環手段の作動を開始することになり、始動運転に要する時間を短縮して、運転開始に要する時間を短縮することができる。
そして、循環開始許容条件は、給水路から空気が抜け、且つ、貯湯槽内の水位が貯湯槽における貯湯用循環路への槽内水の取り出し口よりも上部に達する条件に定められているので、貯湯槽が満タンになる前に貯湯用循環手段の作動を開始しても、貯湯槽や貯湯用循環路に空気が巻き込まれるのを回避することができる。
従って、貯湯槽への給水及び貯湯用循環路への水張りを空気が巻き込まれないように行えながら、運転開始に要する時間を短縮し得るコージェネレーションシステムの運転方法を提供することができる。
加えて、循環開始許容条件が、給水流量検出手段の検出値の積算値が設定下限給水量以上となる条件に設定されているので、貯湯槽における貯湯用循環路に対する取り出し口が水没した後に、貯湯用循環手段の作動が開始されるようにすることが可能となる。
つまり、貯湯槽における貯湯用循環路に対する取り出し口が水没する程度にまで、給水路を通して貯湯槽に給水されると、給水路の空気は十分に抜けていると考えられ、そして、そのように取り出し口が水没した状態で、貯湯槽内の槽内水がその取り出し口に吸い込まれるので、貯湯用循環路に空気が巻き込まれることがない。
従って、始動運転において、空気の巻き込みを的確に防止しながら、貯湯槽への給水及び貯湯用循環路への水張りを行うことができる。
上記特徴構成によれば、循環開始許容条件が、給水流量検出手段の検出値の変動度合が設定度合よりも小さくなる条件に設定されているので、給水路の空気が十分に抜けてから、貯湯用循環手段の作動が開始されるようにすることが可能となる。
つまり、給水路に空気が残存していると、給水流量検出手段の検出値の変動が大きいので、給水流量検出手段の検出値の変動度合が小さくなるほど、給水路からの空気の抜けが進行していると考えられ、しかも、給水路から空気が十分に抜ける程度にまで貯湯槽に給水されると、貯湯槽の槽底部側に設けられた取り出し口は水没していると考えられる。そこで、設定度合を所定の値に設定して、給水流量検出手段の検出値の変動度合が設定度合よりも小さくなると、貯湯用循環手段の作動が開始されるようにすることにより、貯湯槽が満タンになる前に貯湯用循環手段の作動が開始されても、貯湯槽や貯湯用循環路に空気が巻き込まれるのを的確に回避することができるのである。
従って、始動運転において、空気の巻き込みを的確に防止しながら、貯湯槽への給水及び貯湯用循環路への水張りを行うことができる。
その特徴構成は、前記給水路を通流する水の流量を検出する給水流量検出手段を設け、
前記給水手段の給水作動を開始し、その開始後、前記給水流量検出手段の検出情報に基づいて、前記給水路から空気が抜け、且つ、前記貯湯槽内の水位が前記貯湯槽における前記貯湯用循環路への槽内水の取り出し口よりも上部に達する循環開始許容条件が満たされたことを検知すると、前記貯湯用循環手段の作動を開始する始動運転を行い、
前記循環開始許容条件が、前記給水流量検出手段の検出値の変動度合が所定の設定度合よりも小さくなる条件に設定されている点にある。
上記特徴構成によれば、始動運転では、給水手段の給水作動を開始し、その開始後、給水流量検出手段の検出情報に基づいて、給水路から空気が抜け、且つ、貯湯槽内の水位が貯湯槽における貯湯用循環路への槽内水の取り出し口よりも上部に達する循環開始許容条件が満たされたことを検知すると、貯湯用循環手段の作動を開始する。
つまり、給水手段の給水作動の開始後、所定の循環開始許容条件が満たされたことを検知すると、貯湯用循環手段の作動を開始するので、給水手段の給水作動の開始後、貯湯槽が満タンになる前に、貯湯用循環手段の作動を開始することになり、始動運転に要する時間を短縮して、運転開始に要する時間を短縮することができる。
そして、循環開始許容条件は、給水路から空気が抜け、且つ、貯湯槽内の水位が貯湯槽における貯湯用循環路への槽内水の取り出し口よりも上部に達する条件に定められているので、貯湯槽が満タンになる前に貯湯用循環手段の作動を開始しても、貯湯槽や貯湯用循環路に空気が巻き込まれるのを回避することができる。
従って、貯湯槽への給水及び貯湯用循環路への水張りを空気が巻き込まれないように行えながら、運転開始に要する時間を短縮し得るコージェネレーションシステムの運転方法を提供することができる。
加えて、循環開始許容条件が、給水流量検出手段の検出値の変動度合が設定度合よりも小さくなる条件に設定されているので、給水路の空気が十分に抜けてから、貯湯用循環手段の作動が開始されるようにすることが可能となる。
つまり、給水路に空気が残存していると、給水流量検出手段の検出値の変動が大きいので、給水流量検出手段の検出値の変動度合が小さくなるほど、給水路からの空気の抜けが進行していると考えられ、しかも、給水路から空気が十分に抜ける程度にまで貯湯槽に給水されると、貯湯槽の槽底部側に設けられた取り出し口は水没していると考えられる。そこで、設定度合を所定の値に設定して、給水流量検出手段の検出値の変動度合が設定度合よりも小さくなると、貯湯用循環手段の作動が開始されるようにすることにより、貯湯槽が満タンになる前に貯湯用循環手段の作動が開始されても、貯湯槽や貯湯用循環路に空気が巻き込まれるのを的確に回避することができるのである。
従って、始動運転において、空気の巻き込みを的確に防止しながら、貯湯槽への給水及び貯湯用循環路への水張りを行うことができる。
その特徴構成は、前記給水路を通流する水の流量を検出する給水流量検出手段を設け、
前記熱電併給装置が、供給される炭化水素系の原燃料と水蒸気とを改質バーナの加熱により改質反応させる改質器を備えて、水素ガスを主成分とする水素含有ガスを生成する水素含有ガス生成部と、前記水素含有ガス生成部を加熱する電気ヒータと、前記水素含有ガス生成部から供給される水素含有ガスを用いて発電する燃料電池発電部と、冷却用流体を前記燃料電池発電部と排熱回収用熱交換器とを巡らせて冷却用循環路を通して循環させる冷却用循環手段とを備えた燃料電池発電装置にて構成され、
前記貯湯用循環路が、前記貯湯槽の槽内水を前記排熱回収用熱交換器を巡らせて通流させるように設けられ、
前記給水手段の給水作動を開始し、その開始後、前記給水流量検出手段の検出情報に基づいて、前記給水路から空気が抜け、且つ、前記貯湯槽内の水位が前記貯湯槽における前記貯湯用循環路への槽内水の取り出し口よりも上部に達する循環開始許容条件が満たされたことを検知すると、前記貯湯用循環手段の作動を開始する始動運転を行い、
前記始動運転において、前記貯湯用循環手段の作動を開始するのに基づいて、前記電気ヒータの作動、及び、前記改質バーナの燃焼を開始するように構成されている点にある。
上記特徴構成によれば、始動運転では、給水手段の給水作動を開始し、その開始後、給水流量検出手段の検出情報に基づいて、給水路から空気が抜け、且つ、貯湯槽内の水位が貯湯槽における貯湯用循環路への槽内水の取り出し口よりも上部に達する循環開始許容条件が満たされたことを検知すると、貯湯用循環手段の作動を開始する。
つまり、給水手段の給水作動の開始後、所定の循環開始許容条件が満たされたことを検知すると、貯湯用循環手段の作動を開始するので、給水手段の給水作動の開始後、貯湯槽が満タンになる前に、貯湯用循環手段の作動を開始することになり、始動運転に要する時間を短縮して、運転開始に要する時間を短縮することができる。
そして、循環開始許容条件は、給水路から空気が抜け、且つ、貯湯槽内の水位が貯湯槽における貯湯用循環路への槽内水の取り出し口よりも上部に達する条件に定められているので、貯湯槽が満タンになる前に貯湯用循環手段の作動を開始しても、貯湯槽や貯湯用循環路に空気が巻き込まれるのを回避することができる。
従って、貯湯槽への給水及び貯湯用循環路への水張りを空気が巻き込まれないように行えながら、運転開始に要する時間を短縮し得るコージェネレーションシステムの運転方法を提供することができる。
加えて、電気ヒータにより水素含有ガス生成部が加熱されると共に、改質バーナにより改質器が加熱される状態で、水素含有ガス生成部において水素含有ガスが生成され、並びに、燃料電池発電部において、水素含有ガス生成部から供給される水素含有ガスと別途供給される空気との電気化学反応により発電される。
そして、燃料電池発電部において電気化学反応により発生する熱が、冷却用循環路を通して循環される冷却用流体に回収され、並びに、排熱回収用熱交換器での熱交換により、冷却用循環路を通して循環される冷却用流体の保有熱が貯湯用循環路を通して循環される貯湯槽の槽内水に回収されることにより、貯湯槽に貯湯される。
従って、熱電併給装置として燃料電池発電装置を用いたコージェネレーションシステムにおいて、貯湯槽への給水及び貯湯用循環路への水張りを空気が巻き込まれないように行えながら、運転開始に要する時間を短縮することができるようになった。
更に、始動運転において、貯湯用循環手段の作動が開始されるのに基づいて、電気ヒータの作動及び改質バーナの燃焼が開始される。
従って、電気ヒータの作動及び改質バーナの燃焼の開始が貯湯槽内が満タンになった後に行われる場合に比べて、運転開始に要する時間をより一層短縮することができる。
その特徴構成は、前記給水路を通流する水の流量を検出する給水流量検出手段を設け、
前記熱電併給装置が、供給される炭化水素系の原燃料と水蒸気とを改質バーナの加熱により改質反応させる改質器を備えて、水素ガスを主成分とする水素含有ガスを生成する水素含有ガス生成部と、前記水素含有ガス生成部を加熱する電気ヒータと、前記水素含有ガス生成部から供給される水素含有ガスを用いて発電する燃料電池発電部と、冷却用流体を前記燃料電池発電部と排熱回収用熱交換器とを巡らせて冷却用循環路を通して循環させる冷却用循環手段とを備えた燃料電池発電装置にて構成され、
前記貯湯用循環路が、前記貯湯槽の槽内水を前記排熱回収用熱交換器を巡らせて通流させるように設けられ、
前記給水手段の給水作動を開始し、その開始後、前記給水流量検出手段の検出情報に基づいて、前記給水路から空気が抜け、且つ、前記貯湯槽内の水位が前記貯湯槽における前記貯湯用循環路への槽内水の取り出し口よりも上部に達する循環開始許容条件が満たされたことを検知すると、前記貯湯用循環手段の作動を開始する始動運転を行い、
前記燃料電池発電部の温度を検出する温度検出手段と、
前記貯湯用循環手段の作動の開始後、所定の設定時間の間に、前記温度検出手段の検出値が所定の設定温度以上になると、水張り異常を示す情報を出力する水張り異常出力手段とが設けられている点にある。
上記特徴構成によれば、始動運転では、給水手段の給水作動を開始し、その開始後、給水流量検出手段の検出情報に基づいて、給水路から空気が抜け、且つ、貯湯槽内の水位が貯湯槽における貯湯用循環路への槽内水の取り出し口よりも上部に達する循環開始許容条件が満たされたことを検知すると、貯湯用循環手段の作動を開始する。
つまり、給水手段の給水作動の開始後、所定の循環開始許容条件が満たされたことを検知すると、貯湯用循環手段の作動を開始するので、給水手段の給水作動の開始後、貯湯槽が満タンになる前に、貯湯用循環手段の作動を開始することになり、始動運転に要する時間を短縮して、運転開始に要する時間を短縮することができる。
そして、循環開始許容条件は、給水路から空気が抜け、且つ、貯湯槽内の水位が貯湯槽における貯湯用循環路への槽内水の取り出し口よりも上部に達する条件に定められているので、貯湯槽が満タンになる前に貯湯用循環手段の作動を開始しても、貯湯槽や貯湯用循環路に空気が巻き込まれるのを回避することができる。
従って、貯湯槽への給水及び貯湯用循環路への水張りを空気が巻き込まれないように行えながら、運転開始に要する時間を短縮し得るコージェネレーションシステムの運転方法を提供することができる。
加えて、電気ヒータにより水素含有ガス生成部が加熱されると共に、改質バーナにより改質器が加熱される状態で、水素含有ガス生成部において水素含有ガスが生成され、並びに、燃料電池発電部において、水素含有ガス生成部から供給される水素含有ガスと別途供給される空気との電気化学反応により発電される。
そして、燃料電池発電部において電気化学反応により発生する熱が、冷却用循環路を通して循環される冷却用流体に回収され、並びに、排熱回収用熱交換器での熱交換により、冷却用循環路を通して循環される冷却用流体の保有熱が貯湯用循環路を通して循環される貯湯槽の槽内水に回収されることにより、貯湯槽に貯湯される。
従って、熱電併給装置として燃料電池発電装置を用いたコージェネレーションシステムにおいて、貯湯槽への給水及び貯湯用循環路への水張りを空気が巻き込まれないように行えながら、運転開始に要する時間を短縮することができるようになった。
更に、貯湯用循環手段の作動の開始後、設定時間の間に、温度検出手段の検出値が所定の設定温度以上になると、水張り異常出力手段により、水張り異常を示す情報が出力される。
つまり、貯湯用循環手段の作動の開始後、燃料電池発電部での発電が開始されるが、貯湯用循環手段の作動の開始後、所定の時間の間に、燃料電池発電部の温度が異常に高くなった場合、その原因は、主として、貯湯用循環路に空気が巻き込まれたことにより、燃料電池発電部を冷却する能力が不足しているためであると考えられる。
そこで、設定時間として、貯湯用循環手段の作動の開始後、燃料電池発電部での発電の開始が可能になるまでに要する時間よりも長くなる条件で設定して、上述のように、温度検出手段の検出値が所定の設定温度以上になると、水張り異常出力手段により水張り異常を示す情報を出力するように構成することにより、貯湯用循環路への水張りが適切に行われなかったことを的確且つ迅速に検知することができ、又、その対策を的確且つ迅速に講じることができる。
上記特徴構成によれば、始動運転において、貯湯用循環手段の作動が開始されるのに基づいて、電気ヒータの作動及び改質バーナの燃焼が開始される。
従って、電気ヒータの作動及び改質バーナの燃焼の開始が貯湯槽内が満タンになった後に行われる場合に比べて、運転開始に要する時間をより一層短縮することができる。
前記始動運転において、前記貯湯用循環手段の作動の開始と同時又は略同時に、前記電気ヒータの作動を開始し、前記貯湯用循環手段の作動の開始後、前記圧力検出手段の検出値が所定の設定圧力以上になると、前記改質バーナの燃焼を開始するように構成されている点にある。
上記特徴構成によれば、始動運転において、電気ヒータの作動の開始は、貯湯用循環手段の作動の開始と同時又は略同時に行われ、改質バーナの燃焼の開始は、貯湯用循環手段の作動の開始後、圧力検出手段の検出値が設定圧力以上になると行われる。そして、設定圧力を所定の値に設定することにより、改質バーナの燃焼の開始を、その改質バーナへのガス燃料の供給が安定的に行われるようになってから行われるようにすることが可能となるので、改質バーナを確実に着火して燃焼の開始を適切に行うことができる。
従って、改質バーナの不着火を確実に防止しながら、運転開始に要する時間をより一層短縮することができる。
コージェネレーションシステムは、図1に示すように、電力と熱とを併せて発生する熱電併給装置C、槽底部側に給水路1が接続され且つ槽上部側に給湯路2が接続された貯湯槽3、給水路1を通して貯湯槽3に給水する給水手段としての給水用開閉弁4、槽底部側から取り出した槽内水を槽上部側に戻す形態で、貯湯槽3の槽内水を熱電併給装置Cを通過させて貯湯用循環路5を通して循環させる貯湯用循環手段としての貯湯用循環ポンプ6、運転を制御する制御手段としての制御部7、及び、その制御部7に運転制御情報を送信する遠隔操作式の操作部8等を備えて構成されている。この操作部8には、各種情報を表示する表示部9も備えられている。
又、暖房熱源用熱交換器12と熱消費端末11とを巡らせて熱媒を循環させるための暖房用循環路19、その暖房用循環路19を通して熱媒を循環させる暖房用循環ポンプ20、風呂熱源用熱交換器15を巡らせて浴槽14の湯水を循環させるための風呂用循環路21、及び、その風呂用循環路21を通して浴槽14の湯水を循環させる風呂用循環ポンプ22が設けられている。
給水路1には、上水道が接続され、電磁弁にて構成される給水用開閉弁4が開かれると、貯湯槽3に水道水が水道圧にて供給される。つまり、給水用開閉弁4が開弁されることにより、給水作動が開始されることになる。尚、貯湯槽3には満タン状態で槽内水が貯留される。
貯湯用循環路5は、貯湯槽3の底部と頂部とに接続され、貯湯用循環ポンプ6の通水作用により、貯湯槽3の底部から取り出した槽内水が貯湯槽3の頂部に戻される形態で貯湯槽3の槽内水が貯湯用循環路5を通して循環され、そのように貯湯用循環路5を通して循環される槽内水が熱電併給装置Cから発生する熱で加熱されることにより、貯湯槽3に温度成層を形成する状態で槽内水が貯留されるように構成されている。
そして、給湯栓18が開かれると、給水路1により貯湯槽3の底部にかかる水道圧により、貯湯槽3の頂部から槽内水が給湯路2を通して給湯栓18に送出され、そのように貯湯槽3から槽内水が送出されるのに伴って、給水路1を通して水が貯湯槽3の底部に供給される。
つまり、暖房熱源用循環路13及び風呂熱源用循環路16夫々は、給湯路2の一部を共用する状態で循環経路を形成するように設けられている。
又、下流側三方弁24は、湯水を暖房熱源用循環路13を通して循環可能な暖房用流動状態と、湯水を風呂熱源用循環路16を通して循環可能な風呂用循環状態と、湯水を暖房熱源用循環路13及び風呂熱源用循環路16を通して循環可能な両用循環状態とに切り換え可能に構成されている。
そして、図1及び図2に示すように、貯湯用循環路5が、貯湯槽3の槽内水を排熱回収用熱交換器29を巡らせて通流させるように設けられている。
そして、図1及び図2に示すように、燃料電池発電部26において電気化学反応により発生する熱が、冷却用循環路30を通して循環される冷却水に回収され、並びに、排熱回収用熱交換器29での熱交換により、冷却用循環路30を通して循環される冷却水の保有熱が貯湯用循環路5を通して循環される貯湯槽3の槽内水に回収されることにより、貯湯槽3に貯湯されるように構成されている。
そして、点火プラグ43を作動させ、改質バーナ用送風機42を作動させると共に、燃料断続弁39及び燃料供給量調節弁40を開弁することにより、改質バーナ34の燃焼が開始される。
電気ヒータ28は、脱流器32、水蒸気生成部33、変成器36夫々を各別に加熱可能に、脱流器32、水蒸気生成部33、変成器36夫々に対して設けられている。
そして、水素含有ガス生成部Nが、水素含有ガスの生成が可能な状態になると、原燃料断続弁45及び原燃料供給量調節弁46が開弁されて、原燃料供給路44を通して原料ガスの供給が開始され、原料水断続弁48及び原料水供給量調節弁49が開弁されて、原料水供給路47を通して原料水の供給が開始され、並びに、発電機用送風機27が作動されることにより、燃料電池発電部26への水素含有ガス及び空気の供給が開始されて、燃料電池発電部26での発電が開始される。
商用電源には、テレビ、冷蔵庫、洗濯機などの電力負荷(図示省略)が接続されている。
制御部7は、マイクロコンピュータを用いて構成され、図1及び図2に示すように、その制御部7には、給水流量センサ51、圧力センサ52、発電部温度センサ53、改質器温度センサ54等の各種センサの検出情報、並びに、操作部8から運転制御情報が入力されるように構成されている。又、制御部7は、それらの入力情報に基づいて、給水用開閉弁4、貯湯用循環ポンプ6、表示部9、補助加熱器10、熱源用循環ポンプ17、暖房用循環ポンプ20、風呂用循環ポンプ22、上流側三方弁23、下流側三方弁24、発電用送風機27、電気ヒータ28、冷却用循環ポンプ31、ガス燃料断続弁39、ガス燃料供給量調節弁40、改質バーナ用送風機42、点火プラグ43、原燃料断続弁45、原燃料供給量調節弁46、原料水断続弁48、原料水供給量調節弁49及びインバータ50等の各種機器の作動を制御するように構成されている。
尚、燃料電池発電装置Gから発生する熱により貯湯槽3に貯湯する貯湯運転、暖房熱源用熱交換器12に加熱した湯水を循環させて熱消費端末11にて暖房する暖房運転、並びに、風呂熱源用熱交換器15に加熱した湯水を循環させて浴槽14の湯水を加熱する風呂加熱運転等の通常運転は、周知であるので、それらの運転に係る制御部7の制御動作については、説明を省略する。
又、給水路1に空気が巻き込まれていない状態で給水路1を通して貯湯槽3に給水している定常状態において、予め、給水流量センサ51の検出値の最大バラツキが求められる。そして、設定度合αが、その求められた最大バラツキよりも多少大きい値に設定される。
制御部7は、所定の設定周期(例えば1秒)毎に、給水流量センサ51の検出値(単位時間(例えば1秒)当たりの流量)を読み込み、並びに、設定周期毎に、今回を含む過去n回(例えば5回)の検出値の最大値と最小値との差である最大流量差ΔQを変動度合として求めて、求めた最大流量差ΔQと設定度合αとを比較するように構成されている。
つまり、制御部7が、運転開始時制御において、貯湯用循環ポンプ6の作動を開始するのに基づいて、電気ヒータ28の作動、及び、改質バーナ34の燃焼を開始するように構成されていることになる。
ちなみに、設定時間Hsは、例えば、水素含有ガス生成部Nが水素含有ガスの生成が可能な状態になった後、燃料電池発電部26に水素含有ガスと空気とが供給されて、燃料電池発電部26での発電が開始されるまでに要する時間よりも長い所定の時間に設定される。
又、設定温度Tsは、例えば、適正に発電反応が行われている状態での燃料電池発電部26の温度よりも多少高い所定の温度に設定される。
制御部7は、操作部8の要水張り運転開始スイッチ8sにより要水張り運転開始指令が指令されると、給水用開閉弁4を開弁し、設定周期毎に、給水流量センサ51の検出値を読み込むと共に、その検出値の積算値ΣQを求めて、その積算値ΣQと設定下限給水量Kとを比較する(ステップ#1〜3)。
制御部7は、ステップ#3において、給水流量センサ51の検出値の積算値ΣQが設定下限給水量K以上になったと判定すると、ステップ#4にて、設定周期毎に、最大流量差ΔQを求めると共に、求めた最大流量差ΔQと設定度合αとを比較して、最大流量差ΔQが設定度合αよりも小さくなったと判定すると、即ち、循環開始許容条件が満たされると、貯湯用循環ポンプ6の作動を開始し、更に、脱流器32、水蒸気生成部33及び変成器36夫々に設けられた電気ヒータ28の作動を開始する(ステップ#5,6)。
前記電気ヒータ28の作動は、前記貯湯用循環ポンプ6の作動の開始と同時に開始しても良いし、前記貯湯用循環ポンプ6の作動の開始と略同時とみなせる範囲で、例えば、わずかに遅れた時点で開始しても良い。
続いて、制御部7は、水素含有ガス生成部Nが水素含有ガスの生成が可能な状態になったと判定すると、原燃料断続弁45、原燃料供給量調節弁46、原料水断続弁48及び原料水供給量調節弁49を開弁すると共に、発電機用送風機27の作動を開始する発電開始処理をして、燃料電池発電部26での発電を開始する(ステップ#9,10)。
そして、給水用開閉弁4を開いた時点からの経過時間Hが設定時間Hsに達するまでの間に、発電部温度センサ53の検出温度Tが設定温度Ts以上になると、表示部9に水張り異常を示す情報を表示し、続いて、原燃料断続弁45、原燃料供給量調節弁46、原料水断続弁48及び原料水供給量調節弁49を閉弁すると共に、発電機用送風機27を停止させる発電停止処理を行った後、リターンし、一方、給水用開閉弁4を開いた時点からの経過時間Hが設定時間Hsに達するまでの間、発電部温度センサ53の検出温度Tが設定温度Tsよりも低い状態が維持されると、正常に始動運転が実行されたことになるので、そのままリターンする(ステップ#11〜14)。
次に別実施形態を説明する。
(イ) 循環開始許容条件の具体的な条件は、上記の実施形態において例示した条件に限定されるものではない。
上記の実施形態のように、循環開始許容条件を、給水流量センサ51の検出値の積算値が設定下限給水量以上となり、且つ、給水流量センサ51の検出値の変動度合が所定の設定度合よりも小さくなる条件に設定する場合、上記の実施形態では、給水流量センサ51の検出値の積算値が設定下限給水量以上になるのを判定した後に、給水流量センサ51の検出値の変動度合が所定の設定度合よりも小さくなるのを判定したが、給水流量センサ51の検出値の積算値が設定下限給水量以上になることの判定と、給水流量センサ51の検出値の変動度合が所定の設定度合よりも小さくなることの判定とを並行して行うように構成しても良い。
又、循環開始許容条件を、給水流量センサ51の検出値の積算値が設定下限給水量以上となる条件、及び、給水流量センサ51の検出値の変動度合が所定の設定度合よりも小さくなる条件のいずれか一方に設定しても良い。
例えば、設定周期毎に、今回を含む過去n回(例えば5回)の給水流量センサ51の検出値の平均値を求めると共に、その平均値と今回の給水流量センサ51の検出値との偏差を、変動度合いとしても良い。
2 給湯路
3 貯湯槽
4 給水用開閉弁(給水手段)
5 貯湯用循環路
5g 取り出し口
6 貯湯用循環ポンプ(貯湯用循環手段)
7 制御部(制御手段)
26 燃料電池発電部
28 電気ヒータ
29 排熱回収用熱交換器
30 冷却用循環路
31 冷却用循環ポンプ(冷却用循環手段)
34 改質バーナ
35 改質器
38 改質バーナ燃料供給路(バーナ燃料供給路)
51 給水流量センサ(給水流量検出手段)
52 圧力センサ(圧力検出手段)
53 発電部温度センサ(温度検出手段)
C 熱電併給装置
D 水張り異常出力手段
G 燃料電池発電装置
N 水素含有ガス生成部
Claims (14)
- 電力と熱とを併せて発生する熱電併給装置と、
槽底部側に給水路が接続され且つ槽上部側に給湯路が接続された貯湯槽と、
前記給水路を通して前記貯湯槽に給水する給水手段と、
槽底部側から取り出した槽内水を槽上部側に戻す形態で、前記貯湯槽の槽内水を前記熱電併給装置を通過させて貯湯用循環路を通して循環させる貯湯用循環手段と、
運転を制御する制御手段とが設けられたコージェネレーションシステムであって、
前記給水路を通流する水の流量を検出する給水流量検出手段が設けられ、
前記制御手段が、運転開始指令に基づいて、前記給水手段の給水作動を開始し、その開始後、前記給水流量検出手段の検出情報に基づいて、前記給水路から空気が抜け、且つ、前記貯湯槽内の水位が前記貯湯槽における前記貯湯用循環路への槽内水の取り出し口よりも上部に達する循環開始許容条件が満たされたことを検知すると、前記貯湯用循環手段の作動を開始する運転開始時制御を実行し、
予め、前記取り出し口を水没させるのに必要な前記貯湯槽への最少の給水量が、設定下限給水量として設定され、
前記循環開始許容条件が、前記給水流量検出手段の検出値の積算値が前記設定下限給水量以上となる条件に設定されているコージェネレーションシステム。 - 前記循環開始許容条件が、前記給水流量検出手段の検出値の変動度合が所定の設定度合よりも小さくなる条件に設定されている請求項1に記載のコージェネレーションシステム。
- 電力と熱とを併せて発生する熱電併給装置と、
槽底部側に給水路が接続され且つ槽上部側に給湯路が接続された貯湯槽と、
前記給水路を通して前記貯湯槽に給水する給水手段と、
槽底部側から取り出した槽内水を槽上部側に戻す形態で、前記貯湯槽の槽内水を前記熱電併給装置を通過させて貯湯用循環路を通して循環させる貯湯用循環手段と、
運転を制御する制御手段とが設けられたコージェネレーションシステムであって、
前記給水路を通流する水の流量を検出する給水流量検出手段が設けられ、
前記制御手段が、運転開始指令に基づいて、前記給水手段の給水作動を開始し、その開始後、前記給水流量検出手段の検出情報に基づいて、前記給水路から空気が抜け、且つ、前記貯湯槽内の水位が前記貯湯槽における前記貯湯用循環路への槽内水の取り出し口よりも上部に達する循環開始許容条件が満たされたことを検知すると、前記貯湯用循環手段の作動を開始する運転開始時制御を実行し、
前記循環開始許容条件が、前記給水流量検出手段の検出値の変動度合が所定の設定度合よりも小さくなる条件に設定されているコージェネレーションシステム。 - 電力と熱とを併せて発生する熱電併給装置と、
槽底部側に給水路が接続され且つ槽上部側に給湯路が接続された貯湯槽と、
前記給水路を通して前記貯湯槽に給水する給水手段と、
槽底部側から取り出した槽内水を槽上部側に戻す形態で、前記貯湯槽の槽内水を前記熱電併給装置を通過させて貯湯用循環路を通して循環させる貯湯用循環手段と、
運転を制御する制御手段とが設けられたコージェネレーションシステムであって、
前記給水路を通流する水の流量を検出する給水流量検出手段が設けられ、
前記熱電併給装置が、供給される炭化水素系の原燃料と水蒸気とを改質バーナの加熱により改質反応させる改質器を備えて、水素ガスを主成分とする水素含有ガスを生成する水素含有ガス生成部と、前記水素含有ガス生成部を加熱する電気ヒータと、前記水素含有ガス生成部から供給される水素含有ガスを用いて発電する燃料電池発電部と、冷却用流体を前記燃料電池発電部と排熱回収用熱交換器とを巡らせて冷却用循環路を通して循環させる冷却用循環手段とを備えた燃料電池発電装置にて構成され、
前記貯湯用循環路が、前記貯湯槽の槽内水を前記排熱回収用熱交換器を巡らせて通流させるように設けられ、
前記制御手段が、運転開始指令に基づいて、前記給水手段の給水作動を開始し、その開始後、前記給水流量検出手段の検出情報に基づいて、前記給水路から空気が抜け、且つ、前記貯湯槽内の水位が前記貯湯槽における前記貯湯用循環路への槽内水の取り出し口よりも上部に達する循環開始許容条件が満たされたことを検知すると、前記貯湯用循環手段の作動を開始する運転開始時制御を実行し、
前記制御手段が、前記運転開始時制御において、前記貯湯用循環手段の作動を開始するのに基づいて、前記電気ヒータの作動、及び、前記改質バーナの燃焼を開始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。 - 電力と熱とを併せて発生する熱電併給装置と、
槽底部側に給水路が接続され且つ槽上部側に給湯路が接続された貯湯槽と、
前記給水路を通して前記貯湯槽に給水する給水手段と、
槽底部側から取り出した槽内水を槽上部側に戻す形態で、前記貯湯槽の槽内水を前記熱電併給装置を通過させて貯湯用循環路を通して循環させる貯湯用循環手段と、
運転を制御する制御手段とが設けられたコージェネレーションシステムであって、
前記給水路を通流する水の流量を検出する給水流量検出手段が設けられ、
前記熱電併給装置が、供給される炭化水素系の原燃料と水蒸気とを改質バーナの加熱により改質反応させる改質器を備えて、水素ガスを主成分とする水素含有ガスを生成する水素含有ガス生成部と、前記水素含有ガス生成部を加熱する電気ヒータと、前記水素含有ガス生成部から供給される水素含有ガスを用いて発電する燃料電池発電部と、冷却用流体を前記燃料電池発電部と排熱回収用熱交換器とを巡らせて冷却用循環路を通して循環させる冷却用循環手段とを備えた燃料電池発電装置にて構成され、
前記貯湯用循環路が、前記貯湯槽の槽内水を前記排熱回収用熱交換器を巡らせて通流させるように設けられ、
前記制御手段が、運転開始指令に基づいて、前記給水手段の給水作動を開始し、その開始後、前記給水流量検出手段の検出情報に基づいて、前記給水路から空気が抜け、且つ、前記貯湯槽内の水位が前記貯湯槽における前記貯湯用循環路への槽内水の取り出し口よりも上部に達する循環開始許容条件が満たされたことを検知すると、前記貯湯用循環手段の作動を開始する運転開始時制御を実行し、
前記燃料電池発電部の温度を検出する温度検出手段と、
前記貯湯用循環手段の作動の開始後、所定の設定時間の間に、前記温度検出手段の検出値が所定の設定温度以上になると、水張り異常を示す情報を出力する水張り異常出力手段とが設けられているコージェネレーションシステム。 - 前記制御手段が、前記運転開始時制御において、前記貯湯用循環手段の作動を開始するのに基づいて、前記電気ヒータの作動、及び、前記改質バーナの燃焼を開始するように構成されている請求項5に記載のコージェネレーションシステム。
- 前記改質バーナにガス燃料を供給するバーナ燃料供給路に、ガス燃料の圧力を検出する圧力検出手段が設けられ、
前記制御手段が、前記運転開始時制御において、前記貯湯用循環手段の作動の開始と同時又は略同時に、前記電気ヒータの作動を開始し、前記貯湯用循環手段の作動の開始後、前記圧力検出手段の検出値が所定の設定圧力以上になると、前記改質バーナの燃焼を開始するように構成されている請求項5又は6に記載のコージェネレーションシステム。 - 電力と熱とを併せて発生する熱電併給装置と、
槽底部側に給水路が接続され且つ槽上部側に給湯路が接続された貯湯槽と、
前記給水路を通して前記貯湯槽に給水する給水手段と、
槽底部側から取り出した槽内水を槽上部側に戻す形態で、前記貯湯槽の槽内水を前記熱電併給装置を通過させて貯湯用循環路を通して循環させる貯湯用循環手段と、
運転を制御する制御手段とが設けられたコージェネレーションシステムの運転方法であって、
前記給水路を通流する水の流量を検出する給水流量検出手段を設け、
前記給水手段の給水作動を開始し、その開始後、前記給水流量検出手段の検出情報に基づいて、前記給水路から空気が抜け、且つ、前記貯湯槽内の水位が前記貯湯槽における前記貯湯用循環路への槽内水の取り出し口よりも上部に達する循環開始許容条件が満たされたことを検知すると、前記貯湯用循環手段の作動を開始する始動運転を行い、
予め、前記取り出し口を水没させるのに必要な前記貯湯槽への最少の給水量が、設定下限給水量として設定され、
前記循環開始許容条件が、前記給水流量検出手段の検出値の積算値が前記設定下限給水量以上となる条件に設定されているコージェネレーションシステムの運転方法。 - 前記循環開始許容条件が、前記給水流量検出手段の検出値の変動度合が所定の設定度合よりも小さくなる条件に設定されている請求項8に記載のコージェネレーションシステムの運転方法。
- 電力と熱とを併せて発生する熱電併給装置と、
槽底部側に給水路が接続され且つ槽上部側に給湯路が接続された貯湯槽と、
前記給水路を通して前記貯湯槽に給水する給水手段と、
槽底部側から取り出した槽内水を槽上部側に戻す形態で、前記貯湯槽の槽内水を前記熱電併給装置を通過させて貯湯用循環路を通して循環させる貯湯用循環手段と、
運転を制御する制御手段とが設けられたコージェネレーションシステムの運転方法であって、
前記給水路を通流する水の流量を検出する給水流量検出手段を設け、
前記給水手段の給水作動を開始し、その開始後、前記給水流量検出手段の検出情報に基づいて、前記給水路から空気が抜け、且つ、前記貯湯槽内の水位が前記貯湯槽における前記貯湯用循環路への槽内水の取り出し口よりも上部に達する循環開始許容条件が満たされたことを検知すると、前記貯湯用循環手段の作動を開始する始動運転を行い、
前記循環開始許容条件が、前記給水流量検出手段の検出値の変動度合が所定の設定度合よりも小さくなる条件に設定されているコージェネレーションシステムの運転方法。 - 電力と熱とを併せて発生する熱電併給装置と、
槽底部側に給水路が接続され且つ槽上部側に給湯路が接続された貯湯槽と、
前記給水路を通して前記貯湯槽に給水する給水手段と、
槽底部側から取り出した槽内水を槽上部側に戻す形態で、前記貯湯槽の槽内水を前記熱電併給装置を通過させて貯湯用循環路を通して循環させる貯湯用循環手段と、
運転を制御する制御手段とが設けられたコージェネレーションシステムの運転方法であって、
前記給水路を通流する水の流量を検出する給水流量検出手段を設け、
前記熱電併給装置が、供給される炭化水素系の原燃料と水蒸気とを改質バーナの加熱により改質反応させる改質器を備えて、水素ガスを主成分とする水素含有ガスを生成する水素含有ガス生成部と、前記水素含有ガス生成部を加熱する電気ヒータと、前記水素含有ガス生成部から供給される水素含有ガスを用いて発電する燃料電池発電部と、冷却用流体を前記燃料電池発電部と排熱回収用熱交換器とを巡らせて冷却用循環路を通して循環させる冷却用循環手段とを備えた燃料電池発電装置にて構成され、
前記貯湯用循環路が、前記貯湯槽の槽内水を前記排熱回収用熱交換器を巡らせて通流させるように設けられ、
前記給水手段の給水作動を開始し、その開始後、前記給水流量検出手段の検出情報に基づいて、前記給水路から空気が抜け、且つ、前記貯湯槽内の水位が前記貯湯槽における前記貯湯用循環路への槽内水の取り出し口よりも上部に達する循環開始許容条件が満たされたことを検知すると、前記貯湯用循環手段の作動を開始する始動運転を行い、
前記始動運転において、前記貯湯用循環手段の作動を開始するのに基づいて、前記電気ヒータの作動、及び、前記改質バーナの燃焼を開始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の運転方法。 - 電力と熱とを併せて発生する熱電併給装置と、
槽底部側に給水路が接続され且つ槽上部側に給湯路が接続された貯湯槽と、
前記給水路を通して前記貯湯槽に給水する給水手段と、
槽底部側から取り出した槽内水を槽上部側に戻す形態で、前記貯湯槽の槽内水を前記熱電併給装置を通過させて貯湯用循環路を通して循環させる貯湯用循環手段と、
運転を制御する制御手段とが設けられたコージェネレーションシステムの運転方法であって、
前記給水路を通流する水の流量を検出する給水流量検出手段を設け、
前記熱電併給装置が、供給される炭化水素系の原燃料と水蒸気とを改質バーナの加熱により改質反応させる改質器を備えて、水素ガスを主成分とする水素含有ガスを生成する水素含有ガス生成部と、前記水素含有ガス生成部を加熱する電気ヒータと、前記水素含有ガス生成部から供給される水素含有ガスを用いて発電する燃料電池発電部と、冷却用流体を前記燃料電池発電部と排熱回収用熱交換器とを巡らせて冷却用循環路を通して循環させる冷却用循環手段とを備えた燃料電池発電装置にて構成され、
前記貯湯用循環路が、前記貯湯槽の槽内水を前記排熱回収用熱交換器を巡らせて通流させるように設けられ、
前記給水手段の給水作動を開始し、その開始後、前記給水流量検出手段の検出情報に基づいて、前記給水路から空気が抜け、且つ、前記貯湯槽内の水位が前記貯湯槽における前記貯湯用循環路への槽内水の取り出し口よりも上部に達する循環開始許容条件が満たされたことを検知すると、前記貯湯用循環手段の作動を開始する始動運転を行い、
前記燃料電池発電部の温度を検出する温度検出手段と、
前記貯湯用循環手段の作動の開始後、所定の設定時間の間に、前記温度検出手段の検出値が所定の設定温度以上になると、水張り異常を示す情報を出力する水張り異常出力手段とが設けられているコージェネレーションシステムの運転方法。 - 前記始動運転において、前記貯湯用循環手段の作動を開始するのに基づいて、前記電気ヒータの作動、及び、前記改質バーナの燃焼を開始するように構成されている請求項12に記載のコージェネレーションシステムの運転方法。
- 前記改質バーナにガス燃料を供給するバーナ燃料供給路に、ガス燃料の圧力を検出する圧力検出手段が設けられ、
前記始動運転において、前記貯湯用循環手段の作動の開始と同時又は略同時に、前記電気ヒータの作動を開始し、前記貯湯用循環手段の作動の開始後、前記圧力検出手段の検出値が所定の設定圧力以上になると、前記改質バーナの燃焼を開始するように構成されている請求項12又は13に記載のコージェネレーションシステムの運転方法。
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