JP6278763B2 - Energy management system - Google Patents

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Description

本発明は、電力と熱とを併せて発生する熱電併給装置と、その熱電併給装置にて発生する熱により貯湯槽に貯湯する貯湯手段と、運転を制御する運転制御手段とを備え、前記運転制御手段が、電力及び熱のうちの少なくとも一方を消費する複数のエネルギー消費機器を有するエネルギー消費箇所における時系列的な予測負荷電力データ及び時系列的な予測負荷熱量データを運転周期毎に区分けして管理して、前記時系列的な予測負荷電力データ及び前記時系列的な予測負荷熱量データに基づいて、前記熱電併給装置の運転を制御するように構成されたエネルギー管理システムに関する。   The present invention comprises a combined heat and power device that generates both electric power and heat, hot water storage means for storing hot water in a hot water storage tank using heat generated by the combined heat and power supply device, and operation control means for controlling the operation. The control means classifies the time-series predicted load power data and the time-series predicted load heat quantity data for each operation cycle at an energy consumption location having a plurality of energy consuming devices that consume at least one of electric power and heat. The energy management system configured to control the operation of the cogeneration device based on the time-series predicted load power data and the time-series predicted load heat amount data.

かかるエネルギー管理システムは、電力及び熱のうちの少なくとも一方を消費する複数のエネルギー消費機器を有するエネルギー消費箇所(例えば、一般家庭)に設置されて、そのエネルギー消費箇所のエネルギーの消費が管理されるものである。
つまり、熱電併給装置にて発生する電力及び熱、並びに、その熱を用いて加熱された貯湯槽の湯がエネルギー消費機器で消費される。
そして、エネルギー消費箇所における時系列的な予測負荷電力データ及び時系列的な予測負荷熱量データが運転周期毎に区分けされて管理され、基本的には、それら時系列的な予測負荷電力データ及び時系列的な予測負荷熱量データに基づいて、メリットが高くなるように熱電併給装置の運転が制御されることにより、エネルギー消費箇所のエネルギーの消費が管理される。
Such an energy management system is installed in an energy consumption point (for example, a general household) having a plurality of energy consuming devices that consume at least one of electric power and heat, and the energy consumption of the energy consumption point is managed. Is.
That is, the electric power and heat generated in the combined heat and power device, and hot water in the hot water tank heated using the heat are consumed by the energy consuming device.
The time-series predicted load power data and the time-series predicted load calorific value data at the energy consumption location are divided and managed for each operation cycle. Basically, these time-series predicted load power data and time Based on the sequential predicted load calorie data, the operation of the combined heat and power supply device is controlled so as to increase the merit, thereby managing the energy consumption at the energy consumption point.

尚、熱電併給装置の停止中の負荷電力、及び、熱電併給装置の運転中における負荷電力に対する不足電力は、商用電源から買電することにより賄い、負荷熱量に対して熱電併給装置の運転により発生する熱量では不足する分は、ガス燃焼式等の補助加熱器の発生熱にて賄うことになる。   In addition, the load power when the combined heat and power unit is stopped and the power shortage relative to the load power during the operation of the combined heat and power unit are covered by purchasing power from the commercial power source, and are generated by the operation of the combined heat and power unit with respect to the load heat quantity. The amount of heat that is insufficient is covered by the heat generated by an auxiliary heater such as a gas combustion type.

ちなみに、電力のみを消費するエネルギー消費機器としては、例えば、照明器具、洗濯乾燥機、テレビ等の各種電気機器が挙げられ、電力及び熱の両方を消費するエネルギー消費機器としては、例えば、食器洗浄乾燥機、床暖房装置、浴室暖房装置等が挙げられ、熱のみを消費するエネルギー消費機器としては、例えば、温水を出湯することにより温水を熱として消費する給湯栓、浴槽等が挙げられる。   Incidentally, examples of energy consuming devices that consume only electric power include various electric devices such as lighting fixtures, washing dryers, and televisions. Examples of energy consuming devices that consume both power and heat include, for example, dishwashing Examples of the energy consuming device that consumes only heat include a hot water tap and a bathtub that consumes hot water as heat by discharging hot water.

このようなエネルギー管理システムにおいて、従来は、運転制御手段を構成するに、運転周期の開始時点において、時系列的な予測負荷電力データ及び時系列的な予測負荷熱量データに基づいて、運転メリットが高くなるように運転周期における熱電併給装置の運転条件を設定して、設定した運転条件に基づいて熱電併給装置を運転するように構成していた(例えば、特許文献1参照。)。
ちなみに、運転周期は、例えば、1日に設定され、熱電併給装置の運転条件としては、例えば、運転周期中における熱電併給装置の運転時間帯や、熱電併給装置の出力電力が定められる。
又、運転メリットとしては、熱電併給装置のエネルギー消費量、商用電源から購入する電力量及び補助加熱手段のエネルギー消費量を併せた総エネルギー消費量、熱電併給装置を運転することによるエネルギー削減量やエネルギー削減率等にて示される省エネルギー性、熱電併給装置を運転することによるエネルギーコスト削減費等にて示される経済性、又は、熱電併給装置を運転することによる二酸化炭素削減量等にて示される環境性等が挙げられる。
In such an energy management system, conventionally, the operation control means is configured to have operation merit at the start of the operation cycle based on the time-series predicted load power data and the time-series predicted load heat amount data. The operation condition of the combined heat and power device in the operation cycle is set so as to increase, and the combined heat and power supply device is operated based on the set operation condition (see, for example, Patent Document 1).
Incidentally, the operation cycle is set to one day, for example, and the operation conditions of the combined heat and power device include, for example, the operation time zone of the combined heat and power device and the output power of the combined heat and power device during the operation cycle.
In addition, the operating merits include the energy consumption of the combined heat and power supply, the total amount of energy consumed by combining the amount of power purchased from the commercial power supply and the energy consumption of the auxiliary heating means, the amount of energy saved by operating the combined heat and power supply, Indicated by energy savings indicated by energy reduction rate, etc., economics indicated by energy cost reduction costs by operating the combined heat and power unit, or carbon dioxide reduction by operating the combined heat and power unit Examples include environmental properties.

例えば、熱電併給装置を、出力電力を予測負荷電力に追従させる負荷電力追従運転にて運転する条件で、予測負荷電力に追従させる電主出力、熱電併給装置が電主出力にて運転されることにより発生する熱量、時系列的な予測負荷電力データ及び時系列的な予測負荷熱量データに基づいて、運転メリットが高くなるように運転時間帯が定められる。   For example, the main power output that follows the predicted load power and the combined heat and power device are operated at the main output under the condition that the combined heat and power device is operated in the load power following operation that causes the output power to follow the predicted load power. Based on the amount of heat generated by the above, time-series predicted load power data, and time-series predicted load heat data, the operation time zone is determined so as to increase the operation merit.

特許第5037959号公報Japanese Patent No. 5037959

しかしながら、従来のエネルギー管理システムでは、運転メリットが高くなるように熱電併給装置の運転が制御されることにより、エネルギー消費箇所での消費エネルギーが管理されるものであり、熱電併給装置以外のエネルギー消費機器の運転の制御は、エネルギー消費箇所に居る人の意志に任されるので、運転メリットを向上すべくエネルギーの消費を管理する上で、改善の余地があった。   However, in the conventional energy management system, the operation of the combined heat and power unit is controlled so that the operation merit is high, so that the energy consumption at the energy consumption point is managed. Since the control of the operation of the equipment is left to the will of the person at the energy consumption point, there is room for improvement in managing the energy consumption in order to improve the operation merit.

本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、運転メリットを更に向上すべく、エネルギー消費箇所のエネルギー消費を管理し得るエネルギー管理システムを提供することにある。   This invention is made | formed in view of this situation, The objective is to provide the energy management system which can manage the energy consumption of an energy consumption location in order to further improve a driving | operation merit.

本発明に係るエネルギー管理システムは、電力と熱とを併せて発生する熱電併給装置と、その熱電併給装置にて発生する熱により貯湯槽に貯湯する貯湯手段と、運転を制御する運転制御手段とを備え、
前記運転制御手段が、電力及び熱のうちの少なくとも一方を消費する複数のエネルギー消費機器を有するエネルギー消費箇所における時系列的な予測負荷電力データ及び時系列的な予測負荷熱量データを運転周期毎に区分けして管理して、前記時系列的な予測負荷電力データ及び前記時系列的な予測負荷熱量データに基づいて、前記熱電併給装置の運転を制御するように構成されたものであって、
第1特徴構成は、電力及び熱のうちの少なくとも一方を消費して所定の処理を行う所定運転を実行し、且つ、前記所定運転の運転モードとして、前記所定運転の実行時間と単位時間当たりの消費エネルギー量とを含むエネルギー消費形態が夫々異なる複数の運転モードを有するエネルギー消費機器が、前記運転周期において当該エネルギー消費機器を運転する運転モード及び時間帯を含む運転条件を設定する運転条件設定対象として設定され、
前記運転制御手段が、
前記運転条件設定対象のエネルギー消費機器における各運転モードに夫々対応付けられた複数の前記エネルギー消費形態を機器エネルギー消費情報として記憶し、並びに、
前記時系列的な予測負荷電力データ及び前記時系列的な予測負荷熱量データを、前記運転条件設定対象のエネルギー消費機器のエネルギー消費を除いた状態で、時系列的な基礎予測負荷電力データ及び時系列的な基礎予測負荷熱量データとして求め、
運転周期の開始時点において、前記時系列的な基礎予測負荷電力データ及び前記時系列的な基礎予測負荷熱量データ、並びに、前記機器エネルギー消費情報に基づいて、運転メリットが高くなるように、前記運転周期における前記熱電併給装置の運転条件及び前記運転条件設定対象のエネルギー消費機器の運転条件を設定して、前記熱電併給装置及び前記運転条件設定対象のエネルギー消費機器夫々を夫々について設定した運転条件で運転するように構成されている点にある。
An energy management system according to the present invention includes a combined heat and power device that generates both electric power and heat, hot water storage means that stores hot water in a hot water tank using heat generated by the combined heat and power device, and operation control means that controls operation. With
The operation control means includes time-series predicted load power data and time-series predicted load heat amount data for each operation cycle in an energy consumption location having a plurality of energy consuming devices that consume at least one of electric power and heat. It is divided and managed, and is configured to control the operation of the cogeneration device based on the time-series predicted load power data and the time-series predicted load heat amount data,
The first feature configuration performs a predetermined operation for performing a predetermined process by consuming at least one of electric power and heat, and as an operation mode of the predetermined operation, an execution time of the predetermined operation and per unit time An operation condition setting target in which an energy consuming device having a plurality of operation modes each including an energy consumption amount and having a plurality of operation modes sets operation conditions including an operation mode and a time zone for operating the energy consuming device in the operation cycle. Set as
The operation control means is
Storing a plurality of energy consumption forms respectively associated with each operation mode in the energy consumption device of the operation condition setting target as device energy consumption information; and
The time-series basic predicted load power data and the time-series predicted load power data and the time-series predicted load calorific value data in a state excluding energy consumption of the energy consuming device subject to the operation condition setting. Obtained as basic basic predicted load calorie data,
Based on the time-series basic predicted load power data, the time-series basic predicted load calorie data, and the equipment energy consumption information at the start of the operation cycle, the operation The operating conditions of the combined heat and power device in the cycle and the operating conditions of the energy consuming device that is the target for setting the operating conditions are set, and the operating conditions that are respectively set for the combined heat and power unit and the energy consuming device that is the target for setting the operating conditions are set In that it is configured to drive.

上記特徴構成によれば、所定の処理を行うための所定運転の実行時間と単位時間当たりの消費エネルギー量とを含むエネルギー消費形態が夫々異なる複数の運転モードを有するエネルギー消費機器が、運転条件設定対象として設定される。
又、運転制御手段により、運転周期の開始時点において、時系列的な基礎予測負荷電力データ及び時系列的な基礎予測負荷熱量データ、並びに、機器エネルギー消費情報に基づいて、運転メリットが高くなるように、運転周期における熱電併給装置の運転条件及び運転条件設定対象のエネルギー消費機器の運転条件が設定される。
According to the above characteristic configuration, the energy consuming device having a plurality of operation modes with different energy consumption modes including the execution time of the predetermined operation for performing the predetermined processing and the energy consumption amount per unit time is set in the operation condition setting. Set as a target.
In addition, the operation control means may increase the operation merit at the start of the operation cycle based on the time-series basic predicted load power data, the time-series basic predicted load heat data, and the equipment energy consumption information. In addition, the operation condition of the combined heat and power supply device in the operation cycle and the operation condition of the energy consuming device to be set as the operation condition are set.

尚、機器エネルギー消費情報とは、複数の運転モード夫々に対応付けられた状態のエネルギー消費形態の情報である。
又、時系列的な基礎予測負荷電力データ及び時系列的な基礎予測負荷熱量データは、時系列的な予測負荷電力データ及び時系列的な予測負荷熱量データを、運転条件設定対象のエネルギー消費機器のエネルギー消費を除いた状態で求めたものである。
The device energy consumption information is information on the energy consumption form in a state associated with each of a plurality of operation modes.
In addition, time-series basic predicted load power data and time-series basic predicted load heat energy data are time-series predicted load power data and time-series predicted load heat energy data, which are energy consumption devices subject to operation condition setting. It is obtained in a state excluding energy consumption.

つまり、運転条件設定対象以外のエネルギー消費機器により消費されると予測されるエネルギー消費の時系列的な予測データを前提にして、運転メリットが高くなるように、熱電併給装置の運転条件に加えて、運転周期のどの時間帯でどの運転モードで運転するかの運転条件設定対象のエネルギー消費機器の運転条件が設定されるのである。
そして、運転制御手段により、熱電併給装置がその熱電併給装置について設定された運転条件で運転され、運転条件設定対象のエネルギー消費機器が、そのエネルギー消費機器について設定された運転条件に設定されている時間帯に、その運転条件に設定されている運転モードで所定運転が実行される。
従って、運転メリットを更に向上すべく、エネルギー消費箇所のエネルギー消費を管理し得るエネルギー管理システムを提供することができる。
In other words, on the premise of time-series forecast data of energy consumption predicted to be consumed by energy consuming equipment other than the operating condition setting target, in addition to the operating conditions of the combined heat and power device, the operating merit is increased. The operation condition of the energy consuming device to be set as the operation condition for which operation mode is operated in which time zone of the operation cycle is set.
Then, the operation control means operates the cogeneration device under the operation conditions set for the cogeneration device, and the energy consumption device that is the operation condition setting target is set to the operation conditions set for the energy consumption device. During the time period, the predetermined operation is executed in the operation mode set in the operation condition.
Therefore, the energy management system which can manage the energy consumption of an energy consumption location in order to further improve a driving merit can be provided.

第2特徴構成は、上記第1特徴構成に加えて、
前記運転制御手段が、
前記熱電併給装置における出力電力に応じたエネルギー効率を、エネルギー効率情報として記憶し、
前記時系列的な基礎予測負荷電力データ及び前記時系列的な基礎予測負荷熱量データ、並びに、前記機器エネルギー消費情報に加えて、前記エネルギー効率情報に基づいて、運転メリットが高くなるように、前記運転周期における前記熱電併給装置の運転条件及び前記運転条件設定対象のエネルギー消費機器の運転条件を設定するように構成されている点にある。
In addition to the first feature configuration, the second feature configuration is
The operation control means is
The energy efficiency according to the output power in the cogeneration device is stored as energy efficiency information,
In addition to the time-series basic predicted load power data and the time-series basic predicted load heat amount data, and the equipment energy consumption information, based on the energy efficiency information, the operation merit is increased. The operation condition of the combined heat and power supply device and the operation condition of the energy consuming equipment to be set as the operation condition are set in the operation cycle.

上記特徴構成によれば、運転周期における熱電併給装置の運転条件及び運転条件設定対象のエネルギー消費機器の運転条件が、時系列的な基礎予測負荷電力データ及び時系列的な基礎予測負荷熱量データ、並びに、機器エネルギー消費情報に加えて、熱電併給装置における出力電力に応じたエネルギー効率からなるエネルギー効率情報に基づいて設定される。
つまり、熱電併給装置のエネルギー効率が出力電力に応じて変化する場合に、例えば、熱電併給装置をエネルギー効率が極力高くなる出力電力で極力長い時間にわたって運転可能なように、運転条件設定対象のエネルギー消費機器の運転モード及び運転時間帯が設定されるようになるので、運転メリットを一層向上することが可能となる。
従って、運転メリットを一層向上すべく、エネルギー消費箇所のエネルギー消費を管理することができる。
According to the above characteristic configuration, the operation conditions of the combined heat and power device in the operation cycle and the operation conditions of the energy consuming equipment for which the operation conditions are set are time-series basic predicted load power data and time-series basic predicted load calorie data, And in addition to apparatus energy consumption information, it sets based on the energy efficiency information which consists of energy efficiency according to the output electric power in a combined heat and power supply apparatus.
In other words, when the energy efficiency of the combined heat and power device changes according to the output power, for example, the energy for which the operating condition is set so that the combined heat and power device can be operated for as long as possible with the output power at which the energy efficiency becomes as high as possible. Since the operation mode and the operation time zone of the consumer device are set, the driving merit can be further improved.
Therefore, it is possible to manage the energy consumption at the energy consumption point in order to further improve the driving merit.

第3特徴構成は、上記第1又は第2特徴構成に加えて、
前記運転制御手段が、出力電力を予測負荷電力に追従させる負荷電力追従運転にて前記熱電併給装置を運転する条件で、運転メリットが高くなるように、前記運転周期における前記熱電併給装置の運転条件及び前記運転条件設定対象のエネルギー消費機器の運転条件を設定するように構成されている点にある。
In addition to the first or second feature configuration, the third feature configuration is
The operating condition of the combined heat and power device in the operating cycle is such that the operation merit becomes high under the condition that the operation control means operates the combined heat and power device in a load power following operation in which the output power follows the predicted load power. And it exists in the point comprised so that the operating condition of the energy consumption apparatus of the said operating condition setting object may be set.

上記特徴構成によれば、運転周期における熱電併給装置の運転条件及び運転条件設定対象のエネルギー消費機器の運転条件が、熱電併給装置をその出力電力を予測負荷電力に追従させる負荷電力追従運転にて運転する条件で設定される。
つまり、熱電併給装置を負荷電力追従運転にて運転することにより、エネルギー消費箇所での消費電力に対して熱電併給装置の出力電力が上回って余剰となる余剰電力を極力少なくすることが可能となるので、運転メリットを更に向上することができる。
ちなみに、余剰電力は、例えば、電気ヒータにより熱に変換して貯湯槽に蓄えることができるが、熱への変換時の損失、貯湯槽での放熱損失等により、効率が低下するので、熱電併給装置の出力電力はそのままエネルギー消費機器で消費するのが、運転メリットを高めるうえで好ましいのである。
従って、運転メリットを更に向上すべく、エネルギー消費箇所のエネルギー消費を管理することができる。
According to the above characteristic configuration, the operation condition of the combined heat and power device in the operation cycle and the operation condition of the energy consuming device for which the operation condition is set are the load power following operation in which the combined heat and power supply device follows the predicted load power. It is set according to the driving conditions.
In other words, by operating the combined heat and power device by load power following operation, it becomes possible to minimize the surplus power that becomes surplus as the output power of the combined heat and power device exceeds the power consumed at the energy consumption location. Therefore, driving merit can be further improved.
Incidentally, for example, surplus power can be converted into heat by an electric heater and stored in a hot water storage tank, but the efficiency decreases due to loss during conversion to heat, heat dissipation loss in the hot water storage tank, etc. It is preferable that the output power of the apparatus is consumed as it is by an energy consuming apparatus in order to improve the operation merit.
Therefore, it is possible to manage the energy consumption at the energy consumption point in order to further improve the driving merit.

第4特徴構成は、上記第1〜第3特徴構成のいずれか1つに加えて、
前記運転条件設定対象のエネルギー消費機器が、前記複数の運転モードとして、標準運転モード、及び、当該標準運転モードよりも実行時間が短く且つ単位時間当たりの消費エネルギー量が多い早仕上げ運転モードを有する点にある。
The fourth feature configuration is in addition to any one of the first to third feature configurations,
The energy consumption device subject to the operation condition setting has, as the plurality of operation modes, a standard operation mode and an early finishing operation mode in which an execution time is shorter than that of the standard operation mode and a large amount of energy is consumed per unit time. In the point.

上記特徴構成によれば、所定運転の実行時間が比較的長くしかも単位時間当たりの消費エネルギー量が比較的少ない標準運転モード、及び、所定運転の実行時間が比較的短くしかも単位時間当たりの消費エネルギー量が比較的多い早仕上げ運転モードのうち、運転メリットが高くなる方で、運転条件設定対象のエネルギー消費機器が運転される。
つまり、例えば、運転条件設定対象以外のエネルギー消費機器により消費されると予測される時系列的なエネルギー消費において、消費エネルギー量が少ない時間帯が比較的長く存在する場合に、そのような時間帯で、運転条件設定対象のエネルギー消費機器を標準運転モードで運転することにより、熱電併給装置を比較的効率が高い高出力で比較的長い時間運転することが可能となり、運転メリットを高めることができる場合がある。
あるいは、運転条件設定対象以外のエネルギー消費機器により消費されると予測される時系列的なエネルギー消費において、短時間にまとまった大きな給湯負荷が発生すると予測される場合に、その大きな給湯負荷が発生する時間帯の直前で、運転条件設定対象のエネルギー消費機器を早仕上げ運転モードで運転することにより、熱電併給装置の熱出力を大きくして、貯湯槽に蓄えられる熱量を極力多くすることにより、運転メリットを高めることができる場合がある。
従って、運転メリットを更に向上すべく、エネルギー消費箇所のエネルギー消費を管理することができる。
According to the above characteristic configuration, the standard operation mode in which the execution time of the predetermined operation is relatively long and the amount of energy consumption per unit time is relatively small, and the execution time of the predetermined operation is relatively short and the energy consumption per unit time. Among the early finishing operation modes in which the amount is relatively large, the energy consuming device that is the target for setting the operation conditions is operated in the direction in which the operation merit is higher.
In other words, for example, in a time-series energy consumption that is predicted to be consumed by an energy consuming device other than the operation condition setting target, such a time zone when the amount of energy consumption is small exists for a relatively long time. Therefore, by operating the energy consuming equipment subject to operation condition setting in the standard operation mode, it becomes possible to operate the combined heat and power unit with relatively high efficiency and high output for a relatively long time, and to improve the operation merit. There is a case.
Or, in a time-series energy consumption that is predicted to be consumed by an energy consuming device other than the operating condition setting target, when a large hot water supply load is predicted to occur in a short time, the large hot water supply load is generated. By operating the energy consuming equipment subject to operation condition setting in the early finishing operation mode immediately before the time period to perform, increasing the heat output of the combined heat and power device and increasing the amount of heat stored in the hot water tank as much as possible, In some cases, driving merit can be enhanced.
Therefore, it is possible to manage the energy consumption at the energy consumption point in order to further improve the driving merit.

第5特徴構成は、上記第1〜第4特徴構成のいずれか1つに加えて、
運転条件設定対象のエネルギー消費機器夫々について、前記夫々について設定した運転モードを含む運転条件を、当該エネルギー消費機器の使用者が認識可能に出力する出力手段を備える点にある。
In addition to any one of the first to fourth feature configurations described above, the fifth feature configuration is
For each energy consuming device to be set as an operating condition, there is an output means for outputting the operating condition including the operation mode set for each of the energy consuming devices so that the user of the energy consuming device can recognize.

出力手段を介して、設定した運転条件を使用者が認識することにより、例えば、使用者の生活習慣を省エネ効果の高いものとしたり、当日の予定に従って、使用者が機器の運転時間を少し調整する等することで次善の条件を選択可能とできる。   By recognizing the set operating conditions via the output means, for example, the user's lifestyle can be highly energy-saving, or the user can slightly adjust the operating time of the device according to the schedule of the day By doing so, the second best condition can be selected.

コージェネレーションシステムの全体構成を示すブロック図Block diagram showing the overall configuration of the cogeneration system コージェネレーションシステムの制御構成を示すブロック図Block diagram showing control configuration of cogeneration system 燃料電池のエネルギー効率を示す図Diagram showing energy efficiency of fuel cell 時系列的な基礎予測負荷電力データ及び時系列的な基礎予測負荷熱量データを示す図Diagram showing time-series basic predicted load power data and time-series basic predicted load calorie data 標準運転モードで運転すると仮定した場合の運転条件を設定するための各データを示す図A figure showing each data for setting the operation condition when it is assumed that it operates in the standard operation mode. 早仕上げ運転モードで運転すると仮定した場合の運転条件を設定するための各データを示す図A figure showing each data for setting the operation condition when it is assumed that the operation is performed in the fast finishing operation mode. 時系列的な基礎予測負荷電力データ及び時系列的な基礎予測負荷熱量データを示す図Diagram showing time-series basic predicted load power data and time-series basic predicted load calorie data 標準運転モードで運転すると仮定した場合の運転条件を設定するための各データを示す図A figure showing each data for setting the operation condition when it is assumed that it operates in the standard operation mode. 早仕上げ運転モードで運転すると仮定した場合の運転条件を設定するための各データを示す図A figure showing each data for setting the operation condition when it is assumed that the operation is performed in the fast finishing operation mode. 燃料電池のエネルギー効率を示す図Diagram showing energy efficiency of fuel cell 標準運転モードで運転すると仮定した場合の運転条件を設定するための各データを示す図A figure showing each data for setting the operation condition when it is assumed that it operates in the standard operation mode. 早仕上げ運転モードで運転すると仮定した場合の運転条件を設定するための各データを示す図A figure showing each data for setting the operation condition when it is assumed that the operation is performed in the fast finishing operation mode.

以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。
図1及び図2に示すように、エネルギー管理システムは、電力及び熱のうちの少なくとも一方を消費する複数のエネルギー消費機器50を有するエネルギー消費箇所(図示省略)におけるエネルギー消費を管理するものである。このエネルギー管理システムは、電力と熱とを併せて発生する熱電併給装置としての燃料電池1と、その燃料電池1が発生する熱により貯湯槽2に貯湯する貯湯手段としての貯湯ユニット3と、エネルギー管理システムの運転を制御する運転制御手段としての運転制御部Cと、その運転制御部4に各種制御情報を送信する遠隔操作式の操作部5等を備えて構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 and 2, the energy management system manages energy consumption at an energy consumption point (not shown) having a plurality of energy consuming devices 50 that consume at least one of electric power and heat. . This energy management system includes a fuel cell 1 as a combined heat and power device that generates both electric power and heat, a hot water storage unit 3 as hot water storage means for storing hot water in a hot water tank 2 by the heat generated by the fuel cell 1, and energy. An operation control unit C as operation control means for controlling the operation of the management system, and a remote operation type operation unit 5 for transmitting various control information to the operation control unit 4 are configured.

この実施形態では、運転制御部Cは、燃料電池1及び貯湯ユニット3を制御する熱電併給制御部4と、詳細は後述するが、複数のエネルギー消費機器50のうちで、運転条件設定対象に設定されたエネルギー消費機器50に設けられて、そのエネルギー消費機器50の運転を制御する機器制御部50cとから構成されている。   In this embodiment, the operation control unit C is set as an operation condition setting target among a plurality of energy consuming devices 50, which will be described later in detail, and a combined heat and power control unit 4 that controls the fuel cell 1 and the hot water storage unit 3. The device control unit 50c is provided in the energy consuming device 50 and controls the operation of the energy consuming device 50.

エネルギー消費箇所におけるエネルギー消費機器50のうち、電力のみを消費するものの例として、洗濯乾燥機51、テレビ52、照明器具(図示省略)等があり、熱のみを消費するものの例として、湯を出湯することにより熱を消費する給湯栓53及び浴槽54等があり、電力及び熱の両方を消費するものの例として、食器洗浄乾燥機55、浴室暖房装置56、床暖房装置57等がある。   Among examples of energy consuming equipment 50 in the energy consuming part, there are a washing / drying machine 51, a television 52, a lighting fixture (not shown) and the like as examples of consuming only electric power, and hot water is taken out as an example of consuming only heat. There are a hot water tap 53, a bathtub 54, and the like that consume heat, and examples of those that consume both power and heat include a dishwasher / dryer 55, a bathroom heater 56, and a floor heater 57.

尚、電力及び熱の両方を消費するエネルギー消費機器50のうち、食器洗浄乾燥機55は、湯を供給することにより熱を消費するものであり、以下の説明では、給湯式のエネルギー消費機器50と称する場合がある。又、電力及び熱の両方を消費するエネルギー消費機器50のうち、浴室暖房装置56、床暖房装置57は、加熱した熱媒を循環させる形態で、熱を消費するものであり、以下の説明では、総称して、熱媒循環式のエネルギー消費機器50と称する場合がある。   Of the energy consuming devices 50 that consume both power and heat, the dishwasher / dryer 55 consumes heat by supplying hot water. In the following description, the hot water supply type energy consuming device 50 is used. May be called. Of the energy consuming devices 50 that consume both power and heat, the bathroom heating device 56 and the floor heating device 57 consume heat in a form in which the heated heat medium is circulated. In general, the heat medium circulation type energy consuming device 50 may be called.

燃料電池1は、周知であるので、詳細な説明及び図示を省略して簡単に説明すると、この燃料電池1は、水素を主成分とする水素含有ガス及び酸素含有ガスが供給されて発電するセルスタック、そのセルスタックに供給する水素含有ガスを生成する水素含有ガス生成部、並びに、セルスタックに酸素含有ガスとして空気を供給するブロア等を備えて構成されている。   The fuel cell 1 is well known, and will be briefly described without detailed description and illustration. The fuel cell 1 is a cell that is supplied with a hydrogen-containing gas mainly containing hydrogen and an oxygen-containing gas to generate power. The stack includes a hydrogen-containing gas generating unit that generates a hydrogen-containing gas supplied to the cell stack, a blower that supplies air as an oxygen-containing gas to the cell stack, and the like.

セルスタックは、高分子膜を電解質層とするセルを複数積層状態に設けた固体高分子型に構成され、各セルの燃料極に水素含有ガス生成部から水素含有ガスが供給されると共に、各セルの空気極にブロアから空気が供給されて、水素と酸素との電気化学反応により発電を行うように構成されている。   The cell stack is configured in a solid polymer type in which a plurality of cells each having a polymer membrane as an electrolyte layer are provided in a stacked state, and a hydrogen-containing gas is supplied from a hydrogen-containing gas generation unit to the fuel electrode of each cell, Air is supplied from a blower to the air electrode of the cell, and power generation is performed by an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen.

水素含有ガス生成部には、都市ガス(例えば、天然ガスベースの都市ガス)等の炭化水素系の原燃料ガスが供給される。この水素含有ガス生成部は、図示を省略するが、供給される原燃料ガスと改質用水蒸気とを改質バーナの加熱により改質反応させて水素を主成分とする改質ガスを生成する改質器、その改質器から供給される改質ガス中の一酸化炭素を水蒸気にて二酸化炭素に変成処理する変成器、その変成器から供給される改質ガス中の一酸化炭素を別途供給される選択酸化用空気にて選択酸化する一酸化炭素除去器等を備えて構成され、一酸化炭素を変成処理及び選択酸化処理により低減した改質ガスが水素含有ガスとしてセルスタックに供給されるように構成されている。   A hydrocarbon-based raw fuel gas such as city gas (for example, natural gas-based city gas) is supplied to the hydrogen-containing gas generation unit. Although not shown, this hydrogen-containing gas generation unit generates a reformed gas containing hydrogen as a main component by reforming the supplied raw fuel gas and reforming steam by heating the reforming burner. A reformer, a converter for converting carbon monoxide in the reformed gas supplied from the reformer to carbon dioxide with steam, and carbon monoxide in the reformed gas supplied from the converter are separately provided. The reformed gas, which is configured with a carbon monoxide remover that selectively oxidizes with the supplied selective oxidation air, is reduced by the conversion treatment and the selective oxidation treatment is supplied to the cell stack as a hydrogen-containing gas. It is comprised so that.

そして、水素含有ガス生成部への原燃料ガスの供給量を調節することにより、燃料電池1の出力電力を調節するように構成されている。
燃料電池1の電力の出力側には、系統連系用のインバータ6が設けられ、そのインバータ6は、燃料電池1の出力電力の電圧及び周波数を商用電源7から受電する受電電力と同じ電圧及び同じ周波数に変換するように構成されている。
商用電源7は受電電力供給ライン8を介して分電盤9に接続され、商用電源7からの電力は、分電盤9を介して、洗濯乾燥機51、テレビ52、食器洗浄乾燥機55、浴室暖房装置56、床暖房装置57等、少なくとも電力を消費するエネルギー消費機器50に供給される。
インバータ6は、発電電力供給ライン10を介して受電電力供給ライン8に電気的に接続されて、燃料電池1の発電電力を発電電力供給ライン10、受電電力供給ライン8及び分電盤9を介して、前述の少なくとも電力を消費するエネルギー消費機器50に供給するように構成されている。
And it is comprised so that the output electric power of the fuel cell 1 may be adjusted by adjusting the supply amount of the raw fuel gas to a hydrogen containing gas production | generation part.
A grid interconnection inverter 6 is provided on the power output side of the fuel cell 1, and the inverter 6 has the same voltage and frequency as the received power for receiving the voltage and frequency of the output power of the fuel cell 1 from the commercial power source 7. It is configured to convert to the same frequency.
The commercial power source 7 is connected to the distribution board 9 via the received power supply line 8, and the power from the commercial power source 7 is supplied via the distribution board 9 to the washing / drying machine 51, the television 52, the dishwasher / dryer 55, It is supplied to an energy consuming device 50 that consumes at least power, such as a bathroom heating device 56 and a floor heating device 57.
The inverter 6 is electrically connected to the received power supply line 8 via the generated power supply line 10, and the generated power of the fuel cell 1 is passed through the generated power supply line 10, the received power supply line 8, and the distribution board 9. Thus, it is configured to supply the energy consuming device 50 that consumes at least the power described above.

受電電力供給ライン8には、少なくとも電力を消費するエネルギー消費機器50の負荷電力を計測する負荷電力計測手段11が設けられ、この負荷電力計測手段11は、受電電力供給ライン8を通して流れる電流に逆潮流が発生するか否かをも検出するように構成されている。
そして、逆潮流が生じないように、インバータ6により燃料電池1から受電電力供給ライン8に供給される電力が制御され、出力電力の余剰電力は、その余剰電力を熱に代えて回収する電気ヒータ12に供給されるように構成されている。
The received power supply line 8 is provided with load power measuring means 11 for measuring the load power of at least the energy consuming device 50 that consumes power. This load power measuring means 11 is opposite to the current flowing through the received power supply line 8. It is also configured to detect whether or not a tidal current occurs.
The electric power supplied from the fuel cell 1 to the received power supply line 8 is controlled by the inverter 6 so that no reverse power flow occurs, and the surplus power of the output power is recovered by replacing the surplus power with heat. 12 is configured to be supplied.

詳細は後述するが、貯湯ユニット3には、燃料電池1から発生する熱を回収すべく、燃料電池1を巡らせて設けられた熱回収用循環路14、及び、その熱回収用循環路14を通して熱回収用流体を循環させる熱回収用ポンプ15が備えられている。
電気ヒータ12は、複数の電気ヒータから構成されて、熱回収用ポンプ15の作動により熱回収用循環路14を通流する熱回収用流体を加熱するように設けられ、インバータ6の出力側に接続された作動スイッチ13により各別にON/OFFが切り換えられる。
作動スイッチ13は、余剰電力の大きさが大きくなるほど、電気ヒータ12の消費電力が大きくなるように、余剰電力の大きさに応じて電気ヒータ12の消費電力を調整するように構成されている。
尚、電気ヒータ12の消費電力を調整する構成については、上記のように複数の電気ヒータ12のON/OFFを切り換える構成以外に、その電気ヒータ12の出力を例えば位相制御等により調整する構成を採用しても構わない。
Although details will be described later, the hot water storage unit 3 passes through a heat recovery circuit 14 provided around the fuel cell 1 and recovers heat generated from the fuel cell 1 and the heat recovery circuit 14. A heat recovery pump 15 for circulating the heat recovery fluid is provided.
The electric heater 12 includes a plurality of electric heaters, and is provided so as to heat the heat recovery fluid flowing through the heat recovery circuit 14 by the operation of the heat recovery pump 15. The ON / OFF is individually switched by the connected operation switch 13.
The operation switch 13 is configured to adjust the power consumption of the electric heater 12 according to the amount of surplus power so that the power consumption of the electric heater 12 increases as the amount of surplus power increases.
The configuration for adjusting the power consumption of the electric heater 12 is a configuration for adjusting the output of the electric heater 12 by, for example, phase control or the like in addition to the configuration for switching ON / OFF of the plurality of electric heaters 12 as described above. You may adopt.

貯湯槽2は、密閉型であり、その頂部には、貯湯槽2から湯水を送出する給湯路27が接続され、その底部には、水道圧等の給水圧により給水する給水路28が接続されて、貯湯槽2には満タン状態で湯水が貯留されるように構成されている。
給湯路27の先端には、台所や浴室に設けられた給湯栓53が設けられている。
又、給湯路27から、食器洗浄用分岐路27w、浴槽用分岐路27bが上流側から順に分岐され、食器洗浄用分岐路27wの先端には、食器洗浄乾燥機55が接続され、浴槽用分岐路27bの先端には、浴槽54が接続されている。
The hot water storage tank 2 is hermetically sealed, and a hot water supply path 27 for sending hot water from the hot water storage tank 2 is connected to the top thereof, and a water supply path 28 for supplying water by a supply water pressure such as tap water pressure is connected to the bottom thereof. The hot water tank 2 is configured to store hot water in a full tank state.
A hot-water tap 53 provided in the kitchen or bathroom is provided at the tip of the hot-water supply path 27.
Further, from the hot water supply path 27, a dishwashing branch path 27w and a bathtub branch path 27b are branched in order from the upstream side, and a dishwasher / dryer 55 is connected to the tip of the dishwashing branch path 27w to branch the bathtub. A bathtub 54 is connected to the tip of the path 27b.

給湯路27における食器洗浄用分岐路27wの分岐箇所と浴槽用分岐路27bの分岐箇所との間の箇所に、貯湯槽2からの湯水と給水路28から分岐された分岐給水路28pからの水とを混合すると共に、その混合比を調節自在な給湯温度調整用三方弁29が設けられ、浴槽用分岐路27bには、浴槽54への給湯を断続する浴槽用断続弁30が設けられている。   The hot water from the hot water tank 2 and the water from the branch water supply path 28p branched from the water supply path 28 are provided between the branch point of the dish washing branch 27w and the branch point of the bathtub branch 27b in the hot water supply path 27. And a hot water temperature adjusting three-way valve 29 whose mixing ratio is adjustable, and a bathtub branch passage 27b is provided with a bathtub intermittent valve 30 for intermittently supplying hot water to the bathtub 54. .

食器洗浄用分岐路27wには、貯湯槽2からの湯水と分岐給水路28pからの水とを混合すると共に、その混合比を調節自在な食器洗浄温度調整用三方弁31、及び、食器洗浄用分岐路27wを通しての食器洗浄乾燥機55への給湯を断続する食器洗浄用断続弁32が設けられている。
尚、食器洗浄乾燥機55の運転は、それに備えられている食器洗浄用制御部(図示省略)により独立で制御され、食器洗浄用断続弁32も、その食器洗浄用制御部により制御される。
In the dish washing branch 27w, the hot water from the hot water tank 2 and the water from the branch water supply path 28p are mixed, and the mixing ratio of the three-way valve 31 for adjusting the dish washing temperature is adjustable. A dishwashing intermittent valve 32 for intermittently supplying hot water to the dishwasher 55 through the branch path 27w is provided.
The operation of the dishwasher 55 is independently controlled by a dishwashing control unit (not shown) provided therein, and the dishwashing intermittent valve 32 is also controlled by the dishwashing control unit.

そして、給湯栓53が開かれたり、浴槽用断続弁30や食器洗浄用断続弁32が開弁されると、給水路28により貯湯槽2の底部にかかる水道圧により、貯湯槽2の頂部から湯水が給湯路27を通して送出されて、給湯栓53、浴槽54及び食器洗浄乾燥機55等の給湯先に供給され、そのように貯湯槽2から湯水が送出されるのに伴って、給水路28を通して水が貯湯槽2の底部に供給される。
又、熱電併給制御部4により給湯温度調整用三方弁29や食器洗浄温度調整用三方弁31が制御されることにより、給湯栓53や、浴槽54や、食器洗浄乾燥機55への給湯温度が調整される。
Then, when the hot water tap 53 is opened or the bathtub intermittent valve 30 or the dishwasher intermittent valve 32 is opened, the water pressure applied to the bottom of the hot water tank 2 by the water supply path 28 causes the top of the hot water tank 2 to be opened. Hot water is sent out through the hot water supply passage 27 and supplied to hot water supply destinations such as the hot water tap 53, the bathtub 54, and the dishwasher / dryer 55, and as hot water is sent out from the hot water storage tank 2, the water supply passage 28 is supplied. Through this, water is supplied to the bottom of the hot water tank 2.
Further, by controlling the hot water supply temperature adjusting three-way valve 29 and the dishwashing temperature adjusting threeway valve 31 by the combined heat and power control unit 4, the hot water supply temperature to the hot water tap 53, the bathtub 54, and the dishwasher / dryer 55 is controlled. Adjusted.

貯湯ユニット3は、燃料電池1から発生する熱を用いて貯湯槽2に貯湯する機能に加えて、燃料電池1から発生する熱を用いて加熱した熱媒を、浴室暖房装置56、床暖房装置57等、熱媒循環式のエネルギー消費機器50に循環供給する機能も備えている。
即ち、貯湯ユニット3は、温度成層を形成する状態で湯水を貯湯する前述の貯湯槽2、前述の熱回収用循環路14を通して熱回収用流体を循環させる熱回収用ポンプ15、湯水循環路16を通して貯湯槽2内の湯水を循環させる湯水循環ポンプ17、熱源用循環路20を通して熱源用湯水を循環させる熱源用循環ポンプ21、熱媒循環路22を通して熱媒を熱媒循環式のエネルギー消費機器50に循環させる熱媒循環ポンプ23、湯水循環路16を通流する湯水を加熱する貯湯用熱交換器24、熱源用循環路20を通流する熱源用湯水を加熱する熱源用熱交換器25、熱媒循環路22を通流する熱媒を加熱する熱媒加熱用熱交換器26、貯湯槽2から取り出されて給湯路27を通流する湯水及び熱源用循環路20を通流する熱源用湯水を加熱する燃焼式の補助加熱器33などを備えて構成されている。
In addition to the function of storing hot water in the hot water storage tank 2 using the heat generated from the fuel cell 1, the hot water storage unit 3 uses a heat medium heated using the heat generated from the fuel cell 1 as a bathroom heating device 56 and a floor heating device. A function of circulating and supplying the heat medium circulation type energy consuming equipment 50 such as 57 is also provided.
That is, the hot water storage unit 3 includes the hot water storage tank 2 that stores hot water in a state where temperature stratification is formed, the heat recovery pump 15 that circulates the heat recovery fluid through the heat recovery circuit 14, and the hot water circuit 16. Hot water circulation pump 17 that circulates hot water in hot water tank 2 through, heat source circulation pump 21 that circulates hot water for heat source through heat source circulation path 20, and heat medium circulation type energy consuming equipment through heat medium circulation path 22 50, a heat medium circulating pump 23 that circulates to 50, a hot water storage heat exchanger 24 that heats hot water flowing through the hot water circulation path 16, and a heat source heat exchanger 25 that heats hot water for heat source flowing through the heat source circulation path 20. , A heat medium heating heat exchanger 26 for heating the heat medium flowing through the heat medium circulation path 22, hot water taken out from the hot water storage tank 2 and flowing through the hot water supply path 27, and a heat source flowing through the heat source circulation path 20 Heating hot water It is configured to include a like combustion type auxiliary heating device 33 that.

湯水循環路16は、貯湯槽2の底部と頂部とに接続されて、湯水循環ポンプ17により、貯湯槽2の底部から取り出した湯水を貯湯槽2の頂部に戻す形態で貯湯槽2の湯水を湯水循環路16を通して循環させるように構成されている。そして、そのように湯水循環路16を通して循環される貯湯槽2の湯水を貯湯用熱交換器24にて加熱することにより、貯湯槽2に温度成層を形成する状態で湯水が貯留される。
湯水循環路16には、2系統の流路に分かれた後に再び合流する並列状部分が設けられ、その並列状部分の合流箇所に放熱用三方弁18が設けられ、又、2系統の流路の一方側には、ラジエータ19が設けられている。
The hot water circulation path 16 is connected to the bottom and top of the hot water tank 2 so that hot water taken out from the bottom of the hot water tank 2 is returned to the top of the hot water tank 2 by the hot water circulation pump 17. It is configured to circulate through the hot water circulation path 16. Then, the hot water in the hot water storage tank 2 circulated through the hot water circulation path 16 is heated by the hot water storage heat exchanger 24 so that the hot water is stored in a state in which temperature stratification is formed in the hot water storage tank 2.
The hot water circulation path 16 is provided with a parallel portion that divides into two channels and then rejoins, and a heat radiating three-way valve 18 is provided at the junction of the parallel portions. On one side, a radiator 19 is provided.

前述の給湯路27は、湯水循環路16における貯湯用熱交換器24よりも下流側の箇所を介して貯湯槽2に接続されている。   The aforementioned hot water supply passage 27 is connected to the hot water storage tank 2 through a location downstream of the hot water storage heat exchanger 24 in the hot water circulation passage 16.

熱源用循環路20は、給湯路27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、その熱源用循環路20には、熱源用湯水の通流を断続させる熱源用断続弁34が設けられている。
補助加熱器33は、給湯路27における熱源用循環路20との共用部分に設けられた熱交換器33a、その熱交換器33aを加熱するバーナ33b、そのバーナ33bに燃焼用空気を供給するファン33c、熱交換器33aに流入する湯水の流入温度を検出する流入温度センサ(図示省略)、熱交換器33aから流出する湯水の流出温度を検出する流出温度センサ(図示省略)、及び、熱交換器33aに流入する湯水の流量を検出する流量センサ(図示省略)等を備えて構成され、この補助加熱器33の運転は熱電併給制御部4により制御される。
The heat source circulation path 20 is provided so as to form a circulation path in a state where a part of the hot water supply path 27 is shared, and the heat source circulation path 20 is provided with an intermittent valve for heat source that interrupts the flow of hot water for the heat source. 34 is provided.
The auxiliary heater 33 includes a heat exchanger 33a provided in a portion shared with the heat source circulation path 20 in the hot water supply path 27, a burner 33b that heats the heat exchanger 33a, and a fan that supplies combustion air to the burner 33b. 33c, an inflow temperature sensor (not shown) for detecting the inflow temperature of hot water flowing into the heat exchanger 33a, an outflow temperature sensor (not shown) for detecting the outflow temperature of hot water flowing out of the heat exchanger 33a, and heat exchange A flow rate sensor (not shown) for detecting the flow rate of hot water flowing into the heater 33a is provided, and the operation of the auxiliary heater 33 is controlled by the combined heat and power control unit 4.

前述の熱回収用循環路14は、貯湯用熱交換器24側と熱源用熱交換器25側とに分岐された後、再び合流される形態で、燃料電池1、貯湯用熱交換器24及び熱源用熱交換器25を巡らせて設けられ、その分岐箇所に、貯湯用熱交換器24側に通流させる熱回収用流体の流量と熱源用熱交換器25側に通流させる熱回収用流体の流量との割合を調整する分流弁35が設けられている。
この分流弁35は、熱回収用循環路14の熱回収用流体の全量を貯湯用熱交換器24側に通流させたり、熱回収用循環路14の熱回収用流体の全量を熱源用熱交換器25側に通流させることもできるように構成されている。
The heat recovery circuit 14 is branched into the hot water storage heat exchanger 24 side and the heat source heat exchanger 25 side, and then merged again in the form of the fuel cell 1, the hot water storage heat exchanger 24, and It is provided around the heat source heat exchanger 25, and the flow rate of the heat recovery fluid to be passed to the hot water storage heat exchanger 24 side and the heat recovery fluid to be passed to the heat source heat exchanger 25 side are provided at the branching point. A diversion valve 35 is provided for adjusting the ratio of the flow rate to the flow rate.
The diversion valve 35 allows the entire amount of the heat recovery fluid in the heat recovery circuit 14 to flow to the hot water storage heat exchanger 24 side, or the entire amount of the heat recovery fluid in the heat recovery circuit 14 to be used as heat source heat. It is comprised so that it can be made to flow through the exchanger 25 side.

貯湯用熱交換器24においては、燃料電池1の発生熱を回収した熱回収用循環路14の熱回収用流体を通流させることにより、湯水循環路16を通流する湯水を加熱するように構成されている。熱源用熱交換器25においては、燃料電池1の発生熱を回収した熱回収用循環路14の熱回収用流体を通流させることにより、熱源用循環路20を通流する熱源用湯水を加熱するように構成されている。   In the hot water storage heat exchanger 24, the hot water flowing through the hot water circulation path 16 is heated by passing the heat recovery fluid of the heat recovery circuit 14 that has recovered the heat generated by the fuel cell 1. It is configured. In the heat source heat exchanger 25, the heat source fluid flowing through the heat source circulation path 20 is heated by flowing the heat recovery fluid in the heat recovery circuit 14 that has recovered the heat generated by the fuel cell 1. Is configured to do.

この実施形態では、浴室暖房装置56及び床暖房装置57等、熱媒循環式のエネルギー消費機器50が複数台設けられているので、熱媒循環路22には、複数台の熱媒循環式のエネルギー消費機器50が並列状に設けられ、熱媒循環ポンプ23は、複数台の熱媒循環式のエネルギー消費機器50夫々に対して設けられている。
そして、熱媒加熱用熱交換器26においては、熱源用熱交換器25や補助加熱器33にて加熱された熱源用湯水を通流させて、熱媒循環路22を循環する熱媒を加熱することにより、燃料電池1が発生する熱を用いて加熱した熱媒を熱媒循環式のエネルギー消費機器50に循環供給するように構成されている。
In this embodiment, since a plurality of heat medium circulation type energy consuming devices 50 such as the bathroom heating device 56 and the floor heating device 57 are provided, the heat medium circulation path 22 has a plurality of heat medium circulation types. Energy consumption devices 50 are provided in parallel, and the heat medium circulation pump 23 is provided for each of the plurality of heat medium circulation type energy consumption devices 50.
In the heat exchanger for heat medium heating 26, the hot water for the heat source heated by the heat exchanger for the heat source 25 and the auxiliary heater 33 is passed through to heat the heat medium circulating in the heat medium circulation path 22. Thus, the heat medium heated by using the heat generated by the fuel cell 1 is circulated and supplied to the heat medium circulation type energy consuming device 50.

熱電併給制御部4による補助加熱器33の運転制御について簡単に説明すると、流量センサが設定流量以上の流量を検出している状態で、流入温度センサにて検出される流入温度が目標加熱温度未満になるとバーナ33bを燃焼させ、且つ、流出温度センサにて検出される流出温度が目標加熱温度になるようにバーナ33bの燃焼量を調節し、バーナ33bの燃焼中に流量センサの検出流量が設定流量未満になると、バーナ33bを消火させる。   Briefly describing the operation control of the auxiliary heater 33 by the combined heat and power control unit 4, the inflow temperature detected by the inflow temperature sensor is less than the target heating temperature in a state where the flow rate sensor detects a flow rate equal to or higher than the set flow rate. Then, the burner 33b is combusted, and the combustion amount of the burner 33b is adjusted so that the outflow temperature detected by the outflow temperature sensor becomes the target heating temperature, and the detected flow rate of the flow sensor is set during the combustion of the burner 33b. When it becomes less than the flow rate, the burner 33b is extinguished.

給湯栓53、浴槽54及び食器洗浄乾燥機55等の給湯先に湯水を給湯するときの給湯負荷熱量を計測する給湯負荷熱量計測手段36が設けられ、又、熱媒循環式のエネルギー消費機器50での端末負荷熱量を計測する端末負荷熱量計測手段37も設けられている。
尚、給湯負荷熱量計測手段36は、給湯路27における給湯温度調整用三方弁29の設置個所と浴槽用分岐路27bの分岐箇所との間の箇所に設けられて、給湯栓53及び浴槽54における給湯負荷熱量を計測する一般用給湯負荷熱量計測部36bと、食器洗浄用分岐路27wに設けられて、食器洗浄乾燥機55における給湯負荷熱量を計測する食器洗浄用給湯負荷熱量計測部36wとを備えて、それら一般用給湯負荷熱量計測部36b及び食器洗浄用給湯負荷熱量計測部36w夫々の計測値の合計を給湯負荷熱量として計測するように構成されている。
A hot water supply load calorie measuring means 36 for measuring the hot water supply heat calorie when supplying hot water to hot water supply destinations such as the hot water tap 53, the bathtub 54 and the dishwasher / dryer 55 is provided, and the heat medium circulation type energy consumption device 50 is provided. Terminal load calorie measuring means 37 for measuring the terminal load calorie at is also provided.
The hot water load calorie measuring means 36 is provided at a location between the hot water supply temperature adjustment three-way valve 29 in the hot water supply passage 27 and a branch location of the bathtub branch passage 27b. A general hot water load calorie measuring unit 36b for measuring the hot water load calorie, and a hot water load calorie measuring unit 36w for dish washing provided in the dish washing branch 27w and measuring the hot water load calorie in the dish washing dryer 55 are provided. It is comprised so that the sum total of each measured value of these hot water supply load calorie | heat amount measuring parts 36b for general use and the hot water load calorie | heat_heat measuring part 36w for tableware washing | cleaning may be measured as hot water supply load calorie | heat amount.

ちなみに、図示は省略するが、これら給湯負荷熱量計測手段36及び端末負荷熱量計測手段37は、通流する湯水や熱媒の温度を検出する温度センサと、湯水や熱媒の流量を検出する流量センサとを備えて構成され、温度センサの検出温度と流量センサの検出流量とに基づいて負荷熱量を検出するように構成されている。   Incidentally, although not shown in the drawings, the hot water supply load calorie measurement means 36 and the terminal load calorie measurement means 37 are a temperature sensor that detects the temperature of flowing hot water and the heat medium, and a flow rate that detects the flow rate of the hot water and the heat medium. And a sensor, and is configured to detect the load heat quantity based on the detected temperature of the temperature sensor and the detected flow rate of the flow sensor.

湯水循環路16における貯湯用熱交換器24よりも下流側の箇所に、貯湯用熱交換器24にて加熱されて貯湯槽2に供給される湯水の温度を検出する貯湯温度センサShが設けられている。
又、貯湯槽2には、その貯湯熱量の検出用として、貯湯槽2の上端の湯水の温度を検出する上端温度センサS1、貯湯槽2を上下方向に概ね三等分した等分部分の中層部における上端部分の湯水の温度を検出する中間上位温度センサS2、貯湯槽2の中層部における下端部分の湯水の温度を検出する中間下位温度センサS3、及び、貯湯槽2の下端の湯水の温度を検出する下端温度センサS4が設けられ、更に、給水路28には、貯湯槽2に供給される水の給水温度を検出する給水温度センサSiが設けられている。
A hot water storage temperature sensor Sh that detects the temperature of the hot water heated by the hot water storage heat exchanger 24 and supplied to the hot water tank 2 is provided at a location downstream of the hot water storage heat exchanger 24 in the hot water circulation path 16. ing.
Further, the hot water tank 2 has an upper temperature sensor S1 for detecting the temperature of hot water at the upper end of the hot water tank 2, and an intermediate layer of an equally divided portion obtained by roughly dividing the hot water tank 2 into three equal parts in the vertical direction. An intermediate upper temperature sensor S2 that detects the temperature of hot water at the upper end of the hot water tank, an intermediate lower temperature sensor S3 that detects the temperature of hot water at the lower edge of the middle layer of the hot water tank 2, and the temperature of hot water at the lower end of the hot water tank 2 Is provided, and a water supply temperature sensor Si for detecting a water supply temperature of water supplied to the hot water tank 2 is provided in the water supply passage 28.

熱電併給制御部4による貯湯槽2の貯湯熱量の演算方法について、説明する。
上端温度センサS1、中間上位温度センサS2、中間下位温度センサS3、下端温度センサS4夫々にて検出される貯湯槽2の湯水の温度を、夫々、T1、T2、T3、T4とし、給水温度センサSiにて検出される給水温度をTiとし、上層部、中層部、下層部夫々の容量をV(リットル)とする。
又、上層部における重み係数をA1とし、中層部における重み係数をA2とし、下層部における重み係数をA3とすると、貯湯熱量(kcal)は、下記の式1にて演算することができる。尚、この実施形態では、熱量の単位をkcal/hの単位にて示す場合があるが、1kWh=860kcalの関係に基づいて860に設定される係数αにて各値を除することにより、kWhの単位として求めることができる。
A method for calculating the amount of stored hot water in the hot water tank 2 by the combined heat and power control unit 4 will be described.
The hot water temperature in the hot water tank 2 detected by the upper end temperature sensor S1, the intermediate upper temperature sensor S2, the intermediate lower temperature sensor S3, and the lower end temperature sensor S4 is T1, T2, T3, and T4, respectively. The water supply temperature detected by Si is Ti, and the capacities of the upper layer portion, the middle layer portion, and the lower layer portion are V (liters).
Further, assuming that the weighting coefficient in the upper layer part is A1, the weighting coefficient in the middle layer part is A2, and the weighting coefficient in the lower layer part is A3, the amount of stored hot water (kcal) can be calculated by the following equation (1). In this embodiment, the unit of calorie may be expressed in units of kcal / h, but by dividing each value by a coefficient α set to 860 based on the relationship of 1 kWh = 860 kcal, kWh It can be obtained as a unit.

貯湯熱量=(A1×T1+(1−A1)×T2−Ti)×V
+(A2×T2+(1−A2)×T3−Ti)×V
+(A3×T3+(1−A3)×T4−Ti)×V……………(式1)
Hot water storage heat amount = (A1 * T1 + (1-A1) * T2-Ti) * V
+ (A2 * T2 + (1-A2) * T3-Ti) * V
+ (A3 * T3 + (1-A3) * T4-Ti) * V (Equation 1)

重み係数A1、A2、A3は、貯湯槽2の各層における過去の温度分布データを考慮した経験値である。ここで、A1、A2、A3としては、例えば、A1=A2=0.2、A3=0.5である。A1=A2=0.2とは、上層部においては温度T2の影響が温度T1の影響よりも大きいことを示す。これは、上層部の8割の部分は温度T2に近く、2割の部分は温度T1に近いことを示す。これは、中層部においても同様である。下層部においては、温度T3とT4の影響が同じであることを示す。   The weighting factors A1, A2, A3 are empirical values considering past temperature distribution data in each layer of the hot water tank 2. Here, as A1, A2, A3, for example, A1 = A2 = 0.2 and A3 = 0.5. A1 = A2 = 0.2 indicates that the influence of the temperature T2 is larger than the influence of the temperature T1 in the upper layer portion. This indicates that 80% of the upper layer is close to the temperature T2, and 20% is close to the temperature T1. The same applies to the middle layer portion. In the lower layer portion, the influence of the temperatures T3 and T4 is the same.

熱電併給制御部4は、燃料電池1の運転中は熱回収用ポンプ15を作動させる状態で、燃料電池1の運転を制御し、並びに、湯水循環ポンプ17、熱源用循環ポンプ21、熱媒循環ポンプ23、浴槽用断続弁30、分流弁35及び熱源用断続弁34夫々の作動を制御することによって、貯湯槽2内に湯水を貯湯する貯湯運転、浴槽54に湯張りする湯張り運転、及び、熱媒循環式のエネルギー消費機器50に熱媒を供給する熱媒供給運転を行うように構成されている。   The combined heat and power control unit 4 controls the operation of the fuel cell 1 while operating the heat recovery pump 15 during the operation of the fuel cell 1, as well as the hot water circulation pump 17, the heat source circulation pump 21, and the heat medium circulation. By controlling the operation of the pump 23, the bathtub intermittent valve 30, the flow dividing valve 35 and the heat source intermittent valve 34, hot water storage operation for storing hot water in the hot water tank 2, hot water filling operation for filling the bathtub 54, and The heat medium supply operation is performed to supply the heat medium to the heat medium circulation type energy consuming device 50.

熱電併給制御部4は、熱媒循環式のエネルギー消費機器50用の端末用リモコン(図示省略)から運転の指令がされない状態では、貯湯運転を行い、その貯湯運転では、分流弁35を熱回収用流体の全量を貯湯用熱交換器24側に通流させる状態に切り換え且つ熱源用断続弁34を閉弁した状態で、貯湯温度センサShの検出情報に基づいて、貯湯槽2に供給される湯水の温度が予め設定された目標貯湯温度(例えば60°C)になるように湯水循環量を調節すべく、湯水循環ポンプ17の作動を制御するように構成されている。   The combined heat and power control unit 4 performs a hot water storage operation when no operation command is issued from a terminal remote controller (not shown) for the heat medium circulation type energy consuming device 50, and in the hot water storage operation, the diversion valve 35 is recovered by heat. The hot water storage tank 2 is supplied to the hot water tank 2 based on the detection information of the hot water temperature sensor Sh in a state in which the entire amount of the working fluid is switched to the state of flowing through the hot water storage heat exchanger 24 and the heat source intermittent valve 34 is closed. The operation of the hot water circulation pump 17 is controlled so as to adjust the hot water circulation amount so that the temperature of the hot water becomes a preset target hot water storage temperature (for example, 60 ° C.).

又、熱電併給制御部4は、端末用リモコンから運転が指令されると、熱媒供給運転を行い、その熱媒供給運転では、熱源用断続弁34を開弁し、熱源用循環ポンプ21を予め設定された設定回転速度で作動させる状態で、熱媒循環式のエネルギー消費機器50での端末負荷熱量に応じた量の熱回収用流体を熱源用熱交換器25に通流させるように分流弁35を制御するように構成され、そのように熱媒供給運転を行う状態で、分流弁35を貯湯用熱交換器24側にも熱回収用流体を通流させる状態に制御するときは、前述のように湯水循環ポンプ17の作動を制御して、熱媒供給運転に並行して貯湯運転を実行するように構成されている。
熱電併給制御部4は、熱媒供給運転の実行中に端末用リモコンから運転の停止が指令されると、分流弁35を熱回収用流体の全量を貯湯用熱交換器24側に通流させる状態に切り換えると共に、熱源用断続弁34を閉弁し、熱源用循環ポンプ21を停止させて、湯水循環ポンプ17を作動させることにより、熱媒供給運転から貯湯運転に切り換えるように構成されている。
In addition, when the operation is commanded from the terminal remote controller, the combined heat and power control unit 4 performs a heat medium supply operation. In the heat medium supply operation, the heat source intermittent valve 34 is opened, and the heat source circulation pump 21 is turned on. In a state of operating at a preset rotational speed set in advance, the flow is divided so that the heat recovery fluid in an amount corresponding to the terminal load heat amount in the heat medium circulation type energy consuming device 50 is passed through the heat source heat exchanger 25. The valve 35 is configured to be controlled, and when the heat medium supply operation is performed as described above, when the diverter valve 35 is controlled to flow through the heat recovery fluid to the hot water storage heat exchanger 24 side, As described above, the operation of the hot water circulation pump 17 is controlled, and the hot water storage operation is executed in parallel with the heat medium supply operation.
When the stop of operation is commanded from the terminal remote controller during execution of the heating medium supply operation, the combined heat and power control unit 4 causes the diverter valve 35 to flow the entire amount of the heat recovery fluid to the hot water storage heat exchanger 24 side. In addition to switching to the state, the heat source intermittent pump 34 is closed, the heat source circulation pump 21 is stopped, and the hot water circulation pump 17 is operated to switch from the heat medium supply operation to the hot water storage operation. .

又、熱電併給制御部4は、操作部5に設けられた湯張りスイッチ(図示省略)により湯張り運転が指令されると、浴槽54の水位を検出する水位センサの検出水位が所定の水位になるまで、浴槽用断続弁30を開いて湯張り運転を実行する。   Further, when the hot water filling operation is instructed by the hot water filling switch (not shown) provided in the operation unit 5, the combined heat and power control unit 4 sets the detection water level of the water level sensor for detecting the water level of the bathtub 54 to a predetermined water level. Until that time, the bathtub intermittent valve 30 is opened and the hot water filling operation is executed.

そして、給湯路27を通して貯湯槽2の湯水が給湯先に給湯されるとき、及び、熱媒供給運転の実行中は、熱電併給制御部4は、補助加熱器33に供給される湯水の温度が目標加熱温度よりも低いときは、補助加熱器33に供給される湯水を目標加熱温度に加熱して出湯すべく、バーナ33cへのガス燃料の供給量を調節することになる。
更に、熱電併給制御部4は、給湯温度調整用三方弁29や食器洗浄温度調整用三方弁31を制御することにより、給湯栓53や、浴槽54や、食器洗浄乾燥機55への給湯温度を調整する。
When the hot water in the hot water tank 2 is supplied to the hot water supply destination through the hot water supply path 27 and during execution of the heat medium supply operation, the combined heat and power control unit 4 determines the temperature of the hot water supplied to the auxiliary heater 33. When the temperature is lower than the target heating temperature, the amount of gas fuel supplied to the burner 33c is adjusted so that the hot water supplied to the auxiliary heater 33 is heated to the target heating temperature and discharged.
Furthermore, the combined heat and power control unit 4 controls the hot water supply temperature adjustment three-way valve 29 and the dishwashing temperature adjustment threeway valve 31 to control the hot water supply temperature to the hot water tap 53, the bathtub 54, and the dishwasher / dryer 55. adjust.

ちなみに、給湯栓53による給湯温度は、操作部5に設けられた給湯温度設定部(図示省略)により設定され、浴槽54への給湯温度は、操作部5に設けられた湯張り温度設定部(図示省略)により設定され、食器洗浄乾燥機55への給湯温度は、所定の温度にて予め記憶されている。
尚、熱電併給制御部4は、食器洗浄乾燥機55の食器洗浄制御部(図示省略)との間で通信可能に構成され、食器洗浄用制御部からの指令に基づいて、食器洗浄乾燥機55への給湯温度を調整すべく、食器洗浄温度調整用三方弁31を制御するように構成されている。
Incidentally, the hot water supply temperature by the hot water tap 53 is set by a hot water supply temperature setting unit (not shown) provided in the operation unit 5, and the hot water supply temperature to the bathtub 54 is set by a hot water temperature setting unit (in the operation unit 5). The hot water supply temperature to the dishwasher / dryer 55 is stored in advance at a predetermined temperature.
The combined heat and power control unit 4 is configured to be able to communicate with a tableware washing control unit (not shown) of the tableware washing dryer 55, and based on a command from the tableware washing control unit 55 In order to adjust the hot water supply temperature, the dish washing temperature adjusting three-way valve 31 is controlled.

更に、熱電併給制御部4は、貯湯運転の実行中に、下端温度センサS4の検出温度が予め設定した放熱作動用設定温度以上になると、貯湯槽2の底部にまで貯湯されて、貯湯槽2の貯湯量が満杯になったとして、貯湯槽2の下部から取り出した湯水がラジエータ19を通過する状態に放熱用三方弁18を切り換えると共に、ラジエータ19を作動させて、貯湯槽2の下部から取り出した湯水をラジエータ19にて放熱させたのち、貯湯用熱交換器24を通過させて加熱して、貯湯槽2に供給するように構成されている。   Furthermore, the combined heat and power control unit 4 stores hot water up to the bottom of the hot water tank 2 when the temperature detected by the lower end temperature sensor S4 is equal to or higher than a preset temperature for heat release operation during the hot water storage operation. When the amount of hot water stored in the hot water tank is full, the hot water taken out from the lower part of the hot water tank 2 is switched to the state where the three-way valve 18 for heat dissipation is passed through the radiator 19 and the radiator 19 is operated to take out the hot water After the hot water is radiated by the radiator 19, the hot water is passed through the hot water storage heat exchanger 24, heated, and supplied to the hot water tank 2.

次に、運転制御部Cによるエネルギー管理システムの運転の制御について説明する。
運転制御部Cを構成する熱電併給制御部4は、基本的には、電力及び熱のうちの少なくとも一方を消費する複数のエネルギー消費機器50を有するエネルギー消費箇所における時系列的な予測負荷電力データ及び時系列的な予測負荷熱量データを運転周期毎に区分けして管理して、時系列的な予測負荷電力データ及び時系列的な予測負荷熱量データに基づいて、燃料電池1の運転を制御するように構成されている。
Next, operation control of the energy management system by the operation control unit C will be described.
The cogeneration control unit 4 that constitutes the operation control unit C basically includes time-series predicted load power data at an energy consumption point having a plurality of energy consuming devices 50 that consume at least one of electric power and heat. In addition, the time-series predicted load heat amount data is divided and managed for each operation cycle, and the operation of the fuel cell 1 is controlled based on the time-series predicted load power data and the time-series predicted load heat amount data. It is configured as follows.

本発明では、電力及び熱のうちの少なくとも一方を消費して所定の処理を行う所定運転を実行し、且つ、所定運転の運転モードとして、所定運転の実行時間と単位時間当たりの消費エネルギー量とを含むエネルギー消費形態が夫々異なる複数の運転モードを有するエネルギー消費機器50が、運転周期において当該エネルギー消費機器50を運転する運転モード及び時間帯を含む運転条件を設定する運転条件設定対象として設定される。
又、熱電併給制御部4が、運転条件設定対象のエネルギー消費機器50における各運転モードに夫々対応付けられた複数のエネルギー消費形態を機器エネルギー消費情報としてメモリ38に記憶し、並びに、時系列的な予測負荷電力データ及び時系列的な予測負荷熱量データを、運転条件設定対象のエネルギー消費機器50のエネルギー消費を除いた状態で、時系列的な基礎予測負荷電力データ及び時系列的な基礎予測負荷熱量データとして求めるように構成されている。
そして、熱電併給制御部4が、運転周期の開始時点において、時系列的な基礎予測負荷電力データ及び時系列的な基礎予測負荷熱量データ、並びに、機器エネルギー消費情報に基づいて、運転メリットが高くなるように、運転周期における燃料電池1の運転条件及び運転条件設定対象のエネルギー消費機器50の運転条件を設定して、燃料電池1を当該燃料電池1について設定した運転条件で運転し、且つ、運転条件設定対象のエネルギー消費機器50に対して、当該エネルギー消費機器50について設定した運転条件での運転を指令するように構成されている。
In the present invention, a predetermined operation for performing a predetermined process by consuming at least one of electric power and heat is executed, and as an operation mode of the predetermined operation, an execution time of the predetermined operation and an energy consumption amount per unit time Energy consumption device 50 having a plurality of operation modes each having a different energy consumption mode is set as an operation condition setting target for setting an operation condition including an operation mode and a time zone for operating the energy consumption device 50 in an operation cycle. The
Further, the combined heat and power control unit 4 stores a plurality of energy consumption modes respectively associated with the respective operation modes in the energy consuming device 50 to be set as operation conditions in the memory 38 as device energy consumption information. Time-series basic prediction load power data and time-series basic prediction in a state in which the energy consumption of the energy consuming device 50 subject to the operation condition setting is excluded from the predicted load power data and time-series predicted load calorie data. It is comprised so that it may obtain | require as load calorie | heat amount data.
Then, the combined heat and power control unit 4 has a high operation merit at the start of the operation cycle based on the time-series basic predicted load power data, the time-series basic predicted load calorie data, and the device energy consumption information. The operating conditions of the fuel cell 1 in the operating cycle and the operating conditions of the energy consuming device 50 that is the target of setting the operating conditions are set, the fuel cell 1 is operated under the operating conditions set for the fuel cell 1, and It is configured to command the operation under the operation condition set for the energy consuming device 50 to the energy consuming device 50 to be set as the operation condition.

熱電併給制御部4と運転条件設定対象のエネルギー消費機器50の機器制御部50cとは通信自在に構成され、そのエネルギー消費機器50の機器制御部50cは、熱電併給制御部4からの運転の指令に基づいて、指令された運転条件で設定されている時間帯に、その運転条件で設定されている運転モードで所定運転を実行するように構成されている。
つまり、熱電併給制御部4と機器制御部50cとから構成される運転制御部Cが、運転周期の開始時点において、時系列的な基礎予測負荷電力データ及び時系列的な基礎予測負荷熱量データ、並びに、機器エネルギー消費情報に基づいて、運転メリットが高くなるように、運転周期における燃料電池1の運転条件及び運転条件設定対象のエネルギー消費機器50の運転条件を設定して、燃料電池1及び運転条件設定対象のエネルギー消費機器50夫々を夫々について設定した運転条件で運転するように構成されていることになる。
The combined heat and power control unit 4 and the device control unit 50c of the energy consuming device 50 subject to operation condition setting are configured to be able to communicate with each other, and the device control unit 50c of the energy consuming device 50 receives an operation command from the combined heat and power control unit 4. The predetermined operation is executed in the operation mode set in the operation condition in the time zone set in the instructed operation condition.
That is, the operation control unit C configured by the combined heat and power control unit 4 and the device control unit 50c is configured such that, at the start of the operation cycle, time-series basic predicted load power data and time-series basic predicted load calorie data, In addition, based on the device energy consumption information, the operation conditions of the fuel cell 1 and the operation conditions of the energy consumption device 50 to be set in the operation cycle are set so that the operation merit is high, and the fuel cell 1 and the operation are performed. Each of the energy consuming devices 50 that are the condition setting targets is configured to be operated under the operation conditions set for each.

操作部5には、エネルギー消費箇所にある複数のエネルギー消費機器50のうちで、運転条件設定対象に設定するものを登録すると共に、登録した運転条件設定対象のエネルギー消費機器50の機器エネルギー消費情報を入力する対象機器登録部5aが備えられている。
熱電併給制御部4は、対象機器登録部5aからの入力情報に基づいて、機器エネルギー消費情報を運転条件設定対象のエネルギー消費機器50に対応付けて、メモリ38に記憶するように構成されている。
In the operation unit 5, among the plurality of energy consuming devices 50 at the energy consumption location, what is set as the operation condition setting target is registered, and the device energy consumption information of the registered energy consuming device 50 as the operation condition setting target The target device registration unit 5a is provided.
The combined heat and power control unit 4 is configured to store the device energy consumption information in the memory 38 in association with the energy consumption device 50 that is the operation condition setting target based on the input information from the target device registration unit 5a. .

ここで、運転周期は1日に設定され、その運転周期を構成する複数の単位時間が1時間に設定されている。又、熱電併給制御部4は、運転メリットとして、エネルギー消費箇所における運転周期中の全予測負荷電力及び全予測負荷熱量を賄うために消費するエネルギー量(以下、予測総エネルギー消費量と記載する場合がある)を求めるように構成されている。
つまり、予測総エネルギー消費量が少なくなることが、省エネルギー性に関する運転メリットが高くなることに相当する。
Here, the operation cycle is set to one day, and a plurality of unit times constituting the operation cycle are set to one hour. In addition, the combined heat and power control unit 4 uses the amount of energy consumed to cover the total predicted load power and the total predicted load heat amount during the operation cycle at the energy consumption point as the operation merit (hereinafter referred to as the predicted total energy consumption amount). Is configured to ask for).
That is, a reduction in the predicted total energy consumption corresponds to an increase in driving merit related to energy saving.

この実施形態では、熱電併給制御部4が、燃料電池1における出力電力に応じたエネルギー効率を、エネルギー効率情報としてメモリ38に記憶し、時系列的な基礎予測負荷電力データ及び時系列的な基礎予測負荷熱量データ、並びに、機器エネルギー消費情報に加えて、エネルギー効率情報に基づいて、予測総エネルギー消費量が少なくなるように、運転周期における燃料電池1の運転条件及び運転条件設定対象のエネルギー消費機器50の運転条件を設定するように構成されている。   In this embodiment, the combined heat and power control unit 4 stores the energy efficiency corresponding to the output power in the fuel cell 1 in the memory 38 as energy efficiency information, and the time-series basic predicted load power data and the time-series basic Based on the energy efficiency information in addition to the predicted load heat quantity data and the equipment energy consumption information, the operating conditions of the fuel cell 1 and the energy consumption of the operating condition setting target are set so that the predicted total energy consumption is reduced. The operation condition of the device 50 is set.

図3及び図10に、燃料電池1の出力電力調整範囲が例えば200〜700Wの範囲である場合に、燃料電池1の出力電力に応じた発電効率、熱効率(以下、電池熱効率と記載する場合がある)及び総合効率の例を示す。ちなみに、発電効率は、単位エネルギー消費量(kWh)に対する出力電力量(kWh)の比率を示し、電池熱効率は、単位エネルギー消費量(kWh)に対する発生熱量(kWh)の比率を示し、総合効率は、発電効率と電池熱効率との和である。
ちなみに、図3は、出力電力調整範囲の全範囲にわたって、出力電力が大きくなるに伴って、発電効率、電池熱効率及び総合効率共に高くなり、最大出力電力で発電効率、電池熱効率及び総合効率共に最高となる一例である。
又、図10は、出力電力調整範囲の最小出力電力からその近傍までの小出力領域(図10では、200〜300Wの範囲)の発電効率が他の燃料電池1の発電効率に比べて比較的高い(図3(a)に示す発電効率よりも高い)ために、出力電力調整範囲の小出力領域で、総合効率が他の燃料電池1の総合効率に比べて比較的高くなる(図3(b)に示す総合効率よりも高くなる)一例である。
そして、メモリ38には、エネルギー効率情報として、図3や図10に示す如き出力電力に応じた発電効率、電池熱効率及び総合効率のデータが記憶されている。
3 and 10, when the output power adjustment range of the fuel cell 1 is in the range of 200 to 700 W, for example, the power generation efficiency and thermal efficiency according to the output power of the fuel cell 1 (hereinafter sometimes referred to as battery thermal efficiency). Yes) and examples of overall efficiency. Incidentally, the power generation efficiency indicates the ratio of the output power amount (kWh) to the unit energy consumption (kWh), the battery thermal efficiency indicates the ratio of the generated heat amount (kWh) to the unit energy consumption (kWh), and the total efficiency is It is the sum of power generation efficiency and battery thermal efficiency.
Incidentally, FIG. 3 shows that the power generation efficiency, the battery thermal efficiency and the overall efficiency increase as the output power increases over the entire output power adjustment range, and the power generation efficiency, the battery thermal efficiency and the total efficiency are the highest at the maximum output power. Is an example.
10 shows that the power generation efficiency in the small output region (in the range of 200 to 300 W in FIG. 10) from the minimum output power in the output power adjustment range to the vicinity thereof is relatively higher than the power generation efficiency of other fuel cells 1. Since it is high (higher than the power generation efficiency shown in FIG. 3A), the overall efficiency is relatively higher than the overall efficiency of the other fuel cells 1 in the small output region of the output power adjustment range (FIG. 3 ( This is an example of higher than the overall efficiency shown in b).
The memory 38 stores, as energy efficiency information, data on power generation efficiency, battery thermal efficiency, and total efficiency according to output power as shown in FIGS. 3 and 10.

又、熱電併給制御部4が、出力電力を予測負荷電力に追従させる負荷電力追従運転にて燃料電池1を運転する条件で、予測総エネルギー消費量が少なくなるように、運転周期における燃料電池1の運転条件及び運転条件設定対象のエネルギー消費機器50の運転条件を設定するように構成されている。
そして、熱電併給制御部4は、燃料電池1の運転条件として定めた運転時間帯において、燃料電池1を、その出力電力を実際の負荷電力(以下、実負荷電力と記載する場合がある)に追従させる実負荷電力追従運転にて運転するように構成されている。
In addition, the fuel cell 1 in the operation cycle is reduced so that the predicted total energy consumption is reduced under the condition that the combined heat and power control unit 4 operates the fuel cell 1 in the load power following operation in which the output power follows the predicted load power. The operation conditions of the energy consuming equipment 50 to be set and the operation condition setting target are set.
The combined heat and power control unit 4 converts the output power of the fuel cell 1 into actual load power (hereinafter sometimes referred to as actual load power) in the operation time period determined as the operation condition of the fuel cell 1. It is comprised so that it may drive | operate by the actual load electric power follow-up driving | running to follow.

熱電併給制御部4は、実負荷電力追従運転では、1分等の比較的短い所定の出力調整周期毎に実負荷電力を求め、燃料電池1の出力電力調整範囲の最小出力から最大出力の範囲内で、連続的に実負荷電力に追従するように燃料電池1の出力電力を調整する。
つまり、実負荷電力が燃料電池1の出力電力調整範囲内のときは、逆潮流を防止するために、出力電力は実負荷電力よりもやや低い電力に調整され、実負荷電力が出力電力調整範囲の最小出力よりも小さいときは、出力電力は最小出力に調整され、実負荷電力が出力電力調整範囲の最大出力よりも大きいときは、出力電力は最大出力に調整される。
尚、実負荷電力は、負荷電力計測手段11の計測値及びインバータ6の出力値に基づいて計測し、更に、その実負荷電力は、前の出力調整周期において所定のサンプリング時間(例えば5秒)でサンプリングしたデータの平均値として求められる。
In the actual load power follow-up operation, the combined heat and power control unit 4 obtains the actual load power for each relatively short predetermined output adjustment period such as one minute, and the range from the minimum output to the maximum output in the output power adjustment range of the fuel cell 1. The output power of the fuel cell 1 is adjusted so as to continuously follow the actual load power.
That is, when the actual load power is within the output power adjustment range of the fuel cell 1, the output power is adjusted to a slightly lower power than the actual load power to prevent reverse power flow, and the actual load power is within the output power adjustment range. When the actual output power is larger than the maximum output in the output power adjustment range, the output power is adjusted to the maximum output.
The actual load power is measured based on the measured value of the load power measuring means 11 and the output value of the inverter 6, and the actual load power is measured at a predetermined sampling time (for example, 5 seconds) in the previous output adjustment period. Calculated as the average value of sampled data.

熱電併給制御部4は、負荷電力追従運転では、燃料電池1の出力電力調整範囲の最小出力から最大出力の範囲内で、連続的に予測負荷電力に追従する予測出力電力を設定する。
つまり、予測負荷電力が燃料電池1の出力電力調整範囲内のときは、予測出力電力は予測負荷電力よりもやや低い電力に設定され、予測負荷電力が出力電力調整範囲の最小出力よりも小さいときは 予測出力電力は最小出力に設定され、予測負荷電力が出力電力調整範囲の最大出力よりも大きいときは、予測出力電力は最大出力に設定される。
In the load power follow-up operation, the combined heat and power control unit 4 sets the predicted output power that continuously follows the predicted load power within the range from the minimum output to the maximum output in the output power adjustment range of the fuel cell 1.
That is, when the predicted load power is within the output power adjustment range of the fuel cell 1, the predicted output power is set to be slightly lower than the predicted load power, and the predicted load power is smaller than the minimum output of the output power adjustment range. The predicted output power is set to the minimum output, and when the predicted load power is larger than the maximum output of the output power adjustment range, the predicted output power is set to the maximum output.

又、この実施形態では、運転条件設定対象のエネルギー消費機器50としては、所定運転として、電力を消費して被洗濯物を洗濯すると共に、洗濯した被洗濯物を乾燥する洗濯乾燥運転を実行する洗濯乾燥機51が設定されている。
洗濯乾燥機51は、公知であるので、詳細な説明及び図示を省略して、簡単に説明すると、被洗濯物乾燥用の温風を生成するための熱源として、例えば、ヒートポンプを備え、洗濯乾燥制御部51cに各種制御情報を指令する洗濯乾燥操作部を備えている。
Moreover, in this embodiment, as the energy consumption apparatus 50 for which the operating conditions are set, as a predetermined operation, the laundry is washed by consuming electric power and the laundry to be washed is dried. A washing / drying machine 51 is set.
Since the washing and drying machine 51 is publicly known, a detailed description and illustration thereof will be omitted. Briefly, the washing and drying machine 51 includes, for example, a heat pump as a heat source for generating warm air for drying the laundry, A washing / drying operation unit for instructing various control information to the control unit 51c is provided.

この洗濯乾燥機51には、洗濯乾燥運転を実行するための複数の運転モードとして、標準運転モードと、その標準運転モードよりも実行時間が短く且つ単位時間当たりの消費電力が多い早仕上げ運転モードが備えられている。つまり、運転条件設定対象のエネルギー消費機器50が、複数の運転モードとして、標準運転モード、及び、当該標準運転モードよりも実行時間が短く且つ単位時間当たりの消費エネルギー量が多い早仕上げ運転モードを有することになる。
洗濯乾燥機51の洗濯乾燥操作部は、洗濯乾燥運転の開始指令や、洗濯乾燥運転を実行するための運転モードの設定が可能に構成されている。
そして、洗濯乾燥制御部51cは、洗濯乾燥操作部から運転が指令されると、その洗濯乾燥操作部で設定されている運転モードで洗濯乾燥機51を運転し、熱電併給制御部4から運転が指令されると、その熱電併給制御部4にて指令された運転条件で洗濯乾燥機51を運転するように構成されている。
In the washing / drying machine 51, as a plurality of operation modes for executing the washing / drying operation, a standard operation mode and an early finishing operation mode in which an execution time is shorter than that of the standard operation mode and power consumption per unit time is large. Is provided. In other words, the energy consumption device 50 that is the target of setting the operating conditions includes, as a plurality of operation modes, the standard operation mode and the quick finishing operation mode in which the execution time is shorter than the standard operation mode and the amount of energy consumption per unit time is large. Will have.
The washing / drying operation unit of the washing / drying machine 51 is configured to be able to set a start instruction for a washing / drying operation and an operation mode for executing the washing / drying operation.
When the laundry drying control unit 51c is instructed to operate from the laundry drying operation unit, the laundry drying control unit 51c operates the laundry dryer 51 in the operation mode set in the laundry drying operation unit, and the cogeneration control unit 4 performs the operation. When instructed, the washing / drying machine 51 is configured to operate under the operating conditions instructed by the combined heat and power control unit 4.

ちなみに、この実施形態では、標準運転モードは、実行時間が4時間、単位時間(1時間)当たりの消費電力が300Whであり、早仕上げ運転モードは、実行時間が2時間、単位時間当たりの消費電力が600Whである。
そして、メモリ38には、機器エネルギー消費情報として、洗濯乾燥運転の実行時間及び単位時間当たりの消費電力が、標準運転モード及び早仕上げ運転モード夫々について対応付けられた状態で記憶されている。
Incidentally, in this embodiment, in the standard operation mode, the execution time is 4 hours and the power consumption per unit time (1 hour) is 300 Wh, and in the early finishing operation mode, the execution time is 2 hours and the consumption per unit time. The power is 600 Wh.
In the memory 38, the execution time of the washing / drying operation and the power consumption per unit time are stored as device energy consumption information in a state of being associated with each other in the standard operation mode and the early finishing operation mode.

次に、時系列的な基礎予測負荷電力データ及び時系列的な基礎予測負荷熱量データを求める処理について、説明を加える。ちなみに、この実施形態では、負荷熱量は、給湯先に湯水を給湯することにより消費される給湯負荷熱量と、熱媒循環式のエネルギー消費機器50に熱媒を循環することにより消費される端末負荷熱量とからなる。ちなみに、実給湯負荷熱量は給湯負荷熱量計測手段36にて計測され、実端末負荷熱量は端末負荷熱量計測手段37にて計測される。   Next, processing for obtaining time-series basic predicted load power data and time-series basic predicted load calorie data will be described. By the way, in this embodiment, the load heat amount includes the hot water supply load heat amount consumed by supplying hot water to the hot water supply destination, and the terminal load consumed by circulating the heat medium to the heat medium circulation type energy consuming device 50. It consists of the amount of heat. Incidentally, the actual hot water supply load heat amount is measured by the hot water supply load heat amount measuring means 36, and the actual terminal load heat amount is measured by the terminal load heat amount measuring means 37.

熱電併給制御部4には、運転条件設定対象のエネルギー消費機器50(この実施形態では、洗濯乾燥機51)の機器制御部50c(この実施形態では、洗濯乾燥制御部51c)から、所定運転を開始した時刻、及び、実行した運転モードが送信される。
そして、熱電併給制御部4は、運転条件設定対象のエネルギー消費機器50が運転された時間帯では、その運転条件設定対象のエネルギー消費機器50にて消費された電力及び熱量を減算する状態で、実負荷電力データ、実給湯負荷熱量データ及び実端末負荷熱量データを運転周期及び単位時間に対応付けてメモリ38に記憶することにより、時系列的な過去負荷電力データ及び時系列的な過去負荷熱量データを、設定期間(例えば、運転日前の4週間)にわたって、運転周期毎に単位時間毎に対応付けて管理するように構成されている。
The cogeneration control unit 4 performs a predetermined operation from the device control unit 50c (in this embodiment, the washing / drying control unit 51c) of the energy consuming device 50 (in this embodiment, the washing / drying device 51) that is the target of setting the operating conditions. The start time and the executed operation mode are transmitted.
And the cogeneration control part 4 is the state which subtracts the electric power and heat amount which were consumed in the energy consumption apparatus 50 of the operation condition setting object in the time zone when the energy consumption apparatus 50 of the operation condition setting object was operated. By storing the actual load power data, the actual hot water supply load heat amount data, and the actual terminal load heat amount data in the memory 38 in association with the operation cycle and unit time, the time series past load power data and the time series past load heat amount are stored. Data is configured to be managed in association with each unit time for each operation cycle over a set period (for example, four weeks before the operation day).

この実施形態では、運転条件設定対象のエネルギー消費機器50として、洗濯乾燥機51が設定されているので、その洗濯乾燥機51の制御部(図示省略)から、所定運転を開始した時刻、及び、実行した運転モード(標準運転モードか早仕上げ運転モードかのいずれか)が送信される。
洗濯乾燥機51は、熱を消費しないので、熱電併給制御部4は、洗濯乾燥機51が運転された時間帯では、それが運転された運転モード(標準運転モードか早仕上げ運転モードかのいずれか)にて消費された単位時間当たりの消費電力を減算する状態で、実負荷電力データ、実給湯負荷熱量データ及び実端末負荷熱量データを運転周期及び単位時間に対応付けてメモリ38に記憶する。
In this embodiment, since the washing / drying machine 51 is set as the energy consuming device 50 that is the operation condition setting target, the time when the predetermined operation is started from the control unit (not shown) of the washing / drying machine 51, and The executed operation mode (either the standard operation mode or the quick finish operation mode) is transmitted.
Since the washing / drying machine 51 does not consume heat, the combined heat and power control unit 4 operates in the operation mode in which the washing / drying machine 51 is operated (either the standard operation mode or the early finishing operation mode). The actual load power data, the actual hot water supply load heat amount data, and the actual terminal load heat amount data are stored in the memory 38 in association with the operation cycle and the unit time in a state where the power consumption per unit time consumed in step 1) is subtracted. .

そして、熱電併給制御部4は、運転周期の開始時点(例えば午前3時)において、設定期間の時系列的な過去負荷電力データ及び時系列的な過去負荷熱量データの管理データに基づいて、運転周期の時系列的な基礎予測負荷熱量データ及び時系列的な基礎予測負荷電力データを単位時間毎に区分けして求めるように構成されている。
例えば、設定期間である4週間の時系列的な過去負荷電力データ及び時系列的な過去負荷熱量データから、予測データを求める日と同じ曜日の4週分のデータを抽出して、単位時間毎に平均することにより、運転周期の時系列的な基礎予測負荷熱量データ及び時系列的な基礎予測負荷電力データを単位時間毎に区分けして求める。
ちなみに、時系列的な基礎予測負荷熱量データは、時系列的な基礎予測給湯負荷熱量データと時系列的な基礎予測端末負荷熱量データとを加えたデータであるが、この実施形態においては、熱の負荷状態としては、媒循環式のエネルギー消費機器50での端末負荷熱量が発生しておらず、給湯負荷熱量のみが発生するとして説明する。
Then, the combined heat and power control unit 4 operates at the start of the operation cycle (for example, 3 am) based on the time-series past load power data and the management data of the time-series past load heat quantity data in the set period. The time-series basic predicted load calorie data and the time-series basic predicted load power data of the period are divided and determined for each unit time.
For example, from the time series past load power data and the time series past load calorie data for the set period of 4 weeks, data for 4 weeks on the same day of the week as the day for which the prediction data is obtained is extracted and unit time Are obtained by classifying the time-series basic predicted load calorie data and the time-series basic predicted load power data of the operation cycle every unit time.
Incidentally, the time-series basic predicted load calorie data is data obtained by adding the time-series basic predicted hot water supply load calorie data and the time-series basic predictive terminal load calorie data. As the load state, the terminal load heat amount in the medium circulation type energy consuming device 50 is not generated, and only the hot water supply load heat amount is generated.

時系列的な基礎予測負荷電力データ及び時系列的な基礎予測負荷熱量データの具体例として、例えば、図4や図7に示すデータが求められる。尚、基礎予測負荷電力データの単位はWhであり、基礎予測給湯負荷熱量データの単位はkcal/hである。
ちなみに、図4及び図7夫々に示すデータを比較すると、図4及び図7のいずれのデータでも、第15番目の単位時間(18〜19時)の1時間に大きな給湯負荷熱量が発生するが、その大きな給湯負荷熱量が発生する時間帯の前でその時間帯に近い時間帯(第10番目〜第13番目の単位時間(13〜17時)の4時間)における予測負荷電力が図4に示すデータよりも図7に示すデータの方が大きい。しかも、図7に示すデータでは、大きな給湯負荷熱量が発生する時間帯に近い時間帯の負荷電力は、標準仕上げモードにおける単位時間当たりの消費電力を上乗せすると、図1に示す燃料電池1の総合効率が最高となる出力電力(最大出力電力)に近づくような電力である。
As specific examples of time-series basic predicted load power data and time-series basic predicted load calorie data, for example, data shown in FIG. 4 and FIG. 7 is obtained. In addition, the unit of basic prediction load electric power data is Wh, and the unit of basic prediction hot water supply load heat amount data is kcal / h.
Incidentally, when the data shown in FIGS. 4 and 7 are compared, a large amount of hot water supply load heat is generated in one hour of the fifteenth unit time (18:00 to 19:00) in any of the data in FIGS. FIG. 4 shows the predicted load power in the time zone close to that time zone (four hours from the 10th to the 13th unit time (13:00 to 17:00)) before the time zone when the large amount of hot water supply load heat is generated. The data shown in FIG. 7 is larger than the data shown. In addition, in the data shown in FIG. 7, when the load power in the time zone close to the time zone in which a large amount of hot water supply load heat is generated is added to the power consumption per unit time in the standard finishing mode, the total power of the fuel cell 1 shown in FIG. It is power that approaches the output power (maximum output power) that maximizes the efficiency.

次に、予測総エネルギー消費量が少なくなるように、運転周期における燃料電池1及び洗濯乾燥機51夫々の運転条件を設定する運転条件設定処理について、説明を加える。
ところで、予測総エネルギー消費量が少なくなるように設定される燃料電池1及び洗濯乾燥機51夫々の運転条件は、燃料電池1の出力電力に応じたエネルギー効率、並びに、時系列的な基礎予測負荷電力データ及び時系列的な基礎予測負荷熱量データに依存する。
そこで、そのことを考察するために、時系列的な基礎予測負荷電力データ及び時系列的な基礎予測負荷熱量データとして、図4及び図7に示すものを例にし、燃料電池1の出力電力に応じたエネルギー効率として、図3及び図10に示すものを例にして、運転条件設定処理を説明する。
Next, a description will be given of an operation condition setting process for setting the operation conditions of the fuel cell 1 and the washing / drying machine 51 in the operation cycle so that the predicted total energy consumption is reduced.
By the way, the operating conditions of the fuel cell 1 and the washer / dryer 51 that are set so that the predicted total energy consumption is reduced are the energy efficiency according to the output power of the fuel cell 1 and the time-series basic predicted load. Depends on power data and time-series basic forecast load calorie data.
Therefore, in order to consider that, the time series basic predicted load power data and the time series basic predicted load calorie data are shown in FIG. 4 and FIG. The operating condition setting process will be described with reference to the examples shown in FIGS. 3 and 10 as the corresponding energy efficiency.

運転周期の複数の単位時間のうちで、選択した1つ又は連続する複数の単位時間を運転時間帯を構成する単位時間とし且つ運転周期の残りの単位時間を停止時間帯を構成する単位時間とする形態で、運転時間帯を構成する単位時間として選択する単位時間を異ならせることにより、燃料電池仮運転パターンが形成され、その全ての燃料電池仮運転パターンがメモリ38に記憶されている。   Among the plurality of unit times of the operation cycle, the selected one or a plurality of continuous unit times are set as unit times constituting the operation time zone, and the remaining unit times of the operation cycle are unit times constituting the stop time zone In this form, the unit time selected as the unit time constituting the operation time zone is changed to form a fuel cell temporary operation pattern, and all the fuel cell temporary operation patterns are stored in the memory 38.

即ち、第1番目の単位時間から運転を開始させるパターンとして、第1番目の単位時間を運転時間帯とするパターン、第1、第2番目の単位時間を運転時間帯とするパターン、第1〜第3番目の単位時間を運転時間帯とするパターン・・・第1〜第24番目の単位時間を運転時間帯とするパターンの24種類がある。また、第2番目の単位時間から運転開始させるパターンとして、第2番目の単位時間を運転時間帯とするパターン、第2、第3番目の単位時間を運転時間帯とするパターン・・・第2〜第24番目の単位時間を運転時間帯とするパターンの23種類がある。このように、運転周期の最後の第24番目の単位時間を運転時間帯とするパターンまで、燃料電池仮運転パターンは300種類のものがある。   That is, as a pattern for starting operation from the first unit time, a pattern having the first unit time as an operation time zone, a pattern having first and second unit times as an operation time zone, There are 24 types of patterns in which the third unit time is used as the driving time zone: the patterns in which the first to 24th unit times are used as the driving time zone. In addition, as a pattern for starting operation from the second unit time, a pattern using the second unit time as an operation time zone, a pattern using the second and third unit times as an operation time zone, ... There are 23 types of patterns with the 24th unit time as the driving time zone. Thus, there are 300 types of fuel cell temporary operation patterns up to a pattern in which the last 24th unit time of the operation cycle is an operation time zone.

又、運転の開始時間を運転周期の第1番目の単位時間から順にずらすことにより、洗濯乾燥機1の標準運転モードについて、標準運転仮運転パターンが設定され、早仕上げ運転モードについて、早仕上げ運転仮運転パターンが設定されて、メモリ38に記憶されている。
即ち、標準運転仮運転パターンとしては、第1番目の単位時間を開始時間として第4番目の単位時間までの4時間を運転時間帯とするパターン、第2番目の単位時間を開始時間として第5番目の単位時間までの4時間を運転時間帯とするパターン・・・第21番目の単位時間を開始時間として第24番目の単位時間までの4時間を運転時間帯とするパターンの21種類がある。又、早仕上げ運転仮運転パターンとしては、第1番目の単位時間を開始時間として第2番目の単位時間までの2時間を運転時間帯とするパターン、第2番目の単位時間を開始時間として第3番目の単位時間までの2時間を運転時間帯とするパターン・・・第23番目の単位時間を開始時間として第24番目の単位時間までの2時間を運転時間帯とするパターンの23種類がある。
Also, by shifting the start time of the operation in order from the first unit time of the operation cycle, a standard operation temporary operation pattern is set for the standard operation mode of the washer / dryer 1, and an early finish operation mode is set for the early finish operation mode. A temporary operation pattern is set and stored in the memory 38.
That is, the standard operation temporary operation pattern includes a pattern in which the first unit time is the start time and the operation time zone is four hours up to the fourth unit time, and the second unit time is the start time. There are 21 types of patterns in which 4 hours up to the 24th unit time is the driving time zone, and the 21st unit time is the starting time, and 4 hours up to the 24th unit time is the driving time zone. . In addition, the early finishing operation provisional operation pattern includes a pattern in which the first unit time is a start time and two hours until the second unit time is an operation time zone, and the second unit time is a start time. Patterns with two hours up to the third unit time as the driving time zone: 23 types of patterns with the 23rd unit time as the start time and two hours up to the 24th unit time as the driving time zone is there.

そして、全ての燃料電池仮運転パターンの夫々について、各燃料電池仮運転パターンで設定されている運転時間帯において負荷電力追従運転にて燃料電池1を運転する条件で、全ての標準運転仮運転パターンについて、各標準運転仮運転パターンで設定されている開始時間から洗濯乾燥機1を標準運転モードで運転するとして、標準運転モードでの予測総エネルギー消費量を求める。
又、全ての燃料電池仮運転パターンの夫々について、各燃料電池仮運転パターンで設定されている運転時間帯において負荷電力追従運転にて燃料電池1を運転する条件で、全ての早仕上げ運転仮運転パターンについて、各早仕上げ運転仮運転パターンで設定されている開始時間から洗濯乾燥機1を早仕上げ運転モードで運転するとして、早仕上げ運転モードでの予測総エネルギー消費量を求める。
Then, for all of the fuel cell temporary operation patterns, all the standard operation temporary operation patterns under the condition of operating the fuel cell 1 in the load power following operation in the operation time zone set in each fuel cell temporary operation pattern. As for the estimated total energy consumption in the standard operation mode, the laundry dryer 1 is operated in the standard operation mode from the start time set in each standard operation temporary operation pattern.
In addition, for each of the fuel cell temporary operation patterns, all the early finishing operation temporary operations are performed under the condition that the fuel cell 1 is operated in the load power following operation in the operation time period set in each fuel cell temporary operation pattern. With respect to the pattern, assuming that the washing / drying machine 1 is operated in the early finishing operation mode from the start time set in each temporary finishing operation temporary operation pattern, the predicted total energy consumption in the early finishing operation mode is obtained.

そして、全ての標準運転モードでの予測総エネルギー消費量、及び、全ての早仕上げ運転モードでの予測総エネルギー消費量から、最少の予測総エネルギー消費量を抽出し、そのように予測総エネルギー消費量が最少となる燃料電池仮運転パターン及び標準運転仮運転パターン又は早仕上げ運転仮運転パターンに基づいて、燃料電池1及び洗濯乾燥機51夫々の運転条件を設定する。   Then, the minimum predicted total energy consumption is extracted from the predicted total energy consumption in all standard operation modes and the predicted total energy consumption in all early finish operation modes, and as such the predicted total energy consumption Based on the fuel cell tentative operation pattern, the standard operation tentative operation pattern, or the quick finish operation tentative operation pattern that minimizes the amount, the operation conditions of the fuel cell 1 and the washer-dryer 51 are set.

つまり、予測総エネルギー消費量が最少となる燃料電池仮運転パターンで定められている運転時間帯を、燃料電池1の運転時間帯に設定する。
又、標準運転仮運転パターン及び早仕上げ運転仮運転パターンのうち、予測総エネルギー消費量が最少となるのが標準運転仮運転パターンの場合は、その標準運転仮運転パターンで設定されている開始時間を洗濯乾燥機51の運転の開始時間に、運転モードを標準運転モードに夫々設定する。
あるいは、標準運転仮運転パターン及び早仕上げ運転仮運転パターンのうち、予測総エネルギー消費量が最少となるのが早仕上げ運転仮運転パターンの場合は、その早仕上げ運転仮運転パターンで設定されている開始時間を洗濯乾燥機51の運転の開始時間に、運転モードを早仕上げ運転モードに夫々設定する。
That is, the operation time zone defined by the fuel cell temporary operation pattern in which the predicted total energy consumption is minimized is set as the operation time zone of the fuel cell 1.
In addition, in the standard operation temporary operation pattern and the quick finish operation temporary operation pattern, when the predicted total energy consumption is the minimum in the standard operation temporary operation pattern, the start time set in the standard operation temporary operation pattern Is set to the operation start time of the washing / drying machine 51, and the operation mode is set to the standard operation mode.
Or, in the case of the early finishing operation temporary operation pattern, the predicted total energy consumption is minimized among the standard operation temporary operation pattern and the early finishing operation temporary operation pattern. The start time is set to the start time of the operation of the washing / drying machine 51, and the operation mode is set to the early finishing operation mode.

予測総エネルギー消費量を求める処理について、説明を加える。
予測総エネルギー消費量E(kcal)は、下記の式2に示すように、燃料電池1の運転で消費する燃料電池消費エネルギー量(kcal)と、予測負荷電力から予測出力電力を差し引いた予測不足電力量に相当する購入電力(kcalに換算)と、予測不足熱量を補うために補助加熱器33で消費する補助加熱器消費エネルギー量(kcal)との和にて求められる。
The process for obtaining the predicted total energy consumption will be described.
The predicted total energy consumption E (kcal) is not enough to subtract the predicted output power from the fuel cell consumed energy amount (kcal) consumed by the operation of the fuel cell 1 and the predicted load power, as shown in Equation 2 below. It is obtained by the sum of purchased power corresponding to the amount of electric power (converted to kcal) and the amount of energy consumed by the auxiliary heater (kcal) consumed by the auxiliary heater 33 in order to compensate for the predicted insufficient heat amount.

E=燃料電池消費エネルギー量+購入電力+予測不足熱量/補助加熱器熱効率……………(式2)   E = Fuel cell energy consumption + Purchased power + Predicted insufficient heat / Auxiliary heater thermal efficiency (Equation 2)

上記式2の燃料電池消費エネルギー量は、下記の式3にて、燃料電池1を運転する単位時間(1時間)当たりのエネルギー消費量である単位時間エネルギー消費量を求めて、その求めた単位時間エネルギー消費量を積算することにより求める。   The energy consumption amount of the fuel cell of the above equation 2 is obtained by calculating the unit time energy consumption amount which is the energy consumption amount per unit time (1 hour) for operating the fuel cell 1 in the following equation 3. Obtained by integrating the time energy consumption.

単位時間エネルギー消費量=予測出力電力÷発電効率……………(式3)
但し、発電効率は、メモリ38に記憶されているエネルギー効率情報から抽出される。
Unit time energy consumption = Estimated output power / Power generation efficiency ... (Equation 3)
However, the power generation efficiency is extracted from the energy efficiency information stored in the memory 38.

上記式2の予測不足熱量は、予測不足熱量を求める対象の単位時間の予測給湯負荷熱量からその単位時間の直前の単位時間における貯湯槽2の予測貯湯熱量を減じることにより求められる。但し、求めた予測不足熱量が負の場合は、予測不足熱量は0とされる。   The predicted insufficient heat quantity of Equation 2 is obtained by subtracting the predicted hot water storage heat quantity of the hot water tank 2 in the unit time immediately before the unit time from the predicted hot water supply load heat quantity of the unit time for which the predicted insufficient heat quantity is obtained. However, when the calculated predicted insufficient heat quantity is negative, the predicted insufficient heat quantity is set to zero.

貯湯槽2の予測貯湯熱量は、貯湯槽2に湯水にて貯えられると予測される熱量であり、各単位時間の予測貯湯熱量(kcal/h)は、下記の式4、式5にて求められる。つまり、直前の単位時間の予測貯湯熱量に、予測貯湯熱量を求める単位時間の予測熱出力を加えたものから、予測貯湯熱量を求める単位時間の予測給湯負荷熱量を減じることにより求める。但し、貯湯槽2からの放熱を考慮する。
尚、各式において、添え字「n」は、運転周期における単位時間の順序を示し、例えば、n=1のときは、運転周期の1番目の単位時間を示す。
但し、n=1のときの式4における予測貯湯熱量n-1としての予測貯湯熱量0は、運転周期の開始時点の予測貯湯熱量であり、上記の式1に基づいて求められた値とされる。
The predicted amount of stored hot water in the hot water tank 2 is the amount of heat that is predicted to be stored in the hot water tank 2 with hot water, and the predicted amount of stored hot water (kcal / h) for each unit time is obtained by the following equations 4 and 5. It is done. That is, it is obtained by subtracting the predicted hot water supply load heat amount of the unit time for obtaining the predicted hot water storage amount from the predicted heat storage heat amount of the immediately preceding unit time to the predicted heat output of the unit time for obtaining the predicted hot water storage amount. However, heat dissipation from the hot water tank 2 is taken into consideration.
In each equation, the subscript “n” indicates the order of unit times in the operation cycle. For example, when n = 1, the first unit time in the operation cycle is indicated.
However, the predicted hot water storage amount 0 as the predicted hot water storage amount n-1 in equation 4 when n = 1 is the predicted hot water storage amount at the start of the operation cycle, and is a value obtained based on the above equation 1. The

予測貯湯熱量n=(予測貯湯熱量n-1−予測給湯負荷熱量n+予測熱出力n)×(1−槽放熱率)……………(式4)
予測熱出力n=α×{(予測出力電力n÷発電効率)×電池熱効率}+余剰電力×α×β−ベース放熱量……………(式5)
Predicted hot water storage amount n = (Predicted hot water storage amount n-1 −Predicted hot water supply load heat amount n + Predicted heat output n ) × (1-tank heat dissipation rate) (Equation 4)
Predicted thermal output n = α × {(predicted output power n ÷ power generation efficiency) × battery thermal efficiency} + surplus power × α × β-base heat dissipation amount (Equation 5)

但し、
上記式4の槽放熱率は、貯湯槽2からの放熱率であり、例えば、0.012に予め設定されて、メモリ38に記憶されている。
上記式5の電池熱効率は、メモリ38に記憶されているエネルギー効率情報から抽出される。
ベース放熱量は、燃料電池1の発生熱量のうち、貯湯槽2への貯湯及び熱媒循環式のエネルギー消費機器50に循環供給する熱媒の加熱に用いられることなく放熱される熱量であり、予め設定されている。
余剰電力は、予測出力電力が予測負荷電力よりも大きい場合に、予測出力電力から予測負荷電力を減じることにより求められる。
例えば、予測負荷電力が燃料電池1の出力電力調整範囲における最小出力よりも小さいときは、余剰電力は、燃料電池1の最小出力から予測負荷電力を減じることにより求められる。
αは、上述したように860に設定される係数である。
βは、電気ヒータ12にて余剰電力(kWh)を熱(kWh)に変換するときの効率であるヒータ効率であり、予め設定されている。
However,
The tank heat dissipation rate of the above formula 4 is the heat dissipation rate from the hot water storage tank 2, and is preset to 0.012 and stored in the memory 38, for example.
The battery thermal efficiency of Equation 5 is extracted from the energy efficiency information stored in the memory 38.
The base heat release amount is the amount of heat radiated without being used for heating the hot water stored in the hot water storage tank 2 and the heat medium circulatingly supplied to the heat medium circulation type energy consuming device 50 among the generated heat amount of the fuel cell 1. It is set in advance.
The surplus power is obtained by subtracting the predicted load power from the predicted output power when the predicted output power is larger than the predicted load power.
For example, when the predicted load power is smaller than the minimum output in the output power adjustment range of the fuel cell 1, the surplus power can be obtained by subtracting the predicted load power from the minimum output of the fuel cell 1.
α is a coefficient set to 860 as described above.
β is a heater efficiency that is an efficiency when the electric heater 12 converts surplus power (kWh) into heat (kWh), and is set in advance.

図3〜図12に基づいて、運転条件設定処理を具体的に説明する。
尚、図5、図6、図8、図9、図11及び図12には、洗濯乾燥機51の消費電力を含む状態での予測負荷電力(W)、予測出力電力(W)、余剰電力(W)、購入電力(W)、予測給湯負荷熱量(kcal)、予測貯湯熱量(kcal)及び予測不足熱量(kcal)夫々の時系列的なデータが示されている。
先ず、図5及び図6に基づいて、エネルギー効率情報が図3に示す場合で、時系列的な基礎予測負荷電力データ及び時系列的な基礎予測負荷熱量データが図4に示す場合について、運転条件設定処理を説明する。
The operating condition setting process will be specifically described based on FIGS.
5, 6, 8, 9, 11, and 12, the predicted load power (W), the predicted output power (W), and the surplus power in the state including the power consumption of the washer / dryer 51 are shown. Time series data of (W), purchased electric power (W), predicted hot water supply load heat quantity (kcal), predicted hot water storage heat quantity (kcal), and predicted insufficient heat quantity (kcal) are shown.
First, based on FIG. 5 and FIG. 6, when the energy efficiency information is shown in FIG. 3, the time-series basic predicted load power data and the time-series basic predicted load calorie data are shown in FIG. The condition setting process will be described.

洗濯乾燥機1を標準運転モードで運転するとした場合は、図5に示すように、燃料電池1の運転時間帯を第2番目〜第24番目の単位時間(4〜27時)の23時間に設定し、洗濯乾燥機1の運転時間帯を第10番目〜第13番目の単位時間(13〜17時)の4時間に設定すると、標準運転モードでの予測総エネルギー消費量が25,780kcalで最少となる。
又、洗濯乾燥機1を早仕上げ運転モードで運転するとした場合は、図6に示すように、燃料電池1の運転時間帯を第2番目〜第24番目の単位時間(4〜27時)の23時間に設定し、洗濯乾燥機1の運転時間帯を第12番目、第13番目(15〜17時)の2時間に設定すると、早仕上げ運転モードでの予測総エネルギー消費量が25,744kcalで最少となる。
When the washing / drying machine 1 is operated in the standard operation mode, as shown in FIG. 5, the operation time zone of the fuel cell 1 is set to 23 hours from the second to the 24th unit time (4 to 27:00). If the operation time zone of the washing and drying machine 1 is set to 4 hours of the 10th to 13th unit time (13:00 to 17:00), the predicted total energy consumption in the standard operation mode is 25,780 kcal. Be minimal.
Further, when the washing / drying machine 1 is operated in the early finishing operation mode, as shown in FIG. 6, the operation time zone of the fuel cell 1 is the second to 24th unit time (4 to 27:00). If the operation time zone of the washing / drying machine 1 is set to 12 hours and 13 hours (15 to 17 o'clock) for 2 hours, the predicted total energy consumption in the early finishing operation mode is 25,744 kcal. At least.

従って、早仕上げ運転モードでの予測総エネルギー消費量の方が少ないので、洗濯乾燥機1の運転条件として、運転モードを早仕上げ運転モードとし、運転時間帯を第12番目、第13番目(15〜17時)の2時間とする条件に設定される。
つまり、燃料電池1の総合効率が、出力電力が高くなるほど効率が高くなって、出力電力調整範囲の最大出力電力で総合効率が最高となる場合、運転モードを、単位時間当たりの消費電力が少ない標準運転モードよりも、単位時間当たりの消費電力が多い早仕上げ運転モードに設定して、燃料電池1を最大出力電力又はそれに近い出力電力で運転するようにすると、予測総エネルギー消費量を少なくすることができる。
Accordingly, since the predicted total energy consumption in the early finishing operation mode is smaller, the operation mode of the washing / drying machine 1 is the early finishing operation mode, and the operation time zone is the 12th and 13th (15 To 17:00).
That is, when the overall efficiency of the fuel cell 1 is higher as the output power is higher, and the overall efficiency is highest at the maximum output power in the output power adjustment range, the operation mode is reduced in power consumption per unit time. If the fuel cell 1 is operated at the maximum output power or an output power close thereto by setting the fast finishing operation mode in which the power consumption per unit time is larger than that in the standard operation mode, the predicted total energy consumption is reduced. be able to.

次に、図8及び図9に基づいて、エネルギー効率情報が図3に示す場合で、時系列的な基礎予測負荷電力データ及び時系列的な基礎予測負荷熱量データが図7に示す場合について、運転条件設定処理を説明する。   Next, based on FIG. 8 and FIG. 9, when the energy efficiency information is shown in FIG. 3, the time-series basic predicted load power data and the time-series basic predicted load heat data are shown in FIG. 7, The operating condition setting process will be described.

洗濯乾燥機1を標準運転モードで運転するとした場合は、図8に示すように、燃料電池1の運転時間帯を第2番目〜第24番目の単位時間(4〜27時)の23時間に設定し、洗濯乾燥機1の運転時間帯を第10番目〜第13番目の単位時間(13〜17時)の4時間に設定すると、標準運転モードでの予測総エネルギー消費量が27,898kcalで最少となる。
又、洗濯乾燥機1を早仕上げ運転モードで運転するとした場合は、図9に示すように、燃料電池1の運転時間帯を第2番目〜第24番目の単位時間(4〜27時)の23時間に設定し、洗濯乾燥機1の運転時間帯を第12番目、第13番目(15〜17時)の2時間に設定すると、早仕上げ運転モードでの予測総エネルギー消費量が27,953kcalで最少となる。
When the washing / drying machine 1 is operated in the standard operation mode, as shown in FIG. 8, the operation time zone of the fuel cell 1 is set to 23 hours of the second to 24th unit times (4 to 27:00). When the operation time zone of the washer / dryer 1 is set to 4 hours from the 10th to the 13th unit time (13:00 to 17:00), the predicted total energy consumption in the standard operation mode is 27,898 kcal. Be minimal.
Further, when the washing / drying machine 1 is operated in the early finishing operation mode, as shown in FIG. 9, the operation time zone of the fuel cell 1 is the second to 24th unit time (4 to 27:00). If 23 hours is set and the operation time zone of the washer / dryer 1 is set to the 12th and 13th (15-17 o'clock) hours, the predicted total energy consumption in the early finishing operation mode is 27,953 kcal. At least.

従って、標準運転モードでの予測総エネルギー消費量の方が少ないので、洗濯乾燥機1の運転条件として、運転モードを標準運転モードとし、運転時間帯を第10番目〜第13番目の単位時間(13〜17時)の4時間とする条件に設定される。
つまり、図7に示す時系列的な基礎予測負荷電力データ及び時系列的な基礎予測負荷熱量データは、大きな予測給湯負荷熱量が発生する時間帯(第15番目の単位時間(18〜19時)の1時間)に近い時間帯(第10番目〜第13番目の単位時間(13〜17時)の4時間)の予測負荷電力が、標準仕上げモードにおける単位時間当たりの消費電力を上乗せすると、燃料電池1の総合効率が最高となる出力電力(出力電力調整範囲の最大出力電力)に近づく場合である。
このような場合に、燃料電池1の総合効率が最大出力電力で最高となる場合であれば、標準仕上げモードで運転すると、燃料電池1を総合効率が最大となる状態で運転する時間を長くすることができるので、早仕上げ運転モードで運転するよりも、予測総エネルギー消費量を少なくすることができる。
Therefore, since the predicted total energy consumption in the standard operation mode is smaller, the operation mode of the washing / drying machine 1 is the standard operation mode, and the operation time zone is the tenth to thirteenth unit time ( 13 to 17 o'clock) is set to 4 hours.
That is, the time-series basic predicted load power data and the time-series basic predicted load calorie data shown in FIG. 7 are a time zone (15th unit time (18-19 o'clock)) when a large predicted hot water supply load calorie is generated. If the predicted load power in the time zone (four hours in the tenth to thirteenth unit time (13 to 17 o'clock)) close to the one hour) is added to the power consumption per unit time in the standard finishing mode, the fuel This is a case where the output power approaching the maximum overall efficiency of the battery 1 (the maximum output power in the output power adjustment range) is approached.
In such a case, if the total efficiency of the fuel cell 1 is maximized at the maximum output power, the operation time of the fuel cell 1 in a state where the total efficiency is maximized is lengthened when operated in the standard finishing mode. Therefore, the predicted total energy consumption can be reduced as compared with the operation in the fast finishing operation mode.

次に、図11及び図12に基づいて、エネルギー効率情報が図10に示す場合で、時系列的な基礎予測負荷電力データ及び時系列的な基礎予測負荷熱量データが図4に示す場合について、運転条件設定処理を説明する。   Next, based on FIG. 11 and FIG. 12, when the energy efficiency information is shown in FIG. 10, the time-series basic predicted load power data and the time-series basic predicted load calorie data are shown in FIG. The operating condition setting process will be described.

洗濯乾燥機1を標準運転モードで運転するとした場合は、図11に示すように、燃料電池1の運転時間帯を第2番目〜第24番目の単位時間(4〜27時)の23時間に設定し、洗濯乾燥機1の運転時間帯を第10番目〜第13番目の単位時間(13〜17時)の4時間に設定すると、標準運転モードでの予測総エネルギー消費量が25,955kcalで最少となる。
又、洗濯乾燥機1を早仕上げ運転モードで運転するとした場合は、図12に示すように、燃料電池1の運転時間帯を第2番目〜第24番目の単位時間(4〜27時)の23時間に設定し、洗濯乾燥機1の運転時間帯を第12番目、第13番目(15〜17時)の2時間に設定すると、早仕上げ運転モードでの予測総エネルギー消費量が26,001kcalで最少となる。
When the washing / drying machine 1 is operated in the standard operation mode, as shown in FIG. 11, the operation time zone of the fuel cell 1 is set to 23 hours of the second to 24th unit times (4 to 27:00). When the operation time zone of the washer / dryer 1 is set to 4 hours from the 10th to the 13th unit time (13:00 to 17:00), the predicted total energy consumption in the standard operation mode is 25,955 kcal. Be minimal.
When the washing / drying machine 1 is operated in the early finishing operation mode, as shown in FIG. 12, the operation time zone of the fuel cell 1 is the second to 24th unit time (4 to 27:00). When 23 hours is set and the operation time zone of the washing and drying machine 1 is set to the 12th and 13th (15 to 17 o'clock) hours, the predicted total energy consumption in the early finishing operation mode is 26,001 kcal. At least.

従って、標準運転モードでの予測総エネルギー消費量の方が少ないので、洗濯乾燥機1の運転条件として、運転モードを標準運転モードとし、運転時間帯を第10番目〜第13番目の単位時間(13〜17時)の4時間とする条件に設定される。
つまり、図10に示すように、出力電力調整範囲の小出力領域で総合効率が比較的高くなる(図3に示す総合効率よりも高くなる)場合、早仕上げ運転モードにて運転することにより負荷電力を集中させるのではなく、標準運転モードで運転して負荷電力を万遍なく広げると、燃料電池1を総合効率が比較的高くなる比較的低い出力電力で運転することができるので、予測総エネルギー消費量を少なくすることができる。
Therefore, since the predicted total energy consumption in the standard operation mode is smaller, the operation mode of the washing / drying machine 1 is the standard operation mode, and the operation time zone is the tenth to thirteenth unit time ( 13 to 17 o'clock) is set to 4 hours.
That is, as shown in FIG. 10, when the overall efficiency is relatively high (higher than the overall efficiency shown in FIG. 3) in the small output region of the output power adjustment range, the load is increased by operating in the early finishing operation mode. Rather than concentrating power, if the load power is spread evenly by operating in the standard operation mode, the fuel cell 1 can be operated at a relatively low output power at which the overall efficiency is relatively high. Energy consumption can be reduced.

熱電併給制御部4は、運転条件設定処理にて設定した燃料電池1の運転条件にて、燃料電池1を運転すると共に、洗濯乾燥機51の洗濯乾燥制御部51cに、運転条件設定処理にて設定した洗濯乾燥機51の運転条件での運転を指令する。
つまり、熱電併給制御部4は、燃料電池1の運転条件にて設定されている時間帯(上記の例では、第2番目〜第24番目の単位時間(4〜27時)の23時間)で、実負荷電力追従運転を実行する。
又、洗濯乾燥機51の洗濯乾燥制御部51cは、熱電併給制御部4から運転が指令されると、指令された運転条件で設定されている運転時間帯において、指令された運転条件で設定されている運転モードにて、洗濯乾燥機51を運転する。
The combined heat and power control unit 4 operates the fuel cell 1 under the operation condition of the fuel cell 1 set in the operation condition setting process, and also causes the washing / drying control unit 51c of the washing dryer 51 to perform the operation condition setting process. Command the operation under the set operating conditions of the washer / dryer 51.
That is, the combined heat and power control unit 4 is in a time zone set in the operating conditions of the fuel cell 1 (in the above example, 23 hours from the second to the 24th unit time (4 to 27:00)). The actual load power follow-up operation is executed.
In addition, when the operation is commanded from the combined heat and power control unit 4, the washing / drying control unit 51 c of the washing / drying machine 51 is set under the commanded operation condition in the operation time zone set under the commanded operation condition. The washing / drying machine 51 is operated in the operating mode.

〔別実施形態〕
次に別実施形態を説明する。
(イ) 運転条件設定対象に設定するエネルギー消費機器50の具体例は、上記の実施形態で例示した洗濯乾燥機51に限定されるものではない。
電力のみを消費するエネルギー消費機器50を運転条件設定対象に設定する場合、洗濯乾燥機51以外に、例えば、炊飯器等を設定することができる。
又、電力及び熱の両方を消費するエネルギー消費機器50(例えば、食器洗浄乾燥器55)や、熱のみを消費するエネルギー消費機器50を運転条件設定対象に設定しても良い。
ちなみに、電力及び熱の両方を消費するエネルギー消費機器50を運転条件設定対象に設定する場合、機器エネルギー消費情報として、所定運転の実行時間、単位時間当たりの消費電力及び単位時間当たりの消費熱量が複数の運転モード夫々について対応付けられた状態で記憶される。
[Another embodiment]
Next, another embodiment will be described.
(A) The specific example of the energy consuming apparatus 50 set as the operation condition setting target is not limited to the washing / drying machine 51 illustrated in the above embodiment.
When setting the energy consuming apparatus 50 that consumes only electric power as the operation condition setting target, for example, a rice cooker or the like can be set in addition to the washing / drying machine 51.
Further, an energy consuming device 50 that consumes both electric power and heat (for example, the dishwasher / dryer 55) or an energy consuming device 50 that consumes only heat may be set as an operation condition setting target.
By the way, when the energy consuming device 50 that consumes both power and heat is set as the operation condition setting target, the execution time of the predetermined operation, the power consumption per unit time and the heat consumption per unit time are set as the device energy consumption information. It memorize | stores in the state matched about each of several driving modes.

(ロ)運転条件設定対象に設定するエネルギー消費機器50としては、1日の間の所定の許容時間範囲中であれば、実行時間が異なっても使用者には支障のないものを設定するのが好ましい。
例えば、上記の実施形態のように運転条件設定対象に設定した洗濯乾燥機51は、例えば午前8時から午後17時の所定の許容時間範囲中であれば、洗濯乾燥運転の実行時間が異なっても使用者には支障がない場合がある。
そこで、操作部5に、所定運転の実行時間を設定するための許容時間範囲を設定する人為操作式の許容時間範囲設定部を設ける。そして、熱電併給制御部4により、運転メリットが高くなるように燃料電池1の運転条件及び運転条件設定対象のエネルギー消費機器50の運転条件を設定するに当たって、所定運転の実行時間は、許容時間範囲設定部にて設定された許容時間範囲中で設定するように構成しても良い。
(B) As the energy consuming device 50 to be set as the operation condition setting target, a device that does not hinder the user even if the execution time is different is set within a predetermined allowable time range for one day. Is preferred.
For example, the washing / drying machine 51 set as the operation condition setting target as in the above embodiment has a different execution time of the washing / drying operation, for example, within a predetermined allowable time range from 8:00 am to 17:00 pm. There may be no problem for the user.
Therefore, the operation unit 5 is provided with an artificially operated allowable time range setting unit for setting an allowable time range for setting the execution time of the predetermined operation. When the operation condition of the fuel cell 1 and the operation condition of the energy consuming device 50 to be set for the operation condition are set by the combined heat and power control unit 4 so that the operation merit is increased, the execution time of the predetermined operation is within an allowable time range. You may comprise so that it may set within the allowable time range set in the setting part.

(ハ) 熱電併給制御部4により、運転メリットが高くなるように燃料電池1の運転条件及び運転条件設定対象のエネルギー消費機器50の運転条件を設定するに当たって、燃料電池1の運転条件としては、燃料電池1の運転形態が上記の実施形態のように負荷電力追従運転に限定されるものではない。
例えば、燃料電池1の運転形態としては、出力電力を所定の定格出力電力に調整する定格出力運転として、燃料電池1の運転条件として、定格出力運転を実行する運転時間帯を設定しても良い。
又、燃料電池1の運転条件として、複数種の運転形態(例えば、負荷電力追従運転、定格出力運転等)から一つの運転形態を設定すると共に、設定した運転形態の運転時間帯を設定するように構成しても良い。
(C) When setting the operating condition of the fuel cell 1 and the operating condition of the energy consuming device 50 to be set for the operating condition so that the operating merit is increased by the combined heat and power control unit 4, the operating condition of the fuel cell 1 is as follows: The operation mode of the fuel cell 1 is not limited to the load power following operation as in the above embodiment.
For example, as the operation mode of the fuel cell 1, as the rated output operation for adjusting the output power to a predetermined rated output power, the operation time zone for executing the rated output operation may be set as the operation condition of the fuel cell 1. .
In addition, as an operation condition of the fuel cell 1, one operation mode is set from a plurality of types of operation modes (for example, load power following operation, rated output operation, etc.), and an operation time zone of the set operation mode is set. You may comprise.

(ニ) 運転メリットとしては、上記の実施形態で説明した予測総エネルギー消費量に限定されるものではなく、燃料電池1を運転することにより得られると予測される予測エネルギー削減量、燃料電池1を運転することによる予測エネルギーコスト削減額、又は、燃料電池1を運転することによる予測二酸化炭素削減量等を用いることができる。
ちなみに、予測エネルギー削減量は、燃料電池1を運転しない場合の予測総エネルギー消費量から、燃料電池1を運転した場合の予測総エネルギ消費量を減じることにより演算する。
又、予測エネルギーコスト削減額は、燃料電池1を運転しない場合のエネルギーコストから、燃料電池1を運転したときのエネルギーコストを減じて求めることができる。
又、予測二酸化炭素削減量は、燃料電池1を運転しない場合の二酸化炭素発生量から、燃料電池1を運転したときの二酸化炭素発生量を減じて求めることができる。
(D) The operating merit is not limited to the predicted total energy consumption described in the above embodiment, but the predicted energy reduction amount predicted to be obtained by operating the fuel cell 1, the fuel cell 1 The predicted energy cost reduction amount by operating the fuel cell or the predicted carbon dioxide reduction amount by operating the fuel cell 1 can be used.
Incidentally, the predicted energy reduction amount is calculated by subtracting the predicted total energy consumption amount when the fuel cell 1 is operated from the predicted total energy consumption amount when the fuel cell 1 is not operated.
The predicted energy cost reduction can be obtained by subtracting the energy cost when the fuel cell 1 is operated from the energy cost when the fuel cell 1 is not operated.
The predicted carbon dioxide reduction amount can be obtained by subtracting the carbon dioxide generation amount when the fuel cell 1 is operated from the carbon dioxide generation amount when the fuel cell 1 is not operated.

(ホ) 上記の実施形態では、運転制御部Cを熱電併給制御部4と運転条件設定対象のエネルギー消費機器50の機器制御部50c(上記の実施形態では、洗濯乾燥機51の洗濯乾燥制御部51c)とから構成したが、熱電併給制御部4を、運転条件設定対象のエネルギー消費機器50の運転も制御するように構成して、運転制御部Cを熱電併給制御部4のみで構成しても良い。 (E) In the above embodiment, the operation control unit C is combined with the combined heat and power control unit 4 and the device control unit 50c of the energy consuming device 50 that is the operation condition setting target (in the above embodiment, the laundry drying control unit of the washing dryer 51). 51c), the combined heat and power control unit 4 is configured to control the operation of the energy consuming equipment 50 to be set as the operation condition, and the operation control unit C is configured only by the combined heat and power control unit 4. Also good.

(ヘ) 熱電併給装置として、上記の実施形態のように燃料電池1を適用する場合、燃料電池1の型式としては、固体高分子型に限定されるものではなく、電解質層に固体酸化物を用いた固体酸化物型等、種々の型式の燃料電池を用いることができる。
又、熱電併給装置として、燃料電池1以外に、エンジンにより発電機を駆動するように構成したもの等、種々のものを適用することができる。
(ト)
これまで説明したエネルギー管理システムにおいては、運転条件設定対象のエネルギー消費機器夫々を、夫々について設定した運転条件(運転モードを含む)に従って運転する例を示した。
運転条件設定対象のエネルギー消費機器夫々では、所定の処理夫々が、その使用者の生活に密着した処理であることが多い。従って、システム側で設定した運転条件が、どのような条件となっているかが、使用者の生活の質に密接に関連する。そこで、システム側で夫々設定した運転条件を当該エネルギー消費機器の使用者が認識可能に出力する出力手段(画像表示手段、音声出力手段等)を備えておくことで、その有用な情報を使用者側で充分に生かすことができる。例えば、運転時間の使用者による生活に適した選択・調整、運転モードの使用者による生活に適した選択・調整を可能とすることとなる。
(F) When the fuel cell 1 is applied as a combined heat and power device as in the above embodiment, the type of the fuel cell 1 is not limited to the solid polymer type, and a solid oxide is used in the electrolyte layer. Various types of fuel cells such as the solid oxide type used can be used.
In addition to the fuel cell 1, various devices such as one configured to drive a generator by an engine can be applied as the combined heat and power supply device.
(G)
In the energy management system described so far, an example has been shown in which each of the energy consuming devices to be set for operation conditions is operated according to the operation conditions (including the operation mode) set for each.
In each of the energy consuming devices that are subject to operating condition setting, each of the predetermined processes is often a process closely related to the life of the user. Therefore, the operating conditions set on the system side are closely related to the quality of life of the user. Therefore, by providing output means (image display means, voice output means, etc.) that allows the user of the energy consuming equipment to output the operating conditions set on the system side in a recognizable manner, the useful information is provided to the user. You can make full use of the side. For example, selection / adjustment suitable for the life by the user of the driving time and selection / adjustment suitable for the life by the user of the operation mode can be performed.

以上説明したように、運転メリットを更に向上すべく、エネルギー消費箇所のエネルギー消費を管理し得るエネルギー管理システムを提供することができる。   As described above, it is possible to provide an energy management system capable of managing the energy consumption at the energy consumption point in order to further improve the driving merit.

1 燃料電池(熱電併給装置)
2 貯湯槽
3 貯湯ユニット(貯湯手段)
50 エネルギー消費機器
51 洗濯乾燥機(運転条件設定対象のエネルギー消費機器)
C 運転制御部(運転制御手段)
1 Fuel cell (cogeneration device)
2 Hot water tank 3 Hot water storage unit (hot water storage means)
50 Energy Consumption Equipment 51 Washer / Dryer (Energy Consumption Equipment for Setting Operating Conditions)
C Operation control unit (operation control means)

Claims (5)

電力と熱とを併せて発生する熱電併給装置と、その熱電併給装置にて発生する熱により貯湯槽に貯湯する貯湯手段と、運転を制御する運転制御手段とを備え、
前記運転制御手段が、電力及び熱のうちの少なくとも一方を消費する複数のエネルギー消費機器を有するエネルギー消費箇所における時系列的な予測負荷電力データ及び時系列的な予測負荷熱量データを運転周期毎に区分けして管理して、前記時系列的な予測負荷電力データ及び前記時系列的な予測負荷熱量データに基づいて、前記熱電併給装置の運転を制御するように構成されたエネルギー管理システムであって、
電力及び熱のうちの少なくとも一方を消費して所定の処理を行う所定運転を実行し、且つ、前記所定運転の運転モードとして、前記所定運転の実行時間と単位時間当たりの消費エネルギー量とを含むエネルギー消費形態が夫々異なる複数の運転モードを有するエネルギー消費機器が、前記運転周期において当該エネルギー消費機器を運転する運転モード及び時間帯を含む運転条件を設定する運転条件設定対象として設定され、
前記運転制御手段が、
前記運転条件設定対象のエネルギー消費機器における各運転モードに夫々対応付けられた複数の前記エネルギー消費形態を機器エネルギー消費情報として記憶し、並びに、
前記時系列的な予測負荷電力データ及び前記時系列的な予測負荷熱量データを、前記運転条件設定対象のエネルギー消費機器のエネルギー消費を除いた状態で、時系列的な基礎予測負荷電力データ及び時系列的な基礎予測負荷熱量データとして求め、
運転周期の開始時点において、前記時系列的な基礎予測負荷電力データ及び前記時系列的な基礎予測負荷熱量データ、並びに、前記機器エネルギー消費情報に基づいて、運転メリットが高くなるように、前記運転周期における前記熱電併給装置の運転条件及び前記運転条件設定対象のエネルギー消費機器の運転条件を設定して、前記熱電併給装置及び前記運転条件設定対象のエネルギー消費機器夫々を夫々について設定した運転条件で運転するように構成されているエネルギー管理システム。
A combined heat and power device that generates both electric power and heat, hot water storage means for storing hot water in a hot water storage tank using heat generated by the combined heat and power supply device, and operation control means for controlling operation,
The operation control means includes time-series predicted load power data and time-series predicted load heat amount data for each operation cycle in an energy consumption location having a plurality of energy consuming devices that consume at least one of electric power and heat. An energy management system configured to control the operation of the combined heat and power supply device based on the time-series predicted load power data and the time-series predicted load calorie data. ,
A predetermined operation for performing a predetermined process by consuming at least one of electric power and heat is executed, and an execution time of the predetermined operation and an energy consumption per unit time are included as an operation mode of the predetermined operation An energy consuming device having a plurality of operation modes with different energy consumption forms is set as an operation condition setting target for setting an operation condition including an operation mode and a time zone for operating the energy consuming device in the operation cycle,
The operation control means is
Storing a plurality of energy consumption forms respectively associated with each operation mode in the energy consumption device of the operation condition setting target as device energy consumption information; and
The time-series basic predicted load power data and the time-series predicted load power data and the time-series predicted load calorific value data in a state excluding energy consumption of the energy consuming device subject to the operation condition setting. Obtained as basic basic predicted load calorie data,
Based on the time-series basic predicted load power data, the time-series basic predicted load calorie data, and the equipment energy consumption information at the start of the operation cycle, the operation The operating conditions of the combined heat and power device in the cycle and the operating conditions of the energy consuming device that is the target for setting the operating conditions are set, and the operating conditions that are respectively set for the combined heat and power unit and the energy consuming device that is the target for setting the operating conditions are set An energy management system that is configured to operate.
前記運転制御手段が、
前記熱電併給装置における出力電力に応じたエネルギー効率を、エネルギー効率情報として記憶し、
前記時系列的な基礎予測負荷電力データ及び前記時系列的な基礎予測負荷熱量データ、並びに、前記機器エネルギー消費情報に加えて、前記エネルギー効率情報に基づいて、運転メリットが高くなるように、前記運転周期における前記熱電併給装置の運転条件及び前記運転条件設定対象のエネルギー消費機器の運転条件を設定するように構成されている請求項1に記載のエネルギー管理システム。
The operation control means is
The energy efficiency according to the output power in the cogeneration device is stored as energy efficiency information,
In addition to the time-series basic predicted load power data and the time-series basic predicted load heat amount data, and the equipment energy consumption information, based on the energy efficiency information, the operation merit is increased. The energy management system according to claim 1, wherein the operation condition of the combined heat and power supply device and the operation condition of the energy consuming device to be set for the operation condition are set in an operation cycle.
前記運転制御手段が、出力電力を予測負荷電力に追従させる負荷電力追従運転にて前記熱電併給装置を運転する条件で、運転メリットが高くなるように、前記運転周期における前記熱電併給装置の運転条件及び前記運転条件設定対象のエネルギー消費機器の運転条件を設定するように構成されている請求項1又は2に記載のエネルギー管理システム。   The operating condition of the combined heat and power device in the operating cycle is such that the operation merit becomes high under the condition that the operation control means operates the combined heat and power device in a load power following operation in which the output power follows the predicted load power. And the energy management system of Claim 1 or 2 comprised so that the operating condition of the energy consumption apparatus of the said operation condition setting object may be set. 前記運転条件設定対象のエネルギー消費機器が、前記複数の運転モードとして、標準運転モード、及び、当該標準運転モードよりも実行時間が短く且つ単位時間当たりの消費エネルギー量が多い早仕上げ運転モードを有する請求項1〜3のいずれか1項に記載のエネルギー管理システム。   The energy consumption device subject to the operation condition setting has, as the plurality of operation modes, a standard operation mode and an early finishing operation mode in which an execution time is shorter than that of the standard operation mode and a large amount of energy is consumed per unit time. The energy management system of any one of Claims 1-3. 運転条件設定対象のエネルギー消費機器夫々について、前記夫々について設定した運転モードを含む運転条件を、当該エネルギー消費機器の使用者が認識可能に出力する出力手段を備える請求項1〜4のいずれか1項に記載のエネルギー管理システム。   Any one of Claims 1-4 provided with the output means which outputs the operation conditions including the operation mode set about each about each energy consumption apparatus of operation condition setting object so that the user of the said energy consumption apparatus can recognize. The energy management system according to item.
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