JP6280787B2 - コージェネレーションシステム - Google Patents
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Description
なお、以下の説明では、比較的温度の低い水を「水」、比較的温度の高い水を「湯」と記載するが、水と湯は温度の違い以外に実質的な差異はない。
制御装置120は第一タンク温度センサ100に接続され、太陽熱貯湯タンク12内の温度に関する信号を受信することができる。
制御装置120は第二タンク温度センサ110に接続され、排熱貯湯タンク42内の温度に関する信号を受信することができる。
制御装置120は第一三方弁83に接続され、当該第一三方弁83の動作(第一状態と第二状態の切り替え)を制御することができる。
制御装置120は第二三方弁84に接続され、当該第二三方弁84の動作(第一状態と第二状態の切り替え)を制御することができる。
具体的には、制御装置120は、第二タンク温度センサ110によって検出される排熱貯湯タンク42内の温度から、当該排熱貯湯タンク42の蓄熱割合を算出することができる。
制御装置120は、排熱貯湯タンク42の蓄熱割合が100(%)であると判定した場合、ステップS102に移行する。
制御装置120は、排熱貯湯タンク42の蓄熱割合が100(%)ではないと判定した場合、ステップS105に移行する。
ここで、集熱パネル11が太陽熱を集熱可能な状態とは、当該集熱パネル11に太陽光が照射されている状態を意味する。すなわち制御装置120は、現在時刻から、次に集熱パネル11に太陽光が照射される予定の時刻(日照予定時刻)までの時間が、所定時間未満となったか否かを判定する。日照予定時刻(例えば、予め予測された日の出の時刻等)は、予め制御装置120に記憶されている。
また、ステップS102における所定時間としては、ラジエータ43から放熱される熱を集熱パネル11へと供給した場合に、当該集熱パネル11の温度を太陽熱貯湯タンク12内の温度以上まで上昇させるために必要な時間(例えば、2時間等)が予め設定される。
制御装置120は、現在時刻から、集熱パネル11が太陽熱を集熱可能な状態となると予測される時刻までの時間が、所定時間以上であると判定した場合、ステップS105に移行する。
制御装置120は、集熱パネル11の温度が太陽熱貯湯タンク12内の温度未満であると判定した場合、ステップS104に移行する。
制御装置120は、集熱パネル11の温度が太陽熱貯湯タンク12内の温度以上であると判定した場合、ステップS105に移行する。
太陽光を受けて太陽熱を集熱する集熱パネル11(集熱器)と、
集熱パネル11で集熱された熱を蓄える太陽熱貯湯タンク12(太陽熱蓄熱タンク)と、
燃料を用いて発電する発電ユニット41(発電装置)と、
発電ユニット41の排熱を蓄える排熱貯湯タンク42(排熱蓄熱タンク)と、
発電ユニット41の排熱のうち、排熱貯湯タンク42に蓄えることができない余剰分を放熱するラジエータ43と、
ラジエータ43から放熱される熱を集熱パネル11へと供給し、当該集熱パネル11の温度を上昇させる余剰熱伝達機構80と、
を具備するものである。
このように構成することにより、発電ユニット41の排熱のうち、排熱貯湯タンク42に蓄えることができない余剰分を利用して、集熱パネル11の温度を上昇させることができる。これによって、集熱パネル11の温度が太陽熱貯湯タンク12内の温度よりも低い場合に当該集熱パネル11の温度を上昇させることで、速やかに太陽熱を蓄えることができる状態にすることができ、ひいてはエネルギー効率の向上を図ることができる。
また、集熱パネル11の温度を上昇させるための熱として、発電ユニット41の排熱の余剰分を用いることにより、よりエネルギー効率の向上を図ることができる。
ラジエータ43との間で熱交換可能な第二熱交換器81(熱交換器)と、
集熱パネル11と第二熱交換器81との間で熱媒体を循環させる第二管路82(余剰熱伝達管路)と、
を具備するものである。
このように構成することにより、簡素な構成でエネルギー効率の向上を図ることができる。
集熱パネル11と太陽熱貯湯タンク12との間で熱媒体を循環させる第一管路14(太陽熱伝達管路)に接続されることで、当該第一管路14を介して集熱パネル11に接続され、
余剰熱伝達機構80は、
第一管路14と第二管路82との接続部に設けられ、集熱パネル11と太陽熱貯湯タンク12とを連通すると共に集熱パネル11と第二熱交換器81との連通を遮断する第一状態と、集熱パネル11と第二熱交換器81とを連通すると共に集熱パネル11と太陽熱貯湯タンク12との連通を遮断する第二状態と、を切り替える第一三方弁83及び第二三方弁84(切替機構)をさらに具備するものである。
このように構成することにより、予め設けられた第一管路14を用いることで、簡素な構成でエネルギー効率の向上を図ることができる。
また、第二管路82からの熱媒体を集熱パネル11内で循環させるための配管等を別途設ける必要もない(第一管路14からの熱媒体を集熱パネル11内で循環させるための配管等を兼用できる)ため、より簡素な構成でエネルギー効率の向上を図ることができる。
集熱パネル11の温度を検出するパネル温度センサ90(集熱器温度検出手段)と、
太陽熱貯湯タンク12内の温度を検出する第一タンク温度センサ100(タンク温度検出手段)と、
集熱パネル11の温度が太陽熱貯湯タンク12内の温度未満である場合に、ラジエータ43から放熱される熱を集熱パネル11へと供給する制御装置120と、
を具備するものである。
このように構成することにより、必要な場合、すなわち集熱パネル11の温度が太陽熱貯湯タンク12内の温度未満であり、太陽熱を蓄えることが出来ない場合にのみ集熱パネル11の温度を上昇させることができる。
現在時刻から、集熱パネル11が太陽熱を集熱可能となると予測される時刻(日照予定時刻)までの時間が所定時間未満になった場合にのみ、ラジエータ43から放熱される熱を集熱パネル11へと供給するものである。
このように構成することにより、集熱パネル11が太陽熱を集熱することが可能となるタイミングよりも前に、予め当該集熱パネル11の温度を上昇させることができる。
排熱貯湯タンク42内に設けられる第二タンク温度センサ110についても同様である。
10 太陽熱温水システム
11 集熱パネル(集熱器)
12 太陽熱貯湯タンク(太陽熱蓄熱タンク)
14 第一管路(太陽熱伝達管路)
40 燃料電池システム
41 発電ユニット(発電装置)
42 排熱貯湯タンク(排熱蓄熱タンク)
43 ラジエータ
60 給湯管路
80 余剰熱伝達機構
81 第二熱交換器(熱交換器)
82 第二管路(余剰熱伝達管路)
83 第一三方弁(切替機構)
84 第二三方弁(切替機構)
90 パネル温度センサ(集熱器温度検出手段)
100 第一タンク温度センサ(タンク温度検出手段)
120 制御装置
Claims (5)
- 太陽光を受けて太陽熱を集熱する集熱器と、
前記集熱器で集熱された熱を蓄える太陽熱蓄熱タンクと、
燃料を用いて発電する発電装置と、
前記発電装置の排熱を蓄える排熱蓄熱タンクと、
前記発電装置の排熱のうち、前記排熱蓄熱タンクに蓄えることができない余剰分を放熱するラジエータと、
前記ラジエータから放熱される熱を前記集熱器へと供給し、当該集熱器の温度を上昇させる余剰熱伝達機構と、
を具備するコージェネレーションシステム。 - 前記余剰熱伝達機構は、
前記ラジエータとの間で熱交換可能な熱交換器と、
前記集熱器と前記熱交換器との間で熱媒体を循環させる余剰熱伝達管路と、
を具備する、
請求項1に記載のコージェネレーションシステム。 - 前記余剰熱伝達管路は、
前記集熱器と前記太陽熱蓄熱タンクとの間で熱媒体を循環させる太陽熱伝達管路に接続されることで、当該太陽熱伝達管路を介して前記集熱器に接続され、
前記余剰熱伝達機構は、
前記太陽熱伝達管路と前記余剰熱伝達管路との接続部に設けられ、前記集熱器と前記太陽熱蓄熱タンクとを連通すると共に前記集熱器と前記熱交換器との連通を遮断する第一状態と、前記集熱器と前記熱交換器とを連通すると共に前記集熱器と前記太陽熱蓄熱タンクとの連通を遮断する第二状態と、を切り替える切替機構をさらに具備する、
請求項2に記載のコージェネレーションシステム。 - 前記集熱器の温度を検出する集熱器温度検出手段と、
前記太陽熱蓄熱タンク内の温度を検出するタンク温度検出手段と、
前記集熱器の温度が前記太陽熱蓄熱タンク内の温度未満である場合に、前記ラジエータから放熱される熱を前記集熱器へと供給する制御装置と、
を具備する、
請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載のコージェネレーションシステム。 - 前記制御装置は、
現在時刻から、前記集熱器が太陽熱を集熱可能となると予測される時刻までの時間が所定時間未満になった場合にのみ、前記ラジエータから放熱される熱を前記集熱器へと供給する、
請求項4に記載のコージェネレーションシステム。
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