JP7101487B2 - Heat supply system - Google Patents
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Description
本発明は、蓄熱媒体を熱利用装置に対して供給する熱供給システムに関する。 The present invention relates to a heat supply system that supplies a heat storage medium to a heat utilization device.
特許文献1には、ヒートポンプ装置を利用した熱供給システムが記載されている。具体的には、特許文献1に記載のシステムは、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒から放熱させる凝縮器(室内熱交換器)と、冷媒を減圧させる減圧弁と、冷媒に吸熱させる蒸発器(室外熱交換器)とを有するヒートポンプ装置を備え、そのヒートポンプ装置の凝縮器において冷媒から回収した熱を、温水の状態で蓄熱タンクに蓄える構成になっている。そして、蓄熱タンクに貯えた高温の温水は、給湯などの用途に利用される。 Patent Document 1 describes a heat supply system using a heat pump device. Specifically, the system described in Patent Document 1 includes a compressor that compresses the refrigerant, a condenser that dissipates heat from the refrigerant (indoor heat exchanger), a pressure reducing valve that reduces the pressure of the refrigerant, and an evaporator that absorbs heat from the refrigerant. A heat pump device having (outdoor heat exchanger) is provided, and the heat recovered from the refrigerant in the condenser of the heat pump device is stored in a heat storage tank in the state of hot water. The high-temperature hot water stored in the heat storage tank is used for hot water supply and the like.
特許文献1に記載のシステムが備えるヒートポンプ装置は、熱を発生させることはできるが、電気を発生させることはできない。そのため、例えば家庭内で使用する電気を発生させるためには、燃料電池などの装置を設置する必要がある。燃料電池は熱と電気とを併せて発生させる熱電併給装置である。そのため、燃料電池を備える熱電併給システムは、燃料電池で発生させた熱を回収した高温の蓄熱媒体を貯える蓄熱タンクを備えている。 The heat pump device included in the system described in Patent Document 1 can generate heat, but cannot generate electricity. Therefore, for example, in order to generate electricity for home use, it is necessary to install a device such as a fuel cell. A fuel cell is a combined heat and power device that generates both heat and electricity. Therefore, the combined heat and power supply system including the fuel cell is provided with a heat storage tank for storing a high-temperature heat storage medium that recovers the heat generated by the fuel cell.
熱のみを発生する特許文献1に記載のようなヒートポンプシステムと、発電も行える熱電併給システムとの両方を設置することを希望するユーザもいると考えられる。その場合、大幅な改造を行わずに双方のシステムを組み合わせようとすると、ヒートポンプシステムの蓄熱タンクと、熱電併給システムの蓄熱タンクとが併存することになる。 It is considered that some users desire to install both a heat pump system as described in Patent Document 1 that generates only heat and a combined heat and power system that can also generate electricity. In that case, if both systems are combined without major modification, the heat storage tank of the heat pump system and the heat storage tank of the combined heat and power supply system will coexist.
尚、ヒートポンプ装置及び熱電併給装置という2つの熱源で発生した熱を、各別に蓄熱タンクで蓄える構成のシステムになるとしても、2つの蓄熱タンクで各別に貯えられた蓄熱媒体を、熱利用装置に対してどのように供給すれば良いのかは不明である。 Even if the system is configured to store heat generated by two heat sources, a heat pump device and a combined heat and power device, in separate heat storage tanks, the heat storage medium stored separately in each of the two heat storage tanks can be used as a heat utilization device. On the other hand, it is unclear how to supply it.
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、2つの蓄熱タンクで各別に貯えられた蓄熱媒体を、熱利用装置に対して適切に供給できる熱供給システムを提供する点にある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a heat supply system capable of appropriately supplying heat storage media separately stored in two heat storage tanks to a heat utilization device. At the point.
上記目的を達成するための本発明に係る熱供給システムの特徴構成は、熱電併給装置と、蓄熱媒体を貯える第1蓄熱タンクと、前記熱電併給装置で発生した熱が供給される排熱回収用熱交換器と、前記第1蓄熱タンクから抜き出した蓄熱媒体を、前記排熱回収用熱交換器を経由して前記第1蓄熱タンクに戻すことができる第1循環路と、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒から放熱させる凝縮器と、冷媒を減圧させる減圧弁と、冷媒に吸熱させる蒸発器とを有するヒートポンプ装置と、蓄熱媒体を貯える第2蓄熱タンクと、前記第2蓄熱タンクから抜き出した蓄熱媒体を、前記凝縮器を経由して前記第2蓄熱タンクに戻すことができる第2循環路と、前記第1蓄熱タンクに貯えている蓄熱媒体を前記第2蓄熱タンクに移送できる蓄熱媒体移送路と、を備え、前記第2蓄熱タンクの容積は前記第1蓄熱タンクの容積よりも大きく、前記第2蓄熱タンクから抜き出された蓄熱媒体が熱利用装置に対して供給され、
前記第1蓄熱タンクから前記第2蓄熱タンクへの蓄熱媒体の移送処理を制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、所定の熱移送条件が満たされると前記移送処理を実行し、当該移送処理を実行した後は次に前記熱移送条件が満たされるまでは前記移送処理を実行せず、
前記制御装置は、所定時間後に前記第1蓄熱タンク及び前記第2蓄熱タンクで蓄えておくべき目標蓄熱量から、前記第2蓄熱タンクでの現在の蓄熱量と、前記第1蓄熱タンクでの現在の蓄熱量と、前記所定時間後まで前記熱電併給装置を所定出力で連続運転することで前記第1蓄熱タンクに追加で蓄えることができる予測第1蓄熱量とを減算して不足蓄熱量を導出し、前記所定時間後までに前記ヒートポンプ装置を運転することで前記第2蓄熱タンクに前記不足蓄熱量が追加で蓄えられるように前記ヒートポンプ装置の運転スケジュールを決定する点にある。
The characteristic configuration of the heat supply system according to the present invention for achieving the above object is a heat and power combined supply device, a first heat storage tank for storing a heat storage medium, and an exhaust heat recovery for supplying heat generated by the heat and power combined supply device. A first circulation path capable of returning the heat exchanger and the heat storage medium extracted from the first heat storage tank to the first heat storage tank via the exhaust heat recovery heat exchanger, and compression for compressing the refrigerant. A heat pump device having a machine, a condenser that dissipates heat from the refrigerant, a pressure reducing valve that depressurizes the refrigerant, and an evaporator that absorbs heat from the refrigerant, a second heat storage tank that stores a heat storage medium, and a second heat storage tank that is extracted from the second heat storage tank. A second circulation path that can return the heat storage medium to the second heat storage tank via the condenser, and a heat storage medium transfer that can transfer the heat storage medium stored in the first heat storage tank to the second heat storage tank. The second heat storage tank is provided with a path, the volume of the second heat storage tank is larger than the volume of the first heat storage tank, and the heat storage medium extracted from the second heat storage tank is supplied to the heat utilization device.
A control device for controlling the transfer process of the heat storage medium from the first heat storage tank to the second heat storage tank is provided.
The control device executes the transfer process when a predetermined heat transfer condition is satisfied, and after executing the transfer process, does not execute the transfer process until the next heat transfer condition is satisfied.
The control device has the current heat storage amount in the second heat storage tank and the current heat storage amount in the first heat storage tank from the target heat storage amount to be stored in the first heat storage tank and the second heat storage tank after a predetermined time. The insufficient heat storage amount is derived by subtracting the heat storage amount of the above and the predicted first heat storage amount that can be additionally stored in the first heat storage tank by continuously operating the heat and power combined supply device at a predetermined output until after the predetermined time. Then, the operation schedule of the heat pump device is determined so that the insufficient heat storage amount is additionally stored in the second heat storage tank by operating the heat pump device by the predetermined time .
上記特徴構成によれば、熱電併給装置の運転により発生した熱を第1蓄熱タンクに蓄えると共に蓄熱媒体移送路を経由して第2蓄熱タンクに移送でき、ヒートポンプ装置の運転により発生した熱を第2蓄熱タンクに蓄えることができる。このように、より容積の大きい第2蓄熱タンクに熱を集め、その第2蓄熱タンクから抜き出された蓄熱媒体を熱利用装置に対して供給できる。その結果、熱利用装置で急な熱需要が生じても、第2蓄熱タンクから多量の蓄熱媒体を供給できる。
また、第1蓄熱タンクの容積が小さくても、第1蓄熱タンクが高温の蓄熱媒体で満杯になった時点又は満杯になる前などの適当なタイミングで、第1蓄熱タンクに貯えた蓄熱媒体を第2蓄熱タンクに対して適宜移送できる。その結果、第1蓄熱タンクに熱を供給する熱電併給装置を運転させ続けることができる。
更に、熱電併給装置及びそこで発生した熱を蓄える第1蓄熱タンクを備えるシステム並びにヒートポンプ装置及びそこで発生した熱を蓄える第2蓄熱タンクを備えるシステムに対して、例えば何れか一方の蓄熱タンクを取り除く等といった大幅な改造を施すことなく、両方のシステムを併存させることができる。
従って、2つの蓄熱タンクで各別に貯えられた蓄熱媒体を、熱利用装置に対して適切に供給できる熱供給システムを提供できる。
According to the above characteristic configuration, the heat generated by the operation of the combined heat and power supply device can be stored in the first heat storage tank and transferred to the second heat storage tank via the heat storage medium transfer path, and the heat generated by the operation of the heat pump device can be transferred to the second heat storage tank. 2 Can be stored in a heat storage tank. In this way, heat can be collected in the second heat storage tank having a larger volume, and the heat storage medium extracted from the second heat storage tank can be supplied to the heat utilization device. As a result, even if a sudden heat demand occurs in the heat utilization device, a large amount of heat storage medium can be supplied from the second heat storage tank.
Further, even if the volume of the first heat storage tank is small, the heat storage medium stored in the first heat storage tank can be stored at an appropriate timing such as when the first heat storage tank is filled with the high temperature heat storage medium or before it is full. It can be appropriately transferred to the second heat storage tank. As a result, the combined heat and power supply device that supplies heat to the first heat storage tank can be continuously operated.
Further, for a system provided with a combined heat and power supply device and a first heat storage tank for storing the heat generated there, and a system equipped with a heat pump device and a second heat storage tank for storing the heat generated there, for example, removing one of the heat storage tanks, etc. Both systems can coexist without major modifications such as.
Therefore, it is possible to provide a heat supply system capable of appropriately supplying the heat storage medium separately stored in each of the two heat storage tanks to the heat utilization device.
また、熱電併給装置を連続運転する場合、第1蓄熱タンクには高温の蓄熱媒体が連続的に供給される。その高温の蓄熱媒体を第1蓄熱タンクから第2蓄熱タンクへと移送する移送処理を常時実行した場合、蓄熱媒体移送路を流れている蓄熱媒体からの放熱が継続的に発生し、蓄熱媒体を移送するための動力(例えばポンプの動力)が継続的に必要になる。その結果、熱供給システムの省エネルギー性が悪化する可能性がある。
ところが本特徴構成では、制御装置は、所定の熱移送条件が満たされると移送処理を実行し、その移送処理を実行した後は次に熱移送条件が満たされるまでは移送処理を実行しない。つまり、蓄熱媒体移送路を流れている蓄熱媒体からの放熱が発生し、蓄熱媒体を移送するための動力が必要になるのは、移送処理が実行されている間だけになる。従って、熱供給システムの省エネルギー性が良好になる。
加えて、本特徴構成によれば、熱電併給装置を所定出力で連続運転させて熱と電気とを発生させると共に、決定された運転スケジュールに従ってヒートポンプ装置を運転して熱を発生させることで、電気を継続的に供給でき、且つ、所定時間後には第1蓄熱タンク及び第2蓄熱タンクで蓄えた目標蓄熱量の熱を熱利用装置に供給できる状態にすることができる。
Further , when the combined heat and power supply device is continuously operated, a high temperature heat storage medium is continuously supplied to the first heat storage tank. When the transfer process of transferring the high-temperature heat storage medium from the first heat storage tank to the second heat storage tank is constantly executed, heat is continuously dissipated from the heat storage medium flowing through the heat storage medium transfer path, and the heat storage medium is used. Power for transfer (eg pump power) is continuously required. As a result, the energy saving of the heat supply system may deteriorate.
However, in this feature configuration, the control device executes the transfer process when a predetermined heat transfer condition is satisfied, and does not execute the transfer process until the next heat transfer condition is satisfied after the transfer process is executed. That is, heat is dissipated from the heat storage medium flowing through the heat storage medium transfer path, and power for transferring the heat storage medium is required only while the transfer process is being executed. Therefore, the energy saving property of the heat supply system is improved.
In addition, according to this feature configuration, the heat and power cogeneration device is continuously operated at a predetermined output to generate heat and electricity, and the heat pump device is operated according to a determined operation schedule to generate heat to generate electricity. Can be continuously supplied, and after a predetermined time, the heat of the target heat storage amount stored in the first heat storage tank and the second heat storage tank can be supplied to the heat utilization device.
本発明に係る熱供給システムの別の特徴構成は、前記制御装置は、前記第1蓄熱タンクでの蓄熱量が第1上限値以上になると前記熱移送条件が満たされたと判定する点にある。 Another characteristic configuration of the heat supply system according to the present invention is that the control device determines that the heat transfer condition is satisfied when the amount of heat stored in the first heat storage tank becomes equal to or more than the first upper limit value.
上記特徴構成によれば、第1蓄熱タンクに蓄えられた熱量が多くなったときに、第1蓄熱タンクから第2蓄熱タンクへの蓄熱媒体の移送処理が行われる。つまり、頻繁な移送処理が行われなくなるため、熱供給システムの省エネルギー性が良好になる。 According to the above characteristic configuration, when the amount of heat stored in the first heat storage tank increases, the heat storage medium is transferred from the first heat storage tank to the second heat storage tank. That is, since the frequent transfer process is not performed, the energy saving of the heat supply system is improved.
本発明に係る熱供給システムの更に別の特徴構成は、前記制御装置は、前記移送処理において、前記第1蓄熱タンクから前記第2蓄熱タンクへ、前記第1蓄熱タンクの容積の50%以上の所定移送量の蓄熱媒体を移送する点にある。 Yet another characteristic configuration of the heat supply system according to the present invention is that, in the transfer process, the control device moves from the first heat storage tank to the second heat storage tank to 50% or more of the volume of the first heat storage tank. The point is to transfer a predetermined transfer amount of heat storage medium.
上記特徴構成によれば、1回の移送処理で多量の蓄熱媒体が移送される。つまり、少量の蓄熱媒体の移送が数多く行われる場合に比べて、蓄熱媒体からの放熱量を少なくできる。 According to the above characteristic configuration, a large amount of heat storage medium is transferred in one transfer process. That is, the amount of heat dissipated from the heat storage medium can be reduced as compared with the case where a large number of small amounts of heat storage media are transferred.
本発明に係る熱供給システムの更に別の特徴構成は、前記制御装置は、前記移送処理において、前記第2蓄熱タンクでの蓄熱量が少ないほど前記所定移送量を大きい値に設定する点にある。 Another characteristic configuration of the heat supply system according to the present invention is that the control device sets the predetermined transfer amount to a larger value as the heat storage amount in the second heat storage tank is smaller in the transfer process. ..
上記特徴構成によれば、第2蓄熱タンクには、第1蓄熱タンクから移送されてきた蓄熱媒体も含めて多量の蓄熱媒体が貯えられている状態をつくることができる。従って、熱利用装置に対して、第2蓄熱タンクから多量の蓄熱媒体を供給できる。 According to the above characteristic configuration, it is possible to create a state in which a large amount of heat storage medium including the heat storage medium transferred from the first heat storage tank is stored in the second heat storage tank. Therefore, a large amount of heat storage medium can be supplied to the heat utilization device from the second heat storage tank.
本発明に係る熱供給システムの更に別の特徴構成は、前記制御装置は、前記第1蓄熱タンクでの蓄熱量が第1上限値未満の第1下限値以上であり且つ前記第2蓄熱タンクでの蓄熱量が第2下限値未満になると前記熱移送条件が満たされたと判定する点にある。 Yet another characteristic configuration of the heat supply system according to the present invention is that the control device has a heat storage amount in the first heat storage tank of less than the first upper limit value or more than the first lower limit value and in the second heat storage tank. When the amount of heat storage is less than the second lower limit value, it is determined that the heat transfer condition is satisfied.
上記特徴構成によれば、第2蓄熱タンクでの蓄熱量が少なくなり、第1蓄熱タンクでの蓄熱量が第1下限値以上ある場合に、第1蓄熱タンクから第2蓄熱タンクへの蓄熱媒体の移送処理が行われる。従って、移送処理によって、第2蓄熱タンクに貯えている蓄熱媒体を増加させて、熱利用装置に対して第2蓄熱タンクから蓄熱媒体を供給できる体制を整えることができる。 According to the above characteristic configuration, when the amount of heat storage in the second heat storage tank is small and the amount of heat storage in the first heat storage tank is equal to or more than the first lower limit value, the heat storage medium from the first heat storage tank to the second heat storage tank. Transfer processing is performed. Therefore, by the transfer process, the heat storage medium stored in the second heat storage tank can be increased, and a system capable of supplying the heat storage medium from the second heat storage tank to the heat utilization device can be established.
本発明に係る熱供給システムの更に別の特徴構成は、前記制御装置は、前記第2蓄熱タンクでの蓄熱量が満杯状態である場合、前記移送処理の実行を停止する点にある。 Yet another characteristic configuration of the heat supply system according to the present invention is that the control device stops the execution of the transfer process when the heat storage amount in the second heat storage tank is full.
第2蓄熱タンクでの蓄熱量が満杯状態になると、それ以上の熱量を第2蓄熱タンクに蓄えることができない。
そこで本特徴構成では、制御装置が、第2蓄熱タンクでの蓄熱量が満杯状態である場合には移送処理の実行を停止することで、移送処理によって第1蓄熱タンクから第2蓄熱タンクへと移送する予定であった熱量を第1蓄熱タンクで蓄え続けることができる。
When the amount of heat stored in the second heat storage tank is full, no more heat can be stored in the second heat storage tank.
Therefore, in this feature configuration, the control device stops the execution of the transfer process when the heat storage amount in the second heat storage tank is full, so that the transfer process transfers the heat from the first heat storage tank to the second heat storage tank. The amount of heat that was planned to be transferred can be continuously stored in the first heat storage tank.
以下に図面を参照して本発明の実施形態に係る熱供給システムについて説明する。
図1は熱供給システムの構成を示す図である。図示するように、熱供給システムは、熱電併給装置としての燃料電池11と、蓄熱媒体を貯える第1蓄熱タンク13と、燃料電池11で発生した熱が供給される排熱回収用熱交換器12と、第1蓄熱タンク13から抜き出した蓄熱媒体を、排熱回収用熱交換器12を経由して第1蓄熱タンク13に戻すことができる第1循環路14と、冷媒を圧縮する圧縮機23と、冷媒から放熱させる凝縮器(室内熱交換器22)と、冷媒を減圧させる減圧弁25と、冷媒に吸熱させる蒸発器(室外熱交換器24)とを有するヒートポンプ装置Hと、蓄熱媒体を貯える第2蓄熱タンク21と、第2蓄熱タンク21から抜き出した蓄熱媒体を、凝縮器(室内熱交換器22)を経由して第2蓄熱タンク21に戻すことができる第2循環路27と、第1蓄熱タンク13に貯えている蓄熱媒体を第2蓄熱タンク21に移送できる蓄熱媒体移送路15と、を備える。本実施形態では、水を蓄熱媒体として用いており、流入路(給水路)1から第2蓄熱タンク21の内部に給水圧が加わった状態になっている。
The heat supply system according to the embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a heat supply system. As shown in the figure, the heat supply system includes a fuel cell 11 as a combined heat and power device, a first
図1には、熱電併給システム10が、燃料電池11及び第1蓄熱タンク13及び排熱回収用熱交換器12及び第1循環路14及び蓄熱媒体移送路15を有し、ヒートポンプシステム20が、ヒートポンプ装置H及び第2蓄熱タンク21及び第2循環路27及び蓄熱媒体移送路15を有する構成を例示している。
In FIG. 1, the combined heat and
〔熱電併給システム10〕
熱電併給システム10は、熱と電気とを併せて発生させる熱電併給装置としての燃料電池11で発生した熱を第1蓄熱タンク13に蓄える構成になっている。尚、燃料電池11で発生した電気は電気機器(図示せず)や電力系統などに供給されるが本実施形態では説明を省略する。
図1に示した熱電併給システム10について具体的に説明すると、燃料電池11は例えば固体酸化物形燃料電池や固体高分子形燃料電池などである。燃料電池11の発電作動に伴って発生した熱は排熱回収用熱交換器12に供給される。熱電併給システム10は、排熱回収用熱交換器12と第1蓄熱タンク13との間で蓄熱媒体を循環させることのできる第1循環路14を有する。第1循環路14の途中にはポンプP1が設けられている。燃料電池11及びポンプP1の動作は制御装置Cが制御する。
[Combined heat and power system 10]
The combined heat and
The combined heat and
制御装置Cは、燃料電池11を運転しているとき、ポンプP1を動作させる。ポンプP1が動作すると、第1蓄熱タンク13の下部に貯えられている相対的に低温の蓄熱媒体が第1循環路14へと取り出され、第1循環路14を通って排熱回収用熱交換器12に到達する。そして、排熱回収用熱交換器12で燃料電池11から排出された熱によって加熱された後の蓄熱媒体が第1循環路14を通って第1蓄熱タンク13の上部に帰還する。このようにして、第1蓄熱タンク13では、高温の蓄熱媒体が上部に貯えられ、低温の蓄熱媒体が下部に貯えられている状態、即ち、蓄熱媒体が温度成層を形成する状態で貯えられる。排熱回収用熱交換器12から第1蓄熱タンク13に向かう間の第1循環路14の途中には、蓄熱媒体の温度を測定する温度センサ16が設けられている。制御装置Cは、この温度センサ16によって測定される、排熱回収用熱交換器12の下流側を流れる蓄熱媒体の温度が目標温度(例えば70℃など)になるように、ポンプP1の動作を制御する。
The control device C operates the pump P1 while operating the fuel cell 11. When the pump P1 operates, the relatively low temperature heat storage medium stored in the lower part of the first
第1蓄熱タンク13には、貯えられている蓄熱媒体の温度を測定する温度センサT11,T12,T13,T14,T15が設けられている。温度センサT11が第1蓄熱タンク13の最も上部に貯えられている蓄熱媒体の温度を測定し、温度センサT15が第1蓄熱タンク13の最も下部に貯えられている蓄熱媒体の温度を測定し、温度センサT12,T13,T14はそれらの間に貯えられている蓄熱媒体の温度を測定するように構成されている。
The first
本実施形態の例では、第1蓄熱タンク13の容積は30Lである。そして、温度センサT11は、第1蓄熱タンク13の頂部からの容積が1Lの位置に設けられる。温度センサT12は、第1蓄熱タンク13の頂部からの容積が5Lの位置に設けられる。温度センサT13は、第1蓄熱タンク13の頂部からの容積が15Lの位置に設けられる。温度センサT14は、第1蓄熱タンク13の頂部からの容積が25Lの位置に設けられる。温度センサT15は、第1蓄熱タンク13の頂部からの容積が29Lの位置に設けられる。このような構成を採用することで、制御装置Cは、温度センサT11,T12,T13,T14,T15の測定結果に基づいて、上述した目標温度(70℃)の蓄熱媒体が第1蓄熱タンク13の内部でどれだけ貯えられているのかを判定できる。つまり、制御装置Cは、第1蓄熱タンク13での現在の蓄熱量を判定できる。加えて、制御装置Cは、温度センサT11,T12,T13,T14,T15の全てで目標温度の蓄熱媒体の存在を検知したとき、第1蓄熱タンク13に目標温度の蓄熱媒体が満杯の状態になっていると判定できる。
In the example of this embodiment, the volume of the first
〔ヒートポンプシステム20〕
ヒートポンプシステム20は、ヒートポンプ装置Hで発生した熱を第2蓄熱タンク21に蓄える構成になっている。
図1に示したヒートポンプシステム20について具体的に説明すると、ヒートポンプ装置Hは例えば電動機によって圧縮機23を駆動するEHPなどである。ヒートポンプシステム20は、ヒートポンプ装置Hと第2蓄熱タンク21との間で蓄熱媒体を循環させることのできる第2循環路27を有する。第2循環路27の途中にはポンプP2が設けられている。ヒートポンプ装置H及びポンプP2の動作は制御装置Cが制御する。
[Heat pump system 20]
The
Specifically, the
制御装置Cは、ヒートポンプ装置Hを運転しているとき、ポンプP2を動作させる。ポンプP2が動作すると、第2蓄熱タンク21の下部に貯えられている相対的に低温の蓄熱媒体が第2循環路27へと取り出され、第2循環路27を通ってヒートポンプ装置Hの凝縮器(室内熱交換器22)に到達する。ヒートポンプ装置Hでは、圧縮機23によって圧縮された冷媒が冷媒循環路26を流れ、蒸発器(室外熱交換器24)に供給される。そして、蒸発器(室外熱交換器24)で外気の熱を吸熱した冷媒を減圧弁25で減圧させた後、凝縮器(室内熱交換器22)で第2循環路27を流れる蓄熱媒体と冷媒との熱交換が行われることで、冷媒からの放熱、即ち、蓄熱媒体の加熱が行われる。そして、ヒートポンプ装置Hの凝縮器(室内熱交換器22)で加熱された後の蓄熱媒体が第2循環路27を通って第2蓄熱タンク21の上部に帰還する。このようにして、第2蓄熱タンク21では、高温の蓄熱媒体が上部に貯えられ、低温の蓄熱媒体が下部に貯えられている状態、即ち、蓄熱媒体が温度成層を形成する状態で貯えられる。ヒートポンプ装置Hの凝縮器(室内熱交換器22)から第2蓄熱タンク21に向かう間の第2循環路27の途中には、蓄熱媒体の温度を測定する温度センサ28が設けられている。制御装置Cは、この温度センサ28によって測定される、ヒートポンプ装置Hの凝縮器(室内熱交換器22)の下流側を流れる蓄熱媒体の温度が目標温度(例えば70℃など)になるように、ポンプP2の動作を制御する。
The control device C operates the pump P2 while operating the heat pump device H. When the pump P2 operates, the relatively low temperature heat storage medium stored in the lower part of the second
第2蓄熱タンク21には、貯えられている蓄熱媒体の温度を測定する温度センサT21,T22,T23,T24,T25が設けられている。温度センサT21が第2蓄熱タンク21の最も上部に貯えられている蓄熱媒体の温度を測定し、温度センサT25が第2蓄熱タンク21の最も下部に貯えられている蓄熱媒体の温度を測定し、温度センサT22,T23,T24はそれらの間に貯えられている蓄熱媒体の温度を測定するように構成されている。
The second
本実施形態の例では、第2蓄熱タンク21の容積は100Lである。そして、温度センサT21は、第2蓄熱タンク21の頂部からの容積が1Lの位置に設けられる。温度センサT22は、第2蓄熱タンク21の頂部からの容積が10Lの位置に設けられる。温度センサT23は、第2蓄熱タンク21の頂部からの容積が50Lの位置に設けられる。温度センサT24は、第2蓄熱タンク21の頂部からの容積が75Lの位置に設けられる。温度センサT25は、第2蓄熱タンク21の頂部からの容積が99Lの位置に設けられる。このような構成を採用することで、制御装置Cは、温度センサT21,T22,T23,T24,T25の測定結果に基づいて、上述した目標温度(70℃)の蓄熱媒体が第2蓄熱タンク21の内部でどれだけ貯えられているのかを判定できる。つまり、制御装置Cは、第2蓄熱タンク21での現在の蓄熱量を判定できる。加えて、制御装置Cは、温度センサT21,T22,T23,T24,T25の全てで目標温度の蓄熱媒体の存在を検知したとき、第2蓄熱タンク21に目標温度の蓄熱媒体が満杯の状態になっている(即ち、蓄熱量が満杯状態になっている)と判定できる。
In the example of this embodiment, the volume of the second
図1に示す熱供給システムでは、第2蓄熱タンク21から抜き出された蓄熱媒体が熱利用装置5に対して供給される。具体的には、第2蓄熱タンク21の上部には流出路2が接続されており、この流出路2を通って熱利用装置5に蓄熱媒体が供給される。例えば、第2蓄熱タンク21に貯えられている蓄熱媒体には流入路1から給水圧が常時加わっており、熱利用装置5で蓄熱媒体が利用されると、その利用された分の蓄熱媒体が流入路1から第2蓄熱タンク21に流入する。
In the heat supply system shown in FIG. 1, the heat storage medium extracted from the second
流出路2の途中には、第2蓄熱タンク21から抜き出された蓄熱媒体を加熱して熱利用装置5に供給できる補助熱源機3が設けられている。補助熱源機3の動作は制御装置Cが制御する。例えば、制御装置Cは、第2蓄熱タンク21と補助熱源機3との間の流出路2に設けられた温度センサ7で測定された蓄熱媒体の温度が、熱利用装置5で要求されている蓄熱媒体の要求温度よりも低いとき、温度センサ8で測定される補助熱源機3で加熱された後の蓄熱媒体の温度が上記要求温度になるように補助熱源機3を動作させる。
In the middle of the
流出路2の途中には、熱利用装置5に供給される蓄熱媒体の単位時間当たりの流量を測定する流量センサ4が設けられている。制御装置Cは、温度センサ8の測定結果及び流量センサ4の測定結果を参照して、熱利用装置5で利用された単位時間当たりの熱量を導出できる。制御装置Cは、導出した熱利用装置5で利用された単位時間当たりの熱量(過去データ)を記憶装置6に記憶させる。
A
図1に示した熱供給システムでは、第2蓄熱タンク21の容積は第1蓄熱タンク13の容積よりも大きい。そして、上述したように、熱利用装置5には第2蓄熱タンク21からのみ蓄熱媒体を供給できる。そのため、第1蓄熱タンク13に貯えられた蓄熱媒体を蓄熱媒体移送路15を用いて第2蓄熱タンク21へと移送する必要がある。本実施形態の蓄熱媒体移送路15は、第1蓄熱タンク13の上部と第2蓄熱タンク21の上部とを接続しており、その途中にポンプP3が設けられている。ポンプP3が動作すると、第1蓄熱タンク13の上部に貯えられた相対的に高温の蓄熱媒体が第2蓄熱タンク21の上部に流入する。また、第1蓄熱タンク13と第2蓄熱タンク21との間には、第1蓄熱タンク13の下部と第2蓄熱タンク21の下部とを接続する蓄熱媒体補充路17も設けられており、ポンプP3が動作して第1蓄熱タンク13の上部から第2蓄熱タンク21の上部に流入するのに伴って、第2蓄熱タンク21の下部から第1蓄熱タンク13の下部へと相対的に低温の蓄熱媒体が補充される。ポンプP3の動作は制御装置Cが制御する。
In the heat supply system shown in FIG. 1, the volume of the second
以上のように、燃料電池11の運転により発生した熱を第1蓄熱タンク13に蓄えると共に蓄熱媒体移送路15を経由して第2蓄熱タンク21に移送でき、ヒートポンプ装置Hの運転により発生した熱を第2蓄熱タンク21に蓄えることができる。このように、より容積の大きい第2蓄熱タンク21に熱を集め、その第2蓄熱タンク21から抜き出された蓄熱媒体を熱利用装置5に対して供給できる。その結果、熱利用装置5で急な熱需要が生じても、第2蓄熱タンク21から多量の蓄熱媒体を供給できる。
また、第1蓄熱タンク13の容積が小さくても、第1蓄熱タンク13が高温の蓄熱媒体で満杯になった時点又は満杯になる前などの適当なタイミングで、第1蓄熱タンク13に貯えた蓄熱媒体を第2蓄熱タンク21に対して適宜移送できる。その結果、第1蓄熱タンク13に熱を供給する燃料電池11を運転させ続けることができる。
更に、燃料電池11及び第1蓄熱タンク13を備える熱電併給システム10並びにヒートポンプ装置H及び第2蓄熱タンク21を備えるヒートポンプシステム20に対して、例えば何れか一方の蓄熱タンクを取り除く等といった大幅な改造を施すことなく、両方のシステムを併存させることができる。
As described above, the heat generated by the operation of the fuel cell 11 can be stored in the first
Further, even if the volume of the first
Further, the heat and power combined
〔ヒートポンプ装置Hの運転〕
制御装置Cは、第1蓄熱タンク13及び第2蓄熱タンク21で蓄えておくべき目標蓄熱量などに応じてヒートポンプ装置Hの運転スケジュールを決定できる。具体的には、制御装置Cは、所定時間後に第1蓄熱タンク13及び第2蓄熱タンク21で蓄えておくべき目標蓄熱量から、第2蓄熱タンク21での現在の蓄熱量と、第1蓄熱タンク13での現在の蓄熱量と、所定時間後まで燃料電池11を所定出力で連続運転することで第1蓄熱タンク13に追加で蓄えることができる予測第1蓄熱量とを減算して不足蓄熱量を導出し、所定時間後までにヒートポンプ装置Hを運転することで第2蓄熱タンク21に不足蓄熱量が追加で蓄えられるようにヒートポンプ装置Hの運転スケジュールを決定する
[Operation of heat pump device H]
The control device C can determine the operation schedule of the heat pump device H according to the target heat storage amount to be stored in the first
図2は、不足蓄熱量を導出する手法を模式的に描いた図である。制御装置Cは、記憶装置6に記憶されている、過去に熱利用装置5で利用された単位時間毎の熱量に関する情報(過去データ)を参照して、将来の所定時間後に熱利用装置5で利用されると予測できる熱量、即ち、将来の所定時間後に第1蓄熱タンク13及び第2蓄熱タンク21で蓄えておくべき目標蓄熱量を導出できる。例えば、熱利用装置5が風呂やシャワーなどである場合、過去データに基づいて、19時台の1時間で設定量の熱量が消費されるといった予測を行うことができる。そのため、制御装置Cは、19時までに(即ち、所定時間後に)第1蓄熱タンク13及び第2蓄熱タンク21で蓄えておくべき目標蓄熱量に応じてヒートポンプ装置Hの運転スケジュールを決定し、その運転スケジュールに従ってヒートポンプ装置Hの動作を制御する。
FIG. 2 is a diagram schematically depicting a method for deriving the insufficient heat storage amount. The control device C refers to the information (past data) regarding the amount of heat for each unit time used in the
このとき、制御装置Cは、温度センサT11,T12,T13,T14,T15の測定結果に基づいて、第1蓄熱タンク13での現在の蓄熱量を導出できる。加えて、制御装置Cは、燃料電池11を例えば定格出力などの所定出力で単位時間だけ運転したときに第1蓄熱タンク13に追加で蓄えることができる蓄熱量に関する情報が記憶装置6に記憶されていれば、所定時間後まで燃料電池11を所定出力で連続運転することで第1蓄熱タンク13に追加で蓄えることができる予測第1蓄熱量を導出できる。つまり、第1蓄熱タンク13での現在の蓄熱量と予測第1蓄熱量との合計が、所定時間後までに第1蓄熱タンク13から第2蓄熱タンク21へと移送可能な移送可能熱量になる。
At this time, the control device C can derive the current heat storage amount in the first
以上の結果、制御装置Cは、目標蓄熱量から、第2蓄熱タンク21での現在蓄熱量と移送可能量とを減算することで、不足蓄熱量を導出できる。加えて、制御装置Cは、ヒートポンプ装置Hの圧縮機23を駆動する電動機を定格出力で単位時間だけ運転したときに第2蓄熱タンク21に追加で蓄えることができる蓄熱量に関する情報が記憶装置6に記憶されていれば、ヒートポンプ装置Hの運転によりその不足蓄熱量に相当する熱量を発生するのに要する必要運転期間を導出できる。そして、制御装置Cは、将来の所定時間後に到達した時点でヒートポンプ装置Hの運転によりその不足蓄熱量に相当する熱量が第2蓄熱タンク21に追加で貯えられているようにヒートポンプ装置Hの運転スケジュールを決定すればよい。
As a result of the above, the control device C can derive the insufficient heat storage amount by subtracting the current heat storage amount in the second
〔蓄熱媒体の移送処理〕
制御装置Cは、第1蓄熱タンク13から第2蓄熱タンク21への蓄熱媒体の移送処理を制御する。具体的には、制御装置Cは、所定の熱移送条件が満たされると移送処理を実行し、当該移送処理を実行した後は次に熱移送条件が満たされるまでは移送処理を実行しない。つまり、第1蓄熱タンク13に貯えられた高温の蓄熱媒体が常に第2蓄熱タンク21に移送され続けるのではなく、所定の熱移送条件が満たされたときにのみ第2蓄熱タンク21に移送される。その結果、蓄熱媒体移送路15を流れている蓄熱媒体からの放熱が発生し、蓄熱媒体を移送するための動力が必要になるのは、移送処理が実行されている間だけになる。
以下に、熱移送条件の例について説明する。
[Transfer processing of heat storage medium]
The control device C controls the transfer process of the heat storage medium from the first
An example of heat transfer conditions will be described below.
〔熱移送条件a〕
制御装置Cは、第1蓄熱タンク13での蓄熱量が第1上限値以上になると熱移送条件aが満たされたと判定する。本実施形態では、一定温度(目標温度)の蓄熱媒体が第1蓄熱タンク13に貯えられる構成を採用しているので、その目標温度の蓄熱媒体が所定量以上貯えられた状態になると、第1蓄熱タンク13での蓄熱量が第1上限値以上になったと見なすことができる。例えば、制御装置Cは、第1蓄熱タンク13に目標温度の蓄熱媒体の量が第1上限量(例えば25L)以上貯えられると、第1蓄熱タンク13での蓄熱量が第1上限値以上になった、即ち、熱移送条件aが満たされたと判定する。本実施形態では、温度センサT14は、第1蓄熱タンク13の頂部からの容積が25Lの位置に設けられているので、制御装置Cは、温度センサT11,T12,T13,T14で測定される蓄熱媒体の温度が目標温度以上であると、第1蓄熱タンク13での蓄熱量が第1上限値以上になったと判定する。
[Heat transfer condition a]
The control device C determines that the heat transfer condition a is satisfied when the amount of heat stored in the first
このとき、制御装置Cは、移送処理において、第1蓄熱タンク13から第2蓄熱タンク21へ、第1蓄熱タンク13の容積の50%以上の所定移送量の蓄熱媒体を移送する。例えば、本実施形態のように第1蓄熱タンク13の容積が30Lであり且つ目標温度の蓄熱媒体の量が第1上限量(25L)以上貯えられている場合、上記所定移送量はその第1上限量(25L)に設定できる。つまり、制御装置Cは、温度センサT11,T12,T13,T14の測定結果を参照して、目標温度の蓄熱媒体が25L貯えられた判定したときに、ポンプP3を動作させてその25Lの蓄熱媒体を全て第2蓄熱タンク21へと移送する。
At this time, in the transfer process, the control device C transfers a heat storage medium having a predetermined transfer amount of 50% or more of the volume of the first
或いは、第2蓄熱タンク21での蓄熱量に応じて、第1蓄熱タンク13から第2蓄熱タンク21への移送量を設定してもよい。例えば、制御装置Cは、移送処理において、第2蓄熱タンク21での蓄熱量が少ないほど所定移送量を大きい値に設定する。つまり、第2蓄熱タンク21での蓄熱量が少ないときには第1蓄熱タンク13から第2蓄熱タンク21へと相対的に多量の蓄熱媒体が移送され、第2蓄熱タンク21での蓄熱量が多いときには第1蓄熱タンク13から第2蓄熱タンク21へと相対的に少量の蓄熱媒体が移送される。
Alternatively, the transfer amount from the first
〔熱移送条件b〕
制御装置Cは、第1蓄熱タンク13での蓄熱量が第1上限値未満の第1下限値以上であり且つ第2蓄熱タンク21での蓄熱量が第2下限値未満になると熱移送条件bが満たされたと判定する。
本実施形態のように、一定温度(目標温度)の蓄熱媒体が第1蓄熱タンク13に貯えられる構成を採用しているので、第1蓄熱タンク13に貯えられている目標温度の蓄熱媒体が所定量以上になると、第1蓄熱タンク13での蓄熱量が第1下限値以上になったと見なすこともできる。例えば、制御装置Cは、第1蓄熱タンク13に貯えられている目標温度の蓄熱媒体の量が第1下限量(例えば5L)以上になると、第1蓄熱タンク13での蓄熱量が第1下限値以上になったと判定する。本実施形態では、温度センサT12は、第1蓄熱タンク13の頂部からの容積が5Lの位置に設けられているので、制御装置Cは、温度センサT11,T12で測定される蓄熱媒体の温度が目標温度以上であると、第1蓄熱タンク13での蓄熱量が第1下限値以上になったと判定する。
[Heat transfer condition b]
When the heat storage amount in the first
Since the heat storage medium having a constant temperature (target temperature) is stored in the first
また、本実施形態のように、一定温度(目標温度)の蓄熱媒体が第2蓄熱タンク21に貯えられる構成を採用しているので、第2蓄熱タンク21に貯えられている目標温度の蓄熱媒体が所定量未満になると、第2蓄熱タンク21での蓄熱量が第2下限値未満になったと見なすこともできる。例えば、制御装置Cは、第2蓄熱タンク21に貯えられている目標温度の蓄熱媒体の量が第2下限量(例えば10L)未満になると、第2蓄熱タンク21での蓄熱量が第2下限値未満になったと判定する。本実施形態では、温度センサT22は、第2蓄熱タンク21の頂部からの容積が10Lの位置に設けられているので、制御装置Cは、温度センサT22で測定される蓄熱媒体の温度が目標温度未満であると、第2蓄熱タンク21での蓄熱量が第2下限値未満になったと判定する。
Further, as in the present embodiment, since the heat storage medium having a constant temperature (target temperature) is stored in the second
以上のように、本実施形態において制御装置Cは、第1蓄熱タンク13に貯えられている目標温度の蓄熱媒体の量が第1下限量(例えば5L)以上であり且つ第2蓄熱タンク21に貯えられている目標温度の蓄熱媒体の量が第2下限量(例えば10L)未満であると、熱移送条件bが満たされたと判定する。
As described above, in the control device C in the present embodiment, the amount of the heat storage medium having the target temperature stored in the first
このとき、制御装置Cは、移送処理において、第1蓄熱タンク13から第2蓄熱タンク21へ、第1蓄熱タンク13の容積の50%未満の所定移送量の蓄熱媒体を移送する。上述の例のように、第1蓄熱タンク13の容積が30Lであり且つ貯えられている目標温度の蓄熱媒体の量が第1下限量(5L)以上である場合、上記所定移送量はその第1下限量(5L)に設定できる。つまり、制御装置Cは、温度センサT11,T12の測定結果を参照して、第1蓄熱タンク13に5L以上の目標温度の蓄熱媒体が貯えられ且つ第2蓄熱タンク21に第2下限量(10L)未満の目標温度の蓄熱媒体が貯えられていると判定したときに、ポンプP3を動作させてその5Lの蓄熱媒体を第2蓄熱タンク21へと移送する。このように、第2蓄熱タンク21の蓄熱量が少ない場合には、少量であっても第1蓄熱タンク13から第2蓄熱タンク21へと蓄熱媒体を移送できる。
At this time, in the transfer process, the control device C transfers a heat storage medium having a predetermined transfer amount of less than 50% of the volume of the first
尚、制御装置C、第2蓄熱タンク21での蓄熱量が所定の条件を満たす場合、移送処理の実行を停止してもよい。例えば、制御装置Cは、第2蓄熱タンク21での蓄熱量が満杯状態である場合、移送処理の実行を停止すればよい。上述した例の場合、制御装置Cは、温度センサT21,T22,T23,T24,T25の全てで目標温度の蓄熱媒体の存在を検知したとき、第2蓄熱タンク21での蓄熱量が満杯状態であると判定して、移送処理の実行を停止する。それにより、移送処理を実行している途中であってもその移送処理の実行を停止して、第1蓄熱タンク13から第2蓄熱タンク21へと移送する予定であった熱量を第1蓄熱タンク13で蓄え続けることができる。
If the amount of heat stored in the control device C and the second
<別実施形態>
<1>
上記実施形態では、本発明の熱供給システムについて具体例を挙げて説明したが、その構成は適宜変更可能である。
例えば、第1蓄熱タンク13及び第2蓄熱タンク21に対する温度センサの設置個数や設置位置などは適宜変更可能である。
<Another Embodiment>
<1>
In the above embodiment, the heat supply system of the present invention has been described with reference to specific examples, but the configuration thereof can be changed as appropriate.
For example, the number and position of temperature sensors installed in the first
<2>
上記実施形態では、幾つかの数値を例示したが、それらは例示目的で記載したものであり適宜変更可能である。例えば、第1蓄熱タンク13及び第2蓄熱タンク21の容積、第1蓄熱タンク13及び第2蓄熱タンク21に貯える蓄熱媒体の温度(目標温度)、判定基準となる蓄熱媒体の量などの値を例示したが、それらは適宜変更可能である。
<2>
In the above embodiment, some numerical values are illustrated, but they are described for the purpose of illustration and can be changed as appropriate. For example, the volumes of the first
<3>
上記実施形態では、制御装置Cによるヒートポンプ装置Hの運転スケジュールの決定手法について例示したが、他の手法でヒートポンプ装置Hの運転スケジュールを決定してもよい。
例えば、制御装置Cは、第2蓄熱タンク21での蓄熱量に応じてヒートポンプ装置Hの運転スケジュールを決定できる。例えば、制御装置Cは、第2蓄熱タンク21での現在の蓄熱量が下限側設定値未満になればヒートポンプ装置Hを運転して第2蓄熱タンク21への蓄熱を行い、第2蓄熱タンク21での現在の蓄熱量が上限側設定値以上になれば(例えば蓄熱量が満杯状態になれば)ヒートポンプ装置Hの運転を停止して第2蓄熱タンク21への蓄熱を停止することができる。
<3>
In the above embodiment, the method of determining the operation schedule of the heat pump device H by the control device C has been exemplified, but the operation schedule of the heat pump device H may be determined by another method.
For example, the control device C can determine the operation schedule of the heat pump device H according to the amount of heat stored in the second
この場合、第2蓄熱タンク21での現在の蓄熱量が上限側設定値以上になればヒートポンプ装置Hの運転が停止されるので、第2蓄熱タンク21に蓄えられている蓄熱量を多くし過ぎない方が良い場合もある。
例えば、第1蓄熱タンク13から第2蓄熱タンク21への上記所定移送量を多量に設定すれば、第2蓄熱タンク21での蓄熱余裕が無くなって、ヒートポンプ装置Hを運転停止しなければなくなる。それに対して、第1蓄熱タンク13から第2蓄熱タンク21への上記所定移送量を少量に設定すれば、第1蓄熱タンク13での蓄熱余裕と第2蓄熱タンク21での蓄熱余裕とを確保できる。つまり、燃料電池11を運転することによる第1蓄熱タンク13への蓄熱と、ヒートポンプ装置Hを運転することによる第2蓄熱タンク21への蓄熱とを、共に継続させることができるので、第1蓄熱タンク13及び第2蓄熱タンク21での合計の蓄熱量を最大化させることができる。
このように、例えば設定期間内の近い将来に熱利用装置5で設定量以上の大きな熱需要が予測される場合、第1蓄熱タンク13から第2蓄熱タンク21への上記所定移送量を少量に設定すればよい。
In this case, if the current heat storage amount in the second
For example, if the predetermined transfer amount from the first
In this way, for example, when a large heat demand larger than the set amount is predicted in the
<4>
上記実施形態では、第1蓄熱タンク13に貯えられる蓄熱媒体の目標温度と、第2蓄熱タンク21に貯えられる蓄熱媒体の目標温度が同じである例を説明したが、それらの目標温度は互いに異なっていてもよい。
<4>
In the above embodiment, an example has been described in which the target temperature of the heat storage medium stored in the first
<5>
上記実施形態(別実施形態を含む、以下同じ)で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用でき、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変できる。
<5>
The configurations disclosed in the above embodiment (including other embodiments, the same shall apply hereinafter) can be applied in combination with the configurations disclosed in other embodiments as long as there is no contradiction, and are also disclosed herein. The embodiment is an example, and the embodiment of the present invention is not limited to this, and can be appropriately modified without departing from the object of the present invention.
本発明は、2つの蓄熱タンクで各別に貯えられた蓄熱媒体を、熱利用装置に対して適切に供給できる熱供給システムに利用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in a heat supply system capable of appropriately supplying heat storage media separately stored in two heat storage tanks to a heat utilization device.
5 熱利用装置
10 熱電併給システム
11 燃料電池(熱電併給装置)
12 排熱回収用熱交換器
13 第1蓄熱タンク
14 第1循環路
15 蓄熱媒体移送路
20 ヒートポンプシステム
21 第2蓄熱タンク
22 室内熱交換器(凝縮器)
23 圧縮機
24 室外熱交換器(蒸発器)
25 減圧弁
26 冷媒循環路
27 第2循環路
C 制御装置
H ヒートポンプ装置
5
12 Heat exchanger for
23
25
Claims (6)
蓄熱媒体を貯える第1蓄熱タンクと、
前記熱電併給装置で発生した熱が供給される排熱回収用熱交換器と、
前記第1蓄熱タンクから抜き出した蓄熱媒体を、前記排熱回収用熱交換器を経由して前記第1蓄熱タンクに戻すことができる第1循環路と、
冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒から放熱させる凝縮器と、冷媒を減圧させる減圧弁と、冷媒に吸熱させる蒸発器とを有するヒートポンプ装置と、
蓄熱媒体を貯える第2蓄熱タンクと、
前記第2蓄熱タンクから抜き出した蓄熱媒体を、前記凝縮器を経由して前記第2蓄熱タンクに戻すことができる第2循環路と、
前記第1蓄熱タンクに貯えている蓄熱媒体を前記第2蓄熱タンクに移送できる蓄熱媒体移送路と、を備え、
前記第2蓄熱タンクの容積は前記第1蓄熱タンクの容積よりも大きく、
前記第2蓄熱タンクから抜き出された蓄熱媒体が熱利用装置に対して供給され、
前記第1蓄熱タンクから前記第2蓄熱タンクへの蓄熱媒体の移送処理を制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、所定の熱移送条件が満たされると前記移送処理を実行し、当該移送処理を実行した後は次に前記熱移送条件が満たされるまでは前記移送処理を実行せず、
前記制御装置は、所定時間後に前記第1蓄熱タンク及び前記第2蓄熱タンクで蓄えておくべき目標蓄熱量から、前記第2蓄熱タンクでの現在の蓄熱量と、前記第1蓄熱タンクでの現在の蓄熱量と、前記所定時間後まで前記熱電併給装置を所定出力で連続運転することで前記第1蓄熱タンクに追加で蓄えることができる予測第1蓄熱量とを減算して不足蓄熱量を導出し、前記所定時間後までに前記ヒートポンプ装置を運転することで前記第2蓄熱タンクに前記不足蓄熱量が追加で蓄えられるように前記ヒートポンプ装置の運転スケジュールを決定する熱供給システム。 Combined heat and power supply device,
The first heat storage tank that stores the heat storage medium and
A heat exchanger for waste heat recovery to which the heat generated by the combined heat and power supply device is supplied, and
A first circulation path capable of returning the heat storage medium extracted from the first heat storage tank to the first heat storage tank via the waste heat recovery heat exchanger.
A heat pump device having a compressor that compresses the refrigerant, a condenser that dissipates heat from the refrigerant, a pressure reducing valve that depressurizes the refrigerant, and an evaporator that absorbs heat from the refrigerant.
The second heat storage tank that stores the heat storage medium and
A second circulation path capable of returning the heat storage medium extracted from the second heat storage tank to the second heat storage tank via the condenser, and
A heat storage medium transfer path capable of transferring the heat storage medium stored in the first heat storage tank to the second heat storage tank is provided.
The volume of the second heat storage tank is larger than the volume of the first heat storage tank.
The heat storage medium extracted from the second heat storage tank is supplied to the heat utilization device, and the heat storage medium is supplied to the heat utilization device.
A control device for controlling the transfer process of the heat storage medium from the first heat storage tank to the second heat storage tank is provided.
The control device executes the transfer process when a predetermined heat transfer condition is satisfied, and after executing the transfer process, does not execute the transfer process until the next heat transfer condition is satisfied.
The control device has the current heat storage amount in the second heat storage tank and the current heat storage amount in the first heat storage tank from the target heat storage amount to be stored in the first heat storage tank and the second heat storage tank after a predetermined time. The insufficient heat storage amount is derived by subtracting the heat storage amount of the above and the predicted first heat storage amount that can be additionally stored in the first heat storage tank by continuously operating the heat and power combined supply device at a predetermined output until after the predetermined time. A heat supply system that determines the operation schedule of the heat pump device so that the insufficient heat storage amount is additionally stored in the second heat storage tank by operating the heat pump device by the predetermined time .
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