JPH0788805B2 - Cogeneration system - Google Patents

Cogeneration system

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JPH0788805B2
JPH0788805B2 JP3337322A JP33732291A JPH0788805B2 JP H0788805 B2 JPH0788805 B2 JP H0788805B2 JP 3337322 A JP3337322 A JP 3337322A JP 33732291 A JP33732291 A JP 33732291A JP H0788805 B2 JPH0788805 B2 JP H0788805B2
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JP
Japan
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heat
prime mover
energy
power
load device
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JP3337322A
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Inventor
達 毛利
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須賀工業株式会社
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Publication date
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    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、熱エネルギーや電力エ
ネルギーの効率的利用を図るコージェネレーションシス
テムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cogeneration system for efficiently utilizing heat energy and electric power energy.

【0002】[0002]

【従来技術】コージェネレーションシステムは、エンジ
ンやガスタービンなどを動力源として発電を行い、同時
にその排熱を利用して給湯・冷暖房などを行う熱電併給
システムである。このようなコージェネレーションシス
テムは、例えば動力源となる原動機と発電機とを1対1
に対応させて連結したものや、原動機とヒートポンプと
を1対1に対応させて連結したものが一般的であり、更
にまた排熱利用系とは別に電動式ヒートポンプを設置し
たものなどが周知である。
2. Description of the Related Art A cogeneration system is a combined heat and power system that uses an engine, a gas turbine, or the like as a power source to generate electric power, and at the same time uses the exhaust heat thereof to supply hot water, cool air, or heat the air. In such a cogeneration system, for example, a prime mover that is a power source and a generator are one-to-one.
It is common to connect the motors and heat pumps in a one-to-one correspondence, and to install an electric heat pump separately from the exhaust heat utilization system. is there.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来システムは、供給する熱電比が常に一定であ
るため、季節や時間帯などによってバランスが変わる熱
需要と電力需要との変化に柔軟に対応できない。特に、
電力需要が計画値以下になった場合、原動機は定格運転
ができず、需要に合わせた部分負荷運転となる。このた
め発電機及び熱回収分の熱効率は定格運転時のそれと較
べてかなり低下され、コージェネレーションシステムの
目的とする総合熱効率例えば70〜80%を達成できな
い。更に、従来型では、例えば電力需要が少なく熱需要
がある場合、料金の割安な夜間電力を利用してヒートポ
ンプのみを運転することが、システム構成上からできな
い。即ち、従来型は、高い経済性を得るために改善の余
地がある。また従来型は、電動式ヒートポンプがシステ
ム外部に設けられているため、このヒートポンプと連係
した高効率運転ができない。本発明は、上記実情に鑑み
なされたものであり、電力需要及び熱需要に応じた柔軟
なシステム運転ができると共に、原動機を常に定格運転
して熱効率が高められるコージェネレーションシステム
を提供することを目的とする。更に本発明は、夜間電力
を利用して高い経済性が得られると共に、電動式ヒート
ポンプを組み込んでシステムの有用性が拡大できるコー
ジェネレーションシステムを提供することを目的とす
る。
However, in the conventional system as described above, since the thermoelectric ratio to be supplied is always constant, it is possible to flexibly respond to changes in the heat demand and the electric power demand whose balance changes depending on the season or time zone. I can not cope. In particular,
When the power demand falls below the planned value, the prime mover cannot perform rated operation, and partial load operation will be performed according to the demand. For this reason, the thermal efficiency of the generator and the heat recovery portion is considerably reduced as compared with that during the rated operation, and the target overall thermal efficiency of the cogeneration system, for example, 70 to 80% cannot be achieved. Further, in the conventional type, for example, when there is a small electric power demand and a thermal demand, it is not possible to operate only the heat pump by using the night electric power which is cheap in terms of system configuration. That is, the conventional type has room for improvement in order to obtain high economic efficiency. Further, in the conventional type, since the electric heat pump is provided outside the system, it is not possible to operate with high efficiency in cooperation with the heat pump. The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a cogeneration system capable of performing flexible system operation according to electric power demand and heat demand and constantly increasing the thermal efficiency by constantly operating the prime mover. And Further, it is an object of the present invention to provide a cogeneration system in which high economic efficiency is obtained by using nighttime electric power and the utility of the system can be expanded by incorporating an electric heat pump.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の上記
目的は、原動機と、切替ユニットに付属するクラッチを
介して前記原動機と接続し駆動される誘導発電機及び第
1の熱負荷機器と、前記原動機の排熱エネルギーを回収
する排熱回収手段と、回収された排熱エネルギーを変換
供給する第2の熱負荷機器と、前記誘導発電機へ電力供
給する商用電力源と、前記原動機及び前記排熱回収手段
を接続しかつ該排熱回収手段及び前記第2の熱負荷機器
を繋ぐ配管系とからなることを特徴とするコージェネレ
ーションシステムによって達成される。
That is, the above object of the present invention is to provide a prime mover, an induction generator connected to and driven by the prime mover via a clutch attached to a switching unit, and a first heat load device, Exhaust heat recovery means for recovering exhaust heat energy of the prime mover, a second heat load device for converting and supplying the recovered exhaust heat energy, a commercial power source for supplying power to the induction generator, the prime mover and the The present invention is achieved by a cogeneration system characterized by comprising a pipe system connecting exhaust heat recovery means and connecting the exhaust heat recovery means and the second heat load device.

【0005】[0005]

【作用】電力需要及び熱需要に応じて切替ユニットを調
節することにより、定格運転される原動機の出力を、誘
導発電機及び第1の熱負荷機器となるヒートポンプに適
切に振り分けて供給できる。また原動機を定格運転する
ことにより、熱エネルギーの利用効率を最大に高めるこ
とができる。更に、夜間電力を利用する蓄熱式ヒートポ
ンプシステムを適用し、夜の間に、夏は冷水、冬は温水
を、前記ヒートポンプで効率的につくって蓄熱槽に蓄
え、昼間にこの冷水や温水を使って、冷房や暖房を行う
ことにより、経済性の高いシステムを構築できる。
By adjusting the switching unit according to the electric power demand and the heat demand, the output of the prime mover which is operated at the rated power can be appropriately distributed and supplied to the induction generator and the heat pump serving as the first heat load device. Also, by operating the prime mover at the rated speed, the utilization efficiency of thermal energy can be maximized. Furthermore, by applying a heat storage type heat pump system that uses night power, cold water in the summer and hot water in the winter are efficiently made by the heat pump during the night and stored in a heat storage tank, and the cold water or hot water is used in the daytime. By cooling and heating, it is possible to construct a highly economical system.

【0006】[0006]

【実施例】以下、本発明のコージェネレーションシステ
ムの実施例を図面に基づいて詳説する。図1は、本発明
のコージェネレーションシステムの一実施例を示す概略
系統図である。図において、このコージェネレーション
システムは、ディーゼルエンジンからなる原動機1と、
該原動機1の動力軸10に連結された切替ユニット2と、
該切替ユニット2の出力として設けられ、2系統に分け
られた第1及び第2の動力伝達軸11,12 と、前記第1の
動力伝達軸11に接続された誘導発電機3及び前記第2の
動力伝達軸12に接続され第1の熱負荷機器となるヒート
ポンプ4と、前記原動機1と接続され該原動機1の排熱
エネルギーを回収する排熱回収手段となる冷却水熱交換
器5と、前記原動機1と排ガス管14を介して接続され、
同じく排熱回収手段となる排ガス熱交換器6と、前記冷
却水熱交換器5及び排ガス熱交換器6と温熱管15を介し
て連通し、第2の熱負荷機器として熱媒体が循環される
吸収冷凍機7及び熱交換器8とから構成されている。な
お、運転上必要される計装品、ポンプ、弁機構、バイパ
ス管及び冷却塔等の周知の構成部分は図示を省略してあ
るが、使用目的に応じて適宜箇所に設けられていること
は当然である
Embodiments of the cogeneration system of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic system diagram showing an embodiment of the cogeneration system of the present invention. In the figure, this cogeneration system includes a prime mover 1 including a diesel engine,
A switching unit 2 connected to the power shaft 10 of the prime mover 1,
First and second power transmission shafts 11 and 12 provided as outputs of the switching unit 2 and divided into two systems, an induction generator 3 connected to the first power transmission shaft 11, and a second power transmission shaft. A heat pump 4 connected to the power transmission shaft 12 as a first heat load device, a cooling water heat exchanger 5 connected to the prime mover 1 and serving as an exhaust heat recovery means for recovering exhaust heat energy of the prime mover 1, Connected to the prime mover 1 via an exhaust gas pipe 14,
Similarly, the exhaust gas heat exchanger 6 which also serves as exhaust heat recovery means communicates with the cooling water heat exchanger 5 and the exhaust gas heat exchanger 6 via the heating pipe 15, and a heat medium is circulated as a second heat load device. It is composed of an absorption refrigerator 7 and a heat exchanger 8. Although well-known components such as instrumentation, pumps, valve mechanisms, bypass pipes and cooling towers necessary for operation are not shown, they may be provided at appropriate places according to the purpose of use. Of course

【0007】上記システム構成を更に詳述すると、前記
原動機1は、冷却水が前記冷却水熱交換器5により循環
されると共に、その排ガスが排ガス管14を介して前記排
ガス熱交換器6へ供給される構成からなっている。前記
切替ユニット2は、前記動力軸10と前記第1及び第2の
動力伝達軸11, 12にそれぞれ配したクラッチ16,17,18を
付属しており、各クラッチ16,17,18が各軸10,11,12の駆
動側と従動側とをそれぞれ接続可能または遮断可能にす
る。前記誘導発電機3は、需要に応じて発電した電力を
電力供給部20へ給電可能にすると共に、予備電力として
確保される商用電力源9が給電線19を介して供給可能に
設けられている。前記ヒートポンプ4は、例えば低い温
度の熱をくみ上げて高い温度の熱エネルギーを冷温熱供
給部21へ供給可能にするもので、本実施例では蒸気圧縮
式が適用されて前記原動機1を駆動源とするが、また前
記切替ユニット2が切り換えられることにより、前記誘
導発電機3を電動機として使用し駆動される構成からな
っている。前記冷却水熱交換器5は、前記原動機1の循
環冷却水について熱交換を行うものであり、前記排ガス
熱交換器6は、前記原動機1の排ガスについて熱交換を
行うものである。前記熱負荷機器7,8は、吸収冷凍
機、熱交換機、貯湯槽等の装置が目的に合わせて使用さ
れており、本実施例では、熱負荷機器7として吸収冷凍
機が、熱負荷機器8として熱交換器がそれぞれ適用さ
れ、循環される熱媒体を吸収冷凍機及び熱交換器で熱変
換し、吸収冷凍機で熱変換された冷熱エネルギーを冷熱
供給部22へ、熱交換器で熱変換された温熱エネルギーを
温熱供給部23へそれぞれ供給可能にしている。
To further explain the system configuration, in the prime mover 1, cooling water is circulated by the cooling water heat exchanger 5 and its exhaust gas is supplied to the exhaust gas heat exchanger 6 through the exhaust gas pipe 14. It is configured to be. The switching unit 2 is provided with clutches 16, 17, 18 arranged on the power shaft 10 and the first and second power transmission shafts 11, 12, respectively, and each clutch 16, 17, 18 is connected to each shaft. The drive side and driven side of 10, 11 and 12 can be connected or disconnected respectively. The induction generator 3 is capable of supplying electric power generated according to demand to the electric power supply unit 20 and also capable of supplying a commercial electric power source 9 secured as reserve power via a power supply line 19. . The heat pump 4, for example, pumps heat of low temperature to supply heat energy of high temperature to the cold / hot heat supply unit 21, and in the present embodiment, a vapor compression type is applied to the prime mover 1 as a drive source. However, when the switching unit 2 is switched, the induction generator 3 is used as a motor and driven. The cooling water heat exchanger 5 performs heat exchange on the circulating cooling water of the prime mover 1, and the exhaust gas heat exchanger 6 performs heat exchange on the exhaust gas of the prime mover 1. As the heat load devices 7 and 8, devices such as an absorption refrigerator, a heat exchanger, and a hot water storage tank are used according to the purpose. In the present embodiment, the heat load device 7 is an absorption refrigerator and a heat load device 8 is used. Heat exchangers are respectively applied as heat exchangers, and the heat medium that is circulated is heat-converted by the absorption refrigerator and the heat exchanger, and the cold energy that is heat-converted by the absorption refrigerator is converted to the cold heat supply unit 22 by the heat exchanger. The generated heat energy can be supplied to the heat supply unit 23.

【0008】以下、本発明のコージェネレーションシス
テムの運転方法について順次説明する。従来型と同じ熱
電併給運転を行う場合、原動機1を駆動すると共に、動
力軸10のクラッチ16を繋いで駆動力を切替ユニット2に
伝達する。更に、第1の動力伝達軸11のクラッチ17を繋
ぐことにより誘導発電機3を駆動し、該誘導発電機3で
発電された電力を電力供給部20へ給電する。一方、熱需
要に対し、原動機1の循環冷却水が、冷却水熱交換器5
により所定温度に冷却されると、これに伴って熱交換さ
れる熱媒体が温熱管15を経て排ガス熱交換器6にて更に
昇温される。この昇温された熱媒体は、吸収冷凍機とし
て構成した熱負荷機器7及び熱交換器として構成した熱
負荷機器8にそれぞれ供給され、熱変換された冷熱エネ
ルギーが冷熱供給部22へ、また熱変換された温熱エネル
ギーが温熱供給部23へ供給される。上記運転方法は、計
画通りの電力需要及び熱需要が求められた場合に行わ
れ、前記原動機1を定格運転することにより、所定電力
量の供給及び排熱エネルギーの利用を最大限に高めてシ
ステムの高効率化が達成できる。
The operation method of the cogeneration system of the present invention will be described below. When performing the same combined heat and power operation as the conventional type, the prime mover 1 is driven and the clutch 16 of the power shaft 10 is connected to transmit the driving force to the switching unit 2. Further, the induction generator 3 is driven by connecting the clutch 17 of the first power transmission shaft 11, and the electric power generated by the induction generator 3 is supplied to the power supply unit 20. On the other hand, in response to heat demand, the circulating cooling water of the prime mover 1 is cooled by the cooling water heat exchanger 5
When the heat medium is cooled to a predetermined temperature by the above, the heat medium that is heat-exchanged with it is further heated in the exhaust gas heat exchanger 6 through the warming pipe 15. The heated heat medium is supplied to the heat load device 7 configured as an absorption chiller and the heat load device 8 configured as a heat exchanger, respectively, and the cold energy converted into heat is supplied to the cold heat supply unit 22 and the heat energy. The converted thermal energy is supplied to the thermal supply unit 23. The above operating method is performed when the demands for electric power and heat as planned are obtained, and by operating the prime mover 1 in a rated manner, the supply of a predetermined amount of electric power and the utilization of exhaust heat energy are maximized. High efficiency can be achieved.

【0009】次に、計画の電力需要が少なく熱需要が大
きい場合に適用される誘導発電機及びヒートポンプの同
時運転方法について述べる。このような需要に対し、熱
電併給運転の場合と同様、原動機1を駆動して誘導発電
機3を駆動し、発電された電力を電力供給部20へ給電す
ると共に、第2の動力伝達軸12のクラッチ18を繋いでヒ
ートポンプ4を駆動し、冷温熱エネルギーを冷温熱供給
部21へ供給する。一方、原動機1の排熱利用系に関して
は、先の熱電併給運転の場合と同様である。上記運転方
法により、原動機1は駆動力が分割されて誘導発電機3
が低下した発電量を供給するのに対し、ヒートポンプ4
が排熱利用系とは別に冷温熱エネルギーを付加すること
になり、システムはその運転目的が達成できる。即ち、
上記運転を行うことにより、電力需要が低下しても原動
機1は部分負荷運転されず、定格運転を行ってシステム
の高効率化が達成できる。なお、上記運転方法におい
て、第1の熱負荷機器から冷熱エネルギーのみ供給する
場合、前記ヒートポンプを冷凍機に置き換えることがで
きる。
Next, the simultaneous operation method of the induction generator and the heat pump applied when the planned electric power demand is small and the thermal demand is large will be described. In response to such demand, as in the case of combined heat and power supply operation, the prime mover 1 is driven to drive the induction generator 3 to supply the generated power to the power supply unit 20 and the second power transmission shaft 12 The clutch 18 is connected to drive the heat pump 4 to supply cold and hot energy to the cold and hot heat supply unit 21. On the other hand, the exhaust heat utilization system of the prime mover 1 is similar to the case of the combined heat and power supply operation described above. By the above operating method, the driving force of the prime mover 1 is divided and the induction generator 3
The heat pump 4 to supply the reduced power generation amount.
However, cooling and heating energy is added separately from the exhaust heat utilization system, and the system can achieve its operation purpose. That is,
By performing the above operation, even if the power demand is reduced, the prime mover 1 is not subjected to the partial load operation, and the rated operation is performed to achieve high efficiency of the system. In the above operating method, when only the cooling energy is supplied from the first heat load device, the heat pump can be replaced with a refrigerator.

【0010】次に、システムの対象とする電力需要はな
いが、熱需要のみがある場合の運転方法を述べる。この
運転方法は、原動機1を駆動すると共に、動力軸10のク
ラッチ16を繋いで駆動力を切替ユニット2に伝達する。
更に、第2の動力伝達軸12のクラッチ18を繋いで第1の
熱負荷機器であるヒートポンプ4を駆動し、冷温熱エネ
ルギーを冷温熱供給部21へ供給する。一方、原動機1の
排熱利用系に関しては、先の熱電併給運転の場合と同様
である。このような運転方法により、電力需要及び熱需
要が計画と異なる場合でも、原動機1を有効に活用しコ
ージェネレーションシステムとして高効率運転が達成で
きる。
Next, an operation method in the case where there is no electric power demand targeted by the system but only heat demand will be described. In this operating method, the prime mover 1 is driven and the clutch 16 of the power shaft 10 is connected to transmit the driving force to the switching unit 2.
Further, the clutch 18 of the second power transmission shaft 12 is connected to drive the heat pump 4, which is the first heat load device, to supply cold / hot energy to the cold / heat supply unit 21. On the other hand, the exhaust heat utilization system of the prime mover 1 is similar to the case of the combined heat and power supply operation described above. With such an operating method, even if the electric power demand and the thermal demand differ from the plan, it is possible to effectively utilize the prime mover 1 and achieve highly efficient operation as a cogeneration system.

【0011】次に、商用電力源によりヒートポンプを駆
動する運転方法について説明する。この運転方法は、通
常、原動機1の代替手段としてヒートポンプを用いる
か、或いは商用電力源として安価な夜間電力を利用する
場合に適用される。即ち、この運転方法では、前記誘導
発電機3は電動機として使用され、商用電力源9を給電
線19を介して給電することにより駆動される。その際、
前記動力軸10はクラッチ16が遮断されると共に、前記第
1及び第2の動力伝達軸11,12 はクラッチ17,18 が繋が
れている。従って、電動機として機能する前記誘導発電
機3は切替ユニット2を介して前記ヒートポンプ4を駆
動する。その結果、前記ヒートポンプ4は、冷温熱エネ
ルギーを冷温熱供給部21へ供給できる。但し、上記運転
方法は、高価な商用電源を使用するため、システム本来
の目的を充分に満たしていると言えない。そこで、望ま
しくは蓄熱式ヒートポンプシステムを採用することがで
きる。この蓄熱式ヒートポンプシステムは、図示はしな
いが、前記ヒートポンプ4に蓄熱槽が付加されており、
夜の間に、安価な夜間電力を使用してヒートポンプを駆
動し、該ヒートポンプ4で効率的に作った冷温熱エネル
ギーを蓄熱槽に蓄え、この冷温熱エネルギーを昼間の熱
需要時に前記冷温熱供給部21へ供給する。係る構成によ
り、別途に電動機付きヒートポンプを設置することな
く、システム内に組み込んだヒートポンプを電気駆動し
て冷温熱エネルギーを供給できる。しかも安価な夜間電
力を利用できる。この運転方法はまた、原動機1の故障
或いは保守等による停止時にも適用されて冷温熱エネル
ギーを供給できるものであるが、しかし高価な商用電源
はあくまでも予備電力として確保されるものである。
Next, an operation method for driving the heat pump by the commercial power source will be described. This operating method is usually applied when a heat pump is used as an alternative means of the prime mover 1 or inexpensive nighttime electric power is used as a commercial electric power source. That is, in this operating method, the induction generator 3 is used as an electric motor, and is driven by supplying power from the commercial power source 9 via the power supply line 19. that time,
A clutch 16 is disengaged from the power shaft 10, and clutches 17 and 18 are connected to the first and second power transmission shafts 11 and 12. Therefore, the induction generator 3 functioning as an electric motor drives the heat pump 4 via the switching unit 2. As a result, the heat pump 4 can supply cold / hot heat energy to the cold / hot heat supply unit 21. However, since the above operating method uses an expensive commercial power source, it cannot be said that the original purpose of the system is sufficiently satisfied. Therefore, preferably, a heat storage type heat pump system can be adopted. Although not shown, this heat storage heat pump system has a heat storage tank added to the heat pump 4,
During the night, the heat pump is driven by using inexpensive nighttime electric power, and the cold / hot heat energy efficiently produced by the heat pump 4 is stored in the heat storage tank, and the cold / hot heat energy is supplied to the cold / hot heat at the time of daytime heat demand. Supply to part 21. With such a configuration, it is possible to electrically drive the heat pump incorporated in the system to supply cold / hot heat energy without separately installing a heat pump with an electric motor. Moreover, inexpensive nighttime electricity can be used. This operating method can also be applied when the prime mover 1 is stopped due to a failure or maintenance, and can supply cold and hot energy, but an expensive commercial power source is ensured as reserve power.

【0012】最後に、原動機1の始動運転方法について
説明する。通常、原動機1の始動は、付属のスタータに
より行うが、本発明のシステムでは、前記誘導発電機3
で行うことができる。即ち、この始動運転方法では、前
記誘導発電機3は電動機として使用され、商用電力源9
を給電線19を介して給電することにより駆動される。そ
の際、前記動力軸10及び第1の動力伝達軸11はクラッチ
16, 17が繋がれると共に、前記第2の動力伝達軸12はク
ラッチ18が遮断されている。従って、電動機として機能
する前記誘導発電機3は切替ユニット2を介して前記原
動機1を始動できる。係る構成により、セルモータやコ
ンプレッサ等の一般に設けられているエンジン始動装置
を省くことができ、システムとしての有効活用が図れ
る。以上記載したとおり、本発明のコージェネレーショ
ンシステムは、熱需要をベースとして有効に運転される
ことを基本としてなされたものであるが、状況により或
いは安価な燃料が入手できる等の場合においては、電力
需要ベースでの運転も可能なものである。即ち、本発明
のコージェネレーションシステムは、従前システムに比
して電力需要や熱需要に柔軟に対応できるばかりでな
く、設備の有効利用及び高稼働が達成できると共に、夜
間電力の利用による経済的効果も得られたものである。
なお、上記実施例において、熱負荷機器として記載した
吸収冷凍機及び熱交換器を、冷熱用或いは温熱用に限定
するものではなく、目的に応じたものが適宜使用される
ことは当然である。また、上記実施例では、原動機とし
てディーゼルエンジンを用いたが、この他にガスエンジ
ンやガスタービン等を用いることもできる。特に、原動
機としてガスタービンを用いた場合、冷却水熱交換器は
設けられないので、熱媒体を排ガス熱交換器により熱交
換するとか、冷却水熱交換器及び排ガス熱交換器に対応
して各々独立した温熱管を設ける構成とすることもでき
る。
Finally, a method for starting the prime mover 1 will be described. Normally, the prime mover 1 is started by an attached starter, but in the system of the present invention, the induction generator 3 is used.
Can be done at. That is, in this starting operation method, the induction generator 3 is used as an electric motor, and the commercial power source 9 is used.
Is driven by feeding power via a power feed line 19. At that time, the power shaft 10 and the first power transmission shaft 11 are clutches.
16 and 17 are connected, and the clutch 18 of the second power transmission shaft 12 is disengaged. Therefore, the induction generator 3 functioning as an electric motor can start the prime mover 1 via the switching unit 2. With such a configuration, it is possible to omit a generally provided engine starting device such as a starter motor and a compressor, and to effectively use the system. As described above, the cogeneration system of the present invention is basically operated on the basis of heat demand. However, depending on the situation or when inexpensive fuel can be obtained, electric power is not required. Demand-based operation is also possible. That is, the cogeneration system of the present invention is not only capable of flexibly responding to electric power demand and heat demand as compared with conventional systems, but also can achieve effective use and high operation of equipment, and are economically effective due to use of nighttime electric power. Is also obtained.
It should be noted that the absorption refrigerator and the heat exchanger described as the heat load device in the above embodiments are not limited to those for cold heat or warm heat, and it is a matter of course that those suitable for the purpose are appropriately used. Further, in the above embodiment, the diesel engine is used as the prime mover, but a gas engine, a gas turbine, or the like may be used instead. In particular, when a gas turbine is used as a prime mover, a cooling water heat exchanger is not provided, so that the heat medium is exchanged with the exhaust gas heat exchanger, or the cooling water heat exchanger and the exhaust gas heat exchanger are used respectively. It is also possible to provide an independent heating tube.

【0013】[0013]

【発明の効果】以上記載したとおり、本発明のコージェ
ネレーションシステムによれば、原動機と発電機が1対
1に対応して連結されるだけでなく、例えば複数の熱負
荷機器を需要に応じて切り換えて連結できる構成からな
るので、従来型の熱電比が一定の1運転方式に較べて下
記のような電力需要及び熱需要に応じた柔軟な運転がで
きる。 熱電併給運転の場合 電力需要及び熱需要が計画通りバランスしている時、従
来通りの運転を行い発電機のみを駆動してシステムの高
効率運転が達成できる。 発電機及びヒートポンプ同時運転の場合 計画より電力需要が少ない時、発電機とヒートポンプの
同時運転を行うと共に、原動機の排熱エネルギーを利用
することにより、前記原動機は定格運転できてシステム
の高効率運転が達成できる。 エンジン・ヒートポンプ運転の場合 電力需要がなく熱需要はある時、原動機を駆動源として
ヒートポンプのみの運転を行い、同時に該エンジンの排
熱エネルギーを利用することにより、高効率運転が達成
できる。 電動・ヒートポンプ運転の場合 誘導発電機を電動機として用いてヒートポンプを運転す
ることにより、原動機の保守時や故障時にも熱エネルギ
ーを供給できる。また、蓄熱式ヒートポンプシステムを
採用することにより、料金の割安な夜間の電力を利用し
て経済効果を一層高めることができる。上記効果の他に
更に、本発明のシステムは、 原動機のスタータとして電動機として用いられる誘
導発電機を適用することにより、スタータを不要にして
システムを簡単化できる。
As described above, according to the cogeneration system of the present invention, not only the prime mover and the generator are connected in a one-to-one correspondence, but also, for example, a plurality of heat load devices are demanded. Since it is configured to be switched and connected, it is possible to perform flexible operation according to the power demand and heat demand as described below, as compared with the conventional one-operation system in which the thermoelectric ratio is constant. In case of combined heat and power operation When power demand and heat demand are balanced as planned, high efficiency operation of the system can be achieved by operating as usual and driving only the generator. Simultaneous operation of generator and heat pump When the power demand is less than planned, the generator and heat pump are operated at the same time, and the exhaust heat energy of the prime mover is used to allow the prime mover to operate at a rated rate for highly efficient system operation. Can be achieved. In the case of engine / heat pump operation When there is no electric power demand and heat demand, only the heat pump is operated using the prime mover as a drive source, and at the same time, exhaust heat energy of the engine is used to achieve high efficiency operation. In case of electric / heat pump operation By operating the heat pump by using the induction generator as an electric motor, it is possible to supply thermal energy even during maintenance or failure of the prime mover. In addition, by adopting the heat storage type heat pump system, it is possible to further increase the economic effect by using the nighttime electric power whose price is cheap. In addition to the above effects, the system of the present invention can simplify the system by eliminating the need for a starter by applying an induction generator used as an electric motor as a starter of a prime mover.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例によるコージェネレーション
システムの概略系統図である。
FIG. 1 is a schematic system diagram of a cogeneration system according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 原動機 2 切替ユニット 3 誘導発電機 4 ヒートポンプ 5 冷却水熱交換器 6 排ガス熱交換器 7,8 熱負荷機器 10 動力軸 11,12 動力伝達軸 14 排ガス管 15 温熱管 16,17,18 クラッチ 20 電力供給部 21 冷温熱供給部 22 冷熱供給部 23 温熱供給部 1 prime mover 2 switching unit 3 induction generator 4 heat pump 5 cooling water heat exchanger 6 exhaust gas heat exchanger 7,8 heat load equipment 10 power shaft 11,12 power transmission shaft 14 exhaust gas pipe 15 heating pipe 16,17,18 clutch 20 Electric power supply unit 21 Cold heat supply unit 22 Cold heat supply unit 23 Hot heat supply unit

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 原動機と、該原動機と切替ユニットを介
して接続される誘導発電機及び第1の熱負荷機器と、前
記原動機の排熱エネルギーを回収する排熱回収手段と、
回収された排熱エネルギーを変換供給する第2の熱負荷
機器と、前記誘導発電機へ電力供給する商用電力源と、
前記原動機及び前記排熱回収手段を接続しかつ該排熱回
収手段及び前記第2の熱負荷機器を繋ぐ配管系とからな
ることを特徴とするコージェネレーションシステム。
1. A prime mover, an induction generator and a first heat load device connected to the prime mover via a switching unit, and exhaust heat recovery means for recovering exhaust heat energy of the prime mover.
A second heat load device that converts and supplies the recovered exhaust heat energy; and a commercial power source that supplies power to the induction generator,
A cogeneration system comprising: a pipe system that connects the prime mover and the exhaust heat recovery means and that connects the exhaust heat recovery means and the second heat load device.
【請求項2】 前記第1の熱負荷機器にヒートポンプが
適用され、前記第2の熱負荷機器に吸収冷凍機及び熱交
換器がそれぞれ適用されることを特徴とする請求項1記
載のコージェネレーションシステム。
2. The cogeneration system according to claim 1, wherein a heat pump is applied to the first heat load device, and an absorption refrigerator and a heat exchanger are applied to the second heat load device, respectively. system.
【請求項3】 前記原動機は前記誘導発電機及び前記第
1の熱負荷機器により電力エネルギー及び熱エネルギー
を供給可能にすると共に、前記排熱回収手段により回収
される排熱エネルギーを前記第2の熱負荷機器で熱エネ
ルギーに変換し供給することを特徴とする請求項1記載
のコージェネレーションシステム。
3. The prime mover enables electric power energy and thermal energy to be supplied by the induction generator and the first heat load device, and the exhaust heat energy recovered by the exhaust heat recovery means is transferred to the second heat recovery device. The cogeneration system according to claim 1, wherein the cogeneration system converts the heat energy into heat energy and supplies the heat energy.
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