JPH10141137A - 熱電併給システム - Google Patents
熱電併給システムInfo
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- JPH10141137A JPH10141137A JP8304320A JP30432096A JPH10141137A JP H10141137 A JPH10141137 A JP H10141137A JP 8304320 A JP8304320 A JP 8304320A JP 30432096 A JP30432096 A JP 30432096A JP H10141137 A JPH10141137 A JP H10141137A
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- Japan
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- cooling water
- heat
- engine
- control
- water
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱利用の少ない運転形式でも経済的効果が期
待できる熱電併給システムを提供すること。 【解決手段】 ディーゼル発電機のエンジン２の冷却水
及び排気ガスの通路に熱交換器３、４を設け、廃熱を給
湯設備の熱源として利用する熱電併給システムにおい
て、オーバーフロー構造の温度調整用タンク１１を屋内
に設置する。タンク１１の上下にエンジン２の冷却水配
管との接続口を、底寄りに冷却水注入口をそれぞれ形成
し、エンジン冷却水配管には水−水熱交換器４との流量
比を可変とするように３方弁５を介して接続し、冷却水
注入口には電磁弁１３を介して冷却水供給管を接続す
る。そして、冷却水のエンジン入口温度の設定値と検出
値に基づいて冷却水のエンジン入口温度を一定にするよ
う、電磁弁１３のＯＮ／ＯＦＦ制御をＰＩ制御により行
い、かつこのＰＩ制御に発電電力量を加味する。
待できる熱電併給システムを提供すること。 【解決手段】 ディーゼル発電機のエンジン２の冷却水
及び排気ガスの通路に熱交換器３、４を設け、廃熱を給
湯設備の熱源として利用する熱電併給システムにおい
て、オーバーフロー構造の温度調整用タンク１１を屋内
に設置する。タンク１１の上下にエンジン２の冷却水配
管との接続口を、底寄りに冷却水注入口をそれぞれ形成
し、エンジン冷却水配管には水−水熱交換器４との流量
比を可変とするように３方弁５を介して接続し、冷却水
注入口には電磁弁１３を介して冷却水供給管を接続す
る。そして、冷却水のエンジン入口温度の設定値と検出
値に基づいて冷却水のエンジン入口温度を一定にするよ
う、電磁弁１３のＯＮ／ＯＦＦ制御をＰＩ制御により行
い、かつこのＰＩ制御に発電電力量を加味する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気出力と熱出力
を同時に発生して、省エネルギー効果を高める熱電併給
システム、特にその熱管理手段に関する。
を同時に発生して、省エネルギー効果を高める熱電併給
システム、特にその熱管理手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在の熱電併給システム（コージェネレ
ーションシステム）の構成例を図３に示す。図中、１は
交流発電機、２はディーゼルエンジン、３はこのエンジ
ン２の排気路に設置したガス−水熱交換器、４は前記エ
ンジン２の水冷用ジャケットに３方弁５を介して接続し
た水−水熱交換器、６は貯湯槽、７は移送ポンプで、前
記両熱交換器３及び４の受熱側と貯湯槽６により形成し
た循環路に設置している。
ーションシステム）の構成例を図３に示す。図中、１は
交流発電機、２はディーゼルエンジン、３はこのエンジ
ン２の排気路に設置したガス−水熱交換器、４は前記エ
ンジン２の水冷用ジャケットに３方弁５を介して接続し
た水−水熱交換器、６は貯湯槽、７は移送ポンプで、前
記両熱交換器３及び４の受熱側と貯湯槽６により形成し
た循環路に設置している。
【０００３】２１は放熱用の水−水熱交換器、２２はク
ーリングタワー、２３は移送ポンプで、前記熱交換器２
１の受熱側とクーリングタワー２２の間の循環路に設置
している。
ーリングタワー、２３は移送ポンプで、前記熱交換器２
１の受熱側とクーリングタワー２２の間の循環路に設置
している。
【０００４】上記構成の熱電併給システムにおいては、
発電中にエンジン２の廃熱により貯湯槽６内の貯湯温度
が一定値以上になると３方弁５が動作し、エンジン２の
ジャケット冷却水が放熱用の熱交換器２１にも流れるよ
うになる。そして、給湯設備に利用されない廃熱が、熱
交換器２１での熱交換後、クーリングタワー２２から大
気中に放熱される。
発電中にエンジン２の廃熱により貯湯槽６内の貯湯温度
が一定値以上になると３方弁５が動作し、エンジン２の
ジャケット冷却水が放熱用の熱交換器２１にも流れるよ
うになる。そして、給湯設備に利用されない廃熱が、熱
交換器２１での熱交換後、クーリングタワー２２から大
気中に放熱される。
【０００５】現在の熱電併給システムの運転においては
電力単価が熱の単価に比べはるかに高いため、電気負荷
があれば、熱負荷がなくても運転するのが一般的であ
り、得られた熱エネルギーは利用用途がないことから、
クーリングタワー（ラジエータ式ではラジエータ）から
放熱されている。従って、現状においては、電気主体・
熱従属の運転形式となっている。
電力単価が熱の単価に比べはるかに高いため、電気負荷
があれば、熱負荷がなくても運転するのが一般的であ
り、得られた熱エネルギーは利用用途がないことから、
クーリングタワー（ラジエータ式ではラジエータ）から
放熱されている。従って、現状においては、電気主体・
熱従属の運転形式となっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】現状の電主熱従運転形
式においては、システム構成の中でエンジン２の廃熱回
収のためのイニシャルコストは全体のイニシャルコスト
に比べかなり高価であり、システム運転時の廃熱の不利
用は非常に経済性を欠くものとなる。しかも、廃熱を放
出するためにはクーリングタワー等の補機類の電力消費
を伴うことになり、更なる不経済性を生むことになる。
また、クーリングタワー２２は屋外設置であるため、設
置場所の確保や多くの配管が必要となる。
式においては、システム構成の中でエンジン２の廃熱回
収のためのイニシャルコストは全体のイニシャルコスト
に比べかなり高価であり、システム運転時の廃熱の不利
用は非常に経済性を欠くものとなる。しかも、廃熱を放
出するためにはクーリングタワー等の補機類の電力消費
を伴うことになり、更なる不経済性を生むことになる。
また、クーリングタワー２２は屋外設置であるため、設
置場所の確保や多くの配管が必要となる。
【０００７】そこで本発明は、上記課題を解決し、熱利
用の少ない運転形式でも経済的効果が期待できる熱電併
給システムを提供することを目的とする。
用の少ない運転形式でも経済的効果が期待できる熱電併
給システムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、ディーゼル発
電機のエンジンの冷却水及び排気ガスの通路にそれぞれ
熱交換器を設け、廃熱を回収して給湯設備の熱源として
利用する熱電併給システムにおいて、一定量の冷却水を
貯めるようにオーバーフロー構造とし、上下にエンジン
の冷却水配管との接続口を、また底寄りに冷却水注入口
をそれぞれ形成した温度調整用タンクを屋内に設置し、
エンジン冷却水配管には水−水熱交換器との流量比を可
変とするように３方弁を介して接続し、冷却水注入口に
は電磁弁を介して冷却水供給管を接続した配管構成であ
って、冷却水のエンジン入口温度の設定値と検出値に基
づいて冷却水のエンジン入口温度を一定にするよう、前
記電磁弁のＯＮ／ＯＦＦ制御をＰＩ制御により行い、か
つこのＰＩ制御に発電電力量を加味するようにしたこと
を特徴とする。そして、断続的な運転に配慮する場合
は、温度調整用タンクに暖機運転用の電気ヒータを付設
する。
電機のエンジンの冷却水及び排気ガスの通路にそれぞれ
熱交換器を設け、廃熱を回収して給湯設備の熱源として
利用する熱電併給システムにおいて、一定量の冷却水を
貯めるようにオーバーフロー構造とし、上下にエンジン
の冷却水配管との接続口を、また底寄りに冷却水注入口
をそれぞれ形成した温度調整用タンクを屋内に設置し、
エンジン冷却水配管には水−水熱交換器との流量比を可
変とするように３方弁を介して接続し、冷却水注入口に
は電磁弁を介して冷却水供給管を接続した配管構成であ
って、冷却水のエンジン入口温度の設定値と検出値に基
づいて冷却水のエンジン入口温度を一定にするよう、前
記電磁弁のＯＮ／ＯＦＦ制御をＰＩ制御により行い、か
つこのＰＩ制御に発電電力量を加味するようにしたこと
を特徴とする。そして、断続的な運転に配慮する場合
は、温度調整用タンクに暖機運転用の電気ヒータを付設
する。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１に本発明の一実施形態を示
す。図中、１は交流発電機、２はディーゼルエンジン、
３はこのエンジン２の排気路に設置したガス−水熱交換
器、４は前記エンジン２の水冷用ジャケットに３方弁５
を介して接続した水−水熱交換器、６は貯湯槽、７は移
送ポンプで、前記両熱交換器３及び４の受熱側と貯湯槽
６により形成した循環路に設置している。
す。図中、１は交流発電機、２はディーゼルエンジン、
３はこのエンジン２の排気路に設置したガス−水熱交換
器、４は前記エンジン２の水冷用ジャケットに３方弁５
を介して接続した水−水熱交換器、６は貯湯槽、７は移
送ポンプで、前記両熱交換器３及び４の受熱側と貯湯槽
６により形成した循環路に設置している。
【００１０】１１は温度調整用タンク、１２は暖機運転
用の電気ヒータ、１３は電磁弁である。前記温度調整用
タンク１１は、一定量の冷却水を貯めるようにオーバー
フロー構造、例えばタンク本体に、その底面中央を貫通
し上端が一定量の冷却水を貯水する高さとなる管体１１
Ａを一体的に設けた構造としている。このタンク１１に
は、上下の位置関係となるエンジン２のジャケット冷却
水配管との接続口と、底寄りの冷却水注入口とをそれぞ
れ形成している。冷却水配管接続口は、その下側が前記
３方弁５に接続されるように（タンク下部の低温の冷却
水をエンジン２の水冷用ジャケットに供給するよう
に）、エンジン２のジャケット冷却水配管に接続してい
る。また、冷却水注入口には電磁弁１３を介して冷却水
供給管を接続している。
用の電気ヒータ、１３は電磁弁である。前記温度調整用
タンク１１は、一定量の冷却水を貯めるようにオーバー
フロー構造、例えばタンク本体に、その底面中央を貫通
し上端が一定量の冷却水を貯水する高さとなる管体１１
Ａを一体的に設けた構造としている。このタンク１１に
は、上下の位置関係となるエンジン２のジャケット冷却
水配管との接続口と、底寄りの冷却水注入口とをそれぞ
れ形成している。冷却水配管接続口は、その下側が前記
３方弁５に接続されるように（タンク下部の低温の冷却
水をエンジン２の水冷用ジャケットに供給するよう
に）、エンジン２のジャケット冷却水配管に接続してい
る。また、冷却水注入口には電磁弁１３を介して冷却水
供給管を接続している。
【００１１】即ち、従来の放熱設備（図３の破線枠内）
に代えて冷却水温度調整装置（図１の破線枠内）を設置
した構成としている。
に代えて冷却水温度調整装置（図１の破線枠内）を設置
した構成としている。
【００１２】次に、動作について述べる。発電機１の運
転中は、エンジン２の廃熱がガス−水熱交換器３、水−
水熱交換器４により回収され、給湯設備の熱源として利
用される。つまり、貯湯槽６に温水が貯められる。この
貯湯の温度が一定値以上となると、３方弁５が動作し、
エンジン２のジャケット冷却水が温度調整用タンク１１
にも流れるようになる。この時、エンジン２の水冷用ジ
ャケットからの冷却水はタンク１１の上部に流入し、水
冷用ジャケットにはタンク下部の低温の冷却水が３方弁
５を通して流入する。これにより、一定期間は一定量の
冷却水で効果的にエンジン２の冷却が行われる。冷却水
の温度が一定値以上になると、電磁弁１３がＯＮ／ＯＦ
Ｆ制御され、温度調整用タンク１１内に低温の冷却水が
供給されると同時に、タンク上部の高温の冷却水がオー
バーフローして、管体１１Ａを通して外部に排出され
る。この入れ替えにより冷却水の温度が低下し、再び一
定期間、一定量の冷却水で効果的にエンジン２の冷却が
行われる。
転中は、エンジン２の廃熱がガス−水熱交換器３、水−
水熱交換器４により回収され、給湯設備の熱源として利
用される。つまり、貯湯槽６に温水が貯められる。この
貯湯の温度が一定値以上となると、３方弁５が動作し、
エンジン２のジャケット冷却水が温度調整用タンク１１
にも流れるようになる。この時、エンジン２の水冷用ジ
ャケットからの冷却水はタンク１１の上部に流入し、水
冷用ジャケットにはタンク下部の低温の冷却水が３方弁
５を通して流入する。これにより、一定期間は一定量の
冷却水で効果的にエンジン２の冷却が行われる。冷却水
の温度が一定値以上になると、電磁弁１３がＯＮ／ＯＦ
Ｆ制御され、温度調整用タンク１１内に低温の冷却水が
供給されると同時に、タンク上部の高温の冷却水がオー
バーフローして、管体１１Ａを通して外部に排出され
る。この入れ替えにより冷却水の温度が低下し、再び一
定期間、一定量の冷却水で効果的にエンジン２の冷却が
行われる。
【００１３】エンジン２と温度調整用タンク１１との間
の冷却水循環に際しては、エンジン２の冷却水入口温度
を一定にするために温度調整用タンク１１の冷却水注入
口付近の電磁弁１３をＯＮ／ＯＦＦ制御している。この
電磁弁１３のＯＮ／ＯＦＦ制御は、図２に示すＰＩ（比
例・積分）制御系で実行している。
の冷却水循環に際しては、エンジン２の冷却水入口温度
を一定にするために温度調整用タンク１１の冷却水注入
口付近の電磁弁１３をＯＮ／ＯＦＦ制御している。この
電磁弁１３のＯＮ／ＯＦＦ制御は、図２に示すＰＩ（比
例・積分）制御系で実行している。
【００１４】即ち、冷却水のエンジン入口温度の設定値
Ｔｓと検出値Ｔｄに基づく制御動作のＰＩ制御増幅器Ａ
1と、この増幅器Ａ1の出力に発電電力量（エンジン２の
負荷）を加味した制御動作のＰＩ制御増幅器Ａ2により
制御回路を構成し、増幅器Ａ２の出力で前記電磁弁１３
のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うようにしている。
Ｔｓと検出値Ｔｄに基づく制御動作のＰＩ制御増幅器Ａ
1と、この増幅器Ａ1の出力に発電電力量（エンジン２の
負荷）を加味した制御動作のＰＩ制御増幅器Ａ2により
制御回路を構成し、増幅器Ａ２の出力で前記電磁弁１３
のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うようにしている。
【００１５】このようにすると、冷却水のエンジン入口
温度が一定になるように電磁弁１３のＯＮ／ＯＦＦ制御
が行われる。この場合、制御動作に発電電力量（エンジ
ン２の負荷）が加味されており、追従性が良好となる。
温度が一定になるように電磁弁１３のＯＮ／ＯＦＦ制御
が行われる。この場合、制御動作に発電電力量（エンジ
ン２の負荷）が加味されており、追従性が良好となる。
【００１６】なお、発電機１の運転が断続的な場合に
は、エンジン２の暖機運転が必要となる。その場合、温
度調整用タンク１１に付設された電気ヒータ１２に通電
し冷却水を暖めて循環させると、暖機運転が比較的短時
間で終了する。
は、エンジン２の暖機運転が必要となる。その場合、温
度調整用タンク１１に付設された電気ヒータ１２に通電
し冷却水を暖めて循環させると、暖機運転が比較的短時
間で終了する。
【００１７】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、ラジエー
タ程度の大きさの温度調整用タンクを備え、屋内に設置
する温度調整装置でディーゼルエンジンのジャケット冷
却水のエンジン入口温度を一定に制御するようにしたの
で、設置スペース、配管などの大幅な削減が可能とな
り、補機電力消費が不要となることと相俟ってその経済
的効果が大いに期待できる。また、エンジン冷却水の温
度調整を行うことにより、安定した温水を得ることがで
きるようになり、給湯の点でも有利となる。更に、温度
調整用タンクに暖機運転用の電気ヒータを付設したこと
により、暖機運転に要する時間の短縮が図れる、といっ
た利点がある。
タ程度の大きさの温度調整用タンクを備え、屋内に設置
する温度調整装置でディーゼルエンジンのジャケット冷
却水のエンジン入口温度を一定に制御するようにしたの
で、設置スペース、配管などの大幅な削減が可能とな
り、補機電力消費が不要となることと相俟ってその経済
的効果が大いに期待できる。また、エンジン冷却水の温
度調整を行うことにより、安定した温水を得ることがで
きるようになり、給湯の点でも有利となる。更に、温度
調整用タンクに暖機運転用の電気ヒータを付設したこと
により、暖機運転に要する時間の短縮が図れる、といっ
た利点がある。
【図１】本発明の一実施形態を示す配管構成図。
【図２】一実施形態の制御ブロック図。
【図３】従来例を示す配管構成図。
１…交流発電機 ２…ディーゼルエンジン ３…ガス−水熱交換器 ４…水−水熱交換器 ５…３方弁 ６…貯湯槽 ７…移送ポンプ １１…温度調整用タンク １２…暖機運転用電気ヒータ １３…電磁弁 Ａ１，Ａ2…ＰＩ制御増幅器
Claims (2)
- 【請求項１】 ディーゼル発電機のエンジンの冷却水及
び排気ガスの通路にそれぞれ熱交換器を設け、廃熱を回
収して給湯設備の熱源として利用する熱電併給システム
において、 一定量の冷却水を貯めるようにオーバーフロー構造と
し、上下にエンジンの冷却水配管との接続口を、また底
寄りに冷却水注入口をそれぞれ形成した温度調整用タン
クを屋内に設置し、エンジン冷却水配管には水−水熱交
換器との流量比を可変とするように３方弁を介して接続
し、冷却水注入口には電磁弁を介して冷却水供給管を接
続した配管構成であって、 冷却水のエンジン入口温度の設定値と検出値に基づいて
冷却水のエンジン入口温度を一定にするよう、前記電磁
弁のＯＮ／ＯＦＦ制御をＰＩ制御により行い、かつこの
ＰＩ制御に発電電力量を加味するようにしたことを特徴
とする熱電併給システム。 - 【請求項２】 温度調整用タンクに暖機運転用の電気ヒ
ータを付設したことを特徴とする請求項１に記載の熱電
併給システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8304320A JPH10141137A (ja) | 1996-11-15 | 1996-11-15 | 熱電併給システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8304320A JPH10141137A (ja) | 1996-11-15 | 1996-11-15 | 熱電併給システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10141137A true JPH10141137A (ja) | 1998-05-26 |
Family
ID=17931614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8304320A Pending JPH10141137A (ja) | 1996-11-15 | 1996-11-15 | 熱電併給システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10141137A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008126697A1 (ja) * | 2007-04-05 | 2008-10-23 | Calsonic Kansei Corporation | ランキンサイクルシステム |
| WO2008126723A1 (ja) * | 2007-04-06 | 2008-10-23 | Sanden Corporation | 内燃機関の廃熱利用装置 |
| JP2010190140A (ja) * | 2009-02-19 | 2010-09-02 | Takagi Ind Co Ltd | 排熱回収方法、排熱回収装置及びコジェネレーションシステム |
| WO2015063935A1 (ja) | 2013-10-31 | 2015-05-07 | 中国電力株式会社 | エンジンの排熱回収装置 |
| CN109404105A (zh) * | 2018-11-08 | 2019-03-01 | 潍柴西港新能源动力有限公司 | 发动机智能温控热电联供系统 |
-
1996
- 1996-11-15 JP JP8304320A patent/JPH10141137A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008126697A1 (ja) * | 2007-04-05 | 2008-10-23 | Calsonic Kansei Corporation | ランキンサイクルシステム |
| WO2008126723A1 (ja) * | 2007-04-06 | 2008-10-23 | Sanden Corporation | 内燃機関の廃熱利用装置 |
| US8635870B2 (en) | 2007-04-06 | 2014-01-28 | Sanden Corporation | Waste heat utilization device for internal combustion engine |
| JP2010190140A (ja) * | 2009-02-19 | 2010-09-02 | Takagi Ind Co Ltd | 排熱回収方法、排熱回収装置及びコジェネレーションシステム |
| US8499551B2 (en) | 2009-02-19 | 2013-08-06 | Purpose Company Limited | Exhaust heat recovering method, exhaust heat recovering apparatus and cogeneration system |
| WO2015063935A1 (ja) | 2013-10-31 | 2015-05-07 | 中国電力株式会社 | エンジンの排熱回収装置 |
| CN109404105A (zh) * | 2018-11-08 | 2019-03-01 | 潍柴西港新能源动力有限公司 | 发动机智能温控热电联供系统 |
| CN109404105B (zh) * | 2018-11-08 | 2023-12-29 | 潍柴西港新能源动力有限公司 | 发动机智能温控热电联供系统 |
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