JPH10141137A - 熱電併給システム - Google Patents

熱電併給システム

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Publication number
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
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cooling water
heat
engine
control
water
Prior art date
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Pending
Application number
JP8304320A
Other languages
English (en)
Inventor
Koji Hikobe
浩司 彦部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Meidensha Corp, Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd filed Critical Meidensha Corp
Priority to JP8304320A priority Critical patent/JPH10141137A/ja
Publication of JPH10141137A publication Critical patent/JPH10141137A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/14Combined heat and power generation [CHP]
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving 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。

Description

【発明の詳細な説明】
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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A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。
【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。
【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。
【図面の簡単な説明】
【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。
【符号の説明】
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 A,A2…PI制御増幅器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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。
  2. 【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。
JP8304320A 1996-11-15 1996-11-15 熱電併給システム Pending JPH10141137A (ja)

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JP8304320A JPH10141137A (ja) 1996-11-15 1996-11-15 熱電併給システム

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