TW200804739A - Cogeneration system - Google Patents

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200804739 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於汽電共生系統。 【先前技術】 汽電共生系統具傷有產生電力及熱 將電熱產生裝置所產生之電力供應至電氣機器，;:隨: 發電而產生之熱供應至熱水供應器、暖氣機等之熱機器。

使用汽電共生系統時’可有效利用隨著發電而產生之熱， 故可謀求在導入場所之能源成本之降低。 近年來’為提高汽電共生系統之能源利用效率，曾有人 :討事前預測電力量及熱量而依據所預測之電力量及熱 里，運轉電熱產生裝置。例如，在專利文獻，曾 過一種可依據在導人場所之電力及熱之供應量預測經濟性 之運轉模型而加以運轉之汽電共生系統。 專利文獻1:日本特開2005_283028號 【發明内容】 (發明所欲解決之問題） 但，在依據如專利文獻1截 ^ 馱1所载之過去之測定結果之預 中’難以適切地應付自缺摄 ^ ^ 饤自…、兄之大幅變化（例如氣候條 之及化#)或生活環境之大 r田支化（例如長期不在）。該 形，縱使繼續執行依據預測 各琢預利之運轉，也有難以維持經濟 之運轉之虞。 本發明係為消除上述問 依據現在之狀況施行經濟 題而設計者’其目的在於提供可 性之運轉之汽電共生系統。 119446.doc 200804739 (解決問題.之技術手段） 為達成此種目的，本發明之汽電共生系統之特徵在於包 含·電熱產生裝置，其係產生電力及熱；熱水貯存槽，其 係貯存回收由電熱產生裝置產生之熱而被加溫之水，·複數 溫度計，其係設於熱水貯存槽内，計測貯存於熱水 内之水之溫度；運轉模式切換機構，其係切換依據利用^ 先儲存之特定時段之使用電力量及使用熱量算出之特定時 #又之電力畺及熱虽之預測值控制由電熱產生裝置產生之電 力及熱之預測運轉模式與依照貯存於熱水貯存槽内之水之 溫度狀況控制電熱產生裝置之啟動及停止之非預测運轉模 式；、及啟動停止控制機構，其係在被運轉模式切換機構切 換成非預測運轉模式後，由包含於複數溫度計之第1溫度 什所計測之第i溫度小於預定之特定溫度之情形，使電熱 產生裝置啟動；由包含於複數溫度計且設置於比第〗溫度 計更下方之第2溫度計所計測之第2溫度在預定之特定 以上之情形，使電熱產生裝置停止者。 又 又本發明之汽電共生系統之特徵在於包含··電熱產生 裝置’其係產生電力及熱；熱水貯存槽，其係貯存回收由 電熱產生裝置產生之熱而被加温之水；運轉模式切換機 構’其係切換依據利用預先儲存之特定時段之使用電力旦 及使用熱量算出之特定時段之電力量及熱量之預測值控 =電熱產^裝置產生之電力及熱之預測運轉模式與依照貯 子於熱水貝丁存槽内之水之溫度狀況控制電熱產生裝置之啟 動及u之非制運.轉模式；及啟動停止控制機構，其係 119446.doc 200804739 切換機構切換成非預測運轉模式後，貯存於 =丁存槽之水中被加溫至特定溫度以上之水之比率為小 於弟1 5品限值之情开彡， ’ 電…產生裝置啟動；貯存於熱水 、丁存槽之水中被加溫 w … ,„ ^卜 将疋，皿度以上之水之比率為大於第 =限值之第2臨限值以上之情形，使電熱產生裝置停止 共生系統係包含切換依據預先儲存之資料之預 ^ 式、與依據貯存於熱水貯存槽内之水之溫度狀況 預測運轉模式之運轉模式切換機構。因此 :難以預測之狀況之情形，也可依據現在之狀況施二 性之運轉。又，在非預測運轉模式中，在第】溫 測之第1溫度小於牿宏浪痒—达 〇τ 、寺疋μ度之情形，或加溫至特定溫度以 =之水小於第1臨限值之情形’可啟動電熱產生裝置，避 水貯存槽内之溫水之小於之事態。另-方面，位於比 巧现度D,更下方之第2温度計所計測之第2溫度·、田 度以上之情形或加溫至特定溫度以上之水在大於第： 值之第2臨限值以上之情形，使電熱產生裝置停止而抑制 =謂之熱之產生。如此’在此等汽電共生系統之非預測運 模式中，可依據現在之狀況實現經濟性之運轉。 最好，啟動停止控制機構係在電熱產生裝置為停止狀離 且第1溫度為特定溫度以上時，依據由複數溫度計所計^ 之温度^求得之特定溫度以上之水量為小於依據特定時段 之電力量及熱量之制值所算出之测使时量之情形， 電，、、'產生虞置啟..動。或者，最好，啟動停止控制機構係 119446.doc 200804739 在電熱產生裝置為停止狀態且加熱至料溫度以上之水比 率在弟1臨限值以上瞎，贫楚 、以弟1 g品限值以上之水量小於依據 特定時段之熱量之:、、目,丨彳* & Μ 1 員測值所异出之預測使用水量之情形， 使電熱產生裝置啟動者。貯存於熱水貯存槽之溫水之量縱 使對現在之使用狀況而言屬於充分，也有其後需要更多量 之酿水之情形。在已預測到該種情況之情形下，可使電執 產生裝置啟動而使在其一直不停止之狀態下，抑制溫水小 於之事態發生。 最好，啟動停止控制機構係在電熱產生裝置為停止狀態 且弟1溫度小於特定溫度時，現時點所使用之電力量為小 於預定之電熱產生裝置之最低發電量之情形，繼續前述電 =生裝置之停止狀態。或最好，啟動停止控制機構係在 …產生裝置處於停止狀態，且被加溫至前述特定溫度以 水之比率小於第1臨限值時，現時點所使用之電力量 小於預定之電熱產生骷要.夕屏你π ; θ 私且之喊泜设電1之情形，繼埶 2;置之停止狀態。藉此，在使用電力少於《產生裝、 之最低發電量之情形’可抑制無謂之發電。 最好，運_式切換機構係在切換至·運轉模式後， 電力旦·^又之電力里之預測值與在特定時段中實際使用之 值盘=間之電力量相關係數及在特定時段之熱量之預測 ^在特定時段中實際使用之熱量之間之熱量相關係數之 轉模式。料切換至非預測運 電力量相關係數仙量相關係數之和係表示預測運轉模 119446.doc 200804739 式之預測精度，故可依據電力量相關係數與熱量相關係數 之和判斷預測精度之降低。在上述汽電共生系統中，由電 力里相關係數與熱量相關係數之和判斷預測精度之降低之 ^形，即辨識到實際之使用量與預測之使用量間有乖離之 今杳形 一r 7 ’可切換至非預測運轉模式，故可良好地維持經濟性 之運轉。 工 【實施方式】 (發明之效果） 依據本發明，可提供依據現在之狀況施行經濟性之運轉 之汽電共生系統。 从下，參照附圖，詳細說明有關本發明之合適之實施型 態。又，在說明中，在同一要素或具有同一功能之要素， 使用同符唬，並省略重複之說明。又，以下說明中所謂 =水」，並非如淨水般僅指冷水’可包含所有溫度較高之 溫水等處於液體狀態之水（熱水）。 圖1係表示實施型態之汽電共生系統丨之構成之圖。如圖 1所示，汽電共生系統η系包含汽電共生單元1〇、熱水貯存 早元20、熱水供應器30、記錄系統4〇。汽電共生系統^系 連接於商用電力系統50及供水系統6〇。 汽電共生系統丨係將汽電共生單元10發電之電力供應至 電《器m’並將隨著發電產生之熱所加熱之水貯㈣熱 水貯存單元20而供應至熱機器hi。 汽電共生單元H)具有電熱產生裝置u、熱交換器12及運 轉控制部13。電熱產生裝置.Η係產生電力及熱之雙方之裝 Π 9446.doc -11 - 200804739 置’例如係燃料電池、或内撖祕 所驅動之發電，置二“、、' 歹1 "煤氣機)與此内燃機 々 < 知电展置之組合、戎外 等。電敎產生篆置11#m 發電裝置之組合 … 係經由電力線14將其產生之電力輸出 至包氣機态EI，並將隨著發雷姦 12。 退料$而產生之熱輸出至熱交換器 電力線14係連接至輪送商用 命 糸、、先50所供應之電力之 私力線5 1 ’不僅在電埶產生梦 產生之電力，連來自商

用電力錢50之電力也同時供應至電氣機器ει。 在與電力線5〗連接之電力線14上，設置電流料。電流 :㈣計測由電熱產生裝置"及商用電力系統5〇供應至電 氣機裔EI之電力作為電流值。 熱交換器12係回收電熱產生裝置μ生之熱，並將埶傳 達至使水在熱交換H12與熱水貯存單元糊循環之熱回收 用配s 2A、2B内之水。更具體而言，熱交換器12係將熱 傳達至由熱水貯存單元職出之熱时用配管2關之水， 並使被熱傳達後之水流至流入熱水貯存單元2〇之熱回收用 配笞2 A内運轉控制部13係控制電熱產生裝置】】之運轉用 之機構，依據後述之電力量及熱量之預測值控制電熱產生 裝置11之運轉用之機構。 熱水貞τ存單元20具有熱水貯存槽21與三通闊25，此等係 經由第1出熱水用配管22、配管23、淨水用配管24及第2出 熱水用配官26連接至熱水供應器3〇。熱水貯存槽2丨係貯存 回收電熱產生裝置11產生之熱而被加溫之水之水槽，在熱 交換器12中貯存被熱傳違之水。 119446.doc -12- 200804739 在熱水貯存槽21内，於該熱水貯存槽21之上下方向以配 置成等間隔方式設有複數（在本實施型態中，為5個）溫度計 TM1〜TM5。各溫度計TM1〜TM5係對將熱水貯存槽21在上 下方向5等分所得之各區域，被設置於該各區域之上下方 向之中間位置。溫度計丁撾卜丁…^係用於計測貯存於熱水 貯存槽21内之水之溫度。 對複數溫度計TM1〜TM5，設定第1及第2溫度計。但， 第2溫度計係位於比第夏溫度計更下方。例如，設定溫度計 TM2作為第1溫度計，設定溫度計TM5作為第2溫度計。 熱水射存槽21係在上部連接熱回收用配管2 a，呈現可經 由熱回收用配管2A使在熱交換器12被熱傳達之水流入之構 成。熱水貯存槽21係在下部連接熱回收用配管2B，呈現可 使貯存於熱水貯存槽21之下部之水流出，使其流入熱交換 裔12之構成。 熱水貯存槽21係在上部進一步連接第i出熱水用配管 呈現可使％存於熱水貯存槽21之上部之熱水流出之構 成。熱水貯存槽21係在下部連接配管23，呈現可由熱水貯 存槽21之下m淨水之構成。淨水係由淨水用配管μ流 入配管23。 三通閥25係呈現可使由第1出熱水用配管22及淨水用配 管2 4之雙方流入之水流出至第2出熱水用配管2 6之構成。 淨水用配管24係連接於由商用之供水纟、統⑼將淨水供應至 熱水貯存單元20之自來水管6卜纟自來水管61上設置有溫 度計43 ’用於計測供應至熱水貯存單心之淨水之溫度。 119446.doc -13- 200804739 弟2出熱水用配營2 6将你μ Ί山# 、< 〇你使弟1出熱水用配管22送出之水及 /爭水用配管24送出之水之等太、曰人 山 夂之雙方化合後之水或其一方之水流 至…、水供應态30。在第2出熱水用配管％連接流量計 42，用於相流人至熱水供應㈣之水之流量。 其熱=供應器3〇係經由出熱水用配管3將由第2出熱水用配 吕抓入之水供應至熱機器m 〇熱水供應器％可依需要加 熱由第2出熱水用配管26流人之水。在出熱水用配管3上設

置有皿^ 4 44。溫度計44係用於計測由熱水供應器％供應 至熱機器HI之水之溫度。 記錄系統4G係與敎日及測定時段料記錄電流計4】之 測定值、流量計42之測定值、溫度計们之測定值及温度計 4化収值。電流㈣之敎值、流量和之測定值、溫 度杉3之I值及溫度計44之敎值可依需要較成記錄 時所需·之型式而被記錄。 即，記錄顧4G例如係依據電料41之測定值算出各時 段之電力量’將其制定日及敎時間㈣記錄於内建之 硬碟中。又’ §己錄系統4〇例如係依據流量計42之測定值、 ，度計43之測定值及溫度計44之測定值算出各時段之熱 量’將其與測定日及測定時間同時記錄於内建之硬碟中。 其次，參照圖2說明有關運轉控制部13之魏。圖2係表 示運轉控制部13之功能構成之圖。如圖2所示，運轉控制 部13係具有運轉模式切換部(運轉模式切換機構）_、電 熱預測部ΗΠ、電熱控制部1G2、溫度取得部如、溫度判 斷部104、啟動停止控制部（啟動停止控制機構）1〇5、:動 119446.doc -14- 200804739 停止判斷部106、有無預測使用水量判斷部丨〇7及電力量判 斷部108。 運轉杈式切換部100係用於切換預測運轉模式與非預測 運轉模式。所謂預測運轉模式，係依據利用預先儲存之特 定％ "k之使用電力量及使用熱量算出之特定時段之電力量 量之預測.值，控制由電熱產生裝置產生之電力及熱之

模〜'預測運轉模式主要係由電熱預測部101與電熱控制 部102所實現。 另一方面，所謂非預測運轉模式，係依照貯存於熱水貯 存槽:之水之溫度狀況，控制電熱產生裝置之啟動及停止 杈心非預測運轉模式主要係由溫度取得部丨03溫度判 7部104、啟動停止控制部（啟動停止控制機構）105、啟動 判斷坪106、有無預測使用水量判斷部107及電力量判 斷部108所實現。 運轉模式切換部100既可藉由手動切換模態，也可依據 5設定，條件’利用運轉控制部13加以切換。在本實施 型怨中’說明有關運轉模式切換部丨⑽例如以特定時段之 =測值與在特定時段中實際使用之計測值資料間之相關係 數為條件而切換模態之情形。 也σ兒月以相關係數為條件而切換模態之情形。 換部_係在切換至預測運轉模式後，求出在半 旦 電力里之預别值與在特定時段中實際使用之電/ 電力量相㈣數、及在特定時段之熱量之預_ ’疋時&中貫際使用之熱量.之間之熱量相關係數。 119446.doc -15- 200804739 力量相關係數Re及熱量相關係數Rh均可利用以下 求得： [數1] 式⑴ μ Σ(秦參?) 'Ν Σ(^)2 ?=1 'Ν

—r R…電力量相關係數re或熱量相關係數反^ φ Xi···各特定時段之預測電力量或預測熱量 加以表 x-(但，在式⑴中係在「X」上方附上—條横槓 示） …預測電力量之平均值或預測熱量之平均值 Yi…各特定時段之使用電力量或使用熱量 Y]但，在式⑴中係在「γ」上方附條横槓 示） 表 …使周電力量之平均值或使甩熱量之平均值 • N…資料數 運轉模式切換部工⑽係將所求得之電力量相關係數心與 熱罝相關係數rh相加而求出此等之和，並判斷其和是否不 足相關係數臨限值（例如10)。運轉模式切換部係在切 換至預測運轉模式後，電力量相關係數^與熱量相關係數

Rh之和不足相關係數臨限值之情形，切換至非預測運轉模 式。 圖3所不之表係將預測對象日之前1日之每〗小時使用之 電力量（預測對象曰之前i日之使用電力量（kWH))、每i小 119446.doc -16 - 200804739 時預測之電力量（預測電力量（kWH))及每1小時實際使用之 電力量（實際使用電力量（kWH))之資料分別表示各i曰份 (24小時份）。在此，以預測對象日之前丨日之資料作為預測 值。將式（1)適用於此資料之情形，電力量相關係數心顯 示約為0.39。 電熱預測部101算出預.測.對象曰之特定時段（即預測對象 時段）所需之電办量及熱量之預測值。作為預測方法，例 如，也可將過去一週間之預測對象時間之使用電力量及使 用熱量之資料分別平均而算出預測值。 或例如，也可在預測對象日之前i日至前7日之使用電力 量及使用熱量中，使對前1日及前7日之使用電力量及使用 熱量之加權係、數重於對他日之使用電力4及使用熱量之加 權係數後，對預測對象日之前i日至前7日之各日之使用電 力量及使用熱量之各量，乘以對應於各使用電力量及使用 熱量之加權係數，並藉由將該乘得之各值相加，以算出預 測值。X，所謂加權係數，係指表示各對象資料對預測值 所佔之比率之係數。即，表示各對象㈣對關值所造成 之影響之程度之係數。 或，也可分別算出預測對象曰之前i曰之預測對象時段 之電力量及熱量作為預測值。 電熱產生控制部102係依據電熱預測部〗〇〗算出之電力量 及熱里之預測值’控制在電熱產生裝置工!產生電力及熱。 溫度取得部1G3係用於取得設在熱水貯存槽_之各溫 度計TM1〜™5所計測之熱水貯存槽内之水之溫度T1〜T5。 119446.doc 200804739 在此，假設第1溫度計所計測之溫度為第丨溫度，第2溫度 计所什測之溫度為第2溫度。因此，例如分別設定溫度計 TM2、TM5作為第1及第2温度計之情形，溫度計了馗]所計 測之溫度為第i溫度，溫度計TM5所計測之溫度為第2溫 度。 溫度判斷部104判斷第1溫度計TM2所計測之第1溫度T2 是否不足40°C (特定溫度）。又，溫度判斷部1〇4判斷第2溫 度計TM5所計測之第2溫度T5是否在401：以上。 溫度判斷部104係利用如上述方式判斷溫度，以判斷貯 存於熱水貯存槽21之水中被加溫至4〇°C以上之水之比率是 否在特定臨限值以上（或不足特定臨限值）。 兹具體地說明有關在溫度判斷部1 〇4之判斷溫度、與被 加溫至40°C以上之水之比率之判斷。考慮溫度判斷部1 〇4 判斷第1溫度計TM2所計測之第1溫度T2不足40°C之情形。 此情形，位於第1溫度計TM2下方之水被認定為不足40 °C ’故縱使40°C以上之水之比率較多，亦應屬於第1溫度 計TM2上方之水之比率。因此，在本實施型態中，第1溫 度T2不足40°C之情形’ 40°C以上之水之比率不足整個熱水 貯存槽之30%(第1臨限值）。 另一方面，考慮溫度判斷部104判斷第2溫度計TM5所計 測之第2溫度T5在40°C以上之情形。此情形，位於第2溫度 計TM5上方之水被認定為在4〇°C以上，故40°C以上之水之 比率至少應屬於第2溫度計TM5上方之水之比率。因此， 在本實施型態中，第·2溫度T5在40°C以上之情形，40°C以 119446.doc -18 · 200804739 上之水之比率在整個熱水貯存槽之9〇%(第2臨限值）以上。 又’如在此所示之例一般，第1臨限值（在本例中，為3〇%) 小於第2臨限值（在本例中，為9〇%)。 啟動停止控制部1〇5係依據溫度判斷部1〇4之判斷，控制 包熱產生裝置11之啟動及停止。因此，在溫度判斷部i 判斷第1 zm度T2不足40。(：之情形，啟動停止控制部j 〇5使電 熱產生装置11啟動。另一方面，在溫度判斷部丨〇4判斷第2

/里度T5在40 C以上之情形，啟動停止控制部1〇5使電熱產 生裝置11停止。 此也可依照臨限值加以考慮。即，啟動停止控制部1〇5 係在溫度判斷部104判斷貯存於熱水貯存槽21之水中被加 溫至4CTC以上之水之比率不足第〗臨限值（例如3〇%)之情 幵/使！熱產生裝置！ ！啟動。$ 一方面，啟動停止控制部 105係在溫度判斷部104判斷貯存於熱水貯存槽21之水中被 加溫至40 C以上之水之比率在第2臨限值（例如9〇%)以上之 情形，使電熱產生裝置丨〗停止。 啟動停止判斷部i 〇 6係用於判斷電熱產生裝置丨丨處於啟 動狀態或停止狀態。 有無預測使用水量判斷部i G 7係用於判斷依據溫度言_ TMi〜™5計測之溫度T1〜T5所求得之4吖以上之水量是否 不足依據特料段之電力量及熱量之預測值所算出之預货 使用水量，即，判斷在熱水貯存槽21㈣加溫⑽。c以上 之水量是Μ足依據特定時段之熱量之制值所 測使用水量。 ^ 119446.doc 200804739 具體上，，預測使用水量判斷部ι〇7係首先 敎 預測部101异出在特定時間中 …、 預測值預測將在特定時段中旦 4 旦 吏用之水Ϊ (預測使用水 里)。有無預測使用水量判斷部107係由設於熱

内之複數溫度計彻〜TM5中特別指定與相當於所切之 水量(預測使.用水量)之位置相同位置，或在相同位 度計存在之情形位㈣目當'於預測使用水量之位置之下= 近之位置之溫度計τ M i (i =!〜5 )。有無預測使用水量判斷部 而進一步取得被特別指定之溫度計TMi之溫度Ti，判斷、、θ 度丁沒否不；14CTC。即，溫度抑^贼之情形相當於不 足預測使用水量之情形。 電力量判斷部108係用於判斷現時點所使用之電力量是 否不足預定之電熱產生裝置丨丨之最低發電量。 里疋 —其次，一面參照圖4〜圖6，一面說明有關本實施型態之 汽電共生系統1之動作。 圖4係表示由預測運轉模式切揍至非預測運轉模式而運 轉之情形之汽電共生系統之動作之流程圖。如圖4所示， 首先，汽電共生系統1被預測運轉模式運轉（步驟s ^、 S2)。即，電熱預測部1〇1算出預測對象時段之電力量及熱 !之預測值（步驟S1)。電熱控制部102依據在電熱預測部 101算出之電力量及熱量之預測值控制電熱產生裝置。產 生之電力及熱（步驟S2)。 運轉模式切換部100判斷電力量相關係數與熱量相關係 數之和是否不足相關係數臨限值，(步驟S3)。電力量相關係 H9446.doc •20- 200804739 數與熱量相M數之和並非不以目關係數臨限值之情形 Ο驟S3 ·否），仍然繼續保持預測運轉模式之運轉。電力 量相關係數與熱量相關係數之和不足相關係數臨限值之情 形（步驟S3:是），運轉模式切換部⑽將運轉模式切換至 非預測運轉模式（步驟S4)。

切換至非預測運轉模式後，溫度取得部103取得設於熱 水貯存槽加之各溫度計TM1〜TM5所計敎熱水貯存槽 夂之Λ度T1〜T5(步驟S5)。啟動停止判斷部1〇6判斷電 熱產生装置U處於啟動狀態或停止狀態（步驟％)。 2動停止判斷部106判斷電熱產生襄置丨丨處於啟動狀態 之情形（步驟S6 :是），溫度判斷部1〇4判斷第2溫度計τΜ5 ^計測之第2溫度丁5是否在4(rc以上（步驟S7)。藉由此判 ^判斷射存於熱水貯存槽21之水中被加溫至4(TC以上之 水之比率是否在第2臨限值以上。 溫度判斷部1〇4判斷第2溫度T5在40t：以上之情形（步驟 S7 .疋）。啟動停止控制部105停止電熱產生裝置工〗（步驟 S8)。另一方面，溫度判斷部1〇4判斷第2溫度T5非在4〇艺 以上之情形（步驟S7 :否），啟動停止控制部1 〇5繼續保持 電熱產生裝置11之啟動狀態（步驟S9)。 啟動停止判斷部106判斷電熱產生裝置i!非處於啟動狀 態’即處於停止狀態之情形（步驟S6 :否），溫度判斷部 104判斷第1溫度計TM2所計測之第1溫度T2是否不足40°C (步驟sio)。藉由此判斷，判斷貯存於熱水貯存槽21之水 中被加溫至40°C以上之水之比率是否不足第〗臨限值）。 H9446.doc 21 200804739 溫度判斷啷1〇4判斷第1溫度T2不 S10 ··是）。啟動停止控制部105執行啟動處理（步驟su)。 另一方面，溫度判斷部1〇4判斷第2溫度T5在40°c以上之情 形（步驟S10 :否）。啟動停止控制部105執行繼續停止處理 (步驟S12)。 其次，餐.照圖5說明上述步驟s Π之啟動處理之動作。圖 5係表示啟動處理之動作之流程圖。首先，電力量判斷部 1⑽判斷在現時點使用之電力量是否不足預定之電熱產生 裝置Π之最低發電量（步驟S101)。 電力量判斷部108判斷在現時點使用之電力量不足最低 發電量之情形（步驟S101 :是），啟動停止控制部105繼續 保持電熱產生裝置n之停止狀態（步驟S102)。另一方面， 電力量判斷部1〇8判斷在現時點使用之電力量非不足最低 發電量之情形(步驟咖：否），啟動停止控制部1〇5啟動 電熱產生裝置11(步驟S103)。 其次，參照圖6說明上述步驟如之繼續停止處理之動 作。圖6係表示繼續停止處理之動作之流程圖。首先 無預測使用水量判斷告隨判斷依據溫度計tmi〜Μ計 測之溫度ΤΓΐ〜Τ5求出之4〇。 曰 時段之熱量之預測值所算出之預不足依據特定 七卜 所^出之預測使用水量（步驟S1H)。 :…、預測使用水量判斷部1〇7判斷加溫 [非不足預測使用水量，即加溫至 = 測使用水量之情形（步驟仙：否），^里滿足預 繼續保持電熱產生# T控制部〗〇5 產生裝置U之停止狀態（步驟S112)。有無預 ί 19446.doc -22- 200804739 測使用水量判斷部1〇7判斷 J断加溫至4(TC以上之水量不足預 測使用水量’即加溫至4〇0 曰 L以上之水1不滿足預測使用水 置之情形（步驟sill ··是），从紅产t 疋）啟動停止控制部1 05啟動電埶 產生裝置11(步驟S113)。 汽電共生系統1不僅 水貯存槽21内之狀況運 在陷於難以預測之狀況 經濟性之運轉。 具有預測運轉模式，也具有依據熱 轉之非預測運轉模式。因此，縱使 之情形，也可依據現在之狀況施行

在非預測運轉模式中，溫度判斷部1〇4判斷在^溫度計 TM2所計敎第丨溫度T2不足贼之情形，啟動停止控制 部心啟動電熱產生裝置⑴即’加溫至⑽以上之水不 足第1臨限值（此情形，為3〇%)之情形，啟動停止控制邙 職動電熱產生裝置U。假使需要量之溫水未被貯存於 熱水貯存槽21，則在使用時溫水有不足之虞。因此，作為 預先貯存於熱水貯存槽21之温水量’將對應於最低限所需 之量之位置之溫度計預先設定作為第丨溫度計時，即可= 制演變成發生溫水不足之事態。 又，在非預測運轉模式中，溫度判斷部1〇4判斷在第2溫 度計ΤΜ5所計測之第2溫度Τ5在4〇t以上之情形，啟動停 止控制部105停止電熱產生裝置丨丨。加溫至4〇<；c以上之水 有第2臨限值（此情形，為90%)以上之情形，啟動停止控制 部1〇5停止電熱產生裝置U。縱使充分量以上之溫水=貯 存於熱水貯存槽21 ’若未使用而任其冷卻，則為獲得此溫 水而產生之熱會變成浪費。因此，將位於第1溫度計之下 119446.doc -23- 200804739 方，且位於對應於預先貯存於熱水貯存槽21旦 置之溫度計預先設定作為第2溫度計時，：：：: 產生裝置11產生無謂之熱。 卩制在電熱 如此’在汽電共生.系統!之非預測運轉模式 在電熱產生裝置11產生無謂之熱量，同時，可抑制演變1 發生溫水不；i之事態。因此，可施行經濟性之運轉。

又，熱水貯存槽21内之水之溫度會向由上方向下方之一 方向降低…’將第i溫度計設定於第2溫度叶之上: 時’可利用第i溫度計判斷必要條件，利用以溫度計判斷 充分條件。 運轉模式切換部〗0 〇係依據電力量相關係數與熱量相關 係數之和，由預測運轉模式切換至非預測運轉模式。在利 用預測值之運轉中，難以適切地應付自然環境之大幅變化 或生活環境之大幅變化。由電力量相關係數與熱量相關係 數之和辨識到實際之使用量與預測使用量間有乖離之情 形，汽電共生系統1可依據貯存於熱水貯存槽之水之溫度 狀況切換至欲運轉之非預測運轉模式。因此，縱使在陷於 難以預測之狀況之情形，也可良好地維持經濟性之運轉。 設於熱水貯存槽21之溫度計TM1〜TM5係排列配置於上 下方向。即，複數溫度計TM1〜TM5係沿著熱水貯存槽21 内之水之溫度降低之方向依序被排列配置。因此，藉由獲 得特定之溫度計Ti之溫度，溫度判斷部104可確實掌握在 該溫度計Ti之上方之水之溫度狀況及下方之水之溫度狀 況。因此，溫度判斷部104可依據複數之溫度計TM1〜TM5 119446.doc -24- 200804739 計測之溫度T1〜T5算出4〇°C之水之比率 〇在汽電共生系統1中’即使在第1溫度η不足4rc而判斷 讀啟動電熱產生裝置n之情形，在現時點所使用之電力 !不足最低發電量之情形’仍會繼續保持電熱產生裝置η 之停止狀態。因此’可抑制啟動電熱產生裝置^而產生必 要之電力量以上之無謂之電力之事態之發生。

、又’在汽電共生系統i中’即使在判斷第】溫度了2在4代 以上，最好使電熱產生裝置"處於停止狀態之情形，也可 在贼以上之水量不足關❹水量之情形，啟動電熱產 生裝置11。貯存於熱水貯存槽21内之溫水之量縱使對現在 之使用狀況而言屬於充分’也有其後需要更多4之溫水之 情形。在已關到該種情況之情形下，可使電熱產生裝置 11啟動而使在其-直不停止之狀態下，抑制溫水不足之事 態發生。 以丄 U “本叙明之合適之貫施型態予以說明，但本發 明並不僅限定於上述實施型態，可作種種之變形。例如， 運轉控制部13也可進一步包含依據溫度計所計測之溫度， 算出溫度計TMhTMS中計測40它以上之溫度之溫度計之 比率之算出部（算出機構）。算出部例如在計測4〇〇c以上之 溫度計為TM1之情形，算出溫度計之比率為1/1〇(1〇%)，在 计測40 C以上之溫度計為TM1、TM2之情形，算出溫度計 之比率為3/10(30%)，在計測4〇°C以上之溫度計為丁]^1、 TM2、TM3之情形，算出溫度計之比率為5/1〇(5〇%)，在計 測40 C以上之溫度計為TM1、TM2、TM3、TM4之情形， 119446.doc -25- 200804739 算出溫度計之比率為7/1G(7G%)，在計測贼以上之溫产 計為™1、TM2、TM3、TM4、TM5 之情形，、出、/= 之:率為_叫啟動停止控制物係在：出= H十之比率為第2臨限值(例如9〇%)以上之情形，使電 停止’算出之溫度計之比率為不足第1臨限 值（例如Μ之情形，使電熱產生裝i啟動。 …又’设置之溫度計之數並不限定於設在上述實施型態之

汽電共生系統1之熱水貯存槽21之數，既可為4個以下:也 可為6個以上。另夕卜’複數温度計只要在熱水貯存槽内之 上下方向具有歡之特定間隔即彳，不以等間隔設置亦益 妨。 …、 又，運轉切換機構切換模態之際所判斷之特定溫度並不 限定於上述實施型態中所例示之4〇〇c，也可為其他温度。 【圖式簡單說明】 ^ 圖1係表示實施型態之汽電共生系統之構成之圖。 圖2係實施型態之汽電共生系統之運轉控制部之功能區 塊圖。 圖3係每1小時之使用電力量及預測電力量之資料表。 圖4係表示實施型態之汽電共生系統之動作之流程圖。 圖5係表示實施型態之汽電共生系統之啟動處理之動作 之流程圖。 圖6係表示實施型態之汽電共生系統之繼續停止處理之 動作之流程圖。 【主要元件符號說明】 U9446.d〇< -26- 200804739

1 汽電共生系統 2A、2B 熱回收用配管 3 出熱水用配管 10 汽電共生單元 11 電熱產生裝置 12 熱交換器 13 運轉控制部 14、51 電力線 20 熱水貯存單元 21 熱水貯存槽 22 第1出熱水用配管 23 配管 24 淨水用配管 25 三通闊 26 第2出熱水用配管 30 熱水供應器 40 記錄系統 41 電流計 42 流量計 43 > 44 溫度計 50 商用電力系統 60 供水系統 61 自來水管 El 電氣機器 119446.doc -27- 200804739 HI 熱機器 100 運轉模式切換部 101 電熱預測部 102 電熱控制部 103 溫度取得部 104 溫度判斷部 105 啟動停止控制部 106 啟動停止判斷部 107 有無預測使用水量判斷部 108 電力量判斷部 119446.doc . 28 -

Claims (1)

1. 200804739 十、申請專利範圍： 1 · 一種汽電共生系統，其特徵在於包含： 電熱產生裝置’其係產生電力及熱； 熱水貝丁存槽，其係貯存回收由前述電熱產生裝置產生 之熱而被加溫之水； 複數V皿度冲’其係設於前述熱水貯存槽内，計測貯存 於妯述熱水貯存槽内之前述水之溫度；

   〜運轉模式切換機構，其係切換依據觀縣儲存之特 定時段之使用電力量及使用熱量算出之前述特定時段之 電力量及熱量之預測值而控制由前述電熱產生裝置產生 t電力，之預測運轉模式、及對應於貯存於;= 貝了存内之别述水之溫度狀況控制前述電熱 動及停止之非預測運轉模式；及 啟動停止控制機構，i #> /、係在由則述運轉模式切換機構 刀奐至則述非預測運轉模式 ^ 、说田匕3於刖述複數溫度 弟1溫度計料敎第1溫度小於預定之特定溫产之 情形，使前述電熱產生裝置啟動;且 皿又 於由包含於前述複數溫度計且設置於比前述第m 計下方之第2溫度計所計測之第2溫度為狀之前述^ 溫度以上之情形時，使前述電熱產生裝置停止者。’ 2.如請求項丨之汽電共生系統， 構係在W述電熱產生裝置為停止狀態，且前述 為：述特定溫度以上時’依據由前述複數温度計所：; 之前述溫度而求得之前述特定溫 上 ° ^ 、 ^里為小於令 119446.doc 200804739 據前述特定時段之電力量及.熱量.之預測值:所算出之預測 使用水量之情形時，使前述電熱產生裝置啟動。 3.如請求項_之汽電共生系統，其中前述啟動停止控制 機構$在前述電熱產生裝置為停止狀態且前述第丨溫度 小於前述特定溫度時，5見時點使用之電力f為小於預定 之前述電熱產生裝置之最低發電量之情形時，繼續前述 電熱產生裝置之停止狀態。 5. (^請求項！至3中任—項之汽電共生系統，其中前述複數 溫度計在該熱水貯存槽之上下方向上係等間隔地配置。 一種汽電共生系統，其特徵在於包含： 電熱產生裝置，其係產生電力及熱； 熱水貯存槽，其係貯存回收由前述電熱產生裝置產生 之熱而被加溫之水； 運轉模式切換機構，其係切換依據利用預先儲存之特 疋時，之使用電力量及使用熱量算出之前述料時段之 電力1及熱量之預測值而控制由前述電熱產生裝置產生 之電办及熱之預測運轉模式、B▲ 貯存槽内之前述水之應於貯存於前述熱水 里又狀/兄控制前述電熱產生裝置之 啟動及停止之非預測運轉模式；及 :㈣止控制機構，其係在由前述運轉模式切換機構 非預測運轉模式後，貯存於 之水中=至特定溫度以上之水之比率為小於第 限值之丨“〜使前述電熱產生 述熱水貯存槽之水中拙卜 勒，於貝丁存於則 水中被加溫至前述特定溫度以上之水之 119446.doc 200804739 率為大於第丨臨限值之第2臨限值以上之情形時， 述電熱產Μ置停止者。 使則 6·如請求項5夕、必 構係在」、十.、生系統，其中前述啟動停止控制機 定溫广電熱產生裝置為停止狀態且被加溫至前述特 二二之率為前述第1臨限值以上時，在該 之預測值^出之水量為小於依據前述特定時段之熱量. 生裳置啟動： 用水1之情形，使前述電熱產 機構係二或6之、電共生系統，其中前述啟動停止控制 特定=述電熱產生裝置為停止狀態且被加溫至前述 /复又u上之水之比率小於前述第1臨限值時，現時 力量為小於預定之前述電，熱產生裝置之最低 8二二時’繼續前述電熱產生裝置之停止狀態。 .二項5至7中任一項之汽電共生系統，其中進—步包 複數溫度計，其係設於前述熱水貯存槽内 於前述熱切存❹之前述权溫度； 存 -，機構其係依據由前述複數溫度計所計測之溫 2异出料於前述熱切存槽之水巾被加溫至前述特 疋舰度以上之水之前述比率者。 9.至8中任一項之士電共生系統，其中前述運轉 ^ 、Μ係在切^前述預測運轉模錢，在前述 量之前述預測值與在前述特定時段中實 " 置之間之電力量相關係數、及在前述特定 119446.doc 200804739 時段之熱里之前述預測值輿 之熱量之間之熱量相關係數之和：特定時段中實際使用 臨限值之情形時，切換至非預測運轉^寺定之相關係數 !。.如請求項⑴中任一項之汽電共生系二、 時=之電力量及熱量之前述預測值係分別將過去_；= 之刖述特定時段之使用電力量及使用熱量之資料八。丨、, 均而算出者。 刀别平

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