JP4348424B2 - Hybrid thermoelectric supply system - Google Patents
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Description
本発明は、吸収式冷温水機の再燃バーナにより発電ユニットの排ガスを燃焼用空気として燃料を燃焼させ、その再燃バーナの排ガスを再生器に供給すると共に、発電ユニットで発電された電力を、発電ユニットと吸収式冷温水機の駆動電力として使用するように構成したハイブリッド熱電供給システムに関するものである。 The present invention combusts fuel by using the regenerative burner of the absorption chiller / heater as the exhaust gas of the power generation unit as combustion air, supplies the exhaust gas of the reburn burner to the regenerator, and generates the power generated by the power generation unit The present invention relates to a hybrid thermoelectric supply system configured to be used as drive power for a unit and an absorption chiller / heater.
近年、ビル等の建物内の空調用に冷水又は温水を建物に循環供給する吸収式冷温水機は、地球環境負荷の低減へ向けた脱フロン化の空調装置として注目されている。この吸収式冷温水機は、吸収液(例えば、臭化リチウム水溶液)と冷媒(例えば、水)との一連の吸収サイクルを利用して、冷水又は温水を生成して建物に循環供給するものであり、冷水を供給する場合の吸収サイクルでは、ほぼ真空状態に維持された蒸発器において、冷媒が水(循環水)から熱を奪って蒸発し、蒸発した冷媒は吸収液に吸収され、この吸収液が再生器で加熱されて、吸収液から冷媒が蒸気となって分離され、その冷媒が凝縮器で凝縮され再び蒸発器に送られる。 2. Description of the Related Art In recent years, an absorption chiller / heater that circulates cold water or hot water to a building for air conditioning in a building or the like has been attracting attention as a defluorocarbon air conditioner for reducing the global environmental load. This absorption chiller / heater uses a series of absorption cycles of an absorbing liquid (for example, an aqueous solution of lithium bromide) and a refrigerant (for example, water) to generate cold water or hot water and circulate it to a building. Yes, in the absorption cycle when supplying cold water, in the evaporator maintained in a nearly vacuum state, the refrigerant takes heat away from the water (circulated water) and evaporates, and the evaporated refrigerant is absorbed by the absorption liquid. The liquid is heated by the regenerator, and the refrigerant is separated from the absorption liquid as vapor, and the refrigerant is condensed by the condenser and sent to the evaporator again.
ここで、再生器においては、吸収液から冷媒を分離するために十分な熱量を与える必要がある。そこで、都市ガス等の燃料を単にバーナで燃焼させて熱量を供給してもよいが、近年では、比較的小型のガスタービンやガスエンジン等を備えた発電ユニットを並設し、発電ユニットの高温の排ガスにより再生器で吸収液を加熱して、排ガスの保有熱(顕熱)を有効利用するようにした技術が実用に供されている。こうした技術では、発電ユニットで発電された電力を、冷温水を建物に循環させるポンプや吸収液を循環させるポンプ等々、発電ユニットと吸収式冷温水機の種々の機器の駆動電力として使用可能となる。 Here, in the regenerator, it is necessary to give a sufficient amount of heat to separate the refrigerant from the absorbing liquid. Therefore, fuel such as city gas may be simply burned by a burner to supply heat. However, in recent years, power generation units equipped with relatively small gas turbines, gas engines, etc. A technology has been put to practical use in which the absorption liquid is heated by a regenerator with the exhaust gas of the exhaust gas to effectively use the retained heat (sensible heat) of the exhaust gas. With this technology, the power generated by the power generation unit can be used as drive power for various devices such as the power generation unit and the absorption chiller / heater, such as a pump that circulates cold / hot water to the building and a pump that circulates absorbent. .
例えば、再生器として低温再生器と高温再生器とを設け、ガスタービン式の発電ユニットの排ガスを高温再生器に供給し、高温再生器において、排ガスと吸収液との間で熱交換を行い、排ガスの顕熱を回収するようにした排熱有効利用型の吸収式冷温水機が提案されている(例えば、特許文献1参照)。また、ガスタービン発電機の排熱を冷温水機の駆動熱源として使用し、ガスタービン発電機の発電電力を冷温水機やその周辺機器の駆動電力として使用する技術も実用化されている(例えば、特許文献2参照)。 For example, a low temperature regenerator and a high temperature regenerator are provided as regenerators, the exhaust gas of the gas turbine power generation unit is supplied to the high temperature regenerator, and heat exchange is performed between the exhaust gas and the absorbing liquid in the high temperature regenerator. An exhaust heat effective use type absorption chiller / heater that recovers sensible heat of exhaust gas has been proposed (for example, see Patent Document 1). In addition, a technology that uses the exhaust heat of the gas turbine generator as a driving heat source for the chilled water heater and uses the generated power of the gas turbine generator as the driving power for the chilled water heater and its peripheral devices has also been put into practical use (for example, , See Patent Document 2).
ところで、本願出願人は、排熱有効利用型の吸収式冷温水機において、発電ユニットの排ガスの更なる有効利用を図るために、再燃バーナを設け、この再燃バーナにより、発電ユニットの排ガス中の残存酸素を燃焼用空気として燃料を燃焼させるシステムを提案し実用化しつつあるが、吸収式冷温水機の空調負荷、発電ユニットに対する発電要求に応じて、発電ユニットと再燃バーナに供給する燃料供給量を適切に配分し、吸収式冷温水機のあらゆる空調負荷領域において安定した冷水又は温水を供給可能にすることが要求される。 By the way, the applicant of the present application provides a reburning burner in the exhaust heat effective use type absorption chiller / heater for further effective use of the exhaust gas of the power generation unit. A system that burns fuel using residual oxygen as combustion air is being proposed and put into practical use, but the amount of fuel supplied to the power generation unit and reburn burner according to the air conditioning load of the absorption chiller / heater and the power generation requirements of the power generation unit Is required to be able to supply stable chilled water or hot water in any air conditioning load region of the absorption chiller / heater.
ここで、従来、再燃バーナの燃焼用空気として、他の熱源機器から供給される高温排ガスと通常の送風機から供給される空気とを、吸収式冷温水機の空調負荷に応じて切換え可能にし、空調低負荷時には、再燃バーナに空気を供給し、空調高負荷時には、再燃バーナに高温排ガスを供給するようにした技術が実用に供されている(例えば、特許文献3参照)。但し、電力要求をも考慮した制御については何ら記載されていない。 Here, conventionally, as the combustion air of the reburning burner, the high-temperature exhaust gas supplied from other heat source equipment and the air supplied from a normal blower can be switched according to the air conditioning load of the absorption chiller / heater, A technique has been put to practical use in which air is supplied to the reburning burner when the air conditioning is under a low load, and high-temperature exhaust gas is supplied to the reburning burner when the air conditioning is under a high load (see, for example, Patent Document 3). However, there is no description about control in consideration of power demand.
先ず、従来の吸収式冷温水機において、再生器において単にバーナで燃料を燃焼させて吸収液を加熱する場合には、バーナに吸込まれる燃焼用空気の温度は外気温度に等しく高温でないため、バーナでの燃料の燃焼中に燃焼用空気の温度を上昇させるのに熱量の一部が費やされるため、その分熱効率は低くなる。また、特許文献1に記載の吸収式冷温水機では、排ガスの顕熱を回収するだけであり、一般的には、熱効率の大幅な向上は期待できないし、排ガス中に残存する酸素や未燃焼ガスを高温状態で大気へ放出してしまうことにもなり、燃焼効率の向上もあまり期待できない。 First, in the conventional absorption chiller / heater, when the absorbent is heated by simply burning fuel with a burner in the regenerator, the temperature of the combustion air sucked into the burner is not equal to the outside air temperature, Since a part of the heat is consumed to raise the temperature of the combustion air during the combustion of the fuel in the burner, the heat efficiency is lowered accordingly. Further, the absorption chiller / heater described in Patent Document 1 only recovers the sensible heat of the exhaust gas, and in general, significant improvement in thermal efficiency cannot be expected, and oxygen remaining in the exhaust gas and unburned Gases are also released to the atmosphere at high temperatures, and improvement in combustion efficiency cannot be expected much.
そこで、高温排ガスの残存酸素を燃焼用空気として、吸収式冷温水機の再燃バーナで燃料を燃焼させ、排ガス中の残存酸素を有効利用することが考えられる。しかし、発電ユニットと再燃バーナに供給する燃料供給量を適切に配分しなければ、吸収式冷温水機の空調負荷が低負荷の場合に、再燃バーナの始動/停止が頻繁に起こって吸収式冷温水機の冷温水出口温度が変動して安定しないこと、再燃バーナの排ガスのCO,NO X の排出を抑制できずに燃焼条件を最適化できなこと、更には、冷温水出口温度を安定させて、発電ユニットの発電電力を最大化できないこと、等の虞がある。 Therefore, it is conceivable to use the residual oxygen in the exhaust gas effectively by burning the fuel with the reburning burner of the absorption chiller / heater using the residual oxygen of the high-temperature exhaust gas as combustion air. However, if the fuel supply supplied to the power generation unit and the reburning burner is not properly distributed, the reburning burner will start and stop frequently and the absorption cold The chilled water outlet temperature of the water machine fluctuates and is unstable, the combustion conditions cannot be optimized without suppressing the emission of CO and NO x from the exhaust gas of the reburning burner, and the chilled water outlet temperature is stabilized. Therefore, there is a possibility that the power generated by the power generation unit cannot be maximized.
即ち、吸収式冷温水機の空調負荷と発電ユニットに対する電力要求に応じて、発電ユニットと再燃バーナに供給する燃料供給量を適切に配分することで、吸収液冷温水機のあらゆる空調負荷領域において安定した冷温水を建物に供給可能にすることが要求される。
本発明の目的は、発電ユニットの排ガスの顕熱と残存酸素を有効利用して熱効率を大幅に向上させると共に、発電ユニットと再燃バーナに供給する燃料供給量を、吸収式冷温水機の空調負荷と発電ユニットに対する電力要求の少なくとも1つに基づいて適切に配分するように構成して、吸収式冷温水機のあらゆる空調負荷領域において安定した冷温水を建物に供給可能に構成したハイブリッド熱電供給システムを提供することである。That is, by appropriately allocating the amount of fuel supplied to the power generation unit and the reburning burner according to the air conditioning load of the absorption chiller / heater and the power requirement for the power generation unit, It is required that stable cold and hot water can be supplied to the building.
The object of the present invention is to significantly improve the thermal efficiency by effectively utilizing the sensible heat and residual oxygen of the exhaust gas of the power generation unit, and to reduce the amount of fuel supplied to the power generation unit and the reburning burner to the air conditioning load of the absorption chiller / heater A hybrid thermoelectric supply system configured to appropriately distribute power based on at least one of the power requirements for the power generation unit and to supply stable cold / warm water to the building in any air conditioning load region of the absorption chiller / heater Is to provide.
請求項1のハイブリッド熱電供給システムは、気体又は液体の燃料を燃焼させて発電する発電ユニットと、発電ユニットの排ガスの残存酸素を燃焼用空気として気体又は液体の燃料を燃焼させる再燃バーナと、この再燃バーナを有すると共に吸収液から冷媒を分離させる再生器と冷媒を蒸発させる蒸発器とを有し且つ冷水又は温水を生成して建物に循環供給する吸収式冷温水機とを備えたハイブリッド熱電供給システムであって、前記吸収式冷温水機の再燃バーナの排ガスを再生器に供給すると共に、発電ユニットで発電された電力を発電ユニットと吸収式冷温水機の駆動電力として使用するように構成し、前記発電ユニットと再燃バーナに供給する燃料供給量を、吸収式冷温水機の空調負荷と前記発電ユニットに対する電力要求の少なくとも1つに基づいて配分すると共に、前記発電ユニットの発 電電力を最大化するように、前記発電ユニットと再燃バーナへの燃料供給量の配分量を決 定する統合制御装置を設け、前記吸収式冷温水機には吸収液と冷媒を冷却する冷却水が供 給され、前記統合制御装置は、前記発電ユニットの発電電力を最大化する為に吸収式冷温 水機の冷却水入口温度を上げるように構成したことを特徴とするものである。The hybrid thermoelectric supply system according to claim 1 includes a power generation unit that generates power by burning gas or liquid fuel, a reburning burner that burns gas or liquid fuel using residual oxygen in the exhaust gas of the power generation unit as combustion air, Hybrid thermoelectric supply having a reburner and a regenerator that separates the refrigerant from the absorbent and an evaporator that evaporates the refrigerant, and an absorption chiller / heater that generates cold water or hot water and circulates it to the building The system is configured to supply exhaust gas from the reburning burner of the absorption chiller / heater to the regenerator and use the electric power generated by the power generation unit as drive power for the power generation unit and the absorption chiller / heater. The amount of fuel supplied to the power generation unit and the reburning burner is less than the air conditioning load of the absorption chiller / heater and the power requirement for the power generation unit. With allocating based on one, so as to maximize the originating DENDEN force of the power generating unit, it provided an integrated control device for determine the distribution amount of the fuel supply amount to the power generation unit and relapse burner, the absorption the chiller cooling water for cooling the absorbent liquid and the refrigerant is subjected supply, the integrated control unit, so as to increase the cooling water inlet temperature of the absorption chiller-heater in order to maximize the power generation power of the power generating unit It is characterized by comprising.
このハイブリッド熱電供給システムでは、発電ユニットにより、気体又は液体の燃料が燃焼されて発電され、その電力が発電ユニットと吸収式冷温水機の駆動電力として使用される。吸収式冷温水機においては、再燃バーナにより、発電ユニットの排ガスの残存酸素を燃焼用空気として気体又は液体の燃料が燃焼され、発電ユニットの排ガスの保有熱と再燃バーナの燃焼熱とを熱源として吸収式冷温水機が駆動される。即ち、再燃バーナの排ガスが再生器に供給され、再生器において、その高温の排ガスにより吸収液が加熱されて吸収液から冷媒が分離し、その冷媒が凝縮された後に蒸発器に供給され、蒸発器において、冷媒が水(循環水)から熱を奪って蒸発して、冷水が生成されて建物に循環供給される。暖房用に使用する場合、吸収液から分離した高温の冷媒を再生器に直接供給することにより、その高温冷媒が水(循環水)を加熱して、温水が生成されて建物に循環供給される。また、吸収式冷温水機の空調負荷が低い場合、再燃バーナへの燃料供給を停止したとして も、発電ユニットの排ガスの顕熱により所要加熱量を超えることが想定されるが、統合制 御装置により、これを防止して、発電ユニットの発電電力を最大化するように、発電ユニ ットと再燃バーナへの燃料供給量が適切に配分される。しかも、吸収式冷温水機の冷却水 入口温度を上げることで、吸収式冷温水機の冷却性能を抑制して、吸収式冷温水機の空調 負荷が低負荷の場合でも、発電ユニットによる発電量を最大化することができる。つまり 、発電ユニットによる発電量を最大化しても、吸収式冷温水機の冷却性能を高め過ぎない ように調節することができる。 In this hybrid thermoelectric supply system, gas or liquid fuel is burned by the power generation unit to generate power, and the power is used as drive power for the power generation unit and the absorption chiller / heater. In an absorption chiller / heater, gas or liquid fuel is burned by the reburning burner using the residual oxygen in the exhaust gas of the power generation unit as combustion air, and the retained heat of the exhaust gas of the power generation unit and the combustion heat of the reburning burner are used as heat sources. Absorption chiller / heater is driven. That is, the exhaust gas from the reburning burner is supplied to the regenerator. In the regenerator, the absorption liquid is heated by the high-temperature exhaust gas to separate the refrigerant from the absorption liquid, and the refrigerant is condensed and then supplied to the evaporator to evaporate. In the container, the refrigerant takes heat from the water (circulated water) and evaporates to generate cold water, which is circulated and supplied to the building. When used for heating, the high-temperature refrigerant separated from the absorbing liquid is directly supplied to the regenerator so that the high-temperature refrigerant heats water (circulated water), and hot water is generated and circulated and supplied to the building. . Further, when the air conditioning load of the absorption chiller-heater is low, even to stop the fuel supply to relapse burner, but it is envisioned that more than the required amount of heating by the sensible heat of the exhaust gas of the power generation unit, integrated control device Accordingly, to prevent this, to maximize the power generation power of the generator unit, the fuel supply amount to the generator Uni Tsu preparative and relapse burner is properly distributed. Moreover, by increasing the cooling water inlet temperature of the absorption chiller / heater, the cooling performance of the absorption chiller / heater is suppressed, and even if the air conditioning load of the absorption chiller / heater is low, the amount of power generated by the power generation unit Can be maximized. In other words , even if the amount of power generated by the power generation unit is maximized, it is possible to adjust so that the cooling performance of the absorption chiller / heater is not excessively increased .
請求項2のハイブリッド熱電供給システムは、請求項1の発明において、前記発電ユニットで発電された交流電力を直流電力に変換すると共に、外部の電力供給系から供給される交流電力を直流電力に変換する直流電力変換部と、変換された直流電力を前記駆動電力とし使用するために所定周波数の交流電力に変換する交流電力変換部とを有する電力変換装置を備えたことを特徴とするものである。 A hybrid thermoelectric supply system according to a second aspect converts the AC power generated by the power generation unit into DC power and converts AC power supplied from an external power supply system into DC power. And a power converter having an AC power converter that converts the converted DC power into AC power having a predetermined frequency for use as the drive power. .
このハイブリッド熱電供給システムでは、発電ユニットで発電された交流電力が、電力変換装置において、直流電力変換部(コンバータ)により直流電力に変換された後、交流電力変換部(インバータ)により所定周波数の交流電力に変換され、その交流電力が発電ユニットと吸収式冷温水機の種々の機器に供給されて駆動電力として使用される。発電ユニットの発電電力が不足する場合に、外部の電力供給系から供給された交流電力が、電力変換装置において、直流電力変換部(整流器)により整流されて直流電力に変換された後、交流電力変換部(インバータ)により所定周波数の交流電力に変換され、その交流電力が発電ユニットと吸収式冷温水機の種々の機器に補給電力として供給され使用される。 In this hybrid thermoelectric supply system, AC power generated by the power generation unit is converted into DC power by a DC power conversion unit (converter) in the power conversion device, and then AC power having a predetermined frequency is converted by the AC power conversion unit (inverter). It is converted into electric power, and the AC power is supplied to various devices such as the power generation unit and the absorption chiller / heater and used as driving power. When the power generated by the power generation unit is insufficient, the AC power supplied from the external power supply system is rectified by the DC power converter (rectifier) and converted to DC power in the power converter, and then the AC power It is converted into alternating current power of a predetermined frequency by a conversion unit (inverter), and the alternating current power is supplied and used as supplementary power to various devices such as the power generation unit and the absorption chiller / heater.
請求項3のハイブリッド熱電供給システムは、請求項1の発明において、前記発電ユニットで発電された交流電力を直流電力に変換すると共に、外部の電力供給系から供給される交流電力を直流電力に変換する直流電力変換部を有する電力変換装置を備え、この直流電力変換部で変換した直流電力を、所定周波数の交流電力に変換する交流電力変換部を備えた交流駆動機器、或いは、直流駆動機器へ供給することを特徴とするものである。 A hybrid thermoelectric supply system according to a third aspect is the invention according to the first aspect, wherein the AC power generated by the power generation unit is converted into DC power, and the AC power supplied from an external power supply system is converted into DC power. To an AC drive device having an AC power conversion unit that converts DC power converted by the DC power conversion unit into AC power having a predetermined frequency, or a DC drive device. It is characterized by supplying.
このハイブリッド熱電供給システムでは、発電ユニットで発電された交流電力が、電力変換装置において、直流電力変換部(コンバータ)により直流電力に変換されて、交流駆動機器に供給され、その交流駆動機器において、交流電力変換部(インバータ)により所定周波数の交流電力に変換され、或いは、直流電力変換部(コンバータ)により変換された直流電力が直流駆動機器に供給され、駆動電力として使用される。発電ユニットの発電電力が不足する場合に、外部の電力供給系から供給された交流電力が、電力変換装置において、直流電力変換部(整流器)により整流されて直流電力に変換されて、交流駆動機器に供給され、その交流駆動機器において、交流電力変換部(インバータ)により所定周波数の交流電力に変換され、或いは、直流電力変換部(整流器)により変換された直流電力が直流駆動機器に供給され、補給電力として使用される。 In this hybrid thermoelectric supply system, the AC power generated by the power generation unit is converted into DC power by a DC power conversion unit (converter) in the power converter, and supplied to the AC drive device. In the AC drive device, The AC power conversion unit (inverter) converts the AC power into a predetermined frequency, or the DC power converted by the DC power conversion unit (converter) is supplied to a DC drive device and used as drive power. When the power generated by the power generation unit is insufficient, the AC power supplied from the external power supply system is rectified by the DC power converter (rectifier) and converted to DC power in the power converter, and the AC drive device In the AC drive device, the AC power conversion unit (inverter) converts the AC power into a predetermined frequency, or the DC power conversion unit (rectifier) converts the DC power to the DC drive device, Used as supplementary power.
請求項4のハイブリッド熱電供給システムは、請求項2又は3の発明において、外部の 電力供給系から電力供給を受けずに電力的に自立して運転可能なように、前記電力変換装 置の電力出力量を決定する統合制御装置を設けたことを特徴とするものである。外部の電 力供給系から電力供給を受けずに電力的に自立して運転できるように、統合制御装置によ り電力変換装置の電力出力量が決定される。それ故、外部の電力供給系から電力供給を受 けることができない場合でも電力的に自立して運転することができる。尚、発電ユニット の発電量に対する駆動電力の一時的な過不足については、バッテリを設け、そのバッテリ で吸収(充電、補給)することができる。 Hybrid cogeneration system according to claim 4 is the invention of claim 2 or 3, so as to be operated with free-standing in terms of electric power without receiving power from an external power supply system, power of the power conversion equipment An integrated control device for determining the output amount is provided. As can be operated autonomously in power manner from the outside of the power supply system without receiving power supply, the power output of the power converter Ri by the integrated control device is determined. Therefore, it can be operated by electric power self-sustaining even if it can not affect the synchronization power supply from an external power supply system. In addition, about temporary excess and deficiency of the drive electric power with respect to the electric power generation amount of an electric power generation unit , a battery can be provided and it can absorb (charge, replenish) with the battery .
請求項5のハイブリッド熱電システムは、請求項4の発明において、前記発電ユニット は、発電ユニットと吸収式冷温水機の機器に駆動電力の全部又は一部を供給し、前記統合 制御装置は、吸収式冷温水機の空調負荷に対する発電ユニットの発電許容量に応じて、前 記駆動電力の合計が発電許容量以内となるように、駆動電力を供給する機器を選択するよ うに構成したことを特徴とするものである。吸収式冷温水機の空調負荷に応じて発電ユニ ットの発電許容量が決定され、発電ユニットと吸収式冷温水機の機器に供給される駆動電 力の合計が発電許容量以内となるように、駆動電力を供給する機器が選択される。 A hybrid thermoelectric system according to a fifth aspect is the invention according to the fourth aspect , wherein the power generation unit supplies all or part of the drive power to the power generation unit and the absorption chiller / heater device, and the integrated control device depending on the power generation capacity of the generator unit relative to the air conditioning load of formula chiller, such that the sum of the previous SL drive power is within the power generation allowance, characterized in that by Uni configured to select a device for supplying driving power It is what. In accordance with the air-conditioning load of the absorption chiller-heater is determined power generation capacity of the generator Uni Tsu bets, as the sum of the driving power supplied to the device with the power generation unit absorption chiller-heater is within the power generation allowance In addition, a device that supplies driving power is selected.
請求項6のハイブリッド熱電システムは、請求項4又は5の発明において、前記発電ユ ニットは、発電ユニットと吸収式冷温水機の機器に駆動電力の全部又は一部を供給し、前 記統合制御装置は、吸収式冷温水機の空調負荷に対する発電ユニットの発電許容量に応じ て、前記駆動電力の合計が発電許容量以内となるように、インバータ駆動方式の機器に供 給する駆動電力を抑制するように構成したことを特徴とするものである。吸収式冷温水機 の空調負荷に応じて発電ユニットの発電許容量が決定され、発電ユニットと吸収式冷温水 機の機器に供給される駆動電力の合計が発電許容量以内となるように、インバータ駆動方 式の機器に供給する駆動電力が抑制される。 Hybrid thermoelectric system according to claim 6 is the invention of claim 4 or 5, wherein the power generating units is all or part of the drive power to the device with the power generation unit absorption chiller-heater supplies, pre Symbol integrated control device, in accordance with the power generation capacity of the generator unit relative to the air conditioning load of the absorption chiller-heater, wherein as the sum of the drive power is within the power generation allowance suppress driving power to supply feed to the device of the inverter drive system It is comprised so that it may carry out. Power generation capacity of the power generating unit in accordance with the air-conditioning load of the absorption chiller-heater is determined, as the sum of the drive power supplied to the device with the power generation unit absorption chiller-heater is within the power generation allowance inverter supplied to the device driving scheme driving power is inhibited.
請求項1のハイブリッド熱電供給システムによれば、発電ユニットにより、気体又は液体の燃料を燃焼して発電し、その電力を発電ユニットと吸収式冷温水機の駆動電力として使用することができ、吸収式冷温水機においては、再燃バーナにより、発電ユニットの排ガスの残存酸素を燃焼用空気として気体又は液体の燃料を燃焼し、その再燃バーナの高温の排ガスを再生器に供給することができる。つまり、発電ユニットの排ガスの保有熱と残存酸素とを有効に利用できるため、熱効率を大幅に向上させると共に、発電ユニットと再燃バーナに供給する燃料供給量を、吸収式冷温水機の空調負荷と発電ユニットに対する電力要求の少なくとも1つに基づいて適切に配分して、吸収式冷温水機のあらゆる空調負荷領域において安定した冷温水を建物に供給可能になる。また、発電ユニットの発電電力を 最大化するように、発電ユニットと再燃バーナへの燃料供給量の配分量を決定する統合制 御装置を設けたので、吸収式冷温水機の空調負荷が低い場合、再燃バーナへの燃料供給を 停止したとしても、発電ユニットの排ガスの顕熱により所要加熱量を超えることが想定さ れるが、これを防止して、発電ユニットの発電電力を最大化するように、発電ユニットと 再燃バーナへの燃料供給量を適切に配分することができる。更に、吸収式冷温水機には吸 収液と冷媒を冷却する冷却水が供給され、統合制御装置は、発電ユニットの発電電力を最 大化する為に吸収式冷温水機の冷却水入口温度を上げるように構成したので、吸収式冷温 水機の冷却性能を抑制して、吸収式冷温水機の空調負荷が低負荷の場合でも、発電ユニッ トによる発電量を最大化することができる。 According to the hybrid thermoelectric supply system of claim 1, the power generation unit burns gas or liquid fuel to generate power, and the power can be used as driving power for the power generation unit and the absorption chiller / heater. In the type chiller / heater, the reburning burner can burn the gas or liquid fuel using the remaining oxygen in the exhaust gas of the power generation unit as combustion air, and supply the high temperature exhaust gas from the reburning burner to the regenerator. In other words, since the retained heat and residual oxygen in the exhaust gas of the power generation unit can be used effectively, the thermal efficiency is greatly improved, and the amount of fuel supplied to the power generation unit and the reburning burner is reduced with the air conditioning load of the absorption chiller / heater. Proper distribution based on at least one of the power requirements for the power generation unit makes it possible to supply stable cold / hot water to the building in any air conditioning load region of the absorption chiller / heater. Also, to maximize the power generation power of the generator unit, since there is provided an integrated control device for determining the distribution amount of the fuel supply amount to the power generation unit and relapse burner, when a low air conditioning load of the absorption chiller-heater Even if the fuel supply to the reburning burner is stopped, it is assumed that the required heating amount will be exceeded due to the sensible heat of the exhaust gas of the power generation unit, but this is prevented and the generated power of the power generation unit is maximized. The fuel supply amount to the power generation unit and the reburn burner can be appropriately distributed. Further, the absorption chiller-heater is supplied with cooling water for cooling the intake Osamueki and refrigerant, the integrated control apparatus, a cooling water inlet temperature of the absorption chiller-heater of the power generated by the power generation unit to maximize since it is configured to raise and to suppress the cooling performance of the absorption chiller-heater, air-conditioning load of the absorption chiller-heater even when a low load, it is possible to maximize the power generation amount by the power generation unit.
請求項2のハイブリッド熱電供給システムによれば、発電ユニットで発電された交流電力を直流電力に変換すると共に、外部の電力供給系から供給される交流電力を直流電力に変換する直流電力変換部と、変換された直流電力を前記駆動電力とし使用するために所定周波数の交流電力に変換する交流電力変換部とを有する電力変換装置を備えたので、発電ユニットと吸収式冷温水機の種々の機器等に、発電ユニットで発電された交流電力を電力変換装置により所定周波数の交流電力に変換して供給することができ、発電ユニットの発電電力が不足する場合でも、外部の電力供給系から供給された交流電力を電力変換装置により所定周波数の交流電力に変換して供給することができる。 According to the hybrid thermoelectric supply system of claim 2, a DC power conversion unit that converts AC power generated by the power generation unit into DC power and converts AC power supplied from an external power supply system into DC power; Since the power conversion device having the AC power conversion unit that converts the converted DC power into the AC power of a predetermined frequency to be used as the driving power is provided, various devices such as the power generation unit and the absorption chiller / heater For example, AC power generated by the power generation unit can be converted into AC power of a predetermined frequency by the power conversion device and supplied, and even when the power generation power of the power generation unit is insufficient, it is supplied from an external power supply system. The AC power can be converted into AC power having a predetermined frequency and supplied by the power converter.
請求項3のハイブリッド熱電供給システムによれば、発電ユニットで発電された交流電力を直流電力に変換すると共に、外部の電力供給系から供給される交流電力を直流電力に変換する直流電力変換部を有する電力変換装置を備え、この直流電力変換部で変換した直流電力を、所定周波数の交流電力に変換する交流電力変換部を備えた交流駆動機器、或いは、直流駆動機器へ供給するので、発電ユニットと吸収式冷温水機の種々の交流駆動機器或いは直流駆動機器に、発電ユニットで発電された交流電力を電力変換装置により直流電力に変換して供給することができ、発電ユニットの発電電力が不足する場合でも、外部の電力供給系から供給された交流電力を電力変換装置により直流電力に変換して供給することができる。 According to the hybrid thermoelectric supply system of claim 3, the direct-current power conversion unit that converts alternating-current power generated by the power generation unit into direct-current power and converts alternating-current power supplied from an external power supply system into direct-current power. The power generation unit includes a power conversion device having an AC power conversion unit that converts the DC power converted by the DC power conversion unit into AC power having a predetermined frequency, or a DC drive device. The AC power generated by the power generation unit can be converted into DC power by the power converter and supplied to various AC drive devices or DC drive devices of the absorption chiller / heater. Even in this case, AC power supplied from an external power supply system can be converted into DC power by the power converter and supplied.
請求項4のハイブリッド熱電供給システムによれば、外部の電力供給系から電力供給を 受けずに電力的に自立して運転可能なように、電力変換装置の電力出力量を決定する統合 制御装置を設けたので、外部の電力供給系から電力供給を受けることができない場合でも 電力的に自立して運転することができる。 According to the hybrid thermoelectric supply system of claim 4, the integrated control device that determines the power output amount of the power conversion device so that the power conversion device can operate independently without receiving power supply from an external power supply system. Since it is provided, it is possible to operate independently in terms of power even when power supply from an external power supply system cannot be received.
請求項5のハイブリッド熱電システムによれば、発電ユニットは、発電ユニットと吸収 式冷温水機の機器に駆動電力の全部又は一部を供給し、統合制御装置は、吸収式冷温水機 の空調負荷に対する発電ユニットの発電許容量に応じて、駆動電力の合計が発電許容量以 内となるように、駆動電力を供給する機器を選択するように構成したので、吸収式冷温水 機の空調負荷に応じて発電ユニットの発電許容量を決定して、発電ユニットと吸収式冷温 水機の機器に供給される駆動電力の合計が発電許容量以内となるように、駆動電力を供給 する機器を選択することができる。 According to the hybrid thermoelectric system of claim 5 , the power generation unit supplies all or part of the driving power to the power generation unit and the absorption chiller / heater device, and the integrated control device includes the air conditioning load of the absorption chiller / heater. depending on the power generation capacity of the power generation unit for, such that the sum of the drive power is power tolerance than the so constituted as to select a device for supplying driving power to the air conditioning load of the absorption chiller-heater depending determines the power generation capacity of the power generation units, the sum of the drive power supplied to the device with the power generation unit absorption chiller-heater is to be within the power generation allowance, the selection of equipment to supply driving power be able to.
請求項6のハイブリッド熱電システムによれば、発電ユニットは、発電ユニットと吸収 式冷温水機の機器に駆動電力の全部又は一部を供給し、統合制御装置は、吸収式冷温水機 の空調負荷に対する発電ユニットの発電許容量に応じて、駆動電力の合計が発電許容量以 内となるように、インバータ駆動方式の機器に供給する駆動電力を抑制するように構成し たので、吸収式冷温水機の空調負荷に応じて発電ユニットの発電許容量を決定して、発電 ユニットと吸収式冷温水機の機器に供給される駆動電力の合計が発電許容量以内となるよ うに、インバータ駆動方式の機器に供給する駆動電力を抑制することができる。 According to the hybrid thermoelectric system of claim 6 , the power generation unit supplies all or part of the driving power to the power generation unit and the absorption chiller / heater device, and the integrated control device includes the air conditioning load of the absorption chiller / heater. depending on the power generation capacity of the power generation unit for, such that the sum of the drive power is power tolerance than the so constituted as to suppress the driving power supplied to the device of the inverter drive system, the absorption chiller machine to determine the power generation capacity of the power generating unit in accordance with the air-conditioning load of sea urchin by the sum of the drive power is within the power generation allowable amount supplied to the device with the power generation unit absorption chiller-heater, an inverter drive system The driving power supplied to the device can be suppressed.
本実施形態のハイブリッド熱電供給システムは、吸収式冷温水機の再燃バーナにより発電ユニットの排ガスを燃焼用空気として燃料を燃焼させ、その再燃バーナの排ガスを再生器に供給すると共に、発電ユニットで発電された電力を、発電ユニットと吸収式冷温水機の駆動電力として使用するように構成したものであり、特に、発電ユニットと再燃バーナに供給する燃料供給量を、吸収式冷温水機の空調負荷と発電ユニットに対する電力要求の少なくとも1つに基づいて適切に配分するように構成したものである。 The hybrid thermoelectric supply system of the present embodiment burns fuel using the reburning burner of the absorption chiller / heater as the combustion unit's exhaust gas as combustion air, supplies the reburning burner's exhaust gas to the regenerator, and generates power with the power generation unit. The generated power is used as drive power for the power generation unit and the absorption chiller / heater. In particular, the amount of fuel supplied to the power generation unit and the reburning burner is determined by the air conditioning load of the absorption chiller / heater. And at least one of the power requirements for the power generation unit.
図1に示すように、ハイブリッド熱電供給システム1(以下、熱電供給システム1という)は、燃料ガス(例えば、都市ガス)を燃焼させて発電するガスタービン式発電ユニット2(以下、発電ユニット2という)と、発電ユニット2の排ガスの残存酸素を燃焼用空気として燃料ガス(例えば、都市ガス)を燃焼させる再燃バーナ31と、この再燃バーナ31を有すると共に吸収液(例えば、臭化リチウム溶液)から冷媒(例えば、水)を分離させる再生器36,37と冷媒を蒸発させる蒸発器33(図3参照)とを有し且つ冷水又は温水を生成してビル等の建物に循環供給する吸収式冷温水機3を備え、吸収式冷温水機3の再燃バーナ31の排ガスを再生器37に供給すると共に、発電ユニット2で発電された電力を発電ユニット2と吸収式冷温水機3の種々の機器等の駆動電力として使用するように構成したものである。 As shown in FIG. 1, a hybrid thermoelectric supply system 1 (hereinafter referred to as a thermoelectric supply system 1) includes a gas turbine power generation unit 2 (hereinafter referred to as a power generation unit 2) that generates power by burning fuel gas (for example, city gas). ), A reburning burner 31 that burns fuel gas (for example, city gas) using the residual oxygen in the exhaust gas of the power generation unit 2 as combustion air, and an absorption liquid (for example, a lithium bromide solution) having the reburning burner 31 Absorption cold temperature having regenerators 36 and 37 for separating refrigerant (for example, water) and an evaporator 33 (see FIG. 3) for evaporating the refrigerant, and generating cold water or hot water and circulating it to a building such as a building A water machine 3 is provided, the exhaust gas from the reburning burner 31 of the absorption chiller / heater 3 is supplied to the regenerator 37, and the power generated by the power generation unit 2 is absorbed by the power generation unit 2. Those configured for use as various driving power such equipment chiller 3.
また、図1、図2に示すように、熱電供給システム1は、発電ユニット2と吸収式冷温水機3の種々の機器等に電力を供給すると共に、発電ユニット2と吸収式冷温水機3の駆動機器等を制御する統合制御装置である動力制御盤4と、電力変換装置70とを備え、この電力変換装置70は、発電ユニット2で発電された高周波の交流電力を直流電力に変換するコンバータ71(直流電力変換部)と、外部の電力供給系の商用電源60から供給される交流電力を整流して直流電力に変換する整流器72(直流電力変換部)と、変換された直流電力を前記駆動電力として使用するために所定周波数(例えば、50Hz又は60Hz)の交流電力に変換するインバータ73(交流電力変換部)とを有し、インバータ73で変換された交流電力が発電ユニット2と吸収式冷温水機3の種々の機器に供給される。 As shown in FIGS. 1 and 2, the thermoelectric supply system 1 supplies power to various devices such as the power generation unit 2 and the absorption chiller / heater 3, and also generates the power generation unit 2 and the absorption chiller / heater 3. The power control panel 4 that is an integrated control device that controls the drive devices and the like, and a power conversion device 70, which converts high-frequency AC power generated by the power generation unit 2 into DC power. Converter 71 (DC power conversion unit), rectifier 72 (DC power conversion unit) that rectifies AC power supplied from commercial power supply 60 of the external power supply system and converts it into DC power, and the converted DC power An inverter 73 (AC power converter) that converts the AC power into a predetermined frequency (for example, 50 Hz or 60 Hz) for use as the driving power, and the AC power converted by the inverter 73 is a power generation unit. To the various devices such as the hot water 2 and the absorption chiller / heater 3.
発電ユニット2について説明する。
図1に示すように、発電ユニット2は、発電機10と、発電機10を駆動するガスタービン11と、燃料ガスを加圧してガスタービン11の燃焼器19に供給する燃料ガス圧縮機12と、制御ユニット13等を備え、その発電容量は30kw程度の比較的小型のものである。発電機10はガスタービン11の出力軸14に直結され、燃料ガス圧縮機12で圧縮された燃焼ガスと圧縮機18で圧縮された燃焼用空気とが燃焼器19で燃焼され、その高温の燃焼排ガスが膨張機20で膨張され、その膨張エネルギーが出力軸14から取出される。尚、図4、図5に示すように、燃焼機19に導入する燃焼用空気量を調節する吸気調節弁19aが設けられている。出力軸14には、ガスタービン11の回転数を検出するタービン回転数センサ21(ロータリーエンコーダ)が設けられ、燃焼器19には燃焼器19内のガス圧を検出するガス圧センサ29が設けられている。The power generation unit 2 will be described.
As shown in FIG. 1, the power generation unit 2 includes a power generator 10, a gas turbine 11 that drives the power generator 10, a fuel gas compressor 12 that pressurizes fuel gas and supplies the fuel gas to the combustor 19 of the gas turbine 11. The control unit 13 is provided, and its power generation capacity is a comparatively small size of about 30 kw. The generator 10 is directly connected to the output shaft 14 of the gas turbine 11, and the combustion gas compressed by the fuel gas compressor 12 and the combustion air compressed by the compressor 18 are combusted by the combustor 19, and the high-temperature combustion is performed. The exhaust gas is expanded by the expander 20, and the expansion energy is taken out from the output shaft 14. As shown in FIGS. 4 and 5, an intake air adjustment valve 19 a for adjusting the amount of combustion air introduced into the combustor 19 is provided. The output shaft 14 is provided with a turbine rotational speed sensor 21 (rotary encoder) that detects the rotational speed of the gas turbine 11, and the combustor 19 is provided with a gas pressure sensor 29 that detects the gas pressure in the combustor 19. ing.
燃焼器19には、燃料ガスを供給するガス供給管22が接続され、このガス供給管22に、燃料ガス圧縮機12と、燃料ガスの流量を検出する燃料ガス流量センサ23と、燃料ガスの流量を調節する燃料ガス流量調節弁24が設けられている。この発電ユニット2には、燃料ガス圧縮機12を冷却する冷却ファン25も設けられている。膨張器20で膨張した排ガスが、排ガスダクト26を通って吸収式冷温水機3の再燃バーナ31に送られ、再燃バーナ31によりこの排ガスを燃焼用空気として燃料ガスが燃焼される。排ガスダクト26には、排ガス中のO2濃度を検出する排ガスO2濃度センサ27と、排ガスの温度を検出する排ガス温度センサ28が設けられている。 A gas supply pipe 22 for supplying fuel gas is connected to the combustor 19. The gas supply pipe 22 is connected to the fuel gas compressor 12, a fuel gas flow rate sensor 23 for detecting the flow rate of the fuel gas, and a fuel gas flow rate. A fuel gas flow rate adjusting valve 24 for adjusting the flow rate is provided. The power generation unit 2 is also provided with a cooling fan 25 that cools the fuel gas compressor 12. The exhaust gas expanded by the expander 20 is sent to the reburning burner 31 of the absorption chiller / heater 3 through the exhaust gas duct 26, and the reburning burner 31 burns fuel gas using this exhaust gas as combustion air. The exhaust gas duct 26 is provided with an exhaust gas O2 concentration sensor 27 for detecting the O2 concentration in the exhaust gas and an exhaust gas temperature sensor 28 for detecting the temperature of the exhaust gas.
制御ユニット13は動力制御盤4に電気的に接続されており、この制御ユニット13に、動力制御盤4からの信号の他、タービン回転数センサ21、燃料ガス流量センサ23、ガス圧センサ29等からの信号が入力されると共に、制御ユニット13は、入力された必要な信号に基づいて、燃料ガス圧縮機12、燃料ガス流量調節弁24、冷却ファン25等を制御し、また、入力された必要な信号を動力制御盤4へ逐次出力する。尚、図4には、動力制御盤4と制御ユニット13,32を纏めて制御装置80とした場合の制御系のブロック図を示しており、実際このように制御装置80を纏めて構成することも可能である。 The control unit 13 is electrically connected to the power control panel 4, and in addition to signals from the power control panel 4, the turbine speed sensor 21, the fuel gas flow sensor 23, the gas pressure sensor 29, etc. The control unit 13 controls the fuel gas compressor 12, the fuel gas flow rate adjustment valve 24, the cooling fan 25, and the like based on the input necessary signals. Necessary signals are sequentially output to the power control panel 4. FIG. 4 shows a block diagram of a control system when the power control panel 4 and the control units 13 and 32 are collectively used as the control device 80. In fact, the control device 80 is actually configured as described above. Is also possible.
吸収式冷温水機3について説明する。
図1、図4に示すように、吸収式冷温水機3は、冷温水機本体30と、再燃バーナ31と、制御ユニット32等を備え、図3に示すように、冷温水機本体30には、蒸発器33、吸収器34、凝縮器35、低温再生器36、高温再生器37、低温熱交換器38、高温熱交換器39等が設けられている。The absorption chiller / heater 3 will be described.
As shown in FIGS. 1 and 4, the absorption chiller / heater 3 includes a chiller / heater body 30, a reburning burner 31, a control unit 32, and the like. Are provided with an evaporator 33, an absorber 34, a condenser 35, a low temperature regenerator 36, a high temperature regenerator 37, a low temperature heat exchanger 38, a high temperature heat exchanger 39, and the like.
この吸収式冷温水機3から冷水を建物に供給する場合の、冷温水機本体30での吸収液及び冷媒の一連の吸収サイクルについて説明すると、先ず、ほぼ真空状態に保持された蒸発器33に冷媒が冷媒ポンプ40で送られ、蒸発器33内において、冷媒が蒸発して冷媒蒸気(水蒸気)となり、このとき空調用の循環水が熱を奪われて冷やされる。蒸発器33で蒸発した冷媒蒸気は、吸収器34で吸収液が冷却水で冷やされる際に吸収液に吸収される。吸収器34で冷媒を吸収した低濃度(例えば、濃度56%)の吸収液は、第1吸収液ポンプ41により低温熱交換器38を通って低温再生器36に送られ、低温熱交換器38において環流する吸収液との間で熱交換され加熱された後に、低温再生器36で加熱されて吸収液から冷媒の一部が分離回収される。 A series of absorption cycles of absorption liquid and refrigerant in the chiller / heater body 30 when chilled water is supplied from the absorption chiller / heater 3 to the building will be described. First, the evaporator 33 is maintained in a substantially vacuum state. The refrigerant is sent by the refrigerant pump 40, and in the evaporator 33, the refrigerant evaporates to become refrigerant vapor (water vapor). At this time, the circulating water for air conditioning is deprived of heat and cooled. The refrigerant vapor evaporated by the evaporator 33 is absorbed by the absorption liquid when the absorption liquid is cooled by cooling water by the absorber 34. The low concentration (for example, concentration 56%) absorption liquid which absorbed the refrigerant | coolant with the absorber 34 is sent to the low temperature regenerator 36 through the low temperature heat exchanger 38 by the 1st absorption liquid pump 41, and the low temperature heat exchanger 38 is sent. After the heat is exchanged with the absorbing liquid that circulates and heated, the refrigerant is heated by the low-temperature regenerator 36 and a part of the refrigerant is separated and recovered from the absorbing liquid.
低温再生器36で冷媒の一部が分離されたやや高濃度(例えば、濃度58%)の吸収液は、第2吸収液ポンプ42により高温熱交換器39を通って高温再生器37に送られ、高温熱交換器39で環流する吸収液との間で熱交換され加熱された後に、高温再生器37で加熱されて吸収液から更に冷媒が分離回収される。高温再生器37には、再燃バーナ31の高温(例えば、1000℃)の排ガスが導入され、この排ガスにより吸収液が加熱される。低温再生器36又は高温再生器37で分離回収された冷媒は凝縮器35で凝縮されてから再び蒸発器33に送られる。高温再生器37で分離した冷媒は、低温再生器36を通って凝縮器35へ送られ、低温再生器36では、この高温の冷媒により吸収液が加熱される。高温再生器37で冷媒が分離された高濃度(例えば、濃度63%)の吸収液は、高温熱交換機39と低温熱交換機38で、夫々中間濃度の吸収液との間で熱交換された後に、吸収器34内に散布されて再び冷媒蒸気を吸収する。 The slightly high concentration (for example, 58% concentration) absorption liquid from which a part of the refrigerant has been separated by the low temperature regenerator 36 is sent to the high temperature regenerator 37 through the high temperature heat exchanger 39 by the second absorption liquid pump 42. After the heat exchange with the absorbing liquid circulating in the high-temperature heat exchanger 39 and heating, the refrigerant is further heated from the high-temperature regenerator 37 and further separated and recovered from the absorbing liquid. The high-temperature regenerator 37 is introduced with high-temperature (for example, 1000 ° C.) exhaust gas from the reburn burner 31, and the absorption liquid is heated by this exhaust gas. The refrigerant separated and recovered by the low temperature regenerator 36 or the high temperature regenerator 37 is condensed by the condenser 35 and then sent to the evaporator 33 again. The refrigerant separated by the high temperature regenerator 37 is sent to the condenser 35 through the low temperature regenerator 36, and the absorption liquid is heated by the high temperature refrigerant in the low temperature regenerator 36. The high concentration (for example, 63% concentration) absorption liquid from which the refrigerant has been separated by the high temperature regenerator 37 is subjected to heat exchange between the high concentration heat exchanger 39 and the low temperature heat exchanger 38 and the intermediate concentration absorption liquid, respectively. Then, it is sprayed into the absorber 34 and absorbs the refrigerant vapor again.
ところで、第1吸収液ポンプ41から低温熱交換器38へ延びる吸収液通路90と蒸発器33とはパイパス通路91で接続されており、このパイパス通路91には制御装置32で制御されるバイパス弁92が設けられている。一方、吸収式冷温水機3から建物に温水を供給するために、低温再生器36から凝縮器35へ延びる冷媒通路93と蒸発器33とが冷暖切換通路94で接続されており、この冷暖切換通路94には制御装置32で制御される冷暖切換弁95が設けられている。この冷暖切換弁95を開いて、冷媒通路93の比較的高温(例えば、70〜80℃)の冷媒を冷暖切換通路94から蒸発器33に導入することにより、蒸発器33において循環水が加熱される。 By the way, the absorption liquid passage 90 extending from the first absorption liquid pump 41 to the low-temperature heat exchanger 38 and the evaporator 33 are connected by a bypass passage 91, and a bypass valve controlled by the control device 32 is connected to the bypass passage 91. 92 is provided. On the other hand, in order to supply hot water to the building from the absorption chiller / heater 3, a refrigerant passage 93 extending from the low-temperature regenerator 36 to the condenser 35 and the evaporator 33 are connected by a cooling / heating switching passage 94. A cooling / heating switching valve 95 controlled by the control device 32 is provided in the passage 94. By opening the cooling / heating switching valve 95 and introducing a relatively high temperature (for example, 70 to 80 ° C.) refrigerant in the refrigerant passage 93 from the cooling / heating switching passage 94 to the evaporator 33, the circulating water is heated in the evaporator 33. The
ここで、図1に示すように、冷温水機本体30に接続された冷温水循環通路には、冷温水機本体30(吸収式冷温水機3)への冷温水の入口温度を検出する冷温水入口温度センサ47と、冷温水機本体30(吸収式冷温水機3)からの冷温水の出口温度を検出する冷温水出口温度センサ48と、冷温水の流量を検出する冷温水流量センサ49と、冷温水を循環させる冷温水ポンプ51が設けられている。また、冷温水機本体30には冷却水通路が接続され、この冷却水通路に冷却塔50が接続されている。冷却塔50には冷却ファン50bが設けられ、冷却水通路には、冷却水を循環させる冷却水ポンプ50aと、冷温水機本体30(吸収式冷温水機3)への冷却水の入口温度を検出する冷却水入口温度センサ50cが設けられている。 Here, as shown in FIG. 1, in the cold / hot water circulation passage connected to the cold / hot water machine body 30, cold / hot water for detecting the inlet temperature of the cold / hot water to the cold / hot water machine body 30 (absorption-type cold / hot water machine 3). An inlet temperature sensor 47, a chilled / hot water outlet temperature sensor 48 for detecting the outlet temperature of the chilled / hot water from the chiller / heater body 30 (absorption chiller / heater 3), and a chilled / hot water flow sensor 49 for detecting the flow rate of the chilled / hot water. A cold / hot water pump 51 for circulating cold / hot water is provided. A cooling water passage is connected to the chiller / heater body 30, and a cooling tower 50 is connected to the cooling water passage. The cooling tower 50 is provided with a cooling fan 50b. In the cooling water passage, the cooling water pump 50a that circulates the cooling water, and the inlet temperature of the cooling water to the chiller / heater body 30 (absorption chiller / heater 3) are provided. A cooling water inlet temperature sensor 50c for detection is provided.
図1に示すように、再燃バーナ31には、燃料ガスを供給するガス供給管43が接続されており、このガス供給管43には、燃料ガスの流量を検出する燃料ガス流量センサ44と、燃料ガスの流量を調節する燃料ガス流量調節弁45が設けられている。ここで、ガスタービン11の排ガスは高温(例えば、約600℃)であり、しかも、多くの酸素が残存し(例えば、残留酸素濃度薬18%)、しかも、未燃焼ガスも含まれている。従って、再燃バーナ31とガスタービン11の膨張器20とを排ガスダクト26で接続し、再燃バーナ31に発電ユニット2の排ガス全量を導入して、その排ガス中の残留酸素及び未燃焼ガス及び排ガスの保有熱を有効に利用してシステム全体の熱効率を向上させている。 As shown in FIG. 1, a gas supply pipe 43 that supplies fuel gas is connected to the reburning burner 31, and a fuel gas flow sensor 44 that detects the flow rate of the fuel gas; A fuel gas flow rate adjustment valve 45 for adjusting the flow rate of the fuel gas is provided. Here, the exhaust gas of the gas turbine 11 is at a high temperature (for example, about 600 ° C.), a large amount of oxygen remains (for example, 18% residual oxygen concentration medicine), and unburned gas is also included. Therefore, the reburning burner 31 and the expander 20 of the gas turbine 11 are connected by the exhaust gas duct 26, and the exhaust gas duct 26 is introduced to introduce the entire amount of the exhaust gas of the power generation unit 2 into the reburning burner 31. The stored heat is effectively used to improve the thermal efficiency of the entire system.
つまり、再燃バーナ31は、発電ユニット2からの排ガスと燃料ガスの供給を受け、追い焚き用の燃料ガスを、排ガス中の残存酸素と排ガスの保有熱を利用して燃焼させることができる。尚、再燃バーナ31に、外気から燃焼用空気を導入する為の吸気ファン46を設け、排ガスO2濃度センサ27で検出された排ガス中の残留酸素が所定濃度(例えば、10%)以下の場合に、不足する酸素を補うために、動力制御盤4により吸気ファン46を駆動制御して、再燃バーナ31に燃焼用空気を供給することもできる。 That is, the reburn burner 31 receives the supply of the exhaust gas and the fuel gas from the power generation unit 2, and can burn the fuel gas for reheating using the residual oxygen in the exhaust gas and the retained heat of the exhaust gas. The reburning burner 31 is provided with an intake fan 46 for introducing combustion air from the outside air, and the residual oxygen in the exhaust gas detected by the exhaust gas O2 concentration sensor 27 is less than a predetermined concentration (for example, 10%). In order to compensate for the insufficient oxygen, the combustion air can be supplied to the reburning burner 31 by driving the intake fan 46 with the power control panel 4.
一方、再燃バーナ31からの排ガスは、高温再生器37で吸収液との間で熱交換された後に、排ガスダクト52を通って外気へ放出され、この排ガスダクト52には排ガスO2濃度センサ53が設けられている。尚、発電ユニット2と再燃バーナ31を含む吸収式冷温水機3はユニット化され、排ガスダクト26の長さを短くでき、発電ユニット2の排ガスの外部への熱損失を極力抑えることができる。 On the other hand, the exhaust gas from the reburning burner 31 is heat-exchanged with the absorbing solution in the high temperature regenerator 37 and then released to the outside air through the exhaust gas duct 52. In the exhaust gas duct 52, the exhaust gas O2 concentration sensor 53 is provided. Is provided. The absorption chiller / heater 3 including the power generation unit 2 and the reburning burner 31 is unitized so that the length of the exhaust gas duct 26 can be shortened, and heat loss of the exhaust gas of the power generation unit 2 to the outside can be suppressed as much as possible.
制御ユニット32は動力制御盤4に電気的に接続されており、この制御ユニット33には、動力制御盤4からの信号の他、冷温水入口温度センサ47、冷温水出口温度センサ48、冷温水流量センサ49、排ガスO2センサ53、冷却水入口温度センサ50c等からの信号が入力されると共に、制御ユニット32は、入力された必要な信号に基づいて、燃料ガス流量調節弁45、冷媒ポンプ40、吸収液ポンプ41,42、冷暖切換弁95、冷温水ポンプ51、冷却水ポンプ50a,冷却ファン50b、バイパス弁92を制御し、また、入力された必要な信号を動力制御盤4へ逐次出力する。 The control unit 32 is electrically connected to the power control panel 4. The control unit 33 includes a signal from the power control panel 4, a cold / hot water inlet temperature sensor 47, a cold / hot water outlet temperature sensor 48, and cold / hot water. Signals from the flow sensor 49, the exhaust gas O2 sensor 53, the cooling water inlet temperature sensor 50c, and the like are input, and the control unit 32 controls the fuel gas flow control valve 45 and the refrigerant pump 40 based on the input necessary signals. The absorbent pumps 41 and 42, the cooling / heating switching valve 95, the cooling / heating water pump 51, the cooling water pump 50a, the cooling fan 50b, and the bypass valve 92 are controlled, and necessary input signals are sequentially output to the power control panel 4. To do.
次に、動力制御盤4について説明する。
動力制御盤4は、前述のように、発電ユニット2と吸収式冷温水機3等に電力を供給する機能と、発電ユニット2と吸収式冷温水機3等を制御する機能とを兼ね備えている。発電ユニット2と吸収式冷温水機3等に電力を供給する動力制御盤4の給電装置としての構成については、電力変換装置70から所定周波数の交流電力を、発電ユニット2の種々の機器(燃料ガス圧縮機12等)と吸収式冷温水機3の種々の機器(冷媒ポンプ40や吸収液ポンプ41,42等)に夫々供給する。Next, the power control panel 4 will be described.
As described above, the power control panel 4 has the function of supplying power to the power generation unit 2 and the absorption chiller / heater 3 and the like and the function of controlling the power generation unit 2 and the absorption chiller / heater 3 and the like. . Regarding the configuration of the power control panel 4 that supplies power to the power generation unit 2 and the absorption chiller / heater 3 and the like as a power supply device, AC power of a predetermined frequency is supplied from the power conversion device 70 to various devices (fuels) of the power generation unit 2. The gas compressor 12 and the like and the absorption chiller / heater 3 are supplied to various devices (refrigerant pump 40, absorption liquid pumps 41 and 42, etc.).
尚、図2に示すように、発電ユニット2の発電機10には、タービン回転数調節機10a(図4参照)が付設されており、電力変換装置70が、動力制御盤4から受けるタービン回転数の信号に応じたPWM信号をガスタービン回転数調節機10aに出力することにより、このガスタービン回転数調節機10aにより、ガスタービン11を前記回転数に拘束し調整できるようになっている。尚、電力変換装置70には、充放電コントローラ62を介して太陽電池63と蓄電池64が夫々接続されている。蓄電池64には、太陽電池63からの電力、又は商用電源から受電して電力変換装置70で変換された直流電力を充電することができる。 As shown in FIG. 2, the generator 10 of the power generation unit 2 is provided with a turbine rotation speed adjuster 10 a (see FIG. 4), and the power converter 70 receives the turbine rotation received from the power control panel 4. By outputting a PWM signal corresponding to the signal of the number to the gas turbine rotation speed adjuster 10a, the gas turbine 11 can be restricted and adjusted by the rotation speed by the gas turbine rotation speed adjuster 10a. In addition, the solar cell 63 and the storage battery 64 are connected to the power converter 70 via the charge / discharge controller 62, respectively. The storage battery 64 can be charged with power from the solar battery 63 or DC power received from a commercial power source and converted by the power converter 70.
ここで、発電ユニット2が、発電ユニット2と吸収式冷温水機3等の所要電力とほぼ同じ電力を発電するようにした場合、通常、動力制御盤4は、商用電源60からの電力や蓄電池64からの電力を受電する必要はない。しかし、吸収式冷温水機3の起動/停止時や、吸収式冷温水機3の空調負荷によってガスタービン11の回転数を制御する場合には、発電ユニット2からの発電量だけでは電力不足になることがある。この場合、その不足電力については、蓄電池64の蓄電量が所定量よりも大きい場合には、蓄電池64から電力を補給し、また、蓄電池64の蓄電量が所定量以下の場合には、商用電源60から電力を補給すると共に、商用電源60からの電力を蓄電池64に充填するようにしてもよい。 Here, when the power generation unit 2 generates substantially the same power as the power required by the power generation unit 2 and the absorption chiller / heater 3 or the like, the power control panel 4 normally has power from the commercial power supply 60 or a storage battery. It is not necessary to receive power from 64. However, when the absorption chiller / heater 3 is started / stopped or when the rotation speed of the gas turbine 11 is controlled by the air conditioning load of the absorption chiller / heater 3, the power generation amount from the power generation unit 2 alone is insufficient. May be. In this case, with respect to the insufficient power, when the storage amount of the storage battery 64 is larger than a predetermined amount, power is supplied from the storage battery 64, and when the storage amount of the storage battery 64 is equal to or less than the predetermined amount, commercial power While replenishing power from 60, the power from the commercial power source 60 may be charged into the storage battery 64.
次に、発電ユニット2と吸収式冷温水機3等を制御する動力制御盤4の制御装置としての構成については、動力制御盤4に、制御ユニット13,32からの信号、排ガスO2センサ27,53からの信号、排ガス温度センサ28からの信号等が入力され、これらの必要な信号に基づいて、動力制御盤4は、直接若しくは制御ユニット13,32を介して、発電ユニット2や吸収式冷温水機3の種々の機器を制御する。 Next, regarding the configuration as a control device of the power control panel 4 that controls the power generation unit 2 and the absorption chiller / heater 3 and the like, the power control panel 4 includes signals from the control units 13 and 32, the exhaust gas O2 sensor 27, 53, a signal from the exhaust gas temperature sensor 28, and the like are input. Based on these necessary signals, the power control panel 4 can directly generate the power generation unit 2 and the absorption cold temperature through the control units 13 and 32. Various devices of the water machine 3 are controlled.
ここで、本発明では、動力制御盤4により、発電ユニット2のガスタービン11と再燃バーナ31に供給する燃料ガスの燃料供給量を、吸収式冷温水機3の空調負荷と発電ユニット2に対する電力要求の少なくとも一方に基づいて適切に配分するように構成してある。この燃料供給量の適切な配分については、動力制御盤4が以下の[1]、[2]、[3]に示す3つの目的に応じた演算を行って達成される。 Here, in the present invention, the amount of fuel gas supplied to the gas turbine 11 and the reburning burner 31 of the power generation unit 2 by the power control panel 4 is changed to the air conditioning load of the absorption chiller / heater 3 and the power to the power generation unit 2. Appropriate distribution is made based on at least one of the requests. The appropriate distribution of the fuel supply amount is achieved by the power control panel 4 performing calculations according to the following three purposes shown in [1], [2], and [3].
[1]吸収式冷温水機3の空調負荷が低負荷時の再燃バーナ31の発停(始動/停止)に起因する吸収式冷温水機3の冷温出口温度の変動抑制。
[2]再燃バーナ31の排ガスのCO,NO X の排出抑制による燃焼条件の最適化。
[3]発電ユニット2の発電電力の最大化。[1] Suppressing fluctuations in the temperature of the cooling / heating outlet of the absorption chiller / heater 3 caused by the start / stop (start / stop) of the reburning burner 31 when the air conditioning load of the absorption chiller / heater 3 is low.
[2] Optimization of combustion conditions by suppressing emission of CO and NOx from the exhaust gas of the reburning burner 31.
[3] Maximizing the power generated by the power generation unit 2.
[1]吸収式冷温水機3の空調負荷が低負荷時の再燃バーナ31の発停(始動/停止)に起因する吸収式冷温水機3の冷温出口温度の変動を抑制するために、具体的には、(1)吸収式冷温水機3の空調負荷の低下に応じて発電ユニット2の発電量を抑制すること、(2)吸収式冷温水機3の空調負荷の低下に応じて吸収液の一部をバイパス通路91から蒸発器33へバイパスすること、(3)吸収式冷温水機3の空調負荷の低下に応じてガスタービン11のタービン回転数を抑制すること、(4)吸収式冷温水機3の空調負荷の低下に応じて発電ユニット2の燃焼器19に供給する燃焼用空気量を絞ること、の少なくとも1つを実施する。 [1] In order to suppress fluctuations in the temperature of the cooling / heating outlet of the absorption chiller / heater 3 caused by the start / stop (start / stop) of the reburning burner 31 when the air-conditioning load of the absorption chiller / heater 3 is low, Specifically, (1) suppressing the power generation amount of the power generation unit 2 in accordance with a decrease in the air conditioning load of the absorption chiller / heater 3, and (2) absorbing in accordance with a decrease in the air conditioning load of the absorption chiller / heater 3. Bypassing a part of the liquid from the bypass passage 91 to the evaporator 33, (3) suppressing the turbine rotational speed of the gas turbine 11 in accordance with a decrease in the air conditioning load of the absorption chiller / heater 3, and (4) absorption. At least one of reducing the amount of combustion air supplied to the combustor 19 of the power generation unit 2 in accordance with a decrease in the air conditioning load of the water chiller / heater 3 is performed.
[2]再燃バーナ31の排ガスのCO,NO X の排出を抑制して燃焼条件を最適化するために、具体的には、(1)再燃バーナ31の排ガスの酸素濃度に応じてガスタービン11のタービン回転数を抑制し、前記酸素濃度を所定酸素濃度範囲内にすること、(2)発電ユニット2の燃焼器19に供給する燃焼用空気量を絞ること、の少なくとも1つを実施する。 [2] In order to suppress the emission of CO and NO x from the exhaust gas of the reburning burner 31 and optimize the combustion conditions, specifically, (1) the gas turbine 11 according to the oxygen concentration of the exhaust gas of the reburning burner 31 At least one of (2) reducing the amount of combustion air supplied to the combustor 19 of the power generation unit 2 is performed.
[3]発電ユニット2の発電電力を最大化するために、具体的には、(1)吸収式冷温水機3の空調負荷の低下に応じて吸収液の一部をバイパス通路91から蒸発器33へバイパスすること、(2)吸収式冷温水機3の冷却水入口温度を上げること、の少なくとも1つを実施する。 [3] In order to maximize the power generated by the power generation unit 2, specifically, (1) a part of the absorbent is evaporated from the bypass passage 91 according to a decrease in the air conditioning load of the absorption chiller / heater 3. At least one of bypassing to 33 and (2) raising the cooling water inlet temperature of the absorption chiller / heater 3 is performed.
ここで、図5等を参考にしながら、熱電供給システム1の基本的な制御を説明し、それに適宜関連付けて、上記[1][2][3]について説明する。尚、図5中の[A][B][C]は発電ユニット2の為の制御及び演算、[D][E][F]は吸収式冷温水機3の為の制御及び演算を示している。尚、これら制御及び演算は、統合制御盤4が実施するが、制御装置13,32に実施させるようにしてもよい。 Here, basic control of the thermoelectric supply system 1 will be described with reference to FIG. 5 and the like, and [1], [2], and [3] will be described in association with them as appropriate. In FIG. 5, [A], [B], and [C] indicate control and calculation for the power generation unit 2, and [D], [E], and [F] indicate control and calculation for the absorption chiller-heater 3. ing. These controls and calculations are performed by the integrated control panel 4 but may be performed by the control devices 13 and 32.
先ず、発電ユニット2では、ガスタービン11の排ガス温度、ガスタービン11のタービン回転数、電力変換装置70の直流部電圧に対して演算及び制御を行う。ガスタービン11の排ガス温度と電力変換装置70の直流部電圧に対しては、図5[C]に示すように、燃料ガス圧縮機12から供給される燃料ガス流量を操作量として、ガスタービン出口温度制御によりガスタービン11の排ガス温度の測定値と目標値(例えば、600℃)とからPID制御演算により算出した燃料流量要求と、電力変換装置直流部電圧制御により直流部電圧の測定値と目標値(例えば、330V)から同様に算出した燃料流量要求から、最小信号選択回路によりローセレクトを行い、ガスタービン燃料流量制御により燃料要求指令を行って、ローセレクトによる燃料流量要求に応じた燃料供給量をガスタービン11の燃焼器19に供給するように、燃料ガス圧縮機12(場合によっては、燃料ガス圧縮機12と燃料流量調節弁24)を制御する。 First, the power generation unit 2 calculates and controls the exhaust gas temperature of the gas turbine 11, the turbine rotation speed of the gas turbine 11, and the DC voltage of the power converter 70. For the exhaust gas temperature of the gas turbine 11 and the DC voltage of the power converter 70, as shown in FIG. 5C, the flow rate of the fuel gas supplied from the fuel gas compressor 12 is used as the manipulated variable, and the gas turbine outlet The fuel flow rate request calculated by the PID control calculation from the measured value and target value (for example, 600 ° C.) of the exhaust gas temperature of the gas turbine 11 by temperature control, and the measured value and target of the DC voltage by the power converter DC voltage control From the fuel flow rate request calculated in the same way from the value (eg, 330V), the low signal is selected by the minimum signal selection circuit, the fuel request command is issued by the gas turbine fuel flow rate control, and the fuel supply according to the fuel flow rate request by the low select is performed. The fuel gas compressor 12 (in some cases, the fuel gas compressor 12 and the fuel flow rate so as to supply the quantity to the combustor 19 of the gas turbine 11. To control the Fushiben 24).
尚、電力変換装置70の直流部電圧が設定電圧(例えば、290V)よりも低下した場合には、商用電源60から電力が補給される。また、ガスタービン11のタービン回転数に対しては、図5[A]に示すように、ガスタービン11のタービン回転数の目標値からタービン回転数が演算され、電力変換装置70を制御して、そのタービン回転数に応じたPWM信号を電力変換装置70のコンバータ71が生成してタービン回転数調節機10aに出力して、タービン回転数調節機10aによりガスタービン11が前記タービン回転数となるように電気的に拘束し調節する。また、図5[B]に示すように、ガスタービン吸気弁開度の目標値からガスタービン吸気弁開度が演算され、その開度となるようにガスタービン吸気調節弁19aを制御して、燃焼器19へ供給する燃焼用空気量を調節する。 In addition, when the DC part voltage of the power converter 70 is lower than a set voltage (for example, 290 V), power is supplied from the commercial power supply 60. Further, as shown in FIG. 5A, for the turbine speed of the gas turbine 11, the turbine speed is calculated from the target value of the turbine speed of the gas turbine 11, and the power converter 70 is controlled. The converter 71 of the power converter 70 generates a PWM signal corresponding to the turbine rotational speed and outputs the PWM signal to the turbine rotational speed adjuster 10a. The gas turbine 11 becomes the turbine rotational speed by the turbine rotational speed adjuster 10a. So that it is electrically constrained and adjusted. Further, as shown in FIG. 5B, the gas turbine intake valve opening is calculated from the target value of the gas turbine intake valve opening, and the gas turbine intake control valve 19a is controlled to be the opening, The amount of combustion air supplied to the combustor 19 is adjusted.
例えば、電力変換装置70から発電ユニット2と吸収式冷温水機3等へ供給する電力が増加した場合、発電ユニット2の発電量の増加或いは商用電源60からの電力補給量の増加がなければ、電力変換装置70の直流部電圧が低下するので、電圧低下が生じないようにガスタービン11への燃料供給を増加させる。燃料増加によっても電圧降下が抑えきれない場合に、商用電源60から電力が補給される。逆に、電力変換装置70から発電ユニット2と吸収式冷温水機3等へ供給する電力が低下した場合、電力変換装置70の直流部電圧の上昇を抑えるように、ガスタービン11への燃料供給量を減少させる。また、ガスタービン11の出口の排ガス温度が低下した場合には、ガスタービン11への燃料供給量を増加させ、逆に、ガスタービン11の出口の排ガス温度が上昇した場合には、ガスタービン11への燃料供給量を減少させる。ここで、燃料供給は両制御出力のローセレクトとなっているため、より少ない燃料流量要求が燃料ガス圧縮機12への運転指令として出力される。 For example, when the power supplied from the power conversion device 70 to the power generation unit 2 and the absorption chiller / heater 3 is increased, there is no increase in the power generation amount of the power generation unit 2 or the increase in the amount of power supply from the commercial power supply 60. Since the direct current voltage of the power conversion device 70 decreases, the fuel supply to the gas turbine 11 is increased so that the voltage does not decrease. When the voltage drop cannot be suppressed due to the increase in fuel, electric power is supplied from the commercial power source 60. Conversely, when the power supplied from the power converter 70 to the power generation unit 2 and the absorption chiller / heater 3 is decreased, the fuel is supplied to the gas turbine 11 so as to suppress an increase in the DC voltage of the power converter 70. Reduce the amount. Further, when the exhaust gas temperature at the outlet of the gas turbine 11 is decreased, the amount of fuel supplied to the gas turbine 11 is increased. Conversely, when the exhaust gas temperature at the outlet of the gas turbine 11 is increased, the gas turbine 11 is increased. Reduce the amount of fuel supplied to Here, since the fuel supply is a low select of both control outputs, a smaller fuel flow rate request is output as an operation command to the fuel gas compressor 12.
一方、吸収式冷温水機3では、冷温水出口温度に対して演算及び制御を行う。この冷温水出口温度に対しては、図5[D]に示すように、冷温水出口温度制御により、再燃バーナ31への燃料供給量を操作量として、冷温水出口温度の測定値と目標値とからPID制御演算により、再燃バーナ31に供給する燃料流量を算出し、その燃料流量となるように、燃料ガス流量調節弁45を制御する。例えば、冷房運転する場合、冷温水出口温度が低下した場合には、再燃バーナ31への燃料供給量を減少させ、逆に、冷温水出口温度が増加した場合には、再燃バーナ31への燃料供給量を増加させるように、燃料ガス流量調節弁45を制御する。 On the other hand, the absorption chiller / heater 3 calculates and controls the chilled / hot water outlet temperature. For the cold / hot water outlet temperature, as shown in FIG. 5 [D], the measured value and the target value of the cold / hot water outlet temperature are controlled by the cold / hot water outlet temperature control, with the fuel supply amount to the reburning burner 31 being the manipulated variable. Then, the flow rate of fuel supplied to the reburning burner 31 is calculated by PID control calculation, and the fuel gas flow rate adjustment valve 45 is controlled so as to be the fuel flow rate. For example, in the case of cooling operation, when the cold / hot water outlet temperature decreases, the amount of fuel supplied to the reburning burner 31 is decreased. Conversely, when the cold / hot water outlet temperature increases, the fuel to the reburning burner 31 decreases. The fuel gas flow control valve 45 is controlled so as to increase the supply amount.
ところで、吸収式冷温水機3の空調負荷の急減や再生器36,37の過加熱によって冷却能力が過剰になった場合、吸収式冷温水機3を循環している冷媒(水)が凍結する虞があるため、冷温水出口温度が設定温度(制御温度)よりも大幅に低下した(例えば、5.5℃になった)場合、再燃バーナ31の燃焼を強制的に停止し、更に低下した(例えば、5.0℃になった)場合には、蒸発器33へ冷媒を散布する冷媒ポンプ40を一定期間停止して冷却能力を抑制するようにしてある。 By the way, when the cooling capacity becomes excessive due to a sudden decrease in the air conditioning load of the absorption chiller / heater 3 or the overheating of the regenerators 36 and 37, the refrigerant (water) circulating in the absorption chiller / heater 3 freezes. If there is a possibility that the outlet temperature of the cold / hot water is significantly lower than the set temperature (control temperature) (for example, 5.5 ° C.), the combustion of the reburn burner 31 is forcibly stopped and further lowered. In the case of (for example, 5.0 ° C.), the refrigerant pump 40 for spraying the refrigerant to the evaporator 33 is stopped for a certain period to suppress the cooling capacity.
このようなオン/オフロジックが動作した場合、冷温水出口温度が大きく変動して空調性能を低下させる一因となる。特に、この熱電供給システム1では発電ユニット2の排ガスの顕熱を吸収式冷温水機3で利用しているため、吸収式冷温水機3の空調負荷が低いときに再燃バーナ31の能力が過剰になり、再燃バーナ31の発停(始動/停止)を繰り返し頻繁に起こり易くなるだけでなく、これに起因して冷温水温度制御が不安定になることにより、冷媒ポンプ40の発停を起こし易くなることが想定されることから、これを改善するために、前記[1]の対策が有効となる。 When such an on / off logic operates, the temperature of the cold / hot water outlet largely fluctuates, which causes a decrease in air conditioning performance. In particular, in this thermoelectric supply system 1, since the sensible heat of the exhaust gas of the power generation unit 2 is used in the absorption chiller / heater 3, the reburning burner 31 has excessive capacity when the air-conditioning load of the absorption chiller / heater 3 is low. Thus, not only the repeated start and stop (start / stop) of the reburn burner 31 is likely to occur frequently, but also the cold / hot water temperature control becomes unstable due to this, causing the refrigerant pump 40 to start and stop. Since it is assumed that it becomes easy, the measure [1] is effective to improve this.
また、冷温水出口温度の変動抑制のため実施する再燃バーナ31の燃焼量の変化に対しては、発電ユニット2から供給される燃焼排ガス(高温高残存酸素の燃焼用空気)流量は一定(タービン回転数設定が一定の場合)のため、再燃バーナ31の燃焼に対する空気比を一定に保つことが困難である。特に、再燃バーナ31の燃焼量が小さい場合(例えば、再燃焼後の排ガス中の酸素濃度が10%以上の場合)にCO,NO X 等の排出を抑制することが困難になることから、これを改善するために、前記[2]の対策が有効となる。 Further, with respect to changes in the combustion amount of the reburning burner 31 performed to suppress fluctuations in the temperature of the cold / hot water outlet, the flow rate of combustion exhaust gas (combustion air of high temperature and high residual oxygen) supplied from the power generation unit 2 is constant (turbine Therefore, it is difficult to keep the air ratio to the combustion of the reburning burner 31 constant. In particular, when the combustion amount of the reburning burner 31 is small (for example, when the oxygen concentration in the exhaust gas after reburning is 10% or more), it becomes difficult to suppress the emission of CO, NO x, etc. In order to improve the above, the measure [2] is effective.
また、この熱電供給システム1を発電設備として重視する場合、システム設置の費用対策効果を考慮すると、吸収式冷温水機3の空調負荷に関わらず発電ユニット2を最大能力で運転することが望ましい。しかし、吸収式冷温水機3の空調負荷が非常に低い場合には、再燃バーナ31への燃料供給を停止したとしても、ガスタービン11からの排ガスの顕熱のみで所要加熱量を超えることが想定されることから、これを改善するために、前記[3]の対策が有効となる。尚、図5に、[1]−(1)(2)(3)(4)、[2]−(1)(2)、[3]−(1)(2)の制御と他の制御の関連について表している。 When the thermoelectric supply system 1 is regarded as a power generation facility, it is desirable to operate the power generation unit 2 with the maximum capacity regardless of the air conditioning load of the absorption chiller / heater 3 in consideration of the cost countermeasure effect of the system installation. However, when the air conditioning load of the absorption chiller / heater 3 is very low, even if the fuel supply to the reburning burner 31 is stopped, the required heating amount may be exceeded only by the sensible heat of the exhaust gas from the gas turbine 11. Since it is assumed, in order to improve this, the measure [3] is effective. FIG. 5 shows the control of [1]-(1) (2) (3) (4), [2]-(1) (2), [3]-(1) (2) and other controls. Represents the relationship between
さて、[1]吸収式冷温水機3の空調負荷が低負荷時の再燃バーナ31の発停(始動/停止)に起因する吸収式冷温水機3の冷温出口温度の変動を抑制するために、吸収式冷温水機3の運転状態から空調負荷を演算し推定したうえで、その空調負荷が再燃バーナ31の発停領域に近づいた時点で、ガスタービン11から吸収式冷温水機3への入熱を減少させるか、吸収式冷温水機3の熱効率を低下させることで対応することが有効である。発電ユニット2からの入熱を減少させるためには、ガスタービン11からの排ガスの流量か温度を低下させる必要があり、これは、(1)吸収式冷温水機3の空調負荷の低下に応じて発電ユニット2の発電量を抑制することで実現することができ、(3)吸収式冷温水機3の空調負荷の低下に応じてガスタービン11のタービン回転数を抑制することで実現でき、(4)吸収式冷温水機3の空調負荷の低下に応じて発電ユニット2の燃焼器19に供給する燃焼用空気量を絞ることで実現できる。また、吸収式冷温水機3の熱効率を低下させるためには、(2)吸収式冷温水機3の空調負荷の低下に応じて吸収液の一部をバイパス通路91から蒸発器33へバイパスすることで実現することができる。但し、(2)についてはサイクル理論上、暖房運転時の効果は期待できない。 [1] In order to suppress fluctuations in the temperature of the cooling / heating outlet of the absorption chiller / heater 3 due to the start / stop of the reburning burner 31 when the air conditioning load of the absorption chiller / heater 3 is low. After calculating and estimating the air conditioning load from the operating state of the absorption chiller / heater 3, when the air conditioning load approaches the start / stop region of the reburn burner 31, the gas turbine 11 supplies the absorption chiller / heater 3. It is effective to cope with the problem by reducing the heat input or reducing the thermal efficiency of the absorption chiller / heater 3. In order to reduce the heat input from the power generation unit 2, it is necessary to reduce the flow rate or temperature of the exhaust gas from the gas turbine 11, which corresponds to (1) a decrease in the air conditioning load of the absorption chiller / heater 3. This can be realized by suppressing the power generation amount of the power generation unit 2, and (3) it can be realized by suppressing the turbine rotation speed of the gas turbine 11 according to a decrease in the air conditioning load of the absorption chiller / heater 3. (4) It can be realized by reducing the amount of combustion air supplied to the combustor 19 of the power generation unit 2 in accordance with a decrease in the air conditioning load of the absorption chiller / heater 3. In order to reduce the thermal efficiency of the absorption chiller / heater 3, (2) a part of the absorbent is bypassed from the bypass passage 91 to the evaporator 33 in accordance with a decrease in the air conditioning load of the absorption chiller / heater 3. Can be realized. However, for (2), the effect during heating operation cannot be expected from the cycle theory.
ここで、具体的な数値を示して上記制御による効果を示す。試算に用いる機器条件は次の通りである。発電ユニット2においては、最大発電量;18.5[kW]、燃料消費量;15.1[Nm3 /h](13Aガス、外気温;25℃、最大発電運転時)、タービン回転数;96000[rpm]、燃焼ガス圧縮機消費電力;2.0[kW](一定と仮定)、インバータ給電量;22.0[kW](冷温水機本体+冷温水ポンプ、燃料ガス圧縮機のみ給電)(空調負荷率100%)、補充電力量;3.5[kW](商用電源から補給、インバータ給電量−発電量)であり、吸収式冷温水機3においては、定格冷凍能力;210[USRT]、再燃バーナ燃料消費量32.2[Nm3 /h](再燃バーナ消費分、13Aガス、外気温;25℃、最大発電運転時)、冷温水機本体+冷温水ポンプ消費電力;20[kW](空調負荷率100%運転時、電力変換装置のインバータより給電)(空調負荷の2乗に比例し、50%以下は一定と仮定)、冷却水ポンプ+冷却塔消費電力;23[kW](空調負荷率100%運転時、商用電源から直接給電)(空調負荷の2乗に比例し、50%以下は一定と仮定)。Here, specific numerical values are shown to show the effect of the above control. The equipment conditions used for the trial calculation are as follows. In the power generation unit 2, maximum power generation amount: 18.5 [kW], fuel consumption amount: 15.1 [Nm 3 / h] (13A gas, outside air temperature: 25 ° C., during maximum power generation operation), turbine rotation speed; 96000 [rpm], Combustion gas compressor power consumption: 2.0 [kW] (assumed constant), Inverter power supply amount: 22.0 [kW] (Cooled / hot water main unit + cold / hot water pump, fuel gas compressor only fed ) (Air conditioning load factor 100%), supplementary power amount: 3.5 [kW] (supplemented from commercial power, inverter power supply amount-power generation amount) In the absorption chiller-heater 3, rated refrigeration capacity: 210 [ USRT], reburn burner fuel consumption 32.2 [Nm 3 / h] (reburn burner consumption, 13A gas, outside air temperature: 25 ° C., during maximum power generation operation), chiller / heater main body + chill / hot water pump power consumption: 20 [KW] (Air-conditioning load factor 100% operation (Power is supplied from the inverter of the power converter) (proportional to the square of the air conditioning load, assuming 50% or less is constant), cooling water pump + cooling tower power consumption: 23 [kW] (operating at 100% air conditioning load factor, commercial Direct power supply from power supply) (proportional to the square of the air conditioning load, assuming 50% or less is constant).
上記機器条件において、空調負荷率に対する燃料配分(燃料消費量)、発電/受電/給電状況(電力量)を図6と図7に示す。ここで、空調負荷率とは、吸収式冷温水機3の定格冷凍能力発揮時の空調負荷に対する割合であり、一般空調等に使用される吸収式冷温水機の場合、部分負荷(例えば、40〜60%)で運転されることが多いが、春夏等の中間期ではより低い負荷で運転されることが多い。 FIG. 6 and FIG. 7 show the fuel distribution (fuel consumption) and the power generation / reception / power supply status (power consumption) with respect to the air-conditioning load factor under the above-described equipment conditions. Here, the air conditioning load factor is a ratio with respect to the air conditioning load when the rated refrigeration capacity of the absorption chiller / heater 3 is exhibited. In the case of an absorption chiller / heater used for general air conditioning or the like, a partial load (for example, 40 In most cases, it is operated at a lower load in the intermediate period such as spring and summer.
図6の空調負荷率−燃料消費率グラフでは、空調負荷率に対してガスタービン11と再燃バーナ31で夫々消費する燃料流量とその総燃料消費量を示している。ここで、発電ユニット2は電力変換装置70のインバータ73からの給電対象機器の電力消費に応じて燃料流量が操作され、再燃バーナ31の燃料消費量は、当該空調負荷率での必要燃料量から発電ユニット2での燃料消費量を差し引いた値に等しい(燃焼ロス等は無視)。但し、再燃バーナ31への燃料供給量が少ない領域ではバーナ燃焼が不安定になるため、ここでは定格燃焼量の20%をターンダウン点とし、空調負荷が17.5〜31.4%の領域では再燃バーナ31の発停が頻発し、冷温水出口温度が不安定になることが予想される。 The air conditioning load factor-fuel consumption rate graph of FIG. 6 shows the fuel flow rate consumed by the gas turbine 11 and the reburn burner 31 and the total fuel consumption amount with respect to the air conditioning load factor. Here, in the power generation unit 2, the fuel flow rate is operated according to the power consumption of the power supply target device from the inverter 73 of the power converter 70, and the fuel consumption of the reburning burner 31 is calculated from the required fuel amount at the air conditioning load factor. It is equal to the value obtained by subtracting the fuel consumption in the power generation unit 2 (ignoring combustion loss, etc.). However, burner combustion becomes unstable in a region where the amount of fuel supplied to the reburning burner 31 is small. Here, the turndown point is 20% of the rated combustion amount, and the air conditioning load is 17.5 to 31.4%. Then, it is expected that the reburning burner 31 starts and stops frequently, and the temperature of the cold / hot water outlet becomes unstable.
また、図7の空調負荷率−電力量グラフでは、空調負荷率に対して発電ユニット2における発電量、補充電力量(商用電源から補充される電力量)、インバータ給電量(電力変換装置70のインバータ73から種々の機器に供給する電力量)、直接給電電力(電力変換装置70を介さずに商用電源60から直接供給する電力量)、受電量(商用電源から受電する総電力量)を示している。空調負荷率に応じて冷温水機本体30と冷温水ポンプ51へ供給するインバータ給電量が変化しており、発電ユニット2はインバータ給電量と同量の電力を発電しようとするため補充電力は0となる。但し、空調負荷率が91%以上の高負荷領域では給電量が最大発電量を超えるため、電力補充が必要となっているほか、17.5%以下の低負荷領域ではガスタービン11からの排ガス顕熱を抑える必要があるため、発電ユニット2の発電電力を抑えるため、商用電源60から電力補充が必要となる。尚、ガスタービン11のタービン回転数は一定としている。 In the air conditioning load factor-power amount graph of FIG. 7, the power generation amount in the power generation unit 2, the supplementary power amount (the power amount supplemented from the commercial power supply), the inverter power supply amount (of the power conversion device 70) with respect to the air conditioning load factor. The amount of power supplied from the inverter 73 to various devices), the direct power supply power (the amount of power supplied directly from the commercial power source 60 without going through the power converter 70), and the amount of power received (the total amount of power received from the commercial power source). ing. The amount of power supplied to the inverter supplied to the chiller / heater main body 30 and the chilled / hot water pump 51 changes according to the air conditioning load factor, and the power generation unit 2 tries to generate the same amount of power as the amount of power supplied to the inverter. It becomes. However, in the high load region where the air conditioning load factor is 91% or more, the amount of power supply exceeds the maximum power generation amount, so it is necessary to replenish electric power, and in the low load region of 17.5% or less, the exhaust gas from the gas turbine 11 is required. Since it is necessary to suppress sensible heat, it is necessary to replenish electric power from the commercial power source 60 in order to suppress the generated power of the power generation unit 2. The turbine rotation speed of the gas turbine 11 is constant.
[1]吸収式冷温水機3が低負荷時の再燃バーナ31の発停に起因する吸収式冷温水機3の冷温水出口温度の変動の抑制を目的とした制御では、吸収式冷温水機3の空調負荷の低下に応じて発電ユニット2の発電量を抑制することにより、ガスタービン11の排ガスによる持込顕熱を抑制できる。図8と図9は先の図6と図7と同様のグラフであるが、図9の空調負荷率−電力量グラフに示すように、空調負荷率が50%以下の領域で発電ユニット2の発電量を抑制することにより、ガスタービン11の燃焼器19に供給される燃料ガス流量を抑制し、その抑制分を補うために再燃バーナ31への燃焼量が増加し、結果として、図8の空調負荷率−燃料消費量グラフに示すように、バーナ発停領域を12.3〜26.2%と、低負荷率側へ移動させることができる。 [1] In the control for the purpose of suppressing fluctuations in the outlet temperature of the chilled / hot water of the absorption chiller / heater 3 caused by the start / stop of the reburning burner 31 when the absorption chiller / heater 3 is under low load, By suppressing the power generation amount of the power generation unit 2 in accordance with the decrease in the air conditioning load 3, the sensible heat brought by the exhaust gas of the gas turbine 11 can be suppressed. FIGS. 8 and 9 are graphs similar to those in FIGS. 6 and 7, but as shown in the air conditioning load factor-electric energy graph of FIG. 9, the power generation unit 2 in the region where the air conditioning load factor is 50% or less is shown. By suppressing the power generation amount, the flow rate of the fuel gas supplied to the combustor 19 of the gas turbine 11 is suppressed, and the combustion amount to the reburn burner 31 is increased to compensate for the suppression amount. As a result, as shown in FIG. As shown in the air conditioning load factor-fuel consumption graph, the burner start / stop region can be moved from 12.3 to 26.2% to the low load factor side.
更なる制御として、吸収式冷温水機3の空調負荷の低下に応じて吸収液の一部をバイパス通路91から蒸発器33へバイパスすることを併用することにより、再燃バーナ31の発停領域をより低負荷率側へ移動させることが期待できる。図10と図11は、先の図6と図7と同様のグラフであり、発電ユニット2の発電量の抑制に加えて、吸収液の蒸発器33へバイパスを追加したものである。空調負荷率が40%以下の領域で吸収液のバイパスを間欠的に行うことにより、結果として、図10の空調負荷率−燃料消費量グラフに示すように、バーナ発停領域を9.8〜20.1%と、より低負荷側へ移動させることができる。尚、ここでは吸収液のバイパスの実施により、空調負荷率が40%以下の領域で同一燃料量に対する空調能力を2割減として試算した。尚、バイパス通路91から蒸発器33への吸収液の一部をバイパスするだけでも、バーナの頻繁な発停を抑制して、吸収式冷温水機3の冷温水出口温度の変動を抑制することは可能である。 As a further control, by bypassing a part of the absorbing liquid from the bypass passage 91 to the evaporator 33 in accordance with a decrease in the air conditioning load of the absorption chiller / heater 3, the start / stop region of the reburning burner 31 can be reduced. It can be expected to move to a lower load factor side. FIGS. 10 and 11 are graphs similar to those of FIGS. 6 and 7 described above, in which a bypass is added to the evaporator 33 of the absorbing liquid in addition to the suppression of the power generation amount of the power generation unit 2. By intermittently bypassing the absorbing liquid in the region where the air conditioning load factor is 40% or less, as a result, as shown in the air conditioning load factor-fuel consumption graph of FIG. It can be moved to a lower load side of 20.1%. Here, the calculation was performed by reducing the air-conditioning capacity for the same fuel amount by 20% in the region where the air-conditioning load factor is 40% or less by performing the bypass of the absorbing liquid. It should be noted that even by bypassing a part of the absorption liquid from the bypass passage 91 to the evaporator 33, frequent start / stop of the burner is suppressed, and fluctuation in the temperature of the cold / hot water outlet of the absorption chiller / heater 3 is suppressed. Is possible.
次に、[2]再燃バーナ31の排ガスのCO,NO X の排出を抑制して燃焼条件を最適化することを目的とした制御では、吸収式冷温水機3の出口の排ガス中の残存酸素量を計測し、CO,NO X が少ない燃焼条件を保つ必要がある。図12と図13は、再燃バーナ31の排ガス中の酸素比(吸収式冷温水機出口の排ガス中の酸素濃度より推定)に対するCO及びNOX 濃度の特性グラフである。図12のグラフに示すように、特にCOについては高酸素領域において急激に発生濃度が上昇することから、また、NOX も高酸素濃度領域の方が高くなることから、燃焼条件としては酸素濃度を1%〜10%(望ましくは、1〜5%)の範囲に制御することが望ましい。また、再燃バーナ入口高温排ガスの残存酸素を有効活用するために、出口酸素濃度を可能な範囲でできるだけ低く保つように制御することが望ましい。再燃バーナ31への燃焼供給量は冷温水出口温度制御で優先されていることから、ここでの制御操作はガスタービン11からの排ガス流量、即ちガスタービン11のタービン回転数、或いは、発電ユニット2の燃焼器19へ供給する燃焼用空気の吸気絞り(吸気調節弁19aの開度)を利用することが有効である。 Next, in [2] control aimed at optimizing the combustion conditions by suppressing the emission of CO and NOx in the exhaust gas of the reburning burner 31, the residual oxygen in the exhaust gas at the outlet of the absorption chiller / heater 3 It is necessary to measure the amount and maintain the combustion conditions with low CO and NO x. 12 and 13 are characteristic graphs of CO and NOX concentrations with respect to the oxygen ratio in the exhaust gas of the reburning burner 31 (estimated from the oxygen concentration in the exhaust gas at the outlet of the absorption chiller / heater). As shown in the graph of FIG. 12, since the generated concentration increases rapidly in the high oxygen region, especially for CO, and the NOx also increases in the high oxygen concentration region, the oxygen concentration is set as the combustion condition. It is desirable to control in the range of 1% to 10% (preferably 1 to 5%). Further, in order to effectively utilize the residual oxygen in the reburning burner inlet high-temperature exhaust gas, it is desirable to control the outlet oxygen concentration to be kept as low as possible. Since the combustion supply amount to the reburning burner 31 is given priority in the cold / hot water outlet temperature control, the control operation here is the exhaust gas flow rate from the gas turbine 11, that is, the turbine rotational speed of the gas turbine 11, or the power generation unit 2 It is effective to use the intake throttle (the opening degree of the intake control valve 19a) of the combustion air supplied to the combustor 19.
次に、[3]ガスタービン11の発電電力を最大化することを目的とした制御では、特に吸収式冷温水機3の低空調負荷時にガスタービン11の排ガス顕熱により、吸収式冷温水機3が過冷却とならないように配慮する必要がある。また、このような条件では、図14と図15に示すように、バーナ発停領域が26.1〜40%となる再燃バーナ31の発停が頻発することが想定される。そこで、吸収式冷温水機3の空調負荷の低下に応じて、吸収液の一部をバイパス通路91から蒸発器33へバイパスすることと、冷却水入口温度を上昇させることの何れか一方により、バーナ発停領域をより低負荷率側へ移動させることができ、且つ、冷温水機3の過冷却を避けることが期待できる。 Next, in [3] control aiming at maximizing the power generated by the gas turbine 11, the absorption chiller / heater particularly by the exhaust gas sensible heat of the gas turbine 11 when the absorption chiller / heater 3 has a low air conditioning load. It is necessary to consider so that 3 is not overcooled. Further, under such conditions, as shown in FIGS. 14 and 15, it is assumed that the reburning burner 31 is frequently started and stopped in which the burner starting and stopping area is 26.1 to 40%. Therefore, in accordance with a decrease in the air conditioning load of the absorption chiller / heater 3, either a part of the absorbing liquid is bypassed from the bypass passage 91 to the evaporator 33 or the cooling water inlet temperature is increased. The burner start / stop region can be moved to the lower load factor side, and overcooling of the chiller / heater 3 can be expected to be avoided.
尚、上記の発電ユニット2の発電量の抑制、及び、吸収液の一部をバイパス通路91から蒸発器33へバイパスすること或いは冷却水入口温度を上げること、を行うためには、吸収式冷温水機3の内部情報及び冷温水温度及び冷却水温度などから空調負荷を推定する必要がある。この推定については、吸収式冷温水機の冷温水出口温度と冷温水入口温度と冷温水流量に基づく演算、吸収式冷温水機の高温再生器温度と冷温水出口温度と冷却水入口温度に基づく演算、吸収式冷温水機の再燃バーナ31の燃焼量に基づく演算、の中の1つ、或いは、複数の組み合わせにより行うことが有効である。 In order to suppress the power generation amount of the power generation unit 2 and to bypass a part of the absorption liquid from the bypass passage 91 to the evaporator 33 or raise the cooling water inlet temperature, the absorption cold temperature It is necessary to estimate the air conditioning load from the internal information of the water machine 3, the cold / hot water temperature, the cooling water temperature, and the like. This estimate is based on the calculation based on the cold / hot water outlet temperature, cold / hot water inlet temperature, and hot / cold water flow rate of the absorption chiller / heater, and the high-temperature regenerator temperature, cold / hot water outlet temperature, and chilled water inlet temperature of the absorption chiller / heater. It is effective to perform one or a combination of calculations based on the combustion amount of the reburning burner 31 of the absorption chiller / heater.
吸収式冷温水機の冷温水出口温度と冷温水入口温度と冷温水流量に基づく演算では、吸収式冷温水機3により冷却(或いは加熱)した熱量を直接計測することから、最も簡便且つ確実な空調負荷推定処理であり、その計算式は、空調負荷推定=[(|冷温水入口温度−冷温水出口温度|÷定格温度(例えば、5℃))×(冷温水流量÷定格流量(例えば、2100USRT))である。この計算式で冷温水出入口温度差を算出する場合、特に冷温水流量が少ない場合には、冷温水が吸収式冷温水機3内を通過する平均時間を考慮しておく必要がある。その平均通過時間Δt=(冷温水流量÷定格流量)×定格通過時間とすると、空調負荷推定値(t)=(|冷温水入口温度(t−Δt)−冷温水出口温度(t)|÷定格温度×(冷温水流量(t−Δt/2)÷定格流量)となる。 In the calculation based on the chilled / hot water outlet temperature, the chilled / hot water inlet temperature and the chilled / hot water flow rate of the absorption chiller / heater, the amount of heat cooled (or heated) by the absorption chiller / heater 3 is directly measured. Air conditioning load estimation processing, and the calculation formula thereof is air conditioning load estimation = [(| cold hot / cold water inlet temperature−cold hot / cold water outlet temperature | ÷ rated temperature (for example, 5 ° C.)) × (cold / hot water flow rate ÷ rated flow rate (for example, 2100 USRT)). When calculating the temperature difference of the cold / hot water inlet / outlet with this calculation formula, particularly when the flow rate of the cold / hot water is small, it is necessary to consider the average time for the cold / hot water to pass through the absorption-type cold / hot water machine 3. If the average passage time Δt = (cold / hot water flow rate / rated flow rate) × rated passage time, estimated air conditioning load (t) = (| cold / hot water inlet temperature (t−Δt) −cold / hot water outlet temperature (t) | ÷ Rated temperature × (cold / hot water flow rate (t−Δt / 2) ÷ rated flow rate).
次に、吸収式冷温水機3の高温再生器温度と冷温水出口温度と冷温水入口温度に基づく演算では、空調能力試験等により計測した運転データから推定した実験式である。冷房時においては、空調負荷推定値=(A×(高温再生器温度−冷却水入口温度)−B)×(冷水出口温度÷C)1/2 であり、暖房時にはおいては、空調負荷推定値=D×高温再生器温度−Eである。尚、A、B、C、D、Eは、実験により得られたパラメータである。Next, the calculation based on the high-temperature regenerator temperature, the cold / hot water outlet temperature, and the cold / hot water inlet temperature of the absorption chiller / heater 3 is an empirical formula estimated from operation data measured by an air conditioning capability test or the like. During cooling, estimated air conditioning load value = (A × (high temperature regenerator temperature−cooling water inlet temperature) −B) × (cold water outlet temperature ÷ C) 1/2. Value = D × high temperature regenerator temperature−E. A, B, C, D, and E are parameters obtained by experiments.
次に、吸収式冷温水機3の再燃バーナ31の燃焼量に基づく演算では、ガスタービン11の排ガス顕熱による効果を考慮していないため、再燃バーナ31の負荷を推定していることになる。しかし、推定した値を、低負荷時の再燃バーナ31の発停に起因する吸収式冷温水機3の冷温水出口温度変動の抑制に使用する場合には有効である。この空調負荷推定値=F*再燃バーナ燃料弁開度+Gとなる。但し、この式は燃料弁開度と空調負荷の関係を1次線型特性とした場合であり、F、Gはパラメータである。尚、特性式は、非線型関数或いはテーブルなどでもかまわない。 Next, in the calculation based on the combustion amount of the reburning burner 31 of the absorption chiller / heater 3, the effect of the exhaust gas sensible heat of the gas turbine 11 is not taken into consideration, and therefore the load of the reburning burner 31 is estimated. . However, it is effective when the estimated value is used for suppressing fluctuations in the temperature of the chilled / hot water outlet of the absorption chiller / heater 3 caused by the start / stop of the reburning burner 31 at low load. This air conditioning load estimated value = F * reburnt fuel valve opening + G. However, this equation is a case where the relationship between the fuel valve opening and the air conditioning load is a primary linear characteristic, and F and G are parameters. The characteristic equation may be a nonlinear function or a table.
以上の空調負荷推定値は何れも瞬時値(一部過去の瞬時値)により演算を行っているので、一時的な負荷変動や計測ノイズにより外乱要素となる虞がある。それ故、何れの演算値についても移動平均演算(10〜20分程度)等により推定値の平滑化を図ったうえで、制御に利用することが望ましい。 Since all of the above air conditioning load estimated values are calculated based on instantaneous values (partly past instantaneous values), there is a possibility that they become disturbance factors due to temporary load fluctuations and measurement noise. Therefore, it is desirable to use the calculated value for the control after smoothing the estimated value by moving average calculation (about 10 to 20 minutes) or the like.
以上の制御による効果を確認するために、動特性シミュレーションを実施した例を示す。尚、シミュレーション実施にあたっては、熱物質収支式を中心としたガスタービン11及び吸収式冷温水機3の数式モデルを使用した。尚、この計算では、先のガスタービン発電量の抑制を用いて、低負荷時の再燃バーナ31の発停に起因する吸収式冷温水機3の冷温水出口温度変動の抑制の確認を行ったものである。 In order to confirm the effect by the above control, the example which implemented the dynamic characteristic simulation is shown. In carrying out the simulation, a mathematical model of the gas turbine 11 and the absorption chiller / heater 3 centered on the thermal mass balance equation was used. In addition, in this calculation, confirmation of suppression of the cold / hot water exit temperature fluctuation | variation of the absorption-type cold / hot water machine 3 resulting from the start / stop of the reburning burner 31 at the time of low load was performed using suppression of the previous gas turbine electric power generation amount. Is.
空調負荷の変化に対して、図16は基本制御ロジックのみで運転した場合の複数のグラフであり、図17は発電ユニット2の発電量の抑制を加えて運転を行った場合の複数のグラフである。尚、発電ユニット2の発電量の抑制は、先の吸収式冷温水機3の再燃バーナ31の燃焼量による演算を用いた空調負荷推定演算により、ガスタービン11の出口温度制御の設定値を補正することで実現している。このシミュレーションにより得た図16、図17の複数のグラフからも分かるように、本発明の技術では、熱電供給システム1への電力要求と熱要求に応じて適切な燃料配分を行うと共に、あらゆる空調負荷領域において安定した冷水(又は温水)が提供可能な機能を備えることが可能となる。 FIG. 16 is a plurality of graphs when operating with only the basic control logic with respect to changes in the air conditioning load, and FIG. 17 is a plurality of graphs when operating with the power generation amount of the power generation unit 2 being suppressed. is there. The power generation amount of the power generation unit 2 is controlled by correcting the set value of the outlet temperature control of the gas turbine 11 by the air conditioning load estimation calculation using the calculation based on the combustion amount of the reburning burner 31 of the absorption chiller / heater 3 described above. It is realized by doing. As can be seen from the plurality of graphs of FIG. 16 and FIG. 17 obtained by this simulation, in the technology of the present invention, appropriate fuel distribution is performed according to the power demand and heat demand to the thermoelectric supply system 1, and any air conditioning is performed. It is possible to provide a function capable of providing stable cold water (or hot water) in the load region.
ここで、本発明では、前述のように、動力制御盤4により、発電ユニット2のガスタービン11と再燃バーナ31に供給する燃料ガスの燃料供給量を、吸収式冷温水機3の空調負荷と発電ユニット2に対する電力要求の少なくとも一方に基づいて適切に配分するように構成してあるが、更に、[4]動力制御盤4は外部の商用電源60から電力供給を受けずに電力的に自立して運転可能なように、電力変換装置70の電力出力量を決定するように構成してある。それ故、外部の商用電源60から電力供給を受けることができない場合でも電力的に自立して運転することができる。発電ユニット2の発電量に対する駆動電力の一時的な過不足については、蓄電池64により吸収(充電、補給)することができる。 Here, in the present invention, as described above, the power supply amount of the fuel gas supplied to the gas turbine 11 and the reburning burner 31 of the power generation unit 2 by the power control panel 4 is set to the air conditioning load of the absorption chiller / heater 3. The power control unit 4 is configured so as to be appropriately distributed based on at least one of the power demands to the power generation unit 2. Further, [4] the power control panel 4 does not receive power supply from the external commercial power supply 60 and is independent in terms of power. Thus, the power output amount of the power conversion device 70 is determined so that it can be operated. Therefore, even when it is not possible to receive power supply from the external commercial power supply 60, it is possible to operate with power independence. The temporary excess or deficiency of the drive power with respect to the power generation amount of the power generation unit 2 can be absorbed (charged, replenished) by the storage battery 64.
これを実現するために、発電ユニット2は、発電ユニット2と吸収式冷温水機3の機器に駆動電力の全部又は一部を供給し、[4]−(1)統合制御装置4は、吸収式冷温水機2の空調負荷に対する発電ユニット2の発電許容量に応じて、前記駆動電力の合計が発電許容量以内となるように、駆動電力を供給する機器を選択するように構成し、また、[4]−(2)統合制御装置4は、吸収式冷温水機3の空調負荷に対する発電ユニット2の発電許容量に応じて、前記駆動電力の合計が発電許容量以内となるように、(インバータ駆動方式の)機器に供給する駆動電力を抑制するように構成してある。これにより、例えば、図7に示すように、補充電力量(商用電源60から電力変換装置70を介して補充される電力量であり、空調負荷が17.5%以下或いは91%以上では、商用電力60から電力補充を受けている)を常に0とし、即ち、商用電源60から独立した自立型の発電システムとして運用することが可能となる。 In order to realize this, the power generation unit 2 supplies all or part of the drive power to the devices of the power generation unit 2 and the absorption chiller / heater 3, and [4]-(1) the integrated control device 4 According to the power generation allowable amount of the power generation unit 2 with respect to the air conditioning load of the water chiller / heater 2, the device for supplying the drive power is selected so that the total drive power is within the power generation allowable amount, and , [4]-(2) The integrated control device 4 is configured so that the sum of the drive powers is within the allowable power generation amount according to the allowable power generation amount of the power generation unit 2 with respect to the air conditioning load of the absorption chiller / heater 3. It is comprised so that the drive electric power supplied to the apparatus (of an inverter drive system) may be suppressed. Thus, for example, as shown in FIG. 7, the amount of supplementary power (the amount of power supplemented from the commercial power supply 60 via the power converter 70, and when the air conditioning load is 17.5% or less or 91% or more, It is possible to operate as a self-supporting power generation system independent from the commercial power source 60.
尚、以上説明した熱電供給システム1の一例として、210RT(冷凍トン)の能力の吸収式冷温水機3を備えた熱電供給システム1における熱量及び電力のバランスについて、図18を参照して説明する。尚、以下の説明では、熱量と及び電力の各値について、吸収式冷温水機3の冷熱又は温熱(吸収熱量)の最大負荷に対する割合もカッコ書きする。
図18に示すように、この吸収式冷温水機3における、吸収熱量の最大負荷は386.7kW(100%)である。これに対して、吸収式冷温水機3を単独で使用した場合に、最大負荷を吸収式冷温水機3から供給するために必要な熱量は、423.1kW(109.4%)となる。As an example of the thermoelectric supply system 1 described above, the balance of the amount of heat and electric power in the thermoelectric supply system 1 including the absorption chiller / heater 3 having the capacity of 210 RT (refrigeration ton) will be described with reference to FIG. . In addition, in the following description, the ratio with respect to the maximum load of the cold or warm temperature (absorbed heat amount) of the absorption chiller / heater 3 for each value of the amount of heat and electric power is also written in parentheses.
As shown in FIG. 18, the maximum load of the absorbed heat amount in this absorption chiller / heater 3 is 386.7 kW (100%). On the other hand, when the absorption chiller / heater 3 is used alone, the amount of heat required to supply the maximum load from the absorption chiller / heater 3 is 423.1 kW (109.4%).
一方、吸収式冷温水機3を発電ユニット2と組み合わせた熱電供給システム1においては、ガスタービン11の燃焼器19に供給する燃料ガスの発熱量174.9kW(45.2%)に対して、発電ユニット2で発電される電力は150.4kW(38.9%)である。この排ガスとともに、274.3kW(70.9%)の発熱量分の追い焚き用燃料ガスが再燃バーナ31に供給されて、排ガスの残存酸素と保有熱を利用して再燃バーナ31で追い焚きを行うことで、吸収式冷温水機3から最大負荷状態での吸収熱量386.7kW(100%)が供給されることになる。 On the other hand, in the thermoelectric supply system 1 in which the absorption chiller / heater 3 is combined with the power generation unit 2, the calorific value of fuel gas supplied to the combustor 19 of the gas turbine 11 is 174.9 kW (45.2%). The electric power generated by the power generation unit 2 is 150.4 kW (38.9%). Along with this exhaust gas, a fuel gas for reheating of 274.3 kW (70.9%) is supplied to the reburning burner 31, and the reburning burner 31 uses the remaining oxygen and retained heat of the exhaust gas to recharge. By doing so, the absorption heat quantity 386.7 kW (100%) in the maximum load state is supplied from the absorption chiller / heater 3.
つまり、この熱電供給システム1に供給された燃料ガスの発熱量の総量は449.2kW(116.1%)となる。従って、吸収式冷温水機3を単独で使用した場合に対して、(116.1−109.4)=6.7%だけ余分に燃料ガスを供給したことになる。この余分に供給された燃料ガスに対する発電量4.7%との比(発電効率)を求めると、70.1%となる。このことは、この熱電供給システム1において、吸収式冷温水機3の熱効率が従来の単独使用の場合と同じであると仮定した場合、発電ユニット2での発電効率が70.1%になるということう意味する。一般的なガスタービン式発電ユニットの発電効率が10〜20%程度であることを考えると、この熱電供給システム1では、全体の熱(発電)効率が格段に向上していることがわかる。 That is, the total calorific value of the fuel gas supplied to the thermoelectric supply system 1 is 449.2 kW (116.1%). Therefore, as compared with the case where the absorption chiller / heater 3 is used alone, the fuel gas is supplied by (116.1-109.4) = 6.7%. When a ratio (power generation efficiency) with respect to the surplus fuel gas supplied to the power generation amount 4.7% is obtained, it is 70.1%. In this thermoelectric supply system 1, when it is assumed that the thermal efficiency of the absorption chiller / heater 3 is the same as that of the conventional single use, the power generation efficiency in the power generation unit 2 is 70.1%. I mean. Considering that the power generation efficiency of a general gas turbine type power generation unit is about 10 to 20%, it can be seen that the overall heat (power generation) efficiency of the thermoelectric supply system 1 is remarkably improved.
以上のように、この熱電供給システム1によれば、発電ユニット2により、燃料ガスを燃焼して発電し、その電力を発電ユニット2と吸収式冷温水機3の駆動電力として使用することができ、吸収式冷温水機3においては、再燃バーナ31により、発電ユニット2の排ガスの残存酸素を燃焼用空気として燃料ガスを燃焼し、その再燃バーナ31の高温の排ガスを再生器に供給することができる。つまり、発電ユニット2の排ガスの保有熱と残存酸素とを有効に利用できるため、熱効率を大幅に向上させると共に、発電ユニット2と再燃バーナ31に供給する燃料供給量を、吸収式冷温水機3の空調負荷と発電ユニット2に対する電力要求の少なくとも1つに基づいて適切に配分して、吸収式冷温水機3のあらゆる空調負荷領域において安定した冷温水を建物に供給可能になる。 As described above, according to the thermoelectric supply system 1, the power generation unit 2 can burn the fuel gas to generate power, and the power can be used as driving power for the power generation unit 2 and the absorption chiller / heater 3. In the absorption chiller / heater 3, the reburning burner 31 burns fuel gas using the residual oxygen in the exhaust gas of the power generation unit 2 as combustion air, and supplies the high temperature exhaust gas from the reburning burner 31 to the regenerator. it can. That is, since the retained heat and residual oxygen of the exhaust gas of the power generation unit 2 can be used effectively, the thermal efficiency is greatly improved, and the fuel supply amount supplied to the power generation unit 2 and the reburning burner 31 is changed to the absorption chiller / heater 3. The air conditioning load is appropriately distributed based on at least one of the air conditioning load and the power requirement for the power generation unit 2, and stable cold / hot water can be supplied to the building in any air conditioning load region of the absorption chiller / heater 3.
発電ユニット2で発電された交流電力を直流電力に変換するコンバータ71、外部の商用電力60から供給される交流電力を直流電力に変換する整流器72、変換された直流電力を駆動電力とし使用するために所定周波数の交流電力に変換するインバータ73を有する電力変換装置70を設けたので、発電ユニット2と吸収式冷温水機3の種々の機器等に、発電ユニット2で発電された交流電力を所定周波数の交流電力に変換して供給することができ、発電ユニット2の発電電力が不足する場合でも、商用電力60から供給された交流電力を所定周波数の交流電力に変換して供給することができる。 In order to use the converter 71 that converts AC power generated by the power generation unit 2 into DC power, the rectifier 72 that converts AC power supplied from the external commercial power 60 into DC power, and the converted DC power as drive power. Since the power conversion device 70 having the inverter 73 for converting the AC power into the predetermined frequency is provided, the AC power generated by the power generation unit 2 is supplied to various devices such as the power generation unit 2 and the absorption chiller / heater 3 in a predetermined manner. AC power having a frequency can be converted and supplied, and even when the power generated by the power generation unit 2 is insufficient, the AC power supplied from the commercial power 60 can be converted to AC power having a predetermined frequency and supplied. .
吸収式冷温水機3の空調負荷が低負荷時の再燃バーナ31の始動/停止に起因する吸収式冷温水機3の冷温水出口温度の変動を抑制するように、発電ユニット2と再燃バーナ31への燃料供給量の配分量う決定する動力制御盤4を設けたので、吸収式冷温水機3の空調負荷が低負荷の場合、吸収式冷温水機3による過冷却を防止するために、再燃バーナ31の始動/停止が頻繁に発生する虞があるが、この再燃バーナ31の始動/停止に起因する吸収式冷温水機3の冷温水出口温度の変動を抑制するように、発電ユニット2と再燃バーナ31への燃料供給量を適切に配分することができる。 The power generation unit 2 and the reburning burner 31 so as to suppress fluctuations in the cold / hot water outlet temperature of the absorption chilling water heater 3 due to the start / stop of the reburning burner 31 when the air conditioning load of the absorption chilling water heater 3 is low. In order to prevent overcooling by the absorption chiller / heater 3 when the air-conditioning load of the absorption chiller / heater 3 is low, the power control panel 4 for determining the distribution amount of the fuel supply amount to the There is a possibility that the start / stop of the reburning burner 31 may occur frequently. However, the power generation unit 2 is configured to suppress fluctuations in the cold / hot water outlet temperature of the absorption chiller / heater 3 caused by the start / stop of the reburning burner 31. The fuel supply amount to the reburning burner 31 can be appropriately distributed.
この場合、吸収式冷温水機3の空調負荷の低下に応じて発電ユニット2の発電量を抑制するように構成し、更には、吸収式冷温水機3の空調負荷の低下に応じて吸収液の一部をバイパス通路91から蒸発器33へバイパスさせるように構成したので、吸収式冷温水機3の空調負荷が低負荷の場合、吸収式冷温水機3の冷却性能を抑えて、再燃バーナ31の始動/停止が頻繁に起こることを極力防止して、冷温水出口温度の変動を抑制できる。 In this case, the power generation amount of the power generation unit 2 is suppressed according to a decrease in the air conditioning load of the absorption chiller / heater 3, and further, the absorption liquid according to the decrease of the air conditioning load of the absorption chiller / heater 3. Is bypassed from the bypass passage 91 to the evaporator 33. Therefore, when the air conditioning load of the absorption chiller / heater 3 is low, the cooling performance of the absorption chiller / heater 3 is suppressed, and the reburn burner It is possible to prevent occurrence of frequent start / stop 31 as much as possible, and to suppress fluctuations in the cold / hot water outlet temperature.
また、動力制御盤4は、再燃バーナ31の排ガスのCO,NO X の排出を抑制して燃焼条件を最適化するように、発電ユニット2と再燃バーナ31への燃料供給量の配分量を決定するので、再燃バーナ31の燃焼効率を高めることができる。この場合、再燃バーナ31の排ガスの酸素濃度に応じてガスタービン11のタービン回転数を抑制して、酸素濃度を所定酸素濃度範囲内にするように構成し、更には、発電ユニット2の燃焼器19に供給する燃焼用空気量を絞るように構成したので、再燃バーナ31の排ガスのCO,NO X の排出を抑制して燃焼条件を最適化して、燃焼効率を高めることができる。 In addition, the power control panel 4 determines the distribution amount of the fuel supply amount to the power generation unit 2 and the reburning burner 31 so as to optimize the combustion conditions by suppressing the emission of CO and NO x of the exhaust gas of the reburning burner 31. Thus, the combustion efficiency of the reburn burner 31 can be increased. In this case, the turbine rotational speed of the gas turbine 11 is suppressed in accordance with the oxygen concentration of the exhaust gas from the reburning burner 31 so that the oxygen concentration is within a predetermined oxygen concentration range. Since the amount of combustion air supplied to 19 is reduced, the emission of CO and NO x from the exhaust gas of the reburning burner 31 can be suppressed to optimize the combustion conditions and increase the combustion efficiency.
また、動力制御盤4は、発電ユニット2の発電電力を最大化するように、発電ユニット2と再燃バーナ31への燃料供給量の配分量を決定するので、吸収式冷温水機3の空調負荷が低い場合、再燃バーナ31への燃料供給を停止したとしても、発電ユニット2の排ガスの顕熱により所要加熱量を超えることが想定されるが、これを防止して、発電ユニット2の発電電力を最大化するように、発電ユニット2と再燃バーナ31への燃料供給量を適切に配分することができる。この場合、吸収式冷温水機3の空調負荷の低下に応じて吸収液の一部をバイパス通路91から蒸発器33へバイパスさせるように構成し、更には、吸収式冷温水機3の冷却水入口温度を上げるように構成したので、吸収式冷温水機3の冷却性能を抑制して、吸収式冷温水機3の空調負荷が低負荷の場合でも、発電ユニットによる発電量を最大化できる。 Moreover, since the power control panel 4 determines the distribution amount of the fuel supply amount to the power generation unit 2 and the reburning burner 31 so as to maximize the generated power of the power generation unit 2, the air conditioning load of the absorption chiller / heater 3 is determined. Is low, even if the fuel supply to the reburning burner 31 is stopped, it is assumed that the required heating amount will be exceeded due to the sensible heat of the exhaust gas of the power generation unit 2, but this is prevented and the generated power of the power generation unit 2 is prevented. Thus, the fuel supply amount to the power generation unit 2 and the reburn burner 31 can be appropriately distributed. In this case, a part of the absorption liquid is bypassed from the bypass passage 91 to the evaporator 33 in accordance with a reduction in the air conditioning load of the absorption chiller / heater 3, and further, the cooling water of the absorption chiller / heater 3 is configured. Since the inlet temperature is increased, the cooling performance of the absorption chiller / heater 3 can be suppressed, and the amount of power generated by the power generation unit can be maximized even when the air conditioning load of the absorption chiller / heater 3 is low.
図19に示すように、このハイブリッド熱電システム1Aは、実施例1の電力変換装置70の代わりに、発電ユニット2で発電された高周波の交流電力を直流電力に変換するコンバータ71A(直流電力変換部)と、外部の電力供給系の商用電源60から供給される交流電力を整流して直流電力に変換する整流器72A(直流電力変換部)とを有する電力変換装置70Aを備え、このコンバータ71A又は整流器72Aで変換した直流電力を、所定周波数(例えば、50Hz又は60Hz)の交流電力に変換するインバータ73Aを備えた交流駆動機器(例えば、冷温水ポンプ51)、或いは、直流駆動機器へ供給するように構成したものである。 As shown in FIG. 19, this hybrid thermoelectric system 1 </ b> A includes a converter 71 </ b> A (DC power conversion unit) that converts high-frequency AC power generated by the power generation unit 2 into DC power instead of the power conversion device 70 of the first embodiment. ) And a rectifier 72A (DC power converter) that rectifies AC power supplied from the commercial power supply 60 of the external power supply system and converts it into DC power, and this converter 71A or rectifier The direct current power converted by 72A is supplied to an alternating current drive device (for example, the cold / hot water pump 51) provided with an inverter 73A that converts the direct current power into alternating current power of a predetermined frequency (for example, 50 Hz or 60 Hz) or the direct current drive device. It is composed.
つまり、発電ユニット2と吸収式冷温水機3の種々の交流駆動機器或いは直流駆動機器に、発電ユニット2で発電された交流電力を電力変換装置70Aにより直流電力に変換して供給することができ、発電ユニット2の発電電力が不足する場合でも、商用電源60から供給された交流電力を電力変換装置70Aにより直流電力に変換して供給することができる。その他の構成・作用・効果は実施例1と基本的に同じである。 That is, the AC power generated by the power generation unit 2 can be converted into DC power by the power conversion device 70A and supplied to various AC drive devices or DC drive devices of the power generation unit 2 and the absorption chiller / heater 3. Even when the generated power of the power generation unit 2 is insufficient, the AC power supplied from the commercial power source 60 can be converted into DC power by the power converter 70A and supplied. Other configurations, operations, and effects are basically the same as those in the first embodiment.
その他、前記実施例においては、次のように変更してもよい。
1]ガスタービン11の代わりに、ガスエンジン、燃料電池を適用してもよい。
2]低温再生器36を省略することも可能である。この場合、熱交換機39や第2吸収液ポンプ42も省略され、熱交換器38から延びる吸収液通路が高温再生器36に接続される。また、この高温再生器36への吸収液通路と蒸発器33を接続するようにバイパス通路91を設ける等、適宜構成が変更される。
3]ガスタービン11の圧縮機18への吸気流量を調節可能な吸気ダンパを設け、圧縮機18へ吸入させる吸気流量を変化させて、再燃バーナ31に供給する排ガス流量を変化させるようにしてもよい。
4]前記実施形態では、主に冷房運転について説明したが、本発明(請求項1〜8、10〜13、16〜20)は、暖房運転においても有効であり適用可能である。
5]その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を付加して実施することが可能である。In addition, in the said Example, you may change as follows.
1] A gas engine or a fuel cell may be applied instead of the gas turbine 11.
2] The low temperature regenerator 36 can be omitted. In this case, the heat exchanger 39 and the second absorbing liquid pump 42 are also omitted, and the absorbing liquid passage extending from the heat exchanger 38 is connected to the high temperature regenerator 36. Further, the configuration is changed as appropriate, such as by providing a bypass passage 91 so as to connect the absorbing liquid passage to the high temperature regenerator 36 and the evaporator 33.
3] An intake damper capable of adjusting the intake air flow rate to the compressor 18 of the gas turbine 11 is provided, and the exhaust gas flow rate supplied to the reburning burner 31 is changed by changing the intake air flow rate sucked into the compressor 18. Good.
4] Although the cooling operation has been mainly described in the above embodiment, the present invention (claims 1-8, 10-13, 16-20) is effective and applicable also in the heating operation.
5] In addition, various modifications can be added and implemented without departing from the spirit of the present invention.
1,1A ハイブリッド熱電供給システム
2 発電ユニット
3 吸収式冷温水機
4 動力制御盤
11 ガスタービン
13,32 制御装置
31 再燃バーナ
33 蒸発器
37 高温再生器
70,70A 電力変換装置
71,71A コンバータ
72,72A 整流器
73,73A インバータ
91 バイパス通路DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1A Hybrid thermoelectric supply system 2 Power generation unit 3 Absorption type chiller / heater 4 Power control panel 11 Gas turbine 13, 32 Controller 31 Reburner burner 33 Evaporator 37 High temperature regenerator 70, 70A Power converter 71, 71A Converter 72, 72A Rectifier 73, 73A Inverter 91 Bypass passage
Claims (6)
前記吸収式冷温水機の再燃バーナの排ガスを再生器に供給すると共に、発電ユニットで発電された電力を発電ユニットと吸収式冷温水機の駆動電力として使用するように構成し、
前記発電ユニットと再燃バーナに供給する燃料供給量を、吸収式冷温水機の空調負荷と前記発電ユニットに対する電力要求の少なくとも1つに基づいて配分すると共に、前記発 電ユニットの発電電力を最大化するように、前記発電ユニットと再燃バーナへの燃料供給 量の配分量を決定する統合制御装置を設け、
前記吸収式冷温水機には吸収液と冷媒を冷却する冷却水が供給され、
前記統合制御装置は、前記発電ユニットの発電電力を最大化する為に吸収式冷温水機の 冷却水入口温度を上げるように構成したことを特徴とするハイブリッド熱電供給システム。A power generation unit that generates power by burning gaseous or liquid fuel, a reburning burner that burns gaseous or liquid fuel using residual oxygen in the exhaust gas of the power generation unit as combustion air, and a refrigerant from the absorbing liquid that has this reburning burner A hybrid thermoelectric supply system having a regenerator for separation and an evaporator for evaporating refrigerant, and an absorption chiller / heater that generates chilled water or hot water and circulates it to a building,
The exhaust gas of the refrigerating burner of the absorption chiller / heater is supplied to the regenerator, and the power generated by the power generation unit is configured to be used as drive power for the power generation unit and the absorption chiller / heater,
The fuel supply amount supplied to relapse burner and the power generating unit, as well as allocated based on at least one power demand for air-conditioning load and the power generation unit of the absorption chiller-heater, maximizing the generated power of the power generation unit So as to provide an integrated control device for determining a distribution amount of the fuel supply amount to the power generation unit and the reburning burner ,
Cooling water for cooling the absorption liquid and the refrigerant is supplied to the absorption chiller / heater,
The hybrid thermoelectric supply system , wherein the integrated control device is configured to increase a cooling water inlet temperature of the absorption chiller / heater to maximize the generated power of the power generation unit .
前記統合制御装置は、吸収式冷温水機の空調負荷に対する発電ユニットの発電許容量に 応じて、前記駆動電力の合計が発電許容量以内となるように、駆動電力を供給する機器を 選択するように構成したことを特徴とする請求項4に記載のハイブリッド熱電供給システム。 The power generation unit supplies all or part of the driving power to the power generation unit and the absorption chiller / heater device ,
The integrated control device selects a device that supplies driving power according to the power generation allowable amount of the power generation unit with respect to the air conditioning load of the absorption chiller / heater so that the total driving power is within the power generation allowable amount. The hybrid thermoelectric supply system according to claim 4 , wherein the hybrid thermoelectric supply system is configured as follows .
前記統合制御装置は、吸収式冷温水機の空調負荷に対する発電ユニットの発電許容量に 応じて、前記駆動電力の合計が発電許容量以内となるように、インバータ駆動方式の機器 に供給する駆動電力を抑制するように構成したことを特徴とする請求項4又は5に記載のハイブリッド熱電供給システム。 The power generation unit supplies all or part of the driving power to the power generation unit and the absorption chiller / heater device ,
The integrated control device supplies drive power to the inverter-driven device so that the sum of the drive power is within the power generation allowable amount according to the power generation allowable amount of the power generation unit with respect to the air conditioning load of the absorption chiller / heater. The hybrid thermoelectric supply system according to claim 4 , wherein the hybrid thermoelectric supply system is configured to suppress the above-described problem .
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