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JP5239583B2 - Cogeneration system - Google Patents
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Description

本発明は、コジェネレーションシステムに関する。   The present invention relates to a cogeneration system.

コジェネレーションシステムとしては、負荷装置に電力を供給する発電装置と、発電量指示値に応じた発電量となるように発電装置を制御する運転制御装置と、発電装置の廃熱を回収した湯水を貯湯する貯湯槽とを備えたものが知られている。このコジェネレーションシステムの一例としては、特許文献1に示されているコジェネレーションシステムがある。このコジェネレーションシステムは、1日分の湯水貯湯量と湯水消費量を予測し、湯水貯湯量が多過ぎる場合は発電を1日に1回停止する制御に切り替え、湯水貯湯量が不足する場合は発電を停止しない制御に切り替えている。
特開2005−38676号公報
The cogeneration system includes a power generation device that supplies power to the load device, an operation control device that controls the power generation device so that the power generation amount corresponds to the power generation amount instruction value, and hot water that recovers waste heat from the power generation device. One having a hot water storage tank for storing hot water is known. As an example of this cogeneration system, there is a cogeneration system disclosed in Patent Document 1. This cogeneration system predicts the amount of hot water and hot water consumption for one day. If there is too much hot water, it switches to control that stops power generation once a day. Switch to control that does not stop power generation.
JP 2005-38676 A

特許文献1に記載のコジェネレーションシステムにおいては、不規則な湯水消費が生じた場合、湯切れが起きたときはガス湯沸し器や電気湯沸し器等の別系統で湯水を補給する必要があって省エネ効果が悪くなっていた。また、夜間に湯余りが起きたときは放熱ロスが大きく省エネ効果が低下するという問題があった。   In the cogeneration system described in Patent Document 1, when irregular hot water consumption occurs or when hot water runs out, it is necessary to replenish hot water with a separate system such as a gas water heater or an electric water heater. The effect was getting worse. In addition, there is a problem that when there is a surplus of hot water at night, the heat dissipation loss is large and the energy saving effect is reduced.

本発明は、上述した問題を解消するためになされたもので、湯切れや湯余りを防止して省エネ効果の高い発電装置の運転制御ができるコジェネレーションシステムを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a cogeneration system that can control the operation of a power generation device that has a high energy-saving effect by preventing running out of hot water and excess water.

上記の課題を解決するため、請求項1に係る発明の構成上の特徴は、負荷装置に電力を供給する発電装置と、前記発電装置の廃熱を回収した湯水を貯湯するとともに湯水使用装置に該湯水を供給する貯湯槽と、予め指定された運転停止時間、前記湯水使用装置で消費される湯水量の消費パターン、前記貯湯槽内の残湯量の予測値および当日の前記湯水使用装置で消費された湯水量の消費データに基づいて、前記発電装置を発電制御もしくは発電停止制御する運転制御装置と、を備え、 前記運転制御装置は、前記湯水使用装置で消費される湯水量の消費パターンを、入力指定された前記運転停止時間に消費される湯水量の第1のデータと前記運転停止時間以外の運転時間に消費される湯水量の第2のデータとに分け、前記運転時間に消費される湯水量の第2のデータから当日の開始から現在までの前記湯水使用装置で消費された湯水量のデータを減算し、該減算値に前記運転停止時間に消費される湯水量の第1のデータを加算して閾値とし、前記運転時間中に該閾値が前記貯湯槽内の残湯量の予測値より大きくなったときは前記発電装置の発電制御を続行し小さくなったときは前記発電装置を発電停止制御することである。 In order to solve the above-mentioned problem, the structural feature of the invention according to claim 1 is that a power generation device that supplies power to a load device, hot water that recovers waste heat of the power generation device, and hot water storage device that stores hot water. A hot water tank for supplying hot water, a pre-designated operation stop time, a consumption pattern of the amount of hot water consumed by the hot water use device, a predicted value of the remaining hot water amount in the hot water tank, and consumption by the hot water use device for the day An operation control device that performs power generation control or power generation stop control on the power generation device based on the consumption data of the amount of hot and cold water, and the operation control device has a consumption pattern of the amount of hot water consumed by the hot water use device. , Divided into first data on the amount of hot water consumed during the specified operation stop time and second data on the amount of hot water consumed during operation times other than the operation stop time. Ru Subtracting the amount of hot water consumed by the hot water usage device from the start of the day to the present from the second data of the amount of hot water, the first data of the amount of hot water consumed during the operation stop time to the subtraction value Is added to obtain a threshold value, and when the threshold value becomes larger than the predicted value of the remaining hot water amount in the hot water storage tank during the operation time, the power generation control of the power generation device is continued. It is to stop control .

また請求項2に係る発明の構成上の特徴は、請求項1において、前記運転制御装置は、一定期間前までの前記湯水使用装置で消費される湯水量を時間帯毎に記憶して前記消費パターンを作成し、前記湯水使用装置で消費される湯水量が最大量となる日のデータに基づいて制御することである。   In addition, the structural feature of the invention according to claim 2 is that in claim 1, the operation control device stores the amount of hot water consumed by the hot water usage device up to a certain period of time for each time zone and stores the consumption. A pattern is created, and control is performed based on the data of the day when the amount of hot water consumed by the hot water usage apparatus becomes the maximum amount.

上記のように構成した請求項1に係る発明においては、運転制御装置が、予め指定された運転停止時間、湯水使用装置で消費される湯水量の消費パターン、貯湯槽内の残湯量の予測値および当日の湯水使用装置で消費された湯水量の消費データに基づいて、発電装置を発電制御もしくは発電停止制御する。これにより、必要な分だけ貯湯槽に湯水が貯まるように発電制御し、必要以上に貯湯槽に湯水が貯まらないように発電停止制御できるので、貯湯槽内の湯切れや湯余りを防止して省エネ効果の高い発電装置の運転ができるコジェネレーションシステムを提供することができる。さらに、運転制御装置は、湯水使用装置で消費される湯水量の消費パターンを、入力指定された運転停止時間に消費される湯水量の第1のデータと運転停止時間以外の運転時間に消費される湯水量の第2のデータとに分け、運転時間に消費される湯水量の第2のデータから当日の開始から現在までの湯水使用装置で消費された湯水量のデータを減算し、該減算値に運転停止時間に消費される湯水量の第1のデータを加算して閾値とし、運転時間中に該閾値が貯湯槽内の残湯量の予測値より大きくなったときは発電装置の発電制御を続行し小さくなったときは発電装置を発電停止制御するので、不規則な湯水消費が生じた場合、特に湯水消費時間が普段よりも早まった場合であっても貯湯槽内の湯切れをほぼ確実に防止することができる。 In the invention which concerns on Claim 1 comprised as mentioned above, the operation control apparatus is the operation stop time designated beforehand, the consumption pattern of the amount of hot water consumed by the hot water use apparatus, and the predicted value of the amount of remaining hot water in the hot water tank. And based on the consumption data of the amount of hot water consumed by the hot water usage device on the day, the power generation device is subjected to power generation control or power generation stop control. As a result, power generation can be controlled so that hot water is stored in the hot water tank as much as necessary, and power generation can be stopped so that hot water is not stored in the hot water tank more than necessary. It is possible to provide a cogeneration system capable of operating a power generation device with high energy saving effect. Further, the operation control device consumes the consumption pattern of the hot water amount consumed by the hot water use device during the operation time other than the first data of the hot water amount consumed during the operation stop time specified by the input and the operation stop time. And subtracting the amount of hot water consumed by the hot water usage apparatus from the start of the day to the present day from the second data of the amount of hot water consumed during the operation time. The first data of the amount of hot water consumed during the operation stop time is added to the value as a threshold value. When the threshold value becomes larger than the predicted value of the remaining hot water amount in the hot water tank during the operation time, the power generation control of the power generator Since the power generation device is controlled to stop power generation when it becomes smaller, irregular hot water consumption occurs, especially when hot water consumption time is earlier than usual, It can be surely prevented.

上記のように構成した請求項2に係る発明においては、請求項1に係る発明において、運転制御装置は、一定期間前までの湯水使用装置で消費される湯水量を時間帯毎に記憶して消費パターンを作成し、湯水使用装置で消費される湯水量が最大量となる日のデータに基づいて制御するので、不規則な湯水消費が生じた場合であっても貯湯槽内の湯切れや湯余りをほぼ確実に防止することができる。   In the invention according to claim 2 configured as described above, in the invention according to claim 1, the operation control device stores the amount of hot water consumed by the hot water use device up to a certain period before every time period. Since a consumption pattern is created and controlled based on the data on the day when the amount of hot water consumed by the hot water usage device is the maximum, even if irregular hot water consumption occurs, The remaining hot water can be almost certainly prevented.

以下、本発明によるコジェネレーションシステムの一実施形態について説明する。図1はこのコジェネレーションシステムの概要を示す概要図である。このコジェネレーションシステムは、負荷装置21に電力を供給する発電装置10と、発電装置10の廃熱を回収した湯水を貯湯する貯湯槽30と、発電量指示値に応じた発電量となるように発電装置10を制御すると共に貯湯槽30内の湯余りや湯切れを起こさない発電指示値に応じた発電量となるように発電装置10を発電制御もしくは発電停止制御する運転制御装置40とを備えている。   Hereinafter, an embodiment of a cogeneration system according to the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic diagram showing an overview of this cogeneration system. This cogeneration system has a power generation device 10 that supplies power to the load device 21, a hot water storage tank 30 that stores hot water from which waste heat of the power generation device 10 has been collected, and a power generation amount that corresponds to the power generation amount instruction value. An operation control device 40 that controls the power generation device 10 and controls the power generation device 10 to perform power generation control or power generation stoppage so that the amount of power generation corresponds to a power generation instruction value that does not cause excess or hot water in the hot water tank 30. ing.

発電装置10は、燃料電池発電装置であり、直流電力を発生する発電器11と、発電器11から供給された直流電力を交流電力に変換して出力する変換器(例えばインバータ)12とを備えている。なお、発電装置10としては、燃料電池発電装置の他に、ディーゼルエンジン、ガスエンジン、ガスタービン、マイクロガスタービンなどの原動機とこの原動機によって駆動される発電機から構成されたものでもよい。   The power generation device 10 is a fuel cell power generation device, and includes a power generator 11 that generates DC power, and a converter (for example, an inverter) 12 that converts the DC power supplied from the power generator 11 into AC power and outputs the AC power. ing. In addition to the fuel cell power generation device, the power generation device 10 may be configured by a prime mover such as a diesel engine, a gas engine, a gas turbine, or a micro gas turbine, and a generator driven by the prime mover.

発電器11は、改質装置、一酸化炭素低減装置(以下CO低減装置という)および燃料電池から構成されている。改質装置は、燃料供給装置13から供給される燃料を水供給装置14から供給される水で水蒸気改質して水素リッチな改質ガスを生成してCO低減装置に導出するものである。CO低減装置は、改質ガスに含まれる一酸化炭素を低減して燃料電池に導出するものである。燃料電池は、燃料極に供給された改質ガス中の水素および空気極に供給された酸化剤ガスである空気を用いて発電するものである。   The generator 11 includes a reformer, a carbon monoxide reduction device (hereinafter referred to as a CO reduction device), and a fuel cell. In the reformer, the fuel supplied from the fuel supply device 13 is steam-reformed with water supplied from the water supply device 14 to generate a hydrogen-rich reformed gas, which is led to the CO reduction device. The CO reduction device reduces carbon monoxide contained in the reformed gas and leads it to the fuel cell. The fuel cell generates power using hydrogen in the reformed gas supplied to the fuel electrode and air that is an oxidant gas supplied to the air electrode.

燃料供給装置13と発電器11の間には、発電器11に投入される燃料量を検出する燃料投入量検出手段である流量計13aが設けられており、流量計13aは検出した燃料投入量を運転制御装置40に送信するようになっている。なお、燃料電池発電装置の場合の燃料投入量は、改質装置に供給される燃料の投入量を指す。   Between the fuel supply device 13 and the power generator 11, a flow meter 13a serving as a fuel input amount detecting means for detecting the amount of fuel input to the power generator 11 is provided. The flow meter 13a detects the detected fuel input amount. Is transmitted to the operation control device 40. Note that the amount of fuel input in the case of a fuel cell power generator refers to the amount of fuel supplied to the reformer.

変換器12は、電力使用場所20に設置されている複数の負荷装置21に送電線15を介してそれぞれ接続されており、変換器12から出力される交流電力は必要に応じて各負荷装置21に供給されている。変換器12には、発電装置10から出力される発電出力量を検出する発電出力量検出手段である電力計10aが設けられており、電力計10aは検出した発電出力量を運転制御装置40に送信するようになっている。   The converter 12 is connected to a plurality of load devices 21 installed at the power use place 20 via the power transmission line 15, and the AC power output from the converter 12 is supplied to each load device 21 as necessary. Has been supplied to. The converter 12 is provided with a wattmeter 10a that is a power generation output amount detecting means for detecting the power generation output amount output from the power generation device 10, and the wattmeter 10a sends the detected power generation output amount to the operation control device 40. It is supposed to send.

負荷装置21は、電灯、アイロン、テレビ、洗濯機、電気コタツ、電気カーペット、エアコン、冷蔵庫などの電気器具である。なお、変換器12と電力使用場所20とを接続する送電線15には電力会社の系統電源16も接続されており(系統連系)、発電装置10の発電量より負荷装置21の総電力消費量が上回った場合、その不足電力を系統電源16から受電して補うようになっている。電力計22は、負荷装置21にて消費された電力消費量を検出する電力消費量検出手段であり、電力使用場所20で使用される全ての負荷装置21の合計電力消費量を検出して、運転制御装置40に送信するようになっている。   The load device 21 is an electric appliance such as an electric lamp, iron, television, washing machine, electric kotatsu, electric carpet, air conditioner, and refrigerator. In addition, the power source 15 of the power company is also connected to the power transmission line 15 that connects the converter 12 and the power use place 20 (system connection), and the total power consumption of the load device 21 is determined by the power generation amount of the power generation device 10. When the amount exceeds, the insufficient power is received from the system power supply 16 and compensated. The wattmeter 22 is power consumption detection means for detecting the power consumption consumed by the load device 21, detects the total power consumption of all the load devices 21 used in the power usage place 20, This is transmitted to the operation control device 40.

また、発電器11には、発電器11の廃熱を回収して発電器11を冷却する熱媒体が循環する冷却回路31が接続されている。冷却回路31上には、熱交換器32およびラジエータ37が配設されている。ラジエータ37は、冷却回路31を循環する熱媒体を冷却する冷却手段であり、運転制御装置40の指令によってオン・オフ制御されており、オン状態のときには熱媒体を冷却し、オフ状態のときには冷却しないものである。   The generator 11 is connected to a cooling circuit 31 through which a heat medium that recovers waste heat of the generator 11 and cools the generator 11 circulates. On the cooling circuit 31, a heat exchanger 32 and a radiator 37 are disposed. The radiator 37 is a cooling means for cooling the heat medium circulating in the cooling circuit 31, and is controlled to be turned on / off by a command from the operation control device 40. The heat medium is cooled in the on state and cooled in the off state. It is something that does not.

一方、後述する貯湯槽30には、貯湯槽30内の湯水(貯湯水)を加熱するための湯水循環回路33が接続されている。湯水循環回路33上には、熱交換器32が配設されている。熱交換器32は、冷却回路31を循環する熱媒体と湯水循環回路33を循環する湯水との間で熱交換が行われるものである。これにより、発電器11の発電中に図示しないポンプが駆動されて、冷却回路31を熱媒体が循環し、湯水循環回路33を湯水が循環すると、発電器11の廃熱が熱媒体および熱交換器32を通って湯水に回収されて湯水が加熱されるようになっている。発電器11の廃熱とは、例えば、燃料電池発電装置の場合、燃料電池スタックの廃熱や改質装置の廃熱などをいい、エンジン発電装置の場合、エンジンの廃熱などが挙げられる。しかし、それに限定せず発電機それ自体の熱など回収可能な廃熱なら何でも利用できる。   On the other hand, a hot water circulation circuit 33 for heating hot water (hot water) in the hot water tank 30 is connected to the hot water tank 30 described later. A heat exchanger 32 is disposed on the hot water circulation circuit 33. The heat exchanger 32 performs heat exchange between the heat medium circulating in the cooling circuit 31 and the hot water circulating in the hot water circulation circuit 33. As a result, a pump (not shown) is driven during power generation by the power generator 11, and the heat medium circulates in the cooling circuit 31, and hot water circulates in the hot water circulation circuit 33. The hot water is recovered as hot water through the vessel 32 and heated. The waste heat of the power generator 11 refers to, for example, the waste heat of the fuel cell stack or the waste heat of the reformer in the case of a fuel cell power generator, and the waste heat of the engine in the case of an engine power generator. However, not limited to this, any recoverable waste heat such as the heat of the generator itself can be used.

貯湯槽30は、1つの柱状容器を備えており、その内部に温水が層状に、すなわち上部の温水が最も高温であり下部にいくにしたがって低温となり下部の温水が最も低温であるように貯留されるようになっている。貯湯槽30に貯留されている高温の温水が貯湯槽30の柱状容器の上部から導出され、その導出された分を補給するように水供給装置14からの水道水などの水(低温の水)が貯湯槽30の柱状容器の下部から導入されるようになっている。このような貯湯槽30は、発電装置10の近くに設置されている。   The hot water tank 30 is provided with one columnar container, in which hot water is stored in a layered manner, that is, hot water in the upper part is the hottest and becomes lower as it goes to the lower part, and the hot water in the lower part is stored at the lowest temperature. It has become so. Hot water stored in the hot water tank 30 is derived from the upper part of the columnar container of the hot water tank 30, and water such as tap water from the water supply device 14 (low temperature water) so as to replenish the derived amount. Is introduced from the lower part of the columnar container of the hot water tank 30. Such a hot water tank 30 is installed near the power generation apparatus 10.

貯湯槽30の内部には残湯量検出センサである温度センサ群34が設けられている。温度センサ群34は複数(本実施形態においては10個)の温度センサ34−1,34−2,34−3,・・・,34−10から構成されており、上下方向(鉛直方向)に沿って等間隔(貯湯槽30内の上下方向高さの九分の一の距離)にて配設されている。温度センサ34−1は貯湯槽30の内部上面位置に配置されている。各温度センサ34−1,34−2,34−3,・・・,34−10はその位置の貯湯槽30内の液体(温水または水)の温度をそれぞれ検出するものである。この温度センサ群34による各位置での湯温の検出結果に基づいて貯湯槽30内の残湯量が導出されるようになっている。残湯量は、貯湯槽30内に蓄えられた熱量を表している。貯湯槽30と水供給装置14の間には貯湯槽30に供給される水(例えば水道水)の温度を検出する温度センサ38が設けられている。温度センサ38の検出結果(水道水温度)は運転制御装置40に送信されるようになっている。   Inside the hot water tank 30, a temperature sensor group 34 that is a remaining hot water amount detection sensor is provided. The temperature sensor group 34 includes a plurality (ten in the present embodiment) of temperature sensors 34-1, 34-2, 34-3,..., 34-10, and is arranged in the vertical direction (vertical direction). It is arranged at equal intervals (distance of 1/9 of the vertical height in the hot water tank 30). The temperature sensor 34-1 is disposed on the inner upper surface of the hot water tank 30. Each of the temperature sensors 34-1, 34-2, 34-3,..., 34-10 detects the temperature of the liquid (hot water or water) in the hot water storage tank 30 at that position. The amount of remaining hot water in the hot water storage tank 30 is derived based on the detection result of the hot water temperature at each position by the temperature sensor group 34. The remaining hot water amount represents the amount of heat stored in the hot water tank 30. Between the hot water storage tank 30 and the water supply device 14, a temperature sensor 38 that detects the temperature of water (for example, tap water) supplied to the hot water storage tank 30 is provided. The detection result (tap water temperature) of the temperature sensor 38 is transmitted to the operation control device 40.

貯湯槽30には、給湯管35が接続されている。給湯管35には、貯湯槽30側から順番に流量センサ36、補助加熱装置であるガス湯沸かし器(図示省略)および温度センサ(図示省略)が配設されている。流量センサ36は、貯湯槽30から供給されている湯水消費量(給湯量)を検出するものである。流量センサ36の検出信号は運転制御装置40に送信されるようになっている。また、図示していないが、給湯管35にはガス湯沸かし器と温度センサとの間に水供給装置14からの水道水が合流するようになっている。これにより、貯湯槽30からの湯水を降温している。ガス湯沸かし器は、給湯管35を通過する貯湯槽30からの湯水を加熱して給湯するようになっている。温度センサはガス湯沸かし器を通過した後、もしくは水供給装置14からの水道水が合流した後の湯水の温度を検出するものであり、その検出信号は運転制御装置40に送信されるようになっている。すなわち、温度センサで検出した湯水の温度が設定された給湯温度となるように、ガス湯沸かし器で加熱、もしくは水供給装置14からの水道水で降温している。   A hot water supply pipe 35 is connected to the hot water tank 30. In the hot water supply pipe 35, a flow rate sensor 36, a gas water heater (not shown), which is an auxiliary heating device, and a temperature sensor (not shown) are arranged in order from the hot water tank 30 side. The flow rate sensor 36 detects the amount of hot water consumption (hot water supply amount) supplied from the hot water storage tank 30. A detection signal of the flow sensor 36 is transmitted to the operation control device 40. Moreover, although not shown in figure, the tap water from the water supply apparatus 14 joins the hot water supply pipe 35 between a gas water heater and a temperature sensor. Thereby, the temperature of the hot water from the hot water tank 30 is lowered. The gas water heater heats hot water from the hot water storage tank 30 passing through the hot water supply pipe 35 to supply hot water. The temperature sensor detects the temperature of the hot water after passing through the gas water heater or after the tap water from the water supply device 14 joins, and the detection signal is transmitted to the operation control device 40. Yes. That is, the hot water detected by the temperature sensor is heated by the gas water heater or the temperature is lowered by tap water from the water supply device 14 so that the set hot water temperature becomes the set hot water temperature.

給湯管35には、貯湯槽30に貯留している湯水を給湯として利用する湯水使用場所25に設置されている複数の湯利用機器26aが接続されている。この湯利用機器26aとしては、浴槽、シャワ、キッチン(キッチンの蛇口)、洗面所(洗面所の蛇口)などがある。また、給湯管35には、貯湯槽30の湯水を熱源として利用する湯水使用場所25に設置されている熱利用機器26bが接続されている。この熱利用機器26bとしては、浴室暖房、床暖房、浴槽の湯の追い炊き機構などがある。なお、熱利用機器26bは貯湯槽30の湯水を直接利用する場合や貯湯槽30の湯水を間接的に利用する場合がある。湯利用機器26aおよび熱利用機器26bは湯水使用装置である。   Connected to the hot water supply pipe 35 are a plurality of hot water use devices 26a installed in a hot water use place 25 that uses hot water stored in the hot water tank 30 as hot water supply. Examples of the hot water use device 26a include a bathtub, a shower, a kitchen (kitchen faucet), and a washroom (toilet faucet). The hot water supply pipe 35 is connected to a heat utilization device 26b installed in a hot water use place 25 that uses hot water in the hot water tank 30 as a heat source. Examples of the heat utilization device 26b include bathroom heating, floor heating, and a hot water reheating mechanism. The heat utilization device 26b may use the hot water in the hot water tank 30 directly or indirectly use the hot water in the hot water tank 30. The hot water use device 26a and the heat use device 26b are hot water use devices.

運転制御装置40は、マイクロコンピュータ(図示省略)を有しており、マイクロコンピュータは、バスを介してそれぞれ接続された入出力インターフェース、CPU、RAMおよびROM(いずれも図示省略)を備えている。CPUは、図2等のフローチャートに対応したプログラムを実行して、発電装置10の運転計画を導出して更新記憶し、該更新記憶した運転計画に従って運転するとともに発電量指示値に応じた発電量となるように発電装置10を連続発電制御もしくは発電停止制御している。RAMは同プログラムの実行に必要な変数を一時的に記憶するものであり、ROMは上記プログラムを記憶するものである。   The operation control device 40 has a microcomputer (not shown), and the microcomputer includes an input / output interface, a CPU, a RAM, and a ROM (all not shown) connected via a bus. The CPU executes a program corresponding to the flowchart of FIG. 2 and the like, derives and updates the operation plan of the power generation apparatus 10, operates according to the updated operation plan, and operates according to the power generation amount instruction value. Thus, the power generation apparatus 10 is controlled to continuously generate power or stop generating power. The RAM temporarily stores variables necessary for executing the program, and the ROM stores the program.

次に、上述したコジェネレーションシステムの作動形態について図2〜図11を参照して説明する。なお、このコジェネレーションシステムを作動するにあたり近隣への騒音防止対策として、ユーザは強制的な運転停止時間を運転制御装置40に予め指定することができる。このため、以下の説明では0:00から6:00までを強制的な運転停止時間として設定しているものとする。運転制御装置40は、図示しない主電源が投入されると、ステップ100にてプログラムを起動しプログラムをステップ102に進める。運転制御装置40は、図2に示すステップ102〜108の処理によって運転計画を一日一回立てて該運転計画に従って発電装置10の運転(発電)を停止したり発電したりする。   Next, operation modes of the above-described cogeneration system will be described with reference to FIGS. It should be noted that the user can designate a forced operation stop time in advance in the operation control device 40 as a noise prevention measure for the neighborhood when operating this cogeneration system. For this reason, in the following description, it is assumed that 0:00 to 6:00 is set as the forced operation stop time. When the main power supply (not shown) is turned on, the operation control device 40 starts the program in step 100 and advances the program to step 102. The operation control device 40 sets an operation plan once a day by the processing of steps 102 to 108 shown in FIG. 2, and stops the operation (power generation) of the power generation device 10 or generates power according to the operation plan.

運転制御装置40は、ステップ102において、例えば7日前から前日までの湯水消費量のデータに基づいて湯水消費パターンを作成して更新記憶する。ここで、例えば前日の湯水消費量のデータは、該前日に図2のステップ102〜108を実行している間に同時に図3のステップ302〜318を実行することにより作成される。そして、作成された前日の湯水消費量のデータは、翌日に実行する図2のステップ102において使用される。以下、図3に示す湯水消費パターン作成ルーチンについて説明する。   In step 102, the operation control device 40 creates and updates hot water consumption patterns based on, for example, hot water consumption data from 7 days ago to the previous day. Here, for example, the hot water consumption data of the previous day is created by executing steps 302 to 318 of FIG. 3 simultaneously while executing steps 102 to 108 of FIG. 2 on the previous day. The generated hot water consumption data on the previous day is used in step 102 of FIG. Hereinafter, the hot water consumption pattern creation routine shown in FIG. 3 will be described.

運転制御装置40は、湯水消費パターンを作成するための行列Ho_mを初期化する(ステップ302)。運転制御装置40は、行列Ho_mの各要素に7日分の各時間帯の湯水消費量を代入する。代入した結果の一例を図4に示している。なお、本システムを設置当初においては、家族構成、地域などの条件から予め作成された平均的な消費モデルパターンの数値を代入する。また、少なくとも1週間運転した後は、実際に測定した湯水消費量から作成され更新記憶された前回の湯水消費パターンの数値を代入する。   The operation control device 40 initializes a matrix Ho_m for creating a hot water consumption pattern (step 302). The operation control device 40 substitutes the hot water consumption for each time zone for 7 days into each element of the matrix Ho_m. An example of the result of substitution is shown in FIG. At the beginning of installation of this system, a numerical value of an average consumption model pattern created in advance based on conditions such as family composition and region is substituted. Also, after at least one week of operation, the previous hot water consumption pattern value created and updated from the actually measured hot water consumption is substituted.

行列Ho_mは、列が何日前のデータであることを示し、行が一日のうちの時間帯を示している。そして、湯水消費量は、その湯水をつくるための発電量で表している。発電量の表示は、その期間の平均ワット数(平均発電電力)で表している。本実施形態では湯水消費量を求める期間が30分であるので、例えば湯水消費量が300Wのときには300W×1/2h=150Whが、湯水消費量に相当する湯水をつくるために必要な発電量となる。行列Ho_mの例えば1行1列の要素は、7日前の0:00に計測した湯水消費量すなわち8日前の23:30から7日前の0:00までに計測した湯水消費量の平均値であり、図4では300Wである。2行1列の要素は、7日前の0:30に計測した湯水消費量すなわち7日前の0:00から0:30までに計測した湯水消費量の平均値であり、図4では400Wである。1行7列の要素は、1日前の0:00に計測した湯水消費量すなわち2日前の23:30から1日前の0:00までに計測した湯水消費量の平均値であり、図4では340Wである。   In the matrix Ho_m, the column indicates how many days ago the data is, and the row indicates the time zone of the day. The hot water consumption is expressed as the amount of power generated to produce the hot water. The display of the power generation amount is represented by the average wattage (average power generation) during that period. In this embodiment, since the period for calculating the hot water consumption is 30 minutes, for example, when the hot water consumption is 300 W, 300 W × 1 / 2h = 150 Wh is the amount of power generation required to produce hot water corresponding to the hot water consumption. Become. For example, the element of 1 row and 1 column of the matrix Ho_m is an average value of hot water consumption measured at 0:00 seven days ago, that is, an average value of hot water consumption measured from 23:30 eight days ago to 0:00 seven days ago. In FIG. 4, it is 300 W. The element in 2 rows and 1 column is the hot water consumption measured at 0:30 seven days ago, that is, the average value of the hot water consumption measured from 0:00 to 0:30 seven days ago, and is 400 W in FIG. . The element in the first row and the seventh column is an average value of hot water consumption measured at 0:00 one day ago, that is, an average value of hot water consumption measured from 23:30 two days ago to 0:00 one day ago. 340W.

運転制御装置40は、流量センサ36によって湯水消費量を制御周期(本実施形態では1分)毎に計測し(ステップ304)、計測した湯水消費量をフィルタ処理する(ステップ306)。運転制御装置40は、ステップ306において、湯水消費量を計測する度にその計測したデータおよび記憶されている過去数件分(本実施形態においては29件分)のデータに基づいて下記数1によってフィルタ処理を実行している。   The operation control device 40 measures the hot water consumption by the flow rate sensor 36 every control cycle (1 minute in this embodiment) (step 304), and filters the measured hot water consumption (step 306). In step 306, the operation control device 40 performs the following equation 1 based on the measured data and the stored data for the past several cases (29 in this embodiment) each time the hot water consumption is measured. Filtering is being executed.

Figure 0005239583
Figure 0005239583

なお、u[k]およびy[k]は現時点でのデータ、例えば時刻kの入力データおよび出力値(処理値)であり、zは遅れ演算子である。   U [k] and y [k] are current data, for example, input data and output values (process values) at time k, and z is a delay operator.

運転制御装置40は、湯水消費量の計測開始時点から30分経過するまでの間、ステップ308で「NO」と判定し続け、上記湯水消費量の計測とそのフィルタ処理を繰り返し実行して、その30分間の湯水消費量をフィルタ処理して平均値を算出する。そして、運転制御装置40は、湯水消費量の計測開始時点から30分経過した時点にて、ステップ308で「YES」と判定し、上記行列Ho_mとは異なる0:00から23:30までの1列48行でなる行列Ho_tempに30分間隔で各30分間で消費された湯水消費量の平均値を追加する(ステップ310)。30分間で消費された湯水消費量を1分間毎に計測してフィルタ処理し、この30分間に経過した時刻での湯水消費量として行列Ho_tempに順次書き込み、最終的に1日前の30分毎の湯水消費量を示す0:00から23:30までの1列48行でなる行列Ho_tempを作成する。   The operation control device 40 continues to determine “NO” in step 308 until 30 minutes have elapsed from the start of measurement of hot water consumption, repeatedly execute the measurement of the hot water consumption and its filter processing, The average value is calculated by filtering hot water consumption for 30 minutes. Then, the operation control device 40 determines “YES” in step 308 when 30 minutes have elapsed from the measurement start time of the hot water consumption, and 1 from 3:00 to 23:30 that is different from the matrix Ho_m. An average value of consumption of hot water and water consumed in each 30 minutes is added to the matrix Ho_temp having 48 rows and columns every 30 minutes (step 310). The hot water consumption consumed in 30 minutes is measured and filtered every minute, and sequentially written in the matrix Ho_temp as hot water consumption at the time when 30 minutes have passed, and finally every 30 minutes one day before A matrix Ho_temp having one column and 48 rows from 0:00 to 23:30 indicating hot water consumption is created.

運転制御装置40は、0:00になるまで、ステップ312で「NO」と判定し続け、上記ステップ304からステップ310の処理を繰り返し実行する。そして、運転制御装置40は、0:00になった時点にて、ステップ312で「YES」と判定し、行列Ho_mにおいて、1列の7日前の全データを消去する(ステップ314)。例えば、図5に示すように、7日前の0:00〜23:30までの全データ300W,400W…900Wを消去する。そして、運転制御装置40は、図5に示すように、2列の6日前の全データから7列の1日前の全データを一列ずつ左に移動させ、ステップ310で行列Ho_tempに記録した30分間における湯水消費量の平均値の1日前の全データ200W,350W…800Wを行列Ho_mの空いている7列に追加する(ステップ316)。運転制御装置40は、このように作成された行列Ho_mの各列のデータを合算し、図5に示すように、その合算値が最大のデータを湯水消費予測値Ho_preとして湯水消費パターンを導出して更新記憶する(ステップ318)。0:00の湯水消費量は350Wであり、0:30の湯水消費量は490Wであり、・・・、23:30の湯水消費量は940Wである。この湯水消費パターンの一例を図6に示す。   The operation control device 40 continues to determine “NO” in step 312 until 0:00, and repeatedly executes the processing from step 304 to step 310. Then, when the time reaches 0:00, the operation control device 40 determines “YES” in step 312 and erases all data in the column Ho_m from the previous seven days (step 314). For example, as shown in FIG. 5, all data 300W, 400W... 900W from 0:00 to 23:30 seven days ago are erased. Then, as shown in FIG. 5, the operation control device 40 moves all the data one day before the seven columns from the all data six days before the two columns to the left one column at a time, and recorded in the matrix Ho_temp in step 310 for 30 minutes. All the data 200 W, 350 W... 800 W one day before the average value of the hot water consumption in are added to 7 empty columns of the matrix Ho_m (step 316). The operation control device 40 adds the data of each column of the matrix Ho_m created in this manner, and derives a hot water consumption pattern with the data having the maximum sum as the hot water consumption predicted value Ho_pre as shown in FIG. The update is stored (step 318). The hot water consumption at 0:00 is 350 W, the hot water consumption at 0:30 is 490 W,..., And the hot water consumption at 23:30 is 940 W. An example of this hot water consumption pattern is shown in FIG.

次に、運転制御装置40は、ステップ104において、図7に示す貯湯槽残湯量推定ルーチンに沿ってプログラムを実行し、現在時刻の貯湯槽30の残湯量を導出して記憶する。運転制御装置40は、温度センサ38によって貯湯槽30に補給される水(例えば水道水)の温度を計測する(ステップ402)。運転制御装置40は、各温度センサ34−1〜34−10によって貯湯槽30内の各位置の湯水の温度を計測する(ステップ404)。そして、運転制御装置40は、補給される水の温度および貯湯槽30内の各位置の温度を下記数2に代入して貯湯槽30の残湯量を導出する(ステップ406)。   Next, in step 104, the operation control device 40 executes a program in accordance with the hot water tank remaining hot water amount estimation routine shown in FIG. 7, and derives and stores the remaining hot water amount of the hot water storage tank 30 at the current time. The operation control device 40 measures the temperature of water (for example, tap water) supplied to the hot water tank 30 by the temperature sensor 38 (step 402). The operation control device 40 measures the temperature of the hot water at each position in the hot water tank 30 by the temperature sensors 34-1 to 34-10 (step 404). Then, the operation control device 40 substitutes the temperature of the water to be supplied and the temperature at each position in the hot water storage tank 30 into the following equation 2 to derive the remaining hot water amount in the hot water storage tank 30 (step 406).

Figure 0005239583
Figure 0005239583

ここで、Qは貯湯槽30に蓄えられている熱量[J]であり、Cpは水の比熱(4.189×10−3[J/(kg・K)])であり、Vは貯湯槽30の容積(本実施形態では150l=150kg)であり、Twは水道水の温度[℃]であり、Tiは貯湯槽30内のi番目の温度センサ34の温度[℃]である。 Here, Q is the amount of heat [J] stored in the hot water tank 30, Cp is the specific heat of water (4.189 × 10 −3 [J / (kg · K)]), and V is the hot water tank. The volume is 30 (150 l = 150 kg in the present embodiment), Tw is the temperature [° C.] of tap water, and Ti is the temperature [° C.] of the i-th temperature sensor 34 in the hot water tank 30.

次に、運転制御装置40は、ステップ106において当日の開始(0:00)から現在までの湯水消費量を求める。すなわち運転制御装置40は、当日の開始(0:00)から現在まで所定時間(本実施形態では30分)毎に貯湯槽30の最上位の温度センサ34−1の検出温度と流量センサ36の検出流量を積算した値に基づいて湯水消費積算値を算出する。   Next, the operation control apparatus 40 calculates | requires the hot water consumption from the start (0:00) of the day to the present in step 106. FIG. That is, the operation control device 40 detects the detected temperature of the uppermost temperature sensor 34-1 of the hot water tank 30 and the flow rate sensor 36 every predetermined time (in this embodiment, 30 minutes) from the start (0:00) of the day to the present. A hot water consumption integrated value is calculated based on a value obtained by integrating the detected flow rate.

次に、運転制御装置40は、ステップ108において、図9に示す運転計画ルーチンに沿ってプログラムを実行し、不規則な湯水消費が生じた場合に備え、発電停止制御と発電制御とを切り替えて貯湯槽30内の湯切れや湯余りを防止して省エネ効果の高い発電装置10の運転を制御している。   Next, in step 108, the operation control device 40 executes the program in accordance with the operation plan routine shown in FIG. 9, and switches between the power generation stop control and the power generation control in preparation for irregular hot water consumption. The operation of the power generation apparatus 10 having a high energy saving effect is controlled by preventing the hot water in the hot water tank 30 from running out or remaining hot water.

運転制御装置40は、ステップ102(ステップ318)で導出された湯水消費予測値Ho_preを読み込んで運転停止時間(0:00〜6:00)の湯水消費予測値を合算(合算値A)すると共に運転時間(6:00〜24:00)の湯水消費予測値を合算(合算値B)する(ステップ702,704)。導出された湯水消費予測値Ho_preと運転停止時間および運転時間の湯水消費予測値の一例を図10に示す。さらに、ステップ106で求めた当日の開始(0:00)から現在までの湯水消費積算値(積算値C)を読み込む(ステップ706)。そして、合算値Bから積算値Cを減算し(なお、合算値Bから積算値Cを減算した減算値が負になったときは0とする)、さらに合算値Aを加算して閾値Sを求め(ステップ708)、ステップ104で求めた貯湯槽30の残湯量が閾値Sよりも少ないか否かを判定する(ステップ710)。運転制御装置40は、貯湯槽30の残湯量が閾値Sより少ないときは、ステップ710にて「YES」と判定しプログラムをステップ712に進めて発電装置10を発電制御し、貯湯槽30の残湯量が閾値Sより多いときは、ステップ710にて「NO」と判定しプログラムをステップ714に進めて発電量指示値を0に設定し、発電装置10を発電停止制御する。   The operation control device 40 reads the hot water consumption predicted value Ho_pre derived in step 102 (step 318), and sums up the hot water consumption predicted values for the operation stop time (0: 00 to 6:00) (total value A). The hot water consumption predicted values for the operation time (6:00 to 24:00) are summed (summed value B) (steps 702 and 704). An example of the derived hot water consumption prediction value Ho_pre and the predicted hot water consumption value of the operation stop time and the operation time is shown in FIG. Furthermore, the hot water consumption integrated value (integrated value C) from the start (0:00) of the day obtained in step 106 to the present is read (step 706). Then, the integrated value C is subtracted from the total value B (note that when the subtracted value obtained by subtracting the integrated value C from the total value B becomes negative), the total value A is added to set the threshold value S. Determination (step 708), it is determined whether or not the remaining hot water amount of the hot water storage tank 30 determined in step 104 is smaller than the threshold value S (step 710). When the remaining hot water amount in the hot water storage tank 30 is less than the threshold value S, the operation control device 40 determines “YES” in step 710 and advances the program to step 712 to control the power generation device 10 to generate electric power. When the amount of hot water is greater than the threshold value S, it is determined as “NO” in step 710, the program proceeds to step 714, the power generation amount instruction value is set to 0, and the power generation apparatus 10 is controlled to stop power generation.

運転制御装置40は、ステップ712において、電力計22によって電力消費量を制御周期毎に計測し、計測した電力消費量をフィルタ処理する。このフィルタ処理は、電力消費量を計測する度にその計測したデータおよび記憶されている過去数件分(本実施形態においては6件分)のデータに基づいて上記数1と同様の下記数3によってフィルタ処理を実行している。運転制御装置40は、このフィルタ処理値を発電量指示値に設定し、その発電量指示値を発電器11に指示して発電装置10の発電制御を実施する。なお、発電量指示値の上限と下限は発電装置10の最大発電量(例えば1500W)と最小発電量(例えば750W)とする。これにより、発電装置10は、急激に変化する電力消費量に追従することなく、発電量の振動を抑制することができるため効率のよい発電が可能となる。   In step 712, the operation control device 40 measures the power consumption for each control cycle by the wattmeter 22, and filters the measured power consumption. This filtering process is performed each time the power consumption is measured, and based on the measured data and stored data for the past several cases (six cases in the present embodiment), the following number 3 similar to the above number 1. The filtering process is executed. The operation control device 40 sets the filter processing value as a power generation amount instruction value, and instructs the power generator 11 to output the power generation amount instruction value to perform power generation control of the power generation device 10. The upper and lower limits of the power generation amount instruction value are the maximum power generation amount (for example, 1500 W) and the minimum power generation amount (for example, 750 W) of the power generation apparatus 10. Thereby, since the electric power generating apparatus 10 can suppress the vibration of electric power generation amount, without tracking the electric power consumption which changes rapidly, efficient electric power generation is attained.

Figure 0005239583
Figure 0005239583

ここで、y[k]はk時刻(時間)でのフィルタ処理値であり、u[k]はk時刻(時間)での電力消費量[J]であり、zは遅れ演算子であり、nはフィルタ次数(本実施形態においては5)である。   Here, y [k] is a filtered value at k time (time), u [k] is power consumption [J] at k time (time), z is a delay operator, n is the filter order (5 in this embodiment).

以上のように、上記閾値Sと貯湯槽30の残湯量とを比較して発電停止制御を行い、もしくは発電制御を続行する。例えば図11に示すように、17:00から24:00までの間は発電が停止される(0:00から6:00は強制的に運転停止される)ので発電量は0であり、6:00から17:00までの間は電力消費量に追従して発電されている。閾値Sは、先ず湯水消費予測値Ho_preから求めた運転時間の湯水消費予測値から当日の開始(0:00)から現在までの湯水消費積算値を減算し、次に湯水消費予測値Ho_preから求めた運転停止時間の湯水消費予測値を加算して求めているので、運転停止時間の湯水消費予測値の湯水が必ず残るようになっている。これにより、不規則な湯水の消費が生じても、貯湯槽30内の湯切れや湯余りを防止して省エネ効果の高い発電装置10の運転制御が可能となる。   As described above, the power generation stop control is performed by comparing the threshold value S with the remaining hot water amount in the hot water storage tank 30, or the power generation control is continued. For example, as shown in FIG. 11, the power generation is stopped between 17:00 and 24:00 (the operation is forcibly stopped from 0:00 to 6:00), so the power generation amount is 0, From 1:00 to 17:00, power is generated following the power consumption. The threshold value S is first calculated from the hot water consumption predicted value Ho_pre by subtracting the hot water consumption integrated value from the start of the day (0:00) to the present time from the hot water consumption predicted value obtained from the hot water consumption predicted value Ho_pre, and then from the hot water consumption predicted value Ho_pre. Since the hot water consumption predicted value for the operation stop time is added, the hot water consumption predicted value for the operation stop time always remains. Thereby, even if irregular hot water consumption occurs, it is possible to control the operation of the power generation apparatus 10 with a high energy saving effect by preventing the hot water in the hot water tank 30 from running out or excessive hot water.

上述した説明から明らかなように、本実施形態においては、運転制御装置40が、予め指定された運転停止時間、湯水使用装置26a,26bで消費される湯水量の消費パターン、貯湯槽30内の残湯量の予測値および当日の湯水使用装置26a,26bで消費された湯水量の消費データに基づいて、発電装置10を発電制御もしくは発電停止制御する。これにより、貯湯槽30での放熱を考慮した運転計画を立てることができるので、湯水を使用しない時間には貯湯槽30に湯水を溜めることがなくなる。したがって、放熱ロス分だけ省エネ効果の高い発電装置10の運転ができるコジェネレーションシステムを提供することができる。また、従来と比べて頻繁に運転計画を立てることができるので、予期しない湯水の消費があった場合でも、その消費に対応した運転を実施することができる。したがって、予期しない湯水の消費による湯切れの発生を防止することができるので、湯切れを防止しつつ省エネ効果がよい発電装置の運転ができるコジェネレーションシステムを提供することができる。   As is apparent from the above description, in the present embodiment, the operation control device 40 has a predetermined operation stop time, a consumption pattern of the amount of hot water consumed by the hot water use devices 26a and 26b, and the hot water storage tank 30. Based on the predicted value of the remaining hot water amount and consumption data of the amount of hot water consumed by the hot water usage devices 26a and 26b on the day, the power generation device 10 is subjected to power generation control or power generation stop control. Thereby, since the operation plan which considered the heat radiation in the hot water storage tank 30 can be made, the hot water does not accumulate in the hot water storage tank 30 when the hot water is not used. Therefore, the cogeneration system which can drive | operate the electric power generating apparatus 10 with a high energy-saving effect by the amount of heat dissipation loss can be provided. Moreover, since an operation plan can be made more frequently than in the past, even when unexpected hot water is consumed, operation corresponding to the consumption can be performed. Therefore, since it is possible to prevent the occurrence of hot water due to unexpected consumption of hot water, it is possible to provide a cogeneration system capable of operating the power generator with good energy saving effect while preventing hot water from running out.

また、運転制御装置40は、一定期間前までの湯水使用装置26a,26bで消費される湯水量を時間帯毎に記憶して消費パターンを作成し、湯水使用装置26a,26bで消費される湯水量が最大量となる日のデータに基づいて制御するので、不規則な湯水消費が生じた場合であっても湯切れや湯余りをほぼ確実に防止することができる。   Further, the operation control device 40 stores the amount of hot water consumed by the hot water use devices 26a and 26b up to a predetermined period for each time zone to create a consumption pattern, and the hot water consumed by the hot water use devices 26a and 26b. Since the control is based on the data on the day when the amount of water reaches the maximum amount, even if irregular hot water consumption occurs, it is possible to almost certainly prevent hot water runs out and excess water.

また、運転制御装置40は、湯水使用装置26a,26bで消費される湯水量の消費パターンを、入力指定された運転停止時間に消費される湯水量の第1のデータと運転停止時間以外の運転時間に消費される湯水量の第2のデータとに分け、運転時間に消費される湯水量の第2のデータから当日の開始から現在までの湯水使用装置26a,26bで消費された湯水量のデータを減算し、該減算値に運転停止時間に消費される湯水量の第1のデータを加算して閾値とし、運転時間中に該閾値が貯湯槽30内の残湯量の予測値より大きくなったときは発電装置10の発電制御を続行し小さくなったときは発電装置10を発電停止制御するので、不規則な湯水消費が生じた場合、特に湯水消費時間が普段よりも早まった場合であっても湯切れをほぼ確実に防止することができる。   Further, the operation control device 40 sets the consumption pattern of the amount of hot water consumed by the hot water usage devices 26a and 26b to the first data of the amount of hot water consumed during the specified operation stop time and the operation other than the operation stop time. The amount of hot water consumed by the hot water use devices 26a and 26b from the start of the day to the present is divided into the second data of the amount of hot water consumed during the time and the second data of the hot water consumed during the operation time. The data is subtracted, and the first data of the amount of hot water consumed during the operation stop time is added to the subtraction value to obtain a threshold value, and the threshold value becomes larger than the predicted value of the remaining hot water amount in the hot water tank 30 during the operation time. If the power generation control of the power generation device 10 is continued and the power generation device 10 becomes smaller, the power generation device 10 is controlled to stop power generation. Therefore, when irregular hot water consumption occurs, especially when the hot water consumption time is earlier than usual. Even if you almost run out of water It is possible to really prevent.

なお、上述した実施形態においては、湯水量の消費パターンは7日間のうち1日分の合算データが最大となる値を選択するようにしたが、各時間帯毎に最大となる値を選択し、もしくは7日間の平均値を選択するようにしても良い。また、電力量の消費パターン、湯水量の消費パターンおよび残湯量の予測値を24時間より大きい時間(例えば2日)を単位として作成するようにしてもよい。また、発電装置10としては、発電器11が交流電力を発生して交換器12を介さずに直接出力するものもある。   In the above-described embodiment, the consumption pattern of hot water is selected such that the sum of data for one day out of seven days is the maximum, but the maximum value is selected for each time slot. Alternatively, an average value for 7 days may be selected. Further, the consumption pattern of the electric energy, the consumption pattern of the hot water, and the predicted value of the remaining hot water may be created in units of time longer than 24 hours (for example, 2 days). Further, as the power generation device 10, there is a power generation device 11 in which the power generator 11 generates AC power and directly outputs it without going through the exchanger 12.

本発明によるコジェネレーションシステムの一実施形態の概要を示す概要図である。It is a schematic diagram showing an outline of one embodiment of a cogeneration system according to the present invention. 図1に示した運転制御装置にて実行される制御プログラムのフローチャートである。It is a flowchart of the control program performed with the operation control apparatus shown in FIG. 図1に示した運転制御装置にて実行される湯水消費パターン作成ルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the hot water consumption pattern creation routine performed with the operation control apparatus shown in FIG. 行列Ho_mを示す図である。It is a figure which shows matrix Ho_m. 行列Ho_mの更新状況を示す図および湯水消費予測値を行列Ho_preで示した図である。It is the figure which shows the update condition of the matrix Ho_m, and the figure which showed the hot water consumption estimated value by the matrix Ho_pre. 湯水消費パターンの一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the hot water consumption pattern. 図1に示した運転制御装置にて実行される貯湯槽残湯量推定ルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the hot water storage tank remaining hot water amount estimation routine performed with the operation control apparatus shown in FIG. 図1に示した運転制御装置にて実行される運転計画ルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the driving | running plan routine performed with the driving | running control apparatus shown in FIG. 行列Ho_preによる運転停止時間および運転時間の湯水消費量予測値の求め方を示す図である。It is a figure which shows how to obtain | require the hot water consumption predicted value of the operation stop time and operation time by matrix Ho_pre. 変動する電力消費量および発電量を示すグラフである。It is a graph which shows the electric power consumption and electric power generation which are fluctuate | varied.

符号の説明Explanation of symbols

10…発電装置、10a…電力計、11…発電器、12…変換器、13…燃料供給装置、13a…流量計、14…水供給装置、15…送電線、16…系統電源、21…負荷装置、26a…湯利用機器、26b…熱利用機器、30…貯湯槽、34…温度センサ群、36…流量センサ、40…運転制御装置。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Power generation device, 10a ... Wattmeter, 11 ... Generator, 12 ... Converter, 13 ... Fuel supply device, 13a ... Flow meter, 14 ... Water supply device, 15 ... Transmission line, 16 ... System power supply, 21 ... Load Apparatus, 26a ... Hot water use device, 26b ... Heat use device, 30 ... Hot water storage tank, 34 ... Temperature sensor group, 36 ... Flow rate sensor, 40 ... Operation control device.

Claims (2)

負荷装置に電力を供給する発電装置と、
前記発電装置の廃熱を回収した湯水を貯湯するとともに湯水使用装置に該湯水を供給する貯湯槽と、
予め指定された運転停止時間、前記湯水使用装置で消費される湯水量の消費パターン、前記貯湯槽内の残湯量の予測値および当日の前記湯水使用装置で消費された湯水量の消費データに基づいて、前記発電装置を発電制御もしくは発電停止制御する運転制御装置と、を備え
前記運転制御装置は、前記湯水使用装置で消費される湯水量の消費パターンを、入力指定された前記運転停止時間に消費される湯水量の第1のデータと前記運転停止時間以外の運転時間に消費される湯水量の第2のデータとに分け、前記運転時間に消費される湯水量の第2のデータから当日の開始から現在までの前記湯水使用装置で消費された湯水量のデータを減算し、該減算値に前記運転停止時間に消費される湯水量の第1のデータを加算して閾値とし、前記運転時間中に該閾値が前記貯湯槽内の残湯量の予測値より大きくなったときは前記発電装置の発電制御を続行し小さくなったときは前記発電装置を発電停止制御することを特徴とするコジェネレーションシステム。
A power generator for supplying power to the load device;
A hot water storage tank for storing hot water recovered from the waste heat of the power generator and supplying the hot water to the hot water use device;
Based on the operation stop time specified in advance, the consumption pattern of the amount of hot water consumed by the hot water use device, the predicted value of the remaining hot water amount in the hot water storage tank, and the consumption data of the amount of hot water consumed by the hot water use device on the day And an operation control device that performs power generation control or power generation stop control of the power generation device ,
The operation control device sets the consumption pattern of the amount of hot water consumed by the hot water usage device to the first data of the amount of hot water consumed during the operation stop time specified by the input and the operation time other than the operation stop time. Divide it into second data on the amount of hot water consumed, and subtract the data on the amount of hot water consumed in the hot water usage device from the start of the day to the present from the second data on the amount of hot water consumed during the operation time. Then, the first data of the amount of hot water consumed during the operation stop time is added to the subtraction value as a threshold value, and the threshold value becomes larger than the predicted value of the remaining hot water amount in the hot water storage tank during the operation time. When the power generation control of the power generation device is continued and the power generation device becomes smaller, the power generation device is controlled to stop power generation.
請求項1において、前記運転制御装置は、一定期間前までの前記湯水使用装置で消費される湯水量を時間帯毎に記憶して前記消費パターンを作成し、前記湯水使用装置で消費される湯水量が最大量となる日のデータに基づいて制御することを特徴とするコジェネレーションシステム。   In Claim 1, the said operation control apparatus memorize | stores the amount of hot water consumed with the said hot water use apparatus until a fixed period for every time slot | zone, creates the said consumption pattern, and the hot water consumed with the said hot water use apparatus A cogeneration system that is controlled based on the data of the day when the amount of water is the maximum.
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