JP6971744B2 - Heat utilization system - Google Patents
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Description
本発明は、複数の住戸間で用いられる熱利用システムの技術に関する。 The present invention relates to a technique for a heat utilization system used between a plurality of dwelling units.
従来、複数の住戸間で用いられる熱利用システムの技術は公知となっている。例えば、特許文献１に記載の如くである。 Conventionally, the technology of a heat utilization system used between a plurality of dwelling units has been known. For example, as described in Patent Document 1.
特許文献１には、複数の住戸間で燃料電池の発電時に発生する熱（排熱）を融通するシステムが記載されている。特許文献１に記載のシステムにおいては、温水として回収した燃料電池の排熱を、各住戸に設けられた貯湯ユニットに配管を介して供給可能に構成されている。また、燃料電池と各住戸の貯湯ユニットとの間には熱量計が設けられており、当該熱量計の計量データに基づいて各住戸の熱使用量を把握し、熱使用量に基づいて課金可能に構成されている。 Patent Document 1 describes a system for accommodating heat (waste heat) generated during power generation of a fuel cell between a plurality of dwelling units. The system described in Patent Document 1 is configured to be able to supply the waste heat of the fuel cell recovered as hot water to the hot water storage unit provided in each dwelling unit via a pipe. In addition, a calorimeter is installed between the fuel cell and the hot water storage unit of each dwelling unit, and the heat consumption of each dwelling unit can be grasped based on the measurement data of the calorimeter and charged based on the heat consumption. It is configured in.
しかしながら、特許文献１に記載の技術においては、燃料電池から各住戸への温水（熱）の供給量は管理されていない（各住戸が燃料電池からの温水を制限なく使用できる）ため、住戸間の温水（熱）の供給量のばらつきが大きくなり易い。このため、仮に課金を行わない場合には、住戸間で不公平感が生じることとなる。 However, in the technique described in Patent Document 1, the amount of hot water (heat) supplied from the fuel cell to each dwelling unit is not controlled (each dwelling unit can use the hot water from the fuel cell without limitation). The variation in the amount of hot water (heat) supplied is likely to increase. For this reason, if billing is not performed, a sense of unfairness will occur between the dwelling units.
本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、各住戸への熱の供給量を管理することができる熱利用システムを提供することである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and the problem to be solved thereof is to provide a heat utilization system capable of controlling the amount of heat supplied to each dwelling unit.
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problem to be solved by the present invention is as described above, and next, the means for solving this problem will be described.
即ち、請求項１においては、複数の住戸間で用いられる熱利用システムであって、発電時に発生する熱を用いて生成された温水を貯溜する貯湯タンクを有する燃料電池と、各住戸ごとに設けられて、供給される水を沸かして給湯可能な給湯器と、前記給湯器ごとに設けられて、当該給湯器への上水の流通を許可又は遮断する第一切替装置と、前記給湯器ごとに設けられて、前記貯湯タンクから当該給湯器への前記温水の流通を許可又は遮断する第二切替装置と、前記第一切替装置及び前記第二切替装置の下流側に設けられて、前記給湯器に供給される水の流量を計測する水道メーターと、前記温水の流通を許可したときの前記水道メーターの検出結果に基づいて前記温水の流量の積算値を取得し、当該積算値に基づいて前記第一切替装置及び前記第二切替装置を制御する制御部と、を具備するものである。 That is, in claim 1, it is a heat utilization system used between a plurality of dwelling units, and is provided for each dwelling unit with a fuel cell having a hot water storage tank for storing hot water generated by using the heat generated during power generation. A water heater that can boil the supplied water to supply hot water, a first switching device that is provided for each water meter and permits or shuts off the flow of clean water to the water heater, and each water heater. A second switching device for permitting or blocking the flow of the hot water from the hot water storage tank to the water heater, and the hot water supply device provided on the downstream side of the first switching device and the second switching device. An integrated value of the flow rate of the hot water is acquired based on the detection result of the water meter that measures the flow rate of water supplied to the vessel and the water meter when the flow of the hot water is permitted, and based on the integrated value. It includes a first switching device and a control unit that controls the second switching device.
請求項２においては、前記制御部は、前記温水の流量の積算値を前記給湯器ごとに取得し、当該積算値の少ない順に前記給湯器に優先順位を設定し、前記優先順位が上位の前記給湯器に対して優先的に、上水の流通を遮断するように前記第一切替装置を制御すると共に、前記貯湯タンクからの前記温水の流通を許可するように前記第二切替装置を制御するものである。 In claim 2, the control unit acquires the integrated value of the flow rate of the hot water for each water heater, sets the priority order for the water heater in ascending order of the integrated value, and the priority is higher. The first switching device is controlled so as to preferentially block the flow of clean water to the water heater, and the second switching device is controlled so as to allow the flow of the hot water from the hot water storage tank. It is a thing.
請求項３においては、前記制御部は、前記優先順位第１位の前記給湯器に対して、上水の流通を遮断するように前記第一切替装置を制御すると共に、前記貯湯タンクからの前記温水の流通を許可するように前記第二切替装置を制御し、前記優先順位第２位以下の前記給湯器に対して、上水の流通を許可するように前記第一切替装置を制御すると共に、前記貯湯タンクからの前記温水の流通を遮断するように前記第二切替装置を制御するものである。 In claim 3, the control unit controls the first switching device so as to block the flow of clean water to the water heater having the first priority, and also controls the first switching device from the hot water storage tank. The second switching device is controlled so as to allow the flow of hot water, and the first switching device is controlled so as to allow the flow of clean water to the water heater having the second or lower priority. The second switching device is controlled so as to block the flow of the hot water from the hot water storage tank.
請求項４においては、前記制御部は、直近の所定期間内に使用実績のある前記給湯器の間で前記優先順位を設定するものである。 In claim 4, the control unit sets the priority among the water heaters that have been used within the latest predetermined period.
請求項５においては、前記燃料電池と各住戸の前記給湯器との通信を接続又は遮断する開閉装置を具備し、前記制御部は、前記開閉装置を制御すると共に、前記開閉装置の動作履歴を記録し、前記燃料電池との通信が接続されている前記給湯器に対して、上水の流通を遮断するように前記第一切替装置を制御すると共に、前記貯湯タンクからの前記温水の流通を許可するように前記第二切替装置を制御し、前記燃料電池との通信が遮断されている前記給湯器に対して、上水の流通を許可するように前記第一切替装置を制御すると共に、前記貯湯タンクからの前記温水の流通を遮断するように前記第二切替装置を制御するものである。 In claim 5, a switchgear for connecting or disconnecting communication between the fuel cell and the water heater of each dwelling unit is provided, and the control unit controls the switchgear and records the operation history of the switchgear. The first switching device is controlled so as to block the flow of clean water to the water dispenser to which communication with the fuel cell is recorded, and the flow of the hot water from the hot water storage tank is controlled. The second switching device is controlled so as to allow the flow of clean water to the water dispenser whose communication with the fuel cell is cut off, and the first switching device is controlled so as to allow the flow of clean water. The second switching device is controlled so as to block the flow of the hot water from the hot water storage tank.
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。 As the effect of the present invention, the following effects are exhibited.
請求項１においては、各住戸への熱の供給量を管理することができる。 In claim 1, it is possible to manage the amount of heat supplied to each dwelling unit.
請求項２においては、貯湯タンクから供給される温水の使用量を、各住戸間で平均化することができる。 In claim 2, the amount of hot water used from the hot water storage tank can be averaged among the dwelling units.
請求項３においては、温水の使用量の最も少ない給湯器が、貯湯タンク内の温水を使用可能となり、これにより、温水の使用量を各住戸間で平均化することができる。 In claim 3, the water heater that uses the least amount of hot water can use the hot water in the hot water storage tank, whereby the amount of hot water used can be averaged among the dwelling units.
請求項４においては、使用しない可能性の高い給湯器に対して温水の流通が許可されるのを防ぐことができる。 In claim 4, it is possible to prevent the distribution of hot water from being permitted to the water heater that is unlikely to be used.
請求項５においては、開閉装置の動作履歴と、水道メーターの検出結果とに基づいて、給湯器に供給された温水の流量の積算値を容易に取得することができる。 In claim 5, the integrated value of the flow rate of the hot water supplied to the water heater can be easily obtained based on the operation history of the switchgear and the detection result of the water meter.
以下では、図１から図４を用いて、第一実施形態に係る熱利用システム１の構成について説明する。なお、以下の説明において「上流側」及び「下流側」とは、水の供給方向に基づいて規定されるものである。 Hereinafter, the configuration of the heat utilization system 1 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 4. In the following description, the "upstream side" and the "downstream side" are defined based on the water supply direction.
図１に示す熱利用システム１は、複数の住戸間で用いられ、後述する燃料電池１０の発電時に発生する熱（排熱）を各住戸に適宜供給するものである。本実施形態においては、熱利用システム１は、複数の集合住宅Ｈ（集合住宅Ｈ１〜ＨＮ）で用いられる。また、熱利用システム１は、各集合住宅Ｈの複数の住戸間で、燃料電池１０の排熱を融通するように構成される。以下では、主として集合住宅Ｈ１のＡ住戸、Ｂ住戸、Ｃ住戸及びＤ住戸に着目して説明を行う。熱利用システム１は、燃料電池１０、給湯器２０、給湯負荷３０、上水側電磁弁４０、温水側電磁弁５０、水道メーター６０、開閉装置７０及び制御装置８０を具備する。
The heat utilization system 1 shown in FIG. 1 is used between a plurality of dwelling units, and appropriately supplies heat (waste heat) generated during power generation of the
図１に示す燃料電池１０は、水素等のガス燃料を用いて発電する装置である。燃料電池１０は、各集合住宅Ｈにつき１台設けられる。集合住宅Ｈ１においては、１台の燃料電池１０がＡ住戸、Ｂ住戸、Ｃ住戸及びＤ住戸で共用される。燃料電池１０は、水道局Ｓと接続された供給路Ｌ１の下流側端部に設けられる。
The
図２に示すように、燃料電池１０は、当該図２に示す電力供給システムにおいて、発電した電力を各集合住宅Ｈの各住戸に融通可能に設けられている。具体的には、燃料電池１０は、各住戸の電力負荷の上流側で、配電線Ｘから順に分岐する分岐路Ｙ１〜ＹＮに接続される。燃料電池１０が発電した電力によって、各住戸の電力負荷の消費電力を賄うことができる。また、余剰電力は、系統電源Ｋへと逆潮流される。
As shown in FIG. 2, the
また、図２に示す電力供給システムは、分岐路Ｙ１〜ＹＮよりも上流側で配電線Ｘに接続された太陽光発電部１０２を具備している。これにより、太陽光発電部１０２で発電した電力を、各住戸に融通することができる。また、図２に示す電力供給システムにおいては、スマートメータ１０３及びブレーカ１０４が適宜設けられている。
Further, the power supply system shown in FIG. 2 includes a photovoltaic
図１に示すように、燃料電池１０は、発電ユニット１１及び貯湯タンク１２を具備する。
As shown in FIG. 1, the
発電ユニット１１は、燃料電池１０の発電部である。発電ユニット１１は、固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ：Ｓｏｌｉｄ Ｏｘｉｄｅ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ）や制御部等により構成される。発電ユニット１１は、発電を常時行っている。
The power generation unit 11 is a power generation unit of the
貯湯タンク１２は、発電ユニット１１の発電時に発生する熱（排熱）を、温水として蓄熱するものである。貯湯タンク１２は、発電ユニット１１の下流側に設けられる。貯湯タンク１２は、発電ユニット１１の発電時に発生する熱（排熱）によって加熱された上水（温水）を貯湯する。 The hot water storage tank 12 stores heat (waste heat) generated during power generation of the power generation unit 11 as hot water. The hot water storage tank 12 is provided on the downstream side of the power generation unit 11. The hot water storage tank 12 stores clean water (hot water) heated by the heat (waste heat) generated during power generation of the power generation unit 11.
このように構成された燃料電池１０は、貯湯タンク１２の貯湯量が最大容量に達すると、つまり、貯湯タンク１２が満蓄状態（これ以上蓄熱ができない状態）となると、排熱を放熱して発電ユニット１１による発電を継続させる。
The
図１に示す給湯器２０は、後述する給湯負荷３０に給湯を行う（湯を供給する）ものである。給湯器２０は、当該給湯器２０に供給される水（上水又は貯湯タンク１２から供給される温水）を沸かして生成した湯を、給湯負荷３０に供給する。給湯器２０は、各住戸（Ａ住戸、Ｂ住戸、Ｃ住戸及びＤ住戸）ごとに設けられる。以下では、Ａ住戸の給湯器２０を給湯器２０ａ、Ｂ住戸の給湯器２０を給湯器２０ｂ、Ｃ住戸の給湯器２０を給湯器２０ｃ、Ｄ住戸の給湯器２０を給湯器２０ｄということもある。
The
給湯器２０ａは、燃料電池１０（貯湯タンク１２）と接続された供給路Ｌ２から分岐点ｐ１において分岐する供給路Ｌ３の中途部に設けられる。これにより、給湯器２０ａは、供給路Ｌ２・Ｌ３を介して、貯湯タンク１２内の温水が供給可能に設けられる。
The
給湯器２０ｂは、供給路Ｌ２から分岐点ｐ２（分岐点ｐ１よりも下流側に設けられた分岐点）において分岐する供給路Ｌ４の中途部に設けられる。給湯器２０ｃは、供給路Ｌ２から分岐点ｐ３（分岐点ｐ２よりも下流側に設けられた分岐点）において分岐する供給路Ｌ５の中途部に設けられる。給湯器２０ｄは、供給路Ｌ２から分岐点ｐ４（分岐点ｐ３よりも下流側に設けられた分岐点）において分岐する供給路Ｌ６の中途部に設けられる。これにより、給湯器２０ｂ・２０ｃ・２０ｄは、供給路Ｌ２等を介して、貯湯タンク１２内の温水が供給可能に設けられる。
The
図１に示す給湯負荷３０は、水道局Ｓから上水が供給されると共に、給湯器２０から湯が供給されるものである。給湯負荷３０としては、例えば浴槽等が挙げられる。以下では、Ａ住戸の給湯負荷３０を給湯負荷３０ａ、Ｂ住戸の給湯負荷３０を給湯負荷３０ｂ、Ｃ住戸の給湯負荷３０を給湯負荷３０ｃ、Ｄ住戸の給湯負荷３０を給湯負荷３０ｄということもある。給湯負荷３０は、給湯器２０の下流側に設けられる。
The hot
具体的には、給湯負荷３０ａは、供給路Ｌ３において、給湯器２０ａの下流側に設けられる（供給路Ｌ３の下流側端部と接続される）。給湯負荷３０ｂは、供給路Ｌ４において、給湯器２０ｂの下流側に設けられる（供給路Ｌ４の下流側端部と接続される）。給湯負荷３０ｃは、供給路Ｌ５において、給湯器２０ｃの下流側に設けられる（供給路Ｌ５の下流側端部と接続される）。給湯負荷３０ｄは、供給路Ｌ６において、給湯器２０ｄの下流側に設けられる（供給路Ｌ６の下流側端部と接続される）。
Specifically, the hot
図１に示す上水側電磁弁４０は、上水の供給路を開閉するものである。上水側電磁弁４０は、上水の供給路を開く（上水側電磁弁４０が開く）ことにより、当該上水側電磁弁４０が設けられた箇所において、上水の流通を許可する。一方、上水側電磁弁４０は、上水の供給路を閉じる（上水側電磁弁４０が閉じる）ことにより、当該上水側電磁弁４０が設けられた箇所において、上水の流通を遮断する。上水側電磁弁４０は、第一上水側電磁弁４１、第二上水側電磁弁４２、第三上水側電磁弁４３及び第四上水側電磁弁４４を具備する。
The clean water
第一上水側電磁弁４１は、水道局Ｓから分岐点ｐ４まで延びる供給路Ｌ７と、供給路Ｌ３とを接続する供給路Ｌ８の中途部に設けられる。なお、供給路Ｌ８は、供給路Ｌ７から分岐点ｐ５において分岐して、給湯器２０ａよりも上流側に設けられた分岐点ｐ６において供給路Ｌ３と接続される。このように設けられた第一上水側電磁弁４１によって、給湯器２０ａへの上水の流通を許可又は遮断することができる（許可と遮断とを切り替えることができる）。
The first water supply
図１に示す第二上水側電磁弁４２は、供給路Ｌ７と供給路Ｌ４とを接続する供給路Ｌ９の中途部に設けられる。なお、供給路Ｌ９は、供給路Ｌ７から分岐点ｐ７（分岐点ｐ５よりも下流側に設けられた分岐点）において分岐して、給湯器２０ｂよりも上流側に設けられた分岐点ｐ８において供給路Ｌ４と接続される。このように設けられた第二上水側電磁弁４２によって、給湯器２０ｂへの上水の流通を許可又は遮断することができる。
The second clean water side solenoid valve 42 shown in FIG. 1 is provided in the middle of the supply path L9 connecting the supply path L7 and the supply path L4. The supply path L9 branches from the supply path L7 at a branch point p7 (a branch point provided on the downstream side of the branch point p5), and is supplied at the branch point p8 provided on the upstream side of the
第三上水側電磁弁４３は、供給路Ｌ７と供給路Ｌ５とを接続する供給路Ｌ１０の中途部に設けられる。なお、供給路Ｌ１０は、供給路Ｌ７から分岐点ｐ９（分岐点ｐ７よりも下流側に設けられた分岐点）において分岐して、給湯器２０ｃよりも上流側に設けられた分岐点ｐ１０において供給路Ｌ５と接続される。このように設けられた第三上水側電磁弁４３によって、給湯器２０ｃへの上水の流通を許可又は遮断することができる。
The third clean water side solenoid valve 43 is provided in the middle of the supply path L10 connecting the supply path L7 and the supply path L5. The supply path L10 branches from the supply path L7 at a branch point p9 (a branch point provided on the downstream side of the branch point p7), and is supplied at the branch point p10 provided on the upstream side of the
第四上水側電磁弁４４は、供給路Ｌ７において、分岐点ｐ９と分岐点ｐ４との間に設けられる。このように設けられた第四上水側電磁弁４４によって、給湯器２０ｄへの上水の流通を許可又は遮断することができる。
The fourth clean water side solenoid valve 44 is provided between the branch point p9 and the branch point p4 in the supply path L7. The fourth clean water side solenoid valve 44 provided in this way allows or shuts off the flow of clean water to the
図１に示す温水側電磁弁５０は、温水の供給路を開閉するものである。温水側電磁弁５０は、温水の供給路を開く（温水側電磁弁５０が開く）ことにより、当該温水側電磁弁５０が設けられた箇所において、貯湯タンク１２からの温水の流通を許可する。一方、温水側電磁弁５０は、温水の供給路を閉じる（温水側電磁弁５０が閉じる）ことにより、当該温水側電磁弁５０が設けられた箇所において、貯湯タンク１２からの温水の流通を遮断する。温水側電磁弁５０は、第一温水側電磁弁５１、第二温水側電磁弁５２、第三温水側電磁弁５３及び第四温水側電磁弁５４を具備する。
The hot water
第一温水側電磁弁５１は、供給路Ｌ３において、分岐点ｐ６の上流側に設けられる。このように設けられた第一温水側電磁弁５１によって、給湯器２０ａへの貯湯タンク１２内の温水の流通を許可又は遮断することができる（許可と遮断とを切り替えることができる）。
The first hot water
第二温水側電磁弁５２は、供給路Ｌ４において、分岐点ｐ８の上流側に設けられる。このように設けられた第二温水側電磁弁５２によって、給湯器２０ｂへの貯湯タンク１２内の温水の流通を許可又は遮断することができる。
The second hot water
第三温水側電磁弁５３は、供給路Ｌ５において、分岐点ｐ１０の上流側に設けられる。このように設けられた第三温水側電磁弁５３によって、給湯器２０ｃへの貯湯タンク１２内の温水の流通を許可又は遮断することができる。
The third hot water
第四温水側電磁弁５４は、供給路Ｌ２において、分岐点ｐ３と分岐点ｐ４との間に設けられる。このように設けられた第四温水側電磁弁５４によって、給湯器２０ｄへの貯湯タンク１２内の温水の流通を許可又は遮断することができる。
The fourth hot water
図１に示す水道メーター６０は、当該水道メーター６０が設けられた部分を流通する水（上水又は温水）の流量を計測するものである。水道メーター６０は、第一水道メーター６１、第二水道メーター６２、第三水道メーター６３及び第四水道メーター６４を具備する。
The
第一水道メーター６１は、供給路Ｌ３において、分岐点ｐ６と給湯器２０ａとの間に設けられる。このように設けられた第一水道メーター６１によって、給湯器２０ａに供給される水（上水及び温水）の流量（給湯器２０ａによる上水及び温水の使用量）を計測することができる。
The
第二水道メーター６２は、供給路Ｌ４において、分岐点ｐ８と給湯器２０ｂとの間に設けられる。このように設けられた第二水道メーター６２によって、給湯器２０ｂに供給される水（上水及び温水）の流量（給湯器２０ｂによる上水及び温水の使用量）を計測することができる。
The
第三水道メーター６３は、供給路Ｌ５において、分岐点ｐ１０と給湯器２０ｃとの間に設けられる。このように設けられた第三水道メーター６３によって、給湯器２０ｃに供給される水（上水及び温水）の流量（給湯器２０ｃによる上水及び温水の使用量）を計測することができる。
The third water meter 63 is provided between the branch point p10 and the
第四水道メーター６４は、供給路Ｌ６において、分岐点ｐ４と給湯器２０ｄとの間に設けられる。このように設けられた第四水道メーター６４によって、給湯器２０ｄに供給される水（上水及び温水）の流量（給湯器２０ｄによる上水及び温水の使用量）を計測することができる。
The
図３に示す開閉装置７０は、燃料電池１０と各住戸の給湯器２０との通信を接続又は遮断するものである。開閉装置７０は、燃料電池１０と各住戸の給湯器２０とを通信可能につなぐ通信線に設けられ、当該設けられた箇所を開閉する。開閉装置７０が閉じることにより、燃料電池１０と各住戸の給湯器２０との通信を接続する。一方、開閉装置７０が開くことにより、燃料電池１０と各住戸の給湯器２０との通信を遮断する。開閉装置７０は、例えば機械式リレーによって構成される。開閉装置７０は、第一開閉装置７１、第二開閉装置７２、第三開閉装置７３及び第四開閉装置７４を具備する。なお以下では、説明の便宜上、第一開閉装置７１、第四開閉装置７４、第二開閉装置７２、第三開閉装置７３の順で説明を行う。
The
第一開閉装置７１は、燃料電池１０と給湯器２０ａとを接続する通信線Ｚ１の中途部に設けられる。
The
第四開閉装置７４は、通信線Ｚ１から分岐して給湯器２０ｄと接続される通信線Ｚ２の中途部に設けられる。なお、通信線Ｚ２は、第一開閉装置７１よりも燃料電池１０側に設けられた分岐点ｑ１において、通信線Ｚ１から分岐する。
The
第二開閉装置７２は、通信線Ｚ２から分岐して給湯器２０ｂと接続される通信線Ｚ３の中途部に設けられる。なお、通信線Ｚ３は、第四開閉装置７４よりも上流側に設けられた分岐点ｑ２において、通信線Ｚ２から分岐する。
The
第三開閉装置７３は、通信線Ｚ２から分岐して給湯器２０ｃと接続される通信線Ｚ４の中途部に設けられる。なお、通信線Ｚ４は、分岐点ｑ２と給湯器２０ｄとの間に設けられた分岐点ｑ３において、通信線Ｚ２から分岐する。
The
このように設けられた開閉装置７０によって、燃料電池１０と各住戸の給湯器２０との通信が接続されると、燃料電池１０と給湯器２０との間で情報のやり取りが可能となる。例えば、給湯器２０は、燃料電池１０の貯湯タンク１２の貯湯量の情報を受信することにより、給湯器２０の運転を制御することができる。
When the communication between the
また、開閉装置７０のいずれか一つは、常に閉じた状態（燃料電池１０と各住戸の給湯器２０との通信を許可した状態）となっており、他の開閉装置７０は、開いた状態（燃料電池１０と各住戸の給湯器２０との通信を遮断した状態）となっている。つまり、燃料電池１０と給湯器２０とが常に１対１で接続されている。図３においては、一例として、第一開閉装置７１が閉じた状態を示している。
Further, any one of the
図４に示す制御装置８０は、開閉装置７０、上水側電磁弁４０及び温水側電磁弁５０の動作を制御するものである。制御装置８０は、主としてＣＰＵ等の演算処理装置、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶装置等により構成される。制御装置８０は、各水道メーター６０の検出結果（計測結果）を取得及び蓄積する。制御装置８０は、各水道メーター６０の検出結果に基づいて、開閉装置７０、上水側電磁弁４０及び温水側電磁弁５０の動作を制御する。また、制御装置８０は、開閉装置７０の動作履歴を蓄積する。
The control device 80 shown in FIG. 4 controls the operation of the
制御装置８０は、開閉装置７０の動作と連動して、上水側電磁弁４０及び温水側電磁弁５０の動作を制御する。具体的には、制御装置８０は、給湯器２０の開閉装置７０（給湯器２０に対して設けられた開閉装置７０）を閉じた場合に、当該給湯器２０の上水側電磁弁４０（当該給湯器２０に対して設けられた上水側電磁弁４０）を閉じて、当該給湯器２０の温水側電磁弁５０（当該給湯器２０に対して設けられた温水側電磁弁５０）を開く。また、制御装置８０は、各給湯器２０の開閉装置７０を開いた場合に、当該給湯器２０の上水側電磁弁４０を開いて、当該給湯器２０の温水側電磁弁５０を閉じる。つまり、制御装置８０は、燃料電池１０と通信可能となった給湯器２０にのみ、貯湯タンク１２から温水を供給可能とする。
The control device 80 controls the operation of the clean water
以下では、図５を参照して、制御装置８０による開閉装置７０、上水側電磁弁４０及び温水側電磁弁５０の切替制御について説明する。
Hereinafter, the switching control of the
ステップＳ１０において、制御装置８０は、現在の時刻が０時であるか否かを確認する。制御装置８０は、現在の時刻が０時であると判定した場合（ステップＳ１０で「ＹＥＳ」）、ステップＳ１２に移行する。一方、制御装置８０は、現在の時刻が０時でないと判定した場合（ステップＳ１０で「ＮＯ」）、最初のステップ（当該ステップＳ１０）に処理を戻す。 In step S10, the control device 80 confirms whether or not the current time is midnight. When the control device 80 determines that the current time is 0 o'clock (“YES” in step S10), the control device 80 proceeds to step S12. On the other hand, when the control device 80 determines that the current time is not 0 o'clock (“NO” in step S10), the control device 80 returns the process to the first step (step S10).
ステップＳ１２において、制御装置８０は、通信が接続したときの熱使用量の積算値を取得する。なお、「熱使用量」とは、各住戸によって使用される熱の量のことをいう。本実施形態においては、水道メーター６０で計測される水（上水又は温水）の流量によって、熱使用量を算出する。また、積算値とは、各給湯器２０の使用開始時から現在までの使用量の合計（生涯熱使用量）のことをいう。この処理において、制御装置８０は、通信が接続したときの熱使用量の積算値を取得することにより、貯湯タンク１２から給湯器２０への温水の流量（供給量）の積算値を把握することができる。具体的には、制御装置８０は、水道メーター６０の計測データのうち、開閉装置７０が閉じたときに計測したデータを抽出することで、貯湯タンク１２から給湯器２０への温水の供給量（給湯器２０による温水使用量）の積算値を取得する。制御装置８０は、当該ステップＳ１２の処理を行った後、ステップＳ１４に移行する。
In step S12, the control device 80 acquires the integrated value of the heat consumption when the communication is connected. The "heat consumption" means the amount of heat used by each dwelling unit. In the present embodiment, the amount of heat used is calculated from the flow rate of water (tap water or hot water) measured by the
ステップＳ１４において、制御装置８０は、ステップＳ１２で取得した通信が接続したときの熱使用量の積算値（貯湯タンク１２から給湯器２０への温水の流量（供給量）の積算値）の少ない順に、各給湯器２０に対して優先順位を設定する。具体的には、制御装置８０は、通信が接続したときの熱使用量の積算値が最も少ない給湯器２０に対して、優先順位を第１位に設定する。そして、制御装置８０は、通信が接続したときの熱使用量の積算値が２番目に少ない給湯器２０に対して優先順位を第２位に設定し、３番目に少ない給湯器２０に対して優先順位を第３位に設定し、４番目に少ない給湯器２０に対して優先順位を第４位に設定する。制御装置８０は、当該ステップＳ１４の処理を行った後、ステップＳ１６に移行する。
In step S14, the control device 80 is in ascending order of the integrated value of the heat consumption when the communication acquired in step S12 is connected (the integrated value of the flow rate (supply amount) of hot water from the hot water storage tank 12 to the water heater 20). , Set a priority for each
ステップＳ１６において、制御装置８０は、各住戸の前日までの熱使用量の積算値と前々日までの熱使用量の積算値を取得する。制御装置８０は、蓄積した水道メーター６０の計測結果に基づいて、熱使用量の積算値を取得する。制御装置８０は、当該ステップＳ１６の処理を行った後、ステップＳ１８に移行する。
In step S16, the control device 80 acquires the integrated value of the heat consumption up to the day before and the integrated value of the heat consumption up to the day before the previous day of each dwelling unit. The control device 80 acquires an integrated value of the amount of heat used based on the measurement result of the accumulated
ステップＳ１８において、制御装置８０は、各住戸ごとに前日に熱の使用があったかを確認する。制御装置８０は、ステップＳ１６で取得した積算値に基づいて、この処理を行う。具体的には、制御装置８０は、前日までの熱使用量の積算値が前々日までの熱使用量の積算値よりも大きい場合、前日に熱の使用があったと判断する。一方、制御装置８０は、前日までの熱使用量の積算値が前々日までの熱使用量の積算値と同じである場合、前日に熱の使用がなかったと判断する。制御装置８０は、当該ステップＳ１８の処理を行った後、ステップＳ２０に移行する。 In step S18, the control device 80 confirms whether heat has been used the day before for each dwelling unit. The control device 80 performs this process based on the integrated value acquired in step S16. Specifically, when the integrated value of the heat consumption up to the previous day is larger than the integrated value of the heat consumption up to the day before the previous day, the control device 80 determines that the heat was used the day before. On the other hand, when the integrated value of the heat consumption up to the previous day is the same as the integrated value of the heat consumption up to the day before the previous day, the control device 80 determines that the heat was not used the day before. The control device 80 shifts to step S20 after performing the process of step S18.
ステップＳ２０において、制御装置８０は、前日に熱の使用があった住戸の給湯器２０の間で優先順位を確定する。つまり、制御装置８０は、ステップＳ１４で優先順位を設定した給湯器２０のうち、前日に熱の使用がなかった住戸の給湯器２０を対象から除外して、優先順位を再設定する。制御装置８０は、当該ステップＳ２０の処理を行った後、ステップＳ２２に移行する。
In step S20, the control device 80 determines the priority among the
ステップＳ２２において、制御装置８０は、燃料電池１０と優先順位第１位の給湯器２０との通信を接続する。制御装置８０は、優先順位第１位の給湯器２０の開閉装置７０を閉じることで、当該通信の接続を行う。なお、優先順位第１位以外の給湯器２０は、燃料電池１０との通信が遮断された状態（開閉装置７０が開いた状態）とされる。制御装置８０は、当該ステップＳ２２の処理を行った後、ステップＳ２４に移行する。
In step S22, the control device 80 connects the communication between the
ステップＳ２４において、制御装置８０は、優先順位第１位の給湯器２０の電磁弁を切り替える。具体的には、制御装置８０は、開閉装置７０を閉じた給湯器２０（つまり、優先順位第１位の給湯器２０）の上水側電磁弁４０を閉じると共に、当該給湯器２０（優先順位第１位の給湯器２０）の温水側電磁弁５０を開く。これにより、優先順位第１位の給湯器２０は、貯湯タンク１２内の温水の使用が可能となる。なお、開閉装置７０を開いた給湯器２０（つまり、優先順位第１位以外の給湯器２０）の上水側電磁弁４０は開いた状態とされ、当該給湯器２０（優先順位第１位以外の給湯器２０）の温水側電磁弁５０は閉じた状態とされる。これにより、優先順位第１位以外の給湯器２０は、貯湯タンク１２内の温水の使用が不可能となる。制御装置８０は、当該ステップＳ２４の処理を行った後、図５に示す切替制御を終了する。
In step S24, the control device 80 switches the solenoid valve of the
以上のように、本実施形態に係る熱利用システム１においては、給湯器２０の温水使用量（燃料電池１０（貯湯タンク１２）から供給される温水の使用量）の積算値を用いて、貯湯タンク１２から給湯器２０への温水の供給を制御する。具体的には、給湯器２０の温水使用量の積算値の少ない順に優先順位を設定し、優先順位が上位の給湯器２０を優先的に貯湯タンク１２内の温水を使用可能とする。これにより、貯湯タンク１２から供給される温水の使用量を、各住戸間で平均化することができる。したがって、各住戸の不公平感を低減することができる。
As described above, in the heat utilization system 1 according to the present embodiment, the integrated value of the hot water usage amount of the water heater 20 (the usage amount of hot water supplied from the fuel cell 10 (hot water storage tank 12)) is used to store hot water. It controls the supply of hot water from the tank 12 to the
また、前日に熱の使用がなかった住戸は、当日も給湯を行わない可能性が高いと考えられる。本実施形態に係る熱利用システム１においては、前日に熱の使用がなかった住戸の給湯器２０を優先順位の設定の対象から除外するので（ステップＳ１６からＳ２０）、前日に給湯を行っていない給湯器２０に対して温水の流通が許可されることはない。つまり、当日に給湯を行う可能性が高い給湯器２０に対して、温水の流通を許可することができる。これにより、燃料電池１０の排熱の有効利用を図ることができる。
In addition, it is highly likely that dwelling units that did not use heat the day before will not be supplied with hot water on that day. In the heat utilization system 1 according to the present embodiment, since the
また、本実施形態に係る熱利用システム１においては、燃料電池１０と給湯器２０との通信の接続（開閉装置７０の動作）と上水側電磁弁４０及び温水側電磁弁５０の動作が連動している。このため、上水側電磁弁４０及び温水側電磁弁５０の下流側に水道メーター６０が一つしか設けられていなくても、通信の接続履歴（開閉装置７０の動作履歴）を参照することにより、水道メーター６０による計測値（給湯器２０による上水使用量及び温水使用量）のうち、温水使用量のみを抽出することができる。このように、上水側電磁弁４０及び温水側電磁弁５０それぞれに対して水道メーター６０を設けなくても（各給湯器２０に対して水道メーター６０を２つ設けなくても）、各給湯器２０に供給された温水の流量の積算値を容易に取得することができる。
Further, in the heat utilization system 1 according to the present embodiment, the connection of communication between the
以上の如く、本実施形態に係る熱利用システム１は、複数の住戸間で用いられる熱利用システム１であって、発電時に発生する熱を用いて生成された温水を貯溜する貯湯タンク１２を有する燃料電池１０と、各住戸ごとに設けられて、供給される水を沸かして給湯可能な給湯器２０と、前記給湯器２０ごとに設けられて、当該給湯器２０への上水の流通を許可又は遮断する上水側電磁弁４０（第一切替装置）と、前記給湯器２０ごとに設けられて、前記貯湯タンク１２から当該給湯器２０への前記温水の流通を許可又は遮断する温水側電磁弁５０（第二切替装置）と、前記上水側電磁弁４０及び前記温水側電磁弁５０の下流側に設けられて、前記給湯器２０に供給される水の流量を計測する水道メーター６０と、前記温水の流通を許可したときの前記水道メーター６０の検出結果に基づいて前記温水の流量の積算値を取得し、当該積算値に基づいて前記上水側電磁弁４０及び前記温水側電磁弁５０を制御する制御装置８０（制御部）と、を具備するものである。
このように構成することにより、各住戸への熱の供給量を管理することができる。具体的には、各住戸への熱の供給量（各住戸の給湯器２０の貯湯タンク１２内の温水使用量）を適宜設定（制限）することができる。
As described above, the heat utilization system 1 according to the present embodiment is a heat utilization system 1 used between a plurality of dwelling units, and has a hot water storage tank 12 for storing hot water generated by using the heat generated during power generation. A
With this configuration, it is possible to control the amount of heat supplied to each dwelling unit. Specifically, the amount of heat supplied to each dwelling unit (the amount of hot water used in the hot water storage tank 12 of the
また、前記制御装置８０は、前記温水の流量の積算値を前記給湯器２０ごとに取得し、当該積算値の少ない順に前記給湯器２０に優先順位を設定し、前記優先順位が上位の前記給湯器２０に対して優先的に、上水の流通を遮断するように前記上水側電磁弁４０を制御すると共に、前記貯湯タンク１２からの前記温水の流通を許可するように前記温水側電磁弁５０を制御するものである。
このように構成することにより、貯湯タンク１２から供給される温水の使用量を、各住戸間で平均化することができる。
Further, the control device 80 acquires the integrated value of the flow rate of the hot water for each
With this configuration, the amount of hot water used from the hot water storage tank 12 can be averaged among the dwelling units.
また、前記制御装置８０は、前記優先順位第１位の前記給湯器２０に対して、上水の流通を遮断するように前記上水側電磁弁４０を制御すると共に、前記貯湯タンク１２からの前記温水の流通を許可するように前記温水側電磁弁５０を制御し、前記優先順位第２位以下の前記給湯器２０に対して、上水の流通を許可するように前記上水側電磁弁４０を制御すると共に、前記貯湯タンク１２からの前記温水の流通を遮断するように前記温水側電磁弁５０を制御するものである。
このように構成することにより、温水の使用量の最も少ない給湯器２０が、貯湯タンク１２内の温水を使用可能となり、これにより、温水の使用量を各住戸間で平均化することができる。
Further, the control device 80 controls the clean water
With this configuration, the
また、前記制御装置８０は、前日（直近の所定期間内）に使用実績のある前記給湯器２０の間で前記優先順位を設定するものである。
このように構成することにより、使用しない可能性の高い給湯器２０に対して温水の流通が許可されるのを防ぐことができる。
Further, the control device 80 sets the priority among the
With such a configuration, it is possible to prevent the distribution of hot water from being permitted to the
また、前記燃料電池１０と各住戸の前記給湯器２０との通信を接続又は遮断する開閉装置７０を具備し、前記制御装置８０は、前記開閉装置７０を制御すると共に、前記開閉装置７０の動作履歴を記録し、前記燃料電池１０との通信が接続されている前記給湯器２０に対して、上水の流通を遮断するように前記上水側電磁弁４０を制御すると共に、前記貯湯タンク１２からの前記温水の流通を許可するように前記温水側電磁弁５０を制御し、前記燃料電池１０との通信が遮断されている前記給湯器２０に対して、上水の流通を許可するように前記上水側電磁弁４０を制御すると共に、前記貯湯タンク１２からの前記温水の流通を遮断するように前記温水側電磁弁５０を制御するものである。
このように構成することにより、開閉装置７０の動作履歴と、水道メーター６０の検出結果とに基づいて、給湯器２０に供給された温水の流量の積算値を容易に取得することができる。
Further, an opening /
With this configuration, the integrated value of the flow rate of the hot water supplied to the
なお、本実施形態に係る上水側電磁弁４０は、第一切替装置の実施の一形態である。
また、本実施形態に係る温水側電磁弁５０は、第二切替装置の実施の一形態である。
また、本実施形態に係る制御装置８０は、制御部の実施の一形態である。
The clean water
Further, the hot water
Further, the control device 80 according to the present embodiment is an embodiment of the control unit.
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明は上記構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能である。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above configuration, and various modifications can be made within the scope of the invention described in the claims.
例えば、熱利用システム１は、集合住宅に設けられるものとしたが、これに限定されるものではなく、例えば、住宅街区やオフィス等に設けられるものであってもよい。 For example, the heat utilization system 1 is provided in an apartment house, but is not limited to this, and may be provided in, for example, a residential block or an office.
また、本実施形態においては、燃料電池１０と給湯器２０との通信を１対１で接続するものとしたが、燃料電池１０と複数の給湯器２０とを接続してもよい。これに伴って、複数の給湯器２０に、貯湯タンク１２からの温水の流通を許可してもよい。
Further, in the present embodiment, the communication between the
また、本実施形態においては、制御装置８０は、前日に使用実績のある給湯器２０の間で優先順位を設定するものとしたが（ステップＳ２０）、使用実績の有無を判定するための対象期間は、前日の１日に限るものではなく、直近の任意の所定期間とすることができる。
Further, in the present embodiment, the control device 80 sets the priority among the
１ 熱利用システム
１０ 燃料電池
１２ 貯湯タンク
２０ 給湯器
４０ 上水側電磁弁
５０ 温水側電磁弁
６０ 水道メーター
７０ 開閉装置
８０ 制御装置
1
Claims (5)
発電時に発生する熱を用いて生成された温水を貯溜する貯湯タンクを有する燃料電池と、
各住戸ごとに設けられて、供給される水を沸かして給湯可能な給湯器と、
前記給湯器ごとに設けられて、当該給湯器への上水の流通を許可又は遮断する第一切替装置と、
前記給湯器ごとに設けられて、前記貯湯タンクから当該給湯器への前記温水の流通を許可又は遮断する第二切替装置と、
前記第一切替装置及び前記第二切替装置の下流側に設けられて、前記給湯器に供給される水の流量を計測する水道メーターと、
前記温水の流通を許可したときの前記水道メーターの検出結果に基づいて前記温水の流量の積算値を取得し、当該積算値に基づいて前記第一切替装置及び前記第二切替装置を制御する制御部と、
を具備する、
熱利用システム。 It is a heat utilization system used between multiple dwelling units.
A fuel cell having a hot water storage tank that stores hot water generated by using the heat generated during power generation,
A water heater that is installed in each dwelling unit and can boil the supplied water to supply hot water.
A first switching device provided for each water heater to allow or block the flow of clean water to the water heater.
A second switching device provided for each water heater to allow or block the flow of the hot water from the hot water storage tank to the water heater.
A water meter provided on the downstream side of the first switching device and the second switching device to measure the flow rate of water supplied to the water heater.
Control to acquire the integrated value of the flow rate of the hot water based on the detection result of the water meter when the flow of the hot water is permitted, and to control the first switching device and the second switching device based on the integrated value. Department and
Equipped with
Heat utilization system.
前記温水の流量の積算値を前記給湯器ごとに取得し、当該積算値の少ない順に前記給湯器に優先順位を設定し、
前記優先順位が上位の前記給湯器に対して優先的に、上水の流通を遮断するように前記第一切替装置を制御すると共に、前記貯湯タンクからの前記温水の流通を許可するように前記第二切替装置を制御する、
請求項１に記載の熱利用システム。 The control unit
The integrated value of the flow rate of the hot water is acquired for each water heater, and the priority is set for the water heater in ascending order of the integrated value.
The first switching device is controlled so as to preferentially block the flow of clean water to the water heater having a higher priority, and the hot water flow from the hot water storage tank is permitted. Control the second switching device,
The heat utilization system according to claim 1.
前記優先順位第１位の前記給湯器に対して、上水の流通を遮断するように前記第一切替装置を制御すると共に、前記貯湯タンクからの前記温水の流通を許可するように前記第二切替装置を制御し、
前記優先順位第２位以下の前記給湯器に対して、上水の流通を許可するように前記第一切替装置を制御すると共に、前記貯湯タンクからの前記温水の流通を遮断するように前記第二切替装置を制御する、
請求項２に記載の熱利用システム。 The control unit
The first switching device is controlled so as to block the flow of clean water to the water heater having the first priority, and the second is allowed to flow the hot water from the hot water storage tank. Control the switching device,
The first switching device is controlled so as to allow the flow of clean water to the water heater having the second or lower priority, and the hot water flow from the hot water storage tank is blocked. Control the switching device,
The heat utilization system according to claim 2.
直近の所定期間内に使用実績のある前記給湯器の間で前記優先順位を設定する、
請求項２又は請求項３に記載の熱利用システム。 The control unit
Set the priority among the water heaters that have been used within the latest predetermined period.
The heat utilization system according to claim 2 or 3.
前記制御部は、
前記開閉装置を制御すると共に、前記開閉装置の動作履歴を記録し、
前記燃料電池との通信が接続されている前記給湯器に対して、上水の流通を遮断するように前記第一切替装置を制御すると共に、前記貯湯タンクからの前記温水の流通を許可するように前記第二切替装置を制御し、
前記燃料電池との通信が遮断されている前記給湯器に対して、上水の流通を許可するように前記第一切替装置を制御すると共に、前記貯湯タンクからの前記温水の流通を遮断するように前記第二切替装置を制御する、
請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の熱利用システム。 A switchgear for connecting or disconnecting communication between the fuel cell and the water heater of each dwelling unit is provided.
The control unit
While controlling the switchgear, the operation history of the switchgear is recorded.
To control the first switching device so as to block the flow of clean water to the water heater to which communication with the fuel cell is connected, and to allow the flow of the hot water from the hot water storage tank. To control the second switching device,
The first switching device is controlled so as to allow the flow of clean water to the water heater whose communication with the fuel cell is cut off, and the flow of the hot water from the hot water storage tank is cut off. To control the second switching device,
The heat utilization system according to any one of claims 1 to 4.
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