JP7345338B2 - Combined heat and power system - Google Patents
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Description
本発明は、燃料ガスの供給により作動する発電部と、湯水を貯湯する密閉型の貯湯槽と、前記発電部の排熱を回収する排熱回収熱交換部を経由する形態で、前記貯湯槽の底部と上部とを接続する湯水流動用の循環路と、前記貯湯槽の底部から取出した湯水を当該貯湯槽の上部に戻す形態で、前記循環路を通して湯水を循環させる循環ポンプと、運転制御部とが設けられ、
前記運転制御部が、前記発電部の作動状態において前記貯湯槽に温度成層を形成する状態で貯湯すべく、前記循環路を通して前記貯湯槽の上部に供給される湯水の温度が目標温度になるように前記循環路を通して流動する湯水循環量を調整する形態で、前記循環ポンプの作動を制御する排熱回収式貯湯処理を実行するように構成された熱電併給システムに関する。
The present invention is directed to a power generation section that operates by supplying fuel gas, a closed hot water storage tank that stores hot water, and an exhaust heat recovery heat exchange section that recovers waste heat of the power generation section, and the hot water storage tank a circulation path for flowing hot water that connects the bottom and top of the hot water storage tank; a circulation pump that circulates hot water through the circulation path in a form that returns the hot water taken out from the bottom of the hot water storage tank to the top of the hot water storage tank; and an operation control system. A department has been established,
The operation control unit controls the temperature of the hot water supplied to the upper part of the hot water tank through the circulation path to reach a target temperature in order to store hot water in a state where temperature stratification is formed in the hot water storage tank when the power generation unit is in operation. The present invention relates to a combined heat and power supply system configured to perform an exhaust heat recovery type hot water storage process that controls the operation of the circulation pump by adjusting the circulating amount of hot water flowing through the circulation path.
かかる熱電併給システムは、一般家庭等に設置されて、発電部にて発電した電力を電気負荷に供給し、かつ、発電部の排熱を回収して貯湯槽の湯水を加熱することにより、貯湯槽の湯水を給湯栓等の湯水消費部に供給できるようにしたものである。
ちなみに、発電部としては、燃料電池やエンジンにて駆動される発電機がある。
Such combined heat and power generation systems are installed in ordinary homes, etc., and store hot water by supplying electric power generated in a power generation section to an electrical load, and recovering waste heat from the power generation section to heat hot water in a hot water storage tank. The hot water in the tank can be supplied to hot water consumption parts such as hot water taps.
Incidentally, the power generation section includes a generator driven by a fuel cell or an engine.
かかる熱電併給システムの従来例として、循環路を流動する湯水を加熱する凍結防止用ヒータを設け、運転制御部が、発電部の停止状態において、外気温度が設定温度よりも低下する等の凍結防止運転条件が満たされると、凍結防止用ヒータ及び循環ポンプを作動させて、循環路を流動する湯水を加熱する凍結防止運転を実行するように構成したものがある(例えば、特許文献1参照。)。 As a conventional example of such a combined heat and power system, an antifreeze heater is provided to heat the hot water flowing through the circulation path, and the operation control section performs antifreeze prevention measures such as when the outside temperature drops below the set temperature when the power generation section is stopped. Some devices are configured to perform an antifreeze operation in which when operating conditions are met, an antifreeze heater and a circulation pump are activated to heat hot water flowing through a circulation path (for example, see Patent Document 1). .
ちなみに、特許文献1においては、貯湯槽から出湯される湯水を加熱する給湯器を設けて、貯湯槽から出湯される湯水の温度が低い場合等において、当該湯水を給湯器にて加熱することができるように構成されている。
尚、発電部の停止状態において、凍結防止用ヒータ及び循環ポンプを作動させて凍結防止運転を実行するには、商用電源等の外部電源にて凍結防止用ヒータ及び循環ポンプを駆動できるように構成することになる。
Incidentally, in
In addition, in order to operate the antifreeze heater and circulation pump to perform antifreeze operation when the power generation unit is stopped, the antifreeze heater and circulation pump must be configured so that they can be driven by an external power source such as a commercial power source. I will do it.
従来の熱電併給システムにおいては、例えば、燃料ガスとしての都市ガスにて発電部及び給湯器を作動させる場合において、地震の発生等により、都市ガスの供給が停止された状態になって、発電部及び給湯器のいずれもが作動不能状態になる等、燃料ガスが供給されない状態になった場合には、発電部及び給湯器のいずれも作動不能状態になって、加熱された湯水を湯水消費部に供給できない状態になる虞があり、改善が望まれるものであった。 In conventional combined heat and power systems, for example, when the power generation unit and water heater are operated using city gas as fuel gas, the power generation unit may If fuel gas is not supplied, such as when both the power generation section and the water heater become inoperable, both the power generation section and the water heater become inoperable, and the heated hot water is transferred to the hot water consumption section. There was a risk that the supply would not be possible, and improvements were desired.
このため、凍結防止用ヒータ及び循環ポンプを商用電源等の外部電源にて駆動させ、且つ、循環ポンプを、排熱回収式貯湯処理を実行するときと同様な駆動状態(駆動出力)で作動させて、凍結防止用ヒータにて加熱された湯水を貯湯槽に貯湯するように構成することが考えられる。
ちなみに、循環ポンプについての、排熱回収式貯湯処理を実行するときと同様な駆動状態(駆動出力)としては、例えば、循環ポンプの駆動効率が高い駆動状態(駆動出力)を設定することが考えられる。
しかしながら、この構成の場合には、使用勝手が悪いものであった。
Therefore, the antifreeze heater and the circulation pump are driven by an external power source such as a commercial power source, and the circulation pump is operated in the same driving state (drive output) as when executing the exhaust heat recovery type hot water storage process. Therefore, it is conceivable to configure the system so that hot water heated by an antifreeze heater is stored in a hot water storage tank.
By the way, for the circulation pump, it is possible to set the same drive state (drive output) as when executing the exhaust heat recovery type hot water storage process, for example, to set the drive state (drive output) where the circulation pump has high drive efficiency. It will be done.
However, this configuration was not convenient to use.
すなわち、凍結防止用ヒータは熱容量(加熱量)が小さなものであるから、貯湯槽の底部から取出された湯水が凍結防止用ヒータの設置箇所を一回通過するときの上昇温度は、例えば、5℃程度のかなり低い温度であるため、貯湯槽の湯水の全体を目標温度にて温度成層を形成する状態に加熱する(貯湯槽を沸き上げる)時間が、例えば、冬季において20時間になる等、かなりの時間を要するものとなる。 In other words, since the antifreeze heater has a small heat capacity (amount of heating), the temperature rise when the hot water taken out from the bottom of the hot water storage tank passes once through the installation location of the antifreeze heater is, for example, 5. Because the temperature is quite low, about ℃, the time required to heat the entire hot water tank to a state where temperature stratification is formed at the target temperature (to boil the hot water tank) is, for example, 20 hours in winter. This will take a considerable amount of time.
しかも、貯湯槽に貯湯された湯水の温度は、時間経過に伴う放熱により低下することになるから、適当時間おきに湯水の温度を確認し、湯水の温度が低下している場合には、循環ポンプ及び凍結防止用ヒータを作動させて保温運転としての貯湯運転を行うことになるが、このような保温運転としての貯湯運転を行っているときには、貯湯槽に貯湯されている湯水を出湯できないものとなる。 Moreover, the temperature of the hot water stored in the hot water storage tank will drop due to heat radiation over time, so check the temperature of the hot water at appropriate intervals and, if the temperature of the hot water has decreased, The pump and anti-freeze heater are activated to store hot water as a heat-retaining operation, but when this type of hot-water storage operation is performed as a heat-retaining operation, the hot water stored in the hot water storage tank cannot be dispensed. becomes.
つまり、保温運転としての貯湯運転を行っているときに出湯すると、その出湯に伴い貯湯槽の底部側に給水されることになり、その給水された湯水が凍結防止用ヒータにより55℃程度昇温され、そのように5℃程度だけ昇温された湯水(目標温度よりかなり低い温度の湯水)が、貯湯槽の上部に供給されることになる結果、貯槽槽の湯水の温度成層が乱れた状態となるため、保温運転としての貯湯運転を行う際には出湯できないものとなる。 In other words, if hot water is dispensed during hot water storage operation as a heat retention operation, water will be supplied to the bottom of the hot water storage tank as hot water is dispensed, and the temperature of the supplied hot water will rise by approximately 55°C by the antifreeze heater. As a result, hot water whose temperature has been raised by about 5 degrees Celsius (hot water at a temperature much lower than the target temperature) is supplied to the upper part of the hot water storage tank, resulting in a state in which the temperature stratification of the hot water in the storage tank is disturbed. Therefore, when performing hot water storage operation as heat retention operation, hot water cannot be tapped.
そして、このような問題は、貯湯槽の湯水の全体が目標温度に加熱された状態において、貯湯槽の湯水の一部が消費された場合において、循環ポンプ及び凍結用ヒータを作動させて貯湯運転するときにも、同様に生じることになる。 This kind of problem occurs when a portion of the hot water in the hot water storage tank is consumed when the entire hot water in the hot water storage tank is heated to the target temperature, and the circulation pump and freezing heater are activated to stop the hot water storage operation. The same thing will happen when you do.
したがって、排熱回収式貯湯処理を実行するときと同様な駆動状態(駆動出力)で循環ポンプを作動させて、凍結防止用ヒータにて加熱された湯水を貯湯槽に貯湯するように構成する場合においては、貯湯槽の湯水の全体を目標温度にて温度成層を形成する状態に加熱した(貯湯槽を沸き上げた)後において、例えば、一旦出湯すると、保温運転としての貯湯運転を行うことなく、貯湯槽の湯水を全て使い切るようにする必要があり、また、保温運転としての貯湯運転を開始したときには、その貯湯運転が終了するまで出湯できなくなる等、使用勝手が悪いものであった。
しかも、貯湯槽の湯水を全て使い切ったときには、貯湯槽の湯水の全体を目標温度にて温度成層を形成する状態に加熱する(貯湯槽を沸き上げる)ことになるが、その時間が、例えば、冬季において20時間になる等、かなりの時間を要するものであり、使用勝手が悪いものであった。
Therefore, when configuring the circulation pump to operate in the same drive state (drive output) as when executing the exhaust heat recovery type hot water storage process and store hot water heated by the antifreeze heater in the hot water storage tank, For example, after heating the entire hot water in the hot water storage tank to a state where temperature stratification is formed at the target temperature (boiling up the hot water storage tank), for example, once the hot water is dispensed, the hot water storage operation as a heat retention operation is not performed. It is necessary to make sure that all the hot water in the hot water storage tank is used up, and when a hot water storage operation is started as a heat retention operation, hot water cannot be dispensed until the hot water storage operation is finished, which is inconvenient for use.
Moreover, when all the hot water in the hot water storage tank is used up, the entire hot water in the hot water storage tank will be heated to a state where temperature stratification is formed at the target temperature (the hot water storage tank will be boiled), but the time for this will be, for example, It takes a considerable amount of time, such as 20 hours in winter, and is not convenient to use.
本発明は、上記実情に鑑みて為されたものであって、その目的は、燃料ガスが供給されない状態において温度成層を形成する状態で貯湯槽に湯水を貯湯でき、しかも、貯湯運転中においても出湯できる熱電併給システムを提供する点にある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and an object thereof is to be able to store hot water in a hot water tank in a state where temperature stratification is formed in a state where fuel gas is not supplied, and also to enable hot water to be stored in a hot water storage tank even during hot water storage operation. The point is that it provides a combined heat and power system that can produce hot water.
本発明の熱電併給システムは、燃料ガスの供給により作動する発電部と、湯水を貯湯する密閉型の貯湯槽と、前記発電部の排熱を回収する排熱回収熱交換部を経由する形態で、前記貯湯槽の底部と上部とを接続する湯水流動用の循環路と、前記貯湯槽の底部から取出した湯水を当該貯湯槽の上部に戻す形態で、前記循環路を通して湯水を循環させる循環ポンプと、運転制御部とが設けられ、
前記運転制御部が、前記発電部の作動状態において前記貯湯槽に温度成層を形成する状態で貯湯すべく、前記循環路を通して前記貯湯槽の上部に供給される湯水の温度が目標温度になるように前記循環路を通して流動する湯水循環量を調整する形態で、前記循環ポンプの作動を制御する排熱回収式貯湯処理を実行するように構成された熱電併給システムであって、その特徴構成は、
前記循環路を流動する湯水を加熱する凍結防止用ヒータ及び前記循環ポンプが、外部電源にて駆動される状態で設けられ、
前記運転制御部が、前記発電部の停止状態において前記貯湯槽に温度成層を形成する状態で貯湯すべく、前記凍結防止用ヒータを作動させ、且つ、前記循環路を通して前記貯湯槽の上部に供給される湯水の温度が前記目標温度になるように前記循環路を通して流動する前記湯水循環量を前記排熱回収式貯湯処理における前記湯水循環量よりも少なくなる状態に調整する形態で、前記循環ポンプの作動を制御するヒータ熱回収式貯湯処理を実行するように構成され、
前記貯湯槽の底部から取出した湯水の温度を検出する温度センサが設けられ、
前記運転制御部が、前記温度センサの検出情報、並びに、前記貯湯槽の底部から取出した湯水の温度と前記目標温度との温度差と、前記凍結防止用ヒータの加熱により前記目標温度にするために前記循環路を流動させる湯水の目標流量との関係を示す温度差流量関係情報、及び、前記目標流量と前記循環路を流動させる湯水を前記目標流量にするために前記循環ポンプを駆動する駆動条件との関係を示す流量駆動条件関係情報に基づいて、前記循環ポンプの作動を制御するように構成されている点にある。
The combined heat and power generation system of the present invention includes a power generation section that operates by supplying fuel gas, a closed hot water storage tank that stores hot water, and an exhaust heat recovery heat exchange section that recovers waste heat from the power generation section. , a circulation path for flowing hot water that connects the bottom and the top of the hot water storage tank, and a circulation pump that circulates hot water through the circulation path, the hot water taken out from the bottom of the hot water storage tank being returned to the top of the hot water storage tank. and an operation control section,
The operation control unit controls the temperature of the hot water supplied to the upper part of the hot water tank through the circulation path to reach a target temperature in order to store hot water in a state where temperature stratification is formed in the hot water storage tank when the power generation unit is in operation. A combined heat and power generation system configured to perform an exhaust heat recovery type hot water storage process that controls the operation of the circulation pump by adjusting the circulating amount of hot water flowing through the circulation path, the characteristic configuration of which is as follows:
An antifreeze heater that heats hot water flowing through the circulation path and the circulation pump are provided in a state where they are driven by an external power source,
The operation control unit operates the antifreeze heater to store hot water in a state where temperature stratification is formed in the hot water storage tank when the power generation unit is stopped, and supplies water to the upper part of the hot water storage tank through the circulation path. The circulating pump adjusts the circulating amount of hot water flowing through the circulation path to be smaller than the circulating amount of hot water in the exhaust heat recovery hot water storage process so that the temperature of the hot water reaches the target temperature. The heater is configured to perform a heat recovery hot water storage process to control the operation of the heater .
A temperature sensor is provided to detect the temperature of hot water taken out from the bottom of the hot water storage tank,
The operation control unit sets the target temperature based on the detection information of the temperature sensor, the temperature difference between the temperature of the hot water taken out from the bottom of the hot water storage tank and the target temperature, and the heating of the antifreeze heater. temperature difference flow rate relationship information indicating a relationship between the target flow rate of hot water flowing through the circulation path and a drive for driving the circulation pump to bring the target flow rate and hot water flowing through the circulation path to the target flow rate; The present invention is configured to control the operation of the circulation pump based on flow rate drive condition relationship information indicating a relationship with conditions.
すなわち、運転制御手段が、ヒータ熱回収式貯湯処理を実行することにより、燃料ガスが供給されないことにより発電部が停止している停止状態においても、貯湯槽の湯水を目標温度にて温度成層を形成する状態に適切に貯湯できることになる。 That is, by executing the heater heat recovery type hot water storage process, the operation control means can thermally stratify the hot water in the hot water storage tank at the target temperature even in a stopped state where the power generation section is stopped due to no fuel gas being supplied. This means that hot water can be stored appropriately in a state where it will form.
つまり、凍結防止のために、商用電源等の外部電源にて駆動される状態で設けられている凍結防止用ヒータは、熱容量(加熱量)が小さなものであるが、循環路を通して流動する湯水循環量を排熱回収式貯湯処理における湯水循環量よりも少なくなる状態に調整して、循環路を通して貯湯槽の上部に供給される湯水の温度が目標温度になるようにしながら、温度成層を形成する状態で貯湯槽に湯水を適切に貯湯できることになる。 In other words, the anti-freeze heater, which is installed to prevent freezing and is driven by an external power source such as a commercial power source, has a small heat capacity (heating amount), but it is used to circulate hot water through the circulation path. Temperature stratification is created by adjusting the amount of hot water to be less than the amount of hot water circulating in the hot water storage process with exhaust heat recovery so that the temperature of the hot water supplied to the upper part of the hot water storage tank through the circulation path reaches the target temperature. Under this condition, hot water can be appropriately stored in the hot water tank.
そして、このヒータ熱回収式貯湯処理においては、循環路を通して貯湯槽の上部に供給される湯水の温度が目標温度になるものであるから、沸き上げや保温のための貯湯運転中において出湯しても、貯湯槽の上部には目標温度の湯水が供給されて、温度成層が乱れることがないため、貯湯運転中においても出湯できることになる。 In this heater heat recovery type hot water storage process, the temperature of the hot water supplied to the upper part of the hot water storage tank through the circulation path is the target temperature, so the hot water is not discharged during the hot water storage operation for boiling or keeping warm. Also, since hot water at the target temperature is supplied to the upper part of the hot water storage tank and the temperature stratification is not disturbed, hot water can be dispensed even during hot water storage operation.
要するに、本発明の熱電併給システムの特徴構成によれば、燃料ガスが供給されない状態において温度成層を形成する状態で貯湯槽に湯水を貯湯でき、しかも、貯湯運転中においても出湯できる。 In short, according to the characteristic configuration of the combined heat and power system of the present invention, hot water can be stored in the hot water storage tank in a state where temperature stratification is formed in a state where fuel gas is not supplied, and hot water can be discharged even during hot water storage operation.
また、運転制御部が、温度差流量関係情報、及び、流量駆動条件関係情報に基づいて、貯湯槽の底部から取出した湯水の温度を検出する温度センサの検出情報に応じた循環ポンプの駆動条件(駆動出力や駆動速度)を求めて、求めた駆動条件にて循環ポンプを作動させるものであるから、ヒータ熱回収式貯湯処理を開始した直後から目標温度又はその目標温度に近い温度の湯水を貯湯槽の上部に供給できることになる。 In addition, the operation control unit determines the driving conditions of the circulation pump according to the detection information of the temperature sensor that detects the temperature of the hot water taken out from the bottom of the hot water storage tank, based on the temperature difference flow rate related information and the flow rate drive condition related information. (drive output and drive speed) and operate the circulation pump under the determined drive conditions, hot water at or close to the target temperature is supplied immediately after heater heat recovery type hot water storage processing is started. This means that the water can be supplied to the upper part of the hot water storage tank.
つまり、凍結防止用ヒータにて加熱された湯水の温度を検出しながら、その検出温度と目標温度との差に基づいて循環ポンプの駆動条件を設定する制御を行う場合に較べて、温度差流量関係情報及び流量駆動条件関係情報に基づいて、貯湯槽の底部から取出した湯水の温度を検出する温度センサの検出情報に応じた循環ポンプの駆動条件(駆動出力や駆動速度)を求めるようにすることによって、循環ポンプの駆動条件を、凍結防止用ヒータにて加熱された湯水の温度を目標温度にするための駆動条件に迅速に調整できるため、ヒータ熱回収式貯湯処理を開始した直後から目標温度又はその目標温度に近い温度の湯水を貯湯槽の上部に供給できることになる。 In other words, compared to the case where the temperature of the hot water heated by the antifreeze heater is detected and the driving conditions of the circulation pump are set based on the difference between the detected temperature and the target temperature, the temperature difference flow rate is Based on the related information and the flow rate drive condition related information, the drive conditions (drive output and drive speed) of the circulation pump are determined according to the detection information of a temperature sensor that detects the temperature of hot water taken out from the bottom of the hot water storage tank. By doing this, the driving conditions of the circulation pump can be quickly adjusted to the driving conditions that bring the temperature of the hot water heated by the antifreeze heater to the target temperature, so the target temperature can be reached immediately after starting heater heat recovery type hot water storage processing. Hot water at the temperature or at a temperature close to the target temperature can be supplied to the upper part of the hot water storage tank.
要するに、本発明の熱電併給システムの特徴構成によれば、ヒータ熱回収式貯湯処理を開始した直後から目標温度の湯水を貯湯槽の上部に供給できる。 In short, according to the characteristic configuration of the combined heat and power system of the present invention, hot water at the target temperature can be supplied to the upper part of the hot water storage tank immediately after starting the heater heat recovery type hot water storage process.
本発明の熱電併給システムの更なる特徴構成は、前記運転制御部が、前記発電部の停止状態で且つ前記ヒータ熱回収式貯湯処理の非実行状態において凍結防止運転条件が満たされると、前記凍結防止用ヒータ及び前記循環ポンプを作動させる凍結防止運転処理を実行するように構成されている点にある。 A further characteristic configuration of the combined heat and power system of the present invention is that when the anti-freeze operation condition is satisfied when the power generation unit is stopped and the heater heat recovery type hot water storage process is not executed, The present invention is configured to execute an antifreeze operation process in which the antifreeze heater and the circulation pump are operated.
すなわち、運転制御部が、発電部の停止状態で且つヒータ熱回収式貯湯処理の非実行状態において、凍結防止運転条件が満たされると、凍結防止用ヒータ及び前記循環ポンプを作動させる凍結防止運転処理を実行することになる。
尚、凍結防止運転条件としては、外気温度が設定温度よりも低下する又は循環路を形成する管路の温度が設定温度よりも低下する等の条件である。
That is, when the operation control unit is in a stopped state of the power generation unit and a state in which the heater heat recovery type hot water storage process is not executed, when the antifreeze operation conditions are satisfied, the operation control unit performs the antifreeze operation process to operate the antifreeze heater and the circulation pump. will be executed.
The anti-freezing operation conditions include conditions such as the outside temperature falling below the set temperature or the temperature of the pipe line forming the circulation path falling below the set temperature.
つまり、凍結防止運転処理においては、凍結防止用ヒータ及び循環ポンプが作動されることにより、循環路を流動する湯水が昇温されることにより、循環路の湯水の凍結が適切に防止される。 That is, in the antifreeze operation process, the antifreeze heater and the circulation pump are operated to raise the temperature of the hot water flowing through the circulation path, thereby appropriately preventing freezing of the hot water in the circulation path.
要するに、本発明の熱電併給システムの更なる特徴構成によれば、循環路の湯水の凍結を適切に防止できる。 In short, according to the further characteristic configuration of the combined heat and power generation system of the present invention, freezing of hot water in the circulation path can be appropriately prevented.
本発明の熱電併給システムの更なる特徴構成は、前記運転制御部に対する操作指令部が、前記ヒータ熱回収式貯湯処理の実行を指令するように構成され、
前記運転制御部が、前記発電部の停止状態において、前記操作指令部にて前記ヒータ熱回収式貯湯処理の実行が指令されると、前記ヒータ熱回収式貯湯処理を実行するように構成されている点にある。
A further characteristic configuration of the combined heat and power system of the present invention is that the operation command unit for the operation control unit is configured to instruct execution of the heater heat recovery type hot water storage process,
The operation control unit is configured to execute the heater heat recovery type hot water storage process when the operation command unit issues a command to execute the heater heat recovery type hot water storage process while the power generation unit is in a stopped state. It is in the point where it is.
すなわち、発電部の停止状態において、運転制御部に対する操作指令部にて、ヒータ熱回収式貯湯処理の実行を指令すれば、運転制御部がヒータ熱回収式貯湯処理を実行することになる。 That is, when the power generation section is in a stopped state, if the operation command section for the operation control section instructs execution of the heater heat recovery type hot water storage process, the operation control section will execute the heater heat recovery type hot water storage process.
このように、発電部の停止状態において、操作指令部にて、ヒータ熱回収式貯湯処理の実行を指令すると、運転制御部がヒータ熱回収式貯湯処理を実行するものであるから、不必要にヒータ熱回収式貯湯処理が実行されることを回避しながら、必要なときにのみ、ヒータ熱回収式貯湯処理を実行させることができる。 In this way, when the power generation unit is stopped and the operation command unit instructs execution of heater heat recovery type hot water storage processing, the operation control unit executes the heater heat recovery type hot water storage processing, which is unnecessary. The heater heat recovery type hot water storage process can be executed only when necessary while avoiding execution of the heater heat recovery type hot water storage process.
要するに、本発明の熱電併給システムの更なる特徴構成によれば、ヒータ熱回収式貯湯処理を、必要なときにのみ適切に実行させることができる。 In short, according to a further characteristic configuration of the combined heat and power generation system of the present invention, the heater heat recovery type hot water storage process can be appropriately executed only when necessary.
本発明の熱電併給システムの更なる特徴構成は、前記運転制御部が、前記ヒータ熱回収式貯湯処理にて前記貯湯槽の湯水の全量が前記目標温度になると、当該ヒータ熱回収式貯湯処理に続いて、前記貯湯槽の湯水を前記目標温度よりも高温に加熱すべく、前記凍結防止用ヒータ及び前記循環ポンプを継続して作動させるヒータ熱回収式高温加熱処理を実行するように構成されている点にある。 A further characteristic configuration of the combined heat and power system of the present invention is that when the total amount of hot water in the hot water storage tank reaches the target temperature in the heater heat recovery type hot water storage process, the operation control unit starts the heater heat recovery type hot water storage process. Subsequently, in order to heat the hot water in the hot water storage tank to a higher temperature than the target temperature, the heater heat recovery type high temperature heating treatment is performed in which the antifreeze heater and the circulation pump are continuously operated. It is in the point where it is.
すなわち、運転制御部が、ヒータ熱回収式貯湯処理にて貯湯槽の湯水の全量が目標温度になると、当該ヒータ熱回収式貯湯処理に続いて、貯湯槽の湯水を目標温度よりも高温に加熱すべく、凍結防止用ヒータ及び循環ポンプを継続して作動させるヒータ熱回収式高温加熱処理を実行するから、貯湯槽には、目標温度よりも高温の湯水が貯湯されることになり、貯湯槽での蓄熱量が増加することになる。 That is, when the total amount of hot water in the hot water storage tank reaches the target temperature in the heater heat recovery type hot water storage process, the operation control unit heats the hot water in the hot water storage tank to a higher temperature than the target temperature following the heater heat recovery type hot water storage process. In order to achieve this, a heater heat recovery type high-temperature heating process is performed in which the antifreeze heater and circulation pump are continuously operated, so hot water with a temperature higher than the target temperature is stored in the hot water tank. This will increase the amount of heat stored in the area.
したがって、燃料ガスが供給されないことにより、発電部及び給湯器のいずれもが作動不能状態になる非常時において、貯湯槽にて貯湯された湯水を用いて湯水消費部に供給する出湯量を増加させることができる。 Therefore, in an emergency when both the power generation unit and the water heater are inoperable due to a lack of fuel gas supply, hot water stored in the hot water storage tank can be used to increase the amount of hot water supplied to the hot water consumption unit. be able to.
要するに、本発明の熱電併給システムの更なる特徴構成によれば、貯湯槽にて貯湯された湯水を用いて湯水消費部に供給する出湯量を増加させることができる。 In short, according to a further characteristic configuration of the combined heat and power system of the present invention, it is possible to increase the amount of hot water supplied to the hot water consumption section using hot water stored in the hot water storage tank.
本発明の熱電併給システムの更なる特徴構成は、前記運転制御部が、前記貯湯槽の湯水の全量が設定上限温度になると、前記ヒータ熱回収式高温加熱処理を停止するように構成されている点にある。 A further feature of the combined heat and power system of the present invention is that the operation control unit is configured to stop the heater heat recovery high-temperature heating treatment when the entire amount of hot water in the hot water storage tank reaches a set upper limit temperature. At the point.
すなわち、運転制御部が、貯湯槽の湯水の全量が設定上限温度になると、ヒータ熱回収式高温加熱処理を停止するものであるから、貯湯槽の湯水の温度が極端な高温になることを回避できる。 In other words, the operation control unit stops the heater heat recovery type high-temperature heating process when the total amount of hot water in the hot water storage tank reaches the set upper limit temperature, thereby avoiding the temperature of hot water in the hot water storage tank from becoming extremely high. can.
要するに、本発明の熱電併給システムの更なる特徴構成によれば、貯湯槽の湯水の温度が極端な高温になることを回避できる。 In short, according to the further characteristic configuration of the combined heat and power system of the present invention, it is possible to prevent the temperature of the hot water in the hot water tank from becoming extremely high.
本発明の熱電併給システムの更なる特徴構成は、前記運転制御部が、前記貯湯槽の湯水の温度の上昇速度が設定速度以下になると、前記ヒータ熱回収式高温加熱処理を停止するように構成されている点にある。 A further feature of the combined heat and power system of the present invention is that the operation control unit is configured to stop the heater heat recovery high-temperature heating treatment when the rate of increase in the temperature of hot water in the hot water storage tank becomes equal to or less than a set rate. It is in the point that it is.
すなわち、運転制御部が、貯湯槽の湯水の温度の上昇速度が設定速度以下になると、ヒータ熱回収式高温加熱処理を停止することになるから、凍結防止用ヒータによる加熱効率が低下した状態で当該凍結防止用ヒータを作動させることを回避して、無駄な電力消費を抑制できる。 In other words, the operation control unit will stop the heater heat recovery type high-temperature heating treatment when the rate of increase in the temperature of hot water in the hot water storage tank falls below the set rate. By avoiding operating the freeze prevention heater, wasteful power consumption can be suppressed.
つまり、凍結防止用ヒータによる湯水の加熱効率は、湯水の温度が高くなるに伴って低下することになるから、貯湯槽の湯水の温度の上昇速度が設定速度以下になると、ヒータ熱回収式高温加熱処理を停止することにより、凍結防止用ヒータによる加熱効率が低下した状態で当該凍結防止用ヒータを作動させることを回避して、無駄な電力消費を抑制するのである。 In other words, the heating efficiency of hot water by the antifreeze heater decreases as the temperature of hot water increases, so if the rate of increase in the temperature of hot water in the hot water storage tank falls below the set rate, the heater heat recovery high temperature By stopping the heat treatment, it is possible to avoid operating the antifreeze heater in a state where the heating efficiency of the antifreeze heater has decreased, thereby suppressing wasteful power consumption.
要するに、本発明の熱電併給システムの更なる特徴構成によれば、無駄な電力消費を抑制できる。
本発明の別の熱電併給システムは、燃料ガスの供給により作動する発電部と、湯水を貯湯する密閉型の貯湯槽と、前記発電部の排熱を回収する排熱回収熱交換部を経由する形態で、前記貯湯槽の底部と上部とを接続する湯水流動用の循環路と、前記貯湯槽の底部から取出した湯水を当該貯湯槽の上部に戻す形態で、前記循環路を通して湯水を循環させる循環ポンプと、運転制御部とが設けられ、
前記運転制御部が、前記発電部の作動状態において前記貯湯槽に温度成層を形成する状態で貯湯すべく、前記循環路を通して前記貯湯槽の上部に供給される湯水の温度が目標温度になるように前記循環路を通して流動する湯水循環量を調整する形態で、前記循環ポンプの作動を制御する排熱回収式貯湯処理を実行するように構成された熱電併給システムであって、その特徴構成は、
前記循環路を流動する湯水を加熱する凍結防止用ヒータ及び前記循環ポンプが、外部電源にて駆動される状態で設けられ、
前記運転制御部が、前記発電部の停止状態において前記貯湯槽に温度成層を形成する状態で貯湯すべく、前記凍結防止用ヒータを作動させ、且つ、前記循環路を通して前記貯湯槽の上部に供給される湯水の温度が前記目標温度になるように前記循環路を通して流動する前記湯水循環量を前記排熱回収式貯湯処理における前記湯水循環量よりも少なくなる状態に調整する形態で、前記循環ポンプの作動を制御するヒータ熱回収式貯湯処理を実行するように構成され、
前記運転制御部が、前記ヒータ熱回収式貯湯処理にて前記貯湯槽の湯水の全量が前記目標温度になると、当該ヒータ熱回収式貯湯処理に続いて、前記貯湯槽の湯水を前記目標温度よりも高温に加熱すべく、前記凍結防止用ヒータ及び前記循環ポンプを継続して作動させるヒータ熱回収式高温加熱処理を実行するように構成されている点にある。
すなわち、運転制御手段が、ヒータ熱回収式貯湯処理を実行することにより、燃料ガスが供給されないことにより発電部が停止している停止状態においても、貯湯槽の湯水を目標温度にて温度成層を形成する状態に適切に貯湯できることになる。
つまり、凍結防止のために、商用電源等の外部電源にて駆動される状態で設けられている凍結防止用ヒータは、熱容量(加熱量)が小さなものであるが、循環路を通して流動する湯水循環量を排熱回収式貯湯処理における湯水循環量よりも少なくなる状態に調整して、循環路を通して貯湯槽の上部に供給される湯水の温度が目標温度になるようにしながら、温度成層を形成する状態で貯湯槽に湯水を適切に貯湯できることになる。
そして、このヒータ熱回収式貯湯処理においては、循環路を通して貯湯槽の上部に供給される湯水の温度が目標温度になるものであるから、沸き上げや保温のための貯湯運転中において出湯しても、貯湯槽の上部には目標温度の湯水が供給されて、温度成層が乱れることがないため、貯湯運転中においても出湯できることになる。
要するに、本発明の熱電併給システムの特徴構成によれば、燃料ガスが供給されない状態において温度成層を形成する状態で貯湯槽に湯水を貯湯でき、しかも、貯湯運転中においても出湯できる。
また、運転制御部が、ヒータ熱回収式貯湯処理にて貯湯槽の湯水の全量が目標温度になると、当該ヒータ熱回収式貯湯処理に続いて、貯湯槽の湯水を目標温度よりも高温に加熱すべく、凍結防止用ヒータ及び循環ポンプを継続して作動させるヒータ熱回収式高温加熱処理を実行するから、貯湯槽には、目標温度よりも高温の湯水が貯湯されることになり、貯湯槽での蓄熱量が増加することになる。
したがって、燃料ガスが供給されないことにより、発電部及び給湯器のいずれもが作動不能状態になる非常時において、貯湯槽にて貯湯された湯水を用いて湯水消費部に供給する出湯量を増加させることができる。
要するに、本発明の熱電併給システムの特徴構成によれば、貯湯槽にて貯湯された湯水を用いて湯水消費部に供給する出湯量を増加させることができる。
In short, according to the further characteristic configuration of the combined heat and power generation system of the present invention, wasteful power consumption can be suppressed.
Another combined heat and power system of the present invention operates through a power generation section that operates by supplying fuel gas, a closed hot water storage tank that stores hot water, and an exhaust heat recovery heat exchange section that recovers waste heat from the power generation section. A circulating path for flowing hot water connects the bottom and top of the hot water storage tank, and a form in which hot water taken out from the bottom of the hot water storage tank is returned to the top of the hot water storage tank, and the hot water is circulated through the circulation path. A circulation pump and an operation control section are provided,
The operation control unit controls the temperature of the hot water supplied to the upper part of the hot water tank through the circulation path to reach a target temperature in order to store hot water in a state where temperature stratification is formed in the hot water storage tank when the power generation unit is in operation. A combined heat and power generation system configured to perform exhaust heat recovery type hot water storage processing that controls the operation of the circulation pump in a form that adjusts the amount of hot water circulating through the circulation path, the characteristic configuration of which is as follows:
An antifreeze heater that heats hot water flowing through the circulation path and the circulation pump are provided in a state where they are driven by an external power source,
The operation control unit operates the antifreeze heater to store hot water in a state where temperature stratification is formed in the hot water storage tank when the power generation unit is stopped, and supplies water to the upper part of the hot water storage tank through the circulation path. The circulation pump adjusts the amount of hot water circulating through the circulation path to be smaller than the amount of hot water circulating in the exhaust heat recovery hot water storage process so that the temperature of the hot water reaches the target temperature. The heater is configured to perform a heat recovery hot water storage process to control the operation of the heater.
When the total amount of hot water in the hot water storage tank reaches the target temperature in the heater heat recovery type hot water storage process, the operation control unit controls the hot water in the hot water storage tank to be lower than the target temperature following the heater heat recovery type hot water storage process. In order to heat to a high temperature, the antifreeze heater and the circulation pump are continuously operated to perform a heater heat recovery type high temperature heating process.
That is, by executing the heater heat recovery type hot water storage process, the operation control means can thermally stratify the hot water in the hot water storage tank at the target temperature even in a stopped state where the power generation section is stopped due to no fuel gas being supplied. This means that hot water can be stored appropriately in a state where it will form.
In other words, the anti-freeze heater, which is installed to prevent freezing and is driven by an external power source such as a commercial power source, has a small heat capacity (heating amount), but it is used to circulate hot water through the circulation path. Temperature stratification is created by adjusting the amount of hot water to be less than the amount of hot water circulating in the hot water storage process with exhaust heat recovery so that the temperature of the hot water supplied to the upper part of the hot water storage tank through the circulation path reaches the target temperature. Under this condition, hot water can be appropriately stored in the hot water tank.
In this heater heat recovery type hot water storage process, the temperature of the hot water supplied to the upper part of the hot water storage tank through the circulation path is the target temperature, so the hot water is not discharged during the hot water storage operation for boiling or keeping warm. Also, since hot water at the target temperature is supplied to the upper part of the hot water storage tank and the temperature stratification is not disturbed, hot water can be dispensed even during hot water storage operation.
In short, according to the characteristic configuration of the combined heat and power system of the present invention, hot water can be stored in the hot water storage tank in a state where temperature stratification is formed in a state where fuel gas is not supplied, and hot water can be discharged even during hot water storage operation.
In addition, when the total amount of hot water in the hot water storage tank reaches the target temperature in the heater heat recovery type hot water storage process, the operation control unit heats the hot water in the hot water storage tank to a higher temperature than the target temperature following the heater heat recovery type hot water storage process. In order to achieve this, a heater heat recovery type high-temperature heating process is performed in which the antifreeze heater and circulation pump are continuously operated, so hot water with a temperature higher than the target temperature is stored in the hot water tank. This will increase the amount of heat stored in the area.
Therefore, in an emergency when both the power generation unit and the water heater are inoperable due to a lack of fuel gas supply, hot water stored in the hot water storage tank can be used to increase the amount of hot water supplied to the hot water consumption unit. be able to.
In short, according to the characteristic configuration of the combined heat and power system of the present invention, it is possible to increase the amount of hot water supplied to the hot water consumption section using hot water stored in the hot water storage tank.
〔実施形態〕
以下、本発明の熱電併給システムについての実施の形態を図面に基づいて説明する。
(熱電併給システムの全体構成)
図1に示すように、複数の電気負荷1に対する給電ライン2が接続された屋内の分電盤3に、商用電力を供給する商用電源4からの商用送電ライン4Aが接続され、発電部としての燃料電池式発電モジュールMからの送電ライン5が、屋内の分電盤3に接続されている。
[Embodiment]
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a combined heat and power generation system of the present invention will be described based on the drawings.
(Overall configuration of combined heat and power system)
As shown in FIG. 1, a commercial
燃料電池式発電モジュールMからの送電ライン5に、当該燃料電池式発電モジュールMの発電電力を商用電源4から供給される電力と同じ電圧で、同じ周波数に調整する系統連系用のインバータ等を備える電力変換部6が装備されている。
したがって、商用電源4からの商用電力、及び、燃料電池式発電モジュールMの発電電力が、複数の電気負荷1に供給されるように構成されている。
The
Therefore, the configuration is such that commercial power from the
システムケーシングKが設けられ、当該システムケーシングKには、燃料電池式発電モジュールM、湯水を貯湯する密閉型の貯湯槽8、燃料電池式発電モジュールMから排出される排ガスの熱を排熱として回収する排熱回収熱交換部N、当該排熱回収熱交換部Nを経由する形態で、貯湯槽8の底部と上部とを接続する湯水循環用の循環路9、貯湯槽8の底部から取出した湯水を当該貯湯槽8の上部に戻す形態で、循環路9を通して湯水を循環させる循環ポンプ10、及び、運転制御部Hが収納されている。
A system casing K is provided, and the system casing K includes a fuel cell power generation module M, a closed hot
ちなみに、図示は省略するが、商用電源4からの電力や燃料電池式発電モジュールMからの電力を蓄電する蓄電池が設けられ、この蓄電池の電力が運転制御部H等の制御系の各種の機器類に供給されるように構成されている。
また、運転制御部Hに各種の情報を指令する操作指令部としてのリモコンRが設けられている。
Incidentally, although not shown, a storage battery is provided that stores the power from the
Further, a remote control R is provided as an operation command section that commands various information to the operation control section H.
運転制御部Hが、燃料電池式発電モジュールMの作動状態において貯湯槽8に温度成層を形成する状態で貯湯すべく、循環路9を通して貯湯槽8の上部に供給される湯水の温度が目標温度(例えば、65℃)になるように循環路9を通して流動する湯水循環量を調整する形態で、循環ポンプ10の作動を制御する排熱回収式貯湯処理を実行するように構成されている。
ちなみに、上記目標温度は、夏季、冬季、中間期等の季節に応じて、自動的に異なる温度を設定してもよく、また、リモコンRにて使用者の好みの温度を設定するように構成してもよい。
The operation control unit H sets the temperature of hot water supplied to the upper part of the
Incidentally, the above target temperature may be automatically set to a different temperature depending on the season, such as summer, winter, or intermediate season, or the temperature may be set to the user's preference using the remote control R. You may.
したがって、貯湯槽8に貯湯した湯水を、貯湯槽8の上部に接続した出湯路11を通して、給湯栓等の湯水消費箇所に出湯できるように構成されている。
ちなみに、貯湯槽8に貯湯した湯水が出湯されると、貯湯槽8の下部に接続した給水路12を通して、上水道等の給水源より給水されることになる。
Therefore, the hot water stored in the hot
Incidentally, when the hot water stored in the hot
(循環路の詳細)
循環路9は、貯湯槽8の底部と排熱回収熱交換部Nとを接続する往路9aと、排熱回収熱交換部Nと貯湯槽8の上部とを接続する復路9bとからなる。
そして、往路9aには、湯水の流れ方向に沿って、上述した循環ポンプ10、循環路9を流動する湯水を加熱する凍結防止用ヒータ13、循環路9を流動する湯水を冷却するラジエータ14が設けられている。
尚、ラジエータ14は、貯湯槽8の内部全体に目標温度(例えば、65℃)の湯水が貯湯された状態(沸き上がった状態)等において、循環路9を循環する湯水を冷却するために設けられている。
(Details of circulation route)
The
The
The
ちなみに、図示は省略するが、循環ポンプ10のポンプ駆動回路10A及び凍結防止用ヒータ13のヒータ駆動回路13Aには、商用電源4からの商用電力又は電力変換部6からの電力が供給されるように構成されている。
つまり、循環ポンプ10及び凍結防止用ヒータ13が、熱電併給システムが停止している場合は、外部電源としての商用電源4の電力にて駆動され、熱電併給システムが発電している場合は、電力変換部6からの電力にて駆動される状態で設けられている。
Incidentally, although not shown, the
In other words, the
往路9aにおける循環ポンプ10の上流側箇所には、貯湯槽8の底部から取出した湯水の温度を検出する温度センサとしての冷水側センサ15が設けられている。
また、復路9bには、排熱回収熱交換部Nにて加熱された湯水の温度を検出する温度センサとしての温水側センサ16が設けられている。
A
Further, the
また、バイパス路9cが、往路9aにおける冷水側センサ15と循環ポンプ10との間に相当する流路部分と、復路9bとを接続する状態で設けられている。
そして、復路9bを流動する湯水を貯湯槽8の上部に流動させる貯湯槽流動状態と復路9bを流動する湯水をバイパス路9cに流動させるバイパス流動状態とに切換える3方切換え式のバイパス弁17が設けられている。
そして、凍結防止用ヒータ13を作動させる場合等においては、バイパス流動状態に切換えることができるように構成されている。
Further, a
A three-way switching
When the
(出湯構成の詳細)
出湯路11には、給水路12から分岐した状態で設けられた分岐路12Aから供給される湯水(冷水)と当該出湯路11を通流する湯水(温水)とを混合する混合弁18が設けられている。
そして、例えば、リモコンRにて指令された目標給湯温度(例えば、40℃等)の湯水を出湯すべく、分岐路12Aからの湯水(冷水)と出湯路11を通流する湯水(温水)とを混合弁18にて混合できるように構成されている。
(Details of hot water configuration)
The hot
For example, in order to dispense hot water at a target hot water supply temperature (for example, 40°C, etc.) commanded by the remote controller R, hot water (cold water) from the
都市ガス等の燃料ガスにて作動する瞬間湯沸かし式の給湯器Dが、出湯路11からの湯水を処理して出湯する状態で設けられている。
また、分岐路12Aからの湯水(冷水)を、出湯路11における混合弁18の下流側箇所に供給する冷水路19が設けられ、この冷水路19を開閉する開閉弁19Aが設けられている。
そして、例えば、貯湯槽8の殺菌対策等により貯湯槽8の湯水を使用できない場合等において、冷水路19を開いて、冷水路19からの湯水(冷水)を給湯器Dに供給して加熱することにより、目標給湯温度(例えば、40℃等)の湯水を出湯できるように構成されている。
An instantaneous water heater D that operates using fuel gas such as city gas is provided to process hot water from the
Further, a
Then, for example, in a case where the hot water in the
(燃料電池式モジュールの詳細)
燃料電池式発電モジュールMは、都市ガス等の燃料ガスが燃料ガス供給路20を通して供給される改質処理部21及び固体酸化物形の複数の燃料電池セルを備えるセルスタック22を、高温容器23の内部に収納する形態に構成されている。
(Details of fuel cell module)
The fuel cell type power generation module M includes a reforming
改質処理部21は、燃料ガスを水蒸気改質処理して、水素成分が多い改質ガスを生成するものであって、生成した改質ガスが、セルスタック22に供給されるように構成されている。
ちなみに、改質処理部21には、燃料ガスに加えて、水蒸気が供給されることになるが、その構成は周知であるので、本実施形態においては詳細な説明を省略する。
The reforming
Incidentally, water vapor is supplied to the reforming
図示は省略するが、空気(酸素含有ガス)が高温容器23の内部に供給されている。
そして、セルスタック22が、改質ガスを燃料極に通流させ、かつ、高温容器23の内部に供給された空気(酸素含有ガス)を酸素極に通流させることによって、発電するように構成されている。
Although not shown, air (oxygen-containing gas) is supplied into the
The
また、燃料極を通流した後の改質ガスが、酸素極を通流した後の空気(酸素含有ガス)や高温容器23の内部に供給された空気(酸素含有ガス)を用いて燃焼し、その燃焼熱にて改質処理部21を加熱するように構成されている。
さらに、改質ガスを燃焼させた排ガスを高温容器23から排出する排ガス路24が、上述した排熱回収熱交換部Nを経由する形態で設けられている。つまり、排熱回収熱交換部Nが、燃料極を通流した後の改質ガスを燃焼させた排ガスの排熱を回収できるように構成されている。
In addition, the reformed gas that has passed through the fuel electrode is combusted using the air (oxygen-containing gas) that has passed through the oxygen electrode or the air (oxygen-containing gas) that has been supplied to the inside of the high-
Furthermore, an
また、燃料ガス供給路20には、当該燃料ガス供給路20を開閉して燃料ガスの供給を断続する燃料ガス供給弁25、及び、燃料ガスの供給圧を検出する圧力センサ26が設けられている。
Further, the fuel
(運転制御部の運転制御の概要)
運転制御部Hは、リモコンRから運転指令が指令されると、燃料ガス供給弁25を開いて、燃料電池式発電モジュールMを作動させる運転処理を実行し、リモコンRから運転停止指令が指令されると、燃料ガス供給弁25を閉じて、燃料電池式発電モジュールMを停止させる停止処理を実行することになる。
そして、運転制御部Hは、運転処理の実行中においては、上述した排熱回収式貯湯処理を実行するように構成されている。
(Summary of operation control of operation control unit)
When the operation control unit H receives an operation command from the remote controller R, it opens the fuel
The operation control unit H is configured to execute the above-mentioned exhaust heat recovery type hot water storage process during execution of the operation process.
また、運転制御部Hは、圧力センサ26にて検出される燃料ガスの供給圧が設定圧よりも低い状態になると、リモコンRから運転指令が指令されていても、燃料電池式発電モジュールMを停止させる停止処理を実行することになる。
つまり、地震の発生等により、燃料ガス供給路20を通して設定圧以上の燃料ガスが供給されない状態になると、燃料電池式発電モジュールMが停止状態に維持されるように構成されている。
In addition, when the supply pressure of fuel gas detected by the
In other words, if fuel gas at a pressure higher than the set pressure is not supplied through the fuel
そして、運転制御部Hは、燃料電池式発電モジュールMを停止させる停止処理の実行中において、リモコンRにてヒータ熱回収式貯湯処理の実行が指令されると、凍結防止用ヒータ13及び循環ポンプ10を作動させてヒータ熱回収式貯湯処理を実行するように構成されている。
Then, when the execution of the heater heat recovery type hot water storage process is commanded by the remote controller R during the execution of the stop process of stopping the fuel cell type power generation module M, the operation control unit H controls the freezing
また、運転制御部Hは、燃料電池式発電モジュールMの停止状態で且つヒータ熱回収式貯湯処理の非実行状態において、凍結防止条件が満たされると、凍結防止用ヒータ13及び循環ポンプ10を作動させる凍結防止運転処理を実行するように構成されている。
In addition, the operation control unit H operates the
(凍結防止運転処理の詳細)
本実施形態においては、外気温度を検出する外気温センサ(図示省略)を設けて、当該外気温センサにて検出される外気温度が設定温度(例えば、3℃)未満になると、凍結防止条件が満たされたとして、運転制御部Hが、凍結防止用ヒータ13及び循環ポンプ10を作動させる凍結防止運転処理を実行するように構成されている。
(Details of antifreeze operation processing)
In this embodiment, an outside air temperature sensor (not shown) is provided to detect the outside air temperature, and when the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor becomes less than a set temperature (for example, 3°C), the antifreeze conditions are activated. When the condition is satisfied, the operation control unit H is configured to execute an antifreeze operation process in which the
具体的には、凍結防止用ヒータ13を定格出力にて駆動させるように、ヒータ駆動回路13Aを作動させ、循環ポンプ10を定格出力の60%程度の駆動出力(ポンプ出力)で駆動させるように、ポンプ駆動回路10Aを作動させるように構成されている。
Specifically, the
また、凍結防止運転処理においては、バイパス弁17をバイパス流動状態に切換えて、バイパス路9cを通して循環路9を流動する湯水を流動させるように構成されている。
In addition, in the antifreeze operation process, the
(ヒータ熱回収式貯湯処理の詳細)
燃料電池式発電モジュールMの停止状態において、リモコンRにてヒータ熱回収式貯湯処理の実行が指令されると、運転制御部Hが、貯湯槽8に温度成層を形成する状態で貯湯すべく、凍結防止用ヒータ13を作動させ、且つ、循環路9を通して貯湯槽8の上部に供給される湯水の温度が目標温度(例えば、65℃)になるように循環路9を通して流動する湯水循環量を排熱回収式貯湯処理における湯水循環量よりも少なくなる状態に調整する形態で、循環ポンプ10の作動を制御するヒータ熱回収式貯湯処理を実行するように構成されている。
(Details of heater heat recovery type hot water storage processing)
When the fuel cell type power generation module M is in a stopped state, when execution of the heater heat recovery type hot water storage process is commanded by the remote control R, the operation control unit H causes the hot
具体的には、凍結防止用ヒータ13を定格出力にて駆動させるように、ヒータ駆動回路13Aを作動させ、循環ポンプ10の駆動出力(ポンプ出力)を、循環路9を通して流動する湯水循環量が貯湯槽8の上部に供給される湯水の温度が目標温度(例えば、65℃)になる湯水循環量となるように、ポンプ駆動回路10Aを作動させるように構成されている。
Specifically, the
本実施形態においては、運転制御部Hが、循環ポンプ10の目標駆動出力(目標ポンプ出力)を、冷水側センサ15の検出情報、並びに、温度差流量関係情報及び流量駆動条件関係情報に基づいて求めて、循環ポンプ10の駆動出力(ポンプ出力)が目標駆動出力(目標ポンプ出力)となるように、ポンプ駆動回路10Aを作動させ、且つ、温水側センサ16にて検出される湯水の温度が目標温度(例えば、65℃)になるように、目標駆動出力(目標ポンプ出力)を補正するように構成されている。
In this embodiment, the operation control unit H determines the target drive output (target pump output) of the
説明を加えると、温度差流量関係情報は、図2に示すように、貯湯槽8の底部から取出した湯水の温度と目標温度(例えば、65℃)との温度差と、凍結防止用ヒータ13の加熱により目標温度(例えば、65℃)にするために循環路9を流動させる湯水の目標流量との関係を示す情報である。
例えば、冷水側センサ15の検出温度が5℃で、且つ、目標温度が65℃の場合には、温度差が60℃となり、目標流量が71.7cc/minに求められることになる。
To explain, the temperature difference flow rate relationship information, as shown in FIG. This is information indicating the relationship between the target flow rate of hot water flowing through the
For example, if the temperature detected by the
また、流量駆動条件関係情報は、図3に示すように、温度差流量関係情報にて求められる目標流量と循環路9を流動させる湯水を目標流量にするために循環ポンプ10を駆動する駆動出力(ポンプ出力)との関係を示す情報である。
ちなみに、本実施形態においては、流量駆動条件関係情報にて求められる循環ポンプ10の駆動条件として、循環ポンプ10の定格出力を100%のポンプ出力としたときにおける割合としてのポンプ出力(駆動出力)を求めるようにしているが、流量駆動条件関係情報にて求める循環ポンプ10の駆動条件として、循環ポンプ10の駆動速度(駆動回転数)を求めるように構成してもよい。
Further, as shown in FIG. 3, the flow rate drive condition related information includes the target flow rate determined by the temperature difference flow rate related information and the drive output for driving the
Incidentally, in this embodiment, the drive condition of the
例えば、温度差流量関係情報にて求められる目標流量が71.7cc/minである場合には、本実施形態においては、ポンプ出力が47.5%として求められることになり、ポンプ出力を47.5%にすべく、ポンプ駆動回路10Aが作動されることになる。
For example, when the target flow rate determined from the temperature difference flow rate relationship information is 71.7 cc/min, in this embodiment, the pump output is determined as 47.5%, which means that the pump output is 47.7 cc/min. The
このように、運転制御部Hが、循環ポンプ10の目標駆動出力(目標ポンプ出力)を、冷水側センサ15の検出情報、並びに、温度差流量関係情報及び流量駆動条件関係情報に基づいて求めて、循環ポンプ10の駆動出力(ポンプ出力)が目標駆動出力(目標ポンプ出力)となるように、ポンプ駆動回路10Aを作動させれば、貯湯槽8の供給される湯水の温度が目標温度(例えば、65℃)に調整されるものであるが、制御誤差等により、貯湯槽8に供給される湯水の温度が目標温度(例えば、65℃)からずれている場合には、運転制御部Hが、温水側センサ16にて検出される湯水の温度が目標温度(例えば、65℃)になるように、目標駆動出力(目標ポンプ出力)を補正することになる。
In this way, the operation control unit H determines the target drive output (target pump output) of the
ちなみに、運転制御部Hは、排熱回収式貯湯処理を行う際には、例えば、温水側センサ16にて検出される湯水の温度が目標温度(例えば、65℃)になるように、循環ポンプ10の駆動出力(ポンプ出力)を調整する制御を実行することになる。
尚、ヒータ熱回収式貯湯処理を実行する際に求められる循環ポンプ10の駆動出力(ポンプ出力)は、排熱回収式貯湯処理を行う際に求められる循環ポンプ10の駆動出力(ポンプ出力)よりも小さいものとなる。
Incidentally, when performing exhaust heat recovery type hot water storage processing, the operation control unit H controls the circulation pump so that the temperature of the hot water detected by the hot
The drive output (pump output) of the
運転制御部Hは、冷水側センサ15の検出温度が目標温度(例えば、65℃)になることにより、貯湯槽8の湯水の全体(全量)が目標温度(例えば、65℃)になったことが検出されると、ヒータ熱回収式貯湯処理を停止することになる。
ちなみに、貯湯槽8の底部側の湯水の温度を検出する温度センサを設けて、この温度センサが目標温度(例えば、65℃)を検出することにより、貯湯槽8の湯水の全量が目標温度になったことを検出させるようにしてもよい。
The operation control unit H determines that when the temperature detected by the cold
By the way, by providing a temperature sensor that detects the temperature of the hot water at the bottom side of the hot
また、運転制御部Hは、ヒータ熱回収式貯湯処理を停止した後において、出湯路11に設けた通流センサ(図示せず)にて湯水の通流が検出されること等により、貯湯槽8の湯水が消費されたことを判別すると、ヒータ熱回収式貯湯処理を再開して、貯湯槽8の湯水の全量が目標温度(例えば、65℃)になる状態を維持することになる。
In addition, after stopping the heater heat recovery type hot water storage process, the operation control unit H controls the hot water storage tank by detecting the flow of hot water with a flow sensor (not shown) provided in the hot
さらに、運転制御部Hは、ヒータ熱回収式貯湯処理を停止した後において、貯湯槽8の湯水が消費されない状態の経過時間が設定時間(例えば、3時間)を経過する毎に、循環ポンプ10を作動させて、冷水側センサ15の検出温度が目標温度(例えば、65℃)よりも設定温度(例えば、5℃)低い状態であることを判別すると、ヒータ熱回収式貯湯処理を再開して、貯湯槽8の湯水の全量が目標温度(例えば、65℃)になる状態を維持する保温運転を実行することになる。
Furthermore, after stopping the heater heat recovery type hot water storage process, the operation control unit H controls the
(追加の実施形態)
上述の実施形態では、運転制御部Hが、冷水側センサ15の検出温度が目標温度(例えば、65℃)になることにより、貯湯槽8の湯水の全体(全量)が目標温度になったことが検出されると、ヒータ熱回収式貯湯処理を停止する形態を例示したが、次に述べるように構成してもよい。
(Additional Embodiments)
In the embodiment described above, the operation control unit H determines that the temperature detected by the cold
すなわち、この追加の実施形態では、運転制御部Hが、ヒータ熱回収式貯湯処理にて貯湯槽8の湯水の全体(全量)が目標温度になると、当該ヒータ熱回収式貯湯処理に続いて、貯湯槽8の湯水を目標温度よりも高温に加熱すべく、凍結防止用ヒータ13及び循環ポンプ10を継続して作動させるヒータ熱回収式高温加熱処理を実行するように構成されている。
That is, in this additional embodiment, when the entire (total amount) of hot water in the hot
この追加の実施形態においては、ヒータ熱回収式高温加熱処理の循環ポンプ10の目標駆動出力(目標ポンプ出力)を、例えば、循環ポンプ10の駆動効率が高い設定出力に定めて、貯湯槽8の湯水の温度を徐々に上昇させるように構成されている。
ちなみに、ヒータ熱回収式高温加熱処理にて貯湯槽8の湯水の温度を徐々に上昇させるにあたり、現在の温度から設定温度(例えば、10℃)上昇させるのに適する循環ポンプ10の目標駆動出力(目標ポンプ出力)を、冷水側センサ15の検出情報、並びに、温度差流量関係情報及び流量駆動条件関係情報に基づいて求める形態で実施してもよい。
尚、ヒータ熱回収式高温加熱処理にて加熱する最終目標温度(例えば、90℃)を定めて、ヒータ熱回収式高温加熱処理の循環ポンプ10の目標駆動出力(目標ポンプ出力)を、冷水側センサ15の検出情報、並びに、温度差流量関係情報及び流量駆動条件関係情報に基づいて求める形態で実施することも考えられる。
In this additional embodiment, the target drive output (target pump output) of the
Incidentally, when gradually increasing the temperature of hot water in the hot
In addition, the final target temperature (for example, 90°C) to be heated in the heater heat recovery type high-temperature heating treatment is determined, and the target drive output (target pump output) of the
また、運転制御部Hが、貯湯槽8の湯水の全量が設定上限温度(例えば、90℃)になると、ヒータ熱回収式高温加熱処理を停止するように構成されている。
つまり、冷水側センサ15の検出温度が設定上限温度(例えば、90℃)になることにより、貯湯槽8の湯水の全量が設定上限温度(例えば、90℃)になったことが検出されると、ヒータ熱回収式高温加熱処理が停止される。
ちなみに、貯湯槽8の底部側の湯水の温度を検出する温度センサを設けて、この温度センサが設定上限温度(例えば、90℃)を検出することにより、貯湯槽8の湯水の全量が設定上限温度(例えば、90℃)になったことを検出させるようにしてもよい。
Further, the operation control unit H is configured to stop the heater heat recovery type high-temperature heating process when the entire amount of hot water in the hot
In other words, when the detected temperature of the cold
By the way, by providing a temperature sensor that detects the temperature of the hot water at the bottom of the hot
尚、ヒータ熱回収式高温加熱処理の実行中において、冷水側センサ15が設定上限温度(例えば、90℃)よりも高い高温エラー温度(例えば、95℃)以上の高温を検出した場合には、安全性を担保するために、運転制御部Hが、ヒータ熱回収式高温加熱処理を停止するように構成されている。
Note that during the execution of the heater heat recovery type high-temperature heating process, if the cold
また、運転制御部Hが、貯湯槽8の湯水の温度の上昇速度が設定速度以下になると、ヒータ熱回収式高温加熱処理を停止するように構成されている。
つまり、凍結防止用ヒータ13による湯水の加熱効率は、湯水の温度が高くなるに伴って低下することになるから、貯湯槽8の湯水の温度の上昇速度が設定速度以下になると、ヒータ熱回収式高温加熱処理を停止することにより、凍結防止用ヒータ13による加熱効率が低下した状態で当該凍結防止用ヒータ13を作動させることを回避して、無駄な電力消費を抑制するように構成されている。
Further, the operation control unit H is configured to stop the heater heat recovery type high-temperature heating process when the rate of increase in the temperature of hot water in the hot
In other words, the heating efficiency of the hot water by the
貯湯槽8の湯水の温度の上昇速度は、冷水側センサ15の検出温度の変化と経過時間とから検出することができる。
例えば、ヒータ熱回収式貯湯処理に続いてヒータ熱回収式高温加熱処理を実行した直後においては、貯湯槽8の湯水の全体(全量)が昇温(加熱)されるまで、冷水側センサ15の検出温度は、目標温度(例えば、65℃)を維持することになる。
The rate of increase in the temperature of the hot water in the
For example, immediately after the heater heat recovery type hot water storage process is followed by the heater heat recovery type high temperature heating process, the temperature of the cold
その後、ヒータ熱回収式高温加熱処理にて昇温(加熱)された湯水が貯湯槽8の底部から流動すると、冷水側センサ15にて、目標温度(例えば、65℃)よりも高温のヒータ熱回収式高温加熱処理にて加熱された湯水の温度(以下、加熱温度と呼称)が検出されることになる。
従って、加熱温度と目標温度(例えば、65℃)との温度差を、目標温度(例えば、65℃)から加熱温度になるまでの経過時間にて除算することにより、貯湯槽8の湯水の温度の上昇速度(単位温度を上昇させるに必要とする時間)を求めることができる。
After that, when hot water whose temperature has been raised (heated) by the heater heat recovery type high-temperature heating process flows from the bottom of the hot
Therefore, by dividing the temperature difference between the heating temperature and the target temperature (e.g. 65°C) by the elapsed time from the target temperature (e.g. 65°C) to the heating temperature, the temperature of the hot water in the
尚、加熱温度は、貯湯槽8の湯水の全量が加熱される毎に、段階的に上昇することになるから、上昇後の加熱温度と上昇前の加熱温度との温度を、上昇前の加熱温度から上昇後の加熱温度になるまでの経過時間にて除算することにより、貯湯槽8の湯水の温度の上昇速度(単位温度を上昇させるに必要とする時間)を求めることができる。
Note that the heating temperature increases in stages every time the entire amount of hot water in the hot
このように、ヒータ熱回収式貯湯処理に続いてヒータ熱回収式高温加熱処理を実行することにより、貯湯槽8には、目標温度よりも高温の湯水が貯湯されることになり、貯湯槽8での蓄熱量が増加することになり、貯湯槽8にて貯湯された湯水を用いて湯水消費部に供給する出湯量を増加させることができる。
In this way, by performing the heater heat recovery type high temperature heating process following the heater heat recovery type hot water storage process, hot water with a temperature higher than the target temperature is stored in the hot
次に、この追加の実施形態における運転制御部Hの制御作動を図4のフローチャートに基づいて説明する。
先ず、リモコンRにてヒータ熱回収式貯湯処理の実行が指令されたか否かを判別し(#1)、指令されていない場合には、指令されるまで待機する。
#1の処理にて、指令されていると判別した場合には、次に、燃料電池式発電モジュールMの停止状態であるか否か、つまり、燃料ガスの供給が停止している状態であるか否かを判別し(#2)、燃料ガスの供給が停止していない場合には、#1の処理に移行する。
Next, the control operation of the operation control section H in this additional embodiment will be explained based on the flowchart of FIG. 4.
First, it is determined whether execution of the heater heat recovery type hot water storage process has been commanded by the remote control R (#1), and if it has not been commanded, the process waits until it is commanded.
If it is determined in the
#2の処理にて、燃料ガスの供給が停止している状態であると判別した場合には、ヒータ熱回収式貯湯処理を実行する(#3)。
その後、貯湯槽8の湯水の全体(全量)が目標温度(例えば、65℃)であるか否かを判別し(#4)、湯水の全体(全量)が目標温度(例えば、65℃)でない場合には、ヒータ熱回収式貯湯処理を継続する。
If it is determined in the
After that, it is determined whether the entire hot water (all amount) in the hot
#4の処理にて、貯湯槽8の湯水の全体(全量)が目標温度(例えば、65℃)であると判別した場合には、続いて、ヒータ熱回収式高温加熱処理を実行する(#5)。
その後、貯湯槽8の湯水の全体(全量)が設定上限温度以上(例えば、90℃以上)であるか否かを判別し(#6)、湯水の全体(全量)が設定上限温度以上(例えば、90℃以上)である場合には、ヒータ熱回収式高温加熱処理を停止するために凍結防止用ヒータ13及び循環ポンプ10の作動を停止させる(#8)。
In the process of #4, if it is determined that the entire amount of hot water in the hot
Thereafter, it is determined whether the entire hot water (total amount) in the hot
#6の処理にて、湯水の全量が設定上限温度以上(例えば、90℃以上)でないと判別した場合には、次に、貯湯槽8の湯水の温度の上昇速度が設定速度以下であるか否かを判別し(#7)、湯水の温度の上昇速度が設定速度以下である場合には、#8の処理に移行して、凍結防止用ヒータ13及び循環ポンプ10の作動を停止させる。
If it is determined in the process #6 that the total amount of hot water is not higher than the set upper limit temperature (for example, 90°C or higher), then it is determined whether the rate of increase in the temperature of hot water in the
#7の処理にて、貯湯槽8の湯水の温度の上昇速度が設定速度以下でないと判別した場合には、#5のヒータ熱回収式高温加熱処理を継続することになる。
If it is determined in the
ちなみに、上記フローチャートでは記載を省略するが、この追加の実施形態において、ヒータ熱回収式高温加熱処理を停止した後において、出湯路11に設けた通流センサ(図示せず)にて湯水の通流が検出されること等により、貯湯槽8の湯水が消費されたことを判別すると、ヒータ熱回収式高温処理を再開させてもよい。
Incidentally, although the description is omitted in the above flowchart, in this additional embodiment, after the heater heat recovery type high-temperature heating treatment is stopped, a flow sensor (not shown) provided in the
また、ヒータ熱回収式高温加熱処理を停止した後において、貯湯槽8の湯水が消費されない状態の経過時間が設定時間(例えば、3時間)を経過する毎に、循環ポンプ10を作動させて、冷水側センサ15の検出温度が目標温度(例えば、65℃)よりも高く且つ設定上限温度(例えば、90℃)よりも低い設定開始温度(例えば、80℃)以下であることを判別すると、ヒータ熱回収式高温加熱処理を再開させてもよい。
Further, after stopping the heater heat recovery type high-temperature heating treatment, the
また、ヒータ熱回収式高温加熱処理の実行中において、出湯路11に設けた通流センサ(図示せず)にて湯水の通流が検出されること等により、貯湯槽8の湯水の消費が開始されたことを判別すると、ヒータ熱回収式高温加熱処理の実行を一旦停止し、貯湯槽8の湯水の消費が終了したときに、ヒータ熱回収式高温加熱処理を再開させてもよいが、貯湯槽8の湯水の消費中においても、ヒータ熱回収式高温加熱処理を継続させるようにしてもよい。
In addition, during the execution of the heater heat recovery type high-temperature heating process, the flow of hot water is detected by a flow sensor (not shown) provided in the hot
〔別実施形態〕
次に、別実施形態を列記する。
(1)上記実施形態においては、発電部として、燃料電池式発電モジュールMを例示したが、発電部として、発電機を駆動するガスエンジンを設ける形態で実施してもよい。
[Another embodiment]
Next, other embodiments will be listed.
(1) In the above embodiment, the fuel cell type power generation module M is illustrated as the power generation section, but the power generation section may be implemented in a form in which a gas engine that drives the generator is provided.
(2)上記実施形態においては、燃料電池式の発電部として、固体酸化物形の燃料電池セルを備える燃料電池式発電モジュールMを例示したが、燃料電池式の発電部として、固体高分子形の燃料電池セルを備える燃料電池式の発電部を設ける形態で実施してもよい。 (2) In the above embodiment, a fuel cell type power generation module M equipped with a solid oxide fuel cell is illustrated as a fuel cell type power generation unit, but a solid polymer type power generation unit is used as a fuel cell type power generation unit. The present invention may be implemented in a form in which a fuel cell-type power generation unit including a fuel cell is provided.
(3)上記実施形態においては、ヒータ熱回収式貯湯処理を実行する際に、凍結防止用ヒータ13を、定格出力にて駆動させる場合を例示したが、凍結防止用ヒータ13の出力を増減させてもよく、又、凍結防止用ヒータ13の出力を定格出力よりも増大させることができる場合には、凍結防止用ヒータ13を最大出力にて駆動させるようにしてもよい。
(3) In the above embodiment, when executing the heater heat recovery type hot water storage process, the
(4)上記実施形態においては、外気温度が設定温度未満になると、凍結防止運転処理を実行する凍結防止運転条件が満たされたと判別する場合を例示したが、循環路9を形成する管路の温度が設定温度未満になると、凍結防止運転処理を実行する凍結防止運転条件が満たされたと判別する形態で実施してもよい。 (4) In the above embodiment, when the outside air temperature becomes lower than the set temperature, it is determined that the anti-freeze operation conditions for executing the anti-freeze operation process are satisfied. It may be implemented in such a manner that when the temperature becomes lower than the set temperature, it is determined that the antifreeze operation conditions for executing the antifreeze operation process are satisfied.
尚、上記実施形態(別実施形態を含む)で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜変更することが可能である。 Note that the configurations disclosed in the above embodiments (including other embodiments) can be applied in combination with configurations disclosed in other embodiments, as long as there is no contradiction, and this specification The embodiments disclosed in the above are merely examples, and the embodiments of the present invention are not limited thereto, and can be modified as appropriate without departing from the purpose of the present invention.
4 外部電源
8 貯湯槽
9 循環路
10 循環ポンプ
13 凍結防止用ヒータ
15 温度センサ
H 運転制御部
M 発電部
N 排熱回収熱交換部
R 操作指令部
4
Claims (7)
前記運転制御部が、前記発電部の作動状態において前記貯湯槽に温度成層を形成する状態で貯湯すべく、前記循環路を通して前記貯湯槽の上部に供給される湯水の温度が目標温度になるように前記循環路を通して流動する湯水循環量を調整する形態で、前記循環ポンプの作動を制御する排熱回収式貯湯処理を実行するように構成された熱電併給システムであって、
前記循環路を流動する湯水を加熱する凍結防止用ヒータ及び前記循環ポンプが、外部電源にて駆動される状態で設けられ、
前記運転制御部が、前記発電部の停止状態において前記貯湯槽に温度成層を形成する状態で貯湯すべく、前記凍結防止用ヒータを作動させ、且つ、前記循環路を通して前記貯湯槽の上部に供給される湯水の温度が前記目標温度になるように前記循環路を通して流動する前記湯水循環量を前記排熱回収式貯湯処理における前記湯水循環量よりも少なくなる状態に調整する形態で、前記循環ポンプの作動を制御するヒータ熱回収式貯湯処理を実行するように構成され、
前記貯湯槽の底部から取出した湯水の温度を検出する温度センサが設けられ、
前記運転制御部が、前記温度センサの検出情報、並びに、前記貯湯槽の底部から取出した湯水の温度と前記目標温度との温度差と、前記凍結防止用ヒータの加熱により前記目標温度にするために前記循環路を流動させる湯水の目標流量との関係を示す温度差流量関係情報、及び、前記目標流量と前記循環路を流動させる湯水を前記目標流量にするために前記循環ポンプを駆動する駆動条件との関係を示す流量駆動条件関係情報に基づいて、前記循環ポンプの作動を制御するように構成されている熱電併給システム。 The system includes a power generation section that operates by supplying fuel gas, a closed hot water storage tank that stores hot water, and an exhaust heat recovery heat exchange section that recovers waste heat from the power generation section. a circulation path for flowing hot water that connects the hot water storage tank, a circulation pump that circulates hot water through the circulation path in a form that returns the hot water taken out from the bottom of the hot water storage tank to the top of the hot water storage tank, and an operation control unit. is,
The operation control unit controls the temperature of the hot water supplied to the upper part of the hot water tank through the circulation path to reach a target temperature in order to store hot water in a state where temperature stratification is formed in the hot water storage tank when the power generation unit is in operation. A combined heat and power supply system configured to perform an exhaust heat recovery type hot water storage process that controls the operation of the circulation pump by adjusting the circulating amount of hot water flowing through the circulation path,
An antifreeze heater that heats hot water flowing through the circulation path and the circulation pump are provided in a state where they are driven by an external power source,
The operation control unit operates the antifreeze heater to store hot water in a state where temperature stratification is formed in the hot water storage tank when the power generation unit is stopped, and supplies water to the upper part of the hot water storage tank through the circulation path. The circulation pump adjusts the amount of hot water circulating through the circulation path to be smaller than the amount of hot water circulating in the exhaust heat recovery hot water storage process so that the temperature of the hot water reaches the target temperature. The heater is configured to perform a heat recovery hot water storage process to control the operation of the heater .
A temperature sensor is provided to detect the temperature of hot water taken out from the bottom of the hot water storage tank,
The operation control unit sets the target temperature based on the detection information of the temperature sensor, the temperature difference between the temperature of hot water taken out from the bottom of the hot water storage tank and the target temperature, and the heating of the antifreeze heater. temperature difference flow rate relationship information indicating a relationship between the target flow rate of hot water flowing through the circulation path and a drive for driving the circulation pump in order to make the target flow rate and the hot water flowing through the circulation path the target flow rate; A combined heat and power generation system configured to control operation of the circulation pump based on flow rate drive condition relationship information indicating a relationship with conditions.
前記運転制御部が、前記発電部の作動状態において前記貯湯槽に温度成層を形成する状態で貯湯すべく、前記循環路を通して前記貯湯槽の上部に供給される湯水の温度が目標温度になるように前記循環路を通して流動する湯水循環量を調整する形態で、前記循環ポンプの作動を制御する排熱回収式貯湯処理を実行するように構成された熱電併給システムであって、
前記循環路を流動する湯水を加熱する凍結防止用ヒータ及び前記循環ポンプが、外部電源にて駆動される状態で設けられ、
前記運転制御部が、前記発電部の停止状態において前記貯湯槽に温度成層を形成する状態で貯湯すべく、前記凍結防止用ヒータを作動させ、且つ、前記循環路を通して前記貯湯槽の上部に供給される湯水の温度が前記目標温度になるように前記循環路を通して流動する前記湯水循環量を前記排熱回収式貯湯処理における前記湯水循環量よりも少なくなる状態に調整する形態で、前記循環ポンプの作動を制御するヒータ熱回収式貯湯処理を実行するように構成され、
前記運転制御部が、前記ヒータ熱回収式貯湯処理にて前記貯湯槽の湯水の全量が前記目標温度になると、当該ヒータ熱回収式貯湯処理に続いて、前記貯湯槽の湯水を前記目標温度よりも高温に加熱すべく、前記凍結防止用ヒータ及び前記循環ポンプを継続して作動させるヒータ熱回収式高温加熱処理を実行するように構成されている熱電併給システム。 The system includes a power generation section that operates by supplying fuel gas, a closed hot water storage tank that stores hot water, and an exhaust heat recovery heat exchange section that recovers waste heat from the power generation section. a circulation path for flowing hot water that connects the hot water storage tank, a circulation pump that circulates hot water through the circulation path in a form that returns the hot water taken out from the bottom of the hot water storage tank to the top of the hot water storage tank, and an operation control unit. is,
The operation control unit controls the temperature of the hot water supplied to the upper part of the hot water tank through the circulation path to reach a target temperature in order to store hot water in a state where temperature stratification is formed in the hot water storage tank when the power generation unit is in operation. A combined heat and power supply system configured to perform an exhaust heat recovery type hot water storage process that controls the operation of the circulation pump by adjusting the circulating amount of hot water flowing through the circulation path,
An antifreeze heater that heats hot water flowing through the circulation path and the circulation pump are provided in a state where they are driven by an external power source,
The operation control unit operates the antifreeze heater to store hot water in a state where temperature stratification is formed in the hot water storage tank when the power generation unit is stopped, and supplies water to the upper part of the hot water storage tank through the circulation path. The circulation pump adjusts the amount of hot water circulating through the circulation path to be smaller than the amount of hot water circulating in the exhaust heat recovery hot water storage process so that the temperature of the hot water reaches the target temperature. The heater is configured to perform a heat recovery hot water storage process to control the operation of the heater.
When the total amount of hot water in the hot water storage tank reaches the target temperature in the heater heat recovery type hot water storage process, the operation control unit controls the hot water in the hot water storage tank to be lower than the target temperature following the heater heat recovery type hot water storage process. A combined heat and power supply system configured to perform a heater heat recovery type high-temperature heating process in which the antifreeze heater and the circulation pump are continuously operated in order to heat the water to a high temperature.
前記運転制御部が、前記発電部の停止状態において、前記操作指令部にて前記ヒータ熱回収式貯湯処理の実行が指令されると、前記ヒータ熱回収式貯湯処理を実行するように構成されている請求項1~3のいずれか1項に記載の熱電併給システム。 An operation command unit for the operation control unit is configured to command execution of the heater heat recovery type hot water storage process,
The operation control unit is configured to execute the heater heat recovery type hot water storage process when the operation command unit issues a command to execute the heater heat recovery type hot water storage process while the power generation unit is in a stopped state. The combined heat and power generation system according to any one of claims 1 to 3.
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