JPH0417268A - コジェネレーションシステム - Google Patents
コジェネレーションシステムInfo
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- JPH0417268A JPH0417268A JP2119682A JP11968290A JPH0417268A JP H0417268 A JPH0417268 A JP H0417268A JP 2119682 A JP2119682 A JP 2119682A JP 11968290 A JP11968290 A JP 11968290A JP H0417268 A JPH0417268 A JP H0417268A
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- heat
- tank
- fuel cell
- hydrogen
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
- H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
- H01M8/0656—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants by electrochemical means
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は自家発電装置による電力と電力会社から供給さ
れた商用電力とを併合して使用し、かつ、自家発電装置
から発生する熱が暖房および冷房に使用されるコジェネ
レーションシステムに関する。
れた商用電力とを併合して使用し、かつ、自家発電装置
から発生する熱が暖房および冷房に使用されるコジェネ
レーションシステムに関する。
［従来の技＃ｒ］
一般にビル関係のエネルギーの需要形体は電気的なもの
と熱的なものに分類され、電気エネルギーは、電力会社
から供給される電力により、また熱エネルギーは、主と
して電力利用による空気調節システムの運転によって供
給されていた。しかし、近年、省エネルギーの観点から
電力会社からの買電のみに依存せず、ビル内に自家発電
装置を設置し、この発電装置によって電力を賄うととも
に発電装置が発生する熱を利用して冷暖房を行なう、い
わゆるコジェネレーションシステム（電気・熱併給シス
テム）の概念が生まれ、次第に流布しつつある。
と熱的なものに分類され、電気エネルギーは、電力会社
から供給される電力により、また熱エネルギーは、主と
して電力利用による空気調節システムの運転によって供
給されていた。しかし、近年、省エネルギーの観点から
電力会社からの買電のみに依存せず、ビル内に自家発電
装置を設置し、この発電装置によって電力を賄うととも
に発電装置が発生する熱を利用して冷暖房を行なう、い
わゆるコジェネレーションシステム（電気・熱併給シス
テム）の概念が生まれ、次第に流布しつつある。
第４図はコジェネレーションシステムの従来例のシステ
ム構成図である。このコジェネレーションシステムはエ
ンジン３２．．３２２と、発電機３１、．３１２と、熱
回収器３７と、暖房用室内器３６と、吸収式冷凍器３８
と、冷房用室内器３９と、システムコントローラ３３と
、受電盤２とからなる。発電機３１．．３１２それぞれ
エンジン３２、．３２２によって運転され、その出力は
電力線４１□を紅白し、受電盤２を介して商用電力１と
併合され負荷３に供給される。また、エンジン３２、．
３２２の運転により高熱の排ガスが発生するので、その
排気管４２の途中に設けられた熱回収器３４の熱媒用配
管３５から熱を取り出して直接暖房用室内器３６で暖房
をし、また熱媒用配管３７から吸収式冷凍器３８を介し
て冷房用室内器３９で冷房を行なっていた。また、排気
管４２には消音器４０が設けられている。さらに、熱回
収器３４にはエンジン３２□、３２２が発生する熱が熱
媒用配管４３を介して供給される。システムコントロー
ラ３３は発電機３１□、３１２．吸収式冷凍器３８、受
電盤２の運転制御および監視を行なう。
ム構成図である。このコジェネレーションシステムはエ
ンジン３２．．３２２と、発電機３１、．３１２と、熱
回収器３７と、暖房用室内器３６と、吸収式冷凍器３８
と、冷房用室内器３９と、システムコントローラ３３と
、受電盤２とからなる。発電機３１．．３１２それぞれ
エンジン３２、．３２２によって運転され、その出力は
電力線４１□を紅白し、受電盤２を介して商用電力１と
併合され負荷３に供給される。また、エンジン３２、．
３２２の運転により高熱の排ガスが発生するので、その
排気管４２の途中に設けられた熱回収器３４の熱媒用配
管３５から熱を取り出して直接暖房用室内器３６で暖房
をし、また熱媒用配管３７から吸収式冷凍器３８を介し
て冷房用室内器３９で冷房を行なっていた。また、排気
管４２には消音器４０が設けられている。さらに、熱回
収器３４にはエンジン３２□、３２２が発生する熱が熱
媒用配管４３を介して供給される。システムコントロー
ラ３３は発電機３１□、３１２．吸収式冷凍器３８、受
電盤２の運転制御および監視を行なう。
第５図（ａ） 、 （ｂ） 、 （ｃ） 、 （ｄ）は
所要電力量と、自家発電装置による給電比率を示す図で
ある。
所要電力量と、自家発電装置による給電比率を示す図で
ある。
第５図（ｂ）に示す給電パターンは、第５図（ａ）に示
す、所要電力量２０の中、基準電力値までは商用電力１
の供給に依存し、基準電力値を超える時間帯にのみ自家
発電装置を運転して、基準電力値を超過した分に対して
自家発電電力２１を供給するもので、通常同じ時間帯に
空気調節装置の消費電力も多くなるので、発電による排
熱も利用され、電力消費量の節減に供していた。また、
第５図（Ｃ）に示すパターンは、基準電力値を超える時
間帯に自家発電装置を運転して一定の自家発電電力２１
を供給し、所要電力量２０の中自家発電装置の出力以上
の電力量を商用電力１が分担する方法である。さらに第
５図（ｄ）のパターンは自家発電装置を常時運転して一
定の自家発電電力２１を供給し、所要電力量２０に対す
る不足分を商用電力１に分担させる方法である。
す、所要電力量２０の中、基準電力値までは商用電力１
の供給に依存し、基準電力値を超える時間帯にのみ自家
発電装置を運転して、基準電力値を超過した分に対して
自家発電電力２１を供給するもので、通常同じ時間帯に
空気調節装置の消費電力も多くなるので、発電による排
熱も利用され、電力消費量の節減に供していた。また、
第５図（Ｃ）に示すパターンは、基準電力値を超える時
間帯に自家発電装置を運転して一定の自家発電電力２１
を供給し、所要電力量２０の中自家発電装置の出力以上
の電力量を商用電力１が分担する方法である。さらに第
５図（ｄ）のパターンは自家発電装置を常時運転して一
定の自家発電電力２１を供給し、所要電力量２０に対す
る不足分を商用電力１に分担させる方法である。
［発明が解決しようとする課題］
上述したように従来のコジェネレーションシステムは、
所要電力量が基準電力値を超過する時間帯だけ自家発電
装置を運転するピークカット運転のパターンでは運転時
間が限られているためコジェネレーションシステムとし
ての経済効果が悪く、また、自家発電装置を連続的に運
転するベースカット運転の場合は、自家発電装置が常時
発生する熱の利用効果の点で、深夜等に有効利用が図れ
なく、さらに昼間の空気調節装置の本格運転時には排熱
の利用だけでは不足となり、ピークカット運転でもベー
スカット運転でも自家発電装置の能力を充分生かし切れ
ないという欠点がある。
所要電力量が基準電力値を超過する時間帯だけ自家発電
装置を運転するピークカット運転のパターンでは運転時
間が限られているためコジェネレーションシステムとし
ての経済効果が悪く、また、自家発電装置を連続的に運
転するベースカット運転の場合は、自家発電装置が常時
発生する熱の利用効果の点で、深夜等に有効利用が図れ
なく、さらに昼間の空気調節装置の本格運転時には排熱
の利用だけでは不足となり、ピークカット運転でもベー
スカット運転でも自家発電装置の能力を充分生かし切れ
ないという欠点がある。
本発明の目的はエンジンより効率が高い燃料電池を自家
発電装置とし、水素吸蔵合金を利用した蓄熱装置を使用
し、燃料電池の出力を最低負荷電力を上回る量とし、最
低負荷の時間帯中その余剰電力と燃料電池の運転によっ
て発生する熱を蓄熱装置に供給して熱エネルギーとして
蓄熱し、ピーク時の熱エネルギーに充当する高効率のコ
ジェネレーションシステムを提供することである。
発電装置とし、水素吸蔵合金を利用した蓄熱装置を使用
し、燃料電池の出力を最低負荷電力を上回る量とし、最
低負荷の時間帯中その余剰電力と燃料電池の運転によっ
て発生する熱を蓄熱装置に供給して熱エネルギーとして
蓄熱し、ピーク時の熱エネルギーに充当する高効率のコ
ジェネレーションシステムを提供することである。
［課題を解決するための手段］
本発明のコジェネレーションシステムは、少なくとも１
組の燃料電池と、 水素平衡圧が低い第１の水素吸蔵合金と、スイッチ付の
電熱器と、前記燃料電池の運転により発生する熱を導入
する熱交換器と、冷却用熱交換器とを含む第１のタンク
と、水素平衡圧が第１の水素吸蔵合金よりも高い第２の
水素吸蔵合金と、冷房用のエアハンドリングユニットに
連結されている熱交換器と、冷却用熱交換器とを含む第
２のタンクと、第１のタンクと第２のタンクとの間を連
結し、その間の水素の流動を制御する開閉弁付のバイブ
とからなる蓄熱装置と、 前記第１のタンクと第２のタンクを個別に、かつ、選択
的に冷却する冷却器と、 前記燃料電池の運転により発生する熱の一部が導入され
、その熱によって冷房用のエアハンドリングユニットの
冷媒を冷却する吸収式冷凍機と、 商用電力と、燃料電池が発電した電力を受電し、負荷お
よび前記電熱器に分電する受電盤と、 負荷を監視し、負荷の状態に対応して前記電熱器のスイ
ッチを開閉し、燃料電池の運転によって発生した熱の前
記第１のタンクへの導入を制御し、前記バイブの弁を開
閉し、さらに前記冷却器の選択的冷却を制御するシステ
ムコントローラとを有している。
組の燃料電池と、 水素平衡圧が低い第１の水素吸蔵合金と、スイッチ付の
電熱器と、前記燃料電池の運転により発生する熱を導入
する熱交換器と、冷却用熱交換器とを含む第１のタンク
と、水素平衡圧が第１の水素吸蔵合金よりも高い第２の
水素吸蔵合金と、冷房用のエアハンドリングユニットに
連結されている熱交換器と、冷却用熱交換器とを含む第
２のタンクと、第１のタンクと第２のタンクとの間を連
結し、その間の水素の流動を制御する開閉弁付のバイブ
とからなる蓄熱装置と、 前記第１のタンクと第２のタンクを個別に、かつ、選択
的に冷却する冷却器と、 前記燃料電池の運転により発生する熱の一部が導入され
、その熱によって冷房用のエアハンドリングユニットの
冷媒を冷却する吸収式冷凍機と、 商用電力と、燃料電池が発電した電力を受電し、負荷お
よび前記電熱器に分電する受電盤と、 負荷を監視し、負荷の状態に対応して前記電熱器のスイ
ッチを開閉し、燃料電池の運転によって発生した熱の前
記第１のタンクへの導入を制御し、前記バイブの弁を開
閉し、さらに前記冷却器の選択的冷却を制御するシステ
ムコントローラとを有している。
［作用コ
自家発電装置として、負荷の最低値を上回る一定の電力
量を出力する燃料電池を使用し、その発生する熱を吸収
式冷凍機を介して冷房に使用するほかに水素平衡圧の低
い水素吸蔵合金と、水素平衡圧の高い水素吸蔵合金を含
む蓄熱装置を使用し、予め設定された、負荷に対応する
システムコントローラの制御により燃料電池が発生した
熱の一部と、最低負荷を上回った燃料電池の余剰電力か
ら変換された熱とを水素平衡圧の低い水素吸蔵合金に加
え、それによって水素吸蔵合金から発生した水素を水素
平衡圧の高い水素吸蔵合金に吸収させ、かつ貯蔵させて
おき、燃料電池の所定の出力以上の電力が必要になった
とき、システムコントローラが両水素吸蔵合金間のバイ
ブの弁を開いて貯蔵されている水素を水素平衡圧が高い
水素吸蔵合金から放出して水素平衡圧の低い水素吸蔵合
金に吸収させると、水素平衡圧の高い水素吸蔵合金が吸
熱するので、熱交換器を介して冷媒から吸熱させること
により、冷却された冷媒をエアハンドリングユニットに
環流して冷房を行なうことができる。
量を出力する燃料電池を使用し、その発生する熱を吸収
式冷凍機を介して冷房に使用するほかに水素平衡圧の低
い水素吸蔵合金と、水素平衡圧の高い水素吸蔵合金を含
む蓄熱装置を使用し、予め設定された、負荷に対応する
システムコントローラの制御により燃料電池が発生した
熱の一部と、最低負荷を上回った燃料電池の余剰電力か
ら変換された熱とを水素平衡圧の低い水素吸蔵合金に加
え、それによって水素吸蔵合金から発生した水素を水素
平衡圧の高い水素吸蔵合金に吸収させ、かつ貯蔵させて
おき、燃料電池の所定の出力以上の電力が必要になった
とき、システムコントローラが両水素吸蔵合金間のバイ
ブの弁を開いて貯蔵されている水素を水素平衡圧が高い
水素吸蔵合金から放出して水素平衡圧の低い水素吸蔵合
金に吸収させると、水素平衡圧の高い水素吸蔵合金が吸
熱するので、熱交換器を介して冷媒から吸熱させること
により、冷却された冷媒をエアハンドリングユニットに
環流して冷房を行なうことができる。
［実施例］
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。
。
第１図は本発明のコジェネレーションシステムの一実施
例のシステム構成図、第２図（ａ） 、 （ｂ） 。
例のシステム構成図、第２図（ａ） 、 （ｂ） 。
（Ｃ）は第１図に示す蓄熱装置５の動作説明図、第３図
は所要電力量と燃料電池の給電比率を示す図である。
は所要電力量と燃料電池の給電比率を示す図である。
このコジェネレーションシステムは、商用電力１と、受
電盤２と、燃料電池４．．４２と、蓄熱装置５と、シス
テムコントローラ１５と、冷房用のエアハンドリングユ
ニット１４ Ｉ、 １４２と、吸収式冷凍機１６と、冷
却器１３と、空気調節機１７とからなる。燃料電池４．
．４２は、その運転がシステムコントローラ１５によっ
て制御され、出力が合計で第３図に示すように最低の所
要電力量を上回る燃料電池電力２３であり、その出力は
電力線１９２により受電盤２へ導かれ、その一部は電力
線１９１によりスイッチ７を経て蓄熱装置５の電熱器８
に導かわており、また運転により発生する熱は吸収式冷
凍機１６と、一部は蓄熱装置５の加熱に使用される。蓄
熱装置５は水素平衡圧が低い水素吸蔵合金と、電熱器８
と、熱交換機１２、．９．とを含むタンク６１と、水素
平衡圧が高い水素吸蔵合金と、熱交換機９２，１２．と
を含むタンク６２と、タンク６、．６２を接続するバイ
ブ１１と、バイブ１１をシステムコントローラ１５の制
御により開閉する弁１０１からなる。冷却器１３はタン
ク６１．６□が発生する熱をそれぞわ弁１０２，１０３
の開放により冷却する。吸収式冷凍機１６は熱吸収によ
りエアハンドリングユニット１４２へ環流する冷媒を冷
却する。システムコントローラ１５は予め設定された制
御指示に従い負荷に対応して燃料電池４ ＋ 、 ４２
の運転制御と、蓄熱装置５の電熱器８への電力供給の制
御のためのスイッチ７の開閉と、燃料電池の運転にとも
なう熱の熱交換器１２、への導入の制御と、水素１８の
移動制御のための弁１０１と、冷却器１３を接続する弁
１０２，１０３の開閉を行なう。
電盤２と、燃料電池４．．４２と、蓄熱装置５と、シス
テムコントローラ１５と、冷房用のエアハンドリングユ
ニット１４ Ｉ、 １４２と、吸収式冷凍機１６と、冷
却器１３と、空気調節機１７とからなる。燃料電池４．
．４２は、その運転がシステムコントローラ１５によっ
て制御され、出力が合計で第３図に示すように最低の所
要電力量を上回る燃料電池電力２３であり、その出力は
電力線１９２により受電盤２へ導かれ、その一部は電力
線１９１によりスイッチ７を経て蓄熱装置５の電熱器８
に導かわており、また運転により発生する熱は吸収式冷
凍機１６と、一部は蓄熱装置５の加熱に使用される。蓄
熱装置５は水素平衡圧が低い水素吸蔵合金と、電熱器８
と、熱交換機１２、．９．とを含むタンク６１と、水素
平衡圧が高い水素吸蔵合金と、熱交換機９２，１２．と
を含むタンク６２と、タンク６、．６２を接続するバイ
ブ１１と、バイブ１１をシステムコントローラ１５の制
御により開閉する弁１０１からなる。冷却器１３はタン
ク６１．６□が発生する熱をそれぞわ弁１０２，１０３
の開放により冷却する。吸収式冷凍機１６は熱吸収によ
りエアハンドリングユニット１４２へ環流する冷媒を冷
却する。システムコントローラ１５は予め設定された制
御指示に従い負荷に対応して燃料電池４ ＋ 、 ４２
の運転制御と、蓄熱装置５の電熱器８への電力供給の制
御のためのスイッチ７の開閉と、燃料電池の運転にとも
なう熱の熱交換器１２、への導入の制御と、水素１８の
移動制御のための弁１０１と、冷却器１３を接続する弁
１０２，１０３の開閉を行なう。
エアハンドリングユニット１４．．１４２はそれぞれそ
の冷媒が蓄熱装置５、吸収式冷凍機１６によって冷却さ
れる冷房用ユニットである。
の冷媒が蓄熱装置５、吸収式冷凍機１６によって冷却さ
れる冷房用ユニットである。
次に、本実施例の動作について説明する。
夜間、所要電力量２０が第３図に示す最低電力になると
、第２図（ａ）に示すように、システムコントローラ１
５の制御によりスイッチ７が閉じ、電熱器８が発熱し、
その熱と、燃料電池からの発熱の一部とがタンク６、内
の水素平衡圧の低い水素吸蔵合金を加熱する。加熱され
たタンク６、の水素吸蔵合金は水素１８を放出し、放出
された水素１８は、システムコントローラ１５によって
弁１０１が開放されているバイブ１１を通過してタンク
６２に流入し、タンク６□内の水素平衡圧力の高い水素
吸蔵合金に吸収される。このときタンク６２内に発生す
る熱は冷却器１３より弁１０３を通って流れる冷媒によ
り熱交換機９２を介して除去される。その後、所要電力
量２０が燃料電池電力２３を超過するか、所定時間この
過程が行なわれると、第２図（ｂ）に示すようにシステ
ムコントローラ１５によフてスイッチ７が開かれ、弁１
０、．１０３が閉じられ蓄熱状態になる。さらに所要電
力量２０が所定の値に上昇すると、第２図（Ｃ）に示す
ように、システムコントローラ１５は弁１０．，１０２
を開放する。この開放により、水素平衡圧の高い水素吸
蔵合金を含むタンク６２から水素平衡圧の低い水素吸蔵
合金を含むタンク６、に水素１８が放出される。このと
きタンク６２内の熱が水素吸蔵合金に吸収されるので熱
交換器１２２を介してエアハンドリングユニット１４、
の冷媒が冷却され、冷房が可能となる。また、タンク６
１内の水素平衡圧の低い水素吸蔵合金の水素１８吸収に
よる発熱は弁１０２を通る冷却器１３の冷媒により熱交
換機９１を介して冷却される。
、第２図（ａ）に示すように、システムコントローラ１
５の制御によりスイッチ７が閉じ、電熱器８が発熱し、
その熱と、燃料電池からの発熱の一部とがタンク６、内
の水素平衡圧の低い水素吸蔵合金を加熱する。加熱され
たタンク６、の水素吸蔵合金は水素１８を放出し、放出
された水素１８は、システムコントローラ１５によって
弁１０１が開放されているバイブ１１を通過してタンク
６２に流入し、タンク６□内の水素平衡圧力の高い水素
吸蔵合金に吸収される。このときタンク６２内に発生す
る熱は冷却器１３より弁１０３を通って流れる冷媒によ
り熱交換機９２を介して除去される。その後、所要電力
量２０が燃料電池電力２３を超過するか、所定時間この
過程が行なわれると、第２図（ｂ）に示すようにシステ
ムコントローラ１５によフてスイッチ７が開かれ、弁１
０、．１０３が閉じられ蓄熱状態になる。さらに所要電
力量２０が所定の値に上昇すると、第２図（Ｃ）に示す
ように、システムコントローラ１５は弁１０．，１０２
を開放する。この開放により、水素平衡圧の高い水素吸
蔵合金を含むタンク６２から水素平衡圧の低い水素吸蔵
合金を含むタンク６、に水素１８が放出される。このと
きタンク６２内の熱が水素吸蔵合金に吸収されるので熱
交換器１２２を介してエアハンドリングユニット１４、
の冷媒が冷却され、冷房が可能となる。また、タンク６
１内の水素平衡圧の低い水素吸蔵合金の水素１８吸収に
よる発熱は弁１０２を通る冷却器１３の冷媒により熱交
換機９１を介して冷却される。
また、冷房に必要なエネルギーの状況に応じて電力で動
作する他の空気調節器３７を使用しても良く、本実施例
はこれを含んでいる。
作する他の空気調節器３７を使用しても良く、本実施例
はこれを含んでいる。
本実施例は負荷への電力供給方法として燃料電池４．．
４２と商用電力１を併用するシステムの構成について示
したが、これは−日の負荷変動が大きくて昼間の使用電
力量のピーク値が燃料電池の最大発電量を上まわってし
まい、燃料電池４Ｉ。
４２と商用電力１を併用するシステムの構成について示
したが、これは−日の負荷変動が大きくて昼間の使用電
力量のピーク値が燃料電池の最大発電量を上まわってし
まい、燃料電池４Ｉ。
４□だけでは賄いきれない場合であり、燃料電池の出力
だけで負荷３の所要電力量２０の全てが賄いきれるので
あれば、燃料電池を自立した電源として扱い、この発電
出力だけ使用すれば良い。これは負荷の電力使用量の変
動の有無とその大きさに関係するだけのものであり、本
発明ではこれらのいずれにも対応可能であり、第１図に
示す実施例のみに限定するものではない。さらに、本発
明では、燃料電池４．．４２と商用電力１を併用、ある
いは燃料電池単独で負荷に電力を供給するものとするが
、この時の供給電力としては交流でも直流でも支障はな
く、これらは負荷の要求する条件に従って決定するにす
ぎない。
だけで負荷３の所要電力量２０の全てが賄いきれるので
あれば、燃料電池を自立した電源として扱い、この発電
出力だけ使用すれば良い。これは負荷の電力使用量の変
動の有無とその大きさに関係するだけのものであり、本
発明ではこれらのいずれにも対応可能であり、第１図に
示す実施例のみに限定するものではない。さらに、本発
明では、燃料電池４．．４２と商用電力１を併用、ある
いは燃料電池単独で負荷に電力を供給するものとするが
、この時の供給電力としては交流でも直流でも支障はな
く、これらは負荷の要求する条件に従って決定するにす
ぎない。
なお本発明では燃料電池を２台として説明をおこなって
きたが、特に台数は限定しない。また、同様に水素吸蔵
合金を使用した蓄熱装置や吸収式冷凍機等の台数にも制
限は無い。
きたが、特に台数は限定しない。また、同様に水素吸蔵
合金を使用した蓄熱装置や吸収式冷凍機等の台数にも制
限は無い。
このように、この水素吸蔵合金を使用した蓄熱装置を使
用すると何らかの熱源があれば冷気の保存を行う事がで
きる。そこで本発明では、起動と停止を頻繁に行うより
も一定出力による連続的な運転に適している燃料電池を
発電装置に使用し、負荷変動に合わせてこの電気出力を
変化させるのではなく、また、−日の電力使用量が多い
昼間だけ運転するというのでもなく、負荷が必要とする
最低の電力値を上回る一定出力で常時燃料電池を運転さ
せるようにしている（第３図）。そして、この場合、昼
間の発電量は全て負荷に送り、夜間は所要量を越える電
力を使用して先に述べた蓄熱装置を運転させるようにし
ているので夜間の余剰電力の有効利用によフて冷房を行
なうことができ、これまで昼間に空気調節機の運転に使
用していた電力の削減も図ることができる。また、燃料
電池を連続運転させる際の出力値については、冷房に必
要なエネルギーに応じて決定するだけで良い。
用すると何らかの熱源があれば冷気の保存を行う事がで
きる。そこで本発明では、起動と停止を頻繁に行うより
も一定出力による連続的な運転に適している燃料電池を
発電装置に使用し、負荷変動に合わせてこの電気出力を
変化させるのではなく、また、−日の電力使用量が多い
昼間だけ運転するというのでもなく、負荷が必要とする
最低の電力値を上回る一定出力で常時燃料電池を運転さ
せるようにしている（第３図）。そして、この場合、昼
間の発電量は全て負荷に送り、夜間は所要量を越える電
力を使用して先に述べた蓄熱装置を運転させるようにし
ているので夜間の余剰電力の有効利用によフて冷房を行
なうことができ、これまで昼間に空気調節機の運転に使
用していた電力の削減も図ることができる。また、燃料
電池を連続運転させる際の出力値については、冷房に必
要なエネルギーに応じて決定するだけで良い。
［発明の効果］
以上述べたように、本発明てはこれまでに使用されてき
たエンジンに代わって、エンジンよりも発電効率が高い
燃料電池を発電装置として使用し、これと水素吸蔵合金
を使用した蓄熱装置を組合せ、燃料電池の電気出力の一
部をこの水素吸蔵合金を使用した蓄熱装置にも送れるよ
うに構成し、そして、燃料電池の出力を一定でかつ負荷
の要求する最低の値を上回る値に設定し、余剰となる電
力と燃料電池から発生する熱とを使用して冷房用のエネ
ルギーを蓄積しておき、必要な時に出力することにより
、自家発電装置の使用効率が高いコジェネレーションシ
ステムの運用を行なうことができる効果がある。
たエンジンに代わって、エンジンよりも発電効率が高い
燃料電池を発電装置として使用し、これと水素吸蔵合金
を使用した蓄熱装置を組合せ、燃料電池の電気出力の一
部をこの水素吸蔵合金を使用した蓄熱装置にも送れるよ
うに構成し、そして、燃料電池の出力を一定でかつ負荷
の要求する最低の値を上回る値に設定し、余剰となる電
力と燃料電池から発生する熱とを使用して冷房用のエネ
ルギーを蓄積しておき、必要な時に出力することにより
、自家発電装置の使用効率が高いコジェネレーションシ
ステムの運用を行なうことができる効果がある。
特に、電話交換局においては、交換機が高密度で建物内
に収納されており、冬期でも冷房を必要とする場合が多
く、このような建物の場合に本発明は極めて大きな効果
を有する。
に収納されており、冬期でも冷房を必要とする場合が多
く、このような建物の場合に本発明は極めて大きな効果
を有する。
第１図は本発明のコジェネレーションシステムの一実施
例のシステム構成図、第２図（ａ） 、 （ｂ） 。 （Ｃ）は第１図に示す蓄熱装置５の動作説明図、第３図
は所要電力量と燃料電池の給電比率を示す図、第４図は
コジェネレーションシステムの従来例のシステム構成図
、第５図（ａ） 、 （ｂ） 、 （ｃ） 、 （ｄ）
は所要電力量と自家発電装置による給電比率を示す図で
ある。 １・・・商用電力、 ２・・・受電盤、３・・・
負荷、 ４．．４２−・・燃料電池、５・・・蓄
熱装置、 ６．．６２−・・タンク、７・・・スイッ
チ、 ８・・・電熱器、９□、９２，１２．．１
２□・・・熱交換器、１０、．１０２．ｔ Ｏ３−・・
弁、 １１−・・バイブ、 １３・・・冷却器、１４、．
１４２−・・エアハンドリングユニット、１５−・・シ
ステムコントローラ、 ６・・・吸収式冷凍機、１７・・・空気調節機、８・・
・水素、１９．．１９２・・・電力線、０・・・所要電
力量、 ２２・・・商用電力量、３・・・燃料電池電
力量、２５・・・信号線、６・・・熱媒用配管。 特許出願人 日本電信電話株式会社
例のシステム構成図、第２図（ａ） 、 （ｂ） 。 （Ｃ）は第１図に示す蓄熱装置５の動作説明図、第３図
は所要電力量と燃料電池の給電比率を示す図、第４図は
コジェネレーションシステムの従来例のシステム構成図
、第５図（ａ） 、 （ｂ） 、 （ｃ） 、 （ｄ）
は所要電力量と自家発電装置による給電比率を示す図で
ある。 １・・・商用電力、 ２・・・受電盤、３・・・
負荷、 ４．．４２−・・燃料電池、５・・・蓄
熱装置、 ６．．６２−・・タンク、７・・・スイッ
チ、 ８・・・電熱器、９□、９２，１２．．１
２□・・・熱交換器、１０、．１０２．ｔ Ｏ３−・・
弁、 １１−・・バイブ、 １３・・・冷却器、１４、．
１４２−・・エアハンドリングユニット、１５−・・シ
ステムコントローラ、 ６・・・吸収式冷凍機、１７・・・空気調節機、８・・
・水素、１９．．１９２・・・電力線、０・・・所要電
力量、 ２２・・・商用電力量、３・・・燃料電池電
力量、２５・・・信号線、６・・・熱媒用配管。 特許出願人 日本電信電話株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、自家発電装置による電力と、電力会社から供給され
る商用電力とを併合して使用し、かつ、自家発電装置か
ら発生する熱が暖房および冷房に使用されるコジェネレ
ーションシステムであって、 少なくとも１組の燃料電池と、 水素平衡圧が低い第１の水素吸蔵合金と、スイッチ付の
電熱器と、前記燃料電池の運転により発生する熱を導入
する熱交換器と、冷却用熱交換器とを含む第１のタンク
と、水素平衡圧が第１の水素吸蔵合金よりも高い第２の
水素吸蔵合金と、冷房用のエアハンドリングユニットに
連結されている熱交換器と、冷却用熱交換器とを含む第
２のタンクと、第１のタンクと第２のタンクとの間を連
結し、その間の水素の流動を制御する開閉弁付のパイプ
とからなる蓄熱装置と、 前記第１のタンクと第２のタンクを個別に、かつ、選択
的に冷却する冷却器と、 前記燃料電池の運転により発生する熱の一部が導入され
、その熱によって冷房用のエアハンドリングユニットの
冷媒を冷却する吸収式冷凍機と、 商用電力と、燃料電池が発電した電力を受電し、負荷お
よび前記電熱器に分電する受電盤と、 負荷を監視し、負荷の状態に対応して前記電熱器のスイ
ッチを開閉し、燃料電池の運転によって発生した熱の前
記第１のタンクへの導入を制御し、前記パイプの弁を開
閉し、さらに前記冷却器の選択的冷却を制御するシステ
ムコントローラとを有するコジェネレーションシステム
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2119682A JP2939486B2 (ja) | 1990-05-11 | 1990-05-11 | コジェネレーションシステム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2119682A JP2939486B2 (ja) | 1990-05-11 | 1990-05-11 | コジェネレーションシステム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0417268A true JPH0417268A (ja) | 1992-01-22 |
| JP2939486B2 JP2939486B2 (ja) | 1999-08-25 |
Family
ID=14767441
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2119682A Expired - Fee Related JP2939486B2 (ja) | 1990-05-11 | 1990-05-11 | コジェネレーションシステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2939486B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0932306A (ja) * | 1995-07-18 | 1997-02-04 | Nichiee Yoshida Kk | 外壁タイルの補修方法 |
| JP2002008704A (ja) * | 2000-06-27 | 2002-01-11 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 燃料電池設備 |
| JP2002106911A (ja) * | 2000-09-28 | 2002-04-10 | Toshiba Kyaria Kk | 空気調和機及びその制御システム |
| JP2003109642A (ja) * | 2001-09-27 | 2003-04-11 | Kurita Water Ind Ltd | 水処理装置 |
| JP2003524859A (ja) * | 1998-08-26 | 2003-08-19 | プラグ パワー インコーポレイテッド | 建物に熱及び電力を供給するための燃料処理器、火炉及び燃料電池の統合システム |
| WO2004093233A1 (en) * | 2003-02-25 | 2004-10-28 | Utc Fuel Cells, Llc | Fixed idc operation of fuel cell power plant |
| JP2006528416A (ja) * | 2003-04-15 | 2006-12-14 | エイデスヴィク エーエス | 燃料電池とプロセス間の緩衝装置／変換装置／廃棄システム |
-
1990
- 1990-05-11 JP JP2119682A patent/JP2939486B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0932306A (ja) * | 1995-07-18 | 1997-02-04 | Nichiee Yoshida Kk | 外壁タイルの補修方法 |
| JP2003524859A (ja) * | 1998-08-26 | 2003-08-19 | プラグ パワー インコーポレイテッド | 建物に熱及び電力を供給するための燃料処理器、火炉及び燃料電池の統合システム |
| JP2002008704A (ja) * | 2000-06-27 | 2002-01-11 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 燃料電池設備 |
| JP2002106911A (ja) * | 2000-09-28 | 2002-04-10 | Toshiba Kyaria Kk | 空気調和機及びその制御システム |
| JP2003109642A (ja) * | 2001-09-27 | 2003-04-11 | Kurita Water Ind Ltd | 水処理装置 |
| WO2004093233A1 (en) * | 2003-02-25 | 2004-10-28 | Utc Fuel Cells, Llc | Fixed idc operation of fuel cell power plant |
| US7799476B2 (en) | 2003-02-25 | 2010-09-21 | Utc Power Corporation | Fixed IDC operation of fuel cell power plant |
| JP2006528416A (ja) * | 2003-04-15 | 2006-12-14 | エイデスヴィク エーエス | 燃料電池とプロセス間の緩衝装置／変換装置／廃棄システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2939486B2 (ja) | 1999-08-25 |
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|---|---|---|---|
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