JPH0658127U - コージェネレーションシステムのファン制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジン冷却水温度とキュービクルの換気量
をそれぞれ適正に保つコージェネレーションシステムの
ファン制御装置を提供する。 【構成】 キュービクル１５内の気温を検出する気温セ
ンサ１４と、エンジン冷却水温度を検出する水温センサ
１３と、エンジン冷却水温度が所定値以下の運転状態で
三方切換弁９を介して放熱器７への冷却水の流れを止め
るとともに、キュービクル１５内の気温に応じてファン
８の回転数を制御し、エンジン冷却水温度が所定値より
高い運転状態で三方切換弁９を介して放熱器７へ冷却水
を循環させるとともに、エンジン冷却水温度に応じてフ
ァン８の回転数を制御する水温スイッチ１２および制御
装置１１を設ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、コージェネレーションシステムのファン制御装置の改良に関するも のである。

【０００２】

【従来の技術】

エンジンと発電機および熱交換器を組み合わせることにより、電力と熱を同時 に供給できるコージェネレーションシステムは、電気料金、ボイラ燃料費等のエ ネルギーコストを大幅に削減することができる。

【０００３】 従来のコージェネレーションシステムとして、例えば図４に示すようなものが ある(実開平３−１００７１４号公報、参照)。

【０００４】 これについて説明すると、防音のために設けられる箱形のキュービクル３１の 内部に、発電機を駆動するエンジン３２と、エンジン冷却水の熱を回収する熱回 収用熱交換器３３と、エンジン冷却水を冷却する放熱器３４と、キュービクル３ １内の換気を行うとともに放熱器３４へ送風する電動ファン３５とを収装してい る。

【０００５】 ファン３５の送風により放熱器３４を循環するエンジン冷却水を冷却し、エン ジン冷却水温度が過度に上昇することを防止するようになっている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このような従来のコージェネレーションシステムにあっては、 ファン３５の回転数を一定に制御していたため、夏季の高温時に放熱器３４に十 分な放熱量が得られるようにファン３５の回転数を設定すると、冬季の寒冷時に 放熱器３４が過冷却されたり、キュービクル３１内が換気量が過大になる可能性 があった。

【０００７】 本考案は上記の問題点に着目し、エンジン冷却水温度とキュービクルの換気量 をそれぞれ適正に保つコージェネレーションシステムのファン制御装置を提供す ることを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案は、発電機を駆動するエンジンと、エンジン冷却水の熱を回収する熱回 収用熱交換器と、エンジン冷却水を冷却する放熱器と、エンジン冷却水を熱回収 用熱交換器または放熱器に切換える弁手段と、少なくともエンジンおよび放熱器 を収装するキュービクルと、キュービクル内の換気を行うとともに放熱器へ送風 するファンとを備えるコージェネレーションシステムのファン制御装置において 、キュービクル内の気温を検出する手段と、エンジン冷却水温度を検出する手段 と、エンジン冷却水温度が所定値以下の運転状態で弁手段を介して放熱器への冷 却水の流れを止めるとともに、キュービクル内の気温に応じてファンの回転数を 制御する一方、エンジン冷却水温度が所定値より高い運転状態で弁手段を介して 放熱器へ冷却水を循環させるとともに、エンジン冷却水温度に応じてファンの回 転数を制御する手段を設ける。

【０００９】

【作用】

熱回収用熱交換器だけでエンジン冷却水の放熱が十分に行われる運転状態では 、エンジン冷却水温度が所定値以下になるのに伴って、弁手段を介して放熱器へ のエンジン冷却水の循環が停止されることにより、エンジン冷却水の全量が熱回 収用熱交換器を通って循環し、給湯用温水または暖房用温水等を昇温させる。

【００１０】 このとき、ファンの回転数は検出されるキュービクル内の気温が上昇するのに 応じて高められることにより、キュービクル内の換気量が適正に保たれ、例えば 冬季にキュービクル内が過冷却されることを防止できる。また、ファンの回転数 がキュービクル内の気温に比例して必要最小限に抑えられることにより、ファン の消費電力の低減および騒音の低減がはかれる。

【００１１】 一方、熱回収用熱交換器だけではエンジン冷却水の放熱が十分に行われない運 転状態では、エンジン冷却水が所定値を越えて上昇するのに伴って、弁手段を介 してエンジン冷却水を放熱器へ循環させることにより、エンジン冷却水は放熱器 においてファンの送風によって冷却される。

【００１２】 このとき、ファンの回転数は検出されるエンジン冷却水温度の上昇に応じて段 階的に高められることにより、放熱器におけるエンジン冷却水の放熱量が適正に 保たれ、エンジン冷却水の過冷却が防止され、エンジン冷却水温度が急激に変動 して弁手段が頻繁に切換作動するハンチングを防止できる。

【００１３】

【実施例】

図１は本考案の一実施例の機械的構成を示す。

【００１４】 コージェネレーションシステムの発電室を画成するキュービクル１５の内部に は、ディーゼルエンジン１、発電機２、排気ガス熱交換器５、熱回収用熱交換器 ６、放熱器７等が収装される。

【００１５】 発電機２はエンジン１によって直接駆動される。エンジン１から排出される排 気ガスは排気ガス熱交換器５を通った後に、キュービクル１５の外部に設けられ たサイレンサ２１を通り、図示しない煙突を通って排出される。

【００１６】 エンジン１の冷却水は、ウォータポンプ１０を介してエンジン１に送られ、エ ンジン１の内部に設けられたウォータジャケット４、排気マニホールド３に設け られた熱交換器３、およびターボチャージャに設けられた熱交換器５をそれぞれ 通って循環することによりエンジン１で発生した熱を吸収する。

【００１７】 エンジン冷却水が循環する回路に熱回収用熱交換器６と放熱器７は並列に介装 され、エンジン１から出た冷却水は三方切換弁９を介して熱回収用熱交換器６ま たは放熱器７を通ってウォータポンプ１０に吸引される。三方切換弁９はエンジ ン冷却水を熱回収用熱交換器６または放熱器７に切換える弁手段を構成する。

【００１８】 図２において、２０はキュービクル１５の外部に設けられる給湯および暖房設 備である。熱回収用熱交換器６はこれらの間で給湯用温水および暖房用温水を循 環させて昇温させて、エンジン１から放出される熱により給湯および暖房が行わ れる。

【００１９】 キュービクル１５内を換気するとともに放熱器７に送風する電動ファン８が設 けられる。ファン８の送風により放熱器７を循環するエンジン冷却水が冷却され る。

【００２０】 キュービクル１５には排気口１５と吸気口１６が形成され、ファン８は放熱器 ７を介してキュービクル１５に形成された排気口１７に向けて送風するように配 設される。ファン８の送風によりキュービクル１５内の換気が行われるようにな っている。

【００２１】 エンジン１の出口側通路にはエンジン冷却水の温度を検出する手段として、水 温スイッチ１２と水温センサ１３が配設される。

【００２２】 水温スイッチ１２は、三方切換弁９の切換えを制御する手段としても機能し、 検出されるエンジン冷却水の温度Ｔ₃が所定値Ｔ₀以下でＯＦＦとなり、三方切換 弁９を熱回収用熱交換器６へエンジン冷却水の循環させるポジションに保持し、 エンジン冷却水の温度Ｔ₃が所定値Ｔ₀を越えて上昇するとＯＮになり、三方切換 弁９を放熱器７にエンジン冷却水を循環させるポジションに切換える。水温スイ ッチ１２は、エンジン冷却水の温度が一度所定値Ｔ₀を越えて上昇した後に、動 作スキマ値Ｔｈを差し引いた所定値Ｔ₀−Ｔｈを越えて低下した場合にＯＦＦと なり、熱回収用熱交換器６へエンジン冷却水の循環させるポジションに切換えて 、三方切換弁９のハンチングを防止しながらエンジン冷却水温度を所定値Ｔ₀の 近傍に保つようになっている。

【００２３】 ただし、基準値として定める冷却水温度Ｔ₀は、エンジン１の性能および耐久 性を確保するべく、エンジン１等の仕様に応じて異なるものである。

【００２４】 キュービクル１５内の空気温度Ｔ₄を検出する手段として、吸気口１６の近傍 の温度を検出する気温センサ１４が配設される。

【００２５】 ファン８の回転数を制御する手段として制御装置１１は、水温スイッチ１２と 水温センサ１３および気温センサ１４からの信号を入力し、エンジン冷却水の温 度Ｔ₂が所定値Ｔ₀またはＴ₀−Ｔｈ以下で水温スイッチ１２がエンジン冷却水を 熱回収用熱交換器６を通って循環させる運転状態では、気温センサ１４によって 検出されるキュービクル１５内の気温Ｔ₁の上昇に応じてファン８の回転数を高 める一方、エンジン冷却水の温度Ｔ₂が所定値Ｔ₀以上で水温スイッチ１２がエン ジン冷却水を放熱器７を通って循環させる運転状態では、水温センサ１３によっ て検出されるエンジン冷却水温度Ｔ₂の上昇に応じてファン８の回転数を高める 機能を備えている。

【００２６】 制御装置１１は、図２に示すように気温センサ１４によって検出されるキュー ビクル１５内の気温Ｔ₁に比例してファン８の回転数を漸次高める。

【００２７】 制御装置１１は、、図３に実線で示すように水温センサ１３によって検出され るエンジン冷却水温度Ｔ₂の上昇に応じてファン８の回転数を段階的に高めるよ うになっている。また、制御装置１１は、図３に破線で示すように水温センサ１ ３によって検出されるエンジン冷却水温度Ｔ₂に比例してファン８の回転数を漸 次高めるようにしても良い。

【００２８】 次に、作用について説明する。

【００２９】 熱回収用熱交換器６だけでエンジン冷却水の放熱が十分に行われる運転状態で は、エンジン冷却水の温度Ｔ₂が所定値Ｔ₀またはＴ₀−Ｔｈ以下になるのに伴っ て、水温スイッチ１２からの出力により三方切換弁９が放熱器７へのエンジン冷 却水の循環を停止することにより、エンジン冷却水の全量が熱回収用熱交換器６ を通って循環し、熱回収用熱交換器６はこれを循環する給湯用温水および暖房用 温水を昇温させ、すなわちエンジン１から放出される熱により給湯および暖房が 行われる。

【００３０】 このとき、ファン８の回転数は図２に示すように気温センサ１４によって検出 されるキュービクル１５内の気温Ｔ₁に比例して漸次高められることにより、キ ュービクル１５内の換気量が適正に保たれ、例えば冬季にキュービクル１５内が 過冷却されることを防止できる。また、ファン８の回転数がキュービクル１５内 の気温Ｔ₁に比例して必要最小限に抑えられることにより、ファン８の消費電力 の低減および騒音の低減がはかれる。

【００３１】 熱回収用熱交換器６だけではエンジン冷却水の放熱が十分に行われない運転状 態では、エンジン冷却水が所定値Ｔ₀を越えて上昇するのに伴って、水温スイッ チ１２からの出力により三方切換弁９がエンジン冷却水を放熱器７へ循環させる ことにより、ファン８の送風により放熱器７を循環するエンジン冷却水を冷却す る。

【００３２】 このとき、ファン８の回転数は、図３に実線で示すように水温センサ１３によ って検出されるエンジン冷却水温度Ｔ₂の上昇に応じて段階的に高められること により、放熱器７におけるエンジン冷却水の放熱量が適正に保たれ、エンジン冷 却水の過冷却が防止され、エンジン冷却水温度が急激に変動して三方切換弁９が 頻繁に切換えられるハンチングを防止できる。また、ファン８の回転数がエンジ ン冷却水温度Ｔ₂に応じて必要最小限に抑えられることにより、ファン８の消費 電力の低減および騒音の低減がはかれる。

【００３３】

【考案の効果】

以上説明したように本考案は、発電機を駆動するエンジンと、エンジン冷却水 の熱を回収する熱回収用熱交換器と、エンジン冷却水を冷却する放熱器と、エン ジン冷却水を熱回収用熱交換器または放熱器に切換える弁手段と、少なくともエ ンジンおよび放熱器を収装するキュービクルと、キュービクル内の換気を行うと ともに放熱器へ送風するファンとを備えるコージェネレーションシステムのファ ン制御装置において、キュービクル内の気温を検出する手段と、エンジン冷却水 温度を検出する手段と、エンジン冷却水温度が所定値以下の運転状態で弁手段を 介して放熱器への冷却水の流れを止めるとともに、キュービクル内の気温に応じ てファンの回転数を制御する一方、エンジン冷却水温度が所定値より高い運転状 態で弁手段を介して放熱器へ冷却水を循環させるとともに、エンジン冷却水温度 に応じてファンの回転数を制御する手段を設けたため、エンジン冷却水温度が急 激に変動するハンチングを防止しつつ、キュービクル内の気温とエンジン冷却水 温度を適正に保ち、ファンの回転数が必要最小限に抑えられることにより、ファ ンの消費電力の低減ならびに騒音の低減がはかれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す機械的構成図。

【図２】同じくキュービクル内の気温に対するファン回
転数の制御特性図。

【図３】同じくエンジン冷却水温度に対するファン回転
数の制御特性図。

【図４】従来例を示す構成図。

【符号の説明】

１ エンジン ２ 発電機 ６ 熱回収用熱交換器 ７ 放熱器 ８ ファン ９ 三方切換弁 １１ 制御装置 １２ 水温スイッチ １３ 水温センサ １４ 気温センサ １５ キュービクル

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｇ 5/04 Ｂ 9038−3Ｇ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 発電機を駆動するエンジンと、エンジン
   冷却水の熱を回収する熱回収用熱交換器と、エンジン冷
   却水を冷却する放熱器と、放熱器を循環するエンジン冷
   却水量を調節する弁手段と、少なくともエンジンおよび
   放熱器を収装するキュービクルと、キュービクル内の換
   気を行うとともに放熱器へ送風するファンとを備えるコ
   ージェネレーションシステムのファン制御装置におい
   て、キュービクル内の気温を検出する手段と、エンジン
   冷却水温度を検出する手段と、エンジン冷却水温度が所
   定値以下の運転状態で弁手段を介して放熱器への冷却水
   の流れを止めるとともに、キュービクル内の気温に応じ
   てファンの回転数を制御する一方、エンジン冷却水温度
   が所定値より高い運転状態で弁手段を介して放熱器へ冷
   却水を循環させるとともに、エンジン冷却水温度に応じ
   てファンの回転数を制御する手段を設けたことを特徴と
   するコージェネレーションシステムのファン制御装置。