JPH0814104A - コージェネレーションシステム - Google Patents
コージェネレーションシステムInfo
- Publication number
- JPH0814104A JPH0814104A JP16576194A JP16576194A JPH0814104A JP H0814104 A JPH0814104 A JP H0814104A JP 16576194 A JP16576194 A JP 16576194A JP 16576194 A JP16576194 A JP 16576194A JP H0814104 A JPH0814104 A JP H0814104A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hot water
- prime mover
- heat
- water heater
- thermal efficiency
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 貯湯槽内の温水を余剰電力を用いて電気加熱
する温水ヒータと温水器とを具備するコージェネレーシ
ョンシステムの熱効率を向上させる。 【作用】 本発明のコージェネレーションシステムは、
原動機１・発電機３系の発電効率を該原動機の稼働率等
をパラメータとした関数として記憶し、原動機１・温水
熱交換器５系の熱効率を該原動機の稼働率等をパラメー
タとした関数として記憶し、温水器１７の熱効率を気温
や給水温度等をパラメータとした関数として記憶する、
効率記憶手段１０１を有する。また、電気負荷又は熱負
荷に応じて原動機の稼働率を制御する原動機制御手段１
１０と、温水器１７の運転を制御する温水器制御手段１
１１と、を有する。さらに、近い将来において熱出力が
不足すると予測される場合、原動機の稼働率を上昇させ
て該熱出力不足に対応する場合の総合熱効率、及び、温
水器を稼働させて対応する場合の総合熱効率を演算し、
いずれか総合熱効率の高い方を選択する熱出力不足対応
判定指令手段１０５を有する。
する温水ヒータと温水器とを具備するコージェネレーシ
ョンシステムの熱効率を向上させる。 【作用】 本発明のコージェネレーションシステムは、
原動機１・発電機３系の発電効率を該原動機の稼働率等
をパラメータとした関数として記憶し、原動機１・温水
熱交換器５系の熱効率を該原動機の稼働率等をパラメー
タとした関数として記憶し、温水器１７の熱効率を気温
や給水温度等をパラメータとした関数として記憶する、
効率記憶手段１０１を有する。また、電気負荷又は熱負
荷に応じて原動機の稼働率を制御する原動機制御手段１
１０と、温水器１７の運転を制御する温水器制御手段１
１１と、を有する。さらに、近い将来において熱出力が
不足すると予測される場合、原動機の稼働率を上昇させ
て該熱出力不足に対応する場合の総合熱効率、及び、温
水器を稼働させて対応する場合の総合熱効率を演算し、
いずれか総合熱効率の高い方を選択する熱出力不足対応
判定指令手段１０５を有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、都市ガス等を燃料とす
るガスエンジン等を原動機とし、発電及び給湯（その他
の熱媒体供給を含む）を行うコージェネレーションシス
テム（発電兼用給湯装置）に関する。
るガスエンジン等を原動機とし、発電及び給湯（その他
の熱媒体供給を含む）を行うコージェネレーションシス
テム（発電兼用給湯装置）に関する。
【０００２】
【従来の技術】都市ガスを燃料とするガスエンジンを原
動機として発電及び給湯を行うコージェネレーションシ
ステムは、現在多数実用に供せられている。電気ととも
に大量の熱エネルギー（お湯、蒸気等）を消費する工場
やホテル、病院、オフィスにおいては、コージェネレー
ションシステムを設置して電気とお湯等を得ることがな
されている。この際、燃料のエネルギーの内、約３０％
を電気に、約４０％をお湯や蒸気の熱エネルギーに変換
することができる。したがって、総合熱効率は約７０％
と、きわめて高い。なお、一般的な発電・送電システム
における総合的な発電効率は約３５％である。
動機として発電及び給湯を行うコージェネレーションシ
ステムは、現在多数実用に供せられている。電気ととも
に大量の熱エネルギー（お湯、蒸気等）を消費する工場
やホテル、病院、オフィスにおいては、コージェネレー
ションシステムを設置して電気とお湯等を得ることがな
されている。この際、燃料のエネルギーの内、約３０％
を電気に、約４０％をお湯や蒸気の熱エネルギーに変換
することができる。したがって、総合熱効率は約７０％
と、きわめて高い。なお、一般的な発電・送電システム
における総合的な発電効率は約３５％である。
【０００３】このコージェネレーションシステムの運転
制御における基本的な考え方として、電主熱従運転と熱
主電従運転とがある。前者はコージェネレーションシス
テムの設置された建築物における電力消費機器の全電気
負荷（需要）に応じてコージェネレーションシステムの
運転パターンが設定され、その運転に伴って発生する熱
出力をできるだけ有効に利用しよう、という考え方であ
る。後者はその逆の考え方である。一般的な建築物のコ
ージェネレーションシステムの場合、電主熱従運転が多
い。コージェネレーションシステムの熱出力よりも建築
物の熱負荷（需要）が大きい場合は、コージェネレーシ
ョンシステムとは別途のボイラーを焚いて不足の熱負荷
を満たしている。
制御における基本的な考え方として、電主熱従運転と熱
主電従運転とがある。前者はコージェネレーションシス
テムの設置された建築物における電力消費機器の全電気
負荷（需要）に応じてコージェネレーションシステムの
運転パターンが設定され、その運転に伴って発生する熱
出力をできるだけ有効に利用しよう、という考え方であ
る。後者はその逆の考え方である。一般的な建築物のコ
ージェネレーションシステムの場合、電主熱従運転が多
い。コージェネレーションシステムの熱出力よりも建築
物の熱負荷（需要）が大きい場合は、コージェネレーシ
ョンシステムとは別途のボイラーを焚いて不足の熱負荷
を満たしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、電気負荷が低
いためコージェネレーションシステムの電気出力の余裕
がある（コージェネレーションシステムの稼働率が低
い）場合であって、その際の熱出力よりも熱負荷が大と
いう場合がある。この場合、足りない熱出力を補うため
別途のボイラーを運転することとなる。しかし、そのよ
うなボイラーは意外と熱効率が低い（６５％〜７０％）
場合もあり、コージェネレーションシステムの総合熱効
率の方が高い場合もある。ところが、従来のコージェネ
レーションシステムの場合、余った電力を熱に変えて蓄
えておく設備配慮が施されていなかった。そのため、コ
ージェネレーションシステムの稼働率が低いにもかかわ
らず、別途のボイラーを運転せざるを得なかった。
いためコージェネレーションシステムの電気出力の余裕
がある（コージェネレーションシステムの稼働率が低
い）場合であって、その際の熱出力よりも熱負荷が大と
いう場合がある。この場合、足りない熱出力を補うため
別途のボイラーを運転することとなる。しかし、そのよ
うなボイラーは意外と熱効率が低い（６５％〜７０％）
場合もあり、コージェネレーションシステムの総合熱効
率の方が高い場合もある。ところが、従来のコージェネ
レーションシステムの場合、余った電力を熱に変えて蓄
えておく設備配慮が施されていなかった。そのため、コ
ージェネレーションシステムの稼働率が低いにもかかわ
らず、別途のボイラーを運転せざるを得なかった。
【０００５】本発明者らは、余剰電力を熱エネルギーと
して貯蔵することができ、総合的な省エネに貢献すると
ともに、負荷変動に対する対応能力の向上したコージェ
ネレーションシステムを提供することを目的とし、貯湯
槽内の温水を電気加熱する温水ヒータと、発電機から温
水ヒータへ余剰電力を供給する余剰電力供給手段とを具
備するコージェネレーションシステムを提案している。
して貯蔵することができ、総合的な省エネに貢献すると
ともに、負荷変動に対する対応能力の向上したコージェ
ネレーションシステムを提供することを目的とし、貯湯
槽内の温水を電気加熱する温水ヒータと、発電機から温
水ヒータへ余剰電力を供給する余剰電力供給手段とを具
備するコージェネレーションシステムを提案している。
【０００６】本発明は、上記提案のコージェネレーショ
ンシステムをさらに進歩させ、より熱効率の高いコージ
ェネレーションシステムを提供することを目的とする。
ンシステムをさらに進歩させ、より熱効率の高いコージ
ェネレーションシステムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、コージェネレーションシステムは、原動機と、この
原動機によって駆動される発電機と、原動機の排熱（冷
却除去熱含む）を利用して温水を製造する温水熱交換器
と、温水を貯留する貯湯槽と、この貯湯槽内の温水を電
気加熱する温水ヒータと、上記発電機から温水ヒータへ
余剰電力を供給する余剰電力供給手段と、温水熱交換器
とは別系統の上記貯湯槽に温水を供給する温水器と、不
足電力を商用電源から供給する電力補充手段と上記原動
機・発電機系の発電効率を該原動機の稼働率等をパラメ
ータとした関数として記憶し、上記原動機・温水熱交換
器系の熱効率を該原動機の稼働率等をパラメータとした
関数として記憶し、上記温水器の熱効率を気温や給水温
度等をパラメータとした関数として記憶する、効率記憶
手段と、電気負荷又は熱負荷に応じて原動機の稼働率を
制御する原動機制御手段と、温水器の運転を制御する温
水器制御手段と、電気負荷が定格出力未満のため原動機
の稼働率が１００％未満であって、熱出力が現在不足し
ているか又は近い将来において不足すると予測される場
合、原動機の稼働率を上昇させ、上記温水熱交換器の熱
出力を上げるとともに余剰電力を温水ヒータに投入して
熱出力を補充することにより該熱出力不足に対応する場
合の総合熱効率、及び、上記温水器を稼働させて温水を
貯湯槽に補充することにより該熱出力不足に対応する場
合の総合熱効率を演算し、いずれか総合熱効率の高い方
を選択して上記原動機制御手段及び温水器制御手段に運
転指令を発する熱出力不足対応判定指令手段と、を具備
することを特徴とする。
め、コージェネレーションシステムは、原動機と、この
原動機によって駆動される発電機と、原動機の排熱（冷
却除去熱含む）を利用して温水を製造する温水熱交換器
と、温水を貯留する貯湯槽と、この貯湯槽内の温水を電
気加熱する温水ヒータと、上記発電機から温水ヒータへ
余剰電力を供給する余剰電力供給手段と、温水熱交換器
とは別系統の上記貯湯槽に温水を供給する温水器と、不
足電力を商用電源から供給する電力補充手段と上記原動
機・発電機系の発電効率を該原動機の稼働率等をパラメ
ータとした関数として記憶し、上記原動機・温水熱交換
器系の熱効率を該原動機の稼働率等をパラメータとした
関数として記憶し、上記温水器の熱効率を気温や給水温
度等をパラメータとした関数として記憶する、効率記憶
手段と、電気負荷又は熱負荷に応じて原動機の稼働率を
制御する原動機制御手段と、温水器の運転を制御する温
水器制御手段と、電気負荷が定格出力未満のため原動機
の稼働率が１００％未満であって、熱出力が現在不足し
ているか又は近い将来において不足すると予測される場
合、原動機の稼働率を上昇させ、上記温水熱交換器の熱
出力を上げるとともに余剰電力を温水ヒータに投入して
熱出力を補充することにより該熱出力不足に対応する場
合の総合熱効率、及び、上記温水器を稼働させて温水を
貯湯槽に補充することにより該熱出力不足に対応する場
合の総合熱効率を演算し、いずれか総合熱効率の高い方
を選択して上記原動機制御手段及び温水器制御手段に運
転指令を発する熱出力不足対応判定指令手段と、を具備
することを特徴とする。
【０００８】
【作用】本発明のコージェネレーションシステムは、原
動機で発生する排ガスや原動機冷却水の有する顕熱を温
水熱交換器で回収して温水を製造する。製造された温水
は貯湯槽内に貯留される。この貯湯槽内には、温水ヒー
タが設けられており、貯湯槽内の温水を電気加熱するこ
とができる。コージェネレーションシステムの電気出力
から電気負荷を引いた残りの余剰電力は、発電機から余
剰電力供給手段を通じて温水ヒータに送られ、温水の加
熱に供せられて温水の熱エネルギーの形で蓄えられ、あ
るいは利用される。温水ヒータ部の電気→熱変換効率は
ほぼ１００％であるので、排熱利用と合わせれば、ボイ
ラーと遜色のない、熱効率の高い温水製造を行うことが
できる。また、コージェネレーションシステムの稼働率
が高まることにより、発電機の発電効率が向上する効果
も得られる。一方、熱出力不足のとき、これに対応する
のに温水器を用いて都市ガスを焚いて温水を製造しても
よい。このような温水器があれば、コージェネレーショ
ンシステムの電気・熱出力が最大となってもまだ熱が足
りないようなときであっても、貯湯槽に別系統で温水を
供給できる。
動機で発生する排ガスや原動機冷却水の有する顕熱を温
水熱交換器で回収して温水を製造する。製造された温水
は貯湯槽内に貯留される。この貯湯槽内には、温水ヒー
タが設けられており、貯湯槽内の温水を電気加熱するこ
とができる。コージェネレーションシステムの電気出力
から電気負荷を引いた残りの余剰電力は、発電機から余
剰電力供給手段を通じて温水ヒータに送られ、温水の加
熱に供せられて温水の熱エネルギーの形で蓄えられ、あ
るいは利用される。温水ヒータ部の電気→熱変換効率は
ほぼ１００％であるので、排熱利用と合わせれば、ボイ
ラーと遜色のない、熱効率の高い温水製造を行うことが
できる。また、コージェネレーションシステムの稼働率
が高まることにより、発電機の発電効率が向上する効果
も得られる。一方、熱出力不足のとき、これに対応する
のに温水器を用いて都市ガスを焚いて温水を製造しても
よい。このような温水器があれば、コージェネレーショ
ンシステムの電気・熱出力が最大となってもまだ熱が足
りないようなときであっても、貯湯槽に別系統で温水を
供給できる。
【０００９】このように、熱出力不足に対応する２つの
手段を有する場合に、それらのいずれを選択するのかが
次に問題となる。例えば原動機の稼働率がかなり低くて
発電効率が低い場合には、原動機の稼働率を少々上げて
も発電効率が依然として低いため、原動機の稼働率を上
げて熱出力不足に対応するよりも、単純に温水器を稼働
させて温水を補充したほうがよい。一方、原動機の稼働
率がかなり高くなるような場合には、原動機の稼働率を
上げて熱出力不足に対応した方が総合的な熱効率が高く
なって経済的である。本発明の熱出力不足対応判定指令
手段は、状況に合わせて、いずれの熱補充手段を採るか
を決定する。
手段を有する場合に、それらのいずれを選択するのかが
次に問題となる。例えば原動機の稼働率がかなり低くて
発電効率が低い場合には、原動機の稼働率を少々上げて
も発電効率が依然として低いため、原動機の稼働率を上
げて熱出力不足に対応するよりも、単純に温水器を稼働
させて温水を補充したほうがよい。一方、原動機の稼働
率がかなり高くなるような場合には、原動機の稼働率を
上げて熱出力不足に対応した方が総合的な熱効率が高く
なって経済的である。本発明の熱出力不足対応判定指令
手段は、状況に合わせて、いずれの熱補充手段を採るか
を決定する。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。図１は、
本発明の一実施例に係るコージェネレーションシステム
の系統図である。図１のコージェネレーションシステム
は、ガスエンジン１、発電機３、温水熱交換器５、温水
器１７、貯湯槽７等の主要設備から構成されている。
本発明の一実施例に係るコージェネレーションシステム
の系統図である。図１のコージェネレーションシステム
は、ガスエンジン１、発電機３、温水熱交換器５、温水
器１７、貯湯槽７等の主要設備から構成されている。
【００１１】ガスエンジン１（原動機）は、往復動タイ
プの内燃機関であり、都市ガスライン２から都市ガスの
供給を受けて稼働する。ガスエンジン１の出力軸は発電
機３の入力軸に連結されており、発電機３が駆動され、
発電が行われる。発電された電力は、電路６２を通じ
て、電力消費機器６３に送られる。電力消費機器６３の
負荷が発電機３の能力をオーバーしている場合は、商用
電路６５から商用電力の供給を受ける。また、発電機３
の出力が電力消費機器６３の負荷を上回る場合は、余剰
電力を、電路１３（余剰電力供給手段）を通じて貯湯槽
７の温水ヒータ１１に送ることもできる。
プの内燃機関であり、都市ガスライン２から都市ガスの
供給を受けて稼働する。ガスエンジン１の出力軸は発電
機３の入力軸に連結されており、発電機３が駆動され、
発電が行われる。発電された電力は、電路６２を通じ
て、電力消費機器６３に送られる。電力消費機器６３の
負荷が発電機３の能力をオーバーしている場合は、商用
電路６５から商用電力の供給を受ける。また、発電機３
の出力が電力消費機器６３の負荷を上回る場合は、余剰
電力を、電路１３（余剰電力供給手段）を通じて貯湯槽
７の温水ヒータ１１に送ることもできる。
【００１２】ガスエンジン１のハウジング等には冷却水
水路２１が設けられており、ガスエンジン１は水冷され
ている。この冷却水水路２１を出た冷却水は廃ガス熱交
換器２５において、ガスエンジン１の廃ガスによって加
熱される。なお、ガスエンジン１の廃ガスは、廃ガス排
出路２３から廃ガス熱交換器２５に送られ、その後放出
される。廃ガス熱交換器２５を出た冷却水は、高温冷却
水路２７を通って、温水熱交換器５に送られる。
水路２１が設けられており、ガスエンジン１は水冷され
ている。この冷却水水路２１を出た冷却水は廃ガス熱交
換器２５において、ガスエンジン１の廃ガスによって加
熱される。なお、ガスエンジン１の廃ガスは、廃ガス排
出路２３から廃ガス熱交換器２５に送られ、その後放出
される。廃ガス熱交換器２５を出た冷却水は、高温冷却
水路２７を通って、温水熱交換器５に送られる。
【００１３】温水熱交換器５においては、高温冷却水の
熱が、給水管３１から来る水や、各熱消費機器４７に送
られる熱媒の加熱に用いられる。すなわち、水道から供
給される水は、給水管３１から流量制御弁１５を通り、
温水熱交換器５で約８０℃に加熱され、温水配管３５を
通って貯湯槽７に送られる。
熱が、給水管３１から来る水や、各熱消費機器４７に送
られる熱媒の加熱に用いられる。すなわち、水道から供
給される水は、給水管３１から流量制御弁１５を通り、
温水熱交換器５で約８０℃に加熱され、温水配管３５を
通って貯湯槽７に送られる。
【００１４】熱媒は、熱消費機器４７（暖房や吸収式冷
房等）から熱媒ポンプ４３によって温水熱交換器５に送
られて加熱され、熱媒管４９を通って各熱消費機器４７
に送られる。場合によっては、熱消費機器４７から戻る
熱媒は、三方切替弁４５から熱媒管５５を通って貯湯槽
７に送られ、貯湯槽７で一次加熱された後に、熱媒管５
３を通って温水熱交換器５で二次加熱される。
房等）から熱媒ポンプ４３によって温水熱交換器５に送
られて加熱され、熱媒管４９を通って各熱消費機器４７
に送られる。場合によっては、熱消費機器４７から戻る
熱媒は、三方切替弁４５から熱媒管５５を通って貯湯槽
７に送られ、貯湯槽７で一次加熱された後に、熱媒管５
３を通って温水熱交換器５で二次加熱される。
【００１５】貯湯槽７には、電気加熱の温水ヒータ１１
が設けられている。この温水ヒータ１１は、発電機３か
ら余剰電力の供給を受け、貯湯槽内の温水を電気抵抗加
熱するためのものである。つまり、余剰電力を熱エネル
ギーに替えて貯湯槽７内に貯蔵するのである。
が設けられている。この温水ヒータ１１は、発電機３か
ら余剰電力の供給を受け、貯湯槽内の温水を電気抵抗加
熱するためのものである。つまり、余剰電力を熱エネル
ギーに替えて貯湯槽７内に貯蔵するのである。
【００１６】貯湯槽７に温水を供給する設備として、温
水熱交換器５から貯湯槽７に入る温水配管３５とは別系
統で、温水器１７が設けられている。温水器１７は、都
市ガス等を燃料として、給水管３１から供給される水を
加熱して温水とし、貯湯槽７に送る。この温水器１７
は、ガスエンジン１の出力が最大となっているのに温水
が足らないような場合や、ガスエンジン１を稼働させる
にはあまりに電力負荷が低くて効率が悪いような場合
に、不足する温水を製造する。貯湯槽７の温水は、温水
消費機器６１（風呂等）にポンプ６０によって送られて
消費される。
水熱交換器５から貯湯槽７に入る温水配管３５とは別系
統で、温水器１７が設けられている。温水器１７は、都
市ガス等を燃料として、給水管３１から供給される水を
加熱して温水とし、貯湯槽７に送る。この温水器１７
は、ガスエンジン１の出力が最大となっているのに温水
が足らないような場合や、ガスエンジン１を稼働させる
にはあまりに電力負荷が低くて効率が悪いような場合
に、不足する温水を製造する。貯湯槽７の温水は、温水
消費機器６１（風呂等）にポンプ６０によって送られて
消費される。
【００１７】次に、図１の実施例のコージェネレーショ
ンシステムの基本的な運転制御方法について説明する。
図２は、コージェネレーションシステムの電主熱従運転
に係る運転制御状態の一例を示すグラフである。グラフ
（Ａ）は、時間（横軸）と電気負荷（縦軸）との関係を
示すグラフであり、グラフ（Ｂ）は、時間（横軸）と熱
負荷（縦軸）との関係を示すグラフである。
ンシステムの基本的な運転制御方法について説明する。
図２は、コージェネレーションシステムの電主熱従運転
に係る運転制御状態の一例を示すグラフである。グラフ
（Ａ）は、時間（横軸）と電気負荷（縦軸）との関係を
示すグラフであり、グラフ（Ｂ）は、時間（横軸）と熱
負荷（縦軸）との関係を示すグラフである。
【００１８】まず、図２（Ａ）において、山のような形
の太い曲線は電気負荷を示す。水平に引かれている破線
は、ガスエンジン・発電機系の最大電気出力を示す。電
気負荷は、時間につれて、ＡからＢ、Ｃと上昇し、Ｃで
ピークを迎える。その後Ｄ、Ｅと下降する。ＡからＢ、
及びＤからＥの部分は、電気負荷が最大出力を下回って
おり、ガスエンジンは部分負荷運転（稼働率が１００
％未満の運転）を行っている。Ｂ−Ｃ−Ｄの部分は、電
気負荷が最大出力を上回っている。したがって、ガスエ
ンジンは定格運転（稼働率が１００％の運転）を行っ
ていると同時に、商用電源補充もなされている。
の太い曲線は電気負荷を示す。水平に引かれている破線
は、ガスエンジン・発電機系の最大電気出力を示す。電
気負荷は、時間につれて、ＡからＢ、Ｃと上昇し、Ｃで
ピークを迎える。その後Ｄ、Ｅと下降する。ＡからＢ、
及びＤからＥの部分は、電気負荷が最大出力を下回って
おり、ガスエンジンは部分負荷運転（稼働率が１００
％未満の運転）を行っている。Ｂ−Ｃ−Ｄの部分は、電
気負荷が最大出力を上回っている。したがって、ガスエ
ンジンは定格運転（稼働率が１００％の運転）を行っ
ていると同時に、商用電源補充もなされている。
【００１９】次に、図２（Ｂ）において、山のような形
の太い曲線は熱負荷を示す。台形状の破線は、図２
（Ａ）に示されている電気出力を出すためのコージェネ
レーションシステムの運転に伴って生じる熱出力を示
す。熱負荷は、時間につれて、ａからｂ、ｃと上昇し、
ｃでピークを迎える。その後ｄ、ｅと下降する。ａから
ｂ、及びｄからｅの部分は、熱負荷が熱出力を下回って
おり、その時現在としては熱が余っている。ｂ−ｃ−ｄ
の部分は、熱負荷が熱出力を上回っており、その時現在
としては熱が不足している。熱は、電気と違って，貯蔵
できるので、ａ−ｂ、ｄ−ｅ間の熱余剰（２）は、温水
の熱エネルギの形で貯湯槽内に溜めておく。そして、ｂ
−ｄ間等の熱不足（３）を、その貯蔵熱エネルギによっ
て補うのである。
の太い曲線は熱負荷を示す。台形状の破線は、図２
（Ａ）に示されている電気出力を出すためのコージェネ
レーションシステムの運転に伴って生じる熱出力を示
す。熱負荷は、時間につれて、ａからｂ、ｃと上昇し、
ｃでピークを迎える。その後ｄ、ｅと下降する。ａから
ｂ、及びｄからｅの部分は、熱負荷が熱出力を下回って
おり、その時現在としては熱が余っている。ｂ−ｃ−ｄ
の部分は、熱負荷が熱出力を上回っており、その時現在
としては熱が不足している。熱は、電気と違って，貯蔵
できるので、ａ−ｂ、ｄ−ｅ間の熱余剰（２）は、温水
の熱エネルギの形で貯湯槽内に溜めておく。そして、ｂ
−ｄ間等の熱不足（３）を、その貯蔵熱エネルギによっ
て補うのである。
【００２０】しかし、熱不足（３）がａ−ｂ間の熱余剰
（２）で補い切れない場合もある。そのような事態に対
処する方法として、上述したように、ガスエンジンの稼
働率を上げて、ａ−ｂ間の熱余剰、すなわち熱貯蔵（図
２（Ｂ）の斜線分）を多くして対処する方法と、熱不足
（３）が生じた時点で温水器を運転して熱補充する方法
との二つの方法がある。本発明においては、両者のいず
れが得かを判断して選択する。
（２）で補い切れない場合もある。そのような事態に対
処する方法として、上述したように、ガスエンジンの稼
働率を上げて、ａ−ｂ間の熱余剰、すなわち熱貯蔵（図
２（Ｂ）の斜線分）を多くして対処する方法と、熱不足
（３）が生じた時点で温水器を運転して熱補充する方法
との二つの方法がある。本発明においては、両者のいず
れが得かを判断して選択する。
【００２１】次に、熱主電従運転について説明する。図
２は、コージェネレーションシステムの熱主電従運転に
係る運転制御状態の一例を示すグラフである。グラフ
（Ａ）は、時間（横軸）と熱負荷（縦軸）との関係を示
すグラフであり、グラフ（Ｂ）は、時間（横軸）と電気
負荷（縦軸）との関係を示すグラフである。
２は、コージェネレーションシステムの熱主電従運転に
係る運転制御状態の一例を示すグラフである。グラフ
（Ａ）は、時間（横軸）と熱負荷（縦軸）との関係を示
すグラフであり、グラフ（Ｂ）は、時間（横軸）と電気
負荷（縦軸）との関係を示すグラフである。
【００２２】図３（Ａ）において、山のような形の太い
曲線は熱負荷を示す。水平に引かれている破線は、ガス
エンジン・温水熱交換器系の最大熱出力を示す。熱負荷
は、時間につれて、ＡからＢ、Ｃと上昇し、Ｃでピーク
を迎える。その後Ｄ、Ｅと下降する。ＡからＢ、及びＤ
からＥの部分は、熱負荷が最大出力を下回っており、ガ
スエンジンは部分負荷運転（稼働率が１００％未満の
運転）を行っている。Ｂ−Ｃ−Ｄの部分は、熱負荷が最
大出力を上回っている。したがって、ガスエンジンは定
格運転（稼働率が１００％の運転）を行っていると同
時に、貯湯槽からの熱補充等もなされている。また必
要に応じて、温水器の運転もなされている。
曲線は熱負荷を示す。水平に引かれている破線は、ガス
エンジン・温水熱交換器系の最大熱出力を示す。熱負荷
は、時間につれて、ＡからＢ、Ｃと上昇し、Ｃでピーク
を迎える。その後Ｄ、Ｅと下降する。ＡからＢ、及びＤ
からＥの部分は、熱負荷が最大出力を下回っており、ガ
スエンジンは部分負荷運転（稼働率が１００％未満の
運転）を行っている。Ｂ−Ｃ−Ｄの部分は、熱負荷が最
大出力を上回っている。したがって、ガスエンジンは定
格運転（稼働率が１００％の運転）を行っていると同
時に、貯湯槽からの熱補充等もなされている。また必
要に応じて、温水器の運転もなされている。
【００２３】次に、図３（Ｂ）において、山のような形
の太い曲線は電気負荷を示す。台形状の破線は、図３
（Ａ）に示されている熱出力を出すためのコージェネレ
ーションシステムの運転に伴って生じる電気出力を示
す。電気負荷は、時間につれて、ａからｂ、ｃと上昇
し、ｃでピークを迎える。その後ｄ、ｅと下降する。ａ
からｂ、及びｄからｅの部分は、電気負荷が電気出力を
下回っており、その時現在としては電気が余っている。
ｂ−ｃ−ｄの部分は、電気負荷が電気出力を上回ってお
り、その時現在としては電気が不足しており、商用電源
から電力を補充している。電気は、熱と違って，貯蔵で
きない（電池があればできるが一般的でない）ので、ａ
−ｂ、ｄ−ｅ間の電気余剰（２）は、貯湯槽７の温水ヒ
ータに送って温水の熱エネルギに変え、熱エネルギの形
で貯湯槽内に溜めておく。そして、図３（Ａ）に示され
ているＢ−Ｄ間等の熱不足を、その貯蔵熱エネルギに
よって補うのである。
の太い曲線は電気負荷を示す。台形状の破線は、図３
（Ａ）に示されている熱出力を出すためのコージェネレ
ーションシステムの運転に伴って生じる電気出力を示
す。電気負荷は、時間につれて、ａからｂ、ｃと上昇
し、ｃでピークを迎える。その後ｄ、ｅと下降する。ａ
からｂ、及びｄからｅの部分は、電気負荷が電気出力を
下回っており、その時現在としては電気が余っている。
ｂ−ｃ−ｄの部分は、電気負荷が電気出力を上回ってお
り、その時現在としては電気が不足しており、商用電源
から電力を補充している。電気は、熱と違って，貯蔵で
きない（電池があればできるが一般的でない）ので、ａ
−ｂ、ｄ−ｅ間の電気余剰（２）は、貯湯槽７の温水ヒ
ータに送って温水の熱エネルギに変え、熱エネルギの形
で貯湯槽内に溜めておく。そして、図３（Ａ）に示され
ているＢ−Ｄ間等の熱不足を、その貯蔵熱エネルギに
よって補うのである。
【００２４】しかし、熱不足が、ａ−ｂ間の電気余剰
（２）を変換した貯蔵熱で補い切れない場合もある。そ
のような事態に対処する方法として、上述したように、
ガスエンジンの稼働率を上げて、ａ−ｂ間の電気余剰、
すなわち貯蔵熱（図３（Ａ）の斜線部分）を多くして対
処する方法と、熱不足が生じた時点で温水器を運転し
て電気補充する方法との二つの方法がある。本発明にお
いては、両者のいずれが得かを判断して選択する。
（２）を変換した貯蔵熱で補い切れない場合もある。そ
のような事態に対処する方法として、上述したように、
ガスエンジンの稼働率を上げて、ａ−ｂ間の電気余剰、
すなわち貯蔵熱（図３（Ａ）の斜線部分）を多くして対
処する方法と、熱不足が生じた時点で温水器を運転し
て電気補充する方法との二つの方法がある。本発明にお
いては、両者のいずれが得かを判断して選択する。
【００２５】次に、本実施例のコージェネレーションシ
ステムの制御系について説明する。図４は、本実施例の
コージェネレーションシステムの制御系の構成を示すブ
ロック図である。効率記憶手段１０１内の原動機・発電
機系発電効率記憶部１０２は、原動機・発電機系の発電
効率を、該原動機の稼働率等をパラメータとした関数と
して記憶している。また、効率記憶手段１０１内の原動
機・温水熱交換器系熱効率記憶部１０３は、原動機・温
水熱交換器系の熱効率を、該原動機の稼働率等をパラメ
ータとした関数として記憶している。効率記憶手段１０
１内の温水器熱効率記憶部１０４は、温水器の熱効率を
気温や給水温度等をパラメータとした関数として記憶し
ている。
ステムの制御系について説明する。図４は、本実施例の
コージェネレーションシステムの制御系の構成を示すブ
ロック図である。効率記憶手段１０１内の原動機・発電
機系発電効率記憶部１０２は、原動機・発電機系の発電
効率を、該原動機の稼働率等をパラメータとした関数と
して記憶している。また、効率記憶手段１０１内の原動
機・温水熱交換器系熱効率記憶部１０３は、原動機・温
水熱交換器系の熱効率を、該原動機の稼働率等をパラメ
ータとした関数として記憶している。効率記憶手段１０
１内の温水器熱効率記憶部１０４は、温水器の熱効率を
気温や給水温度等をパラメータとした関数として記憶し
ている。
【００２６】熱出力不足対応判定手段１０５内の熱出力
不足予測部１０６は、電気負荷が定格出力未満のため原
動機の稼働率が１００％未満の場合に、熱出力が現在不
足しているかをチェックするとともに、近い将来におい
て不足するかを予測する。また、熱出力不足対応判定手
段１０５内の総合熱効率演算部１０７は、上記のような
場合、原動機の稼働率を上昇させ、上記温水熱交換器の
熱出力を上げるとともに余剰電力を温水ヒータに投入し
て熱出力を補充することにより該熱出力不足に対応する
場合の総合熱効率、及び、上記温水器を稼働させて温水
を貯湯槽に補充することにより該熱出力不足に対応する
場合の総合熱効率を演算する。そして、熱出力不足対応
判定手段１０５内の選択部１０８は、２つの場合のいず
れか総合熱効率の高い方を選択する。熱出力不足対応判
定手段１０５内の運転指令部１０９は、上記選択に基づ
いて、原動機制御手段１１０及び温水器制御手段１１１
に運転指令を発する。
不足予測部１０６は、電気負荷が定格出力未満のため原
動機の稼働率が１００％未満の場合に、熱出力が現在不
足しているかをチェックするとともに、近い将来におい
て不足するかを予測する。また、熱出力不足対応判定手
段１０５内の総合熱効率演算部１０７は、上記のような
場合、原動機の稼働率を上昇させ、上記温水熱交換器の
熱出力を上げるとともに余剰電力を温水ヒータに投入し
て熱出力を補充することにより該熱出力不足に対応する
場合の総合熱効率、及び、上記温水器を稼働させて温水
を貯湯槽に補充することにより該熱出力不足に対応する
場合の総合熱効率を演算する。そして、熱出力不足対応
判定手段１０５内の選択部１０８は、２つの場合のいず
れか総合熱効率の高い方を選択する。熱出力不足対応判
定手段１０５内の運転指令部１０９は、上記選択に基づ
いて、原動機制御手段１１０及び温水器制御手段１１１
に運転指令を発する。
【００２７】原動機の稼働率がかなり低くて発電効率が
低い場合には、原動機の稼働率を少々上げても発電効率
が依然として低いため、原動機の稼働率を上げて熱出力
不足に対応するよりも、単純に温水器を稼働させて温水
を補充したほうがよい。一方、原動機の稼働率がかなり
高くなるような場合には、原動機の稼働率を上げて熱出
力不足に対応した方が総合的な熱効率が高くなって経済
的である。本発明の熱出力不足対応判定指令手段は、状
況に合わせて、いずれの熱補充手段を採るかを決定す
る。
低い場合には、原動機の稼働率を少々上げても発電効率
が依然として低いため、原動機の稼働率を上げて熱出力
不足に対応するよりも、単純に温水器を稼働させて温水
を補充したほうがよい。一方、原動機の稼働率がかなり
高くなるような場合には、原動機の稼働率を上げて熱出
力不足に対応した方が総合的な熱効率が高くなって経済
的である。本発明の熱出力不足対応判定指令手段は、状
況に合わせて、いずれの熱補充手段を採るかを決定す
る。
【００２８】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のコージェネレーションシステムは、原動機の稼働率を
上げて熱出力不足に対応するか、温水器を稼働させて熱
出力不足に対応するかの判断にあたり、総合熱効率の高
いほうを選択するので、貯湯槽内の温水を余剰電力を用
いて電気加熱する温水ヒータと温水器とを具備するコー
ジェネレーションシステムの熱効率をより高めることが
できる。
のコージェネレーションシステムは、原動機の稼働率を
上げて熱出力不足に対応するか、温水器を稼働させて熱
出力不足に対応するかの判断にあたり、総合熱効率の高
いほうを選択するので、貯湯槽内の温水を余剰電力を用
いて電気加熱する温水ヒータと温水器とを具備するコー
ジェネレーションシステムの熱効率をより高めることが
できる。
【図１】本発明の一実施例に係るコージェネレーション
システムの系統図である。
システムの系統図である。
【図２】コージェネレーションシステムの電主電気従運
転に係る運転制御状態の一例を示すグラフである。グラ
フ（Ａ）は、時間（横軸）と電気負荷（縦軸）との関係
を示すグラフであり、グラフ（Ｂ）は、時間（横軸）と
電気負荷（縦軸）との関係を示すグラフである。
転に係る運転制御状態の一例を示すグラフである。グラ
フ（Ａ）は、時間（横軸）と電気負荷（縦軸）との関係
を示すグラフであり、グラフ（Ｂ）は、時間（横軸）と
電気負荷（縦軸）との関係を示すグラフである。
【図３】コージェネレーションシステムの電気主電従運
転に係る運転制御状態の一例を示すグラフである。グラ
フ（Ａ）は、時間（横軸）と電気負荷（縦軸）との関係
を示すグラフであり、グラフ（Ｂ）は、時間（横軸）と
電気負荷（縦軸）との関係を示すグラフである。
転に係る運転制御状態の一例を示すグラフである。グラ
フ（Ａ）は、時間（横軸）と電気負荷（縦軸）との関係
を示すグラフであり、グラフ（Ｂ）は、時間（横軸）と
電気負荷（縦軸）との関係を示すグラフである。
【図４】本実施例のコージェネレーションシステムの制
御系の構成を示すブロック図である。
御系の構成を示すブロック図である。
１ ガスエンジン ２ 都市ガスライ
ン ３ 発電機 ７ 貯湯槽 １１ 温水ヒータ １３ 電路 １５ 流量制御弁 １７ 温水器 ２１ 冷却水流路 ２５ 廃ガス熱交換器 ４５ 三方弁 ４７ 熱消費機器 ６１ 温水消費機
器
ン ３ 発電機 ７ 貯湯槽 １１ 温水ヒータ １３ 電路 １５ 流量制御弁 １７ 温水器 ２１ 冷却水流路 ２５ 廃ガス熱交換器 ４５ 三方弁 ４７ 熱消費機器 ６１ 温水消費機
器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｇ 5/00 Ａ
Claims (1)
- 【請求項１】 原動機と、 この原動機によって駆動される発電機と、 原動機の排熱（冷却除去熱含む）を利用して温水を製造
する温水熱交換器と、 温水を貯留する貯湯槽と、 この貯湯槽内の温水を電気加熱する温水ヒータと、 上記発電機から温水ヒータへ余剰電力を供給する余剰電
力供給手段と、 温水熱交換器とは別系統の上記貯湯槽に温水を供給する
温水器と、 不足電力を商用電源から供給する電力補充手段と上記原
動機・発電機系の発電効率を該原動機の稼働率等をパラ
メータとした関数として記憶し、上記原動機・温水熱交
換器系の熱効率を該原動機の稼働率等をパラメータとし
た関数として記憶し、上記温水器の熱効率を気温や給水
温度等をパラメータとした関数として記憶する、効率記
憶手段と、 電気負荷又は熱負荷に応じて原動機の稼働率を制御する
原動機制御手段と、 温水器の運転を制御する温水器制御手段と、 電気負荷が定格出力未満のため原動機の稼働率が１００
％未満であって、熱出力が現在不足しているか又は近い
将来において不足すると予測される場合、原動機の稼働
率を上昇させ、上記温水熱交換器の熱出力を上げるとと
もに余剰電力を温水ヒータに投入して熱出力を補充する
ことにより該熱出力不足に対応する場合の総合熱効率、
及び、上記温水器を稼働させて温水を貯湯槽に補充する
ことにより該熱出力不足に対応する場合の総合熱効率を
演算し、いずれか総合熱効率の高い方を選択して上記原
動機制御手段及び温水器制御手段に運転指令を発する熱
出力不足対応判定指令手段と、 を具備することを特徴とするコージェネレーションシス
テム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16576194A JPH0814104A (ja) | 1994-06-27 | 1994-06-27 | コージェネレーションシステム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16576194A JPH0814104A (ja) | 1994-06-27 | 1994-06-27 | コージェネレーションシステム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0814104A true JPH0814104A (ja) | 1996-01-16 |
Family
ID=15818548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16576194A Pending JPH0814104A (ja) | 1994-06-27 | 1994-06-27 | コージェネレーションシステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0814104A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002075391A (ja) * | 2000-09-05 | 2002-03-15 | Toyota Industries Corp | 燃料電池発電システム |
| JP2003087970A (ja) * | 2001-09-17 | 2003-03-20 | Osaka Gas Co Ltd | コージェネレーション設備の運用方法 |
| JP2004286424A (ja) * | 2003-03-06 | 2004-10-14 | Osaka Gas Co Ltd | コージェネレーションシステム |
| JP2004286008A (ja) * | 2003-03-06 | 2004-10-14 | Osaka Gas Co Ltd | コージェネレーションシステム |
| JP2007510120A (ja) * | 2003-10-22 | 2007-04-19 | アイゼンマン マシーネンバウ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディト ゲゼルシャフト | 対象を乾燥させるシステムと方法 |
| JP2012207829A (ja) * | 2011-03-29 | 2012-10-25 | Eneos Celltech Co Ltd | コジェネレーションシステム |
| JP2014025681A (ja) * | 2012-07-30 | 2014-02-06 | Noritz Corp | コージェネレーションシステム |
| JP2015063989A (ja) * | 2013-08-27 | 2015-04-09 | 大阪瓦斯株式会社 | コージェネレーションシステム及びその運転制御方法 |
-
1994
- 1994-06-27 JP JP16576194A patent/JPH0814104A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002075391A (ja) * | 2000-09-05 | 2002-03-15 | Toyota Industries Corp | 燃料電池発電システム |
| JP2003087970A (ja) * | 2001-09-17 | 2003-03-20 | Osaka Gas Co Ltd | コージェネレーション設備の運用方法 |
| JP2004286424A (ja) * | 2003-03-06 | 2004-10-14 | Osaka Gas Co Ltd | コージェネレーションシステム |
| JP2004286008A (ja) * | 2003-03-06 | 2004-10-14 | Osaka Gas Co Ltd | コージェネレーションシステム |
| JP2007510120A (ja) * | 2003-10-22 | 2007-04-19 | アイゼンマン マシーネンバウ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディト ゲゼルシャフト | 対象を乾燥させるシステムと方法 |
| JP4773357B2 (ja) * | 2003-10-22 | 2011-09-14 | アイゼンマン マシーネンバウ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディト ゲゼルシャフト | 対象を乾燥させるシステムと方法 |
| JP2012207829A (ja) * | 2011-03-29 | 2012-10-25 | Eneos Celltech Co Ltd | コジェネレーションシステム |
| JP2014025681A (ja) * | 2012-07-30 | 2014-02-06 | Noritz Corp | コージェネレーションシステム |
| JP2015063989A (ja) * | 2013-08-27 | 2015-04-09 | 大阪瓦斯株式会社 | コージェネレーションシステム及びその運転制御方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3242127U (ja) | 蓄電及び蓄熱システム | |
| JP2009281724A (ja) | コージェネレーションシステム | |
| JP3640686B2 (ja) | コージェネレーションシステム | |
| CN110361969B (zh) | 一种冷热电综合能源系统优化运行方法 | |
| CN113902225A (zh) | 一种综合能源系统优化方法、系统、装置及存储介质 | |
| JP3674790B2 (ja) | コージェネレーションシステム | |
| JP2005168125A (ja) | 家庭内分散電源システム | |
| CN113587189A (zh) | 一种可再生能源供热系统及方法 | |
| CN117490047A (zh) | 余热回收蒸汽发生系统 | |
| JP4490647B2 (ja) | 燃料電池コージェネレーションシステム | |
| CN110474335B (zh) | 一种基于评价准则的综合能源系统运行方法 | |
| JP4746165B2 (ja) | エネルギー供給装置 | |
| JP4605942B2 (ja) | コージェネレーションシステムの運転方法 | |
| CN114204574A (zh) | 一种新能源发电配电蓄热储能系统及储能方法 | |
| JP2002048005A (ja) | コージェネレーションシステム | |
| JP2004271006A (ja) | コージェネレーションシステム | |
| JP2004095360A (ja) | 燃料電池システムおよびその作動方法 | |
| CN220931411U (zh) | 分布式冷热电联供系统 | |
| JP2020153613A (ja) | エネルギー供給システム | |
| JP4889214B2 (ja) | コージェネレーションシステム | |
| CN115031561A (zh) | 一种风光火储一体化的调峰系统 | |
| JP2004186081A (ja) | コジェネレーションシステムおよびその運転方法 | |
| JP2010182073A (ja) | コジェネレーションシステム並びにその運転計画作成方法および運転計画作成装置 | |
| CN219605358U (zh) | 背压机组解耦系统 | |
| JP2004296267A (ja) | コージェネレーションシステムおよびその運転方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040701 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050210 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050325 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050607 |