JPH0828955A - 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

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JPH0828955A
JPH0828955A JP15856294A JP15856294A JPH0828955A JP H0828955 A JPH0828955 A JP H0828955A JP 15856294 A JP15856294 A JP 15856294A JP 15856294 A JP15856294 A JP 15856294A JP H0828955 A JPH0828955 A JP H0828955A
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  • Domestic Hot-Water Supply Systems And Details Of Heating Systems (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コージェネレーションシステムにおいて、排
熱回収効率の向上と使い勝手の向上を図る。 【構成】 貯湯槽3には、排熱回収用熱交換器4のみを
組み込んでコージェネレーション側からの排熱と貯湯水
温との温度差を大きくとることにより、排熱回収効率の
向上を図り、更に給湯栓10…に至る給湯ライン9に昇
温器15を取り付け、給湯需要設定水温が貯湯水温より
も低い場合にのみこの昇温器15を駆動して希望する水
温に昇温したものを給湯し、貯湯水温が希望する水温と
同一かこれよりも高い場合には、バイパスライン17を
経由してダイレクトに貯湯槽3内の温水を給湯栓10…
に供給すると共にリターンライン11は貯湯槽3には戻
さず、昇温器15に戻すように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ガスエンジンを含む内
燃機関で発電機を駆動し、電気を発生させると同時に、
内燃機関の冷却水および排気ガスのもつ高温熱エネルギ
ーを回収し、これを暖房や給湯に利用する所謂コージェ
ネレーションシステムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のコージェネレーションシステムの
構成を図2に基づいて説明する。図2において、符号の
1はガスエンジンにより発電機を駆動して発電を行う発
電システム、2はガスエンジンの冷却水、排気ガス熱を
回収する排熱回収ライン、3は貯湯槽であって、前記排
熱回収ライン2はこの貯湯槽3内に組み込んだ排熱回収
用熱交換器4を経由して循環することにより、貯湯槽3
内の水に排熱を与える構成である。5は補助加熱用ボイ
ラーであって、この補助加熱用ボイラー5は、貯湯槽3
内の水温が設定値である約70℃以下の場合に、70℃
以上になるように貯湯槽3内の水温を水温センサ6によ
り検出して駆動し、補助熱交換器7により貯湯槽3内の
水温を上昇させるものである。8は貯湯槽3内に給水す
るための給水ラインである。9は貯湯槽3から給湯栓1
0…に対して給湯を行う給湯ライン、11は給湯ライン
9の端末9aに結ばれたリターンラインであって、この
リターンライン11を経由して貯湯槽3内の温水を保温
運転ポンプ12により循環させることにより、即給湯を
実現している。図中13はクーリングライン、14はク
ーリングタワーである。上記従来のガスコージェネレー
ションシステムは、エネルギーを70〜80%の高い効
率で使用することができるため、省エネルギーシステム
として近年特に普及している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、補助加熱用ボ
イラーを用いる従来例においては、次のような欠点があ
る。 a.発電需要は比較的安定しているが、給湯需要は変動
が激しい。例えば、一時的に大きな給湯需要があった場
合は、貯湯槽3の温度が急激に下がり、補助加熱用ボイ
ラー5が駆動を始めるが、70℃まで昇温されない間に
給湯需要があった場合、希望する温度の温水が得られな
い。 b.常時安定した水温の給湯及び保温運転を実現するた
めに、補助加熱用ボイラー5は貯湯槽3内の水温を約7
0℃に確保している。このため、排熱回収用熱交換器4
で排熱回収する場合、排熱温度約90℃と約70℃との
間には約20℃の温度差しかなく、排熱回収効率が悪
い。又、貯湯槽3内の水温が80℃以上の場合は、排熱
は貯湯槽3側には廻らず、クーリングタワー14側に廻
り、ここで大気中に放棄している。このため、排熱を有
効に回収しきれていない場合が多い。 c.貯湯槽3の容量が大きいため、自然放熱ロスが大き
い。 d.補助加熱用ボイラー5は貯湯槽3内の水量全体を昇
温するため、補助加熱用燃料の消費が大きい。 e.給湯栓10…には、貯湯槽3内の温水が直接給湯さ
れるため、貯湯水温である約70℃以上の高温水を得る
ことはできない。 本発明の目的は、コージェネレーションシステムにおい
て、特に排熱回収効率の向上と使い勝手の向上を図るこ
とである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明に係るコージェネ
レーションシステムの構成は次のとおりである。 1.排熱回収用熱交換器を組み込んで成る貯湯手段、前
記貯湯手段に結ばれた給水ライン、前記貯湯手段内に貯
湯された温水を給湯栓に供給する給湯ライン、前記給湯
ラインから給湯栓に給湯される温水を加熱するために給
湯ラインに取り付けられた昇温手段、前記給湯ラインか
ら給湯栓に給湯される温水の温度を水温センサにより検
出し、この検出温度が設定値以下の場合に前記昇温手段
を駆動して、水温を設定温度に昇温する給湯温度制御手
段、前記給湯ラインにおいて、前記昇温手段をバイパス
するバイパスラインを設けると共に、給湯水温が設定値
以上の場合には当該バイパスラインを開放するダイレク
ト給湯手段、前記給湯ラインの端末と昇温手段の入側を
リターンラインにて結び、このリターンラインに取り付
けた保温運転ポンプを駆動して常時保温運転を行ってい
る保温運転手段、から成るコージェネレーションシステ
ム。 2.昇温手段として給湯側の水圧が一定値以下に低下し
た時に駆動を開始するガス湯沸器を用いて成る前記1記
載のコージェネレーションシステム。 3.昇温手段は、昇温温度設定自在であるところの前記
1又は2記載のコージェネレーションシステム。 4.貯湯槽に昇温手段及び保温運転手段付の給湯ライン
及びリターンラインを複数系統設けて成る前記1又は3
記載のコージェネレーションシステム。
【0005】
【作用】貯湯手段には、給水ラインを経由して出湯に見
合う水量の給水が自動的に行われる。発電機を駆動する
内燃機関の排熱は、排熱回収ラインを経由して貯湯手段
内の排熱回収用交換器内に入り、ここで貯湯手段内の水
に熱を与えて再び内燃機関に戻る。この作用により、排
熱は貯湯手段内に貯えられた水で回収される。この結
果、貯湯手段内の水は昇温する。給湯需要があり、この
給湯需要設定水温が貯湯手段内の水温よりも高い場合に
は、昇温手段が駆動して給湯需要設定水温になるまで給
湯ライン内を流れる温水を加熱して、これを給湯する。
【0006】一方、貯湯手段から出湯される水温が給湯
需要設定水温と同一かこれよりも高い場合には、昇温手
段を経由せず、バイパスラインを経由してダイレクトに
給湯を行う。保温運転手段は、昇温手段により加熱した
温水を常時昇温手段→給湯ライン→保温運転ポンプ→給
湯ライン端末→リターンライン→昇温手段と循環させて
おくことにより、即給湯を実現している。又、昇温手段
にて昇温した温水を、貯湯槽に戻さないことにより、貯
湯槽に入る内燃機関側からの排熱回収量を多くとれ、昇
温手段の運転時間を短くできる。
【0007】
【実施例】図1に基づいて本発明の実施例を詳述する。
図1において、1はガスエンジンにより発電機を駆動し
て発電を行う発電システム、2はガスエンジンの冷却
水、排気ガス熱を回収する排熱回収ライン、3は貯湯手
段としての貯湯槽であって、前記排熱回収ライン2はこ
の貯湯槽3内に組み込まれた排熱回収用熱交換器4を経
由して貯湯槽3内の水に排熱を与える構成である。8は
貯湯槽3内に給水を行う給水ラインであって、この給水
ライン8には貯湯槽3内の水位を水位センサ8aにより
検出して、常時一定の水位に保持するように給水バルブ
8bを制御する給水制御手段が取り付けてある。但し、
この給水制御手段は、貯湯槽3内の水位が給湯により下
がった場合に、水道水圧で自動的に給水される方式とす
ることにより、無くすことができる。9は給湯ライン、
13はクーリングライン、14はクーリングタワーであ
る。
【0008】15は前記給湯ライン9に取り付けられた
昇温手段の一例としての出湯温度設定自在の先止め方式
のガス温水器(以下「昇温器」という)、16は昇温器
15の出口側の給湯ライン9bに取り付けられた水温検
出センサ、11は給湯ライン9bの端末9aと昇温器1
5の入側を結ぶリターンライン、12は昇温器15の出
側に取り付けられた保温運転ポンプである。17は昇温
器15の上流側において、給湯ライン9を分岐して三方
弁18により給湯ライン9bに結んだダイレクト給湯手
段としてのバイパスライン、19は貯湯槽3の出口の水
温を検出する水温検出センサーであって、この水温検出
センサ19がある設定水温以上を検出したときに三方弁
18をバイパスライン17側に切り換えて直接貯湯槽3
内の温水を給湯栓10…側に給湯することができる。
【0009】上記実施例についての作用を次に説明す
る。貯湯槽3には給水ライン8を経由して、水位センサ
ー8a、給水バルブ8bにより、出湯に見合う水量の給
水が自動的に行われる。発電機を駆動するガスエンジン
からの排熱は、排熱回収ライン2を経由して貯湯槽3内
の排熱回収用交換器4内に入り、ここで貯湯槽3内の水
に熱を与えて再びガスエンジンに戻る。この作用により
排熱は貯湯槽3内に貯えられた水で回収される。この結
果、貯湯槽3内の水は昇温する。給湯需要があり、水温
検出センサー19で検出される水温が給湯需要設定水温
よりも低い場合には、昇温器15が駆動して給湯需要設
定水温になるまで給湯ライン9bからリターンライン1
1を流れる温水を加熱する。一方、水温検出センサー1
9で検出される貯湯槽3内の水温が給湯需要設定水温と
同一かこれよりも高い場合には、三方弁18を切り換え
てバイパスライン17を経由してダイレクトに給湯栓1
0…に対して給湯を行う。保温運転は、給湯需要がある
無しに拘らず、保温運転ポンプ12が駆動して昇温器1
5により昇温した温水を昇温器15→給湯ライン9b→
保温運転ポンプ12→給湯ライン端末9a→リターンラ
イン11→昇温器15と循環して、即給湯に備える。
【0010】
【発明の効果】本発明による効果は次のとおりである。 a.貯湯手段内には、排熱回収用熱交換器により昇温し
た温度の水だけを貯湯し、従来のように補助加熱用ボイ
ラーを用いて約70℃まで加熱しておく手段を排除する
と共に昇温手段にて加温された温水を従来のように貯湯
手段に戻さないように構成した。この結果、貯湯手段内
の水温は、排熱から回収された熱で決まり、又給湯需要
が多い場合、貯湯手段内の水温はどんどん下がるため、
排熱と水温との差が大きくなって内燃機関側からの排熱
の回収効率が向上する。この点を従来例と比較すると、
本発明の場合、12時間連続運転において、排熱は合計
約10時間回収されていたが、従来の補助加熱用ボイラ
ーを取り付けて貯湯槽内を約70℃に加熱するシステム
においては、クーリングタワーの駆動が約9時間で、排
熱回収運転は僅か3時間にすぎなかった。 b.昇温手段は、給湯需要設定水温に見合う昇温を行う
ため、従来のように貯湯槽内の水温が低いために需要設
定水温が得られないことがあると云った使い勝手の悪さ
がなくなる。 c.貯湯手段内には、従来のように約70℃の高温水が
貯湯されていないため、自然放熱ロスが少ない。 d.昇温手段により、給湯需要水量だけを昇温するた
め、効率的な水温加熱が可能である。 e.昇温手段に昇温温度制御自在なものを利用すること
により、約70℃以上の温水は得られなかった従来例に
比較して、80〜90℃の温水を得ることができる。 f.給湯ラインに昇温手段を設けたことにより、従来の
ように、貯湯槽の容量を大きく設定する必要がない。こ
の結果、貯湯槽の小型化が可能である。 g.昇温手段には、例えば小型の先止め式給湯器を用い
ることができる。 h.昇温手段を給湯栓に近い位置に設置することによ
り、貯湯槽まで配管していた従来例に比較して、リター
ンラインの配管距離を短くできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施したコージェネレーションシステ
ムの実施例の説明図。
【図2】従来のコージェネレーションシステムの説明
図。
【符号の説明】
1 発電システム 2 排熱回収ライン 3 貯湯槽 4 排熱回収用熱交換器 5 補助加熱用ボイラー 6 水温センサー 7 補助熱交換器 8 給水ライン 8a 水位センサー 8b 給水バルブ 9 給湯ライン 9a 端末 9b 給湯ライン 10… 給湯栓 11 リターンライン 12 保温運転ポンプ 13 クーリングライン 14 クーリングタワー 15 昇温器 16 水温検出センサ 17 バイパスライン 18 三方弁 19 水温検出センサー
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 F24D 17/00

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 排熱回収用熱交換器を組み込んで成る貯
    湯手段、 前記貯湯手段に結ばれた給水ライン、 前記貯湯手段内に貯湯された温水を給湯栓に供給する給
    湯ライン、 前記給湯ラインから給湯栓に給湯される温水を加熱する
    ために給湯ラインに取り付けられた昇温手段、 前記給湯ラインから給湯栓に給湯される温水の温度を水
    温センサにより検出し、この検出温度が設定値以下の場
    合に前記昇温手段を駆動して、水温を設定温度に昇温す
    る給湯温度制御手段、 前記給湯ラインにおいて、前記昇温手段をバイパスする
    バイパスラインを設けると共に、給湯水温が設定値以上
    の場合には当該バイパスラインを開放するダイレクト給
    湯手段、 前記給湯ラインの端末と昇温手段の入側をリターンライ
    ンにて結び、このリターンラインに取り付けた保温運転
    ポンプを駆動して常時保温運転を行っている保温運転手
    段、 から成るコージェネレーションシステム。
  2. 【請求項2】 昇温手段として給湯側の水圧が一定値以
    下に低下した時に駆動を開始するガス湯沸器を用いて成
    る請求項1記載のコージェネレーションシステム。
  3. 【請求項3】 昇温手段は、昇温温度設定自在であると
    ころの請求項1又は2記載のコージェネレーションシス
    テム。
  4. 【請求項4】 貯湯槽に昇温手段及び保温運転手段付の
    給湯ライン及びリターンラインを複数系統設けて成る請
    求項1又は3記載のコージェネレーションシステム。
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