JP2004245049A - 熱源システム - Google Patents
熱源システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004245049A JP2004245049A JP2003032561A JP2003032561A JP2004245049A JP 2004245049 A JP2004245049 A JP 2004245049A JP 2003032561 A JP2003032561 A JP 2003032561A JP 2003032561 A JP2003032561 A JP 2003032561A JP 2004245049 A JP2004245049 A JP 2004245049A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- engine
- temperature
- case
- liquid
- 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
Images
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
【課題】エンジンの熱を効率的に利用する熱源システムを合理的に構成する。
【解決手段】ケース1の内部に貯留した熱媒液2に対してエンジンE、吸気管15、排気管を浸漬させる状態で配置し、この熱媒液2を熱交換器4に送る熱媒循環系を形成し、又、この熱交換器4で加熱された水6を貯湯槽5に戻す水循環系を形成した。
【選択図】 図1
【解決手段】ケース1の内部に貯留した熱媒液2に対してエンジンE、吸気管15、排気管を浸漬させる状態で配置し、この熱媒液2を熱交換器4に送る熱媒循環系を形成し、又、この熱交換器4で加熱された水6を貯湯槽5に戻す水循環系を形成した。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンからの熱を、熱媒液を介して回収する熱交換器を備えている熱源システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来からの熱源システムとしてコージェネレーションシステムを例に挙げると、ガスエンジンで駆動される発電機を備え、このガスエンジンの排ガスを排ガス熱交換器に送って低圧水蒸気を生成し、又、ガスエンジンのエンジンジャケット内の水を加熱することで高圧水蒸気を生成させるものがある(例えば、特許文献1参照)。
同様に熱源システムとしてコージェネレーションシステムを例に挙げると、都市ガスやプロパンガスを燃料とするエンジンで駆動される発電機を備え、このエンジンの排気パイプを貯湯槽に挿通することで、排ガスの熱で貯湯槽の水を加熱し、又、エンジンのウオータジャケットで加熱された水を貯湯槽に供給するものもある(例えば、特許文献2参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開平11‐210553号公報 (段落番号〔0008〕〜〔0010〕、図1)
【特許文献2】
特開平7‐238866号公報 (段落番号〔0012〕〜〔0020〕、図1)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
エンジンを用いた従来からのコージェネレーションシステムを考えるに、特許文献2に記載されるように、エンジンの稼働時にエンジンの熱で加熱されるウオータジェケット内の水の熱を利用し、又、排ガスの熱を利用するものであってもエンジンで発生する熱を充分に回収していないものであった。具体的には、エンジンの稼働時には高温の排ガスを送るエグゾーストマニホールドの表面や、マフラーの表面、あるいは、エンジン内部の熱が伝わるシリンダブロック等のエンジン表面のように、比較的高温となる部位の表面は、直接的な輻射や、空気の介在させた対流により放熱が行われ、エンジンの熱が効率的に利用されていなかったのである。
【0005】
そこで、排気ガスを送る系からの熱を回収する熱交換器や、エンジン表面に接触して熱を回収する熱交換器を備えることも考えられるが、構造が複雑化し過ぎ現実的ではない。特に、家庭用のコージェネレーションシステムを考えた場合、小型のエンジンを用いることになるため、小型化が可能でエンジンで発生する熱を効率的に回収し得るシステムが望まれるのである。
【0006】
本発明の目的は、エンジンの熱を効率的に利用し得る熱源システムを合理的に構成する点にある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1に係る熱源システムの特徴、作用・効果は次の通りである。
〔特徴〕
エンジンからの熱を、熱媒液を介して回収する熱交換器を備えている熱源システムにおいて、前記エンジンと、このエンジンに燃焼用空気を送る吸気管と、エンジンからの燃焼排ガスを送り出す排気管とをケースの内部に収納し、このケース内部に満たした前記熱媒液に前記エンジン、吸気管、排気管を浸漬させると共に、このケースからの熱媒液を前記熱交換器に供給した後にケースに戻す第1循環ポンプを有する熱媒液循環系を備え、貯湯槽からの水を前記熱交換器に供給し、この熱交換器で加熱された水を貯湯槽に戻す第2循環ポンプを有する水循環系を備えている点にある。
【0008】
〔作用・効果〕
上記特徴によると、ケース内部においてエンジンと、このエンジンに燃焼用空気を送る吸気管と、エンジンからの燃焼排ガスを送り出す排気管とを熱媒液に浸漬させる状態で収納しているので、エンジンの表面ばかりでなく、吸気管や排気管の全ての表面に熱媒液を接触させ、これらからの熱で熱媒液を加熱することが可能となる。そして、このように加熱された熱媒液を熱交換器に送り、この熱交換器で加熱した水を貯湯槽に貯留できるものとなる。つまり、従来からのコージェネレーションシステムに使用されていたエンジンのようにエンジン表面やエグゾーストマニホールド(排気管の一部)の表面から無駄に放出されていた熱エネルギーを熱媒液に対して効率良く回収して、貯湯槽の水を加熱するのである。その結果、単純で小型化が可能な構成でありながら、エンジンで発生する熱を極めて効率良く回収して貯湯槽の水を加熱し得る熱源システムが合理的に構成されたのである。
【0009】
本発明の請求項2に係る熱源システムの特徴、作用・効果は次の通りである。
〔特徴〕
請求項1記載の熱源システムにおいて、前記熱媒液の温度を計測する液温センサと、前記水の温度を計測する水温センサとを備え、この液温センサと水温センサとの計測値に基づいて前記熱媒液循環系における熱媒液の循環、及び、前記水循環系における水の循環を制御して前記ケースに貯留された熱媒液の温度を維持する液温維持手段を備えている点にある。
【0010】
〔作用・効果〕
上記特徴によると、液温センサと水温センサからの計測値に基づいて液温維持手段が熱媒液の循環、水の循環を制御して熱媒液の温度を維持するので、熱媒液の温度を、例えば、沸騰温より低い温度に維持することや、エンジンの稼動に適した温度に維持することや、熱交換器において熱交換効率の良い温度に維持することが可能となる。具体的には、熱媒液の目標温度を設定し、熱媒液の温度が目標温度近くまで上昇した場合に、例えば、熱媒液の循環量を増大させることで温度上昇を抑制することや、逆に、熱媒液の温度が低下した場合に熱媒液の循環量を低減して大きな温度低下を抑制することが可能となり、更に、水の温度に基づいて水を循環させることや、水の循環を停止させる等の選択を行う制御を行うことや、これらの制御を組み合わせることにより、熱交換器で取り出す熱量の調節が可能で熱媒液の温度の維持も可能となるのである。その結果、エンジンの稼動と停止とを頻繁に行わずとも、熱媒液の循環と水の循環との制御により熱媒液の温度を適正な値に維持できるものとなった。
【0011】
本発明の請求項3に係る熱源システムの特徴、作用・効果は次の通りである。
〔特徴〕
請求項2記載の熱源システムにおいて、前記液温センサの計測値が基準値未満である場合には、前記熱媒液の循環を停止する循環停止手段を備えている点にある。
【0012】
〔作用・効果〕
上記特徴によると、例えば、エンジンの始動時のように熱媒液の温度が低く熱を取り出せない場合には、熱媒液を循環させないことにより暖機運転を実現すると同時に、熱媒液を循環させるための無駄なエネルギーを消費せず、エンジンの稼動に適した温度まで熱媒液を上昇させる時間も短縮できる。その結果、エネルギーロスを低減するばかりでなくエンジンを良好な状態で始動できるものとなった。
【0013】
本発明の請求項4に係る熱源システムの特徴、作用・効果は次の通りである。
〔特徴〕
請求項2又は3記載の熱源システムにおいて、前記水温センサの計測値が第1設定値より高温である場合には前記エンジンを停止し、この後、前記液温センサの計測値が前記第1設定値より低い値の第2設定値未満まで低下した場合には前記貯湯槽の水を前記熱交換器に供給し、かつ、前記ケースの熱媒液を熱交換器に供給してケース内の熱媒液の昇温を図る液温制御手段を備えている点にある。
【0014】
〔作用・効果〕
上記特徴によると、貯湯槽の水の温度が第1設定値を超えた場合にエンジンを停止させることで貯水槽の水の温度を過剰に上昇させることがなく、このようにエンジンを停止させた後に、熱媒液の温度が第2設定値未満まで低下した場合には貯湯槽の水(温水)を熱交換器に供給することにより、エンジンを始動させずとも貯湯槽の熱によってケース内の熱媒液の温度を上昇させ得る。その結果、エネルギーロスを低減するばかりでなく貯湯槽の熱を有効に利用してケース内の熱媒液の温度が大きく低下する不都合を解消できるものとなった。
【0015】
本発明の請求項5に係る熱源システムの特徴、作用・効果は次の通りである。
〔特徴〕
請求項1〜4のいずれか1項に記載の熱源システムにおいて、前記ケース内部の熱媒液が給排されるサブタンクを備え、エンジン暖機時には前記ケース内部の熱媒液をサブタンクに移動させるエンジン暖機補助手段を備えている点にある。
【0016】
〔作用・効果〕
上記特徴によると、エンジンの暖機時にはケース内の熱媒液をサブタンクに移動させるので、例えば、寒冷地においてエンジンを始動する場合のように熱媒液の温度が低いことに起因してエンジンの暖機が困難になる不都合を解消できる。その結果、ケース内の熱媒液に浸漬させる状態でエンジンを備えた状態で使用するものであるにも拘わらず、エンジンの暖機を容易に行えるものとなった。
【0017】
本発明の請求項6に係る熱源システムの特徴、作用・効果は次の通りである。
〔特徴〕
請求項1〜5のいずれか1項に記載の熱源システムにおいて、前記ケースが、断熱材で成る壁体を備えて構成されている点にある。
【0018】
〔作用・効果〕
上記特徴によると、熱媒液の温度が上昇した場合にも断熱材が放熱を抑制する。その結果、エンジンの熱で加熱された熱媒液が無駄に放熱する不都合を回避して、熱媒液の熱を効率良く利用できるものとなった。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1に示すように、密封型のケース1の内部に熱媒液2に浸漬させる状態でエンジンEを収納すると共に、エンジンEで駆動される発電機3をケース1外部に備えている。又、ケース1外に配置した熱交換器4に対してケース1内の熱媒液2を供給した後にケース1内に戻す第1管路L1と第1循環ポンプP1とを備えた熱媒液循環系を形成し、ケース1外に配置した貯湯槽5に貯留した水6を前記熱交換器4に供給した後に貯湯槽5に戻す第2管路L2と第2循環ポンプP2とを備えた水循環系を形成し、これらにより熱源システムの一例としてのコージェネレーションシステムが構成されている。
【0020】
このコージェネレーションシステムは家庭で利用できるよう小型化を実現したものであり、図面には示さないがエンジンEに対しては都市ガスやプロパンガスを燃料として供給する供給系を備え、又、貯湯槽5には内部に貯留した温水を取り出す給水系と、水を補給する補給系とを備えている。尚、エンジンEは、軽油や灯油のような液体燃料を用いるものであっても良い。
【0021】
前記ケース1は、断熱材製の下部ケース1Aと断熱材製の上部ケース1Bとのフランジ部を重ね合わせてボルト連結することにより内部に密封された空間を形成したものであり、下部ケース1Bが基礎体7に対して防振ゴム8を介して支持されている。又、前記下部ケース1A、及び、上部ケース1Bは金属製の壁体の内部に断熱材としてグラスウールや発泡樹脂を挟み込んだ構造のものを使用することにより熱媒液2の放熱を抑制して高い保温性を得ている。
【0022】
前記ケース1内部に貯留される熱媒液2は、ガソリンエンジンの不凍液と同様に、水にエチレングリコール等を溶解して凍結温度を低下させると同時に、沸点を高めたものを使用しており、前記ケース1の外部にはケース1に対して熱媒液2の給排を行う給排ポンプ10と、熱媒液を貯留するサブタンク11とを備えている。
【0023】
前記エンジンEは、シリンダ部を上部に位置させ、オイルパンを下部に位置させることで出力軸12(クランク軸)を水平姿勢に設定し、このエンジンEのシリンダ部の上端に備えた点火プラグ13のターミナルをケース1の外部に露出させている。又、このエンジンEに燃焼用空気を送る吸気管15と、エンジンEからの燃焼排ガスを送り出す排気管16とをケース1に収納し、これらエンジンEと吸気管15と排気管16とを熱媒液2に浸漬させるよう構成されている。尚、排気管16には、エンジンEに連結する連結部16A(複数気筒の場合にはエグゾーストマニホールド)と、マフラー16Bと、これらを結ぶパイプ16Cとを含んでいる。
【0024】
ケース1外に突出させたエンジンEの出力軸12にフライホイール17と前記発電機3とを連結し、このフライホイール17の外周に形成したギヤ部に回転力を伝えるセルモータ18をケース1外に備え、これらを収納する防塵ケース19を備えている。前記吸気管15のケース1外の部位にはエアークリーナ21と、都市ガスやプロパンガス等の燃料ガスと空気とを混合する電気制御型のミキサー22とを備えている。更に、ケース1の外部にオイルクリーナ23を備え、このオイルクリーナ23に対してエンジンEのオイルパン部からのオイルを循環させるオイル管路を形成している。
【0025】
同図に示すように、前記エンジンEは空冷型の単気筒エンジンと同様の構造のものを使用しているが、既存のガソリンエンジンを改良して使用することも可能であり、そのエンジンEが水冷式の場合には、ウオータジャケットに対して熱媒液を強制的に循環させるポンプを備えることや、熱媒液2を対流によって循環させるよう熱媒液2の循環系を構成する必要がある。
【0026】
又、前記ケース1内の熱媒液2の温度を計測する液温センサT1と、前記貯湯槽内の水6の温度を計測する水温センサT2とを備えると共に、前記第1管路L1に対して電磁操作型の第1流量制御弁V1を備え、前記第2管路L2に対して電磁操作型の第2流量制御弁V2を備えている。
【0027】
本コージェネレーションシステムの制御系を図2のように示すことが可能である。つまり、この制御系ではエンジンEを制御するようマイクロプロセッサーを有するエンジン制御ユニット31と、熱交換系を制御するようマイクロプロセッサーを有する熱交換制御ユニット32とを備え、夫々に対して前記発電機3からの電力が充電されるバッテリー33からの電力が供給されるよう電力系を形成し、又、夫々の間に制御信号系を形成している。
【0028】
前記エンジン制御ユニット31に対してエンジンEのカム軸等の回転量から点火タイミングを求めるタイミングセンサSからの信号が入力し、又、このエンジン制御ユニット31から前記セルモータ18と、点火プラグ13と、ミキサー22とに対して駆動電力を出力するよう入出力系が形成されている。図面には示さないがエンジン制御ユニット31には、前記セルモータ18に対して駆動電力を供給するセルモータ制御回路と、前記点火プラグ13に対して点火タイミング毎に高圧電力を供給する点火制御回路と、前記ミキサー22に対して設定された混合比の燃料ガスを作り出すミキサー制御回路とを内蔵している。
【0029】
前記熱交換制御ユニット32に対して、前記液温センサT1と、水温センサT2とからの計測信号が入力し、この熱交換制御ユニット32から前記第1循環ポンプP1、第2循環ポンプP2、第1流量制御弁V1、第2流量制御弁V2、及び、前記給排ポンプ10に対して駆動電力を出力するよう、入出力系が形成されている。図面には示さないが、第1循環ポンプP1、第2循環ポンプP2、給排ポンプ10は電動モータを備え、第1流量制御弁V1、第2流量制御弁V2には弁の開度を設定する電磁ソレノイドを備えているので、該熱交換制御ユニット32には夫々の電動モータに対して駆動電力を供給するモータ駆動回路と、電磁ソレノイドに対して駆動電力を供給するソレノイド駆動回路とを内蔵している。
【0030】
このコージェネレーションシステムでは、熱交換制御ユニット32でシステム全体の制御を行うよう、図2に示すように熱交換制御ユニット32に対してエンジン暖機補助手段Dと、液温維持手段Aと、液温制御手段Cと、循環停止手段Bとで成る制御プログラムがセットされ、更に、夫々の制御を実行する際に熱媒液2又は水6の温度に基づいた判断を行うために、図3に示すように、「基準温度」「下限温度」「中間温度」「上限温度」「目標温度」夫々の温度を予めデータ化して保存してあり、これらに基づいた制御を以下に説明する。
【0031】
図4のフローチャートに示すように、システム制御プログラムでは、エンジン始動ルーチン(#100ステップ)を実行してエンジンEを始動した後、低温処理ルーチン(#200ステップ)と、高温処理ルーチン(#300ステップ)と、液温制御(#01ステップ)とを制御停止まで継続的に実行し、制御を停止する操作があった場合には、エンジンEを停止し、第1、第2循環ポンプP1、P2を停止して制御を終了するよう基本的な制御形態が設定されている(#02、#03ステップ)。
【0032】
この制御のうち液温制御(#01ステップ)において、ケース1に貯留した熱媒液2の温度を維持するプログラムで前記液温制御手段Cが構成されている。この液温制御では、前記目標温度を基準に設定された目標温度領域を超えて熱媒液2の温度が上昇した場合には、第1循環ポンプP1の駆動速度の増大や、第1流量制御弁V1の開度を大きくすることで熱媒液2の循環量の増大を図り、又、第2循環ポンプP2の駆動速度の増大や、第2流量制御弁V2の開度の大きくすることで水6の循環量の増大を図って熱媒液2の温度を低下させ、これとは逆に目標温度領域を下回る温度まで熱媒液の温度が低下した場合には、第1循環ポンプP1の駆動速度を低下させる等、逆の制御を行うことで熱媒液2の昇温を図る。
【0033】
つまり、このコージェネレーションシステムでは熱媒液2の液温が前記目標温度の高温側の目標上限温度と低温側の目標下限温度との間の目標温度領域に維持する状態で最も効率的にエンジンEが稼動し、熱交換器4での熱交換も効率的に行われるよう設計されており、熱媒液2の温度を目標温度領域内に維持する制御を行うよう基本的な制御形態が設定されているのである。
【0034】
前記エンジン始動ルーチン(#100ステップ)は、図5のフローチャートに示すように、液温センサT1で検出した熱媒温度を計測し、基準値未満である場合にはケース1の熱媒液2をサブタンク11に移動した後に、エンジンEを始動し、この始動の後にはケース1内に熱媒液が存在しない場合には、サブタンク11からケース1内に熱媒液を移動させる処理を実行する(#101〜#105ステップ)。
【0035】
このエンジン始動ルーチン(#100ステップ)でエンジン暖機補助手段Dが構成され、このエンジン始動ルーチンでは、熱媒液2の温度が低くエンジンEの始動が困難である場合には熱媒液2をケース1外に移動させ、ケース1の内部に空気を導入することによりエンジンEの始動性を改善し、エンジンEが始動した後には、エンジンEの温度が稼動に適した温度まで上昇した後に熱媒液2をケース1に戻すものとなっている。尚、ケース1内に熱媒液2を戻すタイミングはエンジンEが始動した後にタイマで設定された時間が経過した時点に設定することも可能であり、このタイマに設定される時間として、エンジンEの始動の後にエンジンEが稼動に適した温度まで上昇するに充分な値が設定される。
【0036】
前記低温処理ルーチン(#200ステップ)では、図6のフローチャートに示すように、液温センサT1の計測結果に基づき、熱媒液温が基準値未満である場合には、第1、第2循環ポンプP1、P2を停止し(既に停止状態にある場合には停止状態を継続し)、熱媒液温が基準値以上である場合には、第1、第2循環ポンプP1、P2を駆動する(既に駆動状態にある場合には駆動状態を継続する)(#201〜#203ステップ)。
【0037】
この低温処理ルーチンでは、エンジンEの始動直後や過剰な熱交換により熱媒液温が基準温度より低下した場合には、無駄な熱交換を行うことを抑制するために第1、第2循環ポンプP1、P2を停止させる処理を実行するものであり、この処理を実行することでポンプを駆動するためのエネルギーの無駄な消費を解消しているのである。特に、熱媒液2の温度が基準値未満である場合に第1、第2循環ポンプP1、P2を停止するプログラムで循環停止手段Bが構成されている。
【0038】
前記高温処理ルーチン(#300ステップ)では、図7のフローチャートに示すように、水温センサT2で計測される貯湯槽5の水温が上限温度未満である場合には特別な処理は行わないが、この貯湯槽5の水温が上限温度(第1設定値)以上である場合には、エンジンEを停止し、第1、第2循環ポンプP1、P2を停止する(#301、#302ステップ)。次に、液温センサT1で計測されるケース1内の熱媒液2の温度が中間温度(第2設定値)未満にまで低下した場合に第1、第2循環ポンプP1、P2の駆動を再開する(#303、#304ステップ)。次に、水温センサT2で計測される貯湯槽5の水温が下限温度未満まで低下した場合にエンジンEを始動するものとなっている(#305、#306ステップ)。
【0039】
この高温処理ルーチン(#300ステップ)を実行するプログラムで液温維持手段Aが構成され、この高温処理ルーチンでは、貯湯槽5の水温が極めて高い温度まで上昇した場合のように、加熱を必要としない場合にエンジンEを停止させると同時に第1、第2循環ポンプP1、P2を停止する処理を最初に実行し、この後、熱媒液2の温度が低下した場合には、第1、第2循環ポンプP1、P2の駆動を再開することにより、貯湯槽5の水6の熱により熱媒液2の昇温を図り、この後、貯湯槽5の水温が下限温度未満まで低下した場合にはエンジンEを再度始動してエンジンEからの熱で貯湯槽5の水温の昇温を図るものとなっているのである。
【0040】
このように、本発明では、ケース1に貯留する熱媒液2に対してエンジンEの全体と、吸気管15と、排気管16とを浸漬した状態で配置することによってエンジンEの稼動時の騒音を低減するばかりでなく、エンジンEの全ての表面に接触する熱媒液2を介して、エンジンEで発生する熱エネルギーを効率良く回収して貯湯槽5の水6の加熱を行えるものにしており、又、エンジンEからの回転力を発電機3に伝えて電気エネルギーを得るばかりか、この電気エネルギーの一部を制御系を稼動させる電力として利用してエネルギーの無駄のないものにしている。
【0041】
特に、熱交換を実現する制御時には、エンジンEの始動性が良好で、熱媒液2の液温が低下した場合には熱交換を停止することでポンプを駆動するに必要なエネルギーロスを無くし、貯湯槽5の水温が高温となった場合には、エンジンEを停止させることでエンジンEを駆動するための燃料の無駄を無くし、このようにエンジンEが停止した後には、貯湯槽5の水温が適度に低下した際にエンジンEを再始動するのでエンジンEの始動と停止とが短い間隔で繰り返される不都合を解消するものにしている。
【0042】
〔別実施の形態〕
本発明は上記実施の形態以外に、例えば、図8に示すように実施することも可能である(この別実施の形態では前記実施の形態と同じ機能を有するものには、実施の形態と共通の番号、符号を付している)。
【0043】
つまり、同図に示すコージェネレーションシステムでは、エンジンEとして出力軸12を縦向きに設定し、ケース1の上部に配置した上部カバー40の内部に発電機3、フライホイール17、セルモータ18、防塵ケース19を配置するとどもに、この上部カバー40の内部にエアークリーナ21、ミキサー22、オイルクリーナ23、及び、エンジン制御ユニット31等を配置している。
【0044】
この別実施の形態では、前記実施の形態と基本的に変わりのない制御を実行するものであるが、このようにエンジンEの姿勢を設定し、ケース1の上部位置に主要な機器を配置することにより、地面から離間した高位置で湿気が作用し難い部位に発電機3やセルモータ18等の電気系を集中的に配置し得ると共に、メンテナンス性が向上し、設置面積の縮小を実現するのである。
【図面の簡単な説明】
【図1】コージェネレーションシステムの構成を示す模式図
【図2】制御系のブロック回路図
【図3】制御の基準とする温度の相対関係を示す図
【図4】システム制御プログラムのフローチャート
【図5】エンジン始動ルーチンを示すフローチャート
【図6】低温処理ルーチンを示すフローチャート
【図7】高温処理ルーチンを示すフローチャート
【図8】別実施の形態のコージェネレーションシステムの構成を示す模式図
【符号の説明】
1 ケース
2 熱媒液
4 熱交換器
5 貯湯槽
6 水
11 サブタンク
15 吸気管
16 排気管
A 液温維持手段
B 循環停止手段
C 液温制御手段
D エンジン暖機補助手段
E エンジン
P1 第1循環ポンプ
P2 第2循環ポンプ
T1 液温センサ
T2 水温センサ
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンからの熱を、熱媒液を介して回収する熱交換器を備えている熱源システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来からの熱源システムとしてコージェネレーションシステムを例に挙げると、ガスエンジンで駆動される発電機を備え、このガスエンジンの排ガスを排ガス熱交換器に送って低圧水蒸気を生成し、又、ガスエンジンのエンジンジャケット内の水を加熱することで高圧水蒸気を生成させるものがある(例えば、特許文献1参照)。
同様に熱源システムとしてコージェネレーションシステムを例に挙げると、都市ガスやプロパンガスを燃料とするエンジンで駆動される発電機を備え、このエンジンの排気パイプを貯湯槽に挿通することで、排ガスの熱で貯湯槽の水を加熱し、又、エンジンのウオータジャケットで加熱された水を貯湯槽に供給するものもある(例えば、特許文献2参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開平11‐210553号公報 (段落番号〔0008〕〜〔0010〕、図1)
【特許文献2】
特開平7‐238866号公報 (段落番号〔0012〕〜〔0020〕、図1)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
エンジンを用いた従来からのコージェネレーションシステムを考えるに、特許文献2に記載されるように、エンジンの稼働時にエンジンの熱で加熱されるウオータジェケット内の水の熱を利用し、又、排ガスの熱を利用するものであってもエンジンで発生する熱を充分に回収していないものであった。具体的には、エンジンの稼働時には高温の排ガスを送るエグゾーストマニホールドの表面や、マフラーの表面、あるいは、エンジン内部の熱が伝わるシリンダブロック等のエンジン表面のように、比較的高温となる部位の表面は、直接的な輻射や、空気の介在させた対流により放熱が行われ、エンジンの熱が効率的に利用されていなかったのである。
【0005】
そこで、排気ガスを送る系からの熱を回収する熱交換器や、エンジン表面に接触して熱を回収する熱交換器を備えることも考えられるが、構造が複雑化し過ぎ現実的ではない。特に、家庭用のコージェネレーションシステムを考えた場合、小型のエンジンを用いることになるため、小型化が可能でエンジンで発生する熱を効率的に回収し得るシステムが望まれるのである。
【0006】
本発明の目的は、エンジンの熱を効率的に利用し得る熱源システムを合理的に構成する点にある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1に係る熱源システムの特徴、作用・効果は次の通りである。
〔特徴〕
エンジンからの熱を、熱媒液を介して回収する熱交換器を備えている熱源システムにおいて、前記エンジンと、このエンジンに燃焼用空気を送る吸気管と、エンジンからの燃焼排ガスを送り出す排気管とをケースの内部に収納し、このケース内部に満たした前記熱媒液に前記エンジン、吸気管、排気管を浸漬させると共に、このケースからの熱媒液を前記熱交換器に供給した後にケースに戻す第1循環ポンプを有する熱媒液循環系を備え、貯湯槽からの水を前記熱交換器に供給し、この熱交換器で加熱された水を貯湯槽に戻す第2循環ポンプを有する水循環系を備えている点にある。
【0008】
〔作用・効果〕
上記特徴によると、ケース内部においてエンジンと、このエンジンに燃焼用空気を送る吸気管と、エンジンからの燃焼排ガスを送り出す排気管とを熱媒液に浸漬させる状態で収納しているので、エンジンの表面ばかりでなく、吸気管や排気管の全ての表面に熱媒液を接触させ、これらからの熱で熱媒液を加熱することが可能となる。そして、このように加熱された熱媒液を熱交換器に送り、この熱交換器で加熱した水を貯湯槽に貯留できるものとなる。つまり、従来からのコージェネレーションシステムに使用されていたエンジンのようにエンジン表面やエグゾーストマニホールド(排気管の一部)の表面から無駄に放出されていた熱エネルギーを熱媒液に対して効率良く回収して、貯湯槽の水を加熱するのである。その結果、単純で小型化が可能な構成でありながら、エンジンで発生する熱を極めて効率良く回収して貯湯槽の水を加熱し得る熱源システムが合理的に構成されたのである。
【0009】
本発明の請求項2に係る熱源システムの特徴、作用・効果は次の通りである。
〔特徴〕
請求項1記載の熱源システムにおいて、前記熱媒液の温度を計測する液温センサと、前記水の温度を計測する水温センサとを備え、この液温センサと水温センサとの計測値に基づいて前記熱媒液循環系における熱媒液の循環、及び、前記水循環系における水の循環を制御して前記ケースに貯留された熱媒液の温度を維持する液温維持手段を備えている点にある。
【0010】
〔作用・効果〕
上記特徴によると、液温センサと水温センサからの計測値に基づいて液温維持手段が熱媒液の循環、水の循環を制御して熱媒液の温度を維持するので、熱媒液の温度を、例えば、沸騰温より低い温度に維持することや、エンジンの稼動に適した温度に維持することや、熱交換器において熱交換効率の良い温度に維持することが可能となる。具体的には、熱媒液の目標温度を設定し、熱媒液の温度が目標温度近くまで上昇した場合に、例えば、熱媒液の循環量を増大させることで温度上昇を抑制することや、逆に、熱媒液の温度が低下した場合に熱媒液の循環量を低減して大きな温度低下を抑制することが可能となり、更に、水の温度に基づいて水を循環させることや、水の循環を停止させる等の選択を行う制御を行うことや、これらの制御を組み合わせることにより、熱交換器で取り出す熱量の調節が可能で熱媒液の温度の維持も可能となるのである。その結果、エンジンの稼動と停止とを頻繁に行わずとも、熱媒液の循環と水の循環との制御により熱媒液の温度を適正な値に維持できるものとなった。
【0011】
本発明の請求項3に係る熱源システムの特徴、作用・効果は次の通りである。
〔特徴〕
請求項2記載の熱源システムにおいて、前記液温センサの計測値が基準値未満である場合には、前記熱媒液の循環を停止する循環停止手段を備えている点にある。
【0012】
〔作用・効果〕
上記特徴によると、例えば、エンジンの始動時のように熱媒液の温度が低く熱を取り出せない場合には、熱媒液を循環させないことにより暖機運転を実現すると同時に、熱媒液を循環させるための無駄なエネルギーを消費せず、エンジンの稼動に適した温度まで熱媒液を上昇させる時間も短縮できる。その結果、エネルギーロスを低減するばかりでなくエンジンを良好な状態で始動できるものとなった。
【0013】
本発明の請求項4に係る熱源システムの特徴、作用・効果は次の通りである。
〔特徴〕
請求項2又は3記載の熱源システムにおいて、前記水温センサの計測値が第1設定値より高温である場合には前記エンジンを停止し、この後、前記液温センサの計測値が前記第1設定値より低い値の第2設定値未満まで低下した場合には前記貯湯槽の水を前記熱交換器に供給し、かつ、前記ケースの熱媒液を熱交換器に供給してケース内の熱媒液の昇温を図る液温制御手段を備えている点にある。
【0014】
〔作用・効果〕
上記特徴によると、貯湯槽の水の温度が第1設定値を超えた場合にエンジンを停止させることで貯水槽の水の温度を過剰に上昇させることがなく、このようにエンジンを停止させた後に、熱媒液の温度が第2設定値未満まで低下した場合には貯湯槽の水(温水)を熱交換器に供給することにより、エンジンを始動させずとも貯湯槽の熱によってケース内の熱媒液の温度を上昇させ得る。その結果、エネルギーロスを低減するばかりでなく貯湯槽の熱を有効に利用してケース内の熱媒液の温度が大きく低下する不都合を解消できるものとなった。
【0015】
本発明の請求項5に係る熱源システムの特徴、作用・効果は次の通りである。
〔特徴〕
請求項1〜4のいずれか1項に記載の熱源システムにおいて、前記ケース内部の熱媒液が給排されるサブタンクを備え、エンジン暖機時には前記ケース内部の熱媒液をサブタンクに移動させるエンジン暖機補助手段を備えている点にある。
【0016】
〔作用・効果〕
上記特徴によると、エンジンの暖機時にはケース内の熱媒液をサブタンクに移動させるので、例えば、寒冷地においてエンジンを始動する場合のように熱媒液の温度が低いことに起因してエンジンの暖機が困難になる不都合を解消できる。その結果、ケース内の熱媒液に浸漬させる状態でエンジンを備えた状態で使用するものであるにも拘わらず、エンジンの暖機を容易に行えるものとなった。
【0017】
本発明の請求項6に係る熱源システムの特徴、作用・効果は次の通りである。
〔特徴〕
請求項1〜5のいずれか1項に記載の熱源システムにおいて、前記ケースが、断熱材で成る壁体を備えて構成されている点にある。
【0018】
〔作用・効果〕
上記特徴によると、熱媒液の温度が上昇した場合にも断熱材が放熱を抑制する。その結果、エンジンの熱で加熱された熱媒液が無駄に放熱する不都合を回避して、熱媒液の熱を効率良く利用できるものとなった。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1に示すように、密封型のケース1の内部に熱媒液2に浸漬させる状態でエンジンEを収納すると共に、エンジンEで駆動される発電機3をケース1外部に備えている。又、ケース1外に配置した熱交換器4に対してケース1内の熱媒液2を供給した後にケース1内に戻す第1管路L1と第1循環ポンプP1とを備えた熱媒液循環系を形成し、ケース1外に配置した貯湯槽5に貯留した水6を前記熱交換器4に供給した後に貯湯槽5に戻す第2管路L2と第2循環ポンプP2とを備えた水循環系を形成し、これらにより熱源システムの一例としてのコージェネレーションシステムが構成されている。
【0020】
このコージェネレーションシステムは家庭で利用できるよう小型化を実現したものであり、図面には示さないがエンジンEに対しては都市ガスやプロパンガスを燃料として供給する供給系を備え、又、貯湯槽5には内部に貯留した温水を取り出す給水系と、水を補給する補給系とを備えている。尚、エンジンEは、軽油や灯油のような液体燃料を用いるものであっても良い。
【0021】
前記ケース1は、断熱材製の下部ケース1Aと断熱材製の上部ケース1Bとのフランジ部を重ね合わせてボルト連結することにより内部に密封された空間を形成したものであり、下部ケース1Bが基礎体7に対して防振ゴム8を介して支持されている。又、前記下部ケース1A、及び、上部ケース1Bは金属製の壁体の内部に断熱材としてグラスウールや発泡樹脂を挟み込んだ構造のものを使用することにより熱媒液2の放熱を抑制して高い保温性を得ている。
【0022】
前記ケース1内部に貯留される熱媒液2は、ガソリンエンジンの不凍液と同様に、水にエチレングリコール等を溶解して凍結温度を低下させると同時に、沸点を高めたものを使用しており、前記ケース1の外部にはケース1に対して熱媒液2の給排を行う給排ポンプ10と、熱媒液を貯留するサブタンク11とを備えている。
【0023】
前記エンジンEは、シリンダ部を上部に位置させ、オイルパンを下部に位置させることで出力軸12(クランク軸)を水平姿勢に設定し、このエンジンEのシリンダ部の上端に備えた点火プラグ13のターミナルをケース1の外部に露出させている。又、このエンジンEに燃焼用空気を送る吸気管15と、エンジンEからの燃焼排ガスを送り出す排気管16とをケース1に収納し、これらエンジンEと吸気管15と排気管16とを熱媒液2に浸漬させるよう構成されている。尚、排気管16には、エンジンEに連結する連結部16A(複数気筒の場合にはエグゾーストマニホールド)と、マフラー16Bと、これらを結ぶパイプ16Cとを含んでいる。
【0024】
ケース1外に突出させたエンジンEの出力軸12にフライホイール17と前記発電機3とを連結し、このフライホイール17の外周に形成したギヤ部に回転力を伝えるセルモータ18をケース1外に備え、これらを収納する防塵ケース19を備えている。前記吸気管15のケース1外の部位にはエアークリーナ21と、都市ガスやプロパンガス等の燃料ガスと空気とを混合する電気制御型のミキサー22とを備えている。更に、ケース1の外部にオイルクリーナ23を備え、このオイルクリーナ23に対してエンジンEのオイルパン部からのオイルを循環させるオイル管路を形成している。
【0025】
同図に示すように、前記エンジンEは空冷型の単気筒エンジンと同様の構造のものを使用しているが、既存のガソリンエンジンを改良して使用することも可能であり、そのエンジンEが水冷式の場合には、ウオータジャケットに対して熱媒液を強制的に循環させるポンプを備えることや、熱媒液2を対流によって循環させるよう熱媒液2の循環系を構成する必要がある。
【0026】
又、前記ケース1内の熱媒液2の温度を計測する液温センサT1と、前記貯湯槽内の水6の温度を計測する水温センサT2とを備えると共に、前記第1管路L1に対して電磁操作型の第1流量制御弁V1を備え、前記第2管路L2に対して電磁操作型の第2流量制御弁V2を備えている。
【0027】
本コージェネレーションシステムの制御系を図2のように示すことが可能である。つまり、この制御系ではエンジンEを制御するようマイクロプロセッサーを有するエンジン制御ユニット31と、熱交換系を制御するようマイクロプロセッサーを有する熱交換制御ユニット32とを備え、夫々に対して前記発電機3からの電力が充電されるバッテリー33からの電力が供給されるよう電力系を形成し、又、夫々の間に制御信号系を形成している。
【0028】
前記エンジン制御ユニット31に対してエンジンEのカム軸等の回転量から点火タイミングを求めるタイミングセンサSからの信号が入力し、又、このエンジン制御ユニット31から前記セルモータ18と、点火プラグ13と、ミキサー22とに対して駆動電力を出力するよう入出力系が形成されている。図面には示さないがエンジン制御ユニット31には、前記セルモータ18に対して駆動電力を供給するセルモータ制御回路と、前記点火プラグ13に対して点火タイミング毎に高圧電力を供給する点火制御回路と、前記ミキサー22に対して設定された混合比の燃料ガスを作り出すミキサー制御回路とを内蔵している。
【0029】
前記熱交換制御ユニット32に対して、前記液温センサT1と、水温センサT2とからの計測信号が入力し、この熱交換制御ユニット32から前記第1循環ポンプP1、第2循環ポンプP2、第1流量制御弁V1、第2流量制御弁V2、及び、前記給排ポンプ10に対して駆動電力を出力するよう、入出力系が形成されている。図面には示さないが、第1循環ポンプP1、第2循環ポンプP2、給排ポンプ10は電動モータを備え、第1流量制御弁V1、第2流量制御弁V2には弁の開度を設定する電磁ソレノイドを備えているので、該熱交換制御ユニット32には夫々の電動モータに対して駆動電力を供給するモータ駆動回路と、電磁ソレノイドに対して駆動電力を供給するソレノイド駆動回路とを内蔵している。
【0030】
このコージェネレーションシステムでは、熱交換制御ユニット32でシステム全体の制御を行うよう、図2に示すように熱交換制御ユニット32に対してエンジン暖機補助手段Dと、液温維持手段Aと、液温制御手段Cと、循環停止手段Bとで成る制御プログラムがセットされ、更に、夫々の制御を実行する際に熱媒液2又は水6の温度に基づいた判断を行うために、図3に示すように、「基準温度」「下限温度」「中間温度」「上限温度」「目標温度」夫々の温度を予めデータ化して保存してあり、これらに基づいた制御を以下に説明する。
【0031】
図4のフローチャートに示すように、システム制御プログラムでは、エンジン始動ルーチン(#100ステップ)を実行してエンジンEを始動した後、低温処理ルーチン(#200ステップ)と、高温処理ルーチン(#300ステップ)と、液温制御(#01ステップ)とを制御停止まで継続的に実行し、制御を停止する操作があった場合には、エンジンEを停止し、第1、第2循環ポンプP1、P2を停止して制御を終了するよう基本的な制御形態が設定されている(#02、#03ステップ)。
【0032】
この制御のうち液温制御(#01ステップ)において、ケース1に貯留した熱媒液2の温度を維持するプログラムで前記液温制御手段Cが構成されている。この液温制御では、前記目標温度を基準に設定された目標温度領域を超えて熱媒液2の温度が上昇した場合には、第1循環ポンプP1の駆動速度の増大や、第1流量制御弁V1の開度を大きくすることで熱媒液2の循環量の増大を図り、又、第2循環ポンプP2の駆動速度の増大や、第2流量制御弁V2の開度の大きくすることで水6の循環量の増大を図って熱媒液2の温度を低下させ、これとは逆に目標温度領域を下回る温度まで熱媒液の温度が低下した場合には、第1循環ポンプP1の駆動速度を低下させる等、逆の制御を行うことで熱媒液2の昇温を図る。
【0033】
つまり、このコージェネレーションシステムでは熱媒液2の液温が前記目標温度の高温側の目標上限温度と低温側の目標下限温度との間の目標温度領域に維持する状態で最も効率的にエンジンEが稼動し、熱交換器4での熱交換も効率的に行われるよう設計されており、熱媒液2の温度を目標温度領域内に維持する制御を行うよう基本的な制御形態が設定されているのである。
【0034】
前記エンジン始動ルーチン(#100ステップ)は、図5のフローチャートに示すように、液温センサT1で検出した熱媒温度を計測し、基準値未満である場合にはケース1の熱媒液2をサブタンク11に移動した後に、エンジンEを始動し、この始動の後にはケース1内に熱媒液が存在しない場合には、サブタンク11からケース1内に熱媒液を移動させる処理を実行する(#101〜#105ステップ)。
【0035】
このエンジン始動ルーチン(#100ステップ)でエンジン暖機補助手段Dが構成され、このエンジン始動ルーチンでは、熱媒液2の温度が低くエンジンEの始動が困難である場合には熱媒液2をケース1外に移動させ、ケース1の内部に空気を導入することによりエンジンEの始動性を改善し、エンジンEが始動した後には、エンジンEの温度が稼動に適した温度まで上昇した後に熱媒液2をケース1に戻すものとなっている。尚、ケース1内に熱媒液2を戻すタイミングはエンジンEが始動した後にタイマで設定された時間が経過した時点に設定することも可能であり、このタイマに設定される時間として、エンジンEの始動の後にエンジンEが稼動に適した温度まで上昇するに充分な値が設定される。
【0036】
前記低温処理ルーチン(#200ステップ)では、図6のフローチャートに示すように、液温センサT1の計測結果に基づき、熱媒液温が基準値未満である場合には、第1、第2循環ポンプP1、P2を停止し(既に停止状態にある場合には停止状態を継続し)、熱媒液温が基準値以上である場合には、第1、第2循環ポンプP1、P2を駆動する(既に駆動状態にある場合には駆動状態を継続する)(#201〜#203ステップ)。
【0037】
この低温処理ルーチンでは、エンジンEの始動直後や過剰な熱交換により熱媒液温が基準温度より低下した場合には、無駄な熱交換を行うことを抑制するために第1、第2循環ポンプP1、P2を停止させる処理を実行するものであり、この処理を実行することでポンプを駆動するためのエネルギーの無駄な消費を解消しているのである。特に、熱媒液2の温度が基準値未満である場合に第1、第2循環ポンプP1、P2を停止するプログラムで循環停止手段Bが構成されている。
【0038】
前記高温処理ルーチン(#300ステップ)では、図7のフローチャートに示すように、水温センサT2で計測される貯湯槽5の水温が上限温度未満である場合には特別な処理は行わないが、この貯湯槽5の水温が上限温度(第1設定値)以上である場合には、エンジンEを停止し、第1、第2循環ポンプP1、P2を停止する(#301、#302ステップ)。次に、液温センサT1で計測されるケース1内の熱媒液2の温度が中間温度(第2設定値)未満にまで低下した場合に第1、第2循環ポンプP1、P2の駆動を再開する(#303、#304ステップ)。次に、水温センサT2で計測される貯湯槽5の水温が下限温度未満まで低下した場合にエンジンEを始動するものとなっている(#305、#306ステップ)。
【0039】
この高温処理ルーチン(#300ステップ)を実行するプログラムで液温維持手段Aが構成され、この高温処理ルーチンでは、貯湯槽5の水温が極めて高い温度まで上昇した場合のように、加熱を必要としない場合にエンジンEを停止させると同時に第1、第2循環ポンプP1、P2を停止する処理を最初に実行し、この後、熱媒液2の温度が低下した場合には、第1、第2循環ポンプP1、P2の駆動を再開することにより、貯湯槽5の水6の熱により熱媒液2の昇温を図り、この後、貯湯槽5の水温が下限温度未満まで低下した場合にはエンジンEを再度始動してエンジンEからの熱で貯湯槽5の水温の昇温を図るものとなっているのである。
【0040】
このように、本発明では、ケース1に貯留する熱媒液2に対してエンジンEの全体と、吸気管15と、排気管16とを浸漬した状態で配置することによってエンジンEの稼動時の騒音を低減するばかりでなく、エンジンEの全ての表面に接触する熱媒液2を介して、エンジンEで発生する熱エネルギーを効率良く回収して貯湯槽5の水6の加熱を行えるものにしており、又、エンジンEからの回転力を発電機3に伝えて電気エネルギーを得るばかりか、この電気エネルギーの一部を制御系を稼動させる電力として利用してエネルギーの無駄のないものにしている。
【0041】
特に、熱交換を実現する制御時には、エンジンEの始動性が良好で、熱媒液2の液温が低下した場合には熱交換を停止することでポンプを駆動するに必要なエネルギーロスを無くし、貯湯槽5の水温が高温となった場合には、エンジンEを停止させることでエンジンEを駆動するための燃料の無駄を無くし、このようにエンジンEが停止した後には、貯湯槽5の水温が適度に低下した際にエンジンEを再始動するのでエンジンEの始動と停止とが短い間隔で繰り返される不都合を解消するものにしている。
【0042】
〔別実施の形態〕
本発明は上記実施の形態以外に、例えば、図8に示すように実施することも可能である(この別実施の形態では前記実施の形態と同じ機能を有するものには、実施の形態と共通の番号、符号を付している)。
【0043】
つまり、同図に示すコージェネレーションシステムでは、エンジンEとして出力軸12を縦向きに設定し、ケース1の上部に配置した上部カバー40の内部に発電機3、フライホイール17、セルモータ18、防塵ケース19を配置するとどもに、この上部カバー40の内部にエアークリーナ21、ミキサー22、オイルクリーナ23、及び、エンジン制御ユニット31等を配置している。
【0044】
この別実施の形態では、前記実施の形態と基本的に変わりのない制御を実行するものであるが、このようにエンジンEの姿勢を設定し、ケース1の上部位置に主要な機器を配置することにより、地面から離間した高位置で湿気が作用し難い部位に発電機3やセルモータ18等の電気系を集中的に配置し得ると共に、メンテナンス性が向上し、設置面積の縮小を実現するのである。
【図面の簡単な説明】
【図1】コージェネレーションシステムの構成を示す模式図
【図2】制御系のブロック回路図
【図3】制御の基準とする温度の相対関係を示す図
【図4】システム制御プログラムのフローチャート
【図5】エンジン始動ルーチンを示すフローチャート
【図6】低温処理ルーチンを示すフローチャート
【図7】高温処理ルーチンを示すフローチャート
【図8】別実施の形態のコージェネレーションシステムの構成を示す模式図
【符号の説明】
1 ケース
2 熱媒液
4 熱交換器
5 貯湯槽
6 水
11 サブタンク
15 吸気管
16 排気管
A 液温維持手段
B 循環停止手段
C 液温制御手段
D エンジン暖機補助手段
E エンジン
P1 第1循環ポンプ
P2 第2循環ポンプ
T1 液温センサ
T2 水温センサ
Claims (6)
- エンジンからの熱を、熱媒液を介して回収する熱交換器を備えている熱源システムであって、
前記エンジンと、このエンジンに燃焼用空気を送る吸気管と、エンジンからの燃焼排ガスを送り出す排気管とをケースの内部に収納し、このケース内部に満たした前記熱媒液に前記エンジン、吸気管、排気管を浸漬させると共に、このケースからの熱媒液を前記熱交換器に供給した後にケースに戻す第1循環ポンプを有する熱媒液循環系を備え、貯湯槽からの水を前記熱交換器に供給し、この熱交換器で加熱された水を貯湯槽に戻す第2循環ポンプを有する水循環系を備えている熱源システム。 - 前記熱媒液の温度を計測する液温センサと、前記水の温度を計測する水温センサとを備え、この液温センサと水温センサとの計測値に基づいて前記熱媒液循環系における熱媒液の循環、及び、前記水循環系における水の循環を制御して前記ケースに貯留された熱媒液の温度を維持する液温維持手段を備えている請求項1記載の熱源システム。
- 前記液温センサの計測値が基準値未満である場合には、前記熱媒液の循環を停止する循環停止手段を備えている請求項2記載の熱源システム。
- 前記水温センサの計測値が第1設定値より高温である場合には前記エンジンを停止し、この後、前記液温センサの計測値が前記第1設定値より低い値の第2設定値未満まで低下した場合には前記貯湯槽の水を前記熱交換器に供給し、かつ、前記ケースの熱媒液を熱交換器に供給してケース内の熱媒液の昇温を図る液温制御手段を備えている請求項2又は3記載の熱源システム。
- 前記ケース内部の熱媒液が給排されるサブタンクを備え、エンジン暖機時には前記ケース内部の熱媒液をサブタンクに移動させるエンジン暖機補助手段を備えている請求項1〜4のいずれか1項に記載の熱源システム。
- 前記ケースが、断熱材で成る壁体を備えて構成されている請求項1〜5のいずれか1項に記載の熱源システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003032561A JP2004245049A (ja) | 2003-02-10 | 2003-02-10 | 熱源システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003032561A JP2004245049A (ja) | 2003-02-10 | 2003-02-10 | 熱源システム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004245049A true JP2004245049A (ja) | 2004-09-02 |
Family
ID=33018873
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003032561A Pending JP2004245049A (ja) | 2003-02-10 | 2003-02-10 | 熱源システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004245049A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008005651A (ja) * | 2006-06-23 | 2008-01-10 | Aisin Seiki Co Ltd | 電源装置 |
JP2013503298A (ja) * | 2009-08-27 | 2013-01-31 | マクアリスター テクノロジーズ エルエルシー | 居住施設サポート用のエネルギーシステム |
-
2003
- 2003-02-10 JP JP2003032561A patent/JP2004245049A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008005651A (ja) * | 2006-06-23 | 2008-01-10 | Aisin Seiki Co Ltd | 電源装置 |
JP2013503298A (ja) * | 2009-08-27 | 2013-01-31 | マクアリスター テクノロジーズ エルエルシー | 居住施設サポート用のエネルギーシステム |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103797224B (zh) | 电动水泵的控制装置 | |
JPH05506704A (ja) | 排気ガス放出量制御方法 | |
CN111622880A (zh) | 一种车辆低温预热启动控制系统及其控制方法 | |
JP2010121520A (ja) | エンジン暖機装置及び方法 | |
JP5660363B2 (ja) | コージェネシステム | |
JP2004245049A (ja) | 熱源システム | |
JP4062285B2 (ja) | 蓄熱システム | |
JP2014080904A (ja) | コージェネレーション装置 | |
CN106704074A (zh) | 发动机冷却保温系统及发动机冷却保温控制方法 | |
JP3513919B2 (ja) | 内燃機関のウォーターポンプ制御装置 | |
JP4929994B2 (ja) | コジェネレーションシステムのエンジン始動方法及びエンジン始動装置 | |
CN212656926U (zh) | 一种车辆低温预热启动控制系统 | |
JP4238543B2 (ja) | 蓄熱装置を備えた内燃機関 | |
JP2009047052A (ja) | コージェネレーション装置 | |
CN2561948Y (zh) | 燃油助热冷起动装置 | |
CN2668431Y (zh) | 汽车燃油加热器 | |
CN2251050Y (zh) | 内燃机低温启动装置 | |
JP4239368B2 (ja) | 蓄熱装置を有する内燃機関 | |
JP2004239149A (ja) | エンジンシステム及び熱源システム | |
JPS5823011Y2 (ja) | 停電時の発電用定置式ディ−ゼル機関 | |
CN105240168A (zh) | 基于急热与缓热策略的柴油机燃油预热器及其预热方法 | |
JPS5920570Y2 (ja) | 室内暖房装置 | |
JP2004044551A (ja) | ディーゼルエンジンの暖機補助システム | |
JP3740913B2 (ja) | 内燃機関の始動補助装置 | |
RU2540189C2 (ru) | Способ подогрева системы охлаждения дизеля тепловоза для его запуска |