[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP7260352B2 - energy supply system - Google Patents

energy supply system Download PDF

Info

Publication number
JP7260352B2
JP7260352B2 JP2019053810A JP2019053810A JP7260352B2 JP 7260352 B2 JP7260352 B2 JP 7260352B2 JP 2019053810 A JP2019053810 A JP 2019053810A JP 2019053810 A JP2019053810 A JP 2019053810A JP 7260352 B2 JP7260352 B2 JP 7260352B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat
hot water
power
power generation
generation unit
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.)
Active
Application number
JP2019053810A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2020153613A (en
Inventor
和秀 指原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osaka Gas Co Ltd
Original Assignee
Osaka Gas Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osaka Gas Co Ltd filed Critical Osaka Gas Co Ltd
Priority to JP2019053810A priority Critical patent/JP7260352B2/en
Publication of JP2020153613A publication Critical patent/JP2020153613A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7260352B2 publication Critical patent/JP7260352B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Description

本発明は、エネルギー供給システムに関する。 The present invention relates to energy supply systems.

近年、燃料電池等の発電部を備えたエネルギー供給システムが、一般家庭で利用されている。エネルギー供給システムでは、発電部にて電力を発生させることに加えて、電力と共に生じた熱を回収して利用する。 In recent years, an energy supply system including a power generation unit such as a fuel cell has been used in general households. In the energy supply system, in addition to generating electric power in the power generation unit, heat generated along with the electric power is recovered and used.

上記のエネルギー供給システムでは、発電部が負荷変動に追従して出力を立ち上げる速度(以下「負荷追従速度」という。)が、負荷変動に追いつかない場合がある。この場合には、商用電源から電力を購入して対応するので、その分だけ電力コストが高くなる。 In the energy supply system described above, the speed at which the power generating unit starts output following load fluctuations (hereinafter referred to as "load following speed") may not keep up with load fluctuations. In this case, power is purchased from a commercial power source, so the power cost increases accordingly.

これに対して、商用電源からの電力購入を抑えるために、急激な変動を生じないように負荷を抑制的に制御する手段が、従来提案されている(特許文献1等参照)。 On the other hand, in order to suppress the purchase of electric power from commercial power sources, there have been conventionally proposed means for suppressively controlling the load so as not to cause sudden fluctuations (see Patent Document 1, etc.).

特開2010-17076号公報JP 2010-17076 A

上記の手段によれば、電力コストを抑えることができる一方で、負荷側の運転が制限されてしまう。 According to the above means, while the power cost can be suppressed, the operation on the load side is restricted.

本発明が解決しようとする課題は、負荷側の運転が制限されることを避けながら、商用電源からの電力購入を抑えることのできるエネルギー供給システムを提案することにある。 The problem to be solved by the present invention is to propose an energy supply system capable of suppressing the purchase of electric power from a commercial power source while avoiding restriction of operation on the load side.

本発明の第1の態様に係るエネルギー供給システムは、熱と電力を発生させる発電部と、前記熱で加熱された湯水を利用し、前記湯水を所定の熱用途のために通流させるように構成された熱供給設備と、前記発電部と前記熱供給設備を制御する制御部と、を備え、前記熱供給設備は、前記発電部と商用電源の少なくとも一方から供給される電力を消費して運転を行うように構成され、前記制御部は、前記所定の熱用途のための運転を前記熱供給設備が開始する前のタイミングから、前記発電部の出力を上昇させておくように構成されている。 An energy supply system according to a first aspect of the present invention utilizes a power generation unit that generates heat and electric power, hot water heated by the heat, and circulates the hot water for a predetermined heat application. and a control section for controlling the power generation section and the heat supply facility, wherein the heat supply facility consumes power supplied from at least one of the power generation section and a commercial power supply. The control unit is configured to increase the output of the power generation unit from a timing before the heat supply facility starts operation for the predetermined heat application. there is

本発明の第2の態様に係るエネルギー供給システムは、熱と電力を発生させる発電部と、前記熱で加熱された湯水を利用し、前記湯水を所定の熱用途のために通流させるように構成された熱供給設備と、前記発電部と前記熱供給設備を制御する制御部と、を備え、前記熱供給設備は、前記発電部と商用電源の少なくとも一方から供給される電力を消費して運転を行うように構成され、前記制御部は、前記所定の熱用途のための運転を前記熱供給設備が開始する前の段階においては、システム全体の負荷電力が低下した場合でも、前記発電部に出力を低下させないように構成されている。 An energy supply system according to a second aspect of the present invention utilizes a power generation unit that generates heat and electric power, and hot water heated by the heat, and circulates the hot water for a predetermined heat application. and a control section for controlling the power generation section and the heat supply facility, wherein the heat supply facility consumes power supplied from at least one of the power generation section and a commercial power supply. In a stage before the heat supply facility starts operation for the predetermined heat application, the control unit controls the power generation unit even if the load power of the entire system decreases. It is configured so as not to reduce the output over time.

本発明の第3の態様に係るエネルギー供給システムは、第1又は第2の態様において、前記所定の熱用途は、時間予約された暖房運転と、間欠的な暖房運転の、少なくとも一方の熱用途を含む。 In the energy supply system according to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the predetermined heat application is at least one of a time-reserved heating operation and an intermittent heating operation. including.

本発明の第4の態様に係るエネルギー供給システムは、第1から第3のいずれか一つの態様において、前記所定の熱用途は、時間予約された湯張り運転と追い焚き運転の、少なくとも一方の熱用途を含む。 In the energy supply system according to the fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the predetermined heat application is at least one of a time-reserved hot water filling operation and a reheating operation. Includes thermal applications.

本発明の第5の態様に係るエネルギー供給システムは、第1から第4のいずれか一つの態様において、前記所定の熱用途は、前記熱供給設備の凍結予防運転の熱用途を含む。 In the energy supply system according to the fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the predetermined heat usage includes heat usage for freeze prevention operation of the heat supply equipment.

本発明の第6の態様に係るエネルギー供給システムは、第1から第5のいずれか一つの態様において、前記発電部は、燃料電池である。 An energy supply system according to a sixth aspect of the present invention is any one of the first to fifth aspects, wherein the power generating unit is a fuel cell.

本発明の第1の態様に係るエネルギー供給システムにあっては、熱供給設備の運転開始時に負荷電力が上昇するのに対して、発電部の負荷追従速度が比較的に緩やかであっても、商用電源から電力を購入することを抑えることができ、これのために負荷側の運転を制限することは避けられる。 In the energy supply system according to the first aspect of the present invention, the load power increases at the start of operation of the heat supply facility, but even if the load following speed of the power generation unit is relatively slow, Purchasing power from the commercial power supply can be curtailed, thereby avoiding limiting operation on the load side.

本発明の第2の態様に係るエネルギー供給システムにあっては、熱供給設備の運転開始時に負荷電力が上昇するのに対して、発電部の負荷追従速度が比較的に緩やかであっても、商用電源からの電力を購入することを抑えることができ、これのために負荷側の運転を制限することは避けられる。 In the energy supply system according to the second aspect of the present invention, even if the load following speed of the power generation unit is relatively slow while the load power increases when the heat supply facility starts operating, Purchasing power from the commercial power supply can be suppressed, thus avoiding limiting operation on the load side.

本発明の第3の態様に係るエネルギー供給システムにあっては、本発明の第1又は第2の態様に係るエネルギー供給システムの効果に加えて、暖房運転(時間予約された暖房運転、間欠的な暖房運転)を行うときに、商用電源から電力を購入することを抑えることができる。 In the energy supply system according to the third aspect of the present invention, in addition to the effects of the energy supply system according to the first or second aspect of the present invention, heating operation (time-reserved heating operation, intermittent heating operation), it is possible to reduce the purchase of electric power from the commercial power supply.

本発明の第4の態様に係るエネルギー供給システムにあっては、本発明の第1から第3のいずれか一つの態様に係るエネルギー供給システムの効果に加えて、風呂の自動運転(湯張り運転、追い焚き運転)を行うときに、商用電源から電力を購入することを抑えることができる。 In the energy supply system according to the fourth aspect of the present invention, in addition to the effects of the energy supply system according to any one of the first to third aspects of the present invention, automatic operation of the bath (hot water filling operation , reheating operation), it is possible to suppress the purchase of electric power from a commercial power supply.

本発明の第5の態様に係るエネルギー供給システムにあっては、本発明の第1から第4のいずれか一つの態様に係るエネルギー供給システムの効果に加えて、熱供給設備の凍結予防運転を行うときに、商用電源から電力を購入することを抑えることができる。 In the energy supply system according to the fifth aspect of the present invention, in addition to the effects of the energy supply system according to any one of the first to fourth aspects of the present invention, freeze prevention operation of the heat supply equipment is performed. When you do, you can save yourself from purchasing power from the mains.

本発明の第6の態様に係るエネルギー供給システムにあっては、本発明の第1から第5のいずれか一つの態様に係るエネルギー供給システムの効果に加えて、熱供給設備の運転開始時に消費電力が上昇するのに対して、燃料電池の負荷追従速度が比較的に緩やかであっても、商用電源からの電力購入を抑えることができ、これのために負荷側の運転を制限することは避けられる。 In the energy supply system according to the sixth aspect of the present invention, in addition to the effects of the energy supply system according to any one of the first to fifth aspects of the present invention, Even if the load following speed of the fuel cell is relatively slow as the power increases, it is possible to reduce power purchases from the mains supply and therefore limit the operation of the load side. can avoid.

一実施形態のエネルギー供給システムの全体構成図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a whole block diagram of the energy supply system of one Embodiment. 同上のエネルギー供給システムの暖房運転における電力推移を模式的に示すグラフ図である。FIG. 4 is a graph diagram schematically showing power transition in heating operation of the same energy supply system. 同上の暖房運転における別の電力推移を模式的に示すグラフ図である。FIG. 4 is a graph diagram schematically showing another power transition in heating operation same as the above. 同上のエネルギー供給システムの湯張り運転における電力推移を模式的に示すグラフ図である。FIG. 4 is a graph diagram schematically showing power transition in hot water filling operation of the same energy supply system. 同上の湯張り運転における別の電力推移を模式的に示すグラフ図である。FIG. 10 is a graph diagram schematically showing another electric power transition in the hot water filling operation same as the above. 同上のエネルギー供給システムの保温中の追い焚き運転における電力推移を模式的に示すグラフ図である。It is a graph diagram which shows typically the electric power transition in the reheating operation during heat retention of the energy supply system same as the above. 同上の追い焚き運転における別の電力推移を模式的に示すグラフ図である。It is a graph diagram which shows typically another electric power transition in reheating operation same as the above. 同上のエネルギー供給システムの凍結予防運転における電力推移を模式的に示すグラフ図である。FIG. 4 is a graph diagram schematically showing power transition in anti-freezing operation of the energy supply system same as above. 同上の凍結予防運転における別の電力推移を模式的に示すグラフ図である。FIG. 10 is a graph diagram schematically showing another power transition in antifreeze operation same as above.

一実施形態のエネルギー供給システムについて、添付図面に基づいて説明する。 An energy supply system of one embodiment will be described based on the attached drawings.

図1に全体を示しているように、一実施形態のエネルギー供給システムは、発電部1を備える第1ユニットUaと、熱供給設備9を備える第2ユニットUbを具備した家庭用コージェネレーションシステムである。発電部1は燃料電池11である。熱供給設備9は、第1ユニットUaの排熱を回収した湯水を、多様な形態で通流させるように構成されている。第1ユニットUaと第2ユニットUbの運転は、制御部2によって制御される。制御部2は、発電部1を制御する第1制御部21と、熱供給設備9を制御する第2制御部22を有している。 As shown in its entirety in FIG. 1, the energy supply system of one embodiment is a domestic cogeneration system comprising a first unit Ua having a power generation section 1 and a second unit Ub having a heat supply facility 9. be. The power generation unit 1 is a fuel cell 11 . The heat supply equipment 9 is configured to circulate the hot water, which has recovered the exhaust heat of the first unit Ua, in various forms. The operation of the first unit Ua and the second unit Ub is controlled by the controller 2 . The control unit 2 has a first control unit 21 that controls the power generation unit 1 and a second control unit 22 that controls the heat supply equipment 9 .

第1ユニットUaは、原料ガスを改質処理して水素ガス(水素含有ガス)を生成する改質部12と、ここで生成した水素ガスを燃料電池11に供給する水素ガス供給路13を備える。更に、第1ユニットUaは、燃料電池11が発生する熱を冷却水で回収する冷却水循環路14と、第1ユニットUaと第2ユニットUbの間で熱媒(湯水)を循環させる熱媒循環路15と、冷却水循環路14を循環する冷却水と熱媒循環路15を循環する熱媒との間で熱交換を行う熱交換部16を備える。 The first unit Ua includes a reformer 12 that reforms the raw material gas to generate hydrogen gas (hydrogen-containing gas), and a hydrogen gas supply line 13 that supplies the hydrogen gas generated here to the fuel cell 11. . Further, the first unit Ua includes a cooling water circulation path 14 for recovering the heat generated by the fuel cell 11 with cooling water, and a heating medium circulation path for circulating a heating medium (hot water) between the first unit Ua and the second unit Ub. and a heat exchange section 16 for exchanging heat between the cooling water circulating in the cooling water circulation path 14 and the heat medium circulating in the heat medium circulation path 15 .

冷却水循環路14には、冷却水循環ポンプ141と冷却水貯留タンク143が設けられている。熱媒循環路15には、熱媒循環ポンプ151と余剰電力ヒーター153が設けられている。余剰電力ヒーター153は、燃料電池11による発電電力の余剰電力を熱に換えて回収するためのヒーターである。 A cooling water circulation pump 141 and a cooling water storage tank 143 are provided in the cooling water circulation path 14 . A heat medium circulation pump 151 and a surplus power heater 153 are provided in the heat medium circulation path 15 . The surplus power heater 153 is a heater for converting the surplus power of the power generated by the fuel cell 11 into heat and recovering it.

商用電源100に接続された分電盤102には、電力供給ライン104を介して、住戸の電気負荷108と第2ユニットUbが電気的に接続されており、商用電源100からの電力を、住戸の電気負荷108と第2ユニットUbに供給可能に構成されている。電気負荷108は、例えばテレビ、冷蔵庫、洗濯機等である。 A distribution board 102 connected to a commercial power supply 100 is electrically connected to an electrical load 108 of a dwelling unit and a second unit Ub via a power supply line 104. can be supplied to the electric load 108 and the second unit Ub. The electric load 108 is, for example, a television, refrigerator, washing machine, or the like.

また、分電盤102には、第1ユニットUaが電気的に接続されており、燃料電池11からの発電電力を、住戸の電気負荷108と第2ユニットUbに供給することができる。一実施形態のエネルギー供給システムでは、基本的には、燃料電池11からの発電電力によって、住戸の電気負荷108のための電力と第2ユニットUbの運転のための電力を足した、システム全体の負荷電力(家庭内需要電力)を賄う。システム全体の負荷電力が燃料電池11の定格電力を超えたときには、その不足分を商用電源100から購入する。 Also, the first unit Ua is electrically connected to the distribution board 102, and the electric power generated by the fuel cell 11 can be supplied to the electric load 108 of the dwelling unit and the second unit Ub. In the energy supply system of one embodiment, basically, the power generated from the fuel cell 11 is used to generate power for the electric load 108 of the dwelling unit and power for the operation of the second unit Ub. Covers the load power (household power demand). When the load power of the entire system exceeds the rated power of the fuel cell 11, the shortfall is purchased from the commercial power source 100. - 特許庁

第1ユニットUaが備える第1制御部21は、第2ユニットUbが備える第2制御部22との間で、各種の情報を通信自在に構成されている。図示略の外部リモコンは、第1制御部21と第2制御部22に対して、運転開始指令、運転停止指令等の各種の情報を指令することができる。 The first control section 21 provided in the first unit Ua is configured to be able to freely communicate various information with the second control section 22 provided in the second unit Ub. An external remote controller (not shown) can issue various information such as an operation start command and an operation stop command to the first control unit 21 and the second control unit 22 .

次に、第2ユニットUbが備える熱供給設備9の具体的な構成について説明する。 Next, a specific configuration of the heat supply equipment 9 included in the second unit Ub will be described.

熱供給設備9は、貯湯タンク3、補助熱源機4、循環ポンプ50、暖房用循環ポンプ51、追焚用循環ポンプ52、排熱回収用熱交換器53、暖房用熱交換器54及び追焚用熱交換器55を備える。 The heat supply equipment 9 includes a hot water storage tank 3, an auxiliary heat source device 4, a circulation pump 50, a heating circulation pump 51, a reheating circulation pump 52, an exhaust heat recovery heat exchanger 53, a heating heat exchanger 54, and a reheating A heat exchanger 55 for

更に熱供給設備9は、給湯用混合弁56、湯張弁57、暖房回路補給弁58、蓄熱切換弁59、循環開閉弁60、三方弁61及び循環量調整弁62を備える。 Further, the heat supply equipment 9 includes a hot water mixing valve 56 , a hot water filling valve 57 , a heating circuit supply valve 58 , a heat storage switching valve 59 , a circulation opening/closing valve 60 , a three-way valve 61 and a circulation amount adjustment valve 62 .

貯湯タンク3は、第1ユニットUaの排熱を回収した湯水を貯湯するタンクである。貯湯タンク3の上部には、タンク上部路63が接続され、貯湯タンク3の底部には、タンク下部路64が接続されている。タンク上部路63は給湯用混合弁56に接続され、タンク下部路64は三方弁61に接続されている。 The hot water storage tank 3 is a tank that stores hot water from which the exhaust heat of the first unit Ua is recovered. A tank upper passage 63 is connected to the upper portion of the hot water storage tank 3 , and a tank lower passage 64 is connected to the bottom of the hot water storage tank 3 . The tank upper passage 63 is connected to the hot water supply mixing valve 56 , and the tank lower passage 64 is connected to the three-way valve 61 .

更に熱供給設備9は、給水路65、循環路66、蓄熱路67、暖房用循環路68、膨張タンク69、補給路70、風呂用循環路71及び給湯路72を備えている。 The heat supply facility 9 further includes a water supply path 65 , a circulation path 66 , a heat storage path 67 , a heating circulation path 68 , an expansion tank 69 , a supply path 70 , a bath circulation path 71 and a hot water supply path 72 .

補助熱源機4は、都市ガス等の燃料ガスを用いて燃焼を生じさせる機器である。補助熱源機4は、湯水が通流するフィンチューブ式の熱交換部41と、熱交換部41を加熱するバーナー42と、バーナー42に燃焼用空気を供給する送風ファン43を備えている。 The auxiliary heat source device 4 is a device that uses fuel gas such as city gas to cause combustion. The auxiliary heat source device 4 includes a fin-tube heat exchange section 41 through which hot water flows, a burner 42 that heats the heat exchange section 41 , and a blower fan 43 that supplies combustion air to the burner 42 .

給水路65は、水道管等の給水源からの湯水を供給するための流路であり、給湯用混合弁56に接続される第1給水路651と、貯湯タンク3の底部に接続される第2給水路652とに分岐されている。 The water supply channel 65 is a channel for supplying hot water from a water supply source such as a water pipe. It is branched into two water supply channels 652 .

循環路66は、循環ポンプ50が配置された循環流路であって、その流路中に排熱回収用熱交換器53、補助熱源機4、循環量調整弁62、循環開閉弁60、暖房用熱交換器54、追焚用熱交換器55及び三方弁61がこの順で配置されている。循環路66を循環する湯水は、排熱回収用熱交換器53を介して伝わる第1ユニットUaの排熱により加熱される。 The circulation path 66 is a circulation path in which the circulation pump 50 is arranged. A heat exchanger 54 for heating, a heat exchanger 55 for reheating, and a three-way valve 61 are arranged in this order. The hot water circulating in the circulation path 66 is heated by exhaust heat from the first unit Ua transmitted through the exhaust heat recovery heat exchanger 53 .

暖房用熱交換器54と追焚用熱交換器55は、循環路66に直列状態で配置されており、循環開閉弁60の開閉により、暖房用熱交換器54と追焚用熱交換器55における湯水の通流の断続が切り換えられる。 The heating heat exchanger 54 and the reheating heat exchanger 55 are arranged in series in the circulation path 66, and the opening and closing of the circulation on-off valve 60 causes the heating heat exchanger 54 and the reheating heat exchanger 55 to open and close. The intermittent flow of hot water in is switched.

蓄熱路67は、循環路66における補助熱源機4の下流側の箇所と、タンク上部路63とを接続する流路である。この蓄熱路67に、蓄熱切換弁59が設けられている。 The heat storage path 67 is a flow path that connects a portion of the circulation path 66 on the downstream side of the auxiliary heat source device 4 and the tank upper path 63 . A heat storage switching valve 59 is provided in the heat storage path 67 .

暖房用循環路68は、床暖房装置等の暖房用の端末106に対して暖房用熱媒(湯水)を循環させる循環路であり、その流路中に暖房用循環ポンプ51と暖房用熱交換器54が設けられている。暖房用循環路68には、暖房用熱媒を短絡通流させるための短絡路681が設けられている。 The heating circulation path 68 is a circulation path for circulating a heating heat medium (hot water) to a heating terminal 106 such as a floor heating device. A vessel 54 is provided. The heating circulation path 68 is provided with a short-circuit path 681 for short-circuiting the heating medium.

膨張タンク69は、暖房用循環路68に設けられている。補給路70は、給水路65からの湯水を膨張タンク69に補給する流路である。この補給路70に、暖房回路補給弁58が設けられている。 The expansion tank 69 is provided in the heating circuit 68 . The supply passage 70 is a passage for supplying hot water from the water supply passage 65 to the expansion tank 69 . A heating circuit supply valve 58 is provided in the supply path 70 .

風呂用循環路71は、浴槽107に接続された循環路である。風呂用循環路71の流路中には、追焚用循環ポンプ52と追焚用熱交換器55が設けられている。 Bath circulation path 71 is a circulation path connected to bathtub 107 . A reheating circulation pump 52 and a reheating heat exchanger 55 are provided in the bath circulation path 71 .

給湯路72は、給湯用混合弁56から延出された流路であり、図示略の一般給湯栓に接続された状態で用いられる。湯張路73は、給湯路72の途中の箇所と風呂用循環路71とを接続する流路である。この湯張路73に、湯張弁57が設けられている。 The hot water supply path 72 is a flow path extending from the hot water supply mixing valve 56, and is used while being connected to a general hot water supply valve (not shown). The hot water supply path 73 is a flow path that connects a midpoint of the hot water supply path 72 and the bath circulation path 71 . A hot water filling valve 57 is provided in the hot water filling path 73 .

次に、第2ユニットUbにおける熱供給設備9の各種の運転制御について説明する。 Next, various operational controls of the heat supply equipment 9 in the second unit Ub will be described.

熱供給設備9が備える各機器は、発電部1と商用電源100の少なくとも一方から供給される電力を消費して動作するように構成されており、第2制御部22によって制御される。 Each device included in the heat supply facility 9 is configured to operate by consuming power supplied from at least one of the power generation unit 1 and the commercial power supply 100 , and is controlled by the second control unit 22 .

第2ユニットUbは、貯湯運転、暖房運転、追い焚き運転、一般給湯運転、湯張り運転及び凍結予防運転を行うことができる。 The second unit Ub can perform hot water storage operation, heating operation, reheating operation, general hot water supply operation, hot water filling operation, and freeze prevention operation.

貯湯運転は、発電部1の排熱を利用して加熱した湯水を貯湯タンク3に貯める運転である。貯湯運転を行うために、第2制御部22は、蓄熱切換弁59を開き、循環開閉弁60を閉じ、タンク下部路64と循環路66が連通するように三方弁61を切り換えた状態で、循環ポンプ50を駆動させる。 The hot water storage operation is an operation in which the hot water heated using the exhaust heat of the power generation unit 1 is stored in the hot water storage tank 3 . In order to perform the hot water storage operation, the second control unit 22 opens the heat storage switching valve 59, closes the circulation opening/closing valve 60, and switches the three-way valve 61 so that the tank lower passage 64 and the circulation passage 66 are communicated. The circulation pump 50 is driven.

これにより、タンク下部路64から取出した湯水を、三方弁61を経由して循環路66に通流させて排熱回収用熱交換器53にて加熱し、加熱した湯水を、蓄熱路67を経由して貯湯タンク3に戻すことができる。 As a result, hot water taken out from the tank lower passage 64 is passed through the three-way valve 61 to the circulation passage 66 and heated by the heat exchanger 53 for exhaust heat recovery. It can be returned to the hot water storage tank 3 via.

暖房運転は、暖房用の端末106に暖房用熱媒を供給する運転である。暖房運転を行うために、第2制御部22は、蓄熱切換弁59を閉じ、循環開閉弁60を開き、タンク下部路64と循環路66が連通しないように三方弁61を切り換えた状態で、循環ポンプ50を駆動させる。これにより、循環路66を通して湯水を循環させるとともに、循環する湯水を排熱回収用熱交換器53で加熱する。更に、第2制御部22は、暖房用循環ポンプ51を駆動させ、暖房用循環路68において暖房用熱媒(湯水)を循環させるとともに、循環する暖房用熱媒を暖房用熱交換器54で加熱する。加熱された暖房用熱媒は、暖房用循環路68を通して暖房用の端末106に供給される。 The heating operation is an operation for supplying heating medium to the terminal 106 for heating. In order to perform the heating operation, the second control unit 22 closes the heat storage switching valve 59, opens the circulation on-off valve 60, and switches the three-way valve 61 so that the tank lower passage 64 and the circulation passage 66 are not communicated. The circulation pump 50 is driven. As a result, hot water is circulated through the circulation path 66 and the circulating hot water is heated by the exhaust heat recovery heat exchanger 53 . Further, the second control unit 22 drives the heating circulation pump 51 to circulate the heating heat medium (hot water) in the heating circulation path 68, and circulates the circulating heating heat medium in the heating heat exchanger 54. heat up. The heated heating medium is supplied to the heating terminal 106 through the heating circuit 68 .

追い焚き運転は、浴槽107に貯められた浴槽水を、風呂用循環路71を通して循環させながら加熱する運転である。追い焚き運転を行うために、第2制御部22は、暖房運転の場合と同様に蓄熱切換弁59を閉じ、循環開閉弁60を開き、タンク下部路64と循環路66が連通しないように三方弁61を切り換えた状態で、循環ポンプ50を駆動させる。これにより、循環路66を通して湯水を循環させるとともに、循環する湯水を排熱回収用熱交換器53で加熱する。更に、第2制御部22は、追焚用循環ポンプ52を駆動させ、風呂用循環路71において浴槽水を循環させるとともに、追焚用熱交換器55で浴槽水を加熱する。 The reheating operation is an operation in which bathtub water stored in the bathtub 107 is heated while being circulated through the bath circulation path 71 . In order to perform the reheating operation, the second control unit 22 closes the heat storage switching valve 59, opens the circulation opening/closing valve 60, and opens the three-way valve so that the tank lower passage 64 and the circulation passage 66 are not communicated, as in the case of the heating operation. With the valve 61 switched, the circulation pump 50 is driven. As a result, hot water is circulated through the circulation path 66 and the circulating hot water is heated by the exhaust heat recovery heat exchanger 53 . Further, the second control unit 22 drives the reheating circulation pump 52 to circulate the bathtub water in the bath circulation path 71 and heats the bathtub water with the reheating heat exchanger 55 .

一般給湯運転は、タンク3に貯められた湯水を、給水源からの低温の湯水と混合させて適温としたうえで、一般給湯栓に供給する運転である。一般給湯栓が開かれると、給水源からの湯水は第2給水路652を通じて貯湯タンク3の下部に供給され、貯湯タンク3の上部に貯められた高温の湯水はタンク上部路63を流れ、給湯用混合弁56において、給水源から第1給水路651を通じて供給された低温の湯水と混合したうえで、給湯路72を通じて一般給湯栓に供給される。 The general hot water supply operation is an operation in which the hot water stored in the tank 3 is mixed with low-temperature hot water from the water supply source to obtain an appropriate temperature, and then supplied to the general hot water tap. When the general hot water tap is opened, hot water from the water supply source is supplied to the lower part of the hot water storage tank 3 through the second water supply channel 652, and high-temperature hot water stored in the upper part of the hot water storage tank 3 flows through the tank upper channel 63 to supply hot water. In the water mixing valve 56 , the hot water is mixed with low-temperature hot water supplied from the water supply source through the first water supply passage 651 , and then supplied through the hot water supply passage 72 to the general hot water tap.

貯湯タンク3に所定温度の湯水が貯まっていないときは、これを検知した第2制御部22が補助熱源機4と循環ポンプ50を駆動させて給湯を行う。つまり、循環ポンプ50の駆動によって、タンク下部路64から三方弁61を経由して循環路66に湯水を通流させ、この湯水を補助熱源機4にて加熱したうえで、蓄熱路67を経由してタンク上部路63及び給湯路72に供給する。 When hot water of a predetermined temperature is not stored in the hot water storage tank 3, the second control unit 22 detects this and drives the auxiliary heat source device 4 and the circulation pump 50 to supply hot water. In other words, by driving the circulation pump 50, hot water is caused to flow from the tank lower passage 64 to the circulation passage 66 via the three-way valve 61, and the hot water is heated by the auxiliary heat source device 4 and then passed through the heat storage passage 67. Then, the hot water is supplied to the tank upper passage 63 and the hot water supply passage 72 .

湯張り運転は、貯湯タンク3に貯められた湯水を、給水源からの低温の湯水と混合させて適温としたうえで、浴槽107に供給する運転である。貯湯タンク3の上部に貯められた湯水が適温とされて給湯路72に送られるまでは一般給湯運転と同様であるが、湯張り運転においては第2制御部22が湯張弁57を開いており、適温とされた湯水は湯張路73及び風呂用循環路71を通じて、浴槽107に供給される。 The hot water filling operation is an operation in which the hot water stored in the hot water storage tank 3 is mixed with low-temperature hot water from the water supply source to obtain an appropriate temperature and then supplied to the bathtub 107 . Until the hot water stored in the upper part of the hot water storage tank 3 is adjusted to the appropriate temperature and sent to the hot water supply passage 72, the operation is the same as the general hot water supply operation. Hot water at a suitable temperature is supplied to the bathtub 107 through the hot water filling path 73 and the bath circulation path 71 .

貯湯タンク3に所定温度の湯水が貯まっていないときは、これを検知した第2制御部22が、一般給湯運転の場合と同様に補助熱源機4と循環ポンプ50を駆動させる。つまり、循環ポンプ50の駆動によって、タンク下部路64から循環路66に通流した湯水を補助熱源機4にて加熱し、加熱された湯水を、蓄熱路67を経由してタンク上部路63に供給し、更に給湯路72、湯張路73及び風呂用循環路71を通じて浴槽107に供給する。 When hot water of a predetermined temperature is not stored in the hot water storage tank 3, the second control unit 22 detects this and drives the auxiliary heat source device 4 and the circulation pump 50 in the same manner as in the general hot water supply operation. That is, by driving the circulation pump 50, hot water flowing from the tank lower passage 64 to the circulation passage 66 is heated by the auxiliary heat source device 4, and the heated hot water is sent to the tank upper passage 63 via the heat storage passage 67. It is supplied to the bathtub 107 through the hot water supply path 72, the hot water filling path 73 and the circulation path 71 for bath.

湯張り運転において、浴槽107に供給された湯水が設定水位に至ると、これを検知した第2制御部22が湯張弁57を閉じ、追い焚き運転に移行する。追い焚き運転では、上記したように第2制御部22が追焚用循環ポンプ52を駆動させ、風呂用循環路71において浴槽水を循環させながら、この浴槽水を追焚用熱交換器55で加熱する。 In the hot water filling operation, when the hot water supplied to the bathtub 107 reaches the set water level, the second control unit 22 detects this and closes the hot water filling valve 57 to shift to the reheating operation. In the reheating operation, as described above, the second control unit 22 drives the reheating circulation pump 52 to circulate the bathtub water in the bath circulation path 71 while the bathtub water is supplied to the reheating heat exchanger 55. heat up.

凍結予防運転は、冬季等の低温環境において配管内で凍結が生じないように、配管の加熱と湯水の循環の少なくとも一方を行う運転である。 The anti-freezing operation is an operation in which at least one of heating the piping and circulating hot water is performed so that freezing does not occur in the piping in a low-temperature environment such as in winter.

凍結予防運転を行うために、第2制御部22は、複数のヒーター75による配管の加熱と、配管内での湯水の循環の少なくとも一方を実行する。複数のヒーター75は、給水路65、第1給水路651、第2給水路652、循環路66、補給路70及び給湯路72の夫々を加熱するように配置されている。 In order to perform the antifreeze operation, the second control unit 22 performs at least one of heating of the pipes by the plurality of heaters 75 and circulation of hot water in the pipes. A plurality of heaters 75 are arranged to heat each of the water supply path 65 , the first water supply path 651 , the second water supply path 652 , the circulation path 66 , the supply path 70 and the hot water supply path 72 .

配管の加熱を行うとき、第2制御部22は、これら複数のヒーター75の少なくとも一つを通電加熱する。湯水の循環を行う場合に、第2制御部22は、循環ポンプ50、暖房用循環ポンプ51及び追焚用循環ポンプ52の少なくとも一つを駆動させる。 When heating the pipe, the second control unit 22 energizes at least one of the plurality of heaters 75 to heat. When circulating hot water, the second control unit 22 drives at least one of the circulation pump 50 , the heating circulation pump 51 , and the reheating circulation pump 52 .

次に、一実施形態のエネルギー供給システムにおいて、商用電源100からの電力購入を抑えるための制御について説明する。 Next, in the energy supply system of one embodiment, control for suppressing power purchase from commercial power source 100 will be described.

上記したように、第1ユニットUaが備える第1制御部21と、第2ユニットUbが備える第2制御部22との間では、各種の情報が通信される。第2制御部22から第1制御部21に通信される各種の情報には、第2ユニットUbが運転を開始するタイミングの情報が含まれる。 As described above, various types of information are communicated between the first control section 21 provided in the first unit Ua and the second control section 22 provided in the second unit Ub. Various types of information communicated from the second control unit 22 to the first control unit 21 include information on the timing at which the second unit Ub starts operating.

上記したように、第2ユニットUbの熱供給設備9は、発電部1が発生する熱で加熱された湯水を、複数の熱用途のために通流させる設備である。複数の熱用途には、例えば貯湯運転、暖房運転、追い焚き運転、一般給湯運転、湯張り運転及び凍結予防運転が含まれる。このうち幾つかの熱用途(以下「所定の熱用途」という。)では、予め運転開始時間を把握することが可能である。 As described above, the heat supply facility 9 of the second unit Ub is a facility for circulating hot water heated by the heat generated by the power generation section 1 for a plurality of heat uses. The plurality of heat applications includes, for example, hot water storage operation, heating operation, reheating operation, general hot water supply operation, hot water filling operation, and freeze prevention operation. For some of these thermal applications (hereinafter referred to as "predetermined thermal applications"), it is possible to know the operation start time in advance.

一実施形態のエネルギー供給システムにおいて、予め運転開始時間を把握することが可能な所定の熱用途には、時間予約された暖房運転と、間欠的な暖房運転が含まれる。 In the energy supply system of one embodiment, the predetermined heat usage for which the operation start time can be grasped in advance includes time-reserved heating operation and intermittent heating operation.

熱供給設備9が暖房運転を開始するときには、上記したように、第2ユニットUbが備える第2制御部22が蓄熱切換弁59、循環開閉弁60及び三方弁61を作動させ、循環ポンプ50や暖房用循環ポンプ51を駆動させる。そのため、図2に示すように、暖房運転の開始時において熱供給設備9の消費電力が急激に上昇する。これに対して、発電部1(燃料電池11)の負荷追従速度は比較的に緩やかである。 When the heat supply equipment 9 starts heating operation, as described above, the second control unit 22 provided in the second unit Ub operates the heat storage switching valve 59, the circulation on-off valve 60, and the three-way valve 61, and the circulation pump 50 and the three-way valve 61 are operated. The heating circulation pump 51 is driven. Therefore, as shown in FIG. 2, the power consumption of the heat supply equipment 9 sharply increases at the start of the heating operation. On the other hand, the load following speed of the power generation unit 1 (fuel cell 11) is relatively slow.

これに対して、第1ユニットUaの第1制御部21は、運転開始のタイミング(使用者が予約した運転開始時刻)を第2ユニットUbの第2制御部22から予め習得しておき、熱供給設備9が暖房運転を開始する前のタイミング(例えば、運転開始よりも所定時間t1だけ早いタイミング)で、熱供給設備9が運転開始に要する電力分を確保できるように、発電部1の出力を定格電力の範囲内で上昇させる制御(以下、この制御を「出力上昇制御」という。)を行う。所定時間t1は、一例として3.3~16.7分の範囲内で設定される時間である。出力上昇制御により、暖房リモコン等で開始時刻が予約された暖房運転の立ち上げにおいて、不足分を賄うために商用電源100から電力を購入することが抑えられる。 On the other hand, the first control unit 21 of the first unit Ua acquires in advance the operation start timing (the operation start time reserved by the user) from the second control unit 22 of the second unit Ub. At a timing before the supply equipment 9 starts heating operation (for example, at a timing earlier than the start of operation by a predetermined time t1), the output of the power generation unit 1 is adjusted so that the power required for the start of the operation of the heat supply equipment 9 can be secured. is controlled to increase within the range of the rated power (hereinafter, this control is referred to as "output increase control"). The predetermined time t1 is, for example, a time set within a range of 3.3 to 16.7 minutes. The output increase control suppresses the purchase of electric power from the commercial power source 100 in order to make up for the shortfall when starting the heating operation whose start time is reserved by the heating remote controller or the like.

出力上昇制御において第1制御部21が発電部1の出力を上昇させる目標値は、過去の暖房運転の消費電力等の記録に基づいて定められてもよいし、運転の種類ごとに設定された既定値に基づいて定められてもよい。所定時間t1は、出力上昇の目標値と発電部1の負荷追従速度から逆算することが可能である。発電部1の出力が目標値だけ上昇した後に、熱供給設備9に暖房運転を開始させることも好ましい。発電部1で発生した電力の余剰分は、余剰電力ヒーター153で消費される。 The target value by which the first control unit 21 increases the output of the power generation unit 1 in the output increase control may be determined based on records such as the power consumption of the past heating operation, or may be set for each type of operation. It may be determined based on default values. The predetermined time t<b>1 can be back calculated from the target value of output increase and the load following speed of the power generation unit 1 . It is also preferable to cause the heat supply equipment 9 to start the heating operation after the output of the power generation unit 1 has increased by the target value. The surplus power generated by the power generation unit 1 is consumed by the surplus power heater 153 .

第1ユニットUaの第1制御部21は、間欠的な暖房運転を行う場合も、同様の出力上昇制御を行う。つまり、第1ユニットUaの第1制御部21は、間欠的な暖房運転を自動的に開始するそれぞれのタイミングを第2ユニットUbの第2制御部22から習得しておき、図2に示すように、熱供給設備9が間欠的な暖房運転を開始するそれぞれの前のタイミング(例えば、運転開始よりも所定時間t2だけ早いタイミング)で、熱供給設備9が運転開始に要する電力分を確保できるように、発電部1の出力を定格電力の範囲内で上昇させておく。 The first controller 21 of the first unit Ua also performs similar output increase control when intermittent heating operation is performed. In other words, the first control unit 21 of the first unit Ua learns the respective timings for automatically starting the intermittent heating operation from the second control unit 22 of the second unit Ub. In addition, at the timing before each start of the intermittent heating operation of the heat supply equipment 9 (for example, the timing earlier than the start of operation by a predetermined time t2), the power required for the start of operation of the heat supply equipment 9 can be secured. Thus, the output of the power generation unit 1 is increased within the range of the rated power.

間欠的な暖房運転のインターバルが、暖房の設定温度等の諸条件に基づいて変更される場合には、第1制御部21が、第2制御部22から習得した設定温度等に基づいてインターバルを判断してもよいし、第2制御部22がインターバルの情報を第1制御部21に発信してもよい。 When the interval of the intermittent heating operation is changed based on various conditions such as the set temperature of the heating, the first control unit 21 changes the interval based on the set temperature learned from the second control unit 22. Alternatively, the second control unit 22 may transmit the interval information to the first control unit 21 .

所定時間t2は、一例として3.3~16.7分の範囲内で設定される時間である。出力上昇制御により、間欠的な暖房運転においても、不足分を賄うために商用電源100から電力を購入することが抑えられる。 The predetermined time t2 is, for example, a time set within a range of 3.3 to 16.7 minutes. The output increase control suppresses the purchase of electric power from the commercial power source 100 to cover the shortfall even in the intermittent heating operation.

出力上昇制御において第1制御部21が発電部1の出力を上昇させる目標値は、過去の間欠的な暖房運転の消費電力等の記録に基づいて定められてもよいし、運転の種類ごとに設定された既定値に基づいて定められてもよい。所定時間t2は、出力上昇の目標値と発電部1の負荷追従速度から逆算することが可能である。発電部1の出力が目標値だけ上昇した後に、熱供給設備9に暖房運転を開始させることも好ましい。発電部1で発生した電力の余剰分は、余剰電力ヒーター153で消費される。 The target value by which the first control unit 21 increases the output of the power generation unit 1 in the output increase control may be determined based on records such as the power consumption of intermittent heating operation in the past, or may be determined for each type of operation. It may be defined based on a set default value. The predetermined time t<b>2 can be back calculated from the target value of output increase and the load following speed of the power generation unit 1 . It is also preferable to cause the heat supply equipment 9 to start the heating operation after the output of the power generation unit 1 has increased by the target value. The surplus power generated by the power generation unit 1 is consumed by the surplus power heater 153 .

加えて、図3に示すように、第1ユニットUaの第1制御部21は、熱供給設備9が暖房運転を開始する前の段階において、住戸の電気負荷108が低下することでシステム全体の負荷電力が低下した場合であっても、暖房運転が開始するまでは発電部1に出力を低下させずに維持する制御(以下、この制御を「出力維持制御」という。)を行うことが好ましい。 In addition, as shown in FIG. 3 , the first control unit 21 of the first unit Ua controls the entire system by reducing the electric load 108 of the dwelling unit before the heat supply equipment 9 starts the heating operation. Even when the load power is reduced, it is preferable to perform control to maintain the output of the power generation unit 1 without reducing it until the heating operation starts (hereinafter, this control is referred to as "output maintenance control"). .

出力維持制御における、熱供給設備9が暖房運転を開始する前の段階とは、例えば、運転開始よりも所定時間t3だけ早いタイミングから、運転開始までの範囲である。 In the output maintenance control, the stage before the heat supply equipment 9 starts the heating operation is, for example, the range from the timing earlier than the start of the operation by the predetermined time t3 to the start of the operation.

出力維持制御によれば、運転開始時の出力上昇に備えて電力を維持しておくことができるので、時間予約された暖房運転の立ち上げにおいて、不足分を賄うために商用電源100から電力を購入することが、効果的に抑えられる。 According to the output maintenance control, power can be maintained in preparation for an increase in output at the start of operation, so that power is supplied from the commercial power supply 100 to make up for the shortfall when starting up the heating operation with a time reservation. Purchasing can be effectively suppressed.

図3に示す例では、暖房運転において出力上昇制御と出力維持制御の両方を行っているが、出力維持制御だけを行うことも好ましい。この場合、所定時間t3は、一例として3.3~16.7分の範囲内で設定される。 In the example shown in FIG. 3, both the output increase control and the output maintenance control are performed in the heating operation, but it is also preferable to perform only the output maintenance control. In this case, the predetermined time t3 is set within a range of 3.3 to 16.7 minutes, for example.

第1制御部21は、間欠的な暖房運転を行う場合も、同様の出力維持制御を行うことが好ましい。つまり、第1制御部21は、熱供給設備9が間欠的な暖房運転を開始するそれぞれの前の段階において、住戸の電気負荷108が低下することでシステム全体の負荷電力が低下した場合であっても、暖房運転が開始するまでは発電部1に出力を低下させないように制御することが好ましい。ここにおける、暖房運転を開始する前の段階とは、例えば、運転開始よりも所定時間t4(不図示)だけ早いタイミングから、運転開始までの範囲である。 The first control unit 21 preferably performs similar output maintenance control also when intermittent heating operation is performed. In other words, the first control unit 21 controls the load power of the entire system due to a decrease in the electric load 108 of the dwelling unit at the stage before the heat supply equipment 9 starts the intermittent heating operation. However, it is preferable to control the power generation unit 1 so as not to reduce the output until the heating operation starts. Here, the stage before the start of the heating operation is, for example, the range from the timing earlier than the start of the operation by a predetermined time t4 (not shown) to the start of the operation.

間欠的な暖房運転においても、出力維持制御により、運転開始時の出力上昇に備えて電力を維持しておくことができ、運転の立ち上げにおいて、不足分を賄うために商用電源100から電力を購入することが、効果的に抑えられる。 Even in intermittent heating operation, power can be maintained in preparation for an output increase at the start of operation by output maintenance control, and power is supplied from the commercial power supply 100 to cover the shortage at the start of operation. Purchasing can be effectively suppressed.

間欠的な暖房運転において、出力維持制御だけを行う場合、所定時間t4は、一例として3.3~16.7分の範囲内で設定される。 In the intermittent heating operation, when only output maintenance control is performed, the predetermined time t4 is set within a range of 3.3 to 16.7 minutes, for example.

一実施形態のエネルギー供給システムにおいて、予め運転開始時間を把握することが可能な所定の熱用途には、時間予約された湯張り運転と、追い焚き運転が更に含まれる。 In the energy supply system of one embodiment, the predetermined heat usage for which the operation start time can be grasped in advance further includes time-reserved hot water filling operation and reheating operation.

熱供給設備9が湯張り運転を開始するときには、上記したように、第2ユニットUbが備える第2制御部22が湯張弁57を電動で作動させ、貯湯タンク3に所定温度の湯水が貯まっていないとき(いわゆる湯切れを生じているとき)は、補助熱源機4と循環ポンプ50を駆動させて給湯を行う。そのため、図4に示すように、運転開始時において熱供給設備9の消費電力が上昇する。 When the heat supply equipment 9 starts the hot water filling operation, as described above, the second control section 22 provided in the second unit Ub electrically operates the hot water filling valve 57 so that hot water of a predetermined temperature is stored in the hot water storage tank 3. When it is not running (so-called running out of hot water), the auxiliary heat source device 4 and the circulation pump 50 are driven to supply hot water. Therefore, as shown in FIG. 4, the power consumption of the heat supply equipment 9 increases at the start of operation.

これに対して、第1ユニットUaの第1制御部21は、運転開始のタイミング(使用者が予約した湯張り時刻)を第2ユニットUbの第2制御部22から習得しておき、熱供給設備9が自動的に湯張り運転を開始する前のタイミング(例えば、運転開始よりも所定時間t5だけ早いタイミング)で、熱供給設備9が運転開始に要する電力分を確保できるように、発電部1の出力を定格電力の範囲内で上昇させる出力上昇制御を行う。所定時間t5は、一例として1.7~8.3分の範囲内で設定される時間である。出力上昇制御により、湯張り運転の立ち上げ時において、不足分を賄うために商用電源100から電力を購入することが抑えられる。 On the other hand, the first control unit 21 of the first unit Ua acquires the timing of operation start (the hot water filling time reserved by the user) from the second control unit 22 of the second unit Ub, and supplies heat. At the timing before the equipment 9 automatically starts the hot water filling operation (for example, the timing earlier than the operation start by a predetermined time t5), the power generation unit 1 is controlled to increase the output within the range of the rated power. The predetermined time t5 is, for example, a time set within a range of 1.7 to 8.3 minutes. The output increase control suppresses the purchase of electric power from the commercial power source 100 in order to make up for the shortfall at the start of the hot water filling operation.

出力上昇制御において第1制御部21が発電部1の出力を上昇させる目標値は、過去の湯張り運転の消費電力等の記録に基づいて定められてもよいし、運転の種類ごとに設定された既定値に基づいて定められてもよい。また、貯湯タンク3の残湯量の情報を得ることができれば、湯切れに対応した目標値を定めることが可能である。所定時間t5は、出力上昇の目標値と発電部1の負荷追従速度から逆算することが可能である。発電部1の出力が目標値だけ上昇した後に、熱供給設備9に湯張り運転を開始させることも好ましい。発電部1で発生した電力の余剰分は、余剰電力ヒーター153で消費される。 The target value by which the first control unit 21 increases the output of the power generation unit 1 in the output increase control may be determined based on a record of the power consumption of the past hot water filling operation, etc., or may be set for each type of operation. may be defined based on the default value. Also, if information on the amount of hot water remaining in the hot water storage tank 3 can be obtained, it is possible to determine a target value corresponding to the lack of hot water. The predetermined time t<b>5 can be back calculated from the target value of output increase and the load following speed of the power generation unit 1 . It is also preferable to cause the heat supply equipment 9 to start the hot water filling operation after the output of the power generation unit 1 has increased by the target value. The surplus power generated by the power generation unit 1 is consumed by the surplus power heater 153 .

第1ユニットUaの第1制御部21は、湯張り運転の後半で行われる追い焚き運転においても、同様の出力上昇制御を行う。追い焚き運転を開始するときには、第2制御部22が追焚用循環ポンプ52を駆動させ、また、補助熱源機4や循環ポンプ50を駆動させる。そのため、運転開始時において熱供給設備9の消費電力が更に上昇する。これに対して、第1ユニットUaの第1制御部21は、追い焚き運転を開始するタイミングを第2ユニットUbの第2制御部22から習得しておき、熱供給設備9が追い焚き運転を開始する前のタイミング(例えば、運転開始よりも所定時間t6だけ早いタイミング)で、熱供給設備9が運転開始に要する電力分を確保できるように、発電部1の出力を定格電力の範囲内で更に上昇させておく。所定時間t6は、一例として1.7~8.3分の範囲内で設定される時間である。出力上昇制御により、追い焚き運転において、不足分を賄うために商用電源100から電力を購入することが抑えられる。 The first control section 21 of the first unit Ua performs similar output increase control also in the reheating operation performed in the second half of the hot water filling operation. When starting the reheating operation, the second control unit 22 drives the reheating circulation pump 52 and also drives the auxiliary heat source device 4 and the circulation pump 50 . Therefore, the power consumption of the heat supply equipment 9 is further increased at the start of operation. On the other hand, the first control unit 21 of the first unit Ua learns the timing to start the reheating operation from the second control unit 22 of the second unit Ub, and the heat supply equipment 9 starts the reheating operation. Before the start (for example, at a timing earlier than the start of operation by a predetermined time t6), the output of the power generation unit 1 is set within the range of the rated power so that the heat supply equipment 9 can secure the power required to start the operation. let it rise further. The predetermined time t6 is, for example, a time set within a range of 1.7 to 8.3 minutes. Due to the output increase control, it is possible to suppress the purchase of electric power from the commercial power supply 100 in order to cover the shortfall in the reheating operation.

出力上昇制御において第1制御部21が発電部1の出力を上昇させる目標値は、過去の追い焚き運転の消費電力等の記録に基づいて定められてもよいし、運転の種類ごとに設定された既定値に基づいて定められてもよい。所定時間t6は、出力上昇の目標値と発電部1の負荷追従速度から逆算することが可能である。発電部1の出力が目標値だけ上昇した後に、熱供給設備9に追い焚き運転を開始させることも好ましい。発電部1で発生した電力の余剰分は、余剰電力ヒーター153で消費される。湯張り運転の後半において追い焚き運転を開始するタイミングは、浴槽107の水位情報を基に判断することができる。 The target value by which the first control unit 21 increases the output of the power generation unit 1 in the output increase control may be determined based on records such as the power consumption of the past reheating operation, or may be set for each type of operation. may be defined based on the default value. The predetermined time t<b>6 can be back calculated from the target value of output increase and the load following speed of the power generation unit 1 . It is also preferable to cause the heat supply equipment 9 to start the reheating operation after the output of the power generation unit 1 has increased by the target value. The surplus power generated by the power generation unit 1 is consumed by the surplus power heater 153 . The timing of starting the reheating operation in the latter half of the hot water filling operation can be determined based on the water level information of the bathtub 107 .

上記の追い焚き運転は、湯張り運転の後半で行われる運転であるが、保温のために自動的に行われる追い焚き運転においても、同様の出力上昇制御を行うことが好ましい(図6参照)。この場合、追い焚き運転を開始するタイミングは、浴槽107内の湯水の温度情報を基にして判断することが可能であり、また、過去の複数回の追い焚き実施のインターバルの情報を基にして判断することも可能である。 The above reheating operation is an operation performed in the second half of the hot water filling operation, but it is preferable to perform the same output increase control in the reheating operation that is automatically performed for heat retention (see FIG. 6). . In this case, the timing to start the reheating operation can be determined based on the temperature information of the hot water in the bathtub 107, and based on the information on the interval of the reheating operation performed a plurality of times in the past. judgment is also possible.

また、図5に示すように、第1ユニットUaの第1制御部21は、熱供給設備9が湯張り運転を開始する前の段階において、住戸の電気負荷108が低下することでシステム全体の負荷電力が低下した場合であっても、湯張り運転が開始するまでは発電部1に出力を低下させない出力維持制御を行うことが好ましい。ここにおける、熱供給設備9が湯張り運転を開始する前の段階とは、例えば、運転開始よりも所定時間t7だけ早いタイミングから、運転開始までの範囲である。 Further, as shown in FIG. 5, the first control unit 21 of the first unit Ua controls the entire system by reducing the electric load 108 of the dwelling unit before the heat supply equipment 9 starts the hot water filling operation. Even if the load power is reduced, it is preferable to perform output maintenance control so that the output of the power generation unit 1 is not reduced until the hot water filling operation is started. Here, the stage before the heat supply equipment 9 starts the hot water filling operation is, for example, the range from the timing earlier than the start of operation by a predetermined time t7 to the start of operation.

湯張り運転においても、出力維持制御により、運転開始時の出力上昇に備えて電力を維持しておくことができ、運転の立ち上げにおいて、不足分を賄うために商用電源100から電力を購入することが、効果的に抑えられる。 Even in the hot water filling operation, the power can be maintained in preparation for the output increase at the start of the operation by the output maintenance control, and the power is purchased from the commercial power source 100 to cover the shortage at the start of the operation. can be effectively suppressed.

図5に示す例では、湯張り運転において出力上昇制御と出力維持制御の両方を行っているが、出力維持制御だけを行うことも好ましい。この場合、所定時間t7は、一例として1.7~8.3分の範囲内で設定される。 In the example shown in FIG. 5, both the output increase control and the output maintenance control are performed in the hot water filling operation, but it is also preferable to perform only the output maintenance control. In this case, the predetermined time t7 is set within a range of 1.7 to 8.3 minutes, for example.

第1制御部21は、追い焚き運転を行う場合も、同様の出力維持制御を行うことが好ましい(図7参照)。つまり、第1制御部21は、熱供給設備9が追い焚き運転を開始する前の段階において、住戸の電気負荷108が低下することでシステム全体の負荷電力が低下した場合であっても、追い焚き運転が開始するまでは発電部1に出力を低下させない出力維持制御を行うことが好ましい。ここにおける、追い焚き運転を開始する前の段階とは、例えば、運転開始よりも所定時間t8だけ早いタイミングから、運転開始までの範囲である。 The first control unit 21 preferably performs similar output maintenance control when performing the reheating operation (see FIG. 7). That is, in the stage before the heat supply equipment 9 starts the reheating operation, even if the load power of the entire system decreases due to the decrease in the electrical load 108 of the dwelling unit, the first control unit 21 It is preferable to perform output maintenance control that does not reduce the output of the power generation unit 1 until the heating operation starts. Here, the stage before starting the reheating operation is, for example, the range from the timing earlier than the start of the operation by the predetermined time t8 to the start of the operation.

追い焚き運転においても、出力維持制御により、運転開始時の出力上昇に備えて電力を維持しておくことができ、運転の立ち上げにおいて、不足分を賄うために商用電源100から電力を購入することが、効果的に抑えられる。 Even in the reheating operation, the power can be maintained in preparation for the output increase at the start of the operation by the output maintenance control, and the power is purchased from the commercial power source 100 to cover the shortage at the start of the operation. can be effectively suppressed.

追い焚き運転において、出力維持制御だけを行う場合、所定時間t8は、一例として1.7~8.3分の範囲内で設定される。 In the reheating operation, when only the output maintenance control is performed, the predetermined time t8 is set within a range of 1.7 to 8.3 minutes, for example.

一実施形態のエネルギー供給システムにおいて、予め運転開始時間を把握することが可能な所定の熱用途には、熱供給設備9の凍結予防運転が更に含まれる。 In the energy supply system of one embodiment, the predetermined heat application for which the operation start time can be grasped in advance further includes the freeze prevention operation of the heat supply equipment 9 .

熱供給設備9が凍結予防運転を開始するときには、上記したように、第2ユニットUbが備える第2制御部22が、複数のヒーター75、循環ポンプ50、暖房用循環ポンプ51及び追焚用循環ポンプ52の一部又は全部を駆動させる。そのため、運転開始時において熱供給設備9の消費電力が上昇する。 When the heat supply equipment 9 starts the antifreeze operation, as described above, the second control unit 22 provided in the second unit Ub controls the plurality of heaters 75, the circulation pump 50, the heating circulation pump 51, and the reheating circulation. Part or all of the pump 52 is driven. Therefore, the power consumption of the heat supply equipment 9 increases at the start of operation.

これに対して、第1ユニットUaの第1制御部21は、運転開始のタイミングを第2ユニットUbの第2制御部22から習得しておき、熱供給設備9が凍結予防運転を開始する前のタイミング(例えば、運転開始よりも所定時間t9だけ早いタイミング)で、熱供給設備9が運転開始に要する電力分を確保できるように、発電部1の出力を定格電力の範囲内で上昇させておく出力上昇制御を行う(図8参照)。所定時間t9は、一例として5~25分の範囲内で設定される時間である。出力上昇制御により、凍結予防運転の立ち上げ時において、不足分を賄うために商用電源100から電力を購入することが抑えられる。出力上昇制御において第1制御部21が発電部1の出力を上昇させる目標値は、過去の凍結予防運転の消費電力等の記録に基づいて定められてもよいし、運転の種類ごとに設定された既定値に基づいて定められてもよい。所定時間t9は、出力上昇の目標値と発電部1の負荷追従速度から逆算することが可能である。発電部1の出力が目標値だけ上昇した後に、熱供給設備9に凍結予防運転を開始させることも好ましい。このとき発電部1で発生した電力の余剰分は、余剰電力ヒーター153で消費される。凍結予防運転を開始するタイミングは、外気温度等の温度情報を基にして判断することができる。 On the other hand, the first control unit 21 of the first unit Ua learns the operation start timing from the second control unit 22 of the second unit Ub, and the heat supply equipment 9 starts the anti-freezing operation. (for example, a timing earlier than the start of operation by a predetermined time t9), the output of the power generation unit 1 is increased within the range of the rated power so that the heat supply equipment 9 can secure the amount of power required to start the operation. After that, the output increase control is performed (see FIG. 8). The predetermined time t9 is, for example, a time set within a range of 5 to 25 minutes. The output increase control suppresses the purchase of electric power from the commercial power source 100 in order to make up for the shortage at the time of starting the freeze prevention operation. The target value by which the first control unit 21 increases the output of the power generation unit 1 in the output increase control may be determined based on records such as the power consumption of the past freeze prevention operation, or may be set for each type of operation. may be defined based on the default value. The predetermined time t<b>9 can be back calculated from the target value of output increase and the load following speed of the power generation unit 1 . It is also preferable to cause the heat supply equipment 9 to start the freeze prevention operation after the output of the power generation unit 1 has increased by the target value. At this time, the surplus power generated by the power generation unit 1 is consumed by the surplus power heater 153 . The timing to start the anti-freezing operation can be determined based on temperature information such as the outside air temperature.

また、図9に示すように、第1ユニットUaの第1制御部21は、熱供給設備9が凍結予防運転を開始する前の段階において、住戸の電気負荷108が低下することでシステム全体の負荷電力が低下した場合であっても、凍結予防運転が開始するまでは発電部1に出力を低下させない出力維持制御を行うことが好ましい。ここにおける、熱供給設備9が凍結予防運転を開始する前の段階とは、例えば、運転開始よりも所定時間t10だけ早いタイミングから、運転開始までの範囲である。 Further, as shown in FIG. 9, the first control unit 21 of the first unit Ua controls the entire system as the electric load 108 of the dwelling unit decreases before the heat supply equipment 9 starts the anti-freezing operation. Even when the load power is reduced, it is preferable to perform output maintenance control so that the output of the power generation unit 1 is not reduced until the freeze prevention operation is started. Here, the stage before the heat supply equipment 9 starts the anti-freezing operation is, for example, the range from the timing earlier than the start of the operation by the predetermined time t10 to the start of the operation.

凍結予防運転においても、出力維持制御により、運転開始時の出力上昇に備えて電力を維持しておくことができ、運転の立ち上げにおいて、不足分を賄うために商用電源100から電力を購入することが、効果的に抑えられる。 Even in freeze prevention operation, power can be maintained in preparation for an output increase at the start of operation by output maintenance control, and power is purchased from the commercial power supply 100 to cover the shortage at the start of operation. can be effectively suppressed.

図9に示す例では、凍結予防運転において出力上昇制御と出力維持制御の両方を行っているが、出力維持制御だけを行うことも好ましい。この場合、所定時間t10は、一例として5~25分の範囲内で設定される。 In the example shown in FIG. 9, both the output increase control and the output maintenance control are performed in the freeze prevention operation, but it is also preferable to perform only the output maintenance control. In this case, the predetermined time t10 is set within a range of 5 to 25 minutes, for example.

以上、実施形態に基づいてエネルギー供給システムを説明したが、エネルギー供給システムは上記した実施形態に限定されず、同様の作用効果を奏する範囲内において適宜の設計変更を行うことが可能である。 Although the energy supply system has been described above based on the embodiments, the energy supply system is not limited to the above-described embodiments, and appropriate design changes can be made within the scope of achieving the same effects.

1 発電部
11 燃料電池
100 商用電源
2 制御部
9 熱供給設備
1 power generation unit 11 fuel cell 100 commercial power supply 2 control unit 9 heat supply equipment

Claims (5)

熱と電力を発生させる発電部と、
前記熱で加熱された湯水を利用し、前記湯水を所定の熱用途のために通流させるように構成された熱供給設備と、
前記発電部と前記熱供給設備を制御する制御部と、を備え、
前記熱供給設備は、前記発電部と商用電源の少なくとも一方から供給される電力を消費して運転を行うように構成され、
前記制御部は、前記所定の熱用途のための運転を前記熱供給設備が開始する前のタイミングから、前記発電部の出力を定格電力の範囲内で上昇させておく出力上昇制御と、前記所定の熱用途のための運転を前記熱供給設備が開始する前の段階においては、システム全体の負荷電力が低下した場合でも、前記発電部に出力を低下させない出力維持制御と、を共に行うように構成されている
エネルギー供給システム。
a power generation unit that generates heat and power;
a heat supply facility configured to use the hot water heated by the heat and circulate the hot water for a predetermined heat application;
A control unit that controls the power generation unit and the heat supply equipment,
The heat supply equipment is configured to operate by consuming power supplied from at least one of the power generation unit and a commercial power source,
The control unit performs output increase control for increasing the output of the power generation unit within the range of the rated power from a timing before the heat supply equipment starts operation for the predetermined heat application , and the predetermined In the stage before the heat supply equipment starts the operation for the heat application, even if the load power of the entire system decreases, the output maintenance control that does not decrease the output of the power generation unit is also performed. configured energy supply system.
前記所定の熱用途は、時間予約された暖房運転と、間欠的な暖房運転の、少なくとも一方の熱用途を含む The predetermined heat use includes at least one heat use of a time-reserved heating operation and an intermittent heating operation.
請求項1のエネルギー供給システム。 2. The energy supply system of claim 1.
前記所定の熱用途は、時間予約された湯張り運転と追い焚き運転の、少なくとも一方の熱用途を含む The predetermined heat use includes at least one heat use of time-reserved hot water filling operation and reheating operation.
請求項1又は2のエネルギー供給システム。 3. The energy supply system according to claim 1 or 2.
前記所定の熱用途は、前記熱供給設備の凍結予防運転の熱用途を含む The predetermined heat use includes heat use for freeze prevention operation of the heat supply equipment.
請求項1から3のいずれか一項のエネルギー供給システム。 The energy supply system according to any one of claims 1-3.
前記発電部は、燃料電池である The power generation unit is a fuel cell
請求項1から4のいずれか一項のエネルギー供給システム。 5. The energy supply system according to any one of claims 1-4.
JP2019053810A 2019-03-20 2019-03-20 energy supply system Active JP7260352B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019053810A JP7260352B2 (en) 2019-03-20 2019-03-20 energy supply system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019053810A JP7260352B2 (en) 2019-03-20 2019-03-20 energy supply system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020153613A JP2020153613A (en) 2020-09-24
JP7260352B2 true JP7260352B2 (en) 2023-04-18

Family

ID=72558588

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019053810A Active JP7260352B2 (en) 2019-03-20 2019-03-20 energy supply system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7260352B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112097315B (en) * 2020-09-22 2021-12-10 天津大学 Time-sharing and zone-dividing complementary intermittent heating method suitable for school district heating system
CN114532190B (en) * 2022-03-15 2023-07-21 阳城国际发电有限责任公司 Irrigation system and method based on solar power generation

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002190309A (en) 2000-12-22 2002-07-05 Osaka Gas Co Ltd Operation control system for cogeneration unit
JP2003329292A (en) 2002-05-10 2003-11-19 Tokyo Gas Co Ltd Cogeneration apparatus and control method for it
JP2012251766A (en) 2007-10-17 2012-12-20 Jx Nippon Oil & Energy Corp Cogeneration system
JP2016114271A (en) 2014-12-12 2016-06-23 大阪瓦斯株式会社 Cogeneration system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002190309A (en) 2000-12-22 2002-07-05 Osaka Gas Co Ltd Operation control system for cogeneration unit
JP2003329292A (en) 2002-05-10 2003-11-19 Tokyo Gas Co Ltd Cogeneration apparatus and control method for it
JP2012251766A (en) 2007-10-17 2012-12-20 Jx Nippon Oil & Energy Corp Cogeneration system
JP2016114271A (en) 2014-12-12 2016-06-23 大阪瓦斯株式会社 Cogeneration system

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020153613A (en) 2020-09-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3620701B2 (en) Cogeneration equipment
JP5829492B2 (en) Hot water storage type hot water supply system and operation control method thereof
JP7260352B2 (en) energy supply system
JP7116907B2 (en) hot water storage system
JP2000297963A (en) Co-generation device
JP2004150646A (en) Cogeneration system
JP5513178B2 (en) Bath bathing equipment
JP5525359B2 (en) Waste heat recovery device
JP4897855B2 (en) Cogeneration system
JP4608391B2 (en) Waste heat recovery device
JP2004095360A (en) Fuel cell system and operating method therefor
JP2004111209A (en) Fuel cell power generation system
JP5551971B2 (en) Hot water storage water heater
JP5286104B2 (en) Waste heat recovery method, waste heat recovery device and cogeneration system
JP4912837B2 (en) Cogeneration system
JP2015158324A (en) Hot water supplying/heating device
JP4487140B2 (en) Hot water supply system
JP5739510B2 (en) Bath bathing equipment
JP2003247749A (en) Solar energy utilizing device
JP5317810B2 (en) Water heater
JP2008218356A (en) Fuel cell power generation system and its control method
JP2015075321A (en) Hot water storage type heat source device, and operational method therefor
JP4359248B2 (en) Cogeneration system
JP2005291627A (en) Hot-water supply heat source system
JP2004296267A (en) Cogeneration system and its operation method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20211213

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20221129

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20221130

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230130

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230307

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230406

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7260352

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150