JPH05126402A - Combination device for feeding heat and electric power - Google Patents
Combination device for feeding heat and electric powerInfo
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- JPH05126402A JPH05126402A JP31843491A JP31843491A JPH05126402A JP H05126402 A JPH05126402 A JP H05126402A JP 31843491 A JP31843491 A JP 31843491A JP 31843491 A JP31843491 A JP 31843491A JP H05126402 A JPH05126402 A JP H05126402A
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- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は,余剰電力を有効利用で
き,小型で高性能の熱電併給装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a compact and high-performance combined heat and power supply device which can effectively utilize surplus power.
【0002】[0002]
【従来技術】近年,コージェネレーションシステム(熱
電併給装置)は,発電機により発生した電力(発電出力
R)を店舗や家庭で使用すると共に,エンジンや発電機
の駆動に伴う冷却水,排ガスの熱源を有効利用する,比
較的小型の給湯システムとして普及しつつある。上記熱
電併給装置は,図5に示すごとく,エンジン4によって
駆動される発電機5と,該発電機5によって出力される
電力を制御するための電力制御装置50と,該電力制御
装置50に電気的に接続された電気ユーティリティ53
とを有する。また,該電力制御装置50は,中央演算処
理装置(CPU)51とエンジン制御回路52を有す
る。2. Description of the Related Art In recent years, a cogeneration system (cogeneration unit) uses electric power generated by a generator (power generation output R) in stores and homes, and heats cooling water and exhaust gas associated with driving an engine and a generator. It is becoming widespread as a relatively small hot water supply system that effectively uses water. As shown in FIG. 5, the combined heat and power supply device includes a power generator 5 driven by an engine 4, a power control device 50 for controlling the power output by the power generator 5, and an electric power control device 50. Electrically connected utility 53
Have and. Further, the power control device 50 has a central processing unit (CPU) 51 and an engine control circuit 52.
【0003】また,上記熱電併給装置は,エンジン4の
冷却水を冷却水ポンプ73により循環させるエンジン冷
却水循環回路7と,この回路内に設けた温水熱交換器7
1と,排ガス熱交換器74とを有する。そして,熱電併
給装置は,上記温水熱交換器71によって加熱された温
水を貯えておくための温水貯蔵タンク91と,これと温
水熱交換器71との間に設けた温水循環回路8とを有す
る。Further, the above combined heat and power supply system includes an engine cooling water circulation circuit 7 for circulating cooling water for the engine 4 by a cooling water pump 73, and a hot water heat exchanger 7 provided in this circuit.
1 and an exhaust gas heat exchanger 74. The combined heat and power supply device has a hot water storage tank 91 for storing hot water heated by the hot water heat exchanger 71, and a hot water circulation circuit 8 provided between the hot water storage tank 91 and the hot water heat exchanger 71. ..
【0004】また,上記温水貯蔵タンク91は,水道用
減圧弁92とを有する。また,上記温水循環回路8は,
温水循環用ポンプ81と,上記温水熱交換器71と,混
合弁82と,温水回路切替用の電磁弁83と,水栓84
と,温水フロースイッチ85と,温水センサ86を有す
る。上記熱電併給装置においては,図5,図6に示すご
とく,エンジン4によって駆動される発電機5が電気を
発生する。そして,エンジン4に用いられた燃料より発
生する1次エネルギーの約30%が,発電出力Rとし
て,工場,家庭,店舗等の電気ユーティリティ53にお
いて使用される。The hot water storage tank 91 has a water pressure reducing valve 92. The hot water circulation circuit 8 is
Hot water circulation pump 81, the hot water heat exchanger 71, a mixing valve 82, a hot water circuit switching solenoid valve 83, and a faucet 84.
It has a hot water flow switch 85 and a hot water sensor 86. In the combined heat and power supply device, as shown in FIGS. 5 and 6, the generator 5 driven by the engine 4 generates electricity. Then, about 30% of the primary energy generated from the fuel used for the engine 4 is used as the power generation output R in the electric utility 53 of a factory, a home, a store or the like.
【0005】また,エンジン4を冷却して昇温した冷却
水は,図6に示すごとく,上記エンジン冷却水循環回路
7内に設けた温水熱交換器71により,温水を加温する
ために用いられる。これには,上記1次エネルギーの約
40%に当るエネルギーが利用されている。また,図6
に示すごとく,エンジン4より発生する排ガス630の
熱により,1次エネルギー量の約20%が給湯のための
熱源として有効利用されている。なお,1次エネルギー
量の約10%は未利用エネルギーとして放熱されてい
る。The cooling water which has cooled the engine 4 and has been raised in temperature is used to heat the hot water by a hot water heat exchanger 71 provided in the engine cooling water circulation circuit 7 as shown in FIG. .. Energy equivalent to about 40% of the primary energy is used for this. In addition, FIG.
As shown in (1), about 20% of the primary energy amount is effectively used as a heat source for hot water supply by the heat of the exhaust gas 630 generated from the engine 4. About 10% of the primary energy is radiated as unused energy.
【0006】また,上記発電機5は,4極モータを有
し,その回転数が約1500〜1800rpm(回/
分)となるよう,上記電力制御装置50内のエンジン制
御回路52によって制御されている。これにより,50
又は60Hzの周波数の電流が発生し,工場,店舗,家
庭等における,電気ユーティリティ53の照明や動力源
として使用される。また,上記排ガス630の熱は,上
記排ガス熱交換器74により回収され給湯に有効利用さ
れる。しかしながら,温水が不要で,温水熱交換器71
において,エンジン冷却水の冷却が不足する場合は,三
方弁72が作動し,エンジン4の冷却水及び排ガス63
0によって供給された熱は,エンジン冷却水循環回路7
において,ラジエータ61及び送風機62又は排気ガス
処理装置63によって外部へ放熱される(図5,図6参
照)。Further, the generator 5 has a 4-pole motor, and its rotation speed is about 1500 to 1800 rpm (times / cycle).
Min.) Is controlled by the engine control circuit 52 in the power control device 50. With this, 50
Alternatively, a current having a frequency of 60 Hz is generated, and is used as a light source or a power source for the electric utility 53 in a factory, a store, a home or the like. The heat of the exhaust gas 630 is recovered by the exhaust gas heat exchanger 74 and is effectively used for hot water supply. However, hot water is not required and the hot water heat exchanger 71
When the cooling of the engine cooling water is insufficient, the three-way valve 72 operates to cool the engine 4 and the exhaust gas 63.
The heat supplied by the 0 is the engine cooling water circulation circuit 7
In, the heat is radiated to the outside by the radiator 61 and the blower 62 or the exhaust gas treatment device 63 (see FIGS. 5 and 6).
【0007】一方,上記温水は,上記温水貯蔵タンク9
1内に貯えられる。そして,該温水貯蔵タンク91内の
温水は,温水センサ86により水温Tが検知される。そ
して,温水が設定温度Tw 以下になった時は,温水は温
水循環ポンプ81により矢印のごとく,温水循環回路8
内を循環される。そして,上記温水熱交換器71によっ
て加温される。次いで,加温された温水は,再び温水貯
蔵タンク91内に貯えられる。また,温水は,温水セン
サ86により検温され,設定温度Tw まで達したとき,
上記温水循環ポンプ81が停止する。On the other hand, the hot water is the hot water storage tank 9
It can be stored in 1. The water temperature T of the hot water in the hot water storage tank 91 is detected by the hot water sensor 86. When the temperature of the hot water becomes equal to or lower than the set temperature T w , the hot water circulating pump 81 moves the hot water as shown by an arrow, and the hot water circulating circuit 8
Is circulated inside. Then, it is heated by the hot water heat exchanger 71. Next, the heated warm water is stored again in the warm water storage tank 91. The hot water is detected by the hot water sensor 86, and when it reaches the set temperature T w ,
The hot water circulation pump 81 stops.
【0008】ところで,温水を使用するに当っては,水
道用減圧弁92が作動する。これにより,水道用減圧弁
92から水栓84に至るまでの回路は,適正圧力(例え
ば約0.9kg/cm位)に保たれる。この状態におい
て,水栓84を開けることにより,所定温度Tw の温水
を使用することができる。When hot water is used, the water pressure reducing valve 92 operates. As a result, the circuit from the water pressure reducing valve 92 to the faucet 84 is maintained at an appropriate pressure (for example, about 0.9 kg / cm). In this state, by opening the water faucet 84, hot water having a predetermined temperature T w can be used.
【0009】[0009]
【解決しようとする課題】しかしながら,図6に示すご
とく,上記熱電併給装置においては,発電出力Rと給湯
出力Qとの比である熱電比(Q/R)が一定(60/3
0)である。一方,発電された電力は,電気ユーティリ
ティ53における需要量により常に変動している。その
ため,給湯用の電力量が小さくなる時には,給湯出力Q
がこれに伴って低下することになり,給湯不足を生じ
る。即ち,上記電力量が小さくなると,エンジン4の出
力を低下させるため,エンジン冷却水の温度が低下す
る。そのため,温水熱交換器71における供給熱量が低
下する。そこで,発電出力Rが大きい時に,出来るだけ
給湯出力Qを大きくして多量の温水を得ておく必要があ
る。そのため,比較的大きな温水貯蔵タンク91を準備
しておき,その中に温水を貯えておかなければならな
い。それ故,この方法においては,熱電併給装置を必然
的に大型化しなければならず,大きな設置場所が必要と
なる。However, as shown in FIG. 6, in the above combined heat and power device, the thermoelectric ratio (Q / R), which is the ratio of the power generation output R and the hot water supply output Q, is constant (60/3).
0). On the other hand, the generated power constantly fluctuates depending on the demand amount in the electric utility 53. Therefore, when the amount of electric power for hot water supply becomes small, the hot water supply output Q
However, the hot water supply becomes insufficient and the hot water supply becomes insufficient. That is, when the amount of electric power is reduced, the output of the engine 4 is reduced, so that the temperature of engine cooling water is reduced. Therefore, the amount of heat supplied to the hot water heat exchanger 71 decreases. Therefore, when the power generation output R is large, it is necessary to increase the hot water supply output Q as much as possible to obtain a large amount of hot water. Therefore, it is necessary to prepare a relatively large hot water storage tank 91 and store hot water in it. Therefore, in this method, the combined heat and power supply device inevitably needs to be large in size, and a large installation place is required.
【0010】そこで,上記問題を解決するために,上記
発電出力Rの不足を補足する目的で,ブースタヒータ装
置を温水循環回路の下流側に配設する提案がなされてい
る(例えば,特開平1−296042号公報)。しかし
ながら,上記提案においては,上記ブースタヒータ装置
をセラミック材又はプラスチック材からなる不導体の筒
体によって構成している。Therefore, in order to solve the above problem, it has been proposed to arrange a booster heater device on the downstream side of the hot water circulation circuit for the purpose of supplementing the shortage of the power generation output R (see, for example, Japanese Patent Laid-Open No. Hei 1 (1999) -1). -296042). However, in the above proposal, the booster heater device is composed of a non-conductive tubular body made of a ceramic material or a plastic material.
【0011】そのため,上記ブースタヒータ装置は,そ
の熱消費量が多くならざるを得ず,上記公報に示された
ごとく,高電圧(400〜3000Volt)の電源を
使用しなればならない。それ故,上記熱電併給装置にお
いては,通常の電圧(例えば100〜200Volt)
の電力を使用することができない。そのため,家庭用,
業務用として用いられる比較的小型の熱電併給装置にお
いては,上記従来技術を応用することができない。した
がって,上記従来技術は,実用性に乏しい。また,給湯
不足を解決するための熱電比の制御は何ら行われていな
い。本発明は,かかる従来の問題点に鑑みてなされたも
ので,余剰電力を有効利用でき,小型で高性能の熱電併
給装置を提供しようとするものである。Therefore, the booster heater device inevitably consumes a large amount of heat, and as shown in the above publication, must use a high voltage (400 to 3000 Volt) power source. Therefore, in the above-mentioned combined heat and power device, a normal voltage (for example, 100 to 200 Volt) is used.
Can not use the power of. Therefore, for home use,
The above-mentioned conventional technique cannot be applied to a comparatively small heat and power cogeneration device used for business use. Therefore, the above-mentioned conventional technique is not practical. In addition, there is no control of the thermoelectric ratio to solve the shortage of hot water supply. The present invention has been made in view of such conventional problems, and an object of the present invention is to provide a compact and high-performance combined heat and power supply device that can effectively use surplus power.
【0012】[0012]
【課題の解決手段】本発明は,エンジンによって駆動さ
れる発電機と,該発電機によって出力される電力を制御
するための電力制御装置と,該電力制御装置に接続され
た電気ユーティリティとを有し,またエンジンの冷却水
を冷却するためのエンジン冷却水循環回路と,該エンジ
ン冷却水循環回路内に設けた温水熱交換器と,温水貯蔵
タンクと,該温水貯蔵タンクと温水熱交換器との間に設
けた上記温水循環回路とよりなる熱電併給装置におい
て,上記温水循環回路内には電気ヒータを介在させ,ま
た上記電力制御装置には上記電気ユーティリティとの間
に余剰電力を検知するための電力検知器を設けると共に
上記電気ヒータとの間に上記電力検知器によって検知さ
れた余剰電力を上記電気ヒータに供給するためのヒータ
出力制御器を設けたことを特徴とする熱電併給装置にあ
る。The present invention comprises a generator driven by an engine, a power control device for controlling the electric power output by the generator, and an electric utility connected to the power control device. Between the engine cooling water circulation circuit for cooling the engine cooling water, the hot water heat exchanger provided in the engine cooling water circulation circuit, the hot water storage tank, and the hot water storage tank and the hot water heat exchanger. In the combined heat and power supply device provided with the hot water circulation circuit provided in the above, an electric heater is interposed in the hot water circulation circuit, and the power control device has power for detecting surplus power with the electric utility. A heater output controller for supplying a surplus power detected by the electric power detector to the electric heater is provided between the electric heater and the detector. In cogeneration apparatus characterized and.
【0013】本発明において最も注目すべきことは,温
水循環回路内に,電気ヒータを介在させ,上記電力制御
装置には電気ユーティリティとの間に電力検知器を設け
ると共に,上記電気ヒータとの間に余剰電力Pを有効利
用して温水を加熱するために,ヒータ出力制御器を設け
たことである。上記温水熱交換器としては,例えば2重
管式又は多板式の熱交換器を用いる。What is most noticeable in the present invention is that an electric heater is provided in the hot water circulation circuit, an electric power detector is provided between the electric power controller and the electric utility, and an electric heater is provided between the electric power controller and the electric heater. In addition, a heater output controller is provided in order to effectively use the surplus power P to heat the hot water. As the hot water heat exchanger, for example, a double pipe type or multi-plate type heat exchanger is used.
【0014】上記電力検知器は,上記発電機によって発
生させた電力値(発電出力R)を常時検知し,電気ユー
ティリティにおいて使用されていない余剰電力Pを検知
するためのものである。The power detector is for always detecting the power value (power generation output R) generated by the generator and detecting the surplus power P not used in the electric utility.
【0015】上記ヒータ出力制御器は,上記電力検知器
によって検知された余剰電力Pを上記電気ヒータに供給
するためのものである。また,該電気ヒータとしては,
例えば温水回路内蔵式電気ヒータ,管表面接触式電気ヒ
ータ等がある。The heater output controller is for supplying the surplus electric power P detected by the electric power detector to the electric heater. Further, as the electric heater,
For example, there are an electric heater with a built-in hot water circuit, a pipe surface contact type electric heater, and the like.
【0016】また,上記電気ヒータは,上記電力検知器
によって検知した消費電力値Wと,例えば水温センサに
より検知した水温Tの値とにより,上記ヒータ出力制御
器がヒータ出力値Hを算出してヒータ制御する。上記電
力制御装置は,例えばエンジン制御回路において,上記
電気ユーティリティ用電力と,その余剰電力Pとを常時
検知するよう,電力検知器を有する。上記余剰電力P
は,電気ユーティリティにおいて消費されない余剰の電
力(図3参照)である。その他は,従来と同様である。In the electric heater, the heater output controller calculates the heater output value H based on the power consumption value W detected by the power detector and the water temperature T detected by the water temperature sensor, for example. Control the heater. The power control device has a power detector so as to constantly detect the electric utility power and the surplus power P in the engine control circuit, for example. The surplus power P
Is the surplus power that is not consumed in the electric utility (see FIG. 3). Others are the same as the conventional one.
【0017】[0017]
【作用及び効果】本発明においては,電力制御装置と電
気ユーティリティとの間に,余剰電力Pを検知するため
の電力検知器を設けてある。そのため,発電機によって
出力される出力電力Rを,常時検知することができる。
ここで,検知された出力電力Rより消費電力値Wが算出
される。また,電力検知器と電気ヒータとの間には,温
水を加熱するためのヒータ出力制御器が設けてある。そ
のため,電力検知器によって検知された余剰電力Pを,
電気ヒータに供給することができる。In the present invention, a power detector for detecting the surplus power P is provided between the power control device and the electric utility. Therefore, the output power R output by the generator can be constantly detected.
Here, the power consumption value W is calculated from the detected output power R. A heater output controller for heating hot water is provided between the electric power detector and the electric heater. Therefore, the surplus power P detected by the power detector is
It can be supplied to an electric heater.
【0018】また,温水循環回路内には,電気ヒータが
温水熱交換器と温水貯蔵タンクとの間に介在させてあ
る。そのため,電気ヒータはヒータ出力制御器により供
給された余剰電力Pを有効利用し,給湯出力Qの能力を
向上させることができる。即ち,発電機により出力さ
れ,必要とされる最大発電量Gと,上記電力検知器によ
り検知された消費電力値Wとより,上記電気ヒータに有
効利用されるヒータ出力値Hが決定される。そして,こ
の電力出力値Hが,上記余剰電力Pである。Further, an electric heater is provided in the hot water circulation circuit between the hot water heat exchanger and the hot water storage tank. Therefore, the electric heater can effectively utilize the surplus electric power P supplied by the heater output controller to improve the capacity of the hot water supply output Q. That is, the heater output value H effectively used by the electric heater is determined based on the required maximum power generation amount G output by the generator and the power consumption value W detected by the power detector. The power output value H is the surplus power P.
【0019】そのため,発電出力Rと給湯出力Qとの比
である,熱電比(Q/R)を常時最適値に制御すること
ができる。即ち,余剰電力Pと変動する電力消費値Wを
常時検出することにより,熱電比が制御決定される。ま
た,電気ユーティリティにおいて常時変動している消費
電力値Wと上記ヒータ出力値Hとを制御決定し,常時発
電機によって必要とされる最大発電量Gを制御決定し,
発電機が発生する電力値が決定される。これにより,必
要とされる最大発電量G(G≧W+H)を,発電機によ
り出力することができる。Therefore, the thermoelectric ratio (Q / R), which is the ratio between the power generation output R and the hot water supply output Q, can always be controlled to an optimum value. That is, the thermoelectric ratio is control-determined by constantly detecting the surplus power P and the varying power consumption value W. In addition, the power consumption value W which is constantly fluctuating in the electric utility and the heater output value H are controlled and determined, and the maximum power generation amount G required by the constant power generator is controlled and determined.
The power value generated by the generator is determined. As a result, the required maximum power generation amount G (G ≧ W + H) can be output by the generator.
【0020】したがって,本発明の熱電併給装置におい
ては,常時大きな給湯能力を得るよう,ヒータ出力値H
を制御決定することができる。そのため,本熱電併給装
置においては,常時最大の給湯能力(熱電比)を発揮す
ることができる。一方,上記給湯能力の向上効果によ
り,従来の温水貯蔵タンクの容量よりも,温水貯蔵タン
クを小型化し,高性能化することができる。Therefore, in the combined heat and power supply device of the present invention, the heater output value H is set so that a large hot water supply capacity is always obtained.
Can make a control decision. Therefore, the combined heat and power supply device can always exhibit the maximum hot water supply capacity (thermoelectric ratio). On the other hand, due to the effect of improving the hot water supply capacity, the hot water storage tank can be made smaller and have higher performance than the conventional hot water storage tank.
【0021】また,本熱電併給装置においては,従来の
補助熱源として高電圧を使用しなければならないブース
ターヒータ装置に代えて,通常の電圧(100V〜20
0V)を使用する電気ヒータを用いることができる。そ
のため,比較的小型の熱電併給装置とすることができ
る。以上のごとく,本発明によれば,余剰電力を有効利
用でき,小型で高性能の熱電併給装置を提供することが
できる。Further, in the present combined heat and power device, a normal voltage (100 V to 20 V) is used instead of the booster heater device which has to use a high voltage as a conventional auxiliary heat source.
An electric heater using 0 V) can be used. Therefore, a relatively small combined heat and power supply device can be obtained. As described above, according to the present invention, it is possible to provide a compact and high-performance combined heat and power supply device that can effectively use surplus power.
【0022】[0022]
【実施例】本発明にかかる実施例の熱電併給装置につ
き,図1〜図4を用いて説明する。本例の熱電併給装置
は,図1に示すごとく,エンジン4によって駆動される
発電機5と,該発電機5によって出力される電力を制御
するための電力制御装置50と,該電力制御装置50に
接続されたCPU51と,電気ユーティリティ53とを
有する。また,上記熱電併給装置は,同図に示すごと
く,エンジン4の冷却水を循環するためのエンジン冷却
水循環回路7と,該エンジン冷却水循環回路7内に設け
た温水熱交換器71と,温水貯蔵タンク91と,該温水
貯蔵タンク91と温水熱交換器71との間に設けた温水
循環回路8とよりなる。EXAMPLE A combined heat and power supply apparatus according to an example of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the combined heat and power supply device of the present embodiment includes a power generator 5 driven by an engine 4, a power control device 50 for controlling the power output by the power generator 5, and a power control device 50. It has a CPU 51 and an electric utility 53 connected to. Further, as shown in the figure, the combined heat and power supply apparatus includes an engine cooling water circulation circuit 7 for circulating cooling water for the engine 4, a hot water heat exchanger 71 provided in the engine cooling water circulation circuit 7, and a hot water storage. It comprises a tank 91 and a hot water circulation circuit 8 provided between the hot water storage tank 91 and the hot water heat exchanger 71.
【0023】上記温水循環回路8内には,図1に示すご
とく,電気ヒータ1を介在させ,また上記電力制御装置
50内には,上記電気ユーティリティ53と,CPU5
1と,余剰電力Pを検知するための電力検知器2を設け
る。また,同図に示すごとく,上記電気ヒータ1と電力
検知器2との間には,電力検知器2によって検知された
余剰電力Pを,電気ヒータ1に供給するためのヒータ出
力制御器3を設けてある。上記電気ヒータ1としては,
温水回路内蔵式電気ヒータを用いる。また,電気ヒータ
1は,上記電力検知器2によって検知した消費電力値W
と,水温センサ86により検知した水温Tの値により,
算出したヒータ出力値Hでヒータ制御されるよう構成す
る。即ち,電気ヒータ1は,ヒータ出力値Hにより,常
時温水を加温すべきか否か,ヒータ制御される。As shown in FIG. 1, the electric heater 1 is interposed in the hot water circulation circuit 8, and the electric utility 53 and the CPU 5 are provided in the electric power controller 50.
1 and a power detector 2 for detecting the surplus power P. Further, as shown in the figure, a heater output controller 3 for supplying the surplus electric power P detected by the electric power detector 2 to the electric heater 1 is provided between the electric heater 1 and the electric power detector 2. It is provided. As the electric heater 1,
An electric heater with a built-in hot water circuit is used. The electric heater 1 has a power consumption value W detected by the power detector 2.
And the value of the water temperature T detected by the water temperature sensor 86,
The heater is controlled by the calculated heater output value H. That is, the electric heater 1 is controlled by the heater output value H to determine whether or not the hot water should be constantly heated.
【0024】上記電力検知器2は,発電機5によって発
生させた電力(発電出力R)を常時検知し,その余剰電
力Pを検知するためのものである。また,電力検知器2
としては,電流・電圧検知式実効値式電力計を用いる。
上記ヒータ出力制御器3は,上記電力検知器2によって
検知された余剰電力Pを,上記電気ヒータ1に供給し,
制御するためのものである。また,ヒータ出力制御器3
は,上記CPU51と電気的に接続し,このCPU51
により制御される。上記温水熱交換器71としては,上
記エンジン4の冷却水を熱交換するための熱交換器を用
いる。The power detector 2 is for always detecting the electric power (power generation output R) generated by the generator 5 and detecting the surplus electric power P thereof. In addition, the power detector 2
A current / voltage detection effective value type wattmeter is used for the measurement.
The heater output controller 3 supplies the surplus electric power P detected by the electric power detector 2 to the electric heater 1.
It is for controlling. Also, heater output controller 3
Is electrically connected to the CPU 51, and the CPU 51
Controlled by. As the hot water heat exchanger 71, a heat exchanger for exchanging the cooling water of the engine 4 is used.
【0025】上記電力制御装置50としては,上記電気
ユーティリティ53用の消費電力値Wと,その余剰電力
Pとを常時検知するよう,上記電力検知器2を有する。
上記電気ユーティリティ53としては,例えば家庭用,
業務用などの一般家庭,店舗等において使用される,照
明器具,家庭電化製品,オフィス用電気製品がある。上
記温水貯蔵タンク91としては,従来の熱電併給装置に
おける温水貯蔵タンク9に比して容量が小さい,比較的
小型の温水槽を用いる。これにより,熱電併給装置全体
をコンパクト化して,温水貯蔵タンク91の設置面積の
低減化(省スペース),配(設)置性の向上が可能にな
る。The power control device 50 has the power detector 2 so as to constantly detect the power consumption value W for the electric utility 53 and the surplus power P thereof.
Examples of the electric utility 53 include household appliances,
There are lighting appliances, home appliances, and office appliances used in commercial homes, stores, etc. As the hot water storage tank 91, a relatively small hot water tank having a smaller capacity than the hot water storage tank 9 in the conventional heat and power supply device is used. As a result, the combined heat and power supply device can be made compact, the installation area of the hot water storage tank 91 can be reduced (space saving), and the dispositionability can be improved.
【0026】上記余剰電力Pは,図3に示すごとく,発
電機5より発生する最大発電量Gから,上記電気ユーテ
ィリティ53によって消費される消費電力値Wを差し引
いた値(G−W)でもある。上記電気ヒータ1は,これ
により,常時変動する上記余剰電力Pを最大限に有効利
用して,温水を加熱する。そして,給湯のために,上記
電気ヒータ1は,常時,上記ヒータ出力制御器3によっ
て制御されるよう構成してある。その他は,従来と同様
である。As shown in FIG. 3, the surplus power P is also a value (GW) obtained by subtracting the power consumption value W consumed by the electric utility 53 from the maximum power generation amount G generated by the generator 5. .. Thereby, the electric heater 1 heats the hot water by making the most effective use of the constantly changing surplus power P. The electric heater 1 is always controlled by the heater output controller 3 to supply hot water. Others are the same as the conventional one.
【0027】次に,作用効果につき説明する。まず,本
例にかかる熱電併給装置の基本的なフローにつき,図2
のフローチャート図を用いて説明する。まず,給湯の設
定温度Tw (例えば65℃)が,給湯使用者によって設
定される。同図において,ステップS101では,ヒー
タ出力制御器3が発電機5の駆動開始と同時に,作動
(スタート)する。次いで,S102では,電力検知器
2により,消費電力値Wを読み取る。Next, the function and effect will be described. First, the basic flow of the combined heat and power supply device according to this example is shown in FIG.
This will be described with reference to the flowchart of FIG. First, the hot water supply set temperature T w (for example, 65 ° C.) is set by the hot water supply user. In the figure, in step S101, the heater output controller 3 is activated at the same time when the driving of the generator 5 is started. Next, in S102, the power detector 2 reads the power consumption value W.
【0028】次に,S103では,ヒータ出力値Hが,
必要とされる上記発電機5の最大発電量Gから上記消費
電力値Wを差し引いた値(G−W)として算出される。
ここで,ヒータ出力値Hが(G−W)よりも大きい時
(No時)には,S104へ進む。そして,S104で
は,電気ヒータ1が上記余剰電力Pを有効利用して温水
の加温が行われる。そして,S104において,ヒータ
出力値がH=G−Wの時には,次のS106へ進む。Next, in S103, the heater output value H is
It is calculated as a value (GW) obtained by subtracting the power consumption value W from the required maximum power generation amount G of the generator 5.
Here, when the heater output value H is larger than (GW) (No), the process proceeds to S104. Then, in S104, the electric heater 1 effectively uses the surplus electric power P to heat the warm water. Then, in S104, when the heater output value is H = GW, the process proceeds to the next S106.
【0029】一方,上記S104で,ヒータ出力値Hが
(G−W)よりも小さい時(Yesの時)には,S10
3からS106へ進む。また,消費電力値Wに応じて余
剰電力Pを制御決定し,これを有効利用して温水の加温
が行われる。そして,S106では,水温センサ86に
より,水温Tが読み取られる。S107では,温水の水
温Tが設定温度TW の最大値TWH(例えば,67℃)よ
りも高い時(Yesの時)に,S108へ進む。次に,
このS108では,ヒータ出力制御器3によりヒータ出
力値Hを制御単位hだけ低下させ,上記S106へ戻
る。On the other hand, when the heater output value H is smaller than (GW) in S104 (Yes), S10 is selected.
It progresses from 3 to S106. In addition, the surplus power P is controlled and determined according to the power consumption value W, and the hot water is heated by effectively utilizing the surplus power P. Then, in S106, the water temperature T is read by the water temperature sensor 86. In S107, when the water temperature T of the warm water is higher than the maximum value T WH of the set temperature T W (for example, 67 ° C.) (Yes), the process proceeds to S108. next,
In S108, the heater output controller 3 reduces the heater output value H by the control unit h, and the process returns to S106.
【0030】一方,上記S107において,水温Tが設
定温度Tw の最大値TWH(例えば,67℃)よりも低い
時(Noの時)には,S109へ進む。そして,S10
9において,温水が設定温度TW の最小値がTWLよりも
低い状態の時は,S110に進む。S110では,ヒー
タ出力Hを制御単位hだけ増加させる上記S106へ戻
る。TWL<T<TWHの状態が継続している時は,上記S
102へ戻る。そして,温水は,再び電気ヒータ1によ
り加熱されることになる。On the other hand, when the water temperature T is lower than the maximum value T WH (for example, 67 ° C.) of the set temperature T w in the above S107 (No), the process proceeds to S109. And S10
In 9, when the minimum value of the set temperature T W of the hot water is lower than T WL , the process proceeds to S110. In S110, the heater output H is increased by the control unit h, and the process returns to S106. When the condition of T WL <T <T WH continues, the above S
Return to 102. Then, the hot water is heated again by the electric heater 1.
【0031】以下,上記のフローを,図1,図3,図4
を用いて具体的に説明する。本例においては,電力制御
装置50に電気的に接続された中央演算処理装置(CP
U)51と,電気ユーティリティ53との間に,余剰電
力Pを検知するための電力検知器2が設けてある。その
ため,発電機5によって出力される発電出力Rを常時検
知することができる。また,電気ヒータ1と電力検知器
2との間には,ヒータ出力制御器3が設けてある。The above flow will be described below with reference to FIGS. 1, 3 and 4.
Will be specifically described. In this example, a central processing unit (CP) electrically connected to the power control device 50 is used.
The electric power detector 2 for detecting the surplus electric power P is provided between the U) 51 and the electric utility 53. Therefore, the power generation output R output by the generator 5 can be constantly detected. A heater output controller 3 is provided between the electric heater 1 and the power detector 2.
【0032】そのため,電力検知器2によって検知され
た余剰電力Pを電気ヒータ1に供給することができる。
また,上記電力検知器2によって検知された消費電力値
W及び水温センサ86によって検知された水温Tによっ
て,設定温度Tw まで加温すべきか否かが制御決定され
る。即ち,図3に示すごとく,消費電力値Wが電力検知
器2によって検知されると,ヒータ出力値Hが算出され
るよう,上記ヒータ出力制御器3によって電気ヒータ1
がヒータ制御される。ここでいうヒータ制御とは,電気
ヒータ1により温水を余剰電力Pを有効利用して加温す
べきか否かの判断制御をいう。Therefore, the surplus electric power P detected by the electric power detector 2 can be supplied to the electric heater 1.
Further, depending on the power consumption value W detected by the power detector 2 and the water temperature T detected by the water temperature sensor 86, it is control-determined whether or not to heat up to the set temperature T w . That is, as shown in FIG. 3, when the power consumption value W is detected by the power detector 2, the heater output value H is calculated by the heater output controller 3 so that the electric heater 1 can be calculated.
Is heater controlled. The heater control referred to here is a control for determining whether or not the warm water should be heated by the electric heater 1 by effectively utilizing the surplus power P.
【0033】上記図3は,ヒータ出力値H(縦軸)と消
費電力値W(横軸)との関係を示す。ここで,消費電力
値Wが電力検知器2によって検知されると,上記電気ヒ
ータ1によって温水を上記設定温度TW まで加温すべき
か否が判断され,決定される。次いで,ヒータ出力値H
が決定される。一方,上記設定温度TW は,温水使用者
がその使用目的により決定する値である。例えば,温水
を浴槽用に使用する場合には,TW が65℃に設定され
る。一時的に大量の給湯量を必要とし,設定温度TW に
制御できない場合がある。この場合においては,次のご
とく,上記混合弁82が作動する。即ち,図1に示すご
とく,上記温水熱交換器71と水栓84との間に配設さ
れた混合弁82が,次の2つの態様に分かれて作動する
ことになる。FIG. 3 shows the relationship between the heater output value H (vertical axis) and the power consumption value W (horizontal axis). Here, if the power consumption value W is detected by the power detector 2, the hot water by the electric heater 1 is whether to warm to the set temperature T W is determined, is determined. Then, the heater output value H
Is determined. On the other hand, the set temperature T W is a value determined by the user of hot water according to the purpose of use. For example, when hot water is used for the bath, T W is set to 65 ° C. There is a case where a large amount of hot water supply is required temporarily and the set temperature T W cannot be controlled. In this case, the mixing valve 82 operates as follows. That is, as shown in FIG. 1, the mixing valve 82 arranged between the hot water heat exchanger 71 and the faucet 84 operates in the following two modes.
【0034】ここで,まず温水が設定温度TW に比して
低い場合には,上記混合弁82に内設したワックスサー
モが作動することになる。これにより,水栓84より外
部へ出される温水には,温水貯蔵タンク91内の温水が
混合され,常時設定温度TW となるよう制御が行われ
る。また,上述の一連の制御は,流れ検知センサ85に
よって,水栓84の開閉を検知することにより行われ
る。上記のごとく,ヒータ出力制御器3による電気ヒー
タ1の制御は,常時,温水が設定温度TW が保持され,
電気ヒータ1,ヒータ出力制御器3が作動することにな
る。Here, when the hot water is lower than the set temperature T W , the wax thermostat installed in the mixing valve 82 is activated. As a result, the hot water discharged from the faucet 84 is mixed with the hot water in the hot water storage tank 91, and the temperature is constantly controlled to the set temperature T W. The series of controls described above is performed by detecting the opening / closing of the faucet 84 by the flow detection sensor 85. As described above, in controlling the electric heater 1 by the heater output controller 3, hot water is always kept at the set temperature T W ,
The electric heater 1 and the heater output controller 3 are activated.
【0035】一方,上記温水熱交換器71は,エンジン
冷却水循環回路7内を循環している冷却水が,三方弁7
2の開放により温水熱交換器71まで送られてきた時に
作動する。これらの制御は,全て上記CPU51によっ
て行われる。そして,温水を加温する必要が生じた時に
は,上記温水熱交換器71により温水を優先的に加温す
るよう制御される。On the other hand, in the hot water heat exchanger 71, the cooling water circulating in the engine cooling water circulation circuit 7 is
It is activated when it is sent to the hot water heat exchanger 71 by opening 2. All of these controls are performed by the CPU 51. Then, when it becomes necessary to heat the hot water, the hot water heat exchanger 71 is controlled to preferentially heat the hot water.
【0036】この時,上記三方弁72は,温水の水温を
検知し,温水が設定温度TW まで加熱された時,補助放
熱手段であるラジエータ61へ冷却水が流れる。これ
も,上記CPU51により制御される。以上のごとく,
本例においては,図3に示すごとく,必要とされる最大
発電量Gと,電力検知器2により検知された消費電力値
Wとを制御しつつ,ヒータ出力値Hが決定される。そし
て,これにより,熱電比が常時最適値となるよう,上記
電力ヒータがヒータ出力制御器3及びCPU51によっ
て制御される。At this time, the three-way valve 72 detects the water temperature of the hot water, and when the hot water is heated to the set temperature T W , the cooling water flows to the radiator 61 which is the auxiliary heat radiating means. This is also controlled by the CPU 51. As mentioned above,
In this example, as shown in FIG. 3, the heater output value H is determined while controlling the required maximum power generation amount G and the power consumption value W detected by the power detector 2. As a result, the electric power heater is controlled by the heater output controller 3 and the CPU 51 so that the thermoelectric ratio always becomes the optimum value.
【0037】そのため,ヒータ出力制御器3は,上記電
気ユーティリティ53において,常時変動している消費
電力値Wを検知しつつ,一方必要とされる最大発電量G
を制御して,ヒータ出力値Hを算出する。これにより,
上記ヒータ出力制御器3及びCPU51が温水熱交換器
71及び電気ヒータ1のいずれを作動すべきかを制御
し,決定する。したがって,図4に示すごとく,消費電
力値Wに対し,ヒータ出力値Hを制御決定し,常時最大
の給湯能力が得られるよう適正な熱電比が制御される
(同図における上積みされた鎖線部分の給湯能力Q参
照)。ここで,図4は,給湯能力Qと消費電力値Wとの
関係を示すグラフである。Therefore, the heater output controller 3 detects the constantly changing power consumption value W in the electric utility 53, and at the same time, requires the maximum power generation amount G.
Is controlled to calculate the heater output value H. By this,
The heater output controller 3 and the CPU 51 control and determine which of the hot water heat exchanger 71 and the electric heater 1 should be operated. Therefore, as shown in FIG. 4, the heater output value H is controlled to be determined with respect to the power consumption value W, and the proper thermoelectric ratio is controlled so that the maximum hot water supply capacity is always obtained (the upper chain line portion in the figure). Hot water supply capacity Q). Here, FIG. 4 is a graph showing the relationship between the hot water supply capacity Q and the power consumption value W.
【0038】即ち,本例によれば,消費電力値Wが小さ
い時には,余剰電力Pを有効利用して,これを給湯のた
めに利用することにより,熱電比(Q/R)を制御して
発電機5により出力された電力を,最大限に有効利用す
ることができる。また,上記のごとく,給湯能力を向上
させることができるため,従来の温水貯蔵タンク91よ
りも容量の小さい小型の温水貯蔵タンクを用いることが
できる。そのため,温水貯蔵タンク91の設置性,施工
性が向上する。また,本例によいては,従来例のごとく
ブースターヒータ装置に代えて,電気ヒータ1を使用す
るため,通常の電圧を使用でき,小型の熱電併給装置と
することができる。That is, according to this example, when the power consumption value W is small, the surplus power P is effectively used and is used for hot water supply to control the thermoelectric ratio (Q / R). The electric power output by the generator 5 can be effectively utilized to the maximum extent. Further, since the hot water supply capacity can be improved as described above, a small-sized hot water storage tank having a smaller capacity than the conventional hot water storage tank 91 can be used. Therefore, the installability and workability of the hot water storage tank 91 are improved. Further, according to this example, since the electric heater 1 is used instead of the booster heater device as in the conventional example, a normal voltage can be used, and a small combined heat and power supply device can be obtained.
【図1】実施例にかかる熱電併給装置の回路図。FIG. 1 is a circuit diagram of a combined heat and power supply device according to an embodiment.
【図2】実施例にかかる熱電併給装置のフローチャート
図。FIG. 2 is a flowchart of the combined heat and power supply device according to the embodiment.
【図3】実施例における,ヒータ出力値Hと消費電力値
Wとの関係を示すグラフ。FIG. 3 is a graph showing a relationship between a heater output value H and a power consumption value W in the example.
【図4】実施例における,給湯出力Qと消費電力値Wと
の関係を示すグラフ。FIG. 4 is a graph showing the relationship between the hot water supply output Q and the power consumption value W in the example.
【図5】従来の熱電併給装置の回路図。FIG. 5 is a circuit diagram of a conventional combined heat and power supply device.
【図6】従来の熱電併給装置におけるエンジンに用いら
れる燃料の1次発生エネルギーの利用率を示す説明図。FIG. 6 is an explanatory view showing a utilization rate of primary generated energy of fuel used for an engine in a conventional combined heat and power supply device.
1...電気ヒータ, 2...電力検知器, 3...ヒータ出力制御器, 4...エンジン, 5...発電機, 50...電力制御装置, 53...電気ユーティリティ, 7...エンジン冷却水循環回路, 71...温水熱交換器, 8...温水循環回路, 91...温水貯蔵タンク, 1. . . Electric heater, 2. . . Power detector, 3. . . Heater output controller, 4. . . Engine, 5. . . Generator, 50. . . Power control device, 53. . . Electric utility, 7. . . Engine cooling water circulation circuit, 71. . . Hot water heat exchanger, 8. . . Hot water circulation circuit, 91. . . Hot water storage tank,
Claims (1)
該発電機によって出力される電力を制御するための電力
制御装置と,該電力制御装置に接続された電気ユーティ
リティとを有し,またエンジンの冷却水を冷却するため
のエンジン冷却水循環回路と,該エンジン冷却水循環回
路内に設けた温水熱交換器と、温水貯蔵タンクと,該温
水貯蔵タンクと上記温水熱交換器との間に設けた温水循
環回路とよりなる熱電併給装置において,上記温水循環
回路内には電気ヒータを介在させ,また上記電力制御装
置には上記電気ユーティリティとの間に余剰電力を検知
するための電力検知器を設けると共に上記電気ヒータと
の間に上記電力検知器によって検知された余剰電力を上
記電気ヒータに供給するためのヒータ出力制御器を設け
たことを特徴とする熱電併給装置。1. A generator driven by an engine,
An engine cooling water circulation circuit for cooling the engine cooling water, comprising an electric power control device for controlling the electric power output by the generator and an electric utility connected to the electric power control device, A combined heat and power supply device comprising a hot water heat exchanger provided in an engine cooling water circulation circuit, a hot water storage tank, and a hot water circulation circuit provided between the hot water storage tank and the hot water heat exchanger, the hot water circulation circuit comprising: An electric heater is provided inside the electric power control device, and an electric power detector for detecting surplus electric power is provided between the electric power control device and the electric utility. A combined heat and power supply device comprising a heater output controller for supplying surplus power to the electric heater.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31843491A JP2940267B2 (en) | 1991-11-05 | 1991-11-05 | Cogeneration system |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH05126402A true JPH05126402A (en) | 1993-05-21 |
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Family
ID=18099110
Family Applications (1)
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JP31843491A Expired - Lifetime JP2940267B2 (en) | 1991-11-05 | 1991-11-05 | Cogeneration system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2940267B2 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006049093A (en) * | 2004-08-04 | 2006-02-16 | Corona Corp | Fuel cell cogeneration system |
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JPWO2006095555A1 (en) * | 2005-02-18 | 2008-08-14 | 松下電器産業株式会社 | Cogeneration system |
WO2008146490A1 (en) * | 2007-05-28 | 2008-12-04 | Panasonic Corporation | Cogeneration system |
-
1991
- 1991-11-05 JP JP31843491A patent/JP2940267B2/en not_active Expired - Lifetime
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JP2009281724A (en) * | 2005-02-18 | 2009-12-03 | Panasonic Corp | Cogeneration system |
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US8280237B2 (en) | 2007-05-28 | 2012-10-02 | Panasonic Corporation | Cogeneration system using surplus electrical current |
Also Published As
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JP2940267B2 (en) | 1999-08-25 |
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