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技術 コージェネレーションシステム

出願人 株式会社明電舎
発明者 山口克昌
出願日 1996年11月20日 (24年1ヶ月経過) 出願番号 1996-309076
公開日 1998年6月2日 (22年7ヶ月経過) 公開番号 1998-148160
状態 特許登録済
技術分野 熱ガス機関
主要キーワード 運転制御方式 基準運転 自家発電電力 熱使用量 自家用発電機 常用発電機 ジャケット冷却水 余剰熱
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1998年6月2日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (3)

課題

熱利用の少ない需要形態でも運用効率の向上が図れるコージェネレーションシステムを提供すること。

解決手段

ディーゼル発電機1のエンジン2の排気冷却水通路にそれぞれ熱交換器3、4を設ける。両熱交換器3、4と貯湯槽6で循環路を形成し、エンジン2の廃熱温水として回収する。また、余剰熱の放出にクーリングタワー7を設置する。このシステム運転制御に際してシーケンサ14Aを設け、需要形態に応じた基準運転時間帯を設定し、熱利用状況から運転開始補正時間Tを簡易的に演算する。これに基づいて運転開始時刻を決め、電気も熱も有効に利用できる運転制御とする。

T={(前日の熱使用量×K)/定格発生熱量}−基準運転時間

ここに、K:補正係数(0〜1.0)

概要

背景

コージェネレーションシステム熱電併給システム)は、熱主電従運転方式あるいは電主熱従運転方式が選択される。現状では、電力単価が高価なため、電主熱従運転方式が多く採用されている。つまり、電力負荷さえあればコージェネレーションシステムを運転し、廃熱回収利用用途がない場合はクーリングタワーラジエータ等で放熱している。

概要

熱利用の少ない需要形態でも運用効率の向上が図れるコージェネレーションシステムを提供すること。

ディーゼル発電機1のエンジン2の排気冷却水通路にそれぞれ熱交換器3、4を設ける。両熱交換器3、4と貯湯槽6で循環路を形成し、エンジン2の廃熱を温水として回収する。また、余剰熱の放出にクーリングタワー7を設置する。このシステム運転制御に際してシーケンサ14Aを設け、需要形態に応じた基準運転時間帯を設定し、熱利用状況から運転開始補正時間Tを簡易的に演算する。これに基づいて運転開始時刻を決め、電気も熱も有効に利用できる運転制御とする。

T={(前日の熱使用量×K)/定格発生熱量}−基準運転時間

ここに、K:補正係数(0〜1.0)

目的

そこで本発明は、上記課題を解決し、熱利用の少ない需要形態でも運用効率の向上が図れるコージェネレーションシステムを提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
6件

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請求項1

熱エネルギー電気エネルギーを併給するコージェネレーションシステムにおいて、自家用発電機出力信号受電電力を取り込み、システム起動停止制御を行うとともに、熱の利用状況をも取り込むシーケンサによってシステムの運転制御助勢する運転制御方式であって、需要形態に応じて設定する基準運転時間帯に対し、熱利用状況による運転開始補正時間Tを、T={(前日の熱使用量×K)/定格発生熱量}−基準運転時間ここに、K:補正係数(0〜1.0)の簡易演算式演算によって求め、その結果に基づいて運転開始時刻を決めることを特徴とするコージェネレーションシステム。

技術分野

0001

本発明は、熱エネルギー電気エネルギーを併給するコージェネレーションシステムに関する。

背景技術

0002

コージェネレーションシステム(熱電併給システム)は、熱主電従運転方式あるいは電主熱従運転方式が選択される。現状では、電力単価が高価なため、電主熱従運転方式が多く採用されている。つまり、電力負荷さえあればコージェネレーションシステムを運転し、廃熱回収利用用途がない場合はクーリングタワーラジエータ等で放熱している。

発明が解決しようとする課題

0003

コージェネレーションシステムを運転する際、電力負荷は必要としても、電気も熱も有効利用するところにシステム省エネルギー性経済性が生まれるが、現状では電力主体であり、電気負荷さえ確保できればコージェネレーションシステムからの回収熱が利用できなくても運転し、その廃熱はクーリングタワー等により大気中に放熱している。

0004

このため、回収熱を大気放熱する機会が多い需要形態のシステムにおいては、廃熱回収機器施設に多額の費用掛けるよりも、通常の常用発電機だけでよい、と判断することが多くなる。また、仮にある程度廃熱回収ができたとしても、やはり、大気放熱を行わなければならない需要家においては、その補機電力(クーリングタワー、冷却水ポンプ等に要する電力)の消費によるデメリットが生じる。

0005

そこで本発明は、上記課題を解決し、熱利用の少ない需要形態でも運用効率の向上が図れるコージェネレーションシステムを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

本発明は、熱エネルギーと電気エネルギーを併給するコージェネレーションシステムにおいて、自家用発電機出力信号受電電力を取り込み、システムの起動停止制御を行うとともに、熱の利用状況をも取り込むシーケンサによってシステムの運転制御助勢する運転制御方式であって、需要形態に応じて設定する基準運転時間帯に対し、熱利用状況による運転開始補正時間Tを、
T={(前日の熱使用量×K)/定格発生熱量}−基準運転時間
ここに、K:補正係数(0〜1.0)
簡易演算式演算によって求め、その結果に基づいて運転開始時刻を決めることを特徴とする。

発明を実施するための最良の形態

0007

図1に本発明の一実施形態を示す。図中、1は交流発電機、2はディーゼルエンジン、3はこのエンジン2の排気路に設置したガス水熱交換器、4は前記エンジン2の冷却水ジャケットに3方弁5を介して接続した水−水熱交換器、6は貯湯槽、7は移送ポンプで、前記両熱交換器3及び4の受熱側と貯湯槽6により形成した循環路に設置している。8は放熱用の水−水熱交換器、9はクーリングタワー、10は移送ポンプで、前記熱交換器8の受熱側とクーリングタワー9の間の循環路に設置している。11は自家発電電力(交流発電機1の出力)を計測する発電電力計測部、12は商用電源からの受電電力を計測する受電電力計測部、13は熱量計測部、14は前記各計測部11〜13から計測信号を受け、所定動作となるように各部を制御する制御盤で、これにはシーケンサ14Aを設けている。シーケンサ14Aは、電気の利用状況、熱の利用状況から簡易的に運転開始補正時間を演算して、電気も熱も有効に利用するように起動及び停止を行わせるためのものである。

0008

上記構成のコージェネレーションシステムにおいては、発電中にエンジン2の廃熱により貯湯槽6内の貯湯温度一定値以上になると3方弁5が動作し、エンジン2のジャケット冷却水が放熱用の熱交換器8にも流れるようになる。そして、給湯設備に利用されない廃熱が、熱交換器8での熱交換後、クーリングタワー9から大気中に放熱される。

0009

次に、運転制御について述べる。まず、基準運転時間を設定する。この基準運転時間は、熱の利用が最も高い時間帯に設定する。例えば、図2に示すように12時〜23時とする。そして、この時間帯を中心に、前日の熱利用実績とシステムの能力に基づいて運転開始補正時間Tを下式により演算し、起動時刻を決定する。これは、需要家においてその需要形態に応じて個々に実施する。

0010

T={(前日の熱使用量×K)/定格発生熱量}−基準運転時間
ここに、K:補正係数(0〜1.0)
例えば、運転開始補正時間Tが2時間であれば、運転開始時刻は図2に示すように10時となり、この時刻に運転が開始される。

0011

このように、前日の熱利用実績を含む簡易演算により運転開始補正時間Tを求め、基準運転時間に加減算して運転開始時刻を決めると、電力負荷が中心であるものの、熱利用についても制御されるため、システムの運用効率が50〜60%程度まで高まる。しかも、簡易演算であるため、イニシャルコストの増加も最小限となる。

0012

因に、コージェネレーションシステムの運用効率は、本来70%以上であるものの、電気主体での運用のために40〜50%程度である。

発明の効果

0013

以上のように本発明によれば、電力負荷が中心であるものの、熱利用についても制御するため、システムの運用効率を50〜60%程度まで高めることが可能となり、経済性・省エネルギー性の向上が図れる。また、この運転制御方式は簡易的であるため、イニシャルコストの増加を最小限に止めることができる。

図面の簡単な説明

0014

図1本発明の一実施形態を示す配管及び制御系系統構成図。
図2一実施形態のタイムチャート

--

0015

1…交流発電機
2…ディーゼルエンジン
3…ガス−水熱交換器
4…水−水熱交換器
5…3方弁
6…貯湯槽
7…移送ポンプ
8…水−水熱交換器
9…クーリングタワー
10…移送ポンプ
11…発電電力計測部
12…受電電力計測部
13…熱量計測部
14…制御盤
14A…シーケンサ

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