热电联供系统技术方案

本发明专利技术的热电联供系统，具有发电装置（５）、用第１热介质冷却发电装置（５）的冷却回路（１０）、设在冷却回路（１０）上的热交换器（１６）、通过热交换器（１６）与第１热介质进行热交换的第２热介质流通的排热回收回路（１２）、与排热回收回路（１２）连接，贮存用热交换器（１６）进行了热交换的第２热介质的蓄热部（２０）、及控制部（２１），在第２热介质流动的方向上的热交换器（１６）的下游，依序连接第１温度检测器（１７）、被提供发电装置（５）的电力的加热器，控制部（２１）根据第１温度检测器（１７）检测出的温度，控制循环泵（１３）的流量，以使检测温度达到规定的目标温度。如果采用这样的结构，则能够防止回收排热的水温度下降，不但能确保安全，而且能使水温稳定地维持于高温。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及对家庭电力负载提供发电装置产生的电力，利用排热回收回路回收发电装置产生的热，用作家庭等的热源的热电联供(cogeneration)系统。
技术介绍
作为已有的热电联供系统，有例如在专利文献1中公开的系统。图7是示出已有的热电联供系统的大概结构的框图。如图7所示，该热电联供系统500利用发动机排热回收回路51将作为发电装置的燃气发动机52的排气路径53上连接的排热热交换器54、加热器56、热交换器57、以及排热泵55加以串联连接。又利用蓄热水路径58将热水箱59(蓄熱部)、热交换器57、循环温度传感器61、以及循环泵60加以串联连接。热交换器57形成可以在发动机排热回收回路51内的水(第1热介质)与蓄热水路径58内的水(第2热介质)之间进行热交换的结构。以下对热电联供系统500的动作进行说明。安装在内部的发电装置(未图示)利用燃气发动机52的驱动产生电力并提供给家庭等。伴随发电产生的热可以通过连接于排气路径53的废气热交换器54传递给排热回收回路51内的水。排热泵55使发动机排热回收回路51内的水循环，从而由排热交换器54回收的热通过热交换器57传递给蓄热水路径58内的水。循环泵60使蓄热水路径58内的水循环，从而由热交换器57回收的热作为温水储存于热水箱59内。如果采用这样的结构，则可以使用燃气发动机52产生的电力，同时将储存在该热水箱59内的温水用于家庭等的热水供应或室内取暖，发挥作为热电联供系统的作用。以下对热电联供系统500的水温控制方法进行说明。蓄热水路径58内的水受到热交换器57的加热，这时循环温度传感器61检测出的水温通过对循环泵60的循环流量进行控制，经常保持于可以回收的最高温度的目标值(例如70℃)。若由于例如热交换器57造成从发动机排热回收回路51传来的热量减少(具体地说，若循环温度传感器61检测出的温度低于目标值)，则进行使循环泵60的流量减少，将由循环温度传感器61检测出的温度维持于高温的反馈控制。由热交换器57加温的水从上方被提供给热水箱59。提供给热交换器57的水被从热水箱59的下方取出。利用该水温控制方法，使得热水箱59内进行使高温的温水积蓄在上方的所谓分层烧开。若采用这种方式，即使热水箱59内的水并非全部是高温，也可以将上方的水温维持于高温，通过在使用时从上方取出温水，总能够使用高温的温水。为了使该特长得到发挥，上述水温控制方法中，重要的是经常将循环温度传感器61部的温度维持于高温。另一方面，将由燃气发动机52产生的电力提供给家庭等的情况下，通常连接于电力公司等敷设的电力供应系统(未图示)上，进行所谓并网。在只用燃气发动机的发电能力不足以供应家庭等的电力负载的情况下，利用并网从外部提供电力。在实施并网的情况下，若家庭等的功率负载比燃气发动机52的发电功率小，则产生电流向电力供应侧流动的所谓反向流动。为了防止该反向流动，这种已有的热电联供系统对加热器56通电，进行将剩余电力变换成热能的处理。专利文献1特开2004-263589号公报
技术实现思路
然而，在上述已有热电联供系统中，相对于燃气发动机52产生的发电功率大致固定或根据需要缓慢的变化的状况，家庭等负载电力有急剧且频繁的变化。因此，提供给加热器56的剩余电力的变化大，由热交换器57提供给蓄热水路径58的热量的变化也大，因此在依据循环温度传感器61对循环泵60的流量进行反馈控制时，存在水温(第2热介质的温度)波动大的问题。而且，相对于水温目标值70℃，例如水温在70℃～40℃之间波动的情况下，热水箱59中只能够贮存平均55℃的温水。也就是说，上述已有的结构和控制方法存在着不能够将贮存的热水维持于足够高的温度(贮存于蓄热部的第2热介质的温度)的问题。本专利技术是用于解决上述已有课题的，其目的在于提供这样一种热电联供系统，即可以在将由发电装置的排热以及发电装置的剩余电力产生的热回收到第2热介质，贮存于蓄热部时，使蓄热部内的第2热介质维持在较高的目标温度的热电联供系统。本专利技术人为解决上述存在问题潜心进行了研究。其结果发现，水温的波动是由于加热器提供的热量的变化到该变化反映于由循环温度传感器检测出的温度存在时间差。若存在这样的时间差，则在循环温度传感器的温度低下的时刻，在包含热交换器的内部的路径上产生相当量的水温低的水，即使使泵的流量降低，也无法立刻使水温恢复。另外，即使利用水的热容量、热交换器、配管等具有的热容量，水温的响应也迟缓。由于这样的理由，暂时只能将水温低的水提供给热水箱，从而无法维持足够的热水贮存温度(贮存于蓄热部的第2热介质的温度)，本专利技术人依据这样的知识，找到了以下方法，即如果在温度传感器的下游侧设置加热器，则可以缓和加热器提供的热量的变化对泵的流量造成的影响，从而可以使热水箱内的水温维持于较高的目标温度。为了解决上述已有的课题，本专利技术的热电联供系统具有发电装置、用第1热介质冷却所述发电装置的冷却回路、设置在所述冷却回路上的热交换器、通过所述热交换器与第1热介质进行热交换的第2热介质流通的排热回收回路、与所述排热回收回路连接，存储利用所述热交换器进行了热交换的第2热介质的蓄热部、以及控制部，相对于第2热介质流动的方向，在所述热交换器的下游侧依序连接第1温度检测器、被提供所述发电装置的电力的加热器，而且在所述排热回收回路上连接使第2热介质循环的循环泵，所述控制部根据由所述第1温度检测器检测出的温度，对所述循环泵的流量进行控制，以使所述检测温度达到规定的目标温度。这样的结构中，将加热器设置得比第1温度检测器更靠下游，因此有无利用加热器进行加热不直接影响由第1温度检测器检测出的温度。又根据第1温度检测器检测出的温度控制第1热介质的温度。因此，在将发电装置的排热以及发电装置的剩余电力产生的热回收到第2热介质贮存于蓄热部时，即使剩余电力有变化，第1热介质的温度也不产生波动，可以使蓄热部内的第2热介质维持于较高的目标温度。在上述热电联供系统中，所述控制部也可以在所述第1温度检测器检测出的温度在第1判定温度以上时使运行停止。这样的结构可以确保安全性，免得用户因热水箱内的热水沸腾达到异常高温而被烫伤。上述热电联供系统也可以还在所述第2热介质流动方向上的所述加热器的下游侧具有第2温度检测器，所述控制部进行控制，以在所述第2温度检测器检测出的温度上升到第1阈值以上时使所述循环泵的流量上升。用这样的结构可以防止加热器造成第2热介质过热。上述的热电联供系统中，所述控制部也可以在所述第2温度检测器检测出的温度达到高于所述第1阈值的第2阈值以上时进一步使所述循环泵的流量上升。这样的结构可以防止加热器造成第2热介质过热。在上述热电联供系统中，所述控制部也可以在所述第2温度检测器检测出的温度达到高于所述第1阈值的第2阈值以上的情况下使运行停止。这样的结构可以确保安全性，避免用户因热水箱内的热水由于沸腾达到异常高温而被烫伤。上述的热电联供系统中，所述控制部也可以在所述第2温度检测器检测出的温度达到高于所述第1阈值的第2阈值以上时进一步使所述循环泵的流量上升。这样的结构可以有效地防止加热器造成的第2热介质过热。上述的热电联供系统还可以在所述第2温度检测器检测出的温度达到高于所述第2阈值的第3阈值以上时使运行停止。这样的结构可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热电联供系统，其特征在于，具有发电装置、用第１热介质冷却所述发电装置的冷却回路、设置在所述冷却回路上的热交换器、通过所述热交换器与第１热介质进行热交换的第２热介质流通的排热回收回路、与所述排热回收回路连接，贮存利用所述热交换器进 行了热交换的第２热介质的蓄热部、以及控制部，在第２热介质流动的方向上的所述热交换器的下游，依序连接第１温度检测器、被提供所述发电装置的电力的加热器，而且在所述排热回收回路上连接使第２热介质循环的循环泵，所述控制部根据由所述第１温度检测器检测出的温度，对所述循环泵的流量进行控制，以使所述检测温度达到规定的目标温度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：上田哲也，小原英夫，行正章典，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]