(57)【要約】【課題】エンジンから放出される熱を有効に利用することのできるコジェネレーションシステムを提供する。【解決手段】コジェネレーションシステムは、発電を行うエンジンと、空気調和機と、前記空気調和機が起動する前に、前記エンジンから出力される熱に基づいて、水の温度を変化させる水温調整装置と、前記空気調和機が起動したときに熱交換する前記水であって、前記水温調整装置が温度を変化させた後の前記水を循環させる配管と、を備える。【選択図】図１
2020201019.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電を行うエンジンと、
空気調和機と、
前記空気調和機が起動する前に、前記エンジンから出力される熱に基づいて、水の温度を変化させる水温調整装置と、
前記空気調和機が起動したときに熱交換する前記水であって、前記水温調整装置が温度を変化させた後の前記水を循環させる配管と、
を備えるコジェネレーションシステム。
【請求項２】
前記水温調整装置は、
前記エンジンから出力される熱に基づいて、前記水の温度を上昇させる熱交換器、
を備える、
請求項１に記載のコジェネレーションシステム。
【請求項３】
前記水温調整装置は、
前記エンジンから出力される熱に基づいて、前記水の温度を低下させる吸収式冷凍機、
を備える、
請求項１または請求項２に記載のコジェネレーションシステム。
【請求項４】
前記水温調整装置を制御する第１制御部、
を備え、
前記水温調整装置は、
前記エンジンから出力される熱に基づいて、前記水の温度を低下させる吸収式冷凍機、
を備え、
前記第１制御部は、
前記熱交換器及び前記吸収式冷凍機の一方のみを動作させる、
請求項２に記載のコジェネレーションシステム。
【請求項５】
前記エンジンが発電を行い電力を供給する場合のコストと、前記エンジンが発電を行わずに外部から電力を買電する場合のコストとに基づいて、決定された時間に前記エンジンを動作させる第２制御部、
を備える請求項１から請求項４の何れか一項に記載のコジェネレーションシステム。
【請求項６】
発電を行うエンジンと、空気調和機と、前記空気調和機が起動する前に、前記エンジンから出力される熱に基づいて、水の温度を変化させる水温調整装置と、前記空気調和機が起動したときに熱交換する前記水であって、前記水温調整装置が温度を変化させた後の前記水を循環させる配管と、を備えるコジェネレーションシステムによる制御方法であって、
前記水温調整装置が、前記エンジンから出力される熱に基づいて、前記水の温度を上昇させる熱交換器、及び、前記エンジンから出力される熱に基づいて、前記水の温度を低下させる吸収式冷凍機を備える場合に、前記熱交換器及び前記吸収式冷凍機の一方のみを動作させること、
を含む制御方法。
【請求項７】
発電を行うエンジンと、空気調和機と、前記空気調和機が起動する前に、前記エンジンから出力される熱に基づいて、水の温度を変化させる水温調整装置と、前記空気調和機が起動したときに熱交換する前記水であって、前記水温調整装置が温度を変化させた後の前記水を循環させる配管と、を備えるコジェネレーションシステムによる制御方法であって、
前記エンジンが発電を行い電力を供給する場合のコストと、前記エンジンが発電を行わずに外部から電力を買電する場合のコストとに基づいて、決定された時間に前記エンジンを動作させること、
を含む制御方法。
【請求項８】
発電を行うエンジンと、空気調和機と、前記空気調和機が起動する前に、前記エンジンから出力される熱に基づいて、水の温度を変化させる水温調整装置と、前記空気調和機が起動したときに熱交換する前記水であって、前記水温調整装置が温度を変化させた後の前記水を循環させる配管と、を備えるコジェネレーションシステムが備えるコンピュータに、
前記水温調整装置が、前記エンジンから出力される熱に基づいて、前記水の温度を上昇させる熱交換器、及び、前記エンジンから出力される熱に基づいて、前記水の温度を低下させる吸収式冷凍機を備える場合に、前記熱交換器及び前記吸収式冷凍機の一方のみを動作させること、
を実行させるプログラム。
【請求項９】
発電を行うエンジンと、空気調和機と、前記空気調和機が起動する前に、前記エンジンから出力される熱に基づいて、水の温度を変化させる水温調整装置と、前記空気調和機が起動したときに熱交換する前記水であって、前記水温調整装置が温度を変化させた後の前記水を循環させる配管と、を備えるコジェネレーションシステムが備えるコンピュータに、
前記エンジンが発電を行い電力を供給する場合のコストと、前記エンジンが発電を行わずに外部から電力を買電する場合のコストとに基づいて、決定された時間に前記エンジンを動作させること、
を実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コジェネレーションシステム、制御方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
エネルギーを使用するさまざまなシステムでは、経済の面からもエネルギーの面からも効率的な運転が要求されることが多い。
特許文献１には、関連する技術として、床暖房システムにおいて立ち上がり時間を改善することに係る技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０９−１４５０６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、工場などでは、そこで使用する電力を生成する目的で発電する場合がある。その発電をガスエンジンを用いて行うコジェネレーションシステムでは、ガスエンジンにより発電した電力とともに排気ガスが出力される。しかしながら、電力を生成することが目的であるため、ガスエンジンから出力される排気ガスはそのまま廃棄される場合がほとんどである。
そこで、コジェネレーションシステムでは、エンジンから放出される熱を有効に利用することのできる技術が求められている。
【０００５】
本発明は、上記の課題を解決することのできるコジェネレーションシステム、制御方法及びプログラムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様によれば、コジェネレーションシステムは、発電を行うエンジンと、空気調和機と、前記空気調和機が起動する前に、前記エンジンから出力される熱に基づいて、水の温度を変化させる水温調整装置と、前記空気調和機が起動したときに熱交換する前記水であって、前記水温調整装置が温度を変化させた後の前記水を循環させる配管と、を備える。
【０００７】
本発明の第２の態様によれば、第１の態様におけるコジェネレーションシステムにおいて、前記水温調整装置は、前記エンジンから出力される熱に基づいて、前記水の温度を上昇させる熱交換器、を備えるものであってもよい。
【０００８】
本発明の第３の態様によれば、第１の態様または第２の態様におけるコジェネレーションシステムにおいて、前記水温調整装置は、前記エンジンから出力される熱に基づいて、前記水の温度を低下させる吸収式冷凍機、を備えるものであってもよい。
【０００９】
本発明の第４の態様によれば、第２の態様におけるコジェネレーションシステムは、前記水温調整装置を制御する第１制御部、を備え、前記水温調整装置は、前記エンジンから出力される熱に基づいて、前記水の温度を低下させる吸収式冷凍機、を備え、前記第１制御部は、前記熱交換器及び前記吸収式冷凍機の一方のみを動作させるものであってもよい。
【００１０】
本発明の第５の態様によれば、第１の態様から第４の態様の何れか１つのコジェネレーションシステムは、前記エンジンが発電を行い電力を供給する場合のコストと、前記エンジンが発電を行わずに外部から電力を買電する場合のコストとに基づいて、決定された時間に前記エンジンを動作させる第２制御部、を備えるものであってもよい。
【００１１】
本発明の第６の態様によれば、制御方法は、発電を行うエンジンと、空気調和機と、前記空気調和機が起動する前に、前記エンジンから出力される熱に基づいて、水の温度を変化させる水温調整装置と、前記空気調和機が起動したときに熱交換する前記水であって、前記水温調整装置が温度を変化させた後の前記水を循環させる配管と、を備えるコジェネレーションシステムによる制御方法であって、前記水温調整装置が、前記エンジンから出力される熱に基づいて、前記水の温度を上昇させる熱交換器、及び、前記エンジンから出力される熱に基づいて、前記水の温度を低下させる吸収式冷凍機を備える場合に、前記熱交換器及び前記吸収式冷凍機の一方のみを動作させること、を含む。
【００１２】
本発明の第７の態様によれば、制御方法は、発電を行うエンジンと、空気調和機と、前記空気調和機が起動する前に、前記エンジンから出力される熱に基づいて、水の温度を変化させる水温調整装置と、前記空気調和機が起動したときに熱交換する前記水であって、前記水温調整装置が温度を変化させた後の前記水を循環させる配管と、を備えるコジェネレーションシステムによる制御方法であって、前記エンジンが発電を行い電力を供給する場合のコストと、前記エンジンが発電を行わずに外部から電力を買電する場合のコストとに基づいて、決定された時間に前記エンジンを動作させること、を含む。
【００１３】
本発明の第８の態様によれば、プログラムは、発電を行うエンジンと、空気調和機と、前記空気調和機が起動する前に、前記エンジンから出力される熱に基づいて、水の温度を変化させる水温調整装置と、前記空気調和機が起動したときに熱交換する前記水であって、前記水温調整装置が温度を変化させた後の前記水を循環させる配管と、を備えるコジェネレーションシステムが備えるコンピュータに、前記水温調整装置が、前記エンジンから出力される熱に基づいて、前記水の温度を上昇させる熱交換器、及び、前記エンジンから出力される熱に基づいて、前記水の温度を低下させる吸収式冷凍機を備える場合に、前記熱交換器及び前記吸収式冷凍機の一方のみを動作させること、を実行させる。
【００１４】
本発明の第９の態様によれば、プログラムは、発電を行うエンジンと、空気調和機と、前記空気調和機が起動する前に、前記エンジンから出力される熱に基づいて、水の温度を変化させる水温調整装置と、前記空気調和機が起動したときに熱交換する前記水であって、前記水温調整装置が温度を変化させた後の前記水を循環させる配管と、を備えるコジェネレーションシステムが備えるコンピュータに、前記エンジンが発電を行い電力を供給する場合のコストと、前記エンジンが発電を行わずに外部から電力を買電する場合のコストとに基づいて、決定された時間に前記エンジンを動作させること、を実行させる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の実施形態によるコジェネレーションシステム、制御方法及びプログラムによれば、エンジンから放出される熱を有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態によるコジェネレーションシステムの構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態による制御装置の構成の一例を示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態におけるデータテーブルの一例を示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態による制御装置の制御を説明するための図である。
【図５】本発明の第１実施形態によるコジェネレーションシステムの処理フローの一例を示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態によるコジェネレーションシステムの構成の一例を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態によるコジェネレーションシステムの処理フローの一例を示す図である。
【図８】本発明の第３実施形態によるコジェネレーションシステムの構成の一例を示す図である。
【図９】本発明の第３実施形態による制御装置の構成の一例を示す図である。
【図１０】少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜第１実施形態＞
以下、図面を参照しながら実施形態について詳しく説明する。
本発明の第１実施形態によるコジェネレーションシステムについて説明する。
コジェネレーションシステム１は、図１に示すように、ガスエンジン１０（エンジンの一例）、排ガスボイラ２０、高圧スチームヘッダ３０、蒸気熱交換器４０（水温調整装置の一例）、温水熱交換器５０（水温調整装置の一例）、冷温水ヘッダ６０、７０、冷温水ポンプ８０、９０、空気調和機用配管１００、空気調和機１１０、制御装置１２０を備える。
例えば、コジェネレーションシステム１は、組み立て工場で使用されるシステムである。この場合、コジェネレーションシステム１は、ガスエンジン１０により組み立て工場で使用する発電を行うとともに、発電時にガスエンジン１０から排出される排気ガスの熱（エンジンから出力される熱の一例）及び温水の熱（エンジンから出力される熱の一例）のうちの少なくとも一方を利用して組み立て工場における空気調和機１１０を起動させる前に、空気調和機１１０を起動したときの運転に応じた温度の水を空気調和機用配管１００に循環させる。こうすることで、コジェネレーションシステム１は、ガスエンジン１０が排出する排気ガスを利用して空気調和機１１０の運転効率を上昇させることができるシステムである。なお、本発明の第１実施形態では、コジェネレーションシステム１は、ガスエンジン１０が排出する排気ガスを利用して空気調和機１１０の暖房運転時の運転効率を上昇させる。
【００１８】
以下、コジェネレーションシステム１は、組み立て工場で使用されるものとして説明する。ただし、組み立て工場は、コジェネレーションシステム１が設けられる一例であり、コジェネレーションシステム１が設けられる場所は、組み立て工場に限定されるものではない。
【００１９】
ガスエンジン１０は、制御装置１２０による制御の下、発電を行うエンジンである。ガスエンジン１０は、発電した電力を組み立て工場において電力を必要とする箇所へ出力する。
また、ガスエンジン１０は、発電したときに発生する排気ガスを排ガスボイラ２０に出力する。また、ガスエンジン１０を冷却する冷却水は、発電時に発生した熱によって加熱され温水となる。この温水は、温水熱交換器５０に供給される。
【００２０】
排ガスボイラ２０は、排気ガスの熱を利用して高圧蒸気を生成するボイラである。
例えば、排ガスボイラ２０は、ガスエンジン１０から排気ガスを受ける。排ガスボイラ２０は、受けた排気ガスの熱で水を蒸発させることによって高圧蒸気を生成する。
排ガスボイラ２０は、生成した高圧蒸気を高圧スチームヘッダ３０に出力する。
【００２１】
高圧スチームヘッダ３０は、高圧蒸気を集める装置である。高圧スチームヘッダ３０は、集めた高圧蒸気を水と蒸気とに分けて、接続先の各装置に分配する。
例えば、高圧スチームヘッダ３０は、排ガスボイラ２０が出力する高圧蒸気を集める。高圧スチームヘッダ３０は、集めた高圧蒸気を水と蒸気とに分けて、蒸気を蒸気熱交換器４０に供給する。
【００２２】
蒸気熱交換器４０は、高圧スチームヘッダ３０から供給される蒸気の熱を用いて、冷温水ヘッダ７０から出力される温水を加熱する。蒸気熱交換器４０によって加熱された加熱後の温水は、冷温水ヘッダ６０に出力される。
【００２３】
温水熱交換器５０は、ガスエンジン１０から供給される温水の熱を用いて、冷温水ヘッダ７０から出力される温水を加熱する。温水熱交換器５０によって加熱された加熱後の温水は、冷温水ヘッダ６０に出力される。
【００２４】
冷温水ヘッダ６０は、温水を集める。
冷温水ヘッダ７０は、空気調和機１１０の起動前には、温水を集める。また、冷温水ヘッダ７０は、空気調和機１１０の起動後には、冷水を集める。
冷温水ポンプ８０は、冷温水ヘッダ６０が集めた温水を、空気調和機用配管１００を介して冷温水ポンプ９０及び空気調和機１１０に供給する。
【００２５】
冷温水ポンプ９０は、空気調和機１１０の起動前には、空気調和機１１０において熱交換されない温水を、冷温水ヘッダ７０に供給する。
冷温水ポンプ９０は、空気調和機１１０の起動後には、空気調和機１１０において熱交換され冷却された冷水を、冷温水ヘッダ７０に供給する。
空気調和機用配管１００は、空気調和機１１０において熱交換するための水を巡回させる配管である。
【００２６】
空気調和機１１０は、起動後に、空気調和機用配管１００における水と熱交換することで、暖房運転または冷房運転を行う装置である。本発明の第１実施形態による空気調和機１１０は、例えば、北半球の冬期などの寒い時期に運転する場合など、起動後に、空気調和機用配管１００における温水と熱交換することで、暖房運転する可能性の高い装置である。
例えば、空気調和機１１０は、組み立て工場に設けられる。
【００２７】
制御装置１２０は、図２に示すように、記憶部１２０１、エンジン制御部１２０２（第２制御部の一例）を備える。
記憶部１２０１は、制御装置１２０が行う処理に必要な種々の情報を記憶する。
例えば、記憶部１２０１は、図３に示すように、過去の気象データが示す日付ごとの気象条件と、その気象条件において実際に発電された所定時間ごと（例えば、１時間ごと）の発電電力量とを関連付けたデータテーブルＴＢＬ１を記憶する。
【００２８】
エンジン制御部１２０２は、ガスエンジン１０を制御する日の目標とする発電電力量を示す目標発電電力量を決定する（すなわち、需要電力量を予測する）。
例えば、エンジン制御部１２０２は、ガスエンジン１０を制御する日よりも以前に制御する日の気象予測を取得する。エンジン制御部１２０２は、取得した気象予測が示す気象条件に最も近い気象条件を特定する。気象条件には、気温が含まれる。エンジン制御部１２０２は、データテーブルＴＢＬ１において特定した気象条件に関連付けられている所定時間ごとの発電電力量を、ガスエンジン１０を制御する日の目標発電電力量と決定する。
なお、エンジン制御部１２０２は、この目標発電電力量を補正するものであってもよい。例えば、エンジン制御部１２０２は、組み立て工場において電気を使用する過去の装置の燃費と現在の装置の燃費との差、過去の装置の台数と現在の装置の台数との差、ガスエンジン１０の過去の性能と現在の性能との差などを考慮して、目標発電電力量を補正するものであってもよい。
【００２９】
エンジン制御部１２０２は、決定した目標発電電力量に基づいて、夜間の発電電力量を決定する。
例えば、エンジン制御部１２０２は、図４に示すように、昼間に必要な電力量の一部（例えば、ピーク電力となる時間帯に必要な電力量）を夜間に発電した場合の夜間に電力を買電した場合に対するコストアップ分と、夜間に発電して空気調和機用配管１００に熱を蓄えた上で空気調和機を起動する場合の夜間に熱を蓄えず空気調和機を起動する場合に対する空気調和機の効率アップに伴うコストダウン分とを、夜間のさまざまな発電電力量について算出する。そして、エンジン制御部１２０２は、算出した中で、夜間に発電するコストダウンが最も期待できる発電電力量を実現する制御を、ガスエンジン１０に対して行う。
【００３０】
次に、本発明の第１実施形態によるコジェネレーションシステム１の処理について説明する。
ここでは、図５に示すコジェネレーションシステム１の処理フローについて説明する。
なお、空気調和機１１０は、夜間には停止状態であり、昼間に暖房運転として起動されるものとする。
【００３１】
エンジン制御部１２０２は、ガスエンジン１０を制御する日の目標とする発電電力量を示す目標発電電力量を決定する（すなわち、需要電力量を予測する）（ステップＳ１）。
具体的には、エンジン制御部１２０２は、ガスエンジン１０を制御する日よりも以前に制御する日の気象予測を取得する。エンジン制御部１２０２は、取得した気象予測が示す気象条件に最も近い気象条件を特定する。気象条件には、気温が含まれる。エンジン制御部１２０２は、データテーブルＴＢＬ１において特定した気象条件に関連付けられている所定時間ごとの発電電力量を、ガスエンジン１０を制御する日の目標発電電力量と決定する。
【００３２】
エンジン制御部１２０２は、決定した目標発電電力量に基づいて、夜間の発電電力量を決定する（ステップＳ２）。
具体的には、エンジン制御部１２０２は、図４に示すように、昼間に必要な電力量の一部（例えば、ピーク電力となる時間帯に必要な電力量）を夜間に発電した場合の夜間に電力を買電した場合に対するコストアップ分と、夜間に発電して空気調和機用配管１００に熱を蓄えた上で空気調和機を起動する場合の夜間に熱を蓄えず空気調和機を起動する場合に対する空気調和機の効率アップに伴うコストダウン分とを、夜間のさまざまな発電電力量について算出する。そして、エンジン制御部１２０２は、算出した中で、夜間に発電するコストアップが最も期待できる発電電力量を実現する制御を、ガスエンジン１０に対して行う。
【００３３】
ガスエンジン１０は、制御装置１２０による制御の下、発電を行う（ステップＳ３）。ガスエンジン１０は、発電した電力を組み立て工場において電力を必要とする箇所へ出力する。
また、ガスエンジン１０は、発電したときに発生する排気ガスを排ガスボイラ２０に出力する。また、ガスエンジン１０は、発電時に発生した熱によって冷却水を加熱する（ステップＳ４）。この温水は、温水熱交換器５０に供給される。
【００３４】
排ガスボイラ２０は、排気ガスの熱を利用して高圧蒸気を生成する（ステップＳ５）。
具体的には、排ガスボイラ２０は、ガスエンジン１０から排気ガスを受ける。排ガスボイラ２０は、受けた排気ガスの熱で水を蒸発させることによって高圧蒸気を生成する。
排ガスボイラ２０は、生成した高圧蒸気を高圧スチームヘッダ３０に出力する。
【００３５】
高圧スチームヘッダ３０は、高圧蒸気を集める装置である。高圧スチームヘッダ３０は、集めた高圧蒸気を水と蒸気とに分けて、接続先の各装置に分配する。
具体的には、高圧スチームヘッダ３０は、排ガスボイラ２０が出力する高圧蒸気を集める。高圧スチームヘッダ３０は、集めた高圧蒸気を水と蒸気とに分けて、蒸気を蒸気熱交換器４０に供給する。
【００３６】
蒸気熱交換器４０は、高圧スチームヘッダ３０から供給される蒸気の熱を用いて、冷温水ヘッダ７０から出力される温水を加熱する（ステップＳ６）。蒸気熱交換器４０によって加熱された加熱後の温水は、冷温水ヘッダ６０に出力される。
【００３７】
温水熱交換器５０は、ガスエンジン１０から供給される温水の熱を用いて、冷温水ヘッダ７０から出力される温水を加熱する（ステップＳ７）。温水熱交換器５０によって加熱された加熱後の温水は、冷温水ヘッダ６０に出力される。冷温水ヘッダ６０は、温水を集める。冷温水ヘッダ６０は、温水を冷温水ポンプ８０に供給する。
【００３８】
冷温水ポンプ８０は、冷温水ヘッダ６０が集めた温水を、空気調和機用配管１００を介して冷温水ポンプ９０及び空気調和機１１０に供給する。
冷温水ポンプ９０は、空気調和機１１０の起動前には、空気調和機１１０において熱交換されない温水を、冷温水ヘッダ７０に供給する。
冷温水ヘッダ７０は、温水を集める。冷温水ヘッダ７０は、温水を蒸気熱交換器４０及び温水熱交換器５０に出力する。
【００３９】
空気調和機１１０は、温水が空気調和機用配管１００を循環する状態で、暖房運転で起動する（ステップＳ８）。空気調和機１１０は、空気調和機用配管１００を循環する温水と熱交換する（ステップＳ９）。この空気調和機１１０による熱交換によって、空気調和機１１０は、起動後すぐに設定された所望の温度に近い温度の空気を出力することができる。この空気調和機１１０による熱交換によって、空気調和機用配管１００を循環する温水の温度が低下する。この温水は、冷温水ポンプ９０に供給される。
【００４０】
冷温水ポンプ９０は、空気調和機１１０の起動後には、空気調和機１１０において熱交換され冷却された温水を、冷温水ヘッダ７０に供給する。冷温水ヘッダ７０は、温水を集める。冷温水ヘッダ７０は、温水を蒸気熱交換器４０及び温水熱交換器５０に出力する。
【００４１】
蒸気熱交換器４０及び温水熱交換器５０は、温水を加熱する（ステップＳ１０）。加熱後の温水は、冷温水ヘッダ６０に出力される。冷温水ヘッダ６０は、温水を集める。冷温水ヘッダ６０は、温水を冷温水ポンプ８０に供給する。
【００４２】
冷温水ポンプ８０は、冷温水ヘッダ６０が集めた温水を、空気調和機用配管１００を介して冷温水ポンプ９０及び空気調和機１１０に供給する。そして、コジェネレーションシステム１は、ステップＳ９〜ステップＳ１０の処理を繰り返す。
【００４３】
以上、本発明の第１実施形態によるコジェネレーションシステム１について説明した。
コジェネレーションシステム１は、発電を行うガスエンジン１０と、空気調和機１１０と、空気調和機１１０が起動する前に、ガスエンジン１０から出力される熱に基づいて、水の温度を変化させる蒸気熱交換器４０（水温調整装置の一例）及び温水熱交換器５０（水温調整装置の一例）と、空気調和機１１０が起動したときに熱交換する前記水であって、蒸気熱交換器４０及び温水熱交換器５０が温度を変化させた後の前記水を循環させる空気調和機用配管１００と、を備える。
このようにコジェネレーションシステム１を構成することで、コジェネレーションシステム１は、ガスエンジン１０が発電するときに排出する排気ガスの熱を、空気調和機１１０の運転効率を上昇させることに利用する、つまりエンジンから放出される熱を有効に利用することができる。
【００４４】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態によるコジェネレーションシステムについて説明する。
コジェネレーションシステム１は、図６に示すように、ガスエンジン１０（エンジンの一例）、排ガスボイラ２０、高圧スチームヘッダ３０、冷温水ヘッダ６０、７０、冷温水ポンプ８０、９０、空気調和機用配管１００、空気調和機１１０、制御装置１２０、吸収式冷凍機１３０（水温調整装置の一例）を備える。
例えば、コジェネレーションシステム１は、組み立て工場で使用されるシステムである。この場合、コジェネレーションシステム１は、ガスエンジン１０により組み立て工場で使用する発電を行うとともに、発電時にガスエンジン１０から排出される排気ガスの熱（エンジンから出力される熱の一例）及び温水の熱（エンジンから出力される熱の一例）のうちの少なくとも一方を利用して組み立て工場における空気調和機１１０を起動させる前に、空気調和機１１０を起動したときの運転に応じた温度の水を空気調和機用配管１００に循環させる。こうすることで、コジェネレーションシステム１は、ガスエンジン１０が排出する排気ガスを利用して空気調和機１１０の運転効率を上昇させることができるシステムである。なお、本発明の第２実施形態では、コジェネレーションシステム１は、ガスエンジン１０が排出する排気ガスを利用して空気調和機１１０の冷房運転時の運転効率を上昇させる。
【００４５】
以下、コジェネレーションシステム１は、組み立て工場で使用されるものとして説明する。ただし、組み立て工場は、コジェネレーションシステム１が設けられる一例であり、コジェネレーションシステム１が設けられる場所は、組み立て工場に限定されるものではない。
なお、本発明の第２実施形態では、本発明の第１実施形態と同様の説明については省略することがある。
【００４６】
ガスエンジン１０は、制御装置１２０による制御の下、発電を行うエンジンである。ガスエンジン１０は、発電した電力を組み立て工場において電力を必要とする箇所へ出力する。
また、ガスエンジン１０は、発電したときに発生する排気ガスを排ガスボイラ２０に出力する。また、ガスエンジン１０を冷却する冷却水は、発電時に発生した熱によって加熱され温水となる。この温水は、吸収式冷凍機１３０に供給される。
【００４７】
排ガスボイラ２０は、排気ガスの熱を利用して高圧蒸気を生成するボイラである。
排ガスボイラ２０は、生成した高圧蒸気を吸収式冷凍機１３０に出力する。
【００４８】
高圧スチームヘッダ３０は、高圧蒸気を集める装置である。高圧スチームヘッダ３０は、集めた高圧蒸気を水と蒸気とに分けて、接続先の各装置に分配する。
例えば、高圧スチームヘッダ３０は、排ガスボイラ２０が出力する高圧蒸気を集める。高圧スチームヘッダ３０は、集めた高圧蒸気を水と蒸気とに分けて、蒸気を吸収式冷凍機１３０に供給する。
【００４９】
吸収式冷凍機１３０は、ガスエンジン１０から供給される温水、及び、高圧スチームヘッダ３０から供給される蒸気のうちの少なくとも一方を用いて、冷水を生成する装置である。
例えば、吸収式冷凍機１３０は、非特許文献（大浜庄司著、「完全図解  空調・給排水衛生設備の基礎知識早わかり」、第１版、株式会社オーム社、２０１４年１０月２５日、Ｐ．４３）などに記載されている吸収式冷凍機である。吸収式冷凍機１３０は、“吸収冷凍サイクル”と呼ばれる一連の動作を繰り返すことによって、常温よりも低い温度を作り出し、冷却作用を実現する。吸収式冷凍機１３０によって冷却された冷却後の冷水は、冷温水ヘッダ６０に出力される。
【００５０】
冷温水ヘッダ６０は、冷水を集める。
冷温水ヘッダ７０は、空気調和機１１０の起動前には、冷水を集める。また、冷温水ヘッダ７０は、空気調和機１１０の起動後には、温水を集める。
冷温水ポンプ８０は、冷温水ヘッダ６０が集めた冷水を、空気調和機用配管１００を介して冷温水ポンプ９０及び空気調和機１１０に供給する。
【００５１】
冷温水ポンプ９０は、空気調和機１１０の起動前には、空気調和機１１０において熱交換されない冷水を、冷温水ヘッダ７０に供給する。
冷温水ポンプ９０は、空気調和機１１０の起動後には、空気調和機１１０において熱交換され加熱された温水を、冷温水ヘッダ７０に供給する。
空気調和機用配管１００は、空気調和機１１０において熱交換するための水を巡回させる配管である。
【００５２】
空気調和機１１０は、起動後に、空気調和機用配管１００における水と熱交換することで、暖房運転または冷房運転を行う装置である。本発明の第１実施形態による空気調和機１１０は、例えば、北半球の夏期などの暑い時期に運転する場合など、起動後に、空気調和機用配管１００における冷水と熱交換することで、冷房運転する可能性の高い装置である。
例えば、空気調和機１１０は、組み立て工場に設けられる。
【００５３】
制御装置１２０は、図２に示すように、記憶部１２０１、エンジン制御部１２０２（第２制御部の一例）を備える。
記憶部１２０１は、制御装置１２０が行う処理に必要な種々の情報を記憶する。
例えば、記憶部１２０１は、図３に示すように、過去の気象データが示す日付ごとの気象条件と、その気象条件において実際に発電された所定時間ごと（例えば、１時間ごと）の発電電力量とを関連付けたデータテーブルＴＢＬ１を記憶する。
【００５４】
エンジン制御部１２０２は、ガスエンジン１０を制御する日の目標とする発電電力量を示す目標発電電力量を決定する（すなわち、需要電力量を予測する）。
【００５５】
エンジン制御部１２０２は、決定した目標発電電力量に基づいて、夜間の発電電力量を決定する。
【００５６】
次に、本発明の第２実施形態によるコジェネレーションシステム１の処理について説明する。
ここでは、図７に示すコジェネレーションシステム１の処理フローについて説明する。
なお、空気調和機１１０は、夜間には停止状態であり、昼間に冷房運転として起動されるものとする。
【００５７】
エンジン制御部１２０２は、ガスエンジン１０を制御する日の目標とする発電電力量を示す目標発電電力量を決定する（すなわち、需要電力量を予測する）（ステップＳ１）。
【００５８】
エンジン制御部１２０２は、決定した目標発電電力量に基づいて、夜間の発電電力量を決定する（ステップＳ２）。
【００５９】
ガスエンジン１０は、制御装置１２０による制御の下、発電を行う（ステップＳ３）。ガスエンジン１０は、発電した電力を組み立て工場において電力を必要とする箇所へ出力する。
また、ガスエンジン１０は、発電したときに発生する排気ガスを排ガスボイラ２０に出力する。また、ガスエンジン１０は、発電時に発生した熱によって冷却水を加熱する（ステップＳ４）。この温水は、吸収式冷凍機１３０に供給される。
【００６０】
排ガスボイラ２０は、排気ガスの熱を利用して高圧蒸気を生成する（ステップＳ５）。
排ガスボイラ２０は、生成した高圧蒸気を高圧スチームヘッダ３０に出力する。
【００６１】
高圧スチームヘッダ３０は、高圧蒸気を集める装置である。高圧スチームヘッダ３０は、集めた高圧蒸気を水と蒸気とに分けて、接続先の各装置に分配する。
具体的には、高圧スチームヘッダ３０は、排ガスボイラ２０が出力する高圧蒸気を集める。高圧スチームヘッダ３０は、集めた高圧蒸気を水と蒸気とに分けて、蒸気を吸収式冷凍機１３０に供給する。
【００６２】
吸収式冷凍機１３０は、ガスエンジン１０から供給される温水、及び、高圧スチームヘッダ３０から供給される蒸気を用いて、冷水を生成する（ステップＳ２１）。吸収式冷凍機１３０によって生成された冷水は、冷温水ヘッダ６０に出力される。冷温水ヘッダ６０は、冷水を集める。冷温水ヘッダ６０は、冷水を冷温水ポンプ８０に供給する。
【００６３】
冷温水ポンプ８０は、冷温水ヘッダ６０が集めた冷水を、空気調和機用配管１００を介して冷温水ポンプ９０及び空気調和機１１０に供給する。
冷温水ポンプ９０は、空気調和機１１０の起動前には、空気調和機１１０において熱交換されない冷水を、冷温水ヘッダ７０に供給する。
冷温水ヘッダ７０は、冷水を集める。冷温水ヘッダ７０は、冷水を吸収式冷凍機１３０に出力する。
【００６４】
空気調和機１１０は、冷水が空気調和機用配管１００を循環する状態で、冷房運転で起動する（ステップＳ２２）。空気調和機１１０は、空気調和機用配管１００を循環する冷水と熱交換する（ステップＳ２３）。この空気調和機１１０による熱交換によって、空気調和機１１０は、起動後すぐに設定された所望の温度に近い温度の空気を出力することができる。この空気調和機１１０による熱交換によって、空気調和機用配管１００を循環する冷水の温度が上昇する。この冷水は、冷温水ポンプ９０に供給される。
【００６５】
冷温水ポンプ９０は、空気調和機１１０の起動後には、空気調和機１１０において熱交換され加熱された冷水を、冷温水ヘッダ７０に供給する。冷温水ヘッダ７０は、冷水を集める。冷温水ヘッダ７０は、冷水を吸収式冷凍機１３０に出力する。
【００６６】
吸収式冷凍機１３０は、冷水を冷却する（ステップＳ２４）。冷却後の冷水は、冷温水ヘッダ６０に出力される。冷温水ヘッダ６０は、冷水を集める。冷温水ヘッダ６０は、冷水を冷温水ポンプ８０に供給する。
【００６７】
冷温水ポンプ８０は、冷温水ヘッダ６０が集めた冷水を、空気調和機用配管１００を介して冷温水ポンプ９０及び空気調和機１１０に供給する。そして、コジェネレーションシステム１は、ステップＳ２３〜ステップＳ２４の処理を繰り返す。
【００６８】
以上、本発明の第２実施形態によるコジェネレーションシステム１について説明した。
コジェネレーションシステム１は、発電を行うガスエンジン１０と、空気調和機１１０と、空気調和機１１０が起動する前に、ガスエンジン１０から出力される熱に基づいて、水の温度を変化させる吸収式冷凍機１３０（水温調整装置の一例）と、空気調和機１１０が起動したときに熱交換する前記水であって、吸収式冷凍機１３０が温度を変化させた後の前記水を循環させる空気調和機用配管１００と、を備える。
このようにコジェネレーションシステム１を構成することで、コジェネレーションシステム１は、ガスエンジン１０が発電するときに排出する排気ガスの熱を、空気調和機１１０の運転効率を上昇させることに利用する、つまりエンジンから放出される熱を有効に利用することができる。
【００６９】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態によるコジェネレーションシステムについて説明する。
コジェネレーションシステム１は、図８に示すように、ガスエンジン１０（エンジンの一例）、排ガスボイラ２０、高圧スチームヘッダ３０、蒸気熱交換器４０（水温調整装置の一例）、温水熱交換器５０（水温調整装置の一例）、冷温水ヘッダ６０、７０、冷温水ポンプ８０、９０、空気調和機用配管１００、空気調和機１１０、制御装置１２０、吸収式冷凍機１３０（水温調整装置の一例）、切替装置１４０、１５０を備える。つまり、本発明の第３実施形態によるコジェネレーションシステム１は、本発明の第１実施形態によるコジェネレーションシステム１と本発明の第２実施形態によるコジェネレーションシステム１とを組み合わせ、さらに切替装置１４０、１５０を加えたコジェネレーションシステムである。
例えば、コジェネレーションシステム１は、組み立て工場で使用されるシステムである。この場合、コジェネレーションシステム１は、ガスエンジン１０により組み立て工場で使用する発電を行うとともに、発電時にガスエンジン１０から排出される排気ガスの熱（エンジンから出力される熱の一例）及び温水の熱（エンジンから出力される熱の一例）のうちの少なくとも一方を利用して組み立て工場における空気調和機１１０を起動させる前に、空気調和機１１０を起動したときの運転に応じた温度の水を空気調和機用配管１００に循環させる。こうすることで、コジェネレーションシステム１は、ガスエンジン１０が排出する排気ガスを利用して空気調和機１１０の運転効率を上昇させることができるシステムである。なお、本発明の第３実施形態では、コジェネレーションシステム１は、ガスエンジン１０が排出する排気ガスを利用して空気調和機１１０の暖房運転時の運転効率及び冷房運転時の運転効率の両方を上昇させる。
なお、本発明の第３実施形態では、本発明の第１実施形態または本発明の第２実施形態と同様の説明については省略することがある。
【００７０】
切替装置１４０は、ガスエンジン１０と吸収式冷凍機１３０との間の配管と、ガスエンジン１０と温水熱交換器５０との間の配管とが交差する箇所に設けられる。切替装置１４０は、制御装置１２０による制御の下、ガスエンジン１０から吸収式冷凍機１３０への経路、及び、ガスエンジン１０から温水熱交換器５０への経路のうちの一方を有効にし、他方を無効にする装置である。
【００７１】
切替装置１５０は、高圧スチームヘッダ３０と吸収式冷凍機１３０との間の配管と、高圧スチームヘッダ３０と蒸気熱交換器４０との間の配管とが交差する箇所に設けられる。切替装置１５０は、制御装置１２０による制御の下、高圧スチームヘッダ３０から吸収式冷凍機１３０への経路、及び、高圧スチームヘッダ３０から蒸気熱交換器４０への経路のうちの一方を有効にし、他方を無効にする装置である。
【００７２】
制御装置１２０は、図９に示すように、記憶部１２０１、エンジン制御部１２０２（第２制御部の一例）、切替装置制御部１２０３（第１制御部の一例）を備える。
切替装置制御部１２０３は、切替装置１４０及び切替装置１５０を制御する。
【００７３】
例えば、切替装置制御部１２０３は、起動後に、空気調和機用配管１００における温水と熱交換することで、暖房運転する可能性の高いと判定した場合、ガスエンジン１０から吸収式冷凍機１３０への経路が無効になり、ガスエンジン１０から温水熱交換器５０への経路が有効になるように切替装置１４０を制御する。また、切替装置制御部１２０３は、起動後に、空気調和機用配管１００における温水と熱交換することで、暖房運転する可能性の高いと判定した場合、高圧スチームヘッダ３０から吸収式冷凍機１３０への経路が無効になり、高圧スチームヘッダ３０から蒸気熱交換器４０への経路が有効になるように切替装置１５０を制御する。
【００７４】
また、例えば、切替装置制御部１２０３は、起動後に、空気調和機用配管１００における冷水と熱交換することで、冷房運転する可能性の高いと判定した場合、ガスエンジン１０から吸収式冷凍機１３０への経路が有効になり、ガスエンジン１０から温水熱交換器５０への経路が無効になるように切替装置１４０を制御する。また、切替装置制御部１２０３は、起動後に、空気調和機用配管１００における冷水と熱交換することで、冷房運転する可能性の高いと判定した場合、高圧スチームヘッダ３０から吸収式冷凍機１３０への経路が有効になり、高圧スチームヘッダ３０から蒸気熱交換器４０への経路が無効になるように切替装置１５０を制御する。
【００７５】
なお、切替装置制御部１２０３が、起動後に、空気調和機用配管１００における温水と熱交換することで、暖房運転する可能性の高いと判定した場合には、コジェネレーションシステム１は、図５に示す本発明の第１実施形態で説明した処理を行う。また、切替装置制御部１２０３が、起動後に、空気調和機用配管１００における冷水と熱交換することで、冷房運転する可能性の高いと判定した場合には、図７に示す本発明の第２実施形態で説明した処理を行う。
切替装置制御部１２０３が行う、起動後に、空気調和機用配管１００における温水と熱交換することで、暖房運転する可能性の高いか、起動後に、空気調和機用配管１００における冷水と熱交換することで、冷房運転する可能性の高いかの判定は、例えば、予め１年間を寒い時期と暑い時期とに分けて登録し、実際に空気調和機１１０を運転する時期が登録した寒い時期に該当するか暑い時期に該当するかを判定することによって行われればよい。
【００７６】
以上、本発明の第３実施形態によるコジェネレーションシステム１について説明した。
コジェネレーションシステム１は、発電を行うガスエンジン１０と、空気調和機１１０と、空気調和機１１０が起動する前に、ガスエンジン１０から出力される熱に基づいて、水の温度を変化させる蒸気熱交換器４０（水温調整装置の一例）及び温水熱交換器５０（水温調整装置の一例）と、吸収式冷凍機１３０（水温調整装置の一例）と、空気調和機１１０が起動したときに熱交換する前記水であって、蒸気熱交換器４０、温水熱交換器５０、及び、吸収式冷凍機１３０のうちの少なくとも１つが温度を変化させた後の前記水を循環させる空気調和機用配管１００と、を備える。
このようにコジェネレーションシステム１を構成することで、コジェネレーションシステム１は、ガスエンジン１０が発電するときに排出する排気ガスの熱を、空気調和機１１０の運転効率を上昇させることに利用する、つまりエンジンから放出される熱を有効に利用することができる。
【００７７】
なお、本発明の実施形態における処理は、適切な処理が行われる範囲において、処理の順番が入れ替わってもよい。
【００７８】
なお、本発明の各実施形態における記憶部１２０１、その他の記憶装置（レジスタ、ラッチを含む）等のそれぞれは、適切な情報の送受信が行われる範囲においてどこに備えられていてもよい。また、記憶部１２０１、その他の記憶装置等のそれぞれは、適切な情報の送受信が行われる範囲において複数存在しデータを分散して記憶していてもよい。
【００７９】
本発明の実施形態について説明したが、上述の制御装置１２０、エンジン制御部１２０２、切替装置制御部１２０３、その他の制御装置は内部に、コンピュータシステムを有していてもよい。そして、上述した処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。コンピュータの具体例を以下に示す。
図１０は、少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。
コンピュータ５は、図１０に示すように、ＣＰＵ６、メインメモリ７、ストレージ８、インターフェース９を備える。
例えば、上述の制御装置１２０、エンジン制御部１２０２、切替装置制御部１２０３、その他の制御装置のそれぞれは、コンピュータ５に実装される。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式でストレージ８に記憶されている。ＣＰＵ６は、プログラムをストレージ８から読み出してメインメモリ７に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、ＣＰＵ６は、プログラムに従って、上述した各記憶部に対応する記憶領域をメインメモリ７に確保する。
【００８０】
ストレージ８の例としては、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＶＤ−ＲＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、半導体メモリ等が挙げられる。ストレージ８は、コンピュータ５のバスに直接接続された内部メディアであってもよいし、インターフェース９または通信回線を介してコンピュータ５に接続される外部メディアであってもよい。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ５に配信される場合、配信を受けたコンピュータ５が当該プログラムをメインメモリ７に展開し、上記処理を実行してもよい。少なくとも１つの実施形態において、ストレージ８は、一時的でない有形の記憶媒体である。
【００８１】
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現してもよい。さらに、上記プログラムは、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるファイル、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
なお、コンピュータ５は、上記構成に加えて、または上記構成に代えてＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅ）などのカスタムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、及びこれらに類する処理装置を備えてもよい。ＰＬＤの例としては、ＰＡＬ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ａｒｒａｙ  Ｌｏｇｉｃ）、ＧＡＬ（Ｇｅｎｅｒｉｃ  Ａｒｒａｙ  Ｌｏｇｉｃ）、ＣＰＬＤ（Ｃｏｍｐｌｅｘ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）が挙げられる。この場合、ＣＰＵ６によって実現される機能の一部または全部が当該集積回路によって実現されてもよい。
【００８２】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例であり、発明の範囲を限定しない。これらの実施形態は、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の追加、種々の省略、種々の置き換え、種々の変更を行ってよい。
【符号の説明】
【００８３】
１・・・コジェネレーションシステム
５・・・コンピュータ
６・・・ＣＰＵ
７・・・メインメモリ
８・・・ストレージ
９・・・インターフェース
１０・・・ガスエンジン
２０・・・排ガスボイラ
３０・・・高圧スチームヘッダ
４０・・・蒸気熱交換器
５０・・・温水熱交換器
６０、７０・・・冷温水ヘッダ
８０、９０・・・冷温水ポンプ
１００・・・空気調和機用配管
１１０・・・空気調和機
１２０・・・制御装置
１３０・・・吸収式冷凍機
１４０、１５０・・・切替装置
１２０１・・・記憶部
１２０２・・・エンジン制御部
【図１】
2020201019.tif 000003
【図２】
2020201019.tif 000004
【図３】
2020201019.tif 000005
【図４】
2020201019.tif 000006
【図５】
2020201019.tif 000007
【図６】
2020201019.tif 000008
【図７】
2020201019.tif 000009
【図８】
2020201019.tif 000010
【図９】
2020201019.tif 000011
【図１０】
2020201019.tif 000012