(57)【要約】【課題】蓄熱装置の満蓄状態の発生を抑制できる熱電併給システムを提供する。【解決手段】熱電併給システムにおいて、電力消費装置は、制御装置Ｃからの動作指令に応じて熱電併給装置１０の出力電力を消費して動作できる外部機器３０を有し、制御装置Ｃは、熱電併給装置１０の出力電力が過剰になる電力過剰条件が満たされると判定したとき、外部機器３０の消費電力を増加させる消費電力増加運転を行わせ、電力過剰条件が満たされないと判定したとき、消費電力増加運転を行わせない。【選択図】図１
2017175768.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱と電気とを併せて発生させる熱電併給装置と、蓄熱装置と、前記熱電併給装置の出力電力を消費可能な電気ヒーター装置と、制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記熱電併給装置を運転しているとき、前記熱電併給装置で発生された熱の回収と、前記蓄熱装置への蓄熱とを行わせ、
前記熱電併給装置の電力系統への連系運転時には電力消費装置に対して前記電力系統及び前記熱電併給装置の少なくとも何れか一方から電力を供給し、前記熱電併給装置の自立運転時には前記電力消費装置に対して前記熱電併給装置から電力を供給し、
前記熱電併給装置の出力電力のうちの余剰電力を前記電気ヒーター装置で消費させて、当該電気ヒーター装置で発生する熱を前記蓄熱装置に蓄えさせる熱電併給システムであって、
前記電力消費装置は、前記制御装置からの動作指令に応じて当該熱電併給装置の出力電力を消費して動作できる外部機器を有し、
前記制御装置は、
前記熱電併給装置の出力電力が過剰になる電力過剰条件が満たされると判定したとき、前記外部機器の消費電力を増加させる消費電力増加運転を行わせ、
前記電力過剰条件が満たされないと判定したとき、前記消費電力増加運転を行わせない熱電併給システム。
【請求項２】
前記制御装置は、
前記消費電力増加運転が行われないときの前記熱電併給装置の出力電力に余剰が発生するとき、前記電力過剰条件が満たされると判定し、
前記消費電力増加運転が行われないときの前記熱電併給装置の出力電力に余剰が発生しないとき、前記電力過剰条件が満たされないと判定する請求項１に記載の熱電併給システム。
【請求項３】
前記外部機器は、水栓に水を供給するための給水管の途中に設けられる貯水部と、当該貯水部に貯えられている水をジュール熱によって加熱できる第１ヒーター部と、前記第１ヒーター部の消費電力を調節する第１消費電力調節部とを有する温水生成器を備え、
前記制御装置は、前記第１消費電力調節部の動作を制御して前記温水生成器の消費電力を調節する請求項１又は２に記載の熱電併給システム。
【請求項４】
前記外部機器は、便座をジュール熱によって加熱できる第２ヒーター部と、前記第２ヒーター部の消費電力を調節する第２消費電力調節部とを有する便座加熱器を備え、
前記制御装置は、前記第２消費電力調節部の動作を制御して前記便座加熱器の消費電力を調節する請求項１〜３の何れか一項に記載の熱電併給システム。
【請求項５】
前記外部機器は、水栓に水を供給するための給水管の途中に巻き付けられて、当該給水管内に存在する水をジュール熱によって加熱できる第３ヒーター部と、前記第３ヒーター部の消費電力を調節する第３消費電力調節部とを有する水加熱器を備え、
前記制御装置は、前記第３消費電力調節部の動作を制御して前記水加熱器の消費電力を調節する請求項１〜４の何れか一項に記載の熱電併給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱と電気とを併せて発生させる熱電併給装置と、蓄熱装置と、熱電併給装置の出力電力を消費可能な電気ヒーター装置とを備える熱電併給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、熱と電気とを併せて発生させる熱電併給装置と、蓄熱装置と、熱電併給装置の出力電力を消費可能な電気ヒーター装置とを備える熱電併給システムが記載されている。熱電併給装置で発生した電気は電力消費装置に供給され、熱電併給装置で発生した熱は蓄熱装置に蓄えられる、或いは、熱消費装置に供給される。
【０００３】
熱に関して説明すると、熱電併給装置と蓄熱装置との間で熱媒を循環させて、その熱媒によって熱電併給装置から回収した熱を蓄熱装置で蓄えるという方式が採用される。つまり、その場合の熱媒は、熱電併給装置から熱を回収する役割と、熱電併給装置を冷却する役割とを担っている。従って、蓄熱装置で既に蓄えられている熱量が多くなると、熱電併給装置へと供給される熱媒の温度が高くなる。そして、熱電併給装置へ供給する熱媒の温度が高くなると、熱電併給装置を十分に冷却できないという問題が生じる。そのため、蓄熱装置の蓄熱量が多くなり過ぎると、熱電併給装置の運転を停止しなければならないという問題が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−０７３３６７号公報（段落００６０、図６など）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
熱電併給装置は出力が大きい方が運転メリットは大きくなるため、可能ならば大きな出力で運転させることが好ましい。熱電併給装置で発生する熱量が多くなると、熱媒によって回収されて蓄熱装置に新たに蓄えられる熱量も増える。また、発生する電力が大きくなると、電力消費装置で消費できなかった余剰電力が発生することもある。その場合、電気ヒーターで消費して、その熱を蓄熱装置に新たに蓄えることになる。そして、蓄熱装置に蓄えられている熱量が増え過ぎて上限値に達すると（即ち、満蓄状態になると）、熱電併給装置の運転を停止せざるを得なくなるという問題が生じる。
【０００６】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、蓄熱装置の満蓄状態の発生を抑制できる熱電併給システムを提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明に係る熱電併給システムの特徴構成は、熱と電気とを併せて発生させる熱電併給装置と、蓄熱装置と、前記熱電併給装置の出力電力を消費可能な電気ヒーター装置と、制御装置とを備え、前記制御装置は、前記熱電併給装置を運転しているとき、前記熱電併給装置で発生された熱の回収と、前記蓄熱装置への蓄熱とを行わせ、前記熱電併給装置の電力系統への連系運転時には電力消費装置に対して前記電力系統及び前記熱電併給装置の少なくとも何れか一方から電力を供給し、前記熱電併給装置の自立運転時には前記電力消費装置に対して前記熱電併給装置から電力を供給し、前記熱電併給装置の出力電力のうちの余剰電力を前記電気ヒーター装置で消費させて、当該電気ヒーター装置で発生する熱を前記蓄熱装置に蓄えさせる熱電併給システムであって、
前記電力消費装置は、前記制御装置からの動作指令に応じて当該熱電併給装置の出力電力を消費して動作できる外部機器を有し、
前記制御装置は、前記熱電併給装置の出力電力が過剰になる電力過剰条件が満たされると判定したとき、前記外部機器の消費電力を増加させる消費電力増加運転を行わせ、前記電力過剰条件が満たされないと判定したとき、前記消費電力増加運転を行わせない点にある。
【０００８】
上記特徴構成によれば、制御装置は、熱電併給装置の出力電力が過剰になる電力過剰条件が満たされると判定したとき、外部機器の消費電力増加運転を行わせることにより、熱電併給装置の出力電力の少なくとも一部をその消費電力増加運転によって消費できる。これに対して、制御装置は、熱電併給装置の出力電力が過剰になる電力過剰条件が満たされないと判定したとき、上記消費電力増加運転を行わないことにより、熱電併給装置の出力電力がその消費電力増加運転によって消費されないようにできる。
このように、制御装置は、熱電併給装置の出力電力の少なくとも一部を消費電力増加運転によって消費させることで、熱電併給装置の出力電力の余剰分を消費するため電気ヒーター装置の消費電力、即ち、電気ヒーター装置での発熱量を少なくすることができる。その結果、蓄熱装置に蓄える熱量が増え過ぎることを回避できる。
従って、蓄熱装置の満蓄状態の発生を抑制できる熱電併給システムを提供できる。
【０００９】
本発明に係る熱電併給システムの別の特徴構成は、前記制御装置は、前記消費電力増加運転が行われないときの前記熱電併給装置の出力電力に余剰が発生するとき、前記電力過剰条件が満たされると判定し、前記消費電力増加運転が行われないときの前記熱電併給装置の出力電力に余剰が発生しないとき、前記電力過剰条件が満たされないと判定する点にある。
【００１０】
上記特徴構成によれば、消費電力増加運転が行われないときの熱電併給装置の出力電力に余剰が発生するとき、外部機器の消費電力増加運転を行わせることにより、熱電併給装置の出力電力の少なくとも一部をその消費電力増加運転によって消費できる。つまり、消費電力増加運転が行われないときの熱電併給装置の出力電力に余剰が発生するとしても、消費電力増加運転を行うことで、その余剰電力を小さくできる。
【００１１】
本発明に係る熱電併給システムの更に別の特徴構成は、前記外部機器は、水栓に水を供給するための給水管の途中に設けられる貯水部と、当該貯水部に貯えられている水をジュール熱によって加熱できる第１ヒーター部と、前記第１ヒーター部の消費電力を調節する第１消費電力調節部とを有する温水生成器を備え、前記制御装置は、前記第１消費電力調節部の動作を制御して前記温水生成器の消費電力を調節する点にある。
【００１２】
上記特徴構成によれば、制御装置が温水生成器の消費電力を増加調節することで上記消費電力増加運転を実行できる。
【００１３】
本発明に係る熱電併給システムの更に別の特徴構成は、前記外部機器は、便座をジュール熱によって加熱できる第２ヒーター部と、前記第２ヒーター部の消費電力を調節する第２消費電力調節部とを有する便座加熱器を備え、前記制御装置は、前記第２消費電力調節部の動作を制御して前記便座加熱器の消費電力を調節する点にある。
【００１４】
上記特徴構成によれば、制御装置が便座加熱器の消費電力を増加調節することで上記消費電力増加運転を実行できる。
【００１５】
本発明に係る熱電併給システムの更に別の特徴構成は、前記外部機器は、水栓に水を供給するための給水管の途中に巻き付けられて、当該給水管内に存在する水をジュール熱によって加熱できる第３ヒーター部と、前記第３ヒーター部の消費電力を調節する第３消費電力調節部とを有する水加熱器を備え、前記制御装置は、前記第３消費電力調節部の動作を制御して前記水加熱器の消費電力を調節する点にある。
【００１６】
上記特徴構成によれば、制御装置が水加熱器の消費電力を増加調節することで上記消費電力増加運転を実行できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】熱電併給システムの構成を示す図である。
【図２】外部機器としての温水生成器の構成を示す図である。
【図３】外部機器としての便座加熱器の構成を示す図である。
【図４】外部機器としての水加熱器の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜第１実施形態＞
以下に図面を参照して本発明の第１実施形態に係る熱電併給システムについて説明する。
図１は、熱電併給システムの構成を示す図である。図示するように、熱電併給システムは、熱と電気とを併せて発生させる発電ユニット１０（本発明の熱電併給装置の一例）と、蓄熱装置２１と、発電ユニット１０の出力電力を消費可能な余剰電力消費用ヒーター２２（本発明の電気ヒーター装置の一例）と、制御装置Ｃとを備える。
【００１９】
〔発電ユニット〕
本実施形態において、発電ユニット１０が有する燃料電池部１２は、水素などの燃料ガスが供給される燃料極と酸素が供給される空気極とを有するセルが複数個積層されたセルスタックを有して構成される。燃料電池部１２は、固体高分子形のセルや固体酸化物形のセルなど、様々なタイプのセルを用いて構成できる。また、本実施形態の発電ユニット１０は、燃料電池部１２に対して、炭化水素等の水蒸気改質によって生成した燃料ガス（水素等）を供給するための燃料改質部１３を併せて備えている。尚、図示は省略するが、燃料改質部１３に炭化水素等の原燃料を供給するためのブロア及び水を供給するためのポンプや、燃料電池部１２の空気極に酸素（空気）を供給するためのブロアや、燃料電池部１２のセルを冷却すると共に熱回収を行う冷却水を流すためのポンプなどが付属機器１４として設けられている。
【００２０】
燃料電池部１２の発電電力は、インバータを有する、或いは、コンバータ及びインバータ等を有する電力変換部１１を介して連系電力線４及び自立電力線５の何れか一方に出力される。尚、本実施形態では、燃料電池部１２から出力される電力のことを発電電力と記載し、発電ユニット１０から出力される電力のことを出力電力と記載する。電力変換部１１から連系電力線４に出力電力が供給されている状態は、発電ユニット１０が連系運転を行っている状態であると言える。これに対して、電力変換部１１から自立電力線５に出力電力が供給されている状態は、発電ユニット１０が自立運転を行っている状態であると言える。また、連系電力線４は、電力系統１に接続される交流線２に対して接続され、その交流線２は切替スイッチ６に接続されている。自立電力線５は切替スイッチ６に対して上記交流線２とは別に接続されている。切替スイッチ６は、排熱回収ユニット２０にとっての電力供給元を、交流線２を介して供給される電力、及び、自立電力線５を介して供給される電力の何れかに切り替えるように動作する。この切替スイッチ６の動作は、制御装置Ｃによって制御されてもよいし、発電ユニット１０からの電力供給先の変更（即ち、自立電力線５を介した電力供給の有無）に応じて自動的に切替スイッチ６が動作するような構成であってもよい。発電ユニット１０は、電力変換部１２の温度を調節する温度調節部としての冷却ファン１５を有している。
【００２１】
制御装置Ｃは、電力系統１から交流線２への電力供給が正常に行われる正常状態になると交流線２に発電ユニット１０の出力電力を供給する連系運転を行い、電力系統１から交流線２への電力供給が正常に行われない異常状態になると電力系統１から電気的に切り離された自立電力線５に発電ユニット１０の出力電力を供給する自立運転を行うように構成されている。本実施形態では、制御装置Ｃは、電力系統１から交流線２への電力供給が正常に行われる正常状態であるか、或いは、電力系統１から交流線２への電力供給が正常に行われない異常状態であるかを、例えば、計器用変圧器ＶＴで検出される交流線２の電圧を参照して判定する。つまり、制御装置Ｃは、検出された電圧値が設定下限電圧以上であれば電力系統１から交流線２への電力供給が正常に行われている正常状態であると判定し、検出された電圧値が設定下限電圧未満であれば電力系統１から交流線２への電力供給が正常に行われていない異常状態であると判定する。
【００２２】
このようにして、制御装置Ｃは、発電ユニット１０の電力系統１への連系運転時には電力消費装置に対して電力系統１及び発電ユニット１０の少なくとも何れか一方から電力を供給し、発電ユニット１０の自立運転時には電力消費装置に対して発電ユニット１０から電力を供給する。尚、連系運転時における上記電力消費装置には、交流線２に接続されている一般電力負荷装置３と排熱回収ユニット２０と外部機器３０が含まれる。これに対して、自立運転時における上記電力消費装置には、自立負荷装置９と排熱回収ユニット２０と外部機器３０が含まれる。
【００２３】
尚、発電ユニット１０の出力電力が自立電力線５に供給されている自立運転時において、自立運転の一形態としての発電ユニット１０のアイドリング運転が行われることもある。具体的には、制御装置Ｃは、発電ユニット１０の出力電力を自立電力線５に供給させている状態において、計器用変流器ＣＴ２で計測される電力消費装置（自立負荷装置９及び排熱回収ユニット２０及び外部機器３０）の消費電力が、発電ユニット１０の出力電力よりも大きくなると、開閉器１６を一時的に開放させて、自立負荷装置９への電力供給を一時的に停止させるようなアイドリング運転を行うこともある。
【００２４】
〔排熱回収ユニット〕
排熱回収ユニット２０は、発電ユニット１０を運転しているとき、発電ユニット１０で発生された熱の回収と、蓄熱装置２１（例えば、貯湯タンクなど）への蓄熱とを行わせるように構成されている。例えば、排熱回収ユニット２０は、燃料電池部１２のセルスタックを冷却するための（即ち、燃料電池部１２からの排熱を回収するための）冷却水が有する熱を回収し、蓄熱装置２１にその回収した熱を蓄えるように構成されている。発電ユニット１０で発生された熱及び蓄熱装置２１に蓄熱されている熱の少なくとも何れか一方は、熱負荷装置２４に供給される。そのため、排熱回収ユニット２０は、熱を蓄えるための蓄熱装置２１、及び、冷却水やその冷却水と熱交換する熱媒の循環路や、その熱媒の循環路の途中に設けられて熱媒を流動させるための電動式ポンプ及び電磁弁などの付属機器２３で構成される。従って、排熱回収ユニット２０では、燃料電池部１２のセルスタックを冷却するために、発電ユニット１０の連系運転が行われている間及び自立運転が行なわれている間の何れにおいても、排熱を回収する運転を行う必要があり、その結果として上記付属機器２３において電力が消費されることになる。排熱回収ユニット２０への電力供給は、切替スイッチ６に接続される内部電力線１７を介して行われる。
【００２５】
排熱回収ユニット２０が有する余剰電力消費用ヒーター２２の消費電力は、制御装置Ｃによって制御される。具体的には、制御装置Ｃは、発電ユニット１０の出力電力のうちの余剰電力を余剰電力消費用ヒーター２２で消費させて、余剰電力消費用ヒーター２２で発生する熱を蓄熱装置２１に蓄えさせる。例えば、制御装置Ｃは、計器用変流器ＣＴ１の検出結果に基づいて導出できる電力系統１からの受電電力がゼロ以上になるように、余剰電力消費用ヒーター２２の消費電力を調節する。このような制御が行われることで、発電ユニット１０から電力系統１への電力の逆潮流が発生しないようにできる。
【００２６】
図１に示すシステムでは、一般電力負荷装置３及び自立負荷装置９を記載している。一般電力負荷装置３は、電力系統１と接続される交流線２に対して電気的に接続されている。従って、一般電力負荷装置３は、電力系統１から交流線２への電力供給が正常に行われる正常状態においては電力の供給を受けることができるが、電力系統１から交流線２への電力供給が正常に行われていない異常状態においては電力の供給を受けることができない。従って、本実施形態で言う一般電力負荷装置３は、異常状態において電力の供給を受ける必要性が低い装置（例えば、一部の照明装置など）である。
【００２７】
これに対して、自立負荷装置９は、後述するように、電力系統１から交流線２への電力供給が正常に行われない異常状態において発電ユニット１０から電力の供給を受けることができる。自立負荷装置９に電力が供給されるのは、自立電力線５を経由して電気コンセント７に対して電力が供給され、且つ、電気コンセント７に対して電気プラグ８が接続されているときである。自立負荷装置９は、使用者が電力系統１から交流線２への電力供給が正常に行われない異常状態においても利用したいと考える重要度の高い装置（例えば、一部の照明機器、冷蔵庫など）である。
【００２８】
〔外部機器〕
内部電力線１７には電力消費装置としての外部機器３０が接続されている。内部電力線１７への電力供給元は、切替スイッチ６によって切り替えられる。そのため、同じく内部電力線１７に接続される排熱回収ユニット２０への電力供給と同様に、電力系統１から交流線２への電力供給が正常に行われる正常状態、及び、電力系統１から交流線２への電力供給が正常に行われない異常状態の何れにおいても、外部機器３０への電力供給は行われる。
【００２９】
外部機器３０は、使用者からの動作指令及び制御装置Ｃからの動作指令に応じて発電ユニット１０の出力電力を消費して動作できる装置である。そして、制御装置Ｃは、発電ユニット１０の出力電力が過剰になる電力過剰条件が満たされると判定したとき、外部機器３０の消費電力を増加させる消費電力増加運転を行わせ、電力過剰条件が満たされないと判定したときその消費電力増加運転を行わせない。
【００３０】
図２は、外部機器３０としての温水生成器３０Ａの構成を示す図である。温水生成器３０Ａは、使用者が水栓１９を開けたときに即座に湯を出すための装置であり、即湯ユニットなどと呼ばれる。この温水生成器３０Ａは、水栓１９に水を供給するための給水管１８の途中に設けられる貯水部３１と、貯水部３１に貯えられている水をジュール熱によって加熱できる第１ヒーター部３２と、第１ヒーター部３２の消費電力を調節する消費電力調節部（第１消費電力調節部）３３とを有する。本実施形態では、第１ヒーター部３２は、ヒーター３２ａ及びヒーター３２ｂを有する。また、消費電力調節部３３は、ヒーター３２ａ及びヒーター３２ｂのそれぞれに対する通電を入り切りできるスイッチ３３ａ及びスイッチ３３ｂを有する。このような構成により、スイッチ３３ａが入り操作されたときにはヒーター３２ａに通電されてヒーター３２ａが発熱し、スイッチ３３ｂが入り操作されたときにはヒーター３２ｂに通電されてヒーター３２ｂが発熱する。
【００３１】
消費電力調節部３３のスイッチ３３ａ及びスイッチ３３ｂは、使用者からの動作指令及び制御装置Ｃからの動作指令に応じて動作して、ヒーター３２ａ及びヒーター３２ｂのそれぞれに対する通電を入り切りする。上述した消費電力増加運転は、制御装置Ｃが消費電力調節部３３の動作を制御して温水生成器３０Ａの消費電力を増加させるような調節を行う運転、即ち、制御装置Ｃからの動作指令に応じて、ヒーター３２ａ及びヒーター３２ｂの少なくとも一方に対する通電を開始する運転のことである。
【００３２】
〔電力過剰条件〕
本実施形態では、電力過剰条件は、上記消費電力増加運転が行われないときの発電ユニット１０の出力電力に余剰が発生することである。つまり、制御装置Ｃは、上記消費電力増加運転が行われないときの発電ユニット１０の出力電力に余剰が発生するとき、電力過剰条件が満たされると判定し、上記消費電力増加運転が行われないときの発電ユニット１０の出力電力に余剰が発生しないとき、電力過剰条件が満たされないと判定する。
【００３３】
尚、制御装置Ｃが、消費電力増加運転が行われないときの発電ユニット１０の出力電力に余剰が発生すると判定するときの判定基準は適宜設定可能である。例えば、制御装置Ｃは、消費電力増加運転が行われないときの発電ユニット１０の出力電力が電力消費装置（一般電力負荷装置３又は自立負荷装置９、及び、排熱回収ユニット２０、及び、外部機器３０）の消費電力よりも大きくなるときに余剰が発生すると判定し、発電ユニット１０の出力電力が上記電力消費装置の消費電力以下のときに余剰が発生しないと判定してもよい。或いは、制御装置Ｃは、消費電力増加運転が行われないときの発電ユニット１０の出力電力が電力消費装置（一般電力負荷装置３又は自立負荷装置９、及び、排熱回収ユニット２０、及び、外部機器３０）の消費電力よりも大きい場合、又は、消費電力増加運転が行われないときの発電ユニット１０の出力電力が上記電力消費装置の消費電力以下であるがその差が所定値未満であるときに余剰が発生すると判定してもよい。
【００３４】
制御装置Ｃは、発電ユニット１０で発電を行って電力を出力しているとき、電力変換部１１から出力する電流及び電圧に基づいて、発電ユニット１０からの出力電力を知ることができる。また、連系運転時であれば、制御装置Ｃは、交流線２に設置された計器用変流器ＣＴ３の計測結果に基づいて、連系運転時の電力消費装置（一般電力負荷装置３、及び、排熱回収ユニット２０、及び、外部機器３０）の消費電力を知ることができる。或いは、自立運転時であれば、制御装置Ｃは、自立電力線５に設置されている計器用変流器ＣＴ２の計測結果に基づいて、自立運転時の電力消費装置（自立負荷装置９、及び、排熱回収ユニット２０、及び、外部機器３０）の消費電力を知ることができる。
【００３５】
以上のように、制御装置Ｃは、発電ユニット１０の出力電力が過剰になる電力過剰条件が満たされると判定したとき、消費電力増加運転を行うことにより、発電ユニット１０の出力電力の少なくとも一部をその消費電力増加運転によって消費できる。これに対して、制御装置Ｃは、発電ユニット１０の出力電力が過剰になる電力過剰条件が満たされないと判定したとき、上記消費電力増加運転を行わないことにより、発電ユニット１０の出力電力がその消費電力増加運転によって消費されないようにできる。このように、制御装置Ｃは、発電ユニット１０の出力電力の少なくとも一部を消費電力増加運転によって消費させることで、発電ユニット１０の出力電力の余剰分を消費するため余剰電力消費用ヒーター２２の消費電力、即ち、余剰電力消費用ヒーター２２での発熱量を少なくすることができる。その結果、蓄熱装置２１に蓄える熱量が増え過ぎることを回避できる。尚、消費電力増加運転が行われたときの発電ユニット１０の出力電力に未だ余剰が発生するとき、制御装置Ｃは、その余剰電力を余剰電力消費用ヒーター２２で消費させればよい。
【００３６】
＜第２実施形態＞
第２実施形態の熱電併給システムは、電力過剰条件の内容が上記実施形態と異なっている。以下に第２実施形態の熱電併給システムについて説明するが、上記実施形態と同様の構成については説明を省略する。
【００３７】
本実施形態では、発電ユニット１０から電力系統１への逆潮流が許容されている。従って、発電ユニット１０の連系運転を行っている状態で、発電ユニット１０の出力電力に余剰が発生したとしても、その余剰電力を逆潮流させればよい。つまり、上記第１実施形態と異なり、制御装置Ｃは、計器用変流器ＣＴ１の検出結果に基づいて導出できる電力系統１からの受電電力がマイナスなった（即ち、電力系統１への電力の逆潮流が発生した）としても、余剰電力消費用ヒーター２２で電力を消費させなくてもよい。
【００３８】
制御装置Ｃは、発電ユニット１０の連系運転を行っていない状態で消費電力増加運転が行われないときの発電ユニット１０の出力電力に余剰が発生するとき、電力過剰条件が満たされると判定する。つまり、自立運転時では、電力系統１へ電力を逆潮流させることはできないため、制御装置Ｃは、消費電力増加運転が行われないときの発電ユニット１０の出力電力に余剰が発生するとき、上記消費電力増加運転により発電ユニット１０の出力電力の一部を消費させる。
【００３９】
これに対して、発電ユニット１０の連系運転を行っていない状態で消費電力増加運転が行われないときの発電ユニット１０の出力電力に余剰が発生しないとき、或いは、発電ユニット１０の連系運転を行っている状態のとき、電力過剰条件が満たされないと判定する。つまり、制御装置Ｃは、上記消費電力増加運転を行わない。
【００４０】
＜第３実施形態＞
第３実施形態の熱電併給システムは、外部機器３０の構成が上記実施形態と異なっている。以下に第３実施形態の熱電併給システムについて説明するが、上記実施形態と同様の構成については説明を省略する。
【００４１】
図３は、外部機器３０としての便座加熱器３０Ｂの構成を示す図である。便座加熱器３０Ｂは、便器の便座を暖めるための装置である。この便座加熱器３０Ｂは、便座３４をジュール熱によって加熱できる第２ヒーター部３５と、第２ヒーター部３５の消費電力を調節する消費電力調節部（第２消費電力調節部）３３とを有する。本実施形態では、第２ヒーター部３５は、ヒーター３５ａ及びヒーター３５ｂを有する。また、消費電力調節部３３は、ヒーター３５ａ及びヒーター３５ｂのそれぞれに対する通電を入り切りできるスイッチ３３ａ及びスイッチ３３ｂを有する。このような構成により、スイッチ３３ａが入り操作されたときにはヒーター３５ａに通電されてヒーター３５ａが発熱し、スイッチ３３ｂが入り操作されたときにはヒーター３５ｂに通電されてヒーター３５ｂが発熱する。
【００４２】
消費電力調節部３３のスイッチ３３ａ及びスイッチ３３ｂは、使用者からの動作指令及び制御装置Ｃからの動作指令に応じて動作して、ヒーター３５ａ及びヒーター３５ｂのそれぞれに対する通電を入り切りする。上述した消費電力増加運転は、制御装置Ｃが消費電力調節部３３の動作を制御して便座加熱器３０Ｂの消費電力を増加させるような調節を行う運転、即ち、制御装置Ｃからの動作指令に応じて、ヒーター３５ａ及びヒーター３５ｂの少なくとも一方に対する通電を開始する運転のことである。
【００４３】
＜第４実施形態＞
第４実施形態の熱電併給システムは、外部機器３０の構成が上記実施形態と異なっている。以下に第４実施形態の熱電併給システムについて説明するが、上記実施形態と同様の構成については説明を省略する。
【００４４】
図４は、外部機器３０としての水加熱器３０Ｃの構成を示す図である。水加熱器３０Ｃは、水栓１９の近傍に存在している水を予め温めておくための装置である。この水加熱器３０Ｃは、水栓１９に水を供給するための給水管１８の途中に巻き付けられて、給水管１８内に存在する水をジュール熱によって加熱できる第３ヒーター部３６と、第３ヒーター部３６の消費電力を調節する消費電力調節部（第３消費電力調節部）３３とを有する。本実施形態では、第３ヒーター部３６は、ヒーター３６ａ及びヒーター３６ｂを有する。また、消費電力調節部３３は、ヒーター３６ａ及びヒーター３６ｂのそれぞれに対する通電を入り切りできるスイッチ３３ａ及びスイッチ３３ｂを有する。このような構成により、スイッチ３３ａが入り操作されたときにはヒーター３６ａに通電されてヒーター３６ａが発熱し、スイッチ３３ｂが入り操作されたときにはヒーター３６ｂに通電されてヒーター３６ｂが発熱する。
【００４５】
消費電力調節部３３のスイッチ３３ａ及びスイッチ３３ｂは、使用者からの動作指令及び制御装置Ｃからの動作指令に応じて動作して、ヒーター３６ａ及びヒーター３６ｂのそれぞれに対する通電を入り切りする。上述した消費電力増加運転は、制御装置Ｃが消費電力調節部３３の動作を制御して水加熱器３０Ｃの消費電力を増加させるような調節を行う運転、即ち、制御装置Ｃからの動作指令に応じて、ヒーター３６ａ及びヒーター３６ｂの少なくとも一方に対する通電を開始する運転のことである。
【００４６】
＜別実施形態＞
＜１＞
上記実施形態では、本発明の熱電併給システムの構成について具体例を挙げて説明したが、その構成は適宜変更可能である。
また、上記実施形態では、熱電併給装置としての発電ユニット１０が燃料電池部１２を備える例を説明したが、発電ユニット１０がエンジンとそのエンジンによって駆動される発電機とを備えて構成される装置など、他の装置を用いて構成されてもよい。
【００４７】
また、上記実施形態では、外部機器３０が内部電力線１７に接続されている例を説明したが、連系運転時及び自立運転時の何れにおいても外部機器３０に対して電力供給が行われるのであれば、外部機器３０をどのように接続しても構わない。例えば、発電ユニット１０に設けた端子台を経由して外部機器３０への接続を行ってもよい。尚、外部機器３０として、上述した温水生成器３０Ａなどとは別の機器を用いてもよい。
【００４８】
＜２＞
上記実施形態において、熱電併給システムに複数台の外部機器３０が設けられていてもよい。そして、制御装置Ｃは、消費電力増加運転を行うとき、発電ユニット１０の出力電力の余剰分に見合うように、複数の外部機器３０のうちの１台以上の消費電力増加運転を行って消費電力を増加させることができる。
【００４９】
＜３＞
上記実施形態（別実施形態を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用でき、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変できる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、大容量の電気ヒーターを備えなくても、余剰電力の処理を行うことができる熱電併給システムに利用できる。
【符号の説明】
【００５１】
１  電力系統
３  一般電力負荷装置（電力消費装置）
９  自立用負荷装置（電力消費装置）
１０  発電ユニット（熱電併給装置）
１８  給水管
１９  水栓
２０  排熱回収ユニット（電力消費装置）
２１  蓄熱装置
２２  余剰電力消費用ヒーター（電気ヒーター装置、電力消費装置）
３０  外部機器（電力消費装置）
３０Ａ  温水生成器
３０Ｂ  便座加熱器
３０Ｃ  水加熱器
３１  貯水部
３２  第１ヒーター部
３３  消費電力調節部（第１消費電力調節部、第２消費電力調節部、第３消費電力調節部）
３４  便座
３５  第２ヒーター部
３６  第３ヒーター部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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