特開2015-190696IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

太陽熱及び燃料電池からの排熱を蓄えて利用するコージェネレーションシステムの技術

要約特許出願時に添付された[要約書]

【課題】エネルギー効率の向上を図ることが可能なコージェネレーションシステムを提供する。
【解決手段】太陽光を受けて太陽熱を集熱する集熱パネル11と、集熱パネル11で集熱された熱を蓄える太陽熱貯湯タンク12と、燃料を用いて発電する発電ユニット41と、発電ユニット41の排熱を蓄える排熱貯湯タンク42と、発電ユニット41の排熱を集熱パネル11へと供給し、当該集熱パネル11の温度を上昇させる排熱伝達機構80と、発電ユニット41の排熱のうち、排熱貯湯タンク42に蓄えることができない余剰分が発生することが予測された場合には、排熱伝達機構80によって発電ユニット41の排熱を集熱パネル11へと供給させる制御装置120と、を具備した。
【選択図】図8

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、エネルギー効率の向上を図ることが可能なコージェネレーションシステムを提供することである。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【発明の効果】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。 請求項1においては、発電装置の排熱のうち、排熱蓄熱タンクに蓄えることができない余剰分が発生することが予測された場合、当該余剰分を利用して集熱器の温度を上昇させることができる。これによって、集熱器の温度が太陽熱蓄熱タンク内の温度よりも低い場合に当該集熱器の温度を上昇させることで、速やかに太陽熱を蓄えることができる状態にすることができ、ひいてはエネルギー効率の向上を図ることができる。 請求項2においては、簡素な構成でエネルギー効率の向上を図ることができる。 請求項3においては、簡素な構成でエネルギー効率の向上を図ることができる。 請求項4においては、予め設けられた太陽熱伝達管路を用いることで、簡素な構成でエネルギー効率の向上を図ることができる。 請求項5においては、必要な場合(太陽熱を蓄えることが出来ない場合)にのみ集熱器の温度を上昇させることができる。 請求項6においては、集熱器が太陽熱を集熱することが可能になるタイミングに合わせて、供給熱量を集熱器へと供給することができる。 請求項7においては、必要熱量が余剰熱量より小さい場合には、余剰熱量から必要熱量を全て賄うことができるため、必要とする熱量(必要熱量)を集熱器へと供給することで、当該集熱器の温度を十分に上昇させることができる。一方、余剰熱量が必要熱量より小さい場合には、当該余剰熱量だけを集熱器へと供給することで、排熱蓄熱タンクに蓄えられた熱が余剰分を超えて集熱器へと供給されるのを防止することができる。 請求項8においては、必要熱量が最小熱量より小さい場合には、排熱蓄熱タンクに蓄えられた熱が全て失われるおそれがないため、必要とする熱量(必要熱量)を集熱器へと供給することで、当該集熱器の温度を十分に上昇させることができる。一方、最小熱量が必要熱量より小さい場合には、当該最小熱量だけを集熱器へと供給することで、排熱蓄熱タンクに蓄えられた熱が全て失われた状態で、さらに集熱器への熱の供給が続けられるのを防止することができる。 請求項9においては、排熱蓄熱タンクに蓄えられた熱が余剰分を超えて集熱器へと供給されるのを防止することができる。また、排熱蓄熱タンクに蓄えられた熱が全て失われた状態で、さらに集熱器への熱の供給が続けられるのを防止することができる。

この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】本発明の一給湯システムの全体的な構成を示した模式図。

【図2】給湯システムの基本的な動作を示した模式図。

【図3】集熱パネルに照射される太陽光の日射量と集熱パネルの温度の時間変化を示した図。

【図4】排熱貯湯タンクの蓄熱割合の時間変化を示した図。

【図5】プレヒート制御(余剰熱量予測制御)の処理の流れを示した図。

【図6】プレヒート制御(開始時刻決定制御)の処理の流れを示した図。

【図7】プレヒート制御(プレヒート実行制御)の処理の流れを示した図。

【図8】発電ユニットの排熱を集熱パネルへと供給する様子を示した模式図。

【図9】変形例に係る給湯システムの全体的な構成を示した模式図。

選択図 図8出願人が指定した本件の代表的な図

1 給湯システム(コージェネレーションシステム)   10 太陽熱温水システム   11 集熱パネル(集熱器)   12 太陽熱貯湯タンク(太陽熱蓄熱タンク)   14 第一管路(太陽熱伝達管路)   40 燃料電池システム   41 発電ユニット(発電装置)   42 排熱貯湯タンク(排熱蓄熱タンク)   60 給湯管路   80 排熱伝達機構   81 第二熱交換器(熱交換器)   82 第二管路(排熱伝達管路)   83 第一三方弁(切替機構)   84 第二三方弁(切替機構)   90 パネル温度センサ(集熱器温度検出手段)   100 第一タンク温度センサ(タンク温度検出手段)   120 制御装置

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