專利名稱：熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及進(jìn)行發(fā)電和廢熱回收的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，尤其涉及熱電 聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)具有的電力轉(zhuǎn)換器的冷卻結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，包括燃料電池的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，能夠同時(shí)且環(huán)保地生成 電能和熱能，并且能夠比較簡(jiǎn)易地構(gòu)成對(duì)隨著其發(fā)電而產(chǎn)生的熱能進(jìn) 行回收的裝置以及對(duì)其進(jìn)行有效利用的熱能供給裝置，因此，能夠適 宜用作一般家庭使用的電力供給源以及熱供給源。
在熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的發(fā)電運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，對(duì)燃料電池供給燃料氣體和氧化 劑氣體。這樣，在該燃料電池的正極側(cè)，使用規(guī)定的反應(yīng)催化劑進(jìn)行 電化學(xué)反應(yīng)，由此使燃料氣體中的氫轉(zhuǎn)變成電子和質(zhì)子。在該正極側(cè) 產(chǎn)生的電子，經(jīng)由連接在熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)上的負(fù)載到達(dá)燃料電池的負(fù)極 側(cè)。另外，在正極側(cè)產(chǎn)生的質(zhì)子，通過(guò)燃料電池具有的電解質(zhì)膜到達(dá) 燃料電池的負(fù)極側(cè)。另一方面，在該燃料電池的負(fù)極側(cè)，使用規(guī)定的 反應(yīng)催化劑進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，氧化劑氣體中的氧和經(jīng)由負(fù)載的電子以 及通過(guò)電解質(zhì)膜的質(zhì)子轉(zhuǎn)變成水。通過(guò)迸行這樣的一系列電化學(xué)反應(yīng)， 能從熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)向負(fù)載供給交流電力，并且能將隨著其電化學(xué)反應(yīng) 的進(jìn)行產(chǎn)生的廢熱利用于供給熱水等用途。
但是，在熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，為了向負(fù)載供給電力， 并且在將廢熱利用于供給熱水等的用途，需要將燃料電池生成的直流 電力轉(zhuǎn)換成交流電力，并且需要配設(shè)回收來(lái)自燃料電池的廢熱的廢熱 回收機(jī)構(gòu)以及將其利用在供給熱水等的用途中的貯水機(jī)構(gòu)。因此，在 以往的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中，配設(shè)有用于將燃料電池生成的直流電力轉(zhuǎn)換 成交流電力的直交轉(zhuǎn)換器(以下，稱為"逆變器")。另外，在該熱電 聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中，配設(shè)有利用來(lái)自燃料電池和逆變器的廢熱的熱交換器、 以及用于貯存通過(guò)該熱交換器進(jìn)行加熱得到的熱水的貯水箱。通過(guò)設(shè)有這些逆變器、熱交換器以及貯水箱等，能夠?qū)犭娐?lián)產(chǎn)系統(tǒng)作為一 般家庭用的電力供給源和熱供給源提供。
下面，對(duì)以往的一般熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行概略的說(shuō)明。
圖8是示意表示以往的一般熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。并且， 在圖8中，為了說(shuō)明的方便，選取以往的一般熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)中 的一部分進(jìn)行表示。
如圖8所示，以往的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)101的水系統(tǒng)102具有第一水 系統(tǒng)，使來(lái)自連接于貯水箱103的底部的冷水管104的貯存水經(jīng)過(guò)散 熱器105、冷卻逆變器106a的冷卻器107、冷凝器108、熱交換器109、 熱水管110回到貯水箱103的頂部。另外，該水系統(tǒng)102還具有第二 水系統(tǒng)，使來(lái)自冷水管104的水經(jīng)過(guò)水箱111、蒸餾器112供給到改性 器113。并且，如圖8所示，在散熱器105的上游側(cè)和水箱111的下游 側(cè)設(shè)有泵114、 115，并且，在水箱lll的上游側(cè)設(shè)有電磁閥116。
這里，冷卻器107具有作為一般的冷卻器的結(jié)構(gòu)，即通過(guò)傳熱作 用將逆變器106a的廢熱傳遞到從貯水箱103的底部經(jīng)過(guò)冷水管104供 給的貯存水來(lái)進(jìn)行放熱。另外，在散熱器105安裝有冷卻風(fēng)扇117，該 冷卻風(fēng)扇117由根據(jù)散熱器105的貯存水的溫度是否在設(shè)定溫度(例 如35°C)以上來(lái)開啟關(guān)閉的恒溫器118進(jìn)行驅(qū)動(dòng)開始以及驅(qū)動(dòng)停止。
另外，如圖8所示，以往的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)101的電力轉(zhuǎn)換電路106， 以逆變器106a作為其中心結(jié)構(gòu)要素。這里，該電力轉(zhuǎn)換電路106，雖 然在圖8中未圖示，但除了逆變器106a外，還具有升壓電路等的電子 電路以及電壓傳感器和電流傳感器等的傳感器組。該電力轉(zhuǎn)換電路 106，能將從燃料電池堆119輸出的直流電力轉(zhuǎn)換成交流電力并向連接 于工頻電源的負(fù)載供給。
在該以往的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)101中，與燃料電池堆119的動(dòng)作溫度 無(wú)關(guān)，通過(guò)從貯水箱103的底部排出的貯存水隨時(shí)對(duì)逆變器106a進(jìn)行 冷卻。另外，向冷卻器107供給的貯存水，在帶冷卻風(fēng)扇117的散熱 器105中進(jìn)行適當(dāng)冷卻，使得即使在貯水箱103的底部貯存的貯存水 的溫度為高溫時(shí)，也能對(duì)逆變器106a進(jìn)行充分的冷卻(例如，參照專 利文獻(xiàn)l)。
專利文獻(xiàn)l:日本特開2004-111209號(hào)公報(bào)(圖l)

發(fā)明內(nèi)容
但是，如上所述，以往的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)101中，從貯水箱103排 出的貯存水，與根據(jù)逆變器106a的輸出電流的大小變動(dòng)的廢熱量的多 少無(wú)關(guān)，隨時(shí)對(duì)逆變器106a進(jìn)行冷卻。因此，在燃料電池堆119的發(fā) 電量低的低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，逆變器106a的電力轉(zhuǎn)換損失低，在來(lái)自逆變 器106a的廢熱量減少的時(shí)候，貯存水也對(duì)逆變器106a的廢熱進(jìn)行回 收。這時(shí)，冷卻器107中的放熱量比冷卻器107中的廢熱的回收量大， 冷卻器107中的貯存水被冷卻，因此，熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)101中的能量利 用效率低下。
本發(fā)明是為了解決上述以往的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中存在的問(wèn)題而做出 的，其目的在于，提供一種具有能夠有效利用能量、對(duì)節(jié)能性的改善 有所貢獻(xiàn)的逆變器的冷卻結(jié)構(gòu)的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。
為了解決上述以往的問(wèn)題，本發(fā)明的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)包括發(fā)電機(jī)； 轉(zhuǎn)換上述發(fā)電機(jī)的輸出電力的電力轉(zhuǎn)換器；流通上述熱介質(zhì)以回收來(lái) 自上述電力轉(zhuǎn)換器的廢熱以及來(lái)自上述發(fā)電機(jī)的廢熱的熱介質(zhì)路徑； 從上述熱介質(zhì)路徑分支以使上述熱介質(zhì)繞開上述電力轉(zhuǎn)換器進(jìn)行流動(dòng) 用的旁通路徑；在上述旁通路徑和上述熱介質(zhì)路徑之間對(duì)上述熱介質(zhì) 的流入目標(biāo)進(jìn)行切換的切換器；檢測(cè)上述電力轉(zhuǎn)換器的廢熱量的廢熱 量檢測(cè)器；和控制器，在啟動(dòng)動(dòng)作時(shí)、停止動(dòng)作時(shí)、或者上述廢熱量 檢測(cè)器檢測(cè)的上述廢熱量不足預(yù)先設(shè)定的閾值時(shí)，上述控制器對(duì)上述 切換器進(jìn)行控制，使得將上述熱介質(zhì)的流入目標(biāo)從上述熱介質(zhì)路徑切 換為上述旁通路徑。
以這樣的結(jié)構(gòu)，在熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)啟動(dòng)動(dòng)作時(shí)、停止動(dòng)作時(shí)或者根 據(jù)電力轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作狀態(tài)對(duì)切換器進(jìn)行控制使得將熱介質(zhì)的流入目標(biāo) 從熱介質(zhì)路徑切換為旁通路徑，因此，能夠防止熱介質(zhì)被電力轉(zhuǎn)換器 具有的冷卻器冷卻。這樣，能夠改善熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的節(jié)能性。
這時(shí)，上述廢熱量檢測(cè)器是對(duì)回收了來(lái)自上述電力轉(zhuǎn)換器的廢熱 的上述熱介質(zhì)的溫度進(jìn)行檢測(cè)的第一溫度檢測(cè)器，在上述第一溫度檢 測(cè)器檢測(cè)的上述溫度不足預(yù)先設(shè)定的第一溫度閾值時(shí)，上述控制器對(duì) 上述切換器進(jìn)行控制，使得將上述熱介質(zhì)的流入目標(biāo)從上述熱介質(zhì)路徑切換為上述旁通路徑。
以這樣的結(jié)構(gòu)，在第一溫度檢測(cè)器檢測(cè)的溫度不足預(yù)先設(shè)定的第
一溫度閾值時(shí)，對(duì)切換器進(jìn)行控制，使得將熱介質(zhì)的流入目標(biāo)從熱介
質(zhì)路徑切換為旁通路徑，因此，能夠以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)防止熱介質(zhì)被電力 轉(zhuǎn)換器具有的冷卻器冷卻。
另外，上述情況下，上述廢熱量檢測(cè)器是對(duì)來(lái)自上述電力轉(zhuǎn)換器 的輸出電流值進(jìn)行檢測(cè)的電流檢測(cè)器，在上述電流檢測(cè)器檢測(cè)的上述 輸出電流值不足預(yù)先設(shè)定的電流閾值時(shí)，上述控制器對(duì)上述切換器進(jìn) 行控制，使得將上述熱介質(zhì)的流入目標(biāo)從上述熱介質(zhì)路徑切換為上述 旁通路徑。
作為這樣的結(jié)構(gòu)，在電流檢測(cè)器檢測(cè)的輸出電流值不足預(yù)先設(shè)定 的電流閾值時(shí)，對(duì)切換器進(jìn)行控制使得將熱介質(zhì)的流入目標(biāo)從熱介質(zhì) 路徑切換為旁通路徑，因此，能夠以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)防止熱介質(zhì)被電力轉(zhuǎn) 換器具有的冷卻器冷卻。
另外，上述情況下，上述廢熱量檢測(cè)器是確定來(lái)自上述電力轉(zhuǎn)換 器的輸出功率值的輸出確定器，在上述輸出確定器確定的上述輸出功 率值不足預(yù)先設(shè)定的功率閾值時(shí)，上述控制器對(duì)上述切換器進(jìn)行控制， 使得將上述熱介質(zhì)的流入目標(biāo)從上述熱介質(zhì)路徑切換為上述旁通路 徑。
作為這樣的結(jié)構(gòu)，在輸出確定器確定的輸出功率不足預(yù)先設(shè)定的
功率閾值時(shí)，對(duì)切換器進(jìn)行控制使得將熱介質(zhì)的流入目標(biāo)從熱介質(zhì)路
徑切換為旁通路徑，因此，能夠以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)防止熱介質(zhì)被電力轉(zhuǎn)換 器具有的冷卻器冷卻。
另外，上述情況下，上述廢熱量檢測(cè)器是對(duì)上述電力轉(zhuǎn)換器的溫 度進(jìn)行檢測(cè)的第二溫度檢測(cè)器，在上述第二溫度檢測(cè)器檢測(cè)的上述溫 度不足預(yù)先設(shè)定的第二溫度閾值時(shí)，上述控制器對(duì)上述切換器進(jìn)行控 制，使得將上述熱介質(zhì)的流入目標(biāo)從上述熱介質(zhì)路徑切換為上述旁通 路徑。
以這樣的結(jié)構(gòu)，在第二溫度檢測(cè)器檢測(cè)的電力轉(zhuǎn)換器的實(shí)際溫度 不足預(yù)先設(shè)定的第二溫度閾值時(shí)，對(duì)切換器進(jìn)行控制使得將熱介質(zhì)的 流入目標(biāo)從熱介質(zhì)路徑切換為旁通路徑，因此，能夠以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)可靠地防止熱介質(zhì)被電力轉(zhuǎn)換器具有的冷卻器冷卻。
另外，上述情況下，在由于上述第二溫度檢測(cè)器的檢測(cè)溫度超過(guò) 允許上限值的第一異常而實(shí)施的停止動(dòng)作中，上述控制器對(duì)上述切換 器進(jìn)行控制，使得上述熱介質(zhì)的流入目標(biāo)成為上述熱介質(zhì)路徑。
以這樣的結(jié)構(gòu)，在熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中發(fā)生第一異常時(shí)，對(duì)切換器進(jìn) 行控制使得將熱介質(zhì)的流入目標(biāo)從旁通路徑切換為熱介質(zhì)路徑，將熱 電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的停止動(dòng)作中處于高溫狀態(tài)的電力轉(zhuǎn)換器通過(guò)熱介質(zhì)進(jìn)行 冷卻，因此，能夠?qū)㈦娏D(zhuǎn)換器的損傷抑制在最低限度。
另外，上述情況下，在由于第一異常而實(shí)施的停止動(dòng)作中，上述 控制器對(duì)上述切換器進(jìn)行控制，使得上述熱介質(zhì)的流入目標(biāo)成為上述 熱介質(zhì)路徑，在由于與上述第一異常不同的第二異常而實(shí)施的停止動(dòng) 作中，上述控制器對(duì)上述切換器進(jìn)行控制，使得上述熱介質(zhì)的流入目 標(biāo)成為上述旁通路徑。
以這樣的結(jié)構(gòu)，在熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中發(fā)生第一異常時(shí)，能夠?qū)㈦娏?轉(zhuǎn)換器的損傷抑制在最低限度。另外，另一方面，在熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中 發(fā)生第二異常時(shí)，例如，在發(fā)電機(jī)的異常發(fā)熱導(dǎo)致其冷卻水處于異常 的高溫狀態(tài)時(shí)，對(duì)切換器進(jìn)行控制，使得將熱介質(zhì)的流入目標(biāo)從熱介 質(zhì)路徑切換為旁通路徑，在熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的停止動(dòng)作中處于高溫狀態(tài) 的發(fā)電機(jī)被熱介質(zhì)優(yōu)先冷卻，因此，能夠?qū)l(fā)電機(jī)的損傷抑制在最低 限度。
另外，上述情況下，上述熱介質(zhì)路徑，是經(jīng)由上述電力轉(zhuǎn)換器具 有的冷卻器和上述發(fā)電機(jī)的路徑。
以這樣的結(jié)構(gòu)，能夠在用于對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行冷卻的冷卻水循環(huán)路徑 內(nèi)設(shè)置旁通路徑，因此，能夠?qū)l(fā)電機(jī)和電力轉(zhuǎn)換器以最短的路徑進(jìn) 行連結(jié)。這樣，能夠使冷卻水循環(huán)路徑和旁通路徑的緊湊化以及短電 路化，因此，進(jìn)一步提高熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的節(jié)能化。
另外，上述情況下，包括經(jīng)由上述發(fā)電機(jī)而冷卻該發(fā)電機(jī)的第 一熱介質(zhì)流通的第一熱介質(zhì)路徑；和在該第一熱介質(zhì)路徑上配設(shè)的熱
交換器，上述熱介質(zhì)路徑，是經(jīng)由上述電力轉(zhuǎn)換器具有的冷卻器和上 述熱交換器而在該電力轉(zhuǎn)換器具有的冷卻器和該熱交換器中受熱的第 二熱介質(zhì)流通的第二熱介質(zhì)路徑。以這樣的結(jié)構(gòu)，流通對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行冷卻的第一熱介質(zhì)的第一熱介 質(zhì)路徑和流通在電力轉(zhuǎn)換器具有的冷卻器和熱交換器中受熱的第二熱 介質(zhì)的第二熱介質(zhì)路徑相分離，因此，能夠防止第一熱介質(zhì)混入第二 熱介質(zhì)，并且改善節(jié)能性。
進(jìn)一步，上述情況下，上述發(fā)電機(jī)為燃料電池。
以這樣的結(jié)構(gòu)，在作為發(fā)電機(jī)具有燃料電池的面向一般家庭的熱 電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)等中，能夠改善其節(jié)能性。 發(fā)明的效果
按照本發(fā)明的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的特征性結(jié)構(gòu)，能夠提供一種具有能 夠有效利用能量、對(duì)節(jié)能性的改善有所貢獻(xiàn)的逆變器的冷卻結(jié)構(gòu)的熱 電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。


圖1是示意表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的框圖。
圖2是示意表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的框圖。 圖3是示意表示本發(fā)明的實(shí)施方式3的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的框圖。 圖4是示意表示本發(fā)明的實(shí)施方式4的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的框圖。 圖5是示意表示本發(fā)明的實(shí)施方式6的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)動(dòng)作的流程圖。
圖6是示意表示本發(fā)明的實(shí)施方式7的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)動(dòng)作的流程圖。
圖7是分類表示第一異常的具體事例的一個(gè)例子和第二異常的具 體事例的一個(gè)例子的分類圖。
圖8是示意表示以往的一般熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的框圖。
符號(hào)說(shuō)明
1 發(fā)電機(jī)
2 熱介質(zhì)路徑
2a 貯存水循環(huán)路徑 2b 貯存水泵
3 電力轉(zhuǎn)換裝置逆變器
4冷卻器
熱交換器
6貯水箱
7路徑切換器
7a第一連接口
7b第二連接口
7c第三連接口
8旁通路徑
9冷卻水循環(huán)路徑
10冷卻水泵
11配線
12控制裝置
12a輸出確定器
13電流檢測(cè)器
14a、 14b溫度檢測(cè)器
15負(fù)載功率檢測(cè)器
100 400熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)
101熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)
102水系統(tǒng)
103貯水箱
104冷水管
105散熱器
106電力轉(zhuǎn)換電路
106a逆變器
107冷卻器
108冷凝器
109熱交換器
110熱水管
111水箱
112 蒸餾器113改性器
114泵
115泵
116電磁閥
117冷卻風(fēng)扇
118恒溫器
119燃料電池堆
具體實(shí)施例方式
下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的最佳實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。 (實(shí)施方式l)
首先，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式1的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
圖1是示意表示本發(fā)明實(shí)施方式1的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。 在圖1中，選取說(shuō)明本發(fā)明所需的結(jié)構(gòu)要素進(jìn)行表示，圖示中省略其 它結(jié)構(gòu)要素。另外，圖1表示具有通過(guò)發(fā)電輸出直流電力的發(fā)電機(jī)并 作為電力轉(zhuǎn)換器具有逆變器的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
如圖1所示，本發(fā)明的實(shí)施方式1中的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)100，具有一
邊排出廢熱一邊通過(guò)發(fā)電輸出直流電力的發(fā)電機(jī)1、用于回收該發(fā)電機(jī)
1的廢熱的冷卻水進(jìn)行循環(huán)的環(huán)狀的冷卻水循環(huán)路徑9、使冷卻水在該 冷卻水循環(huán)路徑9中進(jìn)行循環(huán)的冷卻水泵10、以及在通過(guò)該冷卻水泵 10在冷卻水循環(huán)路徑9中循環(huán)的冷卻水和在后述的貯存水循環(huán)路徑2a 中循環(huán)的貯存水之間進(jìn)行熱交換的熱交換器5。
這里，作為發(fā)電機(jī)l，具體的，可以列舉通過(guò)使用氫生成裝置(無(wú) 圖示)生成的燃料氣體中的氫或者從氫泵供給的氫和空氣等氧化劑氣 體中的氧進(jìn)行發(fā)電而輸出直流電力的燃料電池。作為這樣的燃料電池， 例如可以列舉高分子電解質(zhì)型燃料電池。并且，作為發(fā)電機(jī)l，不限定 于燃料電池，只要是能輸出和燃料電池輸出的直流電力相同的直流電 力的發(fā)電機(jī)，任何發(fā)電機(jī)都可以搭載于熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)100中。并且， 對(duì)該發(fā)電機(jī)1為燃料電池的方式，在實(shí)施方式5中進(jìn)行說(shuō)明。
另外，該熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)100包括作為主要結(jié)構(gòu)要素具有用于將發(fā)電機(jī)1輸出的直流電力轉(zhuǎn)換成和工頻電力相同的交流電力(例如，
50Hz/60Hz)的逆變器3a的電力轉(zhuǎn)換裝置3、對(duì)作為該電力轉(zhuǎn)換裝置3 具有的逆變器3a的廢熱量的溫度進(jìn)行檢測(cè)的溫度檢測(cè)器14a、和回收 該電力轉(zhuǎn)換裝置3的逆變器3a的廢熱將其冷卻的冷卻器4。
這里，電力轉(zhuǎn)換裝置3的逆變器3a，雖然在圖1中沒(méi)有表示，但 包括電阻、晶體管、二極管、電容器、變壓器、線圈等各種電氣電子 零件，還包括進(jìn)行電力轉(zhuǎn)換動(dòng)作的功率半導(dǎo)體(例如，半導(dǎo)體整流器、 IGBT、 MOSFET等的半導(dǎo)體開關(guān)元件)。以上各種電氣電子零件以及 功率半導(dǎo)體例如安裝于印刷配線板。在功率半導(dǎo)體的傳熱部安裝有鋁 制的散熱片，該散熱片固定于冷卻器4。
進(jìn)一步進(jìn)行具體的說(shuō)明，第一冷卻單元和第二冷卻單元沿著逆變 器3a的印刷配線板的兩端相對(duì)置配設(shè)，該第一冷卻單元和第二冷卻單 元的兩端部通過(guò)一對(duì)連通管連結(jié)。通過(guò)這些第一冷卻單元和第二冷卻 單元以及一對(duì)連通管構(gòu)成冷卻器4。因此，在第一冷卻單元和第二冷卻 單元，固定有具有功率半導(dǎo)體的鋁制散熱片。換言之，具有功率半導(dǎo) 體的鋁制散熱片對(duì)第一冷卻單元和第二冷卻單元以面接觸的方式固 定，以有效地進(jìn)行對(duì)該功率半導(dǎo)體的散熱。這樣，本實(shí)施方式中，來(lái) 自功率半導(dǎo)體的廢熱經(jīng)由鋁制的散熱片傳遞到第一冷卻單元和第二冷 卻單元。傳遞至第一冷卻單元和第二冷卻單元的來(lái)自功率半導(dǎo)體的廢 熱，如后所述，由冷卻器4中流通的貯存水進(jìn)行回收。這樣，能夠?qū)?逆變器3a具有的功率半導(dǎo)體的溫度進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂啤?br> 另外，溫度檢測(cè)器14a，具有將溫度變化作為電壓變化輸出的熱敏 電阻等的溫度傳感器，能夠檢測(cè)逆變器3a的溫度。例如，溫度檢測(cè)器 14a配設(shè)于電力轉(zhuǎn)換裝置3中的逆變器3a附近的規(guī)定位置，以其溫度 傳感器能夠直接檢測(cè)逆變器3a的方式配設(shè)。并且，作為溫度檢測(cè)器14a 具有的溫度傳感器，可以使用NTC熱敏電阻、PTC熱敏電阻、CTR熱 敏電阻等任意熱敏電阻。另外，作為溫度傳感器不限定于熱敏電阻， 只要是能檢測(cè)逆變器3a的溫度的溫度傳感器，可以使用任何溫度傳感 器。另外，溫度檢測(cè)器14的溫度傳感器也可以配置于電力轉(zhuǎn)換裝置3 內(nèi)，間接檢測(cè)逆變器3a的溫度。
并且，該熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)100中，發(fā)電機(jī)1輸出的直流電力經(jīng)由配線ll向電力轉(zhuǎn)換裝置3供給。該被供給的直流電力通過(guò)電力轉(zhuǎn)換裝置 3的逆變器3a轉(zhuǎn)換為交流電力后，從電力轉(zhuǎn)換裝置3向負(fù)載供給。
這里，本實(shí)施方式中，示出了電力轉(zhuǎn)換裝置3包括逆變器3a的結(jié) 構(gòu)，但是，不限定于這樣的結(jié)構(gòu)。例如，根據(jù)發(fā)電機(jī)1的種類(直流 電力發(fā)電機(jī)或者交流電力發(fā)電機(jī))和負(fù)載所消耗的電力的種類(直流 負(fù)載或者交流負(fù)載)的組合，電力轉(zhuǎn)換裝置3也可以包括變流器 (AC-AC、 DC-DC)、整流器(AC-DC)。這樣，在本說(shuō)明書中，將通 過(guò)發(fā)電輸出直流電力或者交流電力的結(jié)構(gòu)要素記為"發(fā)電機(jī)"，并且， 將逆變器3a、變流器、整流器記為"電力轉(zhuǎn)換器"。
另外，該熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)100包括以從自來(lái)水管等的基礎(chǔ)設(shè)施 (infrastructure)供給的水作為貯存水進(jìn)行貯存的貯水箱6、該貯水箱 6貯存的貯存水進(jìn)行循環(huán)以回收來(lái)自冷卻器4的廢熱且在熱交換器5 中與在冷卻水循環(huán)路徑9中循環(huán)的冷卻水進(jìn)行熱交換的環(huán)狀貯存水循 環(huán)路徑2a、和用于使]T:存水在該貯存水循環(huán)路徑2a中進(jìn)行循環(huán)的貯存 水泵2b。在此，本實(shí)施方式中，由貯存水循環(huán)路徑2a和貯存水泵2b 構(gòu)成作為廢熱回收單元的熱介質(zhì)路徑2。
這樣，本實(shí)施方式中的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)100中，用于對(duì)隨著發(fā)電機(jī)1 的發(fā)電產(chǎn)生的廢熱進(jìn)行回收的冷卻水循環(huán)路徑9和使冷卻水在冷卻水 循環(huán)路徑9中進(jìn)行循環(huán)的冷卻水泵IO構(gòu)成的廢熱回收單元，與由貯存 水循環(huán)路徑2a和貯存水泵2b構(gòu)成的熱介質(zhì)路徑2，以能通過(guò)熱交換器 5傳熱的方式連接。在這樣的結(jié)構(gòu)中，貯水箱6中貯存的貯存水對(duì)來(lái)自 逆變器3a的廢熱和來(lái)自發(fā)電機(jī)l的廢熱進(jìn)行回收。并且，回收來(lái)自逆 變器3a的廢熱和來(lái)自發(fā)電機(jī)l的廢熱后的貯存水，再被貯存到貯水箱 6中?；厥諒U熱而溫度上升后的貯存水從貯水箱6排出，作為供給熱水 等適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行利用。
另外，如圖1所示，該熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)100包括控制裝置12。該控 制裝置12，包括CPU、存儲(chǔ)器等主要結(jié)構(gòu)要素和對(duì)這些主要結(jié)構(gòu)要素 進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的各種電氣電子零件。而且，該控制裝置12，通過(guò)輸出與熱 電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)100的動(dòng)作相關(guān)的控制信號(hào)，對(duì)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)100的動(dòng)作 進(jìn)行適當(dāng)控制。這里，該與熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)100的動(dòng)作相關(guān)的程序(例 如，用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明中特征性的動(dòng)作的控制程序)，被預(yù)先存儲(chǔ)在控制裝置12的存儲(chǔ)器中。并且，雖然在圖l中沒(méi)有圖示，但控制裝置12、 電力轉(zhuǎn)換裝置3、溫度檢測(cè)器14a、貯存水泵2b、冷卻水泵10以及后 述的路徑切換器7等通過(guò)配線電連接。這些電力轉(zhuǎn)換裝置3、貯存水泵 2b、冷卻水泵10、路徑切換器7的動(dòng)作，通過(guò)控制裝置12進(jìn)行適當(dāng)控 制。
如圖1所示，本實(shí)施方式的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)100，特征在于具有路徑 切換器7和旁通路徑8。
這里，路徑切換器7，是能通過(guò)控制裝置12進(jìn)行遠(yuǎn)距離操作的三 通閥，在其第一連接口 7a上連接從貯存水泵2b延伸出的貯存水循環(huán) 路徑2a的一部分的一端，從其第二連接口 7b延伸出的貯存水循環(huán)路 徑2a的另一部分的一端連接在冷卻器4上。g卩、該熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)100 中，通過(guò)貯存水泵2b的動(dòng)作從貯水箱6排出的貯存水順次通過(guò)貯存水 循環(huán)路徑2a的一部分、路徑切換器7以及貯存水循環(huán)路徑2a的另一 部分后，向冷卻器4供給。并且，作為路徑切換器7，也可以使用開關(guān) 閥。
另外，如圖1所示，旁通路徑8的一端，連接在路徑切換器7的 第三連接口 7c上。旁通路徑8的另一端連接在連接冷卻器4和熱交換 器5的貯存水循環(huán)路徑2a中的規(guī)定位置上。g卩、在該熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)100 中，旁通路徑8不使從貯水箱6導(dǎo)入貯存水循環(huán)路徑2a的貯存水流向 冷卻器4，而是以不能回收來(lái)自逆變器3a(冷卻器4)的廢熱的方式繞 過(guò)，使從路徑切換器7的第三連接口 7c向旁通路徑8供給的貯存水不 回收來(lái)自逆變器3a (冷卻器4)的廢熱而向熱交換器5供給。這里， 路徑切換器7作為在旁通路徑8和貯存水循環(huán)路徑2a之間切換貯存水 的流入目標(biāo)的路徑切換器起作用。
接著，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式1的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的動(dòng)作進(jìn)行詳細(xì)的 說(shuō)明。
熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)100以額定功率運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)利用冷卻水泵10而在 冷卻水循環(huán)路徑9中循環(huán)的冷卻水，將來(lái)自發(fā)電機(jī)1的廢熱逐次回收。 通過(guò)該冷卻水回收的發(fā)電機(jī)1的廢熱利用熱交換器5具有的熱交換作 用被傳遞到熱介質(zhì)路徑2。
另夕卜，電力轉(zhuǎn)換裝置3，從發(fā)電機(jī)1經(jīng)由配線11被供給直流電力，其所被供給的直流電力通過(guò)逆變器3a轉(zhuǎn)換成交流電力。從直流電力向 交流電力進(jìn)行電力轉(zhuǎn)換時(shí)，來(lái)自逆變器3a具有的功率半導(dǎo)體的廢熱通 過(guò)其裝有的散熱片向冷卻器4傳遞。這里，通過(guò)利用貯存水泵2b而在 貯存水循環(huán)路徑2a中循環(huán)的從貯水箱6排出的貯存水，將來(lái)自該冷卻 器4的廢熱在熱介質(zhì)路徑2中逐次回收?；厥諄?lái)自冷卻器4的廢熱而 溫度上升后的貯存水，在熱交換器5中回收來(lái)自發(fā)電機(jī)1的廢熱而使 溫度進(jìn)一步上升后，向貯水箱6供給。并且，貯存于貯水箱6的貯存 水(熱水)，能根據(jù)需要作為供給熱水隨時(shí)供給。另外，電力轉(zhuǎn)換裝置 3將通過(guò)逆變器3a的電力轉(zhuǎn)換生成的交流電力向負(fù)載供給。
另一方面，在熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)100結(jié)束發(fā)電運(yùn)轉(zhuǎn)的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)100 的停止動(dòng)作中，由電力轉(zhuǎn)換裝置3進(jìn)行的從直流電力到交流電力的電 力轉(zhuǎn)換通常也被停止，因此，逆變器3a具有的功率半導(dǎo)體等的發(fā)熱也 迅速停止。因此，從逆變器3a具有的功率半導(dǎo)體通過(guò)散熱片向冷卻器 4進(jìn)行的廢熱傳遞也迅速停止。
另外，熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)100開始發(fā)電運(yùn)轉(zhuǎn)之前，也就是熱電聯(lián)產(chǎn)系 統(tǒng)100的啟動(dòng)動(dòng)作時(shí)，通常，不實(shí)行發(fā)電機(jī)1的發(fā)電運(yùn)轉(zhuǎn)，因此，通 過(guò)電力轉(zhuǎn)換裝置3進(jìn)行的從直流電力到交流電力的電力轉(zhuǎn)換通常被停 止。因此，逆變器3a具有的功率半導(dǎo)體不發(fā)熱。因此，從逆變器3a 具有的功率半導(dǎo)體通過(guò)散熱片向冷卻器進(jìn)行的廢熱傳遞一概不進(jìn)行。
艮P、發(fā)電機(jī)1的啟動(dòng)動(dòng)作時(shí)或者停止動(dòng)作時(shí)，裝于功率半導(dǎo)體的 散熱片和冷卻器4僅作為用于排出熱量的放熱器起作用。
這時(shí)，在通過(guò)忙存水泵2b從貯水箱6向低溫狀態(tài)的冷卻器4供給 貯存水這樣的貯水箱6被蓄滿的階段，利用處于低溫狀態(tài)的冷卻器4 以及裝于功率半導(dǎo)體的散熱片的放熱作用，降低向冷卻器4供給的貯 存水的溫度。具體的，熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)100的運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)束時(shí)，電力轉(zhuǎn)換裝 置3的逆變器3a具有的功率半導(dǎo)體等的發(fā)熱隨著發(fā)電機(jī)1的發(fā)電停止 而停止時(shí)，如果從貯水箱6向冷卻器4供給溫度上升后的貯存水，則 通過(guò)處于低溫狀態(tài)的冷卻器4使貯存水冷卻。即、處于高溫狀態(tài)的貯 存水具有的熱能從熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)100向空氣中排出。這樣的熱能向空 氣中排出，成為降低熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)100的能量利用效率的主要原因。
因此，本實(shí)施方式中的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)100，在熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)IOO(發(fā)換器7進(jìn) 行控制，使得將從貯水箱6排出的貯存水的流入目標(biāo)從冷卻器4切換 為旁通路徑8 (即、熱交換器5)。這里，負(fù)載功率檢測(cè)器15檢測(cè)從熱 電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)100被供給交流電力的負(fù)載的消耗功率，當(dāng)其檢測(cè)的負(fù)載 的消耗功率達(dá)到預(yù)先設(shè)定的規(guī)定的啟動(dòng)用功率閾值以上時(shí)，開始熱電 聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)100的啟動(dòng)動(dòng)作。另一方面，當(dāng)其檢測(cè)的負(fù)載的消耗功率不 足預(yù)先設(shè)定的規(guī)定的停止用功率閾值時(shí)，開始熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)100的停 止動(dòng)作。
例如，本實(shí)施方式中的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)100，在發(fā)動(dòng)機(jī)1的停止動(dòng)作 中使貯存水泵2b動(dòng)作進(jìn)行貯存水的循環(huán)動(dòng)作時(shí)，控制裝置12對(duì)路徑 切換器7進(jìn)行控制，使得將從貯水箱6排出的貯存水的流入目標(biāo)從冷 卻器4切換為旁通路徑8。由此，從貯水箱6排出的貯存水不向冷卻器 4供給，而是通過(guò)路徑切換器7以及旁通路徑8，向熱交換器5供給。 在此，發(fā)電機(jī)1停止動(dòng)作時(shí)，發(fā)電機(jī)1的溫度不是瞬間降低至常溫， 而是隨時(shí)間緩慢降低。因此，向熱交換器5供給的貯存水，在其熱交 換器5中回收來(lái)自發(fā)電機(jī)1的廢熱(余熱)后，回到貯水箱6。在貯存 水能回收來(lái)自發(fā)電機(jī)1的廢熱期間，控制裝置12維持路徑切換器7的 控制狀態(tài)，即將從貯水箱6排出的貯存水的流入目標(biāo)設(shè)為旁通路徑8。 并且，當(dāng)檢測(cè)到發(fā)電機(jī)1的溫度降低至常溫導(dǎo)致貯存水不能回收來(lái)自 發(fā)電機(jī)1的廢熱時(shí)，控制裝置12停止貯存水泵2b的動(dòng)作。
另外，本實(shí)施方式中的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)100，熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)100在發(fā) 電運(yùn)轉(zhuǎn)中，當(dāng)向電力轉(zhuǎn)換裝置3的直流電力的供給量隨著發(fā)電機(jī)1輸 出電力降低而減少時(shí)，從直流電力向交流電力的電力轉(zhuǎn)換量減少，因 此，逆變器3a具有的功率半導(dǎo)體等的發(fā)熱量也減少。這時(shí)，逆變器3a 具有的功率半導(dǎo)體通過(guò)散熱片向冷卻器4的廢熱的傳遞量也減少。艮P、 在控制裝置12控制熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)100的動(dòng)作使得發(fā)電機(jī)1的輸出電力 隨著負(fù)載消耗功率的降低而降低的情況下，裝于功率半導(dǎo)體的散熱片 和冷卻器4有時(shí)僅作為排出廢熱的放熱器起作用。
因此，本實(shí)施方式的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)100在發(fā)電機(jī)1的除啟動(dòng)動(dòng)作 時(shí)或者停止動(dòng)作時(shí)以外的發(fā)電運(yùn)轉(zhuǎn)中，在作為廢熱量檢測(cè)器的溫度檢 測(cè)器14a檢測(cè)的逆變器3a的溫度(與廢熱量成比例的物理量)不足預(yù)先設(shè)定的規(guī)定溫度閾值時(shí)，控制裝置12控制路徑切換器7，使得將從 貯水箱6排出的貯存水的流入目標(biāo)從冷卻器4切換到旁通路徑8。這樣， 從貯水箱6排出的貯存水不向冷卻器4供給，而是通過(guò)路徑切換器7 以及旁通路徑8，向熱交換器5供給。因此，與在發(fā)電機(jī)l低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn) 時(shí)使貯存水在冷卻器4通過(guò)的情況相比，貯存水的熱回收效率提高， 作為熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的節(jié)能性提高。另外，上述溫度閾值被規(guī)定成推定 為在冷卻器4中貯存水能進(jìn)行熱回收(不放熱)的溫度。
另外，此時(shí)，負(fù)載的消耗功率上升，溫度檢測(cè)器14a檢測(cè)的逆變 器3a的溫度達(dá)到與預(yù)先設(shè)定的規(guī)定的溫度閾值相同或者比該規(guī)定的溫 度閾值大的溫度閾值以上時(shí)，控制裝置12控制路徑切換器7，將從貯 水箱6排出的貯存水的流入目標(biāo)從旁通路徑8切換為冷卻器4。這樣， 從貯水箱6排出的貯存水，通過(guò)路徑切換器7以及熱介質(zhì)路徑2的一 部分向冷卻器4供給后，向熱交換器5供給。向熱交換器5供給后的 貯存水，在其熱交換器5中回收來(lái)自發(fā)電機(jī)1的廢熱后，回到貯水箱6。 因此，電力轉(zhuǎn)換裝置3的廢熱由于發(fā)電機(jī)1的高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)而增加，在 能夠在冷卻器4中回收廢熱的情況下，可通過(guò)貯存水回收廢熱，因此， 貯存水的熱回收效率提高，作為熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的節(jié)能性提高。
以上，按照本實(shí)施方式中的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)，對(duì)路徑切 換器7進(jìn)行控制，使得根據(jù)逆變器3a的動(dòng)作狀態(tài)將貯存水的流入目標(biāo) 從冷卻器4切換為旁通路徑8，因此，可以防止冷卻器4使貯存水冷卻。 從而能夠改善熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)100的節(jié)能性。因此，能夠使熱電聯(lián)產(chǎn)系 統(tǒng)100的便利性進(jìn)一步提高。
另外，按照該熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)100的特征性結(jié)構(gòu)，為了降低發(fā)動(dòng)機(jī)l 的啟動(dòng)動(dòng)作時(shí)或者停止動(dòng)作時(shí)電力轉(zhuǎn)換裝置3的電力轉(zhuǎn)換損失，對(duì)路 徑切換器7進(jìn)行控制使貯存水的流入目標(biāo)從冷卻器4切換為旁通路徑 8，因此，能夠更進(jìn)一步改善熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)100的節(jié)能性。
按照該熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)100的特征性結(jié)構(gòu)，用于對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)1進(jìn)行冷 卻的冷卻水流通的冷卻水循環(huán)路徑9和在裝于電力轉(zhuǎn)換裝置3的逆變 器3a的冷卻器4以及熱交換器5中受熱的貯存水流通的貯存水循環(huán)路 徑2a被分離，因此，能夠防止冷卻水混入貯存水，同時(shí)改善熱電聯(lián)產(chǎn) 系統(tǒng)100的節(jié)能性。并且，本實(shí)施方式中，說(shuō)明了在檢測(cè)逆變器3a的溫度、其檢測(cè)的 溫度不足預(yù)先設(shè)定的規(guī)定溫度閾值時(shí)對(duì)路徑切換器7進(jìn)行控制的方式， 但是，不限定于這樣的方式。例如，在根據(jù)規(guī)定的控制程序適當(dāng)動(dòng)作 的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中，可以按照其規(guī)定的控制程序?qū)β窂角袚Q器7進(jìn)行 適當(dāng)控制。作為這樣的方式，也能得到與本實(shí)施方式中的效果相同的 效果。
另外，本實(shí)施方式中，說(shuō)明了溫度檢測(cè)器14a對(duì)電力轉(zhuǎn)換裝置3 的溫度進(jìn)行檢測(cè)的方式，但是，不限定于這樣的方式。例如，也可以 將溫度檢測(cè)器14a在冷卻器4的下游側(cè)設(shè)置，檢測(cè)通過(guò)冷卻器4的貯 存水的溫度。作為這樣的方式，也能得到與本實(shí)施方式中的效果相同 的效果。
(實(shí)施方式2)
圖2是示意表示本發(fā)明實(shí)施方式2的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。 如圖2所示，本發(fā)明的實(shí)施方式2的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)200，除了控制 裝置12包括輸出確定器12a這點(diǎn)外，具有與圖1所示的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng) 100的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)。因此，以下的說(shuō)明中，省略和熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng) IOO相同的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明。
控制裝置12具有的輸出確定器12a，為了確定來(lái)自電力轉(zhuǎn)換裝置 3的交流電力輸出值，輸出對(duì)電力轉(zhuǎn)換裝置3的動(dòng)作以及發(fā)電機(jī)1的發(fā) 電量進(jìn)行控制的規(guī)定控制信號(hào)(輸出指令信號(hào))。該規(guī)定的控制信號(hào)和 來(lái)自電力轉(zhuǎn)換裝置3的交流電力的輸出值，在規(guī)定的相關(guān)關(guān)系下相互 關(guān)聯(lián)。當(dāng)該規(guī)定的控制信號(hào)從輸出確定器12a向電力轉(zhuǎn)換裝置3等輸 出時(shí)，對(duì)例如電力轉(zhuǎn)換裝置3進(jìn)行控制，使其輸出與該輸出確定器12a 所輸出的規(guī)定的控制信號(hào)相對(duì)應(yīng)的輸出值的交流電力。具體的，當(dāng)負(fù) 載功率檢測(cè)器15檢測(cè)到負(fù)載消耗功率降低時(shí)，控制裝置12的輸出確 定器12a通過(guò)輸出與其消耗功率的降低相對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)，來(lái)降低電 力轉(zhuǎn)換裝置3的交流電力的輸出值。另外，當(dāng)負(fù)載功率檢測(cè)器15檢測(cè) 到負(fù)載消耗功率上升時(shí)，控制裝置12的輸出確定器12a通過(guò)輸出與其 消耗功率的上升相對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)，使來(lái)自電力轉(zhuǎn)換裝置3的交流電 力輸出值上升。
這里，在熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)100的發(fā)電量降低的低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，與其發(fā)電量的降低相對(duì)應(yīng)，電力轉(zhuǎn)換裝置3中的電力轉(zhuǎn)換損失降低，則逆 變器3a具有的功率半導(dǎo)體的發(fā)熱量也減少。因此，從逆變器3a具有 的功率半導(dǎo)體通過(guò)散熱片向冷卻器4的廢熱傳遞量也減少。此時(shí)，和 實(shí)施方式1相同，裝于功率半導(dǎo)體的散熱片和冷卻器4僅作為放熱器 起作用。
因此，本實(shí)施方式的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)200，在作為廢熱量檢測(cè)器的輸 出確定器12a確定的輸出功率值不足預(yù)先設(shè)定的功率閾值時(shí)，控制裝 置12對(duì)路徑切換器7進(jìn)行控制，使得將貯存水的流入目標(biāo)從冷卻器4 切換為旁通路徑8。由此，從貯水箱6排出的貯存水，不向冷卻器4 供給，而是通過(guò)路徑切換器7以及旁通路徑8，向熱交換器5供給。因 此，與在發(fā)電機(jī)1低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)使貯存水在冷卻器4通過(guò)的情況相比， 貯存水的熱回收效率提高，作為熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的節(jié)能性提高。另外， 上述功率閾值，被規(guī)定成推定為在冷卻器4中貯存水能進(jìn)行熱回收(不 放熱)的輸出功率值。
另外，本實(shí)施方式的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)200，在輸出確定器12a確定的 輸出功率值達(dá)到與預(yù)先設(shè)定的功率閾值相同或者比該功率閾值大的功 率閾值以上時(shí)，控制裝置12控制路徑切換器7，使得將貯存水的流入 目標(biāo)從旁通路徑8切換為冷卻器4側(cè)。這樣，從貯水箱6排出的貯存 水，通過(guò)路徑切換器7以及熱介質(zhì)路徑2的一部分向冷卻器4供給后， 向熱交換器5供給。向熱交換器5供給后的貯存水，在其熱交換器5 中回收來(lái)自發(fā)電機(jī)l的廢熱后，回到貯水箱6。因此，電力轉(zhuǎn)換裝置3 的廢熱由于發(fā)電機(jī)1的高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)而增加，在能夠在冷卻器4中回收 廢熱的情況下，可通過(guò)貯存水回收廢熱，因此，貯存水的熱回收效率 提高，作為熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的節(jié)能性提高。
并且，本實(shí)施方式中，輸出確定器12a作為廢熱量檢測(cè)器的一個(gè) 例子起作用，在輸出確定器12a確定輸出功率值時(shí)，如上所述利用負(fù) 載功率檢測(cè)器15檢測(cè)的負(fù)載的消耗功率，負(fù)載的消耗功率和輸出確定 器12a確定的輸出功率值通常成比例。因此，也可以采用如下方式， 即，使用負(fù)載功率檢測(cè)器15代替輸出確定器12a作為廢熱量檢測(cè)器， 在負(fù)載功率檢測(cè)器15檢測(cè)的負(fù)載的消耗功率不足預(yù)先設(shè)定的消耗功率 閾值時(shí)，對(duì)路徑切換器7進(jìn)行控制，將貯存水的流入目標(biāo)從冷卻器4切換為旁通路徑8，在上述消耗功率達(dá)到與上述功率閾值相同或者比該 功率閾值大的消耗功率閾值以上時(shí)，對(duì)路徑切換器7進(jìn)行控制，將貯 存水的流入目標(biāo)從旁通路徑8切換為冷卻器4側(cè)。另外，上述消耗功 率閾值，被規(guī)定成推定為在冷卻器4中貯存水能進(jìn)行熱回收(不放熱) 的消耗功率值。
(實(shí)施方式3)
圖3是示意表示本發(fā)明實(shí)施方式3的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。 如圖3所示，本發(fā)明的實(shí)施方式3的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)300，除了還包 括電流檢測(cè)器13這一點(diǎn)外，具有與圖1所示的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)100的結(jié) 構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)。因此，以下的說(shuō)明中，省略說(shuō)明和熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)100 相同的結(jié)構(gòu)。
電流檢測(cè)器13，檢測(cè)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)300發(fā)電運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)來(lái)自電力轉(zhuǎn)換 裝置3的輸出電流值。該電流檢測(cè)器13，在電連接電力轉(zhuǎn)換裝置3和 負(fù)載的配線的附近、或者以使該配線穿過(guò)的方式適當(dāng)進(jìn)行配設(shè)。這里， 該電流檢測(cè)器13，可以使用例如開環(huán)式傳感器、磁平衡型傳感器、磁 線圈型傳感器、無(wú)芯線圈型傳感器等的電流傳感器。該電流檢測(cè)器13， 在從電力轉(zhuǎn)換裝置3向負(fù)載供給交流電力時(shí)，將在電連接電力轉(zhuǎn)換裝 置3和負(fù)載的配線中流動(dòng)的交流電力轉(zhuǎn)換成與之成比例的直流電壓輸 出。并且，適當(dāng)選擇電流檢測(cè)器13的電流傳感器，使得能夠根據(jù)電力 轉(zhuǎn)換裝置3輸出的交流電力的頻率正確檢測(cè)該交流電力的輸出電流值。 另外，作為該電流傳感器也可以使用利用分流電阻的電流計(jì)。此時(shí)， 電流計(jì)測(cè)定在電力轉(zhuǎn)換裝置3和負(fù)載之間串聯(lián)連接的分流電阻間的電 壓差，并輸出其測(cè)定的電壓差。
本實(shí)施方式中，在熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)300的發(fā)電量降低的低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn) 時(shí)，與其發(fā)電量的降低相對(duì)應(yīng)，電力轉(zhuǎn)換裝置3中的電力轉(zhuǎn)換損失降 低，則逆變器3a具有的功率半導(dǎo)體等的發(fā)熱量也減少。因此，從逆變 器3a具有的功率半導(dǎo)體等通過(guò)散熱片向冷卻器4的廢熱的傳遞量也減 少。因此，裝于功率半導(dǎo)體的散熱片和冷卻器4僅作為放熱器起作用。
因此，本實(shí)施方式的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)300，在作為廢熱量檢測(cè)器的電 流檢測(cè)器13檢測(cè)的輸出電流值不足預(yù)先設(shè)定的電流閾值時(shí)，控制裝置 12對(duì)路徑切換器7進(jìn)行控制，使得將貯存水的流入目標(biāo)從冷卻器4切換為旁通路徑8。由此，與實(shí)施方式1和2同樣地，從貯水箱6導(dǎo)入到 貯存水循環(huán)路徑2a的貯存水不向冷卻器4供給，而是通過(guò)路徑切換器 7以及旁通路徑8向熱交換器5供給。因此，與在發(fā)電機(jī)1的低負(fù)荷運(yùn) 轉(zhuǎn)時(shí)使貯存水在冷卻器4通過(guò)的情況相比，貯存水的熱回收效率提高， 作為熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的節(jié)能性提高。另外，上述電流閾值，被規(guī)定成推 定為在冷卻器4中貯存水能進(jìn)行熱回收(不放熱)的輸出電流值。
另外，本實(shí)施方式中的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)300，在電流檢測(cè)器13檢測(cè) 的輸出電流值達(dá)到與預(yù)先設(shè)定的電流閾值相同或者比該電流閾值大的 電流閾值以上時(shí)，控制裝置12對(duì)路徑切換器7進(jìn)行控制，使得將忙存 水的流入目標(biāo)從旁通路徑8切換為冷卻器4。由此，從貯水箱6排出的 jt存水，通過(guò)路徑切換器7以及熱介質(zhì)路徑2的一部分向冷卻器4供 給后，向熱交換器5供給。向熱交換器5供給后的貯存水，在其熱交 換器5中回收來(lái)自發(fā)電機(jī)1的廢熱后，回到貯水箱6。因此，電力轉(zhuǎn)換 裝置3的廢熱由于發(fā)電機(jī)1的高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)而增加，在能夠在冷卻器4 中回收廢熱的情況下，可通過(guò)貯存水回收廢熱，因此，貯存水的熱回 收效率提高，作為熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的節(jié)能性提高。
并且，本實(shí)施方式中，對(duì)以電流檢測(cè)器13檢測(cè)電力轉(zhuǎn)換裝置3的 輸出電流值的方式進(jìn)行說(shuō)明，但是，不限定于這樣的方式。例如，也 可以將電流檢測(cè)器13在連接發(fā)電機(jī)1和電力轉(zhuǎn)換裝置3的配線11上 配設(shè)，電流檢測(cè)器13檢測(cè)發(fā)電機(jī)1的輸出電流值(即、對(duì)電力轉(zhuǎn)換裝 置3的輸入電流值)。作為這樣的方式，也能獲得與本實(shí)施方式的效果 相同的效果。
(實(shí)施方式4)
首先，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式4的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
圖4是示意表示本發(fā)明的實(shí)施方式4的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的框圖。 并且，在圖4中，選取對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明所需的結(jié)構(gòu)要素進(jìn)行表示， 對(duì)其它的結(jié)構(gòu)要素省略其圖示。
如圖4所示，本發(fā)明的實(shí)施方式4的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)400，包括輸出 直流電力的發(fā)電機(jī)1、用于對(duì)該發(fā)電機(jī)1的廢熱進(jìn)行回收的冷卻水循環(huán) 的環(huán)狀的冷卻水循環(huán)路徑9、使冷卻水在該冷卻水循環(huán)路徑9中進(jìn)行循環(huán)的冷卻水泵10、和在通過(guò)該冷卻水泵10在冷卻水循環(huán)路徑9中循環(huán) 的冷卻水和在貯存水循環(huán)路徑2a中循環(huán)的貯存水之間進(jìn)行熱交換的熱 交換器5。如圖4所示，該熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)400中，冷卻水循環(huán)路徑9 以經(jīng)過(guò)冷卻器4的方式構(gòu)成。g卩、在該熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)400中，取代實(shí) 施方式1~3所示的通過(guò)貯存水回收來(lái)自冷卻器4的廢熱的結(jié)構(gòu)，構(gòu)成 為通過(guò)對(duì)發(fā)電機(jī)1進(jìn)行冷卻的冷卻水回收來(lái)自冷卻器4的廢熱。
如圖4所示，本實(shí)施方式的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)400，除了路徑切換器7 以及旁通路徑8，還包括溫度檢測(cè)器14b。
這里，路徑切換器7是能通過(guò)控制裝置12進(jìn)行遠(yuǎn)距離操作的三通 閥，在其第三連接口 7c上連接有從熱交換器5延伸出的冷卻水循環(huán)路 徑9的一部分的一端，從其第一連接口 7a延伸出的冷卻水循環(huán)路徑9 的另一部分的一端連接在冷卻器4上。g卩、本實(shí)施方式的熱電聯(lián)產(chǎn)系 統(tǒng)400中，通過(guò)冷卻水泵10從發(fā)電機(jī)1排出的冷卻水，順次經(jīng)過(guò)冷卻 水路徑9的一部分、熱交換器5、路徑切換器7、冷卻水循環(huán)路徑9的 另一部分后，向冷卻器4供給。并且，從冷卻器4排出的冷卻水，通 過(guò)冷卻水路徑9的另外的一部分，向發(fā)電機(jī)1供給。
另外，如圖4所示，旁通路徑8的一端連接在路徑切換器7的第 二連接口7b上。另外，旁通路徑8的另一端，連接在連接冷卻器4和 發(fā)電機(jī)1的冷卻水循環(huán)路徑9中的規(guī)定位置上。S卩、在該熱電聯(lián)產(chǎn)系 統(tǒng)400中，旁通路徑8，使在冷卻水循環(huán)路徑9中流動(dòng)的冷卻水以不能 回收來(lái)自逆變器3a的廢熱的方式繞過(guò)，使從路徑切換器7的第二連接 口 7b向旁通路徑8供給的冷卻水不回收來(lái)自逆變器3a的廢熱而是向 發(fā)電機(jī)1供給。這里，路徑切換器7作為在旁通路徑8和冷卻水循環(huán) 路徑9之間切換冷卻水的流入目標(biāo)的路徑切換器起作用。
另外，溫度檢測(cè)器14b具有將溫度變化作為電壓變化輸出的熱敏 電阻等的溫度傳感器，能檢測(cè)從冷卻器4排出的冷卻水的溫度。例如， 溫度檢測(cè)器14b配設(shè)于連接冷卻器4和發(fā)電機(jī)1的冷卻水循環(huán)路徑9 的一部分中的冷卻器4側(cè)的規(guī)定位置，通過(guò)其溫度傳感器檢測(cè)冷卻水 循環(huán)路徑9的溫度來(lái)間接檢測(cè)冷卻水的溫度。并且，作為溫度檢測(cè)器 14b具有的溫度傳感器，和實(shí)施方式1的情況相同，可以使用NTC熱 敏電阻、PTC熱敏電阻、CTR熱敏電阻等的任意熱敏電阻。并且，作為溫度傳感器不限定于熱敏電阻，只要是能檢測(cè)從冷卻器4排出的冷 卻水的溫度的溫度傳感器都可以使用。另夕卜，溫度檢測(cè)器14b的溫度 傳感器，也可以配置于冷卻水循環(huán)路徑9內(nèi)，直接檢測(cè)從冷卻器4排 出的冷卻水的溫度。
另一方面，如圖4所示，該熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)400，包括以從自來(lái)水管 等的基礎(chǔ)設(shè)施供給的水作為貯存水進(jìn)行貯存的貯水箱6、該貯水箱6 貯存的貯存水進(jìn)行循環(huán)以在熱交換器5中與冷卻水循環(huán)路徑9中循環(huán) 的冷卻水進(jìn)行熱交換的環(huán)狀的貯存水循環(huán)路徑2a、和使貯存水在該貯 存水循環(huán)路徑2a中進(jìn)行循環(huán)的貯存水泵2b。
并且，電力轉(zhuǎn)換裝置3、冷卻器4、控制裝置12等上述以外的結(jié) 構(gòu)，與實(shí)施方式1~3中相同。
本實(shí)施方式中的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)400中，由用于回收隨著發(fā)電機(jī)1 的發(fā)電產(chǎn)生的廢熱和來(lái)自逆變器3a的廢熱的冷卻水循環(huán)路徑9以及使 冷卻水在冷卻水循環(huán)路徑9中進(jìn)行循環(huán)的冷卻水泵IO形成的熱介質(zhì)路 徑、與由JJC存水循環(huán)路徑2a和貯存水泵2b形成的廢熱回收單元，通 過(guò)熱交換器5以能夠進(jìn)行傳熱的狀態(tài)連接。這樣的結(jié)構(gòu)下，通過(guò)貯存 水泵2b的動(dòng)作從貯水箱6向貯存水循環(huán)路徑2a導(dǎo)入的貯存水，回收 來(lái)自逆變器3a的廢熱和來(lái)自發(fā)電機(jī)l的廢熱。并且，回收來(lái)自逆變器 3a的廢熱和來(lái)自發(fā)電機(jī)1的廢熱之后的貯存水，再貯存于貯水箱6中， 作為供給熱水等進(jìn)行適當(dāng)利用。
接著，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式4的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的動(dòng)作進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)400以額定功率進(jìn)行發(fā)電運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電力轉(zhuǎn)換裝置3 經(jīng)由配線11從發(fā)電機(jī)1供給直流電力，其所供給的直流電力通過(guò)逆變 器3a轉(zhuǎn)換成交流電力。電力轉(zhuǎn)換裝置3，將通過(guò)逆變器3a的電力轉(zhuǎn)換 生成的交流電力向負(fù)載供給。這里，在從該直流電力向交流電力進(jìn)行 電力轉(zhuǎn)換時(shí)，來(lái)自逆變器3a具有的功率半導(dǎo)體的廢熱，通過(guò)其裝有的 散熱片向冷卻器4傳遞。
另一方面，在熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)400的額定發(fā)電運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)利用冷 卻水泵10而在冷卻水循環(huán)路徑9中進(jìn)行循環(huán)的冷卻水，將來(lái)自發(fā)電機(jī) 1的廢熱逐次回收。另外，如上所述，來(lái)自逆變器3a具有的功率半導(dǎo)體的廢熱，通過(guò)其裝有的散熱片向冷卻器4傳遞。通過(guò)利用冷卻水泵 10而在冷卻水循環(huán)路徑9中進(jìn)行循環(huán)的冷卻水，將來(lái)自該冷卻器4的 廢熱逐次回收。由該冷卻水回收的發(fā)電機(jī)1的廢熱和來(lái)自冷卻器4的 廢熱，利用熱交換器5具有的熱交換作用傳遞到在貯存水循環(huán)路徑2a 中循環(huán)的貯存水。
在熱交換器5中回收來(lái)自發(fā)電機(jī)1和冷卻器4的廢熱后的貯存水， 向貯水箱6供給。并且，貯存于貯水箱6的貯存水可根據(jù)需要作為供 給熱水等隨時(shí)進(jìn)行供給。
本實(shí)施方式中，在熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)400的發(fā)電量降低的低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn) 時(shí)，與其發(fā)電量的降低相對(duì)應(yīng)，電力轉(zhuǎn)換裝置3中的電力轉(zhuǎn)換損失降 低，則逆變器3a具有的功率半導(dǎo)體的發(fā)熱量也減少。因此，從逆變器 3a具有的功率半導(dǎo)體通過(guò)散熱片向冷卻器4的廢熱的傳遞量也減少。 因此，裝于功率半導(dǎo)體的散熱片和冷卻器4僅作為放熱器起作用。此 時(shí)，當(dāng)向冷卻器4流入冷卻水時(shí)，通過(guò)設(shè)于冷卻器4和逆變器3a的散 熱片進(jìn)行散熱，冷卻水的溫度通過(guò)散熱而降低，對(duì)通過(guò)熱交換器5的 貯存水的熱回收率降低。
因此，本實(shí)施方式中的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)400中，在發(fā)電運(yùn)轉(zhuǎn)中，在 作為廢熱量檢測(cè)器的溫度檢測(cè)器14b檢測(cè)的從冷卻器4排出的冷卻水 的溫度不足預(yù)先設(shè)定的溫度閾值時(shí)，控制裝置12對(duì)路徑切換器7進(jìn)行 控制，使得將貯存水的流入目標(biāo)從冷卻器4切換為旁通路徑8。由此， 從熱交換器5排出的冷卻水不向冷卻器4供給，而是通過(guò)路徑切換器7 以及旁通路徑8后向發(fā)電機(jī)1供給。因此，與在發(fā)電機(jī)1的低負(fù)荷運(yùn) 轉(zhuǎn)時(shí)使冷卻水通過(guò)冷卻器4的情況相比，貯存水的熱回收效率提高， 作為熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的節(jié)能性提高。另外，上述溫度閾值，被規(guī)定成推 定為在冷卻器4中貯存水能進(jìn)行熱回收(不放熱)的溫度。
另外，本實(shí)施方式中的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)400，在發(fā)電運(yùn)轉(zhuǎn)中，在溫度 檢測(cè)器14b檢測(cè)的從冷卻器4排出的冷卻水的溫度達(dá)到與預(yù)先設(shè)定的 溫度閾值相同或者比該溫度閾值大的溫度閾值以上時(shí)，控制裝置12對(duì) 路徑切換器7進(jìn)行控制，使得將冷卻水的流入目標(biāo)從旁通路徑8切換 為冷卻器4。由此，從熱交換器5排出的冷卻水，經(jīng)過(guò)路徑切換器7 以及冷卻水循環(huán)路徑9的一部分向冷卻器4供給，之后，向發(fā)電機(jī)1供給后，回到熱交換器5。因此，在電力轉(zhuǎn)換裝置3的廢熱由于發(fā)電機(jī) 1的高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)而增加，在能夠在冷卻器4中回收廢熱的情況下，可通 過(guò)冷卻水回收廢熱，因此，貯存水的熱回收效率提高，作為熱電聯(lián)產(chǎn) 系統(tǒng)的節(jié)能性提高。
并且，本實(shí)施方式中，從發(fā)電機(jī)1的溫度控制性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu) 選冷卻器4相對(duì)于冷卻水的流通方向處于發(fā)電機(jī)1的下游側(cè)、并且在 熱交換器5的上游側(cè)配置。其理由為，通過(guò)采用這樣的配置結(jié)構(gòu)，能 夠容易的控制向發(fā)電機(jī)1流入的冷卻水的溫度。但是，當(dāng)將冷卻器4 配置于發(fā)電機(jī)1的下游側(cè)時(shí)，向冷卻器4流入的冷卻水的溫度上升， 不僅冷卻器4中的廢熱回收效率降低，而且不能充分降低電力轉(zhuǎn)換裝 置3的溫度，存在熱散逸的可能性。因此，如圖4所示，冷卻器4優(yōu) 選配置于相對(duì)于冷卻水的流通方向?yàn)闊峤粨Q器5的下游側(cè)、并且在發(fā) 電機(jī)l的上游側(cè)。
另外，本實(shí)施方式中，例示了根據(jù)溫度檢測(cè)器14b測(cè)定的從冷卻 器4排出的冷卻水的溫度(絕對(duì)值)對(duì)路徑切換器7進(jìn)行控制的方式， 但是，不限定于這樣的方式。例如，也可以是以下方式將溫度檢測(cè) 器14b配置于冷卻器4的前后(即、相對(duì)于冷卻水的流通方向?yàn)槔鋮s 器的上游側(cè)以及下游側(cè)這兩側(cè))，根據(jù)向冷卻器4流入的冷卻水的溫度 和從冷卻器4排出的冷卻水的溫度之間的溫度差，對(duì)路徑切換器7進(jìn) 行控制。例如，在冷卻器4下游側(cè)的溫度比上游側(cè)的溫度高時(shí)(冷卻 器4下游側(cè)的溫度-冷卻器4上游側(cè)的溫度>0時(shí))控制路徑切換器7向 冷卻器4側(cè)切換，在冷卻器4下游側(cè)的溫度在上游側(cè)的溫度以下時(shí)(冷 卻器4下游側(cè)的溫度-冷卻器4上游側(cè)的溫度^0時(shí))，控制路徑切換器 7向旁通路徑8側(cè)切換，以這樣的結(jié)構(gòu)，也能夠獲得與本實(shí)施方式相同 的效果。
(實(shí)施方式5)
本發(fā)明的實(shí)施方式5中的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，除了作為發(fā)電機(jī)1具有 通過(guò)使用燃料氣體中的氫和氧化劑氣體中的氧進(jìn)行發(fā)電輸出直流電力 的燃料電池這點(diǎn)外，具有與圖4所示的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)400相同結(jié)構(gòu)。
艮口、本實(shí)施方式中，與實(shí)施方式4相同，在對(duì)作為發(fā)電機(jī)l的燃 料電池進(jìn)行冷卻的冷卻水循環(huán)路徑9中設(shè)有熱交換器5、路徑切換器7和冷卻器4，并且設(shè)有旁通路徑8。另外，和實(shí)施方式4相同，在冷卻 水循環(huán)路徑9中的冷卻器4的冷卻水的出口側(cè)，配設(shè)有具有熱敏電阻 等的溫度傳感器的溫度檢測(cè)器14。通過(guò)利用冷卻水泵IO而在冷卻水循 環(huán)路徑9中循環(huán)的冷卻水逐次回收來(lái)自燃料電池的廢熱和來(lái)自逆變器 3a的廢熱。另外，通過(guò)冷卻水回收的燃料電池和逆變器3a的廢熱，經(jīng) 由熱交換器5，通過(guò)利用貯存水泵2b在貯存水循環(huán)路徑2a中循環(huán)的貯 存水進(jìn)行逐次回收。并且，在熱交換器5中對(duì)燃料電池以及逆變器3a 的廢熱進(jìn)行回收后的貯存水，貯存于貯水箱6中，根據(jù)需要作為供給 熱水等進(jìn)行供給。
這里，作為發(fā)電機(jī)1的燃料電池，生成直流電力，但是，這種生 成后的直流電力無(wú)法向一般家庭用的電器等供給。即、由于燃料電池 生成的直流電力無(wú)法在一般家庭用電器中使用，需要將燃料電池生成 的直流電力轉(zhuǎn)換成工頻頻率的交流電力。因此，本實(shí)施方式中的熱電 聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中，具有用于將燃料電池的直流電力轉(zhuǎn)換為能向一般家庭用 電器供給的交流電力(50Hz/60Hz)的內(nèi)置有DC-DC變流電路、DC-AC 逆變電路的電力轉(zhuǎn)換裝置3。
對(duì)本實(shí)施方式的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的特征性動(dòng)作進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。首先， 在熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)400的啟動(dòng)動(dòng)作時(shí)，電力轉(zhuǎn)換裝置3的動(dòng)作停止，因 此，不產(chǎn)生來(lái)自電力轉(zhuǎn)換裝置3的廢熱。這樣的燃料電池的啟動(dòng)動(dòng)作 時(shí)，如果向冷卻器4供給冷卻水，則由于冷卻器4以及逆變器3a具有 的散熱片的散熱作用，冷卻水的溫度降低。因此，在本實(shí)施方式中， 控制裝置12在啟動(dòng)動(dòng)作時(shí)使冷卻水泵10以及貯存水泵2b動(dòng)作，通過(guò) 熱交換器5由貯存水向冷卻水傳熱，在實(shí)施燃料電池的升溫動(dòng)作時(shí)， 對(duì)路徑切換器進(jìn)行控制，使得通過(guò)冷卻水泵IO循環(huán)的冷卻水不向冷卻 器4供給，而經(jīng)由旁通路徑8向燃料電池供給。
另外，在作為發(fā)電機(jī)1的燃料電池的發(fā)電運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)束等導(dǎo)致的電力 轉(zhuǎn)換裝置3的動(dòng)作停止時(shí)，來(lái)自電力轉(zhuǎn)換裝置3的電力轉(zhuǎn)換損失導(dǎo)致 的廢熱量急劇減少。SP、電力轉(zhuǎn)換裝置3中，發(fā)電停止，并且作為逆 變器3a的結(jié)構(gòu)要素的功率半導(dǎo)體及其驅(qū)動(dòng)電路動(dòng)作等動(dòng)作也停止，因 此，裝于功率半導(dǎo)體的散熱片向冷卻器4的廢熱移動(dòng)停止。這時(shí)，當(dāng) 向冷卻器4供給冷卻水時(shí)，由于冷卻器4以及逆變器3a具有的散熱片制裝置12在熱電 聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的停止動(dòng)作時(shí)使冷卻水泵10以及貯存水泵2b動(dòng)作，在進(jìn)行 廢熱回收動(dòng)作時(shí)，對(duì)路徑切換器7進(jìn)行控制，使得利用冷卻水泵10進(jìn) 行循環(huán)的冷卻水經(jīng)由旁通路徑8向燃料電池供給。此時(shí)，作為發(fā)電機(jī)1 的燃料電池的溫度，不會(huì)瞬間降低至常溫。因此，獲得作為發(fā)電機(jī)1 的燃料電池的余熱等的期間，能夠回收這些余熱，所以通過(guò)路徑切換 器7、旁通路徑8中流通的冷卻水，回收燃料電池的余熱等，最終經(jīng)由 熱交換器5通過(guò)貯存水進(jìn)行熱回收。
另外，本實(shí)施方式的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)400，在發(fā)電運(yùn)轉(zhuǎn)中，在作為廢 熱量檢測(cè)器的溫度檢測(cè)器14b檢測(cè)的從冷卻器4排出的冷卻水的溫度 不足預(yù)先設(shè)定的溫度閾值時(shí)，控制裝置12對(duì)路徑切換器7進(jìn)行控制， 使得將貯存水的流入目標(biāo)從冷卻器4切換為旁通路徑8。由此，從熱交 換器5中排出的冷卻水不向冷卻器4供給，而是通過(guò)路徑切換器7以 及旁通路徑8后向發(fā)電機(jī)1供給。因此，與在熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)400低負(fù) 荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)在冷卻器4中通過(guò)冷卻水的情況相比，貯存水的熱回收效率 提高，作為熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的節(jié)能性提高。另外，上述溫度閾值被規(guī)定 成推定為冷卻器4中貯存水能進(jìn)行熱回收(不放熱)的溫度。
另外，本實(shí)施方式的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)400，在溫度檢測(cè)器14b檢測(cè)的 從冷卻器4排出的冷卻水的溫度達(dá)到與預(yù)先設(shè)定的溫度閾值相同或者 比該溫度閾值大的溫度閾值以上時(shí)，控制裝置12對(duì)路徑切換器7進(jìn)行 控制，使得將冷卻水的流入目標(biāo)從旁通路徑8切換為冷卻器4。由此， 從熱交換器5排出的冷卻水，經(jīng)過(guò)路徑切換器7以及冷卻水循環(huán)路徑9 的一部分之后向冷卻器4供給，然后向發(fā)電機(jī)l供給之后，回到熱交 換器5。因此，電力轉(zhuǎn)換裝置3的廢熱由于熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)400的高負(fù)荷 運(yùn)轉(zhuǎn)而增加，在能夠在冷卻器4中回收廢熱的情況下，可通過(guò)冷卻水 回收廢熱，因此，貯存水的熱回收效率提高，作為熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的節(jié) 能性提高。
這樣，按照本實(shí)施方式中的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，能根據(jù)電力轉(zhuǎn) 換裝置3的動(dòng)作狀態(tài)由路徑切換器7對(duì)是否向旁通路徑8供給冷卻水 進(jìn)行適當(dāng)切換，因此，能夠在電力轉(zhuǎn)換裝置3的動(dòng)作停止時(shí)防止冷卻 器4的放熱。其結(jié)果，具有作為發(fā)電機(jī)1的燃料電池的面向一般家庭的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)等中，能夠改善其節(jié)能性。
并且，在實(shí)施方式4、 5中，例示了將溫度檢測(cè)器14設(shè)置在冷卻 水循環(huán)路徑9中規(guī)定的位置的方式，但是不限定于這樣的方式。例如， 也可以是將溫度檢測(cè)器14配置于冷卻器4、控制裝置12根據(jù)冷卻器4 的溫度對(duì)路徑切換器7進(jìn)行控制的結(jié)構(gòu)。作為這樣的結(jié)構(gòu)，也能得到 與實(shí)施方式4、 5相同的效果。 (實(shí)施方式6)
在實(shí)施方式1~5中，以熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)100~400及其結(jié)構(gòu)要素正常 動(dòng)作為前提進(jìn)行了說(shuō)明。目卩、實(shí)施方式1 5中，對(duì)以下兩種結(jié)構(gòu)進(jìn)行 了說(shuō)明即，在熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)100正常動(dòng)作中的停止動(dòng)作時(shí)，使冷卻 水泵10以及貯存水泵2b動(dòng)作，在實(shí)施冷卻水以及貯存水的循環(huán)動(dòng)作 時(shí)，對(duì)路徑切換器7進(jìn)行控制，使得將貯存水或者冷卻水的流入目標(biāo) 從冷卻器4切換為旁通路徑8的結(jié)構(gòu)，以及根據(jù)電力轉(zhuǎn)換裝置3正常 動(dòng)作時(shí)的逆變器3a的廢熱量對(duì)路徑切換器7進(jìn)行控制使得將貯存水或 者冷卻水的流入目標(biāo)從冷卻器4切換為旁通路徑8的結(jié)構(gòu)。但是，在 這樣的結(jié)構(gòu)中，當(dāng)在熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)100中由于發(fā)生某些異常而進(jìn)行的 異常停止動(dòng)作時(shí)實(shí)施上述循環(huán)動(dòng)作時(shí)，如果與未發(fā)生異常時(shí)實(shí)施的通 常的停止動(dòng)作時(shí)相同地控制上述路徑切換器7，則有時(shí)不能改善熱電聯(lián) 產(chǎn)系統(tǒng)100的節(jié)能性。具體的，有時(shí)會(huì)發(fā)生逆變器3a的高溫異常，在 本實(shí)施方式中，對(duì)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)100中在逆變器3a發(fā)生高溫異常后的 異常停止動(dòng)作時(shí)實(shí)施上述循環(huán)動(dòng)作的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
下面，對(duì)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)100中逆變器3a發(fā)生異常時(shí)的特征性動(dòng)作 進(jìn)行說(shuō)明。另外，以下說(shuō)明的動(dòng)作，能夠在上述實(shí)施方式1~5中任一 實(shí)施方式中運(yùn)用。
圖5是示意表示本發(fā)明的實(shí)施方式6的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)動(dòng)作的流程 圖。并且，在圖5中，僅選取對(duì)本實(shí)施方式的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的特征性 動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明所需的步驟進(jìn)行表示。
如圖5所示，由于逆變器3a的異常發(fā)熱，例如溫度檢測(cè)器14a檢 測(cè)的逆變器3a的溫度，超過(guò)判斷為正常的上限溫度值(以下，成為允 許上限值)時(shí)，控制裝置12檢測(cè)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)100中逆變器3a發(fā)生 了高溫異常(步驟S1)。另外，上述允許上限值，被規(guī)定為比實(shí)施方式1中作為將路徑切換器7切換至冷卻器4側(cè)時(shí)的判斷基準(zhǔn)的溫度閾值高 的溫度。
接著，當(dāng)檢測(cè)到熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)100中逆變器3a發(fā)生了高溫異常時(shí)， 控制裝置12輸出用于實(shí)施熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)100的停止動(dòng)作的停止指令信 號(hào)(步驟S2)。
然后，當(dāng)輸出用于實(shí)施熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)100的異常停止動(dòng)作的停止 指令信號(hào)后，控制裝置12對(duì)路徑切換器7進(jìn)行控制，將從貯水箱6排 出的貯存水的流入目標(biāo)切換至冷卻器4側(cè)(熱介質(zhì)路徑2側(cè))(步驟S3)。 具體的，由于上述允許上限值是比實(shí)施方式1中作為將路徑切換器7 切換至冷卻器4側(cè)時(shí)的判斷基準(zhǔn)的溫度閾值高的溫度，所以，在向異 常停止動(dòng)作轉(zhuǎn)移前的發(fā)電運(yùn)轉(zhuǎn)中，進(jìn)行控制使得將已經(jīng)切換到冷卻器4 側(cè)的路徑切換器7維持在冷卻器4側(cè)。
接著，控制裝置12進(jìn)行控制，通過(guò)使冷卻水泵10以及貯存水泵 2b動(dòng)作，利用貯存水回收來(lái)自冷卻器4的廢熱(步驟S4)。由此，逐 漸降低成為異常的高溫狀態(tài)的逆變器3a的溫度。
然后，當(dāng)檢測(cè)到如步驟S4所示的來(lái)自冷卻器4的廢熱的回收動(dòng)作 時(shí)間達(dá)到規(guī)定的時(shí)間閾值T1以上時(shí)(步驟S5的YES)，控制裝置12 使冷卻水泵10以及貯存水泵2b的動(dòng)作停止，使來(lái)自冷卻器4的廢熱 的回收動(dòng)作停止(步驟S6)。這里，規(guī)定的時(shí)間閾值T1設(shè)為電力轉(zhuǎn)換 裝置3具有的逆變器3a的溫度降低至不發(fā)生故障的安全溫度的時(shí)間， 在控制裝置12中被預(yù)先設(shè)定。并且，當(dāng)檢測(cè)到來(lái)自冷卻器4的廢熱的 回收動(dòng)作時(shí)間不足規(guī)定的時(shí)間閾值T1時(shí)(步驟S5的NO)，控制裝置 12繼續(xù)冷卻器4的廢熱回收動(dòng)作直至其廢熱的回收動(dòng)作時(shí)間到達(dá)規(guī)定 的時(shí)間閾值T1。
另外，雖然構(gòu)成為根據(jù)動(dòng)作時(shí)間判斷是否繼續(xù)電力轉(zhuǎn)換裝置3的 冷卻動(dòng)作，但是，也可以構(gòu)成為如實(shí)施方式1、 4、 5那樣根據(jù)電力轉(zhuǎn) 換裝置3的溫度或通過(guò)電力轉(zhuǎn)換裝置3的冷卻器4的貯存水或者冷卻 水的溫度判斷是否繼續(xù)電力轉(zhuǎn)換裝置3的冷卻動(dòng)作。
這樣，按照本實(shí)施方式的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，能夠根據(jù)電力轉(zhuǎn) 換裝置3的動(dòng)作狀態(tài)等由路徑切換器7對(duì)是否向旁通路徑8供給貯存 水進(jìn)行適當(dāng)切換，并且，在逆變器3a達(dá)到以上的高溫狀態(tài)時(shí)通過(guò)貯存水回收來(lái)自冷卻器4的廢熱，因此，能夠降低電力轉(zhuǎn)換裝置3在高溫 下發(fā)生故障的可能性。并且，由于能從冷卻器4回收高的廢熱，能夠 有助于提高節(jié)能性。 (實(shí)施方式7)
在實(shí)施方式6中，對(duì)在逆變器3a的高溫異常時(shí)即使在停止動(dòng)作時(shí) 也將路徑切換器7控制成冷卻器4側(cè)來(lái)對(duì)冷卻器4進(jìn)行冷卻的方式進(jìn) 行了說(shuō)明，但是，在發(fā)生其它異常時(shí)如果也進(jìn)行相同的控制，則冷卻 器4作為放熱器起作用，在停止動(dòng)作時(shí)，在實(shí)施使冷卻水以及貯存水 進(jìn)行循環(huán)的循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，有時(shí)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)400的節(jié)能性會(huì)下 降。因此，在本實(shí)施方式中，在熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)100中發(fā)生異常后進(jìn)行 的異常停止動(dòng)作中實(shí)施上述循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，根據(jù)發(fā)生的異常內(nèi)容對(duì)路徑 切換器7進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂啤Ｏ旅?，?duì)該實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。另外， 以下說(shuō)明的動(dòng)作，也可以在上述實(shí)施方式1~5的任一實(shí)施方式中采用。
圖7涉及在熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中有可能發(fā)生的異常，是分類表示第一 異常的事例的一例以及第二異常的事例的一例的分類圖。
如圖7所示，實(shí)施方式1~5的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)100~400中，作為第 一異常，可以列舉電力轉(zhuǎn)換裝置3具有的逆變器3a的IGBT、 MOSFET 等的功率半導(dǎo)體性能惡化，其功率半導(dǎo)體異常發(fā)熱使得逆變器3a達(dá)到 異常的高溫狀態(tài)的逆變器的高溫異常。此時(shí)，如果使處于異常的高溫 狀態(tài)的逆變器3a仍然繼續(xù)動(dòng)作，則存在高熱導(dǎo)致的功率半導(dǎo)體破損、 逆變器3a發(fā)生故障的危險(xiǎn)。
另外，如圖7所示，實(shí)施方式1~5的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)100-400中， 作為第二異常，例如可以列舉冷卻水泵10性能惡化使冷卻水流速下 降導(dǎo)致冷卻水的溫度達(dá)到異常的高溫狀態(tài)的冷卻高溫異常、檢測(cè)在冷 卻水循環(huán)路徑9中流通的冷卻水的溫度的溫度檢測(cè)器14b的溫度傳感 器發(fā)生斷線的冷卻水溫度傳感器的斷線異常、來(lái)自電力轉(zhuǎn)換裝置3的 輸出電力不足正常的允許下限的低電壓輸出異常、來(lái)自電力轉(zhuǎn)換裝置3 的輸出電流不足正常的允許下限的低電流輸出異常等的異常。
另外，上述列舉的異常，可以通過(guò)與各種異常對(duì)應(yīng)的異常檢測(cè)器 檢測(cè)。該異常檢測(cè)器，由檢測(cè)冷卻水溫度、來(lái)自電力轉(zhuǎn)換裝置的輸出 電壓、輸出電流所示例的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的狀態(tài)值的檢測(cè)器(冷卻水溫度傳感器、電壓檢測(cè)器、電流檢測(cè)器等)以及根據(jù)該檢測(cè)器的檢測(cè)值 判斷是否異常的異常判斷程序構(gòu)成，異常判斷程序，存儲(chǔ)于控制裝置
12中內(nèi)置的存儲(chǔ)器(無(wú)圖示)、通過(guò)CPU等運(yùn)算處理器從存儲(chǔ)器中讀
出并執(zhí)行。
以下，對(duì)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)100中發(fā)生了第一異?；蛘叩诙惓r(shí)的 特征性動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。
圖6是示意表示本發(fā)明的實(shí)施方式7的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)動(dòng)作的流程 圖。并且，在圖6中，僅選取對(duì)本實(shí)施方式的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的特征性 動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明所需的步驟進(jìn)行表示。
如圖6所示，當(dāng)由于某些原因?qū)е庐惓０l(fā)生時(shí)，異常檢測(cè)器檢測(cè) 到該異常(步驟S1中的YES)。另外，當(dāng)在步驟S1中沒(méi)有檢測(cè)到異常 時(shí)(步驟Sl中的NO)，控制裝置12通過(guò)異常檢測(cè)器繼續(xù)監(jiān)視熱電聯(lián) 產(chǎn)系統(tǒng)100中是否發(fā)生異常。
接著，當(dāng)在熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)100中通過(guò)異常檢測(cè)器檢測(cè)到發(fā)生了異 常時(shí)，控制裝置12輸出用于實(shí)施熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)100的異常停止動(dòng)作的 停止指令信號(hào)(步驟S2)。
當(dāng)控制裝置12輸出用于實(shí)施熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)100的異常停止動(dòng)作的 停止指令信號(hào)時(shí)，判斷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)100中發(fā)生的異常為第一異常還 是第二異常(步驟S3)。此時(shí)，控制裝置12，例如，在逆變器3a的高 溫異常時(shí)，判斷為第一異常。另一方面，在冷卻水的高溫異常時(shí)，判 斷為第二異常。
接著，在由于第一異常而轉(zhuǎn)移到異常停止動(dòng)作時(shí)，控制裝置12對(duì) 路徑切換器7進(jìn)行控制，將從貯水箱6排出的貯存水的流入目標(biāo)從旁 通路徑8切換為冷卻器4 (熱介質(zhì)路徑2側(cè))(步驟S4a)。
接著，控制裝置12進(jìn)行控制，通過(guò)使冷卻水泵10以及貯存水泵 2b動(dòng)作，利用貯存水回收來(lái)自冷卻器4的廢熱(步驟S5a)。由此，達(dá) 到異常的高溫狀態(tài)的逆變器3a的溫度逐漸降低。
然后，當(dāng)檢測(cè)到如步驟S5a所示的來(lái)自冷卻器4的廢熱的回收動(dòng) 作時(shí)間達(dá)到規(guī)定時(shí)間閾值Tl以上時(shí)(步驟S6a中的YES)，控制裝置 12停止冷卻水泵10以及貯存水泵2b的動(dòng)作，停止來(lái)自冷卻器4的廢 熱的回收動(dòng)作(步驟S7a)。這里，規(guī)定的時(shí)間閾值T1，和實(shí)施方式6的情況相同，設(shè)為電力轉(zhuǎn)換裝置3具有的逆變器3a降低到不發(fā)生故障 的安全溫度的時(shí)間，在控制裝置12中被預(yù)先設(shè)定。并且，和實(shí)施方式 6的情況相同，當(dāng)檢測(cè)到來(lái)自冷卻器4的廢熱的回收動(dòng)作時(shí)間不足規(guī)定 的時(shí)間閾值Tl時(shí)(步驟S6a中的NO)，控制裝置12使來(lái)自冷卻器4 的廢熱的回收動(dòng)作繼續(xù)，直至其廢熱的回收動(dòng)作時(shí)間達(dá)到規(guī)定的時(shí)間 閾值T1。
另一方面，在由于與第一異常不同的第二異常而轉(zhuǎn)移到熱電聯(lián)產(chǎn) 系統(tǒng)100的停止動(dòng)作時(shí)，控制裝置12對(duì)路徑切換器7進(jìn)行控制，使得 將從貯水箱6排出的貯存水的流入目標(biāo)從冷卻器4 (熱介質(zhì)路徑2側(cè)) 切換為旁通路徑8 (步驟S4b)。
接著，控制裝置12進(jìn)行控制，通過(guò)使冷卻水泵10和貯存水泵2b 動(dòng)作，利用貯存水或冷卻水回收來(lái)自發(fā)電機(jī)l的廢熱(步驟S5b)。
然后，當(dāng)檢測(cè)到如步驟S5b所示的來(lái)自發(fā)電機(jī)1的廢熱的回收動(dòng) 作時(shí)間達(dá)到規(guī)定時(shí)間閾值T2以上時(shí)(步驟S6b中的YES)，控制裝置 12使冷卻水泵10以及貯存水泵2b的動(dòng)作停止，使來(lái)自發(fā)電機(jī)1的廢 熱的回收動(dòng)作停止(步驟S7b)。這里，規(guī)定的時(shí)間閾值T2，設(shè)為發(fā)電 機(jī)1降低到能通過(guò)貯存水進(jìn)行廢熱回收的下限溫度的時(shí)間，在控制裝 置12中被預(yù)先設(shè)定。另外，當(dāng)檢測(cè)到來(lái)自發(fā)電機(jī)l的廢熱的回收動(dòng)作 時(shí)間不足規(guī)定的時(shí)間閾值T2時(shí)(步驟S6b中的NO)，控制裝置12使 來(lái)自發(fā)電機(jī)1的廢熱回收動(dòng)作繼續(xù)，直至其廢熱的回收動(dòng)作時(shí)間達(dá)到 規(guī)定的時(shí)間閾值T2。
由此，通過(guò)本實(shí)施方式的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，在發(fā)生異常后實(shí) 施的異常停止動(dòng)作中實(shí)施上述循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，能夠根據(jù)發(fā)生的異常的內(nèi) 容對(duì)路徑切換器7進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?，因此，能夠預(yù)先防止電力轉(zhuǎn)換裝 置3發(fā)生故障，并對(duì)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的節(jié)能性的改善有所貢獻(xiàn)。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性
本發(fā)明的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，作為具有能夠有效利用能量、對(duì)節(jié)能性 的改善有所貢獻(xiàn)的逆變器的冷卻結(jié)構(gòu)的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，具有產(chǎn)業(yè)上利 用的可能性。
權(quán)利要求
1.一種熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，包括發(fā)電機(jī)；轉(zhuǎn)換所述發(fā)電機(jī)的輸出電力的電力轉(zhuǎn)換器；流通所述熱介質(zhì)以回收來(lái)自所述電力轉(zhuǎn)換器的廢熱以及來(lái)自所述發(fā)電機(jī)的廢熱的熱介質(zhì)路徑；從所述熱介質(zhì)路徑分支以使所述熱介質(zhì)繞開所述電力轉(zhuǎn)換器進(jìn)行流動(dòng)用的旁通路徑；在所述旁通路徑和所述熱介質(zhì)路徑之間對(duì)所述熱介質(zhì)的流入目標(biāo)進(jìn)行切換的切換器；檢測(cè)所述電力轉(zhuǎn)換器的廢熱量的廢熱量檢測(cè)器；和控制器，在啟動(dòng)動(dòng)作時(shí)、停止動(dòng)作時(shí)、或者所述廢熱量檢測(cè)器檢測(cè)的所述廢熱量不足預(yù)先設(shè)定的閾值時(shí)，所述控制器對(duì)所述切換器進(jìn)行控制，使得將所述熱介質(zhì)的流入目標(biāo)從所述熱介質(zhì)路徑切換為所述旁通路徑。
2. 如權(quán)利要求l所述的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于 所述廢熱量檢測(cè)器是對(duì)回收了來(lái)自所述電力轉(zhuǎn)換器的廢熱的所述熱介質(zhì)的溫度進(jìn)行檢測(cè)的第一溫度檢測(cè)器，在所述第一溫度檢測(cè)器檢測(cè)的所述溫度不足預(yù)先設(shè)定的第一溫度 閾值時(shí)，所述控制器對(duì)所述切換器進(jìn)行控制，使得將所述熱介質(zhì)的流 入目標(biāo)從所述熱介質(zhì)路徑切換為所述旁通路徑。
3. 如權(quán)利要求l所述的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于 所述廢熱量檢測(cè)器是對(duì)來(lái)自所述電力轉(zhuǎn)換器的輸出電流值進(jìn)行檢在所述電流檢測(cè)器檢測(cè)的所述輸出電流值不足預(yù)先設(shè)定的電流閾 值時(shí)，所述控制器對(duì)所述切換器進(jìn)行控制，使得將所述熱介質(zhì)的流入 目標(biāo)從所述熱介質(zhì)路徑切換為所述旁通路徑。
4. 如權(quán)利要求l所述的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于 所述廢熱量檢測(cè)器是確定來(lái)自所述電力轉(zhuǎn)換器的輸出功率值的輸出確定器，在所述輸出確定器確定的所述輸出功率值不足預(yù)先設(shè)定的功率閾 值時(shí)，所述控制器對(duì)所述切換器進(jìn)行控制，使得將所述熱介質(zhì)的流入 目標(biāo)從所述熱介質(zhì)路徑切換為所述旁通路徑。
5. 如權(quán)利要求l所述的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于 所述廢熱量檢測(cè)器是對(duì)所述電力轉(zhuǎn)換器的溫度進(jìn)行檢測(cè)的第二溫度檢測(cè)器，在所述第二溫度檢測(cè)器檢測(cè)的所述溫度不足預(yù)先設(shè)定的第二溫度 閾值時(shí)，所述控制器對(duì)所述切換器進(jìn)行控制，使得將所述熱介質(zhì)的流 入目標(biāo)從所述熱介質(zhì)路徑切換為所述旁通路徑。
6. 如權(quán)利要求l所述的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于 在由于所述第二溫度檢測(cè)器的檢測(cè)溫度超過(guò)允許上限值的第一異常而實(shí)施的停止動(dòng)作中，所述控制器對(duì)所述切換器進(jìn)行控制，使得所 述熱介質(zhì)的流入目標(biāo)成為所述熱介質(zhì)路徑。
7. 如權(quán)利要求l所述的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于 在由于第一異常而實(shí)施的停止動(dòng)作中，所述控制器對(duì)所述切換器進(jìn)行控制，使得所述熱介質(zhì)的流入目標(biāo)成為所述熱介質(zhì)路徑，在由于與所述第一異常不同的第二異常而實(shí)施的停止動(dòng)作中，所 述控制器對(duì)所述切換器進(jìn)行控制，使得所述熱介質(zhì)的流入目標(biāo)成為所 述旁通路徑。
8. 如權(quán)利要求l所述的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于 所述熱介質(zhì)路徑，是經(jīng)由所述電力轉(zhuǎn)換器具有的冷卻器和所述發(fā)電機(jī)的路徑。
9. 如權(quán)利要求l所述的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于-包括經(jīng)由所述發(fā)電機(jī)而冷卻該發(fā)電機(jī)的第一熱介質(zhì)流通的第一 熱介質(zhì)路徑；和在該第一熱介質(zhì)路徑上配設(shè)的熱交換器，所述熱介質(zhì)路徑，是經(jīng)由所述電力轉(zhuǎn)換器具有的冷卻器和所述熱 交換器而在該電力轉(zhuǎn)換器具有的冷卻器和該熱交換器中受熱的第二熱 介質(zhì)流通的第二熱介質(zhì)路徑。
10.如權(quán)利要求1 9中任一項(xiàng)所述的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于 所述發(fā)電機(jī)是燃料電池。
全文摘要
本發(fā)明在于提供一種具有能夠有效利用能量、對(duì)節(jié)能性的改善有所貢獻(xiàn)的逆變器的冷卻結(jié)構(gòu)的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)(100)，包括發(fā)電機(jī)(1)、電力轉(zhuǎn)換器(3)、流通所述熱介質(zhì)以在其冷卻器(4)回收來(lái)自所述電力轉(zhuǎn)換器的廢熱并且流通所述熱介質(zhì)以回收來(lái)自所述發(fā)電機(jī)的廢熱的熱介質(zhì)路徑(2)、以繞開所述冷卻器的方式流通所述熱介質(zhì)的旁通路徑(8)、切換器(7)、和控制器(12)，在所述熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的啟動(dòng)動(dòng)作時(shí)、停止動(dòng)作時(shí)、或者所述電力轉(zhuǎn)換器的廢熱量不足預(yù)先設(shè)定的廢熱閾值時(shí)，所述控制器對(duì)所述切換器進(jìn)行控制，使得將所述熱介質(zhì)的流入目標(biāo)從所述熱介質(zhì)路徑切換到所述旁通路徑。
文檔編號(hào)H01M8/04GK101617431SQ20088000538
公開日2009年12月30日 申請(qǐng)日期2008年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月18日
發(fā)明者佐藤圭一, 加藤玄道, 原尾則行, 宮內(nèi)伸二, 山本昌彥 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社