JP2002031408A - コージェネレーションシステム - Google Patents
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- F24D2101/00—Electric generators of small-scale CHP systems
- F24D2101/30—Fuel cells
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
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- F24D2103/10—Small-scale CHP systems characterised by their heat recovery units
- F24D2103/13—Small-scale CHP systems characterised by their heat recovery units characterised by their heat exchangers
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ２つの熱交換器が直列に配置された従来のコ
ージェネレーションシステムでは、下流の給湯用熱交換
器４４へ接続された給湯ライン４６内の温水温度が低下
するという課題があった。また、２つの熱交換器が並列
に配置された構成では、例えば供給熱量を多くするため
に通過流量を多くした場合、温水配管５４内もしくは熱
媒管５５内の温水温度が低下するという課題があった。 【解決手段】 発電機の排熱を温水経路に伝える熱交換
器と、前記温水経路から分岐された貯湯経路に接続され
給水管と給湯管を有する貯湯タンクと、前記温水経路か
ら分岐された熱交換経路に接続され熱負荷経路に熱を伝
える１個もしくは複数個の２次熱交換器と、前記温水経
路内に設けられ前記貯湯経路と１個もしくは複数個の前
記熱交換経路の各々に温水を適正流量分配させる流量分
配装置と、前記温水経路内に設けられた循環ポンプとを
備えたものである。
ージェネレーションシステムでは、下流の給湯用熱交換
器４４へ接続された給湯ライン４６内の温水温度が低下
するという課題があった。また、２つの熱交換器が並列
に配置された構成では、例えば供給熱量を多くするため
に通過流量を多くした場合、温水配管５４内もしくは熱
媒管５５内の温水温度が低下するという課題があった。 【解決手段】 発電機の排熱を温水経路に伝える熱交換
器と、前記温水経路から分岐された貯湯経路に接続され
給水管と給湯管を有する貯湯タンクと、前記温水経路か
ら分岐された熱交換経路に接続され熱負荷経路に熱を伝
える１個もしくは複数個の２次熱交換器と、前記温水経
路内に設けられ前記貯湯経路と１個もしくは複数個の前
記熱交換経路の各々に温水を適正流量分配させる流量分
配装置と、前記温水経路内に設けられた循環ポンプとを
備えたものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ン、ガスエンジン、ガスタービン、燃料電池などの発電
機から出る排熱を、給湯や暖房その他熱利用機器に供給
するコージェネレーションシステム（熱電併給システ
ム）に関する。
ン、ガスエンジン、ガスタービン、燃料電池などの発電
機から出る排熱を、給湯や暖房その他熱利用機器に供給
するコージェネレーションシステム（熱電併給システ
ム）に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、分散型発電装置としてのコージェ
ネレーションシステムは、電気と熱の両方のエネルギー
を有効利用できるシステムとして多数実用化されてきて
いる。このコージェネレーションシステムは発電と同時
に発生する排熱を利用するもので、必ずしも熱要求時に
必要熱量が供給されるとは限らず、排熱をいかに有効に
利用（蓄熱も含めて）するかが肝要である。特に排熱を
給湯や暖房その他複数の熱利用機器に供給する場合は、
熱量の配分や温度の維持などが技術的に重要となってく
る。
ネレーションシステムは、電気と熱の両方のエネルギー
を有効利用できるシステムとして多数実用化されてきて
いる。このコージェネレーションシステムは発電と同時
に発生する排熱を利用するもので、必ずしも熱要求時に
必要熱量が供給されるとは限らず、排熱をいかに有効に
利用（蓄熱も含めて）するかが肝要である。特に排熱を
給湯や暖房その他複数の熱利用機器に供給する場合は、
熱量の配分や温度の維持などが技術的に重要となってく
る。
【０００３】この従来のコージェネレーションシステム
は、特開平７−１２４２３や特開平８−４５８６などに
開示されている。
は、特開平７−１２４２３や特開平８−４５８６などに
開示されている。
【０００４】図４に従来例１としての特開平７−１２４
２３の構成を示す。図４において、４１は温排水ライン
で、コージェネレーションシステム４２と、直列に配し
た温水焚吸収冷凍機４３および給湯用熱交換器４４に接
続されている。
２３の構成を示す。図４において、４１は温排水ライン
で、コージェネレーションシステム４２と、直列に配し
た温水焚吸収冷凍機４３および給湯用熱交換器４４に接
続されている。
【０００５】熱源であるコージェネレーションシステム
４２で発生した熱は、温排水ライン４１を介して温水焚
吸収冷凍機４３〜給湯用熱交換器４４の順に伝えられ、
それぞれ冷水ライン４５と給湯ライン４６の熱源として
使われる。
４２で発生した熱は、温排水ライン４１を介して温水焚
吸収冷凍機４３〜給湯用熱交換器４４の順に伝えられ、
それぞれ冷水ライン４５と給湯ライン４６の熱源として
使われる。
【０００６】この時、２つの熱交換器すなわち温水焚吸
収冷凍機４３と給湯用熱交換器４４とは直列に接続され
ているため、上流の温水焚吸収冷凍機４３で熱を奪われ
た後、下流の給湯用熱交換器４４へは低い温度の温水し
か供給されず、給湯ライン４６内の温水は温度が低下す
るという特性があった。
収冷凍機４３と給湯用熱交換器４４とは直列に接続され
ているため、上流の温水焚吸収冷凍機４３で熱を奪われ
た後、下流の給湯用熱交換器４４へは低い温度の温水し
か供給されず、給湯ライン４６内の温水は温度が低下す
るという特性があった。
【０００７】図５に従来例２としての特開平８−４５８
６の構成を示す。図５において、５１は冷却水路で、ガ
スエンジン５２と温水熱交換器５３に接続されている。
温水熱交換器５３は、温水配管５４と熱媒管５５の２つ
の経路が並列に接続され、それぞれの経路に同時に熱を
伝える構造となっている。
６の構成を示す。図５において、５１は冷却水路で、ガ
スエンジン５２と温水熱交換器５３に接続されている。
温水熱交換器５３は、温水配管５４と熱媒管５５の２つ
の経路が並列に接続され、それぞれの経路に同時に熱を
伝える構造となっている。
【０００８】温水配管５４の先には貯湯槽５６および温
水消費機器５７が接続され、熱媒管５５の先には熱消費
機器５８が接続されている。
水消費機器５７が接続され、熱媒管５５の先には熱消費
機器５８が接続されている。
【０００９】熱源であるガスエンジン５２で発生した熱
は、冷却水路５１と温水熱交換器５３を介して温水配管
５４および熱媒管５５に伝えられ、それぞれ貯湯槽５
６、温水消費機器５７と熱消費機器５８の熱源として使
われる。
は、冷却水路５１と温水熱交換器５３を介して温水配管
５４および熱媒管５５に伝えられ、それぞれ貯湯槽５
６、温水消費機器５７と熱消費機器５８の熱源として使
われる。
【００１０】温水消費機器５７と熱消費機器５８との熱
量の配分は温水熱交換器５３の構造によって概ね決まる
が、それでも熱負荷に応じて供給熱量を微調整する場合
は、温水配管５４内もしくは熱媒管５５内の通過流量を
変えそれぞれの経路の熱交換量を変化させる必要があ
る。例えば供給熱量を多くする場合は通過流量を多くし
熱交換量を増加させる必要があるが、この時、温水配管
５４内もしくは熱媒管５５内の温水は温度が低下すると
いう特性があった。
量の配分は温水熱交換器５３の構造によって概ね決まる
が、それでも熱負荷に応じて供給熱量を微調整する場合
は、温水配管５４内もしくは熱媒管５５内の通過流量を
変えそれぞれの経路の熱交換量を変化させる必要があ
る。例えば供給熱量を多くする場合は通過流量を多くし
熱交換量を増加させる必要があるが、この時、温水配管
５４内もしくは熱媒管５５内の温水は温度が低下すると
いう特性があった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】上記従来例１および従
来例２のコージェネレーションシステムでは、排熱を給
湯や暖房その他複数の熱利用機器に供給する場合、温水
を最適な高温に維持できないという課題があった。
来例２のコージェネレーションシステムでは、排熱を給
湯や暖房その他複数の熱利用機器に供給する場合、温水
を最適な高温に維持できないという課題があった。
【００１２】すなわち、上記従来例１（図４）において
は２つの熱交換器が直列に配置されているため、下流の
給湯用熱交換器４４へ接続された給湯ライン４６内の温
水温度が低下するという課題があった。また、上記従来
例２（図５）においては２つの熱交換器が並列に配置さ
れているが、例えば供給熱量を多くするために通過流量
を多くした場合、温水配管５４内もしくは熱媒管５５内
の温水温度が低下するという課題があった。
は２つの熱交換器が直列に配置されているため、下流の
給湯用熱交換器４４へ接続された給湯ライン４６内の温
水温度が低下するという課題があった。また、上記従来
例２（図５）においては２つの熱交換器が並列に配置さ
れているが、例えば供給熱量を多くするために通過流量
を多くした場合、温水配管５４内もしくは熱媒管５５内
の温水温度が低下するという課題があった。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、給湯や暖房その他複数の熱利用機器に熱量
を配分する場合でも、温水の温度を最適な高温に維持で
きるコージェネレーションシステムを提供するものであ
り、発電機の排熱を温水経路に伝える熱交換器と、前記
温水経路から分岐された貯湯経路に接続され給水管と給
湯管を有する貯湯タンクと、前記温水経路から分岐され
た熱交換経路に接続され熱負荷経路に熱を伝える１個も
しくは複数個の２次熱交換器と、前記温水経路内に設け
られ前記貯湯経路と１個もしくは複数個の前記熱交換経
路の各々に温水を適正流量分配させる流量分配装置と、
前記温水経路内に設けられた循環ポンプとを備えたもの
である。
に本発明は、給湯や暖房その他複数の熱利用機器に熱量
を配分する場合でも、温水の温度を最適な高温に維持で
きるコージェネレーションシステムを提供するものであ
り、発電機の排熱を温水経路に伝える熱交換器と、前記
温水経路から分岐された貯湯経路に接続され給水管と給
湯管を有する貯湯タンクと、前記温水経路から分岐され
た熱交換経路に接続され熱負荷経路に熱を伝える１個も
しくは複数個の２次熱交換器と、前記温水経路内に設け
られ前記貯湯経路と１個もしくは複数個の前記熱交換経
路の各々に温水を適正流量分配させる流量分配装置と、
前記温水経路内に設けられた循環ポンプとを備えたもの
である。
【００１４】また、本発明は、前記熱交換経路に、複数
個の熱負荷経路に熱を伝える複数個の２次熱交換器を直
列に接続したものである。
個の熱負荷経路に熱を伝える複数個の２次熱交換器を直
列に接続したものである。
【００１５】また、本発明は、前記熱交換経路に、複数
個の熱負荷経路に熱を伝える１個の２次熱交換器を接続
したものである。
個の熱負荷経路に熱を伝える１個の２次熱交換器を接続
したものである。
【００１６】また、前記温水経路内に設けられ前記貯湯
経路と前記熱交換経路の各々に温水を適正流量分配させ
る流量分配装置として、三方混合弁を備えたものであ
る。
経路と前記熱交換経路の各々に温水を適正流量分配させ
る流量分配装置として、三方混合弁を備えたものであ
る。
【００１７】また、本発明は、前記給湯管に給湯補助熱
源を取付けたものである。
源を取付けたものである。
【００１８】また、本発明は、前記熱負荷経路に２次補
助熱源を取付けたものである。
助熱源を取付けたものである。
【００１９】また、本発明は、前記発電機は燃料電池で
あって、前記燃料電池と前記熱交換器との間が冷却水ポ
ンプを備えた冷却水経路で接続されたものである。
あって、前記燃料電池と前記熱交換器との間が冷却水ポ
ンプを備えた冷却水経路で接続されたものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図１から図３を用いて説明する。
て、図１から図３を用いて説明する。
【００２１】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の
形態１におけるコージェネレーションシステムの構成図
であり、同図において１は熱交換器で、発電機２の排熱
を温水経路３（温水経路往路３ａ・温水経路復路３ｂ）
に伝えるものである。
形態１におけるコージェネレーションシステムの構成図
であり、同図において１は熱交換器で、発電機２の排熱
を温水経路３（温水経路往路３ａ・温水経路復路３ｂ）
に伝えるものである。
【００２２】４は貯湯タンクで、温水経路３から分岐さ
れた貯湯経路５の貯湯経路往路５ａが上部に、貯湯経路
復路５ｂが下部にそれぞれ接続されている。
れた貯湯経路５の貯湯経路往路５ａが上部に、貯湯経路
復路５ｂが下部にそれぞれ接続されている。
【００２３】さらに貯湯タンク４下部には給水管６が、
貯湯タンク４上部には給湯管７が接続され、給湯管７の
先端には給湯栓８が取付けられている。
貯湯タンク４上部には給湯管７が接続され、給湯管７の
先端には給湯栓８が取付けられている。
【００２４】９は１個もしくは複数個の２次熱交換器
で、本実施の形態１においては第１の２次熱交換器９−
１と第２の２次熱交換器９−２とを備えおり、温水経路
３から分岐された熱交換経路１０と熱負荷経路１１がそ
れぞれ接続されている。
で、本実施の形態１においては第１の２次熱交換器９−
１と第２の２次熱交換器９−２とを備えおり、温水経路
３から分岐された熱交換経路１０と熱負荷経路１１がそ
れぞれ接続されている。
【００２５】本実施の形態１では、第１の２次熱交換器
９−１に第１の熱交換経路往路１０−１ａ、第１の熱交
換経路復路１０−１ｂ、第１の熱負荷経路往路１１−１
ａ、第１の熱負荷経路復路１１−１ｂが接続され、第２
の２次熱交換器９−２に第２の熱交換経路往路１０−２
ａ、第２の熱交換経路復路１０−２ｂ、第２の熱負荷経
路往路１１−２ａ、第２の熱負荷経路復路１１−２ｂが
接続されている。
９−１に第１の熱交換経路往路１０−１ａ、第１の熱交
換経路復路１０−１ｂ、第１の熱負荷経路往路１１−１
ａ、第１の熱負荷経路復路１１−１ｂが接続され、第２
の２次熱交換器９−２に第２の熱交換経路往路１０−２
ａ、第２の熱交換経路復路１０−２ｂ、第２の熱負荷経
路往路１１−２ａ、第２の熱負荷経路復路１１−２ｂが
接続されている。
【００２６】熱負荷経路は風呂追焚循環、温水温風暖
房、床暖房などの熱利用機器に温水を供給するもので、
熱利用機器の種類によっては温水以外の熱媒体を使うこ
ともある。
房、床暖房などの熱利用機器に温水を供給するもので、
熱利用機器の種類によっては温水以外の熱媒体を使うこ
ともある。
【００２７】１２は温水経路３内の温水経路往路３ａに
設けられ流量分配装置で、貯湯経路往路５ａと１個もし
くは複数個の熱交換経路１０（本実施の形態１において
は第１の熱交換経路往路１０−１ａと第２の熱交換経路
往路１０−２ａ）の各々に温水を適正流量分配させるも
のである。
設けられ流量分配装置で、貯湯経路往路５ａと１個もし
くは複数個の熱交換経路１０（本実施の形態１において
は第１の熱交換経路往路１０−１ａと第２の熱交換経路
往路１０−２ａ）の各々に温水を適正流量分配させるも
のである。
【００２８】尚、流量分配装置１２は温水経路復路３ｂ
の貯湯経路復路５ｂ・第１の熱交換経路復路１０−１
ｂ、第２の熱交換経路復路１０−２ｂの合流点に設ける
こともでき、往路または復路のどちらか一方に設けてあ
ればよい。
の貯湯経路復路５ｂ・第１の熱交換経路復路１０−１
ｂ、第２の熱交換経路復路１０−２ｂの合流点に設ける
こともでき、往路または復路のどちらか一方に設けてあ
ればよい。
【００２９】これら各経路の流量制御を行うために、温
水経路復路３ｂに循環ポンプ１３が、温水経路往路３ａ
に温度検知器１４が、第１の熱負荷経路復路１１−１ｂ
に第１の２次ポンプ１５−１が、第２の熱負荷経路復路
１１−２ｂに第２の２次ポンプ１５−２が取付けられて
いる。
水経路復路３ｂに循環ポンプ１３が、温水経路往路３ａ
に温度検知器１４が、第１の熱負荷経路復路１１−１ｂ
に第１の２次ポンプ１５−１が、第２の熱負荷経路復路
１１−２ｂに第２の２次ポンプ１５−２が取付けられて
いる。
【００３０】以上のように構成されたコージェネレーシ
ョンシステムにおいて、以下その動作を説明する。発電
機２の排熱を熱交換器１によって温水経路３に伝える場
合、循環ポンプ１３の流量は温度検知器１４で検知され
た温水温度が常に最適な高温に維持できるように制御さ
れる。
ョンシステムにおいて、以下その動作を説明する。発電
機２の排熱を熱交換器１によって温水経路３に伝える場
合、循環ポンプ１３の流量は温度検知器１４で検知され
た温水温度が常に最適な高温に維持できるように制御さ
れる。
【００３１】流量分配装置１２によって温水経路往路３
ａから貯湯経路往路５ａに適正流量分配された温水は高
温を維持したまま貯湯タンク４の上部に蓄えられる。
ａから貯湯経路往路５ａに適正流量分配された温水は高
温を維持したまま貯湯タンク４の上部に蓄えられる。
【００３２】貯湯タンク４の下部からは貯湯経路復路５
ｂを通って未加熱の水が温水経路復路３ｂに合流し、熱
交換器１で加熱される。
ｂを通って未加熱の水が温水経路復路３ｂに合流し、熱
交換器１で加熱される。
【００３３】この循環によって貯湯タンク４内は常に上
方に高温の温水が蓄えられる、いわゆる積層沸上げがな
されるものである。
方に高温の温水が蓄えられる、いわゆる積層沸上げがな
されるものである。
【００３４】その結果、給湯栓８を開くと給水管６から
侵入した水が貯湯タンク４内の温水を押上げ、貯湯タン
ク４上部の高温の温水が給湯管７を通って給湯栓８に供
給されるもので、貯湯タンク４内の全ての水が沸き上が
っていなくても、常に高温の温水を供給することができ
るものである。
侵入した水が貯湯タンク４内の温水を押上げ、貯湯タン
ク４上部の高温の温水が給湯管７を通って給湯栓８に供
給されるもので、貯湯タンク４内の全ての水が沸き上が
っていなくても、常に高温の温水を供給することができ
るものである。
【００３５】一方、温水経路往路３ａから第１の熱交換
経路往路１０−１ａと第２の熱交換経路往路１０−２ａ
に適正流量分配された温水は高温を維持したまま、それ
ぞれ第１の２次熱交換器９−１と第２の２次熱交換器９
−２とに供給され、それぞれ第１の熱負荷経路往路１１
−１ａと第２の熱負荷経路往路１１−２ａに熱を伝えた
後、熱負荷経路１１に接続された風呂追焚循環、温水温
風暖房、床暖房などの熱利用機器で熱が消費される。
経路往路１０−１ａと第２の熱交換経路往路１０−２ａ
に適正流量分配された温水は高温を維持したまま、それ
ぞれ第１の２次熱交換器９−１と第２の２次熱交換器９
−２とに供給され、それぞれ第１の熱負荷経路往路１１
−１ａと第２の熱負荷経路往路１１−２ａに熱を伝えた
後、熱負荷経路１１に接続された風呂追焚循環、温水温
風暖房、床暖房などの熱利用機器で熱が消費される。
【００３６】第１の２次熱交換器９−１と第２の２次熱
交換器９−２とで熱を奪われた熱交換経路１０の水は、
第１の熱交換経路復路１０−１ｂと第２の熱交換経路復
路１０−２ｂを通って温水経路復路３ｂに合流される。
交換器９−２とで熱を奪われた熱交換経路１０の水は、
第１の熱交換経路復路１０−１ｂと第２の熱交換経路復
路１０−２ｂを通って温水経路復路３ｂに合流される。
【００３７】これら一連の動作において、風呂追焚循
環、温水温風暖房、床暖房などの熱利用機器で熱が消費
される時は、流量分配装置１２によって第１の熱交換経
路往路１０−１ａと第２の熱交換経路往路１０−２ａの
各々に熱負荷に相当する適正流量を分配し、残った熱量
に相当する流量を貯湯経路往路５ａに分配するもので、
温水経路３の総流量を一定にできるため温水温度が常に
最適な高温に維持することができるものである。
環、温水温風暖房、床暖房などの熱利用機器で熱が消費
される時は、流量分配装置１２によって第１の熱交換経
路往路１０−１ａと第２の熱交換経路往路１０−２ａの
各々に熱負荷に相当する適正流量を分配し、残った熱量
に相当する流量を貯湯経路往路５ａに分配するもので、
温水経路３の総流量を一定にできるため温水温度が常に
最適な高温に維持することができるものである。
【００３８】なお、３１は給湯管７の途中に設けられた
給湯補助熱源で、貯湯タンク４内の温水が全て使用され
た場合でも、給湯管７内の水を加熱することによって、
給湯栓８からいつでもお湯が使えるようにできるもので
ある。
給湯補助熱源で、貯湯タンク４内の温水が全て使用され
た場合でも、給湯管７内の水を加熱することによって、
給湯栓８からいつでもお湯が使えるようにできるもので
ある。
【００３９】また、３２は第１の熱負荷経路往路１１−
１ａおよび第２の熱負荷経路往路１１−２ａの途中に設
けられた２次補助熱源で、発電機２が停止または熱供給
量が不足している場合でも、経路内の水を加熱すること
によって、風呂追焚循環、温水温風暖房、床暖房などの
熱利用機器をいつでも運転できるようにするものであ
る。
１ａおよび第２の熱負荷経路往路１１−２ａの途中に設
けられた２次補助熱源で、発電機２が停止または熱供給
量が不足している場合でも、経路内の水を加熱すること
によって、風呂追焚循環、温水温風暖房、床暖房などの
熱利用機器をいつでも運転できるようにするものであ
る。
【００４０】さらに、発電機２として燃料電池３３を用
いた場合、燃料電池の種類にもよるが、特に固体高分子
型燃料電池の場合は排熱の温度が約８０℃前後と低い。
いた場合、燃料電池の種類にもよるが、特に固体高分子
型燃料電池の場合は排熱の温度が約８０℃前後と低い。
【００４１】従って排熱を、冷却水ポンプ３４を用いて
冷却水経路３５から、熱交換器１で温水経路３に伝え、
給湯や暖房その他熱利用機器に供給する場合は、温水温
度をいかに低下することなく、常に高温に維持できるか
が極めて重要である。
冷却水経路３５から、熱交換器１で温水経路３に伝え、
給湯や暖房その他熱利用機器に供給する場合は、温水温
度をいかに低下することなく、常に高温に維持できるか
が極めて重要である。
【００４２】すなわち、発電機に燃料電池を用いた場合
は、よりいっそう本発明の効果を発揮するものである。
は、よりいっそう本発明の効果を発揮するものである。
【００４３】（実施の形態２）図２は、本発明の実施の
形態２におけるコージェネレーションシステムの構成図
であり、実施の形態１と同様のものについては、同一符
号を付与し、その説明を省略する。同図において２１は
流量分配装置としての三方混合弁で、温水経路往路３ａ
の温水を適正流量になるように貯湯経路往路５ａと熱交
換経路往路２２ａとに分配するものである。
形態２におけるコージェネレーションシステムの構成図
であり、実施の形態１と同様のものについては、同一符
号を付与し、その説明を省略する。同図において２１は
流量分配装置としての三方混合弁で、温水経路往路３ａ
の温水を適正流量になるように貯湯経路往路５ａと熱交
換経路往路２２ａとに分配するものである。
【００４４】熱交換経路往路２２ａに分配された温水
は、直列に接続された第１の２次熱交換器２３−１と第
２の２次熱交換器２３−２を通った後に、熱交換経路復
路２２ｂを通って温水経路復路３ｂに合流する。
は、直列に接続された第１の２次熱交換器２３−１と第
２の２次熱交換器２３−２を通った後に、熱交換経路復
路２２ｂを通って温水経路復路３ｂに合流する。
【００４５】一方、第１の２次熱交換器２３−１には第
１の熱負荷経路往路１１−１ａと第１の熱負荷経路復路
１１−１ｂが、第２の２次熱交換器２３−２には第２の
熱負荷経路往路１１−２ａと第２の熱負荷経路復路１１
−２ｂがそれぞれ接続されており、第１の２次熱交換器
２３−１および第２の２次熱交換器２３−２から与えら
れる熱は、風呂追焚循環、温水温風暖房、床暖房などの
複数の熱利用機器に提供される。
１の熱負荷経路往路１１−１ａと第１の熱負荷経路復路
１１−１ｂが、第２の２次熱交換器２３−２には第２の
熱負荷経路往路１１−２ａと第２の熱負荷経路復路１１
−２ｂがそれぞれ接続されており、第１の２次熱交換器
２３−１および第２の２次熱交換器２３−２から与えら
れる熱は、風呂追焚循環、温水温風暖房、床暖房などの
複数の熱利用機器に提供される。
【００４６】この実施の形態２において、貯湯経路往路
５ａと熱交換経路往路２２ａの温水は実施の形態１と同
様、常に最適な高温に維持することができるが、２つの
熱交換器すなわち第１の２次熱交換器２３−１と第２の
２次熱交換器２３−２が直列に接続されているため、上
流の第１の２次熱交換器２３−１で熱を奪われた後、下
流の第２の２次熱交換器２３−２へ供給される温水は温
度が低くなるという特性がある。
５ａと熱交換経路往路２２ａの温水は実施の形態１と同
様、常に最適な高温に維持することができるが、２つの
熱交換器すなわち第１の２次熱交換器２３−１と第２の
２次熱交換器２３−２が直列に接続されているため、上
流の第１の２次熱交換器２３−１で熱を奪われた後、下
流の第２の２次熱交換器２３−２へ供給される温水は温
度が低くなるという特性がある。
【００４７】しかしながら給湯以外の複数の熱利用機器
で、すべての経路で必ずしも高温水を必要としない場合
もあり、たとえば温水温風暖房と風呂追焚循環に使用す
る場合は、一般に温水温風暖房では８０℃程度の温水を
必要とするが、風呂追焚循環の供給温水温度は５０〜６
０℃程度でよく、第１の２次熱交換器２３−１を温水温
風暖房に接続し、第２の２次熱交換器２３−２を風呂追
焚循環に接続すれば支障なく運転できる。
で、すべての経路で必ずしも高温水を必要としない場合
もあり、たとえば温水温風暖房と風呂追焚循環に使用す
る場合は、一般に温水温風暖房では８０℃程度の温水を
必要とするが、風呂追焚循環の供給温水温度は５０〜６
０℃程度でよく、第１の２次熱交換器２３−１を温水温
風暖房に接続し、第２の２次熱交換器２３−２を風呂追
焚循環に接続すれば支障なく運転できる。
【００４８】そしてこのように、給湯と第１の熱利用機
器には高温の温水を供給し第２の熱利用機器にはさほど
高温の温水を必要としない場合は、実施の形態２の如
く、温水を流量分配装置で３個以上の経路に分配する必
要がなく、流量分配装置として三方混合弁２１を用いる
ことができ、一例として汎用のボールバルブを使えば制
御方法が簡単でシステムを安価に製作することができる
ものである。
器には高温の温水を供給し第２の熱利用機器にはさほど
高温の温水を必要としない場合は、実施の形態２の如
く、温水を流量分配装置で３個以上の経路に分配する必
要がなく、流量分配装置として三方混合弁２１を用いる
ことができ、一例として汎用のボールバルブを使えば制
御方法が簡単でシステムを安価に製作することができる
ものである。
【００４９】（実施の形態３）図３は、本発明の実施の
形態３におけるコージェネレーションシステムの構成図
であり、実施の形態１と同様のものについては、同一符
号を付与し、その説明を省略する。同図において２１は
流量分配装置としての三方混合弁で、温水経路往路３ａ
の温水を適正流量になるように貯湯経路往路５ａと熱交
換経路往路２２ａとに分配するものである。
形態３におけるコージェネレーションシステムの構成図
であり、実施の形態１と同様のものについては、同一符
号を付与し、その説明を省略する。同図において２１は
流量分配装置としての三方混合弁で、温水経路往路３ａ
の温水を適正流量になるように貯湯経路往路５ａと熱交
換経路往路２２ａとに分配するものである。
【００５０】熱交換経路往路２２ａに分配された温水
は、２次熱交換器２４を通った後に熱交換経路復路２２
ｂを通って温水経路復路３ｂに合流する。
は、２次熱交換器２４を通った後に熱交換経路復路２２
ｂを通って温水経路復路３ｂに合流する。
【００５１】この２次熱交換器２４は熱交換経路往路２
２ａの熱を２つの経路に伝える構造となっており、それ
ぞれ第１の熱負荷経路往路１１−１ａと第１の熱負荷経
路復路１１−１ｂおよび第２の熱負荷経路往路１１−２
ａと第２の熱負荷経路復路１１−２ｂが接続されてお
り、２次熱交換器２４から与えられる熱は、風呂追焚循
環、温水温風暖房、床暖房などの複数の熱利用機器に提
供される。
２ａの熱を２つの経路に伝える構造となっており、それ
ぞれ第１の熱負荷経路往路１１−１ａと第１の熱負荷経
路復路１１−１ｂおよび第２の熱負荷経路往路１１−２
ａと第２の熱負荷経路復路１１−２ｂが接続されてお
り、２次熱交換器２４から与えられる熱は、風呂追焚循
環、温水温風暖房、床暖房などの複数の熱利用機器に提
供される。
【００５２】この実施の形態３において、貯湯経路往路
５ａと熱交換経路往路２２ａの温水は実施の形態１と同
様、常に最適な高温に維持することができるが、第１の
熱負荷経路往路１１−１ａと第２の熱負荷経路往路１１
−２ａとの熱負荷の配分を大きく変えることは前述の通
り困難である。
５ａと熱交換経路往路２２ａの温水は実施の形態１と同
様、常に最適な高温に維持することができるが、第１の
熱負荷経路往路１１−１ａと第２の熱負荷経路往路１１
−２ａとの熱負荷の配分を大きく変えることは前述の通
り困難である。
【００５３】しかしながら給湯以外の、複数の熱利用機
器の、全体の熱負荷を変化させることは可能で、例えば
２部屋の床暖房を同時に使用する場合などは、実質上支
障なく運転できるものである。
器の、全体の熱負荷を変化させることは可能で、例えば
２部屋の床暖房を同時に使用する場合などは、実質上支
障なく運転できるものである。
【００５４】そしてこのように、給湯負荷とは独立して
複数の熱利用機器の熱供給量を同時に変化させる場合
は、実施の形態３の如く、流量分配装置として三方混合
弁２１を用いることができ、一例として汎用のボールバ
ルブを使えば制御方法が簡単でシステムを安価に製作す
ることができるものである。
複数の熱利用機器の熱供給量を同時に変化させる場合
は、実施の形態３の如く、流量分配装置として三方混合
弁２１を用いることができ、一例として汎用のボールバ
ルブを使えば制御方法が簡単でシステムを安価に製作す
ることができるものである。
【００５５】しかも２次熱交換器２４を１個にすること
ができ、さらにシステムを安価に製作することができる
ものである。
ができ、さらにシステムを安価に製作することができる
ものである。
【００５６】
【発明の効果】本発明は、発電機の排熱を給湯や暖房そ
の他複数の熱利用機器に供給する場合、流量分配装置で
各温水経路の熱負荷に相当する適正流量を分配すること
によって、温水温度が低下することなく常に最適な高温
に維持することができるものである。
の他複数の熱利用機器に供給する場合、流量分配装置で
各温水経路の熱負荷に相当する適正流量を分配すること
によって、温水温度が低下することなく常に最適な高温
に維持することができるものである。
【００５７】また、流量分配装置として三方混合弁を用
いることにより、制御方法が簡単なシステムを提供する
ことができるという効果を奏するものである。
いることにより、制御方法が簡単なシステムを提供する
ことができるという効果を奏するものである。
【００５８】また、２次熱交換器を１個にすることによ
り、システムを安価に製作することができるという効果
を奏するものである。
り、システムを安価に製作することができるという効果
を奏するものである。
【００５９】また、貯湯タンク内の温水が全て使用され
た場合でも、給湯補助熱源によっていつでもお湯が使え
るという効果を奏するものである。
た場合でも、給湯補助熱源によっていつでもお湯が使え
るという効果を奏するものである。
【００６０】また、発電機が停止または熱供給量が不足
している場合でも、２次補助熱源によって風呂追焚循
環、温水温風暖房、床暖房などの熱利用機器をいつでも
運転できるという効果を奏するものである。
している場合でも、２次補助熱源によって風呂追焚循
環、温水温風暖房、床暖房などの熱利用機器をいつでも
運転できるという効果を奏するものである。
【００６１】また、発電機に燃料電池を用いた場合は、
よりいっそう本発明の効果を発揮するものである。
よりいっそう本発明の効果を発揮するものである。
【図１】本発明の実施の形態１における、コージェネレ
ーションシステムの構成図
ーションシステムの構成図
【図２】本発明の実施の形態２における、コージェネレ
ーションシステムの構成図
ーションシステムの構成図
【図３】本発明の実施の形態３における、コージェネレ
ーションシステムの構成図
ーションシステムの構成図
【図４】従来例１における、コージェネレーションシス
テムのシステム構成図
テムのシステム構成図
【図５】従来例２における、コージェネレーションシス
テムのシステム構成図
テムのシステム構成図
１ 熱交換器 ２ 発電機 ３ 温水経路 ４ 貯湯タンク ５ 貯湯経路 ６ 給水管 ７ 給湯管 ９ ２次熱交換器 １０ 熱交換経路 １１ 熱負荷経路 １２ 流量分配装置 １３ 循環ポンプ ２１ 三方混合弁 ２４ ２次熱交換器 ３１ 給湯補助熱源 ３２ ２次補助熱源 ３３ 燃料電池 ３４ 冷却水ポンプ ３５ 冷却水経路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｍ 8/00 Ｈ０１Ｍ 8/00 Ｚ (72)発明者 山本 義明 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 3L070 BB06 BB18 BC03 BC16 BC22 DF06 DG06
Claims (7)
- 【請求項１】 発電機の排熱を温水経路に伝える熱交換
器と、前記温水経路から分岐された貯湯経路に接続され
給水管と給湯管を有する貯湯タンクと、前記温水経路か
ら分岐された熱交換経路に接続され熱負荷経路に熱を伝
える１個もしくは複数個の２次熱交換器と、前記温水経
路内に設けられ前記貯湯経路と１個もしくは複数個の前
記熱交換経路の各々に温水を適正流量分配させる流量分
配装置と、前記温水経路内に設けられた循環ポンプとを
備えたコージェネレーションシステム。 - 【請求項２】 前記熱交換経路に、複数個の熱負荷経路
に熱を伝える複数個の２次熱交換器を直列に接続した請
求項１記載のコージェネレーションシステム。 - 【請求項３】 前記熱交換経路に、複数個の熱負荷経路
に熱を伝える１個の２次熱交換器を接続した請求項１記
載のコージェネレーションシステム。 - 【請求項４】 前記温水経路内に設けられ前記貯湯経路
と前記熱交換経路の各々に温水を適正流量分配させる流
量分配装置として、三方混合弁を備えた請求項１、請求
項２または請求項３に記載のコージェネレーションシス
テム - 【請求項５】 前記給湯管に給湯補助熱源を取付けた請
求項１から４のいずれかに記載のコージェネレーション
システム。 - 【請求項６】 前記熱負荷経路に２次補助熱源を取付け
た請求項１から４のいずれかに記載のコージェネレーシ
ョンシステム。 - 【請求項７】 前記発電機は燃料電池であって、前記燃
料電池と前記熱交換器との間が冷却水ポンプを備えた冷
却水経路で接続された請求項１から４のいずれかに記載
のコージェネレーションシステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000214056A JP4273640B2 (ja) | 2000-07-14 | 2000-07-14 | コージェネレーションシステム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000214056A JP4273640B2 (ja) | 2000-07-14 | 2000-07-14 | コージェネレーションシステム |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002031408A true JP2002031408A (ja) | 2002-01-31 |
| JP2002031408A5 JP2002031408A5 (ja) | 2007-08-02 |
| JP4273640B2 JP4273640B2 (ja) | 2009-06-03 |
Family
ID=18709708
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000214056A Expired - Lifetime JP4273640B2 (ja) | 2000-07-14 | 2000-07-14 | コージェネレーションシステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4273640B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003227409A (ja) * | 2002-02-06 | 2003-08-15 | Daikin Ind Ltd | コージェネレーションシステム |
| JP2004108173A (ja) * | 2002-09-13 | 2004-04-08 | Rinnai Corp | コージェネレーションシステム |
| JP2004150773A (ja) * | 2002-11-01 | 2004-05-27 | Hideo Inaba | エネルギーの熱的保存システム、及び、排熱利用方法 |
| JP2005063675A (ja) * | 2003-08-11 | 2005-03-10 | Tokyo Gas Co Ltd | 燃料電池の熱回収装置 |
| JP2008134055A (ja) * | 2008-02-25 | 2008-06-12 | Noritz Corp | 給湯装置 |
| JP2009115449A (ja) * | 2008-12-19 | 2009-05-28 | Rinnai Corp | コージェネレーションシステム |
| JP2011501356A (ja) * | 2007-10-19 | 2011-01-06 | フュエルセル・パワー・インコーポレイテッド | 燃料電池システムの熱回収装置 |
| US20120227953A1 (en) * | 2011-03-10 | 2012-09-13 | Gu-Sung Engineering & Construction Co., Ltd. | Energy-saving central heating and hot water supply system |
| CN110425627A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-11-08 | 华能国际电力股份有限公司 | 一种燃煤锅炉底渣余热储存利用一体化的系统及方法 |
-
2000
- 2000-07-14 JP JP2000214056A patent/JP4273640B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003227409A (ja) * | 2002-02-06 | 2003-08-15 | Daikin Ind Ltd | コージェネレーションシステム |
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| JP4497396B2 (ja) * | 2003-08-11 | 2010-07-07 | 東京瓦斯株式会社 | 燃料電池の熱回収装置 |
| JP2011501356A (ja) * | 2007-10-19 | 2011-01-06 | フュエルセル・パワー・インコーポレイテッド | 燃料電池システムの熱回収装置 |
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| US20120227953A1 (en) * | 2011-03-10 | 2012-09-13 | Gu-Sung Engineering & Construction Co., Ltd. | Energy-saving central heating and hot water supply system |
| US9175864B2 (en) * | 2011-03-10 | 2015-11-03 | Gu-Sung Engineering & Construction Co., Ltd. | Energy-saving central heating and hot water supply system |
| CN110425627A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-11-08 | 华能国际电力股份有限公司 | 一种燃煤锅炉底渣余热储存利用一体化的系统及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4273640B2 (ja) | 2009-06-03 |
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