JP2003185257A - 熱交換制御方法及び熱交換制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自然放熱による熱源の発停動作を防止して放
熱損失を抑制した熱交換制御方法及び熱交換制御装置を
提供する。 【解決手段】 熱源（エンジン２）が発生した熱を流体
（１０、１６）に熱交換し、その流体とともに蓄熱する
熱交換制御方法及び熱交換制御装置である。流体ととも
に蓄熱手段（貯湯タンク２２）に蓄熱する。この蓄熱処
理によって蓄熱された蓄熱手段の熱量低下が自然放熱
か、熱量消費によるかを流体の積算流量に応じて判定す
る。この判定処理に基づいて熱源の発停を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発電機を駆動する
エンジン等の駆動源や燃料電池等を熱源に用いた熱交換
制御方法又は熱交換制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、発電機を駆動するエンジンを熱源
とし、この熱源の排熱を利用する排熱回収制御装置が知
られている。この排熱回収は、駆動源のウォータージャ
ケット部に流す冷却水や排熱回収水を熱媒として利用
し、この熱媒に吸収させた熱を利用するものである。こ
の熱媒が吸収した熱を蓄熱し、又は、その熱で上水等を
加熱して給湯利用することが行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、熱源で発生
した熱は温水に熱交換され、その温水とともにタンクに
蓄えられており、タンク内の温水の温度を検出し、その
検出温度によって加熱源の発停制御が行われている。例
えば、タンクの下層部分の温水温度が４０℃に到達する
と、エンジンの駆動を停止し、温水温度が３５℃になる
と、エンジンを再始動するというヒステリシス特性を設
けてエンジンの発停制御を行っている。しかしながら、
温水温度の低下が、温水の利用における温度低下以外の
温度低下、即ち、自然放熱による場合でも、エンジンの
始動条件を満たすこととなるので、エンジンの発停制御
が行われる。このため、ユーザーが長期間留守にした場
合でも、自然放熱によって無駄なエンジン運転が繰り返
されるという問題があった。

【０００４】そこで、本発明は、自然放熱による熱源の
発停動作を防止して放熱損失を抑制した熱交換制御方法
及び熱交換制御装置を提供することを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の熱交換制御方法
は、熱源（エンジン２）が発生した熱を流体（１０、１
６）に熱交換し、その流体とともに蓄熱する熱交換制御
方法であって、前記流体とともに蓄熱手段（貯湯タンク
２２）に蓄熱する処理と、この蓄熱処理によって蓄熱さ
れた前記蓄熱手段の熱量低下が自然放熱か、熱量消費に
よるかを前記流体の積算流量に応じて判定する処理と、
前記判定処理に基づいて前記熱源の発停を制御する処理
とを含むことを特徴とする。即ち、自然放熱による熱量
の減少は、通常、流体の流出がないので、流体の流出に
よる積算流量が得られたとき、熱量消費に基づくものと
して熱源の発停制御を行う。その結果、自然放熱による
熱源の発停動作を防止でき、放熱損失を抑制することが
できる。

【０００６】本発明の熱交換制御方法は、熱源（エンジ
ン２）が発生した熱を流体（１０、１６）に熱交換し、
その流体とともに蓄熱する熱交換制御方法であって、前
記流体とともに蓄熱手段（貯湯タンク２２）に蓄熱する
処理と、前記蓄熱手段内の前記流体を外部に流出させた
とき、その流出量に応じて新たな流体を前記蓄熱手段に
供給する処理と、前記蓄熱手段内の流体温度が上限温度
に到達したとき、前記熱源の動作を停止させ、前記蓄熱
手段から前記流体を流出させたとき、流出する流体の温
度Ｔ_H 、前記蓄熱手段に供給される流体の温度Ｔ_L 、流
出した前記流体の積算流量Ｆｍを以て出力熱量Ｑを次式
から求め、

【０００７】 Ｑ＝（Ｔ_H −Ｔ_L ）×Ｆｍ ・・・（１） この出力熱量Ｑが所定熱量に到達したときに前記熱源を
駆動する処理とを含むことを特徴とする。

【０００８】即ち、蓄熱手段から外部に流体を流出させ
ると、それに応じた新たな流体を蓄熱手段に補給するこ
とになる。そこで、蓄熱手段から流体を流出させたと
き、流出する流体の温度Ｔ_H 、蓄熱手段に供給される流
体の温度Ｔ_L 、流出した流体の積算流量Ｆｍを以て出力
熱量Ｑを式（１）から求めることができる。この出力熱
量Ｑが蓄熱手段から失われた熱量であり、これは、積算
流量Ｆｍが存在するため自然放熱とは異なる。この損失
熱量を補填するため、熱源を駆動し、この駆動時間は、
熱源の動作開始から、蓄熱の結果、蓄熱手段の流体温度
が所定の上限温度に到達するまでの時間である。したが
って、自然放熱による熱源の発停を防止できる。

【０００９】本発明の熱交換制御方法において、前記流
体温度が所定温度以下に低下したとき、前記熱源の駆動
を開始させることを特徴とする。即ち、出力熱量が所定
量に到達しても、蓄熱手段の流体温度が所定温度以下に
ならなければ、必要な熱量が蓄積されているので、蓄熱
を再開する必要はなく、その流体温度が所定温度以下に
なったとき、熱源を動作させるので、不要な熱交換や蓄
熱を抑制することができる。

【００１０】本発明の熱交換制御方法において、前記蓄
熱手段内の流体温度は、前記蓄熱手段の最下層部分の流
体の温度であることを特徴とする。即ち、下層側から低
温の流体を引き出し、熱交換によって加熱した高温の流
体を上層側に供給して蓄熱する階層蓄熱を行う場合、そ
の蓄熱手段の最下層部分の流体温度が全流体の最低温度
となるので、この流体の温度を参照して熱源の発停制御
を行えば、不要な熱交換や蓄熱制御を防止でき、経済的
な処理が可能となる。

【００１１】本発明の熱交換制御方法において、前記流
体が温水、前記蓄熱手段が温水を溜める貯湯タンクであ
ることを特徴とする。即ち、本発明の熱交換制御方法
は、給湯システムに用いて経済的な熱交換及び蓄熱処理
を実現することができる。

【００１２】本発明の熱交換制御装置は、熱源（エンジ
ン２）が発生した熱を流体（１０、１６）に熱交換し、
その流体とともに蓄熱する熱交換制御装置であって、前
記流体とともに蓄熱する蓄熱手段（貯湯タンク２２）
と、この蓄熱手段の熱量が所定量に到達したとき、前記
熱源の動作を停止させ、前記蓄熱手段の熱量が前記流体
の積算流量に応じて所定量だけ低下したとき、前記熱源
を動作させる制御手段（制御部４）とを含むことを特徴
とする。即ち、自然放熱による熱量の減少は、通常、流
体の流出がないので、その積算流量が生じたとき、熱量
消費に基づくものとして熱源の発停制御を行えば、自然
放熱による熱源の発停動作を防止でき、放熱損失を低減
することができる。

【００１３】本発明の熱交換制御装置は、熱源（エンジ
ン２）が発生した熱を流体（１０、１６）に熱交換し、
その流体とともに蓄熱する熱交換制御装置であって、前
記流体とともに蓄熱する蓄熱手段（貯湯タンク２２）
と、この蓄熱手段に前記流体を循環させるとともに、前
記蓄熱手段から前記流体の外部への流出を可能とし、前
記蓄熱手段から前記流体の流出量に応じて新たな流体を
前記蓄熱手段に供給する流路（循環路１４、流路３２）
と、前記蓄熱手段の前記流体の温度を検出する第１の温
度検出手段（温度センサ２４１〜２４１０）と、前記蓄
熱手段から外部に流出させる前記流体の温度を検出する
第２の温度検出手段（温度センサ３０）と、前記蓄熱手
段に供給される新たな流体の温度を検出する第３の温度
検出手段（温度センサ３４）と、前記蓄熱手段から外部
に流出させる前記流体の流量を検出する流量検出手段
（流量センサ２８）と、前記第１の温度検出手段の検出
温度が上限温度に到達したとき、前記熱源の動作を停止
させ、前記蓄熱手段から前記流体を流出させたとき、前
記第２の温度検出手段の検出温度Ｔ_H 、前記第３の温度
検出手段の検出温度Ｔ_L 、流出した流体の積算流量Ｆｍ
を以て出力熱量Ｑを式（１）から求め、この出力熱量Ｑ
が所定熱量に到達したときに前記熱源を駆動させる制御
手段（制御部４）とを備えたことを特徴とする。

【００１４】上述した通り、蓄熱手段から外部に流体を
流出させるとき、それに応じた新たな流体を蓄熱手段に
補給する。そこで、蓄熱手段から流体を流出させたと
き、流出する流体の温度Ｔ_H 、蓄熱手段に供給される流
体の温度Ｔ_L 、流出した流体の積算流量Ｆｍを以て出力
熱量Ｑを式（１）から求めることができる。この出力熱
量が蓄熱手段の損失熱量である。この損失熱量だけ見た
場合、自然放熱と差異がないが、積算流量Ｆｍの有無
で、自然放熱とは異なる。この損失熱量を補填するた
め、熱源を駆動し、この駆動時間は、熱源の動作開始か
ら、蓄熱の結果、蓄熱手段の流体温度が所定の上限温度
に到達するまでの時間である。この結果、自然放熱によ
る熱源の発停を防止できる。

【００１５】本発明の熱交換制御装置において、前記第
１の温度検出手段の検出温度が所定温度以下に低下した
とき、前記熱源の駆動を開始させることを特徴とする。
即ち、出力熱量が所定量に到達しても、蓄熱手段の流体
温度が所定温度以下にならなければ、必要な熱量が蓄積
されていることになる。この場合、蓄熱を再開する必要
はない。そこで、その流体温度が所定温度以下になった
とき、熱源を動作させれば、不要な熱交換や蓄熱を抑え
ることができる。

【００１６】本発明の熱交換制御方法又は熱交換制御装
置において、前記熱源は、エンジン等の駆動源、燃料電
池等の排熱源、燃料を燃焼させるバーナ等の燃焼熱源、
電気による電熱源、太陽熱や地熱等の自然熱源であるこ
とを特徴とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に示した実施例を参照して説明する。

【００１８】図１は、本発明の熱交換制御方法及び熱交
換制御装置の実施例を示している。この実施例では、発
電機を駆動する駆動源としてエンジン２が設置されてお
り、このエンジン２はその運転時、相当な放熱を伴うの
で、これを熱源として使用している。エンジン２の発停
を制御する手段として制御部４が設けられている。

【００１９】このエンジン２には水冷ジャケット等の冷
却手段が設置されているが、この実施例では、第１の熱
交換手段である熱交換器６でエンジン２の冷却手段が構
成されている。この熱交換器６には第１の流路として循
環路８が形成され、この循環路８には熱媒としての水等
の第１の流体１０を循環させるとともに、この流体１０
を強制的に循環させるためのポンプ１２が設置されてい
る。このポンプ１２は、その運転を制御する手段でもあ
る制御部４によってその駆動が制御される。ポンプ１２
には例えば、回転数の制御が容易なＤＣモータを駆動手
段とするＤＣポンプが用いられている。

【００２０】この循環路８に対して第２の流路である循
環路１４が設けられ、この循環路１４には温水等の第２
の流体１６を循環させるとともに、その循環を強制的に
行うためのポンプ１８が設置されている。このポンプ１
８には例えば、回転数の制御が容易なＤＣモータを駆動
手段とするＤＣポンプが用いられている。また、循環路
８、１４の間には流体１０、１６間の熱交換を行い、流
体１０が持つ熱で流体１６を加熱する第２の熱交換手段
である熱交換器２０が設けられている。この熱交換器２
０は、図示しないが、例えば、循環路１４側にその管径
より断面積の大きい筒状部を設け、この筒状部内に流体
１６と独立して流体１０を流す螺旋管等の放熱管を通し
て流体１６と流体１０との間で熱交換を可能にしたもの
である。

【００２１】また、循環路１４には、流体１６とともに
その熱を蓄熱する蓄熱手段としての貯湯タンク２２が設
置されており、貯湯タンク２２内の流体１６はその下層
部からポンプ１８によって熱交換器２０に導かれて加熱
され、高温の流体１６を貯湯タンク２２の上層部側に戻
すことにより、上層部側が高温、最下層部が最低温とな
る温度勾配を持つ階層蓄熱が行われる。貯湯タンク２２
には同一幅で複数のゾーンが設定され、この実施例では
ゾーンＺ１〜Ｚ７を想定し、各ゾーンＺ１〜Ｚ７に対応
して流体温度を検出する第１の温度検出手段として複数
の温度センサ２４１〜２４１０が設置されている。各温
度センサ２４１〜２４１０の検出温度は、制御情報とし
て制御部４に加えられている。

【００２２】そして、貯湯タンク２２には、その内部に
ある流体１６を給湯等に利用するため、その頂上部に第
３の流路２６が設けられ、この流路２６から流体１６が
貯湯タンク２２の外部に供給され、例えば、流体１６を
温水とすれば、この温水は一般給湯等に利用される。ま
た、流路２６には流体１６の流量Ｆを検出する手段とし
て流量センサ２８、その流体温度Ｔ_H を検出する第２の
温度検出手段として温度センサ３０が設置されており、
これら検出流量Ｆ及び検出温度Ｔ_H は制御情報として制
御部４に加えられている。

【００２３】また、貯湯タンク２２から排出された流体
１６を補填するため、新たな流体１６を貯湯タンク２２
に導く流路３２が貯湯タンク２２の最下層部に設けられ
ており、この流路３２には外部から補填される流体１６
の温度Ｔ_L を検出する第３の温度検出手段として温度セ
ンサ３４が設けられており、その検出温度Ｔ_L が制御情
報として制御部４に加えられている。

【００２４】上記構成に基づいて、熱交換制御方法を説
明すると、熱源としてのエンジン２を運転すると、その
運転によって発生した熱が熱交換器６に加えられ、ポン
プ１２によって圧送される流体１０が吸熱によって加熱
される。この加熱処理によって高温化した流体１０は熱
交換器２０に循環し、ポンプ１８の運転によって循環す
る流体１６との間で熱交換が行われ、流体１０によって
伝送された熱で流体１６が加熱される。即ち、熱交換器
６での流体１０の熱吸収処理と、流体１０、１６間の熱
交換処理が同時に行われ、貯湯タンク２２の底部側のゾ
ーンＺ７から熱交換器２０に導かれて加熱され、高温化
した流体１６が貯湯タンク２２のゾーンＺ１側に戻され
て貯湯され蓄熱が行われる。

【００２５】この熱交換制御及び蓄熱制御を図２のフロ
ーチャートを参照して説明すると、ステップＳ１では、
エンジン２の運転を行う場合、所定の許可時間内にある
か否かを判定し、その許可時間内であるときステップＳ
２に移行する。この場合、運転の許可時間は、例えば、
表１に示すように、季節に応じて運転の許可時間及び予
想負荷（熱量）を設定する。

【００２６】

【表１】

【００２７】ステップＳ２では、貯湯タンク２２の蓄熱
量が設定量以下であるか否かを判定し、この場合、予想
される給湯需要から貯湯タンク２２の残熱量を引いた値
が一定量以下か否かを判断する。

【００２８】ここで、貯湯タンク２２の蓄熱量は、例え
ば、貯湯タンク２２の容量を２００リットルとし、貯湯
タンク２２の各ゾーンＺ１〜Ｚ７は同容量であり、１ゾ
ーン当たりの温水量は約２８．６リットルとなる。ここ
で、水温を冬期で５℃、春秋期で１５℃、夏期で２５℃
と定義すると、各ゾーンの熱量Ｑ（ｋｃａｌ）は、

【００２９】 Ｑ＝２８．６×｛（上側検出温度＋下側検出温度）／２−水温｝ ・・・（２）

【００３０】となり、蓄熱量Ｑｍは全ゾーンＺ１〜Ｚ７
の合計である。但し、一つの条件として｛（上側検出温
度＋下側検出温度）／２−水温｝＜１０℃の場合には、
そのゾーンは零とする。例えば、冬期、温度センサ２４
１の検出温度が７５℃、温度センサ２４３の検出温度が
７０℃のとき、ゾーンＺ１の熱量Ｑ₁ は、

【００３１】 Ｑ₁ ＝２８．６×｛（７５＋７０）／２−５｝＝１９３０．５（ｋｃａｌ） ・・・（３）

【００３２】となる。なお、温度センサ２４１〜２４１
０の中、温度センサ２４２、２４９は蓄熱量Ｑｍの計算
には使用しない。

【００３３】ステップＳ２で貯湯タンク２２の蓄熱量が
設定量以下の場合にはステップＳ３に移行し、温度セン
サ２４１０の検出温度Ｔ１０が所定上限温度Ｔｈとして
例えば、４０℃以下であるか否かを判定する。即ち、エ
ンジン２のオーバーヒート防止のため、貯湯タンク２２
のゾーンＺ７（最下層）の流体温度が低温であることを
確認する。この場合、検出温度Ｔ１０が所定温度Ｔｈ以
下の場合には、ステップＳ４に移行し、エンジン２の運
転を開始する。

【００３４】ステップＳ５では、温度センサ２４１０の
検出温度Ｔ１０が所定上限温度Ｔｈ以上か否かを判定す
る。即ち、エンジン２の停止条件として貯湯タンク２２
の最下部の温度を確認する。

【００３５】そして、温度センサ２４１０の検出温度Ｔ
１０が所定上限温度Ｔｈ以上の場合には、ステップＳ６
に移行してエンジン２を停止させ、ステップＳ７で熱量
出力としての給湯積算出力の演算を開始する。この場
合、式（１）に示したように、積算出力＝（出湯温−入
水温）×給湯積算流量、即ち、流出する流体１６の温度
Ｔ_H 、貯湯タンク２２に供給される流体１６の温度
Ｔ_L 、流出した流体１６の積算流量Ｆｍを以て出力熱量
Ｑは、Ｑ＝（Ｔ_H −Ｔ_L ）×Ｆｍとなる。

【００３６】ステップＳ８では、給湯積算出力が所定量
Ｑｆ、例えば、１０００ｋｃａｌ以上か否かを判定し、
これによってエンジン２の停止中に貯湯タンク２２から
流体１６の流出、例えば、給湯出力が生じたかを確認す
ることができる。そして、ステップＳ９では給湯積算出
力の演算を終了し、ステップＳ１０で温度センサ２４６
の検出温度Ｔ６、即ち、エンジン２の再始動条件として
貯湯タンク２２の中間層の流体温度を確認し、その温度
が所定温度Ｔｆとして、例えば、３５℃以下であるか否
かを確認し、ステップＳ１に戻り、エンジン２の運転許
可時間であるか否かを確認する。許可時間内であれば、
エンジン２の運転が開始される。

【００３７】このような制御によれば、自然放熱が原因
の無駄な発停運転を防止するため、再始動の条件に給湯
需要のファクターを加えることにより、給湯出力が式
（１）から求められるので、貯湯タンク２２の最下部の
温度センサ２４１０の検出温度Ｔ１０によりエンジン２
の運転停止の後、一定量以上の給湯出力が生じた場合の
み、エンジン２の再始動を行う。この結果、エンジン２
の発停を防止できる。

【００３８】ところで、エンジン２の排熱量を例えば、
３０００ｋｃａｌ／ｈとし、貯湯タンク２２の容量を２
００リットルとすれば、入水温度が１５℃のとき、３〜
４時間で温度センサ２４１０は高温度を検知し、オーバ
ーヒート防止のため、エンジン２を停止させる。仮に、
再始動の条件を温度センサ２４６が３５℃以下を検知し
たとき、エンジン２の停止中に給湯出力があった場合の
み、エンジン２の再始動とし、出力がない場合は待機と
する。給湯出力がない場合の温度低下は自然放熱が原因
と断定できるので、この熱量損失については無視し、給
湯出力が生じた場合のみ、エンジン２の再始動を開始す
ることができる。

【００３９】このような熱交換制御方法及び熱交換制御
装置には、次のような各種の実施の形態が存在する。

【００４０】ａ 熱源には、発電機を駆動するエンジン
２の他、燃料電池等の排熱源を用いることができ、電熱
源、気体燃料、液体燃料、固体燃料を燃焼させる燃焼熱
源、太陽熱、地熱、温泉等を利用した自然熱源等を利用
することができる。また、熱源には、燃料ガスや灯油等
を燃焼させて燃焼熱を生じるバーナ等を用いてもよい。

【００４１】ｂ 熱交換器６には、エンジン２のラジエ
ータ等、流体１０を直接通流させる手段の他、間接流体
を熱媒として流体１０を加熱するものも含まれる。

【００４２】ｃ 熱媒としての流体１０には、気体、液
体、固体の何れでもよく、所定温度以上で流体化する物
質を用いてもよい。

【００４３】ｄ ポンプ１２、１８は、ＤＣモータを駆
動源とするポンプ以外のものでもよい。

【００４４】ｅ 流体１６は、上水の他、浴槽水等の液
体であってもよい。即ち、熱交換が可能で、貯湯タンク
２２に蓄熱できる手段であればどのようなものでもよ
い。貯湯タンク２２を蓄熱手段としない場合には、熱交
換が可能な液体、粉粒体等を流体１６として用いてもよ
い。

【００４５】ｆ 貯湯タンク２２を蓄熱手段として構成
したが、貯湯タンク２２を設置することなく、その貯湯
タンク２２に代えて放熱器を設置してもよい。このよう
にすれば、暖房装置として利用することができる。

【００４６】ｇ 貯湯タンク２２に代えて熱交換器を設
置してもよく、その場合、熱媒としての流体１６に対し
て他の流体の熱交換を行ってもよい。その場合、他の流
体は上水又は浴槽水の他、放熱器に流す熱媒でもよい。

【００４７】ｈ 実施例では、熱交換器２０を設置する
ことにより、循環路８と循環路１４とを独立化して異な
る流体１０、１６を分離しながら熱交換を行っている
が、熱交換器２０を除いて循環路８、１４を共通化し、
流体１６を熱交換器６に循環させて熱交換を行うととも
に、貯湯タンク２２に溜めることによって蓄熱を行うこ
とができ、実施例のように、２つの流体１０、１６を用
いることなく、単一の流体１０又は１６を以て熱交換と
蓄熱とを行うようにしてもよい。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
自然放熱による熱量減少に対する熱源の無駄な発停制御
を防止でき、放熱損失の低減により経済的な熱交換制御
及び蓄熱制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の熱交換制御方法及び熱交換制御装置の
実施例を示すブロック図である。

【図２】熱交換制御方法を示すフローチャートである。

【符号の説明】

２ エンジン（熱源） ４ 制御部（制御手段） １０、１６ 流体 １４ 循環路（流路） ２２ 貯湯タンク（蓄熱手段） ２８ 流量センサ（流量検出手段） ２４１〜２４１０ 温度センサ（第１の温度検出手段） ３０ 温度センサ（第２の温度検出手段） ３２ 流路 ３４ 温度センサ（第３の温度検出手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000196680 西部瓦斯株式会社 福岡県福岡市博多区千代１丁目17番１号 (71)出願人 000170130 高木産業株式会社 静岡県富士市西柏原新田201番地 (72)発明者 鈴木 究 東京都港区海岸一丁目５番20号 東京瓦斯 株式会社内 (72)発明者 田之頭 健一 東京都港区海岸一丁目５番20号 東京瓦斯 株式会社内 (72)発明者 山口 和也 東京都港区海岸一丁目５番20号 東京瓦斯 株式会社内 (72)発明者 栢原 義孝 大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 岩田 伸 大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 滝本 桂嗣 大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 菅原 忠男 大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 高木 博司 愛知県名古屋市熱田区桜田町19番18号 東 邦瓦斯株式会社内 (72)発明者 松本 和博 福岡県福岡市東区東浜１丁目10番89号 西 部瓦斯株式会社内 (72)発明者 市川 浩 静岡県富士市西柏原新田201番地 高木産 業株式会社内 (72)発明者 後藤 幹雄 静岡県富士市西柏原新田201番地 高木産 業株式会社内 (72)発明者 石井 直輝 静岡県富士市西柏原新田201番地 高木産 業株式会社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱源が発生した熱を流体に熱交換し、そ
   の流体とともに蓄熱する熱交換制御方法であって、 前記流体とともに蓄熱手段に蓄熱する処理と、 この蓄熱処理によって蓄熱された前記蓄熱手段の熱量低
   下が自然放熱か、熱量消費によるかを前記流体の積算流
   量に応じて判定する処理と、 前記判定処理に基づいて前記熱源の発停を制御する処理
   と、 を含むことを特徴とする熱交換制御方法。
2. 【請求項２】 熱源が発生した熱を流体に熱交換し、そ
   の流体とともに蓄熱する熱交換制御方法であって、 前記流体とともに蓄熱手段に蓄熱する処理と、 前記蓄熱手段内の前記流体を外部に流出させたとき、そ
   の流出量に応じて新たな流体を前記蓄熱手段に供給する
   処理と、 前記蓄熱手段内の流体温度が上限温度に到達したとき、
   前記熱源の動作を停止させ、前記蓄熱手段から前記流体
   を流出させたとき、流出する流体の温度Ｔ_H 、前記蓄熱
   手段に供給される流体の温度Ｔ_L 、流出した前記流体の
   積算流量Ｆｍを以て出力熱量Ｑを次式から求め、 Ｑ＝（Ｔ_H −Ｔ_L ）×Ｆｍ この出力熱量Ｑが所定熱量に到達したときに前記熱源を
   駆動する処理と、 を含むことを特徴とする熱交換制御方法。
3. 【請求項３】 前記流体温度が所定温度以下に低下した
   とき、前記熱源の駆動を開始させることを特徴とする請
   求項１又は２記載の熱交換制御方法。
4. 【請求項４】 前記蓄熱手段内の流体温度は、前記蓄熱
   手段の最下層部分の流体の温度であることを特徴とする
   請求項２記載の熱交換制御方法。
5. 【請求項５】 前記流体が温水、前記蓄熱手段が温水を
   溜める貯湯タンクであることを特徴とする請求項１又は
   ２記載の熱交換制御方法。
6. 【請求項６】 熱源が発生した熱を流体に熱交換し、そ
   の流体とともに蓄熱する熱交換制御装置であって、 前記流体とともに蓄熱する蓄熱手段と、 この蓄熱手段の熱量が所定量に到達したとき、前記熱源
   の動作を停止させ、前記蓄熱手段の熱量が前記流体の積
   算流量に応じて所定量だけ低下したとき、前記熱源を動
   作させる制御手段と、 を含むことを特徴とする熱交換制御装置。
7. 【請求項７】 熱源が発生した熱を流体に熱交換し、そ
   の流体とともに蓄熱する熱交換制御装置であって、 前記流体とともに蓄熱する蓄熱手段と、 この蓄熱手段に前記流体を循環させるとともに、前記蓄
   熱手段から前記流体の外部への流出を可能とし、前記蓄
   熱手段から前記流体の流出量に応じて新たな流体を前記
   蓄熱手段に供給する流路と、 前記蓄熱手段の前記流体の温度を検出する第１の温度検
   出手段と、 前記蓄熱手段から外部に流出させる前記流体の温度を検
   出する第２の温度検出手段と、 前記蓄熱手段に供給される新たな流体の温度を検出する
   第３の温度検出手段と、 前記蓄熱手段から外部に流出させる前記流体の流量を検
   出する流量検出手段と、 前記第１の温度検出手段の検出温度が上限温度に到達し
   たとき、前記熱源の動作を停止させ、前記蓄熱手段から
   前記流体を流出させたとき、前記第２の温度検出手段の
   検出温度Ｔ_H 、前記第３の温度検出手段の検出温度
   Ｔ_L 、流出した流体の積算流量Ｆｍを以て出力熱量Ｑを
   次式から求め、 Ｑ＝（Ｔ_H −Ｔ_L ）×Ｆｍ この出力熱量Ｑが所定熱量に到達したときに前記熱源を
   駆動させる制御手段と、 を備えたことを特徴とする熱交換制御装置。
8. 【請求項８】 前記第１の温度検出手段の検出温度が所
   定温度以下に低下したとき、前記熱源の駆動を開始させ
   ることを特徴とする請求項７記載の熱交換制御装置。
9. 【請求項９】 前記熱源は、エンジン等の駆動源、燃料
   電池等の排熱源、燃料を燃焼させるバーナ等の燃焼熱
   源、電気による電熱源、太陽熱や地熱等の自然熱源であ
   ることを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の
   熱交換制御方法又は請求項６、７又は８記載の熱交換制
   御装置。