JP2005180805A - 排熱回収給湯暖房装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 熱媒貯留槽の貯留熱量が設定値よりも少ない低貯留状態であったとしても、給湯用及び暖房用に熱を即座に供給することのできる排熱回収給湯暖房装置を提供する。
【解決手段】 補助熱源手段５０と、一部の熱媒が排熱発生装置３０と熱媒貯留槽１と給湯用熱交換器２とを循環する形態で通流し、且つ、残りの熱媒が補助熱源手段５０と暖房用熱交換器４１とを循環する形態で通流する高負荷運転通流状態と、全熱媒が排熱発生装置３０と熱媒貯留槽１と給湯用熱交換器２と暖房用熱交換器４１とを循環する形態で通流する低負荷運転通流状態とに切り換え自在な通流状態切換手段２５、２６と、運転制御手段３とが設けられ、運転制御手段３は、熱媒貯留槽１の貯留熱量が低貯留状態にあるときには高負荷運転通流状態に切り換え、且つ、補助熱源手段５０を加熱運転させ、及び、熱媒貯留槽１の貯留熱量が高貯留状態にあるときには低負荷運転通流状態に切り換える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、給湯用熱交換器及び暖房用熱交換器に対して熱媒が供給されるように構成された排熱回収給湯暖房装置に関する。

かかる排熱回収給湯暖房装置としては、排熱発生装置から発生された排熱を回収する熱媒を排熱貯留用の熱媒貯留槽にて貯留し、その熱媒を給湯用熱交換器及び暖房用熱交換器に供給するものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開平７−３３２６８６号公報（図３）

従来の排熱回収給湯暖房装置において、熱媒貯留槽での蓄熱量が低下したとき、或いは、給湯用熱交換器における給湯負荷及び暖房用熱交換器における暖房負荷が増大したとき、給湯用熱交換器及び暖房用熱交換器に対して充分な熱量を供給できなくなる可能性がある。そのような問題を回避するためには、給湯用熱負荷器及び暖房用熱負荷器を通流する熱媒が循環する熱媒循環路中や熱媒貯留槽内に熱媒を即座に加熱可能な補助熱源手段などを設け、熱媒循環路と熱媒貯留槽とを循環している熱媒を加熱しなければならない。しかし、熱媒貯留槽を通流する熱媒循環路を循環している熱媒の量は多く、上述の補助熱源手段などを設けたとしても熱媒循環路と熱媒貯留槽とを循環している全熱媒を高温に加熱するためには長い時間と大きなエネルギが必要になるため、給湯用熱交換器及び暖房用熱交換器に対して即座に高い温度の熱媒を供給することはできない。また、大きな熱量を長時間に亘って消費する暖房用熱交換器のような熱負荷に対して充分な熱量を供給するために大型の補助熱源手段を設けることは、排熱回収給湯暖房装置のエネルギ効率を大きく低下させることになるので好ましくない。

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、熱媒貯留槽の貯留熱量が設定値よりも少ない低貯留状態であったとしても、給湯及び暖房を即座に開始することのできる排熱回収給湯暖房装置を提供する点にある。

上記目的を達成するための本発明に係る排熱回収給湯暖房装置の第１特徴構成は、熱媒循環路中に設けられた排熱発生装置から発生する排熱を回収した熱媒を貯留する熱媒貯留槽と、熱媒が給湯用熱交換器と暖房用熱交換器とに供給される形態で前記熱媒循環路を通して熱媒を循環させる熱媒循環手段とが設けられた排熱回収給湯暖房装置であって、前記熱媒循環路を流動する熱媒を加熱する加熱運転可能な補助熱源手段と、一部の熱媒が前記排熱発生装置と前記熱媒貯留槽と前記給湯用熱交換器とを循環する形態で通流し、且つ、残りの熱媒が前記補助熱源手段と前記暖房用熱交換器とを循環する形態で通流する高負荷運転通流状態と、全熱媒が前記排熱発生装置と前記熱媒貯留槽と前記給湯用熱交換器と前記暖房用熱交換器とを循環する形態で通流する低負荷運転通流状態とに切り換え自在な通流状態切換手段と、前記補助熱源手段及び前記通流状態切換手段の動作制御を行う運転制御手段とが設けられ、前記運転制御手段は、前記熱媒貯留槽の貯留熱量が運転状態切り換え用設定値よりも少ない低貯留状態にあるときには、前記通流状態切換手段を前記高負荷運転通流状態に切り換え、且つ、前記補助熱源手段を加熱運転させ、及び、前記熱媒貯留槽の貯留熱量が前記運転状態切り換え用設定値以上の高貯留状態にあるときには、前記通流状態切換手段を前記低負荷運転通流状態に切り換えるように構成されている点にある。

上記第１特徴構成によれば、運転制御手段が、熱媒貯留槽の貯留熱量が運転状態切り換え用設定値よりも少ない低貯留状態にあるときには、通流状態切換手段を高負荷運転通流状態に切り換え、且つ、前記補助熱源手段を加熱運転させ、及び、前記熱媒貯留槽の貯留熱量が前記運転状態切り換え用設定値以上の高貯留状態にあるときには、前記通流状態切換手段を前記低負荷運転通流状態に切り換えるように構成されているので、熱媒貯留槽に多い熱量が貯留されているときにはその熱媒貯留槽から給湯用熱交換器及び暖房用熱交換器の双方に充分な熱量を供給可能であり、且つ、熱媒貯留槽に少ない熱量しか貯留されていないとしても、通流状態切換手段を高負荷運転通流状態に切り換えることで、給湯用熱交換器に対しては熱媒貯留槽から充分な熱量が供給可能であり、暖房用熱交換器に対しては補助熱源手段から充分な熱量が供給可能である。その結果、給湯用熱交換器及び暖房用熱交換器に対して即座に高い温度の熱媒を供給することができることになる。
従って、熱媒貯留槽の貯留熱量が設定値よりも少ない低貯留状態であったとしても、給湯及び暖房を即座に開始することのできる排熱回収給湯暖房装置を提供することが可能となる。

上記目的を達成するための本発明に係る排熱回収給湯暖房装置の第２特徴構成は、熱媒循環路中に設けられた排熱発生装置から発生する排熱を回収した熱媒を貯留する熱媒貯留槽と、熱媒が給湯用熱交換器と暖房用熱交換器とに供給される形態で前記熱媒循環路を通して熱媒を循環させる熱媒循環手段とが設けられた排熱回収給湯暖房装置であって、前記熱媒循環路を流動する熱媒を加熱する加熱運転可能な補助熱源手段と、一部の熱媒が前記排熱発生装置と前記熱媒貯留槽と前記給湯用熱交換器とを循環する形態で通流し、且つ、残りの熱媒が前記補助熱源手段と前記暖房用熱交換器とを循環する形態で通流する高負荷運転通流状態と、全熱媒が前記排熱発生装置と前記熱媒貯留槽と前記給湯用熱交換器と前記暖房用熱交換器とを循環する形態で通流する低負荷運転通流状態とに切り換え自在な通流状態切換手段と、前記補助熱源手段及び前記通流状態切換手段の動作制御を行う運転制御手段とが設けられ、前記運転制御手段は、前記熱媒貯留槽の貯留熱量が運転状態切り換え用設定値よりも少ない低貯留状態にあるときには、前記通流状態切換手段を前記高負荷運転通流状態に切り換え、且つ、前記補助熱源手段を加熱運転させ、及び、前記熱媒貯留槽の貯留熱量が前記運転状態切り換え用設定値以上の高貯留状態にあるときには、前記通流状態切換手段を前記低負荷運転通流状態に切り換えるように構成されている点にある。

上記第２特徴構成によれば、上記運転制御手段が、熱媒貯留槽の貯留熱量が運転状態切り換え用設定値よりも少ない低貯留状態にあるときには、通流状態切換手段を高負荷運転通流状態に切り換え、且つ、補助熱源手段を加熱運転させ、及び、熱媒貯留槽の貯留熱量が運転状態切り換え用設定値以上の高貯留状態にあるときには、通流状態切換手段を低負荷運転通流状態に切り換えるように構成されているので、熱媒貯留槽に多い熱量が貯留されているときにはその熱媒貯留槽から給湯用熱交換器及び暖房用熱交換器の双方に充分な熱量を供給可能であり、且つ、熱媒貯留槽に少ない熱量しか貯留されていないとしても、通流状態切換手段を高負荷運転通流状態に切り換えることで、補助熱源手段から給湯用熱交換器及び暖房用熱交換器に充分な熱量を供給可能である。その結果、給湯用熱交換器及び暖房用熱交換器に対して即座に高い温度の熱媒を供給することができることになる。
従って、熱媒貯留槽の貯留熱量が設定値よりも少ない低貯留状態であったとしても、給湯及び暖房を即座に開始することのできる排熱回収給湯暖房装置を提供することが可能となる。

本発明に係る排熱回収給湯暖房装置の第３特徴構成は、上記第１又は第２の特徴構成に加えて、前記補助熱源手段が、熱媒をタンク内に貯留して加熱するように構成されている点にある。

上記第３特徴構成により、熱媒が容量のあるタンク内に貯留されて加熱されるように構成されているので、給湯用熱交換器又は暖房用熱交換器に供給可能な熱媒の量が多く確保されて、上記高負荷運転通流状態が長期間に亘って継続したとしても、その間、給湯用熱交換器及び暖房用熱交換器に充分な熱量を供給することができる。

本発明に係る排熱回収給湯暖房装置の第４特徴構成は、上記第１から第３のいずれかの特徴構成に加えて、前記給湯用熱交換器が、前記熱媒と、水道圧にて入水され且つ水道圧にて給湯路に送出される水道水とを熱交換するように構成されている点にある。

上記第４特徴構成によれば、水道水を給湯用熱交換器に通水し、給湯用熱交換器にて熱媒と熱交換させてそのまま給湯路に送出することから、水道水を減圧することなく、水道圧のままで給湯用熱交換器に入水し且つ水道圧にて給湯路に送出するようにすることが可能となるので、昇圧用のポンプを設置すること無く、水道圧を有効に利用して、給湯路を通じて高所や遠方に給湯することが可能となる。そして、昇圧用のポンプを設置しない分、低廉化を図ることが可能となる。

本発明に係る排熱回収給湯暖房装置の第５特徴構成は、上記第１から第４のいずれかの特徴構成に加えて、前記低負荷運転通流状態において、前記熱媒貯留槽を通過した後の熱媒が前記給湯用熱交換器と前記暖房用熱交換器とに並列に供給される形態で循環されるように構成されている点にある。

上記第５特徴構成によれば、排熱発生装置から発生する排熱を回収した熱媒が、熱媒貯留槽を通過した後で、暖房用熱交換器と給湯用熱交換器とに並列に供給される形態で循環されるので、暖房用熱交換器及び給湯用熱交換器の双方に対して、熱媒貯留槽を通過した後の同じ温度の熱媒を供給することが可能となる。従って、暖房用熱交換器による暖房性能を充分に発揮させ、且つ、給湯用熱交換器による給湯性能も充分に発揮させることが可能となる。

＜第１実施形態＞
以下、図面を参照して第１実施形態に係る排熱回収給湯暖房装置について説明する。
図１は、第１実施形態に係る排熱回収給湯暖房装置を備えたコージェネレーションシステムを示し、このコージェネレーションシステムは、発電機（図示省略）とその発電機を駆動するガスエンジン３０を備えた発電装置Ｇと、ガスエンジン３０から発生する排熱を回収した熱媒を貯留する熱媒貯留槽１と、その熱媒貯留槽１の貯留熱量を消費する熱負荷としての給湯用熱交換器２及び暖房用熱交換器４１を夫々備えた給湯装置Ｈ及び暖房装置４０とから構成してある。つまり、ガスエンジン３０が、排熱発生装置に相当する。

先ず、図１に基づいて、発電装置Ｇについて説明を加える。
発電装置Ｇには、ガスエンジン３０の冷却水ジャケット３０ｊにわたって冷却水循環路３１を通じて冷却水が循環される冷却水熱交換器３２を設け、冷却水循環路３１には、冷却水を循環させる冷却水循環ポンプ３３を設けてある。そして、詳細は後述するが、その冷却水熱交換器３２に排熱回収用の熱媒を循環させて、ガスエンジン３０の排熱を回収するように構成してある。

更に、冷却水循環路３１において、冷却水熱交換器３２から排出された冷却水が冷却水ジャケット３０ｊへと通流する部分に、ラジエータ放熱用温調弁７０を介してラジエータ７１を接続し、又、冷却水を冷却水熱交換器３２及びラジエータ７１を迂回させて通流させるバイパス路７２を、バイパス用温調弁７３を介して冷却水循環路３１に接続してある。ラジエータ放熱用温調弁７０は、冷却水の温度がラジエータ放熱切換用設定温度（例えば８２℃程度）以上のときは、ラジエータ７１に冷却水が流れる流路に切り換わるように構成し、バイパス用温調弁７３は、冷却水の温度が冷却水バイパス用設定温度（例えば６０℃程度）以下のときは、冷却水がバイパス流路７２に流れる流路に切り換わるように構成してある。

つまり、ガスエンジン３０の起動時は、冷却水の温度が低いので、冷却水を冷却水熱交換器３２及びラジエータ７１を迂回させて通流させることにより、冷却水の放熱を抑制して、適切に起動できるようにしてある。又、出力の大きいとき等、冷却水の温度が高くなって、冷却水熱交換器３２だけでは放熱量が不足するときには、冷却水を冷却水熱交換器３２とラジエータ７１とに通流させるようにして、放熱量を大きくしている。

給湯装置Ｈにおいては、給湯用熱交換器２には、水道水が水道圧にて供給される給水路６を接続すると共に、送水側に給湯路７を接続している。そして給湯用熱交換器２が、熱媒と、水道圧にて入水され且つ水道圧にて給湯路７に送出される水道水とを熱交換するように構成されている。そして、給湯路７は、通常給湯路７ｕと高温給湯路７ｈとに分岐し、通常給湯路７ｕにはミキシング弁１１を設け、そのミキシング弁１１に、給水路６から分岐したミキシング水路１２を接続し、各給湯路７ｕ，７ｈの先端にはシャワー、カラン等の給湯栓１３を接続してある。

つまり、通常給湯路７ｕにより、給湯用熱交換器２から送出された湯水と給湯用熱交換器２に入水される前の水道水とをミキシング弁１１にて混合して、給湯栓１３を通じて給湯し、高温給湯路７ｈにより、給湯用熱交換器２から送出された湯水をそのまま給湯栓１３を通じて給湯するように構成してあり、高温給湯路７ｈにて、通常給湯路７ｕよりも高温の給湯が可能となるように構成してある。

更に、通常給湯路７ｕにおいて、ミキシング弁１１の設置箇所よりも下流側に対応する箇所に、給湯用補助加熱器１４を三方弁１５を介して接続して、その三方弁１５を湯水が給湯用補助加熱器１４に供給される側に切り換えることにより、通常給湯路７ｕを通流する湯水を給湯用補助加熱器１４にて補助的に加熱するように構成してある。

給湯用補助加熱器１４は、周知の瞬間湯沸器を用いているので詳細な説明は省略するが、加熱対象の湯水が通流する湯沸器熱交換器１４ｎとその湯沸器熱交換器１４ｎを加熱するバーナ１４ｂとを備え、バーナ１４ｂにはガス燃料を供給する燃料供給路１６を接続し、その燃料供給路１６には、バーナ１４ｂへのガス燃料供給を断続する開閉弁１７、及び、バーナ１４ｂへのガス燃料供給量を調整するガス流量調整弁１８を設けてある。
そして、制御部（運転制御手段）３は、給湯温度センサ１９にて検出される熱交換器送出温度が給湯目標温度よりも低くなると、点火プラグ（図示省略）を作動させると共に、開閉弁１７を開弁して、給湯用補助加熱器１４のバーナ１４ｂを点火させる点火制御を実行し、給湯温度センサ１９にて検出される熱交換器送出温度が給湯目標温度以上になると、開閉弁１７を閉弁して、給湯用補助加熱器１４のバーナ１４ｂを消火させる消火制御を実行する。

通常給湯路７ｕにおいて、給湯用補助加熱器１４の設置箇所よりも上流側に、通流する湯水の温度を検出する給湯温度センサ１９を設け、給水路６には、通常給水流量センサ２１を設けてある。

暖房装置４０は、ファン４２を作動させて暖房用熱交換器４１を通流する熱媒からの放熱を促進することで、暖房装置４０の周囲の外気を暖める暖房運転が実行されるように構成されている。

熱媒貯留槽１は、上部に溢水口１ｉを備えた開放型に構成し、熱媒貯留槽１に熱媒としての水道水を補給する補給水路８の先端にフロート弁９を接続して、そのフロート弁９にて熱媒貯留槽１の貯留水位を設定水位に維持するように構成してある。また、熱媒貯留槽１内の熱媒の温度を測定する熱媒貯留槽温度センサ１ｔが設けられている。

補助熱源手段５０は、熱媒循環路５ｅを流動する熱媒を貯留する補助タンク５１と、補助タンク５１内の熱媒を加熱可能な電気ヒータやガス燃焼式の加熱器５２とを備えて構成されている。

次に、制御部３の制御動作について説明する。
制御部３は、発電装置Ｇの運転中は熱媒循環ポンプ２７を作動させて、ガスエンジン３０の排熱を回収した熱媒を熱媒循環路５を通して循環させ、発電装置Ｇの運転が停止されると、熱媒循環ポンプ２７を停止させるような動作制御を行っている。また、制御部３は、この給湯装置Ｈと暖房装置４０に対するリモコン操作部４を用いた指令や、各種センサの検出出力などに基づいて、後述するように給湯装置Ｈと暖房装置４０の作動を制御する。

制御部３による給湯装置Ｈの制御に関しては、通常給湯路７ｕの給湯栓１３が開栓されることにより、通常給湯路７ｕを水道圧により湯水が流れて、通常給湯流量センサ２１が設定流量以上の流量を検出すると、制御部３は、給湯温度センサ１９の検出温度に基づいて、熱交換器送出温度が設定される給湯目標温度以上のときは、給湯用補助加熱器１４を作動させない通常給湯制御を実行し、熱交換器送出温度が給湯目標温度よりも低いときは、給湯用補助加熱器１４を作動させる補助加熱給湯制御を実行する。つまり、給湯負荷が大きくなったり、発電装置Ｇの運転が停止されてガスエンジン３０からの排熱発生がなくなると、水道水の熱交換器送出温度が給湯目標温度よりも低くなるので、補助加熱給湯制御が実行されることになる。

制御部３による暖房装置４０の制御に関しては、制御部３は、暖房装置４０の作動開始が指令されたことを検出すると、ファン４２を作動させ、暖房用熱交換器４１を通流する熱媒から熱を奪って外部に放出させる暖房運転を実行する。

そして、給湯装置Ｈが必要とする熱量と暖房装置４１が必要とする熱量とを比べた場合、一般的には、暖房装置４１が必要とする熱量の方が大きくなる。例えば、上述のような暖房装置４０を運転する場合、暖房用熱交換器４１に供給される熱媒温度は約６０℃以上であることが好ましく、暖房運転の継続時間も長くなる。他方で、給湯装置Ｈを運転する場合、給湯用熱交換器２に供給される熱媒温度は約５０℃以上であればよく、給湯運転が長時間連続して行われることは少ない。

また、制御部３は、上述した給湯装置Ｈ及び暖房装置４０の制御に加えて、熱媒貯留槽１の貯湯熱量が運転状態切り換え用設定値以上であるか否かの判定に基づいて、給湯用熱交換器２及び暖房用熱交換器４１に供給される熱媒の通流経路を制御するように構成されている。
具体的には、制御部３は、熱媒貯留槽１の貯留熱量が運転状態切り換え用設定値以上の高貯留状態にあるとき、つまり、熱媒貯留槽１の貯留熱量によって給湯装置Ｈにおける給湯負荷と暖房装置４０における暖房負荷とによる負荷合計を充分に賄うことのできる状態にあるときには、熱媒循環手段としての熱媒循環ポンプ２７を作動させ、熱媒貯留槽１を通過した後の熱媒が給湯用熱交換器２と暖房用熱交換器４１とに並列に供給される形態で循環されるような低負荷運転通流状態に、通流状態切換手段を構成する三方弁２５及び開閉弁２６を切り換える。つまり、熱媒貯留槽１を通過した後の熱媒が、熱媒循環路５ａを流れると共に、熱媒循環路５ｂ、熱媒循環路５ｃ及び熱媒循環路５ｄを順に流れる経路Ａで通流するように、三方弁２５を切り換え、且つ、開閉弁２６を開く。

上述の給湯負荷及び暖房負荷は、リモコン操作部４によって指令される給湯温度、給湯量、暖房温度、暖房風量などの設定値に基づいて制御部３が導出するように構成されている。また、制御部３は、熱媒貯留槽１の貯留熱量が運転状態切り換え用設定値以上であるか否かを判定するために、熱媒貯留槽１の温度センサ１ｔの温度出力値が設定値以上であるか否かを判定する。つまり制御部３は、温度センサ１ｔの温度出力値が、給湯用熱交換器２又は暖房用熱交換器４１における熱負荷に対して充分な熱量を供給可能な熱媒の最低温度を規定する設定温度以上のときには高貯留状態にあると判定し、温度出力値が設定温度よりも小さいときには低貯留状態にあると判定する。そして、制御部３は、熱媒貯留槽１の温度センサ１ｔの温度出力値が設定値以下であるときには、補助熱源手段５０を加熱運転させて、補助タンク５１において蓄熱を行う。

そして、制御部３は、上述のように給湯装置Ｈ及び暖房装置４０の作動を制御しながら、制御部３は、熱媒貯留槽１の貯留熱量が運転状態切り換え用設定値以上であるか否かの判定を継続し、熱媒貯留槽１の貯留熱量が運転状態切り換え用設定値よりも少ない低貯留状態にあるとき、つまり、熱媒貯留槽１の貯留熱量によって給湯装置Ｈにおける給湯負荷と暖房装置４０における暖房負荷との負荷合計を充分に賄うことができない状態にあるときには、熱媒循環手段としての熱媒循環ポンプ２７及び熱媒循環ポンプ２８を作動させ、一部の熱媒が排熱発生装置と熱媒貯留槽１と給湯用熱交換器２とを循環する形態で通流し、且つ、残りの熱媒が補助熱源手段５０と暖房用熱交換器４１とを循環する形態で通流するように三方弁２５及び開閉弁２６を切り換える。つまり、給湯用熱交換器２には経路Ｃで熱媒を通流させ、且つ、暖房用熱交換器４１には経路Ｂで熱媒を通流させて、熱媒循環路５ｂ及び熱媒循環路５ｄでは熱媒の通流が無いように、三方弁２５を切り換え、且つ、開放弁２６を閉じる。加えて、制御部３は、補助熱源手段５０を加熱運転させて、熱媒循環路５ｃ及び熱媒循環路５ｅを通流し、暖房用熱交換器４１に対して供給される熱量を上昇させるように構成されている。

以上のように、熱媒貯留槽１の貯留熱量によって給湯装置Ｈにおける給湯負荷と暖房装置４０における暖房負荷とによる暖房負荷との負荷合計を充分に賄うことができない状態にあったとしても、三方弁２５及び開放弁２６を高負荷運転通流状態に切り換え、且つ、補助熱源手段５０を加熱運転させることで、比較的小さな熱量が断続的に消費されるだけである給湯装置Ｈにおける給湯負荷は熱媒貯留槽１の貯留熱量にて賄い、比較的大きな熱量が連続的に消費される暖房装置４０における暖房負荷は補助熱源手段５０の貯留熱量にて賄うことが可能となる。

＜第２実施形態＞
図２は、第２実施形態に係る排熱回収給湯暖房装置を備えたコージェネレーションシステムを示し、このコージェネレーションシステムは、第１実施形態において説明したのと同様に、発電機（図示省略）とその発電機を駆動するガスエンジン３０を備えた発電装置Ｇと、ガスエンジン３０から発生する排熱を回収した熱媒を貯留する熱媒貯留槽１と、その熱媒貯留槽１の貯留熱量を消費する熱負荷としての給湯用熱交換器２及び暖房用熱交換器４１を夫々備えた給湯装置Ｈ及び暖房装置４０とから構成してある。そして、本実施形態の排熱回収給湯暖房装置は、熱媒循環路５の構成が変更されている点で図１に例示した排熱回収給湯暖房装置と異なる。以下、第２実施形態の排熱回収給湯暖房装置について説明するが、第１実施形態と同様の説明は省略する。

本実施形態において、制御部３は、熱媒貯留槽１の貯留熱量が運転状態切り換え用設定値以上の高貯留状態にあるとき、つまり、熱媒貯留槽１の貯留熱量によって給湯装置Ｈにおける給湯負荷と暖房装置４０における暖房負荷とによる負荷合計を充分に賄うことのできる状態にあるときには、熱媒循環ポンプ２７を作動させ、熱媒貯留槽１を通過した後の熱媒が給湯用熱交換器２と暖房用熱交換器とに並列に供給される形態で循環されるような低負荷運転通流状態に、通流状態切換手段を構成する三方弁２９、開閉弁２３及び開閉弁２４を切り換える。つまり、熱媒貯留槽１を通過した後の熱媒が、熱媒循環路５ａを流れると共に、熱媒循環路５ｂ、熱媒循環路５ｃ及び熱媒循環路５ｄを順に流れる経路Ｄで通流するように、三方弁２９を切り換え、且つ、開閉弁２３を開き、開閉弁２４を閉じる。

他方で、制御部３は、熱媒貯留槽１の貯留熱量が運転状態切り換え用設定値より少ない低貯留状態にあるとき、つまり、熱媒貯留槽１の貯留熱量によって給湯装置Ｈにおける給湯負荷と暖房装置４０における暖房負荷との負荷合計を充分に賄うことができない状態にあるときには、熱媒循環ポンプ２７及び熱媒循環ポンプ２８を作動させ、一部の熱媒が排熱発生装置と熱媒貯留槽１とを循環する形態で通流し、且つ、残りの熱媒が補助熱源手段５０と給湯用熱交換器２と暖房用熱交換器４１とを循環する形態で通流するように三方弁２９、開閉弁２３及び開閉弁２４を切り換える。つまり、排熱発生装置から発生する排熱を回収と、その排熱の熱媒貯留槽１への貯留とを繰り返すように熱媒循環路５及び熱媒循環路５ｆを循環する経路Ｅで熱媒を通流させ、且つ、補助熱源手段５０を通過した後の熱媒が給湯用熱交換器２及び暖房用熱交換器４１に並列に供給される形態で循環する経路Ｆで熱媒を通流させるように、三方弁２９を切り換え、且つ、開閉弁２３を閉じ、開閉弁２４を開く。

以上のように、熱媒貯留槽１の貯留熱量によって給湯装置Ｈにおける給湯負荷と暖房装置４０における暖房負荷とによる暖房負荷との負荷合計を充分に賄うことができない状態にあったとしても、三方弁２５、開放弁２３及び開閉弁２４を高負荷運転通流状態に切り換え、且つ、補助熱源手段５０を加熱運転させることで、給湯装置Ｈにおける給湯負荷及び暖房装置４０における暖房負荷を補助熱源手段５０の貯留熱量にて賄いながら、排熱発生装置から発生する排熱を熱媒貯留槽１にて蓄熱することが可能となる。

＜別実施形態＞
＜１＞
上記実施形態では、補助熱源手段５０が熱媒を補助タンク５１を備えた場合について説明したが、補助タンク５１を備えず、熱媒循環路５ｅを流動している熱媒を加熱する加熱器５２のみを備えるように構成しても構わない。この場合、制御部３は、熱媒の通流状態が高負荷運転通流状態に切り換えられたときに加熱器５２を作動開始させることで、第１実施形態の場合には暖房用熱交換器４１に高温の熱媒を供給することができ、第２実施形態の場合には給湯用熱交換器２及び暖房用熱交換器４１に高温の熱媒を供給することができる。

＜２＞
上記実施形態では、排熱発生装置としてガスエンジン３０を用いた場合について説明したが、燃料電池などの他の様々な装置を排熱発生装置として用いて、本発明に係る排熱回収給湯暖房装置を構築することもできる。

排熱回収給湯暖房装置を備えたコージェネレーションシステムを示すブロック図 排熱回収給湯暖房装置を備えたコージェネレーションシステムを示すブロック図

符号の説明

１ 熱媒貯留槽
２ 給湯用熱交換器
３ 制御部（運転制御手段）
２５ 三方弁（通流状態切換手段）
２６ 開閉弁（通流状態切換手段）
３０ ガスエンジン（排熱発生装置）
４１ 暖房用熱交換器
５０ 補助熱源手段

Claims (5)

1. 熱媒循環路中に設けられた排熱発生装置から発生する排熱を回収した熱媒を貯留する熱媒貯留槽と、
   熱媒が給湯用熱交換器と暖房用熱交換器とに供給される形態で前記熱媒循環路を通して熱媒を循環させる熱媒循環手段とが設けられた排熱回収給湯暖房装置であって、
   前記熱媒循環路を流動する熱媒を加熱する加熱運転可能な補助熱源手段と、
   一部の熱媒が前記排熱発生装置と前記熱媒貯留槽と前記給湯用熱交換器とを循環する形態で通流し、且つ、残りの熱媒が前記補助熱源手段と前記暖房用熱交換器とを循環する形態で通流する高負荷運転通流状態と、全熱媒が前記排熱発生装置と前記熱媒貯留槽と前記給湯用熱交換器と前記暖房用熱交換器とを循環する形態で通流する低負荷運転通流状態とに切り換え自在な通流状態切換手段と、
   前記補助熱源手段及び前記通流状態切換手段の動作制御を行う運転制御手段とが設けられ、
   前記運転制御手段は、前記熱媒貯留槽の貯留熱量が運転状態切り換え用設定値よりも少ない低貯留状態にあるときには、前記通流状態切換手段を前記高負荷運転通流状態に切り換え、且つ、前記補助熱源手段を加熱運転させ、及び、前記熱媒貯留槽の貯留熱量が前記運転状態切り換え用設定値以上の高貯留状態にあるときには、前記通流状態切換手段を前記低負荷運転通流状態に切り換えるように構成されている排熱回収給湯暖房装置。
2. 熱媒循環路中に設けられた排熱発生装置から発生する排熱を回収した熱媒を貯留する熱媒貯留槽と、
   熱媒が給湯用熱交換器と暖房用熱交換器とに供給される形態で前記熱媒循環路を通して熱媒を循環させる熱媒循環手段とが設けられた排熱回収給湯暖房装置であって、
   前記熱媒循環路を流動する熱媒を加熱する加熱運転可能な補助熱源手段と、
   一部の熱媒が前記排熱発生装置と前記熱媒貯留槽とを循環する形態で通流し、且つ、残りの熱媒が前記補助熱源手段と前記給湯用熱交換器と前記暖房用熱交換器とを循環する形態で通流する高負荷運転通流状態と、全熱媒が前記排熱発生装置と前記熱媒貯留槽と前記給湯用熱交換器と前記暖房用熱交換器とを循環する形態で通流する低負荷運転通流状態とに切り換え自在な通流状態切換手段と、
   前記補助熱源手段及び前記通流状態切換手段の動作制御を行う運転制御手段とが設けられ、
   前記運転制御手段は、前記熱媒貯留槽の貯留熱量が運転状態切り換え用設定値よりも少ない低貯留状態にあるときには、前記通流状態切換手段を前記高負荷運転通流状態に切り換え、且つ、前記補助熱源手段を加熱運転させ、及び、前記熱媒貯留槽の貯留熱量が前記運転状態切り換え用設定値以上の高貯留状態にあるときには、前記通流状態切換手段を前記低負荷運転通流状態に切り換えるように構成されている排熱回収給湯暖房装置。
3. 前記補助熱源手段が、熱媒をタンク内に貯留して加熱するように構成されている請求項１又は２記載の排熱回収給湯暖房装置。
4. 前記給湯用熱交換器が、前記熱媒と、水道圧にて入水され且つ水道圧にて給湯路に送出される水道水とを熱交換するように構成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の排熱回収給湯暖房装置。
5. 前記低負荷運転通流状態において、前記熱媒貯留槽を通過した後の熱媒が前記給湯用熱交換器と前記暖房用熱交換器とに並列に供給される形態で循環されるように構成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の排熱回収給湯暖房装置。

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