JP2005308371A - Hot water supply heat source system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば固体高分子型燃料電池(PEFC)等の発電装置の排熱を利用して貯湯槽に蓄積した湯を給湯先に給湯するコジェネレーション給湯熱源装置を備えた給湯熱源システムに関するものである。 The present invention relates to a hot water supply heat source system including a cogeneration hot water supply heat source device that supplies hot water accumulated in a hot water storage tank to a hot water supply destination using exhaust heat of a power generation device such as a polymer electrolyte fuel cell (PEFC). It is.
近年、省エネルギー効果を奏することが可能なシステムとして、例えば固体高分子型燃料電池等の発電装置の排熱を利用して、貯湯槽に蓄積した湯を給湯先に給湯するコジェネレーション給湯熱源装置が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。 In recent years, as a system capable of achieving an energy saving effect, for example, a cogeneration hot water supply heat source device that supplies hot water accumulated in a hot water storage tank to a hot water supply destination using waste heat of a power generation device such as a polymer electrolyte fuel cell It has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
図6には、コジェネレーション給湯熱源装置の一例が示されている。このコジェネレーション給湯熱源装置3は、発電装置1と貯湯槽とを有し、貯湯槽2は、貯湯槽2内に給水を導入する給水路11と貯湯槽2の湯を送水する給湯路12を備えている。給湯路12には湯水温検出センサ100が設けられている。
FIG. 6 shows an example of a cogeneration hot water supply heat source device. The cogeneration hot water supply
貯湯槽2と発電装置1との間には、冷却水導入通路13と排熱湯導入通路14とが配備されており、冷却水導入通路13は貯湯槽2内の水を発電装置1の冷却水として発電装置1側に導入し、この水を発電装置1の発電時に生じる排熱によって加熱して例えば60℃といった設定温度の湯とし、排熱湯導入通路14を介して貯湯槽2に蓄積する。つまり、冷却水導入通路13と排熱湯導入通路14は、貯湯槽2内の水を発電装置1の排熱により加熱して湯にする手段を形成している。
Between the hot
貯湯槽2の下方側には、貯湯槽2内の水を排水する排水通路15が設けられ、該排水通路15には排水弁(例えば排水電磁弁)52が設けられている。貯湯槽2の上方側には、圧力逃がし通路16が設けられており、圧力逃がし通路16には、過圧逃がし弁50が設けられている。貯湯槽2内は、通常、湯または水によって満たされており、この図では、図を分かりやすくするために、湯が充填されている領域を斜線で示している。
A
このコジェネレーション給湯熱源装置3において、発電装置1が作動すると、貯湯槽2の下部側に貯められている水が冷却水導入通路13を通して発電装置1に導入され、発電装置1の発電時の排熱によって暖められて湯とされ、この湯が排熱湯導入通路14を通って貯湯槽2の上方側から貯湯槽2内に導入される。この動作が繰り返されると、貯湯槽2の下部側の水が発電装置1の排熱によって湯にされて貯湯槽2の上部側に導入されるので、図6の破線Aで示す、貯湯槽2内の水と湯との境界線が貯湯槽2の下部側に移動していく。
In the cogeneration hot water supply
なお、例えば貯湯槽2内が全て、発電許容温度(前記設定温度より低い例えば45℃)以上の湯で満たされると、発電装置1への冷却水導入を行うことができないので、発電装置1による発電は行えない。
For example, if the hot
また、貯湯槽2の湯が給湯路12を通して適宜の給湯場所に送水されると、この送水によって減少した湯量だけ、給水管11から貯湯槽2内に給水が行われるので、この場合、図6の破線Aで示す、貯湯槽2内の水と湯との境界線は貯湯槽2の上部側に移動していく。
Further, when the hot water in the
上記のようなコジェネレーション給湯熱源装置3は、例えば給湯器を備えた補助給湯熱源装置と併設されて用いられることが多い。補助給湯熱源装置とコジェネレーション給湯熱源装置3とを併設すると、複合給湯熱源システムが形成される。
The cogeneration hot water supply
このような複合給湯熱源システムにおいて、コジェネレーション給湯熱源装置3の貯湯槽2から送水される湯水温(例えば湯水温検出センサ100の検出温度)が、例えば(給湯設定温度+1)℃未満になると、給湯熱源を補助給湯熱源装置に切り替えたり、貯湯槽2から送水される湯を補助給湯熱源装置により加熱して設定温度の湯としたりして給湯を継続するようにしている。
In such a combined hot water supply heat source system, when the hot water temperature supplied from the hot
ところで、上記のようなコジェネレーション給湯熱源装置3を備えた給湯熱源システムにおいて、使用者に知らせるために、リモコン等に蓄熱量を表示することが行われている。
By the way, in the hot water supply heat source system provided with the cogeneration hot water supply
この蓄熱量の表示は、予め定めた表示用温度の湯が貯湯槽2(タンク)内にどれくらいあるかといった貯湯湯量の表示によって行われており、例えば発電装置1の発電時に生じる排熱によって加熱されて貯湯槽2に蓄えられる湯の温度が60℃であることから、例えば表示用温度を60℃に定め、貯湯槽2内に60℃の湯が100L(リットル)貯湯されている場合は、蓄熱量を、“100L”として表示したり、“タンク内に100Lの湯があります”といった表示をしたりしていた。
The heat storage amount is displayed by displaying the amount of hot water stored, such as how much hot water having a predetermined display temperature is in the hot water storage tank 2 (tank). For example, the heat storage amount is heated by exhaust heat generated during power generation of the
この表示方法は、上記のような文字表示の他に、図7(b)に示すような、定量ごとに対応したグラフィック表示とすることもあった。なお、図7(a)には、このグラフィック表示に対応する文字表示の例が示されている。 In addition to the character display as described above, this display method may be a graphic display corresponding to each fixed amount as shown in FIG. FIG. 7A shows an example of character display corresponding to this graphic display.
しかしながら、上記のような表示を行うと、例えば貯湯槽2内の湯が冷めて48℃程度になった場合には、蓄熱量表示は、“0L”または、“タンク内に湯はありません”といった表示により行われるので、例えば設定温度が40℃で貯湯槽2からの給湯が可能であるにも拘わらず、利用者は、補助給湯熱源装置からの給湯であると思ってしまう。
However, when the above display is performed, for example, when the hot water in the
また、上記表示用温度を50℃とし、蓄熱量を、“100L”として表示したり、“タンク内に100Lの湯があります”と表示したりしているときに、例えば設定温度が60℃で、補助給湯熱源装置を稼働しなければならないと、利用者は、湯があるのに補助給湯熱源装置が無駄に動作している、あるいは、故障しているといった錯覚をする可能性があり、いずれの場合も紛らわしいといった問題があった。 When the display temperature is 50 ° C. and the heat storage amount is displayed as “100 L”, or “100 L of hot water is in the tank” is displayed, for example, the set temperature is 60 ° C. If the auxiliary hot water supply heat source device has to be operated, the user may have the illusion that the auxiliary hot water supply heat source device is operating wastefully even though there is hot water. There was also a problem that was confusing.
本発明は、上記従来の課題を解決するために成されたものであり、その目的は、コジェネレーション給湯熱源装置の貯湯槽内の貯湯湯量を利用者に的確に知らせることができる使い勝手の良好な給湯熱源システムを提供することにある。 The present invention has been made in order to solve the above-described conventional problems, and the purpose of the present invention is to make it possible to accurately inform the user of the amount of hot water stored in the hot water storage tank of the cogeneration hot water supply heat source device. It is to provide a hot water supply heat source system.
上記目的を達成するために、本発明は次のような構成をもって課題を解決する手段としている。すなわち、第1の発明は、発電装置の排熱を利用して貯湯槽に蓄積した湯を給湯先に給湯するコジェネレーション給湯熱源装置を備えた給湯熱源システムにおいて、前記コジェネレーション給湯熱源装置の稼働状況の蓄熱量検出に関するモニタ情報に基づき貯湯槽内の湯の蓄熱量を求める蓄熱量検出部と、該蓄熱量検出部により検出した蓄熱量に基づいて給湯設定温度に対応する貯湯湯量を求める設定温度対応蓄熱湯量検出部と、該設定温度対応蓄熱湯量検出部により求めた貯湯湯量を設定温度対応の蓄熱量として表示する貯湯槽蓄熱量表示部とを有する構成をもって課題を解決する手段としている。 In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration as means for solving the problems. That is, the first invention is a hot water supply heat source system including a cogeneration hot water supply source that supplies hot water accumulated in a hot water storage tank to a hot water supply destination using exhaust heat of the power generation device, and the operation of the cogeneration hot water supply source A heat storage amount detection unit for obtaining the heat storage amount of hot water in the hot water storage tank based on monitor information relating to the detection of the heat storage amount of the situation, and a setting for obtaining the hot water storage amount corresponding to the hot water supply set temperature based on the heat storage amount detected by the heat storage amount detection unit A configuration having a temperature-corresponding hot water storage amount detection unit and a hot water storage tank heat storage amount display unit that displays the hot water storage amount obtained by the set temperature-corresponding hot water storage amount detection unit as a heat storage amount corresponding to the set temperature is a means for solving the problem.
また、第2の発明は、上記第1の発明の構成に加え、前記給湯設定温度に対応する貯湯湯量は、貯湯槽内の湯を直接給湯するまたは貯湯槽内の湯に水を加えて給湯することによって得られる給湯設定温度の湯の量とした構成をもって課題を解決する手段としている。 Further, in the second invention, in addition to the configuration of the first invention described above, the amount of hot water stored corresponding to the hot water set temperature is determined by directly supplying hot water in the hot water tank or by adding water to the hot water in the hot water tank. Thus, a configuration with the amount of hot water set at a hot water supply set temperature obtained by doing is used as means for solving the problem.
さらに、第3の発明は、上記第1または第2の発明の構成に加え、前記設定温度対応蓄熱湯量検出部は給湯設定温度が変更されたときには給湯設定温度に対応する貯湯湯量を変更後の給湯設定温度に対応させて換算し、この換算値を貯湯槽蓄熱量表示部が表示する構成をもって課題を解決する手段としている。 Furthermore, in the third aspect of the invention, in addition to the configuration of the first or second aspect of the invention, the set temperature-corresponding stored hot water amount detecting unit changes the amount of stored hot water corresponding to the hot water set temperature when the hot water set temperature is changed. The hot water storage temperature is converted according to the hot water supply set temperature, and the converted value is displayed on the hot water storage tank heat amount display unit as means for solving the problem.
さらに、第4の発明は、上記第1または第2または第3の発明の構成に加え、前記コジェネレーション給湯熱源装置の貯湯槽と発電装置との間には該発電装置の排熱または前記発電装置の排熱吸収流体の熱を利用して貯湯槽内の水を加熱して湯にする手段が配備され、該手段によって形成された湯を貯湯槽に蓄積し、この貯湯槽の湯を前記給湯路を通して給湯先に供給する構成と成している構成をもって課題を解決する手段としている。 Furthermore, in addition to the structure of the said 1st, 2nd, or 3rd invention, 4th invention is between the hot water storage tank of the said cogeneration hot-water supply heat source device, and an electric power generation apparatus. Means is provided for heating the water in the hot water storage tank using the heat of the exhaust heat absorbing fluid of the apparatus to make hot water, accumulating the hot water formed by the means in the hot water storage tank, A configuration for supplying a hot water supply destination through a hot water supply path and a configuration for solving the problem are provided.
さらに、第5の発明は、上記第1乃至第4のいずれか一つの発明の構成に加え、通水の水を加熱して作成した湯を給湯先に供給する機能を備えた補助給湯熱源装置がコジェネレーション給湯熱源装置と併設されており、該コジェネレーション給湯熱源装置の貯湯槽から送水される給湯の通路は補助給湯熱源装置の給水導入口に連通され、前記貯湯槽の湯のみを熱源として給湯を行うときは、貯湯槽の湯を非加熱駆動状態の補助給湯熱源装置を経由して給湯先へ給湯する構成と成した構成をもって課題を解決する手段としている。 Further, the fifth invention is an auxiliary hot water supply heat source device having a function of supplying hot water prepared by heating the water flow to the hot water supply destination in addition to the configuration of any one of the first to fourth inventions. Is connected to the cogeneration hot water supply heat source device, and the hot water passage fed from the hot water storage tank of the cogeneration hot water supply heat source device is connected to the water supply inlet of the auxiliary hot water supply heat source device, and only hot water from the hot water storage tank is used as the heat source. When the hot water is stored, the hot water in the hot water storage tank is configured to supply hot water to the hot water supply destination via the auxiliary hot water supply heat source device in a non-heated drive state, and is a means for solving the problem.
さらに、第6の発明は、上記第1乃至第5のいずれか一つの発明の構成に加え、前記貯湯槽内に貯湯されている湯の温度が給湯設定温度より低い温度のときは、貯湯槽の湯を補助給湯熱源装置により加熱して設定温度の湯として給湯先へ給湯する構成と成しており、補助給湯熱源装置が稼働するか否かを区別表示する補助給湯稼働有無区別表示部を有する構成をもって課題を解決する手段としている。 Furthermore, in addition to the configuration of any one of the first to fifth inventions, the sixth invention provides a hot water storage tank when the temperature of the hot water stored in the hot water storage tank is lower than the hot water supply set temperature. The hot water is heated by the auxiliary hot water supply heat source device to supply hot water to the hot water supply destination as the set temperature hot water, and an auxiliary hot water supply operation presence / absence distinguishing display section for displaying whether or not the auxiliary hot water supply heat source device operates is provided. It is a means for solving the problems with the configuration.
さらに、第7の発明は、上記第1乃至第6のいずれか一つの発明の構成に加え、前記貯湯槽内に貯湯されている湯の温度が給湯設定温度より低い温度のときに、給湯設定温度を低くする方向に変更すれば貯湯槽内の湯を利用できる場合には、設定温度を低く変更することにより貯湯槽内の湯が可能となることを示す表示と貯湯槽内の湯を利用できるようにするための設定温度変更情報を示す表示の少なくとも一方を行う設定温度変更促進関連表示部を有する構成をもって課題を解決する手段としている。 Furthermore, the seventh invention is the hot water supply setting when the temperature of the hot water stored in the hot water storage tank is lower than the hot water supply set temperature in addition to the configuration of any one of the first to sixth inventions. If the hot water in the hot water tank can be used if the temperature is changed to lower, the indication that the hot water in the hot water tank can be obtained by changing the set temperature low and the hot water in the hot water tank are used. A configuration having a set temperature change promotion related display unit that performs at least one of the displays indicating the set temperature change information for enabling the setting temperature is used as means for solving the problem.
さらに、第8の発明は、上記第1乃至第7のいずれか一つの発明の構成に加え、前記発電装置は水素と酸素を反応させて電気を発生する燃料電池とした構成をもって課題を解決する手段としている。 Furthermore, an eighth invention solves the problem by having a configuration in which the power generation device is a fuel cell that generates electricity by reacting hydrogen and oxygen in addition to the configuration of any one of the first to seventh inventions. As a means.
本発明によれば、蓄熱量検出部がコジェネレーション給湯熱源装置の稼働状況の蓄熱量検出に関するモニタ情報に基づき貯湯槽内の湯の蓄熱量を求め、この蓄熱量に基づいて、設定温度対応蓄熱湯量検出部が給湯設定温度に対応する貯湯湯量を求めて、この値を設定温度対応の蓄熱量として貯湯槽蓄熱量表示部が表示するので、利用者は、どの程度の量の湯が貯湯槽にあるかを設定温度に対応させて的確に判断することができ、非常に使い勝手のよい給湯熱源システムを実現できる。 According to the present invention, the heat storage amount detection unit obtains the heat storage amount of the hot water in the hot water storage tank based on the monitor information related to the heat storage amount detection of the operation status of the cogeneration hot water supply heat source device, and based on the heat storage amount, The hot water amount detection unit calculates the amount of hot water stored corresponding to the hot water supply set temperature, and this value is displayed on the hot water storage amount display unit as the amount of heat stored corresponding to the set temperature, so the user can determine how much hot water is stored in the hot water storage tank. Therefore, it is possible to accurately determine whether the water is in a hot water supply system that is very easy to use.
また、本発明において、給湯設定温度に対応する貯湯湯量は、貯湯槽内の湯を直接給湯するまたは貯湯槽内の湯に水を加えて給湯することによって得られる給湯設定温度の湯の量とした構成によれば、給湯設定温度に対応する貯湯湯量を的確に求めることができ、利用者は、設定温度の湯を貯湯槽からの湯を用いてどの程度給湯できるかを的確に判断できるので、より一層使い勝手のよい給湯熱源システムを実現できる。 Further, in the present invention, the amount of hot water stored corresponding to the hot water set temperature is the amount of hot water at the hot water set temperature obtained by directly supplying hot water in the hot water tank or by adding water to the hot water in the hot water tank. According to the configuration, the amount of hot water stored corresponding to the hot water set temperature can be accurately determined, and the user can accurately determine how much hot water at the set temperature can be supplied using hot water from the hot water tank. This makes it possible to realize a hot water supply heat source system that is even easier to use.
さらに、本発明において、設定温度対応蓄熱湯量検出部は給湯設定温度が変更されたときには給湯設定温度に対応する貯湯湯量を変更後の給湯設定温度に対応させて換算し、この換算値を貯湯槽蓄熱量表示部が表示する構成によれば、給湯設定温度の変更に対しても的確に対応できる、さらにより一層使い勝手のよい給湯熱源システムを実現できる。 Further, in the present invention, when the hot water set temperature is changed, the set temperature corresponding stored hot water amount detection unit converts the hot water amount corresponding to the hot water set temperature in accordance with the changed hot water set temperature, and converts the converted value into the hot water storage tank. According to the configuration displayed by the heat storage amount display unit, it is possible to realize an even more convenient hot water supply heat source system that can accurately respond to changes in the hot water supply set temperature.
さらに、本発明において、コジェネレーション給湯熱源装置の貯湯槽と発電装置との間に配備された手段によって形成された湯を貯湯槽に蓄積し、この貯湯槽の湯を、貯湯槽に備えられた給湯路を通して給湯先に供給する構成によれば、コジェネレーション給湯熱源装置による湯の蓄積と、貯湯槽からの湯の給湯とを効率的に行うことができる。 Furthermore, in the present invention, hot water formed by means provided between the hot water storage tank of the cogeneration hot water supply heat source device and the power generation device is accumulated in the hot water storage tank, and the hot water of this hot water storage tank is provided in the hot water storage tank. According to the configuration of supplying to the hot water supply destination through the hot water supply path, hot water accumulation by the cogeneration hot water supply heat source device and hot water supply from the hot water storage tank can be performed efficiently.
さらに、本発明において、通水の水を加熱して作成した湯を給湯先に供給する機能を備えた補助給湯熱源装置がコジェネレーション給湯熱源装置と併設されており、コジェネレーション給湯熱源装置の貯湯槽から送水される給湯の通路は補助給湯熱源装置の給水導入口に連通され、前記貯湯槽の湯のみを熱源として給湯を行うときは、貯湯槽の湯を非加熱駆動状態の補助給湯熱源装置を経由して給湯先へ給湯する構成によれば、コジェネレーション給湯熱源装置の貯湯槽からの給湯の通路と補助給湯熱源装置の給水導入口とを連通させることにより、システム構成が簡単な複合システムを形成でき、効率的に給湯を行うことができる。 Furthermore, in the present invention, an auxiliary hot water supply heat source device having a function of supplying hot water created by heating water to the hot water supply destination is provided together with the cogeneration hot water supply heat source device, and the hot water storage of the cogeneration hot water supply heat source device The passage of hot water supplied from the tank is connected to the water supply inlet of the auxiliary hot water supply heat source device, and when hot water is supplied using only the hot water in the hot water storage tank as a heat source, the auxiliary hot water supply heat source device in a state where the hot water in the hot water storage tank is not heated is used. According to the configuration in which hot water is supplied to the hot water supply destination via the hot water supply passage from the hot water storage tank of the cogeneration hot water supply heat source device and the water supply inlet of the auxiliary hot water supply heat source device, a complex system with a simple system configuration can be obtained. It is possible to form hot water efficiently.
さらに、本発明において、貯湯槽内に貯湯されている湯の温度が給湯設定温度より低い温度のときは、貯湯槽の湯を補助給湯熱源装置により加熱して設定温度の湯として給湯先へ給湯する構成と成しており、補助給湯熱源装置が稼働するか否かを区別表示する補助給湯稼働有無区別表示部を有する構成によれば、利用者が、補助給湯熱源装置の稼働の有無を的確に判断することができるようにすることができる。 Furthermore, in the present invention, when the temperature of the hot water stored in the hot water tank is lower than the hot water supply set temperature, the hot water in the hot water tank is heated by the auxiliary hot water supply heat source device to supply hot water to the hot water supply destination as hot water at the set temperature. According to the configuration including the auxiliary hot water supply operation presence / absence distinguishing display section for distinguishing whether or not the auxiliary hot water supply heat source device is operated, the user can accurately determine whether the auxiliary hot water supply heat source device is operating or not. To be able to judge.
さらに、本発明において、貯湯槽内に貯湯されている湯の温度が給湯設定温度より低い温度のときに、設定温度を低く変更することにより貯湯槽内の湯が可能となることを示す表示と貯湯槽内の湯を利用できるようにするための設定温度変更情報を示す表示の少なくとも一方を行う設定温度変更促進関連表示部を有する構成によれば、この表示により利用者に設定温度低下を促し、それにより貯湯槽を熱源として貯湯槽内湯の使用割合を多くすることができるので、より経済的な運転ができる。 Furthermore, in the present invention, when the temperature of the hot water stored in the hot water tank is lower than the hot water set temperature, a display indicating that the hot water in the hot water tank can be obtained by changing the set temperature low According to the configuration having the set temperature change promotion related display unit that performs at least one of the displays indicating the set temperature change information for making the hot water in the hot water tank available, this display prompts the user to lower the set temperature. As a result, the hot water storage tank can be used as a heat source to increase the use ratio of the hot water in the hot water storage tank, so that more economical operation is possible.
さらに、本発明において、発電装置は水素と酸素を反応させて電気を発生する燃料電池とした構成によれば、発電装置を燃料電池とすることによって、環境に悪影響を与える物質を排出することなく、コジェネレーション給湯熱源装置を運転できるので、環境に優しい給湯熱源システムを構築することができる。 Furthermore, in the present invention, according to the configuration in which the power generation device is a fuel cell that reacts hydrogen and oxygen to generate electricity, by using the power generation device as a fuel cell, a substance that adversely affects the environment is not discharged. Since the cogeneration hot water supply heat source device can be operated, an environmentally friendly hot water supply heat source system can be constructed.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図2には、本発明に係る給湯熱源システムの一実施形態例のシステム構成が示されており、図1には、その制御構成が示されている。図2に示すように、本実施形態例は、発電装置1の排熱を利用して貯湯槽2に蓄積した湯を給湯先に給湯するコジェネレーション給湯熱源装置3と、通水の水を加熱して作成した湯を給湯先に供給する補助給湯熱源装置4とを併設した複合的な給湯システムである。給湯先は浴槽を含む複数設けられている。なお、コジェネレーション給湯熱源装置3において、図6と同様の構成についての重複説明は省略または簡略化する。
FIG. 2 shows a system configuration of an embodiment of a hot water supply heat source system according to the present invention, and FIG. 1 shows a control configuration thereof. As shown in FIG. 2, the present embodiment heats the water of the cogeneration hot water supply
本実施形態例で適用している発電装置1は、例えば固体高分子型燃料電池(PEFC)等の燃料電池により形成されており、水の電気分解の逆反応で、都市ガス等の燃料から取り出された水素2H+と空気中の酸素(1/2)O2とを反応させて発電する装置である。
The
コジェネレーション給湯熱源装置3を有するシステムは、省エネルギー効果を奏することが可能なシステムとして注目されており、本実施形態例では、特に、発電装置1を燃料電池により形成することによって、環境に悪影響を与える物質を排出することなく、コジェネレーション給湯熱源装置3を運転でき、環境に優しい給湯熱源システムを構築することができる。
The system having the cogeneration hot water supply
貯湯槽2の容量は特に限定されるものでなく、適宜設定されるものであるが、本実施形態例において、貯湯槽2の容量は例えば200Lであり、貯湯槽2には、互いに間隔を介して貯湯槽内湯水温検出センサ101〜111が設けられている。
The capacity of the
本実施形態例では、コジェネレーション給湯熱源装置3と補助給湯熱源装置4とは、湯水混合ユニット10と接続通路45を介して接続されており、コジェネレーション給湯熱源装置3の給湯路12の出口側には、給湯路12から送水される湯の流量を検出する流量センサ70が設けられている。また、湯水混合ユニット10には給水路11の分岐通路11bが接続されている。
In the present embodiment example, the cogeneration hot water supply
湯水混合ユニット10は、前記給湯路12の開閉を行う湯水開閉弁54と、給湯路12から送水される湯の流量を弁開度によって可変制御する湯水比例弁55と、給水路11から給水される水の流量を弁開度によって可変制御する湯水比例弁56と、接続通路45の入り口側に設けられた流量センサ71とを有している。湯水開閉弁54は電磁弁により、湯水比例弁55,56はギアモータにより形成されている。給湯路12の出口側には湯水温検出センサ120が設けられ、接続通路45の入口側には、湯水温検出センサ118が設けられている。
The hot
補助給湯熱源装置4は、通水の水を加熱して作成した湯を給湯先に供給する機能を備えた装置であり、給湯器5(5a,5b)を有して形成されている。給湯器5(5a,5b)は、それぞれ燃焼室23,24を有している。給湯器5aの燃焼室23内には、バーナ6と、バーナ6の燃焼の給排気を行なう燃焼ファン8と、バーナ6の燃焼により加熱される給湯熱交換器19とが設けられている。また、給湯器5bの燃焼室24内には、バーナ7と、バーナ7の燃焼の給排気を行なう燃焼ファン9と、バーナ7の燃焼により加熱される追い焚き熱交換器25とが設けられている。
The auxiliary hot water supply heat source device 4 is a device having a function of supplying hot water prepared by heating water flowing through water to a hot water supply destination, and has a hot water heater 5 (5a, 5b). The water heater 5 (5a, 5b) has
バーナ6,7には、それぞれのバーナ6,7に燃料を供給するガス管21,22が接続されており、これらのガス管21,22は、ガス管20から分岐形成されている。ガス管20には、ガス開閉弁80が介設されており、ガス管21には、ガス比例弁86とガス開閉弁81,82,83が、ガス管22には、ガス比例弁87とガス開閉弁84,85がそれぞれ介設されている。これらの弁80〜87はいずれも電磁弁により形成されており、ガス開閉弁80〜85は、対応するバーナ6,7への燃料供給・停止を制御し、ガス比例弁86,87は、対応するバーナ6,7への供給燃料量を弁開度でもって制御する。
前記給湯熱交換器19の入口側には給水導入通路18が設けられており、この給水導入通路18は前記接続通路45に接続されている。給水導入通路18の入り口側には、給水導入通路18を流れる湯水の量を検出する流量センサ73が設けられている。
A water
給湯熱交換器19の出口側には給湯通路26が設けられており、給湯通路26の先端側は、分岐通路90と湯水経路切替弁58を介して前記給水導入通路18に接続されている。給湯通路26には、分岐通路90の合流部よりも下流側に出湯湯温検出センサ113が設けられ、給湯熱交換器19側に出湯湯温検出センサ114が設けられている。なお、前記給湯熱交換器19の途中部には過熱防止装置(サーモスタット)115が設けられている。
A hot
前記追い焚き熱交換器25の一端側には往管91の一端側が接続され、往管91の他端側は循環金具97を介して浴槽126に連通接続されている。また、追い焚き熱交換器25の他端側には通路93が接続され、通路93の他端側は循環ポンプ94の吐出口に接続されている。循環ポンプ94の吸入口には戻り管96の一端側が接続され、戻り管96の他端側は前記循環金具97を介して浴槽126に連通接続されている。戻り管96には浴槽湯水温検出センサ127が設けられている。
One end side of the
往管91と追い焚き熱交換器25と通路93と循環ポンプ94と戻り管96とによって、浴槽126の湯水を循環ポンプ94の駆動により循環させて浴槽内の湯水を追い焚きするための追い焚き循環通路99が形成されている。
Reheating for recirculating hot water in the bathtub by circulating the hot water in the
また、前記給湯通路26には、分岐通路90の形成部および出湯湯温検出センサ113の配設部よりも下流側に、給湯熱源から浴槽126への給湯の通路としての風呂用注湯導入通路95が接続され、風呂用注湯導入通路95は、前記通路93に接続されている。風呂用注湯導入通路95には、湯水開閉弁59、逆止弁92、流量センサ74、水位センサ125が設けられている。水位センサ125は、水圧により浴槽126の水位を検出する。
Also, the hot
前記給湯熱交換器19から給湯通路26と風呂用注湯導入通路95、通路93、追い焚き熱交換器25、往管91を順に通って浴槽126に至るまでの通路によって湯張り通路が構成されている。
A hot water filling passage is constituted by the passage from the hot water
なお、図2においては、給湯先として、台所等の給湯場所と浴槽126を示しているが、浴室のシャワー等の適宜の給湯先に湯を供給する、様々な態様の給湯システムを構成できる。
In FIG. 2, a hot water supply place such as a kitchen and a
本実施形態例のシステム構成は以上のように構成されており、次に、図1に示す制御装置44の制御構成について説明する。制御装置44は、蓄熱量検出部35、選択制御部36、燃焼制御部42、時計機構41、設定温度対応蓄熱湯量検出部37を有しており、リモコン等に設けられた貯湯槽蓄熱量表示部38、給湯設定温度設定操作部39、補助給湯稼働有無区別表示部40に接続されている。
The system configuration of this embodiment is configured as described above. Next, the control configuration of the
給湯設定温度設定操作部39は、使用者等による操作に応じて給湯設定温度の設定を操作するものであり、操作用のボタン等を有している。
The hot water supply set temperature
蓄熱量検出部35は、コジェネレーション給湯熱源装置3の稼働状況の蓄熱量検出に関するモニタ情報に基づき、貯湯槽2内の湯の蓄熱量を求めるものである。前記モニタ情報は、例えば貯湯槽内湯水温検出センサ101〜111による検出温度の情報や、発電装置1の稼働時間の情報等である。発電装置1の稼働時間は、例えば発電装置1のオンオフ情報と時計機構41から得られる時間情報とにより得ることができる。なお、排熱湯導入通路14に流量センサを設ければ、この流量センサの情報から発電装置1の稼働時間の情報を得ることもできる。
The heat storage
ここで、貯湯槽2内の湯の蓄熱量に対応する値の求め方の一例を示す。蓄熱量検出部35は、例えば前記モニタ情報として、貯湯槽内湯水温検出センサ101〜111による検出温度の情報を取り込み、貯湯槽内湯水温検出センサ105による検出温度が約60℃であり、貯湯槽内湯水温検出センサ106による検出温度が約20℃であるとすると、図6の破線Aで示したような、貯湯槽2内の水と湯との境界線が貯湯槽内湯水温検出センサ105と貯湯槽内湯水温検出センサ106との間にあり、貯湯槽2内には、約60℃の湯が約80L蓄積されていると判断する。
Here, an example of how to obtain a value corresponding to the heat storage amount of hot water in the
また、蓄熱量検出部35に、発電装置1の稼働による単位時間ごとの湯の蓄積量を予め与えておき、この量が、例えば毎分2Lだとすると、時計機構41から得られる発電装置1の時間情報が30分経過したときに、蓄熱量検出部35は、貯湯槽2内には、約60℃の湯が60L蓄積されていると判断する。このように、蓄熱量検出部35は、時計機構41から得られる発電装置1の稼働時間情報に基づき、貯湯槽2内に蓄積されている湯量を時々刻々と検出することができる。
Moreover, if the amount of hot water accumulated per unit time due to the operation of the
さらに、蓄熱量検出部35は、貯湯槽2内の湯の使用量を、例えば流量センサ70の検出データから算出し、この値を貯湯槽2内に蓄積されている湯量から差し引くことにより、貯湯槽2内に残っている湯量を時々刻々と検出することができるし、湯の蓄積時からの経過時間によって貯湯槽2内に蓄積されている湯の温度を推定することができる。
Further, the heat storage
選択制御部36は、給湯熱源の選択制御部であり、例えば前記蓄熱量検出部35により求められた蓄熱量と給湯設定温度設定操作部39により設定される給湯設定温度に基づいて給湯熱源を選択する。
The selection control unit 36 is a hot water supply heat source selection control unit, and selects, for example, a hot water supply heat source based on the heat storage amount obtained by the heat storage
選択制御部36は、貯湯槽2内の湯温が給湯設定温度以上の場合は、貯湯槽2のみを給湯熱源として選択し、貯湯槽2内の湯を給湯先に給湯する。なお、本実施形態例においては、コジェネレーション給湯熱源装置3の貯湯槽2から送水される給湯の通路(給湯路12)は補助給湯熱源装置4の給水導入口に連通されており、前記貯湯槽2の湯のみを熱源として貯湯槽2内から設定温度以上の湯を送水する時は、貯湯槽2の湯を非加熱駆動状態の補助給湯熱源装置4を経由して給湯先へ給湯する。
When the hot water temperature in the hot
つまり、選択制御部36は、貯湯槽2の湯を熱源として給湯を行うときは、湯水開閉弁54を開き、給湯設定温度と貯湯槽2内の湯の温度が一致する時には、貯湯槽2内の湯を直接、接続通路45を介して補助給湯熱源装置4に送り、貯湯槽2内の湯の温度が給湯設定温度より高いときには、湯水比例弁55、56の開弁量を適宜調節して、貯湯槽2内の湯に、給水通路11からその分岐通路11bを介して給水される水と混合して設定温度の湯として補助給湯熱源装置4に送る。そして、補助給湯熱源装置4は非加熱駆動状態のまま、前記貯湯槽2側から送られた湯を給湯先に給湯する。
That is, the selection control unit 36 opens the hot water on / off
なお、上記のように、補助給湯熱源装置4に導入された設定温度の湯を非加熱駆動状態のまま給湯先に給湯するときは、湯水経路切替弁58を切替えて分岐通路90を通して台所等の適宜の給湯先へ給湯したり、湯水開閉弁59を開き、風呂用注湯導入通路95と前記湯張り通路を通して湯張りしたりして、適宜給湯が行われる。
As described above, when hot water having a set temperature introduced into the auxiliary hot water supply heat source device 4 is supplied to the hot water supply destination in a non-heated driving state, the hot water
また、選択制御部36は、貯湯槽2内の湯温が給湯設定温度より低い場合は、貯湯槽2を給湯熱源として選択し、かつ、貯湯槽2から補助給湯熱源装置4に導入される湯を補助給湯熱源装置4により加熱するように、燃焼制御部42に指示する。このように、本実施形態例では、貯湯槽2内に貯湯されている湯の温度が給湯設定温度より低い温度のときは、貯湯槽2の湯を補助給湯熱源装置4により加熱して設定温度の湯として給湯先へ給湯する構成と成している。
In addition, when the hot water temperature in the hot
燃焼制御部42は、前記選択制御部36が補助給湯熱源装置4の運転指示を行った時には、流量センサ73の検出流量を参照しながら、ガス開閉弁81,82,83の少なくとも一つを開き、ガス比例弁86の開弁量を調節してバーナ6に供給されるガス量を調節すると共に、燃焼ファン8の風量調節を行い、給湯熱交換器19を通って出湯される湯が設定温度の湯となるようにバーナ6の燃焼制御を行う。
The
なお、本実施形態例において、貯湯槽2内に貯湯されている湯の温度が給湯設定温度より低い温度のときに、給湯設定温度を低くする方向に変更すれば、補助給湯熱源装置4の稼働無しに、貯湯槽2内の湯を直接利用できる場合には、設定温度を低く変更することにより貯湯槽2内の湯が可能となることを示す表示と、貯湯槽2内の湯を利用できるようにするための設定温度変更情報を示す表示の少なくとも一方を行う設定温度変更促進関連表示部を設けてもよい。
In the present embodiment, when the temperature of the hot water stored in the
この場合、設定温度変更促進関連表示部は、例えば、設定温度を低く変更することにより貯湯槽2内の湯が可能となることを示す表示として、給湯設定温度低下促進用のランプの点灯、点滅等を行ったり、貯湯槽2内の湯を利用できるようにするための設定温度変更情報を示す表示として、“設定温度を2℃下げると貯湯槽を利用できますよ。”といったような文字表示を行ったりすればよい。
In this case, the set temperature change promotion related display unit turns on and blinks a lamp for promoting a decrease in hot water set temperature, for example, as a display indicating that hot water in the
設定温度対応蓄熱湯量検出部37は、蓄熱量検出部35により検出した蓄熱量に基づいて給湯設定温度に対応する貯湯湯量を求める。本実施形態例において、給湯設定温度に対応する貯湯湯量は、貯湯槽2内の湯を直接給湯するまたは貯湯槽2内の湯に水を加えて給湯することによって得られる給湯設定温度の湯の量としており、以下の式(1)により求められる。
The set temperature-corresponding stored hot water
設定温度対応の蓄熱量Qs=Qt×(Tt−Tw)/(Ts−Tw)・・・・・(1) Heat storage amount corresponding to set temperature Qs = Qt × (Tt−Tw) / (Ts−Tw) (1)
ここで、Qtは貯湯槽内温度での蓄熱量(貯湯槽内の湯の温度における貯湯湯量)、Ttは貯湯槽内の湯の温度、Tsは給湯設定温度、Twは給水温度をそれぞれ示す。 Here, Qt is the amount of heat stored at the temperature in the hot water tank (the amount of hot water stored at the temperature of the hot water in the hot water tank), Tt is the temperature of the hot water in the hot water tank, Ts is the set hot water temperature, and Tw is the hot water temperature.
貯湯槽蓄熱量表示部38は、設定温度対応蓄熱湯量検出部37により求めた貯湯湯量を設定温度対応の蓄熱量として表示する。また、前記設定温度対応蓄熱湯量検出部37は、給湯設定温度設定操作部39の操作によって給湯設定温度が変更されたときには、給湯設定温度に対応する貯湯湯量を変更後の給湯設定温度に対応させて換算し、この換算値を貯湯槽蓄熱量表示部38が表示する。これらの表示の仕方は、例えば図7(a)、(b)に示したような、文字表示やグラフィック表示等の適宜の表示を適用できる。
The hot water storage tank heat storage
例えば、表1には、貯湯槽2内の湯の温度(蓄熱温度)と湯量に対する蓄熱量表示が、システムの動きと共に、従来システムと比較して示されている。ここで、従来システムは、50℃以上の湯の量を蓄熱量として表示する構成としており、本実施形態例の蓄熱量表示のための、設定温度対応貯湯湯量の計算は、給水温度は15℃として求めている。 For example, in Table 1, the temperature of the hot water in the hot water tank 2 (heat storage temperature) and the heat storage amount display with respect to the amount of hot water are shown in comparison with the conventional system along with the movement of the system. Here, the conventional system is configured to display the amount of hot water of 50 ° C. or more as the heat storage amount, and the calculation of the hot water storage amount corresponding to the set temperature for the heat storage amount display of the present embodiment example is as follows. Asking.
補助給湯稼働有無区別表示部40は、選択制御部36の給湯熱源選択信号を取り込み、補助給湯熱源装置4が稼働するか否かを区別表示する。つまり、補助給湯稼働有無区別表示部40は、例えば表1において、区別表示が○となっている場合、補助給湯熱源装置4が稼働することが分かるような適宜の表示(例えばランプの点灯、点滅、文字表示等)を行う。
The auxiliary hot water supply operation presence / absence distinguishing
本実施形態例は以上のように構成されており、蓄熱量検出部35がコジェネレーション給湯熱源装置3の稼働状況の蓄熱量検出に関するモニタ情報に基づき貯湯槽2内の湯の蓄熱量を求め、この蓄熱量に基づいて、設定温度対応蓄熱湯量検出部37が給湯設定温度に対応する貯湯湯量を求める。
The present embodiment is configured as described above, and the heat storage
そして、この値を設定温度対応の蓄熱量として貯湯槽蓄熱量表示部38が表示する。この値は、貯湯槽2内の湯を直接給湯するまたは貯湯槽2内の湯に水を加えて給湯することによって得られる給湯設定温度の湯の量としており、例えば表1に示したように、給湯設定温度に対応する貯湯湯量を的確に求めることができるので、利用者は、貯湯槽2内の湯がどの程度の量であるかを設定温度に対応させて的確に判断することができる。
The hot water storage heat storage
つまり、本実施形態例によれば、貯湯槽2内に貯湯されている湯を利用して、給湯設定温度の湯をどの程度給湯できるかを、利用者が、迅速、かつ、的確に判断することができ、非常に使い勝手のよい給湯熱源システムを実現できる。
That is, according to the present embodiment, the user quickly and accurately determines how much hot water at the hot water supply set temperature can be supplied using the hot water stored in the hot
また、本実施形態例では、設定温度対応蓄熱湯量検出部37は、給湯設定温度が変更されたときには給湯設定温度に対応する貯湯湯量を変更後の給湯設定温度に対応させて換算し、この換算値を貯湯槽蓄熱量表示部38が表示するので、給湯設定温度の変更に対しても的確に対応できる、さらにより一層使い勝手のよい給湯熱源システムを実現できる。
Further, in the present embodiment example, when the hot water set temperature is changed, the set temperature corresponding stored hot water
さらに、本実施形態例によれば、補助給湯稼働有無区別表示部40が、補助給湯熱源装置4が稼働するか否かを区別表示するので、利用者は、補助給湯熱源装置4の稼働の有無を的確に判断することができる。
Furthermore, according to the present embodiment example, the auxiliary hot water supply operation presence / absence distinguishing
さらに、本実施形態例によれば、コジェネレーション給湯熱源装置3の貯湯槽2と発電装置1との間に配備された手段によって形成された湯を貯湯槽に蓄積し、この貯湯槽2の湯を、貯湯槽2に備えられた給湯路を通して給湯先に供給するので、コジェネレーション給湯熱源装置3による湯の蓄積と、貯湯槽2からの湯の給湯とを効率的に行うことができる。
Furthermore, according to this embodiment, the hot water formed by the means arranged between the hot
さらに、本実施形態例によれば、コジェネレーション給湯熱源装置3と補助給湯熱源装置4とを有する複合的な給湯熱源システムであるので、コジェネレーション給湯熱源装置3を給湯熱源とする給湯動作を行うことで省エネルギー化が可能な給湯熱源システムを実現できる。
Furthermore, according to this embodiment, since it is a complex hot water supply heat source system having the cogeneration hot water supply
さらに、本実施形態例によれば、コジェネレーション給湯熱源装置3の貯湯槽2から送水される給湯の通路(給湯路12)が補助給湯熱源装置4の給水導入口に連通され、貯湯槽2の湯のみを熱源として給湯を行うときは、貯湯槽2の湯を非加熱駆動状態の補助給湯熱源装置4を経由して給湯先へ給湯するので、コジェネレーション給湯熱源装置3の貯湯槽2から送水される給湯の通路と補助給湯熱源装置4の給水導入口とを連通させることによりシステム構成が簡単な複合給湯熱源システムを形成でき、効率的に給湯を行うことができる。
Furthermore, according to the present embodiment, a hot water supply passage (hot water supply path 12) fed from the hot
なお、本発明は上記実施形態例に限定されることはなく、様々な態様を採り得る。例えば、上記実施形態例では、補助給湯稼働有無区別表示部40を設け、補助給湯熱源装置4が稼働するか否かを区別表示したが、補助給湯熱源装置4は省略することもできる。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can take various aspects. For example, in the above embodiment, the auxiliary hot water supply operation presence / absence distinguishing
また、上記実施形態例では、コジェネレーション給湯熱源装置3は、1つの貯湯槽2を有する構成としたが、図3に示すように、複数の貯湯槽2を直列に接続してコジェネレーション給湯熱源装置3を形成してもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the cogeneration hot water supply
さらに、上記実施形態例では、コジェネレーション給湯熱源装置3の発電装置1は燃料電池としたが、発電装置1にはガスタービン発電装置やディーゼルエンジン発電装置等を適用することができ、発電システムの排熱を用いて貯湯槽2内への蓄熱を行えばよい。発電装置1の燃料や構成は特に限定されるものでなく、適宜設定されるものである。
Furthermore, in the above embodiment, the
さらに、上記実施形態例では、コジェネレーション給湯熱源装置3の貯湯槽2と発電装置1との間には発電装置1の排熱を利用して貯湯槽2内の水を加熱して湯にする手段を配備したが、図4(a)、(b)に示すように、発電装置1の排熱吸収流体の熱を利用して貯湯槽2内の水を加熱して湯にする手段を配備して、該手段によって形成された湯を貯湯槽2に蓄積してもよい。
Further, in the above embodiment, the water in the hot
図4(a)に示す構成は、発電装置1の排熱吸収流体を循環させる循環管路66を貯湯槽2内に通し、排熱吸収流体と貯湯槽2内の水との間で熱交換を行って、貯湯槽2内の水を湯にする。また、このとき、排熱吸収流体は、その熱を貯湯槽2内の水に与えることにより、冷却され、排熱吸収流体は冷却流体となって発電装置1に送られるものである。
In the configuration shown in FIG. 4A, a
また、図4(b)に示す構成は、貯湯槽2と発電装置1との間に、例えば銅板等によって形成した熱交換部材67を設け、発電装置1の排熱吸収流体を循環させる循環管路66を熱交換部材67に通し、また、熱交換部材67には、貯湯槽2内の水を循環させる循環管路68を設け、熱交換部材67を介し、循環管路66を通る排熱吸収流体と循環管路68を通る水との間で熱交換させる。つまり、熱交換部材67を介し、排熱吸収流体の熱を、循環管路68を通る貯湯槽2内の水に与えて貯湯槽2内の水を湯にし、このとき、排熱吸収流体を冷却して冷却流体とするものである。
The configuration shown in FIG. 4B is a circulation pipe in which a
また、上記実施形態例では、給水路11を、湯水混合ユニット10を介して補助給湯熱源装置4の給水導入通路18に接続したが、図5(a)に示すように、給水路11を、弁69を介して給湯通路26側に接続してもよいし、図5(b)に示すように、給水路11を、弁69を介して、給水導入通路18と給湯通路26の両方に接続してもよい。
In the above embodiment, the
さらに、上記実施形態例では、コジェネレーション給湯熱源装置3の貯湯槽2の給湯路12を、湯水混合ユニット10と接続通路45を介して補助給湯熱源装置4の給水導入口に連通したが、本発明は、コジェネレーション給湯熱源装置3と補助給湯熱源装置4とを別個に設けて併設してもよい。
Further, in the above embodiment, the hot
さらに、上記実施形態例では、コジェネレーション給湯熱源装置3と補助給湯熱源装置4とを有する複合的な給湯システムとしたが、補助給湯熱源装置4を省略した給湯システムとしてもよい。この場合、例えば選択制御部36等の、複合給湯システムに特有の構成は省略される。
Furthermore, in the said embodiment, although it was set as the composite hot water supply system which has the cogeneration hot water supply
1 発電装置
2 貯湯槽
3 コジェネレーション給湯熱源装置
4 補助給湯熱源装置
5 給湯器
35 蓄熱量検出部
36 選択制御部
37 設定温度対応蓄熱湯量検出部
38 貯湯槽蓄熱量表示部
39 給湯設定温度設定操作部
40 補助給湯稼働有無区別表示部
41 時計機構
42 燃焼制御部
44 制御装置
70,73 流量センサ
DESCRIPTION OF
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- 2004-04-26 JP JP2004129975A patent/JP2005308371A/en active Pending
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