JP2006132828A - コージェネレーションシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 必要とされている省エネルギーのレベルに合わせて、コージェネレーションシステムの合理的運用方法を案内するコージェネレーションシステムを提供する。
【解決手段】 低いレベルの省エネルギーを実現しようとする通常モードと、高いレベルの省エネルギーを実現しようとする節約モードと、通常モードと節約モードの中間レベルの省エネルギーを実現しようとする合理的モードの３つの省エネモードを備えており、３つの省エネモードから使用者が選択して設定する。選択された省エネモードによって、システムがアドバイスする内容が異なっており、このアドバイスに従ってシステムを運転させることによって、使用者が望むレベルの省エネルギーを実現させることができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、運転計画に従って発電し、発電に伴って発生した熱で水を加熱し、加熱した温水を貯湯しておき、貯湯しておいた温水を必要時に給湯し、貯湯しておいた温水が不足する場合には水を加熱して給湯するコージェネレーションシステムに関する。特に、コージェネレーションシステムの合理的な運用方法を使用者に案内することによって、安価に快適に生活できるように案内する技術に関する。

コージェネレーションシステムは、電力と発電熱を発生する発電ユニットと、発電熱で水を加熱する加熱経路と、加熱した温水を貯湯しておく貯湯槽と、貯湯槽に貯湯しておいた温水と水道水（冷水）を混合する混合ユニットと、混合ユニットを通過した水を必要に応じて加熱する加熱器を備えている。コージェネレーションシステムは、発電熱で加熱して貯湯槽に貯湯しておいた温水を、必要時に適温に調温して温水利用箇所（給湯栓、浴槽、シャワー、床暖房システム等）に温水や熱を供給する。温水利用箇所で必要とする温水温度よりも高温の温水が貯湯槽に貯湯されていれば、貯湯槽から送り出される温水と水道水（冷水）を混合ユニットで混合することによって必要温度に冷却する。温水利用箇所で必要とする温水温度よりも低温の温水が貯湯槽に貯湯されていれば、加熱器で加熱して給湯する。加熱器で加熱する場合でも、水道水を加熱する場合に比して、必要な熱量は少なくて済む。コージェネレーションシステムは、総合的なエネルギー効率が高く、発電した電力とそれに伴って発生した熱を有効に活用すると、必要な電力と温水加熱用の燃料を別々に購入するよりも安価に快適に生活することが可能となる。あるいは電力で温水に加熱する場合よりも安価に快適に生活することが可能となる。

コージェネレーションシステムは、発電出力をそれほど短時間のうちには増減することができない。瞬時瞬時の電力需要の変動に応じて発電量を増減することはできない。電力需要と発電出力の差は、売電または買電で対応する。
コージェネレーションシステムには、電力需要の時間的変化に概ね対応するように発電出力が時間的に増減されるようにするために、過去の電力需要と熱需要の実績に基づいてコージェネレーションシステムの運転計画を立案する手段が設けられている。例えば、自宅で過ごす時間が長い家庭のコージェネレーションシステムでは、夏季のエアコン用電力需要に応えるために、夏季の日中にもコージェネレーションシステムを運転する運転計画が立案される。日中に不在となることが多い家庭のコージェネレーションシステムでは、日中にはコージェネレーションシステムを運転しない運転計画が立案される。
コージェネレーションシステムは、電力と熱の双方が有効に活用される場合に、その真価を発揮する。その一方において、物理的制約から最大貯湯量は有限であり、最大貯湯量まで貯湯された後もコージェネレーションシステムの運転を続けると、それ以上には蓄熱できず、発電熱が有効に利用されなくなってしまう。

コージェネレーションシステムの真価を発揮させるためには、それなりの知恵が必要とされる。上手に運用する場合と下手に運用する場合とでは、必要なランニングコストが相違してくる。例えば、夏季の日中にもコージェネレーションシステムを運転する場合、夕方には最大貯湯量まで貯湯されることが多いであろう。この場合、夕方に浴槽に湯張りすると、それによって貯湯量が減少してその後に貯湯可能な蓄熱量が復活し、夕方以降もコージェネレーションシステムの真価を発揮させることができる。それに対し、実際の入浴時刻まで待って浴槽に湯張りすると、最大貯湯量まで貯湯した以降にはコージェネレーションシステムの真価が発揮されず、むしろ買電したほうが安価にすむことがあろう。給湯時刻を調整することによって、コージェネレーションシステムに真価を発揮させ、買電するよりも安価に快適に生活することが可能となる。
同様のことが電力需要の時間帯に言える。調理や後片付けのための温水利用に先立って掃除や洗濯を終えるようにすると、掃除や洗濯のための電力需要によって温水が得られ、その温水をその後に利用する関係を得ることができ、コージェネレーションシステムに真価を発揮させることができる。それが逆の時間関係となると、温水利用時には十分に貯湯されていないために加熱器で加熱し、その後に、実際には利用されない温水を貯湯することになりかねない。コージェネレーションシステムを利用する場合、電力需要と温水需要の時間関係がうまく調整されていると、コージェネレーションシステムに真価を発揮させて買電するよりも安価に快適に生活できる一方、電力需要と温水需要の時間関係がうまく調整されていないと、コージェネレーションシステムの真価を発揮することができず、買電した方が安価となってしまうことがある。

特許文献1に記載のコージェネレーションシステムでは、運転実績を蓄積記憶し、その運転実績を分析し、１日単位で見たときに発電に伴う蓄熱量で熱需要を賄い得るか否かを表示する。蓄熱量では熱需要を賄い得ないと表示されれば、使用者が温水の消費量を抑制することによって、コージェネレーションシステムの真価が発揮される範囲内でコージェネレーションシステムを運転することが可能となる。蓄熱量で熱需要を賄い得ると表示されれば、使用者が温水の消費量を抑制する努力を解除することができ、例えば省エネルギーのために温水床暖房の設定温度を低めに設定しているのを快適な温度にまで上昇させてもよいことを知ることができる。

特開２０００−８８４８２号公報

上述のように、コージェネレーションシステムを利用する場合、電力需要と温水需要の時間関係がうまく調整されていると、コージェネレーションシステムの真価を発揮することができ、買電するよりも安価に快適に生活できる。電力需要と温水需要の時間関係がうまく調整されていないと、コージェネレーションシステムの真価を発揮させることができず、買電した方が安価となってしまうことがある。
特許文献１の技術では、１日単位で見たときに発電に伴う蓄熱量で熱需要を賄い得るか否かを表示するが、それに留まっており、コージェネレーションシステムの真価を発揮させるのに有益な電力需要と温水需要の時間関係を案内するものでない。特許文献１の技術では、例えば夕方に浴槽に湯張りすると、その後もコージェネレーションシステムを高い効率で運転し続けられることを案内しない。あるいは、掃除や洗濯の時刻を早めることによってコージェネレーションシステムの効率が改善されることを案内しない。
省エネルギーにも様々な段階が存在する。少々の不自由があってもできる限りエネルギーの消費量を減少させたいとする強度の省エネルギーもあれば、使用感を損ねない範囲内で合理的にコージェネレーションシステムを運転する弱度の省エネルギーもある。
コージェネレーションシステムの合理的運用方法は、必要とされている省エネルギーのレベルによって相違してくる。
特許文献１のコージェネレーションシステムでは、１日単位で見たときに発電に伴う蓄熱量で熱需要を賄い得るか否かを表示することに留まっており、コージェネレーションシステムの真価を発揮させるのに有益な電力需要と温水需要の時間関係を案内するものではない。必要とされている省エネルギーのレベルに的確なコージェネレーションシステムの運用方法を案内することができない。
本発明は、必要とされている省エネルギーのレベルに合わせて、コージェネレーションシステムの合理的運用方法を案内するコージェネレーションシステムを提供することを目的とする。

本発明は、運転計画に従って発電し、発電に伴って発生した熱で水を加熱し、加熱した温水を貯湯しておき、貯湯しておいた温水を必要時に給湯し、貯湯しておいた温水が不足する場合には水を加熱して給湯するコージェネレーションシステムに関する。本発明のコージェネレーションシステムは、コージェネレーションシステムの運転実績を蓄積記憶している記憶手段と、その記憶手段が蓄積記憶している運転実績に基づいてコージェネレーションシステムの運転計画を立案する手段と、省エネルギーレベルを入力する手段と、立案手段によって立案した運転計画と入力手段によって入力した省エネルギーレベルに基づいてコージェネレーションシステムの合理的運用方法を案内する案内手段を備えている。
本発明によると、過去の運転実績に基づいてコージェネレーションシステムの運転計画が立案される。それに対して、省エネルギーレベルに基づいてコージェネレーションシステムの合理的運用方法を案内する表示が示される。
使用者が案内に従って運用すると、コージェネレーションシステムの真価を発揮させる側に運用を改善することが可能となる。このとき、使用者が希望する省エネルギーレベルが勘案される。例えば、快適性を損ねない範囲内での省エネルギーを希望しており、一時的に最大蓄熱量となる場合には、浴槽への湯張り時間を早めることによってそれ以上には蓄熱できない事態が発生することを防止する運用が案内される。強度の省エネルギーを希望している場合には、蓄熱量が最大蓄熱量に至る時刻以前の電力消費を抑えることによってコージェネレーションシステムの効率が改善されることを案内する。強度の省エネルギーを希望しており、一日の終了時に蓄熱量がゼロとなる場合には、シャワー等の際の温水使用量を減少させる運用が案内される。

浴槽湯張り運転の時刻を予約する手段と、その予約手段によって予約した浴槽湯張り運転の予約時刻に基づいて運転計画を修正する手段が付加されていることが好ましい。
運転計画立案手段は、コージェネレーションシステムの過去の運転実績に基づいて運転計画を立案する。浴槽への湯張り量は最大蓄熱量に対して相当な量となり、浴槽湯張り運転の実施時刻によって蓄熱量の変化パターンは大きく変化する。前記したように、一時的に最大蓄熱量となる場合には、浴槽への湯張り時刻を早める案内がなされる。その案内に従って使用者は浴槽湯張り時刻を予約することができる。予約手段によって予約された湯張り運転の予約時刻が実績時刻から相違する場合には、その予約時刻に基づいて運転計画を修正することが好ましい。修正することによって、より合理的な運転計画に修正することができる。

浴槽湯張り運転の予約時刻に基づいて運転計画を修正する場合に、修正した運転計画に基づいてコージェネレーションシステムの運用方法を再度案内する再案内手段が付加されていることが好ましい。
例えば、実績に基づいた運転計画によると夕方に最大蓄熱量となってそれ以上には蓄熱不能となることがある。その場合、最初の案内時には、「最大蓄熱量となるよりも以前の時刻に浴槽湯張り運転の時刻を予約する」ように案内する。その案内に応じて使用者が浴槽湯張り運転の時刻を予約すると、最大蓄熱量となってそれ以上には発電熱を蓄熱することができなくなる事態の発生を防止することができる。運転計画立案手段はそれに応じて運転計画を修正する。これによって夕方以降も発電熱を蓄熱することが可能なる。この結果、コージェネレーションシステムの発電量が増大する。コージェネレーションシステムの発電量が増大した結果、熱需要以上に蓄熱される場合には、例えば「電気で暖房しているのに代えて温水で暖房する」運用を再度案内する。この結果、電力需要と熱需要のバランスがコージェネレーションシステムに適したバランスに改善され、コージェネレーションシステムの真価がますます発揮される運用に改善される。

以下、本発明の好適な実施形態を説明する。
（形態１） 省エネルギーの３段階を有しており、それぞれのレベルに応じて運用方法を案内する。
（形態２） その３つのレベルは、
（１）使用感を損ねない範囲で省エネルギーを実現する通常モード（弱い省エネルギーレベル）と、
（２）使用感を多少は犠牲にしても省エネルギーを実現する節約モード（強い省エネルギーレベル）と、
（３）両者の中間のレベルの省エネルギーを実現する合理的モード（中間の省エネルギーレベル）である。
（形態３） システムの運用方法を下記の場合に分けて案内する；
（１）システムの運転終了時には蓄熱量が余るが、一時的には蓄熱量が不足する場合。
（２）システムの運転終了時に蓄熱量が余るのみならず、途中で最大蓄熱量になってそれ以上には蓄熱できなくなる場合。
（３）システムの運転終了時に蓄熱量が余るが、（１）（２）には該当しない場合。
（４）システムの運転終了時に蓄熱量が不足する場合。

本発明のコージェネレーションシステムを具現化した実施例を図面を参照しながら説明する。
本実施例のコージェネレーションシステムは、図１に示すように、発電ユニット１１０と給湯システム１０等を備えている。
発電ユニット１１０は、改質器１１２、燃料電池１１４、熱交換器１１６、１１８、熱媒放熱器１２０、熱媒三方弁１２２、それらを接続する経路等を備えている。
改質器１１２には、バーナ１３１が設けられている。バーナ１３１が作動して熱を発生すると、改質器１１２は炭化水素系のガスから水素ガスを生成する。バーナ１３１で燃焼した高温の燃焼ガスは燃焼ガス経路１２６に導かれる。燃焼ガス経路１２６は、改質器１１２から熱交換器１１６を通過して外部に開放されている。熱交換器１１６には、循環経路１２８も通過している。燃焼ガス経路１２６は、バーナ１３１で発生した高温の燃焼ガスを熱交換器１１６に導き、循環経路１２８を流れる水を加熱し、熱交換によって温度が低下した燃焼ガスを外部に排出する。
循環経路１２８は、循環復路１２８ａと、循環往路１２８ｂから構成されており、給湯システム１０と接続されている。循環経路１２８が給湯システム１０にどのように接続されているのかについては、後で詳細に説明する。循環経路１２８は温水を流通させる。循環経路１２８を流れる温水は、熱交換器１１６を通過することによって燃焼ガス経路１２６を流れる燃焼ガスによって加熱され、温度が上昇する。

燃料電池１１４は複数のセルを有している。燃料電池１１４と改質器１１２は水素ガス供給経路１２１によって接続されている。改質器１１４で生成された水素ガスは、水素ガス供給経路１２１を流れて燃料電池１１４に供給される。燃料電池１１４は、改質器１１２から供給された水素ガスと、空気中の酸素とを反応させて発電を行なう。燃料電池１１４は発電すると発電熱を発生する。
熱媒循環経路１２４は、燃料電池１１４、熱交換器１１８、リザーブタンク１２５、熱媒ポンプ１２７、熱媒三方弁１２２を通って燃料電池１１４に戻る循環経路を形成している。熱媒循環経路１２４の燃料電池１１４の下流側には、熱媒温度センサ１１７が装着されている。熱媒温度センサ１１７は、熱媒循環経路１２４を流れる熱媒の温度を検出する。熱媒温度センサ１１７の検出信号は、給湯システム１０に装着されているコントローラ２１に出力される。
熱媒三方弁１２２は、１つの入口１２２ａと、２つの出口１２２ｂ，１２２ｃを備えている。熱媒三方弁１２２は、入口１２２ａと出口１２２ｂを連通させるか、入口１２２ａと出口１２２ｃを連通させるかを切換える。
熱媒三方弁１２２の出口１２２ｂと、熱媒循環経路１２４の熱媒三方弁１２２の出口１２２ｃの下流側とを接続する冷却経路１２９が設けられている。熱媒循環経路１２４と冷却経路１２９は熱媒としての純水を流通させる。冷却経路１２９の途中には熱媒放熱器１２０が装着されている。熱媒放熱器１２０に隣接して熱媒冷却ファン１１９が設けられている。熱媒冷却ファン１１９を運転すると、空気が熱媒放熱器１２０に吹付けられ、冷却経路１２９を流れる熱媒が冷却される。
改質器１１２、燃料電池１１４、バーナ１３１、熱媒三方弁１２２、熱媒ポンプ１２７、熱媒冷却ファン１１９は、コントローラ２１によって制御される。

燃料電池１１４が作動すると、熱媒三方弁１２２の入口１２２ａと出口１２２ｃが連通されるとともに、熱媒ポンプ１２７が運転される。熱媒ポンプ１２７が運転されると、熱媒循環経路１２４を熱媒が循環する。熱媒循環経路１２４を熱媒が循環することにより、燃料電池１１４から発電熱が回収される。熱媒によって回収された発電熱は、熱媒とともに熱交換器１１８まで運ばれ、循環経路１２８を流れる温水を加熱する。循環経路１２８については後述する。
熱媒温度センサ１１７が検出した熱媒温度が高くなりすぎると、発電熱の回収が不十分となってしまうため、発電熱の放熱を行なう。熱媒三方弁１２２の入口１２２ａと出口１２２ｂが連通され、同時に熱媒冷却ファン１１９が運転される。熱媒三方弁１２２の入口１２２ａと出口１２２ｂが連通されると、熱媒は冷却経路１２９に流入し、熱媒放熱器１２０を通過する。熱媒は、熱媒放熱器１２０を通過することによって冷却される。熱媒放熱器１２０は、熱媒冷却ファン１１９から空気が吹付けられることにより、高い効率で熱を放熱する。熱媒の温度が低下すると、熱媒三方弁１２２の入口１２２ａと出口１２２ｃが再び連通される。このような熱媒三方弁１２２の切換えが繰返されることにより、熱媒の温度は、所定範囲内に維持される。

給湯システム１０は、貯湯槽２０、給湯器（加熱器）２２、ミキシングユニット（混合器）２４、これらを連通する複数の経路、コントローラ２１等を備えている。
貯湯槽２０の底部には、貯湯槽２０に水道水を給水する給水経路２６が接続されている。給水経路２６の入口２６ａの近傍には、減圧弁２８が装着されている。給水経路２６の減圧弁２８の下流側とミキシングユニット２４の給水入口２４ａは、ミキシングユニット給水経路３０によって接続されている。減圧弁２８は、貯湯槽２０とミキシングユニット２４への給水圧力を調整する。貯湯槽２０内の温水が減少したり、ミキシングユニット２４の給水入口２４ａが開いたりすると、減圧弁２８の下流側圧力が低下する。減圧弁２８は、下流側圧力が低下すると開き、その圧力を所定の調圧値に維持しようとする。このため、貯湯槽２０内の温水が減少したり、ミキシングユニット２４の給水入口２４ａが開いたりすると、それらに水道水が給水される。
貯湯槽２０には、調圧値に調圧された水が貯められる。貯湯槽２０は、調圧値に耐えられる耐圧容器で形成されている。貯湯槽２０の上部には出口部２０ａが設けられており、さらにその上にリリーフ弁３１が装着されている。リリーフ弁３１の開弁圧力は、減圧弁２８の調圧値よりも僅かに大きく設定されている。減圧弁２８の調圧が不能になった場合には、リリーフ弁３１が開き、貯湯槽２０内の圧力が耐圧々力を超えるのを防止する。リリーフ弁３１には、圧力開放経路３２の一端３２ａが接続されている。圧力開放経路３２の他端３２ｂは貯湯槽２０の外部に開放されている。
貯湯槽２０の底部と、圧力開放経路３２の他端３２ｂ近傍を接続する排水経路３３が設けられている。排水経路３３の途中には排水弁３４が装着されている。排水弁３４は手動で開閉することができる。排水弁３４を開くと、貯湯槽２０内の水が排水経路３３と開放経路３２を通って外部に排水される。

貯湯槽２０は、発電ユニット１１０の循環経路１２８（循環復路１２８ａ、循環往路１２８ｂ）と接続されている。詳しくは、循環復路１２８ａが貯湯槽２０の上部に接続され、循環往路１２８ｂが貯湯槽２０の下部に接続されている。これによって、貯湯槽２０と発電ユニット１１０との間の循環経路が形成されている。循環往路１２８ｂの途中には循環ポンプ４０が装着されている。循環復路１２８ａに復路サーミスタ４５が取付けられ、循環往路１２８ｂに往路サーミスタ４４が取付けられている。復路サーミスタ４５は循環復路１２８ａ内の温水の温度を検出し、往路サーミスタ４４は循環往路１２８ｂ内の温水の温度を検出する。復路サーミスタ４５と往路サーミスタ４４の検出信号はコントローラ２１に出力される。
循環ポンプ４０が作動すると、貯湯槽２０の底部から温水が吸出される。貯湯槽２０から吸出された温水は、循環往路１２８ｂを流れてから発電ユニット１１０の熱交換器１１８、１１６を通過することによって加熱されて温度が上昇する。温度が上昇した温水は、循環復路１２８ａを流れて貯湯槽２０の上部に戻される。このように、貯湯槽２０の底部から吸出された温水が、発電ユニット１１０の熱交換器１１８、１１６によって加熱されてさらに高温になり、貯湯槽２０の上部に戻される循環が行われることにより、貯湯槽２０に高温の温水が貯えられる。貯湯槽２０内の温度が低い状態から、貯湯槽２０に発電ユニット１１０からの高温の温水が戻されると、貯湯槽２０の上部に高温の温水が戻されることから、冷水層の上部に高温層が積層した状態（以下、「温度成層」と言う）が形成される。高温層よりも深い部分の水の温度は急激に低下する。発電中に、貯湯槽２０の底部から低温の温水が吸出され、上部に高温の温水が戻され続けると、高温層は低温層と交じり合うことなく、低温層の厚さ（深さ）は次第に小さくなり、高温層の厚さ（深さ）は次第に大きくなる。貯湯槽２０にフルに蓄熱された状態では、貯湯槽２０の全体に高温の温水が貯まった状態になる。温度成層が形成されることにより、貯湯槽２０にフルに蓄熱が行われていなくても、貯湯槽２０の最上部に設けられている出口部２０ａからは、高温の温水が送り出される。一方、貯湯槽２０の温水が利用されると、貯湯槽２０の上部の高温の温水が吸出され、底部から水道水が入水すると、高温層の厚さ（深さ）は次第に小さくなり、低温層の厚さ（深さ）は次第に大きくなる。貯湯槽２０内の温水を使い切ると、貯湯槽２０内は水道水で満たされた状態となる。

コントローラ２１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えており、ＣＰＵがＲＯＭに格納されている制御プログラムを処理することによって、発電ユニット１１０と給湯システム１０を制御する。ＲＡＭには、コントローラ２１に入力される各種信号や、ＣＰＵが処理を実行する過程で生成される種々のデータが一時的に記憶される。コントローラ２１にはリモコン２３が接続されている。リモコン２３には、発電ユニット１１０と給湯システム１０を操作するためのスイッチやボタン、発電ユニット１１０と給湯システム１０の動作状態を表示するとともに後記する運用方法を表示する液晶表示器等が設けられている。

貯湯槽２０の上部から５リットルの箇所に上部サーミスタ３５が取付けられ、下部に下部サーミスタ３６が取付けられている。上部サーミスタ３５と下部サーミスタ３６は、貯湯槽２０内の温度を検出する。上部サーミスタ３５と下部サーミスタ３６の検出信号は、コントローラ２１に出力される。上部サーミスタ３５の検出温度と下部サーミスタ３６の検出温度は、湯温制御に利用される他、蓄熱量の算出に利用される。算出される蓄熱量は、コントローラ２１に用意されている記憶部に経時的に記憶される。

ミキシングユニット２４は、温水入口２４ｃ、混合水出口２４ｂ、第１流量センサ６７、温水サーミスタ５０、給水サーミスタ４８、混合水サーミスタ５４、ハイカットサーミスタ５５、および既に説明した給水入口２４ａを有している。貯湯槽２０の出口部２０ａとミキシングユニット２４の温水入口２４ｃは、温水経路４２によって接続されている。第１流量センサ６７は、混合水出口２４ｂから流出する混合水の流量を検出する。温水サーミスタ５０は、温水入口２４ｃに流入する温水の温度を検出する。給水サーミスタ４８は、給水入口２４ａに流入する水道水の温度を検出する。混合水サーミスタ５４とハイカットサーミスタ５５は、混合水出口２４ｂから流出する混合水の温度を検出する。第１流量センサ６７、温水サーミスタ５０、給水サーミスタ４８、混合水サーミスタ５４、ハイカットサーミスタ５５の検出信号は、コントローラ２１に出力される。

コントローラ２１は、混合水サーミスタ５４の検出信号を用いて、温水入口２４ｃ側の開度と、給水入口２４ａ側の開度を変化させる。温水入口２４ｃ側の開度と、給水入口２４ａ側の開度を変化させると、貯湯槽２０からの温水と、水道水（冷水）とのミキシング割合が調整される。貯湯槽２０からの温水と水道水とのミキシング割合が調整されると、混合水出口２４ｂから流出する温水の温度が所定値に維持される。
コントローラ２１とミキシングユニット２４を組合せて用いることによって、混合水サーミスタ５４で計測される混合水の温度は、コントローラ２１が指令する温度に調整される。
コントローラ２１は、ハイカットサーミスタ５５によって温水が前記所定値を大きくオーバーしたことが検出された場合（すなわち、混合水サーミスタ５４、あるいはミキシングユニット２４が故障した可能性が高い場合）に、温水入口２４ｃを閉じる。温水入口２４ｃが閉じると、前記所定値を大きくオーバーした温度の温水が、給湯器２２に供給されてしまうのが防止される。
ミキシングユニット２４の混合水出口２４ｂと給湯器２２のバーナ熱交換器５２（後述する）は、温水経路５１によって接続されている。温水経路５１には、第２流量センサ４７が装着されている。第２流量センサ４７の検出信号は、コントローラ２１に出力される。

給湯器２２は、バーナ熱交換器５２，６０、バーナ５６，５７、追焚き熱交換器５８、補給水弁５９、シスターン６１等を備えている。バーナ熱交換器５２には、温水経路５１を経由してミキシングユニット２４から温水が流入する。ガス燃焼式のバーナ５６はバーナ熱交換器５２を加熱する。バーナ５６は、コントローラ２１から点火の指示を受けると、プリパージ動作を行った後に燃焼を開始する。プリパージに要する時間は、燃焼用ファンのサイズや回転数、バーナ５６，５７の燃焼ガスがバーナ熱交換器５２，６０を通過して装置外へ排気される部分の容量等から設定され、予めコントローラ２１に記憶されている。プリパージには通常数秒を要し、本実施例のバーナ５６では、プリパージに係る時間は１．５秒である。
バーナ熱交換器５２の下流側と給湯栓６４は給湯栓経路６３によって接続されている。給湯栓６４は、浴室、洗面所、台所等に配置されている（図１では、これら複数の給湯栓６４を１つで代表している）。給湯栓経路６３には給湯サーミスタ６５が装着されている。給湯サーミスタ６５はバーナ熱交換器５２から流出する温水の温度を検出する。給湯サーミスタ６５の検出信号はコントローラ２１に出力される。

給湯器２２内の温水経路５１の途中から、シスターン入水経路６２が分岐している。シスターン入水経路６２の開放端はシスターン６１の上部に差し込まれている。シスターン入水経路６２の途中には補給水弁５９が設けられている。補給水弁５９はコントローラ２１によって制御され、内蔵しているソレノイドが駆動されることによって開閉する。補給水弁５９が開かれると、ミキシングユニット２４からの温水がシスターン６１に供給される。
シスターン６１内には水位電極６６が装着されている。水位電極６６は、棒状のハイレベルスイッチ６６ａとローレベルスイッチ６６ｂを有している。ハイレベルスイッチ６６ａの下端はシスターン６１のハイレベル水位に位置している。ローレベルスイッチ６６ｂの下端はシスターン６１のローレベル水位に位置している。ハイレベルスイッチ６６ａとローレベルスイッチ６６ｂは、水に触れていると検出信号をコントローラ２１に出力する。コントローラ２１は、水位電極６６からの検出信号によって、シスターン６１の水位がハイレベル水位を超えているか、ハイレベル水位とローレベル水位の間にあるか、ローレベル水位よりも低いかを判別する。シスターン６１として適正なのは、水位がハイレベルとローレベルの間に位置している状態である。コントローラ２１は、水位電極６６からの水位検出信号に基づいて補給水弁５９を開閉制御し、シスターン６１の水位を適正範囲に維持する。

シスターン６１の底部には、シスターン出水経路６８の一端が接続されている。シスターン出水経路６８の途中には暖房ポンプ６９が装着されている。暖房ポンプ６９はコントローラ２１によって制御される。シスターン出水経路６８の他端はバーナ上流経路７１と低温水経路７０とに分岐している。バーナ上流経路７１はシスターン出水経路６８とバーナ熱交換器６０の上流側とを接続している。バーナ上流経路７１には、内部を流れる温水の温度を検出する暖房低温サーミスタ７２が装着されている。暖房低温サーミスタ７２の検出信号はコントローラ２１に出力される。
ガス燃焼式のバーナ５７はバーナ熱交換器６０を加熱する。バーナ熱交換器６０の下流とシスターン６１は高温水経路７３によって接続されている。高温水経路７３には、上流側から順に、暖房高温サーミスタ７４、暖房端末熱動弁７５、暖房端末機７６が装着されている。
暖房高温サーミスタ７４は、高温水経路７３を流れる温水の温度を検出する。暖房高温サーミスタ７４の検出信号はコントローラ２１に出力される。

暖房端末機７６は、熱交換器７６ｂと、操作スイッチ７６ａと、電動ファン（図示省略）を備えている。熱交換器７６ｂは、高温水経路７３を流れる温水と空気との間で熱交換を行なう。操作スイッチ７６ａは暖房端末熱動弁７５とコントローラ２１に接続されている。
暖房端末熱動弁７５は、膨張エレメントと、膨張エレメントと機械的に連結された開閉弁を内蔵している。暖房端末機７６の操作スイッチ７６ａがオンにされると、暖房端末熱動弁７５の膨張エレメントに通電が行われる。通電された膨張エレメントは高温になって膨張する。膨張した膨張エレメントは開閉弁を駆動し、これによって暖房端末熱動弁７５が開かれる。また、操作スイッチ７６ａがオンにされると、コントローラ２１は、暖房ポンプ６９を作動させる。このように、操作スイッチ７６ａがオンにされたことによって、暖房端末熱動弁７５が開かれるとともに、暖房ポンプ６９が作動すると、シスターン６１から温水が吸出される。コントローラ２１は、暖房低温サーミスタ７２と暖房高温サーミスタ７４が検出した温水温度に基づいて、バーナ５７を制御し、バーナ熱交換器６０から流出する温水の温度を所定範囲に維持する。暖房端末機７６の電動ファンは、操作スイッチ７６ａがオンにされると回転し、熱交換器７６ｂに空気を吹付ける。熱交換器７６ｂに吹付けられた空気は、熱交換器７６ｂを介して温水と熱交換を行って暖められる。暖められた空気は暖房端末機７６から吹出し、部屋を暖房する。熱交換器７６ｂで空気と熱交換を行なうことによって、温水の温度は低下する。温度が低下した温水は高温水経路７３を流れてシスターン６１に戻る。

高温水経路７３の暖房高温サーミスタ７４の下流側と、高温水経路７３のシスターン６１への入口部の上流側とは追焚き経路７７によって接続されている。追焚き経路７７は追焚き熱交換器５８を通過している。追焚き経路７７の追焚き熱交換器５８の上流側には追焚き熱動弁７８が装着されている。追焚き熱動弁７８はコントローラ２１によって制御される。
浴槽７９には吸出口７９ａと供給口７９ｂが設けられている。吸出口７９ａと供給口７９ｂは風呂循環経路８０によって接続されている。風呂循環経路８０は追焚き熱交換器５８を通過している。上述したように、追焚き経路７７も追焚き熱交換器５８を通過している。このため、追焚き熱交換器５８では、風呂循環経路８０と追焚き経路７７との間で熱交換が行われる。風呂循環経路８０の追焚き熱交換器５８の上流側には、風呂水位センサ８１、風呂循環ポンプ８２、風呂水流スイッチ８４が装着されている。風呂循環ポンプ８２はコントローラ２１によって制御される。風呂水位センサ８１、風呂水流スイッチ８４は、コントローラ２１に検出信号を出力する。風呂水位センサ８１は水圧を検出する。コントローラ２１は、風呂水位センサ８１が検出した水圧から、浴槽７９に張られている湯の水位を推定する。風呂水流スイッチ８４は風呂循環経路８０を水が流れるとオンになる。
風呂循環経路８０の風呂水位センサ８１の上流側には、浴槽７９から吸出された温水の温度を検出する風呂サーミスタ８５が装着されている。風呂サーミスタ８５の検出信号はコントローラ２１に出力される。

バーナ５７と暖房ポンプ６９が作動している状態で追焚き熱動弁７８が開くと、温水が追焚き経路７７に流入して追焚き熱交換器５８を通過する。風呂循環ポンプ８２が作動すると、温水が浴槽７９の吸出口７９ａから吸出され、風呂循環経路８０を流れて再び供給口７９ｂから浴槽７９に戻る循環が行われる。風呂循環経路８０を流れる温水は、追焚き熱交換器５８で追焚き経路７７を流れる温水によって加熱され、浴槽７９の湯が追焚きされる。

給湯栓経路６３の途中と、風呂循環経路８０の風呂循環ポンプ８２の下流側とを接続する湯張り経路２５が設けられている。湯張り経路２５には、ソレノイド駆動タイプの注湯弁２７と、湯張り量センサ８３が装着されている。注湯弁２７は、コントローラ２１によって制御され、湯張り経路２５を開閉する。湯張り量センサ８３は、湯張り経路２５を流れる水量を検出することにより、浴槽７９への湯張り運転の際に、それがどの程度行われたかを推定する。湯張り量センサ８３はコントローラ２１に検出信号を出力する。
浴槽７９に湯を張るときには、注湯弁２７が開かれる。注湯弁２７が開かれると、温水が給湯栓経路６３から湯張り経路２５を経て風呂循環経路８０に流入する。風呂循環経路８０に流入した温水は、吸出口７９ａと供給口７９ｂから浴槽７９に供給され、浴槽７９に湯張りされる。このときには、風呂循環ポンプ８２は駆動されず、湯張り経路２５に加わっている水圧によって浴槽７９への湯張り運転が行われる。

低温水経路７０には、三方弁８６が組込まれている。三方弁８６は、Ａポート８６ａ、Ｂポート８６ｂ、Ｃポート８６ｃを備えている。三方弁８６は、コントローラ２１に制御されて、Ａポート８６ａとＣポート８６ｃを連通させるか、Ｂポート８６ｂとＣポート８６ｃを連通させるかを切換える。
シスターン出水経路６８と三方弁８６のＣポート８６ｃは、低温水経路７０によって接続されている。低温水経路７０の途中には、低温サーミスタ９４、床暖房熱動弁９０、床暖房機９１が設けられている。低温サーミスタ９４は、低温水経路７０を流れる温水の温度を検出する。低温サーミスタ９４の検出信号はコントローラ２１に出力される。床暖房熱動弁９０はコントローラ２１によって制御される。床暖房機９１は、低温水経路７０を流れる温水によって床を暖める。
高温水経路７３の暖房端末熱動弁７５の上流側と、低温水経路７０の床暖房機９１の下流側とは、バイパス経路９２によって接続されている。バイパス経路９２の途中にはバイパス熱動弁９３が装着されている。バイパス熱動弁９３はコントローラ２１によって開閉制御される。
床暖房を行なう場合には、床暖房熱動弁９０が開かれ、温水が床暖房機９１に導かれる。導かれた温水は、床暖房機９１を暖める。床暖房を行なわない場合には、床暖房熱動弁９０が閉じられる。
低温水戻り経路８７が設けられており、三方弁８６のＢポート８６ｂと、高温水経路７３の暖房端末機７６の下流側とを接続している。低温水戻り経路８７には、低温戻りサーミスタ８９が装着されている。低温戻りサーミスタ８９は、低温水戻り経路８７を流れる温水の温度を検出する。低温戻りサーミスタ８９の検出信号はコントローラ２１に出力される。
三方弁８６のＡポート８６ａと、低温水戻り経路８７の途中とを接続する貯湯槽経路８８が設けられている。貯湯槽経路８８には、貯湯槽２０の上部を通過する熱交換部８８ａが形成されている。

コントローラ２１は、低温戻りサーミスタ８９と上部サーミスタ３５が検出した温度を比較し、その結果によって三方弁８６を切換える。具体的には、低温戻りサーミスタ８９が検出した温度よりも上部サーミスタ３５が検出した温度の方が低い場合には、三方弁８６のＢポート８６ｂとＣポート８６ｃが連通するように切換える。Ｂポート８６ｂとＣポート８６ｃを連通すると、低温水経路７０からの温水は、貯湯槽経路８８をバイパスし、低温水戻り経路８７と高温水経路７３を流れてシスターン６１に戻る。シスターン６１に戻った温水は、再びシスターン出水経路６８に吸込まれる。低温戻りサーミスタ８９が検出した温度よりも上部サーミスタ３５が検出した温度の方が高い場合には、三方弁８６のＡポート８６ａとＣポート８６ｃが連通される。Ａポート８６ａとＣポート８６ｃが連通すると、低温水経路７０からの温水は、貯湯槽経路８８を流れる。貯湯槽経路８８を流れる温水は、熱交換部８８ａで貯湯槽２０の上部に貯められている温水によって加熱され、温度が上昇する。温度が上昇した温水は、低温水戻り経路８７と高温水経路７３を流れてシスターン６１に戻される。すなわち、貯湯槽２０の上部に貯められている温水が貯湯槽経路８８の熱交換部８８ａを加熱することができる場合にのみ、貯湯槽経路８８に温水が導かれる。

本実施例のコージェネレーションシステムでは、運転中の電力需要量と、熱需要量と、蓄熱量のデータが、１時間毎に記憶される。電力需要量と熱需要量のデータは、１時間分の積算値が記憶される。蓄熱量のデータは、１時間毎の値が記憶される。これらのデータは４週間分累積される。運転日の度に新規にデータが追加され、最も古い日のデータが削除されることで、常時４週間分のデータを保持している。本実施例では、これらのデータの他、発電量や熱回収量や気温や水温等も記憶される。本明細書では、システムの運転に必要となる各種データを総称して運転実績データという。運転実績のデータは、コントローラ２１の記憶装置に記憶される。

本実施例のコージェネレーションシステムは、コントローラ２１の記憶装置に蓄積記憶されている運転実績に基づいてコージェネレーションシステムの運転計画を立案する。コントローラ２１のコンピュータが運転計画を立案する。
本実施例のコージェネレーションシステムは、３種用意されている省エネルギーレベルの中から、使用者のライフスタイルや好みに合わせて、省エネルギーレベルを選択できるようになっている。使用者はリモコン２３を用いて省エネルギーレベルを入力する。
本実施例のコージェネレーションシステムは、コージェネレーションシステムを合理的に運用する方法を案内して使用者にするアドバイス機能を備えている。合理的運用方法がリモコン２３に表示される。表示された運用方法に従って使用者がコージェネレーションシステムを運用すると、コージェネレーションシステムの真価が発揮され、効果的に省エネルギーを実現することができる。
以上を図２を用いて説明する。

図２に示すステップＳ１０では、コントローラ２１の記憶装置に蓄積記憶されている運転実績に基づいて、コージェネレーションシステムの１日分の運転計画を立案する。このシステムは主として家庭用であり、電力需要が低下する間は運転を停止する。通常は２４時間に一度運転を中止する。ステップＳ１０では、過去の運転実績に基づいて、その後の２４時間の運転計画を立案する。ステップＳ１０では、過去の運転実績データのうち同一曜日の４日分の運転実績データの平均値から運転計画を立案する。ステップＳ１０では、電力需要の時間変化に概ね追従する運転計画が立案される。
ステップＳ１２では使用者によって省エネモードが選択されたか否かが判別される。省エネモードには、「通常モード」と「節約モード」と「合理的モード」の３つが用意されている。それぞれの省エネモードについては後述する。省エネモードが選択されていれば（ステップＳ１２でＹＥＳであれば）、ステップＳ１４に進む。省エネモードが選択されていなければ（ステップＳ１２でＮＯであれば）、ステップＳ２８に進み、立案した運転計画に従ってシステムを運転し、処理を終了する。

ステップＳ１４〜ステップＳ２２では、立案した運転計画による場合に、使用者によって選択された省エネモードに適した運用アドバイスが案内される。
ステップＳ１４では、通常モードが選択されたか否かが判別される。通常モードが選択されていれば（ステップＳ１４でＹＥＳであれば）、ステップＳ１６に進み、図３を用いて後述する通常モードでのアドバイスが行なわれる。ステップＳ１４で通常モードが選択されていなければ（ＮＯであれば）、節約モードが選択されたか否かが判別される。節約モードが選択されていれば（ステップＳ１８でＹＥＳであれば）、ステップＳ２０に進み、図４を用いて後述する節約モードでのアドバイスが行なわれる。ステップＳ１８で節約モードが選択されていなければ（ＮＯであれば）、合理的モードが選択されていることとなり、ステップＳ２２に進み、図５を用いて後述する合理的モードでのアドバイスが行なわれる。
これらのアドバイスはコントローラ２１のリモコン２３の液晶表示器に表示される。

図３に示すように、通常モードでは、ステップＳ４０で、立案した運転計画によるときの運転終了時の蓄熱量がプラスとなるか否かが判別される。運転終了時の蓄熱量がマイナスとなる場合（ステップＳ４０でＮＯとなる場合）、熱需要量に対して蓄熱量が不足していることを示している。従って、ステップＳ４８に進んで電力消費を許可する表示を行ない、使用者に電力消費を促す。使用者はこの案内に従って、例えば温水で暖房する代わりに電気式の暖房器を利用するといった運用をすることができる。この案内に従って電力需要を増加させる運用に改善することによって、発電量を増加させて熱需要を減少させることができ、熱需要量に対する蓄熱量の不足を緩和または解消することができる。

ステップＳ４０で、立案した運転計画によると運転終了時の蓄熱量がプラスとなる場合（ＹＥＳとなる場合）、運転終了時点では熱需要量に対して蓄熱量が充足していることを示している。この場合にはステップＳ４２に進み、立案した運転計画による運転中に「一時的」に蓄熱量がマイナスとなるか否かが判別される。運転中に一時的に蓄熱量がマイナスとなる（ステップＳ４２でＹＥＳとなる）ということは、熱需要に先立つ電力需要が不足しているのに、その後に電力消費が進んで発電量が増加し、結果的には蓄熱量が増加してプラスに転じることを示している（ステップＳ４０ではＹＥＳとなっている）。従って、ステップＳ５０に進んで電力消費を早めることを推奨する表示を行ない、使用者に電力消費のタイミングの前倒しを促す。このアドバイスに従って運用することによって、一時的に蓄熱量がマイナスとなることを緩和または解消することができる。
ステップＳ４２で、立案した運転計画による運転中に一度も蓄熱量がマイナスとならなければ（ＮＯであれば）、運転終了時点まで、熱需要量に対して蓄熱量が常時充足していることを示している。この場合はステップＳ４４に進み、立案した運転計画による運転中に一時的に蓄熱量が最大蓄熱量に達するか否かが判別される。運転中に蓄熱量が最大蓄熱量に達すると、それ以後は蓄熱できなくなる。このため、発電ユニット１１０の熱媒冷却ファン１１９を駆動して熱媒放熱機１２０から発電熱を放熱する必要がある。しかし、発電熱を放熱することはエネルギー効率の低下につながるため、回避すべきである。運転中に「一時的」に蓄熱量が最大蓄熱許量に達する（ステップＳ４４でＹＥＳとなる）場合には、ステップＳ５２に進んで電力消費を遅らせることを推奨する表示を行ない、使用者に電力消費のタイミングを遅らせることを促す。このアドバイスに従って運用することによって、電力消費量のピークを均し、一時的に蓄熱量が最大蓄熱量に達する事態の発生を防止することができる。
ステップＳ４４で、立案した運転計画による運転中に蓄熱量が最大蓄熱量に達することがなければ（ＮＯであれば）、運転中の蓄熱量が常時プラスであり、熱需要量に対して蓄熱量が常時充足していることを示している。コージェネレーションシステムでは、蓄熱量を使い切ることによって最高の熱効率を得ることができる。蓄熱が余るのであれば、ステップＳ４６に進んで、熱消費を許可する表示を行ない、使用者に熱消費を促す。使用者はこの案内に従って、例えば電気式の暖房器を利用する代わりに温水で暖房するといった運用をすることができる。この案内に従って熱需要を増加させる運用に改善することによって、熱需要を増加させて電力需要を減少させることができ、熱需要量に対する蓄熱量の過剰現象を緩和または解消することができる。
以上のように、通常モードでは、使用感を損ねない範囲で、コージェネレーションシステムの真価が発揮される電力需要と温水需要の時間関係に誘導する案内が表示される。使用感を損ねることなく省エネルギーを実現することができる。

図４に示すように、節約モードでは、ステップＳ６０で、立案した運転計画によるときの運転終了時の蓄熱量がプラスとなるか否かが判別される。運転終了時の蓄熱量がマイナスとなる場合には（ステップＳ６０でＮＯとなる場合）、熱需要量に対して蓄熱量が不足していることを示している。従って、ステップＳ６８に進んで熱消費の節約を推奨する表示を行ない、使用者に熱消費の節約を促す。使用者は、シャワー利用時の温水利用量を節約し、あるいは床暖房の設定温度を下げる等して熱需要を抑制する。このアドバイスに従って運用を改善することによって、熱需要を減少させて蓄熱量の減少を抑制し、蓄熱量の不足を緩和または解消することができる。
ステップＳ６０で、立案した運転計画による運転終了時の蓄熱量がプラスとなる場合（ＹＥＳとなる場合）、運転終了時点では熱需要量に対して蓄熱量が充足していることを示している。この場合はステップＳ６２に進み、立案した運転計画による運転中に「一時的」に蓄熱量がマイナスとなるか否かが判別される。運転中に一時的に蓄熱量がマイナスとなる（ステップＳ６２でＹＥＳとなる）ということは、電力需要に比して熱需要が速すぎるのであり、その後に電力消費が進んで発電量が増加し、結果的には蓄熱量が増加してプラスに転じることを示している（ステップＳ６０ではＹＥＳとなっている）。従って、ステップＳ７０に進んで熱消費を遅らせることを推奨する表示を行ない、使用者に熱消費のタイミングの遅延を促す。このアドバイスに従って運用することによって、一時的に蓄熱量がマイナスとなることを緩和または解消することができる。
ステップＳ６２で、立案した運転計画による運転中に蓄熱量がマイナスとならなければ（ＮＯであれば）、運転終了時点まで、熱需要量に対して蓄熱量が常時充足していることを示している。この場合はステップＳ６４に進み、立案した運転計画による運転中に一時的に蓄熱量が最大蓄熱量に達するか否かが判別される。運転中に蓄熱量が最大蓄熱量に達すると、それ以後は蓄熱できなくなる。運転中に「一時的」に蓄熱量が最大蓄熱量に達する（ステップＳ６４でＹＥＳとなる）場合には、ステップＳ７２に進んで使用者に熱消費のタイミングを早めることを促す。このアドバイスに従って運用することによって、運転中に蓄熱量が最大蓄熱量に達する事態の発生を防止することができる。
ステップＳ６４で、立案した運転計画による運転中に蓄熱量が最大蓄熱量に達することがなければ（ＮＯであれば）、運転中の蓄熱量が常時プラスであり、熱需要量に対して蓄熱量は常時充足していることを示している。蓄熱が余るということは、発電量が過剰であると捉えることができる。過剰な分の発電量を減らすことによって、熱効率を向上させることができる。従って、ステップＳ６６に進んで、電力消費の節約を推奨する表示を行ない、使用者に電力消費の節約を促す。このアドバイスに従って運用することによって、発電量を減少させ、運転終了時に蓄熱を余らせてしまうことを緩和または解消することができる。
以上のように、節約モードでは、熱消費や電力消費を抑制することによって省エネルギーを実現する運転を行なうためのアドバイスがなされる。通常モードに比べて多少使用感は悪くなるが、より高いレベルの省エネルギーを実現することができる。

図５に示すように、合理的モードでは、ステップＳ８０で、立案した運転計画によるときの運転終了時の蓄熱量がプラスとなるか否かが判別される。運転終了時の蓄熱量がマイナスとなる場合（ステップＳ８０でＮＯとなる場合）、熱需要量に対して蓄熱量が不足していることを示している。蓄熱量の不足を解消するため、合理的モードでは、ステップＳ８８に進み、熱に代えて電力を利用する方法を案内する。例えば、温水による床暖房から電力を利用するエアコンによる暖房に切替えることを推奨する案内をする。このアドバイスに従って運転させることによって、電力消費量を増加させて発電量を増加させ、蓄熱量を増加させるのと同時に、熱需要を減少させて蓄熱量の減少を抑制することができる。熱需要量に対する蓄熱量の不足を合理的に緩和または解消することができる。
ステップＳ８０で、立案した運転計画による運転終了時の蓄熱量がプラスとなる場合（ＹＥＳとなる場合）、運転終了時点では熱需要量に対して蓄熱量が充足していることを示している。この場合にはステップＳ８２に進み、立案した運転計画による運転中に「一時的」に蓄熱量がマイナスとなるか否かが判別される。運転中に一時的に蓄熱量がマイナスとなる（ステップＳ８２でＹＥＳとなる）ということは、電力需要のタイミングが遅く、熱需要のタイミングが速いことを示している。ただし、その後に後電力消費が進み、発電量が増加して蓄熱量が増加し、最終的にはプラスに転じることを示している（ステップＳ８０ではＹＥＳとなっている）。従って、ステップＳ９０に進み、電力消費を早めて熱消費を遅らせることを推奨する表示を行ない、使用者に電力消費のタイミングの前倒しを促すとともに、熱消費のタイミングを遅らせることをも促す。このアドバイスに従って運用することによって、電力消費量と熱消費量のピークを均し、一時的に蓄熱量がマイナスとなることを緩和または解消することができる。
ステップＳ８２で、立案した運転計画による運転中に蓄熱量がマイナスとならなければ（ＮＯであれば）、運転終了時点まで、熱需要量に対して蓄熱量は常時充足していることを示している。この場合にはステップＳ８４に進み、立案した運転計画による運転中に蓄熱量が最大蓄熱量に達するか否かが判別される。運転中に蓄熱量が最大蓄熱量に達する（ステップＳ８４でＹＥＳとなる）ときにはステップＳ９２に進む。ステップＳ９２では、風呂の湯張りを早めることを推奨する表示を行ない、使用者に湯張り運転の開始タイミングの前倒しを促す。湯張り運転は熱消費量が多く、１日の熱消費量の推移に与える影響は大きい。蓄熱量が最大蓄熱量に達する前に湯張り運転を開始させれば、蓄熱量が最大蓄熱量に達することがなくなる。このアドバイスに従って運用することによって、効果的に蓄熱量を減少させ、蓄熱量が最大蓄熱量に達することを回避することができる。
ステップＳ８４で、立案した運転計画による運転中に蓄熱量が最大蓄熱量に達することがなければ（ＮＯであれば）、運転中の蓄熱量が常時プラスであり、熱需要量に対して蓄熱量は常時充足していることを示している。運転終了時に蓄熱量を余らせてしまうことを解消するため、通常モードでは熱消費を促し、節約モードでは電力消費の節約を促す。合理的モードでは、これらの両方を行なう。即ち、ステップＳ８６に進み、電力に代えて熱を利用する方法を教示する表示を行なう。例えば、電力を利用するエアコンによる暖房に代えて温水を利用する床暖房を推奨する案内を表示する。このアドバイスに従って運用を改善することによって、電力消費量を減少させて発電量を減少させ、蓄熱量の増加を抑制するのと同時に、熱消費量を増加させて蓄熱量を減少させることができる。熱需要量に対する蓄熱量の不足を合理的に緩和または解消することができる。
以上のように、合理的モードの省エネルギーレベルは、通常モードの省エネルギーレベルと、節約モードの省エネルギーレベルとの中間である。使い勝手を著しく損なうことなく、効果的に省エネルギーを実現することができる。

ステップＳ１４〜ステップＳ２２において、使用者が選択した省エネモードに適合した運用の案内が表示されると、図２のステップＳ２４に進む。ステップＳ２４では、湯張り運転が予約されたか否かが判別される。通常、風呂の湯張り運転は、運転開始時に予約されるわけではなく、その日の状況に合わせて予約なしに実行されることが多い。運転実績には、実際の湯張り運転時刻が記憶されている。
ステップＳ９２で案内されることにより、湯張り運転を早めることによってシステムの効率的利用が可能となることを使用者が知ると、予約されることが多くなる。ステップＳ２４で、湯張り運転が予約されたことが判別されると（ＹＥＳとなると）、ステップＳ２６に進み、予約された湯張り運転の開始時刻と、運転計画立案時の湯張り運転の開始時刻（この場合は湯張り運転の開始時刻の実績時刻）との間に大きなずれがあるか否かが判別される。予約時刻と実績時刻との間に、許容できない大きなずれがあれば（ステップＳ２６でＮＯであれば）、運転計画を修正する必要がある。従って、ステップＳ３０に進んでステップＳ１０で立案した運転計画を修正し、ステップＳ１４に戻る。ステップＳ１４〜ステップＳ２２の処理を再度行ない、修正した運転計画によるときに運用改善を案内する。このときも、使用者が選択した省エネルギーレベルに基いて案内する。コントローラ２１のリモコン２３の液晶表示器に表示されていた案内表示が修正され、新しい案内に表示されなおす。運転計画の修正後のステップＳ２４では、既に湯張り運転が予約されているため（ＹＥＳであるため）、ステップＳ２６に進む。さらにステップＳ２６では、ＹＥＳであるため、処理を終了する。
ステップＳ２６で予約時刻と運転計画立案時に想定した時刻との間に大きなずれがなければ（ＹＥＳであれば）、アドバイスを修正する必要はない。ステップＳ２８に進み、立案した運転計画に従ってシステムを運転し、処理を終了する。

省エネルギーといっても、そのレベルは様々である。例えば、蓄熱量が熱需要量に対して不足している場合、低いレベルの省エネルギーを実現しようとするのであれば、使用感を重視して、電力消費量を促進することによって蓄熱量を増加させる。たとえ一次エネルギーの消費量は多少増加しても、給湯器を利用する場合よりは、一次エネルギーの消費量を減少させることができる。蓄熱量が熱需要量に対して不足している場合、高いレベルの省エネルギーを実現しようとするのであれば、たとえ多少の不自由があっても、熱消費量を減少させることによって、蓄熱量の減少を抑制する。一次エネルギーの消費量を最大限に減少させることができる。
本実施例は、低いレベルの省エネルギーを実現する通常モードと、高いレベルの省エネルギーを実現する節約モードと、通常モードと節約モードの中間レベルの省エネルギーを実現する合理的モードの３つの省エネモードを備えている。使用者は、ライフスタイルと好みによってこれらのモードから選択して設定することができる。選択された省エネモードによって、システムがアドバイスする内容が異なっており、このアドバイスに従ってシステムを運用することによって、使用者が望むレベルの省エネルギーを実現させることが可能となる。使用者の省エネルギーに対する意識を徹底し、使用者の省エネルギー意識を一貫してシステムの運転に反映させることができる。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
例えば、本実施例では、３つの省エネモードを備えているが、省エネモードの数やアドバイス内容については特に限定されない。使用者が望むレベルの省エネルギーを実現できるようなアドバイスを行なうことが可能であればよい。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

本実施例に係るコージェネレーションシステムの系統図。 システムの合理的運用方法をアドバイスする処理のフローチャート。 通常モードのアドバイスを行なうサブルーチン。 節約モードのアドバイスを行なうサブルーチン。 合理的モードのアドバイスを行なうサブルーチン。

符号の説明

１０：給湯システム
２０：貯湯槽
２１：コントローラ
２２：給湯器
２３：リモコン
１１０：発電ユニット

Claims (3)

1. 運転計画に従って発電し、発電に伴って発生した熱で水を加熱し、加熱した温水を貯湯しておき、貯湯しておいた温水を必要時に給湯し、貯湯しておいた温水が不足すれば水を加熱して給湯するコージェネレーションシステムであり、
   コージェネレーションシステムの運転実績を蓄積記憶している記憶手段と、
   その記憶手段が蓄積記憶している運転実績に基づいてコージェネレーションシステムの運転計画を立案する立案手段と、
   省エネルギーレベルを入力する入力手段と、
   前記立案手段によって立案した運転計画と前記入力手段によって入力した省エネルギーレベルに基づいてコージェネレーションシステムの運用方法を案内する案内手段、
   を備えていることを特徴とするコージェネレーションシステム。
2. 浴槽湯張り運転の時刻を予約する手段と、
   その予約手段によって予約した浴槽湯張り運転の予約時刻に基づいて運転計画を修正する手段、
   が付加されている請求項１のコージェネレーションシステム。
3. 修正した運転計画に基づいてコージェネレーションシステムの運用方法を再度案内する再案内手段、
   が付加されている請求項２のコージェネレーションシステム。

Images