JP2006275418A

JP2006275418A - 貯湯式の熱処理装置

Info

Publication number: JP2006275418A
Application number: JP2005095335A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Yagi; 政彦八木
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 2005-03-29
Filing date: 2005-03-29
Publication date: 2006-10-12

Abstract

【課題】熱源部にて発生する熱の利用効率を向上させることが可能となる貯湯式の熱処理装置を提供する。
【解決手段】湯水を貯湯する貯湯タンク４と、その貯湯タンク４内の湯水を加熱するための熱を発生する熱源部とが備えられた貯湯式の熱処理装置であって、前記貯湯タンク４が、貯湯する湯水を給湯に用いる給湯用の貯湯タンク部分４Ａ，４Ｂと、貯湯する湯水を放熱用端末装置の加熱に用いる熱供給用の貯湯タンク部分４Ｃとを備えて構成されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、湯水を貯湯する貯湯タンクと、その貯湯タンク内の湯水を加熱するための熱を発生する熱源部とが備えられた貯湯式の熱処理装置に関する。

上記構成の貯湯式の熱処理装置の一例としてのコージェネレーションシステムにおいて、従来では、１つの貯湯タンクに湯水を貯湯させるように構成して、前記熱源部としての熱電併給装置から発生する熱を利用して前記貯湯タンク内に貯留されている湯水を加熱するようにし、且つ、熱電併給装置から発生する熱にて加熱した湯水を貯湯タンクを迂回するように循環通流させて、その循環する湯水にて床暖房装置等の放熱用端末装置を加熱する構成として、貯湯タンクに貯湯される湯水は給湯にのみ用いるように構成したものがあった（例えば、特許文献１参照。）。尚、熱電併給装置としては、ガスエンジンにて発電機を駆動するエンジン駆動形の発電装置や燃料電池等が用いられる。

特開２００１−２４８９１３号公報

上記従来構成においては、熱源部としての熱電併給装置において発生する排熱を有効に利用して、貯湯タンクの湯水を加熱したり、放熱用端末装置を加熱することができるようにしたものであるが、上記構成は、貯湯タンクにて貯湯される湯水は給湯にのみ用いるようにしており、放熱用端末装置の加熱を行う場合には常に熱源部にて発生する熱によって加熱する構成となっているから、次のような不利があった。

上記構成においては、例えば、貯湯タンク内の給湯用の湯水が消費されると、貯湯タンク内の給湯用の湯水が少なくなるから、貯湯タンクの湯水を加熱するために熱源部を運転する必要がある。又、貯湯タンクの湯水が給湯に使用されなくても、そのような使用されない時間が長く続くと貯湯タンク内の湯水の温度が低下することになるから、定期的に貯湯タンクの湯水を加熱するために熱源部を運転することになる。一方、このような給湯の使用状況とは関係なく、放熱用端末装置を加熱するときには、常に熱を発生するように熱源部を運転させる必要がある。

その結果、上記構成においては、貯湯タンク内に貯湯される湯水が保有する熱が利用されずに自然放熱するようなことがあっても、放熱用端末装置を使用するときには熱源部の運転を行う必要があるから、このような場合には、貯湯タンクに貯湯される湯水の熱を有効利用できないものとなり、熱源部にて発生する熱の利用効率が低いものとなるおそれがあった。

そこで、貯湯タンクに貯湯されている湯水を放熱用端末装置に循環通流させるようにして、前記湯水が保有する熱にて放熱用端末装置を加熱する構成とすることが考えられるが、このように構成した場合には、放熱用端末装置を加熱するための貯湯タンク内の湯水を通流させることと、貯湯タンクの湯水を給湯に使用することとが同時に行われると、給湯に伴って貯湯タンク内に低温の水が給水されるから、放熱用端末装置の加熱が適正に行えないものとなる。又、この種の貯湯式の熱処理装置においては、一般に貯湯タンクには温度成層が形成される状態で貯湯されて、貯湯タンク内の下層部分に温度の低い領域があっても上層部分では給湯用の湯水が確保されるようになっているが、放熱用端末装置に対して貯湯タンク内の湯水を循環通流させると、このような温度成層が崩れて給湯用の湯水が確保できないものとなり、このような改良構成においても、熱源部にて発生する熱の利用効率が低いものとなるおそれがある。

本発明の目的は、熱源部にて発生する熱の利用効率を向上させることが可能となる貯湯式の熱処理装置を提供する点にある。

本発明に係る貯湯式の熱処理装置は、湯水を貯湯する貯湯タンクと、その貯湯タンク内の湯水を加熱するための熱を発生する熱源部とが備えられたものであって、その第１特徴構成は、前記貯湯タンクが、貯湯する湯水を給湯に用いる給湯用の貯湯タンク部分と、貯湯する湯水を放熱用端末装置の加熱に用いる熱供給用の貯湯タンク部分とを備えて構成されている点にある。

第１特徴構成によれば、貯湯タンクとして、貯留する湯水を給湯に用いる給湯用の貯湯タンク部分と、貯湯する湯水を放熱用端末装置の加熱に用いる熱供給用の貯湯タンク部分とが備えられており、それらの給湯用の貯湯タンク部分及び熱供給用の貯湯タンク部分の夫々の湯水が熱源部にて発生する熱によって加熱されることになる。

そして、給湯を行うときは給湯用の貯湯タンク部分に貯湯している湯水を給湯に用いることができ、放熱用端末装置の加熱を行うときは熱供給用の貯湯タンク部分に貯湯している湯水を放熱用端末装置の加熱に用いることができる。しかも、給湯用の貯湯タンク部分において温度成層を形成するように湯水が貯湯されているような場合であっても、放熱用端末装置の加熱を行うことによって給湯用の貯湯タンク部分の湯水に影響を与えることがなく温度成層が崩されることはない。つまり、給湯動作と放熱用端末装置の加熱動作とを同時に行うことがあっても、給湯用の貯湯タンク部分からは良好に給湯を行うことが可能となり、放熱用端末装置の加熱動作も良好に行うことが可能となるのである。

つまり、熱源部が発生する熱によって加熱されて貯湯されている貯湯タンクに貯湯される湯水を利用して、給湯用の湯水を加熱するだけでなく放熱用端末装置の加熱も行うことができ、しかも、給湯動作と放熱用端末装置の加熱動作とを同時に行っても、各別に設けられた貯湯タンク部分に貯湯されている湯水を用いて、それらの各動作を良好に行うことが可能となるので、熱源部にて発生した熱にて加熱された貯湯タンクの湯水の熱を有効利用することができるものとなる。

従って、熱源部にて発生する熱の利用効率を向上させることが可能となる貯湯式の熱処理装置を提供できるに至った。

本発明の第２特徴構成は、第１特徴構成に加えて、前記給湯用の貯湯タンク部分が複数設けられ、前記複数の給湯用の貯湯タンク部分の湯水が温度成層を形成するように貯湯される状態で、且つ、いずれかの給湯用の貯湯タンク部分の湯水が他の給湯用の貯湯タンク部分に優先して貯湯される状態で加熱されるように構成されている点にある。

第２特徴構成によれば、給湯用の貯湯タンク部分が複数設けられて、それら複数の給湯用の貯湯タンク部分の夫々の湯水が熱源部にて発生する熱によって加熱されるのであるが、そのとき、温度成層を形成するように貯湯され、且つ、いずれかの給湯用の貯湯タンク部分の湯水が他の給湯用の貯湯タンク部分に優先して貯湯される状態で加熱されることになる。

給湯用の貯湯タンク部分においては、温度成層を形成して高温になっている上層部の湯が給湯されて出ていくと、それと同じ量の低温の水が下層部に給水されることになるが、複数の給湯用の貯湯タンク部分のうちのいずれかの給湯用の貯湯タンク部分の湯水が他の給湯用の貯湯タンク部分に優先して貯湯される状態で加熱されるようにしたから、その優先的に貯湯される給湯用の貯湯タンク部分の上層部には、熱源部の熱にて加熱されて貯湯される給湯用の湯水の全量がその箇所に貯湯されることになる。

又、給湯に伴って、前記優先的に貯湯される給湯用の貯湯タンク部分とは別の他の給湯用の貯湯タンク部分に給水が行われることになるから、優先的に貯湯される給湯用の貯湯タンク部分には水が流入しないので温度成層が乱されるおそれが少なく、温度成層を有する状態で貯湯される湯水を有効に給湯に使用することができる。

従って、熱源部から発生する熱にて加熱されて貯湯される給湯用の貯湯タンク部分における湯水を、無駄のない状態で効率よく給湯に使用することが可能となる。

本発明の第３特徴構成は、第１特徴構成又は第２特徴構成に加えて、前記給湯用の貯湯タンク部分の湯水を給湯路を通して給湯する主給湯処理、前記熱供給用の貯湯タンク部分の湯水を放熱端末用熱交換部に循環通流させる放熱用循環通流処理、及び、前記給湯用の貯湯タンクの貯湯量が下限になった場合に前記熱供給用の貯湯タンク部分の湯水を前記給湯路を通して給湯する補助給湯処理を実行する熱処理手段が備えられている点にある。

第３特徴構成によれば、熱処理手段が主給湯処理を実行することによって、給湯用の貯湯タンク部分の湯水が給湯路を通して給湯されることになる。又、熱処理手段が放熱用循環通流処理を実行することによって、熱供給用の貯湯タンク部分の湯水が放熱端末用熱交換部に循環通流して放熱用端末装置の加熱に用いられることになる。

そして、熱処理手段が主給湯処理を実行することによって給湯用の貯湯タンク部分の湯水が給湯路を通して給湯されて消費され、給湯用の貯湯タンクの貯湯量が残り少なくなって下限になったときには、熱処理手段は、熱供給用の貯湯タンク部分の湯水を給湯路を通して給湯する補助給湯処理を実行する。

すなわち、給湯に対しては優先的に給湯用の貯湯タンク部分の湯水を用いるが、その給湯用の貯湯タンク部分の貯湯量が残り少なくなって下限になると、熱供給用の貯湯タンク部分の湯水を給湯に用いるようにして、貯湯タンク全体の湯水を給湯に用いることにより、貯湯される湯水を有効利用することができ、熱源部にて発生する熱の利用効率をさらに向上させることができる。

本発明の第４特徴構成は、第１特徴構成〜第３特徴構成のいずれかに加えて、前記熱源部が、熱と電力とを発生する熱電併給装置にて構成されている点にある。

第４特徴構成によれば、熱電併給装置にて発生する電力を電力負荷に供給し、熱電併給装置にて発生する排熱を回収して貯湯タンク内の湯水を加熱することができ、電力と熱とを併せて供給することができる。前記熱電併給装置としては、発電機とその発電機を駆動するエンジンとを備える場合や、燃料電池を備えて構成される場合がある。
従って、このような貯湯式の熱供給装置を各家庭等に設けると、その家庭で消費される電力の少なくとも一部を熱電併給装置の発電電力で補うことができ、排熱を湯水の加熱に利用することができるため、省エネルギ化を図れるものとなる。

以下、本発明にかかる貯湯式の熱処理装置の一例としてのコージェネレーションシステムについて図面に基づいて説明する。
このコージェネレーションシステムは、図１に示すように、ガス燃焼式のエンジン１によって発電装置２を駆動するように構成された熱源部としての熱電併給装置３と、その熱電併給装置３にて発生する熱を利用しながら、貯湯タンク４への貯湯、湯水の給湯箇所への給湯、放熱用端末装置としての熱消費端末５への熱供給等を行う給湯熱供給部６と、熱電併給装置３および給湯熱供給部６の運転を制御する運転制御手段としての運転制御部７などから構成されている。

前記熱電併給装置３において、前記発電装置２の出力側には系統連系用のインバータ８が設けられ、そのインバータ８は、発電装置２の出力電力を商用電力系統９から供給される電力と同じ電圧および同じ周波数にするように構成されている。前記商用電力系統９は、例えば、単相３線式１００／２００Ｖであり、商業用電力供給ライン１０を介して、テレビ、冷蔵庫、洗濯機などの電力負荷１１に電気的に接続されている。また、インバータ８は、コージェネ用供給ライン１２を介して商業用電力供給ライン１０に電気的に接続され、発電装置２からの発電電力がインバータ８およびコージェネ用供給ライン１２を介して電力負荷１１に供給するように構成されている。
前記熱消費端末５は、床暖房装置や浴室暖房装置等の暖房端末にて構成されている。

そして、このコージェネレーションシステムにおいては、図２に示すように、前記熱電併給装置３がケーシング１６に収納される状態でユニット状に組み付けられ、且つ、給湯熱供給部６と運転制御部７とがケーシング１８に収納される状態でユニット状に組み付けられて熱処理部１９が構成されている。そして、熱電併給装置３及び熱処理部１９を載置支持する扁平状の基枠Ｋが、その内部に貯湯タンク４を存在させる状態で設けられている。尚、熱電供給装置３及び熱処理部１９は、貯湯タンク４における基枠Ｋに対してボルトで締め付け固定される構成となっている。

具体的に説明すると、図３に示すように、前記基枠Ｋが、略直方体形状に形成され、且つ、その縦方向の幅が左右方向の幅及び奥行き方向の幅よりも小さい扁平状に形成されている。そして、その基枠Ｋの内部に貯湯タンク４が収納される状態で配備される構成となっている。前記基枠Ｋは、金属材あるいは硬質の合成樹脂材等の剛性を有する材質を用いて構成され、その上部に熱電併給装置３及び熱処理部１９を載置した状態で支持することが可能な充分な支持強度を有する構成となっている。しかも、その基枠Ｋは、一般家庭の住宅の外壁の横側箇所に設置されるような場合に地面にそのまま設置させる構成となっている。

そして、前記貯湯タンク４が、貯湯する湯水を給湯に用いる給湯用の貯湯タンク部分と、貯湯する湯水を熱消費端末５の加熱に用いる熱供給用の貯湯タンク部分とを備えて構成されている。
説明を加えると、前記貯湯タンク４は、前記基枠Ｋの内部に横方向に並ぶ状態で３つの貯湯タンク部分４Ａ，４Ｂ，４Ｃを備えて構成され、各貯湯タンク部分４Ａ，４Ｂ，４Ｃは、基枠Ｋと同じように、略直方体形状に形成され、且つ、縦方向の幅が左右方向の幅及び奥行き方向の幅よりも小さい扁平状に形成されている。又、複数の貯湯タンク部分４Ａ，４Ｂ，４Ｃが、横方向に並ぶ状態で備えられている。

具体例で説明すると、前記各貯湯タンク部分４Ａ，４Ｂ，４Ｃは夫々同一形状であり、縦方向の幅が約２０ｃｍ、左右方向の幅が約５０ｃｍ、奥行き方向の幅が約５０ｃｍとなるような略直方体形状に形成されている。従って、各貯湯タンク部分４Ａ，４Ｂ，４Ｃは夫々、約５０リッターの湯水を貯湯することができる構成となっており、貯湯タンク４全体では１５０リッターの湯水を貯湯することができる。
尚、詳細については記載しないが，各貯湯タンク部分４Ａ，４Ｂ，４Ｃと基枠Ｋとの間には断熱材が設けられ、放熱による湯温の低下が極力少なくするようにしている。

さらに説明を加えると、前記３つの貯湯タンク部分４Ａ，４Ｂ，４Ｃのうちの２個の貯湯タンク部分４Ａ，４Ｂは、貯湯される湯水を給湯路２０を通して排出させる給湯用通流動作に用いる給湯の貯湯タンク部分として構成され、残りの１個の貯湯タンク部分４Ｃは、貯留される湯水を給湯用通流動作並びに熱供給用通流動作に用いる給湯熱供給兼用の貯湯タンクとして構成され、それらの給湯の貯湯タンク部分４Ａ，４Ｂと給湯熱供給兼用の貯湯タンク４Ｃとは、給水路２１及び給湯路２０に対して並列状態で接続される構成となっている。従って、前記給湯熱供給兼用の貯湯タンク４Ｃが前記熱供給用の貯湯タンク部分として機能することになる。

そして、図３に示すように、給湯専用の貯湯タンク部分４Ａ，４Ｂは、その並び方向の一端側に位置する貯湯タンク部分４Ａの上部とそれに前記並び方向の他端側に隣合う貯湯タンク部分４Ｂの下部とが連通管２１Ａにより連通接続される直列接続状態で、且つ、並び方向の一端側に位置する貯湯タンク部分４Ａの下部に給水路２１が接続され、並び方向の他端側に位置する貯湯タンク部分４Ｂの上部に給湯路２０が接続される状態で設けられている。

又、給湯路２０側の給湯専用の貯湯タンク部分４Ｂの上部側箇所、及び、給水路２１側の給湯専用の貯湯タンク部分４Ａの上部側箇所及び下部側箇所の夫々に湯水の温度を検出する湯温センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３が設けられている。又、給湯熱供給兼用の貯湯タンク部分４Ｃには、上部側箇所及び下部側箇所の夫々に湯水の温度を検出する湯温センサＳ４，Ｓ５が設けられている。

そして、熱処理手段としての前記熱処理部１９が、給湯用の貯湯タンク部分４Ａ，４Ｂの湯水を給湯路２０を通して給湯する主給湯処理、給湯熱供給兼用の貯湯タンク４Ｃの湯水を放熱端末用熱交換部に循環通流させる放熱用循環通流処理、及び、前記給湯用の貯湯タンク部分４Ａ，４Ｂの貯湯量が下限になった場合に給湯熱供給兼用の貯湯タンク部分４Ｃの湯水を給湯路２０を通して給湯する補助給湯処理を実行するように構成されている。

前記熱処理部１９は、上述したように給湯熱供給部６と運転処理部７とを備えて構成されるものであり、その構成について以下に説明を加える。

先ず、前記給湯熱供給部６の構成について説明する。
この給湯熱供給部６は、図４に示すように、前記貯湯タンク４に対する給水、貯湯タンク４からの給湯栓や浴槽等への給湯等を行う給湯用湯水通流部２２、貯湯タンク４内の湯水を温度成層を形成するように加熱する貯湯用湯水通流部２３、エンジン１の排熱を利用して湯水の加熱等を行う排熱回収用湯水通流部２４、温水を使用して外部の熱負荷５の一例としての暖房装置に熱供給を行う熱供給用湯水通流部２５、風呂の追い焚きのための熱交換を行う風呂加熱用通流部２６、図示しない浴槽の湯を通流させて追い焚きを行うための風呂追焚き用湯水通流部２７、排熱回収用湯水通流部２４や熱供給用湯水通流部２５に湯水を補給する湯水補給用通流部２８等が備えられている。

説明を加えると、給湯用湯水通流部２２は、貯湯タンク４への給水路２１中に、圧力調整の減圧弁２９、給水温度を計測する給水サーミスタ３０、水量を計測する給水量センサ３１、逆止弁３２、給湯専用の貯湯タンク４Ａ，４Ｂと給湯熱供給兼用の貯湯タンク４Ｃとに各別に通流状態を調節する一対の流量調節弁３３、３４等が備えられ、又、前記熱供給用湯水通流部２５を兼用する湯水通流路３５を通して、図示しない給湯栓や浴槽への湯張りを行う給湯路２０に、負圧が生じた場合に外部から空気を導入して負圧による管の変形等を防ぐバキュームブレーカ３６、水圧を検知する圧力スイッチ３７、湯と水の混合比を制御する混合比率調節弁３８、張り通水を断続するための湯張り用複合水弁３９、逆止弁４０、高温出湯防止弁４１、排水弁４２、給湯温度を検出するための給湯サーミスタ４３等が備えられている。

前記貯湯用湯水通流部２３は、貯湯タンク４の湯水を循環通流しながら加熱する貯湯用循環路４４に、貯湯用循環ポンプ４５、循環する湯水の流量を調節する循環比例弁４６、貯湯用の排熱回収熱交換器４７、熱供給用の熱交換器４８等が備えられている。

前記排熱回収用湯水通流部２４は、エンジン１のウォータージャケット内を通過する冷却水が循環通流される冷却水循環路４９に、冷却水を循環通流させる冷却水循環ポンプ５０、高温の湯が膨張することを許容するように大気に開放されたエンジン冷却水タンク５１、貯湯タンク４の湯水との間で熱交換する前記貯湯用の排熱回収熱交換器４７、排熱サーミスタ５２、熱供給用湯水通流部２５における湯水との間で熱交換する熱負荷用の排熱回収熱交換器５３、発電装置２における余剰電力を消費するための電気ヒータ５４等が備えられている。

前記熱供給用湯水通流部２５について説明する。
前記貯湯用の排熱回収熱交換器４７を通して前記貯湯用循環ポンプ４５を利用して湯水を循環通流させる熱供給用の循環通流路５５が形成され、その熱供給用の循環通流路５５、水量センサ５６、入水温サーミスタ５７、バーナ加熱式の補助加熱装置５８、出湯温サーミスタ５９、暖房用熱交換器６０、暖房用開閉弁６１等が備えられている。又、給湯熱供給兼用の貯湯タンク４Ｃ内の湯水を前記熱供給用の熱交換器４８に通流させる温水循環路６２が設けられ、その温水循環路６２に給湯熱供給兼用の貯湯タンク４Ｃ内の湯水だけを循環通流させるタンク用循環ポンプ６３が設けられている。

外部の熱消費端末５に暖房用温水を循環通流させる熱媒循環路６４には、前記熱負荷用の排熱回収熱交換器５３、前記暖房用熱交換器６０、暖房用循環ポンプ６５、外部開放型の循環水タンク６６、暖房サーミスタ６７、バイパス路６８等が備えられている。このバイパス路６８は暖房装置側で湯水の通流が遮断されても、暖房用循環ポンプ６４の駆動により、暖房サーミスタ６６にて湯の温度を検知することができるようにしたものである。更には、前記熱供給用の循環通流路５５の出湯温サーミスタ５９の出口側部分には、前記給湯路２０を兼用する風呂追焚き用の循環路６９が分岐接続され、この風呂追焚き用の循環路６９は、風呂追焚き用の熱交換器７０、及びこの風呂追焚き用の循環路６９を断続する追焚き用風呂弁７１が設けられ、前記貯湯用の排熱回収熱交換器４７の上流側に接続されている。

前記風呂追焚き用湯水通流部２７には、風呂用の循環ポンプ７２、循環水を加熱する風呂追焚き用の熱交換器７０、循環水流を検出する風呂水流スイッチ７４、通流する湯水の温度を検出する風呂サーミスタ７５、図示しない浴槽の水位を検出する水位センサ７６等が備えられている。又、湯水補給用通流部２８には、補給水閉止弁７７、循環水タンク６６の貯留量が減ると水を補給すべく開弁する暖房補給水弁７８、エンジン冷却水タンク５１の貯留量が減ると水を補給すべく開弁する排熱補給水弁７９等が備えられている。

そして、前記運転制御部７は、図示しないリモコン操作部への指令情報に基づいて、貯留槽４内に温度成層を形成するように湯水を貯湯させる貯湯運転、前記暖房用熱負荷に熱を供給する暖房運転、風呂の追焚きを行う風呂追焚き運転、貯湯タンク４内の湯水を給湯栓や浴槽等に給湯する給湯運転等を行うように構成されている。

前記貯湯運転について説明する。
この貯湯運転においては、前記給湯専用の貯湯タンク部分４Ａ，４Ｂに貯留される湯水と前記給湯熱供給兼用の貯湯タンク部分４Ｃに貯留される湯水とを同時に取り出して加熱したのち、給湯専用の貯湯タンク部分４Ａ，４Ｂ及び給湯熱供給兼用の貯湯タンク部分４Ｃ夫々に分配供給する形態で湯水を循環させるように構成されている。

説明を加えると、図５に示すように、貯湯運転においては、前記一対の流量調節弁３３、３４、循環比例弁４６の夫々を開弁させ、暖房用開閉弁６１を閉弁させて、貯湯用循環ポンプ４５を運転する。一方、エンジン１を運転させている状態で冷却水循環ポンプ５０を運転させて冷却水循環路４９内を循環するようにエンジン冷却水を通流させる。そうすると、前記給湯専用の貯湯タンク部分４Ａ，４Ｂに貯留される湯水と給湯熱供給兼用の貯湯タンク部分４Ｃに貯留される湯水とが同時に取り出され、排熱回収用熱交換器４７にて加熱されたのち、給湯専用の貯湯タンク部分４Ａ，４Ｂ及び給湯熱供給兼用の貯湯タンク部分４Ｃ夫々に分配供給する形態で湯水が循環して、各貯湯タンク部分４Ａ，４Ｂ，４Ｃ内に高温の湯が貯湯される両側循環状態に切り換えるように運転状態を制御する。

上記したような湯水の加熱が行われて、給湯熱供給兼用の貯湯タンク部分４Ｃに備えられた前記湯温センサＳ４，Ｓ５の検出情報に基づいて、給湯熱供給兼用の貯湯タンク部分４Ｃに貯留される湯水の全量が目標加熱温度になるまで加熱されたものと判別すると、給湯熱供給兼用の貯湯タンク部分４Ｃに対する流量調節弁３４を閉弁して、図６に示すように、給湯専用の貯湯タンク部分４Ａ，４Ｂに貯留される湯水だけを循環通流させて加熱する片側循環状態に切り換えるように運転状態を制御する。

そして、このとき給湯専用の貯湯タンク部分４Ａ，４Ｂにおいて、それらの貯湯タンク部分４Ａ，４Ｂに温度成層を形成するように湯水を貯湯し、且つ、いずれかの貯湯タンク部分４Ｂを他の貯湯タンク部分４Ａより優先して貯湯する状態で、熱電併給装置３の熱を貯湯タンク４内の湯水に回収する熱回収処理を行うように構成されている。つまり、前記給水路２１が接続される貯湯タンク部分４Ａの下部から湯水を取り出して、排熱回収用熱交換器４７にて加熱されたのち給湯路２０が接続される他方の貯湯タンク部分４Ｂの上部に戻すように循環通流させて、給湯路２０が接続される貯湯タンク部分４Ｂを他の貯湯タンク部分４Ｂより優先して貯湯するようにしている。
従って、この貯湯運転が熱電併給装置３の発生する熱を貯湯タンク４内の湯水に回収する熱回収処理に対応する。

次に、暖房運転について説明する。
この暖房運転においては、図７に示すように、前記一対の流量調節弁３３，３４の夫々を閉弁して、前記タンク用循環ポンプ６３を運転して、熱供給用の熱交換器４８を通過させるように温水循環路６２を通して給湯熱供給兼用の貯湯タンク部分４Ｃ内の湯水を循環通流させ、且つ、循環比例弁４６を閉弁させ、暖房用開閉弁６１を開弁させて、貯湯用循環ポンプ４５を運転する。そうすると、熱供給用の循環通流路５５内を暖房用の湯水が循環通流する。

一方、暖房用循環ポンプ６５を運転して、外部の暖房装置等の熱消費端末５に対して熱媒循環路６４を通して加熱した暖房用温水を循環通流させる。このとき、給湯熱供給兼用の貯湯タンク部分４Ｃ内の湯水による加熱では不足するとき、具体的には、入水温サーミスタ５７の温度が設定温度以下であれば補助加熱装置５８による加熱を行うようになっている。このとき、エンジン１の冷却水からの排熱回収は行わない。

前記追焚き運転について説明する。この追焚き運転においては、図８に示すように、前記一対の流量調節弁３３，３４の夫々を閉弁して、前記タンク用循環ポンプ６３を運転して、温水循環路６２を通して給湯熱供給兼用の貯湯タンク部分４Ｃ内の湯水を循環通流させ、且つ、循環比例弁４６を閉弁させ、追焚き用風呂弁７１を開弁させて、貯湯用循環ポンプ４５を運転して、熱供給用の熱交換器４８にて加熱された湯水を風呂追焚き用の熱交換器７０を通して循環通流させる。一方、風呂追焚き用湯水通流部２７における風呂用の循環ポンプ７２を運転して、浴槽内の湯水を風呂追焚き用の熱交換器７０を通過して加熱する状態で循環通流させて追焚きを行うようになっている。

前記給湯運転について説明する。給湯運転においては、優先的に給湯専用の貯湯タンク部分４Ａ，４Ｂから給湯路２０に湯水を給湯する専用貯湯タンク給湯状態に切り換えて給湯運転を実行し、前記給湯専用の貯湯タンク部分４Ａ，４Ｂの内部に給湯用の湯水が無くなると、給湯熱供給兼用の貯湯タンク部分４Ｃから前記給湯路２０に湯水を給湯する兼用貯湯タンク給湯状態に切り換えて給湯運転を実行するように構成されている。

説明を加えると、この給湯運転においては、図９に示すように、給湯熱供給兼用の貯湯タンク部分４Ｃに対する流量調節弁３４を閉弁し、給湯専用の貯湯タンク部分４Ａ，４Ｂに対する流量調節弁３３を開弁して、給湯路２０が接続される給湯専用の貯湯タンク部分４Ｂから給湯路２０に湯水を給湯する。そして、給湯サーミスタ４３が図示しない温度設定器等によって設定されている目標温度になるように混合比例調節弁３８の湯水混合比率を変更調整する。このとき、給湯専用の貯湯タンク部分４Ａに対しては、給湯によって消費された量と同じ量の水が給水路２１から供給されることになる。このときの給湯動作が主給湯処理に対応する。

前記給湯専用の貯湯タンク部分４Ａ，４Ｂの湯水を給湯しているときに、前記各湯温センサＳ１〜Ｓ３の検出情報に基づいて、給湯専用の貯湯タンク部分４Ａ，４Ｂ内の全ての温度センサＳ１〜Ｓ３が設定温度以下の低温状態を検出して、給湯専用の貯湯タンク部分４Ａ，４Ｂ内の貯湯量が下限になったことを判別すると、図１０に示すように、給湯専用の貯湯タンク部分４Ａ，４Ｂに対する流量調節弁３３を閉弁し、給湯熱供給兼用の貯湯タンク部分４Ｃに対する流量調節弁３４を開弁する状態に切り換える。そうすると、給湯熱供給兼用の貯湯タンク部分４Ｃから給湯路２０に湯水が給湯されることになる。このときの給湯動作が補助給湯処理に対応する。
このようにして、優先的に給湯専用の貯湯タンク部分４Ａ，４Ｂから給湯路２０に湯水を給湯した後に、給湯熱供給兼用の貯湯タンク部分４Ｃから給湯するようになっている。

前記給湯熱供給部６は、上記したような暖房運転、追炊き運転、及び、給湯運転の夫々が同時に指令されても、それらを同時に実行することができる。
すなわち、暖房運転、追炊き運転、及び、給湯運転が同時に指令された場合には、図１１に示すように、前記各運転について説明したような湯水の通流動作を夫々同時に実行することになる。

同時運転における給湯用の湯水の流れについて説明を加えると、給湯用湯水通流部２２では、給湯熱供給兼用の貯湯タンク部分４Ｃに対する流量調節弁３４を閉弁し、給湯専用の貯湯タンク部分４Ａ，４Ｂに対する流量調節弁３３を開弁して、給湯専用の貯湯タンク部分４Ａ，４Ｂの湯水を給湯路２０を通して通流させる。

このとき、熱供給用湯水通流部２５では、貯湯用循環ポンプ４５を運転することで熱供給用の循環通流路５５内を暖房用の湯水が循環通流し、更には、風呂追焚き用の熱交換器７０を通して風呂追焚き用の湯水が循環通流するので、補助加熱装置５８が備えられる熱供給用の循環通流路５５と給湯路２０とを兼用する通流路部分では、暖房用の湯水、給湯用湯水、風呂追焚き用の湯水が同時に流動することになる。一方、暖房用循環ポンプ６５を運転して、外部の暖房装置に対して熱媒循環路６４を通して加熱した暖房用温水を循環通流させる。

又、排熱回収用湯水通流部２４では、エンジン１を運転させている状態で冷却水循環ポンプ５０を運転させて冷却水循環路４９内を循環するようにエンジン冷却水を通流させる。そうすると、エンジン冷却水が排熱回収用熱交換器４７、排熱回収熱交換器５３を通して循環通流して、排熱回収用熱交換器４７にて風呂追焚き用の湯水の戻り湯を加熱し、排熱回収熱交換器５３にて熱媒循環路６４を通して循環通流して熱消費端末５にて放熱した後の湯水を加熱する。

前記熱供給用の循環通流路５５内を通流する湯水は、出湯温サーミスタ５９の検出値が設定温度より低ければ補助加熱装置５８によって加熱され、混合比率調節弁３８によって湯水混合比率を調節して所望の給湯温度に調整して給湯するようになっている。又、前記タンク用循環ポンプ６３を運転して、温水循環路６２を通して給湯熱供給兼用の貯湯タンク部分４Ｃ内の湯水を循環通流させることで、給湯運転を行っている場合であっても給湯熱供給兼用の貯湯タンク部分４Ｃ内の湯水を暖房運転に利用することができる。このような同時運転を行うと、熱電併給装置３の熱を放熱端末用熱交換部としての熱負荷用の排熱回収熱交換器５３に循環通流させる放熱用循環通流処理を実行することになる。

従って、上記構成においては、給湯用の貯湯タンク部分４Ａ，４Ｂの湯水を給湯することと、給湯熱供給兼用の貯湯タンク部分４Ｃの湯水を熱消費端末５の加熱に用いることを同時に実行することが可能となる。

〔別実施形態〕
以下、別実施形態を列記する。

（１）上記実施形態では、前記給湯専用の貯湯タンク部分が２個備えられ、それらが横方向に並ぶ状態で備えられる構成としたが、このような構成に限らず、２個又は４個以上の貯湯タンク部分を設けるものでもよく、又、前記給湯専用の貯湯タンク部分が１個だけ備えられる構成としてもよい。又、給湯専用の貯湯タンク部分を横方向に並ぶ構成に代えて、上下に並ぶ状態で備える構成としてもよい。

（２）上記実施形態では、前記給湯用の貯湯タンクの貯湯量が下限になった場合に前記熱供給用の貯湯タンク部分の湯水を給湯路を通して給湯する補助給湯処理を実行するように構成したが、このような構成に代えて、この補助給湯処理を実行しない構成としてもよい。つまり、熱供給用の貯湯タンク部分の湯水を給湯に兼用するのではなく、放熱用端末装置の加熱にのみ用いる熱供給専用の貯湯タンク部分として備える構成としてもよい。

（３）上記実施形態では、前記熱源部として、エンジンによって発電装置を駆動する形式の熱電併給装置を例示したが、熱電併給装置の別構成として燃料電池を適応することも可能である。又、前記熱源部としては、熱電併給装置に限らず、熱だけを発生する例えば、ヒートポンプ式の熱源機等の他の構成の熱源機を用いてもよい。

コージェネレーションシステムの概略構成図コージェネレーションシステムの正面図コージェネレーションシステムの斜視図給湯熱源部の構成を示す図貯湯運転の通流状態を示す図貯湯運転の通流状態を示す図暖房運転の通流状態を示す図追炊き運転の通流状態を示す図給湯運転の通流状態を示す図給湯運転の通流状態を示す図同時運転状態の通流状態を示す図

符号の説明

３熱源部
４貯湯タンク
４Ａ，４Ｂ給湯用の貯湯タンク部分
４Ｃ熱供給用の貯湯タンク部分
５放熱用端末装置
１９熱処理手段
２０給湯路
５３放熱端末用熱交換部

Claims

湯水を貯湯する貯湯タンクと、その貯湯タンク内の湯水を加熱するための熱を発生する熱源部とが備えられた貯湯式の熱処理装置であって、
前記貯湯タンクが、
貯湯する湯水を給湯に用いる給湯用の貯湯タンク部分と、貯湯する湯水を放熱用端末装置の加熱に用いる熱供給用の貯湯タンク部分とを備えて構成されている貯湯式の熱処理装置。
前記給湯用の貯湯タンク部分が複数設けられ、
前記複数の給湯用の貯湯タンク部分の湯水が温度成層を形成するように貯湯される状態で、且つ、いずれかの給湯用の貯湯タンク部分の湯水が他の給湯用の貯湯タンク部分に優先して貯湯される状態で加熱されるように構成されている請求項１記載の貯湯式の熱処理装置。
前記給湯用の貯湯タンク部分の湯水を給湯路を通して給湯する主給湯処理、前記熱供給用の貯湯タンク部分の湯水を放熱端末用熱交換部に循環通流させる放熱用循環通流処理、及び、前記給湯用の貯湯タンクの貯湯量が下限になった場合に前記熱供給用の貯湯タンク部分の湯水を前記給湯路を通して給湯する補助給湯処理を実行する熱処理手段が備えられている請求項１又は２記載の貯湯式の熱処理装置。
前記熱源部が、熱と電力とを発生する熱電併給装置にて構成されている請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の貯湯式の熱処理装置。