JP2006349301A - 暖房システム及び制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】燃料電池の排熱を、省エネルギ性を向上するのに十分な程度に利用することが出来て、燃料電池自体の運転の継続を阻害してしまうことが無く、暖房需要に応じて暖房機器(例えば床暖房)を運転することが出来る様な暖房システム及びその制御方法の提供の提供。
【解決手段】暖房器具(4)から戻る温水温度が目標温度(例:40℃)以下である場合に、燃焼装置(31)の燃焼に先立って、(燃焼装置31の燃焼を禁止して)前記熱投入手段(第2の熱交換器Hx2)を介して排熱貯蔵装置(2)からの排熱が投入された温水を暖房器具(4)に供給する運転(排熱利用モードでの運転)を行う制御を実行する様に構成されている。
【選択図】図2
【解決手段】暖房器具(4)から戻る温水温度が目標温度(例:40℃)以下である場合に、燃焼装置(31)の燃焼に先立って、(燃焼装置31の燃焼を禁止して)前記熱投入手段(第2の熱交換器Hx2)を介して排熱貯蔵装置(2)からの排熱が投入された温水を暖房器具(4)に供給する運転(排熱利用モードでの運転)を行う制御を実行する様に構成されている。
【選択図】図2
Description
本発明は、例えば燃料電池の排熱、すなわち貯湯タンクに貯えられる温水を、床暖房の様な暖房器具で有効的に利用する技術に関する。
熱機関の排熱、例えば燃料電池の貯湯タンクに貯えられた温水が保有する熱量を暖房(例えば床暖房)に利用する場合、床暖房で利用した後の戻り温水を貯湯タンクに戻すためには、燃料電池の冷却水として機能し得る一定温度(40℃程度)以下の温度まで降温している必要がある。そのために、低温(40℃程度)の往き温度で、温水を循環させる床暖房に対して、貯湯タンク内の温水を供給して、排熱利用することが望ましい(特許文献1参照)。
また、熱源機において潜熱回収熱交換器を備えている場合には、床暖房からの戻り温水を用いて排ガスを凝縮させているので、確実に排ガスを凝縮させて、潜熱回収の効率を向上するために、床暖房の戻り温水温度が35℃程度まで低いことが好ましい。
一方、燃焼器により温水を加熱して、70℃の温水、60℃の温水、40℃の温水が出湯可能な暖房回路(熱源機)を備え、暖房運転を行う従来技術も存在する(特許文献2参照)。
ここで、70℃の温水は床暖房の起動時に使用されるので、起動時を「70℃運転」と呼ぶことが多い。そして、40℃の温水を用いる場合(いわゆる「40℃運転」)は、燃焼器による加熱に代えて、燃料電池システムの貯湯タンク内の排熱を利用する運転(いわゆる「排熱利用運転」)が可能である。
ここで、70℃の温水は床暖房の起動時に使用されるので、起動時を「70℃運転」と呼ぶことが多い。そして、40℃の温水を用いる場合(いわゆる「40℃運転」)は、燃焼器による加熱に代えて、燃料電池システムの貯湯タンク内の排熱を利用する運転(いわゆる「排熱利用運転」)が可能である。
しかし、40℃の温水を供給して床暖房を行うのは、室温が安定する定常時に限定されるため、特に熱負荷が大きい場合等では、40℃運転を継続出来る時間、換言すれば排熱利用運転が可能な時間帯が少ない、という問題が存在する。
そして排熱利用運転が可能な時間帯が少なければ、貯湯システムに蓄熱された熱(燃料電池システムにおける排熱)を床暖房の様な暖房システムで十分利用することが難しく、省エネルギ性向上の寄与率が低下してしまう。
そして排熱利用運転が可能な時間帯が少なければ、貯湯システムに蓄熱された熱(燃料電池システムにおける排熱)を床暖房の様な暖房システムで十分利用することが難しく、省エネルギ性向上の寄与率が低下してしまう。
また、燃焼器により温水を加熱する熱源機を備えている従来技術においては、暖房器具(例えば床暖房)の運転状態により排熱利用運転を行うか否かを判断する制御は行っておらず、40℃運転を行うためのパラメータを適宜設定して、当該パラメータの数値によって排熱利用を開始するか否かを判断している。そのため、60℃の温水を供給して床暖房を行う運転(いわゆる「60℃運転」)から40℃運転への過渡状態や、床暖房の系統変動時等に、床暖房からの戻り温水温度が目標温度(40℃程度)まで低下せず、燃料電池の運転を継続させることが困難になる場合が存在する、という問題がある。
さらに、頻繁に熱源機の燃焼ON−OFFもしくは、床暖房低温熱動弁の開閉が繰り返されると、貯湯タンクへの温水戻り温度が安定せず、一定温度以下に維持することが難しい。
これに加えて、従来技術においては、熱源機において燃焼器による加熱を行うか否かについては床暖房戻り温水の排熱吸収後の温度をパラメータとしているので、当該温度(床暖房戻り温水の排熱吸収後の温度)が熱源機における加熱を行う温度(熱源機の点火温度:例えば32℃)を上回った場合には、熱源機による温水の加熱がなされず、40℃以下の温水が継続供給されてしまう。その結果、床温が低下し、床暖房の快適性を損なう可能性がある。
特願2003−373908号
特願2003−390218号
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、燃料電池の排熱を、省エネルギ性を向上するのに十分な程度に利用することが出来て、燃料電池自体の運転の継続を阻害してしまうことが無く、暖房需要に応じて暖房機器(例えば床暖房)を運転することが出来る様な暖房システム及びその制御方法の提供を目的としている。
本発明の暖房システムは、排熱貯蔵装置(例えば、燃料電池ユニット1の貯湯タンク2)と、熱源機(3)と、暖房器具(例えば、床暖房4)とを有しており、該熱源機(3)は、温水を暖房器具(4)に循環供給する配管系(Lc)と、燃焼装置(例えばバーナー31)と、排熱貯蔵装置(2)からの排熱(例えば、温水)を投入するための熱投入手段(第2の熱交換器Hx2)とを備えており、暖房器具(4)への温水の供給を制御する制御装置(中央処理ユニット5)を有しており、該制御装置(5)は、暖房器具(4)から戻る温水温度が目標温度(例:35℃)以下である場合に、燃焼装置(31)の燃焼に先立って、(燃焼装置31の燃焼を禁止して)前記熱投入手段(第2の熱交換器Hx2)を介して排熱貯蔵装置(2)からの排熱が投入された温水を暖房器具(4)に供給する運転(排熱利用モードでの運転)を行う制御を実行する様に構成されていることを特徴としている(請求項1)。
ここで、暖房器具(4)から戻る温水温度が目標温度(例:35℃)以下であるか否かの判定は、床暖房戻り配管の温度センサ(Thr)で計測された床暖房戻り温水温度に代えて、運転開始前の停止継続時間、制御手段(例えば、床暖房コントローラ7)のタイマー設定時刻、制御手段(例えば、床暖房コントローラ7)に設けられた室温センサで計測された室温(床暖房4が設けられた空間における室温)、の何れかを採用しても良い。
また、制御装置としては、暖房器具(例えば床暖房)が設けられた区画(例えば、建造物内の部屋)毎に設けられた遠隔操作手段(床暖房コントローラ7や、燃料電池リモコン6)であっても良いし、中央処理手段(中央処理コントローラ5)であっても良いし、中央処理手段(5)と遠隔操作手段(6,7)が各々制御装置として作動する様に構成されていても良い。そして、制御装置が中央処理手段である場合には、遠隔操作手段と情報的に接続して構成しても良い。
また、制御装置としては、暖房器具(例えば床暖房)が設けられた区画(例えば、建造物内の部屋)毎に設けられた遠隔操作手段(床暖房コントローラ7や、燃料電池リモコン6)であっても良いし、中央処理手段(中央処理コントローラ5)であっても良いし、中央処理手段(5)と遠隔操作手段(6,7)が各々制御装置として作動する様に構成されていても良い。そして、制御装置が中央処理手段である場合には、遠隔操作手段と情報的に接続して構成しても良い。
そして本発明の制御方法は、係る暖房システム(請求項1の暖房システム)の制御方法において、暖房器具(例えば、床暖房4)から戻る温水温度を計測する工程(S7)と、暖房器具(4)から戻る温水温度が目標温度(例:35℃)以下である場合に、燃焼装置(31)の燃焼に先立って、(燃焼装置31の燃焼を禁止して)前記熱投入手段(第2の熱交換器Hx2)を介して排熱貯蔵装置(2)からの排熱が投入された温水を暖房器具(4)に供給する運転(排熱利用モードでの運転)を行う工程(S9)、とを有している(請求項11)。
本発明において、前記制御装置は、暖房器具コントローラ(床暖房コントローラ7)と(情報的に)接続しており、暖房器具コントローラ(7)により設定された暖房器具使用開始時刻の一定時間前(例えば20分前)から、燃焼装置(31)を稼動せずに(燃焼装置31の燃焼を禁止して)、前記熱投入手段(第2の熱交換器Hx2)を介して排熱貯蔵装置(2)からの排熱が投入された温水を暖房器具(例えば、床暖房4)に供給する運転を行う制御を実行する様に構成されているのが好ましい(請求項2)。
係る暖房システム(請求項2の暖房システム)の制御方法において、暖房器具コントローラ(7)により設定された暖房器具使用開始時刻の一定時間前(例えば20分前)であるか否かを判断する工程(S3)と、当該暖房器具使用開始時刻の一定時間前(例えば20分前)になったならば、燃焼装置(31)を燃焼せずに(燃焼装置31の燃焼を禁止する:S8)、前記熱投入手段(第2の熱交換器Hx2)を介して排熱貯蔵装置(2)からの排熱が投入された温水を暖房器具(例えば、床暖房4)に供給する運転を行う工程(S9)、とを有しているのが好ましい(請求項12)。
本発明において、前記制御装置(中央処理コントローラ5)は遠隔操作装置(リモコン6,7)で操作可能であり、当該遠隔操作装置(リモコン6,7)に設けた入力装置(リモコンに設けた「排熱利用モードスイッチ」)を操作することにより、燃焼装置(31)の燃焼に先立って、前記熱投入手段(第2の熱交換器Hx2)を介して排熱貯蔵装置(2)からの排熱が投入された温水を暖房器具(4)に供給する運転(排熱利用モードでの運転)の許可・不許可を設定可能な様に構成されているのが好ましい。
或いは、前記暖房器具(4)は時刻を指定して運転が開始される(タイマーで設定された時刻に運転が開始されるタイマー運転が可能な)様に構成されており、前記制御装置(5)は、暖房器具(4)の運転開始時刻として指定された時刻の一定時間(例:20分)前から、燃焼装置(31)の燃焼を禁止して排熱貯蔵装置(2)からの排熱が投入された温水を暖房器具(4)に供給する運転(排熱利用モードでの運転)を開始する様に構成されているのが好ましい。
本発明の暖房システムにおいて、前記制御装置(5)は、(燃焼装置31の燃焼に先立って)排熱貯蔵装置(2)からの排熱が投入された温水を暖房器具(4)に供給する運転(排熱利用モードでの運転)開始後、暖房器具(4)から戻った温水の温度(床暖房戻り配管の温度センサThrで計測される床暖房戻り温水温度)が目標設定温度(例:30℃)以上であるか、或いは、当該運転(排熱利用モード運転)が目標時間(例えば、20分)継続したならば、前記熱投入手段(第2の熱交換器Hx2)を介して排熱貯蔵装置(2)からの排熱が投入された温水を暖房器具(4)に供給する運転(排熱利用モードでの運転)を停止して、燃焼装置(31)を燃焼して熱源機(3)内の温水を加熱する運転(例:60℃運転)に移行する制御を行う様に構成されているのが好ましい(請求項3)。
そして係る暖房システム(請求項3の暖房システム)の制御方法は、(燃焼装置31の燃焼に先立って)排熱貯蔵装置(2)からの排熱が投入された温水を暖房器具(4)に供給する運転(排熱利用モードでの運転)開始後、暖房器具(4)から戻った温水の温度(床暖房戻り配管の温度センサThrで計測される床暖房戻り温水温度)或いは当該運転(排熱利用モード運転)の運転時間を計測する工程(S7、S10)と、暖房器具(4)から戻った温水の温度(床暖房戻り配管の温度センサThrで計測される床暖房戻り温水温度)が目標設定温度(例:30℃)以上であるか(S11のY)、或いは、当該運転(排熱利用モード運転)が目標時間(例えば、20分)継続したならば(S10のY)、前記熱投入手段(第2の熱交換器Hx2)を介して排熱貯蔵装置(2)からの排熱が投入された温水を暖房器具(4)に供給する運転(排熱利用モードでの運転)を停止して、燃焼装置を燃焼して熱源機内の温水を加熱する運転(例:60℃運転)に移行する工程(S16、S17、S23)、とを有するのが好ましい(請求項13)。
本発明の暖房システムにおいて、前記制御装置(5)は、燃焼装置(31)を稼動して熱源機(3)内の温水を加熱する運転に際して、温水温度が排熱利用運転可能な温度に移行した場合(60℃運転から40℃運転に移行した場合)、暖房器具(4)から戻った温水の温度(床暖房戻り配管の温度センサThrで計測される床暖房戻り温水温度)が目標設定温度(例えば、35℃)以下となった状態が一定時間(例:30秒)経過するか、或いは、温水温度が排熱利用運転可能な温度に移行してから所定時間(例えば、30秒)が経過した後に、(燃焼装置31の燃焼を禁止して)前記熱投入手段(第2の熱交換器Hx2)を介して排熱貯蔵装置(2)からの排熱が投入された温水を暖房器具(4)に供給する運転(排熱利用モードでの運転)を行う様に構成されているのが好ましい(請求項4)。
係る暖房システム(請求項4の暖房システム)において、燃焼装置(31)を稼動して熱源機(3)内の温水を加熱する運転に際して、温水温度が排熱利用運転可能な温度に移行したか否かを判定する工程(60℃運転から40℃運転に移行したか否かを判定する工程;S24)と、温水温度が排熱利用運転可能な温度に移行した(60℃運転から40℃運転に移行した)場合に、暖房器具(4)から戻った温水の温度(床暖房戻り配管の温度センサThrで計測される床暖房戻り温水温度)が目標設定温度以下となった状態が一定時間(例:30秒)経過するか(S27のY)、或いは、温水温度が排熱利用運転可能な温度に移行してから所定時間(例えば、30秒)が経過したか否かを判定する工程と、暖房器具(4)から戻った温水の温度が目標設定温度以下となった状態が一定時間経過するか、或いは、温水温度が排熱利用運転可能な温度に移行してから所定時間(例えば、30秒)が経過した後に、(燃焼装置31の燃焼を禁止して)前記熱投入手段(第2の熱交換器Hx2)を介して排熱貯蔵装置(2)からの排熱が投入された温水を暖房器具(4)に供給する運転(排熱利用モードでの運転)を行う工程(S29)、とを有しているのが好ましい(請求項14)。
本発明の実施に際して、暖房器具(4)へ温水を供給している温水系統(Lc61〜Lc63、図1参照)が1系統のみ(稼動しているのが1系統の床暖房のみ)であり、且つ、温水温度が排熱利用運転可能な温度である運転状態(40℃運転)であることを検知してから、(燃焼装置31の燃焼を禁止して)前記熱投入手段(第2の熱交換器Hx2)を介して排熱貯蔵装置(2)からの排熱が投入された温水を暖房器具(4)に供給する運転(排熱利用モードでの運転)に移行するのが好ましい。
或いは、暖房器具(4)へ温水を供給している温水系統(Lc61〜Lc63)の少なくとも1系統では、低温熱動弁(V31〜V33(図1参照)の少なくとも1つ)が常時開状態であり、且つ、温水温度が排熱利用運転可能な温度である運転状態(40℃運転)であることを検知してから、(燃焼装置31の燃焼を禁止して)前記熱投入手段(第2の熱交換器Hx2)を介して排熱貯蔵装置(2)からの排熱が投入された温水を暖房器具(4)に供給する運転(排熱利用モードでの運転)に移行するのが好ましい。
或いは、暖房器具(4)へ温水を供給している温水系統(Lc61〜Lc63)が1系統のみ(稼動しているのが1系統の床暖房のみ)であるか、或いは、全ての温水系統の低温熱動弁(V31〜V33)の開閉タイミングが同期しており、温水温度が排熱利用運転可能な温度である運転状態(40℃運転)であることを検知してから、(燃焼装置31の燃焼を禁止して)前記熱投入手段(第2の熱交換器Hx2)を介して排熱貯蔵装置(2)からの排熱が投入された温水を暖房器具(4)に供給する運転(排熱利用モードでの運転)に移行するのが好ましい。
本発明の暖房システムにおいて、前記制御装置(5)は、(燃焼装置31の燃焼を禁止して)前記熱投入手段(第2の熱交換器Hx2)を介して排熱貯蔵装置(2)からの排熱が投入された温水を暖房器具(4)に供給する運転(排熱利用モードでの運転)の際に、暖房器具(4)へ供給される温水の温度(床暖房往き温度)が排熱利用運転可能な前記温度(40℃)以下であり、且つ、燃焼装置(31)の燃焼を開始する温度(バーナー点火温度:例えば34℃)を上回る状態が、一定時間(例:10分)継続した場合には、(燃焼装置31の燃焼を禁止して)前記熱投入手段(第2の熱交換器Hx2)を介して排熱貯蔵装置(2)からの排熱が投入された温水を暖房器具(4)に供給する運転(排熱利用モードでの運転)を停止するか、或いは、排熱供給量(循環流量等)を減少させる制御を実行する様に構成されているのが好ましい(請求項5)。
係る暖房システム(請求項5の暖房システム)の制御方法において、(燃焼装置31の燃焼を禁止して)前記熱投入手段(第2の熱交換器Hx2)を介して排熱貯蔵装置(2)からの排熱が投入された温水を暖房器具(4)に供給する運転(排熱利用モードでの運転)の際に、暖房器具(4)へ供給される温水の温度(床暖房往き温度)を計測する工程(S30)と、該温水温度(床暖房往き温度)が、排熱利用運転可能な前記温度(40℃)以下で且つ燃焼装置の燃焼を開始する温度(バーナー点火温度:例えば34℃)を上回る状態となった場合にその継続時間を計測する工程(S30)と、係る継続時間が一定時間(例:10分)継続した場合(S30のY)には、(燃焼装置31の燃焼を禁止して)前記熱投入手段(第2の熱交換器Hx2)を介して排熱貯蔵装置(2)からの排熱が投入された温水を暖房器具(4)に供給する運転(排熱利用モードでの運転)を停止するか、或いは、排熱供給量(循環流量等)を減少させる工程、とを含むのが好ましい(請求項15)。
本発明の暖房システムにおいて、前記制御装置(5)は、(燃焼装置31の燃焼を禁止して)前記熱投入手段(第2の熱交換器Hx2)を介して排熱貯蔵装置(2)からの排熱が投入された温水を暖房器具(4)に供給する運転(排熱利用モードでの運転)に移行した後、熱源機(3)内の温水を暖房器具(4)へ供給する複数の配管系(Lc61〜Lc63)に各々介装されている低温熱動弁(V31〜V33)の内で暖房運転が行われている配管系に介装されている低温熱動弁を常時開放状態にせしめ、暖房ポンプ(P3)の発停によって温水の間欠循環を行う様に構成されているのが好ましい(請求項6)。
ここで、「暖房運転が行われている」とは、床暖房コントローラ(7)の様な制御装置により、暖房をする旨の指令が発生した旨を意味している。
ここで、「暖房運転が行われている」とは、床暖房コントローラ(7)の様な制御装置により、暖房をする旨の指令が発生した旨を意味している。
係る暖房システム(請求項6の暖房システム)の制御方法において、(燃焼装置31の燃焼を禁止して)前記熱投入手段(第2の熱交換器Hx2)を介して排熱貯蔵装置(2)からの排熱が投入された温水を暖房器具(4)に供給する運転(排熱利用モードでの運転)に移行した後に、熱源機(3)内の温水を暖房器具(4)へ供給する複数の配管系(Lc61〜Lc63)に各々介装されている低温熱動弁(V31〜V33)の内で暖房運転が行われている配管系に介装されている低温熱動弁を常時開放状態にせしめ、暖房ポンプ(P3)の発停によって温水の間欠循環を行う工程(S40)、を有するのが好ましい(請求項16)。
本発明の暖房システムにおいて、前記制御装置(5)は、(燃焼装置31の燃焼を禁止して)前記熱投入手段(第2の熱交換器Hx2)を介して排熱貯蔵装置(2)からの排熱が投入された温水を暖房器具(4)に供給する運転(排熱利用モードでの運転)に移行した後、熱源機(3)内の温水を暖房器具(4)へ供給する複数の配管系(Lc61〜Lc63)に各々介装されている低温熱動弁(V31〜V33)の内で暖房運転が行われている配管系に介装されている低温熱動弁を常時開放状態にせしめ、暖房器具(4)に供給される温水(床暖房往き温水)の設定温度を低下させる制御を行う様に構成されているのが好ましい(請求項7)。
係る暖房システム(請求項7の暖房システム)の制御方法は、(燃焼装置31の燃焼を禁止して)前記熱投入手段(第2の熱交換器Hx2)を介して排熱貯蔵装置(2)からの排熱が投入された温水を暖房器具(4)に供給する運転(排熱利用モードでの運転)に移行(S29)した後に、熱源機(3)内の温水を暖房器具(4)へ供給する複数の配管系(Lc61〜Lc63)に各々介装されている低温熱動弁(V31〜V33)の内で暖房運転が行われている配管系に介装されている低温熱動弁を常時開放状態にせしめ(S45)、暖房器具(4)に供給される温水(床暖房往き温水)の設定温度を低下させる制御を行う工程(S46)を有しているのが好ましい(請求項17)。
本発明の暖房システムにおいて、前記制御装置(5)は、熱源機(3)内の温水を暖房器具(4)へ供給する複数の配管系(Lc61〜Lc63)に各々介装されている低温熱動弁(V31〜V33)の内で暖房運転が行われている配管系に介装されている低温熱動弁を常時開放状態にせしめた後に、(燃焼装置31の燃焼を禁止して)前記熱投入手段(第2の熱交換器Hx2)を介して排熱貯蔵装置(2)からの排熱が投入された温水を暖房器具(4)に供給する運転(排熱利用モードでの運転)に移行し、暖房器具(4)に供給される温水(床暖房往き温水)の設定温度を低下させる制御を行う様に構成されているのが好ましい(請求項8)。
係る暖房システム(請求項8の暖房システム)の制御方法は、熱源機(3)内の温水を暖房器具(4)へ供給する複数の配管系(Lc61〜Lc63)に各々介装されている低温熱動弁(V31〜V33)の内で暖房運転が行われている配管系に介装されている低温熱動弁を常時開放状態にせしめ(S45)た後に、(燃焼装置31の燃焼を禁止して)前記熱投入手段(第2の熱交換器Hx2)を介して排熱貯蔵装置(2)からの排熱が投入された温水を暖房器具(4)に供給する運転(排熱利用モードでの運転)に移行(S29)し、暖房器具(4)に供給される温水(床暖房往き温水)の設定温度を低下させる制御を行う工程(S46)を有しているのが好ましい(請求項18)。
本発明の暖房システムにおいて、前記制御装置(5)は、燃焼装置(31)を稼動して行う温水温度制御(例えば、40℃運転)から(燃焼装置31の燃焼を禁止して)前記熱投入手段(第2の熱交換器Hx2)を介して排熱貯蔵装置(2)からの排熱が投入された温水を暖房器具(4)に供給する運転(排熱利用モードでの運転)に移行した後、暖房器具(4)へ供給される温水の温度(床暖房往き温度)が、排熱利用運転可能な前記温度(40℃)以下である状態が一定時間継続した場合に、(燃焼装置31の燃焼を禁止して)前記熱投入手段(第2の熱交換器Hx2)を介して排熱貯蔵装置(2)からの排熱が投入された温水を暖房器具(4)に供給する運転(排熱利用モードでの運転)を停止する制御を行う様に構成されているのが好ましい(請求項9)。
係る暖房システム(請求項9の暖房システム)の制御方法において、燃焼装置(31)を稼動して行う温水温度制御運転(例えば、40℃運転)から(燃焼装置31の燃焼を禁止して)前記熱投入手段(第2の熱交換器Hx2)を介して排熱貯蔵装置(2)からの排熱が投入された温水を暖房器具(4)に供給する運転(排熱利用モードでの運転)に移行した後、暖房器具(4)へ供給される温水の温度(床暖房往き温度)を計測する工程(S51)と、該温水温度(床暖房往き温度)が、排熱利用運転可能な前記温度(40℃)以下である状態の継続時間を計測する工程(S51)と、該継続時間(床暖房往き温度が40℃以下である状態の継続時間)が一定時間以上である場合(S51のY)に、(燃焼装置31の燃焼を禁止して)前記熱投入手段(第2の熱交換器Hx2)を介して排熱貯蔵装置(2)からの排熱が投入された温水を暖房器具(4)に供給する運転(排熱利用モードでの運転)を停止する工程(S33)、とを含むことが好ましい(請求項19)。
本発明の暖房システムにおいて、排熱利用運転可能な前記温度が35℃〜45℃であるのが好ましい(請求項10)。
そして、上述した本発明の暖房システムの制御方法において、排熱利用運転可能な前記温度が35℃〜45℃であるのが好ましい(請求項20)。
そして、上述した本発明の暖房システムの制御方法において、排熱利用運転可能な前記温度が35℃〜45℃であるのが好ましい(請求項20)。
上述する構成を具備する本発明によれば、省エネ性向上を目的として、暖房器具(4)の稼動状態が安定した際に(例えば、床暖房4の40℃運転時に)燃料電池(1)の排熱を利用した場合に、燃料電池(1)の冷却水の温度が昇温してしまうことを防止しつつ、暖房器具(例えば床暖房4)に一定温度以上の温水を供給して、燃料電池(1)の冷却水としての機能及び暖房器具(4)の快適性を両立させることが可能になる。
より具体的には、暖房器具(4)に排熱を利用して運転する際に(排熱利用モードでの運転時に)、貯湯タンク(2)への温水戻り温度を安定させることが容易になる。
より具体的には、暖房器具(4)に排熱を利用して運転する際に(排熱利用モードでの運転時に)、貯湯タンク(2)への温水戻り温度を安定させることが容易になる。
また、暖房器具(例えば床暖房4)の起動時であって、暖房負荷が大きい(コールドスタートである)場合に、(燃焼装置31の燃焼を禁止して)前記熱投入手段(第2の熱交換器Hx2)を介して排熱貯蔵装置(2)からの排熱が投入された温水を暖房器具(4)に供給する運転(排熱利用モードでの運転)が為されるので、燃料電池(1)の排熱を床暖房(4)に利用することが可能な時間帯が増加し、排熱の有効利用率が向上する。
そして、暖房器具(4)に排熱を利用する運転(排熱利用モードでの運転)が可能となった場合には、熱源機(3)で燃焼器(31)により温水を加熱する運転(40℃運転)から、直ちに当該運転(排熱利用モードでの運転)に移行することが出来る。
そして、暖房器具(4)に排熱を利用する運転(排熱利用モードでの運転)が可能となった場合には、熱源機(3)で燃焼器(31)により温水を加熱する運転(40℃運転)から、直ちに当該運転(排熱利用モードでの運転)に移行することが出来る。
さらに、暖房器具(4)に排熱を利用する運転(排熱利用モードでの運転)が不適当な状態となった場合に、直ちに当該運転(排熱利用モードでの運転)を中止して、熱源機(3)で燃焼器(31)により温水を加熱する運転に移行することが出来る。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
先ず、図1を参照して本発明の第1実施形態に係る暖房システムの構成を説明する。
先ず、図1を参照して本発明の第1実施形態に係る暖房システムの構成を説明する。
第1実施形態に係る暖房システムは、大きなユニット単位としては、燃料電池ユニット1と、貯湯タンク2と、熱源機3と、床暖房4と、制御装置(中央処理ユニット)5とによって構成されている。
燃料電池ユニット1は第1の熱交換器Hx1を有しており、第1の熱交換器Hx1が排熱回収回路Laを介して貯湯タンク2と循環可能に連通している。
すなわち、排熱回収回路Laに介装された排熱回収水ポンプP1により、貯湯タンク2内の温水が冷却水(40℃以下であるのが好ましい)として燃料電池ユニット1へ供給され、燃料電池ユニット1で加熱された冷却水が第1の熱交換器Hx1を介して排熱回収回路Laにより貯湯タンク2へ戻される。
すなわち、排熱回収回路Laに介装された排熱回収水ポンプP1により、貯湯タンク2内の温水が冷却水(40℃以下であるのが好ましい)として燃料電池ユニット1へ供給され、燃料電池ユニット1で加熱された冷却水が第1の熱交換器Hx1を介して排熱回収回路Laにより貯湯タンク2へ戻される。
貯湯タンク2は成層式として構成されており、貯湯タンク2内の(高温の)温水を図示しない給湯設備に供給するための給湯回路Lhに接続されている。
それと共に、貯湯タンク2内は循環路である排熱利用回路Lbに接続しており、排熱利用回路Lbは、該回路Lbに介装された第2の熱交換器Hx2を介して、熱源機(暖房回路)3と熱的に連通している。
また、排熱利用回路Lbには、開閉弁V2及び排熱利用ポンプP2が介装されている。
それと共に、貯湯タンク2内は循環路である排熱利用回路Lbに接続しており、排熱利用回路Lbは、該回路Lbに介装された第2の熱交換器Hx2を介して、熱源機(暖房回路)3と熱的に連通している。
また、排熱利用回路Lbには、開閉弁V2及び排熱利用ポンプP2が介装されている。
熱源機3は、バーナー31と、膨張タンク(シスターン)32と、暖房熱交換器33と、暖房潜熱回収熱交換器34と、これ等の機器を連通する配管(ラインLc)とから構成されている。更に熱源機3は、複数の暖房器具(例えば床暖房:図1では、1つのみ図示)4と接続装置8を介して連通しており、暖房器具(床暖房)4に温水が供給される。
前記ラインLcを更に詳しく説明すると、各暖房器具4との接続装置8に接続された床暖房戻り配管Lc1に第2の熱交換器Hx2の一端が接続され、第2の熱交換器Hx2の他端には暖房潜熱回収熱交換34を介装した配管Lc2が接続される。
配管Lc2は合流点G2で配管Lc3と合流し、配管Lc4となって膨張タンク(しスターン)32に接続される。
膨張タンク32からは暖房ポンプP3を介装した配管LC5で接続され、その配管Lc5は分岐点B1で配管LC6と、暖房熱交換器33を介装した配管Lc7とに分岐する。
配管Lc2は合流点G2で配管Lc3と合流し、配管Lc4となって膨張タンク(しスターン)32に接続される。
膨張タンク32からは暖房ポンプP3を介装した配管LC5で接続され、その配管Lc5は分岐点B1で配管LC6と、暖房熱交換器33を介装した配管Lc7とに分岐する。
配管Lc6は、分岐点B4を経由した後、熱動弁V31〜V33を介した分岐管LC61〜Lc63から各暖房器具4に接続される。
配管Lc7は、分岐点B2、配管Lc8、分岐点B3、配管Lc9を経由して高温の用途に流れる。
配管Lc7は、分岐点B2、配管Lc8、分岐点B3、配管Lc9を経由して高温の用途に流れる。
前記配管Lc3は合流点G1において配管Lc10と開閉弁V3を介装した配管Lc11とに分岐し、配管Lc10は分岐点B2に接続され、配管Lc11は分岐点B3に接続されている。
前記暖房熱交換器33と暖房潜熱回収熱交換器34はバーナー31によって加熱される。
前記暖房熱交換器33と暖房潜熱回収熱交換器34はバーナー31によって加熱される。
貯湯タンク2内の温水は、排熱利用回路Lbを流れる際に、その保有する熱量を、第2の熱交換器Hx2を介して、床暖房戻り温水(ラインLcの配管Lc1〜Lc2)へ投入する。貯湯タンク2に戻る温水の温度は、排熱利用回路Lbにおける貯湯タンク直下に介装された「排熱利用系温度センサ(サーミスタ)Tt6」で計測される。
ここで、貯湯タンク2の成層状態を維持して、熱需要に対処するためにも、貯湯タンク2に戻る温水の温度、すなわち「排熱利用系温度センサ(サーミスタ)Tt6」で計測される温水温度は、一定であることが望ましい。
なお、図1において、符号Tt1〜Tt5は、成層式貯湯タンク2の各層の水温を計測するための温度センサである。又、符号Lwは、貯湯槽2へ給水するための給水ラインを示す。
なお、図1において、符号Tt1〜Tt5は、成層式貯湯タンク2の各層の水温を計測するための温度センサである。又、符号Lwは、貯湯槽2へ給水するための給水ラインを示す。
第2の熱交換器Hx2で加熱された床暖房戻り温水は、配管Lc2、暖房潜熱回収熱交換器34、合流点G2、ラインLc4を介して膨張タンク32へ流入する。
膨張タンク32の温水は、暖房ポンプP3を介装した配管(「往き」の配管)Lc5を流れ、分岐点B1、配管Lc6、分岐点B4、配管Lc61、熱動弁V31を経由して、各床暖房4に供給される。ここで、図1では単一の床暖房4のみを表記しているが、建造物の複数の区画(例えば部屋)に床暖房が設けられており、各床暖房4について1つの熱動弁V31〜V33が介装されている。
なお、膨張タンク32から床暖房4に供給される温水温度は、往きの配管Lc5に介装した温度センサThfで計測される。
膨張タンク32の温水は、暖房ポンプP3を介装した配管(「往き」の配管)Lc5を流れ、分岐点B1、配管Lc6、分岐点B4、配管Lc61、熱動弁V31を経由して、各床暖房4に供給される。ここで、図1では単一の床暖房4のみを表記しているが、建造物の複数の区画(例えば部屋)に床暖房が設けられており、各床暖房4について1つの熱動弁V31〜V33が介装されている。
なお、膨張タンク32から床暖房4に供給される温水温度は、往きの配管Lc5に介装した温度センサThfで計測される。
70℃運転や60℃運転、或いは排熱を利用せずに40℃運転を行うために、温水をバーナー31で加熱するべき場合には、膨張タンク32の温水は、その一部が往きの配管Lc5の暖房ポンプP3下流の分岐点B1から分岐するラインLc7を流れ、暖房熱交換器33によりバーナー31からの熱で加熱され、分岐点B2、配管Lc10、及びLc11、V3、合流点G1を介して配管Lc3を流れ、膨張タンク32に戻る。
そして、「往き」の配管Lc5に介装した温度センサThfで計測された温水温度を所定温度(40℃)に維持する様にバーナー31に投入する燃料流量を調整し、膨張タンク32の温水は、配管Lc5、熱動弁V31を介して、床暖房4へ供給される。暖房負荷が低下し、バーナー31の燃焼継続が可能な最低燃料流量に調整しても所定温度(40℃)を維持できない場合は、往きの配管Lc5に介装した温度センサThfで計測された温水温度をパラメータとして、バーナー31の燃焼の点火・消火を繰り返す。
床暖房4において、暖房に用いられた温水(床暖房戻り温水)の温度は、配管(戻り)Lc1に介装した温度センサThrで計測される。そして、床暖房戻り温水は配管Lc1〜Lc2(戻り)を流れ、そこに介装された第2の熱交換器Hx2により燃料電池1の排熱(貯湯タンク2の温水が保有する熱量)が投入され、暖房潜熱回収熱交換器34、合流点G2、配管Lc4を介して膨張タンク32へ戻る。
燃料電池ユニット1、床暖房4、熱源機3の運転は、制御装置(中央処理ユニット)5により制御される。この制御装置5は、ユーザーの手許操作により燃料電池ユニット1の運転を行うための燃料電池リモコン6と、ユーザーの手許操作により床暖房運転を行うための床暖房コントローラ7と、制御的に接続されている。なお、制御装置5と燃料電池リモコン6及び床暖房コントローラ7との接続は、有線方式でも、無線方式でも良い。また、この制御装置5は、熱源機3の内部にあっても良い。
なお、燃料電池リモコン62は排熱利用スイッチ61が設けてある。また、図1において符号100は貯湯タンク2と熱源機3及び制御手段である中央処理ユニット5から成る室外装置を示している。
次に、図2を参照して、本発明の第2実施形態について説明する。
図2の第2実施形態は、図1における制御装置(中央処理ユニット)5により実行される制御について特定した実施形態である。換言すれば、図2の第2実施形態におけるシステムとしての構成(機器の構成)は、図1の第1実施形態と同様である。
図2の第2実施形態は、図1における制御装置(中央処理ユニット)5により実行される制御について特定した実施形態である。換言すれば、図2の第2実施形態におけるシステムとしての構成(機器の構成)は、図1の第1実施形態と同様である。
本明細書において、燃料電池ユニット1からの排熱(貯湯タンク2に貯えられた温水が保有する熱量、或いは、燃料電池ユニット1の発電中に回収される熱量)を床暖房4に利用する運転モード(床暖房温水往きの目標温度40℃)を「排熱利用モード」と記載する。係る排熱利用モードにおいては、例えば、開閉弁V2は開放状態となり、排熱利用ポンプP2は駆動される。
ここで、図2〜図6のフローチャートにおいては、配管Lc5に介装した温度センサThfで計測された温水温度は40℃であれば「排熱利用運転な温度である」と判定されるが、係る「排熱利用運転可能な温度」は35℃〜45℃の範囲で設定することが出来る。
先ず、図2のフローチャートで表現される制御の概要について説明する。
図1で示す様に、(40℃出湯可能な)暖房回路(熱源機)3及び床暖房4への排熱利用回路Lbを備える貯湯システムの制御を示す図2では、排熱利用モードは、燃料電池リモコン(図1の符号6)に設けた「排熱利用スイッチ」61を押下した場合(ステップS2のY、或いは、ステップS20のY)においてのみ行われる。すなわち、バーナー31を燃焼させない排熱利用モードから床暖房4の運転を開始する場合には、「排熱利用スイッチ」61を押下されている(ステップS2のY、或いは、ステップS20のY)ことが前提となる。
図1で示す様に、(40℃出湯可能な)暖房回路(熱源機)3及び床暖房4への排熱利用回路Lbを備える貯湯システムの制御を示す図2では、排熱利用モードは、燃料電池リモコン(図1の符号6)に設けた「排熱利用スイッチ」61を押下した場合(ステップS2のY、或いは、ステップS20のY)においてのみ行われる。すなわち、バーナー31を燃焼させない排熱利用モードから床暖房4の運転を開始する場合には、「排熱利用スイッチ」61を押下されている(ステップS2のY、或いは、ステップS20のY)ことが前提となる。
また、図2においては、床暖房コントローラ7のタイマー運転設定時間の一定時間(例:20分)前から、バーナー31の燃焼に先立って、バーナー31の燃焼を禁止して排熱利用モードで運転を開始する様に構成されている(ステップS3)。
さらに、図2における制御では、床暖房4がコールドスタートであれば、すなわち、床暖房4から熱源機3に戻る温水の温度(戻り温度)が目標温度(例:35℃)以下に低下していれば、排熱利用モードで運転する。
そして、床暖房4から熱源機3に戻る温水の温度(戻り温度)が目標温度(例:35℃)以下に低下しているか否かについては、暖房ポンプP3を一定時間(例えば30秒)作動させた(熱源機3内で温水を循環:ステップS6)後、床暖房戻り配管Lc1に介装した温度センサThrで計測された温水温度から判定する(ステップS7)。すなわち、暖房ポンプP3を一定時間作動(ステップS6)させた後に、床暖房戻り配管Lc1に介装した温度センサThrで計測された温水温度が目標温度(例:35℃)よりも低い状態が30秒以上継続すれば(ステップS7のY)、バーナー31を燃焼させない排熱利用モードでの運転を行う(ステップS8、S9)のである。
ここで、排熱利用モードで運転を行うか否かのパラメータとして、床暖房戻り配管Lc1に介装した温度センサThrで計測された床暖房戻り温水温度に代えて、
(1) 運転開始前の停止継続時間、
(2) 床暖房コントローラ7のタイマー設定時刻、
(3) 床暖房コントローラ7に設けられた室温センサで計測された室温(床暖房が設けられた空間における室温)、
の何れかを採用しても良い。
(1) 運転開始前の停止継続時間、
(2) 床暖房コントローラ7のタイマー設定時刻、
(3) 床暖房コントローラ7に設けられた室温センサで計測された室温(床暖房が設けられた空間における室温)、
の何れかを採用しても良い。
図2で示す制御において、排熱利用モード運転開始後(ステップS9以下)、次の条件(2−1)〜(2−3)の何れかに該当する場合には、バーナー31による燃焼を禁止する排熱利用モードから、通常運転(例:60℃運転)に移行する(S16、S17、S23)。
(2−1) 排熱利用モードが目標時間(例えば、20分)継続する(ステップS10のY)。
(2−2) 床暖房戻り配管Lc1に介装した温度センサThrで計測される床暖房戻り温水温度が所定温度(例:30℃)以上となる(ステップS11のY)。
(2−3) 排熱利用回路Lbから貯湯タンク2に戻る温水温度(排熱利用温度センサTt6で計測)が所定温度(例えば35℃)以上となる。
(2−1) 排熱利用モードが目標時間(例えば、20分)継続する(ステップS10のY)。
(2−2) 床暖房戻り配管Lc1に介装した温度センサThrで計測される床暖房戻り温水温度が所定温度(例:30℃)以上となる(ステップS11のY)。
(2−3) 排熱利用回路Lbから貯湯タンク2に戻る温水温度(排熱利用温度センサTt6で計測)が所定温度(例えば35℃)以上となる。
排熱利用モードから、通常運転(例:60℃運転)に移行する場合(S16、S17、S23)、排熱利用により床暖房4の予熱が完了しているため、床暖房4の立ち上がり時における70℃運転は不要になる。
図2の制御では、40℃運転から排熱利用モードに移行する場合、40℃運転であることを検知し(S25)、且つ、低温運転系統数(例えば、稼動している床暖房)が1系統のみである(換言すれば、1系統の低温熱動弁のみが常時開状態である)場合(ステップS26のY)に行われる(40℃運転から排熱利用モードに移行する)。
ここで、複数系統の要求温度を考慮すると、制御が複雑化するが、1系統の場合のみを対象とすれば、制御性が向上する。そのため、図2の制御では、床暖房4が1系統のみ稼動している場合を対象にしている。
なお、少なくとも1系統の低温熱動弁V31〜V33の何れかが常時開状態である場合の制御や、全系統低温熱動弁V31〜V33の開閉タイミングが同期している場合の制御等については、図3〜図6を参照して後述する。
ここで、複数系統の要求温度を考慮すると、制御が複雑化するが、1系統の場合のみを対象とすれば、制御性が向上する。そのため、図2の制御では、床暖房4が1系統のみ稼動している場合を対象にしている。
なお、少なくとも1系統の低温熱動弁V31〜V33の何れかが常時開状態である場合の制御や、全系統低温熱動弁V31〜V33の開閉タイミングが同期している場合の制御等については、図3〜図6を参照して後述する。
また図2の制御では、床暖房4の運転が40℃運転に移行した(ステップS25)後、排熱利用モードに移行するにあたっては、床暖房戻り配管Lc1に介装した温度センサThrで計測される床暖房戻り温水温度と目標設定温度(例えば35℃)とを比較する(ステップS27)と共に、床暖房戻り温水温度が目標設定温度(例えば35℃)以下になった状態が一定時間(例えば30秒)継続したか否かを判定する(ステップS27)。そして、床暖房戻り温水温度が目標設定温度(例えば35℃)以下になった状態が一定時間(例えば30秒)継続した場合(ステップS27のYの状態)のみ、排熱利用モードに移行する(ステップS29)。
なお、係る判断(ステップS27)に代えて、40℃運転に移行してから目標設定時間(例えば30秒)を経過した場合に、排熱利用モードに移行する様に構成しても良い。
なお、係る判断(ステップS27)に代えて、40℃運転に移行してから目標設定時間(例えば30秒)を経過した場合に、排熱利用モードに移行する様に構成しても良い。
図2において、排熱利用モードに移行(ステップS29)した後、床暖房往きの配管Lc5の温度センサThfで計測された床暖房往き温水温度が40℃以下であり、且つ、バーナー31の点火温度(燃焼点:例えば34℃)を上回る状態が一定時間(例:10分)継続したか否かを判定し(ステップS30)、床暖房往き温水温度が40℃以下で且つバーナーの点火温度を上回る場合には(ステップS30のY)排熱利用モードを停止している(ステップS33)。
この様に構成すれば、排熱利用モードにおいて、床暖房往き温水温度が40℃以下であっても、バーナー31の点火温度を上回っているためバーナー31が点火されず、床暖房4に必要な熱量が供給されない、という事態を回避することが出来る。
なお、図2では示されていないが、ステップS30が「Y」の場合に、排熱利用モードを停止するのに代えて、排熱供給量(排熱利用回路Lbの温水循環流量等)を変化(増減)させる様に構成することも可能である。
この様に構成すれば、排熱利用モードにおいて、床暖房往き温水温度が40℃以下であっても、バーナー31の点火温度を上回っているためバーナー31が点火されず、床暖房4に必要な熱量が供給されない、という事態を回避することが出来る。
なお、図2では示されていないが、ステップS30が「Y」の場合に、排熱利用モードを停止するのに代えて、排熱供給量(排熱利用回路Lbの温水循環流量等)を変化(増減)させる様に構成することも可能である。
次に、図2で示す制御を、フローチャートに従って、詳細に説明する。
ここで、ステップS1〜S12、S16は、床暖房4の起動運転以前に、貯湯タンク2の温水で予熱するルーチンである。
ここで、ステップS1〜S12、S16は、床暖房4の起動運転以前に、貯湯タンク2の温水で予熱するルーチンである。
先ず、ステップS01では、暖房立ち上げ以前に予熱として、貯湯槽2の温水で暖房器具(床暖房)4を暖めておく為に、予めタイマーで設定した時間に、床暖房4を運転するか否かを判断しており、タイマー設定してあれば(ステップS1のY)、燃料電池リモコン6の排熱利用スイッチ61が入った状態(ON)か否かを判断する(ステップS2)。
燃料電池リモコン6の排熱利用スイッチ61が入った状態(ON)であれば(ステップS2のY)、ステップS3に進む。ONの状態でなければ(ステップS2のNO)、ステップS18に進む。そして、ステップS18では運転設定時刻になるまで監視しており、設定時刻になれば(ステップS18のYES)、ステップS21の「立ち上げ70℃運転」に進む。
ここで、ステップS21の「立ち上げ70℃運転」は、ステップS02の「床暖房コントローラ7のスイッチ操作」及びステップS20の「排熱利用スイッチがON」が「N」である場合を経ても行われるが、ステップS02とステップS20の「N」とは、制御としては、「割り込み」に相当するルーチンである。
ステップS3に戻ると、係る工程(ステップS3)では、タイマー設定時刻の20分前になったか否かをチェックしており、20分前になったら(ステップS3のY)、全系統停止からの運転開始なのか否かを判断する(ステップS4)。
全系統停止からの運転開始でなければ(ステップS4のNO)、ステップS18を経由してステップS21に進み、全系統停止からの運転開始であれば(ステップS4のYES)、低温熱動弁V31を開放して(ステップS5)、例えば3分経過後、暖房ポンプP3を作動(ステップS6)させる。
全系統停止からの運転開始でなければ(ステップS4のNO)、ステップS18を経由してステップS21に進み、全系統停止からの運転開始であれば(ステップS4のYES)、低温熱動弁V31を開放して(ステップS5)、例えば3分経過後、暖房ポンプP3を作動(ステップS6)させる。
その後、床暖房戻り配管Lc1の温度センサThrで計測した温度が35℃以下の状態が30秒継続するまで監視しており(ステップS7)、温度センサThrで計測した温度が35℃以下の状態が30秒継続したら(ステップS7のYES)、ステップS8に進み、「バーナー燃焼禁止フラグ=1」を立て、バーナー31の燃焼を禁止する。なお、「バーナー燃焼禁止フラグ」は「1」の場合はバーナー31の燃焼を禁止し、「0」の場合にはバーナー31の燃焼禁止を解除して、バーナー31の燃焼を可能ならしめる。
一方、床暖房戻り配管Lc1の温度センサThrで計測した温度が35℃以下の状態が30秒継続しなければ(ステップS7のN)、ステップS13で暖房ポンプP3をOFFにした後、タイマーが設定状態となっているかを判断し(ステップS14)、設定状態となっていれば(ステップS14のY)、設定時刻になるまで待った後(ステップS15のY)、ステップS23に進む。
ステップS14でタイマーが設定状態となっていなければ(ステップS14のN)、そのままステップS23に進む。
ステップS14でタイマーが設定状態となっていなければ(ステップS14のN)、そのままステップS23に進む。
ここで、ステップS14が「N」、ステップS15が「Y」の段階では、ステップS1〜S12、S16のルーチンにより、床暖房4の起動運転以前に予熱が為されている。そのため、ステップS21、S22の70℃運転をスキップすることが出来る。
ステップS8では、補助熱源(バーナー)31の燃焼を禁止し、排熱利用モードをONとする(ステップS9)。その後、排熱利用モードに移行して20分が経過したか否か判断して(ステップS10)、経過していれば(ステップS10のY)、ステップS16に進み、経過していなければ(ステップS10のN)、更に、床暖房戻り配管Lc1の温度センサThrで計測した温度が30℃以上であるか否かを判断する(ステップS11)。
温度センサThrで計測した温度が30℃以上であれば(ステップS11のY)、ステップS16に進み、30℃未満であれば(ステップS11のN)、更に、排熱利用ラインLbの戻り配管の温度センサTt6の温度が35℃以上であるか否かを判断する(ステップS12)。
温度センサTt6の温度が35℃以上であれば(ステップS12のYES)、ステップS16に進み、温度センサTt6の35℃未満であれば(ステップS12のNO)、ステップS10〜ステップS12を繰り返す。
温度センサTt6の温度が35℃以上であれば(ステップS12のYES)、ステップS16に進み、温度センサTt6の35℃未満であれば(ステップS12のNO)、ステップS10〜ステップS12を繰り返す。
ステップS16では、バーナー燃焼が可能となったことを示す「バーナー燃焼禁止フラグ=0」を立て、以って、補助熱源(バーナー)31の燃焼禁止を解除し、排熱利用モードをOFFとし(ステップS17)、ステップS23に進む。
タイマーによる時刻設定とは無関係に床暖房コントローラを用いて床暖房を起動させる場合には、床暖房コントローラ7のスイッチを押し(ステップS02)、燃料電池リモコン6の排熱利用スイッチ61がONの状態となっているか否かを判断し(ステップS20)、排熱利用スイッチ61がONであれば(ステップS20のY)ステップS4に進み、排熱利用スイッチ61がONでなければ(ステップS20のN)、立ち上げ70℃運転を開始する(ステップS21)。
そして、立ち上げ70℃運転を開始してから30分経過するまで待機し(ステップS22がNO)、30分経過したなら(ステップS22のY)、ステップS23に進む。
ステップS23では、70℃運転から60℃運転に移行し、室温が安定するか否かを判断して(ステップS24)、室温が安定したなら(ステップS24のY)、40℃運転を開始する(ステップS25)。
ステップS23では、70℃運転から60℃運転に移行し、室温が安定するか否かを判断して(ステップS24)、室温が安定したなら(ステップS24のY)、40℃運転を開始する(ステップS25)。
そして、1系統のみの運転か否かを判断し(ステップS26)、1系統のみの運転であれば(ステップS26のY)、40℃運転時の床暖房戻りの温度が35℃以下であるか或いは40℃運転が30秒継続しているかを判断し(ステップS27)、40℃運転時の床暖房戻りの温度が35℃以下であるか或いは40℃運転が30秒継続している場合(ステップS27のY)は、前回の排熱利用モードOFFから30分以上経過しているか否かを判断し(ステップS28)、30分以上経過していれば(ステップS28のY)、バーナー31を燃焼して行う40℃運転から排熱利用モードへ移行する(ステップS29)。
ステップS26〜ステップS28の何れかがNOの場合は、ステップS26以降を繰り返す。
ステップS26〜ステップS28の何れかがNOの場合は、ステップS26以降を繰り返す。
なお、ステップS26において、稼動している床暖房が1系統だけではない場合には、40℃運転が続行される。ここで、60℃運転を行わなければならない事態が生じたならば、本発明で説明する制御とは別途設けられている制御ルーチン(図示せず)が優先して、ステップS26が「N」のループであっても、60℃運転に移行する。
前記ステップS28は、ハンチングを起こしている場合を緩衝する論理回路であり、排熱利用モードのON―OFFの頻繁な繰り返しを防止する趣旨で設けられている。
次のステップS29では排熱利用モードをONとし、床暖房「往き」の配管Lc5の温度センサThfの計測値が熱源機3のバーナー31の点火温度を超え、且つ40℃未満であるか否かを判断している(ステップS30)。配管Lc5の温度センサThfの計測値が熱源機3のバーナー31の点火温度を超え、且つ40℃未満であれば(ステップS30のY)、排熱利用モードを停止する(ステップS33)。
一方、「配管Lc5の温度センサThfの計測値が熱源機3のバーナー31の点火温度を超え、且つ40℃未満」の条件を満たさない場合(ステップS30のN)は、排熱利用戻りの温度(センサTt6で計測される温度)が35℃以上か否かを判断する(ステップS31)。
一方、「配管Lc5の温度センサThfの計測値が熱源機3のバーナー31の点火温度を超え、且つ40℃未満」の条件を満たさない場合(ステップS30のN)は、排熱利用戻りの温度(センサTt6で計測される温度)が35℃以上か否かを判断する(ステップS31)。
排熱利用戻りの温度が35℃以上であれば(ステップS31のY)、ステップS33に進む。
一方、35℃未満であれば(ステップS31のN)、再び、1系統のみの運転か否かを判断し(ステップS32)、1系統のみの運転の場合(ステップS32のY)、ステップS30以降を繰り返す。一方、1系統のみの運転ではなく複数の床暖房運転が行われた場合(ステップS32のN)には、ステップS33に進む。
一方、35℃未満であれば(ステップS31のN)、再び、1系統のみの運転か否かを判断し(ステップS32)、1系統のみの運転の場合(ステップS32のY)、ステップS30以降を繰り返す。一方、1系統のみの運転ではなく複数の床暖房運転が行われた場合(ステップS32のN)には、ステップS33に進む。
ステップS33では、排熱利用モードをOFFとした後、ステップS26まで戻り、再びステップS26以降を繰り返す。
ステップS30〜S32では明示されていないが、排熱利用モードに移行した(ステップS29)後に、40℃運転以外のモード(例えば、60℃運転)に移行した場合も、排熱利用モードを脱する(ステップS33)。
図2には図示されていないが、床暖房コントローラ7(図1)のスイッチを操作して床暖房4の運転を停止した場合、或いは、タイマーによって床暖房4の停止時刻が予め設定されており、当該設定時刻に到達した場合には、床暖房4の運転を停止する。
換言すれば、図2で示すフローチャートの裏側では、常に、「床暖房4の運転を停止するべく、床暖房コントローラ7のスイッチが操作されたか否か?」或いは「予め設定された床暖房運転停止時刻か否か?」という判断が為されており、係る判断に該当した場合には、図2で示すフローチャートのどの段階で運転がされていても、床暖房4の運転は停止されるのである。
換言すれば、図2で示すフローチャートの裏側では、常に、「床暖房4の運転を停止するべく、床暖房コントローラ7のスイッチが操作されたか否か?」或いは「予め設定された床暖房運転停止時刻か否か?」という判断が為されており、係る判断に該当した場合には、図2で示すフローチャートのどの段階で運転がされていても、床暖房4の運転は停止されるのである。
次に、図3を参照して、本発明の第3実施形態について説明する。
図3の第3実施形態は、図2の第2実施形態と同様に、図1における制御装置により実行される制御について特定した実施形態である。従って、図3の第3実施形態におけるシステムとしての構成(機器の構成)も、図1の第1実施形態と同様である。
図3の第3実施形態は、図2の第2実施形態と同様に、図1における制御装置により実行される制御について特定した実施形態である。従って、図3の第3実施形態におけるシステムとしての構成(機器の構成)も、図1の第1実施形態と同様である。
図2で示す制御では、40℃運転から排熱利用モードに移行するに際して、制御性を向上させるために、1系統のみ床暖房4が稼動されている場合を前提にしているが(図2のステップS26)、図3で示す制御では、少なくとも1系統の低温熱動弁(V31〜V33の何れか)が常時開となっている(或いは、少なくとも1系統の床暖房が稼動されている)場合に、排熱利用モードに移行する(図3のステップS26A)。
これに関連して、図2で示す制御では、複数系統の床暖房が稼動された場合に排熱利用モードから脱するが(図2のステップS32のY)、図3の制御では、低温熱動弁V31〜V33(図1参照)が常時開である系統がゼロである場合(図3のステップS32AのY)に、排熱利用モードから脱する(ステップS33)。低温熱動弁V31〜V33が常時開である系統がゼロであれば、排熱が床暖房4で消費されないので、貯湯タンク2に戻る温水温度が低下せず、貯湯タンク2内の成層状態を壊してしまうからである。
その他の点については、図3の制御は図2の制御と同様である。
その他の点については、図3の制御は図2の制御と同様である。
図4を参照して、本発明の第4実施形態について説明する。
図4の第4実施形態も、図1における制御装置により実行される制御について特定した実施形態であり、システムとしての構成(機器の構成)は図1の第1実施形態と同様である。
図4の第4実施形態も、図1における制御装置により実行される制御について特定した実施形態であり、システムとしての構成(機器の構成)は図1の第1実施形態と同様である。
図4の制御では、図2の制御におけるステップS26や、図3におけるステップS26Aとは異なり、40℃運転から排熱利用モードへの移行が、1系統の床暖房のみが稼動していること、或いは、複数系統の熱動弁の開閉タイミングが同期していることが前提となる(図4のステップS26BのY)。
また、図4の制御では、排熱利用モードにおいて、「1系統の床暖房のみが稼動している」という条件と、「複数系統の熱動弁の開閉タイミングが同期している」という条件の何れも満たさなくなった場合(図4のステップS32BがN)には、排熱利用モードから脱する(ステップS33)。
また、図4の制御では、排熱利用モードにおいて、「1系統の床暖房のみが稼動している」という条件と、「複数系統の熱動弁の開閉タイミングが同期している」という条件の何れも満たさなくなった場合(図4のステップS32BがN)には、排熱利用モードから脱する(ステップS33)。
これに加えて、図4の制御では、排熱利用モードに移行(ステップS29)した後、排熱利用モードから脱するか否かの判断を行う(ステップS30、ステップS31、ステップS32B)以前の段階で、低温熱動弁V31〜V33の内で暖房運転が行われている配管系に介装されている低温熱動弁を常時開状態とし(ステップS40)、暖房ポンプP3の発停によって温水の間欠循環を行う様にせしめている(ステップS42)。
床暖房コントローラ7(図1)では、低温熱動弁開時間を(例えば20分を1サイクルとして)設定し、或いは、室温と設定温度の偏差に応じて(1サイクル中における)低温熱動弁開時間を決定し、制御装置5(もしくは、熱源機3内の制御装置)に対して温水要求指令(熱動弁開閉指令)を送信する。例えば、負荷が大きい場合には、低温熱動弁V31〜V33を常時開状態とせしめ、負荷が小さい場合には、「8分開状態として、12分閉状態とする」サイクルを繰り返す。
熱動弁V31〜V33の特性上、開閉指令を受けてから実際に動作終了するまでに時間遅れが生ずるため、負荷の有無について的確に判断することが困難である。そのため、実際には低温熱動弁V31〜V33が十分開いていない(負荷が低い)のにもかかわらず、排熱利用ポンプP2を稼動してしまい、その結果、貯湯タンク2への戻り温度(排熱利用温度センサTt6で計測)を十分に降温出来ない可能性が生ずる。
これに対して、低温熱動弁V31〜V33(より正確には、低温熱動弁V31〜V33の内で暖房運転が行われている配管系に介装されている低温熱動弁)を常時開状態とせしめ、床暖房コントローラからの指令に応じて、制御装置5を介して暖房ポンプP3を発停させれば(ステップS40)、排熱利用の有無は暖房ポンプP3のON―OFFで確実に制御されるので、応答性を改善させることが出来る。そのため、貯湯タンク2への戻り温度を十分に降温出来ないという事態を防止出来るのである。
これに対して、低温熱動弁V31〜V33(より正確には、低温熱動弁V31〜V33の内で暖房運転が行われている配管系に介装されている低温熱動弁)を常時開状態とせしめ、床暖房コントローラからの指令に応じて、制御装置5を介して暖房ポンプP3を発停させれば(ステップS40)、排熱利用の有無は暖房ポンプP3のON―OFFで確実に制御されるので、応答性を改善させることが出来る。そのため、貯湯タンク2への戻り温度を十分に降温出来ないという事態を防止出来るのである。
さらに、低温熱動弁V31〜V33(より正確には、低温熱動弁V31〜V33の内で暖房運転が行われている配管系に介装されている低温熱動弁)を常時開状態とし、暖房ポンプP3の発停によって温水の間欠循環を行う様にすれば(ステップS40)、熱動弁V31〜V33(暖房運転が行われている配管系に介装されている低温熱動弁)が開閉しないため、排熱利用回路Lbから貯湯タンク2に戻る温水温度(排熱利用温度センサTt6で計測)が一定となり、貯湯タンク2内の成層状態が壊れない、というメリットが存在する。
そして、貯湯タンク2内の成層状態が壊れなければ、熱需要に適正に対処することが出来ると共に、燃料電池ユニット1に対して適正な温度の冷却水を供給できる。
そして、貯湯タンク2内の成層状態が壊れなければ、熱需要に適正に対処することが出来ると共に、燃料電池ユニット1に対して適正な温度の冷却水を供給できる。
排熱利用モードから脱したならば(ステップS33)、ステップS40以降で低温熱動弁V31〜V33(より正確には、低温熱動弁V31〜V33の内で暖房運転が行われている配管系に介装されている低温熱動弁)を常時開状態として暖房ポンプP3の発停により間欠運転していた状態から、所定時間だけ低温熱動弁V31〜V33を開放し、別の所定時間だけ閉鎖する通常の間欠制御に戻す(ステップS42)。
上述した操作を除けば、図4の制御は、図2或いは図3と同様である。
上述した操作を除けば、図4の制御は、図2或いは図3と同様である。
次に、図5を参照して、本発明の第5実施形態について説明する。
図5の第5実施形態も、図1における制御装置により実行される制御について特定した実施形態であり、システムとしての構成(機器の構成)は図1の第1実施形態と同様である。
図5の第5実施形態も、図1における制御装置により実行される制御について特定した実施形態であり、システムとしての構成(機器の構成)は図1の第1実施形態と同様である。
図4の第4実施形態では、排熱利用モードに移行(ステップS29)した後、低温熱動弁V31〜V33(より正確には、低温熱動弁V31〜V33の内で暖房運転が行われている配管系に介装されている低温熱動弁)を常時開状態とし、暖房ポンプP3の発停によって温水の間欠循環を行う様に構成されているが(図4のステップS40)、図5の第5実施形態では、排熱利用モードに移行(ステップS29)した後に、室温や設定に応じて低温熱動弁開時間を変化することに代えて、温水往き設定温度を低下させることにより(図5のステップS45、S46)、貯湯タンク2への戻り温度が十分に降温出来ないという事態を回避している。
図5において、40℃運転から排熱利用モードに移行(ステップS29)した後、低温熱動弁V31〜V33(より正確には、低温熱動弁V31〜V33の内で暖房運転が行われている配管系に介装されている低温熱動弁)を常時開状態とする様に設定する(ステップS45)。そして、室温や設定に応じて低温熱動弁開時間を変化することに代えて、床暖房往き温水温度(床暖房往き配管Lc5の温度センサThfで計測される温水の温度)制御に移行する(ステップS46)。
ステップ46の制御を具体的に示すと、例えば、熱動弁V31〜V33の1つを「19分開状態で1分閉状態」というサイクルは床暖房往き温水温度の「39℃設定」に移行することが出来、「15分開状態で5分閉状態」というサイクルは床暖房往き温水温度の「37℃設定」に移行出来、「11分開状態で9分閉状態」というサイクルは床暖房往き温水温度の「35℃設定」に移行することが出来る。
ステップ46の制御を具体的に示すと、例えば、熱動弁V31〜V33の1つを「19分開状態で1分閉状態」というサイクルは床暖房往き温水温度の「39℃設定」に移行することが出来、「15分開状態で5分閉状態」というサイクルは床暖房往き温水温度の「37℃設定」に移行出来、「11分開状態で9分閉状態」というサイクルは床暖房往き温水温度の「35℃設定」に移行することが出来る。
この様に、熱動弁の開閉サイクルの設定に代えて、床暖房往き温水温度(床暖房往きの配管Lc5の温度センサThfで計測される温水の温度)を室温・設定温度に最適な所定値に設定する(低下させる)ことにより、常に一定値以上の負荷を維持することが可能になり、貯湯タンク2への戻り温度(排熱利用温度センサTt6で計測)が安定する。そのため、貯湯タンク2への戻り温度を十分に降温出来ないという事態を防止出来るのである。
バーナーの燃焼によって加熱する場合は、温水温度を下げることによって、熱交換器に結露が発生する可能性があるため、床暖房往き温水温度を一定値(40℃)以下に温度を設定することが難しい。排熱利用による加熱の場合には、その恐れが無いため、さらに温度低下させることが可能である。
バーナーの燃焼によって加熱する場合は、温水温度を下げることによって、熱交換器に結露が発生する可能性があるため、床暖房往き温水温度を一定値(40℃)以下に温度を設定することが難しい。排熱利用による加熱の場合には、その恐れが無いため、さらに温度低下させることが可能である。
なお、ステップS45〜S47の操作を行うことに基づき、図5の制御では、図4のステップS30、S31に相当する制御は行わない。
図4の制御では、排熱利用モードにおいて、「1系統の床暖房のみが稼動している」という条件と、「複数系統の熱動弁の開閉タイミングが同期している」という条件の何れも満たさなくなった場合(図4のステップS32BがN)には、排熱利用モードから脱している。これに対して図5の制御では、排熱利用モードにおいて、「1系統の床暖房のみが稼動している」という条件と、「全系統の温水要求温度が同一である」という条件の何れも満たさなくなった場合(図5のステップS32BがN)には、排熱利用モードから脱している(図5のステップS33)点で、図4の制御とは相違している。
上述した点を除けば、図5で示す制御は、図4で示す制御と同様である。
図4の制御では、排熱利用モードにおいて、「1系統の床暖房のみが稼動している」という条件と、「複数系統の熱動弁の開閉タイミングが同期している」という条件の何れも満たさなくなった場合(図4のステップS32BがN)には、排熱利用モードから脱している。これに対して図5の制御では、排熱利用モードにおいて、「1系統の床暖房のみが稼動している」という条件と、「全系統の温水要求温度が同一である」という条件の何れも満たさなくなった場合(図5のステップS32BがN)には、排熱利用モードから脱している(図5のステップS33)点で、図4の制御とは相違している。
上述した点を除けば、図5で示す制御は、図4で示す制御と同様である。
図5で示す制御においては、排熱利用モードに移行(ステップS29)した後、低温熱動弁V31〜V33を常時開状態として(ステップS45)から、床暖房往き温水温度(温度センサThfで計測される温水温度)制御に移行している(ステップS46)が、低温熱動弁V31〜V33(より正確には、低温熱動弁V31〜V33の内で暖房運転が行われている配管系に介装されている低温熱動弁)を常時開状態とした(ステップS45)後に、排熱利用モードに移行(ステップS29)し、温水往き設定温度を(温度センサThfで計測される温水温度)制御に移行する様に構成しても良い。
次に、図6を参照して、本発明の第6実施形態について説明する。
図6の第6実施形態も、図1における制御装置により実行される制御について特定した実施形態であり、システムとしての構成(機器の構成)は図1の第1実施形態と同様である。
図6の第6実施形態も、図1における制御装置により実行される制御について特定した実施形態であり、システムとしての構成(機器の構成)は図1の第1実施形態と同様である。
図6の制御では、バーナー31の燃焼による温水温度制御(40℃運転)から排熱利用モードに移行する場合、排熱利用モードへ移行する(ステップS29)に先立って、バーナー31の燃焼を禁止する(ステップS50)。そして、排熱利用モードへ移行(ステップS29)した後、低温熱動弁V31〜V33(より正確には、低温熱動弁V31〜V33の内で暖房運転が行われている配管系に介装されている低温熱動弁)を常時開状態として暖房ポンプP3の発停によって温水の間欠循環を行う様にせしめた(ステップS40)のち、床暖房温度往き温度(床暖房温度往き温度センサThfで計測)が40℃以下である状態が一定時間、例えば5分継続したか否かを判定する(ステップS51)。
床暖房温度往き温度が40℃以下である状態が5分継続した場合には(ステップS51のY)、排熱利用モードから脱出し(ステップS33)、バーナー燃焼禁止状態から脱する(ステップS52)。
上述した点を除けば、図6で示す制御は、図4で示す制御と同様である。
上述した点を除けば、図6で示す制御は、図4で示す制御と同様である。
図7は、本発明の第7実施形態に係る暖房システムを示す。
図1の第1実施形態では、床暖房戻り温水は第2の熱交換器Hx2で貯湯タンク2内の温水が保有する熱量が投入された後に暖房潜熱回収熱交換器34へ流れるが、上述した様に、確実に排ガスを凝縮させて、潜熱回収の効率を向上するためには、暖房潜熱回収熱交換器34へ流入する床暖房の戻り温水温度は出来る限り低いことが望ましい。
図1の第1実施形態では、床暖房戻り温水は第2の熱交換器Hx2で貯湯タンク2内の温水が保有する熱量が投入された後に暖房潜熱回収熱交換器34へ流れるが、上述した様に、確実に排ガスを凝縮させて、潜熱回収の効率を向上するためには、暖房潜熱回収熱交換器34へ流入する床暖房の戻り温水温度は出来る限り低いことが望ましい。
そこで、図7の第7実施形態では、床暖房戻り温水は第2の熱交換器Hx2を流過する前に暖房潜熱回収熱交換器34を流れ、排ガスを凝縮させた後に、第2の熱交換器Hx2で貯湯タンク2内の温水と熱交換器を行う(貯湯タンク2内の温水が保有する熱量を投入される)様に構成されている。
詳細には、床暖房4との接続装置8に一端が接続された戻り配管Lc41に暖房潜熱回収熱交換器34が介装され、その配管Lc41の他端が第2の熱交換器Hx2の一端に接続されている。
一方、第2の熱交換器Hx2の他端に接続された配管Lc42が合流点G2と接続されている。
詳細には、床暖房4との接続装置8に一端が接続された戻り配管Lc41に暖房潜熱回収熱交換器34が介装され、その配管Lc41の他端が第2の熱交換器Hx2の一端に接続されている。
一方、第2の熱交換器Hx2の他端に接続された配管Lc42が合流点G2と接続されている。
排熱利用回路Lb11、Lb12は、排熱回収回路の往路La11、復路La12に夫々介装された三方弁V20、V21と接続されている。
即ち、排熱利用回路Lb11は三方弁V20と第2の熱交換器Hx2の入口とに接続され、排熱利用回路Lb12は三方弁V21と第2の熱交換器Hx2の出口とに接続されている。
即ち、排熱利用回路Lb11は三方弁V20と第2の熱交換器Hx2の入口とに接続され、排熱利用回路Lb12は三方弁V21と第2の熱交換器Hx2の出口とに接続されている。
この様に構成すれば、発電中に回収した排熱のみを利用することが可能になる。また、暖房潜熱回収熱交換器34へ流れる床暖房戻り温水温度は図1の場合に比較して確実に低温となるので、暖房潜熱回収熱交換器34で確実に排ガスを凝縮させて、潜熱回収の効率を向上することが出来る。
ここで、図7の変形として、排熱利用回路Lb上にバーナーを搭載し、第2の熱交換器Hx2を膨張タンク32の下流側に配置することが可能である(図示は省略)。
図7のシステムの制御については、図1の暖房システムの制御について説明した図2〜図6の第2実施形態〜第6実施形態を、そのまま適用することが可能である。
その他の構成及び作用効果について、図7の第7実施形態は、図1の第1実施形態と同様である。
その他の構成及び作用効果について、図7の第7実施形態は、図1の第1実施形態と同様である。
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではない旨を付記する。
1・・・燃料電池ユニット
2・・・貯湯タンク
3・・・熱源機
4・・・暖房器具/床暖房装置
5・・・制御手段/中央処理システム
6・・・燃料電池リモートコントローラ
7・・・床暖房コントローラ
8・・・接続装置
31・・・バーナー
32・・・膨張タンク
33・・・暖房熱交換器
34・・・暖房潜熱回収熱交換器
Hx2・・・第2の熱交換器
La・・・排熱回収回路
Lb・・・排熱利用回路
Lc・・・暖房温水回路
P1・・・排熱回収ポンプ
P2・・・排熱利用ポンプ
P3・・・暖房ポンプ
V31〜V33・・・熱動弁
100・・・室外装置
Thf、Thr、Tt1〜Tt6・・・温度センサ
2・・・貯湯タンク
3・・・熱源機
4・・・暖房器具/床暖房装置
5・・・制御手段/中央処理システム
6・・・燃料電池リモートコントローラ
7・・・床暖房コントローラ
8・・・接続装置
31・・・バーナー
32・・・膨張タンク
33・・・暖房熱交換器
34・・・暖房潜熱回収熱交換器
Hx2・・・第2の熱交換器
La・・・排熱回収回路
Lb・・・排熱利用回路
Lc・・・暖房温水回路
P1・・・排熱回収ポンプ
P2・・・排熱利用ポンプ
P3・・・暖房ポンプ
V31〜V33・・・熱動弁
100・・・室外装置
Thf、Thr、Tt1〜Tt6・・・温度センサ
Claims (20)
- 排熱貯蔵装置と、熱源機と、暖房器具とを有しており、該熱源機は、温水を暖房器具に循環供給する配管系と、燃焼装置と、排熱貯蔵装置からの排熱を投入するための熱投入手段とを備えており、排熱貯蔵装置からの排熱の投入や暖房器具への温水の供給を制御する制御装置を有しており、該制御装置は、暖房器具から戻る温水温度が目標温度以下である場合に、燃焼装置の燃焼に先立って、前記熱投入手段を介して排熱貯蔵装置からの排熱が投入された温水を暖房器具に供給する運転を行う制御を実行する様に構成されていることを特徴とする暖房システム。
- 前記制御装置は暖房器具コントローラと接続しており、該暖房器具コントローラにより設定された暖房器具使用開始時刻の一定時間前から、燃焼装置を稼動せずに、前記熱投入手段を介して排熱貯蔵装置からの排熱が投入された温水を暖房器具に供給する運転を行う制御を実行する様に構成されている請求項1の暖房システム。
- 前記制御装置は、排熱貯蔵装置からの排熱が投入された温水を暖房器具に供給する運転開始後、暖房器具から戻った温水の温度が目標設定温度以上であるか、或いは、当該運転が目標時間継続したならば、前記熱投入手段を介して排熱貯蔵装置からの排熱が投入された温水を暖房器具に供給する運転を停止して、燃焼装置を燃焼して熱源機内の温水を加熱する運転に移行する制御を行う様に構成されている請求項1、2の何れかの暖房システム。
- 前記制御装置は、燃焼装置を稼動して熱源機内の温水を加熱する運転に際して、温水温度が排熱利用運転可能な温度に移行した場合、暖房器具から戻った温水の温度が目標設定温度以下となった状態が一定時間経過するか、或いは、温水温度が排熱利用運転可能な温度に移行してから所定時間が経過した後に、前記熱投入手段を介して排熱貯蔵装置からの排熱が投入された温水を暖房器具に供給する運転を行う様に構成されている請求項1〜3の何れか1項の暖房システム
- 前記制御装置は、前記熱投入手段を介して排熱貯蔵装置からの排熱が投入された温水を暖房器具に供給する運転の際に、暖房器具へ供給される温水の温度が排熱利用運転可能な前記温度以下であり、且つ、燃焼装置の燃焼を開始する温度を上回る状態が、一定時間継続した場合には、前記熱投入手段を介して排熱貯蔵装置からの排熱が投入された温水を暖房器具に供給する運転を停止するか、或いは、排熱供給量を減少させる制御を実行する様に構成されている請求項1〜4の何れか1項の暖房システム。
- 前記制御装置は、前記熱投入手段を介して排熱貯蔵装置からの排熱が投入された温水を暖房器具に供給する運転に移行した後、熱源機内の温水を暖房器具へ供給する複数の配管系に各々介装されている低温熱動弁の内で暖房運転が行われている配管系に介装されている低温熱動弁を常時開放状態にせしめ、暖房ポンプの発停によって温水の間欠循環を行う様に構成されている請求項1〜5の何れか1項の暖房システム。
- 前記制御装置は、前記熱投入手段を介して排熱貯蔵装置からの排熱が投入された温水を暖房器具に供給する運転に移行した後、熱源機内の温水を暖房器具へ供給する複数の配管系に各々介装されている低温熱動弁の内で暖房運転が行われている配管系に介装されている低温熱動弁を常時開放状態にせしめ、暖房器具に供給される温水の設定温度を低下させる制御を行う様に構成されている請求項1〜6の何れか1項の暖房システム。
- 前記制御装置は、熱源機内の温水を暖房器具へ供給する複数の配管系に各々介装されている低温熱動弁の内で暖房運転が行われている配管系に介装されている低温熱動弁を常時開放状態にせしめた後に、前記熱投入手段を介して排熱貯蔵装置からの排熱が投入された温水を暖房器具に供給する運転に移行し、暖房器具に供給される温水の設定温度を低下させる制御を行う様に構成されている請求項1〜7の何れか1項の暖房システム。
- 前記制御装置は、燃焼装置を稼動して行う温水温度制御から前記熱投入手段を介して排熱貯蔵装置からの排熱が投入された温水を暖房器具に供給する運転に移行した後、暖房器具へ供給される温水の温度が、排熱利用運転可能な前記温度以下である状態が一定時間継続した場合に、前記熱投入手段を介して排熱貯蔵装置からの排熱が投入された温水を暖房器具に供給する運転を中止する制御を行う様に構成されている請求項1〜8の何れか1項の暖房システム。
- 排熱利用運転可能な前記温度が35℃〜45℃である請求項1〜9の何れか1項の暖房システム。
- 請求項1の暖房システムの制御方法において、暖房器具から戻る温水温度を計測する工程と、暖房器具から戻る温水温度が目標温度以下である場合に、燃焼装置の燃焼に先立って、前記熱投入手段を介して排熱貯蔵装置からの排熱が投入された温水を暖房器具に供給する運転を行う工程、とを有していることを特徴とする暖房システムの制御方法。
- 暖房器具コントローラにより設定された暖房器具使用開始時刻の一定時間前であるか否かを判断する工程と、当該暖房器具使用開始時刻の一定時間前になったならば、燃焼装置を燃焼せずに、前記熱投入手段を介して排熱貯蔵装置からの排熱が投入された温水を暖房器具に供給する運転を行う工程、とを有している請求項11の暖房システムの制御方法。
- 排熱貯蔵装置からの排熱が投入された温水を暖房器具に供給する運転開始後、暖房器具から戻った温水の温度或いは当該運転の運転時間を計測する工程と、暖房器具から戻った温水の温度が目標設定温度以上であるか、或いは、当該運転が目標時間継続したならば、前記熱投入手段を介して排熱貯蔵装置からの排熱が投入された温水を暖房器具に供給する運転を停止して、燃焼装置を燃焼して熱源機内の温水を加熱する運転に移行する工程、とを有する請求項11、12の何れかの暖房システムの制御方法。
- 燃焼装置を稼動して熱源機内の温水を加熱する運転に際して、温水温度が排熱利用運転可能な温度に移行したか否かを判定する工程と、温水温度が排熱利用運転可能な温度に移行した場合に、暖房器具から戻った温水の温度が目標設定温度以下となった状態が一定時間経過するか、或いは、温水温度が排熱利用運転可能な温度に移行してから所定時間が経過したか否かを判定する工程と、暖房器具から戻った温水の温度が目標設定温度以下となった状態が一定時間経過するか、或いは、温水温度が排熱利用運転可能な温度に移行してから所定時間が経過した後に、前記熱投入手段を介して排熱貯蔵装置からの排熱が投入された温水を暖房器具に供給する運転を行う工程、とを有している請求項11〜13の何れか1項の暖房システムの制御方法。
- 前記熱投入手段を介して排熱貯蔵装置からの排熱が投入された温水を暖房器具に供給する運転の際に、暖房器具へ供給される温水の温度を計測する工程と、該温水温度が、排熱利用運転可能な前記温度以下で且つ燃焼装置の燃焼を開始する温度を上回る状態となった場合にその継続時間を計測する工程と、係る継続時間が一定時間継続した場合には、前記熱投入手段を介して排熱貯蔵装置からの排熱が投入された温水を暖房器具に供給する運転を停止するか、或いは、排熱供給量を減少させる工程、とを有する請求項11〜14の何れか1項の暖房システムの制御方法。
- 前記熱投入手段を介して排熱貯蔵装置からの排熱が投入された温水を暖房器具に供給する運転に移行した後に、熱源機内の温水を暖房器具へ供給する複数の配管系に各々介装されている低温熱動弁の内で暖房運転が行われている配管系に介装されている低温熱動弁を常時開放状態にせしめ、暖房ポンプの発停によって温水の間欠循環を行う工程、を有する請求項11〜15の何れか1項の暖房システムの制御方法。
- 前記熱投入手段を介して排熱貯蔵装置からの排熱が投入された温水を暖房器具に供給する運転に移行した後に、熱源機内の温水を暖房器具へ供給する複数の配管系に各々介装されている低温熱動弁の内で暖房運転が行われている配管系に介装されている低温熱動弁を常時開放状態にせしめ、暖房器具に供給される温水の設定温度を低下させる制御を行う工程を有している請求項11〜16の何れか1項の暖房システムの制御方法。
- 熱源機内の温水を暖房器具へ供給する複数の配管系に各々介装されている低温熱動弁の内で暖房運転が行われている配管系に介装されている低温熱動弁を常時開放状態にせしめた後に、前記熱投入手段を介して排熱貯蔵装置からの排熱が投入された温水を暖房器具に供給する運転に移行し、暖房器具に供給される温水の設定温度を低下させる制御を行う工程を有している請求項11〜17の何れか1項の暖房システムの制御方法。
- 燃焼装置を稼動して行う温水温度制御運転から前記熱投入手段を介して排熱貯蔵装置からの排熱が投入された温水を暖房器具に供給する運転に移行した後、暖房器具へ供給される温水の温度を計測する工程と、該温水温度が、排熱利用運転可能な前記温度以下である状態の継続時間を計測する工程と、該継続時間が一定時間以上である場合に、前記熱投入手段を介して排熱貯蔵装置からの排熱が投入された温水を暖房器具に供給する運転を停止する工程、とを有している請求項11〜18の何れか1項の暖房システムの制御方法。
- 排熱利用運転可能な前記温度が35℃〜45℃である請求項11〜19の何れか1項の暖房システムの制御方法。
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