JP2007240016A - 熱電併給システム - Google Patents

Abstract

【課題】 貯湯タンクの貯湯量に関係なく発電ユニットの排熱を回収可能に構成して発電ユニットの強制運転を可能とする熱電併給システムを提供する。
【解決手段】 外部から燃料供給を受けて発電する発電ユニット１０、冷却液の循環により発電ユニットが発電時に発生する排熱を回収して発電ユニットを冷却する排熱回収冷却液循環配管２２、貯湯タンク２１、貯湯タンクの温水を循環させる温水循環配管２３、排熱回収冷却液循環配管と温水循環配管の間で熱交換を行う熱交換器２４、及び、発電ユニットの運転と排熱回収冷却液循環配管と温水循環配管の循環を制御する制御装置３２を備え、且つ、排熱回収冷却液循環配管で回収された排熱を所定の熱負荷端末５１に対して供給可能に構成され、制御装置３２が、発電ユニットの強制運転時において、貯湯タンクの貯湯量が所定量以上であることを検知して、所定の熱負荷端末に対して運転開始の制御を強制的に実行する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、外部から燃料供給を受けて電力と熱を併給可能な熱電併給システムに関し、特に、家庭用の熱電併給システムに関する。

家庭用の熱電併給システムの一例として、図７に示すように、外部から燃料供給を受けて発電する発電ユニット１０と、冷却液の循環により発電ユニット１０が発電時に発生する排熱を回収して発電ユニット１０を冷却する排熱回収冷却液循環配管２２と、貯湯タンク２１と、貯湯タンク２１の温水を循環させる温水循環配管２３と、排熱回収冷却液循環配管２２と温水循環配管２３の間で熱交換を行う排熱回収熱交換器２４と、発電ユニット１０の運転と排熱回収冷却液循環配管２２と温水循環配管２３の循環を制御する制御装置８０を備えて構成された熱電併給システムがある（例えば、下記の特許文献１参照）。尚、発電ユニットとしては、ガスエンジンと発電機を備えた構成のものや、燃料電池を備えた構成のものがある。

更に、家庭用の熱電併給システムは、一般的に、発電ユニットと商用交流電源と系統連系させ、電力負荷に対して発電ユニットの発電電力で不足する電力を商用交流電源からの電力供給で賄うように構成されている。このため、系統電源の停電時に熱電併給システムの発電ユニットを始動可能に構成することで、電力負荷への継続的な電力供給が可能となる（例えば、下記の特許文献２参照）。

特開２００１−２４８９０５号公報 特開２００４−２４２４５８号公報

ところで、熱電併給システムから供給可能な電力と熱に対する需要は必ずしも同時に発生するとは限らないため、一般的な熱電併給システムでは、発電時の排熱を有効に利用するために、上述のように回収した排熱を温水として蓄熱するための貯湯タンクを備えている。しかし、貯湯タンクに高温の温水が既に満タンに貯湯されている場合は、それ以上の排熱回収による蓄熱が不可能なため、低熱需要時においても発電ユニットをオーバーヒートさせずに運転させるために、発電ユニットからの排熱を強制的に大気に放熱するための放熱器を備えた熱電併給システムがある。

また、放熱器を備えることでシステムの製造コストが高騰し、省エネルギ効果が低下するために、コスト削減と高省エネルギ化のために、放熱器を具備しない熱電併給システムも存在する。

しかし、後者の放熱器を具備しない熱電併給システムを系統連系して使用する場合において、貯湯タンクの貯湯量に関係なく系統停電時に運転させるためには、発電ユニットのオーバーヒートを防止するために、専用の放熱器を別途追加しなければならず高コストとなり、利用者の費用負担が増大する。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、貯湯タンクの貯湯量に関係なく発電ユニットの排熱を回収可能に構成して発電ユニットの強制運転を可能とする熱電併給システムを提供する点にある。

上記目的を達成するための本発明に係る熱電併給システムは、外部から燃料供給を受けて発電する発電ユニットと、冷却液の循環により前記発電ユニットが発電時に発生する排熱を回収して前記発電ユニットを冷却する排熱回収冷却液循環配管と、貯湯タンクと、前記貯湯タンクの温水を循環させる温水循環配管と、前記排熱回収冷却液循環配管と前記温水循環配管の間で熱交換を行う熱交換器と、前記発電ユニットの運転と前記排熱回収冷却液循環配管と前記温水循環配管の循環を制御する制御装置を備えてなる熱電併給システムであって、前記排熱回収冷却液循環配管で回収された排熱を所定の熱負荷端末に対して供給可能に構成され、前記発電ユニットの強制運転時において、前記制御装置は、前記貯湯タンクの貯湯量が所定量以上であることを検知して、前記所定の熱負荷端末に対して運転開始の制御を強制的に実行可能に構成されていることを第１の特徴とする。

上記第１の特徴の熱電併給システムによれば、発電ユニットの強制運転時において、貯湯タンクの貯湯量が満タン付近の所定量以上であっても、つまり、温水による熱需要が低い状態であっても、所定の熱負荷端末に対して運転開始の制御を強制的に実行可能に構成されているため、当該熱負荷端末において強制的に熱需要を発生させて、発電ユニットで発生し排熱回収冷却液循環配管で回収された排熱を当該熱負荷端末で消費することができる。これにより、貯湯タンクへの蓄熱では回収できない過剰な排熱の放熱処理が可能となり、別途放熱器を備えずとも低熱需要状態での発電ユニットの強制運転が可能となる。つまり、電力需要に応じた発電ユニットの運転が可能となり。更に、強制的に発生させた熱需要ではあるものの、発生時間帯をシフトさせたと考えれば、放熱器による排熱の放熱処理に比べて、排熱を有効に利用できるため、高省エネルギ化が図れる。

更に、本発明に係る熱電併給システムは、上記第１の特徴に加えて、前記所定の熱負荷端末が、１または複数の暖房端末であることを第２の特徴とする。

更に、本発明に係る熱電併給システムは、上記第１の特徴に加えて、前記所定の熱負荷端末が、前記貯湯タンクから送出される温水と上水道からの給水を混合して所定の温水温度となるように温度調整して浴槽へ給湯可能に構成された風呂給湯手段であることを第３の特徴とする。

更に、第２の特徴の熱電併給システムによれば、既存の暖房端末を利用して上記第１の特徴の作用効果を奏することができる。また、第３の特徴の熱電併給システムによれば、風呂の浴槽への給湯を利用して上記第１の特徴の作用効果を奏することができる。

更に、本発明に係る熱電併給システムは、上記何れかの特徴に加えて、前記所定の熱負荷端末が複数存在する場合に、前記各熱負荷端末の運転開始の順番を設定可能に構成され、前記発電ユニットの強制運転時において、前記制御装置は、前記所定の熱負荷端末の運転開始の制御を、設定された運転開始の順番に基づいて実行することを第４の特徴とする。

また、第４の特徴の熱電併給システムによれば、貯湯タンクへの蓄熱では回収できない過剰な排熱を１台の熱負荷端末で消費できない場合に、追加の熱負荷端末を稼動させることができ、更に、発電ユニットの強制運転時間が１台の熱負荷端末の熱需要発生期間を超える場合に、追加の熱負荷端末を連続的に稼動させることができる。

更に、本発明に係る熱電併給システムは、上記何れかの特徴に加えて、前記制御装置が、前記所定の熱負荷端末に対して運転開始の制御を強制的に実行する場合に、当該運転開始を利用者に対して報知する報知信号を所定の出力端末に出力することを第５の特徴とする。

また、第５の特徴の熱電併給システムによれば、出力端末に出力された報知信号による通報によって利用者は所定の熱負荷端末の運転開始を知ることができるため、当該運転による暖房や給湯を適時に有効利用することができる。また、所定の熱負荷端末の運転に不都合がある場合は、利用者は熱電併給システムの強制運転自体を停止することも可能となる。

更に、本発明に係る熱電併給システムは、上記何れかの特徴に加えて、前記発電ユニットの強制運転時において、前記制御装置は、給水源から前記貯湯タンクへの給水が遮断されている断水状態を検知すると、前記貯湯タンクの貯湯量に関係なく、前記所定の熱負荷端末に対して運転開始の制御を強制的に実行可能に構成されていることを第６の特徴とする。

貯湯タンクの貯湯量が満タン付近の所定量以上でない場合、つまり、温水による熱需要がある状態において断水状態となると、貯湯タンクの貯湯量が減少しても貯湯タンクへの給水がなされないため、貯湯タンク内の温水を温水循環配管を通して循環させても排熱の回収が十分に行われない。しかし、第６の特徴の熱電併給システムによれば、断水状態を検知して所定の熱負荷端末に対して運転開始の制御を行うため、断水状態のために排熱回収できない貯湯タンクに代えて所定の熱負荷端末での排熱回収が可能となり、別途放熱器を備えずとも断水状態での発電ユニットの強制運転が可能となる。

更に、本発明に係る熱電併給システムは、上記何れかの特徴に加えて、前記発電ユニットが商用交流電源と系統連系して所定の電力負荷に電力供給可能に構成され、前記商用交流電源の停電時に前記発電ユニットを強制運転させる強制運転スイッチを備えることを第７の特徴とする。

更に、本発明に係る熱電併給システムは、上記何れかの特徴に加えて、前記発電ユニットが商用交流電源と系統連系して所定の電力負荷に電力供給可能に構成され、前記商用交流電源の停電を検出する停電検出手段を備え、停電検出手段が前記商用交流電源の停電を検出すると、所定時間経過後に、前記発電ユニットが自動的に強制運転状態となることを第８の特徴とする。

上記第７または第８の特徴の熱電併給システムによれば、商用交流電源の停電時（系統停電時）において、低熱需要状態であっても、発電ユニットを強制運転させることができ、所定の電力負荷に発電ユニットの発電電力を供給できる。

以下、本発明に係る熱電併給システム（以下、適宜「本発明システム」と略称する）の実施形態を図面に基づいて説明する。

〈第１実施形態〉
図１は、第１実施形態における本発明システム１の排熱回収及び給湯及び暖房負荷に対する熱供給に係るシステム構成を示すブロック図である。図２は、本発明システム１の電力供給に係るシステム構成を示すブロック図である。

図１及び図２に示すように、本発明システム１は、外部から燃料供給を受けて発電する発電ユニット１０と、発電ユニット１０の運転時に発生する排熱を回収して給湯負荷５０と暖房端末５１に供給する排熱利用給湯暖房ユニット２０を備えて構成される。

図１に示すように、排熱利用給湯暖房ユニット２０は、貯湯タンク２１と、排熱回収冷却液循環配管２２と、温水循環配管２３と、排熱回収熱交換器２４と、給湯出力配管２５と、暖房出力循環配管２６と、暖房熱交換器２７と、給水配管２８と、暖房端末循環配管２９と、暖房端末分岐配管３０と、補助熱源３１と、排熱回収制御装置３２を備えて構成される。また、各配管には、必要に応じて、循環ポンプ３３〜３５、開閉弁３６、三方弁３７，３８、逆止弁、圧力調整弁、温度センサ、圧力センサ、流量計等が介装されており、図１中においてその一部に符号を付して示している。

貯湯タンク２１は、発電ユニット１０の排熱回収により加熱された温水を貯湯することで、回収した排熱を蓄熱可能に構成され、更に、内部に介装された温度センサ（図示せず）や水位センサ（図示せず）等の貯湯量検出手段によって貯湯量を検出可能に構成されている。また、貯湯タンク２１の底部には、貯湯タンク２１から給湯負荷５０に温水が供給された場合に、上水道等の給水源（図示せず）から貯湯タンク２１内に給水補充するための給水配管２８が接続している。

排熱回収冷却液循環配管２２は、発電ユニット１０内の熱交換器１４（図２参照）と排熱回収熱交換器２４間を連絡する往路と復路を構成する循環回路である。排熱回収熱交換器２４は、排熱回収冷却液循環配管２２内を循環する排熱回収冷却液であるジャケット冷却水と温水循環配管２３内を循環する温水の間の熱交換を行う熱交換器であり、１次側に排熱回収冷却液循環配管２２が接続し、２次側に温水循環配管２３が接続する。温水循環配管２３は、貯湯タンク２１の下部から取り出した温水を、排熱回収熱交換器２４で加熱して、貯湯タンク２１の上部に戻して循環させる循環回路である。以上の構成によって、排熱回収冷却液循環配管２２内のジャケット冷却水を循環ポンプ３３で循環させ、温水循環配管２３内の温水を循環ポンプ３４で循環させることによって、熱交換器１４において発電ユニット１０内の排熱を回収して冷却水を加熱し、更に、排熱回収熱交換器２４において加熱された冷却水の熱を回収して温水循環配管２３を循環する温水を加熱して貯湯タンク２１に供給することができる。つまり、回収された発電ユニット１０の排熱が、貯湯タンク２１に蓄熱されることになる。

本実施形態では、温水循環配管２３の途中に都市ガス等を燃料とする給湯器等の補助熱源３１が介装されており、発電ユニット１０から回収した排熱では熱量が不足する場合に、その不足熱量を補充可能となっている。

給湯出力配管２５は、風呂の浴槽やシャワー、台所や洗面所の給湯栓等の給湯負荷５０に対して給湯出力するための配管で、必要に応じて下流側で上水道からの給水と混合して給湯される。

暖房出力循環配管２６は、温水循環配管２３の下流側の貯湯タンク２１の上部付近の上部分岐点と、温水循環配管２３の上流側の貯湯タンク２１の下部付近の下部分岐点との間を、暖房熱交換器２７を介して接続する配管で、温水循環配管２３と暖房出力循環配管２６により途中に排熱回収熱交換器２４と暖房熱交換器２７の２つの熱交換器を配した循環回路が構成される。暖房熱交換器２７は、暖房出力循環配管２６内を循環する温水と暖房端末循環配管２９内を循環する熱媒体（温水）の間の熱交換を行う熱交換器であり、１次側に暖房出力循環配管２６が接続し、２次側に暖房端末循環配管２９が接続する。暖房端末循環配管２９は、暖房熱交換器２７と、床暖房配管や浴室暖房乾燥機等の暖房端末５１間を連絡する往路と復路を構成する循環回路である。以上の構成によって、温水循環配管２３と暖房出力循環配管２６内の温水を循環ポンプ３４で循環させ、暖房端末循環配管２９内の熱媒体（温水）を循環ポンプ３５で循環させることで、排熱回収熱交換器２４で加熱された高温水により、暖房熱交換器２７において、暖房端末循環配管２９内を循環する熱媒体を加熱して暖房端末５１に供給することができる。つまり、回収された発電ユニット１０の排熱が、暖房端末５１で消費され、有効利用されることになる。

本実施形態では、排熱回収冷却液循環配管２２の往路と復路の夫々に三方弁３７，３８を介装し、また、暖房端末循環配管２９の復路の途中に開閉弁３６を介装し、暖房端末分岐配管３０を、三方弁３７と開閉弁３６の上流側の間と、三方弁３８と開閉弁３６の下流側の間に夫々配している。これにより、発電ユニット１０内の熱交換器１４において排熱回収して加熱された冷却水を熱媒体として暖房端末循環配管２９に直接供給可能となるため、温水循環配管２３と暖房出力循環配管２６を経由する場合に比べて高効率で、発電ユニット１０の排熱が回収され暖房端末５１に供給可能となる。

排熱回収制御装置３２は、マイクロコンピュータ等を用いて構成され、各配管及び貯湯タンク２１に介装された温度センサ、圧力センサ、流量計等の計測信号、その他の入力信号及び内部の制御情報に基づいて、発電ユニット１０の運転の開始及び停止制御を行うとともに、各配管に介装された循環ポンプ３３、３４の運転制御や、開閉弁３６及び三方弁３７，３８等の開閉及び開度の制御を行い、各配管内の流体の循環を制御する。更に、本実施形態においては、排熱回収制御装置３２は、後述するように、発電ユニット１０の強制運転時の排熱利用給湯暖房ユニット２０及び暖房端末５１の制御を行う。このため、排熱回収制御装置３２は、暖房端末５１側からの制御信号を受け取るとともに、暖房端末５１側に制御信号を発信する必要から、暖房端末５１の制御装置（図示せず）との間で制御信号の双方向通信が可能に接続されている。

尚、図１中において、説明の簡単のため、暖房端末５１は１台だけを図示しているが、暖房端末５１は１台に限定されるものではなく、また、後述する発電ユニット１０の強制運転時における排熱回収制御装置３２からの制御対象となる暖房端末５１の台数も１台に限定されるものではない。

図２に示すように、発電ユニット１０は、都市ガスを燃料として作動するガスエンジン１１、ガスエンジン１１によって駆動される発電機１２、発電機１２の発電電力を所定の電気方式の出力電圧と周波数の交流電力に変換するインバータ１３、ガスエンジン１１の排熱との熱交換により冷却水を加熱して排熱利用給湯暖房ユニット２０側に供給する熱交換器１４、及び、発電ユニット１０の運転並びに出力制御を行う発電制御装置１５を備えて構成されている。

本実施形態では、発電ユニット１０は一般家庭用に単相３線式正弦波出力の１００Ｖ／２００Ｖを出力する。また、インバータ１３は双方向に交流電力の電圧及び周波数を変換する機能を有し、発電ユニット１０の電力端子１０ａは発電ユニットの定常運転時は発電電力の出力端子として機能し、発電ユニット１０の起動時は、ガスエンジン１１の始動用電源の供給を外部から受けるための入力端子として機能する。また、発電ユニット１０の起動時は、発電機１２がガスエンジン１１のスタータモータとして機能し、外部から入力される交流電力を、インバータ１３を介して発電機１２に供給し、発電機１２の回転運動によりガスエンジン１１の始動を行うように構成されている。発電制御装置１５はマイクロコンピュータ等を用いて構成され、発電ユニット１０の定常運転時の出力制御や起動時のガスエンジン１１の始動制御等を行う。

本実施形態では、発電ユニット１０の発電電力は、商用交流電源（単相３線式１００Ｖ／２００Ｖ）６０と系統連系して、電力負荷６１，６２に電力供給可能に構成されている。具体的には、商用交流電源６０と発電ユニット１０は、第１分電盤４０と第２分電盤４１を介して相互に接続している。第１分電盤４０には、商用交流電源６０の停電時（系統停電時）に使用不可となる第１電力負荷６１が接続し、第２分電盤４１には、系統停電時に使用可能となる第２電力負荷６１が接続する。第２電力負荷６１には、系統停電時に使用可能であることが望まれる家電製品（照明、冷蔵庫、テレビ等）、及び、排熱利用給湯暖房ユニット２０の排熱回収制御装置３２及び電動装置（循環ポンプ３３、３４等）が含まれる。

第１分電盤４０には、単相３線式電力線（１φ３Ｗ）の両端に主幹ブレーカ（ＭＣＢ）４２とブレーカ（ＭＣＢ）４３が設けられ、その途中に複数の分岐ブレーカ４４と２つの電流トランス４５が設けられている。主幹ブレーカ（ＭＣＢ）４２側に商用交流電源６０が接続し、ブレーカ（ＭＣＢ）４３側に第２分電盤４１が接続し、各分岐ブレーカ４４に第１電力負荷６１が接続する。電流トランス４５は、発電ユニット１０から商用交流電源６０に向けた逆潮流と系統停電の検出に用いられ、検出信号は発電制御装置１５に入力される。

第２分電盤４１には、２つのスイッチ４７、４８と複数の分岐ブレーカ４６が設けられている。スイッチ４７はオンオフスイッチ（開閉スイッチ）で、１次側が単相３線式電力線（１φ３Ｗ）を介して第１分電盤４０のブレーカ（ＭＣＢ）４３に接続し、２次側が単相３線式電力線（１φ３Ｗ）を介して発電ユニット１０の系統正常時に使用する電力端子１０ａに接続している。スイッチ４８は２入力切替スイッチで、一方の入力端が単相２線式電力線（１φ２Ｗ）を介してスイッチ４７の１次側と接続し、他方の入力端が単相２線式電力線（１φ２Ｗ）を介して発電ユニット１０の系統停電時に使用する電力端子１０ｂに接続し、出力端が単相２線式電力線（１φ２Ｗ）を介して各分岐ブレーカ４６と接続する。発電ユニット１０は、系統正常時には、電力端子１０ａから単相３線式１００Ｖ／２００Ｖを出力し、系統停電時には、電力端子１０ｂから単相２線式１００Ｖを出力する。

系統停電時に発電ユニット１０を強制的に運転させるための操作スイッチ（強制運転スイッチ）４９が備えられ、利用者の手動操作によって発生する強制運転信号が操作スイッチ４９から発電ユニット１０の発電制御装置１５に入力される。２つのスイッチ４７、４８の切り替えは、強制運転信号の入力に応じて発電制御装置１５側からの制御によって行われる。

系統正常時には、スイッチ４７はオン状態（閉状態）となり商用交流電源６０と発電ユニット１０の電力端子１０ａが系統連系接続し、スイッチ４８は一方の入力端が出力端と接続し、スイッチ４７の１次側、つまり、商用交流電源６０と発電ユニット１０の電力端子１０ａが分岐ブレーカ４６と接続する。これに対し、系統停電時には、スイッチ４７はオフ状態（開状態）となり商用交流電源６０と発電ユニット１０の間の接続が遮断され、スイッチ４８は他方の入力端が出力端と接続し、発電ユニット１０の電力端子１０ｂが分岐ブレーカ４６と接続する。

発電ユニット１０の運転開始及び停止は、排熱利用給湯暖房ユニット２０の排熱回収制御装置３２からの制御信号と、操作スイッチ４９からの強制運転信号によって制御される。系統正常時には、強制運転信号は出力されずに排熱回収制御装置３２からの制御に従う。排熱回収制御装置３２は、給湯負荷５０と暖房端末５１等での熱需要を予測した結果に基づいて熱需要の発生する所定時間前に発電ユニット１０の運転開始を行い、熱需要を充足するに十分な排熱を回収できる期間中、発電ユニット１０の運転を継続する、熱需要の時間変動パターンに応じた制御（熱主運転という）を行う。

発電制御装置１５は、排熱回収制御装置３２からの制御信号より、操作スイッチ４９からの強制運転信号を優先的に受け付けるため、排熱回収制御装置３２からの通常の運転停止制御があっても、強制運転に入る。発電制御装置１５は、強制運転に入ると、その旨の状態信号を排熱回収制御装置３２に出力する。排熱回収制御装置３２は、発電ユニット１０が強制運転中であることを認識すると、系統正常時の熱主運転時とは異なる排熱回収制御を、排熱利用給湯暖房ユニット２０及び暖房端末５１に対して行う。

以下、発電ユニット１０が強制運転時における、排熱回収制御装置３２の行う制御について説明する。排熱回収制御装置３２は、発電制御装置１５から発電ユニット１０が強制運転状態である旨の状態信号を受け取ると、発電ユニット１０が強制運転時における制御モードになり、以下の要領で、排熱利用給湯暖房ユニット２０及び暖房端末５１に対する制御を実行する。

排熱回収制御装置３２は、貯湯タンク２１の貯湯量検出手段からの検出信号に基づいて、貯湯量が満タン付近の所定量以上であるか否かを判断する。貯湯量が所定量以上である場合には、発電ユニット１０の排熱を回収して貯湯タンク２１へ蓄熱することは不可能であると判断し、開閉弁３６及び三方弁３７，３８を、以下の要領で切り替える。

開閉弁３６は、熱主運転時、または、貯湯量が所定量以上でない場合には開弁され、強制運転時で貯湯量が所定量以上の場合には、閉弁される。三方弁３７，３８は、熱主運転時、または、貯湯量が所定量以上でない場合には、排熱回収冷却液循環配管２２が、発電ユニット１０内の熱交換器１４と排熱回収熱交換器２４間を連絡する往路と復路を形成するように制御され、暖房端末分岐配管３０への流路は遮断される。これに対して、三方弁３７，３８は、強制運転時で貯湯量が所定量以上の場合には、熱交換器１４から排熱回収熱交換器２４への排熱回収冷却液循環配管２２が遮断され、暖房端末分岐配管３０への流路が形成されるように制御され、熱交換器１４から暖房端末５１までの循環回路が形成される。以上の制御により、強制運転時において貯湯量が所定量以上の場合には、発電ユニット１０内の熱交換器１４において排熱回収して加熱された冷却水を熱媒体として暖房端末循環配管２９に直接供給可能となる。

更に、排熱回収制御装置３２は、強制運転時で貯湯量が所定量以上の場合には、暖房端末５１の暖房端末循環配管２９上の循環ポンプ３５を作動させるべく、暖房端末５１の制御装置（図示せず）に対して運転指示を与える。また、暖房端末５１が浴室暖房乾燥機等の送風ファンを備えている場合には、循環ポンプ３５と送風ファンを作動させるべく、暖房端末５１の制御装置（図示せず）に対して運転指示を与える。従って、暖房端末５１の電動装置（循環ポンプ３５、送風ファン等）は、系統停電時に使用可能となる第２電力負荷６１として、第２分電盤４１の分岐ブレーカ４６に接続しておく。

強制運転時において、給湯需要が発生して貯湯タンク２１の貯湯量が所定量を下回ると、排熱回収制御装置３２は、暖房端末５１の制御装置（図示せず）に対して運転停止を指示するとともに、開閉弁３６及び三方弁３７，３８を元の制御位置に切り替える。これにより、排熱回収冷却液循環配管２２が、発電ユニット１０内の熱交換器１４と排熱回収熱交換器２４間を連絡する往路と復路を形成するように制御され、発電ユニット１０の排熱を回収して貯湯タンク２１へ蓄熱することになる。

〈第２実施形態〉
図３は、第２実施形態における本発明システム２の排熱回収及び給湯及び暖房負荷に対する熱供給に係るシステム構成を示すブロック図である。尚、第１実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付して説明する。また、本発明システム２の電力供給に係るシステム構成、並びに、発電ユニット１０の構成は、第１実施形態と同じであるので、重複する説明は割愛する。

図３に示すように、排熱利用給湯暖房ユニット２０は、貯湯タンク２１と、排熱回収冷却液循環配管２２と、温水循環配管２３と、排熱回収熱交換器２４と、給湯出力配管２５と、給水配管２８と、補助熱源３１と、排熱回収制御装置３２と、風呂給湯分岐配管７１と、風呂追い炊き循環配管７２と、風呂追い炊き熱交換器７３と、浴槽循環配管７４を備えて構成される。また、各配管には、必要に応じて、循環ポンプ３３、３４、７５、開閉弁７６、三方弁７７、７８、逆止弁、圧力調整弁、温度センサ、圧力センサ、流量計等が介装されており、図３中においてその一部に符号を付して示している。

第２実施形態では、排熱利用給湯暖房ユニット２０は、発電ユニット１０の運転時に発生する排熱を回収して専ら給湯負荷５０に供給する場合を説明する。従って、第１実施形態の排熱利用給湯暖房ユニット２０に装備されていた暖房出力循環配管２６、暖房熱交換器２７、暖房端末循環配管２９、暖房端末分岐配管３０、開閉弁３６、三方弁３７，３８等は具備されていない。しかしながら、第２実施形態においても、暖房出力循環配管２６、暖房熱交換器２７、暖房端末循環配管２９、及び、開閉弁３６を装備して、系統正常時において暖房端末５１に熱供給可能に構成しても構わない。

第２実施形態では、給湯出力配管２５の途中から分岐する風呂給湯分岐配管７１が設けられ、給湯負荷５０の１つである風呂の浴槽７０への自動給湯可能な構成となっている点、風呂追い炊き循環配管７２と風呂追い炊き熱交換器７３と浴槽循環配管７４が設けられ、浴槽７０内の冷めた温水の追い炊きが構成となっている点、及び、排熱回収制御装置３２の発電ユニット１０の強制運転時における排熱利用給湯暖房ユニット２０及び給湯負荷５０に対する制御方法において、第１実施形態と相違する。その他の構成要素は、第１実施形態の排熱利用給湯暖房ユニット２０と同じであるので、重複する説明は割愛する。

風呂給湯分岐配管７１は、給湯出力配管２５と浴槽７０の間を連絡する配管で、途中に開閉弁７６と三方弁７７と三方弁７８が介装されている。開閉弁７６は、浴槽７０への自動給湯のオンオフを切り替え、三方弁７７は、給水配管２８の給水と混合して給湯温度を調整し、三方弁７７は浴槽給湯と追い炊きを切り替える。開閉弁７６のオンオフ制御、三方弁７７の開度調整による給湯温度調整、及び、三方弁７８の切替制御は、風呂制御装置５２によって行われる。以上の構成によって、発電ユニット１０の排熱によって加熱され貯湯タンク２１に貯湯された温水を浴槽７０内に供給することができ、回収された発電ユニット１０の排熱が有効利用される。

風呂追い炊き循環配管７２は、温水循環配管２３の下流側の貯湯タンク２１の上部付近の上部分岐点と、温水循環配管２３の上流側の貯湯タンク２１の下部付近の下部分岐点との間を、風呂追い炊き熱交換器７３を介して接続する配管で、温水循環配管２３と風呂追い炊き循環配管７２により途中に排熱回収熱交換器２４と風呂追い炊き熱交換器７３の２つの熱交換器を配した循環回路が構成される。風呂追い炊き熱交換器７３は、風呂追い炊き循環配管７２内を循環する温水と浴槽循環配管７４内を循環する浴槽７０内の温水の間の熱交換を行う熱交換器であり、１次側に風呂追い炊き循環配管７２が接続し、２次側に浴槽循環配管７４が接続する。浴槽循環配管７４は、風呂追い炊き熱交換器７３と浴槽７０間を連絡する往路と復路を構成する循環回路である。以上の構成によって、温水循環配管２３と風呂追い炊き循環配管７２内の温水を循環ポンプ３４で循環させ、浴槽循環配管７４内の温水を循環ポンプ７５で循環させることで、排熱回収熱交換器２４で加熱された高温水により、風呂追い炊き熱交換器７３において、浴槽循環配管７４内を循環する温水を加熱して浴槽７０内に供給することができる。つまり、回収された発電ユニット１０の排熱が、浴槽７０内の冷めた温水の追い炊きに有効利用されることになる。

排熱回収制御装置３２は、後述するように、発電ユニット１０の強制運転時の排熱利用給湯暖房ユニット２０及び風呂制御装置５２の制御を行う。このため、排熱回収制御装置３２は、風呂制御装置５２側からの制御信号を受け取るとともに、風呂制御装置５２側に制御信号を発信する必要から、風呂制御装置５２との間で制御信号の双方向通信可能に接続されている。

次に、発電ユニット１０が強制運転時における排熱回収制御装置３２の制御について説明する。排熱回収制御装置３２は、発電制御装置１５から発電ユニット１０が強制運転状態である旨の状態信号を受け取ると、発電ユニット１０が強制運転時における制御モードになり、以下の要領で、排熱利用給湯暖房ユニット２０及び浴槽７０への自動給湯に対する制御を実行する。

排熱回収制御装置３２は、貯湯タンク２１の貯湯量検出手段からの検出信号に基づいて、貯湯量が満タン付近の所定量以上であるか否かを判断する。貯湯量が所定量以上である場合には、発電ユニット１０の排熱を回収して貯湯タンク２１へ蓄熱することは不可能であると判断し、貯湯タンク２１から浴槽７０への給湯を開始するために、風呂制御装置５２に対して自動給湯を行うように指示する制御信号を出力する。

風呂制御装置５２は、上記制御信号を受け付けると、浴槽７０が自動給湯可能な状態、つまり、まだ給湯されていない空の状態であることを確認した後に、通常のリモコン装置からの自動給湯開始指示を受け付けた場合と同様の制御を行う。具体的には、風呂制御装置５２は、排熱回収制御装置３２からの自動給湯開始指示に応答して、自動給湯可能な状態の確認後に、排熱回収制御装置３２に対して、浴槽７０への自動給湯開始の状態信号を出力するとともに、三方弁７８を風呂給湯分岐配管７１側に切り替え、開閉弁７６を開弁して、貯湯タンク２１から浴槽７０への給湯を開始するとともに、風呂給湯分岐配管７１の浴槽７０付近の温水温度を温度センサで検知しながら、当該温水温度が所定の設定温度に維持されるように三方弁７７の開度調整による給湯温度調整を行う。風呂制御装置５２は、これらの制御とともに、浴槽７０の水位を風呂給湯分岐配管７１に設けられた圧力センサで検知しながら、所定の設定水位に達するまで、自動給湯制御を継続し、浴槽７０の水位が所定の設定水位に達したのを検知すると、開閉弁７６を閉弁し、三方弁７７の給水側を閉弁して、浴槽７０への自動給湯を停止し、排熱回収制御装置３２に対して浴槽７０への自動給湯完了状態を通知する状態信号を出力する。

浴槽７０への自動給湯が行われると、貯湯タンク２１の貯湯量が低下するため、排熱回収制御装置３２は、貯湯タンク２１の貯湯量検出手段からの検出信号に基づいて、貯湯量が満タン付近の所定量以上でないと判断して、循環ポンプ３３、３４を作動させる。これにより、排熱回収冷却液循環配管２２内のジャケット冷却水を循環ポンプ３３で循環させ、温水循環配管２３内の温水を循環ポンプ３４で循環させることができ、熱交換器１４において発電ユニット１０内の排熱を回収して冷却水を加熱し、更に、排熱回収熱交換器２４において加熱された冷却水の熱を回収して温水循環配管２３を循環する温水を加熱して貯湯タンク２１に供給することができる。

浴槽７０への自動給湯が停止すると、他の給湯需要が無い限り、貯湯タンク２１からの温水の放出が停止するので、貯湯タンク２１の貯湯量は、やがて満タン付近の所定量以上となるため、排熱回収制御装置３２は、排熱回収制御を停止することになり、発電ユニット１０の発電制御装置１５に対して、強制運転の停止指示を与える制御信号を出力し、循環ポンプ３３、３４の作動を停止する。

発電ユニット１０の発電制御装置１５の制御は、排熱回収制御装置３２からの強制運転の停止指示を受け付けて強制運転を停止する以外は、第１実施形態と同じであるので、重複する説明は割愛する。

〈第３実施形態〉
図４は、第３実施形態における本発明システム３の排熱回収及び給湯及び暖房負荷に対する熱供給に係るシステム構成を示すブロック図である。尚、第１実施形態及び第２実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付して説明する。また、本発明システム３の電力供給に係るシステム構成、並びに、発電ユニット１０の構成は、第１実施形態と同じであるので、重複する説明は割愛する。

図４に示すように、排熱利用給湯暖房ユニット２０は、貯湯タンク２１と、排熱回収冷却液循環配管２２と、温水循環配管２３と、排熱回収熱交換器２４と、給湯出力配管２５と、暖房出力循環配管２６と、暖房熱交換器２７と、給水配管２８と、暖房端末循環配管２９と、暖房端末分岐配管３０と、補助熱源３１と、排熱回収制御装置３２と、風呂給湯分岐配管７１と、風呂追い炊き循環配管７２と、風呂追い炊き熱交換器７３と、浴槽循環配管７４を備えて構成される。また、各配管には、必要に応じて、循環ポンプ３３〜３５、７５、開閉弁３６、７６、三方弁３７，３８、７７、７８、逆止弁、圧力調整弁、温度センサ、圧力センサ、流量計等が介装されており、図４中においてその一部に符号を付して示している。

第３実施形態は、図４に示すように、第１実施形態と第２実施形態における排熱利用給湯暖房ユニット２０を統合した構成となっている。つまり、系統停電時において、発電ユニット１０を強制運転させる場合に、発電ユニット１０の発生する排熱を、風呂の浴槽７０への自動給湯と暖房端末５１の強制運転の２つの手段により回収可能な構成となっており、排熱回収制御装置３２は、後述するように、発電ユニット１０の強制運転時の排熱利用給湯暖房ユニット２０、風呂制御装置５２及び暖房端末５１の制御を行う。

次に、発電ユニット１０が強制運転時における、排熱回収制御装置３２の行う制御について説明する。排熱回収制御装置３２は、発電制御装置１５から発電ユニット１０が強制運転状態である旨の状態信号を受け取ると、発電ユニット１０が強制運転時における制御モードになり、以下の要領で、排熱利用給湯暖房ユニット２０、風呂制御装置５２及び暖房端末５１に対する制御を実行する。

排熱回収制御装置３２は、貯湯タンク２１の貯湯量検出手段からの検出信号に基づいて、貯湯量が満タン付近の所定量以上であるか否かを判断する。貯湯量が所定量以上である場合には、排熱回収制御装置３２は、先ず浴槽７０への自動給湯による排熱回収を実行すべく、風呂制御装置５２に対して自動給湯を行うように指示する制御信号を出力する。尚、当該制御信号を受け取った風呂制御装置５２の制御は、第２実施形態で既に説明した通りであるので、重複する説明は省略する。

浴槽７０への自動給湯が行われると、貯湯タンク２１の貯湯量が低下するため、排熱回収制御装置３２は、貯湯タンク２１の貯湯量検出手段からの検出信号に基づいて、貯湯量が満タン付近の所定量以上でないと判断して、循環ポンプ３３、３４を作動させる。これにより、排熱回収冷却液循環配管２２内のジャケット冷却水を循環ポンプ３３で循環させ、温水循環配管２３内の温水を循環ポンプ３４で循環させることができ、熱交換器１４において発電ユニット１０内の排熱を回収して冷却水を加熱し、更に、排熱回収熱交換器２４において加熱された冷却水の熱を回収して温水循環配管２３を循環する温水を加熱して貯湯タンク２１に供給することができる。

浴槽７０への自動給湯が停止すると、他の給湯需要が無い限り、貯湯タンク２１からの温水の放出が停止するので、貯湯タンク２１の貯湯量は、やがて満タン付近の所定量以上となるため、排熱回収制御装置３２は、次に、暖房端末５１の強制運転による排熱回収制御を実行すべく、開閉弁３６及び三方弁３７，３８を切り替えるとともに、暖房端末５１の制御装置（図示せず）に対して運転指示を与える。開閉弁３６及び三方弁３７，３８に対する制御、及び、暖房端末５１の制御装置に対する制御は、第１実施形態で既に説明した通りであるので、重複する説明は省略する。

以上のように、第３実施形態では、発電ユニット１０の強制運転時における排熱回収手段が複数あるため、１つの排熱回収手段において回収能力に限度がある場合には、他の手段に引き継ぐことで、発電ユニット１０の強制運転を長期に継続することが可能となる。また、複数の排熱回収手段（給湯負荷５０、暖房端末５１）の実行順序に優先順位を予め設定しておくことで、発電ユニット１０の排熱をより有効利用できる排熱回収手段から優先的に運転させることができる。尚、当該優先順位は、排熱回収制御装置３２の制御用プログラム中で設定されるが、外部入力によって設定可能或いは設定変更可能に構成してもよい。

〈第４実施形態〉
図５は、第４実施形態における本発明システム４の排熱回収及び給湯及び暖房負荷に対する熱供給に係るシステム構成を示すブロック図である。尚、第１実施形態乃至第３実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付して説明する。また、本発明システム４の電力供給に係るシステム構成、並びに、発電ユニット１０の構成は、第１実施形態と同じであるので、重複する説明は割愛する。

図５に示すように、第４実施形態の排熱利用給湯暖房ユニット２０は、第３実施形態の構成に対して、貯湯タンク２１への上水道等の給水源からの給水が遮断されている断水状態を検知可能な断水検知手段を追加した構成となっている。具体的には、断水検知手段は、温水循環配管２３内の圧力を検知する圧力センサ７９で構成される。つまり、断水状態で貯湯タンク２１から給湯出力配管２５への温水放出があると、貯湯タンク２１内の水位が下がり、温水循環配管２３内の圧力が低下するため、断水状態が検知される。また、断水状態のままで時間が経過すると、貯湯タンク２１内及び温水循環配管２３内の温水温度が低下するため、温水容積が減少して温水循環配管２３内の圧力が低下するため、断水状態が検知される。

また、第４実施形態では、排熱回収制御装置３２は、発電ユニット１０が強制運転時において、断水検知を確認すると、上記第１乃至第３実施形態とは異なる制御を行う。以下、発電ユニット１０が強制運転時における、排熱回収制御装置３２の行う制御について説明する。尚、排熱利用給湯暖房ユニット２０の構成、及び、排熱回収制御装置３２の非断水時における制御は、上記第１乃至第３実施形態と同じであるので、重複する説明は省略する。

排熱回収制御装置３２は、貯湯タンク２１の貯湯量検出手段からの検出信号に基づいて判断される貯湯量に関係なく、圧力センサ７９からの検知信号によって断水状態を確認すると、断水状態確認時の状態に応じて以下の制御を行う。

第１に、風呂の浴槽７０への自動給湯開始前で、貯湯タンク２１の貯湯量が満タン付近の所定量以上でない場合において、断水前の状態では、貯湯タンク２１の貯湯量検出手段からの検出信号に基づいて、貯湯量が満タン付近の所定量以上でないと判断され、排熱回収冷却液循環配管２２内のジャケット冷却水が循環ポンプ３３で循環し、温水循環配管２３内の温水が循環ポンプ３４で循環している。この状態で、熱交換器１４において発電ユニット１０内の排熱を回収して冷却水を加熱し、更に、排熱回収熱交換器２４において加熱された冷却水の熱を回収して温水循環配管２３を循環する温水を加熱されて貯湯タンク２１に供給している。この状態で、断水状態を確認すると、排熱回収制御装置３２は、循環ポンプ３３、３４の作動を停止して、貯湯タンク２１への貯湯を停止するとともに、排熱回収手段を暖房端末５１の強制運転に切り替える制御を行う。即ち、暖房端末５１の強制運転による排熱回収制御を実行すべく、開閉弁３６及び三方弁３７，３８を切り替えるとともに、暖房端末５１の制御装置（図示せず）に対して運転指示を与える。開閉弁３６及び三方弁３７，３８に対する制御、及び、暖房端末５１の制御装置に対する制御は、第１実施形態で既に説明した通りであるので、重複する説明は省略する。

尚、排熱回収制御装置３２は、断水状態が回復して給水可能状態になったこと検知すると、貯湯タンク２１の貯湯量が満タン付近の所定量以上でないので、循環ポンプ３３、３４の作動を開始して、元の貯湯タンク２１を貯湯する制御状態に復帰する。

第２に、貯湯タンク２１の貯湯量が満タン付近の所定量以上で、風呂の浴槽７０への自動給湯を実行中において、断水前の状態では、自動給湯により貯湯タンク２１の貯湯量が低下するため、排熱回収制御装置３２は、貯湯タンク２１の貯湯量検出手段からの検出信号に基づいて、貯湯量が満タン付近の所定量以上でないと判断して、循環ポンプ３３、３４を作動させるため、上記第１の場合と同様に、発電ユニット１０の排熱を回収して加熱された温水が貯湯タンク２１に供給されている。この状態で、断水状態を確認すると、排熱回収制御装置３２は、循環ポンプ３３、３４の作動を停止して、貯湯タンク２１への貯湯を停止するとともに、排熱回収手段を暖房端末５１の強制運転に切り替える制御を行う。

尚、排熱回収制御装置３２は、断水状態が回復して給水可能状態になったこと検知すると、貯湯タンク２１の貯湯量が満タン付近の所定量以上でないので、循環ポンプ３３、３４の作動を開始して、先ず、貯湯タンク２１を貯湯する制御状態に復帰する。

第３に、排熱回収手段を暖房端末５１の強制運転に切り替えた後に、断水状態を確認すると、排熱回収制御装置３２は、断水状態が回復するまで、暖房端末５１の強制運転による排熱回収制御状態を維持する。暖房端末５１の強制運転による排熱回収制御は、第１実施形態で既に説明した通りであるので、重複する説明は省略する。

尚、排熱回収制御装置３２は、断水状態が回復して給水可能状態になったこと検知すると、貯湯タンク２１の貯湯量が満タン付近の所定量以上であるか否かを判断し、貯湯量が所定量以上である場合には、風呂の浴槽７０への自動給湯が完了しているので、暖房端末５１の強制運転による排熱回収制御を続行し、貯湯量が所定量以上でない場合には、循環ポンプ３３、３４の作動を開始して、貯湯タンク２１を貯湯する制御状態に戻る。

次に、本発明システムの別実施形態について説明する。

〈１〉上記各実施形態において、発電ユニット１０が強制運転を開始すると、排熱回収制御装置３２は、発電制御装置１５から発電ユニット１０が強制運転状態である旨の状態信号を受け取り、上述の通りの排熱回収制御を行う場合を説明したが、排熱回収制御装置３２が、上記排熱回収制御に加えて、どのように排熱回収制御を行っているかを利用者に報知する構成も好ましい実施形態である。具体的には、排熱回収制御装置３２が、排熱回収制御の状態を示す報知信号を、排熱利用給湯暖房ユニット２０のリモコン装置等の所定の出力端末３９（図１〜図５参照）に出力する。報知信号は、発電ユニット１０が強制運転中である旨の情報と、排熱回収制御下にある給湯負荷５０或いは暖房端末５１を特定する情報を含む。出力端末３９は、当該報知信号を受け付けると、当該報知信号に基づいて、出力端末３９の表示画面上に、所定の暖房端末５１の運転或いは浴槽７０の自動給湯が開始される旨の表示を行う。また、上記表示に代えて、或いは、追加して、音声による同様の通知を行うようにしてもよい。

〈２〉上記第１、第３及び第４実施形態では、発電ユニット１０が強制運転時における排熱回収制御対象となる暖房端末５１が１台である場合を想定して説明したが、例えば、図６に示すように、排熱回収制御対象となる暖房端末５１は複数であって、個別に運転制御可能な構成であるのも好ましい。この場合、複数の暖房端末５１に対して運転順序の優先順位を予め設定しておくのが好ましい。また、暖房端末５１毎に、排熱回収制御の対象となり得るか否かの設定を可能として、不用意に運転状態となるのが不都合な暖房端末５１において、上記排熱回収制御対象となるのを予め禁止できる構成とするのも好ましい。

排熱回収制御対象となる暖房端末５１が複数の場合に、１台の暖房端末５１の運転では、排熱回収が十分でない場合に、２台、３台と排熱回収制御対象となる暖房端末５１の台数を増やす制御を行うようにしてもよい。

〈３〉上記各実施形態では、発電ユニット１０の強制運転は、操作スイッチ４９を利用者が手動操作することにより発生する強制運転信号が発電ユニット１０の発電制御装置１５に入力され起動される場合を説明したが、発電ユニット１０の強制運転の起動は、利用者の手動操作によらずに、系統停電を検知して自動的に起動可能に構成するのも好ましい実施形態である。この場合、発電制御装置１５は、第１分電盤４０に設けられた電流トランス４５の検出信号によって系統停電を検出して、自動的に発電ユニット１０の強制運転を行う。ここで、系統停電を検出してから発電ユニット１０の強制運転を開始するまでに所定の遅延時間（例えば、１〜５分程度）を設けることで、当該遅延時間未満の短い停電に対して、発電ユニット１０の強制運転が開始するのを防止できる。発電ユニット１０の強制運転開始後の動作は、上記各実施形態と同様である。

〈４〉上記各実施形態で説明した排熱利用給湯暖房ユニット２０の各配管や熱交換器等の回路構成は、一例であり、上記各実施形態の構成に限定されるものではない。

例えば、第１、第３及び第４実施形態において、系統正常時における暖房端末５１への熱供給を、貯湯タンク２１に貯湯された温水を利用する実施形態としても構わない。この場合は、例えば、暖房出力循環配管２６は、暖房熱交換器２７を介して貯湯タンク２１の上部と下部を連絡する配管で、貯湯タンク２１の温水を循環させる循環回路が構成される。或いは、暖房出力循環配管２６を設けずに、暖房熱交換器２７を貯湯タンク２１内に設置しても構わない。更に、暖房端末循環配管２９に都市ガス等を燃料とする給湯器等の補助熱源を設けても構わない。

更に、第１、第３及び第４実施形態において、系統正常時における暖房端末５１への熱供給を、都市ガス等を燃料とする給湯器等の別熱源によるものとしても構わない。この場合には、暖房出力循環配管２６と暖房熱交換器２７は設けずに、暖房端末循環配管２９を別熱源に直接接続する構成となる。

更に、第１、第３及び第４実施形態において、暖房端末循環配管２９と暖房端末分岐配管３０の接続個所は、暖房端末循環配管２９の復路の途中に介装された開閉弁３６の上流側と下流側に限定されるものではない。例えば、暖房端末循環配管２９の往路と復路に夫々三方弁を設けて、暖房端末分岐配管３０を、三方弁３７と暖房端末循環配管２９の復路上の三方弁の間と、三方弁３８と暖房端末循環配管２９の往路上の三方弁の間に夫々配して構成する。また、暖房端末分岐配管３０を、直接、暖房端末循環配管２９に接続するのではなく、途中に熱交換器を介して接続するようにしても構わない。

〈５〉上記第２乃至第４実施形態において、風呂給湯分岐配管７１、浴槽循環配管７４、循環ポンプ７５、開閉弁７６、及び、三方弁７７、７８等を排熱利用給湯暖房ユニット２０側の設備として説明したが、これは、給湯負荷５０側の設備として捉えても構わない。

また、上記第２乃至第４実施形態において、風呂給湯分岐配管７１、浴槽循環配管７４、循環ポンプ７５、開閉弁７６、及び、三方弁７７、７８等を排熱利用給湯暖房ユニット２０側の設備として説明したので、風呂制御装置５２を排熱利用給湯暖房ユニット２０側に設け、例えば、排熱回収制御装置３２と一体で構成しても構わない。

〈６〉上記各実施形態で説明した発電ユニット１０の構成は、一例であり、上記各実施形態の構成に限定されるものではない。例えば、発電ユニット１０はガスエンジン１１によって駆動される発電機１２を具備する構成ではなく、燃料電池を備えた構成であっても構わない。

〈７〉上記各実施形態で説明した発電ユニット１０と商用交流電源６０と電力負荷６１，６２との接続関係、及び、系統正常時と系統停電時の接続関係の切り替えは、一例であり、上記各実施形態に限定されるものではない。

〈８〉上記各実施形態では、系統停電時において、発電ユニット１０を商用交流電源６０と切り離して強制運転する場合を想定して説明したが、発電ユニット１０の強制運転は、必ずしも系統停電時に限定されるものではない。例えば、系統正常時において、発電ユニット１０と商用交流電源６０間の系統連系接続を切り離して、発電ユニット１０を強制運転するようにしても構わない。

〈９〉上記各実施形態では、発電ユニット１０に排熱を大気放熱するための放熱器を備えていない熱電併給システムを想定して説明したが、当該放熱器を備えた場合についても、本発明システムは有効に機能する。即ち、当該放熱器を複数の排熱回収手段の１つとして捉え、例えば、当該放熱器の動作の優先順位を、他の排熱回収手段（貯湯タンク２１の貯湯、風呂の浴槽７０への自動給湯、暖房端末５１の強制運転、等）に対して、設定することで、当該放熱器より優先順位の高い他の排熱回収手段による排熱回収が不可能となった場合に、当該放熱器を作動させる制御を行えばよい。

本発明に係る熱電併給システムは、熱電併給システムを強制運転させた場合の効率的な排熱回収に利用可能であり、特に、家庭用の熱電併給システムに有用である。

本発明に係る熱電併給システムの第１実施形態における排熱回収及び給湯及び暖房負荷に対する熱供給に係るシステム構成を示すブロック図 本発明に係る熱電併給システムの一実施形態における電力供給に係るシステム構成を示すブロック図 本発明に係る熱電併給システムの第２実施形態における排熱回収及び給湯及び暖房負荷に対する熱供給に係るシステム構成を示すブロック図 本発明に係る熱電併給システムの第３実施形態における排熱回収及び給湯及び暖房負荷に対する熱供給に係るシステム構成を示すブロック図 本発明に係る熱電併給システムの第４実施形態における排熱回収及び給湯及び暖房負荷に対する熱供給に係るシステム構成を示すブロック図 本発明に係る熱電併給システムの別実施形態における排熱回収及び給湯及び暖房負荷に対する熱供給に係るシステム構成を示すブロック図 従来の家庭用の熱電併給システムの一構成例を示すシステム構成図

符号の説明

１、２、３、４： 熱電併給システム
１０： 発電ユニット
１０ａ： 電力端子（通常運転時）
１０ｂ： 電力端子（強制運転時）
１１： ガスエンジン
１２： 発電機
１３： インバータ
１４： 熱交換器
１５： 発電制御装置
２０： 排熱利用給湯暖房ユニット
２１： 貯湯タンク
２２： 排熱回収冷却液循環配管
２３： 温水循環配管
２４： 排熱回収熱交換器
２５： 給湯出力配管
２６： 暖房出力循環配管
２７： 暖房熱交換器
２８： 給水配管
２９： 暖房端末循環配管
３０： 暖房端末分岐配管
３１： 補助熱源
３２： 排熱回収制御装置
３３〜３５、７５： 循環ポンプ
３６、７６： 開閉弁
３７、３８、７７、７８： 三方弁
３９： 出力端末
４０： 第１分電盤
４１： 第２分電盤
４２： 主幹ブレーカ（ＭＣＢ）
４３： ブレーカ（ＭＣＢ）
４４、４６： 分岐ブレーカ
４５： 電流トランス
４７： オンオフスイッチ
４８： ２入力切替スイッチ
４９： 操作スイッチ（強制運転スイッチ）
５０： 給湯負荷
５１： 暖房端末
５２： 風呂制御装置
６０： 商用交流電源
６１、６２： 電力負荷
７０： 浴槽
７１： 風呂給湯分岐配管
７２： 風呂追い炊き循環配管
７３： 風呂追い炊き熱交換器
７４： 浴槽循環配管
７９： 圧力センサ（断水検知手段）
８０： 制御装置

Claims (8)

1. 外部から燃料供給を受けて発電する発電ユニットと、冷却液の循環により前記発電ユニットが発電時に発生する排熱を回収して前記発電ユニットを冷却する排熱回収冷却液循環配管と、貯湯タンクと、前記貯湯タンクの温水を循環させる温水循環配管と、前記排熱回収冷却液循環配管と前記温水循環配管の間で熱交換を行う熱交換器と、前記発電ユニットの運転と前記排熱回収冷却液循環配管と前記温水循環配管の循環を制御する制御装置を備えてなる熱電併給システムであって、
   前記排熱回収冷却液循環配管で回収された排熱を所定の熱負荷端末に対して供給可能に構成され、
   前記発電ユニットの強制運転時において、前記制御装置は、前記貯湯タンクの貯湯量が所定量以上であることを検知して、前記所定の熱負荷端末に対して運転開始の制御を強制的に実行可能に構成されていることを特徴とする熱電併給システム。
2. 前記所定の熱負荷端末が、１または複数の暖房端末であることを特徴とする請求項１に記載の熱電併給システム。
3. 前記所定の熱負荷端末が、前記貯湯タンクから送出される温水と上水道からの給水を混合して所定の温水温度となるように温度調整して浴槽へ給湯可能に構成された風呂給湯手段であることを特徴とする請求項１に記載の熱電併給システム。
4. 前記所定の熱負荷端末が複数存在する場合に、前記各熱負荷端末の運転開始の順番を設定可能に構成され、
   前記発電ユニットの強制運転時において、前記制御装置は、前記所定の熱負荷端末の運転開始の制御を、設定された運転開始の順番に基づいて実行することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の熱電併給システム。
5. 前記制御装置が、前記所定の熱負荷端末に対して運転開始の制御を強制的に実行する場合に、当該運転開始を利用者に対して報知する報知信号を所定の出力端末に出力することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の熱電併給システム。
6. 前記発電ユニットの強制運転時において、前記制御装置は、給水源から前記貯湯タンクへの給水が遮断されている断水状態を検知すると、前記貯湯タンクの貯湯量に関係なく、前記所定の熱負荷端末に対して運転開始の制御を強制的に実行可能に構成されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の熱電併給システム。
7. 前記発電ユニットが商用交流電源と系統連系して所定の電力負荷に電力供給可能に構成され、
   前記商用交流電源の停電時に前記発電ユニットを強制運転させる強制運転スイッチを備えることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の熱電併給システム。
8. 前記発電ユニットが商用交流電源と系統連系して所定の電力負荷に電力供給可能に構成され、
   前記商用交流電源の停電を検出する停電検出手段を備え、
   停電検出手段が前記商用交流電源の停電を検出すると、所定時間経過後に、前記発電ユニットが自動的に強制運転状態となることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の熱電併給システム。