JP2008128556A - コージェネレーションシステム - Google Patents

Abstract

【課題】湯張りする場合に発電機を運転し、発電機の熱を湯張りに利用するとともに、湯張りの間に多くの電力を得るコージェネレーションシステムを実現する。
【解決手段】コジェネ１００のコントローラ４０は、湯張りするときに流量調整弁２４を開いて浴槽５０へ水を供給するとともに発電機１０を運転する。熱交換器１６が発電機１０の熱で水を加熱する。水温が湯張り温度に満たない場合はバーナ２０によって水をさらに加熱する。コントローラ４０は、高速モードと長時間モードのいずれかのモードで湯張りを行う。浴槽に供給される水の流量は流量調整弁２４によって制御される。高速モード時は最大流量に設定され、迅速に湯張りできる。長時間モード時はより低い流量に設定され、長い時間をかけて湯張りする。時間的余裕がある場合には、長い時間をかけて湯張りすることによって発電機を長時間運転し、多くの電力を得ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、発電機で発電するとともに発電機が発生する熱を回収して利用するコージェネレーションシステムに関する。

発電機が発電に伴って発生する熱を回収して利用するコージェネレーションシステムが開発されている。コージェネレーションシステムは、発電機が発生する熱によって例えば水などの液体を加熱する。発電機の熱によって加熱した液体を暖房機等に供給することによって、発電機が発生する熱を利用する。
発電機が発生する熱の利用形態のひとつに浴槽への湯張りがある。特許文献１には、発電機が発生する熱を利用して湯張りする際に、熱のエネルギ効率の有利なタイミングで湯張りするコージェネレーションシステムが開示されている。
特許文献１に開示されたコージェネレーションシステムは、電力需要に応じて発電機を運転する。電力需要と熱需要（湯張り）のタイミングは必ずしも一致しない。そこで、特許文献１に開示されたコージェネレーションシステムでは、発電機が発電に伴って発生する熱を貯湯槽に蓄熱する。貯湯槽に蓄熱された熱のエネルギが最大となったときに湯張りを開始する。そうすることで、熱のエネルギ効率の有利なタイミングで湯張りを行うことができる。

特開２００６−４６７３６号公報

電力需要に応じて発電機を運転するコージェネレーションシステムでは、熱需要があるまで発電機の熱エネルギを蓄積しておく装置（例えば貯湯槽）が必要である。湯張りには一度に多量の熱エネルギが必要であるため、比較的大きな貯湯槽が必要となる。
発電機が発生する熱を利用して湯張りを行う場合には、電力需要に係わらずに発電機を運転することも好適である。浴槽への湯張りには一定の時間を要する。一定時間継続する熱需要が見込める場合には、その一定時間に発電機を運転し続けることによって相応の電力を得ることができるとともに発電機が発生する熱エネルギを蓄熱することなく直接利用できる。大きな貯湯槽を備える必要がない。なお、得られた電力は、電力会社から送られてくる電力の代わりに消費してもよいし、バッテリに蓄電してもよい。或いは電力会社等へ販売してもよい。
湯張りする場合に発電機を運転し、発電機が発生する熱のエネルギを直接に湯張りに利用するコージェネレーションシステムの場合、湯張りを行う間にできるだけ多くの電力を得られることが好ましい。従来は、特許文献１のように熱のエネルギ効率を向上させること等については注目されていたが、湯張りの間にできるだけ多くの電力を得ることについては注目されていなかった。湯張りする場合に発電機を運転し、発電機が発生する熱を湯張りに利用するとともに、湯張りの間にできるだけ多くの電力を得られるコージェネレーションシステムが望まれている。

本発明に係るコージェネレーションシステムは、電力と熱を発生する発電機と、発電機が発生した熱によって水を加熱する熱交換器と、熱交換器で加熱された水を浴槽へ供給する供給路と、供給路を通過する水を加熱する補助熱源機と、浴槽へ供給する水の流量を調整する流量調整弁と、コントローラを備える。コントローラは、発電機と補助熱源機と流量調整弁を制御して所定温度・所定量の水を浴槽へ供給する湯張りを行う。
コントローラは次の動作を行う。湯張りの開始とともに発電機を運転する。浴槽に供給する水の温度が所定温度となるように補助熱源機と流量調整弁を制御して、湯張りを開始してから第１所要時間で所定量の湯張り（所定量の水の供給）を完了する高速モードと第１所要時間より長い第２所要時間で所定量の湯張りを完了する長時間モードのいずれかのモードで湯張りを行う。
湯張りを高速モードで行うか長時間モードで行うかは、ユーザが設定してもよいし、後述するようにコントローラが自動的に選択してもよい。
発電機は例えばスターリングエンジンを利用する発電機であってよいし、他の方式の発電機であってもよい。

上記のコージェネレーションシステムのコントローラは、所定温度・所定量の水を浴槽へ供給する湯張りを行う場合に、流量調整弁を開いて浴槽への水の供給を開始する（湯張りを開始する）とともに発電機の運転を開始する。湯張りの間は発電機の運転が継続される。即ち、湯張りの間に発電が行なわれる。発電の熱によって加熱された水が浴槽へ供給される。発電の熱では浴槽へ供給する水を所定温度まで加熱できない場合には、浴槽に供給する湯温（水の温度）が所定温度となるように補助熱源機と流量調整弁を制御する。これによって、発電しながら発電の熱を利用した湯張りが行なわれる。
コントローラは、湯張りを開始してから第１所要時間で所定量の湯張りを完了する高速モードと、第１所要時間より長い第２所要時間で所定量の湯張りを完了する長時間モードのいずれかのモードを選択して湯張りを行う。

短時間で湯張りを完了したい場合には、高速モードで湯張りを行う。高速モードで湯張りを行うときの所要時間（湯張りを開始してから所定量の湯張りが完了するまでの時間）を第１所要時間と称する。時間的余裕がある場合には、長時間モードで湯張りを行う。長時間モードでは、第１所要時間よりも長い第２所要時間をかけて湯張りを行う。
高速モードは、浴槽へ供給する水の流量を例えば、発電機及び補助熱源機の加熱能力を最大にして所定温度の水（湯）が得られる条件での最大流量に設定して湯張りするモードである。長時間モードは、浴槽へ供給する水の流量を高速モード時より小さい流量に設定して湯張りするモードである。長時間モードのときの流量が高速モードのときの流量より小さく設定されるので、第２所要時間を第１所要時間よりも長くすることができる。
このコージェネレーションシステムは、浴槽へ湯張りしている間は発電機が運転されて熱とともに電力を発生する。このコージェネレーションシステムは、所定温度・所定量の湯張りを行う場合、高速モードと長時間モードのいずれかのモードを選択して湯張りできる点に特徴がある。所定温度・所定量の湯張りを行う場合に、時間的余裕のない場合には高速モードで迅速に湯張りする。時間的余裕がある場合には長時間モードで湯張りを行うことによって、第１所要時間より長い第２所要時間をかけて発電を継続することができる。即ち、所定温度・所定量の同じ湯張りでも、長時間モードで湯張りする場合は高速モードで湯張りする場合よりも多くの電力を得ることができる。

湯張りを開始してから所定量の湯張りを完了するまでの所要時間は、「所定量」を「浴槽へ供給する水の流量」で除算することで求められる。
高速モードでは例えば、浴槽へ供給する水の流量を、発電機及び補助熱源機の加熱能力を最大にして所定温度の水（湯）が得られる条件での最大流量にして可能な限り高速で湯張りすることが好ましい。流量を最大にすることで高速モードにおける第１所要時間を最短にすることができる。

本発明のコージェネレーションシステムは、熱交換器へ流入する水の温度を検出するサーミスタをさらに備えており、コントローラは、長時間モードで湯張りする場合はサーミスタが検出する温度に応じて浴槽へ供給する水の流量を調整することが好ましい。
多くの電力を得るためには第２所要時間は長い方がよい。第２所要時間を長くするには浴槽へ供給する水の流量を小さくすればよい。しかしながら余りに流量を小さくすると発電効率が低下してしまう。流量を小さくすると、熱交換器によって発電機から回収する単位時間当りの熱量が小さくなり、発電機の温度が上昇してしまうからである。サーミスタが検出する温度に応じて流量調整弁の開度を変化させ、浴槽へ供給する水の流量を調整することによって、高い発電効率を維持しながら長い時間をかけて発電することができる。

上記のコージェネレーションシステムのコントローラは、湯張りの完了予定時刻を記憶しており、現在の時刻から完了予定時刻までの時間が閾値よりも短ければ高速モードを選択し、閾値よりも長ければ長時間モードを選択することが好ましい。

湯張りの場合、湯張り完了予定時刻をユーザが入力することがある。この場合、コージェネレーションシステムのコントローラは、入力された湯張り完了予定時刻を記憶する。コントローラは、上記の通り現在の時刻から湯張り完了予定時刻までの時間と閾値の関係から自動的にモードを選択する。ユーザがモードをわざわざ指定せずとも、湯張り完了予定時刻まで時間的余裕がある場合にはコントローラが自動的に長時間モードを選択する。時間的余裕のある場合に自動的に多くの電力を得ることができる。
なお、閾値は、例えば、第２所要時間（長時間モードにおける湯張りの開始から所定量の湯張りが完了するまでの時間）に設定すればよい。

本発明によれば、所定温度・所定量の水を浴槽へ供給する湯張りを行う場合に発電機を運転し、発電機が発生する熱で水を加熱するとともに、できるだけ多くの電力を得られるコージェネレーションシステムを実現することができる。

本発明の実施例に係るコージェネレーションシステムについて、図面を参照して説明する。本実施例のコージェネレーションシステムは、湯張りを行う場合に発電機を運転して電力を得るとともに、発電機が発生する熱を湯張りに利用する。なお、発電機が発生する熱は湯張り以外にも給湯や暖房機に利用できるが本実施例では湯張りについてのみ説明する。なお、以下では、「コージェネレーションシステム」を単に「コジェネ」と称する。
図１は、コジェネ１００のブロック図である。コジェネ１００は、発電機１０、熱交換器１６、バーナ２０（補助熱源機）、循環路１２、第１導水路２２、第２導水路１８、及び、コントローラ４０を備える。発電機１０には、発電機１０を冷却するためのクーラ１０ａが取り付けられている。
循環路１２は、クーラ１０ａと熱交換器１６に接続されている。循環路１２は、クーラ１０ａと熱交換器１６の間で冷却液を循環させるための配管である。
第１導水路２２の一端は、熱交換器１６の液体流入口に接続されている。第１導水路２２の他端は、コジェネ１００の外部へ伸びており、市水の供給口（不図示）に接続されている。第１導水路２２は、コジェネ１００の外部から熱交換器１６へ市水を導く。なお、熱交換器１６へ導く水は市水に限られない。
第２導水路１８の一端１８ａは、熱交換器１６の液体流出口に接続されている。第２導水路１８の他端１８ｂは、浴槽５０に向かって開口している。第２導水路１８は、熱交換器１６で加熱（昇温）された市水を浴槽５０へ供給する。
バーナ２０は、第２導水路１８を通過する水を加熱する位置に配置されている。

循環路１２の途中にポンプ１４が備えられている。ポンプ１４を動作させることで、冷却液を循環路１２を介してクーラ１８ａと熱交換器１６の間で循環させることができる。

第１導水路２２には流量調整弁２４が設置されている。流量調整弁２４は、熱交換器１６を通過する水の流量を調整する。熱交換器１６を通過する水の流量は、浴槽５０へ供給される水の流量に相当する。以下では、「流量」という場合には熱交換器１６を通過する水の流量（即ち、浴槽５０へ供給される水の流量）を意味する。なお、流量調整弁２４を全開にすると流量は最大流量となる。流量調整弁２４を全閉にすると浴槽５０への水の供給を止めることができる。本実施例の流量調整弁２４は、流量を調整する機能と水の供給を止める機能を兼ね備えている。なお、浴槽５０への水の供給を止めるための弁を、流量を調整するための弁とは別個に設けてもよい。その場合でも、本明細書では、水の供給を止めるための弁と流量を調整するための弁を合わせて流量調整弁２４で代表する。

第１導水路２２上であり、熱交換器１６に近い位置に第１サーミスタ２６が設置されている。第１サーミスタ２６は、熱交換器１６に流入する水の温度を検出する。
第２導水路１８上であり、熱交換器１６に近い位置に第２サーミスタ２８が設置されている。第２サーミスタ２８は、熱交換器１６から流出する水の温度を検出する。
第２導水路１８上であり、浴槽５０に向けて開口している他端１８ｂに近い位置に第３サーミスタ３０が設置されている。第３サーミスタ３０は、浴槽５０へ供給される水の温度を検出する。換言すれば、第２サーミスタ２８は、第２導水路１８上であり、バーナ２０の加熱位置よりも上流側に配置されており、第３サーミスタ３０は、第２導水路１８上であり、バーナ２０の加熱位置よりも下流側に配置されている。

コントローラ４０は、信号線９２を介して、発電機１０、流量調整弁２４、第１−第３サーミスタ２６、２８、３０、及びバーナ２０と電気的に接続されている。また、コントローラ４０は、浴槽５０に溜められる水の量を検出する液量センサ５２と電気的に接続されている。液量センサ５２は、浴槽５０に設置されている。液量センサ５２の代わりに、第２導水路１８の他端１８ｂから供給される水の量を検出する通水量センサを第２導水路１８上に設置してもよい。
なお、コントローラ４０にはポンプ１４も電気的に接続されている。コントローラ４０とポンプ１４を接続する信号線は図示を省略している。
コントローラ４０には、第１−第３サーミスタ２６、２８、３０が検出する温度、及び液量センサ５２が検出する液量（浴槽５０に溜まっている水の量）が入力される。コントローラ４０は、これらセンサの入力、或いは図示しない操作盤の入力に基づいて、発電機１０、ポンプ１４、流量調整弁２４、及びバーナ２０を制御する。

コジェネ１００の動作を概説する。
図示しない操作盤を介してユーザから湯張り要求が入力されると、コントローラ４０は、流量調整弁２４を開くとともに、ポンプ１４と発電機１０を運転する。
発電機１０を運転することによって発生する電力は、電力線９０を介して電力制御ＢＯＸ（不図示）へ送られる。
発電機１０を運転すると発電機１０が発熱する。発電機１０を冷却するために、クーラ１０ａと熱交換器１６の間で循環路１２を介して冷却液を循環させる。冷却液によって発電機１０が冷却される。その一方で発電機１０が発生する熱は冷却液を介して熱交換器１６へ伝達される。熱交換器１６では、発電機１０が発生した熱によって水（第１導水路２２によって熱交換器１６へ導かれる水）が加熱される。
熱交換器１６で加熱された水は、第２導水路１８を通って浴槽５０へ供給される。浴槽５０へ供給される水の温度が低い場合には、バーナ２０を点火する。熱交換器１６で加熱された水はバーナ２０でさらに加熱されて浴槽５０へ供給される。
浴槽５０へ所定温度・所定量の水を供給し終えると、コントローラ４０は流量調整弁２４を閉じるとともに、ポンプ１４と発電機１０を停止する。流量調整弁２４を閉じると浴槽５０への水の供給が止まる。
以上の通り、コジェネ１００は、浴槽５０への水の供給を開始してから（湯張りを開始してから）完了するまでの間、発電機１０を運転し電力を発生させる。

次に、コジェネ１００の動作を詳しく説明する。図２は、湯張りを行うときにコントローラ４０が実行する処理のフローチャート図である。
図２に示す処理は、ユーザがコジェネ１００に対して湯張り要求を入力した後に実行される。ユーザは、コントローラ４０に接続された操作盤を操作して、コジェネ１００へ湯張り要求を入力する。このときユーザは、湯張りが完了したときに浴槽５０に蓄えられる水の量と温度を入力する。ユーザが入力する水の量と温度を夫々要求水量（請求項の「所定量」に相当する）と要求温度（請求項の「所定温度」に相当する）と称する。なお、要求水量は、浴槽５０に張る水の水位で入力される。
ユーザはまた、高速モードと長時間モードのいずれのモードで湯張りするか操作盤を介して入力する。高速モードは迅速に湯張りするモードであり、長時間モードは湯張りに要する時間をコジェネ１００が自由に設定できるモードである。
コントローラ４０は、ユーザが入力した要求温度と要求水量を取得する（ステップＳ１００）。次いでコントローラ４０は、ユーザが入力したモードが高速モードか長時間モードかを判断する（ステップＳ１０２）。
ユーザが入力したモードが高速モードのときは、コントローラ４０は流量調整弁２４を制御して流量を、発電機及び補助熱源機の加熱能力を最大にして所定温度の水（湯）が得られる条件での最大流量にする（ステップＳ１０４）。一方、ユーザが入力したモードが長時間モードのときは流量調整弁２４を制御して流量を所定の値に設定する（ステップＳ１０６）。ステップＳ１０６における流量の設定の仕方については後述する。長時間モードのときの流量は、少なくとも高速モード時よりも小さい流量に設定される。

次にコントローラ４０は、ポンプ１４をオンするとともに、発電機１０の運転を開始する（ステップＳ１０８）。ステップＳ１０８の処理により、発電機１０で電力と熱が発生する。
前述したように発電機１０で発生した電力は、電力線９０を介して電力制御ＢＯＸへ送られる。発電機１０が発生した熱は、循環路１２を循環する冷却液によって熱交換器１６へ伝達される。ステップＳ１０４又はステップＳ１０６によって流量制御弁２４が開かれるので、第１導水路２２を介して熱交換器１６に水が流入する。熱交換器１６では、冷却液を介して伝達された発電機１０の熱によって水が加熱される。熱交換器１６内で加熱された水は第２導水路１８によって浴槽５０へ供給される。即ち、ステップＳ１０４（或いはステップＳ１０６）が実行されることによって、浴槽５０への水の供給が開始される（湯張りが開始される）。なお、ステップＳ１０４（或いはステップＳ１０６）の処理とステップＳ１０８の処理はほぼ同時に実行される。即ち、コジェネ１００は、発電機１０の運転を開始するとともに流量調整弁２４を開いて浴槽５０への水の供給を開始する。
コントローラ４０は、第２導水路１８の他端１８ｂから浴槽５０へ供給される水の温度がステップＳ１００で取得した要求温度に一致するようにバーナ２０を制御する（ステップＳ１１０）。

ステップＳ１１０の処理を詳しく説明する。第２サーミスタ２８によって熱交換器１６から流出する水の温度が検出される。第３サーミスタ３０によってバーナ２０で加熱された後の水の温度（第２導水路１８の他端１８ｂから供給されるときの水の温度）が検出される。第２サーミスタ２８と第３サーミスタ３０によって、バーナ２０で加熱させる前後の水温が検出される。コントローラ４０は、第２サーミスタ２８と第３サーミスタ３０が検出した温度に基づいて、第３サーミスタ３０が検出する温度が要求温度となるようにバーナ２０の出力（火力）を制御する。なお、後述する高速モードと長時間モードの相違によって、熱交換器１６を通過する水（即ち第２導水路１８を通過する水）の流量が異なる。高速モードのときの流量は長時間モードのときの流量より大きい。流量が大きいと熱交換器１６で水に与える単位流量当りの熱量が小さくなる。第２サーミスタ２８が検出する温度は、長時間モードのときより高速モードのときの方が低くなる。従って、第３サーミスタ３０が検出する温度が要求温度となるようにバーナ２０の出力（火力）を制御する場合、バーナ２０の出力は長時間モード時よりも高速モード時の方が高くなる。

次にコントローラ４０は、浴槽５０へ供給された水の量（供給水量と称する）がステップＳ１００で取得した要求水量に達したか否かを判断する（ステップＳ１１２）。供給水量が要求水量に達するまでは（ステップＳ１１２：ＮＯ）、ステップＳ１１０のバーナ制御が継続される。
供給水量が要求水量に達すると（ステップＳ１１２：ＹＥＳ）、コントローラ４０は、発電機１０を停止し、流量調整弁２４を閉じ、ポンプ１４を停止する。即ちコントローラ４０は、浴槽５０への水の供給を停止するとともに発電機１０の運転を停止する。こうして、浴槽５０へ要求水量・要求温度の水が蓄えられる。即ち、湯張りが完了する。
ステップＳ１０４（或いはステップＳ１０６）とステップＳ１０８で浴槽５０への水の供給を開始してからステップＳ１１４で水の供給を完了するまでの間は、発電機１０の運転が継続される。

高速モードと長時間モードの相違を説明する。ステップＳ１０４（又はステップＳ１０６）とステップＳ１０８で浴槽５０への水の供給を開始してからステップＳ１１４で要求水量・要求温度の水の供給を完了するまでの時間を所要時間と称する。高速モードにおける所要時間を第１所要時間と称する。長時間モードにおける所要時間を第２所要時間と称する。
所要時間は、浴槽５０へ供給される水の流量に反比例する。高速モードでは、流量は最大流量に設定される（ステップＳ１０４）。一方、長時間モードでは、流量は高速モード時の流量（最大流量）より小さい所定の流量に設定される（ステップＳ１０６）。従って、長時間モードにおける所要時間（第２所要時間）は高速モードにおける所要時間（第１所要時間）よりも長くなる。即ち、湯張りが長時間モードで行われると、高速モードで行われるときよりも発電機１０が長く運転される。コジェネ１００は、所定温度・所定量（要求温度・要求水量）の水を浴槽５０へ供給する場合、長時間モードと高速モードのいずれかで湯張りを行うことができる。高速モードで湯張りを行えば、迅速に湯張りを行うことができる。他方、長時間モードで湯張りを行えば、多くの電力を得ることができる。ユーザは、時間的余裕がある場合に長時間モードを選択して湯張りさせることによって、高速モードで湯張りさせる場合よりもコジェネ１００に多くの電力を発生させることができる。

次に、図２のフローチャート図におけるステップＳ１０６の流量設定について説明する。
時間的余裕のあるときに湯張りの所要時間をできるだけ伸ばして多くの電力を得ることが好ましいとはいえ、発電機１０の発電効率が低ければコジェネ１００全体の効率を上げることはできない。そこで、コジェネ１００は、長時間モードにおける流量を次の通り設定する。コントローラ４０は、第１サーミスタ２６によって、熱交換器１６へ流入する水の温度を検出する。熱交換器１６へ流入する水の温度を流入水温と称する。コントローラ４０は、流入水温が第１温度Ｔ１以下の場合には流量をＬ１に設定する。流入水温が第１温度Ｔ１より高くかつ第２温度Ｔ２以下の場合には流量をＬ２に設定する。流入水温が第２温度Ｔ２より高い場合には流量をＬ３に設定する。なお、Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３である。前述したように、流量の設定はコントローラ４０が流量調整弁２４を制御することによって行われる。
流量を上記の通り設定する理由を説明する。
図３は、発電機１０の発電効率と流入水温の関係を説明する模式的グラフである。図３に示す記号Ｌ１、Ｌ２、及びＬ３は上述した流量を意味する。図３のグラフは、流量がＬ１、Ｌ２、Ｌ３の夫々のときの発電効率と流入水温の関係を模式的に示している。
今、熱交換器１６へ流入する水の流量が一定であると仮定すると、流入水温と発電効率の間には次の関係がある。流入水温が低いほど、熱交換器１６を通過する水が発電機１０から吸収する熱量（単位時間当たりの吸熱量）は大きくなる。逆に流入水温が高いほど、吸熱量は小さくなる。吸熱量が大きくなりすぎると、発電機１０は過冷却状態となる。逆に吸熱量が小さくなりすぎると、発電機１０は過熱状態となる。いずれの場合も発電効率が低下する。発電機１０を適度な温度に維持する（即ち、高い発電効率を維持する）のに適した流入水温の範囲が存在する。なお、上記の理由が、図３に示す夫々のグラフが上に凸の曲線となる理由である。
また、流入水温が一定であると仮定すると、流量と吸熱量の間には次の関係がある。流量が小さくなると吸熱量は小さくなる。逆に、流量が大きくなると吸熱量は大きくなる。
以上の関係より、流入水温が低い場合には、流量を小さくすることによって発電機が過冷却状態となることを防止して高い発電効率を維持できる。逆に流入水温が高い場合には、流量を大きくすることによって発電機が過熱状態となることを防止して高い発電効率を維持できる。
図３に示すように、流入水温が第１温度Ｔ１以下の場合には流量をＬ１に設定することによって高い発電効率を維持できる。流入水温が第１温度Ｔ１より高くかつ第２温度Ｔ２以下の場合には流量をＬ２に設定することによって高い発電効率を維持できる。流入水温が第２温度Ｔ２より高い場合には流量をＬ３に設定することによって高い発電効率を維持できる。従って前述した通り流入水温に応じて流量を設定することによって常に高い発電効率で発電機１０を運転することができる。なお、上記の流入水温と流量の関係は総じていえば、「流入水温が高いほど流量を大きく設定する」と表現することができる。また、長時間モードにおける最大の流量が設定される場合でも、高速モードにおける流量よりは小さい値に設定される。

次に、ユーザが湯張りの完了予定時刻を操作盤から入力する場合を説明する。
図４は、ユーザが湯張りの完了予定時刻を入力した場合にコントローラ４０が実行する処理のフローチャート図である。
ユーザが湯張りの完了予定時刻を入力すると、コントローラ４０は、入力された完了予定時刻を記憶する（ステップＳ２００）。なお、このとき、コントローラ４０は、図２のステップＳ１００と同様にユーザが入力した要求水量と要求温度も記憶する。
次にコントローラ４０は、長時間モードで湯張りを実行すると仮定した場合の湯張りの所要時間（第２所要時間）を算出する。具体的にはコントローラ４０は、「要求水量」を「長時間モードにおける流量（浴槽５０へ供給される水の流量）」で除算することで第２所要時間を得る。なお、前述したように長時間モードにおける流量が流入水温によって変化するときは、長時間モードにおける代表的な流量で要求水量を除算する。
次にコントローラ４０は、現在時刻から記憶した完了予定時刻までの時間（この時間を余裕時間と称する）が算出した第２所要時間より長いか否かを判断する（ステップＳ２０４）。
余裕時間が算出した第２所要時間より短い場合（ステップＳ２０４：ＮＯ）、コントローラ４０は、高速モードでの湯張り開始予定時刻を算出する（ステップＳ２０６）。具体的には、コントローラ４０は、高速モードで湯張りするときの所要時間（第１所要時間）を算出する。図２のステップＳ１０４に示したように、高速モードでは浴槽５０へ供給される水の流量は最大流量に設定される。従って、第１所要時間は、「要求水量」を「最大流量」で除算することで得られる。コントローラ４０は、ステップＳ２００で記憶した完了予定時刻から算出した第１所要時間だけ遡った時刻を算出する。この時刻が高速モードでの湯張り開始予定時刻である。なお、コントローラ４０はこのとき、モードを高速モードに設定する。
一方、余裕時間が算出した第２所要時間より長い場合（ステップＳ２０４：ＹＥＳ）、コントローラ４０は、長時間モードでの湯張り開始予定時刻を算出する。具体的には、ステップＳ２００で記憶した湯張り完了予定時刻からステップＳ２０２で算出した第２所要時間だけ遡った時刻を算出する。この時刻が長時間モードでの湯張り開始予定時刻である。なお、コントローラ４０はこのとき、モードを長時間モードに設定する。
コントローラ４０は、ステップＳ２０６或いはステップＳ２０８で求めた湯張り開始予定時刻になったら湯張りを開始する（ステップＳ２１０）。ステップＳ２１０の次は、図２のステップＳ１０２の処理を実行する。ステップＳ１０２以降の処理は前述した通りであるので説明を省略する。

ユーザが湯張り完了予定時刻を入力する場合には、コジェネ１００は次の効果を奏する。ユーザが湯張り完了予定時刻を入力した時点から入力された完了予定時刻まで十分に時間の余裕がある場合には（即ち、余裕時間が第２所要時間よりも長い場合には）、コジェネ１００は、自動的に長時間モードで湯張りを行う。他方、余裕時間が第２所要時間よりも短い場合には、コジェネ１００は、自動的に高速モードで湯張りを行う。
ユーザが湯張り完了予定時刻を入力した時点から入力された完了予定時刻まで十分に時間の余裕がある場合には、コジェネ１００は自動的に長時間モードで湯張りを行い、多くの電力を発生させることができる。ユーザは、高速モードと長時間モードのいずれかを選択する必要がない。また、いずれのモードで湯張りを行ってもユーザが入力した湯張り完了予定時刻に湯張りを完了できる。

上記説明した実施例の変形例を説明する。
上記の実施例では、高速モードのときの流量は最大流量に設定した。高速モードのときの流量は最大流量でなくともよい。高速モードのときの流量を第１流量に設定し、長時間モードのときの流量を少なくとも第１流量より小さい流量に設定してよい。
さらに、高速モードでは流量を第１範囲内で設定し、長時間モードでは流量を前記第１範囲より小さい第２範囲内で設定することも好適である。
いずれの場合も、長時間モードで湯張りするときの所要時間（第２所要時間）を高速モードで湯張りするときの所要時間（第１所要時間）より長くすることができる。高速モードでは迅速に湯張りすることができ、長時間モードでは多くの電力を得ることができる。

上記の実施例では、長時間モードのときの流量は少なくとも最大流量より小さい流量に設定した。長時間モードにおける湯張り時間（第２所要時間）は、設定された流量と要求水量で決定される。
これに対して、第２所要時間が予め設定されていてもよい。「予め設定された第２所要時間」は、コジェネのコントローラに記憶される。「予め設定された第２所要時間」は、高速モード時の所要時間（第１所要時間）よりも長く設定される。「予め設定された第２所要時間」は、十分な電力を得ることができる「発電機の運転継続時間」に設定される。長時間モードの場合にコントローラは、浴槽への水の供給を開始してから「予め決められた第２所要時間」で浴槽への所定量の水の供給を完了するように、流量調整弁によって、浴槽へ供給する水の流量（熱交換器を通過する水の流量）を制御する。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、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。
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合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合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し得るものであり、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。

図１は、実施例のコージェネレーションシステムのブロック図である。 図２は、コージェネレーションシステムのコントローラが実行する処理のフローチャート図である。 図３は、発電機の発電効率と熱交換器に流入する水の温度の関係を説明する模式的グラフである。 図４は、湯張り完了予定時刻が入力された場合にコントローラが実行する処理のフローチャート図である。

符号の説明

１０：発電機
１２：循環路
１４：ポンプ
１６：熱交換器
１８：第２導水路
２０：バーナ
２２：第１導水路
２４：流量調整弁
２６、２８、３０：サーミスタ
４０：コントローラ
５０：浴槽
１００：コージェネレーションシステム

Claims (3)

1. 電力と熱を発生する発電機と、
   発電機が発生した熱によって水を加熱する熱交換器と、
   熱交換器で加熱された水を浴槽へ供給する供給路と、
   供給路を通過する水を加熱する補助熱源機と、
   浴槽へ供給する水の流量を調整する流量調整弁と、
   発電機と補助熱源機と流量調整弁を制御して所定温度・所定量の水を浴槽へ供給する湯張りを行うコントローラを備えており、
   前記コントローラは、
   湯張りの開始とともに発電機を運転し、
   浴槽に供給する水の温度が所定温度となるように補助熱源機と流量調整弁を制御して、湯張りを開始してから第１所要時間で所定量の湯張りを完了する高速モードと第１所要時間より長い第２所要時間で所定量の湯張りを完了する長時間モードのいずれかのモードで湯張りを行うことを特徴とするコージェネレーションシステム。
2. 熱交換器へ流入する水の温度を検出するサーミスタをさらに備えており、
   コントローラは、長時間モードで湯張りする場合はサーミスタが検出する温度に応じて浴槽へ供給する水の流量を調整することを特徴とする請求項１のコージェネレーションシステム。
3. コントローラは、湯張りの完了予定時刻を記憶しており、現在の時刻から完了予定時刻までの時間が閾値よりも短ければ高速モードを選択し、閾値よりも長ければ長時間モードを選択することを特徴とする請求項１又は２のコージェネレーションシステム。

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