JP2015165177A - 加熱装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】発電機の排熱とヒートポンプの放熱によって熱媒を加熱する加熱装置において、発電機における排熱回収効率と、ヒートポンプにおけるエネルギー効率を高く保ちつつ、加熱後の熱媒の温度を適切に管理することが可能な技術を提供する。
【解決手段】本明細書が開示する加熱装置は、発電機と、発電機で生成された電力で駆動するヒートポンプと、熱媒を循環させる熱媒循環路と、発電機の排熱で熱媒循環路を通過する熱媒を加熱する第1熱交換器と、発電機の排熱で、第1熱交換器よりも下流側の第1熱媒循環路を通過する熱媒を加熱する第2熱交換器と、熱媒循環路のうちの第1熱交換器の上流側の部分と、熱媒循環路のうちの第1熱交換器の下流側であって第2熱交換器の上流側である部分とを接続し、熱媒循環路内の熱媒の少なくとも一部を通過させるバイパス路と、ヒートポンプの放熱でバイパス路を通過する熱媒を加熱する第3熱交換器と、を備える。
【選択図】図1
【解決手段】本明細書が開示する加熱装置は、発電機と、発電機で生成された電力で駆動するヒートポンプと、熱媒を循環させる熱媒循環路と、発電機の排熱で熱媒循環路を通過する熱媒を加熱する第1熱交換器と、発電機の排熱で、第1熱交換器よりも下流側の第1熱媒循環路を通過する熱媒を加熱する第2熱交換器と、熱媒循環路のうちの第1熱交換器の上流側の部分と、熱媒循環路のうちの第1熱交換器の下流側であって第2熱交換器の上流側である部分とを接続し、熱媒循環路内の熱媒の少なくとも一部を通過させるバイパス路と、ヒートポンプの放熱でバイパス路を通過する熱媒を加熱する第3熱交換器と、を備える。
【選択図】図1
Description
本発明は、加熱装置に関する。
特許文献1に、加熱装置が開示されている。この加熱装置は、発電機と、発電機で生成された電力で駆動するヒートポンプと、熱媒を循環させる熱媒循環路と、発電機の排熱で熱媒循環路を通過する熱媒を加熱する第1熱交換器と、ヒートポンプの放熱で熱媒循環路を通過する熱媒を加熱する第2熱交換器を備えている。
特許文献1の技術では、第1熱交換器と第2熱交換器を単に直列に接続する構成としており、熱媒は第2熱交換器で加熱された後、さらに第1熱交換器で加熱される。このような構成とすると、発電機における排熱回収効率やヒートポンプにおけるエネルギー効率を優先して制御すると、加熱後の熱媒の温度が所望の温度となるように制御することが困難となる。また、加熱後の熱媒の温度が所望の温度となるように制御すると、発電機における排熱回収効率やヒートポンプにおけるエネルギー効率を高めることが困難となる。発電機における排熱回収効率と、ヒートポンプにおけるエネルギー効率を高く保ちつつ、加熱後の熱媒の温度を適切に管理することが可能な技術が期待されている。
本明細書では、発電機の排熱とヒートポンプの放熱によって熱媒を加熱する加熱装置において、発電機における排熱回収効率と、ヒートポンプにおけるエネルギー効率を高く保ちつつ、加熱後の熱媒の温度を適切に管理することが可能な技術を提供する。
本明細書が開示する加熱装置は、発電機と、発電機で生成された電力で駆動するヒートポンプと、熱媒を循環させる熱媒循環路と、発電機の排熱で熱媒循環路を通過する熱媒を加熱する第1熱交換器と、発電機の排熱で、第1熱交換器よりも下流側の第1熱媒循環路を通過する熱媒を加熱する第2熱交換器と、熱媒循環路のうちの第1熱交換器の上流側の部分と、熱媒循環路のうちの第1熱交換器の下流側であって第2熱交換器の上流側である部分とを接続し、熱媒循環路内の熱媒の少なくとも一部を通過させるバイパス路と、ヒートポンプの放熱でバイパス路を通過する熱媒を加熱する第3熱交換器と、を備える。
一般に、発電機における排熱回収効率を高めるためには、第1熱交換器の入口における熱媒の温度と、第2熱交換器の出口における熱媒の温度の差を大きくすることが好ましい。また、ヒートポンプにおけるエネルギー効率を高めるためには、第3熱交換器の入口における熱媒の温度と出口における熱媒の温度の差を小さくする(例えば10℃程度にする)とともに、第3熱交換器の入口における第1熱媒の温度を比較的低くすることが好ましい。
この点、上記の加熱装置によれば、発電機の排熱が第1熱交換器と第2熱交換器の双方で回収される。特に、第2熱交換器には、第1熱交換器を通過した熱媒と、第3熱交換器を通過した熱媒との双方(即ち、熱媒循環路内の熱媒の全量)が供給されるため、発電機の排熱がより多く回収される。そのため、第1熱交換器の入口における熱媒の温度と、第2熱交換器の出口における熱媒の温度の差を大きくすることが可能であり、発電機における排熱回収効率を高めることができる。また、上記の加熱装置によれば、第3熱交換器には、第1熱交換器に導入される前の比較的低温の熱媒が供給される。そのため、第3熱交換器を通過する第1熱媒の温度上昇幅が比較的小さくなるようにヒートポンプを動かせば、ヒートポンプにおけるエネルギー効率を高くすることができる。さらに、上記の加熱装置によれば、第3熱交換器を通過した熱媒が、第2熱交換器でさらに加熱されるため、第3熱交換器の入口における熱媒の温度と出口における熱媒の温度の差を小さくしても、所望の温度まで熱媒を加熱することができる。そのため、エネルギー効率が高くなるようにヒートポンプを駆動させた場合であっても、最終的な熱媒の温度を所望の温度に調整することが可能となる。従って、発電機における排熱回収効率と、ヒートポンプにおけるエネルギー効率を高く保ちつつ、加熱後の熱媒の温度を適切に管理することができる。
(第1実施例)
(加熱装置の構成;図1)
図1は、本実施例の加熱装置2の概略の構成を示している。加熱装置2は、主に、発電機4と、冷却水循環路34と、ヒートポンプ6と、給湯用水循環路8と、第1熱交換器12と、第2熱交換器14と、蓄熱槽16と、第1バイパス路18と、第3熱交換器20と、第2バイパス路30と、補助熱源機51と、水槽70と、純水器80と、改質器86と、制御装置90を備えている。
(加熱装置の構成;図1)
図1は、本実施例の加熱装置2の概略の構成を示している。加熱装置2は、主に、発電機4と、冷却水循環路34と、ヒートポンプ6と、給湯用水循環路8と、第1熱交換器12と、第2熱交換器14と、蓄熱槽16と、第1バイパス路18と、第3熱交換器20と、第2バイパス路30と、補助熱源機51と、水槽70と、純水器80と、改質器86と、制御装置90を備えている。
発電機4は、電力を生成するとともに排熱を生成する。本実施例では、発電機4は、水(純水)と燃料ガスとを原料として発電を行う燃料電池である。通常、燃料電池が発電に利用する水は純水である。発電機4は、SOFCやPEFCなどの燃料電池セル60を備える。燃料電池セル60は、図示しない燃料極と空気極を有している。発電機4には、改質器86から、水と燃料ガスとを改質して生成される改質ガスが供給される。また、発電機4には、外部から空気が供給される。燃料電池セル60は、改質ガスと空気を用いて発電を行う。発電により、二酸化炭素と水蒸気を含む高温の排ガスが生成される。
冷却水循環路34は、発電機4、第2熱交換器14、第1熱交換器12の順に冷却水を循環させ、発電機4で発生する排ガスの排熱を回収して第2熱交換器14及び第1熱交換器12に供給する。冷却水循環路34には、冷却水を上記のように循環させるためのポンプ36が設けられている。冷却水循環路34が排ガスの排熱を回収する際には、冷却水循環路34内の冷却水によって排ガスが冷却され、冷却水循環路34の周囲に結露水35が発生する。発生する結露水35は純水である。結露水35は、回収されて水槽70に貯められる。
水槽70は、発電機4が発電に利用する原料となる水を蓄える。本実施例では、水槽70内には純水が貯められている。上記のとおり、水槽70には、発電機4から回収された結露水35を蓄える。さらに、水槽70には、純水器80と補水弁82が接続されている。純水器80は、水道水をろ過して純水を生成するろ過装置である。ろ過装置は、例えば、水道水中のカルシウムや塩素等を除去するイオン交換樹脂フィルタを有している。補水弁82は、純水器80と水槽70を接続する管路に介装されている。補水弁82が開かれると、純水器80で生成された純水が水槽70内に供給される。
水槽70内には、水槽70内の水位を検出するフロートスイッチ72が設けられている。フロートスイッチ72は、フロート74と、シャフト76と、電極78とを備える。フロート74及びシャフト76は、水位に応じて上下動する。電極78は、シャフト76の上端と対向するように設けられている。水位が所定水位以上になると、シャフト76が上昇して電極78に接触し、フロートスイッチ72がオンされる。一方、水位が所定水位より低くなると、シャフト76と電極78とが離れ、フロートスイッチ72がオフされる。本実施例では、制御装置90は、フロートスイッチ72がオフされる場合に、水槽70内の水が不足していると判断し、補水弁82を開く制御を行う。
また、水槽70には、水槽70内の水を改質器86に導出するためのポンプ84が接続されている。ポンプ84を駆動させることにより、水槽70内の水が改質器86に供給される。
改質器86は、水と燃料ガスとを改質し、発電機4で発電に利用される改質ガスを生成する。改質器86には、水槽70内の水と、燃料ガスとが供給される。改質器86は、生成した改質ガスを発電機4に供給する。
ヒートポンプ6は、冷媒を循環させることで、外気から吸熱して第3熱交換器20で放熱する。ヒートポンプ6は、発電機4で生成した電力の供給を受けて動作する。ヒートポンプ6は、第3熱交換器20を通過する冷媒循環路21を備えている。
蓄熱槽16は、内部に給湯用水を蓄えることができる。蓄熱槽16には、給湯用水を循環させる給湯用水循環路8が接続されている。給湯用水循環路8の一端は、蓄熱槽16の下部に接続され、他端は、蓄熱槽16の上部に接続されている。給湯用水循環路8は、第1熱交換器12と第2熱交換器14を通過している。また、給湯用水循環路8には、循環ポンプ10が設けられている。
第1熱交換器12では、第2熱交換器14を通過した後の冷却水と、蓄熱槽16から導出された給湯用水との間で熱交換が行われる。これにより、発電機4の排熱で給湯用循環路8を通過する給湯用水を加熱することができる。
第2熱交換器14では、発電機4で排熱を回収した後の冷却水と、第1熱交換器12を通過した後の給湯用水との間で熱交換が行われる。これによっても、発電機4の排熱で給湯用循環路8を通過する給湯用水を加熱することができる。
第1バイパス路18は、給湯用水循環路8のうちの第1熱交換器12の上流側の部分と、給湯用水循環路8のうちの第1熱交換器12の下流側であって第2熱交換器14の上流側の部分とを接続する。第1バイパス路18は、給湯用水循環路8を通過する給湯用水の一部が通過可能な内径を有する。第1バイパス路18のうち、第2バイパス路30の接続箇所より上流側18a(以下では、第1バイパス路上流部18aと呼ぶ)は、第3熱交換器20を通過する。第1バイパス路18のうち、第2バイパス路30の接続箇所より下流側18b(以下では、第1バイパス路下流部18bと呼ぶ)には、第1バイパス路下流部18bを開閉するための開閉弁22が介装されている。
第3熱交換器20では、冷媒循環路21内の冷媒と第1バイパス路18を通過する給湯用水との間の熱交換が行われる。これにより、ヒートポンプ6の放熱で第1バイパス路18を通過する給湯用水を加熱することができる。
第2バイパス路30は、第1バイパス路18のうちの第3熱交換器20の下流側の部分(即ち、第1バイパス路上流部a18の下流端)と、給湯用水循環路8のうちの第2熱交換器14の下流側の部分とを接続する。第2バイパス路30は、給湯用水循環路8を通過する給湯用水の一部が通過可能な内径を有する。また、第2バイパス路30には、第2バイパス路30を開閉する開閉弁32が介装されている。
加熱装置2には、給水路39から給湯用水として水道水が供給される。給水路39は、蓄熱槽給水路40と蓄熱槽バイパス路42に分岐している。蓄熱槽給水路40は蓄熱槽16の下部に接続している。蓄熱槽16の上部には、蓄熱槽出水路44が接続している。蓄熱槽バイパス路42と蓄熱槽出水路44は合流して、第1給湯路46に接続している。蓄熱槽バイパス路42と蓄熱槽出水路44の合流箇所には、混合弁38が設けられている。混合弁38は、蓄熱槽バイパス路42から第1給湯路46に流れる給湯用水の流量と、蓄熱槽出水路44から第1給湯路46に流れる給湯用水の流量の比率を調整可能である。
第1給湯路46は、補助熱源機往路48と補助熱源機バイパス路50に分岐している。補助熱源機往路48は補助熱源機51に接続している。補助熱源機51は、ガスの燃焼によって給湯用水を加熱する。補助熱源機51には補助熱源機復路52が接続しており、加熱された給湯用水は補助熱源機復路52へ送られる。補助熱源機バイパス路50にはバイパス制御弁56が設けられている。補助熱源機復路52と補助熱源機バイパス路50は合流して、第2給湯路54へ接続している。第2給湯路54を介して、給湯箇所への給湯が行われる。
制御装置90は、加熱装置2の各要素と電気的に接続されており、加熱装置2の各要素の動作を制御する。
(加熱装置2の動作)
次いで、本実施例の加熱装置2の動作について説明する。本実施例の加熱装置2は、蓄熱運転と給湯運転を実行可能である。以下、各運転について説明する。
次いで、本実施例の加熱装置2の動作について説明する。本実施例の加熱装置2は、蓄熱運転と給湯運転を実行可能である。以下、各運転について説明する。
(蓄熱運転)
蓄熱運転は、発電機4及びヒートポンプ6で生成した熱によって蓄熱槽16内の給湯用水を加熱する運転である。利用者によって蓄熱運転の実行が指示されると、制御装置90は、まず、ポンプ84と改質器86とを動作させ、発電機4において発電を開始させる。
さらに、制御装置90は、ポンプ36を動作させ、冷却水循環路34内の冷却水を循環させる。これにより、冷却水循環路34内を循環する冷却水によって、発電機4の排熱が回収され、第2熱交換器14と第1熱交換器12とに供給される。また、制御装置90は、発電機4で発生した電力を利用して、ヒートポンプ6を作動させる。これにより、ヒートポンプ6の放熱が第3熱交換器20に供給される。さらに、制御装置90は、循環ポンプ10を動作させるとともに、開閉弁32を閉じ、開閉弁22を開く。
蓄熱運転は、発電機4及びヒートポンプ6で生成した熱によって蓄熱槽16内の給湯用水を加熱する運転である。利用者によって蓄熱運転の実行が指示されると、制御装置90は、まず、ポンプ84と改質器86とを動作させ、発電機4において発電を開始させる。
さらに、制御装置90は、ポンプ36を動作させ、冷却水循環路34内の冷却水を循環させる。これにより、冷却水循環路34内を循環する冷却水によって、発電機4の排熱が回収され、第2熱交換器14と第1熱交換器12とに供給される。また、制御装置90は、発電機4で発生した電力を利用して、ヒートポンプ6を作動させる。これにより、ヒートポンプ6の放熱が第3熱交換器20に供給される。さらに、制御装置90は、循環ポンプ10を動作させるとともに、開閉弁32を閉じ、開閉弁22を開く。
開閉弁32が閉じられ、開閉弁22が開かれると、第2バイパス路30が閉じられ、第1バイパス路18が開かれる。これにより、循環ポンプ10が動作することによって蓄熱槽16の下部から送り出される低温の給湯用水のうちの一部が、第1バイパス路18に導入されて、第3熱交換器20で加熱される。また、蓄熱槽16の下部から送り出される低温の給湯用水のうちの他の一部が、第1熱交換器12で加熱される。第3熱交換器20で加熱された後の給湯用水は、第1熱交換器12で加熱された後の給湯用水と合流する。そして、合流後の給湯用水の全量が第2熱交換器14でさらに加熱される。第2熱交換器14で加熱された後の高温の給湯用水は、蓄熱槽16の上部に戻される。以上の給湯用水の流路を以下では「第1の流路」と呼ぶ場合がある。
また、上記の蓄熱運転中に、フロートスイッチ72がオフされる場合には、制御装置90は、水槽70内の水が不足していると判断し、補水弁82を開いて水槽70に純水器80が生成した純水を供給する。
本実施例の加熱装置2において、発電機4における排熱回収効率を高めるためには、第1熱交換器12の入口における給湯用水の温度と、第2熱交換器14の出口における給湯用水の温度の差を大きくすることが好ましい。言い換えると、発電機4における排熱回収効率を高めるには、第1熱交換器12及び第2熱交換器14における冷却水と給湯用水との熱交換量を大きくし、第1熱交換器12を通過して発電機4に戻る冷却水の温度を低くすることが好ましい。また、ヒートポンプ6におけるエネルギー効率を高めるためには、第3熱交換器20の入口における給湯用水の温度と出口における給湯用水の温度の差を小さくする(例えば10℃程度にする)とともに、第3熱交換器の入口における給湯用水の温度を比較的低くすることが好ましい。
この点、本実施例の加熱装置2によれば、冷却水循環路34が第2熱交換器14と第1熱交換器12の双方を通過している。即ち、発電機4の排熱が第1熱交換器12と第2熱交換器14の双方で回収される。特に、第2熱交換器14には、第1熱交換器12を通過した給湯用水と、第3熱交換器20を通過した給湯用水との双方(即ち、蓄熱槽16から給湯用水循環路8に導入された給湯用水の全量)が供給されるため、発電機4の排熱がより多く回収される。そのため、第1熱交換器12の入口における給湯用水の温度と、第2熱交換器14の出口における給湯用水の温度の差を大きくすることが可能であり、発電機4における排熱回収効率を高めることができる。また、本実施例の加熱装置2によれば、第3熱交換器20には、第3熱交換器20には、蓄熱槽16の下部から送り出される低温の給湯用水のうちの一部が供給される。そのため、第3熱交換器20を通過する給湯用水の温度上昇幅が比較的小さくなるようにヒートポンプ6を動かせば、ヒートポンプ6におけるエネルギー効率を高くすることができる。さらに、本実施例の加熱装置2では、第3熱交換器20を通過した給湯用水が、第2熱交換器14でさらに加熱されるため、第3熱交換器20の入口における給湯用水の温度と出口における給湯用水の温度の差を小さくしても、所望の温度まで給湯用水を加熱することができる。そのため、エネルギー効率が高くなるようにヒートポンプ6を駆動させた場合であっても、最終的な給湯用水の温度を所望の温度に調整することが可能となる。従って、発電機4における排熱回収効率と、ヒートポンプ6におけるエネルギー効率を高く保ちつつ、加熱後の給湯用水の温度を適切に管理することができる。
また、本実施例では、制御装置90は、状況に応じて、蓄熱運転時の給湯用水の流路を変更することもできる。その場合、制御装置90は、開閉弁32を開き、開閉弁22を閉じる。開閉弁32が開かれ、開閉弁22が閉じられると、第2バイパス路30が開かれ、第1バイパス路下流部18bが閉じられる。これにより、循環ポンプ10が動作することによって蓄熱槽16の下部から送り出される低温の給湯用水のうちの一部が、第1バイパス路上流部18aに導入されて、第3熱交換器20で加熱された後、第2熱交換器14で加熱されることなく、蓄熱槽16の上部に戻される。また、蓄熱槽16の下部から送り出される低温の給湯用水のうちの他の一部が、第1熱交換器12、第2熱交換器14で順に加熱される。第2熱交換器14で加熱された後の高温の給湯用水は、第3熱交換器20で加熱された後の給湯用水と合流して、蓄熱槽16の上部に戻される。以上の給湯用水の流路を以下では「第2の流路」と呼ぶ場合がある。
上記の通り、本実施例の加熱装置2では、開閉弁22と開閉弁32とを開閉することにより、給湯用水の流路を、第1の流路と第2の流路との間で切り替えることができる。従って、本実施例の加熱装置2では、状況に応じて流路を切り替えることにより、発電機4における排熱回収効率と、ヒートポンプ6におけるエネルギー効率と、加熱後の給湯用水の温度と、を最適な範囲に調整することもできる。
(給湯処理)
給湯運転は、蓄熱槽16内の給湯用水を給湯箇所に供給する運転である。給湯運転は、上記の蓄熱運転中にも実行することができる。給湯箇所の給湯栓が開かれると、給水路39から水道水が供給され、蓄熱槽給水路40から蓄熱槽16の下部に流入する。同時に、蓄熱槽16の上部から給湯用水が蓄熱槽出水路44に送り出される。蓄熱槽出水路44に送り出された給湯用水は、第1給湯路46、補助熱源機バイパス路50、第2給湯路54を通過して給湯箇所の給湯栓に供給される。この際、バイパス制御弁56は開かれている。
給湯運転は、蓄熱槽16内の給湯用水を給湯箇所に供給する運転である。給湯運転は、上記の蓄熱運転中にも実行することができる。給湯箇所の給湯栓が開かれると、給水路39から水道水が供給され、蓄熱槽給水路40から蓄熱槽16の下部に流入する。同時に、蓄熱槽16の上部から給湯用水が蓄熱槽出水路44に送り出される。蓄熱槽出水路44に送り出された給湯用水は、第1給湯路46、補助熱源機バイパス路50、第2給湯路54を通過して給湯箇所の給湯栓に供給される。この際、バイパス制御弁56は開かれている。
制御装置90は、蓄熱槽16から蓄熱槽出水路44に送り出される給湯用水の温度が、給湯設定温度より高い場合、混合弁38を調整して、蓄熱槽バイパス路42から水道水を導入する。従って、蓄熱槽16から供給された給湯用水と、蓄熱槽バイパス路42から供給された水道水とが、第1給湯路46内で混合される。制御装置90は、給湯栓に供給される水の温度が、給湯設定温度と一致するように、混合弁38の開度比率を調整する。一方、制御装置90は、蓄熱槽16から蓄熱槽出水路44に供給される給湯用水の温度が、給湯設定温度より低い場合には、バイパス制御弁56を閉じるとともに、補助熱源機51を作動させる。従って、蓄熱槽16から送り出された給湯用水は、補助熱源機51によって加熱され、給湯箇所の給湯栓に供給される。制御装置90は、給湯栓に供給される水の温度が、給湯設定温度と一致するように、補助熱源機51の出力を制御する。
以上、本実施例の加熱装置2の構成、動作、及び、作用効果について説明した。以下、本実施例の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係を説明しておく。給湯用水が「熱媒」の一例である。給湯用水循環路8が「熱媒循環路」の一例である。第1バイパス路18が「バイパス路」の一例である。
(第2実施例)
続いて、図2を参照し、第2実施例の加熱装置2について、第1実施例と異なる点を中心に説明する。図3に示すように、本実施例では、冷却水循環路34(図1参照)に代えて、排気通路100を有する点が第1実施例とは異なる。排気通路100は、発電機4で発生する排ガスを、直接第2熱交換器14、第1熱交換器12の順に通過させて、外部に排気するための通路である。第2熱交換器14では、発電機4で発生した直後の排ガスの熱によって、第1熱交換器を通過した後の給湯用水が加熱される。また、第1熱交換器12では、第2熱交換器14を通過した後の排ガスの熱によって、蓄熱槽16から導出された後の低温の給湯用水が加熱される。また、第2熱交換器14では、排ガスが蓄熱槽16から導出された低温の給湯用水によって冷却されるため、給湯用水循環路8の周囲に結露水35が発生する。発生する結露水35は純水である。本実施例でも、結露水35は、回収されて水槽70に貯められる。
続いて、図2を参照し、第2実施例の加熱装置2について、第1実施例と異なる点を中心に説明する。図3に示すように、本実施例では、冷却水循環路34(図1参照)に代えて、排気通路100を有する点が第1実施例とは異なる。排気通路100は、発電機4で発生する排ガスを、直接第2熱交換器14、第1熱交換器12の順に通過させて、外部に排気するための通路である。第2熱交換器14では、発電機4で発生した直後の排ガスの熱によって、第1熱交換器を通過した後の給湯用水が加熱される。また、第1熱交換器12では、第2熱交換器14を通過した後の排ガスの熱によって、蓄熱槽16から導出された後の低温の給湯用水が加熱される。また、第2熱交換器14では、排ガスが蓄熱槽16から導出された低温の給湯用水によって冷却されるため、給湯用水循環路8の周囲に結露水35が発生する。発生する結露水35は純水である。本実施例でも、結露水35は、回収されて水槽70に貯められる。
本実施例の加熱装置2も、第1実施例と同様の蓄熱運転と給湯運転を実行可能である。従って、本実施例の加熱装置2も、第1実施例の加熱装置2と同様の作用効果を発揮することができる。
以上、実施例について詳細に説明したが、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。
(変形例1) 上記の各実施例では、加熱装置2が、蓄熱運転と給湯運転のみを行う給湯システムである場合の例を説明した。しかし、加熱装置2は、暖房運転をさらに行う給湯暖房システムであってもよい。その場合、暖房に用いられる暖房用熱媒を循環させるための暖房用熱媒循環路が、第1熱交換器12、第2熱交換器14、及び、第3熱交換器20をさらに通過していてもよい。即ち、各熱交換器12、14、20が三液熱交換器であってもよい。また、暖房用熱媒循環路も、給湯用水の流路と同様に、第1の流路と第2の流路との間で切り替え可能に構成されていてもよい。
(変形例2) 上記の各実施例では、発電機4は、水槽70に貯められた水(純水)と燃料ガスとを原料として発電を行う燃料電池である。発電機は、燃料電池には限られず、ガスエンジン発電機等、排熱を発生させる発電機であれば任意のものを用いてもよい。
(変形例3) 上記の各実施例において、開閉弁22、第2バイパス路30、及び、開閉弁32を省略してもよい。即ち、給湯用水が、常時上記の第1の流路に沿って流れるように構成されていてもよい。
(変形例4) 上記の各実施例では、第1バイパス路18及び第2バイパス路30は、蓄熱槽16から給湯用水循環路8に供給された給湯用水のうちの一部を通過させることができる内径に形成されている。これに限られず、第1バイパス路18及び第2バイパス路30が、蓄熱槽16から給湯用水循環路8に供給された給湯用水の全量を通過させることができる内径に形成されていてもよい。
(変形例5) 上記の各実施例では、制御装置90は、開閉弁22、32のうちの一方を開いている場合、他方を閉じるように制御する。これに限られず、制御装置90は、開閉弁22、32の双方を同時に閉じるように制御してもよい。
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、出願時の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。
2:加熱装置
4:発電機
6:ヒートポンプ
8:給湯用水循環路
10:循環ポンプ
12:第1熱交換器
14:第2熱交換器
16:蓄熱槽
18:第1バイパス路
18a:第1バイパス路上流部
18b:第1バイパス路下流部
20:第3熱交換器
21:冷媒循環路
22:開閉弁
30:第2バイパス路
32:開閉弁
34:冷却水循環路
35:結露水
36:ポンプ
38:混合弁
39:給水路
40:蓄熱槽給水路
42:蓄熱槽バイパス路
44:蓄熱槽出水路
46:第1給湯路
48:補助熱源機往路
50:補助熱源機バイパス路
51:補助熱源機
52:補助熱源機復路
54:第2給湯路
56:バイパス制御弁
60:燃料電池セル
70:水槽
72:フロートスイッチ
74:フロート
76:シャフト
78:電極
80:純水器
82:補水弁
84:ポンプ
86:改質器
90:制御装置
4:発電機
6:ヒートポンプ
8:給湯用水循環路
10:循環ポンプ
12:第1熱交換器
14:第2熱交換器
16:蓄熱槽
18:第1バイパス路
18a:第1バイパス路上流部
18b:第1バイパス路下流部
20:第3熱交換器
21:冷媒循環路
22:開閉弁
30:第2バイパス路
32:開閉弁
34:冷却水循環路
35:結露水
36:ポンプ
38:混合弁
39:給水路
40:蓄熱槽給水路
42:蓄熱槽バイパス路
44:蓄熱槽出水路
46:第1給湯路
48:補助熱源機往路
50:補助熱源機バイパス路
51:補助熱源機
52:補助熱源機復路
54:第2給湯路
56:バイパス制御弁
60:燃料電池セル
70:水槽
72:フロートスイッチ
74:フロート
76:シャフト
78:電極
80:純水器
82:補水弁
84:ポンプ
86:改質器
90:制御装置
Claims (1)
- 発電機と、
発電機で生成された電力で駆動するヒートポンプと、
熱媒を循環させる熱媒循環路と、
発電機の排熱で熱媒循環路を通過する熱媒を加熱する第1熱交換器と、
発電機の排熱で、第1熱交換器よりも下流側の熱媒循環路を通過する熱媒を加熱する第2熱交換器と、
熱媒循環路のうちの第1熱交換器の上流側の部分と、熱媒循環路のうちの第1熱交換器の下流側であって第2熱交換器の上流側である部分とを接続し、熱媒循環路内の熱媒の少なくとも一部を通過させるバイパス路と、
ヒートポンプの放熱でバイパス路を通過する熱媒を加熱する第3熱交換器と、を備える、
加熱装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014040484A JP2015165177A (ja) | 2014-03-03 | 2014-03-03 | 加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014040484A JP2015165177A (ja) | 2014-03-03 | 2014-03-03 | 加熱装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015165177A true JP2015165177A (ja) | 2015-09-17 |
Family
ID=54187717
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014040484A Pending JP2015165177A (ja) | 2014-03-03 | 2014-03-03 | 加熱装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2015165177A (ja) |
-
2014
- 2014-03-03 JP JP2014040484A patent/JP2015165177A/ja active Pending
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