JP2016205751A - コージェネレーションシステム及び暖房設備 - Google Patents
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Abstract
【課題】本体側と熱源機側とを適切に連携させた運転を実行することができるコージェネレーションシステム、及びそれを備えた暖房設備を提供する。
【解決手段】本体側制御部95が、冷却水循環路42の冷却水と冷却水バイパス路43の冷却水が合流した下流側の冷却水合流温度に基づいて、冷却水バイパス路43への冷却水配分流量を制御する冷却水循環状態制御を実行すると共に、本体側制御部95が、通信部96を介して、暖房運転において熱源機側熱媒吐出部16bから吐出される熱媒の吐出温度の目標温度を受信し、当該目標温度と、暖房用循環路34の熱媒と熱媒バイパス路104bの熱媒が合流した下流側の熱媒合流温度、及び暖房用熱交換器56の出口冷却水温度に基づいて、熱媒バイパス路104bへの熱媒配分流量を制御する熱媒循環状態制御を実行する。
【選択図】図5
【解決手段】本体側制御部95が、冷却水循環路42の冷却水と冷却水バイパス路43の冷却水が合流した下流側の冷却水合流温度に基づいて、冷却水バイパス路43への冷却水配分流量を制御する冷却水循環状態制御を実行すると共に、本体側制御部95が、通信部96を介して、暖房運転において熱源機側熱媒吐出部16bから吐出される熱媒の吐出温度の目標温度を受信し、当該目標温度と、暖房用循環路34の熱媒と熱媒バイパス路104bの熱媒が合流した下流側の熱媒合流温度、及び暖房用熱交換器56の出口冷却水温度に基づいて、熱媒バイパス路104bへの熱媒配分流量を制御する熱媒循環状態制御を実行する。
【選択図】図5
Description
本発明は、熱源機側熱媒受入部から受け入れた熱媒を予め設定された設定暖房熱媒温度に加熱し、加熱された熱媒を熱源機側熱媒吐出部から吐出して暖房用循環路にて暖房放熱器へ導く暖房運転を実行可能な熱源機に併設され、電力と熱とを発生する熱電併給部と、前記熱電併給部で発生した熱を回収する冷却水を循環する冷却水循環路と、運転を制御する本体側制御部を備えたコージェネレーションシステム及び暖房設備に関する。
コージェネレーションシステムは、通常、ガスエンジンにて駆動される発電装置(以下、エンジン駆動発電機と略称する場合がある)や、燃料電池などから構成される熱電併給部を備え、当該熱電併給部で発電を行ったときに発生する熱を利用して湯水を加熱し、当該加熱された湯水を貯湯タンクに貯留するように構成されている。
説明を追加すると、コージェネレーションシステム本体として、熱電併給部にて発生する熱を回収した冷却水を循環する冷却水循環路と、貯湯タンクの下部の湯水を取り出して貯湯タンクの上部へ戻す湯水循環路と、冷却水循環路を循環する冷却水と湯水循環路を循環する湯水とを熱交換する排熱回収熱交換器と、冷却水循環路に冷却水を循環する冷却水ポンプと、湯水循環路に湯水を循環させる湯水ポンプとを備えたものが知られている。
説明を追加すると、コージェネレーションシステム本体として、熱電併給部にて発生する熱を回収した冷却水を循環する冷却水循環路と、貯湯タンクの下部の湯水を取り出して貯湯タンクの上部へ戻す湯水循環路と、冷却水循環路を循環する冷却水と湯水循環路を循環する湯水とを熱交換する排熱回収熱交換器と、冷却水循環路に冷却水を循環する冷却水ポンプと、湯水循環路に湯水を循環させる湯水ポンプとを備えたものが知られている。
更に、このようなコージェネレーションシステムの一つの形態として、コージェネレーションシステム本体に併設して、床暖房設備等の暖房放熱器へ熱媒を循環する熱媒循環路と、当該熱媒循環路を循環する熱媒を圧送する熱媒ポンプと、熱媒循環路を循環する熱媒を加熱する熱源機を併設したものが知られている(特許文献1を参照)。
当該特許文献1に開示の技術では、熱媒循環路において、熱媒循環路を通流する熱媒と湯水循環路を通流する湯水とを熱交換する暖房用熱交換器が設けられており、暖房放熱器へは、暖房用熱交換器にて加熱されると共に熱源機にて加熱された後の熱媒が通流することとなる。これにより、暖房放熱器から熱を放熱する暖房運転を行う場合、コージェネレーションシステムにて発生した熱を、当該コージェネレーションシステムに併設される熱源機側の暖房放熱器へ供給できるようになっている。
上記特許文献1に開示の技術において、暖房運転を実行する場合、熱源機側において、熱媒循環路に熱媒を圧送する熱媒ポンプが備えられているのに加えて、コ−ジェネレーションシステム側において、湯水循環路に湯水を圧送する湯水ポンプを備える構成を採用する必要があり、構成が比較的複雑となっていた。また、暖房運転を実行する場合には、熱媒ポンプと湯水ポンプとの双方を駆動させる必要があり、省エネ性の観点で改善の余地があった。
ここで、例えば、湯水循環路に湯水を圧送する湯水ポンプを省略する構成が考えられるが、当該構成を採用する場合に、冷却水循環路に冷却水を循環する冷却水循環状態制御や、熱媒循環路に熱媒を循環する熱媒循環状態制御を行うための具体的な方法は、特許文献1には開示も示唆もされていなかった。
ここで、例えば、湯水循環路に湯水を圧送する湯水ポンプを省略する構成が考えられるが、当該構成を採用する場合に、冷却水循環路に冷却水を循環する冷却水循環状態制御や、熱媒循環路に熱媒を循環する熱媒循環状態制御を行うための具体的な方法は、特許文献1には開示も示唆もされていなかった。
本発明は、かかる点に着目してなされたものであり、その目的は、コージェネレーションシステムの本体と、暖房放熱器へ循環される熱媒を加熱する熱源機とが別体に構成されているものにおいて、コージェネレーションシステムの本体において、湯水循環ポンプを省略した簡易な構成を採用しながらも、本体側と熱源機側とを適切に連携させた運転を実行することができるコージェネレーションシステム、及びそれを備えた暖房設備を提供する点にある。
上記目的を達成するための本願に係るコージェネレーションシステムは、
熱源機側熱媒受入部から受け入れた熱媒を予め設定された設定暖房熱媒温度に加熱し、加熱された熱媒を熱源機側熱媒吐出部から吐出して暖房用循環路にて暖房放熱器へ導く暖房運転を実行可能な熱源機に併設され、
電力と熱とを発生する熱電併給部と、
前記熱電併給部で発生した熱を回収する冷却水を循環する冷却水循環路と、
運転を制御する本体側制御部を備えたコージェネレーションシステムであって、その特徴構成は、
前記冷却水循環路の冷却水の一部または全部を、貯湯タンク内部の貯湯用熱交換器に通流して、貯湯タンクに貯留される湯水を加熱する冷却水バイパス路と、
前記暖房用循環路において、前記暖房放熱器を通過した後の熱媒の一部または全部を本体側に通流させる熱媒バイパス路と、
前記冷却水循環路を通流する冷却水と前記熱媒バイパス路を通流する熱媒とを熱交換させる暖房用熱交換器と、
前記熱源機と通信する通信部とを備え、
前記本体側制御部が、前記冷却水循環路の冷却水と前記冷却水バイパス路の冷却水が合流した下流側の冷却水合流温度に基づいて、前記冷却水バイパス路への冷却水配分流量を制御する冷却水循環状態制御を実行すると共に、
前記本体側制御部が、前記通信部を介して、前記暖房運転において前記熱源機側熱媒吐出部から吐出される熱媒の吐出温度の目標温度を受信し、当該目標温度と、前記暖房用循環路の熱媒と前記熱媒バイパス路の熱媒が合流した下流側の熱媒合流温度、及び前記暖房用熱交換器の出口冷却水温度に基づいて、前記熱媒バイパス路への熱媒配分流量を制御する熱媒循環状態制御を実行する点にある。
熱源機側熱媒受入部から受け入れた熱媒を予め設定された設定暖房熱媒温度に加熱し、加熱された熱媒を熱源機側熱媒吐出部から吐出して暖房用循環路にて暖房放熱器へ導く暖房運転を実行可能な熱源機に併設され、
電力と熱とを発生する熱電併給部と、
前記熱電併給部で発生した熱を回収する冷却水を循環する冷却水循環路と、
運転を制御する本体側制御部を備えたコージェネレーションシステムであって、その特徴構成は、
前記冷却水循環路の冷却水の一部または全部を、貯湯タンク内部の貯湯用熱交換器に通流して、貯湯タンクに貯留される湯水を加熱する冷却水バイパス路と、
前記暖房用循環路において、前記暖房放熱器を通過した後の熱媒の一部または全部を本体側に通流させる熱媒バイパス路と、
前記冷却水循環路を通流する冷却水と前記熱媒バイパス路を通流する熱媒とを熱交換させる暖房用熱交換器と、
前記熱源機と通信する通信部とを備え、
前記本体側制御部が、前記冷却水循環路の冷却水と前記冷却水バイパス路の冷却水が合流した下流側の冷却水合流温度に基づいて、前記冷却水バイパス路への冷却水配分流量を制御する冷却水循環状態制御を実行すると共に、
前記本体側制御部が、前記通信部を介して、前記暖房運転において前記熱源機側熱媒吐出部から吐出される熱媒の吐出温度の目標温度を受信し、当該目標温度と、前記暖房用循環路の熱媒と前記熱媒バイパス路の熱媒が合流した下流側の熱媒合流温度、及び前記暖房用熱交換器の出口冷却水温度に基づいて、前記熱媒バイパス路への熱媒配分流量を制御する熱媒循環状態制御を実行する点にある。
上記特徴構成によれば、従来技術でコージェネレーションシステムの側に設けられていた湯水循環路、及び当該湯水循環路に湯水を循環する湯水ポンプを備えない比較的簡易な構成を採用することができる。
説明を追加すると、上記構成によれば、冷却水循環路を循環する冷却水が回収した熱電併給部の熱は、冷却水バイパス路で貯湯タンク内に設けられる貯湯用熱交換器にて放熱される形態で、貯湯タンク内の湯水へ貯留される。
更に、暖房用循環路を循環する熱媒は、熱媒パイパス路に設けられる暖房用熱交換器にて、冷却水循環路を循環する冷却水(例えば、熱電併給部を通過した直後の冷却水)と熱交換する形態で、熱電併給部の排熱を回収することができ、当該回収した排熱は、暖房放熱器へ放熱することにより、暖房の用に供することができる。
このような構成において、本体側制御部は、まずもって、冷却水循環路の冷却水と冷却水バイパス路の冷却水が合流した下流側の冷却水合流温度に基づいて、冷却水バイパス路への冷却水配分流量を制御する冷却水循環状態制御を実行することで、例えば、熱電併給部に対し、熱電併給部を適切に冷却できる温度の冷却水を導く状態を維持できる。
更に、本体側制御部は、通信部を介して、暖房運転において熱源機側熱媒吐出部から吐出される熱媒の吐出温度の目標温度を受信し、当該目標温度と、暖房用循環路の熱媒と熱媒バイパス路の熱媒が合流した下流側の熱媒合流温度、及び暖房用熱交換器の出口冷却水温度に基づいて、熱媒バイパス路への熱媒配分流量を制御する熱媒循環状態制御を実行するから、例えば、熱媒合流温度を熱源機側から受信した目標温度に近づける暖房を優先する運転と、暖房用熱交換器の出口冷却水温度が必要以上に低下して、熱電併給部の過度の冷却防止を優先する運転とを、適宜、切り換えながら実行できる。
以上より、コージェネレーションシステムの本体と、暖房放熱器へ循環される熱媒を加熱する熱源機とが別体に構成されているものにおいて、コージェネレーションシステムの本体において、湯水循環ポンプを省略した簡易な構成を採用しながらも、本体側と熱源機側とを適切に連携させた運転を実行できるコージェネレーションシステムを実現できる。
説明を追加すると、上記構成によれば、冷却水循環路を循環する冷却水が回収した熱電併給部の熱は、冷却水バイパス路で貯湯タンク内に設けられる貯湯用熱交換器にて放熱される形態で、貯湯タンク内の湯水へ貯留される。
更に、暖房用循環路を循環する熱媒は、熱媒パイパス路に設けられる暖房用熱交換器にて、冷却水循環路を循環する冷却水(例えば、熱電併給部を通過した直後の冷却水)と熱交換する形態で、熱電併給部の排熱を回収することができ、当該回収した排熱は、暖房放熱器へ放熱することにより、暖房の用に供することができる。
このような構成において、本体側制御部は、まずもって、冷却水循環路の冷却水と冷却水バイパス路の冷却水が合流した下流側の冷却水合流温度に基づいて、冷却水バイパス路への冷却水配分流量を制御する冷却水循環状態制御を実行することで、例えば、熱電併給部に対し、熱電併給部を適切に冷却できる温度の冷却水を導く状態を維持できる。
更に、本体側制御部は、通信部を介して、暖房運転において熱源機側熱媒吐出部から吐出される熱媒の吐出温度の目標温度を受信し、当該目標温度と、暖房用循環路の熱媒と熱媒バイパス路の熱媒が合流した下流側の熱媒合流温度、及び暖房用熱交換器の出口冷却水温度に基づいて、熱媒バイパス路への熱媒配分流量を制御する熱媒循環状態制御を実行するから、例えば、熱媒合流温度を熱源機側から受信した目標温度に近づける暖房を優先する運転と、暖房用熱交換器の出口冷却水温度が必要以上に低下して、熱電併給部の過度の冷却防止を優先する運転とを、適宜、切り換えながら実行できる。
以上より、コージェネレーションシステムの本体と、暖房放熱器へ循環される熱媒を加熱する熱源機とが別体に構成されているものにおいて、コージェネレーションシステムの本体において、湯水循環ポンプを省略した簡易な構成を採用しながらも、本体側と熱源機側とを適切に連携させた運転を実行できるコージェネレーションシステムを実現できる。
上記目的を達成するためのコージェネレーションシステムの更なる特徴構成は、
前記本体側制御部が、前記冷却水合流温度が、前記熱電併給部にて許容される下限許容温度より高い温度である第1温度になるように、前記冷却水循環状態制御を実行する点にある。
前記本体側制御部が、前記冷却水合流温度が、前記熱電併給部にて許容される下限許容温度より高い温度である第1温度になるように、前記冷却水循環状態制御を実行する点にある。
上記特徴構成によれば、本体側制御部は、冷却水循環状態制御に関し、上述の制御に加え、冷却水合流温度が熱電併給部にて許容される下限許容温度より高い温度である第1温度になるように制御するから、熱電併給部をエンジン駆動発電機として備えた場合であっても、熱電併給装置としてのエンジン駆動発電機へ下限許容温度以下の冷却水が導かれることを防止して、エンジンが過度に冷却されることを良好に防止できる。
上記目的を達成するためのコージェネレーションシステムの更なる特徴構成は、
前記本体側制御部が、前記貯湯用熱交換器の出口冷却水温度が前記貯湯用熱交換器の入口冷却水温度よりも所定温度以上高い場合、前記冷却水バイパス路を通流する冷却水の流量を零として、前記冷却水循環状態制御を実行する点にある。
前記本体側制御部が、前記貯湯用熱交換器の出口冷却水温度が前記貯湯用熱交換器の入口冷却水温度よりも所定温度以上高い場合、前記冷却水バイパス路を通流する冷却水の流量を零として、前記冷却水循環状態制御を実行する点にある。
上記特徴構成によれば、本体側制御部は、貯湯用熱交換器の出口冷却水温度が前記貯湯用熱交換器の入口冷却水温度よりも高くなる、即ち、冷却水が貯湯タンクから熱を回収する状態となると、冷却水バイパス路を通流する冷却水の流量を零とする冷却水循環状態制御を実行して、冷却水が貯湯タンクから熱を回収して昇温することを防止して、熱電併給部の不要な過熱を防止できる。
上記目的を達成するためのコージェネレーションシステムの更なる特徴構成は、
前記本体側制御部が、前記暖房用熱交換器の出口冷却水温度が第1閾値以上になると、前記熱媒合流温度が前記目標温度になるように制御を切り換え、前記暖房用熱交換器の出口冷却水温度が第1閾値より低い第2閾値以下になると、前記暖房用熱交換器の出口冷却水温度が前記第1温度より高い第2温度になるように制御を切り換えて、前記熱媒循環状態制御を実行する点にある。
前記本体側制御部が、前記暖房用熱交換器の出口冷却水温度が第1閾値以上になると、前記熱媒合流温度が前記目標温度になるように制御を切り換え、前記暖房用熱交換器の出口冷却水温度が第1閾値より低い第2閾値以下になると、前記暖房用熱交換器の出口冷却水温度が前記第1温度より高い第2温度になるように制御を切り換えて、前記熱媒循環状態制御を実行する点にある。
上記特徴構成によれば、例えば、暖房用熱交換器の出口冷却水温度の第1閾値として、冷却水温度として熱電併給部を過度に冷却する虞のない十分に高い温度である温度を設定しておくことで、本体側制御部は、本体側制御部が暖房用熱交換器の出口冷却水温度が第1閾値以上になると、熱媒合流温度が目標温度になるように、即ち、熱電併給部の排熱を暖房へ優先して用いるように制御して、排熱の有効利用を図ることができる。
一方、本体側制御部は、暖房用熱交換器の出口冷却水温度が第1閾値より低い第2閾値以下になると、暖房用熱交換器の出口冷却水温度を、熱電併給部にて許容される下限許容温度より高い第1温度よりも更に高い第2温度になるように制御を切り換えることで、熱電併給部の過度の冷却防止を優先するように制御して、熱電併給部の重故障を良好に防止できる。
一方、本体側制御部は、暖房用熱交換器の出口冷却水温度が第1閾値より低い第2閾値以下になると、暖房用熱交換器の出口冷却水温度を、熱電併給部にて許容される下限許容温度より高い第1温度よりも更に高い第2温度になるように制御を切り換えることで、熱電併給部の過度の冷却防止を優先するように制御して、熱電併給部の重故障を良好に防止できる。
上記目的を達成するためのコージェネレーションシステムの更なる特徴構成は、
前記本体側制御部が、前記暖房用熱交換器の入口冷却水温度が前記暖房用熱交換器の出口冷却水温度よりも所定温度以上高い場合、前記熱媒バイパス路を通流する熱媒の流量を零として、前記熱媒循環状態制御を実行する点にある。
前記本体側制御部が、前記暖房用熱交換器の入口冷却水温度が前記暖房用熱交換器の出口冷却水温度よりも所定温度以上高い場合、前記熱媒バイパス路を通流する熱媒の流量を零として、前記熱媒循環状態制御を実行する点にある。
上記特徴構成によれば、暖房用熱交換器の出口冷却水温度が入口冷却水温度よりも所定温度だけ高くなる、即ち、暖房用熱交換器にて熱媒側から冷却水側へ放熱する状態となっている場合には、熱媒バイパス路を通流する熱媒の流量を零とすることで、熱媒側から冷却水側へ不要に放熱されることを防止でき、熱源機にて加熱された熱媒の熱が貯湯タンクへ貯湯される非効率な状態を避けることができる。
上述したコージェネレーションシステムを備えた暖房設備の特徴構成は、
前記コージェネレーションシステムと前記熱源機とを、互いの間に熱媒を循環させる前記暖房用循環路を介して接続している点にある。
前記コージェネレーションシステムと前記熱源機とを、互いの間に熱媒を循環させる前記暖房用循環路を介して接続している点にある。
本発明の暖房設備にあっては、上述したコージェネレーションシステムが奏する作用効果を同様の作用効果を、発揮することができる。
本発明に係るコージェネレーションシステムの実施形態について、図面に基づいて説明する。
尚、本実施形態に係るコージェネレーションシステム40は、図1に示すように、熱源機10に並設されるように構成されており、具体的には、熱源機10に並設される一の筐体内に各種機器を配置した一体型に構成されている。
尚、本実施形態に係るコージェネレーションシステム40は、図1に示すように、熱源機10に並設されるように構成されており、具体的には、熱源機10に並設される一の筐体内に各種機器を配置した一体型に構成されている。
〔熱源機〕
先ず、本実施形態のコージェネレーションシステム40に並設される熱源機10の構成について、図1に基づいて説明する。
熱源機10は、詳細については後述するが、一般的な給湯暖房器として構成され、上水道から熱源機側入水部20aを介して供給された湯水Wを、予め設定された設定給湯温度に加熱して給湯栓30に供給する、所謂給湯運転を行うと共に、暖房放熱器33へ加熱した熱媒を循環させる暖房用循環路34を通流する熱媒Hを加熱する暖房運転を行うものであり、後述するコージェネレーションシステム40に並設されるように構成されている。
外部インターフェースとしては、上水管路20の一端側に設けられ外部から湯水Wを当該上水管路20に取り込む熱源機側入水部20a、同上水管路20の他端側に設けられ当該上水管路20の湯水Wを外部に吐出する熱源機側出水部20b、熱媒流路16の一端側に設けられ外部から熱媒Hを当該熱媒流路16に取り込む熱源機側熱媒受入部16a、同熱媒流路16の他端側に設けられ当該熱媒流路16の熱媒Hを外部に吐出する熱源機側熱媒吐出部16b、及び、天然ガス系都市ガスである燃料ガスGを取り込む燃料ガス供給部14、などが設けられている。
熱源機側出水部20bは、給湯栓30に接続されることで、当該熱源機側出水部20bから吐出された湯水Wが給湯栓30に供給される。
また、熱源機側熱媒受入部16a及び熱源機側熱媒吐出部16bは、温水床暖房パネルなどの暖房放熱器33との間に設けられた暖房用循環路34を循環する熱媒Hを取り込み又は吐出する形態で、当該暖房用循環路34に接続される。当該暖房用循環路34は、熱源機側熱媒吐出部16bから吐出された熱媒Hの全量のうち、所定流量が、往きヘッダ31を介して暖房用循環路34に設けられた暖房放熱器33に供給され、一方、暖房放熱器33を通過した熱媒Hが、戻りヘッダ32を通過し、当該戻りヘッダ32を通過した熱媒Hの全量をコージェネレーションシステム40へ導く本体側熱媒流路104を通流して、熱源機側熱媒受入部16aに戻すように配設されている。
先ず、本実施形態のコージェネレーションシステム40に並設される熱源機10の構成について、図1に基づいて説明する。
熱源機10は、詳細については後述するが、一般的な給湯暖房器として構成され、上水道から熱源機側入水部20aを介して供給された湯水Wを、予め設定された設定給湯温度に加熱して給湯栓30に供給する、所謂給湯運転を行うと共に、暖房放熱器33へ加熱した熱媒を循環させる暖房用循環路34を通流する熱媒Hを加熱する暖房運転を行うものであり、後述するコージェネレーションシステム40に並設されるように構成されている。
外部インターフェースとしては、上水管路20の一端側に設けられ外部から湯水Wを当該上水管路20に取り込む熱源機側入水部20a、同上水管路20の他端側に設けられ当該上水管路20の湯水Wを外部に吐出する熱源機側出水部20b、熱媒流路16の一端側に設けられ外部から熱媒Hを当該熱媒流路16に取り込む熱源機側熱媒受入部16a、同熱媒流路16の他端側に設けられ当該熱媒流路16の熱媒Hを外部に吐出する熱源機側熱媒吐出部16b、及び、天然ガス系都市ガスである燃料ガスGを取り込む燃料ガス供給部14、などが設けられている。
熱源機側出水部20bは、給湯栓30に接続されることで、当該熱源機側出水部20bから吐出された湯水Wが給湯栓30に供給される。
また、熱源機側熱媒受入部16a及び熱源機側熱媒吐出部16bは、温水床暖房パネルなどの暖房放熱器33との間に設けられた暖房用循環路34を循環する熱媒Hを取り込み又は吐出する形態で、当該暖房用循環路34に接続される。当該暖房用循環路34は、熱源機側熱媒吐出部16bから吐出された熱媒Hの全量のうち、所定流量が、往きヘッダ31を介して暖房用循環路34に設けられた暖房放熱器33に供給され、一方、暖房放熱器33を通過した熱媒Hが、戻りヘッダ32を通過し、当該戻りヘッダ32を通過した熱媒Hの全量をコージェネレーションシステム40へ導く本体側熱媒流路104を通流して、熱源機側熱媒受入部16aに戻すように配設されている。
熱源機10には、後述するバーナ11a,12aの作動を制御したり、その他弁やポンプなどの各種補機の運転を制御したりするコンピュータからなる熱源機側制御部25が設けられている。
熱源機側制御部25は、住居内に設置されたリモコン27との間で通信部26を介して通信可能に構成されており、この構成により、リモコン27から給湯時の設定給湯温度や暖房運転の開始及び停止を操作することができる。また、この通信部26は、後述するコージェネレーションシステム40側の通信部96との間でも、無線又は有線での双方向の通信が可能に構成されている。
熱源機側制御部25は、住居内に設置されたリモコン27との間で通信部26を介して通信可能に構成されており、この構成により、リモコン27から給湯時の設定給湯温度や暖房運転の開始及び停止を操作することができる。また、この通信部26は、後述するコージェネレーションシステム40側の通信部96との間でも、無線又は有線での双方向の通信が可能に構成されている。
熱源機10は、熱源機側入水部20aに取り込んで熱源機側出水部20bから吐出される湯水Wを加熱するための給湯用加熱部11と、熱源機側熱媒受入部16aに取り込んで熱源機側熱媒吐出部16bから吐出される熱媒Hを加熱するための暖房用加熱部12とを有する。
給湯用加熱部11は、調整弁11cを介して供給される燃料ガスGをファン13により供給される燃焼用空気により燃焼させるバーナ11aと、当該バーナ11aから排出される高温の燃焼ガスとの熱交換により上水管路20を通流する湯水Wを加熱する給湯熱交換器11bとを有して構成されている。
一方、暖房用加熱部12は、調整弁12cを介して供給される燃料ガスGをファン13により供給される燃焼用空気により燃焼させるバーナ12aと、当該バーナ12aから排出される高温の燃焼ガスとの熱交換により熱媒流路16を通流する熱媒Hを加熱する暖房熱交換器12bとを有して構成されている。
給湯用加熱部11は、調整弁11cを介して供給される燃料ガスGをファン13により供給される燃焼用空気により燃焼させるバーナ11aと、当該バーナ11aから排出される高温の燃焼ガスとの熱交換により上水管路20を通流する湯水Wを加熱する給湯熱交換器11bとを有して構成されている。
一方、暖房用加熱部12は、調整弁12cを介して供給される燃料ガスGをファン13により供給される燃焼用空気により燃焼させるバーナ12aと、当該バーナ12aから排出される高温の燃焼ガスとの熱交換により熱媒流路16を通流する熱媒Hを加熱する暖房熱交換器12bとを有して構成されている。
また、上水管路20には、熱源機側入水部20aから取り込んだ湯水Wの温度(以下「熱源機側入水温度」と呼ぶ場合がある。)を検出する第3温度センサ21と、熱源機側出水部20bから吐出する湯水Wの温度(以下「熱源機側出水温度」と呼ぶ場合がある。)を検出する第4温度センサ22と、湯水Wの通流を検出する水スイッチ23とが配置されている。
一方、熱媒流路16には、熱源機側熱媒受入部16aから取り込んだ熱媒Hの温度(以下「熱源機側入熱媒温度」と呼ぶ場合がある。)を検出する第1温度センサ17と、熱源機側熱媒吐出部16bから吐出する熱媒Hの温度(以下「熱源機側出熱媒温度」と呼ぶ場合がある。)を検出する第2温度センサ18と、熱媒Hを送出する熱媒ポンプ19とが配置されている。
一方、熱媒流路16には、熱源機側熱媒受入部16aから取り込んだ熱媒Hの温度(以下「熱源機側入熱媒温度」と呼ぶ場合がある。)を検出する第1温度センサ17と、熱源機側熱媒吐出部16bから吐出する熱媒Hの温度(以下「熱源機側出熱媒温度」と呼ぶ場合がある。)を検出する第2温度センサ18と、熱媒Hを送出する熱媒ポンプ19とが配置されている。
このような構成により、熱源機側制御部25は、熱源機側入水部20aから供給された湯水Wを予めリモコン27で設定された設定給湯温度に加熱して給湯栓30に供給する給湯運転や、暖房運転時において暖房放熱器33との間に設けられた暖房用循環路34を循環する熱媒Hを予め設定された目標温度に加熱する暖房運転を実行可能となる。以下に、給湯運転と暖房運転との詳細について説明を加える。
(給湯運転)
給湯運転は、上水管路20に配置された水スイッチ23により給湯栓30の開栓による湯水Wの流通を検知している状態において、第3温度センサ21で検出される熱源機側入水温度が設定給湯温度未満である場合に、バーナ11aで燃料ガスGを燃焼させる形態で実行される。また、この給湯運転では、第4温度センサ22で検出される熱源機側出水温度が設定給湯温度になるように、バーナ11aでの燃焼量が、燃料ガスGの供給量を調整する調整弁11cの開度制御により調整される。
従って、給湯栓30を開栓した場合には、適宜給湯運転が実行されて、その給湯栓30には設定給湯温度の湯水Wが供給されることになる。
給湯運転は、上水管路20に配置された水スイッチ23により給湯栓30の開栓による湯水Wの流通を検知している状態において、第3温度センサ21で検出される熱源機側入水温度が設定給湯温度未満である場合に、バーナ11aで燃料ガスGを燃焼させる形態で実行される。また、この給湯運転では、第4温度センサ22で検出される熱源機側出水温度が設定給湯温度になるように、バーナ11aでの燃焼量が、燃料ガスGの供給量を調整する調整弁11cの開度制御により調整される。
従って、給湯栓30を開栓した場合には、適宜給湯運転が実行されて、その給湯栓30には設定給湯温度の湯水Wが供給されることになる。
更に、上水管路20には、給湯熱交換器11bの上流側と下流側とを接続する形態でバイパス調整弁24が設けられている。
給湯運転では、上述のように調整弁11cの開度制御により、ガスの流量を制御しバーナ11aでの燃焼量を調整することに加えて、バイパス調整弁24の開度制御して、バイパス流量を細かく制御することにより、給湯の出湯温度をより正確に設定温度に制御する。
給湯運転では、上述のように調整弁11cの開度制御により、ガスの流量を制御しバーナ11aでの燃焼量を調整することに加えて、バイパス調整弁24の開度制御して、バイパス流量を細かく制御することにより、給湯の出湯温度をより正確に設定温度に制御する。
(暖房運転)
暖房運転は、リモコン27において暖房運転の開始ボタンが押操作されて熱媒流路16に配置された熱媒ポンプ19の作動が開始され、熱媒流路16に熱媒Hが通流している状態で、第1温度センサ17で検出される熱源機側入熱媒温度が目標温度未満である場合に、バーナ12aで燃料ガスGを燃焼させる形態で実行される。尚、当該暖房運転では、第2温度センサ18で検出される熱源機側出熱媒温度が目標温度になるように、バーナ12aの燃焼状態が、燃料ガスGの流量制御を実行可能であると共に、燃料ガスGの供給の開始・停止状態を切り替え可能な調整弁12cの開度制御により、調整される。
暖房運転は、リモコン27において暖房運転の開始ボタンが押操作されて熱媒流路16に配置された熱媒ポンプ19の作動が開始され、熱媒流路16に熱媒Hが通流している状態で、第1温度センサ17で検出される熱源機側入熱媒温度が目標温度未満である場合に、バーナ12aで燃料ガスGを燃焼させる形態で実行される。尚、当該暖房運転では、第2温度センサ18で検出される熱源機側出熱媒温度が目標温度になるように、バーナ12aの燃焼状態が、燃料ガスGの流量制御を実行可能であると共に、燃料ガスGの供給の開始・停止状態を切り替え可能な調整弁12cの開度制御により、調整される。
〔コージェネレーションシステム〕
次に、本発明に係るコージェネレーションシステム40の実施形態について、図2〜図5に基づいて説明する。
尚、図2〜図5は、コージェネレーションシステム40の各種運転状態を示すものであるが、湯水W、冷却水C、又は熱媒Hの流体が通流している配管を太実線で表示し、当該流体が通流してない配管を細実線で表示している。
図2に示すように、コージェネレーションシステム40は、上述した熱源機10に並設される一の筐体内に各種機器を配置した一体型に構成されている。
尚、このコージェネレーションシステム40は、外部インターフェースとして、上水道から湯水W(上水)を取り込む本体側入水部80a、湯水Wを熱源機10側へ吐出する本体側出水部78a、貯湯タンク90の排水を行う排水弁75、熱源機10側から暖房用の熱媒Hを取り込む本体側熱媒受入部58a、熱源機10側へ同熱媒Hを吐出する本体側熱媒吐出部58bなどが設けられている。
更に、当該コージェネレーションシステム40側に設けられた熱電併給部41並びに弁やポンプなどの各種補機の運転を制御するコンピュータからなる本体側制御部95が設けられている。この本体側制御部95は、通信部96を介して、熱源機10側の通信部26との間で無線又は有線での双方向通信を行ったり、外部に設けた表示部(図示省略)に運転状態などの所定の表示を行ったりするための通信を行うように構成されている。
具体的には、詳細については後述するが、熱源機10の通信部26からコージェネレーションシステム40の通信部96に対しては、熱源機10側で設定された設定給湯温度や暖房運転の目標温度が出力される。
次に、本発明に係るコージェネレーションシステム40の実施形態について、図2〜図5に基づいて説明する。
尚、図2〜図5は、コージェネレーションシステム40の各種運転状態を示すものであるが、湯水W、冷却水C、又は熱媒Hの流体が通流している配管を太実線で表示し、当該流体が通流してない配管を細実線で表示している。
図2に示すように、コージェネレーションシステム40は、上述した熱源機10に並設される一の筐体内に各種機器を配置した一体型に構成されている。
尚、このコージェネレーションシステム40は、外部インターフェースとして、上水道から湯水W(上水)を取り込む本体側入水部80a、湯水Wを熱源機10側へ吐出する本体側出水部78a、貯湯タンク90の排水を行う排水弁75、熱源機10側から暖房用の熱媒Hを取り込む本体側熱媒受入部58a、熱源機10側へ同熱媒Hを吐出する本体側熱媒吐出部58bなどが設けられている。
更に、当該コージェネレーションシステム40側に設けられた熱電併給部41並びに弁やポンプなどの各種補機の運転を制御するコンピュータからなる本体側制御部95が設けられている。この本体側制御部95は、通信部96を介して、熱源機10側の通信部26との間で無線又は有線での双方向通信を行ったり、外部に設けた表示部(図示省略)に運転状態などの所定の表示を行ったりするための通信を行うように構成されている。
具体的には、詳細については後述するが、熱源機10の通信部26からコージェネレーションシステム40の通信部96に対しては、熱源機10側で設定された設定給湯温度や暖房運転の目標温度が出力される。
コージェネレーションシステム40は、エンジン駆動式発電機などのような電力と熱とを発生する熱電併給部41を備え、発生した電力は適宜インバータ等を介して商用電源と連系する形態で外部の電力負荷等に供給される。また、熱電併給部41が発生した熱は湯水Wの加熱に利用され、かかる加熱された湯水Wを貯留する貯湯タンク90が設けられている。
熱電併給部41は、内部に設けられた冷却水ジャケット(図示省略)を通流する冷却水Cにより冷却される構造を有し、その冷却水Cが循環する冷却水循環路42が設けられている。
冷却水循環路42には、冷却水Cの循環方向に沿って、冷却水Cを送り出す冷却水ポンプ46、冷却水Cの通流を断続可能な電磁弁47、熱電併給部41における冷却水ジャケット(図示省略)、当該冷却水ジャケットから吐出された冷却水Cで、冷却水ジャケットの下流側に設けられる暖房用熱交換器56への冷却水入温度を検出する第6温度センサ50、後述する熱媒バイパス路104bを通流する熱媒Hと冷却水循環路42で冷却水ジャケットを出た後の冷却水Cとを熱交換する暖房用熱交換器56と、暖房用熱交換器56の出口冷却水温度を検出する第8温度センサ57と、冷却水循環路42の側と冷却水バイパス路43の側とを通流する冷却水Cの配分流量を制御する冷却水三方調整弁45と、冷却水Cを一次的に貯留するバッファタンク51とが、記載の順で配設されている。
バッファタンク51には、一時的に貯留される冷却水Cの温度で、冷却水三方調整弁45にて合流された下流側の冷却水合流温度を検出する第5温度センサ49が設けられている。また、本体側入水部80aに供給された湯水Wが、電磁弁52を介して適宜冷却水Cとしてバッファタンク51に補充される。
冷却水バイパス路43には、貯湯タンク90に貯留される湯水Wと冷却水Cとを熱交換する貯湯用熱交換器55が設けられると共に、貯湯用熱交換器55の出口冷却水温度を検出する第7温度センサ54が設けられている。
冷却水循環路42には、冷却水Cの循環方向に沿って、冷却水Cを送り出す冷却水ポンプ46、冷却水Cの通流を断続可能な電磁弁47、熱電併給部41における冷却水ジャケット(図示省略)、当該冷却水ジャケットから吐出された冷却水Cで、冷却水ジャケットの下流側に設けられる暖房用熱交換器56への冷却水入温度を検出する第6温度センサ50、後述する熱媒バイパス路104bを通流する熱媒Hと冷却水循環路42で冷却水ジャケットを出た後の冷却水Cとを熱交換する暖房用熱交換器56と、暖房用熱交換器56の出口冷却水温度を検出する第8温度センサ57と、冷却水循環路42の側と冷却水バイパス路43の側とを通流する冷却水Cの配分流量を制御する冷却水三方調整弁45と、冷却水Cを一次的に貯留するバッファタンク51とが、記載の順で配設されている。
バッファタンク51には、一時的に貯留される冷却水Cの温度で、冷却水三方調整弁45にて合流された下流側の冷却水合流温度を検出する第5温度センサ49が設けられている。また、本体側入水部80aに供給された湯水Wが、電磁弁52を介して適宜冷却水Cとしてバッファタンク51に補充される。
冷却水バイパス路43には、貯湯タンク90に貯留される湯水Wと冷却水Cとを熱交換する貯湯用熱交換器55が設けられると共に、貯湯用熱交換器55の出口冷却水温度を検出する第7温度センサ54が設けられている。
即ち、熱電併給部41において熱を発生している状態で、且つ熱媒ポンプ19を作動させて、暖房用熱交換器56に熱媒Hを通流させると共に、冷却水ポンプ46を作動させ、冷却水循環路42に冷却水Cを循環させると、熱電併給部41を通過して加熱された冷却水Cが、貯湯用熱交換器55及び暖房用熱交換器56を通過することで湯水W及び熱媒Hとの間で熱交換を行い、再び熱電併給部41に供給されることになる。
尚、当該実施形態にあっては、本体側制御部95が、冷却水循環状態制御において、冷却水三方調整弁45の開度制御を実行することになるが、その詳細な制御については、後述する。
尚、当該実施形態にあっては、本体側制御部95が、冷却水循環状態制御において、冷却水三方調整弁45の開度制御を実行することになるが、その詳細な制御については、後述する。
また、冷却水循環路42には、熱電併給部41の上流側と下流側とを繋ぐ熱電併給部バイパス路44と、熱電併給部バイパス路44を通流する冷却水Cの流量を調整する電磁弁48と、熱電併給部41の入口直前での冷却水循環路42の流量を調整する電磁弁47とが設けられている。これにより、冷却水循環路42に冷却水Cが循環している状態において、熱電併給部41の上流側に配置された電磁弁47を閉弁させると共に熱電併給部バイパス路44に配置された電磁弁48を開弁させることで、冷却水Cの全量を、熱電併給部41をバイパスさせて熱電併給部バイパス路44に通流できる。
尚、暖房用熱交換器56の配設位置に関し説明を追加すると、当該暖房用熱交換器56は、冷却水循環路42での冷却水Cの流れ方向で、熱電併給部41の下流側での冷却水循環路42と熱電併給部バイパス路44との接続部位と、冷却水バイパス路43と冷却水循環路42との上流側接続部位(冷却水バイパス路43における冷却水Cの流れ方向での上流側接続部位)との間に、配設されている。
貯湯タンク90は、下部90bに湯水Wが供給され上部90aから本体側出水部78aに湯水Wが取り出される密閉式タンクとして構成されている。
貯湯タンク90の上部90aに接続された上部管路66は、湯水三方調整弁77及び出湯管路78を介して本体側出水部78aに接続されており、その湯水三方調整弁77の上流側には、貯湯タンク90の上部90aから上部管路66に取り出された湯水Wの温度(以下「タンク取出湯水温度」と呼ぶ場合がある。)を検出する第9温度センサ76が設けられている。尚、このタンク取出湯水温度の検出は、第9温度センサ76の代わりに、貯湯タンク90の上下方向に分散配置した複数の温度センサ91のうち最上部に設けられた温度センサ91aで行っても構わない。
また、この湯水三方調整弁77には、本体側入水部80aに通じる給水管路82が接続されている。更に、出湯管路78と給水管路82とは、バイパス管路86により接続されており、このバイパス管路86には、湯水Wの通流を断続可能な電磁弁87が配置されている。
即ち、上記湯水三方調整弁77は、貯湯タンク90の上部90aから本体側出水部78aに供給される湯水Wに対し、混合比調整を伴って、給水管路82から供給される湯水Wを混合可能な混合部として機能する。
尚、出湯管路78のバイパス管路86との接続部の下流側には、湯水Wの通流方向に沿って、湯水Wの流量を検出する流量センサ79、本体側出水部78aから吐出される湯水Wの温度(以下「本体側出水温度」と呼ぶ場合がある。)を検出する第10温度センサ81が、記載の順に配置されている。
一方、給水管路82のバイパス管路86との接続部の上流側には、湯水Wの通流方向に沿って、湯水Wの圧力を調整する減圧弁84、本体側入水部80aに供給された湯水Wの温度を検出する第11温度センサ85、湯水Wの逆流を阻止する逆止弁83が、記載の順に配置されている。
貯湯タンク90の上部90aに接続された上部管路66は、湯水三方調整弁77及び出湯管路78を介して本体側出水部78aに接続されており、その湯水三方調整弁77の上流側には、貯湯タンク90の上部90aから上部管路66に取り出された湯水Wの温度(以下「タンク取出湯水温度」と呼ぶ場合がある。)を検出する第9温度センサ76が設けられている。尚、このタンク取出湯水温度の検出は、第9温度センサ76の代わりに、貯湯タンク90の上下方向に分散配置した複数の温度センサ91のうち最上部に設けられた温度センサ91aで行っても構わない。
また、この湯水三方調整弁77には、本体側入水部80aに通じる給水管路82が接続されている。更に、出湯管路78と給水管路82とは、バイパス管路86により接続されており、このバイパス管路86には、湯水Wの通流を断続可能な電磁弁87が配置されている。
即ち、上記湯水三方調整弁77は、貯湯タンク90の上部90aから本体側出水部78aに供給される湯水Wに対し、混合比調整を伴って、給水管路82から供給される湯水Wを混合可能な混合部として機能する。
尚、出湯管路78のバイパス管路86との接続部の下流側には、湯水Wの通流方向に沿って、湯水Wの流量を検出する流量センサ79、本体側出水部78aから吐出される湯水Wの温度(以下「本体側出水温度」と呼ぶ場合がある。)を検出する第10温度センサ81が、記載の順に配置されている。
一方、給水管路82のバイパス管路86との接続部の上流側には、湯水Wの通流方向に沿って、湯水Wの圧力を調整する減圧弁84、本体側入水部80aに供給された湯水Wの温度を検出する第11温度センサ85、湯水Wの逆流を阻止する逆止弁83が、記載の順に配置されている。
また、給水管路82は、貯湯タンク90の下部90bに接続された底部管路72に対して逆止弁89を介して接続されており、この構成により、貯湯タンク90では、上部90aから湯水Wが取り出されると同時に、下部90bから湯水Wが、給水管路82、及び底部管路72を介して供給されることになる。
暖房用循環路34に関し説明を加えると、暖房用循環路34は、戻りヘッダ32を通過した熱媒Hの全量をコージェネレーションシステム40へ導く本体側熱媒流路104を有すると共に、当該本体側熱媒流路104を通流する熱媒Hの一部又は全部を、暖房用熱交換器56の側へバイパスする熱媒バイパス路104bとを有する。
説明を追加すると、本体側熱媒流路104は、本体側熱媒受入部58a及び本体側熱媒吐出部58bを介して、コージェネレーションシステム40の筐体内に配設される筐体内本体側熱媒流路104aに接続されている。更に、当該筐体内本体側熱媒流路104aの側と、熱媒バイパス路104bの側への熱媒Hの配分流量を調整可能な、熱媒三方調整弁113が設けられている。
筐体内本体側熱媒流路104aには、筐体内本体側熱媒流路104aと熱媒バイパス路104bの双方を通流した熱媒が合流する部位の下流側の熱媒温度である熱媒合流温度を検出する第12温度センサ102bが設けられている。
詳細については後述するが、本体側制御部95は、熱媒三方調整弁113により、筐体内本体側熱媒流路104aの側と熱媒バイパス路104bの側への熱媒Hの配分流量を調整する形態で、熱媒循環状態制御を実行するように構成されている。
ここで、当該実施形態に係るコージェネレーションシステム40にあっては、その筐体内に熱媒Hを圧送する熱媒ポンプを備えておらず、熱源機10の内部に設けられる熱媒ポンプ19の吐出圧力にて熱媒が循環される。
説明を追加すると、本体側熱媒流路104は、本体側熱媒受入部58a及び本体側熱媒吐出部58bを介して、コージェネレーションシステム40の筐体内に配設される筐体内本体側熱媒流路104aに接続されている。更に、当該筐体内本体側熱媒流路104aの側と、熱媒バイパス路104bの側への熱媒Hの配分流量を調整可能な、熱媒三方調整弁113が設けられている。
筐体内本体側熱媒流路104aには、筐体内本体側熱媒流路104aと熱媒バイパス路104bの双方を通流した熱媒が合流する部位の下流側の熱媒温度である熱媒合流温度を検出する第12温度センサ102bが設けられている。
詳細については後述するが、本体側制御部95は、熱媒三方調整弁113により、筐体内本体側熱媒流路104aの側と熱媒バイパス路104bの側への熱媒Hの配分流量を調整する形態で、熱媒循環状態制御を実行するように構成されている。
ここで、当該実施形態に係るコージェネレーションシステム40にあっては、その筐体内に熱媒Hを圧送する熱媒ポンプを備えておらず、熱源機10の内部に設けられる熱媒ポンプ19の吐出圧力にて熱媒が循環される。
以上のような構成により、コージェネレーションシステム40は、以下に示す、給湯制御を実行することにより実現される給湯運転と、冷却水循環状態制御及び熱媒循環状態制御を実行することにより実現される貯湯運転及び暖房運転とを実行可能とされる。
ここで、暖房運転には、熱源機側出熱媒温度の目標温度が高温である高温暖房運転と、当該目標温度が低温である低温暖房運転とがあり、更に、低温暖房運転には、ホットダッシュ運転、通常低温暖房運転、床暖房低負荷運転があり、夫々の運転における目標温度は、異なる温度となっている。
そこで、以下では、給湯運転を実現するための給湯制御につき説明した後、貯湯運転及び暖房運転を実現するための冷却水循環状態制御及び熱媒循環状態制御について説明する。
ここで、暖房運転には、熱源機側出熱媒温度の目標温度が高温である高温暖房運転と、当該目標温度が低温である低温暖房運転とがあり、更に、低温暖房運転には、ホットダッシュ運転、通常低温暖房運転、床暖房低負荷運転があり、夫々の運転における目標温度は、異なる温度となっている。
そこで、以下では、給湯運転を実現するための給湯制御につき説明した後、貯湯運転及び暖房運転を実現するための冷却水循環状態制御及び熱媒循環状態制御について説明する。
(給湯制御)
図2に示すように、給湯制御は、給湯栓30が開栓されることで熱源機10の熱源機側出水部20bから給湯栓30へ湯水Wが供給され、それに伴って本体側出水部78aから熱源機側入水部20aへ湯水Wが供給され、それに伴って出湯管路78に配置された流量センサ79で湯水Wの通流が検知された状態で実行される。
かかる給湯制御では、貯湯タンク90の上層の比較的高温の湯水Wが、上部90aから上部管路66に取り出されて、湯水三方調整弁77を介して出湯管路78に供給される。
更に、この給湯制御では、一旦、目標出水温度を、熱源機10側から入力を受け付けた設定給湯温度と等しい温度又は同設定給湯温度よりも放熱分を考慮した若干高めの温度に決定した状態で、湯水三方調整弁77の開度が制御される。
すなわち、第9温度センサ76で検出されるタンク取出湯水温度が目標出水温度以上である場合には、湯水三方調整弁77において適当な湯水Wが混合されることで、目標出水温度の湯水Wが得られ、その湯水Wが熱源機10の熱源機側入水部20aに供給されることになる。
熱源機10においては、熱源機側入水温度が設定給湯温度以上であれば、その湯水Wを再加熱する必要がないために、熱源機10で給湯運転が行われることなく、この設定給湯温度の湯水Wがそのまま給湯栓30に供給されることになる。
図2に示すように、給湯制御は、給湯栓30が開栓されることで熱源機10の熱源機側出水部20bから給湯栓30へ湯水Wが供給され、それに伴って本体側出水部78aから熱源機側入水部20aへ湯水Wが供給され、それに伴って出湯管路78に配置された流量センサ79で湯水Wの通流が検知された状態で実行される。
かかる給湯制御では、貯湯タンク90の上層の比較的高温の湯水Wが、上部90aから上部管路66に取り出されて、湯水三方調整弁77を介して出湯管路78に供給される。
更に、この給湯制御では、一旦、目標出水温度を、熱源機10側から入力を受け付けた設定給湯温度と等しい温度又は同設定給湯温度よりも放熱分を考慮した若干高めの温度に決定した状態で、湯水三方調整弁77の開度が制御される。
すなわち、第9温度センサ76で検出されるタンク取出湯水温度が目標出水温度以上である場合には、湯水三方調整弁77において適当な湯水Wが混合されることで、目標出水温度の湯水Wが得られ、その湯水Wが熱源機10の熱源機側入水部20aに供給されることになる。
熱源機10においては、熱源機側入水温度が設定給湯温度以上であれば、その湯水Wを再加熱する必要がないために、熱源機10で給湯運転が行われることなく、この設定給湯温度の湯水Wがそのまま給湯栓30に供給されることになる。
一方、第9温度センサ76で検出されるタンク取出湯水温度が目標出水温度未満である場合には、目標出水温度を設定給湯温度よりも十分に低い温度(例えば30℃)に設定して、湯水三方調整弁77を介して供給される湯水Wの量を増加させ、本体側出水部78aから低く設定された目標出湯温度以下の湯水Wを吐出するようにする。
以上の給湯制御が実行される形態で給湯運転が実現される。
以上の給湯制御が実行される形態で給湯運転が実現される。
(冷却水循環状態制御)
冷却水循環状態制御は、冷却水循環路42を循環する冷却水Cの循環状態を制御するものである。当該冷却水循環状態制御は、本体側制御部95が、冷却水循環路42の冷却水Cと冷却水バイパス路43の冷却水Cとが合流した下流側の冷却水合流温度(第5温度センサ49で検出される温度)、及び貯湯用熱交換器55の入口冷却水温度(第8温度センサ57で検出される温度)と貯湯用熱交換器55の出口冷却水温度(第7温度センサ54で検出される温度)に基づいて、冷却水バイパス路43への冷却水配分流量を制御する。
以下、当該冷却水循環状態制御を、図6の制御フローに基づいて説明する。尚、当該冷却水循環状態制御は、熱電併給部41が稼働していることを条件として、実行されるものとする。
冷却水循環状態制御は、冷却水循環路42を循環する冷却水Cの循環状態を制御するものである。当該冷却水循環状態制御は、本体側制御部95が、冷却水循環路42の冷却水Cと冷却水バイパス路43の冷却水Cとが合流した下流側の冷却水合流温度(第5温度センサ49で検出される温度)、及び貯湯用熱交換器55の入口冷却水温度(第8温度センサ57で検出される温度)と貯湯用熱交換器55の出口冷却水温度(第7温度センサ54で検出される温度)に基づいて、冷却水バイパス路43への冷却水配分流量を制御する。
以下、当該冷却水循環状態制御を、図6の制御フローに基づいて説明する。尚、当該冷却水循環状態制御は、熱電併給部41が稼働していることを条件として、実行されるものとする。
本体側制御部95は、熱電併給部41が稼働し始めると、冷却水循環状態制御を開始する。
本体側制御部95は、第5温度センサ49にて検出される冷却水合流温度が、熱電併給部41にて許容される下限許容温度より高い温度である第1温度(例えば、65℃)より高いか否かを判定(#101)し、高い場合には、冷却水三方調整弁45の開度を、冷却水バイパス路43側を通流する冷却水Cの流量が増加するように制御(#102)し、冷却水合流温度が第1温度より低い場合は、何もしない。
更に、本体側制御部95は、第5温度センサ49にて検出される冷却水合流温度が、熱電併給部41にて許容される下限許容温度より高い温度である第1温度(例えば、65℃)より低いか否かを判定(#103)し、低い場合には、冷却水三方調整弁45の開度を、冷却水バイパス路43側を通流する冷却水Cの流量が減少するように制御(#104)し、冷却水合流温度が第1温度より高い場合は、何もしない。
本体側制御部95は、第5温度センサ49にて検出される冷却水合流温度が、熱電併給部41にて許容される下限許容温度より高い温度である第1温度(例えば、65℃)より高いか否かを判定(#101)し、高い場合には、冷却水三方調整弁45の開度を、冷却水バイパス路43側を通流する冷却水Cの流量が増加するように制御(#102)し、冷却水合流温度が第1温度より低い場合は、何もしない。
更に、本体側制御部95は、第5温度センサ49にて検出される冷却水合流温度が、熱電併給部41にて許容される下限許容温度より高い温度である第1温度(例えば、65℃)より低いか否かを判定(#103)し、低い場合には、冷却水三方調整弁45の開度を、冷却水バイパス路43側を通流する冷却水Cの流量が減少するように制御(#104)し、冷却水合流温度が第1温度より高い場合は、何もしない。
即ち、本体側制御部95は、上述の#101〜104の処理により、熱電併給部41としてのエンジン駆動発電機に下限許容温度より低い冷却水Cが流れて、熱電併給部41としてのエンジン駆動発電機が損傷することを防止するべく、熱電併給部41としてのエンジン駆動発電機に導かれる冷却水Cの温度が、熱電併給部41としてのエンジン駆動発電機にて許容される下限許容温度より高い温度である第1温度(例えば、65℃)になるように、冷却水三方調整弁45の開度調整を実行する。
因みに、当該冷却水循環状態制御では、冷却水流量は一定(例えば、5L/min)に制御されるものとし、冷却水三方調整弁45の冷却水バイパス路43側の開度(目標位置)は、以下の〔式1〕に従って制御される。
因みに、当該冷却水循環状態制御では、冷却水流量は一定(例えば、5L/min)に制御されるものとし、冷却水三方調整弁45の冷却水バイパス路43側の開度(目標位置)は、以下の〔式1〕に従って制御される。
目標位置=現在位置+A(冷却水合流温度−第1温度)・・・・〔式1〕
これまで説明したように、当該実施形態においては、第1温度は65℃であり、冷却水合流温度は、60℃〜73℃の間で変化するものとし、Aは正の定数であるとする。当該〔式1〕では、目標位置が大きいほど、冷却水三方調整弁45の冷却水バイパス路43側の開度は開き側へ制御される。
次に、本体側制御部95は、貯湯用熱交換器55の入口冷却水温度(第8温度センサ57で測定される温度)が、貯湯用熱交換器55の出口冷却水温度(第7温度センサ54で測定される温度)よりも所定温度(例えば、2℃)以上高いか否かを判定(#105)し、高い場合には、冷却水三方調整弁45の冷却水バイパス路43側の開度を零に設定(#106)し、所定温度以上高くなければ何もしない。
即ち、本体側制御部95は、冷却水Cが貯湯タンク90にて放熱できず吸熱して昇温する場合には、熱電併給部41としてのエンジン駆動発電機へ導かれる冷却水Cの温度を低下させるべく、冷却水Cを冷却水バイパス路43(貯湯用熱交換器55)の側へ導かない制御を行う。
即ち、本体側制御部95は、冷却水Cが貯湯タンク90にて放熱できず吸熱して昇温する場合には、熱電併給部41としてのエンジン駆動発電機へ導かれる冷却水Cの温度を低下させるべく、冷却水Cを冷却水バイパス路43(貯湯用熱交換器55)の側へ導かない制御を行う。
本体側制御部95は、冷却水三方調整弁45の冷却水バイパス路43側の開度が零になっている時間が一定時間(例えば、3分)以上続いていると判定した場合(#107)、冷却水循環状態制御終了処理として、冷却水ポンプ46を停止すると共に、熱電併給部41を停止する処理を行う。
(熱媒循環状態制御)
熱媒循環状態制御は、冷却水循環状態制御が実行されている状態において、リモコン27において暖房運転の開始ボタンが押操作された場合に実行される処理である。
当該熱媒循環状態制御は、主には、暖房運転を優先する処理である「熱媒循環状態制御第1処理」と、熱電併給部41としてのエンジン駆動発電機の過冷却を防止する処理である「熱媒循環状態制御第2処理」とを、切り換える制御であるので、まず、「熱媒循環状態制御第1処理」と「熱媒循環状態制御第2処理」との夫々について説明する。
熱媒循環状態制御は、冷却水循環状態制御が実行されている状態において、リモコン27において暖房運転の開始ボタンが押操作された場合に実行される処理である。
当該熱媒循環状態制御は、主には、暖房運転を優先する処理である「熱媒循環状態制御第1処理」と、熱電併給部41としてのエンジン駆動発電機の過冷却を防止する処理である「熱媒循環状態制御第2処理」とを、切り換える制御であるので、まず、「熱媒循環状態制御第1処理」と「熱媒循環状態制御第2処理」との夫々について説明する。
<熱媒循環状態制御第1処理>
本体側制御部95は、熱媒循環状態制御が開始されると、まず、通信部96を介して「目標温度」を受信する。当該「目標温度」は、リモコン27にて設定される暖房運転の種類(高温暖房運転と、低温暖房運転とがあり、低温暖房運転には、ホットダッシュ運転、通常低温暖房運転、床暖房低負荷運転がある)ごとに異なる値であり、暖房運転の種類が切り換えられると、本体側制御部95はその都度、「目標温度」を受信する。
本体側制御部95は、熱媒循環状態制御が開始されると、まず、通信部96を介して「目標温度」を受信する。当該「目標温度」は、リモコン27にて設定される暖房運転の種類(高温暖房運転と、低温暖房運転とがあり、低温暖房運転には、ホットダッシュ運転、通常低温暖房運転、床暖房低負荷運転がある)ごとに異なる値であり、暖房運転の種類が切り換えられると、本体側制御部95はその都度、「目標温度」を受信する。
熱媒循環状態制御第1処理においては、図8の制御フローに示すように、本体側制御部95は、筐体内本体側熱媒流路104aを通流した熱媒Hと熱媒バイパス路104bを通流した熱媒Hとの合流温度である熱媒合流温度(第12温度センサ102bにて測定される温度)が、「目標温度」より高いか否かを判定(#301)し、高い場合には、熱媒三方調整弁113の熱媒バイパス路104b側の開度を調整して、熱媒バイパス路104bを通流する熱媒の流量を減らし(#302)、低い場合には何もしない。
次に、本体側制御部95は、熱媒合流温度(第12温度センサ102bにて測定される温度)が、「目標温度」より低いか否かを判定(#303)し、低い場合には、熱媒三方調整弁113の熱媒バイパス路104b側の開度を調整して、熱媒バイパス路104bを通流する熱媒Hの流量を増やし(#304)、高い場合には何もしない。
次に、本体側制御部95は、熱媒合流温度(第12温度センサ102bにて測定される温度)が、「目標温度」より低いか否かを判定(#303)し、低い場合には、熱媒三方調整弁113の熱媒バイパス路104b側の開度を調整して、熱媒バイパス路104bを通流する熱媒Hの流量を増やし(#304)、高い場合には何もしない。
即ち、当該熱媒循環状態制御第1処理では、熱媒合流温度が「目標温度」となるように、熱媒三方調整弁113の熱媒バイパス路104b側の開度を調整する処理であり、暖房運転が優先して実行されることとなる。
因みに、当該熱媒循環状態制御第1処理では、本体側制御部95は、熱媒三方調整弁113の熱媒バイパス路104b側の開度(目標位置)は、以下の〔式2〕に従って制御される。
因みに、当該熱媒循環状態制御第1処理では、本体側制御部95は、熱媒三方調整弁113の熱媒バイパス路104b側の開度(目標位置)は、以下の〔式2〕に従って制御される。
目標位置=現在位置+B(熱媒合流温度−目標温度)・・・・〔式2〕
ここで、Bは正の定数であるとする。当該〔式2〕では、目標位置が大きいほど、熱媒三方調整弁113の熱媒バイパス路104b側の開度は開き側へ制御される。
<熱媒循環状態制御第2処理>
熱媒循環状態制御第2処理においては、図9の制御フローに示すように、本体側制御部95は、暖房用熱交換器56の出口冷却水温度(第8温度センサ57で検出される温度)が、上述した第1温度より高い温度である第2温度(例えば、70℃)より高いか否かを判定(#401)し、高い場合には、熱媒三方調整弁113の熱媒バイパス路104b側の開度を調整し、熱媒バイパス路104bを通流する熱媒Hの流量を増やし(#402)、低い場合には何もしない。
次に、本体側制御部95は、暖房用熱交換器56の出口冷却水温度(第8温度センサ57で検出される温度)が、上述した第1温度より高い温度である第2温度(例えば、70℃)より低いか否かを判定(#403)し、低い場合には、熱媒三方調整弁113の熱媒バイパス路104b側の開度を調整し、熱媒バイパス路104bを通流する熱媒の流量を減らし(#404)、高い場合には何もしない。
熱媒循環状態制御第2処理においては、図9の制御フローに示すように、本体側制御部95は、暖房用熱交換器56の出口冷却水温度(第8温度センサ57で検出される温度)が、上述した第1温度より高い温度である第2温度(例えば、70℃)より高いか否かを判定(#401)し、高い場合には、熱媒三方調整弁113の熱媒バイパス路104b側の開度を調整し、熱媒バイパス路104bを通流する熱媒Hの流量を増やし(#402)、低い場合には何もしない。
次に、本体側制御部95は、暖房用熱交換器56の出口冷却水温度(第8温度センサ57で検出される温度)が、上述した第1温度より高い温度である第2温度(例えば、70℃)より低いか否かを判定(#403)し、低い場合には、熱媒三方調整弁113の熱媒バイパス路104b側の開度を調整し、熱媒バイパス路104bを通流する熱媒の流量を減らし(#404)、高い場合には何もしない。
即ち、当該熱媒循環状態第2処理では、暖房用熱交換器56の出口冷却水温度(第8温度センサ57で検出される温度)が、上述した第1温度より高い温度である第2温度(例えば、70℃)となるように、熱媒三方調整弁113の熱媒バイパス路104b側の開度を調整する。当該処理は、熱電併給部41に導かれる冷却水Cの温度を、少なくともその下限許容温度以上に保つ処理である。
因みに、当該熱媒循環状態制御第2処理では、本体側制御部95は、熱媒三方調整弁113の熱媒バイパス路104b側の開度(目標位置)は、以下の〔式3〕に従って制御される。
因みに、当該熱媒循環状態制御第2処理では、本体側制御部95は、熱媒三方調整弁113の熱媒バイパス路104b側の開度(目標位置)は、以下の〔式3〕に従って制御される。
目標位置=現在位置+C(暖房用熱交換器の出口冷却水温度−第2温度)・・・〔式3〕
ここで、第2温度は、例えば70℃に設定され、Cは正の定数であるとする。当該〔式3〕では、目標位置が大きいほど、熱媒三方調整弁113の熱媒バイパス路104b側の開度は開き側へ制御される。
以下、上述した「熱媒循環状態制御第1処理」と「熱媒循環状態制御第2処理」の切り換え制御を含む熱媒循環状態制御について、説明する。
上述したように、熱媒循環状態制御は、冷却水循環状態制御が実行されている状態において、リモコン27で暖房運転の開始ボタンが押操作された場合に実行される処理であり、本体側制御部95は、熱媒循環状態制御が開始されると、まず、通信部96を介して「目標温度」を受信する。当該「目標温度」は、「熱媒循環状態制御第1処理」を実行する場合に用いられる。
本体側制御部95は、暖房用熱交換器56の出口冷却水温度(第8温度センサ57で検出される温度)が、第1閾値(例えば、68℃)以上か否かを判定(#201)し、第1閾値以上の十分に高い温度である場合、暖房運転を優先すべく、「熱媒循環状態制御第1処理」を実行し(#203)、第1閾値未満の場合、熱電併給部41としてのエンジン駆動発電機の過冷却を防止するべく、「熱媒循環状態制御第2処理」を実行する(#202)。
上述したように、熱媒循環状態制御は、冷却水循環状態制御が実行されている状態において、リモコン27で暖房運転の開始ボタンが押操作された場合に実行される処理であり、本体側制御部95は、熱媒循環状態制御が開始されると、まず、通信部96を介して「目標温度」を受信する。当該「目標温度」は、「熱媒循環状態制御第1処理」を実行する場合に用いられる。
本体側制御部95は、暖房用熱交換器56の出口冷却水温度(第8温度センサ57で検出される温度)が、第1閾値(例えば、68℃)以上か否かを判定(#201)し、第1閾値以上の十分に高い温度である場合、暖房運転を優先すべく、「熱媒循環状態制御第1処理」を実行し(#203)、第1閾値未満の場合、熱電併給部41としてのエンジン駆動発電機の過冷却を防止するべく、「熱媒循環状態制御第2処理」を実行する(#202)。
この後、本体側制御部95は、現状で「熱媒循環状態制御第1処理」と「熱媒循環状態制御第2処理」との何れが実行されているかを判定(#204)し、「熱媒循環状態制御第1処理」が実行されていると判定した場合、暖房用熱交換器56の出口冷却水温度(第8温度センサ57で検出される温度)が、第1閾値よりも低い第2閾値(例えば、63℃)以下か否かを判定(#205)し、第2閾値以下である場合、即ち、暖房用熱交換器56にて冷却水Cの熱が回収され過ぎている場合、熱電併給部41としてのエンジン駆動発電機の過冷却を防止するべく、「熱媒循環状態制御第2処理」を実行する(#207)。一方、暖房用熱交換器56の出口冷却水温度(第8温度センサ57で検出される温度)が、第1閾値よりも低い第2閾値(例えば、63℃)より高い場合、「熱媒循環状態制御第1処理」を実行する(#206)。
尚、本体側制御部95は、#204の判定において、「熱媒循環状態制御第2処理」が実行されていると判定した場合、#201、#202、#203と同一の処理を再度実行する(#208、#209、#210)。
次に、本体側制御部95は、暖房用熱交換器56の出口冷却水温度(第8温度センサ57で検出される温度)が、暖房用熱交換器56の入口冷却水温度(第6温度センサ50で検出される温度)よりも所定温度(例えば、2℃)以上高いか否かを判定(#211)し、所定温度以上高い場合、即ち、熱電併給部41の起動時等で暖房用熱交換器56で熱媒Hから冷却水Cのへ温熱が伝達する場合、熱媒三方調整弁113の熱媒バイパス路104b側の開度を調整して、熱媒バイパス路104bを通流する熱媒Hの流量を零にする(#212)。一方、本体側制御部95は、所定温度以上高くない場合、何もしない。
本体側制御部95は、冷却水循環状態制御が停止された、もしくはリモコン27において暖房運転の終了ボタンが押操作されたと判定した場合(#213)、熱媒循環状態制御終了処理として、熱媒三方調整弁113の熱媒バイパス路104b側の開度を調整して、熱媒バイパス路104bを通流する熱媒Hの流量を零にする。一方、冷却水循環状態制御が停止されない、且つリモコン27において暖房運転の終了ボタンが押操作されない場合、#204以降の処理を繰り返し実行する。
冷却水循環状態制御が実行されるときで、リモコン27において暖房運転の開始ボタンが押操作されておらず、熱媒循環状態制御が実行されていない場合、図3に示すような冷却水Cの循環状態が実現され、熱電併給部41の排熱が貯湯タンク90の湯水Wに貯留されることとなる。
冷却水循環状態制御が実行されるときで、リモコン27において暖房運転の開始ボタンが押操作され、熱媒循環状態制御が実行されている場合であって、図6に示す冷却水循環状態制御の#106で冷却水バイパス路43を通流する冷却水Cの流量が零にされている場合、図4に示すように、排熱を蓄熱しない暖房運転が実行されることとなる。
冷却水循環状態制御が実行されるときで、リモコン27において暖房運転の開始ボタンが押操作され、熱媒循環状態制御が実行されている場合であって、図6に示す冷却水循環状態制御の#105の判定において、貯湯用熱交換器55の入口冷却水温度(第8温度センサ57で測定される温度)が、貯湯用熱交換器55の出口冷却水温度(第7温度センサ54で測定される温度)よりも所定温度(例えば、2℃)以上高くない場合、図5に示すような排熱の一部を蓄熱する暖房運転が実行されることとなる。
〔別実施形態〕
(1)上記実施形態にあっては、熱媒バイパス路104bは、コージェネレーションシステム40の筐体の内部に配設されるものとし、当該熱媒バイパス路104bと本体側熱媒流路104とを通流する熱媒Hの配分流量を切り換える熱媒三方調整弁113についても、コージェネレーションシステム40の筐体の内部に配設されるものとした。
しかしながら、熱媒バイパス路104bは、コージェネレーションシステム40の筐体の外部まで延設する構成を採用すると共に、熱媒三方調整弁113をコージェネレーションシステム40の筐体の外部に設ける構成を採用しても構わない。
この場合、熱媒バイパス路104bは、戻りヘッダ32と熱源機側熱媒受入部16aとの直前まで延設する構成が採用されることとなり、熱媒三方調整弁113は、コージェネレーションシステム40及び熱源機10の外部へ設けられることとなる。
(1)上記実施形態にあっては、熱媒バイパス路104bは、コージェネレーションシステム40の筐体の内部に配設されるものとし、当該熱媒バイパス路104bと本体側熱媒流路104とを通流する熱媒Hの配分流量を切り換える熱媒三方調整弁113についても、コージェネレーションシステム40の筐体の内部に配設されるものとした。
しかしながら、熱媒バイパス路104bは、コージェネレーションシステム40の筐体の外部まで延設する構成を採用すると共に、熱媒三方調整弁113をコージェネレーションシステム40の筐体の外部に設ける構成を採用しても構わない。
この場合、熱媒バイパス路104bは、戻りヘッダ32と熱源機側熱媒受入部16aとの直前まで延設する構成が採用されることとなり、熱媒三方調整弁113は、コージェネレーションシステム40及び熱源機10の外部へ設けられることとなる。
(2)上記実施形態において、熱電併給部41は、エンジン駆動発電機から構成されるものであるとして説明した。しかしながら、本発明は、熱電併給部41は、固体酸化物形燃料電池や固体高分子形燃料電池等から構成しても構わない。
(3)上記実施形態では、コージェネレーションシステム40の内部において、熱媒Hを循環するための熱媒ポンプを備えない構成として、熱媒Hを循環する暖房用循環路34を構成する本体側熱媒流路104は、戻りヘッダ32に戻された熱媒Hの全量を、本体側の暖房用熱交換器56へ導いた後、直接、熱源機側熱媒受入部16aへ導くように構成した。
しかしながら、当該本体側熱媒流路104は、戻りヘッダ32に戻された熱媒Hの一部を、本体側の暖房用熱交換器56へ導いた後、一端、戻りヘッダ32に戻すように構成しても構わない。この場合、本体側熱媒流路104には、当該流路を通流する熱媒Hの流量を制御するための熱媒ポンプを設ける構成を採用することとなる。
しかしながら、当該本体側熱媒流路104は、戻りヘッダ32に戻された熱媒Hの一部を、本体側の暖房用熱交換器56へ導いた後、一端、戻りヘッダ32に戻すように構成しても構わない。この場合、本体側熱媒流路104には、当該流路を通流する熱媒Hの流量を制御するための熱媒ポンプを設ける構成を採用することとなる。
(4)上記実施形態では、熱源機10を、給湯運転と暖房運転との両方を実行可能なように、暖房機と給湯器とを組み合わせたものとして構成したが、別に当該熱源機10を暖房専用機として構成しても構わない。
(5)上記実施形態では、給湯運転において、本体側出水温度を目標出水温度に調整するために、混合部として機能する湯水三方調整弁77を備え、貯湯タンク90の上部90aから取り出した湯水Wに低温の湯水Wを混合比調整を伴って混合するように構成したが、例えば、貯湯タンク90の上層に目標出水温度の湯水Wを貯留するように構成して、かかる混合部等の構成を省略しても構わない。
(6)上記実施形態では、貯湯タンク90を、温度成層を形成する形態で加熱された湯水Wを貯留するように構成された密閉式タンクとしたが、開放式タンクとしたり、更には、加熱された湯水Wのみを貯留するように構成しても構わない。
(7)上記実施形態では、熱源機10に並設される熱電併給部41や貯湯タンク90やその他各種機器について、一の筐体内に配置して一体型に構成したが、別に、複数の筐体の夫々に分配して複数のユニットからなるものとして構わない。
(8)本願の権利範囲には、コージェネレーションシステム40と熱源機10とを、互いの間を熱媒Hを循環させる暖房用循環路34を介して接続している暖房設備も含むものとする。
上述する各実施形態の構成は、それぞれ単独で適用されるものに限られず、矛盾が生じない限り、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。
本発明は、コージェネレーションシステムの本体と、暖房放熱器へ循環される熱媒を加熱する熱源機とが別体に構成されているものにおいて、本体側と熱源機側とを適切に連携させた運転を実行することにより、全体としての熱効率を向上させながらも、熱交換器破れによる熱源機からの湯水の溢れ出しを防止可能なコージェネレーションシステム、及びそれを備えた暖房設備として好適に利用可能である。
10 :熱源機
16a :熱源機側熱媒受入部
16b :熱源機側熱媒吐出部
33 :暖房放熱器
34 :暖房用循環路
40 :コージェネレーションシステム
41 :熱電併給部
42 :冷却水循環路
43 :冷却水バイパス路
55 :貯湯用熱交換器
56 :暖房用熱交換器
58a :本体側熱媒受入部
58b :本体側熱媒吐出部
90 :貯湯タンク
95 :本体側制御部
96 :通信部
104 :本体側熱媒流路
104b :熱媒バイパス路
C :冷却水
H :熱媒
W :湯水
16a :熱源機側熱媒受入部
16b :熱源機側熱媒吐出部
33 :暖房放熱器
34 :暖房用循環路
40 :コージェネレーションシステム
41 :熱電併給部
42 :冷却水循環路
43 :冷却水バイパス路
55 :貯湯用熱交換器
56 :暖房用熱交換器
58a :本体側熱媒受入部
58b :本体側熱媒吐出部
90 :貯湯タンク
95 :本体側制御部
96 :通信部
104 :本体側熱媒流路
104b :熱媒バイパス路
C :冷却水
H :熱媒
W :湯水
Claims (6)
- 熱源機側熱媒受入部から受け入れた熱媒を予め設定された設定暖房熱媒温度に加熱し、加熱された熱媒を熱源機側熱媒吐出部から吐出して暖房用循環路にて暖房放熱器へ導く暖房運転を実行可能な熱源機に併設され、
電力と熱とを発生する熱電併給部と、
前記熱電併給部で発生した熱を回収する冷却水を循環する冷却水循環路と、
運転を制御する本体側制御部を備えたコージェネレーションシステムであって、
前記冷却水循環路の冷却水の一部または全部を、貯湯タンク内部の貯湯用熱交換器に通流して、貯湯タンクに貯留される湯水を加熱する冷却水バイパス路と、
前記暖房用循環路において、前記暖房放熱器を通過した後の熱媒の一部または全部を本体側に通流させる熱媒バイパス路と、
前記冷却水循環路を通流する冷却水と前記熱媒バイパス路を通流する熱媒とを熱交換させる暖房用熱交換器と、
前記熱源機と通信する通信部とを備え、
前記本体側制御部が、前記冷却水循環路の冷却水と前記冷却水バイパス路の冷却水が合流した下流側の冷却水合流温度に基づいて、前記冷却水バイパス路への冷却水配分流量を制御する冷却水循環状態制御を実行すると共に、
前記本体側制御部が、前記通信部を介して、前記暖房運転において前記熱源機側熱媒吐出部から吐出される熱媒の吐出温度の目標温度を受信し、当該目標温度と、前記暖房用循環路の熱媒と前記熱媒バイパス路の熱媒が合流した下流側の熱媒合流温度、及び前記暖房用熱交換器の出口冷却水温度に基づいて、前記熱媒バイパス路への熱媒配分流量を制御する熱媒循環状態制御を実行するコージェネレーションシステム。 - 前記本体側制御部が、前記冷却水合流温度が、前記熱電併給部にて許容される下限許容温度より高い温度である第1温度になるように、前記冷却水循環状態制御を実行する請求項1に記載のコージェネレーションシステム。
- 前記本体側制御部が、前記貯湯用熱交換器の出口冷却水温度が前記貯湯用熱交換器の入口冷却水温度よりも所定温度以上高い場合、前記冷却水バイパス路を通流する冷却水の流量を零として、前記冷却水循環状態制御を実行する請求項2に記載のコージェネレーションシステム。
- 前記本体側制御部が、前記暖房用熱交換器の出口冷却水温度が第1閾値以上になると、前記熱媒合流温度が前記目標温度になるように制御を切り換え、前記暖房用熱交換器の出口冷却水温度が第1閾値より低い第2閾値以下になると、前記暖房用熱交換器の出口冷却水温度が前記第1温度より高い第2温度になるように制御を切り換えて、前記熱媒循環状態制御を実行する請求項2に記載のコージェネレーションシステム。
- 前記本体側制御部が、前記暖房用熱交換器の入口冷却水温度が前記暖房用熱交換器の出口冷却水温度よりも所定温度以上高い場合、前記熱媒バイパス路を通流する熱媒の流量を零として、前記熱媒循環状態制御を実行する請求項4に記載のコージェネレーションシステム。
- 請求項1〜5の何れか一項に記載のコージェネレーションシステムを備えた暖房設備であって、
前記コージェネレーションシステムと前記熱源機とを、互いの間に熱媒を循環させる前記暖房用循環路を介して接続している暖房設備。
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JP2017048995A (ja) * | 2015-09-04 | 2017-03-09 | 大阪瓦斯株式会社 | コ−ジェネレーションシステム |
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