JP2018059644A - 発電給湯システム及び発電給湯暖房システム - Google Patents

Abstract

【課題】熱電併給装置の更なるエネルギー効率の向上を図り、システム全体のエネルギー効率をより向上させることができる発電給湯システム及び発電給湯暖房システムを提供する。
【解決手段】発電給湯システム１Ａは、熱と電力を発生する熱電併給装置１０と、熱電併給装置にて発生した熱を用いて加熱した湯水を貯湯する発電部貯湯タンク１２と、電気ヒートポンプ装置２０と、電気ヒートポンプ装置にて発生した熱を用いて加熱した湯水を貯湯する非発電部貯湯タンク３２と、発電部貯湯タンク１２から供給される湯水である発電部湯水と非発電部貯湯タンク３２から供給される湯水である非発電部湯水との少なくとも一方を含む湯水を燃焼装置（４２）にて加熱して被給湯機器に供給する燃焼熱源機４０と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、熱電併給装置と、貯湯タンクと、燃焼熱源機と、を有する発電給湯システム及び発電給湯暖房システムに関する。

例えば特許文献１には、１つの貯湯タンク内の温水を、熱電併給装置によって加熱することが可能であるとともに、ヒートポンプ装置によって加熱することも可能な貯湯式熱源装置が開示されている。貯湯タンクから取り出された温水は、給水と混合されたり、バーナ式燃焼装置によって加熱されたりして温度が調整されて給湯利用個所や暖房に利用されている。

特開２０１５−７５３２１号公報

特許文献１に記載された貯湯式熱源装置は、１つの貯湯タンクにて、熱電併給装置からの排熱と、ヒートポンプ装置にて発生させた熱とを蓄熱している。ところが熱電併給装置を高効率で運転した場合の排熱によって加熱される温水の温度と、ヒートポンプ装置を高効率で運転した場合に発生される熱によって加熱される温水の温度と、の温度差が比較的大きいので、熱バランスが悪い。例えば熱電併給装置によって加熱される温水の温度のほうが、ヒートポンプ装置によって加熱される温水の温度よりも低い場合、ヒートポンプ装置によって加熱された温水が貯湯タンク内に充填されているときには、熱電併給装置によって貯湯タンク内の温水を、それ以上の温度に加熱することができないので、熱電併給装置の排熱を捨てなければならず、熱電併給装置のエネルギー効率が低下する。

本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、熱電併給装置の更なるエネルギー効率の向上を図り、システム全体のエネルギー効率をより向上させることができる発電給湯システム及び発電給湯暖房システムを提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る発電給湯システム及び発電給湯暖房システムは次の手段をとる。まず、本発明の第１の発明は、熱と電力を発生する熱電併給装置と、前記熱電併給装置にて発生した熱を用いて加熱した湯水を貯湯する発電部貯湯タンクと、電気ヒートポンプ装置と、前記電気ヒートポンプ装置にて発生した熱を用いて加熱した湯水を貯湯する非発電部貯湯タンクと、前記発電部貯湯タンクから供給される湯水である発電部湯水と前記非発電部貯湯タンクから供給される湯水である非発電部湯水との少なくとも一方を含む湯水を燃焼装置にて加熱して被給湯機器に供給する燃焼熱源機と、を有する、発電給湯システムである。

次に、本発明の第２の発明は、上記第１の発明に係る発電給湯システムであって、前記非発電部貯湯タンクから供給される前記非発電部湯水と、前記発電部貯湯タンクから供給される前記発電部湯水を含む湯水と、を混合した第１混合水を吐出する第１混合装置と、前記第１混合装置から前記第１混合水が吐出される吐出口に一方端が接続された第１混合装置吐出配管と、を有し、前記第１混合装置吐出配管の他方端は、前記燃焼熱源機の流入口に接続されている、発電給湯システムである。

次に、本発明の第３の発明は、上記第２の発明に係る発電給湯システムであって、熱源機バイパス配管と、バイパス弁と、を有し、前記燃焼熱源機の吐出口には、熱源機吐出配管が接続されており、前記熱源機バイパス配管は、一方端が前記第１混合装置吐出配管に接続され、他方端が前記熱源機吐出配管に接続されており、前記バイパス弁は、前記熱源機バイパス配管に設けられて前記熱源機バイパス配管の開度を調整する、発電供給システムである。

次に、本発明の第４の発明は、上記第２の発明または第３の発明に係る発電給湯システムであって、第２混合装置を有し、前記第１混合装置には、前記発電部湯水を含む湯水の代わりに上水が供給されており、前記第１混合装置吐出配管の他方端は、前記燃焼熱源機の流入口の代わりに前記第２混合装置の流入口に接続されており、前記第２混合装置は、前記第１混合装置吐出配管から流入する前記第１混合水と、前記発電部貯湯タンクから供給される前記発電部湯水を含む湯水と、を混合した第２混合水を吐出し、前記第２混合装置から前記第２混合水が吐出される吐出口と、前記燃焼熱源機の流入口と、が第２混合装置吐出配管にて接続されている、発電給湯システムである。

次に、本発明の第５の発明は、上記第１の発明〜第４の発明のいずれか１つに係る発電給湯システムであって、前記電気ヒートポンプ装置に代えて、太陽熱集熱装置を有している、発電給湯システムである。

次に、本発明の第６の発明は、上記第１の発明〜第３の発明のいずれか１つに係る発電給湯システムであって、前記熱電併給装置の動作の制御と前記発電部貯湯タンクの状態の検出が可能な熱電併給制御装置と、前記電気ヒートポンプ装置の動作の制御が可能なヒートポンプ制御装置と、前記非発電部貯湯タンクの状態の検出が可能な非発電部貯湯タンク制御装置と、前記燃焼熱源機の動作の制御が可能な燃焼熱源機制御装置と、少なくとも給湯温度の指示を入力可能な給湯コントローラと、前記熱電併給制御装置と、前記ヒートポンプ制御装置と、前記非発電部貯湯タンク制御装置と、前記燃焼熱源機制御装置と、のそれぞれと互いに情報を送受信することが可能なマスタ制御装置と、を有する。そして、前記マスタ制御装置は、給湯の際、前記給湯コントローラに入力された給湯温度と各制御装置からの情報に基づいて、前記発電部貯湯タンクから供給するべき前記発電部湯水の量と、前記非発電部貯湯タンクから供給するべき前記非発電部湯水の量とを求め、求めたそれぞれの湯水の量に基づいて給湯を行う、発電給湯システムである。

次に、本発明の第７の発明は、上記第４の発明に係る発電給湯システムであって、前記熱電併給装置の動作の制御と前記発電部貯湯タンクの状態の検出が可能な熱電併給制御装置と、前記電気ヒートポンプ装置の動作の制御が可能なヒートポンプ制御装置と、前記非発電部貯湯タンクの状態の検出が可能な非発電部貯湯タンク制御装置と、前記燃焼熱源機の動作の制御が可能な燃焼熱源機制御装置と、前記第２混合装置の動作の制御が可能な混合制御装置と、少なくとも給湯温度の指示を入力可能な給湯コントローラと、前記熱電併給制御装置と、前記ヒートポンプ制御装置と、前記非発電部貯湯タンク制御装置と、前記燃焼熱源機制御装置と、前記混合制御装置と、のそれぞれと互いに情報を送受信することが可能なマスタ制御装置と、を有する。そして、前記マスタ制御装置は、給湯の際、前記給湯コントローラに入力された給湯温度と各制御装置からの情報に基づいて、前記発電部貯湯タンクから供給するべき前記発電部湯水の量と、前記非発電部貯湯タンクから供給するべき前記非発電部湯水の量とを求め、求めたそれぞれの湯水の量に基づいて給湯を行うとともに、混合装置制御量を求め、求めた前記混合装置制御量を前記混合制御装置に送信し、前記混合制御装置は、前記マスタ制御装置から前記混合装置制御量を受信すると、受信した前記混合装置制御量に基づいて、前記発電部湯水の割合と、前記非発電部湯水の割合と、を調整する、発電給湯システムである。

次に、本発明の第８の発明は、上記第６の発明または第７の発明に係る発電給湯システムであって、前記マスタ制御装置は、給湯の際に前記発電部湯水からの供給量と前記非発電部湯水からの供給量とを求めるとき、前記非発電部湯水からの供給よりも前記発電部湯水からの供給を優先させ、前記発電部湯水を優先的に使用する、発電給湯システムである。

次に、本発明の第９の発明は、上記第６の発明〜第８の発明のいずれか１つに係る発電給湯システムであって、予め設定されたエリア内へ供給する電力を分配する分電盤を有し、前記分電盤には、商用電力が供給されるとともに前記熱電併給装置にて発生させた電力が供給されており、前記電気ヒートポンプ装置、前記燃焼熱源機には、前記分電盤から電力が供給されており、前記マスタ制御装置は、前記商用電力から前記分電盤に供給された電力需要量と、前記熱電併給装置にて発生させた発電量と、前記発電部貯湯タンクに貯湯されている前記発電部湯水の量と、前記非発電部貯湯タンクに貯湯されている前記非発電部湯水の量と、前記発電部湯水及び前記非発電部湯水から給湯に使用された給湯量と、を時刻に対応させて複数日分記憶しており、当該記憶に基づいて、時刻に対応させた前記熱電併給装置と前記電気ヒートポンプ装置の運転予定を含むスケジュールを作成し、作成した前記スケジュールに基づいて熱電併給装置と電気ヒートポンプ装置の運転を制御する、発電給湯システムである。

次に、本発明の第１０の発明は、上記第９の発明に係る発電給湯システムであって、前記マスタ制御装置は、前記スケジュールを作成する際、前記電気ヒートポンプ装置を動作させるヒートポンプ動作時間帯を、前記熱電併給装置における発電効率が最も高くなる発電量である最高効率発電量よりも前記電力需要量が低い発電低効率時間帯に優先的に設定することで、前記発電低効率時間帯における前記熱電併給装置の発電量を前記最高効率発電量に近づける、発電給湯システムである。

次に、本発明の第１１の発明は、上記第１の発明〜第４の発明、第６の発明〜第１０の発明のいずれか１つに係る発電給湯システムであって、前記電気ヒートポンプ装置は、前記熱電併給装置に隣接する位置に配置されており、前記熱電併給装置は、発生した熱の一部を前記電気ヒートポンプ装置に供給する、発電給湯システムである。

次に、本発明の第１２の発明は、上記第１の発明〜第４の発明、第６の発明〜第１１の発明のいずれか１つに係る発電給湯システムを用いた発電給湯暖房システムであって、熱媒を用いて暖房する熱媒暖房装置と、前記熱媒暖房装置による暖房温度の指示を入力可能な暖房コントローラと、を有し、前記熱媒は、前記燃焼熱源機と前記熱媒暖房装置とに接続された熱媒循環配管内で循環されており、前記熱媒循環配管には、前記熱媒を前記電気ヒートポンプ装置へと導くことが可能な熱媒ヒートポンプ往配管と、前記電気ヒートポンプ装置にて加熱した前記熱媒を前記熱媒循環配管へと戻す熱媒ヒートポンプ戻り配管と、が接続されており、前記マスタ制御装置は、前記暖房コントローラに入力された暖房温度に基づいて、前記燃焼熱源機と前記電気ヒートポンプ装置の運転を制御する、発電給湯暖房システムである。

第１の発明によれば、発電部貯湯タンクと、非発電部貯湯タンクとの２つの貯湯タンクを有し、熱電併給装置の排熱を発電部貯湯タンクに蓄え、電気ヒートポンプ装置からの熱を非発電部貯湯タンクに蓄える。これにより、１つの貯湯タンクで蓄熱する場合と比較して、熱バランスの悪化を解消し、熱電併給装置の排熱を捨てる頻度を減らすことができるので、熱電併給装置の更なるエネルギー効率の向上を図ることができる。

第２の発明によれば、発電部湯水を含む湯水と非発電部湯水とを混合して第１混合水を吐出する第１混合装置を有し、発電部湯水を積極的に使用することで、熱電併給装置の排熱を捨てる頻度を減らし、熱電併給装置の更なるエネルギー効率の向上を図ることができる。

第３の発明によれば、燃焼熱源機から吐出された湯水に、バイパス弁で流量を調整された熱源機バイパス配管からの湯水を混合することで、例えば５［℃］以上の昇温しかできないような燃焼熱源機であっても、５[℃]未満の昇温を可能とする。従って、発電給湯システム全体のエネルギー効率をより向上させることができる。

第４の発明によれば、第１混合装置と第２混合装置を有することで、発電部湯水を更に積極的に使用することが可能となり、熱電併給装置の排熱を捨てる頻度を更に減らし、熱電併給装置の更なるエネルギー効率の向上を図ることができる。

第５の発明によれば、電気ヒートポンプの代わりに太陽熱集熱装置を有することで、発電給湯システム全体のエネルギー効率をより向上させることができる。また太陽熱集熱装置による蓄熱量は、天候や季節や時間帯に対して変動して不安定であるが、発電部貯湯タンクと非発電部貯湯タンクとを別々にしているので、熱電併給装置と太陽熱集熱装置のそれぞれからの蓄熱を効率よく行うことができる。

第６の発明によれば、マスタ制御装置を設けてシステム全体のコントロールを行うことで、適切かつ効率よくシステム全体を動作させることができる。また熱電併給装置、電気ヒートポンプ、非発電部貯湯タンク、燃焼熱源機等が既存の機器である場合、マスタ制御装置の開発に注力すればよく、システムの開発を効率よく行うことができる。

第７の発明によれば、第６の発明と同様に、マスタ制御装置を設けてシステム全体のコントロールを行うことで、適切かつ効率よくシステム全体を動作させることが可能であり、システムの開発を効率よく行うことができる。さらに、第２混合装置を適切に制御することができる。

第８の発明によれば、給湯の際、非発電部湯水よりも発電部湯水の使用を優先することで、熱電併給装置の排熱を捨てる頻度を減らすことができるので、熱電併給装置の更なるエネルギー効率の向上を図ることができる。

第９の発明によれば、マスタ制御装置を用いて、エネルギー効率のよい熱電併給装置と電気ヒートポンプ装置の運転を行うスケジュールを適切に作成し、作成したスケジュールに基づいて熱電併給装置と電気ヒートポンプ装置を運転する。これにより、熱電併給装置の運転による発電と発電部湯水の貯湯、電気ヒートポンプ装置による電力消費と非発電部湯水の貯湯、そして給湯、を効率よく行うことができる。

第１０の発明によれば、熱電併給装置のエネルギー効率を更に向上させることができる。

第１１の発明によれば、熱電併給装置にて発生した熱であって発電部湯水に蓄熱されなかった熱を、電気ヒートポンプ装置にて利用することで、システム全体のエネルギー効率をより向上させることができる。

第１２の発明によれば、エネルギー効率のよいシステムにて、給湯だけでなく暖房も行うことができるので、システム全体のエネルギー効率をより向上させることができる。

第１の実施の形態の発電給湯システムの全体構成の例を説明する図である。 熱電併給装置及び電気ヒートポンプ装置に対して、予測した電力需要量及び給湯量と、計画した熱電併給装置及び電気ヒートポンプ装置の運転スケジュールと、貯湯量の状態とを説明する図である。 第２の実施の形態の発電給湯システムの全体構成の例を説明する図である。 第３の実施の形態の発電給湯システムの全体構成の例を説明する図である。 第４の実施の形態の発電給湯システムの全体構成の例を説明する図である。 第５の実施の形態の発電給湯システムの全体構成の例を説明する図である。 第６の実施の形態の発電給湯システムの全体構成の例を説明する図である。 第７の実施の形態である発電給湯暖房システムの全体構成の例を説明する図である。

以下に本発明を実施するための第１の形態〜第７の実施の形態を、図面を用いて説明する。なお、いずれの実施の形態も、一般的な住宅に適用した発電給湯システム（または発電給湯暖房システム）の例を示している。

●［第１の実施の形態の発電給湯システム１Ａの全体構成（図１）］
図１に示すように、第１の実施の形態の発電給湯システム１Ａは、発電部貯湯タンク１２を有する熱電併給装置１０、電気ヒートポンプ装置２０、非発電部貯湯タンク３２を有する主貯湯装置３０、燃焼熱源機４０、給湯コントローラ４０Ｒ、マスタ制御装置５０等を有している。

熱電併給装置１０は、例えば家庭用燃料電池コージェネレーションシステムであり、熱電併給制御装置１１と、発電部貯湯タンク１２と、ポンプ１２Ｐと、発電機１３と、インバータ１４と、送風ファン１５と、湯水混合装置１６等を有している。熱電併給制御装置１１は、通信線５１Ｔを介してマスタ制御装置５０と互いに通信可能である。熱電併給制御装置１１は、マスタ制御装置５０から送信される情報（駆動指示等）に基づいて、発電機１３、インバータ１４、ポンプ１２Ｐ、送風ファン１５を制御する。

発電機１３には、都市ガス等の燃料が供給されており、当該燃料と空気中の酸素を用いて発電し、発電した電力をインバータ１４に出力する。また発電の際に発生した排熱を用いて、例えばポンプ１２Ｐを用いて発電部貯湯タンク１２内の湯水または閉回路内の熱媒１３Ｎを循環させて発電部貯湯タンク１２内の発電部湯水を加熱する。またインバータ１４は、発電機１３から入力された電力を、商用電力の周波数及び振幅と同じ交流電力に変換して位相を調整して分電盤７０に出力する。熱電併給装置１０から分電盤７０へと電力を供給する電力線１０Ｅには電力検出手段１０Ｓ（電力検出センサ等）が設けられており、マスタ制御装置５０は、電力検出手段１０Ｓからの検出信号に基づいて、熱電併給装置１０から分電盤７０へと供給された電力を検出することができる。湯水混合装置１６は、発電部貯湯タンク１２内の発電部湯水と、配管１２Ｈを介して供給される上水とが供給され、供給された発電部湯水と上水とを混合した混合水を発電部吐出配管１２Ｊへと吐出する。また湯水混合装置１６における発電部湯水と上水との混合比は、熱電併給制御装置１１から制御される。

発電部貯湯タンク１２には、配管１２Ｈを介して上水（例えば水道水）が供給されており、熱電併給制御装置１１は、マスタ制御装置５０からの情報等に基づいて、上水を発電部貯湯タンク１２内に取り込む。なお、発電部貯湯タンク１２の貯湯容量は、非発電部貯湯タンク３２の貯湯容量よりも小さい。発電部貯湯タンク１２内の発電部湯水は、上述したように、例えば熱媒１３Ｎを介して加熱される。また発電部貯湯タンク１２内の発電部湯水は、非発電部貯湯タンク３２内の非発電部湯水が吐出されると、上水の圧力等を利用して、湯水混合装置１６にて発電部湯水を含む湯水（混合水）とされて発電部吐出配管１２Ｊを介して発電部貯湯タンク１２から非発電部貯湯タンク３２へ向けて吐出される。なお、図示省略するが、発電部貯湯タンク１２には、種々の位置に温度検出手段や水位検出手段が設けられており、熱電併給制御装置１１は、発電部貯湯タンク１２内の発電部湯水の量及び温度を検出することができる。

熱電併給制御装置１１は、熱電併給装置１０の内部温度（温度検出手段は図示省略）を検出し、熱電併給装置１０の内部の冷却が必要であると判断した場合は、送風ファン１５を駆動する。また送風ファン１５の送風方向の先には、電気ヒートポンプ装置２０が近接するように配置されている。そして送風ファンによる温風は、電気ヒートポンプ装置２０の霜取りや電気ヒートポンプによる加熱等に利用される。従って、熱電併給装置１０で発生した熱であって発電部貯湯タンクに蓄熱されなかった熱は、送風ファンによって熱電併給装置１０から捨てられるが、この熱をも本願では電気ヒートポンプ装置２０にて利用する。従って、システム全体のエネルギー効率をより向上させることができる。なお、ダクト等を介して温風を電気ヒートポンプ装置に送ってもよいし、熱交換機や熱媒等を介して電気ヒートポンプ装置に熱を送ってもよい。

電気ヒートポンプ装置２０は、ヒートポンプ制御装置２１と、電気ヒートポンプ２３と、熱交換器２４と、ポンプ２４Ｐ等を有している。ヒートポンプ制御装置２１は、通信線５２Ｔを介してマスタ制御装置５０と互いに通信可能であり、通信線３２Ｔを介して非発電部貯湯タンク制御装置３１と互いに通信可能である。ヒートポンプ制御装置２１は、マスタ制御装置５０や非発電部貯湯タンク制御装置３１から送信される情報（駆動指示等）に基づいて、電気ヒートポンプ２３、ポンプ２４Ｐを制御する。

電気ヒートポンプ装置２０には、分電盤７０から電力線２０Ｅを介して電力が供給されており、電力線２０Ｅには電力検出手段２０Ｓ（電力検出センサ等）が設けられている。マスタ制御装置５０は、電力検出手段２０Ｓからの検出信号に基づいて、分電盤７０から電気ヒートポンプ装置２０へ供給された電力（すなわち、電気ヒートポンプ装置２０の消費電力）を検出することができる。

電気ヒートポンプ２３は、ヒートポンプ制御装置２１から制御されると、熱交換器２４を介して、非発電部貯湯タンク３２内の非発電部湯水を加熱する。ポンプ２４Ｐは、非発電部貯湯タンク３２の下部に設けられた配管２４Ｈから取り出された非発電部湯水を熱交換器２４に導き、熱交換器２４にて加熱された湯水を、配管２４Ｊを介して非発電部貯湯タンク３２の上部に戻す。

主貯湯装置３０は、非発電部貯湯タンク制御装置３１と、非発電部貯湯タンク３２等を有している。非発電部貯湯タンク制御装置３１は、通信線５３Ｔを介してマスタ制御装置５０と互いに通信可能であり、通信線３２Ｔを介してヒートポンプ制御装置２１と互いに通信可能であり、通信線３４Ｔを介して燃焼熱源機制御装置４１と互いに通信可能である。非発電部貯湯タンク制御装置３１は、マスタ制御装置５０またはヒートポンプ制御装置２１または燃焼熱源機制御装置４１から送信される情報（駆動指示等）に基づいて、主貯湯装置３０の出湯温度を制御する。

非発電部貯湯タンク３２には、発電部吐出配管１２Ｊを介して発電部貯湯タンク１２内の発電部湯水を含む湯水（発電部湯水と上水との混合水）が供給されている。非発電部貯湯タンク３２内から非発電部湯水が吐出されると、上水の圧力等を利用して発電部吐出配管１２Ｊを介して発電部貯湯タンク１２内の発電部湯水を含む湯水（発電部湯水と上水との混合水）が、非発電部貯湯タンク３２に向けて吐出される。なお、燃焼熱源機４０の流入口に接続された熱源機流入配管４２Ｈは、非発電部吐出配管３２Ｊと一体とされている。また主貯湯装置３０には、電力線３０Ｅにて燃焼熱源機４０から電力が供給されている。なお、図示省略するが、非発電部貯湯タンク３２には、種々の位置に温度検出手段や水位検出手段が設けられており、非発電部貯湯タンク制御装置３１は、非発電部貯湯タンク３２内の非発電部湯水の量及び温度を検出することができる。

燃焼熱源機４０は、例えば都市ガスを燃料とするいわゆるボイラであり、燃焼熱源機制御装置４１と、加熱バーナ４２等を有している。燃焼熱源機制御装置４１は、通信線５４Ｔを介してマスタ制御装置５０と互いに通信可能であり、通信線３４Ｔを介して非発電部貯湯タンク制御装置３１と互いに通信可能である。また燃焼熱源機制御装置４１は、通信線４０Ｔを介して給湯コントローラ４０Ｒと互いに通信可能である。燃焼熱源機制御装置４１は、給湯コントローラ４０Ｒから送信される情報（給湯温度情報等）や、マスタ制御装置５０や非発電部貯湯タンク制御装置３１から送信される情報（駆動指示等）に基づいて、加熱バーナ４２を制御する。

加熱バーナ４２（燃焼装置に相当）は、熱源機流入配管４２Ｈから流入された温水を加熱し、加熱した温水を熱源機吐出配管４２Ｊから吐出する。熱源機吐出配管４２Ｊから給湯配管Ｈへと吐出された温水は、給湯を要求している個所（浴槽、洗面台、キッチン等）の被給湯装置に供給される。

給湯コントローラ４０Ｒは、例えばリビングやキッチン等の部屋内に設けられており、ユーザから給湯温度情報や、浴槽の湯張時間及び湯張温度を含む湯張情報等が入力される。そして給湯温度情報や湯張情報等は、給湯コントローラ４０Ｒから燃焼熱源機制御装置４１に送信され、燃焼熱源機制御装置４１からマスタ制御装置５０へと送信される。マスタ制御装置５０は、後述するスケジュール（熱電併給装置１０や電気ヒートポンプ装置２０の運転スケジュール）を作成する際、当該給湯温度情報及び湯張情報を利用する。

燃焼熱源機４０には、分電盤７０から電力線４０Ｅを介して電力が供給されており、電力線４０Ｅには電力検出手段４０Ｓ（電力検出センサ等）が設けられている。マスタ制御装置５０は、電力検出手段４０Ｓからの検出信号に基づいて、分電盤７０から燃焼熱源機４０及び主貯湯装置３０（電力線３０Ｅより）及びマスタ制御装置５０（電力線５０Ｅより）へ供給された電力（すなわち、燃焼熱源機４０及び主貯湯装置３０及びマスタ制御装置５０の消費電力）を検出することができる。

分電盤７０には、電力線７０Ｅを介して商用電力が供給されており、電力線１０Ｅを介して熱電併給装置１０にて発電した電力が供給されている。そして分電盤７０は、電力線２０Ｅを介して電気ヒートポンプ装置２０に電力を供給し、電力線４０Ｅを介して燃焼熱源機４０及び主貯湯装置３０及びマスタ制御装置５０に電力を供給し、電力線Ｅを介して住宅内の種々の機器に電力を供給する。電力線７０Ｅには電力検出手段７０Ｓ（電力検出センサ等）が設けられており、マスタ制御装置５０は、電力検出手段７０Ｓからの検出信号に基づいて、商用電力から供給された電力を検出することができる。

●［マスタ制御装置による、熱電併給装置と電気ヒートポンプ装置の運転スケジュールの作成手順の例（図２）］
マスタ制御装置５０は、電力検出手段７０Ｓ、１０Ｓからの検出信号に基づいて、対象とする住宅での（予め設定されたエリア内での）、時刻に応じた電力需要量を検出することができる。またマスタ制御装置５０は、給湯配管Ｈに設けられた給湯量検出手段（図示省略）からの検出信号に基づいて、対象とする住宅での、時刻に応じた給湯量を検出することができる。マスタ制御装置５０は、時刻に応じた電力需要量、時刻に応じた給湯量を、複数日にわたって記憶し、例えば曜日毎のスケジュール（熱電併給装置１０の運転スケジュールや電気ヒートポンプ装置２０の運転スケジュールを含む）を作成し、作成したスケジュールに基づいて熱電併給装置１０や電気ヒートポンプ装置２０の運転を制御する（制御装置毎の運転の指示を、各制御装置に送信する）。

例えば図２は、マスタ制御装置５０が、ある日曜日のスケジュールを、前日の土曜日に作成した例を示している。時刻に応じた電力需要量（予測）及び給湯量（予測）は、マスタ制御装置５０が記憶している過去の複数日分の日曜日の平均等から求められる。時刻に応じた熱電併給装置発電量である熱電併給装置の運転スケジュール（計画）を作成する際、マスタ制御装置は、電力需要量（予測）以下かつ熱電併給装置最高効率発電量以下として求め、図２における１段目の図のハッチングを施した部分を、熱電併給装置の運転スケジュール（計画）として作成する。また時刻に応じた給湯量を確保するために電気ヒートポンプ装置の運転スケジュールを作成する際、マスタ制御装置は、それぞれの給湯量（予測）の前に、発電部貯湯タンクと非発電部貯湯タンクに充分な貯湯量を確保し、かつ貯湯している湯水を適切な温度まで昇温しておくように電気ヒートポンプ装置の運転スケジュール（計画）を作成する。図２における４段目の図の実線のハッチング部分が、電気ヒートポンプ装置の運転スケジュール（計画）の例である。なおマスタ制御装置は、スケジュールを作成する際、給湯コントローラ４０Ｒからの給湯温度情報と湯張情報を考慮して作成する。そして、マスタ制御装置は、給湯の際、給湯コントローラに入力された給湯温度と各制御装置からの情報に基づいて、発電部貯湯タンクから供給するべき発電部湯水の量と、非発電部貯湯タンクから供給するべき非発電部湯水の量とを求め、求めたそれぞれの湯水の量に基づいて給湯を行う。

ここで、熱電併給装置のエネルギー効率をより向上させてシステム全体のエネルギー効率を向上させるために、マスタ制御装置は、以下のように、熱電併給装置の運転スケジュール（計画）と、電気ヒートポンプ装置の運転スケジュール（計画）を修正する。

図２の１段目の図に示すように、時刻０時〜時刻５時の区間では、熱電併給装置の発電量が低く、最高効率発電量に達していないので、熱電併給装置のエネルギー効率がやや低い。しかし、発電した電力が消費されないのに発電しても無駄となる。そこでマスタ制御装置は、熱電併給装置の発電量が最高効率発電量よりも低い時刻（時間帯）、かつ電気ヒートポンプ装置が運転されていない時刻（この場合、時刻０時〜時刻５時）で、電気ヒートポンプ装置を運転して熱電併給装置の発電量を最高効率発電量に近づけるようにスケジュールを修正する。つまり、マスタ制御装置は、電気ヒートポンプ装置の動作時間帯（運転時間帯）を、熱電併給装置の最高効率発電量よりも電力需要量が低い発電低効率時間帯（図２の１段目の図の場合、時刻０時〜時刻５時の時間帯）に優先的に設定する。これにより、発電低効率時間帯における熱電併給装置の発電量を最高効率発電量に近づけることが可能となり、熱電併給装置のエネルギー効率をより向上させてシステム全体のエネルギー効率をより向上させることができる。

この結果、マスタ制御装置は、１段目の図における時刻０時〜時刻５時の電力需要量（予測）を、点線のように修正する。またマスタ制御装置は、２段目の図における時刻０時〜時刻５時の発電部貯湯タンク貯湯量（計画）も点線のように修正する。そしてマスタ制御装置は、４段目の図における時刻０時〜時刻５時に、電気ヒートポンプ装置の運転スケジュール（計画）にスケジュールＢ１を追加する。そしてマスタ制御装置は、電力需要量が熱電併給装置の最高効率発電量を超えている時刻（時間帯）、かつ電気ヒートポンプ装置の運転がスケジュールされている中から、追加したスケジュールＢ１へと移動してもよいスケジュール部分（４段目の図の例ではスケジュールＢ２）を削除する。つまり、スケジュールＢ２をスケジュールＢ１に移動させ、熱電併給装置の最高効率発電量で発電できる時間を長くする。

この結果、マスタ制御装置は、１段目の図における時刻０時〜時刻５時の電力需要量、及び時刻１５時〜時刻２４時の電力需要量を点線のように修正し、時刻０時〜時刻５時の熱電併給装置の発電量を最高効率発電量に近づけるように修正し、２段目の図における時刻０時〜時刻５時の発電部貯湯タンクの貯湯量（計画）を点線のように修正する。またマスタ制御装置は、４段目の図における時刻１５時〜時刻２０時のスケジュールＢ２を、時刻０時〜時刻５時のスケジュールＢ１へと移動させるように修正する。そしてマスタ制御装置は、３段目の図における非発電部貯湯タンクの貯湯量（計画）を、上記の修正内容に基づいて点線のように修正する。以上により、熱電併給装置の更なるエネルギー効率を向上させてシステム全体のエネルギー効率をより向上させることができる。

なお、発電部貯湯タンク１２に貯湯される発電部湯水の温度は、刻々と変化する発電出力や給湯利用状況等に依存するが、発電部と非発電部で貯湯タンクを別々に設け、発電部に内蔵された湯水混合装置１６を用いて発電部湯水と上水とを混合して、非発電部貯湯タンク３２に貯湯されている非発電部湯水の温度よりも低い温度にして非発電部貯湯タンク３２に供給することで、熱バランスの悪化を解消し、エネルギー効率をより向上させることができる。図１に示す第１の実施の形態では、発電部貯湯タンク１２内の発電部湯水を、発電部吐出配管１２Ｊを介して非発電部貯湯タンク３２に送り、非発電部貯湯タンク３２内の非発電部湯水を、非発電部吐出配管３２Ｊ及び熱源機流入配管４２Ｈを介して燃焼熱源機４０に送る構成である。マスタ制御装置は、給湯の際、発電機湯水を優先して使用することで、熱電併給装置の更なるエネルギー効率を向上させてシステム全体のエネルギー効率をより向上させることができる。

●［第２の実施の形態の発電給湯システム１Ｂの全体構成（図３）］
次に図３を用いて、第２の実施の形態の発電給湯システム１Ｂについて説明する。図３に示す第２の実施の形態の発電給湯システム１Ｂは、図１に示す第１の実施の形態の発電給湯システム１Ａに対して、主貯湯装置３０に第１混合装置３３が追加されている点、及び第１混合装置３３の周囲の配管の接続状態が異なる。以下、この相違点を主に説明する。その他の点については第１の実施の形態と同様であるので説明を省略する。

第１混合装置３３には、非発電部吐出配管３２Ｊを介して非発電部貯湯タンク３２内の非発電部湯水と、発電部吐出配管１２Ｊから分岐した配管３３Ｈを介して発電部貯湯タンク１２内の発電部湯水を含む湯水（発電部湯水と上水との混合水）と、が供給されている。そして第１混合装置３３は、供給された非発電部湯水と、発電部湯水を含む湯水と、を混合した第１混合水を、第１混合装置吐出配管３３Ｊから吐出する。また第１混合装置吐出配管３３Ｊは、一方端が第１混合装置３３の吐出口に接続され、他方端が熱源機流入配管４２Ｈと一体となって燃焼熱源機４０の流入口に接続されている。また第１混合装置３３は、非発電部貯湯タンク制御装置３１から混合比等が制御される。非発電部貯湯タンク制御装置３１は、マスタ制御装置５０から指示された目標温度と、非発電部湯水の温度と、発電部湯水の温度と、に基づいて、第１混合水の温度が目標温度となるように、第１混合装置３３の混合比を制御する。

第２の実施の形態の発電給湯システム１Ｂでは、第１混合装置３３を有することで、燃焼熱源機４０に供給する湯水の温度を調整することができる（比較的温度が低い発電部湯水にて比較的温度が高い非発電部湯水の温度を下げることができる）。従って発電給湯システム１Ｂは、第１の実施の形態の発電給湯システム１Ａよりも非発電部湯水の温度を高い温度に保持して給湯時に自由に温度調整できるので、燃焼熱源機の燃料の節約が可能となり、より高いエネルギー効率で給湯を行うことができる。

●［第３の実施の形態の発電給湯システム１Ｃの全体構成（図４）］
次に図４を用いて、第３の実施の形態の発電給湯システム１Ｃについて説明する。図４に示す第３の実施の形態の発電給湯システム１Ｃは、図３に示す第２の実施の形態の発電給湯システム１Ｂに対して、主貯湯装置３０（または燃焼熱源機４０）に、熱源機バイパス配管３３Ｂと、バイパス弁３３Ｖが追加されている点が異なる。以下、この相違点を主に説明する。その他の点については第２の実施の形態と同様であるので説明を省略する。

熱源機バイパス配管３３Ｂは、一方端が第１混合装置吐出配管３３Ｊに接続され、他方端が熱源機吐出配管４２Ｊに接続されている。またバイパス弁３３Ｖは、熱源機バイパス配管３３Ｂに設けられており、非発電部貯湯タンク制御装置３１（または燃焼熱源機制御装置４１）から制御され、熱源機バイパス配管３３Ｂの開度を調整する。

第３の実施の形態の発電給湯システム１Ｃでは、熱源機バイパス配管３３Ｂ及びバイパス弁３３Ｖを有することで、燃焼熱源機４０のエネルギー効率を向上させる。例えば燃焼熱源機４０には、１［℃］〜５［℃］の温度上昇をすることができず、５［℃］以上の温度上昇しかできないものがある。例えば４０［℃］の湯水の給湯を所望したが第１混合装置３３からは３８［℃］までの湯水しか吐出できない場合、第１混合装置３３にて３５［℃］まで温度を下げて吐出し、燃焼熱源機４０で４０［℃］まで昇温しなければならない。しかし、第３の実施の形態では、燃焼熱源機４０で４３［℃］まで昇温して熱源機バイパス配管３３Ｂから３８［℃］の湯水と混合して４０［℃］とすることができるので、燃焼熱源機に湯水を供給する際、湯水の温度を必要以上に下げる必要がなく、燃焼熱源機の燃料を節約することができる。すなわち、システム全体のエネルギー効率をより向上させることができる。

●［第４の実施の形態の発電給湯システム１Ｄの全体構成（図５）］
次に図５を用いて、第４の実施の形態の発電給湯システム１Ｄについて説明する。図５に示す第４の実施の形態の発電給湯システム１Ｄは、図３に示す第２の実施の形態の発電給湯システム１Ｂに対して、第２混合装置６０が追加されている点、及び第２混合装置６０の周囲の配管の接続状態が異なる。以下、この相違点を主に説明する。その他の点については第２の実施の形態と同様であるので説明を省略する。

第２混合装置６０には、第１混合装置３３からの第１混合水と、発電部吐出配管１２Ｊを介して発電部貯湯タンク１２内の発電部湯水を含む湯水（発電部湯水と上水との混合水）と、が供給されている。そして第２混合装置６０は、供給された第１混合水と、発電部湯水を含む湯水と、を混合した第２混合水を、第２混合装置吐出配管６０Ｊ（熱源機流入配管４２Ｈと一体とされている）から吐出する。第２混合装置吐出配管６０Ｊ（熱源機流入配管４２Ｈ）は、一方端が第２混合装置６０の吐出口に接続され、他方端が燃焼熱源機４０の流入口に接続されている。

また第２混合装置６０は混合制御装置６１を有しており、混合制御装置６１は、通信線５６Ｔを介してマスタ制御装置５０と互いに通信可能である。第２混合装置６０は、マスタ制御装置５０からの指示に基づいて、混合比が制御される。マスタ制御装置は、給湯の際、給湯コントローラに入力された給湯温度情報と各制御装置からの情報に基づいて、発電部貯湯タンクから供給するべき発電部湯水の量と、非発電部貯湯タンクから供給するべき非発電部湯水の量とを求め、求めたそれぞれの湯水の量に基づいて給湯を行うとともに、混合装置制御量を求め、求めた混合装置制御量を混合制御装置に送信する。そして混合制御装置は、マスタ制御装置から混合装置制御量を受信すると、受信した混合装置制御量に基づいて、発電部湯水の割合と非発電部湯水の割合（混合割合）を調整する。

また第１混合装置３３には、発電部吐出配管１２Ｊからの発電部湯水を含む湯水（発電部湯水と上水との混合水）の代わりに、配管３３Ｈから上水が供給されている。従って第４の実施の形態では、第１混合装置３３は、非発電部湯水と上水とを混合した第１混合水を、第１混合装置吐出配管３３Ｊから吐出する。また第１混合装置吐出配管３３Ｊは、一方端が第１混合装置３３の吐出口に接続され、他方端が第２混合装置６０の一方の流入口に接続されている（第２混合装置６０の他方の流入口には発電部吐出配管１２Ｊが接続されている）。

また非発電部貯湯タンク３２には、発電部吐出配管１２Ｊからの発電部湯水を含む湯水（発電部湯水と上水との混合水）の代わりに、配管３２Ｈから上水が供給されている。非発電部貯湯タンク制御装置３１は、マスタ制御装置５０からの情報等に基づいて、上水（例えば水道水）を非発電部貯湯タンク３２内に取り込む。

第４の実施の形態の発電給湯システム１Ｄでは、第２混合装置６０を有し、かつ第１混合装置３３に上水を供給することで、第１混合装置からの第１混合水の温度調整範囲を広くして、第２混合装置６０に供給する発電部湯水の量を、より多くすることができる。つまり、発電部貯湯タンク１２内の発電部湯水を優先的に使用する際に便利である。

●［第５の実施の形態の発電給湯システム１Ｅの全体構成（図６）］
次に図６を用いて、第５の実施の形態の発電給湯システム１Ｅについて説明する。図６に示す第５の実施の形態の発電給湯システム１Ｅは、図５に示す第４の実施の形態の発電給湯システム１Ｄに対して、主貯湯装置３０（または燃焼熱源機４０）に、第３の実施の形態にて説明した熱源機バイパス配管３３Ｂ及びバイパス弁３３Ｖが追加されている点が異なる。以下、この相違点を主に説明する。その他の点については第４の実施の形態と同様であるので説明を省略する。

熱源機バイパス配管３３Ｂは、第３の実施の形態と同様、一方端が第１混合装置吐出配管３３Ｊに接続され、他方端が熱源機吐出配管４２Ｊに接続されている。またバイパス弁３３Ｖは、熱源機バイパス配管３３Ｂに設けられており、非発電部貯湯タンク制御装置３１（または燃焼熱源機制御装置４１）から制御され、熱源機バイパス配管３３Ｂの開度を調整する。

第５の実施の形態の発電給湯システム１Ｅでは、第３の実施の形態と同様、燃焼熱源機４０のエネルギー効率を向上させてシステム全体のエネルギー効率をより向上させることができる。また第４の実施の形態と同様、第２混合装置６０を有し、かつ第１混合装置３３に上水を供給することで、発電部貯湯タンク１２内の発電部湯水を優先的に使用する際に便利である。

●［第６の実施の形態の発電給湯システム１Ｆの全体構成（図７）］
次に図７を用いて、第６の実施の形態の発電給湯システム１Ｆについて説明する。図７に示す第６の実施の形態の発電給湯システム１Ｆは、図６に示す第５の実施の形態の発電給湯システム１Ｅに対して、電気ヒートポンプ装置２０に代えて太陽熱集熱装置９０を有し、主貯湯装置３０がポンプ２４Ｐを有している点が異なる。また電気ヒートポンプ装置２０に代えて太陽熱集熱装置９０としているので、第５の実施の形態の発電給湯システム１Ｅに対して、電力線２０Ｅ、電力検出手段２０Ｓ、通信線５２Ｔ、通信線３２Ｔが省略されている。以下、この相違点を主に説明する。その他の点については第５の実施の形態と同様であるので説明を省略する。なお第６の実施の形態の発電給湯システム１Ｆは、第５の実施の形態の発電給湯システム１Ｅから電気ヒートポンプ装置２０を太陽熱集熱装置９０に置き換えた例を示しているが、第１の実施の形態〜第５の実施の形態にて説明したそれぞれの発電給湯システムから電気ヒートポンプ装置を太陽熱集熱装置に置き換えてもよい。第６の実施の形態では、第５の実施の形態の発電給湯システム１Ｅから電気ヒートポンプ装置２０を太陽熱集熱装置９０に置き換えた例について説明する。

太陽熱集熱装置９０は、非発電部貯湯タンク３２の下部に設けられた配管２４Ｈから非発電部湯水が流入され、流入された湯水を太陽熱で加熱し、加熱した湯水を配管２４Ｊを介して非発電部貯湯タンク３２の上部に戻す。また配管２４Ｈを介して非発電部湯水を太陽熱集熱装置９０に供給するポンプ２４Ｐは、非発電部貯湯タンク制御装置３１にて制御される。

第６の実施の形態の発電給湯システム１Ｆでは、電気ヒートポンプ装置２０の代わりに太陽熱集熱装置９０を有することで、システム全体の消費電力を低減し、エネルギー効率をより向上させることができる。ただし、太陽熱集熱装置９０を用いて非発電部貯湯タンク３２内の非発電部湯水を加熱できる温度や時間帯が、季節や天候の影響を受けるので、熱電併給装置の運転スケジュールを、給湯状況と貯湯状態に応じて適宜修正する必要がある。

●［第７の実施の形態の発電給湯暖房システム１Ｇの全体構成（図８）］
次に図８を用いて、第７の実施の形態の発電給湯『暖房』システム１Ｇについて説明する。図８に示す第７の実施の形態の発電給湯暖房システム１Ｇは、図６に示す第５の実施の形態の発電給湯システム１Ｅに対して、熱媒暖房装置８０と、暖房コントローラ８０Ｒと、暖房用加熱バーナ４３と、ポンプ４３Ｐと、暖房用熱交換器２５と、ポンプ２５Ｐと、これらに接続された各配管と、を有している点が異なる。以下、この相違点を主に説明する。その他の点については第５の実施の形態と同様であるので説明を省略する。なお第７の実施の形態の発電給湯暖房システム１Ｇは、第５の実施の形態の発電給湯システム１Ｅに上記の熱媒暖房装置８０等を追加した例を示しているが、第１の実施の形態〜第５の実施の形態にて説明したそれぞれの発電給湯システムに上記の熱媒暖房装置８０等を追加してもよい。第７の実施の形態では、第５の実施の形態の発電給湯システム１Ｅに上記の熱媒暖房装置８０等を追加した例について説明する。

熱媒暖房装置８０は、温水等の熱媒を利用して暖房を行う暖房装置であり、例えば床暖房装置である。熱媒暖房装置８０には、熱媒が循環される熱媒循環配管４３Ｈ、４３Ｊが接続されている。熱媒循環配管４３Ｈは、一方端が暖房用加熱バーナ４３の吐出口に接続され、他方端が熱媒暖房装置８０の流入口に接続されている。また熱媒循環配管４３Ｈには、燃焼熱源機制御装置４１から制御されるポンプ４３Ｐが設けられている。熱媒循環配管４３Ｊは、一方端が熱媒暖房装置８０の吐出口に接続され、他方端が暖房用加熱バーナ４３の流入口に接続されている。また暖房用加熱バーナ４３は、燃焼熱源機制御装置４１から制御される。

熱媒循環配管４３Ｊには、上流側に熱媒ヒートポンプ往配管２５Ｈが接続され、下流側に熱媒ヒートポンプ戻り配管２５Ｊが接続されている。熱媒ヒートポンプ往配管２５Ｈは、一方端が熱媒循環配管４３Ｊに接続され、他方端が暖房用熱交換器２５の流入口に接続されている。また熱媒ヒートポンプ戻り配管２５Ｊは、一方端が暖房用熱交換器２５の吐出口に接続され、他方端が熱媒循環配管４３Ｊに接続されている。また熱媒ヒートポンプ戻り配管２５Ｊには、ヒートポンプ制御装置２１から制御されるポンプ２５Ｐが設けられている。なおポンプ４３Ｐとポンプ２５Ｐが動作している場合では、暖房用加熱バーナ４３から吐出された熱媒は、熱媒循環配管４３Ｈ−熱媒暖房装置８０−熱媒循環配管４３Ｊ−熱媒ヒートポンプ往配管２５Ｈ−暖房用熱交換器２５−熱媒ヒートポンプ戻り配管２５Ｊ−熱媒循環配管４３Ｊ−暖房用加熱バーナ４３、の経路を循環する。またポンプ４３Ｐのみが動作している場合では、暖房用加熱バーナ４３から吐出された熱媒は、熱媒循環配管４３Ｈ−熱媒暖房装置８０−熱媒循環配管４３Ｊ−暖房用加熱バーナ４３、の経路を循環する。

暖房コントローラ８０Ｒは、例えばリビングに設けられており、通信線８０Ｔを介して燃焼熱源機制御装置４１と互いに通信可能である。暖房コントローラ８０Ｒは、ユーザから暖房運転指示情報や暖房温度情報等が入力され、入力された情報を燃焼熱源機制御装置４１に送信する。燃焼熱源機制御装置４１は、暖房運転指示情報や暖房温度情報を受信すると、受信した情報をマスタ制御装置５０に送信する。なお、暖房コントローラ８０Ｒと給湯コントローラ４０Ｒとを一体化した給湯暖房コントローラを構成してもよい。そしてマスタ制御装置５０は、暖房の開始から所定期間の間では、温度の立ち上がりが早い燃焼熱源機４０にて熱媒を加熱するように、暖房用加熱バーナ４３及びポンプ４３Ｐを動作させる指示情報を、燃焼熱源機制御装置４１に送信する。またマスタ制御装置５０は、温度の立ち上がりが遅いがエネルギー効率が燃焼熱源機よりも高い電気ヒートポンプ装置２０の暖房用熱交換器２５にて熱媒を加熱する準備をするように、電気ヒートポンプ２３及びポンプ２５Ｐを動作させる指示情報を、ヒートポンプ制御装置２１に送信する。そしてマスタ制御装置５０は、電気ヒートポンプ装置２０の暖房用熱交換器２５で熱媒を充分加熱できる状態となった場合、暖房用加熱バーナ４３の動作を停止させ（ポンプ４３Ｐは動作）、電気ヒートポンプ２３及びポンプ２５Ｐを動作させる。

第７の実施の形態の発電給湯暖房システム１Ｇでは、システム全体のエネルギー効率をより向上させることができる発電給湯システム１Ｅに熱媒暖房装置８０等を追加しており、発電と給湯だけでなく暖房をもより高いエネルギー効率で利用することができるので、非常に便利である。

以上、第１〜第７の実施の形態において、燃焼熱源機４０は、発電部貯湯タンク１２から供給される発電部湯水と、非発電部貯湯タンク３２から供給される非発電部湯水と、の少なくとも一方を含む湯水を、加熱バーナ４２（燃焼装置）にて加熱して被給湯機器に供給している。

本発明の発電給湯システム１Ａ〜１Ｆ、及び発電給湯暖房システム１Ｇは、本実施の形態で説明した構成、動作等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。例えばポンプの数やポンプの配置は、本実施の形態にて説明した数や配置に限定されるものではない。

本実施の形態の説明では、熱電併給装置１０として家庭用燃料電池コージェネレーションシステムを用いた例を説明したが、熱電併給装置としては、ガスエンジンコージェネレーションシステム等、種々のコージェネレーションシステムを用いることができる。

１Ａ〜１Ｆ 発電給湯システム
１Ｇ 発電給湯暖房システム
１０ 熱電併給装置
１０Ｅ、２０Ｅ、３０Ｅ、４０Ｅ、５０Ｅ、７０Ｅ 電力線
１０Ｓ、２０Ｓ、４０Ｓ、７０Ｓ 電力検出手段
１１ 熱電併給制御装置
１２ 発電部貯湯タンク
１２Ｈ、２４Ｈ、２４Ｊ、３２Ｈ、３３Ｈ 配管
１２Ｊ 発電部吐出配管
１２Ｐ ポンプ
１３ 発電機
１４ インバータ
１５ 送風ファン
１６ 湯水混合装置
２０ 電気ヒートポンプ装置
２１ ヒートポンプ制御装置
２３ 電気ヒートポンプ
２４ 熱交換器
２４Ｐ、２５Ｐ ポンプ
２５ 暖房用熱交換器
２５Ｈ 熱媒ヒートポンプ往配管
２５Ｊ 熱媒ヒートポンプ戻り配管
３０ 主貯湯装置
３１ 非発電部貯湯タンク制御装置
３２ 非発電部貯湯タンク
３２Ｊ 非発電部吐出配管
３３ 第１混合装置
３３Ｂ 熱源機バイパス配管
３３Ｊ 第１混合装置吐出配管
３３Ｖ バイパス弁
４０ 燃焼熱源機
４０Ｒ 給湯コントローラ
４１ 燃焼熱源機制御装置
４２ 加熱バーナ（燃焼装置）
４２Ｈ 熱源機流入配管
４２Ｊ 熱源機吐出配管
４３ 暖房用加熱バーナ
４３Ｈ、４３Ｊ 熱媒循環配管
４３Ｐ ポンプ
５０ マスタ制御装置
５１Ｔ、５２Ｔ、５３Ｔ、５４Ｔ、５６Ｔ、３２Ｔ、３４Ｔ、４０Ｔ、８０Ｔ 通信線
６０ 第２混合装置
６０Ｊ 第２混合装置吐出配管
６１ 混合制御装置
７０ 分電盤
８０ 熱媒暖房装置
８０Ｒ 暖房コントローラ
９０ 太陽熱集熱装置
Ｈ 給湯配管

Claims (12)

1. 熱と電力を発生する熱電併給装置と、
   前記熱電併給装置にて発生した熱を用いて加熱した湯水を貯湯する発電部貯湯タンクと、
   電気ヒートポンプ装置と、
   前記電気ヒートポンプ装置にて発生した熱を用いて加熱した湯水を貯湯する非発電部貯湯タンクと、
   前記発電部貯湯タンクから供給される湯水である発電部湯水と前記非発電部貯湯タンクから供給される湯水である非発電部湯水との少なくとも一方を含む湯水を燃焼装置にて加熱して被給湯機器に供給する燃焼熱源機と、を有する、
   発電給湯システム。
2. 請求項１に記載の発電給湯システムであって、
   前記非発電部貯湯タンクから供給される前記非発電部湯水と、前記発電部貯湯タンクから供給される前記発電部湯水を含む湯水と、を混合した第１混合水を吐出する第１混合装置と、
   前記第１混合装置から前記第１混合水が吐出される吐出口に一方端が接続された第１混合装置吐出配管と、を有し、
   前記第１混合装置吐出配管の他方端は、前記燃焼熱源機の流入口に接続されている、
   発電給湯システム。
3. 請求項２に記載の発電給湯システムであって、
   熱源機バイパス配管と、バイパス弁と、を有し、
   前記燃焼熱源機の吐出口には、熱源機吐出配管が接続されており、
   前記熱源機バイパス配管は、一方端が前記第１混合装置吐出配管に接続され、他方端が前記熱源機吐出配管に接続されており、
   前記バイパス弁は、前記熱源機バイパス配管に設けられて前記熱源機バイパス配管の開度を調整する、
   発電供給システム。
4. 請求項２または３に記載の発電給湯システムであって、
   第２混合装置を有し、
   前記第１混合装置には、前記発電部湯水を含む湯水の代わりに上水が供給されており、
   前記第１混合装置吐出配管の他方端は、前記燃焼熱源機の流入口の代わりに前記第２混合装置の流入口に接続されており、
   前記第２混合装置は、前記第１混合装置吐出配管から流入する前記第１混合水と、前記発電部貯湯タンクから供給される前記発電部湯水を含む湯水と、を混合した第２混合水を吐出し、
   前記第２混合装置から前記第２混合水が吐出される吐出口と、前記燃焼熱源機の流入口と、が第２混合装置吐出配管にて接続されている、
   発電給湯システム。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の発電給湯システムであって、
   前記電気ヒートポンプ装置に代えて、太陽熱集熱装置を有している、
   発電給湯システム。
6. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の発電給湯システムであって、
   前記熱電併給装置の動作の制御と前記発電部貯湯タンクの状態の検出が可能な熱電併給制御装置と、
   前記電気ヒートポンプ装置の動作の制御が可能なヒートポンプ制御装置と、
   前記非発電部貯湯タンクの状態の検出が可能な非発電部貯湯タンク制御装置と、
   前記燃焼熱源機の動作の制御が可能な燃焼熱源機制御装置と、
   少なくとも給湯温度の指示を入力可能な給湯コントローラと、
   前記熱電併給制御装置と、前記ヒートポンプ制御装置と、前記非発電部貯湯タンク制御装置と、前記燃焼熱源機制御装置と、のそれぞれと互いに情報を送受信することが可能なマスタ制御装置と、を有し、
   前記マスタ制御装置は、給湯の際、前記給湯コントローラに入力された給湯温度と各制御装置からの情報に基づいて、前記発電部貯湯タンクから供給するべき前記発電部湯水の量と、前記非発電部貯湯タンクから供給するべき前記非発電部湯水の量とを求め、求めたそれぞれの湯水の量に基づいて給湯を行う、
   発電給湯システム。
7. 請求項４に記載の発電給湯システムであって、
   前記熱電併給装置の動作の制御と前記発電部貯湯タンクの状態の検出が可能な熱電併給制御装置と、
   前記電気ヒートポンプ装置の動作の制御が可能なヒートポンプ制御装置と、
   前記非発電部貯湯タンクの状態の検出が可能な非発電部貯湯タンク制御装置と、
   前記燃焼熱源機の動作の制御が可能な燃焼熱源機制御装置と、
   前記第２混合装置の動作の制御が可能な混合制御装置と、
   少なくとも給湯温度の指示を入力可能な給湯コントローラと、
   前記熱電併給制御装置と、前記ヒートポンプ制御装置と、前記非発電部貯湯タンク制御装置と、前記燃焼熱源機制御装置と、前記混合制御装置と、のそれぞれと互いに情報を送受信することが可能なマスタ制御装置と、を有し、
   前記マスタ制御装置は、給湯の際、前記給湯コントローラに入力された給湯温度と各制御装置からの情報に基づいて、前記発電部貯湯タンクから供給するべき前記発電部湯水の量と、前記非発電部貯湯タンクから供給するべき前記非発電部湯水の量とを求め、求めたそれぞれの湯水の量に基づいて給湯を行うとともに、混合装置制御量を求め、求めた前記混合装置制御量を前記混合制御装置に送信し、
   前記混合制御装置は、前記マスタ制御装置から前記混合装置制御量を受信すると、受信した前記混合装置制御量に基づいて、前記発電部湯水の割合と、前記非発電部湯水の割合と、を調整する、
   発電給湯システム。
8. 請求項６または７に記載の発電給湯システムであって、
   前記マスタ制御装置は、
   給湯の際に前記発電部湯水からの供給量と前記非発電部湯水からの供給量とを求めるとき、前記非発電部湯水からの供給よりも前記発電部湯水からの供給を優先させ、前記発電部湯水を優先的に使用する、
   発電給湯システム。
9. 請求項６〜８のいずれか一項に記載の発電給湯システムであって、
   予め設定されたエリア内へ供給する電力を分配する分電盤を有し、
   前記分電盤には、商用電力が供給されるとともに前記熱電併給装置にて発生させた電力が供給されており、
   前記電気ヒートポンプ装置、前記燃焼熱源機には、前記分電盤から電力が供給されており、
   前記マスタ制御装置は、
   前記商用電力から前記分電盤に供給された電力需要量と、前記熱電併給装置にて発生させた発電量と、前記発電部貯湯タンクに貯湯されている前記発電部湯水の量と、前記非発電部貯湯タンクに貯湯されている前記非発電部湯水の量と、前記発電部湯水及び前記非発電部湯水から給湯に使用された給湯量と、を時刻に対応させて複数日分記憶しており、当該記憶に基づいて、時刻に対応させた前記熱電併給装置と前記電気ヒートポンプ装置の運転予定を含むスケジュールを作成し、作成した前記スケジュールに基づいて熱電併給装置と電気ヒートポンプ装置の運転を制御する、
   発電給湯システム。
10. 請求項９に記載の発電給湯システムであって、
    前記マスタ制御装置は、
    前記スケジュールを作成する際、前記電気ヒートポンプ装置を動作させるヒートポンプ動作時間帯を、前記熱電併給装置における発電効率が最も高くなる発電量である最高効率発電量よりも前記電力需要量が低い発電低効率時間帯に優先的に設定することで、前記発電低効率時間帯における前記熱電併給装置の発電量を前記最高効率発電量に近づける、
    発電給湯システム。
11. 請求項１〜４、６〜１０のいずれか一項に記載の発電給湯システムであって、
    前記電気ヒートポンプ装置は、前記熱電併給装置に隣接する位置に配置されており、
    前記熱電併給装置は、発生した熱の一部を前記電気ヒートポンプ装置に供給する、
    発電給湯システム。
12. 請求項１〜４、６〜１１のいずれか一項に記載の発電給湯システムを用いた発電給湯暖房システムであって、
    熱媒を用いて暖房する熱媒暖房装置と、
    前記熱媒暖房装置による暖房温度の指示を入力可能な暖房コントローラと、を有し、
    前記熱媒は、前記燃焼熱源機と前記熱媒暖房装置とに接続された熱媒循環配管内で循環されており、
    前記熱媒循環配管には、前記熱媒を前記電気ヒートポンプ装置へと導くことが可能な熱媒ヒートポンプ往配管と、前記電気ヒートポンプ装置にて加熱した前記熱媒を前記熱媒循環配管へと戻す熱媒ヒートポンプ戻り配管と、が接続されており、
    前記マスタ制御装置は、前記暖房コントローラに入力された暖房温度に基づいて、前記燃焼熱源機と前記電気ヒートポンプ装置の運転を制御する、
    発電給湯暖房システム。

Images