JP2020134379A - 流体の加熱装置及び当該加熱装置を使用するコジェネレーションシステム - Google Patents

Abstract

【課題】流体の温度を検出するための検出手段を別途設けること無く流体の温度を検出することができる流体の加熱装置を提供する。【解決手段】流体が流れる流路と上記流路に配設されて上記流体を加熱することができる複数のヒータと上記ヒータへの電力の供給を制御する制御部とを備える流体の加熱装置において、少なくとも１つのヒータが上記流体を加熱していないときに当該ヒータの電気抵抗値を測定し、当該電気抵抗値に基づいて上記流体の温度を特定する。【選択図】図５

Description

本発明は、流体の加熱装置及び当該加熱装置を使用するコジェネレーションシステムに関する。

災害時等における系統電源喪失時の電源確保及び省エネルギー等を目的として、例えば内燃機関等を駆動源とする発電機又は燃料電池等を含む発電部を備え且つ当該発電部からの排熱を利用して全体として高いエネルギー効率を達成する種々のコジェネレーションシステム（熱電併給システム）が広く使用されている。このようなシステムにおいては、例えば発電部によって発電される電力の余剰分の消費及び発電部からの排熱を受け取る熱媒体（例えば、水等の流体）の温度管理等を目的として、熱媒体を加熱するための加熱手段（例えば、ヒータ等）及び熱媒体を冷却するための冷却手段（例えば、ラジエータ及びファン等）が熱媒体の循環経路等に配設される。そして、温度センサ等の検出手段によって検出される熱媒体の温度が所期の範囲に収まるように加熱手段及び冷却手段が制御される（例えば、特許文献１を参照。）。

即ち、従来技術に係るコジェネレーションシステム等においては、循環経路等の流路を流れる熱媒体の温度を検出するための温度検出手段を別途設け、当該検出手段によって検出される熱媒体の温度に基づいて熱媒体の加熱手段及び／又は冷却手段が制御される。しかしながら、このようなシステムの構成の複雑化及びコストの増大を低減する観点からは、上記のように温度検出手段を別途設けること無く、循環経路等の流路を流れる熱媒体の温度を検出することができることが望ましい。

かかる観点から、通電に伴って発生するジュール熱によって発熱する抵抗加熱型ヒータを備える加熱装置において、被加熱物を加熱しているときの当該ヒータの電気抵抗値に基づいて当該ヒータの温度を算出する技術が知られている（例えば、特許文献２を参照。）。当該技術によれば、温度検出手段を別途設けること無く、ヒータの温度を算出することができる。しかしながら、当該技術によって算出されるのは、あくまでも被加熱物を加熱する側である発熱体としてのヒータの温度であり、当該ヒータによって加熱される側である被加熱物の温度ではない。

上記のように、当該技術分野においては、被加熱物としての流体の温度を検出するための検出手段を別途設けること無く当該流体の温度を検出することができる技術は未だ確立されていない。

国際公開第２０１４／００２８０１号 特開平１０−１１６８８５号公報

上述したように、当該技術分野においては、被加熱物としての流体の温度を検出するための検出手段を別途設けること無く当該流体の温度を検出することができる技術が求められている。即ち、本発明は、被加熱物としての流体の温度を検出するための検出手段を別途設けること無く当該流体の温度を検出することができる流体の加熱装置を提供することを１つの目的とする。

そこで、本発明者は、鋭意研究の結果、流体が流れる単一の流路に配設された複数の抵抗加熱型ヒータを備える流体の加熱装置において、当該流体の加熱に寄与していない抵抗加熱型ヒータの電気抵抗値に基づいて当該流体の温度を特定することができることを見出した。

上記に鑑み、本発明に係る流体の加熱装置（以降、「本発明装置」と称呼される場合がある。）は、流体が流れる単一の流路と、上記流路に配設されてジュール熱によって上記流体を加熱することができる複数のヒータ（抵抗加熱型ヒータ）と、複数の上記ヒータへの電力の供給を制御する制御部と、を備える、流体の加熱装置である。本発明装置は、複数の上記ヒータのうちの個々のヒータにつき、当該ヒータの電気抵抗値を測定するための所定の電力である第１電力を当該ヒータに供給して当該ヒータの電気抵抗値を測定することができるように構成された測定部を更に備える。

更に、上記制御部は、上記流体の温度を測定するとき、以下の（１）乃至（３）に列挙する処理を実行するように構成されている。

（１）複数の上記ヒータのうち上記流体を加熱するための電力である第２電力が供給されていないヒータを第１ヒータとして選択すること。
（２）当該第１ヒータに第１電力を供給すること。
（３）上記測定部によって測定される第１ヒータの電気抵抗値である第１抵抗値Ｒ１に基づいて上記流体の温度を特定すること。

また、本発明に係るコジェネレーションシステム（以降、「本発明システム」と称呼される場合がある。）は、発電部と、上記発電部からの排熱によって暖められた上記流体を貯蔵する貯蔵容器と、上記発電部と上記貯蔵容器との間において上記流体を循環させる循環経路と、を備える、コジェネレーションシステムである。本発明システムは上述した本発明装置を更に備え、本発明装置が備える上記流路が上記循環経路と連通するように上記循環経路に介装されている。

本発明装置においては、上記のように、流体が流れる単一の流路に複数の抵抗加熱型ヒータが配設されており、当該流体の加熱に寄与していない抵抗加熱型ヒータの電気抵抗値に基づいて当該流体の温度を特定することができる。従って、本発明装置によれば、流体の温度を検出するための検出手段を別途設けること無く流体の温度を検出することができる。

また、本発明システムは、発電部と貯蔵容器との間を循環する流体を加熱するための加熱手段として本発明装置を使用する。本発明装置においては、上述したように、流体が流れる単一の流路に複数の抵抗加熱型ヒータが配設されており、当該流体の加熱に寄与していない抵抗加熱型ヒータの電気抵抗値に基づいて当該流体の温度を特定することができる。従って、本発明システムによれば、流体の温度を検出するための検出手段（例えば、温度センサ等）を別途設けること無く、流体の温度を検出することができる。そして、このようにして検出された流体の温度に基づいて、例えば流体を加熱するための加熱手段及び／又は流体を冷却するための冷却手段等を制御して、流体の温度を所定の範囲に収めることができる。即ち、本発明システムによれば、例えば構成の複雑化及びコストの増大等の問題を低減しつつ、コジェネレーションシステムにおける流体の温度を好適な範囲に収めることができる。

本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の各実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。

本発明の第１実施態様に係る流体の加熱装置（第１装置）の構成を例示する模式図である。 第１装置が備える制御部において実行される流体温度測定ルーチンの一例を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係るコジェネレーションシステム（第１システム）の構成の一例を示す模式的なブロック図である。 本発明の１つの実施例に係る流体の加熱装置（実施例装置）の構成の一例を示す模式図である。 本発明の１つの実施例に係るコジェネレーションシステム（実施例システム）の構成の一例を示す模式的なブロック図である。 第１状態が成立しているときの第１ヒータの電気抵抗値と流体の温度との対応関係である第１関係を表す模式的なグラフである。 従来技術に係る流体の加熱装置（従来装置）の構成の一例を示す模式図である。 従来技術に係るコジェネレーションシステム（従来システム）の構成の一例を示す模式的なブロック図である。

《第１実施形態》
以下、本発明の第１実施形態に係る流体の加熱装置（以降、「第１装置」と称呼される場合がある。）について説明する。

〈構成〉
第１装置は、流体が流れる単一の流路と、上記流路に配設されてジュール熱によって上記流体を加熱することができる複数のヒータと、複数の上記ヒータへの電力の供給を制御する制御部と、を備える、流体の加熱装置である。

上記流体は特に限定されないが、典型的には、第１装置が組み込まれる装置又は設備（以降、「親装置」と総称される場合がある。）において熱媒体として使用される流体である。このような流体の具体例としては、例えば水及びオイル等を挙げることができる。

上記流路の具体的な構成は、第１装置によって加熱される被加熱物である上記流体が流れることが可能である限り、特に限定されない。典型的には、上記流路は、上述した親装置において使用される上記流体の化学的性質、圧力及び温度等に耐え得る材料によって形成された管状又は溝状の部材によって構成され得る。

上記流路に配設される複数の上記ヒータは、通電に伴って発生するジュール熱によって発熱して被加熱物を加熱する所謂「抵抗加熱型ヒータ」である。上記制御部は、複数の上記ヒータへの電力の供給を制御するように構成されている。

上記制御部による複数の上記ヒータへの電力供給の具体的な制御様式は、親装置において求められる第１装置による上記流体の加熱様式に応じて適宜定められる。例えば、上記制御部は、複数の上記ヒータへの電力供給のための電源を制御して、複数の上記ヒータの各々に供給される所定の電力の供給と遮断とを切り替えるように構成されていてもよい。或いは、上記制御部は、複数の上記ヒータへの電力供給のための電源を制御して、複数の上記ヒータの各々に供給される所定の電力の大きさを変更するように構成されていてもよい。

第１装置は、複数の上記ヒータのうちの個々のヒータにつき、当該ヒータの電気抵抗値を測定するための所定の電力である第１電力を当該ヒータに供給して当該ヒータの電気抵抗値を測定することができるように構成された測定部を更に備える。

測定部の具体的な構成は、上記ヒータの電気抵抗値を測定することが可能である限り、特に限定されない。例えば、測定部は、上記ヒータに所定の電力Ｐを供給したときに上記ヒータに印加される電圧Ｖ及び当該電圧によって第１ヒータに流れる電流Ｉに基づいて、上記ヒータの電気抵抗値Ｒを算出することができる（Ｒ＝Ｖ／Ｉ）。このような演算処理は、例えば上記制御部によって実行することができる。また、上述したように、制御部はそもそも複数の上記ヒータに供給される電力（即ち、電流及び電圧）を制御するように構成されているので、特段の検出装置等を追加すること無く、このような測定部の機能を制御部によって容易に達成することができる。

更に、上記制御部は、上記流体の温度を測定するとき、以下の（１）乃至（３）に列挙する処理を実行するように構成されている。

（１）複数の上記ヒータのうち上記流体を加熱するための電力である第２電力が供給されていないヒータを第１ヒータとして選択すること。
上述したように、本発明装置は、流体が流れる単一の流路に配設された複数の抵抗加熱型ヒータを備える流体の加熱装置において、当該流体の加熱に寄与していない抵抗加熱型ヒータの電気抵抗値に基づいて当該流体の温度を特定する。そこで、上記制御部は、上記流体の温度を測定しようとするときに、複数の上記ヒータのうち上記流体の加熱に寄与していないヒータを選択する。このようにして選択されるヒータは本発明において「第１ヒータ」を称呼される。

尚、第１ヒータは複数の上記ヒータのうちの何れのヒータであってもよいが、詳しくは後述するように、親装置の用途において、少なくとも一時的には上記流体の加熱に寄与しない期間を設けても実質的な支障の無いヒータを第１ヒータとして選ぶことができる。或いは、親装置の作動様式において、上記流体の温度を測定すべきときに上記流体の加熱に寄与しないように構成されているヒータを第１ヒータとして選ぶことができる。何れにせよ、複数の上記ヒータのうちの特定の（固定された）ヒータが第１ヒータとして選択される訳ではなく、複数の上記ヒータのうち上記流体の温度を測定するときに上記流体の加熱に寄与していない何れかのヒータが第１ヒータとして選択される。

（２）当該第１ヒータに第１電力を供給すること。
上記制御部は、上記（１）に記載された処理によって選択された第１ヒータに第１電力を供給する。第１電力は、例えば、第１ヒータの電気抵抗値を測定部によって測定することは可能であるものの上記流体の加熱には実質的には寄与しない程度の電力である。

上記のように複数の上記ヒータのうちの何れかのヒータが第１ヒータとして選択され当該第１ヒータに第１電力が供給されている状態は、親装置の通常の作動様式において生じ得る状態とは異なる第１ヒータの電気抵抗値を測定するためだけに達成される状態であってもよい。或いは、上記状態は、親装置の通常の作動様式において生じ得る状態に含まれる何れかの状態であってもよい。

例えば、親装置の作動様式において、上記流体に供給されるべき熱量の大きさに応じてヒータＡのみによって上記流体が加熱される状態とヒータＡ及びヒータＢの両方によって上記流体が加熱される状態とが切り替えられる場合が想定される。この場合、前者の状態においては、ヒータＢは上記流体を加熱していないので、ヒータＢを第１ヒータとして選択して第１電力を供給し、その電気抵抗値を上記測定部によって測定することができる。一方、後者の状態においては、ヒータＡ及びヒータＢの両方によって上記流体が加熱されている。従って、これら以外に上記流体の加熱に寄与していないヒータが存在しない場合は、ヒータＡ及びヒータＢの何れか一方を第１ヒータとして選択し、当該ヒータに供給されている電力を第２電力から第１電力へと切り替えて（当該ヒータによる上記流体の加熱を停止して）、その電気抵抗値を上記測定部によって測定する必要がある。

或いは、親装置の運転モードに応じて、ヒータＣ及びヒータＤの何れか一方のみが上記流体を加熱するようにヒータＣとヒータＤとが切り替えて使用される場合が想定される。この場合は、上記のように第１ヒータの電気抵抗値を測定するためだけの特別な状態を達成する必要は無く、上記流体の温度を測定する時点において上記流体を加熱していない方（即ち、第２電力が供給されていない方）のヒータを第１ヒータとして選択すればよい。

（３）上記測定部によって測定される第１ヒータの電気抵抗値である第１抵抗値Ｒ１に基づいて上記流体の温度を特定すること。
上記制御部は、上述したように複数の上記ヒータのうちの何れかのヒータが第１ヒータとして選択され当該第１ヒータに第１電力が供給されている状態が成立しているときに上記測定部によって測定される第１ヒータの電気抵抗値である第１抵抗値Ｒ１に基づいて上記流体の温度を特定するように構成されている。第１抵抗値Ｒ１に基づいて上記流体の温度を特定するための具体的な方法は特に限定されない。このような方法の具体例としては、例えば、以下に列挙する方法Ａ及び方法Ｂ等を挙げることができる。

（方法Ａ）
複数の上記ヒータの個々のヒータにつき、第１電力が供給されているときの当該ヒータの電気抵抗値と上記流体の温度との対応関係である第１関係を表すデータをデータ記憶装置に予め記憶しておき、制御部により、第１ヒータとして選択されたヒータについての第１関係から第１抵抗値に基づいて上記流体の温度を特定する。

データ記憶装置は、制御部が備えていてもよく、制御部以外の第１装置の構成要素であってもよく、或いは、例えば親装置等、第１装置以外の装置が備えていてもよい。データ記憶装置の具体的な構成は、第１関係を表すデータを参照可能な状態にて保持することが可能である限り、特に限定されない。このようなデータ記憶装置の具体例としては、例えばＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の不揮発性メモリ及びＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等を挙げることができる。

第１関係は、例えば、複数の上記ヒータの個々のヒータにつき、第１電力が供給されているときに様々な温度の流体を流路に流して当該ヒータの電気抵抗値を記録する実験等によって事前に求めることができる。第１関係を表すデータの形式は、第１電力が供給されているときの各ヒータの電気抵抗値と流体の温度との対応関係を表すことが可能である限り、特に限定されない。このようなデータの具体例としては、例えば、ルックアップテーブル等のテーブル、データマップ及び当該対応関係を表す関数等を挙げることができる。

（方法Ｂ）
抵抗加熱型ヒータに印加される電圧が一定である場合、当該ヒータの温度がＴｘ及びＴｙであるときの当該ヒータの電気抵抗値Ｒｘ及びＲｙは、当該ヒータの電気抵抗値の温度係数αを含む以下の式によって表すことができる。

従って、第１電力が供給されており且つ上記流体の温度が所定の基準温度Ｔｒであるときの第１ヒータの電気抵抗値Ｒｒと、第１抵抗値Ｒ１と、第１ヒータの電気抵抗値の温度係数αと、に基づき、以下の式（１）に従って上記流体の温度Ｔを制御部によって算出する。

尚、制御部の構成は、上記のような制御を実行することが可能である限り、特に限定されない。例えば、制御部は、マイクロコンピュータを主要部として備える電子制御装置（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）として実装され得る。この場合、制御部は、例えば上述した測定部等からの検出信号を受信するための入力ポート及び上述した複数のヒータ（抵抗加熱型ヒータ）への電力を供給する電源を制御するための指示信号を送信するための出力ポート等を備える。本明細書において、マイクロコンピュータは、ＣＰＵとＲＯＭ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）及びＨＤＤ等のデータ記憶装置とを含み、ＣＰＵはＲＯＭに格納されたインストラクション（プログラム）に基づき、検出信号を受信し、各種演算処理を実行し、指示信号を送信することにより、各種機能を実現するように構成されている。

尚、制御部によって達成される上述したような種々の機能は、第１装置が備える制御部によって達成されてもよく、或いは親装置が備える制御部によって達成されてもよい。更に、制御部によって達成される上述したような種々の機能は、第１装置が備える制御部及び親装置が備える制御部のうちの複数の制御部による分散処理によって達成されていてもよい。

ここで、第１装置の構成につき、図面を参照しながら、且つ、従来技術に係る流体の加熱装置の構成と対比しながら、更に詳しく説明する。

図７は、従来技術に係る流体の加熱装置（以降、「従来装置」と称呼される場合がある。）の構成の一例を示す模式図である。図７の（ａ）に例示する従来装置９０１は、流体（白抜きの矢印）が流れる単一の流路１０と、流路１０に配設された１つの抵抗加熱型ヒータ２１と、ヒータ２１への電力の供給を制御する制御部（図示せず）と、を備える流体の加熱装置である。（ｂ）に例示する従来装置９０２は、２つの抵抗加熱型ヒータ２１及び２２が流路１０に直列に配設されている点においてのみ、上述した従来装置９０１とは異なっている。（ｃ）に例示する従来装置９０３は、流路１０に直列に配設された２つの抵抗加熱型ヒータ２１及び２２に代えて、流路１０の同じ位置に配置された２つの抵抗加熱型ヒータ２３及び２４を備える点においてのみ、上述した従来装置９０２とは異なっている。

上述した従来装置９０１乃至９０３の何れにおいても、流路１０を流れる流体の温度を検出するための温度検出手段（例えば、熱電対等の温度センサ）３０が、各ヒータとは別個に設けられている。そして、従来装置が備える制御部（図示せず）は、温度検出手段３０によって検出される流体の温度が所期の範囲に収まるように、各ヒータへの電力供給を制御するように構成されている。このように、従来装置においては温度検出手段を別途設ける必要があるので、例えば構成の複雑化及びコストの増大等の問題を招く。

一方、第１装置においては、上述したように、流体が流れる単一の流路に複数の抵抗加熱型ヒータが配設されており、当該流体の加熱に寄与していない抵抗加熱型ヒータの電気抵抗値に基づいて当該流体の温度を特定することができる。

例えば、図１は第１装置の構成を例示する模式図である。図１の（ａ）に例示する第１装置１０１は、流体（白抜きの矢印）が流れる単一の流路１０と、流路１０に直列に配設された２つの抵抗加熱型ヒータ２１及び２２と、ヒータ２１及び２２への電力の供給を制御する制御部（図示せず）と、を備える流体の加熱装置である。また、第１装置１０１は、ヒータ２１及び２２の電気抵抗値を測定する測定部４０を更に備える。

流体の温度を測定するとき、上記制御部は、ヒータ２１及び２２のうち、その時点において、流体の加熱に寄与していない方のヒータを第１ヒータとして選択する。ヒータ２１及び２２の両方が流体の加熱に寄与しており且つヒータ２１及び２２の両方又は一方に流体の加熱に寄与しない期間を設けても実質的な支障が無い場合は、流体の加熱に寄与しない期間を設けても実質的な支障の無い方のヒータを第１ヒータとして選択する。そして、第１ヒータとして選択されたヒータに第１電力（電気抵抗値を測定するための電力）を供給し、測定部４０によって測定される第１ヒータの電気抵抗値（第１抵抗値Ｒ１）に基づいて流体の温度を特定する。

（ｂ）に例示する第１装置１０２は、流路１０に直列に配設された２つの抵抗加熱型ヒータ２１及び２２に代えて、流路１０の同じ位置に配置された２つの抵抗加熱型ヒータ２３及び２４を備える点においてのみ、上述した第１装置１０１とは異なっている。第１装置１０２においても、上述した第１装置１０１と同様に、その時々においてヒータ２３及び２４のうち流体の加熱に寄与していないヒータを第１ヒータとして選択し、当該ヒータの電気抵抗値（第１抵抗値Ｒ１）に基づいて流体の温度を特定することができる。

上記のように、第１装置においては、複数のヒータ（ヒータ２１及び２２、又はヒータ２３及び２４）のうちの特定の（固定された）ヒータが第１ヒータとして選択される訳ではなく、これらのヒータのうち流体の温度を測定するときに流体の加熱に寄与していない何れかのヒータが第１ヒータとして選択される。具体的には、流体の温度を測定すべきときに親装置の作動様式により流体の加熱に寄与しないように構成されているヒータを第１ヒータとして選ぶことができる。或いは、親装置の用途において、少なくとも一時的には流体の加熱に寄与しない期間を設けても実質的な支障の無いヒータを第１ヒータとして予め指定しておいてもよい。

尚、図１においては、第１装置の構成についての理解を容易にすることを目的として、測定部４０が１つのブロックとして描かれているが、測定部４０は必ずしも第１装置の他の構成要素とは別個の装置として構成される必要は無い。前述したように、制御部はそもそも複数の抵抗加熱型ヒータに供給される電力（即ち、電流及び電圧）を制御するように構成されている。従って、特段の検出装置等を追加すること無く、上述したような測定部４０の機能を制御部によって容易に達成して流体の加熱に寄与していない方のヒータ（第１ヒータ）の電気抵抗値（第１抵抗値Ｒ１）を測定することができる。そして、当該電気抵抗値に基づいて流体の温度を特定することができる。

〈作動〉
ここで、第１装置１０２の作動につき、図面を参照しながら詳しく説明する。図２は、第１装置１０２が備える制御部において実行される流体温度測定ルーチンの一例を示すフローチャートである。このような流体温度測定ルーチンは、制御部としての機能を実現するＥＣＵが備えるＣＰＵにより所定の間隔にて繰り返し実行されるようになっている。

流体温度測定ルーチンが開始されると、ＣＰＵは、ステップＳ１０１において、ヒータ２３が流体を加熱中であるか否かを判定する。換言すれば、ＣＰＵは、ステップＳ１０１において、流体を加熱するための電力である第２電力が連続的又は断続的にヒータ２３に供給されている状態にあるか否かを判定する。ヒータ２３が流体を加熱中である場合、ＣＰＵはステップＳ１０１において「Ｙｅｓ」と判定し、次のステップＳ１０２へと処理を進める。

ステップＳ１０２において、ＣＰＵは、今度は、ヒータ２４が流体を加熱中であるか否かを判定する。換言すれば、ＣＰＵは、ステップＳ１０２において、流体を加熱するための電力である第２電力が連続的又は断続的にヒータ２４に供給されている状態にあるか否かを判定する。

ヒータ２４が流体を加熱中である場合、ＣＰＵはステップＳ１０２において「Ｙｅｓ」と判定する。この場合、ヒータ２３及びヒータ２４は両方とも流体を加熱中であり、第１電力を供給して電気抵抗値を測定することができる状態（第１状態）にはない。従って、この場合、ＣＰＵは当該ルーチンを一旦終了する。

一方、ヒータ２４が流体を加熱中ではない場合、ＣＰＵはステップＳ１０２において「Ｎｏ」と判定し、次のステップＳ１０３へと処理を進め、ヒータ２４を第１ヒータとして選択し、第１ヒータの電気抵抗値を測定するための電力である第１電力を第１ヒータとしてのヒータ２４に供給する。更に、ＣＰＵは次のステップＳ１０４へと処理を進め、第１ヒータとしてのヒータ２４の電気抵抗値（第１抵抗値Ｒ１）から流体の温度を算出する。

一方、ヒータ２３が流体を加熱中ではない場合、ＣＰＵはステップＳ１０１において「Ｎｏ」と判定し、次のステップＳ１０５へと処理を進め、ヒータ２３を第１ヒータとして選択し、第１ヒータの電気抵抗値を測定するための電力である第１電力を第１ヒータとしてのヒータ２３に供給する。そして、ＣＰＵは次のステップＳ１０４へと処理を進め、第１ヒータとしてのヒータ２３の電気抵抗値から流体の温度を算出する。

ところで、図１においては上記のように２つの抵抗加熱型ヒータを備える第１装置を例示したが、前述したように、第１装置は、流体が流れる単一の流路に配設されてジュール熱によって上記流体を加熱することができる複数のヒータを備えることができる。即ち、第１装置が備える抵抗加熱型ヒータの数は２つに限定されず、３つ以上であってもよい。

また、図２に示したフローチャートにおいては、上述したように、ヒータ２３が流体を加熱中であるか否かを判定した後にヒータ２４が流体を加熱中であるか否かを判定した。しかしながら、これとは逆に、ヒータ２４が流体を加熱中であるか否かを判定した後にヒータ２３が流体を加熱中であるか否かを判定してもよい。

更に、図２に示したフローチャートにおいては、ヒータ２３及びヒータ２４の両方が流体を加熱中である場合、ＣＰＵはステップＳ１０２において「Ｙｅｓ」と判定し、当該ルーチンを一旦終了する。しかしながら、上述したように、ヒータ２３及びヒータ２４の両方又は一方に流体の加熱に寄与しない期間を設けても実質的な支障が無い場合は、流体の加熱に寄与しない期間を設けても実質的な支障の無い方のヒータを第１ヒータとして選択してもよい。この場合、次のステップＳ１０４へと処理を進め、ヒータ２３及びヒータ２４のうち第１ヒータとして選択された方のヒータの電気抵抗値（第１抵抗値Ｒ１）から流体の温度を算出することができる。

〈効果〉
以上のように、第１装置においては、流体が流れる単一の流路に複数の抵抗加熱型ヒータが配設されており、当該流体の加熱に寄与していない抵抗加熱型ヒータの電気抵抗値に基づいて当該流体の温度を特定することができる。従って、第１装置によれば、流体の温度を検出するための検出手段（例えば、温度センサ等）を別途設けること無く、流体の温度を検出することができる。

尚、上記のようにして検出された流体の温度は、例えば、親装置の用途において実行される種々の制御のための指標等として利用することができる。例えば、流体を加熱するための加熱手段（例えば、ヒータ等）及び／又は流体を冷却するための冷却手段（例えば、ラジエータ及びファン等）の制御（例えば、稼働と非稼働との切り替え等）のための指標として流体の温度を使用して、流体の温度を所定の範囲に収めることができる。

《第２実施形態》
以下、本発明の第２実施形態に係る流体のコジェネレーションシステム（以降、「第１システム」と称呼される場合がある。）について説明する。

〈構成〉
第１システムは、発電部と、上記発電部からの排熱によって暖められた上記流体を貯蔵する貯蔵容器と、上記発電部と上記貯蔵容器との間において上記流体を循環させる循環経路と、を備える、コジェネレーションシステムである。

発電部は、例えば、内燃機関、当該内燃機関に燃料を供給する燃料供給装置及び当該内燃機関によって駆動される発電機を含む発電装置であってもよく、或いは燃料電池及び当該燃料電池に燃料を供給する燃料供給装置を含む発電装置等であってもよい。貯蔵容器の具体的な構成は、発電部からの排熱によって暖められた流体を貯蔵することが可能である限り特に限定されず、例えばタンク等の容器を流体の貯蔵容器として使用することができる。典型的には、流体は水であり、貯蔵容器は貯湯タンクである。

尚、発電部からの排熱によって流体を暖めるための手段及び／又は手法は特に限定されない。例えば、発電部を構成する内燃機関を冷却するための熱媒体自体を上記流体として使用してもよい。或いは、熱交換器等を設けて、内燃機関を冷却するための熱媒体及び／又は当該内燃機関から排出される排気から当該熱交換器を介して流体が受熱するようにしてもよい。また、発電部が燃料電池によって構成される場合は、熱交換器等を設けて、当該燃料電池から排出される排気から当該熱交換器を介して流体が受熱するようにしてもよい。

循環経路の具体的な構成は、発電部からの排熱及び第１装置によって加熱される被加熱物としての上記流体を発電部からの受熱部と上記貯蔵容器との間において循環させることが可能である限り、特に限定されない。典型的には、上記循環経路は、上記流体の化学的性質、圧力及び温度等に耐え得る材料によって形成された管状又は溝状の部材によって構成され得る。

第１システムは上述した第１装置を始めとする本発明の種々の実施形態に係る流体の加熱装置（本発明装置）の何れかを更に備える。本発明装置の具体的な構成については第１装置に関する説明において既に述べたので、ここでは繰り返さない。更に、当該流体の加熱装置が備える上記流路は、上記循環経路と連通するように、上記循環経路に介装されている。

上記構成により、第１システムにおいては、発電部からの排熱によって加熱される被加熱物としての上記流体を発電部からの受熱部と上記貯蔵容器との間において本発明装置を介して循環させつつ、必要に応じて、本発明装置によって上記流体を加熱したり、本発明装置によって上記流体の温度を検出したりすることができる。

ここで、図面を参照しながら第１システムの構成について更に詳しく説明するが、比較対照としての従来技術に係るコジェネレーションシステム（以降、「従来システム」と称呼される場合がある。）の構成について先ず説明する。図８は、従来システムの構成の一例を示す模式的なブロック図である。

図８に示す従来システム９０００は、発電部１１０と、発電部１１０からの排熱によって流体を暖めるための熱交換器１２０と、上記流体を貯蔵するための貯蔵容器１３０と、発電部１１０が備える熱交換器１２０と貯蔵容器１３０との間において上記流体を循環させるための循環経路１４０及びポンプ１５０と、を備える、コジェネレーションシステムである。尚、図８に示す例については、説明を容易にすることを目的として、上記流体が水である場合について説明する。

従来システム９０００においては、発電部からの排熱によって暖められた熱媒体（例えば、発電部を構成する内燃機関を冷却するための熱媒体及び／又は当該内燃機関から排出される排気、或いは燃料電池から排出される排気等）が熱交換器１２０に送られ、ここで当該熱媒体と水Ｗとの間における熱交換が行われる。具体的には、熱交換器１２０と貯蔵容器１３０との間において循環経路１４０を介してポンプ１５０によって水Ｗが循環され、熱交換器１２０において上記熱媒体からの受熱により水Ｗが暖められて温水Ｗｈとなり、貯蔵容器１３０に蓄えられる。このようにして貯蔵容器１３０に蓄えられた温水Ｗｈは、例えば給湯器等の外部設備（図示せず）に供給することができる。

従来システム９０００は、上記に加えて、上述した従来装置９０１乃至９０３を始めとする従来技術に係る流体の加熱装置（従来装置）の何れかである従来装置９００を更に備える。図８においては、上記のような従来装置の総称として「従来装置９００」という呼称を使用し、流体を加熱するためのヒータの総称として「ヒータ２０」という呼称を使用する。従来装置９００が備える流体の流路は、循環経路１４０と連通するように、循環経路１４０に介装されている。更に、従来システム９０００は、流体を冷却するための冷却手段２００をも備えている。冷却手段２００は、ラジエータ２１０及びラジエータ２１０に空気流を供給するためのファン（送風機）２２０を備える。

従来装置９００は、図７を参照しながら上述したように、流路を流れる流体を加熱するためのヒータ２０とは別個に、流体の温度を検出するための温度検出手段（例えば、熱電対等の温度センサ）３０を備える。これにより、従来装置９００が備える制御部（図示せず）は、温度検出手段３０によって検出される流体の温度に基づき、ヒータ２０への電力供給を制御したり、冷却手段２００が備えるファン２２０によってラジエータ２１０に供給される空気流の流量を制御したりして、流体の温度を所期の範囲に収めることができる。しかしながら、このようにヒータ２０とは別個に設けられた温度検出手段３０を備える従来装置９００を流体の加熱装置として使用する従来システム９０００は、上述したように、例えば構成の複雑化及びコストの増大等の問題を有する。

一方、図３は、第１システムの構成の一例を示す模式的なブロック図である。図３に示す第１システム１０００は、上述した従来装置９００に代えて、上述した第１装置を始めとする本発明の種々の実施形態に係る流体の加熱装置（本発明装置）の何れかを備える点において、上述した従来システム９０００とは異なる構成を有する。図３においては、本発明装置の総称として「本発明装置１００」という呼称を使用する。上述したように、本発明装置１００は、温度検出手段３０を備えず、流体の流路に配設されてジュール熱によって当該流体を加熱することができる複数のヒータ（例えば、ヒータ２１、２２、２３及び２４の何れか）を備える。しかしながら、本発明装置１００は、上述した従来装置９００とは異なり、これら複数のヒータとは別個の温度検出手段は備えない。

〈効果〉
以上のように、第１システムは、発電部と貯蔵容器との間を循環する流体を加熱するための加熱手段として本発明装置を使用する。本発明装置においては、上述したように、流体が流れる単一の流路に複数の抵抗加熱型ヒータが配設されており、当該流体の加熱に寄与していない抵抗加熱型ヒータの電気抵抗値に基づいて当該流体の温度を特定することができる。従って、第１システムによれば、流体の温度を検出するための検出手段（例えば、温度センサ等）を別途設けること無く、流体の温度を検出することができる。そして、例えば流体を加熱するための加熱手段（例えば、ヒータ等）及び／又は流体を冷却するための冷却手段（例えば、ラジエータ及びファン等）の制御（例えば、稼働と非稼働との切り替え等）等のための指標として流体の温度を使用して、流体の温度を所定の範囲に収めることができる。即ち、第１システムによれば、例えば構成の複雑化及びコストの増大等の問題を低減しつつ、コジェネレーションシステムにおける流体の温度を好適な範囲に収めることができる。

《第３実施形態》
以下、本発明の第３実施形態に係る流体のコジェネレーションシステム（以降、「第２システム」と称呼される場合がある。）について説明する。

ところで、当該技術分野においては、コジェネレーションシステムの自立運転時の余剰電力を熱に変換するためのヒータである自立ヒータと、当該コジェネレーションシステムの非稼働時に商用電源を使用して流体を加熱して流体の循環経路の凍結を防止するためのヒータである凍結防止ヒータと、を備えるコジェネレーションシステムが知られている。このようなコジェネレーションシステムにおいては、自立運転時には自立ヒータのみが、非稼働時には凍結防止ヒータのみが、流体の加熱に使用される。

従って、上記のようなコジェネレーションシステムにおいては、流体の温度を検出しようとするときに、自立ヒータ及び凍結防止ヒータのうち流体の加熱に使用されていない方のヒータを上述した第１ヒータとして選択し、利用することができる。これにより、流体の温度を検出するための検出手段を別途設けること無く、流体の温度を検出することができる。即ち、上記のようなコジェネレーションシステムの流体の流路における自立ヒータと凍結防止ヒータとを含む部分は、上述した本発明装置としての機能を果たすことができる。

〈構成〉
そこで、第２システムは、上述した第１システムを始めとする本発明の種々の実施形態に係るコジェネレーションシステムの何れかであって、自立ヒータ及び凍結防止ヒータを備える。自立ヒータは、当該コジェネレーションシステムの自立運転時において上記流体を加熱して余剰電力を熱に変換するためのヒータである。凍結防止ヒータは、当該コジェネレーションシステムの非稼働時において上記流体を加熱して上記循環経路の凍結を防止するためのヒータである。

上記のように、自立ヒータは第２システムの自立運転時に使用され、凍結防止ヒータは第２システムの非稼働時に使用される。従って、これら２つのヒータが同時に使用されることは無く、第２システムの運転状況に応じて二者択一的に使用される。従って、第２システムにおいては、その時々において流体の加熱に寄与していない方のヒータを上述した第１ヒータとして選択し、当該ヒータの電気抵抗値に基づいて流体の温度を特定することができる。

そこで、第２システムにおいては、当該コジェネレーションシステムの自立運転時には上記凍結防止ヒータを第１ヒータとして選択し、当該コジェネレーションシステムの非稼働時には上記自立ヒータを第１ヒータとして選択する、ように制御部が構成されている。

〈効果〉
以上のように、第２システムは自立ヒータ及び凍結防止ヒータを備え、これらのヒータのうち、その時々において流体の加熱に寄与していない方のヒータを第１ヒータとして選択して、当該ヒータの電気抵抗値に基づいて流体の温度を特定するように制御部が構成されている。従って、第２システムによれば、流体の温度を検出するための検出手段を別途設けること無く、流体の温度を確実に検出することができる。そして、例えば、流体を加熱するための加熱手段及び／又は流体を冷却するための冷却手段の制御等のための指標として流体の温度を使用して、流体の温度を所定の範囲に収めることができる。このように、第２システムによれば、例えば構成の複雑化及びコストの増大等の問題を容易に低減しつつ、コジェネレーションシステムにおける流体の温度を確実に好適な範囲に収めることができる。

ここで、本発明の１つの実施例に係る流体の加熱装置（以降、「実施例装置」と称呼される場合がある。）及び当該本発明装置を使用する本発明の１つの実施例に係るコジェネレーションシステム（以降、「実施例システム」と称呼される場合がある。）の具体例につき、図面を参照しつつ、以下に詳しく説明する。

〈構成〉
図４は、実施例装置の構成の一例を示す模式図である。図４の（ａ）に例示する実施例装置１０４は、流体（白抜きの矢印）が流れる単一の流路１０と、流路１０の同じ位置に配置された２つの抵抗加熱型ヒータ２３及び２４と、を備える。具体的には、ヒータ２３及び２４は図４の（ｂ）に示すようにシート状部材２５として一体的に構成されており、図４の（ａ）に示すように流路１０を構成する管状部材１１の外周にシート状部材２５が巻き付けられている。即ち、図４の（ｂ）はシート状部材２５が平面状に展開された状態を示す展開図である。

次に、図５は、実施例システムの構成の一例を示す模式的なブロック図である。実施例システム１００１は、発電部１１０と、発電部１１０からの排熱によって流体を暖めるための熱交換器１２０と、上記流体を貯蔵するための貯蔵容器１３０と、発電部１１０が備える熱交換器１２０と貯蔵容器１３０との間において上記流体を循環させるための循環経路１４０及びポンプ１５０と、を備える、コジェネレーションシステムである。尚、図５に示す例についても、説明を容易にすることを目的として、上記流体が水である場合について説明する。

尚、実施例システム１００１が備える発電部１１０は、燃料Ｆ、空気Ａ及び水（改質水Ｗｐ）の電気化学反応によって燃料Ｆの化学エネルギーから電力を取り出す（発電を行う）燃料電池１１０によって構成されている。この電力は、図示しない負荷（例えば、蓄電池、変電設備及び電気機器等）に供給される。

上記燃料電池における電気化学反応の結果として高温の排気Ｇｅが発生する。この排気Ｇｅは熱交換器１２０に送られ、ここで排気Ｇｅと上記流体としての水Ｗとの間における熱交換が行われる（排気Ｇｅからの受熱により水Ｗが暖められて温水Ｗｈとなる）。具体的には、熱交換器１２０と貯蔵容器（貯湯タンク）１３０との間において循環経路１４０を介してポンプ１５０によって水Ｗが循環され、熱交換器１２０において水Ｗが排気Ｇｅから熱を受け取り、温水Ｗｈとして貯蔵容器１３０に蓄えられる。このようにして貯蔵容器１３０に蓄えられた温水Ｗｈは、例えば給湯器３００等の外部設備に供給することができる。また、上記のように熱交換器１２０における熱交換を経た排気Ｇｅは排気口１２１から排出される。

また、改質水タンク１２３に蓄えられている改質水Ｗｐの量が所定の上限を超えると、ドレン水Ｗｄ１として改質水タンク１２３から排出される。また、貯蔵容器（貯湯タンク）１３０の内部圧力が所定の上限を超えると、圧力逃がし弁１３１が開かれて、ドレン水Ｗｄ２として余剰な温水Ｗｈが排出され、貯蔵容器１３０の内部圧力が下げられる。更に、例えば貯蔵容器１３０に蓄えられている温水Ｗｈの量が所定の上限を超えると、水抜き栓１３２が開かれ、貯蔵容器１３０から余剰な温水Ｗｈが排出される。

更に、熱交換器１２０における熱交換の結果、排気Ｇｅに含まれていた水分が凝縮して凝縮水Ｗｃが生ずる。この凝縮水Ｗｃは、水精製器１２２に送られ改質（精製）されて、改質水タンク１２３に改質水Ｗｐとして蓄えられ、再び発電部１１０の燃料電池に供給され、上記電気化学反応によって消費される。このように燃料電池からの排気Ｇｅに含まれる水分が回収されて再び燃料電池へと戻される循環サイクルが確立されている。

しかしながら、貯蔵容器（貯湯タンク）１３０から熱交換器１２０へと供給される水Ｗの温度が過度に高い場合、熱交換器１２０において十分な量の凝縮水Ｗｃを排気Ｇｅから得ることができない。そこで、循環経路１４０の貯蔵容器１３０から熱交換器１２０へと水Ｗを供給する部分には、ラジエータ２１０及びファン２２０を備える冷却手段（放熱装置）２００が設けられている。

一方、例えば寒冷地等において実施例システム１００１が稼働していないときには、貯蔵容器（貯湯タンク）１３０から熱交換器１２０へと供給される水Ｗの温度が下がり過ぎて水Ｗが凍結し、例えば循環経路１４０の破損等の問題に繋がる場合がある。従って、水Ｗが凍結する可能性が高いと判断される場合には循環経路１４０に流れる水Ｗを加熱して凍結を防止する必要がある。この場合、実施例システム１００１は稼働していないので、水Ｗを加熱するための凍結防止ヒータには商用電源によって交流電力が供給される。

更に、一般的な燃料電池コジェネレーションシステムと同様に、実施例システム１００１は、例えば商用電源の停電時等における自立運転の開始時には、想定される負荷による消費電力よりも大きい所定の電力が燃料電池によって発電されるように構成されている。従って、抵抗加熱型ヒータによって流体を加熱することにより、燃料電池によって発電される電力と負荷による消費電力との差である余剰電力を熱に変換する必要がある。この場合、余剰電力を熱に変換するための自立ヒータには燃料電池によって発電される直流電力が供給される。

但し、ヒータが過度に発熱して、例えば水Ｗの沸騰によりヒータの周囲への泡の付着等が生ずると、例えばヒータの破損等の問題に繋がる虞がある。特に、セラミックヒータの場合は、過度の発熱によるヒータの割れ等の問題に繋がり易い。従って、このような問題を低減する観点からは、例えば水Ｗの温度を目安としてヒータの温度が過度に高くならないように制御する必要がある。

上記のように、実施例システム１００１においては、流体としての水Ｗの加熱手段（ヒータ）及び冷却手段の作動を水Ｗの温度に基づいて制御する必要がある。このような場合、従来技術に係る流体の加熱装置（従来装置）においては、前述したように、水Ｗの温度を検出するために例えば熱電対等の温度検出手段をヒータとは別個に設けていたので、例えば構成の複雑化及びコストの増大等の問題を招く。

しかしながら、実施例システム１００１は、流体を加熱するための加熱手段として、上述した実施例装置１０４を備える。尚、実施例装置１０４が備える流路１０は循環経路１４０に介装されて循環経路１４０と連通するように構成されている。そして、実施例システム１００１においては、実施例装置１０４が備える２つのヒータ２３及び２４のうち、当該システムの自立運転時において流体（水Ｗ）を加熱して余剰電力を熱に変換するための自立ヒータとしてヒータ２３を使用し、当該システムの非稼働時において流体を加熱して循環経路１４０の凍結を防止するための凍結防止ヒータとしてヒータ２４を使用する。即ち、図４の（ｂ）に示すように、自立ヒータであるヒータ２３（太い方の実線）には直流電力（ＤＣ）が供給され、凍結防止ヒータであるヒータ２４（細い方の実線）には交流電力（ＡＣ）が供給される。

前述したように、自立ヒータであるヒータ２３は実施例システム１００１の自立運転時に使用され、凍結防止ヒータであるヒータ２４は実施例システム１００１の非稼働時に使用される。従って、これら２つのヒータが同時に使用されることは無く、実施例システム１００１の運転状況に応じて二者択一的に使用される。従って、実施例システム１００１においては、ヒータ２３及び２４のうち流体の加熱に寄与していない方のヒータを上述した第１ヒータとして選択して、当該ヒータの電気抵抗値に基づいて流体（水Ｗ）の温度を特定することができる。

尚、実施例システム１００１においては、ヒータ２３及び２４のそれぞれにつき、ヒータの電気抵抗値を測定するための所定の電力である第１電力が供給されているときの当該ヒータの電気抵抗値と流体の温度との対応関係である第１関係を表すデータが、制御部５００が備えるデータ記憶装置（ＲＯＭ）に予め記憶されている。前述したように、第１電力は、第１ヒータの電気抵抗値を測定部によって測定することは可能であるものの流体（水Ｗ）の加熱には実質的には寄与しない程度の電力である。

第１関係は、例えば、ヒータ２３及び２４のそれぞれにつき、第１電力が供給されているときに様々な温度の流体（水Ｗ）を流路１０に流したときの当該ヒータの電気抵抗値を記録する実験等によって事前に求めることができる。図６は、第１状態が成立しているときのヒータの電気抵抗値と流体の温度との対応関係である第１関係を表す模式的なグラフである。図６に示すように、抵抗加熱型ヒータにおいては、当該ヒータの温度Ｔが上昇するほど、当該ヒータの電気抵抗値Ｒが高くなる。

従って、第１電力が供給されているときの第１ヒータの電気抵抗値Ｒに基づいて、そのときの第１ヒータの温度Ｔを特定することができる。第１電力が供給されているとき、第１ヒータは流体（水Ｗ）の加熱には実質的に寄与していない。換言すれば、そのときの第１ヒータの温度Ｔは流体の温度に対応している。このようにして、制御部５００は、第１電力が供給されているときの第１ヒータの電気抵抗値Ｒに基づいて流体の温度を特定することができる。

尚、実施例システム１００１を構成する制御部５００は、図６に示したグラフによって表されるような第１関係を表す関数を制御部５００が備えるデータ記憶装置（ＲＯＭ）に予め記憶しており、第１電力が供給されているときの第１ヒータの電気抵抗値から当該関数に基づいて流体の温度を算出するように構成されている。

尚、実施例システム１００１が備える制御部５００において実行される流体温度測定ルーチンについては、図２に示したフローチャートを参照しながら説明した第１装置１０２が備える制御部において実行される流体温度測定ルーチンと同様である。

従って、流体（水Ｗ）の温度の特定に至る迄の処理の流れについての詳細な説明は省略するが、実施例システム１００１の自立運転時には、発電部１１０（燃料電池）によって発電される電力の余剰分（余剰電力）が第２電力として自立ヒータであるヒータ２３に供給されて流体が加熱される一方、凍結防止ヒータであるヒータ２４には電力は供給されない。従って、この場合は、ヒータ２４を上述した第１ヒータとして使用して（ヒータ２４に第１電力を供給して）、ヒータ２４の電気抵抗値を測定し、当該電気抵抗値に基づいて流体の温度を特定することができる。

一方、実施例システム１００１の非稼働時には、流体の凍結防止を目的とする電力が第２電力として凍結防止ヒータであるヒータ２４に供給されて流体が加熱される一方、当該システムは稼働していないので自立ヒータであるヒータ２３には電力は供給されない。従って、この場合は、ヒータ２３を上述した第１ヒータとして使用して（ヒータ２３に第１電力を供給して）、ヒータ２３の電気抵抗値を測定し、当該電気抵抗値に基づいて流体の温度を特定することができる。

実施例システム１００１においては、上記のようにしてフローチャートのステップＳ１０４において算出された流体（水Ｗ）の温度に基づいて、ヒータ２３及び２４のうち流体の加熱に寄与している方のヒータ（及び、存在する場合は他のヒータ等）及び／又は冷却手段２００を制御して、流体の温度を所定の範囲に収めることができる。

〈効果〉
以上のように、実施例システム１００１は、流体の加熱に寄与していない抵抗加熱型ヒータの電気抵抗値に基づいて当該流体の温度を特定することができる実施例装置を加熱手段として含む。従って、実施例システム１００１によれば、流体の温度を検出するための検出手段（例えば、温度センサ等）を別途設けること無く、流体の温度を検出することができる。このようにして検出された流体の温度は、例えば、実施例システム１００１の用途において実行される種々の制御のための指標等として利用することができる。例えば、流体を加熱するための加熱手段（例えば、ヒータ等）及び／又は流体を冷却するための冷却手段（例えば、ラジエータ及びファン等）の制御（例えば、稼働と非稼働との切り替え等）のための指標として流体の温度を使用して、流体の温度を所定の範囲に収めることができる。

ところで、実施例システム１００１に関する上記説明においては、当該システムの非稼働時（において流体の凍結を防止するための制御（凍結防止制御）が実行されている期間）及び自立運転時について説明した。しかしながら、本発明は、様々なコジェネレーションシステムの連系運転時にも適用可能である。具体的には、コジェネレーションシステムの連系運転時には、発電部によって発電される電力と商用電源から供給される電力とが負荷における消費電力の大きさに応じて併用される。従って、凍結防止ヒータに電力を供給して流体の凍結を防止する必要は無く、且つ、基本的には発電部によって発電される電力の余剰分（余剰電力）を自立ヒータによって熱に変換する必要も無い。

つまり、コジェネレーションシステムの連系運転時には、流体を加熱するための電力である第２電力が自立ヒータ及び凍結防止ヒータの何れにも供給されていない状況が生じ得る。このような状況においても、例えば発電部からの排熱により流体の温度が過度に上昇したときは冷却手段（例えば、ラジエータ及びファン等）を作動させて流体の温度を下げる必要があるので流体の温度を監視する必要がある。この場合も、電力が供給されていない自立ヒータ及び凍結防止ヒータの少なくとも何れか一方を第１ヒータとして使用して（第１電力を供給して）、その電気抵抗値に基づいて流体の温度を検出することができる。

また、コジェネレーションシステムの非稼働時において凍結防止制御が開始される前の期間においても、本発明を適用することができる。具体的には、当該期間においては、コジェネレーションシステムは稼働していないので発電部による発電は実行されていない。従って、余剰電力を自立ヒータに供給して熱に変換する必要は無い。加えて、凍結防止制御が未だ開始されていないので、凍結防止ヒータにも電力は供給されていない。即ち、自立ヒータ及び凍結防止ヒータの何れにも電力が供給されていない。しかしながら、当該期間においても、流体の凍結による循環経路の破損等の問題を回避する観点からは、流体の温度を監視する必要がある。この場合も、電力が供給されていない自立ヒータ及び凍結防止ヒータの少なくとも何れか一方を第１ヒータとして使用して（第１電力を供給して）、その電気抵抗値に基づいて流体の温度を検出することができる。

以上、本発明を説明することを目的として、特定の構成を有する幾つかの実施形態及び実施例につき、時に添付図面を参照しながら説明してきたが、本発明の範囲は、これらの例示的な実施形態及び実施例に限定されると解釈されるべきではなく、特許請求の範囲及び明細書に記載された事項の範囲内で、適宜修正を加えることが可能であることは言うまでも無い。

１０…流路、１１…管状部材、２０，２１，２２，２３，２４…ヒータ、２５…シート状部材、３０…温度検出手段、４０…測定部、１００，１０１，１０２…流体の加熱装置（本発明）、１０４…流体の加熱装置（本発明の実施例）、１１０…発電部、１２０…熱交換器、１２１…排気口、１２２…水精製器、１２３…改質水タンク、１３０…貯蔵容器、１３１…圧力逃がし弁、１３２…水抜き栓、１４０…循環経路、１５０…ポンプ、２００…冷却手段、２１０…ラジエータ、２２０…ファン（送風機）、３００…給湯器、５００…制御部、９００，９０１，９０２，９０３…流体の加熱装置（従来技術）、１０００…コジェネレーションシステム（本発明）、１００１…コジェネレーションシステム（本発明の実施例）、９０００…コジェネレーションシステム（従来技術）、Ｗ…水、Ｗｈ…温水、Ｗｃ…凝縮水、Ｗｐ…改質水、Ｆ…燃料、Ａ…空気、及びＧｅ…排気。

Claims (7)

1. 流体が流れる単一の流路と、前記流路に配設されてジュール熱によって前記流体を加熱することができる複数のヒータと、複数の前記ヒータへの電力の供給を制御する制御部と、を備える、流体の加熱装置であって、
   複数の前記ヒータのうちの個々のヒータにつき、当該ヒータの電気抵抗値を測定するための所定の電力である第１電力を当該ヒータに供給して当該ヒータの電気抵抗値を測定することができるように構成された測定部を更に備え、
   前記制御部は、前記流体の温度を測定するとき、
   複数の前記ヒータのうち前記流体を加熱するための電力である第２電力が供給されていないヒータを第１ヒータとして選択し、
   当該第１ヒータに前記第１電力を供給し、
   前記測定部によって測定される前記第１ヒータの電気抵抗値である第１抵抗値Ｒ１に基づいて前記流体の温度を特定する、
   ように構成されている、
   流体の加熱装置。
2. 請求項１に記載された流体の加熱装置であって、
   前記制御部は、
   複数の前記ヒータの個々のヒータにつき、前記第１電力が供給されているときの当該ヒータの電気抵抗値と前記流体の温度との対応関係である第１関係を表すデータをデータ記憶装置に予め記憶しており、
   前記第１ヒータとして選択されたヒータについての前記第１関係から前記第１抵抗値に基づいて前記流体の温度を特定する、
   ように構成されている、
   流体の加熱装置。
3. 請求項１に記載された流体の加熱装置であって、
   前記制御部は、前記第１電力が供給されており且つ前記流体の温度が所定の基準温度Ｔｒであるときの前記第１ヒータの電気抵抗値Ｒｒと、前記第１抵抗値Ｒ１と、前記第１ヒータの電気抵抗値の温度係数αと、に基づき、以下の式（１）に従って前記流体の温度Ｔを算出するように構成されている、
   

   

   流体の加熱装置。
4. 発電部と、前記発電部からの排熱によって暖められた前記流体を貯蔵する貯蔵容器と、前記発電部と前記貯蔵容器との間において前記流体を循環させる循環経路と、を備える、コジェネレーションシステムであって、
   請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載された流体の加熱装置を更に備え、
   前記流路が前記循環経路と連通するように前記循環経路に介装されている、
   コジェネレーションシステム。
5. 請求項４に記載されたコジェネレーションシステムであって、
   前記コジェネレーションシステムの自立運転時において前記流体を加熱して余剰電力を熱に変換するためのヒータである自立ヒータ及び前記コジェネレーションシステムの非稼働時において前記流体を加熱して前記循環経路の凍結を防止するためのヒータである凍結防止ヒータを備え、
   前記制御部は、
   前記コジェネレーションシステムの自立運転時には前記凍結防止ヒータを前記第１ヒータとして選択し、
   前記コジェネレーションシステムの非稼働時には前記自立ヒータを前記第１ヒータとして選択する、
   ように構成されている、
   コジェネレーションシステム。
6. 請求項４又は請求項５に記載されたコジェネレーションシステムであって、
   前記発電部は、燃料電池を含む、
   コジェネレーションシステム。
7. 請求項４又は請求項５に記載されたコジェネレーションシステムであって、
   前記発電部は、発電機及び前記発電機を駆動する内燃機関を含む、
   コジェネレーションシステム。

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