JP3863475B2 - Cogeneration system - Google Patents

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JP3863475B2 JP2002293961A JP2002293961A JP3863475B2 JP 3863475 B2 JP3863475 B2 JP 3863475B2 JP 2002293961 A JP2002293961 A JP 2002293961A JP 2002293961 A JP2002293961 A JP 2002293961A JP 3863475 B2 JP3863475 B2 JP 3863475B2
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剛 山下
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博司 高木
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  • Steam Or Hot-Water Central Heating Systems (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複数の熱供給手段を具備したコージェネレーションシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境問題や省エネルギー等の観点から、総合エネルギー効率の高い給湯装置の提供が要求されている。また、従来より、浴槽への湯水の落とし込みや給湯、暖房等複数の目的に用いる湯水を安定して供給可能な給湯装置の提供が要求されている。そこで近年、これらの要求に応えるべく、複数の熱供給手段を組み合わせることにより湯水を加熱するコージェネレーションシステムが提供されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２４８９１３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のコージェネレーションシステムでは、複数の熱供給手段がそれぞれの機能を補完し合うことによって、装置全体としての高い総合エネルギー効率を得る構成とされている。
【０００５】
しかし、複数の熱供給手段のうち、一又は一群の熱供給手段が故障したり制御不能となると、この熱供給手段が本来発揮すべき能力を他の熱供給手段で補完せねばならず、装置の使用感が低下してしまうという問題がある。また特に、浴槽内への湯水の落とし込み等のように、一度に大量の湯水を使用する場合は、一度に大きな給湯能力が必要となり、給湯や暖房等の他の目的に使用する湯水を安定して供給できなくなってしまうという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明では上記した問題に鑑みて、複数ある熱供給手段の一又は一群が故障したり制御不能となった場合でも能力を安定して発揮できるコージェネレーションシステムの提供を目的とした。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこで上記した問題を解決すべく提供される請求項１に記載の発明は、複数の熱供給手段を有し、当該熱供給手段において発生した熱によって加熱された湯水を貯留する貯留部と、前記熱供給手段において発生した熱によって加熱された湯水が循環する熱源循環回路と、前記熱供給手段において発生した熱によって加熱された湯水を外部あるいは熱負荷に供給する湯水供給回路と、前記熱供給手段において発生した熱によって加熱された湯水を浴槽に供給して循環させる浴槽循環回路とを有し、前記複数の熱供給手段の一又は一群は、主として貯留部に貯留される湯水を加熱する熱供給手段Ａであり、前記複数の熱供給手段の他の一又は一群は、主として外部あるいは熱負荷に供給される湯水を加熱する熱供給手段Ｂであり、前記熱供給手段Ａの故障時は、貯留部内に貯留された湯水の使用に先立って熱供給手段Ｂにおいて発生した熱によって加熱された湯水を貯留部に貯留することを特徴とするコージェネレーションシステムである。
【０００８】
従来のコージェネレーションシステムでは、例えば浴槽内へ湯水を落とし込む場合のように大量の湯水を使用する場合に備えて、貯留部に湯水を貯留していた。そのため、主として貯留部に貯留される湯水を加熱するための熱供給手段Ａが故障すると、主として外部あるいは熱負荷に供給される湯水を加熱するための他の熱供給手段Ｂによって貯留部に貯留される湯水を加熱せねばならず、例えば給湯や暖房といった前記他の熱供給手段によって加熱された湯水を使用する機器等の使用感を損ねるおそれがあった。即ち、コージェネレーションシステムでは、予め熱供給手段Ａを稼働させて貯留部に高温の湯水を貯留し、熱エネルギーを貯留部に蓄積している。そして、大きな熱エネルギーを要する使用状態の時には、貯留部に蓄積した熱エネルギーを放出する。そのため、コージェネレーションシステムでは、熱供給手段Ａおよび熱供給手段Ｂは、能力が比較的小さく、小型のものが採用されている。この様な状況下において熱供給手段Ａが故障すると、熱供給手段Ｂだけでは、大きな熱エネルギーを要する使用状態の時に十分な熱エネルギーを供給することができず、装置の使用感が損なわれてしまうおそれがあった。
【０００９】
しかし、本発明のコージェネレーションシステムは、主として貯留部に貯留される湯水を加熱する熱供給手段Ａが故障した際に、貯留部内に貯留された湯水の使用に先立って熱供給手段Ｂを駆動させ、これにより発生した熱によって湯水を加熱して貯留部に貯留しておく構成を具備している。そのため、本発明によれば、熱供給手段Ａが故障している場合に、浴槽への湯水の落とし込みのように貯留部内に貯留されている湯水を一度に大量に使用する用途の使用と、熱供給手段により加熱された湯水を使用する給湯や暖房など他の用途の使用とが競合しても、それぞれに必要とされる温度の湯水を確実に供給することができる。
【００１０】
上記したように、本発明のコージェネレーションシステムでは、熱供給手段Ａが故障した場合に、貯留部内の使用に先立って熱供給手段Ｂによって加熱された湯水を貯留部内に貯留しておくことにより、熱供給手段Ｂに一度に大きな負荷が作用するのを防止することができる。そのため、本発明のコージェネレーションシステムにおいて、熱供給手段Ｂは、最低限、外部あるいは熱負荷に供給される湯水を加熱できるだけの加熱能力さえあればよく、それ以上の能力を必要としない。そのため、上記した構成によれば、必要以上に大きな加熱能力を有する熱供給手段Ｂを設けることなく、熱供給手段Ａの故障に備えることができる。従って、本発明によれば、コージェネレーションシステムの製造コストを低減し、装置の小型化を図ることができる。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、複数の熱供給手段を有し、当該熱供給手段において発生した熱によって加熱された湯水を貯留する貯留部と、前記熱供給手段において発生した熱によって加熱された湯水が循環する熱源循環回路と、前記熱供給手段において発生した熱によって加熱された湯水を外部あるいは熱負荷に供給する湯水供給回路と、前記熱供給手段において発生した熱によって加熱された湯水を浴槽に供給して循環させる浴槽循環回路と、前記熱供給手段の駆動を制御する駆動制御部とを有し、前記複数の熱供給手段の一又は一群は、貯留部に貯留される湯水を加熱することが可能な熱供給手段Ａであり、前記複数の熱供給手段の他の一又は一群は、外部あるいは熱負荷に供給される湯水および貯留部に貯留される湯水を加熱可能な熱供給手段Ｂであり、前記駆動制御部による熱供給手段Ａの制御が不可能である場合には、貯留部内に貯留された湯水の使用に先立って熱供給手段Ｂを駆動させ、これにより発生した熱によって加熱された湯水を貯留部に貯留することを特徴とするコージェネレーションシステムである。
【００１２】
本発明のコージェネレーションシステムは、主として貯留部に貯留される湯水を加熱する熱供給手段Ａが制御不能である場合に、貯留部内に貯留された湯水の使用に先立って熱供給手段Ｂを駆動させることによって予め貯留部内に高温の湯水を貯留しておくものである。そのため、本発明によれば、熱供給手段Ａが制御不能である場合に、例えば浴槽への湯水の落とし込みのように貯留部内に貯留されている湯水を一度に大量に使用する用途の使用と、熱供給手段により加熱された湯水を使用する給湯や暖房など他の用途の使用とが競合しても、それぞれに必要とされる温度の湯水を確実に供給することができる。
【００１３】
本発明のコージェネレーションシステムでは、熱供給手段Ａが故障などの理由で制御不能である場合であっても、熱供給手段Ｂに一度に大きな負荷が作用するのを防止することができる。そのため、上記した構成によれば、必要以上に大きな加熱能力を有する熱供給手段Ｂを設ける必要がない。従って、本発明によれば、コージェネレーションシステムの製造コストを低減し、装置の小型化を図ることができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、複数の熱供給手段を有し、当該熱供給手段において発生した熱によって加熱された湯水を貯留する貯留部と、前記熱供給手段において発生した熱によって加熱された湯水が循環する熱源循環回路と、前記熱供給手段において発生した熱によって加熱された湯水を外部あるいは熱負荷に供給する湯水供給回路と、前記熱供給手段において発生した熱によって加熱された湯水を浴槽に供給して循環させる浴槽循環回路と、前記熱供給手段の駆動を制御する駆動制御部とを有し、前記複数の熱供給手段の一又は一群は、貯留部に貯留される湯水を加熱することが可能な熱供給手段Ａであり、前記複数の熱供給手段の他の一又は一群は、外部あるいは熱負荷に供給される湯水および貯留部に貯留される湯水を加熱可能な熱供給手段Ｂであり、前記駆動制御部は、熱供給手段Ａの制御が不可能である場合に、浴槽への湯水の落とし込みに先立って熱供給手段Ｂを駆動させることにより、落とし込みに必要な湯水を貯留部に貯留させることを特徴とするコージェネレーションシステムである。
【００１５】
本発明のコージェネレーションシステムは、主として貯留部に貯留される湯水を加熱する熱供給手段Ａ自身が故障していたり、駆動制御部が故障しているなどの理由で熱供給手段Ａの制御が不可能である場合に、浴槽への湯水の落とし込みに先立って熱供給手段Ｂを駆動させる構成を有する。そのため、本発明によれば、熱供給手段Ａが制御不能である場合に、一度に大量の湯水を使用する浴槽への湯水の落とし込みと、外部あるいは熱負荷に供給される湯水の加熱とを使用感を損なうことなく同時に行うことができる。
【００１６】
上記したように、本発明のコージェネレーションシステムでは、熱供給手段Ａが制御不能となった場合に、熱供給手段Ｂが予め湯水を加熱して貯留部に貯留しておく構成を有するため、熱供給手段Ｂに一度に大きな負荷が作用するのを防止することができる。そのため、本発明のコージェネレーションシステムにおいて、熱供給手段Ｂは、外部あるいは熱負荷に供給される湯水を加熱できるだけの加熱能力さえあればよく、それ以上の能力を必要としない。即ち、本発明によれば、熱供給手段Ａの制御が不能となった場合に備えて、湯水の加熱能力の大きな熱供給手段Ｂを設ける必要がない。従って、上記した構成によれば、コージェネレーションシステムの製造コストを低減し、装置の小型化を図ることができる。
【００１７】
また上記発明と同様の課題を解決すべく提供される請求項４に記載の発明は、複数の熱供給手段を有し、当該熱供給手段において発生した熱によって加熱された湯水を貯留する貯留部と、前記熱供給手段において発生した熱によって加熱された湯水が循環する熱源循環回路と、前記熱供給手段において発生した熱によって加熱された湯水を外部あるいは熱負荷に供給する湯水供給回路と、前記熱供給手段において発生した熱によって加熱された湯水を浴槽に供給して循環させる浴槽循環回路と、前記熱供給手段の駆動を制御する駆動制御部とを有し、前記複数の熱供給手段の一又は一群は、貯留部に貯留される湯水を加熱することが可能な熱供給手段Ａであり、前記複数の熱供給手段の他の一又は一群は、外部あるいは熱負荷に供給される湯水および貯留部に貯留される湯水を加熱可能な熱供給手段Ｂであり、前記駆動制御部は、熱供給手段Ａを駆動させて貯留部に湯水を貯留する貯留運転モードを有し、駆動制御部による熱供給手段Ａの制御が不可能である場合には、前記貯留運転モードに代って、貯留部内に貯留された湯水の使用に先立って熱供給手段Ｂを駆動させ、これにより発生した熱によって湯水を加熱する補助貯留運転モードによって貯留部に湯水を貯留することを特徴とするコージェネレーションシステムである。
【００１８】
本発明のコージェネレーションシステムは、駆動制御部が貯留運転モードによって熱供給手段Ａを駆動させ、貯留部に湯水を貯留するものであるが、熱供給手段Ａの故障や、駆動制御部の故障などのために熱供給手段Ａを制御できない場合に、貯留運転モードの代わりに補助貯留運転モードに則り熱供給手段Ｂを駆動させ、貯留部内の湯水の使用に先立って湯水を貯留しておくものである。そのため、本発明によれば、熱供給手段Ａが故障している場合に、浴槽への湯水の落とし込みのように貯留部内に貯留されている湯水を一度に大量に使用する用途の使用と、熱供給手段により加熱された湯水を使用する給湯や暖房など他の用途の使用とが競合しても、それぞれに必要とされる温度の湯水を確実に供給することができる。
【００１９】
上記したように、本発明のコージェネレーションシステムでは、熱供給手段Ａによって貯留部に貯留される湯水を加熱することができない場合に、熱供給手段Ｂが予め湯水を加熱して貯留部に貯留しておく構成を有するため、熱供給手段Ｂに一度に大きな負荷が作用するのを防止することができる。そのため、本発明のコージェネレーションシステムにおいて、熱供給手段Ｂは、外部あるいは熱負荷に供給される湯水を加熱し得るだけの加熱能力があれば十分であり、それ以上の能力を必要としない。そのため、本発明によれば、湯水の加熱能力の大きな熱供給手段Ｂを設けることなく、熱供給手段Ａの制御が不能となった場合に対応することができる。従って、上記した構成によれば、コージェネレーションシステムの製造コストを低減し、さらに装置の小型化を図ることができる。
【００２０】
上記したコージェネレーションシステムにおいて、熱供給手段Ａおよび熱供給手段Ｂのうち少なくとも一つは発電装置であり、当該発電装置の駆動に伴い発生する排熱を利用して湯水を加熱するものであることを特徴とするものであってもよい。（請求項５）
【００２１】
本発明のコージェネレーションシステムでは、熱供給手段Ａおよび熱供給手段Ｂのうち少なくとも一つは発電装置であり、この発電装置において発生する排熱によって湯水の加熱を行うため、装置全体の総合エネルギー効率が高い。
【００２２】
請求項６に記載の発明は、駆動制御部は、発電装置における発電状況を検知する余剰電力制御部を有し、当該余剰電力制御部における検知信号を検知不可能である場合には発電装置の駆動を停止させることを特徴とする請求項５に記載のコージェネレーションシステムである。
【００２３】
本発明のコージェネレーションシステムでは、余剰電力制御部の故障や余剰電力制御部と発電装置との検地信号の送受信が不可能である場合に発電装置を停止させる構成を有するため、例えば発電装置から外部電源への逆潮流といった発電に関するトラブルを防止し、コージェネレーションシステムの安全性を確保することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
続いて本発明の一実施形態であるコージェネレーションシステムについて図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本実施形態のコージェネレーションシステムの配管系統図である。図２は、本実施形態のコージェネレーションシステムが排熱貯湯運転モードで運転を行っている場合の動作原理図である。図３は、本実施形態のコージェネレーションシステムが給湯運転モードで運転を行っている場合の動作原理図であり、図４は、落とし込み運転モードで運転を行っている場合の動作原理図である。また、図５は、本実施形態のコージェネレーションシステムが追焚き運転モードで運転を行っている場合の動作原理図である。図６，７は、本実施形態のコージェネレーションシステムが暖房運転モードで運転を行っている場合の動作原理図である。図８は、本実施形態のコージェネレーションシステムが補助貯湯運転モードで運転を行っている場合の動作原理図であり、図９は、補助暖房運転モードで運転を行っている場合の動作原理図である。
【００２５】
図１において、１は本実施形態のコージェネレーションシステムである。コージェネレーションシステム１は、大別して発電部２と給湯部３とにより構成されている。発電部２は、ガスエンジン５（熱供給手段Ａ）を備えたものであり、電気機器等に電力を供給すると共に、発電に伴い発生した排熱により湯水を加熱することができる。また、給湯部３は、給湯装置６（熱供給手段Ｂ）を備えたものであり、主として給湯栓７や床暖房やファンコンベクタ等の暖房装置８等に供給される湯水を加熱するものである。
【００２６】
発電部２は、大別してガスエンジン５と、ガスエンジン５によって駆動する発電機１０と、ヒータ１１とを具備している。発電部２において発生した電力は、外部にある電気機器やヒータ１１に供給される。発電部２は、ガスエンジン５を冷却するための冷却回路１２を具備している。
【００２７】
冷却回路１２は、発電部２の外部、さらに詳細には給湯部３側にある排熱熱交換器３０および暖房熱交換器５７を経由して湯水を循環させるものである。冷却回路１２は、ガスエンジン５からバイパス分岐点Ａを経て排熱熱交換器３０に到り、ガスエンジン５から排熱熱交換器３０に向けて湯水を流す往き側冷却水路１３と、その分岐水路である往き側分岐水路６１、並びに、排熱熱交換器３０からガスエンジン５側へと湯水を戻す戻り側冷却水路１５と、暖房熱交換器５７から戻る湯水が前記戻り側冷却水路１５に合流する戻り側合流水路６２とから構成されている。即ち、ガスエンジン５には排熱熱交換器３０と暖房熱交換器５７とが前記各水路によって並列に接続されている。冷却回路１２内を流れる湯水は、戻り側冷却水路１５の中途に設けられたポンプ１６によって圧送され、戻り側冷却水路１５側から往き側冷却水路１３側へと流れる。戻り側冷却水路１５内を流れる湯水は、ガスエンジン５の駆動に伴い発生した排熱により加熱され往き側冷却水路１３へと流出する。
【００２８】
ガスエンジン５と排熱熱交換器３０とを接続する往き側冷却水路１３の中途には、ヒータ１１が設けられている。ヒータ１１は、発電機１０と外部の電気機器とを接続する配線１７から分岐された分岐配線１８に接続されている。ヒータ１１には、分岐配線１８を介して外部の電気機器で消費しきれない余剰電力が供給されており、これにより発電機１０から外部電源（図示せず）への電力の逆潮流が防止されている。さらに詳細には、ヒータ１１は、後述する余剰電力制御部１０１によって制御可能なスイッチ２１が設けられており、このスイッチ２１を調整することによりヒータ１１への通電が調整される。
【００２９】
ガスエンジン５の排熱により加熱され、往き側冷却水路１３内を流れる湯水は、ヒータ１１を通過する際にさらに加熱されて排熱熱交換器３０へと流入する。排熱熱交換器３０において熱交換を行い低温となった湯水は、戻り側冷却水路１５を介してガスエンジン５へと戻る。
【００３０】
戻り側冷却水路１５の中途には、上記したポンプ１６の他に冷却水タンク２２とサーモスタット式の三方弁２５が設けられている。また、サーモスタット式の三方弁２５は、後述する戻り側合流水路６２に設けられている三方弁２３と連通する連通流路２４に接続されている。さらに、戻り側冷却水路１５と往き側冷却水路１３との間には、両者をバイパスするバイパス流路２６が設けられている。冷却水タンク２２には、外部から湯水を供給するための給水管２７が設けられており、その中途に設けられている補給水弁２８によって冷却水タンク２２への給水量が調整される。また、サーモスタット式の三方弁２５は、ガスエンジン５側から排出される湯水の温度に応じて排熱熱交換器３０および暖房熱交換器５７側への湯水の往来を調整するものである。
【００３１】
さらに具体的には、ガスエンジン５の起動直後等のように、ガスエンジン５側から排出される湯水が所定温度以下である場合には三方弁２５が作用し、排熱熱交換器３０および暖房熱交換器５７への入水が阻止される。即ち、ガスエンジン５側から排出される湯水が低温である場合、三方弁２５の作用によって排熱熱交換器３０および暖房熱交換器５７から戻り側冷却水路１５への通水が阻止されると共に、バイパス流路２６を介して往き側冷却水路１３と戻り側冷却水路１５とが連通した閉回路が形成される。そのため、ガス往き側冷却水路１３内を流れる湯水は、バイパス流路２６を介して直接ガスエンジン５側へと流れ込む。
【００３２】
一方、ガスエンジン５側から排出される湯水が所定温度より高温である場合、三方弁２５の作用によって往き側冷却水路１３内を流れる湯水が、排熱熱交換器３０および暖房熱交換器５７へと流入する。排熱熱交換器３０および暖房熱交換器５７に流入した高温の湯水は、各熱交換器において熱交換を行った後、三方弁２３を介して戻り側冷却水路１５へと流入してガスエンジン５側へと戻る。
【００３３】
給湯部３は、燃料ガスを燃焼し湯水を加熱する給湯装置６と、冷却回路１２内を流れるガスエンジン５の排熱により加熱された湯水と熱交換を行う排熱熱交換器３０と、貯留タンク３１とを具備している。また、給湯部３は、ガスエンジン５（熱供給手段Ａ）、並びに、給湯装置６（熱供給手段Ｂ）において加熱された湯水が循環する熱源循環回路３２と、ガスエンジン５および給湯装置６において発生した熱によって加熱された湯水を給湯栓７を介して外部に供給する給湯回路３３と、暖房装置８（熱負荷）等の熱負荷に接続される負荷循環回路３５と、湯水を浴槽に供給して循環させる浴槽循環回路３６とを有する。
【００３４】
熱源循環回路３２は、給湯装置６の出湯口３７に接続された給湯往路３８と、給湯装置６の入湯口４０に接続された給湯復路４１とが、負荷熱交換器４２および追焚熱交換器４３を有する熱交換部４５に接続されたものである。給湯往路３８は、中途で分岐されて貯留タンク３１および、後述する混合弁８０に接続されている。貯留タンク３１には、内部に貯留されている湯水の高さ方向の温度分布を検知するために、最上部温度センサ３４ａ、上部温度センサ３４ｂ、中部温度センサ３４ｃおよび下部温度センサ３４ｄが設けられている。また、給湯復路４１には、熱交換部４５側から順に、エアセパレータ４６と、湯水を循環させる循環ポンプ４７と、排熱熱交換器３０と、給湯復路４１を流れる水量を検知する循環流量センサ５０と、給湯装置６に流入する水量を調整する循環水比例弁５１とが接続されている。給湯復路４１の中途にあるエアセパレータ４６は、熱源循環回路３２中に含まれている空気を外部に排出するものであり、貯留タンク３１の下部に設けられた貯留部排出管８９が接続されている。また、排熱熱交換器３０は、上記した発電部２においてガスエンジン５の駆動に伴い発生した排熱により加熱された湯水と熱交換を行うことにより給湯復路４１を流れる湯水を加熱するものである。そのため、通常ガスエンジン５の駆動中は、排熱熱交換器３０において加熱された湯水が給湯復路４１を介して給湯装置６に流入する。
【００３５】
熱交換部４５は、負荷循環回路３５の中途に設けられた負荷熱交換器４２と負荷熱交出口電磁弁５２とを有する流路４５ａと、浴槽循環回路３６の中途に設けられた追焚熱交換器４３と追焚熱交出口電磁弁５３とを有する流路４５ｂとが並列に配されたものである。そのため、負荷熱交換器４２および追焚き熱交換器４３への湯水の流入は、負荷熱交出口電磁弁５２および追焚熱交出口電磁弁５３によって調整される。
【００３６】
負荷熱交換器４２に接続されている負荷循環回路３５は、暖房装置８に湯水を供給する負荷往き側流路５５と、暖房装置８側から湯水を戻す負荷戻り側流路５６とを有する。負荷戻り側流路５６の中途には、暖房熱交換器５７と、負荷戻り側流路５６に湯水を補給する補給水タンク５８と、負荷戻り側流路５６から補給水タンク５８に流入する湯水の温度を検知する湯温センサ５４と、負荷戻り側流路５６内に湯水を循環させるための循環ポンプ６０とが設けられている。また、負荷循環回路３５には、暖房端末８への湯水の流入を阻止する弁（図示せず）が閉止状態である場合に循環ポンプ６０等に過負荷が作用するのを防止すべく、負荷往き側流路５５と負荷戻り側流路５６とをバイパスするバイパス流路６３が設けられている。
【００３７】
暖房熱交換器５７には、上記した発電部２の往き側冷却水路１３から分岐された往き側分岐水路６１と、戻り側冷却水路１５から分岐された戻り側合流水路６２とが接続されており、ガスエンジン５の排熱により加熱された高温の湯水が循環する。そのため、暖房装置８において放熱して低温となった湯水は、暖房熱交換器５７において往き側分岐水路６１により供給された高温の湯水と熱交換し、加熱される。暖房熱交換器５７において加熱された湯水は、補給水タンク５８を経て負荷熱交換器４２に流入し、負荷熱交換器４２での熱交換によりさらに加熱されたのち再び暖房装置８側へと送り込まれる。
【００３８】
追焚き熱交換器４３に接続されている浴槽循環回路３６は、浴槽側に湯水を送り込む浴槽往き側流路６５と、浴槽側から湯水を戻す浴槽戻り側流路６６とを備えている。浴槽戻り側流路６６の中途には、浴槽内の水位を検知する水位センサ６７と、循環ポンプ６８と、水流スイッチ７０とが設けられている。また、浴槽戻り側流路６６の中途、さらに詳細には循環ポンプ６８と水流スイッチ７０との中間には、後述する給湯回路３３から分岐された給湯分岐流路７１が接続されている。給湯分岐流路７１には、給湯回路３３側から浴槽戻り側流路６６側への通水のみを許す逆止弁７２と、浴槽戻り側流路６６側に流入する水量を調整する注湯弁７３と、給湯分岐流路７１内を流れる湯水の流量を検知する流量センサ７５とが設けられている。
【００３９】
上記したように、浴槽戻り側流路６６には、給湯回路３３側からの湯水の流入を許す給湯分岐流路７１が接続されているため、浴槽往き側流路６５に加えて浴槽戻り側流路６６からも湯水を浴槽側に落とし込むことができる。
【００４０】
上記したように、給湯回路３３は、給湯栓７に繋がる流路であり、中途に流量センサ８１と、比例弁８２と、給湯温度センサ９５とが設けられている。給湯回路３３は、混合弁８０を介して給湯往路３８の中途で分岐された分岐給湯往路８３と、外部から湯水を供給する給水管８５とが接続されている。分岐給湯往路８３には、後述する貯留部給湯管８７との分岐部Ｂよりも上流側に比例弁８４が設けられており、前記分岐部Ｂよりも下流側に湯温センサ９２が設けられている。また、給水管８５には、減圧弁８８と、混合弁８０側に湯水を導く逆止弁９０と、外部から導入される湯水の温度を検知する水温センサ９３が設けられている。給湯回路３３には給水管８５を介して供給される低温の水と、給湯往路３８を流れる高温の湯水とが混合されることにより水温が調整された湯水が流れる。
【００４１】
給水管８５の中途には、外部から導入された湯水を貯留タンク３１側に向けて供給する貯留部給水管９１が接続されている。貯留部給水管９１は、貯留タンク３１の底部側に接続されており、中途に給水管８５側から貯留タンク３１側へ湯水を導く逆止弁８６が設けられている。また、貯留タンク３１の底部には、貯留タンク３１から湯水を排出する貯留部排出管８９が接続されている。貯留部排出管８９は、前記した通り給湯装置６の入水口４０に繋がる給湯復路３６にエアセパレータ４６を介して接続されている。さらに、貯留タンク３１の上部には、分岐給湯往路８３から分岐され、貯留タンク３１への湯水の流出入を行うための貯留部給湯管８７が接続されている。貯留タンク３１には、貯留部給湯管８７を通って貯留タンク３１の外部に流出する湯水と略同量の湯水が貯留部給水管９１を介して給水されるため、貯留タンク３１は常に満水状態に維持される。
【００４２】
続いて、本実施形態のコージェネレーションシステム１における湯水の流れについて説明する。
コージェネレーションシステム１は、後述する駆動制御装置１０２によって複数の運転モードで駆動制御されるものであり、各モード毎に湯水の流れが異なる。即ち、駆動制御装置１０２は、貯留タンク３１に湯水を貯留する排熱貯留運転モードと、給湯栓７から湯水を排出する給湯運転モードと、浴槽内に湯水を落とし込む落とし込み運転モードと、浴槽内の湯水を追焚きする追焚き運転モードと、暖房装置８の運転を行う暖房運転モードとのいずれか１つあるいは複数のモードを選択して、その運転モードに則ってコージェネレーションシステム１を駆動させる。
【００４３】
先ず、排熱貯留運転モードである場合における湯水の流れについて、図２を参照しながら説明する。排熱貯留運転モードである場合、発電部２においてガスエンジン５が駆動を開始し、それに伴いポンプ１６が作動して冷却回路１２内を湯水が循環し始める。冷却回路１２内を流れる湯水は、ガスエンジン５の駆動に伴い発生する排熱により加熱される。また、ガスエンジン５の駆動に伴い発電機１０において発生した電力によりヒータ１１が駆動を開始し、往き側冷却水路１３内を流れる湯水がさらに加熱される。
【００４４】
ガスエンジン５の起動直後等のように、冷却回路１２内の湯水が低温である間は、サーモスタット式の三方弁２５が戻り側冷却水路１５とバイパス流路２６とが連通し、連通流路２４に対して閉止状態となるように作動する。そのため、往き側冷却水路１３内を流れる湯水は排熱熱交換器３０や暖房熱交換器５７側には流れ込まず、バイパス流路２６を介して戻り側冷却水路１５側へと流れ循環する。また、ガスエンジン５の駆動に伴い冷却回路１２内の湯水が所定の温度以上となると、三方弁２３およびサーモスタット式の三方弁２５の作用により、湯水が排熱熱交換器３０内を循環し始める。
【００４５】
一方、給湯部３では、循環ポンプ４７が駆動を開始し、貯留タンク３１の底部に設けられた貯留部排出管８９から貯留タンク３１内の湯水が給湯復路４１側に流入する。給湯復路４１内を流れる湯水は、排熱熱交換器３０においてガスエンジン５の排熱やヒータ１１によって加熱された湯水と熱交換を行い加熱された後、給湯装置６の入水口４０から給湯装置６へ流入する。
【００４６】
排熱貯留運転モードでは給湯装置６は燃焼停止状態であるため、入水口４０から流入した湯水は、給湯装置６内を素通りして出湯口３７に接続された給湯往路３８へと流出する。ここで、給湯往路３８に流入した湯水の温度、即ち湯温センサ３９の検知温度が所定温度に達していない場合は、分岐給湯往路８３の比例弁８４が閉成され、負荷熱交出口電磁弁５２あるいは追焚熱交出口電磁弁５３のいずれか一方が閉成される。そのため、貯留タンク３１には、所定温度に達していない湯水が流入せず、給湯装置６を出た湯水は熱交換部４５側の流路を流れて熱源循環回路３２内を循環する。
【００４７】
一方、給湯往路３８内を流れる湯水が所定温度以上となると、比例弁８４が開成されると共に、混合弁８０が分岐給湯往路８３に対して閉止状態とされる。そのため、排熱熱交換器３０において加熱され、所定温度に達している湯水が、貯留タンク３１の上部に接続された貯留部給湯管８７から流入し、貯留タンク３１内に貯留される。そのため、貯留タンク３１内に貯留されている湯水は、下方から上方に向けて次第に高温となっている。即ち、貯留タンク３１内に貯留されている湯水は、上下方向に層状の温度分布を形成している。貯留タンク３１内に貯留されている湯水の略全体が所定温度以上となると、排熱貯湯モードによる湯水の貯留が完了する。さらに具体的には、貯留タンク３１の下部温度センサ３４ｄが所定の温度に達すると、駆動制御装置１０２は下部温度センサ３４ｄよりも上方に貯留されている湯水が所定温度に達しているものと判断し、排熱貯湯モードを完了させる。
【００４８】
続いて、コージェネレーションシステム１が給湯運転モードである場合における湯水の流れを図３を参照しながら説明する。貯留タンク３１内に湯水が十分貯留されている場合、給湯栓７が開栓されると、給水管８５を介して外部から供給される低温の水の一部は、混合弁８０に向けて供給される。一方、外部から供給される低温の水の一部は、給水管８５から分岐された貯留部給水管９１を介して貯留タンク３１の底部に流入する。これに伴い、貯留タンク３１内に貯留されている湯水は上方に押し上げられ、貯留タンク３１の上部側に貯留されている高温の湯水が貯留部給湯管８７から排出される。貯留部給湯管８７から排出された湯水は分岐給湯往路８３内を流れ、混合弁８０へと流れ込む。
【００４９】
混合弁８０に流入した高温の湯水は、給水管８５を介して供給された低温の水と混合されて適温となり、給湯回路３３を介して給湯栓７から排出される。さらに詳細には、貯留タンク３１から流出し分岐給湯往路８３内を流れる湯水の温度を検知する湯温センサ９２と、外部から供給される湯水の温度を検知する水温センサ９３と、混合弁８０において混合され排出される湯水の温度を検知する給湯温度センサ９５との検知温度に応じて、給湯栓７から排出される湯水の温度が適温となるように混合弁８０における湯水の混合比率が調整される。混合弁８０において混合された湯水は、給湯回路３３および給湯栓７を介して外部に供給される。
【００５０】
一方、貯留タンク３１内の湯水が低温である場合は、給湯装置６により湯水が加熱され、この湯水が給湯栓７から排出される。さらに詳細には、給湯栓７を開栓すると、外部から供給される低温の水が給水管８５から分岐された貯留部給水管９１を通じて貯留タンク３１の下部から供給される。また、給湯栓７を開栓すると、外部から供給された湯水は給水管８５から給湯回路３３へと流れ込み、流量センサ８１によって水流が検知される。流量センサ８１が水流を検知すると、熱交換部４５にある負荷熱交出口電磁弁５２および追焚き熱交出口電磁弁５３が閉止されると共に、給湯装置６が燃焼作動を開始する。
【００５１】
貯留タンク３１の下部にある湯水は、貯留部排出管８９から給湯復路４１を介して給湯装置６に流入する。給湯装置６に流入した湯水は、給湯装置６において加熱された後、給湯往路３８および分岐給湯往路８３を通じて混合弁８０に流入する。混合弁８０に流入した高温の湯水は、外部から給水管８５を介して供給された湯水と混合されて適温に調整され、給湯回路３３および給湯栓７を介して外部に供給される。
【００５２】
続いて、コージェネレーションシステム１が落とし込み運転モードである場合における湯水の流れを図４を参照しながら説明する。本実施形態のコージェネレーションシステム１では、浴槽往き側流路６５に加えて、後述する追焚き運転モードにおいて浴槽内の湯水をコージェネレーションシステム１側に戻す浴槽戻り側流路６６からも湯水を浴槽に落とし込まれる。
【００５３】
本実施形態のコージェネレーションシステム１では、注湯弁７３が開成され、流量センサ７５が水流を検知すると、落とし込み運転モードが開始する。貯留タンク３１内に湯水が十分貯留されている場合、落とし込み運転モードが開始すると、上記した給湯運転モードにおけるのと同様にして浴槽へ落とし込まれる湯水の温度が調整される。即ち、給水管８５を介して外部から供給される低温の水の一部が、混合弁８０に向けて供給される。その一方で、外部から供給される湯水の残部は、貯留部給水管９１を介して貯留タンク３１の底部から流入する。これに伴い、貯留タンク３１の上部側に貯留されている高温の湯水が貯留部給湯管８７から排出され、混合弁８０に流れ込む。
【００５４】
混合弁８０に流入した高温の湯水は、給水管８５を介して供給された低温の水と混合されて適温に調整され、給湯回路３３へと流出する。給湯回路３３へ流入した湯水は、給湯回路３３から分岐された給湯分岐流路７１を流れ、浴槽戻り側流路６６に流入する。ここで、落とし込み運転モードの場合は循環ポンプ６８が停止しているため、浴槽戻り側流路６６に流入した湯水の一部は、浴槽戻り側流路６６を介して浴槽内に流入する。また、給湯分岐流路７１から浴槽戻り側流路６６へと流入した湯水の残部は、追焚き熱交換器４３を迂回して浴槽往き側流路６５から浴槽へと流入する。水位センサ６７によって浴槽内の水位が所定の水位になったことが検知されると、注湯弁７３が閉止され、一連の落とし込み運転モードが完了する。
【００５５】
続いて、浴槽内の湯水の追焚きを行う追焚き運転モードにおける湯水の流れについて図５を参照しながら詳細に説明する。追焚き運転モードでは、給湯装置６における燃焼作動により加熱された湯水と、浴槽内の湯水が循環する浴槽循環回路３６との熱交換により浴槽内の湯水を追焚きする。
【００５６】
さらに詳細に説明すると、コージェネレーションシステム１が追焚き運転モードとなると、循環ポンプ６８が駆動する。これに伴い、水流スイッチ７０が浴槽戻り側流路６６における湯水の流量が所定量であることを検知すると、給湯復路４１に設けられた循環ポンプ４７が起動し、給湯装置６が起動する。またこの時、負荷熱交出口電磁弁５２が閉成され、追焚熱交出口電磁弁５３が開成される。そのため、追焚き運転モードにおいては、給湯装置６から排出される湯水は、図５に示すように給湯往路３８から熱交換部４５の流路４５ｂを経由し、給湯復路４１を通過して給湯装置６に戻される。即ち、追焚き運転モードにおいては、給湯装置６において加熱された高温の湯水が流路４５ｂに設けられた追焚き熱交換器４３を通過して循環する。循環ポンプ６８の駆動に伴い浴槽循環回路３６内を循環する湯水は、追焚き熱交換器４３において給湯装置６において加熱された高温の湯水と熱交換を行い加熱される。
【００５７】
続いて、暖房装置８等の熱負荷を駆動させる暖房運転モードにおける湯水の流れについて図６および図７を参照しながら説明する。コージェネレーションシステム１が暖房運転モードとなると、循環ポンプ６０が起動し、負荷循環回路３５内を湯水が循環をはじめる。ここで、湯温センサ５４の検知温度、即ち暖房装置８側から戻る湯水の温度が所定温度以下である場合には、負荷循環回路３５内を循環する湯水を加熱すべくガスエンジン５が起動する。また、暖房装置８側から戻る湯水の温度が極めて低い場合や、暖房装置８の設定温度が高い場合等は、ガスエンジン５に加えて給湯装置６が起動する。即ち、暖房運転モードでは、暖房熱交換器５７における熱交換によって負荷循環回路３５内を循環する湯水を加熱し、さらに場合によっては、さらに負荷熱交換器４２における熱交換を行うことによって負荷循環回路３５内を循環する湯水を加熱する。
【００５８】
さらに具体的には、発電部２のガスエンジン５が起動すると、それと同時にポンプ１６が作動して冷却回路１２内を湯水が循環する。冷却回路１２内を流れる湯水は、ガスエンジン５の駆動に伴い発生する排熱により加熱され、高温となる。また、ガスエンジン５の駆動に伴い発電機１０において発生した電力によりヒータ１１が駆動し、往き側冷却水路１３内を流れる湯水がさらに加熱される。
【００５９】
冷却回路１２内の湯水が低温である間は、三方弁２３およびサーモスタット式の三方弁２５の作用により往き側冷却水路１３とバイパス流路２６と戻り側冷却水路１５とで構成される閉回路内を湯水が循環する。冷却回路１２内を流れる湯水が所定温度以上に加熱されると、三方弁２３およびサーモスタット式の三方弁２５の作用により、湯水が往き側分岐水路６１および戻り側合流水路６２内を流れ、高温の湯水が暖房熱交換器５７に供給される。暖房装置８側から負荷戻り側流路５６を介して戻る湯水は、熱交換器５７において発電部２側から供給される高温の湯水と熱交換を行い加熱される。ここで、暖房熱交換器５７の下流側にある湯温センサ５４の検知温度が暖房装置８の設定温度である場合には、暖房熱交換器５７において加熱された湯水を負荷熱交換器４２側に送り込み、負荷熱交換器４２に接続された負荷往き側流路５５を介して暖房装置８に供給する。
【００６０】
一方、暖房装置８側から戻る湯水の温度が低い場合や、暖房装置８の設定温度が高い場合のように、暖房熱交換器５７において熱交換を行うだけでは暖房装置８の設定温度に到達しない場合には、給湯部３の駆動が開始される。この場合、給湯部３では、循環ポンプ４７が駆動を開始する。循環流量センサ５０が熱源循環回路３２における流水を検知すると、給湯装置６における燃焼作動が開始される。給湯装置６における燃焼作動によって加熱され、高温となった湯水は、熱交換部４５の流路４５ａにある負荷熱交換器４２を通過して給湯装置６側へと戻る。
【００６１】
本実施形態のコージェネレーションシステム１には、発電部２および給湯部３の駆動を司る制御部１００と、余剰電力制御部１０１とを具備した駆動制御装置１０２が設けられている。制御部１００は、発電部２および給湯部３に設けられた各センサの検知信号に基づく弁の開閉を行ったり、ポンプやガスエンジン５、給湯装置６等の駆動を司るものである。また、余剰電力制御部１０１は、コージェネレーションシステム１における電力調整を行うものである。即ち、余剰電力制御部１０１は、外部から供給される電力量や、発電部２において発生する電力量や、発電部２に接続された電気機器における電力消費量を検知し、その余剰電力をヒータ１１において消費させることにより外部電源（図示せず）への電力の逆潮流を防止するものである。さらに詳細には、余剰電力制御部１０１は、外部電源への電力の逆潮流を検知し、この検知信号に基づきヒータ１１のスイッチ２１をＯＮ・ＯＦＦさせることによって発電部２において発生したものの発電部２に接続されている電気機器では消費しきれない電力を消費させるものである。
【００６２】
駆動制御装置１０２は、上記した各運転モードに則ってガスエンジン５および熱源装置６を稼働させ、これにより発生する熱によって湯水を加熱するものである。さらに詳細には、駆動制御装置１０２は、湯水の使用状況や、湯水の使用予定、余剰電力制御部１０１において検知された電力状況、即ち発電部２における発電量やコージェネレーションシステム１およびコージェネレーションシステム１に接続された電気機器における電力使用状況に応じて制御部１００によりガスエンジン５および給湯装置６の駆動を制御し、湯水の加熱や発電を行う。
【００６３】
上記したように、駆動制御装置１０２は、余剰電力制御部１０１において検知された電力状況に応じて制御部１００がガスエンジン５を稼働させるものである。そのため、余剰電力制御部１０１による制御が不能である場合や、駆動制御装置１０２と余剰電力制御部１０１とを繋ぐ通信線１０３が断線しているなどの理由で余剰電力制御部１０１と駆動制御装置１０２との通信が不可能である場合は、発電部２において発生した電力の逆潮流を防止すべく、ガスエンジン５の使用を停止せざるを得ない。また、ガスエンジン５をはじめとする発電部２が故障してしまった場合は、給湯装置６のみによって湯水の加熱を行わねばならず、上記した各運転モードが複数同時に行われると十分な能力を発揮できないおそれがある。また特に、浴槽内への湯水の落とし込みのように一度に大量の湯水を使用する浴槽落とし込みモードと、他のモードとが同時に行われる場合は、給湯能力や暖房能力が著しく劣化してしまうおそれがある。
【００６４】
そこで、本実施形態のコージェネレーションシステム１では、通信線１０３の断線等により制御部１００と余剰電力制御部１０１との通信が不能である場合や、発電部２が故障した場合の様に発電部２の制御が不能となった場合、駆動制御装置１０２は、上記した各運転モードに代って以下に記す運転モードを採用して発電部２および給湯部３の駆動制御を行う。以下、発電部２の制御が不能となった場合に採用される各運転モードにおける湯水の流れについて図８を参照しながら詳細に説明する。
【００６５】
発電部２の制御が不能となった場合、給湯装置６によって貯留タンク３１に貯留される湯水の加熱と、給湯や暖房に使用される湯水の加熱とを賄わねばならないため、給湯装置６の給湯能力を超えた高温の湯水が必要となり、給湯能力や暖房能力が低下するおそれがある。そのため、発電部２の制御が不能となった場合、駆動制御装置１０２は、上記した排熱貯留運転モードに代って補助貯留運転モードに則って給湯装置６の駆動制御を行い、浴槽への湯水の落とし込みに先立って予め貯留タンク３１に湯水を貯留しておく。さらに具体的には、駆動制御装置１０２は、発電部２の制御が不能である場合に、将来の浴槽内への湯水の落とし込みや、落とし込み運転モードの予約に備えて給湯装置６を起動させ、貯留タンク３１に貯留されている湯水の加熱を開始させる。
【００６６】
補助貯留運転モードでは、駆動制御装置１０２が給水管８５および貯留部給水管９１を通じて外部から貯留タンク３１内に湯水を流入させると共に、給湯部３の循環ポンプ４７の駆動を開始させて貯留タンク３１の底部に貯留されている湯水を熱源循環回路３２内に循環させる。
【００６７】
循環流量センサ５０が給湯復路４１における通水を検知すると、駆動制御装置１０２は給湯装置６における燃焼作動を開始させ、熱源循環回路３２内を流れる湯水の加熱を開始する。ここで、給湯装置６において加熱され、給湯往路３８に流出した湯水の温度、即ち湯温センサ３９の検知温度が所定の温度にまで達していない場合は、分岐給湯往路８３の比例弁８４と、熱交換部４５の追焚熱交出口電磁弁５３が閉成される。そのため、熱源循環回路３２内を流れる湯水が所定の温度に達していない間は、熱源循環回路３２内を湯水が循環し続ける。
【００６８】
一方、給湯装置６において加熱された湯水が所定温度以上となると、比例弁８４が開成され、混合弁８０が分岐給湯往路８３に対して閉止状態とされる。そのため、給湯装置６において加熱され、所定温度に達している湯水が、貯留タンク３１の上部に接続された貯留部給湯管８７から湯水が流入し、貯留タンク３１内に貯留される。
【００６９】
上記したように、本実施形態のコージェネレーションシステム１では、暖房運転モードにおいても発電部２において発生した排熱により湯水を加熱する構成となっている。そのため、発電部２の故障や制御部１００と余剰電力制御部１０１との通信が不能となるなどして、発電部２が制御不能となった場合、駆動制御装置１０２は補助暖房運転モードに則って給湯部６の駆動制御を行い、暖房装置８に所定温度の湯水を供給する。以下、補助暖房運転モードにおける湯水の流れを図９を参照しながら詳細に説明する。
【００７０】
発電部２が制御不能となった状態で暖房装置８が起動すると、駆動制御装置１０２は、給湯部３の循環ポンプ４７の駆動を開始させると共に、追焚き熱交出口電磁弁５３および比例弁８４を閉成し、熱源循環回路３２内に湯水を循環させる。循環流量センサ５０が給湯復路４１における通水を検知すると、駆動制御装置１０２は、給湯装置６における燃焼作動を開始させ、熱源循環回路３２内を流れる湯水の加熱を開始させる。
【００７１】
続いて駆動制御装置１０２は、循環ポンプ６０を起動させ、暖房装置８に接続されている負荷循環回路３５内の湯水を循環させる。負荷循環回路３５内を流れる湯水は、給湯装置６において加熱され、熱交換部４５の流路４５ａを流れる高温の湯水と、負荷熱交換器４２において熱交換を行い加熱される。
【００７２】
上記したように、本実施形態のコージェネレーションシステム１では、補助貯留運転モードにより、浴槽への湯水の落とし込みに先立って、給湯や暖房よりも大きな燃焼量を必要とする貯留タンク３１に貯留される湯水の加熱が行われる。そのため、例え駆動制御装置１０２による発電部２の制御が不能となり、給湯装置６のみによって駆動せねばならない場合であっても、給湯装置６に一度に大きな負荷が作用するのを回避することができる。そのため、本実施形態のコージェネレーションシステム１では、浴槽内への湯水の落とし込みと、給湯や暖房等の使用を同時に行っても、それぞれの用途に適した温度の湯水を安定供給することができる。
【００７３】
また、上記したように、コージェネレーションシステム１では、発電部２が故障している場合や、駆動制御装置１０２による発電部２の制御や電力状況の検知が行えない場合であっても、貯留タンク３１に貯留される湯水の加熱と、給湯や暖房用の湯水の加熱とが同時に行われるのを避けることができる。そのため、給湯装置６は、給湯あるいは暖房装置８に使用される湯水を加熱できるだけの燃焼能力さえあればよく、それ以上の能力を必要としない。従って、上記した構成によれば、必要以上に大きな燃焼能力の大きな給湯装置６を設ける必要がない。
【００７４】
本実施形態のコージェネレーションシステム１では、発電部２の故障や駆動制御装置１０２による発電部２の制御や電力状況の検知が行えない場合に備えて、燃焼能力の大きな給湯装置６を設ける必要がない。そのため、上記した構成によれば、コージェネレーションシステム１の製造コストを抑制し、装置全体の小型化を図ることができる。
【００７５】
上記した実施形態では、湯水を加熱する熱供給手段としてガスエンジン５と給湯装置６とを備えたコージェネレーションシステム１を例示したが、熱供給手段は更に多数設けられていても良い。即ち、主として貯留タンク３１内に貯留される湯水を加熱する熱供給手段、並びに、主として給湯や暖房装置８に用いられる湯水を加熱する熱供給手段はそれぞれ複数であっても良い。
【００７６】
【発明の効果】
請求項１乃至３に記載の発明によれば、熱供給手段Ａによって貯留部内に貯留される湯水の加熱を行えない場合であっても、熱供給手段Ｂに一度に大きな負荷が作用するのを回避することができる。従って、本発明によれば、熱供給手段Ａが故障したり、熱供給手段Ａの駆動制御を行えない状態となっても、熱供給手段Ｂによって加熱された湯水を使用する機器等の使用感を損ねることなく貯留部内に高温の湯水を貯留することができる。
【００７７】
請求項４に記載の発明によれば、コージェネレーションシステム全体の総合エネルギー効率を高レベルに維持することができる。
【００７８】
請求項５に記載の発明によれば、発電装置から外部電源への逆潮流等の発電に関するトラブルを防止し、コージェネレーションシステムの安全性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態であるコージェネレーションシステムの配管系統図である。
【図２】図１に示すコージェネレーションシステムが排熱貯湯運転モードで運転を行っている場合の動作原理図である。
【図３】図１に示すコージェネレーションシステムが給湯運転モードで運転を行っている場合の動作原理図である。
【図４】図１に示すコージェネレーションシステムが落とし込み運転モードで運転を行っている場合の動作原理図である。
【図５】図１に示すコージェネレーションシステムが追焚き運転モードで運転を行っている場合の動作原理図である。
【図６】図１に示すコージェネレーションシステムが暖房運転モードで運転を行っている場合の動作原理図である。
【図７】図１に示すコージェネレーションシステムが暖房運転モードで運転を行っている場合の動作原理図である。
【図８】図１に示すコージェネレーションシステムが補助貯湯運転モードで運転を行っている場合の動作原理図である。
【図９】図１に示すコージェネレーションシステムが補助暖房運転モードで運転を行っている場合の動作原理図である。
【符号の説明】
１ コージェネレーションシステム
２ 発電部
３ 給湯部
５ ガスエンジン（熱供給手段Ａ）
６ 給湯装置（熱供給手段Ｂ）
７ 給湯栓
８ 暖房装置（熱負荷）
１０ 発電機
１１ ヒータ
３１ 貯留タンク（貯留部）
３２ 熱源循環回路
３３ 給湯回路
３５ 負荷循環回路
３６ 浴槽循環回路
１００ 制御部
１０１ 余剰電力制御部
１０２ 駆動制御装置
１０３ 通信線[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cogeneration system having a plurality of heat supply means.
[0002]
[Prior art]
In recent years, there has been a demand for provision of a hot water supply apparatus with high overall energy efficiency from the viewpoint of environmental problems and energy saving. Conventionally, it has been required to provide a hot water supply apparatus that can stably supply hot water used for a plurality of purposes such as dropping hot water into a bathtub, hot water supply, and heating. Therefore, in recent years, a cogeneration system that heats hot and cold water by combining a plurality of heat supply means has been provided to meet these requirements.
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2001-248913 A
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional cogeneration system, a plurality of heat supply means complement each other to obtain a high overall energy efficiency as the entire apparatus.
[0005]
However, if one or a group of heat supply means out of a plurality of heat supply means fails or becomes uncontrollable, the ability that this heat supply means should exhibit must be supplemented by other heat supply means, and the device There is a problem that the feeling of use will be reduced. In particular, when a large amount of hot water is used at a time, such as dropping hot water into the bathtub, a large hot water supply capacity is required at one time, which stabilizes the hot water used for other purposes such as hot water supply and heating. There was a problem that it could not be supplied.
[0006]
Therefore, in view of the above-described problems, the present invention has an object to provide a cogeneration system that can stably exhibit its ability even when one or a group of a plurality of heat supply means fails or becomes uncontrollable.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, the invention according to claim 1 provided to solve the above-described problem has a plurality of heat supply means, and stores a hot water heated by heat generated in the heat supply means, A heat source circulation circuit for circulating hot water heated by heat generated in the heat supply means, a hot water supply circuit for supplying hot water heated by the heat generated in the heat supply means to the outside or a heat load, and the heat supply means And a bathtub circulation circuit that circulates the hot water heated by the heat generated in the bath by supplying it to the bathtub, and one or the group of the plurality of heat supply means mainly heats the hot water stored in the reservoir The other one or group of the plurality of heat supply means is a heat supply means B for mainly heating hot water supplied to the outside or a heat load, and the heat supply means When the fault is a cogeneration system characterized by storing hot water heated by the heat generated in the heat supply means B prior to use in hot water received in the storage portion to the reservoir.
[0008]
In a conventional cogeneration system, hot water is stored in a storage portion in preparation for using a large amount of hot water, for example, when dropping hot water into a bathtub. Therefore, when the heat supply means A mainly for heating the hot water stored in the storage part fails, it is stored in the storage part by the other heat supply means B mainly for heating the hot water supplied to the outside or the heat load. The hot and cold water must be heated, and for example, there is a risk of impairing the feeling of use of equipment that uses the hot water heated by the other heat supply means such as hot water supply or heating. That is, in the cogeneration system, the heat supply means A is operated in advance to store hot hot water in the storage part, and the thermal energy is stored in the storage part. And in the use state which requires big thermal energy, the thermal energy accumulate | stored in the storage part is discharge | released. Therefore, in the cogeneration system, the heat supply means A and the heat supply means B have a relatively small capacity and are small in size. Under such circumstances, if the heat supply means A fails, the heat supply means B alone cannot supply sufficient heat energy in a use state that requires large heat energy, and the usability of the apparatus is impaired. There was a risk of it.
[0009]
However, the cogeneration system of the present invention drives the heat supply means B prior to the use of the hot water stored in the storage section when the heat supply means A that mainly heats the hot water stored in the storage section fails. And the structure which heats hot water with the heat | fever generated by this and stores it in a storage part is comprised. Therefore, according to the present invention, when the heat supply means A is out of order, the use of the hot water stored in the storage part like a drop of hot water into the bathtub at a time, and the use of heat Even if there is competition with the use of other applications such as hot water supply or heating using hot water heated by the supply means, it is possible to reliably supply hot water at a temperature required for each.
[0010]
As described above, in the cogeneration system of the present invention, when the heat supply means A fails, by storing hot water heated by the heat supply means B prior to use in the storage section in the storage section, It is possible to prevent a large load from acting on the heat supply means B at a time. For this reason, in the cogeneration system of the present invention, the heat supply means B need only have a heating capacity that can heat hot water supplied to the outside or a heat load at a minimum, and does not need any more capacity. Therefore, according to the configuration described above, it is possible to prepare for the failure of the heat supply means A without providing the heat supply means B having a heating capacity larger than necessary. Therefore, according to the present invention, the manufacturing cost of the cogeneration system can be reduced and the apparatus can be downsized.
[0011]
The invention according to claim 2 has a plurality of heat supply means, stores a hot water heated by heat generated in the heat supply means, and heats by heat generated in the heat supply means. A heat source circulation circuit through which the hot water is circulated, a hot water supply circuit for supplying hot water heated by the heat generated in the heat supply means to the outside or a heat load, and hot water heated by the heat generated in the heat supply means And a drive control unit that controls the driving of the heat supply means, and one or the group of the plurality of heat supply means is configured to supply hot water stored in the storage unit. Heat supply means A capable of heating, and another one or a group of the plurality of heat supply means can heat hot water supplied to the outside or a thermal load and hot water stored in the storage section When the heat supply means B is incapable of controlling the heat supply means A by the drive control section, the heat supply means B is driven prior to the use of the hot water stored in the storage section, thereby generating It is a cogeneration system characterized by storing hot water heated by the heated heat in a storage part.
[0012]
The cogeneration system of the present invention drives the heat supply means B prior to the use of the hot water stored in the storage section when the heat supply means A that mainly heats the hot water stored in the storage section is uncontrollable. Thus, hot hot water is stored in the storage unit in advance. Therefore, according to the present invention, when the heat supply means A is uncontrollable, for example, the use of an application that uses a large amount of hot water stored in the storage portion at once, such as dropping of hot water into a bathtub, Even when hot water supply using the hot water heated by the heat supply means and use of other applications such as heating compete with each other, it is possible to reliably supply hot water at a temperature required for each.
[0013]
In the cogeneration system of the present invention, it is possible to prevent a large load from acting on the heat supply means B at a time even when the heat supply means A is uncontrollable due to a failure or the like. Therefore, according to the above-described configuration, it is not necessary to provide the heat supply means B having a heating capacity larger than necessary. Therefore, according to the present invention, the manufacturing cost of the cogeneration system can be reduced and the apparatus can be downsized.
[0014]
The invention described in claim 3 has a plurality of heat supply means, and stores the hot water heated by the heat generated in the heat supply means, and is heated by the heat generated in the heat supply means. A heat source circulation circuit for circulating hot water, a hot water supply circuit for supplying hot water heated by heat generated in the heat supply means to the outside or a heat load, and a hot water heated by heat generated in the heat supply means in a bathtub And a drive control unit that controls driving of the heat supply means, and one or a group of the plurality of heat supply means heats the hot water stored in the storage part. The heat supply means A is a heat supply means A capable of heating hot water supplied to the outside or a thermal load and hot water stored in the storage section. When the heat supply means A cannot be controlled, the drive control unit drives the heat supply means B prior to dropping the hot water into the bathtub, so that the hot water required for dropping is supplied. It is a cogeneration system characterized by being stored in a storage part.
[0015]
In the cogeneration system of the present invention, the control of the heat supply means A is not effective mainly because the heat supply means A itself for heating the hot water stored in the storage part has failed or the drive control part has failed. When possible, the heat supply means B is driven prior to dropping of hot water into the bathtub. Therefore, according to the present invention, when the heat supply means A is uncontrollable, use of dropping hot water into a bathtub that uses a large amount of hot water at one time and heating of hot water supplied to the outside or a heat load are used. It can be performed at the same time without impairing the feeling.
[0016]
As described above, in the cogeneration system of the present invention, when the heat supply unit A becomes uncontrollable, the heat supply unit B has a configuration in which hot water is heated and stored in the storage unit in advance. It is possible to prevent a large load from acting on the supply means B at a time. Therefore, in the cogeneration system of the present invention, the heat supply means B only needs to have a heating capacity capable of heating hot water supplied to the outside or a heat load, and does not need any more capacity. That is, according to the present invention, it is not necessary to provide the heat supply means B having a large hot water heating capability in case the control of the heat supply means A becomes impossible. Therefore, according to the above configuration, it is possible to reduce the manufacturing cost of the cogeneration system and to reduce the size of the apparatus.
[0017]
The invention according to claim 4, which is provided to solve the same problem as the above invention, has a plurality of heat supply means, and stores a hot water heated by heat generated in the heat supply means. A heat source circulation circuit for circulating hot water heated by the heat generated in the heat supply means, a hot water supply circuit for supplying hot water heated by the heat generated in the heat supply means to the outside or a heat load, and A bathtub circulation circuit for supplying and circulating hot water heated by heat generated in the heat supply means, and a drive control unit for controlling the drive of the heat supply means, and one of the plurality of heat supply means. Alternatively, the group is a heat supply means A capable of heating the hot water stored in the storage section, and the other one group of the plurality of heat supply means is hot water supplied to the outside or a heat load. And a heat supply unit B capable of heating the hot water stored in the storage unit, wherein the drive control unit has a storage operation mode in which the heat supply unit A is driven to store the hot water in the storage unit, and the drive control unit When the control of the heat supply means A by means of is impossible, instead of the storage operation mode, the heat supply means B is driven prior to the use of the hot water stored in the storage section, and the heat generated thereby It is a cogeneration system characterized by storing hot water in a storage part by auxiliary storage operation mode which heats hot water by.
[0018]
In the cogeneration system of the present invention, the drive control unit drives the heat supply unit A in the storage operation mode and stores hot water in the storage unit, but the failure of the heat supply unit A, the failure of the drive control unit, etc. Therefore, when the heat supply means A cannot be controlled, the heat supply means B is driven in accordance with the auxiliary storage operation mode instead of the storage operation mode, and hot water is stored prior to the use of hot water in the storage section. is there. Therefore, according to the present invention, when the heat supply means A is out of order, the use of the hot water stored in the storage part like a drop of hot water into the bathtub at a time, and the use of heat Even if there is competition with the use of other applications such as hot water supply or heating using hot water heated by the supply means, it is possible to reliably supply hot water at a temperature required for each.
[0019]
As described above, in the cogeneration system of the present invention, when the hot water stored in the storage unit cannot be heated by the heat supply unit A, the heat supply unit B preheats the hot water and stores it in the storage unit. Therefore, a large load can be prevented from acting on the heat supply means B at a time. Therefore, in the cogeneration system of the present invention, it is sufficient that the heat supply means B has a heating capability that can heat the hot water supplied to the outside or a heat load, and does not need any more capability. Therefore, according to the present invention, it is possible to cope with the case where the control of the heat supply means A becomes impossible without providing the heat supply means B having a large hot water heating capability. Therefore, according to the configuration described above, it is possible to reduce the manufacturing cost of the cogeneration system and further reduce the size of the apparatus.
[0020]
In the above-described cogeneration system, at least one of the heat supply means A and the heat supply means B is a power generator, and heats hot water using exhaust heat generated by driving the power generator. It may be characterized by. (Claim 5)
[0021]
In the cogeneration system of the present invention, at least one of the heat supply means A and the heat supply means B is a power generation device, and the hot water is heated by the exhaust heat generated in the power generation device. Is expensive.
[0022]
According to the sixth aspect of the present invention, the drive control unit includes a surplus power control unit that detects a power generation state in the power generation device, and when the detection signal in the surplus power control unit cannot be detected, the drive control unit 6. The cogeneration system according to claim 5, wherein the driving is stopped.
[0023]
The cogeneration system according to the present invention has a configuration in which the power generation device is stopped when a failure of the surplus power control unit or transmission / reception of the inspection signal between the surplus power control unit and the power generation device is impossible. Troubles related to power generation such as reverse power flow to the power supply can be prevented and the safety of the cogeneration system can be ensured.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, a cogeneration system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a piping diagram of the cogeneration system of the present embodiment. FIG. 2 is an operation principle diagram when the cogeneration system of the present embodiment is operating in the exhaust heat hot water storage operation mode. FIG. 3 is an operation principle diagram when the cogeneration system of this embodiment is operating in the hot water supply operation mode, and FIG. 4 is an operation principle diagram when operating in the drop operation mode. FIG. 5 is an operation principle diagram when the cogeneration system of the present embodiment is operating in the follow-up operation mode. 6 and 7 are operation principle diagrams when the cogeneration system of the present embodiment is operating in the heating operation mode. FIG. 8 is an operation principle diagram when the cogeneration system of the present embodiment is operating in the auxiliary hot water storage operation mode, and FIG. 9 is an operation principle diagram when operating in the auxiliary heating operation mode. is there.
[0025]
In FIG. 1, 1 is the cogeneration system of this embodiment. The cogeneration system 1 is roughly composed of a power generation unit 2 and a hot water supply unit 3. The power generation unit 2 includes a gas engine 5 (heat supply means A), can supply electric power to an electric device or the like, and can heat hot water with exhaust heat generated with power generation. The hot water supply unit 3 includes a hot water supply device 6 (heat supply means B), and mainly heats hot water supplied to a hot water tap 7, a heating device 8 such as a floor heater or a fan convector, and the like. .
[0026]
The power generation unit 2 roughly includes a gas engine 5, a generator 10 driven by the gas engine 5, and a heater 11. The electric power generated in the power generation unit 2 is supplied to external electrical equipment and the heater 11. The power generation unit 2 includes a cooling circuit 12 for cooling the gas engine 5.
[0027]
The cooling circuit 12 circulates hot water through the exhaust heat exchanger 30 and the heating heat exchanger 57 outside the power generation unit 2, more specifically, on the hot water supply unit 3 side. The cooling circuit 12 passes from the gas engine 5 to the exhaust heat exchanger 30 via the bypass branch point A, and flows to the exhaust heat exchanger 30 from the gas engine 5 toward the exhaust heat exchanger 30. The forward branch water channel 61 which is a water channel, the return side cooling water channel 15 for returning hot water from the exhaust heat exchanger 30 to the gas engine 5 side, and the hot water returning from the heating heat exchanger 57 are supplied to the return side cooling water channel 15. It is comprised from the return side merge water channel 62 which merges. That is, the exhaust heat heat exchanger 30 and the heating heat exchanger 57 are connected to the gas engine 5 in parallel by the water channels. Hot water flowing in the cooling circuit 12 is pumped by a pump 16 provided in the middle of the return side cooling water channel 15 and flows from the return side cooling water channel 15 side to the outgoing cooling water channel 13 side. Hot water flowing through the return side cooling water channel 15 is heated by exhaust heat generated by driving the gas engine 5 and flows out to the forward side cooling water channel 13.
[0028]
A heater 11 is provided in the middle of the forward cooling water passage 13 connecting the gas engine 5 and the exhaust heat exchanger 30. The heater 11 is connected to a branch wiring 18 branched from a wiring 17 that connects the generator 10 and an external electrical device. The heater 11 is supplied with surplus power that cannot be consumed by an external electrical device via the branch wiring 18, thereby preventing reverse power flow from the generator 10 to an external power source (not shown). ing. More specifically, the heater 11 is provided with a switch 21 that can be controlled by a surplus power control unit 101 described later. By adjusting the switch 21, the energization of the heater 11 is adjusted.
[0029]
Hot water that is heated by the exhaust heat of the gas engine 5 and flows in the forward cooling water passage 13 is further heated when passing through the heater 11 and flows into the exhaust heat exchanger 30. The hot water that has undergone heat exchange in the exhaust heat exchanger 30 and has reached a low temperature returns to the gas engine 5 through the return side cooling water channel 15.
[0030]
In the middle of the return side cooling water channel 15, a cooling water tank 22 and a thermostat type three-way valve 25 are provided in addition to the pump 16 described above. The thermostat type three-way valve 25 is connected to a communication channel 24 that communicates with a three-way valve 23 provided in a return side merge water channel 62 described later. Further, a bypass flow path 26 is provided between the return side cooling water path 15 and the forward side cooling water path 13 to bypass the both. The cooling water tank 22 is provided with a water supply pipe 27 for supplying hot water from the outside, and a water supply amount to the cooling water tank 22 is adjusted by a replenishing water valve 28 provided in the middle thereof. The thermostat type three-way valve 25 adjusts the flow of hot water to the exhaust heat exchanger 30 and the heating heat exchanger 57 according to the temperature of hot water discharged from the gas engine 5 side.
[0031]
More specifically, when the hot water discharged from the gas engine 5 side is at a predetermined temperature or less, such as immediately after the gas engine 5 is started, the three-way valve 25 is activated, and the exhaust heat exchanger 30 and the heating are operated. Water entering the heat exchanger 57 is blocked. That is, when the hot water discharged from the gas engine 5 side is at a low temperature, the action of the three-way valve 25 prevents passage of water from the exhaust heat exchanger 30 and the heating heat exchanger 57 to the return side cooling water passage 15. A closed circuit is formed in which the forward cooling water passage 13 and the return cooling water passage 15 communicate with each other via the bypass flow passage 26. Therefore, the hot water flowing through the gas outlet side cooling water channel 13 flows directly to the gas engine 5 side via the bypass channel 26.
[0032]
On the other hand, when the hot water discharged from the gas engine 5 side is higher than the predetermined temperature, the hot water flowing in the forward cooling water channel 13 by the action of the three-way valve 25 is sent to the exhaust heat exchanger 30 and the heating heat exchanger 57. And flows in. The hot hot water flowing into the exhaust heat exchanger 30 and the heating heat exchanger 57 exchanges heat in each heat exchanger, and then flows into the return-side cooling water passage 15 via the three-way valve 23 to enter the gas engine. Return to side 5.
[0033]
The hot water supply unit 3 includes a hot water supply device 6 that burns fuel gas and heats hot water, an exhaust heat exchanger 30 that exchanges heat with hot water heated by the exhaust heat of the gas engine 5 flowing in the cooling circuit 12, and a storage And a tank 31. The hot water supply unit 3 includes a gas engine 5 (heat supply means A), a heat source circulation circuit 32 in which hot water heated in the hot water supply apparatus 6 (heat supply means B) circulates, and the gas engine 5 and the hot water supply apparatus 6. A hot water supply circuit 33 for supplying hot water heated by the generated heat to the outside through the hot water tap 7, a load circulation circuit 35 connected to a heat load such as the heating device 8 (heat load), and hot water are supplied to the bathtub And a bathtub circulation circuit 36 for circulation.
[0034]
In the heat source circulation circuit 32, a hot water supply forward path 38 connected to the hot water outlet 37 of the hot water supply apparatus 6 and a hot water supply return path 41 connected to the hot water inlet 40 of the hot water supply apparatus 6 are connected to the load heat exchanger 42 and the additional heat exchanger. The heat exchanger 45 is connected to the heat exchanger 45. The hot water supply forward path 38 is branched halfway and connected to the storage tank 31 and a mixing valve 80 described later. The storage tank 31 is provided with a top temperature sensor 34a, an upper temperature sensor 34b, a middle temperature sensor 34c, and a lower temperature sensor 34d in order to detect the temperature distribution in the height direction of hot water stored therein. Yes. In addition, in the hot water supply return path 41, an air separator 46, a circulation pump 47 that circulates hot water and water, an exhaust heat exchanger 30, and a circulation flow sensor that detects the amount of water flowing through the hot water return path 41 in order from the heat exchange unit 45 side. 50 and a circulating water proportional valve 51 for adjusting the amount of water flowing into the hot water supply device 6 are connected. The air separator 46 in the middle of the hot water supply return path 41 discharges the air contained in the heat source circulation circuit 32 to the outside, and is connected to a storage section discharge pipe 89 provided at the lower part of the storage tank 31. Yes. The exhaust heat exchanger 30 heats the hot water flowing through the hot water supply return passage 41 by exchanging heat with hot water heated by the exhaust heat generated when the gas engine 5 is driven in the power generation unit 2 described above. is there. Therefore, while the gas engine 5 is normally driven, the hot water heated in the exhaust heat exchanger 30 flows into the hot water supply device 6 through the hot water supply return path 41.
[0035]
The heat exchanging unit 45 includes a flow path 45 a having a load heat exchanger 42 and a load heat exchange outlet solenoid valve 52 provided in the middle of the load circulation circuit 35, and a memorial heat provided in the middle of the bathtub circulation circuit 36. The flow path 45b which has the exchanger 43 and the memorial heat exchanger outlet solenoid valve 53 is arranged in parallel. Therefore, the inflow of hot water into the load heat exchanger 42 and the additional heat exchanger 43 is adjusted by the load heat exchange outlet electromagnetic valve 52 and the additional heat exchange outlet electromagnetic valve 53.
[0036]
The load circulation circuit 35 connected to the load heat exchanger 42 includes a load forward flow path 55 that supplies hot water to the heating device 8 and a load return flow path 56 that returns hot water from the heating device 8 side. In the middle of the load return side flow path 56, the heating heat exchanger 57, a supply water tank 58 for supplying hot water to the load return side flow path 56, and hot water flowing into the supply water tank 58 from the load return side flow path 56. A hot water temperature sensor 54 for detecting the temperature of the hot water and a circulating pump 60 for circulating hot water in the load return side flow path 56 are provided. In addition, the load circulation circuit 35 is provided with a load in order to prevent an overload from acting on the circulation pump 60 and the like when a valve (not shown) for blocking inflow of hot water to the heating terminal 8 is closed. A bypass channel 63 that bypasses the forward channel 55 and the load return channel 56 is provided.
[0037]
The heating heat exchanger 57 is connected to the forward branch water channel 61 branched from the forward cooling water channel 13 of the power generation unit 2 and the return side merge water channel 62 branched from the return side cooling water channel 15. The hot hot water heated by the exhaust heat of the gas engine 5 circulates. Therefore, the hot and cold water that has dissipated heat in the heating device 8 is heated by exchanging heat with the hot hot water supplied from the forward branch water channel 61 in the heating heat exchanger 57. The hot water heated in the heating heat exchanger 57 flows into the load heat exchanger 42 through the make-up water tank 58, is further heated by heat exchange in the load heat exchanger 42, and then is sent again to the heating device 8 side. It is.
[0038]
The bathtub circulation circuit 36 connected to the reheating heat exchanger 43 includes a bathtub going-side flow path 65 that sends hot water to the bathtub side, and a bathtub return-side flow path 66 that returns hot water from the bathtub side. A water level sensor 67 for detecting the water level in the bathtub, a circulation pump 68, and a water flow switch 70 are provided in the middle of the bathtub return side flow channel 66. In addition, a hot water supply branch flow path 71 branched from a hot water supply circuit 33 described later is connected in the middle of the bathtub return side flow path 66, more specifically, between the circulation pump 68 and the water flow switch 70. The hot water supply branch flow path 71 includes a check valve 72 that allows only water flow from the hot water supply circuit 33 side to the bathtub return side flow path 66 side, and a pouring valve that adjusts the amount of water flowing into the bathtub return side flow path 66 side. 73 and a flow rate sensor 75 for detecting the flow rate of hot water flowing through the hot water supply branch passage 71 is provided.
[0039]
As described above, since the hot water branch passage 71 that allows the hot water to flow in from the hot water supply circuit 33 side is connected to the bathtub return side flow passage 66, the bathtub return side flow is added to the bathtub forward flow passage 65. Hot water can be dropped into the bathtub from the road 66 as well.
[0040]
As described above, the hot water supply circuit 33 is a flow path connected to the hot water tap 7, and the flow rate sensor 81, the proportional valve 82, and the hot water supply temperature sensor 95 are provided in the middle. The hot water supply circuit 33 is connected to a branched hot water supply forward path 83 branched in the middle of the hot water supply forward path 38 via a mixing valve 80 and a water supply pipe 85 for supplying hot water from the outside. The branch hot water supply path 83 is provided with a proportional valve 84 on the upstream side of a branch part B with a storage part hot water pipe 87 described later, and a hot water temperature sensor 92 is provided on the downstream side of the branch part B. Yes. Further, the water supply pipe 85 is provided with a pressure reducing valve 88, a check valve 90 for guiding hot water to the mixing valve 80 side, and a water temperature sensor 93 for detecting the temperature of hot water introduced from the outside. Hot water whose water temperature is adjusted flows through the hot water supply circuit 33 by mixing low temperature water supplied via the water supply pipe 85 and high temperature hot water flowing through the hot water supply outward path 38.
[0041]
A reservoir water supply pipe 91 that supplies hot water introduced from the outside toward the storage tank 31 is connected to the middle of the water supply pipe 85. The storage part water supply pipe 91 is connected to the bottom side of the storage tank 31, and is provided with a check valve 86 that guides hot water from the water supply pipe 85 side to the storage tank 31 side. A reservoir discharge pipe 89 that discharges hot water from the storage tank 31 is connected to the bottom of the storage tank 31. The reservoir discharge pipe 89 is connected to the hot water supply return path 36 connected to the water inlet 40 of the hot water supply apparatus 6 through the air separator 46 as described above. Further, a storage part hot water supply pipe 87 branched from the branch hot water supply forward path 83 and for flowing in and out of the hot water into the storage tank 31 is connected to the upper part of the storage tank 31. Since the storage tank 31 is supplied with approximately the same amount of hot water flowing out of the storage tank 31 through the storage section hot water supply pipe 87 via the storage section water supply pipe 91, the storage tank 31 is always full. Maintained.
[0042]
Then, the flow of the hot water in the cogeneration system 1 of this embodiment is demonstrated.
The cogeneration system 1 is drive-controlled in a plurality of operation modes by a drive control device 102 to be described later, and the flow of hot water differs for each mode. That is, the drive control device 102 includes an exhaust heat storage operation mode for storing hot water in the storage tank 31, a hot water supply operation mode for discharging hot water from the hot water tap 7, a drop operation mode for dropping hot water into the bathtub, One or a plurality of modes of a chasing operation mode for chasing hot water and a heating operation mode for operating the heating device 8 are selected, and the cogeneration system 1 is driven in accordance with the operation mode.
[0043]
First, the flow of hot water in the exhaust heat storage operation mode will be described with reference to FIG. In the exhaust heat storage operation mode, the gas engine 5 starts to be driven in the power generation unit 2, and the pump 16 is activated accordingly, and hot water starts to circulate in the cooling circuit 12. The hot and cold water flowing in the cooling circuit 12 is heated by exhaust heat generated when the gas engine 5 is driven. Further, the heater 11 starts to be driven by the electric power generated in the generator 10 as the gas engine 5 is driven, and the hot water flowing in the forward cooling water channel 13 is further heated.
[0044]
While the hot water in the cooling circuit 12 is at a low temperature, such as immediately after the start of the gas engine 5, the thermostat type three-way valve 25 communicates with the return side cooling water channel 15 and the bypass channel 26, and the communication channel 24. It operates so as to be in a closed state. Therefore, the hot water flowing in the outgoing cooling water passage 13 does not flow into the exhaust heat exchanger 30 or the heating heat exchanger 57 but flows and circulates through the bypass flow passage 26 to the return cooling water passage 15 side. When the hot water in the cooling circuit 12 becomes a predetermined temperature or more as the gas engine 5 is driven, the hot water starts to circulate in the exhaust heat exchanger 30 by the action of the three-way valve 23 and the thermostat type three-way valve 25. .
[0045]
On the other hand, in the hot water supply section 3, the circulation pump 47 starts driving, and hot water in the storage tank 31 flows into the hot water supply return path 41 from a storage section discharge pipe 89 provided at the bottom of the storage tank 31. The hot water flowing in the hot water supply return passage 41 is heated by exchanging heat with the exhaust heat of the gas engine 5 and hot water heated by the heater 11 in the exhaust heat exchanger 30 and then heated from the water inlet 40 of the hot water supply device 6. Flows into 6.
[0046]
Since the hot water supply device 6 is in the combustion stopped state in the exhaust heat storage operation mode, the hot water flowing in from the water inlet 40 flows through the hot water supply device 6 and flows out to the hot water supply forward path 38 connected to the hot water outlet 37. Here, when the temperature of the hot water flowing into the hot water supply path 38, that is, the temperature detected by the hot water temperature sensor 39 does not reach a predetermined temperature, the proportional valve 84 of the branch hot water supply path 83 is closed and the load heat exchange outlet solenoid valve is closed. Either 52 or the memorial heat exchange outlet solenoid valve 53 is closed. Therefore, hot water that has not reached the predetermined temperature does not flow into the storage tank 31, and hot water that has exited the hot water supply device 6 flows through the flow path on the heat exchange unit 45 side and circulates in the heat source circulation circuit 32.
[0047]
On the other hand, when the hot water flowing in the hot water supply forward path 38 reaches a predetermined temperature or higher, the proportional valve 84 is opened and the mixing valve 80 is closed with respect to the branch hot water supply forward path 83. Therefore, hot water heated in the exhaust heat exchanger 30 and reaching a predetermined temperature flows from the storage hot water supply pipe 87 connected to the upper part of the storage tank 31 and is stored in the storage tank 31. Therefore, the hot water stored in the storage tank 31 is gradually getting hot from the bottom to the top. That is, the hot water stored in the storage tank 31 forms a layered temperature distribution in the vertical direction. When substantially the entire hot water stored in the storage tank 31 reaches a predetermined temperature or higher, the hot water storage in the exhaust heat hot water storage mode is completed. More specifically, when the lower temperature sensor 34d of the storage tank 31 reaches a predetermined temperature, the drive control device 102 determines that the hot water stored above the lower temperature sensor 34d has reached the predetermined temperature. Then, the exhaust heat hot water storage mode is completed.
[0048]
Next, the flow of hot water when the cogeneration system 1 is in the hot water supply operation mode will be described with reference to FIG. When hot water is sufficiently stored in the storage tank 31, when the hot-water tap 7 is opened, a part of the low-temperature water supplied from the outside through the water supply pipe 85 is supplied toward the mixing valve 80. Is done. On the other hand, a part of the low-temperature water supplied from the outside flows into the bottom of the storage tank 31 through the storage unit water supply pipe 91 branched from the water supply pipe 85. Along with this, hot water stored in the storage tank 31 is pushed upward, and hot hot water stored on the upper side of the storage tank 31 is discharged from the storage section hot water supply pipe 87. Hot water discharged from the reservoir hot water supply pipe 87 flows through the branch hot water supply forward path 83 and flows into the mixing valve 80.
[0049]
The hot hot water flowing into the mixing valve 80 is mixed with the low-temperature water supplied via the water supply pipe 85 to an appropriate temperature, and is discharged from the hot water tap 7 via the hot water supply circuit 33. More specifically, in the mixing valve 80, a hot water temperature sensor 92 that detects the temperature of hot water flowing out of the storage tank 31 and flowing in the branch hot water supply path 83, a water temperature sensor 93 that detects the temperature of hot water supplied from the outside, and the mixing valve 80 The mixing ratio of hot water in the mixing valve 80 is adjusted so that the temperature of the hot water discharged from the hot water tap 7 becomes an appropriate temperature in accordance with the detected temperature of the hot water temperature sensor 95 that detects the temperature of the hot water that is mixed and discharged. The The hot water mixed in the mixing valve 80 is supplied to the outside through the hot water supply circuit 33 and the hot water tap 7.
[0050]
On the other hand, when the hot water in the storage tank 31 is low temperature, the hot water is heated by the hot water supply device 6, and this hot water is discharged from the hot water tap 7. More specifically, when the hot-water tap 7 is opened, low-temperature water supplied from the outside is supplied from the lower portion of the storage tank 31 through the storage portion water supply pipe 91 branched from the water supply pipe 85. When the hot water tap 7 is opened, hot water supplied from the outside flows into the hot water supply circuit 33 from the water supply pipe 85, and the water flow is detected by the flow rate sensor 81. When the flow sensor 81 detects the water flow, the load heat exchange outlet solenoid valve 52 and the reheating heat exchange solenoid valve 53 in the heat exchange unit 45 are closed, and the hot water supply device 6 starts a combustion operation.
[0051]
Hot water in the lower part of the storage tank 31 flows into the hot water supply device 6 from the storage portion discharge pipe 89 via the hot water supply return path 41. The hot water flowing into the hot water supply device 6 is heated in the hot water supply device 6 and then flows into the mixing valve 80 through the hot water supply outward path 38 and the branch hot water supply outward path 83. Hot hot water flowing into the mixing valve 80 is mixed with hot water supplied from the outside through the water supply pipe 85 to be adjusted to an appropriate temperature, and supplied to the outside through the hot water supply circuit 33 and the hot water tap 7.
[0052]
Next, the flow of hot water when the cogeneration system 1 is in the drop operation mode will be described with reference to FIG. In the cogeneration system 1 of the present embodiment, in addition to the bathtub going-out flow path 65, hot water from the bathtub return-side flow path 66 for returning hot water in the bathtub to the cogeneration system 1 side in the reheating operation mode described later is also used. Fall into.
[0053]
In the cogeneration system 1 of the present embodiment, when the pouring valve 73 is opened and the flow sensor 75 detects a water flow, the dropping operation mode is started. When hot water is sufficiently stored in the storage tank 31, when the drop operation mode is started, the temperature of the hot water dropped into the bathtub is adjusted in the same manner as in the hot water supply operation mode described above. That is, part of the low-temperature water supplied from the outside through the water supply pipe 85 is supplied toward the mixing valve 80. On the other hand, the remaining portion of the hot water supplied from the outside flows from the bottom of the storage tank 31 through the storage portion water supply pipe 91. Along with this, hot hot water stored on the upper side of the storage tank 31 is discharged from the storage section hot water supply pipe 87 and flows into the mixing valve 80.
[0054]
The hot hot water that has flowed into the mixing valve 80 is mixed with the low-temperature water supplied through the water supply pipe 85, adjusted to an appropriate temperature, and flows out to the hot water supply circuit 33. The hot water flowing into the hot water supply circuit 33 flows through the hot water supply branch passage 71 branched from the hot water supply circuit 33 and flows into the bathtub return side passage 66. Here, in the drop-down operation mode, since the circulation pump 68 is stopped, a part of the hot water flowing into the bathtub return side flow channel 66 flows into the bathtub through the bathtub return side flow channel 66. Further, the remaining portion of the hot water that has flowed from the hot water supply branch flow path 71 into the bathtub return side flow path 66 bypasses the reheating heat exchanger 43 and flows into the bathtub from the bathtub forward flow path 65. When the water level sensor 67 detects that the water level in the bathtub has reached a predetermined water level, the pouring valve 73 is closed and a series of dropping operation modes is completed.
[0055]
Next, the hot water flow in the chasing operation mode for chasing hot water in the bathtub will be described in detail with reference to FIG. In the chasing operation mode, hot water in the bathtub is chased by heat exchange between the hot water heated by the combustion operation in the hot water supply device 6 and the bathtub circulation circuit 36 in which the hot water in the bathtub circulates.
[0056]
More specifically, when the cogeneration system 1 enters the follow-up operation mode, the circulation pump 68 is driven. Along with this, when the water flow switch 70 detects that the flow rate of the hot water in the bathtub return side flow channel 66 is a predetermined amount, the circulation pump 47 provided in the hot water supply return path 41 is activated and the hot water supply device 6 is activated. At this time, the load heat exchange outlet solenoid valve 52 is closed and the memory heat exchange outlet solenoid valve 53 is opened. Therefore, in the reheating operation mode, the hot water discharged from the hot water supply apparatus 6 passes through the flow path 45b of the heat exchanging section 45 from the hot water supply outward path 38 and passes through the hot water supply return path 41 as shown in FIG. Return to 6. That is, in the reheating operation mode, high-temperature hot water heated in the hot water supply device 6 circulates through the reheating heat exchanger 43 provided in the flow path 45b. Hot water circulated in the bathtub circulation circuit 36 as the circulation pump 68 is driven is heated by exchanging heat with hot hot water heated in the hot water supply device 6 in the reheating heat exchanger 43.
[0057]
Next, the flow of hot water in the heating operation mode in which the heat load of the heating device 8 or the like is driven will be described with reference to FIGS. 6 and 7. When the cogeneration system 1 enters the heating operation mode, the circulation pump 60 is activated, and hot water starts to circulate in the load circulation circuit 35. Here, when the temperature detected by the hot water temperature sensor 54, that is, the temperature of the hot water returning from the heating device 8 side is equal to or lower than the predetermined temperature, the gas engine 5 is started to heat the hot water circulating in the load circulation circuit 35. . In addition, when the temperature of the hot water returning from the heating device 8 side is extremely low, or when the set temperature of the heating device 8 is high, the hot water supply device 6 is activated in addition to the gas engine 5. That is, in the heating operation mode, the hot water circulating in the load circulation circuit 35 is heated by heat exchange in the heating heat exchanger 57, and further, in some cases, the heat exchange in the load heat exchanger 42 is further performed. The hot water circulating in 35 is heated.
[0058]
More specifically, when the gas engine 5 of the power generation unit 2 is started, the pump 16 operates simultaneously with the hot water circulating in the cooling circuit 12. The hot and cold water flowing in the cooling circuit 12 is heated by the exhaust heat generated when the gas engine 5 is driven, and becomes high temperature. In addition, the heater 11 is driven by the electric power generated in the generator 10 as the gas engine 5 is driven, and the hot water flowing in the forward cooling water channel 13 is further heated.
[0059]
While the hot water in the cooling circuit 12 is at a low temperature, the inside of the closed circuit constituted by the forward cooling water channel 13, the bypass flow channel 26, and the return side cooling water channel 15 by the action of the three-way valve 23 and the thermostat type three-way valve 25. The hot water circulates. When the hot water flowing in the cooling circuit 12 is heated to a predetermined temperature or higher, hot water flows through the forward branch water channel 61 and the return side water channel 62 by the action of the three-way valve 23 and the thermostat type three-way valve 25, and the high temperature Hot water is supplied to the heating heat exchanger 57. Hot water returning from the heating device 8 side via the load return side flow path 56 is heated by exchanging heat with hot hot water supplied from the power generation unit 2 side in the heat exchanger 57. Here, when the detected temperature of the hot water temperature sensor 54 on the downstream side of the heating heat exchanger 57 is the set temperature of the heating device 8, the hot water heated in the heating heat exchanger 57 is converted to the load heat exchanger 42 side. And is supplied to the heating device 8 via the load forward flow path 55 connected to the load heat exchanger 42.
[0060]
On the other hand, when the temperature of the hot water returning from the heating device 8 side is low, or when the set temperature of the heating device 8 is high, the heat setting in the heating heat exchanger 57 does not reach the set temperature of the heating device 8 alone. In the case, the drive of the hot water supply unit 3 is started. In this case, the circulating pump 47 starts driving in the hot water supply unit 3. When the circulating flow sensor 50 detects flowing water in the heat source circulation circuit 32, the combustion operation in the hot water supply device 6 is started. Hot water heated to a high temperature by the combustion operation in the hot water supply device 6 passes through the load heat exchanger 42 in the flow path 45a of the heat exchange unit 45 and returns to the hot water supply device 6 side.
[0061]
The cogeneration system 1 according to the present embodiment is provided with a drive control device 102 including a control unit 100 that controls driving of the power generation unit 2 and the hot water supply unit 3 and a surplus power control unit 101. The control unit 100 opens and closes valves based on the detection signals of the sensors provided in the power generation unit 2 and the hot water supply unit 3, and controls the pump, the gas engine 5, the hot water supply device 6, and the like. The surplus power control unit 101 performs power adjustment in the cogeneration system 1. In other words, the surplus power control unit 101 detects the amount of power supplied from the outside, the amount of power generated in the power generation unit 2, and the power consumption in the electrical equipment connected to the power generation unit 2, and uses the surplus power as a heater. 11, the reverse power flow to the external power source (not shown) is prevented. More specifically, the surplus power control unit 101 detects a reverse power flow to the external power source, and turns on / off the switch 21 of the heater 11 based on this detection signal, thereby generating the power generation unit 2. Electric power that cannot be consumed by the electrical equipment connected to 2 is consumed.
[0062]
The drive control device 102 operates the gas engine 5 and the heat source device 6 in accordance with each operation mode described above, and heats hot water with the heat generated thereby. More specifically, the drive control device 102 uses the hot water, the scheduled use of hot water, the power status detected by the surplus power control unit 101, that is, the power generation amount in the power generation unit 2, the cogeneration system 1 and the cogeneration system. The controller 100 controls the driving of the gas engine 5 and the hot water supply device 6 in accordance with the power usage status of the electrical equipment connected to 1, thereby heating the hot water and generating power.
[0063]
As described above, in the drive control device 102, the control unit 100 operates the gas engine 5 according to the power status detected by the surplus power control unit 101. Therefore, when the control by the surplus power control unit 101 is impossible, or the communication line 103 that connects the drive control device 102 and the surplus power control unit 101 is disconnected, the surplus power control unit 101 and the drive control device When communication with 102 is impossible, the use of the gas engine 5 must be stopped in order to prevent a reverse power flow of power generated in the power generation unit 2. In addition, when the power generation unit 2 including the gas engine 5 breaks down, the hot water must be heated only by the hot water supply device 6, and sufficient performance can be obtained when a plurality of the above operation modes are performed simultaneously. There is a possibility that it cannot be demonstrated. In particular, when the bathtub dropping mode that uses a large amount of hot water at once, such as dropping hot water into the bathtub, and other modes are performed simultaneously, the hot water supply capacity and heating capacity may be significantly degraded. is there.
[0064]
Therefore, in the cogeneration system 1 according to the present embodiment, the power generation unit such as when communication between the control unit 100 and the surplus power control unit 101 is impossible due to disconnection of the communication line 103 or when the power generation unit 2 has failed. When the control of 2 becomes impossible, the drive control device 102 adopts the following operation mode instead of each operation mode described above, and performs drive control of the power generation unit 2 and the hot water supply unit 3. Hereinafter, the hot water flow in each operation mode employed when the control of the power generation unit 2 becomes impossible will be described in detail with reference to FIG.
[0065]
When control of the power generation unit 2 becomes impossible, it is necessary to cover heating of hot water stored in the storage tank 31 by the hot water supply device 6 and heating of hot water used for hot water supply and heating. Hot water exceeding the capacity is required, and there is a possibility that the hot water supply capacity and the heating capacity may be reduced. Therefore, when control of the power generation unit 2 becomes impossible, the drive control device 102 performs drive control of the hot water supply device 6 in accordance with the auxiliary storage operation mode instead of the above-described exhaust heat storage operation mode, Prior to dropping of hot water, hot water is stored in the storage tank 31 in advance. More specifically, when the control of the power generation unit 2 is impossible, the drive control device 102 activates the hot water supply device 6 in preparation for a future drop of hot water into the bathtub or reservation of the drop operation mode, Heating of hot water stored in the storage tank 31 is started.
[0066]
In the auxiliary storage operation mode, the drive control device 102 causes hot water to flow into the storage tank 31 from the outside through the water supply pipe 85 and the storage section water supply pipe 91 and starts driving the circulation pump 47 of the hot water supply section 3 to start the storage tank 31. The hot water stored at the bottom of the heat source is circulated in the heat source circulation circuit 32.
[0067]
When the circulation flow sensor 50 detects water flow in the hot water supply return passage 41, the drive control device 102 starts the combustion operation in the hot water supply device 6 and starts heating the hot water flowing in the heat source circulation circuit 32. Here, in the case where the temperature of the hot water heated in the hot water supply device 6 and flowing out to the hot water supply forward path 38, that is, the temperature detected by the hot water temperature sensor 39 does not reach a predetermined temperature, the proportional valve 84 of the branch hot water supply forward path 83; The remnant heat exchange outlet solenoid valve 53 of the heat exchange unit 45 is closed. Therefore, hot water continues to circulate in the heat source circulation circuit 32 while the hot water flowing in the heat source circulation circuit 32 does not reach a predetermined temperature.
[0068]
On the other hand, when the hot water heated in the hot water supply device 6 reaches a predetermined temperature or higher, the proportional valve 84 is opened, and the mixing valve 80 is closed with respect to the branch hot water supply path 83. Therefore, hot water that has been heated in the hot water supply device 6 and has reached a predetermined temperature flows in from the storage section hot water supply pipe 87 connected to the upper portion of the storage tank 31, and is stored in the storage tank 31.
[0069]
As described above, the cogeneration system 1 according to the present embodiment is configured to heat hot water with the exhaust heat generated in the power generation unit 2 even in the heating operation mode. Therefore, when the power generation unit 2 becomes uncontrollable due to failure of the power generation unit 2 or communication between the control unit 100 and the surplus power control unit 101, the drive control device 102 conforms to the auxiliary heating operation mode. Then, drive control of the hot water supply unit 6 is performed, and hot water at a predetermined temperature is supplied to the heating device 8. Hereinafter, the hot water flow in the auxiliary heating operation mode will be described in detail with reference to FIG.
[0070]
When the heating device 8 is started in a state where the power generation unit 2 becomes uncontrollable, the drive control device 102 starts driving the circulation pump 47 of the hot water supply unit 3, and the reheating heat exchange outlet electromagnetic valve 53 and the proportional valve 84. Is closed and hot water is circulated in the heat source circulation circuit 32. When the circulation flow sensor 50 detects water flow in the hot water supply return passage 41, the drive control device 102 starts the combustion operation in the hot water supply device 6 and starts heating the hot water flowing in the heat source circulation circuit 32.
[0071]
Subsequently, the drive control device 102 activates the circulation pump 60 to circulate hot water in the load circulation circuit 35 connected to the heating device 8. Hot water flowing in the load circulation circuit 35 is heated in the hot water supply device 6 and heated by exchanging heat in the load heat exchanger 42 with hot hot water flowing in the flow path 45a of the heat exchange unit 45.
[0072]
As described above, in the cogeneration system 1 of the present embodiment, the auxiliary storage operation mode stores the water in the storage tank 31 that requires a larger combustion amount than hot water supply or heating prior to dropping of hot water into the bathtub. Hot water is heated. For this reason, even if the power generation unit 2 cannot be controlled by the drive control device 102 and must be driven only by the hot water supply device 6, it is possible to avoid a large load from acting on the hot water supply device 6 at a time. . Therefore, in the cogeneration system 1 of the present embodiment, hot water at a temperature suitable for each application can be stably supplied even when hot water is dropped into the bathtub and hot water supply or heating is used at the same time.
[0073]
In addition, as described above, in the cogeneration system 1, even when the power generation unit 2 is out of order or when the drive control device 102 cannot control the power generation unit 2 or detect the power status, the storage tank It is possible to avoid heating of hot water stored in 31 and heating of hot water or hot water for heating at the same time. For this reason, the hot water supply device 6 only needs to have a combustion capacity capable of heating hot water used in the hot water supply or heating device 8, and does not need any more capacity. Therefore, according to the above-described configuration, it is not necessary to provide the hot water supply device 6 having a larger combustion capacity than necessary.
[0074]
In the cogeneration system 1 of the present embodiment, it is necessary to provide the hot water supply device 6 having a large combustion capacity in preparation for a case where the power generation unit 2 fails or the drive control device 102 cannot control the power generation unit 2 or detect the power status. Absent. Therefore, according to the above-described configuration, it is possible to suppress the manufacturing cost of the cogeneration system 1 and to reduce the size of the entire apparatus.
[0075]
In the above-described embodiment, the cogeneration system 1 including the gas engine 5 and the hot water supply device 6 is exemplified as the heat supply means for heating the hot water. However, a larger number of heat supply means may be provided. That is, a plurality of heat supply means for mainly heating hot water stored in the storage tank 31 and a plurality of heat supply means for mainly heating hot water used for the hot water supply or the heating device 8 may be provided.
[0076]
【The invention's effect】
According to the first to third aspects of the present invention, even when the hot water stored in the storage portion cannot be heated by the heat supply means A, a large load acts on the heat supply means B at a time. It can be avoided. Therefore, according to the present invention, even if the heat supply means A fails or the drive control of the heat supply means A cannot be performed, the feeling of use of the equipment or the like that uses hot water heated by the heat supply means B Hot water can be stored in the storage part without impairing the temperature.
[0077]
According to the invention described in claim 4, the total energy efficiency of the entire cogeneration system can be maintained at a high level.
[0078]
According to the fifth aspect of the present invention, troubles related to power generation such as reverse power flow from the power generation device to the external power source can be prevented, and the safety of the cogeneration system can be ensured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a piping system diagram of a cogeneration system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an operation principle diagram when the cogeneration system shown in FIG. 1 is operating in an exhaust heat hot water storage operation mode.
FIG. 3 is an operation principle diagram when the cogeneration system shown in FIG. 1 is operating in a hot water supply operation mode.
FIG. 4 is an operation principle diagram when the cogeneration system shown in FIG. 1 is operating in the drop operation mode.
FIG. 5 is an operation principle diagram when the cogeneration system shown in FIG. 1 is operating in a follow-up operation mode.
6 is an operation principle diagram when the cogeneration system shown in FIG. 1 is operating in a heating operation mode. FIG.
7 is an operation principle diagram when the cogeneration system shown in FIG. 1 is operating in a heating operation mode. FIG.
FIG. 8 is an operation principle diagram when the cogeneration system shown in FIG. 1 is operating in the auxiliary hot water storage operation mode.
9 is an operation principle diagram when the cogeneration system shown in FIG. 1 is operating in the auxiliary heating operation mode.
[Explanation of symbols]
1 Cogeneration system
2 power generation department
3 Hot water supply section
5 Gas engine (heat supply means A)
6 Water heater (heat supply means B)
7 Hot water tap
8 Heating device (heat load)
10 Generator
11 Heater
31 Reservoir tank (reservoir)
32 Heat source circulation circuit
33 Hot water supply circuit
35 Load circulation circuit
36 Bath circulation circuit
100 Control unit
101 Surplus power control unit
102 Drive control device
103 communication line

Claims (6)

複数の熱供給手段を有し、当該熱供給手段において発生した熱によって加熱された湯水を貯留する貯留部と、前記熱供給手段において発生した熱によって加熱された湯水が循環する熱源循環回路と、前記熱供給手段において発生した熱によって加熱された湯水を外部あるいは熱負荷に供給する湯水供給回路と、前記熱供給手段において発生した熱によって加熱された湯水を浴槽に供給して循環させる浴槽循環回路とを有し、前記複数の熱供給手段の一又は一群は、主として貯留部に貯留される湯水を加熱する熱供給手段Ａであり、前記複数の熱供給手段の他の一又は一群は、主として外部あるいは熱負荷に供給される湯水を加熱する熱供給手段Ｂであり、前記熱供給手段Ａの故障時は、貯留部内に貯留された湯水の使用に先立って熱供給手段Ｂにおいて発生した熱によって加熱された湯水を貯留部に貯留することを特徴とするコージェネレーションシステム。A storage section having a plurality of heat supply means, storing hot water heated by heat generated in the heat supply means, a heat source circulation circuit in which hot water heated by the heat generated in the heat supply means circulates; A hot water supply circuit for supplying hot water heated by heat generated in the heat supply means to the outside or a heat load, and a bathtub circulation circuit for supplying hot water heated by the heat generated in the heat supply means to the bathtub for circulation One or a group of the plurality of heat supply means is a heat supply means A that mainly heats hot water stored in the storage section, and the other one or group of the plurality of heat supply means is mainly Heat supply means B for heating hot water supplied to the outside or a heat load, and when the heat supply means A fails, the heat supply means prior to the use of hot water stored in the storage section Cogeneration system, characterized in that stored in the storage unit the hot water heated by heat generated in. 複数の熱供給手段を有し、当該熱供給手段において発生した熱によって加熱された湯水を貯留する貯留部と、前記熱供給手段において発生した熱によって加熱された湯水が循環する熱源循環回路と、前記熱供給手段において発生した熱によって加熱された湯水を外部あるいは熱負荷に供給する湯水供給回路と、前記熱供給手段において発生した熱によって加熱された湯水を浴槽に供給して循環させる浴槽循環回路と、前記熱供給手段の駆動を制御する駆動制御部とを有し、前記複数の熱供給手段の一又は一群は、貯留部に貯留される湯水を加熱することが可能な熱供給手段Ａであり、前記複数の熱供給手段の他の一又は一群は、外部あるいは熱負荷に供給される湯水および貯留部に貯留される湯水を加熱可能な熱供給手段Ｂであり、前記駆動制御部による熱供給手段Ａの制御が不可能である場合には、貯留部内に貯留された湯水の使用に先立って熱供給手段Ｂを駆動させ、これにより発生した熱によって加熱された湯水を貯留部に貯留することを特徴とするコージェネレーションシステム。A storage section having a plurality of heat supply means, storing hot water heated by heat generated in the heat supply means, a heat source circulation circuit in which hot water heated by the heat generated in the heat supply means circulates; A hot water supply circuit for supplying hot water heated by heat generated in the heat supply means to the outside or a heat load, and a bathtub circulation circuit for supplying hot water heated by the heat generated in the heat supply means to the bathtub for circulation And a drive control unit that controls driving of the heat supply unit, and one or the group of the plurality of heat supply units is a heat supply unit A capable of heating hot water stored in the storage unit. And the other one or group of the plurality of heat supply means is a heat supply means B capable of heating hot water supplied to the outside or a thermal load and hot water stored in the storage section, and the driving When it is impossible to control the heat supply means A by the control section, the heat supply means B is driven prior to the use of the hot water stored in the storage section, and the hot water heated by the heat generated thereby is stored. Cogeneration system characterized by being stored in the club. 複数の熱供給手段を有し、当該熱供給手段において発生した熱によって加熱された湯水を貯留する貯留部と、前記熱供給手段において発生した熱によって加熱された湯水が循環する熱源循環回路と、前記熱供給手段において発生した熱によって加熱された湯水を外部あるいは熱負荷に供給する湯水供給回路と、前記熱供給手段において発生した熱によって加熱された湯水を浴槽に供給して循環させる浴槽循環回路と、前記熱供給手段の駆動を制御する駆動制御部とを有し、前記複数の熱供給手段の一又は一群は、貯留部に貯留される湯水を加熱することが可能な熱供給手段Ａであり、前記複数の熱供給手段の他の一又は一群は、外部あるいは熱負荷に供給される湯水および貯留部に貯留される湯水を加熱可能な熱供給手段Ｂであり、前記駆動制御部は、熱供給手段Ａの制御が不可能である場合に、浴槽への湯水の落とし込みに先立って熱供給手段Ｂを駆動させることにより、落とし込みに必要な湯水を貯留部に貯留させることを特徴とするコージェネレーションシステム。A storage section having a plurality of heat supply means, storing hot water heated by heat generated in the heat supply means, a heat source circulation circuit in which hot water heated by the heat generated in the heat supply means circulates; Hot water supply circuit for supplying hot water heated by the heat generated in the heat supply means to the outside or a heat load, and a bathtub circulation circuit for supplying hot water heated by the heat generated in the heat supply means to the bathtub for circulation And a drive control unit that controls driving of the heat supply unit, and one or the group of the plurality of heat supply units is a heat supply unit A capable of heating hot water stored in the storage unit. And the other one or group of the plurality of heat supply means is a heat supply means B capable of heating hot water supplied to the outside or a thermal load and hot water stored in the storage section, and the driving When the control of the heat supply means A is impossible, the control section drives the heat supply means B prior to dropping the hot water into the bathtub to store the hot water required for dropping in the storage section. A featured cogeneration system. 複数の熱供給手段を有し、当該熱供給手段において発生した熱によって加熱された湯水を貯留する貯留部と、前記熱供給手段において発生した熱によって加熱された湯水が循環する熱源循環回路と、前記熱供給手段において発生した熱によって加熱された湯水を外部あるいは熱負荷に供給する湯水供給回路と、前記熱供給手段において発生した熱によって加熱された湯水を浴槽に供給して循環させる浴槽循環回路と、前記熱供給手段の駆動を制御する駆動制御部とを有し、前記複数の熱供給手段の一又は一群は、貯留部に貯留される湯水を加熱することが可能な熱供給手段Ａであり、前記複数の熱供給手段の他の一又は一群は、外部あるいは熱負荷に供給される湯水および貯留部に貯留される湯水を加熱可能な熱供給手段Ｂであり、前記駆動制御部は、熱供給手段Ａを駆動させて貯留部に湯水を貯留する貯留運転モードを有し、駆動制御部による熱供給手段Ａの制御が不可能である場合には、前記貯留運転モードに代って、貯留部内に貯留された湯水の使用に先立って熱供給手段Ｂを駆動させ、これにより発生した熱によって湯水を加熱する補助貯留運転モードによって貯留部に湯水を貯留することを特徴とするコージェネレーションシステム。A storage section having a plurality of heat supply means, storing hot water heated by heat generated in the heat supply means, a heat source circulation circuit in which hot water heated by the heat generated in the heat supply means circulates; Hot water supply circuit for supplying hot water heated by the heat generated in the heat supply means to the outside or a heat load, and a bathtub circulation circuit for supplying hot water heated by the heat generated in the heat supply means to the bathtub for circulation And a drive control unit that controls driving of the heat supply unit, and one or the group of the plurality of heat supply units is a heat supply unit A capable of heating hot water stored in the storage unit. And the other one or group of the plurality of heat supply means is a heat supply means B capable of heating hot water supplied to the outside or a thermal load and hot water stored in the storage section, and the driving The control unit has a storage operation mode in which the heat supply unit A is driven to store hot water in the storage unit. When the control of the heat supply unit A by the drive control unit is impossible, the control unit enters the storage operation mode. Instead, the hot water stored in the storage unit is driven prior to the use of the hot water supply means B, and hot water is stored in the storage unit in an auxiliary storage operation mode in which the hot water is heated by the heat generated thereby. Cogeneration system. 熱供給手段Ａおよび熱供給手段Ｂのうち少なくとも一つは発電装置であり、当該発電装置の駆動に伴い発生する排熱を利用して湯水を加熱するものであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のコージェネレーションシステム。2. At least one of the heat supply means A and the heat supply means B is a power generator, and heats hot water using exhaust heat generated when the power generator is driven. 5. The cogeneration system according to any one of 4 to 4. 駆動制御部は、発電装置における発電状況を検知する余剰電力制御部を有し、当該余剰電力制御部における検知信号を検知不可能である場合には発電装置の駆動を停止させることを特徴とする請求項５に記載のコージェネレーションシステム。The drive control unit includes a surplus power control unit that detects a power generation state in the power generation device, and stops driving the power generation device when the detection signal in the surplus power control unit cannot be detected. The cogeneration system according to claim 5.
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