JP4036582B2

JP4036582B2 - 貯湯式の給湯設備

Info

Publication number: JP4036582B2
Application number: JP24265899A
Authority: JP
Inventors: 善隆柴田; 真佐野; 明彦安田; 由美田中; 謙治談議所
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 1999-08-30
Filing date: 1999-08-30
Publication date: 2008-01-23
Anticipated expiration: 2019-08-30
Also published as: JP2001065984A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の貯湯タンクと、その複数の貯湯タンク内の湯水を湯水加熱手段により加熱するべく、前記複数の貯湯タンク内の湯水を前記湯水加熱手段に択一的に循環させる循環手段と、前記複数の貯湯タンク内の湯水を択一的に給湯路に供給する給湯手段と、前記複数の貯湯タンクの夫々について、湯水にて貯蔵する貯蔵熱量を各別に検出する貯蔵熱量検出手段と、給湯運転を実行する給湯制御手段とが設けられ、前記給湯制御手段は、給湯開始指令に伴って、前記複数の貯湯タンクのうちの一つを湯水供給源の貯湯タンクとして選択して、その貯湯タンクの湯水を給湯するように、前記給湯手段を作動させる給湯制御、および、前記複数の貯湯タンクのうちの湯水供給源に選択されていない貯湯タンクについて、その貯蔵熱量が設定最大貯蔵熱量になるまで湯水を加熱する加熱形態で、複数の貯湯タンク内の湯水を順次加熱するように、前記貯蔵熱量検出手段の検出情報に基づいて前記循環手段を作動させる熱量貯蔵制御を実行するように構成された貯湯式の給湯設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような構成の貯湯式の給湯設備は、例えば、特開平６−２２１６７３号公報により知られている。
この公報に記載の給湯設備によれば、複数の貯湯タンクにおいて、熱量貯蔵制御を実行する順番が予め決められていて、熱量貯蔵制御を実行する場合には、常に、その決められた順番に従って、各貯湯タンク内の湯水を順次加熱するように構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、上記公報に記載の給湯設備では、熱量貯蔵制御を実行する際、各貯湯タンクにおける貯蔵熱量の多少にかかわらず、常に、決められた順番に従って熱量貯蔵制御を実行するため、下記のような不都合があった。
【０００４】
すなわち、湯水加熱手段によって貯湯タンク内の湯水全体を所望の温度にまで加熱する場合、湯水をゆっくりと循環させならが加熱し、貯湯タンク内の湯水に温度成層を形成しながら、１回の循環で所望の温度にまで加熱する方法と、貯湯タンク内の湯水を高速で何度も何度も循環させながら所望の温度にまで加熱する方法とがある。
【０００５】
前記湯水加熱手段が、例えば、高熱量負荷のガスバーナのようなものであれば、前者の方法でも、貯湯タンク内の湯水を効率良く所望の温度にまで加熱することはできるが、湯水加熱手段が、例えば、８０℃程度の高温の湯を使用する熱交換器のようなものであると、湯水をゆっくりと循環させても、その循環湯水の全体を、つまり、循環湯水の表面から中心部までを所望の温度にまで加熱するのがむずかしく、そのような場合には、後者の方法により貯湯タンク内の湯水を何度も何度も循環させながら加熱する方が、貯湯タンク内の湯水を効率良く所望の温度にまで加熱することができる。
しかし、その反面、後者の方法によれば、貯湯タンク内の湯水を何度も何度も循環させるため、その循環によって貯湯タンク内の湯水が混合されて温度成層が形成されず、そのため、貯湯タンク内の湯水の温度が均一化されるという事態が生じる。
それに加えて、湯水加熱手段によって貯湯タンク内の湯水を加熱する場合、加熱される側である貯湯タンク内の湯水の温度が低いほど、貯湯タンク内の湯水に対して効率良く熱交換される。
【０００６】
したがって、湯水加熱手段が上述した熱交換器のような場合、貯蔵熱量が少なくて、混合により均一化された後の湯水の温度が低いほど、効率の良い熱交換が可能となり、逆に、貯蔵熱量が多くて、均一化された後の湯水の温度が高いほど、熱交換の効率が悪くなるが、上記公報に記載の給湯設備では、各貯湯タンクにおける貯蔵熱量の多少にかかわらず、常に、決められた順番に従って熱量貯蔵制御を実行することになるため、場合によっては、湯水加熱手段による熱交換の効率が低くなるという欠点があった。
【０００７】
本発明は、このような従来の欠点に着目したもので、その目的は、複数ある貯湯タンク内の湯水に対して効果的な熱量貯蔵制御を実行することで、効率の良い熱交換を可能にする貯湯式の給湯設備の提供にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、請求項１に記載の発明によれば、複数の貯湯タンクと、その複数の貯湯タンク内の湯水を湯水加熱手段により加熱するべく、前記複数の貯湯タンク内の湯水を前記湯水加熱手段に択一的に循環させる循環手段と、前記複数の貯湯タンク内の湯水を択一的に給湯路に供給する給湯手段と、前記複数の貯湯タンクの夫々について、湯水にて貯蔵する貯蔵熱量を各別に検出する貯蔵熱量検出手段と、給湯運転を実行する給湯制御手段とが設けられ、前記給湯制御手段は、給湯開始指令に伴って、前記複数の貯湯タンクのうちの一つを湯水供給源の貯湯タンクとして選択して、その貯湯タンクの湯水を給湯するように、前記給湯手段を作動させる給湯制御、および、前記複数の貯湯タンクのうちの湯水供給源に選択されていない貯湯タンクについて、その貯蔵熱量が設定最大貯蔵熱量になるまで湯水を加熱する加熱形態で、複数の貯湯タンク内の湯水を順次加熱するように、前記貯蔵熱量検出手段の検出情報に基づいて前記循環手段を作動させる熱量貯蔵制御を実行するように構成された貯湯式の給湯設備であって、前記給湯制御手段が、前記熱量貯蔵制御において、前記複数の貯湯タンクのうちで貯蔵熱量が最も少ない貯湯タンクを加熱対象の貯湯タンクとして選択して、その貯湯タンクについての湯水を加熱する熱量回収優先加熱制御を行うように構成されている。
【０００９】
すなわち、複数の貯湯タンクのうちで貯蔵熱量が最も少ない貯湯タンクを加熱対象の貯湯タンクとして選択し、その貯湯タンクの湯水を加熱する熱量回収優先加熱制御を行うように構成されているので、複数ある貯湯タンクのうち、最も熱回収率の良い貯湯タンクを選択して加熱することになり、したがって、湯水加熱手段が高温の湯を使用する熱交換器のようなものであっても、効率良く熱回収しながら湯水を加熱することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、前記給湯制御手段が、前記給湯制御において、前記給湯開始指令に伴って、前記湯水供給源として貯蔵熱量の最も多い貯湯タンクを選択し、かつ、一つの貯湯タンクを一旦選択したのちは、その選択した貯湯タンクの貯蔵熱量が設定下限熱量となるまで、または、湯水供給源として貯湯タンクを選択してからの経過時間が設定時間に達するまで、今回の給湯開始指令による給湯のみならず、それ以降の給湯開始指令による給湯においても、その選択した貯湯タンクの湯水を給湯してから、別の貯湯タンクを湯水供給源として選択する湯水使い切り制御を行うように構成され、かつ、前記熱量貯蔵制御において、前記貯湯タンクのうち、前記給湯制御の実行において湯水供給源としては選択されていない貯湯タンクを加熱対象の貯湯タンクとして選択するように構成されている。
【００１１】
すなわち、貯蔵熱量が最も多い貯湯タンクを湯水供給源の貯湯タンクとして選択して給湯する給湯制御において、給湯開始指令に伴って湯水供給源として一つの貯湯タンクを一旦選択したのちは、その選択した貯湯タンクの貯蔵熱量が設定下限熱量となるまで、または、湯水供給源として貯湯タンクを選択してからの経過時間が設定時間に達するまで、今回の給湯開始指令による給湯のみならず、それ以降の給湯開始指令による給湯においても、その選択した貯湯タンクの湯水を給湯してから、別の貯湯タンクを湯水供給源として選択する湯水使い切り制御を行うように構成されているので、湯水供給源として選択された貯湯タンクにおいては、給湯可能な温度の湯を残したままでその貯湯タンク内の湯水を循環させて加熱し、それによって、給湯可能な温度の湯を含めて湯水全体が混合されるような事態が極力回避され、たとえ湯水加熱手段が高温の湯を使用する熱交換器のようなものであっても、給湯可能な温度にまで加熱された湯については、極力無駄のない状態で効率良く給湯することができる。
また、湯水供給源に選択されていない貯湯タンクについて、貯蔵熱量が設定最大貯蔵熱量になるまで、貯湯タンク内の湯水を順次加熱する熱量貯蔵制御において、貯湯タンクのうち、前記給湯制御の実行において湯水供給源としては選択されていない貯湯タンクを加熱対象の貯湯タンクとして選択して、その貯湯タンクについての湯水を加熱する貯湯タンク選択加熱制御を行うように構成されているので、湯水供給源に選択されていない貯湯タンク内の湯水については、必要に応じて無駄無く加熱されることになり、湯水供給源に選択された貯湯タンクに対して湯水使い切り制御を実行した後においても、直ちに別の貯湯タンクを湯水供給源として選択して、連続した給湯を行うことが可能となる。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、前記給湯制御手段が、前記熱量貯蔵制御において、前記熱量回収優先加熱制御を実行する熱量回収優先加熱モードと、前記複数の貯湯タンクのうちで貯蔵熱量が最も多い貯湯タンクを加熱対象の貯湯タンクとして選択して、その貯湯タンクについての湯水を加熱する給湯優先加熱制御を実行する給湯優先加熱モードとに選択自在に構成されている。
【００１３】
すなわち、上述した熱量回収優先加熱制御であると、効率の良い熱回収が可能となるが、その反面、湯水の使用が可能となるまでにかなりの時間を要する虞がある。つまり、湯水加熱手段が上述した熱交換器のような場合、貯蔵熱量の多い貯湯タンクの湯水を加熱すれば、比較的短時間で湯水の使用が可能となるが、貯蔵熱量の少ない貯湯タンクの湯水を加熱すれば、湯水の使用が可能になるまでに比較的時間を要し、実際の使用に際して不便な事態が生じる。
【００１４】
しかし、その点にも充分な考慮が払われ、熱量回収優先加熱制御を実行する熱量回収優先加熱モードと、貯蔵熱量が最も多い貯湯タンクを加熱対象の貯湯タンクとして選択して、その貯湯タンクについての湯水を加熱する給湯優先加熱制御を実行する給湯優先加熱モードとに選択自在に構成されているので、例えば、熱量の回収を優先したい場合には、熱量回収優先モードを選択し、給湯を優先したい場合には、給湯優先加熱モードを選択することにより、使用者の要求に応じた熱量貯湯制御の実行が可能となる。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、前記湯水加熱手段が、発電機を駆動するエンジンからの排熱を熱媒とする熱交換器で構成され、前記エンジンの作動を制御するエンジン制御手段が、電力要求に合わせて前記エンジンを駆動する発電優先モードと、前記熱交換器の排熱要求に合わせて前記エンジンを駆動する排熱優先モードとに切換え自在に構成され、前記給湯制御手段が、前記熱量貯蔵制御において、前記発電優先モードのときには、前記熱量回収優先加熱モードが選択され、かつ、前記排熱優先モードのときには、前記給湯優先加熱モードが選択されるように構成されている。
【００１６】
すなわち、湯水加熱手段が、発電機を駆動するエンジンからの排熱を熱媒とする熱交換器で構成されているので、発電機を駆動するエンジンの排熱を利用して湯水を加熱することができるのは勿論、上述した熱量回収優先加熱制御や湯水使い切り制御の実行によって、エンジンの排熱を効率良く回収したり、給湯可能な温度の湯を無駄無く有効に使用することができる。
そして、電力供給を優先させる発電優先モードでは、換言すると、給湯の使用状況とは無関係にエンジンが駆動される状態では、熱量回収優先加熱制御を実行することで、エンジンの排熱を効率良く回収することができ、また、排熱利用による給湯を優先させる排熱優先モードでは、給湯優先加熱制御を実行することで、使用者の要求に応じた給湯が可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明による貯湯式の給湯設備をコージェネレーションシステムに適用した実施の形態につき図面に基づいて説明する。
このコージェネレーションシステムは、ガスエンジンにより発電するとともに、ガスエンジンの排熱を利用して給湯するもので、図１に示すように、ガスエンジン１と、そのガスエンジン１により駆動される他装置としての発電機２を備え、ガス供給路３から供給される燃料ガスを燃焼させてガスエンジン１を駆動し、そのガスエンジン１により発電機２を駆動して、所望の箇所に電力を供給するとともに、燃焼後の排ガスを排気路４を介して装置外へ排出するように構成されている。
【００１８】
前記ガスエンジン１には、冷却水を供給する冷却水往き路５ａと、冷却水をラジエータ６に戻す冷却水戻り路５ｂとが設けられ、冷却水往き路５ａには、冷却水を循環させるための冷却水ポンプ７が設けられ、冷却水戻り路５ｂには、排気路４を通流する排ガスとの間で熱交換させて、冷却水を加熱するための排ガス熱交換器８が設けられている。
前記冷却水往き路５ａと冷却水戻り路５ｂとにわたっては、熱交換器用水路９を介してラジエータ６を迂回する状態で湯水加熱手段としての温水熱交換器１０が接続され、熱交換器用水路９と冷却水戻り路５ｂとの接続箇所には、切換え三方弁１１が設けられている。
【００１９】
この給湯設備は、第１と第２の２本の貯湯タンク１２Ａ，１２Ｂを備え、第１貯湯タンク１２Ａの底部には第１往き路１３ａが、第２貯湯タンク１２Ｂの底部には第２往き路１３ｂが接続され、第１往き路１３ａと第２往き路１３ｂとが、前記温水熱交換器１０への往き路１３に循環切換え三方弁１４を介して接続され、前記往き路１３には、循環ポンプ１５が設けられている。
前記温水熱交換器１０からの戻り路１６は、第１貯湯タンク１２Ａに接続された第１戻り路１６ａと、第２貯湯タンク１２Ｂに接続された第２戻り路１６ｂとに分岐され、第１貯湯タンク１２Ａが、第１往き路１３ａ、往き路１３、戻り路１６、第１戻り路１６ａを介して、第２貯湯タンク１２Ｂが、第２往き路１３ｂ、往き路１３、戻り路１６、第２戻り路１６ｂを介して、温水熱交換器１０に対して並列状態に接続されている。
【００２０】
前記第１貯湯タンク１２Ａの上部には第１給湯路１７ａが、第２貯湯タンク１２Ｂの上部には第２給湯路１７ｂが接続され、第１給湯路１７ａと第２給湯路１７ｂとが、給湯路１７に接続されるとともに、第１貯湯タンク１２Ａの底部には第１給水路１８ａが、第２貯湯タンク１２Ｂの底部には第２給水路１８ｂが接続されていて、第１給水路１８ａと第２給水路１８ｂとが、給水切換え三方弁１９を介して給水路１８に接続されている。
その給水路１８と前記給湯路１７とは、バイパス路２０で接続され、バイパス路２０と給湯路１７との接続箇所には、第１貯湯タンク１２Ａまたは第２貯湯タンク１２Ｂからの湯水と給水路１８からの水とを混合するための混合弁２１が設けられ、その混合弁２１よりも上流側の給湯路１７には、給湯サーミスタ２２が、下流側の給湯路１７には、混合後の湯水の温度を検出する湯温サーミスタ２３が設けられ、給水路１８には、給水温度を検出する給水サーミスタ２４が設けられている。
【００２１】
すなわち、第１往き路１３ａ、第２往き路１３ｂ、循環切換え三方弁１４、往き路１３、循環ポンプ１５、戻り路１６、第１戻り路１６ａ、ならびに、第２戻り路１６ｂによって、第１と第２の貯湯タンク１２Ａ，１２Ｂ内の湯水を温水熱交換器１０に択一的に循環させる循環手段Ａが構成されている。
また、給水路１８、給水切換え三方弁１９、第１給水路１８ａ、第２給水路１８ｂ、第１給湯路１７ａ、ならびに、第２給湯路１７ｂによって、第１と第２の貯湯タンク１２Ａ，１２Ｂ内の湯水を択一的に給湯路１７に供給する給湯手段Ｂが構成され、かつ、その給湯路１７には、ガス燃焼式の瞬間湯沸器２５が接続され、そのガス瞬間湯沸器２５には、給水路２６が接続されるとともに、給湯栓２７を備えた出湯路２８が接続されている。
【００２２】
前記第１貯湯タンク１２Ａには、その第１貯湯タンク１２Ａ内の湯水の温度を上下方向の３箇所で検出するための上部サーミスタ２９ａ、中間サーミスタ２９ｂ、下部サーミスタ２９ｃの３つのサーミスタが、上下方向での位置を異ならせた状態で設けられ、これら３つのサーミスタ２９ａ，２９ｂ，２９ｃによって、第１貯湯タンク１２Ａ内の湯水が貯蔵する貯蔵熱量を検出する第１貯蔵熱量検出手段２９が構成されている。
同様に、第２貯湯タンク１２Ｂには、その第２貯湯タンク１２Ｂ内の湯水の温度を上下方向の３箇所で検出するための上部サーミスタ３０ａ、中間サーミスタ３０ｂ、下部サーミスタ３０ｃの３つのサーミスタが、上下方向での位置を異ならせた状態で設けられ、これら３つのサーミスタ３０ａ，３０ｂ，３０ｃによって、第２貯湯タンク１２Ｂ内の湯水が貯蔵する貯蔵熱量を検出する第２貯蔵熱量検出手段３０が構成されている。
【００２３】
このような構成からなるコージェネレーションシステムの作動は、全てコンピュータ利用の制御装置Ｈによって制御されるように構成されている。
そのため、制御装置Ｈは、図２に示すように、給湯運転を実行する給湯制御手段Ｈ１とガスエンジン１の作動を制御するエンジン制御手段Ｈ２とを備え、給湯制御手段Ｈ１とエンジン制御手段Ｈ２とが、通信可能に構成されている。
前記給湯制御手段Ｈ１には、給湯サーミスタ２２、湯温サーミスタ２３、給水サーミスタ２４、第１と第２の貯蔵熱量検出手段２９，３０からの検出情報が入力されるように構成され、それら入力情報に基づいて、循環切換え三方弁１４、循環ポンプ１５、給水切換え三方弁１９、混合弁２０などの作動を制御するように構成されている。
また、前記エンジン制御手段Ｈ２には、電力要求に合わせてガスエンジン１を駆動する発電優先モードと、温水熱交換器１０への排熱要求に合わせてガスエンジン１を駆動する排熱優先モードとに切換えるモード切換えスイッチＳＷが接続され、ガスエンジン１、冷却水ポンプ７、切換え三方弁１１などの作動を制御するように構成されている。
【００２４】
つぎに、制御装置Ｈによる給湯制御の作動につき、図３のフローチャートに基づいて説明する。
図外リモコンの運転スイッチがＯＮされるか、タイマーの作動によって自動的に、給湯運転の開始が指令されると（ステップ１）、両貯湯タンク１２Ａ，１２Ｂ内の湯水を順次加熱する熱量貯蔵制御が実行される。
この熱量貯蔵制御において、前記モード切換えスイッチＳＷにより排熱優先モードが選択されていると、給湯優先加熱モードが選択されて給湯優先加熱制御が実行され、発電優先モードが選択されていると、熱量回収優先加熱モードが選択されて熱量回収優先加熱制御が実行される（ステップ２〜４）。
【００２５】
前記給湯優先加熱制御は、第１と第２の貯湯タンク１２Ａ，１２Ｂのうち、後述する給湯制御の実行において湯水供給源として選択されていない貯湯タンク１２Ａ，１２Ｂにおいて、貯蔵熱量が多い方の貯蔵タンク１２Ａ，１２Ｂが、加熱対象の貯湯タンク１２Ａ，１２Ｂとして選択され、その貯湯タンク１２Ａ，１２Ｂ内の湯水が加熱される。
例えば、両貯湯タンク１２Ａ，１２Ｂが、共に湯水供給源として選択されておらず、第１貯蔵熱量検出手段２９において、上部サーミスタ２９ａと中間サーミスタ２９ｂとが７５℃以上の温度を検出し、下部サーミスタ２９ｃが７５℃未満の温度を検出するとともに、第２貯蔵熱量検出手段３０において、上部サーミスタ３０ａ、中間サーミスタ３０ｂ、下部サーミスタ３０ｃの全てが７５℃以上の温度を検出すると、第２貯湯タンク１２Ｂの方が貯蔵熱量が多いものと判断して、第２貯湯タンク１２Ｂを加熱対象のタンクとして選択し、第２貯湯タンク１２Ｂ内の湯水が加熱される。
【００２６】
この第２貯湯タンク１２Ｂ内の湯水の加熱は、循環切換え三方弁１４が切換え操作されて、第２貯湯タンク１２Ｂ側の第２往き路１３ｂが往き路１３に連通されるとともに、循環ポンプ１５が作動され、第２貯湯タンク１２Ｂ内の湯水が、第２往き路１３ｂ、往き路１３、戻り路１６、第２戻り路１６ｂを介して温水熱交換器１０に循環供給される。
その温水熱交換器１０には、ガスエンジン１を冷却することより加熱され、更に、排ガス熱交換器８で加熱された後の冷却水が、冷却水ポンプ７の作動によって循環供給されているので、第２貯湯タンク１２Ｂ内の湯水は、温水熱交換器１０により加熱されながら循環される。
温水熱交換器１０に循環される加熱後の冷却水は、温度が８０℃程度であるため、第２貯湯タンク１２Ｂ内の湯水は、比較的高速で何度も何度も循環されて加熱され、第２貯蔵熱量検出手段３０における下部サーミスタ３０ｃが７５℃以上の温度を検出すると、その貯蔵熱量が設定最大貯蔵熱量に達したものと判断して、第２貯湯タンク１２Ｂに対する熱量貯蔵制御を終了し、その後、下部サーミスタ３０ｃが７５℃未満の温度を検出すると、第２貯湯タンク１２Ｂに対する熱量貯蔵制御が再開される。
【００２７】
また、第１貯湯タンク１２Ａが加熱対象の貯湯タンクとして選択されて、第１貯湯タンク１２Ａ内の湯水を加熱する場合であれば、循環切換え三方弁１４が切換え操作されて、第１貯湯タンク１２Ａ側の第１往き路１３ａが往き路１３に連通され、第１貯湯タンク１２Ａ内の湯水が、第１往き路１３ａ、往き路１３、戻り路１６、第１戻り路１６ａを介して温水熱交換器１０に循環供給されて加熱される。
そして、第１貯蔵熱量検出手段２９の下部サーミスタ２９ｃが７５℃以上の温度を検出すると、第１貯湯タンク１２Ａの貯蔵熱量が設定最大貯蔵熱量に達したものと判断して、熱量貯蔵制御を終了するとともに、切換え三方弁１１が切換え操作されて、ガスエンジン１の冷却水が、ラジエータ６側に循環供給される。
【００２８】
前記熱量回収優先加熱制御は、第１と第２の貯湯タンク１２Ａ，１２Ｂのうち、給湯制御の実行において湯水供給源として選択されていない貯湯タンク１２Ａ，１２Ｂにおいて、貯蔵熱量が少ない方の貯蔵タンク１２Ａ，１２Ｂが、加熱対象の貯湯タンク１２Ａ，１２Ｂとして選択され、その貯湯タンク１２Ａ，１２Ｂ内の湯水が加熱される。
例えば、上述した例のように、両貯湯タンク１２Ａ，１２Ｂが、共に湯水供給源として選択されておらず、第１貯蔵熱量検出手段２９において、上部サーミスタ２９ａと中間サーミスタ２９ｂとが７５℃以上の温度を検出するとともに、下部サーミスタ２９Ｃが７５℃未満の温度を検出し、第２貯蔵熱量検出手段３０において、上部サーミスタ３０ａ、中間サーミスタ３０ｂ、下部サーミスタの全てが７５℃以上の温度を検出すると、第１貯湯タンク１２Ａの方が貯蔵熱量が少ないものと判断して、第１貯湯タンク１２Ａを加熱対象のタンクとして選択し、第１貯湯タンク１２Ａ内の湯水が加熱される。
【００２９】
このようにして、エンジン制御手段Ｈ２が排熱優先モードのときには、熱量貯蔵制御において、給湯優先加熱モードが選択されて、第１と第２の貯湯タンク１２Ａ，１２Ｂのうちで貯蔵熱量が多い方の貯蔵タンク１２Ａ，１２Ｂが加熱対象の貯湯タンク１２Ａ，１２Ｂとして選択され、その貯湯タンク１２Ａ，１２Ｂ内の湯水が加熱され、エンジン制御手段Ｈ２が発電優先モードのときには、熱量貯蔵制御において、熱量回収優先加熱モードが選択されて、第１と第２の貯湯タンク１２Ａ，１２Ｂのうちで貯蔵熱量が少ない方の貯湯タンク１２Ａ，１２Ｂが加熱対象の貯湯タンク１２Ａ，１２Ｂとして選択されて、その貯湯タンク１２Ａ，１２Ｂの湯水が加熱される。
【００３０】
前記給湯栓２７の開操作によって給湯の開始が指令されると（ステップ５）、両貯湯タンク１２Ａ，１２Ｂ内の湯水を給湯する給湯制御が実行され、その際、排熱優先モードが選択されていると、湯水使い切り制御が、発電優先モードが選択されていると、貯蔵熱量優先制御が実行される（ステップ６〜８）。
【００３１】
前記湯水使い切り制御は、第１と第２の貯湯タンク１２Ａ，１２Ｂのうちで貯蔵熱量が多い方の貯湯タンク１２Ａ，１２Ｂ、例えば、第１貯蔵熱量検出手段２９において、上部サーミスタ２９ａ、中間サーミスタ２９ｂ、下部サーミスタ２９ｃの全てが７５℃以上の温度を検出し、第２貯蔵熱量検出手段３０において、上部サーミスタ３０ａが７５℃以上の温度を検出し、中間サーミスタ３０ｂと下部サーミスタ３０ｃとが７５℃未満の温度を検出すると、第１貯湯タンク１２Ａの方が貯蔵熱量が多いものと判断して、第１貯湯タンク１２Ａを湯水供給源のタンクとして選択し、第１貯湯タンク１２Ａ内の湯水が給湯される。
【００３２】
具体的には、給水切換え三方弁１９が切換え操作されて、第１貯湯タンク１２Ａ側の第１給水路１８ａが給水路１８に連通され、給水路１８からの給水圧によって第１貯湯タンク１２Ａ内の湯水が上方に押し上げられて給湯路１７に供給される。
その際、給湯サーミスタ２２と給水サーミスタ２４からの検出情報に基づいて、混合弁２１の開度が調整されるとともに、湯温サーミスタ２３からの検出情報に基づいて、混合弁２１の開度が微調整されて、例えば、７０℃に調整された湯水が、ガス瞬間湯沸器２５に供給される。
ガス瞬間湯沸器２５に供給された湯水は、必要に応じて、ガス瞬間湯沸器２５により更に加熱され、かつ、給水路２６からの水が混合されて、図外のリモコンにより設定された温度の湯水が給湯栓２７から吐出される。
【００３３】
前記給湯栓２７の閉操作によって給湯の停止が指令されても、第１貯蔵熱量検出手段２９の上部サーミスタ２９ａが７５℃以上の温度を検出していると、第１貯湯タンク１２Ａの貯蔵熱量が設定下限熱量以上であると判断して、給水切換え三方弁１９は切換え操作されず、第１貯湯タンク１２Ａ側の第１給水路１８ａが給水路１８に連通された状態に維持される。
したがって、その後、給湯栓２７が開操作されて給湯の開始が指令されると、再度、第１貯湯タンク１２Ａ内の湯水が給湯され、第１貯蔵熱量検出手段２９の上部サーミスタ２９ａが７５℃未満の温度を検出すると、第１貯湯タンク１２Ａの貯蔵熱量が設定下限貯蔵熱量に達したものと判断し、第２貯湯タンク１２Ｂを湯水供給源のタンクとして選択する。
具体的には、給水切換え三方弁１９が切換え操作されて、第２貯湯タンク１２Ｂ側の第２給水路１８ｂが給水路１８に連通され、給水路１８からの給水圧によって第２貯湯タンク１２Ｂ内の湯水が給湯路１７に供給される。
【００３４】
つまり、給湯開始指令に伴って湯水供給源として一つの貯湯タンク、例えば、第１貯湯タンク１２Ａを湯水供給源として一旦選択したのちは、その選択した第１貯湯タンク１２Ａの貯蔵熱量が設定下限熱量となるまで、今回の給湯開始指令による給湯のみならず、それ以降の給湯開始指令による給湯においても、その選択した第１貯湯タンク１２Ａの湯水を給湯してから、別の貯湯タンク、つまり、第２貯湯タンク１２Ｂを湯水供給源として選択する湯水使い切り制御を行うように構成されている。
【００３５】
上述した湯水使い切り制御において、給湯栓２７の開操作によって給湯の開始が指令されたとき、第１と第２の貯蔵熱量検出手段２９，３０において、両下部サーミスタ２９ｃ，３０ｃが共に７５℃未満の温度を検出すると、貯蔵熱量が設定最大貯蔵熱量にまで達している貯湯タンクが存在しないと判断し、給水切換え三方弁１９が切換え操作され、第１貯湯タンク１２Ａ側の第１給水路１８ａも第２貯湯タンク１２Ｂ側の第２給水路１８ｂも、共に給水路１８への連通が断たれる。その場合には、給水路１８からの水が、バイパス路２０を介してガス瞬間湯沸器２５に直接供給され、ガス瞬間湯沸器２５で加熱された後、給水路２６からの水が混合されて、図外のリモコンにより設定された温度の湯水が給湯栓２７から吐出される。
つまり、給湯制御において、給湯開始指令が指令されたときに、貯蔵熱量が設定最大貯蔵熱量になるまで湯水を加熱した貯湯タンクが存在しないときには、給湯を開始しないように構成されている。
【００３６】
ただし、上述したように、例えば、第１貯湯タンク１２Ａを湯水供給源のタンクとして選択し、第１貯湯タンク１２Ａ内の湯水が給湯されている状態で、第１貯蔵熱量検出手段２９の上部サーミスタ２９ａが７５℃未満の温度を検出し、第１貯湯タンク１２Ａの貯蔵熱量が設定下限貯蔵熱量に達したものと判断した場合には、たとえ第２貯湯タンク１２Ｂの貯蔵熱量が設定上限貯蔵熱量未満であっても、第２貯湯タンク１２Ｂを湯水供給源のタンクとして選択して、第２貯湯タンク１２Ｂからの給湯を継続する。
つまり、給湯制御において、給湯を継続するに伴って、湯水供給源として選択した貯湯タンクの湯水を設定下限貯蔵熱量まで消費したときに、別の貯湯タンクが設定上限貯蔵熱量未満の加熱途中であっても、その貯湯タンクからの湯水を給湯するように構成されている。
【００３７】
前記貯蔵熱量優先制御は、両貯湯タンク１２Ａ，１２Ｂのうちで貯蔵熱量が多い方の貯湯タンク１２Ａ，１２Ｂ、例えば、第１貯蔵熱量検出手段２９において、上部サーミスタ２９ａ、中間サーミスタ２９ｂ、下部サーミスタ２９ｃの全てが７５℃以上の温度を検出し、第２貯蔵熱量検出手段３０において、上部サーミスタ３０ａと中間サーミスタ３０ｂとが７５℃以上の温度を検出し、下部サーミスタ３０ｃが７５℃未満の温度を検出すると、第１貯湯タンク１２Ａの方が貯蔵熱量が多いものと判断して、第１貯湯タンク１２Ａを湯水供給源のタンクとして選択し、第１貯湯タンク１２Ａ内の湯水が給湯される。
そして、次の給湯開始指令があると、そのときに貯蔵熱量が多い方の貯湯タンク１２Ａ，１２Ｂ、例えば、第１貯蔵熱量検出手段２９において、上部サーミスタ２９ａのみが７５℃以上の温度を検出し、第２貯蔵熱量検出手段３０において、上部サーミスタ３０ａと中間サーミスタ３０ｂとが７５℃以上の温度を検出すると、第２貯湯タンク１２Ｂの方が貯蔵熱量が多いものと判断して、第２貯湯タンク１２Ｂを湯水供給源のタンクとして選択し、第２貯湯タンク１２Ｂ内の湯水が給湯される。
【００３８】
つまり、エンジン制御手段Ｈ２が発電優先モードのときには、給湯制御において、給湯が一旦中断すれば、次の給湯開始指令に伴って、そのときの最も貯蔵熱量が多い貯湯タンク、上述の例では第２貯湯タンク１２Ｂを湯水供給源として選択して給湯する貯蔵熱量優先制御を行うように構成されている。
【００３９】
そして、この貯蔵熱量優先制御においても、上述したように、給湯開始指令が指令されたときに、貯蔵熱量が設定最大貯蔵熱量になるまで湯水を加熱した貯湯タンクが存在しないときには、給湯を開始しないように構成され、また、給湯を継続するに伴って、湯水供給源として選択した貯湯タンクの湯水を設定下限貯蔵熱量まで消費したときに、別の貯湯タンクが設定上限貯蔵熱量未満の加熱途中であっても、その貯湯タンクからの湯水を給湯するように構成されている。
【００４０】
〔別実施形態〕
（１）先の実施形態では、貯湯タンクを２本設けた例を示したが、３本以上の貯湯タンクを使用して実施することもできる。
その場合、熱量貯蔵制御において、給湯優先加熱モードが選択されて給湯優先加熱制御が実行される際には、３本以上の貯湯タンクのうちで貯蔵熱量が最も多い貯湯タンクが加熱対象の貯湯タンクとして選択され、また、熱量回収優先加熱モードが選択されて熱量回収優先加熱制御が実行される際には、３本以上の貯湯タンクのうちで貯蔵熱量が最も少ない貯湯タンクが加熱対象の貯湯タンクとして選択されるように構成することになる。
また、熱量回収優先加熱制御については、エンジン制御手段Ｈ２が発電優先モードに設定されているときにのみ実行するように構成した例を示したが、エンジン制御手段Ｈ２が排熱優先モードに設定されているときにも、熱量回収優先加熱制御を実行するように構成することもできる。
【００４１】
（２）先の実施形態では、熱量貯蔵制御において、エンジン制御手段Ｈ２が排熱優先モードにあると、給湯優先加熱モードが選択され、エンジン制御手段Ｈ２が発電優先モードにあると、熱量回収優先加熱モードが選択される構成を示したが、例えば、モード切換えスイッチなどを設けて、エンジン制御手段Ｈ２のモードとは無関係に、給湯優先加熱モードと熱量回収優先加熱モードとを自由に選択できるように構成することもできる。
【００４２】
（３）先の実施形態では、湯水使い切り制御において、湯水供給源として選択した貯湯タンクの貯蔵熱量が設定下限熱量となるまで、その選択した貯湯タンクからの給湯を実行し、その後、別の貯湯タンクを湯水供給源として選択するように構成した例を示したが、湯水供給源として貯湯タンクを選択してからの経過時間に基づいて、その経過時間が設定時間に達するまで、その選択した貯湯タンクからの給湯を実行し、その後、別の貯湯タンクを湯水供給源として選択するように構成することもできる。
【００４３】
（４）先の実施形態では、給湯制御における湯水使い切り制御と貯蔵熱量優先制御において、給湯開始指令が指令されたときに、貯蔵熱量が設定最大貯蔵熱量になるまで湯水を加熱した貯湯タンクが存在しないときには、給湯を開始しないように構成した例を示したが、貯蔵熱量が設定最大貯蔵熱量に達した貯湯タンクが存在しないときにも、貯湯タンクからの給湯を開始するように構成することもできる。
例えば、第１貯湯タンク１２Ａの第１貯蔵熱量検出手段２９において、下部サーミスタ２９ｃが７５℃未満の温度を検出しても、中間サーミスタ２９ｂまたは上部サーミスタ２９ａが７５℃以上の温度を検出すれば、第１貯湯タンク１２Ａ内に７５℃以上の湯が存在すると判断して、第１貯湯タンク１２Ａからの給湯を開始するように構成することもできる。
【００４４】
（５）先の実施形態では、給湯制御における湯水使い切り制御と貯蔵熱量優先制御において、給湯を継続するに伴って、湯水供給源として選択した貯湯タンクの湯水を設定下限貯蔵熱量まで消費したときに、別の貯湯タンクが設定上限貯蔵熱量未満の加熱途中であっても、その貯湯タンクからの湯水を給湯するように構成した例を示したが、湯水供給源として選択した貯湯タンクの湯水を設定下限貯蔵熱量まで消費したときに、別の貯湯タンクが設定上限貯蔵熱量未満であれば、別の貯湯タンクからの給湯を行わないように構成することもできる。
【００４５】
（６）先の実施形態では、貯湯タンクの貯蔵熱量が設定最大貯蔵熱量に達して熱量貯蔵制御を終了した後、その貯湯タンクの貯蔵熱量が設定最大貯蔵熱量未満になると、熱量貯蔵制御を再開するように構成した例を示したが、この熱量貯蔵制御の再開時期については、種々の変更が可能である。
例えば、第１貯湯タンク１２Ａであれば、第１貯蔵熱量検出手段２９の中間サーミスタ２９ｂが７５℃未満の温度を検出すると、熱量貯蔵制御を再開するように構成したり、あるいは、上部サーミスタ２９ａが７５℃未満の温度を検出すると、熱量貯蔵制御を再開するように構成することもできる。
【００４６】
（７）先の実施形態では、湯水加熱手段として、発電機２を駆動するガスエンジン１からの排熱を熱媒とする温水熱交換器１０を使用した例を示したが、例えば、ガスエンジンを使用したエンジンヒートポンプ式冷暖房装置に適用して、そのガスエンジンや凝縮器からの排熱を熱媒とする温水熱交換器に置き換えることもでき、また、湯水加熱手段の数もひとつに限るものではなく、複数の湯水加熱手段を直列に接続したり、並列に接続して実施することもできる。
また、給湯路１７にガス瞬間湯沸器２５を接続して、ガス瞬間湯沸器２５の出湯路２８に設けた給湯栓２７から所望温度の湯水を供給するように構成した例を示したが、ガス瞬間湯沸器２５を無くして、給湯路１７からの湯水によって、床暖房装置の熱媒を加熱したり、風呂の浴槽内湯水を加熱するように構成するなど、給湯路１７からの湯水の使用態様については、種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】コージェネレーションシステムの全体構成図
【図２】制御装置のブロック図
【図３】給湯制御の作動を示すフローチャート
【符号の説明】
１エンジン
２発電機
１０湯水加熱手段としての熱交換器
１２Ａ，１２Ｂ貯湯タンク
１７給湯路
２９，３０貯蔵熱量検出手段
Ａ循環手段
Ｂ給湯手段
Ｈ１給湯制御手段
Ｈ２エンジン制御手段

Claims

複数の貯湯タンクと、
その複数の貯湯タンク内の湯水を湯水加熱手段により加熱するべく、前記複数の貯湯タンク内の湯水を前記湯水加熱手段に択一的に循環させる循環手段と、
前記複数の貯湯タンク内の湯水を択一的に給湯路に供給する給湯手段と、
前記複数の貯湯タンクの夫々について、湯水にて貯蔵する貯蔵熱量を各別に検出する貯蔵熱量検出手段と、
給湯運転を実行する給湯制御手段とが設けられ、
前記給湯制御手段は、
給湯開始指令に伴って、前記複数の貯湯タンクのうちの一つを湯水供給源の貯湯タンクとして選択して、その貯湯タンクの湯水を給湯するように、前記給湯手段を作動させる給湯制御、および、
前記複数の貯湯タンクのうちの湯水供給源に選択されていない貯湯タンクについて、その貯蔵熱量が設定最大貯蔵熱量になるまで湯水を加熱する加熱形態で、複数の貯湯タンク内の湯水を順次加熱するように、前記貯蔵熱量検出手段の検出情報に基づいて前記循環手段を作動させる熱量貯蔵制御を実行するように構成された貯湯式の給湯設備であって、
前記給湯制御手段が、
前記熱量貯蔵制御において、前記複数の貯湯タンクのうちで貯蔵熱量が最も少ない貯湯タンクを加熱対象の貯湯タンクとして選択して、その貯湯タンクについての湯水を加熱する熱量回収優先加熱制御を行うように構成されている貯湯式の給湯設備。
前記給湯制御手段が、
前記給湯制御において、前記給湯開始指令に伴って、前記湯水供給源として貯蔵熱量の最も多い貯湯タンクを選択し、かつ、一つの貯湯タンクを一旦選択したのちは、その選択した貯湯タンクの貯蔵熱量が設定下限熱量となるまで、または、湯水供給源として貯湯タンクを選択してからの経過時間が設定時間に達するまで、今回の給湯開始指令による給湯のみならず、それ以降の給湯開始指令による給湯においても、その選択した貯湯タンクの湯水を給湯してから、別の貯湯タンクを湯水供給源として選択する湯水使い切り制御を行うように構成され、かつ、
前記熱量貯蔵制御において、前記貯湯タンクのうち、前記給湯制御の実行において湯水供給源としては選択されていない貯湯タンクを加熱対象の貯湯タンクとして選択するように構成されている請求項１に記載の貯湯式の給湯設備。
前記給湯制御手段が、
前記熱量貯蔵制御において、前記熱量回収優先加熱制御を実行する熱量回収優先加熱モードと、前記複数の貯湯タンクのうちで貯蔵熱量が最も多い貯湯タンクを加熱対象の貯湯タンクとして選択して、その貯湯タンクについての湯水を加熱する給湯優先加熱制御を実行する給湯優先加熱モードとに選択自在に構成されている請求項１または２に記載の貯湯式の給湯設備。
前記湯水加熱手段が、発電機を駆動するエンジンからの排熱を熱媒とする熱交換器で構成され、
前記エンジンの作動を制御するエンジン制御手段が、電力要求に合わせて前記エンジンを駆動する発電優先モードと、前記熱交換器の排熱要求に合わせて前記エンジンを駆動する排熱優先モードとに切換え自在に構成され、
前記給湯制御手段が、
前記熱量貯蔵制御において、前記発電優先モードのときには、前記熱量回収優先加熱モードが選択され、かつ、
前記排熱優先モードのときには、前記給湯優先加熱モードが選択されるように構成されている請求項３に記載の貯湯式の給湯設備。