JP4071132B2 - Heating device and cogeneration system - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加熱装置に係り、更に詳しくは、各熱負荷の同時運転時においても、安定した熱供給を行うものに関する。同時に提案される本発明は、この加熱装置を用いたコージェネレーションシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
給湯や風呂の落とし込み、追い焚き、暖房などの多機能を備えた加熱装置が開発されている。このような加熱装置は、系統の異なる給湯回路や追い焚き回路、暖房回路などを燃焼機に接続し、各回路を循環する熱媒体を燃焼機で直接加熱して熱エネルギーを供給する構成が採られている。
【０００３】
ところで、近時、加熱装置に発電装置を併設し、発電に伴う排熱を回収利用する所謂コージェネレーションシステムが開発されている。
このようなシステムでは、発電装置の排熱を再利用することから、燃焼機に系統の異なる複数の熱供給回路を集中させて熱媒体を直接加熱するのではなく、一つの循環回路に複数の熱源部と複数の熱負荷を配し、熱源部で加熱された熱媒体を介して各熱負荷へ熱エネルギーを供給する構成が採用される。
【０００４】
図１８は、従来のコージェネレーションシステムの一例を示したもので、加熱装置４０１と発電装置４０２を備えて構成される。
加熱装置４０１は、流路４０３，４０４と熱交換部４０８で形成される循環回路４０５を備え、当該循環回路４０５には、燃焼機４０６と発電装置４０２側に接続された排熱熱交換器４０７を配している。また、熱交換部４０８は、熱交換器４１１および電磁弁４１２を配した流路４０９と、熱交換器４１３および電磁弁４１４を配した流路４１０を並列に接続して形成され、熱交換器４１１，４１３は、各々、暖房端末４１５，ふろ端末４１６との間で循環回路を形成している。
【０００５】
このような構成のシステム４００では、循環回路４０５を循環する湯水を燃焼機４０６または発電装置４０２から排熱熱交換器４０７へ伝達される熱の少なくともいずれか一方で加熱し、加熱された湯水を電磁弁４１２，４１４を制御して流路４０９または流路４１０のいずれか一方または双方へ流動させる。
これにより、循環回路４０５を循環する湯水の熱が熱交換器４１１または４１３を介して暖房端末４１５またはふろ端末４１６へ供給される構成である。
【０００６】
従って、熱負荷として暖房回路や追い焚き回路を循環回路に接続することにより、燃焼機４０６や発電装置４０２の排熱を効率良く熱負荷へ供給することが可能となり、トータルエネルギー効率を向上させたシステムである。
【０００７】
ところで、前記したシステムにおいて、例えば、暖房端末４１５で暖房を行う場合とふろ端末４１３で追い焚きを行う場合とでは熱負荷の熱吸収のパターンが大きく異なる。例えば、温水床暖房装置に熱供給を行う場合、暖房端末４１５側において熱交換が行われるため、熱交換器４０６を流動する湯水の温度を上昇させても、暖房端末４１５へ熱供給が行われずに循環するだけとなり、熱エネルギーの供給が過剰となって供給を遮断するハイカットが発生する。このため、暖房端末４１５への熱エネルギーの供給をきめ細かく制御して設定温度を維持する制御が行われる。
【０００８】
一方、ふろの追い焚き運転では、熱交換器４１３で熱伝達を受けた湯水は、浴槽内に流入し、浴槽内の低温の湯水が熱交換器４１３に戻る循環が行われるため、運転開始時から大量の熱エネルギーを供給しても熱供給が過剰になることがなく、大量の熱エネルギーを供給することによって短時間に追い焚き運転を完了することが可能である。従って、暖房運転や追い焚き運転を単独に行う場合は、燃焼機の設定温度および熱源循環回路の熱媒体の循環量を、各熱負荷の熱吸収に合わせて最適となるように制御を行いつつ運転が行われる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、暖房運転やふろの追い焚き運転を同時に行う場合は、熱源循環回路から各熱負荷へ供給する熱エネルギー量を最適に制御することが困難であった。
則ち、図１８に示したシステム４００では、暖房回路および追い焚き回路の熱交換器４１１，４１３が並列に接続されているため、同時運転に際して、各熱交換器を流動する熱媒体の流量は、並列接続された熱交換器の流路抵抗で一義的に定まり、流量を調節することができなかった。
【００１０】
このため、熱吸収の大きい追い焚きに合わせて燃焼機４０６の設定温度および循環回路４０５の熱媒体の循環量を制御すると、暖房端末４１５への熱供給が過剰となり、暖房側の熱媒体の循環を遮断するハイカット状態が頻繁に発生する。
逆に、熱吸収の小さい暖房端末４１５に合わせて燃焼機４０６の設定温度および循環回路４０５の熱媒体の循環量を制御すると、追い焚き側への熱供給が低下し過ぎる。
【００１１】
そこで、暖房回路側でハイカットが所定回数発生したときには、暖房側への熱エネルギーの供給を遮断したまま追い焚き運転を行い、追い焚きが終了した後に暖房側への熱エネルギーの供給を再開するような制御を行うシステムもある。
ところが、この制御では、追い焚き運転が終了するまで暖房側への熱供給が行われず、待機時間が不定なうえに待機時間が長引くと暖房端末側で冷風検知エラーなどが生じる不具合があった。
このように、追い焚き・暖房同時運転時に両熱負荷への熱供給を両立させることは極めて困難であり、改善が望まれていた。
【００１２】
本発明は、前記事情に鑑みて提案されるもので、熱吸収の異なる熱負荷の同時運転時にも、各熱負荷へ安定した熱供給を行う加熱装置を提供することを目的する。また、同時に提案される発明は、この加熱装置を用いて構成されるコージェネレーションシステムを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために提案される発明の基本構成は、１または２以上の熱源部で加熱された熱媒体を循環させる熱源循環回路に、外部に設けられた２以上の熱負荷に接続される２以上の熱供給回路を各々熱交換器を介して接続し、各熱交換器を選択的に機能させて熱負荷に熱エネルギーを供給する加熱装置であって、２以上の熱交換器を共に機能させる同時運転中に、特定の熱供給回路を流動する熱媒体の温度が所定温度を超えたときは、当該特定の熱供給回路を除く他の熱交換器だけを機能させる運転と、前記特定の熱供給回路の熱交換器だけを機能させる単独運転とを交互に行う時分割運転に移行する。
【００１４】
加熱装置において、一つの熱供給回路の熱交換器だけを機能させると、当該熱供給回路にだけ熱源循環回路から熱が供給されて熱負荷が加熱される。また、２以上の熱供給回路の熱交換器を同時に機能させると、熱交換器を機能させている各熱供給回路へ熱源循環回路から熱が供給されて熱負荷が加熱される。
ここで、熱源循環回路から熱交換器を介して各熱供給回路へ供給される熱エネルギー量は、各熱交換器を流動する熱媒体の流量と温度に左右される。このため、同時運転中は、各熱交換器を流動する熱媒体の流量および温度を個別に制御しない限り、各熱供給回路へ最適な熱供給を行うことが困難である。
【００１５】
特に、各熱供給回路に接続される熱負荷の熱吸収パターンが大きく異なる場合は、熱源循環回路から各熱供給回路へ供給される熱エネルギー量を個別に調整することができないために、特定の熱供給回路への熱供給が過剰になり易い。特定の熱負荷への熱供給が過剰になると、当該熱負荷への熱供給を遮断すべく熱交換器の機能を停止させる制御が行われる。このため、熱交換器の機能停止状態と機能状態とを頻繁に繰り返すハンチングが生じ易く、他の熱供給回路への熱供給が変動する要因となり、各熱供給回路へ安定した熱供給が困難となる。
【００１６】
本発明によれば、２以上の熱交換器を共に機能させる同時運転中に、各熱供給回路を流動する熱媒体の温度が所定温度を超えなければ、そのまま同時運転を継続する。
一方、同時運転中に特定の熱供給回路を流動する熱媒体の温度が所定温度を超えると自動的に時分割運転に移行する。これにより、時分割運転に移行した後は、熱源部の発生熱量および熱源循環回路の熱媒体の循環量を熱負荷に応じて最適に調節して安定した熱供給を行うことが可能となり、特定の熱負荷に対して熱供給が過剰となることが防止される。
【００１７】
これにより、各熱供給回路毎に独立した熱源部を設けることなく、一つの熱源循環回路から複数の熱供給回路へ熱負荷に応じた熱供給を行うことができ、構成を簡略化しつつ安定した加熱を行うことが可能となる。
【００１８】
請求項１に記載の発明は、１または２以上の熱源部で加熱された熱媒体を循環させる熱源循環回路に、外部に設けられたふろ端末に接続される追い焚き回路と、外部に設けられた暖房端末に接続される暖房回路とを各々熱交換器を介して接続し、各熱交換器を選択的に機能させてふろ端末または暖房端末に熱エネルギーを供給する加熱装置であって、前記追い焚き回路および暖房回路の双方の熱交換器を共に機能させる同時運転中に、暖房回路を流動する熱媒体の温度が所定温度を超えて熱供給が過剰状態となったときは、追い焚き回路の熱交換器だけを適宜の時間がタイムアップするまで機能させる追い焚き単独運転と、暖房回路の熱交換器だけを適宜の時間がタイムアップするまで機能させる暖房単独運転とを交互に行う時分割運転に移行し、時分割運転に移行した後の暖房単独運転中は、熱源部の発生熱量および熱源循環回路の熱媒体の循環量を調節して暖房回路に応じた熱供給を行い、時分割運転に移行した後の追い焚き単独運転中においては、熱源部の発生熱量および熱源循環回路の熱媒体の循環量を調節して追い焚き回路に応じた熱供給を行うことを特徴とする加熱装置である。
【００１９】
本発明は、上記した基本構成において、熱供給回路を追い焚き回路と暖房回路として構成したものである。
ここで、ふろの追い焚きを行う場合は、熱交換器で加熱された湯水が浴槽内に流入し、浴槽内の温度の低い湯水が熱交換器側に戻る。従って、熱交換器から大量の熱供給を行っても熱供給が過剰になることがなく、大量の熱供給を行うことによって短時間に追い焚きを終了させることが可能である。
【００２０】
一方、温水床暖房などを接続した暖房回路では、ふろの追い焚きを行う場合に比べて熱吸収の状態が大きく異なる。
則ち、暖房運転を行う場合は、暖房回路を循環する熱媒体の熱を暖房装置側で再度熱交換して熱伝達を行うため、追い焚きに比べて熱負荷への熱伝達量が低く、循環する熱媒体の温度を上昇させ過ぎると、暖房装置側で熱交換が行われないまま循環するだけで、熱供給の過剰状態に陥り易い。
本発明によれば、請求項１の加熱装置と同様に、追い焚きおよび暖房の熱交換器を共に機能させる同時運転中に、暖房回路を流動する熱媒体の温度が所定温度を超えなければ、そのまま同時運転を継続する。
【００２１】
一方、同時運転中に暖房回路を流動する熱媒体の温度が所定温度を超えると時分割運転に移行する。これにより、時分割運転に移行した後の暖房単独運転中は、熱源部の発生熱量および熱源循環回路の熱媒体の循環量を調節して暖房回路に応じた熱供給を行うことが可能となり、熱供給が過剰となることが防止される。
また、時分割運転に移行した後の追い焚き単独運転中においても、熱源部の発生熱量および熱源循環回路の熱媒体の循環量を調節して追い焚き回路に応じた熱供給を行うことが可能となる。
【００２２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の加熱装置において、同時運転中に、特定の熱供給回路または暖房回路を流動する熱媒体が所定温度を超える状態が、予め定められた時間内に所定回数生じたときに、時分割運転に移行する。
【００２３】
本発明によれば、過渡的な熱供給の過剰状態を除去し、暖房回路（特定の熱供給回路）への熱供給の過剰状態が継続的に生じる場合にだけ時分割運転に移行させることが可能となる。
【００２４】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の加熱装置において、熱交換器は、各々並列に熱源循環回路に接続される構成とされている。
【００２５】
暖房回路や追い焚き回路の各熱交換器（一次側）は、直列または並列に熱源循環回路に接続する構成を採ることができる。
各熱交換器の一次側を直列に熱源循環回路に接続する構成では、同時運転に際して、各熱交換器の一次側の熱媒体の流動量は一定であるが、上流側の熱交換器の熱吸収に伴って下流側の熱交換器を流動する熱媒体の温度が変動する。このため、各回路への供給熱量を安定させることが困難である。
【００２６】
一方、本発明のように、暖房回路や追い焚き回路の各熱交換器（一次側）を並列に熱源循環回路に接続する構成では、同時運転に際しても、各熱交換器の一次側を流動する熱媒体の温度は一定となるが、各熱交換器の一次側の熱媒体の流動量が流路抵抗に応じて一義的に定まる。
【００２７】
則ち、本発明のように、各熱交換器を並列に熱源循環回路に接続する構成では、同時運転に際して、暖房回路や追い焚き回路への供給熱量が回路構成に応じて略一定となり、特定の熱供給回路への供給熱量が過剰となることがある。
しかし、請求項１に記載したように、いずれかの熱供給回路への供給熱量が過剰になったときは自動的に時分割運転に移行するので、各熱供給回路へ安定した熱供給を行うことが可能となる。
【００２８】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の加熱装置において、熱交換器は、一次側における熱媒体の流動、または、二次側における熱媒体の流動を断続することにより、熱交換器の機能および機能停止を切り換える構成とされている。
【００２９】
各熱交換器の一次側を直列に熱源循環回路に接続する構成では、熱交換器の二次側における熱媒体の流動を断続することにより、他の熱交換器への熱媒体の流動を遮断することなく当該熱交換器の機能および機能停止を切り換えることができる。
また、各熱交換器の一次側を並列に熱源循環回路に接続する構成では、熱交換器の一次側における熱媒体の流動を断続することにより、当該熱交換器の機能および機能停止を切り換えることができる。
【００３０】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の加熱装置において、熱源循環回路を循環する熱媒体は湯水であり、外部に設けられた給湯端末またはふろ端末へ給湯を行う給湯流路と外部に設けられた給水端末から給水を受ける給水流路とを組み合わせて形成される給湯回路を、前記熱交換器と並列に熱源循環回路に接続した構成とされている。
【００３１】
本発明によれば、給水流路を介して供給される水を熱源循環回路の熱源部で加熱し、加熱された湯水を給湯流路を介して給湯端末やふろ端末へ供給することができ、給湯機能を備えた加熱装置を構成することができる。
【００３２】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の加熱装置において、給湯回路の給湯流路と給水流路との間に、熱源循環回路で加熱された湯水を貯留する貯留部を備えた構成とされている。
【００３３】
本発明によれば熱源循環回路の熱源部で加熱された湯水を給湯流路を介して貯留部へ貯留しつつ、貯留部内の低温水を給水流路を介して熱源循環回路へ環流させて加熱することにより、加熱された湯水を貯留部へ貯留することができる。
また、熱源循環回路を通さずに、貯留部に貯留された高温の湯水を給湯流路を介して給湯端末へ排出しつつ、給水流路を介して熱源循環回路へ給水を行う給湯運転を行うことができる。
【００３４】
また、熱源循環回路の熱源部で加熱された湯水の一部を給湯流路を介して給湯端末へ排出しつつ、加熱された湯水の残部を貯留部へ貯留する給湯・貯留運転を行うことも可能である。更に、熱源循環回路の熱源部で加熱された湯水と貯留部に貯留された高温水とを同時に給湯流路を介して給湯端末へ排出する給湯運転を行うことも可能である。
【００３５】
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の加熱装置において、熱源部の一つが、熱源循環回路の流路上に設けられた燃焼機である構成とされている。
【００３６】
本発明によれば、燃焼機によって熱源循環回路を循環する熱媒体を短時間に効率良く加熱することができ、供給熱量を急激に増大させる必要のある給湯運転などに対しても安定した熱供給を行うことができる。
また、燃焼機に加えて、更に別の熱源部を熱源循環回路の流路上に配することにより、燃焼機に要求される熱供給量（最大燃焼量）を低減することができ、燃焼機の小型化を図ることができる。
【００３７】
請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の加熱装置に電気機器へ電力を供給する発電装置を併設したコージェネレーションシステムであって、発電装置は、発電に伴って生じる排熱を熱媒体へ熱交換して循環させる排熱循環回路を有し、当該排熱循環回路と加熱装置の熱源循環回路との間に排熱熱交換器を介在させ、熱源循環回路の熱源部の一つが排熱熱交換器で形成されるコージェネレーションシステムである。
【００３８】
本発明によれば、発電装置の排熱循環回路を循環する熱媒体の熱が、排熱熱交換部を介して加熱装置の熱源循環回路を循環する熱媒体へ伝達されるので、熱源循環回路上に一つの熱源部が形成される。これにより、従来廃棄されていた排熱を回収して熱源循環回路を循環する熱媒体の昇温に再利用することが可能となり、コージェネレーションシステムのトータルエネルギー効率が向上する。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１は、本実施形態の加熱装置３の流路系統図である。図２は、加熱装置３の制御を示すフローチャートである。図３は、図２の加熱装置３における追い焚き単独運転の制御を示すフローチャートである。図４は、図２の加熱装置３における追い焚き・暖房同時運転時の追い焚き制御を示すフローチャートである。図５は、図２の加熱装置３における暖房単独運転の制御を示すフローチャートである。図６は、図２の加熱装置３における追い焚き・暖房同時運転時の暖房制御を示すフローチャートである。図７〜図９は、図５および図６の暖房制御の一部のステップを詳細に示すフローチャートである。
【００４０】
本実施形態の加熱装置３は追い焚き機能と暖房機能を有したものであり、図１の様に、外部に設けられたふろ端末（不図示）の追い焚き運転と、温水床暖房装置やファンコンベクタなどの暖房端末８による暖房機能を備えている。
【００４１】
加熱装置３は、各部の制御を統括する制御部１００と複数の循環回路を備えている。則ち、図１の様に、都市ガス（天然ガス）の供給を受けて燃焼する燃焼機６（熱源部）で加熱された湯水（熱媒体）を循環させる熱源循環回路３２と、加熱装置３の外部に設けられた暖房端末８と接続されて湯水を循環させる暖房回路（暖房循環回路）３５と、加熱装置３の外部に設けられた風呂端末に接続されて湯水を循環させる追い焚き回路（追い焚き循環回路）３６の３つの循環回路を備えている。
そして、各循環回路を流動する湯水の温度や流量をセンサで検知して制御部１００へ伝送し、制御回路部で生成した制御信号を各部に設けた流量制御弁や電磁弁に送出して、各循環回路の湯水の温度および流量を制御することにより熱負荷への熱エネルギーの供給制御を行う。
【００４２】
熱源循環回路３２は、燃焼機６の流出口３７から延びる熱源往路３８と流入口４０から延びる熱源復路４１との間に、熱負荷となる熱交換部４５を接続して形成される循環回路である。熱交換部４５は、流路４５ａと流路４５ｂを並列接続して構成され、流路４５ａには暖房熱交換器４２と暖房熱交電磁弁５２が配され、流路４５ｂには追い焚き熱交換器４３と追い焚き熱交電磁弁５３が配されている。
【００４３】
燃焼機６の流出口３７に近接した熱源往路３８には、燃焼機６で加熱され流出する湯水の温度を検知する温度センサ３９が設けられ、熱源復路４１には、上流側から順に熱源循環ポンプ４７、温度センサ４８、熱源流量センサ５０および循環水比例弁５１が配されている。
【００４４】
暖房熱交電磁弁５２および追い焚き熱交電磁弁５３は、いずれもソレノイドで駆動される開閉制御弁であり、熱源循環回路３２を循環する湯水の暖房熱交換器４２および追い焚き熱交換器４３への流動を開閉制御して熱負荷としての接続および遮断を行う。循環水比例弁５１は、ステップモータで駆動される比例制御弁であり、熱源循環回路３２を循環する湯水の流量を連続的に可変制御する。熱源循環ポンプ４７は、熱源循環回路３２内の湯水を強制循環させるポンプである。また、熱源流量センサ５０は、熱源循環回路３２の湯水の流量を検知するセンサである。
【００４５】
温度センサ３９，４８および熱源流量センサ５０の検知信号は制御部１００へ送出され、制御部１００は、熱源循環回路３２を循環する湯水の温度および流量を調節するべく燃焼機６の設定温度および循環水比例弁５１の開度の制御を行う。
【００４６】
熱源循環回路３２は上記構成を有しており、燃焼機６の設定温度と循環水比例弁５１の開度を制御しつつ熱源循環ポンプ４７によって湯水を強制循環させることにより、熱源循環回路３２を循環する湯水の温度および流量を調節制御可能である。則ち、熱源循環回路３２は、循環する湯水の温度および流量を調節しつつ熱交換部４５へ熱供給を行う熱源としての機能を有する。
これにより、暖房熱交電磁弁５２および追い焚き熱交電磁弁５３を制御して、暖房熱交換器４２または追い焚き熱交換器４３の一方または双方へ湯水を循環させて熱供給を行うことが可能である。
【００４７】
暖房循環回路３５は、図１の様に、熱源循環回路３２を循環する湯水から熱エネルギーの供給を受ける暖房熱交換器４２を熱源とし、暖房端末８を熱負荷として構成される循環回路である。暖房循環回路３５は、暖房熱交換器４２の二次側から延出する暖房往路５５と暖房復路５６との端部に暖房端末８を接続して形成される循環回路である。
【００４８】
暖房往路５５および暖房復路５６は、加熱装置３の外部に延出している。暖房往路５５は暖房熱交換器４２の二次側の一端から直接加熱装置３の外部に延出する。また、暖房復路５６は暖房熱交換器４２の二次側の他端から暖房循環ポンプ６０および熱動弁（断続制御弁）５９を介して加熱装置３の外部に延出する。
【００４９】
暖房往路５５と暖房復路５６との間には、加熱装置３の内部において両路をバイパスするバイパス流路６３が設けられている。則ち、熱動弁５９と暖房循環ポンプ６０の間の暖房復路５６と暖房往路５５との間にバイパス流路６３が設けられており、暖房端末８を経由する長い暖房循環回路３５とは別に、加熱装置３の内部でバイパス流路６３を経由する短い循環回路が形成されている。
バイパス流路６３は、暖房往路５５および暖房復路５６よりも流路断面積の小さい配管であり、熱動弁５９が閉成された状態で暖房循環ポンプ６０が駆動された場合に、当該バイパス流路６３を介して湯水を循環させてポンプ６０の焼き付きを防止する機能を有する。
【００５０】
暖房端末８は、温水暖房装置やファンコンベクタなどの複数の暖房端末を含むものである。図１には示していないが、各端末毎に暖房往路５５と熱動弁５９を介した暖房復路５６が接続され、運転しようとする暖房端末の熱動弁５９を開成して暖房循環回路３５を形成することにより、複数の暖房端末へ選択的に湯水を循環させて暖房を行う。
【００５１】
暖房往路５５には、バイパス流路６３よりも暖房熱交換器４２側に位置する部位に、循環する湯水の温度を検知する温度センサ６４が設けられている。温度センサ６４の検知信号は制御部１００へ送出され、暖房循環回路３５を循環する湯水の温度を所定値に制御するべく、燃焼機６の設定温度および循環水比例弁５１の開度制御が行われる。
【００５２】
追い焚き循環回路３６は、熱源循環回路３２を循環する湯水から熱エネルギーの供給を受ける追い焚き熱交換器４３を熱源とし、ふろ端末を熱負荷として構成される循環回路である。追い焚き循環回路３６は、追い焚き熱交換器４３の二次側から延出する追い焚き往路６５と追い焚き復路６６の端部にふろ端末（浴槽）を接続して形成される循環回路である。
【００５３】
追い焚き往路６５および追い焚き復路６６は、加熱装置３の外部に延出している。追い焚き往路６５は追い焚き熱交換器４３の二次側の一端から直接加熱装置３の外部に延出する。また、追い焚き復路６６は、追い焚き熱交換器４３の二次側の他端から水流スイッチ７０および追い焚き循環ポンプ６８を介して加熱装置３の外部に延出している。水流スイッチ７０は、湯水の流動を検知するセンサであり、浴槽の空だきを防止する機能を有する。
【００５４】
本実施形態の加熱装置３は、前記した構成を有しており、暖房熱交電磁弁５２または追い焚き熱交電磁弁５３のいずれか一方または双方を開成し、燃焼機６の設定温度と循環水比例弁５１の開度を制御して熱源循環回路３２を循環する湯水の温度および流量を制御することにより、暖房熱交換器４２あるいは追い焚き熱交換器４３の一次側に所定温度で所定流量の湯水を流動させる。これにより、暖房熱交換器４２を介して暖房循環回路３５を循環する湯水に熱エネルギーを供給したり、あるいは、追い焚き熱交換器４３を介して追い焚き循環回路３６を循環する湯水に熱エネルギーを供給する。
【００５５】
ここで、本実施形態の加熱装置３では、暖房熱交電磁弁５２および追い焚き熱交電磁弁５３が開閉制御弁である。このため、流路４５ａ，４５ｂの湯水の流動を断続して各熱交換器４２，４３の機能および機能停止を行うことは可能であるが、各熱交換器４２，４３の湯水の流動量を連続的に制御できない。
従って、暖房熱交電磁弁５２および追い焚き熱交電磁弁５３の双方を開成する暖房・追い焚き同時運転中は、熱源循環回路３２を循環する湯水は、各流路４５ａ，４５ｂの流路抵抗で定まる配分で流路４５ａおよび流路４５ｂへ分流しつつ循環が行われる。このため、同時運転時には、各熱交換器４２，４３への熱エネルギーの供給割合を制御することが困難である。しかし、本実施形態によれば、後述するように、特定の条件のもとで時分割運転に移行することにより、各熱負荷毎に個別の熱源部を有する加熱装置と比べて遜色のない同時運転を可能にしている。
【００５６】
次に、図１に示した加熱装置３において実施される追い焚き運転および暖房運転の制御を、図１および図２〜図９のフローチャートを参照して説明する。
説明に際しては、加熱装置３における全体的な制御の流れを図２のフローチャートを参照して先に説明し、各制御の詳細を図３〜図９のフローチャートを参照して述べる。また、以下の説明では、図２のフローチャートで示す制御をメインルーチンとして、図３〜図９の制御と区分しているが、この区分は説明の便宜上設けたものであり、制御プログラムの作成に制約を与えるものではない。
【００５７】
加熱装置３に設けられたリモートコントローラ（不図示）により、追い焚き運転または暖房運転のいずれか一方の開始操作が行われると、制御部１００は、操作の行われた追い焚き単独運転または暖房単独運転を開始する（以上、図２ステップ２００，２０１，２１７〜２２０参照）。
追い焚きまたは暖房のいずれか一方の単独運転中に、リモートコントローラによって他方の運転操作が行われると、制御部１００は、追い焚き・暖房同時運転を開始する（以上、図２ステップ２００〜２０４参照）。
【００５８】
追い焚き・暖房同時運転中に、暖房運転において暖房機能を強制的に停止するハイカットが発生しない場合や、所定時間内のハイカットの発生回数ｎが所定値Ｎ未満のときは、同時運転をそのまま継続する（以上、図２ステップ２００〜２０５参照）。則ち、この状態は、暖房端末への熱エネルギーの供給が過剰でない状態と判別して、制御部１００は、そのまま同時運転を継続する。
【００５９】
同時運転中に追い焚き運転の停止操作が行われるとき、または、追い焚きが完了したときは、制御部１００は追い焚き制御を終了して同時運転から暖房単独運転に戻る（以上、図２ステップ２００〜２０５，２１７，２１８，２２０参照）。また、同時運転中にリモートコントローラによって暖房操作が解除されると、制御部１００は、暖房運転を終了して同時運転から追い焚き単独運転に戻る（以上、図２ステップ２００〜２０５，２１９，２２０参照）。
【００６０】
一方、追い焚き・暖房同時運転中に、暖房運転において所定時間内のハイカットの発生回数ｎが所定値Ｎに達すると（図２ステップ２０５）、制御部１００は、暖房運転を一時的に保留して追い焚き単独運転に移行する。この際、制御部１００は、追い焚きフラグをオンにすると共に追い焚きタイマを起動する（以上、図２ステップ２００〜２０９参照）。
この状態は、暖房端末への熱エネルギーの供給が過剰な状態である。このため、ハイカットの頻発に伴う熱エネルギーの供給の断続によって、追い焚き循環回路３６側への熱エネルギーの供給が不安定になる弊害を防止するべく、制御部１００は、追い焚き単独制御を行う時分割運転に移行する。
制御部１００は、追い焚きタイマがタイムアップするまで、ステップ２００〜２０３，２０９，２１０の処理によって追い焚き単独運転を継続する。本実施形態では、追い焚きタイマのタイムアップ時間を５分に設定しているが、熱負荷の容量および燃焼機６の燃焼量に応じて適宜の時間に設定可能である。
【００６１】
時分割運転移行後の追い焚き単独運転中に追い焚きタイマがタイムアップすると、制御部１００は、追い焚き運転を一時的に保留して暖房単独運転に移行する。この際、制御部１００は、追い焚きフラグをオフ、暖房フラグをオンにすると共に暖房タイマを起動する（以上、図２ステップ２１０〜２１４参照）。
制御部１００は、暖房タイマがタイムアップするまで、ステップ２００〜２０２，２１４，２１５の処理によって暖房単独運転を継続する。本実施形態では、暖房タイマのタイムアップ時間を３分としているが、前記追い焚きタイマと同様に適宜の時間に設定可能である。
【００６２】
則ち、本実施形態の加熱装置３は、ステップ２０５において、所定時間内における暖房循環回路３５のハイカット発生回数がＮ回に達すると、以降は、追い焚き単独運転と暖房単独運転を交互に行う時分割運転に移行する。そして、時分割運転の継続中に追い焚き運転の停止操作が行われたり追い焚きが完了したときは、制御部１００は、追い焚き制御を終了し、時分割運転から暖房単独運転に戻る（以上、図２ステップ２００〜２１８，２２０参照）。
また、時分割運転の継続中にリモートコントローラによって暖房の終了操作が行われると、制御部１００は暖房運転を終了し、時分割運転から追い焚き単独運転に戻る（以上、図２ステップ２００〜２１６，２１９，２２０参照）。
【００６３】
次に、図２における追い焚き・暖房同時運転（ステップ２０４）の説明に先立って、追い焚き単独運転（ステップ２１９，２０９）および暖房単独運転（ステップ２１８，２１４）の制御を、各々図３および図５を参照しつつ説明する。
【００６４】
（追い焚き単独運転の制御）
リモートコントローラ（不図示）により追い焚きスイッチがオン操作されると、制御部１００は、燃焼機６の設定温度を摂氏７５度（°Ｃ 以下「度」はいずれも摂氏）に設定すると共に、追い焚き循環ポンプ６８を駆動し、追い焚き熱交電磁弁５３を開成する。そして、燃焼機６を燃焼駆動すると共に熱源循環ポンプ４７を駆動する（以上、図３ステップ２３０〜２３４参照）。これにより、熱源循環回路３２および追い焚き循環回路３６の湯水の循環が始まり、熱源循環回路３２から追い焚き循環回路３６へ熱エネルギーの供給が開始される。
【００６５】
制御部１００は、熱源流量センサ５０の検知流量を監視しつつ、熱源循環回路３２の湯水の流動量が７［リットル/min］となるように循環水比例弁５１を制御する（図３ステップ２３５参照）。これにより、燃焼機６の流出口３７から流出する湯水の温度が設定温度（摂氏７５度）を維持しつつ７［リットル/min］の流量の湯水が熱源循環回路３２に循環し、循環する湯水の熱が追い焚き熱交換器４３を介して追い焚き循環回路３６へ供給されて追い焚き運転が行われる。
尚、追い焚き循環回路３６の水流スイッチ７０が湯水の流動を検知しないときは、浴槽に水が張られていない状態であり、制御部１００は、追い焚き運転を中止する。
【００６６】
追い焚き運転中に、追い焚きスイッチがオフ操作されたり、あるいは、浴槽の温度が上昇し、追い焚き復路６６の温度センサ６９の検知温度がリモートコントローラで設定された追い焚き設定温度に達すると、制御部１００は、追い焚き熱交電磁弁５３を閉成し、追い焚き循環ポンプ６８の駆動を停止すると共に、燃焼機６の燃焼および熱源循環ポンプ４７の駆動を停止して追い焚き運転を終了する（以上、図３ステップ２３０，２３６〜２３９参照）。
このように、追い焚き単独運転に際しては、燃焼機６の設定温度および熱源循環回路３２の湯水の流量を固定制御して運転が行われる。
【００６７】
（暖房単独運転の制御）
リモートコントローラの暖房スイッチがオン操作されると、制御部１００は、燃焼機６の設定温度を所定値（本実施形態では、暖房端末要求温度＋２度（°Ｃ））に設定すると共に、暖房循環ポンプ６０を駆動し、暖房熱交電磁弁５２を開成する。更に、燃焼機６を燃焼駆動すると共に熱源循環ポンプ４７を駆動する（以上、図５ステップ２５０〜２５６参照）。これにより、熱源循環回路３２および暖房循環回路３５の湯水の循環が始まり、熱源循環回路３２から暖房循環回路３５へ熱エネルギーの供給が開始される。
【００６８】
制御部１００は、熱源流量センサ５０の検知流量を監視しつつ、熱源循環回路３２の湯水の流動量が９［リットル/min］となるように循環水比例弁５１を制御する。これにより、燃焼機６の流出口３７から流出する湯水の温度が設定温度（暖房端末要求温度＋２度（°Ｃ））を維持しつつ９［リットル/min］の湯水が熱源循環回路３２を循環し、この湯水の熱エネルギーが暖房熱交換器４２を介して暖房循環回路３５へ供給されて暖房運転が行われる（以上、図５ステップ２５７参照）。
【００６９】
続いて、制御部１００は、燃焼機６から流出する湯水の温度の安定判別処理を行う。この処理は、図７の様に、燃焼機６の流出口３７から流出する湯水の温度、則ち、温度センサ３９の検知温度が、ステップ２５３で設定された設定温度に対して（設定温度−２度（ °Ｃ））以上の状態が１分間継続したときに安定と判別する処理である。この安定判別処理は、燃焼機６の燃焼制御を開始して３分経過した時点から開始され、８分経過するまで継続する。そして、８分が経過するまでに安定と判別されたときは、直ちに次のステップに進む。また、安定が判別されないまま８分が経過した場合でも、安定したものと見なして次のステップに進む（以上、図５ステップ２５８、図７ステップ２８０〜２８２参照）。
【００７０】
次いで、制御部１００は、３０秒間そのまま暖房運転を継続した後に、暖房往路５５を循環する湯水の温度、則ち、温度センサ６４の検知温度を参照する。そして、検知温度が（暖房往路設定温度＋５度（ °Ｃ））以下のときは、暖房端末への熱供給が過剰な状態に至っていないと判別して燃焼機６の設定温度の調節処理に進む（以上、図５ステップ２５９〜２６１参照）。
【００７１】
燃焼機６の設定温度の調節処理は、図８の様に、暖房往路５５を循環する湯水の温度と予め定められた暖房往路設定温度との温度差に応じて燃焼機６の設定温度を微調整する処理である。則ち、暖房往路５５を循環する湯水の温度が（暖房往路設定温度＋４度（ °Ｃ））を超えるときは燃焼機６の設定温度を２度（ °Ｃ）低下させ、（暖房往路設定温度＋１．５度（ °Ｃ））を超えるときは燃焼機６の設定温度を１度（°Ｃ）だけ低下させる。また、暖房往路５５を循環する湯水の温度が（暖房往路設定温度−４度（ °Ｃ））よりも低いときは燃焼機６の設定温度を２度（ °Ｃ）増加させ、（暖房往路設定温度−１．５度（ °Ｃ））よりも低いときは燃焼機６の設定温度を１度（ °Ｃ）だけ増加させる。また、暖房往路５５を循環する湯水の温度が（暖房往路設定温度−１．５度（ °Ｃ））以上であり（暖房往路設定温度＋１．５度（ °Ｃ））以下のときは、燃焼機６の設定温度をそのまま維持する（以上、図５ステップ２６１、図８ステップ２９０〜２９７参照）。
これにより、暖房往路５５を循環する湯水の温度に応じて燃焼機６の設定温度の変更が行われる。
【００７２】
制御部１００は、燃焼機６の設定温度の変更を行った結果、新たな設定温度が燃焼機６の設定可能な範囲内であれば、そのままステップ２５０に戻る。また、新たな設定温度が燃焼機６で設定可能な上限または下限から外れるときは、設定温度を上限値または下限値に設定してステップ２５０に戻る（以上、図５ステップ２６２，２６３参照）。
このようにして、図５のステップ２５８〜２６３の処理を繰り返すことにより、燃焼機６の設定温度を暖房端末８への熱供給に応じて調節しつつ同時運転を継続する。尚、この状態では、ハイカットフラグはオンにされておらず、ステップ２５１からそのままステップ２５８に進む。また、暖房運転中に暖房スイッチがオフ操作されると、ステップ２５０からステップ２６８以降の暖房運転の停止処理に進む。
【００７３】
一方、ステップ２６０において、暖房往路５５を循環する湯水の温度が（暖房往路設定温度＋５度（ °Ｃ））を超えるときは、制御部１００は、暖房端末８への熱供給が過剰であると判別して暖房循環ポンプ６０を駆動したまま暖房熱交電磁弁５２を閉成すると共に、燃焼機６の燃焼および熱源循環ポンプの駆動を停止する。この際、制御部１００は、ハイカットフラグをオンにする（以上、図５ステップ２６０，２６４〜２６６参照）。これにより、熱源循環回路３２から暖房循環回路３５への熱エネルギーの供給が遮断されてハイカット状態となる。
【００７４】
ハイカット状態に入ると、暖房循環回路３５の湯水を循環させつつ温度が低下するのを待機する。そして、暖房往路５５の温度センサ６４の検知温度（暖房往路設定温度−１０度（ °Ｃ））よりも低下すると、暖房端末８への熱供給の再開が可能と判別して暖房制御のステップ２５０に戻って同一の処理を繰り返す（図５ステップ２６７参照）。
暖房運転中にリモートコントローラにより暖房スイッチのオフ操作が行われると、暖房熱交電磁弁５２を閉成し、暖房循環ポンプ６０の駆動を停止すると共に、燃焼機６の燃焼および熱源循環ポンプ４７の駆動を停止して暖房運転を終了する（以上、図５ステップ２５０、２６８〜２７０参照）。
【００７５】
（同時運転時の追い焚き制御）
追い焚き・暖房同時運転時の追い焚き制御は、図４のフローチャートに従って行われる。この制御は、前記図３に示した追い焚き単独運転の制御と基本的に同一である。従って、同一処理については同一のステップ番号を付して重複した説明を省略する。
前記した追い焚き単独運転の制御（図３）に対して同時運転時の追い焚き制御（図４）が異なるのは次の点である。則ち、図３のステップ２３１が図４のステップ２３１' に変わり、図３のステップ２３５が図４のステップ２３５' に変わる。また、図３のステップ２３９は図４では削除される。
【００７６】
則ち、追い焚き単独運転の制御では、燃焼機６の設定温度を７５度（ °Ｃ）に設定したが、同時運転時には燃焼機６の設定温度を暖房側の設定温度に維持される。
また、追い焚き単独運転の制御では、熱源循環回路３２の湯水の流動量を７［リットル/min］に制御したが、同時運転時には燃焼機６の流動上限値である１０［リットル/min］まで増加させるべく循環水比例弁５１を制御する（以上、図４ステップ２３１' ，２３５' 参照）。
これにより、熱源循環回路３２の湯水の温度を暖房側に適した温度に制御しつつその流動量を同時運転に適した値まで増大させている。
また、同時運転であるので、追い焚き運転の終了の際の、燃焼機６の燃焼および熱源循環ポンプ４７の駆動の停止は行われない。
【００７７】
（同時運転時の暖房制御）
追い焚き・暖房同時運転時の暖房制御は、図６のフローチャートに従って行われる。この制御は、前記図５に示した暖房単独運転の制御と基本的に同一である。従って、同一処理については同一のステップ番号を付して重複した説明を省略する。前記した暖房単独運転の制御（図５）に対して同時運転時の暖房制御（図６）が異なるのは次の点である。則ち、図５のステップ２５７が図６のステップ２５７' に変わり、図５のステップ２６５，２６６が図６のステップ２７１〜２７５に置き換わる。また、図５のステップ２７０は図６では削除される。
【００７８】
暖房単独運転の制御では、熱源循環回路３２の湯水の流動量を９［リットル/min］に制御したが、同時運転時には流動量が最大値の１０［リットル/min］となるように循環水比例弁５１を制御する（図６ステップ２５７' 参照）。これにより、熱源循環回路３２の湯水の温度および流動量を同時運転に適した値まで増大させている。
【００７９】
また、同時運転中における暖房のハイカットの発生回数に応じて本発明の時分割運転に移行するため、ハイカットの発生回数ｎの計数および比較処理などが追加されている。追加されたステップの処理は次の通りである。
ステップ２６１において、暖房往路５５を循環する湯水の温度が（暖房往路設定温度＋５度（ °Ｃ））を超え、ステップ２６４で暖房熱交電磁弁５２が閉成されてハイカット状態に入ると、制御部１００は、ハイカット回数ｎを１だけ増加して所定値Ｎと比較する。比較の結果、ハイカット回数ｎがＮ未満のときは、ハイカットフラグをオンにし、ハイカット回数の積算期間を設定するタイマ処理を行う（以上、図６ステップ２７１〜２７４参照）。
【００８０】
このタイマ処理は、図９の様に、初回のハイカットが発生したときにタイマを起動し、タイマがタイムアップしたときに、ハイカット回数ｎをリセットすると共にタイマを再起動する処理を行う（以上、図６ステップ２７４、図９ステップ３００〜３０４参照）。これにより、ハイカット回数ｎの積算期間をタイマーがタイムアップする時間に規制している。
【００８１】
ハイカット状態に入ると、制御部１００は、燃焼機６の設定温度および循環水比例弁５１の開度を追い焚き運転が単独で行われている状態に制御して追い焚き運転を継続しつつ、暖房循環回路３５を循環する湯水の温度低下を待機するステップ２６７に進む（図６ステップ２７５参照）。
【００８２】
一方、前記ステップ２７２においてハイカット回数ｎが所定値Ｎに達すると、制御部１００は、暖房端末８への熱供給が過剰な状態であり、ハイカットが頻発すると判別して、前記図２のステップ２０５に戻って時分割運転に移行する。
また、同時運転であるので、ハイカット発生時および暖房運転の終了の際の、燃焼機６の燃焼および熱源循環ポンプ４７の駆動の停止は行われない。
【００８３】
以上説明したように、本実施形態の加熱装置３によれば、一つの熱源循環回路３２に暖房循環回路３５と追い焚き循環回路３６とを並列に接続した構成のため、同時運転時には各熱負荷への熱供給量を最適に制御することができないにも拘わらず、追い焚き・暖房同時運転を行いつつ、暖房回路のハイカットの発生状況に応じて単独運転を交互に行う時分割運転に自動的に移行させることが可能となる。これにより、同時運転時における暖房回路のハイカットの頻発に伴う弊害を効果的に防止することが可能となる。
【００８４】
また、給湯などのように熱供給量の変動が直ちに給湯温度の変動となって現れる熱負荷と異なり、追い焚きおよび暖房は熱負荷としての熱容量が大きく、熱供給量の変動が熱負荷の温度変動となって現れるのに時間を要する。これにより、本実施形態の加熱装置３のように時分割運転を行った場合でも、使用者に違和感を与えることがなく、動作の安定性に加えて使い勝手を著しく向上させることが可能である。
【００８５】
【実施例】
次に、本発明に係る実施例を図１０〜図１７を参照して説明する。
本実施例は、前記実施形態で示した加熱装置３を用いて形成したコージェネレーションシステム１である。本実施例のコージェネレーションシステム１に採用する加熱装置３は、前記実施形態に示した加熱装置３の有する追い焚き機能および暖房機能に加えて、給湯機能およびふろの落とし込み機能を備えると共に、湯水を貯留する貯留タンクを備えた構成である。
【００８６】
図１０は、本実施例のコージェネレーションシステム１の流路系統図である。図１１は、図１０に示すシステム１が排熱貯湯運転を行う場合の作動原理図である。図１２は、図１０に示すシステム１が貯留タンク内の湯水を用いて給湯運転を行う場合の作動原理図である。図１３は、図１０に示すシステム１が燃焼機を作動させて給湯を行う場合の作動原理図である。図１４は、図１０に示すシステム１が落とし込み運転を行う場合の作動原理図である。図１５は、図１０に示すシステム１が追い焚き運転を行う場合の作動原理図である。図１６および図１７は、図１０に示すシステム１が暖房運転を行う場合の作動原理図である。
【００８７】
本実施例のコージェネレーションシステム１は、図１０の様に、大別して加熱装置３と発電装置２で構成される。発電装置２は、ガスエンジン５（熱源部）を備えたものであり、コージェネレーションシステム１の外部の電気機器へ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。また、加熱装置３は、燃焼機６（熱源部）を備えたものであり、主として給湯栓７へ供給する湯水を加熱したり、温水床暖房、ファンコンベクタ等の暖房端末８などに熱エネルギーを供給する湯水を加熱するものである。
【００８８】
発電装置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とを備えている。発電装置２において発生した電力は、システム１の外部に設けられた電気機器等の外部負荷や、ヒータ１１（内部負荷）に供給される。発電装置２は、ガスエンジン５を冷却することによって排熱を回収する排熱循環回路１２を備えている。
【００８９】
排熱循環回路１２は、発電装置２の外部、則ち、加熱装置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。排熱循環回路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に向けて湯水を流す排熱往路１３と、その分岐水路であり暖房熱交換器５７に向けて湯水を流す排熱分岐往路６１、並びに、排熱熱交換器３０からガスエンジン５側へと湯水を戻す排熱復路１５と、暖房熱交換器５７から戻る湯水が前記排熱復路１５に合流する排熱分岐復路６２とから構成されている。則ち、ガスエンジン５には排熱熱交換器３０と暖房熱交換器５７とが前記各流路によって並列に接続されている。排熱循環回路１２内を流れる湯水は、排熱復路１５の途中に設けられた排熱循環ポンプ１６によって圧送され、排熱復路１５側から排熱往路１３側へと流動する。排熱復路１５内を流れる湯水は、ガスエンジン５の駆動に伴い発生する熱で加熱されて排熱往路１３へと流出する。
【００９０】
ガスエンジン５と排熱熱交換器３０とを接続する排熱往路１３の途中には、ヒータ１１が設けられている。ヒータ１１は、発電機１０と外部の電気機器等とを接続する配線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等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。則ち、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。
【００９１】
ガスエンジン５の排熱により加熱され、排熱往路１３内を流れる湯水は、ヒータ１１を通過する際に更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、排熱復路１５を介してガスエンジン５へと戻る。
【００９２】
排熱復路１５の途中には、上記した排熱循環ポンプ１６の他に補水タンク２２とサーモスタット式の三方弁２５とが設けられている。また、三方弁２５は、後述する排熱分岐復路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、排熱復路１５と排熱往路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。補水タンク２２には、外部から水を供給するための給水管２７が設けられており、その途中に設けられている補水弁２８によって補水タンク２２への給水量が調整される。また、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。
【００９３】
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。則ち、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から排熱復路１５への通水が阻止されると共に、バイパス流路２６を介して排熱往路１３と排熱復路１５とが連通した閉回路が形成される。そのため、排熱往路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。
【００９４】
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の作用によって排熱往路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を介して排熱復路１５へと流入してガスエンジン５側へと戻る。
【００９５】
加熱装置３は、燃料ガスを燃焼し湯水を加熱する燃焼機６と、排熱循環回路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（貯留部）とを備えている。加熱装置３は、熱源循環回路３２と、ガスエンジン５および燃焼機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２９とを備え、これに加えて暖房端末８（熱負荷）等の熱負荷に接続される暖房循環回路３５と、湯水を浴槽に供給して循環させる追い焚き循環回路３６とを有する。
【００９６】
また、本実施例のコージェネレーションシステム１には、熱源往路３８および熱源復路４１からなる熱源循環回路３２と、貯留タンク３１とから構成される流水回路（閉回路Ｈ）が形成されている。また、コージェネレーションシステム１には、熱源往路３８および熱源復路４１からなる熱源循環回路３２と、貯留タンク３１と、熱源往路３８から分岐された熱交分岐流路９４から構成される流水回路が形成されている。則ち、コージェネレーションシステム１は、閉回路Ｈ、あるいは、閉回路Ｈに熱交分岐流路９４を加えた流路からなる流水回路を備えている。
【００９７】
熱源循環回路３２は、燃焼機６の流出口３７に接続された熱源往路３８と、燃焼機６の流入口４０に接続された熱源復路４１とを有する。熱源循環回路３２では、熱源往路３８が分岐給湯往路８３とタンク上部配管８７とに分岐される分岐部Ｄの上流側に、比例弁８４が設けられている。また、熱源往路３８は、比例弁８４より上流側の分岐部Ｅにおいてさらに分岐され、分岐部Ｅとエアセパレータ４６とを繋ぐ熱交分岐流路９４が形成されている。
【００９８】
熱源往路３８は、分岐部Ｄにおいて混合弁８０に繋がる分岐給湯往路８３と、貯留タンク３１に繋がるタンク上部配管８７とに分岐されている。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、熱源復路４１には、上流側から順に、エアセパレータ４６、湯水を循環させる熱源循環ポンプ４７、排熱熱交換器３０、熱源復路４１を流れる湯水の温度を検知する温度センサ４８、流量を検知する熱源流量センサ５０、および、燃焼機６に流入する水量を調整する循環水比例弁５１が接続されている。熱源復路４１の途中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タンク下部配管８９が接続されている。また、排熱熱交換器３０は、上記した発電装置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熱源復路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熱源復路４１を介して燃焼機６に流入する。
【００９９】
熱交換部４５は、熱交分岐流路９４の途中に設けられており、暖房熱交換器４２と暖房熱交電磁弁５２とを有する流路４５ａと、追い焚き熱交換器４３と追い焚き熱交電磁弁５３とを有する流路４５ｂとが並列に接続したものである。そのため、暖房熱交換器４２および追い焚き熱交換器４３への湯水の流動および遮断は、暖房熱交電磁弁５２および追い焚き熱交電磁弁５３の断続によって制御される。
【０１００】
暖房熱交換器４２に接続されている暖房循環回路３５は、暖房端末８に湯水を供給する暖房往路５５と、暖房端末８側から湯水を戻す暖房復路５６とを有する。暖房往路の途中には、暖房熱交換器４２から流出する湯水の温度を検知する温度センサ６４が設けられている。暖房復路５６の途中には、暖房端末８への湯水の循環を断続する熱動弁５９と、暖房熱交換器５７と、暖房復路５６に湯水を補給する補水タンク５８と、暖房復路５６から補水タンク５８に流入する湯水の温度を検知する温度センサ５４と、暖房復路５６内に湯水を循環させるための暖房循環ポンプ６０が設けられている。また、暖房循環回路３５には、熱動弁５９が閉成状態である場合に暖房循環ポンプ６０等に過負荷が作用するのを防止するべく、暖房往路５５と暖房復路５６とをバイパスするバイパス流路６３が設けられている。
【０１０１】
暖房熱交換器５７には、上記した発電装置２の排熱往路１３から分岐された排熱分岐往路６１と、排熱復路１５から分岐された排熱分岐復路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、暖房端末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において排熱分岐往路６１により供給された高温の湯水と熱交換して加熱される。暖房熱交換器５７において加熱された湯水は、補水タンク５８を経て暖房熱交換器４２に流入し、暖房熱交換器４２での熱交換によりさらに加熱されたのち再び暖房端末８側へと送り込まれる。
【０１０２】
追い焚き熱交換器４３に接続されている追い焚き循環回路３６は、浴槽側に湯水を送り込む追い焚き往路６５と、浴槽側から湯水を戻す追い焚き復路６６とを備えている。追い焚き復路６６の途中には、浴槽内の水位を検知する水位センサ６７と、流動する湯水の温度を検知する温度センサ６９と、追い焚き循環ポンプ６８と、水流スイッチ７０とが設けられている。また、追い焚き復路６６の途中、則ち、追い焚き循環ポンプ６８と水流スイッチ７０との間には、後述する給湯流路３３から分岐された注湯分岐流路７１が接続されている。注湯分岐流路７１には、給湯流路３３側から追い焚き復路６６側への通水のみを許す逆止弁７２と、追い焚き復路６６側に流入する水量を調整する注湯弁７３と、注湯分岐流路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。
【０１０３】
上記したように、追い焚き復路６６には、給湯流路３３側からの湯水の流入を許容する注湯分岐流路７１が接続されているため、追い焚き往路６５に加えて追い焚き復路６６からも湯水を浴槽側に落とし込むことができる。
【０１０４】
給湯回路２９は、熱源往路３８の途中で分岐されて混合弁８０に至る分岐給湯往路８３、および、混合弁８０から給湯栓７に至る給湯流路３３と、給水栓（不図示）から混合弁８０に至る給水流路８５、および、給水流路８５の途中から分岐して貯留タンク３１の底部側に至る給水流路９１とを組み合わせて形成される。
【０１０５】
給湯流路３３の途中には、流量センサ８１、比例弁８２および給湯温度センサ９５が設けられている。また、給水流路８５は、途中に減圧弁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給水温度センサ９３が設けられた流路であり、混合弁８０に接続されている。
【０１０６】
給水流路８５の途中には、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給水流路９１が接続されている。給水流路９１は、貯留タンク３１の底部側に接続されており、途中に給水流路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タンク下部配管８９が接続されている。タンク下部配管８９は、前記した通り燃焼機６の流入口４０に繋がる熱源復路４１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タンク上部配管８７が接続されている。貯留タンク３１には、タンク上部配管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給水流路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。
【０１０７】
本実施例のコージェネレーションシステム１には、発電装置２および加熱装置３の駆動を統括する制御部１００と、余剰電力制御部１０１とを備えた駆動制御装置１０２が設けられている。制御部１００は、発電装置２および加熱装置３に設けられた各センサの検知信号に基づいて弁の開閉を行ったり、ポンプやガスエンジン５、燃焼機６等の駆動を行う。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。則ち、余剰電力制御部１０１は、外部から供給される電力量や、発電装置２において発生する電力量や、発電装置２に接続された電気機器等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。則ち、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装置２において発生したものの発電装置２に接続されている電気機器等では消費しきれない電力を消費させるものである。
【０１０８】
駆動制御装置１０２は、上記した各運転に則ってガスエンジン５および燃焼機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。則ち、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、則ち発電装置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等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および燃焼機６の駆動を制御し、湯水の加熱や発電を行う。
【０１０９】
続いて、本実施例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、駆動制御装置１０２によって複数の運転状態に制御されるものであり、各運転毎に湯水の流れが異なる。則ち、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と、給湯栓７から湯水を排出する給湯運転と、浴槽内に湯水を落とし込む落とし込み運転と、浴槽内の湯水を追い焚きする追い焚き運転と、暖房端末８の運転を行う暖房運転のいずれか１つあるいは複数の運転を選択的に行う。
【０１１０】
先ず、排熱貯留運転を行う場合の湯水の流れについて、図１１を参照しながら説明する。排熱貯留運転を行う場合、発電装置２においてガスエンジン５が駆動を開始し、それに伴い排熱循環ポンプ１６が作動して排熱循環回路１２内を湯水が循環し始める。排熱循環回路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のうち、発電機１０に接続されたシステム１の外部にある電気機器等において消費しきれない余剰の電力によりヒータ１１が作動し、排熱往路１３内を流れる湯水がさらに加熱される。
【０１１１】
ガスエンジン５の起動直後等のように、排熱循環回路１２内の湯水が低温である場合、三方弁２５は、連通流路２４を閉成し、排熱復路１５とバイパス流路２６とを連通するように作動する。そのため、排熱往路１３内を流れる湯水は、バイパス流路２６を介して排熱復路１５側へと流れて循環し、排熱熱交換器３０や暖房熱交換器５７側には流れ込まない。そして、ガスエンジン５の駆動に伴って排熱循環回路１２内の湯水が所定の温度以上となると、三方弁２３および三方弁２５が切り替わり、湯水が排熱熱交換器３０内を循環し始める。
【０１１２】
一方、加熱装置３では、熱源循環ポンプ４７が駆動を開始し、貯留タンク３１の底部に設けられたタンク下部配管８９から貯留タンク３１内の湯水が熱源復路４１側に流入する。熱源復路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って加熱された後、燃焼機６の流入口４０から燃焼機６へ流入する。
【０１１３】
排熱貯留運転では燃焼機６は燃焼停止状態であるため、流入口４０から流入した湯水は、燃焼機６内を素通りし、流出口３７に接続された熱源往路３８へと流出する。ここで、熱源往路３８に流入する湯水の温度、則ち温度センサ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、暖房熱交電磁弁５２あるいは追い焚き熱交電磁弁５３のうち少なくともいずれか一方（本実施例では暖房熱交電磁弁５３）が閉成される。これにより、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、燃焼機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。則ち、熱源往路３８内を流れる湯水が低温である間は、熱源往路３８の途中にある比例弁８４の上流側と、貯留タンク３１の下流側とをバイパスする熱交分岐流路９４および熱交換部４５に湯水を循環させ、湯水の温度上昇を待機する。
【０１１４】
一方、熱源往路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、熱交換部４５の暖房熱交電磁弁５２および追い焚き熱交電磁弁５３の双方が閉成される。また、ここで混合弁８０は、分岐給湯往路８３に対して閉成されている。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は、貯留タンク３１の上部に接続されたタンク上部配管８７から流入し、貯留タンク３１内に貯留される。則ち、貯留タンク３１の底部に接続されたタンク下部配管８９から排出された湯水が、排熱熱交換器３０において加熱された後、貯留タンク３１の頂部に接続されたタンク上部配管８７から流入する。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。則ち、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、排熱貯湯運転による湯水の貯留が完了する。従って、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、排熱貯湯運転を完了させる。
【０１１５】
続いて、コージェネレーションシステム１が給湯運転を行う場合の湯水の流れを図１２を参照しながら説明する。貯留タンク３１内に湯水が充分貯留されている場合、給湯栓７が開栓されると、給水流路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、給水流路８５から分岐された給水流路９１を介して貯留タンク３１の底部に流入する。ここで、熱源復路４１の途中に設けられた熱源循環ポンプ４７は停止あるいは低回転で作動しており、比例弁８４は閉成あるいは大幅に開度が絞られている。従って、貯留タンク３１の底部から湯水が流入しても、湯水は殆ど熱源復路４１をはじめとする閉回路Ｈ側には流出しない。そのため、貯留タンク３１の底部から湯水が流入すると、この湯水によって貯留タンク３１内に貯留されている湯水が上方に押し上げられる。その結果、貯留タンク３１の上部側の高温の湯水がタンク上部配管８７から排出される。タンク上部配管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側へと流れる。
【０１１６】
混合弁８０は、分岐給湯往路８３に対して開成されているため、タンク上部配管８７から排出された湯水は混合弁８０に流入する。混合弁８０に流入した高温の湯水は、給水流路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、給湯流路３３を介して給湯栓７から排出される。則ち、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温度センサ９２と、外部から供給される水の温度を検知する給水温度センサ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、給湯流路３３および給湯栓７を介して外部に供給される。
【０１１７】
一方、貯留タンク３１内の湯水が低温である場合は、図１３に示すように燃焼機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。則ち、貯留タンク３１内の湯水が低温である状態で給湯栓７が開栓されると、熱源循環ポンプ４７が起動し、比例弁８４が開成される。また、熱交換部４５にある暖房熱交電磁弁５２および追い焚き熱交電磁弁５３が閉成され、熱源往路３８から熱交分岐流路９４への湯水の流入が阻止される。更に、混合弁８０は、熱源往路３８を流れる湯水が流入する分岐給湯流路８３および外部から導入される湯水が流れる給水流路８５に対して開成される。そのため、外部から供給される低温の水の一部は、給水流路８５を介して混合弁８０に至り、混合弁８０に接続された給湯流路３３へと流れ込む。また、外部から供給された湯水の残部は、給水流路８５から分岐された給水流路９１を通じて貯留タンク３１の下部から供給される。流量センサ８１によって給湯流路３３における水流が検知されると、燃焼機６が燃焼作動を開始する。
【０１１８】
給水流路９１を介して外部から貯留タンク３１の下部に流入した湯水は、タンク下部配管８９から熱源復路４１を介して燃焼機６に流入する。燃焼機６に流入した湯水は、燃焼作動に伴い発生した熱によって加熱された後、熱源往路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、外部から給水流路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、給湯流路３３および給湯栓７を介して外部に供給される。
【０１１９】
上記したように、給湯栓７が開栓されると、駆動制御装置１０２は、コージェネレーションシステム１を給湯運転で作動させ、貯留タンク３１内の湯水または燃焼機６によって加熱された湯水を用いて給湯を行う。給湯栓７が閉栓され、流量センサ８１が水流を検知しなくなると、駆動制御装置１０２は燃焼機６の燃焼作動等を停止させ一連の動作を完了する。
【０１２０】
続いて、コージェネレーションシステム１が落とし込み運転を行う場合の湯水の流れを図１４を参照しながら説明する。本実施例のコージェネレーションシステム１では、落とし込み運転を行う際に、追い焚き往路６５に加えて追い焚き復路６６からも湯水を浴槽に落とし込む構成を採っている。
【０１２１】
本実施例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、落とし込み運転を開始する。貯留タンク３１内に湯水が充分貯留されている場合、落とし込み運転が開始されると、上記した給湯運転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。則ち、給水流路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、給水流路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タンク上部配管８７から排出され、混合弁８０に流れ込む。
【０１２２】
混合弁８０に流入した高温の湯水は、給水流路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、給湯流路３３へと流出する。給湯流路３３へ流入した湯水は、給湯流路３３から分岐された注湯分岐流路７１を流れ、追い焚き復路６６に流入する。ここで、落とし込み運転の場合は追い焚き循環ポンプ６８が停止しているため、追い焚き復路６６に流入した湯水の一部は、追い焚き復路６６を介して浴槽内に流入する。また、注湯分岐流路７１から追い焚き復路６６へと流入した湯水の残部は、追い焚き熱交換器４３を迂回して追い焚き往路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が閉成され、一連の落とし込み運転が完了する。
【０１２３】
続いて、浴槽内の湯水の追い焚きを行う追い焚き運転における湯水の流れについて図１５に示す作動原理図を参照しながら説明する。
追い焚き運転における各部の詳細な制御は、前記実施形態に示した加熱装置３における制御と同一である。追い焚き運転では、燃焼機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追い焚き循環回路３６との熱交換により浴槽内の湯水を追い焚きする。
【０１２４】
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が追い焚き運転を開始すると、追い焚き循環ポンプ６８が駆動する。これに伴い、水流スイッチ７０が追い焚き復路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、熱源復路４１に設けられた熱源循環ポンプ４７が起動し、燃焼機６が起動する。またこの時、暖房熱交電磁弁５２は閉成され、追い焚き熱交電磁弁５３が開成される。これにより、追い焚き運転においては、燃焼機６から排出される湯水は、図１５に示すように熱源往路３８から熱交換部４５の流路４５ｂを経由し、熱源復路４１を通過して燃焼機６に戻る経路で循環する。則ち、追い焚き運転においては、燃焼機６において加熱された高温の湯水が流路４５ｂに設けられた追い焚き熱交換器４３を通過して循環する。追い焚き循環ポンプ６８の駆動に伴い追い焚き循環回路３６内を循環する湯水は、追い焚き熱交換器４３において燃焼機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。
そして、リモートコントローラにより追い焚き運転のオフ操作が行われたり、追い焚き復路６６の温度センサ６９がリモートコントローラによる設定温度に達すると、一連の追い焚き運転を終了する。
【０１２５】
続いて、暖房端末８等の熱負荷を駆動させる暖房運転における湯水の流れについて図１６および図１７を参照しながら説明する。
暖房運転における各部の詳細な制御は、前記実施形態に示した加熱装置３における制御と同一である。コージェネレーションシステム１が暖房運転を開始すると、暖房循環ポンプ６０が起動し、暖房循環回路３５内を湯水が循環をはじめる。ここで、温度センサ５４の検知温度、則ち暖房端末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、暖房循環回路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、暖房端末８側から戻る湯水の温度が極めて低い場合や、暖房端末８における設定温度が高い場合等は、ガスエンジン５に加えて燃焼機６が起動する。則ち、暖房運転では、暖房熱交換器５７における熱交換によって暖房循環回路３５内を循環する湯水を加熱し、更に場合によっては、暖房熱交換器４２における熱交換を行うことによって暖房循環回路３５内を循環する湯水を加熱する。
【０１２６】
さらに具体的には、図１６の様に、発電装置２のガスエンジン５が起動すると、排熱循環ポンプ１６が作動して排熱循環回路１２内を湯水が循環する。排熱循環回路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、排熱往路１３内を流れる湯水がさらに加熱される。
【０１２７】
排熱循環回路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の作用により排熱往路１３とバイパス流路２６と排熱復路１５とで構成される閉回路内を湯水が循環する。排熱循環回路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、湯水が排熱分岐往路６１および排熱分岐復路６２内を流れ、高温の湯水が暖房熱交換器５７に供給される。暖房端末８側から暖房復路５６を介して戻る湯水は、暖房熱交換器５７において発電装置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の下流側にある温度センサ５４の検知温度が暖房端末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暖房熱交換器４２側に送り込み、暖房熱交換器４２に接続された暖房往路５５を介して暖房端末８に供給する。
【０１２８】
一方、暖房端末８側から戻る湯水の温度が低い場合や、暖房端末８における設定温度が高い場合、則ち、暖房熱交換器５７において熱交換を行うだけでは暖房端末８の設定温度に到達しない場合には、図１７の様に、燃焼機６の駆動が開始されると共に熱源循環ポンプ４７が駆動を開始する。熱源流量センサ５０が熱源循環回路３２における流水を検知すると、燃焼機６における燃焼作動が開始される。燃焼機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にある暖房熱交換器４２を通過して燃焼機６側へと戻り、暖房循環回路３５を介して暖房端末８へ熱供給を行う。
そして、リモートコントローラにより暖房運転のオフ操作が行われると、一連の追い焚き運転を終了する。
【０１２９】
尚、上記実施例では、コージェネレーションシステム１において各運転を単独で行う場合を例示したが、本発明はこのような単独運転に限定されるものではなく、前記実施形態に示した追い焚き・暖房同時運転や、給湯・暖房同時運転など、各運転を同時に行うことが可能である。
【０１３０】
上記実施例では、湯水を加熱する熱源部としてガスエンジン５と燃焼機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、更に多くの熱源部を設けることも可能である。則ち、主として貯留タンク３１内の湯水を加熱する熱源部、並びに、主として給湯や暖房、追い焚きに用いられる湯水を加熱する熱源部を各々複数ずつ設けた構成を採ることも可能である。
【０１３１】
また、上記実施例では、前記図１１に示したように、発電装置２による排熱を利用した貯留運転を行う例を示したが、本発明はこのような構成に限られるものではなく、例えば、燃焼機６を駆動して追い焚き運転を行いつつ貯留タンク３１へ湯水の貯留を行ったり、あるいは、燃焼機６を駆動して暖房運転を行いつつ貯留タンク３１へ湯水の貯留を行うことも可能である。
更に、例えば、発電装置２に故障が発生したような場合に、排熱利用に代えて、燃焼機６を駆動して貯留運転を行うことも可能である。同様に、発電装置２の故障時に、前記図１６に示した排熱利用による暖房に代えて燃焼機６を駆動して暖房を行うことも可能である。
【０１３２】
【発明の効果】
請求項１から４に記載の発明によれば、熱供給量が異なる追い焚き運転や暖房運転などを同時に行う場合でも、暖房側への熱供給量が過剰になりハイカットが頻発する状態が生じると、自動的に時分割運転に移行して双方の運転を安定して継続させることができ、装置の安定性、信頼性が向上すると共に、使用者に違和感を与えることなく使い勝手を向上させた加熱装置を提供できる。
請求項５，６に記載の発明によれば、追い焚きや暖房に加えて更に給湯機能を備えた加熱装置を提供できる。
請求項７に記載の発明によれば、燃焼機を用いることにより、熱負荷への熱供給を安定して行うことのできる加熱装置を提供できる。
請求項８に記載の発明によれば、発電装置の排熱を加熱装置で再利用することができ、トータルエネルギー効率を向上させたコージェネレーションシステムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に係る加熱装置の流路系統図である。
【図２】 図１に示す加熱装置の追い焚きおよび暖房運転に係る制御を示すフローチャートである。
【図３】 図１に示す加熱装置の追い焚き単独運転の制御を示すフローチャートである。
【図４】 図１に示す加熱装置の追い焚き・暖房同時運転時における追い焚き制御を示すフローチャートである。
【図５】 図１に示す加熱装置の暖房単独運転の制御を示すフローチャートである。
【図６】 図１に示す加熱装置の追い焚き・暖房同時運転時における暖房制御を示すフローチャートである。
【図７】 図５，図６のフローチャートにおける燃焼機給湯温度の安定判別処理を示すフローチャートである。
【図８】 図５，図６のフローチャートにおける燃焼機設定温度の調節処理を示すフローチャートである。
【図９】 図６のハイカット回数の計時タイマ処理を示すフローチャートである。
【図１０】 本発明の実施例に係るコージェネレーションシステムの流路系統図である。
【図１１】 図１０のコージェネレーションシステムにおいて、排熱貯湯運転を行う場合の作動原理図である。
【図１２】 図１０のコージェネレーションシステムにおいて、貯留タンクに貯留された湯水による給湯運転を行う場合の作動原理図である。
【図１３】 図１０のコージェネレーションシステムにおいて、燃焼機を駆動して給湯運転を行う場合の作動原理図である。
【図１４】 図１０のコージェネレーションシステムにおいて、ふろの落とし込み運転を行う場合の作動原理図である。
【図１５】 図１０のコージェネレーションシステムにおいて、ふろの追い焚き運転を行う場合の作動原理図である。
【図１６】 図１０のコージェネレーションシステムにおいて、発電装置の排熱を利用して暖房運転を行う場合の作動原理図である。
【図１７】 図１０のコージェネレーションシステムにおいて、発電装置の排熱と燃焼機の加熱による暖房運転を行う場合の作動原理図である。
【図１８】 従来の加熱装置の流路系統図である。
【符号の説明】
１ コージェネレーションシステム
２ 発電装置
３ 加熱装置
６ 熱源部（燃焼機）
７ 給湯端末（給湯栓）
８ 暖房端末
１２ 排熱循環回路
２９ 給湯回路
３０ 熱源部（排熱熱交換器）
３１ 貯留部（貯留タンク）
３２ 熱源循環回路
３３，８３ 給湯流路
３５ 暖房回路（暖房循環回路）
３６ 追い焚き回路（追い焚き循環回路）
４２ 熱交換器（暖房熱交換器）
４３ 熱交換器（追い焚き熱交換器）
８５，９１ 給水流路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a heating device, and more particularly to a device that stably supplies heat even during simultaneous operation of heat loads. The present invention proposed at the same time relates to a cogeneration system using this heating device.
[0002]
[Prior art]
Heating devices with multiple functions such as hot water supply, bath dropping, chasing, and heating have been developed. Such a heating device has a configuration in which hot water supply circuits, reheating circuits, heating circuits, and the like of different systems are connected to a combustor, and the heat medium circulating in each circuit is directly heated by the combustor to supply thermal energy. It has been.
[0003]
By the way, recently, a so-called cogeneration system has been developed in which a power generation device is provided in addition to a heating device, and exhaust heat accompanying power generation is recovered and used.
In such a system, since the exhaust heat of the power generator is reused, a plurality of heat supply circuits of different systems are concentrated in the combustor and the heat medium is not directly heated, but a plurality of circuits are provided in one circulation circuit. A configuration is adopted in which a heat source unit and a plurality of heat loads are arranged and heat energy is supplied to each heat load via a heat medium heated by the heat source unit.
[0004]
FIG. 18 shows an example of a conventional cogeneration system, which includes a heating device 401 and a power generation device 402.
The heating device 401 includes a circulation circuit 405 formed by flow paths 403 and 404 and a heat exchange unit 408, and the circulation circuit 405 includes an exhaust heat exchanger 407 connected to the combustor 406 and the power generation device 402 side. Is arranged. The heat exchanging unit 408 is formed by connecting a flow path 409 in which the heat exchanger 411 and the electromagnetic valve 412 are arranged and a flow path 410 in which the heat exchanger 413 and the electromagnetic valve 414 are arranged in parallel. 411 and 413 form a circulation circuit between heating terminal 415 and bath terminal 416, respectively.
[0005]
In the system 400 having such a configuration, hot water circulating in the circulation circuit 405 is heated by at least one of heat transmitted from the combustor 406 or the power generation device 402 to the exhaust heat exchanger 407, and the heated hot water is The electromagnetic valves 412 and 414 are controlled to flow into one or both of the flow path 409 and the flow path 410.
Thereby, the heat of the hot water circulating through the circulation circuit 405 is supplied to the heating terminal 415 or the bath terminal 416 via the heat exchanger 411 or 413.
[0006]
Therefore, by connecting a heating circuit or a reheating circuit as a heat load to the circulation circuit, the exhaust heat of the combustor 406 and the power generation device 402 can be efficiently supplied to the heat load, and the total energy efficiency is improved. System.
[0007]
By the way, in the system described above, for example, the heat absorption pattern of the heat load is greatly different between when heating is performed at the heating terminal 415 and when reheating is performed at the bath terminal 413. For example, when heat is supplied to the hot water floor heating device, heat is exchanged on the heating terminal 415 side. Therefore, even if the temperature of hot water flowing through the heat exchanger 406 is increased, heat is not supplied to the heating terminal 415. In other words, the heat energy is excessively supplied and a high cut is generated to cut off the supply. For this reason, control which maintains supply temperature by finely controlling supply of the thermal energy to the heating terminal 415 is performed.
[0008]
On the other hand, in the bathing operation, the hot water received by the heat exchanger 413 flows into the bathtub, and the low-temperature hot water in the bathtub is circulated back to the heat exchanger 413. Even if a large amount of heat energy is supplied, the heat supply does not become excessive. By supplying a large amount of heat energy, the reheating operation can be completed in a short time. Therefore, when performing the heating operation or the reheating operation independently, the set temperature of the combustor and the circulation amount of the heat medium in the heat source circulation circuit are controlled so as to be optimized according to the heat absorption of each heat load. Driving is performed.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, when heating operation and bathing operation are simultaneously performed, it is difficult to optimally control the amount of heat energy supplied from the heat source circulation circuit to each heat load.
That is, in the system 400 shown in FIG. 18, since the heat exchangers 411 and 413 of the heating circuit and the reheating circuit are connected in parallel, the flow rate of the heat medium flowing through each heat exchanger during simultaneous operation is The flow rate of the heat exchanger connected in parallel was uniquely determined, and the flow rate could not be adjusted.
[0010]
For this reason, if the set temperature of the combustor 406 and the circulation amount of the heat medium in the circulation circuit 405 are controlled in accordance with the large heat absorption, the heat supply to the heating terminal 415 becomes excessive, and the circulation of the heat medium on the heating side The high cut state which interrupts is frequently generated.
On the contrary, if the set temperature of the combustor 406 and the circulation amount of the heat medium in the circulation circuit 405 are controlled in accordance with the heating terminal 415 having a small heat absorption, the heat supply to the reheating side is excessively lowered.
[0011]
Therefore, when a high cut occurs on the heating circuit side a predetermined number of times, the reheating operation is performed while the supply of heat energy to the heating side is interrupted, and the supply of heat energy to the heating side is resumed after the reheating is completed. There is also a system that performs simple control.
However, in this control, heat supply to the heating side is not performed until the reheating operation is completed, and there is a problem that a cold air detection error occurs on the heating terminal side when the standby time is indefinite and the standby time is prolonged.
Thus, it is extremely difficult to achieve both heat supply to both heat loads at the time of reheating and heating simultaneous operation, and improvement has been desired.
[0012]
This invention is proposed in view of the said situation, and it aims at providing the heating apparatus which performs the stable heat supply to each heat load also at the time of simultaneous operation of the heat load from which heat absorption differs. Another object of the invention proposed at the same time is to provide a cogeneration system configured using this heating device.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention proposed The basic configuration is Two or more heat supply circuits connected to two or more heat loads provided outside are connected to a heat source circulation circuit that circulates a heat medium heated by one or two or more heat source units, respectively, via a heat exchanger. In addition, a heating device that selectively functions each heat exchanger to supply heat energy to a heat load, and flows a specific heat supply circuit during simultaneous operation in which two or more heat exchangers function together When the temperature of the heat medium exceeds a predetermined temperature, an operation for causing only the heat exchanger other than the specific heat supply circuit to function, and an individual operation for causing only the heat exchanger of the specific heat supply circuit to function Shifts to time-sharing operation in which are alternately performed.
[0014]
In the heating device, when only the heat exchanger of one heat supply circuit is caused to function, heat is supplied only to the heat supply circuit from the heat source circulation circuit and the heat load is heated. Further, when the heat exchangers of two or more heat supply circuits are caused to function simultaneously, heat is supplied from the heat source circulation circuit to each heat supply circuit that is functioning the heat exchanger, and the heat load is heated.
Here, the amount of heat energy supplied from the heat source circulation circuit to each heat supply circuit via the heat exchanger depends on the flow rate and temperature of the heat medium flowing through each heat exchanger. For this reason, during simultaneous operation, it is difficult to optimally supply heat to each heat supply circuit unless the flow rate and temperature of the heat medium flowing through each heat exchanger are individually controlled.
[0015]
In particular, when the heat absorption pattern of the heat load connected to each heat supply circuit is greatly different, the amount of heat energy supplied from the heat source circulation circuit to each heat supply circuit cannot be individually adjusted. Heat supply to the heat supply circuit tends to be excessive. When the heat supply to a specific heat load becomes excessive, control is performed to stop the function of the heat exchanger so as to cut off the heat supply to the heat load. For this reason, hunting that frequently repeats the function stop state and the function state of the heat exchanger is likely to occur, causing heat supply to other heat supply circuits to fluctuate, and it is difficult to stably supply heat to each heat supply circuit. Become.
[0016]
According to the present invention, if the temperature of the heat medium flowing through each heat supply circuit does not exceed a predetermined temperature during simultaneous operation in which two or more heat exchangers function together, the simultaneous operation is continued as it is.
On the other hand, when the temperature of the heat medium flowing through the specific heat supply circuit exceeds the predetermined temperature during the simultaneous operation, the operation automatically shifts to the time division operation. As a result, after shifting to time-sharing operation, it is possible to optimally adjust the amount of heat generated in the heat source section and the amount of heat medium circulated in the heat source circulation circuit according to the heat load, and provide stable heat supply. It is possible to prevent the heat supply from becoming excessive with respect to the heat load.
[0017]
This makes it possible to supply heat according to the heat load from one heat source circulation circuit to a plurality of heat supply circuits without providing an independent heat source unit for each heat supply circuit, and is stable while simplifying the configuration. Heating can be performed.
[0018]
Claim 1 The invention described in 1 is a heat source circulation circuit that circulates a heat medium heated by one or more heat source units, a reheating circuit connected to a bath terminal provided outside, and a heating terminal provided outside A heating circuit connected to each of the heating circuits via a heat exchanger, and selectively operating the heat exchangers to supply thermal energy to the bath terminal or the heating terminal, the reheating circuit The temperature of the heat medium flowing in the heating circuit exceeds the specified temperature during the simultaneous operation of the heat exchangers of both the heating circuit and the heating circuit. Overheated When only the heat exchanger of the scavenging circuit Until the appropriate time is up Only a single operation to function and a heat exchanger in the heating circuit Until the appropriate time is up Shift to time-sharing operation, which alternately performs heating independent operation During the heating independent operation after shifting to the time-sharing operation, the amount of heat generated in the heat source section and the circulation amount of the heat medium in the heat source circulation circuit are adjusted to supply heat according to the heating circuit, and the operation shifts to the time-sharing operation. After the reheating operation, the heat supply according to the reheating circuit is performed by adjusting the amount of heat generated in the heat source section and the circulation amount of the heat medium in the heat source circulation circuit. This is a heating device.
[0019]
The present invention Basic configuration as described above The heat supply circuit is configured as a reheating circuit and a heating circuit.
Here, when performing bathing, hot water heated by the heat exchanger flows into the bathtub, and hot water having a low temperature in the bathtub returns to the heat exchanger side. Therefore, even if a large amount of heat is supplied from the heat exchanger, the heat supply does not become excessive, and it is possible to complete the renewal in a short time by supplying a large amount of heat.
[0020]
On the other hand, in a heating circuit to which hot water floor heating or the like is connected, the state of heat absorption is significantly different from that in the case of retreating a bath.
In other words, when performing the heating operation, the heat transfer through the heating circuit is performed again by exchanging the heat of the heat medium circulating in the heating circuit, so that the heat transfer amount to the heat load is low compared to the reheating, If the temperature of the circulating heat medium is raised too much, it will easily fall into an excessive heat supply state simply by circulating without heat exchange on the heating device side.
According to the present invention, as in the heating device of claim 1, during the simultaneous operation in which the reheating and heating heat exchangers function together, the temperature of the heat medium flowing in the heating circuit does not exceed a predetermined temperature, Continue simultaneous operation.
[0021]
On the other hand, when the temperature of the heat medium flowing in the heating circuit exceeds the predetermined temperature during the simultaneous operation, the operation shifts to the time division operation. This makes it possible to supply heat according to the heating circuit by adjusting the amount of heat generated in the heat source section and the circulation amount of the heat medium in the heat source circulation circuit during the heating independent operation after shifting to the time division operation, Excessive heat supply is prevented.
It is also possible to supply heat according to the reheating circuit by adjusting the amount of heat generated in the heat source section and the circulation amount of the heat medium in the heat source circulation circuit even during the reheating independent operation after shifting to the time division operation. It becomes.
[0022]
Claim 2 The invention described in claim 1 In the described heating apparatus, when the state where the heat medium flowing through the specific heat supply circuit or the heating circuit exceeds a predetermined temperature during the simultaneous operation occurs a predetermined number of times within a predetermined time, the time division operation is performed. Transition.
[0023]
According to the present invention, it is possible to remove the transient excessive state of heat supply and shift to the time-sharing operation only when the excessive state of heat supply to the heating circuit (specific heat supply circuit) continuously occurs. It becomes possible.
[0024]
Claim 3 The invention described in claim 1 or 2 In the described heating apparatus, the heat exchangers are configured to be connected to the heat source circulation circuit in parallel.
[0025]
Each heat exchanger (primary side) of the heating circuit and the reheating circuit can be connected in series or in parallel to the heat source circulation circuit.
In the configuration in which the primary side of each heat exchanger is connected in series to the heat source circulation circuit, the flow rate of the heat medium on the primary side of each heat exchanger is constant during simultaneous operation, but the heat of the heat exchanger on the upstream side is constant. Along with the absorption, the temperature of the heat medium flowing through the downstream heat exchanger varies. For this reason, it is difficult to stabilize the amount of heat supplied to each circuit.
[0026]
On the other hand, in the configuration in which each heat exchanger (primary side) of the heating circuit or the reheating circuit is connected in parallel to the heat source circulation circuit as in the present invention, the primary side of each heat exchanger flows even during simultaneous operation. Although the temperature of the heat medium is constant, the flow amount of the heat medium on the primary side of each heat exchanger is uniquely determined according to the channel resistance.
[0027]
In other words, in the configuration in which each heat exchanger is connected to the heat source circulation circuit in parallel as in the present invention, the amount of heat supplied to the heating circuit and the reheating circuit is substantially constant according to the circuit configuration during simultaneous operation, and is specified. The amount of heat supplied to the heat supply circuit may be excessive.
But the claim 1 As described above, when the amount of heat supplied to any of the heat supply circuits becomes excessive, it automatically shifts to time-sharing operation, so that stable heat supply to each heat supply circuit can be performed. .
[0028]
Claim 4 The invention described in claim 1 to 3 In the heating apparatus according to any one of the above, the heat exchanger interrupts the flow of the heat medium on the primary side or the flow of the heat medium on the secondary side, thereby stopping and stopping the function of the heat exchanger. It is set as the structure switched.
[0029]
In the configuration in which the primary side of each heat exchanger is connected in series to the heat source circulation circuit, the flow of the heat medium to the other heat exchanger is interrupted by interrupting the flow of the heat medium on the secondary side of the heat exchanger. The function and the function stop of the heat exchanger can be switched without doing.
Further, in the configuration in which the primary side of each heat exchanger is connected in parallel to the heat source circulation circuit, the function and function stop of the heat exchanger are switched by intermittently flowing the heat medium on the primary side of the heat exchanger. Can do.
[0030]
Claim 5 The invention described in claim 1 to 4 The heating device according to any one of the above, wherein the heat medium circulating in the heat source circulation circuit is hot water, a hot water supply channel provided outside or a hot water supply channel for supplying hot water to the bath terminal, and a water supply terminal provided outside A hot water supply circuit formed in combination with a water supply flow path for receiving water supply from is connected to the heat source circulation circuit in parallel with the heat exchanger.
[0031]
According to the present invention, the water supplied through the water supply channel can be heated by the heat source part of the heat source circulation circuit, and the heated hot water can be supplied to the hot water supply terminal and the bath terminal through the hot water supply channel, A heating device having a hot water supply function can be configured.
[0032]
Claim 6 The invention described in claim 1 to 5 In the heating device according to any one of the above, a storage unit that stores hot water heated by the heat source circulation circuit is provided between the hot water supply channel and the water supply channel of the hot water supply circuit.
[0033]
According to the present invention, hot water heated in the heat source section of the heat source circulation circuit is stored in the storage section via the hot water supply flow path, and the low temperature water in the storage section is circulated to the heat source circulation circuit via the water supply flow path for heating. By doing, the heated hot water can be stored in a storage part.
Also, hot water supply operation is performed in which hot water stored in the storage unit is discharged to the hot water supply terminal via the hot water supply channel and supplied to the heat source circulation circuit via the water supply channel without passing through the heat source circulation circuit. be able to.
[0034]
Also, a hot water supply / storage operation may be performed in which a part of hot water heated in the heat source part of the heat source circulation circuit is discharged to the hot water supply terminal via the hot water supply flow path, and the remaining part of the heated hot water is stored in the storage part. Is possible. Furthermore, it is also possible to perform a hot water supply operation in which hot water heated in the heat source part of the heat source circulation circuit and high temperature water stored in the storage part are simultaneously discharged to the hot water supply terminal through the hot water supply channel.
[0035]
Claim 7 The invention described in claim 1 to 6 In the heating apparatus according to any one of the above, one of the heat source units is configured as a combustor provided on a flow path of the heat source circulation circuit.
[0036]
According to the present invention, the heat medium circulating in the heat source circulation circuit can be efficiently heated in a short time by the combustor, and stable heat supply can be achieved even for hot water supply operation in which the supply heat amount needs to be increased rapidly. It can be performed.
In addition to the combustor, by disposing another heat source section on the flow path of the heat source circulation circuit, the heat supply amount (maximum combustion amount) required for the combustor can be reduced. Miniaturization can be achieved.
[0037]
Claim 8 The invention described in claim 1 to 7 A cogeneration system in which a heating device according to any one of the above is provided with a power generation device that supplies electric power to an electrical device, and the power generation device circulates by exchanging exhaust heat generated by power generation to a heat medium. An exhaust heat circulation circuit, and an exhaust heat exchanger is interposed between the exhaust heat circulation circuit and the heat source circulation circuit of the heating device, and one of the heat source parts of the heat source circulation circuit is formed by an exhaust heat exchanger Cogeneration system.
[0038]
According to the present invention, the heat of the heat medium circulating in the exhaust heat circulation circuit of the power generation apparatus is transmitted to the heat medium circulating in the heat source circulation circuit of the heating apparatus via the exhaust heat exchange section, so that the heat source circulation circuit One heat source part is formed on the top. This makes it possible to recover waste heat that has been discarded in the past and reuse it for raising the temperature of the heat medium circulating in the heat source circulation circuit, thereby improving the total energy efficiency of the cogeneration system.
[0039]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a flow path system diagram of the heating device 3 of the present embodiment. FIG. 2 is a flowchart showing the control of the heating device 3. FIG. 3 is a flowchart showing control of the reheating independent operation in the heating device 3 of FIG. FIG. 4 is a flowchart showing the reheating control during the reheating / heating simultaneous operation in the heating device 3 of FIG. FIG. 5 is a flowchart showing the control of the heating single operation in the heating device 3 of FIG. FIG. 6 is a flowchart showing the heating control in the reheating / heating simultaneous operation in the heating device 3 of FIG. 7 to 9 are flowcharts showing in detail some steps of the heating control of FIGS. 5 and 6.
[0040]
The heating device 3 of the present embodiment has a reheating function and a heating function. As shown in FIG. 1, a reheating operation of a bath terminal (not shown) provided outside, a hot water floor heating device and a fan controller are provided. A heating function by a heating terminal 8 such as a vector is provided.
[0041]
The heating device 3 includes a control unit 100 that supervises control of each unit and a plurality of circulation circuits. That is, as shown in FIG. 1, a heat source circulation circuit 32 that circulates hot water (heat medium) heated by a combustor 6 (heat source section) that receives and supplies city gas (natural gas), and a heating device 3. A heating circuit (heating circulation circuit) 35 that is connected to the heating terminal 8 provided outside and circulates hot water and a reheating circuit that is connected to a bath terminal provided outside the heating device 3 and circulates hot water ( 3 circulation circuits 36).
Then, the temperature and flow rate of hot water flowing through each circulation circuit is detected by a sensor and transmitted to the control unit 100, and a control signal generated by the control circuit unit is sent to a flow rate control valve and an electromagnetic valve provided in each unit, Control of the supply of heat energy to the heat load is performed by controlling the temperature and flow rate of hot water in each circulation circuit.
[0042]
The heat source circulation circuit 32 is a circulation circuit formed by connecting a heat exchanging portion 45 serving as a heat load between a heat source forward path 38 extending from the outlet 37 of the combustor 6 and a heat source return path 41 extending from the inlet 40. is there. The heat exchanging unit 45 is configured by connecting a flow path 45a and a flow path 45b in parallel, the heating heat exchanger 42 and the heating heat exchanger electromagnetic valve 52 are arranged in the flow path 45a, and reheating heat is flowed in the flow path 45b. An exchanger 43 and a reheating heat exchange solenoid valve 53 are arranged.
[0043]
The heat source forward path 38 close to the outlet 37 of the combustor 6 is provided with a temperature sensor 39 for detecting the temperature of hot water heated and discharged by the combustor 6, and the heat source return path 41 is provided with a heat source circulation pump in order from the upstream side. 47, a temperature sensor 48, a heat source flow rate sensor 50, and a circulating water proportional valve 51 are arranged.
[0044]
The heating heat exchange solenoid valve 52 and the reheating heat exchange solenoid valve 53 are both open / close control valves driven by solenoids, and the heating heat exchanger 42 and reheating heat exchanger 43 for hot water circulating in the heat source circulation circuit 32. Opening and closing control of the flow of water to connect and disconnect as a thermal load. The circulating water proportional valve 51 is a proportional control valve driven by a step motor and continuously variably controls the flow rate of hot water circulating through the heat source circulation circuit 32. The heat source circulation pump 47 is a pump that forcibly circulates hot water in the heat source circulation circuit 32. The heat source flow rate sensor 50 is a sensor that detects the flow rate of hot water in the heat source circulation circuit 32.
[0045]
The detection signals of the temperature sensors 39 and 48 and the heat source flow rate sensor 50 are sent to the control unit 100, and the control unit 100 adjusts the set temperature and circulation of the combustor 6 to adjust the temperature and flow rate of the hot water circulating in the heat source circulation circuit 32. The opening degree of the water proportional valve 51 is controlled.
[0046]
The heat source circulation circuit 32 has the above-described configuration, and hot water is forcedly circulated by the heat source circulation pump 47 while controlling the set temperature of the combustor 6 and the opening degree of the circulating water proportional valve 51, thereby making the heat source circulation circuit 32 The temperature and flow rate of the circulating hot water can be adjusted and controlled. In other words, the heat source circulation circuit 32 has a function as a heat source for supplying heat to the heat exchange unit 45 while adjusting the temperature and flow rate of the circulating hot water.
Thereby, the heating heat exchange solenoid valve 52 and the reheating heat exchange solenoid valve 53 are controlled to supply heat by circulating hot water to one or both of the heating heat exchanger 42 and the reheating heat exchanger 43. Is possible.
[0047]
As shown in FIG. 1, the heating circulation circuit 35 is a circulation circuit configured with a heating heat exchanger 42 that receives supply of thermal energy from hot water circulating in the heat source circulation circuit 32 as a heat source and the heating terminal 8 as a heat load. . The heating circulation circuit 35 is a circulation circuit formed by connecting the heating terminal 8 to ends of a heating forward path 55 and a heating return path 56 extending from the secondary side of the heating heat exchanger 42.
[0048]
The heating forward path 55 and the heating return path 56 extend to the outside of the heating device 3. The heating forward path 55 extends directly from the one end on the secondary side of the heating heat exchanger 42 to the outside of the heating device 3. The heating return path 56 extends from the other end on the secondary side of the heating heat exchanger 42 to the outside of the heating device 3 via the heating circulation pump 60 and a thermal valve (intermittent control valve) 59.
[0049]
Between the heating forward path 55 and the heating return path 56, a bypass flow path 63 that bypasses both paths inside the heating device 3 is provided. In other words, a bypass flow path 63 is provided between the heating return path 56 and the heating forward path 55 between the thermal valve 59 and the heating circulation pump 60, and separately from the long heating circulation circuit 35 that passes through the heating terminal 8. A short circulation circuit is formed inside the heating device 3 via the bypass flow path 63.
The bypass flow path 63 is a pipe having a smaller flow path cross-sectional area than the heating forward path 55 and the heating return path 56, and when the heating circulation pump 60 is driven with the thermal valve 59 closed, the bypass flow path 63 It has the function of preventing seizure of the pump 60 by circulating hot water through the path 63.
[0050]
The heating terminal 8 includes a plurality of heating terminals such as a hot water heater and a fan convector. Although not shown in FIG. 1, a heating return path 56 and a heating return path 56 via a thermal valve 59 are connected to each terminal, and the heating circulation circuit 35 of the heating terminal to be operated is opened to open the heating circulation circuit 35. By heating, hot water is selectively circulated to a plurality of heating terminals for heating.
[0051]
The heating forward path 55 is provided with a temperature sensor 64 that detects the temperature of the circulating hot water at a position that is located closer to the heating heat exchanger 42 than the bypass flow path 63. The detection signal of the temperature sensor 64 is sent to the control unit 100, and the set temperature of the combustor 6 and the opening degree of the circulating water proportional valve 51 are controlled so as to control the temperature of the hot water circulating in the heating circulation circuit 35 to a predetermined value. Is called.
[0052]
The recirculation circuit 36 is a recirculation circuit configured with a reheating heat exchanger 43 that receives supply of heat energy from the hot water circulating through the heat source circuit 32 as a heat source and a bath terminal as a heat load. The recirculation circuit 36 is a recirculation circuit formed by connecting a bath terminal (tub) to the ends of the recirculation forward path 65 and the recirculation return path 66 extending from the secondary side of the recirculation heat exchanger 43. .
[0053]
The follow-up forward path 65 and the follow-up return path 66 extend to the outside of the heating device 3. The reheating forward path 65 extends directly to the outside of the heating device 3 from one end on the secondary side of the reheating heat exchanger 43. The reheating return path 66 extends from the other end on the secondary side of the reheating heat exchanger 43 to the outside of the heating device 3 via the water flow switch 70 and the recirculation circulation pump 68. The water flow switch 70 is a sensor that detects the flow of hot water and has a function of preventing the bathtub from being opened.
[0054]
The heating device 3 of the present embodiment has the above-described configuration, and opens either one or both of the heating heat exchange electromagnetic valve 52 and the reheating heat exchange electromagnetic valve 53 to set the temperature and circulation of the combustor 6. By controlling the temperature and flow rate of the hot water circulating in the heat source circuit 32 by controlling the opening of the water proportional valve 51, a predetermined flow rate at a predetermined temperature is provided on the primary side of the heating heat exchanger 42 or the reheating heat exchanger 43. Of hot water. As a result, heat energy is supplied to the hot water circulating through the heating circulation circuit 35 via the heating heat exchanger 42, or to the hot water circulating through the recirculation circuit 36 via the reheating heat exchanger 43. Supply.
[0055]
Here, in the heating device 3 of the present embodiment, the heating heat exchange solenoid valve 52 and the reheating heat exchange solenoid valve 53 are open / close control valves. For this reason, it is possible to intermittently flow the hot water in the flow paths 45a, 45b to stop the function and stop the functions of the heat exchangers 42, 43. Cannot be controlled continuously.
Accordingly, during the heating and reheating simultaneous operation in which both the heating heat exchange solenoid valve 52 and the reheating heat exchange solenoid valve 53 are opened, the hot water circulating in the heat source circulation circuit 32 causes the flow resistance of each flow path 45a, 45b. Circulation is carried out while diverting to the flow path 45a and the flow path 45b in a distribution determined by. For this reason, it is difficult to control the supply ratio of the heat energy to the heat exchangers 42 and 43 during the simultaneous operation. However, according to the present embodiment, as will be described later, by shifting to a time-sharing operation under specific conditions, simultaneous comparison with a heating device having an individual heat source unit for each thermal load is inferior. Driving is possible.
[0056]
Next, the control of the reheating operation and the heating operation performed in the heating device 3 shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. 1 and the flowcharts of FIGS.
In the description, the overall control flow in the heating apparatus 3 will be described first with reference to the flowchart of FIG. 2, and details of each control will be described with reference to the flowcharts of FIGS. In the following description, the control shown in the flowchart of FIG. 2 is classified as the main routine, and the control of FIGS. 3 to 9 is provided. It does not give any restrictions.
[0057]
When a start operation of either the reheating operation or the heating operation is performed by a remote controller (not shown) provided in the heating device 3, the control unit 100 performs the reheating independent operation or the heating independent operation. The operation is started (see steps 200, 201, 217 to 220 in FIG. 2).
When the other operation is performed by the remote controller during either one of the reheating or heating, the control unit 100 starts the reheating / heating simultaneous operation (see steps 200 to 204 in FIG. 2 above). ).
[0058]
If a high cut that forcibly stops the heating function does not occur during heating and heating simultaneous operation or if the number n of high cuts within a predetermined time is less than the predetermined value N, the simultaneous operation is continued as it is. (See steps 200 to 205 in FIG. 2). In other words, this state is determined as a state in which the supply of thermal energy to the heating terminal is not excessive, and the control unit 100 continues the simultaneous operation as it is.
[0059]
When the operation of stopping the chasing operation is performed during the simultaneous operation or when the chasing operation is completed, the control unit 100 ends the chasing control and returns from the simultaneous operation to the heating independent operation (step in FIG. 2). 200-205, 217, 218, 220). In addition, when the heating operation is canceled by the remote controller during the simultaneous operation, the control unit 100 ends the heating operation and returns from the simultaneous operation to the single operation (see steps 200 to 205, 219, and 220 in FIG. 2). reference).
[0060]
On the other hand, when the number n of high-cut occurrences within a predetermined time in the heating operation reaches the predetermined value N during the reheating / heating simultaneous operation, the control unit 100 temporarily suspends the heating operation. And then go back to independent operation. At this time, the control unit 100 turns on the reheating flag and activates the renewal timer (see steps 200 to 209 in FIG. 2 above).
This state is an excessive supply of heat energy to the heating terminal. Therefore, in order to prevent the adverse effect of the unstable supply of heat energy to the recirculation circuit 36 due to the intermittent supply of heat energy that accompanies frequent high cuts, the control unit 100 performs recurring single control. Shift to time-sharing operation.
The control unit 100 continues the chasing single operation by the processing of steps 200 to 203, 209, and 210 until the chasing timer expires. In the present embodiment, the time-up time of the reheating timer is set to 5 minutes, but can be set to an appropriate time according to the capacity of the heat load and the combustion amount of the combustor 6.
[0061]
When the reheating timer expires during the reheating independent operation after the shift to the time division operation, the control unit 100 temporarily holds the renewal operation and shifts to the heating independent operation. At this time, the control unit 100 turns off the reheating flag, turns on the heating flag, and starts the heating timer (see steps 210 to 214 in FIG. 2 above).
Control unit 100 continues the heating single operation by the processing of steps 200 to 202, 214, and 215 until the heating timer expires. In this embodiment, the time-up time of the heating timer is set to 3 minutes, but it can be set to an appropriate time as with the reheating timer.
[0062]
That is, when the number of high-cut occurrences in the heating circulation circuit 35 within a predetermined time reaches N times in step 205, the heating device 3 of the present embodiment performs the reheating independent operation and the heating independent operation alternately thereafter. Shift to time-sharing operation. When the reheating operation is stopped or the reheating operation is completed while the time-sharing operation is continued, the control unit 100 ends the reheating control and returns from the time-division operation to the heating independent operation (described above). , See steps 200 to 218, 220 in FIG. 2).
When the heating controller finishes the heating operation while the time-sharing operation is continued, the control unit 100 ends the heating operation and returns from the time-sharing operation to the chasing single operation (steps 200 to 216 in FIG. 2). , 219, 220).
[0063]
Next, prior to the description of the simultaneous reheating / heating operation (step 204) in FIG. 2, the control of the reheating independent operation (steps 219, 209) and the heating independent operation (steps 218, 214) are respectively shown in FIG. This will be described with reference to FIG.
[0064]
(Control of reciprocating isolated operation)
When the reheating switch is turned on by a remote controller (not shown), the control unit 100 sets the set temperature of the combustor 6. Celsius 75 Degree (Centigrade below ° C) And the recirculation circulation pump 68 is driven to open the reheating heat exchange solenoid valve 53. Then, the combustor 6 is driven to burn and the heat source circulation pump 47 is driven (see steps 230 to 234 in FIG. 3 above). Thereby, circulation of hot water in the heat source circulation circuit 32 and the reheating circulation circuit 36 is started, and supply of heat energy from the heat source circulation circuit 32 to the reheating circulation circuit 36 is started.
[0065]
The control unit 100 controls the circulating water proportional valve 51 so that the flow rate of hot water in the heat source circulation circuit 32 becomes 7 [liter / min] while monitoring the detection flow rate of the heat source flow sensor 50 (step 235 in FIG. 3). reference). Thereby, the temperature of the hot water flowing out from the outlet 37 of the combustor 6 becomes the set temperature ( Celsius 75 Every time ) Is maintained, and hot water with a flow rate of 7 [liters / min] circulates in the heat source circulation circuit 32, and the heat of the circulating hot water is supplied to the recirculation circuit 36 through the reheating heat exchanger 43. Driving is performed.
In addition, when the water flow switch 70 of the recirculation circuit 36 does not detect the flow of hot water, it is in a state where water is not stretched in the bathtub, and the control unit 100 stops the renewal operation.
[0066]
During the reheating operation, when the reheating switch is turned off or the temperature of the bathtub rises and the temperature detected by the temperature sensor 69 of the retreating return path 66 reaches the reheating set temperature set by the remote controller, The control unit 100 closes the reheating heat exchange solenoid valve 53, stops driving the reheating circulation pump 68, stops the combustion of the combustor 6 and the heat source circulation pump 47, and ends the reheating operation. (See steps 230 and 236 to 239 in FIG. 3).
In this way, during the reheating independent operation, the operation is performed with fixed control of the set temperature of the combustor 6 and the flow rate of hot water in the heat source circulation circuit 32.
[0067]
(Control of single heating operation)
When the heating switch of the remote controller is turned on, the control unit 100 sets the set temperature of the combustor 6 to a predetermined value (in this embodiment, the heating terminal required temperature +2 Degree (° C) And the heating circulation pump 60 is driven to open the heating heat exchange solenoid valve 52. Further, the combustor 6 is driven to burn and the heat source circulation pump 47 is driven (see steps 250 to 256 in FIG. 5). Thereby, circulation of hot water in the heat source circulation circuit 32 and the heating circulation circuit 35 starts, and supply of heat energy from the heat source circulation circuit 32 to the heating circulation circuit 35 is started.
[0068]
The controller 100 controls the circulating water proportional valve 51 so that the flow rate of hot water in the heat source circulation circuit 32 is 9 [liter / min] while monitoring the detected flow rate of the heat source flow rate sensor 50. Thereby, the temperature of the hot water flowing out from the outlet 37 of the combustor 6 becomes the set temperature (heating terminal required temperature + 2 Degree (° C) 9 [liter / min] hot water circulates through the heat source circulation circuit 32, and the thermal energy of this hot water is supplied to the heating circulation circuit 35 via the heating heat exchanger 42 to perform the heating operation ( (See step 257 in FIG. 5).
[0069]
Subsequently, the control unit 100 performs a stability determination process for the temperature of the hot water flowing out of the combustor 6. As shown in FIG. 7, this process is performed so that the temperature of hot water flowing out from the outlet 37 of the combustor 6, that is, the temperature detected by the temperature sensor 39 is equal to the set temperature set in step 253 (set temperature− 2 Degree (° C) ) A process for determining that the above state is stable when the state continues for one minute. This stability determination process is started from the time when 3 minutes have elapsed since the combustion control of the combustor 6 was started, and continues until 8 minutes have passed. Then, if it is determined that it is stable before 8 minutes have passed, the process immediately proceeds to the next step. Further, even when 8 minutes have passed without being determined to be stable, it is considered stable and the process proceeds to the next step (see steps 258 and 280 to 282 in FIG. 5).
[0070]
Next, after continuing the heating operation as it is for 30 seconds, the control unit 100 refers to the temperature of the hot water circulating in the heating forward path 55, that is, the temperature detected by the temperature sensor 64. And the detected temperature is (heating forward path set temperature +5 Degree (° C) ) In the following cases, it is determined that the heat supply to the heating terminal has not reached an excessive state, and the process proceeds to a process for adjusting the set temperature of the combustor 6 (see steps 259 to 261 in FIG. 5 above).
[0071]
As shown in FIG. 8, the set temperature of the combustor 6 is adjusted according to the temperature difference between the temperature of the hot water circulating in the heating forward path 55 and the preset temperature of the heating forward path. It is a process to adjust. In other words, the temperature of the hot water circulating in the heating forward path 55 is (heating forward path set temperature + 4 Degree (° C) ) Exceeds the set temperature of the combustor 6 Degree (° C) Decrease, (heating forward set temperature +1.5 Degree (° C) ) Exceeds the set temperature of the combustor 6 Degree (° C) Just lower. Further, the temperature of the hot water circulating in the heating forward path 55 is (heating forward path set temperature -4 Degree (° C) ), The set temperature of the combustor 6 is set to 2 Degree (° C) Increase the heating heating path setting temperature -1.5 Degree (° C) When the temperature is lower than), the set temperature of the combustor 6 is set to 1. Degree (° C) Only increase. In addition, the temperature of the hot water circulating in the heating outbound path 55 is (heating outbound path set temperature−1.5. Degree (° C) ) Or more (heating forward set temperature +1.5 Degree (° C) In the following cases, the set temperature of the combustor 6 is maintained as it is (see steps 261 and 290 to 297 in FIG. 5).
Thereby, the set temperature of the combustor 6 is changed according to the temperature of the hot water circulating in the heating forward path 55.
[0072]
As a result of changing the set temperature of the combustor 6, if the new set temperature is within the settable range of the combustor 6, the control unit 100 returns to step 250 as it is. When the new set temperature deviates from the upper limit or lower limit settable by the combustor 6, the set temperature is set to the upper limit value or the lower limit value, and the process returns to step 250 (see steps 262 and 263 in FIG. 5).
Thus, the simultaneous operation is continued while adjusting the set temperature of the combustor 6 according to the heat supply to the heating terminal 8 by repeating the processing of steps 258 to 263 in FIG. 5. In this state, the high cut flag is not turned on, and the process proceeds from step 251 to step 258 as it is. Further, when the heating switch is turned off during the heating operation, the process proceeds from Step 250 to the heating operation stop process after Step 268.
[0073]
On the other hand, in step 260, the temperature of the hot water circulating in the heating forward path 55 is (heating forward path set temperature +5). Degree (° C) ), The control unit 100 determines that the heat supply to the heating terminal 8 is excessive, closes the heating heat exchange solenoid valve 52 while driving the heating circulation pump 60, and sets the combustor 6. Stop driving the combustion and heat source circulation pumps. At this time, the control unit 100 turns on the high cut flag (see steps 260 and 264 to 266 in FIG. 5). As a result, the supply of heat energy from the heat source circulation circuit 32 to the heating circulation circuit 35 is cut off and a high cut state is established.
[0074]
If it enters into a high cut state, it will wait for temperature to fall, circulating the hot and cold water of the heating circulation circuit 35. Then, the temperature detected by the temperature sensor 64 in the heating forward path 55 (heating outgoing path set temperature−10 Degree (° C) ), It is determined that the heat supply to the heating terminal 8 can be resumed, and the process returns to the heating control step 250 to repeat the same process (see step 267 in FIG. 5).
When the heating controller is turned off by the remote controller during the heating operation, the heating heat exchange solenoid valve 52 is closed, the heating circulation pump 60 is stopped, and the combustion of the combustor 6 and the heat source circulation pump 47 are stopped. The driving is stopped and the heating operation is terminated (see steps 250 and 268 to 270 in FIG. 5).
[0075]
(Repulse control during simultaneous operation)
Reheating control during simultaneous reheating and heating operation is performed according to the flowchart of FIG. This control is basically the same as the control of the reheating independent operation shown in FIG. Accordingly, the same processing is denoted by the same step number, and redundant description is omitted.
The follow-up control (FIG. 4) at the time of simultaneous operation differs from the above-described control of the follow-up independent operation (FIG. 3) in the following points. That is, step 231 in FIG. 3 is changed to step 231 ′ in FIG. 4, and step 235 in FIG. 3 is changed to step 235 ′ in FIG. Also, step 239 in FIG. 3 is deleted in FIG.
[0076]
In other words, in the control of the chasing single operation, the set temperature of the combustor 6 is set to 75. Degree (° C) However, during simultaneous operation, the set temperature of the combustor 6 is maintained at the set temperature on the heating side.
Further, in the control of the reheating independent operation, the flow rate of the hot water in the heat source circulation circuit 32 is controlled to 7 [liter / min], but up to 10 [liter / min] which is the flow upper limit value of the combustor 6 during the simultaneous operation. The circulating water proportional valve 51 is controlled to increase (see steps 231 ′ and 235 ′ in FIG. 4).
Thereby, while controlling the temperature of the hot water in the heat source circulation circuit 32 to a temperature suitable for the heating side, the flow amount is increased to a value suitable for simultaneous operation.
Further, since the operation is simultaneous, the combustion of the combustor 6 and the driving of the heat source circulation pump 47 are not stopped at the end of the reheating operation.
[0077]
(Heating control during simultaneous operation)
Heating control during simultaneous reheating and heating operation is performed according to the flowchart of FIG. This control is basically the same as the control of the heating single operation shown in FIG. Accordingly, the same processing is denoted by the same step number, and redundant description is omitted. The heating control at the time of simultaneous operation (FIG. 6) differs from the control of the heating independent operation (FIG. 5) as follows. That is, step 257 in FIG. 5 is replaced with step 257 ′ in FIG. 6, and steps 265 and 266 in FIG. 5 are replaced with steps 271 to 275 in FIG. Also, step 270 in FIG. 5 is deleted in FIG.
[0078]
In the heating independent operation control, the flow rate of hot water in the heat source circulation circuit 32 is controlled to 9 [liter / min], but in the simultaneous operation, the flow rate is proportional to the circulating water so that the flow rate becomes 10 [liter / min], which is the maximum value. The valve 51 is controlled (see step 257 ′ in FIG. 6). As a result, the temperature and flow rate of hot water in the heat source circulation circuit 32 are increased to values suitable for simultaneous operation.
[0079]
In addition, in order to shift to the time-sharing operation of the present invention according to the number of times of high cut of heating during the simultaneous operation, counting of the number of occurrences of high cut n and comparison processing are added. The processing of the added step is as follows.
In step 261, the temperature of the hot water circulating in the heating forward path 55 is (heating forward path set temperature + 5). Degree (° C) ) And the heating heat exchanger electromagnetic valve 52 is closed in step 264 and enters the high cut state, the control unit 100 increases the high cut number n by 1 and compares it with a predetermined value N. As a result of comparison, when the number of high cuts n is less than N, a timer process is performed to turn on the high cut flag and set the integration period of the number of high cuts (see steps 271 to 274 in FIG. 6 above).
[0080]
As shown in FIG. 9, this timer process starts the timer when the first high cut occurs, and resets the number of high cuts n and restarts the timer when the timer times out (see above). (See step 274 in FIG. 6 and steps 300 to 304 in FIG. 9). As a result, the integration period of the number of high cuts n is restricted to the time that the timer times up.
[0081]
When entering the high cut state, the control unit 100 controls the set temperature of the combustor 6 and the opening degree of the circulating water proportional valve 51 to a state where the reheating operation is performed independently, and continues the reheating operation, It progresses to step 267 which waits for the temperature fall of the hot water circulating through the heating circulation circuit 35 (refer FIG. 6 step 275).
[0082]
On the other hand, when the number n of high cuts reaches the predetermined value N in step 272, the control unit 100 determines that the heat supply to the heating terminal 8 is excessive and frequent high cuts occur, and step 205 in FIG. Return to and shift to time-sharing operation.
Further, since the simultaneous operation is performed, combustion of the combustor 6 and driving of the heat source circulation pump 47 are not stopped when the high cut occurs and when the heating operation ends.
[0083]
As described above, according to the heating device 3 of the present embodiment, since the heating circulation circuit 35 and the recirculation circuit 36 are connected in parallel to one heat source circulation circuit 32, each thermal load is simultaneously operated. Despite being unable to optimally control the amount of heat supplied to the unit, it is automatically switched to a time-sharing operation in which independent operation is performed alternately according to the occurrence of high cuts in the heating circuit, while simultaneously performing reheating and heating. It becomes possible to shift to. As a result, it is possible to effectively prevent the adverse effects associated with the frequent occurrence of high cuts in the heating circuit during simultaneous operation.
[0084]
Also, unlike heat loads such as hot water supply, where fluctuations in the heat supply amount immediately appear as fluctuations in the hot water supply temperature, reheating and heating have a large heat capacity as the heat load, and fluctuations in the heat supply amount are the temperature of the heat load. It takes time to appear as a fluctuation. Thereby, even when the time-sharing operation is performed as in the heating device 3 of the present embodiment, it is possible to remarkably improve the usability in addition to the stability of the operation without giving the user a sense of incongruity.
[0085]
【Example】
Next, an embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS.
A present Example is the cogeneration system 1 formed using the heating apparatus 3 shown by the said embodiment. The heating device 3 employed in the cogeneration system 1 of the present example has a hot water supply function and a bath dropping function in addition to the reheating function and heating function of the heating device 3 shown in the above embodiment, It is the structure provided with the storage tank which stores.
[0086]
FIG. 10 is a flow path system diagram of the cogeneration system 1 of the present embodiment. FIG. 11 is an operation principle diagram when the system 1 shown in FIG. 10 performs an exhaust heat hot water storage operation. FIG. 12 is an operation principle diagram when the system 1 shown in FIG. 10 performs a hot water supply operation using hot water in the storage tank. FIG. 13 is an operation principle diagram when the system 1 shown in FIG. 10 operates the combustor to supply hot water. FIG. 14 is an operation principle diagram when the system 1 shown in FIG. 10 performs a drop operation. FIG. 15 is an operation principle diagram when the system 1 shown in FIG. FIGS. 16 and 17 are operation principle diagrams when the system 1 shown in FIG. 10 performs the heating operation.
[0087]
As shown in FIG. 10, the cogeneration system 1 of the present embodiment is roughly composed of a heating device 3 and a power generation device 2. The power generation device 2 includes a gas engine 5 (heat source unit), supplies electric power to an external electrical device of the cogeneration system 1, and heats hot water with exhaust heat generated during power generation. The heating device 3 includes a combustor 6 (heat source unit), and mainly heats hot water supplied to the hot water tap 7 or supplies thermal energy to a heating terminal 8 such as hot water floor heating or a fan convector. The hot water supplied is heated.
[0088]
The power generator 2 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 device 2 is supplied to an external load such as an electric device provided outside the system 1 and the heater 11 (internal load). The power generation device 2 includes an exhaust heat circulation circuit 12 that recovers exhaust heat by cooling the gas engine 5.
[0089]
The exhaust heat circulation circuit 12 circulates hot and cold water via the exhaust heat exchanger 30 and the heating heat exchanger 57 located outside the power generation device 2, that is, on the heating device 3 side. The exhaust heat circulation circuit 12 passes through the bypass branch point A from the gas engine 5, the exhaust heat forward path 13 for flowing hot water toward the exhaust heat heat exchanger 30, and the branch heat path for the hot water to the heating heat exchanger 57. The exhaust heat branching path 61 to flow, the exhaust heat return path 15 for returning hot water from the exhaust heat heat exchanger 30 to the gas engine 5 side, and the hot water returning from the heating heat exchanger 57 join the exhaust heat return path 15. And a branch return path 62. 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 flow paths. Hot water flowing in the exhaust heat circulation circuit 12 is pumped by an exhaust heat circulation pump 16 provided in the middle of the exhaust heat return path 15 and flows from the exhaust heat return path 15 side to the exhaust heat forward path 13 side. The hot water flowing in the exhaust heat return path 15 is heated by the heat generated when the gas engine 5 is driven and flows out to the exhaust heat forward path 13.
[0090]
A heater 11 is provided in the middle of the exhaust heat forward path 13 that connects 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 to an external electric device or the like. The heater 11 is supplied with surplus power that cannot be consumed by an external electrical device or the like via the branch wiring 18, thereby preventing reverse power flow from the generator 10 to an external power source (not shown). Has been. In other words, 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, energization to the heater 11 is adjusted.
[0091]
Hot water that is heated by the exhaust heat of the gas engine 5 and flows in the exhaust heat forward path 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 exhaust heat return path 15.
[0092]
In the middle of the exhaust heat return path 15, in addition to the above-described exhaust heat circulation pump 16, a water supplement tank 22 and a thermostat type three-way valve 25 are provided. The three-way valve 25 is connected to a communication flow path 24 that communicates with a three-way valve 23 provided in an exhaust heat branch return path 62 described later. Further, a bypass flow path 26 is provided between the exhaust heat return path 15 and the exhaust heat forward path 13 to bypass the both. The supplementary water tank 22 is provided with a water supply pipe 27 for supplying water from the outside, and the amount of water supplied to the supplementary water tank 22 is adjusted by a supplementary water valve 28 provided in the middle of the water supply pipe 27. The 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.
[0093]
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 acts, and the exhaust heat exchanger 30 and Water entering the heating heat exchanger 57 is blocked. In other words, 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 water flow from the exhaust heat heat exchanger 30 and the heating heat exchanger 57 to the exhaust heat return path 15. A closed circuit is formed in which the exhaust heat forward path 13 and the exhaust heat return path 15 communicate with each other via the bypass flow path 26. Therefore, the hot water flowing in the exhaust heat forward path 13 flows directly to the gas engine 5 side via the bypass flow path 26.
[0094]
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 exhaust heat forward path 13 by the action of the three-way valve 25 is transferred to the exhaust heat heat exchanger 30 and the heating heat exchanger 57. Inflow. 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 exhaust heat return path 15 via the three-way valve 23 to enter the gas engine 5. Return to the side.
[0095]
The heating device 3 includes a combustor 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 exhaust heat circulation circuit 12, and The storage tank 31 (storage part) is provided. The heating device 3 includes a heat source circulation circuit 32 and a hot water supply circuit 29 for supplying hot water heated by the heat generated in the gas engine 5 and the combustor 6 to the outside through the hot water tap 7. It has the heating circulation circuit 35 connected to thermal loads, such as the terminal 8 (thermal load), and the reheating circulation circuit 36 which supplies hot water to a bathtub and circulates.
[0096]
In the cogeneration system 1 of the present embodiment, a flowing water circuit (closed circuit H) including a heat source circulation circuit 32 including a heat source forward path 38 and a heat source return path 41 and a storage tank 31 is formed. In the cogeneration system 1, a flowing water circuit is formed which includes a heat source circulation circuit 32 including a heat source forward path 38 and a heat source return path 41, a storage tank 31, and a heat exchange branch flow path 94 branched from the heat source forward path 38. Has been. That is, the cogeneration system 1 includes a closed circuit H or a flowing water circuit including a flow path obtained by adding the heat exchange branch flow path 94 to the closed circuit H.
[0097]
The heat source circulation circuit 32 has a heat source forward path 38 connected to the outlet 37 of the combustor 6 and a heat source return path 41 connected to the inlet 40 of the combustor 6. In the heat source circulation circuit 32, a proportional valve 84 is provided on the upstream side of the branch part D where the heat source forward path 38 is branched into the branch hot water supply forward path 83 and the tank upper pipe 87. Further, the heat source forward path 38 is further branched at the branching section E on the upstream side of the proportional valve 84, and a heat exchange branching flow path 94 that connects the branching section E and the air separator 46 is formed.
[0098]
The heat source forward path 38 is branched into a branched hot water supply forward path 83 connected to the mixing valve 80 and a tank upper pipe 87 connected to the storage tank 31 in the branch portion D. 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. The heat source return path 41 includes, in order from the upstream side, an air separator 46, a heat source circulation pump 47 that circulates hot water, a waste heat exchanger 30, a temperature sensor 48 that detects the temperature of hot water flowing through the heat source return path 41, and a flow rate. A heat source flow sensor 50 to be detected and a circulating water proportional valve 51 for adjusting the amount of water flowing into the combustor 6 are connected. The air separator 46 in the middle of the heat source return path 41 discharges the air contained in the heat source circulation circuit 32 to the outside, and is connected to a tank lower pipe 89 provided at the lower part of the storage tank 31. . The exhaust heat exchanger 30 heats the hot water flowing through the heat source return path 41 by exchanging heat with the hot water heated by the exhaust heat generated when the gas engine 5 is driven in the power generation device 2 described above. is there. Therefore, during the operation of the normal gas engine 5, hot water heated in the exhaust heat exchanger 30 flows into the combustor 6 through the heat source return path 41.
[0099]
The heat exchanging unit 45 is provided in the middle of the heat exchange branching flow path 94, and includes a flow path 45 a having the heating heat exchanger 42 and the heating heat exchange electromagnetic valve 52, a reheating heat exchanger 43, and reheating heat. A flow path 45b having an alternating electromagnetic valve 53 is connected in parallel. Therefore, the flow and shut-off of hot water to the heating heat exchanger 42 and the reheating heat exchanger 43 are controlled by the heating heat exchanging solenoid valve 52 and the reheating heat exchanging solenoid valve 53.
[0100]
The heating circulation circuit 35 connected to the heating heat exchanger 42 has a heating forward path 55 for supplying hot water to the heating terminal 8 and a heating return path 56 for returning hot water from the heating terminal 8 side. A temperature sensor 64 that detects the temperature of hot water flowing out of the heating heat exchanger 42 is provided in the middle of the heating outbound path. In the middle of the heating return path 56, a heat operated valve 59 that intermittently circulates hot water to the heating terminal 8, a heating heat exchanger 57, a supplementary water tank 58 that replenishes the heating return path 56 with hot water, and a supplementary water from the heating return path 56. A temperature sensor 54 for detecting the temperature of hot water flowing into the tank 58 and a heating circulation pump 60 for circulating hot water in the heating return path 56 are provided. The heating circulation circuit 35 is a bypass that bypasses the heating forward path 55 and the heating return path 56 in order to prevent an overload from acting on the heating circulation pump 60 and the like when the thermal valve 59 is closed. A flow path 63 is provided.
[0101]
The heating heat exchanger 57 is connected to the exhaust heat branch forward path 61 branched from the exhaust heat forward path 13 of the power generator 2 and the exhaust heat branch backward path 62 branched from the exhaust heat return path 15. Hot hot water heated by the exhaust heat of the engine 5 circulates. Therefore, the hot water that has radiated heat at the heating terminal 8 and has a low temperature is heated in the heating heat exchanger 57 by exchanging heat with the high-temperature hot water supplied by the exhaust heat branch forward path 61. The hot water heated in the heating heat exchanger 57 flows into the heating heat exchanger 42 through the replenishing tank 58, and is further heated by the heat exchange in the heating heat exchanger 42, and then sent again to the heating terminal 8 side. .
[0102]
The reheating circulation circuit 36 connected to the reheating heat exchanger 43 includes a retreating path 65 for feeding hot water to the bathtub side, and a retreating return path 66 for returning hot water from the bathtub side. A water level sensor 67 for detecting the water level in the bathtub, a temperature sensor 69 for detecting the temperature of flowing hot water, a reheating circulation pump 68, and a water flow switch 70 are provided in the middle of the reheating return path 66. . In addition, a pouring branch passage 71 branched from a hot water supply passage 33 to be described later is connected in the middle of the follow-up return route 66, that is, between the follow-up circulation pump 68 and the water flow switch 70. The pouring branch flow path 71 includes a check valve 72 that allows only water to flow from the hot water supply flow path 33 side to the reheating return path 66 side, and a pouring valve 73 that adjusts the amount of water flowing into the reheating return path 66 side. A flow rate sensor 75 for detecting the flow rate of the hot water flowing in the pouring branch channel 71 is provided.
[0103]
As described above, the pouring return path 66 is connected to the pouring branch path 71 that allows inflow of hot water from the hot water supply path 33 side. You can also drop hot water into the bathtub.
[0104]
The hot water supply circuit 29 is branched in the middle of the heat source forward path 38 to branch the hot water supply forward path 83 leading to the mixing valve 80, the hot water supply flow path 33 leading from the mixing valve 80 to the hot water tap 7, and the mixing valve from the water tap (not shown). The water supply channel 85 reaching 80 and the water supply channel 91 branched from the middle of the water supply channel 85 and reaching the bottom side of the storage tank 31 are combined.
[0105]
A flow rate sensor 81, a proportional valve 82, and a hot water supply temperature sensor 95 are provided in the middle of the hot water supply passage 33. The water supply channel 85 is provided with a pressure reducing valve 88, a check valve 90 for guiding hot water to the mixing valve 80, and a water supply temperature sensor 93 for detecting the temperature of hot water introduced from the outside. And connected to the mixing valve 80.
[0106]
In the middle of the water supply channel 85, a water supply channel 91 for supplying hot water introduced from the outside toward the storage tank 31 is connected. The water supply channel 91 is connected to the bottom side of the storage tank 31, and a check valve 86 is provided on the way to guide hot water from the water supply channel 85 side to the storage tank 31 side. A tank lower pipe 89 for discharging hot water from the storage tank 31 is connected to the bottom of the storage tank 31. As described above, the tank lower pipe 89 is connected to the heat source return path 41 connected to the inlet 40 of the combustor 6 via the air separator 46. Further, a tank upper 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 tank upper pipe 87 through the water supply passage 91, the storage tank 31 is always maintained in a full state. Is done.
[0107]
In the cogeneration system 1 of the present embodiment, a drive control device 102 including a control unit 100 that controls the driving of the power generation device 2 and the heating device 3 and a surplus power control unit 101 is provided. The control unit 100 opens and closes valves based on the detection signals of the sensors provided in the power generation device 2 and the heating device 3, and drives the pump, the gas engine 5, the combustor 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 device 2, the power consumption in the electrical equipment connected to the power generation device 2, and the surplus power. Is consumed in the heater 11 to prevent reverse power flow to an external power source (not shown). In other words, the surplus power control unit 101 detects the reverse power flow to the external power source, and turns on / off the switch 21 of the heater 11 based on this detection signal, so that the power generation device 2 generates power. Electric power that cannot be consumed by the connected electrical equipment or the like is consumed.
[0108]
The drive control device 102 operates the gas engine 5 and the combustor 6 in accordance with each operation described above, and heats hot water with the heat generated thereby. That is, 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 device 2, the cogeneration system 1, and the cogeneration system 1. The controller 100 controls the driving of the gas engine 5 and the combustor 6 in accordance with the power usage status in the electrical equipment or the like connected to, and performs hot water heating or power generation.
[0109]
Then, the flow of the hot water in the cogeneration system 1 of a present Example is demonstrated.
The cogeneration system 1 is controlled to a plurality of operating states by the drive control device 102, and the flow of hot water differs for each operation. In other words, the drive control device 102 performs a waste heat storage operation for storing hot water in the storage tank 31, a hot water supply operation for discharging hot water from the hot water tap 7, a dropping operation for dropping hot water into the bathtub, and hot water in the bathtub. One or a plurality of operations are selectively performed, such as a reheating operation for reheating and a heating operation for operating the heating terminal 8.
[0110]
First, the flow of hot water when the exhaust heat storage operation is performed will be described with reference to FIG. When the exhaust heat storage operation is performed, the gas engine 5 starts to be driven in the power generation apparatus 2, and accordingly, the exhaust heat circulation pump 16 operates to start circulating hot water in the exhaust heat circulation circuit 12. Hot and cold water flowing in the exhaust heat circulation circuit 12 is heated by exhaust heat generated as the gas engine 5 is driven. In addition, the heater 11 is operated by surplus power that cannot be consumed by electrical equipment or the like outside the system 1 connected to the generator 10 among the power generated in the generator 10 as the gas engine 5 is driven. The hot water flowing through the exhaust heat forward path 13 is further heated.
[0111]
When the hot water in the exhaust heat circulation circuit 12 is at a low temperature, such as immediately after the gas engine 5 is started, the three-way valve 25 closes the communication flow path 24 and connects the exhaust heat return path 15 and the bypass flow path 26. Operates to communicate. Therefore, the hot water flowing in the exhaust heat forward passage 13 flows and circulates to the exhaust heat return passage 15 side via the bypass passage 26 and does not flow into the exhaust heat exchanger 30 and the heating heat exchanger 57 side. When the hot water in the exhaust heat circulation circuit 12 becomes a predetermined temperature or higher as the gas engine 5 is driven, the three-way valve 23 and the three-way valve 25 are switched, and the hot water starts to circulate in the exhaust heat exchanger 30.
[0112]
On the other hand, in the heating device 3, the heat source circulation pump 47 starts driving, and hot water in the storage tank 31 flows into the heat source return path 41 from a tank lower pipe 89 provided at the bottom of the storage tank 31. The hot water flowing in the heat source return path 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 combusted from the inlet 40 of the combustor 6. It flows into the machine 6.
[0113]
In the exhaust heat storage operation, since the combustor 6 is in the combustion stopped state, the hot water flowing in from the inflow port 40 passes through the combustor 6 and flows out to the heat source forward path 38 connected to the outflow port 37. Here, when the temperature of the hot water flowing into the heat source outward path 38, that is, the temperature detected by the temperature sensor 39 does not reach the predetermined temperature, the proportional valve 84 of the branch hot water supply outward path 83 is closed, and the heating heat exchange solenoid valve 52 is closed. Alternatively, at least one of the reheating heat exchange solenoid valves 53 (the heating heat exchange solenoid valve 53 in this embodiment) is closed. As a result, hot water that has not reached the predetermined temperature does not flow into the storage tank 31, and hot water that has left the combustor 6 flows through the flow path on the heat exchanging unit 45 side and circulates in the heat source circulation circuit 32. That is, while the hot water flowing in the heat source forward path 38 is at a low temperature, the heat exchange branch passage 94 and the heat bypassing the upstream side of the proportional valve 84 and the downstream side of the storage tank 31 in the middle of the heat source forward path 38. Hot water is circulated through the exchanging unit 45 to wait for a rise in the temperature of the hot water.
[0114]
On the other hand, when the hot water flowing in the heat source forward path 38 reaches a predetermined temperature or higher, the proportional valve 84 is opened, and both the heating heat exchange solenoid valve 52 and the reheating heat exchange solenoid valve 53 of the heat exchange unit 45 are closed. The Here, the mixing valve 80 is closed with respect to the branch hot-water supply path 83. Therefore, the hot and cold water heated in the exhaust heat exchanger 30 and reaching a predetermined temperature flows in from the tank upper pipe 87 connected to the upper part of the storage tank 31 and is stored in the storage tank 31. In other words, hot water discharged from the tank lower pipe 89 connected to the bottom of the storage tank 31 is heated in the exhaust heat exchanger 30 and then flows into the tank upper pipe 87 connected to the top of the storage tank 31. To do. 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 by the exhaust heat hot water storage operation is completed. Therefore, 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, and exhaust heat is discharged. Complete hot water storage operation.
[0115]
Next, the flow of hot water when the cogeneration system 1 performs a hot water supply operation 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 channel 85 is directed toward the mixing valve 80. Supplied. 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 water supply passage 91 branched from the water supply passage 85. Here, the heat source circulation pump 47 provided in the middle of the heat source return path 41 is stopped or operated at a low speed, and the proportional valve 84 is closed or greatly opened. Therefore, even if hot water flows from the bottom of the storage tank 31, the hot water hardly flows to the closed circuit H side including the heat source return path 41. Therefore, when hot water flows from the bottom of the storage tank 31, the hot water stored in the storage tank 31 is pushed upward by the hot water. As a result, hot hot water on the upper side of the storage tank 31 is discharged from the tank upper pipe 87. The hot water discharged from the tank upper pipe 87 flows in the branch hot water supply outward path 83 and flows to the mixing valve 80 side.
[0116]
Since the mixing valve 80 is opened with respect to the branch hot-water supply forward path 83, the hot water discharged from the tank upper pipe 87 flows into the mixing valve 80. The hot hot water that has flowed into the mixing valve 80 is mixed with the low-temperature water supplied through the water supply flow path 85 to an appropriate temperature, and is discharged from the hot water tap 7 through the hot water supply flow path 33. In other words, the mixing valve 80 mixes the 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, the feed water temperature sensor 93 that detects the temperature of water supplied from the outside, and the mixing valve 80. The mixing ratio of the 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 temperature detected by the hot water supply temperature sensor 95 that detects the temperature of the hot water discharged and discharged. . The hot water mixed in the mixing valve 80 is supplied to the outside through the hot water supply channel 33 and the hot water tap 7.
[0117]
On the other hand, when the hot water in the storage tank 31 is at a low temperature, the hot water is heated by the combustor 6 as shown in FIG. 13, and this hot water is discharged from the hot water tap 7. That is, when the hot water tap 7 is opened while the hot water in the storage tank 31 is at a low temperature, the heat source circulation pump 47 is activated and the proportional valve 84 is opened. Further, the heating heat exchange electromagnetic valve 52 and the reheating heat exchange electromagnetic valve 53 in the heat exchanging unit 45 are closed, and the flow of hot water from the heat source forward path 38 to the heat exchange branch flow path 94 is prevented. Furthermore, the mixing valve 80 is opened with respect to the branch hot water supply flow path 83 into which hot water flowing through the heat source forward path 38 flows and the water supply flow path 85 through which hot water introduced from the outside flows. Therefore, a part of the low-temperature water supplied from the outside reaches the mixing valve 80 via the water supply channel 85 and flows into the hot water supply channel 33 connected to the mixing valve 80. Further, the remaining hot water supplied from the outside is supplied from the lower portion of the storage tank 31 through the water supply passage 91 branched from the water supply passage 85. When the water flow in the hot water supply passage 33 is detected by the flow sensor 81, the combustor 6 starts the combustion operation.
[0118]
Hot water that has flowed into the lower portion of the storage tank 31 from the outside through the water supply passage 91 flows into the combustor 6 from the tank lower pipe 89 through the heat source return passage 41. The hot water that has flowed into the combustor 6 is heated by the heat generated by the combustion operation, and then flows into the mixing valve 80 through the heat source forward path 38 and the branched hot water supply forward path 83. Hot hot water that has flowed into the mixing valve 80 is mixed with hot water supplied from the outside via the water supply channel 85, adjusted to an appropriate temperature, and supplied to the outside via the hot water channel 33 and the hot water tap 7.
[0119]
As described above, when the hot-water tap 7 is opened, the drive control device 102 operates the cogeneration system 1 in a hot-water supply operation, and uses hot water in the storage tank 31 or hot water heated by the combustor 6. Do hot water supply. When the hot-water tap 7 is closed and the flow rate sensor 81 no longer detects the water flow, the drive control device 102 stops the combustion operation of the combustor 6 and completes a series of operations.
[0120]
Next, the flow of hot water when the cogeneration system 1 performs a drop operation will be described with reference to FIG. The cogeneration system 1 of the present embodiment adopts a configuration in which hot water is dropped into the bathtub from the follow-up return path 66 in addition to the follow-up outbound path 65 when performing the drop operation.
[0121]
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 is started. When hot water is sufficiently stored in the storage tank 31, when the dropping operation is started, the temperature of the hot water dropped into the bathtub is adjusted in the same manner as the hot water supply operation described above. In other words, a part of the low-temperature water supplied from the outside through the water supply channel 85 is supplied toward the mixing valve 80. On the other hand, the remaining hot water supplied from the outside flows from the bottom of the storage tank 31 via the water supply channel 91. Accordingly, hot hot water stored on the upper side of the storage tank 31 is discharged from the tank upper pipe 87 and flows into the mixing valve 80.
[0122]
The hot hot water that has flowed into the mixing valve 80 is mixed with the low-temperature water supplied through the water supply passage 85, adjusted to an appropriate temperature, and flows out to the hot water supply passage 33. The hot water that has flowed into the hot water supply flow path 33 flows through the pouring branch flow path 71 branched from the hot water supply flow path 33, and then flows into the reheating return path 66. Here, since the recirculation pump 68 is stopped in the drop-down operation, a part of the hot water flowing into the retreat return path 66 flows into the bathtub via the retreat return path 66. Further, the remaining portion of the hot water that has flowed from the pouring branch passage 71 into the reheating return path 66 bypasses the reheating heat exchanger 43 and flows from the reheating forward path 65 to the bathtub. 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 operations is completed.
[0123]
Next, the flow of hot water in the reheating operation for reheating hot water in the bathtub will be described with reference to the operation principle diagram shown in FIG.
The detailed control of each part in the chasing operation is the same as the control in the heating device 3 shown in the embodiment. In the reheating operation, the hot water in the bathtub is reheated by heat exchange between the hot water heated by the combustion operation in the combustor 6 and the recirculation circuit 36 in which the hot water in the bathtub circulates.
[0124]
More specifically, when the cogeneration system 1 starts a reheating operation, the recirculation circulation pump 68 is driven. Accordingly, when the water flow switch 70 detects that the flow rate of hot water in the reheating return path 66 is a predetermined amount, the heat source circulation pump 47 provided in the heat source return path 41 is activated and the combustor 6 is activated. At this time, the heating heat exchange solenoid valve 52 is closed and the reheating heat exchange solenoid valve 53 is opened. Thus, in the reheating operation, the hot water discharged from the combustor 6 passes through the heat source return path 41 from the heat source forward path 38 through the heat source return path 41 as shown in FIG. Circulate on the route back to 6. In other words, in the reheating operation, hot hot water heated in the combustor 6 circulates through the reheating heat exchanger 43 provided in the flow path 45b. Hot water circulated in the recirculation circuit 36 as the recirculation circulation pump 68 is driven is heated by exchanging heat with hot water heated in the combustor 6 in the reheating heat exchanger 43.
When the remote controller turns off the chasing operation or when the temperature sensor 69 of the chasing return path 66 reaches the set temperature by the remote controller, the series of chasing operation is ended.
[0125]
Subsequently, the flow of hot water in the heating operation for driving the heat load of the heating terminal 8 or the like will be described with reference to FIGS. 16 and 17.
The detailed control of each part in the heating operation is the same as the control in the heating device 3 shown in the embodiment. When the cogeneration system 1 starts the heating operation, the heating circulation pump 60 is activated, and hot water starts to circulate in the heating circulation circuit 35. Here, when the temperature detected by the temperature sensor 54, that is, the temperature of the hot water returning from the heating terminal 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 heating circulation circuit 35. . In addition, when the temperature of the hot water returning from the heating terminal 8 is extremely low, or when the set temperature at the heating terminal 8 is high, the combustor 6 is started in addition to the gas engine 5. In other words, in the heating operation, hot water circulating in the heating circulation circuit 35 is heated by heat exchange in the heating heat exchanger 57, and in some cases, heat exchange in the heating heat exchanger 42 is performed to heat the heating circulation circuit 35. Heat the hot water circulating inside.
[0126]
More specifically, as shown in FIG. 16, when the gas engine 5 of the power generation device 2 is started, the exhaust heat circulation pump 16 is activated to circulate hot water in the exhaust heat circulation circuit 12. The hot water flowing in the exhaust heat circulation circuit 12 is heated by the exhaust heat generated when the gas engine 5 is driven, and becomes high temperature. Further, 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 exhaust heat forward path 13 is further heated.
[0127]
While the hot water in the exhaust heat circulation circuit 12 is at a low temperature, the closed heat circuit 13, the bypass flow path 26, and the exhaust heat return path 15 are configured 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 exhaust heat circulation circuit 12 is heated to a predetermined temperature or higher, the hot water flows in the exhaust heat branch forward path 61 and the exhaust heat branch return path 62 by the action of the three-way valve 23 and the thermostat type three-way valve 25, Hot hot water is supplied to the heating heat exchanger 57. Hot water returning from the heating terminal 8 side through the heating return path 56 is heated by exchanging heat with hot hot water supplied from the power generation device 2 side in the heating heat exchanger 57. Here, when the temperature detected by the temperature sensor 54 on the downstream side of the heating heat exchanger 57 is the set temperature of the heating terminal 8, hot water heated in the heating heat exchanger 57 is moved to the heating heat exchanger 42 side. It is supplied to the heating terminal 8 through the heating forward path 55 connected to the heating heat exchanger 42.
[0128]
On the other hand, when the temperature of the hot water returning from the heating terminal 8 side is low or the set temperature at the heating terminal 8 is high, that is, the heat setting at the heating terminal 8 does not reach the set temperature of the heating terminal 8 simply by performing heat exchange. In this case, as shown in FIG. 17, the driving of the combustor 6 is started and the heat source circulation pump 47 is started to drive. When the heat source flow sensor 50 detects flowing water in the heat source circulation circuit 32, the combustion operation in the combustor 6 is started. Hot water heated to a high temperature by the combustion operation in the combustor 6 returns to the combustor 6 side through the heating heat exchanger 42 in the flow path 45 a of the heat exchanging unit 45, and passes through the heating circulation circuit 35. Then, heat is supplied to the heating terminal 8.
Then, when the heating operation is turned off by the remote controller, the series of reheating operation is finished.
[0129]
In the above-described embodiment, the case where each operation is performed independently in the cogeneration system 1 is illustrated. However, the present invention is not limited to such an independent operation, and the reheating / heating shown in the above-described embodiment. Each operation can be performed simultaneously, such as simultaneous operation and simultaneous hot water supply / heating operation.
[0130]
In the said Example, although the cogeneration system 1 provided with the gas engine 5 and the combustor 6 was illustrated as a heat source part which heats hot water, it is also possible to provide still more heat source parts. In other words, it is also possible to adopt a configuration in which a plurality of heat source parts that mainly heat hot water in the storage tank 31 and a plurality of heat source parts that mainly heat hot water used for hot water supply, heating, and reheating are provided.
[0131]
Moreover, in the said Example, as shown in the said FIG. 11, the example which performs the storage driving | operation using the exhaust heat by the electric power generating apparatus 2 was shown, However, this invention is not limited to such a structure, For example, In addition, the hot water is stored in the storage tank 31 while driving the combustor 6 to perform the reheating operation, or the hot water is stored in the storage tank 31 while driving the combustor 6 and performing the heating operation. Is possible.
Furthermore, for example, when a failure occurs in the power generation device 2, it is possible to drive the combustor 6 and perform a storage operation instead of using exhaust heat. Similarly, when the power generation apparatus 2 fails, it is also possible to perform heating by driving the combustor 6 instead of heating by using exhaust heat shown in FIG.
[0132]
【The invention's effect】
From claim 1 4 According to the invention described in the above, even when a reheating operation or a heating operation with different heat supply amounts are performed at the same time, if the amount of heat supply to the heating side becomes excessive and high cuts occur frequently, It is possible to provide a heating device that can shift to divided operation and continue both operations stably, improve the stability and reliability of the device, and improve usability without giving the user a sense of incongruity.
Claim 5, 6 According to the invention described in (5), it is possible to provide a heating device having a hot water supply function in addition to reheating and heating.
Claim 7 According to the invention described in, a heating device capable of stably supplying heat to the heat load can be provided by using the combustor.
Claim 8 According to the invention described in the above, it is possible to provide a cogeneration system in which the exhaust heat of the power generation device can be reused by the heating device and the total energy efficiency is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flow path system diagram of a heating apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing control related to reheating and heating operation of the heating apparatus shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a flowchart showing control of a reheating independent operation of the heating apparatus shown in FIG. 1;
4 is a flowchart showing reheating control during simultaneous reheating / heating operation of the heating apparatus shown in FIG. 1; FIG.
FIG. 5 is a flowchart showing control of a single heating operation of the heating apparatus shown in FIG. 1;
6 is a flowchart showing heating control when the heating device shown in FIG. 1 is simultaneously driven and heated. FIG.
FIG. 7 is a flowchart showing stability determination processing for the hot water temperature of the combustor in the flowcharts of FIGS. 5 and 6;
FIG. 8 is a flowchart showing a process for adjusting the combustor set temperature in the flowcharts of FIGS. 5 and 6;
9 is a flowchart showing a high-cut count timer process in FIG. 6;
FIG. 10 is a flow system diagram of the cogeneration system according to the embodiment of the present invention.
11 is an operation principle diagram in the case of performing an exhaust heat hot water storage operation in the cogeneration system of FIG.
12 is an operation principle diagram in the case of performing a hot water supply operation using hot water stored in a storage tank in the cogeneration system of FIG.
13 is an operation principle diagram in the case of performing a hot water supply operation by driving a combustor in the cogeneration system of FIG.
14 is an operation principle diagram in the case of performing a bath dropping operation in the cogeneration system of FIG.
15 is an operation principle diagram in the case of performing a retreat operation in the cogeneration system of FIG.
16 is an operation principle diagram in the case where the heating operation is performed using the exhaust heat of the power generator in the cogeneration system of FIG.
17 is an operation principle diagram in the case of performing a heating operation by exhaust heat of the power generator and heating of the combustor in the cogeneration system of FIG.
FIG. 18 is a flow path system diagram of a conventional heating device.
[Explanation of symbols]
1 Cogeneration system
2 Power generator
3 Heating device
6 Heat source (combustor)
7 Hot water supply terminal (hot water tap)
8 Heating terminal
12 Waste heat circulation circuit
29 Hot water supply circuit
30 Heat source (exhaust heat exchanger)
31 Reservation part (storage tank)
32 Heat source circulation circuit
33, 83 Hot water supply flow path
35 Heating circuit (Heating circuit)
36 Rebirth Circuit (Rebirth Circulation Circuit)
42 Heat exchanger (heating heat exchanger)
43 heat exchanger
85,91 Water supply flow path

Claims (8)

１または２以上の熱源部で加熱された熱媒体を循環させる熱源循環回路に、外部に設けられたふろ端末に接続される追い焚き回路と、外部に設けられた暖房端末に接続される暖房回路とを各々熱交換器を介して接続し、各熱交換器を選択的に機能させてふろ端末または暖房端末に熱エネルギーを供給する加熱装置であって、前記追い焚き回路および暖房回路の双方の熱交換器を共に機能させる同時運転中に、暖房回路を流動する熱媒体の温度が所定温度を超えて熱供給が過剰状態となったときは、追い焚き回路の熱交換器だけを適宜の時間がタイムアップするまで機能させる追い焚き単独運転と、暖房回路の熱交換器だけを適宜の時間がタイムアップするまで機能させる暖房単独運転とを交互に行う時分割運転に移行し、時分割運転に移行した後の暖房単独運転中は、熱源部の発生熱量および熱源循環回路の熱媒体の循環量を調節して暖房回路に応じた熱供給を行い、時分割運転に移行した後の追い焚き単独運転中においては、熱源部の発生熱量および熱源循環回路の熱媒体の循環量を調節して追い焚き回路に応じた熱供給を行うことを特徴とする加熱装置。A heat source circuit that circulates a heat medium heated by one or more heat source units, a reheating circuit connected to a bath terminal provided outside, and a heating circuit connected to a heating terminal provided outside Are connected to each other through a heat exchanger, and each of the heat exchangers selectively functions to supply heat energy to the bath terminal or the heating terminal, both of the reheating circuit and the heating circuit If the temperature of the heat medium flowing in the heating circuit exceeds the specified temperature and the heat supply becomes excessive during the simultaneous operation that causes the heat exchangers to function together, only the heat exchanger of the reheating circuit is left for an appropriate period of time. There the isolated operation reheating to function until the time is up, appropriate time only heat exchangers of the heating circuit is shifted to the division operation when performing alternately and heating islanding to function until the time is up, the division operation when Migrate During the subsequent heating independent operation, adjusting the amount of heat generated in the heat source section and the circulation amount of the heat medium in the heat source circulation circuit to supply heat according to the heating circuit, and during the reheating independent operation after shifting to the time division operation In the heating apparatus, the amount of heat generated in the heat source section and the amount of heat medium circulating in the heat source circulation circuit are adjusted to supply heat according to the reheating circuit . 前記同時運転中に、前記特定の熱供給回路または暖房回路を流動する熱媒体が所定温度を超える状態が、予め定められた時間内に所定回数生じたときに、前記時分割運転に移行することを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。During the simultaneous operation, when the state where the heat medium flowing in the specific heat supply circuit or the heating circuit exceeds a predetermined temperature occurs a predetermined number of times within a predetermined time, the time-division operation is shifted to. The heating device according to claim 1 . 前記熱交換器は、各々並列に前記熱源循環回路に接続されることを特徴とする請求項１又は２に記載の加熱装置。The heating apparatus according to claim 1 or 2, wherein the heat exchangers are connected in parallel to the heat source circulation circuit. 前記熱交換器は、一次側における熱媒体の流動、または、二次側における熱媒体の流動を断続することにより、熱交換器の機能および機能停止を切り換えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の加熱装置。The said heat exchanger switches the function and function stop of a heat exchanger by interrupting the flow of the heat medium in a primary side, or the flow of the heat medium in a secondary side, The Claim 1 thru | or 3 characterized by the above-mentioned. The heating device according to any one of the above. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の加熱装置において、前記熱源循環回路を循環する熱媒体は湯水であり、外部に設けられた給湯端末またはふろ端末へ給湯を行う給湯流路と外部に設けられた給水端末から給水を受ける給水流路とを組み合わせて形成される給湯回路を、前記熱交換器と並列に熱源循環回路に接続したことを特徴とする加熱装置。5. The heating device according to claim 1 , wherein the heat medium circulating in the heat source circulation circuit is hot water, and a hot water supply passage for supplying hot water to a hot water supply terminal or a bath terminal provided outside and an external A heating apparatus, wherein a hot water supply circuit formed in combination with a water supply flow path that receives water supplied from a water supply terminal provided in is connected to a heat source circulation circuit in parallel with the heat exchanger. 前記給湯回路の給湯流路と給水流路との間に、前記熱源循環回路で加熱された湯水を貯留する貯留部を備えたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の加熱装置。Between the water supply channel and hot water supply flow path of the hot water supply circuit, according to any of claims 1 to 5, further comprising a reservoir for storing hot water heated in the heat source circulating circuit Heating device. 前記熱源部の一つが、熱源循環回路の流路上に設けられた燃焼機であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の加熱装置。The heating apparatus according to any one of claims 1 to 6 , wherein one of the heat source units is a combustor provided on a flow path of a heat source circulation circuit. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の加熱装置に電気機器へ電力を供給する発電装置を併設したコージェネレーションシステムであって、前記発電装置は、発電に伴って生じる排熱を熱媒体へ熱交換して循環させる排熱循環回路を有し、当該排熱循環回路と前記加熱装置の熱源循環回路との間に排熱熱交換器を介在させ、前記熱源循環回路の熱源部の一つが排熱熱交換器で形成されることを特徴とするコージェネレーションシステム。A cogeneration system comprising a heating device according to any one of claims 1 to 7 and a power generation device for supplying electric power to an electric device , wherein the power generation device generates exhaust heat generated by power generation as a heat medium. An exhaust heat circulation circuit for exchanging heat and circulating the heat, and an exhaust heat exchanger is interposed between the exhaust heat circulation circuit and the heat source circulation circuit of the heating device, and a heat source part of the heat source circulation circuit is provided. A cogeneration system characterized in that one is formed by an exhaust heat exchanger.
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