JP4267277B2 - コージェネレーションシステム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地域又は集合住宅を電力供給対象として発電する発電手段、その発電手段からの排熱が供給される排熱回収用熱交換器、前記地域又は集合住宅に含まれる複数の住戸を給湯対象として湯水を貯留する貯湯槽、その貯湯槽に給水する槽用給水手段、前記排熱回収用熱交換器と前記貯湯槽とにわたって湯水を循環させる排熱回収用循環手段、及び、前記貯湯槽と前記複数の住戸とにわたる給湯用循環経路にて湯水を循環させる給湯用循環手段が設けられ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】
かかるコージェネレーションシステムは、発電手段の運転中にその発電手段から発生する排熱により、貯湯槽の湯水を加熱し、その貯湯槽の湯水を給湯用循環経路を通じて循環させるものであり、各住戸においては、給湯用循環経路を循環する湯水を用いて、風呂や台所等に給湯することができるようになっている。
ちなみに、１日のうちの一部の時間帯として設定される設定発電時間帯においては発電手段を作動させ、その設定発電時間帯以外の非発電時間帯においては発電手段を停止させる形態で運転する場合がある。その場合、その設定発電時間帯は、通常、地域又は集合住宅に含まれる複数の住戸全体としての電力需要の多い時間帯、例えば、１８時から２４時までの時間帯に設定される。
【０００３】
かかるコージェネレーションシステムにおいては、従来、図１１に示すように、貯湯槽３と複数の住戸とにわたる給湯用循環経路８４を循環する貯湯槽３の湯水が、単に、発電手段の排熱のみにより加熱されるように構成したものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
上記従来のコージェネレーションシステムでは、図１１に示すように、貯湯槽３を密閉式に構成し、槽用給水手段Ｗ１を、水道からの水を貯湯槽３の底部に供給する給水路８１にて構成し、排熱回収用循環手段Ｃ１を、貯湯槽３と排熱回収用熱交換器２とにわたる循環経路を形成する排熱回収用流路８２と、その排熱回収用流路８２に設けた排熱回収用循環ポンプ８３とから構成し、給湯用循環手段Ｃ２は、前記給湯用循環経路８４と、その給湯用循環経路８４に設けた給湯用循環ポンプ８５とから構成していた。尚、図１１中において、Ｋは、給湯用循環手段Ｃ２にて供給される湯水を加熱すべく、各住戸に設けられた給湯器である。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−３２４８０９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、かかるコージェネレーションシステムにおいては、発電手段のメンテナンスを行ったり、発電手段が故障したりするときがあるが、そのようなときには、発電手段から排熱を供給することができなくなる。
しかしながら、従来では、給湯用循環経路を循環する貯湯槽の湯水を、単に、発電手段の排熱のみにより加熱するので、発電手段のメンテナンスや故障のときに、発電手段からの排熱供給が不可能になると、各住戸に適切に給湯できなくなるという問題があった。
又、複数の住戸での湯の使用量が多いときや、発電手段の起動時、部分負荷運転時等、加熱対象の湯水に対して発電手段からの排熱が不足するときは、貯湯槽の湯水の温度が低下して、各住戸に適切に給湯できなくなり、同様に、１日のうちの一部の時間帯である設定発電時間帯において発電手段を作動させる形態で運転する場合は、非発電時間帯においては、発電手段から排熱を供給することができないので、貯湯槽の湯水の温度が設定発電時間帯に比べてかなり低くなり、各住戸に適切に給湯できなくなるという問題があった。
そして、複数の住戸には、湯の使用時間帯が異なる種々の生活パターンの住戸が含まれるものであり、湯の使用時間帯は各住戸で異なるものであるが、前述のように、貯湯槽の湯水の温度が時間帯によって変化すると、貯湯槽の湯水の温度が低い時間帯に湯の使用量の多い住戸と、貯湯槽の温度が高い時間帯に湯の使用量の多い住戸とが生じることになり、複数の住戸に対して極力平等に給湯することができない問題を招くものとなる。
【０００６】
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、発電手段からの排熱供給が不可能なときや、加熱対象の湯水に対して発電手段の排熱が不足するとき、及び、非発電時間帯にも、各住戸に適切に給湯できるものとなって、湯の使用時間帯が異なる住戸が含まれる複数の住戸に対して極力平等に給湯でき、しかも、低廉化を図ることができるコージェネレーションシステムを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
〔請求項１記載の発明〕
請求項１に記載のコージェネレーションシステムは、地域又は集合住宅を電力供給対象として発電する発電手段、その発電手段からの排熱が供給される排熱回収用熱交換器、前記地域又は集合住宅に含まれる複数の住戸を給湯対象として湯水を貯留する貯湯槽、その貯湯槽に給水する槽用給水手段、前記排熱回収用熱交換器と前記貯湯槽とにわたって湯水を循環させる排熱回収用循環手段、及び、前記貯湯槽と前記複数の住戸とにわたる給湯用循環経路にて湯水を循環させる給湯用循環手段が設けられたものであって、
前記給湯用循環経路を通流する湯水を加熱する補助加熱手段が設けられ、
運転を制御する運転制御手段が、１日のうちの一部の時間帯として設定される設定発電時間帯においては前記発電手段、前記排熱回収用循環手段及び前記給湯用循環手段を作動させ、その設定発電時間帯以外の非発電時間帯においては前記発電手段及び前記排熱回収用循環手段を停止させ且つ前記給湯用循環手段を作動させる形態で、且つ、
前記設定発電時間帯及び前記非発電時間帯においては、前記給湯用循環経路を通流する湯水を目標加熱温度に加熱するように前記補助加熱手段を加熱作動させる形態で運転を制御するように構成され、
前記複数の住戸のそれぞれに給水する住戸用給水手段が設けられ、
前記複数の住戸のそれぞれに、前記給湯用循環手段を通じて供給される湯水と前記住戸用給水手段を通じて供給される水とを混合する混合部、及び、その混合部から供給される湯水を加熱する加熱部を備えて、湯水需要部に給湯する給湯器が設けられ、
その給湯器は、前記湯水の温度が給湯目標温度よりも設定温度差以上低いときは、前記給湯目標温度よりも前記設定温度差以上低くなるように設定された設定混合温度になるように前記混合部の混合作動を制御し、且つ、給湯温度が前記給湯目標温度になるように前記加熱部の加熱作動を制御し、前記湯水の温度が前記給湯目標温度に対して前記設定温度差低い温度よりも高いときは、前記加熱部の加熱作動を停止させた状態で、給湯温度が前記給湯目標温度になるように前記混合部の混合作動を制御するように構成され、
前記目標加熱温度として、前記給湯器における前記給湯目標温度の設定範囲外の温度に設定されている点を特徴構成とする。
即ち、補助加熱手段により、給湯用循環経路を通流する湯水を加熱することができる。
つまり、発電手段のメンテナンスや故障のときに、発電手段からの排熱供給が不可能になって、発電手段からの排熱による貯湯槽の湯水の加熱ができなくなったり、加熱対象の湯水に対して発電手段からの排熱が不足して、貯湯槽の湯水の温度が低下したりするときは、補助加熱手段にて、給湯用循環経路を通流する湯水を加熱することにより、各住戸に適切に給湯することができ、又、１日のうちの一部の時間帯である設定発電時間帯において発電手段を作動させる形態で運転する場合は、非発電時間帯において貯湯槽の湯水の温度が低くなっても、補助加熱手段にて、給湯用循環経路を通流する湯水を加熱することにより、各住戸に適切に給湯することができる。
しかも、給湯用循環経路にて住戸に供給される湯水を補助加熱手段にて加熱するに当たり、補助加熱手段にて給湯用循環経路を通流する湯水を加熱するようにしているから、給湯用循環経路にて住戸に供給される湯水を補助加熱手段にて加熱するための構成を簡素化することが可能となる。
説明を加えると、補助加熱手段にて給湯用循環経路を通流する湯水を加熱するようにするようにすることにより、給湯用循環経路を通じて湯水を循環させるように、本来備えられている湯水循環機能を利用して、湯水を補助加熱手段に通流させるようにすることが可能となり、構成の簡素化を図ることが可能となる。
ちなみに、給湯用循環経路にて住戸に供給される湯水を補助加熱手段にて加熱するに当たり、補助加熱手段にて貯湯槽の湯水を加熱するようにすることが考えられるが、この場合は、補助加熱手段に湯水を通流させるための流路を貯湯槽に対して接続すると共に、その流路にポンプを設ける必要があり、構成が複雑化する。
ちなみに、補助加熱手段を、給湯用循環経路における各住戸を経由する箇所よりも上流側にて湯水を加熱するように設けると、速やかに各住戸に昇温した湯水を供給できるので、より好ましい。
尚、ガス加熱式の湯沸し器等を用いて構成される補助加熱手段の設置コストやランニングコストは、複数の住戸で分担されるものであるから、補助加熱手段の使用により各住戸に不平等を与えることがないことは当然である。
従って、発電手段からの排熱供給が不可能なときや、加熱対象の湯水に対して発電手段の排熱が不足するとき、及び、非発電時間帯にも、各住戸に適切に給湯できるものとなって、湯の使用時間帯が異なる住戸が含まれる複数の住戸に対して極力平等に給湯できるものであり、しかも、補助加熱手段にて湯水を加熱するための構成の簡素化により低廉化を図ることができるコージェネレーションシステムを得るに至った。
【０００８】
また、請求項１によれば、１日のうちの一部の時間帯として設定される設定発電時間帯においては発電手段、排熱回収用循環手段及び給湯用循環手段が作動され、その設定発電時間帯以外の非発電時間帯においては発電手段及び排熱回収用循環手段が停止され且つ給湯用循環手段が作動され、並びに、設定発電時間帯及び非発電時間帯においては、補助加熱手段により、給湯用循環経路を通流する湯水が目標加熱温度に加熱される。
つまり、設定発電時間帯においては、発電手段の排熱にて貯湯槽の湯水が加熱される状態で、貯湯槽の湯水が給湯用循環経路に循環され、非発電時間帯においては、発電手段からの排熱が無いので、発電手段の排熱による貯湯槽の湯水の加熱が停止される状態で、貯湯槽の湯水が給湯用循環経路に循環され、設定発電時間帯と非発電時間帯とを通じて、補助加熱手段により、給湯用循環経路を通流する湯水が目標加熱温度に加熱される。
従って、発電手段が１日のうちの一部の設定発電時間帯で運転される場合において、時間帯に係わらず、各住戸に安定した温度にて給湯することができる。
【０００９】
また、請求項１によれば、各住戸の給湯器においては、給湯用循環経路からの湯水の温度が給湯目標温度よりも設定温度差以上低いときは、一旦、給湯目標温度よりも設定温度差以上低くなるように設定された設定混合温度になるように、給湯用循環手段を通じて供給される湯水に住戸用給水手段からの水が混合されてから、給湯温度が給湯目標温度になるように加熱され、一方、給湯用循環経路からの湯水の温度が給湯目標温度に対して設定温度差低い温度よりも高いときは、加熱が停止されて、給湯温度が給湯目標温度になるように、給湯用循環手段を通じて供給される湯水に住戸用給水手段からの水が混合されることになり、もって、給湯目標温度にて給湯することができる。
つまり、給湯用循環経路からの湯水の温度と給湯目標温度との温度差が小さくて、目標温度に加熱するための加熱量が予め設定された設定最小加熱量よりも小さいときは、給湯目標温度に加熱し難いので、一旦、混合部にて水を混合して設定混合温度にまで下げてから、加熱部にて給湯目標温度に加熱することにより、給湯温度を安定化させ、一方、給湯用循環経路からの湯水の温度が給湯目標温度に対して設定温度差低い温度よりも高いときは、加熱部による加熱を停止して、混合部にて給湯目標温度になるように水を混合することにより、加熱部を加熱作動させる形態で運転される時間を減らすようにして省エネを図りながら、給湯温度を安定化させている。
つまり、各住戸においては、給湯目標温度が様々に設定されることになるので、給湯用循環手段を通じて供給される湯水を用いて、各住戸において給湯目標温度にて給湯するようにするには、上述のような構成の給湯器を設置することになる。
そして、そのような場合に、補助加熱手段にて給湯用循環経路を通流する湯水を加熱する目標加熱温度として、給湯器における給湯目標温度設定範囲外の温度に設定することにより、給湯用循環経路を通流する湯水の温度が、極力、給湯器における給湯目標温度設定範囲外の温度となるようにして、各住戸の給湯器において、前記設定混合温度になるように一旦水を混合してから、給湯温度が給湯目標温度になるように加熱する形態での運転（以下、水混合後加熱運転と称する場合がある）を極力起こさせないようにして、省エネを図ることが可能となる。
従って、各住戸において給湯用循環手段を通じて供給される湯水を用いて給湯目標温度での給湯を可能にしながら、省エネを図ることができる。
【００１０】
〔請求項２記載の発明〕
請求項２に記載のコージェネレーションシステムは、請求項１において、前記目標加熱温度として、前記設定範囲よりも低い温度に設定されて、冬期に用いられる冬期用目標加熱温度と、前記設定範囲よりも高い温度に設定されて、冬期以外の時期に用いられる夏期中間期用目標加熱温度とが備えられている点を特徴構成とする。
即ち、冬期は、給湯用循環経路を通流する湯水が、補助加熱手段により、給湯器の給湯目標温度設定範囲よりも低い温度に設定される冬期用目標加熱温度に加熱され、夏期及び中間期は、給湯用循環経路を通流する湯水が、補助加熱手段により、給湯器の給湯目標温度設定範囲よりも高い温度に設定される夏期中間期用目標加熱温度に加熱される。
つまり、冬期は、貯湯槽への給水温度が低いために、発電手段の排熱により加熱される貯湯槽の湯水の温度が低いので、補助加熱手段にて、給湯用循環経路を通流する湯水を給湯目標温度設定範囲よりも高い温度に加熱するには、多くの熱量が必要となり、しかも、給湯用循環経路からの放熱量が多くなる。そこで、冬期は、補助加熱手段にて、給湯用循環経路を通流する湯水を給湯目標温度設定範囲よりも低い冬期用目標加熱温度に加熱することにより、各住戸の給湯器では、混合部を混合作動させない状態で加熱部を加熱作動させる形態での運転を可能にして、放熱ロスを少なくしながら、前記水混合後加熱運転を極力起こさせないようにして、省エネを図る。
一方、夏期や中間期は、貯湯槽への給水温度が高くて、発電手段の排熱により加熱される貯湯槽の湯水の温度が高くなり易いことから、補助加熱手段にて加熱することなく、あるいは、比較的少ない熱量で、給湯用循環経路を通流する湯水を給湯目標温度設定範囲よりも高い温度に加熱することが可能となる。そこで、夏期や中間期は、補助加熱手段にて、給湯用循環経路を通流する湯水を給湯目標温度設定範囲よりも高い夏期中間期用目標加熱温度に加熱することにより、各住戸の給湯器は、加熱部を加熱作動させない状態で混合部を混合作動させる形態で運転させるようにして、前記水混合後加熱運転を極力起こさせないようにして、省エネを図る。
従って、各住戸において給湯用循環手段を通じて供給される湯水を用いて給湯目標温度での給湯を可能にしながら、一層省エネを図ることができる。
【００１１】
〔請求項３記載の発明〕
請求項３に記載のコージェネレーションシステムは、請求項１又は２において、給水源からの水を前記給湯用循環経路に供給する循環用給水手段が設けられ、
前記給湯用循環手段が、前記貯湯槽の湯水を前記給湯用循環経路にて循環させる貯湯槽湯水循環状態と、前記貯湯槽の湯水の循環を停止させて前記循環用給水手段にて前記給湯用循環経路に給水する給水状態とに切り換え自在に構成され、
前記貯湯槽の目標貯留量として、前記非発電時間帯において消費又は略消費可能な貯留量が設定されて、
前記運転制御手段が、前記設定発電時間帯においては、前記貯湯槽に前記目標貯留量の湯水を貯留すべく前記槽用給水手段を作動させる状態で、前記給湯用循環手段を前記貯湯槽湯水循環状態にて作動させ、前記非発電時間帯においては、前記槽用給水手段を停止させる状態で、前記貯湯槽の貯留量が設定下限貯留量よりも多いときは前記給湯用循環手段を前記貯湯槽湯水循環状態にて作動させ、且つ、前記貯湯槽の貯留量が前記設定下限貯留量以下のときは前記給湯用循環手段を前記給水状態にて作動させるように構成されている点を特徴構成とする。
即ち、設定発電時間帯においては、貯湯槽の湯水が発電手段からの排熱にて加熱され、且つ、貯湯槽の貯留量が目標貯留量になるように槽用給水手段にて貯湯槽に給水される状態で、給湯用循環手段が貯湯槽湯水循環状態にて作動されて、貯湯槽の湯水が給湯用循環経路に循環され、非発電時間帯においては、槽用給水手段による貯湯槽への給水が停止される状態で、貯湯槽の貯留量が設定下限貯留量よりも多いときは、給湯用循環手段が貯湯槽湯水循環状態にて作動されて、貯湯槽の湯水が給湯用循環経路に循環され、且つ、貯湯槽の貯留量が設定下限貯留量以下になると、給湯用循環手段が給水状態にて作動されて、給湯用循環経路での貯湯槽の湯水の循環が停止されて、給湯用循環経路には給水源からの水が供給され、並びに、設定発電時間帯と非発電時間帯とを通じて、給湯用循環経路を通流する湯水が補助加熱手段により目標加熱温度に加熱される。
つまり、設定発電時間帯においては、発電手段からの排熱にて目標貯留量で貯留される貯湯槽の湯水を加熱し、その目標貯留量は非発電時間帯において消費又は略消費可能な貯留量に設定することから、発電手段の排熱により加熱する湯水の量を満水状態よりも少なくすることが可能となり、貯湯槽の湯水を高温に加熱し易い。又、非発電時間帯においては、発電手段からの排熱が無くなるものの、貯湯槽への給水が停止されることから、貯湯槽の湯水の温度の低下を抑制することが可能となり、又、目標貯留量は非発電時間帯において消費又は略消費可能な貯留量に設定することから、給水源からの水を補助加熱手段にて加熱する形態での運転を極力無くす、又は、その運転時間を極力短くすることが可能となる。もって、設定発電時間帯と非発電時間帯とを通じて、目標加熱温度に加熱するための補助加熱手段の加熱量を少なくすることが可能となる。
従って、発電手段が１日のうちの一部の設定発電時間帯で運転される場合において、時間帯に係わらず、各住戸に安定した温度にて給湯することを可能としながら、更に、省エネを図ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
〔第１実施形態〕
以下、図面に基づいて、本発明の第１実施形態を説明する。
図１に示すように、コージェネレーションシステムは、集合住宅を電力供給対象として発電する発電手段としての発電機１、その発電機１からの排熱が供給される排熱回収用熱交換器２、集合住宅に含まれる複数の住戸Ｈを給湯対象として湯水を貯留する貯湯槽３、その貯湯槽３に給水する槽用給水手段Ｗ１、排熱回収用熱交換器２と貯湯槽３とにわたって湯水を循環させる排熱回収用循環手段Ｃ１、貯湯槽３と集合住宅に含まれる複数の住戸Ｈとにわたる給湯用循環経路Ｒにて湯水を循環させる給湯用循環手段Ｃ２、給水源としての受水槽５からの水を給湯用循環経路Ｒに供給する循環用給水手段Ｗ２、集合住宅に含まれる複数の住戸Ｈのそれぞれに給水する住戸用給水手段Ｗ３、及び、コージェネレーションシステムの運転を制御する運転制御手段としての運転制御部Ｕを設け、並びに、集合住宅に含まれる複数の住戸Ｈのそれぞれに、給湯用循環手段Ｃ２を通じて供給される湯水を用いて住戸Ｈにおける各湯水需要部に供給する給湯器Ｋを設けて構成してある。
【００１３】
又、コージェネレーションシステムには、貯湯槽３の湯水を加熱する貯湯槽用補助加熱手段Ｂ１、給湯用循環経路Ｒを通流する湯水を加熱する循環経路用補助加熱手段Ｂ２、及び、発電機１からの排熱が供給されて、給湯用循環経路Ｒを通流する湯水を加熱する補助加熱用熱交換器６を設けてある。
【００１４】
更に、コージェネレーションシステムには、商用電源６１からの電力を一括して受電する受変電設備６２と、発電機１を商用電源６１と系統連系させる連系装置６３とを設け、発電機１及び商用電源６１からの電力を、共用部における電力消費機器や、集合住宅に含まれる各住戸Ｈの電力消費機器に供給するように給電線６４を配線してある。
【００１５】
説明を加えると、発電機１は、共用部用ガス供給路７を通じて供給される都市ガスを燃料とするガスエンジン（図示省略）を備えて、そのガスエンジンにて駆動する回転式に構成してある。
そして、ガスエンジンと排熱回収用熱交換器２とにわたってエンジン冷却水を循環させる冷却水循環路８を設け、更に、エンジン冷却水の一部を分流して補助加熱用熱交換器６に循環させることが可能なように、冷却水循環路８と補助加熱用熱交換器６とを冷却水分流三方弁Ｖ１を介して分流循環路８ｂにて接続し、冷却水循環路８に冷却水循環ポンプＰ１を設けてある。そして、冷却水循環ポンプＰ１を作動させることにより、エンジン冷却水をガスエンジンと排熱回収用熱交換器２及び補助加熱用熱交換器６の夫々とにわたって循環させるように構成してある。
【００１６】
槽用給水手段Ｗ１は、受水槽５から貯湯槽３に給水する槽用給水路９と、その槽用給水路９に設けた槽用給水ポンプＰ２にて構成してある。
槽用給水ポンプＰ２を作動させると、槽用給水手段Ｗ１が作動することになり、受水槽５の貯留水が槽用給水路９を通じて貯湯槽３に給水され、槽用給水ポンプＰ２を停止させると、槽用給水手段Ｗ１の作動が停止することになる。
受水槽５には、水道水が供給され、詳細な説明及び図示は省略するが、受水槽５の貯留水位が設定水位になるように水道水の供給が断続されるようになっている。
【００１７】
貯湯槽３は、主貯留部３ｍとその主貯留部３ｍよりも横断面積が小さい小貯留部３ｓとを備えて構成し、それら主貯留部３ｍ及び小貯留部３ｓを、互いに連通して、貯湯槽３の貯留量が設定下限貯留量以下のときは全量が小貯留部３ｓで貯留され、貯湯槽３の貯留量が設定下限貯留量より多いときは設定下限貯留量が小貯留部３ｓにて貯留され且つ設定下限貯留量を越える分が主貯留部３ｍにて貯留されるように設けてある。ちなみに、設定下限貯留量は、例えば、貯湯槽３における満水状態での貯留量の１０％程度に設定する。
【００１８】
具体的には、上部が開口した開放型の主貯留部３ｍと、その主貯留部３ｍよりも横断面積が小さい密閉型の小貯留部３ｓを、互いに別体で、且つ、小貯留部３ｓが主貯留部３ｍの底部よりも下方に位置する状態で設け、主貯留部３ｍの底部と小貯留部３ｓの上部とを連通路３ｃにて連通させてある。
又、貯留槽３の主貯留部３ｍには、水位センサＬを設けてある。
【００１９】
排熱回収用循環手段Ｃ１は、貯湯槽３の小貯留部３ｓの底部から取り出した湯水を排熱回収用熱交換器２を経由して主貯留部３ｍの上部から戻すように流すべく配管した排熱回収用循環経路１０と、その排熱回収用循環経路１０における排熱回収用熱交換器２よりも下流側部分から分岐させて湯水を小貯留部３ｓに戻す分岐経路１０ｂと、その分岐部分に設けた槽湯水循環切換三方弁Ｖ２と、排熱回収用循環経路１０に設けた排熱回収用循環ポンプＰ３とを備えて構成してある。
つまり、排熱回収用循環ポンプＰ３を作動させると、排熱回収用循環手段Ｃ１が作動することになり、排熱回収用循環ポンプＰ３の作動を停止させると、排熱回収用循環手段Ｃ１が停止することになり、並びに、槽湯水循環切換三方弁Ｖ２の切り換えにより、排熱回収用循環経路１０の復路部分（排熱回収用熱交換器２の出口に接続される流路部分）を通流する湯水を主貯留部３ｍに戻す通常循環状態と、排熱回収用循環経路１０の復路部分を通流する湯水を小貯留部３ｓに戻す槽昇温時循環状態とに切り換え自在に構成してある。
【００２０】
給湯用循環手段Ｃ２は、貯湯槽３と集合住宅に含まれる複数の住戸Ｈとにわたる給湯用循環経路Ｒと、その給湯用循環経路Ｒに設けた上流側循環ポンプＰ４及び下流側循環ポンプＰ５とを備えて構成し、各住戸Ｈには、給湯用循環経路Ｒを流れる湯水を各住戸Ｈに供給する住戸用湯水供給路１１を接続し、各住戸用湯水供給路１１には、各住戸Ｈに供給される湯水の流量を検出する住戸別給湯量センサＱ３を設けてある。
【００２１】
給湯用循環経路Ｒについて説明を加える。貯湯槽３の小貯留部３ｓから取り出した湯水を集合住宅に含まれる複数の住戸Ｈを経由して主貯湯部３ｍの上部に戻すように流すべく配管して、槽経由循環路４を設け、その槽経由循環路４における住戸経由箇所よりも下流側に、槽戻し停止三方弁Ｖ３を設け、その槽戻し停止三方弁Ｖ３と槽経由循環路４における住戸経由箇所よりも上流側とを槽バイパス路１２にて接続し、更に、槽経由循環路４における槽バイパス路１２の接続個所よりも上流側に、逆止弁１３を設けて、槽戻し停止三方弁Ｖ３の切り換えにより、槽経由循環路４を通流する湯水を貯湯槽３に流入させる槽戻し状態と、槽経由循環路４を通流する湯水を貯湯槽３に流入させるのを停止する槽戻し停止状態とに切り換え自在なように構成してある。
上流側循環ポンプＰ４は、槽経由循環路４の住戸経由箇所よりも上流側における槽バイパス路１２の接続個所よりも上流側に設け、下流側循環ポンプＰ５は、槽経由循環路４における住戸経由箇所よりも下流側で且つ槽戻し停止三方弁Ｖ３よりも上流側に設けてある。
【００２２】
そして、槽戻し停止三方弁Ｖ３を前記槽戻し停止状態に切り換えて、上流側循環ポンプＰ４及び下流側循環ポンプＰ５を作動させると、貯湯槽３から取り出された湯水は、槽経由循環路４を複数の住戸Ｈを経由して流れ、更に、槽戻し停止三方弁Ｖ３から槽バイパス路１２を流れて槽経由循環路４に戻る貯湯槽迂回経路にて循環することになり、その貯湯槽迂回経路を流れる湯水が各住戸Ｈにて使用されるのに応じて、上流側循環ポンプＰ４により、貯湯槽３の湯水が前記貯湯槽迂回経路に補充されることになる。
つまり、貯湯槽３と複数の住戸Ｈとにわたる給湯用循環経路Ｒは、槽経由循環路４及び槽バイパス路１２を用いて、貯湯槽３を迂回する状態で複数の住戸Ｈを経由する貯湯槽迂回経路を形成するように構成し、給湯用循環手段Ｃ２は、貯湯槽３の湯水を給湯用循環経路Ｒに補充しながら給湯用循環経路Ｒを通じて循環させるように構成してある。
【００２３】
又、槽経由循環路４における住戸経由箇所よりも下流側で且つ槽戻し停止三方弁Ｖ３よりも上流側に、補助加熱用熱交換器６を設けて、その補助加熱用熱交換器６により、給湯用循環経路Ｒを通流する湯水を加熱するように構成してある。つまり、給湯用循環経路Ｒを通流する湯水を、補助加熱用熱交換器６にて発電機１の排熱にて加熱することにより、放熱による温度低下を抑制するように構成してある。
【００２４】
循環用給水手段Ｗ２は、槽経由循環路４の住戸経由箇所よりも上流側における槽バイパス路１２の接続個所よりも下流側に接続されて受水槽５からの水を給湯用循環経路Ｒに供給する循環給水路１４と、槽経由循環路４における循環給水路１４の接続部分に設けた給水切換三方弁Ｖ４と、循環給水路１４に設けた循環兼住戸用給水ポンプＰ６とを備えて構成してある。
つまり、給水切換三方弁Ｖ４により、貯湯槽３からの湯水の通流を停止して、循環給水路１４から給湯用循環経路Ｒに給水する給水路接続状態と、循環給水路１４からの給水を停止して、貯湯槽３からの湯水を通流させる給水路遮断状態とに切り換え自在なように構成してある。
【００２５】
又、循環給水路１４から住戸用給水路１５を分岐させて、その住戸用給水路１５を複数の住戸Ｈの夫々に給水するように配管してあり、住戸用給水手段Ｗ３は、循環給水路１４と住戸用給水路１５と循環兼住戸用給水ポンプＰ６とを備えて構成してある。
【００２６】
貯湯槽用補助加熱手段Ｂ１と循環経路用補助加熱手段Ｂ２とを兼用する補助給湯器Ｂを設けてある。
その補助給湯器Ｂは、ガス燃焼式の瞬間湯沸し器にて構成し、具体的には、第１及び第２の二つの熱交換器７１，７２と、それら第１及び第２熱交換器７１，７２を加熱するガスバーナ７３と、そのガスバーナ７３に燃焼用空気を通風する送風機７４を備えて構成してある。
第１熱交換器７１の入口には、その第１熱交換器７１に供給される湯水の流量を検出する第１給水量センサＱ１を設け、第１熱交換器７１の出口には、その第１熱交換器７１から出湯される湯水の温度を検出する第１出湯温度センサＴ１を設け、第２熱交換器７２の入口には、その第２熱交換器７２に供給される湯水の流量を検出する第２給水量センサＱ２を設け、第２熱交換器７２の出口には、その第２熱交換器７２から出湯される湯水の温度を検出する第２出湯温度センサＴ２を設けてある。
又、ガスバーナ７３には共用部用ガス供給路７を接続し、その共用部用ガス供給路７には、ガス供給を断続するガス断続弁７５、及び、ガス供給量を調整するガス比例弁７６を設けてある。
【００２７】
補助給湯器Ｂの作動は、運転制御部Ｕにて行われ、その運転制御部Ｕは、第１熱交換器７１及び第２熱交換器７２のうちの少なくとも一方に湯水が流れて、第１給水量センサＱ１及び第２給水量センサＱ２のうちの少なくとも一方の検出湯水流量が設定量以上になることに基づいて、送風機７４を作動させると共にガス断続弁７５を開弁し、図示しない点火プラグを作動させて、ガスバーナ７３を点火させ、後述するようにガス比例弁７６の開度調節により燃焼量を調節し、第１給水量センサＱ１及び第２給水量センサＱ２の両方の検出湯水流量が設定量よりも少なくなると、ガス断続弁７５を閉弁してガスバーナ７３を消火させ、続いて、送風機７４を停止させる。
【００２８】
そして、給湯用循環経路Ｒを通流する湯水を第１熱交換器７１に通流させてから給湯用循環経路Ｒに戻して、各住戸Ｈに供給するように、槽経由循環路４の住戸経由個所よりも上流側部分と第１熱交換器７１とを補助加熱流路１６にて接続し、槽経由循環路４と補助加熱流路１６との接続部には、槽経由循環路４を通流する湯水を第１熱交換器７１に通流させる補助加熱状態と、通流させない補助加熱停止状態とに切り換える補助加熱切換三方弁Ｖ５を設けてある。
槽経由循環路４における補助加熱流路１６との接続個所よりも上流側の個所に、貯湯槽３から取り出される湯水の温度を検出する貯湯槽取り出し温度センサＴ３を設け、槽経由循環路４における住戸経由個所よりも上流側で且つ補助加熱流路１６の接続個所よりも下流側に、各住戸Ｈに供給される湯水の温度を検出する住戸供給温度センサＴ４を設けてある。
【００２９】
又、排熱回収用循環経路１０における往路部分（排熱回収用熱交換器２の入口に接続される流路部分）を通流する湯水を排熱回収用熱交換器２を迂回させて、第２熱交換器７２を通流させてから、排熱回収用循環経路１０における復路部分（排熱回収用熱交換器２の出口に接続される流路部分）に戻すように、排熱回収用循環経路１０と第２熱交換器７２とを槽昇温用流路１７にて接続し、槽昇温用流路１７と排熱回収用循環経路１０との接続部分の夫々には、湯水を熱回収用熱交換器２に通流させる排熱回収状態と、湯水を第２熱交換器７１に通流させる槽昇温状態とに切り換える貯湯槽側槽昇温切換三方弁Ｖ６を設け、槽昇温用流路１７には、槽昇温用ポンプＰ７を設けてある。又、排熱回収用循環経路１０における往路部分の貯湯槽側槽昇温切換三方弁Ｖ６よりも上流側箇所には、貯湯槽３の小貯留部３ｓからの湯水の取り出し温度を検出する小貯留部取り出し温度センサＴ５を設けてある。
【００３０】
更に、槽昇温用流路１７における往路部分（第２熱交換器７２の入口に接続される部分）を通流する湯水を分流して第１熱交換器７１に通流させてから、槽昇温用流路１７における復路部分（第２熱交換器７２の出口に接続される部分）に戻すように、槽昇温用流路１７と補助加熱流路１６とを分流流路１８にて接続し、補助加熱流路１６と分流流路１８との接続部分の夫々には、第１熱交換器７１に給湯用循環経路Ｒからの湯水を通流させる補助加熱状態と、第１熱交換器７１に槽昇温用流路１７からの湯水を通流させる槽昇温状態とに切り換える給湯器側槽昇温切換三方弁Ｖ７を設けてある。
【００３１】
そして、槽戻し停止三方弁Ｖ３を前記槽戻し停止状態に切り換え且つ給水切換三方弁Ｖ４を前記給水路遮断状態に切り換えた状態で、上流側循環ポンプＰ４及び下流側循環ポンプＰ５を作動させると、貯湯槽３の湯水を給湯用循環経路Ｒにて循環させる貯湯槽湯水循環状態となる。
又、槽戻し停止三方弁Ｖ３を前記槽戻し停止状態に切り換え且つ給水切換三方弁Ｖ４を前記給水路接続状態に切り換え、並びに、上流側循環ポンプＰ４及び下流側循環ポンプＰ５を停止させた状態で、循環兼住戸用給水ポンプＰ６を作動させると、給水源としての受水槽５からの水を給湯用循環経路Ｒに供給する給水状態になる。
又、給水切換三方弁Ｖ４を前記給水路接続状態に切り換え、補助加熱切り換え三方弁Ｖ５を前記補助加熱停止状態に切り換え、槽戻し停止三方弁Ｖ３を前記槽戻し状態に切り換え、並びに、上流側循環ポンプＰ４及び下流側循環ポンプＰ５を停止させた状態で、循環兼住戸用給水ポンプＰ６を設定水置換時間の間作動させると、貯湯槽３の湯水の循環を停止させて、給水源としての受水槽５からの水を給湯用循環経路Ｒを通じて貯湯槽３に供給するように流して、給湯用循環経路Ｒ内の湯水をその給湯用循環経路Ｒの略全長にわたって、循環用給水手段Ｗ２にて供給される水にて置換する水置換状態となる。
つまり、給湯用循環手段Ｃ２は、前記貯湯槽湯水循環状態と前記給水状態と前記水置換状態とに切り換え自在なように構成してある。
【００３２】
更に、給湯用循環手段Ｃ２を前記貯湯槽湯水循環状態に切り換えた状態で、補助加熱切換三方弁Ｖ５を補助加熱状態に切り換え、給湯器側槽昇温切換三方弁Ｖ７を前記補助加熱状態に切り換えて、バーナ７３を燃焼させると、給湯用循環経路Ｒを通流する湯水を第１熱交換器７１にて加熱することができる。
又、槽湯水循環切換三方弁Ｖ２を前記槽昇温時循環状態に切り換え、貯湯槽側槽昇温切換三方弁Ｖ６及び給湯器側槽昇温切換三方弁Ｖ７を夫々前記槽昇温状態に切り換え、排熱回収用循環ポンプＰ３及び槽昇温用ポンプ７を作動させて、バーナ７３を燃焼させると、小貯留部３ｓの湯水を第１及び第２の両熱交換器７１，７２に通流させる状態で循環させて、加熱することができる。
【００３３】
各住戸Ｈには、都市ガスを供給する住戸用ガス供給路１９を接続してある。
そして、各住戸Ｈにおいては、給湯器Ｋに、住戸用ガス供給路１９、給湯用循環経路Ｒから分岐した住戸用湯水供給路１１及び住戸用給水路１５を接続して、給湯器Ｋにて、給湯用循環手段Ｃ２を通じて供給される湯水及び住戸用給水手段Ｗ３を通じて供給される水を用いて湯水需要部に給湯するように構成してある。
【００３４】
次に、図６に基づいて、各住戸Ｈに設ける給湯器Ｋについて説明する。
給湯器Ｋは、住戸用湯水供給路１１から供給される湯水と住戸用給水路１５から供給される水とを混合する混合部Ｋｍと、その混合部Ｋｍから湯水が加熱対象として供給される加熱部Ｋｈと、給湯目標温度を設定する給湯温度設定部等を備えたリモコン操作部３１を備えて構成してある。
【００３５】
加熱部Ｋｈは、混合部Ｋｍから給水路３２を通じて供給される湯水を加熱して、加熱後の湯水を給湯路３３に供給する給湯用熱交換器３４と、追焚用循環路３５を通流する浴槽（図示省略）の湯水を加熱する追焚用熱交換器３６と、それら給湯用熱交換器３４及び追焚用熱交換器３６を加熱するガスバーナ３７と、加熱部Ｋｈの作動を制御する加熱制御部３８等を備えて構成してある。
【００３６】
ガスバーナ３７には、住戸用ガス供給路１９を接続し、その住戸用ガス供給路１９には、ガス供給を断続するガス断続弁３９、及び、ガス供給量を調整するガス比例弁４０を設けてある。
【００３７】
給水路３２には、供給される湯水の温度を検出する給水温度センサ４１、供給される湯水の流量を検出する給水量センサ４２を設け、給水路３２と給湯路３３とを給水バイパス路４３にて接続してある。
給湯路３３には、上流側から順に、給湯用熱交換器３４からの湯水と給水バイパス路４３からの水との混合比を調整するミキシング弁４５、湯水の量を調整する水比例弁５０と、ミキシング弁４５にて混合された湯水の温度を検出する給湯温度センサ４４を設け、給湯路３３の先端には、給湯栓４９を接続してある。
給湯路３３から分岐した湯張り路４６を追焚用循環路３５における往路部分に接続し、湯張り路４６には湯張り用開閉弁４７を設けてある。
又、追焚用循環路３５における復路部分には、浴槽水を循環させる浴槽用循環ポンプ４８を設けてある。
【００３８】
混合部Ｋｍは、住戸用湯水供給路１１（即ち、給湯用循環手段Ｃ２）から供給される湯水と住戸用給水路１５（即ち、住戸用給水手段Ｗ３）から供給される水との混合比を調整するミキシング弁５１と、住戸用湯水供給路１１からミキシング弁５１への湯水供給を断続する湯水供給路開閉弁５２と、住戸用湯水供給路１１からミキシング弁５１へ供給される湯水の温度（以下、循環湯水温度と称する場合がある）を検出する循環湯水温度センサ５３と、住戸用給水路１５からミキシング弁５１へ供給される水の温度（混合部給水温度と称する場合がある）を検出する給水温度センサ５４と、ミキシング弁５１から流出した湯水の温度（以下、混合湯水温度と称する場合がある）を検出する混合温度センサ５５と、混合部Ｋｍの作動を制御する混合制御部５６等を備えて構成してある。
【００３９】
次に、加熱制御部３８及び混合制御部５６の制御動作について説明する。
加熱制御部３８は、リモコン操作部３１及び混合制御部５６夫々との間で各種の制御情報を通信するように構成するように構成してある。
リモコン操作部３１の運転スイッチがオンされると、加熱制御部３８及び混合制御部５６夫々の制御が可能となり、湯水供給路開閉弁５２が開かれた運転可能状態となる。
そして、給湯栓４９が開かれて、給水量センサ４２の検出湯水流量が設定量以上になると、加熱制御部３８は、混合制御部５６に対して、リモコン操作部３１にて設定された給湯目標温度を送信し、混合制御部５６は、循環湯水温度センサ５３にて検出された循環湯水温度と加熱制御部３８から送られてきた給湯目標温度とを比較して、循環湯水温度が給湯目標温度に対して設定温度差Δｔ低い温度よりも高い温度（以下、非燃焼制御用温度と称する場合がある）のときは、その旨を、循環湯水温度が給湯目標温度より設定温度差Δｔ以上低い温度（以下、燃焼制御用温度と称する場合がある）のときはその旨をそれぞれ加熱制御部３８に送信する。
又、混合制御部５６には、予め、設定混合温度を設定して記憶させてある。
【００４０】
設定温度差Δｔは、加熱対象の湯水を給湯目標温度に加熱するのに必要なガスバーナ３７の燃焼量が、そのガスバーナ３７の最小燃焼量（詳細は後述）よりも多くなる状態に対応する温度差に設定してあり、その設定温度差Δｔとしては、リモコン操作部３１で設定される給湯目標温度が予め設定してある通常給湯目標温度範囲（例えば３７〜４４°Ｃ）のときに対応する通常給湯目標温度用の設定温度差Δｔ（例えば２°Ｃ）と、リモコン操作部３１で設定される給湯目標温度が予め設定してある高温給湯目標温度（例えば６０°Ｃ）のときに対応する高温給湯目標温度用の設定温度差Δｔ（例えば３°Ｃ）との２種類を設定してある。又、設定混合温度は、給湯目標温度よりも設定温度差Δｔ以上低くなるように設定し、その設定混合温度としては、リモコン操作部３１で設定される給湯目標温度が前記通常給湯目標温度範囲のときに対応するものであり、その通常給湯目標温度範囲よりも設定温度差Δｔ以上低い温度に設定した低設定混合温度（例えば３０°Ｃ）と、リモコン操作部３１で設定される給湯目標温度が前記高温給湯目標温度のときに対応する高設定混合温度（例えば４５°Ｃ）との２種類を設定してある。
【００４１】
給湯栓４９が開かれて給水量センサ４２の検出湯水流量が設定量以上になることに基づいて、加熱制御部３８から給湯目標温度が送信されてくると、混合制御部５６は、循環湯水温度センサ５３にて検出される循環湯水温度と給湯目標温度とを比較して、循環湯水温度が前記非燃焼制御用温度のときは、循環湯水温度センサ５３、給水温度センサ５４及び混合温度センサ５５夫々の検出温度に基づいて、混合温度センサ５５にて検出される混合湯水温度が給湯目標温度になるようにミキシング弁５１を調整するミキシング制御を実行して、住戸用湯水供給路１１からの湯水と住戸用給水路１５からの水を混合し、且つ、循環湯水温度が前記非燃焼制御用温度である旨を加熱制御部３８に送信する。
加熱制御部３８は、混合制御部５６から循環湯水温度が前記非燃焼制御用温度である旨が送信されてくると、ガスバーナ３７を燃焼停止状態とする。
従って、混合部Ｋｍから加熱部Ｋｈに供給された湯水は加熱部Ｋｈにて加熱されずに給湯栓４９から出湯することになり、給湯栓４９からは給湯目標温度又は略給湯目標温度の湯水が出湯する。
【００４２】
例えば、給湯目標温度が４０°Ｃに設定されているときは、循環湯水温度が、給湯目標温度の４０°Ｃよりも設定温度差Δｔ、即ち２°Ｃ低い３８°Ｃよりも高いときが、前記非燃焼制御用温度となる。そして、循環湯水温度が３８°Ｃよりも高く、４０°Ｃ以下の範囲では、住戸用湯水供給路１１からの湯水が、住戸用給水路１５からの水が混合されること無くそのまま出湯され、循環湯水温度が４０°Ｃよりも高いときは、混合湯水温度が給湯目標温度になるように、住戸用湯水供給路１１からの湯水に住戸用給水路１５からの水が混合されて出湯される。
【００４３】
一方、循環湯水温度が燃焼制御用温度のときは、循環湯水温度センサ５３、給水温度センサ５４及び混合温度センサ５５夫々の検出温度に基づいて、混合温度センサ５５にて検出される混合湯水温度が、給湯目標温度が通常給湯目標温度範囲のときは低設定混合温度になるように、あるいは、給湯目標温度が高温給湯目標温度のときは高設定混合温度になるように、ミキシング弁５１を調整するミキシング制御を実行して、住戸用湯水供給路１１からの湯水と住戸用給水路１５からの水を混合し、且つ、循環湯水温度が燃焼制御用温度である旨を加熱制御部３８に送信する。
加熱制御部３８は、混合制御部５６から循環湯水温度が燃焼制御用温度である旨が送信されてくると、ガスバーナ３７を燃焼させ、給湯目標温度、給水温度センサ４１の検出温度及び給水量センサ４２の検出給水量に基づいて、給湯用熱交換器３４から流出する湯水の温度が給湯目標温度になるように、ガス比例弁４０の開度及びミキシング弁４５の開度を調節するフィードフォワード制御を実行し、且つ、給湯温度センサ４４の検出温度と給湯目標温度との偏差に基づいてガス比例弁４０の開度を微調整するフィードバック制御を実行する。
従って、給湯栓４９からは給湯目標温度の湯水が出湯することになる。
【００４４】
例えば、給湯目標温度が４０°Ｃに設定されているときは、循環湯水温度が、給湯目標温度の４０°Ｃよりも設定温度差Δｔ、即ち２°Ｃ低い３８°Ｃ以下のときが、前記燃焼制御用温度となる。そして、混合部Ｋｍにおいて、混合湯水温度が低設定混合温度（例えば３０°Ｃ）になるように、住戸用湯水供給路１１からの湯水に住戸用給水路１５からの水が混合され、加熱部Ｋｈで給湯目標温度の４０°Ｃに加熱されて出湯されることになる。
【００４５】
つまり、給湯器Ｋは、前記循環湯水温度が給湯目標温度よりも設定温度差Δｔ以上低いときは、給湯目標温度よりも設定温度差Δｔ以上低くなるように設定された前記設定混合温度になるように混合部Ｋｍの混合作動を制御し、且つ、給湯温度が前記給湯目標温度になるように加熱部Ｋｈの加熱作動を制御し、前記循環湯水温度が給湯目標温度に対して設定温度差Δｔ低い温度よりも高いときは、加熱部Ｋｈの加熱作動を停止させた状態で、給湯温度が給湯目標温度になるように混合部Ｋｍの混合作動を制御するように構成してある。
【００４６】
給湯用循環手段Ｃ２からの湯水の温度が燃焼制御用温度のときは、給湯目標温度への温度調節が安定して行えるような設定混合温度になるように、給湯用循環手段Ｃ２からの湯水と住戸用給水手段Ｗ３からの水とが混合されてから、加熱部Ｋｈにて給湯目標温度になるように加熱されるので、給湯用循環手段Ｃ２からの湯水の温度と給湯目標温度との差が小さいときでも、給湯目標温度又は略給湯目標温度の湯水が得られる。
つまり、ガスバーナ３７の燃焼安定性を確保するために、ガスバーナ３７の燃焼量は所定の最小燃焼量よりも小さくは絞れないようにしてある。従って、前述の如き湯水混合制御、即ち、給湯用循環手段Ｃ２からの湯水と住戸用給水手段Ｗ３からの水とを設定混合温度になるように混合する制御を行わないときは、給湯用循環手段Ｃ２からの湯水の温度と給湯目標温度との差が小さくて、その差に基づいて求めた燃焼量が最小燃焼量よりも小さいときは、例えば、ガスバーナ３７を最小燃焼量にて燃焼させるようになるので、出湯する湯水の温度を給湯目標温度に調整し難いといった不具合が生じることになる。そこで、前述の如き湯水混合制御を行うことにより、前述の如き不具合が解消されることになる。
【００４７】
次に、運転制御部Ｕについて説明を加える。
運転制御部Ｕは、１日のうちの一部の時間帯として設定される設定発電時間帯においては発電機１、排熱回収用循環手段Ｃ１及び給湯用循環手段Ｃ２を作動させ、その設定発電時間帯以外の非発電時間帯においては発電機１及び排熱回収用循環手段Ｃ１を停止させ且つ給湯用循環手段Ｃ２を作動させる形態で、且つ、設定発電時間帯及び非発電時間帯においては、給湯用循環経路Ｒを通流する湯水を目標加熱温度に加熱するように補助給湯器Ｂを加熱作動させる形態で運転を制御するように構成してある。
又、貯湯槽１の目標貯留量として、前記非発電時間帯において消費又は略消費可能な貯留量に設定して、運転制御部Ｕは、設定発電時間帯においては、貯湯槽１に前記目標貯留量の湯水を貯留すべく槽用給水手段Ｗ１を作動させる状態で、給湯用循環手段Ｃ２を前記貯湯槽湯水循環状態にて作動させ、非発電時間帯においては、槽用給水手段Ｗ１を停止させる状態で、貯湯槽３の貯留量が設定下限貯留量よりも多いときは給湯用循環手段Ｃ２を前記貯湯槽湯水循環状態にて作動させ、且つ、貯湯槽３の貯留量が前記設定下限貯留量以下のときは給湯用循環手段Ｃ２を前記給水状態にて作動させるように構成してある。
【００４８】
運転制御部Ｕに内蔵した記憶部には、前記設定発電時間帯、前記設定下限量に対応する貯湯槽３の水位である設定下限水位、前記水質維持温度、前記貯湯槽水質維持運転を継続して実行する設定水質維持運転時間、前記設定水置換時間、並びに、補助給湯器Ｂにて給湯用循環経路Ｒを通流する湯水を加熱するための目標加熱温度の夫々を予め設定して記憶させてある。
ちなみに、前記設定発電時間帯としては、夏期中間期用と冬期用との２種類を設定して記憶させてあり、夏期中間期用の設定発電時間帯は、電力需要の多い時間帯である１８時から２４時までの時間帯に設定し、冬期用の設定発電時間帯は、熱需要が夏期に比べて多いので、熱需要に対応するように、冬期用の設定発電時間帯よりも長い１４時から２３時までの時間帯に設定してある。尚、設定発電時間帯と非発電時間帯とを加えた時間帯（２４時間）を1サイクルと称する。
【００４９】
前記設定下限貯留量は、小貯留部３ｓにおける満水状態での貯留量に設定してあるので、前記設定下限水位は主貯留部３ｍの水位がゼロとなる水位に設定してある。即ち、貯湯槽３の水位が前記設定下限水位の時は、湯水の全量が小貯留部３ｓに貯留され、主貯留部３ｍには貯留されない状態にすることが可能となる。
【００５０】
前記水質維持温度は、例えば６０°Ｃに設定し、前記設定水質維持運転時間は例えば１時間に設定してある。
前記設定水置換時間は、給水切換三方弁Ｖ４を前記給水路接続状態に切り換えた時に給湯用循環経路Ｒに流入した受水槽５の水が、給湯用循環経路Ｒを流れて、貯湯槽３に対して流出するまでに要する時間以上に設定してある。
【００５１】
前記目標加熱温度は、各住戸Ｈに設けられた給湯器Ｋのリモコン操作部３１にて設定可能な通常給湯目標温度の設定範囲（例えば３７〜４４°Ｃ）外の温度に設定してある。
そして、前記目標加熱温度は、前記通常給湯目標温度設定範囲よりも低く且つ前記低設定混合温度と同温度（例えば３０°Ｃ）に設定されて、冬期（例えば、１２〜２月）に用いられる冬期用目標加熱温度と、前記通常給湯目標温度設定範囲よりも高い温度（例えば４５°Ｃ）に設定されて、冬期以外の時期に用いられる夏期中間期用目標加熱温度とを記憶させてある。
【００５２】
又、給湯用循環手段Ｃ２にて集合住宅に含まれる複数の住戸Ｈに供給した湯水の熱量を熱負荷として検出する熱負荷検出手段を設けると共に、その熱負荷検出手段にて検出される前記非発電時間帯における熱負荷（以下、単に非発電時間帯熱負荷と称する場合がある）を前記記憶部に記憶するように構成してあり、運転制御手段Ｕは、前記記憶部に記憶されている非発電時間帯熱負荷の記憶情報に基づいて、運転対象サイクルの前記目標貯留量を設定するように構成してある。
【００５３】
具体的には、運転制御手段Ｕは、各住戸別給湯量センサＱ３及び住戸供給温度センサＴ４夫々の検出情報に基づいて、前記非発電時間帯を通じて、各住戸別給湯量センサＱ３の検出流量を合計した合計湯水流量に住戸供給温度センサＴ４の検出温度を乗じて熱量を演算すると共に、その熱量を積算し、その積算した総熱量を、前記非発電時間帯熱負荷として求め、前記記憶手段に記憶されている前記非発電時間帯熱負荷の記憶情報を新たに求めた前記非発電時間帯熱負荷熱に書き換えるように構成してある。つまり、前記熱負荷検出手段は、住戸別給湯量センサＱ３と住戸供給温度センサＴ４とから構成してある。
そして、運転制御手段Ｕは、前記記憶手段に記憶されている前記非発電時間帯熱負荷、即ち、運転対象サイクルの前のサイクルにおける前記非発電時間帯熱負荷に基づいて、運転対象サイクルの前記目標貯留量を設定するように構成してある。
【００５４】
以下、運転制御部Ｕの制御動作を、共用部及び各住戸Ｈに給電する給電制御と、各住戸に給湯する給湯制御とに分けて説明を加える。
先ず、給電制御の制御動作について説明を加える。
運転制御部Ｕは、前記設定発電時間帯においては、発電機１及び冷却水循環ポンプＰ１を運転し、その設定発電時間帯以外の非発電時間帯においては、発電機１及び冷却水循環ポンプＰ１を停止させる形態で、発電機１を毎日自動運転する。
そして、発電機１の運転中は、共用部の電力消費機器や各住戸Ｈの電力消費機器に対して発電機１にて給電されると共に、それらの電力消費機器に対して発電機１の出力が不足する場合には、その不足分が商用電源６１にて補われる。
又、発電機１の停止中は、共用部の電力消費機器や各住戸Ｈの電力消費機器に対して、商用電源６１にて給電される。
又、発電機１の運転中は、エンジン冷却水が排熱回収用熱交換器２及び補助加熱用熱交換器６を通って循環して、ガスエンジンが冷却される共に、その排熱が、排熱回収用熱交換器２及び補助加熱用熱交換器６に供給されることになる。
【００５５】
次に、給湯制御について、図１ないし図５に基づいて説明する。尚、図１ないし図５において、湯水やエンジン冷却水が流れる状態となっている各流路部分を太線にて示す。
尚、住戸用給水路１５を通じて、常時、各住戸Ｈに受水槽５の水が給水可能なように、循環兼住戸用給水ポンプＰ６は常時作動させているので、以下の説明では、循環兼住戸用給水ポンプＰ６の作動制御の説明は省略する。
【００５６】
前記設定発電時間帯の開始に伴い、排熱回収用循環手段Ｃ１を作動させ、且つ、目標貯留量を貯留すべく槽用給水手段Ｗ１を作動させ、且つ、給湯用循環手段Ｃ２を前記貯湯槽湯水循環状態にて作動させる通常貯湯槽湯水循環運転を実行する。
つまり、槽湯水循環切換三方弁Ｖ２を前記通常循環状態に切り換え且つ貯湯槽側槽昇温切換三方弁Ｖ６を前記排熱回収状態に切り換えた状態で、排熱回収用循環ポンプＰ３を作動させることにより、排熱回収用循環手段Ｃ１を作動させ、並びに、給水切換三方弁Ｖ４を前記給水路遮断状態に切り換え且つ槽戻し停止三方弁Ｖ３を前記槽戻し停止状態に切り換えた状態で、上流側循環ポンプＰ４及び下流側循環ポンプＰ５を作動させることにより、給湯用循環手段Ｃ２を前記貯湯槽湯水循環状態にて作動させ、並びに、水位センサＬの検出情報に基づいて、貯湯槽３の貯留量が目標貯留量になるように、槽用給水ポンプＰ２を作動させることにより、貯湯槽３に目標貯留量を貯留すべく槽用給水手段Ｗ１を作動させる。
【００５７】
図１に示すように、通常貯湯槽湯水循環運転においては、エンジン冷却水は排熱回収用熱交換器２及び補助加熱用熱交換器６を通って循環し、貯湯槽３の湯水は、排熱回収用循環経路１０にて排熱回収用熱交換器２を通って循環し、並びに、給湯用循環経路Ｒにて複数の住戸Ｈを巡って循環し、貯湯槽３の貯留量が目標貯留量に維持されるように、槽用給水路９を通じて貯湯槽３に給水される。
つまり、貯湯槽３の小貯留部３ｓから取り出された湯水が排熱回収用熱交換器２におけるエンジン冷却水との熱交換作用にて加熱されて主貯留部３ｍに戻されることにより、貯湯槽３の湯水が加熱され、その貯湯槽３の湯水が、複数の住戸Ｈを経由し、且つ、補助加熱用熱交換器６にてエンジン冷却水との熱交換作用にて加熱される状態で給湯用循環経路Ｒを通じて循環する。
【００５８】
又、通常貯湯槽湯水循環運転中は、以下のように、補助加熱制御を実行する。
即ち、貯湯槽取り出し温度センサＴ３の検出温度が目標加熱温度以上のときは、補助加熱切換三方弁Ｖ５を前記補助加熱停止状態に切り換える。又、貯湯槽取り出し温度センサＴ３の検出温度が目標加熱温度よりも低いときは、補助加熱切換三方弁Ｖ５を前記補助加熱状態に切り換え且つ給湯器側槽昇温切換三方弁Ｖ７を前記補助加熱状態に切り換える。すると、補助給湯器Ｂの第１熱交換器に湯水が通流して、第１給水量センサＱ１の検出流量が設定量以上になるので、それに基づいて、上述のようにガスバーナ７３を点火させると共に、第１熱交換器７１からの出湯温度が加熱目標温度になるように、燃焼量制御を実行する。即ち、燃焼量制御では、加熱目標温度、貯湯槽取り出し温度センサＴ３の検出温度及び第１給水量センサＱ１の検出給水量に基づいて、第１熱交換器７１から流出する湯水の温度が加熱目標温度になるように、ガス比例弁７６の開度を調節するフィードフォワード制御を実行し、並びに、第１出湯温度センサＴ１の検出温度と加熱目標温度との偏差に基づいてガス比例弁７６の開度を微調整するフィードバック制御を実行する。
【００５９】
各住戸Ｈにおいては、以下のように、給湯用循環経路Ｒを流れる湯水を用いて給湯器Ｋにより給湯することになる。
即ち、夏期及び中間期は、加熱目標温度が通常給湯目標温度設定範囲よりも高い夏期中間期用目標加熱温度に設定されるので、補助給湯器Ｂにより補助加熱する、しないに係わらず、給湯用循環経路Ｒの住戸経由箇所を通常給湯目標温度設定範囲よりも高い温度の湯水が流れることになるので、各住戸Ｈにおいては、給湯目標温度が通常給湯目標温度設定範囲に設定されているときは、給湯器Ｋを、加熱部Ｋｈを加熱作動させない状態で混合部Ｋｍを混合作動させる形態で運転させるようにして、前記水混合後加熱運転を起こさせないようにして、省エネを図ることができる。
冬期は、加熱目標温度が通常給湯目標温度設定範囲よりも低くて前記低設定混合温度と同じである冬期目標加熱温度に設定される。冬期は、通常は、発電機１の排熱による加熱だけでは、貯湯槽３の湯水を冬期目標加熱温度以上に加熱することができない場合が多いので、給湯用循環経路Ｒの住戸経由箇所を前記低設定混合温度の湯水が流れることが多くなるので、各住戸Ｈにおいては、給湯目標温度が通常給湯目標温度設定範囲に設定されているときは、給湯器Ｋを、混合部Ｋｍを混合作動させない状態で加熱部Ｋｈを加熱作動させる形態で主として運転させることが可能となり、前記水混合後加熱運転が極力起こらないようにして、省エネを図ることができる。
【００６０】
前記設定発電時間帯が終了して、非発電時間帯が始まると、排熱回収用循環手段Ｃ１及び槽用給水手段Ｗ１を停止させ、且つ、給湯用循環手段Ｃ２を前記貯湯槽湯水循環状態にて作動させる水補給停止貯湯槽湯水循環運転を実行する。
【００６１】
つまり、上述の通常貯湯槽湯水循環運転の制御状態から、排熱回収用循環ポンプＰ３を停止させることにより、排熱回収用循環手段Ｃ１を停止させ、並びに、槽用給水ポンプＰ２を停止させることにより、槽用給水手段Ｗ１を停止させるが、給湯用循環手段Ｃ２は継続して前記貯湯槽湯水循環状態にて作動させる。
【００６２】
図２に示すように、水補給停止貯湯槽湯水循環運転においては、エンジン冷却水の循環が停止し、排熱回収用循環経路１０を通じての貯湯槽３の湯水の循環が停止して、発電機１の排熱による貯湯槽３の湯水の加熱が停止され、且つ、受水槽５からの貯湯槽３への水の補給が停止された状態で、貯湯槽３の湯水が給湯用循環経路Ｒにて複数の住戸Ｈを巡って循環する。
【００６３】
水補給停止貯湯槽湯水循環運転中も、上述の補助加熱制御を実行する。
水補給停止貯湯槽湯水循環運転中に、給湯用循環経路Ｒの住戸経由箇所を流れる湯水の温度の状態は、上述の通常貯湯槽湯水循環運転中と同様であるので、各住戸Ｈにおいては、上述の通常貯湯槽湯水循環運転中と同様に、給湯用循環経路Ｒを流れる湯水を用いて給湯器Ｋにより給湯することになるので、説明を省略する。
【００６４】
非発電時間帯中に、次の設定発電時間帯の開始時間に対して、前記設定水質維持運転時間と前記設定水置換時間とを加えた水質維持所要時間以上前の時間に、水位センサＬの検出水位が前記設定下限水位になり、主貯留部３ｍの貯留量がゼロとなって、全量が小貯留部３ｓに貯留される状態、即ち、貯湯槽３の貯留量が設定下限貯留量になると、排熱回収用循環手段Ｃ１及び槽用給水手段Ｗ１の停止状態を維持した状態で、給湯用循環手段Ｃ２を前記給水状態にて作動させて、給水状態運転を実行する。
【００６５】
つまり、上述の水補給停止貯湯槽湯水循環運転の制御状態から、上流側循環ポンプＰ４及び下流側循環ポンプＰ５を停止させ、且つ、給水切換三方弁Ｖ４を前記給水路接続状態に切り換えることにより、給湯用循環手段Ｃ２を給水状態にて作動させる。
【００６６】
図３に示すように、給水状態運転においては、排熱回収用循環経路１０及び給湯用循環経路Ｒを通じての貯湯槽３の湯水の循環が停止し、且つ、受水槽５からの貯湯槽３への水の補給が停止された状態で、受水槽５の水が給水切換三方弁Ｖ４を通じて給湯用循環経路Ｒに供給される。
【００６７】
給水状態運転中も、上述の補助加熱制御を実行する。
給水状態運転中に、給湯用循環経路Ｒの住戸経由箇所を流れる湯水の温度の状態は、上述の通常貯湯槽湯水循環運転中と同様であるので、各住戸Ｈにおいては、上述の通常貯湯槽湯水循環運転中と同様に、給湯用循環経路Ｒを流れる湯水を用いて給湯器Ｋにより給湯することになるので、説明を省略する。
【００６８】
非発電時間帯中に、給水状態運転を実行しているとき及び実行していないときにかかわらず、次の設定発電時間帯の開始時間よりも水質維持所要時間前の時間、即ち、非発電時間帯の設定終期になると、排熱回収用循環手段Ｃ１及び槽用給水手段Ｗ１の停止状態を維持し、且つ、給湯用循環手段Ｃ２を前記給水状態に作動させる状態を維持した状態で、貯湯槽３の湯水を、湯水の水質を維持することが可能な水質維持温度にまで加熱するように、補助加熱用給湯器Ｂを加熱作動させる貯湯槽水質維持運転を前記設定水質維持運転時間の間実行する。
【００６９】
つまり、給水状態運転を実行しているときは、給水状態運転の制御状態から、補助加熱切換三方弁Ｖ５を前記補助加熱停止状態に切り換え、槽湯水循環切換三方弁Ｖ２を前記槽昇温状態に切り換え、貯湯槽側槽昇温切換三方弁Ｖ６及び給湯器側槽昇温切換三方弁Ｖ７を夫々前記槽昇温状態に切り換え、並びに、排熱回収用循環ポンプＰ３及び槽昇温用ポンプＰ７を作動させ、給水状態運転を実行していないときは、上述の水補給停止貯湯槽湯水循環運転の制御状態から、上流側循環ポンプＰ４及び下流側循環ポンプＰ５を停止させ、且つ、給水切換三方弁Ｖ４を前記給水路接続状態に切り換え、更に、補助加熱切換三方弁Ｖ５を前記補助加熱停止状態に切り換え、槽湯水循環切換三方弁Ｖ２を前記槽昇温状態に切り換え、貯湯槽側槽昇温切換三方弁Ｖ６及び給湯器側槽昇温切換三方弁Ｖ７を夫々前記槽昇温状態に切り換え、並びに、排熱回収用循環ポンプＰ３及び槽昇温用ポンプＰ７を作動させる。
【００７０】
図４に示すように、貯湯槽水質維持運転においては、受水槽５からの貯湯槽３への水の補給が停止され、又、給湯用循環経路Ｒ内の湯水の貯湯槽３に対する流出が阻止された状態で、受水槽５の水が給水切換三方弁Ｖ４を通じて給湯用循環経路Ｒに供給されて、補助給湯器Ｂを通過することなく給湯用循環経路Ｒを流れ、並びに、貯湯槽３の小貯留部３ｓの湯水が、補助給湯器Ｂの第１熱交換器７１及び第２熱交換器７２の両方に通流されて加熱された後、分岐流路１０ｂを通じて小貯留部３ｓに戻されるように循環される。各住戸Ｈにおいては、給湯用循環経路Ｒを流れる受水槽５の水を用いて、給湯器Ｋにて給湯することになる。
又、貯湯槽水質維持運転の実行中は、水質維持温度、小貯留部取り出し温度センサＴ５の検出温度及び第１給水量センサＱ１の検出給水量に基づいて、第１熱交換器７１から流出する湯水の温度が水質維持温度になるように、ガス比例弁７６の開度を調節するフィードフォワード制御を実行し、並びに、第１出湯温度センサＴ１の検出温度と水質維持温度との偏差に基づいてガス比例弁７６の開度を微調整するフィードバック制御を実行する。
貯湯槽水質維持運転により、小貯留部３ｓの湯水が水質維持温度に加熱され、しかも、小貯留部３ｓの湯水を第１熱交換器７１及び第２熱交換器７２の両方で加熱することから、貯湯槽水質維持運転の運転時間を短縮することが可能となる。
【００７１】
貯湯槽水質維持運転が終了すると、給湯用循環手段Ｃ２を前記水置換状態にて運転する水置換運転を実行する。
つまり、貯湯槽水質維持運転の制御状態から、排熱回収用循環ポンプＰ３及び槽昇温用ポンプＰ７を停止させて、補助給湯器Ｂによる小貯留３ｓの湯水の加熱を停止し、槽戻し停止三方弁Ｖ３を前記槽戻し状態に切り換え、その状態を、前記設定水置換時間の間継続する。
【００７２】
図５に示すように、水置換運転では、受水槽５の水が給水切換三方弁Ｖ４を通じて給湯用循環経路Ｒに供給されて、補助給湯器Ｂを通過することなく給湯用循環経路Ｒを流れて、主貯留部３ｍに流出して、給湯用循環経路Ｒ内の湯水が、給湯用循環経路Ｒの略全長にわたって、受水槽５の水道水にて置換されて、給湯用循環経路Ｒの湯水の水質が維持されることになる。しかも、給湯用循環経路Ｒの湯水を受水槽５の水道水にて置換するので、水道水に含まれる塩素の殺菌作用により、給湯用循環経路Ｒの湯水の水質が一層向上する。
そして、水置換運転が終了して、次の設定発電時間帯が開始するのに伴って、通常貯湯槽湯水循環運転を実行する。
【００７３】
又、運転制御部Ｕは、非発電時間帯の間は、各住戸別給湯量センサＱ３及び住戸供給温度センサＴ４夫々の検出情報に基づいて、前述のようにして、前記非発電時間帯熱負荷を求め、前記記憶手段に記憶されている前記非発電時間帯熱負荷の記憶情報を新たに求めた前記非発電時間帯熱負荷熱に書き換える。運転制御部Ｕは、このように書き換えた前記非発電時間帯熱負荷と前記加熱目標温度とに基づいて、運転対象サイクルの目標貯留量を求める。
【００７４】
又、図示を省略するが、運転制御部Ｕに各種の運転指令を指令する操作盤には、メンテナンス用運転の実行を人為的に指令するメンテナンス用運転指令部を設けてある。
運転制御部Ｕは、メンテナンス用運転が指令されると、排熱回収用循環手段Ｃ１及び槽用給水手段Ｗ１を停止し、且つ、給湯用循環手段Ｃ２を前記給水状態にて作動させるメンテナンス用運転を実行する。
このメンテナンス用運転の制御動作は、上述の給水状態運転と同様であり、受水槽５からの水の流動状態も、上述の給水状態運転と同様であるので、それらの説明を省略する。
このメンテナンス用運転は、発電機３から排熱を供給できない発電機３の故障時又はメンテナンス時や、貯湯槽３に湯水を貯留できない貯湯槽３のメンテナンス時に行うものであり、発電機３の故障時又はメンテナンス時や、あるいは、貯湯槽３のメンテナンス時にも、各住戸Ｈに給湯用循環経路Ｒを通じて給湯することが可能となる。
【００７５】
次に、上述のように構成したコージェネレーションシステムの時間経過に伴う運転パターンを説明する。
図７は冬期における運転パターンの一例を示し、図８は夏期における運転パターンの一例を示す。冬期においては１４時から２３時まで、夏期において１８時から２４時までの設定発電時間帯は、発電機１を運転すると共に、通常貯湯槽湯水循環運転を実行する。尚、図７及び図８においては、発電機１の運転状態を、発電機１から排熱が発生していることにより示している。この通常貯湯槽湯水循環運転の実行中は、貯湯槽３の貯留量が目標貯留量に維持され、貯湯槽３の湯水の温度は成り行きとなり、給湯用循環経路Ｒを流れる湯水の温度が目標加熱温度よりも低くなると、補助給湯器Ｂにて目標加熱温度になるように加熱される。
設定発電時間帯が終了するのに伴って、発電機１を停止すると共に、水補給停止貯湯槽湯水循環運転を実行し、この水補給停止貯湯槽湯水循環運転の実行中に、図７に示すように、次の設定発電時間帯の開始時間に対して水質維持所要時間以上前の時間に、貯湯槽３の貯留量が設定下限貯留量以下になると、給水状態運転を実行する。この水補給停止貯湯槽湯水循環運転及び給水状態運転の実行中は、給湯用循環経路Ｒを流れる湯水の温度が目標加熱温度よりも低くなると、補助給湯器Ｂにて目標加熱温度になるように加熱される。図８では、次の設定発電時間帯の開始時間よりも水質維持所要時間前になるまで、貯湯槽３の貯留量が設定下限貯留量よりも多い状態に維持されて、給水状態運転が実行されない運転パターンを示す、
続いて、次の設定発電時間帯の開始時間よりも水質維持所要時間前の時間になると、貯湯槽水質維持運転を実行する。その貯湯槽水質維持運転により、貯湯槽３の湯水が水質維持温度にまで加熱される。
続いて、貯湯槽水質維持運転が終了すると、水置換運転を実行する。この水置換運転により、給湯用循環経路Ｒの湯水が、その略全長にわたって、受水槽５の水と置換される。
【００７６】
以下、本発明の第２及び第３の各実施形態を説明するが、第１実施形態と同じ構成要素や同じ作用を有する構成要素については、重複説明を避けるために、同じ符号を付すことにより説明を省略し、主として、第１実施形態と異なる構成を説明する。
【００７７】
〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態を説明する。
図９に示すように、第２実施形態においては、コージェネレーションシステムの構成は、上記の第１実施形態と同様であり、運転制御部Ｕの制御動作は、第１実施形態における水置換運転に代えて、給湯用循環経路Ｒ内の湯水を、湯水の水質を維持することが可能な水質維持温度にまで加熱するように、補助給湯器Ｂを加熱作動させる循環経路水質維持運転を実行する点で異なる以外は、第１実施形態と同様である。
【００７８】
即ち、循環経路水質維持運転では、貯湯槽水質維持運転に引き続いて、給湯用循環経路Ｒを通流する湯水を補助給湯器Ｂにて水質維持温度に加熱する状態で、給湯用循環手段Ｃ２を前記貯湯槽湯水循環状態にて運転する。
つまり、貯湯槽水質維持運転の制御状態から、排熱回収用循環ポンプＰ３及び槽昇温用ポンプＰ７を停止させて、補助給湯器Ｂによる小貯留３ｓの湯水の加熱を停止し、給水切換三方弁Ｖ４を前記給水路遮断状態に切り換え、補助加熱切換三方弁Ｖ５及び給湯器側槽昇温切換三方弁Ｖ７をそれぞれ前記補助加熱状態に切り換え、槽戻し停止三方弁Ｖ３を前記槽戻し状態に切り換え、その状態を、前記設定水置換時間の間継続する。
又、水質維持温度、貯湯槽取り出し温度センサＴ３の検出温度及び第１給水量センサＱ１の検出給水量に基づいて、第１熱交換器７１から流出する湯水の温度が水質維持温度になるように、ガス比例弁７６の開度を調節するフィードフォワード制御を実行し、並びに、第１出湯温度センサＴ１の検出温度と水質維持温度との偏差に基づいてガス比例弁７６の開度を微調整するフィードバック制御を実行する。
【００７９】
図９に示すように、循環経路水質維持運転においては、受水槽５からの貯湯槽３への水の補給が停止された状態で、小貯留部３ｓから取り出された湯水が、補助給湯器Ｂにて水質維持温度に加熱される状態で、給湯用循環経路Ｒを通流して、主貯留部３ｍに戻されることにより、給湯用循環経路Ｒの略全長にわたって水質維持温度の湯が通流することになる。
この循環経路水質維持運転は、貯湯槽水質維持運転の後に実行されることにより、貯湯槽水質維持運転の後であって略水質維持温度になっている湯を補助給湯器Ｂにて水質維持温度に加熱する形態で行うので、消費エネルギーを低減することが可能となる。
この貯湯槽水質維持運転の運転時間は短時間であるので、各住戸Ｈにおいて、給湯用循環経路Ｒを通流する湯が使用されても、湯の循環に支障を与える程度にまで小貯留部３ｓの貯留量が少なくなることはない。
【００８０】
〔第３実施形態〕
以下、第３実施形態を説明する。
図１０に示すように、第３実施形態においては、コージェネレーションシステムの構成は、貯湯槽３及び排熱回収用循環手段Ｃ１の構成が異なる以外は、上記の第１実施形態と同様である。
即ち、第１実施形態と同様に、貯湯槽３は、主貯留部３ｍとその主貯留部３ｍよりも横断面積が小さい小貯留部３ｓとを備えて構成してあるが、主貯留部３ｍ及び小貯留部３ｓの具体的な構成が第１実施形態と異なる。
貯湯槽３は、上部が開口した概ね直方体形の箱状の槽形成部材にて開放型に構成し、その槽形成部材の底部の一部分を窪ませて凹部を形成して、その凹部にて小貯留部３ｓを形成し、槽形成部材内における凹部以外の部分を主貯留部３ｍとするようにしてある。
水位センサＬは、主貯留部３ｍから小貯留部３ｓにわたって水位を計測するように設け、槽経由循環路４は、小貯留部３ｓの底部から湯水を取り出して、小貯留部３ｓの上方に対応する主貯留部３ｍの上部に戻すように設けてある。
【００８１】
排熱回収用循環手段Ｃ１は、第１実施形態において設けた分岐経路１０ｂ及び槽湯水循環切換三方弁Ｖ２を省略して、貯湯槽３の小貯留部３ｓの底部から取り出した湯水を排熱回収用熱交換器２を経由して主貯留部３ｍの上部から戻すように流すべく配管した排熱回収用循環経路１０と、その排熱回収用循環経路１０に設けた排熱回収用循環ポンプＰ３とを備えて構成してある。
【００８２】
次に、運転制御部Ｕの制御動作について説明する。
給電制御は第１実施形態と同様であるので説明を省略する。
給湯制御においては、通常貯湯槽湯水循環運転、水補給停止貯湯槽湯水循環運転、給水状態運転、貯湯槽水質維持運転及び水置換運転を、第１実施形態と同様に自動的に実行し、又、操作盤のメンテナンス用運転指令部からの指令に基づいてメンテナンス用運転を実行する。各運転における制御動作は、槽湯水循環切換三方弁Ｖ２の制御動作がない点で異なる以外は、第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。
又、各運転におけるエンジン冷却水、貯湯槽３の湯水及び受水槽５の水の流動形態は、貯湯槽水質維持運転における流動形態が異なる以外は第１実施形態と同様であるので、以下、貯湯槽水質維持運転の流動形態における第１実施形態と異なる点を説明して、その他の運転の流動形態の説明は省略する。
即ち、第１実施形態では、貯湯槽３の小貯留部３ｓの湯水が補助給湯器Ｂにて加熱された後、排熱回収用循環経路１０の分岐経路１０ｂを通じて直接小貯留部３ｓに戻されるのに対して、第３実施形態では、貯湯槽３の小貯留部３ｓの湯水が補助給湯器Ｂにて加熱された後、排熱回収用循環経路１０を通じて主貯留部３ｍの上部から小貯留部３ｓに戻される点で、第３実施形態における貯湯槽水質維持運転の流動形態が第１実施形態と異なる。
【００８３】
〔別実施形態〕
次に別実施形態を説明する。
【００８４】
上記の実施形態においては、貯湯槽３の目標貯留量として、非発電時間帯において消費又は略消費可能な貯留量を設定して、設定発電時間帯においては、貯湯槽３に前記目標貯留量の湯水を貯留すべく槽用給水手段Ｗ１を作動させ、非発電時間帯においては、槽用給水手段Ｗ１を停止させる形態で運転する場合について例示したが、設定発電時間帯と非発電時間帯とを通じて、貯湯槽３に予め設定した設定貯留量の湯水を貯留すべく槽用給水手段Ｗ１を作動させる形態で運転しても良い。この場合も、通常貯湯槽湯水循環運転のみの運転になる。
【００８５】
加熱目標温度は上記の実施形態において例示した温度に限定されるものではなく、種々の温度に設定可能である。例えば、前記通常給湯目標温度設定範囲よりも高い温度の１温度のみを設定しても良い。あるいは、前記通常給湯目標温度設定範囲内の温度に設定しても良いが、省エネを図る上では、前記通常給湯目標温度設定範囲外の温度に設定するのが好ましい。
又、加熱目標温度を前記通常給湯目標温度設定範囲よりも低い温度に設定する場合は、給湯器Ｋを前記水混合後加熱運転にて極力運転させないようにして、省エネを図る上では、前記低設定混合温度以下の温度に設定する。
【００８６】
上記の実施形態においては、熱負荷検出手段として、非発電時間帯中に給湯用循環手段Ｃ２を通じて複数の住戸Ｈに供給される湯水の総熱量を前記非発電時間帯熱負荷として求めるように構成する場合について例示したが、非発電時間帯中に給湯用循環手段Ｃ２を通じて複数の住戸Ｈに供給される湯水の総流量を前記非発電時間帯熱負荷として求めるように構成しても良い。この場合、前記非発電時間帯熱負荷として求めた運転対象サイクルの前のサイクルにおける湯水の総流量を、運転対象サイクルの目標貯留量として設定することになる。
熱負荷検出手段にて検出される前記非発電時間帯熱負荷に基づいて、運転対象サイクルの目標貯留量を設定するに当たって、具体的な設定方法は変更可能である。例えば、毎日検出した前記非発電時間帯熱負荷を月毎に平均して、その平均値を月に対応付けて前記記憶部に記憶させ、その記憶情報に基づいて、運転対象サイクルの目標貯留量を設定するようにしても良い。
【００８７】
上記の実施形態においては、運転対象サイクルの目標貯留量を、熱負荷検出手段にて検出される前記非発電時間帯熱負荷に基づいて変更設定する場合について例示したが、コージェネレーションシステムを設置する対象の地域又は集合住宅の熱負荷を鑑みて、前記目標貯留量を、月に対応付けて、あるいは、月及び曜日に対応付けて予め設定して前記記憶部に記憶させ、その記憶情報に基づいて、運転対象サイクルの前記目標貯留量を、月毎に、あるいは、曜日毎に固定的に設定するようにしても良い。
【００８８】
上記の実施形態においては、給湯用循環経路Ｒは、槽経由循環路４及び槽バイパス路１２を用いて、貯湯槽３を迂回する状態で複数の住戸Ｈを経由する貯湯槽迂回経路を形成するように構成したが、これに代えて、給湯用循環経路Ｒは、槽経由循環路４のみを用いて、貯湯槽３の小貯留部３ｓから取り出した湯水を集合住宅に含まれる複数の住戸Ｈを経由して主貯湯部３ｍの上部に戻す経路を形成するように構成しても良い。
【００８９】
上記の実施形態においては、貯湯槽３を、主貯留部３ｍとその主貯留部３ｍよりも横断面積が小さい小貯留部３ｓとを備えて構成する場合について例示したが、単に一つの貯留部を備えるように構成しても良い。
【００９０】
上記の実施形態においては、貯湯槽用補助加熱手段Ｂ１と循環経路用補助加熱手段Ｂ２とを兼用する補助給湯器Ｂを設ける場合について例示したが、湯槽用補助加熱手段Ｂ１と循環経路用補助加熱手段Ｂ２とを別個に設けても良い。
この場合、貯湯槽水質維持運転の実行中に、給湯用循環経路Ｒを通流する湯水を循環経路用補助加熱手段Ｂ２にて目標加熱温度に加熱しながら給水状態運転を並行して実行することが可能となるので、貯湯槽水質維持運転の実行中にも、目標加熱温度の湯を各住戸Ｈに供給することが可能となる。
【００９１】
各住戸Ｈに設ける給湯器Ｋの構成は変更可能である。例えば、前記循環湯水温度が給湯目標温度よりも低いときは、給湯目標温度よりも設定温度差以上低くなるように設定された前記設定混合温度になるように混合部Ｋｍの混合作動を制御し、且つ、給湯温度が前記給湯目標温度になるように加熱部Ｋｈの加熱作動を制御し、前記循環湯水温度が給湯目標温度以上のときは、加熱部Ｋｈの加熱作動を停止させた状態で、給湯温度が給湯目標温度になるように混合部Ｋｍの混合作動を制御するように構成しても良い。
【００９２】
上記の実施形態においては、給水源として受水槽５を用いる場合について例示したが、給水源として水道そのものを用いても良い。この場合は、槽用給水路９及び循環給水路１４夫々に水道管を接続することになる。
【００９３】
上記の実施形態のように、発電手段を、ガスエンジン等のエンジンにて駆動されるエンジン駆動の回転式の発電機１にて構成する場合、排熱回収用熱交換器２に供給する発電機１の排熱としては、上記の実施形態において例示したエンジン冷却水以外に、エンジンの排ガスを供給したり、エンジン冷却水と排ガスの両方を供給したりするように構成しても良い。尚、発電手段を、エンジン駆動の回転式の発電機１にて構成する場合、エンジンとしては、上記の実施形態において例示した都市ガスを燃料とするもの以外に、ＬＰガス、石油、ガソリン等種々の燃料を用いるものを使用することができる。
又、発電手段は、上記の実施形態において例示した如きエンジン駆動の回転式の発電機１にて構成する以外に、ガスタービンにて駆動するガスタービン駆動の回転式発電機にて構成しても良い。発電手段をガスタービン駆動の回転式の発電機にて構成する場合、排熱回収用熱交換器２には排熱としてガスタービンの排ガスを供給するように構成する。
又、発電手段としては、上記の如き回転式の発電機に限定されるのではなく、例えば、各種の燃料電池にて構成することができる。発電手段を燃料電池にて構成する場合は、排熱回収用熱交換器２には排熱として燃料電池の冷却水を供給するように構成する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係るコージェネレーションシステムの構成、及び、通常貯湯槽湯水循環運転での湯水流動形態を示す図
【図２】第１実施形態に係るコージェネレーションシステムの水補給停止貯湯槽湯水循環運転での湯水流動形態を示す図
【図３】第１実施形態に係るコージェネレーションシステムの給水状態運転及びメンテナンス用運転での湯水流動形態を示す図
【図４】第１実施形態に係るコージェネレーションシステムの貯湯槽水質維持運転での湯水流動形態を示す図
【図５】第１実施形態に係るコージェネレーションシステムの水置換運転での湯水流動形態を示す図
【図６】実施形態に係るコージェネレーションシステムの給湯器の構成を示す図
【図７】第１実施形態に係るコージェネレーションシステムの運転パターンを示す図
【図８】第１実施形態に係るコージェネレーションシステムの運転パターンを示す図
【図９】第２実施形態に係るコージェネレーションシステムの構成、及び、循環経路水質維持運転での湯水流動形態を示す図
【図１０】第３実施形態に係るコージェネレーションシステムの構成を示す図
【図１１】従来のコージェネレーションシステムの構成を示す図
【符号の説明】
１ 発電手段
２ 排熱回収用熱交換器
３ 貯湯槽
５ 給水源
Ｂ２ 補助加熱手段
Ｃ１ 排熱回収用循環手段
Ｃ２ 給湯用循環手段
Ｈ 住戸
Ｋ 給湯器
Ｋｈ 加熱部
Ｋｍ 混合部
Ｒ 給湯用循環経路
Ｕ 運転制御手段
Ｗ１ 槽用給水手段
Ｗ２ 循環用給水手段
Ｗ３ 住戸用給水手段

Claims (3)

1. 地域又は集合住宅を電力供給対象として発電する発電手段、その発電手段からの排熱が供給される排熱回収用熱交換器、前記地域又は集合住宅に含まれる複数の住戸を給湯対象として湯水を貯留する貯湯槽、その貯湯槽に給水する槽用給水手段、前記排熱回収用熱交換器と前記貯湯槽とにわたって湯水を循環させる排熱回収用循環手段、及び、前記貯湯槽と前記複数の住戸とにわたる給湯用循環経路にて湯水を循環させる給湯用循環手段が設けられたコージェネレーションシステムであって、
   前記給湯用循環経路を通流する湯水を加熱する補助加熱手段が設けられ、
   運転を制御する運転制御手段が、１日のうちの一部の時間帯として設定される設定発電時間帯においては前記発電手段、前記排熱回収用循環手段及び前記給湯用循環手段を作動させ、その設定発電時間帯以外の非発電時間帯においては前記発電手段及び前記排熱回収用循環手段を停止させ且つ前記給湯用循環手段を作動させる形態で、且つ、
   前記設定発電時間帯及び前記非発電時間帯においては、前記給湯用循環経路を通流する湯水を目標加熱温度に加熱するように前記補助加熱手段を加熱作動させる形態で運転を制御するように構成され、
   前記複数の住戸のそれぞれに給水する住戸用給水手段が設けられ、
   前記複数の住戸のそれぞれに、前記給湯用循環手段を通じて供給される湯水と前記住戸用給水手段を通じて供給される水とを混合する混合部、及び、その混合部から供給される湯水を加熱する加熱部を備えて、湯水需要部に給湯する給湯器が設けられ、
   その給湯器は、前記湯水の温度が給湯目標温度よりも設定温度差以上低いときは、前記給湯目標温度よりも前記設定温度差以上低くなるように設定された設定混合温度になるように前記混合部の混合作動を制御し、且つ、給湯温度が前記給湯目標温度になるように前記加熱部の加熱作動を制御し、前記湯水の温度が前記給湯目標温度に対して前記設定温度差低い温度よりも高いときは、前記加熱部の加熱作動を停止させた状態で、給湯温度が前記給湯目標温度になるように前記混合部の混合作動を制御するように構成され、
   前記目標加熱温度として、前記給湯器における前記給湯目標温度の設定範囲外の温度に設定されているコージェネレーションシステム。
2. 前記目標加熱温度として、前記設定範囲よりも低い温度に設定されて、冬期に用いられる冬期用目標加熱温度と、前記設定範囲よりも高い温度に設定されて、冬期以外の時期に用いられる夏期中間期用目標加熱温度とが備えられている請求項１記載のコージェネレーションシステム。
3. 給水源からの水を前記給湯用循環経路に供給する循環用給水手段が設けられ、
   前記給湯用循環手段が、前記貯湯槽の湯水を前記給湯用循環経路にて循環させる貯湯槽湯水循環状態と、前記貯湯槽の湯水の循環を停止させて前記循環用給水手段にて前記給湯用循環経路に給水する給水状態とに切り換え自在に構成され、
   前記貯湯槽の目標貯留量として、前記非発電時間帯において消費又は略消費可能な貯留量が設定されて、
   前記運転制御手段が、前記設定発電時間帯においては、前記貯湯槽に前記目標貯留量の湯水を貯留すべく前記槽用給水手段を作動させる状態で、前記給湯用循環手段を前記貯湯槽湯水循環状態にて作動させ、前記非発電時間帯においては、前記槽用給水手段を停止させる状態で、前記貯湯槽の貯留量が設定下限貯留量よりも多いときは前記給湯用循環手段を前記貯湯槽湯水循環状態にて作動させ、且つ、前記貯湯槽の貯留量が前記設定下限貯留量以下のときは前記給湯用循環手段を前記給水状態にて作動させるように構成されている請求項１又は２記載のコージェネレーションシステム。

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