JP4410956B2 - 排熱回収装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱源から発生する排熱を有効活用して所要の放熱端末の熱媒を加熱する排熱回収装置、ならびに、それを用いる排熱利用システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年では、エンジン発電機や燃料電池などのような発電機に代表される熱源で発生する排熱を、排熱回収装置で回収して、床暖房、ファンコンベクター、風呂などの放熱端末に対して利用する排熱利用システムが考えられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の排熱利用システムでは、熱源が起動していないときには、排熱回収装置に排熱を蓄熱できないので、放熱端末に対して排熱を供給できなくなる。
【０００４】
そこで、本願出願人は、排熱回収装置に対して、ガス燃焼装置などの補助熱源を装備させて、熱源停止時にも放熱端末の温度調節を可能にすることを考えた。
【０００５】
この場合、例えば放熱端末の熱媒を搬送する熱媒通路について、蓄熱槽を通過させた後、補助熱源へ送出する形態にすることが考えられる。しかしながら、そのようにすると、仮に、蓄熱槽内の温度が熱媒通路内の熱媒の温度よりも低い場合、熱媒通路内の熱媒が温度の低い蓄熱槽を通過することによって逆熱交換つまり、熱媒の熱が蓄熱槽に奪われてしまうために、この熱媒を補助熱源によって定常よりも過剰に加熱する必要が生じるなど、無駄が生じることが懸念される。
【０００６】
このような事情に鑑み、本発明は、排熱回収装置において、熱源の排熱を利用できない場合に放熱端末の熱媒を補助熱源で過剰に加熱するといった無駄を省くことを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の排熱回収装置は、請求項１に示すように、熱源の排熱で加熱された排熱搬送媒体を蓄熱槽内に通過させることにより排熱搬送媒体の熱を蓄熱させて熱源側へ戻す循環路を有するもので、外部の放熱端末から導入される熱媒を蓄熱槽へ通過させてから前記放熱端末へ戻す間接熱交換ルートと、外部の放熱端末から導入される熱媒を蓄熱槽へ通過させずに補助熱源へ送ってから前記放熱端末へ戻すショートカットルートとを有する排熱回収装置において、前記外部の放熱端末から導入される熱媒を蓄熱槽に通過させずに循環路において蓄熱槽よりも上流側部分を通過する排熱搬送媒体との間で熱交換を行わせてから前記放熱端末へ戻す直接熱交換ルートを有する、ことを特徴としている。
【００１１】
本発明の排熱回収装置は、請求項２に示すように、液体を貯溜する蓄熱槽と、熱源の排熱で加熱された排熱搬送媒体が前記熱源との間で循環されるとともに、前記蓄熱槽内を通過させられる循環路と、外部の放熱端末の熱媒を前記蓄熱槽内へ通過させて補助熱源へ送出してから前記放熱端末へ戻す熱媒通路と、熱媒通路に設けられて蓄熱槽をバイパスするためのバイパス路と、前記熱媒通路に導入される熱媒を蓄熱槽側またはバイパス路側へ選択的に通過させる流路切換手段と、流路切換手段を制御する管理手段とを有し、前記管理手段が、必要に応じて前記流路切換手段を制御することにより、熱媒通路に導入される熱媒を蓄熱槽へ通過させてから前記放熱端末へ戻す間接熱交換ルートと、熱媒通路に導入される熱媒を蓄熱槽へ通過させずにバイパス路を通過させて補助熱源へ送ってから前記放熱端末へ戻すショートカットルートとを選択的に作成する排熱回収装置において、前記熱媒通路において蓄熱槽より上流側でかつバイパス路より下流側の位置で分岐されて該熱媒通路において蓄熱槽より下流側に接続される迂回路が設けられるとともに、この迂回路の途中に、当該迂回路を通過する熱媒と前記循環路において蓄熱槽より上流側を通過する排熱搬送媒体との間で熱交換を行わせるための熱交換器が設けられ、前記管理手段が、上記熱交換ルートおよびショートカットルートに加えて、前記熱媒通路に導入される熱媒を蓄熱槽に通過させずに迂回路から熱交換器へ通過させることにより当該熱媒と前記循環路において蓄熱槽よりも上流側部分を通過する排熱搬送媒体との間で熱交換を行わせてから前記放熱端末へ戻す直接熱交換ルートを作成する構成とする、ことを特徴としている。
【００１２】
本発明の排熱回収装置は、請求項３に示すように、液体を貯溜する蓄熱槽と、熱源の排熱で加熱された排熱搬送媒体が前記熱源との間で循環されるとともに、前記蓄熱槽内を通過させられる循環路と、外部の放熱端末の熱媒を前記蓄熱槽内へ通過させて補助熱源へ送出してから前記放熱端末へ戻す熱媒通路と、熱媒通路に設けられて蓄熱槽をバイパスするためのバイパス路と、前記熱媒通路に導入される熱媒を蓄熱槽側またはバイパス路側へ選択的に通過させる流路切換手段と、流路切換手段を制御する管理手段とを有し、前記管理手段が、必要に応じて前記流路切換手段を制御することにより、熱媒通路に導入される熱媒を蓄熱槽へ通過させてから前記放熱端末へ戻す間接熱交換ルートと、熱媒通路に導入される熱媒を蓄熱槽へ通過させずにバイパス路を通過させて補助熱源へ送ってから前記放熱端末へ戻すショートカットルートとを選択的に作成す排熱回収装置において、熱源の停止状態と、前記蓄熱槽内の温度が所要の基準値以下である状態と、前記循環路や蓄熱槽の異常状態とをそれぞれ検出する検出手段を有し、前記管理手段が、前記いずれかの検出手段から検出出力を受けたときに、前記ショートカットルートを優先的に作成する、ことを特徴としている。
【００１３】
本発明の排熱回収装置は、請求項４に示すように、液体を貯溜する蓄熱槽と、熱源の排熱で加熱された排熱搬送媒体が前記熱源との間で循環されるとともに、前記蓄熱槽内を通過させられる循環路と、外部の放熱端末の熱媒を前記蓄熱槽内へ通過させて補助熱源へ送出してから前記放熱端末へ戻す熱媒通路と、この熱媒通路の上流側と下流側とに対してそれぞれ短絡接続される並列な２つのバイパス路と、前記熱媒通路に導入される熱媒を蓄熱槽側または第１バイパス路側へ選択的に通過させる流路切換弁と、第２バイパス路に設けられて流量を調整するとともに全閉動作が可能な流量調整弁と、前記各弁を制御する管理手段とを有し、前記管理手段が、必要に応じて前記各弁を制御することにより、熱媒通路に導入される熱媒を蓄熱槽へ通過させてから前記放熱端末へ戻す第１間接熱交換ルートと、熱媒通路に導入される熱媒を蓄熱槽へ通過させる一方で前記熱媒の一部を第２バイパス路へ通過させて蓄熱槽を通過した熱媒に対して混合させてから前記放熱端末へ戻す第２間接熱交換ルートと、熱媒通路に導入される熱媒を蓄熱槽へ通過させずに第１バイパス路を通じて補助熱源へ送ってから前記放熱端末へ戻すショートカットルートとを作成する、ことを特徴としている。
【００１４】
本発明の排熱回収装置は、請求項５に示すように、上記請求項４の構成において、さらに、前記熱媒通路において蓄熱槽より上流側でかつ前記両バイパス路より下流側の位置で分岐されて該熱媒通路において蓄熱槽より下流側に接続される迂回路が設けられるとともに、この迂回路の途中に、当該迂回路を通過する熱媒と前記循環路において蓄熱槽より上流側を通過する排熱搬送媒体との間で熱交換を行わせるための熱交換器が設けられ、さらに、この迂回路と前記熱媒通路との接続部分に流路を切り換える切換弁が設けられており、前記管理手段が、上記２つの間接熱交換ルートおよびショートカットルートに加えて、前記熱媒通路に導入される熱媒を蓄熱槽に通過させずに迂回路から熱交換器へ通過させることにより当該熱媒と前記循環路において蓄熱槽よりも上流側部分を通過する排熱搬送媒体との間で熱交換を行わせてから前記放熱端末へ戻す直接熱交換ルートを作成する、ことを特徴としている。
【００１５】
本発明の排熱回収装置は、請求項６に示すように、上記請求項４または５の構成において、さらに、熱源の停止状態と、前記蓄熱槽内の温度が所要の基準値以下である状態と、前記循環路や蓄熱槽の異常状態とをそれぞれ検出する状態検出手段を有し、前記管理手段が、前記いずれかの状態検出手段から検出出力を受けたときに、前記ショートカットルートを優先的に作成するものである、ことを特徴としている。
【００１６】
本発明の排熱回収装置は、請求項７に示すように、上記請求項４から６のいずれかの構成において、さらに、前記第１バイパス路の流路切換弁の動作異常を検出する異常検出手段を有し、前記制御手段が、前記異常検出手段で異常を検出したときに、第２バイパス路の流量調整弁を制御することにより、前記放熱端末の熱媒を補助熱源へ送出させる臨時ショートカットルートを作成する、ことを特徴としている。
【００１７】
本発明の排熱回収装置は、請求項８に示すように、上記請求項５または６の構成において、さらに、前記第１バイパス路の流路切換弁の動作異常を検出する第１異常検出手段と、前記第２バイパス路の流量調整弁の動作異常を検出する第２異常検出手段とを有し、前記制御手段が、前記両方の異常検出手段で異常を検出したときに、迂回路の流路切換弁を制御することにより、前記放熱端末の熱媒を補助熱源へ送出させる臨時ショートカットルートを作成する、ことを特徴としている。
【００２２】
以上、要するに、本発明では、例えば熱源が起動されていなくて熱源の排熱を利用できない場合でも、放熱端末の熱媒を蓄熱槽へ送らずに、補助熱源へ送って、この補助熱源で加熱可能とするショートカットルートを使用可能にしている。これにより、排熱回収装置の状態に関係なく、放熱端末を使用することが可能になる。しかも、前記ショートカットルートでは、放熱端末の熱媒が温度の低い蓄熱槽を通過せずに済むので、熱媒の熱が蓄熱槽で奪われてしまうことを回避できるようになり、その結果、補助熱源による熱媒の加熱能力をわざわざ強くする必要がなくなる。
【００２３】
特に、上記請求項１，２，５では、熱源で加熱された排熱搬送媒体の熱が蓄熱槽で回収される前に放熱端末の熱媒を加熱することができる直接熱交換ルートを有しているから、放熱端末の熱媒をより高温に加熱することが可能になる。
なお、請求項４は、間接熱交換ルートについても、熱媒を蓄熱槽で加熱して補助熱源へ送るルートと、蓄熱槽で加熱した熱媒に対して蓄熱槽へ送る前の熱媒とを混合して温度を調節してから補助熱源へ送るルートとを備えているから、熱媒の温度管理を幅広く行えるようになる。
【００２４】
また、上記請求項３，６では、上記ショートカットルートについて、熱源を起動していない場合の他、循環路や蓄熱槽が例えば液漏れしている場合など異常が発生している場合に優先使用できるようにしているから、排熱回収装置の異常時にも、放熱端末を使用することが可能になる。
【００２５】
また、上記請求項７では、上記請求項４〜６のいずれかを前提として、第１バイパス路の流路切換弁が異常でショートカットルートを作成できないとき、第２バイパス路を利用して臨時ショートカットルートを作成するようにしているから、排熱回収装置のより広い異常対処が可能になる。
【００２６】
また、上記請求項８では、上記請求項５または６のいずれかを前提として、第２バイパス路の流量調整弁が異常で臨時ショートカットルートを作成できないとき、迂回路を利用してさらなる臨時ショートカットルートを作成するようにしているから、排熱回収装置のより広い異常対処が可能になる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【００３０】
〔実施形態１〕
図１は、本発明の実施形態１に係る排熱利用システムを示す概略構成図である。図中、１は排熱回収装置である。この実施形態１では、排熱回収装置１に対して単一の放熱端末２を接続する場合を例に挙げている。
【００３１】
まず、放熱端末２は、例えばファンコンベクター、床暖房、あるいは風呂などのいずれかとされるもので、熱媒を外部へ送出する往き配管３と、熱媒を外部から戻す戻り配管４とを備えている。この放熱端末２の熱媒としては、ファンコンベクターや床暖房の場合だと不凍液とされ、風呂の場合だと浴槽水とされる。
【００３２】
そして、排熱回収装置１は、放熱端末２の熱媒を熱源５が発生する排熱や補助熱源６で発生する熱を利用して加熱するもので、以下で詳細に説明するが、循環路７と、蓄熱槽８と、熱媒通路９と、コントローラ１０と、リモートコントローラ（リモコン）１１とを備えている。
【００３３】
熱源５は、例えば発電機能を有するガスエンジンなどの内燃機関とされる。このガスエンジンからなる熱源５が発電する電気は、この実施形態で示す排熱利用システムが設置される家屋内のいろいろな電気使用機器に適宜供給するようになっている。
【００３４】
補助熱源６は、この実施形態１だと排熱回収装置１内に装備されるガス燃焼装置からなり、給湯回路１２と暖房回路１３とを有している。給湯回路１２は、給湯通路１５と、給湯用熱交換器１６と、流量調整弁１７とが設けられ、暖房回路１３は、暖房通路１８と、暖房用熱交換器１９と、暖房用循環ポンプ２０とが設けられている。なお、給湯用熱交換器１６と、暖房用熱交換器１９は、図示していないガスバーナで加熱される。この補助熱源６は、石油燃焼装置とすることもできる。
【００３５】
循環路７は、熱源５の排熱を搬送するための排熱搬送媒体が熱源５との間で循環させられる配管からなり、その一部が蓄熱槽８内に挿入されている。この循環路７において蓄熱槽８よりも下流には、排熱搬送媒体を循環させるための循環ポンプ２１が設けられている。
【００３６】
蓄熱槽８は、上水道などの水を貯溜するもので、下部には上水道などを供給するための給水管２５が接続され、また、上部には、出湯管２６が接続されている。この出湯管２６は、補助熱源６の給湯通路１５の入り口側に対して接続されている。
【００３７】
熱媒通路９は、放熱端末２から導入される熱媒を蓄熱槽８へ通過させて補助熱源６へ送出してから放熱端末２へ戻すための配管からなる。この熱媒通路９には、放熱端末２の往き戻り配管３，４と、補助熱源６の暖房通路１８への往き戻り配管とが、中継部材２７，２８を介して接続されている。
【００３８】
コントローラ１０は、マイクロコンピュータなどからなり、必要に応じて上記各部の動作を制御する。リモコン１１は、使用者による操作入力を受けてコントローラ１０に所要の動作を行わせる指令信号を出力するものである。
【００３９】
なお、上記熱媒通路９を詳しく説明する。この熱媒通路９には、蓄熱槽８をバイパスする２つのバイパス路３１，３２と迂回路３３がそれぞれ並列に接続されているとともに、第１流路切換弁３５、流量調整弁３６、第２流路切換弁３７が設けられている。
【００４０】
上記第１流路切換弁３５は、熱媒通路９に導入される熱媒を、蓄熱槽８側に通過させる状態と、最も上流位置に配置される第１バイパス路３１側へ通過させる状態と、全閉状態のいずれか一つに切り換えるものである。
【００４１】
上記流量調整弁３６は、熱媒通路９において中間に位置する第２バイパス路３２を通過する熱媒の流量を制御するものである。
【００４２】
第２流路切換弁３７は、熱媒通路９に導入される熱媒を、蓄熱槽８側に通過させる状態と、熱媒通路９の最も下流位置に配置される迂回路３３側へ通過させる状態と、全閉状態のいずれか一つに切り換えるものである。なお、迂回路３３の途中には、当該迂回路３３を通過する熱媒と循環路７において蓄熱槽８よりも上流側を通過する排熱搬送媒体との間で熱交換させるための直接熱交換器３８が設けられている。
【００４３】
つまり、上記熱媒通路９では、上記２つの流路切換弁３５，３７と、流量調整弁３６を制御することにより、間接熱交換ルートＸと、直接熱交換ルートＹと、ショートカットルートＺとを選択的に作成できるようになっている。
【００４４】
第１に、間接熱交換ルートＸは、第１流路切換弁３５および流量調整弁３６を全閉状態にし、第２流路切換弁３７を蓄熱槽８側にすることにより作成する。この場合、一点鎖線矢印で示すように、放熱端末２から導入される熱媒を蓄熱槽８へ通過させて加熱することができる。なお、この間接熱交換ルートＸを作成している場合には、必要に応じて、第２バイパス路３２の流量調整弁３６を所要量開くことにより、蓄熱槽８を通過した熱媒に対して蓄熱槽８を通過させる前の熱媒を混合させるようにもできる。
【００４５】
第２に、直接熱交換ルートＹは、第１流路切換弁３５および流量調整弁３６を全閉状態にし、第２流路切換弁３７を直接熱交換器３８側にすることにより作成する。この場合、実線矢印で示すように、外部の放熱端末２から導入される熱媒を蓄熱槽８に送らずに迂回路３３に送って直接熱交換器３８で加熱することができる。つまり、この直接熱交換ルートＹを作成している場合には、熱媒通路９の熱媒を循環路７において蓄熱槽８よりも上流側部分を通過する高温の排熱搬送媒体との間で熱交換を行わせるから、効率よく加熱できる。なお、この直接熱交換ルートＹを作成している場合には、必要に応じて、第２バイパス路３２の流量調整弁３６を所要量開くことにより、直接熱交換器３８を通過した熱媒に対して直接熱交換器３８を通過させる前の熱媒を混合させるようにもできる。
【００４６】
第３に、ショートカットルートＺは、第１流路切換弁３５を第１バイパス路３１側にし、流量調整弁３６および第２流路切換弁３７を全閉状態にすることにより作成する。この場合、破線矢印で示すように、放熱端末２から導入される熱媒を蓄熱槽８や直接熱交換器３８へ送らずに第１バイパス路３１を通じて補助熱源６へ送出することができるので、熱媒の熱が蓄熱槽８や直接熱交換器３８で奪われることを防げる。
【００４７】
次に、上述した排熱回収装置１の排熱回収動作を説明する。
【００４８】
まず、熱源５を起動するとともに、循環路７の循環ポンプ２１を駆動して循環路７内で排熱搬送媒体を循環させる。これにより、熱源５が発生する排熱で排熱搬送媒体が加熱されることになり、この排熱搬送媒体の熱が蓄熱槽８内の水を加熱する。このようにして蓄熱槽８内の水の温度が所要以上高くなった状態では、必要に応じて、出湯管２６を介して補助熱源６の給湯通路１５を介して外部へ給湯させることができる。それにより、蓄熱槽８内の水が減ると、給水管２５から蓄熱槽８に対して水が補填される。
【００４９】
そして、放熱端末２の熱媒の加熱動作を説明する。この場合、コントローラ１０は、排熱回収装置１の状態を把握してから、上述した３つのルートＸ〜Ｚのいずれを使うかを選択する。
【００５０】
（１）蓄熱槽８内の水温が所要の基準値以上である場合、間接熱交換ルートＸを作成し、補助熱源６の暖房用循環ポンプ２０を駆動する。これにより、放熱端末２の熱媒が排熱回収装置１の熱媒通路９に対して導入され、この熱媒通路９に導入された熱媒が蓄熱槽８を通過することにより加熱されることになる。この後、補助熱源６の暖房通路１８を通じて放熱端末２へ戻される。ここで、補助熱源６の暖房回路１３を加熱動作させれば、暖房通路１８を通過する熱媒をさらに加熱することができる。
【００５１】
（２）熱源５が起動されていても蓄熱槽８内の水温が所要の基準値未満である場合、直接熱交換ルートＹを作成し、補助熱源６の暖房用循環ポンプ２０を駆動する。これにより、放熱端末２の熱媒が排熱回収装置１の熱媒通路９に対して導入され、この熱媒通路９に導入された熱媒が迂回路３３を通過することにより直接熱交換器３８で加熱されることになる。この後、補助熱源６の暖房通路１８を通じて放熱端末２へ戻される。ここで、補助熱源６の暖房回路１３を加熱動作させれば、暖房通路１８を通過する熱媒をさらに加熱することができる。
【００５２】
（３）熱源５が起動されていない場合、ショートカットルートＺを作成し、補助熱源６の暖房用循環ポンプ２０を駆動する。これにより、放熱端末２の熱媒が排熱回収装置１の熱媒通路９に対して導入され、この熱媒通路９に導入された熱媒が蓄熱槽８や迂回路３３へ送られずに、補助熱源６の暖房回路１３を通じて放熱端末２へ戻される。ここで、補助熱源６の暖房回路１３を加熱動作させれば、暖房用熱交換器１９で暖房通路１８を通過する熱媒を加熱することができる。
【００５３】
以上説明したように、この実施形態１では、熱源５が起動されていない場合、熱媒通路９についてショートカットルートＺを作成することにより、放熱端末２の熱媒を蓄熱槽８や迂回路３３へ送らずに、補助熱源６の暖房回路１３へ送出させることができるようになる。したがって、熱媒通路９内を通過する熱媒が温度の低い蓄熱槽８や直接熱交換器３８を通過せずに済むので、熱媒の熱が蓄熱槽８で奪われてしまうことを回避できて、補助熱源６による熱媒の加熱能力をわざわざ強くする必要がなくなるなど、補助熱源６による消費エネルギーの無駄を省くことができる。
【００５４】
ところで、上記ショートカットルートＺは、熱源５を起動していない場合の他、例えば上記排熱回収装置１の循環路７や蓄熱槽８の異常（例えば液漏れなど）が発生している場合にも使用することができる。これらの異常は、周知技術を応用して個別に検出するようにできる。この場合、排熱回収装置１の異常が原因で排熱を利用できなくても、放熱端末２を使用することが可能になり、使用者にとってメリットが生まれる。
【００５５】
さらに、上記排熱回収装置１において、仮に、ショートカットルートＺを作成するにあたって、第１バイパス路３１の第１流路切換弁３５が全閉状態で故障している場合には、ショートカットルートＺを作成できない。このような場合には、第２バイパス路３２や迂回路３３のいずれか一方を用いて、放熱端末２から導入される熱媒を補助熱源６へ送出可能とするための第１、第２の臨時ショートカットルートを作成することができる。第１の臨時ショートカットルートは、第２バイパス路３２を用い、また、第２の臨時ショートカットルートは、迂回路３３を用いる。
【００５６】
しかも、上記第１の臨時ショートカットルートを作成するにあたって、第２バイパス路３２の流量調整弁３６が全閉状態で故障している場合には、この第１の臨時ショートカットルートを作成できないので、その場合には、第２の臨時ショートカットルートを作成すればよい。
【００５７】
一方、上記第２の臨時ショートカットルートを作成するにあたって、迂回路３２の第２流路切換弁３７が全閉状態で故障している場合には、この第２の臨時ショートカットルートを作成できないので、その場合には、上記第１の臨時ショートカットルートを作成すればよい。
【００５８】
なお、上記第１、第２流路切換弁３５，３７や流量調整弁３６の故障は、コントローラ１０により検出することができる。つまり、上記第１流路切換弁３５は、ステッピングモータにより駆動される二方弁とされ、第２流路切換弁３７は、ステッピングモータにより駆動される三方弁とされ、流量調整弁３６は、サーボ弁とされる。そこで、例えば、コントローラ１０は、第１、第２流路切換弁３５，３７個々の故障判定について、そのステッピングモータが脱調、または断線しているか否かを調べるようにし、また、流量調整弁３６の故障判定については、その弁体の駆動トルクや位置に基づいて調べるようにすればよい。
【００５９】
〔実施形態２〕
図２は、本発明の実施形態２に係る排熱利用システムを示す概略構成図である。この実施形態２では、排熱回収装置１に対して３つの放熱端末２Ａ〜２Ｃを接続する場合を例に挙げている。
【００６０】
具体的に、３つの放熱端末２Ａ〜２Ｃのうち、第１放熱端末２Ａは、ファンコンベクターなどのように熱媒を高温（例えば約８０℃）とする必要があるものとされ、第２放熱端末２Ｂは、床暖房などのように熱媒を中低温（例えば約６０℃）とする必要があるものとされ、第３放熱端末２Ｃは、風呂などのように低温（例えば３９℃〜４８℃）とする必要があるものとされる。
【００６１】
このような３つの放熱端末２Ａ〜２Ｃを使用するために、排熱回収装置１において、主として熱媒通路９や補助熱源６に下記するような変更が加えられている。
【００６２】
まず、補助熱源６には、風呂などの第３放熱端末２Ｃに備える浴槽水の往き戻り配管３Ｃ，４Ｃに対して接続される風呂追焚通路４０が設けられている。この風呂追焚通路４０の入り口には、風呂ポンプ４１が設けられている。
【００６３】
また、上記風呂追焚通路４０の上流側と、給湯通路１５の下流側とにはバイパス路４２が接続され、このバイパス路４２に対して開閉弁４３が設けられている。
【００６４】
また、補助熱源６の暖房通路１８の上流側には、風呂追焚通路４０の途中部分を加熱するための第１風呂熱交換器４４と風呂熱動弁４５が設けられている。
【００６５】
また、暖房通路１８の下流側を第２放熱端末２Ｂにおける熱媒戻し用の往き配管４Ｂに対して接続されている。
【００６６】
また、暖房通路１８の入口側と出口側とに対しては、常時バイパス路４６が接続されており、さらに、暖房通路１８において暖房用循環ポンプ２０の上流と暖房用熱交換器１９の下流とに対して迂回路４７が接続されており、これら常時バイパス路４６および迂回路４７とで暖房通路１８を閉ループとすることが可能になっている。
【００６７】
また、第１流路切換弁３５を三方弁とし、この第１流路切換弁３５と迂回路４７の下流側端部とに対して端末連絡通路４８が接続されている。この端末連絡通路４８の途中には、風呂追焚通路４０の下流部分を加熱するための第２風呂熱交換器４９が設けられている。
【００６８】
この他、蓄熱槽８に接続される給水管２５と出湯管２６との間に、他の出湯カラン（図示省略）に対して接続するための他出湯回路５０が設けられている。この他出湯回路５０は、開閉弁５１と、２つの混合弁５２，５３とを備えており、要求温度に基づいて給水管２５からの水と出湯管２６からの湯水とを所要割合で混合して、出湯するようになっている。
【００６９】
次に、上記排熱利用システムにおいて、各放熱端末２Ａ〜２Ｃの使用状況に応じた排熱回収装置１の動作を説明する。
【００７０】
（１−１）熱媒を高温とする第１放熱端末２Ａを単独で使用する場合、熱源５が起動している状況では、第１流路切換弁３５を全閉状態にし、第２流路切換弁３７を直接熱交換ルートＹ側にし、流量調整弁３６を必要に応じた開度に開く。これにより、第１放熱端末２Ａから熱媒通路９に導入される熱媒の大半が、直接熱交換ルートＹの直接熱交換器３８で加熱される一方で、熱媒の一部が第２バイパス路３２を通過し、これらが混合された後、補助熱源６の暖房通路１８へ通って第１放熱端末２Ａに戻される。なお、補助熱源６の暖房回路１３を加熱動作させれば、暖房熱交換器１９で第１放熱端末２Ａの熱媒をさらに加熱することができる。
【００７１】
（１−２）熱媒を高温とする第１放熱端末２Ａを単独で使用する場合、熱源５が起動していない状況では、第１流路切換弁３５をショートカットルートＺ側にし、第２流路切換弁３７および流量調整弁３６を全閉状態にする。このとき、補助熱源６の暖房回路１３を加熱動作させる。これにより、第１放熱端末２Ａから熱媒通路９に導入される熱媒は、補助熱源６の暖房回路１３のみで加熱されてから、第１放熱端末２Ａに戻される。
【００７２】
（２−１）熱媒を中低温とする第２放熱端末２Ｂを単独で使用する場合、熱源５が起動している状況では、第１流路切換弁３５を全閉状態にし、第２流路切換弁３７を直接熱交換ルートＹ側にし、流量調整弁３６を必要に応じた開度に開く。このとき、補助熱源６の暖房回路１３は加熱動作していない。これにより、第２放熱端末２Ｂから熱媒通路９に導入される熱媒の大半が、直接熱交換ルートＹで加熱される一方で、熱媒の一部が第２バイパス路３２を通過し、これらが混合された後、補助熱源６の暖房通路１８へ送られるが、この暖房通路１８では加熱されずに第２放熱端末２Ｂへ戻される。
【００７３】
（２−２）熱媒を中低温とする第２放熱端末２Ｂを単独で使用する場合、熱源５が起動していなくて、かつ蓄熱槽８内の温度が所要の基準値以上の状況では、第１流路切換弁３５を全閉状態、第２流路切換弁３７を間接熱交換ルートＸ側にし、流量調整弁３６を必要に応じた開度に開く。このとき、補助熱源６の暖房回路１３は加熱動作していない。これにより、第２放熱端末２Ｂから熱媒通路９に導入される熱媒の大半が、蓄熱槽８内で加熱される一方で、熱媒の一部が第２バイパス路３２を通過し、これらが混合された後、補助熱源６の暖房通路１８へ送られるが、この暖房通路１８では加熱されずに第２放熱端末２Ｂに戻される。
【００７４】
（２−３）熱媒を中低温とする第２放熱端末２Ｂを単独で使用する場合、熱源５が起動していなくて、かつ蓄熱槽８内の温度が所要の基準値未満の状況では、第１流路切換弁３５をショートカットルートＺ側にし、第２流路切換弁３７および流量調整弁３６を全閉状態にする。そして、補助熱源６の暖房回路１３を加熱動作させる。これにより、第２放熱端末２Ｂから熱媒通路９に導入される熱媒は、補助熱源６の暖房回路１３のみで加熱されてから、第２放熱端末２Ｂに戻される。
【００７５】
（３−１）熱媒を低温とする第３放熱端末２Ｃを単独で使用する場合、熱源５が起動している状況では、第１流路切換弁３５をショートカットルートＺ側にし、第２流路切換弁３７を直接熱交換ルートＹ側にし、流量調整弁３６および風呂熱動弁４５を全閉状態にする。このとき、補助熱源６の暖房回路１３を加熱動作させる。この場合、暖房通路１８と直接熱交換ルートＹの一部と迂回路４７と常時バイパス路４６との間での閉ループが形成され、その中を循環する熱媒が直接熱交換器３８と暖房用熱交換器１９の両方で加熱されることにより、第１、第２風呂熱交換器４１，４２が加熱される。これら２つの風呂熱交換器４１，４２でもって、第３放熱端末２Ｃから風呂追焚通路４０に導入される熱媒が加熱された後、第３放熱端末３Ｃに戻される。
【００７６】
（３−２）熱媒を低温とする第３放熱端末２Ｃを単独で使用する場合、熱源５が起動していなくて、かつ蓄熱槽８内の温度が所要の基準値以上の状況では、第１流路切換弁３５および第２流路切換弁３７を間接熱交換ルートＸ側にし、流量調整弁３６および風呂熱動弁４５を全閉状態にする。このとき、補助熱源６の暖房回路１３を加熱動作させる。この場合、暖房通路１８と間接熱交換ルートＸと迂回路４７と常時バイパス路４６との間での閉ループが形成され、その中を循環する熱媒が蓄熱槽８と暖房用熱交換器１９の両方で加熱されることにより、第１、第２風呂熱交換器４１，４２が加熱される。これら２つの風呂熱交換器４１，４２でもって、第３放熱端末２Ｃから風呂追焚通路４０に導入される熱媒が加熱された後、第３放熱端末３Ｃに戻される。
【００７７】
（３−３）熱媒を低温とする第３放熱端末２Ｃを単独で使用する場合、熱源５が起動していなくて、かつ蓄熱槽８内の温度が所要の基準値未満の状況では、第１流路切換弁３５、第２流路切換弁３７および流量調整弁３６のすべてを全閉状態にし、風呂熱動弁４５を開く。このとき、補助熱源６の暖房回路１３を加熱動作させる。この場合、暖房通路１８が風呂熱動弁４５により閉ループとされ、この閉ループの暖房通路１８内の熱媒が暖房用熱交換器１９で加熱されることにより、第１風呂熱交換器４１が加熱される。この第１風呂熱交換器４１でもって、第３放熱端末２Ｃから風呂追焚通路４０に導入される熱媒が加熱された後、第３放熱端末２Ｃに戻される。
【００７８】
以上説明したように、この実施形態２では、３つの放熱端末２Ａ〜２Ｃの熱媒を使用できるようにしているから、汎用性に優れたものであり、複数の放熱端末２Ａ〜２Ｃに対して排熱を利用させる場合において、複数の放熱端末２Ａ〜２Ｃ個々に排熱回収装置１をそれぞれ用いる必要がなくなるなど、設備コストの低減に貢献できる。
【００７９】
しかも、この実施形態２も、熱源５が起動されていない場合については、上記実施形態１と同様に、いずれかの放熱端末２Ａ〜２Ｃを使用するにあたって、それらの熱媒を蓄熱槽８や直接熱交換器３８へ送らずに、補助熱源６の暖房回路１３へ送出させるようにしているから、放熱端末２Ａ〜２Ｃの熱媒の熱が蓄熱槽８などで奪われてしまうことを回避できる。したがって、従来例のように、補助熱源６で定常よりも過剰に加熱動作させるといった無駄を省くことができるなど、補助熱源６による消費エネルギーの無駄を省くことができる。
【００８０】
〔他の実施形態〕
本発明は上述した実施形態のみに限定されるものではなく、いろいろな応用や変形が考えられる。
【００８１】
（１）上記実施形態１，２では、熱源５としてガスエンジンを用いているけれども、燃料電池のような他の発電機を用いるようにしてもよい。
【００８２】
（２）上記実施形態１，２において、図示しないが、排熱回収装置１の循環路７において蓄熱槽８よりも上流に例えば電気ヒータをさらに設置するとともに、この電気ヒータを熱源５としてのガスエンジンで得られる電力を用いて駆動する形態とすることができる。この場合、前記電力をバッテリーなどに蓄積させておけば、熱源５を駆動していなくても、前記バッテリーに蓄積された電力でもって前記電気ヒータを駆動することにより、循環路７内の排熱搬送媒体を加熱することができるなど、より有効となる。
【００８３】
【発明の効果】
本発明では、例えば熱源が起動されていなくて熱源の排熱を利用できない場合でも、放熱端末の熱媒を蓄熱槽へ送らずに、補助熱源へ送って、この補助熱源で加熱可能とするショートカットルートを作成可能にしているから、排熱回収装置の状態に関係なく、使用者は、放熱端末を使用することができるようになり、使用者にとって使い勝手が向上する。しかも、前記ショートカットルートでは、放熱端末の熱媒が温度の低い蓄熱槽を通過せずに済むので、熱媒の熱が蓄熱槽で奪われてしまうことを回避できるようになり、その結果、補助熱源による熱媒の加熱能力をわざわざ強くする必要がなくなるなど、補助熱源によるガス消費量の無駄を省くことが可能になる。
【００８４】
特に、請求項１，２，５では、熱源で加熱された排熱搬送媒体の熱が蓄熱槽で回収される前に放熱端末の熱媒を加熱することができる直接熱交換ルートを有しているから、放熱端末の熱媒をより高温に加熱することが可能になるなど、排熱を有効に利用できるようになる。
【００８５】
また、請求項３，６では、上記ショートカットルートについて、熱源を起動していない場合の他、循環路や蓄熱槽が例えば液漏れしている場合など異常が発生している場合に優先使用できるようにしているから、排熱回収装置の異常時にも、放熱端末を使用することが可能になり、使用者にとってメリットがある。
【００８６】
また、請求項４では、間接熱交換ルートについても、熱媒を蓄熱槽で加熱して補助熱源へ送るルートと、蓄熱槽で加熱した熱媒に対して蓄熱槽へ送る前の熱媒とを混合して温度を調節してから補助熱源へ送るルートとを備えているから、熱媒の温度管理を幅広く行えるようになる。
【００８７】
また、請求項７では、上記請求項４〜６のいずれかを前提として、第１バイパス路の流路切換弁が異常でショートカットルートを作成できないとき、第２バイパス路を利用して臨時ショートカットルートを作成するようにしているから、排熱回収装置のより広い異常対処が可能になる。
【００８８】
また、請求項８では、上記請求項５または６のいずれかを前提として、第２バイパス路の流量調整弁が異常で臨時ショートカットルートを作成できないとき、迂回路を利用してさらなる臨時ショートカットルートを作成するようにしているから、排熱回収装置のより広い異常対処が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係る排熱利用システムを示す概略構成図
【図２】本発明の実施形態２に係る排熱利用システムを示す概略構成図
【符号の説明】
１ 排熱回収装置
２ 放熱端末
５ 熱源
６ 補助熱源
７ 循環路
８ 蓄熱槽
９ 熱媒通路
１０ コントローラ
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱源から発生する排熱を有効活用して所要の放熱端末の熱媒を加熱する排熱回収装置、ならびに、それを用いる排熱利用システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年では、エンジン発電機や燃料電池などのような発電機に代表される熱源で発生する排熱を、排熱回収装置で回収して、床暖房、ファンコンベクター、風呂などの放熱端末に対して利用する排熱利用システムが考えられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の排熱利用システムでは、熱源が起動していないときには、排熱回収装置に排熱を蓄熱できないので、放熱端末に対して排熱を供給できなくなる。
【０００４】
そこで、本願出願人は、排熱回収装置に対して、ガス燃焼装置などの補助熱源を装備させて、熱源停止時にも放熱端末の温度調節を可能にすることを考えた。
【０００５】
この場合、例えば放熱端末の熱媒を搬送する熱媒通路について、蓄熱槽を通過させた後、補助熱源へ送出する形態にすることが考えられる。しかしながら、そのようにすると、仮に、蓄熱槽内の温度が熱媒通路内の熱媒の温度よりも低い場合、熱媒通路内の熱媒が温度の低い蓄熱槽を通過することによって逆熱交換つまり、熱媒の熱が蓄熱槽に奪われてしまうために、この熱媒を補助熱源によって定常よりも過剰に加熱する必要が生じるなど、無駄が生じることが懸念される。
【０００６】
このような事情に鑑み、本発明は、排熱回収装置において、熱源の排熱を利用できない場合に放熱端末の熱媒を補助熱源で過剰に加熱するといった無駄を省くことを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の排熱回収装置は、請求項１に示すように、熱源の排熱で加熱された排熱搬送媒体を蓄熱槽内に通過させることにより排熱搬送媒体の熱を蓄熱させて熱源側へ戻す循環路を有するもので、外部の放熱端末から導入される熱媒を蓄熱槽へ通過させてから前記放熱端末へ戻す間接熱交換ルートと、外部の放熱端末から導入される熱媒を蓄熱槽へ通過させずに補助熱源へ送ってから前記放熱端末へ戻すショートカットルートとを有する排熱回収装置において、前記外部の放熱端末から導入される熱媒を蓄熱槽に通過させずに循環路において蓄熱槽よりも上流側部分を通過する排熱搬送媒体との間で熱交換を行わせてから前記放熱端末へ戻す直接熱交換ルートを有する、ことを特徴としている。
【００１１】
本発明の排熱回収装置は、請求項２に示すように、液体を貯溜する蓄熱槽と、熱源の排熱で加熱された排熱搬送媒体が前記熱源との間で循環されるとともに、前記蓄熱槽内を通過させられる循環路と、外部の放熱端末の熱媒を前記蓄熱槽内へ通過させて補助熱源へ送出してから前記放熱端末へ戻す熱媒通路と、熱媒通路に設けられて蓄熱槽をバイパスするためのバイパス路と、前記熱媒通路に導入される熱媒を蓄熱槽側またはバイパス路側へ選択的に通過させる流路切換手段と、流路切換手段を制御する管理手段とを有し、前記管理手段が、必要に応じて前記流路切換手段を制御することにより、熱媒通路に導入される熱媒を蓄熱槽へ通過させてから前記放熱端末へ戻す間接熱交換ルートと、熱媒通路に導入される熱媒を蓄熱槽へ通過させずにバイパス路を通過させて補助熱源へ送ってから前記放熱端末へ戻すショートカットルートとを選択的に作成する排熱回収装置において、前記熱媒通路において蓄熱槽より上流側でかつバイパス路より下流側の位置で分岐されて該熱媒通路において蓄熱槽より下流側に接続される迂回路が設けられるとともに、この迂回路の途中に、当該迂回路を通過する熱媒と前記循環路において蓄熱槽より上流側を通過する排熱搬送媒体との間で熱交換を行わせるための熱交換器が設けられ、前記管理手段が、上記熱交換ルートおよびショートカットルートに加えて、前記熱媒通路に導入される熱媒を蓄熱槽に通過させずに迂回路から熱交換器へ通過させることにより当該熱媒と前記循環路において蓄熱槽よりも上流側部分を通過する排熱搬送媒体との間で熱交換を行わせてから前記放熱端末へ戻す直接熱交換ルートを作成する構成とする、ことを特徴としている。
【００１２】
本発明の排熱回収装置は、請求項３に示すように、液体を貯溜する蓄熱槽と、熱源の排熱で加熱された排熱搬送媒体が前記熱源との間で循環されるとともに、前記蓄熱槽内を通過させられる循環路と、外部の放熱端末の熱媒を前記蓄熱槽内へ通過させて補助熱源へ送出してから前記放熱端末へ戻す熱媒通路と、熱媒通路に設けられて蓄熱槽をバイパスするためのバイパス路と、前記熱媒通路に導入される熱媒を蓄熱槽側またはバイパス路側へ選択的に通過させる流路切換手段と、流路切換手段を制御する管理手段とを有し、前記管理手段が、必要に応じて前記流路切換手段を制御することにより、熱媒通路に導入される熱媒を蓄熱槽へ通過させてから前記放熱端末へ戻す間接熱交換ルートと、熱媒通路に導入される熱媒を蓄熱槽へ通過させずにバイパス路を通過させて補助熱源へ送ってから前記放熱端末へ戻すショートカットルートとを選択的に作成す排熱回収装置において、熱源の停止状態と、前記蓄熱槽内の温度が所要の基準値以下である状態と、前記循環路や蓄熱槽の異常状態とをそれぞれ検出する検出手段を有し、前記管理手段が、前記いずれかの検出手段から検出出力を受けたときに、前記ショートカットルートを優先的に作成する、ことを特徴としている。
【００１３】
本発明の排熱回収装置は、請求項４に示すように、液体を貯溜する蓄熱槽と、熱源の排熱で加熱された排熱搬送媒体が前記熱源との間で循環されるとともに、前記蓄熱槽内を通過させられる循環路と、外部の放熱端末の熱媒を前記蓄熱槽内へ通過させて補助熱源へ送出してから前記放熱端末へ戻す熱媒通路と、この熱媒通路の上流側と下流側とに対してそれぞれ短絡接続される並列な２つのバイパス路と、前記熱媒通路に導入される熱媒を蓄熱槽側または第１バイパス路側へ選択的に通過させる流路切換弁と、第２バイパス路に設けられて流量を調整するとともに全閉動作が可能な流量調整弁と、前記各弁を制御する管理手段とを有し、前記管理手段が、必要に応じて前記各弁を制御することにより、熱媒通路に導入される熱媒を蓄熱槽へ通過させてから前記放熱端末へ戻す第１間接熱交換ルートと、熱媒通路に導入される熱媒を蓄熱槽へ通過させる一方で前記熱媒の一部を第２バイパス路へ通過させて蓄熱槽を通過した熱媒に対して混合させてから前記放熱端末へ戻す第２間接熱交換ルートと、熱媒通路に導入される熱媒を蓄熱槽へ通過させずに第１バイパス路を通じて補助熱源へ送ってから前記放熱端末へ戻すショートカットルートとを作成する、ことを特徴としている。
【００１４】
本発明の排熱回収装置は、請求項５に示すように、上記請求項４の構成において、さらに、前記熱媒通路において蓄熱槽より上流側でかつ前記両バイパス路より下流側の位置で分岐されて該熱媒通路において蓄熱槽より下流側に接続される迂回路が設けられるとともに、この迂回路の途中に、当該迂回路を通過する熱媒と前記循環路において蓄熱槽より上流側を通過する排熱搬送媒体との間で熱交換を行わせるための熱交換器が設けられ、さらに、この迂回路と前記熱媒通路との接続部分に流路を切り換える切換弁が設けられており、前記管理手段が、上記２つの間接熱交換ルートおよびショートカットルートに加えて、前記熱媒通路に導入される熱媒を蓄熱槽に通過させずに迂回路から熱交換器へ通過させることにより当該熱媒と前記循環路において蓄熱槽よりも上流側部分を通過する排熱搬送媒体との間で熱交換を行わせてから前記放熱端末へ戻す直接熱交換ルートを作成する、ことを特徴としている。
【００１５】
本発明の排熱回収装置は、請求項６に示すように、上記請求項４または５の構成において、さらに、熱源の停止状態と、前記蓄熱槽内の温度が所要の基準値以下である状態と、前記循環路や蓄熱槽の異常状態とをそれぞれ検出する状態検出手段を有し、前記管理手段が、前記いずれかの状態検出手段から検出出力を受けたときに、前記ショートカットルートを優先的に作成するものである、ことを特徴としている。
【００１６】
本発明の排熱回収装置は、請求項７に示すように、上記請求項４から６のいずれかの構成において、さらに、前記第１バイパス路の流路切換弁の動作異常を検出する異常検出手段を有し、前記制御手段が、前記異常検出手段で異常を検出したときに、第２バイパス路の流量調整弁を制御することにより、前記放熱端末の熱媒を補助熱源へ送出させる臨時ショートカットルートを作成する、ことを特徴としている。
【００１７】
本発明の排熱回収装置は、請求項８に示すように、上記請求項５または６の構成において、さらに、前記第１バイパス路の流路切換弁の動作異常を検出する第１異常検出手段と、前記第２バイパス路の流量調整弁の動作異常を検出する第２異常検出手段とを有し、前記制御手段が、前記両方の異常検出手段で異常を検出したときに、迂回路の流路切換弁を制御することにより、前記放熱端末の熱媒を補助熱源へ送出させる臨時ショートカットルートを作成する、ことを特徴としている。
【００２２】
以上、要するに、本発明では、例えば熱源が起動されていなくて熱源の排熱を利用できない場合でも、放熱端末の熱媒を蓄熱槽へ送らずに、補助熱源へ送って、この補助熱源で加熱可能とするショートカットルートを使用可能にしている。これにより、排熱回収装置の状態に関係なく、放熱端末を使用することが可能になる。しかも、前記ショートカットルートでは、放熱端末の熱媒が温度の低い蓄熱槽を通過せずに済むので、熱媒の熱が蓄熱槽で奪われてしまうことを回避できるようになり、その結果、補助熱源による熱媒の加熱能力をわざわざ強くする必要がなくなる。
【００２３】
特に、上記請求項１，２，５では、熱源で加熱された排熱搬送媒体の熱が蓄熱槽で回収される前に放熱端末の熱媒を加熱することができる直接熱交換ルートを有しているから、放熱端末の熱媒をより高温に加熱することが可能になる。
なお、請求項４は、間接熱交換ルートについても、熱媒を蓄熱槽で加熱して補助熱源へ送るルートと、蓄熱槽で加熱した熱媒に対して蓄熱槽へ送る前の熱媒とを混合して温度を調節してから補助熱源へ送るルートとを備えているから、熱媒の温度管理を幅広く行えるようになる。
【００２４】
また、上記請求項３，６では、上記ショートカットルートについて、熱源を起動していない場合の他、循環路や蓄熱槽が例えば液漏れしている場合など異常が発生している場合に優先使用できるようにしているから、排熱回収装置の異常時にも、放熱端末を使用することが可能になる。
【００２５】
また、上記請求項７では、上記請求項４〜６のいずれかを前提として、第１バイパス路の流路切換弁が異常でショートカットルートを作成できないとき、第２バイパス路を利用して臨時ショートカットルートを作成するようにしているから、排熱回収装置のより広い異常対処が可能になる。
【００２６】
また、上記請求項８では、上記請求項５または６のいずれかを前提として、第２バイパス路の流量調整弁が異常で臨時ショートカットルートを作成できないとき、迂回路を利用してさらなる臨時ショートカットルートを作成するようにしているから、排熱回収装置のより広い異常対処が可能になる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【００３０】
〔実施形態１〕
図１は、本発明の実施形態１に係る排熱利用システムを示す概略構成図である。図中、１は排熱回収装置である。この実施形態１では、排熱回収装置１に対して単一の放熱端末２を接続する場合を例に挙げている。
【００３１】
まず、放熱端末２は、例えばファンコンベクター、床暖房、あるいは風呂などのいずれかとされるもので、熱媒を外部へ送出する往き配管３と、熱媒を外部から戻す戻り配管４とを備えている。この放熱端末２の熱媒としては、ファンコンベクターや床暖房の場合だと不凍液とされ、風呂の場合だと浴槽水とされる。
【００３２】
そして、排熱回収装置１は、放熱端末２の熱媒を熱源５が発生する排熱や補助熱源６で発生する熱を利用して加熱するもので、以下で詳細に説明するが、循環路７と、蓄熱槽８と、熱媒通路９と、コントローラ１０と、リモートコントローラ（リモコン）１１とを備えている。
【００３３】
熱源５は、例えば発電機能を有するガスエンジンなどの内燃機関とされる。このガスエンジンからなる熱源５が発電する電気は、この実施形態で示す排熱利用システムが設置される家屋内のいろいろな電気使用機器に適宜供給するようになっている。
【００３４】
補助熱源６は、この実施形態１だと排熱回収装置１内に装備されるガス燃焼装置からなり、給湯回路１２と暖房回路１３とを有している。給湯回路１２は、給湯通路１５と、給湯用熱交換器１６と、流量調整弁１７とが設けられ、暖房回路１３は、暖房通路１８と、暖房用熱交換器１９と、暖房用循環ポンプ２０とが設けられている。なお、給湯用熱交換器１６と、暖房用熱交換器１９は、図示していないガスバーナで加熱される。この補助熱源６は、石油燃焼装置とすることもできる。
【００３５】
循環路７は、熱源５の排熱を搬送するための排熱搬送媒体が熱源５との間で循環させられる配管からなり、その一部が蓄熱槽８内に挿入されている。この循環路７において蓄熱槽８よりも下流には、排熱搬送媒体を循環させるための循環ポンプ２１が設けられている。
【００３６】
蓄熱槽８は、上水道などの水を貯溜するもので、下部には上水道などを供給するための給水管２５が接続され、また、上部には、出湯管２６が接続されている。この出湯管２６は、補助熱源６の給湯通路１５の入り口側に対して接続されている。
【００３７】
熱媒通路９は、放熱端末２から導入される熱媒を蓄熱槽８へ通過させて補助熱源６へ送出してから放熱端末２へ戻すための配管からなる。この熱媒通路９には、放熱端末２の往き戻り配管３，４と、補助熱源６の暖房通路１８への往き戻り配管とが、中継部材２７，２８を介して接続されている。
【００３８】
コントローラ１０は、マイクロコンピュータなどからなり、必要に応じて上記各部の動作を制御する。リモコン１１は、使用者による操作入力を受けてコントローラ１０に所要の動作を行わせる指令信号を出力するものである。
【００３９】
なお、上記熱媒通路９を詳しく説明する。この熱媒通路９には、蓄熱槽８をバイパスする２つのバイパス路３１，３２と迂回路３３がそれぞれ並列に接続されているとともに、第１流路切換弁３５、流量調整弁３６、第２流路切換弁３７が設けられている。
【００４０】
上記第１流路切換弁３５は、熱媒通路９に導入される熱媒を、蓄熱槽８側に通過させる状態と、最も上流位置に配置される第１バイパス路３１側へ通過させる状態と、全閉状態のいずれか一つに切り換えるものである。
【００４１】
上記流量調整弁３６は、熱媒通路９において中間に位置する第２バイパス路３２を通過する熱媒の流量を制御するものである。
【００４２】
第２流路切換弁３７は、熱媒通路９に導入される熱媒を、蓄熱槽８側に通過させる状態と、熱媒通路９の最も下流位置に配置される迂回路３３側へ通過させる状態と、全閉状態のいずれか一つに切り換えるものである。なお、迂回路３３の途中には、当該迂回路３３を通過する熱媒と循環路７において蓄熱槽８よりも上流側を通過する排熱搬送媒体との間で熱交換させるための直接熱交換器３８が設けられている。
【００４３】
つまり、上記熱媒通路９では、上記２つの流路切換弁３５，３７と、流量調整弁３６を制御することにより、間接熱交換ルートＸと、直接熱交換ルートＹと、ショートカットルートＺとを選択的に作成できるようになっている。
【００４４】
第１に、間接熱交換ルートＸは、第１流路切換弁３５および流量調整弁３６を全閉状態にし、第２流路切換弁３７を蓄熱槽８側にすることにより作成する。この場合、一点鎖線矢印で示すように、放熱端末２から導入される熱媒を蓄熱槽８へ通過させて加熱することができる。なお、この間接熱交換ルートＸを作成している場合には、必要に応じて、第２バイパス路３２の流量調整弁３６を所要量開くことにより、蓄熱槽８を通過した熱媒に対して蓄熱槽８を通過させる前の熱媒を混合させるようにもできる。
【００４５】
第２に、直接熱交換ルートＹは、第１流路切換弁３５および流量調整弁３６を全閉状態にし、第２流路切換弁３７を直接熱交換器３８側にすることにより作成する。この場合、実線矢印で示すように、外部の放熱端末２から導入される熱媒を蓄熱槽８に送らずに迂回路３３に送って直接熱交換器３８で加熱することができる。つまり、この直接熱交換ルートＹを作成している場合には、熱媒通路９の熱媒を循環路７において蓄熱槽８よりも上流側部分を通過する高温の排熱搬送媒体との間で熱交換を行わせるから、効率よく加熱できる。なお、この直接熱交換ルートＹを作成している場合には、必要に応じて、第２バイパス路３２の流量調整弁３６を所要量開くことにより、直接熱交換器３８を通過した熱媒に対して直接熱交換器３８を通過させる前の熱媒を混合させるようにもできる。
【００４６】
第３に、ショートカットルートＺは、第１流路切換弁３５を第１バイパス路３１側にし、流量調整弁３６および第２流路切換弁３７を全閉状態にすることにより作成する。この場合、破線矢印で示すように、放熱端末２から導入される熱媒を蓄熱槽８や直接熱交換器３８へ送らずに第１バイパス路３１を通じて補助熱源６へ送出することができるので、熱媒の熱が蓄熱槽８や直接熱交換器３８で奪われることを防げる。
【００４７】
次に、上述した排熱回収装置１の排熱回収動作を説明する。
【００４８】
まず、熱源５を起動するとともに、循環路７の循環ポンプ２１を駆動して循環路７内で排熱搬送媒体を循環させる。これにより、熱源５が発生する排熱で排熱搬送媒体が加熱されることになり、この排熱搬送媒体の熱が蓄熱槽８内の水を加熱する。このようにして蓄熱槽８内の水の温度が所要以上高くなった状態では、必要に応じて、出湯管２６を介して補助熱源６の給湯通路１５を介して外部へ給湯させることができる。それにより、蓄熱槽８内の水が減ると、給水管２５から蓄熱槽８に対して水が補填される。
【００４９】
そして、放熱端末２の熱媒の加熱動作を説明する。この場合、コントローラ１０は、排熱回収装置１の状態を把握してから、上述した３つのルートＸ〜Ｚのいずれを使うかを選択する。
【００５０】
（１）蓄熱槽８内の水温が所要の基準値以上である場合、間接熱交換ルートＸを作成し、補助熱源６の暖房用循環ポンプ２０を駆動する。これにより、放熱端末２の熱媒が排熱回収装置１の熱媒通路９に対して導入され、この熱媒通路９に導入された熱媒が蓄熱槽８を通過することにより加熱されることになる。この後、補助熱源６の暖房通路１８を通じて放熱端末２へ戻される。ここで、補助熱源６の暖房回路１３を加熱動作させれば、暖房通路１８を通過する熱媒をさらに加熱することができる。
【００５１】
（２）熱源５が起動されていても蓄熱槽８内の水温が所要の基準値未満である場合、直接熱交換ルートＹを作成し、補助熱源６の暖房用循環ポンプ２０を駆動する。これにより、放熱端末２の熱媒が排熱回収装置１の熱媒通路９に対して導入され、この熱媒通路９に導入された熱媒が迂回路３３を通過することにより直接熱交換器３８で加熱されることになる。この後、補助熱源６の暖房通路１８を通じて放熱端末２へ戻される。ここで、補助熱源６の暖房回路１３を加熱動作させれば、暖房通路１８を通過する熱媒をさらに加熱することができる。
【００５２】
（３）熱源５が起動されていない場合、ショートカットルートＺを作成し、補助熱源６の暖房用循環ポンプ２０を駆動する。これにより、放熱端末２の熱媒が排熱回収装置１の熱媒通路９に対して導入され、この熱媒通路９に導入された熱媒が蓄熱槽８や迂回路３３へ送られずに、補助熱源６の暖房回路１３を通じて放熱端末２へ戻される。ここで、補助熱源６の暖房回路１３を加熱動作させれば、暖房用熱交換器１９で暖房通路１８を通過する熱媒を加熱することができる。
【００５３】
以上説明したように、この実施形態１では、熱源５が起動されていない場合、熱媒通路９についてショートカットルートＺを作成することにより、放熱端末２の熱媒を蓄熱槽８や迂回路３３へ送らずに、補助熱源６の暖房回路１３へ送出させることができるようになる。したがって、熱媒通路９内を通過する熱媒が温度の低い蓄熱槽８や直接熱交換器３８を通過せずに済むので、熱媒の熱が蓄熱槽８で奪われてしまうことを回避できて、補助熱源６による熱媒の加熱能力をわざわざ強くする必要がなくなるなど、補助熱源６による消費エネルギーの無駄を省くことができる。
【００５４】
ところで、上記ショートカットルートＺは、熱源５を起動していない場合の他、例えば上記排熱回収装置１の循環路７や蓄熱槽８の異常（例えば液漏れなど）が発生している場合にも使用することができる。これらの異常は、周知技術を応用して個別に検出するようにできる。この場合、排熱回収装置１の異常が原因で排熱を利用できなくても、放熱端末２を使用することが可能になり、使用者にとってメリットが生まれる。
【００５５】
さらに、上記排熱回収装置１において、仮に、ショートカットルートＺを作成するにあたって、第１バイパス路３１の第１流路切換弁３５が全閉状態で故障している場合には、ショートカットルートＺを作成できない。このような場合には、第２バイパス路３２や迂回路３３のいずれか一方を用いて、放熱端末２から導入される熱媒を補助熱源６へ送出可能とするための第１、第２の臨時ショートカットルートを作成することができる。第１の臨時ショートカットルートは、第２バイパス路３２を用い、また、第２の臨時ショートカットルートは、迂回路３３を用いる。
【００５６】
しかも、上記第１の臨時ショートカットルートを作成するにあたって、第２バイパス路３２の流量調整弁３６が全閉状態で故障している場合には、この第１の臨時ショートカットルートを作成できないので、その場合には、第２の臨時ショートカットルートを作成すればよい。
【００５７】
一方、上記第２の臨時ショートカットルートを作成するにあたって、迂回路３２の第２流路切換弁３７が全閉状態で故障している場合には、この第２の臨時ショートカットルートを作成できないので、その場合には、上記第１の臨時ショートカットルートを作成すればよい。
【００５８】
なお、上記第１、第２流路切換弁３５，３７や流量調整弁３６の故障は、コントローラ１０により検出することができる。つまり、上記第１流路切換弁３５は、ステッピングモータにより駆動される二方弁とされ、第２流路切換弁３７は、ステッピングモータにより駆動される三方弁とされ、流量調整弁３６は、サーボ弁とされる。そこで、例えば、コントローラ１０は、第１、第２流路切換弁３５，３７個々の故障判定について、そのステッピングモータが脱調、または断線しているか否かを調べるようにし、また、流量調整弁３６の故障判定については、その弁体の駆動トルクや位置に基づいて調べるようにすればよい。
【００５９】
〔実施形態２〕
図２は、本発明の実施形態２に係る排熱利用システムを示す概略構成図である。この実施形態２では、排熱回収装置１に対して３つの放熱端末２Ａ〜２Ｃを接続する場合を例に挙げている。
【００６０】
具体的に、３つの放熱端末２Ａ〜２Ｃのうち、第１放熱端末２Ａは、ファンコンベクターなどのように熱媒を高温（例えば約８０℃）とする必要があるものとされ、第２放熱端末２Ｂは、床暖房などのように熱媒を中低温（例えば約６０℃）とする必要があるものとされ、第３放熱端末２Ｃは、風呂などのように低温（例えば３９℃〜４８℃）とする必要があるものとされる。
【００６１】
このような３つの放熱端末２Ａ〜２Ｃを使用するために、排熱回収装置１において、主として熱媒通路９や補助熱源６に下記するような変更が加えられている。
【００６２】
まず、補助熱源６には、風呂などの第３放熱端末２Ｃに備える浴槽水の往き戻り配管３Ｃ，４Ｃに対して接続される風呂追焚通路４０が設けられている。この風呂追焚通路４０の入り口には、風呂ポンプ４１が設けられている。
【００６３】
また、上記風呂追焚通路４０の上流側と、給湯通路１５の下流側とにはバイパス路４２が接続され、このバイパス路４２に対して開閉弁４３が設けられている。
【００６４】
また、補助熱源６の暖房通路１８の上流側には、風呂追焚通路４０の途中部分を加熱するための第１風呂熱交換器４４と風呂熱動弁４５が設けられている。
【００６５】
また、暖房通路１８の下流側を第２放熱端末２Ｂにおける熱媒戻し用の往き配管４Ｂに対して接続されている。
【００６６】
また、暖房通路１８の入口側と出口側とに対しては、常時バイパス路４６が接続されており、さらに、暖房通路１８において暖房用循環ポンプ２０の上流と暖房用熱交換器１９の下流とに対して迂回路４７が接続されており、これら常時バイパス路４６および迂回路４７とで暖房通路１８を閉ループとすることが可能になっている。
【００６７】
また、第１流路切換弁３５を三方弁とし、この第１流路切換弁３５と迂回路４７の下流側端部とに対して端末連絡通路４８が接続されている。この端末連絡通路４８の途中には、風呂追焚通路４０の下流部分を加熱するための第２風呂熱交換器４９が設けられている。
【００６８】
この他、蓄熱槽８に接続される給水管２５と出湯管２６との間に、他の出湯カラン（図示省略）に対して接続するための他出湯回路５０が設けられている。この他出湯回路５０は、開閉弁５１と、２つの混合弁５２，５３とを備えており、要求温度に基づいて給水管２５からの水と出湯管２６からの湯水とを所要割合で混合して、出湯するようになっている。
【００６９】
次に、上記排熱利用システムにおいて、各放熱端末２Ａ〜２Ｃの使用状況に応じた排熱回収装置１の動作を説明する。
【００７０】
（１−１）熱媒を高温とする第１放熱端末２Ａを単独で使用する場合、熱源５が起動している状況では、第１流路切換弁３５を全閉状態にし、第２流路切換弁３７を直接熱交換ルートＹ側にし、流量調整弁３６を必要に応じた開度に開く。これにより、第１放熱端末２Ａから熱媒通路９に導入される熱媒の大半が、直接熱交換ルートＹの直接熱交換器３８で加熱される一方で、熱媒の一部が第２バイパス路３２を通過し、これらが混合された後、補助熱源６の暖房通路１８へ通って第１放熱端末２Ａに戻される。なお、補助熱源６の暖房回路１３を加熱動作させれば、暖房熱交換器１９で第１放熱端末２Ａの熱媒をさらに加熱することができる。
【００７１】
（１−２）熱媒を高温とする第１放熱端末２Ａを単独で使用する場合、熱源５が起動していない状況では、第１流路切換弁３５をショートカットルートＺ側にし、第２流路切換弁３７および流量調整弁３６を全閉状態にする。このとき、補助熱源６の暖房回路１３を加熱動作させる。これにより、第１放熱端末２Ａから熱媒通路９に導入される熱媒は、補助熱源６の暖房回路１３のみで加熱されてから、第１放熱端末２Ａに戻される。
【００７２】
（２−１）熱媒を中低温とする第２放熱端末２Ｂを単独で使用する場合、熱源５が起動している状況では、第１流路切換弁３５を全閉状態にし、第２流路切換弁３７を直接熱交換ルートＹ側にし、流量調整弁３６を必要に応じた開度に開く。このとき、補助熱源６の暖房回路１３は加熱動作していない。これにより、第２放熱端末２Ｂから熱媒通路９に導入される熱媒の大半が、直接熱交換ルートＹで加熱される一方で、熱媒の一部が第２バイパス路３２を通過し、これらが混合された後、補助熱源６の暖房通路１８へ送られるが、この暖房通路１８では加熱されずに第２放熱端末２Ｂへ戻される。
【００７３】
（２−２）熱媒を中低温とする第２放熱端末２Ｂを単独で使用する場合、熱源５が起動していなくて、かつ蓄熱槽８内の温度が所要の基準値以上の状況では、第１流路切換弁３５を全閉状態、第２流路切換弁３７を間接熱交換ルートＸ側にし、流量調整弁３６を必要に応じた開度に開く。このとき、補助熱源６の暖房回路１３は加熱動作していない。これにより、第２放熱端末２Ｂから熱媒通路９に導入される熱媒の大半が、蓄熱槽８内で加熱される一方で、熱媒の一部が第２バイパス路３２を通過し、これらが混合された後、補助熱源６の暖房通路１８へ送られるが、この暖房通路１８では加熱されずに第２放熱端末２Ｂに戻される。
【００７４】
（２−３）熱媒を中低温とする第２放熱端末２Ｂを単独で使用する場合、熱源５が起動していなくて、かつ蓄熱槽８内の温度が所要の基準値未満の状況では、第１流路切換弁３５をショートカットルートＺ側にし、第２流路切換弁３７および流量調整弁３６を全閉状態にする。そして、補助熱源６の暖房回路１３を加熱動作させる。これにより、第２放熱端末２Ｂから熱媒通路９に導入される熱媒は、補助熱源６の暖房回路１３のみで加熱されてから、第２放熱端末２Ｂに戻される。
【００７５】
（３−１）熱媒を低温とする第３放熱端末２Ｃを単独で使用する場合、熱源５が起動している状況では、第１流路切換弁３５をショートカットルートＺ側にし、第２流路切換弁３７を直接熱交換ルートＹ側にし、流量調整弁３６および風呂熱動弁４５を全閉状態にする。このとき、補助熱源６の暖房回路１３を加熱動作させる。この場合、暖房通路１８と直接熱交換ルートＹの一部と迂回路４７と常時バイパス路４６との間での閉ループが形成され、その中を循環する熱媒が直接熱交換器３８と暖房用熱交換器１９の両方で加熱されることにより、第１、第２風呂熱交換器４１，４２が加熱される。これら２つの風呂熱交換器４１，４２でもって、第３放熱端末２Ｃから風呂追焚通路４０に導入される熱媒が加熱された後、第３放熱端末３Ｃに戻される。
【００７６】
（３−２）熱媒を低温とする第３放熱端末２Ｃを単独で使用する場合、熱源５が起動していなくて、かつ蓄熱槽８内の温度が所要の基準値以上の状況では、第１流路切換弁３５および第２流路切換弁３７を間接熱交換ルートＸ側にし、流量調整弁３６および風呂熱動弁４５を全閉状態にする。このとき、補助熱源６の暖房回路１３を加熱動作させる。この場合、暖房通路１８と間接熱交換ルートＸと迂回路４７と常時バイパス路４６との間での閉ループが形成され、その中を循環する熱媒が蓄熱槽８と暖房用熱交換器１９の両方で加熱されることにより、第１、第２風呂熱交換器４１，４２が加熱される。これら２つの風呂熱交換器４１，４２でもって、第３放熱端末２Ｃから風呂追焚通路４０に導入される熱媒が加熱された後、第３放熱端末３Ｃに戻される。
【００７７】
（３−３）熱媒を低温とする第３放熱端末２Ｃを単独で使用する場合、熱源５が起動していなくて、かつ蓄熱槽８内の温度が所要の基準値未満の状況では、第１流路切換弁３５、第２流路切換弁３７および流量調整弁３６のすべてを全閉状態にし、風呂熱動弁４５を開く。このとき、補助熱源６の暖房回路１３を加熱動作させる。この場合、暖房通路１８が風呂熱動弁４５により閉ループとされ、この閉ループの暖房通路１８内の熱媒が暖房用熱交換器１９で加熱されることにより、第１風呂熱交換器４１が加熱される。この第１風呂熱交換器４１でもって、第３放熱端末２Ｃから風呂追焚通路４０に導入される熱媒が加熱された後、第３放熱端末２Ｃに戻される。
【００７８】
以上説明したように、この実施形態２では、３つの放熱端末２Ａ〜２Ｃの熱媒を使用できるようにしているから、汎用性に優れたものであり、複数の放熱端末２Ａ〜２Ｃに対して排熱を利用させる場合において、複数の放熱端末２Ａ〜２Ｃ個々に排熱回収装置１をそれぞれ用いる必要がなくなるなど、設備コストの低減に貢献できる。
【００７９】
しかも、この実施形態２も、熱源５が起動されていない場合については、上記実施形態１と同様に、いずれかの放熱端末２Ａ〜２Ｃを使用するにあたって、それらの熱媒を蓄熱槽８や直接熱交換器３８へ送らずに、補助熱源６の暖房回路１３へ送出させるようにしているから、放熱端末２Ａ〜２Ｃの熱媒の熱が蓄熱槽８などで奪われてしまうことを回避できる。したがって、従来例のように、補助熱源６で定常よりも過剰に加熱動作させるといった無駄を省くことができるなど、補助熱源６による消費エネルギーの無駄を省くことができる。
【００８０】
〔他の実施形態〕
本発明は上述した実施形態のみに限定されるものではなく、いろいろな応用や変形が考えられる。
【００８１】
（１）上記実施形態１，２では、熱源５としてガスエンジンを用いているけれども、燃料電池のような他の発電機を用いるようにしてもよい。
【００８２】
（２）上記実施形態１，２において、図示しないが、排熱回収装置１の循環路７において蓄熱槽８よりも上流に例えば電気ヒータをさらに設置するとともに、この電気ヒータを熱源５としてのガスエンジンで得られる電力を用いて駆動する形態とすることができる。この場合、前記電力をバッテリーなどに蓄積させておけば、熱源５を駆動していなくても、前記バッテリーに蓄積された電力でもって前記電気ヒータを駆動することにより、循環路７内の排熱搬送媒体を加熱することができるなど、より有効となる。
【００８３】
【発明の効果】
本発明では、例えば熱源が起動されていなくて熱源の排熱を利用できない場合でも、放熱端末の熱媒を蓄熱槽へ送らずに、補助熱源へ送って、この補助熱源で加熱可能とするショートカットルートを作成可能にしているから、排熱回収装置の状態に関係なく、使用者は、放熱端末を使用することができるようになり、使用者にとって使い勝手が向上する。しかも、前記ショートカットルートでは、放熱端末の熱媒が温度の低い蓄熱槽を通過せずに済むので、熱媒の熱が蓄熱槽で奪われてしまうことを回避できるようになり、その結果、補助熱源による熱媒の加熱能力をわざわざ強くする必要がなくなるなど、補助熱源によるガス消費量の無駄を省くことが可能になる。
【００８４】
特に、請求項１，２，５では、熱源で加熱された排熱搬送媒体の熱が蓄熱槽で回収される前に放熱端末の熱媒を加熱することができる直接熱交換ルートを有しているから、放熱端末の熱媒をより高温に加熱することが可能になるなど、排熱を有効に利用できるようになる。
【００８５】
また、請求項３，６では、上記ショートカットルートについて、熱源を起動していない場合の他、循環路や蓄熱槽が例えば液漏れしている場合など異常が発生している場合に優先使用できるようにしているから、排熱回収装置の異常時にも、放熱端末を使用することが可能になり、使用者にとってメリットがある。
【００８６】
また、請求項４では、間接熱交換ルートについても、熱媒を蓄熱槽で加熱して補助熱源へ送るルートと、蓄熱槽で加熱した熱媒に対して蓄熱槽へ送る前の熱媒とを混合して温度を調節してから補助熱源へ送るルートとを備えているから、熱媒の温度管理を幅広く行えるようになる。
【００８７】
また、請求項７では、上記請求項４〜６のいずれかを前提として、第１バイパス路の流路切換弁が異常でショートカットルートを作成できないとき、第２バイパス路を利用して臨時ショートカットルートを作成するようにしているから、排熱回収装置のより広い異常対処が可能になる。
【００８８】
また、請求項８では、上記請求項５または６のいずれかを前提として、第２バイパス路の流量調整弁が異常で臨時ショートカットルートを作成できないとき、迂回路を利用してさらなる臨時ショートカットルートを作成するようにしているから、排熱回収装置のより広い異常対処が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係る排熱利用システムを示す概略構成図
【図２】本発明の実施形態２に係る排熱利用システムを示す概略構成図
【符号の説明】
１ 排熱回収装置
２ 放熱端末
５ 熱源
６ 補助熱源
７ 循環路
８ 蓄熱槽
９ 熱媒通路
１０ コントローラ
Claims (8)
- 熱源の排熱で加熱された排熱搬送媒体を蓄熱槽内に通過させることにより排熱搬送媒体の熱を蓄熱させて熱源側へ戻す循環路を有する排熱回収装置であって、
外部の放熱端末から導入される熱媒を蓄熱槽へ通過させてから前記放熱端末へ戻す間接熱交換ルートと、
外部の放熱端末から導入される熱媒を蓄熱槽へ通過させずに補助熱源へ送ってから前記放熱端末へ戻すショートカットルートとを有する排熱回収装置において、
前記外部の放熱端末から導入される熱媒を蓄熱槽に通過させずに循環路において蓄熱槽よりも上流側部分を通過する排熱搬送媒体との間で熱交換を行わせてから前記放熱端末へ戻す直接熱交換ルートを有する、ことを特徴とする排熱回収装置。 - 液体を貯溜する蓄熱槽と、
熱源の排熱で加熱された排熱搬送媒体が前記熱源との間で循環されるとともに、前記蓄熱槽内を通過させられる循環路と、
外部の放熱端末の熱媒を前記蓄熱槽内へ通過させて補助熱源へ送出してから前記放熱端末へ戻す熱媒通路と、
熱媒通路に設けられて蓄熱槽をバイパスするためのバイパス路と、
前記熱媒通路に導入される熱媒を蓄熱槽側またはバイパス路側へ選択的に通過させる流路切換手段と、
流路切換手段を制御する管理手段とを有し、
前記管理手段が、必要に応じて前記流路切換手段を制御することにより、熱媒通路に導入される熱媒を蓄熱槽へ通過させてから前記放熱端末へ戻す間接熱交換ルートと、熱媒通路に導入される熱媒を蓄熱槽へ通過させずにバイパス路を通過させて補助熱源へ送ってから前記放熱端末へ戻すショートカットルートとを選択的に作成する排熱回収装置において、
前記熱媒通路において蓄熱槽より上流側でかつバイパス路より下流側の位置で分岐されて該熱媒通路において蓄熱槽より下流側に接続される迂回路が設けられるとともに、
この迂回路の途中に、当該迂回路を通過する熱媒と前記循環路において蓄熱槽より上流側を通過する排熱搬送媒体との間で熱交換を行わせるための熱交換器が設けられ、
前記管理手段が、上記熱交換ルートおよびショートカットルートに加えて、前記熱媒通路に導入される熱媒を蓄熱槽に通過させずに迂回路から熱交換器へ通過させることにより当該熱媒と前記循環路において蓄熱槽よりも上流側部分を通過する排熱搬送媒体との間で熱交換を行わせてから前記放熱端末へ戻す直接熱交換ルートを作成する、ことを特徴とする排熱回収装置。 - 液体を貯溜する蓄熱槽と、
熱源の排熱で加熱された排熱搬送媒体が前記熱源との間で循環されるとともに、前記蓄熱槽内を通過させられる循環路と、
外部の放熱端末の熱媒を前記蓄熱槽内へ通過させて補助熱源へ送出してから前記放熱端末へ戻す熱媒通路と、
熱媒通路に設けられて蓄熱槽をバイパスするためのバイパス路と、
前記熱媒通路に導入される熱媒を蓄熱槽側またはバイパス路側へ選択的に通過させる流路切換手段と、
流路切換手段を制御する管理手段とを有し、
前記管理手段が、必要に応じて前記流路切換手段を制御することにより、熱媒通路に導入される熱媒を蓄熱槽へ通過させてから前記放熱端末へ戻す間接熱交換ルートと、熱媒通路に導入される熱媒を蓄熱槽へ通過させずにバイパス路を通過させて補助熱源へ送ってから前記放熱端末へ戻すショートカットルートとを選択的に作成する排熱回収装置において、
熱源の停止状態と、前記蓄熱槽内の温度が所要の基準値以下である状態と、前記循環路や蓄熱槽の異常状態とをそれぞれ検出する検出手段を有し、
前記管理手段が、前記いずれかの検出手段から検出出力を受けたときに、前記ショートカットルートを優先的に作成するものである、ことを特徴とする排熱回収装置。 - 液体を貯溜する蓄熱槽と、
熱源の排熱で加熱された排熱搬送媒体が前記熱源との間で循環されるとともに、前記蓄熱槽内を通過させられる循環路と、
外部の放熱端末の熱媒を前記蓄熱槽内へ通過させて補助熱源へ送出してから前記放熱端末へ戻す熱媒通路と、
この熱媒通路の上流側と下流側とに対してそれぞれ短絡接続される並列な２つのバイパス路と、
前記熱媒通路に導入される熱媒を蓄熱槽側または第１バイパス路側へ選択的に通過させる流路切換弁と、
第２バイパス路に設けられて流量を調整するとともに全閉動作が可能な流量調整弁と、
前記各弁を制御する管理手段とを有し、
前記管理手段が、必要に応じて前記各弁を制御することにより、熱媒通路に導入される熱媒を蓄熱槽へ通過させてから前記放熱端末へ戻す第１間接熱交換ルートと、熱媒通路に導入される熱媒を蓄熱槽へ通過させる一方で前記熱媒の一部を第２バイパス路へ通過させて蓄熱槽を通過した熱媒に対して混合させてから前記放熱端末へ戻す第２間接熱交換ルートと、熱媒通路に導入される熱媒を蓄熱槽へ通過させずに第１バイパス路を通じて補助熱源へ送ってから前記放熱端末へ戻すショートカットルートとを作成する、ことを特徴とする排熱回収装置。 - 請求項４の排熱回収装置において、
さらに、前記熱媒通路において蓄熱槽より上流側でかつ前記両バイパス路より下流側の位置で分岐されて該熱媒通路において蓄熱槽より下流側に接続される迂回路が設けられるとともに、
この迂回路の途中に、当該迂回路を通過する熱媒と前記循環路において蓄熱槽より上流側を通過する排熱搬送媒体との間で熱交換を行わせるための熱交換器が設けられ、さらに、この迂回路と前記熱媒通路との接続部分に流路を切り換える切換弁が設けられており、
前記管理手段が、上記２つの間接熱交換ルートおよびショートカットルートに加えて、前記熱媒通路に導入される熱媒を蓄熱槽に通過させずに迂回路から熱交換器へ通過させることにより当該熱媒と前記循環路において蓄熱槽よりも上流側部分を通過する排熱搬送媒体との間で熱交換を行わせてから前記放熱端末へ戻す直接熱交換ルートを作成する、ことを特徴とする排熱回収装置。 - 請求項４または５の排熱回収装置において、
さらに、熱源の停止状態と、前記蓄熱槽内の温度が所要の基準値以下である状態と、前記循環路や蓄熱槽の異常状態とをそれぞれ検出する状態検出手段を有し、
前記管理手段が、前記いずれかの状態検出手段から検出出力を受けたときに、前記ショートカットルートを優先的に作成するものである、ことを特徴とする排熱回収装置。 - 請求項４から６のいずれかの排熱回収装置において、
さらに、前記第１バイパス路の流路切換弁の動作異常を検出する異常検出手段を有し、
前記制御手段が、前記異常検出手段で異常を検出したときに、第２バイパス路の流量調整弁を制御することにより、前記放熱端末の熱媒を補助熱源へ送出させる臨時ショートカットルートを作成する、ことを特徴とする排熱回収装置。 - 請求項５または６の排熱回収装置において、
さらに、前記第１バイパス路の流路切換弁の動作異常を検出する第１異常検出手段と、前記第２バイパス路の流量調整弁の動作異常を検出する第２異常検出手段とを有し、
前記制御手段が、前記両方の異常検出手段で異常を検出したときに、迂回路の流路切換弁を制御することにより、前記放熱端末の熱媒を補助熱源へ送出させる臨時ショートカットルートを作成する、ことを特徴とする排熱回収装置。
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