JP4488884B2 - Hot water system - Google Patents

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本発明は、発電熱や太陽熱等で加熱された温水を貯湯槽に貯湯しておき、貯湯槽に貯湯しておいた温水を利用して必要時に給湯する給湯システムに関する。特に、貯湯式の給湯システムにおいて、給湯利用箇所に給湯設定温度に調温された温水が給湯され始めるまでの時間を短縮する技術に関する。   The present invention relates to a hot water supply system that stores hot water heated by power generation heat, solar heat, or the like in a hot water storage tank and supplies hot water when necessary using the hot water stored in the hot water storage tank. In particular, in a hot water storage type hot water supply system, the present invention relates to a technique for shortening the time until hot water adjusted to a hot water supply set temperature starts to be supplied to a hot water use location.

発電熱や太陽熱等で加熱された温水を貯湯しておいて給湯する給湯システムでは、発電熱や太陽熱等で加熱した温水を貯湯しておく貯湯槽と、貯湯槽に貯湯しておいた温水と水道水(冷水)を混合するミキシングユニットと、ミキシングユニットを通過した混合水を必要に応じて加熱する加熱器を有する給湯器等を備えている。このような貯湯式の給湯システムでは、貯湯槽に貯湯しておいた温水を、必要時に適温に調温して温水利用箇所(給湯栓、浴槽、シャワー、床暖房システム等)に給湯する。温水利用箇所で必要とする温水温度よりも高温の温水が貯湯槽に貯湯されていれば、貯湯槽から送り出される温水と水道水(冷水)をミキシングユニットで混合することによって必要温度に冷却して給湯する。温水利用箇所で必要とする温水温度よりも低温の温水が貯湯槽に貯湯されていれば、加熱器で加熱して給湯する。加熱器で加熱する場合でも、水道水を加熱する場合に比して、必要な熱量は少なくて済む。貯湯式の給湯システムは、総合的なエネルギー効率が高く、給湯のためのランニングコストを低減することができる。   In a hot water supply system that stores hot water heated by power generation heat or solar heat and supplies hot water, a hot water tank that stores hot water heated by power generation heat or solar heat, and hot water stored in a hot water storage tank A mixing unit for mixing tap water (cold water) and a water heater having a heater for heating the mixed water that has passed through the mixing unit as necessary are provided. In such a hot water storage type hot water supply system, hot water stored in a hot water storage tank is adjusted to an appropriate temperature when necessary, and hot water is supplied to hot water use places (hot water tap, bathtub, shower, floor heating system, etc.). If hot water hotter than the hot water temperature required at the hot water use location is stored in the hot water tank, the hot water sent from the hot water tank and tap water (cold water) are mixed with the mixing unit and cooled to the required temperature. Hot water. If hot water having a temperature lower than the hot water temperature required at the hot water use location is stored in the hot water storage tank, the hot water is heated by a heater. Even when heating with a heater, the amount of heat required is smaller than when heating tap water. The hot water storage type hot water supply system has high overall energy efficiency and can reduce the running cost for hot water supply.

給湯停止後の給湯経路内の混合水温度は、時間の経過とともに低下する。次回の給湯までにある程度以上の時間が経過すれば、次回の給湯開始時には給湯経路内で冷えた低温水が出水する。また、ミキシングユニットで給湯設定温度に調温された温水は、冷えた配管を通過する間に熱を奪われ、温度低下する。従って、前回の給湯からある程度以上の時間が経過してしまうと、次回の給湯開始時には給湯設定温度に満たない低温水が給湯され、給湯設定温度に調温された温水が給湯され始めるまでに時間を要する。本明細書では、給湯経路の配管や配管内の混合水の温度が低下している状態で給湯を開始することをコールドスタートということがある。また、給湯を開始してから給湯設定温度に調温された温水が給湯され始めるまでを立ち上がりといい、給湯設定温度に調温された温水が給湯される状態となることを立ち上がるということがある。
コールドスタート時では、給湯栓を開いてから希望の湯温に調温された混合水が出湯し始めるまでに(立ち上がるまでに)時間が掛る。
加熱器で加熱して給湯する場合にも、給湯栓を開いてから希望の湯温に調温された温水が出湯し始めるまでには時間が掛る。しかしながら、加熱器から給湯栓までの配管容量が小さいことから、その時間は比較的短い。それに比して、ミキシングユニットから給湯栓までの配管容量は大きいことから、加熱器で加熱しないで給湯する場合の立ち上がり時間は長くなってしまう。特に、加熱器内部の配管容量による影響が大きく、内部に凝縮器を配置することによって熱効率の効率向上を図っている潜熱回収型給湯器では加熱器内部の配管容量が特に大きいことから、加熱器で加熱しないで給湯する場合の立ち上がり時間と加熱器で加熱して給湯する場合の立ち上がり時間の差が大きくなってしまう。
本発明では、加熱器で加熱しないで給湯する場合の立ち上がり時間と加熱器で加熱して給湯する場合の立ち上がり時間の差を小さくする技術を提供する。
The temperature of the mixed water in the hot water supply path after the hot water supply is stopped decreases with time. If a certain amount of time elapses before the next hot water supply, low temperature water that has cooled in the hot water supply path will flow out at the start of the next hot water supply. Further, the hot water adjusted to the hot water supply set temperature by the mixing unit is deprived of heat while passing through the cold piping, and the temperature drops. Therefore, if a certain amount of time has elapsed since the previous hot water supply, at the start of the next hot water supply, low temperature water that does not reach the hot water supply set temperature is supplied, and it takes time until hot water adjusted to the hot water supply set temperature starts to be supplied. Cost. In this specification, starting the hot water supply in a state where the temperature of the hot water supply pipe or the mixed water in the pipe is lowered may be referred to as a cold start. In addition, from the start of hot water supply until the hot water adjusted to the hot water supply set temperature starts to be supplied is referred to as a start-up, and sometimes the hot water adjusted to the hot-water supply set temperature is started to be in a state of being supplied with hot water. .
At the cold start time, it takes time until the mixed water adjusted to the desired hot water temperature starts to open (starts up) after the hot water tap is opened.
Even when hot water is supplied by heating with a heater, it takes time until the hot water adjusted to the desired hot water temperature starts to open after the hot water tap is opened. However, since the pipe capacity from the heater to the hot water tap is small, the time is relatively short. On the other hand, since the piping capacity from the mixing unit to the hot water tap is large, the rise time in the case of supplying hot water without heating with a heater becomes long. In particular, the influence of the piping capacity inside the heater is large, and the latent heat recovery type water heater that improves the efficiency of thermal efficiency by placing a condenser inside has a particularly large piping capacity inside the heater. The difference between the rise time when the hot water is supplied without heating and the rise time when the hot water is heated with the heater is increased.
The present invention provides a technique for reducing the difference between the rise time when hot water is supplied without heating with a heater and the rise time when hot water is supplied with a heater.

特許文献1に、コールドスタート時の立ち上がり時間を短縮しようとする技術が開示されている。特許文献1の給湯装置は、給湯配管を加熱する手段を備えており、給湯配管の温度が低いときには、加熱手段によって給湯配管を加熱する。この技術によれば、貯湯槽からの温水が給湯配管を流れる間に配管に熱を奪われることを抑制することができ、立ち上がり時間を短縮することができる。   Patent Document 1 discloses a technique for shortening the rise time at the cold start. The hot water supply apparatus of Patent Document 1 includes means for heating the hot water supply pipe, and when the temperature of the hot water supply pipe is low, the hot water supply pipe is heated by the heating means. According to this technique, it is possible to prevent the hot water from the hot water tank from being deprived of heat while flowing through the hot water supply pipe, and the rise time can be shortened.

特開平6−300296号公報JP-A-6-300296

貯湯式の給湯システムでは、貯湯槽内に給湯設定温度以上の温水が貯湯されているときには、加熱器を利用せず、貯湯槽内の温水を利用して給湯する。貯湯槽内に温水が貯湯されていないときや、貯湯されている温水の温度が低い場合には、加熱器で加熱して給湯する。
貯湯槽からの温水を利用して給湯する場合の給湯経路は、貯湯槽から給湯栓までであり、加熱器を利用して給湯する場合の給湯経路と比べると、貯湯槽からの配管長さ分だけ長い。よって、その分コールドスタート時の放熱ロスは大きい。また、貯湯槽からの温水を加熱器で加熱することなく給湯する場合であっても、ミキシングユニットで調温された混合水が加熱器の熱交換器を通過する。加熱器の熱交換器での放熱量は大きい。また、コールドスタート時には、加熱器の熱交換器内に低温水が滞留しており、調温された混合水が熱交換器を通過するときに熱を多く奪われる。従って、貯湯槽内の温水を利用してコールドスタートする場合、加熱器を利用してコールドスタートする場合に比して、立ち上がり時間が長くなり、使用感が悪い。
In the hot water storage type hot water supply system, when hot water having a temperature higher than the hot water supply set temperature is stored in the hot water storage tank, hot water is supplied using the hot water in the hot water storage tank without using the heater. When hot water is not stored in the hot water tank or when the temperature of the hot water stored is low, the hot water is heated with a heater.
The hot water supply path when using hot water from a hot water tank is from the hot water tank to the hot water tap, and compared to the hot water supply path when using a heater to supply hot water, the length of the pipe from the hot water tank Just long. Therefore, the heat loss at the cold start is large accordingly. Even when hot water from the hot water tank is supplied without being heated by the heater, the mixed water adjusted in temperature by the mixing unit passes through the heat exchanger of the heater. The heat dissipation in the heat exchanger of the heater is large. Moreover, at the time of cold start, low-temperature water stays in the heat exchanger of the heater, and much heat is taken away when the mixed water whose temperature is adjusted passes through the heat exchanger. Therefore, when the cold start is performed using the hot water in the hot water storage tank, the rise time is longer and the feeling of use is worse than when the cold start is performed using the heater.

図6のグラフは、コールドスタート時の、ミキシングユニットの出口で測定した混合水温度(破線で示す)と、給湯栓から給湯される給湯温度(実線で示す)の推移を示している。混合水温度の温度上昇から遅れて、給湯温度が上昇する。給湯開始時に、混合水温度は迅速に上昇するが、給湯温度は、ミキシングユニットと給湯栓との間の冷えた配管や加熱器の熱交換器内に滞留している低温水等に熱を奪われ、図示Aのように温度上昇が停滞する。混合水温度が給湯設定温度まで上昇していても、給湯温度は給湯設定温度にまでなかなか上昇せず、立ち上がり時間が長くなってしまう。   The graph of FIG. 6 shows the transition of the mixed water temperature (shown by a broken line) measured at the outlet of the mixing unit and the hot water temperature supplied from the hot water tap (shown by a solid line) at the cold start. The hot water supply temperature rises after the temperature rise of the mixed water temperature. At the start of hot water supply, the temperature of the mixed water rises quickly, but the hot water supply temperature is deprived of heat from the cold piping between the mixing unit and the hot water tap or the low-temperature water staying in the heat exchanger of the heater. As shown in the figure A, the temperature rise is stagnant. Even if the mixed water temperature has risen to the hot water supply set temperature, the hot water supply temperature does not readily rise to the hot water supply set temperature, and the rise time becomes long.

特許文献1の技術では、貯湯槽の出口近傍に給湯配管を加熱する加熱手段を設けて加熱し、貯湯槽内の温水を利用して給湯する場合のコールドスタート時の立ち上がり時間を短縮する。しかし、別途加熱手段を設ける必要があることから、システムの製造コストをアップさせてしまう。   In the technique of Patent Document 1, a heating means for heating a hot water supply pipe is provided in the vicinity of the outlet of the hot water storage tank to heat the hot water supply tank, and the rise time at the cold start when hot water is supplied using hot water in the hot water storage tank is shortened. However, since it is necessary to provide a separate heating means, the manufacturing cost of the system is increased.

本発明では、貯湯槽からの温水を利用して給湯するコールドスタート時の立ち上がり時間を短縮することができるとともに、安価に製造することができる給湯システムを提供することを目的としている。   An object of the present invention is to provide a hot water supply system that can shorten the rise time at the time of cold start to supply hot water using hot water from a hot water tank and can be manufactured at low cost.

本発明の給湯システムは、温水を貯える貯湯槽と、貯湯槽からの温水と水道水を混合するとともにその混合比が調整可能なミキシングユニットと、ミキシングユニットより上流の温水温度を検出する温水温度検出手段と、ミキシングユニットより下流の混合水温度を検出する混合水温度検出手段と、給湯設定温度を記憶している給湯設定温度記憶手段と、ミキシングユニットに混合水温度を指示する混合水温度指示手段と、混合水の流動開始後の混合水流量を積算する混合水流量積算手段を備えている。
本発明の混合水温度指示手段は、混合水温度検出手段によって検出される混合水温度が第1所定温度以下であり、温水温度検出手段によって検出される温水温度が第2所定温度以上であり、混合水流量積算手段によって積算された積算流量が所定積算流量以下であるときには、給湯設定温度より所定温度だけ高い混合水温度を指示し、積算流量が前記した所定積算流量以上であるときには、給湯設定温度を指示する。
The hot water supply system of the present invention includes a hot water storage tank for storing hot water, a mixing unit that mixes hot water from the hot water storage tank and tap water, and an adjustable mixing ratio, and hot water temperature detection that detects the temperature of the hot water upstream from the mixing unit. Means, a mixed water temperature detecting means for detecting a mixed water temperature downstream from the mixing unit, a hot water supply temperature storing means for storing a hot water supply set temperature, and a mixed water temperature indicating means for instructing the mixing water temperature to the mixing unit And a mixed water flow rate integration means for integrating the mixed water flow rate after starting the flow of the mixed water.
The mixed water temperature indicating means of the present invention is such that the mixed water temperature detected by the mixed water temperature detecting means is not higher than the first predetermined temperature, and the hot water temperature detected by the hot water temperature detecting means is not lower than the second predetermined temperature, When the integrated flow integrated by the mixed water flow integration means is less than or equal to the predetermined integrated flow, a mixed water temperature higher by a predetermined temperature than the hot water supply set temperature is indicated, and when the integrated flow is above the predetermined integrated flow, the hot water supply setting Indicate the temperature.

この発明では、ミキシングユニットより下流の混合水温度が第1所定温度(例えば、実施例で例示するような25℃)以下であると、コールドスタートであると判別する。またミキシングユニットより上流の温水温度が第2所定温度(通常は給湯設定温度)以上であると、貯湯槽内の温水を利用することによって加熱しないで給湯可能であると判別する。コールドスタートであり、且つ貯湯槽内の温水を利用して加熱しないで給湯するときには、ミキシングユニットに給湯設定温度より所定温度だけ高い混合水温度を指示する。加熱器で加熱しないコールドスタート時には、ミキシングユニットで給湯設定温度より高い温度で調温することによって、給湯配管内温度の上昇速度を速めることができる。給湯配管内温度が速く上昇すれば、混合水が給湯配管内を通過するときの放熱ロスが抑制されるため、給湯栓から給湯される温水温度の上昇速度を速めることができる。このことから、加熱器で加熱しないコールドスタート時の立ち上がり時間を短縮することが可能となる。
混合水の積算流量が所定積算流量に達したら、ミキシングユニットに給湯設定温度を指示する。給湯設定温度より高温に調温された混合水が給湯箇所から給湯され始める前に、ミキシングユニットから送り出される混合水の温度が給湯設定温度に切換えられるため、給湯設定温度より高温の温水が給湯箇所から給湯されることを防止することができる。
In the present invention, when the temperature of the mixed water downstream from the mixing unit is equal to or lower than a first predetermined temperature (for example, 25 ° C. as exemplified in the embodiment), it is determined that the cold start has occurred. If the temperature of the hot water upstream from the mixing unit is equal to or higher than the second predetermined temperature (usually a hot water supply set temperature), it is determined that the hot water can be supplied without heating by using the hot water in the hot water storage tank. When it is a cold start and hot water is supplied without using the hot water in the hot water tank, the mixing water temperature is instructed to the mixing unit by a predetermined temperature higher than the hot water supply set temperature. During a cold start that is not heated by the heater, the temperature of the hot water supply pipe can be increased by adjusting the temperature at a temperature higher than the hot water supply set temperature by the mixing unit. If the temperature in the hot water supply pipe rises quickly, the heat dissipation loss when the mixed water passes through the hot water supply pipe is suppressed, so that the rising speed of the hot water temperature supplied from the hot water tap can be increased. From this, it becomes possible to shorten the rise time at the time of cold start which is not heated by the heater.
When the integrated flow rate of the mixed water reaches a predetermined integrated flow rate, the hot water supply set temperature is instructed to the mixing unit. Before the mixed water adjusted to a temperature higher than the hot water supply set temperature begins to be supplied from the hot water supply point, the temperature of the mixed water delivered from the mixing unit is switched to the hot water set temperature, so hot water higher than the hot water set temperature is It is possible to prevent the hot water from being fed from.

本発明の別の給湯システムでは、混合水温度指示手段が、前記混合水温度検出手段によって検出される混合水温度が第1所定温度以下であり、前記温水温度検出手段によって検出される温水温度が第2所定温度以上であるときには、給湯設定温度より所定温度だけ高い混合水温度を指示し、混合水温度検出手段によって検出される混合水温度が給湯設定温度より所定温度だけ高い温度となった時以降には、給湯設定温度に加える温度を徐々にゼロにまで縮小する。   In another hot water supply system of the present invention, the mixed water temperature indicating means is such that the mixed water temperature detected by the mixed water temperature detecting means is equal to or lower than a first predetermined temperature, and the hot water temperature detected by the hot water temperature detecting means is When the temperature is equal to or higher than the second predetermined temperature, a mixed water temperature higher by a predetermined temperature than the hot water supply set temperature is instructed, and when the mixed water temperature detected by the mixed water temperature detection means becomes a temperature higher by a predetermined temperature than the hot water supply set temperature Thereafter, the temperature applied to the hot water supply set temperature is gradually reduced to zero.

この発明でも、ミキシングユニットより下流の混合水温度が第1所定温度以下であるとにはコールドスタートであると判別する。またミキシングユニットより上流の温水温度が第2所定温度以上であると、貯湯槽内の温水を利用することによって加熱しないで給湯可能であると判別する。コールドスタートであり、且つ貯湯槽内の温水を利用して加熱しないで給湯するときには、ミキシングユニットに給湯設定温度より所定温度だけ高い混合水温度を指示する。加熱器で加熱しないコールドスタート時には、ミキシングユニットで給湯設定温度より高い温度で調温することによって、給湯配管内温度の上昇速度を速めることができる。給湯配管内温度が速く上昇すれば、混合水が給湯配管内を通過するときの放熱ロスが抑制されるため、給湯栓から給湯される温水温度の上昇速度を速めることができる。加熱器で加熱しないコールドスタート時の立ち上がり時間を短縮することが可能となる。
本発明では、混合水温度検出手段によって検出される混合水温度が給湯設定温度より所定温度だけ高い温度となった時以降には、給湯設定温度に加える温度を徐々にゼロにまで縮小する。
ミキシングユニットで混合された混合水温度が給湯設定温度より所定温度だけ高い温度に達すれば、ミキシングユニットより下流の配管内温度も上昇している。従って、この時点以降にミキシングユニットから送り出される混合水温度を徐々に低下させていっても、給湯箇所で給湯される温水温度が給湯設定温度まで上昇する時間を長くしない。ミキシングユニットから送り出される混合水温度を徐々に低下させていくために、給湯栓から給湯される温水温度が急激に変動することを防止することができる。
Also in this invention, when the temperature of the mixed water downstream from the mixing unit is equal to or lower than the first predetermined temperature, it is determined that the cold start has occurred. If the hot water temperature upstream from the mixing unit is equal to or higher than the second predetermined temperature, it is determined that hot water can be supplied without heating by using the hot water in the hot water storage tank. When it is a cold start and hot water is supplied without using the hot water in the hot water tank, the mixing water temperature is instructed to the mixing unit by a predetermined temperature higher than the hot water supply set temperature. During a cold start that is not heated by the heater, the temperature of the hot water supply pipe can be increased by adjusting the temperature at a temperature higher than the hot water supply set temperature by the mixing unit. If the temperature in the hot water supply pipe rises quickly, the heat dissipation loss when the mixed water passes through the hot water supply pipe is suppressed, so that the rising speed of the hot water temperature supplied from the hot water tap can be increased. It is possible to shorten the rise time at the cold start when the heater is not heated.
In the present invention, after the mixed water temperature detected by the mixed water temperature detecting means becomes a temperature higher than the hot water supply set temperature by a predetermined temperature, the temperature applied to the hot water supply set temperature is gradually reduced to zero.
If the temperature of the mixed water mixed in the mixing unit reaches a temperature that is higher than the preset hot water supply temperature by a predetermined temperature, the temperature in the pipe downstream from the mixing unit also increases. Therefore, even if the temperature of the mixed water sent out from the mixing unit is gradually lowered after this time, the time for the hot water temperature to be supplied at the hot water supply point to rise to the hot water supply set temperature is not lengthened. Since the temperature of the mixed water sent out from the mixing unit is gradually lowered, it is possible to prevent the temperature of the hot water supplied from the hot water tap from fluctuating rapidly.

本発明の給湯システムでは、コールドスタート時に給湯設定温度に加える温度を、給湯設定温度と混合水温度検出手段で検出する混合水温度との温度差によって決定することが好ましい。
ミキシングユニットの下流側温度がそれほど低くないときに、ミキシングユニットより下流の配管内温度の上昇速度が速すぎると、給湯設定温度より高温の温水が給湯されてしまうことがある。一方、下流側温度がかなり低いときに、ミキシングユニットより下流の配管内温度の上昇速度が遅すぎると、立ち上がり時間が長く掛かってしまうことがある。下流側温度が高いほど給湯設定温度に加える温度を小さくし、下流側温度が低いほど給湯設定温度に加える温度を大きくすることによって、ミキシングユニットより下流の配管内温度の上昇速度を適切に調整することができ、立ち上がりに要する時間を短縮しながら給湯温度の変化を抑制することができる。
In the hot water supply system of the present invention, it is preferable that the temperature added to the hot water supply set temperature at the cold start is determined by the temperature difference between the hot water supply set temperature and the mixed water temperature detected by the mixed water temperature detecting means.
When the temperature on the downstream side of the mixing unit is not so low and the rising speed of the temperature in the pipe downstream from the mixing unit is too high, hot water having a temperature higher than the hot water supply set temperature may be supplied. On the other hand, when the temperature on the downstream side is considerably low, if the rising speed of the temperature in the pipe downstream from the mixing unit is too slow, the rise time may take a long time. The temperature added to the hot water supply set temperature is decreased as the downstream temperature is higher, and the temperature added to the hot water set temperature is increased as the downstream temperature is lower, thereby appropriately adjusting the rate of increase in the temperature in the pipe downstream from the mixing unit. It is possible to suppress the change in the hot water supply temperature while shortening the time required for starting up.

以下、本発明の好適な実施形態を説明する。
(形態1) ミキシングユニットの下流に設置されているセンサが検出する温度と給湯器の下流に設置されているセンサが検出する温度の双方が第1所定温度以下であるときに、コールドスタートであると判定する。
(形態2) 第2所定温度は、給湯設定温度より所定温度だけ高い温度である。
(形態3) 混合水温度について多段階の温度領域が設定されており、それぞれの混合水温度の温度領域に対して給湯設定温度に加える温度が段階的に設定されている。
(形態4) 所定積算流量は、ミキシングユニットより下流の配管容量(切換準備流量)である。
(形態5) 積算流量が切換準備流量に達するときに給湯設定温度に加える温度がゼロとなるように、給湯設定温度に加える温度を段階的に減少させる。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described.
(Mode 1) A cold start occurs when both the temperature detected by the sensor installed downstream of the mixing unit and the temperature detected by the sensor installed downstream of the water heater are equal to or lower than the first predetermined temperature. Is determined.
(Mode 2) The second predetermined temperature is a temperature that is higher than the preset hot water supply temperature by a predetermined temperature.
(Mode 3) A multi-stage temperature range is set for the mixed water temperature, and the temperature to be added to the hot water supply set temperature is set stepwise for each temperature range of the mixed water temperature.
(Mode 4) The predetermined integrated flow rate is a pipe capacity (switching preparation flow rate) downstream from the mixing unit.
(Mode 5) The temperature applied to the hot water supply set temperature is decreased stepwise so that the temperature applied to the hot water supply set temperature becomes zero when the integrated flow rate reaches the switching preparation flow rate.

(実施例1)
本発明の給湯システムを具現化した第1実施例を図面を参照しながら説明する。本実施例は、本発明の給湯システムを組込んだコージェネレーションシステムである。
本実施例のコージェネレーションシステムは、図1に示すように、発電ユニット110と給湯システム10等を備えている。
発電ユニット110は、改質器112、燃料電池114、熱交換器116、118、熱媒放熱器120、熱媒三方弁122、それらを接続する経路等を備えている。
改質器112には、バーナ131が設けられている。バーナ131が作動して熱を発生すると、改質器112は炭化水素系のガスから水素ガスを生成する。バーナ131で燃焼した高温の燃焼ガスは燃焼ガス経路126に導かれる。燃焼ガス経路126は、改質器112から熱交換器116を通過して外部に開放されている。熱交換器116には、循環経路128も通過している。燃焼ガス経路126は、バーナ131で発生した高温の燃焼ガスを熱交換器116に導き、循環経路128を流れる水を加熱し、熱交換によって温度が低下した燃焼ガスを外部に排出する。
循環経路128は、循環復路128aと、循環往路128bから構成されており、給湯システム10と接続されている。循環経路128が給湯システム10にどのように接続されているのかについては、後で詳細に説明する。循環経路128は温水を流通させる。循環経路128を流れる温水は、熱交換器116を通過することによって燃焼ガス経路126を流れる燃焼ガスによって加熱され、温度が上昇する。
Example 1
A first embodiment embodying a hot water supply system of the present invention will be described with reference to the drawings. A present Example is a cogeneration system incorporating the hot-water supply system of this invention.
As shown in FIG. 1, the cogeneration system of the present embodiment includes a power generation unit 110, a hot water supply system 10, and the like.
The power generation unit 110 includes a reformer 112, a fuel cell 114, heat exchangers 116 and 118, a heat medium radiator 120, a heat medium three-way valve 122, a path connecting them, and the like.
The reformer 112 is provided with a burner 131. When the burner 131 is operated to generate heat, the reformer 112 generates hydrogen gas from hydrocarbon-based gas. The high-temperature combustion gas burned by the burner 131 is guided to the combustion gas path 126. The combustion gas path 126 passes through the heat exchanger 116 from the reformer 112 and is opened to the outside. A circulation path 128 also passes through the heat exchanger 116. The combustion gas path 126 guides the high-temperature combustion gas generated in the burner 131 to the heat exchanger 116, heats the water flowing through the circulation path 128, and discharges the combustion gas whose temperature has been lowered by heat exchange to the outside.
The circulation path 128 includes a circulation return path 128 a and a circulation outward path 128 b and is connected to the hot water supply system 10. How the circulation path 128 is connected to the hot water supply system 10 will be described in detail later. The circulation path 128 circulates hot water. The hot water flowing through the circulation path 128 is heated by the combustion gas flowing through the combustion gas path 126 by passing through the heat exchanger 116, and the temperature rises.

燃料電池114は複数のセルを有している。燃料電池114と改質器112は水素ガス供給経路121によって接続されている。改質器114で生成された水素ガスは、水素ガス供給経路121を流れて燃料電池114に供給される。燃料電池114は、改質器112から供給された水素ガスと、空気中の酸素とを反応させて発電を行なう。燃料電池114は発電すると発電熱を発生する。
熱媒循環経路124は、燃料電池114、熱交換器118、リザーブタンク125、熱媒ポンプ127、熱媒三方弁122を通って燃料電池114に戻る循環経路を形成している。熱媒循環経路124の燃料電池114の下流側には、熱媒温度センサ117が装着されている。熱媒温度センサ117は、熱媒循環経路124を流れる熱媒の温度を検出する。熱媒温度センサ117の検出信号は、給湯システム10に装着されているコントローラ21に出力される。
熱媒三方弁122は、1つの入口122aと、2つの出口122b,122cを備えている。熱媒三方弁122は、入口122aと出口122bを連通させるか、入口122aと出口122cを連通させるかを切換える。
熱媒三方弁122の出口122bと、熱媒循環経路124の熱媒三方弁122の出口122cの下流側とを接続する冷却経路129が設けられている。熱媒循環経路124と冷却経路129は熱媒としての純水を流通させる。冷却経路129の途中には熱媒放熱器120が装着されている。熱媒放熱器120に隣接して熱媒冷却ファン119が設けられている。熱媒冷却ファン119を運転すると、空気が熱媒放熱器120に吹付けられ、冷却経路129を流れる熱媒が冷却される。
改質器112、燃料電池114、バーナ131、熱媒三方弁122、熱媒ポンプ127、熱媒冷却ファン119は、コントローラ21によって制御される。
The fuel cell 114 has a plurality of cells. The fuel cell 114 and the reformer 112 are connected by a hydrogen gas supply path 121. The hydrogen gas generated by the reformer 114 flows through the hydrogen gas supply path 121 and is supplied to the fuel cell 114. The fuel cell 114 generates power by reacting the hydrogen gas supplied from the reformer 112 with oxygen in the air. When the fuel cell 114 generates power, it generates heat.
The heat medium circulation path 124 forms a circulation path that returns to the fuel cell 114 through the fuel cell 114, the heat exchanger 118, the reserve tank 125, the heat medium pump 127, and the heat medium three-way valve 122. A heat medium temperature sensor 117 is mounted on the downstream side of the fuel cell 114 in the heat medium circulation path 124. The heat medium temperature sensor 117 detects the temperature of the heat medium flowing through the heat medium circulation path 124. The detection signal of the heat medium temperature sensor 117 is output to the controller 21 attached to the hot water supply system 10.
The heat medium three-way valve 122 includes one inlet 122a and two outlets 122b and 122c. The heat medium three-way valve 122 switches between communication between the inlet 122a and the outlet 122b or communication between the inlet 122a and the outlet 122c.
A cooling path 129 that connects the outlet 122b of the heat medium three-way valve 122 and the downstream side of the outlet 122c of the heat medium three-way valve 122 of the heat medium circulation path 124 is provided. The heat medium circulation path 124 and the cooling path 129 circulate pure water as a heat medium. A heat medium radiator 120 is mounted in the middle of the cooling path 129. A heat medium cooling fan 119 is provided adjacent to the heat medium radiator 120. When the heat medium cooling fan 119 is operated, air is blown to the heat medium radiator 120, and the heat medium flowing through the cooling path 129 is cooled.
The reformer 112, the fuel cell 114, the burner 131, the heat medium three-way valve 122, the heat medium pump 127, and the heat medium cooling fan 119 are controlled by the controller 21.

燃料電池114が作動すると、熱媒三方弁122の入口122aと出口122cが連通されるとともに、熱媒ポンプ127が運転される。熱媒ポンプ127が運転されると、熱媒循環経路124を熱媒が循環する。熱媒循環経路124を熱媒が循環することにより、燃料電池114から発電熱が回収される。熱媒によって回収された発電熱は、熱媒とともに熱交換器118まで運ばれ、循環経路128を流れる温水を加熱する。循環経路128については後述する。
熱媒温度センサ117が検出した熱媒温度が高くなりすぎると、発電熱の回収が不十分となってしまうため、発電熱の放熱を行なう。熱媒三方弁122の入口122aと出口122bが連通され、同時に熱媒冷却ファン119が運転される。熱媒三方弁122の入口122aと出口122bが連通されると、熱媒は冷却経路129に流入し、熱媒放熱器120を通過する。熱媒は、熱媒放熱器120を通過することによって冷却される。熱媒放熱器120は、熱媒冷却ファン119から空気が吹付けられることにより、高い効率で熱を放熱する。熱媒の温度が低下すると、熱媒三方弁122の入口122aと出口122cが再び連通される。このような熱媒三方弁122の切換えが繰返されることにより、熱媒の温度は、所定範囲内に維持される。
When the fuel cell 114 is activated, the inlet 122a and the outlet 122c of the heat medium three-way valve 122 are communicated and the heat medium pump 127 is operated. When the heat medium pump 127 is operated, the heat medium circulates through the heat medium circulation path 124. The heat generation medium is recovered from the fuel cell 114 by circulating the heat medium through the heat medium circulation path 124. The generated heat recovered by the heat medium is transported together with the heat medium to the heat exchanger 118 and heats the hot water flowing through the circulation path 128. The circulation path 128 will be described later.
If the temperature of the heat medium detected by the heat medium temperature sensor 117 becomes too high, the generated heat is not sufficiently recovered, so that the generated heat is dissipated. The inlet 122a and outlet 122b of the heat medium three-way valve 122 are communicated with each other, and the heat medium cooling fan 119 is operated at the same time. When the inlet 122 a and the outlet 122 b of the heat medium three-way valve 122 communicate with each other, the heat medium flows into the cooling path 129 and passes through the heat medium radiator 120. The heat medium is cooled by passing through the heat medium radiator 120. The heat medium radiator 120 radiates heat with high efficiency when air is blown from the heat medium cooling fan 119. When the temperature of the heat medium decreases, the inlet 122a and the outlet 122c of the heat medium three-way valve 122 are communicated again. By repeating such switching of the heat medium three-way valve 122, the temperature of the heat medium is maintained within a predetermined range.

給湯システム10は、貯湯槽20、給湯器(加熱器)22、ミキシングユニット(混合器)24、これらを連通する複数の経路、コントローラ21等を備えている。
貯湯槽20の底部には、貯湯槽20に水道水を給水する給水経路26が接続されている。給水経路26の入口26aの近傍には、減圧弁28が装着されている。給水経路26の減圧弁28の下流側とミキシングユニット24の給水入口24aは、ミキシングユニット給水経路30によって接続されている。減圧弁28は、貯湯槽20とミキシングユニット24への給水圧力を調整する。貯湯槽20内の温水が減少したり、ミキシングユニット24の給水入口24aが開いたりすると、減圧弁28の下流側圧力が低下する。減圧弁28は、下流側圧力が低下すると開き、その圧力を所定の調圧値に維持しようとする。このため、貯湯槽20内の温水が減少したり、ミキシングユニット24の給水入口24aが開いたりすると、それらに水道水が給水される。
貯湯槽20には、調圧値に調圧された水が貯められる。貯湯槽20は、調圧値に耐えられる耐圧容器で形成されている。貯湯槽20の上部には出口部20aが設けられており、さらにその上にリリーフ弁31が装着されている。リリーフ弁31の開弁圧力は、減圧弁28の調圧値よりも僅かに大きく設定されている。減圧弁28の調圧が不能になった場合には、リリーフ弁31が開き、貯湯槽20内の圧力が耐圧圧力を超えるのを防止する。リリーフ弁31には、圧力開放経路32の一端32aが接続されている。圧力開放経路32の他端32bは貯湯槽20の外部に開放されている。
貯湯槽20の底部と、圧力開放経路32の他端32b近傍を接続する排水経路33が設けられている。排水経路33の途中には排水弁34が装着されている。排水弁34は手動で開閉することができる。排水弁34を開くと、貯湯槽20内の水が排水経路33と開放経路32を通って外部に排水される。
The hot water supply system 10 includes a hot water tank 20, a hot water heater (heater) 22, a mixing unit (mixer) 24, a plurality of paths that connect these, a controller 21, and the like.
A water supply path 26 for supplying tap water to the hot water tank 20 is connected to the bottom of the hot water tank 20. In the vicinity of the inlet 26 a of the water supply path 26, a pressure reducing valve 28 is attached. The downstream side of the pressure reducing valve 28 in the water supply path 26 and the water supply inlet 24 a of the mixing unit 24 are connected by a mixing unit water supply path 30. The pressure reducing valve 28 adjusts the water supply pressure to the hot water tank 20 and the mixing unit 24. When the hot water in the hot water storage tank 20 decreases or the water supply inlet 24a of the mixing unit 24 opens, the downstream pressure of the pressure reducing valve 28 decreases. The pressure reducing valve 28 opens when the downstream pressure decreases, and tries to maintain the pressure at a predetermined pressure regulation value. For this reason, when the hot water in the hot water storage tank 20 decreases or the water supply inlet 24a of the mixing unit 24 opens, tap water is supplied to them.
The hot water storage tank 20 stores water regulated to a regulated pressure value. The hot water tank 20 is formed of a pressure resistant container that can withstand the pressure regulation value. An outlet 20a is provided at the upper part of the hot water tank 20, and a relief valve 31 is mounted thereon. The valve opening pressure of the relief valve 31 is set slightly higher than the pressure regulation value of the pressure reducing valve 28. When the pressure regulation of the pressure reducing valve 28 becomes impossible, the relief valve 31 is opened to prevent the pressure in the hot water tank 20 from exceeding the pressure resistance. One end 32 a of a pressure release path 32 is connected to the relief valve 31. The other end 32 b of the pressure release path 32 is open to the outside of the hot water tank 20.
A drainage path 33 that connects the bottom of the hot water tank 20 and the vicinity of the other end 32 b of the pressure release path 32 is provided. A drain valve 34 is attached in the middle of the drain path 33. The drain valve 34 can be manually opened and closed. When the drain valve 34 is opened, the water in the hot water tank 20 is drained to the outside through the drain path 33 and the open path 32.

貯湯槽20は、発電ユニット110の循環経路128(循環復路128a、循環往路128b)と接続されている。詳しくは、循環復路128aが貯湯槽20の上部に接続され、循環往路128bが貯湯槽20の下部に接続されている。これによって、貯湯槽20と発電ユニット110との間の循環経路が形成されている。循環往路128bの途中には循環ポンプ40が装着されている。循環復路128aに復路サーミスタ45が取付けられ、循環往路128bに往路サーミスタ44が取付けられている。復路サーミスタ45は循環復路128a内の温水の温度を検出し、往路サーミスタ44は循環往路128b内の温水の温度を検出する。復路サーミスタ45と往路サーミスタ44の検出信号はコントローラ21に出力される。
循環ポンプ40が作動すると、貯湯槽20の底部から温水が吸出される。貯湯槽20から吸出された温水は、循環往路128bを流れてから発電ユニット110の熱交換器118、116を通過することによって加熱されて温度が上昇する。温度が上昇した温水は、循環復路128aを流れて貯湯槽20の上部に戻される。このように、貯湯槽20の底部から吸出された温水が、発電ユニット110の熱交換器118、116によって加熱されてさらに高温になり、貯湯槽20の上部に戻される循環が行われることにより、貯湯槽20に高温の温水が貯えられる。貯湯槽20内の温度が低い状態から、貯湯槽20に発電ユニット110からの高温の温水が戻されると、貯湯槽20の上部に高温の温水が戻されることから、冷水層の上部に高温層が積層した状態(以下、「温度成層」と言う)が形成される。高温層よりも深い部分の水の温度は急激に低下する。発電中に、貯湯槽20の底部から低温の温水が吸出され、上部に高温の温水が戻され続けると、高温層は低温層と交じり合うことなく、低温層の厚さ(深さ)は次第に小さくなり、高温層の厚さ(深さ)は次第に大きくなる。貯湯槽20にフルに蓄熱された状態では、貯湯槽20の全体に高温の温水が貯まった状態になる。温度成層が形成されることにより、貯湯槽20にフルに蓄熱が行われていなくても、貯湯槽20の最上部に設けられている出口部20aからは、高温の温水が送り出される。一方、貯湯槽20の温水が利用されると、貯湯槽20の上部の高温の温水が吸出され、底部から水道水が入水すると、高温層の厚さ(深さ)は次第に小さくなり、低温層の厚さ(深さ)は次第に大きくなる。貯湯槽20内の温水を使い切ると、貯湯槽20内は水道水で満たされた状態となる。
The hot water tank 20 is connected to the circulation path 128 (circulation return path 128a, circulation forward path 128b) of the power generation unit 110. Specifically, the circulation return path 128 a is connected to the upper part of the hot water tank 20, and the circulation forward path 128 b is connected to the lower part of the hot water tank 20. Thereby, a circulation path between the hot water tank 20 and the power generation unit 110 is formed. A circulation pump 40 is mounted in the middle of the circulation outward path 128b. A return thermistor 45 is attached to the circulation return path 128a, and an outward thermistor 44 is attached to the circulation outward path 128b. The return thermistor 45 detects the temperature of hot water in the circulation return path 128a, and the outward thermistor 44 detects the temperature of hot water in the circulation return path 128b. Detection signals from the return thermistor 45 and the outward thermistor 44 are output to the controller 21.
When the circulation pump 40 is activated, hot water is sucked out from the bottom of the hot water tank 20. The hot water sucked from the hot water storage tank 20 is heated by passing through the heat exchangers 118 and 116 of the power generation unit 110 after flowing through the circulation outward path 128b, and the temperature rises. The hot water whose temperature has risen flows through the circulation return path 128 a and is returned to the upper part of the hot water tank 20. In this way, the hot water sucked from the bottom of the hot water tank 20 is heated by the heat exchangers 118 and 116 of the power generation unit 110 to become higher temperature, and the circulation returning to the upper part of the hot water tank 20 is performed. Hot water is stored in the hot water tank 20. When the hot water from the power generation unit 110 is returned to the hot water tank 20 from the state where the temperature in the hot water tank 20 is low, the hot water is returned to the upper part of the hot water tank 20, so that the high temperature layer is formed above the cold water layer. Is formed (hereinafter referred to as “temperature stratification”). The temperature of water deeper than the high temperature layer drops rapidly. During power generation, when the low temperature hot water is sucked out from the bottom of the hot water tank 20 and the high temperature hot water continues to be returned to the top, the high temperature layer does not cross with the low temperature layer, and the thickness (depth) of the low temperature layer gradually increases. It becomes smaller and the thickness (depth) of the high temperature layer becomes gradually larger. In a state where the hot water storage tank 20 is fully stored, hot hot water is stored in the entire hot water storage tank 20. By forming the temperature stratification, high-temperature hot water is sent out from the outlet portion 20a provided at the uppermost portion of the hot water storage tank 20 even if the hot water storage tank 20 is not fully stored. On the other hand, when hot water in the hot water tank 20 is used, hot hot water at the top of the hot water tank 20 is sucked out, and when tap water enters from the bottom, the thickness (depth) of the high temperature layer gradually decreases, and the low temperature layer The thickness (depth) of the film gradually increases. When the hot water in the hot water tank 20 is used up, the hot water tank 20 is filled with tap water.

コントローラ21は、CPU、ROM、RAM等を備えており、CPUがROMに格納されている制御プログラムを処理することによって、発電ユニット110と給湯システム10を制御する。RAMには、コントローラ21に入力される各種信号や、CPUが処理を実行する過程で生成される種々のデータが一時的に記憶される。コントローラ21にはリモコン23が接続されている。リモコン23には、発電ユニット110と給湯システム10を操作するためのスイッチやボタン、発電ユニット110と給湯システム10の動作状態を表示するとともに後記する運用方法を表示する液晶表示器等が設けられている。   The controller 21 includes a CPU, a ROM, a RAM, and the like, and the power generation unit 110 and the hot water supply system 10 are controlled by the CPU processing a control program stored in the ROM. The RAM temporarily stores various signals input to the controller 21 and various data generated in the course of execution of processing by the CPU. A remote controller 23 is connected to the controller 21. The remote controller 23 is provided with switches and buttons for operating the power generation unit 110 and the hot water supply system 10, a liquid crystal display for displaying the operation state of the power generation unit 110 and the hot water supply system 10 and displaying an operation method described later. Yes.

貯湯槽20の上部から5リットルの箇所に上部サーミスタ35が取付けられている。上部サーミスタ35は貯湯槽20内の温度を検出する。上部サーミスタ35の検出信号は、コントローラ21に出力される。上部サーミスタ35の検出温度は、湯温制御に利用される他、蓄熱量の算出に利用される。算出される蓄熱量は、コントローラ21に用意されている記憶部に経時的に記憶される。   An upper thermistor 35 is attached at a location 5 liters from the top of the hot water tank 20. The upper thermistor 35 detects the temperature in the hot water tank 20. A detection signal from the upper thermistor 35 is output to the controller 21. The detected temperature of the upper thermistor 35 is used not only for hot water temperature control but also for calculating the heat storage amount. The calculated heat storage amount is stored over time in a storage unit prepared in the controller 21.

ミキシングユニット24は、温水入口24c、混合水出口24b、第1流量センサ67、温水サーミスタ50、給水サーミスタ48、混合水サーミスタ54、ハイカットサーミスタ55、および既に説明した給水入口24aを有している。貯湯槽20の出口部20aとミキシングユニット24の温水入口24cは、温水経路42によって接続されている。第1流量センサ67は、混合水出口24bから流出する混合水の流量を検出する。温水サーミスタ50は、温水入口24cに流入する温水の温度を検出する。給水サーミスタ48は、給水入口24aに流入する水道水の温度を検出する。混合水サーミスタ54とハイカットサーミスタ55は、混合水出口24bから流出する混合水の温度を検出する。第1流量センサ67、温水サーミスタ50、給水サーミスタ48、混合水サーミスタ54、ハイカットサーミスタ55の検出信号は、コントローラ21に出力される。   The mixing unit 24 includes a hot water inlet 24c, a mixed water outlet 24b, a first flow rate sensor 67, a hot water thermistor 50, a water supply thermistor 48, a mixed water thermistor 54, a high-cut thermistor 55, and the water supply inlet 24a already described. The outlet 20 a of the hot water tank 20 and the hot water inlet 24 c of the mixing unit 24 are connected by a hot water path 42. The first flow sensor 67 detects the flow rate of the mixed water flowing out from the mixed water outlet 24b. The hot water thermistor 50 detects the temperature of the hot water flowing into the hot water inlet 24c. The water supply thermistor 48 detects the temperature of the tap water flowing into the water supply inlet 24a. The mixed water thermistor 54 and the high cut thermistor 55 detect the temperature of the mixed water flowing out from the mixed water outlet 24b. Detection signals from the first flow sensor 67, the hot water thermistor 50, the feed water thermistor 48, the mixed water thermistor 54, and the high cut thermistor 55 are output to the controller 21.

コントローラ21は、混合水サーミスタ54の検出信号を用いて、温水入口24c側の開度と、給水入口24a側の開度を変化させる。温水入口24c側の開度と、給水入口24a側の開度を変化させると、貯湯槽20からの温水と、水道水(冷水)とのミキシング割合が調整される。貯湯槽20からの温水と水道水とのミキシング割合が調整されると、混合水出口24bから流出する温水の温度が所定値に維持される。
コントローラ21とミキシングユニット24を組合せて用いることによって、混合水サーミスタ54で計測される混合水の温度は、コントローラ21が指令する温度に調整される。
コントローラ21は、ハイカットサーミスタ55によって温水が前記所定値を大きくオーバーしたことが検出された場合(すなわち、混合水サーミスタ54、あるいはミキシングユニット24が故障した可能性が高い場合)に、温水入口24cを閉じる。温水入口24cが閉じると、前記所定値を大きくオーバーした温度の温水が、給湯器22に供給されてしまうのが防止される。
ミキシングユニット24の混合水出口24bと給湯器22のバーナ熱交換器52(後述する)は、温水経路51によって接続されている。温水経路51には、第2流量センサ47が装着されている。第2流量センサ47の検出信号は、コントローラ21に出力される。
The controller 21 uses the detection signal of the mixed water thermistor 54 to change the opening on the hot water inlet 24c side and the opening on the water supply inlet 24a side. When the opening degree on the hot water inlet 24c side and the opening degree on the water supply inlet 24a side are changed, the mixing ratio between the hot water from the hot water storage tank 20 and tap water (cold water) is adjusted. When the mixing ratio between the hot water from the hot water tank 20 and the tap water is adjusted, the temperature of the hot water flowing out from the mixed water outlet 24b is maintained at a predetermined value.
By using the controller 21 and the mixing unit 24 in combination, the temperature of the mixed water measured by the mixed water thermistor 54 is adjusted to the temperature commanded by the controller 21.
When it is detected by the high-cut thermistor 55 that the hot water has greatly exceeded the predetermined value (that is, when there is a high possibility that the mixed water thermistor 54 or the mixing unit 24 has failed), the controller 21 opens the hot water inlet 24c. close. When the hot water inlet 24c is closed, the hot water having a temperature that greatly exceeds the predetermined value is prevented from being supplied to the water heater 22.
The mixed water outlet 24 b of the mixing unit 24 and a burner heat exchanger 52 (described later) of the water heater 22 are connected by a hot water path 51. A second flow rate sensor 47 is attached to the hot water path 51. A detection signal from the second flow sensor 47 is output to the controller 21.

給湯器22は、バーナ熱交換器52,60、バーナ56,57、追焚き熱交換器58、補給水弁59、シスターン61等を備えている。バーナ熱交換器52には、温水経路51を経由してミキシングユニット24から温水が流入する。ガス燃焼式のバーナ56はバーナ熱交換器52を加熱する。バーナ56は、コントローラ21から点火の指示を受けると、プリパージ動作を行った後に燃焼を開始する。プリパージに要する時間は、燃焼用ファンのサイズや回転数、バーナ56,57の燃焼ガスがバーナ熱交換器52,60を通過して装置外へ排気される部分の容量等から設定され、予めコントローラ21に記憶されている。プリパージには通常数秒を要し、本実施例のバーナ56では、プリパージに係る時間は1.5秒である。
バーナ熱交換器52の下流側と給湯栓64は給湯栓経路63によって接続されている。給湯栓64は、浴室、洗面所、台所等に配置されている(図1では、これら複数の給湯栓64を1つで代表している)。給湯栓経路63には給湯サーミスタ65が装着されている。給湯サーミスタ65はバーナ熱交換器52から流出する温水の温度を検出する。給湯サーミスタ65の検出信号はコントローラ21に出力される。
The water heater 22 includes burner heat exchangers 52 and 60, burners 56 and 57, a reheating heat exchanger 58, a replenishing water valve 59, a cistern 61, and the like. Hot water flows from the mixing unit 24 into the burner heat exchanger 52 via the hot water path 51. The gas combustion type burner 56 heats the burner heat exchanger 52. When the burner 56 receives an ignition instruction from the controller 21, it starts combustion after performing a pre-purge operation. The time required for the pre-purge is set based on the size and rotational speed of the combustion fan, the capacity of the portion where the combustion gas of the burners 56 and 57 passes through the burner heat exchangers 52 and 60, and is exhausted to the outside of the apparatus. 21 is stored. The pre-purge usually takes several seconds. In the burner 56 of this embodiment, the time for the pre-purge is 1.5 seconds.
The downstream side of the burner heat exchanger 52 and the hot water tap 64 are connected by a hot water tap path 63. The hot-water tap 64 is arranged in a bathroom, a washroom, a kitchen, etc. (in FIG. 1, the plurality of hot-water taps 64 are represented by one). A hot water supply thermistor 65 is attached to the hot water supply passage 63. The hot water supply thermistor 65 detects the temperature of hot water flowing out of the burner heat exchanger 52. A detection signal from the hot water supply thermistor 65 is output to the controller 21.

温水経路51には、バーナ熱交換器52をバイパスするバイパス管37が形成されている。バイパス管37にはバイパスサーボ38が設けられている。バーナ熱交換器52にはバイパスサーボ38の開度はコントローラ21によって制御され、内蔵しているステッピングモータが駆動されることによって開度が調整される。バイパスサーボ38が開かれると、温水経路51のバーナ熱交換器52の上流側から分岐し、バイパス管37を通り、温水経路51のバーナ熱交換器52の下流側に合流するバイパス経路が形成される。コントローラ21によってバイパスサーボ38の開度を制御することによって、バーナ熱交換器52への流量に対するバイパス管37への流量の割合であるバイパス比が制御される。   A bypass pipe 37 that bypasses the burner heat exchanger 52 is formed in the hot water path 51. The bypass pipe 37 is provided with a bypass servo 38. In the burner heat exchanger 52, the opening degree of the bypass servo 38 is controlled by the controller 21, and the opening degree is adjusted by driving a built-in stepping motor. When the bypass servo 38 is opened, a bypass path is formed that branches from the upstream side of the burner heat exchanger 52 in the hot water path 51, passes through the bypass pipe 37, and joins the downstream side of the burner heat exchanger 52 in the hot water path 51. The By controlling the opening degree of the bypass servo 38 by the controller 21, the bypass ratio that is the ratio of the flow rate to the bypass pipe 37 with respect to the flow rate to the burner heat exchanger 52 is controlled.

給湯器22内の温水経路51の途中から、シスターン入水経路62が分岐している。シスターン入水経路62の開放端はシスターン61の上部に差し込まれている。シスターン入水経路62の途中には補給水弁59が設けられている。補給水弁59はコントローラ21によって制御され、内蔵しているソレノイドが駆動されることによって開閉する。補給水弁59が開かれると、ミキシングユニット24からの温水がシスターン61に供給される。
シスターン61内には水位電極66が装着されている。水位電極66は、棒状のハイレベルスイッチ66aとローレベルスイッチ66bを有している。ハイレベルスイッチ66aの下端はシスターン61のハイレベル水位に位置している。ローレベルスイッチ66bの下端はシスターン61のローレベル水位に位置している。ハイレベルスイッチ66aとローレベルスイッチ66bは、水に触れていると検出信号をコントローラ21に出力する。コントローラ21は、水位電極66からの検出信号によって、シスターン61の水位がハイレベル水位を超えているか、ハイレベル水位とローレベル水位の間にあるか、ローレベル水位よりも低いかを判別する。シスターン61として適正なのは、水位がハイレベルとローレベルの間に位置している状態である。コントローラ21は、水位電極66からの水位検出信号に基づいて補給水弁59を開閉制御し、シスターン61の水位を適正範囲に維持する。
From the middle of the hot water path 51 in the water heater 22, a systern water inlet path 62 is branched. The open end of the cistern water intake path 62 is inserted into the upper part of the cistern 61. A makeup water valve 59 is provided in the middle of the cistern water intake path 62. The makeup water valve 59 is controlled by the controller 21 and opens and closes when a built-in solenoid is driven. When the replenishing water valve 59 is opened, hot water from the mixing unit 24 is supplied to the cistern 61.
A water level electrode 66 is mounted in the cis turn 61. The water level electrode 66 has a rod-shaped high level switch 66a and a low level switch 66b. The lower end of the high level switch 66 a is located at the high level water level of the cistern 61. The lower end of the low level switch 66 b is located at the low level water level of the cistern 61. The high level switch 66a and the low level switch 66b output a detection signal to the controller 21 when they are in contact with water. Based on the detection signal from the water level electrode 66, the controller 21 determines whether the water level of the cistern 61 exceeds the high level water level, is between the high level water level and the low level water level, or is lower than the low level water level. What is appropriate as the cis turn 61 is a state where the water level is located between the high level and the low level. The controller 21 controls opening / closing of the replenishing water valve 59 based on the water level detection signal from the water level electrode 66 and maintains the water level of the cistern 61 within an appropriate range.

シスターン61の底部には、シスターン出水経路68の一端が接続されている。シスターン出水経路68の途中には暖房ポンプ69が装着されている。暖房ポンプ69はコントローラ21によって制御される。シスターン出水経路68の他端はバーナ上流経路71と低温水経路70とに分岐している。バーナ上流経路71はシスターン出水経路68とバーナ熱交換器60の上流側とを接続している。バーナ上流経路71には、内部を流れる温水の温度を検出する暖房低温サーミスタ72が装着されている。暖房低温サーミスタ72の検出信号はコントローラ21に出力される。
ガス燃焼式のバーナ57はバーナ熱交換器60を加熱する。バーナ熱交換器60の下流とシスターン61は高温水経路73によって接続されている。高温水経路73には、上流側から順に、暖房高温サーミスタ74、暖房端末熱動弁75、暖房端末機76が装着されている。
暖房高温サーミスタ74は、高温水経路73を流れる温水の温度を検出する。暖房高温サーミスタ74の検出信号はコントローラ21に出力される。
One end of a cistern water discharge path 68 is connected to the bottom of the cistern 61. A heating pump 69 is installed in the middle of the cistern water discharge path 68. The heating pump 69 is controlled by the controller 21. The other end of the cistern water discharge path 68 branches into a burner upstream path 71 and a low-temperature water path 70. The burner upstream path 71 connects the cistern water discharge path 68 and the upstream side of the burner heat exchanger 60. A heating low temperature thermistor 72 that detects the temperature of the hot water flowing inside is installed in the burner upstream path 71. A detection signal of the heating low temperature thermistor 72 is output to the controller 21.
The gas combustion type burner 57 heats the burner heat exchanger 60. The downstream of the burner heat exchanger 60 and the cistern 61 are connected by a high-temperature water path 73. A heating high temperature thermistor 74, a heating terminal thermal valve 75, and a heating terminal 76 are attached to the high temperature water path 73 in order from the upstream side.
The heating high temperature thermistor 74 detects the temperature of the hot water flowing through the high temperature water path 73. A detection signal of the heating high temperature thermistor 74 is output to the controller 21.

暖房端末機76は、熱交換器76bと、操作スイッチ76aと、電動ファン(図示省略)を備えている。熱交換器76bは、高温水経路73を流れる温水と空気との間で熱交換を行なう。操作スイッチ76aは暖房端末熱動弁75とコントローラ21に接続されている。
暖房端末熱動弁75は、膨張エレメントと、膨張エレメントと機械的に連結された開閉弁を内蔵している。暖房端末機76の操作スイッチ76aがオンにされると、暖房端末熱動弁75の膨張エレメントに通電が行われる。通電された膨張エレメントは高温になって膨張する。膨張した膨張エレメントは開閉弁を駆動し、これによって暖房端末熱動弁75が開かれる。また、操作スイッチ76aがオンにされると、コントローラ21は、暖房ポンプ69を作動させる。このように、操作スイッチ76aがオンにされたことによって、暖房端末熱動弁75が開かれるとともに、暖房ポンプ69が作動すると、シスターン61から温水が吸出される。コントローラ21は、暖房低温サーミスタ72と暖房高温サーミスタ74が検出した温水温度に基づいて、バーナ57を制御し、バーナ熱交換器60から流出する温水の温度を所定範囲に維持する。暖房端末機76の電動ファンは、操作スイッチ76aがオンにされると回転し、熱交換器76bに空気を吹付ける。熱交換器76bに吹付けられた空気は、熱交換器76bを介して温水と熱交換を行って暖められる。暖められた空気は暖房端末機76から吹出し、部屋を暖房する。熱交換器76bで空気と熱交換を行なうことによって、温水の温度は低下する。温度が低下した温水は高温水経路73を流れてシスターン61に戻る。
The heating terminal 76 includes a heat exchanger 76b, an operation switch 76a, and an electric fan (not shown). The heat exchanger 76b performs heat exchange between the hot water flowing through the high temperature water path 73 and the air. The operation switch 76 a is connected to the heating terminal thermal valve 75 and the controller 21.
The heating terminal thermal valve 75 includes an expansion element and an on-off valve mechanically connected to the expansion element. When the operation switch 76a of the heating terminal 76 is turned on, power is supplied to the expansion element of the heating terminal thermal valve 75. The energized expansion element becomes hot and expands. The expanded expansion element drives the on-off valve, thereby opening the heating terminal thermal valve 75. Further, when the operation switch 76 a is turned on, the controller 21 operates the heating pump 69. As described above, when the operation switch 76a is turned on, the heating terminal thermal valve 75 is opened, and when the heating pump 69 is activated, hot water is sucked from the cistern 61. The controller 21 controls the burner 57 based on the hot water temperature detected by the heating low temperature thermistor 72 and the heating high temperature thermistor 74, and maintains the temperature of the hot water flowing out of the burner heat exchanger 60 within a predetermined range. The electric fan of the heating terminal 76 rotates when the operation switch 76a is turned on, and blows air to the heat exchanger 76b. The air blown to the heat exchanger 76b is warmed by exchanging heat with warm water via the heat exchanger 76b. Warmed air blows out from the heating terminal 76 to heat the room. By performing heat exchange with the air in the heat exchanger 76b, the temperature of the hot water decreases. The warm water whose temperature has decreased flows through the high-temperature water path 73 and returns to the cistern 61.

高温水経路73の暖房高温サーミスタ74の下流側と、高温水経路73のシスターン61への入口部の上流側とは追焚き経路77によって接続されている。追焚き経路77は追焚き熱交換器58を通過している。追焚き経路77の追焚き熱交換器58の上流側には追焚き熱動弁78が装着されている。追焚き熱動弁78はコントローラ21によって制御される。
浴槽79には吸出口79aと供給口79bが設けられている。吸出口79aと供給口79bは風呂循環経路80によって接続されている。風呂循環経路80は追焚き熱交換器58を通過している。上述したように、追焚き経路77も追焚き熱交換器58を通過している。このため、追焚き熱交換器58では、風呂循環経路80と追焚き経路77との間で熱交換が行われる。風呂循環経路80の追焚き熱交換器58の上流側には、風呂水位センサ81、風呂循環ポンプ82、風呂水流スイッチ84が装着されている。風呂循環ポンプ82はコントローラ21によって制御される。風呂水位センサ81、風呂水流スイッチ84は、コントローラ21に検出信号を出力する。風呂水位センサ81は水圧を検出する。コントローラ21は、風呂水位センサ81が検出した水圧から、浴槽79に張られている湯の水位を推定する。風呂水流スイッチ84は風呂循環経路80を水が流れるとオンになる。
風呂循環経路80の風呂水位センサ81の上流側には、浴槽79から吸出された温水の温度を検出する風呂サーミスタ85が装着されている。風呂サーミスタ85の検出信号はコントローラ21に出力される。
The downstream side of the heating high temperature thermistor 74 in the high temperature water path 73 and the upstream side of the entrance to the cistern 61 in the high temperature water path 73 are connected by a tracking path 77. The tracking path 77 passes through the tracking heat exchanger 58. On the upstream side of the tracking heat exchanger 58 in the tracking path 77, a tracking thermal valve 78 is mounted. The reheating heat valve 78 is controlled by the controller 21.
The bathtub 79 is provided with a suction port 79a and a supply port 79b. The suction port 79 a and the supply port 79 b are connected by a bath circulation path 80. The bath circulation path 80 passes through the reheating heat exchanger 58. As described above, the tracking path 77 also passes through the tracking heat exchanger 58. For this reason, in the reheating heat exchanger 58, heat exchange is performed between the bath circulation path 80 and the reheating path 77. A bath water level sensor 81, a bath circulation pump 82, and a bath water flow switch 84 are mounted on the upstream side of the reheating heat exchanger 58 in the bath circulation path 80. The bath circulation pump 82 is controlled by the controller 21. The bath water level sensor 81 and the bath water flow switch 84 output detection signals to the controller 21. The bath water level sensor 81 detects water pressure. The controller 21 estimates the water level of the hot water stretched on the bathtub 79 from the water pressure detected by the bath water level sensor 81. The bath water flow switch 84 is turned on when water flows through the bath circulation path 80.
On the upstream side of the bath water level sensor 81 in the bath circulation path 80, a bath thermistor 85 that detects the temperature of hot water sucked out from the bathtub 79 is mounted. The detection signal of the bath thermistor 85 is output to the controller 21.

バーナ57と暖房ポンプ69が作動している状態で追焚き熱動弁78が開くと、温水が追焚き経路77に流入して追焚き熱交換器58を通過する。風呂循環ポンプ82が作動すると、温水が浴槽79の吸出口79aから吸出され、風呂循環経路80を流れて再び供給口79bから浴槽79に戻る循環が行われる。風呂循環経路80を流れる温水は、追焚き熱交換器58で追焚き経路77を流れる温水によって加熱され、浴槽79の湯が追焚きされる。   When the reheating heat valve 78 is opened while the burner 57 and the heating pump 69 are operating, the hot water flows into the reheating path 77 and passes through the reheating heat exchanger 58. When the bath circulation pump 82 is activated, the hot water is sucked out from the suction port 79a of the bathtub 79, flows through the bath circulation path 80, and returns to the bathtub 79 from the supply port 79b again. The hot water flowing through the bath circulation path 80 is heated by the hot water flowing through the chasing path 77 by the chasing heat exchanger 58 and the hot water in the bathtub 79 is chased.

給湯栓経路63の途中と、風呂循環経路80の風呂循環ポンプ82の下流側とを接続する湯張り経路25が設けられている。湯張り経路25には、ソレノイド駆動タイプの注湯弁27と、湯張り量センサ83が装着されている。注湯弁27は、コントローラ21によって制御され、湯張り経路25を開閉する。湯張り量センサ83は、湯張り経路25を流れる水量を検出することにより、浴槽79への湯張り運転の際に、それがどの程度行われたかを推定する。湯張り量センサ83はコントローラ21に検出信号を出力する。
浴槽79に湯を張るときには、注湯弁27が開かれる。注湯弁27が開かれると、温水が給湯栓経路63から湯張り経路25を経て風呂循環経路80に流入する。風呂循環経路80に流入した温水は、吸出口79aと供給口79bから浴槽79に供給され、浴槽79に湯張りされる。このときには、風呂循環ポンプ82は駆動されず、湯張り経路25に加わっている水圧によって浴槽79への湯張り運転が行われる。
A hot water filling path 25 that connects the middle of the hot-water tap path 63 and the downstream side of the bath circulation pump 82 of the bath circulation path 80 is provided. A solenoid drive type pouring valve 27 and a hot water filling amount sensor 83 are attached to the hot water filling passage 25. The pouring valve 27 is controlled by the controller 21 and opens and closes the hot water filling path 25. The hot water filling amount sensor 83 detects the amount of water flowing through the hot water filling route 25 to estimate how much the hot water filling operation has been performed to the bathtub 79. The hot water filling amount sensor 83 outputs a detection signal to the controller 21.
When hot water is filled in the bathtub 79, the hot water pouring valve 27 is opened. When the pouring valve 27 is opened, hot water flows from the hot water tap path 63 through the hot water filling path 25 into the bath circulation path 80. Hot water that has flowed into the bath circulation path 80 is supplied to the bathtub 79 from the suction port 79 a and the supply port 79 b, and is filled in the bathtub 79. At this time, the bath circulation pump 82 is not driven, and the hot water filling operation to the bathtub 79 is performed by the water pressure applied to the hot water filling passage 25.

低温水経路70の途中には、低温サーミスタ94、床暖房熱動弁90、床暖房機91が設けられている。床暖房機91は、低温水経路70を流れる温水によって床を暖める。床暖房を行なう場合には、床暖房熱動弁90が開かれ、温水が床暖房機91に導かれる。導かれた温水は、床暖房機91を暖める。床暖房を行なわない場合には、床暖房熱動弁90が閉じられる。低温サーミスタ94は、低温水経路70を流れる温水の温度を検出する。低温サーミスタ94の検出信号はコントローラ21に出力される。床暖房熱動弁90はコントローラ21によって制御される。
高温水経路73の暖房端末熱動弁75の上流側と、低温水経路70の床暖房機91の下流側とは、バイパス経路92によって接続されている。暖房端末熱動弁75と床暖房熱動弁90が閉じた状態で、暖房ポンプ69が作動すると、シスターン61内の温水が順に、バーナ上流経路71、バーナ熱交換器60、高温水経路73、バイパス経路92、低温水経路70、高温水経路73と流れ、シスターン61へ戻る経路が形成される。
In the middle of the low-temperature water path 70, a low-temperature thermistor 94, a floor heating thermal valve 90, and a floor heater 91 are provided. The floor heater 91 warms the floor with warm water flowing through the low-temperature water path 70. When performing floor heating, the floor heating thermal valve 90 is opened, and the hot water is guided to the floor heater 91. The guided hot water warms the floor heater 91. When floor heating is not performed, the floor heating thermal valve 90 is closed. The low temperature thermistor 94 detects the temperature of the hot water flowing through the low temperature water path 70. The detection signal of the low temperature thermistor 94 is output to the controller 21. The floor heating thermal valve 90 is controlled by the controller 21.
The upstream side of the heating terminal thermal valve 75 in the high temperature water path 73 and the downstream side of the floor heater 91 in the low temperature water path 70 are connected by a bypass path 92. When the heating pump 69 is operated with the heating terminal thermal valve 75 and the floor heating thermal valve 90 closed, the hot water in the cistern 61 is sequentially turned into the burner upstream path 71, the burner heat exchanger 60, the high-temperature water path 73, A bypass path 92, a low-temperature water path 70, and a high-temperature water path 73 flow to form a path back to the cistern 61.

本実施例のコージェネレーションシステムでは、発電ユニット110において発電時に発生する発電熱を利用して水を加熱して貯湯し、貯湯しておいた温水を必要な時に利用することができる。温水が貯湯されていないときや貯湯されている温水の温度が低い場合、給湯器22のバーナ56,60によって加熱して利用する。
給湯停止後の給湯経路の配管および配管内の温水は、時間の経過とともに温度低下する。次の給湯までにある程度以上の時間が経過すれば温度低下し、給湯を再開してもすぐには給湯設定温度に調温された温水が出湯せず、低温水が出水する(コールドスタートという)。
本明細書では、給湯を開始してから給湯設定温度に調温された温水が給湯されるまでの状態を「立ち上がり」といい、給湯設定温度に調温された温水が給湯される状態になることを「立ち上がる」ということがある。
In the cogeneration system according to the present embodiment, water is heated and stored using the generated heat generated during power generation in the power generation unit 110, and the stored hot water can be used when necessary. When the hot water is not stored or when the temperature of the stored hot water is low, the hot water is heated by the burners 56 and 60 of the water heater 22 and used.
The temperature of the piping of the hot water supply path and the hot water in the piping after the hot water supply stops decreases with time. If a certain amount of time elapses before the next hot water supply, the temperature will drop, and even if hot water is resumed, the hot water adjusted to the hot water supply temperature will not come out immediately, and low-temperature water will come out (called cold start). .
In this specification, the state from the start of hot water supply until the hot water adjusted to the hot water set temperature is supplied is referred to as “rise”, and the hot water adjusted to the hot water set temperature is supplied. This is sometimes called “getting up”.

給湯器22のバーナ56で水道水を加熱して給湯する場合では、コールドスタート時、バーナ56で加熱された温水が出湯する前に、バーナ熱交換器52の下流側から給湯栓64までの配管容量分の低温水が出水する。また、バーナ56で加熱された温水は、給湯配管内を通過する間に、冷えた給湯配管に熱を奪われて温度低下する。従って、バーナ熱交換器52の下流側から給湯栓64までの配管容量分の低温水が出水した後も、給湯配管内温度が上昇するまでの間は、給湯設定温度に満たない温度の温水が出湯する。このコールドスタート時の現象は使用者に容認されており、給湯設定温度に調温された温水が給湯されるまでに(立ち上がるまでに)出水する低温水量や、立ち上がりに要する時間(立ち上がり時間ともいう)については、ある程度使用者に了承されている。   When the tap water is heated by the burner 56 of the water heater 22 to supply hot water, the pipe from the downstream side of the burner heat exchanger 52 to the hot water tap 64 before the hot water heated by the burner 56 is discharged at the cold start. A volume of low-temperature water is discharged. Moreover, while the hot water heated by the burner 56 passes through the hot water supply pipe, heat is taken away by the cold hot water supply pipe and the temperature is lowered. Accordingly, even after the low-temperature water corresponding to the pipe capacity from the downstream side of the burner heat exchanger 52 to the hot water tap 64 is discharged, the hot water having a temperature less than the hot water supply set temperature remains until the temperature of the hot water supply pipe rises. Take a bath. This cold start phenomenon is accepted by the user, and the amount of low-temperature water that flows out before hot water adjusted to the hot water supply set temperature is supplied (before starting up) and the time required to start up (also called rise time) ) Has been approved by the user to some extent.

貯湯槽20内の温水をバーナ56で加熱することなく利用して給湯する場合、即ち蓄熱を利用して給湯する場合では、コールドスタート時、ミキシングユニット24で調温された混合水が出湯する前に、貯湯槽20から給湯栓64までの配管容量分の低温水が出水する。このとき出水する低温水の量は、給湯器22を利用して給湯するときと比べると、貯湯槽20からバーナ熱交換器52の下流側までの配管容量分多い。また、調温後の混合水の給湯経路は、給湯器22を利用して給湯する場合、バーナ熱交換器52の下流側から給湯栓64までであるのに対し、蓄熱を利用して給湯する場合、ミキシングユニット22から給湯栓64までである。調温後の混合水の給湯経路は、蓄熱を利用して給湯する場合、給湯器を利用して給湯する場合に比べ、ミキシングユニット22からバーナ熱交換器52の下流側までの配管長さ分だけ長い。また、ミキシングユニット22から給湯栓64までの間にはバーナ熱交換器52があり、バーナ熱交換器52内には低温水が滞留している。蓄熱を利用して給湯する場合、給湯器22を利用して給湯する場合に比べて、コールドスタート時に冷えた給湯配管や、バーナ熱交換器52内に滞留している低温水に奪われる熱量が多くなり、放熱ロスも大きくなってしまう。   When hot water is supplied without using the hot water in the hot water storage tank 20 without being heated by the burner 56, that is, when hot water is supplied using heat storage, before the mixed water adjusted by the mixing unit 24 is discharged at the cold start. In addition, low-temperature water corresponding to the piping capacity from the hot water storage tank 20 to the hot-water tap 64 flows out. The amount of low-temperature water discharged at this time is larger by the piping capacity from the hot water storage tank 20 to the downstream side of the burner heat exchanger 52 than when hot water is supplied using the hot water heater 22. In addition, the hot water supply path of the mixed water after temperature adjustment is from the downstream side of the burner heat exchanger 52 to the hot water tap 64 when hot water is supplied using the hot water heater 22, whereas hot water is supplied using heat storage. In this case, from the mixing unit 22 to the hot water tap 64. The hot water supply path of the mixed water after temperature adjustment is equal to the pipe length from the mixing unit 22 to the downstream side of the burner heat exchanger 52, compared with the case where hot water is supplied using heat storage, compared to the case where hot water is supplied using a water heater. Just long. Further, there is a burner heat exchanger 52 between the mixing unit 22 and the hot water tap 64, and low-temperature water stays in the burner heat exchanger 52. Compared to the case where hot water is supplied using heat storage, compared to the case where hot water is supplied using hot water heater 22, the amount of heat lost to low temperature water staying in the hot water supply pipe or the burner heat exchanger 52 that is cooled at the cold start is less. Increased heat dissipation loss.

本実施例のコージェネレーションシステムでは、給湯経路である温水経路51に、バーナ熱交換器52をバイパスするバイパス管37が形成されており、バイパス管37にはバイパスサーボ38が設けられている。仮に、給湯器22を利用していないときに限り、バイパスサーボ38の開度を調節し、バイパス管37側を全開としてバーナ熱交換器52側を全閉とすれば、コールドスタート時に、バーナ熱交換器52内に滞留している低温水に熱を奪われることはなくなる。しかしながら、バーナ熱交換器52側が全閉である状態で、万が一バーナ56が着火してしまうようなことがあれば、バーナ熱交換器52部分が空焚き状態となってしまう。このため、本実施例のコージェネレーションシステムでは、安全面を考慮して、バーナ熱交換器52側を全閉とする制御は行なわない。   In the cogeneration system of the present embodiment, a bypass pipe 37 that bypasses the burner heat exchanger 52 is formed in a hot water path 51 that is a hot water supply path, and a bypass servo 38 is provided in the bypass pipe 37. If the hot water heater 22 is not used, the opening of the bypass servo 38 is adjusted, the bypass pipe 37 side is fully opened, and the burner heat exchanger 52 side is fully closed. Heat is not lost to the low-temperature water staying in the exchanger 52. However, if the burner 56 is ignited in the state where the burner heat exchanger 52 side is fully closed, the burner heat exchanger 52 part will be in an empty state. For this reason, in the cogeneration system of the present embodiment, the control for fully closing the burner heat exchanger 52 side is not performed in consideration of safety.

本実施例のコージェネレーションシステムでは、以下のように給湯温度制御を行なうことによって、蓄熱を利用して給湯する場合のコールドスタート時の立ち上がり時間を短縮している。
図2に示すように、ステップS10で第2流量センサ47が検出する流量が2.7リットル/min以上であるか否かが判別される。第2流量センサ47が検出する流量が2.7リットル/min以上となると(ステップS10でYESとなると)、給湯要求があったものとみなし、ステップS12に進む。ステップS12では、第2流量センサ47が検出する流量の積算を開始する。
ステップS14に進み、ミキシングユニット24の下流側の混合水サーミスタ54が検出する温度が25℃以下か否かが判別される。混合水サーミスタの検出温度が25℃以下であれば(ステップS14でYESであれば)、さらにステップS16に進み、バーナ熱交換器52の下流側の給湯サーミスタ65が検出する温度が25℃以下か否かが判別される。給湯サーミスタの検出温度が25℃以下であれば(ステップS16でYESであれば)、ステップS18に進む。混合水サーミスタの検出温度と給湯サーミスタの検出温度がいずれも25℃以下であるとき、コールドスタートであるとみなし、ステップS18に進む。
In the cogeneration system of the present embodiment, the rise time at the cold start when the hot water is supplied using the heat storage is shortened by performing the hot water supply temperature control as follows.
As shown in FIG. 2, it is determined in step S10 whether the flow rate detected by the second flow rate sensor 47 is 2.7 liters / min or more. When the flow rate detected by the second flow rate sensor 47 is 2.7 liters / min or more (YES in step S10), it is considered that there is a hot water supply request, and the process proceeds to step S12. In step S12, integration of the flow rate detected by the second flow rate sensor 47 is started.
In step S14, it is determined whether or not the temperature detected by the mixed water thermistor 54 on the downstream side of the mixing unit 24 is 25 ° C. or less. If the detected temperature of the mixed water thermistor is 25 ° C. or less (if YES in step S14), the process proceeds to step S16, and whether the temperature detected by the hot water supply thermistor 65 on the downstream side of the burner heat exchanger 52 is 25 ° C. or less. It is determined whether or not. If the detected temperature of the hot water supply thermistor is 25 ° C. or lower (YES in step S16), the process proceeds to step S18. When both the detected temperature of the mixed water thermistor and the detected temperature of the hot water supply thermistor are 25 ° C. or less, it is regarded as a cold start and the process proceeds to step S18.

コールドスタート時は、ミキシングユニット24より下流側の給湯配管および給湯配管内の温水の温度が低温であるほど、冷えた給湯配管に奪われる熱量が多くなるため、給湯設定温度に調温された温水が出湯するまでに時間が掛る。蓄熱を利用して給湯する場合、給湯経路が貯湯槽20から給湯栓64まであって長いため、この現象が特に顕著となる。
本実施例では、蓄熱を利用して給湯する場合、ミキシングユニット24で調温する混合水温度を温度αだけ高めに行なうことによって、給湯経路の配管の温度を速やかに上昇させ、立ち上がり時間を短縮する。ステップS18では温度αを決定する。温度αは混合水サーミスタ54の検出温度によって決定される。ミキシングユニット24より下流側の給湯配管内の温水温度によって3段階の温度領域に分け、低い温度領域ほど温度αが高く設定されている。混合水サーミスタ54の検出温度が5℃以下であれば、αは15℃に設定されている。混合水サーミスタ54の検出温度が5℃を超えて15℃以下であれば、αは10℃に設定されている。混合水サーミスタ54の検出温度が15℃を超えて25℃以下であれば、αは5℃に設定されている。給湯配管内の温水温度が低いときの温度αを大きくすることによって、冷えた給湯配管の温度をより早く上昇させることができる。給湯配管内の温水温度があまり低くないときの温度αを小さくすることによって、給湯配管内温度の上昇速度が速すぎて、ミキシングユニット24での温度制御に遅れが生じてしまい、給湯温度より高温の混合水が給湯されてしまうことを防止することができる。
At a cold start, the lower the temperature of hot water in the hot water supply pipe and the hot water supply pipe downstream from the mixing unit 24, the more heat is taken away by the cold hot water supply pipe. It takes time to get hot water. In the case of hot water supply using heat storage, this phenomenon becomes particularly remarkable because the hot water supply path is long from the hot water storage tank 20 to the hot water tap 64.
In the present embodiment, when hot water is supplied using heat storage, the temperature of the mixed water adjusted by the mixing unit 24 is increased by a temperature α, thereby quickly increasing the temperature of the piping of the hot water supply path and shortening the rise time. To do. In step S18, the temperature α is determined. The temperature α is determined by the detected temperature of the mixed water thermistor 54. The temperature is divided into three stages according to the temperature of hot water in the hot water supply pipe downstream from the mixing unit 24, and the temperature α is set higher in the lower temperature range. If the detected temperature of the mixed water thermistor 54 is 5 ° C. or less, α is set to 15 ° C. If the detected temperature of the mixed water thermistor 54 exceeds 5 ° C. and is 15 ° C. or less, α is set to 10 ° C. If the detected temperature of the mixed water thermistor 54 exceeds 15 ° C. and is 25 ° C. or less, α is set to 5 ° C. By increasing the temperature α when the hot water temperature in the hot water supply pipe is low, the temperature of the cold hot water supply pipe can be increased more quickly. By reducing the temperature α when the hot water temperature in the hot water supply pipe is not very low, the temperature rise rate in the hot water supply pipe is too high, and the temperature control in the mixing unit 24 is delayed, resulting in a temperature higher than the hot water supply temperature. It is possible to prevent the mixed water from being supplied with hot water.

ステップS20に進み、貯湯槽20の上部の温水温度を検出するための上部サーミスタ35が検出する温度が、給湯設定温度にα+1℃加えた温度以上であるか否かが判別される。このときの+1℃分は放熱分を考慮したものである。上部サーミスタ35の検出温度が〔給湯設定温度+α+1℃〕以上であれば(ステップS20でYESであれば)、貯湯槽20内の温水を給湯に利用できるとみなされ、ステップS22に進む。ステップS22では、ミキシングユニット24において、混合水サーミスタ54の検出温度が、〔給湯設定温度+α〕となるように、温水入口24cの開度と給水入口24aの開度が制御される。
ステップS24に進み、第2流量センサ47の検出流量の積算流量が切替準備流量に達したか否かが判別される。切替準備流量とは、ミキシングユニット24の下流側の混合水サーミスタ54からバーナ熱交換器52の下流側の給湯サーミスタ65までの間の配管容量である。第2流量センサ47の検出流量の積算流量が切替準備流量に達すれば(ステップS24でYESとなれば)、ミキシングユニット24で〔給湯設定温度+α〕に調温した混合水が、給湯サーミスタ65に到達したとみなされ、ステップS28に進む。ステップS24で、第2流量センサ47の検出流量の積算流量が切替準備流量に達する前であっても(NOであっても)、ステップS26において、給湯サーミスタ65の検出温度が給湯設定温度に達していれば(YESとなれば)、ステップS28に進む。ステップS28では、ミキシングユニット24において、混合水サーミスタ54の検出温度が給湯設定温度となるように、温水入口24cの開度と給水入口24aの開度が制御されて給湯される。以降、ステップS30で、第2流量センサ47が検出する流量が2.0リットル/min以下となって(YESとなって)給湯が停止されたとみなされるまで、混合水サーミスタ54の検出温度が給湯設定温度となるように調温された混合水が給湯される。
It progresses to step S20 and it is discriminate | determined whether the temperature which the upper thermistor 35 for detecting the hot water temperature of the upper part of the hot water storage tank 20 detects is more than the temperature which added (alpha) +1 degreeC to hot water supply preset temperature. At this time, + 1 ° C. is taken into consideration of heat radiation. If the detected temperature of upper thermistor 35 is equal to or higher than [hot water supply set temperature + α + 1 ° C.] (YES in step S20), it is considered that the hot water in hot water tank 20 can be used for hot water supply, and the process proceeds to step S22. In Step S22, in the mixing unit 24, the opening degree of the hot water inlet 24c and the opening degree of the water supply inlet 24a are controlled so that the detected temperature of the mixed water thermistor 54 becomes [hot water supply set temperature + α].
In step S24, it is determined whether or not the integrated flow rate detected by the second flow rate sensor 47 has reached the switching preparation flow rate. The switching preparation flow rate is a pipe capacity from the mixed water thermistor 54 on the downstream side of the mixing unit 24 to the hot water supply thermistor 65 on the downstream side of the burner heat exchanger 52. When the integrated flow rate detected by the second flow rate sensor 47 reaches the switching preparation flow rate (if YES in step S24), the mixed water adjusted to [hot water supply set temperature + α] by the mixing unit 24 is supplied to the hot water supply thermistor 65. It is considered that it has reached, and the process proceeds to step S28. Even if the integrated flow rate detected by the second flow rate sensor 47 does not reach the switching preparation flow rate (NO in step S24), the detected temperature of the hot water supply thermistor 65 reaches the hot water supply set temperature in step S26. If yes (YES), the process proceeds to step S28. In step S28, the mixing unit 24 supplies hot water by controlling the opening of the hot water inlet 24c and the opening of the water supply inlet 24a so that the detected temperature of the mixed water thermistor 54 becomes the hot water supply set temperature. Thereafter, in step S30, the detected temperature of the mixed water thermistor 54 is maintained until the flow rate detected by the second flow sensor 47 becomes 2.0 liters / min or less (becomes YES) and the hot water supply is regarded as being stopped. The mixed water adjusted to have a set temperature is supplied with hot water.

ステップS20で、上部サーミスタ35の検出温度が、〔給湯設定温度+α+1℃〕を下回れば(NOであれば)、貯湯槽20内の温水温度が低く、給湯に利用することができないとみなされ、給湯器22を利用した給湯を行なう。ステップS32で、バーナ56を点火させ、ステップS34で、給湯サーミスタ65の検出温度が給湯設定温度となるように調温されて給湯される。以降、ステップS30で、第2流量センサ47が検出する流量が2.0リットル/min以下となって(YESとなって)給湯が停止されたとみなされるまで、給湯サーミスタ65の検出温度が給湯設定温度となるように調温された温水が給湯される。   In step S20, if the detected temperature of the upper thermistor 35 is lower than [hot water supply set temperature + α + 1 ° C.] (if NO), it is considered that the hot water temperature in the hot water storage tank 20 is low and cannot be used for hot water supply, Hot water supply using the water heater 22 is performed. In step S32, the burner 56 is ignited, and in step S34, the temperature of the hot water supply thermistor 65 is adjusted so as to become the hot water supply set temperature, and hot water is supplied. Thereafter, in step S30, the detected temperature of the hot water supply thermistor 65 is set to the hot water supply until the flow rate detected by the second flow sensor 47 becomes 2.0 liters / min or less (becomes YES) and the hot water supply is considered to be stopped. Hot water adjusted to a temperature is supplied.

ステップS14で、混合水サーミスタ54の検出温度が25℃を上回っているか(NOであるか)、ステップS16で給湯サーミスタ65の検出温度が25℃を上回っていれば(NOであれば)、配管内温度が高めであり、ミキシングユニット24での調温の際に、温度α分高い温度で調温する必要がないとみなされる。従って、ステップS36に進み、上部サーミスタ35が検出する温度が、給湯設定温度に1℃加えた温度以上であるか否かが判別される。上部サーミスタ35の検出温度が〔給湯設定温度+1℃〕以上であれば(ステップS36でYESであれば)、貯湯槽20内の温水を給湯に利用できるとみなされ、ステップS38に進む。ステップS38では、ミキシングユニット24において、混合水サーミスタ54の検出温度が給湯設定温度となるように、温水入口24cの開度と給水入口24aの開度が制御されて給湯される。以降、ステップS30で、第2流量センサ47が検出する流量が2.0リットル/min以下となって(YESとなって)給湯が停止されたとみなされるまで、混合水サーミスタ54の検出温度が給湯設定温度となるように調温された混合水が給湯される。   If the detected temperature of the mixed water thermistor 54 is higher than 25 ° C. in step S14 (NO), or if the detected temperature of the hot water supply thermistor 65 is higher than 25 ° C. in step S16 (if NO), the piping The internal temperature is high, and it is considered that there is no need to adjust the temperature at a temperature higher by the temperature α when adjusting the temperature in the mixing unit 24. Therefore, it progresses to step S36 and it is discriminate | determined whether the temperature which the upper thermistor 35 detects is more than the temperature which added 1 degreeC to the hot water supply preset temperature. If the detected temperature of upper thermistor 35 is equal to or higher than [hot water supply set temperature + 1 ° C.] (YES in step S36), it is considered that the hot water in hot water tank 20 can be used for hot water supply, and the process proceeds to step S38. In step S38, the mixing unit 24 supplies hot water by controlling the opening of the hot water inlet 24c and the opening of the water supply inlet 24a so that the detected temperature of the mixed water thermistor 54 becomes the hot water supply set temperature. Thereafter, in step S30, the detected temperature of the mixed water thermistor 54 is maintained until the flow rate detected by the second flow sensor 47 becomes 2.0 liters / min or less (becomes YES) and the hot water supply is regarded as being stopped. The mixed water adjusted to have a set temperature is supplied with hot water.

ステップS36で、上部サーミスタ35の検出温度が〔給湯設定温度+1℃〕を下回れば(NOであれば)、貯湯槽20内の温水温度が低く、給湯に利用することができないとみなされ、給湯器22を利用した給湯を行なう。ステップS32で、バーナ56を点火させ、ステップS34で、給湯サーミスタ65の検出温度が給湯設定温度となるように調温されて給湯される。以降、ステップS30で、第2流量センサ47が検出する流量が2.0リットル/min以下となって(YESとなって)給湯が停止されたとみなされるまで、給湯サーミスタ65の検出温度が給湯設定温度となるように調温された温水が給湯される。   If the detected temperature of the upper thermistor 35 falls below [hot water supply set temperature + 1 ° C.] (if NO) in step S36, it is considered that the hot water temperature in the hot water storage tank 20 is low and cannot be used for hot water supply. Hot water supply using the vessel 22 is performed. In step S32, the burner 56 is ignited, and in step S34, the temperature of the hot water supply thermistor 65 is adjusted so as to become the hot water supply set temperature, and hot water is supplied. Thereafter, in step S30, the detected temperature of the hot water supply thermistor 65 is set to the hot water supply until the flow rate detected by the second flow sensor 47 becomes 2.0 liters / min or less (becomes YES) and the hot water supply is considered to be stopped. Hot water adjusted to a temperature is supplied.

図6のグラフは、コールドスタート時に、従来通り、ミキシングユニット24において給湯設定温度で調温したときの混合水温度(破線で示す)と、給湯温度(実線で示す)の推移を示しており、図3のグラフは、本実施例のコージェネレーションシステムにおいて図2の湯温制御処理を行なったときの混合水温度(破線で示す)と、給湯温度(実線で示す)の推移を示している。給湯サーミスタ65は、混合水サーミスタ54より下流側にあるため、混合水サーミスタ54が検出する温度(混合水温度)の温度上昇から遅れて、給湯サーミスタ65が検出する温度(給湯温度)の温度上昇が起こる。
図6に示すように、ミキシングユニット24において給湯設定温度で調温したとき、給湯開始時の混合水温度は迅速に上昇するが、給湯栓64から給湯される給湯温度は、ミキシングユニット24と給湯栓64との間の給湯配管やバーナ熱交換器52内に滞留している低温水等に熱を奪われ、図示Aのように温度上昇が停滞する。混合水温度が給湯設定温度となっていても、給湯温度は給湯設定温度にまでなかなか上昇せず、立ち上がり時間が長くなって使用感が悪い。
The graph of FIG. 6 shows the transition of the mixed water temperature (shown by a broken line) and the hot water supply temperature (shown by a solid line) when the temperature is adjusted at the hot water supply set temperature in the mixing unit 24 at the cold start, The graph of FIG. 3 shows the transition of the mixed water temperature (shown by a broken line) and the hot water supply temperature (shown by a solid line) when the hot water temperature control process of FIG. 2 is performed in the cogeneration system of the present embodiment. Since the hot water supply thermistor 65 is located downstream of the mixed water thermistor 54, the temperature rise of the temperature detected by the hot water supply thermistor 65 (hot water supply temperature) is delayed from the temperature rise of the temperature detected by the mixed water thermistor 54 (mixed water temperature). Happens.
As shown in FIG. 6, when the mixing unit 24 adjusts the temperature at the hot water supply set temperature, the mixed water temperature at the start of the hot water supply rises rapidly, but the hot water temperature supplied from the hot water tap 64 depends on the mixing unit 24 and the hot water supply. Heat is taken away by the hot water supply pipe between the plug 64 and the low-temperature water or the like staying in the burner heat exchanger 52, and the temperature rise stagnates as shown in FIG. Even if the mixed water temperature is the hot water supply set temperature, the hot water supply temperature does not readily rise to the hot water supply set temperature, and the rise time becomes longer and the usability is poor.

図3に示す時間t1は、給湯が開始されて、第2流量センサ47が検出する流量の積算が開始された時(図2のステップS12)を示しており、時間t2は、第2流量センサ47の検出流量の積算流量が切替準備流量に達した時(ステップS24でYES)を示している。図3に示すように、図2の湯温制御処理では、給湯開始時(時間t1)のミキシングユニット24での混合水温度を、給湯設定温度より温度α分高くしている(図3では、図の明瞭化のため、放熱を考慮した+1℃分の図示を省略している)。従って、給湯経路の配管内温度の上昇速度を速めることができる。給湯配管内温度が速く上昇すれば、混合水が給湯配管内を通過するときの放熱ロスが抑制されるため、給湯される混合水温度の上昇速度も速めることができる。第2流量センサ47の検出流量の積算流量が切替準備流量に達した時(時間t2)に、ミキシングユニット24で調温する混合水温度を給湯設定温度まで下げることによって、給湯温度が給湯設定温度を超えて温度上昇しないようにしている。このとき、既に給湯配管内温度は上昇しており、バーナ熱交換器52内の温度も上昇している。このため、時間t2でミキシングユニット24で調温する混合水温度を給湯設定温度に切換えても、給湯温度の温度上昇の妨げとはならない。   The time t1 shown in FIG. 3 indicates the time when hot water supply is started and the integration of the flow rate detected by the second flow rate sensor 47 is started (step S12 in FIG. 2), and the time t2 is the second flow rate sensor. This shows the time when the integrated flow rate of the detected flow rate of 47 has reached the switching preparation flow rate (YES in step S24). As shown in FIG. 3, in the hot water temperature control process of FIG. 2, the temperature of the mixed water in the mixing unit 24 at the start of hot water supply (time t1) is made higher by the temperature α than the hot water supply set temperature (in FIG. For the sake of clarity, the illustration of + 1 ° C. considering heat dissipation is omitted). Therefore, the rising speed of the temperature in the piping of the hot water supply path can be increased. If the temperature in the hot water supply pipe rises quickly, the heat dissipation loss when the mixed water passes through the hot water supply pipe is suppressed, so that the rising speed of the temperature of the mixed water supplied with hot water can be increased. When the integrated flow rate detected by the second flow rate sensor 47 reaches the switching preparation flow rate (time t2), the temperature of the mixed water adjusted by the mixing unit 24 is lowered to the hot water supply set temperature, whereby the hot water supply temperature is changed to the hot water supply set temperature. To prevent the temperature from rising. At this time, the temperature in the hot water supply pipe has already increased, and the temperature in the burner heat exchanger 52 has also increased. For this reason, even if the mixed water temperature adjusted by the mixing unit 24 at the time t2 is switched to the hot water supply set temperature, the temperature increase of the hot water supply temperature is not hindered.

本実施例のコージェネレーションシステムによれば、コールドスタート時で給湯配管内が低温であって、しかも、蓄熱を利用して給湯するために給湯経路が長く放熱ロスが大きいときであっても、立ち上がり時間を短縮することができ、使い勝手を向上させることができる。   According to the cogeneration system of this embodiment, even when the hot water supply pipe is cold at the cold start and the hot water supply path is long and the heat dissipation loss is large to supply hot water using heat storage, Time can be shortened and usability can be improved.

(実施例2)
本発明を具現化した第2実施例を図面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の構成は第1実施例のコージェネレーションシステムの構成と同様である。本実施例でも第1実施例と同様に、ミキシングユニット24で調温する混合水温度を、給湯設定温度よりも高めで行なうことで、コールドスタート時の立ち上がり時間の短縮を図っている。しかし、本実施例では、給湯温度制御の一部の処理について第1実施例とは異なっている。ここでは、第1実施例と同様の部分についての説明を省略し、異なっている部分についてのみ説明する。
(Example 2)
A second embodiment embodying the present invention will be described with reference to the drawings. The configuration of the cogeneration system of the present embodiment is the same as the configuration of the cogeneration system of the first embodiment. In the present embodiment, similarly to the first embodiment, the mixed water temperature adjusted by the mixing unit 24 is set higher than the hot water supply set temperature, thereby shortening the rise time at the cold start. However, this embodiment differs from the first embodiment in part of the hot water temperature control. Here, the description of the same parts as those in the first embodiment is omitted, and only different parts will be described.

図4に示す、本実施例のコージェネレーションシステムの給湯温度制御では、ステップS110からステップS122の処理については、図2を用いて先に説明した、第1実施例のステップS10からステップS22の処理と同様であるため、説明を省略する。
ステップS122で混合水サーミスタ54の検出温度は徐々に上昇するように調温され、ステップS123で、混合水サーミスタ54の検出温度が〔給湯設定温度+α℃〕に達すれば(YESとなれば)、ステップS124に進む。
In the hot water supply temperature control of the cogeneration system of the present embodiment shown in FIG. 4, the processing from step S110 to step S122 is the processing from step S10 to step S22 of the first embodiment described above with reference to FIG. Since it is the same as that of FIG.
In step S122, the temperature of the mixed water thermistor 54 is adjusted to gradually increase. If the detected temperature of the mixed water thermistor 54 reaches [hot water supply set temperature + α ° C.] in step S123 (if YES), Proceed to step S124.

ステップS124では、第2流量センサ47の検出流量の積算流量が切替準備流量に近づくに従って温度αは小さくなり、第2流量センサ47の検出流量の積算流量が切替準備流量に達したとき、温度αは0℃となる。第2流量センサ47の検出流量の積算流量が切替準備流量に近づくに従って、混合水サーミスタ54の検出温度は徐々に低下し、第2流量センサ47の検出流量の積算流量が切替準備流量に達したとき、混合水サーミスタ54の検出温度は給湯設定温度となる。
ステップS125で、第2流量センサ47の検出流量の積算流量が切替準備流量に達したか否かが判別される。第2流量センサ47の検出流量の積算流量が切替準備流量に達したとき(ステップS125でYESとなったとき)、ミキシングユニット24で〔給湯設定温度+α〕に調温した混合水が、給湯サーミスタ65に到達したとみなされ、ステップS128に進む。ステップS125で、第2流量センサ47の検出流量の積算流量が切替準備流量に達する前であっても(NOであっても)、ステップS126において、給湯サーミスタ65の検出温度が給湯設定温度に達していれば(YESとなれば)、ステップS128に進む。ステップS128では、ミキシングユニット24において、混合水サーミスタ54の検出温度が給湯設定温度となるように、温水入口24cの開度と給水入口24aの開度が制御されて給湯される。以降、ステップS130で、第2流量センサ47が検出する流量が2.0リットル/min以下となって(YESとなって)給湯が停止されたとみなされるまで、混合水サーミスタ54の検出温度が給湯設定温度となるように調温された混合水が給湯される。
In step S124, the temperature α decreases as the integrated flow rate detected by the second flow sensor 47 approaches the switching preparation flow rate, and when the integrated flow rate detected by the second flow sensor 47 reaches the switching preparation flow rate, the temperature α Becomes 0 ° C. As the integrated flow rate detected by the second flow sensor 47 approaches the switching preparation flow rate, the detected temperature of the mixed water thermistor 54 gradually decreases, and the integrated flow rate detected by the second flow sensor 47 reaches the switching preparation flow rate. At this time, the detected temperature of the mixed water thermistor 54 becomes the hot water supply set temperature.
In step S125, it is determined whether or not the integrated flow rate detected by the second flow rate sensor 47 has reached the switching preparation flow rate. When the integrated flow rate detected by the second flow rate sensor 47 reaches the switching preparation flow rate (YES in step S125), the mixed water whose temperature is adjusted to [hot water supply set temperature + α] by the mixing unit 24 is the hot water supply thermistor. It is considered that 65 has been reached, and the process proceeds to step S128. Even if the integrated flow rate detected by the second flow rate sensor 47 does not reach the switching preparation flow rate in step S125 (even if NO), the detected temperature of the hot water supply thermistor 65 reaches the hot water supply set temperature in step S126. If yes (YES), the process proceeds to step S128. In step S128, the mixing unit 24 supplies hot water by controlling the opening of the hot water inlet 24c and the opening of the water supply inlet 24a so that the detected temperature of the mixed water thermistor 54 becomes the hot water supply set temperature. Thereafter, in step S130, the detected temperature of the mixed water thermistor 54 is maintained until the flow rate detected by the second flow sensor 47 becomes 2.0 liters / min or less (becomes YES) and the hot water supply is regarded as being stopped. The mixed water adjusted to have a set temperature is supplied with hot water.

図5に示す時間t1は、給湯が開始されて、第2流量センサ47が検出する流量の積算が開始された時(図4のステップS112)を示しており、時間t2は、第2流量センサ47の検出流量の積算流量が切替準備流量に達した時(ステップS125でYES)を示している。また、時間t3は、混合水サーミスタ54の検出温度が〔給湯設定温度+α〕に達した時(図4のステップS123でYES)を示している。図5に示すように、図4の湯温制御処理では、図2の湯温制御処理と同様に、給湯開始時(時間t1)のミキシングユニット24で調温する混合水温度を、給湯設定温度より温度α分高くしている(図5でも、図の明瞭化のため、放熱を考慮した+1℃分の図示を省略している)。従って、給湯経路の配管内温度の上昇速度を速めることができる。混合水サーミスタ54の検出温度が〔給湯設定温度+α〕に達した時(時間t3)に、ミキシングユニット24で調温する混合水温度を徐々に下げ始め、第2流量センサ47の検出流量の積算流量が切替準備流量に達した時(時間t2)に、ミキシングユニット24で調温する混合水温度がちょうど給湯設定温度となるように温度低下させる。このことによって、給湯温度が給湯設定温度を超えて温度上昇しないようにしている。また、第1実施例のように、時間t2に、ミキシングユニット24で調温する混合水温度を一度に下げるのに比べ、給湯温度を安定化させることができる。時間t3では、既に給湯配管内温度は上昇しており、バーナ熱交換器52内の温度も上昇している。このため、時間t3から時間t2にかけてミキシングユニット24で調温する混合水温度を給湯設定温度まで徐々に低下させていっても、時間t3以降の給湯温度の温度上昇を遅くすることにはならない。   The time t1 shown in FIG. 5 indicates the time when hot water supply is started and the integration of the flow rate detected by the second flow rate sensor 47 is started (step S112 in FIG. 4), and the time t2 is the second flow rate sensor. This shows the time when the integrated flow rate of the detected flow rate of 47 has reached the switching preparation flow rate (YES in step S125). Time t3 indicates the time when the detected temperature of the mixed water thermistor 54 reaches [hot water supply set temperature + α] (YES in step S123 in FIG. 4). As shown in FIG. 5, in the hot water temperature control process of FIG. 4, similarly to the hot water temperature control process of FIG. 2, the mixed water temperature adjusted by the mixing unit 24 at the start of hot water supply (time t1) is set as the hot water supply set temperature. The temperature is higher by α (in FIG. 5, illustration of + 1 ° C. in consideration of heat radiation is omitted for clarity of illustration). Therefore, the rising speed of the temperature in the piping of the hot water supply path can be increased. When the detected temperature of the mixed water thermistor 54 reaches [hot water supply set temperature + α] (time t3), the temperature of the mixed water adjusted by the mixing unit 24 starts to gradually decrease, and the detected flow rate of the second flow rate sensor 47 is integrated. When the flow rate reaches the switching preparation flow rate (time t2), the temperature is lowered so that the temperature of the mixed water adjusted by the mixing unit 24 is exactly the hot water supply set temperature. This prevents the hot water supply temperature from rising beyond the hot water supply set temperature. In addition, as in the first embodiment, the hot water supply temperature can be stabilized as compared to reducing the temperature of the mixed water adjusted by the mixing unit 24 at a time t2 at a time t2. At time t3, the temperature in the hot water supply pipe has already increased, and the temperature in the burner heat exchanger 52 has also increased. For this reason, even if the mixed water temperature controlled by the mixing unit 24 is gradually lowered to the hot water supply set temperature from time t3 to time t2, the temperature rise of the hot water supply temperature after time t3 is not delayed.

本実施例のコージェネレーションシステムによれば、コールドスタート時で給湯配管内が低温であって、しかも、蓄熱を利用して給湯するために給湯経路が長く放熱ロスが大きいときであっても、立ち上がり時間を短縮することができ、給湯温度を安定化させることができる。   According to the cogeneration system of this embodiment, even when the hot water supply pipe is cold at the cold start and the hot water supply path is long and the heat dissipation loss is large to supply hot water using heat storage, Time can be shortened and the hot water supply temperature can be stabilized.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.
In addition, the technical elements described in the present specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology illustrated in the present specification or the drawings achieves a plurality of objects at the same time, and has technical utility by achieving one of the objects.

第1実施例に係るコージェネレーションシステムの系統図。The systematic diagram of the cogeneration system which concerns on 1st Example. 第1実施例における給湯開始時の給湯温度制御処理を示すフローチャート。The flowchart which shows the hot water supply temperature control process at the time of the hot water supply start in 1st Example. 第1実施例における混合水温度と給湯温度の変化を示すグラフ。The graph which shows the change of the mixed water temperature and hot water supply temperature in 1st Example. 第2実施例における給湯開始時の給湯温度制御処理を示すフローチャートThe flowchart which shows the hot water supply temperature control process at the time of the hot water supply start in 2nd Example. 第2実施例における混合水温度と給湯温度の変化を示すグラフ。The graph which shows the change of the mixed water temperature and hot water supply temperature in 2nd Example. 従来例における混合水温度と給湯温度の変化を示すグラフ。The graph which shows the change of the mixed water temperature and hot water supply temperature in a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

10:給湯システム
20:貯湯槽
22:給湯器
24:ミキシングユニット
35:上部サーミスタ
47:第2流量センサ
54:混合水サーミスタ
65:給湯サーミスタ
110:発電ユニット
10: Hot water supply system 20: Hot water storage tank 22: Water heater 24: Mixing unit 35: Upper thermistor 47: Second flow sensor 54: Mixed water thermistor 65: Hot water thermistor 110: Power generation unit

Claims (3)

温水を貯える貯湯槽と、
貯湯槽からの温水と水道水を混合するとともにその混合比が調整可能なミキシングユニットと、
ミキシングユニットより上流の温水温度を検出する温水温度検出手段と、
ミキシングユニットより下流の混合水温度を検出する混合水温度検出手段と、
給湯設定温度を記憶している給湯設定温度記憶手段と、
ミキシングユニットに混合水温度を指示する混合水温度指示手段と、
混合水の流動開始後の混合水流量を積算する混合水流量積算手段を備え、
混合水温度指示手段は、前記混合水温度検出手段によって検出される混合水温度が第1所定温度以下であり、前記温水温度検出手段によって検出される温水温度が第2所定温度以上であり、前記混合水流量積算手段によって積算された積算流量が所定積算流量以下であるときには、給湯設定温度より所定温度だけ高い混合水温度を指示し、前記積算流量が前記所定積算流量以上であるときには、給湯設定温度を指示することを特徴とする給湯システム。
A hot water tank for storing hot water,
A mixing unit that mixes hot water and tap water from a hot water tank and adjusts the mixing ratio;
Hot water temperature detection means for detecting the temperature of the hot water upstream from the mixing unit;
A mixed water temperature detecting means for detecting the mixed water temperature downstream from the mixing unit;
Hot water set temperature storage means for storing hot water set temperature;
A mixed water temperature indicating means for instructing the mixing unit of the mixed water temperature;
Provided with a mixed water flow rate integrating means for integrating the mixed water flow rate after the start of the mixed water flow,
The mixed water temperature indicating means is such that the mixed water temperature detected by the mixed water temperature detecting means is not higher than a first predetermined temperature, the hot water temperature detected by the hot water temperature detecting means is not lower than a second predetermined temperature, When the integrated flow integrated by the mixed water flow integration means is less than or equal to the predetermined integrated flow, a mixed water temperature higher than the hot water set temperature by a predetermined temperature is indicated, and when the integrated flow is equal to or higher than the predetermined integrated flow, A hot water supply system characterized by indicating a temperature.
温水を貯える貯湯槽と、
貯湯槽からの温水と水道水を混合するとともにその混合比が調整可能なミキシングユニットと、
ミキシングユニットより上流の温水温度を検出する温水温度検出手段と、
ミキシングユニットより下流の混合水温度を検出する混合水温度検出手段と、
給湯設定温度を記憶している給湯設定温度記憶手段と、
ミキシングユニットに混合水温度を指示する混合水温度指示手段を備え、
混合水温度指示手段は、前記混合水温度検出手段によって検出される混合水温度が第1所定温度以下であり、前記温水温度検出手段によって検出される温水温度が第2所定温度以上であるときには、給湯設定温度より所定温度だけ高い混合水温度を指示し、前記混合水温度検出手段によって検出される混合水温度が給湯設定温度より所定温度だけ高い温度となった時以降には、給湯設定温度に加える前記所定温度を徐々にゼロにまで縮小することを特徴とする給湯システム。
A hot water tank for storing hot water,
A mixing unit that mixes hot water and tap water from a hot water tank and adjusts the mixing ratio;
Hot water temperature detection means for detecting the temperature of the hot water upstream from the mixing unit;
A mixed water temperature detecting means for detecting the mixed water temperature downstream from the mixing unit;
Hot water set temperature storage means for storing hot water set temperature;
Comprising a mixed water temperature control means to direct the mixed water temperature to the mixing unit,
When the mixed water temperature detected by the mixed water temperature detecting means is not higher than a first predetermined temperature and the hot water temperature detected by the hot water temperature detecting means is not lower than a second predetermined temperature, A mixed water temperature that is higher by a predetermined temperature than the hot water supply set temperature is instructed, and after the mixed water temperature detected by the mixed water temperature detection means becomes a temperature that is higher than the hot water supply set temperature by a predetermined temperature, the hot water supply set temperature is set. A hot water supply system characterized in that the predetermined temperature to be applied is gradually reduced to zero.
給湯設定温度に加える前記所定温度が、給湯設定温度と前記混合水温度検出手段が検出する混合水温度との温度差によって決定されることを特徴とする請求項1又は2の給湯システム。   3. The hot water supply system according to claim 1, wherein the predetermined temperature to be added to the hot water supply set temperature is determined by a temperature difference between the hot water supply set temperature and the mixed water temperature detected by the mixed water temperature detecting means.
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