JP5875907B2 - Hot water heating system - Google Patents
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Description
本発明は、給湯システムと、暖房システムと、発電ユニットと、を有する給湯暖房システムに関する。 The present invention relates to a hot water supply and heating system including a hot water supply system, a heating system, and a power generation unit.
従来より、エネルギー効率が比較的高いヒートポンプ式の給湯暖房システムが、一般家庭等にて利用されている。
例えば特許文献１に記載された従来技術には、熱交換器に加えて副熱交換器を備え、水を循環させる流路において熱交換器よりも上流に副熱交換器を配置した、ヒートポンプ、並びにそれを用いた給湯システム、及び暖房システムが開示されている。この副熱交換器により、臨界温度の低い冷媒を用いた場合であっても、ＣＯＰ（動作係数）を高く維持することが可能であり、製造コストを低く抑えることができる。
Conventionally, heat pump type hot water supply and heating systems with relatively high energy efficiency have been used in ordinary homes and the like.
For example, the conventional technology described in
近年では、各家庭で使用する電力の一部を賄うことができるように、太陽光発電システムや、ガスエンジン式や燃料電池式による発電手段を備えたコージェネレーションシステム（発電ユニットに相当）が、一般家庭等に普及しつつある。
特にコージェネレーションシステムでは、特許文献１に記載されたヒートポンプ式の給湯暖房システムに対して、発電手段にて発生させた電力と、当該発電手段にて発生した排熱と、の双方のエネルギーを家庭で利用することができる。
特許文献１に記載された従来技術では、熱を利用することしかできないが、コージェネレーションシステムを利用して、電気と熱の双方を利用し、特に熱を有効に利用することができれば、非常に高い省エネルギー効果を得ることができる。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、比較的簡素な構成にて、発電ユニット（コージェネレーションシステム）にて発生した排熱を給湯と暖房に利用可能とし、また、自然エネルギー熱等の他の熱供給装置との併用を可能とする、給湯暖房システムを提供することを課題とする。
In recent years, a solar power generation system and a cogeneration system (corresponding to a power generation unit) equipped with a power generation means by a gas engine type or a fuel cell type so as to cover a part of electric power used in each home, It is spreading to general households.
In particular, in the cogeneration system, the energy of both the electric power generated by the power generation means and the exhaust heat generated by the power generation means with respect to the heat pump hot water supply / heating system described in
In the prior art described in
The present invention was devised in view of such points, and with a relatively simple configuration, waste heat generated in a power generation unit (cogeneration system) can be used for hot water supply and heating, It is an object to provide a hot water supply and heating system that can be used in combination with other heat supply devices such as natural energy heat.
上記課題を解決するため、本発明に係る給湯暖房システムは次の手段をとる。
まず、本発明の第１の発明は、貯湯タンクを有する給湯システムと、暖房システムと、発電ユニットと、を有する給湯暖房システムである。
前記発電ユニットは、燃料を用いて発電する発電手段と、前記発電手段から発生した排熱を回収する排熱回収手段と、を有しており、前記排熱回収手段には、回収した排熱を用いて加熱した循環熱媒を前記貯湯タンクに向けて吐出する排熱往配管と、放熱後の循環熱媒が前記貯湯タンクから戻される排熱戻配管と、が接続されており、前記排熱往配管と前記排熱戻配管にて形成された循環流路上における任意の位置には排熱用熱媒循環ポンプが設けられている。
前記暖房システムは、前記循環熱媒を加熱可能なボイラと、前記循環熱媒を用いて放熱する放熱体と、を有している。
前記給湯システムは、前記貯湯タンクと、当該貯湯タンクの上部に設けられたタンク上部配管から供給される前記貯湯タンク内の温水と一端が前記貯湯タンクの下部に接続された給水配管から供給される水とを混合して混合水を吐出する混合装置と、前記混合水を加熱可能な前記ボイラと、を有している。
前記ボイラは、暖房用熱媒循環ポンプと、前記循環熱媒が流入する第１流入部と、当該第１流入部から流入した前記循環熱媒を加熱して吐出することが可能な第１吐出部と、を有し、前記第１流入部には暖房戻ヘッダが接続されており、更に、前記混合水が流入する第２流入部と、当該第２流入部から流入した前記混合水を加熱して吐出することが可能な第２吐出部と、を有しており、前記ボイラと前記混合装置は、前記混合装置における前記混合水の吐出部と前記第２流入部とを接続する混合水配管にて接続されており、前記ボイラと前記放熱体は、前記第１吐出部から前記放熱体に前記循環熱媒を供給する暖房往配管と、前記放熱体から前記暖房戻ヘッダに前記循環熱媒を戻す暖房戻配管と、にて接続されている。
そして前記ボイラには、更に、前記循環熱媒を前記ボイラに向かって流入させる第１分岐往配管と、前記ボイラから前記循環熱媒を流出させる第１分岐戻配管が接続されており、前記第１分岐往配管の一方端と、前記排熱往配管または前記排熱戻配管と、の接続個所である第１分岐個所は、前記排熱往配管に設けられており、前記第１分岐往配管の他方端は前記暖房戻ヘッダに接続されており、前記第１分岐戻配管の一方端と、前記排熱往配管または前記排熱戻配管と、の接続個所である第２分岐個所は、前記排熱戻配管に設けられており、前記第２分岐戻配管の他方端は前記暖房戻ヘッダに接続されている。
In order to solve the above problems, the hot water supply / heating system according to the present invention takes the following means.
A first aspect of the present invention is a hot water supply / heating system having a hot water supply system having a hot water storage tank, a heating system, and a power generation unit.
The power generation unit includes a power generation unit that generates power using fuel, and a waste heat recovery unit that recovers exhaust heat generated from the power generation unit. The exhaust heat recovery unit includes the recovered exhaust heat. An exhaust heat exhaust pipe that discharges the circulating heat medium heated by using the hot water storage tank toward the hot water storage tank and an exhaust heat return pipe that returns the circulated heat medium after heat dissipation from the hot water storage tank are connected to each other, and A heat medium circulation pump for exhaust heat is provided at an arbitrary position on the circulation flow path formed by the heat forward pipe and the exhaust heat return pipe.
The heating system includes a boiler that can heat the circulating heat medium, and a radiator that radiates heat using the circulating heat medium.
The hot water supply system is supplied from the hot water storage tank, hot water in the hot water storage tank supplied from a tank upper pipe provided at the upper part of the hot water storage tank, and a hot water supply pipe connected to the lower part of the hot water storage tank. A mixing device that mixes water and discharges the mixed water; and the boiler that can heat the mixed water.
The boiler is a heating medium circulating pump for heating, a first inflow portion into which the circulating heat medium flows, and a first discharge capable of heating and discharging the circulating heat medium flowing in from the first inflow portion. A heating return header is connected to the first inflow part, and further, the second inflow part into which the mixed water flows and the mixed water that has flowed in from the second inflow part are heated. The boiler and the mixing device are mixed water that connects the mixed water discharge portion and the second inflow portion in the mixing device. The boiler and the radiator are connected by piping, and the circulating heat is supplied from the first discharge part to the radiator, and the circulating heat is supplied from the radiator to the heating return header. It is connected with a heating return pipe for returning the medium.
The boiler is further connected to a first branch forward pipe that allows the circulating heat medium to flow toward the boiler, and a first branch return pipe that causes the circulating heat medium to flow out from the boiler. A first branch point, which is a connection point between one end of one branch forward pipe and the exhaust heat forward pipe or the exhaust heat return pipe, is provided in the exhaust heat forward pipe, and the first branch forward pipe The other end of the first branch return pipe is connected to the heating return header, and the second branch point, which is a connection point between the one end of the first branch return pipe and the exhaust heat forward pipe or the exhaust heat return pipe, It is provided in the exhaust heat return pipe, and the other end of the second branch return pipe is connected to the heating return header.
この第１の発明によれば、排熱回収手段、貯湯タンク、ボイラ、放熱体、混合装置、のそれぞれを適切な配管にて接続して、循環熱媒の流路、及び給湯用の温水の流路を適切に形成し、比較的簡素な構成にて、発電手段にて発生した排熱を給湯と暖房に利用することができる。 According to the first aspect of the present invention, the exhaust heat recovery means, the hot water storage tank, the boiler, the radiator, and the mixing device are connected by appropriate piping, and the flow path of the circulating heat medium and hot water for hot water supply are connected. The exhaust heat generated by the power generation means can be used for hot water supply and heating with a relatively simple configuration by appropriately forming the flow path.
次に、本発明の第２の発明は、上記第１の発明に係る給湯暖房システムであって、前記第２分岐個所が、前記排熱戻配管に設けられている代わりに、前記排熱往配管における前記第１分岐個所よりも前記貯湯タンクに近い側に設けられている。 Next, a second invention of the present invention is a hot water supply / heating system according to the first invention, wherein the second branch point is provided in the exhaust heat return pipe, instead of the exhaust heat transfer system. It is provided on the side closer to the hot water storage tank than the first branch point in the pipe.
この第２の発明では、第１の発明に対して、第１分岐戻配管の一方端の接続先を変更している。
第１の発明では、排熱往配管と排熱戻配管にて形成された排熱回収手段から貯湯タンクへの流路と、第１分岐往配管と第１分岐戻配管に接続された排熱回収手段からボイラへの流路と、が並列に形成されていたが、第２の発明では、ボイラへの流路と、貯湯タンクへの流路と、が直列に形成される。一般に、給湯に要求される温度と暖房に要求される温度では、暖房に要求される温度の方が高いことが多く、この第２の発明では、暖房と給湯の用途毎に要求される温度帯に応じて好適に排熱を供給することができる。
これにより、比較的簡素な構成にて、発電手段にて発生した排熱を給湯と暖房に利用することができるとともに、発生した排熱をより有効に利用することができる。
In the second invention, the connection destination at one end of the first branch return pipe is changed with respect to the first invention.
In the first invention, the exhaust heat connected to the flow path from the exhaust heat recovery means formed by the exhaust heat forward pipe and the exhaust heat return pipe to the hot water storage tank, and the first branch forward pipe and the first branch return pipe. Although the flow path from the recovery means to the boiler is formed in parallel, in the second invention, the flow path to the boiler and the flow path to the hot water storage tank are formed in series. Generally, the temperature required for heating and the temperature required for heating are often higher than the temperature required for heating. In the second aspect of the invention, the temperature range required for each use of heating and hot water is used. The exhaust heat can be suitably supplied according to the above.
As a result, the exhaust heat generated by the power generation means can be used for hot water supply and heating, and the generated exhaust heat can be used more effectively with a relatively simple configuration.
次に、本発明の第３の発明は、上記第１の発明または第２の発明に係る給湯暖房システムであって、更に、太陽熱を用いて前記循環熱媒を加熱可能な太陽熱集熱器を有し、前記太陽熱集熱器には、一方端が前記排熱往配管または前記排熱戻配管における任意の個所である第３分岐個所に接続されて他方端が前記太陽熱集熱器に接続されて前記循環熱媒を前記太陽熱集熱器に流入させる第２分岐往配管と、一方端が前記排熱往配管または前記排熱戻配管における任意の個所である第４分岐個所に接続されて他方端が前記太陽熱集熱器に接続されて前記循環熱媒を前記太陽熱集熱器から流出させる第２分岐戻配管と、が接続されている。 Next, a third invention of the present invention is the hot water supply / heating system according to the first invention or the second invention, further comprising a solar heat collector capable of heating the circulating heat medium using solar heat. And one end of the solar heat collector is connected to a third branch point which is an arbitrary portion in the exhaust heat forward pipe or the exhaust heat return pipe, and the other end is connected to the solar heat collector. A second branch forward pipe for allowing the circulating heat medium to flow into the solar heat collector, and one end connected to a fourth branch place which is an arbitrary place in the exhaust heat forward pipe or the exhaust heat return pipe. An end is connected to the solar heat collector and is connected to a second branch return pipe that allows the circulating heat medium to flow out of the solar heat collector.
この第３の発明では、他の熱供給装置として太陽熱集熱器を利用し、適切な配管による流路にて太陽熱集熱器を接続して給湯と暖房に利用することができる。 In this 3rd invention, a solar-heat collector is utilized as another heat supply apparatus, a solar-heat collector is connected by the flow path by suitable piping, and it can utilize for hot water supply and heating.
次に、本発明の第４の発明は、上記第３の発明に係る給湯暖房システムであって、前記太陽熱集熱器の代わりに、任意の燃料を用いて前記循環熱媒を加熱することが可能な熱供給装置を備えている。 Next, 4th invention of this invention is the hot-water supply heating system which concerns on the said 3rd invention, Comprising: Instead of the said solar-heat collector, the said circulating heat medium is heated using arbitrary fuels. A possible heat supply device is provided.
この第４の発明では、任意の燃料を用いて循環熱媒を加熱することが可能な熱供給装置を利用し、適切な配管による流路にて熱供給装置を接続して給湯と暖房に利用することができる。 In the fourth aspect of the invention, a heat supply device capable of heating the circulating heat medium using an arbitrary fuel is used, and the heat supply device is connected by a flow path using appropriate piping for use in hot water supply and heating. can do.
次に、本発明の第５の発明は、上記第１の発明または第２の発明に係る給湯暖房システムであって、前記第１分岐個所、あるいは前記第１分岐個所の周囲における前記排熱往配管と前記第１分岐往配管の少なくとも一方には、前記循環熱媒の流路を切替え、または流路を遮断、または流量を調節、することが可能な第１弁が設けられている。
そして、前記第１弁による流路の切替え、または流路の遮断、または流量の調節を制御する流路制御手段を有している。
また、本発明の第６の発明は、上記第３の発明または第４の発明に係る給湯暖房システムであって、前記第１分岐個所、あるいは前記第１分岐個所の周囲における前記排熱往配管と前記第１分岐往配管の少なくとも一方には、前記循環熱媒の流路を切替え、または流路を遮断、または流量を調節、することが可能な第１弁が設けられている。
また、前記第３分岐個所、あるいは前記第３分岐個所の周囲における前記排熱往配管と前記排熱戻配管と前記第２分岐往配管の少なくとも１つには、前記循環熱媒の流路を切替え、または流路を遮断、または流量を調節、することが可能な第２弁が設けられている。
そして、前記第１弁と前記第２弁とによる流路の切替え、または流路の遮断、または流量の調節を制御する流路制御手段を有している。
Next, a fifth aspect of the present invention is the hot water supply / heating system according to the first aspect or the second aspect of the invention, wherein the exhaust heat transfer around the first branch point or the first branch point. At least one of the pipe and the first branch outgoing pipe is provided with a first valve capable of switching the flow path of the circulating heat medium, blocking the flow path, or adjusting the flow rate.
And it has the flow-path control means which controls the switching of the flow path by the said 1st valve , the interruption | blocking of a flow path, or adjustment of a flow volume.
Further, a sixth invention of the present invention is the hot water supply / heating system according to the third invention or the fourth invention, wherein the exhaust heat outgoing pipe around the first branch location or the first branch location. At least one of the first branch outgoing pipe is provided with a first valve capable of switching the flow path of the circulating heat medium, blocking the flow path, or adjusting the flow rate.
In addition, at least one of the exhaust heat forward pipe, the exhaust heat return pipe, and the second branch forward pipe around the third branch location or the third branch location is provided with a flow path of the circulating heat medium. A second valve capable of switching, blocking the flow path, or adjusting the flow rate is provided.
And it has the flow-path control means which controls the switching of the flow path by the said 1st valve and the said 2nd valve, interruption | blocking of a flow path, or adjustment of a flow volume.
この第５の発明では、排熱回収手段から貯湯タンクへの流路に対してボイラへの流路を分岐させる第１分岐個所またはその周囲に第１弁を設け、当該第１弁を流路制御手段にて制御する。
また第６の発明では、排熱回収手段から貯湯タンクへの流路に対してボイラへの流路を分岐させる第１分岐個所またはその周囲に第１弁を設け、及び排熱回収手段から貯湯タンクへの流路に対して太陽熱集熱器または熱供給装置への流路を分岐させる第３分岐個所またはその周囲に、第２弁を設け、当該第１弁、第２弁を流路制御手段にて制御する。
これにより、比較的簡素な構成にて、発電ユニット、給湯システム、暖房システム、のそれぞれの動作状態に応じて、適切に流路の切替え等を行うことが可能である。
従って、より効率よく給湯や暖房を行うことができる。
In the fifth aspect of the invention, the first valve is provided at or around the first branch point where the flow path to the boiler branches from the flow path from the exhaust heat recovery means to the hot water storage tank, and the first valve is connected to the flow path. Control by the control means.
In the sixth aspect of the invention, the first valve is provided at or around the first branch point where the flow path to the boiler branches from the flow path from the exhaust heat recovery means to the hot water storage tank. A second valve is provided at or around the third branch point for branching the flow path to the solar heat collector or heat supply device with respect to the flow path to the tank, and the flow control of the first valve and the second valve is performed. Control by means.
Thereby, it is possible to appropriately switch the flow path or the like according to the operation states of the power generation unit, the hot water supply system, and the heating system with a relatively simple configuration.
Therefore, hot water supply and heating can be performed more efficiently.
次に、本発明の第７の発明は、上記第５の発明または第６の発明に係る給湯暖房システムであって、前記発電ユニットは、前記発電手段を制御する発電制御手段を有しており、前記ボイラは、当該ボイラを制御するボイラ制御手段を有しており、前記流路制御手段は、前記発電制御手段と通信可能に接続されているとともに前記ボイラ制御手段と通信可能に接続されており、前記流路制御手段と前記発電制御手段と前記ボイラ制御手段の少なくとも１つは、有線または無線にてインターネットを含む通信回線に接続されている。
そして、前記流路制御手段または前記ボイラ制御手段が前記通信回線を介して入力された発電運転指令を受信した場合、前記流路制御手段または前記ボイラ制御手段は、受信した発電運転指令に基づいて前記発電制御手段を介して前記発電ユニットを動作させる。
また、前記発電制御手段が前記通信回線を介して入力された発電運転指令を受信した場合、前記発電制御手段は、受信した発電運転指令に基づいて前記発電ユニットを動作させる。
Next, a seventh invention of the present invention is the hot water supply / heating system according to the fifth invention or the sixth invention , wherein the power generation unit has power generation control means for controlling the power generation means. The boiler has boiler control means for controlling the boiler, and the flow path control means is communicably connected to the power generation control means and communicably connected to the boiler control means. At least one of the flow path control means, the power generation control means, and the boiler control means is connected to a communication line including the Internet by wire or wirelessly.
When the flow path control means or the boiler control means receives the power generation operation command input via the communication line, the flow path control means or the boiler control means is based on the received power generation operation command. The power generation unit is operated via the power generation control means.
In addition, when the power generation control unit receives a power generation operation command input via the communication line, the power generation control unit operates the power generation unit based on the received power generation operation command.
この第７の発明では、前記流路制御手段と前記発電制御手段と前記ボイラ制御手段の少なくとも１つは、有線または無線にてインターネットを含む通信回線に接続され、前記通信回線を介して接続された機器と、給湯暖房システムの制御情報等を双方向に送受信可能である。
そして第７の発明では、利用者が、外出先からインターネット（通信回線）を介して発電運転指令を入力して発電ユニットを動作させることができることに加え、給湯暖房システムの管理者（通信回線を介して給湯暖房システムを管理する管理者が存在する場合）が利用者の電力需要や熱需要、または商用電力の逼迫状況、気象条件等を勘案し、好適に給湯暖房システムを制御することができる。
In the seventh invention , at least one of the flow path control means, the power generation control means, and the boiler control means is connected to a communication line including the Internet by wire or wirelessly, and is connected via the communication line. It is possible to bidirectionally transmit / receive control information of the hot water supply / heating system.
And in 7th invention , in addition to being able to operate a power generation unit by a user inputting a power generation operation command from the outside via the Internet (communication line), an administrator of the hot water supply / heating system (communication line is connected) The hot water supply / heating system can be suitably controlled in consideration of the user's power demand and heat demand, commercial power tightness, weather conditions, and the like. .
以下に本発明である給湯暖房システムの第１の実施の形態〜第５の実施の形態を、図面を用いて説明する。
●［第１の実施の形態における給湯暖房システム１Ａの全体構成（図１）］
まず図１を用いて、第１の実施の形態の給湯暖房システム１Ａの全体構成について説明する。
給湯暖房システム１Ａは、発電ユニット１０と、ボイラ４０と放熱体２０とを有する暖房システムと、ボイラ４０と貯湯タンク３０と混合装置３２とを有する給湯システムと、流路制御手段５０と、太陽熱集熱器６０等にて構成されている。
なお、符号８０は家庭等における既存の分電盤であり、商用電源がブレーカ８２を介して配電手段８１に供給され、配電手段８１から家庭内の各電力負荷８４に電力が供給される。また配電手段８１には、ブレーカ８３を介して発電ユニット１０にて発電された電力も供給される。
Hereinafter, first to fifth embodiments of a hot water supply and heating system according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[[Overall configuration of hot water supply and
First, the overall configuration of a hot water supply /
The hot water supply and
発電ユニット１０は、いわゆるコージェネレーションシステムであり、インバータ１１と、発電手段１２と、発電制御手段１３と、排熱回収手段１４と、排熱用熱媒循環ポンプ１５等を有している。なお、以降の説明では排熱用熱媒循環ポンプ１５を発電ユニット１０の内部に設けた例を説明するが、排熱用熱媒循環ポンプ１５は、排熱往配管Ｈ１１と排熱戻配管Ｈ１２にて形成された循環経路上における任意の位置に設けることができる。すなわち、排熱用熱媒循環ポンプ１５は、発電ユニット１０の外部に設けられていてもよい。
発電制御手段１３は、分電盤８０の配電手段８１等からの信号を取り込んで電力の需要量を認識することが可能である。例えば発電制御手段１３は、要求される電力需要量が所定量以上になると、発電手段１２を制御して発電を開始する。また発電制御手段１３は、排熱用熱媒循環ポンプ１５を駆動して、排熱回収手段１４にて加熱した循環熱媒を、排熱往配管Ｈ１１から吐出する。
The
The power generation control means 13 can recognize a demand amount of power by taking in a signal from the power distribution means 81 of the
発電手段１２は、燃料を用いて発電する発電機（例えばガスエンジン式あるいは燃料電池式の発電機）であり、発電した電力をインバータ１１に出力する。そして発電手段１２から発生した排熱は、排熱回収手段１４にて回収される。
インバータ１１は、発電手段１２から入力された電力の周波数や振幅等を、商用電力と合致するように変換して分電盤８０のブレーカ８３を介して配電手段８１に供給する。
排熱回収手段１４には、回収した排熱を用いて加熱した循環熱媒を貯湯タンク３０に向けて吐出する排熱往配管Ｈ１１と、貯湯タンク３０内に放熱した循環熱媒が戻される排熱戻配管Ｈ１２と、が接続されている。
排熱用熱媒循環ポンプ１５は、発電制御手段１３からの制御信号に基づいて駆動され、環状に形成された排熱往配管Ｈ１１及び排熱戻配管Ｈ１２内の循環熱媒を循環させる。なお、図１の例では、排熱用熱媒循環ポンプ１５は、循環熱媒を反時計回りに循環させている。
The power generation means 12 is a generator (for example, a gas engine type or fuel cell type generator) that generates power using fuel, and outputs the generated power to the
The
The exhaust heat recovery means 14 includes an exhaust heat forward pipe H11 that discharges the circulating heat medium heated by using the recovered exhaust heat toward the hot
The exhaust heat heat
放熱体２０には、暖房往配管Ｈ２１の他方端が接続され、暖房戻配管Ｈ２２の他方端が接続されている。また暖房戻配管Ｈ２２の一方端は暖房戻ヘッダ４４に接続されている。そして放熱体２０は、対象となる室内に配置され、ボイラ４０から暖房往配管Ｈ２１を介して供給される循環熱媒を用いて室内に放熱し、放熱した循環熱媒を、暖房戻配管Ｈ２２を介してボイラ４０の暖房戻ヘッダ４４に戻す。例えば放熱体２０は、床暖房用の放熱体である。
また暖房戻ヘッダ４４はボイラ４０の第１流入部４２Ａに接続されており、暖房戻ヘッダ４４には、暖房戻配管Ｈ２２の一端、第１分岐戻配管Ｈ４２の一端、第１分岐往配管Ｈ４１の一端、のそれぞれが接続されている。
また第１分岐往配管Ｈ４１の他端と、排熱往配管Ｈ１１または排熱戻配管Ｈ１２と、の接続個所である第１分岐個所Ｂ１は、排熱往配管Ｈ１１に設けられている。
また第１分岐戻配管Ｈ４２の他端と、排熱往配管Ｈ１１または排熱戻配管Ｈ１２と、の接続個所である第２分岐個所Ｂ２は、排熱戻配管Ｈ１２に設けられている。
The other end of the heating forward pipe H21 is connected to the
The
Further, a first branch point B1 that is a connection point between the other end of the first branch forward pipe H41 and the exhaust heat forward pipe H11 or the exhaust heat return pipe H12 is provided in the exhaust heat forward pipe H11.
A second branch point B2 that is a connection point between the other end of the first branch return pipe H42 and the exhaust heat forward pipe H11 or the exhaust heat return pipe H12 is provided in the exhaust heat return pipe H12.
ボイラ４０は、第１流入部４２Ａから流入する循環熱媒を加熱可能なバーナを含む第１熱交換器４２と、加熱した循環熱媒を第１吐出部４２Ｂから吐出する暖房用熱媒循環ポンプ４５と、第１熱交換器４２から吐出された循環熱媒の温度を検出可能な第１温度検出手段４６と、ボイラ制御手段４１と、を有している。そして第１流入部４２Ａには暖房戻ヘッダ４４が接続され、第１吐出部４２Ｂには放熱体２０へ向けて循環熱媒を吐出する暖房往配管Ｈ２１の一方端が接続されている。
暖房コントローラ２１は、利用者が暖房運転の開始の指示や暖房強度の指示等を入力及び暖房動作状態の表示を行う機器であり、通信線Ｓ２にてボイラ制御手段４１に接続され、各種の情報を互いに送受信することが可能である。
またボイラ４０は、第２流入部４３Ａから流入する混合水を加熱可能なバーナを含む第２熱交換器４３と、混合装置３２から吐出された混合水の温度を検出可能な第２温度検出手段４７と、第２熱交換器４３から第２吐出部４３Ｂに向けて吐出された加熱混合水の温度を検出可能な第３温度検出手段４８と、を有している。そして第２流入部４３Ａには混合水配管Ｈ３４の一方端が接続され、第２吐出部４３Ｂには給湯配管Ｈ３５の一方端が接続されている。なお、ボイラ４０のバーナにて使用する燃料は、例えば都市ガスやプロパンガスである。
給湯コントローラ３１は、利用者が給湯運転の開始の指示や給湯温度の設定や風呂のお湯張りの指示等を入力及び給湯動作状態の表示を行う機器であり、通信線Ｓ３にてボイラ制御手段４１に接続され、各種の情報を互いに送受信することが可能である。
The
The
The
The hot
貯湯タンク３０には、下部に給水配管Ｈ３１が接続され、上部にはタンク上部配管Ｈ３３の一方端が接続されている。給水配管Ｈ３１から供給される温度が低い水は、貯湯タンク３０の下部から貯湯タンク３０内に流入する。
貯湯タンク３０内に蓄えられた水は、排熱往配管Ｈ１１から供給された循環熱媒の放熱によって加熱され、放熱後の循環熱媒は排熱戻配管Ｈ１２から排熱回収手段１４へと戻される。また貯湯タンク３０内において加熱されて高温となった水は、貯湯タンク３０の上部からタンク上部配管Ｈ３３から取り出される。
混合装置３２には、給水配管Ｈ３２と、タンク上部配管Ｈ３３と、混合水配管Ｈ３４とが接続されている。そして混合装置３２は、給水配管Ｈ３２から流入される水と、タンク上部配管Ｈ３３から流入されるタンク内温水と、を混合した混合水を混合水配管Ｈ３４から吐出する。なお、混合装置３２は、吐出される混合水の温度が目標温度となるように、ボイラ制御手段４１から水とタンク内温水とを混合する混合比が制御される。
A water supply pipe H31 is connected to the lower part of the hot
The water stored in the hot
A water supply pipe H32, a tank upper pipe H33, and a mixed water pipe H34 are connected to the
太陽熱集熱器６０には、一方端が排熱往配管Ｈ１１の任意の個所である第３分岐個所Ｂ３に接続された第２分岐往配管Ｈ６１の他方端が接続され、一方端が排熱戻配管Ｈ１２の任意の個所である第４分岐個所Ｂ４に接続された第２分岐戻配管Ｈ６２の他方端が接続されている。循環熱媒は、第２分岐往配管Ｈ６１から太陽熱集熱器６０に流入して太陽熱集熱器６０にて加熱され、加熱された循環熱媒は太陽熱集熱器６０から第２分岐戻配管Ｈ６２を介して吐出される。
なお図１の例では、第３分岐個所Ｂ３を排熱往配管Ｈ１１上に設け、第４分岐個所Ｂ４を排熱戻配管Ｈ１２上に設けた例を示しているが、第３分岐個所Ｂ３、及び第４分岐個所Ｂ４のそれぞれは、排熱往配管Ｈ１１及び排熱戻配管Ｈ１２のいずれの位置に接続してもよい。つまり、第３分岐個所Ｂ３と第４分岐個所Ｂ４の双方を排熱往配管Ｈ１１に設けてもよいし、双方を排熱戻配管Ｈ１２に設けてもよく、どちらを上流側としてもよい。また一方を排熱往配管Ｈ１１に設け、他方を排熱戻配管Ｈ１２に設けるようにしてもよい。
第２分岐往配管Ｈ６１と第２分岐戻配管Ｈ６２の接続個所によって、排熱回収手段１４にて加熱された循環熱媒を更に太陽熱集熱器６０にて加熱して貯湯タンク３０内のタンク内温水を加熱する構成にすることや、貯湯タンク３０内のタンク内温水の加熱に用いて放熱後の循環熱媒を太陽熱集熱器６０にて加熱して排熱回収手段１４に戻す構成にすることが可能である。
The
In the example of FIG. 1, the third branch point B3 is provided on the exhaust heat forward pipe H11 and the fourth branch point B4 is provided on the exhaust heat return pipe H12. Each of the fourth branch points B4 may be connected to any position of the exhaust heat forward pipe H11 and the exhaust heat return pipe H12. That is, both the third branch point B3 and the fourth branch point B4 may be provided in the exhaust heat forward pipe H11, or both may be provided in the exhaust heat return pipe H12, and either may be provided on the upstream side. One may be provided in the exhaust heat forward pipe H11 and the other may be provided in the exhaust heat return pipe H12.
The circulating heat medium heated by the exhaust heat recovery means 14 is further heated by the
また図１の例では、第１分岐個所Ｂ１には弁５１（この例では三方弁）が設けられ、第３分岐個所Ｂ３には弁５２（この例では三方弁）が設けられている。そして弁５１、５２のそれぞれは、流路制御手段５０からの制御信号に基づいて動作する。
流路制御手段５０は、発電制御手段１３と通信線Ｓ１にて接続されて、各種の情報を互いに送受信することができる。また流路制御手段５０は、ボイラ制御手段４１と通信線Ｓ４にて接続されて、各種の情報を互いに送受信することができる。
弁５１、５２は、流路制御手段５０からの制御信号に基づいて、流路の切替え、または流路の遮断、または流量の調節をすることが可能である。
Further, in the example of FIG. 1, a valve 51 (three-way valve in this example) is provided at the first branch point B1, and a valve 52 (three-way valve in this example) is provided at the third branch point B3. Each of the
The flow path control means 50 is connected to the power generation control means 13 via the communication line S1, and can transmit and receive various types of information to and from each other. The flow path control means 50 is connected to the boiler control means 41 via the communication line S4, and can transmit and receive various types of information to and from each other.
The
例えば、流路制御手段５０は、通信線Ｓ１を介して発電制御手段１３が発電手段１２を駆動して発電していることを認識し、通信線Ｓ４を介してボイラ制御手段４１が暖房システムを動作中であり且つ給湯システムを動作させていないことを認識した場合、循環熱媒が第１分岐往配管Ｈ４１により多く流れるように流量を調節、または流路を切替える。
なお、図１の例では第１分岐個所Ｂ１に弁５１を設け、第３分岐個所Ｂ３に弁５２を設けた例を示しているが、第１分岐個所Ｂ１に流入した循環熱媒が所定の分配比率で分配されるように構成し、第１分岐個所Ｂ１の近傍における第１分岐往配管Ｈ４１に、流路を遮断、または流量を調節可能な弁を設けるようにしてもよい。同様に第３分岐個所Ｂ３に流入した循環熱媒が所定の分配比率で分配されるように構成し、第３分岐個所Ｂ３の近傍における第２分岐往配管Ｈ６１に、流路を遮断、または流量を調節可能な弁を設けるようにしてもよい。つまり、弁の種類、及び弁を取り付ける位置等は、種々のものが考えられ、図１の例に示すものに限定されるものではない。
なお、後述する図８〜図１３の説明にて、弁の種類、及び弁を取り付ける位置の例のいくつかを説明する。
For example, the flow path control means 50 recognizes that the power generation control means 13 drives the power generation means 12 through the communication line S1 to generate power, and the boiler control means 41 sets the heating system via the communication line S4. When recognizing that the hot water supply system is not operating and operating, the flow rate is adjusted or the flow path is switched so that the circulating heat medium flows more through the first branch outgoing pipe H41.
In addition, although the example of FIG. 1 has shown the example which provided the
In the description of FIGS. 8 to 13 to be described later, some examples of the types of valves and the positions where the valves are attached will be described.
以上、第１の実施の形態における給湯暖房システム１Ａでは、給湯システム（貯湯タンク３０＋混合装置３２＋ボイラ４０）、暖房システム（放熱体２０＋ボイラ４０）、発電ユニット１０、太陽熱集熱器６０を、より簡素な配管にて接続している。そして給湯暖房システム１Ａは、発電ユニット１０にて発生した排熱を、給湯と暖房に効率良く利用可能となる構成を実現しており、自然エネルギーを利用した太陽熱集熱器６０の併用も可能としており、より省エネルギー効果を得ることができる。
As described above, in the hot water supply and
●［第２の実施の形態における給湯暖房システム１Ｂの全体構成（図２）］
次に図２を用いて、第２の実施の形態の給湯暖房システム１Ｂの全体構成について説明する。図２に示す第２の実施の形態の給湯暖房システム１Ｂは、図１に示す第１の実施の形態の給湯暖房システム１Ａに対して、一端が暖房戻ヘッダ４４に接続された第１分岐戻配管Ｈ４２の他端の接続先となる第２分岐個所Ｂ２が、排熱戻配管Ｈ１２から排熱往配管Ｈ１１に変更されている点が異なり、他の構成は同じである。以下、この相違点について主に説明する。
[[Overall Configuration of Hot Water Heating and
Next, the whole structure of the hot-water supply /
図２に示すように、第２分岐個所Ｂ２は、排熱往配管Ｈ１１上、且つ第１分岐個所Ｂ１よりも下流側の位置に設けられている。
第１の実施の形態では、排熱往配管Ｈ１１と排熱戻配管Ｈ１２にて形成された排熱回収手段１４から貯湯タンク３０への流路と、第１分岐往配管Ｈ４１と第１分岐戻配管Ｈ４２に接続された排熱回収手段１４からボイラ４０への流路と、が並列に形成されていた。しかし第２の実施の形態では、ボイラ４０への流路と、貯湯タンク３０への流路と、が直列に形成される。一般に、給湯に要求される温度と暖房に要求される温度では、暖房に要求される温度の方が高いことが多く、この第２の実施の形態では、暖房と給湯の用途毎に要求される温度帯に応じて好適に排熱を供給することができる。
As shown in FIG. 2, the second branch point B2 is provided on the exhaust heat forward pipe H11 and at a position downstream of the first branch point B1.
In the first embodiment, the flow path from the exhaust heat recovery means 14 to the hot
●［第３の実施の形態における給湯暖房システム１Ｃの全体構成（図３）］
次に図３を用いて、第３の実施の形態の給湯暖房システム１Ｃの全体構成について説明する。図３に示す第３の実施の形態の給湯暖房システム１Ｃは、図１に示す第１の実施の形態の給湯暖房システム１Ａに対して、弁５１と弁５２と流路制御手段５０が省略されている点が異なり、他の構成は同じである。以下、この相違点について主に説明する。
[[Entire Configuration of Hot Water Heating and
Next, the whole structure of the hot water supply and
図３に示す給湯暖房システム１Ｃでは、排熱往配管Ｈ１１と第１分岐往配管Ｈ４１との接続個所である第１分岐個所Ｂ１には弁が無く、第１分岐個所Ｂ１に流入した循環熱媒が、予め設定された所定の分配比率で分配されるように構成されている。また排熱往配管Ｈ１１と第２分岐往配管Ｈ６１との接続個所である第３分岐個所Ｂ３には弁が無く、第３分岐個所Ｂ３に流入した循環熱媒が、予め設定された所定の分配比率で分配されるように構成されている。
In the hot water supply and
以上、第３の実施の形態における給湯暖房システム１Ｃでは、図１に示す第１の実施の形態の構成から弁５１と弁５２と流路制御手段５０を省略し、よりシンプルな構成にて、給湯暖房システム１Ｂを構成している。そして第１の実施の形態と同様に、給湯暖房システム１Ｃは、発電ユニット１０にて発生した排熱を、給湯と暖房に効率良く利用可能であり、自然エネルギーを利用した太陽熱集熱器６０の併用も可能としており、省エネルギー効果を得ることができる。
As described above, in the hot water supply and
●［第４の実施の形態における給湯暖房システム１Ｄの全体構成（図４）］
次に図４を用いて、第４の実施の形態の給湯暖房システム１Ｄの全体構成について説明する。図４に示す第４の実施の形態の給湯暖房システム１Ｄは、図３に示す第３の実施の形態の給湯暖房システム１Ｃに対して、太陽熱集熱器６０を熱供給装置６５に置き換えている点が異なり、他の構成は同じである。以下、この相違点について主に説明する。
[[Overall configuration of hot water supply and
Next, the whole structure of the hot-water
熱供給装置６５は、バイオマス燃料（例えば木片や薪）等の任意の燃料を用いて循環熱媒を加熱することが可能な装置であり、図３に示す第３の実施の形態と同様、第２分岐往配管Ｈ６１と第２分岐戻配管Ｈ６２が接続されている。なお熱供給装置６５の例としては、バイオマス燃料を用いた装置の他にも、ホテル等のセントラルボイラや、ビル群等の地域冷暖房システムにおける熱供給装置、等がある。
第２分岐往配管Ｈ６１から熱供給装置６５に流入した循環熱媒は、熱供給装置６５にて加熱されて第２分岐戻配管Ｈ６２へと吐出される。
以上、第４の実施の形態における給湯暖房システム１Ｄでは、太陽熱集熱器６０に限定されることなく、別の熱源を利用した熱供給装置の併用も可能としており、省エネルギー効果を得ることができる。
The
The circulating heat medium flowing into the
As described above, in the hot water supply and
●［第５の実施の形態における給湯暖房システム１Ｅの全体構成（図５）］
次に図５を用いて、第５の実施の形態の給湯暖房システム１Ｅの全体構成について説明する。図５に示す第５の実施の形態の給湯暖房システム１Ｅは、図１に示す第１の実施の形態の給湯暖房システム１Ａに対して、弁５１と弁５２と流路制御手段５０と、弁５２と第２分岐往配管Ｈ６１と第２分岐戻配管Ｈ６２と太陽熱集熱器６０と、が省略されている点が異なり、他の構成は同じである。以下、この相違点について主に説明する。
[[Entire Configuration of Hot Water Heating and
Next, the whole structure of the hot-water
図５に示す給湯暖房システム１Ｅでは、排熱往配管Ｈ１１と第１分岐往配管Ｈ４１との接続個所である第１分岐個所Ｂ１には弁が無く、第１分岐個所Ｂ１に流入した循環熱媒が、予め設定された所定の分配比率で分配されるように構成されている。なお、第１分岐個所Ｂ１に弁５１を設け、弁５１を制御する流路制御手段５０を設けるようにしてもよい。
In the hot water supply and
以上、第５の実施の形態における給湯暖房システム１Ｅでは、図１に示す第１の実施の形態の構成から弁５１と弁５２と流路制御手段５０、及び太陽熱集熱器６０と第２分岐往配管Ｈ６１と第２分岐戻配管Ｈ６２と弁５２とを省略し、よりシンプルな構成にて、給湯暖房システム１Ｅを構成している。そして第１の実施の形態と同様に、給湯暖房システム１Ｄの構成にて、省エネルギー効果を得ることができる。
As described above, in the hot water supply and
●［第６の実施の形態における給湯暖房システム１Ｆの全体構成（図６）］
次に図６を用いて、第６の実施の形態の給湯暖房システム１Ｆの全体構成について説明する。図６に示す第６の実施の形態の給湯暖房システム１Ｆは、図５に示す第５の実施の形態の給湯暖房システム１Ｅに対して、一端が暖房戻ヘッダ４４に接続された第１分岐戻配管Ｈ４２の他端の接続個所である第２分岐個所Ｂ２が、排熱戻配管Ｈ１２でなく排熱往配管Ｈ１１に設けられている点が異なり、他の構成は同じである。以下、この相違点について主に説明する。
[[Entire Configuration of Hot Water Heating and
Next, the whole structure of the hot-water
図６に示すように、第２分岐個所Ｂ２は、排熱往配管Ｈ１１上、且つ第１分岐個所Ｂ１よりも下流側の位置に設けられている。
図５に示す第５の実施の形態の給湯暖房システム１Ｅでは、排熱往配管Ｈ１１と排熱戻配管Ｈ１２にて構成された循環流路に対して、第１分岐往配管Ｈ４１と第１分岐戻配管Ｈ４２にて構成される循環流路が並列に接続されている。これに対して図６に示す第６の実施の形態の給湯暖房システム１Ｆでは、排熱往配管Ｈ１１と排熱戻配管Ｈ１２にて構成された循環流路に対して、第１分岐往配管Ｈ４１と第１分岐戻配管Ｈ４２にて構成される循環流路が直列に接続されている。一般に、給湯に要求される温度と暖房に要求される温度では、暖房に要求される温度の方が高いことが多く、この第６の実施の形態では、暖房と給湯の用途毎に要求される温度帯に応じて好適に排熱を供給することができる。
As shown in FIG. 6, the second branch point B2 is provided on the exhaust heat forward pipe H11 and at a position downstream of the first branch point B1.
In the hot water supply and
以上、第６の実施の形態における給湯暖房システム１Ｆでは、図５に示す第５の実施の形態の構成と同様に、よりシンプルな構成にて、給湯暖房システム１Ｆを構成している。そして第５の実施の形態と同様に、給湯暖房システム１Ｆの構成にて、省エネルギー効果を得ることができる。
As described above, in the hot water supply and
●［第７の実施の形態における給湯暖房システム１Ｇの全体構成（図７）］
次に図７を用いて、第７の実施の形態の給湯暖房システム１Ｇの全体構成について説明する。図７に示す第７の実施の形態の給湯暖房システム１Ｇは、図１に示す第１の実施の形態の給湯暖房システム１Ａに対して、インターネットを含む通信網７１（通信回線）に接続される通信手段７０が追加されている点が異なり、他の構成は同じである。以下、この相違点について主に説明する。
[[Entire Configuration of Hot Water Heating and
Next, the whole structure of the hot water supply and
通信手段７０は、インターネットを含む通信網７１に無線または有線にて接続されている。また通信手段７０は、流路制御手段５０またはボイラ制御手段４１または発電制御手段１３の少なくとも１つと、通信線にて接続されている。図７は、通信手段７０が、流路制御手段５０とボイラ制御手段４１とのそれぞれに対して通信線Ｓ５、通信線Ｓ６にて接続された例を示している。
利用者は、携帯端末装置７２等と通信網７１を介して発電運転指令を送信すると、通信手段７０及び流路制御手段５０にて発電運転指令が受信される。そして流路制御手段５０は、受信した発電運転指令を発電制御手段１３に転送し、発電制御手段１３を介して発電ユニット１０を動作させることができる。
なお、通信手段７０が発電制御手段１３に接続されている場合は、発電運転指令が発電制御手段１３にて受信され、発電制御手段１３は、受信した発電運転指令に基づいて発電ユニット１０を動作させる。
The communication means 70 is connected to a
When the user transmits the power generation operation command via the mobile
When the
以上、第７の実施の形態における給湯暖房システム１Ｇでは、流路制御手段５０と発電制御手段１３とボイラ制御手段４１の少なくとも１つは、有線または無線にてインターネットを含む通信網７１（通信回線）に接続され、通信網７１を介して接続された機器と、給湯暖房システムの制御情報等を双方向に送受信可能である。
そして、利用者が、外出先から通信網７１（通信回線）を介して発電運転指令を入力して発電ユニットを動作させることができることに加え、給湯暖房システムの管理者（通信回線を介して給湯暖房システムを管理する管理者が存在する場合）が利用者の電力需要や熱需要、または商用電力の逼迫状況、気象条件等を勘案し、好適に給湯暖房システムを制御することができる。
As described above, in the hot water supply and
And in addition to being able to operate a power generation unit by a user inputting a power generation operation command from the outside via the communication network 71 (communication line), an administrator of the hot water supply / heating system (hot water supply via a communication line) When there is an administrator who manages the heating system), the hot water supply / heating system can be suitably controlled in consideration of the user's electric power demand and heat demand, commercial power tightness, weather conditions, and the like.
●［第１の実施の形態の給湯暖房システム１Ａをベースとした他の構成の例（図８〜図１０）］
次に図８〜図１０を用いて、図１に示した第１の実施の形態の給湯暖房システム１Ａをベースとして小変更した、他の構成の例について順に説明する。なお、図８〜図１０の各図は、図１からの変更点がわかる程度に簡略化した図を示しており、図１との共通部分は省略している。
[[Examples of other configurations based on the hot water supply and
Next, examples of other configurations that are slightly changed based on the hot water supply and
図８（Ａ）は、給湯暖房システム１Ａに対して、弁５２を省略し、第２分岐往配管Ｈ６１に弁５３、ポンプ５３Ａを追加した給湯暖房システム１Ａ−１の例を示している。
図示省略しているが、弁５１、弁５３、ポンプ５３Ａは、流路制御手段５０からの制御信号に基づいて動作する。
なお表Ｈ１Ａは、発電ユニット１０、暖房システム（放熱体２０＋ボイラ４０）、太陽熱集熱器６０、のそれぞれの動作状態と、各動作状態における弁５１、弁５３の動作状態とを説明する表である。
全ての動作状態についての説明は省略するが、例えば表Ｈ１ＡのＡ行の動作状態では、弁５３は開口しており、弁５１は発電ユニット１０の側から流入してきた循環熱媒を第１分岐往配管Ｈ４１の側と貯湯タンク３０の側との双方に所定比率で分配することを表している。また例えば表Ｈ１ＡのＤ行の動作状態では、弁５３は閉鎖しており、弁５１は発電ユニット１０の側から流入してきた循環熱媒を貯湯タンク３０の側のみに流すことを表している。
FIG. 8A shows an example of a hot water supply and
Although not shown, the
Table H1A is a table for explaining the operation states of the
Although description of all the operation states is omitted, for example, in the operation state of row A of Table H1A, the
図８（Ｂ）は、給湯暖房システム１Ａに対して、弁５２を省略し、第２分岐往配管Ｈ６１の接続先である第３分岐個所Ｂ３を排熱往配管Ｈ１１から排熱戻配管Ｈ１２に変更し、第２分岐戻配管Ｈ６２の接続先である第４分岐個所Ｂ４を排熱戻配管Ｈ１２から排熱往配管Ｈ１１に変更し、第２分岐往配管Ｈ６１に弁５４、ポンプ５４Ａを追加した給湯暖房システム１Ａ−２の例を示している。
図示省略しているが、弁５１、弁５４、ポンプ５４Ａは、流路制御手段５０からの制御信号に基づいて動作する。
なお、表Ｈ２Ａの説明については省略する。
In FIG. 8B, the
Although not shown, the
Note that description of Table H2A is omitted.
図９（Ａ）は、給湯暖房システム１Ａに対して、弁５１を省略し、第２分岐戻配管Ｈ６２の接続先である第４分岐個所Ｂ４を排熱戻配管Ｈ１２から排熱往配管Ｈ１１に変更した給湯暖房システム１Ａ−３の例を示している。なお第４分岐個所Ｂ４は、第３分岐個所Ｂ３よりも下流の側（貯湯タンク３０に近い側）に設けられている。
図示省略しているが、弁５２は、流路制御手段５０からの制御信号に基づいて動作する。
なお、表Ｈ３Ａの説明については省略する。
In FIG. 9A, the
Although not shown, the
Note that description of Table H3A is omitted.
図９（Ｂ）は、給湯暖房システム１Ａに対して、弁５１を省略し、第２分岐戻配管Ｈ６２の接続先である第４分岐個所Ｂ４を排熱戻配管Ｈ１２から排熱往配管Ｈ１１に変更した給湯暖房システム１Ａ−４の例を示している。なお第４分岐個所Ｂ４は、第３分岐個所Ｂ３よりも上流の側（貯湯タンク３０から遠い側）に設けられている。
図示省略しているが、弁５２は、流路制御手段５０からの制御信号に基づいて動作する。
なお、給湯暖房システム１Ａ−４の構成では、太陽熱集熱器６０を動作させる場合、循環熱媒の循環方向を、時計回り方向にする必要がある点が異なる。
従って、表Ｈ４Ａにおいて太陽熱集熱器６０が動作中であるＡ行、Ｃ行、Ｅ行、Ｇ行の場合は、排熱用熱媒循環ポンプ１５を逆回転させて時計周り方向に循環熱媒を循環させている。
In FIG. 9B, the
Although not shown, the
Note that the configuration of the hot water supply and
Therefore, in the case of rows A, C, E, G where the
図１０（Ａ）は、給湯暖房システム１Ａに対して、弁５１を省略し、第１分岐往配管Ｈ６１の接続先である第３分岐個所Ｂ３を排熱往配管Ｈ１１から排熱戻配管Ｈ１２に変更した給湯暖房システム１Ａ−５の例を示している。なお第３分岐個所Ｂ３は、第４分岐個所Ｂ４よりも上流の側（貯湯タンク３０に近い側）に設けられている。
図示省略しているが、弁５２は、流路制御手段５０からの制御信号に基づいて動作する。
なお、表Ｈ５Ａの説明については省略する。
In FIG. 10A, the
Although not shown, the
Note that description of Table H5A is omitted.
図１０（Ｂ）は、給湯暖房システム１Ａに対して、弁５１を省略し、第１分岐往配管Ｈ６１の接続先である第３分岐個所Ｂ３を排熱往配管Ｈ１１から排熱戻配管Ｈ１２に変更した給湯暖房システム１Ａ−６の例を示している。なお第３分岐個所Ｂ３は、第４分岐個所Ｂ４よりも下流の側（貯湯タンク３０から遠い側）に設けられている。
図示省略しているが、弁５２は、流路制御手段５０からの制御信号に基づいて動作する。
なお、給湯暖房システム１Ａ−６の構成では、太陽熱集熱器６０を動作させる場合、循環熱媒の循環方向を、時計回り方向にする必要がある点が異なる。
従って、表Ｈ６Ａにおいて太陽熱集熱器６０が動作中であるＡ行、Ｃ行、Ｅ行、Ｇ行の場合は、排熱用熱媒循環ポンプ１５を逆回転させて時計周り方向に循環熱媒を循環させている。
In FIG. 10B, the
Although not shown, the
Note that the configuration of the hot water supply and
Therefore, in the case of rows A, C, E, and G in which the
●［第２の実施の形態の給湯暖房システム１Ｂをベースとした他の構成の例（図１１〜図１３）］
次に図１１〜図１３を用いて、図２に示した第２の実施の形態の給湯暖房システム１Ｂをベースとして小変更した、他の構成の例について順に説明する。なお、図１１〜図１３の各図は、図２からの変更点がわかる程度に簡略化した図を示しており、図２との共通部分は省略している。
[[Examples of other configurations based on the hot water supply and
Next, examples of other configurations that are slightly changed based on the hot water supply /
図１１（Ａ）は、給湯暖房システム１Ｂに対して、弁５２を省略し、第２分岐往配管Ｈ６１に弁５９、ポンプ５９Ａを追加した給湯暖房システム１Ｂ−１の例を示している。
図示省略しているが、弁５１、弁５９、ポンプ５９Ａは、流路制御手段５０からの制御信号に基づいて動作する。
なお表Ｈ１Ｂは、発電ユニット１０、暖房システム（放熱体２０＋ボイラ４０）、太陽熱集熱器６０、のそれぞれの動作状態と、各動作状態における弁５１、弁５９の動作状態とを説明する表である。
全ての動作状態についての説明は省略するが、例えば表Ｈ１ＢのＡ行の動作状態では、弁５９は開口しており、弁５１は発電ユニット１０の側から流入してきた循環熱媒を第１分岐往配管Ｈ４１の側と貯湯タンク３０の側との双方に所定比率で分配することを表している。また例えば表Ｈ１ＢのＤ行の動作状態では、弁５９は閉鎖しており、弁５１は発電ユニット１０の側から流入してきた循環熱媒を貯湯タンク３０の側のみに流すことを表している。
FIG. 11A shows an example of a hot water supply and
Although not shown, the
Table H1B is a table for explaining the operation states of the
Although description of all the operation states is omitted, for example, in the operation state of row A of Table H1B, the
図１１（Ｂ）は、給湯暖房システム１Ｂに対して、弁５２を省略し、第２分岐往配管Ｈ６１の接続先である第３分岐個所Ｂ３を排熱往配管Ｈ１１から排熱戻配管Ｈ１２に変更し、第２分岐戻配管Ｈ６２の接続先である第４分岐個所Ｂ４を排熱戻配管Ｈ１２から排熱往配管Ｈ１１に変更し、第２分岐往配管Ｈ６１に弁５Ａ、ポンプ５ＡＡを追加した給湯暖房システム１Ｂ−２の例を示している。
図示省略しているが、弁５１、弁５Ａ、ポンプ５ＡＡは、流路制御手段５０からの制御信号に基づいて動作する。
なお、表Ｈ２Ｂの説明については省略する。
In FIG. 11B, the
Although not shown, the
Note that description of Table H2B is omitted.
図１２（Ａ）は、給湯暖房システム１Ｂに対して、第２分岐戻配管Ｈ６２の接続先である第４分岐個所Ｂ４を排熱戻配管Ｈ１２から排熱往配管Ｈ１１に変更した給湯暖房システム１Ｂ−３の例を示している。なお第４分岐個所Ｂ４は、第３分岐個所Ｂ３よりも下流の側（貯湯タンク３０に近い側）に設けられている。
図示省略しているが、弁５１、弁５２は、流路制御手段５０からの制御信号に基づいて動作する。
なお、表Ｈ３Ｂの説明については省略する。
FIG. 12A shows a hot water supply and
Although not shown, the
Note that description of Table H3B is omitted.
図１２（Ｂ）は、給湯暖房システム１Ｂに対して、第２分岐戻配管Ｈ６２の接続先である第４分岐個所Ｂ４を排熱戻配管Ｈ１２から排熱往配管Ｈ１１に変更した給湯暖房システム１Ｂ−４の例を示している。なお第４分岐個所Ｂ４は、第３分岐個所Ｂ３よりも上流の側（貯湯タンク３０から遠い側）に設けられている。
図示省略しているが、弁５１、弁５２は、流路制御手段５０からの制御信号に基づいて動作する。
なお、給湯暖房システム１Ｂ−４の構成では、太陽熱集熱器６０を動作させる場合、循環熱媒の循環方向を、時計回り方向にする必要がある点が異なる。
従って、表Ｈ４Ｂにおいて太陽熱集熱器６０が動作中であるＡ行、Ｃ行、Ｅ行、Ｇ行の場合は、排熱用熱媒循環ポンプ１５を逆回転させて時計周り方向に循環熱媒を循環させている。
FIG. 12B shows a hot water supply /
Although not shown, the
Note that the configuration of the hot water supply and
Therefore, in the case of the rows A, C, E, G where the
図１３（Ａ）は、給湯暖房システム１Ｂに対して、第１分岐往配管Ｈ６１の接続先である第３分岐個所Ｂ３を排熱往配管Ｈ１１から排熱戻配管Ｈ１２に変更した給湯暖房システム１Ｂ−５の例を示している。なお第３分岐個所Ｂ３は、第４分岐個所Ｂ４よりも上流の側（貯湯タンク３０に近い側）に設けられている。
図示省略しているが、弁５１、弁５２は、流路制御手段５０からの制御信号に基づいて動作する。
なお、表Ｈ５Ｂの説明については省略する。
FIG. 13A shows a hot water supply /
Although not shown, the
Note that description of Table H5B is omitted.
図１３（Ｂ）は、給湯暖房システム１Ｂに対して、第１分岐往配管Ｈ６１の接続先である第３分岐個所Ｂ３を排熱往配管Ｈ１１から排熱戻配管Ｈ１２に変更した給湯暖房システム１Ｂ−６の例を示している。なお第３分岐個所Ｂ３は、第４分岐個所Ｂ４よりも下流の側（貯湯タンク３０から遠い側）に設けられている。
図示省略しているが、弁５１、弁５２は、流路制御手段５０からの制御信号に基づいて動作する。
なお、給湯暖房システム１Ｂ−６の構成では、太陽熱集熱器６０を動作させる場合、循環熱媒の循環方向を、時計回り方向にする必要がある点が異なる。
従って、表Ｈ６Ｂにおいて太陽熱集熱器６０が動作中であるＡ行、Ｃ行、Ｅ行、Ｇ行の場合は、排熱用熱媒循環ポンプ１５を逆回転させて時計周り方向に循環熱媒を循環させている。
FIG. 13B shows a hot water supply and
Although not shown, the
Note that the configuration of the hot water supply and
Therefore, in the case of rows A, C, E, G where the
以上に説明したように、発電ユニット１０の排熱を給湯に利用する排熱往配管Ｈ１１と排熱戻配管Ｈ１２による循環流路に対して、排熱を暖房にも利用可能とする第１分岐往配管Ｈ４１と第１分岐戻配管Ｈ４２の接続方法、及び排熱を給湯に利用する循環流路に太陽熱集熱器６０（熱供給装置６５）を第２分岐往配管Ｈ６１と第２分岐戻配管Ｈ６２にて接続する接続方法には、種々の方法がある。
また、第１分岐個所Ｂ１、第３分岐個所Ｂ３、第１分岐個所の周囲、第３分岐個所の周囲には、流路を切替え、または流路を遮断、または流量を調節することが可能な種々の種類の弁を、種々の位置に設けることができる。
これにより、比較的簡素な構成にて、発電ユニット１０にて発生した排熱を給湯と暖房に利用可能とし、また、自然エネルギー熱等の他の熱供給装置との併用を可能とする、給湯暖房システムを実現することができる。
As described above, the first branch that makes it possible to use the exhaust heat also for heating with respect to the circulation flow path by the exhaust heat forward pipe H11 and the exhaust heat return pipe H12 that use the exhaust heat of the
In addition, the flow path can be switched, the flow path can be blocked, or the flow rate can be adjusted around the first branch point B1, the third branch point B3, the first branch point, and the third branch point. Different types of valves can be provided in different positions.
Thereby, with a relatively simple configuration, the waste heat generated in the
本発明の給湯暖房システム１Ａ〜１Ｇ、１Ａ−１〜１Ａ−６、１Ｂ−１〜１Ｂ−６は、本実施の形態で説明した構成、接続等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。
Hot water supply and
１Ａ〜１Ｇ、１Ａ−１〜１Ａ−６、１Ｂ−１〜１Ｂ−６ 給湯暖房システム
１０ 発電ユニット
１１ インバータ
１２ 発電手段
１３ 発電制御手段
１４ 排熱回収手段
１５ 排熱用熱媒循環ポンプ
２０ 放熱体
２１ 暖房コントローラ
３０ 貯湯タンク
３１ 給湯コントローラ
３２ 混合装置
４０ ボイラ
４１ ボイラ制御手段
４２ 第１熱交換器
４２Ａ 第１流入部
４２Ｂ 第１吐出部
４３ 第２熱交換器
４３Ａ 第２流入部
４３Ｂ 第１吐出部
４４ 暖房戻ヘッダ
４５ 暖房用熱媒循環ポンプ
４６ 第１温度検出手段
４７ 第２温度検出手段
４８ 第３温度検出手段
５０ 流路制御手段
５１、５２、５３、５４、５９、５Ａ 弁
６０ 太陽熱集熱器
６５ 熱供給装置
７０ 通信手段
８０ 分電盤
Ｂ１ 第１分岐個所
Ｂ２ 第２分岐個所
Ｂ３ 第３分岐個所
Ｂ４ 第４分岐個所
Ｈ１１ 排熱往配管
Ｈ１２ 排熱戻配管
Ｈ２１ 暖房往配管
Ｈ２２ 暖房戻配管
Ｈ３１、Ｈ３２ 給水配管
Ｈ３３ タンク上部配管
Ｈ３４ 混合水配管
Ｈ３５ 給湯配管
Ｈ４１ 第１分岐往配管
Ｈ４２ 第１分岐戻配管
Ｈ６１ 第２分岐往配管
Ｈ６２ 第２分岐戻配管
Ｓ１〜Ｓ６ 通信線
1A to 1G, 1A-1 to 1A-6, 1B-1 to 1B-6 Hot water supply and
Claims (7)
前記発電ユニットは、燃料を用いて発電する発電手段と、前記発電手段から発生した排熱を回収する排熱回収手段と、を有しており、
前記排熱回収手段には、回収した排熱を用いて加熱した循環熱媒を前記貯湯タンクに向けて吐出する排熱往配管と、放熱後の循環熱媒が前記貯湯タンクから戻される排熱戻配管と、が接続されており、
前記排熱往配管と前記排熱戻配管にて形成された循環流路上における任意の位置には排熱用熱媒循環ポンプが設けられており、
前記暖房システムは、前記循環熱媒を加熱可能なボイラと、前記循環熱媒を用いて放熱する放熱体と、を有しており、
前記給湯システムは、前記貯湯タンクと、当該貯湯タンクの上部に設けられたタンク上部配管から供給される前記貯湯タンク内の温水と一端が前記貯湯タンクの下部に接続された給水配管から供給される水とを混合して混合水を吐出する混合装置と、前記混合水を加熱可能な前記ボイラと、を有しており、
前記ボイラは、暖房用熱媒循環ポンプと、前記循環熱媒が流入する第１流入部と、当該第１流入部から流入した前記循環熱媒を加熱して吐出することが可能な第１吐出部と、を有し、前記第１流入部には暖房戻ヘッダが接続されており、更に、前記混合水が流入する第２流入部と、当該第２流入部から流入した前記混合水を加熱して吐出することが可能な第２吐出部と、を有しており、
前記ボイラと前記混合装置は、前記混合装置における前記混合水の吐出部と前記第２流入部とを接続する混合水配管にて接続されており、
前記ボイラと前記放熱体は、前記第１吐出部から前記放熱体に前記循環熱媒を供給する暖房往配管と、前記放熱体から前記暖房戻ヘッダに前記循環熱媒を戻す暖房戻配管と、にて接続されており、
前記ボイラには、更に、前記循環熱媒を前記ボイラに向かって流入させる第１分岐往配管と、前記ボイラから前記循環熱媒を流出させる第１分岐戻配管が接続されており、
前記第１分岐往配管の一方端と、前記排熱往配管または前記排熱戻配管と、の接続個所である第１分岐個所は、前記排熱往配管に設けられており、前記第１分岐往配管の他方端は前記暖房戻ヘッダに接続されており、
前記第１分岐戻配管の一方端と、前記排熱往配管または前記排熱戻配管と、の接続個所である第２分岐個所は、前記排熱戻配管に設けられており、前記第２分岐戻配管の他方端は前記暖房戻ヘッダに接続されている、
給湯暖房システム。 A hot water supply and heating system having a hot water supply system having a hot water storage tank, a heating system, and a power generation unit,
The power generation unit includes power generation means for generating power using fuel and exhaust heat recovery means for recovering exhaust heat generated from the power generation means.
The exhaust heat recovery means includes an exhaust heat forward pipe that discharges a circulating heat medium heated using the recovered exhaust heat toward the hot water storage tank, and exhaust heat from which the circulating heat medium after heat dissipation is returned from the hot water storage tank. The return pipe is connected to
A heat medium circulation pump for exhaust heat is provided at an arbitrary position on the circulation flow path formed by the exhaust heat forward pipe and the exhaust heat return pipe,
The heating system includes a boiler that can heat the circulating heat medium, and a radiator that radiates heat using the circulating heat medium,
The hot water supply system is supplied from the hot water storage tank, hot water in the hot water storage tank supplied from a tank upper pipe provided at the upper part of the hot water storage tank, and a hot water supply pipe connected to the lower part of the hot water storage tank. A mixing device for mixing water and discharging mixed water, and the boiler capable of heating the mixed water,
The boiler is a heating medium circulating pump for heating, a first inflow portion into which the circulating heat medium flows, and a first discharge capable of heating and discharging the circulating heat medium flowing in from the first inflow portion. A heating return header is connected to the first inflow part, and further, the second inflow part into which the mixed water flows and the mixed water that has flowed in from the second inflow part are heated. And a second discharge part that can be discharged.
The boiler and the mixing device are connected by a mixed water pipe connecting the discharge portion of the mixed water in the mixing device and the second inflow portion,
The boiler and the radiator include a heating forward pipe that supplies the circulating heat medium from the first discharge unit to the radiator, and a heating return pipe that returns the circulating heat medium from the radiator to the heating return header; Connected by
The boiler is further connected to a first branch forward pipe that allows the circulating heat medium to flow toward the boiler, and a first branch return pipe that causes the circulating heat medium to flow out from the boiler,
A first branch point that is a connection point between one end of the first branch forward pipe and the exhaust heat forward pipe or the exhaust heat return pipe is provided in the exhaust heat forward pipe, and the first branch The other end of the outgoing pipe is connected to the heating return header,
A second branch point that is a connection point between one end of the first branch return pipe and the exhaust heat forward pipe or the exhaust heat return pipe is provided in the exhaust heat return pipe, and the second branch The other end of the return pipe is connected to the heating return header,
Hot water heating system.
前記第２分岐個所が、前記排熱戻配管に設けられている代わりに、前記排熱往配管における前記第１分岐個所よりも前記貯湯タンクに近い側に設けられている、
給湯暖房システム。 The hot water supply and heating system according to claim 1,
Instead of being provided in the exhaust heat return pipe, the second branch location is provided closer to the hot water storage tank than the first branch location in the exhaust heat return pipe,
Hot water heating system.
更に、太陽熱を用いて前記循環熱媒を加熱可能な太陽熱集熱器を有し、
前記太陽熱集熱器には、一方端が前記排熱往配管または前記排熱戻配管における任意の個所である第３分岐個所に接続されて他方端が前記太陽熱集熱器に接続されて前記循環熱媒を前記太陽熱集熱器に流入させる第２分岐往配管と、一方端が前記排熱往配管または前記排熱戻配管における任意の個所である第４分岐個所に接続されて他方端が前記太陽熱集熱器に接続されて前記循環熱媒を前記太陽熱集熱器から流出させる第２分岐戻配管と、が接続されている、
給湯暖房システム。 The hot water supply and heating system according to claim 1 or 2,
Furthermore, it has a solar heat collector capable of heating the circulating heat medium using solar heat,
One end of the solar heat collector is connected to a third branch point which is an arbitrary portion in the exhaust heat forward pipe or the exhaust heat return pipe, and the other end is connected to the solar heat collector. A second branch forward pipe for allowing a heat medium to flow into the solar heat collector, and one end connected to a fourth branch place which is an arbitrary place in the exhaust heat forward pipe or the exhaust heat return pipe, and the other end A second branch return pipe that is connected to a solar heat collector and causes the circulating heat medium to flow out of the solar heat collector, is connected,
Hot water heating system.
前記太陽熱集熱器の代わりに、任意の燃料を用いて前記循環熱媒を加熱することが可能な熱供給装置を備えている、
給湯暖房システム。 The hot water supply and heating system according to claim 3,
Instead of the solar heat collector, a heat supply device capable of heating the circulating heat medium using an arbitrary fuel is provided.
Hot water heating system.
前記第１分岐個所、あるいは前記第１分岐個所の周囲における前記排熱往配管と前記第１分岐往配管の少なくとも一方には、前記循環熱媒の流路を切替え、または流路を遮断、または流量を調節、することが可能な第１弁が設けられており、
前記第１弁による流路の切替え、または流路の遮断、または流量の調節を制御する流路制御手段を有している、
給湯暖房システム。 The hot water supply and heating system according to claim 1 or 2 ,
At least one of the exhaust heat forward pipe and the first branch forward pipe around the first branch location or the first branch location, the flow path of the circulating heat medium is switched, or the flow path is shut off, or A first valve capable of adjusting the flow rate is provided,
Having a flow path control means for controlling the switching of the flow path by the first valve , the blocking of the flow path, or the adjustment of the flow rate,
Hot water heating system.
前記第１分岐個所、あるいは前記第１分岐個所の周囲における前記排熱往配管と前記第１分岐往配管の少なくとも一方には、前記循環熱媒の流路を切替え、または流路を遮断、または流量を調節、することが可能な第１弁が設けられており、 At least one of the exhaust heat forward pipe and the first branch forward pipe around the first branch location or the first branch location, the flow path of the circulating heat medium is switched, or the flow path is shut off, or A first valve capable of adjusting the flow rate is provided,
前記第３分岐個所、あるいは前記第３分岐個所の周囲における前記排熱往配管と前記排熱戻配管と前記第２分岐往配管の少なくとも１つには、前記循環熱媒の流路を切替え、または流路を遮断、または流量を調節、することが可能な第２弁が設けられており、 The flow path of the circulating heat medium is switched to at least one of the third branch point, or the exhaust heat forward pipe, the exhaust heat return pipe, and the second branch forward pipe around the third branch part, Or a second valve capable of blocking the flow path or adjusting the flow rate is provided,
前記第１弁と前記第２弁とによる流路の切替え、または流路の遮断、または流量の調節を制御する流路制御手段を有している、 Having a flow path control means for controlling switching of the flow path by the first valve and the second valve, blocking the flow path, or adjusting the flow rate,
給湯暖房システム。 Hot water heating system.
前記発電ユニットは、前記発電手段を制御する発電制御手段を有しており、
前記ボイラは、当該ボイラを制御するボイラ制御手段を有しており、
前記流路制御手段は、前記発電制御手段と通信可能に接続されているとともに前記ボイラ制御手段と通信可能に接続されており、
前記流路制御手段と前記発電制御手段と前記ボイラ制御手段の少なくとも１つは、有線または無線にてインターネットを含む通信回線に接続されており、
前記流路制御手段または前記ボイラ制御手段が前記通信回線を介して入力された発電運転指令を受信した場合、前記流路制御手段または前記ボイラ制御手段は、受信した発電運転指令に基づいて前記発電制御手段を介して前記発電ユニットを動作させ、
前記発電制御手段が前記通信回線を介して入力された発電運転指令を受信した場合、前記発電制御手段は、受信した発電運転指令に基づいて前記発電ユニットを動作させる、
給湯暖房システム。 The heating system according to claim 5 or 6 ,
The power generation unit has power generation control means for controlling the power generation means,
The boiler has boiler control means for controlling the boiler,
The flow path control means is connected to the power generation control means so as to be communicable and is connected to be able to communicate with the boiler control means,
At least one of the flow path control means, the power generation control means, and the boiler control means is connected to a communication line including the Internet by wire or wirelessly,
When the flow path control unit or the boiler control unit receives a power generation operation command input via the communication line, the flow path control unit or the boiler control unit performs the power generation based on the received power generation operation command. Operating the power generation unit via control means;
When the power generation control unit receives a power generation operation command input via the communication line, the power generation control unit operates the power generation unit based on the received power generation operation command.
Hot water heating system.
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