JP6227362B2 - Hot water storage unit and cogeneration system - Google Patents

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Description

本発明は、貯湯ユニット及びコジェネレーションシステムに係り、さらに詳しくは、熱を発する熱源装置内で昇温した湯水を貯える貯湯ユニット及び該貯湯ユニットを備えることで熱源装置の排熱を利用して給湯するコジェネレーションシステムに関する。   The present invention relates to a hot water storage unit and a cogeneration system. More specifically, the present invention relates to a hot water storage unit that stores hot water heated in a heat source device that generates heat, and a hot water supply that uses exhaust heat of the heat source device by including the hot water storage unit. Related to cogeneration system.

熱源装置に水を供給して冷却するとともに熱源装置内で昇温した水を回収し、貯え、必要に応じてさらに昇温して利用するように、熱源装置の排熱を利用して効率的に給湯する給湯ユニット、及び給湯ユニットを熱源装置に組み合わせてエネルギーの利用効率を総合的に高めるコジェネレーションシステムが研究開発されている。熱源装置として、水素、天然ガス等の燃料と酸素の反応を利用して発電する燃料電池等が適用されている。   Efficiently utilizes the exhaust heat of the heat source device so that water is supplied to the heat source device for cooling, and the water raised in the heat source device is collected, stored, and further heated as necessary. A hot water supply unit that supplies hot water and a cogeneration system that comprehensively increases the efficiency of energy use by combining the hot water supply unit with a heat source device have been researched and developed. As a heat source device, a fuel cell or the like that generates electricity by using a reaction between a fuel such as hydrogen or natural gas and oxygen is applied.

燃料電池には、例えば、電解質として、樹脂等のイオン伝導性を有する高分子膜(イオン交換膜)を用いる固体高分子型燃料電池(PEFC)、安定化ジルコニア等のイオン伝導性セラミックスを用いる固体酸化物型燃料電池(SOFC)等がある。PEFCには、起動時間が比較的短く、高分子膜を用いるため部品成型が容易で低コストといった利点がある。PEFCに対し、SOFCには、発電効率が高いという利点がある。その一方で、運転温度が750度と高いため、長い起動時間を要し、頻繁な起動停止ができないという問題がある(非特許文献1参照)。そのため、未使用時にも停止することなく連続運転することが前提となり、貯湯タンクが高温の湯水で満たされた場合には冷却に適した温度の水を熱源装置に供給できなくなるという問題が生じる。   For fuel cells, for example, solid polymer fuel cells (PEFC) that use polymer membranes (ion exchange membranes) having ion conductivity such as resins as electrolytes, and solids that use ion conductive ceramics such as stabilized zirconia Examples include oxide fuel cells (SOFC). PEFC has the advantages of relatively short start-up time and the use of a polymer film, which facilitates component molding and low cost. Compared to PEFC, SOFC has the advantage of high power generation efficiency. On the other hand, since the operating temperature is as high as 750 ° C., there is a problem that a long start-up time is required and frequent start / stop cannot be performed (see Non-Patent Document 1). Therefore, it is premised on continuous operation without stopping even when not in use, and there arises a problem that when the hot water storage tank is filled with hot hot water, water having a temperature suitable for cooling cannot be supplied to the heat source device.

係る問題を解決するため、特許文献1に開示されるコジェネレーションシステムでは、貯湯タンクと燃料電池との間に配設された配管にラジエータを設け、これを用いて配管中を流れて熱源装置に供給される水を冷却することとしている。しかし、ラジエータは一般に高価であり、汎用型のコジェネレーションシステムにおいて利用するのは困難である。また、特にSOFCのように高効率の燃料電池では高い冷却力を有することが好ましく、大型のラジエータを導入する必要が生ずる。   In order to solve such a problem, in the cogeneration system disclosed in Patent Document 1, a radiator is provided in a pipe disposed between the hot water storage tank and the fuel cell, and this is used to flow through the pipe to the heat source device. The supplied water is to be cooled. However, radiators are generally expensive and difficult to use in general-purpose cogeneration systems. In particular, a high-efficiency fuel cell such as an SOFC preferably has a high cooling power, and a large radiator needs to be introduced.

また、特許文献2に開示されるコジェネレーションシステムでは、燃料電池から回収する水をその温度に応じて貯湯タンクに回収する、又はバイパスを介して熱源装置に戻すこととしている。しかし、貯湯タンクから供給される水を冷却するものではないため、貯湯タンクが高温の湯水で満たされた場合には冷却に適した温度の水を熱源装置に供給することができなくなる。   Moreover, in the cogeneration system disclosed by patent document 2, it is supposed that the water collect | recovered from a fuel cell is collect | recovered to a hot water storage tank according to the temperature, or is returned to a heat source apparatus via a bypass. However, since the water supplied from the hot water storage tank is not cooled, when the hot water storage tank is filled with hot hot water, water having a temperature suitable for cooling cannot be supplied to the heat source device.

さらに、特許文献3には貯湯タンクに市水(水道水)を流入することが開示されており、上記の従来技術に替えて、燃料電池から回収した高温の水を貯湯タンク外に排水し、代わりに低温の新しい水を燃料電池に供給する方法も考えられる。しかし、高温の水を降温することなく排水することにも問題がある。   Furthermore, Patent Document 3 discloses that city water (tap water) flows into a hot water storage tank. Instead of the above-described conventional technology, high-temperature water recovered from the fuel cell is drained outside the hot water storage tank, Alternatively, a method of supplying new low-temperature water to the fuel cell can be considered. However, there is also a problem in draining hot water without lowering the temperature.

特開2009−103419号公報JP 2009-103419 A 特開2013−109888号公報JP 2013-109888 A 特開2003−272647号公報JP 2003-272647 A

総合エネルギー企業への挑戦 SOFC(固体酸化物形燃料電池): http://www.noe.jx-group.co.jp/recruit/contents/challenge/challenge5.htmlChallenge to a comprehensive energy company SOFC (solid oxide fuel cell): http://www.noe.jx-group.co.jp/recruit/contents/challenge/challenge5.html

本発明は、燃料電池等の熱源装置を停止することなく連続運転することのできる貯湯ユニット及び熱源装置の排熱を利用して効率的に給湯するコジェネレーションシステムを提供することを課題とする。   It is an object of the present invention to provide a hot water storage unit that can operate continuously without stopping a heat source device such as a fuel cell, and a cogeneration system that efficiently supplies hot water using exhaust heat of the heat source device.

本発明は、熱を発する熱源装置内で昇温した湯水を貯える貯湯ユニットであって、湯水を貯える貯湯タンクと、前記貯湯タンクから前記熱源装置に水を供給するとともに、該熱源装置から水を前記貯湯タンクに回収する循環装置と、前記熱源装置に供給される水の温度に応じて前記貯湯タンクを冷却する冷却装置と、を備える貯湯ユニットである。   The present invention is a hot water storage unit for storing hot water heated in a heat source device that generates heat, a hot water storage tank for storing hot water, supplying water from the hot water storage tank to the heat source device, and supplying water from the heat source device. A hot water storage unit comprising: a circulation device that collects in the hot water storage tank; and a cooling device that cools the hot water storage tank according to the temperature of water supplied to the heat source device.

これによれば、冷却装置により水の温度に応じて貯湯タンクが冷却されるため、貯湯タンク内の水が冷却され、その冷却された水が熱源装置に供給されることとなる。   According to this, since the hot water storage tank is cooled by the cooling device according to the temperature of the water, the water in the hot water storage tank is cooled, and the cooled water is supplied to the heat source device.

本発明の貯湯ユニットは、前記循環装置は、前記水を、前記貯湯タンクの下部から前記熱源装置に供給し、前記熱源装置から前記貯湯タンクの上部に回収することを特徴とする。   In the hot water storage unit of the present invention, the circulation device supplies the water from the lower part of the hot water storage tank to the heat source device and collects the water from the heat source device to the upper part of the hot water storage tank.

これによれば、対流により降温した水が貯湯タンク内の下部に集まるため、温度の低い水が熱源装置に供給されることとなり、効率的に熱源装置を冷却することができる。   According to this, since the water cooled by the convection gathers in the lower part in the hot water storage tank, the low temperature water is supplied to the heat source device, and the heat source device can be efficiently cooled.

本発明の貯湯ユニットは、前記冷却装置は、前記貯湯タンクの表面に接して配設された第1流路内に空気を送ることで前記貯湯タンクを冷却することを特徴とする。   The hot water storage unit of the present invention is characterized in that the cooling device cools the hot water storage tank by sending air into a first flow path disposed in contact with the surface of the hot water storage tank.

これによれば、貯湯タンクを効率的に冷却することができる。   According to this, the hot water storage tank can be efficiently cooled.

本発明の貯湯ユニットは、前記第1流路は、上下方向に延設され、前記冷却装置は、前記空気を、前記第1流路内を下方から上方に送ることを特徴とする。   The hot water storage unit of the present invention is characterized in that the first flow path extends in the up-down direction, and the cooling device sends the air from below to above in the first flow path.

これによれば、貯湯タンクの特に下部を効率的に冷却することができる。   According to this, especially the lower part of the hot water storage tank can be efficiently cooled.

本発明の貯湯ユニットは、前記冷却装置は、前記貯湯タンクの表面から離間し、前記貯湯タンクの上側で前記第1流路の上端と一端を接続し、前記貯湯タンクの下側で前記第1流路の下端に他端を近接して配設された第2流路の前記他端から前記空気を排気することを特徴とする。   In the hot water storage unit of the present invention, the cooling device is spaced from the surface of the hot water storage tank, and connects the upper end and one end of the first flow path on the upper side of the hot water storage tank, and the first on the lower side of the hot water storage tank. The air is exhausted from the other end of the second flow path that is disposed close to the lower end of the flow path.

これによれば、空気が送り込まれる第1流路の下端と空気が排気される第2流路の下端とが隣接することで、それらの間に貯湯タンク外の風圧等による圧力差が生じる可能性(流路内に自然に外気が流れる可能性)が小さくなる。   According to this, since the lower end of the 1st flow path into which air is sent and the lower end of the 2nd flow path from which air is exhausted adjoins, the pressure difference by the wind pressure etc. outside a hot water storage tank may arise among them. (The possibility that outside air naturally flows in the flow path) is reduced.

本発明の貯湯ユニットは、前記貯湯タンクは、断熱材により覆われ、前記冷却装置は、前記断熱材を前記貯湯タンクから離間することで前記貯湯タンクを冷却することを特徴とする。   The hot water storage unit of the present invention is characterized in that the hot water storage tank is covered with a heat insulating material, and the cooling device cools the hot water storage tank by separating the heat insulating material from the hot water storage tank.

これによれば、貯湯タンクから断熱材を離間することで、貯湯タンクの表面が外気に触れ、貯湯タンクが冷却される。   According to this, by separating the heat insulating material from the hot water storage tank, the surface of the hot water storage tank touches the outside air, and the hot water storage tank is cooled.

本発明の貯湯ユニットは、前記冷却装置は、前記熱源装置に供給される水の温度を測定する水温センサを有することを特徴とする。   The hot water storage unit of the present invention is characterized in that the cooling device includes a water temperature sensor that measures the temperature of water supplied to the heat source device.

これによれば、水の温度を測定することができる。   According to this, the temperature of water can be measured.

本発明の貯湯ユニットは、前記冷却装置は、前記貯湯タンクの下部の表面温度を測定する温度センサを有することを特徴とする。   In the hot water storage unit of the present invention, the cooling device includes a temperature sensor that measures a surface temperature of a lower portion of the hot water storage tank.

これによれば、水の温度を推測することができる。   According to this, the temperature of water can be estimated.

本発明は、前記熱源装置である燃料電池と、本発明の貯湯ユニットのいずれかと、を備えるコジェネレーションシステムである。   This invention is a cogeneration system provided with the fuel cell which is the said heat-source apparatus, and either of the hot water storage units of this invention.

本発明の給湯ユニットによれば、熱源装置に供給する水を効率良く冷却して、熱源装置を停止することなく連続稼働することが可能となる。   According to the hot water supply unit of the present invention, the water supplied to the heat source device can be efficiently cooled, and the heat source device can be continuously operated without stopping.

また、本発明のコジェネレーションシステムによれば、本発明の貯湯ユニットを備えることで熱源装置の排熱を利用して効率的に給湯することができるコジェネレーションシステムを実現することが可能となる。   Moreover, according to the cogeneration system of this invention, it becomes possible to implement | achieve the cogeneration system which can supply hot water efficiently using the waste heat of a heat-source apparatus by providing the hot water storage unit of this invention.

図1は、コジェネレーションシステムの概略構成を示す図である。(実施例1)FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a cogeneration system. Example 1 図2は、コジェネレーションシステムの詳細構成を示す図である。(実施例1、実施例2)FIG. 2 is a diagram showing a detailed configuration of the cogeneration system. (Example 1, Example 2) 図3(A)は給湯タンクの構成を示す断面図、図3(B)〜(D)はそれぞれ図3(A)における基準線BB,CC,DDについての断面図である。(実施例1)3A is a cross-sectional view showing a configuration of the hot water tank, and FIGS. 3B to 3D are cross-sectional views taken along reference lines BB, CC, and DD in FIG. 3A, respectively. Example 1 図4(A)は給湯タンクの構成を示す断面図、図4(B)〜(D)はそれぞれ図4(A)における基準線BB,CC,DDについての断面図である。(実施例2)4A is a cross-sectional view showing the configuration of the hot water tank, and FIGS. 4B to 4D are cross-sectional views taken along reference lines BB, CC, and DD in FIG. 4A, respectively. (Example 2) 図5(A)は給湯タンクの構成を示す断面図、図5(B)は図5(A)における基準線CCについての断面図である。(実施例3)FIG. 5A is a cross-sectional view illustrating a configuration of a hot water supply tank, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along a reference line CC in FIG. (Example 3) 図6は、給湯タンクのカバーをタンク本体から離間する構成を示す図である。(実施例4)FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration in which the cover of the hot water tank is separated from the tank body. Example 4 図7は、コジェネレーションシステムの詳細構成を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a detailed configuration of the cogeneration system.

以下、本発明の実施例を説明する。   Examples of the present invention will be described below.

本発明の第1の実施形態を、図1〜図3を用いて説明する。   A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図1に、本実施形態に係るコジェネレーションシステム1の概略構成を示す。コジェネレーションシステム1は、熱源装置10、貯湯ユニット20等から構成される。   FIG. 1 shows a schematic configuration of a cogeneration system 1 according to the present embodiment. The cogeneration system 1 includes a heat source device 10, a hot water storage unit 20, and the like.

熱源装置10は、本実施形態では、一例として、燃料電池(SOFC)であるとする。ただし、これに限らず、発電用ガスタービンエンジン、発電用ガスエンジン、発電用ディーゼルエンジン、PEFC(PEFCであっても、なるべくならば頻繁な起動停止をさけたほうが燃料電池としての寿命が延びる)等であるとしてもよい。熱源装置10には配管31,32が接続されている。配管31を介して熱源装置10内に水が供給される。これにより、熱源装置10が冷却される。熱源装置10内でその排熱を吸収して昇温した水(湯水)は、配管32を介して排出される。   In the present embodiment, the heat source device 10 is assumed to be a fuel cell (SOFC) as an example. However, the present invention is not limited to this, and a gas turbine engine for power generation, a gas engine for power generation, a diesel engine for power generation, and PEFC (even if it is PEFC, if it is avoided as much as possible, the life as a fuel cell is extended) Etc. Pipes 31 and 32 are connected to the heat source device 10. Water is supplied into the heat source device 10 through the pipe 31. Thereby, the heat source device 10 is cooled. The water (hot water) heated by absorbing the exhaust heat in the heat source device 10 is discharged through the pipe 32.

貯湯ユニット20は、貯湯タンク21、循環ポンプ38、弁39、温度センサ41〜43、制御装置50等から構成される。なお、貯湯タンク21の下部と熱源装置10との間に配管31が、貯湯タンク21の上部と熱源装置10との間に配管32,33が、配管32,33の間に弁39が設けられ、その弁39と配管31との間に配管34が、貯湯タンク21の下部と家屋外等に配備される給水設備(不図示)との間に配管35が、貯湯タンク21の上部と家屋内等に配備される給湯設備(不図示)との間に配管36が、配設されている。弁39は、配管32,33を接続しているものとする。   The hot water storage unit 20 includes a hot water storage tank 21, a circulation pump 38, a valve 39, temperature sensors 41 to 43, a control device 50, and the like. A pipe 31 is provided between the lower part of the hot water storage tank 21 and the heat source device 10, pipes 32 and 33 are provided between the upper part of the hot water storage tank 21 and the heat source apparatus 10, and a valve 39 is provided between the pipes 32 and 33. A pipe 34 is provided between the valve 39 and the pipe 31, and a pipe 35 is provided between the lower part of the hot water storage tank 21 and a water supply facility (not shown) provided outside the house, etc. A piping 36 is disposed between the hot water supply equipment (not shown) provided in the above. The valve 39 is connected to the pipes 32 and 33.

貯湯タンク21は、例えば70リットルの水(湯水)を貯えて、保温する保温タンクである。その外表面は、後述するように、断熱材により覆われている。貯湯タンク21内の水が減った場合には、給水設備(不図示)から配管35を介して貯湯タンク21の下部に水が給水される。給湯設備(不図示)により湯水を利用する場合には、貯湯タンク21の上部から高温の湯水が配管36を介して、必要に応じてさらに昇温して、給湯設備(不図示)に向けて送られる。貯湯タンク21の構成の詳細については後述する。   The hot water storage tank 21 is a heat retaining tank that stores, for example, 70 liters of water (hot water) and retains the temperature. The outer surface is covered with a heat insulating material as will be described later. When the water in the hot water storage tank 21 is reduced, water is supplied to the lower part of the hot water storage tank 21 through a pipe 35 from a water supply facility (not shown). When hot water is used by a hot water supply facility (not shown), hot water from the upper part of the hot water storage tank 21 is further heated as needed via the pipe 36 toward the hot water supply facility (not shown). Sent. Details of the configuration of the hot water storage tank 21 will be described later.

循環ポンプ38は、貯湯タンク21の下部と熱源装置10との間に配管31を介して配置されている。循環ポンプ38は制御装置50により作動制御され、それにより貯湯タンク21と熱源装置10との間で水が循環する。すなわち、貯湯タンク21の下部からその中に貯えられた水が配管31を介して熱源装置10に供給されるとともに、熱源装置10内で昇温した水(湯水)が配管32,33を介して貯湯タンク21の上部に回収される。   The circulation pump 38 is disposed between the lower part of the hot water storage tank 21 and the heat source device 10 via a pipe 31. The operation of the circulation pump 38 is controlled by the control device 50, whereby water circulates between the hot water storage tank 21 and the heat source device 10. That is, the water stored in the hot water storage tank 21 is supplied to the heat source device 10 via the pipe 31 and the water (hot water) heated in the heat source device 10 is supplied via the pipes 32 and 33. It is collected in the upper part of the hot water storage tank 21.

貯湯タンク21内では、対流により降温した水がタンク内の下部に集まる。そのため、貯湯タンク21内の低温の水が熱源装置10に供給されることとなり、熱源装置10が効率良く冷却される。また、温度の高い湯水が貯湯タンク21の上部に集まる。そのため、高温の湯水が給湯設備(不図示)に送られることとなり、少しの昇温により効率良く湯水を利用することができる。   In the hot water storage tank 21, water cooled by convection collects in the lower part of the tank. Therefore, the low temperature water in the hot water storage tank 21 is supplied to the heat source device 10, and the heat source device 10 is efficiently cooled. Also, hot water with high temperature gathers at the upper part of the hot water storage tank 21. Therefore, hot hot water is sent to a hot water supply facility (not shown), and the hot water can be used efficiently with a slight increase in temperature.

弁39は、配管32〜34を接続する三方弁であり、制御装置50により制御されて配管32を配管33又は配管34に切り換え接続する。   The valve 39 is a three-way valve that connects the pipes 32 to 34, and is controlled by the control device 50 to switch and connect the pipe 32 to the pipe 33 or 34.

温度センサ41,42は、それぞれ配管32,31に設けられ、これらの配管内を流れる水(湯水)の温度を測定する。温度センサ43は、給湯タンク21の下部に設けられ、その表面温度を測定する。温度センサ41〜43として、例えばサーミスタが採用される。温度センサ41〜43の測定結果は、制御装置50に送信される。   The temperature sensors 41 and 42 are provided in the pipes 32 and 31, respectively, and measure the temperature of water (hot water) flowing through these pipes. The temperature sensor 43 is provided in the lower part of the hot water supply tank 21, and measures the surface temperature. As the temperature sensors 41 to 43, for example, a thermistor is employed. Measurement results of the temperature sensors 41 to 43 are transmitted to the control device 50.

制御装置50は、例えばマイクロコンピュータより構成され、温度センサ41〜43から受信するそれらの測定結果に従って循環ポンプ38、弁39、及び後述する冷却装置21cを制御する。   The control device 50 is constituted by, for example, a microcomputer, and controls the circulation pump 38, the valve 39, and a cooling device 21c described later according to the measurement results received from the temperature sensors 41 to 43.

循環ポンプ38と弁39の制御について説明する。   Control of the circulation pump 38 and the valve 39 will be described.

制御装置50は、熱源装置10が稼働すると、上述の通り、循環ポンプ38を作動して貯湯タンク21と熱源装置10との間で水を循環させて熱源装置10を冷却する。また、制御装置50は、熱源装置10が停止すると、循環ポンプ38を停止する。   When the heat source device 10 operates, the control device 50 operates the circulation pump 38 as described above to circulate water between the hot water storage tank 21 and the heat source device 10 to cool the heat source device 10. Further, the control device 50 stops the circulation pump 38 when the heat source device 10 stops.

また、制御装置50は、温度センサ41の測定結果より熱源装置10から排出される水の温度が予め定められた閾値より高いと判断すると、弁39を制御して配管32を配管33に接続する。それにより、温度の高い湯水が給湯タンク21に供給されることとなる。一方、制御装置50は、熱源装置10から排出される水の温度が閾値より低いと判断すると、弁39を制御して配管32を配管34に接続する。それにより、温度の低い湯水は、給湯タンク21に供給されることなく、配管34,31を介して熱源装置10に循環することとなる。   Further, when the control device 50 determines from the measurement result of the temperature sensor 41 that the temperature of the water discharged from the heat source device 10 is higher than a predetermined threshold value, the control device 50 controls the valve 39 to connect the pipe 32 to the pipe 33. . As a result, hot water with a high temperature is supplied to the hot water supply tank 21. On the other hand, when the control device 50 determines that the temperature of the water discharged from the heat source device 10 is lower than the threshold value, the control device 50 controls the valve 39 to connect the pipe 32 to the pipe 34. Thereby, the hot water having a low temperature is circulated to the heat source device 10 via the pipes 34 and 31 without being supplied to the hot water supply tank 21.

なお、閾値は、例えば45度と定める。それにより、45度以下の湯水は供給されないため、貯湯タンク21内の湯水は45度以上の高温に保たれる。或いは、貯湯タンク21(上部)の湯水の温度に定める。それにより、タンク内の湯水より温度の低い湯水は供給されないため、貯湯タンク21内の湯水は高温に保たれる。   Note that the threshold is set to 45 degrees, for example. Thereby, since hot water of 45 degrees or less is not supplied, the hot water in the hot water storage tank 21 is kept at a high temperature of 45 degrees or more. Alternatively, it is set to the temperature of hot water in the hot water storage tank 21 (upper part). Accordingly, hot water having a temperature lower than that of the hot water in the tank is not supplied, so that the hot water in the hot water storage tank 21 is kept at a high temperature.

図2に、コジェネレーションシステム1の詳細構成を示す。図1に示した概略構成を具現化するための1形態である。貯湯タンク21の構成の詳細は実施例2に示しているが、実施例1でも後述の別途通路を設ければ略同じ構造となる。   FIG. 2 shows a detailed configuration of the cogeneration system 1. It is one form for embodying the schematic structure shown in FIG. Although the details of the configuration of the hot water storage tank 21 are shown in the second embodiment, the first embodiment has substantially the same structure if a separate passage described later is provided.

貯湯タンク21の構成の詳細について説明する。   Details of the configuration of the hot water storage tank 21 will be described.

図3に、貯湯タンク21の構成を示す。貯湯タンク21は、カバー21a、タンク本体21b、冷却装置(ファン)21c等から構成される。図中、配管31,33,35,36及び温度センサ43を省略する(図1参照)。   FIG. 3 shows the configuration of the hot water storage tank 21. The hot water storage tank 21 includes a cover 21a, a tank body 21b, a cooling device (fan) 21c, and the like. In the figure, the piping 31, 33, 35, 36 and the temperature sensor 43 are omitted (see FIG. 1).

カバー21aは、枠体と12のリブとを有する。枠体は、略円筒形状を有し、タンク本体21b全体を覆う。なお、枠体上部には、図3(A)に示すように、少なくとも1つの開口21a0が設けられている。   The cover 21a has a frame and 12 ribs. The frame has a substantially cylindrical shape and covers the entire tank body 21b. As shown in FIG. 3A, at least one opening 21a0 is provided in the upper part of the frame.

12のリブは、上下方向を長手とする板形状を有する。その長手の長さはタンク本体21bの側面部の高さ(上下方向の長さ)にほぼ等しい又は若干短く、その短手の長さはカバー21aの内径とタンク本体21bの外径の差の約2分の1(カバー21aの内面とタンク本体21bの外面との間の距離)である。図3(B)〜(D)に示すように、12のリブは、枠体の側面部の内周に沿ってほぼ均等に離間し、その短手方向の一端を枠体の中心に向けて、他端が側面部の内面に固定されている。   The 12 ribs have a plate shape whose longitudinal direction is the vertical direction. The longitudinal length is substantially equal to or slightly shorter than the height (vertical length) of the side surface of the tank body 21b, and the short length is the difference between the inner diameter of the cover 21a and the outer diameter of the tank body 21b. It is about one half (the distance between the inner surface of the cover 21a and the outer surface of the tank body 21b). As shown in FIGS. 3B to 3D, the twelve ribs are substantially evenly spaced along the inner periphery of the side surface of the frame, with one end in the short direction directed toward the center of the frame. The other end is fixed to the inner surface of the side surface portion.

枠体と12のリブは、例えば発泡スチロール(EPS)等の断熱材から構成される。なお、枠体と12のリブは一体的に構成することとしてもよい。また、枠体のみ断熱材から構成されることとしてもよい。   The frame and the ribs of 12 are made of a heat insulating material such as polystyrene foam (EPS). Note that the frame body and the ribs of 12 may be configured integrally. Moreover, it is good also as comprising only a frame from a heat insulating material.

タンク本体21bは、略円筒形状を有し、ほぼ同形状のカバー21a(枠体)内に収容される。ここで、タンク本体21bは、図3(C)に示すように、12のリブによりその側面部が接触支持される。それにより、タンク本体21bが枠体の中央に配置されて、カバー21a(枠体)とタンク本体21bとの間に空間が形成される。ここで、12のリブの配置より、カバー21a(枠体)の側面部とタンク本体21bの側面部との間の空間は上下方向を長手とする12の空間21dに区切られる。なお、タンク本体21bの下部には、カバー21aを貫通する足(非図示)を持つ。水の入ったタンクの重量をカバー21aを介さずに自立する。   The tank body 21b has a substantially cylindrical shape and is accommodated in a cover 21a (frame body) having substantially the same shape. Here, as shown in FIG. 3C, the side surface of the tank main body 21b is supported by twelve ribs. Thereby, the tank main body 21b is arrange | positioned in the center of a frame, and space is formed between the cover 21a (frame) and the tank main body 21b. Here, due to the arrangement of the twelve ribs, the space between the side surface portion of the cover 21a (frame body) and the side surface portion of the tank body 21b is divided into twelve spaces 21d whose longitudinal direction is the longitudinal direction. In addition, the lower part of the tank main body 21b has a leg (not shown) that penetrates the cover 21a. The weight of the tank containing water becomes independent without passing through the cover 21a.

冷却装置21cは、図3(A)に示すように、例えばカバー21aの側面部の下端の一側と他側に固定されている。タンク本体21bは容量50リットル程度の小型のものであっても楕円形のような繭型形状ならば表面積が大きく、空冷が有効であるため、冷却装置21cとしてファン(送風機)を採用する。冷却装置21cは、開口21cを介して、カバー21a外から図2に示されるように外気(空気)を吸引する。ここで、ファンの数は例えば2とし、それらの風圧は例えば30mmAq(ミリアクア)以上とする。なお、1mmAq=9.8Pa(パスカル)である。風圧を貯湯タンク21外の風によって生じる圧力差(20mmAq)より高く定めることで、貯湯タンク21外の状況によらずカバー21a内に外気を送り込むことができる。なお、ファンの数及び1つあたりの総風量は、必要とする総風量を基準に定めることとする。 As shown in FIG. 3A, the cooling device 21c is fixed to, for example, one side and the other side of the lower end of the side surface of the cover 21a. Even if the tank body 21b is a small one having a capacity of about 50 liters, if it has a bowl shape such as an ellipse, the surface area is large and air cooling is effective. Therefore, a fan (blower) is employed as the cooling device 21c. Cooling device 21c through the opening 21c 0, sucking the outside air (air) as illustrated from outside the cover 21a in FIG. Here, the number of fans is, for example, 2, and the wind pressure thereof is, for example, 30 mmAq (milliaqua) or more. Note that 1 mmAq = 9.8 Pa (Pascal). By setting the wind pressure higher than the pressure difference (20 mmAq) caused by the wind outside the hot water storage tank 21, the outside air can be sent into the cover 21a regardless of the situation outside the hot water storage tank 21. The number of fans and the total air volume per fan are determined based on the total air volume required.

冷却装置21cによりカバー21a内に吸引された空気は、図3(D)に示すようにカバー21a内の下部に広がり、図3(A)に示すようにタンク本体21b(側面部)の外表面に触れながら12の空間21d内を上向きに流れ、カバー21aの上部の開口21a0を介してカバー21a外に排出される。これにより、貯湯タンク21(タンク本体21b)の特に熱源装置10に供給される水が集まる下部が効率的に冷却される。カバー21a外に排された熱気は、貯湯ユニット20の内側に放出され、貯湯ユニット20外壁表面から放熱される。又は、図2に示されるように冷却装置21cにより吸引される貯湯ユニット20外壁に設けられた空気取入口近傍まで別途廃熱用通路を設けて廃熱してもよい。   The air sucked into the cover 21a by the cooling device 21c spreads in the lower part of the cover 21a as shown in FIG. 3D, and the outer surface of the tank main body 21b (side surface part) as shown in FIG. It flows upward in the space 21d of 12 while touching and is discharged out of the cover 21a through the opening 21a0 in the upper part of the cover 21a. Thereby, the lower part of the hot water storage tank 21 (tank main body 21b), particularly the lower part where the water supplied to the heat source device 10 is collected, is efficiently cooled. The hot air exhausted outside the cover 21a is released to the inside of the hot water storage unit 20 and is radiated from the outer wall surface of the hot water storage unit 20. Alternatively, as shown in FIG. 2, a waste heat passage may be provided to the vicinity of the air intake provided in the outer wall of the hot water storage unit 20 sucked by the cooling device 21c to waste heat.

冷却装置21cを制御するために、制御装置50は、温度センサ42の測定結果(後述のように温度センサ43の測定結果を用いてもよい)より貯湯タンク21から熱源装置10に供給される水の温度を測定する。制御装置50は、水の温度が予め定められた閾値(例えば43度)より高いと判断すると、上述の通り、冷却装置21cを作動して貯湯タンク21(タンク本体21b)を冷却する。それにより、タンク本体21b内の水が冷却される。また、制御装置50は、水の温度が予め定められた閾値より低いと判断すると、冷却装置21cを停止する。それにより、タンク本体21b内の水は保温される。   In order to control the cooling device 21c, the control device 50 supplies water supplied from the hot water storage tank 21 to the heat source device 10 based on the measurement result of the temperature sensor 42 (the measurement result of the temperature sensor 43 may be used as described later). Measure the temperature. When the controller 50 determines that the temperature of the water is higher than a predetermined threshold value (for example, 43 degrees), as described above, the controller 50 operates the cooling device 21c to cool the hot water storage tank 21 (tank body 21b). Thereby, the water in the tank main body 21b is cooled. Moreover, if the control apparatus 50 judges that the temperature of water is lower than the predetermined threshold value, it will stop the cooling device 21c. Thereby, the water in the tank body 21b is kept warm.

以上詳細に説明したように、本実施形態の給湯ユニット20によると、温度センサ42を用いて貯湯タンク21から熱源装置10に供給される水の温度を測定し、その測定結果に応じて冷却装置21cを用いてタンク本体21bを冷却する。それにより、熱源装置10に供給する水が効率良く冷却され、熱源装置10を停止することなく連続稼働することが可能となる。また、熱源装置10に供給される水を冷却するラジエータを必要としないため、また高温の湯水の排出及び冷水の供給の必要もなく、貯湯ユニット20の小型化、省電力化、さらに低コスト化が可能となる。   As described above in detail, according to the hot water supply unit 20 of the present embodiment, the temperature sensor 42 is used to measure the temperature of the water supplied from the hot water storage tank 21 to the heat source device 10, and the cooling device is determined according to the measurement result. The tank main body 21b is cooled using 21c. Thereby, the water supplied to the heat source device 10 is efficiently cooled, and the heat source device 10 can be continuously operated without being stopped. Further, since a radiator for cooling the water supplied to the heat source device 10 is not required, and there is no need to discharge hot water and supply cold water, the hot water storage unit 20 can be reduced in size, power consumption, and cost can be reduced. Is possible.

また、本実施形態のコジェネレーションシステム1によれば、貯湯ユニット20を備えることで熱源装置10の排熱を利用して効率的に給湯することができるコジェネレーションシステムを実現することが可能となる。   Moreover, according to the cogeneration system 1 of this embodiment, it becomes possible to implement | achieve the cogeneration system which can supply hot water efficiently using the waste heat of the heat-source apparatus 10 by providing the hot water storage unit 20. FIG. .

なお、本実施形態の給湯ユニット20では、冷却装置21cをカバー21aの側面部の下端、すなわち空間21dの下方に配置し、それを用いてカバー21a外から外気(空気)を吸引することでカバー内に外気を送り込む構成を採用したが、これに代えて、冷却装置21cを空間21d内に設けて空間21d内に空気を流す構成を採用してもよいし、冷却装置21cをカバー21aの開口21a0に設けてカバー21a内の空気を排気することで、カバー内に外気を取り込む構成を採用してもよい。   In the hot water supply unit 20 of the present embodiment, the cooling device 21c is disposed at the lower end of the side surface portion of the cover 21a, that is, below the space 21d, and is used to suck outside air (air) from the outside of the cover 21a. Although the configuration in which the outside air is sent into the inside is adopted, instead of this, a configuration in which the cooling device 21c is provided in the space 21d and the air is allowed to flow in the space 21d may be adopted, or the cooling device 21c is opened in the cover 21a. A configuration may be adopted in which outside air is taken into the cover by providing the air in the cover 21a by exhausting the air inside the cover 21a.

本発明の第2の実施形態を、図4を用いて説明する。   A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

本実施形態に係るコジェネレーションシステム1及び貯湯ユニット20では、貯湯タンク21の構成が先述の第1の実施形態に係るそれと大きく異なる。以下、これについて説明する。なお、第1の実施形態と同一又は同等の部分については、同一の符号を用いるとともにその説明を省略する。   In the cogeneration system 1 and the hot water storage unit 20 according to the present embodiment, the configuration of the hot water storage tank 21 is greatly different from that according to the first embodiment described above. This will be described below. In addition, about the part which is the same as that of 1st Embodiment, or an equivalent part, while using the same code | symbol, the description is abbreviate | omitted.

図4に、給湯タンク21の構成を示す。貯湯タンク21は、カバー21a、タンク本体21b、冷却装置(ファン)21c等から構成される。図中、配管31,33,35,36及び温度センサ43を省略する(図1参照)。   FIG. 4 shows the configuration of the hot water supply tank 21. The hot water storage tank 21 includes a cover 21a, a tank body 21b, a cooling device (fan) 21c, and the like. In the figure, the piping 31, 33, 35, 36 and the temperature sensor 43 are omitted (see FIG. 1).

カバー21aは、枠体と8つのリブと2つの凹状リブとを有する。枠体は、略円筒形状を有し、タンク本体21b全体を覆う。なお、図3(A)に示すように、枠体下部(側面部の下端)の一側と他側に開口21e0が設けられている。   The cover 21a has a frame, eight ribs, and two concave ribs. The frame has a substantially cylindrical shape and covers the entire tank body 21b. In addition, as shown to FIG. 3 (A), the opening 21e0 is provided in the frame body lower part (lower end of a side part) and the other side.

2つの凹状リブは、上下方向を長手とし、その下端を除いて長手方向に溝部が延設されている。その長手の長さはタンク本体21bの側面部の高さ(上下方向の長さ)にほぼ等しく、その厚さはカバー21aの内径とタンク本体21bの外径の差の約2分の1であり、溝部の幅は枠体に設けられた開口21e0の幅に等しい。   The two concave ribs have a longitudinal direction as a longitudinal direction, and a groove portion is extended in the longitudinal direction except for a lower end thereof. The longitudinal length is substantially equal to the height (vertical length) of the side surface of the tank body 21b, and the thickness is about one half of the difference between the inner diameter of the cover 21a and the outer diameter of the tank body 21b. Yes, the width of the groove is equal to the width of the opening 21e0 provided in the frame.

図4(A)に示すように、2つの凹状リブは、その下端をそれぞれ枠体の一側及び他側に設けられた開口21e0の下端にあわせて、その溝部を枠体の内表面に向けて、それぞれ枠体内の一側及び他側に固定されている。2つの凹状リブにより、図4(B)〜(D)に示すように、タンク本体21bに接することなく枠体の2つの開口21e0のそれぞれと枠体上部の空間を繋ぐ上下方向に延びる2つの空間21eが形成される。   As shown in FIG. 4 (A), the two concave ribs have their lower ends aligned with the lower ends of the openings 21e0 provided on one side and the other side of the frame, respectively, and the grooves are directed to the inner surface of the frame. And fixed to one side and the other side of the frame, respectively. As shown in FIGS. 4 (B) to (D), the two concave ribs extend in the vertical direction to connect the two openings 21e0 of the frame and the space above the frame without contacting the tank body 21b. A space 21e is formed.

8つのリブは、上下方向を長手とする板形状を有する。その長手の長さはタンク本体21bの側面部の高さ(上下方向の長さ)にほぼ等しい又は若干短く、その短手の長さはカバー21aの内径とタンク本体21bの外径の差の約2分の1である。図4(B)〜(D)に示すように、8つのリブのうち4つは枠体の一側(図中上側)に、残りの4つは他側(図中下側)に、側面部の内周に沿ってほぼ均等に離間し、その短手方向の一端を枠体の中心に向けて、他端が側面部の内面に固定されている。   The eight ribs have a plate shape whose longitudinal direction is the vertical direction. The longitudinal length is substantially equal to or slightly shorter than the height (vertical length) of the side surface of the tank body 21b, and the short length is the difference between the inner diameter of the cover 21a and the outer diameter of the tank body 21b. About one-half. As shown in FIGS. 4B to 4D, four of the eight ribs are on one side of the frame (upper side in the figure), and the remaining four are on the other side (lower side in the figure). They are spaced substantially evenly along the inner circumference of the part, with one end in the short direction facing the center of the frame, and the other end fixed to the inner surface of the side part.

タンク本体21bは、カバー21a(枠体)内に収容される。ここで、タンク本体21bは、図4(C)に示すように、2つの凹状リブの底面と8つのリブの一端によりその側面部が接触支持される。それにより、タンク本体21bが枠体の中央に配置されて、カバー21a(枠体)とタンク本体21bとの間に空間が形成される。ここで、8つのリブ及び2つの凹状リブの配置より、カバー21a(枠体)の側面部とタンク本体21bの側面部との間の空間は上下方向を長手とする10の空間21dに区切られる。   The tank body 21b is accommodated in the cover 21a (frame body). Here, as shown in FIG. 4C, the side surface of the tank body 21b is supported by the bottom surface of the two concave ribs and one end of the eight ribs. Thereby, the tank main body 21b is arrange | positioned in the center of a frame, and space is formed between the cover 21a (frame) and the tank main body 21b. Here, due to the arrangement of the eight ribs and the two concave ribs, the space between the side surface portion of the cover 21a (frame body) and the side surface portion of the tank body 21b is divided into ten spaces 21d whose longitudinal direction is the longitudinal direction. .

冷却装置21cは、図4(A)に示すように、カバー21aの側面部の下端の一側(図中手前)と他側(図中奥)に固定されている。冷却装置21cは、開口21c0を介して、カバー21a外から外気(空気)を吸引する。   As shown in FIG. 4A, the cooling device 21c is fixed to one side (front side in the drawing) and the other side (back side in the drawing) of the side surface of the cover 21a. The cooling device 21c sucks outside air (air) from the outside of the cover 21a through the opening 21c0.

冷却装置21cによりカバー21a内に吸引された空気は、図4(D)に示すようにカバー21a内の下部に広がり、タンク本体21b(側面部)の外表面に触れながら10の空間21d内を上向きに流れ、図4(B)に示すようにカバー21aの上部の空間を通り、図4(A)に示すように枠体と2つの凹状リブにより形成された2つの空間21eを下向きに流れて、2つの開口21e0を介してカバー21a外に排出される。これにより、貯湯タンク21(タンク本体21b)の特に熱源装置10に供給される水が集まる下部が効率的に冷却される。また、空気が吸気される開口21c0と空気が排気される開口21e0とが隣接することで、それらの間に貯湯タンク21外の風圧等による圧力差が生じることがなく、空間が上部で折り返すことにより、暖められた空気がタンク本体21bの上部で滞留することで、冷却装置21cが非作動であるにも係わらずドラフト力で貯湯タンク21内(10の空間21dから2つの空間21eにつながる流路内)に自然に外気が流れることがなくなる。すなわち、本実施形態においては、第1の実施形態で説明した廃熱用通路をカバー21aの凹状リブを用いて形成したものといえる。   The air sucked into the cover 21a by the cooling device 21c spreads in the lower part of the cover 21a as shown in FIG. 4 (D), and passes through the space 10d of 10 while touching the outer surface of the tank body 21b (side surface part). It flows upward, passes through the space above the cover 21a as shown in FIG. 4 (B), and flows downward in the two spaces 21e formed by the frame and two concave ribs as shown in FIG. 4 (A). Then, it is discharged out of the cover 21a through the two openings 21e0. Thereby, the lower part of the hot water storage tank 21 (tank main body 21b), particularly the lower part where the water supplied to the heat source device 10 is collected, is efficiently cooled. Further, since the opening 21c0 through which air is sucked and the opening 21e0 through which air is exhausted are adjacent to each other, there is no pressure difference caused by wind pressure or the like outside the hot water storage tank 21, and the space is folded back at the top. As a result, the warmed air stays in the upper part of the tank body 21b, so that the flow in the hot water storage tank 21 (from the ten spaces 21d to the two spaces 21e) is generated by the draft force even though the cooling device 21c is inactive. Outside air does not flow naturally in the street). That is, in this embodiment, it can be said that the waste heat passage described in the first embodiment is formed by using the concave ribs of the cover 21a.

冷却装置21cを制御するために、制御装置50は、温度センサ42の測定結果(後述のように温度センサ43の測定結果を用いてもよい)より貯湯タンク21から熱源装置10に供給される水の温度を測定する。制御装置50は、水の温度が予め定められた閾値(例えば43度)より高いと判断すると、上述の通り、冷却装置21cを作動して貯湯タンク21(タンク本体21b)を冷却する。それにより、タンク本体21b内の水が冷却される。また、制御装置50は、水の温度が予め定められた閾値より低いと判断すると、冷却装置21cを停止する。それにより、タンク本体21b内の水は保温される。   In order to control the cooling device 21c, the control device 50 supplies water supplied from the hot water storage tank 21 to the heat source device 10 based on the measurement result of the temperature sensor 42 (the measurement result of the temperature sensor 43 may be used as described later). Measure the temperature. When the controller 50 determines that the temperature of the water is higher than a predetermined threshold value (for example, 43 degrees), as described above, the controller 50 operates the cooling device 21c to cool the hot water storage tank 21 (tank body 21b). Thereby, the water in the tank main body 21b is cooled. Moreover, if the control apparatus 50 judges that the temperature of water is lower than the predetermined threshold value, it will stop the cooling device 21c. Thereby, the water in the tank body 21b is kept warm.

以上詳細に説明したように、本実施形態の給湯ユニット20及びコジェネレーションシステム1によると、先述の第1の実施形態に係るそれらと同様の効果が得られる。   As described above in detail, according to the hot water supply unit 20 and the cogeneration system 1 of the present embodiment, the same effects as those according to the first embodiment described above can be obtained.

なお、本実施形態の給湯ユニット20では、冷却装置21cをカバー21aの側面部の下端、すなわち空間21dの下方に配置し、それを用いてカバー21a外から外気(空気)を吸引することでカバー内に外気を送り込む構成を採用したが、これに代えて、冷却装置21cを空間21d又は空間21e内に設けてそれの空間内に一向きに空気を流す構成を採用してもよいし、冷却装置21cをカバー21aの開口21e0に設けてカバー21a内の空気を排気することで、カバー内に外気を取り込む構成を採用してもよい。   In the hot water supply unit 20 of the present embodiment, the cooling device 21c is disposed at the lower end of the side surface portion of the cover 21a, that is, below the space 21d, and is used to suck outside air (air) from the outside of the cover 21a. Although the configuration in which the outside air is sent into the inside is adopted, instead of this, a configuration in which the cooling device 21c is provided in the space 21d or the space 21e and the air is allowed to flow in the space may be adopted. A configuration may be adopted in which the device 21c is provided in the opening 21e0 of the cover 21a and the air in the cover 21a is exhausted to take outside air into the cover.

また、第1及び第2の実施形態の給湯ユニット20では、貯湯タンク21を構成するカバー21aはタンク本体21b全体を覆う構成を採用したが、これに代えて、タンク本体21bの上部と側面部のみを覆う、すなわちタンク本体21bの下部を覆わない構成を採用してもよい。これにより、貯湯タンク21(タンク本体21b)の特に熱源装置10に供給される水が集まるタンク本体21bの下部が効率的に冷却されることとなる。   Further, in the hot water supply unit 20 of the first and second embodiments, the cover 21a constituting the hot water storage tank 21 is configured to cover the entire tank main body 21b, but instead, the upper portion and the side surface portion of the tank main body 21b. Alternatively, a configuration in which only the lower portion of the tank main body 21b is not covered may be employed. Thereby, especially the lower part of the tank main body 21b where the water supplied to the heat source device 10 of the hot water storage tank 21 (tank main body 21b) collects is efficiently cooled.

本発明の第3の実施形態を、図5を用いて説明する。   A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

本実施形態に係るコジェネレーションシステム1及び貯湯ユニット20では、貯湯タンク21の構成が先述の第1及び第2の実施形態に係るそれと大きく異なる。以下、これについて説明する。なお、第1及び第2の実施形態と同一又は同等の部分については、同一の符号を用いるとともにその説明を省略する。   In the cogeneration system 1 and the hot water storage unit 20 according to the present embodiment, the configuration of the hot water storage tank 21 is greatly different from that according to the first and second embodiments described above. This will be described below. In addition, about the part which is the same as that of 1st and 2nd embodiment, or equivalent, the same code | symbol is used and the description is abbreviate | omitted.

図4に、貯湯タンク21の構成を示す。貯湯タンク21は、カバー21a、タンク本体21b、冷却装置(ファン)21c等から構成される。図中、配管31,33,35,36及び温度センサ43を省略する(図1参照)。   FIG. 4 shows the configuration of the hot water storage tank 21. The hot water storage tank 21 includes a cover 21a, a tank body 21b, a cooling device (fan) 21c, and the like. In the figure, the piping 31, 33, 35, 36 and the temperature sensor 43 are omitted (see FIG. 1).

カバー21aは、第1及び第2の実施形態に示された凹状リブを有さない。枠体は、略円筒形状を有し、タンク本体21b全体を覆う。なお、図5(A)に示すように、枠体下部(側面部の下端)の一側と他側に開口21e0が設けられている。   The cover 21a does not have the concave ribs shown in the first and second embodiments. The frame has a substantially cylindrical shape and covers the entire tank body 21b. As shown in FIG. 5A, an opening 21e0 is provided on one side and the other side of the lower part of the frame (the lower end of the side surface).

冷却装置21cは、図5(A)に示すように、カバー21aの側面部の中央部の一側と他側に固定されている。冷却装置21cは、開口21c0を介して、カバー21a内の空気をカバー21a内の外に排出する。   As shown in FIG. 5A, the cooling device 21c is fixed to one side and the other side of the central portion of the side surface of the cover 21a. The cooling device 21c discharges the air in the cover 21a to the outside of the cover 21a through the opening 21c0.

冷却装置21cがカバー21a内の空気を排出することにより、カバー21a内の気圧が降下し、開口21e0からカバー21a内に外気が吸引される。吸引された外気は、図5(A)に示すように空間21dを上向きに流れる。これにより、貯湯タンク21(タンク本体21b)の特に熱源装置10に供給される水が集まる下部が効率的に冷却される。   As the cooling device 21c discharges the air in the cover 21a, the atmospheric pressure in the cover 21a drops, and the outside air is sucked into the cover 21a from the opening 21e0. The sucked outside air flows upward in the space 21d as shown in FIG. Thereby, the lower part of the hot water storage tank 21 (tank main body 21b), particularly the lower part where the water supplied to the heat source device 10 is collected, is efficiently cooled.

以上詳細に説明したように、本実施形態の給湯ユニット20及びコジェネレーションシステム1によると、先述の第1及び第2の実施形態に係るそれらと同様の効果が得られる。   As described above in detail, according to the hot water supply unit 20 and the cogeneration system 1 of the present embodiment, the same effects as those according to the first and second embodiments described above can be obtained.

なお、第1〜第3の実施形態の給湯ユニット20では、温度センサ42を用いて貯湯タンク21から熱源装置10に供給される水の温度を測定することとしたが、これに代えて、温度センサ43を用いて給湯タンク21(タンク本体21b)の下部の温度を測定し、その測定結果から貯湯タンク21(タンク本体21b)の下部の水の温度を推測することとしてもよい。この際、貯湯タンク21を冷やすための空気によって温度センサ43が貯湯タンク21に先立って低温化されることを防ぐため、温度センサ43を空間21d以外の箇所に設けることが好ましい。   In the hot water supply unit 20 of the first to third embodiments, the temperature sensor 42 is used to measure the temperature of the water supplied from the hot water storage tank 21 to the heat source device 10. The temperature of the lower part of the hot water supply tank 21 (tank main body 21b) may be measured using the sensor 43, and the temperature of the water in the lower part of the hot water storage tank 21 (tank main body 21b) may be estimated from the measurement result. At this time, in order to prevent the temperature sensor 43 from being lowered in temperature prior to the hot water storage tank 21 by the air for cooling the hot water storage tank 21, it is preferable to provide the temperature sensor 43 in a place other than the space 21d.

本発明の第4の実施形態を、図6を用いて説明する。   A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

本実施形態に係るコジェネレーションシステム1及び貯湯ユニット20では、貯湯タンク21の構成が先述の第1及び第2の実施形態に係るそれと大きく異なる。以下、これについて説明する。なお、第1の実施形態と同一又は同等の部分については、同一の符号を用いるとともにその説明を省略する。   In the cogeneration system 1 and the hot water storage unit 20 according to the present embodiment, the configuration of the hot water storage tank 21 is greatly different from that according to the first and second embodiments described above. This will be described below. In addition, about the part which is the same as that of 1st Embodiment, or an equivalent part, while using the same code | symbol, the description is abbreviate | omitted.

図6に、給湯タンク21の構成を示す。貯湯タンク21は、カバー21a、タンク本体21b、アクチュエータ21f等から構成される。図中、配管31,33,35,36及び温度センサ43を省略する(図1参照)。   FIG. 6 shows the configuration of the hot water supply tank 21. The hot water storage tank 21 includes a cover 21a, a tank body 21b, an actuator 21f, and the like. In the figure, the piping 31, 33, 35, 36 and the temperature sensor 43 are omitted (see FIG. 1).

カバー21aは、断熱材を含んで構成されている。カバー21aは、図6(A)に示すように、タンク本体21bの側面部の一側(図中右側)及び他側(図中左側)をそれぞれ覆う2つの部分を含む。これらの下端が、アクチュエータ21fを介して、タンク本体21bの下部に固定されている。   The cover 21a includes a heat insulating material. As shown in FIG. 6A, the cover 21a includes two portions that respectively cover one side (right side in the drawing) and the other side (left side in the drawing) of the side surface portion of the tank body 21b. These lower ends are fixed to the lower part of the tank body 21b via the actuator 21f.

アクチュエータ21fは、一端がカバー21aの下端に、他端がタンク本体21bの下部に固定された形状記憶合金(SMA)から構成される板状の部材である。SMAとして、例えば、チタン−ニッケル合金を採用する。アクチュエータ21fは、タンク本体21bの下部から熱を吸収し、その温度が変態点を超えると、元の形状を回復する。ここで、湾曲した形状が記憶されているものとする。   The actuator 21f is a plate-like member made of a shape memory alloy (SMA) having one end fixed to the lower end of the cover 21a and the other end fixed to the lower portion of the tank body 21b. As the SMA, for example, a titanium-nickel alloy is employed. The actuator 21f absorbs heat from the lower part of the tank body 21b, and recovers its original shape when the temperature exceeds the transformation point. Here, it is assumed that a curved shape is stored.

SMAの変態点は、例えば、43度に定められているものとする。タンク本体21bの下部の温度(タンク内の下部に貯まっている水の温度)が43度未満の場合、図6(A)に示すように、アクチュエータ21fは平らな形状を維持し、カバー21aはタンク本体21bを覆う。タンク本体21bの下部の温度が43度を超えると、図6(B)に示すように、アクチュエータ21fは予め記憶した湾曲した形状を回復し、カバー21aの上端が開いてタンク本体21bから離間する。それにより、タンク本体21bの上部が外気に触れ、冷却される。   It is assumed that the SMA transformation point is set at, for example, 43 degrees. When the temperature of the lower part of the tank body 21b (the temperature of water stored in the lower part of the tank) is less than 43 degrees, as shown in FIG. 6A, the actuator 21f maintains a flat shape, and the cover 21a The tank body 21b is covered. When the temperature of the lower portion of the tank main body 21b exceeds 43 degrees, the actuator 21f recovers the previously stored curved shape as shown in FIG. 6B, and the upper end of the cover 21a is opened and separated from the tank main body 21b. . Thereby, the upper part of the tank main body 21b is exposed to the outside air and cooled.

以上詳細に説明したように、本実施形態の給湯ユニット20によると、アクチュエータ21fを用いてカバー21aをタンク本体21bから離間することで貯湯タンク21を冷却する。それにより、第1及び第2の実施形態に係る給湯ユニット20と同様の効果が得られる。給湯ユニット20のように湿度の高い環境下では、電動器具を含まないSMAから構成されたアクチュエータ21fは特に好適である。また、温度センサ42,43及び冷却装置21cも要さず、給湯ユニット20を簡素に構成することが可能となる。   As described above in detail, according to the hot water supply unit 20 of the present embodiment, the hot water storage tank 21 is cooled by separating the cover 21a from the tank body 21b using the actuator 21f. Thereby, the effect similar to the hot water supply unit 20 which concerns on 1st and 2nd embodiment is acquired. In a high humidity environment such as the hot water supply unit 20, the actuator 21f composed of SMA not including the electric appliance is particularly suitable. Further, the temperature sensors 42 and 43 and the cooling device 21c are not required, and the hot water supply unit 20 can be simply configured.

なお、SMAから構成されるアクチュエータ21fに代えて電動アクチュエータを採用してもよい。係る場合、第1及び第2の実施形態と同様に、温度センサ42又は43の測定結果に応じて電動アクチュエータを作動して、カバー21aをタンク本体21bから離間する。   An electric actuator may be adopted instead of the actuator 21f configured from SMA. In such a case, as in the first and second embodiments, the electric actuator is operated according to the measurement result of the temperature sensor 42 or 43 to separate the cover 21a from the tank body 21b.

また、カバー21aにブラインドを設け、これをアクチュエータ21f又は電動アクチュエータを用いて開けることで、カバー21a内に外気を通してタンク本体21bを冷却する構成を採用してもよい。   Further, a configuration may be adopted in which a blind is provided in the cover 21a and the tank body 21b is cooled by passing outside air into the cover 21a by opening the blind using the actuator 21f or an electric actuator.

また、第1〜第3の実施形態に係る給湯ユニット20において、貯湯タンク21の下部と熱源装置10との間の配管31にラジエータを配置し、これを併用して熱源装置10に供給する水を冷却してもよい。   Moreover, in the hot water supply unit 20 according to the first to third embodiments, a radiator is disposed in the pipe 31 between the lower part of the hot water storage tank 21 and the heat source device 10, and this is used together to supply water to the heat source device 10. May be cooled.

また、制御装置50は温度センサー42の測定結果に基づいて水温が閾値より高いか否かを判断しているが、燃料電池等熱源装置に送られる前に閾値に達しそうか否かを判断(数秒後の温度を推定)する方が好ましいので、温度センサー43の測定結果に基づいて、かつ、冷却装置の運転状況から、温度センサー43の測定結果を補正して(冷却装置が少し前に運転していた場合には温度センサー43の信号とタンク本体21b内の水温にズレが生じている場合があるので、補正して水温を推定して)冷却装置21cの動作を決めるようにしてもよい。特に、冷却装置が作動しているにも係わらず、補正後の温度が所定時間を経ても改善しない場合には、冷却装置21cとしてファン総風量をファンにかける電圧等をコントロールして、例えば電圧の低い静音運転から、電圧の高い(回転数を高くして多少の騒音が出る)冷却優先運転等に切り替えることが好ましい。   Further, the control device 50 determines whether or not the water temperature is higher than the threshold value based on the measurement result of the temperature sensor 42, but determines whether or not the threshold value is likely to be reached before being sent to the heat source device such as a fuel cell ( It is preferable to estimate the temperature after several seconds), so that the measurement result of the temperature sensor 43 is corrected based on the measurement result of the temperature sensor 43 and from the operation status of the cooling device (the cooling device is operated slightly before). In such a case, there may be a deviation between the signal of the temperature sensor 43 and the water temperature in the tank main body 21b. Therefore, the operation of the cooling device 21c may be determined by correcting and estimating the water temperature. . In particular, when the corrected temperature does not improve even after a predetermined time despite the cooling device being operated, the cooling device 21c controls the voltage applied to the fan with the fan total air volume, for example, the voltage It is preferable to switch from a quiet operation with a low voltage to a cooling priority operation with a high voltage (a slight noise is generated by increasing the rotational speed).

また、タンク本体21bの材質はステンレスであっても、銅であっても、熱伝達(送風による冷却)が許されるならばプラスチックであってもかまわない。特にタンク本体21bをプラスチックとした場合には、リブなしの発泡スチロール製枠体として(リブがない分薄肉となり)コストダウンが計られ、かつ、リブ付きプラスチック製タンク本体21bとすることでリブが送風通路とタンクの補強材の2つを兼用できるため、プラスチック製タンクも薄肉となりかつ、従来タンク表面に必要であったグラスウール補強も必要がなくなり、プラスチック製タンクが樹脂による射出成形のみで成形することができるので、コストダウンが図られる。このように、カバー21aによって形成されていた空間21d,21eは、タンク本体21bによって形成されていてもカバー21aによって形成されていても、その両方によって形成されていてもかまわない。   The material of the tank body 21b may be stainless steel, copper, or plastic if heat transfer (cooling by blowing) is allowed. In particular, when the tank body 21b is made of plastic, the cost can be reduced as a foamed polystyrene frame without ribs (becomes thin because there is no rib), and the ribs are blown by using the plastic tank body 21b with ribs. Since both the passage and tank reinforcements can be used together, the plastic tank will be thin, and the glass wool reinforcement required on the surface of the tank will no longer be necessary. The plastic tank will be molded only by resin injection molding. Can reduce costs. Thus, the spaces 21d and 21e formed by the cover 21a may be formed by the tank body 21b, the cover 21a, or both.

また、貯湯タンク本体21bの表面をカバー21aで覆い、放熱と断熱をコントロールしたが、図7に示すように貯湯ユニット20の内側をカバー21aで覆い、空間21d,21e内に、温度センサ41〜43、制御装置50、配管33、等が設けられているようにしてもよい、この場合には、リブに相当するものは存在しない。   Moreover, although the surface of the hot water storage tank main body 21b was covered with the cover 21a and heat dissipation and heat insulation were controlled, the inside of the hot water storage unit 20 was covered with the cover 21a as shown in FIG. 43, the control device 50, the piping 33, and the like may be provided. In this case, there is no equivalent to the rib.

本発明の貯湯ユニット20は、燃料電池等の熱源装置10を停止することなく連続運転するのに好適である。また、本発明のコジェネレーションシステム1は、熱源装置10の排熱を利用して効率良く給湯するのに好適である。   The hot water storage unit 20 of the present invention is suitable for continuous operation without stopping the heat source device 10 such as a fuel cell. Moreover, the cogeneration system 1 of the present invention is suitable for efficiently supplying hot water using the exhaust heat of the heat source device 10.

1…コジェネレーションシステム
10…熱源装置
20…貯湯ユニット
21…給湯タンク
21a…カバー
21b…タンク本体
21c…冷却装置
21f…アクチュエータ
21d,21e…空間
31〜36…配管
38…循環ポンプ
39…弁
41〜43…温度センサ
50…制御装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cogeneration system 10 ... Heat source device 20 ... Hot water storage unit 21 ... Hot water supply tank 21a ... Cover 21b ... Tank main body 21c ... Cooling device 21f ... Actuator 21d, 21e ... Space 31-36 ... Piping 38 ... Circulation pump 39 ... Valve 41- 43 ... temperature sensor 50 ... control device

Claims (7)

熱を発する熱源装置内で昇温した湯水を貯える貯湯ユニットであって、
湯水を貯える貯湯タンクと、
前記貯湯タンクから前記熱源装置に水を供給するとともに、該熱源装置から水を前記貯湯タンクに回収する循環装置と、
前記熱源装置に供給される水の温度に応じて前記貯湯タンクを冷却する冷却装置と、
を備え、
前記冷却装置は、前記貯湯タンクの表面に接して配設された第1流路内に空気を送ることで前記貯湯タンクを冷却し、
前記第1流路は、上下方向に延設され、
前記冷却装置は、前記空気を、前記第1流路内を下方から上方に送ることを特徴とする、貯湯ユニット。
A hot water storage unit for storing hot water heated in a heat source device that generates heat,
A hot water storage tank for storing hot water,
A circulation device for supplying water from the hot water storage tank to the heat source device and collecting water from the heat source device to the hot water storage tank;
A cooling device for cooling the hot water storage tank according to the temperature of water supplied to the heat source device;
With
The cooling device cools the hot water storage tank by sending air into the first flow path disposed in contact with the surface of the hot water storage tank,
The first flow path extends vertically.
The hot water storage unit, wherein the cooling device sends the air from below to above in the first flow path .
前記冷却装置は、前記貯湯タンクの表面から離間し、前記貯湯タンクの上側で前記第1流路の上端と一端を接続し、前記貯湯タンクの下側で前記第1流路の下端に他端を近接して配設された第2流路の前記他端から前記空気を排気することを特徴とする、請求項に記載の貯湯ユニット。 The cooling device is spaced apart from the surface of the hot water storage tank, connects the upper end and one end of the first flow path above the hot water storage tank, and the other end to the lower end of the first flow path below the hot water storage tank 2. The hot water storage unit according to claim 1 , wherein the air is exhausted from the other end of the second flow path disposed adjacent to the second flow path. 前記貯湯タンクは、断熱材により覆われ、The hot water storage tank is covered with a heat insulating material,
前記第1流路は、前記断熱材と前記貯湯タンクとの間に設けられることを特徴とする、請求項1又は2に記載の貯湯ユニット。  The hot water storage unit according to claim 1 or 2, wherein the first flow path is provided between the heat insulating material and the hot water storage tank.
熱を発する熱源装置内で昇温した湯水を貯える貯湯ユニットであって、
湯水を貯える貯湯タンクと、
前記貯湯タンクから前記熱源装置に水を供給するとともに、該熱源装置から水を前記貯湯タンクに回収する循環装置と、
前記熱源装置に供給される水の温度に応じて前記貯湯タンクを冷却する冷却装置と、
を備え、
前記貯湯タンクは、断熱材により覆われ、
前記冷却装置は、前記断熱材を前記貯湯タンクから離間させることで前記貯湯タンクを冷却することを特徴とする、貯湯ユニット。
A hot water storage unit for storing hot water heated in a heat source device that generates heat,
A hot water storage tank for storing hot water,
A circulation device for supplying water from the hot water storage tank to the heat source device and collecting water from the heat source device to the hot water storage tank;
A cooling device for cooling the hot water storage tank according to the temperature of water supplied to the heat source device;
With
The hot water storage tank is covered with a heat insulating material,
The said cooling device cools the said hot water storage tank by separating the said heat insulating material from the said hot water storage tank, The hot water storage unit characterized by the above-mentioned.
前記冷却装置は、前記熱源装置に供給される水の温度を測定する水温センサを有することを特徴とする、請求項1〜のいずれか一項に記載の貯湯ユニット。 The hot water storage unit according to any one of claims 1 to 4 , wherein the cooling device includes a water temperature sensor that measures a temperature of water supplied to the heat source device. 前記冷却装置は、前記貯湯タンクの下部の表面温度を測定する温度センサを有することを特徴とする、請求項1〜のいずれか一項に記載の貯湯ユニット。 The hot water storage unit according to any one of claims 1 to 4 , wherein the cooling device includes a temperature sensor that measures a surface temperature of a lower portion of the hot water storage tank. 前記熱源装置である燃料電池と、
請求項1〜のいずれか一項に記載の貯湯ユニットと、
を備えるコジェネレーションシステム。
A fuel cell as the heat source device;
The hot water storage unit according to any one of claims 1 to 6 ,
Cogeneration system with
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