JP6666403B2 - 蓄熱システムおよびコージェネレーションシステム - Google Patents

Description

本発明は、排熱などの熱エネルギを熱媒で蓄熱する蓄熱技術に関する。

排熱などの熱エネルギを熱媒に熱交換し、この熱媒を蓄熱タンクに溜めることにより利用可能な熱エネルギとして蓄熱する技術が知られている。

この熱エネルギの蓄熱技術に関し、熱交換によって得られる温水を貯湯タンク内の温水の上層に戻し、下層側の温水を熱源側に戻す技術が知られている（たとえば、特許文献１、特許文献２）。

特開２００６−１７４１７号公報 特開２００７−１５５１７１号公報

ところで、このような蓄熱タンクに熱媒を溜める蓄熱システムでは、外気温度が熱媒の凍結温度以下に低下すると、熱媒が凍結するおそれがある。そこで、循環路と蓄熱タンクの下部との間にバイパス路を備え、このバイパス路を通して熱媒を蓄熱タンクの下層側に戻し、熱媒を流動させて凍結を予防している。

そして、温められた熱媒には溶存空気などの気体が生じ、循環ポンプの動作を妨げる。そこで、蓄熱タンクの下層に熱媒を戻し、蓄熱タンク内で気体と熱媒とを分離させている。このため、蓄熱タンクの底部には熱媒循環のために、排熱回収した熱媒を循環させる熱媒循環路とともに、凍結予防のためのバイパス路が設けられる。蓄熱タンクの下層部に熱媒循環路、給水路およびバイパス路を接続すると、管路の接続が複雑化する。

図７のＡに示すシステムでは、熱媒循環路１０２の高温側に切替弁１０４を設置し、この切替弁１０４と給水管路１０６との間にバイパス路１０８が接続され、このバイパス路１０８から蓄熱タンク１１０の下層に高温側の熱媒ＨＭが導入されている。凍結予防運転時、高温の熱媒ＨＭを蓄熱タンク１１０の下層に送っても、蓄熱タンク１１０内の熱媒温度が低いと蓄熱タンク１１０の温度上昇が鈍く、熱媒循環路１０２の低温側に導かれる熱媒ＨＭが凍結しない温度に達するには時間を要する。また、熱源の起動時、熱媒循環路１０２の高温側に流れる熱媒ＨＭの温度は蓄熱目標温度以下であるため、バイパス路１０８に流れる熱媒ＨＭが凍結しない温度に達するには時間を要する。つまり起動時、しばらくの間は、蓄熱タンク１１０下層部を保温する程度で、凍結予防にはならない。

また、図７のＢに示すシステムでは、熱媒循環路１０２の高温側に切替弁１０４を設置し、この切替弁１０４と蓄熱タンク１１０との間にバイパス路１０８が接続され、このバイパス路１０８から蓄熱タンク１１０の下層に高温側の熱媒ＨＭが導入されている。凍結予防運転時、高温側の熱媒ＨＭを蓄熱タンク１１０の下層に導いても、蓄熱タンク１１０内の熱媒温度が低いと、蓄熱タンク１１０の下層の温度上昇は鈍く、この場合も低温側の熱媒循環路１０２に導かれる熱媒ＨＭを凍結しない温度に達するまでには時間を要する。熱源起動時、高温側の熱媒循環路から蓄熱目標温度以下の熱媒ＨＭが導入されるが、同様に蓄熱目標温度に達するまでには時間を要する。同様に起動時、しばらくの間、蓄熱タンク１１０の下層を温める程度である。しかもこのシステムでは、蓄熱タンク１１０と管路の溶接箇所が多く、熱媒漏れ対策が必要であるし、熱伝導箇所（ヒートブリッジ）の増加は熱媒ＨＭの保温性能を低下させるおそれがある。

そこで、本発明の目的は、溶存空気などの気体と熱媒との分離を循環路側で行い熱媒タンクの管路接続を簡略化するとともに、熱媒の凍結予防の迅速化を図ることにある。

上記目的を達成するため、本発明の蓄熱システムの一側面によれば、熱媒を溜める熱媒タンクと、前記熱媒タンクから下層側の熱媒を取り出して熱交換器まで導く低温側管路と、前記熱交換器での熱交換後の前記熱媒を前記熱媒タンクに戻す高温側管路とからなる熱媒循環路と、外気温度を検出する第１の温度センサと、前記熱媒循環路の前記低温側管路に設置され、前記熱交換器での熱交換前の熱媒温度を検出する第２の温度センサと、前記熱媒循環路の前記高温側管路に設置され、前記熱交換器での熱交換後の熱媒温度を検出する第３の温度センサと、前記熱媒タンクの前記熱媒の取り出し側に前記熱交換後の前記熱媒を流すバイパス路と、前記熱交換後の前記熱媒を前記熱媒タンク側または前記バイパス路側に切り替える切替弁とを備え、前記第１の温度センサで検出された外気温度が所定値以下の温度を検出した場合に前記第２の温度センサの検出温度を参照し、外気温度が所定値より高い場合に前記第３の温度センサの検出温度を参照し、前記第２の温度センサの検出温度または前記第３の温度センサの検出温度がそれぞれに予め設定された温度以上であれば前記切替弁を前記熱媒タンク側に切り替え、前記第２の温度センサまたは前記第３の温度センサの検出温度がそれぞれに予め設定された温度未満であれば、前記切替弁を前記バイパス路側に切り替えて前記熱交換後の前記熱媒を流す。

上記蓄熱システムにおいて、さらに、前記熱媒循環路に備えられて前記熱媒タンクの底部に接続された縦管路と前記バイパス路とを分岐させ、前記バイパス路を通過した前記熱媒から分離した気体を前記熱媒循環路の他の部分よりも径大の前記縦管路を通して前記熱媒タンクの下層側に放出する気体放出部を備えてもよい。

上記蓄熱システムにおいて、前記バイパス路は、水平管路で構成されてもよい。

上記蓄熱システムにおいて、前記熱媒循環路は、前記低温側管路側に循環ポンプを備えてもよい。

上記目的を達成するため、本発明のコージェネレーションシステムの一側面によれば、上記蓄熱システムの前記熱媒循環路に循環させる前記熱媒に熱交換する排熱を生じる発電装置を備える。

本発明によれば、次のいずれかの効果が得られる。

(1) 熱媒に含まれる溶存空気などの気体を熱媒循環路側で分離し、熱媒タンク側に放出でき、循環ポンプなどに対する気体の影響を回避できる。

(2) 気体を熱媒循環路側で分離し、循環路を通して熱媒タンク側に放出できるので、熱媒タンクの下層側の凍結防止のための熱媒導入路に既存の循環路を利用でき、熱媒タンクの下層側の管路構成を簡略化できる。

(3) 熱交換した熱媒を熱媒タンク内の熱媒に混合させることなく、低温管路側に循環させて凍結予防に利用でき、迅速な凍結防止を図ることができる。

第１の実施の形態に係る蓄熱システムを示す図である。 第２の実施の形態に係る蓄熱システムを用いたコージェネレーションシステムを示す図である。 制御部の一例を示す図である。 発電システムの動作を示すフローチャートである。 凍結予防動作を含む蓄熱動作を示すフローチャートである。 温水循環および気体排出を示す図である。 従来の蓄熱システムを示す図である。

〔第１の実施の形態〕

図１のＡは、第１の実施の形態に係る蓄熱システムを示している。この蓄熱システム２には、蓄熱タンク４とともに、循環路６、バイパス路８、給湯路１０および給水路１２が備えられる。蓄熱タンク４は熱媒タンクの一例である。

循環路６は熱媒循環路の一例であり、温水ＨＷ−Ｈまたは温水ＨＷ−Ｌを循環させる。この循環路６には高温側管路６−１と低温側管路６−２が備えられる。高温側管路６−１は、排熱源側で加熱された高温側の温水ＨＷ−Ｈを蓄熱タンク４の上層側に導く。低温側管路６−２は、蓄熱タンク４の下層側から取り出した低温側の温水ＨＷ−Ｌを排熱源側に導く。

循環路６の高温側管路６−１にはバイパス路８を接続するための切替弁１４が設置されている。バイパス路８は、この切替弁１４と低温側管路６−２のタンク出口側近傍との間に接続されている。このバイパス路８と低温側管路６−２との分岐部１６が温水ＨＷ−Ｈから分離された溶存空気などの気体Ａｉｒを蓄熱タンク４側に放出する気体放出部を構成する。一例として、バイパス路８が水平管路、低温側管路６−２のタンク出口側の管路が縦管路を構成すれば、比重の小さい気体Ａｉｒは、温水ＨＷから浮力を受けて縦管路より蓄熱タンク４側に導かれる。

給湯時、蓄熱タンク４の上層側から温水ＨＷが給湯路１０より給湯される。この温水ＨＷは給湯需要に応じて需要箇所に供給される。このとき、給水Ｗが給水路１２を通して蓄熱タンク４の下層側に導入される。

凍結予防時、切替弁１４がバイパス路８側に切り替えられ、高温側管路６−１からの温水ＨＷ−Ｈがバイパス路８から低温側管路６−２に流れる。

図１のＢは、図１のＡのＢ部の断面を拡大して示している。高温側管路６−１からバイパス路８を経て低温側管路６−２に温水ＨＷ−Ｈをポンプなどで流動させる。この温水ＨＷ−Ｈには溶存酸素などの気体Ａｉｒが析出しており、温水ＨＷ−Ｈとともに流動している。この気体Ａｉｒが低温側管路６−２とバイパス路８の分岐部１６に到達すると、温水ＨＷ−Ｈと分離して浮力を受けて上方に移動し、蓄熱タンク４側に流れる。この気体Ａｉｒが分離した温水ＨＷ−Ｈは低温側管路６−２に流れ、循環路６を循環させることができる。この温水ＨＷ−Ｈの循環によって循環路６、バイパス路８などが温められ、凍結を防止できる。

＜第１の実施の形態の効果＞

(1) 循環路６に循環する温水ＨＷ−Ｈに含まれた気体Ａｉｒは、バイパス路８と低温側管路６−２の分岐点１６側で温水ＨＷ−Ｈから分離させることができる。

(2) 気液分離を循環路６側で行うことができ、温水ＨＷ−Ｈを蓄熱タンク４内に導入する必要がない。このため、バイパス路８は蓄熱タンク４と接続しないので、蓄熱タンク４側の管路接続が簡略化される。

(3) 凍結防止のために循環する温水ＨＷ−Ｈは、蓄熱タンク４内の温水と混合しないので、温度低下がなく、凍結防止を迅速に行える。

なお、上記例では熱媒ＨＭに温水ＨＷ−Ｈまたは温水ＨＷ−Ｌを例示しているが、水以外の熱媒体を用いてもよい。

〔第２の実施の形態〕

図２は、第２の実施の形態に係る蓄熱システムの一例であるコージェネレーションシステムを示している。図２において、図１と同一部分には同一符号を付してある。

このコージェネレーションシステム（以下単に「システム」と称する）１８には蓄熱システム２と発電システム２０とが備えられる。

蓄熱システム２は発電システム２０で生じた排熱を温水ＨＷ−Ｈを媒介として蓄熱する。蓄熱システム２の筐体内には外気温度を検出する温度センサ２２−０が設置されている。この温度センサ２２−０の検出温度により熱媒の凍結温度を監視する。この場合、熱媒温度から熱媒の凍結温度を監視してもよい。

温水ＨＷ−Ｈを溜める蓄熱タンク４には上層側から下層側に向かって一定の間隔で複数の温度センサ２２−１、２２−２、２２−３、２２−４が設置されている。蓄熱タンク４内の温水ＨＷは上層側を高温、下層側を低温となる温度傾斜を有し、これらの温度が温度センサ２２−１、２２−２、２２−３、２２−４で検出される。通常、検出温度Ｔ１〜Ｔ４はＴ１≧Ｔ２≧Ｔ３≧Ｔ４の関係となる。

循環路６には高温側管路６−１に温度センサ２２−５、低温側管路６−２に温度センサ２２−６が設置されている。排熱回収時、温度センサ２２−５には蓄熱システム２に入る高温水側の温度Ｔ５が検出される。温度センサ２２−６には蓄熱システム２から出る低温水側の温度Ｔ６が検出される。低温側管路６−２には循環路凍結予防加熱手段としてヒータ２３が設置されている。このヒータ２３はたとえば、電熱ヒータである。

給湯路１０には温水ＨＷに給水Ｗを混合するための混合弁２４が設置され、この混合弁２４を介して給湯路１０と給水路１２との間には給水バイパス路２６が接続されている。給湯時、需要箇所にあるたとえば、給湯栓２８を開くと、蓄熱タンク４から温水ＨＷ−Ｈが給湯路１０に流れる。給水バイパス路２６側の開度に応じて、給湯路１０に給水Ｗが流れ込む。この給水Ｗが温水ＨＷ−Ｈに混合され、所望の温度の温水ＨＷが給湯される。混合弁２４の蓄熱タンク４の上層側に設置された温度センサ２２−７では蓄熱タンク４側の温水ＨＷ−Ｈの温度Ｔ７が検出される。これに対し、混合弁２４の出側に設置された温度センサ２２−８では給水Ｗの混合後の温水ＨＷの温度Ｔ８が検出される。

この給湯時、給水路１２に給水Ｗが導入される。給水路１２に設置された給湯流量センサ３０が給湯流量を検出する。この給湯流量センサ３０の入側の給水温度Ｔ９が温度センサ２２−９によって検出される。

発電システム２０には発電機３２と排熱熱交換器３４とが備えられる。発電機３２はエンジン発電機、燃料電池システムなど排熱を生じる発電手段であればよい。発電機３２に生じた高温排気ＥＧが排熱熱交換器３４に通流する。この排熱熱交換器３４の筐体内の管路に温度センサ２２−１０が設置されている。この温度センサ２２−１０には、熱交換後の熱媒である温水ＨＷ−Ｈの温度が検出される。この温度センサ２２−１０を排熱熱交換器３４内に設置したことにより、循環ポンプ３６が停止して熱媒である温水ＨＷが排熱熱交換器３４内に滞留している場合、その温度を計測することができる。係る温度を計測できる場合には、温度センサ２２−１０を排熱熱交換器３４外に設置してもよく、設置位置に限定されない。

排熱熱交換器３４は高温排気ＥＧの熱を循環路６に循環する温水ＨＷに熱交換する。循環路６には熱媒である温水ＨＷを循環させる循環ポンプ３６が設置されている。この循環ポンプ３６は、発電機３２が駆動している排熱回収時に駆動する。この排熱回収時の動作には凍結防止動作が含まれる。

発電動作（凍結防止以外）では、切替弁１４が高温側管路６−１側に切り替えられ、循環ポンプ３６を駆動する。このとき、蓄熱タンク４の下層側の低温側管路６−２に低温側の温水ＨＷ−Ｌが引き出され、排熱熱交換器３４の熱交換により加熱され、温水ＨＷ−Ｈとなる。この温水ＨＷ−Ｈは、循環路６の高温側管路６−１から蓄熱タンク４の上層側に導入される。これにより、発電機３２の排熱が熱媒である温水ＨＷにより蓄熱タンク４に蓄熱される。

凍結防止動作では、切替弁１４がバイパス路８側に切り替えられ、循環ポンプ３６を駆動する。このとき、蓄熱タンク４の下層側の低温側管路６−２に低温側の温水ＨＷ−Ｌが引き出され、排熱熱交換器３４の熱交換により加熱され、温水ＨＷ−Ｈとなる。この温水ＨＷ−Ｈは、循環路６の高温側管路６−１から切替弁１４を経てバイパス路８側から低温側管路６−２に流れ、温水ＨＷ−Ｈがバイパス路８で連結された循環路６を循環する。これにより、凍結防止が図られる。

図３は、システム１８の制御系統の概要を示している。この制御系統３８には蓄熱制御部４０−１および発電制御部４０−２が含まれる。蓄熱制御部４０−１にはプロセッサ４２−１およびメモリ４４−１が備えられる。発電制御部４０−２にはプロセッサ４２−２およびメモリ４４−２が備えられる。プロセッサ４２−１はメモリ４４−１にあるプログラムを実行し、情報処理を含む蓄熱制御動作を実行するとともに、発電制御部４０−２との通信により情報の提供を受ける。また、プロセッサ４２−２はメモリ４４−２にあるプログラムを実行し、情報処理を含む発電制御動作を実行するとともに、蓄熱制御部４０−１に対して制御情報の授受を行う。蓄熱制御動作および発電制御動作には温水ＨＷの凍結防止動作が含まれる。蓄熱制御部４０−１には切替弁１４およびヒータ２３などの機能部が接続されている。ヒータ２３は温度センサ２２−６の検出温度Ｔ６に応じてＯＮ−ＯＦＦ制御が行われ、検出温度Ｔ６によりインターバル時間が決定される。

蓄熱制御部４０−１には温度センサ２２−０、２２−１〜２２−９から検出温度Ｔ０、Ｔ１〜Ｔ９が入力される。凍結防止には凍結が予想される箇所の温度を検出するたとえば、温度センサ２２−０、２２−６の検出温度Ｔ０、Ｔ６が参照される。また、発電制御部４０−２には温度センサ２２−１０の検出温度Ｔ１０が参照され、循環ポンプ３６の駆動が制御される。

図４は、発電システム２０の動作の処理手順の一例を示している。

この処理手順では、発電運転の指示の有無を判定する（Ｓ１）。発電運転の指示があれば（Ｓ１のＹＥＳ）、温度センサ２２−１０の検出温度Ｔ１０が所定温度以上であるかを判定する（Ｓ２）。Ｔ１０≧７５〔℃〕であれば（Ｓ２のＹＥＳ）、循環ポンプ３６の温水ＨＷ−Ｌの循環量を増加させ（Ｓ３）、Ｓ１に戻る。また、Ｔ１０≧７５〔℃〕でなければ（Ｓ２のＮＯ）、Ｔ１０≦７３〔℃〕であるかを判定する（Ｓ４）。Ｔ１０≦７３〔℃〕であれば（Ｓ４のＹＥＳ）、循環ポンプの循環量を減少させ（Ｓ５）、Ｓ１に戻る。また、Ｔ１０≦７３〔℃〕でなければ（Ｓ４のＮＯ）、Ｓ５をスキップし、Ｓ１に戻る。これにより、循環ポンプ３６の循環量の制御により、熱交換器３４による温水への熱交換温度、つまり、高温側の温水ＨＷ−Ｈの温度が７３〔℃〕以上、７５〔℃〕以下の温度範囲に制御される。

このような温度制御を行う発電システム２０において、発電システム２０の燃料電池にたとえば、ＳＯＦＣ（Solid Oxide Fuel Cell：固体酸化物形燃料電池）を用いた場合にはたとえば、１ヵ月に１回の２４時間停止のみで、基本的には連続運転が行われる。このＳＯＦＣでは、発電効率が高く、発電システム２０からの排熱量が少ない。このため、蓄熱タンク４に高温の熱媒を供給するには、熱媒の循環量が少なくなる。つまり、高温側の温水ＨＷ−Ｈの循環量が少なくなり、発電中に循環する低温側の温水ＨＷ−Ｌの循環量が少なく、外気温度が低い場合には、低温側熱媒である温水ＨＷ−Ｌの温度が低いと、凍結するおそれがある。このため、運転中であっても外気温度および温水ＨＷ−Ｌの温度が凍結を防止するために設定した設定温度以下で、凍結予防動作を行う。

この凍結予防動作では、切替弁１４をバイパス路８側に切り替え、蓄熱タンク４を除く外部循環回路により、低温側管路６−２に高温の温水ＨＷ−Ｈを導いて循環させ、低温側管路６−２の低温の温水ＨＷ−Ｌを高温の温水ＨＷ−Ｈで温め、凍結予防を行う。この場合、高温の温水ＨＷ−Ｈには加熱により析出した気体Ａｉｒが含まれており、この気体Ａｉｒが高温の温水ＨＷ−Ｈとともに循環ポンプ３６に到達すると、ポンプ能力が低下し、必要な循環流量を確保できないという不測の事態が生じる。このような事態を回避するため、蓄熱タンク４の下部に設定された分岐部１６で気体Ａｉｒが蓄熱タンク４側に流れ、気体Ａｉｒを含まない温水ＨＷ−Ｈを循環ポンプ３６側に流すので、気体Ａｉｒによる不都合を回避することができる。気体Ａｉｒが除かれた分だけ温水ＨＷ−Ｈの循環量を増加させることができ、凍結予防の迅速化が図られる。

図５は、凍結予防動作を含む蓄熱動作の処理手順の一例を示している。

この処理手順では、発電運転指示の有無を判定する（Ｓ１１）。発電運転の指示があれば（Ｓ１１のＹＥＳ）、温度センサ２２−０の検出温度Ｔ０を参照し、この検出温度Ｔ０が低温側温水ＨＷ−Ｌが凍結温度に降下しているかを判定する（Ｓ１２）。Ｔ０≦３〔℃〕であれば（Ｓ１２のＹＥＳ）、切替弁１４が蓄熱タンク４側に切り替えられているかを判断する（Ｓ１３）。切替弁１４が蓄熱タンク４側に切り替えられていれば（Ｓ１３のＹＥＳ）、温水ＨＷ−Ｌの検出温度Ｔ６を判定する（Ｓ１４）。Ｔ６≦５〔℃〕であれば（Ｓ１４のＹＥＳ）、切替弁１４をバイパス路８側に切り替え（Ｓ１５）、Ｓ１１に戻る。これにより、温水ＨＷ−Ｈがバイパス路８に流れ、温水ＨＷ−Ｌが温められる。また、Ｔ６≦５〔℃〕でなければ（Ｓ１４のＮＯ）、Ｓ１５をスキップしＳ１１に戻る。

また、Ｓ１３で切替弁１４が蓄熱タンク４側に切り替えられていなければ（Ｓ１３のＮＯ）、Ｔ６≧２０〔℃〕であるかを判定する（Ｓ１６）。Ｔ６≧２０〔℃〕であれば（Ｓ１６のＹＥＳ）、切替弁１４を蓄熱タンク４側に切り替える（Ｓ１７）。この場合、凍結予防は不要であるので、通常の蓄熱動作が行われる。

Ｓ１１において、発電運転指示がなければ（Ｓ１１のＮＯ）、切替弁１４をバイパス路８側に切り替える（Ｓ１８）。この状態で、外気温を判定する（Ｓ１９）。Ｔ０≦３〔℃〕であれば（Ｓ１９のＹＥＳ）、凍結予防運転を開始する（Ｓ２０）。この凍結予防運転開始に当たり、蓄熱制御部４０−１から発電制御部４０−２に凍結予防のための運転を指示する。この場合、循環ポンプ３６の能力を大に設定し、ＯＮ−ＯＦＦ運転を指示する。また、ヒータ２３の動作およびそのＯＮ−ＯＦＦ運転を指示する。この場合、温度センサ２２−６の検出温度Ｔ６を制御情報に用いてヒータ２３のインターバル時間を決定する。

また、Ｓ１２において、Ｔ０≦３〔℃〕でなければ（Ｓ１２のＮＯ）、温度センサ２２−５の検出温度Ｔ５を判定する（Ｓ２１）。Ｔ５≧７０〔℃〕であれば（Ｓ２１のＹＥＳ）、切替弁１４を蓄熱タンク４側に切り替える（Ｓ２２）。また、Ｔ５≧７０〔℃〕でなければ（Ｓ２１のＮＯ）、切替弁１４をバイパス路８側に切り替える（Ｓ２３）。一例として、検出温度７０〔℃〕を設定しているのは、配管の放熱などによる温度低下を考慮したものであり、係る値に限定されるものではない。

図６は、凍結防止時の温水循環、気体の分離および排出を示している。

凍結防止時、循環ポンプ３６を駆動し、蓄熱タンク４の下方から温水ＨＷが低温側管路６−２を通して排熱熱交換器３４へ送り込まれる。排熱熱交換器３４では高温排気ＥＧの熱が温水ＨＷに熱交換され、温水ＨＷから溶存空気などの気体Ａｉｒが気泡となって析出する。この場合、垂直配管部（縦管部）に気泡が溜まるが、この気泡が配管容積を超えた時点で下流の水平配管に流れ込む。

高温側管路６−１のＡ部では、高温側管路６−１の下側に温水ＨＷ−Ｈが流れ、この温水ＨＷ−Ｈからその上側に気体Ａｉｒが分離される。

発電システム２０側の排熱温度が低く、蓄熱タンク４に温水ＨＷを戻さない場合、低温側管路６−２の凍結予防時、切替弁１４をバイパス路８側に切り替え、温水ＨＷ−Ｈを蓄熱タンク４の下方に流す。このとき、バイパス路８と低温側管路６−２の分岐部１６側の蓄熱タンク４から垂直方向に接続された配管部では、温水ＨＷ−Ｈから分離された気体Ａｉｒが蓄熱タンク４内に放出される。

そして、気体Ａｉｒを分離した温水ＨＷ−Ｈは排熱との熱交換によって更に加熱され、蓄熱に適した温度に達する。これにより、低温側管路６−２が加熱され、凍結が防止される。

＜第２の実施の形態の効果＞

(1) この実施の形態においても第１の実施の形態と同様の効果が得られる。

(2) 循環路６の低温側管路６−２の凍結予防に排熱を利用して加熱された温水ＨＷを用いるので、効率的に凍結を防止できる。

(3) 凍結を防止できるので、信頼性の高いコージェネレーションシステムを実現することができる。

〔他の実施の形態〕

(1) 温水から分離された気体Ａｉｒを蓄熱タンク４に放出させる管路部たとえば、蓄熱タンク４との接続部分を径大にしてもよい。このようにすれば、蓄熱タンク４側へ気体Ａｉｒの放出効率を高めることができる。

(2) 上記実施の形態では、排熱を熱交換する熱媒に温水ＨＷを用いているが、温水ＨＷ以外の熱媒体を用いてもよい。

(3) 上記実施の形態では、凍結予防運転開始の契機に外気温度を用いているが、熱媒温度を用いてもよく、また、外気温度および熱媒温度の双方を用いてもよい。

以上、蓄熱システムおよびコージェネレーションシステムの最も好ましい実施の形態等について説明した。本発明は、上記記載に限定されるものではない。特許請求の範囲に記載され、または発明を実施するための形態に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能である。斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。

この蓄熱システムおよびコージェネレーションシステムによれば、排熱によって加熱された熱媒を循環路に循環させ、凍結を防止でき、システムの凍結障害を防止できる。

２ 蓄熱システム
４ 蓄熱タンク
６ 循環路
６−１ 高温側管路
６−２ 低温側管路
８ バイパス路
１０ 給湯路
１２ 給水路
１４ 切替弁
１６ 分岐部（気体放出部）
１８ コージェネレーションシステム
２０ 発電システム
２２−０、２２−１、２２−２、２２−３、２２−４、２２−５、２２−６、２２−７、２２−８、２２−９、２２−１０ 温度センサ
２３ ヒータ
２４ 混合弁
２６ 給水バイパス路
２８ 給湯栓
３０ 給湯流量センサ
３２ 発電機
３４ 排熱熱交換器
３６ 循環ポンプ
３８ 制御系統
４０−１ 蓄熱制御部
４０−２ 発電制御部
４２−１、４２−２ プロセッサ
４４−１、４４−２ メモリ
１０２ 熱媒循環路
１０４ 切替弁
１０６ 給水管路
１０８ バイパス路
１１０ 蓄熱タンク

Claims (5)

1. 熱媒を溜める熱媒タンクと、
   前記熱媒タンクから下層側の熱媒を取り出して熱交換器まで導く低温側管路と、前記熱交換器での熱交換後の前記熱媒を前記熱媒タンクに戻す高温側管路とからなる熱媒循環路と、
   外気温度を検出する第１の温度センサと、
   前記熱媒循環路の前記低温側管路に設置され、前記熱交換器での熱交換前の熱媒温度を検出する第２の温度センサと、
   前記熱媒循環路の前記高温側管路に設置され、前記熱交換器での熱交換後の熱媒温度を検出する第３の温度センサと、
   前記熱媒タンクの前記熱媒の取り出し側に前記熱交換後の前記熱媒を流すバイパス路と、
   前記熱交換後の前記熱媒を前記熱媒タンク側または前記バイパス路側に切り替える切替弁とを備え、
   前記第１の温度センサで検出された外気温度が所定値以下の温度を検出した場合に前記第２の温度センサの検出温度を参照し、外気温度が所定値より高い場合に前記第３の温度センサの検出温度を参照し、前記第２の温度センサの検出温度または前記第３の温度センサの検出温度がそれぞれに予め設定された温度以上であれば前記切替弁を前記熱媒タンク側に切り替え、前記第２の温度センサまたは前記第３の温度センサの検出温度がそれぞれに予め設定された温度未満であれば、前記切替弁を前記バイパス路側に切り替えて前記熱交換後の前記熱媒を流すことを特徴とする蓄熱システム。
2. さらに、前記熱媒循環路に備えられて前記熱媒タンクの底部に接続された縦管路と前記バイパス路とを分岐させ、前記バイパス路を通過した前記熱媒から分離した気体を前記熱媒循環路の他の部分よりも径大の前記縦管路を通して前記熱媒タンクの下層側に放出する気体放出部を備えたことを特徴とする、請求項１に記載の蓄熱システム。
3. 前記バイパス路は、水平管路で構成されることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の蓄熱システム。
4. 前記熱媒循環路は、前記低温側管路側に循環ポンプを備えることを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３に記載の蓄熱システム。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかの請求項に記載の蓄熱システムの前記熱媒循環路に循環させる前記熱媒に熱交換する排熱を生じる発電装置を備えることを特徴とするコージェネレーションシステム。
   

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