JP6902740B2 - コージェネレーションシステム及びその運転方法 - Google Patents
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Description
燃料電池と、
前記燃料電池の運転に伴って発生する排熱によって生成された第一温水を貯留する貯湯タンクと、
前記貯湯タンクから浴槽まで延びる給湯経路と、
前記貯湯タンクに貯留された前記第一温水の温度を検出する第一温度センサと、
前記浴槽の水位を検出する水位センサと、
前記浴槽の水温を検出する第二温度センサと、
前記貯湯タンクに貯留された前記第一温水の前記浴槽への供給を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、下記の(i)、(ii)、(iii)、及び(iv)の条件が満たされているときに、前記貯湯タンクに貯留された前記第一温水を、前記給湯経路を通過させて前記浴槽に供給するとともに、前記給湯経路の出口における第二温水の温度を前記浴槽の湯張りにおける目標温度よりも高い給湯温度に調節する、
コージェネレーションシステムを提供する。
(i)前記浴槽の湯張りを実行すべきである。
(ii)前記水位センサによって検出された前記水位が前記浴槽に残り湯があることを示し、かつ、前記水位が前記浴槽の前記湯張りにおける目標水位未満である。
(iii)前記第一温度センサによって検出された前記第一温水の温度が第一閾値以上である。
(iv)前記第二温度センサによって検出された前記浴槽の前記水温が前記目標温度未満である。
特許文献1に記載されているように、入浴等で温水が使用される場合に貯湯タンクに貯められた温水を浴槽に供給することにより、燃料電池の運転に伴って発生する排熱を入浴に利用できる。一方、浴槽の湯張りにおいて浴槽に残り湯があるケースが想定される。例えば、防災意識の高まりにより、浴槽に常に水又はお湯を貯めておくユーザも存在する。しかし、特許文献1では、浴槽に残り湯があるときに貯湯タンクに貯められた温水を供給する望ましい方法について何ら検討されていない。そこで、本発明者らは、浴槽の湯張りにおいて浴槽に残り湯があるケースにおいて貯湯タンクに貯められた温水を供給する方法について日夜検討を重ねた。その結果、本発明者らは、浴槽の残り湯の状態を考慮して、貯湯タンクに貯められた温水を用いて浴槽の湯張りの目標温度よりも高い温度で浴槽に給湯することにより、燃料電池の運転に伴って発生する排熱の利用を促進できることを新たに見出した。本発明者らは、この新たな知見に基づいて本開示のコージェネレーションシステムを案出した。
本開示の第1態様に係るコージェネレーションシステムは、
燃料電池と、
前記燃料電池の運転に伴って発生する排熱によって生成された第一温水を貯留する貯湯タンクと、
前記貯湯タンクから浴槽まで延びる給湯経路と、
前記貯湯タンクに貯留された前記第一温水の温度を検出する第一温度センサと、
前記浴槽の水位を検出する水位センサと、
前記浴槽の水温を検出する第二温度センサと、
前記貯湯タンクに貯留された前記第一温水の前記浴槽への供給を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、下記の(i)、(ii)、(iii)、及び(iv)の条件が満たされているときに、前記貯湯タンクに貯留された前記第一温水を、前記給湯経路を通過させて前記浴槽に供給するとともに、前記給湯経路の出口における第二温水の温度を前記浴槽の湯張りにおける目標温度よりも高い給湯温度に調節する。
(i)前記浴槽の湯張りを実行すべきである。
(ii)前記水位センサによって検出された前記水位が前記浴槽に残り湯があることを示し、かつ、前記水位が前記浴槽の前記湯張りにおける目標水位未満である。
(iii)前記第一温度センサによって検出された前記第一温水の温度が第一閾値以上である。
(iv)前記第二温度センサによって検出された前記浴槽の前記水温が前記目標温度未満である。
(v)前記水位センサによって検出された前記水位が前記浴槽に残り湯がないことを示す。
(vi)前記第一温度センサによって検出された前記第一温水の温度が第二閾値以上である。
(vii)前記第一温度センサによって検出された前記第一温水の温度が前記目標温度に基づいて定められた第三閾値未満である。
燃料電池の運転に伴って発生する排熱を用いて第一温水を生成することと、
前記第一温水を貯湯タンクに貯めることと、
前記貯湯タンクに貯留された前記第一温水の温度を検出することと、
前記浴槽の水位を検出することと、
前記浴槽の水温を検出することと、
下記の(i)、(ii)、(iii)、及び(iv)の条件が満たされているときに、前記貯湯タンクに貯留された前記第一温水を前記浴槽に供給するとともに、前記貯湯タンクから前記浴槽まで延びる給湯経路の出口における第二温水の温度を前記浴槽の湯張りにおける目標温度よりも高い給湯温度に調節することと、を含む。
(i)前記浴槽の湯張りを実行すべきである。
(ii)前記浴槽の前記水位が前記浴槽に残り湯があることを示し、かつ、前記水位が前記浴槽の前記湯張りにおける目標水位未満である。
(iii)前記貯湯タンクに貯留された前記第一温水の温度が第一閾値以上である。
(iv)前記浴槽の前記水温が前記浴槽の前記目標温度未満である。
図1に示す通り、コージェネレーションシステム1は、燃料電池11と、貯湯タンク20と、給湯経路35と、第一温度センサ25aと、水位センサ42と、第二温度センサ44と、制御装置70とを備えている。貯湯タンク20は、燃料電池11の運転に伴って発生する排熱によって生成された第一温水を貯留する。給湯経路35は、貯湯タンク20から浴槽40まで延びている。第一温度センサ25aは、貯湯タンク20に貯留された第一温水の温度を検出する。水位センサ42は、浴槽40の水位を検出する。第二温度センサ44は、浴槽40の水温を検出する。制御装置70は、貯湯タンク20に貯留された第一温水の浴槽40への供給を制御する。制御装置70は、下記の(i)、(ii)、(iii)、及び(iv)の条件が満たされているときに、貯湯タンク20に貯留された第一温水を、給湯経路35を通過させて浴槽40に供給させる。加えて、制御装置70は、給湯経路35の出口における第二温水の温度を浴槽40の湯張りにおける目標温度Tgよりも高い給湯温度Tsに調節する。第二温水は、貯湯タンク20から給湯経路35の出口に移動した第一温水のみを含んでいてもよいし、必要に応じて、第一温水と市水とが混合されて生成されてもよい。
(i)浴槽40の湯張りを実行すべきである。
(ii)水位センサ42によって検出された水位が浴槽40に残り湯があることを示し、かつ、水位が浴槽40の湯張りにおける目標水位Lg未満である。
(iii)第一温度センサ25aによって検出された第一温水の温度が第一閾値Th1以上である。
(iv)第二温度センサによって検出された浴槽の水温が目標温度Tg未満である。
(v)水位センサ42によって検出された水位が浴槽40に残り湯がないことを示す。
(vi)第一温度センサ25aによって検出された第一温水の温度が第二閾値Th2以上である。
(vii)第一温度センサ25aによって検出された第一温水の温度が目標温度Tgに基づいて定められた第三閾値Th3未満である。
11 燃料電池
20 貯湯タンク
30 循環経路
35 給湯経路
38 バックアップ熱源機
25a 第一温度センサ
40 浴槽
42 水位センサ
44 第二温度センサ
52 熱交換器
70 制御装置
Claims (7)
- 燃料電池と、
前記燃料電池の運転に伴って発生する排熱によって生成された第一温水を貯留する貯湯タンクと、
前記貯湯タンクから浴槽まで延びる給湯経路と、
前記貯湯タンクに貯留された前記第一温水の温度を検出する第一温度センサと、
前記浴槽の水位を検出する水位センサと、
前記浴槽の水温を検出する第二温度センサと、
前記貯湯タンクに貯留された前記第一温水の前記浴槽への供給を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、下記の(i)、(ii)、(iii)、及び(iv)の条件が満たされているときに、前記貯湯タンクに貯留された前記第一温水を、前記給湯経路を通過させて前記浴槽に供給するとともに、前記給湯経路の出口における第二温水の温度を前記浴槽の湯張りにおける目標温度よりも高い給湯温度に調節し、
前記制御装置は、前記条件が満たされ、かつ、前記第一温度センサによって検出された前記第一温水の温度が前記給湯温度よりも低いときに、前記給湯温度より高い温度を有する市水と前記第一温水とを混合して前記第二温水の温度を前記給湯温度に調節する、
コージェネレーションシステム。
(i)前記浴槽の湯張りを実行すべきである。
(ii)前記水位センサによって検出された前記水位が前記浴槽に残り湯があることを示し、かつ、前記水位が前記浴槽の前記湯張りにおける目標水位未満である。
(iii)前記第一温度センサによって検出された前記第一温水の温度が第一閾値以上である。
(iv)前記第二温度センサによって検出された前記浴槽の前記水温が前記目標温度未満である。 - 前記制御装置は、前記(i)、(ii)、(iii)、及び(iv)の条件が満たされ、かつ、前記第一温度センサによって検出された前記第一温水の温度が前記給湯温度よりも高いときに、前記給湯温度より低い温度を有する市水と前記第一温水とを混合して前記第二温水の温度を前記給湯温度に調節する、請求項1に記載のコージェネレーションシステム。
- 前記浴槽に供給されるべき水を加熱するバックアップ熱源機をさらに備えた、請求項1又は2に記載のコージェネレーションシステム。
- 前記浴槽に供給されるべき水を加熱するバックアップ熱源機と、
前記貯湯タンクに貯留された前記第一温水と暖房装置の熱媒体との間で熱交換を生じさせる熱交換器と、
前記貯湯タンクと前記熱交換器とを接続している往路部分と前記熱交換器と前記貯湯タンクとを接続している復路部分とを有する循環経路と、をさらに備え、
前記制御装置は、前記(i)の条件並びに下記の(v)、(vi)、及び(vii)の条件が満たされているときに、前記バックアップ熱源機を停止させた状態で、前記貯湯タンクに貯留された前記第一温水を、前記給湯経路を通過させて前記浴槽に供給する、
請求項1〜3のいずれか1項に記載のコージェネレーションシステム。
(v)前記水位センサによって検出された前記水位が前記浴槽に残り湯がないことを示す。
(vi)前記第一温度センサによって検出された前記第一温水の温度が第二閾値以上である。
(vii)前記第一温度センサによって検出された前記第一温水の温度が前記目標温度に基づいて定められた第三閾値未満である。 - 前記制御装置は、前記(i)、(v)、(vi)、及び(vii)の条件が満たされた後、前記水位センサによって検出された前記水位が前記目標水位以上になったときに、前記浴槽への給湯を停止し、かつ、前記浴槽に貯められた第三温水を前記バックアップ熱源機によって加熱して前記目標温度に到達させる、
請求項4に記載のコージェネレーションシステム。 - 前記制御装置は、前記(i)、(v)、(vi)、及び(vii)の条件が満たされているときに、前記熱交換器への前記第一温水の供給を停止する、請求項4又は5に記載のコージェネレーションシステム。
- 燃料電池の運転に伴って発生する排熱を用いて第一温水を生成することと、
前記第一温水を貯湯タンクに貯めることと、
前記貯湯タンクに貯留された前記第一温水の温度を検出することと、
前記浴槽の水位を検出することと、
前記浴槽の水温を検出することと、
下記の(i)、(ii)、(iii)、及び(iv)の条件が満たされているときに、前記貯湯タンクに貯留された前記第一温水を前記浴槽に供給するとともに、前記貯湯タンクから前記浴槽まで延びる給湯経路の出口における第二温水の温度を前記浴槽の湯張りにおける目標温度よりも高い給湯温度に調節することと、
前記条件が満たされ、かつ、検出された前記第一温水の温度が前記給湯温度よりも低いときに、前記給湯温度より高い温度を有する市水と前記第一温水とを混合して前記第二温水の温度を前記給湯温度に調節することと、を含む、
コージェネレーションシステムの運転方法。
(i)前記浴槽の湯張りを実行すべきである。
(ii)前記浴槽の前記水位が前記浴槽に残り湯があることを示し、かつ、前記水位が前記浴槽の前記湯張りにおける目標水位未満である。
(iii)前記貯湯タンクに貯留された前記第一温水の温度が第一閾値以上である。
(iv)前記浴槽の前記水温が前記浴槽の前記目標温度未満である。
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