WO2007046360A1 - コージェネレーションシステム - Google Patents

Description

明 細 書

コージェネレーションシステム 技術分野

[0001] 本出願は、 2005年 10月 18日に出願された日本国特許出願第 2005— 303486 号に基づく優先権を主張する。その出願の全ての内容はこの明細書中に参照により 援用されている。

本発明は、発電機が連結されたスターリングエンジンを利用して電力を供給するこ とができ、スターリングエンジンを駆動する際に発生する熱を利用して熱エネルギを 供給することができるコージェネレーションシステムに関する。

背景技術

[0002] 発電機が連結されたスターリングエンジンを利用して電力を供給することができ、ス ターリングエンジンを駆動する際に発生する熱を利用して熱エネルギを供給すること ができるコージェネレーションシステムが提案されている。スターリングエンジンは、デ イスプレーサの前後で作動流体 (例えばヘリウムガス）を膨張、収縮させることによりデ イスプレーサ及びピストンを往復運動させる。ピストンの往復運動を、連結された発電 機に伝えて発電する。作動流体は、加熱することによって膨張させることができ、冷却 することによって収縮させることができる。作動流体を膨張させる部分を膨張空間と称 する。また、作動流体を収縮させる部分を圧縮空間と称する。

膨張空間で作動流体を加熱するために、パーナが用いられる。このパーナが燃料 を燃焼させることにより生じた燃焼ガスの熱を利用して外部に熱エネルギを供給する 。こうしてスターリングエンジンを利用して電力と熱エネルギを外部に供給することが できる。外部に供給する熱エネルギは、燃焼ガスの熱を利用した熱交換器によって 低温の液体を昇温させ、高!、熱エネルギを有する高温の液体として外部に供給する ことが多い。

特許文献 1には、発電機が連結されたスターリングエンジンを利用したコージエネレ ーシヨンシステムが開示されている。

[0003] 特許文献 1に開示されたコージェネレーションシステムでは、発電機が連結された スターリングエンジンの他に、燃焼ガスと液体との間で熱交換を行う熱交^^を備え る。熱交^^は、内部を通る液体を昇温するためのピークパーナを有する。特許文 献 1の技術では、熱交 を通る液体をピークパーナの燃焼ガスで昇温する際に、 スターリングエンジンの作動流体を加熱するためのパーナの燃焼ガスも熱交換器に 誘導する。そうすることによって熱交^^の効率を向上させる。

[0004] 特許文献 1：国際公開 WO01Z090656号パンフレット

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] 特許文献 1の技術では、スターリングエンジンの作動流体を加熱するためのパーナ の燃焼ガスを熱交^^に誘導して熱交^^の効率を向上させる。しかし特許文献 1 の技術では、ピークパーナによる燃焼ガスと、スターリングエンジンの作動流体を加 熱するパーナの燃焼ガスがひとつの熱交^^に用いられるだけであるので、熱交換 器力も排出される両方の燃焼ガスの温度はまだ大気温度よりも高温である。大気に 排出される燃焼ガスが有する熱エネルギは有効利用されない。

熱効率を一層向上させたコージェネレーションシステムが望まれて 、る。 課題を解決するための手段

[0006] 本発明は、スターリングエンジンの作動流体を加熱するパーナが生成する燃焼ガス の熱ェネルギを顕熱熱交^^で回収した後にさらに他の潜熱熱交^^でも回収す る。そうすることによって、作動流体を加熱するためのパーナが生成する燃焼ガスの 熱エネルギを効率よく回収する。回収した熱エネルギを、コージェネレーションシステ ムの外部へ熱エネルギを供給するための熱源に利用する。

本発明では、作動流体を加熱するためのパーナが生成する燃焼ガスの熱エネルギ を効率よく回収して外部へ熱エネルギを供給するための熱源に利用することによって 、コージェネレーションシステムの効率を向上させることに成功した。

[0007] 本発明は、電力と熱を供給するコージェネレーションシステムに具現ィ匕できる。この コージェネレーションシステムは、発電機が連結されているとともに、作動流体を加熱 及び冷却することによってディスプレーサを往復運動させるスターリングエンジンを備 える。スターリングエンジンの作動流体を加熱する第 1パーナと、液体を通すことによ つてスターリングエンジンの作動流体を冷却するクーラを備える。

また、第 1パーナによって生成される第 1燃焼ガスの流路の上流側に配置されてお り、第 1燃焼ガスの熱によって液体を昇温する第 1顕熱熱交換器と、第 1燃焼ガスの 流路の下流側に配置されており、第 1顕熱熱交換器を通過した第 1燃焼ガス中の水 蒸気の凝縮熱によって液体を昇温する第 1潜熱熱交 を備える。さらに、第 2バー ナと、第 2パーナによって生成される第 2燃焼ガスの流路の上流側に配置されており 、第 2燃焼ガスの熱によって液体を昇温する第 2顕熱熱交換器と、第 2燃焼ガスの流 路の下流側に配置されており、第 2顕熱熱交換器を通過した第 2燃焼ガス中の水蒸 気の凝縮熱によって液体を昇温する第 2潜熱熱交 を備える。そしてさらに、第 1 液体流路と第 2液体流路を備える。

第 1液体流路の液体流入口は、外部の第 1熱消費装置の液体排出口に接続可能 であり、第 1液体流路の液体流出口は、第 1熱消費装置の液体供給口に接続可能で ある。第 1液体流路は、その液体流入ロカ 流入する液体を、第 1潜熱熱交^^と第 2潜熱熱交^^とクーラを通過させて力 液体流出口へ導く。第 1液体流路の液体流 出口力 流出した液体は、外部の第 1熱消費装置へ送られて熱エネルギを供給する 。第 1熱消費装置の液体排出口から流出した液体は、液体流入口から第 1液体流路 へと流れ込み、再び、第 1潜熱熱交^^と第 2潜熱熱交^^とクーラを通過する。即 ち、第 1液体流路は、液体を、第 1潜熱熱交^^と第 2潜熱熱交^^とクーラと第 1熱 消費装置の間で循環させる。

第 2液体流路は、その一端から液体が供給されており、他端が第 2熱消費装置の液 体供給口に接続可能である。第 2液体流路は、供給された液体を、第 1顕熱熱交換 器と第 2顕熱熱交 を通過させて力 第 2熱消費装置の液体供給口に接続可能 な他端へ導く。

ここでいう液体は典型的には水でよいが、水に限られず液体であればよい。なお、 本明細書では、特に温水や冷水と明言しない場合には、温水であっても冷水であつ ても「水」あるいは「液体」と称することにする。

第 1燃焼ガスの熱によって液体を昇温させる第 1顕熱熱交換器と第 1潜熱熱交換器 は、物理的に独立している装置であってもよいし、一体ィ匕された装置であってもよい。 同様に、第 2燃焼ガスの熱によって液体を昇温させる第 2顕熱熱交^^と第 2潜熱熱 交^^も物理的に独立している装置であってもよいし、一体ィ匕された装置であっても よい。

また、第 1潜熱熱交^^と第 2潜熱熱交^^とクーラは、いかなる順序で第 1液体 流路に接続されていてもよい。同様に第 1顕熱熱交 と第 2顕熱熱交 も、いか なる順序で第 2液体流路に接続されて 、てもよ 、。

また、本明細書でいう「熱消費装置」とは、例えば床暖房装置やエアコンや給湯装 置や浴槽水の追!ヽ焚き (再加熱)用の熱交換装置など、液体の熱エネルギを利用す る加熱装置を総称する概念として用いている。あるいは「熱消費装置」は、給湯栓ゃ 温水シャワー等のように、水と熱を同時に消費する装置 (即ち、高い熱エネルギを有 する水を消費する装置)であってもよ 、。

[0008] 上記構成によれば、スターリングエンジンに連結された発電機によりコージエネレー シヨンシステムの外部に電力を供給することができる。その一方でスターリングェンジ ンの作動流体を加熱する第 1パーナの第 1燃焼ガスの熱エネルギと、第 2パーナの第 2燃焼ガスの熱エネルギと、スターリングエンジンのクーラが吸収した作動流体の熱ェ ネルギを熱源として、コージェネレーションシステムの外部に熱を供給することができ る。

スターリングエンジンの作動流体を加熱する第 1パーナが燃料ガスを燃焼すること により生成される第 1燃焼ガスの熱エネルギは、第 1顕熱熱交^^と第 1潜熱熱交換 器によって、それら熱交 を通過する液体中へ回収される。第 1燃焼ガスは、第 1 顕熱熱交^^と第 1潜熱熱交^^でその熱エネルギを回収されるため、最終的には 大気温度に近い温度まで低下する。即ち、第 1燃焼ガスが有する熱エネルギの大半 を回収することができる。また、第 2パーナが燃料ガスを燃焼することにより生成する 第 2燃焼ガスの熱エネルギは、第 2顕熱熱交換器と第 2潜熱熱交換器によって、それ ら熱交^^を通過する液体中へ回収される。

[0009] さらに上記構成によれば、スターリングエンジンの作動流体を冷却することによって 、作動流体が有する熱エネルギもクーラを通過する液体へと回収される。クーラで回 収された作動流体の熱エネルギも外部に供給する熱エネルギの熱源として利用する 。具体的には、第 1潜熱熱交^^と第 2潜熱熱交^^とクーラに液体を通過させる第 1液体流路を備える。

また、第 1顕熱熱交 と第 2顕熱熱交 に液体を通過させる第 2液体流路を備 える。第 2液体流路の途中に配置された第 1顕熱熱交 と第 2顕熱熱交 によ つて、第 1パーナの第 1燃焼ガスの顕熱の熱エネルギと第 2パーナの第 2燃焼ガスの 顕熱の熱エネルギを、第 2液体流路を通過する液体の温度に転換する。即ち、第 2 液体流路を流れる液体を昇温する。また、第 1潜熱熱交換器と第 2潜熱熱交換器とク 一ラと第 1液体流路によって、顕熱の熱エネルギを回収したあとの第 1燃焼ガスと第 2 燃焼ガスの潜熱の熱エネルギ、さらにはスターリングエンジンの作動流体の熱ェネル ギを、第 1液体流路を通過する液体の温度に転換する。即ち、それらの熱エネルギに よって第 1液体流路を流れる液体を昇温する。第 1液体流路力 流出する昇温した水 と、第 2液体流路力 流出する昇温した水を外部の熱消費装置へ供給することによつ て、コージェネレーションシステムの外部へ熱エネルギを供給する。

なお、第 1液体流路の液体流出口から流出した液体は、第 1熱消費装置へ供給さ れて第 1熱消費装置へ熱エネルギを与える。熱エネルギを第 1熱消費装置に与える ことによって低温となった液体を第 1熱消費装置力 再び第 1液体流路の液体流入 口へ還流させる。第 1熱消費装置へ熱エネルギを与えた後の液体は再びコージエネ レーシヨンシステムで昇温されて第 1熱消費装置へと送られる。第 1液体流路を流れ る液体の熱エネルギは無駄に消散することがな 、。 コージェネレーションシステムの 効率をより向上することができる。

以上のようにして、本発明のコージェネレーションシステムでは、第 1パーナと第 2バ ーナとクーラが発生する熱エネルギを効率よく回収して利用することができる。コージ エネレーシヨンシステムの効率を向上させることができる。

上記のコージェネレーションシステムにおいて、第 1液体流路は、第 2熱消費装置を 動作させる液体の温度よりも低い温度の液体で作動可能な第 1熱消費装置に接続さ れることが好ましい。

第 2熱消費装置としては、例えば浴室暖房装置や水を加熱して給湯する熱交換装 置等がある。第 1熱消費装置としては、例えば床暖房装置などがある。なお、床暖房 装置を動作させるために必要な液体温度は、浴室暖房装置や水を加熱して給湯す る熱交換装置を動作させる液ために必要な液体温度よりも低い。

また、第 1液体流路には、複数の第 1熱消費装置が接続されていてもよい。同様に 、第 2流路には、複数の第 2熱消費装置が接続されていてもよい。

[0011] コージェネレーションシステムが供給する熱を利用する熱消費装置には、床暖房な ど比較的に低い温度の液体で十分に動作する装置と、給湯用熱交換装置など比較 的に高い温度の液体を必要とする装置がある。

一方、潜熱熱交換器やクーラを通過した液体の温度は、顕熱熱交換器を通過して 昇温された液体の温度よりも低!ヽ。

そこで、外部に熱を供給する場合、比較的に高い温度の液体を必要とする第 2熱 消費装置には、第 2液体流路の途中に配置された第 1および第 2顕熱熱交換器を通 過させて高温となった液体を供給する。

第 2熱消費装置が必要とする液体の温度よりも低い温度の液体で十分に動作する 第 1熱消費装置には、第 1液体流路の途中に配置された第 1および第 2潜熱熱交換 器を通過させて、第 2熱消費装置に供給する液体の温度よりは低いが常温よりは高 温の液体を供給する。このときさらに、クーラによって、スターリングエンジンの作動流 体を冷却する際に吸収した熱量も、第 1液体流路を通過する液体を昇温するために 禾 IJ用することがでさる。

本発明では、第 1液体流路には第 1および第 2潜熱熱交^^とクーラを接続する。 第 2液体流路には第 1および第 2顕熱熱交換器を接続する。第 1および第 2顕熱熱交 によって第 2液体流路を通過する液体はより高温となる。第 1および第 2潜熱熱 交^^とクーラによって第 1液体流路を通過する液体は、第 2液体流路を通過した液 体よりは低温だが常温よりは高温となる。顕熱熱交^^と潜熱熱交^^の特徴を生 かして、より高温の液体と、それよりは低温だが常温よりは高温である液体の 2種類の 温度の液体を外部に供給することができる。第 2熱消費装置よりも低い温度の液体で 十分に作動する第 1熱消費装置と、第 1熱消費装置よりも高い温度の液体を必要と する第 2熱消費装置の夫々に対して適切な温度の液体を供給することができる。

[0012] 第 1液体流路は、液体流入口から流入する液体が、第 1潜熱熱交換器と第 2潜熱 熱交翻よりも先にクーラを通過するように配置されていてよい。あるいは、液体流入 ロカ 流入する液体が、第 1潜熱熱交^^と第 2潜熱熱交^^よりも後にクーラを通 過するように配置されて 、てもよ 、。

前者では、第 1熱消費装置へ熱エネルギを与えて低温となった液体を、第 1および 第 2潜熱熱交^^に先立ってクーラに通過させる。これによりクーラをより効率的に冷 却することができる。その結果、スターリングエンジンの発電効率を向上させることが できる。

後者では、第 1熱消費装置へ熱エネルギを与えて低温となった液体を、クーラよりも 先立に第 1および第 2潜熱熱交換器に通過させる。 2つの潜熱熱交換器に低温の液 体を通過させることで、 2つの潜熱熱交^^の熱交換効率を向上させることができる また、一方の潜熱熱交 を通過した液体を次にクーラを通過させ、その後に他方 の潜熱熱交^^を通過させるようにしてもょ 、。スターリングエンジンの発電効率と、 潜熱熱交換器の熱効率の両者をトレードオフしたコージェネレーションシステムを実 現できる。

第 1液体流路に対して、第 1および第 2潜熱熱交^^とクーラをどのような順番で配 置するかは、発電機の効率と、潜熱熱交換器の効率を比較してコージェネレーション システム全体の効率が最も高くなるように設定すればよ 、。

[0013] 一端が第 1潜熱熱交換器と第 2潜熱熱交換器とクーラよりも下流側で第 1液体流路 から分岐しており、他端が第 2液体流路の液体供給端に合流する第 3液体流路をさら に備えることが好ましい。

[0014] 上記の第 3液体流路によって、第 1潜熱熱交^^と第 2潜熱熱交^^とクーラを通 過して昇温された液体を第 2液体流路へ供給することができる。第 2液体流路へ供給 する液体の温度を常温よりも高くすることができるので、第 2液体流路の途中に配置 された第 1および第 2顕熱熱交 を通過した後の液体の温度をさらに高くすること ができる。あるいは、第 2液体流路へ供給する液体の温度が十分高い場合には、第 2 顕熱熱交翻において液体へ与える熱エネルギを少なくすることができる。即ち、第 2顕熱熱交換器に第 2燃焼ガスを供給する第 2パーナの出力を小さくすることができ る。コージェネレーションシステムの効率をより一層向上させることができる。

[0015] 一端が第 2熱消費装置の液体排出口と接続可能であり、他端が第 1潜熱熱交換器 と第 2潜熱熱交換器とクーラよりも上流側で第 1液体流路に連結する第 4液体流路を さらに備えることが好ましい。

[0016] 上記の第 4液体流路によって、第 2熱消費装置が排出する液体を第 1液体流路の 液体流入口に近い部分へ還流させることができる。第 2液体流路から第 2熱消費装 置へ供給された液体の熱エネルギのうち、第 2熱消費装置で消費されずに残った熱 エネルギを再びコージェネレーションシステムに戻して再利用することができる。コー ジェネレーションシステムの効率をより高くすることができる。

発明の効果

[0017] 本発明によれば、スターリングエンジンに連結された発電機によって電力を供給す ることができる。同時に、スターリングエンジンの作動流体を加熱する第 1パーナによ つて生成される燃焼ガスの顕熱と潜熱の熱エネルギ、および第 2パーナによって生成 される燃焼ガスの顕熱と潜熱の熱エネルギを回収するとともに、さらにスターリングェ ンジンの作動流体の熱エネルギも回収して外部に供給する熱エネルギの熱源に利 用する。そうすることによって電力と熱エネルギを外部に供給するコージエネレーショ ンシステムの効率を向上させることができる。

図面の簡単な説明

[0018] [図 1]本発明の第 1実施例のコージェネレーションシステムの模式図である。

[図 2]本発明の第 2実施例のコージェネレーションシステムの模式図である。

[図 3]本発明の第 3実施例のコージェネレーションシステムの模式図である。

発明を実施するための最良の形態

[0019] く第 1実施例〉 本発明の第 1実施例を説明する。図 1は、本発明の第 1実施例に係 るコージェネレーションシステム 100aの模式図である。なお、図 1には、実用化の際 には必要であるが本実施例の特徴の説明には不要な部品、例えばバルブやファン などは図示を省略してある。

コージェネレーションシステム 100aは、スターリングエンジン 110と、スターリングェ ンジン 110の膨張空間 112に隣接する第 1パーナ 120と、スターリングエンジン 110 の圧縮空間 114に隣接するクーラ 130を備える。第 1パーナ 120は、膨張空間 112 内の作動流体を加熱する。クーラ 130は、その内部に液体を通過させることによって 、圧縮空間 114内の作動流体を冷却する。

コージェネレーションシステム 100aはまた、第 1顕熱熱交換器 140と、第 1潜熱熱 交換器 150と、第 2パーナ 160と、第 2顕熱熱交換器 170と、第 2潜熱熱交換器 180 を備える。

クーラ 130と第 1潜熱熱交翻150と第 2潜熱熱交翻180は、第 1液体流路 200 の途中に配置されている。第 1液体流路 200の第 1液体流入口 202は、第 1熱消費 装置 300の液体排出口 302に接続可能であり、第 1液体流路 200の第 1液体流出口 204は、第 1熱消費装置 300の液体供給口 304に接続可能である。第 1液体流路 20 0は、第 1液体流入口 202から流入する液体を、クーラ 130と第 1潜熱熱交翻150 と第 2潜熱熱交 l80を通過させて力も第 1液体流出口 204へ導く。

第 1顕熱熱交換器 140と第 2顕熱熱交換器 170は、第 2液体流路 250の途中に配 置されて!、る。第 2液体流路 250の一端 256 (第 2液体流路入口 256と称する場合が る）力も液体が供給される。第 2液体流路 250の他端 254 (第 2液体流出口 254と称 する場合がある）は、第 2熱消費装置 310の液体供給口 314に接続可能である。第 2 液体流路 250は、第 2液体流路入口 256から供給された液体を、第 1顕熱熱交換器 140と第 2顕熱熱交 l70を通過させて力も第 2液体流出口 254へ導く。

[0020] スターリングエンジン 110には、発電機 116が連結されている。またスターリングェ ンジン 110内には往復運動可能なディスプレーサ 118及びピストン 117が内蔵されて V、る。ディスプレーサ 118に隣接する膨張空間 112の内部の作動流体 (例えばへリウ ムガスなど)を圧縮し、膨張空間 112とは反対側でディスプレーサ 118に隣接する圧 縮空間 114の内部の作動流体を圧縮することによってディスプレーサ 118及びピスト ン 117が往復運動する。このピストン 117の往復運動により発電機 116が駆動されて 発電が行われる。発電された電力は電力線 116a、 116bによりコージヱネレーシヨン システム 100aの外部に供給される。

[0021] スターリングエンジン 110の膨張空間 112内の作動流体は、膨張空間 112に隣接 して配置されている第 1パーナ 120が燃料ガスを燃焼させることによって加熱される。 また、スターリングエンジン 110の圧縮空間 114内の作動流体は、圧縮空間 114に 隣接するクーラ 130内を通過する液体によって冷却される。

[0022] 第 1パーナ 120が燃料ガスを燃焼させることによって生じる第 1燃焼ガスは、矢印 12 1に示すように、第 1燃焼ガス流路 122を通ってコージェネレーションシステム 100aの 外部に排出される。第 1燃焼ガス流路 122の上流側 (即ち、第 1パーナ 120に近い側 )には、第 1顕熱熱交換器 140が配置されている。第 1燃焼ガス流路 122の下流側（ 即ち、第 1パーナ 120から遠い側）には、第 1潜熱熱交換器 150が配置されている。 第 1顕熱熱交 l40は、その内部を通る液体と第 1燃焼ガスとの間で熱交換を行 う。即ち、第 1顕熱熱交 l40内を通過する液体は昇温される。その際、液体に伝 熱される熱エネルギは第 1燃焼ガスの顕熱の熱エネルギである。

第 1潜熱熱交翻150は、その内部を通る液体と第 1顕熱熱交翻140を通過し た後の第 1燃焼ガスとの間で熱交換を行う。即ち、第 1潜熱熱交換器 150内を通過す る液体は昇温される。その際、液体に伝熱される熱エネルギは、第 1燃焼ガス中の水 蒸気が結露する際に放出する凝縮熱の熱エネルギである。一般に、潜熱熱交 は、顕熱熱交換器よりも低い温度のガス力も熱エネルギを回収できる。従って、第 1 潜熱熱交換器 150は、第 1顕熱熱交換器 140で顕熱の熱エネルギ分だけ温度の低 下した第 1燃焼ガス力も熱エネルギを回収できる。

[0023] 第 2パーナ 160が燃料ガスを燃焼することによって生ずる第 2燃焼ガスと、第 2顕熱 熱交換器 170と、第 2潜熱熱交換器 180の関係も、第 1燃焼ガスと、第 1顕熱熱交換 器 140と、第 1潜熱熱交翻 150の関係に同じである。即ち、第 2パーナ 160が燃料 ガスを燃焼することによって生じる第 2燃焼ガスは、矢印 161に示すように、第 2燃焼 ガス流路 162を通ってコージェネレーションシステム 100aの外部に排出される。第 2 燃焼ガス流路 162の上流側 (即ち、第 2パーナ 160に近い側）には第 2顕熱熱交換 器 170が配置されている。第 2燃焼ガス流路 162の下流側（即ち、第 2パーナ 160か ら遠い側）には第 2潜熱熱交翻180が配置されている。

第 2顕熱熱交換器 170では、第 2燃焼ガスの顕熱の熱エネルギによって、その内部 を通る液体が昇温される。

第 2潜熱熱交換器 180では、第 2顕熱熱交換器 170を通過した後の第 2燃焼ガス の潜熱の熱エネルギによって、その内部を通る液体が昇温される。

なお、第 2パーナ 160は、第 1パーナ 120が生成する第 1燃焼ガスによって昇温し た液体をさらに昇温して、より高温の液体を外部に供給する（即ち、より多くの熱エネ ルギを外部に供給する）ために設けられて 、る。

また、第 1顕熱熱交翻140と第 1潜熱熱交翻150は物理的に独立していてもよ いし一体化されていてもよい。同様に、第 2顕熱熱交翻 170と第 2潜熱熱交翻 1 80は物理的に独立して!/、てもよ!/、し一体化されて!/、てもよ!/、。

[0024] クーラ 130では、クーラ 130内を通る液体によって、スターリングエンジン 110の圧 縮空間 114内の作動流体が冷却される。このとき、クーラ 130を通る液体は、圧縮空 間 114内の作動流体力も熱エネルギを吸収することによって温度が上昇する。

[0025] 次に第 1液体流路 200について説明する。コージェネレーションシステム 100aは、 高温の液体を第 1熱消費装置 300へ供給するための第 1液体流出口 204を備えて いる。また、第 1熱消費装置 300へ熱エネルギを与えた後の液体を再びコージエネレ ーシヨンシステム 100aへ循環させる第 1液体流入口 202を備えている。

コージェネレーションシステム 100aの第 1液体流入口 202は、配管 210によってク ーラ 130の流入口 132と接続されている。クーラ 130の流出口 134は、配管 212によ つて第 1潜熱熱交換器 150の流入口 152と接続されている。第 1潜熱熱交換器 150 の流出口 154は、配管 214によって第 2潜熱熱交換器 180の流入口 182に接続され ている。第 2潜熱熱交換器 180の流出口 184には、配管 216の一端が接続されてい る。配管 216の他端はコージェネレーションシステム 100aの第 1液体流出口 204とな つている。なお、クーラ 130の流入口 132から流入する液体は、クーラ 130内で昇温 されて流出口 134から流出する。同様に第 1潜熱熱交翻150の流入口 152から流 入する液体は、第 1潜熱熱交換器 150内で昇温されて流出口 154から流出する。第 2潜熱熱交翻 180の流入口 182と流出口 184についても同様である。

配管 210、 212、 214、 216によって、コージェネレーションシステム 100aの液体流 入口 202から流入する液体を、クーラ 130と第 1潜熱熱交翻150と第 2潜熱熱交換 器 180とを通過させて力 第 1液体流出口 204へ導く第 1液体流路 200が形成される 。なお、第 1液体流路 200内の液体を流動させるための第 1ポンプ 220が配管 216の 途中に配置されている。

[0026] コージェネレーションシステム 100aの第 1液体流出口 204は、第 1熱消費装置 300 の液体供給口 304に接続可能であり、コージェネレーションシステム 100aの第 1液体 流入口 202は、第 1熱消費装置 300の液体排出口 302に接続可能である。即ち、コ 一ジェネレーションシステム 100aは、第 1液体流出口 204から高温の液体を第 1熱消 費装置 300へ供給することができる。即ちコージェネレーションシステム 100aは、高 温の液体を熱媒体として外部に熱エネルギを供給することができる。第 1熱消費装置 300は、例えば床暖房装置などである。床暖房装置へ熱エネルギを与えて温度の低 下した液体が第 1液体流入口 202からコージェネレーションシステム 100aへ流入す る。

[0027] 次に第 2液体流路 250について説明する。コージェネレーションシステム 100aには 、第 1液体流出口 204とは別に、外部へ高温の液体を供給するための第 2液体流出 口 254を備えている。

第 1顕熱熱交換器 140の流入口 142には配管 260の一端が接続されている。配管 260の他端 256 (第 2液体流路入口 256)からは矢印 272に示すように、外部から常 温の水が供給される。第 1顕熱熱交翻140の流出口 144は、配管 262によって第 2顕熱熱交換器 170の流入口 172に接続されている。第 2顕熱熱交換器 170の流出 口 174には配管 264の一端が接続されている。配管 264の他端がコージエネレーシ ヨンシステム 100aの第 2液体流出口 254となっている。なお、第 1顕熱熱交翻 140 の流入口 142と流出口 144、および第 2顕熱熱交 170の流入口 172と流出口 1 74は、第 1液体流路 200を説明した際の第 1潜熱熱交翻150の流入口 152と流出 口 154と同様である。

[0028] 配管 260、 262、 264によって、配管 260の第 2液体流路入口 256から供給される 常温の水を、第 1顕熱熱交 l40と第 2顕熱熱交 l70とを通過させて力も第 2 液体流出口 254へ導く第 2液体流路 250が形成される。なお、第 2液体流路 250内 の液体を流動させるための第 2ポンプ 270が配管 260の途中に配置されている。 第 2液体流出口 254は、第 2熱消費装置 310の液体供給口 314に接続可能となつ ている。即ちコージェネレーションシステム 100aは、第 2液体流出口 254から高温の 液体を第 2熱消費装置 310へ供給することができる。コージヱネレーシヨンシステム 1 OOaは、前述した第 1液体流出口 202から外部へ熱エネルギを供給するとともに、第 2液体流出口 254からも外部へ熱エネルギを供給することができる。なお、第 2熱消 費装置 310は、例えばエアコンや給湯装置などである。

[0029] 次に、コージェネレーションシステム 100aの動作について説明する。コージエネレ ーシヨンシステム 100aは、スターリングエンジン 110によって発電機 116が駆動され て外部に電力を供給する。以下では、コージェネレーションシステム 100aが外部に 熱エネルギを供給する際の動作を、第 1液体流路 200および第 2液体流路 250を通 過する液体の温度変化を例示して説明する。

今、第 1熱消費装置 300から排出される液体の温度が 25°Cであるとする。 25°Cの 液体が流入するクーラ 130は、スターリングエンジン 110の圧縮空間 114内の作動流 体を冷却する際に得た熱エネルギによって、通過する液体を昇温する。クーラ 130の 出口では液体の温度は例えば 30°Cとなる。次に 30°Cに昇温された液体が流入する 第 1潜熱熱交翻150は、第 1パーナ 120が生成する第 1燃焼ガスの潜熱によって、 通過する液体を昇温する。その結果、第 1潜熱熱交換器 150の出口では液体の温度 は例えば 40°Cとなる。同様に、 40°Cの液体は、第 2潜熱熱交翻180を通過する際 に第 2燃焼ガスの潜熱によって昇温されて例えば 50°Cとなる。第 1液体流入口 202 力も流入した 25°Cの液体は、 50°Cに昇温されて第 1液体流出口 204に導かれ、第 1 熱消費装置 300の液体供給口 304を介して再び第 1熱消費装置 300へと供給される 。こうしてコージェネレーションシステム 100aは、第 1液体流路 200を通過する液体を 、クーラ 130と第 1潜熱熱交翻150と第 2潜熱熱交翻180によって昇温し、昇温 された液体 (即ち液体が有する熱エネルギ)を第 1熱消費装置 300へ供給する。

[0030] 一方、第 2液体流路 250の第 2液体流路入口 256から流入した液体の温度が例え ば 10°Cであるとする。 10°Cは常温での液体の温度とする。 10°Cの液体が流入する 第 1顕熱熱交換器 140は、第 1パーナ 120が生成する第 1燃焼ガスの顕熱によって、 通過する液体を昇温する。その結果、第 1顕熱熱交換器 140の出口では液体の温度 は例えば 40°Cとなる。同様に、 40°Cの液体は、第 2顕熱熱交換器 170を通過する際 に第 2燃焼ガスの顕熱によって昇温されて例えば 70°Cとなる。第 2液体流路 250の 第 2液体流路入口 256から流入した常温 10°Cの液体は、 70°Cに昇温されて第 2液 体流出口 254に導かれ、第 2熱消費装置 310の液体供給口 314を介して第 2熱消費 装置 310へと供給される。こうしてコージェネレーションシステム 100aは、第 2液体流 路 250を通過する液体を、第 1顕熱熱交換器 140と第 2顕熱熱交換器 170によって 昇温し、昇温された液体 (即ち液体が有する熱エネルギ)を第 2熱消費装置 310へ供 給する。

[0031] 以上のようにコージェネレーションシステム 100aでは、第 2液体流路 250の途中に 配置された第 1顕熱熱交 l40と第 2顕熱熱交 l70によって、第 1パーナ 120 が発生する第 1燃焼ガスの顕熱の熱エネルギと第 2パーナ 160が発生する第 2燃焼 ガスの顕熱の熱エネルギを液体へ転換し、昇温した液体を熱媒体として外部へ熱ェ ネルギを供給することができる。

また、第 1液体流路 200の途中に配置された第 1潜熱熱交換器 150と第 2潜熱熱交 l80によって、第 1パーナ 120が発生する第 1燃焼ガスの潜熱の熱エネルギと第 2パーナ 160が発生する第 2燃焼ガスの潜熱の熱エネルギを液体へ転換し、昇温し た液体を熱媒体として外部へ熱エネルギを供給することができる。このとき、クーラ 13 0によって、スターリングエンジン 110の圧縮空間 114内の作動流体の熱エネルギも 第 1液体流路 200を通過する液体に吸収される。

このようにコージェネレーションシステム 100aは、第 1パーナ 120が発生する第 1燃 焼ガスの顕熱と潜熱の熱エネルギ、および第 2パーナ 160が発生する第 2燃焼ガス の顕熱と潜熱の熱エネルギ、さらにはスターリングエンジン 110の圧縮空間 114内の 作動流体の熱エネルギを回収し、回収した熱エネルギを外部へ供給することができ る。そうすることによって、熱効率を向上させたコージェネレーションシステム 100aを 実現することができる。

[0032] ここで、第 1液体流路 200の第 1液体流出口 204は、第 2液体流路 250を流れる液 体が供給される熱消費装置 310を作動させる液体の温度よりも低い温度の液体で作 動可能な熱消費装置 300に接続されることが好ましい。即ち、第 1熱消費装置 300は 、第 2熱消費装置 310を動作させる液体よりも低温の液体で十分に動作する装置で あることが好ましい。第 1熱消費装置としては、例えば床暖房装置などがある。第 2熱 消費装置としては、例えばエアコンや給湯装置などがある。

第 1液体流路 200を流れる液体は、クーラ 130と第 1潜熱熱交 l50と第 2潜熱 熱交^^ 180によって昇温される。一方、第 2液体流路 250を流れる液体は、第 1顕 熱熱交換器 140と第 2顕熱熱交換器 170によって昇温される。顕熱熱交換器と潜熱 熱交換器の特性の違いによって、第 1液体流路 200から外部へ供給可能な液体の 温度は、第 2液体流路 250から外部へ供給可能な液体の温度よりも低い。顕熱熱交 と潜熱熱交^^の特徴を生力して、低い温度の液体で十分に作動する第 1熱 消費装置 300と、高い温度の液体を必要とする第 2熱消費装置 310の夫々に対して 適切な温度の液体を供給することができる。コージェネレーションシステム 100aが供 給する熱を効率的に利用することができる。

また、第 1液体流路 200を流れる液体がクーラ 130と第 1潜熱熱交 l50と第 2 潜熱熱交^^ 180を通過する順番はどのような順番であってもよい。順番によって夫 々独特の効果を得ることができる。

例えば、第 1液体流路 200は、液体が第 1潜熱熱交換器 150と第 2熱交換器 180よ りも先にクーラ 130を通過するように構成されてよい。そうすることによって、クーラ 13 0に、より低温の液体を通過させることができる。スターリングエンジン 110の圧縮空間 114内の作動流体をより効率的に冷却することができる。その結果、スターリングェン ジン 110に連結された発電機 116の発電効率を向上させることができる。

また、例えば、第 1液体流路 200は、液体が第 1潜熱熱交換器 150と第 2熱交換器 180より後にクーラ 130を通過するように構成されてもよい。そのような構成によって、 2つの潜熱熱交^^ 150、 180に、より低温の液体を通過させることができる。その結 果、 2つの潜熱熱交^^ 150、 180での熱交換効率を向上させることができる。 また、例えば、第 1液体流路 200は、 2つの潜熱熱交換器 150、 180のどちらか一 方の潜熱熱交^^を通過した液体を次にクーラ 130に通過させ、その後に他方の潜 熱熱交換器を通過させるように構成されてもよい。発電機 116の発電効率と、潜熱熱 交換器 150、 180の熱効率の両者をトレードオフしたコージェネレーションシステム 1 00aを実現できる。

第 1液体流路 200を流れる液体を、 2つの潜熱熱交 l50、 180とクーラ 130を どのような順番で通過させるかは、発電機 116の効率と、潜熱熱交^^の効率を比 較してコ一ジェネレーションシステム 100a全体の効率が最も高くなるように設定すれ ばよい。

[0034] く第 2実施例〉 次に、本発明の第 2実施例について説明する。図 2は、第 2実施例 のコージェネレーションシステム 100bの模式図である。このコージェネレーションシス テム 100bは、図 1に示すコージェネレーションシステム 100aに加えて、第 1液体流路 200において、クーラ 130と第 1潜熱熱交翻 150と第 2潜熱熱交翻 180よりも第 1 液体流出口 204に近い部分の分岐点 272と、第 2液体流路 250の第 2液体流路入 口 256を連通する配管 280を備える。この配管 280を第 3液体流路 280と称する。換 言すれば、第 3液体流路 280は、一端が第 1潜熱熱交換器 150と第 2潜熱熱交換器 180とクーラ 130よりも下流側の分岐点 272で第 1液体流路 200から分岐しており、 他端が第 2液体流路 250の液体供給端 256に合流する。

さらに、図 1に示すコージェネレーションシステム 100aに加えて、一端 274 (第 2液 体流入口 274とも称する）が第 2熱消費装置 310bの液体排出口 312と接続可能であ り、他端が第 1液体流路 200のうち、クーラ 130と第 1潜熱熱交翻150と第 2潜熱熱 交換器 180よりも第 1液体流入口 202に近い部分の第 1液体流路 200の合流点 276 に連通する配管 278を備える。この配管 278を第 4液体流路 278と称する。換言すれ ば、第 4液体流路 278は、一端が第 2熱消費装置 310bの液体排出口 312と連結可 能であり、他端が第 1潜熱熱交翻150と第 2潜熱熱交翻180とクーラ 130よりも 上流の合流点 276で第 1液体流路に合流する。

なお、図 1に示したコージェネレーションシステム 100aと同じ装置や部品には図 2で も同じ符号を付してあり、以下では説明を省略する。

[0035] 上記の第 3液体流路 280と第 4液体流路 278が付加されたコージェネレーションシ ステム 100bが外部に熱エネルギを供給する際の動作を説明する。

第 1液体流路 200の分岐点 272から分岐した第 3液体流路 280は、第 2液体流路 2 50の端部のうち第 2液体流路入口 256に接続されている。従って、クーラ 130と第 1 潜熱熱交 l50と第 2潜熱熱交 l80を通過して昇温された液体の一部は第 3 液体流路 280によって第 2液体流路 250の第 2液体流路入口 256に供給される。今 、クーラ 130と第 1潜熱熱交 l50と第 2潜熱熱交 l80を通過した液体の温度 が例えば 55°Cであるとする。クーラ 130と第 1潜熱熱交翻150と第 2潜熱熱交翻 180を通過した液体の温度が図 1で示した同じ場所の温度 50°Cより高くなつている 理由は後述する。図 1に示したコージェネレーションシステム 100aでは第 2液体流路 250の第 2液体流路入口 256に供給される液体の温度は常温の 10°Cであった。これ に対してコージェネレーションシステム 100bでは、第 3液体流路 280によって、第 2 液体流路 250には 55°Cの液体が供給されることになる。従って、第 1顕熱熱交 40では、流入する 55°Cの液体を例えば 70°Cに昇温できる。さらに、第 2顕熱熱交換 器 170では、流入する 70°Cの液体を例えば 85°Cに昇温できる。その結果、 85°Cに 昇温した液体を第 2熱消費装置 310bへ供給することができる。第 2熱消費装置 310 bへ供給する液体の温度を、図 1のコージェネレーションシステム 100aよりも高温の 液体とすることができる。

また、第 2熱消費装置 310bの液体排出口 312から排出された液体は、第 2液体流 入口 274からコージェネレーションシステム 100bに流入し、第 4液体流路 278によつ て、第 1液体流路 200の合流点 276で第 1熱消費装置 300から排出された液体と合 流する。第 2熱消費装置 310bは、第 1熱消費装置 300よりも高い温度の液体を必要 とする。この場合、熱エネルギを第 2熱消費装置 310bへ供給した後に液体排出口 3 12から排出される液体の温度は、熱エネルギを第 1熱消費装置 300へ供給した後に 液体排出口 302から排出される液体の温度よりも高い場合がある。その場合、第 1液 体流路 200と第 4液体流路 278の合流点 276で合流した液体の温度は、第 1熱消費 装置 300の流体排出口 302から排出される液体の温度よりも高くなる。このときの合 流後の液体の温度が例えば 30°Cであるとする。この 30°Cという温度は、図 1に示した コージェネレーションシステム 100aにおいて、クーラ 130に流入する液体の温度 25 °Cよりも高い。従って、クーラ 130では、流入する 30°Cの液体を例えば 35°Cに昇温 できる。さらに、第 1潜熱熱交翻150では、流入する 35°Cの液体を例えば 45°Cに 昇温できる。さらに第 2潜熱熱交翻180では、流入する 45°Cの液体を例えば 55°C に昇温できる。その結果、 55°Cに昇温した液体を第 1熱消費装置 300へ供給するこ とができる。第 1熱消費装置 300へ供給する液体の温度を、図 1のコージエネレーショ ンシステム 100aよりも高温の液体とすることができる。

[0037] 以上のようにコージェネレーションシステム 100bでは、上記の第 3液体流路 280に よって、クーラ 130と第 1潜熱熱交 l50と第 2潜熱熱交 l80を通過して昇温 された液体を第 2液体流路 250へ供給することができる。第 2液体流路 250へ供給す る液体の温度を常温よりも高くすることができるので、第 2液体流路 250によって第 1 顕熱熱交 l40と第 2顕熱熱交 l70を通過した後の液体の温度をさらに高く することができる。もしくは、第 2液体流路 250へ供給する液体の温度を常温よりも高 くすることができるので、第 2顕熱熱交 l70で液体を昇温させるための第 2燃焼 ガスの熱エネルギをより少なくすることができる。換言すれば、第 2パーナ 160で消費 する燃料を少なくすることができる。

[0038] また、上記の第 4液体流路 278によって、第 2熱消費装置 310bが排出する液体を 第 1液体流路 200の液体流入口 202に近い部分へ還流させることができる。第 2液体 流路 250から第 2熱消費装置 310bへ供給された液体の熱エネルギのうち、第 2熱消 費装置 310bで消費されずに残った熱エネルギを再びコージェネレーションシステム 100bの第 1液体流路 200に戻して再利用することができる。コージェネレーションシ ステム 100bの効率をより高くすることができる。

[0039] 以上、図 1と図 2で説明した本発明の実施例では、スターリングエンジン 110の膨張 部 112内の作動流体を加熱するための第 1パーナ 120が生成する第 1燃焼ガスの顕 熱と潜熱の熱エネルギ、第 2パーナ 160が生成する第 2燃焼ガスの顕熱と潜熱の熱 エネルギ、およびスターリングエンジン 110の圧縮空間 114内の作動流体から回収し た熱エネルギを外部へ熱を供給するために利用する。スターリングエンジン 110を駆 動する際に発生した熱エネルギと第 2パーナが発生した熱エネルギを効率的に利用 する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。

また、図 1と図 2で説明した実施例では、高温の液体を熱媒体にして熱エネルギを 外部に供給する第 2液体流路 250と、第 2液体流路 250によって供給される液体より は低温であるが常温よりは温度の高い液体を熱媒体にして熱エネルギを外部に供給 する第 1液体流路 200を備える。即ちコージェネレーションシステム 100a、 100bは、 異なる温度の液体を外部に供給することができる。必要とする液体の温度が異なる複 数の熱消費装置に対して、夫々の熱消費装置に適した温度の液体を供給することが できる。コージェネレーションシステムが供給する液体の温度を、熱消費装置が必要 とする液体の温度に合わせるための温度調節装置等の付加的な装置を要しない。 また、図 1と図 2で説明した本発明の実施例では、第 1熱消費装置 300と第 2熱消費 装置 310、 310bをコージェネレーションシステム 100a、 100bの外部に配置される装 置とした。一方、例えば第 2熱消費装置 310として給湯装置などを用いる場合、熱交 翻など給湯装置の一部あるいは全部をコージェネレーションシステム 100a、 100b の構成の一部に加えてもよい。

なお、図 1および図 2では、コージェネレーションシステム 100a、 100bの第 1液体 流路 200に接続される熱消費装置は、第 1熱消費装置 300ひとつだけが描かれてい るが、第 1液体流路 200には複数の第 1熱消費装置が接続されていてもよい。同様に 、図 1では、コージェネレーションシステム 100aの第 2液体流路 250に接続される熱 消費装置は、第 2熱消費装置 310ひとつだけが描かれており、図 2では、コージエネ レーシヨンシステム 100aの第 2液体流路 250に接続される熱消費装置は、第 2熱消 費装置 310bひとつだけが描かれている。し力し第 2液体流路 250には複数の第 2熱 消費装置が接続されて ヽてもよ ヽ。

また、図 1と図 2で説明した実施例において、第 1顕熱熱交換器 140と第 2顕熱熱交 翻170によって昇温された液体の一部を、クーラ 130と第 1潜熱熱交翻150と第 2潜熱熱交 l80によって昇温された液体と合流させて第 1熱消費装置 300へ供 給するようにしてもよい。具体的には、例えば、第 1液体流路 210の一部を構成する 配管 216の途中にシスターンを設ける。そのシスターンに、第 2液体流路 250の一部 を構成する配管 264の途中から分岐しており、第 2液体流路 250を流れる液体をシス ターンへと導く配管を配置する。

シスターンへと導く配管を設けることによって、第 1顕熱熱交 l40と第 2顕熱熱 交 170を通過した液体を、シスターンを介して第 1液体流路 200へと導くことが できる。そうすることによって、例えば第 2熱消費装置 310bが運転を停止している場 合や、第 2熱消費装置 310bで消費する熱量が少ない場合には、第 1顕熱熱交換器 140と第 2顕熱熱交換器 170で昇温した液体を、シスターンを介して第 1熱消費装置 300へ供給することができる。なお、図 2に示した第 2実施例の構成に上記のシスタ 一ン等を付加した構成を後述の実施例で例示する。

なお、図 1と図 2で例示した液体の温度は、コージェネレーションシステム 100a、 10 Obの動作を説明するために仮に示した値であり、実際には、パーナ 120、 160や 2つ の顕熱熱交換器 140、 170や 2つの潜熱熱交換器 150、 180の熱交換効率などによ つて変化することは 、うまでもな 、。

[0041] く第 3実施例〉 図面を参照しながら、第 3実施例に係るコージェネレーションシステ ムを説明する。図 3は、本実施例のコージェネレーションシステム 1000の構成を示し ている。

本実施例のコージェネレーションシステム 1000は、図 2に示した第 2実施例のコー ジェネレーションシステム 100bを基本として、現実に必要な様々な部品を付加したシ ステムである。なお、図面の都合上、図 2に示したコージェネレーションシステム 100b の部品と対応する部品であっても、図 3のコ一ジェネレーションシステム 1000では異 なる名称 (或いは異なる符号)を付してある場合がある。そこでまず、本実施例のコー ジェネレーションシステム 1000と、図 2のコージェネレーションシステム 100bとの対応 関係を説明する。なお、図 1および図 2では流体の流路を白抜きの線で示したが、図 3では図を簡略ィ匕するために流体の流路を 1本の線で描いてある。

[0042] コージェネレーションシステム 1000は、発電装置 1002と、第 1燃焼装置 1006と、 第 2燃焼装置 1044と、シスターン 1020と、低温暖房機 1032と、高温暖房機 1074と 、給湯器 1100と、風呂給湯器 1130を備えている。ここで、低温暖房機 1032は床暖 房機である。高温暖房機 1074とは、浴室暖房機である。床暖房機へ通過させる液体 の温度は、浴室暖房機へ通過させる液体の温度よりも低い温度でよい。そのために 床暖房機を低温暖房機 1032と称し、浴室暖房機を高温暖房機 1074と称している。 即ち、「低温暖房機」とは「高温暖房機」よりも低 、温度の液体で十分に動作する暖 房機を意味する。風呂給湯器 1130は、浴槽 1132に湯張りするために給湯する機能 と、浴槽水を追い焚きする機能を備えている。

なお、低温暖房機 1032と、高温暖房機 1074と、給湯器 1100と、風呂給湯器 113 0は、コージェネレーションシステム 1000に接続可能な外部の装置としてもよいが、こ こでは全体構成を説明しやすくするために、これらの装置を含めてコージエネレーシ ヨンシステム 1000と称することにする。

発電装置 1002内には、スターリングエンジン 110と、第 1燃焼装置 1006が配置さ れている。スターリングエンジン 110には、発電機 116が連結されている。また、スタ 一リングエンジン 110は膨張空間 112と圧縮空間（図 3では図示を省略してある。図 1 を参照されたい）を有している。スターリングエンジン 110の圧縮空間に隣接して、圧 縮空間内の作動流体を冷却するためのクーラ 130が配置されている。

[0043] 第 1燃焼装置 1006の内部には、第 1パーナ 120と、第 1顕熱熱交換器 140と、第 1 潜熱熱交翻150と、吸出しファン 1018が配置されている。なお、第 1燃焼装置 10 06の内壁によって形成される燃焼ガスの流路が、図 2に示す第 1燃焼ガス流路 122 に対応する。図 3に示すように、第 1燃焼装置 1006では、第 1燃焼装置 1006の内壁 によって形成されるガス流路（図 2の第 1燃焼ガス流路 122に相当する）の上流側（即 ち、第 1パーナ 120に近い側）に、第 1顕熱熱交翻 140が配置され、また、その下 流側 (即ち、第 1パーナ 120から遠い側）に、第 1潜熱熱交換器 150が配置されてい る。

第 2燃焼装置 1044は、第 2パーナ 160と、第 2顕熱熱交換器 170と、第 2潜熱熱交 翻180と、吹出しファン 1052を備えている。なお、第 2燃焼装置 1044の内壁によ つて形成される燃焼ガスの流路が、図 2に示した第 2燃焼ガス流路 162に対応する。 図 3に示すように、第 2燃焼装置 1006では、第 2燃焼装置 1044の内壁によって形成 されるガス流路（図 2の第 2燃焼ガス流路 162に相当する）の上流側 (即ち、第 2バー ナ 160に近い側）に、第 2顕熱熱交換器 170が配置され、また、その下流側 (即ち、 第 2パーナ 160から遠い側）に、第 2潜熱熱交翻180が配置されている。

また、図 3には、各熱交翻や低温暖房機 1032や高温暖房機 1074などを連結し 、それらの間に液体を流すための流路が描かれている。なお、コージェネレーション システム 1000の流路を流れる液体は水である。流路には、高温の水が流れる流路も あれば低温の水や冷水が流れる流路もある。

[0044] 図 3に最も太い線で示した流路 200が図 2で示した第 1液体流路 200に相当する。

具体的な対応関係は次の通りである。 図 3の第 1冷水路 1038の端部のうち、合流点 1500に接続している側の一端が、図 2に示した第 1液体流入口 202に対応する。合流点 1500から始まって、合流点 150 0に接続されて 、る第 1冷水路 1038、第 1冷水路 1038の他端に接続されて 、るクー ラ 130内の流路と、クーラ 130の流路出口と接続されている第 2冷水路 1040と、第 2 冷水路 1040の他端に接続されている第 1潜熱熱交翻150の流路と、第 1潜熱熱 交翻 150の流路出口と接続されている第 3冷水路 1042と、第 3冷水路 1042の他 端と接続されている第 2潜熱熱交 180の流路と、第 2潜熱熱交 180の流路 出口と接続されているシスターン復路 1054と、シスターン復路 1054の他端とシスタ ーン 1020を介して連通しているシスターン往路 1024によって形成される流路が図 2 に示した第 1液体流路 200に対応する。そして、図 3のシスターン往路 1024の端部 のうち、分岐点 1502に接続している側の一端が、図 2に示した第 1液体流出口 204 に対応する。

[0045] 図 3に中太線で示した流路 250が、図 2に示した第 2液体流路 250に相当する。具 体的な対応関係は次の通りである。

図 3の第 1顕熱熱交換器 140の入口 1504が、図 2に示した第 2液体流路入口 256 に対応する。第 1顕熱熱交翻140の入口 1504から始まって、第 1顕熱熱交翻1 40の流路と、第 1顕熱熱交 l40の流路出口に接続されている第 2温水路 1056 と、第 2温水路 1056の他端に接続されている第 2顕熱熱交換器 170と、第 2顕熱熱 交翻 170の流路出口と接続されている第 3温水路 1058によって形成される流路 が図 2に示した第 2液体流路 250に対応する。そして、図 3の第 3温水路 1058の端 部のうち、分岐点 1506に接続している側の一端が、図 2に示した第 2液体流出口 25 4に対応する。

[0046] また、図 3に示す分岐点 1502と第 1顕熱熱交翻140の入口 1504を繋ぐ第 1温 水路 1030が、図 2に示した第 3液体流路 280に対応する。

さらに、図 3に示す合流点 1508と合流点 1500を繋ぐ戻り経路 1078が図 2に示し た第 4液体流路 278に対応する。

[0047] また、本実施例のコージェネレーションシステム 1000では、図 2の第 2実施形態で 示した第 1液体流出口 204に相当する分岐点 1502から低温暖房往路 1028を介し て温水が低温暖房機 1032へと供給される。また低温暖房機 1032へ熱エネルギを 与えて温度が低下した水が低温暖房復路 1036を介して図 2の第 2実施形態で示し た第 1液体流入口 202に相当する合流点 1500へと流入する。即ち、低温暖房機 10 32が、図 2に示した第 1熱消費装置 300に相当する。

さらに、本実施例のコージェネレーションシステム 1000では、図 2に示した第 2液体 流出口 254に相当する分岐点 1506から、高温暖房機 1074と給湯器 1100と風呂給 湯器 1130へ高温の温水が供給される。そして、高温暖房機 1074や給湯器 1100や 風呂給湯器 1130へ熱エネルギを与えることによって温度の低下した水力 合流点 1 508へと流入する。図 3に示す合流点 1508は、図 2に示した第 2液体流入口 274に 相当する。即ち、高温暖房機 1074と給湯器 1100と風呂給湯器 1130の夫々力 図 2に示した第 2熱消費装置 310bに相当する。

[0048] 次に本実施例のコージェネレーションシステム 1000の各部の構造を具体的に説明 する。

発電装置 1002のスターリングエンジン 110は、膨張空間 112内の作動流体を第 1 燃焼装置 1006で加熱し、圧縮空間（図 1参照）内の作動流体をクーラ 130で冷却す ることによって、内部のディスプレーサ及びピストン（図 1参照）を往復運動させる。こ のピストンの往復運動を発電機 116へ伝達することによって発電機 116が発電する。 発電機 116が発電した電力は、電力制御装置 1010へ送電される。

[0049] 第 1燃焼装置 1006は、第 1パーナ 120と、第 1顕熱熱交換器 140と、第 1潜熱熱交 翻 150と、吸出しファン 1018を備えている。第 1パーナ 120は、その燃焼ガスによ つてスターリングエンジン 110の膨張空間 112を加熱する。即ち、膨張空間 112内の 作動流体を加熱する。第 1顕熱熱交換器 140は第 1燃焼装置 1006の内部を通る伝 熱管であり、伝熱管の内部を通過する水と、伝熱管の外部を流れる燃焼ガスとの間 で熱交換を行う。第 1潜熱熱交換器 150は第 1燃焼装置 1006の内部を通る伝熱管 であり、伝熱管の内部を通過する水と、伝熱管の外部を流れる燃焼ガスとの間で熱 交換を行う。第 1潜熱熱交翻150の内部は低温の水が通過するため、外部を流れ る燃焼ガスに含まれる水蒸気が第 1潜熱熱交 l50の表面に結露する。このとき の水蒸気の凝縮熱によって、第 1潜熱熱交換器 150の内部を流れる水が加熱される 。第 1パーナ 120から供給される燃焼ガスは、スターリングエンジン 110の膨張空間 1 12を加熱した後、吸出しファン 1018によって吸引されて、第 1顕熱熱交翻140と 第 1潜熱熱交翻150を通過して、外部へ排出される。

[0050] クーラ 130は、水が流れる流路を備えており、流路を流れる水と、スターリングェン ジン 110の圧縮空間（図 3では図示を省略）内の作動流体との間で熱交換を行う。ク ーラ 130には低温の水が流れるため、スターリングエンジン 110の圧縮空間（不図示 )を通過する作動流体が冷却される。

[0051] シスターン 1020は水（温水）を貯めるタンクである。シスターン 1020内には水位を 計測するための水位電極 1020a, 1020b力 S装着されている。水位電極 1020aの下 端は、シスターン 1020のハイレベル水位に位置している。水位電極 1020bの下端 は、シスターン 1020のローレベル水位に位置している。水位電極 1020aと水位電極 1020bは、水に触れていると検出信号をコントローラ 1200に出力する。コントローラ 1 200ίま、水位電極 1020a, 1020b力らの検出信号によって、シスターン 1020の水位 がハイレベル水位を超えている力、ハイレベル水位とローレベル水位の間にある力、 ローレベル水位よりも低いかを判別する。シスターン 1020内の水位は、ハイレベルと ローレベルの範囲内に位置している状態が適正状態である。コントローラ 1200は、 水位電極 1020a, 1020bからの検出信号に基づいて補給水弁 1022を開閉制御し 、シスターン 1020の水位を適正範囲に維持する。

[0052] シスターン 1020の底部には、シスターン往路 1024の一端が接続されている。シス ターン往路 1024にはポンプ 1026が設けられている。ポンプ 1026はコントローラ 12 00によって制御される。シスターン往路 1024の他端は、低温暖房往路 1028と第 1 温水路 1030に分岐して!/、る。

[0053] シスターン往路 1024から分岐した低温暖房往路 1028は、低温暖房機 1032の入 口に接続されている。本実施例の低温暖房機 1032は床暖房機である。低温暖房往 路 1028には熱動弁 1034が挿入されている。熱動弁 1034はコントローラ 1200によ つて制御される。低温暖房機 1032が使用されるときに熱動弁 1034が開かれる。低 温暖房機 1032が使用されないときは熱動弁 1034が閉じられている。低温暖房機 1 032の出口には、低温暖房復路 1036の一端が接続されている。低温暖房復路 103 6の他端は、第 1冷水路 1038に接続されている。

[0054] 第 1冷水路 1038は、クーラ 130の入口に接続している。クーラ 130の出口には、第 2冷水路 1040の一端が接続されている。第 2冷水路 1040の他端は、第 1燃焼装置 1006の第 1潜熱熱交換器 150の入口へ接続している。第 1潜熱熱交換器 150の出 口には、第 3冷水路 1042の一端が接続している。第 3冷水路 1042の他端は、第 2 燃焼装置 1044の第 2潜熱熱交翻 180の入口へ接続している。

[0055] 第 2燃焼装置 1044は、第 2パーナ 160と、第 2顕熱熱交換器 170と、第 2潜熱熱交 翻 180と、吹出しファン 1052を備えている。第 2パーナ 160で得られた燃焼ガスは 、吹出しファン 1052によって吹出され、第 2顕熱熱交換器 170の内部を流れる水と、 第 2潜熱熱交換器 180の内部を流れる水を加熱した後に、外部に排出される。第 2 顕熱熱交翻170は第 2燃焼装置 1044の内部を通る伝熱管であり、伝熱管の内部 を通過する水と、伝熱管の外部を流れる燃焼ガスとの間で熱交換を行う。第 2潜熱熱 交翻 180は第 2燃焼装置 1044の内部を通る伝熱管であり、伝熱管の内部を通過 する水と、伝熱管の外部を流れる燃焼ガスとの間で熱交換を行う。第 2潜熱熱交換器 180の内部は低温の水が通過するため、外部を流れる燃焼ガスに含まれる水蒸気が 第 2潜熱熱交換器 180の表面に結露する。このときの水蒸気の凝縮熱によって、第 2 潜熱熱交^^ 180の内部を流れる水が加熱される。

[0056] 第 2潜熱熱交翻180の出口は、シスターン復路 1054の一端に接続している。シ スターン復路 1054の他端は、シスターン 1020の底部に接続されている。

[0057] シスターン往路 1024から分岐した第 1温水路 1030は、第 1燃焼装置 1006の第 1 顕熱熱交換器 140の入口へ接続されている。第 1顕熱熱交換器 140の出口には、第 2温水路 1056の一端が接続されている。第 2温水路 1056の他端は、第 2燃焼装置 1044の第 2顕熱熱交換器 170の入口へ接続されている。第 2顕熱熱交換器 170の 出口には、第 3温水路 1058の一端が接続されている。第 3温水路 1058は、熱動弁 経路 1062、高温暖房往路 1064、給湯加熱往路 1066および風呂給湯加熱往路 10 68に分岐している。

第 1温水路 1030にはサーミスタ 1092が設けられており、第 1温水路を流れる水の 温度、すなわちシスターン 1020から汲み出される温水の温度を検出する。第 3温水 路 1058にはサーミスタ 1060が設けられており、第 3温水路 1058を流れる水の温度 を検出する。サーミスタ 1060、 1092は、検出される水温をコントローラ 1200へ出力 する。

[0058] 第 3温水路 1058から分岐した熱動弁経路 1062は、シスターン復路 1054へ接続し ている。熱動弁経路 1062には熱動弁 1070が挿入されている。熱動弁 1070はコント ローラ 1200によって制御される。また熱動弁経路 1062には、熱動弁 1070を迂回す るバイパス経路 1072が設けられて!/、る。

[0059] 第 3温水路 1058から分岐した高温暖房往路 1064は、高温暖房機 1074の入口に 接続されている。本実施例の高温暖房機 1074は浴室暖房機である。高温暖房機 1 074は熱動弁 1074aを備えている。熱動弁 1074aはコントローラ 1200によって制御 される。高温暖房機 1074が使用されるときに熱動弁 1074aが開かれる。高温暖房機 1074が使用されないときは熱動弁 1074aが閉じられている。高温暖房機 1074の出 口には高温暖房復路 1076の一端が接続されている。高温暖房復路 1076の他端は 戻り経路 1078に接続している。戻り経路 1078は、第 1冷水路 1038に接続している

[0060] 第 3温水路 1058から分岐した給湯加熱往路 1066は、熱交翻1080の第 1流路 1 080aの入口に接続している。熱交^^ 1080はその内部に第 1流路 1080aと第 2流 路 1080bを備えており、第 1流路 1080aを通過する流体と、第 2流路 1080bを通過 する流体の間で熱交換を行う。給湯加熱往路 1066には熱動弁 1082が挿入されて いる。熱交換器 1080の第 1流路 1080aの出口には、給湯加熱復路 1084の一端が 接続している。給湯加熱復路 1084の他端は、戻り経路 1078へ接続している。

[0061] 第 3温水路 1058から分岐した風呂給湯加熱往路 1068は、熱交翻1086の第 1 流路 1086aの入口に接続している。熱交^^ 1086はその内部に第 1流路 1086aと 第 2流路 1086bを備えており、第 1流路 1086aを通過する流体と第 2流路 1086bを 通過する流体の間で熱交換を行う。風呂給湯加熱往路 1068には熱動弁 1088が設 けられている。熱交^^ 1086の第 1流路 1086aの出口には、風呂給湯加熱復路 10 90の一端が接続している。風呂給湯加熱復路 1090の他端は、戻り経路 1078へ接 続している。 [0062] 給湯器 1100は、第 3燃焼装置 1102と、熱交翻1080を備えて 、る。一端が水道 に接続された水道水経路 1104は、第 3燃焼装置 1102の第 3潜熱熱交換器 1106の 入口へ接続している。水道水経路 1104には、矢印 272で示すように、その一端から 水道水が供給される。

第 3燃焼装置 1102は、第 3パーナ 1108と、第 3顕熱熱交換器 1110と、第 3潜熱熱 交翻 1106と、吹出しファン 1112を備えている。第 3パーナ 1108で得られた燃焼 ガスは、吹出しファン 1112によって吹出されて、第 3顕熱熱交換器 1110の内部を流 れる水と、第 3潜熱熱交換器 1106の内部を流れる水を加熱した後に、外部に排出さ れる。第 3顕熱熱交換器 1110は第 3燃焼装置 1102の内部を通る伝熱管であり、伝 熱管の内部を通過する水と、伝熱管の外部を流れる燃焼ガスとの間で熱交換を行う 。第 3潜熱熱交換器 1106は第 3燃焼装置 1102の内部を通る伝熱管であり、伝熱管 の内部を通過する水と、伝熱管の外部を流れる燃焼ガスとの間で熱交換を行う。第 3 潜熱熱交換器 1106の内部は低温の水が通過するため、外部を流れる燃焼ガスに含 まれる水蒸気が第 3潜熱熱交 106の表面に結露する。このときの水蒸気の凝 縮熱によって、第 3潜熱熱交 1106の内部を流れる水が加熱される。

[0063] 第 3潜熱熱交換器 1106の出口には第 1給湯路 1114の一端が接続している。第 1 給湯路 1114の他端は、熱交^^ 1080の第 2流路 1080bの入口に接続して 、る。 熱交^^ 1080の第 2流路 1080bの出口には、第 2給湯路 1116の一端が接続して いる。第 2給湯路 1116の他端は、第 3燃焼装置 1102の第 3顕熱熱交換器 1110の 入口に接続して 、る。第 3顕熱熱交翻1110の出口には、第 3給湯路 1118の一端 が接続している。第 3給湯路 1118の他端は、給湯栓 1120に接続している。給湯栓 1 120は、浴室、洗面所、台所等に配置されている。図 1では、これらの複数の給湯栓 を 1つの給湯栓 1120で表現して 、る。

[0064] 水道水経路 1104にはサーミスタ 1122と流量センサ 1128が設けられている。第 2 給湯路 1116にはサーミスタ 1124が設けられている。第 3給湯路 1118には、サーミ スタ 1126力設けられている。サーミスタ 1122、 1124、 1126は、水温を検出するセ ンサであって、検出される水温をコントローラ 1200へ出力する。流量センサ 1128は 、水量を検出するセンサであって、検出される水量をコントローラ 1200へ出力する。 [0065] 風呂給湯器 1130は、熱交^^ 1086を備えている。風呂の浴槽 1132の吸出口 11 32aに、浴槽往路 1134の一端が接続されている。浴槽往路 1134には、ポンプ 113 6が設けられている。ポンプ 1136はコントローラ 1200によって制御される。浴槽往路 1134の他端は、熱交^^ 1086の第 2流路 1086bの入口に接続している。熱交換 器 1086の第 2流路 1086bの出口には、浴槽復路 1138の一端が接続している。浴 槽復路 1138の他端は、浴槽 1132の供給口 1132bに接続して ヽる。浴槽往路 113 4には、水流スィッチ 1140とサーミスタ 1142が設けられている。浴槽復路 1138には 、水位センサ 1144が設けられている。水流スィッチ 1140、サーミスタ 1142、水位セ ンサ 1144は、コントローラ 1200に検出信号を出力する。水位センサ 1144は水圧を 検出する。コントローラ 1200は、水位センサ 1144が検出した水圧力も浴槽 1132に 張られて!/ヽる湯の水位を推定する。水流スィッチ 1140は浴槽往路 1134を水が流れ るとオンになる。サーミスタ 1142は、浴槽 1132から吸出された温水の温度を検出す る。

[0066] 給湯器 1100の第 3給湯路 1118と風呂給湯器 1130の浴槽復路 1138は、注湯路 1146を介して接続されて 、る。注湯路 1146にはソレノイド駆動タイプの注湯弁 114 8が設けられている。注湯弁 1148は、コントローラ 1200によって制御される。浴槽 11 32に湯を張るときには、注湯弁 1148が開かれる。注湯弁 1148が開かれると、第 3給 湯路 1118から注湯路 1146へ温水が流入し、注湯路 1146へ流入した温水は浴槽 復路 1138へ流入する。浴槽復路 1138へ流入した温水は、吸出口 1132aと供給口 1132bから浴槽 1132に供給される。これにより、浴槽 1132へ湯張りされる。

注湯路 1146には流量センサ 1150が設けられて 、る。流量センサ 1150は検出信 号をコントローラ 1200へ出力する。コントローラ 1200は、流量センサ 1150が検出し た流量から、浴槽 1132への湯張り量を推定する。

[0067] 給湯器 1100の第 3給湯路 1118から、補給水路 1152が分岐している。補給水路 1 152は、第 3給湯路 1118からシスターン 1020の上部へ水を供給する。補給水路 11 52には補給水弁 1022が挿入されている。

[0068] 発電機 116で発電した電力は、電力制御装置 1010へ供給される。電力制御装置 1010は、発電機 116から供給される電力を、給電ライン 1011を介して給電装置 (不 図示)へ供給する。電力は、給電装置から各電気機器 (不図示)へ供給される。電力 制御装置 1010はコントローラと通信可能である。電力制御装置 1010は、発電機 11 6から供給される電力の周波数を計測し、コントローラ 1200へ出力する。コントローラ 1200は、計測される電力の周波数力 給電装置へ供給する電力に適した周波数か ら大きく外れている場合は、電力制御装置 1010へ指示して、その電力を給電装置 へ供給せずに、ヒータ 1154へ供給させる。ヒータ 1154は、第 2温水路 1056を通過 する温水を加熱する。コントローラ 1200は、計測される電力の周波数力 給電装置 へ供給する電力に適した周波数とほぼ同じである場合は、電力制御装置 1010へ指 示して、その電力を給電装置へ供給させる。

[0069] リモコン 1202は、浴室内に配置されている。リモコン 1202はコントローラ 1200と通 信可能である。ユーザは、リモコン 1202を操作することによって、所望の給湯温度や 、風呂の湯温および湯張り量を設定することができる。リモコン 1202に入力された情 報はコントローラ 1200に出力される。コントローラ 1200は、リモコン 1202〖こ操作〖こよ つて、あるいは水位センサ 1144などのセンサからの信号によって、熱動弁やシスタ ーン 1020の水位など、コージェネレーションシステム 1000全体を制御する。なお、コ 一ジェネレーションシステム 1000全体の制御については説明を省略する。

[0070] 本実施例のコージェネレーションシステム 1000では、低温暖房機 1032や高温暖 房機 1074へ熱エネルギを与えて低温となった水や、給湯加熱によって低温となった 水を、加熱することなく発電装置 1002のクーラ 130へ供給している。これによつて、ス ターリングエンジン 110の圧縮空間（不図示）を通過する作動流体を効果的に冷却 することが可能となる。その結果、発電機 116で発生する電力を増大させることができ る。

また、本実施例では、クーラ 130において、スターリングエンジン 110の圧縮空間を 通過する作動流体の熱エネルギによって水を昇温する。スターリングエンジン 110の 膨張空間 112内の作動流体を加熱するための第 1パーナが発生する燃焼ガスの熱 エネルギだけでなぐスターリングエンジン 110の圧縮空間内の作動流体を冷却する クーラ 130から回収した熱エネルギも利用して液体 (水）を昇温する。スターリングェ ンジンを駆動する際に生じた熱エネルギを効率よく回収して外部に熱エネルギを供 給することができる。

さらに本実施例では、図 2に示した第 2熱消費装置 310bとして、高温暖房機 1074 と給湯器 1100と風呂給湯器 1130を備える。複数の第 2熱消費装置 310bに対して 高温の水を供給することができる。

また、本実施例のコージェネレーションシステム 1000は、高温の水を必要とする高 温暖房機 1074と給湯器 1100と風呂給湯器 1130に対しては、第 2液体流路 250の 途中に接続された第 1顕熱熱交 l40と第 2顕熱熱交 l70を通過して高温と なった水を供給することができる。一方、床暖房機である低温暖房機 1032は、高温 暖房機 1074などに必要な温度よりも低い温度で十分作動する。そのような低温暖房 機 1032に対しては、第 1液体流路 200の途中に接続されたクーラ 130と第 1潜熱熱 交翻 150と第 2潜熱熱交翻180によって、高温暖房機 1074などに適するほどに は高温でな!、が、低温暖房機 1032には適切な温度の温水を供給することができる。 即ち本実施例のコージェネレーションシステム 1000は、 2種類の温度の温水を供給 することができ、夫々の暖房装置に適した温度の水を同時に供給することができる。 なお、本実施例のコージェネレーションシステム 1000では、図 2に示した第 3液体 流路 280に対応する第 1温水路 1030によって、クーラ 130と第 1潜熱熱交翻150 と第 2潜熱熱交 l70を通過した水の一部が第 2液体流路 250へ供給される。 また、第 2液体流路 250によって、第 1顕熱熱交翻140と第 2顕熱熱交翻170 を通過して高温となった水の一部は、熱動弁経路 1062とバイパス経路 1072を介し て第 1液体流路 200の一部を構成するシスターン復路 1054へと導かれる。

即ち、本実施例のコージェネレーションシステム 1000では、第 1液体流路 200を通 過した水と第 2液体流路 250を通過した液体がシスターン 1020で混合する。そして シスターン 1020で混合した液体は、第 1液体流路 200と第 2液体流路 250へ分流す る。

この構成によって、低温暖房機 1032 (第 1熱消費装置に相当する）へ供給する水 の温度と、高温暖房機 1074や給湯器 1100や風呂給湯器 1130 (これらは第 2熱消 費装置に相当する)へ供給する水の温度を、第 1顕熱熱交 l40と第 1潜熱熱交 翻 150と第 2顕熱熱交翻 170と第 2潜熱熱交翻 180で調整することができる。 本実施例のコージェネレーションシステム 1000では、スターリングエンジン 110の 膨張空間 112内の作動流体を加熱すること第 1目的とする第 1パーナ 120によって得 られる第 1燃焼ガスの熱エネルギを利用する第 1顕熱熱交換器 140および第 1潜熱 熱交^^ 150と、第 1パーナ 120とは独立して燃焼ガスの熱エネルギ量 (燃焼ガスの 温度あるいは量)を調整可能な第 2パーナ 160によって得られる第 2燃焼ガスの熱ェ ネルギを利用する第 2顕熱熱交換器 170および第 2潜熱熱交換器 180を備えること によって、第 1パーナ 120と第 2パーナ 160によって得られる燃焼ガスの顕熱と潜熱 の熱エネルギを効率よく利用することができる。さらに第 1パーナ 120と第 2パーナ 16 0によって得られる燃焼ガスの熱エネルギを効率よく利用して、必要とする水温の異 なる第 1熱消費装置と第 2熱消費装置の夫々に対して適切な温度の水を供給するこ とがでさる。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の 範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した 具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

例えば第 1実施例のコージェネレーションシステム 100aでは、第 1潜熱熱交換器 1 50と第 2潜熱熱交 l80に先立ってクーラ 130を液体が流れるように第 1液体流 路が構成されている。これに対して第 1潜熱熱交翻150と第 2潜熱熱交翻180を 通過した後にクーラ 130を液体が流れるように第 1液体流路を構成してもよ 、。そうす ることによって、低温暖房機 1032や高温暖房機 1074での暖房や、給湯加熱によつ て低温となった水を、クーラ 130で加熱することなく第 1潜熱熱交 150、第 2潜熱 熱交翻180へ供給することができる。これによつて、第 1燃焼装置 1006、第 2燃焼 装置 1044の燃焼ガスに含まれる水蒸気を確実に凝縮させて、燃焼ガス力も確実に 潜熱を回収することができる。システム全体での熱の利用効率が向上する。

また、本明細書又は図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わ せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに 限定されるものではない。また、本明細書又は図面に例示した技術は複数目的を同 時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性 を持つものである。

Claims

請求の範囲

[1] 電力と熱を供給するコ一ジェネレーションシステムであり、

発電機が連結されているとともに、作動流体を加熱及び冷却することによってデイス プレーサを往復運動させるスターリングエンジンと、

スターリングエンジンの作動流体を加熱する第 1パーナと、

液体を通すことによってスターリングエンジンの作動流体を冷却するクーラと、 第 1パーナによって生成される第 1燃焼ガスの流路の上流側に配置されており、第 1燃焼ガスの熱によって液体を昇温する第 1顕熱熱交換器と、

第 1燃焼ガスの流路の下流側に配置されており、第 1顕熱熱交換器を通過した第 1 燃焼ガス中の水蒸気の凝縮熱によって液体を昇温する第 1潜熱熱交換器と、 第 2パーナと、

第 2パーナによって生成される第 2燃焼ガスの流路の上流側に配置されており、第 2燃焼ガスの熱によって液体を昇温する第 2顕熱熱交換器と、

第 2燃焼ガスの流路の下流側に配置されており、第 2顕熱熱交換器を通過した第 2 燃焼ガス中の水蒸気の凝縮熱によって液体を昇温する第 2潜熱熱交換器と、 液体流入口が第 1熱消費装置の液体排出口に接続可能であり、液体流出口が第 1 熱消費装置の液体供給口に接続可能であり、液体流入口から流入する液体を、第 1 潜熱熱交^^と第 2潜熱熱交^^とクーラを通過させて力 液体流出口へ導く第 1 液体流路と、

一端から液体が供給されており、他端が第 2熱消費装置の液体供給口に接続可能 であり、供給された液体を、第 1顕熱熱交 と第 2顕熱熱交 を通過させてから 第 2熱消費装置の液体供給口に接続可能な他端へ導く第 2液体流路と、

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。

[2] 第 1液体流路は、液体流入口から流入する液体が、第 1潜熱熱交換器と第 2潜熱 熱交^^よりも先にクーラを通過するように配置されていることを特徴とする請求項 1 に記載のコージェネレーションシステム。

[3] 第 1液体流路は、液体流入口から流入する液体が、第 1潜熱熱交換器と第 2潜熱 熱交^^よりも後にクーラを通過するように配置されて ヽることを特徴とする請求項 1 に記載のコージェネレーションシステム。

[4] 一端が第 1潜熱熱交^^と第 2潜熱熱交^^とクーラよりも下流側で第 1液体流路 から分岐しており、他端が第 2液体流路の液体供給端に合流する第 3液体流路をさら に備えることを特徴とする請求項 1から 3のいずれか 1項に記載のコージエネレーショ ンシステム。

[5] 一端が第 2熱消費装置の液体排出口と連結可能であり、他端が第 1潜熱熱交換器 と第 2潜熱熱交^^とクーラよりも上流側で第 1液体流路に連結している第 4液体流 路をさらに備えることを特徴とする請求項 1から 4のいずれ力 1項に記載のコージエネ レーシヨンシステム。

[6] 第 1液体流路は、第 2熱消費装置を動作させる液体の温度よりも低 、温度の液体で 作動可能な第 1熱消費装置に接続されることを特徴とする請求項 1から 5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。