WO2007046361A1 - コージェネレーションシステム - Google Patents

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WO2007046361A1
WO2007046361A1 PCT/JP2006/320623 JP2006320623W WO2007046361A1 WO 2007046361 A1 WO2007046361 A1 WO 2007046361A1 JP 2006320623 W JP2006320623 W JP 2006320623W WO 2007046361 A1 WO2007046361 A1 WO 2007046361A1
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WO
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hot water
heat exchanger
temperature
water
water supply
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Application number
PCT/JP2006/320623
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English (en)
French (fr)
Inventor
Hideyuki Jinno
Yozo Kakami
Original Assignee
Rinnai Corporation
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Publication date
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    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D18/00—Small-scale combined heat and power [CHP] generation systems specially adapted for domestic heating, space heating or domestic hot-water supply
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F02G1/04—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type
    • F02G1/043—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type the engine being operated by expansion and contraction of a mass of working gas which is heated and cooled in one of a plurality of constantly communicating expansible chambers, e.g. Stirling cycle type engines
    • F02G1/0435—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type the engine being operated by expansion and contraction of a mass of working gas which is heated and cooled in one of a plurality of constantly communicating expansible chambers, e.g. Stirling cycle type engines the engine being of the free piston type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00—Systems for controlling combustion
    • F23N5/02—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium
    • F23N5/022—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using electronic means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F24D2101/80—Electric generators driven by external combustion engines, e.g. Stirling engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]

Definitions

  • the present invention relates to a technique for stabilizing a hot water supply temperature in a heat-main-servant cogeneration system that operates a power generation device so that heat corresponding to heat demand at a hot water supply use location is generated.
  • a system that effectively uses both the power and heat generated by the generator has been developed.
  • a power generation device is operated so that electric power corresponding to electric power demand is generated, and heat generated by power generation is recovered and used for applications such as hot water supply and heating. There is something.
  • Such a system is referred to as an electric main-heat slave system.
  • hot water is made from the heat recovered from the power generator, and the hot water is stored in a hot water tank. By using the hot water stored in the hot water tank for hot water supply and heating as required, the energy efficiency of the entire system can be improved.
  • the heat source is outside the power generator and heat recovery.
  • Cogeneration system power utilizing a Stirling engine is disclosed, for example, in Japanese Patent Application Publication No. 2003-534483.
  • the heating medium is heated using the combustion gas of the panner that heats the heater of the Stirling engine.
  • the heat medium heated by the combustion gas is further used for cooling the cooler part of the Stirling engine.
  • the heat medium further heated by cooling the cooler is used as a heat source for hot water supply and heating.
  • the present invention solves the above problems.
  • the present invention relates to a heat-powered cogeneration system.
  • Provided in the system is a technology capable of supplying hot water at a desired temperature immediately after the start of hot water supply.
  • the present invention is embodied as a cogeneration system.
  • the system includes a Stirling engine, a first burner that heats the heater of the Stirling engine, a first heat exchanger that exchanges heat between the combustion gas of the first burner and the heat medium, a heat medium and water.
  • the thermal power of the first burner is controlled according to the heat demand at the hot water supply location.
  • the heat medium becomes high temperature by exchanging heat with the combustion gas of the first burner in the first heat exchanger.
  • the heating medium that has become hot moves to the second heat exchanger and becomes low temperature by exchanging heat with water.
  • the heat medium that has become low temperature moves again to the first heat exchanger, and becomes high temperature again by exchanging heat with the combustion gas of the first Pana.
  • the water exchanged with the heat medium in the second heat exchanger is heated to the desired temperature, flows out into the hot water supply channel, and is supplied to the hot water supply use location.
  • the combustion gas of the first Pana is used to heat the heater part of the Stirling engine to generate electricity.
  • the electric power generated by the Stirling engine is supplied to household power sources.
  • the first heat exchanger Since it takes time for the heated heat medium to move to the second heat exchanger, it takes a certain amount of time for the water supplied to the hot water supply location to reach the desired temperature.
  • the user is greatly dissatisfied.
  • the water supplied to the hot water supply location is heated not only by the combustion of the first burner but also by the combustion of the second burner. With this, the salary Even if the high-temperature heat medium has not reached the second heat exchanger immediately after the hot water starts, the water supplied to the hot water supply location is immediately heated by the combustion of the second panner. Water of the desired temperature can be immediately supplied to the hot water usage site.
  • the above cogeneration system includes a first means for detecting a temperature of water flowing through the hot water supply path downstream from a portion heated by the second panner, and means for acquiring a set temperature of water supplied to the hot water use location.
  • a temperature sensor is provided, and the controller controls the heating power of the second burner based on the temperature detected by the first temperature sensor and the set temperature.
  • the cogeneration system described above detects the temperature of the water flowing through the hot water supply channel upstream of the means for obtaining the set temperature of the water supplied to the hot water supply location and the portion heated by the second panner. It is preferable that a second temperature sensor is provided and the controller controls the heating power of the second burner based on the temperature detected by the second temperature sensor and the set temperature.
  • the temperature of the water supplied to the hot water supply usage point can be close to the hot water supply set temperature by increasing or decreasing the heating power of the second burner.
  • the temperature of the water supplied to the hot water supply location can be estimated by taking the sum of the temperature detected by the second temperature sensor and the temperature rise when heated by the second panner.
  • the temperature rise when heated by the second burner can be estimated from the thermal power of the second burner. Therefore, by controlling the heating power of the 2nd PANANER so that the estimated value of the temperature of the water supplied to the hot water use location approaches the hot water set temperature, the water adjusted to the hot water set temperature is used. Can be supplied to. From immediately after the start of hot water supply until the end of hot water supply, the water maintained at the hot water supply set temperature can be supplied to the hot water use location.
  • hot water having a desired temperature can be supplied immediately after the start of hot water supply in a heat main electric cogeneration system.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a cogeneration system 1000. (First example)
  • FIG. 2 is a diagram showing a configuration of the controller 1200.
  • First Example, Second Example [FIG. 3]
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a cogeneration system 3000. (Second example)
  • FIG. 4 is a flowchart of hot water supply operation. (First Example, Second Example)
  • FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of a generator 1004. (First embodiment, second embodiment) Best mode for carrying out the invention
  • a latent heat exchanger is provided that exchanges heat between the combustion gas of the second burner and the water flowing into the second heat exchanger.
  • the heat medium is water.
  • FIG. 1 shows the configuration of the cogeneration system 1000 of this embodiment.
  • the cogeneration system 1000 mainly includes a power generation device 1002, a cistern 1020, a low temperature heater 1032, a high temperature heater 1074, a hot water heater 1100, and a bath water heater 1130.
  • the power generation device 1002 includes a generator 1004, a combustion device 1006, and a cooling device 1008.
  • the generator 1004 is a free piston type Stirling engine that uses helium as a working fluid.
  • Figure 5 shows the schematic configuration of the generator 1004. Inside the generator 1004, the operation A high temperature chamber 5002 and a low temperature chamber 5004 filled with fluid are formed. The high greenhouse 5002 and the low greenhouse 5004 are connected by a channel 5006. As the displacer 5008 moves, the volumes of the high temperature chamber 5002 and the low temperature chamber 5004 change. When the volume of the high greenhouse 5002 decreases and the volume of the low temperature chamber 5004 increases, the working fluid moves from the high temperature chamber 5002 to the low temperature chamber 5004 via the flow path 5006.
  • the working fluid moves from the low temperature chamber 5004 to the high temperature chamber 5002 via the flow path 5006.
  • the displacer 5008 is connected to the generator 1004 through a spring 5010. As the displacer 5008 vibrates, the volumes of the high temperature chamber 5002 and the low temperature chamber 500 4 increase or decrease, respectively.
  • the channel 5006 is provided with a cooler 5012, a regenerator 5014, and 5016 heaters.
  • the working fluid moving from the high greenhouse 5002 to the low temperature chamber 5004 is cooled by the regenerator 5014 and the cooler 5012 and flows into the low temperature chamber 5004.
  • the working fluid moving from the low greenhouse 5004 to the high temperature chamber 5002 is heated by the regenerator 5014 and the heater 5016 and flows into the high temperature chamber 5002.
  • Piston 5018 is connected to generator 1004 main body via spring 5020.
  • Piston 5 018 vibrates in response to pressure fluctuation of the working fluid.
  • the piston 5018 vibrates, the volume of the high temperature chamber 5002 remains unchanged, and only the volume of the low temperature chamber 5004 increases or decreases.
  • the pressure of the working fluid in the low temperature chamber 5004 fluctuates, and the displacer 5008 is further vibrated. Due to the vibration of the excited displacer 5008, the pressure fluctuation of the working fluid further occurs, and the piston 5018 is further excited.
  • the displacer 5008 and the piston 5018 resonate inside the generator 1004.
  • a piston rod 5024 having a permanent magnet is coupled to the piston 5018. When the piston 5018 vibrates, an induced electromotive force is generated in the coil 5022 provided around the piston rod 5024, and the generator 1004 generates power.
  • the spring 5010 connecting the displacer 5008 to the generator 1004 body and the piston 5018 connecting the generator 1004 body to the spring 5020 resonates at the same frequency as the frequency of the home power supply. Have been adjusted so that. As described above, the generator 1004 generates the electric power having the same frequency as that of the household power supply by vibrating the piston 5018 by heating the working fluid by the heater 5016 and cooling the working fluid by the cooler 5012. The power generated by the generator 1004 is sent to the grid box 1010 in FIG.
  • the combustion apparatus 1006 includes a pan 1012, a sensible heat exchanger 1014, a latent heat exchanger 1016, and a suction fan 1018.
  • Pana 1012 heats the working fluid that passes through heater 5016 of generator 1004.
  • the sensible heat exchanger 1014 is a heat transfer tube that passes through the inside of the combustion apparatus 1006. Heat exchange is performed between water as a heat medium passing through the inside of the sensible heat exchanger 1014 and the combustion gas of the pan 1012 that flows outside the sensible heat exchanger 1014.
  • the latent heat exchanger 1016 is a heat transfer tube passing through the inside of the combustion apparatus 1006.
  • Heat exchange is performed between the water passing through the inside of the latent heat exchanger 1016 and the combustion gas of the burner 1012 flowing outside the latent heat exchanger 1016. Since low temperature water passes through the inside of the latent heat exchanger 1016, water vapor contained in the combustion gas flowing outside condenses on the surface of the latent heat exchanger 1016. The water flowing in the latent heat exchanger 1016 is heated by the condensation heat of the water vapor at this time. The combustion gas of Pana 1012 heats the heater 50 16 of the generator 1004, is sucked by the suction fan 1018, passes through the sensible heat exchanger 1014 and the latent heat exchanger 1016, and is discharged to the outside. .
  • the cooling device 1008 includes a flow path through which water flows. Heat exchange is performed between the water flowing through the flow path of the cooling device 1008 and the working fluid passing through the cooler 5012 of the generator 1004. Since low-temperature water flows through the cooling device 1008, the working fluid passing through the cooler 5012 of the generator 1004 is cooled.
  • Systurn 1020 is a tank for storing water (hot water). There is a water level voltage in Systurn 1020. Pole 1020a, 1020b force S is attached and released. The lower end of the water level electrode 1020a is located at the high level water level of the cistern 1020. The lower end of the water level electrode 1020b is located at the mouth level of the cistern 1020. The level electrode 1020a and the water level electrode 1020b output a detection signal to the controller 1200 when touching water.
  • the controller 1200 Based on the detection signals from the water level electrodes 1020a and 1020b, the controller 1200 detects the force at which the water level of the cistern 1020 exceeds the high level water level, the force between the high level water level and the low level water level, and the low level water level. Is also determined to be low. The appropriate level for Systurn 1020 is when the water level is between the high and mouth level. The controller 1200 controls the opening and closing of the makeup water valve 1022 based on the detection signals from the water level electrodes 1020a and 1 020b, and maintains the water level of the cistern 1020 within an appropriate range.
  • One end of a cis-turn forward path 1024 is connected to the bottom of the cis-turn 1020.
  • a pump 1026 is provided in the systern outbound path 1024. The pump 1026 is controlled by the controller 12000.
  • the other end of systern outbound path 1024 branches to low temperature heating outbound path 1028 and first warm water path 1030.
  • the low temperature heating forward path 1028 branched from the cistern outgoing path 1024 forces is connected to the inlet of the low temperature heater 1032.
  • the low-temperature heater 1032 of this embodiment is a floor heater.
  • a thermal valve 1034 is inserted in the low temperature heating path 1028.
  • the thermal valve 1034 is controlled by the controller 1200. When the low-temperature heater 1032 is used, the thermal valve 1034 is opened. When the low temperature heater 1032 is not used, the thermal valve 1034 is closed.
  • One end of a low temperature heating return path 1036 is connected to the outlet of the low temperature heating machine 1032. The other end of the low temperature heating return path 1036 is connected to the first cold water path 1038.
  • the first cold water channel 1038 is connected to the inlet of the cooling device 1008.
  • One end of the second cold water passage 1040 is connected to the outlet of the cooling device 1008.
  • the other end of the second cold water channel 1040 is connected to the inlet of the latent heat exchanger 1016 of the combustion apparatus 1006.
  • One end of the third cold water channel 1042 is connected to the outlet of the latent heat exchanger 1016.
  • the other end of the third cold water channel 1042 is connected to the inlet of the latent heat exchanger 1046 of the combustion apparatus 1044.
  • Combustion device 1044 includes a pan 1048, a sensible heat exchanger 1050, a latent heat exchanger 1046, and a blower fan 1052.
  • the combustion gas of PANA 1048 is sent to the blower fan 1052.
  • the sensible heat exchanger 1050 is a heat transfer tube passing through the inside of the combustion device 1044. Heat exchange is performed between the water passing through the inside of the sensible heat exchanger 1050 and the combustion gas of the PANANER 1048 flowing outside the sensible heat exchanger 1050.
  • the latent heat exchanger 1046 is a heat transfer tube that passes through the interior of the combustion device 1044. Heat is exchanged between the water passing through the interior of the latent heat exchanger 1046 and the combustion gas of the panner 1048 flowing outside the latent heat exchanger 1046. Since low-temperature water flows inside the latent heat exchanger 1046, water vapor contained in the combustion gas flowing outside condenses on the surface of the latent heat exchanger 1046. The water flowing through the latent heat exchanger 1046 is heated by the condensation heat of the water vapor at this time.
  • the outlet of latent heat exchanger 1046 is connected to one end of systern return path 1054.
  • the other end of the systern return path 1054 is connected to the bottom of the systern 1020.
  • the first hot water passage 1030 branched from the systern outgoing route 1024 is connected to the inlet of the sensible heat exchanger 1014 of the combustion device 1006.
  • One end of the second hot water channel 1056 is connected to the outlet of the sensible heat exchanger 1014.
  • the other end of the second hot water passage 1056 is connected to the inlet of the sensible heat exchanger 1050 of the combustion device 1044.
  • One end of a third hot water passage 1058 is connected to the outlet of the sensible heat exchanger 1050.
  • the third hot water passage 1058 is branched into a thermal valve passage 1062, a high temperature heating forward passage 1064, a hot water supply heating forward route 1066, and a bath hot water supply heating forward passage 1068.
  • a thermistor 1092 is provided in the first hot water channel 1030.
  • the thermistor 1092 detects the temperature of the water flowing through the first hot water channel 1030, that is, the temperature of the hot water pumped from the cistern 1020.
  • the third hot water channel 1058 is provided with a thermistor 1060.
  • the thermistor 1060 detects the temperature of the water flowing through the third hot water channel 1058.
  • the thermistors 1060 and 1092 output the detected water temperature to the controller 1200.
  • a thermal valve passage 1062 branched from the third hot water passage 1058 is connected to a systern return passage 1054.
  • a thermal valve 1070 is inserted in the thermal valve path 1062.
  • the thermal valve 1070 is controlled by the controller 1200.
  • the thermal valve path 1062 is provided with a bypass path 1072 that bypasses the thermal valve 1070.
  • the high temperature heating forward path 1064 branched from the third hot water path 1058 is connected to the inlet of the high temperature heating machine 1074.
  • the high-temperature heater 1074 of this embodiment is a bathroom heater.
  • the high-temperature heater 107 4 is provided with a thermal valve 1074a.
  • the thermal valve 1074a is controlled by the controller 1200.
  • the thermal valve 1074a When the high temperature heater 1074 is used, the thermal valve 1074a is opened. While the high temperature heater 1 074 is not used, the thermal valve 1074a is closed. One end of a high-temperature heating return path 1076 is connected to the outlet of the high-temperature heating machine 1074. The other end of the high temperature heating return path 1076 is connected to the return path 1078. The return path 1078 is connected to the first cold water path 1038.
  • a hot water supply heating path 1066 branched from the third hot water path 1058 is connected to an inlet of the first channel 1 080a of the heat exchanger 1080.
  • the heat exchanger 1080 includes a first flow path 1080a and a second flow path 1080b therein. Heat exchange is performed between the fluid passing through the first flow path 1080a and the fluid passing through the second flow path 1080b.
  • a hot water valve 1082 is inserted in the hot water supply heating path 1066.
  • One end of the hot water supply heating return path 1084 is connected to the outlet of the first flow path 1080a of the heat exchanger 1080.
  • the other end of the hot water heating return path 1084 is connected to the return path 1078.
  • the bath hot water heating forward path 1068 branched from the third hot water path 1058 is connected to the inlet of the first flow path 1086a of the heat exchanger 1086.
  • the heat exchanger 1086 includes a first flow path 1086a and a second flow path 1086b therein. Heat exchange is performed between the fluid passing through the first flow path 1086a and the fluid passing through the second flow path 1086b.
  • a hot water valve 108 8 is provided in the bath water heating heating forward path 1068.
  • One end of a bath hot water heating return path 1090 is connected to the outlet of the first flow path 1086a of the heat exchanger 1086.
  • the other end of the bath water heating heating return path 1090 is connected to the return path 10 78.
  • the water heater 1100 includes a combustion device 1102 and a heat exchanger 1080.
  • a tap water passage 1104 having one end connected to the water supply is connected to the inlet of the latent heat exchanger 1106 of the combustion device 1102 and is connected.
  • the combustion device 1102 includes a pan 1108, a sensible heat exchanger 1110, a latent heat exchanger 1106, and a blower fan 1112.
  • the combustion gas of the PANA 1108 is blown out by the blower fan 1112, and the water flowing in the sensible heat exchanger 1110 and the water flowing in the latent heat exchanger 1106 are heated and then discharged to the outside.
  • the sensible heat exchanger 1110 is a heat transfer tube passing through the inside of the combustion device 1102.
  • Sensible heat exchanger 1110 Heat exchange is performed with the combustion gas of the PANANER 1108 flowing outside the heat heat exchanger 1110.
  • the latent heat exchanger 1106 is a heat transfer tube that passes through the inside of the combustion device 1102.
  • Heat exchange is performed between the water passing through the inside of the latent heat exchanger 1106 and the combustion gas of the burner 1108 flowing outside the latent heat exchanger 1106. Since low-temperature water flows inside the latent heat exchanger 1106, water vapor contained in the combustion gas flowing outside condenses on the surface of the latent heat exchanger 1106. The water flowing inside the latent heat exchanger 1106 is heated by the condensation heat of the water vapor at this time.
  • One end of the first hot water supply passage 1114 is connected to the outlet of the latent heat exchanger 1106.
  • the other end of the first hot water supply path 1114 is connected to the inlet of the second flow path 1080b of the heat exchanger 1080.
  • One end of the second hot water supply path 1116 is connected to the outlet of the second flow path 1080b of the heat exchanger 1080.
  • the other end of second hot water supply channel 1116 is connected to the inlet of sensible heat exchanger 1110 of combustion device 1102.
  • One end of a third hot water supply passage 1118 is connected to the outlet of the sensible heat exchanger 1110.
  • the other end of third hot water supply passage 1118 is connected to hot water tap 1120.
  • Hot water taps 1120 are located in bathrooms, washrooms, kitchens, etc. In Fig. 1, these hot water taps are represented by a single hot water tap 1120.
  • the tap water path 1104 is provided with a thermistor 1122 and a flow sensor 1128.
  • a thermistor 1124 is provided in the second hot water supply passage 1116.
  • the third hot water supply path 1118 is provided with a thermistor 1126 force S.
  • the thermistors 1122, 1124 and 1126 are sensors for detecting temperature.
  • the thermistors 1122, 1124, 1126 output the detected water temperature to the controller 1200.
  • the flow sensor 1128 is a sensor that detects the amount of water.
  • the flow sensor 1128 outputs the detected amount of water to the controller 1200.
  • the bath water heater 1130 includes a heat exchanger 1086.
  • One end of the bathtub outward path 1134 is connected to the suction outlet 11 32a of the bath tub 1132.
  • a pump 113 6 is provided in the bathtub outward path 1134.
  • Pump 1136 is controlled by controller 1200.
  • the other end of the bathtub forward path 1134 is connected to the inlet of the second flow path 1086b of the heat exchanger 1086.
  • One end of a bathtub return path 1138 is connected to the outlet of the second flow path 1086b of the heat exchanger 1086.
  • the other end of the bath tank return path 1138 is connected to the supply port 1132 b of the bathtub 1132.
  • a water flow switch 1140 and a thermistor 1142 are provided in the bathtub going-out path 113 4.
  • a water level sensor 1144 is provided on the bathtub return path 1138 A water level sensor 1144 is provided.
  • the water flow switch 1140, the thermistor 1142, and the water level sensor 1144 output detection signals to the controller 1200.
  • Water level sensor 1144 detects water pressure.
  • the controller 1200 estimates the water level of the hot water stretched on the bathtub 1132 from the water pressure detected by the water level sensor 1144.
  • the water flow switch 1140 turns on when water flows through the bathtub outward path 1134.
  • the thermistor 1142 detects the temperature of hot water drawn from the bathtub 1132.
  • the third hot water supply path 1118 of the water heater 1100 and the bathtub return path 1138 of the bath water heater 1130 are connected to each other via a pouring path 1146.
  • the pouring passage 1146 is provided with a solenoid-driven type pouring valve 1148.
  • the pouring valve 1148 is controlled by the controller 1200.
  • the pouring valve 1148 is opened.
  • hot water flows from the third hot water supply channel 1118 into the pouring channel 1146.
  • Hot water that has flowed into the pouring channel 1146 flows into the bathtub return path 1138.
  • Hot water that has flowed into the bathtub return path 1138 is supplied to the bathtub 1132 from the suction port 113 2a and the supply port 1132b. This fills the bathtub 1132 with hot water.
  • the pouring channel 1146 is provided with a flow sensor 1150.
  • the flow sensor 1150 outputs a detection signal to the controller 1200.
  • the controller 1200 estimates the amount of hot water filling the bathtub 1132 from the flow rate detected by the flow sensor 1150.
  • a replenishment water channel 1152 branches from the third hot water channel 1118 of the water heater 1100.
  • the replenishment water channel 1 152 supplies water from the third hot water supply channel 1118 to the upper part of the cistern 1020.
  • a makeup water valve 1022 is inserted in the makeup channel 11 52.
  • the electric power generated by the generator 1004 is supplied to the grid box 1010.
  • the grid box 1010 supplies the electric power supplied from the generator 1004 to the household power supply.
  • the grid box 1010 can communicate with the controller 1200.
  • the grid box 1010 measures the frequency of the electric power supplied from the generator 1 004 and outputs it to the controller 1200.
  • the controller 1200 instructs the grid box 1010 to supply the heater 1154 without supplying the power to the household power supply.
  • the heater 1154 heats the warm water passing through the second warm water channel 1056.
  • Controller 1200 allows the frequency of the measured power to be approximately equal to the frequency of the household power supply. If they are the same, direct the grid box 1010 to supply the power to the household power supply.
  • Remote control 1202 is arranged in the bathroom.
  • the remote controller 1202 can communicate with the controller 1200.
  • the user can set a desired hot water supply temperature, bath temperature and hot water amount by operating the remote controller 1202.
  • Information input to the remote controller 1202 is output to the controller 1200.
  • the controller 1 200 has a CPU 1200a, an R0M1200b, a RAM 1200c, a human power port 1200d, and an output port 1200e. Each of these elements is communicably connected by a bus line 1200f.
  • the CPU 1200a processes the control program stored in the R0M1200b.
  • the programs stored in the ROM 1200b include a program that controls the cogeneration system 1000.
  • the RAM 1200c temporarily stores various signals input to the controller 1200 and various data generated in the process of the CPU 1200a executing processing.
  • Various sensor groups including a water level electrode 1020a, a remote controller 1202, and a grid box 1010 are connected to the input port 1200d.
  • Various sensors, remote control 1202, and Darudbox 1010 force The output information is input to the input port 1200d.
  • the CPU 1200a captures information input to the input port 1200d.
  • the CPU 1200a executes various controls based on the input information.
  • the output port 1200e includes a burner group including a PANANER 1012, various fans including a suction fan 1018, various valves including a makeup water valve 1022, various pumps including a pump 1026, And grid box 1010 is connected. Various signals generated and output by the CPU 1200a are input to these components through the output port 1200e.
  • the controller 1200 drives the pump 1026 and opens the thermal valve 1034.
  • the controller 1200 sets the heating power of the burner 1006 of the burner 1006 according to the amount of heat required for the low-temperature heater 1032. Even if the Pana 1012 is the maximum thermal power, if the heat required by the low-temperature heater 1032 cannot be covered, the controller 1200 determines that the combustion device 1044 is also required to operate, and the PANA Set the firepower.
  • the controller 1200 starts combustion of the PANA 1012 with the set thermal power, and drives the suction fan 1018. If necessary, the controller 1200 starts burning the burner 1048 of the combustion device 1044 and drives the blower fan 1052.
  • the thermal valve 1070 is opened, and the thermal valve 1074a, the thermal valve 1088, and the thermal valve 1082 are closed.
  • hot water is pumped from the lower part of the cistern 1020.
  • the pumped hot water is cistern outbound 1024, low temperature heating outbound 1028, low temperature heater 1032, low temperature heating return 1036, first cold water channel 1038, cooling device 1008, second cold water channel 1040, latent heat exchanger 1016, first 3 Go back to Sistern 1020 via the cold water channel 1042, the latent heat exchanger 1046, and the Sistern return path 1054 in this order.
  • the hot water pumped from the cistern 1020 is converted into the cistern outbound path 1024, the first hot water path 1030, the sensible heat exchanger 1014, the second hot water path 1056, the sensible heat exchanger 1050, the third hot water path 1058, There is also a flow path that returns to Systurn 1020 via Thermal Valve Path 1062 and Systurn Return Path 1054.
  • the thermal valve 1074a, the thermal valve 1088, and the thermal valve 1082 are closed. For this reason, since hot water does not flow into the high-temperature heater 1074, the heat exchanger 1080, and the heat exchanger 1086, it is possible to prevent the wasteful use of heat.
  • the hot water passing through the sensible heat exchanger 1014 and the water passing through the latent heat exchanger 1016 are heated by the combustion gas of the PANA 1012.
  • the hot gas passing through the sensible heat exchanger 1050 and the water passing through the latent heat exchanger 1046 are heated by the burner gas of the burner 1048, respectively.
  • the water passing through the cooling device 1008 is heated.
  • the outflowing water is warmed and used for heating in the low-temperature heater 1032.
  • the generator 1004 generates power while the burner 1012 of the combustion device 1006 burns and the pump 1026 is driven and water passes through the cooling device 1008.
  • the thermal power of PANA 1012 is set according to the amount of heat required by the low-temperature heater 1032, and the power generated by the generator 1004 changes according to the thermal power of the PANA 1012.
  • the cordage energy generation system 1000 according to the present embodiment can be said to be a heat main electric power type system in which power is generated by the generator 1004 according to heat demand.
  • the generated power is transmitted to the grid box 1010 and supplied from the grid box 1010 to the household power supply.
  • the controller 1200 adjusts the heating power of the PANANER 1012 and PANANER 1048 based on the temperature detected by the thermistor 1092. If the temperature detected by the thermistor 1092 is sufficient to heat the low-temperature heater 1032, the thermal power of the PANANER 1012 and PANANER 1048 is reduced (or combustion of the PANANER 1048 is stopped). Conversely, if the temperature detected by the thermistor 1092 is a temperature at which the low-temperature heater 1032 cannot be heated sufficiently, the thermal power of the PANANER 1012 or PANANER 1048 is increased. The heating capacity of the low-temperature heater 1032 can be stabilized by adjusting the heating power of the PANA 1012 and PANA 1048 as described above.
  • the controller 1200 drives the pump 1026, opens the thermal valve 1074a, and closes the thermal valve 1070.
  • the controller 1200 sets the heating power of the burner 1006 of the burner 1006 according to the amount of heat required for the high-temperature heater 1074. Even if the burner 1012 is the maximum thermal power, if the amount of heat required by the high-temperature heater 1074 cannot be covered, the controller 1200 determines that the combustion device 1044 is also required to operate, and the Set 1048 firepower.
  • the controller 1200 starts burning the burner 1012 with the set thermal power, and drives the suction fan 1018. If necessary, the controller 1200 starts burning the burner 1048 of the combustor 1044 and drives the blower fan 1052. Further, when only the high-temperature heater operation is performed, the thermal valve 1034, the thermal valve 1088, and the thermal valve 1082 are closed.
  • hot water is pumped from the lower part of the cistern 1020.
  • 475 Outflowed hot water is cis-turn outbound 1024, 1st warm water 1030, sensible heat exchanger 1014, 2nd warm water 1056, sensible heat exchanger 1050, 3rd warm water 1058, high temperature heating outbound 1064, high temperature Boiler 1074, high temperature heating return path 1076, return path 1078, first cold water path 1038, cooling device 1008, second cold water path 1040, latent heat exchanger 1016, third cold water path 1042, latent heat exchanger 1 046, systern return path Go back to Systurn 1020 via 1054 in order.
  • the hot water passing through the sensible heat exchanger 1014 and the water passing through the latent heat exchanger 1016 are heated by the combustion gas of the PANA 1012, respectively.
  • the burner 1048 is burning
  • the hot gas passing through the sensible heat exchanger 1050 and the water passing through the latent heat exchanger 1046 are heated by the burner gas of the burner 1048, respectively.
  • the water passing through the cooling device 1008 is heated. Since the hot water in the cistern 1020 circulates in the above-described flow path, the water flowing out from the cistern 1020 is warmed and used for heating in the high-temperature heater 1074.
  • the thermal valve 1074a remains closed for a while after the start of operation of the high-temperature heater 1074 is commanded. If the bypass path 1072 does not exist and the thermal valves 1070, 1074a, 1088, and 1082 are closed, water does not circulate at all. Therefore, if the bypass path 1072 does not exist, the water heated by the burners 1012 and 1048 will not circulate for a while from the request for operation of the high-temperature heater 1074, and the sensible heat exchangers 1014 and 1050 will not circulate. Water will boil. Also, if the pump 1026 is driven without water circulating, a load is applied to the pump 1026. In order to avoid these problems, bypass route 1072 is provided.
  • the hot water can be circulated through the bypass passage 1072 until the thermal valve 1074a is opened from the operation request of the high-temperature heater 1074.
  • the generator 1004 generates power while the burner 1012 of the combustion device 1006 burns and the pump 1026 is driven and water passes through the cooling device 1008.
  • the thermal power of Pana 1012 is set according to the amount of heat required by the high-temperature heater 1074.
  • the power generated by the generator 1004 changes according to the thermal power of the PANA 1012. In other words, in the cordage energy generation system 1000 of this embodiment, the generator 1004 generates power according to the heat demand.
  • the generated power is transmitted to the grid box 1010 and supplied from the grid box 1010 to the household power supply.
  • the controller 1200 adjusts the capabilities of the PANANER 1012 and PANANER 1048 based on the temperature detected by the thermistor 1060. If the temperature detected by the thermistor 1060 is sufficient to heat the high-temperature heater 1074, the controller 1200 reduces the heating power of the PANANER 1012 and PANANER 1048 (or stops burning of the PANANER 1048). Conversely, if the temperature detected by the thermistor 1060 is a temperature at which the high-temperature heater 1074 cannot be heated sufficiently, the controller 1200 increases the thermal power of the PANANER 1012 and PANANER 1048. As described above, the heating capacity of the high-temperature heater 1074 can be stabilized by adjusting the heating power of the Parner 1012 and the Parner 1048.
  • Hot water supply to the hot water tap 1120 is started when the user opens the hot water tap 1120.
  • the tap water flows into the tap water channel 1104, the latent heat exchanger 1106, the first hot water channel 1114, the second channel 1080b of the heat exchanger 1080, the second hot water channel 1116, and sensible heat.
  • the heat is supplied to the hot water tap 1120 through the exchanger 11 10 and the third hot water supply path 1118 in this order.
  • hot water is carried by the pressure of tap water rather than by a pump.
  • Controller 1200 constantly monitors whether hot water supply has started. Controller 1 200 determines that hot water supply has started when the detection value of flow sensor 1128 exceeds 2.7 (L / m; liter Z min).
  • controller 1200 When hot water supply is started, controller 1200 starts the hot water supply process shown in FIG.
  • controller 1200 determines the heat demand for hot water supply at step S402.
  • the heat demand for hot water supply is expressed by the temperature difference ⁇ between the hot water set temperature and the tap water temperature and the hot water flow rate.
  • the hot water set temperature is the hot water temperature desired by the user.
  • the remote control 1202 is input.
  • the tap water temperature is detected from the thermistor 1122.
  • the hot water flow rate is detected from a flow rate sensor 1128.
  • controller 1200 determines that operation of combustion device 1044 is also necessary, and sets the thermal power of PANA 1048 according to the shortage.
  • the process proceeds to Step S406, and the controller 1200 starts the combustion of the PANA 1012, drives the suction fan 1018, and starts the operation of the combustion device 1006. If necessary, the controller 1200 starts the combustion of the burner 1048, drives the blower fan 1052, and starts the operation of the combustion device 1044.
  • step S408 When the operation of the combustion device 1006 and the combustion device 1044 is started, the process proceeds to step S408, and the controller 1200 starts combustion of the PANA 1108, drives the blower fan 1112, and operates the combustion device 1102. Start.
  • step S410 When the operation of the combustion device 1102 is started, the process proceeds to step S410, and the controller 1200 opens the thermal valve 1082 and drives the pump 1026.
  • the tap water supplied via the tap water path 1104 flows into the latent heat exchanger 1106 and is heated by the condensation heat of the water vapor contained in the combustion gas of the burner 1108.
  • the water heated by the latent heat exchanger 1106 is supplied to the second flow path 1080b of the heat exchanger 1080 via the first hot water supply path 1114, and with the hot water flowing through the first flow path 1080a of the heat exchanger 1080. Heated by heat exchange.
  • the water heated by the heat exchanger 1080 is supplied to the sensible heat exchanger 1110 via the second hot water supply path 1116 and is heated by heat exchange with the combustion gas of the PANA 1108.
  • the water heated by the sensible heat exchanger 1110 is supplied from the hot water tap 1120 via the third hot water supply path 1118.
  • hot water is pumped from the lower part of the cistern 1020.
  • the pumped hot water is cis-turn outbound path 1024, 1st warm water path 1030, sensible heat exchanger 1014, 2nd warm water path 1056, sensible heat exchanger 1050, 3rd warm water path 1058, hot water supply heating path 1066, heat Exchanger 1080 first flow path 1080a, hot water heating return path 1084, return path 1078, first cold water path 1 038, cooling device 1008, second cold water passage 1040, latent heat exchanger 1016, third cold water passage 1042, latent heat exchanger 1046, systern return passage 1054, and then return to systurn 1020
  • the hot water passing through the sensible heat exchanger 1014 and the water passing through the latent heat exchanger 1016 are heated by the combustion gas of the PANA 1012, respectively.
  • the burner 1048 is burning
  • the hot gas passing through the sensible heat exchanger 1050 and the water passing through the latent heat exchanger 1046 are heated by the burner gas of the burner 1048, respectively.
  • the water passing through the cooling device 1008 is heated. Since the hot water in the cistern 1020 circulates in the above-described flow path, the water flowing out from the cistern 1020 is warmed and used for heating hot water in the heat exchanger 1080.
  • the generator 1004 While the burner 10012 of the combustion device 1006 burns and the pump 1026 is driven and water passes through the cooling device 1008, the generator 1004 generates power.
  • the thermal power of PANA 1012 is set according to the amount of heat required for hot water supply.
  • the power generated by the generator 1004 changes according to the thermal power of the PANA 1012. That is, in the cogeneration system 1000 of the present embodiment, the generator 1004 generates power according to the heat demand.
  • the generated power is transmitted to the grid box 1010 and supplied to the household power source from the lid box 1010.
  • controller 1200 adjusts the capability of PANA 1108 based on the temperature detected by thermistor 1126 (hot water temperature).
  • controller 1200 compares the hot water supply temperature with the hot water supply set temperature. If the hot water supply temperature is less than the hot water supply set temperature (YES in step S412), the process proceeds to step S414, and controller 1200 increases the thermal power of PANA 1108. If the hot water supply temperature is equal to or higher than the hot water supply set temperature (NO in step S412), the process proceeds to step S416, and controller 1200 weakens the thermal power of PANA 1108 (or stops combustion of PANA 1108).
  • controller 1200 determines whether or not hot water supply has been completed. Controller 1200 determines that the hot water supply has ended when the detected value of flow sensor 1128 is 2. O (LZm) or less. When the hot water supply is completed (YES in step S418), the process proceeds to step S420. If the hot water supply has not been completed (NO in step S418), the process proceeds to step S412 and the controller 1200 performs step S412 force step S41. Repeat step 8.
  • step S420 the controller 1200 stops the combustion of the burner 1012, stops the operation of the suction fan 1018, and stops the operation of the combustion device 1006. Further, when the combustion device 1044 is operating, the controller 1200 stops the combustion of the burner 1048, stops the operation of the blower fan 1052, and stops the operation of the combustion device 1044. In step S422, the controller 1200 stops the combustion of the burner 1108, stops the operation of the blower fan 1112, and stops the operation of the combustion device 1102. In Step S424, the controller 12000 closes the thermal valve 1082 and stops the operation of the pump 1026. In step S426, controller 1200 ends the hot water supply operation.
  • the operation of both the combustion device 1006 and the combustion device 1102 is started when hot water supply is started.
  • tap water can be heated by the latent heat exchanger 1106 and the sensible heat exchanger 1110 to the hot water supply set temperature.
  • hot water can be supplied at a desired temperature.
  • steps S412 to S416 described the example of adjusting the heating power of the burner 1108 based on the hot water supply temperature and the hot water supply set temperature.
  • the adjustment of the heating power of the burner 1108 is also performed by other methods. be able to.
  • the heating power of the pan 1108 may be adjusted based on the temperature detected by the thermistor 1124 and the hot water supply set temperature.
  • a value T1 + dT obtained by adding a temperature increase width dT due to passing through the sensible heat exchanger 1110 to the temperature T1 detected by the thermistor 1124 is compared with the hot water supply set temperature.
  • the temperature rise width dT due to passing through the sensible heat exchanger 1110 can be calculated from the thermal power of the PANA 1108 at that time.
  • the hot water filling operation for the bath tub 1132 is performed in substantially the same manner as the hot water supply operation for the hot water tap 1120 described in (3) above. Here, only the point different from the hot water supply operation to the hot water tap 1120 in (3) will be described.
  • the bathroom is equipped with a remote control 1202.
  • the user can set the hot water temperature and the amount of water filling of the bathtub 11 32 using the remote controller 1202.
  • the remote control 1202 is provided with a switch for starting the filling.
  • the controller 1200 opens the pouring valve 1148.
  • tap water flows into the bathtub return path 1138.
  • the water that has flowed into the bathtub return passage 113 8 flows into the bathtub 1132 from both the suction port 1132a and the supply port 1132b.
  • the controller 1200 executes various controls according to the flow chart of hot water supply processing in FIG.
  • the controller 1200 closes the pouring valve 1148 when the amount of hot water filling the bathtub 1200 reaches a set value (preset by the user using the remote controller 1202).
  • the amount of hot water filling the bathtub 1132 can be obtained by reading the value of the water level sensor 1144.
  • the controller 1200 ends the filling operation. End.
  • the chasing operation of the bath tub 1132 is started by the user operating the chasing switch provided on the remote controller 1202.
  • the controller 1200 drives the pump 1026 and opens the thermal valve 1088.
  • the controller 1200 sets the thermal power of the burner 1006 of the burner 1006 according to the amount of heat required for reheating. Even if the Pana 10 12 is the maximum thermal power, the controller 1200 determines that the operation of the combustion device 1044 is also necessary if the amount of heat required for replenishment cannot be covered.
  • Set the firepower of Pana 1 048 The controller 1200 starts burning the PANA 1012 with the set heating power and drives the suction fan 1018.
  • controller 1200 starts combustion of the burner 1048 of the combustor 1044 and drives the blower fan 1052. Controller 1200 drives pump 1136. When only the reheating operation is performed, the controller 1200 closes the thermal valve 1034, the thermal valve 1074a, and the thermal valve 1082.
  • the water taken out from the lower part of the cistern 1020 by driving the pump 1026 is transferred to the stern forward path 1024, the first hot water path 1030, the sensible heat exchanger 1014, the second hot water path 1056, and the sensible heat exchanger 1050.
  • the second cold water passage 1042, the latent heat exchanger 1046, and the systern return passage 1054 are sequentially returned to the systern 1020.
  • the hot water passing through the sensible heat exchanger 1014 and the water passing through the latent heat exchanger 1016 are heated by the combustion gas of the PANA 1012, respectively.
  • the burner 1048 is burning
  • the hot gas passing through the sensible heat exchanger 1050 and the water passing through the latent heat exchanger 1046 are heated by the burner gas of the burner 1048, respectively.
  • the water passing through the cooling device 1008 is heated. Since the hot water in the cistern 1020 circulates in the flow path described above, the water flowing out from the cistern 1020 is warmed and used for bathing.
  • the hot water pumped from the cistern 1020 is heated by the sensible heat exchanger 1014 and the sensible heat exchanger 1050, and flows into the first flow path 1086a of the heat exchanger 1086.
  • pump 1136 As a result, the hot water in the hot water 1132 is sucked out from the suction port 1132a of the hot spring 1132, and the hot water sucked out flows through the bathtub forward path 1134 to the second flow path 1086b of the heat exchanger 1086. Inflow.
  • the hot water sucked out from the bathtub 1132 is heated by heat exchange in the heat exchanger 1086, and returns to the bathtub 1132 from the supply port 1132b through the bathtub return path 1138.
  • the heat exchange in the heat exchanger 1086 cools the hot water flowing from the bath hot water heating forward path 1068 and flows into the bath hot water heating heating backward path 1090.
  • Water flowing into the bath hot water heating return path 1090 flows into the cooling device 1008 through the return path 1078 and the first cold water path 1038.
  • the water flowing into the cooling device 1008 receives heat from the working fluid passing through the cooler 5012 of the generator 1004 and flows into the second cold water channel 1040.
  • the water flowing into the second cold water passage 1040 receives heat in each of the latent heat exchanger 1016 and the latent heat exchanger 1046 and returns to the systern 1020 via the systern return passage 1054.
  • the generator 1004 generates power while the burner 1012 of the combustion device 1006 burns and the pump 1026 is driven to pass water through the cooling device 1008.
  • the thermal power of Pana 1012 is set according to the amount of heat required for chasing.
  • the power generated by the generator 1004 varies according to the thermal power of the burner 1012. That is, in the cogeneration system 1000 of the present embodiment, the generator 1004 generates power according to the heat demand.
  • the generated electric power is transmitted to the grid box 1010 and supplied from the grid box 1010 to the household power supply.
  • the controller 1200 monitors the temperature detected by the thermistor 1142. When the temperature detected by the thermistor 1 142 reaches the set temperature, the controller 1200 stops the operation of the pump 1136 and ends the follow-up operation.
  • the generator 1004 can be driven to generate electricity according to heat demand such as heating and hot water supply.
  • the generated power can be used as household power.
  • water used as a heat source for heating in the low-temperature heater 1032 and high-temperature warmer 1074, or used as a heat source for hot water in the water heater 1100 is used.
  • the low-temperature water thus supplied is supplied to the cooling device 1008 of the power generation device 1002 without being heated by a panner or the like.
  • the temperature of the working fluid passing through the cooler 5012 of the generator 1004 can be greatly reduced. From generator 1004 The generated power can be increased.
  • the cogeneration system 1000 of this embodiment includes a generator 1004 (corresponding to Stirling engine) and a burner 1012 (first parner) that heats a heater 5016 (corresponding to a heater section) of the generator 1004.
  • the cogeneration system 1000 of the present embodiment further includes a remote controller 1202 (corresponding to a means for acquiring) a set temperature of water supplied to the hot water tap 1120, and a sensible heat exchanger heated by the PANA 1108.
  • the thermistor 1126 (corresponding to the first temperature sensor) that detects the temperature of the water flowing through the third hot water supply channel 1118 downstream from 1110 is provided.
  • the controller 1200 is based on the temperature detected by the thermistor 1126 and the set temperature. Controls 1108 firepower.
  • a certain cogeneration system 1000 further includes a remote controller 1202 for acquiring a set temperature of water supplied to the hot water tap 1120, and a sensible heat exchanger 1110 heated by the PANA 1108.
  • the thermistor 1124 (corresponding to the second temperature sensor) that detects the temperature of the water flowing through the second hot water supply channel 1116 is provided, and the controller 1200 generates the thermal power of the PANA 1108 based on the temperature detected by the thermistor 1124 and the set temperature. Control.
  • the first cold water passage 3038 of the second embodiment is connected to the inlet of the latent heat exchanger 1046 of the combustion apparatus 1044.
  • One end of the second cold water passage 3040 is connected to the outlet of the latent heat exchanger 1046.
  • the other end of the second cold water channel 3040 is connected to the inlet of the latent heat exchanger 1016 of the combustion device 1006.
  • One end of the third cold water passage 3042 is connected to the outlet of the latent heat exchanger 1016.
  • the other end of the third cold water passage 3042 is connected to the inlet of the cooling device 1008.
  • One end of a systern return path 3054 is connected to the outlet of the cooling device 10 08.
  • the other end of the systern return path 3054 is connected to the bottom of the systern 1020.
  • the first flow path 1080a of the low temperature heater 1032, the high temperature heater 1074, the heat exchanger 1080, and the first heat exchanger 1086 by now, the water is cold through the first flow channel 1086a, through the first cold water passage 3038 flows into latent heat exchanger 1046 of combustion device 1 0 44, the heat of condensation of the water vapor contained in the combustion gas Then it is heated. Water heated by the latent heat exchanger 1046 flows into the latent heat exchanger 1016 of the combustion apparatus 1006 via the second cold water channel 3040 and is heated by the condensation heat of water vapor contained in the combustion gas.
  • the water heated by the latent heat exchanger 1046 flows into the cooling device 1008 via the third cold water passage 3042, and is heated by heat exchange with the working fluid passing through the cooler 5012 of the generator 1004.
  • the water heated by the cooling device 1008 returns to the cistern 1020 via the cistern return path 3054.
  • the cogeneration system 3000 of the present embodiment is operated in the same manner as the cogeneration system 1000 of the first embodiment, such as low temperature heater operation, high temperature heater operation, hot water supply operation to the hot water tap 1120, and hot water operation. It is possible to perform a chasing operation.
  • the water is used as a heat source for heating in the low-temperature heater 1032 and the high-temperature warmer 1074, and is used as a heat source for hot water in the water heater 1100.
  • the low-temperature water is supplied to the latent heat exchanger 1046 and the latent heat exchanger 1016 without being heated by a panner or the like.
  • the water vapor contained in the combustion gas of the combustion device 1044 and the combustion device 1006 is reliably condensed, and the combustion gas is reliably The latent heat can be recovered.
  • the heat utilization efficiency of the entire system is improved.

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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— 303487 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、給湯利用個所における熱需要に応じた熱が発生するように発電装置を 運転する熱主電従型のコージェネレーションシステムにおレ、て、給湯温度を安定させ る技術に関する。
背景技術
[0002] 発電装置の多くは、電力を発生させるとともに、熱も発生させる。発電装置から発生 する電力と熱の双方を有効に活用するシステム（コージェネレーションシステム）が従 来から開発されている。
[0003] コージェネレーションシステムには、例えば電力需要に応じた電力が発生するよう に発電装置を運転し、発電に伴って発生する熱を回収して、給湯や暖房などの用途 に利用する形式のものがある。このようなシステムは、電主熱従型のシステムと呼ばれ る。電主熱従型のシステムでは、発電装置から回収した熱で温水を作り、温水を貯湯 槽に蓄える。貯湯槽に蓄えられた温水を、必要に応じて給湯や暖房に利用すること によって、システム全体のエネルギー効率が高められる。
[0004] 上記とは異なり、熱需要に応じた熱が発生するように発電装置を運転し、発生する 電力を他の用途に利用する形式のものがある。このようなシステムは、熱主電従型の システムと呼ばれる。熱主電従型のシステムでは、熱需要を賄うために必要な熱をそ の都度発生させるため、余剰の熱が発生しない。従って、余剰の熱を蓄積しておくた めの貯湯槽が不要であり、システムを大幅に小型化できるという利点がある。
[0005] 熱主電従型のシステムの中には、発電装置にスターリングエンジンを利用するもの がある。発電装置としてスターリングエンジンを利用することには、以下のような利点 力 sある。 (1)熱負荷の変動に対する応答が速い。
(2)加熱源が発電装置の外部にあり、熱回収がしゃすレ、。
(3)装置そのものが小型であり、静粛性が高い。
[0006] スターリングエンジンを利用するコージェネレーションシステム力 例えば日本国特 許出願公表第 2003— 534483号公報に開示されている。このシステムでは、スター リングエンジンのヒータ部を加熱するパーナの燃焼ガスを利用して熱媒を加熱する。 燃焼ガスによって加熱された熱媒は、さらにスターリングエンジンのクーラ部の冷却に 利用される。クーラ部を冷却することでさらに加熱された熱媒は、給湯や暖房等の熱 源として利用される。
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0007] 上記した技術には更なる改善の余地が残されている。 日本国特許出願公表第 200 3— 534483号公報に記載の技術では、パーナの燃焼ガスによって加熱された熱媒 と水道水の間で熱交換し、水道水を加熱して給湯する。すなわち、燃焼ガスと熱媒の 間で熱交換し、次いで熱媒と水道水の間で熱交換することによって、所望の温度の 温水を得る。
このようなシステムでは、パーナが燃焼していない状態で給湯を開始する場合には 、パーナの燃焼を開始しても給湯温度がな力、なか上昇しないという問題がある。熱主 電従型のシステムでは、熱需要に応じて発電装置の運転を行うため、このような事態 がしばしば生起する。パーナの燃焼を開始してから、熱媒が加熱されて高温となり、 高温となった熱媒が熱交換によって水道水を加熱するまでには、ある程度の時間を 要する。高温となった熱媒が水道水との間に配設された熱交換器まで到達しなけれ ば、所望の温度の温水を供給することができない。したがって、給湯を開始した直後 は、給湯温度がなかなか上昇しない。
[0008] 一般的な給湯では、一回あたりの給湯時間が短ぐ給湯を開始してから所望の温 度の温水が供給されるまでに長時間を要すると、ユーザは大きな不満を覚える。給湯 を開始した直後から、所望の温度の温水を供給できることが好ましレ、。
[0009] 本発明は上記の課題を解決する。本発明は、熱主電従型のコージェネレーション システムにおいて、給湯の開始直後から所望の温度の温水を供給することが可能な 技術を提供する。
課題を解決するための手段
[0010] 本発明はコージェネレーションシステムとして具現化される。そのシステムは、スター リングエンジンと、スターリングエンジンのヒータ部を加熱する第 1パーナと、第 1バー ナの燃焼ガスと熱媒との間で熱交換する第 1熱交換器と、熱媒と水との間で熱交換 する第 2熱交換器と、熱媒を第 1熱交換器と第 2熱交換器の間で循環させる手段と、 第 2熱交換器から流出する水を給湯利用個所へ供給する給湯路と、給湯路を加熱 する第 2パーナと、給湯利用箇所における熱需要に応じて第 1パーナの火力を制御 するコントローラを備えてレ、る。
[0011] 上記のコージェネレーションシステムでは、給湯利用個所における熱需要に応じて 、第 1パーナの火力が制御される。第 1パーナが燃焼することで、熱媒は、第 1熱交換 器において第 1パーナの燃焼ガスと熱交換することによって高温となる。高温となった 熱媒は、第 2熱交換器へ移動し、水と熱交換することによって低温となる。低温となつ た熱媒は再び第 1熱交換器へ移動し、第 1パーナの燃焼ガスと熱交換することによつ て再び高温となる。第 2熱交換器で熱媒と熱交換した水は、所望の温度まで加熱さ れて給湯路へ流出し、給湯利用個所へ供給される。
また上記のコージェネレーションシステムでは、第 1パーナの燃焼ガスを利用して、 スターリングエンジンのヒータ部を加熱して発電する。スターリングエンジンで発電さ れた電力は、家庭用電源等に供給される。
[0012] 上記のように、第 1パーナの燃焼によって生じる熱によって熱媒を加熱し、加熱され て高温となった熱媒を利用して水を加熱する場合、第 1熱交換器で高温となった熱 媒が第 2熱交換器へ移動するまでに時間を要するため、給湯利用箇所へ供給する 水が所望の温度となるまでにある程度の時間を必要とする。一般的な給湯では、一 回あたりの給湯時間が短ぐ給湯を開始してから所望の温度の水が供給されるまで に長時間を要すると、ユーザは大きな不満を覚える。
上記のコージェネレーションシステムでは、第 1パーナの燃焼だけではなぐ第 2バ ーナの燃焼によっても給湯利用箇所へ供給する水が加熱される。これによつて、給 湯開始直後で高温の熱媒が第 2熱交換器まで到達していない状態であっても、第 2 パーナの燃焼によって、給湯利用箇所へ供給する水は即座に加熱される。所望の温 度の水を給湯利用個所へ即座に供給することができる。
[0013] 上記のコージェネレーションシステムは、給湯利用個所に供給する水の設定温度を 取得する手段と、第 2パーナによって加熱される部位より下流で、給湯路を流れる水 の温度を検出する第 1温度センサを備え、前記コントローラが第 1温度センサで検出 される温度と設定温度に基づいて第 2パーナの火力を制御することが好ましい。
[0014] 上記のような構成とすることで、第 2パーナの火力を増減させて、第 1温度センサで 検出される温度が給湯設定温度に近づくように制御することができる。給湯開始直後 から給湯を終了するまでの間、給湯設定温度に維持された水を給湯利用個所へ供 給すること力 Sできる。
[0015] あるいは、上記のコージェネレーションシステムは、給湯利用個所に供給する水の 設定温度を取得する手段と、第 2パーナによって加熱される部位より上流で、給湯路 を流れる水の温度を検出する第 2温度センサを備え、前記コントローラが第 2温度セ ンサで検出される温度と設定温度に基づいて第 2パーナの火力を制御することが好 ましい。
[0016] 上記のような構成とすることで、第 2パーナの火力を増減させて、給湯利用個所に 供給する水の温度が給湯設定温度に近づくように制御することができる。給湯利用 個所に供給する水の温度は、第 2温度センサで検出される温度と、第 2パーナによつ て加熱されたときの温度上昇幅の和をとることで、推定することができる。第 2パーナ によって加熱されたときの温度上昇幅は、第 2パーナの火力力 推定することができ る。従って、給湯利用個所に供給される水の温度の推定値が、給湯設定温度に近づ くように第 2パーナの火力を制御することによって、給湯設定温度に調温された水を 給湯利用個所に供給することができる。給湯開始直後から給湯を終了するまでの間 、給湯設定温度に維持された水を給湯利用個所へ供給することができる。
発明の効果
[0017] 本発明の技術によれば、熱主電従型のコージェネレーションシステムにおいて、給 湯の開始直後から所望の温度の温水を供給することができる。 図面の簡単な説明
[0018] [図 1]図 1はコージェネレーションシステム 1000の構成を示す図である。 （第 1実施例 )
[図 2]図 2はコントローラ 1200の構成を示す図である。 （第 1実施例、第 2実施例） [図 3]図 3はコージェネレーションシステム 3000の構成を示す図である。 （第 2実施例 )
[図 4]図 4は給湯運転のフローチャートである。 （第 1実施例、第 2実施例）
[図 5]図 5は発電機 1004の概略の構成を示す図である。 （第 1実施例、第 2実施例） 発明を実施するための最良の形態
[0019] 以下、本発明の好適な実施形態を説明する。
(形態 1)スターリングエンジンはフリーピストン型である。
(形態 2)第 2パーナの燃焼ガスと、第 2熱交換器へ流入する水との間で熱交換する 潜熱熱交換器を備えている。
(形態 3)熱媒は水である。
(形態 4)第 1パーナの燃焼ガスと、第 2熱交換器力 第 1熱交換器へ向力 熱媒との 間で熱交換する潜熱熱交換器を備えてレ、る。
(形態 5)給湯利用個所における熱需要は、給湯設定温度と水道水温度の差と、給湯 流量で表現される。
実施例
[0020] (第 1実施例）
図面を参照しながら、本発明のコージエネレーションシステムを具現化した実施例 を説明する。図 1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 レヽる。コージェネレーションシステム 1000は主に、発電装置 1002と、シスターン 102 0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。
[0021] 発電装置 1002は、発電機 1004と、燃焼装置 1006と、冷却装置 1008を備えてい る。発電機 1004は、ヘリウムを作動流体とするフリーピストン型のスターリングェンジ ンである。図 5に発電機 1004の概略の構成を示す。発電機 1004の内部には、作動 流体が充填された高温室 5002と低温室 5004が形成されてレ、る。高温室 5002と低 温室 5004は流路 5006で接続されている。ディスプレーサ 5008が移動することによ つて、高温室 5002と低温室 5004の容積が変化する。高温室 5002の容積が減少し 、低温室 5004の容積が増加すると、作動流体は流路 5006を経由して高温室 5002 から低温室 5004へ移動する。それとは逆に、高温室 5002の容積が増加し、低温室 5004の容積が減少すると、作動流体は流路 5006を経由して低温室 5004から高温 室 5002へ移動する。ディスプレーサ 5008はばね 5010を介して発電機 1004本体 に接続されてレ、る。ディスプレーサ 5008が振動することで高温室 5002と低温室 500 4の容積がそれぞれ増減する。
[0022] 流路 5006には、クーラ 5012と、再生器 5014と、ヒータ 5016カ設けられてレヽる。高 温室 5002から低温室 5004へ移動する作動流体は、再生器 5014とクーラ 5012に よって冷却されて、低温室 5004へ流入する。低温室 5004から高温室 5002へ移動 する作動流体は、再生器 5014とヒータ 5016によって加熱されて、高温室 5002へ流 入する。
[0023] 高温室 5002の容積が増大し、低温室 5004の容積が減少すると、発電機 1004の 内部で高温の作動流体が増加する。高温の作動流体が増加することによって、作動 流体の圧力は増加する。それとは逆に、低温室 5004の容積が増大し、高温室 5002 の容積が減少すると、発電機 1004の内部で低温の作動流体が増加する。低温の作 動流体が増加することによって、作動流体の圧力は低減する。このような作動流体の 圧力変動はディスプレーサ 5008の振動に伴って生起する。
[0024] ピストン 5018はばね 5020を介して発電機 1004本体に接続されている。ピストン 5 018は、作動流体の圧力変動を受けて振動する。ピストン 5018が振動することによつ て、高温室 5002の容積はそのままで、低温室 5004の容積のみが増減する。低温室 5004の容積が増減することによって、低温室 5004の作動流体の圧力が変動し、デ イスプレーサ 5008がさらに加振される。加振されたディスプレーサ 5008の振動によ つて、作動流体の圧力変動がさらに生起され、ピストン 5018はさらに加振される。上 記のようにして、ディスプレーサ 5008とピストン 5018は発電機 1004の内部で共振 する。 またピストン 5018には永久磁石を備えるピストンロッド 5024が結合されている。ビス トン 5018が振動することによって、ピストンロッド 5024の周囲に設けられたコイル 50 22に誘導起電力が生じ、発電機 1004は発電する。
[0025] ディスプレーサ 5008を発電機 1004本体に接続するばね 5010と、ピストン 5018を 発電機 1004本体に接続するは、ね 5020は、ディスプレーサ 5008とピストン 5018力 家庭用電源の周波数と同じ周波数で共振するように調整されている。上記のようにし て、発電機 1004はヒータ 5016による作動流体の加熱と、クーラ 5012による作動流 体の冷却によって、ピストン 5018を振動させ、家庭用電源の周波数と同じ周波数の 電力を発電する。発電機 1004が発電した電力は、図 1のグリッドボックス 1010へ送 電される。
[0026] 図 1に示すように、燃焼装置 1006は、パーナ 1012と、顕熱熱交換器 1014と、潜 熱熱交換器 1016と、吸出しファン 1018を備えている。パーナ 1012は、発電機 100 4のヒータ 5016を通過する作動流体を加熱する。顕熱熱交換器 1014は、燃焼装置 1006の内部を通る伝熱管である。顕熱熱交換器 1014の内部を通過する熱媒として の水と、顕熱熱交換器 1014の外部を流れるパーナ 1012の燃焼ガスとの間で、熱交 換が行われる。潜熱熱交換器 1016は燃焼装置 1006の内部を通る伝熱管である。 潜熱熱交換器 1016の内部を通過する水と、潜熱熱交換器 1016の外部を流れるバ ーナ 1012の燃焼ガスとの間で熱交換が行われる。潜熱熱交換器 1016の内部を低 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潜熱熱交換器 1 016の表面に結露する。このときの水蒸気の凝縮熱によって、潜熱熱交換器 1016の 内部を流れる水が加熱される。パーナ 1012の燃焼ガスは、発電機 1004のヒータ 50 16を加熱した後、吸出しファン 1018によって吸引されて、顕熱熱交換器 1014と潜 熱熱交換器 1016を通過して、外部へ排出される。
[0027] 冷却装置 1008は、水が流れる流路を備えている。冷却装置 1008の流路を流れる 水と、発電機 1004のクーラ 5012を通過する作動流体との間で熱交換が行われる。 冷却装置 1008には低温の水が流れるため、発電機 1004のクーラ 5012を通過する 作動流体は冷却される。
[0028] 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内には水位電 極 1020a, 1020b力 S装着されてレヽる。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の口 一レベル水位に位置している。 位電極 1020aと水位電極 1020bは、水に触れて レ、る場合に検出信号をコントローラ 1200に出力する。コントローラ 1200は、水位電 極 1020a， 1020bか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として適正なのは、水位がハイレベルと口 一レベルの間に位置している状態である。コントローラ 1200は、水位電極 1020a， 1 020b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。
[0029] 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に分岐している。
[0030] シスターン往路 1024力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が使用される場合は熱動弁 1034が開かれている 。低温暖房機 1032が使用されない場合は熱動弁 1034が閉じられている。低温暖房 機 1032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 1036の他端は、第 1冷水路 1038に接続されている。
[0031] 第 1冷水路 1038は、冷却装置 1008の入口に接続している。冷却装置 1008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、燃 焼装置 1006の潜熱熱交換器 1016の入口へ接続している。潜熱熱交換器 1016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、燃 焼装置 1044の潜熱熱交換器 1046の入口へ接続している。
[0032] 燃焼装置 1044は、パーナ 1048と、顕熱熱交換器 1050と、潜熱熱交換器 1046と 、吹出しファン 1052を備えている。パーナ 1048の燃焼ガスは、吹出しファン 1052に よって吹出されて、顕熱熱交換器 1050の内部を流れる水と潜熱熱交換器 1046の 内部を流れる水を加熱した後に、外部に排出される。顕熱熱交換器 1050は燃焼装 置 1044の内部を通る伝熱管である。顕熱熱交換器 1050の内部を通過する水と、顕 熱熱交換器 1050の外部を流れるパーナ 1048の燃焼ガスとの間で熱交換が行われ る。潜熱熱交換器 1046は燃焼装置 1044の内部を通る伝熱管である。潜熱熱交換 器 1046の内部を通過する水と、潜熱熱交換器 1046の外部を流れるパーナ 1048の 燃焼ガスとの間で熱交換が行われる。潜熱熱交換器 1046の内部には低温の水が流 れるため、外部を流れる燃焼ガスに含まれる水蒸気が潜熱熱交換器 1046の表面に 結露する。このときの水蒸気の凝縮熱によって、潜熱熱交換器 1046の内部を流れる 水が加熱される。
[0033] 潜熱熱交換器 1046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。
[0034] シスターン往路 1024から分岐した第 1温水路 1030は、燃焼装置 1006の顕熱熱 交換器 1014の入口へ接続されている。顕熱熱交換器 1014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、燃焼装置 1044の顕 熱熱交換器 1050の入口へ接続されている。顕熱熱交換器 1050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 1068に分岐して いる。
第 1温水路 1030にはサーミスタ 1092が設けられている。サーミスタ 1092は、第 1 温水路 1030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が設けられている。サーミス タ 1060は、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、検出された水温をコントローラ 1200へ出力する。
[0035] 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が揷入されている。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が設けられている。 [0036] 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 接続している。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 107 4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は開かれる。高温暖房機 1 074が使用されない間は熱動弁 1074aは閉じられている。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。
[0037] 第 3温水路 1058から分岐した給湯加熱往路 1066は、熱交換器 1080の第 1流路 1 080aの入口に接続している。熱交換器 1080はその内部に第 1流路 1080aと第 2流 路 1080bを備えている。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が行われる。給湯加熱往路 1066には熱動弁 1082が揷入さ 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。
[0038] 第 3温水路 1058から分岐した風呂給湯加熱往路 1068は、熱交換器 1086の第 1 流路 1086aの入口に接続している。熱交換器 1086はその内部に第 1流路 1086aと 第 2流路 1086bを備えている。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、熱交換が行われる。風呂給湯加熱往路 1068には熱動弁 108 8が設けられている。熱交換器 1086の第 1流路 1086aの出口には、風呂給湯加熱 復路 1090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 10 78へ接続している。
[0039] 給湯器 1100は、燃焼装置 1102と、熱交換器 1080を備えている。一端が水道に 接続された水道水経路 1104は、燃焼装置 1102の潜熱熱交換器 1106の入口へ接 糸 してレヽる。
燃焼装置 1102は、パーナ 1108と、顕熱熱交換器 1110と、潜熱熱交換器 1106と 、吹出しファン 1112を備えている。パーナ 1108の燃焼ガスは、吹出しファン 1112に よって吹出されて、顕熱熱交換器 1110の内部を流れる水と潜熱熱交換器 1106の 内部を流れる水を加熱した後に、外部に排出される。顕熱熱交換器 1110は燃焼装 置 1102の内部を通る伝熱管である。顕熱熱交換器 1110の内部を通過する水と、顕 熱熱交換器 1110の外部を流れるパーナ 1108の燃焼ガスとの間で熱交換が行われ る。潜熱熱交換器 1106は燃焼装置 1102の内部を通る伝熱管である。潜熱熱交換 器 1106の内部を通過する水と、潜熱熱交換器 1106の外部を流れるパーナ 1108の 燃焼ガスとの間で熱交換が行われる。潜熱熱交換器 1106の内部には低温の水が流 れるため、外部を流れる燃焼ガスに含まれる水蒸気が潜熱熱交換器 1106の表面に 結露する。このときの水蒸気の凝縮熱によって、潜熱熱交換器 1106の内部を流れる 水が加熱される。
[0040] 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、熱交換器 1080の第 2流路 1080bの入口に接続している。熱交 換器 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、燃焼装置 1102の顕熱熱交換器 1110の入口に接続し ている。顕熱熱交換器 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 1120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で表現してレ、る。
[0041] 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 S設けられてレヽる。サーミスタ 1122、 1124、 1126は、 温を検出するセ ンサである。サーミスタ 1122、 1124、 1126は、検出された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る。流量センサ 1128 は、検出された水量をコントローラ 1200へ出力する。
[0042] 風呂給湯器 1130は、熱交換器 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、熱交換器 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に接続している。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が検出した水圧から浴槽 1132に 張られてレ、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。
[0043] 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、互いに接続されている。注湯路 1146にはソレノイド駆動タイプの注 湯弁 1148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 1132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へ温水が流入する。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 113 2a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が設けられている。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。
[0044] 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。
[0045] 発電機 1004で発電した電力は、グリッドボックス 1010へ供給される。グリッドボック ス 1010は、発電機 1004から供給される電力を、家庭用電源に供給する。グリッドボ ックス 1010はコントローラ 1200と通信可能である。グリッドボックス 1010は、発電機 1 004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。コント口 ーラ 1200は、計測される電力の周波数が、家庭用電源の周波数から大きく外れてい る場合は、グリッドボックス 1010へ指示して、その電力を家庭用電源へ供給せずに、 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が、家庭用電源の周波数とほ ぼ同じである場合は、グリッドボックス 1010へ指示して、その電力を家庭用電源へ供 給させる。
[0046] 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。
[0047] 続いて、図 2を参照して、コントローラ 1200の構成について説明する。コントローラ 1 200は、 CPU1200aと R〇M1200bと: RAM1200cと人力ポート 1200dと出力ポート 1200eを有してレ、る。これらの各要素はバス線 1200fによって通信可能に接続され ている。
[0048] CPU1200aは、 R〇M1200bに格納されている制御プログラムを処理する。 ROM 1200bに格納されているプログラムの中には、コージェネレーションシステム 1000を 制御するプログラムが含まれる。 RAM1200cは、コントローラ 1200に入力される各 種信号や、 CPU1200aが処理を実行する過程で生成される各種データを一時的に 記憶する。
[0049] 入力ポート 1200dには、水位電極 1020aをはじめとする各種センサ群と、リモコン 1 202と、グリッドボックス 1010が接続されている。各種センサ群やリモコン 1202やダリ ッドボックス 1010力 出力された情報は入力ポート 1200dに入力される。 CPU1200 aは、入力ポート 1200dに入力された情報を取り込む。 CPU1200aは、入力された 情報に基づレ、て各種制御を実行する。
[0050] 出力ポート 1200eには、パーナ 1012をはじめとするバーナ群、吸出しファン 1018 をはじめとする各種ファン、補給水弁 1022をはじめとする各種弁、ポンプ 1026をは じめとする各種ポンプ、およびグリッドボックス 1010が接続されている。 CPU1200a が生成して出力した各種信号は、出力ポート 1200eを介してこれらの各構成要素に 入力される。
[0051] 続いて、上記したコントローラ 1200によって実行される各種の処理について説明す る。
[0052] (1)低温暖房機 (床暖房機)運転 低温暖房機 1032の運転を開始すると、コントローラ 1200はポンプ 1026を駆動し、 熱動弁 1034を開く。コントローラ 1200は、低温暖房機 1032で必要とされる熱量に 応じて、燃焼装置 1006のパーナ 1012の火力を設定する。パーナ 1012を最大の火 力としても、低温暖房機 1032で必要とされる熱量を賄えない場合には、コントローラ 1200は燃焼装置 1044の運転も必要と判断し、不足する熱量に応じてパーナ 1048 の火力を設定する。コントローラ 1200は、設定された火力でパーナ 1012の燃焼を 開始し、吸出しファン 1018を駆動する。コントローラ 1200は、必要であれば、燃焼装 置 1044のパーナ 1048の燃焼を開始し、吹出しファン 1052を駆動する。また、低温 暖房機運転のみが実行される場合は、熱動弁 1070を開き、熱動弁 1074aと熱動弁 1088と熱動弁 1082を閉じる。
[0053] ポンプ 1026の駆動によって、シスターン 1020の下部から温水が汲み出される。汲 み出された温水は、シスターン往路 1024、低温暖房往路 1028、低温暖房機 1032 、低温暖房復路 1036、第 1冷水路 1038、冷却装置 1008、第 2冷水路 1040、潜熱 熱交換器 1016、第 3冷水路 1042、潜熱熱交換器 1046、シスターン復路 1054を順 に経由してシスターン 1020へ戻る。
[0054] シスターン 1020から汲み出された温水が、シスターン往路 1024、第 1温水路 103 0、顕熱熱交換器 1014、第 2温水路 1056、顕熱熱交換器 1050、第 3温水路 1058 、熱動弁経路 1062、シスターン復路 1054を経由してシスターン 1020へ戻る流路も 存在する。なお、低温暖房機運転のみが実行される場合は、熱動弁 1074a、熱動弁 1088、熱動弁 1082が閉じられている。このために、高温暖房機 1074や熱交換器 1 080、熱交換器 1086に温水が流入しないために、無駄に熱が使われるのを防止す ること力 Sできる。
[0055] パーナ 1012の燃焼ガスによって、顕熱熱交換器 1014を通過する温水と、潜熱熱 交換器 1016を通過する水がそれぞれ加熱される。またパーナ 1048が燃焼している 場合には、パーナ 1048の燃焼ガスによって、顕熱熱交換器 1050を通過する温水と 、潜熱熱交換器 1046を通過する水がそれぞれ加熱される。また、発電機 1004によ る発電が行われているため、冷却装置 1008を通過する水が加熱される。シスターン 1020内の温水が上記した 2つの流路内を循環するために、シスターン 1020内から 流出する水は温められて、低温暖房機 1032における暖房に利用される。
[0056] 燃焼装置 1006のパーナ 1012が燃焼し、ポンプ 1026が駆動して冷却装置 1008 を水が通過している間、発電機 1004は発電する。パーナ 1012の火力は、低温暖房 機 1032で必要とされる熱量に応じて設定されており、パーナ 1012の火力に応じて 発電機 1004で発電される電力は変化する。すなわち、本実施例のコージエネレーシ ヨンシステム 1000は、熱需要に応じて発電機 1004による発電を行う、熱主電従型の システムということができる。発電された電力は、グリッドボックス 1010へ送電され、グ リッドボックス 1010から家庭用電源へ供給される。
[0057] なお、コントローラ 1200は、サーミスタ 1092によって検出される温度に基づいて、 パーナ 1012やパーナ 1048の火力を調整する。サーミスタ 1092によって検出される 温度が低温暖房機 1032を充分に加熱できる温度である場合には、パーナ 1012や パーナ 1048の火力を弱める（もしくはパーナ 1048の燃焼を停止する）。逆に、サー ミスタ 1092によって検出される温度が低温暖房機 1032を充分に加熱できない温度 である場合には、パーナ 1012やパーナ 1048の火力を強める。上記のようにパーナ 1012やパーナ 1048の火力を調整することによって、低温暖房機 1032の暖房能力 を安定させることができる。
[0058] (2)高温暖房機 (浴室乾燥機)運転
高温暖房機 1074の運転を開始すると、コントローラ 1200はポンプ 1026を駆動し、 熱動弁 1074aを開き、熱動弁 1070を閉じる。コントローラ 1200は高温暖房機 1074 で必要とされる熱量に応じて、燃焼装置 1006のパーナ 1012の火力を設定する。バ ーナ 1012を最大の火力としても、高温暖房機 1074で必要とされる熱量を賄えない 場合には、コントローラ 1200は燃焼装置 1044の運転も必要と判断し、不足する熱量 に応じてパーナ 1048の火力を設定する。コントローラ 1200は、設定された火力でバ ーナ 1012の燃焼を開始し、吸出しファン 1018を駆動する。コントローラ 1200は、必 要であれば、燃焼装置 1044のパーナ 1048の燃焼を開始し、吹出しファン 1052を 駆動する。また、高温暖房機運転のみが実行される場合は、熱動弁 1034と熱動弁 1 088と熱動弁 1082を閉じる。
[0059] ポンプ 1026の駆動によって、シスターン 1020の下部から温水が汲み出される。汲 み出された温水は、シスターン往路 1024、第 1温水路 1030、顕熱熱交換器 1014、 第 2温水路 1056、顕熱熱交換器 1050、第 3温水路 1058、高温暖房往路 1064、高 温暖房機 1074、高温暖房復路 1076、戻り経路 1078、第 1冷水路 1038、冷却装置 1008、第 2冷水路 1040、潜熱熱交換器 1016、第 3冷水路 1042、潜熱熱交換器 1 046、シスターン復路 1054を順に経由してシスターン 1020へ戻る。
[0060] パーナ 1012の燃焼ガスによって、顕熱熱交換器 1014を通過する温水と、潜熱熱 交換器 1016を通過する水がそれぞれ加熱される。またパーナ 1048が燃焼している 場合には、パーナ 1048の燃焼ガスによって、顕熱熱交換器 1050を通過する温水と 、潜熱熱交換器 1046を通過する水がそれぞれ加熱される。また、発電機 1004によ る発電が行われているため、冷却装置 1008を通過する水が加熱される。シスターン 1020内の温水が上記した流路内を循環するため、シスターン 1020内から流出する 水は温められて、高温暖房機 1074における暖房に利用される。
[0061] 高温暖房運転を実行する場合、第 3温水路 1058から熱動弁経路 1062、バイパス 経路 1072、シスターン復路 1054を経由してシスターン 1020へ戻る流路も存在する 。バイパス経路 1072の口径は小さぐこの流路を循環する水量は少ない。バイパス 経路 1072の口径を小さくすることで、この流路を多くの温水が循環して熱動弁経路 1 062から多くの熱が放熱されることを防止することができる。なお、熱動弁 1070を閉 じる場合でも、熱動弁経路 1062を完全に閉じずに、ノ パス経路 1072を使用する のには次の理由がある。一般的な熱動弁は開くまでにある程度の時間を要する。従 つて、高温暖房機 1074の運転開始を命令してからしばらくの間は、熱動弁 1074aが 閉じられたままである。バイパス経路 1072が仮に存在しておらず、熱動弁 1070、 10 74a, 1088、 1082が閉じられた状態では、水が全く循環しなレ、。従って、もしバイパ ス経路 1072が存在しないと、高温暖房機 1074の運転要求からしばらくの間はバー ナ 1012、 1048によって加熱された水が循環しないことになり、顕熱熱交換器 1014 、 1050内の水が沸騰してしまう。また、水が循環しないのにポンプ 1026を駆動する と、ポンプ 1026に負荷が力、かってしまう。これらの問題を避けるために、バイパス経 路 1072が設けられている。高温暖房機 1074の運転要求から熱動弁 1074aが開か れるまでの間も、バイパス経路 1072を介して温水を循環させることができる。 [0062] 燃焼装置 1006のパーナ 1012が燃焼し、ポンプ 1026が駆動して冷却装置 1008 を水が通過している間、発電機 1004は発電する。パーナ 1012の火力は、高温暖房 機 1074で必要とされる熱量に応じて設定されている。発電機 1004で発電される電 力は、パーナ 1012の火力に応じて変化する。すなわち、本実施例のコージエネレー シヨンシステム 1000では、熱需要に応じて発電機 1004が発電を行う。発電された電 力は、グリッドボックス 1010へ送電され、グリッドボックス 1010から家庭用電源へ供 給される。
[0063] なお、コントローラ 1200は、サーミスタ 1060によって検出される温度に基づいて、 パーナ 1012やパーナ 1048の能力を調整する。サーミスタ 1060によって検出された 温度が高温暖房機 1074を充分に加熱できる温度である場合には、コントローラ 120 0はパーナ 1012やパーナ 1048の火力を弱める（もしくはパーナ 1048の燃焼を停止 する）。逆に、サーミスタ 1060によって検出される温度が高温暖房機 1074を充分に 加熱できない温度である場合には、コントローラ 1200はパーナ 1012やパーナ 1048 の火力を強める。上記のようにパーナ 1012やパーナ 1048の火力を調整することに よって、高温暖房機 1074の暖房能力を安定させることができる。
[0064] (3)給湯栓 1120への給湯処理
給湯栓 1120への給湯は、ユーザが給湯栓 1120を開くことによって開始される。給 湯栓 1120が開かれると、水道水が水道水経路 1104、潜熱熱交換器 1106、第 1給 湯路 1114、熱交換器 1080の第 2流路 1080b、第 2給湯路 1116、顕熱熱交換器 11 10、第 3給湯路 1118を順に経由し、給湯栓 1120に供給される。給湯の場合、温水 はポンプによって運ばれるのではなぐ水道水の圧力によって運ばれる。
コントローラ 1200は、給湯が開始されたか否かを常時監視している。コントローラ 1 200は、流量センサ 1128の検出値が 2. 7 (L/m;リットル Z分）を超えると、給湯が 開始されたと判断する。
[0065] 給湯が開始されると、コントローラ 1200は図 4に示す給湯処理を開始する。
ステップ S400で給湯が開始されると、コントローラ 1200はステップ S402で給湯に 係る熱需要を決定する。給湯に係る熱需要は、給湯設定温度と水道水温度の温度 差 ΔΤと、給湯流量で表現される。給湯設定温度はユーザが望む給湯温度であって 、リモコン 1202に入力されている。水道水温度はサーミスタ 1122から検出される。給 湯設定温度と水道水温度の差を算出することで、温度差 ΔΤを得ることができる。給 湯流量は、流量センサ 1128から検出される。温度差 ΔΤと給湯流量が決定されると 、処理はステップ S404へ進み、コントローラ 1200は、決定された熱需要に応じて、 燃焼装置 1006のパーナ 1012の火力を設定する。パーナ 1012を最大の火力として も、給湯に係る熱需要を賄えない場合には、コントローラ 1200は燃焼装置 1044の 運転も必要と判断し、不足分に応じてパーナ 1048の火力を設定する。パーナ 1012 、パーナ 1048の火力が設定されると、処理はステップ S406へ進み、コントローラ 12 00は、パーナ 1012の燃焼を開始し、吸出しファン 1018を駆動して、燃焼装置 1006 の運転を開始する。また、必要であれば、コントローラ 1200は、パーナ 1048の燃焼 を開始し、吹出しファン 1052を駆動して、燃焼装置 1044の運転を開始する。燃焼装 置 1006、燃焼装置 1044の運転が開始されると、処理はステップ S408へ進み、コン トローラ 1200は、パーナ 1108の燃焼を開始し、吹出しファン 1112を駆動して、燃焼 装置 1102の運転を開始する。燃焼装置 1102の運転が開始されると、処理はステツ プ S410へ進み、コントローラ 1200は、熱動弁 1082を開き、ポンプ 1026を駆動する
[0066] 水道水経路 1104を介して供給される水道水は、潜熱熱交換器 1106へ流入し、バ ーナ 1108の燃焼ガスに含まれている水蒸気の凝縮熱によって加熱される。潜熱熱 交換器 1106で加熱された水は、第 1給湯路 1114を経由して熱交換器 1080の第 2 流路 1080bへ供給され、熱交換器 1080の第 1流路 1080aを流れる温水との熱交換 によって加熱される。熱交換器 1080で加熱された水は、第 2給湯路 1116を経由し て顕熱熱交換器 1110へ供給され、パーナ 1108の燃焼ガスとの熱交換によってカロ 熱される。顕熱熱交換器 1110で加熱された水は、第 3給湯路 1118を経由して給湯 栓 1120から給湯される。
[0067] ポンプ 1026の駆動によって、シスターン 1020の下部から温水が汲み出される。汲 み出された温水は、シスターン往路 1024、第 1温水路 1030、顕熱熱交換器 1014、 第 2温水路 1056、顕熱熱交換器 1050、第 3温水路 1058、給湯加熱往路 1066、熱 交換器 1080の第 1流路 1080a、給湯加熱復路 1084、戻り経路 1078、第 1冷水路 1 038、冷却装置 1008、第 2冷水路 1040、潜熱熱交換器 1016、第 3冷水路 1042、 潜熱熱交換器 1046、シスターン復路 1054を順に経由して、シスターン 1020へ戻る
[0068] パーナ 1012の燃焼ガスによって、顕熱熱交換器 1014を通過する温水と、潜熱熱 交換器 1016を通過する水がそれぞれ加熱される。またパーナ 1048が燃焼している 場合には、パーナ 1048の燃焼ガスによって、顕熱熱交換器 1050を通過する温水と 、潜熱熱交換器 1046を通過する水がそれぞれ加熱される。また、発電機 1004によ る発電が行われているため、冷却装置 1008を通過する水が加熱される。シスターン 1020内の温水が上記した流路内を循環するため、シスターン 1020内から流出する 水は温められて、熱交換器 1080における給湯加熱に利用される。
[0069] 燃焼装置 1006のパーナ 1012が燃焼し、ポンプ 1026が駆動して冷却装置 1008 を水が通過している間、発電機 1004は発電する。パーナ 1012の火力は、給湯に必 要とされる熱量に応じて設定されている。発電機 1004で発電される電力は、パーナ 1012の火力に応じて変化する。すなわち、本実施例のコージェネレーションシステ ム 1000では、熱需要に応じて発電機 1004が発電を行う。発電された電力は、グリツ ドボックス 1010へ送電され、ダリッドボックス 1010から家庭用電源へ供給される。
[0070] 給湯運転をしている間、コントローラ 1200はサーミスタ 1126で検出される温度（給 湯温度）に基づいて、パーナ 1108の能力を調整する。図 4のステップ S412で、コン トローラ 1200は給湯温度と給湯設定温度を比較する。給湯温度が給湯設定温度に 満たない場合 (ステップ S412で YESの場合）、処理はステップ S414へ進み、コント ローラ 1200はパーナ 1108の火力を強める。給湯温度が給湯設定温度以上の場合 (ステップ S412で NOの場合）、処理はステップ S416へ進み、コントローラ 1200は パーナ 1108の火力を弱める（もしくはパーナ 1108の燃焼を停止する）。
[0071] ステップ S418では、コントローラ 1200は給湯が終了したか否かを判断する。コント ローラ 1200は、流量センサ 1128の検出値が 2. O (LZm)以下になると、給湯が終 了したと判断する。給湯が終了した場合 (ステップ S418で YESの場合）、処理はステ ップ S420へ移行する。給湯が終了していない場合 (ステップ S418で NOの場合）、 処理はステップ S412へ移行し、コントローラ 1200はステップ S412力 ステップ S41 8の処理を繰り返し実施する。
[0072] ステップ S420では、コントローラ 1200はパーナ 1012の燃焼を停止し、吸出しファ ン 1018の運転を停止して、燃焼装置 1006の運転を停止する。また、燃焼装置 104 4が運転している場合には、コントローラ 1200はパーナ 1048の燃焼を停止し、吹出 しファン 1052の運転を停止して、燃焼装置 1044の運転を停止する。ステップ S422 では、コントローラ 1200はパーナ 1108の燃焼を停止し、吹出しファン 1112の運転 を停止して、燃焼装置 1102の運転を停止する。ステップ S424では、コントローラ 12 00は熱動弁 1082を閉じて、ポンプ 1026の運転を停止する。ステップ S426で、コン トローラ 1200は給湯運転を終了する。
[0073] 上記の給湯運転においては、給湯を開始した直後は、シスターン 1020内の温水 が上記した流路内を循環して温められるまでに時間力 Sかかるため、熱交換器 1080 の第 1流路 1080aを流れる温水の温度はゆるやかに上昇していく。このため、給湯を 開始した直後では、燃焼装置 1102を用いないことには、水道水を給湯設定温度ま で加熱することはできない。熱交換器 1080のみを用いることによって水道水を給湯 設定温度まで加熱することはできなレ、。
[0074] 本実施例のコージェネレーションシステム 1000では、給湯の開始とともに、燃焼装 置 1006と、燃焼装置 1102の両方の運転を開始する。燃焼装置 1102の運転を開始 することによって、給湯を開始した直後であっても、水道水を潜熱熱交換器 1106と 顕熱熱交換器 1110で加熱して、給湯設定温度まで加熱することができる。給湯を開 始した直後でも、所望の温度で給湯を行うことができる。
[0075] 給湯を開始してからある程度の時間が経過して、シスターン 1020内の温水が充分 に温められると、熱交換器 1080の第 1流路 1080aに高温の温水が流れ、第 2流路 1 080bを流れる水は充分に加熱されるようになる。上記の給湯運転では、熱交換器 1 080の第 2流路 1080bを流れる水が充分に加熱されるようになると、ステップ S412、 S416でパーナ 1108の火力が弱められていく。熱交換器 1080の第 1流路 1080aを 流れる温水との熱交換のみによって給湯設定温度の温水を給湯できるようになると、 燃焼装置 1102の運転が停止する。それ以降は熱交換器 1080のみを用いた水道水 の加熱が行われる。 [0076] なお上記では、ステップ S412〜S416で、給湯温度と給湯設定温度に基づいてバ ーナ 1108の火力を調整する例を説明した力 パーナ 1108の火力の調整は、他の 手法によっても行うことができる。例えば、サーミスタ 1126で検出される給湯温度の 代わりに、サーミスタ 1124で検出される温度と給湯設定温度に基づいてパーナ 110 8の火力を調整してもよい。このような場合には、サーミスタ 1124で検出される温度 T 1に、顕熱熱交換器 1110を通過することによる温度上昇幅 dTを加算した値 T1 + dT を、給湯設定温度と比較する。顕熱熱交換器 1110を通過することによる温度上昇幅 dTは、そのときのパーナ 1108の火力から算出することができる。加算値 Tl + dTが 給湯設定温度に満たない場合にパーナ 1108の火力を増加し、加算値 Tl + dTが給 湯設定温度以上の場合にパーナ 1108の火力を低減することによって、給湯設定温 度の温水を給湯することができる。
[0077] (4)湯張り運転
風呂の浴槽 1132への湯張り運転は、上記した（3)の給湯栓 1120への給湯運転と ほぼ同様の内容が実施される。ここでは、（3)の給湯栓 1120への給湯運転と異なる 点のみ説明する。
浴室にはリモコン 1202が備えられている。ユーザはリモコン 1202を用いて浴槽 11 32の湯温と湯張り量を設定することができる。また、リモコン 1202には湯張りを開始 するスィッチが設けられている。このスィッチが操作されると、コントローラ 1200は注 湯弁 1148を開く。そうすると、水道水経路 1104、潜熱熱交換器 1106、第 1給湯路 1 114、熱交換器 1080、第 2給湯路 1116、顕熱熱交換器 1110、第 3給湯路 1118、 注湯路 1146を順に経由して、水道水が浴槽復路 1138に流れ込む。浴槽復路 113 8に流れ込んだ水は、吸出口 1132aと供給口 1132bの両方力、ら浴槽 1132に流入す る。
浴槽 1132への湯張りが開始されると、図 4の給湯処理のフローチャートに従ってコ ントローラ 1200は各種制御を実行する。コントローラ 1200は、浴槽 1200への湯張り 量が設定値（リモコン 1202によってユーザが予め設定している）になると、注湯弁 11 48を閉じる。浴槽 1132への湯張り量は、水位センサ 1144の値を読取ることによって 得ること力 Sできる。注湯弁 1148が閉じられると、コントローラ 1200は湯張り運転を終 了する。
[0078] (5)追焚き運転
風呂の浴槽 1132の追焚き運転は、リモコン 1202に設けられた追焚きスィッチをュ 一ザが操作することによって開始される。追焚き運転が開始されると、コントローラ 12 00はポンプ 1026を駆動し、熱動弁 1088を開く。コントローラ 1200は追焚きに必要 とされる熱量に応じて、燃焼装置 1006のパーナ 1012の火力を設定する。パーナ 10 12を最大の火力としても、追焚きに必要とされる熱量を賄えない場合には、コント口 ーラ 1200は燃焼装置 1044の運転も必要と判断し、不足する熱要に応じてパーナ 1 048の火力を設定する。コントローラ 1200は、設定された火力でパーナ 1012の燃 焼を開始し、吸出しファン 1018を駆動する。コントローラ 1200は、必要であれば、燃 焼装置 1044のパーナ 1048の燃焼を開始し、吹出しファン 1052を駆動する。またコ ントローラ 1200は、ポンプ 1 136を駆動する。追焚き運転のみが実行される場合は、 コントローラ 1200は熱動弁 1034と熱動弁 1074aと熱動弁 1082を閉じる。
[0079] ポンプ 1026の駆動によってシスターン 1020の下部から取出された水は、シスター ン往路 1024、第 1温水路 1030、顕熱熱交換器 1014、第 2温水路 1056、顕熱熱交 換器 1050、第 3温水路 1058、風呂給湯加熱往路 1068、熱交換器 1086、風呂給 湯加熱復路 1090、戻り経路 1078、第 1冷水路 1038、冷却装置 1008、第 2冷水路 1040、潜熱熱交換器 1016、第 2冷水路 1042、潜熱熱交換器 1046、シスターン復 路 1054を順に経由して、シスターン 1020に戻る。
[0080] パーナ 1012の燃焼ガスによって、顕熱熱交換器 1014を通過する温水と、潜熱熱 交換器 1016を通過する水がそれぞれ加熱される。またパーナ 1048が燃焼している 場合には、パーナ 1048の燃焼ガスによって、顕熱熱交換器 1050を通過する温水と 、潜熱熱交換器 1046を通過する水がそれぞれ加熱される。また、発電機 1004によ る発電が行われているため、冷却装置 1008を通過する水が加熱される。シスターン 1020内の温水が上記した流路内を循環するため、シスターン 1020内から流出する 水は温められて、風呂の追焚きに利用される。
[0081] シスターン 1020から汲み出された温水は、顕熱熱交換器 1014、顕熱熱交換器 10 50でカロ熱されて、熱交換器 1086の第 1流路 1086aへ流入する。一方、ポンプ 1136 の馬区動によって、浴ネ曹 1132の吸出口 1132a力ら浴ネ曹 1132内の温水力 S吸出され、 吸出された温水は浴槽往路 1134を流れて熱交換器 1086の第 2流路 1086bへ流入 する。熱交換器 1086における熱交換によって、浴槽 1132から吸出された温水は加 熱されて、浴槽復路 1138を経て供給口 1132bから浴槽 1132内へ戻る。熱交換器 1 086における熱交換によって、風呂給湯加熱往路 1068から流入する温水は冷却さ れて、風呂給湯加熱復路 1090へ流入する。風呂給湯加熱復路 1090へ流入した水 は、戻り経路 1078、第 1冷水路 1038を経て、冷却装置 1008へ流入する。冷却装置 1008へ流入した水は、発電機 1004のクーラ 5012を通過する作動流体から熱を受 取り、第 2冷水路 1040へ流入する。第 2冷水路 1040へ流入した水は、潜熱熱交換 器 1016と潜熱熱交換器 1046のそれぞれで熱を受取り、シスターン復路 1054を経 てシスターン 1020へ還流する。
[0082] 燃焼装置 1006のパーナ 1012が燃焼し、ポンプ 1026が駆動して冷却装置 1008 を水が通過している間、発電機 1004は発電する。パーナ 1012の火力は、追焚きで 必要とされる熱量に応じて設定されている。発電機 1004で発電される電力は、バー ナ 1012の火力に応じて変化する。すなわち、本実施例のコージェネレーションシス テム 1000では、熱需要に応じて発電機 1004が発電を行う。発電された電力は、ダリ ッドボックス 1010へ送電され、ダリッドボックス 1010から家庭用電源へ供給される。
[0083] コントローラ 1200はサーミスタ 1142で検出された温度を監視している。サーミスタ 1 142で検出された温度が設定温度まで到達すると、コントローラ 1200はポンプ 1136 の運転を停止し、追焚き運転を終了する。
[0084] 本実施例のコージェネレーションシステム 1000について詳細に説明した。本実施 例によると、暖房や給湯などの熱需要に応じて、発電機 1004を駆動して発電を行う ことができる。発電された電力は、家庭用電力として利用することができる。
[0085] 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での暖房の熱源として利用されて低温となった水や、給湯器 1100での給 湯の熱源として利用されて低温となった水を、パーナ等で加熱することなく発電装置 1002の冷却装置 1008へ供給している。これによつて、発電機 1004のクーラ 5012 を通過する作動流体の温度を大きく低下させることが可能となる。発電機 1004で発 生する電力を増大させることができる。
[0086] 本実施例のコージェネレーションシステム 1000は、発電機 1004 (スターリングェン ジンに相当する）と、発電機 1004のヒータ 5016 (ヒータ部に相当する）を加熱するバ ーナ 1012 (第 1パーナに相当する）と、パーナ 1012の燃焼ガスと熱媒との間で熱交 換する顕熱熱交換器 1014 (第 1熱交換器に相当する）と、熱媒と水との間で熱交換 する熱交換器 1080 (第 2熱交換器に相当する）と、熱媒を熱交換器 1014と熱交換 器 1080の間で循環させるシスターン 1020、シスターン往路 1024、ポンプ 1026、第 1温水路 1030、第 2温水路 1056、顕熱熱交換器 1050、第 3温水路 1058、給湯カロ 熱往路 1066、給湯加熱復路 1084、戻り経路 1078、第 1冷水路 1038、冷却装置 1 008、第 2冷水路 1040、潜熱熱交換器 1016、第 3冷水路 1042、潜熱熱交換器 10 46、シスターン復路 1054 (循環させる手段に相当する）と、熱交換器 1080から流出 する水を給湯栓 1120 (給湯利用箇所に相当する）へ供給する第 2給湯路 1116、顕 熱熱交換器 1110、第 3給湯路 1118 (給湯路に相当する）と、顕熱熱交換器 1110を 加熱するパーナ 1108 (第 2パーナに相当する）と、給湯栓 1120における熱需要に 応じてパーナ 1012の火力を制御するコントローラ 1200 (コントローラに相当する）を 備えている。
[0087] 本実施例のコージェネレーションシステム 1000は、さらに給湯栓 1120に供給する 水の設定温度を取得するリモコン 1202 (取得する手段に相当する）と、パーナ 1108 によって加熱される顕熱熱交換器 1110より下流で、第 3給湯路 1118を流れる水の 温度を検出するサーミスタ 1126 (第 1温度センサに相当する）を備え、コントローラ 12 00はサーミスタ 1126で検出される温度と設定温度に基づいてパーナ 1108の火力 を制御する。
[0088] あるレ、は、本実施例のコージェネレーションシステム 1000は、さらに給湯栓 1120 に供給する水の設定温度を取得するリモコン 1202と、パーナ 1108によって加熱さ れる顕熱熱交換器 1110より上流で、第 2給湯路 1116を流れる水の温度を検出する サーミスタ 1124 (第 2温度センサに相当する）を備え、コントローラ 1200はサーミスタ 1124で検出される温度と設定温度に基づいてパーナ 1108の火力を制御する。
[0089] (第 2実施例） 図 3を参照しながら、本実施例のコージェネレーションシステム 3000について説明 する。第 1実施例のコージェネレーションシステム 1000と同様の構成要素について は、同一符号を付して説明を省略する。
[0090] 第 2実施例の第 1冷水路 3038は、燃焼装置 1044の潜熱熱交換器 1046の入口に 接続している。潜熱熱交換器 1046の出口には、第 2冷水路 3040の一端が接続して いる。第 2冷水路 3040の他端は、燃焼装置 1006の潜熱熱交換器 1016の入口に接 続している。潜熱熱交換器 1016の出口には、第 3冷水路 3042の一端が接続してい る。第 3冷水路 3042の他端は、冷却装置 1008の入口に接続している。冷却装置 10 08の出口には、シスターン復路 3054の一端が接続している。シスターン復路 3054 の他端は、シスターン 1020の底部に接続している。
[0091] 燃焼装置 1006と燃焼装置 1044の両方が運転している状態では、低温暖房機 10 32や、高温暖房機 1074や、熱交換器 1080の第 1流路 1080aや熱交換器 1086の 第 1流路 1086aを通過して低温となった水は、第 1冷水路 3038を経由して燃焼装置 1044の潜熱熱交換器 1046へ流入し、燃焼ガスに含まれる水蒸気の凝縮熱によつ て加熱される。潜熱熱交換器 1046で加熱された水は、第 2冷水路 3040を経由して 燃焼装置 1006の潜熱熱交換器 1016へ流入し、燃焼ガスに含まれる水蒸気の凝縮 熱によって加熱される。潜熱熱交換器 1046で加熱された水は、第 3冷水路 3042を 経由して冷却装置 1008へ流入し、発電機 1004のクーラ 5012を通過する作動流体 との熱交換によって加熱される。冷却装置 1008で加熱された水は、シスターン復路 3054を経由してシスターン 1020に戻る。
[0092] 本実施例のコージェネレーションシステム 3000は、第 1実施例のコージエネレーシ ヨンシステム 1000と同様にして、低温暖房機運転、高温暖房機運転、給湯栓 1120 への給湯運転、湯張り運転、追焚き運転を行うことができる。
[0093] 本実施例のコージェネレーションシステム 3000では、低温暖房機 1032や高温暖 房機 1074での暖房の熱源として利用されて低温となった水や、給湯器 1100での給 湯の熱源として利用されて低温となった水を、パーナ等で加熱することなく潜熱熱交 換器 1046、潜熱熱交換器 1016へ供給している。これによつて、燃焼装置 1044、燃 焼装置 1006の燃焼ガスに含まれる水蒸気を確実に凝縮させて、燃焼ガスから確実 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。
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レ、。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。
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] スターリングエンジンと、
スターリングエンジンのヒータ部を加熱する第 1パーナと、
第 1パーナの燃焼ガスと熱媒との間で熱交換する第 1熱交換器と、
熱媒と水との間で熱交換する第 2熱交換器と、
熱媒を第 1熱交換器と第 2熱交換器の間で循環させる手段と、
第 2熱交換器力 流出する水を給湯利用個所へ供給する給湯路と、
給湯路を加熱する第 2パーナと、
給湯利用箇所における熱需要に応じて第 1パーナの火力を制御するコントローラ を備えるコージェネレーションシステム。
[2] 給湯利用個所に供給する水の設定温度を取得する手段と、
第 2パーナによって加熱される部位より下流で、給湯路を流れる水の温度を検出す る第 1温度センサを備え、
前記コントローラが、第 1温度センサで検出される温度と設定温度に基づいて第 2 パーナの火力を制御することを特徴とする請求項 1のコージェネレーションシステム。
[3] 給湯利用個所に供給する水の設定温度を取得する手段と、
第 2パーナによって加熱される部位より上流で、給湯路を流れる水の温度を検出す る第 2温度センサを備え、
前記コントローラが、第 2温度センサで検出される温度と設定温度に基づいて第 2 パーナの火力を制御することを特徴とする請求項 1のコージェネレーションシステム。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2484983A4 (en) * 2009-10-01 2016-06-08 Kyungdong Navien Co Ltd OPERATING PROCESS FOR A MICRO HEATING SYSTEM

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2444944A (en) * 2006-12-20 2008-06-25 Microgen Energy Ltd Storage combination boiler
JP6246038B2 (ja) * 2014-03-20 2017-12-13 株式会社ガスター 熱源装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002277051A (ja) * 2001-03-14 2002-09-25 Noritz Corp 経路温度測定方法および排熱回収装置
JP2003106658A (ja) * 2001-09-28 2003-04-09 Noritz Corp 熱回収システムおよび補助熱源器
JP2003247750A (ja) * 2002-02-25 2003-09-05 Shinko Electric Co Ltd コージェネレータ、給湯システムおよびエンジン暖機システム
JP2003534483A (ja) * 2000-05-26 2003-11-18 エナテック・ミクロ−コジェン・ベスローテン・フェンノートシャップ 熱および電気を共に生成するための装置および方法
JP2005513321A (ja) * 2001-12-19 2005-05-12 マイクロゲン エナジー リミテッド 家庭用熱電気併給ユニット

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003534483A (ja) * 2000-05-26 2003-11-18 エナテック・ミクロ−コジェン・ベスローテン・フェンノートシャップ 熱および電気を共に生成するための装置および方法
JP2002277051A (ja) * 2001-03-14 2002-09-25 Noritz Corp 経路温度測定方法および排熱回収装置
JP2003106658A (ja) * 2001-09-28 2003-04-09 Noritz Corp 熱回収システムおよび補助熱源器
JP2005513321A (ja) * 2001-12-19 2005-05-12 マイクロゲン エナジー リミテッド 家庭用熱電気併給ユニット
JP2003247750A (ja) * 2002-02-25 2003-09-05 Shinko Electric Co Ltd コージェネレータ、給湯システムおよびエンジン暖機システム

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2484983A4 (en) * 2009-10-01 2016-06-08 Kyungdong Navien Co Ltd OPERATING PROCESS FOR A MICRO HEATING SYSTEM

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