(57)【要約】【課題】発電システム及び暖房システムを連係する暖房水の水張りを自動的に行うことができるコージェネレーションシステムを提供する。【解決手段】発電システム１０と、給湯暖房システム３０と、暖房端末３３の出口と暖房水ポンプ３２との間で暖房回路Ｌ２の流路をバイパスする暖房水バイパス回路Ｌ３と、暖房水バイパスポンプ４２と、暖房水バイパス回路Ｌ３の暖房水と冷却液との間で熱交換する暖房熱交換器２４とを備える。発電システム１０の発電コントローラ４６は、システム導入後の最初の発電システム１０の運転開始時又は発電システム１０が前回運転を停止してからの経過時間が所定時間より長いときの発電システム１０の運転開始時に、暖房水バイパス回路Ｌ３の水張りが未終了と判断して、暖房水バイパスポンプ４２を駆動制御する。【選択図】図１
2010216682.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電ユニット、該発電ユニットの排熱との間で熱交換する冷却液が循環される冷却液回路、該冷却液回路に設けられ前記冷却液の流れを作る冷却液ポンプ、及び前記冷却液回路に設けられ前記冷却液の温度を検出する温度検出手段を備え、前記冷却液の温度に応じて前記発電ユニットの運転・停止を切り替える発電システムと、
暖房端末を循環可能な暖房水が循環される暖房回路、及び該暖房回路に設けられ前記暖房水の流れを作る暖房水ポンプを備える暖房システムと、
前記暖房端末の出口と前記暖房水ポンプとの間で前記暖房回路の流路をバイパスする暖房水バイパス回路と、
前記暖房水バイパス回路に設けられ前記暖房水の流れを作る暖房水バイパスポンプと、
前記暖房水バイパス回路の前記暖房水と前記冷却液との間で熱交換する熱交換手段と、
前記発電システムに設けられ、システム導入後の最初の前記発電システムの運転開始時及び前記発電システムが前回運転を停止してからの経過時間が所定時間より長いときの該発電システムの運転開始時のいずれか一方であるときに、前記暖房水バイパス回路の水張りが未終了と判断して、前記暖房水バイパスポンプを駆動制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とするコージェネレーションシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のコージェネレーションシステムにおいて、
前記温度検出手段は、
前記発電ユニットの出口の前記冷却液の温度である冷却液出口温度を検出する出口温度検出手段と、
前記発電ユニットの入口の前記冷却液の温度である冷却液入口温度を検出する入口温度検出手段とを備え、
前記冷却液回路は、前記熱交換手段を迂回する冷却液バイパス回路を備え、
前記冷却液回路に設けられ、前記冷却液の温度が所定の開弁温度よりも高いときに前記冷却液の循環を前記冷却液バイパス回路から前記熱交換手段に切り替える切替弁と、
前記暖房水バイパス回路に設けられ、前記熱交換手段の出口の前記暖房水の温度である暖房水出口温度を検出する暖房水出口温度検出手段とを備え、
前記制御手段は、前記冷却液出口温度が前記開弁温度よりも高いときに、前記暖房水出口温度が前記冷却液入口温度よりも高いこと及び前記暖房水バイパス回路の水張り動作を開始してからの経過時間が所定時間を超えることのいずれか一方が成立することで、前記暖房水バイパス回路の水張り動作が終了と判断して、該暖房水バイパス回路の水張りのための前記暖房水バイパスポンプの駆動制御を停止することを特徴とするコージェネレーションシステム。
【請求項３】
請求項２に記載のコージェネレーションシステムにおいて、
前記制御手段は、前記暖房水バイパス回路の水張り中に、電力負荷に応じた発電可能電力を減算補正した発電電力で前記発電ユニットの運転を制御することを特徴とするコージェネレーションシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コージェネレーションシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、熱源機で加熱・生成した暖房水を暖房回路に循環させて、該暖房回路に設けられた暖房端末に暖房水を循環させる暖房システムが知られている（例えば特許文献１、２など）。そして、これらの暖房システムでは、給水タンクに給水を行いながら暖房回路に水張りを行うとともに、給水タンクの水位等を利用して当該水張りの終了を判断することも併せて提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−３１３５６５号公報
【特許文献２】特開平６−９４２４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、こうした暖房システムに発電システムを連係させたコージェネレーションシステムも知られている。具体的には、暖房回路に該暖房回路の流路をバイパスするバイパス回路を接続するとともに、該バイパス回路に暖房水の流れを作るバイパスポンプを設け、更にバイパス回路の暖房水と発電システムの冷却液との間で熱交換する熱交換器を設ける。このコージェネレーションシステムによれば、発電時に発生した排熱を暖房水の加熱等に利用することで、全体としての省エネルギー化に効果的である。
【０００５】
しかしながら、暖房回路に接続されるバイパス回路は、暖房回路を迂回する袋小路になっていることで、その水張りのためには暖房システムによる暖房回路の水張りとは別にコージェネレーションシステムとしてバイパスポンプを駆動する必要がある。この場合、コージェネレーションシステムの初期導入時であれば当該水張りの分だけ施工工数が増大することになり、あるいは使用時にあってもバイパス回路に空気が溜まるなどして該バイパス回路が水張り不足に陥ると、バイパス回路の暖房水と発電システムの冷却液との間で熱交換が十分に行えなくなり、エネルギー効率を低下させる可能性がある。
【０００６】
本発明の目的は、発電システム及び暖房システムを連係する暖房水の水張りを自動的に行うことができるコージェネレーションシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、発電ユニット、該発電ユニットの排熱との間で熱交換する冷却液が循環される冷却液回路、該冷却液回路に設けられ前記冷却液の流れを作る冷却液ポンプ、及び前記冷却液回路に設けられ前記冷却液の温度を検出する温度検出手段を備え、前記冷却液の温度に応じて前記発電ユニットの運転・停止を切り替える発電システムと、暖房端末を循環可能な暖房水が循環される暖房回路、及び該暖房回路に設けられ前記暖房水の流れを作る暖房水ポンプを備える暖房システムと、前記暖房端末の出口と前記暖房水ポンプとの間で前記暖房回路の流路をバイパスする暖房水バイパス回路と、前記暖房水バイパス回路に設けられ前記暖房水の流れを作る暖房水バイパスポンプと、前記暖房水バイパス回路の前記暖房水と前記冷却液との間で熱交換する熱交換手段と、前記発電システムに設けられ、システム導入後の最初の前記発電システムの運転開始時及び前記発電システムが前回運転を停止してからの経過時間が所定時間より長いときの該発電システムの運転開始時のいずれか一方であるときに、前記暖房水バイパス回路の水張りが未終了と判断して、前記暖房水バイパスポンプを駆動制御する制御手段と、を備えたことを要旨とする。
【０００８】
同構成によれば、システム導入後の最初の前記発電システムの運転開始時又は前記発電システムが前回運転を停止してからの経過時間が所定時間より長いときの該発電システムの運転開始時に、前記制御手段により前記暖房水バイパス回路の水張りが未終了と判断されて、該暖房水バイパス回路に水張りすべく前記暖房水バイパスポンプが自動的に駆動される。従って、例えばコージェネレーションシステムの初期導入時など最初の前記発電システムの運転開始時にあっても、施工後、前記暖房回路に水張りをした後に別途、前記暖房水バイパス回路の水張りを手動で行う必要はない。あるいは、前記発電システムが前回運転を停止してからの経過時間が所定時間より長く前記暖房回路等が水抜きされていても、前記暖房水バイパス回路の水張りを手動で行う必要はない。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のコージェネレーションシステムにおいて、前記温度検出手段は、前記発電ユニットの出口の前記冷却液の温度である冷却液出口温度を検出する出口温度検出手段と、前記発電ユニットの入口の前記冷却液の温度である冷却液入口温度を検出する入口温度検出手段とを備え、前記冷却液回路は、前記熱交換手段を迂回する冷却液バイパス回路を備え、前記冷却液回路に設けられ、前記冷却液の温度が所定の開弁温度よりも高いときに前記冷却液の循環を前記冷却液バイパス回路から前記熱交換手段に切り替える切替弁と、前記暖房水バイパス回路に設けられ、前記熱交換手段の出口の前記暖房水の温度である暖房水出口温度を検出する暖房水出口温度検出手段とを備え、前記制御手段は、前記冷却液出口温度が前記開弁温度よりも高いときに、前記暖房水出口温度が前記冷却液入口温度よりも高いこと及び前記暖房水バイパス回路の水張り動作を開始してからの経過時間が所定時間を超えることのいずれか一方が成立することで、前記暖房水バイパス回路の水張り動作が終了と判断して、該暖房水バイパス回路の水張りのための前記暖房水バイパスポンプの駆動制御を停止することを要旨とする。
【００１０】
同構成によれば、前記冷却液出口温度が前記開弁温度よりも高いときに、前記暖房水出口温度が前記冷却液入口温度よりも高くなることで、即ち前記熱交換手段において前記暖房水バイパス回路の前記暖房水及び前記冷却液間での熱交換を開始していることから前記暖房水バイパス回路の水張りが完了していると見なせることで、前記制御手段により前記暖房水バイパス回路の水張りのための前記暖房水バイパスポンプの駆動制御が停止される。あるいは、前記冷却液出口温度が前記開弁温度よりも高いときに、前記暖房水バイパス回路の水張りを開始してからの経過時間が前記所定時間を超えることから前記暖房水バイパス回路の水張りが完了していると見なせることで、前記制御手段により前記暖房水バイパス回路の水張りのための前記暖房水バイパスポンプの駆動制御が停止される。このように、前記暖房水バイパス回路の水張り終了を推定することで、前記暖房水バイパス回路の水張りのための前記暖房水バイパスポンプの駆動制御を自動的に停止することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のコージェネレーションシステムにおいて、前記制御手段は、前記暖房水バイパス回路の水張り中に、電力負荷に応じた発電可能電力を減算補正した発電電力で前記発電ユニットの運転を制御することを要旨とする。
【００１２】
同構成によれば、前記暖房水バイパス回路の水張り中は、前記制御手段により、電力負荷に応じた発電可能電力を減算補正した発電電力で前記発電ユニットの運転が制御されることで、例えば前記熱交換手段における前記暖房水及び前記冷却液間の熱交換が不足することで前記発電ユニット（冷却液）が過熱状態になり、該発電ユニットが頻繁に運転停止することを回避できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明では、発電システム及び暖房システムを連係する暖房水の水張りを自動的に行うことができるコージェネレーションシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態を示す概略構成図。
【図２】同実施形態の制御態様を示すフローチャート。
【図３】同実施形態の制御態様を示すフローチャート。
【図４】同実施形態の制御態様を示すフローチャート。
【図５】同実施形態の制御態様を示すフローチャート。
【図６】同実施形態の制御態様を示すフローチャート。
【図７】同実施形態の制御の推移を示すタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を具体化した一実施形態について図面に従って説明する。
図１は、本実施形態に係るコージェネレーションシステムを示す概略構成図である。同図に示されるように、このコージェネレーションシステムは、大きくは発電システム１０と、暖房システムを構成する給湯暖房システム３０とを備えて構成される。
【００１６】
発電システム１０には、発電機１１及び該発電機１１を駆動するガスエンジン１２が設置されるとともに、前記発電機１１の電力を周波数変換して商用電力と協働し得る電力を生成するインバータ１３が設置されている。発電機１１、ガスエンジン１２及びインバータ１３は発電ユニットＧＥを構成する。なお、ガスエンジン１２は、供給されるガスの燃焼によって駆動される。そして、ガスエンジン１２の排気ガスは、排気熱交換器１４を通過して外部に排出される。
【００１７】
また、発電システム１０には、エンジン冷却液ポンプ２１が設置されている。このエンジン冷却液ポンプ２１は、冷却液の流れを作るとともに、その吐出口に液配管２０ａを介して接続された前記排気熱交換器１４に冷却液を送り出す。排気熱交換器１４に送り出された冷却液は、該排気熱交換器１４において前記ガスエンジン１２の排熱との間で熱交換することで加熱される。
【００１８】
排気熱交換器１４は、液配管２０ｂを介して切替弁としてのワックス式のサーモスタット弁２３に接続されるとともに、該サーモスタット弁２３は液配管２０ｃを介して熱交換手段としての暖房熱交換器２４に接続され、更に該暖房熱交換器２４は液配管２０ｄを介してバッファタンク２２に接続されている。そして、バッファタンク２２は、液配管２０ｆを介して前記冷却液循環ポンプ２１の吸入口に接続されている。バッファタンク２２は、発電ユニットＧＥ（ガスエンジン１２）の排熱との間で熱交換する冷却液を蓄えためのものである。
【００１９】
さらに、前記サーモスタット弁２３は、バイパス液配管２０ｇを介して前記エンジン冷却液ポンプ２１の吸入口（液配管２０ｆ）に接続されている。このサーモスタット弁２３は、冷却液の温度に応じたその内蔵するワックスの熱膨張を利用してバイパス液配管２０ｇ又は暖房熱交換器２４及びバッファタンク２２を流れる冷却液の流量を調節する。
【００２０】
具体的には、冷却液の温度が所定温度（例えば６７°Ｃ）を下回るとき、暖房熱交換器２４への冷却液の流れを止める（バイパス液配管２０ｇへと流す）べくサーモスタット弁２３が閉弁する。これにより、バイパス液配管２０ｇに導かれた冷却液は、排気熱交換器１４においてガスエンジン１２の排熱との間で熱交換を繰り返すことで迅速に加熱される。一方、冷却液の温度が所定温度（例えば８０°Ｃ）を超えるとき、暖房熱交換器２４へと冷却液を流すべくサーモスタット弁２３が開弁する。これにより、暖房熱交換器２４に導かれた冷却液は、該暖房熱交換器２４を流れる前記給湯暖房システム３０の暖房水と熱交換可能となる。また、加熱された冷却液の余剰熱は、バッファタンク２２において暫定的に蓄えられる。液配管２０ａ〜２０ｇは、冷却液回路Ｌ１を構成する。
【００２１】
なお、液配管２０ｂ（冷却液回路Ｌ１）には、ガスエンジン１２（排気熱交換器１４）の出口の冷却液の温度である冷却液出口温度Ｔｗｏを検出する出口温度検出手段（温度検出手段）としての出口温度センサ（サーミスタなど）Ｓｔｏが設けられており、液配管２０ａ（冷却液回路Ｌ１）には、ガスエンジン１２の入口の冷却液の温度である冷却液入口温度Ｔｗｉを検出する入口温度検出手段（温度検出手段）としての入口温度センサ（サーミスタなど）Ｓｔｉが設けられている。
【００２２】
前記給湯暖房システム３０には、潜熱回収型の給湯暖房熱源機３１が設置されるとともに、該給湯暖房熱源機３１に内蔵された暖房水ポンプ３２が設置され、更に複数の暖房端末（例えば暖房用の床など）３３が設置されている。給湯暖房熱源機３１は、上水道から供給された水をガスの燃焼によって即時に加熱することで給湯に供せられる。つまり、給湯暖房システム３０には、給湯のための貯湯タンクが割愛されている。
【００２３】
暖房水ポンプ３２は、暖房水の流れを作るとともに、その吐出口に配管３４ａを介して接続された分岐管３５に暖房水を送り出す。この分岐管３５は、配管３６ａを介して前記複数の暖房端末３３の入口に個別に接続されるとともに、該複数の暖房端末３３の出口は、配管３６ｂを介して集合管３７に個別に接続されている。この集合管３７は、全ての配管３６ｂを集合させて各暖房端末３３を循環した暖房水を合流させる。そして、集合管３７は、配管３４ｂを介して前記暖房水ポンプ３２の吸入口に接続されている。
【００２４】
また、給湯暖房システム３０には、前記給湯暖房熱源機３１に内蔵された給湯暖房コントローラ３８が設置されている。この給湯暖房コントローラ３８は、暖房端末３３の暖房に際し、前記暖房水ポンプ３２にポンプ運転信号を出力して該暖房水ポンプ３２を駆動制御する。なお、各暖房端末３３の入口には熱動弁（図示略）が設けられており、給湯暖房コントローラ３８は、これら熱動弁を開閉制御することで各暖房端末３３の温度調節を行う。
【００２５】
すなわち、給湯暖房コントローラ３８により、暖房水ポンプ３２が駆動されるとともに、いずれかの暖房端末３３の熱動弁が開放状態にされると、暖房水ポンプ３２に送り出される暖房水は配管３４ａ、分岐管３５、配管３６ａ、当該暖房端末３３、配管３６ｂ、集合管３７及び配管３４ｂを循環する。一方、いずれかの暖房端末３３の熱動弁が閉鎖状態にされると、当該暖房端末３３への暖房水の循環が停止される。つまり、各暖房端末３３は、給湯暖房コントローラ３８により熱動弁が開閉されて放熱量が制御されることで平均的な暖房能力が調節され、所要の温度に調節される。これら配管３４ａ、分岐管３５、配管３６ａ、配管３６ｂ、集合管３７及び配管３４ｂは、暖房回路Ｌ２を構成する。なお、配管３４ｂ（暖房回路Ｌ２）には、暖房水の流量を表す流量信号Ａを出力する流量センサＳが設けられている。
【００２６】
前記発電システム１０には、暖房水バイパスポンプ４２が設置されている。暖房水バイパスポンプ４２の吸入口はバイパス配管４１ａを介して前記集合管３７の上流側（配管３４ｂの反対側）に接続されるとともに、該暖房水バイパスポンプ４２の吐出口はバイパス配管４１ｂを介して前記暖房熱交換器２４に接続されている。そして、暖房熱交換器２４は、バイパス配管４１ｃを介して前記集合管３７の下流側（配管３４ｂ側）に接続されている。従って、暖房水バイパスポンプ４２の運転時、暖房水の一部は前記集合管３７を迂回してバイパス配管４１ａ、バイパス配管４１ｂ、暖房熱交換器２４及びバイパス配管４１ｃを循環する。そして、前記集合管３７を迂回した暖房水は、前記暖房熱交換器２４において冷却液（冷却液回路Ｌ１）と熱交換することで加熱され、暖房端末３３の暖房に供せられる。この熱源が、前記冷却液回路Ｌ１を介した前記ガスエンジン１２の排熱であり、冷却液の温度がサーモスタット弁２３の開弁に十分な温度に達していることを前提とすることはいうまでもない。
【００２７】
集合管３７の上流側と下流側との間（暖房端末３３の出口と暖房水ポンプ３２との間）で暖房回路Ｌ２の流路をバイパスするバイパス配管４１ａ〜４１ｃは、暖房水バイパス回路Ｌ３を構成する。なお、バイパス配管４１ｃ（暖房水バイパス回路Ｌ３）には、排気熱交換器１４の出口の暖房水の温度である暖房水出口温度Ｔｏを検出する暖房水出口温度検出手段としての暖房水出口温度センサ（サーミスタなど）Ｓｏが設けられている。
【００２８】
ここで、発電システム１０には、制御手段としての発電コントローラ４６が設置されている。この発電コントローラ４６は、利用者等による操作用の電源スイッチＳＷと電気的に接続されており、該電源スイッチＳＷのオン操作によって発電システム１０を起動する。また、発電コントローラ４６は、前記流量センサＳ又は前記給湯暖房コントローラ３８に電気的に接続されており、流量センサＳが出力する流量信号Ａ又は給湯暖房コントローラ３８が出力するポンプ運転信号（又はポンプ電流）Ｂに基づいて暖房負荷の有無を検出する。そして、発電コントローラ４６は、暖房負荷有りの検出をシステム運転指示として認識する。発電コントローラ４６は、このシステム運転指示を前提に発電動作すべく、冷却液出口温度Ｔｗｏに基づいて前記ガスエンジン１２（発電ユニットＧＥ）を駆動制御する。具体的には、発電コントローラ４６は、冷却液出口温度Ｔｗｏに基づいて冷却液回路Ｌ１の冷却液の温度が過剰に上昇しないようにガスエンジン１２の発停を制御する。
【００２９】
また、発電コントローラ４６は、商用電力を監視することで家庭の電力負荷（電力負荷容量）を算出するとともに、該電力負荷に基づいて発電ユニットＧＥ（インバータ１３）における発電電力の出力可能値を算出する。そして、発電コントローラ４６は、インバータ１３の発電電力が前記出力可能値に一致するようにガスエンジン１２の回転速度を制御する。このガスエンジン１２の回転速度制御が、前述のシステム運転指示を前提とすることはいうまでもない。
【００３０】
さらに、発電コントローラ４６は、システム運転指示（即ち暖房負荷有り）を前提に、前記エンジン冷却液ポンプ２１を駆動制御する。また、発電コントローラ４６は、エンジン冷却液ポンプ２１の運転・停止状態、冷却液出口温度Ｔｗｏ及び内蔵するタイマーによる計時に基づいて前記暖房水バイパスポンプ４２を駆動制御する。
【００３１】
具体的には、エンジン冷却液ポンプ２１の運転中において、暖房水バイパスポンプ４２の運転中にあっては、該暖房水バイパスポンプ４２が運転を所定時間以上継続していることを前提に、冷却液出口温度Ｔｗｏが所定温度Ｔ１（例えば６０°Ｃ）未満になることで暖房水バイパスポンプ４２の運転を停止する。また、エンジン冷却液ポンプ２１の運転中において、暖房水バイパスポンプ４２の運転停止中にあっては、該暖房水バイパスポンプ４２が運転停止を所定時間以上継続していることを前提に、冷却液出口温度Ｔｗｏが所定温度Ｔ２（＞Ｔ１、例えば７０°Ｃ）以上になることで暖房水バイパスポンプ４２の運転を開始する。このように、暖房水バイパスポンプ４２の運転停止を許容するときの冷却液出口温度Ｔｗｏの閾値（Ｔ１）よりも暖房水バイパスポンプ４２の運転開始を許容するときの同閾値（Ｔ２）を大きく設定しているのは、例えば一の閾値の大小関係のみで暖房水バイパスポンプ４２の運転の開始・停止が頻繁に切り替わる非効率さを回避するためである。また、所定時間以上の継続を前提に暖房水バイパスポンプ４２の運転の開始・停止の切り替えを許容するのは、当該所定時間にも満たない短時間で暖房水バイパスポンプ４２の運転の開始・停止が頻繁に切り替わる非効率さを回避するためである。なお、エンジン冷却液ポンプ２１の運転停止中においては、暖房水バイパスポンプ４２の運転を直ちに停止する。
【００３２】
ここで、本実施形態では、集合管３７（暖房回路Ｌ２）に接続される暖房水バイパス回路Ｌ３が暖房回路Ｌ２を迂回する袋小路になっていることで、発電コントローラ４６は、その水張りにおいても暖房水バイパスポンプ４２を駆動制御する。
【００３３】
図２は、発電コントローラ４６による暖房水バイパス回路Ｌ３の水張り開始判断態様を示すフローチャートである。この処理は、所定時間（例えば１秒）ごとの定時割り込みにより繰り返し実行される。同図に示されるように、このルーチンに移行すると、先ず、システム運転開始か否かが判断される（Ｓ１）。具体的には、利用者等による前記電源スイッチＳＷのオン操作によって発電システム１０が起動された直後か否かが判断される。ここで、システム運転開始と判断されると、運転開始カウンタＣＳが零か否かが判断される（Ｓ２）。この運転開始カウンタＣＳは、電源スイッチＳＷのオン操作による発電システム１０の起動回数（始動回数）を表すもので、例えばコージェネレーションシステム（発電システム１０）の初期導入時や整備時など、発電コントローラ４６の初期化シーケンスを伴う電源スイッチＳＷ（ブレーカ）の初回のオン操作時には零に設定されている。
【００３４】
運転開始カウンタＣＳが零と判断されると、水張り開始フラグがオンされる（Ｓ３）。なお、発電コントローラ４６は、水張り開始フラグがオンであることに基づいて暖房水バイパス回路Ｌ３に水張りをすべく暖房水バイパスポンプ４２を運転し、水張り開始フラグがオフであることに基づいて暖房水バイパス回路Ｌ３の水張りを停止すべく暖房水バイパスポンプ４２の運転を停止するようになっている。つまり、コージェネレーションシステムの初期導入時等には、水張り開始フラグがオンに設定されることで暖房水バイパス回路Ｌ３の水張りが自動的に行われる。
【００３５】
一方、Ｓ２において運転開始カウンタＣＳが零でないと判断されると、運転後タイマーＴａが所定時間ＴＭ（例えば１６８時間）以上か否かが判断される（Ｓ４）。この運転後タイマーＴａは、前回の電源スイッチＳＷのオン操作中において最後にガスエンジン１２の運転を停止してからの経過時間を表すものである。そして、運転後タイマーＴａが所定時間ＴＭ以上と判断されると、最後にガスエンジン１２の運転を停止してからの経過時間が長く暖房水バイパス回路Ｌ３等が水抜きされている可能性があることから、暖房水バイパス回路Ｌ３の水張りを行うべく前記水張り開始フラグがオンされる（Ｓ３）。なお、Ｓ３において水張り開始フラグがオンに設定され、あるいはＳ４において運転後タイマーＴａが所定時間ＴＭ未満と判断されると、前記運転開始カウンタＣＳが「１」だけインクリメントされる（Ｓ５）。そして、その後の処理が一旦終了される。
【００３６】
一方、Ｓ１においてシステム運転開始でないと判断されると、電源スイッチＳＷのオン操作後のガスエンジン１２の前述の発停制御における該ガスエンジン１２の運転中か否かが判断される（Ｓ６）。そして、ガスエンジン１２の運転中と判断されると、運転後タイマーＴａがクリアされ（Ｓ７）、ガスエンジン１２の運転中でない（停止中）と判断されると、運転後タイマーＴａが「１」だけインクリメントされる（Ｓ８）。そして、その後の処理が一旦終了される。
【００３７】
つまり、運転後タイマーＴａは、ガスエンジン１２が運転される都度にクリアされ、停止される都度に計数されることになる。これにより、運転後タイマーＴａは、前回の電源スイッチＳＷのオン操作中において最後にガスエンジン１２の運転を停止してから今回の電源スイッチＳＷのオン操作によるシステム運転開始まで計数を継続することになり、前記経過時間を表すことになる。
【００３８】
以上の処理により、コージェネレーションシステム（発電システム１０）の初期導入時又は最後にガスエンジン１２（発電システム１０）の運転を停止してからの経過時間が所定時間ＴＭより長いときに、暖房水バイパス回路Ｌ３の水張り動作が自動的に行われる。
【００３９】
図３は、発電コントローラ４６による暖房水バイパス回路Ｌ３の水張り完了判断態様を示すフローチャートである。この処理は、所定時間（例えば１秒）ごとの定時割り込みにより繰り返し実行される。同図に示されるように、このルーチンに移行すると、先ず、冷却液出口温度Ｔｗｏが前記サーモスタット弁２３の開弁する所定の開弁温度Ｔｔｈｖ（例えば８０°Ｃ）よりも大きいか否かが判断される（Ｓ１１）。そして、冷却液出口温度Ｔｗｏが開弁温度Ｔｔｈｖ以下であれば、その後の処理がそのまま一旦終了される。また、冷却液出口温度Ｔｗｏが開弁温度Ｔｔｈｖよりも大きければ、前記暖房水出口温度Ｔｏが冷却液入口温度Ｔｗｉ以上か否かが判断される（Ｓ１２）。そして、暖房水出口温度Ｔｏが冷却液入口温度Ｔｗｉ以上であれば、暖房熱交換器２４において暖房水バイパス回路Ｌ３の暖房水及び冷却液間の熱交換を開始していることから、該暖房水バイパス回路Ｌ３の水張りが完了していると見なして、暖房水バイパス回路Ｌ３の水張り動作を停止すべく前記水張り開始フラグがオフされる（Ｓ１３）。そして、その後の処理が一旦終了される。
【００４０】
一方、Ｓ１２において暖房水出口温度Ｔｏが冷却液入口温度Ｔｗｉ未満と判断されると、水張り運転時間Ｔｆが所定時間Ｔ（例えば１０分）以上か否かが判断される（Ｓ１４）。この水張り運転時間Ｔｆは、水張り開始フラグがオフからオンに切り替わってからの経過時間、即ち水張り動作を開始してからの経過時間を表すものである。そして、水張り運転時間Ｔｆが所定時間Ｔ以上であれば、暖房水バイパス回路Ｌ３の水張りを開始してからの時間が十分に経過していることから、該暖房水バイパス回路Ｌ３の水張りが完了していると見なして、暖房水バイパス回路Ｌ３の水張り動作を停止すべく前記水張り開始フラグがオフされる（Ｓ１３）。そして、その後の処理が一旦終了される。また、水張り運転時間Ｔｆが所定時間Ｔ未満であれば、暖房水バイパス回路Ｌ３の水張りが完了していないと見なして、その後の処理がそのまま一旦終了される。
【００４１】
以上の処理により、暖房水バイパス回路Ｌ３の水張り動作が自動的に停止される。
次に、発電コントローラ４６によるガスエンジン１２の駆動制御態様について説明する。図４は、発電コントローラ４６によるガスエンジン１２の駆動制御態様を示すフローチャートである。この処理は、所定時間（例えば１秒）ごとの定時割り込みにより繰り返し実行される。同図に示されるように、このルーチンに移行すると、先ず、システム運転指示有りか否かが判断される（Ｓ２２）。そして、システム運転指示が無ければ、ガスエンジン１２の運転が停止され、あるいは停止状態が継続される（Ｓ２３）。そして、その後の処理がそのまま一旦終了される。
【００４２】
一方、システム運転指示が有ると、ガスエンジン１２が運転中か否かが判断される（Ｓ２４）。そして、ガスエンジン１２が運転中でなければ（停止中であれば）、冷却液出口温度Ｔｗｏが前記所定温度Ｔ２未満か否かが判断される（Ｓ２５）。このとき、冷却液出口温度Ｔｗｏが所定温度Ｔ２未満であれば、ガスエンジン１２の運転が開始され（Ｓ２６）、その後の処理が一旦終了される。また、冷却液出口温度Ｔｗｏが所定温度Ｔ２以上であれば、その後の処理がそのまま一旦終了される。
【００４３】
さらに、Ｓ２４においてガスエンジン１２が運転中と判断されると、冷却液出口温度Ｔｗｏが所定温度Ｔ３（＞Ｔ２、例えば９０°Ｃ）以上か否かが判断される（Ｓ２７）。このとき、冷却液出口温度Ｔｗｏが所定温度Ｔ３以上であれば、ガスエンジン１２の運転が停止され（Ｓ２８）、その後の処理が一旦終了される。また、冷却液出口温度Ｔｗｏが所定温度Ｔ３未満であれば、ガスエンジン１２の運転を継続すべく、その後の処理がそのまま一旦終了される。
【００４４】
このようなガスエンジン１２の駆動制御は、冷却液出口温度Ｔｗｏが低いとき（Ｔｗｏ＜Ｔ２）、即ち暖房水の加熱が必要なときにガスエンジン１２（発電ユニットＧＥ）の発電を伴う排熱を暖房に利用するためである。あるいは、冷却液出口温度Ｔｗｏが高いとき（Ｔｗｏ≧Ｔ３）、即ち暖房端末３３における放熱が十分に行われずガスエンジン１２（発電ユニットＧＥ）の発電を伴う排熱を暖房に利用できないときにガスエンジン１２の運転を停止するためである。これにより、暖房に排熱を利用できない発電のみの状態でガスエンジン１２を駆動することが回避される。また、ガスエンジン１２の運転を開始するときの冷却液温度Ｔｗの閾値（Ｔ２）よりもガスエンジン１２の運転を停止するときの同閾値（Ｔ３）を大きく設定しているのは、例えば一の閾値との大小比較のみでガスエンジン１２の運転の開始・停止が頻繁に切り替わる非効率さを回避するためである。ガスエンジン１２の通常の運転時、インバータ１３の発電電力が前記出力可能値に一致するようにその回転速度が制御されることは既述のとおりである。
【００４５】
ここで、図５は、水張り動作中（水張り開始フラグがオン）であるときのガスエンジン１２の回転速度制御に係るインバータ１３の発電電力の補正態様を示すフローチャートである。この処理は、水張り開始フラグがオンであることを前提に、所定時間（例えば１秒）ごとの定時割り込みにより繰り返し実行される。同図に示されるように、このルーチンに移行すると、先ず、冷却液出口温度Ｔｗｏが前記開弁温度Ｔｔｈｖ以上か否かが判断される（Ｓ３１）。そして、冷却液出口温度Ｔｗｏが前記開弁温度Ｔｔｈｖ以上であれば、液温度上昇時間Ｔｒが「１」だけインクリメントされる（Ｓ３２）。この液温度上昇時間Ｔｒは、冷却液出口温度Ｔｗｏが開弁温度Ｔｔｈｖ以上になって冷却液が過熱状態にあるときの継続時間を表すものである。
【００４６】
続いて、液温度上昇時間Ｔｒが所定時間ｔ（例えば３０秒）以上か否かが判断される（Ｓ３３）。そして、液温度上昇時間Ｔｒが所定時間ｔ以上であれば、冷却液の過熱状態が継続していることから、現在の発電出力補正値Ｇｒに所定電力値Δ（例えば１００Ｗ）を加算したものが新たな発電出力補正値Ｇｒとして更新される（Ｓ３４）。この発電出力補正値Ｇｒは、インバータ１３の発電電力Ｇの補正値であって、該発電電力Ｇは、電力負荷に応じた前記出力可能値から発電出力補正値Ｇｒを減算することで算出される。従って、ガスエンジン１２は、発電出力補正値Ｇｒが正数となって発電電力Ｇが前記出力可能値よりも小さくなることで、その出力が通常よりも抑えられるように回転速度制御される。これは、暖房水バイパス回路Ｌ３の暖房水及び冷却液間の熱交換が不足しがちな水張り動作中に冷却液が過熱状態を継続するとき、発電電力Ｇ（即ちガスエンジン１２の出力）を段階的に減少させて冷却液の温度上昇速度を低下させ、ガスエンジン１２の頻繁な停止を抑制するためである。ただし、発電出力補正値Ｇｒは、補正後の発電電力Ｇが所定の下限発電電力に収まるようにその値が制限されていてもよい。
【００４７】
発電出力補正値Ｇｒが補正されると、液温度上昇時間Ｔｒがクリアされ（Ｓ３５）、その後の処理が一旦終了される。あるいは、Ｓ３３において液温度上昇時間Ｔｒが所定時間ｔ未満と判断されると、現在の発電出力補正値Ｇｒを保持したままその後の処理が一旦終了される。
【００４８】
一方、Ｓ３１において冷却液出口温度Ｔｗｏが開弁温度Ｔｔｈｖ未満と判断されると、液温度上昇時間Ｔｒがクリアされる（Ｓ３６）。そして、冷却液出口温度Ｔｗｏが前記所定温度Ｔ２未満か否かが判断される（Ｓ３７）。冷却液出口温度Ｔｗｏが前記所定温度Ｔ２未満であれば、ガスエンジン１２が冷間状態にあることから、発電出力補正値Ｇｒがクリアされ（Ｓ３８）、その後の処理が一旦終了される。このとき、ガスエンジン１２は、発電電力Ｇが前記出力可能値に一致する通常の出力で回転速度制御される。また、冷却液出口温度Ｔｗｏが所定温度Ｔ２以上であれば、現在の発電出力補正値Ｇｒを保持したままその後の処理が一旦終了される。
【００４９】
以上の処理により、水張り動作中は、冷却液が過熱状態を継続するときに発電電力Ｇ（ガスエンジン１２の出力）が段階的に減少され、冷却液の温度上昇速度が低下されている。
【００５０】
次に、発電コントローラ４６による暖房水バイパスポンプ４２の駆動制御態様について図６のフローチャートに従って説明する。この処理は、所定時間（例えば１秒）ごとの定時割り込みにより繰り返し実行される。
【００５１】
同図に示されるように、このルーチンに移行すると、先ず、前記水張り開始フラグがオンか否かが判断される（Ｓ４１）。そして、水張り開始フラグがオフであれば、前述の通常動作（冷却液出口温度Ｔｗｏ等に基づく暖房水バイパスポンプ４２の駆動制御）が行われ（Ｓ４２）、その後の処理が一旦終了される。
【００５２】
一方、水張り開始フラグがオンであれば、運転フラグがオンか否かが判断される（Ｓ４３）。この運転フラグは、暖房水バイパスポンプ４２の運転中にオンされるフラグである。ここで、運転フラグがオンと判断されると、暖房水バイパスポンプ４２が運転中であることから、運転中時間ＴＭｄが「１」だけインクリメントされるとともに、停止中時間ＴＭｓがクリアされる（Ｓ４４）。なお、運転中時間ＴＭｄは、暖房水バイパスポンプ４２の運転が連続する時間を表すものであり、停止中時間ＴＭｓは、暖房水バイパスポンプ４２の運転が連続して停止する時間を表すものである。そして、運転中時間ＴＭｄが所定時間ｔ１（例えば６０秒）以上か否かが判断される（Ｓ４５）。
【００５３】
ここで、運転中時間ＴＭｄが所定時間ｔ１以上と判断されると、暖房水バイパス回路Ｌ３の水張り動作を停止すべく暖房水バイパスポンプ４２の運転が停止されるとともに、運転中時間ＴＭｄがクリアされ、更に運転フラグがオフされる（Ｓ４６）。そして、その後の処理が一旦終了される。また、Ｓ４５において運転中時間ＴＭｄが所定時間ｔ１未満と判断されると、暖房水バイパスポンプ４２の運転を継続すべく、その後の処理がそのまま一旦終了される。Ｓ４４〜Ｓ４６の処理により、暖房水バイパスポンプ４２の運転を開始してからの経過時間が所定時間ｔ１以上になるのを待って、暖房水バイパスポンプ４２の運転が停止される。
【００５４】
一方、Ｓ４３において運転フラグがオフと判断されると、暖房水バイパスポンプ４２が停止中であることから、運転中時間ＴＭｄがクリアされるとともに、停止中時間ＴＭｓが「１」だけインクリメントされる（Ｓ４７）。そして、停止中時間ＴＭｓが所定時間ｔ２（例えば１０秒）以上か否かが判断される（Ｓ４８）。
【００５５】
ここで、停止中時間ＴＭｓが所定時間ｔ２以上と判断されると、暖房水バイパス回路Ｌ３の水張り動作を開始すべく、暖房水バイパスポンプ４２の運転が開始されるとともに停止中時間ＴＭｓがクリアされ、更に運転フラグがオンされる（Ｓ４９）。そして、その後の処理が一旦終了される。また、Ｓ４８において停止中時間ＴＭｓが所定時間ｔ２未満と判断されると、暖房水バイパスポンプ４２の運転停止を継続すべく、その後の処理がそのまま一旦終了される。Ｓ４７〜Ｓ４９の処理により、暖房水バイパスポンプ４２の運転を停止してからの経過時間が所定時間ｔ２以上になるのを待って、暖房水バイパスポンプ４２の運転が開始される。
【００５６】
図７は、水張り動作中（Ｓ４３〜Ｓ４９）における暖房水バイパスポンプ４２の駆動制御態様を示すタイムチャートである。同図に示されるように、水張り動作中は、暖房水バイパスポンプ４２は、冷却液温度等に依存することなく、所定時間ｔ１，ｔ２の間隔で間欠的に運転・停止を繰り返す。これにより、冷却液温度等に煩わされることなく円滑に暖房水バイパス回路Ｌ３の水張りが行われる。
【００５７】
以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）本実施形態では、コージェネレーションシステム（発電システム１０）の導入後の最初の発電システム１０の運転開始時又は発電システム１０が前回運転を停止してからの経過時間が所定時間ＴＭより長いときの該発電システム１０の運転開始時に、発電コントローラ４６により暖房水バイパス回路Ｌ３の水張りが未終了と判断されて、該暖房水バイパス回路Ｌ３に水張りすべく暖房水バイパスポンプ４２が自動的に駆動される。従って、例えばコージェネレーションシステムの初期導入時など最初の発電システム１０の運転開始時にあっても、施工後、暖房回路Ｌ２に水張りをした後に別途、暖房水バイパス回路Ｌ３の水張りを手動で行う必要はない。あるいは、発電システム１０が前回運転を停止してからの経過時間が長く暖房回路Ｌ２等が水抜きされていても、暖房水バイパス回路Ｌ３の水張りを手動で行う必要はない。そして、例えば暖房水バイパス回路Ｌ３の水張り忘れにより、暖房熱交換器２４における暖房水及び冷却液間の熱交換が不足することで発電ユニットＧＥ（冷却液）が過熱状態になり、該発電ユニットＧＥ（ガスエンジン１２）が頻繁に運転停止することを回避できる。
【００５８】
（２）本実施形態では、暖房水バイパス回路Ｌ３の水張り終了を推定することで、該暖房水バイパス回路Ｌ３の水張りのための暖房水バイパスポンプ４２の駆動制御を自動的に停止することができる。
【００５９】
（３）本実施形態では、暖房水バイパス回路Ｌ３の水張り中は、発電コントローラ４６により、電力負荷に応じた発電可能電力を減算補正した発電電力（Ｇ）で発電ユニットＧＥ（ガスエンジン１２）の運転が制御されることで、例えば暖房熱交換器２４における暖房水及び冷却液間の熱交換が不足することで発電ユニットＧＥ（冷却液）が過熱状態になり、該発電ユニットＧＥ（ガスエンジン１２）が頻繁に運転停止することを回避できる。
【００６０】
（４）本実施形態では、冷却液出口温度Ｔｗｏが開弁温度Ｔｔｈｖよりも高い状態を所定時間ｔ継続しているとき、即ち暖房熱交換器２４における暖房水及び冷却液間の熱交換が不足して該冷却液が温度上昇し続けているときは、発電コントローラ４６により、発電ユニットＧＥ（インバータ１３）の発電電力が間欠的に低下されることで、発電に伴う冷却液が温度上昇を抑えることができる。
【００６１】
（５）本実施形態では、暖房水バイパス回路Ｌ３の水張り中は、発電コントローラ４６により、暖房水バイパスポンプ４２の運転・停止が周期的（間欠的）に切り替えられることで、例えば冷却液出口温度Ｔｗｏに煩わされることなく円滑に暖房水バイパス回路Ｌ３の水張りを行うことができる。
【００６２】
（６）本実施形態では、暖房水バイパス回路Ｌ３の水張り中であっても、冷却液の余剰熱をバッファタンク２２に暫定的に蓄える態様で発電ユニットＧＥによる発電を行うことができる。そして、発電機会が増える分、利用者の商用電源の消費量を低減することができる。
【００６３】
（７）本実施形態では、貯湯タンク等の貯湯ユニットを割愛したことで、例えば給湯暖房コントローラ３８による給湯負荷の予測運転など複雑な制御が不要になる。また、貯湯ユニットを割愛した分、コージェネレーションシステム全体を新たに導入する場合の初期導入コストを低減することができる。
【００６４】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・前記実施形態において、暖房端末３３における暖房開始直後など冷却液出口温度Ｔｗｏが低いとき（即ちガスエンジン１２の冷間時）には、給湯暖房熱源機３１に供給されるガスの燃焼によって暖房水を加熱するようにしてもよい。
【００６５】
また、上水道から供給される水を給湯暖房熱源機３１にて加熱して風呂（浴槽）に供給するようにしてもよい。この場合、風呂の湯水は循環していてもよい。
・前記実施形態において、給湯暖房システム３０の給湯機能を割愛した暖房システムであってもよい。
【００６６】
・前記実施形態において、発電システム１０としては、同様に熱と電気とを発生する燃料電池を採用してもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
【００６７】
（イ）請求項３に記載のコージェネレーションシステムにおいて、
前記制御手段は、前記冷却液出口温度が前記開弁温度よりも高い状態を所定時間継続しているときに、前記発電可能電力から減算する補正値を増加し、前記冷却液出口温度が前記開弁温度よりも低い所定の低側温度（Ｔ２）を下回ったときに前記発電可能電力から減算する補正値を零にクリアすることを特徴とするコージェネレーションシステム。同構成によれば、前記冷却液出口温度が前記開弁温度よりも高い状態を前記所定時間継続しているとき、即ち前記熱交換手段における前記暖房水及び前記冷却液間の熱交換が不足して前記冷却液が温度上昇し続けているときは、前記制御手段により、前記発電ユニットの発電電力が間欠的に低下されることで、発電に伴う前記冷却液が温度上昇を抑えることができる。
【００６８】
（ロ）請求項１〜４のいずれか一項に記載のコージェネレーションシステムにおいて、
前記制御手段は、前記暖房水バイパス回路の水張り中に、前記暖房水バイパスポンプの運転・停止を周期的に切り替えることを特徴とするコージェネレーションシステム。同構成によれば、前記暖房水バイパス回路の水張り中は、前記制御手段により、前記暖房水バイパスポンプの運転・停止が周期的に切り替えられることで、例えば前記冷却液出口温度に煩わされることなく円滑に前記暖房水バイパス回路の水張りを行うことができる。
【００６９】
（ハ）暖房端末を循環可能な暖房水が循環される暖房回路、及び該暖房回路に設けられ前記暖房水の流れを作る暖房水ポンプを備える暖房システムに連係されるコージェネレーションシステムの発電システムであって、
発電ユニットと、
前記発電ユニットの排熱との間で熱交換する冷却液が循環される冷却液回路と、
前記冷却液回路に設けられ前記冷却液の流れを作る冷却液ポンプと、
前記冷却液回路に設けられ前記冷却液の温度を検出する温度検出手段とを備え、前記冷却液の温度に応じて前記発電ユニットの運転・停止を切り替えるコージェネレーションシステムの発電システムにおいて、
前記暖房端末の出口と前記暖房水ポンプとの間で前記暖房回路の流路をバイパスする暖房水バイパス回路と、
前記暖房水バイパス回路に設けられ前記暖房水の流れを作る暖房水バイパスポンプと、
前記暖房水バイパス回路の前記暖房水と前記冷却液との間で熱交換する熱交換手段と、
システム導入後の最初の運転開始時及び前回運転を停止してからの経過時間が所定時間より長いときの運転開始時のいずれか一方であるときに、前記暖房水バイパス回路の水張りが未終了と判断して、前記暖房水バイパスポンプを駆動制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とするコージェネレーションシステムの発電システム。
【符号の説明】
【００７０】
ＧＥ…発電ユニット、Ｌ１…冷却液回路、Ｌ２…暖房回路、Ｌ３…暖房水バイパス回路、Ｓｏ…暖房水出口温度センサ（暖房水出口温度検出手段）、Ｓｔｉ…入口温度センサ（温度検出手段、入口温度検出手段）、Ｓｔｏ…出口温度センサ（温度検出手段、出口温度検出手段）、１０…発電システム、１４…排気熱交換器、２０ｇ…バイパス液配管（冷却液バイパス回路）、２１…エンジン冷却液ポンプ（冷却液ポンプ）、２３…サーモスタット弁（切替弁）、２４…暖房熱交換器（熱交換手段）、３０…給湯暖房システム（暖房システム）、３１…給湯暖房熱源機、３２…暖房水ポンプ、３３…暖房端末、３８…給湯暖房コントローラ、４２…暖房水バイパスポンプ、４６…発電コントローラ（制御手段）。
【図１】
2010216682.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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