(57)【要約】【課題】給湯加熱用の給湯器と配管内及び貯湯タンク内の残存水が冷め切っていた場合を含めて、利用者が利用するときに、タイミング良く、適温の湯を提供できるシステムがなかった。【解決手段】貯湯タンク１１１から追い焚き装置１２３へ貯湯タンク１１１内の水を供給するように構成されている第１給湯配管１２１と、第１給湯配管１２１上に配置されている水供給装置１６０と、熱消費装置１２５が消費する熱量を計測する熱量計測器１２４と、熱量計測器１２４が計測した熱量に基づいて将来の熱消費量を予測し、予測した熱消費量に基づいて特定した熱利用時刻より予め定められる第１時間前に第１給湯配管１２１内の水を加熱する予備加熱制御を実行する制御器１３０とを備えたものである。【選択図】図１
2014070852.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電を行うことにより電力と熱とを供給する発電装置と、
前記発電装置から供給された熱を蓄熱する貯湯タンクと、
前記貯湯タンクから熱を消費する熱消費装置へ供給される水を加熱する追い焚き装置と、
前記貯湯タンクから前記追い焚き装置へ前記貯湯タンク内の水を供給するように構成されている第１給湯配管と、
前記第１給湯配管上に配置されている水供給装置と、
前記熱消費装置が消費する熱量を計測する熱量計測器と、
前記熱量計測器が計測した熱量に基づいて将来の熱消費量を予測する制御器と、
を備えており、
前記制御器は、予測した熱消費量に基づいて特定した熱利用時刻より予め定められる第１時間前に前記第１給湯配管内の水を加熱する予備加熱制御を実行する、
発電システム。
【請求項２】
前記追い焚き装置から前記貯湯タンクへ前記第１給湯配管から供給された水を戻すように構成されている第２給湯配管と、
を備え、
前記予備加熱制御は、前記熱利用時刻より前記第１時間前に前記水供給装置を動作させて、前記発電装置で加熱された前記貯湯タンク内の水を前記第１給湯配管および前記第２給湯配管に流通させる制御である、
請求項１に記載の発電システム。
【請求項３】
前記貯湯タンクの出湯側に設けた混合弁と、前記貯湯タンク入水側から分岐し、前記混合弁の水側に接続する第１給水配管と、前記追い焚き装置から前記第１給水配管へ前記第１給湯配管から供給された水を追い焚き加熱して戻すように構成されている第３給湯配管とを備え、前記予備加熱制御は、熱利用時刻より第１時間前に水供給装置を動作させて、前記追い焚き装置で追い焚き加熱された水を前記第１給湯配管と前記第３給湯配管と第１給水配管に流通させる制御である、
請求項１に記載の発電システム。
【請求項４】
前記追い焚き装置から前記熱消費装置へ供給される水の温度を設定するための給湯温度設定器をさらに備え、
前記制御器は、前記予備加熱制御における加熱目標温度を前記給湯温度設定器で設定された温度にする、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の発電システム。
【請求項５】
前記給湯配管内の水の温度を検知する温度検知器をさらに備え、
前記制御器は、前記水供給装置を動作させた場合に、前記温度検知器が検知する温度の変化に基づいて前記予備加熱制御における加熱量を変更する、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の発電システム。
【請求項６】
前記追い焚き装置から前記貯湯タンクへ前記第１給湯配管から供給された水を戻すように構成されている第２給湯配管と、
前記第１給湯配管および前記第２給湯配管のうちの少なくとも一方の給湯配管内の水の温度を検知する第１温度検知器をさらに備え、
前記制御器は、前記貯湯タンクに予め定められる第１熱量以上蓄熱されている場合で、かつ、前記水供給装置を動作させた場合に、前記温度検知器が検知する温度が予め定められる第１時間以上経過した後に変化した場合、前記予備加熱制御における第１加熱量以上
になるように設定する、
請求項５に記載の発電システム。
【請求項７】
前記制御器は、外気の温度を検知する第２温度検知器の検知温度に基づいて、前記予備加熱制御における加熱量を変更する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の発電システム。
【請求項８】
前記制御器は、外気の温度を検知する第２温度検知器の検知温度が予め定められる第１温度以下の場合には、前記予備加熱制御における加熱量を予め定められる第２加熱量以上になるように設定する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料と空気とを電気化学反応させて発電する燃料電池ユニットと燃料電池の排熱を回収する貯湯タンクと貯湯タンクの湯を消費する熱消費装置を備える発電システムに関する。特に、貯湯タンクからの湯を消費する熱消費装置までの給湯配管内の水を加熱する発電システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の給湯配管内の水を加熱するシステムには代表的なものとして即湯システムがある。循環方式のものでは、熱源機と給湯端末（給湯カラン等）とを往復配管で接続し、循環ポンプにより給湯水を常時、循環加熱するものがあり、貯湯式のものでは、給湯端末の直近にて小型の貯湯タンクを設け、内蔵した電気ヒータにより加熱するものがある。また、循環ポンプや電気ヒータを使用せずに電気代等の維持費を必要としない即湯システムも提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図８は特許文献１に記載された従来の即湯ステムの構成図を示すものである。図８において、給湯器４からサーモスタット付き水栓９への給湯配管７の経路に、給湯支管１０、貯湯タンク８の配管経路とバイパス本管１１を分岐接続し、さらに給湯支管１０とバイパス本管１１の合流部からバイパス支管１３を接続し、さらに給湯配管７に接続している。上流側の給湯配管７から湯温が所定温度（５０℃）と比較して高いか低いかによりサーモスタット付切替弁１２がバイパス本管１０と下流側の給湯配管７への流路を切り替えるように接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−５２８８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の構成では、長時間使用しなかった後の使用時は、各配管内及び貯湯タンク８内の残存水は冷め切っているため、この状態で給湯器４を点火すると、出湯初期においてはサーモスタット付切替弁１２を水が通過するので、この水はサーモスタットの働きによりバイパス本管１１側へと導通され、その後、主に貯湯タンク８から給湯支管１０を経由して、また一部はバイパス支管１３を経由して給湯配管７へと戻され、給水配管６からの水と混合されてサーモスタット付水栓９から吐出される。従って、この水は、従来通り暫くの間冷たいままであり、即湯システムとしての効果はない。すなわち、給湯器４を暫く使用しなかった後に使用した場合は、適温の湯を得られないという課題を有していた。
【０００６】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、燃料電池および貯湯タンクを有するコージェネレーション装置での貯湯タンクから追い炊き加熱装置までの給湯配管内の湯水が冷却されることによる熱消費装置の開栓時から暫く冷水が供給されることを抑制し、いわゆる冷水サンドイッチ現象による給湯温度変動を低減する発電システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための、本発明に係る発電システムは、発電を行うことにより電力と熱とを供給する発電装置と、発電装置から供給された熱を蓄熱する貯湯タンクと、貯湯
タンクから熱を消費する熱消費装置へ供給される水を加熱する追い焚き装置と、貯湯タンクから前記追い焚き装置へ貯湯タンク内の水を供給するように構成されている第１給湯配管と、第１給湯配管上に配置されている水供給装置と、熱消費装置が消費する熱量を計測する熱量計測器と、熱量計測器が計測した熱量に基づいて将来の熱消費量を予測する制御器と、を備え、制御器は、予測した熱消費量に基づいて特定した熱利用時刻より予め定められる第１時間前に第１給湯配管内の水を加熱する予備加熱制御を実行するように構成されている。
【０００８】
かかる構成によれば、予測した熱消費量に基づいて特定した熱利用時刻より予め定められる第１時間前に第１給湯配管内の水を加熱する予備加熱制御を実行し、熱利用需要タイミングに合致した時間帯のみ第１給湯配管内の水を加熱する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の発電システムは、予測した熱消費量に基づいて特定した熱利用時刻より予め定められる第１時間前に前記第１給湯配管内の水を加熱する予備加熱制御を実行し、熱利用需要タイミングに合致した時間帯のみ第１給湯配管内の水を加熱する予備加熱することができ、給湯利用時の湯温変動を少なくする快適性と熱需要時に合わせたエネルギー利用によるエネルギー効率と経済性を両立できる発電システム（コージェネレーション装置）を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施の形態における発電システムの構成図
【図２】同発電システムの第１の実施の形態における熱消費装置の１日の熱消費量の時間的変化を示した図
【図３】同発電システムの予備加熱制御を説明するフローチャート
【図４】本発明の第２の実施の形態における発電システムの構成図
【図５】同発電システムの予備加熱制御を説明するフローチャート
【図６】本発明の第３の実施の形態における発電システムの構成図
【図７】同発電システムの予備加熱制御を説明するフローチャート
【図８】従来の即湯システムの構成図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
第１の発明は、発電を行うことにより電力と熱とを供給する発電装置と、前記発電装置から供給された熱を蓄熱する貯湯タンクと、貯湯タンクから熱を消費する熱消費装置へ供給される水を加熱する追い焚き装置と、貯湯タンクから追い焚き装置へ貯湯タンク内の水を供給するように構成されている第１給湯配管と、第１給湯配管上に配置されている水供給装置と、熱消費装置が消費する熱量を計測する熱量計測器と、熱量計測器が計測した熱量に基づいて将来の熱消費量を予測する制御器とを備え、制御器は、予測した熱消費量に基づいて特定した熱利用時刻より予め定められる第１時間前に第１給湯配管内の水を加熱する予備加熱制御を実行するようにしたものである。
【００１２】
この構成により、予測した熱消費量に基づいて特定した熱利用時刻より予め定められる第１時間前に第１給湯配管内の水を加熱する予備加熱制御を実行し、熱利用需要タイミングに合致した時間帯のみ第１給湯配管内の水を加熱する予備加熱することができ、給湯利用時の湯温変動を少なくして、かつ熱需要に合わせた予備加熱のエネルギー利用によりエネルギー効率と経済性を向上することができる。
【００１３】
第２の発明は、第１の発明において、追い焚き装置から貯湯タンクへ第１給湯配管から供給された水を戻すように構成されている第２給湯配管とを備え、予備加熱制御は、熱利用時刻より第１時間前に水供給装置を動作させて、発電装置で加熱された貯湯タンク内の
水を第１給湯配管および第２給湯配管に流通させるようにするものである。
【００１４】
この構成により、予測した熱消費量に基づいて特定した熱利用時刻より予め定められる第１時間前に水供給装置を動作させて、発電装置で加熱された貯湯タンク内の水を第１給湯配管および第２給湯配管に流通させるようにするため、貯湯タンクの湯を利用して第１、第２給湯配管の予備加熱ができるのでエネルギーコストを削減できエネルギー効率と経済性をさらに向上することができる。
【００１５】
第３の発明は、第１の発明において、貯湯タンクの出湯側に設けた混合弁と貯湯タンク入水側から分岐し、混合弁の水側に接続する第１の給水配管と、追い焚き装置から第１給水配管へ第１給湯配管から供給された水を追い焚き加熱して戻すように構成されている第３給湯配管とを備え、予備加熱制御は、熱利用時刻より第１時間前に水供給装置を動作させて、追い焚き装置で追い焚き加熱された水を第１給湯配管と第３給湯配管と第１給水配管に流通させるようにするものである。
【００１６】
この構成により、予測した熱消費量に基づいて特定した熱利用時刻より予め定められる第１時間前に追い焚き装置から第２給湯配管を経由して第１給水配管へ第１給湯配管から供給された水を追い焚き加熱して戻すようにするため、追い焚き装置の追い焚き加熱により第１給湯配管、第２給湯配管、第１給水配管の予備加熱ができるので、電気ヒータなどの加熱手段を付加することなく簡素な構成にて温度変動の少ない給湯設備を提供することができる。
【００１７】
第４の発明は、第１〜第３の発明において、追い焚き装置から熱消費装置へ供給される水の温度を設定するための給湯温度設定器をさらに備え、制御器は、予備加熱制御における加熱目標温度を給湯温度設定器で設定された温度にするようにしたものである。
この構成により、予測した熱消費量に基づいて特定した熱利用時刻より予め定められる第１時間前に水供給装置を動作させて、加熱目標温度を給湯温度設定器で設定された温度にするので、利用者の給湯利用温度に合致した給湯を提供できるので利便性をさらに向上することができる。
【００１８】
第５の発明は、第１〜第４の発明において、給湯配管内の水の温度を検知する温度検知器をさらに備え、制御器は、水供給装置を動作させた場合に、温度検知器が検知する温度の変化に基づいて予備加熱制御における加熱量を変更するようにしたものである。
この構成により、予測した熱消費量に基づいて特定した熱利用時刻より予め定められる第１時間前に水供給装置を動作させて加熱する場合に、温度検知器が検知する温度の変化に基づいて予備加熱制御における加熱量を変更するので、より正確に熱利用時刻より予め定められる第１時間前に利用者に即座に給湯利用できる状態にすることが可能となる。
【００１９】
第６の発明は、第５の発明において、追い焚き装置から貯湯タンクへ第１給湯配管から供給された水を戻すように構成されている第２給湯配管と、記第１給湯配管および第２給湯配管のうちの少なくとも一方の給湯配管内の水の温度を検知する第１温度検知器をさらに備え、制御器は、貯湯タンクに予め定められる第１熱量以上蓄熱されている場合で、かつ、水供給装置を動作させた場合に、温度検知器が検知する温度が予め定められる第１時間以上経過した後に変化した場合、予備加熱制御における第１加熱量以上になるように設定するようにしたものである。
【００２０】
この構成により、予測した熱消費量に基づいて特定した熱利用時刻より予め定められる第１時間前に水供給装置を動作させた場合に、温度検知器が検知する温度が予め定められる第１時間以上経過した後に変化した場合、予備加熱制御における第１加熱量以上になるように設定するので、貯湯タンク湯切れ時にも給湯温度変動を抑制して給湯利用できる。
【００２１】
第７の発明は、第１〜第６の発明において、制御器は、外気の温度を検知する第２温度検知器の検知温度に基づいて、予備加熱制御における加熱量を変更するようにしたものである。
この構成により、予測した熱消費量に基づいて特定した熱利用時刻より予め定められる第１時間前に水供給装置を動作させた場合に、外気の温度を検知する第２温度検知器の検知温度に基づいて、予備加熱制御における加熱量を変更するので、季節を問わず給湯温度変動を抑制して給湯利用できる。
【００２２】
第８の発明は、第１〜第７の発明において、制御器は、外気の温度を検知する第２温度検知器の検知温度が予め定められる第１温度以下の場合には、予備加熱制御における加熱量を予め定められる第２加熱量以上になるようにしたものである。
【００２３】
この構成により、予測した熱消費量に基づいて特定した熱利用時刻より予め定められる第１時間前に水供給装置を動作させた場合に、外気の温度を検知する第２温度検知器の検知温度が予め定められる第１温度以下の場合には、予備加熱制御における加熱量を予め定められる第２加熱量以上になるように変更するので、冬期における凍結を回避する給湯配管温度制御を可能にすることができる。
【００２４】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る発電システム１００の構成図である。図１において、燃料電池１０１には、燃料ガス供給手段１０２からの燃料ガスと酸化剤ガス供給手段１０３からの酸化剤ガスが供給され、発電によって発生した直流電力をインバータ１０５へ出力すると共に、冷却水経路１０４の冷却水を冷却水循環ポンプ１０６で循環し熱交換器１０７を介して排熱回収配管１０９へ排熱回収するように接続されている。排熱回収配管１０９で排熱回収された熱を貯湯ポンプ１０８で循環し、貯湯タンク１１１に貯湯する。貯湯ポンプ１０８は貯湯タンク１１１の下層の水を排熱回収配管１０９を介して熱交換器１０７に導き、発電に伴う排熱を回収させ貯湯タンク１１１に貯湯する。また、排熱回収配管１０９で回収された湯の温度とある閾値温度（お湯として貯湯タンク１１１に貯湯可能な温度；たとえば５０℃以上）とを比較し、貯湯タンク１１１への湯の回収位置を変更する三方弁１１４が接続されており、閾値以上であれば配管１１６を介して貯湯タンク１１１の上層へ回収し、閾値以下であれば配管１１３を介して貯湯タンク１１１の下層へ回収させる。この動作は、貯湯タンク１１１に生成された湯の積層を崩しにくいため、使用者に安定した給湯が行える効果がある。
【００２６】
貯湯タンク１１１出口には配管１１７を介して貯湯タンク１１１の湯と、第１給水配管１２０から導く市水とを混合する混合弁１１８とその下流側に混合温度検出手段１１９が配され、第１給湯配管１２１に混合水を供給する。混合弁１１８は、操作手段１４０により設定された給湯温度になるように貯湯タンク１１１の湯と第１給水配管１２０からの水を混合させるように接続されている。混合温度検出手段１１９の検出温度が操作手段１４０に設定された給湯温度に調整するため、混合弁１１８は配管１１７からの湯水と第１給水配管１２０からの市水との混合比を調整する。貯湯タンク１１１からの湯と市水からの水を混合し、混合温度を調整するが、混合温度検出手段１１９の検出温度が操作手段１４０に設定された給湯温度より熱い場合は、混合弁１１８は第１給水配管１２０の市水側へ、反対に冷たい場合は配管１１７の湯側へ開く。配管１１７側へ一杯に開いてもまだ操作手段１４０に設定された給湯温度より冷たい場合は、熱消費装置１２２の追い焚き装置１２３によって混合水は加熱される。使用者が給湯利用などで消費する熱量を熱量計測器１
２４で計測し制御器１３０に熱需要（利用者の熱負荷）データとして送信するように接続されている。
【００２７】
追い焚き装置１２３からの給湯された湯は熱消費装置として、台所などの蛇口、風呂、暖房装置などがあるが、本実施の形態１では、熱消費装置１２５の一例である給湯カランら出湯するように接続されている。
【００２８】
操作手段１４０は、一般的にリモコンとして、燃料電池１０１の発電の開始や停止、給湯温度、風呂の沸き上げや風呂の沸き上げ時間予約といった設定を行うための操作部１４０ａと、エラー表示、発電電力量、貯湯タンク１１１に装着された複数の残湯量検出手段１１２ａ〜１１２ｆが検出する温度から貯湯タンク１１１の残湯量などの表示を行う表示部１４０ｂと風呂の沸きあがり報知などの報知機能を有した報知部１４０ｃを備えており、制御器１３０とデータ通信により制御するように接続されている。
【００２９】
インバータ１０５は、燃料電池１０１からの直流電力を入力し電力会社の電力系統１５１へ系統連系するように接続されている。また、電力系統１５１には利用者が電力を消費する電力負荷１５０が接続され、利用者施設への受電点電力を測定する電力負荷検知手段１５２が接続されている。
【００３０】
貯湯タンク１１１出口には混合弁１１８から熱消費装置１２２の追い焚き装置１２３まで第１給湯配管１２１が接続され、この第１の給湯配管上に水供給装置１６０の一例としての電気ヒータが接続されている。
【００３１】
貯湯タンク１１１と三方弁１１４と混合弁１１８とが接続された燃料電池の排熱回収を行う手段を総称して排熱回収手段１１０とする。
【００３２】
図２は本発明の第１の実施の形態における熱消費装置の１日の熱消費量の時間的変化をグラフに現した図である。
【００３３】
図２において、主に熱消費量のうち給湯需要が顕著に現れ、朝６時前後の部分（時刻Ｔ１より使用開始）、昼１２時前後の部分（時刻Ｔ２より使用開始）、夕方１８時前より深夜２４時前の部分（時刻Ｔ３より使用開始）の３つの大きな熱需要がある。
【００３４】
次に、予測した熱消費量に基づいて特定した熱利用時刻より予め定められる第１時間（Ｔｘ）前に第１給湯配管内の水を加熱する予備加熱制御を図３のフローチャートにより説明する。
【００３５】
図３において、熱量計測器１２４は、熱消費装置１２２が消費する 熱量を計測する （ＳＴＥＰ１）。
【００３６】
次に、制御器１３０は、熱量計測器１２４が計測した 熱量に基づいて将来の熱消費量を予測する（ＳＴＥＰ２）。
【００３７】
次に、制御器１３０は、リアルタイムクロック等の計時手段（図示せず）から現在時刻を入力し（ＳＴＥＰ３）、現在時刻と熱利用時刻より予め定められる第１時間（Ｔｘ）前か否かを判定する（ＳＴＥＰ４，５）。
【００３８】
もし、現在時刻が熱利用時刻より予め定められる第１時間（Ｔｘ）前になっていたら、ＳＴＥＰ６に移行する（ＳＴＥＰ６）。
【００３９】
ＳＴＥＰ５で、現在時刻が熱利用時刻より予め定められる第１時間（Ｔｘ）前になっていない場合は、ＳＴＥＰ１に移行する。
【００４０】
ＳＴＥＰ６では、水供給装置により 第１給湯配管内の水を加熱する 。ここで、第１時間（Ｔｘ）は、給湯配管を加熱した後に熱利用時刻になった場合に、給湯配管が冷えていないように設定されている時間。実験やシミュレーションなどにより予め設定されており、外気温度に応じて第１時間も変化する。一般的には５〜１５分程度。
【００４１】
以上のように、本実施の形態においては、予測した熱消費量に基づいて特定した熱利用時刻より予め定められる第１時間前に第１給湯配管内の水を加熱する予備加熱制御を実行し、熱利用需要タイミングに合致した時間帯のみ第１給湯配管内の水を加熱する予備加熱することができ、給湯利用時の湯温変動を少なくして、かつ熱需要に合わせた予備加熱のエネルギー利用によりエネルギー効率と経済性を向上することができる。
【００４２】
なお、本実施の形態１では、貯湯タンクの出口側から熱消費装置までの第１給湯配管を水供給装置によって加熱する場合を記載しているが、追い焚き装置から給湯端末（給湯カラン）との間の配管についても同様の予備加熱装置を設置すればさらに即湯給湯可能な利便性の高い効果があることは言うまでもない。
【００４３】
なお、本実施の形態１における水供給装置は、冷水からお湯を含む水の温度制御可能な装置であることは言うまでもない。
【００４４】
なお、本実施の形態で説明した装置、計測器は、ＣＰＵ（またはマイコン）、ＲＡＭ、ＲＯＭ、記憶・記録装置、Ｉ／Ｏなどを備えた電気・情報機器、コンピュータ、サーバー等のハードリソースを協働させるプログラムの形態で実施してもよい。プログラムであれば、磁気メディアや光メディアなどの記録媒体に記録したりインターネットなどの通信回線を用いて配信したりすることでプログラムの配布・更新やインストール作業が簡単にできる。
【００４５】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２に係る発電システムの構成図である。図４において、実施の形態１と同様の部品には同じ番号を付与している。
【００４６】
追い焚き装置１２３の出口側の第１給湯配管１２１から貯湯タンク１１１の下部へ供給された水を戻すように第２給湯配管１６１（戻り配管）が接続されている。また、戻り側循環ポンプ１６２によって第１給湯配管１２１から供給された水を第２給湯配管１６１を経由して貯湯タンク１１１へ戻すように接続されている。
【００４７】
以上のように構成された発電システムについて、以下その動作、作用を説明する。
【００４８】
まず、図５に示すフローチャートにより説明する。
【００４９】
図５において、実施の形態１と同様に、熱量計測器１２４は、熱消費装置１２２が消費する 熱量を計測する（ＳＴＥＰ１１）。
【００５０】
次に、制御器１３０は、熱量計測器１２４が計測した 熱量に基づいて将来の熱消費量を予測する（ＳＴＥＰ１２）。
【００５１】
次に、制御器１３０は、リアルタイムクロック等の計時手段（図示せず）から現在時刻を入力し（ＳＴＥＰ１３）、現在時刻と熱利用時刻より予め定められる第１時間（Ｔｘ）
前か否かを判定する（ＳＴＥＰ１４，１５）。
【００５２】
現在時刻が熱利用時刻より予め定められる第１時間（Ｔｘ）以内になっていたら、ＳＴＥＰ１６に移行する。（ＳＴＥＰ１６）
ＳＴＥＰ１５で、現在時刻が熱利用時刻より予め定められる第１時間（Ｔｘ）前になっていない場合は、ＳＴＥＰ１１に移行する。
【００５３】
ＳＴＥＰ１６では、戻り側循環ポンプ１６１により、第１給湯配管１２１の水を第２給湯配管１６２を経由して貯湯タンク１１１に循環させる。ここで、混合弁１１８は、操作手段１４０により設定された給湯温度になるように貯湯タンク１１１の湯と第１給水配管１２０からの水を混合させる。混合温度検出手段１１９の検出温度が操作手段１４０に設定された給湯温度に調整するため、混合弁１１８は配管１１７からの湯水と第１給水配管１２０からの市水との混合比を調整する。
【００５４】
第１時間（Ｔｘ）は、戻り側循環ポンプ１６１により、第１給湯配管１２１の水を第２給湯配管１６２を経由して貯湯タンク１１１に循環させ、熱利用時刻になった場合に、給湯配管が冷えていないように設定されている時間。実験やシミュレーションなどにより予め設定されており、外気温度に応じて第１時間も変化する。一般的には５〜１５分程度。
【００５５】
以上のように、本実施の形態においては、予測した熱消費量に基づいて特定した熱利用時刻より予め定められる第１時間前に第１給湯配管内の水を加熱する予備加熱制御を実行し、熱利用需要タイミングに合致した時間帯のみ第１給湯配管の水を第２給湯配管を経由して貯湯タンクに循環させ予備加熱することができ、給湯利用時の湯温変動を少なくして、かつ熱需要に合わせた予備加熱のエネルギー利用によりエネルギー効率と経済性を向上することができる。
【００５６】
なお、本実施の形態で説明した装置、計測器は、ＣＰＵ（またはマイコン）、ＲＡＭ、ＲＯＭ、記憶・記録装置、Ｉ／Ｏなどを備えた電気・情報機器、コンピュータ、サーバー等のハードリソースを協働させるプログラムの形態で実施してもよい。プログラムであれば、磁気メディアや光メディアなどの記録媒体に記録したりインターネットなどの通信回線を用いて配信したりすることでプログラムの配布・更新やインストール作業が簡単にできる。
【００５７】
（実施の形態３）
図６は、本発明の実施の形態３に係る発電システムの構成図である。図６において、実施の形態１と同様の部品には同じ番号を付与している。
【００５８】
第３給湯配管（＝戻り配管）１６３は、追い焚き装置１２３によって第１給湯配管１２１から供給された水を追い焚き加熱して第１給水配管１２０に戻すように接続されている。また、戻り側循環ポンプ１６２によって第１給湯配管１２１から供給された水を第３給湯配管１６３を経由して第１給水配管１２０へ戻すように接続されている。
【００５９】
以上のように構成された発電システムについて、以下その動作、作用を説明する。
【００６０】
まず、図７に示すフローチャートにより説明する。
【００６１】
図７において、実施の形態１と同様に、熱量計測器１２４は、熱消費装置１２２が消費する 熱量を計測する（ＳＴＥＰ２１）。
【００６２】
次に、制御器１３０は、熱量計測器１２４が計測した 熱量に基づいて将来の熱消費量
を予測する（ＳＴＥＰ２２）。
【００６３】
次に、制御器１３０は、リアルタイムクロック等の計時手段（図示せず）から現在時刻を入力し（ＳＴＥＰ２３）、現在時刻と熱利用時刻より予め定められる第１時間（Ｔｘ）前か否かを判定する（ＳＴＥＰ２４，２５）。
【００６４】
現在時刻が熱利用時刻より予め定められる第１時間（Ｔｘ）以内になっていたら、ＳＴＥＰ２６に移行する（ＳＴＥＰ２６）。
【００６５】
ＳＴＥＰ２５で、現在時刻が熱利用時刻より予め定められる第１時間（Ｔｘ）前になっていない場合は、ＳＴＥＰ２１に移行する。
【００６６】
ＳＴＥＰ２６では、戻り側循環ポンプ１６２により、第１給湯配管１２１の水を第３給湯配管１６３を経由して第１給水配管１２０に循環させる。ここで、混合弁１１８は、操作手段１４０により設定された給湯温度になるように貯湯タンク１１１の湯と第１給水配管１２０からの水を混合させる。混合温度検出手段１１９の検出温度が操作手段１４０に設定された給湯温度に調整するため、混合弁１１８は配管１１７からの湯水と第１給水配管１２０からの市水との混合比を調整する。混合弁１１８による混合比の調整後、混合温度検出手段１１９の検出温度が操作手段１４０に設定された給湯温度より低い場合は、追い焚き装置１２３によって第１給湯配管内の水を加熱される。
【００６７】
第１時間（Ｔｘ）は、戻り側循環ポンプ１６１により、第１給湯配管１２１の水を第３給湯配管１６３を経由して第１給水配管１２０に循環させ、熱利用時刻になった場合に、給湯配管が冷えていないように設定されている時間。実験やシミュレーションなどにより予め設定されており、外気温度に応じて第１時間も変化する。一般的には５〜１５分程度。
【００６８】
以上のように、本実施の形態においては、予測した熱消費量に基づいて特定した熱利用時刻より予め定められる第１時間前に第１給湯配管内の水を加熱する予備加熱制御を実行し、熱利用需要タイミングに合致した時間帯のみ第１給湯配管の水を第２給湯配管を経由して貯湯タンクに循環させ予備加熱することができ、給湯利用時の湯温変動を少なくして、かつ熱需要に合わせた予備加熱のエネルギー利用によりエネルギー効率と経済性を向上することができる。
【００６９】
なお、本実施の形態３では、季節や外気温度の影響について記載していないが、制御器１３０は、外気の温度を検知する第２温度検知器（図示せず）の検知温度に基づいて、予備加熱制御における加熱量を変更すると、戻り側循環ポンプ１６１により、第１給湯配管１２１の水を第３給湯配管１６３を経由して第１給水配管１２０に循環させ、熱利用時刻になった場合に、給湯配管が冷えていないように設定する第１時間を外気温度の影響を考慮して正確に設定できるので、予備加熱タイミングと加熱量制御を無駄なく実施できさらにエネルギー効率向上効果があることは言うまでもない。
【００７０】
なお、本実施の形態で説明した装置、計測器は、ＣＰＵ（またはマイコン）、ＲＡＭ、ＲＯＭ、記憶・記録装置、Ｉ／Ｏなどを備えた電気・情報機器、コンピュータ、サーバー等のハードリソースを協働させるプログラムの形態で実施してもよい。プログラムであれば、磁気メディアや光メディアなどの記録媒体に記録したりインターネットなどの通信回線を用いて配信したりすることでプログラムの配布・更新やインストール作業が簡単にできる。
【００７１】
なお、本発明の燃料電池は家庭用に限らずオフィスや工場などの業務用であっても良い
。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
以上のように、本発明にかかる、本発明の発電システムは、予測した熱消費量に基づいて特定した熱利用時刻より予め定められる第１時間前に第１給湯配管内の水を加熱する予備加熱制御を実行し、熱利用需要タイミングに合致した時間帯のみ第１給湯配管内の水を加熱する予備加熱することができ、給湯利用時の湯温変動を少なくする快適性と熱需要時に合わせたエネルギー利用によるエネルギー効率向上と経済性メリットを両立できる発電システムを提供することができる。
【符号の説明】
【００７３】
１００  発電システム
１０１  燃料電池
１０２  燃料ガス供給手段
１０３  酸化剤ガス供給手段
１０４  冷却水経路
１０５  インバータ
１０６  冷却水循環ポンプ
１０７  熱交換器
１０８  貯湯ポンプ
１０９  排熱回収配管
１１０  排熱回収手段
１１１  貯湯タンク
１１３  配管
１１４  三方弁
１１６  配管
１１７  配管
１１８  混合弁
１１９  混合温度検出手段
１２０  第１給水配管
１２１  第１給湯配管
１２２  熱消費装置
１２３  追い焚き装置
１２４  熱量計測器
１２５  熱消費装置
１３０  制御器
１４０  操作手段
１５０  電力負荷
１５１  電力系統
１５２  電力負荷検知手段
１６０  水供給装置
【図１】
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【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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【図８】
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