(57)【要約】【課題】別体の熱源機１０に並設されるコージェネレーションシステム４０及び給湯設備において、熱源機１０の熱効率を向上しながら、貯湯タンク９０に貯留されている湯水を有効利用してシステム全体のエネルギー効率を向上する。【解決手段】熱源機１０との間で通信を行う通信部９６を備え、本体側制御部９５が、本体側出水部７８ａから吐出される湯水の温度である本体側出水温度に基づいて熱源機１０の給湯加熱運転の可否を決定し、当該決定した給湯加熱運転の可否に従って熱源機１０による給湯加熱運転を制限するための指令情報を、通信部９６を介して熱源機１０に出力する運転指令制御を実行する【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源機側入水部から供給された上水を予め設定された設定給湯温度に加熱して給湯栓に供給する給湯加熱運転を行う熱源機に並設され、
電力と熱とを発生する熱電併給部と、
前記熱電併給部が発生した熱で加熱された湯水を貯留する貯湯タンクと、
前記熱源機側入水部に接続され、前記貯湯タンクから取り出された湯水を吐出する本体側出水部と、
運転を制御する本体側制御部とを備えたコージェネレーションシステムであって、
前記熱源機との間で通信を行う通信部を備え、
前記本体側制御部が、前記本体側出水部から吐出される湯水の温度である本体側出水温度に基づいて前記熱源機の給湯加熱運転の可否を決定し、当該決定した給湯加熱運転の可否に従って前記熱源機による給湯加熱運転を制限するための指令情報を、前記通信部を介して前記熱源機に出力する運転指令制御を実行するコージェネレーションシステム。
【請求項２】
前記本体側出水部に供給される湯水に対し混合比調整を伴って上水を混合可能な混合部を備え、
前記本体側制御部が、前記通信部を介して前記熱源機側から入力を受け付けた前記設定給湯温度に基づいて前記本体側出水温度の目標値である目標出水温度を決定し、当該決定した目標出水温度に基づいて前記混合部を制御する混合制御を実行する請求項１に記載のコージェネレーションシステム。
【請求項３】
前記熱源機が、前記給湯加熱運転に加えて、暖房放熱器との間に設けられた暖房用循環路を循環する熱媒を設定熱媒温度に加熱する暖房加熱運転を行うように構成され、
前記暖房用循環路から熱媒を取り入れる本体側熱媒供給部と、
前記本体側熱媒供給部から取り入れた熱媒を前記熱電併給部が発生した熱で加熱する熱媒加熱部と、
前記熱媒加熱部で加熱した熱媒を前記暖房用循環路に戻す本体側熱媒吐出部とを備えた請求項１又は２に記載のコージェネレーションシステム。
【請求項４】
前記貯湯タンクが、底部に上水が供給され上部から前記本体側出水部に湯水が取り出される密閉式タンクであり、
前記貯湯タンクの底部から取り出した湯水を前記熱電併給部が発生した熱で加熱して前記貯湯タンクの上部に戻す形態で湯水を循環させる加熱貯湯循環路を備えた請求項１〜３の何れか１項に記載のコージェネレーションシステム。
【請求項５】
前記熱源機に並設される一の筐体内に各種部位を配置した一体型に構成されている請求項１〜４の何れか１項に記載のコージェネレーションシステム。
【請求項６】
熱源機側入水部から供給された上水を予め設定された設定給湯温度に加熱して給湯栓に供給する給湯加熱運転を行う熱源機と、
請求項１〜５の何れか１項に記載のコージェネレーションシステムとを、
前記熱源機側入水部と前記本体側出水部とを接続する形態で備えた給湯設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱源機側入水部から供給された上水を予め設定された設定給湯温度に加熱して給湯栓に供給する給湯加熱運転を行う熱源機に並設され、
電力と熱とを発生する熱電併給部と、
前記熱電併給部が発生した熱で加熱された湯水を貯留する貯湯タンクと、
前記熱源機側入水部に接続され、前記貯湯タンクから取り出された湯水を吐出する本体側出水部と、
運転を制御する本体側制御部とを備えたコージェネレーションシステム及び給湯設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
コージェネレーションシステムは、通常、ガスエンジンを駆動源とする発電装置や燃料電池などから構成された熱電併給部を備え、当該熱電併給部で発電を行ったときに発生する熱を利用して湯水を目標貯湯温度に加熱し、当該加熱された湯水を貯湯タンクに貯留することで、貯湯タンクに貯留されている湯水を台所や風呂等に設けられた給湯栓に供給するように構成されている。（例えば特許文献１を参照。）
【０００３】
かかるコージェネレーションシステムでは、貯湯タンクから取り出される湯水の温度が給湯栓側で要求されている設定給湯温度に達していない場合に、貯湯タンクから取り出した湯水は、熱源機における給湯加熱運転により設定給湯温度まで加熱された上で、給湯栓に供給されることになる。
そして、このような熱源機は、コージェネレーションシステムに補助熱源機として内蔵される場合があるが、予め住居に設置された別体の熱源機を利用することができれば、コージェネレーションシステムを合理的且つ安価な構成として、コージェネレーションシステムの普及促進に寄与することができる。
このような別体の熱源機を利用するコージェネレーションシステムは、貯湯タンクから取り出された湯水を吐出する本体側出水部が、熱源機において湯水を取り込む熱源機側入水部に接続される形態で、熱源機に並設される（例えば、特許文献１の図１等の「給湯路３」を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２９７４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように別体の熱源機に並設される従来のコージェネレーションシステムでは、貯湯タンクから取り出されて熱源機に供給される湯水の温度が設定給湯温度に対して僅かに低い場合でも、熱源機においてその僅かの温度差を補うためだけに給湯加熱運転が行われることになるので、熱源機において加熱後の湯水の温度が設定給湯温度を超えてしまったり、熱源機の熱効率が格段に悪化するという問題がある。
また、利用者は通常自己都合で設定給湯温度を設定するが、熱効率の向上を図ることができるのであれば、貯湯タンクに貯留されている湯水の温度が設定給湯温度に満たない場合でも、その湯水が給湯栓に供給されても良いと考える場合がある。しかし、このような場合に、熱源機の運転を完全に停止してしまうと、通常、熱源機側において設定されている設定給湯温度が無効となるので、貯湯タンクに比較的高温の湯水が貯留されていたとしても当該貯留されている湯水は利用されなくなり、上水道から供給された低温の上水がそのまま給湯栓に供給されることになってしまう。
【０００６】
本発明は、かかる点に着目してなされたものであり、その目的は、別体の熱源機に並設されるコージェネレーションシステム及びそれを備えた給湯設備において、熱源機の熱効率を向上しながら、貯湯タンクに貯留されている湯水を有効利用してシステム全体のエネルギー効率を向上することができる技術を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的を達成するための本発明に係るコージェネレーションシステムは、
熱源機側入水部から供給された上水を予め設定された設定給湯温度に加熱して給湯栓に供給する給湯加熱運転を行う熱源機に並設され、
電力と熱とを発生する熱電併給部と、
前記熱電併給部が発生した熱で加熱された湯水を貯留する貯湯タンクと、
前記熱源機側入水部に接続され、前記貯湯タンクから取り出された湯水を吐出する本体側出水部と、
運転を制御する本体側制御部とを備えたコージェネレーションシステムであって、
その第１特徴構成は、
前記熱源機との間で通信を行う通信部を備え、
前記本体側制御部が、前記本体側出水部から吐出される湯水の温度である本体側出水温度に基づいて前記熱源機の給湯加熱運転の可否を決定し、当該決定した給湯加熱運転の可否に従って前記熱源機による給湯加熱運転を制限するための指令情報を、前記通信部を介して前記熱源機に出力する運転指令制御を実行する点にある。
【０００８】
また、この目的を達成するための本発明に係る給湯設備は、
熱源機側入水部から供給された上水を予め設定された設定給湯温度に加熱して給湯栓に供給する給湯加熱運転を行う熱源機と、
本発明に係るコージェネレーションシステムとを、
前記熱源機側入水部と前記本体側出水部とを接続する形態で備えた点を特徴とする。
【０００９】
上記第１特徴構成のコージェネレーションシステム及びそれを備えた給湯設備によれば、本体側出水部が熱源機側入水部に接続されているので、貯湯タンクから取り出されて本体側出水部から吐出された湯水は、熱源機に供給されることになる。よって、熱源機では、その本体側出水部から吐出されて熱源機側入水部から供給された湯水の温度である熱源機側入水温度が設定給湯温度未満である場合に、通常は、給湯加熱運転が実行されてその湯水が設定給湯温度に加熱された後に、給湯栓に供給されることになる。
更に、本体側制御部において、上記運転指令制御が実行され、上記本体側出水温度に基づいて決定された熱源機の給湯加熱運転の可否に関する指令情報が、上記通信部を介して熱源機に出力されるので、熱源機では、当該入力された指令情報に従って給湯加熱運転が制限されることになる。
よって、本体側出水温度が設定給湯温度付近であってそのまま給湯栓に供給しても問題がない場合には、例え熱源機側入水温度が設定給湯温度を僅かに下回っていたとしても、上記運転指令制御において熱源機による給湯加熱運転を許可しないように決定すれば、その湯水を加熱することなくそのまま給湯栓に供給されることになるので、貯湯タンクに貯留されている湯水を有効利用しながら、無用な給湯加熱運転の実行を回避することができる。
従って、別体の熱源機に並設される場合でも、当該熱源機の熱効率を向上しながら、貯湯タンクに貯留されている湯水を有効利用してシステム全体のエネルギー効率を向上することができるコージェネレーションシステム実現することができる。
【００１０】
本発明に係るコージェネレーションシステムの第２特徴構成は、上記第１特徴構成に加えて、
前記本体側出水部に供給される湯水に対し混合比調整を伴って上水を混合可能な混合部を備え、
前記本体側制御部が、前記通信部を介して前記熱源機側から入力を受け付けた前記設定給湯温度に基づいて前記本体側出水温度の目標値である目標出水温度を決定し、当該決定した目標出水温度に基づいて前記混合部を制御する混合制御を実行する点にある。
【００１１】
上記第２特徴構成によれば、上記混合部が設けられ、上記本体側制御部において上記混合制御が実行されるので、貯湯タンクから取り出した湯水は、上記決定された目標出水温度になるように低温の上水が混合された後に、本体側出水部から吐出されて熱源機の熱源機側入水部に供給されることになる。
また、この目標出水温度は、設定給湯温度と等しい温度、又は放熱を考慮して若干高い温度に決定しても構わないが、例えば貯湯タンクから取り出した湯水の温度が設定給湯温度よりも低い場合には、熱源機で給湯加熱運転を行って設定給湯温度に加熱した場合でも、その湯水の温度が設定給湯温度を超えることがなく、且つ、高い熱効率を維持できるように、その目標出水温度を設定給湯温度よりも十分に低い温度とすることもできる。
尚、本願において、熱源機側から入力を受け付けた設定給湯温度とは、熱源機又は熱源機に設けられたリモコン上で利用者により設定された設定給湯温度であって、当該熱源機又はリモコンから無線又は有線形式の通信部を介して入力を受け付けたものを示す。
【００１２】
本発明に係るコージェネレーションシステムの第３特徴構成は、上記第１乃至第２特徴構成の何れかに加えて、
前記熱源機が、前記給湯加熱運転に加えて、暖房放熱器との間に設けられた暖房用循環路を循環する熱媒を設定熱媒温度に加熱する暖房加熱運転を行うように構成され、
前記暖房用循環路から熱媒を取り入れる本体側熱媒供給部と、
前記本体側熱媒供給部から取り入れた熱媒を前記熱電併給部が発生した熱で加熱する熱媒加熱部と、
前記熱媒加熱部で加熱した熱媒を前記暖房用循環路に戻す本体側熱媒吐出部とを備えた点にある。
【００１３】
上記第３特徴構成によれば、並設された熱源機が上記暖房加熱運転を行って暖房用循環路を循環する熱媒を加熱するように構成されている場合において、暖房用循環路から本体側熱媒供給部を介して取り入れた熱媒を、熱電併給部が発生した熱で加熱した後に、本体側熱媒吐出部を介して暖房用循環路に戻す形態で、暖房放熱器で放熱される熱の少なくとも一部を熱電併給部が発生した熱で補って、システム全体のエネルギー効率を一層向上することができる。
【００１４】
本発明に係るコージェネレーションシステムの第４特徴構成は、上記第１乃至第３特徴構成の何れかに加えて、
前記貯湯タンクが、底部に上水が供給され上部から前記本体側出水部に湯水が取り出される密閉式タンクであり、
前記貯湯タンクの底部から取り出した湯水を前記熱電併給部が発生した熱で加熱して前記貯湯タンクの上部に戻す形態で湯水を循環させる加熱貯湯循環路を備えた点にある。
【００１５】
上記第４特徴構成によれば、貯湯タンクの湯水が、底部から取り出され、熱電併給部が発生した熱により加熱された後に、上部に戻される形態で、加熱貯湯循環路を循環することになる。よって、貯湯タンクには、温度成層を形成する状態で湯水が貯留される。
そして、給湯需要があると、貯湯タンクの上層の比較的高温の湯水が取り出されて本体側出水部から吐出され、熱源機を介して給湯栓に供給されることになるので、貯湯タンクの温度成層の乱れを抑制しながら、比較的高温の湯水を優先して利用することができる。
【００１６】
本発明に係るコージェネレーションシステムの第５特徴構成は、上記第１乃至第４特徴構成の何れかに加えて、
前記熱源機に並設される一の筐体内に各種部位を配置した一体型に構成されている点にある。
【００１７】
上記第５特徴構成によれば、熱源機を別体とし、熱電併給部を貯湯タンク等と同じ一の筐体内に内蔵する形態で、一体型に構成することができるので、搬送及び設置作業の簡略化を図り、更に設置面積及び製造コストの縮小を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】熱源機の概略構成図
【図２】コージェネレーションシステムの概略構成及び出湯時の状態を示す図
【図３】コージェネレーションシステムの概略構成及び貯湯運転時の状態を示す図
【図４】コージェネレーションシステムの概略構成及び排熱暖房運転時の状態を示す図
【図５】コージェネレーションシステムの概略構成及び蓄熱暖房運転時の状態を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明に係るコージェネレーションシステム及びそれを備えた給湯設備の実施形態について、図面に基づいて説明する。
尚、本実施形態に係るコージェネレーションシステム４０は、図１に示すように、熱源機１０とは独立して並設されるように構成されており、具体的には、熱源機１０とは独立して並設される一の筐体内に各種部位を配置した一体型に構成されている。
また、本実施形態に係る給湯設備は、熱源機１０とコージェネレーションシステム４０とを備えた設備として構成されている。
【００２０】
〔熱源機〕
先ず、本実施形態のコージェネレーションシステム４０に並設される熱源機１０の構成について、図１に基づいて説明する。
熱源機１０は、一般的な給湯暖房器として構成され、詳細については後述するがコージェネレーションシステム４０の本体側出水部７８ａから吐出された湯水Ｗが上水として熱源機側入水部２０ａに供給され、この湯水Ｗを、予め設定された設定給湯温度に加熱して給湯栓３０に供給する、所謂給湯加熱運転を行うものであり、後述するコージェネレーションシステム４０に並設されるように構成されている。
外部インターフェースとしては、上水管路２０の一端側に設けられ外部から湯水Ｗを当該上水管路２０に取り込む熱源機側入水部２０ａ、同上水管路２０の他端側に設けられ当該上水管路２０の湯水を外部に吐出する熱源機側出水部２０ｂ、熱媒管路１６の一端側に設けられ外部から熱媒Ｈを当該熱媒管路１６に取り込む熱源機側熱媒供給部１６ａ、同熱媒管路１６の他端側に設けられ当該熱媒管路１６の熱媒Ｈを外部に吐出する熱源機側熱媒吐出部１６ｂ、及び、天然ガス系都市ガスである燃料ガスＧを取り込む燃料ガス供給部１４、などが設けられている。
熱源機側出水部２０ｂは、給湯栓３０に接続されることで、当該熱源機側出水部２０ｂから吐出された湯水Ｗが給湯栓３０に供給される。
また、熱源機側熱媒供給部１６ａ及び熱源機側熱媒吐出部１６ｂは、温水床暖房パネルなどの暖房放熱器３３との間に設けられた暖房用循環路３４を循環する熱媒Ｈを取り込み又は吐出する形態で、当該暖房用循環路３４に接続される。具体的には、熱源機側熱媒吐出部１６ｂから吐出された熱媒Ｈが、往きヘッダ３１を介して暖房用循環路３４に設けられた暖房放熱器３３に供給され、一方、暖房放熱器３３を通過した熱媒Ｈが、戻りヘッダ３２及び後述するコージェネレーションシステム４０を介して熱源機側熱媒供給部１６ａに戻される。
【００２１】
熱源機１０には、後述するバーナ１１ａ，１２ａの作動を制御したり、その他弁やポンプなどの各種補機の運転を制御したりするコンピュータからなる熱源機側制御部２５が設けられている。
熱源機側制御部２５は、住居内に設置されたリモコン２７との間で通信部２６を介して通信可能に構成されており、この構成により、リモコン２７から給湯時の設定給湯温度や暖房運転の運転及び停止を操作することができる。また、この通信部２６は、後述するコージェネレーションシステム４０側の通信部９６との間でも、無線又は有線での双方向の通信が可能に構成されている。
【００２２】
熱源機１０は、熱源機側入水部２０ａに取り込んで熱源機側出水部２０ｂから吐出される湯水Ｗを加熱するための給湯用加熱部１１と、熱源機側熱媒供給部１６ａに取り込んで熱源機側熱媒吐出部１６ｂから吐出される熱媒Ｈを加熱するための暖房用加熱部１２とを有する。
給湯用加熱部１１は、調整弁１１ｃを介して供給される燃料ガスＧをファン１３により供給される燃焼用空気により燃焼させるバーナ１１ａと、当該バーナ１１ａから排出される高温の燃焼ガスとの熱交換により上水管路２０を通流する湯水Ｗを加熱する給湯熱交換器１１ｂとを有して構成されている。
一方、暖房用加熱部１２は、調整弁１２ｃを介して供給される燃料ガスＧをファン１３により供給される燃焼用空気により燃焼させるバーナ１２ａと、当該バーナ１２ａから排出される高温の燃焼ガスとの熱交換により熱媒管路１６を通流する熱媒Ｈを加熱する暖房熱交換器１２ｂとを有して構成されている。
【００２３】
また、上水管路２０には、熱源機側入水部２０ａから取り込んだ湯水Ｗの温度（以下「熱源機側入水温度」と呼ぶ場合がある。）を検出する入水温度センサ２１と、熱源機側出水部２０ｂから吐出する湯水Ｗの温度（以下「熱源機側出水温度」と呼ぶ場合がある。）を検出する出水温度センサ２２と、湯水Ｗの通流を検出する水スイッチ２３とが配置されている。
一方、熱媒管路１６には、熱源機側熱媒供給部１６ａから取り込んだ熱媒Ｈの温度（以下「熱源機側入熱媒温度」と呼ぶ場合がある。）を検出する入熱媒温度センサ１７と、熱源機側熱媒吐出部１６ｂから吐出する熱媒Ｈの温度（以下「熱源機側出熱媒温度」と呼ぶ場合がある。）を検出する出熱媒温度センサ１８と、熱媒Ｈを送出する熱媒循環ポンプ１９とが配置されている。
【００２４】
このような構成により、熱源機側制御部２５は、熱源機側入水部２０ａから供給された湯水Ｗを予めリモコン２７で設定された設定給湯温度に加熱して給湯栓３０に供給する給湯加熱運転や、暖房運転時において暖房放熱器３３との間に設けられた暖房用循環路３４を循環する熱媒Ｈを予め設定された設定熱媒温度に加熱する暖房加熱運転を実行可能となる。以下に、給湯加熱運転と暖房加熱運転との詳細について説明を加える。
【００２５】
（給湯加熱運転）
給湯加熱運転は、上水管路２０に配置された水スイッチ２３により給湯栓３０の開栓による湯水Ｗの流通を検知している状態において、入水温度センサ２１で検出される熱源機側入水温度が設定給湯温度未満である場合に、バーナ１１ａで燃料ガスＧを燃焼させる燃焼運転を行う形態で実行される。また、この給湯加熱運転では、出水温度センサ２２で検出される熱源機側出水温度が設定給湯温度になるように、バーナ１１ａでの燃焼量が、燃料ガスＧの供給量を調整する調整弁１１ｃの開度制御により調整される。
従って、給湯栓３０を開栓した場合には、適宜給湯加熱運転が実行されて、その給湯栓３０には設定給湯温度の湯水Ｗが供給されることになる。
【００２６】
更に、上水管路２０には、給湯熱交換器１１ｂの上流側と下流側とを接続する形態でバイパス調整弁２４が設けられている。
そして、給湯栓３０が開栓された状態で、給湯加熱運転時には、出水温度センサ２２で検出される熱源機側出水温度が設定給湯温度になるように、バイパス調整弁２４の開度が熱源機側制御部２５によって制御されて、上水管路２０において給湯熱交換器１１ｂをバイパスする湯水の量が調整される。
一方、給湯栓３０が開栓された状態で、給湯加熱運転を実行しないときには、このバイパス調整弁２４は既定の開度で待機状態となる。
【００２７】
（暖房加熱運転）
暖房加熱運転は、リモコン２７において暖房運転の開始ボタンが押操作されて熱媒管路１６に配置された熱媒循環ポンプ１９の作動が開始され、熱媒管路１６に熱媒Ｈが通流している状態で、入熱媒温度センサ１７で検出される熱源機側入熱媒温度が設定熱媒温度未満である場合に、バーナ１２ａで燃料ガスＧを燃焼させる燃焼運転を行う形態で実行される。また、この暖房加熱運転では、出熱媒温度センサ１８で検出される熱源機側出熱媒温度が設定熱媒温度になるように、バーナ１２ａでの燃焼量が、燃料ガスＧの供給量を調整する調整弁１２ｃの開度制御により調整される。
【００２８】
〔コージェネレーションシステム〕
次に、本発明に係るコージェネレーションシステム４０の実施形態について、図２〜図５に基づいて説明する。
尚、図２〜図５は、コージェネレーションシステム４０の各種運転状態を示すものであるが、上水及び湯水Ｗ、冷却水Ｃ、又は熱媒Ｈの流体が通流している配管を太実線で表示し、当該流体が通流してない配管を細実線で表示している。
図２に示すように、コージェネレーションシステム４０は、上述した熱源機１０に並設される一の筐体内に各種部位を配置した一体型に構成されている。
尚、このコージェネレーションシステム４０は、外部インターフェースとして、上水道から上水Ｗを取り込む本体側入水部８０ａ、湯水Ｗを熱源機１０側へ吐出する本体側出水部７８ａ、貯湯タンク９０の排水を行う排水弁７５、熱源機１０側から暖房用の熱媒Ｈを取り込む本体側熱媒供給部５８ａ、熱源機１０側へ同熱媒Ｈを吐出する本体側熱媒吐出部５８ｂなどが設けられている。
更に、当該コージェネレーションシステム４０側に設けられた熱電併給部４１並びに弁やポンプなどの各種補機の運転を制御するコンピュータからなる本体側制御部９５が設けられている。この本体側制御部９５は、通信部９６を介して、熱源機１０側の通信部２６との間で無線又は有線での双方向通信を行ったり、外部に設けた表示部（図示省略）に運転状態などの所定の表示を行ったりするための通信を行うように構成されている。
具体的には、詳細については後述するが、熱源機１０の通信部２６からコージェネレーションシステム４０の通信部９６に対しては、熱源機１０側で設定された設定給湯温度や暖房運転のＯＮ・ＯＦＦに関する情報が出力され、逆に、コージェネレーションシステム４０の通信部９６から熱源機１０の通信部２６に対しては、熱源機１０による給湯加熱運転を制限するための指令情報が出力される。
尚、上記指令情報の入力を受け付けた熱源機１０では、当該指令情報が給湯加熱運転の実行を禁止するものである場合には、給湯栓３０へ湯水Ｗを供給する給湯時においても、給湯加熱運転を実行することがないように構成されている。
【００２９】
コージェネレーションシステム４０は、燃料電池やエンジン駆動式発電機などのような電力と熱とを発生する熱電併給部４１を備え、発生した電力は適宜インバータ等を介して商用電源と連係する形態で外部の電力負荷等に供給される。また、熱電併給部４１が発生した熱は湯水Ｗの加熱に利用され、かかる加熱された湯水Ｗを貯留する貯湯タンク９０が設けられている。
【００３０】
熱電併給部４１は、内部に設けられた水冷ジャケット（図示省略）を通流する冷却水Ｃにより冷却される構造を有し、その冷却水Ｃが循環する冷却水循環路４２が設けられている。
冷却水循環路４２には、冷却水Ｃの循環方向に沿って、冷却水Ｃを送り出す冷却水ポンプ４６、冷却水Ｃの通流を断続可能な電磁弁４７、熱電併給部４１における冷却水ジャケット（図示省略）、当該冷却水ジャケットから吐出された冷却水Ｃの温度（以下「高温側冷却水温度」と呼ぶ場合がある。）を検出する高温側冷却水温度センサ５０、排熱貯湯熱交換器５５、排熱暖房熱交換器５６、第１バイパス路４３を通じて流入する冷却水Ｃの流量を調整する三方調整弁４５、及び、冷却水Ｃを一時的に貯えるバッファタンク５１が、記載の順で配置されている。
バッファタンク５１には、一時的に貯留される冷却水Ｃの温度（以下「低温側冷却水温度」と呼ぶ場合がある。）を検出する低温側冷却水温度センサ４９が設けられている。また、本体側入水部８０ａに供給された上水Ｗが、電磁弁５２を介して適宜冷却水Ｃとしてバッファタンク５１に補充される。
【００３１】
更に、冷却水循環路４２には、排熱貯湯熱交換器５５の上流側と排熱暖房熱交換器５６との下流側に配置された三方調整弁４５とを接続する第１バイパス路４３と、電磁弁４７の上流側と熱電併給部４１の下流側とを接続する第２バイパス路４４とが架設されている。また、この第２バイパス路４４には、冷却水Ｃの通流を断続可能な電磁弁４８が配置されている。
即ち、冷却水循環路４２に冷却水Ｃを循環させている状態において、三方調整弁４５を調整することで、排熱貯湯熱交換器５５及び排熱暖房熱交換器５６をバイパスして第１バイパス路４３を通流する冷却水Ｃの流量が調整される。
また、冷却水循環路４２に冷却水Ｃが循環している状態において、熱電併給部４１の上流側に配置された電磁弁４７を閉弁させると共に第２バイパス路４４に配置された電磁弁４８を開弁させることで、冷却水Ｃの全量を、熱電併給部４１をバイパスさせて第２バイパス路４４に通流させることができる。
【００３２】
排熱貯湯熱交換器５５は、冷却水循環路４２を通流する冷却水Ｃと加熱貯湯循環路６０を通流する湯水Ｗとの間で熱交換を行うように構成されている。一方、排熱暖房熱交換器５６は、冷却水循環路４２を通流する冷却水Ｃと熱媒管路５８を通流する熱媒Ｈとの間で熱交換を行うように構成されている。
即ち、熱電併給部４１において熱を発生している状態で、冷却水ポンプ４６を作動させて、冷却水循環路４２に冷却水Ｃを循環させると、熱電併給部４１を通過して加熱された冷却水Ｃが、排熱貯湯熱交換器５５及び排熱暖房熱交換器５６を通過することで湯水Ｗ及び熱媒Ｈとの間で熱交換を行い、再び熱電併給部４１に供給されることになる。
【００３３】
熱電併給部４１で加熱された冷却水Ｃの温度、即ち高温側冷却水温度センサ５０で検出される高温側冷却水温度が、所定の温度（例えば７５℃〜８０℃程度）となるように、冷却水ポンプ４６の出力や三方調整弁４５の開度が制御される。
具体的には、冷却水ポンプ４６の出力を低下させる、又は、三方調整弁４５の第１バイパス路４３側の開度を増加させることで、排熱貯湯熱交換器５５及び排熱暖房熱交換器５６を通流する冷却水Ｃの流量を減少させると、冷却水Ｃの当該熱交換器５５、５６での放熱量が減少することから、高温側冷却水温度が上昇する。そして、この原理を利用して、冷却水Ｃの温度が所定の温度に調整される。
尚、排熱貯湯熱交換器５５及び排熱暖房熱交換器５６で冷却された冷却水Ｃの温度、即ち低温側冷却水温度センサ４９で検出される低温側冷却水温度が、所定の温度になるように、冷却水ポンプ４６の出力や三方調整弁４５の開度を制御するように構成しても構わない。
【００３４】
貯湯タンク９０は、底部９０ｂに上水Ｗが供給され上部９０ａから本体側出水部７８ａに湯水Ｗが取り出される密閉式タンクとして構成されている。また、貯湯タンク９０の底部９０ｂから取り出した湯水Ｗを、熱電併給部４１が発生した熱で加熱するべく排熱貯湯熱交換器５５に通流させて、貯湯タンク９０の上部９０ａに戻す形態で、湯水Ｗを循環させる加熱貯湯循環路６０が設けられている。
この加熱貯湯循環路６０は、貯湯タンク９０の底部９０ｂに対しては、当該底部９０ｂに接続された底部管路７２に対して三方弁７３を介して接続されており、一方、貯湯タンク９０の上部９０ａに対しては、当該上部９０ａに接続された上部管路６６に対して比例弁６５を介して接続されている。
また、上部管路６６には、湯水バイパス路６７が接続されており、また、この湯水バイパス路６７の他方側端部は、逆止弁６９を介して加熱貯湯循環路６０に配置された三方調整弁６８に接続されている。
【００３５】
この加熱貯湯循環路６０には、湯水Ｗの流通方向に沿って、湯水バイパス路６７を通じて流入する湯水Ｗの流量を調整する三方調整弁６８、湯水Ｗを送り出す循環ポンプ６１、排熱貯湯熱交換器５５、当該排熱貯湯熱交換器５５を通過した後の湯水Ｗの温度（以下「高温側湯水温度」と呼ぶ場合がある。）を検出する循環水高温センサ６３、同湯水Ｗの流量を検出する循環流量センサ６２、貯湯タンク９０の上部９０ａに流入する湯水Ｗの温度（以下「貯湯温度」と呼ぶ場合がある。）を検出する貯湯温度センサ６４、比例弁６５、及び、貯湯タンク９０が、記載の順で配置されている。
【００３６】
また、貯湯タンク９０の上部９０ａに接続された上部管路６６は、三方調整弁７７及び出湯管路７８を介して本体側出水部７８ａに接続されており、その三方調整弁７７の上流側には、貯湯タンク９０の上部９０ａから上部管路６６に取り出された湯水Ｗの温度（以下「タンク取出湯水温度」と呼ぶ場合がある。）を検出する取出水温度センサ７６が設けられている。尚、このタンク取出湯水温度の検出は、取出水温度センサ７６の代わりに、貯湯タンク９０の上下方向に分散配置した複数の温度センサ９１のうち最上部に設けられた温度センサ９１ａで行っても構わない。
また、この三方調整弁７７には、本体側入水部８０ａに通じる給水管路８２が接続されている。更に、出湯管路７８と給水管路８２とは、バイパス管路８６により接続されており、このバイパス管路８６には、上水Ｗの通流を断続可能な電磁弁８７が配置されている。
即ち、上記三方調整弁７７は、貯湯タンク９０の上部９０ａから本体側出水部７８ａに供給される湯水Ｗに対し、混合比調整を伴って、給水管路８２から供給される上水Ｗを混合可能な混合部として機能する。
尚、出湯管路７８のバイパス管路８６との接続部の下流側には、湯水Ｗの通流方向に沿って、湯水Ｗの流量を検出する流量センサ７９、本体側出水部７８ａから吐出される湯水Ｗの温度（以下「本体側出水温度」と呼ぶ場合がある。）を検出する出水温度センサ８１が、記載の順に配置されている。
一方、給水管路８２のバイパス管路８６との接続部の上流側には、上水Ｗの通流方向に沿って、上水Ｗの圧力を調整する減圧弁８４、本体側入水部８０ａに供給された上水Ｗの温度（以下「本体側入水温度」と呼ぶ場合がある。）を検出する温度センサ８５、上水Ｗの逆流を阻止する逆止弁８３が、記載の順に配置されている。
【００３７】
また、給水管路８２は、貯湯タンク９０の底部９０ｂに接続された底部管路７２の三方弁７３に対して逆止弁８９を介して接続されており、この構成により、貯湯タンク９０では、上部９０ａから湯水Ｗが取り出されると同時に、底部９０ｂから上水Ｗが、給水管路８２、三方弁７３、及び底部管路７２を介して供給されることになる。
【００３８】
排熱暖房熱交換器５６が配置された熱媒管路５８の一方側端部に設けられた本体側熱媒供給部５８ａは、戻りヘッダ３２に接続され、一方、同熱媒管路５８の他方側端部に設けられた本体側熱媒吐出部５８ｂは、熱源機１０の熱源機側熱媒供給部１６ａに接続される。
即ち、暖房用循環路３４において暖房放熱器３３を通過した後の熱媒Ｈは、戻りヘッダ３２及び本体側熱媒供給部５８ａを介して、熱媒管路５８に配置された排熱暖房熱交換器５６に供給され、更に、この排熱暖房熱交換器５６を通過した後の熱媒Ｈは、本体側熱媒吐出部５８ｂ及び熱源機側熱媒供給部１６ａを介して、熱源機１０の熱媒管路１６（図１参照）に配置された暖房熱交換器１２ｂ（図１参照）に供給され、更に、この暖房熱交換器１２ｂを通過した後の熱媒Ｈは、熱源機側熱媒吐出部１６ｂ及び往きヘッダ３１を介して、暖房用循環路３４に配置された暖房放熱器３３に供給されることになる。
【００３９】
また、本体側制御部９５は、詳細については後述するが所定の運転指令制御及び混合制御を実行するように構成されている。
この運転指令制御では、貯湯タンク９０の上部９０ａから上部管路６６に取り出された湯水Ｗの温度、即ち取出水温度センサ７６で検出されるタンク取出湯水温度に基づいて、本体側出水温度が目標出水温度よりも低いものとなるかの判断を行い、その判断結果に基づいて、熱源機１０の給湯加熱運転の可否を決定し、当該決定した給湯加熱運転の可否に従って熱源機１０による給湯加熱運転を制限するための指令情報を、通信部９６を介して熱源機１０に出力する。
一方、混合制御では、通信部９６を介して熱源機１０又はリモコン２７から入力を受け付けた設定給湯温度に基づいて、本体側出水温度の目標値である目標出水温度を決定し、当該決定した目標出水温度に基づいて混合部としての三方調整弁７７を制御する。
尚、上記熱源機１０又はリモコン２７から入力を受け付けた設定給湯温度は、以下、熱源機１０側から入力を受け付けた設定給湯温度とする。
以上のような構成により、コージェネレーションシステム４０は、熱源機側制御部２５及び本体側制御部９５の夫々の制御により、所定の給湯運転、貯湯運転、排熱暖房運転、及び蓄熱暖房運転を実行することができ、これら運転の詳細について、以下に説明する。
【００４０】
（給湯運転）
図２に示すように、給湯運転は、給湯栓３０が開栓されることで熱源機１０の熱源機側出水部２０ｂから給湯栓３０へ湯水Ｗが供給され、それに伴って本体側出水部７８ａから熱源機側入水部２０ａへ湯水Ｗが供給され、それに伴って出湯管路７８に配置された流量センサ７９で湯水Ｗの通流が検知された状態で実行される。
かかる給湯運転では、貯湯タンク９０の上層の比較的高温の湯水Ｗが、上部９０ａから上部管路６６に取り出されて、三方調整弁７７を介して出湯管路７８に供給される。
更に、この給湯運転では、一旦、目標出水温度を、熱源機１０側から入力を受け付けた設定給湯温度と等しい温度又は同設定給湯温度よりも放熱分を考慮した若干高めの温度に決定した状態で、混合制御が実行されて、三方調整弁７７の開度が制御される。
すなわち、この混合制御では、取出水温度センサ７６で検出されるタンク取出湯水温度が目標出水温度以上である場合には、三方調整弁７７において適当な上水Ｗが混合されることで、目標出水温度の湯水Ｗが得られ、その湯水Ｗが熱源機１０の熱源機側入水部２０ａに供給されることになる。
また、本体側制御部９５による運転指令制御では、熱源機１０における給湯加熱運転の実行の禁止を決定し、当該給湯加熱運転の実行を禁止するための指令情報を、通信部９６、２６を介して熱源機側制御部２５に出力する。
すると、熱源機１０においては、熱源機側入水温度が設定給湯温度以上であれば、その湯水Ｗを再加熱する必要がないために、給湯加熱運転が行われることなく、この設定給湯温度の湯水Ｗがそのまま給湯栓３０に供給されることになる。また、熱源機側入水温度が設定給湯温度を若干下回っていたとしても、入力された指令情報により無用な給湯加熱運転の実行が禁止されることになる。よって、熱源機１０の熱効率が向上されながら、貯湯タンク９０に貯留されている湯水Ｗが有効利用されてシステム全体のエネルギー効率が向上されることになる。
【００４１】
一方、取出水温度センサ７６で検出されるタンク取出湯水温度が設定給湯温度未満である場合には、三方調整弁７７において上水Ｗが混合されずに、その設定給湯温度未満の湯水Ｗが熱源機１０の熱源機側入水部２０ａに供給されることになる。
この場合、本体側制御部９５による運転指令制御では、熱源機１０における給湯加熱運転の実行の許可を決定し、当該給湯加熱運転の実行を許可するための指令情報を、通信部９６、２６を介して熱源機側制御部２５に出力する。
すると、熱源機１０においては、熱源機側入水温度が設定給湯温度未満であるために、給湯加熱運転が実行され、設定給湯温度に加熱された湯水Ｗが給湯栓３０に供給されることになる。
【００４２】
更に、本体側制御部９５は、混合制御において、取出水温度センサ７６で検出されるタンク取出湯水温度が設定給湯温度未満である場合には、目標出水温度を設定給湯温度よりも十分に低い温度（例えば３０℃）に設定して、三方調整弁７７を介して供給される上水Ｗの量を増加させると共に、電磁弁８７を開弁し、バイパス管路８６を通じて給水管路８２から出湯管路７８に多くの上水Ｗを供給するようにして、本体側出水部７８ａから低く設定された目標出湯温度以下の湯水Ｗを吐出するようにする。このようにすれば、本体側出水部７８ａから吐出される湯水Ｗの圧力を高く維持できるので、給湯栓３０の水圧が高いものに維持されることになる。
【００４３】
（貯湯運転）
図３に示すように、熱電併給部４１が発生した熱で加熱された湯水Ｗを貯留する所謂貯湯運転は、熱電併給部４１が作動して熱を発生しながら、冷却水ポンプ４６及び循環ポンプ６１が作動することにより、排熱貯湯熱交換器５５において、比較的高温（例えば７５℃〜８０℃程度）に維持された冷却水Ｃと貯湯タンク９０の底部９０ｂから取り出した比較的低温の湯水Ｗとの熱交換が行われて、当該湯水Ｗが加熱され、一方、当該冷却水Ｃが冷却される形態で実行される。
そして、このように加熱された湯水Ｗが、比例弁６５及び上部管路６６を介して貯湯タンク９０の上部９０ａに流入することになり、結果、貯湯タンク９０には、上部に高温の湯水Ｗが存在し下部に低温の湯水Ｗが存在する状態の温度成層を形成する状態で湯水Ｗが貯留されることになる。
また、貯湯タンク９０において温度成層を形成する形態で湯水Ｗを貯留するので、貯湯タンク９０の上下方向に分散配置した複数の温度センサ９１の検出結果により、貯湯タンク９０の上層に貯留されている高温の湯水Ｗの量、即ち貯湯量を判定することができる。
【００４４】
更に、この貯湯運転では、この排熱貯湯熱交換器５５で加熱された湯水Ｗの温度、循環水高温センサ６３で検出される高温側湯水温度が、所定の温度（例えば７５℃程度）となるように、三方調整弁６８の開度が制御される。
具体的には、三方調整弁６８の湯水バイパス路６７側の開度を増加させることで、排熱貯湯熱交換器５５で加熱された湯水Ｗのうち、貯湯タンク９０に供給されるのではなく湯水バイパス路６７を介して排熱貯湯熱交換器５５の上流側に再循環される湯水Ｗの割合が増加すると、高温側湯水温度が上昇する。そして、この原理を利用して、高温側湯水温度が所定の温度に調整される。
【００４５】
（排熱暖房運転）
図４に示すように、熱電併給部４１が発生した熱で暖房放熱器３３との間に設けられた暖房用循環路３４を循環する熱媒Ｈを加熱する所謂排熱暖房運転は、熱電併給部４１が作動して熱を発生しながら、熱源機１０側から暖房運転開始の情報の入力を受け付けて、冷却水ポンプ４６が作動することにより、排熱暖房熱交換器５６において、比較的高温（例えば７５℃〜８０℃程度）に維持された冷却水Ｃと循環する熱媒Ｈとの熱交換が行われて、当該熱媒Ｈが加熱され、一方当該冷却水Ｃが冷却される形態で実行される。
【００４６】
このような排熱暖房運転では、暖房用循環路３４において暖房放熱器３３を通過した後の熱媒Ｈが、先ず、戻りヘッダ３２及び本体側熱媒供給部５８ａを介して、熱媒管路５８に配置された排熱暖房熱交換器５６に供給され、この排熱暖房熱交換器５６における冷却水Ｃとの熱交換によって加熱される。
更に、この排熱暖房熱交換器５６を通過して加熱された熱媒Ｈは、本体側熱媒吐出部５８ｂ及び熱源機側熱媒供給部１６ａを介して、熱源機１０の熱媒管路１６（図１参照）に配置された暖房熱交換器１２ｂ（図１参照）に供給される。ここで、熱源機１０においては、上述した暖房加熱運転が適宜実行され熱媒Ｈが設定熱媒温度に加熱される。そして、この設定熱媒温度の熱媒Ｈが、熱源機側熱媒吐出部１６ｂ及び往きヘッダ３１を介して、暖房用循環路３４に配置された暖房放熱器３３に再度供給されることになる。
即ち、暖房放熱器３３で放熱される熱の少なくとも一部が、熱電併給部４１が発生した熱で補われることになり、システム全体のエネルギー効率が一層向上される。
【００４７】
尚、上述した貯湯運転と排熱暖房運転とは、同時に実行することができる。
即ち、かかる貯湯運転と排熱暖房運転とを同時に実行する貯湯排熱暖房運転では、図３に示す貯湯運転と同様に、冷却水ポンプ４６及び循環ポンプ６１を作動させて、排熱貯湯熱交換器５５において、比較的高温（例えば７５℃〜８０℃程度）に維持された冷却水Ｃと貯湯タンク９０の底部９０ｂから取り出した比較的低温の湯水Ｗとの間で熱交換が行われて湯水Ｗが加熱され、その加熱された湯水Ｗが、比例弁６５及び上部管路６６を介して貯湯タンク９０の上部９０ａに流入して、貯湯が行われることになる。
同時に、図４に示す排熱暖房運転と同様に、暖房用循環路３４と排熱暖房熱交換器５６との間で熱媒Ｈを循環させることで、当該排熱暖房熱交換器５６において冷却水Ｃとの熱交換によって熱媒Ｈが加熱されることになり、その加熱された熱媒Ｈが暖房放熱器３３に供給されて暖房が行われることになる。
【００４８】
（蓄熱暖房運転）
図５に示すように、貯湯タンク９０に貯留した湯水Ｗが持つ熱で暖房放熱器３３との間に設けられた暖房用循環路３４を循環する熱媒Ｈを加熱する所謂蓄熱暖房運転は、熱電併給部４１が停止している際に、暖房用循環路３４と排熱暖房熱交換器５６との間で熱媒Ｈが循環する状態で、冷却水ポンプ４６及び循環ポンプ６１が作動し、また、冷却水循環路４２の電磁弁４７が閉弁すると共に第２バイパス路４４の電磁弁４８が開弁し、また、三方調整弁６８が湯水パイパス路６７から加熱貯湯循環路６０の循環ポンプ６１側への湯水Ｗの通流のみ許容する状態に切り替えられる形態で実行される。
即ち、貯湯タンク９０の上層の比較的高温の湯水Ｗが、上部９０ａから湯水バイパス路６７に取り出され、加熱貯湯循環路６０に配置された排熱貯湯熱交換器５５に供給される。一方、冷却水循環路４２では、冷却水Ｃが、熱電併給部４１をバイパスして第２バイパス路４４を通過し、排熱貯湯熱交換器５５を通過した後に排熱暖房熱交換器５６を通過することになる。
よって、排熱貯湯熱交換器５５では、高温の湯水Ｗと低温の冷却水Ｃとの間で熱交換が行われて冷却水Ｃが加熱され、更に、排熱暖房熱交換器５６では、その加熱された高温の冷却水Ｃと低温の熱媒Ｈとの間で熱交換が行われて熱媒Ｈが加熱されることになり、その熱媒Ｈが暖房放熱器３３に供給されて暖房が行われることになる。
【００４９】
〔その他の実施形態〕
最後に、本発明のその他の実施形態について説明する。尚、以下に説明する各実施形態の構成は、それぞれ単独で適用されるものに限られず、矛盾が生じない限り、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。
（１）上記実施形態では、熱源機１０を給湯加熱運転と暖房加熱運転との両方を実行可能な給湯暖房器として構成したが、別に当該熱源機１０を給湯運転のみ実行可能な給湯器として構成しても構わない。また、この場合、コージェネレーションシステム４０における排熱暖房熱交換器５６などの暖房用の熱媒Ｈを加熱する構成については省略することもできる。
【００５０】
（２）上記実施形態では、本体側出水温度を目標出水温度に調整するために、混合部として機能する三方調整弁７７を備え、混合制御を行って、貯湯タンク９０の上部９０ａから取り出した湯水Ｗに低温の上水Ｗを混合比調整を伴って混合するように構成したが、例えば、貯湯タンク９０の上層に目標出水温度の湯水Ｗを貯留するように構成して、かかる混合部等の構成を省略しても構わない。
【００５１】
（３）上記実施形態では、貯湯タンク９０を、温度成層を形成する形態で加熱された湯水Ｗを貯留するように構成された密閉式タンクとしたが、開放式タンクとしたり、更には、加熱された湯水Ｗのみを貯留するように構成しても構わない。
【００５２】
（４）上記実施形態では、熱源機１０に並設される熱電併給部４１や貯湯タンク９０やその他各種部位について、一の筐体内に配置して一体型に構成したが、別に、複数の筐体の夫々に分配して複数のユニットからなるものといて構わない。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、熱源機側入水部から供給された上水を予め設定された設定給湯温度に加熱して給湯栓に供給する給湯加熱運転を行う熱源機に並設され、電力と熱とを発生する熱電併給部と、前記熱電併給部が発生した熱で加熱された湯水を貯留する貯湯タンクと、前記熱源機側入水部に接続され、前記貯湯タンクから取り出された湯水を吐出する本体側出水部と、運転を制御する本体側制御部とを備えたコージェネレーションシステムとして好適に利用可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１０      ：熱源機
２０ａ    ：熱源機側入水部
２５      ：熱源機側制御部
２６      ：通信部
３０      ：給湯栓
３３      ：暖房放熱器
３４      ：暖房用循環路
４０      ：コージェネレーションシステム
４１      ：熱電併給部
５５      ：排熱貯湯熱交換器
５６      ：排熱暖房熱交換器（熱媒加熱部）
５８ａ    ：本体側熱媒供給部
５８ｂ    ：本体側熱媒吐出部
６８      ：三方調整弁
７７      ：三方調整弁（混合部）
７８ａ    ：本体側出水部
８０ａ    ：本体側入水部
９０      ：貯湯タンク
９０ａ    ：上部
９０ｂ    ：底部
９５      ：本体側制御部
９６      ：通信部
Ｈ        ：熱媒
Ｗ        ：上水、湯水
【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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