(57)【要約】【課題】  発電装置の安定性を高め、寿命を長くすることができる経済的な給湯熱源システムを提供する。【解決手段】  電力負荷機器起動タイミング調節部３７は、少なくとも発電装置１に接続された通信可能電力負荷機器１７ａ，１７ｂ，１７ｃの運転状況に対応する電力需要量の取り込み情報に基づき、前記電力需要量の合計値が予め定められた電力需要上部閾値未満となるように、起動が開始される少なくとも１つの通信可能電力負荷機器の起動タイミングをずらす。断続運転機器起動タイミング制御部３８が、通信可能電力負荷機器１７ａ，１７ｂ，１７ｃのうち予め定めた設定期間以上断続的に運転を行う１つ以上の断続運転機器の起動タイミングを予測推定し、前記電力需要量の合計値が前記電力需要下部閾値未満となりそうなときには前記断続運転機器の起動タイミングを起動予測推定時刻よりも設定前倒し時間だけ早めにずらす。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電装置の排熱を利用して貯湯槽に蓄積した湯を給湯先に給湯するコジェネレーション給湯熱源装置を備えた給湯熱源システムにおいて、前記発電装置は複数の電力負荷機器に接続されて、これらの電力負荷機器の運転状況に対応する電力需要量の合計値に対応させて前記発電装置が稼動する構成と成しており、前記複数の電力負荷機器のうち少なくとも１つの通信可能電力負荷機器との通信を行う通信装置が設けられ、該通信装置と前記通信可能電力負荷機器との通信により得られる通信可能電力負荷機器の運転状況に対応する電力需要量の取り込み情報と、前記発電装置に接続されている複数の電力負荷機器の運転状況に対応する電力需要量の合計値の取り込み情報のうち、少なくとも前記通信可能電力負荷機器の運転状況に対応する電力需要量の取り込み情報に基づいて、前記電力負荷機器の電力需要量の合計値が予め定められた電力需要上部閾値未満となるように起動が開始される通信可能電力負荷機器の起動タイミングをずらす電力負荷機器起動タイミング調節部を有することを特徴とする給湯熱源システム。
【請求項２】
発電装置の排熱を利用して貯湯槽に蓄積した湯を給湯先に給湯するコジェネレーション給湯熱源装置を備えた給湯熱源システムにおいて、前記発電装置は複数の電力負荷機器に接続されて、これらの電力負荷機器の運転状況に対応する電力需要量の合計値が予め設定された電力需要下部閾値以上の時に前記発電装置が稼動する構成と成し、前記複数の電力負荷機器のうち少なくとも１つの通信可能電力負荷機器との通信を行う通信装置と、前記通信可能電力負荷機器のうち予め定めた設定期間以上断続的に運転を行う１つ以上の断続運転機器の起動タイミングを予測推定すると共に、前記発電装置に接続されている複数の電力負荷機器の電力需要量の合計値が前記電力需要下部閾値未満となりそうなときには前記断続運転機器の起動タイミングを起動予測推定時刻よりも設定前倒し時間だけ早めにずらす断続運転機器起動タイミング制御部を有することを特徴とする給湯熱源システム。
【請求項３】
コジェネレーション給湯熱源装置の貯湯槽と発電装置との間には該発電装置の排熱または前記発電装置の排熱吸収流体の熱を利用して貯湯槽内の水を加熱して湯にする手段が配備され、該手段によって形成された湯を貯湯槽に蓄積し、この貯湯槽の湯を前記給湯路を通して給湯先に供給する構成と成していることを特徴とする請求項１または請求項２記載の給湯熱源システム。
【請求項４】
通水の水を加熱して作成した湯を給湯先に供給する機能を備えた補助給湯熱源装置がコジェネレーション給湯熱源装置と併設されており、該コジェネレーション給湯熱源装置の貯湯槽から送水される給湯の通路は前記補助給湯熱源装置の給水導入口に連通され、前記貯湯槽の湯のみを熱源として給湯を行うときは、貯湯槽の湯を非加熱駆動状態の補助給湯熱源装置を経由して給湯先へ給湯する構成と成したことを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３記載の給湯熱源システム。
【請求項５】
発電装置は水素と酸素を反応させて電気を発生する燃料電池とした請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の給湯熱源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば固体高分子型燃料電池（ＰＥＦＣ）等の発電装置の排熱を利用して貯湯槽に蓄積した湯を給湯先に給湯するコジェネレーション給湯熱源装置を備えた給湯熱源システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、省エネルギー効果を奏することが可能なシステムとして、例えば固体高分子型燃料電池等の発電装置の排熱を利用して、貯湯槽に蓄積した湯を給湯先に給湯するコジェネレーション給湯熱源装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図１０には、コジェネレーション給湯熱源装置の一例が示されている。このコジェネレーション給湯熱源装置３は、発電装置１と貯湯槽２とを有し、発電装置１は、例えば冷蔵庫、エアコン、電灯等の複数の電力負荷機器（図１０には図示せず）に接続されている。貯湯槽２は、貯湯槽２内に給水を導入する給水路１１と貯湯槽２の湯を送水する給湯路１２を備えており、給湯路１２には湯水温検出センサ１００が設けられている。
【０００４】
貯湯槽２と発電装置１との間には、冷却水導入通路１３と排熱湯導入通路１４とが配備されており、冷却水導入通路１３は貯湯槽２内の水を発電装置１の冷却水として発電装置１側に導入し、この水を発電装置１の発電時に生じる排熱によって加熱して例えば６０℃といった設定温度の湯とし、排熱湯導入通路１４を介して貯湯槽２に蓄積する。つまり、冷却水導入通路１３と排熱湯導入通路１４は、貯湯槽２内の水を発電装置１の排熱により加熱して湯にする手段を形成している。
【０００５】
貯湯槽２の下方側には、貯湯槽２内の水を排水する排水通路１５が設けられ、該排水通路１５には排水弁（例えば排水電磁弁）５２が設けられている。貯湯槽２の上方側には、圧力逃がし通路１６が設けられており、圧力逃がし通路１６には、過圧逃がし弁５０が設けられている。貯湯槽２内は、通常、湯または水によって満たされており、この図では、図を分かりやすくするために、湯が充填されている領域を斜線で示している。
【０００６】
このコジェネレーション給湯熱源装置３において、発電装置１が作動すると、貯湯槽２の下部側に貯められている水が冷却水導入通路１３を通して発電装置１に導入され、発電装置１の発電時の排熱によって暖められて湯とされ、この湯が排熱湯導入通路１４を通って貯湯槽２の上方側から貯湯槽２内に導入される。この動作が繰り返されると、貯湯槽２の下部側の水が発電装置１の排熱によって湯にされて貯湯槽２の上部側に導入されるので、図１０の破線Ａで示す、貯湯槽２内の水と湯との境界線が貯湯槽２の下部側に移動していく。
【０００７】
なお、例えば貯湯槽２内が全て、発電許容温度（前記設定温度より低い例えば５５℃）以上の湯で満たされると、発電装置１への冷却水導入を行うことができないので、発電装置１による発電は行えない。
【０００８】
また、貯湯槽２の湯が給湯路１２を通して適宜の給湯場所に送水されると、この送水によって減少した湯量だけ、給水管１１から貯湯槽２内に給水が行われるので、この場合、図１０の破線Ａで示す、貯湯槽２内の水と湯との境界線は貯湯槽２の上部側に移動していく。
【０００９】
上記のようなコジェネレーション給湯熱源装置３は、例えば給湯器を備えた補助給湯熱源装置と併設されて用いられることが多い。補助給湯熱源装置とコジェネレーション給湯熱源装置３とを併設すると、複合給湯熱源システムが形成される。
【００１０】
【特許文献１】特開２００３―１２０９９８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、コジェネレーション給湯熱源装置３は発電装置１の安定性・寿命の観点から、発電はほぼ一定の負荷で連続していることが望ましいが、電力の需要の変化と貯湯槽２の蓄熱量とに応じて、発電の起動・停止を行うことから、発電装置１がほぼ一定の負荷で連続して稼動することは難しい。そこで、起動・停止を繰り返すことによる発電装置１の劣化が問題となっており、特に、発電装置１を燃料電池により形成した場合は、その劣化が大きいといった問題があった。
【００１２】
本発明は、上記従来の課題を解決するために成されたものであり、その目的は、発電装置の安定性を高め、寿命を長くすることができる経済的な給湯熱源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】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明は次のような構成をもって課題を解決するための手段としている。すなわち、第１の発明は、発電装置の排熱を利用して貯湯槽に蓄積した湯を給湯先に給湯するコジェネレーション給湯熱源装置を備えた給湯熱源システムにおいて、前記発電装置は複数の電力負荷機器に接続されて、これらの電力負荷機器の運転状況に対応する電力需要量の合計値に対応させて前記発電装置が稼動する構成と成しており、前記複数の電力負荷機器のうち少なくとも１つの通信可能電力負荷機器との通信を行う通信装置が設けられ、該通信装置と前記通信可能電力負荷機器との通信により得られる通信可能電力負荷機器の運転状況に対応する電力需要量の取り込み情報と、前記発電装置に接続されている複数の電力負荷機器の運転状況に対応する電力需要量の合計値の取り込み情報のうち、少なくとも前記通信可能電力負荷機器の運転状況に対応する電力需要量の取り込み情報に基づいて、前記電力負荷機器の電力需要量の合計値が予め定められた電力需要上部閾値未満となるように起動が開始される通信可能電力負荷機器の起動タイミングをずらす電力負荷機器起動タイミング調節部を有する構成をもって課題を解決する手段としている。
【００１４】
また、第２の発明は、発電装置の排熱を利用して貯湯槽に蓄積した湯を給湯先に給湯するコジェネレーション給湯熱源装置を備えた給湯熱源システムにおいて、前記発電装置は複数の電力負荷機器に接続されて、これらの電力負荷機器の運転状況に対応する電力需要量の合計値が予め設定された電力需要下部閾値以上の時に前記発電装置が稼動する構成と成し、前記複数の電力負荷機器のうち少なくとも１つの通信可能電力負荷機器との通信を行う通信装置と、前記通信可能電力負荷機器のうち予め定めた設定期間以上断続的に運転を行う１つ以上の断続運転機器の起動タイミングを予測推定すると共に、前記発電装置に接続されている複数の電力負荷機器の電力需要量の合計値が前記電力需要下部閾値未満となりそうなときには前記断続運転機器の起動タイミングを起動予測推定時刻よりも設定前倒し時間だけ早めにずらす断続運転機器起動タイミング制御部を有する構成をもって課題を解決する手段としている。
【００１５】
さらに、第３の発明は、上記第１または第２の発明の構成に加え、前記コジェネレーション給湯熱源装置の貯湯槽と発電装置との間には該発電装置の排熱または前記発電装置の排熱吸収流体の熱を利用して貯湯槽内の水を加熱して湯にする手段が配備され、該手段によって形成された湯を貯湯槽に蓄積し、この貯湯槽の湯を前記給湯路を通して給湯先に供給する構成と成している構成をもって課題を解決する手段としている。
【００１６】
さらに、第４の発明は、上記第１または第２または第３の発明の構成に加え、通水の水を加熱して作成した湯を給湯先に供給する機能を備えた補助給湯熱源装置がコジェネレーション給湯熱源装置と併設されており、該コジェネレーション給湯熱源装置の貯湯槽から送水される給湯の通路は前記補助給湯熱源装置の給水導入口に連通され、前記貯湯槽の湯のみを熱源として給湯を行うときは、貯湯槽の湯を非加熱駆動状態の補助給湯熱源装置を経由して給湯先へ給湯する構成をもって課題を解決する手段としている。
【００１７】
さらに、第５の発明は、上記第１乃至第４のいずれか一つの発明の構成に加え、前記発電装置は水素と酸素を反応させて電気を発生する燃料電池とした構成をもって課題を解決する手段としている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明において、発電装置に接続された複数の電力負荷機器のうち少なくとも１つの通信可能電力負荷機器との通信を行う通信装置が設けられ、前記電力負荷機器の電力需要量の合計値が予め定められた電力需要上部閾値未満となるように起動が開始される少なくとも１つの通信可能電力負荷機器の起動タイミングをずらす電力負荷機器起動タイミング調節部を有する構成によれば、電力負荷機器の電力需要量の合計値が前記電力需要上部閾値以上の大きな値になることを防げるので、一度に大きな電力需要による負荷が発電装置にかかることを抑制でき、発電装置を安定して稼動することができる。したがって、発電装置の寿命を長くできる経済的な給湯熱源システムが実現できる。
【００１９】
また、本発明において、発電装置に接続された複数の電力負荷機器の運転状況に対応する電力需要量の合計値が電力需要下部閾値以上の時に前記発電装置が稼動する構成を有し、前記複数の電力負荷機器のうち少なくとも１つの通信可能電力負荷機器の電力需要量の合計値が前記電力需要下部閾値未満となりそうなときには、電力負荷機器のうちの１つ以上の断続運転機器の起動タイミングを起動予測推定時刻よりも設定前倒し時間だけ早めにずらす構成によれば、電力需要量の合計値が予め設定された電力需要下部閾値未満になることを抑制でき、発電装置の停止を抑制できるので、発電装置の起動・停止が頻繁に起こることを抑制でき、発電装置の寿命を長くできる経済的な給湯熱源システムが実現できる。
【００２０】
さらに、本発明において、コジェネレーション給湯熱源装置の貯湯槽と発電装置との間に配備された手段によって形成された湯を貯湯槽に蓄積し、この貯湯槽の湯を、貯湯槽に備えられた給湯路を通して給湯先に供給する構成によれば、コジェネレーション給湯熱源装置による湯の蓄積と、貯湯槽からの湯の給湯とを効率的に行うことができる。
【００２１】
さらに、本発明において、通水の水を加熱して作成した湯を給湯先に供給する機能を備えた補助給湯熱源装置がコジェネレーション給湯熱源装置と併設されており、コジェネレーション給湯熱源装置の貯湯槽から送水される給湯の通路は補助給湯熱源装置の給水導入口に連通され、前記貯湯槽の湯のみを熱源として給湯を行うときは、貯湯槽の湯を非加熱駆動状態の補助給湯熱源装置を経由して給湯先へ給湯する構成によれば、コジェネレーション給湯熱源装置の貯湯槽からの給湯の通路と補助給湯熱源装置の給水導入口とを連通させることにより、システム構成が簡単な複合システムを形成でき、効率的に給湯を行うことができる。
【００２２】
さらに、本発明において、発電装置は水素と酸素を反応させて電気を発生する燃料電池とした構成によれば、発電装置を燃料電池とすることによって、環境に悪影響を与える物質を排出することなく、コジェネレーション給湯熱源装置を運転できるので、環境に優しい給湯熱源システムを構築することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００２４】
図２には、本発明に係る給湯熱源システムの一実施形態例のシステム構成が示されている。図２に示すように、本実施形態例は、発電装置１の排熱を利用して貯湯槽２に蓄積した湯を給湯先に給湯するコジェネレーション給湯熱源装置３と、通水の水を加熱して作成した湯を給湯先に供給する補助給湯熱源装置４とを併設した複合的な給湯システムである。なお、コジェネレーション給湯熱源装置３において、図１０と同様の構成についての重複説明は省略または簡略化する。
【００２５】
本実施形態例で適用している発電装置１は、例えば固体高分子型燃料電池（ＰＥＦＣ）等の燃料電池により形成されており、水の電気分解の逆反応で、都市ガス等の燃料から取り出された水素２Ｈ＋と空気中の酸素（１／２）Ｏ２とを反応させて発電する装置である。
【００２６】
発電装置１は複数の電力負荷機器（図２には図示せず）に接続されており、前記複数の電力負荷機器の運転状況に対応する電力需要量の合計値が予め設定された電力需要下部閾値以上の時に、発電装置１が稼動する構成と成している。また、発電装置１は、前記複数の電力負荷機器の運転状況に対応する電力需要量の合計値に対応させて稼動する構成と成している。
【００２７】
発電装置１と貯湯槽２とを備えたコジェネレーション給湯熱源装置３を有するシステムは、省エネルギー効果を奏することが可能なシステムとして注目されており、本実施形態例では、特に、発電装置１を燃料電池により形成することによって、環境に悪影響を与える物質を排出することなく、コジェネレーション給湯熱源装置３を運転でき、環境に優しい給湯熱源システムを構築することができる。
【００２８】
本実施形態例において、貯湯槽２の容量は例えば２００Ｌであり、貯湯槽２には、互いに間隔を介して貯湯槽内湯水温検出センサ１０１〜１１１が設けられている。
【００２９】
また、本実施形態例では、コジェネレーション給湯熱源装置３と補助給湯熱源装置４とは、湯水混合ユニット１０と接続通路４５を介して接続されており、コジェネレーション給湯熱源装置３の給湯路１２の出口側には、給湯路１２から送水される湯の流量を検出する流量センサ７０が設けられている。また、湯水混合ユニット１０には給水路１１の分岐通路１１ｂが接続されている。給水路１１には給水温度センサ１１２が設けられている。
【００３０】
湯水混合ユニット１０は、前記給湯路１２の開閉を行う湯水開閉弁５４と、給湯路１２から送水される湯の流量を弁開度によって可変制御する湯水比例弁５５と、給水路１１から給水される水の流量を弁開度によって可変制御する湯水比例弁５６と、接続通路４５の入り口側に設けられた流量センサ７１とを有している。湯水開閉弁５４、湯水比例弁５５，５６は、いずれもギアモータにより形成されている。給湯路１２の出口側には湯水温検出センサ１２０が設けられ、接続通路４５の入口側には、湯水温検出センサ１１８が設けられている。
【００３１】
補助給湯熱源装置４は、通水の水を加熱して作成した湯を給湯先に供給する機能を備えた装置であり、給湯器５（５ａ，５ｂ）を有して形成されている。給湯器５（５ａ，５ｂ）は、それぞれ燃焼室２３，２４を有している。給湯器５ａの燃焼室２３内には、バーナ６と、バーナ６の燃焼の給排気を行なう燃焼ファン８と、バーナ６の燃焼により加熱される給湯熱交換器１９とが設けられている。また、給湯器５ｂの燃焼室２４内には、バーナ７と、バーナ７の燃焼の給排気を行なう燃焼ファン９と、バーナ７の燃焼により加熱される追い焚き熱交換器２５とが設けられている。
【００３２】
バーナ６，７には、それぞれのバーナ６，７に燃料を供給するガス管２１，２２が接続されており、これらのガス管２１，２２は、ガス管２０から分岐形成されている。ガス管２０には、ガス開閉弁８０が介設されており、ガス管２１には、ガス比例弁８６とガス開閉弁８１，８２，８３が、ガス管２２には、ガス比例弁８７とガス開閉弁８４，８５がそれぞれ介設されている。これらの弁８０〜８７はいずれも電磁弁により形成されており、ガス開閉弁８０〜８５は、対応するバーナ６，７への燃料供給・停止を制御し、ガス比例弁８６，８７は、対応するバーナ６，７への供給燃料量を弁開度でもって制御する。
【００３３】
前記給湯熱交換器１９の入口側には給水導入通路１８が設けられており、この給水導入通路１８は前記接続通路４５に接続されている。給水導入通路１８の入り口側には、給水導入通路１８を流れる湯水の量を検出する流量センサ７３が設けられている。
【００３４】
給湯熱交換器１９の出口側には給湯通路２６が設けられており、給湯通路２６の先端側は、分岐通路９０と湯水経路切替弁５８を介して前記給水導入通路１８に接続されている。給湯通路２６には、分岐通路９０の分岐部よりも下流側に出湯湯温検出センサ１１３が設けられ、給湯熱交換器１９側に出湯湯温検出センサ１１４が設けられている。なお、前記給湯熱交換器１９の途中部には過熱防止装置（サーモスタット）１１５が設けられている。
【００３５】
前記追い焚き熱交換器２５の一端側には往管９１の一端側が接続され、往管９１の他端側は循環金具９７を介して浴槽１２６に連通接続されている。また、追い焚き熱交換器２５の他端側には通路９３が接続され、通路９３の他端側は循環ポンプ９４の吐出口に接続されている。循環ポンプ９４の吸入口には戻り管９６の一端側が接続され、戻り管９６の他端側は前記循環金具９７を介して浴槽１２６に連通接続されている。戻り管９６には浴槽湯水温検出センサ１２７が設けられている。
【００３６】
往管９１と追い焚き熱交換器２５と通路９３と循環ポンプ９４と戻り管９６とによって、浴槽１２６の湯水を循環ポンプ９４の駆動により循環させて浴槽内の湯水を追い焚きするための追い焚き循環通路９９が形成されている。
【００３７】
また、前記給湯通路２６には、分岐通路９０の形成部および出湯湯温検出センサ１１３の配設部よりも下流側に、給湯熱源から浴槽１２６への給湯の通路としての風呂用注湯導入通路９５が接続され、風呂用注湯導入通路９５は、前記通路９３に接続されている。風呂用注湯導入通路９５には、湯水開閉弁５９、逆止弁９２、流量センサ７４、水位センサ１２５が設けられている。水位センサ１２５は、水圧により浴槽１２６の水位を検出する。
【００３８】
前記給湯熱交換器１９から給湯通路２６と風呂用注湯導入通路９５、通路９３、追い焚き熱交換器２５、往管９１を順に通って浴槽１２６に至るまでの通路によって湯張り通路が構成されている。
【００３９】
なお、図２においては、給湯先として、台所等の給湯場所と浴槽１２６を示しているが、温水暖房機等の適宜の給湯先に湯を供給する、様々な態様の給湯システムを構成できる。
【００４０】
本実施形態例のシステム構成は以上のように構成されており、コジェネレーション給湯熱源装置３側において、発電装置１の排熱を利用して貯湯槽２に湯を蓄積し、この貯湯槽２内の蓄熱量または蓄熱量に対応する値に応じ、例えば予め与えられた給湯熱源切替制御情報に基づいて、貯湯槽２を給湯熱源とする給湯と、補助給湯熱源装置４を給湯熱源とする給湯とが適宜行われる。なお、貯湯槽２内の蓄熱量または蓄熱量に対応する値は、例えば貯湯槽内湯水温検出センサ１０１〜１１１の検出温度等に基づいて適宜求められる。
【００４１】
また、本実施形態例では、図１に示すように、前記複数の電力負荷機器のうち、少なくとも１つ（ここでは３つ）の通信可能電力負荷機器１７ａ，１７ｂ，１７ｃとの通信を行う通信装置２７が設けられており、この通信装置２７は、電力負荷機器起動タイミング調節部３７、断続運転機器起動タイミング制御部３８を有している。
【００４２】
通信可能電力負荷機器１７ａ，１７ｂ，１７ｃは、例えば、コジェネレーションシステムからの指令によって発停が可能であり、それ自身の起動・停止のタイミングと電力需要を通信装置２７に知らせることが可能である電力負荷機器である。この種の電力負荷機器としては、エアコン、冷蔵庫等のコンプレッサーを使用するものや、電気暖房機、電気ポットなどの電熱線ヒータを有している機器等があり、ここでは、通信可能電力負荷機器１７ａはエアコン、通信可能電力負荷機器１７ｂは冷蔵庫、通信可能電力負荷機器１７ｃは電気ポットである。
【００４３】
電力負荷機器起動タイミング調節部３７は、通信装置２７と前記通信可能電力負荷機器１７ａ，１７ｂ，１７ｃとの通信により得られる通信可能電力負荷機器１７ａ，１７ｂ，１７ｃの運転状況に対応する電力需要量の取り込み情報と、前記発電装置１に接続されている（全ての）複数の電力負荷機器の運転状況に対応する電力需要量の合計値の取り込み情報のうち、少なくとも前記通信可能電力負荷機器１７ａ，１７ｂ，１７ｃの運転状況に対応する電力需要量の取り込み情報に基づいて、前記電力負荷機器の電力需要量の合計値が予め定められた電力需要上部閾値未満となるように起動が開始される通信可能電力負荷機器１７ａ，１７ｂ，１７ｃの起動タイミングをずらすものである。
【００４４】
本実施形態例では、電力負荷機器起動タイミング調節部３７は、前記通信可能電力負荷機器１７ａ，１７ｂ，１７ｃの運転状況に対応する電力需要量の取り込み情報に基づいて、前記電力負荷機器の電力需要量の合計値が予め定められた電力需要上部閾値未満となるように起動が開始される通信可能電力負荷機器１７ａ，１７ｂ，１７ｃの起動タイミングをずらすようにしている。
【００４５】
つまり、例えば、３つの通信可能電力負荷機器１７ａ，１７ｂ，１７ｃの運転状況に対応する電力需要量の取り込み通信情報が、それぞれ、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すような情報であるとする。なお、図３において、縦軸のＷが電力需要量を示し、横軸のｔは時間を示している。この場合、そのまま電力需要量が重なると、図３（ｄ）に示すように、電力需要量の合計値が電力需要上部閾値（例えばＷ＝１１００）以上となってしまう。
【００４６】
そこで、電力負荷機器起動タイミング調節部３７は、例えば、電力負荷機器１７ａの起動タイミングを図４（ａ）に示すようにずらし、図３（ｂ）、（ｃ）に示す電力負荷機器１７ｂ，１７ｃの起動タイミングを、それぞれ遅らせる方向にずらして、運転状況に対応する電力需要量を図４（ｂ），（ｃ）に示すようにする。
【００４７】
そうすると、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す電力需要量を重ねた電力需要量の合計値は、図４（ｄ）に示すようになり、電力需要量の合計値を前記電力需要上部閾値（例えばＷ＝１１００）未満にすることができる。
【００４８】
また、前記断続運転機器起動タイミング制御部３８は、前記複数の通信可能電力負荷機器１７ａ，１７ｂ，１７ｃとの通信を行って、該通信可能電力負荷機器１７ａ，１７ｂ，１７ｃのうち予め定めた設定期間以上断続的に運転を行う１つ以上の断続運転機器（ここでは電力負荷機器１７ｂ）の起動タイミングを予測推定する。
【００４９】
そして、断続運転機器起動タイミング制御部３８は、前記発電装置１に接続されている複数の通信可能電力負荷機器１７ａ，１７ｂ，１７ｃの電力需要量の合計値が前記電力需要下部閾値未満となりそうなときには、前記断続運転機器（電力負荷機器１７ｂ）の起動タイミングを起動予測推定時刻よりも設定前倒し時間だけ早めにずらす。
【００５０】
なお、断続運転機器は、冷蔵庫やエアコン等であり、本実施形態例では冷蔵庫である。運転のオン・オフを繰り返して冷却するタイプの冷蔵庫においては、冷蔵庫内の温度が設定温度になった時には冷却を開始するが、この冷却開始タイミングが多少早まっても支障はないので、本実施形態例では、通信可能電力負荷機器１７ａ，１７ｂ，１７ｃの電力需要量の合計値が前記電力需要下部閾値未満となりそうなときに、上記冷却開始タイミング（通信可能電力負荷機器１７ｂの起動タイミング）を設定前倒し時間だけ早めにずらすようにしている。
【００５１】
本実施形態例は以上のように、複数の通信可能電力負荷機器１７ａ，１７ｂ，１７ｃとの通信を行う通信装置２７を設けており、通信装置２７の電力負荷機器起動タイミング調節部３７が、前記発電装置１に接続された複数の電力負荷機器（ここでは、３つの通信可能電力負荷機器）の電力需要量の合計値が予め定められた電力需要上部閾値未満となるように、起動が開始される通信可能電力負荷機器１７ａ，１７ｂ，１７ｃの少なくとも１つの起動タイミングをずらすので、前記電力需要上部閾値以上の大きな値になることを防げ、一度に大きな電力需要による負荷が発電装置１にかかることを抑制でき、発電装置１を安定して稼動することができる。
【００５２】
また、本実施形態例では、通信装置２７の断続運転機器起動タイミング制御部３８が、前記複数の電力負荷機器１７ａ，１７ｂ，・・・の電力需要量の合計値が前記電力需要下部閾値未満となりそうなときには、電力負荷機器１７ａ，１７ｂ，・・・のうちの断続運転機器（例えば電力負荷機器１７ｂ）の起動タイミングを起動予測推定時刻よりも設定前倒し時間だけ早めにずらすので、電力需要量の合計値が予め設定された電力需要下部閾値未満になることを抑制できる。
【００５３】
したがって、本実施形態例は、発電装置１の停止を抑制でき、発電装置１の起動・停止が頻繁に起こることを抑制できるので、発電装置１の寿命を長くできる。
【００５４】
さらに、本実施形態例では、コジェネレーション給湯熱源装置３の貯湯槽２と発電装置１との間に配備された手段によって形成された湯を貯湯槽２に蓄積し、この貯湯槽２の湯を、貯湯槽２に備えられた給湯路を通して給湯先に供給するので、コジェネレーション給湯熱源装置３による湯の蓄積と、貯湯槽２からの湯の給湯とを効率的に行うことができる。
【００５５】
さらに、本実施形態例によれば、補助給湯熱源装置４がコジェネレーション給湯熱源装置３と併設されており、コジェネレーション給湯熱源装置３の貯湯槽２から送水される給湯の通路は補助給湯熱源装置４の給水導入口に連通され、前記貯湯槽２の湯のみを熱源として給湯を行うときは、貯湯槽２の湯を非加熱駆動状態の補助給湯熱源装置４を経由して給湯先へ給湯するので、コジェネレーション給湯熱源装置３の貯湯槽２からの給湯の通路と補助給湯熱源装置４の給水導入口とを連通させることにより、システム構成が簡単な複合システムを形成でき、効率的に給湯可能な給湯熱源システムを実現できる。
【００５６】
なお、本発明は上記実施形態例に限定されることはなく、様々な態様を採り得る。例えば、上記実施形態例では、通信装置２は、電力負荷機器起動タイミング調節部３７と断続運転機器起動タイミング制御部３８とを有する構成としたが、電力負荷機器起動タイミング調節部３７と断続運転機器起動タイミング制御部３８のいずれか一方のみを有する構成としてもよく、この場合も、発電装置１の寿命を長くすることができる。
【００５７】
ただし、電力負荷機器起動タイミング調節部３７と断続運転機器起動タイミング制御部３８の両方を設けると、発電装置１の起動と停止が頻繁に起こることをより一層確実に抑制でき、かつ、発電装置１が安定して運転できるので、より好ましい。
【００５８】
また、電力負荷機器起動タイミング調節部３７によるタイミング制御は、上記実施形態例で示した制御例に限定されることはなく、様々な実施の態様を採り得る。以下に、図５〜図７を参照して、その制御例を示す。なお、これらの図において、縦軸のｔは時間を示し、横軸のＷは電力需要量を示す。
【００５９】
例えば、通信装置２７が、通信可能電力負荷機器１７ａ，１７ｂに接続されており、通信可能電力負荷機器１７ａ，１７ｂは、コジェネレーション給湯熱源装置３からの指令によって発停が可能であるが、そのうち、通信可能電力負荷機器１７ｂは、それ自身の起動・停止タイミングは通信装置２７に知らせることができるが、電力需要は通信装置２７に知らせることができない電力負荷機器であるとする。
【００６０】
このような電力負荷機器の例として、エアコン、冷蔵庫等のコンプレッサーを使用するものや、電気暖房機、電気ポットなどの電熱線ヒータを有している機器等があり、上記実施形態例で示したような、機器自身の起動・停止タイミングと電力需要を通信装置２７に知らせることができる電力負荷機器よりは、簡易なものがある。
【００６１】
ここで、図５（ａ）に示す、通信可能電力負荷機器１７ａの電力需要と起動タイミングの情報が、通信機器２７と通信可能電力負荷機器１７ａとの通信により得られたとする。また、通信可能電力負荷機器１７ａ，１７ｂの電力需要の合計値が、図５（ｂ）に示す情報であることを発電装置１からの取り込み情報により得られたとする。また、通信可能電力負荷機器１７ｂの起動開始時間ｔは０：０５であることが、通信機器２７と通信可能電力負荷機器１７ｂとの通信により得られたとする。
【００６２】
そうすると、図５（ａ）、（ｂ）に示す情報および、通信可能電力負荷機器１７ｂの起動開始タイミング情報に基づき、通信可能電力負荷機器１７ｂの電力需要と起動タイミングが、図５（ｃ）に示すような情報（データ）であることが推定（学習）できる。そこで、この学習データを利用して、電力負荷機器起動タイミング調節部３７は、通信可能電力負荷機器１７ａ，１７ｂの起動タイミング制御を行うようにしてもよい。
【００６３】
また、電力負荷機器起動タイミング調節部３７は、通信装置２７と通信可能電力負荷機器との通信により得られる通信可能電力負荷機器の運転状況に対応する電力需要量の取り込み情報と、前記発電装置１に接続されている（全ての）複数の電力負荷機器の運転状況に対応する電力需要量の合計値の取り込み情報とに基づいて、前記電力負荷機器の電力需要量の合計値が予め定められた電力需要上部閾値未満となるように起動が開始される通信可能電力負荷機器の起動タイミングをずらすようにしてもよい。
【００６４】
例えば、通信可能電力負荷機器１７ａ，１７ｂが、上記実施形態例のように、コジェネレーション給湯熱源装置３からの指令によって発停が可能であり、それ自身の起動・停止タイミングと電力需要を通信装置２７に知らせることが可能である電力負荷機器であるとして、通信装置２７と通信可能電力負荷機器１７ａ，１７ｂとの間で、図６（ａ）、（ｂ）に示す情報が得られているとき、これらの電力需要を合わせると図６（ｃ）に示すような電力需要が予測される。
【００６５】
そのため、これを平準化するために、電力負荷機器起動タイミング調節部３７が通信可能電力負荷機器１７ａ，１７ｂの起動タイミングを制御した場合、その電力需要の合計値は、図７（ａ）に示すデータであると推定されるが、実際には、図７（ｂ）に示すような電力需要の合計値の情報が、発電装置１から得られたとする。
【００６６】
この理由は、図１の破線に示すように、発電装置１と接続されていながら、通信装置２７との通信を行わない（行えない）電力負荷機器があるためである。この場合、通信装置２７と通信可能電力負荷機器との通信により得られる電力需要の情報や起動タイミング情報のみにしたがって、電力負荷機器の起動タイミングを制御しても、電力負荷機器の電力需要量の合計値が予め定められた電力需要上部閾値未満となるようにできない。
【００６７】
そこで、図７（ａ）、（ｂ）のデータの違いから、通信を行わない電力負荷機器の電力需要を、図７（ｃ）に示すように推定（学習）し、この推定データをふまえた上で、通信可能電力負荷機器１７ａ，１７ｂの起動タイミングを制御すると、図７（ｄ）に示すようになり、電力負荷機器の電力需要量の合計値を予め定められた電力需要上部閾値未満となるようにできる。
【００６８】
また、電力負荷機器のその他の例として、通信装置２７と通信可能でありながら、その発停をシステムからの指令により行うことができない電力負荷機器もある。この場合、通信装置２７との通信により、電力負荷機器の起動・停止のタイミングと電力需要量のうち、その両方を通信装置２７に知らせることができる場合と、起動・停止のタイミングのみを知らせる異ことができる場合がある。
【００６９】
これらの電力負荷機器の例として、照明機器のように、使用中の電力変動が無い、または、殆ど無いものであり、コジェネレーションシステムが発停を制御することが使い勝手上不可能な機器である。
【００７０】
このような電力負荷機器がコジェネレーションシステムに接続されている場合、このような電力負荷機器との通信によって、電力負荷機器起動タイミング調節部３７は、これらの電力負荷機器の運転状況に対応する電力需要量の取り込み情報を得ることができるので、この取り込み情報に基づいて、その制御形態を決定するが、実際の発停制御は、発停制御可能な電力負荷機器について行うことになる。
【００７１】
また、例えば通信可能電力負荷機器がエアコンや冷蔵庫の場合に、この通信可能電力負荷機器が、それ自身の起動・停止タイミングは通信装置２７に知らせることができるが、電力需要は通信装置２７に知らせることができない場合、設定温度と室内温度とに対応する電力需要量のデータを予め与えておき、この予め与えた電力負荷機器１７ａ，１７ｂ，・・・の起動時に対応する電力需要量のデータと、通信により得られる起動タイミングと、設定温度と室内温度との取り込み情報を、電力負荷機器起動タイミング調節部３７が参照して上記タイミング調節動作を行うようにしてもよい。
【００７２】
さらに、上記実施形態例では、コジェネレーション給湯熱源装置３の発電装置１は燃料電池としたが、発電装置１にはガスタービン発電装置やディーゼルエンジン発電装置等を適用することができ、発電システムの排熱を用いて貯湯槽２内への蓄熱を行ってもよいものであり、発電装置１の燃料や構成は特に限定されるものでなく、適宜設定されるものである。
【００７３】
また、上記実施形態例では、コジェネレーション給湯熱源装置３の貯湯槽２と発電装置１との間には発電装置１の排熱を利用して貯湯槽２内の水を加熱して湯にする手段を配備したが、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、発電装置１の排熱吸収流体の熱を利用して貯湯槽２内の水を加熱して湯にする手段を配備して、該手段によって形成された湯を貯湯槽２に蓄積してもよい。
【００７４】
図８（ａ）に示す構成は、発電装置１の排熱吸収流体を循環させる循環管路６６を貯湯槽２内に通し、排熱吸収流体と貯湯槽２内の水との間で熱交換を行って、貯湯槽２内の水を湯にする。また、このとき、排熱吸収流体は、その熱を貯湯槽２内の水に与えることにより、冷却され、排熱吸収流体は冷却流体となって発電装置１に送られるものである。
【００７５】
また、図８（ｂ）に示す構成は、貯湯槽２と発電装置１との間に、例えば銅板等によって形成した熱交換部材６７を設け、発電装置１の排熱吸収流体を循環させる循環管路６６を熱交換部材６７に通し、また、熱交換部材６７には、貯湯槽２内の水を循環させる循環管路６８を設け、熱交換部材６７を介し、循環管路６６を通る排熱吸収流体と循環管路６８を通る水との間で熱交換させる。つまり、熱交換部材６７を介し、排熱吸収流体の熱を、循環管路６８を通る貯湯槽２内の水に与えて貯湯槽２内の水を湯にし、このとき、排熱吸収流体を冷却して冷却流体とするものである。
【００７６】
また、上記実施形態例では、給水路１１を、湯水混合ユニット１０を介して補助給湯熱源装置４の給水導入通路１８に接続したが、図９（ａ）に示すように、給水路１１を、弁６９を介して給湯通路２６側に接続してもよいし、図９（ｂ）に示すように、給水路１１を、弁６９を介して、給水導入通路１８と給湯通路２６の両方に接続してもよい。
【００７７】
さらに、上記実施形態例では、コジェネレーション給湯熱源装置３の貯湯槽２の給湯路１２を、湯水混合ユニット１０と接続通路４５を介して補助給湯熱源装置４の給水導入口に連通したが、本発明は、コジェネレーション給湯熱源装置３と補助給湯熱源装置４とを別個に設けて併設してもよい。
【００７８】
さらに、上記実施形態例では、給湯装置は、コジェネレーション給湯熱源装置３と補助給湯熱源装置４とを有する複合的なシステムとしたが、補助給湯熱源装置４を有していない給湯熱源システムとすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明に係る給湯熱源システムの一実施形態例における通信装置の制御構成を示す要部構成図である。
【図２】本発明に係る給湯熱源システムの一実施形態例のシステム構成を模式的に示す要部構成図である。
【図３】上記実施形態例において通信装置が取り込む通信可能電力負荷機器の電力需要量の取り込み通信情報例とその合計情報例を示すグラフである。
【図４】上記実施形態例において通信可能電力負荷機器の起動タイミング制御例を示すグラフである。
【図５】本発明に係る給湯熱源システムの他の実施形態例における電力負荷機器の電力需要量の取り込み通信情報例と、学習データ例を示すグラフである。
【図６】本発明に係る給湯熱源システムの他の実施形態例における電力負荷機器の電力需要量の取り込み通信情報例と、その合計例を示すグラフである。
【図７】本発明に係る給湯熱源システムの他の実施形態例における電力負荷機器の電力需要量の取り込み通信情報例と、学習データ例、制御例を示すグラフである。
【図８】本発明に係る給湯熱源システムの他の実施形態例における発電装置と貯湯槽との接続例を示す説明図である。
【図９】本発明に係る給湯熱源システムの他の実施形態例に適用される補助給湯熱源装置とコジェネレーション給湯熱源装置の給水路との接続構成を模式的に示す要部説明図である。
【図１０】コジェネレーション給湯熱源装置の構成例とその動作を模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
【００８０】
１  発電装置
２  貯湯槽
３  コジェネレーション給湯熱源装置
４  補助給湯熱源装置
１７ａ，１７ｂ，１７ｃ  通信可能電力負荷機器
２７  通信装置
３７  電力負荷機器起動タイミング調節部
３８  断続運転機器起動タイミング制御部
【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】
2006052890.tif 000009
【図８】
2006052890.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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