(57)【要約】【課題】蓄熱給湯装置に対して補助熱源を離間して設置する給湯システムにおいて、管路内に残留している湯や水による補助加熱処理の無駄を防止する。【解決手段】熱源の熱を回収した熱媒を蓄熱タンク（６）に溜め、水を熱媒と熱交換して設定温度情報に基づいて湯を生成するとともに、蓄熱タンク内の蓄熱状態情報を発信する第１の給湯ユニット（４−１、蓄熱給湯装置３４−１）と、接続管路（５、供給管３８−６）を通じて第１の給湯ユニットから取り込んだ湯を加熱する補助熱源（バックアップ熱源機１８、バーナ４３）および入水温度を検出する温度検出手段（１２−２、温度センサ４０−６）を備え、給湯開始時または給湯再開時に、蓄熱状態情報に基づき、給湯要求に対して蓄熱タンク内の蓄熱が足りる場合、第１の給湯ユニットで加熱された湯を取り込むまで補助熱源を停止状態に維持させる第２の給湯ユニット（４−２、補助加熱装置３４−２）とを備える。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源の熱を回収した熱媒を蓄熱タンクに溜め、水を熱媒と熱交換して設定温度情報に基づいて湯を生成するとともに、前記蓄熱タンク内の蓄熱状態情報を発信する第１の給湯ユニットと、
接続管路を通じて前記第１の給湯ユニットから取り込んだ湯を加熱する補助熱源および入水温度を検出する温度検出手段を備え、給湯開始時または給湯再開時に、前記蓄熱状態情報に基づき、給湯要求に対して前記蓄熱タンク内の蓄熱が足りる場合、前記第１の給湯ユニットで加熱された湯を取り込むまで前記補助熱源を停止状態に維持させる第２の給湯ユニットと、
を備えることを特徴とする給湯システム。
【請求項２】
前記第２の給湯ユニットは、前記温度検出手段による検出温度が閾値の範囲以上の場合、前記補助熱源の停止状態を解除することを特徴とする請求項１に記載の給湯システム。
【請求項３】
さらに前記第２の給湯ユニットは、入水流量を検出する水量センサを備え、前記接続管路の容量またはそれに近い容量が流入した場合、前記補助熱源の停止状態を解除することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の給湯システム。
【請求項４】
熱源の熱を回収した熱媒を溜める蓄熱タンクと、
前記蓄熱タンクに接続した循環路に循環する熱媒の熱を水と熱交換する第１の熱交換部と、
該第１の熱交換部で加熱された湯またはこの湯に加水して第２の給湯ユニットに出湯する出湯管路と、
少なくとも前記蓄熱タンク内の熱媒の温度を検出する１または複数の温度センサと、
前記温度センサの検出温度に基づいて、蓄熱状態情報を生成する第１の制御部と、
を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項３に記載の給湯システム。
【請求項５】
前記補助熱源の燃焼排気で加熱される熱媒の熱を、前記第１の給湯ユニットから取り込んだ湯と熱交換する第２の熱交換部と、
給湯要求の設定温度と取り込んだ湯の温度との差分を算出して前記補助熱源の燃焼制御を行う第２の制御部と、
を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項４いずれか１項に記載の給湯システム。
【請求項６】
コンピュータに実行させる給湯プログラムであって、
熱源の熱を回収して蓄熱タンクに溜められた熱媒と、この熱媒と水との熱交換により設定温度情報に基づいて湯を生成する第１の給湯ユニットから前記蓄熱タンク内の蓄熱状態情報を発信し、
接続管路を通じて前記第１の給湯ユニットから取り込んだ湯を加熱する補助熱源および入水温度を検出する温度検出手段を備える第２の給湯ユニットが、給湯開始時または給湯再開時に、前記蓄熱状態情報に基づき、給湯要求に対して前記蓄熱タンク内の蓄熱が足りる場合、前記第１の給湯ユニットで加熱された湯を取り込むまで前記補助熱源を停止状態に維持させる
処理を含むことを特徴とする給湯プログラム。
【請求項７】
前記温度検出手段による検出温度が閾値の範囲以上の場合、前記補助熱源の停止状態を解除する処理をコンピュータに実行させることを特徴とする請求項６に記載の給湯プログラム。
【請求項８】
少なくともエンジン、燃料電池、太陽熱交換器の何れかを熱源に備えるコージェネレーションシステムであって、
熱源の熱を回収した熱媒を蓄熱タンクに溜め、水を熱媒と熱交換して設定温度情報に基づいて湯を生成するとともに、前記蓄熱タンク内の蓄熱状態情報を発信する第１の給湯ユニットと、
接続管路を通じて前記第１の給湯ユニットから取り込んだ湯を加熱する補助熱源および入水温度を検出する温度検出手段を備え、給湯開始時または給湯再開時に、前記蓄熱状態情報に基づき、給湯要求に対して前記蓄熱タンク内の蓄熱が足りる場合、前記第１の給湯ユニットで加熱された湯を取り込むまで前記補助熱源を停止状態に維持させる第２の給湯ユニットと、
を備え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、ガスエンジンや燃料電池に生じる熱エネルギーを給湯加熱に利用する熱利用技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスなどを燃料とするエンジン発電機や燃料電池で生じた熱エネルギー、太陽熱など、熱エネルギーを給湯加熱に利用する給湯システムが知られている。
このような給湯システムにおいて、給湯などに必要な熱量に蓄熱量が不足する場合には、補助加熱を行っている。この補助熱源には、たとえばバーナによるガス燃焼熱を利用することで、要求温度での給湯を可能にしている。
このような給湯システムに関し、太陽熱温水器の下流に補助熱源器が配置されるものが知られている（特許文献１）。補助熱源の効率的な利用について、給湯時に補助熱源を作動させ、貯湯タンクに温水を満蓄状態で保持することに比較して大気への放熱や、燃料消費の低減を図ることが知られている（たとえば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１４８８０４号公報
【特許文献２】特開２００７−３１１０３６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、給湯システムでは、エンジン発電機や燃料電池、太陽熱などの熱源から熱を回収して蓄熱する蓄熱給湯装置と、この蓄熱給湯装置から給湯された湯を加熱する補助熱源がそれぞれ独立した装置で構成される場合がある。蓄熱給湯装置と補助熱源は配管で接続されており、蓄熱された熱エネルギーの状態に対し、補助熱源によって湯を加熱して給湯負荷側に給湯要求に合せた温度で給湯が行える。このような給湯システムは、たとえば設置スペースなどを確保するために、蓄熱給湯装置と補助熱源とが離れて配置されることがある。このような給湯システムには、給湯を行っていない場合でも蓄熱給湯装置や補助熱源、接続管路内の一部または全部に湯または水が残っていることがある。
この場合、給湯システムでは、たとえば給湯要求を受けると、湯の流れ方向に沿って蓄熱給湯装置よりも下流側に残っている湯や水が補助熱源側に流れ込むことになる。これらの残っている湯や水は、今回の給湯要求によって加熱処理されていないことから、設定温度よりも低温の状態である。
しかしながら、給湯システムでは、全体で給湯要求に対する設定温度管理が行われることで、独立した補助熱源側が入水温度に基づいて補助加熱処理を開始してしまうが、残留した水や湯は少量であるため、直ぐに加熱処理された湯ＨＷが流入してくる。そのため、補助熱源では、加熱処理を開始しても直ぐに加熱処理を終了させることになり無駄な動作を行うことになる。
特許文献１、２に開示された構成では斯かる課題の開示や示唆はなく、斯かる課題を解決することができない。
【０００５】
そこで、本発明の目的はこのような課題を解決するため、蓄熱給湯装置に対して補助熱源を離間して設置する給湯システムにおいて、管路内に残留している湯や水による補助加熱処理の無駄を防止することある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の給湯システムの一側面は、熱源の熱を回収した熱媒を蓄熱タンクに溜め、水を熱媒と熱交換して設定温度情報に基づいて湯を生成するとともに、前記蓄熱タンク内の蓄熱状態情報を発信する第１の給湯ユニットと、接続管路を通じて前記第１の給湯ユニットから取り込んだ湯を加熱する補助熱源および入水温度を検出する温度検出手段を備え、給湯開始時または給湯再開時に、前記蓄熱状態情報に基づき、給湯要求に対して前記蓄熱タンク内の蓄熱が足りる場合、前記第１の給湯ユニットで加熱された湯を取り込むまで前記補助熱源を停止状態に維持させる第２の給湯ユニットとを備える。
【０００７】
上記給湯システムにおいて、前記第２の給湯ユニットは、前記温度検出手段による検出温度が閾値の範囲以上の場合、前記補助熱源の停止状態を解除してよい。
【０００８】
上記給湯システムにおいて、さらに前記第２の給湯ユニットは、入水流量を検出する水量センサを備え、前記接続管路の容量またはそれに近い容量が流入した場合、前記補助熱源の停止状態を解除してよい。
【０００９】
上記給湯システムにおいて、熱源の熱を回収した熱媒を溜める蓄熱タンクと、前記蓄熱タンクに接続した循環路に循環する熱媒の熱を水と熱交換する第１の熱交換部と、該第１の熱交換部で加熱された湯またはこの湯に加水して第２の給湯ユニットに出湯する出湯管路と、少なくとも前記蓄熱タンク内の熱媒の温度を検出する１または複数の温度センサと、前記温度センサの検出温度に基づいて、蓄熱状態情報を生成する第１の制御部とを備えてよい。
【００１０】
上記給湯システムにおいて、前記補助熱源の燃焼排気で加熱される熱媒の熱を、前記第１の給湯ユニットから取り込んだ湯と熱交換する第２の熱交換部と、給湯要求の設定温度と取り込んだ湯の温度との差分を算出して前記補助熱源の燃焼制御を行う第２の制御部と、を備えてよい。
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明の給湯プログラムの一側面は、コンピュータに実行させる給湯プログラムであって、熱源の熱を回収して蓄熱タンクに溜められた熱媒と、この熱媒と水との熱交換により設定温度情報に基づいて湯を生成する第１の給湯ユニットから前記蓄熱タンク内の蓄熱状態情報を発信し、接続管路を通じて前記第１の給湯ユニットから取り込んだ湯を加熱する補助熱源および入水温度を検出する温度検出手段を備える第２の給湯ユニットが、給湯開始時または給湯再開時に、前記蓄熱状態情報に基づき、給湯要求に対して前記蓄熱タンク内の蓄熱が足りる場合、前記第１の給湯ユニットで加熱された湯を取り込むまで前記補助熱源を停止状態に維持させる処理を含む。
【００１２】
上記給湯プログラムにおいて、前記温度検出手段による検出温度が閾値の範囲以上の場合、前記補助熱源の停止状態を解除する処理をコンピュータに実行させてよい。
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明のコージェネレーションシステムの一側面は、少なくともエンジン、燃料電池、太陽熱交換器の何れかを熱源に備えるコージェネレーションシステムであって、熱源の熱を回収した熱媒を蓄熱タンクに溜め、水を熱媒と熱交換して設定温度情報に基づいて湯を生成するとともに、前記蓄熱タンク内の蓄熱状態情報を発信する第１の給湯ユニットと、接続管路を通じて前記第１の給湯ユニットから取り込んだ湯を加熱する補助熱源および入水温度を検出する温度検出手段を備え、給湯開始時または給湯再開時に、前記蓄熱状態情報に基づき、給湯要求に対して前記蓄熱タンク内の蓄熱が足りる場合、前記第１の給湯ユニットで加熱された湯を取り込むまで前記補助熱源を停止状態に維持させる第２の給湯ユニットとを備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、次のいずれかの効果が得られる。
【００１５】
(1) エンジン、燃料電池、太陽熱交換器の何れかの排熱源からの排熱を蓄熱し、この熱を給湯加熱に有効に利用でき、排熱の効率的利用を図ることができる。
【００１６】
(2) 給湯温度の変動を抑制でき、給湯温度を安定化させることができる。
【００１７】
(3) 燃料ガスの無駄な消費を抑えられる。
【００１８】
(4) 給湯開始の度に、少量の残留水ＲＷのために補助加熱を開始し、短時間で補助熱源をＯＦＦさせるという動作を防止でき、補助熱源の部品の損耗を低減できる。
【００１９】
(5) 残留した水や湯が流れた後に、直ちに補助加熱を可能にすることで、給湯応答性の低下を防止できる。
【００２０】
そして、本発明の他の目的、特徴および利点は、添付図面および各実施の形態を参照することにより、一層明確になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１の実施の形態に係る給湯システムの構成例を示す図である。
【図２】給湯システムによる給湯処理の一例を示すフローチャートである。
【図３】第２の実施の形態に係るコージェネレーションシステムの構成例を示す図である。
【図４】蓄熱タンク内の状態例を示す図である。
【図５】コージェネレーションシステムの制御部の一例を示す図である。
【図６】コージェネレーションシステムを構成する各装置の連係制御の概要を示すフローチャートである。
【図７】燃料電池ユニットの熱回収処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図８】蓄熱給湯装置の蓄熱給湯処理の一例を示すフローチャートである。
【図９】補助加熱装置の補助加熱処理の一例を示すフローチャートである。
【図１０】実施例１に係る補助加熱処理の一例を示すフローチャートである。
【図１１】実施例２に係る補助加熱処理の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
〔第１の実施の形態〕
【００２３】
図１は、第１の実施の形態に係る給湯システムの構成例を示している。図１に示す構成は一例であり、本発明が斯かる構成に限定されない。
この給湯システム２は、第１の給湯ユニット４−１や第２の給湯ユニット４−２を備えている。第１の給湯ユニット４−１は、たとえば熱源８から回収した熱を蓄熱するとともに、この蓄熱を利用して湯を加熱して給湯する給湯機能を備える。第２の給湯ユニットは、第１の給湯ユニット４−１から出湯した湯を取り込んで、設定温度になるように加熱処理などを実行する補助熱源の一例である。この第１の給湯ユニット４−１と第２の給湯ユニット４−２は、接続管路５で接続されている。この接続管路５は、一端が第１の給湯ユニットの出湯部に接続され、他端側が第２の給湯ユニット４−２の給水部側に接続される。接続管路５は、第１の給湯ユニット４−１と第２の給湯ユニット４−２の配置間隔に応じた直管でもよく、または給湯システム２の配置位置にある図示しない建物などの障害物を回避するように形状や配置長さなどが設定されればよい。この接続管路５には、たとえば給湯システム２が給湯を停止しているときに、その一部または全部に所定量の残留水ＲＷが滞留する。
【００２４】
給湯システム２の給湯処理では、たとえば給湯開始や給湯再開時に第１の給湯ユニット４−１の熱交換部１０−１で熱交換処理をしていない残留水ＲＷが外部に排出されてから第２の給湯ユニット４−２での補助加熱処理を行う。そして、この補助加熱処理では、第１の給湯ユニット４−１から供給される湯の温度を判断基準として、第２の給湯ユニット４−２での補助加熱を行うか否かを制御すればよい。
【００２５】
＜第１の給湯ユニット４−１＞
第１の給湯ユニット４−１は、たとえば外部の熱源８から熱を回収して溜める蓄熱タンク６を備えている。また、蓄熱タンク６内の蓄熱を利用して湯を沸かす熱交換部１０−１や水の給水温度や蓄熱タンク６内の蓄熱状態を監視する温度検出部１２−１、給水Ｗの入水やその流量を検出する流量センサ１３−１を備えている。
蓄熱タンク６は、たとえば熱源８との間に循環管路が形成され、その内部に熱源８から発せられる熱を回収する熱媒を溜めている。熱源８は、たとえばエンジン発電機や燃料電池、太陽熱を回収するソーラシステムなどの発熱装置である。熱媒は、たとえば水や不凍液、その他液体またはそれに近い状態の媒体である。蓄熱処理では、たとえば蓄熱タンク６から熱源８の排熱よりも低温の熱媒を管路内に流すと、熱媒が発熱部分と熱交換して加熱される。熱源８は、熱媒との熱交換によって吸熱され、冷却される。熱交換した熱媒は、蓄熱タンク６の上部側からタンク内に蓄熱される。
さらに蓄熱タンク６は、たとえば後述するように、熱交換部１０−１との間に循環管路が形成され、蓄熱タンク６内の高温の熱媒を熱交換部１０−１内に通過させる。このとき熱交換部１０−１には、たとえば給湯要求に従って低温の給水Ｗが取込まれ、この給水Ｗを高温の熱媒と熱交換させることで給水Ｗを加熱して湯ＨＷを生成する。給水Ｗとの熱交換によって冷却された熱媒は、再び熱源８側に送られて蓄熱する。
第１の給湯ユニット４−１には、熱源８に対する熱回収処理や蓄熱タンク６内の蓄熱状態監視処理、また監視結果から蓄熱状態情報を生成する処理、蓄熱を利用して所定温度で給湯する給湯処理などを制御する制御部１４−１を備えている。この制御部１４−１には、たとえば記憶部１６−１を備えている。この記憶部１６−１は、給湯要求で設定された設定温度情報や蓄熱タンク６内の蓄熱状態情報などを記憶する手段の一例である。そのほか、制御部１４−１は、生成した蓄熱状態情報を第２の給湯ユニット４−２側に通知する。
【００２６】
＜第２の給湯ユニット４−２＞
第２の給湯ユニット４−２は、たとえば接続管路５を通じて供給された湯を加熱するバックアップ熱源機１８、第２の給湯ユニット４−２を制御する制御部１４−２、供給された湯や第２の給湯ユニット４−２から出湯する湯の温度を検出する温度検出部１２−２を備える。すなわち、第２の給湯ユニット４−２は、給水加熱する給湯機を用いればよい。
バックアップ熱源機１８は、たとえば燃焼部２０や熱交換部１０−２を備える。
燃焼部２０は、たとえばバーナなどの燃料ガスを燃焼して燃焼排気を生成する補助熱源の一例である。熱交換部１０−２は、液体同士の熱交換または液気体間の熱交換を行う機能部の一例であり、供給された湯ＨＷを燃焼部２０の燃焼排気と熱交換させるものでもよく、または燃焼部２０で発生した燃焼排気と熱交換した熱媒を介して、湯ＨＷを加熱する構成であってもよい。
さらに、第２の給湯ユニット４−２には、接続管路５を通じて流入する残留水ＲＷや湯ＨＷの流れやその流量を検出する流量センサ１３−２を備えてもよい。
制御部１４−２は、たとえば記憶部１６−２を備えており、給湯要求により指示された設定温度情報を記憶するとともに、補助加熱処理の実行判断に利用するしきい値情報が記憶される。しきい値情報は、第２の給湯ユニット４−２に流入する水または湯が残留水ＲＷかまたは第１の給湯ユニット４−１で加熱処理された湯ＨＷかを判断する情報の一例であり、たとえば温度情報などが含まれる。また制御部１４−２は、制御部１４−１から蓄熱状態情報を取得する。
制御部１４−２は、温度検出部１２−２で検出した湯の検出温度や蓄熱タンク６の蓄熱状態情報、しきい値情報を利用して、バックアップ熱源機１８による補助加熱処理を実行する。
第１の給湯ユニット４−１の制御部１４−１と第２の給湯ユニット４−２の制御部１４−２は、それぞれ以下の制御を行う。
【００２７】
＜第１の給湯ユニット４−１の制御＞
(1) 第１の給湯ユニット４−１は、給湯要求を契機に蓄熱タンク６内の蓄熱状態情報を生成し、第２の給湯ユニット４−２に通知する。
(2) そして、制御部１４−１は、蓄熱が足りる場合には設定温度になるように、図示しないポンプや開閉弁の開度を調整し、蓄熱タンク６の高温の熱媒と給水Ｗを熱交換させて湯ＨＷを生成する。また蓄熱が足りない場合、制御部１４−１は、可能な限り設定温度に近い温度に成るように水Ｗを加熱させて第２の給湯ユニット４−２側に送り出す。
【００２８】
＜第２の給湯ユニット４−２の制御＞
(1) 給湯要求に対し、第１の給湯ユニット４−１での蓄熱が足りない場合には、給湯要求時に設定された設定温度、または制御部１４−２に設定された給湯温度になるように、バックアップ熱源機１８を燃焼させて第１の給湯ユニット４−１からの湯ＨＷの補助加熱を行う。
(2) 給湯要求に対し、第１の給湯ユニット４−１の蓄熱が足りる場合、第１の給湯ユニット４−１で加熱処理された湯ＨＷが流入するまで補助加熱をせず、流入した残留水ＲＷまたは湯ＨＷをそのままの温度状態で給湯負荷側に流す。すなわち、制御部１４−２からの指示によりバックアップ熱源機１８を停止状態に維持させる。加熱処理された湯ＨＷの流入判断として、温度検出部１２−２で検出した温度情報を利用し、検出温度が設定温度Ｔに対して所定のしきい値Ｋの範囲（Ｔ−Ｋ）以上であればバックアップ熱源機１８の停止状態を解除すればよい。このしきい値Ｋは、たとえば接続管路５の配管長さや材質、設置環境の条件などに基づいて設定されればよく、接続管路５を通すことによって低下する可能性がある温度に設定されればよい。すなわち、第１の給湯ユニット４−１で加熱処理された湯ＨＷは、接続管路５を通過しても、しきい値Ｋの範囲（Ｔ−Ｋ）以上となるように設定される。
(3) バックアップ熱源機１８の停止状態が解除されると、湯ＨＷの温度が設定温度Ｔに対して所定のしきい値Ｋの範囲（Ｔ−Ｋ）に達するか否かを判断する。しきい値Ｋの範囲（Ｔ−Ｋ）に達しない場合、第２の給湯ユニット４−２は、給湯要求が停止されるまで、給湯要求の設定温度Ｔまたは記憶された給湯温度情報に基づき、バックアップ熱源機１８を燃焼させて補助加熱する。そして、給湯要求が停止すると、制御部１４−２は、再びバックアップ熱源機１８を停止状態にすればよい。
【００２９】
＜給湯システム２の給湯処理＞
図２は、給湯システムによる給湯処理の一例を示している。図２に示す処理内容、処理手順は一例であり、本発明が斯かる内容に限定されない。図２において、処理Ｌ１は第１の給湯ユニット４−１が行う処理であり、処理Ｌ２が第２の給湯ユニット４−２が行う処理を示している。
この給湯処理は、本開示の給湯プログラムの一例である。第１の給湯ユニット４−１では、給湯要求を受けると（ステップＳ１）、給湯処理の開始処理として、蓄熱タンク６内の蓄熱状態情報を取得し、第２の給湯ユニット４−２側に発信する（ステップＳ２）。なお、蓄熱状態情報の取得は、たとえば給湯要求を受けて給湯を開始するときや、蓄熱タンク６内の熱媒の温度状態に変化があったとき等を契機に行えばよい。
【００３０】
次に、第２の給湯ユニット４−２では、第１の給湯ユニット４−１から蓄熱状態情報を受信し、記憶部１６−２に記憶する（ステップＳ３）。また、制御部１４−２は、蓄熱状態情報が蓄熱ありの場合、補助熱源として燃焼部２０を停止状態にして、給湯処理を実行する（ステップＳ４）。この給湯処理の実行は、たとえば流量センサ１３−２からの流量情報の取込み、温度検出部１２−２からの温度情報の取込みなどを含む。制御部１４−２では、第１の給湯ユニット４−１で加熱処理された湯ＨＷの取込みを判断すると、補助熱源の停止を解除する（ステップＳ５）。このとき、制御部１４−２では、蓄熱状態情報、検出温度が設定温度に対してしきい値の範囲以上かを判断すればよい。第２の給湯ユニット４−２は、検出温度に基づいて補助加熱処理を実行する（ステップＳ６）。
【００３１】
＜第１の実施の形態の効果＞
【００３２】
斯かる構成によれば、以下の効果が得られる。
【００３３】
(1) 給湯開始時または給湯再開時に、接続管路５内の少量な残留水ＲＷの流入に対し、補助熱源を動作させないことで、燃料ガスの無駄を防止できる。
【００３４】
(2) 配置環境などにより予め想定したしきい値を利用して、加熱処理された湯か否かを判断して給湯開始または給湯再開毎に補助熱源機を動作させないので、補助熱源機の損耗を減らすことができる。
【００３５】
(3) 低温の残留水ＲＷに合せて一時的に補助熱源を高燃焼させることが無く、設定温度Ｔに対する補助加熱の対象となる湯ＨＷの温度変化を小さくすることで、燃料ガスの消費効率の低下を防止できる。
【００３６】
(4) 蓄熱タンク６内の蓄熱状態に応じて補助加熱を行うか否かを判断することで、蓄熱した熱エネルギーを有効に利用することができる。
【００３７】
〔第２の実施の形態〕
【００３８】
図３は、第２の実施の形態に係るコージェネレーションシステムの構成例を示している。図３において、図１と同一部分には同一の符号を付している。
このコージェネレーションシステム３０は、本開示の給湯システム、コージェネレーションシステムの一例であり、たとえば給湯システム３２として第１の給湯ユニットの一例である蓄熱給湯装置３４−１、第２の給湯ユニットの一例である補助加熱装置３４−２を備える。またコージェネレーションシステム３０には、たとえば熱源として、燃料電池ユニット３６を備える。
【００３９】
蓄熱給湯装置３４−１は蓄熱機能と給湯機能を有する。この蓄熱給湯装置３４−１には第１の熱媒ＨＭ１が貯められる蓄熱タンク６が備えられ、この蓄熱タンク６の下層部側から熱媒ＨＭ１が熱媒循環路３８−１に流れ、たとえば、排熱源に循環させて加熱された高温の熱媒ＨＭ１が蓄熱タンク６の上層部に戻される。これにより階層状態の蓄熱が行われる。蓄熱タンク６はたとえば、開放式の蓄熱タンクが用いられる。熱媒ＨＭ１は排熱源側の冷却用熱媒であり、排熱源から熱を回収し、蓄熱タンク６に蓄熱させる。蓄熱タンク６にはタンク内の上層、中層および下層の熱媒温度を検出する複数の温度センサが備えられ、温度センサ４０−１の検出温度Ｔ１は上層の熱媒温度を表す。この蓄熱機能により、給湯機能では熱媒ＨＭ１の熱を給水Ｗに熱交換し、湯ＨＷを給湯する。
【００４０】
給湯時、給水路３８−２に供給される給水Ｗは熱交換器４２−１に流入する。このとき、循環ポンプ４４−１を駆動することにより、熱媒ＨＭ１が蓄熱タンク６の上層側から熱媒循環路３８−３を通じて熱交換器４２−１に流れる。熱交換器４２−１では熱媒ＨＭ１の熱が給水Ｗに熱交換され、熱媒ＨＭ１の熱により、給水Ｗから湯ＨＷが生成される。この湯ＨＷが蓄熱給湯装置３４−１の出湯管路の一例である給湯路３８−４から給湯される。
【００４１】
給水路３８−２にはたとえば蓄熱給湯装置３４−１の入口側に、給水温度Ｔ２を検出する温度センサ４０−２が設置されている。この給水路３８−２には、混合弁４６−１が設置され、この混合弁４６−１を介して給水Ｗの一部を分岐して給湯路３８−４側に流すバイパス路３８−５が設置されている。これにより混合弁４６−１の開度比率に応じた混合比で湯ＨＷに給水Ｗを混合することができる。したがって、蓄熱タンク６の熱媒ＨＭ１の熱量が設定温度Ｔの湯ＨＷを得るに必要な熱量以上であれば、湯ＨＷのみ、または湯ＨＷと給水Ｗの混合水により設定温度Ｔの湯ＨＷを出湯させることができるが、熱量が不足していれば、湯ＨＷの出湯温度は設定温度Ｔ未満となる。そのほか、給水路３８−２には、給水Ｗの流量を検出する流量センサ５０−１を備えており、この検出流量を熱媒ＨＭ１と給水Ｗの熱交換処理に利用する。また、給湯路３８−４には、熱交換後の温度を検出する温度センサ４０−３や出湯時の湯ＨＷの温度を検出する温度センサ４０−４が備えられている。
【００４２】
補助加熱装置３４−２の給湯路３８−７には、蓄熱給湯装置３４−１の給湯路３８−４が供給管３８−６を介して接続されており、給湯路３８−４は給湯路３８−７と連続した通水路を構成する。この供給管３８−６は接続管路５の一例であり、蓄熱給湯装置３４−１と補助加熱装置３４−２の配置距離や配管経路に応じて配管長さが決められ、蓄熱給湯装置３４−１から出湯した湯ＨＷが補助加熱装置３４−２に供給される。給湯システム３２は、たとえば給湯管３８−６の長さに応じて、「長」、「短」等の情報を含む配管情報が設定される。給湯要求が無い場合、供給管３８−６内には冷水や低温の湯などの残留水ＲＷが滞留している。すなわち残留水ＲＷは、前回の給湯処理で給湯負荷側に出湯しなかった湯ＨＷであり、前回の給湯要求からの時間経過によって放熱されている。そして、補助加熱装置３４−２には、給湯開始または給湯再開されると、今回の給湯要求に基づいて蓄熱給湯装置３４−１の加熱処理がされていない残留水ＲＷが流入する。
給湯路３８−７には、たとえば熱交換器４２−２よりも上流側で分岐され、混合弁４６−４を介して熱交換器４２−２よりも下流側に接続されたバイパス路３８−８が設置されている。このとき給湯路３８−７に流れる湯ＨＷの温度が設定温度Ｔであれば補助加熱装置３４−２による補助加熱処理は不要であり、その温度を維持させて補助加熱装置３４−２から出湯させればよい。そのほか、給湯路３８−７には、補助加熱装置３４−２に流入する湯ＨＷの流量を検出する流量センサ５０−２を備えている。補助加熱処理では、検出流量をバーナ４３の燃焼制御や循環ポンプ４４−２の動作制御に利用すればよい。
【００４３】
補助加熱装置３４−２には、たとえばバックアップ熱源機の一例として、燃料ガスを燃焼させるバーナ４３を備える。補助加熱に利用する熱源は、バーナ４３の燃焼排気の熱のほか、電熱や太陽熱を利用してもよい。補助加熱装置３４−２は、補助加熱を行う場合、循環ポンプ４４−２を動作させて熱媒循環路３８−９に第２の熱媒ＨＭ２を循環させ、バーナ４３の燃焼熱を熱交換器４２−３で熱媒ＨＭ２に熱交換させる。このバーナ４３の燃焼熱量は、たとえば熱交換後の熱媒ＨＭ２が所定温度Ｔ９として、たとえば８０〔℃〕になるように調整される。この熱媒ＨＭ２の温度は、たとえば熱交換後の熱媒ＨＭ２の温度を検出する温度センサ４０−９によって検出される。これにより、熱媒ＨＭ１の熱量不足をバーナ４３による熱媒ＨＭ２の加熱により補填する。そのほか、熱媒循環路３８−９には、熱媒ＨＭ２の圧力を制御するためのアキュームレータ５２を備えてもよい。
【００４４】
補助加熱処理では、給湯開始時または給湯再開時に、供給管３８−６内に滞留していた残留水ＲＷが排出されるまでバーナ４３を停止状態に維持させ、残留水ＲＷが排出されて、蓄熱給湯装置３４−１から湯ＨＷが供給されると、バーナ４３の停止状態を解除する。また補助加熱処理では、給湯路３８−７の入側に設置された温度センサ４０−６の検出温度Ｔ６が設定温度Ｔを下回った場合に、熱交換器４２−２に湯ＨＷを流入させ、熱媒ＨＭ２と湯ＨＷとを熱交換させ、湯ＨＷを加熱させる。熱交換器４２−２の出側の湯ＨＷの温度Ｔ７が温度センサ４０−７により検出される。熱交換後の湯ＨＷは、混合弁４６−４により給湯路３８−７側とバイパス路３８−８側の開度比率に応じた混合比で熱交換前の湯ＨＷを混合することが可能である。すなわち、熱交換後の湯ＨＷの検出温度Ｔ７が設定温度Ｔより高ければ、バイパス路３８−８から熱交換前の湯ＨＷと所定の混合比で混合し、設定温度Ｔの混合水ＨＷを出湯させる。この混合水ＨＷの温度は給湯路３８−７にある温度センサ４０−８で検出され、この検出温度Ｔ８が混合水ＨＷを設定温度Ｔに調整する混合弁４６−４の開度調整に用いられる。
【００４５】
＜燃料電池ユニット３６の構成＞
燃料電池ユニット３６は、蓄熱給湯装置３４−１の排熱源の一例であり、この熱源として燃料電池４８を備えている。燃料電池ユニット３６には、熱交換器４２−４が設置され、排気路３８−１０を通じて燃料電池４８の排気ＨＭ３が流れる。また熱交換器４２−４には、熱媒循環路３８−１が設置されている。循環ポンプ４４−３を動作させることで、熱媒ＨＭ１は、熱交換器４２−４に対して循環し、排気路３８−１０に流れる高温の排気ＨＭ３の排熱によって加熱される。熱媒循環路３８−１内の熱媒ＨＭ１は、熱交換器４２−４の入側温度Ｔ１０が温度センサ４０−１０により温度検出され、出側温度Ｔ１１が温度センサ４０−１１により温度検出される。
【００４６】
熱媒ＨＭ１は、蓄熱タンク６の下層側から熱媒循環路３８−１に流され、熱交換器４２−４で排熱との熱交換後、蓄熱タンク６の上層側に戻される。これにより、熱媒ＨＭ１の階層蓄熱が行われる。蓄熱タンク６には、上層側から下層側に向けて、高さの異なる位置に複数の温度センサを備える。温度センサ４０−１は、蓄熱タンク６の最上層側の熱媒温度を検出する。温度センサ４０−５は、温度センサ４０−１よりも低い位置での熱媒の温度を検出する。
【００４７】
そのほか、このコージェネレーションシステム３０には、たとえば蓄熱給湯装置３４−１を制御する蓄熱給湯装置制御部６０−１、補助加熱装置３４−２を制御する補助加熱装置制御部６０−２、燃料電池ユニット３８を制御する燃料電池ユニット制御部６０−３を備えている。また各制御部と通信して指示情報のやりとりを行うリモコン装置６４（図５）を備えてもよい。
【００４８】
＜蓄熱タンク６内の蓄熱状態＞
図４は、蓄熱タンク内の状態例を示している。蓄熱タンク６の上層にある温度センサ４０−１の設置位置は、たとえば補助加熱を行う熱媒ＨＭ２の加熱能力や加熱速度に応じて設定してもよい。温度センサ４０−１の位置は少なくとも、熱媒ＨＭ１の熱量が給湯に使用される前にバーナ４３の立ち上げを完了する時間を確保可能な容積レベルの位置で熱媒ＨＭ１の温度を検出する位置であればよい。たとえば、規制流量２４〔リットル／ｍｉｎ〕を１０〔秒〕で加熱可能である場合は、熱媒量が４〔リットル〕以上に相当する容積レベルの位置に設定し、その位置の熱媒温度を検出する。図中、破線Ｘは上層側の熱媒ＨＭ１と、下層側の低温の熱媒ＬＨＭ１の分水嶺の仮想線を示している。
【００４９】
蓄熱タンク６の蓄熱状態は、たとえば温度センサ４０−１の検出温度Ｔ１が給湯要求の設定温度Ｔよりも所定温度βだけ高い温度か否かで蓄熱ありか蓄熱なしかを判断する。すなわち、蓄熱状態は、蓄熱タンク６に溜められた熱媒ＨＭ１が設定温度Ｔでの給湯が行えるか否かにより判断する。これにより検出温度Ｔ１がＴ１＜（Ｔ＋β）であれば、蓄熱なしと判断し、またＴ１≧（Ｔ＋β）であれば、蓄熱ありと判断すればよい。
【００５０】
＜制御部について＞
図５は、コージェネレーションシステム３０の制御部の一例を示している。この制御部６２には通信機能を備えるコンピュータで構成される蓄熱給湯装置制御部６０−１、補助加熱装置制御部６０−２、燃料電池ユニット制御部６０−３およびリモコン制御部６０−４が含まれる。
蓄熱給湯装置制御部６０−１は、蓄熱給湯装置３４−１の制御手段であり、プロセッサ６６−１、メモリ部６８−１、システム通信部７０−１、入出力部（Ｉ／Ｏ）７２−１を備え、蓄熱給湯装置３４−１の給湯制御を行う。プロセッサ６６−１は、メモリ部６８−１にあるＯＳ（Operating System）や給湯プログラムを実行し、システム通信部７０−１を介して補助加熱装置制御部６０−２、燃料電池ユニット制御部６０−３およびリモコン制御部６０−４と連携し、給湯制御に必要な情報処理を実行する。メモリ部６８−１にはＲＯＭ（Read-Only Memory）やＲＡＭ（Random-Access Memory）が含まれる。このメモリ部６８−１にはデータを格納するハードディスク装置や不揮発性メモリなどの記憶素子が用いられる。ＲＡＭは情報処理のワークエリアを構成する。システム通信部７０−１は、補助加熱装置制御部６０−２、燃料電池ユニット制御部６０−３、リモコン制御部６０−４側のシステム通信部と有線または無線で通信を行い、制御に必要な情報の送受を行う。Ｉ／Ｏ７２−１には蓄熱給湯装置３４−１にある温度センサ４０−１などの各種温度センサ、流量センサ５０−１から検出信号を受け、混合弁４６−１や循環ポンプ４４−１の制御信号を出力する。
【００５１】
補助加熱装置制御部６０−２は、補助加熱装置３４−２の制御手段であり、プロセッサ６６−２、メモリ部６８−２、システム通信部７０−２、Ｉ／Ｏ７２−２を備え、補助加熱装置３４−２の給湯制御を行う。プロセッサ６６−２は、メモリ部６８−２にあるＯＳや給湯プログラムを実行し、システム通信部７０−２を介して蓄熱給湯装置制御部６０−１、燃料電池ユニット制御部６０−３およびリモコン制御部６０−４と連携し、給湯制御に必要な情報処理を実行する。メモリ部６８−２にはＲＯＭやＲＡＭが含まれる。このメモリ部６８−２にはデータを格納するハードディスク装置や不揮発性メモリなどの記憶素子が用いられる。ＲＡＭは情報処理のワークエリアを構成する。システム通信部７０−２は、蓄熱給湯装置制御部６０−１、燃料電池ユニット制御部６０−３、リモコン制御部６０−４側のシステム通信部と有線または無線で通信を行い、制御に必要な情報の送受を行う。Ｉ／Ｏ７２−２には補助加熱装置３４−２にある温度センサ４０−６などの各種温度センサ、流量センサ５０−２から検出信号を受け、混合弁４６−４、循環ポンプ４４−２、バーナ４３の燃焼制御部７４の制御信号を出力する。バーナ燃焼制御部７４への制御信号には、たとえば給湯開始または給湯再開時に、蓄熱給湯装置３４−１からの湯ＨＷが流入するまでバーナ４３の燃焼を停止状態にする制御指示を含む。そのほか、補助加熱装置制御部６０−２は、たとえば給湯要求からの経過時間を計時するタイマを備えてもよい。
【００５２】
燃料電池ユニット制御部６０−３は、燃料電池ユニット３６の制御手段であり、プロセッサ６６−３、メモリ部６８−３、システム通信部７０−３、Ｉ／Ｏ７２−３を備え、燃料電池ユニット３６の駆動制御を行う。プロセッサ６６−３は、メモリ部６８−３にあるＯＳや給湯プログラムを実行し、システム通信部７０−３を介して蓄熱給湯装置制御部６０−１、補助加熱装置制御部６０−２およびリモコン制御部６０−４と連携し、給湯制御に必要な情報処理を実行する。メモリ部６８−３にはＲＯＭやＲＡＭが含まれる。このメモリ部６８−３にはデータを格納するハードディスク装置や不揮発性メモリなどの記憶素子が用いられる。ＲＡＭは情報処理のワークエリアを構成する。システム通信部７０−３は、蓄熱給湯装置制御部６０−１、補助加熱装置制御部６０−２、リモコン制御部６０−４側のシステム通信部と有線または無線で通信を行い、制御に必要な情報の送受を行う。Ｉ／Ｏ７２−３は燃料電池ユニット３６にある温度センサ４０−１０、４０−１１から検出信号を受け、循環ポンプ４４−３、燃料電池制御関係のその他７６の制御信号を出力する。
【００５３】
リモコン制御部６０−４はリモコン装置６４に備えられ、独立した蓄熱給湯装置制御部６０−１、補助加熱装置制御部６０−２、燃料電池ユニット制御部６０−３とコンピュータ通信により連携する。
【００５４】
＜連携制御の処理手順＞
図６は、コージェネレーションシステム３０を構成する各装置の連係制御の概要を示している。図６に示す処理内容は、本開示の給湯システムの給湯プログラム、コージェネレーションシステムの制御方法の一例である。
この処理手順について、リモコン装置６４では、起動時にイニシャライズを実行し（Ｓ２１）、入力受付処理（Ｓ２２）、表示出力処理（Ｓ２３）を実行する。入力受付処理ではユーザーにより初期設定が行われる。この初期設定には、たとえば蓄熱給湯装置３４−１、補助加熱装置３４−２に給湯の設定温度Ｔの入力が行われ、燃料電池ユニット３６に対する運転のＯＮ／ＯＦＦの切替えが含まれる。表示出力処理ではリモコン装置６４の表示部に入力情報や出力情報が提示される。
【００５５】
燃料電池ユニット３６では、イニシャライズを実行し（Ｓ３１）、熱回収処理（Ｓ３２）を実行する。熱回収処理は、リモコン装置３６からの運転ＯＮ／ＯＦＦの切替えにより、その処理の開始または終了が指示される。
【００５６】
蓄熱給湯装置３４−１では、イニシャライズを実行し（Ｓ４１）、蓄熱給湯処理（Ｓ４２）を実行する。この蓄熱給湯処理は、本開示の給湯処理の一例であり、リモコン装置６４から設定情報として設定温度Ｔを受け、湯ＨＷの出湯温度を設定温度Ｔに制御する。そして、この蓄熱給湯処理には、補助加熱装置３４−２に対して蓄熱タンク６の蓄熱状態情報として、「蓄熱あり」または「蓄熱なし」を通知する。その他、蓄熱給湯装置３４−１は、管理処理としてメンテナンスなどを行ってもよい。
【００５７】
補助加熱装置３４−２では、イニシャライズを実行し（Ｓ５１）、補助加熱処理（Ｓ５２）を実行する。この補助加熱処理では、リモコン装置６４から設定情報として設定温度Ｔと、蓄熱給湯装置３４−１からの蓄熱状態情報である「蓄熱あり」または「蓄熱なし」を受ける。そして、補助加熱装置３４−２では、蓄熱給湯装置３４−１での出湯温度を基準とし、蓄熱タンク６内に蓄熱があるか否か、入水した湯の温度が設定温度Ｔから所定の温度差か否かによって補助加熱処理の実行と停止を制御する。その他、補助加熱装置３４−２は、管理処理としてメンテナンスなどを行ってもよい。
【００５８】
＜熱回収処理＞
図７は、燃料電池ユニット３６の熱回収処理の処理手順を示している。
燃料電池ユニット３６では、運転がＯＮであるかを判定し（Ｓ３２１）、運転ＯＮであれば（Ｓ３２１のＹＥＳ）、燃料電池４８を駆動する（Ｓ３２２）。燃料電池４８の駆動では、熱回収後の熱媒ＨＭ１の温度を検出する温度センサ４０−１１の検出温度Ｔ１１が一定温度として、たとえば７５〔℃〕になるように循環ポンプ４４−３の回転を制御する（Ｓ３２３）。
運転ＯＮでなければ（Ｓ３２１のＮＯ）、燃料電池４８の駆動を停止する、または停止状態を維持させる（Ｓ３２４）。燃料電池４８の駆動停止では循環ポンプ４４−３の回転を停止させる（Ｓ３２５）。
【００５９】
＜蓄熱給湯処理＞
図８は、蓄熱給湯装置３４−１の蓄熱給湯処理（Ｓ４２）の一例を示している。
蓄熱給湯装置制御部６０−１は、蓄熱タンク６内の検出温度状態などから蓄熱タンク６に蓄熱ありか否かを判断し（ステップＳ４２１）、蓄熱があれば（ステップＳ４２１のＹＥＳ）、少なくとも補助加熱装置３４−２に対して『蓄熱あり』の蓄熱状態情報を送信する（ステップＳ４２２）。また、蓄熱がなければ（ステップＳ４２１のＮＯ）、少なくとも補助加熱装置３４−２に対して『蓄熱なし』の蓄熱状態情報を送信する（ステップＳ４２３）。蓄熱状態は、既述のように、入力された設定温度Ｔと蓄熱タンク６内の温度センサ４０−１、４０−５等の検出温度などを利用して判断すればよい。
【００６０】
蓄熱給湯装置制御部６０−１は、流量センサ５０−１の検出結果から給湯使用か否かを判断し（ステップＳ４２４）、給湯使用であれば（ステップＳ４２４のＹＥＳ）、蓄熱を給水Ｗに熱交換させ（ステップＳ４２５）、温度センサ４０−４の検出温度が設定温度Ｔになるように混合弁４６−１の開度を制御する（ステップＳ４２６）。
【００６１】
蓄熱タンク６内に蓄熱なしなど設定温度Ｔでの給湯ができない場合、蓄熱給湯装置３４−１は、出来る限り給湯温度に近い温度で補助加熱装置３４−２側に給湯すればよい。
また、蓄熱給湯装置制御部６０−１は、給湯使用でなければ（ステップＳ４２４のＮＯ）、給湯を停止させる（ステップＳ４２７）。
【００６２】
なお、蓄熱タンク６の蓄熱状態情報の送信は、たとえば給湯要求が発生したときや、蓄熱タンク６内の状態が変化したとき、給湯要求の設定温度Ｔが変化したときなど、状態変化時を契機に行ってもよい。
【００６３】
また蓄熱給湯装置３４−１は、たとえば蓄熱状態情報として、温度センサ４０−１、４０−５等の検出温度情報のみを補助加熱装置３４−２やリモコン装置６４に送信してもよく、この場合、蓄熱ありか否かの判断は、補助加熱装置３４−２やリモコン装置６４で行ってもよい。
【００６４】
＜補助加熱処理＞
図９は、補助加熱装置３４−２の補助加熱処理の一例を示している。
補助加熱装置制御部６０−２は給湯使用かを判断し（ステップＳ５２１）、給湯使用であれば（ステップＳ５２１のＹＥＳ）、給湯開始時、蓄熱タンク６が『蓄熱あり』か否かを判断する（ステップＳ５２２）。この給湯使用の判断は、たとえば蓄熱給湯装置３４−１から受信した情報または流量センサ５０−２の検出結果を参照して判断すればよい。蓄熱ありの場合（ステップＳ５２２のＹＥＳ）、補助加熱装置制御部６０−２は、配管設定情報が「短」か否かを判断する（ステップＳ５２３）。配管設定情報は、供給管３８−６の長さや容積情報であって、メモリ部６８−２や図示しない制御回路上のスイッチ回路などで設定される。この配管設定情報は、給湯開始時または給湯再開時に供給管３８−６内の残留水ＲＷに対して補助加熱を行うか否かの設定情報の一例である。配管設定が「短」の場合（ステップＳ５２３のＹＥＳ）、補助加熱装置３４−２は、加熱動作を停止または停止状態を維持させ、または混合弁４６−４をバイパス路３８−８側へ全開状態として、残留水ＲＷを給湯負荷側に流す（ステップＳ５２４）。補助加熱装置制御部６０−２は、温度センサ４０−６の検出温度を取込み、入水温度である検出温度Ｔ６が設定温度Ｔに対して所定のしきい値Ｋとして、たとえば２〔℃〕の範囲（Ｔ−Ｋ）以上か否かを判断する（ステップＳ５２５）。入水温度がしきい値Ｋの範囲以上である場合（ステップＳ５２５のＹＥＳ）、加熱動作の停止を解除して設定温度での給湯処理に移行する（ステップＳ５２６）。すなわち、この補助加熱処理では、供給管３８−６の長さ情報から配管設定が「短」の場合には滞留する残留水ＲＷに対して補助加熱を行わない。そして、入水温度が所定のしきい値Ｋの範囲以上となった場合には、残留水ＲＷが排出され、蓄熱給湯装置３４−２で加熱処理された湯ＨＷが流入したと判断し、入水した湯ＨＷの検出温度に対し、設定温度Ｔに加熱する補助加熱処理を開始する。
また、蓄熱タンク６内が『蓄熱なし』の場合（ステップＳ５２２のＮＯ）や配管設定が「長」の場合（ステップＳ５２３のＮＯ）、給湯開始から直ちに補助加熱を開始する（ステップＳ５２６）。すなわち、『蓄熱なし』の場合には、残留水ＲＷが排出されても高温の湯ＨＷが流入しないため、バーナ４３を停止させることが無く、残留水ＲＷの排出まで加熱処理を待機する必要が無い。また、供給路３８−６が長い場合、残留水ＲＷの容量が多いことから、水の無駄を防止するほか、大量の残留水ＲＷが排出されるまで設定温度での給湯が行われず、給湯応答性が低下するのを防止するためである。
【００６５】
補助加熱装置３４−２は、給湯使用が無くなった場合（ステップＳ５２７のＮＯ）、補助加熱を含む給湯処理を停止させ（ステップＳ５２８）、待機状態に移行する。
【００６６】
＜第２の実施の形態の効果＞
この実施の形態によれば、以下のような効果が得られる。
【００６７】
(1) 蓄熱タンク６内の蓄熱状態に応じて補助加熱を行うか否かを判断することで、蓄熱した熱エネルギーを有効に利用することができる。
【００６８】
(2) 蓄熱タンク６内の蓄熱状態に応じて、残留水ＲＷに対する加熱処理を行うか否かを決めることで、給湯開始時、燃料ガスの無駄を防止するとともに給湯応答性の向上が図れる。
【００６９】
(3) 残留水ＲＷの容量に応じて、バーナの燃焼待機処理の実行を切替え可能にすることで、給湯応答性の向上が図れる。
【００７０】
(4) 補助加熱装置３４−２への入水温度によって蓄熱給湯装置３４−１で加熱処理された湯か否かが判断でき、バーナ燃焼の切替え処理の迅速化や、処理の簡素化が図れる。
【００７１】
〔実施例１〕
図１０は、実施例１に係る補助加熱処理の一例を示している。図１０に示す処理内容、処理手順は一例であり、本発明が斯かる構成に限定されない。
図１０に示す補助加熱処理は、給湯システム２、またはコージェネレーションシステム３０で実行する給湯処理の一例であり、供給管３８−６内の残留水ＲＷの排出処理とともに、蓄熱給湯装置３４−１から給湯された湯ＨＷに対する補助加熱処理の処理例を示している。
この補助加熱処理では、補助加熱装置３４−２に流入する湯ＨＷの検出温度を基準として記憶して、補助加熱処理を行う。
この補助加熱装置では、たとえば以下の処理を行う。
＜補助加熱装置３４−２の制御＞
(1) 蓄熱が足りる場合であって、供給管３８−６が短い場合に、残留水ＲＷが排出され、蓄熱給湯装置３４−１で加熱処理された湯ＨＷが入水するまで、バーナ４３を停止状態に維持する。
(2) 蓄熱が足りる場合、供給された湯ＨＷの温度を検出し、この検出温度が設定温度Ｔに対して所定のしきい値Ｋの範囲（Ｔ−Ｋ）以上であれば、メモリ部６８−２にこのときの湯ＨＷの検出温度を給湯温度情報として記憶する。そして、補助加熱装置３４−２は、補助加熱をせず、この検出温度の状態で給湯させる。このとき、給湯温度情報には、たとえば検出温度として、設定温度Ｔに対する差分αを算出した差分温度情報（Ｔ−α）を記憶する。
(3) また、蓄熱が足りる場合であって、湯ＨＷの温度が設定温度Ｔに対して所定のしきい値Ｋの範囲（Ｔ−Ｋ）に達しない場合、または蓄熱が足りない場合、補助加熱装置３４−２はバーナ４３を燃焼させて、給湯要求時に設定された設定温度、または記憶した給湯温度に基づいて補助加熱する。
【００７２】
＜補助加熱処理＞
補助加熱装置制御部６０−２には、たとえばメモリ部６８−２に対し、給湯温度としてリモコン装置６４から通知された設定温度Ｔが初期値として設定される（ステップＳ６１）。この給湯温度は、補助加熱装置３４−２に対する制御指示の一例であり、給湯する目標温度である。給湯使用かを判断し（ステップＳ６２）、給湯使用であれば（ステップＳ６２のＹＥＳ）、残留水ＲＷの排出によるバーナ４３の燃焼停止処理を行う。この燃焼停止処理を示すステップＳ６３〜ステップＳ６５は、上記ステップＳ５２２〜ステップＳ５２４と同様に行えばよい。
【００７３】
補助加熱装置制御部６０−２は、温度センサ４０−６の検出温度を取込み、入水温度である検出温度Ｔ６が設定温度Ｔに対して所定のしきい値Ｋとして、たとえば２〔℃〕の範囲（Ｔ−Ｋ）以上か（ステップＳ６６）により、蓄熱給湯装置３４−１から湯ＨＷが流入したか否かを判断する。入水温度がしきい値Ｋの範囲以上である場合（ステップＳ６６のＹＥＳ）、メモリ部６８−２の給湯設定温度として、このときの入水温度（Ｔ−α）を記憶する（ステップＳ６７）。ここで「α」は、設定温度Ｔに対する検出した入水温度である検出温度Ｔ６の差分であり、α≦Ｋである。
【００７４】
またバーナ４３の停止を解除した後の補助加熱において、補助加熱装置３４−２では、蓄熱タンク６の蓄熱状態情報の監視（ステップＳ６８）、入水温度がしきい値の範囲以上かの監視（ステップＳ６９）、入水温度を給湯温度として設定する処理（ステップＳ７０）を行う。このステップＳ６８〜ステップＳ７０は、ステップＳ６３、ステップＳ６６、ステップＳ６７と同様である。そして、補助加熱装置３４−２は、記憶した給湯温度で補助加熱を行って給湯する（ステップＳ７１）とともに、給湯使用状態かを監視し（ステップＳ７２）、給湯要求が無くなった場合（ステップＳ７２のＮＯ）、給湯処理を停止する（ステップＳ７３）。
【００７５】
なお、補助加熱装置３４−２に対する入水温度Ｔ６が給湯設定温度に満たない場合は、給湯設定温度になるように加熱動作を行う。しかし、給湯設定温度になっている場合には、加熱動作は行わず、その温度のまま給湯させる。
【００７６】
＜実施例１の効果＞
【００７７】
(1) 給湯開始時または給湯再開時に、少量な残留水ＲＷの流入に対し、補助熱源を動作させないことで、燃料ガスの無駄を防止できる。
【００７８】
(2) 配置環境などにより予め想定したしきい値を利用して、加熱処理された湯か否かを判断して給湯開始または給湯再開毎にバーナ４３等の補助熱源機を動作させないので、補助熱源機の損耗を減らすことができる。
【００７９】
(3) 低温の残留水ＲＷに合せて一時的に補助熱源を高燃焼させることが無く、設定温度Ｔに対する補助加熱の対象となる湯ＨＷの温度変化を小さくすることで、燃料ガスの消費効率の低下を防止できる。
【００８０】
(4) 供給管３８−６において湯ＨＷの温度が低下する場合でも、しきい値の範囲以上であればその検出温度を補助加熱装置３４−２の給湯温度に設定し、バーナ燃焼による補助加熱処理を行わないように制御することで、給湯を行う度に補助加熱処理が発生するのを防止でき、燃料ガスの消費量を抑えることができる。
【００８１】
(5) 蓄熱タンク６内の蓄熱状態に応じて補助加熱を行うか否かを判断することで、蓄熱した熱エネルギーを有効に利用することができる。
【００８２】
(6) 補助加熱装置３４−２は、入水温度がしきい値の範囲以上の場合、蓄熱給湯装置３４−１から取り込んだ湯の検出温度を給湯温度に設定し、この給湯温度を基準にバーナ４３の燃焼制御を行うことで、補助加熱を行う場合と、補助加熱を行わない場合とで、給湯負荷への給湯温度を変化させず、安定的な給湯処理が実行できる。
【００８３】
(7) 補助加熱装置３４−２から取り込んだ湯の検出温度を次の給湯温度に設定することで、蓄熱した熱エネルギーを利用する場合と同等な温度で給湯し、過剰な補助加熱を行わないので、燃料ガスの無駄を防止できる。
【００８４】
〔実施例２〕
図１１は、実施例２に係る補助加熱処理の一例を示している。図１１に示す処理内容、処理手順は一例であり、本発明が斯かる構成に限定されない。
図１１に示す補助加熱処理は、給湯システム２、またはコージェネレーションシステム３０で実行する給湯処理の一例であり、供給管３８−６内の残留水ＲＷの排出処理とともに、蓄熱給湯装置３４−１から給湯された湯ＨＷに対する補助加熱処理の処理例を示している。
補助加熱処理では、たとえば補助加熱装置３４−２に流入した湯ＨＷの入水温度情報を蓄熱給湯装置３４−１側に通知する処理を含む。蓄熱給湯装置３４−１では、たとえば補助加熱装置３４−２側から受信した入水温度情報に基づいて給湯温度の調整などを行えばよい。蓄熱給湯装置３４−１は、たとえば給湯要求時に設定された温度情報または補助加熱装置３４−２から通知された入水温度情報に基づいて調整した温度で給湯処理を行う。補助加熱装置３４−２は、給湯要求時に設定された設定温度になるように補助加熱を行う。
補助加熱装置３４−２では、たとえば以下の処理を行う。
【００８５】
＜補助加熱装置３４−２の制御＞
(1) 蓄熱が足りる場合であって、供給管３８−６が短い場合に、残留水ＲＷが排出され、蓄熱給湯装置３４−１で加熱処理された湯ＨＷが入水するまで、バーナ４３を停止状態に維持する。
(2) 給湯要求に対し、蓄熱給湯装置３４−１の蓄熱状態に関わらず、給湯要求時に設定された設定温度になるように、バーナ４３を燃焼させて補助加熱を行う。
(3) 給湯要求に対し、蓄熱給湯装置３４−１の蓄熱が足りる場合、補助加熱装置制御部６０−２は、検出して記憶した入水温度情報を蓄熱給湯装置３４−１に通知する。
【００８６】
＜蓄熱給湯装置３４−１の制御＞
蓄熱給湯装置制御部６０−１は、たとえば補助加熱装置３４−２から受信した入水温度情報が設定温度Ｔよりも小さい場合、供給温度を上げる補正を行い、入水温度が設定温度Ｔよりも大きい場合は供給温度を下げる補正を行う。これにより、蓄熱給湯装置３４−１は、補助加熱装置３４−２で検出した入水温度情報に基づいて給湯処理のフィードバック制御を行い、熱交換後の出湯温度を調整することで、補助加熱装置３４−２で検出される入水温度が設定温度Ｔとなる湯を供給可能にする。
【００８７】
＜補助加熱処理＞
補助加熱装置制御部６０−２は、たとえば図１１に示すように、メモリ部６８−２に対し、入水温度記録としてリモコン装置６４から通知された設定温度Ｔが初期値として設定される（ステップＳ８１）。給湯使用かを判断し（ステップＳ８２）、給湯使用であれば（ステップＳ８２のＹＥＳ）、残留水ＲＷの排出によるバーナ４３の燃焼停止処理を行う。この燃焼停止処理を示すステップＳ８３〜ステップＳ８６は、既述のステップＳ５２２〜ステップＳ５２５と同様に行えばよい。
【００８８】
補助加熱装置制御部６０−２は、温度センサ４０−６の検出温度を取込み、入水温度である検出温度Ｔ６が設定温度Ｔに対して所定のしきい値Ｋとして、たとえば２〔℃〕の範囲（Ｔ−Ｋ）以上か（ステップＳ８６）により、蓄熱給湯装置３４−１から湯ＨＷが流入したか否かを判断する。入水温度がしきい値Ｋの範囲以上である場合（ステップＳ８６のＹＥＳ）、バーナ４３の停止状態を解除して、補助加熱処理に移行する。
【００８９】
バーナ４３の停止を解除した後の補助加熱において、補助加熱装置３４−２では、蓄熱タンク６の蓄熱状態情報の監視（ステップＳ８７）、入水温度がしきい値の範囲以上かを監視（ステップＳ８８）し、入水温度が設定温度Ｔに対してしきい値Ｋの範囲以上であれば（ステップＳ８８のＹＥＳ）、検出した入水温度がメモリ部の入水温度記録に記録された温度、たとえば設定温度Ｔまたは前回検出した入水温度と一致するかを判断する（ステップＳ８９）。入水温度が入水温度記録と一致しない場合（ステップＳ８９のＮＯ）、この入水温度をメモリ部６８−２の入水温度記録として記憶させ（ステップＳ９０）、新たな入水温情報を蓄熱給湯装置３４−１に送信する（ステップＳ９１）。
【００９０】
そして、補助加熱装置３４−２は、給湯要求時に設定された設定温度で補助加熱を行って給湯する（ステップＳ９２）とともに、給湯使用状態かを監視し（ステップＳ９３）、給湯要求が無くなった場合（ステップＳ９３のＮＯ）、給湯処理を停止する（ステップＳ９４）。
【００９１】
＜実施例２の効果＞
【００９２】
(1) 給湯開始時または給湯再開時に、少量な残留水ＲＷの流入に対し、バーナ４３等の補助熱源を動作させないことで、燃料ガスの無駄を防止できる。
【００９３】
(2) 配置環境などにより予め想定したしきい値Ｋを利用して、加熱処理された湯か否かを判断して給湯開始または給湯再開毎に補助熱源機を動作させないので、補助熱源機の損耗を減らすことができる。
【００９４】
(3) 低温の残留水ＲＷに合せて一時的に補助熱源を高燃焼させることが無く、設定温度Ｔに対する補助加熱の対象となる湯ＨＷの温度変化を小さくすることで、燃料ガスの消費効率の低下を防止できる。
【００９５】
(4) 補助加熱装置３４−２側の検出温度情報に基づいて蓄熱給湯装置３４−１の給湯温度を補正することで、給湯ユニット間での温度低下を考慮した給湯処理ができ、補助加熱処理の実行回数を低減することができる。
【００９６】
(5) 補助加熱の実行回数を低減させ、蓄熱した熱エネルギーを優先的に利用することで、燃料ガスの消費量を低減できる。
【００９７】
(6) 温度の低下状態に応じて給湯温度が調整されるので、給湯システム３２の設置環境や季節毎の温度変化に対応し、要求した温度での給湯処理を行うことができる。
【００９８】
〔他の実施の形態〕
【００９９】
以上説明した実施の形態または実施例について、変形例を以下に列挙する。
(a) 上記実施の形態では、第２の給湯ユニット４−２もしくは補助加熱装置３４−２に対して、第１の給湯ユニット４−１もしくは蓄熱給湯装置３４−１で加熱処理された湯ＨＷが流れ込んだか否かの判断として、入水温度を用いる場合を示したがこれに限らない。第２の給湯ユニット４−２もしくは補助加熱装置３４−２は、たとえばタイマを利用し、給湯開始からの経過時間によって供給管３８−６内の残留水ＲＷが排出され、第１の給湯ユニット４−１もしくは蓄熱給湯装置３４−１で加熱処理された湯ＨＷが流れ込んだものと判断してもよい。これにより、給湯システム３２やコージェネレーションシステム３０の利便性の低下を防止できる。
(b) 第２の給湯ユニット４−２もしくは補助加熱装置３４−２は、たとえば流量センサ１３−２、５０−２の検出流量に基づいて、接続管路５または供給管３８−６内の残留水ＲＷが排出され、第１の給湯ユニット４−１もしくは蓄熱給湯装置３４−１で加熱処理された湯ＨＷが流れ込んだものと判断してもよい。
(c) コージェネレーションシステム３０では、たとえばリモコン装置６４に、残留水ＲＷが排出されるまでバーナ４３の燃焼を停止状態にするか否かを選択可能にする切替え機能を備えてもよい。すなわち、コージェネレーションシステム３０の利用者、または工事業者の設定操作により、給湯要求に応じて直ちに補助加熱処理を開始させてもよく、または燃料ガスの消費量を抑えるために、供給管３８−６が長い場合でも残留水ＲＷが排出されるまでバーナ４３の燃焼を停止状態にさせてもよい。
【０１００】
以上説明したように、本発明の最も好ましい実施の形態等について説明した。本発明は、上記記載に限定されるものではない。特許請求の範囲に記載され、または発明を実施するための形態に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能である。斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明の給湯システム、給湯プログラムおよびコージェネレーションシステムでは、給湯開始時または給湯再開時に、蓄熱給湯装置と補助加熱装置との間の残留水ＲＷに対して補助加熱処理を行わないことで、補助加熱処理の無駄を防止することができ、有用である。
【符号の説明】
【０１０２】
２  給湯システム
４−１  第１の給湯ユニット
４−２  第２の給湯ユニット
５  接続管路
６  蓄熱タンク
８  熱源
１０−１、１０−２  熱交換部
１２−１、１２−２  温度検出部
１３−１、１３−２  流量センサ
１４−１、１４−２  制御部
１６−１、１６−２  記憶部
１８  バックアップ熱源機
２０  燃焼部
３０  コージェネレーションシステム
３２  給湯システム
３４−１  蓄熱給湯装置
３４−２  補助加熱装置
３６  燃料電池ユニット
３８−１、３８−３、３８−９  熱媒循環路
３８−２  給水路
３８−４、３８−７  給湯路
３８−５、３８−８  バイパス路
３８−６  供給管
３８−１０  排気路
４０−１、４０−２、４０−３、４０−４、４０−５、４０−６、４０−７、４０−８、４０−９、４０−１０、４０−１１  温度センサ
４２−１、４２−２  ４２−３、４２−４  熱交換器
４４−１、４４−２、４４−３  循環ポンプ
４６−１、４６−４  混合弁
４６−２、４６−３  水制御弁
４８  燃料電池
５０−１、５０−２  流量センサ
５２  アキュームレータ
６０−１  蓄熱給湯装置制御部
６０−２  補助加熱装置制御部
６０−３  燃料電池ユニット制御部
６０−４  リモコン制御部
６２  制御部
６４  リモコン装置
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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