(57)【要約】      （修正有）【課題】ケーシング内にて加温された加温空気の保有する熱を有効に利用して温水を生成することが可能な熱供給システムを提供する。【解決手段】ケーシング１０内に、加温空気排出手段１２によって換気口１０ｂからケーシング１０外に排出される加温空気Ａと、排熱回収回路５１を通流する供給水Ｗとを熱交換させる気液熱交換器３２が設けられ、気液熱交換器３２の設置位置が排熱回収回路５１における排ガス熱交換器３０の上流側である。【選択図】図１
2011179788.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部で加温された加温空気を外部に排出する換気口を備えたケーシング内に、
燃料を燃焼して動力を発生するエンジンと、
前記エンジンの排ガスと供給水とを熱交換させる排ガス熱交換器と、
前記エンジンを冷却する冷却水と前記供給水とを熱交換させるエンジン冷却水熱交換器と、
前記加温空気を前記換気口から前記ケーシング外部に強制排出する加温空気排出手段と、が一体に組み付けられ、
前記供給水を前記排ガス熱交換器、前記エンジン冷却水熱交換器の順に通過させる排熱回収回路が設けられ、
前記エンジンの駆動に伴い、前記排熱回収回路を通流する前記供給水を前記排ガス熱交換器及び前記エンジン冷却水熱交換器にて熱交換させて温水を生成する熱供給システムであって、
前記ケーシング内に、前記加温空気排出手段によって前記換気口から前記ケーシング外に排出される前記加温空気と、前記排熱回収回路を通流する前記供給水とを熱交換させる気液熱交換器が設けられ、前記気液熱交換器の設置位置が前記排熱回収回路における前記排ガス熱交換器の上流側である熱供給システム。
【請求項２】
前記排熱回収回路に供給される前記供給水の流量を調整する供給水量調整手段と、
前記気液熱交換器の供給水出口側にて供給水温度を計測する水温計測手段と、
前記供給水量調整手段の運転を制御する供給水量制御手段とが設けられ、
前記供給水量制御手段が、
前記水温計測手段にて計測する前記気液熱交換器の出口側における供給水温度が、前記エンジンの排ガスの露点温度以下の温度となるように前記供給水量調整手段を制御する請求項１に記載の熱供給システム。
【請求項３】
前記ケーシング内の空気温度を計測する庫内温度計測手段と、
前記加温空気排出手段による加温空気の排出量を制御可能に構成された換気制御手段とが設けられ、
前記換気制御手段が、
前記庫内温度計測手段にて計測する前記ケーシング内の空気温度が設定温度となるように前記加温空気排出手段の運転を制御する請求項１又は２に記載の熱供給システム。
【請求項４】
前記ケーシング内に、
前記エンジンが発生した動力によって駆動される発電機と、
前記発電機によって発生された電力を電力負荷に供給するインバータとが設けられ、
前記発電機にて発生した電力を前記電力負荷に供給可能に構成された請求項１〜３の何れか１項に記載の熱供給システム。
【請求項５】
前記ケーシング内で且つ前記排熱回収回路における前記エンジン冷却水熱交換器の下流側に、電力を熱に変換自在な電気ヒータが設けられ、
前記発電機の発電電力の前記電力負荷に対する余剰分である余剰電力を検出したときに、前記インバータからその余剰電力を前記電気ヒータに供給して、前記排熱回収回路において前記エンジン冷却水熱交換器を通過した供給水を加熱自在に構成されている請求項４に記載の熱供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部で加温された加温空気を外部に排出する換気口を備えたケーシング内に、燃料を燃焼して動力を発生するエンジンと、前記エンジンの排ガスと供給水とを熱交換させる排ガス熱交換器と、前記エンジンを冷却する冷却水と前記供給水とを熱交換させるエンジン冷却水熱交換器と、前記加温空気を前記換気口から前記ケーシング外部に強制排出する加温空気排出手段と、が一体に組み付けられ、前記供給水を前記排ガス熱交換器、前記エンジン冷却水熱交換器の順に通過させる排熱回収回路が設けられ、前記エンジンの駆動に伴い、前記排熱回収回路を通流する前記供給水を前記排ガス熱交換器及び前記エンジン冷却水熱交換器にて熱交換させて温水を生成する熱供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、動力を発生するエンジンが発生する熱を供給水と熱交換させて温水を生成する熱供給システムが広く用いられている。このような熱供給システムは、エンジンの排熱を冷媒にて回収して、温水を生成するようになっている。具体的には、エンジンにて発生する高温の燃焼排ガスとの熱交換、及び、エンジン自体を冷却することによって得た熱によって温水を生成する。また、エンジンにて発生された動力は、発電機を駆動するために使用され、発電機にて電力を発生するように構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３７６７７８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、このような熱供給システムでは、図２に示すように、エンジン２０、そのエンジン２０にて駆動される発電機２１、発電機２１にて発生した電力を電力負荷６０に連系させるためのインバータ２２、排ガス熱交換器３０、及びエンジン冷却水熱交換器３１等をケーシング１０内に一体に組み付けて構成されていた。そして、供給水Ｗが通流する排熱回収回路５２を排ガス熱交換器３０、エンジン冷却水熱交換器３１の順に通過させて排熱を回収し、供給水Ｗを加温して温水を生成するように構成されていた。
【０００５】
ところで、このような熱供給システムにおいては、エンジン２０における燃料の燃焼によるエンジン２０自体の熱や、発電機２１がその運転によって持つジュール熱等の熱がケーシング１０内に放出され、ケーシング１０内の空気を加温する。このとき、ケーシング１０内の空気が加温され続けると、ケーシング１０内に設けられる電装部品や、エンジン２０、発電機２１又はインバータ２２等の構成機器が過熱されることとなり、それらの構成機器の劣化や故障の原因となる虞がある。そこで、ケーシング１０内にて加温された加温空気をケーシング１０に設けられた換気口１０ｂから加温空気排出手段１２（換気ファン等）によって強制排気（換気）してケーシング内温度を低下させる。
【０００６】
しかしながら、このような熱供給システムでは、例えばシステム起動直後であって未だエンジン２０、発電機２１又はインバータ２２等の構成機器の温度が上昇せず、ケーシング１０内の空気温度が低い場合にあってもケーシング１０内の空気をケーシング１０外に排出するために、ケーシング１０内の空気の温度が上昇するまでの間、排ガス熱交換器３０、エンジン冷却水熱交換器３１、又はそれらから排熱を回収した供給水Ｗが通流する排熱回収回路５２のケーシング内部分５２ｂ等から、ケーシング１０内の低温の空気に対して放熱が発生し、熱損失が生じる。さらに、ケーシング１０内の空気の温度が上昇した後にあっても、ケーシング１０内にて加温された空気はケーシング１０外に排出されるのみで有効利用されていなかったため、このような換気によっても熱損失が発生することになる。
【０００７】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ケーシング内にて加温された加温空気の保有する熱を有効に利用して温水を生成することが可能な熱供給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】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明に係る熱供給システムは、内部で加温された加温空気を外部に排出する換気口を備えたケーシング内に、燃料を燃焼して動力を発生するエンジンと、前記エンジンの排ガスと供給水とを熱交換させる排ガス熱交換器と、前記エンジンを冷却する冷却水と前記供給水とを熱交換させるエンジン冷却水熱交換器と、前記加温空気を前記換気口から前記ケーシング外部に強制排出する加温空気排出手段と、が一体に組み付けられ、前記供給水を前記排ガス熱交換器、前記エンジン冷却水熱交換器の順に通過させる排熱回収回路が設けられ、前記エンジンの駆動に伴い、前記排熱回収回路を通流する前記供給水を前記排ガス熱交換器及び前記エンジン冷却水熱交換器にて熱交換させて温水を生成するものであって、その第１特徴構成は、前記ケーシング内に、前記加温空気排出手段によって前記換気口から前記ケーシング外に排出される前記加温空気と、前記排熱回収回路を通流する前記供給水とを熱交換させる気液熱交換器が設けられ、前記気液熱交換器の設置位置が前記排熱回収回路における前記排ガス熱交換器の上流側である点にある。
【０００９】
すなわち、ケーシング内に、加温空気排出手段によって換気口からケーシング外に排出される加温空気と、排熱回収回路を通流する供給水とを熱交換させる気液熱交換器が設けられ、その気液熱交換器が排熱回収回路における排ガス熱交換器の上流側に設けられるものであるから、供給水は、まず気液熱交換器において、エンジンの排ガスやエンジン冷却水よりも低温である加温空気と熱交換する。そして、ケーシング外に排出される加温空気と熱交換して加温された供給水が、さらに高温のエンジン排ガス、及びエンジン冷却水と熱交換するように排熱回収回路を通流する。従って、ケーシング内にて加温された加温空気の保有する熱を有効に利用して温水を生成することが可能な熱供給システムを提供することができるものとなった。
【００１０】
本発明に係る熱供給システムの第２特徴構成は、上記第１特徴構成に加えて、前記排熱回収回路に供給される前記供給水の流量を調整する供給水量調整手段と、前記気液熱交換器の供給水出口側にて供給水温度を計測する水温計測手段と、前記供給水量調整手段の運転を制御する供給水量制御手段とが設けられ、前記供給水量制御手段が、前記水温計測手段にて計測する前記気液熱交換器の出口側における供給水温度が、前記エンジンの排ガスの露点温度以下の温度となるように前記供給水量調整手段を制御する点にある。
【００１１】
すなわち、水温計測手段にて計測する気液熱交換器の出口側における供給水温度が、エンジンの排ガスの露点温度以下となるように供給水量調整手段を制御することによって、排熱回収回路において気液熱交換器の下流側に設けられる排ガス熱交換器においては、エンジンの排ガスの露点温度以下の供給水とエンジンの排ガスとを熱交換させることとなり、排ガスの潜熱をも供給水によって回収できるものとなる。従って、排ガスが保有する熱を効率よく回収して温水を生成することができるものとなった。
【００１２】
本発明に係る熱供給システムの第３特徴構成は、上記第１又は第２特徴構成に加えて、前記ケーシング内の空気温度を計測する庫内温度計測手段と、前記加温空気排出手段による加温空気の排出量を制御可能に構成された換気制御手段とが設けられ、前記換気制御手段が、前記庫内温度計測手段にて計測する前記ケーシング内の空気温度が設定温度となるように前記加温空気排出手段の運転を制御する点にある。
【００１３】
すなわち、換気制御手段が、庫内温度計測手段にて計測するケーシング内の空気温度がケーシング内に設けられるエンジン、発電機、又はインバータ等の構成機器の動作に影響を与えない温度となるように加温空気排出手段による加温空気の排出量を調整することができるものとなる。説明を加えると、例えば熱供給システムの起動直後であってケーシング内の空気の温度が設定温度に対して未だ低い状態にあっては、排ガス熱交換器、エンジン冷却水熱交換器、又はそれらから排熱を回収した供給水が通流する排熱回収回路等からケーシング内の低温の空気への放熱が発生して熱損失が生じるため、加温空気排出手段による加温空気の排出量を低く調整して、ケーシング内の温度を設定温度に対して低下させないように維持する。また、ケーシング内の温度が設定温度に対して上昇した状態にあっては、電装部品や本システムの構成機器の熱劣化等の問題を低減するため、熱劣化の発生しない温度（設定温度）となるように加温空気排出手段による加温空気の排出量を高く調整して、ケーシング内の温度を調整する。このように加温空気排出手段による加温空気の排出量を調整することによって、構成機器の熱劣化を低減しつつも、熱損失を低減して効率よく温水を生成することが可能な熱供給システムを提供することができるものとなった。
【００１４】
本発明に係る熱供給システムの第４特徴構成は、上記第１〜第３の何れかの特徴構成に加えて、前記ケーシング内に、前記エンジンが発生した動力によって駆動される発電機と、前記発電機によって発生された電力を電力負荷に供給するインバータとが設けられ、前記発電機にて発生した電力を前記電力負荷に供給可能に構成されている点にある。
【００１５】
すなわち、上述の如く排熱を利用して温水を生成するに加えて、エンジンが発生した動力にて駆動される発電機によって電力が発生され、その電力を電力負荷に供給することができるものとなる。
【００１６】
本発明に係る熱供給システムの第５特徴構成は、上記第４特徴構成に加えて、前記ケーシング内で且つ前記排熱回収回路における前記エンジン冷却水熱交換器の下流側に、電力を熱に変換自在な電気ヒータが設けられ、前記発電機の発電電力の前記電力負荷に対する余剰分である余剰電力を検出したときに、前記インバータからその余剰電力を前記電気ヒータに供給して、前記排熱回収回路において前記エンジン冷却水熱交換器を通過した供給水を加熱自在に構成されている点にある。
【００１７】
すなわち、発電機の発電電力における余剰電力を電気ヒータにて熱に変換し、その熱にて排熱回収回路においてエンジン冷却水熱交換器を通過した供給水を加熱することができるものであるから、余剰電力を無駄にすることなく電力と温水とを生成することができるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る熱供給システムを備えたコージェネレーションシステムの全体構成図
【図２】従来の熱供給システムを備えたコージェネレーションシステムの全体構成図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る熱供給システムを適用したコージェネレーションシステムの実施形態について、図面に基づいて説明する。
〔コージェネレーションシステムの構成〕
図１に示すように、このコージェネレーションシステムは、エンジン２０の排熱を回収して温水を生成するようにケーシング１０内に一体に組みつけられた熱供給システムと、その熱供給システムにて生成された温水を貯留する貯湯タンク５０とを備え、前記エンジン２０の駆動により発電機２１を運転して発生される電力を電力負荷６０に供給可能に構成されている。
【００２０】
〔熱供給システムの構成〕
熱供給システムは、上述のようにケーシング１０に一体に組み付けられて構成されている。ケーシング１０には、その内部に空気を取り入れる空気取入口１０ａと、内部で加温された加温空気Ａを外部に排出する換気口１０ｂとが設けられている。そして、ケーシング１０内に、図示しない燃料供給路から供給される燃料を図示しない空気取入口から取り入れた空気によって燃焼して動力を発生するエンジン２０、そのエンジン２０が発生した動力によって駆動される発電機２１、発電機２１によって発生された電力を電力負荷６０に供給するインバータ２２、電力の供給を受けて熱を発生する電気ヒータ３４が一体に組み付けられている。また、換気口１０ｂには、空気取入口１０ａより取り入れられケーシング１０内にて加温された加温空気Ａをケーシング１０外に強制排出する換気ファン１２（加温空気排出手段）が設けられている。なお、換気ファン１２は、後述の換気制御手段Ｈ２によって加温空気Ａの排出量を制御可能に構成されている。
【００２１】
さらに、ケーシング１０の内部には、エンジン２０の排ガスＥと供給水Ｗとを熱交換させる排ガス熱交換器３０、エンジン２０を冷却する冷却水と供給水Ｗとを熱交換させるエンジン冷却水熱交換器３１、及び、換気ファン１２によって換気口１０ｂからケーシング１０外に排出される加温空気Ａと供給水Ｗとを熱交換させる気液熱交換器３２とが設けられている。
【００２２】
発電機２１の出力側には、系統連系用のインバータ２２が設けられ、インバータ２２は、発電機２１の出力電力を商用系統６１から供給される電力と同じ電圧および同じ周波数にするように構成されている。商用系統６１は、電力供給ライン６３を介して、テレビ、冷蔵庫、洗濯機等の電力負荷６０に電気的に接続されている。
【００２３】
インバータ２２は、コージェネ用電力供給ライン６５を介して電力供給ライン６３に電気的に接続され、発電機２１からの発電電力をインバータ２２及びコージェネ用電力供給ライン６３を介して電力負荷６０に供給自在に構成されている。電力供給ライン６３には、図示は省略するが、電力負荷６０の負荷電力を計測する電力負荷計測手段が設けられ、この電力負荷計測手段は、電力供給ライン６３を通して流れる電流に逆潮流が発生するか否かをも検出するように構成されている。そして、逆潮流が生じないように、インバータ２２により発電機２１から電力供給ライン６３に供給される電力が制御され、発電機２１の発電電力の電力負荷６０に対する余剰分である余剰電力を検出したときには、インバータ２２からその余剰電力を電気ヒータ３４に供給するように構成されている。
【００２４】
排ガス熱交換器３０は、エンジン２０の排ガスＥをケーシング１０外部に排出する排ガス通路２５の途中に備えられ、排ガスＥと排熱回収回路５１を通流する供給水Ｗとを熱交換させるように構成されている。
【００２５】
エンジン冷却水熱交換器３１は、エンジン２０を冷却させるためのエンジン冷却水を循環させる回路として備えられたエンジン冷却回路２３に設けられている。エンジン冷却回路２３は、エンジン２０におけるエンジン冷却部とエンジン冷却水熱交換器３１との間でエンジン冷却水を循環させるように構成されている。エンジン冷却部は、例えば、シリンダヘッドやシリンダブロック等にエンジン冷却水を通流させることによりエンジン２０を冷却させる。エンジン冷却回路２３には、エンジン冷却水の通流方向の上流側から順に、エンジン冷却部、エンジン冷却水熱交換器３１、エンジン冷却水を貯留自在な膨張タンク２４、エンジン冷却水循環ポンプＰ２が備えられている。そして、エンジン冷却水熱交換器３１においてエンジン冷却回路２３を通流する冷却水と、排熱回収回路５１を通流する供給水Ｗとを熱交換させ、供給水Ｗを加熱させるように構成されている。なお、図示は省略するが、エンジン冷却回路２３におけるエンジン冷却水熱交換器３１の下流側には、エンジン冷却水の温度を計測するエンジン冷却水サーミスタが設けられ、その計測値を制御手段Ｈに入力可能に接続されている。
【００２６】
気液熱交換器３２は、一端側をケーシング１０内部に向けて開放し、他端側を換気口１０ｂに向けて開放した筒状に形成され、換気ファン１２によってケーシング１０内部からケーシング１０外部に排出される加温空気Ａを通過させるようになっている。そして、その内側に、排熱回収回路５１が、排出に伴って通過する加温空気Ａとの接触面積が大になるように（例えばコイル状に）通過するようになっている。排熱回収回路５１を通過する供給水Ｗは、この気液熱交換器３２において加温空気Ａと熱交換し、加温されるように構成されている。
【００２７】
電気ヒータ３４は、例えば電熱線やセラミックヒータにて、複数の加熱部に分割して構成されている。そして、発生する余剰電力に従って、図示しない余剰電力制御部が図示しない切換スイッチのオン／オフを切換えて、複数の加熱部のうちインバータ２２からの余剰電力を通電し発熱する加熱部の数を調整できるようになっている。電気ヒータ３４の形状は特に限定しないが、電熱線やセラミックヒータの熱輻射を排熱回収回路５１が受けるように構成してもよく、又は電熱線やセラミックヒータヒータにより排熱回収回路５１内の供給水Ｗを直接加熱するように構成してもよい。そして、この電気ヒータ３４にて、排熱回収回路５１を通過する供給水Ｗが加熱されるように構成されている。
【００２８】
排熱回収回路５１は、ケーシング１０外部であって貯湯タンク５０からの供給水Ｗの往き側であるケーシング外上流側部分５１ａ、ケーシング１０の内部に位置するケーシング内部分５１ｂ、及びケーシング１０外部であって貯湯タンク５０への供給水Ｗの戻し側であるケーシング外下流側部分５１ｃより構成されている。ケーシング外上流側部分５１ａは、一端側が貯湯タンク５０の下部に接続され、他端側がケーシング内部分５１ｂの上流側端部に接続されている。また、ケーシング外下流側部分５１ｃは、一端側が貯湯タンク５０の上部に接続され、他端側がケーシング内部分５１ｂの下流側端部に接続されている。ケーシング外上流側部分５１ａには供給水ポンプＰ１（供給水量調整手段）が設けられ、貯湯タンク５０の下部から取り出すようになっている。そして、供給水ポンプＰ１の運転によって、貯湯タンク５０の下部から取り出した供給水Ｗをケーシング外上流側部分５１ａ、ケーシング内部分５１ｂ、及びケーシング外下流側部分５１ｃを通過させて貯湯タンク５０の上部に戻し、加熱された供給水Ｗを貯湯タンク５０に温度成層を形成して貯湯するように構成されている。なお、供給水ポンプＰ１は、後述の供給水量制御手段Ｈ１に制御されて排熱回収回路５１に供給される供給水Ｗの流量を調整するように構成されている。
【００２９】
なお、貯湯タンク５０からの湯水取り出し箇所や貯湯タンク５０への湯水戻し箇所には、図示しない開閉弁が設けられている。また、貯湯タンク５０には、詳細な説明は省略するが、上水供給箇所から貯湯タンク５０の下部に上水を供給する給水路と、貯湯タンク５０の上部から取り出した温水を熱負荷に供給する給湯路とが、前記ケーシング外上流側部分５１ａ及びケーシング外下流側部分５１ｃとは独立に貯湯タンク５０に接続されている。また、給水路と給湯路との間には、貯湯タンク５０をバイパスして給水路からの上水を給湯路に供給可能なバイパス路と、そのバイパス路を通流する上水の量を制御可能なバイパス量調整手段とが設けられ、熱負荷に対して供給される温水の温度を調整可能に構成されている。
【００３０】
排熱回収回路５１におけるケーシング内部分５１ｂは、ケーシング１０内において、その上流側（ケーシング外上流側部分５１ａが接続される端部側）から順に、気液熱交換器３２、排ガス熱交換器３０、エンジン冷却水熱交換器３１、及び電気ヒータ３４を経由するように構成されている。従って、ケーシング外上流側部分５１ａからケーシング内部分５１ｂに流入する供給水Ｗは、まず気液熱交換器３２にて排出される加温空気Ａと熱交換し、次に排ガス熱交換器３０にてエンジン２０の排ガスＥと熱交換し、さらにエンジン冷却水熱交換器３１にてエンジン冷却水と熱交換して加熱される。そして、余剰電力があって電気ヒータ３４がオンになっている状態にあっては、その電気ヒータ３４にて、排熱回収回路５１においてエンジン冷却水熱交換器３１を通過した供給水Ｗを加熱自在に構成されている。
【００３１】
ケーシング内部分５１ｂにおける気液熱交換器３２の供給水出口側、すなわち、ケーシング内部分５１ｂにおける気液熱交換器３２設置部分と排ガス熱交換器３０設置部分の間の気液熱交換器３２近傍部分には、その部分を通流する供給水Ｗの温度を計測する水温サーミスタＳ１（水温計測手段）が設けられている。また、ケーシング１０の庫内においてエンジン２０や発電機２１、または各熱交換器（３０、３１、３２）若しくは電気ヒータ３４等による熱輻射の影響を直接受けない箇所に、ケーシング１０内（ケーシング庫内空間１００）の空気温度を計測する空気温サーミスタＳ２（庫内温度計測手段）が設けられている。これらのサーミスタＳ１、Ｓ２は、後述する制御手段Ｈ（詳細には供給水量制御手段Ｈ１と換気制御手段Ｈ２）に接続されている。また、図示は省略するが、ケーシング外下流側部分５１ｃには生成された温水の温度を計測する生成温水サーミスタが設けられ、その計測値を制御手段Ｈに入力可能に構成されている。
【００３２】
〔制御手段の構成〕
制御手段Ｈは、本発明に係る熱供給システムを適用したコージェネレーションシステム全体の運転を制御するように構成されている。つまり、図示は省略するが、制御部としてのマイコンとユーザインタフェースとしてのリモコン部とを備えて、リモコン部からの指示入力や設定を受けて、コージェネレーションシステムの運転のオン／オフ制御や稼動タイミング制御を実行するようになっている。
この制御手段Ｈには、供給水ポンプＰ１の運転（回転式のポンプにあっては回転量、すなわち供給水Ｗの供給量）を制御する供給水量制御手段Ｈ１、及び、換気ファン１２による加温空気Ａの排出量（すなわち換気ファン１２の回転量）を制御する換気制御手段Ｈ２が設けられている。
【００３３】
供給水量制御手段Ｈ１には水温サーミスタＳ１が接続されて、ケーシング内部分５１ｂにおける気液熱交換器３２の供給水出口側における供給水Ｗの温度を検出する。また、換気制御手段Ｈ２には空気温サーミスタＳ２が接続されて、ケーシング１０内（ケーシング庫内空間１００）の空気温度を検出する。
【００３４】
〔熱供給システムの運転制御〕
以下、本発明における熱供給システムの運転制御について説明する。
まず、このコージェネレーションシステムにおいて、貯湯タンク５０への貯湯運転の開始が指令されると、制御手段Ｈは、図示しないガス供給元弁及びガス流量調整弁の開制御を実行してエンジン２０に燃料であるガスを供給し、燃焼を開始させる。この燃焼に伴って、エンジン２０は動力の発生を開始する。また、エンジン冷却水循環ポンプＰ２を運転させて、エンジン冷却水をエンジン冷却回路２３に循環させる。なお、前記エンジン２０には、図示しない燃料供給路から設定流量（例えば、０．４３３ｍ3／ｈ）でガス燃料が供給されて、コージェネレーションシステムが定格運転されるようになっており、その定格運転状態では、コージェネレーションシステムの発電電力は定格発電電力（例えば１ｋＷ）で略一定となるようになっている。
【００３５】
制御手段Ｈ（供給水量制御手段Ｈ１）は、水温サーミスタＳ１にて計測する気液熱交換器３２の出口側における供給水Ｗの温度が、気液熱交換器出口用設定温度となるように供給水ポンプＰ１の運転を制御する。そして、排熱回収回路５１を通流する供給水Ｗは、気液熱交換器３２、排ガス熱交換器３０、及びエンジン冷却水熱交換器３１にて加熱される。すなわち、エンジン２０の駆動に伴い、排熱回収回路５１を通流する供給水Ｗを、気液熱交換器３２、排ガス熱交換器３０、及びエンジン冷却水熱交換器３１にて熱交換させて、温水を生成する。
【００３６】
排熱回収回路５１のケーシング外上流側部分５１ａからケーシング内部分５１ｂへは、貯湯タンク５０下部に貯留されている湯水が供給水Ｗとして供給される。供給される供給水Ｗは、約２０℃前後である。そして、排熱回収回路５１は、まず気液熱交換器３２においてケーシング１０内の加温空気Ａと熱交換する。このとき、供給水量制御手段Ｈ１は、水温サーミスタＳ１にて計測する気液熱交換器３２の出口側における供給水Ｗの温度が、エンジン２０の排ガスＥの露点温度（例えば６０℃前後）以下の気液熱交換器出口用設定温度（例えば２５〜３０℃前後）となるように供給水ポンプＰ１を制御する。気液熱交換器３２での熱交換によって、加温空気Ａは５０℃前後まで温度低下されて（換言すると、排出される加温空気Ａが５０℃前後になるまで、供給水Ｗによって加温空気Ａの保有熱を回収して）、換気口１０ｂから排出される。また、気液熱交換器３２の出口側における供給水Ｗの温度は排ガスＥの露点温度以下の温度であるので、排ガス熱交換器３０では、排ガスＥの潜熱をも供給水Ｗによって回収できるものとなる。従って、排ガス熱交換器３０には、潜熱回収型の熱交換器を採用する。排ガス通路２５よりケーシング１０外に排出される排ガスＥは、この供給水Ｗとの熱交換によって３０〜４０℃となる。
【００３７】
また、このコージェネレーションシステムにおいては、エンジン２０の運転開始に伴って、そのエンジン２０の発生する動力によって発電機２１が駆動され、電力を発生する。発生された電力は、上述したようにインバータにて商用系統６１から供給される電力と同じ電圧および同じ周波数に調整されて、コージェネ用電力供給ライン６５を介して電力供給ライン６３に接続された電力負荷６０に供給される。また、発電電力の電力負荷６０に対する余剰分である余剰電力は、電気ヒータ３４にて消費されて熱を発生する。
【００３８】
このとき、ケーシング１０内部（ケーシング庫内空間１００）の空気は、エンジン２０、発電機２１、インバータ２２、及び余剰電力があるときは電気ヒータ３４、或いは各熱交換器（これらを熱供給システム構成機器と総称する）から放出される熱にて加温される。制御手段Ｈ（換気制御手段Ｈ２）は、空気温サーミスタＳ２によって計測するケーシング１０内の空気温度が換気ファン運転開始用設定温度（例えば５０℃前後）に達するまでの間は換気ファン１２を停止させ、また、その空気温度が換気ファン運転開始用設定温度に到達すると、空気温サーミスタＳ２によって計測する前記ケーシング１０内の空気温度が運転時設定温度（例えば７０℃前後）となるように換気ファン１２の運転を制御する。この運転時設定温度が本発明における設定温度に相当し、電装部品や本システムの構成機器の熱劣化を抑制可能な上限温度として設定されている。
【００３９】
従って、熱供給システムの起動直後であって熱供給システム構成機器からの輻射熱が小さく、ケーシング１０内の空気の温度が未だ設定温度としての運転時設定温度よりも低い状態にあっては、換気ファン１２による加温空気Ａの排出量がゼロ又は小さい状態であるので、排ガス熱交換器３０、エンジン冷却水熱交換器３１、又はそれらから排熱を回収した供給水Ｗが通流する排熱回収回路５１（ケーシング内部分５１ｂ）からのケーシング１０内の低温の空気への熱放射を抑制して、熱損失を低減しながら効率よく温水を生成することが可能となる。また、熱供給システム構成機器からの放出熱によってケーシング１０内の空気の温度が運転時設定温度よりも上昇した状態にあっては、換気ファン１２による加温空気Ａの排出量を高く調整してケーシング内の温度を調整する。従って、ケーシング１０内の空気の温度を運転時設定温度より高くならないようにして、ケーシング１０内部の電装部品や構成機器の熱劣化を抑制することができるものとなる。
【００４０】
このようにして、ケーシング１０内の構成機器の熱劣化を低減しつつ、ケーシング１０内にて加温された加温空気Ａの保有する熱を有効に利用して温水を生成することが可能な熱供給システムが提供できるものとなる。
なお、上記実施形態において説明した、加温空気Ａ、供給水Ｗ又は排ガスＥ等の各部における温度は、熱供給システムにおける各構成機器の配置や供給水Ｗの供給方法等によって、若干の変動があり得るものである。
【００４１】
〔別実施形態〕
次に、本発明の別実施形態について説明する。
（イ）上記実施形態においては、図１に示すように、上水供給箇所から貯湯タンク５０の下部に上水を供給する給水路と貯湯タンク５０からの取出し路としてのケーシング外上流側部分５１ａ、及び、熱負荷に貯湯タンク５０に貯湯した温水を送出する給湯路と貯湯タンク５０への戻し路としてのケーシング外下流側部分５１ｃとを夫々独立して貯湯タンク５０に接続するように構成し、一旦給水路から貯湯タンク５０下部に供給された上水をケーシング外上流側部分５１ａに取り出し、また、一旦ケーシング外下流側部分５１ｃから貯湯タンク５０上部に戻された温水を給湯路に取り出すように構成している。しかしながら、このような構成に限定されるものではなく、給水路とケーシング外上流側部分５１ａとを直接接続可能な切換弁を設けて、給水路からケーシング外上流側部分５１ａに直接供給水Ｗを供給し、また、ケーシング外下流側部分５１ｃと給湯路とを直接接続可能な切換弁を設けて、ケーシング外下流側部分５１ｃから給湯路に直接生成された温水を供給するように構成してもよい。
【００４２】
（ロ）上記実施形態においては、エンジン２０にて燃焼させる燃料としてガスを用いる構成としたが、他の化石燃料等を燃焼させるエンジンに適用することも可能である。また、その他排ガス及び排熱を発生し、電力を生成可能な各種の構成を有する熱供給システムにおいて、本発明の構成を適用することができる。
【００４３】
（ハ）上記実施形態においては、エンジン２０の冷却のためにエンジン冷却回路２３にエンジン冷却水を通流させるように構成したが、冷却媒体として冷却水以外の冷却媒体を用いたものとしてもよい。
【００４４】
（ニ）上記実施形態においては、排熱回収回路５１をケーシング外上流側部分５１ａ、ケーシング内部分５１ｂ、及び、ケーシング外下流側部分５１ｃの３つの部分により構成したが、これを単一の配管にて構成してもよい。また、ケーシング内部分５１ｂを、各熱交換器（気液熱交換器３２、排ガス熱交換器３０、及びエンジン冷却水熱交換器３１等）毎に更に分割して設けることも可能である。
【００４５】
（ホ）上記実施形態においては、水温計測手段及び庫内温度計測手段としてサーミスタ（水温サーミスタＳ１、空気温サーミスタＳ２）を用いる構成としたが、このような構成に限定されるものではなく、サーミスタ以外の温度センサ（例えば熱電対）を用いることも可能である。
【００４６】
（ヘ）上記実施形態においては、水温計測手段としての水温サーミスタＳ１を気液熱交換器３２の出口近傍に設ける構成としたが、排ガス熱交換器３０の入口近傍に設ける構成としてもよい。なお、水温サーミスタＳ１を気液熱交換器３２の出口近傍に設ける場合において、気液熱交換器３２と排ガス熱交換器３０との間の排熱回収回路５１にて供給水Ｗが加温される可能性がある場合は、気液熱交換器出口用設定温度をその加温される温度分低い温度に設定することで、排ガス熱交換器３０の入口近傍における供給水Ｗの温度を排ガスＥの露点温度に近づけることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、ケーシング内にて加温された加温空気の保有する熱を有効に利用して温水を生成することが可能な熱供給システムを提供することができるものである。
【符号の説明】
【００４８】
１０      ケーシング
１０ａ    空気取入口
１０ｂ    換気口
１２      換気ファン（加温空気排出手段）
２０      エンジン
２１      発電機
２２      インバータ
２３      エンジン冷却回路
２４      膨張タンク
２５      排ガス通路
３０      排ガス熱交換器
３１      エンジン冷却水熱交換器
３２      気液熱交換器
３４      電気ヒータ
５０      貯湯タンク
５１      排熱回収回路
５１ａ    ケーシング外上流側部分（排熱回収回路）
５１ｂ    ケーシング内部分（排熱回収回路）
５１ｃ    ケーシング外下流側部分（排熱回収回路）
６０      電力負荷
６１      商用系統
６３      電力供給ライン
６５      コージェネ用電力供給ライン
Ｈ        制御手段
Ｈ１      換気制御手段
Ｈ２      供給水量制御手段
Ｐ１      供給水ポンプ（供給水量調整手段）
Ｐ２      エンジン冷却水循環ポンプ
Ｗ        供給水
Ａ        加温空気
Ｅ        排ガス
【図１】
2011179788.tif 000003
【図２】
2011179788.tif 000004