(57)【要約】【課題】発電装置の排熱と太陽熱とを併用しつつ，エネルギー効率の低下を来すことなく使用できるコージェネ太陽熱併用システムを提供すること。【解決手段】発電装置５の発電と排熱とをいずれも利用するコージェネレーションシステム２と，太陽光を受けて集熱する集熱器３と，集熱器３での集熱による湯を貯蔵する主貯湯タンク４とを有するコージェネ太陽熱併用システム１を対象とする。ここでコージェネレーションシステム２は，発電装置５と，発電装置５の排熱による湯を貯蔵する副貯湯タンク６とを有し，主貯湯タンク４は副貯湯タンク６より大容量のものであり，副貯湯タンク６から主貯湯タンク４へ湯を送る送湯管１０が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電装置の発電と排熱とをいずれも利用するコージェネレーションシステムと，
太陽光を受けて集熱する集熱器と，
前記集熱器での集熱による湯を貯蔵する主貯湯タンクとを有するコージェネ太陽熱併用システムであって，
前記コージェネレーションシステムは，
発電装置と，
前記発電装置の排熱による湯を貯蔵する副貯湯タンクとを有するものであり，
前記主貯湯タンクは前記副貯湯タンクより大容量のものであり，
前記副貯湯タンクから前記主貯湯タンクへ湯を送る送湯管が設けられていることを特徴とするコージェネ太陽熱併用システム。
【請求項２】
請求項１に記載のコージェネ太陽熱併用システムであって，前記コージェネレーションシステムは，
前記副貯湯タンクの湯に水を添加して前記送湯管に送り込む水添加部を有することを特徴とするコージェネ太陽熱併用システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，発電装置の発電と排熱とをいずれも利用し，さらに太陽光の熱をも利用するコージェネ太陽熱併用システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から，発電装置の発生電力と排熱との両方を利用するコージェネレーションシステムが使用されている。コージェネレーションシステムには，発電装置として燃料電池を使用するものがある。特許文献１のコージェネレーションシステムではさらに，太陽熱をも利用することとしている。すなわち特許文献１のコージェネレーションシステムでは，発電ユニットと太陽光の集熱器とにそれぞれ貯湯タンクを設けている（同文献の図１中の「４２」，「１２」）。そして，集熱器の貯湯タンク１２からの出湯ライン（同文献の図１中の「３０」）を，発電ユニットの貯湯タンク４２の給水路（同文献の図１中の「５０」）に接続している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2016-14510号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら前記した従来の技術には，次のような問題点があった。発電ユニットの貯湯タンク４２の内部の成層蓄熱が崩れてしまう場合があることである。このため，貯湯タンク４２内における上部の湯温が低い場合があり，給湯管（同文献の図１中の「６０」）の先で追い炊き加熱を強いられる場合があった。これによりエネルギー効率が低下することがあった。
【０００５】
本発明は，前記した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，発電装置の排熱と太陽熱とを併用しつつ，エネルギー効率の低下を来すことなく使用できるコージェネ太陽熱併用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】
【０００６】
本発明の一態様におけるコージェネ太陽熱併用システムは，発電装置の発電と排熱とをいずれも利用するコージェネレーションシステムと，太陽光を受けて集熱する集熱器と，集熱器での集熱による湯を貯蔵する主貯湯タンクとを有するコージェネ太陽熱併用システムであって，コージェネレーションシステムは，発電装置と，発電装置の排熱による湯を貯蔵する副貯湯タンクとを有するものであり，主貯湯タンクは副貯湯タンクより大容量のものであり，副貯湯タンクから主貯湯タンクへ湯を送る送湯管が設けられているものである。
【０００７】
上記態様におけるコージェネ太陽熱併用システムでは，コージェネレーションシステムから主貯湯タンクへの送湯を行っても，主貯湯タンクの成層蓄熱はほとんど乱されない。また，主貯湯タンクの容量を利用できるので，コージェネレーションシステムでの排熱を無駄に捨てざるを得ない場面がほとんどない。このため，エネルギー効率の高いコージェネ太陽熱併用システムとなっている。
【０００８】
上記態様のコージェネ太陽熱併用システムでは，コージェネレーションシステムが，副貯湯タンクの湯に水を添加して送湯管に送り込む水添加部を有することが望ましい。これによりコージェネレーションシステムからの送湯の温度を下げ，主貯湯タンクの成層蓄熱をより良好に維持することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本構成によれば，発電装置の排熱と太陽熱とを併用しつつ，エネルギー効率の低下を来すことなく使用できるコージェネ太陽熱併用システムが提供されている。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態に係るコージェネ太陽熱併用システムの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下，本発明を具体化した実施の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，燃料電池によるコージェネレーションと太陽熱とを併用する給湯システムに本発明を適用して，コージェネ太陽熱併用システムとしたものである。本形態のコージェネ太陽熱併用システム１は，図１に示すように構成されている。すなわち図１のコージェネ太陽熱併用システム１は，燃料電池コージェネユニット２と，太陽光集熱パネル３と，主貯湯タンク４とを有している。
【００１２】
図１の燃料電池コージェネユニット２は，燃料電池５と，副貯湯タンク６とを内蔵している。燃料電池５は，燃料ガスの供給を受けて電力を発生するものであり，燃料ガスとしては，燃料電池５の種類に応じて水素ガスその他の可燃性ガスが用いられる。燃料電池５で発生した電力は，電力需要先へ供給される。燃料電池５は電力ばかりでなく熱も発生する。このためその排熱を，副貯湯タンク６内の湯という形で貯蔵できるようになっている。
【００１３】
副貯湯タンク６は，燃料電池５の排熱による湯を貯蔵するタンクである。そのために必要な水については，上水道から給水を受けることで賄うようになっている。副貯湯タンク６は，比較的小容量（例えば２５リットル程度）のものである。さらに，燃料電池コージェネユニット２には，副貯湯タンク６よりも下流側の位置に合流点７が設けられている。これにより，副貯湯タンク６から送出される湯に水を添加して湯温を下げることができるようになっている。
【００１４】
太陽光集熱パネル３は，昼間の太陽光を受けて冷水を湯にするものである。そして主貯湯タンク４は，太陽光集熱パネル３で昇温された湯を貯蔵するタンクである。太陽光集熱パネル３と主貯湯タンク４との間で湯水のやりとりができるようになっている。また，主貯湯タンク４は，前述の副貯湯タンク６よりも大容量（例えば２００リットル程度）のものである。また，主貯湯タンク４においては，下部に受水口８が，上部に給湯口９が，それぞれ設けられている。給湯口９から，給湯先へ湯を送出できるようになっている。
【００１５】
図１のコージェネ太陽熱併用システム１には，さらに，燃料電池コージェネユニット２と主貯湯タンク４とを繋ぐ送湯管１０が設けられている。これにより，副貯湯タンク６から主貯湯タンク４へ湯を送ることができるようになっている。送湯管１０は主貯湯タンク４においては，受水口８に接続されている。なお詳細は省略するが，図１のコージェネ太陽熱併用システム１では当然，ポンプや弁が適宜配置されている。このため，湯水の供給や送出は，どの場所においても，必要なときにのみなされるようになっている。
【００１６】
上記のように構成された図１のコージェネ太陽熱併用システム１は，次のように動作する。まず，燃料電池コージェネユニット２の燃料電池５は，ほぼ常時稼働しており，電力需要を賄っている。その排熱により，副貯湯タンク６内に湯が貯蔵される。なお燃料電池コージェネユニット２は，副貯湯タンク６から直接家庭の給湯先への給湯を行うことも可能な仕様のものである。そのため，副貯湯タンク６の湯温が高い場合には合流点７を利用して３０℃程度まで温度を下げた湯を送出できるものである。
【００１７】
一方，主貯湯タンク４には，昼間の太陽光により太陽光集熱パネル３で昇温された湯が貯蔵される。主貯湯タンク４はかなり大容量のものであり，内部の湯は成層蓄熱状態となる。主貯湯タンク４の湯は，上部の給湯口９から給湯先へ送出される。このため，給湯先で必要とされる程度に高温の湯を供給することができる。
【００１８】
ここで，副貯湯タンク６から主貯湯タンク４への送湯（以下，単に「送湯」という）について説明する。送湯は，給湯口９から給湯を行ったときに行われる。主貯湯タンク４を
満水状態に維持するためである。このようにして送湯されるときには，主貯湯タンク４内の成層蓄熱はほとんど乱れない。一時に大量の湯が送られる訳ではないからである。また
前述のように，合流点７を利用して送湯の温度を下げることができるからである。このため，送湯された湯が下部の受水口８から主貯湯タンク４に入るとしても，成層蓄熱が乱れるまでには至らない。
【００１９】
このため本形態のコージェネ太陽熱併用システム１では，燃料電池コージェネユニット２からの送湯が行われることがあっても，主貯湯タンク４の成層蓄熱状態は維持される。したがって，送湯が行われた直後であっても，給湯口９から給湯される湯の温度が低下してしまうということにはならない。よって追い炊きの必要はない。
【００２０】
以上詳細に説明したように本実施の形態によれば，燃料電池コージェネユニット２による電力および排熱を有効利用しつつ，かつ，主貯湯タンク４からの給湯温度が安定しているコージェネ太陽熱併用システム１が実現されている。これによりエネルギー効率の低下が防止されている。なお，上記のような，下部に受水口８が設けられ上部に給湯口９が設けられた主貯湯タンク４に相当するものには汎用品が存在する。そのため。汎用品を有効活用しつつ本形態のコージェネ太陽熱併用システム１を実現することができる。また，燃料電池コージェネユニット２が家庭用等で大型化できない場合には，副貯湯タンク６の容量が必然的に小さいものとなる。その場合でも，大容量の主貯湯タンク４が存在することで，燃料電池コージェネユニット２の排熱をより有効に利用できる。副貯湯タンク６の過昇温防止のために湯を廃棄する必要がないからである。
【００２１】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，燃料電池コージェネユニット２における合流点７は，必須のものという訳ではない。また，主貯湯タンク４における受水口８の位置は，必ずしも下部でなくてもよい。また，発電装置は燃料電池には限らない。
【符号の説明】
【００２２】
１    コージェネ太陽熱併用システム
２    燃料電池コージェネユニット
３    太陽光集熱パネル
４    主貯湯タンク
５    燃料電池（発電装置）
６    副貯湯タンク
７    合流点
８    受水口
９    給湯口
１０  送湯管
【図１】
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