(57)【要約】【課題】コージェネレーションシステムの給水源及び排水先の少なくとも何れか一方が仮設状態であったとしても、熱電併給装置の試運転を円滑に行うことができるコージェネレーションシステムの試運転方法を提供する。【解決手段】給水源から貯湯タンクへの湯水の供給を開始する給水開始工程と、貯湯タンクへ供給された湯水量が第１基準湯水量に達したか否かを判定する第１判定工程と、貯湯タンクへ供給された湯水量が第１基準湯水量に達すると排熱回収路での湯水の通流と熱電併給装置の試運転とを開始する試運転開始工程と、貯湯タンクへ供給された湯水の量が第２基準湯水量に達したか否かを判定する第２判定工程と、貯湯タンクへ供給された湯水の量が第２基準湯水量に達すると排熱回収路での湯水の通流と熱電併給装置の試運転とを継続したままで給水源から貯湯タンクへの給水を停止する給水停止工程とを有する。【選択図】図２
2015129590.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱と電気とを併せて発生する熱電併給装置と、前記熱電併給装置から排出される熱を回収した湯水を貯える貯湯タンクとを備えるコージェネレーションシステムの試運転方法であって、
前記コージェネレーションシステムは、給水源と貯湯タンクとを接続し、前記給水源から供給される湯水が通流する給水路と、前記貯湯タンクの抜出口から抜き出された湯水が再び前記貯湯タンクの帰還口へと帰還する間に通流する排熱回収路とを備え、前記排熱回収路の途中には、前記排熱回収路を通流している湯水が、前記熱電併給装置から排出される熱の回収を行う熱回収部が設けられており、
前記熱電併給装置の試運転を開始するのに先立って、前記給水源から前記貯湯タンクへの湯水の供給を開始する給水開始工程と、
前記給水開始工程を行うことにより前記貯湯タンクへ供給された湯水の量が、前記貯湯タンクの前記抜出口と前記熱回収部との間の前記排熱回収路に湯水を満たした状態を作り出すことができる第１基準湯水量に達したか否かを判定する第１判定工程と、
前記第１判定工程において、前記給水開始工程を行うことにより前記貯湯タンクへ供給された湯水の量が前記第１基準湯水量に達したと判定すると、前記排熱回収路での湯水の通流と前記熱電併給装置の試運転とを開始する試運転開始工程と、
前記給水開始工程を行うことにより前記貯湯タンクへ供給された湯水の量が、前記排熱回収路を通流する湯水を利用して前記熱電併給装置の試運転を実施中に前記熱電併給装置から排出される熱の回収を継続的に行うことができる、前記第１基準湯水量以上の第２基準湯水量に達したか否かを判定する第２判定工程と、
前記第２判定工程において、前記給水開始工程を行うことにより前記貯湯タンクへ供給された湯水の量が前記第２基準湯水量に達したと判定すると、前記排熱回収路での湯水の通流と前記熱電併給装置の試運転とを継続したままで、前記給水源から前記貯湯タンクへの給水を停止する給水停止工程とを有するコージェネレーションシステムの試運転方法。
【請求項２】
前記コージェネレーションシステムは、前記排熱回収路の途中の、前記貯湯タンクの前記抜出口と前記熱回収部との間に、前記熱回収部に流入する湯水の温度が所定の上限湯水温度以上になると前記排熱回収路を通流する湯水からの放熱を促進させるように動作する放熱促進手段を備え、
前記第２基準湯水量は、前記排熱回収路を通流する湯水を利用して前記熱電併給装置から排出される熱の回収を継続的に行っている間、前記貯湯タンクの前記抜出口と前記帰還口との間の前記排熱回収路に湯水を満たした状態を作り出すことができる湯水の量である請求項１に記載のコージェネレーションシステムの試運転方法。
【請求項３】
前記第２基準湯水量は、前記熱電併給装置の試運転の開始に伴って前記熱回収部での湯水の通流が必要になってから前記熱電併給装置の試運転の完了に伴って前記熱回収部での湯水の通流が不要になるまでの熱回収期間に、所定の上限湯水温度未満の湯水を継続的に前記熱回収部に通流させることができる湯水の量である請求項１に記載のコージェネレーションシステムの試運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱と電気とを併せて発生する熱電併給装置と、熱電併給装置から排出される熱を回収した湯水を貯える貯湯タンクとを備えるコージェネレーションシステムの試運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、熱と電気とを併せて発生する熱電併給装置と、湯水を貯える貯湯タンクを有する貯湯ユニットとを備えるコージェネレーションシステムがある。このようなコージェネレーションシステムでは、貯湯タンクに貯えられている湯水を利用して、熱電併給装置で発生して排出される熱を回収することで、熱電併給装置の冷却と貯湯タンクでの蓄熱とが併せて行えるような構成になっている。例えば、コージェネレーションシステムは、貯湯タンクの抜出口から抜き出された湯水が再び貯湯タンクの帰還口へと帰還する間に通流する排熱回収路を備え、その排熱回収路の途中には、排熱回収路を通流している湯水が、熱電併給装置から排出される熱の回収を行う熱回収部が設けられる。
【０００３】
特許文献１には、このような構成のコージェネレーションシステムが正常に動作するか否かを確かめるための試運転方法が記載されている。この試運転方法では、先ず、貯湯タンクが満杯になるまで貯湯タンクへ湯水を供給し、その後、満杯状態の貯湯タンクから排熱回収路へと湯水が通流される。そして、排熱回収路を流れる湯水の温度に基づいて、コージェネレーションシステムが正常に動作しているか否か（具体的には、配管の誤接続が行われているか否か）を判定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２２５５８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
コージェネレーションシステムは、住戸や施設の建築途中で設置されることが多い。そのような場合、コージェネレーションシステムの試運転も、そのコージェネレーションシステムが設置される住戸や施設の建築途中で行われる。尚、住戸や施設が建築途中である場合、その住戸や施設において、給水源となる上水設備や排水先となる下水設備が完成しているとは限らない。即ち、コージェネレーションシステムの給水源及び排水先の少なくとも何れか一方が仮設状態となっている場合がある。ここで言うような仮設状態では、例えば、一時的に設置された貯水槽等が、上水設備や下水設備の代わりとしての仮設の給水源や排水先として利用される。このような状態でコージェネレーションシステムの試運転を行うとなると、仮設状態の給水源から貯湯タンクへ湯水を供給するときに水が不足する可能性や、貯湯タンクから仮設状態の排水先へ水を排水するときに、仮設状態の排水先から水があふれてしまう可能性などがある。
【０００６】
特に、集合住宅等では、多数のコージェネレーションシステムを設置する必要があるため、給水源及び排水先が仮設状態である場合に生じ得る上記問題は顕著になる。尚、給水源や排水先が本設状態になってから住人がその集合住宅等に入居するまでの間に試運転を行ってもよい。しかし、給水源や排水先が本設状態になってから住人が入居するまでの期間は短い。そのため、その短期間に全ての住戸等において試運転を完了させるために必要な多数の人工を用意できない可能性がある。また、時間的な余裕があるうちにコージェネレーションシステムの試運転を行おうとしても、コージェネレーションシステムの給水源及び排水先の少なくとも何れか一方が仮設状態である間にせざるを得ない。その結果、上述したように、給水が不足する可能性や、排水時に水があふれてしまう可能性などがあるという問題は解消できない。
【０００７】
そもそも、特許文献１に記載のように、貯湯タンクへ湯水を満杯にした後に試運転を行おうとすると、給水源及び排水先の少なくとも何れか一方が仮設状態にある場合だけでなく、給水源及び排水先の両方が本設状態にある場合においても、貯湯タンクへ湯水を満杯にするための所要時間が長くなるという問題や、試運転が終了した後で貯湯タンクから湯水を排出するための所要時間が長くなるという問題もある。
【０００８】
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、コージェネレーションシステムの給水源及び排水先の少なくとも何れか一方が仮設状態であったとしても、熱電併給装置の試運転を円滑に行うことができるコージェネレーションシステムの試運転方法を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記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の試運転方法の特徴構成は、熱と電気とを併せて発生する熱電併給装置と、前記熱電併給装置から排出される熱を回収した湯水を貯える貯湯タンクとを備えるコージェネレーションシステムの試運転方法であって、
前記コージェネレーションシステムは、給水源と貯湯タンクとを接続し、前記給水源から供給される湯水が通流する給水路と、前記貯湯タンクの抜出口から抜き出された湯水が再び前記貯湯タンクの帰還口へと帰還する間に通流する排熱回収路とを備え、前記排熱回収路の途中には、前記排熱回収路を通流している湯水が、前記熱電併給装置から排出される熱の回収を行う熱回収部が設けられており、
前記熱電併給装置の試運転を開始するのに先立って、前記給水源から前記貯湯タンクへの湯水の供給を開始する給水開始工程と、
前記給水開始工程を行うことにより前記貯湯タンクへ供給された湯水の量が、前記貯湯タンクの前記抜出口と前記熱回収部との間の前記排熱回収路に湯水を満たした状態を作り出すことができる第１基準湯水量に達したか否かを判定する第１判定工程と、
前記第１判定工程において、前記給水開始工程を行うことにより前記貯湯タンクへ供給された湯水の量が前記第１基準湯水量に達したと判定すると、前記排熱回収路での湯水の通流と前記熱電併給装置の試運転とを開始する試運転開始工程と、
前記給水開始工程を行うことにより前記貯湯タンクへ供給された湯水の量が、前記排熱回収路を通流する湯水を利用して前記熱電併給装置の試運転を実施中に前記熱電併給装置から排出される熱の回収を継続的に行うことができる、前記第１基準湯水量以上の第２基準湯水量に達したか否かを判定する第２判定工程と、
前記第２判定工程において、前記給水開始工程を行うことにより前記貯湯タンクへ供給された湯水の量が前記第２基準湯水量に達したと判定すると、前記排熱回収路での湯水の通流と前記熱電併給装置の試運転とを継続したままで、前記給水源から前記貯湯タンクへの給水を停止する給水停止工程とを有する点にある。
【００１０】
上記特徴構成によれば、給水開始工程を行うことにより貯湯タンクへ供給された湯水の量が第１基準湯水量に達したと判定すると、排熱回収路での湯水の通流と熱電併給装置の試運転とを開始する試運転開始工程を行う。つまり、給水開始工程を行うことにより貯湯タンクへ供給された湯水の量が上記第１基準湯水量に達したタイミング以降であれば、熱回収部に対して湯水を少なくとも一定期間は供給して、熱電併給装置から排出される熱を湯水によって回収できる（即ち、熱電併給装置の冷却を行うことができる）状態となる。このように、先行技術で行われていたように、給水開始工程を行ってから先ず貯湯タンクが満杯になるまで貯湯タンクへ湯水を供給し、その後で満杯状態の貯湯タンクから排熱回収路へと湯水が通流されるのではなく、給水開始工程を行ってから早期に排熱回収路での湯水の通流と熱電併給装置の試運転とを開始することができる。その結果、給水源及び排水先の少なくとも何れか一方が仮設状態にある場合だけでなく、給水源及び排水先の両方が本設状態にある場合においても、コージェネレーションシステムの試運転方法において、排熱回収路での湯水の通流と熱電併給装置の試運転とを開始するまでに要する時間を短縮することができる。また、貯湯タンクへの湯水供給量が先行技術のように貯湯タンクを満杯にするよりも少なくて済むため、試運転の終了後から住人等による使用開始までの期間が空く等で貯湯タンクの水抜きをする場合には、その水抜きに要する時間を短縮できる。
【００１１】
加えて、本特徴構成では、給水開始工程を行うことにより貯湯タンクへ供給された湯水の量が、熱電併給装置から排出される熱の回収を継続的に行うことができる第２基準湯水量（≧第１基準湯水量）に達したと判定すると、排熱回収路での湯水の通流と熱電併給装置の試運転とを継続したままで、給水源から貯湯タンクへの給水を停止する給水停止工程を行う。つまり、熱電併給装置の試運転を行うのに必要な最低限の量の湯水を利用した試運転が行われるので、コージェネレーションシステムへの給水量及びコージェネレーションシステムからの排水量が少なくなる。その結果、給水源が仮設状態であったとしても、給水が不足するという問題の発生を抑制でき、且つ、排水先が仮設状態であったとしても、排水時に水があふれてしまうという問題の発生を抑制できる。尚、本願において「仮設状態」とは、仮設の給水源（上水設備）や仮設の排水先（下水設備）が用いられている状態である。そのため、仮設状態のときには、供給を受けることのできる湯水量の総量が本設状態の場合に比べて少ない状態や、単位時間当たりに供給を受けることのできる湯水量が本設状態の場合に比べて少ない状態、水をあふれさせることなく排水できる湯水量の総量が本設状態の場合に比べて少ない状態や、水をあふれさせることなく単位時間当たりに排水できる湯水量が本設状態の場合に比べて少ない状態が生じ得る。
従って、コージェネレーションシステムの給水源及び排水先の少なくとも何れか一方が仮設状態であったとしても、熱電併給装置の試運転を円滑に行うことができるコージェネレーションシステムの試運転方法を提供できる。尚、本特徴構成によれば、給水源及び排水先の両方が本設状態であるときにも、熱電併給装置の試運転を円滑に行うことができるという効果は当然に得られる。
【００１２】
本発明に係るコージェネレーションシステムの試運転方法の別の特徴構成は、前記コージェネレーションシステムは、前記排熱回収路の途中の、前記貯湯タンクの前記抜出口と前記熱回収部との間に、前記熱回収部に流入する湯水の温度が所定の上限湯水温度以上になると前記排熱回収路を通流する湯水からの放熱を促進させるように動作する放熱促進手段を備え、
前記第２基準湯水量は、前記排熱回収路を通流する湯水を利用して前記熱電併給装置から排出される熱の回収を継続的に行っている間、前記貯湯タンクの前記抜出口と前記帰還口との間の前記排熱回収路に湯水を満たした状態を作り出すことができる湯水の量である点にある。
【００１３】
本特徴構成によれば、第２基準湯水量は、排熱回収路を通流する湯水を利用して熱電併給装置から排出される熱の回収を継続的に行っている間、貯湯タンクの抜出口と帰還口との間の排熱回収路に湯水を満たした状態を作り出すことができる湯水の量であるので、熱回収部では、最小限の湯水量で継続的に熱電併給装置からの熱回収（熱電併給装置の冷却）を行うことができる。また、放熱促進手段を利用することで、熱回収部に流入する湯水の温度の上昇を抑制することができる。つまり、熱回収部に流入する湯水の温度の上昇を抑制しながら、少ない湯水量で熱電併給装置の試運転を行うことができる。
【００１４】
本発明に係るコージェネレーションシステムの試運転方法の更に別の特徴構成は、前記第２基準湯水量は、前記熱電併給装置の試運転の開始に伴って前記熱回収部での湯水の通流が必要になってから前記熱電併給装置の試運転の完了に伴って前記熱回収部での湯水の通流が不要になるまでの熱回収期間に、所定の上限湯水温度未満の湯水を継続的に前記熱回収部に通流させることができる湯水の量である点にある。
【００１５】
上記特徴構成によれば、熱回収期間の間、熱電併給装置からの熱回収を行っても、所定の上限湯水温度未満の湯水を継続的に熱回収部に通流させることができる。つまり、熱回収期間の間、熱電併給装置の冷却を確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態の試運転方法が行われるコージェネレーションシステムの構成を示す図である。
【図２】コージェネレーションシステムの試運転方法を説明するフローチャートである。
【図３】第２実施形態の試運転方法が行われるコージェネレーションシステムの構成を示す図である。
【図４】第２実施形態の試運転方法での第２基準湯水量の導出手法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜第１実施形態＞
以下に図面を参照して本発明に係るコージェネレーションシステムの試運転方法について説明する。
図１は、第１実施形態の試運転方法が行われるコージェネレーションシステムの構成を示す図である。本実施形態では、図１に示すコージェネレーションシステムにおいて、本発明に係るコージェネレーションシステムの試運転方法が行われる。図示するように、コージェネレーションシステムは、熱と電気とを併せて発生する熱電併給装置５と、熱電併給装置５から排出される熱を回収した湯水を貯える貯湯タンク２とを備える。具体的な構成は後述するが、図１には、貯湯タンク２等を有する貯湯ユニットＵ１と、熱電併給装置５等を有する熱電併給設備Ｕ２と、浴槽２０等を有する風呂設備Ｕ３と、熱消費端末２８等を有する熱消費設備Ｕ４と、給湯栓２５を有する給湯設備Ｕ５と、コージェネレーションシステムの運転を制御する制御部Ｃと、作業者から運転制御情報の入力を受け付けて制御部Ｃにその運転制御情報を送信する操作入力部３２とを記載している。操作入力部３２には、コージェネレーションシステムで取り扱われる各種の情報を表示する表示部３３も設けられている。
【００１８】
貯湯ユニットＵ１は、貯湯タンク２に貯えている湯水を蓄熱媒体として用いながら、熱の回収と蓄積と供給とを担う。
貯湯ユニットＵ１による熱の回収は、熱電併給設備Ｕ２との間で行われる。具体的には、コージェネレーションシステムの貯湯ユニットＵ１は、給水源３０と貯湯タンク２とを接続し、給水源３０から供給される湯水が通流する給水路１と、貯湯タンク２の抜出口１０から抜き出された湯水が再び貯湯タンク２の帰還口１１へと帰還する間に通流する排熱回収路３とを備える。給水路１は貯湯タンク２の底部に接続される。排熱回収路３の途中には、排熱回収路３を通流している湯水が、熱電併給装置５から排出される熱の回収を行う熱回収部３４が設けられている。このように、熱回収部３４には、熱電併給装置５を運転することで発生した相対的に高温の熱と、排熱回収路３を通流する相対的に低温の熱（湯水）とが供給される。そして、両者が熱回収部３４で熱交換を行うことで、熱電併給装置５は冷却され、熱回収部３４を通流する湯水は昇温される。
【００１９】
貯湯タンク２には給水路１が接続されており、貯湯タンク２で貯えられている湯水は、給水源３０から給水路１を介して供給される。給水源３０は、例えば、上水設備（上水道配管網や貯水槽など）である。給水路１の途中には給水用開閉弁６と給水流量センサ７とが設けられている。給水流量センサ７は、給水源３０から貯湯タンク２へ流入する水の流量を計測でき、その計測結果は制御部Ｃに伝達される。コージェネレーションシステムの稼働中はこの給水用開閉弁６は開弁状態にあり、給水源３０からの給水圧が貯湯タンク２の内部の湯水へ加わっている。その結果、例えば、後述する給湯栓２５が開栓されると、その給水圧によって給湯栓２５から放出されると共に、貯湯タンク２へは給水路１から自動的に水が補給される。
【００２０】
貯湯タンク２には排水路８が接続されており、貯湯タンク２で貯えられていた湯水を、排水路８を介して排水先３１へと排出することができる。排水先３１は、例えば、下水設備（下水道配管網）である。排水路８の途中には排水用開閉弁９が設けられている。コージェネレーションシステムの稼働中はこの排水用開閉弁９は閉弁状態にあり、貯湯タンク２に貯えられている湯水を排出するときにこの排水用開閉弁９が開弁状態に操作される。
【００２１】
加えて、本実施形態のコージェネレーションシステムは、貯湯ユニットＵ１に設けられる排熱回収路３の途中の、貯湯タンク２の抜出口１０と熱回収部３４との間に、熱回収部３４に流入する湯水の温度が所定の上限湯水温度以上になると排熱回収路３を通流する湯水からの放熱を促進させるように動作する放熱促進手段３７を備える。この放熱促進手段３７は、例えば、排熱回収路３を構成する配管の表面に空気（外気）を当てることのできる放熱ファン３７ａを用いて実現できる。また、熱回収部３４に流入する湯水の温度は温度センサ３６によって検出され、その検出結果は制御部Ｃに伝達される。そして、制御部Ｃからの指令に応じて放熱ファン３７ａが動作開始すると、排熱回収路３を構成する配管の表面に外気が当たり、その結果、排熱回収路３を構成する配管の内部を通流する湯水からの放熱が促進される。これに対して、放熱ファン３７ａが動作停止している間は、排熱回収路３を構成する配管の表面に空気が当てられることもないので、湯水からの放熱が促進されることはない。更に、排熱回収路３を構成する配管の表面に、表面積を大きくするための放熱フィン等を設けてもよい。そして、その放熱フィンに対して放熱ファン３７ａからの風が当たるように構成してもよい。
【００２２】
熱電併給設備Ｕ２は、熱電併給装置５と、その熱電併給設備Ｕ２からの排熱を、後述する排熱回収路３を通流する湯水に回収させるための熱回収部３４（熱交換部）とを有する。また、熱電併給装置５で発生した電力は、電力負荷装置（図示せず）へと供給することができる。熱電併給装置５は、熱と電気とを併せて発生させることのできる装置であれば、どのような構成のものでも構わない。例えば、燃料電池や、エンジンとそのエンジンによって駆動される発電機とを備えてエンジンの排熱と発電機の発電電力とを利用するような装置などを、熱電併給装置５として利用できる。
【００２３】
上述のように、熱電併給装置５からの排熱が供給される熱回収部３４と貯湯タンク２とは、湯水が循環する排熱回収路３を用いて接続されている。つまり、湯水が、排熱回収路３を介して、熱回収部３４と貯湯タンク２との間を循環するように構成されている。制御部Ｃは、熱電併給装置５を運転させている間、排熱回収路３の途中に設けられる排熱回収用循環ポンプ４を動作させ、熱回収部３４と貯湯タンク２との間に湯水を循環させる。このように、排熱回収路３を通流する湯水は、熱電併給装置５を冷却する役割と、熱電併給装置５から排熱を回収する役割とを担っている。また、貯湯タンク２の抜出口１０はその底部側に設けられ、貯湯タンク２の帰還口１１はその頂部側に設けられる。更に、貯湯タンク２の底部側には給水路１が接続される。このような配置になっていることで、貯湯タンク２の内部下方には相対的に低温の湯水が貯えられ、貯湯タンク２の内部上方には相対的に高温の湯水が貯えられることになる。つまり、貯湯タンク２の内部では、温度成層を形成する形態で湯水が貯えられる。
【００２４】
貯湯タンク２に貯えられている湯水は、貯湯タンク２の内部上方に接続されている出湯路１２から取り出すことができる。出湯路１２の途中には、上流側三方弁１５と補助加熱器１６と分岐部１３と下流側三方弁２４とが順に設けられている。
【００２５】
本実施形態の補助加熱器１６は、燃料を消費して熱を発生することで、湯水を加熱することができる装置である。補助加熱器１６は、供給されるガスを燃焼し、その燃焼熱などを用いて湯水を加熱する加熱運転状態で運転できる。補助加熱器１６は、出湯路１２における湯水循環路２２及び風呂循環路１７との共用部分に設けられた補助加熱用熱交換器１６ｈ、その補助加熱用熱交換器１６ｈを加熱する補助バーナ１６ｂ、その補助バーナ１６ｂに燃焼用空気を供給する補助バーナ用送風機１６ｆ等を備えて構成される。補助バーナ１６ｂ燃料供給路を通して供給されるガス燃料を補助バーナ１６ｂにて燃焼させて補助加熱用熱交換器１６ｈを加熱することにより、補助加熱用熱交換器１６ｈを通流する湯水を加熱することができる。補助加熱器１６の運転は、制御部Ｃが制御する。
【００２６】
出湯路１２は、補助加熱器１６よりも下流側の分岐部１３で給湯路１４を分岐し、その分岐部１３よりも下流側の下流側三方弁２４で湯水循環路２２と風呂循環路１７とに分れる。
【００２７】
給湯路１４には、浴室や台所等に設けられる給湯栓２５を有する給湯設備Ｕ５が接続されている。
【００２８】
湯水循環路２２は、下流側三方弁２４と暖房用熱交換器２６と合流部２３と循環ポンプ３５と上流側三方弁１５と補助加熱器１６とを経由して上記下流側三方弁２４に戻る経路を辿る。
【００２９】
熱消費設備Ｕ４は、暖房用熱交換器２６と、暖房用循環路２７と、熱消費端末２８と、暖房ポンプ２９とを有する。暖房用循環路２７は、暖房用熱媒が、暖房ポンプ２９と暖房用熱交換器２６と熱消費端末２８とを順に循環する経路である。熱消費端末２８は、例えば床暖房装置などの暖房装置である。湯水循環路２２を湯水が循環しており、且つ、補助加熱器１６が加熱運転状態であるとき、暖房用熱交換器２６には、補助加熱器１６によって加熱された後の湯水が供給される。暖房用熱交換器２６では、湯水循環路２２を通流する湯水と、暖房用循環路２７を通流する暖房用熱媒との熱交換が行われる。補助加熱器１６が加熱運転状態であるとき、湯水循環路２２を通流する湯水は補助加熱器１６によって加熱された後で暖房用熱交換器２６に流入する。そして、暖房用熱交換器２６において、暖房用循環路２７を通流する暖房用熱媒へ、補助加熱器１６によって加熱された後の湯水が保有する熱が伝達される。暖房用熱交換器２６において昇温された後の暖房用熱媒は、暖房用循環路２７を通って熱消費端末２８へと供給される。熱消費端末２８で熱消費が行われた後の暖房用熱媒は、暖房用循環路２７を通って暖房用熱交換器２６に流入して再び昇温される。
【００３０】
風呂循環路１７は、下流側三方弁２４と風呂用熱交換器１８と合流部２３と循環ポンプ３５と上流側三方弁１５と補助加熱器１６とを経由して上記下流側三方弁２４に戻る経路を辿る。風呂循環路１７を湯水が循環しており、且つ、補助加熱器１６が加熱運転状態であるとき、風呂用熱交換器１８には、補助加熱器１６によって加熱された後の湯水が供給される。
【００３１】
風呂設備Ｕ３は、風呂用熱交換器１８と、浴槽水循環路１９と、風呂ポンプ２１と、浴槽２０とを有する。浴槽水循環路１９は、湯水が、風呂ポンプ２１と浴槽２０と風呂用熱交換器１８とを順に循環する経路である。風呂用熱交換器１８では、風呂循環路１７を通流する湯水と、浴槽水循環路１９を通流する湯水との間での熱交換が行われる。補助加熱器１６が加熱運転状態であるとき、風呂循環路１７を通流する湯水は補助加熱器１６によって加熱された後で風呂用熱交換器１８に流入する。そして、風呂用熱交換器１８において、浴槽水循環路１９を通流する湯水へ、補助加熱器１６によって加熱された後の湯水が保有する熱が伝達される。そして、風呂用熱交換器１８において昇温された後の湯水は、浴槽水循環路１９を通って浴槽２０へと供給される。
【００３２】
次に、コージェネレーションシステムの試運転方法について説明する。図２は、コージェネレーションシステムの試運転方法を説明するフローチャートである。このフローチャートは、例えば、図１に示したようなコージェネレーションシステムを住戸や施設に設置するとき、作業者が、熱電併給装置５が正常に動作することを確かめるために行うような試運転の手順である。尚、図２に示すフローチャートが実行される前の段階では、貯湯タンク２は空の状態である。
【００３３】
工程＃１０において作業者は、熱電併給装置５の試運転を開始するのに先立って、給水源３０から貯湯タンク２への湯水の供給を開始する給水開始工程を行う。具体的には、作業者は、操作入力部３２を用いて貯湯タンク２への湯水の給水開始を制御部Ｃに対して指令する。制御部Ｃは、作業者からの給水開始の指令を受け付けると、給水路１の途中に設けられている給水用開閉弁６を開弁状態にさせる。その結果、給水源３０から貯湯タンク２への給水が開始される。また、制御部Ｃは、給水流量センサ７の検出情報を取得することができ、その検出情報に基づいて、この給水開始工程（工程＃１０）を行うことにより貯湯タンク２へ供給された湯水の量（合計量）を算出する。
【００３４】
次に、工程＃１１において制御部Ｃは、この給水開始工程（工程＃１０）を行うことにより貯湯タンク２へ供給された湯水の量が、貯湯タンク２の抜出口１０と熱回収部３４との間の排熱回収路３に湯水を満たした状態を作り出すことができる第１基準湯水量に達したか否かを判定する第１判定工程を行う。貯湯タンク２の抜出口１０と熱回収部３４との間の排熱回収路３に湯水を満たされていれば、熱回収部３４では、熱電併給装置５の冷却を行うことができる。つまり、第１判定工程（工程＃１１）は、熱電併給装置５を運転開始してもよいか否か（熱電併給装置５の冷却を行うことができるか否か）を判定する工程であるとも言える。
【００３５】
例えば、貯湯タンク２の内部での水位は、給水路１からの給水開始に伴って上昇し、その後、貯湯タンク２の抜出口１０にまで到達する。そして、貯湯タンク２の内部での水位が抜出口１０にまで到達すると、抜出口１０から排熱回収路３へと湯水が流出し、貯湯タンク２の抜出口１０と熱回収部３４との間の排熱回収路３を湯水で満たし始める。尚、熱回収部３４での熱回収には利用されないがコージェネレーションシステム内の配管等を満たすための湯水も必要である。例えば、給水流量センサ７から貯湯タンク２へ至る間の給水路１を満たしている湯水、貯湯タンク２の内部の最底部での水位レベルから抜出口１０の水位レベルまでを満たしている湯水は、熱回収部３４での熱回収には利用されないがコージェネレーションシステム内の配管等を満たすために必要である。本実施形態では、制御部Ｃは、内部メモリなどの記憶手段に、給水路１の途中の、給水流量センサ７が設けられている部位から貯湯タンク２に至るまでの間の容積と、貯湯タンク２の内部の最底部での水位レベルから抜出口１０の水位レベルまでの間の貯湯タンク２の容積と、貯湯タンク２の抜出口１０と熱回収部３４との間の排熱回収路３の容積との合計容積を記憶している。そして、制御部Ｃは、この給水開始工程（工程＃１０）を行うことにより貯湯タンク２へ供給された湯水の量が上記合計容積に到達すると、この給水開始工程（工程＃１０）を行うことにより貯湯タンク２へ供給された湯水の量が上記第１基準湯水量に到達したと判定し、次の工程＃１２に移行する。
【００３６】
これに対して、制御部Ｃは、この給水開始工程（工程＃１０）を行うことにより貯湯タンク２へ供給された湯水の量が上記第１基準湯水量に達していないと判定している間は、工程＃１１を繰り返し実行する。
【００３７】
工程＃１２において制御部Ｃは、上記第１判定工程（工程＃１１）において、給水開始工程（工程＃１０）を行うことにより貯湯タンク２へ供給された湯水の量が第１基準湯水量に達したと判定すると、排熱回収路３での湯水の通流と熱電併給装置５の試運転とを開始する試運転開始工程を行う。つまり、試運転開始工程を開始するのに先立って、熱回収部３４において熱電併給装置５の冷却を行うことができる状態が確立されている。
【００３８】
具体的には、給水開始工程（工程＃１０）を行うことにより貯湯タンク２へ供給された湯水の量が上記第１基準湯水量に達したタイミング以降であれば、熱回収部３４に対して湯水を少なくとも一定期間は供給して、熱電併給装置５から排出される熱を湯水によって回収できる（即ち、熱電併給装置５の冷却を行うことができる）状態となる。このように、先行技術で行われていたように、給水開始工程（工程＃１０）を行ってから先ず貯湯タンク２が満杯になるまで貯湯タンク２へ湯水を供給し、その後で満杯状態の貯湯タンク２から排熱回収路３へと湯水が通流されるのではなく、給水開始工程（工程＃１０）を行ってから早期に排熱回収路３での湯水の通流と熱電併給装置５の試運転とを開始することができる。その結果、給水源３０及び排水先３１の少なくとも何れか一方が仮設状態にある場合だけでなく、給水源３０及び排水先３１の両方が本設状態にある場合においても、コージェネレーションシステムの試運転方法において、排熱回収路３での湯水の通流と熱電併給装置５の試運転とを開始するまでに要する時間を短縮することができる。また、貯湯タンク２への湯水供給量が先行技術のように貯湯タンク２を満杯にするよりも少なくて済むため、試運転の終了後から住人等による使用開始までの期間が空く等で貯湯タンク２の水抜きをする場合には、その水抜きに要する時間を短縮できる。
【００３９】
その後、工程＃１３において制御部Ｃは、上記給水開始工程（工程＃１０）を行うことにより貯湯タンク２へ供給された湯水の量が、排熱回収路３を通流する湯水を利用して熱電併給装置５の試運転を実施中に熱電併給装置５から排出される熱の回収を継続的に行うことができる、上記第１基準湯水量以上の第２基準湯水量に達したか否かを判定する第２判定工程を行う。そして、制御部Ｃは、上記給水開始工程（工程＃１０）を行うことにより貯湯タンク２へ供給された湯水の量が第２基準湯水量に達したと判定した場合には工程＃１４に移行する。
【００４０】
本実施形態では、この第２基準湯水量は、排熱回収路３を通流する湯水を利用して熱電併給装置５から排出される熱の回収を継続的に行っている間、貯湯タンク２の抜出口１０と帰還口１１との間の排熱回収路３に湯水を満たした状態を作り出すことができる湯水の量である。本実施形態では、上述した放熱促進手段３７が、排熱回収路３の途中の、貯湯タンク２の抜出口１０と熱回収部３４との間に設けられているため、排熱回収路３を通流する湯水を利用して熱電併給装置５から排出される熱の回収を継続的に行っている間、貯湯タンク２の抜出口１０と帰還口１１との間の排熱回収路３に湯水を満たした状態であれば、常に、熱電併給装置５を冷却することができる。つまり、本実施形態では、排熱回収路３に空気が混入しなければよい。例えば、上記第１基準湯水量の場合と同様に、制御部Ｃは、内部メモリなどの記憶手段に、給水路１の途中の、給水流量センサ７が設けられている部位から貯湯タンク２に至るまでの間の容積と、貯湯タンク２の内部の最底部での水位レベルから抜出口１０の水位レベルまでの間の貯湯タンク２の容積と、貯湯タンク２の抜出口１０と貯湯タンク２の帰還口１１との間の排熱回収路３の容積との合計容積を記憶している。そして、制御部Ｃは、この給水開始工程（工程＃１０）を行うことにより貯湯タンク２へ供給された湯水の量が上記合計容積に到達すると、この給水開始工程（工程＃１０）を行うことにより貯湯タンク２へ供給された湯水の量が上記第２基準湯水量に到達したと判定する。
【００４１】
工程＃１４において制御部Ｃは、上記第２判定工程（工程＃１３）において、給水開始工程（工程＃１０）を行うことにより貯湯タンク２へ供給された湯水の量が第２基準湯水量に達したと判定すると、排熱回収路３での湯水の通流と熱電併給装置５の試運転とを継続したままで、給水源３０から貯湯タンク２への給水を停止する給水停止工程を行う。具体的には、制御部Ｃは、給水路１の途中に設けられている給水用開閉弁６を閉弁状態にさせる。その結果、給水源３０から貯湯タンク２への給水が停止される。
【００４２】
以上のような各工程が行われることで、作業者が熱電併給装置５の試運転を行っている間、継続的に熱電併給装置５の冷却を行うことができるようになる。
【００４３】
その後、工程＃１５において制御部Ｃは、作業者から試運転の停止指令を受けたか否かを判定する。作業者が、操作入力部３２を用いて熱電併給装置５の試運転の停止を指令すると、制御部Ｃは、作業者から試運転の停止指令を受けたと判定して、工程＃１６に移行する。
【００４４】
工程＃１６において制御部Ｃは、熱電併給装置５の試運転停止工程を行う。この試運転停止工程は、熱電併給装置５の運転を停止する第１停止工程と、排熱回収路３への湯水の通流を停止する第２停止工程と、貯湯タンク２等へ貯えられている湯水を排出する第３停止工程とを含む。具体的には、制御部Ｃは、第１停止工程として、熱電併給装置５自体の運転を停止する運転停止処理（第１停止工程）を行う。尚、熱電併給装置５が運転停止された時点では、熱電併給装置５は未だ熱を保有しているため、その熱を取り除くことを目的とする冷却を行う必要がある。そのため、制御部Ｃは、上記第１停止工程を行った後も、排熱回収路３における湯水の通流は継続する。そして、制御部Ｃは、温度センサ３８で検出される、熱回収部３４から流出する湯水の温度が所定温度未満になると、又は、熱電併給装置５内部の所定部位の温度が所定の設定温度未満になると、熱回収部３４での熱電併給装置５の冷却は十分であると判定して、排熱回収路３での湯水の通流を停止させること（第２停止工程）を行う。具体的には、制御部Ｃは、排熱回収用循環ポンプ４の動作を停止させると共に、表示部３３を用いて第２停止工程を完了したこと（熱電併給装置５の冷却が終了したこと）を作業者へ報知する。
以上の工程が終了した後、上述のような報知を受けた作業者は制御部Ｃに対して排水を指令する。そして、制御部Ｃは、排水路８の途中に設けられている排水用開閉弁９を開弁状態に動作させて、貯湯タンク２などに貯えられている湯水をシステム外部に排出すること（第３停止工程）を行う。
【００４５】
以上のように、本実施形態では、コージェネレーションシステムの給水源３０及び排水先３１の少なくとも何れか一方が仮設状態であったとしても、熱電併給装置５の試運転を円滑に行うことができるコージェネレーションシステムの試運転方法を提供できる。また、上記第２判定工程及び上記給水停止工程において基準値としている上記第２基準湯水量は、排熱回収路３を通流する湯水を利用して熱電併給装置５から排出される熱の回収を継続的に行っている間、貯湯タンク２の抜出口１０と帰還口１１との間の排熱回収路３に湯水を満たした状態を作り出すことができる湯水の量であるので、熱回収部３４では、最小限の湯水量で継続的に熱電併給装置５からの熱回収（熱電併給装置５の冷却）を行うことができる。更に、放熱促進手段３７を利用することで、熱回収部３４に流入する湯水の温度の上昇を抑制することができる。つまり、熱回収部３４に流入する湯水の温度の上昇を抑制しながら、少ない湯水量で熱電併給装置５の試運転を行うことができる。
【００４６】
＜第２実施形態＞
第２実施形態は、本発明に係る試運転方法が行われるコージェネレーションシステムが、放熱促進手段３７を備えていない点で上記第１実施形態のコージェネレーションシステムと異なっている。以下に、第２実施形態について説明するが、上記実施形態と同様の構成については説明を省略する。
【００４７】
図３は、第２実施形態の試運転方法が行われるコージェネレーションシステムの構成を示す図である。図示するように、本実施形態では、排熱回収路３の途中の、貯湯タンク２の抜出口１０と熱回収部３４との間に、第１実施形態で説明したような放熱促進手段３７を備えていない。つまり、熱回収部３４において、熱電併給装置５からの熱回収に利用された後の湯水、即ち、熱電併給装置５からの熱回収によって温度が上昇した湯水から熱の放出を促進するための具体的な手段がシステムに設けられていない。そのため、試運転開始工程（図２の工程＃１２）を実行開始してからの熱電併給装置５の運転継続期間が長くなるにつれて貯湯タンク２及び排熱回収路３を循環する湯水が保有する熱量が増大し、最終的には熱回収部３４に流入する湯水の温度が所定の上限湯水温度以上になったとしても、その温度を強制的に下げることはできない。つまり、試運転開始工程（工程＃１２）を実行開始してからの熱電併給装置５の運転継続期間は、熱回収部３４に流入する湯水の温度が所定の上限湯水温度に到達するまでの期間に制限される。
【００４８】
このような問題に鑑みて、本実施形態では、上述した第２基準湯水量を、熱電併給装置５の試運転の開始に伴って熱回収部３４での湯水の通流が必要になってから熱電併給装置５の試運転の完了に伴って熱回収部３４での湯水の通流が不要になるまでの熱回収期間に、所定の上限湯水温度未満の湯水を継続的に熱回収部３４に通流させることができる湯水の量に設定する。単純には、貯湯タンク２及び排熱回収路３を循環する湯水の温度の上昇を時間的に遅らせるためには、第２基準湯水量を増大させればよい。
【００４９】
以下に、図４を参照して、この第２基準湯水量について説明する。
図４は、第２実施形態の試運転方法での第２基準湯水量の導出手法を説明する図である。図示するように、熱電併給装置５の試運転の開始に伴って熱回収部３４での湯水の通流が必要になってから熱電併給装置５の試運転の完了に伴って熱回収部３４での湯水の通流が不要になるまでの熱回収期間は、時刻ｔ０から時刻ｔ４までの期間に対応する。
【００５０】
具体的には、時刻ｔ０は、熱電併給装置５を起動するタイミングである。そのため、熱電併給装置５では時刻ｔ０から熱出力が徐々に上昇し、熱回収部３４での熱回収が必要になる。
時刻ｔ１は、熱電併給装置５を発電開始するタイミング、即ち、熱電併給装置５で発生した電力を電力負荷装置（図示せず）へ供給開始するタイミングである。図示する２５０Ｗという電力は、熱電併給装置５の最低発電電力の例である。
時刻ｔ２は、熱電併給装置５の発電出力が定格値（７００Ｗ）に到達したタイミングである。
時刻ｔ３は、熱電併給装置５の運転を停止するタイミングであると共に熱電併給装置５の冷却を開始するタイミングである。つまり、熱電併給装置５の運転を停止した時点では未だ熱電併給装置５は熱を保有（排出）しているため、熱回収（冷却）を継続する必要がある。
時刻ｔ４は、熱電併給装置５からの熱回収（冷却）を終了するタイミングである。
【００５１】
〔熱量Ａ〕
時刻ｔ０から時刻ｔ１までの期間（起動開始〜発電開始）は、熱電併給装置５を起動する工程に対応し、この間に熱電併給装置５から回収する熱量Ａは、例えば実験を行うことにより１００Ｗｈと見積もることができる。
熱量Ａ＝１００Ｗｈ
【００５２】
〔熱量Ｂ〕
時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間（発電開始〜定格）は、熱電併給装置５を起動した後、最低出力から定格出力まで出力上昇させる工程に対応し、この間に熱電併給装置５から回収する熱量Ｂは、以下のように導出できる。
Ｑ１＝２５０Ｗ÷発電効率×排熱効率
＝２５０Ｗ÷０．３×０．４
＝３３３Ｗ
Ｑ２＝７００Ｗ÷発電効率×排熱効率
＝７００Ｗ÷０．４×０．５
＝８７５Ｗ
熱量Ｂ＝時刻ｔ１から時刻ｔ２までの積分
＝（Ｑ１＋Ｑ２）×０．５時間÷２
＝３０２Ｗｈ
【００５３】
〔熱量Ｃ〕
時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間（定格〜冷却開始）は、熱電併給装置５を定格状態で試運転してその状態等を確認している工程に対応し、この間に発生し回収する熱量Ｃは、以下のように導出できる。
熱量Ｃ＝Ｑ２×０．１５時間
＝１３１Ｗｈ
【００５４】
〔熱量Ｄ〕
時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間（冷却開始〜冷却終了）は、熱電併給装置５を停止し、その後、熱電併給装置５を冷却している工程、即ち、熱電併給装置５の試運転の完了に伴って熱回収部３４での湯水の通流が不要になるまでの期間に対応し、この間に回収する熱量Ｄは、例えば実験を行うことにより３５０Ｗｈと見積もることができる。
熱量Ｄ＝３５０Ｗｈ
【００５５】
従って、熱回収期間（時刻ｔ０から時刻ｔ４までの期間）に回収する熱量は、熱量Ａ〜Ｄの和である８８３Ｗｈとなる。そして、この熱量を給水路１から供給される湯水によって回収するとした場合、８８３Ｗｈ×０．８６÷（６０℃―３０℃）＋５リットル（発電ユニット保有水量）＝２５リットル＋５リットル＝３０リットルと導出できる。尚、ここでは、給水路１から供給される湯水の温度を３０℃とし、熱回収部３４から流出する熱回収後の湯水の温度を６０℃としている。このようにして導出した「３０リットル」という湯水量が、熱回収部３４での熱回収に利用される湯水量となる。また、上述した「発電ユニット保有水量」とは、熱電併給装置５を含む発電ユニットが発電運転するのに必要な水量である。例えば、熱電併給装置５が燃料電池である場合、発電ユニット保有水量には、改質水、電池冷却水、セルスタックを加湿するための水などの水量が含まれる。
【００５６】
尚、上記実施形態でも説明したように、熱回収部３４での熱回収には利用されないがコージェネレーションシステム内の配管等を満たすための湯水も必要である。例えば、給水流量センサ７から貯湯タンク２へ至る間の給水路１を満たしている湯水、貯湯タンク２の内部の最底部での水位レベルから抜出口１０の水位レベルまでを満たしている湯水は、熱回収部３４での熱回収には利用されないがコージェネレーションシステム内の配管等を満たすために必要である。
そのため、制御部Ｃは、上述したように導出した「３０リットル」という湯水量（熱回収部３４での熱回収に利用される湯水量）と、熱回収部３４での熱回収には利用されないがコージェネレーションシステム内の配管等を満たすための湯水量との和を、上記第２基準湯水量として決定する。
【００５７】
以上のように、本実施形態では、試運転開始工程（工程＃１２）を実行開始することで貯湯タンク２及び排熱回収路３を循環する湯水が保有する熱量が増大しても、試運転終了工程において熱電併給装置５の冷却を完了するまでは、所定の上限湯水温度未満の湯水を貯湯タンク２から熱回収部３４へ継続的に供給することができる。
【００５８】
＜別実施形態＞
＜１＞
上記実施形態では、コージェネレーションシステムの具体的な構成を例示したが、その構成は適宜変更可能である。例えば、湯水が流れる配管網の構成や機器の構成（例えば補助加熱器１６の構成）などは適宜変更可能である。
また、上述した第２基準湯水量の導出例は例示目的で記載したものであり、本発明がその導出例に限定されることはない。湯水が流れる配管網の構成等が異なれば第２基準湯水量の数値も当然に異なり、熱電併給装置５の熱出力が異なればその数値も異なり、又は、試運転を行う期間が異なればその数値も異なるからである。
【００５９】
＜２＞
上記実施形態では、制御部Ｃが、所定の制御タイミングで給水用開閉弁６及び排水用開閉弁９などの機器の動作を自動制御する例を説明したが、それら弁等の機器を作業者が手動で操作してもよい。この場合、制御部Ｃは所定の制御タイミングになったことを表示部３３やランプ（図示せず）などを用いて作業者に対して報知し、作業者が機器を手動操作することを促せばよい。つまり、上述したコージェネレーションシステムの試運転方法の各工程は、制御部Ｃの制御下で自動的に行われてよく、或いは、作業者が手動で行われてもよい。例えば、制御部Ｃは、図２に記載した工程＃１５において作業者から試運転の停止指令を受けなくとも、熱電併給装置５が発電を開始したことを検知する等により、自動的に工程＃１６に遷移してその工程＃１６を実行してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、コージェネレーションシステムの給水源及び排水先の少なくとも何れか一方が仮設状態であったとしても、熱電併給装置の試運転を円滑に行うことができるコージェネレーションシステムの試運転方法に利用できる。
【符号の説明】
【００６１】
１  給水路
２  貯湯タンク
３  排熱回収路
５  熱電併給装置
１０  抜出口
１１  帰還口
３０  給水源
３１  排水先
３４  熱回収部
３７  放熱促進手段
【図１】
2015129590.tif 000003
【図２】
2015129590.tif 000004
【図３】
2015129590.tif 000005
【図４】
2015129590.tif 000006