(57)【要約】【課題】部品点数の増加を抑制すると共に排熱機器の冷却効率が低下してしまうことを軽減することが可能なハイブリッド給湯システムを提供する。【解決手段】ハイブリッド給湯システム１は、太陽熱及び発電ユニット３１の排熱を利用して加熱された湯水を貯湯する貯湯槽１０と、貯湯槽１０から排出される湯水が流通する給湯配管１６と、を備え、貯湯槽１０は、太陽熱を利用して加熱された熱媒と蓄えられている湯水とを熱交換する熱交換器１１よりも下部側に発電ユニット３１を冷却するための冷水を保持する冷却層１０ａを延在して設けている。【選択図】図３
2015010804.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
再生可能エネルギー及び排熱機器の排熱を利用して加熱された湯水を貯湯する貯湯槽と、
前記貯湯槽から排出される湯水が流通する給湯配管と、を備え、
前記貯湯槽は、再生可能エネルギーを利用して加熱された熱媒と蓄えられている湯水とを熱交換する熱交換器よりも下部側に前記排熱機器を冷却するための冷水を保持する冷却層を延在して設けている
ことを特徴とするハイブリッド給湯システム。
【請求項２】
前記貯湯槽から前記排熱機器に湯水を供給する行き配管と、
前記排熱機器にて熱交換されて昇温した湯水を前記貯湯槽に戻す戻り配管と、をさらに備え、
前記冷却層は、前記行き配管及び前記戻り配管、並びに前記排熱機器にて湯水が流通する流路の容積以上の湯水を保持する容積とされている
ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド給湯システム。
【請求項３】
前記戻り配管は、一端が排熱機器に接続され、他端が前記貯湯槽の上部に接続されている
ことを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド給湯システム。
【請求項４】
前記貯湯槽は、暖房機器に用いられる液体と、内部の湯水とを熱交換する第２熱交換器を前記熱交換器の上部に有する
ことを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド給湯システム。
【請求項５】
前記給湯配管は、前記貯湯槽のうち前記熱交換器と前記第２熱交換器との間に対応する位置に一端が接続され他端が給湯側となっている
ことを特徴とする請求項４に記載のハイブリッド給湯システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド給湯システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃料電池により加熱される熱媒を利用して冷水を加熱する熱交換器を備えた貯湯槽Ａと、太陽集熱器により加熱される熱媒を利用して冷水を加熱する熱交換器を備えた貯湯槽Ｂと、貯湯槽Ａ，Ｂからの湯水を混合して給湯管に送出する温調ユニットと、温調ユニットにおける湯水の混合割合を制御する制御盤とを備えたハイブリッド給湯システムが提案されている（特許文献１参照）。これにより、太陽熱と燃料電池との双方の熱源に寄り貯湯槽内の冷水を加熱するハイブリッド給湯システムを提供することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２５７１９５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、特許文献１に記載のハイブリッド給湯システムでは、貯湯槽など同じ機能を有する部品を複数備えることとなり、部品点数が増加してしまう。そこで、例えば貯湯槽を１つとした場合には以下の問題が発生する。一般に貯湯槽内の湯水は上部において温度が高く下部において温度が低くなる。このため、熱交換効率を考慮すると、太陽集熱器側の熱交換器は貯湯槽の下部に設けられる。また、燃料電池等の排熱機器についても効率良く冷却したいという観点から、冷却には貯湯槽の下部の湯水が利用される。しかし、両者が共に貯湯槽の下部の湯水を加熱・利用することから、太陽集熱によって貯湯槽下部の湯水の温度が高くなり、このような場合には、排熱機器を効率良く冷却することができなくなってしまう。
【０００５】
本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、部品点数の増加を抑制すると共に排熱機器の冷却効率が低下してしまうことを軽減することが可能なハイブリッド給湯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】
本発明のハイブリッド給湯システムは、再生可能エネルギー及び排熱機器の排熱を利用して加熱された湯水を貯湯する貯湯槽と、前記貯湯槽から排出される湯水が流通する給湯配管と、を備え、前記貯湯槽は、再生可能エネルギーを利用して加熱された熱媒と蓄えられている湯水とを熱交換する熱交換器よりも下部側に前記排熱機器を冷却するための冷水を保持する冷却層を延在して設けていることを特徴とする。
【０００７】
本発明のハイブリッド給湯システムによれば、再生可能エネルギー及び排熱機器の排熱を利用して加熱された湯水を貯湯する貯湯槽を有するため、貯湯槽を共通化することができ、部品点数の増加を抑制することができる。さらに、再生可能エネルギーを利用して加熱された熱媒と蓄えられている湯水とを熱交換する熱交換器の下部側に排熱機器を冷却するための湯水を保持する冷却層を延在して設けているため、貯湯槽下部の湯水の温度が高くなり過ぎず、排熱機器を効率良く冷却することができる。従って、部品点数の増加を抑制すると共に排熱機器の冷却効率が低下してしまうことを軽減することができる。
【０００８】
また、本発明のハイブリッド給湯システムにおいて、前記貯湯槽から前記排熱機器に湯水を供給する行き配管と、前記排熱機器にて熱交換されて昇温した湯水を前記貯湯槽に戻す戻り配管と、をさらに備え、前記冷却層は、前記行き配管及び前記戻り配管、並びに前記排熱機器にて湯水が流通する流路の容積以上の湯水を保持する容積とされていることが好ましい。
【０００９】
このハイブリッド給湯システムによれば、冷却層は、行き配管及び戻り配管、並びに排熱機器にて湯水が流通する流路の容積以上の湯水を保持する容積とされているため、排熱機器の冷却時に熱交換器にて加熱された湯水が排熱機器に流入し難くなり、排熱機器の冷却効率が低下してしまうことを一層軽減することができる。
【００１０】
また、本発明のハイブリッド給湯システムは、前記戻り配管は、一端が排熱機器に接続され、他端が前記貯湯槽の上部に接続されていることが好ましい。
【００１１】
このハイブリッド給湯システムによれば、戻り配管は、一端が排熱機器に接続され、他端が貯湯槽の上部に接続されているため、排熱機器を介して加熱された湯水は貯湯槽の上部に溜まることとなり、貯湯槽の上部を高温層とすることができる。
【００１２】
また、本発明のハイブリッド給湯システムは、前記貯湯槽は、暖房機器に用いられる液体と、内部の湯水とを熱交換する第２熱交換器を前記熱交換器の上部に有することが好ましい。
【００１３】
このハイブリッド給湯システムによれば、貯湯槽は、暖房機器に用いられる液体と、内部の湯水とを熱交換する第２熱交換器を熱交換器の上部に有するため、熱交換器による加熱だけでなく、排熱機器により加熱された高温水を暖房機器に用いることができ、暖房効率の向上を図ることができる。
【００１４】
また、本発明のハイブリッド給湯システムは、前記給湯配管は、前記貯湯槽のうち前記熱交換器と前記第２熱交換器との間に対応する位置に一端が接続され他端が給湯側となっていることが好ましい。
【００１５】
このハイブリッド給湯システムによれば、給湯配管は、貯湯槽のうち熱交換器と第２熱交換器との間に対応する位置に一端が接続され他端が給湯側となっているため、給湯時においては高温水が排出されず、高温水が排出されてしまうことによる暖房効率の低下を防止することができる。
【００１６】
なお、上記において湯水とはあらゆる温度の湯又は水を意味するものである。また、冷水及び高温水は温度範囲が限定されるものではなく、冷水は高温水よりも温度が低ければよく、高温水は冷水よりも温度が高ければよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、部品点数の増加を抑制すると共に排熱機器の冷却効率が低下してしまうことを軽減することが可能なハイブリッド給湯システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１比較例に係るハイブリッド給湯システムの概略構成図である。
【図２】第２比較例に係るハイブリッド給湯システムの概略構成図である。
【図３】本発明の実施形態に係るハイブリッド給湯システムの概略構成図である。
【図４】図３に示した構成の一部拡大図である。
【図５】図３に示した構成の一部拡大図であって、図４に示す構成に加えて、第２給湯配管、床暖房パネル、及び第２熱交換器を図示している。
【図６】本実施形態に係るハイブリッド給湯システムの動作を示す図であって、床暖房パネル２１の不使用時における動作を示している。
【図７】本実施形態に係るハイブリッド給湯システムの動作を示す図であって、床暖房パネルの使用時における動作を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明するが、これに先立って、比較例に係るハイブリッド給湯システムを説明する。図１は、第１比較例に係るハイブリッド給湯システムの概略構成図である。
【００２０】
図１に示すように、第１比較例に係るハイブリッド給湯システム１００は、複数の貯湯槽１１０，１３０から家庭内等に給湯可能に構成したものであって、具体的に太陽熱（再生可能エネルギー）を利用して湯水を加熱する熱交換器１１１を有する第１貯湯槽１１０と、燃料電池等の発電ユニット（排熱機器）１３１を利用して加熱された湯水を蓄える第２貯湯槽１３０とを備えたものである。
【００２１】
第１貯湯槽１１０側の太陽集熱パネル１１２は、太陽熱を利用して熱媒を加熱するものであって、例えば屋根の上などの太陽光を受光し易い位置に設置されるものである。このような太陽集熱パネル１１２は、ポンプ１１３が駆動することにより、加熱した熱媒を熱交換器１１１に供給する。熱交換器１１１は、太陽集熱パネル１１２によって加熱された熱媒と、第１貯湯槽１１０内の湯水とを熱交換して、湯水を加熱する。また、湯水と熱交換して冷却した熱媒はポンプ１１３によって再度集熱器１２に戻される。なお、熱媒が循環する流路上には、シスターン１１４が設けられており、熱媒中に入った空気を抜いたり、熱媒の熱膨張により流路の内圧が上昇してしまうことを防止したりする。
【００２２】
また、ハイブリッド給湯システム１００は、第１貯湯槽１１０の下部に給水配管１１５を有し、上部に給湯配管１１６を有する。給水配管１１５は、第１貯湯槽１０の下部と水道管とを接続する配管であり、水道圧を利用して冷水を第１貯湯槽１１０内に供給する。給湯配管１１６は、第１貯湯槽１１０から排出される湯水が流通するものであって、一端が第１貯湯槽１１０の上部に接続されており、他端がミキシングユニット１１７に接続されている。
【００２３】
さらに、ハイブリッド給湯システム１００は、分岐配管１１８を備えている。分岐配管１１８は、一端が給水配管１１５に接続され、他端がミキシングユニット１１７に接続されている。ミキシングユニット１１７は、給湯配管１１６と分岐配管１１８を流通してきた湯水を混合するものであり、混合された湯水は第１ガス給湯器１１９に流入する。第１ガス給湯器１１９は、ガスの燃焼により、流入する湯水を設定温度まで加熱するものであり、加熱された湯水は家庭内等に供給される。
【００２４】
第２貯湯槽１３０側の発電ユニット１３１は、例えば燃料電池である。このような発電ユニット１３１は、発電に伴って昇温するものであり、このような発電ユニット１３１を冷却すべく、内部に排熱交換器１３１ａを備えている。排熱交換器１３１ａは、第２貯湯槽１３０内の湯水を導入し、発電ユニット１３１の排熱部品と熱交換することにより湯水を加熱して第２貯湯槽１３０に戻すものである。湯水は排熱交換器１３１ａの出口において約７０℃まで昇温される。
【００２５】
さらに、ハイブリッド給湯システム１００は、第２貯湯槽１３０側に第２ガス給湯器１３２と、混合配管１３３とを備えている。第２ガス給湯器１３２は、第２貯湯槽１３０の上部から湯水を導入し、ガスの燃焼により、昇温が不十分であった湯水を加熱するものである。混合配管１３３は、一端が第２ガス給湯器１３２に接続されており、他端が第１貯湯槽１１０側に接続されている。詳細に混合配管１３３の他端側には三方弁１２０が設けられている。三方弁１２０は、第１貯湯槽１１０から給湯配管１１６を経てミキシングユニット１１７に至るまでの流路と、第２貯湯槽１３０から混合配管１３３を経てミキシングユニット１１７に至るまでの流路とを選択可能に構成されている。さらに、三方弁１２０は、上記２流路における湯水を所定の割合で混合可能となっており、混合された湯水をミキシングユニット１１７に送出する機能も有している。
【００２６】
加えて、ハイブリッド給湯システム１００は、床暖房パネル（暖房機器）１２１と、第２熱交換器１２２とを備えている。床暖房パネル１２１は、家庭内等の床位置に設けられ、内部を流通する液体（例えば不凍液）により床を温めるものである。このような床暖房パネル１２１は、第１貯湯槽１１０内の第２熱交換器１２２に接続されている。第２熱交換器１２２は、上記液体と第１貯湯槽１１０内の湯水とを熱交換して、上記液体を加熱するものである。このため、床暖房パネル１２１には、第２熱交換器１２２にて加熱された液体が流れ込み、床を温めることとなる。床を温めることによって冷却した液体は、再度第２熱交換器１２２に至り、加熱されることとなる。
【００２７】
さらに、第２熱交換器１２２から床暖房パネル１２１に至る流路上には、第１ガス給湯器１１９が設けられている。このため、第２熱交換器１２２における熱交換によって液体の加熱が不十分であった場合には、第１ガス給湯器１１９において液体が加熱されて床暖房パネル１２１に供給されることとなる。
【００２８】
しかし、このようなハイブリッド給湯システム１００では、同じ機能を有する部品を複数備えることとなり、部品点数が増加してしまう。すなわち、ハイブリッド給湯システム１００は、貯湯槽１１０，１３０を複数備えることとなり、且つ、ガス給湯器１１９，１３２についても複数備えることとなる。
【００２９】
図２は、第２比較例に係るハイブリッド給湯システムの概略構成図である。そこで、図１に示すハイブリッド給湯システム１００において部品を共通化した場合、例えば図２に示すようになる。なお、図２において熱交換器２１１、太陽集熱パネル２１２、ポンプ２１３、シスターン２１４、給水配管２１５、給湯配管２１６、ミキシングユニット２１７、床暖房パネル２２１、及び第２熱交換器２２２は、第１比較例のものと同様であるため、説明を省略する。
【００３０】
図２に示すように、ハイブリッド給湯システム２００の貯湯槽２１０は、太陽集熱パネル２１２により加熱された熱媒と内部の湯水とを熱交換器２１１によって熱交換すると共に、以下の構成を備えている。すなわち図２に示すハイブリッド給湯システム２００は、行き配管２３４ａと戻り配管２３４ｂからなる循環配管２３４を備えている。行き配管２３４ａは、貯湯槽２１０から発電ユニット２３１に湯水を供給するものであって、一端が貯湯槽２１０の下部に接続され、他端が発電ユニット２３１に接続されている。戻り配管２３４ｂは、発電ユニット２３１の排熱交換器２３１ａにて熱交換されて昇温した湯水を貯湯槽２１０に戻すものであって、一端が発電ユニット２３１に接続され、他端が貯湯槽２１０の上部に接続されている。
【００３１】
このように、図２に示す例において貯湯槽２１０は、太陽熱エネルギーを利用して加熱した湯水のみならず、発電ユニット２３１の排熱を利用して加熱した湯水についても貯湯可能となっている。すなわち、貯湯槽２１０が共通化されて１つとなっている。このため、貯湯槽２１０を図１に示す例のように複数備える必要が無くなっている。また、図１に示すように、第２貯湯槽１３０内の湯水を第２ガス給湯器１３２にて加熱する必要もなくなることから、図２に示すようにガス給湯器２１９についても１つとなっている。さらには、混合配管１３３や三方弁１２０についても不要となっている。
【００３２】
しかし、一般に貯湯槽２１０内の湯水は上部において温度が高く下部において温度が低くなる。このため、熱交換効率を考慮すると、太陽熱エネルギーを利用する熱交換器２１１は貯湯槽２１０の下部に設けられることとなる。また、発電ユニット２３１についても効率良く冷却したいという観点から、冷却には貯湯槽２１０の下部の湯水が利用される。しかし、両者が共に貯湯槽２１０の下部の湯水を加熱・利用することから、太陽集熱によって貯湯槽２１０下部の湯水の温度が高くなり、このような場合には、発電ユニット２３１を効率良く冷却することができなくなってしまう。
【００３３】
特に、発電ユニット２３１が燃料電池である場合、燃料電池の温度故障を防止するため、発電ユニット２３１に導入する湯水の温度は４０℃以下であることが望ましいが、第２比較例の構成の場合、最大で７０℃の湯水が発電ユニット２３１に流入する可能性があり、燃料電池の故障の原因となってしまう。
【００３４】
以下、本発明の実施形態に係るハイブリッド給湯システム１を説明する。なお、本発明は、以下に示すハイブリッド給湯システム１に限られるものではない。
【００３５】
図３は、本発明の実施形態に係るハイブリッド給湯システムの概略構成図である。図３に示すように、本実施形態に係るハイブリッド給湯システム１は、貯湯槽１０と、熱交換器１１と、太陽集熱パネル１２と、ポンプ１３と、シスターン１４と、給水配管１５と、給湯配管１６と、分岐配管１８と、ガス給湯器１９と、三方弁２０，３５と、床暖房パネル（暖房機器）２１と、第２熱交換器２２と、発電ユニット３１と、循環配管３４とを備えている。なお、熱交換器１１、太陽集熱パネル１２、ポンプ１３、シスターン１４、給水配管１５、分岐配管１８、ガス給湯器１９、床暖房パネル２１、第２熱交換器２２、発電ユニット３１、及び循環配管３４は、それぞれ第１比較例又は第２比較例のものと同様であるため説明を省略する。
【００３６】
本実施形態において貯湯槽１０は、第２比較例と同様に、太陽熱エネルギー及び発電ユニット３１の排熱を利用して加熱された湯水を貯湯するものである。また、図３に示すように、本実施形態において貯湯槽１０は、太陽熱エネルギーを利用して加熱された熱媒と蓄えられている湯水とを熱交換する熱交換器１１よりも下部側に発電ユニット３１を冷却するための冷水を保持する冷却層１０ａを延在して設けている。
【００３７】
すなわち、貯湯槽１０は、第２比較例のものよりも下部側に伸びて形成されていることから、熱交換器１１よりも下部側の湯水は加熱され難いまま、貯湯槽１０内に溜まることとなる。また、行き配管３４ａは、このような冷却層１０ａに接続されていることから、発電ユニット３１は冷水を導入することとなり、効率良く冷却されることとなる。
【００３８】
なお、このような冷却層１０ａは、行き配管３４ａ及び戻り配管３４ｂ、並びに、発電ユニット３１にて湯水が流通する流路の容積以上の湯水を保持する容積とされている。このため、発電ユニット３１の冷却時に熱交換器１１にて加熱された湯水が発電ユニット３１に流入し難くなり、発電ユニット３１の冷却効率が低下してしまうことを一層軽減することができる構成となっている。
【００３９】
図４は、図３に示した構成の一部拡大図である。図４に示すように、本実施形態において貯湯槽１０は、冷却層１０ａと、中温水槽１０ｂと、高温水槽１０ｃとに分かれる。冷却層１０ａは、上記したように、熱交換器１１よりも下部側に延在した部位であり、冷却層１０ａの湯水の温度は約２５℃程度となる。
【００４０】
中温水槽１０ｂは、冷却層１０ａの一段上部側に位置し、冷却層１０ａよりも温度が高い湯水を保持する部位である。熱交換器１１はこのような中温水槽１０ｂに位置している。すなわち、中温水槽１０ｂには熱交換器１１により加熱された湯水が保持されており、その湯水の温度は、約３０℃〜７０℃程度となる。
【００４１】
高温水槽１０ｃは、中温水槽１０ｂの一段上部側に位置し、中温水槽１０ｂよりも温度が高い湯水を保持する部位である。また、戻り配管３４ｂは、貯湯槽１０の上部に接続されていることから、高温水槽１０ｃは熱交換器１１により加熱された湯水のみならず、発電ユニット３１にて加熱された湯水についても保持する部位となる。このような高温水槽１０ｃにおける湯水の温度は７０℃以上となる。
【００４２】
なお、図４において高温水槽１０ｃは、貯湯槽１０の上下方向において、上から４分の１程度の部位が該当し、冷却層１０ａは下から４分の１程度の部位が該当し、中温水槽１０ｂはその他の部位が該当するが、特にこれに限られるものではない。
【００４３】
図５は、図３に示した構成の一部拡大図であって、図４に示す構成に加えて、第２給湯配管１６ｂ、床暖房パネル２１、及び第２熱交換器２２を図示している。図５に示すように、貯湯槽１０は、床暖房パネル２１に用いられる液体と、内部の湯水とを熱交換する第２熱交換器２２を熱交換器１１の上部に有している。すなわち、第２熱交換器２２は、高温水槽１０ｃに位置している。このため、熱交換器１１による加熱だけでなく、発電ユニット３１により加熱された高温水を床暖房パネル２１に用いることができ、暖房効率の向上を図ることができる。
【００４４】
再度、図３を参照する。図３に示すように、本実施形態において給湯配管１６は、第１給湯配管１６ａと、第２給湯配管１６とからなる。第１給湯配管１６ａは、第２比較例に示したものと同様で、貯湯槽１０から排出される湯水が流通するものであって、一端が貯湯槽１０の上部に接続されており、他端が第２三方弁３５に接続されている。一方、第２給湯配管１６ｂは、一端が貯湯槽１０のうち熱交換器１１と第２熱交換器２２との間に対応する位置に接続され、他端が給湯側となっており第２三方弁３５に接続されている。このため、第２給湯配管１６ｂは、中温水槽１０ｂの湯水を一端から引き込んで、第２三方弁３５に送出するようになっている。
【００４５】
第２三方弁３５は、第１給湯配管１６ａからの湯水を下流側に流すルートと、第２給湯配管１６Ｂからの湯水を下流側に流すルートとを選択可能に構成されると共に、上記２ルートの湯水を所定の割合で混合可能に構成されている。第１三方弁２０は、第２三方弁３５の下流側に設けられ、第２三方弁３５からの湯水を下流側に流すルートと分岐配管１８からの冷水を下流側に流すルートとを選択可能に構成されると共に、第２三方弁３５からの湯水と分岐配管１８からの冷水とを混合してガス給湯器１９に供給するものである。
【００４６】
次に、本実施形態に係るハイブリッド給湯システム１の動作を説明する。図６は、本実施形態に係るハイブリッド給湯システム１の動作を示す図であって、床暖房パネル２１の不使用時における動作を示している。なお、図６に示す太線の配管は湯水が流通する経路を示している。
【００４７】
まず、貯湯槽１０においては、不図示の温度センサからの信号に応じてポンプ１３が動作し、ポンプ１３によって熱媒が熱交換器１１と太陽集熱パネル１２とで循環させられる。この循環により、熱媒は太陽集熱パネル１２において加熱され、熱交換器１１において湯水を加熱することとなる。
【００４８】
さらに、発電ユニット３１が運転している場合には、行き配管３４ａに設けられたポンプ（図６において不図示）が動作し、冷水槽１０ａ内の湯水が発電ユニット３１に供給される。これにより、発電ユニット３１は、冷水槽１０ａ内の湯水と排熱交換器３１ａにおいて熱交換して好適に冷却される。冷却に用いられた湯水は約７０℃まで温度上昇し、戻り配管３４ｂを通じて貯湯槽１０の上部に戻されることとなる。
【００４９】
また、家庭内等のユーザが湯水を使用すべく蛇口を捻るなどした場合には、給水配管１５から貯湯槽１０に対して冷水が供給される。この供給により、第１給湯配管１６ａから湯水が送り出され、第１三方弁２０において混合され、ガス給湯器１９を経た後に家庭内等に供給される。この際、家庭内等には、太陽熱利用により加熱された湯水と、発電ユニット３１の排熱により加熱された湯水とは供給されることとなる。
【００５０】
図７は、本実施形態に係るハイブリッド給湯システム１の動作を示す図であって、床暖房パネル２１の使用時における動作を示している。なお、図７に示す太線の配管は湯水が流通する経路を示している。
【００５１】
床暖房パネル２１の使用時においても図６に示した例と同様に、ポンプ１３が動作して熱媒が循環するため、貯湯槽１０内の湯水は加熱されることとなる。また、発電ユニット３１の使用時においては、冷水槽１０ａ内の湯水が発電ユニット３１に供給され、発電ユニット３１が冷却される。
【００５２】
また、家庭内等のユーザが湯水を使用すべく蛇口を捻るなどした場合には、第２給湯配管１６ｂから湯水が送り出され、第１三方弁２０において混合され、ガス給湯器１９を経た後に家庭内等に供給される。すなわち、中温水槽１０ｂ内の中温水がガス給湯器１９に供給される。このため、高温水槽１０ｃ内の高温水は家庭内等に供給されないこととなる。よって、第２熱交換器２２の周辺は、高温水で満たされることとなる。すなわち、給湯時においては高温水が排出されず、高温水が排出されてしまうことによる暖房効率の低下を防止することができる。
【００５３】
このようにして、本実施形態に係るハイブリッド給湯システム１によれば、太陽熱及び発電ユニット３１の排熱を利用して加熱された湯水を貯湯する貯湯槽１０を有するため、貯湯槽１０を共通化することができ、部品点数の増加を抑制することができる。さらに、太陽熱を利用して加熱された熱媒と蓄えられている湯水とを熱交換する熱交換器１１の下部側に発電ユニット３１を冷却するための湯水を保持する冷却層１０ａを延在して設けているため、貯湯槽１０下部の湯水の温度が高くなり過ぎず、発電ユニット３１を効率良く冷却することができる。従って、部品点数の増加を抑制すると共に発電ユニット３１の冷却効率が低下してしまうことを軽減することができる。
【００５４】
また、冷却層１０ａは、行き配管３４ａ及び戻り配管３４ｂ、並びに発電ユニット３１にて湯水が流通する流路の容積以上の湯水を保持する容積とされているため、発電ユニット３１の冷却時に熱交換器１１にて加熱された湯水が発電ユニット３１に流入し難くなり、発電ユニット３１の冷却効率が低下してしまうことを一層軽減することができる。
【００５５】
また、戻り配管３４ｂは、一端が発電ユニット３１に接続され、他端が貯湯槽１０の上部に接続されているため、発電ユニット３１を介して加熱された湯水は貯湯槽１０の上部に溜まることとなり、貯湯槽１０の上部を高温層とすることができる。
【００５６】
また、貯湯槽１０は、床暖房パネル２１に用いられる液体と、内部の湯水とを熱交換する第２熱交換器２２を熱交換器１１の上部に有するため、熱交換器１１による加熱だけでなく、発電ユニット３１により加熱された高温水を床暖房パネル２１に用いることができ、暖房効率の向上を図ることができる。
【００５７】
また、第２給湯配管１６ｂは、貯湯槽１０のうち熱交換器１１と第２熱交換器２２との間に対応する位置に一端が接続され他端が給湯側となっているため、給湯時においては高温水が排出されず、高温水が排出されてしまうことによる暖房効率の低下を防止することができる。
【００５８】
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよい。
【００５９】
例えば、本実施形態において発電ユニット３１を排熱機器の一例として説明したが、発電ユニット３１に限られず、熱を排出すると共に冷却の必要性がある他の機器であってもよい。
【００６０】
本実施形態において発電ユニット３１は、貯湯槽１０内の湯水により直接冷却されているが、これに限らず、熱媒を利用して冷却する構成であってもよい。さらに、熱媒を利用する場合には、貯湯槽１０の湯水と熱媒とを熱交換する第３熱交換器を貯湯槽１０の外部に有し、貯湯槽１０から行き配管３４ａを通じて第３熱交換器に湯水を供給し、第３熱交換器から戻り配管３４ｂを通じて貯湯槽１０の上部に湯水を戻すようにしてもよい。
【００６１】
また、上記実施形態において発電ユニット３１は１つであるが、これに限らず、２つ以上を備えていてもよい。
【００６２】
さらに、貯湯槽１０は、太陽熱エネルギーを利用して内部の湯水を加熱する構成であるが、これに限らず、風力、波力・潮力、流水・潮汐、地熱、バイオマス等の他の再生可能エネルギーによって加熱する構成であってもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１…ハイブリッド給湯システム
１０…貯湯槽
１１…熱交換器
１２…集熱器
１３…ポンプ
１４…シスターン
１５…給水配管
１６…給湯配管
１６ａ…第１給湯配管
１６ｂ…第２給湯配管
１８…分岐配管
１９…ガス給湯器
２０…第１三方弁
２１…床暖房パネル（暖房機器）
２２…第２熱交換器
３１…発電ユニット
３１ａ…排熱交換器
３４…循環配管
３４ａ…行き配管
３４ｂ…戻り配管
３５…第２三方弁
【図１】
2015010804.tif 000003
【図２】
2015010804.tif 000004
【図３】
2015010804.tif 000005
【図４】
2015010804.tif 000006
【図５】
2015010804.tif 000007
【図６】
2015010804.tif 000008
【図７】
2015010804.tif 000009