(57)【要約】      （修正有）【課題】コージェネレーションシステムを活用して暖房を行う場合に生じる余剰の発熱を蓄積することができ、エンジン等を停止することなく長時間に渡って運転が可能であり、且つ蓄積した熱を有効に活用することができる排熱回収システムを提供する。【解決手段】発電部２と、給湯暖房部３と、副蓄熱タンクユニット１２１によって構成されている。発電部２は、ガスエンジン５を搭載した発電機を備る。給湯暖房部３は、主蓄熱タンク３１を備え、主蓄熱タンク３１は温度成層を形成した状態で湯水（熱媒体）を貯留することが可能である。副蓄熱タンクユニット１２１は、副蓄熱タンク１２２を備え、内部の蓄熱部材に蓄熱することができる。副蓄熱タンクユニット１２１には、副蓄熱タンク１２２内を通過する熱導入路１２３と、熱排出路１２５及びこれらを迂回する第一バイパス流路１２６、第二バイパス流路１２７を持つ。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度成層を形成した状態で湯水又は熱媒体を貯留することが可能であり前記湯水又は熱媒体を介して蓄熱する主蓄熱タンクと、熱と電気とを同時に発生させる発電部と、発電部から取り出された熱を熱媒体を介して循環させる排熱回収回路と、外部の暖房負荷と連通して熱媒体の循環回路を構成する暖房循環回路と、前記排熱回収回路を流れる熱媒体と主蓄熱タンクに溜められる湯水又は熱媒体との間で熱交換を行う排熱回収用熱交換器と、前記排熱回収回路を流れる熱媒体と暖房循環回路を流れる熱媒体との間で熱交換する暖房用熱交換器とを備える排熱回収システムにおいて、内部に蓄熱部材が内蔵された副蓄熱タンクを有し、当該副蓄熱タンクは、熱導入路及び熱排出路を備え、熱導入路は前記排熱回収回路の一部を構成し、熱排出路は暖房循環回路の一部を構成し、さらに熱導入路をバイパスする第一バイパス流路と、熱排出路をバイパスする第二バイパス流路とを備え、発電部を運転し副蓄熱タンクの熱導入路を経由して排熱回収回路に熱媒体を循環させることによって発電部で発生した熱を副蓄熱タンクに蓄積することが可能であり、副蓄熱タンクの熱排出路を経由して暖房循環回路に熱媒体を循環させることによって副蓄熱タンクに蓄積された熱を暖房循環回路に導入することが可能であることを特徴とする排熱回収システム。
【請求項２】
副蓄熱タンクは内部に蓄熱用熱交換器と放熱用熱交換器が内蔵され、前記蓄熱用熱交換器によって熱導入路が構成され、放熱用熱交換器によって熱排出路が構成されていることを特徴とする請求項１に記載の排熱回収システム。
【請求項３】
主蓄熱タンクと、排熱回収用熱交換器と、暖房用熱交換器とがユニット化されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の排熱回収システム。
【請求項４】
ユニットは、外部の暖房負荷に向かって流れる熱媒体の温度を調節する暖房熱媒温度調節機能を備え、熱排出路は外部の暖房負荷から暖房用熱交換器に戻る流路に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の排熱回収システム。
【請求項５】
ユニットは、排熱回収回路を流れる熱媒体であって発電部に戻る熱媒体の温度を調節する機能を備え、熱導入路は発電部から排熱回収用熱交換器に至る間に設けられていることを特徴とする請求項３又は４に記載の排熱回収システム。
【請求項６】
排熱回収回路は、排熱回収用熱交換器を経由する排熱回収流路と、暖房用熱交換器を経由する排熱消費流路を備え、排熱回収流路と排熱消費流路とを切り替える切替え手段を備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の排熱回収システム。
【請求項７】
主蓄熱タンクは湯水を貯留するものであり、主蓄熱タンク内の湯水によって給湯が可能であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の排熱回収システム。
【請求項８】
発電部が運転される際に、主蓄熱タンクの蓄熱量が所定量に達していることを条件の一つとして、副蓄熱タンクの熱導入路を経由して排熱回収回路に熱媒体が循環され、発電部で発生した熱が副蓄熱タンクに蓄積されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の排熱回収システム。
【請求項９】
将来の熱の使用状況を判断する予測機能を備え、将来の熱の使用用途に応じて主蓄熱タンクへ蓄熱するか副蓄熱タンクへ蓄熱するかを選択することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の排熱回収システム。
【請求項１０】
暖房負荷に対する暖房運転中において暖房に要する熱量が不足する場合には、副蓄熱タンクの熱排出路を経由して暖房循環回路に熱媒体を循環させることによって副蓄熱タンクに蓄積された熱が暖房循環回路に導入されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の排熱回収システム。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれかに記載の排熱回収システムであって、発電部を運転し、副蓄熱タンクの第一バイパス流路を経由して排熱回収回路に熱媒体を循環させ、暖房用熱交換器を介して排熱回収回路を流れる熱媒体の熱を暖房循環回路に移動させ、暖房循環回路の熱媒体が保有する熱単独またはこれと発電部が発生させた電気を変換した熱との合計を供給熱として暖房負荷に対する暖房運転を実施している状態であって、前記供給熱の熱量が暖房負荷の熱需要を上回り、かつ主蓄熱タンクの蓄熱量が所定の量を下回っていることを条件に排熱回収用熱交換器を介して発電部が発生する熱を主蓄熱タンクに蓄積し、その主蓄熱タンクへの蓄熱を行っている状態で、前記主蓄熱タンクの蓄熱量が所定量に達し、かつ、副蓄熱タンクへの蓄熱が可能であることを条件に前記主蓄熱タンクへの蓄熱を停止し、副蓄熱タンクの熱導入路を経由して排熱回収回路に熱媒体を循環させ、前記副蓄熱タンクに蓄熱を行うことを特徴とする排熱回収システム。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれかに記載の排熱回収システムであって、発電部を運転し、副蓄熱タンクの第一バイパス流路を経由して排熱回収回路に熱媒体を循環させ、暖房用熱交換器を介して排熱回収回路を流れる熱媒体の熱を暖房循環回路に移動させ、暖房循環回路の熱媒体が保有する熱単独またはこれと発電部が発生させた電気を変換した熱との合計を供給熱として暖房負荷に対する暖房運転を実施している状態であって、前記供給熱の熱量が暖房負荷の熱需要を下回り、且つ副蓄熱タンクに暖房利用可能な熱量が存在することを条件に、副蓄熱タンクの熱排出路を経由して暖房循環回路に熱媒体を循環させ、前記副蓄熱タンクの熱を暖房循環回路に導入することを特徴とする排熱回収システム。
【請求項１３】
請求項１２に記載の排熱回収システムにおいて、補助熱源を有し、発電部を運転し、且つ副蓄熱タンクの熱排出路を経由して暖房循環回路に熱媒体を循環させ、前記発電部の熱を前記暖房用熱交換器を介して前記暖房循環回路に供給するとともに、前記副蓄熱タンクの熱を前記暖房循環回路に導入し、この両者の熱を供給熱として暖房負荷に対する暖房運転を実施している状態であって、その総供給熱量が暖房熱需要を下回ったことを条件に、前記発電部の熱による熱供給、及び、前記副蓄熱タンクからの熱供給に加え、新たに補助熱源から前記暖房循環回路への熱供給を行うことを特徴とする排熱回収システム。
【請求項１４】
請求項１３に記載の排熱回収システムにおいて、補助熱源が発生する発熱量に下限があり、前記発電部の熱を前記暖房用熱交換器を介して前記暖房循環回路に供給するとともに、前記副蓄熱タンクの熱を前記暖房循環回路に導入し、さらに補助熱源から前記暖房循環回路への熱供給を行っている状態であって、且つ補助熱源が発熱量の下限で運転されている状態であるにも係わらずこれらの総供給熱量が暖房熱需要を上回ったことを条件に、前記発電部の熱による熱供給と前記補助熱源からの熱供給を維持した状態で、副蓄熱タンクの第二バイパス流路を経由して暖房循環回路に熱媒体を循環させ、前記副蓄熱タンクから前記暖房循環回路への熱供給を停止することを特徴とする排熱回収システム。
【請求項１５】
請求項１４に記載の排熱回収システムにおいて、発電部の熱による熱供給と前記補助熱源からの熱供給を維持した状態で、前記副蓄熱タンクから前記暖房循環回路への熱供給を停止し、かつ前記補助熱源から前記暖房循環回路への熱供給を下限で行っている状態であるにも係わらずこれらの総供給熱量が暖房熱需要を上回ったことを条件に、前記発電部の熱による熱供給を維持した状態で、前記補助熱源から前記暖房循環回路への熱供給を停止し、さらにこの状態で運転中、これらの総供給熱量が暖房熱需要を下回った場合には副蓄熱タンクの熱排出路を経由して暖房循環回路に熱媒体を循環させ、副蓄熱タンクに蓄積された熱を暖房循環回路に導入することを特徴とする排熱回収システム。
【請求項１６】
給湯暖房装置に付加される副蓄熱タンクであって、前記給湯暖房装置は温度成層を形成した状態で湯水又は熱媒体を貯留することが可能であり前記湯水又は熱媒体を介して蓄熱する主蓄熱タンクと、熱と電気とを同時に発生させる発電部と、発電部から取り出された熱を熱媒体を介して循環させる排熱回収回路と、外部の暖房負荷と連通して熱媒体の循環回路を構成する暖房循環回路と、前記排熱回収回路を流れる熱媒体と主蓄熱タンクに溜められる湯水又は熱媒体との間で熱交換を行う排熱回収用熱交換器と、前記排熱回収回路を流れる熱媒体と暖房循環回路を流れる熱媒体との間で熱交換する暖房用熱交換器とを備え、且つ排熱回収用熱交換器から外部の暖房負荷に向かって流れる熱媒体の温度を調節する暖房熱媒温度調節機能を備えるものであり、付加される副蓄熱タンクは内部に蓄熱用熱交換器と放熱用熱交換器が内蔵され、さらに内部に蓄熱部材が内蔵されたものであり、前記蓄熱用熱交換器は前記排熱回収回路の一部を構成し、前記放熱用熱交換器は暖房循環回路の一部を構成し、さらに蓄熱用熱交換器をパイパスする第一バイパス流路と、放熱用熱交換器をバイパスする第二バイパス流路とが設けられ、発電部を運転し副蓄熱タンクの蓄熱用熱交換器を経由して排熱回収回路に熱媒体を循環させることによって発電部で発生した熱を副蓄熱タンクに蓄積することが可能であり、副蓄熱タンクの放熱用熱交換器を経由して暖房循環回路に熱媒体を循環させることによって副蓄熱タンクに蓄積された熱を暖房循環回路に導入することが可能であることを特徴とする副蓄熱タンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コージェネレーションシステムに採用される排熱回収システムであり、発電機等が発生する熱を回収して暖房を行う排熱回収システムに関するものである。またもう一つの発明は、排熱回収システムに使用する副蓄熱タンクに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題や省エネルギー等の観点から、コージェネレーションシステムの研究が盛んである。
コージェネレーションシステムの一例として、たとえばガスや液体燃料を使用するエンジンによって発電機を駆動し、さらにエンジンの発熱によって熱エネルギーを取り出すものがある。また燃料電池によって電力と熱を取り出す方策も研究されている。
【０００３】
例えば特許文献１に開示されたコージェネレーションシステムは、ガスエンジンを搭載した発電部と貯湯タンクとを備えたものであり、発電時に発生する排熱を利用して湯水を加熱し、貯湯タンクに貯留する。
ここで特許文献１に開示されたシステムでは、排熱によって加熱された湯水を貯湯タンクの上から注入する。その結果、貯湯タンク内には温度成層が形成され、高温の湯が上層に貯められ、低温の湯（水）は、下層に移る。そして湯を使用する際には貯湯タンクの上部から湯を抜き出す。
また特許文献１に開示されたシステムでは、排熱を利用して暖房を行うこともできる。特許文献１に開示されたシステムでは、床暖房器具等との間で熱媒体の循環回路を形成し、ガスエンジンが発生する排熱を熱交換してこの循環回路に供給する。
【０００４】
他に本発明に関連する技術として、特許文献２，３に開示されたものがある。特許文献２，３に開示された装置は、湯を貯留するための貯湯タンクを２基有する。
ただし特許文献２に開示された装置は、コージェネレーションシステムを応用したものではなく発電機能は持たない。
特許文献２に開示された装置は、貯湯タンクを２基備え、その内の一基を給湯専用に使用し、他の一基を給湯と暖房に使用する。
【０００５】
特許文献３に開示された装置は、給湯用と暖房用という様に用途別に貯湯タンクを備えている。そして貯湯タンク同士の間で熱交換を行う。
【特許文献１】特開２００４−２６３９１４
【特許文献２】特開２００４−２８６４４１
【特許文献３】特開２００５−１３３９８４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、床暖房器具等の暖房負荷側が必要とする熱量は一様ではない。例えば床暖房器具では、温度センサーが設けられており、温度センサーによって開閉弁等が開閉され、床暖房器具に供給される熱媒体の量が増減されて、供給熱量が調節される。
あるいは複数の部屋にそれぞれ個別に暖房器具が接続されていて、ある時は一つの部屋の暖房器具だけが使用され、ある時は複数の部屋の暖房器具が同時に使用されるといった場合もある。
【０００７】
そのためコージェネレーションシステムによって暖房を行う場合には、ガスエンジンが発生する熱量が、暖房に必要な熱量よりも多くなる状態がたびたび起こる。
この様な場合には、余分な熱は貯湯タンク内の湯水を加熱することによって消費され、熱は貯湯タンクに蓄積され、給湯の際に活用される。
【０００８】
ところが装置が設置される地域の環境や使用者の生活様式によっては、給湯の需要が少なかったり、給湯に比べて暖房の利用頻度が高い場合がある。例えば東北地方や北海道等の冬の寒さが厳しい地区では、一日の中で暖房器具を使用する時間が長いが、他の地域に比べて給湯に使用する湯量が多いというわけではない。そのためこれらの地域では、コージェネレーションシステムによって暖房がなされる時間が長く、余った熱を貯湯タンクに貯めきれない場合が生じる。即ちコージェネレーションシステムによって暖房がなされる場合には、ガスエンジンが発生する熱は余りがちとなり、余った熱は貯湯タンクに順次貯められるが、遂には貯湯タンクに高温の湯が満タン状態となってしまう。その様な状態になると、ガスエンジンが生じる排熱を排出することができなくなり、エンジンのオーバーヒートを防止するために発電部の運転を停止しなければならない。
【０００９】
発電部の運転を停止したとしても、依然として部屋の暖房は続けなければならないから、他の熱源によって暖房を維持しなければならない。例えば、コージェネレーションシステムが補助的な熱源としてガスバーナ等を備えている場合には、そのガスバーナに点火して熱供給を受けなければならない。補助熱源を持たない場合には、商用電源を利用した暖房機器に切り換えなければならないこととなる。
またコージェネレーションシステムによって発生させた電気を、テレビやパソコンその他の機器で現に使用している場合は、発電部の運転を停止した後も、これらに電力を供給しなけれはならないから、商用電源から電力供給を受けなければならず、コージェネレーションシステムを導入する趣旨に反することとなる。
【００１０】
貯湯タンクに排熱を貯めることができなくなった場合の対策として、ガスエンジンを停止し、貯湯タンク内の湯を利用して暖房を行う方策も考えられるが、この方策は推奨できない。即ち貯湯タンク内の湯を利用して暖房を行うには、貯湯タンク内の湯水を取り出して、これを熱交換器を含む回路に循環させる必要がある。しかしながら、貯湯タンク内では、温度成層を構成した状態で湯水が保管されている。そのため、貯湯タンク内の湯水を循環させるとタンク内の温度成層が乱れ、内部の湯の温度が均一化してしまう。その結果、高温の湯水を取り出すことができなくなってしまい、給湯に支障が生じる。
【００１１】
そこで本発明は、従来技術の上記した問題点に注目し、コージェネレーションシステムを活用して暖房を行う場合に生じる余剰の発熱を蓄積することができ、エンジン等を停止することなく長時間に渡って運転が可能であり、且つ蓄積した熱を有効に活用することができる排熱回収システムの提供を課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
そして上記した課題を解決するための請求項１に記載の発明は、温度成層を形成した状態で湯水又は熱媒体を貯留することが可能であり前記湯水又は熱媒体を介して蓄熱する主蓄熱タンクと、熱と電気とを同時に発生させる発電部と、発電部から取り出された熱を熱媒体を介して循環させる排熱回収回路と、外部の暖房負荷と連通して熱媒体の循環回路を構成する暖房循環回路と、前記排熱回収回路を流れる熱媒体と主蓄熱タンクに溜められる湯水又は熱媒体との間で熱交換を行う排熱回収用熱交換器と、前記排熱回収回路を流れる熱媒体と暖房循環回路を流れる熱媒体との間で熱交換する暖房用熱交換器とを備える排熱回収システムにおいて、内部に蓄熱部材が内蔵された副蓄熱タンクを有し、当該副蓄熱タンクは、熱導入路及び熱排出路を備え、熱導入路は前記排熱回収回路の一部を構成し、熱排出路は暖房循環回路の一部を構成し、さらに熱導入路をバイパスする第一バイパス流路と、熱排出路をバイパスする第二バイパス流路とを備え、発電部を運転し副蓄熱タンクの熱導入路を経由して排熱回収回路に熱媒体を循環させることによって発電部で発生した熱を副蓄熱タンクに蓄積することが可能であり、副蓄熱タンクの熱排出路を経由して暖房循環回路に熱媒体を循環させることによって副蓄熱タンクに蓄積された熱を暖房循環回路に導入することが可能であることを特徴とする排熱回収システムである。
【００１３】
ここで上記した構成要素のうち、「排熱回収回路を流れる熱媒体と主蓄熱タンクに溜められる湯水又は熱媒体との間で熱交換を行う排熱回収用熱交換器」は、排熱回収回路を流れる熱媒体と主蓄熱タンクに溜められる湯水等との間で直接的に熱交換するものであってもよいが、間接的に熱交換を行うものであってもよい。即ち排熱回収用熱交換器は、一次側に排熱回収回路を流れる熱媒体が流れ、二次側に主蓄熱タンクに溜められる湯水等が流れる様な直接的に熱交換する熱交換器であってもよい。また排熱回収用熱交換器の一次側流路と排熱回収回路を流れる熱媒体の間にさらに他の熱交換回路があって、排熱回収回路を流れる熱媒体の熱を間接的に熱交換する様なものであってもよい。排熱回収用熱交換器の二次側についても同様である。
「排熱回収回路を流れる熱媒体と暖房循環回路を流れる熱媒体との間で熱交換する暖房用熱交換器」についても同様であり、排熱回収回路を流れる熱媒体と暖房循環回路を流れる熱媒体との間で直接的に熱交換する構成であっても間接的に熱交換するものであってもよい。
熱導入路及び熱排出路は、副蓄熱タンク内に設けられていることが望ましいが、これらは副蓄熱タンク外にあってもよい。
請求項１に記載の排熱回収システムでは、主蓄熱タンクと副蓄熱タンクを有する。ここで本発明の構成要素たる主蓄熱タンクは、従来技術における貯湯タンクと同様の機能を果たすものであり、発電時に発生する排熱を利用して湯水や熱媒体を加熱し、貯留するものである。主蓄熱タンクは、従来と同様に内部に温度成層を形成するものであり、高温の湯水や熱媒体を取り出すことができる。そのため高温の給湯を行うことができる。
副蓄熱タンクは、内部に蓄熱部材が内蔵されたものであり、内部に蓄熱することができる。ここで蓄熱部材としては、例えば水や水を主成分とする不凍液が推奨されるが、ゲル状や固形状のものであってもよい。
副蓄熱タンクは、熱導入路及び熱排出路を備えている。
熱導入路及び熱排出路の構成としては、副蓄熱タンクの内部に蓄熱用熱交換器と放熱用熱交換器を内蔵し、蓄熱用熱交換器によって熱導入路が構成し、放熱用熱交換器によって熱排出路を構成することが望ましい（請求項２）。熱導入路及び熱排出路は、副蓄熱タンクの内の熱媒体を直接出入りさせるものであってもよい。
本発明の排熱回収システムでは、副蓄熱タンクの熱導入路は排熱回収回路の一部を構成しているので、発電部から取り出された熱によって昇温された熱媒体が副蓄熱タンクの熱導入路を通過し、副蓄熱タンク内の蓄熱部材を昇温することができる。
従って暖房運転を行っている際に生じる余剰の発熱を副蓄熱タンクに蓄積することができる。そのため発電部の運転を停止することなく暖房を続けることができる。また発電部の運転を停止する必要がないので、家庭内で電気を使用している場合は、引き続きコージェネレーションシステムによる発電電力を利用することができる上、暖房運転のための補助熱源の運転等を抑制することができる。
また副蓄熱タンクの熱排出路は暖房循環回路の一部を構成しているので、副蓄熱タンクの熱排出路を経由して暖房循環回路に熱媒体を循環させることによって副蓄熱タンクに蓄積された熱を暖房循環回路に導入することができる。
そのため副蓄熱タンクに蓄えられた熱によって暖房を行うことができる。
【００１４】
また主蓄熱タンクと、排熱回収用熱交換器と、暖房用熱交換器とをユニット化し、必要に応じて副蓄熱タンクを増設する方策も実用的である（請求項３）。
【００１５】
請求項３に記載の発明をさらに発展させた発明（請求項４）は、ユニットは、外部の暖房負荷に向かって流れる熱媒体の温度を調節する暖房熱媒温度調節機能を備え、熱排出路は外部の暖房負荷から暖房用熱交換器に戻る流路に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の排熱回収システムである。
【００１６】
本発明の排熱回収システムでは、ユニット側が暖房熱媒温度調節機能を備えている。本発明（請求項４）では、熱排出路は外部の暖房負荷から暖房用熱交換器に至る間に設けられているから、ユニットの熱媒体の戻り口側に副蓄熱タンクの熱排出路が接続されることとなる。そのため本発明の構成では、副蓄熱タンクによって加熱された熱媒体がユニットに戻される。
さらに本発明の排熱回収システムでは、ユニット側は暖房熱媒温度調節機能を備えているが、これは熱媒体の戻り口から戻された熱媒体を必要に応じて加熱し、ユニットから暖房機器に送られる熱媒体の温度を一定範囲に保つ機能である。そのため副蓄熱タンクによって加熱された熱媒体を受入れたユニット側は、そもそも備えている暖房熱媒温度調節機能によってその温度を調節し、暖房負荷側に送出することができる。従って本発明の様に熱排出路を暖房負荷から暖房用熱交換器に至る間に設けられれば、ユニット側の制御プログラム等を変更しなくても所望の機能を発揮させることができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、ユニットは、排熱回収回路を流れる熱媒体であって発電部に戻る熱媒体の温度を調節する機能を備え、熱導入路は発電部から排熱回収用熱交換器に至る間に設けられていることを特徴とする請求項３又は４に記載の排熱回収システムである。
【００１８】
本発明（請求項５）では、熱導入路が発電部から排熱回収用熱交換器に至る間に設けられているから、ユニットの熱媒体の戻り口側に副蓄熱タンクの熱導入路が接続されることとなる。そのため本発明の構成では、副蓄熱タンクによって温度変化した後の熱媒体がユニットに戻される。
さらに本発明の排熱回収システムでは、ユニット側は発電部に戻る熱媒体の温度を調節する機能を備えているが、これは熱媒体の戻り口から戻された熱媒体から適度に熱を奪い、発電機に送る熱媒体の温度を一定範囲に保つ機能である。即ちユニット側に導入された熱媒体の温度が高い場合は、ユニット内で多くの熱を奪って低温化し、逆にユニット側に導入された熱媒体の温度が低い場合は、ユニット内で奪う熱を少なくする機能を持つ。
そのため副蓄熱タンクに熱を奪われて低温化した熱媒体を受入れたユニット側は、そもそも備えている温度調節機能によってユニット側で奪う熱が減少し、適度の温度範囲を維持した状態で、発電部側に送られる。従って本発明によると、ユニット側の制御プログラム等を変更しなくても所望の機能を発揮させることができる。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、排熱回収回路は、排熱回収用熱交換器を経由する排熱回収流路と、暖房用熱交換器を経由する排熱消費流路を備え、排熱回収流路と排熱消費流路とを切り替える切替え手段を備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の排熱回収システムである。
【００２０】
本発明の排熱回収システムでは、排熱回収用熱交換器と暖房用熱交換器に対して選択的に熱媒体を通過させることができる。
【００２１】
請求項７に記載の発明は、主蓄熱タンクは湯水を貯留するものであり、主蓄熱タンク内の湯水によって給湯が可能であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の排熱回収システムである。
【００２２】
本発明の排熱回収システムによると、主蓄熱タンクの湯水を直接給湯に活用することができる。
【００２３】
請求項８に記載の発明は、発電部が運転される際に、主蓄熱タンクの蓄熱量が所定量に達していることを条件の一つとして、副蓄熱タンクの熱導入路を経由して排熱回収回路に熱媒体が循環され、発電部で発生した熱が副蓄熱タンクに蓄積されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の排熱回収システムである。
【００２４】
本発明の排熱回収システムでは、主蓄熱タンクに蓄熱できない場合や、蓄熱することが適切でない場合に副蓄熱タンク側に熱を貯める。
【００２５】
またさらに予測機能によって蓄熱する対象を選択してもよい。請求項９に記載の発明は、将来の熱の使用状況を判断する予測機能を備え、将来の熱の使用用途に応じて主蓄熱タンクへ蓄熱するか副蓄熱タンクへ蓄熱するかを選択することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の排熱回収システムである。
【００２６】
請求項１０に記載の発明は、暖房負荷に対する暖房運転中において暖房に要する熱量が不足する場合には、副蓄熱タンクの熱排出路を経由して暖房循環回路に熱媒体を循環させることによって副蓄熱タンクに蓄積された熱が暖房循環回路に導入されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の排熱回収システムである。
【００２７】
本発明によると、暖房機能を低下させることなく、暖房運転と発電部の運転とを続行することができる。そのため商用電源の使用や、バーナその他の補助熱源等に頼ることなく省エネルギーに寄与する。
【００２８】
次に、上記した排熱回収システムの好ましい制御方策について説明する。
上記した排熱回収システムは、副蓄熱タンクを備える。副蓄熱タンクに蓄熱するのは、発電部で発電を行い、この時に発生した熱で暖房を行っているものの、熱に余剰がある場合である。
ただし主蓄熱タンクに熱を蓄積する余裕がある場合は、余剰の熱を主蓄熱タンク側に貯留するべきであるから、主蓄熱タンクに熱を蓄積する余裕がないか、蓄積することが望ましくない状況であり、且つ副蓄熱タンクに熱を蓄積する余裕がある場合に副蓄熱タンクに蓄熱する。
従って暖房運転を行っている場合に熱の余剰が生じれば、優先的に主蓄熱タンクに蓄熱し、主蓄熱タンクに蓄熱できない状況に至った場合に蓄熱する対象を副蓄熱タンクに切り替える。
また暖房運転の最中に、暖房に要する熱量が不足した場合は、副蓄熱タンクから熱を取り出して暖房に供する。もちろん副蓄熱タンクに熱が蓄積されていることが前提条件である。
【００２９】
またガスバーナ等の補助熱源を持っている場合には、補助熱源の使用は最小限度に抑えるべきである。従って暖房用の熱源として補助熱源を使用する際の優先順位は、発電部、副蓄熱タンク、補助熱源の順であり、発電部、副蓄熱タンクの熱では不足する場合に限って補助熱源を使用する。
しかしその一方で、補助熱源のオンオフ回数は極力少なくすることが望ましい。従って発電部、副蓄熱タンク及び補助熱源の三者を使用しており、この状態で供給熱量が過剰となった場合には副蓄熱タンクからの熱供給を停止する。
またそれでも供給熱量が過剰となった場合に補助熱源を停止し、発電部のみの発熱によって暖房を行う。さらにこの状態で熱が不足する場合には副蓄熱タンクからの熱供給を再開させる。
【００３０】
以上の原則に基づいて完成された請求項１１〜１５に記載の発明は、次の通りである。
即ち請求項１１に記載の発明は、請求項１乃至１０のいずれかに記載の排熱回収システムであって、発電部を運転し、副蓄熱タンクの第一バイパス流路を経由して排熱回収回路に熱媒体を循環させ、暖房用熱交換器を介して排熱回収回路を流れる熱媒体の熱を暖房循環回路に移動させ、暖房循環回路の熱媒体が保有する熱単独またはこれと発電部が発生させた電気を変換した熱との合計を供給熱として暖房負荷に対する暖房運転を実施している状態であって、前記供給熱の熱量が暖房負荷の熱需要を上回り、かつ主蓄熱タンクの蓄熱量が所定の量を下回っていることを条件に排熱回収用熱交換器を介して発電部が発生する熱を主蓄熱タンクに蓄積し、その主蓄熱タンクへの蓄熱を行っている状態で、前記主蓄熱タンクの蓄熱量が所定量に達し、かつ、副蓄熱タンクへの蓄熱が可能であることを条件に前記主蓄熱タンクへの蓄熱を停止し、副蓄熱タンクの熱導入路を経由して排熱回収回路に熱媒体を循環させ、前記副蓄熱タンクに蓄熱を行うことを特徴とする排熱回収システムである。
【００３１】
請求項１２に記載の発明は、請求項１乃至１１のいずれかに記載の排熱回収システムであって、発電部を運転し、副蓄熱タンクの第一バイパス流路を経由して排熱回収回路に熱媒体を循環させ、暖房用熱交換器を介して排熱回収回路を流れる熱媒体の熱を暖房循環回路に移動させ、暖房循環回路の熱媒体が保有する熱単独またはこれと発電部が発生させた電気を変換した熱との合計を供給熱として暖房負荷に対する暖房運転を実施している状態であって、前記供給熱の熱量が暖房負荷の熱需要を下回り、且つ副蓄熱タンクに暖房利用可能な熱量が存在することを条件に、副蓄熱タンクの熱排出路を経由して暖房循環回路に熱媒体を循環させ、前記副蓄熱タンクの熱を暖房循環回路に導入することを特徴とする排熱回収システムである。
【００３２】
請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載の排熱回収システムにおいて、補助熱源を有し、発電部を運転し、且つ副蓄熱タンクの熱排出路を経由して暖房循環回路に熱媒体を循環させ、前記発電部の熱を前記暖房用熱交換器を介して前記暖房循環回路に供給するとともに、前記副蓄熱タンクの熱を前記暖房循環回路に導入し、この両者の熱を供給熱として暖房負荷に対する暖房運転を実施している状態であって、その総供給熱量が暖房熱需要を下回ったことを条件に、前記発電部の熱による熱供給、及び、前記副蓄熱タンクからの熱供給に加え、新たに補助熱源から前記暖房循環回路への熱供給を行うことを特徴とする排熱回収システムである。
【００３３】
請求項１４に記載の発明は、請求項１３に記載の排熱回収システムにおいて、補助熱源が発生する発熱量に下限があり、前記発電部の熱を前記暖房用熱交換器を介して前記暖房循環回路に供給するとともに、前記副蓄熱タンクの熱を前記暖房循環回路に導入し、さらに補助熱源から前記暖房循環回路への熱供給を行っている状態であって、且つ補助熱源が発熱量の下限で運転されている状態であるにも係わらずこれらの総供給熱量が暖房熱需要を上回ったことを条件に、前記発電部の熱による熱供給と前記補助熱源からの熱供給を維持した状態で、副蓄熱タンクの第二バイパス流路を経由して暖房循環回路に熱媒体を循環させ、前記副蓄熱タンクから前記暖房循環回路への熱供給を停止することを特徴とする排熱回収システムである。
【００３４】
請求項１５に記載の発明は、請求項１４に記載の排熱回収システムにおいて、発電部の熱による熱供給と前記補助熱源からの熱供給を維持した状態で、前記副蓄熱タンクから前記暖房循環回路への熱供給を停止し、かつ前記補助熱源から前記暖房循環回路への熱供給を下限で行っている状態であるにも係わらずこれらの総供給熱量が暖房熱需要を上回ったことを条件に、前記発電部の熱による熱供給を維持した状態で、前記補助熱源から前記暖房循環回路への熱供給を停止し、さらにこの状態で運転中、これらの総供給熱量が暖房熱需要を下回った場合には副蓄熱タンクの熱排出路を経由して暖房循環回路に熱媒体を循環させ、副蓄熱タンクに蓄積された熱を暖房循環回路に導入することを特徴とする排熱回収システムである。
【００３５】
また副蓄熱タンクに関する発明は、給湯暖房装置に付加される副蓄熱タンクであって、前記給湯暖房装置は温度成層を形成した状態で湯水又は熱媒体を貯留することが可能であり前記湯水又は熱媒体を介して蓄熱する主蓄熱タンクと、熱と電気とを同時に発生させる発電部と、発電部から取り出された熱を熱媒体を介して循環させる排熱回収回路と、外部の暖房負荷と連通して熱媒体の循環回路を構成する暖房循環回路と、前記排熱回収回路を流れる熱媒体と主蓄熱タンクに溜められる湯水又は熱媒体との間で熱交換を行う排熱回収用熱交換器と、前記排熱回収回路を流れる熱媒体と暖房循環回路を流れる熱媒体との間で熱交換する暖房用熱交換器とを備え、且つ排熱回収用熱交換器から外部の暖房負荷に向かって流れる熱媒体の温度を調節する暖房熱媒温度調節機能を備えるものであり、付加される副蓄熱タンクは内部に蓄熱用熱交換器と放熱用熱交換器が内蔵され、さらに内部に蓄熱部材が内蔵されたものであり、前記蓄熱用熱交換器は前記排熱回収回路の一部を構成し、前記放熱用熱交換器は暖房循環回路の一部を構成し、さらに蓄熱用熱交換器をパイパスする第一バイパス流路と、放熱用熱交換器をバイパスする第二バイパス流路とが設けられ、発電部を運転し副蓄熱タンクの蓄熱用熱交換器を経由して排熱回収回路に熱媒体を循環させることによって発電部で発生した熱を副蓄熱タンクに蓄積することが可能であり、副蓄熱タンクの放熱用熱交換器を経由して暖房循環回路に熱媒体を循環させることによって副蓄熱タンクに蓄積された熱を暖房循環回路に導入することが可能であることを特徴とする副蓄熱タンクである。
【発明の効果】
【００３６】
本発明の排熱回収システムによると、コージェネレーションシステムを活用して暖房を行う場合に生じる余剰の発熱を蓄積することができ、エンジン等を停止することなく長時間に渡って発電運転が可能であり、エンジン等の排熱を利用した暖房運転を継続でき、且つ蓄積した熱を有効に活用することができる。そのため本発明の排熱回収システムは、エネルギーをより有効に利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下さらに本発明の実施形態について説明する。
以下に示す実施形態は、既存の給湯暖房装置であって、コージェネレーションシステムを採用しているものに、副蓄熱タンクユニット１２１を増設して使い勝手を向上させたものである。そのため本実施形態の説明に先立って、副蓄熱タンクユニット１２１を増設する前の給湯暖房装置を説明する。増設前の給湯暖房装置は、１２０の番号を付すこととし、増設後（本発明の実施形態）の給湯暖房装置に１の番号を付すこととして両者を区別する。
【００３８】
図１は、副蓄熱タンクを接続する前の排熱回収システムを示す作動原理図であり、具体的には給湯暖房装置の作動原理図である。
図１において、１２０は給湯暖房装置である。給湯暖房装置１２０は、コージェネレーションシステムを採用したものである。給湯暖房装置１２０は、大別して発電部２と給湯暖房部３とにより構成されるコージェネレーション系Ｓを形成している。発電部２と給湯暖房部３はそれぞれユニット化されている。発電部２は、ガスエンジン５によって運転される発電機１０を備えたものであり、コージェネレーション系Ｓの外にある電気機器等の外部負荷に電力を供給すると共に、発電に伴い発生した排熱により湯水を加熱することができる。また、給湯暖房部３は、ガスバーナを熱源とする温水装置（補助熱源）６を備えたものであり、主として給湯栓７や床暖房やファンコンベクタ等の暖房負荷８に供給される湯水を加熱するものである。
【００３９】
給湯暖房装置１２０は、発電部２および給湯暖房部３の駆動を司る制御部１００を持つ駆動制御装置１０２を具備している。制御部１００は、発電部２および給湯暖房部３に設けられた各センサーの検知信号に基づいて弁の開閉を行ったり、ポンプやガスエンジン５、温水装置６等の駆動を司るものである。
【００４０】
発電部２は、大別してガスエンジン５と、ガスエンジン５によって駆動する発電機１０と、ヒータ１１とを具備している。発電部２において発生した電力は、コージェネレーション系Ｓの外部にある電気機器等の外部負荷や、ヒータ１１（内部負荷）に供給される。発電部２は、ガスエンジン５を冷却すると共に排熱を回収する排熱回収回路１２を具備している。
【００４１】
排熱回収回路１２は、発電部２の外部、即ち給湯暖房部３側にある排熱回収用熱交換器３０及び暖房用熱交換器５７を経由して湯水を循環させるものである。排熱回収回路１２は、ガスエンジン５からバイパス分岐点Ａを経て排熱回収用熱交換器３０に向けて湯水を流す、往き側冷却水路１３と、その分岐水路である往き側分岐水路６１、並びに、排熱回収用熱交換器３０からガスエンジン５側へと湯水を戻す戻り側冷却水路１５と、暖房用熱交換器５７から戻る湯水が前記戻り側冷却水路１５に合流する戻り側合流水路６２とから構成されている。即ち、ガスエンジン５には排熱回収用熱交換器３０と暖房用熱交換器５７とが前記各水路によって並列に接続されている。排熱回収回路１２内を流れる湯水は、戻り側冷却水路１５の中途に設けられたポンプ１６によって圧送され、戻り側冷却水路１５側から往き側冷却水路１３側へと流れる。戻り側冷却水路１５内を流れる湯水は、ガスエンジン５の駆動に伴い発生した排熱により加熱され往き側冷却水路１３へと流出する。
【００４２】
ガスエンジン５と排熱回収用熱交換器３０とを接続する往き側冷却水路１３の中途には、ヒータ１１が設けられている。ヒータ１１には、分岐配線１８を介して外部の電気機器等で消費しきれない余剰電力が供給される。
【００４３】
ガスエンジン５の排熱により加熱され、往き側冷却水路１３内を流れる湯水は、排熱回収用熱交換器３０へと流入する。排熱回収用熱交換器３０において熱交換を行い低温となった湯水は、戻り側冷却水路１５を介してガスエンジン５へと戻る。なおガスエンジン５側に戻る湯水の温度が高いと、ガスエンジン５が焼きつくこととなるので、排熱回収用熱交換器３０からガスエンジン５側に戻る湯水の温度は一定の範囲に制御されている。即ち図示しない温度センサーによって排熱回収用熱交換器３０から排出される湯水の温度が検知され、この温度が高い場合には循環ポンプ４７を駆動し、後記する高温湯分配制御比例弁８４の開度を調整することで排熱回収用熱交換器３０の二次側に循環させる低温水の量（即ち、主蓄熱タンク３１の底部から流出する低温水の量）を調整して、排熱回収回路１２において発電部２に戻る熱媒体の温度を低下させる。この様に給湯暖房部３のユニットは、排熱回収回路１２を流れる熱媒体であって発電部２に戻る熱媒体の温度を調節する機能を備えている。
【００４４】
戻り側冷却水路１５の中途には、上記したポンプ１６の他に冷却水タンク２２とサーモスタット式の三方弁２５とが設けられている。また、三方弁２５は、後述する戻り側合流水路６２に設けられている三方弁２３と連通する連通流路２４に接続されている。さらに、戻り側冷却水路１５と往き側冷却水路１３との間には、両者をバイパスするバイパス流路２６が設けられている。三方弁２５は、ガスエンジン５側から排出される湯水の温度に応じて排熱回収用熱交換器３０および暖房用熱交換器５７側への湯水の往来を調整するものである。
【００４５】
給湯暖房部３は、燃料ガスを燃焼し湯水を加熱する温水装置６と、排熱回収回路１２内を流れるガスエンジン５の排熱により加熱された湯水との熱交換を行う排熱回収用熱交換器３０と、主蓄熱タンク３１（貯留タンク）とを具備している。給湯暖房部３は、加熱循環回路３２と、ガスエンジン５および温水装置６において発生した熱によって加熱された湯水を給湯栓７を介して外部に供給する給湯回路３３とを備え、これに加えて暖房負荷８等の熱負荷に接続される暖房循環回路（熱媒二次回路）３５と、湯水を浴槽に供給して循環させる浴槽循環回路３６とを有する。
【００４６】
なお温水装置６は、内部に１系統の熱交換器６ａを備えたものであり、ガスバーナ６ｂの熱を受けて内部を通過する湯水を加熱するものである。
本実施形態では、熱源たる温水装置６の熱交換器６ａと、排熱回収用熱交換器３０が直列に接続されている。
【００４７】
また、本実施形態の給湯暖房装置１２０は、加熱循環回路３２と、主蓄熱タンク３１とから構成される流水回路（閉回路Ｈ）が形成されている。
【００４８】
加熱循環回路３２は、高温湯往き側流路３８、熱交換部４５および高温湯戻り側流路４１からなる。
即ち加熱循環回路３２は、温水装置６の出湯口３７に接続された高温湯往き側流路３８と、熱交換部４５及び温水装置６の入湯口４０に接続された高温湯戻り側流路４１によって構成される一連の循環回路である。
また高温湯往き側流路３８は、温水装置６の出湯口３７と熱交換部４５の間の往き側分岐点１１９で分岐され、給湯回路３３側と接続されている。即ち出湯口３７と熱交換部４５の間の往き側分岐点１１９で、給湯往路８３が分岐されている。給湯往路８３は混合弁８０に繋がる。
またさらに給湯往路８３からは、主蓄熱タンク３１に至る貯留部給湯管８７が分岐されている。より具体的には、往き側分岐点１１９から枝分けされた給湯往路８３は、分岐部Ｄ1 において、混合弁８０側と、主蓄熱タンク３１に繋がる貯留部給湯管８７とに分岐されている。貯留部給湯管８７が分岐される分岐部Ｄ1 の上流側（温水装置６側）に、高温湯分配制御比例弁８４が設けられている。
【００４９】
主蓄熱タンク３１には、内部に貯留されている湯水の高さ方向の温度分布を検知するために、最上部温度センサー３４ａ、上部温度センサー３４ｂ、中部温度センサー３４ｃおよび下部温度センサー３４ｄが設けられている。また、高温湯戻り側流路４１には、熱交換部４５側から順に、エアセパレータ４６と、湯水を循環させる循環ポンプ４７と、排熱回収用熱交換器３０に入水される湯の温度を検知する排熱熱交入水温度センサー１１４と、排熱回収用熱交換器３０と、温水装置６への入水温度を検知する温水装置入水温度センサー１１５と、高温湯戻り側流路４１を流れる水量を検知する循環流量センサー５０と、温水装置６に流入する水量を調整する循環水比例弁５１とが接続されている。
【００５０】
排熱回収用熱交換器３０は、上記した発電部２においてガスエンジン５の駆動に伴い発生した排熱により加熱された湯水と熱交換を行うことにより高温湯戻り側流路４１を流れる湯水を加熱するものである。そのため、通常ガスエンジン５の駆動中は、排熱回収用熱交換器３０において加熱された湯水が高温湯戻り側流路４１を介して温水装置６に流入する。
【００５１】
熱交換部４５は、加熱循環回路３２の一部を構成するものであり、熱交換分岐流路９４の先端に設けられており、暖房循環回路３５の中途に設けられた負荷熱交換器４２と、負荷熱交出口電磁弁５２とを有する流路４５ａと、浴槽循環回路３６の中途に設けられた追焚熱交換器４３と追焚熱交出口電磁弁５３とを有する流路４５ｂとが並列に配されたものである。そのため、負荷熱交換器４２および追焚熱交換器４３への湯水の流入は、負荷熱交出口電磁弁５２および追焚熱交出口電磁弁５３によって調整される。
【００５２】
負荷熱交換器４２に接続されている暖房循環回路３５は、暖房負荷８に湯水を供給する負荷往き側流路５５と、暖房負荷８側から湯水を戻す負荷戻り側流路５６とを有する。負荷往き側流路５５には、負荷側（暖房負荷８）に送る湯水（熱媒体）の温度を測定する負荷往き側温度センサー１１１が設けられている。
負荷戻り側流路５６の中途には、暖房用熱交換器５７と、負荷戻り側流路５６に湯水を補給する補給水タンク５８と、負荷戻り側流路５６から補給水タンク５８に流入する湯水の温度を検知する湯温センサー５４と、負荷戻り側流路５６内に湯水を循環させるための循環ポンプ６０とが設けられている。また、暖房循環回路３５には、暖房負荷８への湯水の流入を阻止する弁（図示せず）が閉止状態である場合に循環ポンプ６０等に過負荷が作用するのを防止すべく、負荷往き側流路５５と負荷戻り側流路５６とをバイパスするバイパス流路６３が設けられている。
【００５３】
暖房用熱交換器５７には、上記した発電部２の往き側冷却水路１３から分岐された往き側分岐水路６１と、戻り側冷却水路１５から分岐された戻り側合流水路６２とが接続されており、ガスエンジン５の排熱により加熱された高温の湯水が循環する。そのため、暖房負荷８において放熱して低温となった湯水（熱媒体）は、暖房用熱交換器５７において往き側分岐水路６１により供給された高温の湯水と熱交換し、加熱される。暖房用熱交換器５７において加熱された湯水は、補給水タンク５８を経て負荷熱交換器４２に流入し、負荷熱交換器４２での熱交換によりさらに加熱されたのち再び暖房負荷８側へと送り込まれる。
【００５４】
追焚熱交換器４３に接続されている浴槽循環回路３６は、浴槽側に湯水を送り込む浴槽往き側流路６５と、浴槽側から湯水を戻す浴槽戻り側流路６６とを備えている。浴槽循環回路３６については詳細な説明を省略する。
【００５５】
給湯回路３３は、具体的には、混合弁８０を介して高温湯往き側流路３８の中途で分岐された給湯往路８３と、外部から湯水を供給する給水管８５とが接続されたものであり、その中途には、流量センサー８１と、総量制御比例弁８２と、給湯温度センサー９５とが設けられている。
流量センサー８１は、総給水量を測定するものであり、その上流に設けられた総量制御比例弁８２は、総給水量を制御するものである。
【００５６】
給水管８５は、中途に減圧弁８８と、混合弁８０側に湯水を導く逆止弁９０と、外部から導入される湯水の温度を検知する入水温度センサー９３が設けられた流路であり、混合弁８０に接続されている。
【００５７】
給水管８５の中途には、外部から導入された湯水を主蓄熱タンク３１側に向けて供給する貯留部給水管９１が接続されている。貯留部給水管９１は、主蓄熱タンク３１の底部側に接続されており、中途に給水管８５側から主蓄熱タンク３１側へ湯水を導く逆止弁８６が設けられている。また、主蓄熱タンク３１の底部には、主蓄熱タンク３１から湯水を排出する貯留部排出管８９が接続されている。貯留部排出管８９は、前記した通り温水装置６の入湯口４０に繋がる高温湯戻り側流路４１にエアセパレータ４６を介して接続されている。さらに、主蓄熱タンク３１の上部には、給湯往路８３から分岐され、主蓄熱タンク３１への湯水の流出入を行うための貯留部給湯管８７が接続されている。主蓄熱タンク３１には、貯留部給湯管８７を通って主蓄熱タンク３１の外部に流出する湯水と略同量の湯水が貯留部給水管９１を介して給水されるため、主蓄熱タンク３１は常に満水状態に維持される。
【００５８】
主蓄熱タンク３１内の湯を利用する動作として、代表的なものに主蓄熱タンク３１に湯水を貯留する排熱貯留運転モードと、給湯栓７から湯水を排出する給湯運転モードがある。
【００５９】
排熱貯留運転モードである場合、発電部２においてガスエンジン５が駆動を開始し、それに伴いポンプ１６が作動して排熱回収回路１２内を湯水が循環し始める。排熱回収回路１２内を流れる湯水は、ガスエンジン５の駆動に伴い発生する排熱により加熱される。
【００６０】
ガスエンジン５の駆動に伴って排熱回収回路１２内の湯水が所定の温度以上となると、三方弁２３および三方弁２５が切り替わり、湯水が排熱回収用熱交換器３０内を循環し始める。
【００６１】
一方、給湯暖房部３では、循環ポンプ４７が駆動を開始し、主蓄熱タンク３１の底部に設けられた貯留部排出管８９から主蓄熱タンク３１内の湯水が高温湯戻り側流路４１側に流入する。高温湯戻り側流路４１内を流れる湯水は、排熱回収用熱交換器３０においてガスエンジン５の排熱によって加熱された湯水と熱交換を行って加熱された後、温水装置６の入湯口４０から温水装置６へ流入する。
【００６２】
排熱貯留運転モードでは温水装置６は燃焼停止状態であるため、入湯口４０から流入した湯水は、温水装置６内を素通りし、出湯口３７に接続された高温湯往き側流路３８へと流出する。そして高温湯往き側流路３８内を流れる湯水が所定温度以上となると、高温湯分配制御比例弁８４が開成される。また、ここで混合弁８０は、給湯往路８３に対して閉止状態とされている。そのため、湯水は、高温湯往き側流路３８、熱交換分岐流路９４、流路４５ａおよび高温湯戻り側流路４１によって構成される閉回路内を循環しながら排熱回収用熱交換器３０において加熱されると共に、貯留部給湯管８７を介して主蓄熱タンク３１内に徐々に貯留される。そのため、主蓄熱タンク３１内に貯留されている湯水は、下方から上方に向けて次第に高温となっている。即ち、主蓄熱タンク３１内に貯留されている湯水は、上下方向に層状の温度分布（温度成層）を形成している。主蓄熱タンク３１内に貯留されている湯水の略全体が所定温度以上となると、排熱貯湯モードによる湯水の貯留が完了する。
【００６３】
給湯暖房装置１２０から給湯を行う場合、即ち給湯栓７が開栓されると、給水管８５を介して外部から供給される低温の水の一部は、混合弁８０に向けて供給される。一方、外部から供給される低温の水の一部は、給水管８５から分岐された貯留部給水管９１を介して主蓄熱タンク３１の底部に流入する。その結果、この水によって主蓄熱タンク３１内に貯留されている湯水が上方に押し上げられ、主蓄熱タンク３１の上部側に貯留されている高温の湯水が貯留部給湯管８７から排出される。貯留部給湯管８７から排出された湯水は給湯往路８３内を流れ、混合弁８０側へと流れ、低温の水と混合されて給湯栓７から出湯される。
【００６４】
次に暖房運転モードについて説明する。暖房運転モードでは、主蓄熱タンク３１の湯水は使用せずに、床暖房やファンコンベクタ等の暖房負荷８を駆動させる。
給湯暖房装置１２０が暖房運転を開始すると、暖房循環ポンプ６０が起動し、暖房循環回路３５内を湯水が循環しはじめる。ここで、温度センサー５４の検知温度、即ち暖房負荷８側から戻る湯水の温度が所定温度以下である場合には、暖房循環回路３５内を循環する湯水を加熱すべくガスエンジン５が起動する。なお実際の設計では、家庭内での商用電力の使用量が一定以上であり、且つ暖房負荷８側から戻る湯水の温度が所定温度以下である場合にガスエンジン５が起動する構成とすることが推奨される。この様な設計を採用する場合には、家庭内での商用電力の使用量が一定未満であり、且つ暖房負荷８側から戻る湯水の温度が所定温度以下である場合には、ガスエンジン５が停止した状態で温水装置６（ガスバーナ６ｂ）が起動する。
【００６５】
また、暖房負荷８側から戻る湯水の温度が極めて低い場合や、暖房負荷８における設定温度が高い場合等は、ガスエンジン５に加えて温水装置６のガスバーナ６ｂに点火する。即ち、暖房運転では、暖房用熱交換器５７における熱交換によって暖房循環回路３５内を循環する湯水を加熱し、更に場合によっては、負荷熱交換器４２における熱交換を行うことによって暖房循環回路３５内を循環する湯水を加熱する。
【００６６】
さらに具体的には、発電部２のガスエンジン５が起動すると、排熱循環ポンプ１６が作動して排熱回収回路１２内を湯水が循環する。排熱回収回路１２内を流れる湯水は、ガスエンジン５の駆動に伴い発生する排熱により加熱され、高温となる。また、ガスエンジン５の駆動に伴い発電機１０において発生した電力によりヒータ１１が駆動し、排熱往路１３内を流れる湯水がさらに加熱される。
【００６７】
ガスエンジン５の排熱によって排熱回収回路１２内を流れる湯水が所定温度以上に加熱されると、三方弁２３およびサーモスタット式の三方弁２５の作用により、湯水が排熱分岐往路６１および排熱分岐復路６２内を流れ、高温の湯水が暖房用熱交換器５７に供給される。暖房負荷８側から暖房復路５６を介して戻る湯水は、暖房用熱交換器５７において発電部２側から供給される高温の湯水と熱交換を行い加熱される。ここで、暖房用熱交換器５７の下流側にある温度センサー５４の検知温度が暖房負荷８の設定温度である場合には、暖房用熱交換器５７において加熱された湯水を負荷熱交換器４２側に送り込み、負荷熱交換器４２に接続された暖房往路５５を介して暖房負荷８に供給する。
【００６８】
一方、暖房負荷８側から戻る湯水の温度が低い場合や、暖房負荷８における設定温度が高い場合、即ち、暖房用熱交換器５７において熱交換を行うだけでは暖房負荷８の設定温度に到達しない場合には、温水装置６のガスバーナ６ｂに点火する。そして温水装置６の駆動が開始されると共に熱源循環ポンプ４７が駆動を開始する。熱源流量センサー５０が熱源循環回路３２における流水を検知すると、温水装置６における燃焼作動が開始される。ガスバーナ６ｂによって加熱され、高温となった湯水は、熱交換部４５の流路４５ａにある負荷熱交換器４２を通過して温水装置６側へと戻り、暖房循環回路３５を介して暖房負荷８へ熱供給を行う。この様に給湯暖房装置１２０は、暖房熱媒温度調節機能を備える。
【００６９】
次に本実施形態の給湯暖房装置１について説明する。本実施形態の給湯暖房装置１は、図１に示す給湯暖房装置１２０に副蓄熱タンクユニット１２１を増設したものである。
図２は、本発明の実施形態の排熱回収システムを採用した給湯暖房装置の作動原理図であり、副蓄熱タンクを接続した状態を示す。
副蓄熱タンクユニット１２１は、副蓄熱タンク１２２と２本のバイパス流路１２６，１２７を備えたものである。
副蓄熱タンク１２２は、密閉されたタンクであり、周囲に断熱材（図示せず）が巻き付けられている。副蓄熱タンク１２２は、内部に蓄熱部材（図示せず）が内蔵されている。蓄熱部材は、水や水を主成分とする不凍液を採用することが推奨されるが、ゲル状や固形状のものであってもよい。
【００７０】
副蓄熱タンク１２１には、蓄熱用熱交換器１２３と放熱用熱交換器１２５とが内蔵されている。そして蓄熱用熱交換器１２３の流路によって熱導入路が形成されている。また放熱用熱交換器１２５の流路によって熱排出路が形成されている。
副蓄熱タンク１２１には、温度センサー１４０が設けられている。温度センサー１４０は、内部の蓄熱部材（図示せず）の温度を検知するものであり、間接的に副蓄熱タンク１２１に蓄積された熱量を検知するものである。温度センサー１４０の信号は、通信手段によって制御部１００に入力される。
【００７１】
第一バイパス流路１２６は、副蓄熱タンク１２２の外にあり、蓄熱用熱交換器（熱導入路）１２３を迂回するものである。第一バイパス流路１２６の入り側の分岐部には三方弁１３０が設けられている。三方弁１３０は制御部１００から受ける信号によって動作する。
一方、第二バイパス流路１２７は、副蓄熱タンク１２２の外にあり、放熱用熱交換器（熱排出路）１２５をバイパスするものである。第二バイパス流路１２７の入り側の分岐部にも三方弁１３１が設けられている。三方弁１３１についても制御部１００から受ける信号によって動作する。
【００７２】
副蓄熱タンクユニット１２１の蓄熱用熱交換器（熱導入路）１２３及び第一バイパス流路１２６は、排熱回収回路１２の一部に挿入され、排熱回収回路１２の一部を構成する。より具体的には、副蓄熱タンクユニット１２１の蓄熱用熱交換器（熱導入路）１２３及び第一バイパス流路１２６は、往き側冷却水路１３にあり、バイパス分岐点Ａと排熱回収用熱交換器３０の間に配管されている。
ガスエンジン５の排熱により加熱され、往き側冷却水路１３内を流れる湯水は、副蓄熱タンクユニット１２１の蓄熱用熱交換器（熱導入路）１２３又は第一バイパス流路１２６を経由して排熱回収用熱交換器３０へと流入する。排熱回収用熱交換器３０において熱交換を行い、低温となった湯水は、戻り側冷却水路１５を介してガスエンジン５へと戻る。
【００７３】
一方、副蓄熱タンクユニット１２１の放熱用熱交換器（熱排出路）１２５及び第二バイパス流路１２７は、暖房循環回路３５の一部に挿入され、暖房循環回路３５の一部を構成する。
より具体的には、副蓄熱タンクユニット１２１の放熱用熱交換器（熱排出路）１２５及び第二バイパス流路１２７は、負荷戻り側流路５６の中途にある。さらに詳細には、副蓄熱タンクユニット１２１の放熱用熱交換器（熱排出路）１２５及び第二バイパス流路１２７は、暖房負荷８と暖房用熱交換器５７との間に設けられている。
暖房循環回路３５では、暖房用熱交換器５７において往き側分岐水路６１により供給された高温の湯水と熱交換し、内部を流れる湯水（熱媒体）が加熱される。暖房用熱交換器５７において加熱された湯水は、補給水タンク５８を経て負荷熱交換器４２に流入し、負荷熱交換器４２での熱交換によりさらに加熱された後、再び暖房負荷８側へと送り込まれる。そして副蓄熱タンクユニット１２１の放熱用熱交換器（熱排出路）１２５又は第二バイパス流路１２７のいずれかを経由して暖房用熱交換器５７に戻る。
【００７４】
本実施形態の給湯暖房装置１では、副蓄熱タンクユニット１２１が増設され、副蓄熱タンク１２２に内蔵された蓄熱用熱交換器（熱導入路）１２３が排熱回収回路１２の一部に挿入されたから、ガスエンジン５の排熱によって昇温した湯水を蓄熱用熱交換器（熱導入路）１２３側に通過させることによって副蓄熱タンク１２２内の蓄熱部材を昇温することができる。即ちガスエンジン５の排熱を副蓄熱タンク１２２内に溜めることができる。
一方、排熱回収回路１２を流れる湯水を第一バイパス流路１２６に流せば、図１に示す給湯暖房装置１２０と同様にガスエンジン５の排熱を熱の増減なく下流に流すことができる。
ただし前記した様に、給湯暖房部３のユニットは、排熱回収回路１２を流れる湯水（熱媒体）であって発電部２に戻る熱媒体の温度を調節する機能を備えているので、往き側冷却水路１３内を流れる湯水が、蓄熱用熱交換器（熱導入路）１２３又は第一バイパス流路１２６のいずれを経由したとしても、発電部２に戻る湯水（熱媒体）の温度は、一定未満に保たれる。
【００７５】
これらをより簡略化したモデルで説明すると次の通りである。図３は、図２の排熱回収システムの要部だけを抜き出した作動原理図である。
本実施形態の排熱回収システムは、大きく分けて発電部２と、給湯暖房部３と、副蓄熱タンクユニット１２１によって構成されている。発電部２は、ガスエンジン５を搭載した発電機を備え、電気と熱とを同時に発生させることができる。
【００７６】
給湯暖房部３は、主蓄熱タンク３１を備え、主蓄熱タンク３１は温度成層を形成した状態で湯水（熱媒体）を貯留することが可能であり、湯水を介して蓄熱することができる。
副蓄熱タンクユニット１２１は、副蓄熱タンク１２２を備え、内部に蓄熱部材を有していて蓄熱することができる。副蓄熱タンクユニット１２１には、副蓄熱タンク１２２内を通過する熱導入路（蓄熱用熱交換器）１２３と、熱排出路（放熱用熱交換器）１２５及びこれらを迂回する第一バイパス流路１２６、第二バイパス流路１２７を持つ。バイパス流路１２６，１２７の分岐点には、それぞれ三方弁１３０，１３１があり、三方弁１３０，１３１を切り替えることによって、湯水の流路が選択される。なお三方弁１３０は、熱排出路（放熱用熱交換器）１２５とこれを迂回する第一バイパス流路１２６とを切り換えるものであるが、これに代わって両者への分配比率を変更するものであってもよい。三方弁１３１についても同様である。
【００７７】
発電部２と給湯暖房部３とは、排熱回収回路１２によって接続されている。排熱回収回路１２には、湯水（熱媒体）が流れる。また排熱回収回路１２には、排熱回収用熱交換器３０と、暖房用熱交換器５７が設けられている。即ち排熱回収回路１２は、排熱回収用熱交換器３０を経由する排熱回収流路１４１と、暖房用熱交換器５７を経由する排熱消費流路１４３に分かれている。そしてこれらの分岐点には、三方弁２３が設けられている。
排熱回収回路１２では、副蓄熱タンクユニット１２１の熱導入路（蓄熱用熱交換器）１２３を経由して排熱回収用熱交換器３０又は暖房用熱交換器５７に流れる。ただし三方弁１３０を第一バイパス流路１２６側に切り替えることにより、湯水は、熱導入路（蓄熱用熱交換器）１２３を迂回して排熱回収用熱交換器３０又は暖房用熱交換器５７に至る。
【００７８】
給湯暖房部３と外部の暖房負荷８とは、暖房循環回路３５によって接続されている。暖房循環回路３５は、暖房用熱交換器５７、循環ポンプ６０、負荷熱交換器４２、暖房負荷８、副蓄熱タンクユニット１２１の放熱用熱交換器（熱排出路）１２５が順次環状に接続されたものである。
負荷熱交換器４２は、暖房循環回路３５を流れる湯水をガスバーナ６ｂから供給される熱によって加熱するものである。実際の回路では、前記した図１，２の様に、ガスバーナ６ｂ（温水装置６）と負荷熱交換器４２の間に加熱循環回路３２が介在されている。
また暖房循環回路３５には、暖房用熱交換器５７の下流側であって負荷熱交換器４２との間には、湯温を検知する湯温センサー５４が設けられている。また負荷往き側流路５５には、負荷側（暖房負荷８）に送る湯水（熱媒体）の温度を測定する負荷往き側温度センサー１１１が設けられている。
【００７９】
暖房循環回路３５では、暖房用熱交換器５７によって加熱された湯水が、負荷熱交換器４２を経由して暖房負荷８に至り、副蓄熱タンクユニット１２１の放熱用熱交換器（熱排出路）１２５を経て暖房循環回路３５に戻る。ただし三方弁１３１を第二バイパス流路１２７側に切り替えることにより、湯水は、放熱用熱交換器（熱排出路）１２５を迂回して暖房用熱交換器５７に戻る。
【００８０】
次に本実施形態の給湯暖房装置１の特有の機能について説明する。本実施形態の給湯暖房装置１は、前記した図１の給湯暖房装置１２０の機能を備え、これに加えて副蓄熱タンクユニット１２１を増設したことによる機能を備えている。即ち本実施形態の給湯暖房装置１は、副蓄熱タンクユニット１２１の副蓄熱タンク１２２に余剰の排熱を溜めることができ、必要に応じてこれを暖房に使用することができる。
【００８１】
前記した様に本実施形態では、三方弁１３０を熱導入路（蓄熱用熱交換器）１２３に切り替えることによって、排熱回収回路１２を流れる湯水が、副蓄熱タンクユニット１２１の熱導入路（蓄熱用熱交換器）１２３を通過するから、排熱回収回路１２を流れる湯水の温度が、副蓄熱タンク１２２内の蓄熱部材の温度よりも高ければ、副蓄熱タンク１２２内の蓄熱部材が昇温し、副蓄熱タンク１２２に蓄熱される。
また本実施形態では、三方弁１３１を放熱用熱交換器（熱排出路）１２５側に切り替えると、暖房循環回路３５を流れる湯水が副蓄熱タンクユニット１２１の放熱用熱交換器（熱排出路）１２５を通過するから、暖房循環回路３５を流れる湯水の温度が、副蓄熱タンク１２２内の蓄熱部材の温度よりも低いならば、副蓄熱タンク１２２から暖房循環回路３５に熱が移動し、暖房循環回路３５を流れる湯水が昇温される。
【００８２】
本実施形態の給湯暖房装置１で暖房を行う場合には、発電部２で生じる熱を優先的に使用する。即ち通常は、排熱回収回路１２の三方弁１３０を第一バイパス流路１２６側に切り替え、排熱回収回路１２を流れる湯水を副蓄熱タンク１２２を迂回して流す。
その結果ガスエンジン５の排熱が熱の増減なく暖房用熱交換器５７に供給される。
また三方弁１３１を第二バイパス流路１２７側に切り替え、暖房循環回路３５を流れる湯水を副蓄熱タンク１２２を迂回して流す。
【００８３】
そして発電部２で発生させた熱（排熱及びヒータ１１の加熱）に余剰があれば、主蓄熱タンク３１又は副蓄熱タンク１２２に蓄熱するが、この時には主蓄熱タンク３１への蓄熱を優先する。即ち主蓄熱タンク３１の熱は、給湯や風呂の湯張りに活用することができ、用途が広いので、主蓄熱タンク３１に優先的に蓄熱することが望ましい。
副蓄熱タンク１２２に蓄熱するのは、主蓄熱タンク３１が高温の湯水で満たされていてこれ以上蓄熱できない場合（表では主蓄熱タンク満と表示）や、数時間以内に給湯する予定の無い場合が挙げられる。
主蓄熱タンク３１が高温の湯水で満たされているか否かの判断は、主蓄熱タンク３１に設けられた温度センサー３４による。即ち本実施形態では、主蓄熱タンク３１に最上部温度センサー３４ａ、上部温度センサー３４ｂ、中部温度センサー３４ｃおよび下部温度センサー３４ｄが設けられているので、下部温度センサー３４ｄが高温を検知すれば主蓄熱タンク３１が高温の湯水で満たされていると判断される。
【００８４】
数時間以内に給湯する予定が無い場合とは、例えば風呂の湯張り等の給湯予約設定がなされていない場合や、学習機能により、過去の給湯使用履歴から判断して数時間以内に給湯使用される可能性が低い場合が考えられる。即ち近年のコージェネレーションシステムでは、将来の熱の使用状況を判断する予測機能を備えたものがある。例えば給湯の使用予定を使用者が自ら入力したり、普段の給湯使用状況から、当該使用者の給湯使用状況を学習し、これらの情報から何日の何時ごろにどの程度の給湯が必要であるとか、風呂の湯張りを行うといったことを予測する。そして予測機能によって予測された結果、給湯の使用や風呂の湯張りが無い場合には副蓄熱タンク１２２に蓄熱する。
【００８５】
また副蓄熱タンク１２２側の条件としては、副蓄熱タンク１２２に蓄熱する余裕があることが大事である。副蓄熱タンク１２２に蓄熱する余裕があるか否かは、副蓄熱タンク１２２に設けられた温度センサー１４０の検知温度で判断する。温度センサー１４０の検知温度が一定未満であるならば、蓄熱可能である。即ち温度センサー１４０の検知温度が排熱回収回路１２を流れる湯水の温度よりも低い場合に、副蓄熱タンク１２２に蓄熱する余裕があると判断される。
【００８６】
副蓄熱タンク１２２に蓄熱する場合には、前記した様に三方弁１３０を熱導入路（蓄熱用熱交換器）１２３に切り替え、排熱回収回路１２を流れる湯水を、副蓄熱タンクユニット１２１の熱導入路（蓄熱用熱交換器）１２３に通過させる。
運転中に熱の余剰が無くなれば三方弁１３０を第一バイパス流路１２６側に切り替え、ガスエンジン５の排熱の全てを暖房用熱交換器５７に供給する。
【００８７】
発電部２で生じる熱だけでは不足する事態が生じれば、副蓄熱タンク１２２に蓄熱した熱を取り出して暖房循環回路３５に補給する。暖房に必要な熱量が不足しているか否かは、温度センサー５４の検知温度による。即ち暖房用熱交換器５７の下流側であって負荷熱交換器４２との間に湯温を検知する湯温センサー５４が設けられている。この湯温センサー５４の検知温度が低い場合は、暖房用熱交換器５７による昇温だけでは不十分であると言えるから、副蓄熱タンク１２２に蓄熱した熱を取り出して暖房循環回路３５に補給する。
ここで副蓄熱タンク１２２側の条件としては、副蓄熱タンク１２２に放熱に値する熱が蓄積されていることが挙げられる。副蓄熱タンク１２２に蓄熱があるか否かは、副蓄熱タンク１２２に設けられた温度センサー１４０の検知温度で判断する。温度センサー１４０の検知温度が一定以上であるならば、蓄熱可能である。即ち温度センサー１４０の検知温度が暖房循環回路３５を流れる湯水の温度よりも高い場合に、副蓄熱タンク１２２に放熱する余裕があると判断される。
【００８８】
副蓄熱タンク１２２の熱を暖房に供する場合は、三方弁１３１を放熱用熱交換器（熱排出路）１２５側に切り替え、暖房循環回路３５を流れる湯水を、副蓄熱タンクユニット１２１の放熱用熱交換器（熱排出路）１２５に通過させる。
【００８９】
発電部２で生じる熱と副蓄熱タンク１２２から供給される熱とによって暖房運転が賄え、運転中に熱に余剰が生じた場合は、三方弁１３１を第二バイパス流路１２７側に切り替え、副蓄熱タンク１２２を迂回して湯水を循環させる。
【００９０】
発電部２で生じる熱と副蓄熱タンク１２２から供給される熱とを併用しても暖房に必要な熱量が不足する場合には、ガスバーナ６ｂに点火し、温水装置（補助熱源）６が発生する熱を暖房循環回路３５に補給する。この機能は、図１に示す給湯暖房装置が本来備えた機能である。
即ち前記した様に、副蓄熱タンクユニット１２１を増設する前の給湯暖房装置１２０は、暖房熱媒温度調節機能を備えるので、副蓄熱タンクユニット１２１を増設した後の給湯暖房装置１２０についても引き続き暖房熱媒温度調節機能を持ち、温度センサー５４の検知温度、即ち暖房負荷８側から戻る湯水の温度が所定温度以下である場合には、暖房循環回路３５内を循環する湯水を加熱すべく温水装置６が起動する。
【００９１】
ガスバーナ６ｂは、要求される熱量に応じて発熱量が変化する。また温水装置６のガスバーナ６ｂは、一般に十分な発熱能力を持っているので、ガスバーナ６ｂを使用しても熱量が不足するという事態は考えられない。
【００９２】
発電部２で生じる熱と副蓄熱タンク１２２から供給される熱と、温水装置６から供給される熱とによって暖房運転が賄え、運転中に熱に余剰が生じた場合は、いずれかの熱源を停止する必要があるが、この場合は、副蓄熱タンク１２２からの熱供給を停止する。
即ちガスバーナ６ｂは、点火してから火炎が安定するまでに時間を要し、かつ点火の際には通常運転の際に比べて大きなエネルギーを有するので、そのオンオフ回数は極力少なくすることが望ましい。そのため発電部２、副蓄熱タンク１２２及び補助熱源（ガスバーナ６ｂ）の三者を使用しており、ガスバーナ６ｂが火炎を維持する限界の燃焼量（発熱量の下限）で燃焼している場合であって、この状態で熱量が過剰となった場合には副蓄熱タンク１２２からの熱供給を停止する。さらにこの状態で熱が過剰であれば、補助熱源（ガスバーナ６ｂ）を停止する。補助熱源（ガスバーナ６ｂ）を停止し、発電部２の熱だけで暖房を行っている状況で暖房に必要な熱が不足する場合には副蓄熱タンク１２２からの熱供給を再開させる。
【００９３】
本実施形態の給湯暖房装置１の動作モードをまとめると次の表の通りである。表中「要求熱」とは、暖房運転に必要な熱量をさす。表の左側に記載した運転条件を満足すると表の右端に記載した運転モードで運転される。
【００９４】
【表１】
2008275182.tif 000003
【００９５】
以上説明した実施形態では、発電部２内にヒータ１１が設けられている。ヒータ１１には、発電部２が発生した電気であって、外部の電気機器等で消費しきれない余剰電力が供給される。ヒータ１１が設けられた目的は、余剰電力を熱に変換して暖房、給湯、あるいは蓄熱に供することにある。
本実施形態では、ヒータ１１は、排熱回収回路１２の一部に設けられており、排熱回収回路１２を流れる熱媒体（湯水）を昇温して暖房や給湯等に活用しているが、ヒータ１１の取付位置は任意である。例えば、ヒータ１１を、暖房循環回路３５に取り付け、ヒータ１１の発熱によって暖房循環回路３５を流れる熱媒体を直接加熱してもよい。
また加熱循環回路３２に取り付けたり、主蓄熱タンク３１や副蓄熱タンク１２２に取り付けることも考えられる。暖房負荷８に直接ヒータ１１を取り付けてもよい。
【００９６】
また本実施形態では、副蓄熱タンク１２２の熱導入路１２３を発電部２のガスエンジン５から排熱回収用熱交換器３０に至る間に設けた。また熱排出路１２５は、外部の暖房負荷８から暖房用熱交換器５７に至る間に設けた。これらはいずれも、副蓄熱タンクユニット１２１を増設する際の制御プログラムの変更を最小限度にするための配慮である。
【００９７】
即ち副蓄熱タンク１２２の熱導入路１２３を、排熱回収回路１２の熱媒体が給湯暖房部３から発電部２に向かう途中に接続すると、排熱回収回路１２において発電部２へ戻る熱媒体の温度を制御しにくいという問題があった。そのため前記した様に、熱導入路１２３を排熱回収回路１２の一部であって、発電部２から給湯暖房部３に向かう中途に接続した。即ち前記した様に、給湯暖房部３のユニットが本来備える機能として、排熱回収回路１２を流れる熱媒体であって発電部２に戻る熱媒体の温度を調節する機能がある。そのため給湯暖房部３に導入される熱媒体の温度が、多少変動しても、給湯暖房部３のユニットが本来備える前記機能によって発電部２に戻る熱媒体の温度が所定の範囲に調節される。
【００９８】
熱排出路１２５を外部の暖房負荷８から暖房用熱交換器５７に至る間に設けた理由も同様である。即ち図１に示すような、副蓄熱タンクユニット１２１を持たない給湯暖房装置１２０では、ガスエンジン５の排熱が不足する場合には温水装置６が自動的に起動され、制御部１００の信号によって暖房循環回路３５を流れる湯水の温度が制御される（暖房熱媒温度調節機能）。
そのため暖房用熱交換器５７に導入される熱媒体の温度が多少変化しても、暖房負荷８には一定温度の熱媒体が供給される。
【００９９】
従って上記した配管構成によると、副蓄熱タンクユニット１２１を増設する際の制御プログラムの変更が少ないものとなり、施工が簡単となる。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】副蓄熱タンクを接続する前の排熱回収システムを示す作動原理図であり、具体的には給湯暖房装置の作動原理図である。
【図２】本発明の実施形態の排熱回収システムを採用した給湯暖房装置の作動原理図であり、副蓄熱タンクを接続した状態を示す。
【図３】図２の排熱回収システムの要部だけを抜き出した作動原理図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１  給湯暖房装置
２  発電部
５  ガスエンジン
６  温水装置（補助熱源）
６ｂ  ガスバーナ
８  暖房負荷
１０  発電機
１２  排熱回収回路
２３  三方弁（切替え手段）
３０  排熱回収用熱交換器
３１  主蓄熱タンク
３５  暖房循環回路
５４  湯温センサー
５７  暖房用熱交換器
１００  制御部
１０２  駆動制御装置
１１１  負荷往き側温度センサー
１２１  副蓄熱タンクユニット
１２２  副蓄熱タンク
１２３  蓄熱用熱交換器（熱導入路）
１２５  放熱用熱交換器（熱排出路）
１２６  第一バイパス流路
１２７  第二バイパス流路
１３０，１３１  三方弁
１４０  温度センサー
【図１】
2008275182.tif 000004
【図２】
2008275182.tif 000005
【図３】
2008275182.tif 000006