(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力を供給する発電システムと、
前記発電システムから排出される排気ガスに含まれる排熱を回収し、且つ生成した湯を貯える貯湯槽と、
前記貯湯槽に水を供給する水供給装置と、
前記発電システムから排出される前記排気ガスと、前記貯湯槽に貯えられた湯とが循環され、前記排熱を前記湯に回収する排気熱交換器と、
湯入口に前記貯湯槽から湯供給経路を通り前記湯が流入し、水入口に前記水供給装置から前記水が流入し、前記湯入口と前記水入口と出口との開度が制御されることにより、設定された目標温度の混合湯を生成し、前記混合湯が前記出口から流出する混合弁と、
前記混合湯を加熱し、出湯が可能である給湯器と、
一端側が前記混合弁の前記出口に接続され、他端側が前記給湯器に接続された混合湯供給管と、
前記混合弁の前記出口と前記水供給装置とを接続するバイパス通路と、
前記バイパス通路に設けられ、前記バイパス通路を閉へ切換え可能なバイパス弁と、
前記混合湯の温度である出湯温度を検出する出湯温度センサと、
前記給湯器から前記出湯が開始されたことを判定する出湯開始判定部と、前記給湯器から前記出湯が終了したことを判定する出湯終了判定部と、を有し、前記出湯開始判定部にて前記出湯が開始されたと判定された場合は、前記バイパス弁を閉へ切換えるとともに前記混合弁の開度を制御することが可能である制御装置と、を備えるコジェネレーションシステムであって、
前記制御装置は、前記出湯終了判定部にて前記出湯が終了したと判定された時点から前記バイパス弁を閉状態とするバイパス弁第一制御部と、
前記出湯終了判定部にて前記出湯が終了したと判定された時点から所定時間経過した時点に、前記バイパス弁第一制御部によって閉状態とされた前記バイパス弁を開状態とするバイパス弁第二制御部を備え、
前記所定時間は、直近の前記出湯が終了した時点から再出湯が予想される時間に相当するコジェネレーションシステム。
【請求項２】
前記制御装置は、
前記出湯終了判定部にて前記出湯が終了したと判定された時点から、前記混合弁を前記出湯終了判定部にて前記出湯が終了したと判定された時点の前記混合弁の開度である第一開度に維持する混合弁第一制御部と、
前記混合弁第一制御部によって前記混合弁の開度を前記第一開度に維持後であって、前記出湯温度が前記目標温度より所定温度以上高い判定温度を越えた場合に、前記混合弁の開度を、前記混合弁第一制御部によって維持された前記第一開度から水量が増大する側の開度である第二開度に制御する混合弁第二制御部と、をさらに備えている請求項１記載のコジェネレーションシステム。
【請求項３】
前記第二開度は、前記混合弁が水全開状態である全開開度と、前記混合弁が水全閉状態である全閉開度との中間の開度である中間開度に設定されている請求項２記載のコジェネレーションシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力を供給する発電システムの排熱を回収して貯湯として蓄熱し、蓄熱された貯湯を給湯に利用するコジェネレーションシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
コジェネレーションシステムの一形式として、特許文献１に示されているものが知られている。特許文献１の図１に示されているように、従来のコジェネレーションシステムは、電力を供給する発電システム（発電ユニット２４）と、発電システムから排出される排気ガスに含まれる排熱を回収し、且つ生成した湯を貯える貯湯槽（貯湯タンク１８）と、貯湯槽に水を供給する水供給装置（給水経路４）と、発電システムから排出される排気ガスと、貯湯槽に貯えられた湯とが循環され、排熱を湯に回収する排気熱交換器（熱交換器２２）と、湯入口に貯湯槽から湯が流入し、水入口に水供給装置から水が流入し、湯入口と水入口と出口との開度が制御されることにより、設定された目標温度（設定温度）の混合湯を生成し、混合湯が出口から流出する混合弁（混合ユニット４０）と、混合弁の出口に接続され、混合湯を出湯する給湯器（給湯栓６６ｂ）と、貯湯槽から混合弁の湯入口へ湯を供給する湯供給経路（タンク給湯経路３４）に設けられて、貯湯槽から混合弁の湯入口への湯の供給を遮断するタンク電磁弁３６と、混合弁と給湯器との間に配置され、混合湯の温度である出湯温度を検出する出湯温度センサ（出湯サーミスタ４６）と、を備える。出湯が開始されたと判定された場合は、タンク電磁弁３６が開へ切換えられるとともに混合弁の開度が制御される。一方、出湯が終了したと判定された場合は、所定時間（例えば、５分後の再出湯性能を確保する必要がある場合は、少なくとも５分以上）経過後にタンク電磁弁３６を閉作動させる。そして、出湯温度センサで検出される出湯温度と出湯が終了したと判定された時点における出湯温度センサで検出された温度である記憶温度（ｂ℃）との差が、所定温度（β℃）以上高くなったときに、上記所定時間内であっても、タンク電磁弁３６を閉じることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５１６２２６３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、上記所定時間内に、タンク電磁弁が閉じられた場合は、所定時間内における再出湯の際に、貯湯槽から混合弁へ湯を供給する湯供給経路がタンク電磁弁により遮断されているため、瞬間的に冷水が供給される。
【０００５】
そこで、本発明は、所定時間内は、貯湯槽から混合弁へ湯を供給する湯供給経路を遮断せず、所定時間内における再出湯の際に、瞬間的に冷水が供給されることを抑制することができるコジェネレーションシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係るコジェネレーションシステムは、電力を供給する発電システムと、前記発電システムから排出される排気ガスに含まれる排熱を回収し、且つ生成した湯を貯える貯湯槽と、前記貯湯槽に水を供給する水供給装置と、前記発電システムから排出される前記排気ガスと、前記貯湯槽に貯えられた湯とが循環され、前記排熱を前記湯に回収する排気熱交換器と、湯入口に前記貯湯槽から湯供給経路を通り前記湯が流入し、水入口に前記水供給装置から前記水が流入し、前記湯入口と前記水入口と出口との開度が制御されることにより、設定された目標温度の混合湯を生成し、前記混合湯が前記出口から流出する混合弁と、前記混合湯を加熱し、出湯が可能である給湯器と、一端側が前記混合弁の前記出口に接続され、他端側が前記給湯器に接続された混合湯供給管と、前記混合弁の前記出口と前記水供給装置とを接続するバイパス通路と、前記バイパス通路に設けられ、前記バイパス通路を閉へ切換え可能なバイパス弁と、前記混合湯の温度である出湯温度を検出する出湯温度センサと、前記給湯器から前記出湯が開始されたことを判定する出湯開始判定部と、前記給湯器から前記出湯が終了したことを判定する出湯終了判定部と、を有し、前記出湯開始判定部にて前記出湯が開始されたと判定された場合は、前記バイパス弁を閉へ切換えるとともに前記混合弁の開度を制御することが可能である制御装置と、を備えるコジェネレーションシステムであって、前記制御装置は、前記出湯終了判定部にて前記出湯が終了したと判定された時点から前記バイパス弁を閉状態とするバイパス弁第一制御部と、前記出湯終了判定部にて前記出湯が終了したと判定された時点から所定時間経過した時点に、前記バイパス弁第一制御部によって閉状態とされた前記バイパス弁を開状態とするバイパス弁第二制御部を備え、前記所定時間は、直近の前記出湯が終了した時点から再出湯が予想される時間に相当することを要旨とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係るコジェネレーションシステムによれば、制御装置は、出湯終了判定部にて出湯が終了したと判定された時点からバイパス弁を閉状態とするバイパス弁第一制御部と、出湯終了判定部にて前記出湯が終了したと判定された時点から所定時間経過した時点に、バイパス弁第一制御部によって閉状態とされたバイパス弁を開状態とするバイパス弁第二制御部を備えている。
これにより、出湯終了判定部にて出湯が終了したと判定された時点から所定時間内においては、バイパス弁が閉状態であるため、バイパス弁の水供給装置側の水の混合湯供給管への熱拡散を抑制することができる。一方、出湯終了判定部にて出湯が終了したと判定された時点から所定時間内において、混合弁が熱供給側に開状態である場合には、貯湯槽側の湯の混合湯供給管側への熱拡散が発生可能である。
このように、出湯終了判定部にて出湯が終了したと判定された時点から所定時間内においては、バイパス弁の水供給装置側の水の熱拡散の影響を抑制するとともに、貯湯槽側の湯の混合湯供給管への熱拡散の影響を排除しない。よって、混合湯供給管の混合湯の温度は、比較的高く維持することが可能となり、再出湯の際に、瞬間的に冷水が供給されることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第一実施形態におけるコジェネレーションシステムの概要図である。
【図２】図１に示す混合弁の縦断面図である。
【図３】図２におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図１に示す制御装置のブロック図である。
【図５】図４に示す制御装置にて実行される給湯器の出湯制御の出湯制御プログラムのフローチャートである。
【図６】図４に示す制御装置にて実行される給湯器の出湯制御の出湯ＯＦＦの判定を示すフローチャートである。
【図７】図４に示す制御装置にて実行される給湯器の出湯制御のタイムチャートである。
【図８】本発明の第二実施形態のコジェネレーションシステムにおける出湯温度センサの配置を示す説明図である。
【図９】本発明の第二実施形態のコジェネレーションシステムにおいて、制御装置にて実行される給湯器の出湯制御の出湯ＯＦＦの判定を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜第１実施形態＞
以下、本発明によるコジェネレーションシステムの第１実施形態について説明する。図１に示すように、コジェネレーションシステムは、発電ユニット１０（発電システムに相当する）および貯湯槽２１を備えている。発電ユニット１０は、筐体１０ａ、筐体１０ａの内部には燃料電池モジュール１１、熱交換器１２（排気熱交換器に相当する）、インバータ装置１３、貯水器１４、制御装置１５及び貯湯槽２１を備えている。
【００１０】
燃料電池モジュール１１は、後述するように燃料電池３４を少なくとも含んで構成されるものである。燃料電池モジュール１１は、改質用原料、改質水および酸化剤ガスとして空気であるカソードエアが供給されている。改質用原料としては天然ガス、ＬＰガスなどの改質用気体燃料、灯油、ガソリン、メタノールなどの改質用液体燃料がある。本実施形態においては天然ガスにて説明する。具体的には、燃料電池モジュール１１は、一端が供給源Ｇｓ例えば都市ガス（天然ガス）のガス供給管に接続されて改質用原料が供給される改質用原料供給管１１ａの他端が接続されている。改質用原料供給管１１ａは、原料ポンプ１１ａ１が設けられている。さらに、燃料電池モジュール１１は、一端が貯水器１４に接続されて改質水が供給される改質水供給管１１ｂの他端が接続されている。改質水供給管１１ｂは、改質水ポンプ１１ｂ２が設けられている。さらに、燃料電池モジュール１１は、一端がカソードエアブロワ１１ｃ１に接続されてカソードエアが供給されるカソードエア供給管１１ｃの他端が接続されている。
【００１１】
熱交換器１２は、燃料電池モジュール１１から排気される燃焼排ガス（排気ガスに相当する）が供給されるとともに貯湯槽２１からの貯湯水が供給され、燃焼排ガスと貯湯水とが熱交換する熱交換器である。具体的には、貯湯槽２１は、貯湯水を貯湯するものであり、貯湯水が循環する（図にて矢印の方向に循環する）貯湯水循環ライン２２が接続されている。貯湯水循環ライン２２上には、貯湯槽２１の下端から上端に向かって順番に貯湯水循環ポンプ２２ａ、ラジエータ２２ｂおよび熱交換器１２が配設されている。熱交換器１２は、燃料電池モジュール１１からの排気管１１ｄが接続（貫設）されている。熱交換器１２は、貯水器１４に接続されている凝縮水供給管１２ａが接続されている。
【００１２】
熱交換器１２において、燃料電池モジュール１１からの燃焼排ガスは、排気管１１ｄを通って熱交換器１２内に導入され、貯湯水との間で熱交換が行われ凝縮されるとともに冷却される。凝縮後の燃焼排ガスは、排気管１１ｄを通り、後述するように燃焼排ガス用排気口１０ｅから筐体１０ａの外部へ排出される。また、凝縮された凝縮水は、熱交換器１２から凝縮水供給管１２ａを通って貯水器１４に供給される。なお、貯水器１４は、凝縮水をイオン交換樹脂によって純水化するようになっている。
【００１３】
燃料電池システムは、熱交換器１２にて生じた凝縮水が供給された貯水器１４から溢れ出た水は、オーバーフローライン１４ａを介して水受け部材１４ｂにて受け止められ、排水管１４ｃから、筐体１０ａの外部に排水される。
【００１４】
排気管１１ｄは、熱交換器１２の下流側で分岐して水受け部材１４ｂに連通するドレン管路１２ｂが設けられている。
【００１５】
上述した熱交換器１２、貯湯槽２１および貯湯水循環ライン２２から、排熱回収システム２０が構成されている。排熱回収システム２０は、燃料電池モジュール１１の排熱を貯湯水に回収して湯を蓄える。
【００１６】
インバータ装置１３は、燃料電池３４から出力される直流電圧を入力し所定の交流電圧に変換して、交流の系統電源１６ａおよび外部電力負荷１６ｃ（例えば電化製品）に接続されている電源ライン１６ｂに出力する。また、インバータ装置１３は、系統電源１６ａからの交流電圧を電源ライン１６ｂを介して入力し所定の直流電圧に変換して補機（各ポンプ、ブロワなど）や制御装置１５に出力する。なお、制御装置１５は、補機を駆動して燃料電池システムの運転を制御する。
【００１７】
燃料電池モジュール１１は、ケーシング３１、蒸発部３２、改質部３３および燃料電池３４を備えている。ケーシング３１は、断熱性材料で箱状に形成されている。蒸発部３２は、後述する燃焼ガスにより加熱されて、供給された改質水を蒸発させて水蒸気を生成するとともに、供給された改質用原料を予熱するものである。蒸発部３２は、このように生成された水蒸気と予熱された改質用原料を混合して改質部３３に供給するものである。
【００１８】
蒸発部３２には、一端（下端）が貯水器１４に接続された改質水供給管１１ｂの他端が接続されている。また、蒸発部３２には、一端が供給源Ｇｓに接続された改質用原料供給管１１ａが接続されている。
【００１９】
改質部３３は、後述する燃焼ガスにより加熱されて水蒸気改質反応に必要な熱が供給されることで、蒸発部３２から供給された混合ガス（改質用原料、水蒸気）から改質ガス（アノードガス）を生成して改質ガス送出管３８から導出するものである。
【００２０】
燃料電池３４は、燃料極、空気極（酸化剤極）、および両極の間に介装された電解質からなる複数のセル３４ａが積層されて構成されている。本実施形態の燃料電池３４は、固体酸化物形燃料電池であり、電解質として固体酸化物の一種である酸化ジルコニウムを使用している。燃料電池３４の燃料極には、燃料として水素、一酸化炭素、メタンガスなどが供給される。動作温度は４００〜１０００℃程度である。なお、４００℃以下でも定格以下の発電量の発電は、可能である。また、６００℃で発電開始を許可している。水素だけではなく天然ガスや石炭ガスなども直接燃料として用いることが可能である。この場合、改質部３３は省略することができる。
【００２１】
セル３４ａの燃料極側には、燃料である改質ガスが流通する燃料流路３４ｂが形成されている。セル３４ａの空気極側には、酸化剤ガスである空気（カソードエア）が流通する空気流路３４ｃが形成されている。
【００２２】
燃料電池３４は、マニホールド３５上に設けられている。マニホールド３５には、改質部３３からの改質ガスが改質ガス送出管３８を介して供給される。燃料流路３４ｂは、その下端（一端）がマニホールド３５の燃料導出口に接続されており、その燃料導出口から導出される改質ガスが下端から導入され上端から導出されるようになっている。カソードエアブロワ１１ｃ１によって送出されたカソードエアは、カソードエア供給管１１ｃを介して供給され、空気流路３４ｃの下端から導入され上端から導出されるようになっている。
【００２３】
カソードエアブロワ１１ｃ１は、電気モータ１１ｃ２により駆動されるもので、電気モータ１１ｃ２の駆動デューティは、制御装置１５にて演算される。カソードエア供給管１１ｃのカソードエアブロワ１１ｃ１の下流側に設けられた流量センサ１１ｃ３は、カソードエアブロワ１１ｃ１が吐出するカソードエア流量を検出する。流量センサ１１ｃ３は、その検出結果を制御装置１５に送信するようになっている。
【００２４】
燃焼部３６は、燃料電池３４と蒸発部３２および改質部３３との間に設けられている。燃焼部３６は、燃料電池３４からのアノードオフガス（燃料オフガス）が燃料電池３４からのカソードオフエア（酸化剤オフガス）により燃焼されて、燃焼ガス（火炎３７）にて蒸発部３２及び改質部３３を加熱する。
【００２５】
燃焼部３６には、アノードオフガスを着火させるための一対の着火ヒータ３６ａ１，３６ａ２が設けられている。燃焼部３６で生じた燃焼排ガスは、燃料電池モジュール１１から排気管１１ｄ通って熱交換器１２に至る。
【００２６】
筐体１０ａには、外気を吸い込むための吸気口１０ｃ、筐体１０ａ内の空気を外部に排出するための換気用排気口１０ｄ、および熱交換器１２からの燃焼排ガスを外部に排出するための燃焼排ガス用排気口１０ｅが形成されている。吸気口１０ｃには、逆止弁５４が設けられている。逆止弁５４は、外部から筐体１０ａ内への空気の流れは許容するが、逆方向の流れを規制するものである。
【００２７】
換気用排気口１０ｄには、換気ファン５５が設けられている。換気ファン５５は筐体１０ａ内の空気（換気排気）を外部に送出するものである。
【００２８】
貯湯槽２１は、図１に示す如く、筐体１０ａの内部に収納されて、水供給装置Ｓｗ、例えば水道管に減圧弁４１を介して接続された給水管４２から水道の水が給水される。給水管４２に設けられた水温計測装置６７例えばサーミスタ等にて、水道の水の温度である水計測温度Ｔｗが計測され、制御装置１５に出力される。貯湯槽２１は、前述の貯湯水循環ライン２２による排熱回収にて温められて生成された例えば７０℃の湯を貯める。
【００２９】
貯湯槽２１の湯は、湯供給管６１（湯供給経路に相当する）を通り、混合弁６２の湯流入口６２ａ１（湯入口に相当する）から混合弁６２に流入する。混合弁６２の水流入口６２ａ２（水入口に相当する）は、前述の給水管４２と水供給管４２ａを介して接続されている。混合弁６２は、貯湯槽２１から湯供給管６１を通り流入する湯と水供給装置Ｓｗから給水管４２、水供給管４２ａを通り流入する水との湯／水混合比を調整して、貯湯槽２１の温度よりも低い温度に設定された目標温度Ｔ、例えば５０℃以下好ましくは３０℃±５℃に調整された混合湯を生成する。
【００３０】
混合湯は、混合弁６２の混合湯送出口６２ａ３（出口に相当する）から混合湯供給管６３を通り、筐体１０ａの外方に設けられた給湯器Ｗｈに供給される。図1に示す如く、混合湯供給管６３は、一端側が混合弁６２の混合湯送出口６２ａ３に接続され、他端側は給湯器Ｗｈに接続されたポート１０ｆに接続される。ポート１０ｆは、筐体１０ａに設けられている。給湯器Ｗｈは、混合湯供給管６３から給水された混合湯を直接又は加熱して、給湯栓６９から出湯するものである。
【００３１】
混合湯供給管６３の下流側に設けられた給湯器Ｗｈにて混合湯は加熱可能である。従って、混合湯の目標温度Ｔは、例えば、冬季の如く、水計測温度Ｔｗが低い場合でも、湯供給管６１を介して流入する湯と混合して温度調整可能な温度、省エネ性の観点等から３０℃±５℃から取扱い容易である５０℃以下を設定可能な範囲とする。例えば７５℃の湯と３５℃の水を混合しても５０℃以下になることが望ましく、この温度は、混合弁６２による湯／水混合比を４：７以下にて得ることができる。また、例えば６０℃の湯と１０℃の水を混合しても２５℃以上が望ましく、この温度は、混合弁６２による湯／水混合比を３：７以上にて得ることができる。
【００３２】
目標温度Ｔの３０℃±５℃は、給湯器Ｗｈ例えばガス給湯器が、最小燃焼分を確保する即ち火炎を消さないようするに相当する温度でもある。なお、夏季の如く、水計測温度Ｔｗが、目標温度Ｔの下限よりも高い温度の場合には、目標温度Ｔは、水計測温度Ｔｗとする。目標温度Ｔは、目標温度設定器７０（図４に示す）の操作により、混合湯を給湯器Ｗｈに給湯したい温度となる様に制御装置１５を用いて設定される。
【００３３】
図２及び図３に示す如く、混合弁６２は、弁ハウジング６２ａの内部には、駆動装置６２ｂ例えばパルスモータにて回転駆動される弁体６２ｃが収容される。弁体６２ｃは、駆動装置６２ｂの回転軸６２ｂ１に固定されている。弁ハウジング６２ａには、湯供給管６１に接続された湯流入口６２ａ１と水供給管４２ａに接続された水流入口６２ａ２と混合湯供給管６３に接続された混合湯送出口６２ａ３が設けられている。混合弁６２は、図３に示す如く、弁体６２ｃの回転に応じて、混合湯送出口６２ａ３と湯流入口６２ａ１及び水流入口６２ａ２との連通度合を変化させる湯バルブ孔６２ｃ１及び水バルブ孔６２ｃ２が設けられた周知の構造である。
【００３４】
混合弁６２は、弁体６２ｃが、正転即ち図３示位置から反時計方向に回転すると、湯流入口６２ａ１と湯バルブ孔６２ｃ１との連通度合は増加し、水流入口６２ａ２と水バルブ孔６２ｃ２の連通度合は減少することにより、混合湯送出口６２ａ３から送出される混合湯の湯／水混合比は、湯の割合が増加し、水の割合が減少する。その結果、混合湯の温度は、上昇する。また、弁体６２ｃが、逆転即ち図３示位置から時計方向に回転すると、湯流入口６２ａ１と湯バルブ孔６２ｃ１との連通度合は減少し、水流入口６２ａ２と水バルブ孔６２ｃ２の連通度合は増加することにより、混合湯送出口６２ａ３から送出される混合湯の湯／水混合比は、湯の割合が減少し、水の割合が増加する。その結果、混合湯の温度は、下降する。また、混合弁６２の開度は、例えば、原点位置である湯／水混合比が０：１（水全開状態である全開開度）から回転して湯／水混合比を４：７（水全閉状態である全閉開度）に調整可能なものを使用できる。
【００３５】
混合弁６２の制御は、具体的には、駆動装置６２ｂのパルスモータが、制御装置１５から印加される駆動パルス数Ｎに応じて回転位置決めがされ、混合弁６２の弁体６２ｃの回転位置がＰＩＤ制御されることにより、演算された湯／水混合比が調整される。駆動パルス数Ｎは、混合弁６２を作動させて、混合弁６２からの混合湯の温度である出湯温度Ｔｈと目標温度Ｔとの差を無くすように演算された湯／水混合比とするものである。出湯温度Ｔｈが、目標温度Ｔとの差がなくなる迄、ＰＩＤ制御が繰り返されて、出湯温度Ｔｈが、目標温度Ｔに調整される。
【００３６】
図１に示す如く、貯湯水循環ライン２２による排熱回収にて温められて生成される貯湯槽２１の湯は、貯湯水循環ポンプ２２ａにて貯湯水循環ライン２２を循環している。図２に示す如く、給湯器Ｗｈ即ち給湯栓６９から出湯が終了している状態では即ち混合湯供給管６３内に流れが無くとも、貯湯槽２１の湯からの熱拡散が、貯湯槽２１から湯供給管６１、混合弁６２の湯バルブ孔６２ｃ１、混合弁６２の混合湯送出口６２ａ３を通り、混合湯供給管６３の湯側経路６３ａに起こる。湯側経路６３ａは、混合湯供給管６３の内部では、内壁面６３ｂの上方側に沿って形成される。
【００３７】
また、図２に示す如く、給湯器Ｗｈ即ち給湯栓６９から出湯が終了している状態では即ち混合湯供給管６３内に流れが無くとも、水供給管４２ａの水からの熱拡散が、水供給管４２ａ、混合弁６２の水バルブ孔６２ｃ２、混合弁６２の混合湯送出口６２ａ３を通り、混合湯供給管６３の水側経路６３ｃに起こる。水側経路６３ｃは、混合湯供給管６３の内部では、内壁面６３ｂの下方側に沿って形成される。
【００３８】
図１に示す如く、一端が混合弁６２と給湯器Ｗｈとの間を接続した混合湯供給管６３に接続され、他端が水供給装置Ｓｗに接続した給水管４２に接続されたバイパス通路６４が設けられている。バイパス通路６４には、非通電時には開状態であるノーマルオープンの電磁開閉弁であるバイパス弁６５が設けられている。従って、停電時等の通電不可能な際は、バイパス弁６５の開により、バイパス通路６４から混合湯供給管６３へ水の供給を確保できる。また、図２に示す如く、バイパス通路６４は、混合湯供給管６３の水側経路６３ｃに、開口して、混合湯供給管６３に接続されている。バイパス弁６５が閉状態にある場合、バイパス弁６５の水供給装置Ｓｗ側の水の混合湯供給管６３への熱拡散を抑制する。
【００３９】
混合弁６２の制御による混合湯の温度である出湯温度Ｔｈを検出する出湯温度センサ６６（例えばサーミスタ）が、図１に示す如く、混合湯供給管６３のバイパス通路６４との合流部よりも下流側に設けられている。なお、出湯温度センサ６６は、前述の如く湯側経路６３ａ及び水側経路６３ｃで生じる混合湯供給管６３における混合湯の平均的な温度を計測するために、図２に示す如く、出湯温度センサ６６は、混合湯供給管６３の径方向の中心の温度を検出するように設けられている。
【００４０】
混合弁６２及びバイパス弁６５の作動は、制御装置１５にて制御される。制御装置１５は、図４に示す如く、目標温度読取部８１、出湯温度読取部８２、出湯開始判定部８３と、出湯終了判定部８４と、ＰＩＤ制御部８５と、バイパス弁第一制御部８６と、バイパス弁第二制御部８７と、混合弁第一制御部８８と、混合弁第二制御部８９と、エラー処理部９０と、を有する。
【００４１】
図４に示す如く、目標温度読取部８１は、目標温度設定器７０からの信号を入力とし、目標温度Ｔを読み取る。出湯温度読取部８２は、出湯温度センサ６６からの信号を入力とし、出湯温度Ｔｈを読み取る。
【００４２】
（出湯開始判定部）
出湯開始判定部８３は、出湯温度Ｔｈの変化に基づいて、給湯器Ｗｈから出湯が開始されたか否かを判定する。
【００４３】
次に、出湯開始判定部８３における給湯器Ｗｈから出湯が開始されたか否かの判定について説明する。給湯器Ｗｈ即ち給湯栓６９から出湯が開始された状態となると、混合湯供給管６３へは、混合弁６２から混合湯が流れ始める。混合湯の流れが始まることにより、出湯温度Ｔｈに上昇又は下降する温度変化が生じることから、出湯温度Ｔｈに生じる所定の温度変化を検出して、出湯が開始されたことを判定できる。従って、出湯温度Ｔｈの変化が、第一変動幅Ｗｄ１を越えた場合に、出湯開始判定部８３は、給湯器Ｗｈから出湯が開始されたと判定する。出湯開始判定部８３にて給湯器Ｗｈから出湯が開始された場合は、制御装置１５は、バイパス弁６５を閉へ切換える。
【００４４】
なお、第一変動幅Ｗｄ１は、第一設定時間ｔ１当たり第一設定値Ｐ１の変化にて示され、具体的には、第一設定時間ｔ１は、例えば１秒とし、第一設定値Ｐ１は例えば±１℃とするもので、即ち第一変動幅Ｗｄ１は、１秒間当たりプラス１℃、又は１秒間当たりマイナス１℃の温度変化を指す。
【００４５】
（出湯終了判定部）
出湯終了判定部８４は、出湯温度Ｔｈと目標温度Ｔに基づいて、給湯器Ｗｈから出湯が終了したか否かを判定する。
【００４６】
次に、給湯器Ｗｈから出湯が終了した判定について説明する。給湯器Ｗｈ即ち給湯栓６９から出湯が終了した状態となると、混合湯供給管６３における混合湯の流れがなくなるとともに出湯温度Ｔｈは目標温度Ｔ付近に安定している。従って、目標温度Ｔを変化させても、混合湯供給管６３には流れが生じていないので、出湯温度Ｔｈの変化も生じにくい。従って、これに基づき、出湯終了判定部８４は、給湯器Ｗｈから出湯が終了したことを判定することができる。具体的には、出湯温度Ｔｈの変化が、第一変動幅Ｗｄ１よりも小さい第二変動幅Ｗｄ２以内である状態において、混合湯の目標温度Ｔを変化させても即ち混合弁６２による混合湯の湯／水混合比が変化されても出湯温度Ｔｈに変化が生じない場合に、出湯終了判定部８４は、給湯器Ｗｈから出湯が終了したと判定する。
【００４７】
なお、第二変動幅Ｗｄ２は、例えば、第一設定時間ｔ１よりも長い第一所定時間ｔａ当たり第一設定値Ｐ１よりも小さい第一所定値Ｐａの変化にて示される。具体的には、第一所定時間ｔａは、例えば５秒とし、第一所定値Ｐａは例えば±０．５℃とする。従って、第二変動幅Ｗｄ２は、例えば、５秒間当たりプラス０．５℃、又は５秒間当たりマイナス０．５℃の温度変化を指す。出湯温度Ｔｈの変化が、第二変動幅Ｗｄ２以内であることを確定するために、待機時間ｔｂ、例えば１０秒が設けられている。出湯温度Ｔｈの変化が、第二変動幅Ｗｄ２以内の状態が待機時間ｔｂを経過した状態において、混合湯の目標温度Ｔを第一目標温度Ｔｙに変化させて、出湯温度Ｔｈに変化が生じない場合に、出湯終了判定部８４は、給湯器Ｗｈから出湯が終了したと判定する。
【００４８】
具体的には、混合湯の第一目標温度Ｔｙは、例えば、出湯温度Ｔｈマイナス１℃であり、第一指定時間ｔｃ、例えば１２秒間、混合湯の目標温度Ｔを第一目標温度Ｔｙに低下させる。この混合湯の目標温度Ｔが第一目標温度Ｔｙに変化されても、出湯温度Ｔｈに変化が生じない場合とは、出湯温度Ｔｈが第二指定時間ｔｄ当たり第二指定値Ｐｂへの変化以内である場合を指す。具体的には、第二指定時間ｔｄは、例えば、１０秒とし、第二指定値Ｐｂは、例えば、０．５℃とする。即ち、例えば、混合湯の目標温度Ｔが、出湯温度Ｔｈマイナス１℃に１２秒間変化されても、出湯温度Ｔｈが、１０秒間で０．５℃低下以内の変化である場合は、変化なしと、出湯終了判定部８４は判定する。
【００４９】
なお、給湯器Ｗｈ即ち給湯栓６９から出湯が終了した状態では、即ち混合湯供給管６３内に流れが無くとも、貯湯槽２１の湯（例えば、７０℃）からの熱拡散が、貯湯槽２１から湯供給管６１、混合弁６２の湯バルブ孔６２ｃ１、混合弁６２の混合湯送出口６２ａ３を通り、混合湯供給管６３に、通常起こる。これにより、出湯温度センサ６６にて検出される出湯温度Ｔｈは、出湯が終了した状態において、通常上昇変化する。
【００５０】
（ＰＩＤ制御部）
ＰＩＤ制御部８５は、出湯開始判定部８３にて出湯が開始されたと判定された場合は、入力された出湯温度Ｔｈ及び目標温度Ｔに基づいて、混合弁６２の開度をＰＩＤ制御して、出湯温度Ｔｈを目標温度Ｔに調節する。
【００５１】
（バイパス弁第一制御部）
バイパス弁第一制御部８６は、出湯終了判定部８４にて出湯が終了したと判定された時点から、バイパス弁６５を閉状態とする。
【００５２】
（バイパス弁第二制御部）
バイパス弁第二制御部８７は、出湯終了判定部８４にて出湯が終了したと判定された時点から所定時間ｔｖ経過した時点に、バイパス弁第一制御部８６によって閉状態とされたバイパス弁６５を開状態とする。なお、所定時間ｔｖは、次に出湯が予想されるまでの時間即ち直近の出湯が終了した時点から再出湯が予想される時間に相当するもので、例えば、１０分とする。
【００５３】
（混合弁第一制御部）
混合弁第一制御部８８は、混合弁６２の開度を、出湯終了判定部８４にて出湯が終了したと判定された時点の混合弁６２の開度である第一開度に維持する。
【００５４】
（混合弁第二制御部）
混合弁第二制御部８９は、混合弁第一制御部８８によって混合弁６２の開度を第一開度に維持後であって、出湯温度Ｔｈが目標温度Ｔより所定温度Ｍ℃以上高い判定温度（目標温度Ｔ＋Ｍ℃）よりも高い場合に、混合弁６２の開度を、混合弁第一制御部８８によって維持された第一開度から水量が増大する側の開度である第二開度に制御する。この混合弁６２の第二開度は、第一開度に対して、混合湯供給管６３内に流れが無くとも、混合弁６２の水供給装置Ｓｗ側の水の混合湯供給管６３への熱拡散が増大する。その結果、出湯温度Ｔｈが目標温度Ｔより所定温度Ｍ℃以上高い判定温度を越えた場合に、出湯温度Ｔｈを判定温度より下げることができる。
【００５５】
例えば、所定温度Ｍ℃を５℃とすると、判定温度は、目標温度Ｔ＋５℃である。第二開度は、具体的には、前述の混合弁６２において、水全開状態である全開開度と水全閉状態である全閉開度との間である範囲を中間とし、中間の開度である中間開度に設定されている。なお、以上の説明の如く、混合弁６２が水全開状態である全開開度は、中間開度に該当しないことは、明らかである。
【００５６】
混合弁６２は、前述の如く、原点位置である湯／水混合比が０：１（水全開状態である全開開度）から回転して湯／水混合比を４：７（水全閉状態である全閉開度）に調整する構成である。従って、混合弁６２の中間開度は、水全開状態である全開開度の湯／水混合比が０：１と水全閉状態である全閉開度の湯／水混合比を４：７との間の範囲にある開度を指す。混合弁６２は、中間開度により、混合弁第一制御部８８によって維持された第一開度よりも水量が増大させることができる。
【００５７】
（エラー処理部）
エラー処理部９０は、出湯温度Ｔｈが、混合湯上限温度として予め設定された規定温度Ｔｈｘよりも高い場合に、バイパス弁６５を開へ切換える。規定温度Ｔｈｘは、例えば４２℃に設定される。なお、出湯温度Ｔｈが、４２℃よりも高くなる場合は、例えば混合弁６２又は混合弁６２の制御系の故障により、水量を増やすことができない状態となり、混合湯供給管６３の出湯温度Ｔｈが上昇して、４２℃より高くなるエラー状態が想定される。
【００５８】
次に、コジェネレーションシステムの第一実施形態おいて、制御装置１５にて行われる制御を、図５及び図６に示すフローチャート、図７に示すタイムチャートに基づいて、説明する。
【００５９】
図７のタイムチャートは、説明の都合上、タイミングｔｊ１からタイミングｔｊ２間の出湯を直近の出湯とし、タイミングｔｊ４で、再出湯が開始されることを表している。又、所定時間ｔｖは、タイミングｔｊ２から計測が開始され、タイミングｔｊ５でタイムアップするものであるが、その間に、再出湯が開始された場合（図７のｔｊ４）には、その時点（図７のｔｊ４）でクリアされる。なお、直近の出湯が開始されるまでは、混合弁６２は前回の開度が維持され、バイパス弁６５は、開状態にある。
【００６０】
制御装置１５は、コジェネレーションシステムの出湯温度センサ６６にて検出される出湯温度Ｔｈが給水管４２の水計測温度Ｔｗに達したことを検知すると、混合弁６２及びバイパス弁６５の作動を制御する図５及び図６に示すフローチャートに対応するプログラムの実行を開始する。
【００６１】
なお、図５に示すフローチャートにおける「出湯ＯＮ」は、前述の出湯開始判定部８３にて「給湯器Ｗｈから出湯が開始された」と判定されることを指す。又、図５に示すフローチャートにおける「出湯ＯＦＦ」は、前述の出湯終了判定部８４にて「給湯器Ｗｈから出湯が終了した」と判定されることを指す。
【００６２】
制御装置１５（出湯開始判定部８３）は、ステップＳ１１において、出湯ＯＮであるか否かを判定する。出湯ＯＮである場合（図７のｔｊ１）は、制御装置１５は、ステップＳ１１において「Ｙｅｓ」と判定し、ステップＳ１２に進む。出湯ＯＮでない場合（図７のｔｊ１以前）に、制御装置１５は、ステップＳ１１において「Ｎｏ」と判定し、ステップＳ１１による判定を繰り返す。なお、ステップＳ１１における出湯ＯＮであるか否かの判定は、前述の出湯が開始されたか否かの判定に相当するものである。従って、出湯温度Ｔｈの変化が、第一変動幅Ｗｄ１である１秒間当たり±１℃の変化を越えた場合に、制御装置１５（出湯開始判定部８３）は、出湯ＯＮと判定する。
【００６３】
制御装置１５は、ステップＳ１２において、バイパス弁６５を閉へ切換え（図７のｔｊ１）、ステップＳ１３に進む。制御装置１５（ＰＩＤ制御部８５）は、ステップＳ１３において、混合弁６２をＰＩＤ制御して（図７のｔｊ１からｔｊ２までの間）、混合弁６２の開度を調節し、出湯温度Ｔｈが目標温度Ｔとなるように制御し、ステップＳ１４に進む。
【００６４】
制御装置１５は、ステップＳ１４において、出湯温度Ｔｈが規定温度Ｔｈｘである４２℃以上であるか否かを判定する。出湯温度Ｔｈが４２℃以上である場合に、制御装置１５は、ステップＳ１４において「Ｙｅｓ」と判定し、ステップＳ１５に進む。出湯温度Ｔｈが４２℃以上でない場合即ち出湯温度Ｔｈが４２℃よりも低い場合に、制御装置１５は、ステップＳ１４において「Ｎｏ」と判定し、ステップＳ１８に進む。
【００６５】
制御装置１５（エラー処理部９０）は、ステップＳ１５において、バイパス弁６５を開へ切換え、ステップＳ１６に進む。制御装置１５（エラー処理部９０）は、ステップＳ１６において、混合弁６２の開度を、水全開状態である全開開度に切換え、ステップＳ１７に進む。制御装置１５（エラー処理部９０）は、ステップＳ１７において、エラー表示をする。エラー表示は、表示器（図示略）にて行うことができる。
【００６６】
制御装置１５（出湯終了判定部８４）は、ステップＳ１８において、出湯ＯＦＦか否かを判定する。ステップＳ１８の詳細な内容は、図６のフローチャートにて示し、後述する。出湯ＯＦＦである場合に、制御装置１５（出湯終了判定部８４）は、「Ｙｅｓ」と判定し（図７のｔｊ２）、ステップＳ１９に進む。出湯ＯＦＦでない場合（図７のｔｊ１からｔｊ２までの間）に、制御装置１５（出湯終了判定部８４）は、「Ｎｏ」と判定し、ステップＳ１３に戻る。
【００６７】
制御装置１５（バイパス弁第一制御部８６）は、ステップＳ１９にて、バイパス弁６５を閉状態とし（図７のｔｊ２）、ステップＳ２０に進む。制御装置１５（混合弁第一制御部８８）は、ステップＳ２０において、混合弁６２を第一開度に維持し（図７のｔｊ２）、ステップＳ２１に進む。第一開度は、前述の如く、出湯終了判定部８４にて出湯が終了したと判定された時点の混合弁６２の開度を指す。
【００６８】
制御装置１５は、ステップＳ２１において、混合弁６２のＰＩＤ制御を禁止し、ステップＳ２２に進む。
【００６９】
制御装置１５（出湯開始判定部８３）は、ステップＳ２２において、出湯ＯＮであるか否かを判定する。出湯ＯＮでない場合（図７のｔｊ２からｔｊ４までの間）に、制御装置１５は、ステップＳ２２において「Ｎｏ」と判定し、ステップＳ２３に進む。出湯ＯＮである場合（図７のｔｊ４）は、制御装置１５は、ステップＳ２２において「Ｙｅｓ」と判定し、ステップＳ１２に戻る。
【００７０】
制御装置１５は、ステップＳ２３において、出湯温度Ｔｈが判定温度である目標温度Ｔ＋５℃以上である否かを判定する。出湯温度Ｔｈが目標温度Ｔ＋５℃以上でない場合即ち出湯温度Ｔｈが目標温度Ｔ＋５℃より低い場合（図７のｔｊ２からｔｊ３までの間）に、制御装置１５は、ステップＳ２３において「Ｎｏ」と判定し、ステップＳ２４に進む。出湯温度Ｔｈが目標温度Ｔ＋５℃以上である場合（図７のｔｊ３）に、制御装置１５は、ステップＳ２３において「Ｙｅｓ」と判定し、ステップＳ２６に進む。
【００７１】
制御装置１５は、ステップＳ２４において、タイマが、出湯終了判定部８４にて出湯が終了したと判定された時点から所定時間ｔｖである１０分をカウントアップしたか否かを判定する。タイマが１０分をカウントアップしていない場合（図７のｔｊ２からｔｊ５までの間）に、制御装置１５はステップＳ２４において「Ｎｏ」と判定し、ステップＳ２２に戻る。タイマが１０分をカウントアップした場合（図７のｔｊ５）に、制御装置１５はステップＳ２４において「Ｙｅｓ」と判定し、ステップＳ２５に進む。
【００７２】
制御装置１５（バイパス弁第二制御部８７）は、ステップＳ２５において、バイパス弁６５を開へ切換え、ステップＳ１１に戻る。
【００７３】
制御装置１５は、ステップＳ２６おいて、出湯温度Ｔｈが規定温度Ｔｈｘである４２℃以上であるか否かを判定する。出湯温度Ｔｈが４２℃以上でない場合即ち出湯温度Ｔｈが４２℃よりも低い場合に、制御装置１５は、ステップＳ２６において「Ｎｏ」と判定し、ステップＳ２７に進む。出湯温度Ｔｈが４２℃以上である場合に、制御装置１５は、ステップＳ２６において「Ｙｅｓ」と判定し、ステップＳ１５に戻る。
【００７４】
制御装置１５（混合弁第二制御部８９）は、ステップＳ２７において、混合弁６２を中間開度に切換え（図７のｔｊ３）、ステップＳ２２に戻る。混合弁６２の中間開度は、前述の如く、混合弁第一制御部８８によって維持された第一開度から水量が増大する側の開度である第二開度に相当する開度である。
【００７５】
なお、図５に示すステップＳ１８の詳細な内容は、図６に示すステップＳ１８ａ、ステップＳ１８ｂ、ステップＳ１８ｃ、ステップＳ１８ｄにて表される。
【００７６】
制御装置１５（出湯終了判定部８４）は、ステップＳ１８ａにおいて、出湯温度Ｔｈの変化は第二変動幅Ｗｄ２以内であるか否かを判定する。出湯温度Ｔｈの変化は第二変動幅Ｗｄ２以内である場合に、制御装置１５（出湯終了判定部８４）は、「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ１８ｂに進む。出湯温度Ｔｈの変化は第二変動幅Ｗｄ２を越えている場合に、制御装置１５（出湯終了判定部８４）は、「Ｎｏ」と判定し、ステップＳ１３に戻る。なお、第二変動幅Ｗｄ２は、前述の如く、例えば、５秒間当たり±０．５℃の温度変化を指す。
【００７７】
制御装置１５（出湯終了判定部８４）は、ステップ１８ｂにおいて、前述の待機時間ｔｂに相当する待機時間１０秒が、経過したか否かを判定する。待機時間１０秒が、経過した場合に、制御装置１５（出湯終了判定部８４）は、「Ｙｅｓ」と判定し、ステップＳ１８ｃに進む。待機時間１０秒が、経過していない場合に、制御装置１５（出湯終了判定部８４）は、「Ｎｏ」と判定し、ステップＳ１３に戻る。
【００７８】
制御装置１５（出湯終了判定部８４）は、ステップＳ１８ｃにおいて、目標温度Ｔを第一目標温度Ｔｙである出湯温度Ｔｈマイナス１℃に、第一指定時間ｔｃである１２秒間低下させ、ステップＳ１８ｄに進む。
【００７９】
制御装置１５（出湯終了判定部８４）は、ステップＳ１８ｄおいて、出湯温度Ｔｈに変化なしか否かを判定する。出湯温度Ｔｈに変化なしの場合に、制御装置１５（出湯終了判定部８４）は、ステップＳ１８ｄにおいて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップＳ１９に進む。出湯温度Ｔｈに変化ありの場合に、制御装置１５（出湯終了判定部８４）は、ステップＳ１８ｄにおいて「Ｎｏ」と判定し、ステップＳ１３に戻る。従って、ステップ１８ｄにて「Ｙｅｓ」の判定が、ステップＳ１８において「Ｙｅｓ」と判定された「出湯ＯＦＦ」であることに相当する。
【００８０】
以上説明の如く、第一実施形態のコジェネレーションシステムは、以下に示す特長を有する。バイパス弁第一制御部８６とバイパス弁第二制御部８７により、出湯終了判定部８４にて出湯が終了したと判定された時点から所定時間ｔｖである１０分以内においては、バイパス弁６５が閉状態であるため、バイパス弁６５の水供給装置Ｓｗ側の水の混合湯供給管６３への熱拡散を抑制することができる。（すなわち、水供給装置Ｓｗから供給されている水の熱が、閉状態であるバイパス弁６５を介してバイパス通路６４の混合湯供給管６３側に拡散するのを抑制することができる。）一方、出湯終了判定部８４にて出湯が終了したと判定された時点から所定時間ｔｖ内において、混合弁６２が熱供給側に開状態である場合には、貯湯槽２１側の湯の混合湯供給管６３側への熱拡散が発生可能である。このように、出湯終了判定部８４にて出湯が終了したと判定された時点から所定時間ｔｖ内においては、バイパス弁６５の水供給装置Ｓｗ側の水の熱拡散の影響を抑制するとともに、貯湯槽２１側の湯の混合湯供給管６３への熱拡散の影響を排除しない。よって、混合湯供給管６３の混合湯の温度は、比較的高く維持することが可能となり、再出湯の際に、瞬間的に冷水が供給されることを抑制することができる。
【００８１】
混合弁第一制御部８８によって混合弁６２の開度を第一開度に維持後であって、出湯温度が目標温度より所定温度Ｍ℃である５℃以上高い判定温度を越えた場合に、混合弁第二制御部８９によって混合弁６２の開度は、第一開度から水量が増大する側の開度である第二開度に制御されるので、混合弁６２の水供給装置Ｓｗ側の水の混合湯供給管６３への熱拡散が増大する。その結果、出湯温度Ｔｈが目標温度Ｔより所定温度Ｍ℃以上高い判定温度を越えた場合に、出湯温度Ｔｈを判定温度より下げることができる。目標温度Ｔに対し出湯温度Ｔｈのアンダーシュートを抑制でき、それにより、再出湯の際には、目標温度に対するオーバーシュートも抑制できる。
【００８２】
第二開度は、混合弁６２が水全開状態である全開開度と、混合弁６２が水全閉状態である全閉開度との中間の開度である中間開度であることにより、再出湯に際し、湯の供給が遮断されることなく混合弁６２にて水を供給できる状態の確保が確実にできる。
【００８３】
＜第二実施形態＞
次に、本発明のコジェネレーションシステムの第二実施形態を図８及び図９に基づいて説明する。前述の如く、第二実施形態のコジェネレーションスステムでは、混合湯供給管６３のバイパス通路６４との合流部よりも下流側に設けられて出湯温度Ｔｈを検出する出湯温度センサ６６は、混合湯供給管６３における混合湯の平均的な温度を計測するために、混合湯供給管６３の径方向の中心の温度を検出すように設けられている。これに対して、第二実施形態のコジェネレーションシステムは、図８に示す如く、混合湯供給管６３のバイパス通路６４との合流部よりも下流側に設けられて出湯温度Ｔｈを検出する出湯温度センサ６６Ａは、湯側経路６３ａに設けられて、循環する貯湯槽２１の湯からの熱拡散による温度変化を直接検出する。第二実施形態のコジェネレーションシステムのその余の構成は、第一実施形態と同様であり、詳細な説明は省略する。
【００８４】
次に、第二実施形態のコジェネレーションシステムにおいて、給湯器Ｗｈから出湯が開始されたかの判定について説明する。
【００８５】
出湯温度センサ６６Ａが、計測する湯側経路６３ａにおける混合湯供給管６３の出湯温度Ｔｈは、給湯器Ｗｈから出湯が有る状態へ変化すると、第一実施形態と同様に、出湯温度Ｔｈに上昇又は下降する温度変化が生じる。従って、第二実施形態においても、出湯が開始されたか否かの判定は、前述の第一実施形態の場合と同様に、前述の出湯開始判定部８３にて行うことでき、詳細な説明を省略する。
【００８６】
次に、第二実施形態のコジェネレーションシステムにおいて、給湯器Ｗｈから出湯が終了したか否かの判定について、説明する。
【００８７】
給湯器Ｗｈから出湯が終了した状態になると、混合湯供給管６３には、混合湯の流れはなくなるが、前述の説明の如く、混合湯供給管６３の湯側経路６３ａには貯湯槽２１の湯からの熱拡散が起こるため、出湯温度Ｔｈは、単調に上昇する。出湯温度Ｔｈにおける単調に上昇とは、温度の変化の方向が変わることなく上昇することを指すもので、温度の下降も生じた場合は、温度の変化の方向が変わるため、出湯温度Ｔｈにおける単調に上昇には該当しないものである。以後、単調とは、変化の方向が変わらないことを指すものとする。
【００８８】
具体的には、出湯温度センサ６６Ａが検出する出湯温度Ｔｈは、給湯器Ｗｈから出湯が終了した状態となると、混合湯供給管６３の周囲の雰囲気温度にて冷却される場合には、単調に下降する。また、出湯温度センサ６６Ａが検出する出湯温度Ｔｈは、給湯器Ｗｈから出湯が終了した状態となると、前述の湯バルブ孔６２ｃ１の湯の熱伝導と混合湯供給管６３の周囲の雰囲気温度による冷却とが均衡する場合には、温度変化が生じない即ち上昇も下降もしない。
【００８９】
従って、給湯器Ｗｈから出湯が終了した状態となると、出湯温度センサ６６Ａが検出する出湯温度Ｔｈが、単調に上昇、又は単調に減少、あるいは、変化せず等、その変化の方向が変わらないことに基づき、制御装置１５（出湯終了判定部８４）は、給湯器Ｗｈから出湯が終了したことを判定できる。
【００９０】
制御装置１５（出湯終了判定部８４）は、具体的には、前述の第一設定時間ｔ１よりも長い第二設定時間ｔ２の間、出湯温度Ｔｈの変化量ΔＴｈが、ΔＴｈ≧０またはΔＴｈ≦０を満たす場合には、出湯温度Ｔｈは、変化の方向が変わらないと判定する。例えば、第二設定時間ｔ２は、２０秒とする。なお、出湯が開始された状態となると、出湯温度Ｔｈは、通常５秒以内には、出湯温度Ｔｈの変化の方向が変わることに基づき、第二設定時間ｔ２は、５〜３００秒の範囲とすることが望ましい。
【００９１】
また、給湯器Ｗｈ即ち給湯栓６９から出湯が終了した状態となると、出湯温度Ｔｈは目標温度Ｔ付近に安定し、目標温度Ｔを変化させても即ち混合弁６２による混合湯の湯／水混合比が変化されても、混合湯供給管６３には流れが生じていないので、出湯温度Ｔｈの変化も生じにくい。従って、給湯器Ｗｈから出湯が終了したことを判定する条件として、出湯温度Ｔｈの変化の方向は変わらないことに、更に目標温度Ｔを変化させても出湯温度Ｔｈの変化も生じないことを加えて、給湯器Ｗｈから出湯が終了したとの判定を確定する様にして、制御装置１５（出湯終了判定部８４）による出湯が終了したとの判定の精度を向上できる。
【００９２】
具体的には、出湯温度センサ６６Ａが検出する出湯温度Ｔｈが、その変化の方向が変わらない判定された後、混合湯の目標温度Ｔを第一目標温度Ｔｙに変化させて、出湯温度Ｔｈに変化が生じない場合は、給湯器Ｗｈから出湯が終了したとの判定を確定する。
【００９３】
混合湯の第一目標温度Ｔｙは、例えば出湯温度Ｔｈマイナス１．５℃であり、第一指定時間ｔｃとして５〜３０秒間程度例えば１０秒間、混合湯の目標温度Ｔを第一目標温度Ｔｙに変化させる。この混合湯の目標温度Ｔが第一目標温度Ｔｙに変化されても、出湯温度Ｔｈに変化が生じない場合とは、出湯温度Ｔｈが第二指定時間ｔｄ当たり第二指定値Ｐｂへの変化以内である場合を指す。具体的には、第二指定時間ｔｄは、例えば、２０秒とし、第二指定値Ｐｂは、例えば、０．７℃とするもので、即ち、例えば、混合湯の目標温度Ｔが、出湯温度Ｔｈマイナス１．５℃に１０秒間変化されても、出湯温度Ｔｈが、２０秒間で温度低下が０．７℃低下以内である場合は、変化なしと、制御装置１５は判定する。なお、混合湯の第一目標温度Ｔｙは、出湯温度Ｔｈマイナス１．５℃に限定されるものではなく、出湯温度Ｔｈマイナス（１〜３）℃が望ましい。
【００９４】
コジェネレーションシステムの第二実施形態おいて、制御装置１５の構成及び制御装置１５にて行われる制御は、第一実施形態の図４に示す構成及び図５に示すフローチャートと同様である。なお、図５に示すステップＳ１８における出湯ＯＦＦの判定の内容が、図９に示すステップＳ１８ｅ、ステップＳ１８ｆ、ステップＳ１８ｇにて表されることのみが相違する。
【００９５】
制御装置１５（出湯終了判定部８４）は、ステップＳ１８ｅにおいて、出湯温度Ｔｈの変化は、第二設定時間ｔ２である２０秒間、変化の方向が変わらないか否かを判定する。出湯温度Ｔｈの変化は、２０秒間、変化の方向が変わらない場合に、制御装置１５（出湯終了判定部８４）は、ステップＳ１８ｅにおいて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップＳ１９に進む。出湯温度Ｔｈの変化は、２０秒間に、変化の方向が変わる場合に、制御装置１５（出湯終了判定部８４）は、ステップＳ１８ｅにおいて「Ｎｏ」と判定し、ステップＳ１３に戻る。
【００９６】
なお、図９に示す如く、前述のステップＳ１８ｅとステップＳ１９間に、ステップＳ１８ｆ及びＳ１８ｇを追加することにより、制御装置１５（出湯終了判定部８４）による出湯ＯＦＦの判定の精度を向上することができる。
【００９７】
制御装置１５（出湯終了判定部８４）は、ステップＳ１８ｆにおいて、目標温度Ｔを第一目標温度Ｔｙに相当する出湯温度Ｔｈマイナス１．５℃に、第一指定時間ｔｃである１０秒間変化させ、ステップＳ１８ｇに進む。
【００９８】
制御装置１５（出湯終了判定部８４）は、ステップＳ１８ｇにおいて、出湯温度Ｔｈの変化なしか否かを判定する。出湯温度Ｔｈに変化なしの場合に、制御装置１５（出湯終了判定部８４）は、ステップＳ１８ｇにおいて、「Ｙｅｓ」判定し、ステップＳ１９へ進む。出湯温度Ｔｈに変化ありの場合に、制御装置１５（出湯終了判定部８４）は、ステップＳ１８ｇにおいて、「Ｎｏ」判定し、ステップＳ１３に戻る。従って、ステップ１８ｅにて「Ｙｅｓ」の判定又はステップ１８ｇにて「Ｙｅｓ」の判定が、ステップＳ１８において「Ｙｅｓ」と判定された「出湯ＯＦＦ」であることに相当する。
【００９９】
本発明の第二実施形態に係るコジェネレーションシステムの如く、出湯温度Ｔｈを検出する出湯温度センサ６６Ａを、循環する貯湯槽２１の湯からの熱拡散がある湯側経路６３ａに設けた場合は、以下に示す特長がある。出湯温度センサ６６Ａは、貯湯槽２１の湯からの熱拡散の検出が容易となって、出湯温度Ｔｈに基づいて、給湯器Ｗｈから出湯が終了したとの判定が行い易くなる。出湯温度センサ６６Ａが計測する出湯温度Ｔｈは、混合湯供給管６３内における混合湯の平均温度よりも高い湯側経路６３ａの温度であり、目標温度Ｔとこの出湯温度Ｔｈとの差がなくなるように、混合弁６２が制御されるので、給湯器Ｗｈからの高温出湯を抑制ができる。
【０１００】
なお、第二実施形態のコジェネレーションシステムにおいても、前述の第一実施形態のコジェネレーションシステムおける特長と同様な特長を有することは明らかである。
【０１０１】
なお、本発明の第一実施形態及び第二実施形態に係るコジェネレーションシステムにおいて、給湯器Ｗｈから出湯が開始されたことを判定する出湯開始判定部８３及び給湯器から出湯が終了したことを判定する出湯終了判定部８４には、出湯温度を検出する出湯温度センサを用いて出湯温度Ｔｈの変化に基づいて判定する例を説明した。しかしながら、これに代えて、給湯器Ｗｈに流量センサを設けて、給湯器Ｗｈからの流量に基づいて、給湯器Ｗｈから出湯が開始されたこと及び給湯器から出湯が終了したことを判定できることは、明らかである。
【０１０２】
上述のように、本発明の第一実施形態及び第二実施形態に係るコジェネレーションシステムによれば、電力を供給する発電システム１０と、発電システム１０から排出される排気ガスに含まれる排熱を回収し、且つ生成した湯を貯える貯湯槽２１と、貯湯槽２１に水を供給する水供給装置Ｓｗと、発電システム１０から排出される排気ガスと、貯湯槽２１に貯えられた湯とが循環され、排熱を湯に回収する排気熱交換器１２と、湯入口６２ａ１に貯湯槽２１から湯供給経路６１を通り湯が流入し、水入口６２ａ２に水供給装置Ｓｗから水が流入し、湯入口６２ａ１と水入口６２ａ２と出口６２ａ３との開度が制御されることにより、設定された目標温度の混合湯を生成し、混合湯が出口６２ａ３から流出する混合弁６２と、混合弁６２の出口６２ａ３に接続され、混合湯を加熱し、出湯が可能である給湯器Ｗｈと、混合弁６２の出口６２ａ３と水供給装置Ｓｗとを接続するバイパス通路６４と、バイパス通路６４に設けられ、バイパス通路６４を閉へ切換え可能なバイパス弁６５と、混合弁６２と給湯器とＷｈの間に配置され、混合湯の温度である出湯温度を検出する出湯温度センサ６６と、給湯器Ｗｈから出湯が開始されたことを判定する出湯開始判定部８３と、給湯器Ｗｈから出湯が終了したことを判定する出湯終了判定部８４と、を有し、出湯開始判定部８３にて出湯が開始されたと判定された場合は、バイパス弁６５を閉へ切換えるとともに混合弁６２の開度を制御することが可能である制御装置１５と、を備えるコジェネレーションシステムであって、制御装置１５は、出湯終了判定部８４にて出湯が終了したと判定された時点からバイパス弁６５を閉状態とするバイパス弁第一制御部８６と、出湯終了判定部８４にて出湯が終了したと判定された時点から所定時間ｔｖ経過した時点に、バイパス弁第一制御部８６によって閉状態とされたバイパス弁６５を開状態とするバイパス弁第二制御部８７を備えている。これにより、出湯終了判定部８４にて出湯が終了したと判定された時点から所定時間ｔｖ内においては、バイパス弁６５が閉状態であるため、バイパス弁６５の水供給装置Ｓｗ側の水の混合湯供給管６３への熱拡散を抑制することができる。一方、出湯終了判定部８４にて出湯が終了したと判定された時点から所定時間ｔｖ内において、混合弁６２が熱供給側に開状態である場合には、貯湯槽２１側の湯の混合湯供給管６３側への熱拡散が発生可能である。このように、出湯終了判定部８４にて出湯が終了したと判定された時点から所定時間ｔｖ内においては、バイパス弁６５の水供給装置Ｓｗ側の水の熱拡散の影響を抑制するとともに、貯湯槽２１側の湯の混合湯供給管６３への熱拡散の影響を排除しない。よって、混合湯供給管６３の混合湯の温度は、比較的高く維持することが可能となり、再出湯の際に、瞬間的に冷水が供給されることを抑制することができる。
【０１０３】
上述のように、本発明の第一実施形態及び第二実施形態に係るに係るコジェネレーションシステムによれば、制御装置１５は、出湯終了判定部８４にて出湯が終了したと判定された時点から，混合弁６２を出湯終了判定部８４にて出湯が終了したと判定された時点の混合弁６２の開度である第一開度に維持する混合弁第一制御部８８と、混合弁第一制御部８８によって混合弁６２の開度を第一開度に維持後であって、出湯温度が目標温度より所定温度以上高い判定温度を越えた場合に、混合弁６２の開度を、混合弁第一制御部８８によって維持された第一開度から水量が増大する側の開度である第二開度に制御する混合弁第二制御部８９と、をさらに備えている、これにより、混合弁第一制御部８８によって混合弁６２の開度を第一開度に維持後であって、出湯温度Ｔｈが目標温度Ｔより所定温度以上高い判定温度を越えた場合に、混合弁６２の開度は、第一開度から水量が増大する側の開度である第二開度に制御されるので、混合弁６２の水供給装置Ｓｗ側の水の混合湯供給管６３への熱拡散が増大する。その結果、出湯温度Ｔｈが目標温度Ｔより所定温度Ｍ℃以上高い判定温度を越えた場合に、出湯温度Ｔｈを判定温度より下げることができる。目標温度Ｔに対し出湯温度Ｔｈのアンダーシュートを抑制でき、それにより、再出湯の際には、目標温度に対するオーバーシュートも抑制できる。
【０１０４】
上述のように、本発明の第一実施形態及び第二実施形態に係るに係るコジェネレーションシステムによれば、第二開度は、混合弁６２が水全開状態である全開開度と、混合弁６２が水全閉状態である全閉開度との中間の開度である中間開度に設定されている。これにより再出湯に際し、湯の供給が遮断されることなく、混合弁６２にて水を供給できる状態の確保が確実となる。
【０１０５】
なお、複数の実施の形態が存在する場合、特に記載がある場合を除き、各々の実施の形態の特徴部分を適宜組合せることが可能であることは、明らかである。
【符号の説明】
【０１０６】
１０…発電ユニット（発電システム）、１０ａ…筐体、１２…熱交換器（排気熱交換器）、１５…制御装置、２１…貯湯槽、６２…混合弁、６２ａ１…湯流入口（湯入口）、６２ａ２…水流入口（水入口）、６２ａ３…混合湯送出口（出口）、６３…混合湯供給管、６４…バイパス通路、６５…バイパス弁、６６，６６Ａ…出湯温度センサ、Ｓｗ…水供給装置、Ｗｈ…給湯器、８３…出湯開始判定部、８４…出湯終了判定部、８６…バイパス弁第一制御部、８７…バイパス弁第二制御部、８８…混合弁第一制御部、８９…混合弁第二制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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