(57)【要約】【課題】補助熱源が故障しても湯切れによる給湯温度の低下を防止することができるコー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。【解決手段】補助熱源４０１と補助熱源の異常を検知する異常検知器４０６、４０７とを有する補助加熱系統４と、エンジン発電機３０１または燃料電池の排熱により熱交換を行って湯水を加熱し、貯湯タンク１０１に貯湯を行う貯湯系統１と、全体を制御する制御装置５とを有するコージェネレーションシステムにおいて、制御装置は、異常検知器が補助熱源の異常を検知したか否かを判定し、補助熱源の異常を検知したと判定した場合にはエンジン発電機または燃料電池を起動する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
補助熱源と前記補助熱源の異常を検知する異常検知器とを有する補助加熱系統と、エンジン発電機または燃料電池の排熱により熱交換を行って湯水を加熱し、貯湯タンクに貯湯を行う貯湯系統と、全体を制御する制御装置とを有するコージェネレーションシステムにおいて、
前記制御装置は、前記異常検知器が前記補助熱源の異常を検知したか否かを判定し、前記補助熱源の異常を検知したと判定した場合には前記エンジン発電機または前記燃料電池を起動することを特徴とするコージェネレーションシステム。
【請求項２】
前記制御装置は、前記補助熱源において自動復帰の困難な重度のエラーが発生したことをもって前記エンジン発電機または前記燃料電池を起動することを特徴とする請求項１に記載のコージェネレーションシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、都市ガス、ＬＰガス、燃料油等を用いてエンジン発電機を運転し又は燃料電池により電気を発生し、副産物として発生した熱を貯湯式の湯水の加熱に利用するコージェネレーションシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コージェネレーションシステムにおいては、エンジン発電機または燃料電池の排熱により熱交換を行って湯水を加熱し、加熱した湯水を貯湯タンクに供給して貯湯タンク内に温度成層を形成する貯湯系統がある。貯湯タンクからは給湯のためのお湯等が供給されるが、給湯のためのお湯の温度が低い場合には給湯の役目を果たすことができないため、貯湯タンクから給湯口までの間に補助熱源を介在させ、適正な給湯温度を維持できるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のコージェネレーションシステムでは、貯湯タンクから給湯口までの間に補助熱源を介在させているが、補助熱源が故障して給湯温度を適正な温度に維持できない場合、給湯温度は低くなり、給湯の役目を果たせないという問題点を有していた。
【０００４】
本発明は、上記問題点を解消するため、補助熱源が故障しても湯切れによる給湯温度の低下を防止することができるコー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。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明のコージェネレーションシステムは、補助熱源と補助熱源の異常を検知する異常検知器とを有する補助加熱系統と、エンジン発電機または燃料電池の排熱により熱交換を行って湯水を加熱し、貯湯タンクに貯湯を行う貯湯系統と、全体を制御する制御装置とを有するコージェネレーションシステムにおいて、制御装置は、異常検知器が補助熱源の異常を検知したか否かを判定し、補助熱源の異常を検知したと判定した場合にはエンジン発電機を起動する構成を備えている。
これにより、補助熱源が故障してもエンジン発電機を起動し加熱するので、湯切れによる給湯温度の低下を防止することができるコージェネレーションシステムが得られる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載のコージェネレーションシステムは、補助熱源と補助熱源の異常を検知する異常検知器とを有する補助加熱系統と、エンジン発電機または燃料電池の排熱により熱交換を行って湯水を加熱し、貯湯タンクに貯湯を行う貯湯系統と、全体を制御する制御装置とを有するコージェネレーションシステムにおいて、制御装置は、異常検知器が補助熱源の異常を検知したか否かを判定し、補助熱源の異常を検知したと判定した場合にはエンジン発電機または燃料電池を起動することとしたものである。
この構成により、補助熱源が故障した場合には、その異常を検知して直ちにエンジン発電機または燃料電池を起動し、貯湯タンクの温度を直ちに高めることができるので、湯切れによる給湯温度の低下を防止することができるという作用を有する。
【０００７】
請求項２に記載のコージェネレーションシステムは、請求項１に記載のコージェネレーションシステムにおいて、制御装置は、補助熱源において自動復帰の困難な重度のエラーが発生したことをもってエンジン発電機または燃料電池を起動することとしたものである。
この構成により、サービスマンにより部品交換をしなければ復旧しないような重度の故障の場合には、直ちにそれらの異常を検知して迅速にエンジン発電機または燃料電池を起動し、貯湯タンクの温度を直ちに高めることができるので、湯切れによる給湯温度の低下を防止することができるという作用を有する。
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について、図１、図２を用いて説明する。
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１によるコージェネレーションシステムを示す構成図である。
【０００９】
図１において、１は温度成層を形成して貯湯を行う貯湯系統、２はお湯を供給する給湯系統、３はガスエンジン発電機の排熱を利用して（例えばウォータージャケットからの湯を利用して）貯湯系統１における湯水の加熱等を行うエンジン排熱系統、４は給湯のお湯を加熱するための補助加熱系統、５は全体を制御する制御装置である。
【００１０】
貯湯系統１は、貯湯タンク１０１、循環ポンプ１０２、逆流防止の逆止弁１０２ａ、湯水の温度を計測する貯湯サーミスタ１０３〜１０６、通水水量を連続的に制御する水量制御弁１０７、通水のオン、オフ制御を行う給水弁１０８、循環する湯水の温度を計測する循環湯サーミスタ１０９、温度成層を形成するためのじゃま板１１０、１１１、熱の供給側１１５と受給側１１６とから成る熱交換器１１４、循環ポンプ１０２から吐出される湯水をバイパスする貯湯弁１２４を有する。
【００１１】
給湯系統２は、逆流防止の逆止弁１２２、通水水量を連続的に制御する水量制御弁１１３、貯湯タンク１０１からの湯と給水口１１８からの水とを混合する混合弁１１２、お湯供給の給湯口１１７、圧力調整の減圧弁１１９、給水温度を計測する給水サーミスタ１２０、水量を計測する水量センサ１２１、排水口１２３を有する。
【００１２】
エンジン排熱系統３は、都市ガス・ＬＰガス等を用いて発電と排熱を行う（すなわち電気と熱を併給する）排熱装置としてのガスエンジン発電機３０１、排熱ポンプ３０２を有する。
【００１３】
補助加熱系統４は、方向性のある水流センサ（方向性水流センサ、図示せず）を有する補助熱源４０１、加熱サーミスタ４０２、空気を供給するブロワ４０３、吸気口４０４、排気口４０５、ブロワ４０３の回転を非接触的に検知する回転検知器４０６、炎検知器４０７、炎信号を検知する検知部４０８、炎信号が入力される入力端子４０９、４１０を有する。ブロワ４０３の回転は例えば光センサで検知され、炎は入力端子４０９、４１０間の電流値変化により検知される。
ここで、ガスエンジン発電機３０１から熱交換器１１４へ供給される湯の温度は７５〜８０℃程度である。
【００１４】
以上のように構成されたコージェネレーションシステムについて、貯湯系統１および給湯系統２の動作を説明する。
貯湯動作においては、貯湯ポンプ１０２は図示しないモータにより駆動され、また熱交換器１１４は熱交換を行い、給水弁１０８は開放状態（オン状態）となっていて、水量制御弁１０７は、貯湯タンク１０１の上部から貯湯タンク１０１内に流入する湯水の量が適量となるように、その開度を制御される。熱交換器１１４で熱交換されて加熱された湯は循環湯サーミスタ１０９を経て循環ポンプ１０２から貯湯タンク１０１へ供給され、水量制御弁１０７→給水弁１０８→熱交換器１１４というように循環する。この循環ポンプ１０２→貯湯タンク１０１→水量制御弁１０７→給水弁１０８→熱交換器１１４の循環路を第１の循環路と呼ぶ。循環ポンプ１０２から貯湯タンク１０１への供給量は、水量制御弁１０７の開度により制御されるが、貯湯タンク１０１内で温度成層を形成するように５０リットル／時間程度に制御される。水量制御弁１０７で制御可能な水量の分解能は１００リットル／時間程度であるので、この分解能を例えば１０リットル／時間程度に向上させるために貯湯弁１２４でバイパスさせる。すなわち、貯湯弁１２４で９０リットル／時間をバイパスさせれば、分解能は１０リットル／時間となる。また貯湯弁１２４は循環ポンプ１０２や熱交換器１１４などと共に循環路（第２の循環路）を形成しており、第１の循環路における湯水の温度が低い場合には、給水弁１０８を閉鎖状態（オフ状態）として第２の循環路のみを形成し、熱交換器１１４による温度上昇を待つ。給湯口１１７の開放により貯湯タンク１０１内の貯湯量が減少した場合には、給水口１１８からの給水圧が貯湯タンク１０１の底部の水圧に対して相対的に高まり、給水が行われる。給水口１１８からの給水は減圧弁１１９や水量センサ１２１などを経由して行われる。
【００１５】
給湯時においては、貯湯タンク１０１内の湯は、補助熱源４０１と混合弁１１２と水量制御弁１１３を経由して給湯口１１７から供給される。補助熱源４０１は、貯湯サーミスタ１０３の計測温度が低く、補助熱源４０１に内蔵の水流センサが水流を検知したときに、通水を加熱する。したがって、貯湯タンク１０１の貯湯の温度が低い場合には補助熱源４０１で加熱された湯が給湯口１１７から供給されることになり、低温湯が供給されることを防止することができる。
【００１６】
図２は、図１の制御装置５の動作を示すフローチャートである。
図２において、まず、補助熱源４０１の異常を検知したか否かを判定する（Ｓ１）。上述したように、ブロワ４０３の回転は例えば光センサで検知され、光センサは、発光部（図示せず）からの光の反射の強弱を受光部（図示せず）で検知し、その強弱の変化により回転位置や回転速度を検知することができる。炎には電気を流す性質と整流作用があり、入力端子４０９から入力端子４１０に向けて電流が流れる時は正常であり、電流が流れない時は燃焼していない。双方向に電流が流れる時は短絡しているというように判定することができる。制御装置５は、回転検知器４０６から出力される回転信号（回転位置や回転速度を示す信号）を入力し、また炎検知器４０７から出力される炎検知信号を入力する。
【００１７】
ステップＳ１で異常（つまり故障）を検知したと判定した場合には、その故障が重度の故障か否かを判定し（Ｓ２）、重度の故障の場合には直ちにエンジン発電機３０１を起動し（Ｓ３）、軽度の故障の場合にはその故障が予め定めた複数回続くか否かを判定し（Ｓ４）、複数回続く場合には、直ちにエンジン発電機３０１を起動し（Ｓ３）、熱交換器１１４や余剰電力回収用ヒータ（図示せず）により、貯湯系統１の貯湯タンク１０１の湯水の温度を上昇させる。ステップＳ４において軽度の故障が複数回続かず直ぐに復帰するような場合はステップＳ１に戻る。ステップＳ１で異常を検知しなかったと判定した場合は通常動作を行う（Ｓ５）。なお、ステップＳ４においては、「複数回続くか」に代えて「いつまでも故障が解除されない」というように時間で判定することも可能である。重度の故障とは、サービスマンにより部品を交換しなければ復旧しないような故障をいい、例えば送風機異常、ガス用電磁弁断線、点火装置断線、給湯サーミスタ断線、給水サーミスタ断線等をいい、軽度の故障とは、ユーザがリセットボタンを押すことにより復旧するような故障であり、例えば不着火や燃焼中の立ち消えなどである。
【００１８】
以上のように本実施の形態によれば、制御装置５は、異常検知器が補助熱源４０１の異常を検知したか否かを判定し、補助熱源４０１の異常を検知したと判定した場合にはエンジン発電機３０１または燃料電池を起動することにより、補助熱源４０１が故障した場合には、その異常を検知して直ちにエンジン発電機３０１または燃料電池を起動し、貯湯タンク１０１の温度を直ちに高めることができるので、湯切れによる給湯温度の低下を防止することができる。
【００１９】
また、制御装置５は、補助熱源４０１において自動復帰の困難な重度のエラーが発生したことをもってエンジン発電機３０１または燃料電池を起動することにより、サービスマンにより部品交換をしなければ復旧しないような重度の故障の場合には、直ちにそれらの異常を検知して迅速にエンジン発電機３０１または燃料電池を起動し、貯湯タンク１０１の温度を直ちに高めることができるので、湯切れによる給湯温度の低下を防止することができる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の請求項１に記載のコージェネレーションシステムによれば、補助熱源と補助熱源の異常を検知する異常検知器とを有する補助加熱系統と、エンジン発電機または燃料電池の排熱により熱交換を行って湯水を加熱し、貯湯タンクに貯湯を行う貯湯系統と、全体を制御する制御装置とを有するコージェネレーションシステムにおいて、制御装置は、異常検知器が補助熱源の異常を検知したか否かを判定し、補助熱源の異常を検知したと判定した場合にはエンジン発電機または燃料電池を起動することにより、補助熱源が故障した場合には、その異常を検知して直ちにエンジン発電機または燃料電池を起動し、貯湯タンクの温度を直ちに高めることができるので、湯切れによる給湯温度の低下を防止することができるという有利な効果が得られる。
【００２１】
請求項２に記載のコージェネレーションシステムによれば、請求項１に記載のコージェネレーションシステムにおいて、制御装置は、補助熱源において自動復帰の困難な重度のエラーが発生したことをもってエンジン発電機または燃料電池を起動することにより、サービスマンにより部品交換をしなければ復旧しないような重度の故障の場合には、直ちにそれらの異常を検知して迅速にエンジン発電機または燃料電池を起動し、貯湯タンクの温度を直ちに高めることができるので、湯切れによる給湯温度の低下を防止することができるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１によるコージェネレーションシステムを示す構成図
【図２】図１の制御装置の動作を示すフローチャート
【符号の説明】
１　貯湯系統
２　給湯系統
３　エンジン排熱系統
４　補助加熱系統
５　制御装置
１０１　貯湯タンク
１０２　循環ポンプ
１０２ａ、１２２　逆止弁
１０３、１０４、１０５、１０６　貯湯サーミスタ
１０７、１１３　水量制御弁
１０８　給水弁
１０９　循環湯サーミスタ
１１０、１１１　じゃま板
１１２　混合弁
１１４　熱交換器
１１５　熱の供給側
１１６　熱の受給側
１１７　給湯口
１１８　給水口
１１９　減圧弁
１２０　給水サーミスタ
１２１　水量センサ
１２３　排水口
１２４　貯湯弁
３０１　ガスエンジン発電機
３０２　排熱ポンプ
４０１　補助熱源
４０２　加熱サーミスタ
４０３　ブロワ
４０４　吸気口
４０５　排気口
４０６　回転検知器（異常検知器）
４０７　炎検知器（異常検知器）
４０８　検知部
４０９、４１０　入力端子
【図１】
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【図２】
2004092468.tif 000004