(57)【要約】【課題】貯留部内における高温の湯水の貯留量が少ない場合であっても出湯特性が安定したコージェネレーションシステムの提供を目的とした。【解決手段】コージェネレーションシステム２００は、発電手段２０１において発生した排熱あるいは給湯装置２０２おいて加熱された湯水が流れる熱源循環回路２０３と、熱源循環回路２０３を流れる湯水が貯留される貯留タンク２０５とを備えている。熱源循環回路２０３は、分岐部Ｄ１において貯留タンク２０５に繋がる貯留部給湯管２１６と、混合弁２１３に繋がる分岐給湯往路２１５とに分岐されている。制御部２４１は、給湯栓２３６が閉栓され、系外への湯水の排出が終了したのを確認すると、貯留タンク２０５における高温の湯水の貯留量を確認する。ここで貯留量が所定量γよりも少ない場合、制御部２４１は給湯装置２０２において加熱された高温の湯水を貯留タンク２０５内に流入させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の熱供給手段を備えたコージェネレーション系内に、前記熱供給手段において加熱された湯水が流れる流水回路と、流水回路内を流れる湯水を貯留する貯留部と、流水回路から分岐され、前記貯留部内の湯水及び／又は流水回路内を流れる湯水を前記系外に供給する湯水供給流路とを備え、前記複数の熱供給手段の一又は一群は、主として貯留部に貯留される湯水を加熱する熱供給手段Ａであり、前記複数の熱供給手段の他の一又は一群は、主として流水回路内を流れる湯水を加熱する熱供給手段Ｂであり、系内において加熱された湯水を系外に供給する場合、系外への湯水の供給が停止した後に熱供給手段Ｂによって加熱された湯水を所定量だけ貯留部に貯留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】
複数の熱供給手段を備えたコージェネレーション系内に、前記熱供給手段において加熱された湯水が流れる流水回路と、流水回路内を流れる湯水を貯留する貯留部と、流水回路から分岐され、前記貯留部内の湯水及び／又は流水回路内を流れる湯水を前記系外に供給する湯水供給流路とを備え、前記複数の熱供給手段の一又は一群は、主として貯留部に貯留される湯水を加熱する熱供給手段Ａであり、前記複数の熱供給手段の他の一又は一群は、主として流水回路内を流れる湯水を加熱する熱供給手段Ｂであり、貯留部に貯留されている湯水が所定の温度より低温である場合、系内において加熱された湯水が湯水供給流路を介して系外に供給されると共に、湯水の供給が停止した後に熱供給手段Ｂによって加熱された湯水が所定量だけ貯留部に貯留され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３】
複数の熱供給手段を備えたコージェネレーション系内に、前記熱供給手段において発生した熱により直接的あるいは間接的に加熱された湯水を熱負荷及び／又は浴槽に循環させる負荷循環流路と、前記熱供給手段において加熱された湯水が流れる流水回路と、流水回路内を流れる湯水を貯留する貯留部と、流水回路から分岐され、前記貯留部内の湯水及び／又は流水回路内を流れる湯水を前記系外に供給する湯水供給流路とを備え、前記複数の熱供給手段の一又は一群は、主として貯留部に貯留される湯水を加熱する熱供給手段Ａであり、前記複数の熱供給手段の他の一又は一群は、主として流水回路内を流れる湯水を加熱する熱供給手段Ｂであり、当該熱供給手段Ｂによって加熱された湯水を負荷循環流路に供給する場合であって、貯留部に貯留されている湯水が所定の温度より低温である場合に、流水回路内を流れる湯水を所定量だけ貯留部に貯留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４】
複数の熱供給手段を備えたコージェネレーション系内に、前記熱供給手段において加熱された湯水が流れる流水回路と、流水回路内を流れる湯水を貯留する貯留部と、流水回路から分岐され、前記貯留部内の湯水及び／又は流水回路内を流れる湯水を前記系外に供給する湯水供給流路とを備え、前記複数の熱供給手段の一又は一群は、主として貯留部に貯留される湯水を加熱する熱供給手段Ａであり、前記複数の熱供給手段の他の一又は一群は、前記流水回路と湯水供給流路との分岐部よりも上流側にあり、主として流水回路内を流れる湯水を加熱する熱供給手段Ｂであり、前記貯留部における所定温度以上の湯水の貯留量が系外への給湯に必要とされる給湯必要量未満である場合に、当該熱供給手段Ｂによって加熱した湯水を系外に供給するものであり、前記所定温度以上の湯水の貯留量が、前記給湯必要量を下回る所定量以上である場合、給湯必要流量に相当する湯水を外部から前記流水回路に供給すると共に、熱供給手段Ｂ側に供給して加熱させる湯水の量を前記給湯必要量未満に調整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５】
複数の熱供給手段を備えたコージェネレーション系内に、前記熱供給手段において加熱された湯水が流れる流水回路と、流水回路内を流れる湯水を貯留する貯留部と、流水回路から分岐され、前記貯留部内の湯水及び／又は流水回路内を流れる湯水を前記系外に供給する湯水供給流路とを備え、前記複数の熱供給手段の一又は一群は、主として貯留部に貯留される湯水を加熱する熱供給手段Ａであり、前記複数の熱供給手段の他の一又は一群は、前記流水回路と湯水供給流路との分岐部よりも上流側にあり、主として流水回路内を流れる湯水を加熱する熱供給手段Ｂであり、前記貯留部における所定温度以上の湯水の貯留量が系外への給湯に必要とされる給湯必要量未満である場合に当該熱供給手段Ｂによって加熱した湯水を系外に供給するものであり、前記所定温度以上の湯水の貯留量が、前記給湯必要流量に満たない場合、給湯必要流量に相当する湯水を外部から前記流水回路に供給すると共に、前記給湯必要量以上の湯水を熱供給手段Ｂ側に供給して加熱させ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６】
熱供給手段Ａおよび熱供給手段Ｂのうち少なくとも一つは発電装置であり、当該発電装置の駆動に伴い発生する排熱を利用して湯水を加熱するものであ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、コージェネレーションシステムに関するものであり、特に複数の熱供給手段によって加熱された湯水を貯留する貯留部を具備したものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境問題や省エネルギー等の観点から、総合エネルギー効率の高い給湯装置の提供が要求されている。また、従来より、浴槽への湯水の落とし込みや給湯、暖房等複数の目的に用いる湯水を安定して供給可能な給湯装置の提供が要求されている。そこで近年、これらの要求に応えるべく、複数の熱供給手段を組み合わせることにより湯水を加熱するコージェネレーションシステムが提供されている。
【０００３】
従来のコージェネレーションシステムでは、複数の熱供給手段がそれぞれの機能を補完し合うことによって、装置全体としての高い総合エネルギー効率を得る構成とされている。そこで、本発明者らは、コージェネレーションシステムの系内で発生する熱エネルギーを効率を向上させるべく、図２２に示すようなコージェネレーションシステムを作製し、研究を重ねた。（未公開）
【０００４】
図２２に示すコージェネレーションシステム３００は、熱源３０１あるいは熱源３０２において加熱された湯水が流れる流水回路３０３と、流水回路３０３内を流れる湯水を貯留する貯留部３０５とを備えている。貯留部３０５には、外部から湯水を供給する給水配管３０６から分岐された給水分岐配管３１１が接続されている。湯水を系外に排出する給湯流路３０７は、混合弁３０８を介して流水回路３０３の中途の分岐部３０９で分岐された湯水供給流路３１０と給水配管３０６とに接続されている。
【０００５】
コージェネレーションシステム３００は、熱源３０１において加熱された湯水を貯留部３０５に貯留しておき、必要に応じて貯留部３０５内の湯水を使用する構成となっている。さらに具体的には、コージェネレーションシステム３００では、貯留部３０５内に高温の湯水が貯留されている場合、給水分岐配管３１１を介して外部から貯留部３０５内に湯水を供給して貯留部３０５内に貯留されている湯水を貯留部３０５の頂部に接続された配管から湯水供給流路３１０に流出させる。そして、湯水供給流路３１０内を流れる湯水と、給水配管３０６を介して外部から供給される湯水とが混合弁３０８において混合され、給湯配管３０７から外部に排出される。
【０００６】
コージェネレーションシステム３００は、貯留部３０５内に貯留されている高温の湯水の貯留量が少ない場合に熱源３０２を作動させ、これにより加熱された湯水を外部に排出する構成となっている。さらに具体的には、コージェネレーションシステム３００では、貯留部３０５内の湯水が低温である場合に給水分岐配管３１１を介して供給された湯水を流水回路３０３内に導入する。流水回路３０３内を流れる湯水は、熱源３０１，３０２において加熱される。熱源３０１，３０２において加熱された湯水は、給水配管３０６を介して外部から供給される湯水と混合弁３０８において混合され、給湯配管３０７から外部に排出される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らが鋭意研究を重ねた結果、上記したコージェネレーションシステム３００のような流路構成とすることにより、系内で発生する熱エネルギーを有効に利用できることが判明した。しかし、図２２に示すような流路構成を具備したコージェネレーションシステム３００では、貯留部３０５内に貯留されている高温の湯水の貯留量が少ない状態で湯水を外部に排出させようとすると、ごく希に貯留部３０５内から湯水が流水回路３０３側に混入し、出湯温度の低下や脈動が発生してしまうという問題が発生した。
【０００８】
そこで、本発明では貯留部内における高温の湯水の貯留量が少ない場合であっても安定した出湯特性を発揮可能なコージェネレーションシステムの提供を目的とした。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そこで、上記した課題を解決すべく提供される請求項１に記載の発明は、複数の熱供給手段を備えたコージェネレーション系内に、前記熱供給手段において加熱された湯水が流れる流水回路と、流水回路内を流れる湯水を貯留する貯留部と、流水回路から分岐され、前記貯留部内の湯水及び／又は流水回路内を流れる湯水を前記系外に供給する湯水供給流路とを備え、前記複数の熱供給手段の一又は一群は、主として貯留部に貯留される湯水を加熱する熱供給手段Ａであり、前記複数の熱供給手段の他の一又は一群は、主として流水回路内を流れる湯水を加熱する熱供給手段Ｂであり、系内において加熱された湯水を系外に供給する場合、系外への湯水の供給が停止した後に熱供給手段Ｂによって加熱された湯水を所定量だけ貯留部に貯留することを特徴とするコージェネレーションシステムである。
【００１０】
本発明において「系外への湯水の供給が停止」した状態とは、絶対的な湯水の供給の停止に加えて、通水量が後記する最小作動水量（ＭＯＱ）以下である状態や、通水量がコージェネレーションシステムの作動に影響を与えない程度である状態、系外への湯水の流出を規制する弁や給湯栓が完全には閉止されていないものの開度が大幅に絞られている状態等のように、系外への湯水の供給が実質的に停止した状態を含む概念であり、以下の説明においても同様の概念を示すものである。
【００１１】
図２２に示したような流水回路を具備したコージェネレーションシステムは、熱供給手段において加熱された湯水が流れる流水回路を備えており、外部に排出される湯水は、流水回路から分岐された湯水供給流路を介して外部に排出される。また、図２２に示したコージェネレーションシステムは、流水回路内を流れる湯水が貯留部に貯留される構成となっている。そのため、図２２に示したコージェネレーションシステムでは、湯水の排出時に貯留部内に貯留されている湯水が流水回路側に混入し、排出される湯水の温度が不安定になるおそれがある。
【００１２】
これに対して、本発明のコージェネレーションシステムでは、系内において加熱した湯水を系外に供給した後に、熱供給手段Ｂを作動させ、これにより加熱された湯水を所定量だけ貯留部に貯留しておく。そのため、湯水が系外に放出された後であっても、貯留部内には熱供給手段Ｂによって加熱され高温になった湯水が所定量だけ貯留されている。換言すれば、本発明のコージェネレーションシステムは、貯留部内に高温の湯水を所定量貯留した状態で、次回の湯水の排出を待つ。従って、上記した構成によれば、系外から湯水を排出する際に貯留部側から流水回路に混入しても、その湯水は高温である。そのため、上記した構成によれば、湯水の排出時に貯留部から流出した湯水と流水回路内を流れる湯水とが混合されても、排出される湯水の温度を略均一に維持できる。
【００１３】
また請求項１と同様の課題を解決すべく提供される請求項２に記載の発明は、複数の熱供給手段を備えたコージェネレーション系内に、前記熱供給手段において加熱された湯水が流れる流水回路と、流水回路内を流れる湯水を貯留する貯留部と、流水回路から分岐され、前記貯留部内の湯水及び／又は流水回路内を流れる湯水を前記系外に供給する湯水供給流路とを備え、前記複数の熱供給手段の一又は一群は、主として貯留部に貯留される湯水を加熱する熱供給手段Ａであり、前記複数の熱供給手段の他の一又は一群は、主として流水回路内を流れる湯水を加熱する熱供給手段Ｂであり、貯留部に貯留されている湯水が所定の温度より低温である場合、系内において加熱された湯水が湯水供給流路を介して系外に供給されると共に、湯水の供給が停止した後に熱供給手段Ｂによって加熱された湯水が所定量だけ貯留部に貯留されることを特徴とするコージェネレーションシステムである。
【００１４】
本発明のコージェネレーションシステムについても、図２２に示したコージェネレーションシステムと同様の流路構成を具備しているため、湯水の排出時に貯留部内に貯留されている湯水が流水回路側に混入すると、排出される湯水の温度が不安定になるおそれがある。即ち、本発明のコージェネレーションシステムでは、貯留部内に貯留されている湯水が所定の温度を下回っている場合、湯水の排出に伴って貯留部内に貯留されている湯水と、流水回路内を流れる湯水とが混合されると、出湯特性が低下してしまうおそれがある。
【００１５】
上記したように、本発明のコージェネレーションシステムでは、貯留部に貯留されている湯水が所定の温度より低温である場合、系外への湯水の供給が停止した後に熱供給手段Ｂによって加熱された湯水が所定量だけ貯留部に貯留される。即ち、本発明のコージェネレーションシステムは、貯留部内に貯留されている湯水が低温である場合に、湯水の排出後に熱供給手段Ｂを作動させて湯水を貯留部に貯留する。換言すれば、本発明のコージェネレーションシステムは、湯水の排出後であっても、高温の湯水が少なくとも所定量以上、貯留部内に貯留されている。そのため、本発明のコージェネレーションシステムでは、湯水の排出時に貯留部から流出した湯水と流水回路内を流れる湯水とが混合されても、湯水の排出温度の変動が殆ど起らない。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、複数の熱供給手段を備えたコージェネレーション系内に、前記熱供給手段において発生した熱により直接的あるいは間接的に加熱された湯水を熱負荷及び／又は浴槽に循環させる負荷循環流路と、前記熱供給手段において加熱された湯水が流れる流水回路と、流水回路内を流れる湯水を貯留する貯留部と、流水回路から分岐され、前記貯留部内の湯水及び／又は流水回路内を流れる湯水を前記系外に供給する湯水供給流路とを備え、前記複数の熱供給手段の一又は一群は、主として貯留部に貯留される湯水を加熱する熱供給手段Ａであり、前記複数の熱供給手段の他の一又は一群は、主として流水回路内を流れる湯水を加熱する熱供給手段Ｂであり、当該熱供給手段Ｂによって加熱された湯水を負荷循環流路に供給する場合であって、貯留部に貯留されている湯水が所定の温度より低温である場合に、流水回路内を流れる湯水を所定量だけ貯留部に貯留することを特徴とするコージェネレーションシステムである。
【００１７】
本発明のコージェネレーションシステムは、図２２に示すコージェネレーションシステムと同様に熱供給手段において加熱された湯水が流れる流水回路を備えており、この流水回路内を流れる湯水が貯留部に貯留される構成となっている。また、流水回路を流れる湯水は、流水回路から分岐された湯水供給流路を介して外部に排出される。本発明のコージェネレーションシステムでは、前記熱供給手段において発生した熱エネルギーが熱負荷及び／又は浴槽を循環する湯水の加熱にも使用されるため、貯留部内の湯水が比較的低温となる場合がある。即ち、熱供給手段において発生した熱エネルギーが熱負荷の使用や浴槽内の湯水の追焚き等に使用された結果、貯留部内の湯水が低温となっている場合がある。
【００１８】
熱負荷や浴槽を循環する湯水の加熱や、経時変化等のような何らかの理由で貯留部内の湯水が低温となった状態で、系外の湯水を系外に排出すると、貯留部内に貯留されている湯水が流水回路側に混入し、熱供給手段Ｂにおいて加熱された湯水と混合されることがある。この場合、熱供給手段Ｂにおいて所定温度に加熱された湯水は、貯留部から流出した低温の湯水と混合されることによって低温になってしまい、その結果系外に排出される湯水の温度が不安定になるおそれがある。
【００１９】
本発明のコージェネレーションシステムは、当該熱供給手段Ｂによって加熱された湯水を負荷循環流路に供給している間に、貯留部に貯留されている湯水が所定の温度より低温となっている場合に、流水回路内を流れる湯水を所定量だけ貯留部に貯留する構成となっている。そのため、本発明のコージェネレーションシステムでは、万一湯水の排出時に貯留部から流出した湯水と流水回路内を流れる湯水とが混合されても、湯水の排出温度の変動が殆ど起らない。
【００２０】
請求項４に記載の発明は、複数の熱供給手段を備えたコージェネレーション系内に、前記熱供給手段において加熱された湯水が流れる流水回路と、流水回路内を流れる湯水を貯留する貯留部と、流水回路から分岐され、前記貯留部内の湯水及び／又は流水回路内を流れる湯水を前記系外に供給する湯水供給流路とを備え、前記複数の熱供給手段の一又は一群は、主として貯留部に貯留される湯水を加熱する熱供給手段Ａであり、前記複数の熱供給手段の他の一又は一群は、前記流水回路と湯水供給流路との分岐部よりも上流側にあり、主として流水回路内を流れる湯水を加熱する熱供給手段Ｂであり、前記貯留部における所定温度以上の湯水の貯留量が系外への給湯に必要とされる給湯必要量未満である場合に、当該熱供給手段Ｂによって加熱した湯水を系外に供給するものであり、前記所定温度以上の湯水の貯留量が、前記給湯必要量を下回る所定量以上である場合、給湯必要流量に相当する湯水を外部から前記流水回路に供給すると共に、熱供給手段Ｂ側に供給して加熱させる湯水の量を前記給湯必要量未満に調整することを特徴とするコージェネレーションシステムである。
【００２１】
本発明のコージェネレーションシステムでは、流水回路内を流れる湯水が貯留部に貯留されると共に、流水回路から分岐された湯水供給流路を介して外部に排出される。そのため、上記した流路構成を具備したコージェネレーションシステムでは、湯水の排出時に貯留部内に貯留されている湯水が流水回路側に合流する場合がある。この場合、貯留部側から合流する湯水が所定温度以上であれば、系外に排出される湯水の温度の変動は起らないが、流水回路に合流する湯水が低温であると系外への湯水の排出温度が不安定になってしまう。
【００２２】
本発明のコージェネレーションシステムでは、貯留部内に貯留されている高温の湯水が系外への給湯に必要とされる給湯必要量未満であるものの、ある所定量以上は貯留されている場合に、外部から供給された湯水の一部を熱供給手段Ｂに供給すると共に、残部を貯留部に流入させる。これにより、外部より供給された湯水の一部を熱供給手段Ｂにおいて加熱すると共に、貯留部内に貯留されている高温の湯水を流水回路内に合流させる。即ち、本発明のコージェネレーションシステムでは、外部から貯留部内に流入した湯水によって、貯留部内にある高温の湯水を、熱供給手段Ｂにおいて加熱された高温の湯水が流れる流水回路側に強制的に合流させる。そのため、本発明によれば、出湯特性の低下を招くことなく貯留部内に貯留されている高温の湯水を有効利用することができ、エネルギー効率の高いコージェネレーションシステムを提供できる。
【００２３】
請求項５に記載の発明は、複数の熱供給手段を備えたコージェネレーション系内に、前記熱供給手段において加熱された湯水が流れる流水回路と、流水回路内を流れる湯水を貯留する貯留部と、流水回路から分岐され、前記貯留部内の湯水及び／又は流水回路内を流れる湯水を前記系外に供給する湯水供給流路とを備え、前記複数の熱供給手段の一又は一群は、主として貯留部に貯留される湯水を加熱する熱供給手段Ａであり、前記複数の熱供給手段の他の一又は一群は、前記流水回路と湯水供給流路との分岐部よりも上流側にあり、主として流水回路内を流れる湯水を加熱する熱供給手段Ｂであり、前記貯留部における所定温度以上の湯水の貯留量が系外への給湯に必要とされる給湯必要量未満である場合に当該熱供給手段Ｂによって加熱した湯水を系外に供給するものであり、前記所定温度以上の湯水の貯留量が、前記給湯必要流量に満たない場合、給湯必要流量に相当する湯水を外部から前記流水回路に供給すると共に、前記給湯必要量以上の湯水を熱供給手段Ｂ側に供給して加熱させることを特徴とするコージェネレーションシステムである。
【００２４】
本発明のコージェネレーションシステムは、上記請求項４に記載のコージェネレーションシステムと同様の流路構成を具備しているため、湯水の排出時に貯留部内に貯留されている湯水が流水回路側に混入する場合がある。そのため、流水回路に合流する湯水が低温である場合は、系外に排出される湯水の排出温度が不安定になってしまうおそれがある。
【００２５】
本発明のコージェネレーションシステムでは、貯留部内に貯留されている高温の湯水の貯留量が、系外への給湯に必要とされる給湯必要量に対して不足している場合、即ち貯留部内に高温の湯水が殆ど貯留されていない場合の動作に特徴を有する。さらに具体的には、本発明のコージェネレーションシステムは、貯留部内に高温の湯水が殆ど貯留されていない場合に、給湯必要流量以上の湯水を熱供給手段Ｂ側に供給して加熱させる。一方、湯水供給流路には、系外への給湯に必要とされる給湯必要流量に相当する湯水が流れる。そのため、熱供給手段Ｂにおいて加熱された湯水は、熱供給手段Ｂの下流側の分岐部において強制的に前記流水回路と湯水供給流路とに分岐される。即ち、湯水供給流路には系外への給湯に必要とされる給湯必要流量に相当する湯水が流れ、貯留部には熱供給手段Ｂにおいて加熱されたものの湯水供給流路に流入しない余剰分の湯水が流入する。
【００２６】
本発明のコージェネレーションシステムでは、流水回路側から貯留部に向けて強制的に湯水が流れる。そのため、貯留部内の低温の湯水は、流水回路側には混入しない。よって、上記した構成によれば、貯留部側から流水回路側への低温の湯水の混入を確実に阻止することができ、系外への湯水の排出温度の変動を安定化することができる。
【００２７】
また、上記請求項１乃至５のいずれかに記載のコージェネレーションシステムは、熱供給手段Ａおよび熱供給手段Ｂのうち少なくとも一つが発電装置であり、当該発電装置の駆動に伴い発生する排熱を利用して湯水を加熱するものであることを特徴とするものであってもよい。（請求項６）
【００２８】
かかる構成によれば、熱供給手段Ａにおける発電に伴って発生する熱エネルギーを有効に利用することができ、総合エネルギー効率の高いコージェネレーションシステムを提供できる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
続いて、本発明の一実施形態であるコージェネレーションシステムについて、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本実施形態のコージェネレーションシステムの配管系統図である。図２は、図１に示すコージェネレーションシステムが排熱貯湯運転モードで運転を行っている場合の作動原理図である。図３は、図１に示すコージェネレーションシステムが貯留タンク内の湯水を用いて給湯を行う場合の作動原理図である。図４および図５は、図１に示すコージェネレーションシステムが給湯装置を作動させて給湯を行う場合の作動原理図である。図６は、図１に示すコージェネレーションシステムが給湯運転モードにおいて給湯栓が閉栓された時の作動原理図である。図７は、図１に示すコージェネレーションシステムが給湯運転モードで運転を行う場合のフローチャート図である。
【００３０】
図１において、２００は本実施形態のコージェネレーションシステムである。コージェネレーションシステム２００は、発電により発生する排熱により湯水を加熱可能な発電手段２０１（熱供給手段Ａ）と、給湯装置２０２（熱供給手段Ｂ）とを具備している。コージェネレーションシステム２００は、発電手段２０１および給湯装置２０２において加熱された湯水が流れる熱源循環回路２０３と、湯水を貯留する貯留タンク２０５（貯留部）と、外部から湯水を供給する給水管２０６と、コージェネレーションシステム２００において加熱された湯水を外部に供給する給湯回路２０７とを具備している。また、コージェネレーションシステム２００において、貯留タンク２０５と熱源循環回路２０３は、一連の閉回路Ｈを形成している。
【００３１】
熱源循環回路２０３は、給湯装置２０２の出湯口２０８に接続された給湯往路２１０と、給湯装置２０２の入湯口２１１に接続された給湯復路２１２とを有する。給湯往路２１０は、分岐部Ｄ１において混合弁２１３に繋がる分岐給湯往路２１５と、貯留タンク２０５に繋がる貯留部給湯管２１６に分岐されている。
【００３２】
貯留タンク２０５は、給湯往路２１０内を流れる湯水を上端側に接続された貯留部給湯管２１６から流入させて貯留すると共に、必要に応じて内部に貯留されている湯水を貯留部給湯管２１６から分岐給湯往路２１５側に流出させるものである。そのため、貯留タンク２０５内に貯留される湯水は、頂部側に近づくほど高温であり、頂部側から底部側に向けて徐々に低温になる層状の温度分布が形成される。
【００３３】
貯留タンク２０５には、給湯往路２１０内を流れる湯水が上端側の貯留部給湯管２１６から流入するため、貯留タンク２０５の上端側から下端側に向けて層状の湯温分布が形成される。貯留タンク２０５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し、貯留されている湯水の量を検出するために、最上部温度センサ２１７、上部温度センサ２１８、中部温度センサ２２０および下部温度センサ２２１が設けられている。
【００３４】
給湯復路２１２は、貯留タンク２０５の下方側と給湯装置２０２の入湯口２１１とを接続する流路であり、その中途に貯留タンク２０５側から順に、エアセパレータ２２２と、循環ポンプ２２３と、排熱熱交換器２２５と、循環流量センサ２２６と、循環水比例弁２２７とが接続されている。給湯復路２１２の中途にあるエアセパレータ２２２は、熱源循環回路２０３中に含まれている空気を外部に排出するものであり、貯留タンク２０５の下部に設けられた貯留部排出管２２８が接続されている。循環ポンプ２２３は、貯留タンク２０５側から給湯装置２０２側に向けて湯水を循環させるものである。排熱熱交換器２２５は、発電手段２０１において発生した排熱によって給湯復路２１２内を流れる湯水を加熱するものである。さらに具体的には、排熱熱交換器２２５は、発電手段２０１の排熱によって加熱された湯水が流れる流路２２４が接続され、流路２２４内を流れる湯水との熱交換により給湯復路２１２内を流れる湯水を加熱するものである。また、循環流量センサ２２６は、給湯復路２１２を流れる水量を検知するものであり、その下流側にある循環水比例弁２２７は、給湯装置２０２に流入する水量を調整するものである。
【００３５】
給水管２０６は、外部からコージェネレーションシステム２００の系内に湯水を導入するものであり、中途に減圧弁２３０と、混合弁２１３側に湯水を導く逆止弁２３１と、外部から導入される湯水の温度を検知する水温センサ２３２が設けられている。給水管２０６は、逆止弁２３１よりも上流側の分岐部Ｄ２において分岐され、外部から導入された湯水を貯留タンク２０５の下端側に供給する貯留部給水管２３３が形成されている。貯留部給水管２３３の中途には、給水管２０６側から貯留タンク２０５側へ湯水を導き、貯留タンク２０５内の湯水の逆流を防止する逆止弁２３５が設けられている。貯留部給水管２３３は、分岐給湯往路２１５を通って混合弁２１３に供給される湯水と略同量の湯水を給水するものである。貯留タンク２０５は、貯留部給水管２３３を介して湯水を供給することによって常に満水状態に維持される。
【００３６】
給湯回路２０７は、給湯栓２３６に繋がる流路であり、中途に流量センサ２３７と、給湯温度センサ２４０と、比例弁２３８とが設けられている。給湯回路２０７には、給湯往路２１０の中途の分岐部Ｄ１で分岐された分岐給湯往路２１５と、外部から湯水を供給する給水管２０６とが混合弁２１３を介して接続されている。そのため、給湯回路２０７には、給水管２０６を介して供給される低温の水と、給湯往路２１０を流れる高温の湯水とが混合されることにより水温が調整された湯水が流れる。
【００３７】
続いて、本実施形態のコージェネレーションシステム２００における湯水の流れについて説明する。コージェネレーションシステム２００は、当該システム全体の駆動を司る制御部２４１を具備している。制御部２４１は、複数の運転モードでコージェネレーションシステム２００の駆動を制御可能である。即ち、制御部２４１は、発電手段２０１において発生した排熱を用いて貯留タンク２０５に湯水を貯留する排熱貯留運転モードと、給湯栓２３６から湯水を排出する給湯運転モードのいずれかを選択し、その運転モードに則ってコージェネレーションシステム２００を駆動させる。コージェネレーションシステム２００では、各運転モード毎に湯水の流れが異なる。以下において、各運転モード毎にコージェネレーションシステム２００の動作および湯水の流れを説明する。
【００３８】
先ず、排熱貯留運転モードである場合における湯水の流れについて、図２を参照しながら説明する。排熱貯留運転モードである場合、制御部２４１は、循環ポンプ２２３を起動させ、貯留タンク２０５の底部に設けられた貯留部排出管２２８から貯留タンク２０５内の湯水を給湯復路２１２側に流入させる。ここで、給湯復路２１２内を流れる湯水は、排熱熱交換器２２５において、発電手段２０１において発生した排熱との熱交換により加熱された後、給湯装置２０２の入湯口２１１から給湯装置２０２へ流入する。
【００３９】
排熱貯留運転モードでは、給湯装置２０２が燃焼を停止しており、混合弁２１３が分岐給湯往路２１５、即ち給湯往路２１０に対して閉止されている。そのため、入湯口２１１から給湯装置２０２に流入した湯水は、給湯装置２０２内を素通りし、出湯口２０８に接続された給湯往路２１０へと流出する。この時、混合弁２１３は、給湯往路２１０に対して閉止されており、給湯往路２１０を流れる湯水は、貯留部給湯管２１６を通じて貯留タンク２０５内に流入する。即ち、排熱貯留運転モードにおいて、湯水は、給湯往路２１０と給湯復路２１２と貯留タンク２０５とから構成される閉回路Ｈ内を循環し、その間に排熱熱交換器２２５における熱交換により加熱される。
【００４０】
排熱貯留運転モードでは、排熱熱交換器２２５において加熱された湯水が貯留タンク２０５の上部に接続された貯留部給湯管２１６から流入すると共に、貯留タンク２０５の下部に接続された貯留部排出管２２８から排熱熱交換器２２５に向けて湯水が流出する。そのため、貯留タンク２０５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、貯留タンク２０５内に貯留されている湯水は、上下方向に層状の温度分布を形成している。貯留タンク２０５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。さらに具体的には、貯留タンク２０５の下部温度センサ２２１が所定の温度に達すると、制御部２４１は下部温度センサ２２１よりも上方に貯留されている湯水が所定温度に達しているものと判断し、排熱貯湯モードを完了させる。
【００４１】
続いて、コージェネレーションシステム２００の動作が制御部２４１によって給湯運転モードで制御される場合の動作および湯水の流れについて、図３〜６に示す作動原理図および図７に示すフローチャート図に則って説明する。
【００４２】
制御部２４１は、ステップ１において、制御部２４１によって給湯回路２０７の流量センサ２３７が最小作動水量（Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ  Ｑｕａｎｔｉｔｙ  以下ＭＯＱと称す）以上を検出したことを確認すると、給湯栓２３６が開栓されたものと判断する。続いて、制御部２４１は、ステップ２において給湯装置２０２によって給湯のために使用される湯水を加熱する必要があるか否かを判断する。さらに具体的には、所定温度の湯水を給湯する為に必要な温度Ｔ以上の湯水が、所定量以上貯留されているか否かを検知する。さらに詳細には、制御部２４１は、貯留タンク２０５に取り付けられた最上部温度センサ２１７および上部温度センサ２１８の検知温度が温度Ｔ以上であるか否かを検知し、貯留タンク２０５の頂部から上部温度センサ２１８の位置まで高温の湯が貯留されているかを検知する。そして、制御部２４１は、これらの検知温度がＴ以上である場合、貯留タンク２０５内に温度Ｔ以上の高温の湯水が所定量以上貯留されているものと判断する。ここで、貯留タンク２０５内に温度Ｔ以上の湯水が所定量以上貯留されている場合、制御部２４１は、給湯装置２０２を作動させる必要がないものと判断して制御フローをステップ２ａへと進める。
【００４３】
制御部２４１は、ステップ２ａにおいて、貯留タンク２０５内に貯留された高温の湯水を排出させるタンク貯湯出湯動作を行う。さらに具体的に説明すると、貯留タンク２０５内に高温の湯水が所定量以上貯留されている状態で給湯栓２３６が開栓されると、図３に示すように外部から供給される低温の水の一部は、給水管２０６から分岐された貯留部給水管２３３を介して貯留タンク２０５の底部に流入する。この時、循環ポンプ２２３は停止しており、循環水比例弁２２７は閉止あるいは開度が大幅に絞られている。そのため、貯留タンク２０５内に貯留されている湯水は、底部から流入した湯水によって上方に押し上げられる。これに伴い、貯留タンク２０５の上部側に貯留されている高温の湯水は、貯留部給湯管２１６から排出される。貯留部給湯管２１６から排出された湯水は分岐給湯往路２１５内を流れ、混合弁２１３へと流れ込む。
【００４４】
ステップ２ａにおいて貯留タンク２０５内の湯水が排出されると、制御フローはステップ６へと進行する。制御部２４１は、ステップ６において高温の湯水が流れる分岐給湯往路２１５に対する混合弁２１３の開度を所定の流量（以下、給湯必要流量Ｑｓ  と称す）となるように調整する。分岐給湯往路２１５側から混合弁２１３に流入した高温の湯水は、給水管２０６を介して供給された低温の水と混合されて適温に調整され、給湯回路２０７を介して給湯栓２３６から排出される。さらに詳細には、分岐給湯往路２１５内を流れる湯水の温度を検知する湯温センサ２１４の検知温度と、外部から供給される湯水の温度を検知する水温センサ２３２の検知温度と、混合弁２１３において混合され排出される湯水の温度を検知する給湯温度センサ２４０の検知温度とに基づき、給湯栓２３６から排出される湯水の温度が適温となるように混合弁２１３における湯水の混合比率が調整される。混合弁２１３において混合された湯水は、給湯回路２０７および給湯栓２３６を介して外部に供給される。
【００４５】
これに続いて、制御フローはステップ７に進行し、給湯栓２３６が引き続き開栓状態にあるか、即ち流量センサ２３７の検知する流量が上記したＭＯＱ以上であるか否かを判断する。ここで、給湯回路２０７内を流れる湯水がＭＯＱ以上である場合、即ちコージェネレーションシステム２００の系内で加熱された湯水を系外へ排出する場合、制御フローはステップ２へと戻り、コージェネレーションシステム２００は引き続き上記した制御フローに則った給湯動作を行う。また、ステップ７において給湯回路２０７内を流れる湯水がＭＯＱ未満である場合、即ち給湯栓２３６が閉栓され、コージェネレーションシステム２００の系外への湯水の排出が停止した場合、制御フローは後述するステップ８へと進行する。
【００４６】
一方、ステップ２において、貯留タンク２０５内に貯留されている温度Ｔ以上の湯水が所定量に満たない場合、制御部２４１は、給湯温度を所定温度に維持するためには給湯装置２０２を作動させる必要があると判断し、制御フローをステップ３へと進行させる。
【００４７】
制御フローがステップ３に進行すると、制御部２４１は、給湯に必要な湯水の流量を算出する。続いて、制御部２４１は、ステップ４において貯留タンク２０５内における温度Ｔ以上の湯水の貯留量を確認する。ここで、貯留タンク２０５内における温度Ｔ以上の高温の湯水の貯留量が所定量γを下回っている場合、制御部２４１は、制御フローをステップ５へと進める。また逆に、ステップ４において貯留タンク２０５内に温度Ｔ以上の湯水が所定量γ以上貯留されていることが確認されると、制御部２４１は、制御フローをステップ４ａへと進める。
【００４８】
さらに具体的に説明すると、制御部２４１は、ステップ４において貯留タンク２０５に設置されている最上部温度センサ２１７の検知温度が所定温度Ｔ以上であるか否かで温度Ｔ以上の湯水が所定量γ以上貯留されているかを確認する。そして、ステップ４において最上部温度センサ２１７の検知温度が所定温度Ｔ未満である場合、制御部２４１は、貯留タンク２０５内に高温の湯水が不足しているものと判断して、制御フローをステップ５へと進める。また、ステップ４において最上部温度センサ２１７の検知温度が所定温度Ｔ以上である場合、制御部２４１は、貯留タンク２０５に所定温度Ｔ以上の湯水が所定量γ程度は貯留されているものと判断して、制御フローをステップ４ａへと進める。
【００４９】
ステップ５において、制御部２４１は、外部から給湯必要流量Ｑｓ  に相当する湯水を貯留部給水管２３３を介して貯留タンク２０５に導入させる。それと同時に、制御部２４１は、循環ポンプ２２３を作動させ、混合弁２１３の分岐給湯往路２１５に対する開度を給湯必要流量Ｑｓ  の湯水が流れるように調整する。制御部２４１は、循環水比例弁２２７の開度を調整して循環ポンプ２２３により貯留タンク２０５側から引き込まれた給湯必要流量Ｑｓ  を越えるＱｓ  ＋αの湯水を給湯装置２０２に流入させる。給湯装置２０２にＱｓ  ＋αの流量で供給された湯水は、図４に示すように所定の温度Ｔに加熱され、給湯往路２１０に流出する。
【００５０】
制御部２４１は、ステップ５において循環水比例弁２２７の開度調整を行った後、ステップ６において分岐給湯往路２１５側から流量Ｑｓ  で湯水が流入可能なように混合弁２１３の開度を調整する。その結果、給湯装置２０２において加熱されＱｓ  ＋αの流量で給湯往路２１０内を流れる湯水は、図４に示すように分岐部Ｄ１において分岐され、分岐給湯往路２１５側には流量Ｑｓ  で湯水が供給され、貯留部給湯管２１６側には流量αで湯水が供給される。
【００５１】
分岐給湯往路２１５から流量Ｑｓ  で供給された高温の湯水は、給水管２０６を介して外部から供給された湯水と混合弁２１３において混合され、給湯栓２３６から排出される。一方、分岐部Ｄ１において分岐され、貯留部給湯管２１６内を流れる流量αの湯水は、貯留タンク２０５の上層側に貯留される。
【００５２】
一方、ステップ４において温度Ｔ以上の湯水が貯留タンク２０５内に所定量γ以上貯留されている場合、制御部２４１は、制御フローをステップ４ａへと進行させる。制御部２４１は、貯留部給水管２３３を介して外部から供給される湯水の流量をＱｓ  に調整すると共に、ステップ４ａにおいて循環水比例弁２２７の開度を調整して給湯装置２０２への湯水の供給量を給湯必要流量Ｑｓ  より少ないＱｓ  −βに調整し、この湯水を所定の温度Ｔに加熱させる。
【００５３】
図５に示すように、貯留タンク２０５内に流入した給湯必要流量Ｑｓ  に相当する湯水のうち、給湯装置２０２側に供給されず貯留タンク２０５内に残留した湯水は、貯留タンク２０５上方側に貯留されている高温の湯水を給湯往路２１０の分岐部Ｄ１に押し出す。即ち、貯留タンク２０５内に貯留されている温度Ｔ以上の高温の湯水は、貯留部給湯管２１６を介して流量βで貯留タンク２０５から流出する。貯留タンク２０５から押し出された流量βの湯水は、給湯装置２０２において所定の温度Ｔまで加熱され高温になった流量Ｑｓ  −βの湯水と合流し、分岐給湯往路２１５を通じて混合弁２１３に流入する。そのため、混合弁２１３には高温の湯水が分岐給湯往路２１５から流量Ｑｓ  で流入する。混合弁２１３に流入した高温の湯水は、給水管２０６を介して供給される湯水と混合され、給湯回路２０７および給湯栓２３６を介して外部に排出される。
【００５４】
ステップ４ａにおいて混合弁２１３の開度が調整されると、制御部２４１は、ステップ７において給湯栓２３６が引き続き開栓状態にあるか、即ち流量センサ２３７が最小作動水量（ＭＯＱ）以上を検出しているか否かを判断する。ここで、給湯栓２３６が開栓状態である場合、制御部２４１は、制御フローをステップ２へと戻し、上記した制御フローに則ってコージェネレーションシステム２００を引き続き作動させる。
【００５５】
一方、ステップ７において、流量センサ２３７の検知水量がＭＯＱ以下であり、給湯栓２３６が閉栓されていると想定される場合、制御部２４１は、混合弁２１３を分岐給湯往路２１５に対して閉止し、制御フローをステップ８に進行させる。制御部２４１は、ステップ８において貯留タンク２０５内に温度Ｔを越える高温の湯水が所定量γ以上貯留されているか否かを検知する。さらに具体的には、制御部２４１は、ステップ１１において貯留タンク２０５に設置された最上部温度検知センサ２１７の検知温度が温度Ｔ以上であるか否かを判断する。ここで、最上部温度検知センサ２１７の検知温度がＴ以上である場合、貯留タンク２０５内に温度Ｔを越える高温の湯水が所定量γ以上貯留されているものと判断し、一連の制御フローを終了する。
【００５６】
一方、ステップ８において、温度Ｔを越える高温の湯水の貯留量が所定量γに満たない場合、制御部２４１は、制御フローをステップ９に進行させる。ステップ９において、制御部２４１は、循環ポンプ２２３を作動させることによって図６に示すように給湯往路２１０、給湯復路２１２、並びに、貯留タンク２０５で構成される閉回路Ｈ内で湯水を循環させると共に、ステップ１０において給湯装置２０２を作動させて閉回路Ｈ内を流れる湯水を加熱する。
【００５７】
ステップ１０において給湯装置２０２が作動を開始すると、閉回路Ｈ内の湯水が温度Ｔ以上に加熱され、貯留タンク２０５の頂部に接続された貯留部給湯管２１６を介して貯留タンク２０５内に流入する。制御部２４１は、給湯装置２０２の作動開始と同時に、ステップ１１において貯留タンク２０５に設置された最上部温度センサ２１７の検知温度を確認し、これにより貯留タンク２０５内に所定量γ以上の湯水が貯留されているか否かを検知する。ステップ１１において最上部温度センサ２１７の検知温度が温度Ｔ未満である、即ち貯留タンク２０５内に貯留されている温度Ｔ以上の湯水が所定量γ未満である場合、制御部２４１は、制御フローをステップ９に戻す。一方、ステップ１１において最上部温度センサ２１７の検知温度が温度Ｔ以上である場合、制御部２４１は、貯留タンク２０５内に温度Ｔ以上の湯水が所定量γ以上貯留されているものと判断し、一連の制御フローを終了する。
【００５８】
本実施形態のコージェネレーションシステム２００は、発電手段２０１において発生した排熱により熱源循環回路２０３内を流れる湯水を加熱し、貯留タンク２０５内に貯留しておく構成となっている。即ち、コージェネレーションシステム２００は、発電手段２０１において発生した熱エネルギーを湯水に付与して貯留しておくと同時に、大量の給湯要求にも対処可能なように貯留タンク２０５内に湯水を貯留しておく構成となっている。
【００５９】
しかし、発電手段２０１が故障した場合や、制御部２４１によって発電手段２０１の動作を制御できない場合等は発電手段２０１を作動させることができないため、発電手段２０１において発生する排熱貯湯運転モードでの湯水の貯留ができない。そこで、本実施形態のコージェネレーションシステム２００では、何らかの理由で排熱貯湯運転モードでの湯水の貯留ができない場合、制御部２４１が、以下に示す補助貯湯運転モードに則って湯水を加熱し、貯留タンク２０５内に貯留する構成となっている。以下、コージェネレーションシステム２００が制御部２４１によって補助貯湯運転モードに則って制御される場合の動作について詳細に説明する。
【００６０】
制御部２４１は、発電手段２０１の故障等により排熱貯湯運転モードでの制御ができない場合、混合弁２１３を分岐給湯往路２１５に対して閉止し、熱源循環回路２０３と貯留タンク２０５により閉回路Ｈを構成する。その後、制御部２４１は、循環ポンプ２２３の駆動を開始させて貯留タンク２０５の底部に貯留されている湯水を熱源循環回路２０３内に循環させる。
【００６１】
循環流量センサ２２６が給湯復路２１２における通水を検知すると、制御部２４１は、給湯装置２０２における燃焼作動を開始させ、熱源循環回路２０３内を流れる湯水の加熱を開始する。給湯装置２０２において加熱された湯水は、貯留タンク２０５の上部に接続された貯留部給湯管２１６から貯留タンク２０５内に流入する。湯水は、熱源循環回路２０３および貯留タンク２０５によって構成される閉回路Ｈ内を循環するうちに給湯装置２０２によって加熱され、徐々に高温となる。制御部２４１は、貯留タンク２０５の底部側に取り付けられている下部温度センサ２２１が所定の温度以上の温度を検知したことを条件として貯留タンク２０５内に所定温度の湯水が貯留されたものと判断し、給湯装置２０２および循環ポンプ２２３を停止させる。
【００６２】
上記したように、コージェネレーションシステム２００は、給湯栓２３６が閉栓された時に、制御部２４１が、温度Ｔ以上の高温の湯水が貯留タンク２０５内にどれだけ貯留されているか確認し、この貯留量が所定量γに満たない場合に給湯装置２０２において加熱された湯水を所定量だけ貯留タンク２０５の頂部から流入させて貯留しておく。そのため、コージェネレーションシステム２００では、給湯後であっても、貯留タンク２０５内には温度Ｔ以上の高温の湯水が所定量だけ貯留されている。即ち、コージェネレーションシステム２００は、給湯動作を行った後に次回の給湯に備えて貯留タンク２０５内に高温の湯水を貯留している。そのため、コージェネレーションシステム２００では、給湯時に何らかの理由で貯留タンク２０５内の湯水が貯留タンク２０５の頂部に接続された貯留部給湯管２１６から給湯往路２１０内に混入しても、給湯栓２３６から排出される湯水の温度は殆ど変動しない。
【００６３】
また、本実施形態のコージェネレーションシステム２００では、貯留タンク２０５内に貯留されている高温の湯水が所定量γにも満たない場合に、給湯装置２０２への通水量を給湯必要量Ｑｓ  より所定量αだけ増加させている。上記したように、この時に外部から供給される湯水は給湯必要量Ｑｓ  であるため、給湯装置２０２には外部から供給された湯水に加えて、貯留タンク２０５内の湯水が給湯装置２０２側に流れる。即ち、貯留タンク２０５における温度Ｔ以上の湯水の貯留量が所定量γ未満である場合、貯留タンク２０５の頂部側から底部側への水流が発生する。そのため、本実施形態のコージェネレーションシステム２００では、貯留タンク２０５内の湯水の大部分が低温である場合に貯留タンク２０５の頂部から給湯往路２１０側へ流れる水流が発生しない。従って、コージェネレーションシステム２００では、貯留タンク２０５内の低温の湯水と、給湯装置２０２において加熱された高温の湯水との混合に伴う出湯温度の変動が起らない。
【００６４】
これに加えて、コージェネレーションシステム２００では、貯留タンク２０５内に貯留されている高温の湯水が給湯必要量Ｑｓ  に満たないものの、所定量γ以上貯留されている場合、即ち貯留タンク２０５内に高温の湯水がある程度貯留されている場合、給湯装置２０２への通水量を給湯必要量Ｑｓ  より所定量βだけ減少させる。即ち、コージェネレーションシステム２００では、貯留タンク２０５内に温度Ｔ以上の高温の湯水が所定量γ以上貯留されている場合に外部から供給された湯水の一部を給湯装置２０２に供給すると共に、残部を貯留部に流入させる。これにより、外部より供給された湯水の一部を給湯装置２０２において加熱すると共に、貯留タンク２０５の頂部側に貯留されている高温の湯水を給湯往路２１０内に合流させる。即ち、コージェネレーションシステム２００では、貯留タンク２０５に高温の湯水がある程度存在している場合に給湯装置２０２への湯水の供給量を制限することにより、貯留タンク２０５内に底部から頂部に向かう水流を強制的に発生させている。そのため、コージェネレーションシステム２００によれば、出湯特性の低下を招くことなく貯留部内に貯留されている高温の湯水を有効利用することができる。
【００６５】
上記したように、コージェネレーションシステム２００は、給湯要求がある限り図７のステップ２〜ステップ７の動作を繰り返すが、１回の給湯動作（給湯栓の開栓から閉栓まで）が長時間にわたったり、貯留タンク２０５における温度Ｔ以上の高温の湯水の残量が所定量γに近い状態で給湯動作を行うと、制御フローがハンチングしてしまうおそれがある。さらに詳細には、図７に示す制御フローに則ってコージェネレーションシステム２００を動作させると、給湯装置６への通水量の増減および貯留タンク２０５内の湯水の出入りを繰り返しながら給湯や湯水の加熱を行うことになり、制御フローがハンチングしてしまうおそれがある。そのため、図７に示す制御フローに則って給湯運転を行う場合は、給湯装置６への通水量、即ち貯留タンク２０５からの出湯量βの積算値Σβが所定値Ｎ以下（Ｎ≧Σβ）であるか否かを検知し、Ｎ≧Σβである場合には制御フローをステップ５に進め、Ｎ＜Σβである場合にはステップ４ａに進めるステップをステップ４，５の間に設けることが好ましい。かかる構成によれば、給湯装置６への通水量の増減および貯留タンク２０５内の湯水の出入りの繰り返しに伴う制御フローのハンチングを確実に防止できる。
【００６６】
本実施形態のコージェネレーションシステム２００において採用されている発電手段２０１は、ガスエンジン等の駆動源を具備した発電機や、燃料電池等いかなるものであってもよい。
【００６７】
コージェネレーションシステム２００は、給湯栓２３６の閉栓後に貯留タンク２０５内における温度Ｔ以上の湯水の残量が少ない場合に、給湯装置２０２を作動させ、これにより加熱された高温の湯水を所定量だけ貯留タンク２０５の頂部側、即ち貯留タンク２０５の出湯側に貯留するものである。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば給湯栓２３６の閉栓後に貯留タンク２０５内における温度Ｔ以上の湯水の残量が所定量γに満たない場合に、所定時間だけ給湯装置２０２を作動させ、これによって加熱された湯水を貯留タンク２０５内に貯留する構成としてもよい。即ち、給湯栓２３６が閉栓された後に貯留タンク２０５内における高温の湯水の残量が少ない場合に行う貯留タンク２０５への高温の湯水の貯留動作を、給湯装置２０２の作動時間によって制限することも可能である。
【００６８】
本発明は、上記実施形態に示したコージェネレーションシステム２００に限定されるものではなく、例えば以下に示すような構成とすることも可能である。以下に本発明の第２実施形態のコージェネレーションシステムについて詳細に説明する。図８は、第２実施形態のコージェネレーションシステムを示す配管系統図である。図９は、図８に示すコージェネレーションシステムが排熱貯湯運転モードで運転を行っている場合の作動原理図である。図１０は、図８に示すコージェネレーションシステムが貯留タンク内の湯水を用いて給湯を行う場合の作動原理図である。図１１は、図８に示すコージェネレーションシステムが給湯装置を作動させて給湯を行う場合の作動原理図である。図１２は、図８に示すコージェネレーションシステムが落とし込み運転モードで運転を行っている場合の作動原理図である。図１３および図１４は、図８に示すコージェネレーションシステムが追焚き運転モードで運転を行っている場合の作動原理図である。図１５は、図８に示すコージェネレーションシステムが追焚き運転モードで運転を行っている場合のフローチャート図である。図１６、図１７、図１８は、図８に示すコージェネレーションシステムが暖房運転モードで運転を行っている場合の作動原理図である。図１９は、図８に示すコージェネレーションシステムが暖房運転モードで運転を行っている場合のフローチャート図である。図２０は、図８に示すコージェネレーションシステムが補助貯湯運転モードで運転を行っている場合の作動原理図である。図２１は、図８に示すコージェネレーションシステムが補助暖房運転モードで運転を行っている場合の作動原理図である。
【００６９】
図８において、１は本実施例のコージェネレーションシステムである。コージェネレーションシステム１は、大別して発電部２と給湯部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は、ガスエンジン５（熱供給手段Ａ）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、給湯部３は、給湯装置６（熱供給手段Ｂ）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装置８等に供給される湯水を加熱するものである。
【００７０】
コージェネレーションシステム１は、発電部２および給湯部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および給湯部３に設けられた各センサ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、給湯装置６等の駆動を司るものである。
【００７１】
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を冷却するための冷却回路１２を具備している。
【００７２】
冷却回路１２は、発電部２の外部、さらに詳細には給湯部３側にある排熱熱交換器３０および暖房熱交換器５７を経由して湯水を循環させるものである。冷却回路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には排熱熱交換器３０と暖房熱交換器５７とが前記各水路によって並列に接続されている。冷却回路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。
【００７３】
ガスエンジン５と排熱熱交換器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は、発電機１０と外部の電気機器等とを接続する配線１７から分岐された分岐配線１８に接続されている。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ており、これにより発電機１０から外部電源（図示せず）への電力の逆潮流が防止されている。さらに詳細には、ヒータ１１は、後述する余剰電力制御部１０１によって制御可能なスイッチ２１が設けられており、このスイッチ２１を調整することによりヒータ１１への通電が調整される。
【００７４】
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、ヒータ１１を通過する際にさらに加熱されて排熱熱交換器３０へと流入する。排熱熱交換器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。
【００７５】
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。冷却水タンク２２には、外部から湯水を供給するための給水管２７が設けられており、その中途に設けられている補給水弁２８によって冷却水タンク２２への給水量が調整される。また、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熱交換器３０および暖房熱交換器５７側への湯水の往来を調整するものである。
【００７６】
さらに具体的には、ガスエンジン５の起動直後等のように、ガスエンジン５側から排出される湯水が所定温度以下である場合には、三方弁２５が作用し、排熱熱交換器３０および暖房熱交換器５７への入水が阻止される。即ち、ガスエンジン５側から排出される湯水が低温である場合、三方弁２５の作用によって排熱熱交換器３０および暖房熱交換器５７から戻り側冷却水路１５への通水が阻止されると共に、バイパス流路２６を介して往き側冷却水路１３と戻り側冷却水路１５とが連通した閉回路が形成される。そのため、往き側冷却水路１３内を流れる湯水は、バイパス流路２６を介して直接ガスエンジン５側へと流れ込む。
【００７７】
一方、ガスエンジン５側から排出される湯水が所定温度より高温である場合、三方弁２５の作用によって往き側冷却水路１３内を流れる湯水が、排熱熱交換器３０および暖房熱交換器５７へと流入する。排熱熱交換器３０および暖房熱交換器５７に流入した高温の湯水は、各熱交換器において熱交換を行った後、三方弁２３を介して戻り側冷却水路１５へと流入してガスエンジン５側へと戻る。
【００７８】
給湯部３は、上記第１実施形態のコージェネレーションシステム２００と同様に、燃料ガスを燃焼し湯水を加熱する給湯装置６と、冷却回路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熱交換を行う排熱熱交換器３０と、貯留タンク３１（貯留部）とを具備している。給湯部３は、熱源循環回路３２と、ガスエンジン５および給湯装置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、これに加えて暖房装置８（熱負荷）等の熱負荷に接続される負荷循環回路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。
【００７９】
また、本実施形態のコージェネレーションシステム１には、給湯往路３８および給湯復路４１とからなる熱源循環回路３２と、貯留タンク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。また、コージェネレーションシステム１には、給湯往路３８および給湯復路４１とからなる熱源循環回路３２と、貯留タンク３１と、給湯往路３８から分岐された熱交分岐流路９４から構成される流水回路が形成されている。即ち、コージェネレーションシステム１は、閉回路Ｈ、あるいは、閉回路Ｈに熱交分岐流路９４を加えた流路からなる流水回路を具備している。
【００８０】
熱源循環回路３２は、給湯装置６の出湯口３７に接続された給湯往路３８と、給湯装置６の入湯口４０に接続された給湯復路４１とを有する。熱源循環回路３２では、給湯往路３８が分岐給湯往路８３と貯留部給湯管８７とに分岐される分岐部Ｄ１  の上流側に、比例弁８４が設けられている。また、給湯往路３８は、比例弁８４より上流側の分岐部Ｄ１  においてさらに分岐され、分岐部Ｄ１  とエアセパレータ４６とを繋ぐ熱交分岐流路９４が形成されている。
【００８１】
給湯往路３８は、分岐部Ｄ１  において混合弁８０に繋がる分岐給湯往路８３と、貯留タンク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３４ａ、上部温度センサ３４ｂ、中部温度センサ３４ｃおよび下部温度センサ３４ｄが設けられている。また、給湯復路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、排熱熱交換器３０と、給湯復路４１を流れる水量を検知する循環流量センサ５０と、給湯装置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。給湯復路４１の中途にあるエアセパレータ４６は、熱源循環回路３２中に含まれている空気を外部に排出するものであり、貯留タンク３１の下部に設けられた貯留部排出管８９が接続されている。また、排熱熱交換器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給湯復路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、排熱熱交換器３０において加熱された湯水が給湯復路４１を介して給湯装置６に流入する。
【００８２】
熱交換部４５は、熱交換分岐流路９４の中途に設けられており、負荷循環回路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。
【００８３】
負荷熱交換器４２に接続されている負荷循環回路３５は、暖房装置８に湯水を供給する負荷往き側流路５５と、暖房装置８側から湯水を戻す負荷戻り側流路５６とを有する。負荷戻り側流路５６の中途には、暖房熱交換器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、負荷循環回路３５には、暖房装置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。
【００８４】
暖房熱交換器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、暖房装置８において放熱して低温となった湯水は、暖房熱交換器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装置８側へと送り込まれる。
【００８５】
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。浴槽戻り側流路６６の中途には、浴槽内の水位を検知する水位センサ６７と、循環ポンプ６８と、水流スイッチ７０とが設けられている。また、浴槽戻り側流路６６の中途、さらに詳細には循環ポンプ６８と水流スイッチ７０との中間には、後述する給湯回路３３から分岐された給湯分岐流路７１が接続されている。給湯分岐流路７１には、給湯回路３３側から浴槽戻り側流路６６側への通水のみを許す逆止弁７２と、浴槽戻り側流路６６側に流入する水量を調整する注湯弁７３と、給湯分岐流路７１内を流れる湯水の流量を検知する流量センサ７５とが設けられている。
【００８６】
上記したように、浴槽戻り側流路６６には、給湯回路３３側からの湯水の流入を許す給湯分岐流路７１が接続されているため、浴槽往き側流路６５に加えて浴槽戻り側流路６６からも湯水を浴槽側に落とし込むことができる。
【００８７】
給湯回路３３は、上記第１実施形態のコージェネレーションシステム２００の給湯回路２０７と同様の構成を有する流路である。さらに具体的には、給湯回路３３は、混合弁８０を介して給湯往路３８の中途で分岐された分岐給湯往路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８１と、比例弁８２と、給湯温度センサ９５とが設けられている。
【００８８】
給水管８５は、上記第１実施形態のコージェネレーションシステム２００と同様に、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水温センサ９３が設けられた流路であり、混合弁８０に接続されている。
【００８９】
給水管８５の中途には、外部から導入された湯水を貯留タンク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、貯留タンク３１の底部側に接続されており、中途に給水管８５側から貯留タンク３１側へ湯水を導く逆止弁８６が設けられている。また、貯留タンク３１の底部には、貯留タンク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、前記した通り給湯装置６の入湯口４０に繋がる給湯復路４１にエアセパレータ４６を介して接続されている。さらに、貯留タンク３１の上部には、分岐給湯往路８３から分岐され、貯留タンク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。貯留タンク３１には、貯留部給湯管８７を通って貯留タンク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、貯留タンク３１は常に満水状態に維持される。
【００９０】
続いて、本実施形態のコージェネレーションシステム１における湯水の流れについて説明する。
コージェネレーションシステム１は、後述する駆動制御装置１０２によって複数の運転モードで駆動制御されるものであり、各モード毎に湯水の流れが異なる。即ち、駆動制御装置１０２は、貯留タンク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と、浴槽内に湯水を落とし込む落とし込み運転モードと、浴槽内の湯水を追焚きする追焚き運転モードと、暖房装置８の運転を行う暖房運転モードのいずれか１つあるいは複数のモードを選択して、その運転モードに則ってコージェネレーションシステム１を駆動させる。
【００９１】
先ず、排熱貯留運転モードである場合における湯水の流れについて、図９を参照しながら説明する。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が作動して冷却回路１２内を湯水が循環し始める。冷却回路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。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のうち、発電機１０に接続されたコージェネレーション系Ｓの外部にある電気機器等において消費しきれない余剰の電力によりヒータ１１が作動し、往き側冷却水路１３内を流れる湯水がさらに加熱される。
【００９２】
ガスエンジン５の起動直後等のように、冷却回路１２内の湯水が低温である場合、三方弁２５は、連通流路２４を閉止し、戻り側冷却水路１５とバイパス流路２６とを連通するように作動する。そのため、往き側冷却水路１３内を流れる湯水は、バイパス流路２６を介して戻り側冷却水路１５側へと流れて循環し、排熱熱交換器３０や暖房熱交換器５７側には流れ込ない。また、ガスエンジン５の駆動に伴って冷却回路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、湯水が排熱熱交換器３０内を循環し始める。
【００９３】
一方、給湯部３では、循環ポンプ４７が駆動を開始し、貯留タンク３１の底部に設けられた貯留部排出管８９から貯留タンク３１内の湯水が給湯復路４１側に流入する。給湯復路４１内を流れる湯水は、排熱熱交換器３０においてガスエンジン５の排熱やヒータ１１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、給湯装置６の入湯口４０から給湯装置６へ流入する。
【００９４】
排熱貯留運転モードでは給湯装置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、給湯装置６内を素通りし、出湯口３７に接続された給湯往路３８へと流出する。ここで、給湯往路３８に流入した湯水の温度、即ち湯温センサ３９の検知温度が所定温度に達していない場合は、分岐給湯往路８３の比例弁８４が閉成され、負荷熱交出口電磁弁５２あるいは追焚熱交出口電磁弁５３のうち少なくともいずれか一方（本実施形態では負荷熱交出口電磁弁５２）の弁が開成される。そのため、貯留タンク３１には、所定温度に達していない湯水が流入せず、給湯装置６を出た湯水は熱交換部４５側の流路を流れて熱源循環回路３２内を循環する。即ち、給湯往路３８内を流れる湯水が低温である間は、給湯往路３８の中途にある比例弁８４の上流側と、貯留タンク３１の下流側とをバイパスする熱交分岐流路９４および熱交換部４５に湯水を循環させ、湯温が上昇するのを待つ。
【００９５】
一方、給湯往路３８内を流れる湯水が所定温度以上となると、比例弁８４が開成される。また、ここで混合弁８０は、分岐給湯往路８３に対して閉止状態とされている。そのため、湯水は、給湯往路３８、熱交換分岐流路９４、流路４５ａおよび給湯復路４１によって構成される閉回路内を循環しながら排熱熱交換器３１において加熱されると共に、貯留部給湯管８７を介して貯留タンク３１内に徐々に貯留される。そのため、貯留タンク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、貯留タンク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を形成している。貯留タンク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。さらに具体的には、貯留タンク３１の下部温度センサ３４ｄが所定の温度に達すると、駆動制御装置１０２は下部温度センサ３４ｄよりも上方に貯留されている湯水が所定温度に達しているものと判断し、排熱貯湯モードを完了させる。
【００９６】
続いて、コージェネレーションシステム１が給湯運転モードである場合における湯水の流れを図１０を参照しながら説明する。貯留タンク３１内に湯水が十分貯留されている場合、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を介して貯留タンク３１の底部に流入する。ここで、給湯復路４１の中途に設けられた循環ポンプ４７は停止しており、比例弁８４は閉止あるいは大幅に開度が絞られている。そのため、貯留タンク３１の底部から湯水が流入しても、湯水は殆ど給湯復路４１をはじめとする閉回路Ｈ側には流出しない。そのため、貯留タンク３１の底部から湯水が流入すると、この湯水によって貯留タンク３１内に貯留されている湯水が上方に押し上げらる。その結果、貯留タンク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分岐給湯往路８３内を流れ、混合弁８０側へと流れる。
【００９７】
混合弁８０は、分岐給湯往路８３に対して開成されているため、貯留部給湯管８７から排出された湯水は混合弁８０に流入する。混合弁８０に流入した高温の湯水は、給水管８５を介して供給された低温の水と混合されて適温となり、給湯回路３３を介して給湯栓７から排出される。さらに詳細には、貯留タンク３１から流出し、分岐給湯往路８３内を流れる湯水の温度を検知する湯温センサ９２と、外部から供給される湯水の温度を検知する水温センサ９３と、混合弁８０において混合され排出される湯水の温度を検知する給湯温度センサ９５との検知温度に応じて、給湯栓７から排出される湯水の温度が適温となるように混合弁８０における湯水の混合比率が調整される。混合弁８０において混合された湯水は、給湯回路３３および給湯栓７を介して外部に供給される。
【００９８】
一方、貯留タンク３１内の湯水が低温である場合は、図１１に示すように給湯装置６により湯水が加熱され、この湯水が給湯栓７から排出される。さらに詳細には、貯留タンク３１内の湯水が低温である状態で給湯栓７が開栓されると、循環ポンプ４７が起動し、比例弁８４が開成される。また、熱交換部４５にある負荷熱交出口電磁弁５２および追焚熱交出口電磁弁５３が閉止され、給湯往路３８から熱交分岐流路９４への湯水の流入が阻止される。またさらに、混合弁８０は、給湯往路３８を流れる湯水が流入する分岐給湯往路８３および外部から導入される湯水が流れる給水管８５に対して開成される。そのため、外部から供給される低温の水の一部は、給水管８５を介して混合弁８０に至り、混合弁８０に接続された給湯回路３３へと流れ込む。また、外部から供給された湯水の残部は、給水管８５から分岐された貯留部給水管９１を通じて貯留タンク３１の下部から供給される。流量センサ８１によって給湯回路３３における水流が検知されると、給湯装置６が燃焼作動を開始する。
【００９９】
貯留部給水管９１を介して外部から貯留タンク３１の下部に流入した湯水は、貯留部排出管８９から給湯復路４１を介して給湯装置６に流入する。給湯装置６に流入した湯水は、燃焼作動に伴い発生した熱によって加熱された後、給湯往路３８および分岐給湯往路８３を通じて混合弁８０に流入する。混合弁８０に流入した高温の湯水は、外部から給水管８５を介して供給された湯水と混合されて適温に調整され、給湯回路３３および給湯栓７を介して外部に供給される。
【０１００】
上記したように、給湯栓７が開栓されると、駆動制御装置１０２は、コージェネレーションシステム１を給湯運転モードで作動させ、貯留タンク３１内の湯水または給湯装置６によって加熱された湯水を用いて給湯を行う。給湯栓７が閉栓され、流量センサ８１が水流を検知しなくなると、駆動制御装置１０２は、最上部温度センサ３４ａの検知温度に基づき、貯留タンク３１内に温度Ｔ以上の高温の湯水が所定量γ以上貯留されているか否かを検知する。ここで、貯留タンク３１内に温度Ｔ以上の湯水が所定量γ以上貯留されている場合、即ち、最上部温度センサ３４ａの検知温度が温度Ｔ以上である場合、駆動制御装置１０２は給湯装置６の燃焼作動等を停止させ一連の動作を完了する。
【０１０１】
一方、給湯栓７の閉栓時に最上部温度センサ３４ａの検知温度が温度Ｔ未満である場合、駆動制御装置１０２は、貯留タンク３１内に温度Ｔ以上の高温の湯水が殆ど貯留されていないものと判断する。この場合、駆動制御装置１０２は、混合弁８０を分岐給湯往路８３に対して閉止し、さらに負荷熱交出口電磁弁５２、追焚熱交出口電磁弁５３を閉止した状態で循環ポンプ４７を作動させると共に、給湯装置６を作動させ湯水を加熱する。即ち、給湯栓７の閉栓時に貯留タンク３１内に高温の湯水が殆どない場合、駆動制御装置１０２は、給湯装置６を作動させて閉回路Ｈ内を流れる湯水を加熱し、貯留タンク３１内に温度Ｔ以上の湯水を貯留させる。駆動制御装置１０２は、最上部温度センサ３４ａの検知温度が温度Ｔ以上になり、貯留タンク３１内に温度Ｔ以上の湯水が所定量γだけ貯留されたことを検知すると、給湯装置６等を停止させ一連の動作を完了する。
【０１０２】
続いて、コージェネレーションシステム１が落とし込み運転モードである場合における湯水の流れを図１２を参照しながら説明する。本実施形態のコージェネレーションシステム１では、浴槽往き側流路６５に加えて、後述する追焚き運転モードにおいて浴槽内の湯水をコージェネレーションシステム１側に戻す浴槽戻り側流路６６からも湯水が浴槽に落とし込まれる。
【０１０３】
本実施形態のコージェネレーションシステム１では、注湯弁７３が開成され、流量センサ７５が水流を検知すると、落とし込み運転モードが開始する。貯留タンク３１内に湯水が十分貯留されている場合、落とし込み運転モードが開始すると、上記した給湯運転モードにおけるのと同様にして浴槽へ落とし込まれる湯水の温度が調整される。即ち、給水管８５を介して外部から供給される低温の水の一部が、混合弁８０に向けて供給される。その一方で、外部から供給される湯水の残部は、貯留部給水管９１を介して貯留タンク３１の底部から流入する。これに伴い、貯留タンク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、混合弁８０に流れ込む。
【０１０４】
混合弁８０に流入した高温の湯水は、給水管８５を介して供給された低温の水と混合されて適温に調整され、給湯回路３３へと流出する。給湯回路３３へ流入した湯水は、給湯回路３３から分岐された給湯分岐流路７１を流れ、浴槽戻り側流路６６に流入する。ここで、落とし込み運転モードの場合は循環ポンプ６８が停止しているため、浴槽戻り側流路６６に流入した湯水の一部は、浴槽戻り側流路６６を介して浴槽内に流入する。また、給湯分岐流路７１から浴槽戻り側流路６６へと流入した湯水の残部は、追焚熱交換器４３を迂回して浴槽往き側流路６５から浴槽へと流入する。水位センサ６７によって浴槽内の水位が所定の水位になったことが検知されると、注湯弁７３が閉止され、一連の落とし込み運転モードが完了する。
【０１０５】
続いて、浴槽内の湯水の追焚きを行う追焚き運転モードにおける湯水の流れについて図１３、図１４に示す作動原理図および図１５に示すフローチャート図を参照しながら詳細に説明する。追焚き運転モードでは、給湯装置６における燃焼作動により加熱された湯水と、浴槽内の湯水が循環する浴槽循環回路３６との熱交換により浴槽内の湯水を追焚きする。
【０１０６】
給湯装置６を作動させて追焚き運転を行う場合、制御部１００は、給湯部３の負荷熱交出口電磁弁５２および比例弁８４を閉止すると共に、循環ポンプ４７を起動させる。即ち、制御部１００は、給湯往路３８、熱交分岐流路９４、流路４５ａ、並びに、給湯復路４１から構成される閉回路を形成し、この閉回路内に湯水を循環させる。そして、ステップ１において循環ポンプ４７の起動により循環流量センサ５０が所定量以上の湯水が流れたことを検知すると、制御部１００は、コージェネレーションシステム１が追焚き動作を開始したものと判断し、制御フローをステップ２へと進め給湯装置６を起動させ、制御フローをステップ３へと進める。
【０１０７】
制御部１００は、ステップ３において給湯回路３３に設けられた流量センサ８１が水流を検知するか否かにより給湯要求の有無を検知する。ここで、給湯要求がない場合、即ちコージェネレーションシステム１が追焚き運転のみを行う場合、制御部１００は、制御フローをステップ３ａへと進め、追焚き運転を行う。一方、ステップ３において給湯要求がある場合、即ちコージェネレーションシステム１が追焚き運転と給湯運転とを同時に行う場合、制御フローはステップ４へと進行する。
【０１０８】
制御部１００は、ステップ４において、給湯温度や外部からの入水温度等に応じて所定の出湯温度となるように混合弁８０の開度を調整し、制御フローをステップ５へと進める。制御部１００は、ステップ５において給湯回路３３に設けられた流量センサ８１の検知信号により、給湯要求の有無を判断する。ステップ５において給湯要求がある間は、引き続き混合弁８０の開度を調整等を行い、出湯温度の調整を行う。そして、ステップ５においてコージェネレーションシステム１に対する給湯要求がないものと判断されると、制御部１００は、ステップ６において貯留タンク３１内に所定温度Ｔ以上の高温の湯水が所定量γ以上貯留されているか否かを検知する。即ち、制御部１００は、ステップ２において貯留タンク３１に設置された最上部温度センサ３４ａの検知温度がＴ以上であるか否かを確認する。ここで、制御部１００は、最上部温度センサ３４ａの検知温度が所定温度Ｔ以上である場合、貯留タンク３１内に温度Ｔ以上の高温の湯水が所定量γ以上貯留されているものと判断し、最上部温度センサ３４ａの検知温度が所定温度Ｔ未満である場合、高温の湯水の貯留量が所定量γ未満であるものと判断する。制御部１００は、高温の湯水の貯留量が所定量γ以上である場合は制御フローをステップ７へと進め、所定量γ未満である場合は制御フローをステップ６ａへと進める。
【０１０９】
上記したステップ６において貯留タンク３１における所定温度Ｔ以上の高温の湯水の貯留量が所定量γ以下であると判断された場合、制御部１００は、制御フローをステップ６ａへと進める。制御部１００は、ステップ６ａにおいて引き続き負荷熱交出口電磁弁５２を閉成し、追焚熱交出口電磁弁５３を開成すると共に、比例弁８４の開度を調整する。即ち、ステップ６ａでは、制御部１００が、比例弁８４の開度を調整し、給湯往路３８、熱交分岐流路９４、流路４５ａ、並びに給湯復路４１から構成される流路を流れる湯水の一部を、貯留部給湯管８７を介して貯留タンク３１に流入可能な状態に調整し、この状態で給湯装置６を作動させて追焚き運転を開始する。この時、混合弁８０は閉止されており、給湯装置６から排出される湯水の一部は、図１４に示すように、給湯往路３８から熱交換部４５の流路４５ｂを経由し、給湯復路４１を通過して給湯装置６に戻される。循環ポンプ６８の駆動に伴い浴槽循環回路３６内を循環する湯水は、追焚熱交換器４３において給湯装置６において加熱された高温の湯水と熱交換を行い加熱される。一方、給湯装置６から排出される湯水の残部は、貯留部給湯管８７を介して貯留タンク３１の頂部側から流入しはじめる。
【０１１０】
ステップ６ａにおいて貯留タンク３１への湯水の貯留が開始されると、制御部１００は、ステップ６ｂにおいて貯留タンク３１内に温度Ｔ以上の高温の湯水が所定量γ以上貯留されるのを待つ。即ち、制御部１００は、ステップ６ｂにおいて最上部温度センサ３４ａの検知温度が所定温度Ｔ以上になるのを待つ。そして、高温の湯水の貯留量が所定量γ以上となる、即ち最上部温度センサ３４ａの検知温度が温度Ｔ以上になると、制御部１００は、比例弁８４を完全に閉止し、制御フローをステップ７へと進める。
【０１１１】
上記したステップ６あるいはテップ６ｂにおいて貯留タンク３１内に所定の温度Ｔを越える高温の湯水が所定量γ以上貯留されていることが確認されると、制御部１００は、ステップ７において追焚き動作を引き続き行うべきか否かを判断する。ここで、追焚き動作が必要な場合、制御部１００は、制御フローをステップ３に戻し引き続き給湯装置６の作動を継続させる。また、追焚き動作が不要である場合、制御部１００は、一連の制御フローを完了させる。
【０１１２】
続いて、暖房装置８等の熱負荷を駆動させる暖房運転モードにおける湯水の流れについて図１６，１７，１８に示す流水回路図および図１９に示すフローチャート図を参照しながら説明する。コージェネレーションシステム１が暖房運転モードとなると、循環ポンプ６０が起動し、負荷循環回路３５内を湯水が循環をはじめる。ここで、湯温センサ５４の検知温度、即ち暖房装置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、負荷循環回路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。また、暖房装置８側から戻る湯水の温度が極めて低い場合や、暖房装置８の設定温度が高い場合等は、ガスエンジン５に加えて給湯装置６が起動する。即ち、暖房運転モードでは、暖房熱交換器５７における熱交換によって負荷循環回路３５内を循環する湯水を加熱し、さらに場合によっては、さらに負荷熱交換器４２における熱交換を行うことによって負荷循環回路３５内を循環する湯水を加熱する。
【０１１３】
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、それと同時にポンプ１６が作動して冷却回路１２内を湯水が循環する。冷却回路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、往き側冷却水路１３内を流れる湯水がさらに加熱される。
【０１１４】
冷却回路１２内の湯水が低温である間は、三方弁２３および三方弁２５の作用により往き側冷却水路１３とバイパス流路２６と戻り側冷却水路１５とで構成される閉回路内を湯水が循環する。冷却回路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および三方弁２５の作用により、湯水が往き側分岐水路６１および戻り側合流水路６２内を流れ、高温の湯水が暖房熱交換器５７に供給される。暖房装置８側から負荷戻り側流路５６を介して戻る湯水は、暖房熱交換器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、暖房熱交換器５７の下流側にある湯温センサ５４の検知温度が暖房装置８の設定温度である場合には、暖房熱交換器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に接続された負荷往き側流路５５を介して暖房装置８に供給する。
【０１１５】
一方、暖房装置８側から戻る湯水の温度が低い場合や、暖房装置８の設定温度が高い場合のように、暖房熱交換器５７において熱交換を行うだけでは暖房装置８の設定温度に到達しない場合には、給湯装置６の駆動が開始される。
【０１１６】
給湯装置６を作動させて暖房運転を行う場合、制御部１００は、図１９に示すフローチャートに則ってコージェネレーションシステム１を作動させる。さらに具体的に説明すると、給湯装置６を作動させて暖房運転を行う場合、制御部１００は、給湯部３の追焚熱交出口電磁弁５３および比例弁８４を閉止すると共に、循環ポンプ４７を起動させる。即ち、制御部１００は、給湯往路３８、熱交分岐流路９４、流路４５ａ、並びに、給湯復路４１から構成される閉回路を形成し、この閉回路内に湯水を循環させる。そして、ステップ１において、循環流量センサ５０が熱源循環回路３２における流水を検知すると、制御部１００は、コージェネレーションシステム１が給湯装置６を使用する暖房動作を開始したものと判断し、制御フローをステップ２へと進め、給湯装置６を起動させる。
【０１１７】
制御部１００は、給湯装置６が起動すると制御フローをステップ３へと進め、コージェネレーションシステム１に対する給湯要求の有無を検知する。即ち、制御部１００は、流量センサ８１の検知信号に基づき、給湯栓７が開栓されたか否か否かを確認する。ここで、流量センサ８１が水流を検知しない場合、即ちコージェネレーションシステム１に対して給湯要求がない場合、制御部１００は、制御フローをステップ３ａに進め、給湯装置６を引き続き作動させる必要があるか否かを判断する。さらに具体的には、制御部１００は、暖房に必要な熱量が暖房熱交換器５７における熱交換で十分まかなえる場合や、系外に接続された暖房装置の動作が停止した場合、制御部１００は給湯装置６の運転が不要であると判断し、一連の制御フローを完了させる。一方、暖房運転のために給湯装置６を引き続き作動させる必要がある場合、制御部１００は、制御フローをステップ３に戻す。
【０１１８】
上記したステップ３において給湯要求がある場合、即ち給湯装置６を作動させた状態で暖房運転と給湯運転とを同時に行う場合、制御部１００は、ステップ４において所定の出湯温度となるように混合弁８０の開度を調整すると共に、ステップ５において給湯要求の有無を確認する。ステップ５において給湯要求がある間、制御部１００は、出湯温度や出湯量に応じて混合弁８０の開度を調整する。一方、ステップ５において給湯要求が停止する、即ち流量センサ８１が水流を検知しなくなると、制御部１００は、制御フローをステップ６へと進める。
【０１１９】
制御部１００は、ステップ６において貯留タンク３１内における所定温度Ｔ以上の高温の湯水の残量が所定量γ以上であるかを確認する。さらに具体的には、制御部１００は、最上部温度センサ３４ａの検知温度が温度Ｔ以上であるか否かを検知することにより、最上部温度センサ３４ａより上方に貯留されている湯水が温度Ｔ以上であるかを確認する。ここで、制御部１００は、最上部温度センサ３４ａの検知温度が温度Ｔ以上である場合、貯留タンク３１における温度Ｔ以上の湯水の残量が所定量γ以上であるものと判断し、最上部温度センサ３４ａの検知温度が温度Ｔ未満である場合高温の湯水の残量が所定量γ未満であると判断する。制御部１００は、高温の湯水の貯留量が所定量γ以上である場合、制御フローをステップ７へと進め、高温の湯水の貯留量が所定量γ未満である場合は制御フローをステップ６ａへと進める。
【０１２０】
制御部１００は、ステップ７において給湯装置６を使用した暖房動作を引き続き行うべきか否かを判断する。ここで、給湯装置６を使用した暖房動作が必要な場合、制御部１００は、引き続き給湯装置６の作動を継続させる。一方、ステップ７において給湯装置６の作動が必要ないと判断された場合、即ち暖房に必要な熱量が暖房熱交換器５７における熱交換で十分まかなえる場合や、暖房装置が停止した場合、制御部１００は、上記した一連の制御フローを完了させる。
【０１２１】
上記したステップ６において貯留タンク３１における所定温度Ｔ以上の高温の湯水の貯留量が所定量γ以下であると判断された場合、制御部１００は、制御フローをステップ６ａへと進める。制御部１００は、ステップ６ａにおいて追焚熱交出口電磁弁５３を閉成に維持したまま、比例弁８４の開度を調整する。即ち、制御部１００は、比例弁８４の開度を調整することにより給湯装置６において加熱された高温の湯水の一部を貯留部給湯管８７を介して貯留タンク３１に流入させる。即ち、制御部１００は、給湯装置６において加熱された湯水の一部を給湯往路３８から熱交換部４５の流路４５ａに供給することにより、負荷循環回路３５内の湯水を加熱して暖房運転すると共に、給湯装置６において加熱された湯水の残部を貯留タンク３１の頂部側に貯留する。
【０１２２】
ステップ６ａにおいて貯留タンク３１内への湯水の貯留が開始すると、制御部１００は、ステップ６ｂにおいて貯留タンク３１内に温度Ｔ以上の高温の湯水が所定量γ以上貯留されるのを待つ。即ち、制御部１００は、ステップ６ｂにおいて最上部温度センサ３４ａの検知温度が所定温度Ｔ以上であるか否かを検知する。そして、高温の湯水の貯留量が所定量γ以上となる、即ち最上部温度センサ３４ａの検知温度が温度Ｔ以上になると、制御部１００は、比例弁８４を完全に閉止して制御フローをステップ７へと進める。
【０１２３】
制御フローがステップ７に進むと、制御部１００は、給湯装置６を用いた暖房運転が必要か否かを確認する。ここで給湯装置６を用いた暖房運転を引き続き行う場合、制御部１００は、制御フローをステップ３へと戻し、給湯装置６による暖房運転が不要な場合は一連の制御フローを完了させる。
【０１２４】
本実施形態のコージェネレーションシステム１には、発電部２および給湯部３の駆動を司る制御部１００と、余剰電力制御部１０１とを具備した駆動制御装置１０２が設けられている。制御部１００は、発電部２および給湯部３に設けられた各センサ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、給湯装置６等の駆動を司るものである。また、余剰電力制御部１０１は、コージェネレーションシステム１における電力調整を行うものである。即ち、余剰電力制御部１０１は、外部から供給される電力量や、発電部２において発生する電力量や、発電部２に接続された電気機器等における電力消費量を検知し、その余剰電力をヒータ１１において消費させることにより外部電源（図示せず）への電力の逆潮流を防止するものである。さらに詳細には、余剰電力制御部１０１は、外部電源への電力の逆潮流を検知し、この検知信号に基づきヒータ１１のスイッチ２１をＯＮ・ＯＦＦさせることによって発電部２において発生したものの発電部２に接続されている電気機器等では消費しきれない電力を消費させるものである。
【０１２５】
駆動制御装置１０２は、上記した各運転モードに則ってガスエンジン５および給湯装置６を稼働させ、これにより発生する熱によって湯水を加熱するものである。さらに詳細には、駆動制御装置１０２は、湯水の使用状況や、湯水の使用予定、余剰電力制御部１０１において検知された電力状況、即ち発電部２における発電量やコージェネレーションシステム１およびコージェネレーションシステム１に接続された電気機器等における電力使用状況に応じて制御部１００によりガスエンジン５および給湯装置６の駆動を制御し、湯水の加熱や発電を行う。
【０１２６】
上記したように、駆動制御装置１０２は、余剰電力制御部１０１において検知された電力状況に応じて制御部１００がガスエンジン５を稼働させるものである。そのため、余剰電力制御部１０１による制御が不能である場合や、駆動制御装置１０２と余剰電力制御部１０１とを繋ぐ通信線１０３が断線しているなどの理由で余剰電力制御部１０１と駆動制御装置１０２との通信が不可能である場合は、発電部２において発生した電力の逆潮流を防止すべく、ガスエンジン５の使用を停止せざるを得ない。また、ガスエンジン５をはじめとする発電部２が故障してしまった場合は、給湯装置６のみによって湯水の加熱を行わねばならず、上記した各運転モードが複数同時に行われると十分な能力を発揮できないおそれがある。また特に、浴槽内への湯水の落とし込みのように一度に大量の湯水を使用する浴槽落とし込みモードと、他のモードとが同時に行われる場合は、給湯能力や暖房能力が著しく劣化してしまうおそれがある。
【０１２７】
そこで、本実施形態のコージェネレーションシステム１では、通信線１０３の断線等により制御部１００と余剰電力制御部１０１との通信が不能である場合や、発電部２が故障した場合のように発電部２の制御が不能となった場合、駆動制御装置１０２は、上記した各運転モードに代って以下に記す運転モードを採用して発電部２および給湯部３の駆動制御を行う。以下、発電部２の制御が不能となった場合に採用される各運転モードにおける湯水の流れについて図２０を参照しながら詳細に説明する。
【０１２８】
発電部２の制御が不能となった場合、給湯装置６によって貯留タンク３１に貯留される湯水の加熱と、給湯や暖房に使用される湯水の加熱とを賄わねばならないため、給湯装置６の給湯能力を超えた高温の湯水が必要となり、給湯能力や暖房能力が低下するおそれがある。そのため、発電部２の制御が不能となった場合、駆動制御装置１０２は、上記した排熱貯留運転モードに代って補助貯留運転モードに則って給湯装置６の駆動制御を行い、浴槽への湯水の落とし込みに先立って予め貯留タンク３１に湯水を貯留しておく。さらに具体的には、駆動制御装置１０２は、発電部２の制御が不能である場合に、将来の浴槽内への湯水の落とし込みや、落とし込み運転モードの予約に備えて給湯装置６を起動させ、貯留タンク３１に貯留されている湯水の加熱を開始させる。
【０１２９】
補助貯留運転モードでは、駆動制御装置１０２が給水管８５および貯留部給水管９１を通じて外部から貯留タンク３１内に湯水を流入させると共に、給湯部３の循環ポンプ４７の駆動を開始させて貯留タンク３１の底部に貯留されている湯水を熱源循環回路３２内に循環させる。
【０１３０】
循環流量センサ５０が給湯復路４１における通水を検知すると、駆動制御装置１０２は給湯装置６における燃焼作動を開始させ、熱源循環回路３２内を流れる湯水の加熱を開始する。ここで、給湯装置６において加熱され、給湯往路３８に流出した湯水の温度、即ち湯温センサ３９の検知温度が所定の温度にまで達していない場合は、分岐給湯往路８３の比例弁８４と、熱交換部４５の追焚熱交出口電磁弁５３が閉成される。そのため、熱源循環回路３２内を流れる湯水が所定の温度に達していない間は、熱源循環回路３２内を湯水が循環し続ける。
【０１３１】
一方、給湯装置６において加熱された湯水が所定温度以上となると、比例弁８４が開成され、混合弁８０が分岐給湯往路８３に対して閉止状態とされる。そのため、給湯装置６において加熱され、所定温度に達している湯水が、貯留タンク３１の上部に接続された貯留部給湯管８７から湯水が流入し、貯留タンク３１内に貯留される。
【０１３２】
上記したように、本実施形態のコージェネレーションシステム１では、暖房運転モードにおいても発電部２において発生した排熱により湯水を加熱する構成となっている。そのため、発電部２の故障や制御部１００と余剰電力制御部１０１との通信が不能となるなどして、発電部２が制御不能となった場合、駆動制御装置１０２は補助暖房運転モードに則って給湯部３の駆動制御を行い、暖房装置８に所定温度の湯水を供給する。以下、補助暖房運転モードにおける湯水の流れを図２１を参照しながら詳細に説明する。
【０１３３】
発電部２が制御不能となった状態で暖房装置８が起動すると、駆動制御装置１０２は、給湯部３の循環ポンプ４７の駆動を開始させると共に、追焚熱交出口電磁弁５３および比例弁８４を閉成し、熱源循環回路３２内に湯水を循環させる。循環流量センサ５０が給湯復路４１における通水を検知すると、駆動制御装置１０２は、給湯装置６における燃焼作動を開始させ、熱源循環回路３２内を流れる湯水の加熱を開始させる。
【０１３４】
続いて駆動制御装置１０２は、循環ポンプ６０を起動させ、暖房装置８に接続されている負荷循環回路３５内の湯水を循環させる。負荷循環回路３５内を流れる湯水は、給湯装置６において加熱され、熱交換部４５の流路４５ａを流れる高温の湯水と、負荷熱交換器４２において熱交換を行い加熱される。
【０１３５】
本実施形態のコージェネレーションシステム１は、給湯栓７が閉栓され、給湯が終了した時に、貯留タンク３１内に貯留されている温度Ｔ以上の湯水が所定量γに満たない場合に給湯装置６において加熱された湯水を所定量だけ貯留タンク３１の頂部から流入させて貯留しておくものである。即ち、コージェネレーションシステム１は、給湯動作を行った後に次回の給湯に備えて貯留タンク３１内に高温の湯水を貯留している。そのため、コージェネレーションシステム１では、給湯時に何らかの理由で貯留タンク３１内の湯水が給湯往路３８内を流れる湯水と混合されても、給湯栓７から排出される湯水の温度は殆ど変動しない。
【０１３６】
本実施形態では、給湯動作を行った後に次回の給湯に備えて高温の湯水を貯留タンク３１の頂部側に所定量だけ貯留するものであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば給湯栓７が閉栓されるなどして給湯動作を終了した後、所定時間だけ給湯装置６を作動させ、この所定時間内に加熱された湯水を貯留タンク３１に貯留する構成とすることも可能である。
【０１３７】
本実施形態のコージェネレーションシステム１では、給湯運転モード、追焚き運転モードおよび暖房運転モードにおいて貯留タンク３１内に高温の湯水が殆ど貯留されていない場合に給湯装置６に給湯必要量Ｑｓ  に相当する量の湯水を供給して加熱された湯水を用いて給湯する構成としているが、本発明はこれに限定されるものではない。さらに具体的には、コージェネレーションシステム１は、例えば上記第１実施形態のコージェネレーションシステム２００のように、循環水比例弁５１や比例弁８４を調整することにより貯留タンク３１内に貯留されている高温の湯水の量に応じて給湯装置６への通水量を変化させる構成としてもよい。
【０１３８】
また、上記実施形態では、コージェネレーションシステム１が給湯運転、落とし込み運転、追焚き運転、暖房運転等の運転を単独あるいは複数組み合わせて動作する場合を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば追焚きと暖房、給湯を同時に行う構成とすることも可能である。
【０１３９】
上記したように、本実施形態のコージェネレーションシステム１では、補助貯留運転モードにより、浴槽への湯水の落とし込みに先立って、給湯や暖房よりも大きな燃焼量を必要とする貯留タンク３１に貯留される湯水の加熱が行われる。そのため、例え駆動制御装置１０２による発電部２の制御が不能となり、給湯装置６のみによって駆動せねばならない場合であっても、給湯装置６に一度に大きな負荷が作用するのを回避することができる。そのため、本実施形態のコージェネレーションシステム１では、浴槽内への湯水の落とし込みと、給湯や暖房等の使用を同時に行っても、それぞれの用途に適した温度の湯水を安定供給することができる。
【０１４０】
また、上記したように、コージェネレーションシステム１では、発電部２が故障している場合や、駆動制御装置１０２による発電部２の制御や電力状況の検知が行えない場合であっても、貯留タンク３１に貯留される湯水の加熱と、給湯や暖房用の湯水の加熱とが同時に行われるのを避けることができる。そのため、給湯装置６は、給湯あるいは暖房装置８に使用される湯水を加熱できるだけの燃焼能力さえあればよく、それ以上の能力を必要としない。従って、上記した構成によれば、必要以上に大きな燃焼能力の大きな給湯装置６を設ける必要がない。
【０１４１】
本実施形態のコージェネレーションシステム１では、発電部２の故障や駆動制御装置１０２による発電部２の制御や電力状況の検知が行えない場合に備えて、燃焼能力の大きな給湯装置６を設ける必要がない。そのため、上記した構成によれば、コージェネレーションシステム１の製造コストを抑制し、装置全体の小型化を図ることができる。
【０１４２】
上記した実施形態では、湯水を加熱する熱供給手段としてガスエンジン５と給湯装置６とを備えたコージェネレーションシステム１を例示したが、熱供給手段は更に多数設けられていても良い。即ち、主として貯留タンク３１内に貯留される湯水を加熱する熱供給手段、並びに、主として給湯や暖房装置８に用いられる湯水を加熱する熱供給手段はそれぞれ複数であっても良い。
【０１４３】
【発明の効果】
請求項１乃至３に記載の発明によれば、貯留部内に高温の湯水を所定量だけ貯留させることができるため、貯留部から流出した湯水と流水回路内を流れる湯水との混合に伴う湯水の排出温度の変動や脈動を確実に防止できる。
【０１４４】
また、請求項４に記載の発明によれば、出湯特性の低下を招くことなく貯留部内に貯留されている高温の湯水を有効利用可能な、エネルギー効率の高いコージェネレーションシステムを提供できる。
【０１４５】
請求項５に記載の発明によれば、貯留部側から流水回路側への低温の湯水の混入を確実に阻止することができ、系外への湯水の排出温度の変動を安定化することができる。
【０１４６】
請求項６に記載の発明によれば、熱供給手段Ａにおける発電に伴って発生する熱エネルギーを有効に利用可能な、総合エネルギー効率の高いコージェネレーションシステムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態であるコージェネレーションシステムの配管系統図である。
【図２】図１に示すコージェネレーションシステムが排熱貯湯運転モードで運転を行っている場合の作動原理図である。
【図３】図１に示すコージェネレーションシステムが貯留タンク内の湯水を用いて給湯を行う場合の作動原理図である。
【図４】図１に示すコージェネレーションシステムが給湯装置を作動させて給湯を行う場合の作動原理図である。
【図５】図１に示すコージェネレーションシステムが給湯装置を作動させて給湯を行う場合の作動原理図である。
【図６】図１に示すコージェネレーションシステムが給湯運転モードにおいて給湯栓が閉栓された時の作動原理図である。
【図７】図１に示すコージェネレーションシステムが給湯運転モードで運転を行う場合のフローチャート図である。
【図８】本発明の第２実施形態であるコージェネレーションシステムの配管系統図である。
【図９】図８に示すコージェネレーションシステムが排熱貯湯運転モードで運転を行っている場合の作動原理図である。
【図１０】図８に示すコージェネレーションシステムが貯留タンク内の湯水を用いて給湯を行う場合の作動原理図である。
【図１１】図８に示すコージェネレーションシステムが給湯装置を作動させて給湯を行う場合の作動原理図である。
【図１２】図８に示すコージェネレーションシステムが落とし込み運転モードで運転を行っている場合の作動原理図である。
【図１３】図８に示すコージェネレーションシステムが追焚き運転モードで運転を行っている場合の作動原理図である。
【図１４】図８に示すコージェネレーションシステムが追焚き運転モードで運転を行っている場合の作動原理図である。
【図１５】図８に示すコージェネレーションシステムが追焚き運転モードで運転を行っている場合のフローチャート図である。
【図１６】図８に示すコージェネレーションシステムが暖房運転モードで運転を行っている場合の作動原理図である。
【図１７】図８に示すコージェネレーションシステムが暖房運転モードで運転を行っている場合の作動原理図である。
【図１８】図８に示すコージェネレーションシステムが暖房運転モードで運転を行っている場合の作動原理図である。
【図１９】図８に示すコージェネレーションシステムが暖房運転モードで運転を行っている場合のフローチャート図である。
【図２０】図８に示すコージェネレーションシステムが補助貯湯運転モードで運転を行っている場合の作動原理図である。
【図２１】図８に示すコージェネレーションシステムが補助暖房運転モードで運転を行っている場合の作動原理図である。
【図２２】従来のコージェネレーションシステムを示す配管系統図である。
【符号の説明】
１，２００  コージェネレーションシステム
２  発電部
３  給湯部
５  ガスエンジン（熱供給手段Ａ）
６，２０２  給湯装置（熱供給手段Ｂ）
７，２３６  給湯栓
８  暖房装置（熱負荷）
１０  発電機
１１  ヒータ
３０，２２５  排熱熱交換器
３１，２０５  貯留タンク（貯留部）
３２  熱源循環回路
３３，２０７  給湯回路
３４ａ，２１７  最上部温度センサ
３４ｂ，２１８  上部温度センサ
３５  負荷循環回路
３６  浴槽循環回路
３８，２１０  給湯往路
４１，２１２  給湯復路
５１，２２７  循環水比例弁
８０，２１３  混合弁
８３，２１５  分岐給湯往路
８４  比例弁
８７，２１６  貯留部給湯管
１００，２４１  制御部
１０１  余剰電力制御部
１０２  駆動制御装置
１０３  通信線
２０１  発電手段（熱供給手段Ａ）
Ｓ  コージェネレーション系
Ｈ  閉回路
Ｄ１  分岐部
【図１】
2004263904.tif 000003
【図２】
2004263904.tif 000004
【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】
2004263904.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2004263904.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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