(57)【要約】【課題】外部熱負荷とバックアップ加熱手段だけの単独運転を行うことができる温水供給装置を提供する。【解決手段】貯湯水を貯湯する貯湯タンク１と、貯湯タンク１内の貯湯水を貯湯タンク１から取り出し帰還させる貯湯循環ポンプ２と、貯湯循環ポンプ２により循環する貯湯水を加熱する加熱器３と、貯湯タンク１内部に設けられ外部熱媒としての循環水を貯湯水と熱交換することにより加熱する外部熱媒加熱用の熱交換器４と、循環水を熱交換器４に供給する循環水循路５と循環水を熱交換器４から排出する循環水環路６と、熱交換器４をバイパスし循環水循路５と循環水環路６とをつなぐバイパス路７と、循環水の流路を熱交換器４とバイパス路７とに切り替える三方弁８とを備える。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯湯水を貯湯する貯湯槽と、前記貯湯槽内の貯湯水を前記貯湯槽から取り出して帰還させる貯湯水循環手段と、前記貯湯水循環手段上に設けられ前記貯湯水循環手段を通過する貯湯水を加熱する加熱手段と、前記貯湯槽内に設けられ外部熱媒を加熱する熱媒加熱用の熱交換器と、前記外部熱媒を前記熱交換器に導入する外部熱媒往路と、前記外部熱媒を前記熱交換器から排出する外部熱媒復路と、前記熱交換器をバイパスし前記外部熱媒往路と前記外部熱媒復路とをつなぐバイパス路と、前記外部熱媒の流路を前記熱交換器または前記バイパス路に切り替える切り替え手段を具備する温水供給装置。
【請求項２】
前記外部熱媒復路と前記バイパス路の合流部より下流の前記外部熱媒復路に、前記外部熱媒復路内の外部熱媒の温度Ｔ１を検知する外部熱媒温度検知器と、前記外部熱媒を追加加熱するバックアップ加熱手段とを有することを特徴とする請求項１記載の温水供給装置。
【請求項３】
前記外部熱媒を前記外部熱媒往路から前記外部熱媒復路へ通流させる熱媒循環手段を、前記外部熱媒往路と前記バイパス路の分岐部より上流の前記外部熱媒往路、または、前記外部熱媒復路と前記バイパス路の合流部より下流の前記外部熱媒復路に有することを特徴とする請求項１または２記載の温水供給装置。
【請求項４】
前記外部熱媒往路と前記バイパス路の分岐部より上流の前記外部熱媒往路内を通流する外部熱媒の温度Ｔ２を検知する外部熱媒温度検知器と、前記熱交換器の下部近傍の貯湯水の温度Ｔ３を検知する貯湯水温度検知器とを有し、Ｔ２≧Ｔ３のときは前記バイパス路側に、Ｔ２≦Ｔ３のときは前記熱交換器側に流路が切り替わるように、前記切り替え手段を切り替えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の温水供給装置。
【請求項５】
前記温水供給装置の立ち上げ時には、前記バックアップ加熱手段で加熱した外部熱媒を前記熱交換器に通流することにより、前記貯湯槽内の貯湯水を加熱することを特徴とする請求項２記載の温水供給装置。
【請求項６】
前記加熱手段は、自然エネルギー、深夜電力、熱電併給装置、排熱利用等を用いた省エネルギー加熱源により貯湯水を加熱することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の温水供給装置。
【請求項７】
さらに、温水供給装置の運転状態を表示する表示手段を有し、前記貯湯槽の熱を利用するときは、前記貯湯槽の熱を利用することを表示手段に表示することを特徴とする請求項６記載の温水供給装置。
【請求項８】
前記貯湯槽は、貯湯する貯湯水が所定の温度勾配を有するように貯湯水を保持し、前記循環手段は、前記貯湯槽の貯湯水を循環する場合、前記所定の温度勾配において、温度の低い部位から貯湯水を取出し、温度の高い部位へ、前記加熱手段により加熱した貯湯水を帰還させることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の温水供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、貯湯水を貯える貯湯槽と貯湯槽に貯えられた貯湯水を給湯および風呂の追い焚きや暖房用の熱源として利用する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の給湯および熱利用装置としての温水供給装置は、特開２０００−２９７７００号公報のコージェネレーション装置の排熱回収装置に示されるように、図８のような構成をしていた。すなわち、エンジン発電機１０１の排熱を利用して作られた第１温水を貯える貯湯タンク１０６と、貯湯タンク１０６内に第１温水を作るための第１熱交換器１０９および第１温水から熱を取出して第２温水を作るための第２熱交換器１１０と、暖房装置１１２に供給する第２温水を加熱するための追い焚きボイラ１１３と三方弁１１４、循環ポンプ１１５、バイパス管１１６を備えている。
【０００３】
従来の装置では、エンジン発電機１０１の運転に伴って発生した熱は、水冷装置１０５で循環されている冷却水との熱交換により回収される。回収した熱はこの冷却水を媒体として、貯湯タンク１０６内部の水と第１熱交換器１０９で熱交換されることにより、貯湯タンク１０６に温水として貯湯される。貯湯タンク１０６に貯湯された温水は、第１熱負荷としての給湯器に供給され利用される。
【０００４】
また、第１熱交換器１０９の上方には第２熱交換器１１０が設けられている。第２熱交換器１１０に接続された管路１１１にはセントラルヒーティングシステムや床暖房システム等、第２熱負荷としての暖房装置１１２が接続されており、第２の温水経路を構成している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例において、暖房装置１１２に熱供給を行う場合、三方弁１１４を暖房装置１１２側に切り替えるとともに循環ポンプ１１５を作動させ、第２の温水経路の温水を循環させる。温水は第２熱交換器１１０での熱交換により昇温され、温水温度が暖房装置１１２の需要温度より低い場合はさらに追い焚きボイラ１１３で加熱され暖房装置１１２に供給される。しかしながら本従来例の温水供給装置では、第２の温水経路の温水を循環させるときは、その温水は常に貯湯タンク１０６内部の第２熱交換器１１０に通流される。すなわち、貯湯タンク１０６を切り離した暖房装置１１２を追い焚きボイラ１１３のみの加熱で運転する独立経路をもたない。すなわち、貯湯タンク１０６を切り離した暖房装置１１２と追い焚きボイラ１１３だけの単独運転を行うことができない。そのため、貯湯タンク１０６に十分な熱量がなく、暖房装置１１２から排出される温水の温度が貯湯タンク１０６内部の温水温度より高い場合には、第２の温水経路の温水は常に貯湯タンク１０６内部の第２熱交換器１１０に通流され熱交換を行うと、第２の温水経路の温水は熱放出をしてしまう。その結果、暖房装置１１２の需要温度まで昇温するためには、追い焚きボイラ１１３で必要以上に加熱しなければならないという課題がある。
【０００６】
さらに、本従来例における温水供給装置は、第１熱交換器１０９で貯湯タンク１０６内部の水を全体的に温めるため、第２熱交換器１１０近傍の温水温度を暖房装置１１２の需要温度以上にするためには貯湯タンク１０６内部の水全体を暖房装置１１２の需要温度以上にしなければならない。そのため、貯湯タンク１０６に回収された熱を暖房装置１１２に熱利用するには温水供給開始までに長い貯湯時間を要する温水供給装置になるという課題もある。
【０００７】
そこで本発明は、上述したこのような従来の燃料電池システムが有する課題を考慮して、温水循環式の床暖房等の外部熱負荷に熱供給を行う温水供給装置において、簡潔な流路構成でバックアップ加熱手段の最適作動を可能にする温水供給装置を提供することを目的とするものである。さらには、貯湯槽に貯湯された熱を有効に利用することができる温水供給装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１の本発明は、貯湯水を貯湯する貯湯槽と、貯湯槽内の貯湯水を貯湯槽から取り出して帰還させる貯湯水循環手段と、貯湯水循環手段上に設けられ貯湯水循環手段を通過する貯湯水を加熱する加熱手段と、貯湯槽内に設けられ外部熱媒を加熱する熱媒加熱用の熱交換器と、外部熱媒を熱交換器に導入する外部熱媒往路と、外部熱媒を熱交換器から排出する外部熱媒復路と、熱交換器をバイパスし外部熱媒往路と外部熱媒復路とをつなぐバイパス路と、外部熱媒の流路を熱交換器またはバイパス路に切り替える切り替え手段を具備する温水供給装置である。
【０００９】
第２の本発明は、第１の本発明の温水供給装置において、外部熱媒復路とバイパス路の合流部より下流の外部熱媒復路において、外部熱媒復路内の外部熱媒の温度Ｔ１を検知する外部熱媒温度検知器と、外部熱媒を追加加熱するバックアップ加熱手段とを有することを特徴とする温水供給装置である。
【００１０】
第３の本発明は、第１または第２の本発明の温水供給装置において、外部熱媒を外部熱媒往路から外部熱媒復路へ通流させる熱媒循環手段を、外部熱媒往路とバイパス路の分岐部より上流の外部熱媒往路、または、外部熱媒復路とバイパス路の合流部より下流の外部熱媒復路に有することを特徴とする温水供給装置である。
【００１１】
第４の本発明は、第１から第３のいずれかの本発明の温水供給装置において、外部熱媒往路とバイパス路の分岐部より上流の外部熱媒往路内を通流する外部熱媒の温度Ｔ２を検知する外部熱媒温度検知器と、熱交換器の下部近傍の貯湯水の温度Ｔ３を検知する貯湯水温度検知器とを有し、Ｔ２≧Ｔ３のときはバイパス路側に、Ｔ２≦Ｔ３のときは熱交換器側に流路が切り替わるように、切り替え手段を切り替えることを特徴とする温水供給装置である。
【００１２】
第５の本発明は、第２の本発明の温水供給装置において、温水供給装置の立ち上げ時には、バックアップ加熱手段で加熱した外部熱媒を熱交換器に通流することにより、貯湯槽内の貯湯水を加熱することを特徴とする温水供給装置である。
【００１３】
第６の本発明は、第１から第５のいずれかの本発明の温水供給装置において、貯湯水を加熱する加熱手段は、自然エネルギー、深夜電力、熱電併給装置、排熱利用等を用いた省エネルギー加熱源により貯湯水を加熱することを特徴とする温水供給装置である。
【００１４】
第７の本発明は、第６の本発明の温水供給装置において、温水供給装置の運転状態を表示する表示手段を有し、貯湯槽の熱を利用するときは、貯湯槽の熱を利用することを表示手段に表示することを特徴とする温水供給装置である。
【００１５】
第８の本発明は、第１から第７の本発明の温水供給装置において、貯湯槽は、貯湯する貯湯水が所定の温度勾配を有するように貯湯水を保持し、循環手段は、貯湯槽の貯湯水を循環する場合、所定の温度勾配において、温度の低い部位から貯湯水を取出し、温度の高い部位へ、加熱手段により加熱した貯湯水を帰還させることを特徴とする温水供給装置である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る温水供給装置を示す構成図である。図１に示すように本実施の形態における温水供給装置は、貯湯水を貯湯する貯湯タンク１と、貯湯タンク１内の貯湯水を貯湯タンク１から取り出し再び帰還させる貯湯循環ポンプ２と、貯湯循環ポンプ２により循環する貯湯水を加熱する加熱器３と、貯湯タンク１内部に設けられ外部熱媒としての循環水を貯湯水と熱交換することにより加熱する熱媒加熱用の熱交換器４と、循環水を熱交換器４に供給する循環水往路５と循環水を熱交換器４から排出する循環水復路６と、熱交換器４をバイパスし循環水往路５と循環水復路６とをつなぐバイパス路７と、循環水の流路を熱交換器４とバイパス路７とに切り替える三方弁８とを備えている。また、循環水往路５および循環水復路６は、例えば温水循環式の床暖房や放熱器暖房や風呂追い焚き等の、外部熱負荷に接続されている。
【００１８】
以上のような構成を有する本実施の形態における温水供給装置の、動作および作用について説明する。
【００１９】
まず、貯湯タンク１の貯湯動作時には、貯湯循環ポンプ２を作動させることにより貯湯タンク１内部の貯湯水を加熱器３に通流し、加熱する。加熱された高温の貯湯水は貯湯タンク１に帰還し、貯湯タンク１に貯湯される。貯湯タンク１の高温貯湯水の貯湯量が満タンになると、貯湯循環ポンプ２を停止させ、加熱器３による加熱を完了する。
【００２０】
温水循環式の床暖房等の外部熱負荷に熱供給する時には、三方弁８を作動させることにより、循環水流路を「外部熱負荷→循環水往路５→熱交換器４→循環水復路６→外部熱負荷」とし、循環水を循環させる。循環水往路５から熱交換器４に通流された循環水は、熱交換器４で高温の貯湯水と熱交換を行い、高温の循環水として、循環水復路６から外部熱負荷に供給される。外部熱負荷での熱供給により低温になった循環水は再度、循環水往路５に通流される。また外部熱負荷に熱供給を行わない時には、三方弁８を作動させることにより、循環水流路を「外部熱負荷→循環水往路５→バイパス路７→循環水復路６→外部熱負荷」とする。これにより、循環水が熱交換器４で加熱されることはなく、また、熱交換器４での循環水の循環や対流はほとんど起こらない。
【００２１】
上記本実施の形態における温水供給装置の構成をとると、三方弁８により容易に循環水の流路を切り替えることができる。そのため、外部熱負荷に熱供給を行う場合は三方弁８を熱交換器４側にすることにより、熱交換器４を介して貯湯タンク１内部の熱を供給することができる。また、外部熱負荷に熱供給を行わない場合は三方弁８をバイパス路７側にすることにより、循環水の加熱を防ぐことができるとともに、熱交換器４を介しての貯湯タンク１内部の熱の放熱も最小限に防ぐことができる。
【００２２】
（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２に係る温水供給装置を示す構成図である。図２に示すように本実施の形態における温水供給装置は、実施の形態１に示す温水供給装置の構成に加えて、バイパス路７の合流部より下流の循環水復路６を通流する循環水の温度Ｔ１を検知する循環水温度センサ９と、循環水を追加加熱するバックアップバーナ１０と制御部１１とを備える。
【００２３】
以上のような構成を有する本実施の形態における温水供給装置の、動作および作用について説明する。
【００２４】
循環水温度センサ９によりバックアップバーナ１０出口の循環水の温度Ｔ１を検知する。循環水の温度Ｔ１が外部熱負荷の需要設定温度と比べて低いときは、バックアップバーナ１０を作動させ、バーナ加熱により循環水の温度Ｔ１が需要設定温度になるまで循環水を昇温する。なおこの動作は、制御部１１が循環水温度センサ９の循環水の温度Ｔ１と需要設定温度の入力を受け、これらに基づき、バックアップバーナ１０の加熱量を制御し、循環水を需要設定温度まで昇温する。
【００２５】
貯湯タンク１内部の熱量が少ないときに外部熱負荷に熱供給を行うため循環水を循環すると、外部熱負荷には外部熱負荷の需要設定温度（たとえば温水循環式の床暖房では約６０℃）より低温の循環水を供給することになる。しかし、本実施の形態における温水供給装置の構成をとると、制御部１１からの制御により、循環水復路６から外部熱負荷に供給される循環水の温度Ｔ１をバックアップバーナ１０での加熱により需要設定温度まで昇温することができる。そのため、貯湯タンク１内部の熱量が少ないときにおいても、外部熱負荷には需要設定温度の循環水を安定して供給することができる。なおこの作用は、三方弁８による循環水流路の方向（熱交換器４側とバイパス路７側）に関係なく得られる。
【００２６】
（実施の形態３）
図３は、本発明の実施の形態３に係る温水供給装置を示す構成図である。図３に示すように本実施の形態における温水供給装置は、実施の形態２に示す温水供給装置の構成に加えて、循環水を循環させ温水循環式の床暖房や放熱器暖房や風呂追い焚き等の、外部熱負荷に高温の循環水を供給する循環水循環ポンプ１２を備える。
【００２７】
以上のような構成を有する本実施の形態における温水供給装置の、動作および作用について説明する。
【００２８】
温水循環式の床暖房等の外部熱負荷に熱供給する時には、三方弁８を作動させることにより、循環水流路を「外部熱負荷→循環水往路５→熱交換器４→循環水復路６→外部熱負荷」とし、循環水循環ポンプ１２を作動させ循環水を循環させる。循環水往路５から熱交換器４に通流された循環水は、熱交換器４で高温の貯湯水と熱交換を行い、高温の循環水として、循環水復路６から外部熱負荷に供給される。外部熱負荷での熱供給により低温になった循環水は再度、循環水往路５に通流される。また外部熱負荷に熱供給を行わない時には、三方弁８を作動させることにより、循環水流路を「外部熱負荷→循環水往路５→バイパス路７→循環水復路６→外部熱負荷」とし、循環水循環ポンプ１２を停止する。また、貯湯タンク１内部の熱量が少ないときに外部熱負荷に熱供給を行うときは、循環水流路を「外部熱負荷→循環水往路５→バイパス路７→循環水復路６→外部熱負荷」とし、循環水循環ポンプ１２とバックアップバーナ１０を作動し、需要設定温度の循環水を外部熱負荷に供給する。
【００２９】
上記本実施の形態における温水供給装置の構成をとると、循環水循環ポンプ１２により安定した循環水の循環を行うことができるとともに、循環水流路を「外部熱負荷→循環水往路５→バイパス路７→循環水復路６→外部熱負荷」とすることにより、貯湯タンク１から独立して、バックアップバーナ１０による外部熱負荷への熱供給を行うことができる。すなわち、貯湯タンク１内部の熱を用いた外部熱負荷への熱供給と、貯湯タンク１内部の熱を用いないバックアップバーナ１０単独加熱での外部熱負荷への熱供給を容易に切り替えることができる。本実施の形態における構成は、温水供給装置の貯湯動作時などにより有効である。
【００３０】
なお本実施の形態では、循環水循環ポンプはバイパス路７との分岐部より上流の循環水往路５に設けているが、バイパス路７との合流部より下流の循環水復路６に設けても同等の効果が得られる。また本実施の形態では「実施の形態２に加えて」としたが、実施の形態１に示す温水供給装置の構成に対しても、本実施の形態について同等の効果が得られる。
【００３１】
（実施の形態４）
図４は、本発明の実施の形態４に係る温水供給装置を示す構成図である。図４に示すように本実施の形態における温水供給装置は、実施の形態３に示す温水供給装置の構成に加えて、バイパス路７との分岐部より上流の循環水往路５と通流する循環水の温度Ｔ２を検知する循環水温度センサ１３と、熱交換器４の下部近傍の貯湯タンク１内部の貯湯水の温度Ｔ３を検知する貯湯水温度センサ１４とを備える。
【００３２】
以上のような構成を有する本実施の形態における温水供給装置の、動作および作用について説明する。
【００３３】
制御部１１は、循環水温度センサ１３と貯湯水温度センサ１４の検出温度Ｔ２およびＴ３の入力を受けると、これらに基づき、三方弁８を駆動し循環水流路を切り替える。Ｔ２≧Ｔ３、すなわち貯湯タンク１の熱量が少ないときはバイパス路側に循環水流路を切り替える。またＴ２≦Ｔ３、すなわち貯湯タンク１に十分な熱量があるときには熱交換器側に循環水流路を切り替える。
【００３４】
上記本実施の形態における温水供給装置の構成をとると、制御部１１による三方弁８制御により、貯湯タンク１内部の熱交換器近傍の貯湯水の温度が循環水の温度より高い場合には、循環水を熱交換器４に通流し加熱を行う。また貯湯タンク１内部の熱交換器近傍の貯湯水の温度が循環水の温度より低い場合には、循環水をバイパス路に通流することにより、循環水からの貯湯水への放熱を防ぐ。すなわち、貯湯水の温度と循環水の温度を制御部に入力し三方弁８の駆動を制御することで、貯湯タンク１に貯湯された高温貯湯水の熱を有効に利用できるとともに、貯湯タンク１内部の貯湯水温度が低い場合における循環水から貯湯水への放熱を防ぐことができる。
【００３５】
なお本実施の形態では「実施の形態３に加えて」としたが、実施の形態１および実施の形態２に示す温水供給装置の構成に対しても、本実施の形態について同等の効果が得られる。
【００３６】
（実施の形態５）
図５は、本発明の実施の形態５に係る温水供給装置を示す構成図である。図５に示すように本実施の形態における温水供給装置は、バックアップバーナ１０を備えた実施の形態４に示す温水供給装置の構成に加えて、循環水が外部熱負荷をショートカットし装置内部で循環するためのショートカット路１５と、循環水の流路をショートカット路１５と外部熱負荷とに切り替える三方弁１６とを備える。
【００３７】
以上のような構成を有する本実施の形態における温水供給装置の、動作および作用について説明する。
【００３８】
まず貯湯タンク１の貯湯動作時には実施の形態１で示したように、貯湯循環ポンプ２を作動させることにより貯湯タンク１内部の貯湯水を加熱器３に通流し、加熱する。加熱された高温の貯湯水は貯湯タンク１に帰還し、貯湯タンク１に貯湯される。さらに循環水流路が「循環水往路５→熱交換器４→循環水復路６→バックアップバーナ１０→ショートカット路１５」となるように制御部１１によって三方弁８および１６を駆動させる。ついでバックアップバーナ１０と循環水循環ポンプ１２を作動することにより、バックアップバーナ１０で加熱された高温循環水を熱交換器４に供給する。熱交換器４に供給された高温循環水は、貯湯タンク１内部の貯湯水との熱交換により放熱し、再びバックアップバーナ１０で加熱され循環される。一方、貯湯タンク１内部の貯湯水は、高温循環水との熱交換により加熱され昇温する。貯湯タンク１の高温貯湯水の貯湯量が満タンになると、加熱器３、貯湯循環ポンプ２、循環水循環ポンプ１２およびバックアップバーナ１０を停止させ、加熱を完了する。
【００３９】
上記本実施の形態における温水供給装置の構成をとると、簡単な構成で貯湯タンク１内部の貯湯水を加熱器３とバックアップバーナ１０の２つの熱源で加熱できるため、温水供給装置の貯湯動作時間を短縮することができる。すなわち、貯湯タンク起動時間を短縮することのできる温水供給装置の実現が可能である。
【００４０】
なお、本実施の形態では、ショートカット路１５と三方弁１６は装置内部に設けるとしたが、装置外部に設けても同等であり、また、外部熱負荷での熱放出をすることなしに外部熱負荷に循環しても同等である。さらに本実施の形態では「実施の形態４に加えて」としたが、バックアップバーナ１０を備える実施の形態２および実施の形態３に示す温水供給装置の構成に対しても、本実施の形態について同等の効果が得られる。
【００４１】
（実施の形態６）
図６は、本発明の実施の形態６に係る温水供給装置を示す構成図である。本実施の形態では貯湯水の加熱手段として、燃料電池１７からの排熱と貯湯水とを熱交換する熱交換器２０と用いる。すなわち図６に示すように本実施の形態における温水供給装置は、実施の形態４に示す温水供給装置の構成に加えて、空気と燃料を用いて発電を行う燃料電池１７と燃料電池での発電の際に生じる熱を回収する冷却水路１８と、冷却水を循環させる冷却水循環ポンプ１９と、冷却水と貯湯水とを熱交換させることにより貯湯水を加熱する熱交換器２０とを備える。
【００４２】
燃料電池１７には燃料と空気が供給される。供給される燃料としては、水素でもかまわないし、炭化水素系燃料を水蒸気改質することによって得られる水素リッチな燃料ガスでもかまわない。供給された燃料と空気を燃料電池１７で電気化学的に反応させることにより、発電を行い、同時に熱も生成する。燃料電池１７には、燃料電池１７の温度を一定に保つために冷却水循環ポンプ１９によって冷却水が冷却水路１８を循環している。冷却水は、燃料電池１７での熱交換で燃料電池１７の熱を回収し、熱交換器２０に通流される。熱交換器２０に通流された冷却水は、貯湯水循環ポンプ２によって熱交換器２０に通流された貯湯水と熱交換することにより、放熱し再度燃料電池１７に供給される。一方、熱交換器４で加熱された高温の貯湯水は貯湯タンク１に帰還し、貯湯タンク１に貯湯される。
【００４３】
上記本実施の形態における温水供給装置の構成をとると、燃料電池１７の発電中は常に熱が生成される。その熱を貯湯水の加熱源として回収し使用することで、加熱器を削減できる。結果、加熱用の入力（電力または熱量）が減少するため、排熱回収効率が向上することができる。すなわち、省エネルギー加熱源を用いて貯湯水を加熱することのできる温水供給装置を実現できる。
【００４４】
なお本実施の形態では、貯湯水の加熱源として「燃料電池１７で発電の際に生成される熱を熱回収し使用する」としたが、燃料電池に限らずほかの種類のコージェネレーション装置の排熱回収機器として、また、太陽光等の自然エネルギーや深夜電力、排熱利用を用いた省エネルギー加熱源を貯湯水の加熱源にすることにより、同等の省エネルギー加熱源を用いて貯湯水を加熱することのできる温水供給装置を実現することが可能である。
【００４５】
（実施の形態７）
図７は、本発明の実施の形態７に係る温水供給装置を示す構成図である。図７に示すように本実施の形態における温水供給装置は、実施の形態６に示す温水供給装置の構成に加えて、温水供給装置の運転を管理し運転状況を表示するリモコン２１を備える。
【００４６】
以上のような構成を有する本実施の形態における温水供給装置の、動作および作用について説明する。
【００４７】
燃料電池１７が作動している場合、燃料電池１７で発電とともに生成される熱は貯湯水により熱交換器２０で回収され、高温の貯湯水が貯湯タンク１に貯湯される。一方、温水循環式の床暖房や放熱器暖房や風呂追い焚き等の、外部熱負荷で熱需要があるときには、循環水循環ポンプ１２を作動するとともに、制御部１１で、循環水温度センサ１３と貯湯水温度センサ１４の検出温度Ｔ２およびＴ３の入力を受け、これらに基づき、三方弁８を駆動し循環水流路を切り替える。Ｔ２≧Ｔ３、すなわち貯湯タンク１の熱量が少ないときはバイパス路側に循環水流路を切り替える。またＴ２≦Ｔ３、すなわち貯湯タンク１に十分な熱量があるときには熱交換器側に循環水流路を切り替える。燃料電池１７で生成された熱の回収が十分でありＴ２≦Ｔ３の時には、循環水流路は「外部熱負荷→循環水往路５→熱交換器４→循環水復路６→外部熱負荷」であり、貯湯タンク１内部の熱交換器４で外部熱負荷の需要を十分満足する高温の循環水として循環水復路６より外部熱負荷に供給される。そなわち、省エネルギー加熱源を用いての外部熱負荷への熱供給である。このとき、制御部１１からリモコン２１に「貯湯タンク１の熱を利用」することを表示する指令を出力し、リモコン２１はその指令を受け、「貯湯タンク１の熱を利用」することを表示する。その表示は、たとえば、「省エネモード」、「省エネ運転」などがある。
【００４８】
上記本実施の形態における温水供給装置の構成をとると、燃料電池１７の排熱回収等の省エネルギー加熱源を用いての外部熱負荷への熱供給を行うとともに、その省エネ運転状態をリモコン２１に表示できるため、利用者にユーザーメリットを知らせることが可能な利便性のある温水供給装置を実現することが可能である。
【００４９】
なお、本実施の形態でリモコンに表示するとしたが、特にリモコンに限らずモニタなどの表示部であれば、同等の効果が得られる。
【００５０】
また、なお上記、実施の形態１から実施の形態６の各々に示す温水供給装置において、貯湯タンク１は、貯湯する貯湯水が所定の温度勾配を有するように貯湯水を保持し、貯湯水循環ポンプ２は、貯湯タンク１の貯湯水を循環する場合、所定の温度勾配において、温度の低い部位である貯湯タンク１の下部から貯湯水を取出し、温度の高い部位である上部へ、加熱器３または熱交換器２０により加熱した貯湯水を帰還させることにより、貯湯タンク１全量が給湯需要や暖房需要等の設定水温以上にならなくても、必要量の高温の貯湯水が貯湯タンクに貯湯できた段階で給湯や暖房に利用でき、有用である。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように本発明は、外部熱媒循復路において、貯湯タンク内に設けられた外部熱媒を加熱する外部熱媒加熱用の熱交換器をバイパスし外部熱媒往路と外部熱媒復路とをつなぐバイパス路と、外部熱媒流路を熱交換器とバイパス路とに切り替える切り替え手段を備えることにより、簡単な構成で貯湯タンクにした高温の貯湯水の熱利用を「行う／行わない」の切り替えが可能で、かつ「行なわない」時の貯湯水の放熱も防ぐことが可能な温水供給装置を実現することができる。
【００５２】
また本発明は、バイパス路の合流部より下流の外部熱媒復路内の外部熱媒の温度を検知する外部熱媒温度検知器と、外部熱媒を追加加熱するバックアップ加熱手段を備えることにより、外部熱媒の温度が所定の温度より低いときにはバックアップ加熱手段で加熱し、外部熱媒を所定の温度まで昇温することが可能な温水供給装置を実現することができる。
【００５３】
また本発明は、外部熱媒を循環させる外部熱媒循環手段を、外部熱媒往路とバイパス路の分岐部より上流の外部熱媒往路、または、外部熱媒復路とバイパス路の合流部より下流の外部熱媒復路に備えることにより、熱交換器側とバイパス側のどちらの流路を通流しても外部熱媒を外部熱負荷に供給することが可能な温水供給装置を実現することができる。
【００５４】
また本発明は、バイパス路の分岐部より上流を通流する外部熱媒の温度を検知する外部熱媒温度検知器と、熱交換器の下部近傍の貯湯水の温度を検知する温水温度検知器とを備え、熱媒温度≧貯湯水温度のときはバイパス路側に、熱媒温度≦貯湯水温度のときは熱交換器側に、切り替え手段を用いて流路を切り替えることにより、貯湯タンクに高温の貯湯水がある場合にはその熱を利用し、高温の貯湯水がない場合には貯湯タンク内への熱媒の熱放出を防ぐことが可能な温水供給装置を実現することができる。
【００５５】
また本発明は、温水供給装置の立ち上げ時に、加熱手段で貯湯水を加熱循環するとともに、バックアップ加熱手段で加熱した外部熱媒を熱交換器に通流し貯湯水を加熱することにより、貯湯水の加熱を短時間で行うことが可能な温水供給装置を実現することができる。
【００５６】
また本発明は、省エネルギー加熱源により貯湯水を加熱することにより、利用者に対するユーザーメリットが向上する温水供給装置を実現することができる。
【００５７】
また本発明は、温水供給装置の運転状態を表示する表示手段を備え、貯湯タンクの熱を利用するときは、貯湯タンクの熱を利用することを表示手段に表示することにより、利用者にユーザーメリットを知らせることが可能な利便性のある温水供給装置を実現することができる。
【００５８】
なお上記のいずれの本発明においても、貯湯タンクは、貯湯水が所定の温度勾配を有するように貯湯水を保持し、循環手段は貯湯タンクの貯湯水を循環する場合、所定の温度勾配において、温度の低い部位から貯湯水を取出し、温度の高い部位へ加熱手段により加熱した貯湯水を帰還させることにより、貯湯タンク全量が給湯需要や暖房需要等の設定水温以上にならなくても、必要量の高温の貯湯水が貯湯タンクに貯湯できた段階で給湯や暖房への利用が可能な温水供給装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における温水供給装置を示す構成図
【図２】本発明の第２の実施形態における温水供給装置を示す構成図
【図３】本発明の第３の実施形態における温水供給装置を示す構成図
【図４】本発明の第４の実施形態における温水供給装置を示す構成図
【図５】本発明の第５の実施形態における温水供給装置を示す構成図
【図６】本発明の第６の実施形態における温水供給装置を示す構成図
【図７】本発明の第７の実施形態における温水供給装置を示す構成図
【図８】従来の温水供給装置を示す構成図
【符号の説明】
１，１０６　貯湯タンク
２　貯湯循環ポンプ
３　加熱器
４，２０　熱交換器
５　循環水往路
６　循環水復路
７　バイパス管
８，１６　三方弁
９　循環水温度センサ
１０　バックアップバーナ
１１　制御部
１２　循環水循環ポンプ
１３　循環水温度センサ
１４　貯湯水温度センサ
１５　ショートカット路
１７　燃料電池
１８　冷却水路
１９　冷却水循環ポンプ
２１　リモコン
１０１　エンジン発電機
１０２　エンジン
１０３　発電機
１０４　電力変換装置
１０５　水冷装置
１０９　第１熱交換器
１１０　第２熱交換器
１１２　暖房装置
１１３　追い焚きボイラ
１１４　三方弁
１１９　コントローラ
１２０　温水コントローラ
【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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