(57)【要約】【課題】発電熱の回収効率の良いコージェネレーションシステムを提供すること。【解決手段】本発明に係るコージェネレーションシステム１は、電力と発電熱を発生する発電ユニット２０と、貯湯槽４４と、貯湯槽４４内の水を発電ユニット２０に送って発電熱で加熱して貯湯槽４４に戻す温水循環路４と、熱媒体（温水）を利用する床暖房機８２と、貯湯槽４４を通過するとともに床暖房機８２に熱媒体を循環させる熱媒体循環路８４とを備える。従来のシステムでは、貯湯槽で発電熱を蓄熱するまでに発電熱を回収する熱媒体と貯湯槽の水との間で熱交換される。これに対し本システム１では、貯湯槽４４内の水が温水循環路４によって発電ユニット２０に送られて発電熱で加熱されるようになっている。このため、温水循環路４の水が効率良く発電熱を回収できる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電に伴なって発生する発電熱を利用するシステムであり、電力と発電熱を発生する発電機と、貯湯槽と、貯湯槽内の水を発電機に送って発電熱で加熱して貯湯槽に戻す水循環路と、熱媒体を利用する暖房装置と、貯湯槽を通過するとともに暖房装置に熱媒体を循環させる熱媒体循環路とを備える発電熱利用システム。
【請求項２】
熱媒体循環路に、貯湯槽をバイパスするバイパス路と、貯湯槽を通過する経路とバイパス路との間で熱媒体の通過経路を切換える弁とが付加されていることを特徴とする請求項１に記載の発電熱利用システム。
【請求項３】
熱媒体循環路は、貯湯槽の上部を通過していることを特徴とする請求項１又は２に記載の発電熱利用システム。
【請求項４】
熱媒体循環路は、貯湯槽の上部を通過する上部通過路と、貯湯槽の下部を通過する下部通過路と、上部通過路と下部通過路との間で熱媒体の通過経路を切換える弁とを有していることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の発電熱利用システム。
【請求項５】
発電に伴なって発生する発電熱を利用するシステムであり、電力と発電熱を発生する発電機と、貯湯槽と、貯湯槽内の水を発電機に送って発電熱で加熱して貯湯槽に戻す貯湯槽水循環路と、貯湯槽を通過するとともに熱媒体を循環させる熱媒体循環路と、浴槽と、浴槽内の水を循環させる浴槽水循環路と、熱媒体循環路と浴槽水循環路との間で熱交換する熱交換器とを備える発電熱利用システム。
【請求項６】
熱媒体循環路を加熱する加熱器が付加されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の発電熱利用システム。
【請求項７】
発電に伴なって発生する発電熱を利用するシステムであり、電力と発電熱を発生する発電機と、貯湯槽と、貯湯槽内の水を発電機に送って発電熱で加熱して貯湯槽に戻す貯湯槽水循環路と、浴槽と、貯湯槽を通過しているとともに浴槽内の水を循環させる浴槽水循環路とを備える発電熱利用システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発電熱利用システム（電気と熱の併給システム；コージェネレーションシステム）に関する。特に、発電熱の回収効率を上げる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】特開２００１−２４８９０５号公報に、発電熱を利用して暖房するコージェネレーションシステムが記載されている。このコージェネレーションシステムは、電力と発電熱を発生する発電機と、熱媒体を発電機に送って発電熱で加熱して循環させる第１熱媒体循環路と、貯湯槽と、貯湯槽内の水を循環させる水循環路と、第１熱媒体循環路と水循環路との間で熱交換する熱交換器と、熱媒体を利用する暖房装置と、貯湯槽を通過するとともに暖房装置に熱媒体を循環させる第２熱媒体循環路とを備えている。
このコージェネレーションシステムでは、発電熱によって第１熱媒体循環路の熱媒体を加熱し、加熱された熱媒体と熱交換することで貯湯槽の水を加熱し、加熱された水と熱交換することで貯湯槽を通過する第２熱媒体循環路の熱媒体を加熱して暖房する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記のコージェネレーションシステムは、発電熱を貯湯槽で蓄熱するまでに、第１熱媒体循環路の熱媒体と水循環路の水とを熱交換させる必要がある。このため、熱媒体と水との熱交換の際に熱損失が生じ、発電熱の回収効率が低くなってしまう。
【０００４】
本発明は、上述した実情に鑑みてなされたものであり、発電熱の回収効率を上げることができる技術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と作用と効果】上記課題を解決するために創作された請求項１に記載の発明は、発電に伴なって発生する発電熱を利用するシステムである。このシステムは、電力と発電熱を発生する発電機と、貯湯槽と、貯湯槽内の水を発電機に送って発電熱で加熱して貯湯槽に戻す水循環路と、熱媒体を利用する暖房装置と、貯湯槽を通過するとともに暖房装置に熱媒体を循環させる熱媒体循環路とを備える。
このシステムでは、熱媒体循環路が貯湯槽を通過しているために、発電機の運転の有無に係わらずに暖房装置に高温の熱媒体を供給することができる。熱媒体が暖房装置で必要とされる温度に達していない場合であっても、補助熱源機によって加熱しなければならない熱量を抑えることができる。
上記した従来のシステムでは、貯湯槽で発電熱を蓄熱するまでに発電熱を回収する熱媒体と貯湯槽の水との間で熱交換される。これに対し本システムでは、貯湯槽内の水が水循環路によって発電機に送られて発電熱で加熱されるようになっている。このため、水循環路の水が効率良く発電熱を回収できる。
【０００６】
また熱媒体循環路に、貯湯槽をバイパスするバイパス路と、貯湯槽を通過する経路とバイパス路との間で熱媒体の通過経路を切換える弁とが付加されていることが好ましい。
貯湯槽内の水温が高くて熱媒体を効率良く昇温させることができる場合には、貯湯槽を通過する経路を利用できるように弁を設定する。貯湯槽内の水温が低くて熱媒体を適当に昇温できない場合（もしくは、熱媒体の温度の方が高くて熱媒体の温度が下がってしまう場合）には、バイパス路を利用できるように弁を設定する。このように、貯湯槽内の水温や熱媒体の温度に基づいて熱媒体の通過経路を切換えるようにすると、システムの熱効率を上げることができる。
【０００７】
熱媒体循環路は、貯湯槽の上部を通過していることが好ましい。
貯湯槽の上部には高温水があり、その高温水と熱媒体を熱交換させる。このようにすると熱媒体が効率良く昇温し、暖房装置で必要とされる温度の熱媒体を供給できるようになる。熱媒体が効率良く昇温すると、その分貯湯槽内の水温が下がる。これにより、水循環路の水がより多くの発電熱を回収できるようになる。発電熱の回収効率がより良いシステムが構築される。
なお熱媒体循環路が、貯湯槽の真ん中付近を通過するようにしても良い。また逆に、貯湯槽の下部を通過するようにしても良い。
【０００８】
また上記のシステムにおいて、熱媒体循環路は、貯湯槽の上部を通過する上部通過路と、貯湯槽の下部を通過する下部通過路と、上部通過路と下部通過路との間で熱媒体の通過経路を切換える弁とを有していることが好ましい。
貯湯槽の上部と下部（底部）とでは水温が異なる。特に大きい貯湯槽になればなる程、温度差が大きくなる。上記の構成の場合、暖房装置の運転中には熱媒体が上部通過路を通過するように弁を設定し、熱媒体を昇温させる。そして、暖房運転が中止されたときには熱媒体が下部通過路を通過するように弁を設定し、熱媒体から貯湯槽の水に熱を与えるようにする。即ち暖房装置が運転中止されて、その後しばらく利用されないであろう熱媒体の熱を貯湯槽で再蓄熱するのである。システムの熱効率をさらに良くすることができる。
【０００９】
また上記課題を解決するために創作された請求項５に記載の発明は、発電に伴なって発生する発電熱を利用するシステムである。このシステムは、電力と発電熱を発生する発電機と、貯湯槽と、貯湯槽内の水を発電機に送って発電熱で加熱して貯湯槽に戻す貯湯槽水循環路と、貯湯槽を通過するとともに熱媒体を循環させる熱媒体循環路と、浴槽と、浴槽内の水を循環させる浴槽水循環路と、熱媒体循環路と浴槽水循環路との間で熱交換する熱交換器とを備える。
このシステムでは、貯湯槽で蓄えられている熱を用いて浴槽内の水を加熱する（例えば追い焚きする）。このようなシステムは従来に無く、斬新なシステムである。浴槽内の水を加熱することによって貯湯槽内の水温が下がり、これにより貯湯槽水循環路の水が発電機の発電熱を効率良く回収できる。
【００１０】
また上記のシステムにおいて、熱媒体循環路を加熱する加熱器が付加されていても良い。
貯湯槽の水との熱交換だけでは熱媒体が暖房装置や浴槽で必要とされる温度に達しない場合には加熱器で加熱する。
【００１１】
また、請求項５を変形した次のシステムを提供する。このシステムは、電力と発電熱を発生する発電機と、貯湯槽と、貯湯槽内の水を発電機に送って発電熱で加熱して貯湯槽に戻す貯湯槽水循環路と、浴槽と、貯湯槽を通過しているとともに浴槽内の水を循環させる浴槽水循環路とを備える。
このシステムは、浴槽水循環路が貯湯槽を通過する点が請求項５のシステムと異なる。このシステムは、請求項５のシステムのように熱交換器を設ける必要がない。浴槽水循環路の水を貯湯槽内の水と直接熱交換させて加熱できる。このため、熱効率がより良い。
【００１２】
【発明の実施の形態】上記した各請求項に記載の発明は、以下に示す形態で好適に実施することができる。
（形態１）　請求項１から７のいずれかに記載の発電熱利用システムにおいて、発電機が改質器付の燃料電池の場合には、燃料電池の発電熱と改質器で生じる熱の双方を利用して水循環路（貯湯槽水循環路）の水を加熱する。
このような形態によると、発電熱（燃料電池の発電熱と改質器で生じる熱）を効率良く利用することができる。
（形態２）　ここで、次のシステムを提供する。このシステムは、電力と発電熱を発生する発電機と、貯湯槽と、貯湯槽内の水を発電機に送って発電熱で加熱して貯湯槽に戻す水循環路と、熱媒体を利用する暖房装置と、貯湯槽の下部を通過するとともに暖房装置に熱媒体を循環させる熱媒体循環路と、熱媒体循環路を加熱する加熱器とを備える。
このシステムでは、熱媒体が加熱器によって加熱される。そして暖房装置の運転中止後には、熱媒体が貯湯槽の下部を通過するようにして、熱媒体から貯湯槽の水に熱を与えるようにする。暖房装置が運転中止されて、その後しばらく利用されないであろう熱媒体の熱を貯湯槽で蓄熱する。熱効率の良いシステムが構築される。
（形態３）　請求項１から４のいずれかに記載の発電熱利用システムは、暖房装置で利用された後の熱媒体が貯湯槽を通過するようにされる。
暖房装置で利用された後の熱媒体は低温になっている。この低温の熱媒体は、貯湯槽の水と効率良く熱交換する。
（形態４）　請求項１から６のいずれかに記載の熱媒体は、例えば水である。
（形態５）　請求項１から４のいずれかに記載の暖房装置は、例えば床暖房機、温水暖房端末機である。
【００１３】
【実施例】以下、図面を参照して本発明に係るコージェネレーションシステムの実施例について説明する。まず、図１を参照して本発明に係るコージェネレーションシステムの構成について説明する。図１は、コージェネレーションシステム１の概略システム図を示したものである。
コージェネレーションシステム１は、発電を行なって電力を発生する発電ユニット２０と、発電ユニット２０の発電熱で加熱された温水を利用する温水ユニット１５等から構成される。
発電ユニット２０は、燃料電池２２と、改質器３０と、放熱機２８等から構成される。改質器３０は、炭化水素系の燃料から水素ガスを生成する。水素を効率よく生成するためには高温度が必要とされることから、改質器３０にはバーナ３２が内蔵されている。改質器３０で生成された水素ガスは、水素ガス管３５により燃料電池２２に運ばれる。改質器３０には、バーナ３２の燃焼ガスを回収するガス管３４が接続されており、そのガス管３４は熱交換器７０を通過するように配置されている。この構成により、バーナ３２の燃焼ガスが熱交換器７０に入力されることになる。なお燃料電池２２や改質器３０は、制御ユニット６０によって駆動制御される。
【００１４】
燃料電池２２は、複数のセルから構成される。燃料電池２２は、空気中の酸素を取り込み、取り込まれた酸素と改質器３０から供給された水素ガスを反応させて発電を行なう。燃料電池２２は、発電の際に発熱する。燃料電池２２には熱媒循環路２４が接続されており、その熱媒循環路２４の熱媒（本実施例では蒸留水である）が発電熱を回収するようになっている。熱媒循環路２４には、第１循環ポンプ８が配設されている。この第１循環ポンプ８が駆動すると熱媒循環路２４内を熱媒が循環する。第１循環ポンプ８は、制御ユニット６０によって駆動制御される。具体的には、燃料電池２２の発電運転中に駆動するように制御される。
【００１５】
熱媒循環路２４は、熱交換器７４を通過するように配置されている。この構成により、熱媒によって回収された燃料電池２２の発電熱が熱交換器７４に入力されることになる。熱媒循環路２４は、リザーブタンク２６を備えている。
また熱媒循環路２４には、第１三方弁３６が配設されている。第１三方弁３６は、１つの入力口３６ａと２つの出力口３６ｂ，３６ｃを有している。一方の出力口３６ｂと接続されている熱媒循環路２４は、放熱機２８を通過するように配置されている。他方の出力口３６ｃと接続されている熱媒循環路２４は、放熱機２８を通過しないように配置されている。第１三方弁３６は、制御ユニット６０によってどちらの出力口を開口するかが制御される。この制御により熱媒が放熱機２８を経由して循環するか、放熱機２８を経由せずに循環するかが切替えられる。具体的には、熱媒の温度が異常に高い場合は、放熱機２８を経由して循環するように出力口３６ｂが開かれる。放熱機２８は、例えば送風を行なうことで熱媒を冷却する。
【００１６】
温水ユニット１５は、貯湯槽４４と給湯暖房機５０と制御ユニット６０等から構成される。発電ユニット２０と貯湯槽４４の間には、温水循環路４が配設されている。温水循環路４は、貯湯槽４４から発電ユニット２０に温水を送る往路４ｂと、発電ユニット２０から貯湯槽４４に温水を送る復路４ａから構成されている。復路４ａは、貯湯槽４４の上部に接続されている。往路４ｂは、貯湯槽４４の底部に接続されている。即ち、貯湯槽４４内の水（温水）は、貯湯槽４４の底部から取出されて発電ユニット２０に送られ、貯湯槽４４の上部に戻される。
温水循環路４は、熱交換器７０と熱交換器７４を通過するように配置されている。温水循環路４には、第２循環ポンプ４９が配設されている。この第２循環ポンプ４９が駆動すると温水循環路４内を温水が循環する。往路４ｂによって貯湯槽４４から取出された温水は、熱交換器７０と熱交換器７４で加熱されて昇温し、復路４ａによって貯湯槽４４に戻される。なお第２循環ポンプ４９は、制御ユニット６０によって駆動制御される。具体的には、第２循環ポンプ４９は、燃料電池２２の発電運転中に駆動するように制御される。
【００１７】
貯湯槽４４の底部には、市水供給路４０が接続されている。貯湯槽４４には、市水供給路４０によって市水が供給される。市水供給路４０には減圧弁４１が備えられている。減圧弁４１は、貯湯槽４４を耐圧以下に維持するために機能する。市水供給路４０は、二手に分岐している。一方の市水供給路４０ａは、貯湯槽４４に接続されている。他方の市水供給路４０ｂは、後述するミキシングユニット５４の入力口５４ｂに接続されている。
【００１８】
貯湯槽４４の最上部には２つの経路が接続されている。その一方は第１温水供給路５３であり、他方は排水路４５である。第１温水供給路５３の他端は、ミキシングユニット５４の入力口５４ａと接続されている。貯湯槽４４内の温水は、第１温水供給路５３に案内されてミキシングユニット５４に導入される。
貯湯槽４４が耐圧以上になった場合には圧力逃し弁４３が作用する。この場合、貯湯槽４４の温水は、排水路４５に案内されて排水される。
また貯湯槽４４内の上部と下部（底部）には、それぞれ貯湯槽上部温度センサ１７と貯湯槽下部温度センサ１９が備えられている。
【００１９】
ミキシングユニット５４には、入力口５４ａから貯湯槽４４の温水が入力され、入力口５４ｂから市水が入力される。ミキシングユニット５４の２つの入力口５４ａ，５４ｂは、それぞれの開口度が可変である。即ち、温水と市水の入力比率が可変である。２つの入力口５４ａ，５４ｂの開口度は、制御ユニット６０によって制御される。開口度が制御されることで、例えば市水を遮断して温水のみをミキシングユニット５４に入力することが可能であり、逆に温水を遮断して市水のみを入力することも可能である。また、入力比率を例えば温水７０％、市水３０％とすることも可能である。ミキシングユニット５４では、入力された温水と市水が混合される。
【００２０】
ミキシングユニット５４の出力口５４ｃには、第２温水供給路５７の一端が接続されている。第２温水供給路５７は、給湯暖房機５０内を通過するように配置されている。第２温水供給路５７は、二手に分かれている。一方の第２温水供給路５７ａは、温水使用箇所４６に接続されている。温水使用箇所４６は、例えば洗面所や台所である。洗面所や台所で温水の供給を受ける者は、予め給湯温度を設定できる。この給湯温度の設定は、給湯暖房機５０に備えられるリモコン（図示省略）で行なわれる。給湯暖房機５０の第１バーナ５５は、第２温水供給路５７ａを加熱する。第１バーナ５５は、制御ユニット６０により駆動制御される。第１バーナ５５で加熱することにより、第２温水供給路５７ａの温水が給湯設定温度になる。
第２温水供給路５７ｂは、シスターン５１に接続されている。シスターン５１は、給湯暖房機５０内で温水を貯めるタンクである。貯水量が少なくなると、第２温水供給路５７ｂからシスターン５１に温水が供給される。
【００２１】
シスターン５１には、温水利用路６１が接続されている。温水利用路６１には、第３循環ポンプ６が備えられている。第３循環ポンプ６は、制御ユニット６０により駆動制御される。温水利用路６１は、高温水利用路８６と低温水利用路８４に分かれている。高温水利用路８６は、温水暖房端末機８０を通過するように配置されている。高温水利用路８６には、第１熱動弁５８が挿入されている。第１熱動弁５８の開閉は温水暖房端末機８０が行なう。第１熱動弁５８が開かれた状態で第３循環ポンプ６が駆動されると、シスターン５１から取出された温水が、温水暖房端末機８０を通過してシスターン５１に戻る（即ち、高温水利用路８６を温水が循環する）。給湯暖房機５０内には、高温水利用路８６を加熱する第２バーナ５６が配置されている。第２バーナ５６は、制御ユニット６０によって駆動制御される。第２バーナ５６は、シスターン５１の温水が温水暖房端末機８０で必要とされる温度（約８０度）に満たない場合に駆動される。
【００２２】
高温水利用路８６には、温水暖房端末機８０をバイパスして温水をシスターン５１に戻す高温水バイパス路８８が接続されている。高温水バイパス路８８は、熱交換器９２を通過するように配置されている。高温水バイパス路８８には、第２熱動弁９０が挿入されている。第２熱動弁９０は、制御ユニット６０によって開閉駆動される。第２熱動弁９０が開かれた状態で第３循環ポンプ６が駆動されると、高温水バイパス路８８を介してシスターン５１の温水が循環する。これにより、熱交換器９２にシスターン５１の温水の熱が入力される。
追い焚き路９４が、熱交換器９２を通過している。追い焚き路９４は、浴槽９６と接続されている。追い焚き路９４には、第４循環ポンプ９８が備えられている。第４循環ポンプ９８は、制御ユニット６０によって駆動制御される。第４循環ポンプ９８が駆動されると、追い焚き路９４内を浴槽９６の水（温水）が循環する。これにより、浴槽９６の温水が熱交換器９２で加熱されて昇温する。
【００２３】
低温水利用路８４には、第１温度センサ９３が備えられている。低温水利用路８４は、途中で３つの低温水利用路８４，８４，８４に分かれている。低温水利用路８４，８４，８４は、床暖房機８２を通過するように配置されている。低温水利用路８４，８４，８４には、それぞれ第３熱動弁５２，５２，５２が挿入されている。各第３熱動弁５２は、制御ユニット６０によって開閉制御される。第３熱動弁５２が開かれた状態で第３循環ポンプ６が駆動されると、低温水利用路８４，８４，８４内を温水が循環する。これにより、床暖房機８２に温水（約６０度）の熱が入力される。低温水利用路８４には、床暖房機８２を通過した後の温水温度を測定する第２温度センサ６３が備えられている。また低温水利用路８４には、床暖房機８２をバイパスして温水を送る低温水バイパス路７６が設けられている。低温水バイパス経路７６には、第４熱動弁３９が備えられている。第４熱動弁３９は、制御ユニット６０によって開閉制御される。第４熱動弁３９が開かれた状態で、第３循環ポンプ６が駆動されると低温水バイパス路７６内を温水が流れる。
【００２４】
低温水利用路８４の他端は、第２三方弁６５の入力口６５ａに接続されている。第２三方弁６５は、２つの出力口６５ｂ，６５ｃを有している。第２三方弁６５の出力口６５ｂ，６５ｃは、一方が開かれていると他方は閉じられる。出力口６５ｂ，６５ｃの開閉は、制御ユニット６０によって行われる。出力口６５ｂが開かれると、矢印Ｄ１方向に温水が送られる。矢印Ｄ１方向に送られた温水は、シスターン５１に戻る。出力口６５ｃが開かれると、矢印Ｄ２方向に温水が送られる。
第２三方弁６５の左方には、第３三方弁７８が配置されている。第３三方弁７８の入力口７８ａは、第２三方弁６５の出力口６５ｃと接続されている。第３三方弁７８は、２つの出力口７８ｂ，７８ｃを有している。第３三方弁７８の出力口７８ｂ，７８ｃは、一方が開かれていると他方は閉じられる。出力口７８ｂ，７８ｃの開閉は、制御ユニット６０によって行われる。出力口７８ｂが開かれると、矢印Ｄ３方向に温水が送られる。矢印Ｄ３方向に送られた温水は、貯湯槽上部通過路６６に案内され、その後シスターン５１に戻る。貯湯槽上部通過路６６は、貯湯槽４４の上部を通過して配置されている（符号６６ａ部分）。矢印Ｄ４方向に送られた温水は、貯湯槽下部通過路６７に案内され、その後シスターン５１に戻る。貯湯槽下部通過路６７は、貯湯槽４４の下部を通過して配置されている（符号６７ａ部分）。
【００２５】
次に、図２を参照して、制御ユニット６０とそれに接続される各種装置の構成を説明する。図２は、制御ユニット６０に各種装置が接続される様子を示したブロック図である。なお図２には、本発明を特徴付ける装置のみを示している。
図２に示されるように、制御ユニット６０は、ＣＰＵ１０２とＲＯＭ１０４とＲＡＭ１０６と出力ポート１０８と入力ポート１１０から構成される。ＣＰＵ１０２、ＲＯＭ１０４及びＲＡＭ１０６は、バス１０９によって出力ポート１０８及び入力ポート１１０と相互に接続されている。
ＣＰＵ１０２は、ＲＯＭ１０４に格納された制御プログラムに従ってコージェネレーションシステム１を構成する各種装置を統括的に制御する。ＲＯＭ１０４に格納される制御プログラムには、温水暖房端末機８０や床暖房機８２が使用されるときに第３循環ポンプ６を駆動する処理や、各温度センサ１７，１９，６３，９３で測定される温度に基づいて第２三方弁６５や第３三方弁７８の切替を行なう処理等を実現するためのプログラムが含まれている。ＲＡＭ１０６は、ワークメモリとして使用されるメイン記憶素子であって、温度等の各種データや出入力信号等が各種プログラムの実行に応じて格納される。
【００２６】
入力ポート１１０には、各温度センサ１７，１９，６３，９３とリモコン６８等が接続されている。温度センサ１７，１９，６３，９３は、測定された水温を所定のデータ信号に変換して出力する。これらの各温度センサ１７，１９，６３，９３は、水温を常時測定し、その測定結果を常時出力している。リモコン６８は、各暖房機５０，８０，８２の使用者によって操作される。リモコン６８は、操作に応じた信号を出力する。リモコン６８は、各暖房機５０，８０，８２毎に備えられている。またリモコン６８は、浴槽９６がある風呂場にも備えられている。この図２では、リモコンを一つしか図示していない。温度センサ１７，１９，６３，９３やリモコン６８から出力された信号は入力ポート１１０で受信され、入力ポート１１０で受信された信号はバス１０９を介してＣＰＵ１０２、ＲＯＭ１０４、ＲＡＭ１０６に取り込まれる。
【００２７】
出力ポート１０８には、第２三方弁６５、第３三方弁７８、第３循環ポンプ６、第４循環ポンプ９８、第２熱動弁９０、第３熱動弁５２、第４熱動弁３９等が接続されている。なお出力ポート１０８には、第１循環ポンプ８や第２循環ポンプ４９やミキシングユニット５４や燃料電池２２や改質器３０や各バーナ５５，５６等も接続されているが、これらは本発明に直接関連しないので図示省略している。
第２三方弁６５や第３三方弁７８は、制御ユニット６０からの信号に基づいて出力口を切替える。第３循環ポンプ６や第４循環ポンプ９８は、制御ユニット６０からの信号に基づいて駆動と停止を行なう。各熱動弁９０，５２，３９は、制御ユニット６０からの信号に基づいて開閉する。
【００２８】
次に、図３から図５を参照して制御ユニット６０が行なう処理について説明する。なお、以下で説明する処理は、本発明を特徴づける処理についてのみ説明する。従って、発電ユニット２０の発電運転処理、ミキシングユニット５４の入力口開口比率の決定処理、決定された開口比率に従ってミキシングユニット５４を駆動する処理、給湯処理等については公知の処理が実施されれば良く、本明細書での説明は省略する。
まず図３と図４を参照して、床暖房機運転処理について説明する。制御ユニット６０は、床暖房機８２の運転開始命令を受信したか否かについて常時監視している（ステップＳ２）。この処理は、床暖房機８２の使用者によるリモコン６８の操作に基づいてリモコン６８から出力された床暖房機運転開始信号を受信した場合にＹＥＳとされる。ステップＳ２でＹＥＳの場合は、第３熱動弁５２を開く（ステップＳ４）。この処理は、第３熱動弁５２に対して信号を出力することにより行なわれる。次に、第３循環ポンプ６を駆動する（ステップＳ６）。この処理は、第３循環ポンプ６に対して駆動信号を出力する。この処理を行なうことにより、低温水利用路８４内を温水が流れる。
【００２９】
ステップＳ６の処理を終了すると、次に貯湯槽上部温度センサ１７の測定温度から第２温度センサ６３の測定温度を減算し、その値が１０度以上であるか否かを判別する（ステップＳ８）。ここでＮＯと判断されると、第２三方弁６５を出力口６５ｂに設定する（ステップＳ１０）。即ち、図１の矢印Ｄ１方向に温水が流れるようにする。なお第２三方弁６５が予め出力口６５ｂに設定されている場合には、ステップＳ１０の処理は行なわない。
一方、ステップＳ８でＹＥＳと判断されると、第２三方弁６５を出力口６５ｃに設定する（ステップＳ１２）。これにより、図１の矢印Ｄ２方向に温水が流れる。第２三方弁６５が予め出力口６５ｃに設定されている場合には、ステップＳ１２の処理は行なわない。次に、第３三方弁７８を出力口７８ｂに設定する（ステップＳ１４）。この処理を行なうことにより、図１の矢印Ｄ３方向に温水が流れる。床暖房機８２で利用された後の温水が、貯湯槽４４の上部の温水と熱交換されて昇温する。
【００３０】
ステップＳ１０又はＳ１４の処理を行なうと、床暖房機８２の運転停止命令を受信したか否かを監視する（ステップＳ１６）。この処理は、リモコン６８から出力された床暖房機運転停止信号を受信した場合にＹＥＳとされる。ステップＳ１６でＹＥＳと判断された場合はステップＳ１８に進み、ＮＯと判断された場合はステップＳ８に戻る。
ステップＳ１８では、第１温度センサ９３の測定温度から貯湯槽下部温度センサ１９の測定温度を減算し、その値が１０度以上であるか否かを判別する。ここでＮＯと判断されると、第３熱動弁５２を閉める（ステップＳ２０）。そして、第３循環ポンプ６を停止する（ステップＳ２２）。これにより、床暖房運転処理が終了される。ステップＳ２０，Ｓ２２の処理は、第３熱動弁５２や第３循環ポンプ６に対して信号を出力することにより行なわれる。
ステップＳ１８でＹＥＳと判断されると、図４のステップＳ３０に進む。
【００３１】
ステップＳ３０では、第３熱動弁５２を閉める。そして、第４熱動弁３９を開く処理を実行する（ステップＳ３２）。これらの処理が実行されることにより、シスターン５１の温水が床暖房機８２をバイパスして流れることになる（低温水バイパス路７６を温水が流れる）。
次に、第３三方弁７８を出力口７８ｃに設定する（ステップＳ３４）。これにより、図１の矢印Ｄ４方向に温水が流れる。貯湯槽４４の下部の温水が、シスターン５１の温水と熱交換されて昇温する。
ステップＳ３４の処理を行なうと、第１温度センサ９３の測定温度から貯湯槽下部温度センサ１９の測定温度を減算した値が１０度以下になったか否かを監視する（ステップＳ３６）。１０度以下になった場合（ステップＳ３６でＹＥＳの場合）には、第４熱動弁３９を閉じる（ステップＳ３８）。次に、第３循環ポンプ６を停止する（ステップＳ４０）。これらの処理は、第４熱動弁３９や第３循環ポンプ６に対して信号を出力することによって行なわれる。
【００３２】
次に図５を参照して、制御ユニット６０が行なう追い焚き処理について説明する。制御ユニット６０は、追い焚き開始命令を受信したか否かについて常時監視している（ステップＳ５０）。ここでは、リモコン６８から出力された追い焚き開始信号を受信すればＹＥＳとされる。ステップＳ５０でＹＥＳと判断されると、第２熱動弁９０を開き、第３循環ポンプ６を駆動する（ステップＳ５２）。これにより、シスターン５１の温水が熱交換器９２を通過する。熱交換器９２に温水の熱が入力される。ステップＳ５２では、さらに第４循環ポンプ９８を駆動する。これにより浴槽９６の温水が、追い焚き路９４を循環して熱交換器９２で加熱される。なおステップＳ５２の処理は、第２熱動弁９０、第３循環ポンプ６、第４循環ポンプ９８に対して信号を出力することで行なわれる。
ステップＳ５２の処理を行なうと、次に貯湯槽上部温度センサ１７の測定温度から第１温度センサ９３の測定温度を減算し、その値が１０度以上か否かを判別する（ステップＳ５４）。ここでＹＥＳと判断されると、第４熱動弁３９を開く（ステップＳ５６）。このステップＳ５６では、さらに第２三方弁６５を出力口６５ｃに設定し、第３三方弁７８を出力口７８ｂに設定する。この処理は、第４熱動弁３９、第２三方弁６５、第３三方弁７８に対して信号を出力することにより行なわれる。シスターン５１の温水が、貯湯槽４４の上部の温水と熱交換されて昇温する。従って、シスターン５１の温水温度が高くなり、熱交換器９２に多くの熱が入力されることになる。なお、第２三方弁６５が予め出力口６５ｃに設定されている場合や、第３三方弁７８が予め出力口７８ｂに設定されている場合には、出力口６５ｃや出力口７８ｂに設定する処理は行なわない。
【００３３】
ステップＳ５６の処理を行なうと、次に貯湯槽上部温度センサ１７の測定温度から第１温度センサ９３の測定温度を減算した値が１０度以下になったか否かを判別する（ステップＳ５８）。ここでＮＯと判断されると、追い焚き停止命令を受信したか否かを監視する（ステップＳ６２）。この処理は、リモコン６８から出力された追い焚き停止信号を受信した場合にＹＥＳとされる。追い焚き停止命令を受信しなかった場合（ステップＳ６２でＮＯの場合）は、ステップＳ５８に戻って温度を監視する。一方、追い焚き停止命令を受信した場合（ステップＳ６２でＹＥＳの場合）は、第２熱動弁９０を閉じ、第４熱動弁３９を閉じ、第３循環ポンプ６を停止し、第４循環ポンプ９８を停止する（ステップＳ６４）。この処理は、各機器に信号を出力することによって行なわれる。これにより、追い焚き処理が終了される。
【００３４】
ステップＳ５８でＹＥＳと判断されると、第４熱動弁３９を閉じる（ステップＳ６０）。この処理は、第４熱動弁３９に信号を出力することによって行なわれる。そして、ステップＳ６６の処理に進む。このステップＳ６６の処理は、ステップＳ５４でＮＯと判別された場合にも行なわれる。ステップＳ６６では、追い焚き停止命令を受信したか否かを監視する。この処理は、リモコン６８から出力された追い焚き停止信号を受信した場合にＹＥＳとされる。追い焚き停止命令を受信するまで、ステップＳ６６の処理は続けられる。
ステップＳ６６でＹＥＳと判断された場合には、第２熱動弁９０を閉じ、第３循環ポンプ６を停止し、第４循環ポンプ９８を停止する（ステップＳ６８）。この処理は、各機器に信号を出力することによって行なわれる。これにより、追い焚き処理が終了される。
【００３５】
以上、本実施例のコージェネレーション１について詳細に説明した。コージェネレーションシステム１では、シスターン５１の水が循環する経路８４等が貯湯槽４４の上部を通過している（符号６６ａ）。このため、発電ユニット２０が運転中止中であっても床暖房機８２に温水を供給することができる。温水が床暖房機８２で必要とされる温度に達していない場合であっても、第２バーナ５６による加熱量を抑えることができる。貯湯槽４４内の水は、貯湯槽上部通過路６６内の水との熱交換によって冷却され、これにより温水循環路４の水が発電ユニット２０の発電熱を多く回収できるようになる。
従来のシステムでは、貯湯槽で発電熱を蓄熱するまでに熱媒体と貯湯槽の水との間で熱交換されるのに対し、本システム１では、貯湯槽４４内の水が発電ユニット２０に送られて発電熱で加熱されるようになっている。このため、温水循環路４の水が発電熱を効率よく回収できる。本システムは、発電熱の回収効率が高い。
またシステム１では、貯湯槽４４で蓄えらている熱を用いて浴槽９６の水を追い焚きする。このようなシステムは従来に無く、非常に斬新なシステムである。追い焚きすることによって貯湯槽４４内の水温が下がり、これにより温水循環路４の水が発電ユニット２０の発電熱を効率よく回収できる。
【００３６】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
例えば実施例のシステム１において、追い焚き路９４が貯湯槽４４を直接通過するような構成にしても良い。このようにすると熱交換器９２が必要なく、システムのコストを低減できる。さらに、熱交換器９２による熱損失がなくなり、熱効率の良いシステムを構築できる。
【００３７】
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るコージェネレーションシステムの概略構成図である。
【図２】制御ユニットとその周辺のブロック図である。
【図３】制御ユニットが行なう床暖房機運転処理のフローチャートである。
【図４】制御ユニットが行なう床暖房機運転処理のフローチャートである。
【図５】制御ユニットが行なう追い焚き処理のフローチャートである。
【符号の説明】
１・・コージェネレーションシステム
４・・温水循環路
２０・・発電ユニット
４４・・貯湯槽
５０・・給湯暖房機
６０・・制御ユニット
６６・・貯湯槽上部通過路
６７・・貯湯槽下部通過路
７６・・低温水バイパス路
８４・・低温水利用路
８６・・高温水利用路
８８・・高温水バイパス路
９４・・追い焚き路
【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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