(57)【要約】【課題】システムに異常が発生した場合に、安全上運転を許容できない部分の運転を禁止し、運転を継続しても差し支えない部分の運転を許容することにより、安全性と利便性を両立させることができるコージェネレーションシステムを実現する。【解決手段】水温を検知するサーミスタが、発電熱回収媒体循環路４、貯湯槽４４、給水管６４ａ，６４ｂ、出湯管５２，７６、給湯経路９４ａ、暖房用循環路である高温用循環路８４と低温用循環路８６等に配設されており、水量を検知する水量センサが給水管６４ｂと給湯経路９４ａ等に配設されている。これらの検出する値から異常箇所を特定し、発電ブロックと発電熱回収ブロックとミキシングブロックと給湯ブロックと暖房ブロックと切換ブロックのそれぞれの運転を許容するか否かを判断する。運転を許容することによって安全上支障をきたす恐れのあるブロックのみ運転を禁止し、それ以外のブロックの運転を許容する。【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ブロックと、
発電熱によって貯湯槽内の温水を加熱する発電熱回収ブロックと、
貯湯槽内の温水と水道水を混合するミキシングブロックと、
ミキシングブロックを経由した温水を加熱して温水利用箇所に供給する給湯ブロックと、
前記ブロック毎に運転異常状態の発生を検出する手段と、
異常状態が検出されたときに、異常状態が検出されたブロックに対して運転可能とされているブロックの運転を許容して運転禁止とされているブロックの運転を禁止する手段、
を備え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】
発電ブロックに異常が検出されたとき、発電ブロックの運転を禁止し、発電熱回収ブロックとミキシングブロックと給湯ブロックの運転を許容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。
【請求項３】
発電熱回収ブロックに異常が検出されたとき、発電ブロックと発電熱回収ブロックの運転を禁止し、ミキシングブロックと給湯ブロックの運転を許容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。
【請求項４】
給湯ブロックに異常が検出されたとき、発電ブロックと発電熱回収ブロックとミキシングブロックの運転を許容し、給湯ブロックの加熱運転を禁止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。
【請求項５】
発電に伴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ブロックと、
発電熱によって貯湯槽内の温水を加熱する発電熱回収ブロックと、
貯湯槽内の温水と水道水を混合するミキシングブロックと、
ミキシングブロックを経由した温水を加熱して温水利用箇所に供給する給湯ブロックと、
暖房用媒体を循環させて暖房する暖房ブロックと、
暖房することで冷却された暖房用媒体を、貯湯槽を通過して循環させる経路と貯湯槽を通過しないで循環させる経路との間で切換える切換ブロックと、
前記ブロック毎に運転異常状態の発生を検出する手段と、
異常状態が検出されたときに、異常状態が検出されたブロックに対して運転可能とされているブロックの運転を許容して運転禁止とされているブロックの運転を禁止する手段、
を備え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】
発電ブロックに異常が検出されたとき、発電ブロックの運転を禁止し、発電熱回収ブロックとミキシングブロックと給湯ブロックと暖房ブロックと切換ブロックの運転を許容することを特徴とする請求項５に記載のコージェネレーションシステム。
【請求項７】
発電熱回収ブロックに異常が検出されたとき、発電ブロックと発電熱回収ブロックの運転を禁止し、ミキシングブロックと給湯ブロックと暖房ブロックと切換ブロックの運転を許容することを特徴とする請求項５に記載のコージェネレーションシステム。
【請求項８】
ミキシングブロックに異常が検出されたとき、ミキシングブロックからの温水温度が給湯ブロックの設定温度以上であれば、ミキシングブロックを強制的に水道水のみを通過させる状態に切換えることを特徴とする請求項１又は５に記載のコージェネレーションシステム。
【請求項９】
給湯ブロックに異常が検出されたとき、発電ブロックと発電熱回収ブロックとミキシングブロックと暖房ブロックと切換ブロックの運転を許容し、給湯ブロックの加熱運転を禁止することを特徴とする請求項５に記載のコージェネレーションシステム。
【請求項１０】
切換ブロックの異常が検出されたとき、全部のブロックの運転を許容することを特徴とする請求項５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（熱電併給システム）に関する。特に、システムに何らかの異常が発生しても安全且つ機能的に運転を継続させることができる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】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、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発電熱回収用循環路を備えており、発電に伴って発生する発電熱を利用して水を加熱し、加熱された温水を貯湯槽に貯湯する。貯湯槽内の温水を適温に調温して温水利用箇所（例えば、床暖房システムや風呂やシャワーや温水栓等）に給湯する。温水利用箇所で必要とされる湯温よりも高温の温水が貯湯槽に貯湯されていれば、貯湯槽内の温水を水道水と混合することで必要湯温に調整できる。温水利用箇所で必要とされる湯温よりも低温の温水が貯湯槽に貯湯されていれば、補助熱源機でさらに加熱する必要があるが、発電熱で加熱された温水を加熱すればよいことから、水道水を加熱する場合に比して必要な熱量を少なくすることができる。コージェネレーションシステムは、総合的なエネルギー効率が高い。
【０００３】
コージェネレーションシステムに異常が発生した場合、現状では、安全性を重視して全システムの運転を停止させる。しかしながら、システムに発生する故障の中には、システムの運転を停止させる必要のない軽度の故障もある。そこで、コージェネレーションシステムに故障診断装置を組み込み、発生した異常が軽度の故障か重度の故障かを判別し、軽度の故障の場合には警告するに留め、重度の故障の場合にシステムの運転を停止させる技術が公開されている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−２６１３７８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記の技術では、検出された異常が重度の故障であれば、安全性を重視して、全システムの運転を停止させてしまう。
コージェネレーションシステムは、発電機や補助熱源機等の複数の装置から構成されている。それらのうちの１つの装置に異常が発生しても、それ以外の装置の運転には支障がない場合がある。例えば、発電機に重度の故障が発生したにもかかわらず、補助熱源機等は正常に運転できることがある。この場合には、発電熱を回収しながら経済運転を行なうことはできないが、補助熱源機等を用いて給湯運転や暖房運転等を行なうことは可能である。
従来の技術では、複数の装置のうちの１つにでも重度の故障が発生すると、全システムの運転を停止させてしまう。このような技術では、コージェネレーションシステムの故障時の影響が大きすぎ、これがコージェネレーションシステムの普及を阻害する一つの要因となっている。
【０００６】
本発明では、システムに何らかの異常が発生した場合に、安全性を確保するためには禁止することが必要な部分については運転を禁止する一方、運転を継続しても差し支えない部分については運転することを許容し、もって安全性と利便性を両立させることができるコージェネレーションシステムを実現する。
【０００７】
【課題を解決するための手段と作用と効果】本発明のコージェネレーションシステムは、発電に伴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ブロックと、発電熱によって貯湯槽内の温水を加熱する発電熱回収ブロックと、貯湯槽内の温水と水道水を混合するミキシングブロックと、ミキシングブロックを経由した温水を加熱して温水利用箇所に供給する給湯ブロックとを備えている。さらにこのコージェネレーションシステムは、前記したブロック毎に運転異常状態の発生を検出する手段と、異常状態が検出されたときに、異常状態が検出されたブロックに対して運転可能とされているブロックの運転を許容する一方、運転禁止とされているブロックの運転を禁止する手段を備えている。
【０００８】
本発明のコージェネレーションシステムによれば、ブロック毎に異常状態を検出するために、異常が発生しているブロックを特定することができる。また本発明のコージェネレーションシステムでは、異常が発生しているブロックに対して、どのブロックは運転可能であって、どのブロックは運転禁止であるかが設定されている。
本発明のコージェネレーションシステムでは、異常の発生をブロック単位で監視し、安全性を確保するのには運転を禁止しなければならないブロックについては運転を禁止して安全性を確保する一方、運転しても差し支えないブロックについては運転を許容して利便性を確保する。例えば発電運転はできない状態でも、給湯運転は継続できるといったことが実現される。安全性と利便性を両立することができる。
【０００９】
このコージェネレーションシステムでは、発電ブロックに異常が検出されたときには、発電ブロックの運転を禁止し、発電熱回収ブロックとミキシングブロックと給湯ブロックの運転を許容することが好ましい。
発電ブロックに異常が発生した状態で、発電熱回収ブロックやミキシングブロックや給湯ブロックの運転を行なっても、安全面において支障はない。従って、発電ブロックに異常が検出されたときには、発電ブロックの運転のみを禁止すればよい。これによって発電熱を利用することはできなくなるが、他のブロックについて正常運転時に近い形態で運転させることができ、利用者の利便性を損ねない。
【００１０】
発電熱回収ブロックに異常が検出されたときには、発電ブロックと発電熱回収ブロックの運転を禁止し、ミキシングブロックと給湯ブロックの運転を許容することが好ましい。
発電熱回収ブロックに異常が発生すると、発電ブロックで発生する発電熱を回収できず、発電ブロック内の温度が異常に高くなってしまうことがある。従って発電熱回収ブロックに異常が発生したときには発電熱回収ブロックの運転だけでなく、発電ブロックの運転も禁止する。一方、ミキシングブロックや給湯ブロックは正常運転が可能である。発電熱を利用することはできなくなるが、ミキシングブロックや給湯ブロックについては正常運転時に近い形態で運転させることができ、利用者の利便性を損ねない。
【００１１】
給湯ブロックに異常が検出されたときには、発電ブロックと発電熱回収ブロックとミキシングブロックの運転を許容し、給湯ブロックの加熱運転を禁止することが好ましい。
給湯ブロックで異常が発生すれば、温水が異常に加熱される恐れがある。そこで給湯ブロックが加熱運転することを禁止しなければならない。しかしながら、給湯ブロックに何らかの異常が発生した状態で、発電ブロックや発電熱回収ブロックやミキシングブロックの運転を行なっても、安全面において何ら支障ない。むしろ、発電熱を貯湯槽に回収する運転は継続すべきであり、給湯ブロックが正常に復帰したときに蓄熱したエネルギーを利用することができる。なお、給湯ブロックの異常時には加熱運転のみを禁止する。即ち、給湯経路を閉塞しない。このために、ミキシングブロックを経由した温水を給湯することができる。給湯ブロックによる加熱運転はできないが、貯湯槽に貯められた温水を利用する給湯と発電熱回収運転は継続される。
【００１２】
コージェネレーションシステムの中には、回収された発電熱で給湯するだけでなく、暖房するものも存在する。この場合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ブロックと、発電熱によって貯湯槽内の温水を加熱する発電熱回収ブロックと、貯湯槽内の温水と水道水を混合するミキシングブロックと、ミキシングブロックを経由した温水を加熱して温水利用箇所に供給する給湯ブロックと、暖房用媒体を循環させて暖房する暖房ブロックと、暖房することで冷却された暖房用媒体を、貯湯槽を通過して循環させる経路と貯湯槽を通過しないで循環させる経路との間で切換える切換ブロックとを備えている。本発明のコージェネレーションシステムでは、さらに、前記したブロック毎に運転異常状態の発生を検出する手段と、異常状態が検出されたときに、異常状態が検出されたブロックに対して運転可能とされているブロックの運転を許容して運転禁止とされているブロックの運転を禁止する手段を備えている。
【００１３】
このコージェネレーションシステムは、暖房ブロックと切換ブロックを備えている。暖房用媒体の循環経路を、貯湯槽を通過する経路と貯湯槽を通過しない経路の間で切換え可能であり、例えば貯湯槽内の蓄熱量が充分な場合には貯湯槽を通過する経路が選択され、貯湯槽内の熱を暖房に利用できる。また、貯湯槽内の蓄熱量が少ない場合には貯湯槽を通過しない経路が選択され、暖房用媒体が貯湯槽内で冷却されてしまうのを防ぐことができる。切換ブロックを用いることによって熱効率を向上させることができる。
本発明のコージェネレーションシステムによれば、ブロック毎に異常状態を検出するために、異常が発生しているブロックを特定することができる。また本発明のコージェネレーションシステムでは、異常が発生しているブロックに対して、どのブロックは運転可能であって、どのブロックは運転禁止であるかが設定されている。
本発明のコージェネレーションシステムでは、異常の発生をブロック単位で監視し、安全性を確保するのには運転を禁止しなければならないブロックについては運転を禁止して安全性を確保する一方、運転しても差し支えないブロックについては運転を許容して利便性を確保することができる。例えば発電運転はできない状態でも、給湯運転と暖房運転は継続できるといったことが実現される。安全性と利便性を両立することができる。
【００１４】
このコージェネレーションシステムでは、発電ブロックに異常が検出されたときには、発電ブロックの運転を禁止し、発電熱回収ブロックとミキシングブロックと給湯ブロックと暖房ブロックと切換ブロックの運転を許容することが好ましい。
発電ブロックに異常が発生した状態で、発電熱回収ブロックやミキシングブロックや給湯ブロックや暖房ブロックや切換ブロックの運転を行なっても、安全面において支障はない。従って、発電ブロックに異常が検出されたときには、発電ブロックの運転のみを禁止すればよい。これによって発電熱を利用することはできなくなるが、他のブロックについて正常運転時に近い形態で運転させることができ、利用者の利便性を損ねない。
【００１５】
発電熱回収ブロックに異常が検出されたときには、発電ブロックと発電熱回収ブロックの運転を禁止し、ミキシングブロックと給湯ブロックと暖房ブロックと切換ブロックの運転を許容することが好ましい。
発電熱回収ブロックに異常が発生すると、発電ブロックで発生する発電熱を回収できず、発電ブロック内の温度が異常に高くなってしまうことがある。従って発電熱回収ブロックに異常が発生したときには発電熱回収ブロックの運転だけでなく、発電ブロックの運転も禁止する。一方、ミキシングブロックや給湯ブロックや暖房ブロックや切換ブロックは正常運転が可能である。発電熱を利用することはできなくなるが、ミキシングブロックや給湯ブロックや暖房ブロックや切換ブロックについては正常運転時に近い形態で運転させることができ、利用者の利便性を損ねない。
【００１６】
ミキシングブロックに異常が検出されたとき、ミキシングブロックからの温水温度が給湯ブロックの設定温度以上であれば、ミキシングブロックを強制的に水道水のみを通過させる状態に切換えることが好ましい。この思想は、暖房ブロックの有無にかかわらずに有効である。
ミキシングブロックで温水と水道水のミキシングに異常が発生し、ミキシングブロックから出湯される温水の温度が設定温度より高温であると、設定温度の温水を給湯することができない。この場合には、ミキシングブロックの貯湯槽からの温水の経路を全閉し、水道水の経路を全開として、水道水のみを通過させるようにする。しかし、それ以外の異常、例えば、出湯温度が設定温度より低温であるとき等では、この状態のまま運転を行なっても安全面に支障はない。また、ミキシングブロックに何らかの異常が発生した状態で、発電ブロックや発電熱回収ブロックや給湯ブロックや暖房ブロックの運転を行なっても、安全面において何ら支障ない。例えば、ミキシングブロックに異常が発生し、貯湯槽側の経路が全閉で、水道水の経路が全開である状態になったときには、給湯ブロックによって水道水を設定温度まで加熱して給湯することができる。従って、ミキシングブロックに異常が検出されたときには、出湯温度が設定温度以上となるときにのみミキシング運転を禁止して、水道水のみを通過させる。これによって、ミキシングブロックで調温することができなくなるが、発電運転、発電熱回収運転、給湯運転、暖房運転をすることはできる。
【００１７】
暖房機能を有するコージェネレーションシステムの給湯ブロックに異常が検出されたときには、発電ブロックと発電熱回収ブロックとミキシングブロックと暖房ブロックと切換ブロックの運転を許容し、給湯ブロックの加熱運転を禁止することが好ましい。
給湯ブロックで異常が発生すれば、温水が異常に加熱される恐れがある。そこで給湯ブロックが加熱運転することを禁止しなければならない。しかしながら、給湯ブロックに何らかの異常が発生した状態で、発電ブロックや発電熱回収ブロックやミキシングブロックや暖房ブロックの運転を行なっても、安全面において何ら支障ない。むしろ、発電熱を貯湯槽に回収する運転は継続すべきであり、給湯ブロックが正常に復帰したときに蓄熱したエネルギーを利用することができる。なお、給湯ブロックの異常時には加熱運転のみを禁止する。即ち、給湯経路を閉塞しない。このために、ミキシングブロックを経由した温水で給湯したり暖房したりすることができる。給湯ブロックによる加熱運転はできないが、貯湯槽に貯められた温水を利用する給湯と暖房と発電熱回収運転は継続される。
【００１８】
暖房ブロックと切換ブロックを有するコージェネレーションシステムの切換ブロックの異常が検出されたときには、全部のブロックの運転を許容することが好ましい。
切換ブロックの異常によって暖房用媒体の戻り経路の切換え不良が発生した状態で運転を継続すると、熱効率が低下するけれども、安全面に何ら支障はない。従って、このコージェネレーションシステムでは、切換ブロックに故障が発生しても全部のブロックの運転を許容する。これによって、故障が解消されるまでの間は経済運転を行なうことはできないが、安全が確保されている限りシステムを最大限に利用して正常運転時に近い形態で運転させることができ、利用者に不快感を与えない。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態を説明する。
（形態１）  このコージェネレーションシステムでは、異常が検出されたとき、異常の発生を知らせる表示を行なう。
例えば、切換ブロックに異常が発生していても、全部のブロックの運転が許容されている。このため、異常が発生していてもシステムが停止しない場合があり、利用者が異常の発生を認識しづらい。異常の発生を警告することによって、早期に異常に対処することができる。また、異常箇所を特定できるため、修理に当たる作業者が迅速に作業を行なうことができる。
【００２０】
【実施例】本発明を具現化した一実施例を図１から図７を用いて説明する。
図１は本実施例のコージェネレーションシステムの概略構成図である。はじめに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に示すように、コージェネレーションシステム１０は、電力と発電熱を発生する発電ユニット２０と、発電ユニット２０で発生した発電熱で加熱した温水を蓄えることによって蓄熱し、その温水を利用する蓄熱ユニット１５等から構成される。
【００２１】
発電ユニット２０は、燃料電池２２と、改質器３０等から構成され、これらは発電ユニットハウジング２１に収納されている。改質器３０は炭化水素系の原燃料ガスから水素ガスを生成する。この水素ガス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。また、改質器３０には燃焼ガス排気管３４が接続されており、この燃焼ガス排気管３４は熱交換器７０を通過して熱を回収された後、発電ユニットハウジング２１外に放出される（図中矢印）。
燃料電池２２は複数のセルから構成されている。燃料電池２２には改質器３０と連通する図示しない配管が接続されている。その配管を介して改質器３０で生成された水素ガスが燃料電池２２に供給される。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から供給される水素ガスを反応させて発電を行なう。
【００２２】
燃料電池２２は発電の際に発熱する。燃料電池２２には熱媒循環経路２４が接続されており、その熱媒循環経路２４を流れる熱媒が発電の際に生じる発電熱を回収する。熱媒循環経路２４には熱媒循環ポンプ８が配設されている。本実施例では熱媒として純水を用いている。なお、この純水は図示しない純水装置に水道水を通過させることによって得る。
熱媒循環経路２４は、熱交換器７４を通過するように配設されている。これにより、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に伝熱される。
【００２３】
熱媒循環経路２４には三方弁３６が配設されている。三方弁３６は１つの入口と２つの出口を備える。この三方弁３６によって熱媒循環経路２４が二手に分岐している。分岐した熱媒循環経路２４のうち、三方弁３６の一方の出口と接続されている経路は放熱機２８を介するように配設されており、他方の出口と接続されている経路は放熱機２８を介さないように配設されている。この三方弁３６は制御ユニット６０によってどちらの出口を開口するかが制御される。これによって熱媒が放熱機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換えられる。具体的には、図示しないサーミスタで測定される熱媒の温度が異常に高いときに、熱媒が放熱機２８を経由して循環するように三方弁３６の出口が切換えられる。放熱機２８は、例えば送風を行なうことで熱媒を冷却する。なお、図示２５はシスターンである。
【００２４】
蓄熱ユニット１５は、貯湯槽４４と、補助熱源機である給湯暖房機５０と、制御ユニット６０等から構成され、これらは蓄熱ユニットハウジング１６に収納されている。発電ユニット２０と貯湯槽４４との間には発電熱回収媒体循環路４が配設されている。発電熱回収媒体循環路４の往き経路は貯湯槽４４の底部に接続されており、戻り経路は貯湯槽４４の上部に接続されている。即ち、発電ユニット２０内の２つの熱交換器７０，７４で加熱された温水は、発電熱回収媒体循環路４の戻り経路を経て貯湯槽４４の上部から注入されて貯湯され、貯湯槽４４の底部の温水が発電熱回収媒体循環路４の往き経路を経て発電ユニット２０へ送られる。発電熱回収媒体循環路４の戻り経路にはサーミスタＴ１が配設され、発電熱回収媒体循環路４の往き経路にはサーミスタＴ２が配設されている。貯湯槽４４の上部にはサーミスタＴ３が配設され、下部にはサーミスタＴ４が配設されている。
なお、発電熱回収媒体循環路４には発電熱回収媒体循環ポンプ６が配設されている。この発電熱回収媒体循環ポンプ６が駆動することで発電熱回収媒体循環路４内を温水が循環する（図中矢印方向に循環する）。この発電熱回収媒体循環ポンプ６は制御ユニット６０によって駆動制御される。
【００２５】
蓄熱ユニット１５には、水道水を給水するための給水管６４が配設されている。給水管６４は第１給水管６４ａと第２給水管６４ｂの二手に分岐している。第１給水管６４ａは貯湯槽４４の下部と接続している。第２給水管６４ｂはミキシングユニット７２の入口７２ｂと接続されている。貯湯槽４４の上部には第１出湯管５２が接続されており、この第１出湯管５２はミキシングユニット７２の入口７２ａと接続されている。なお、ミキシングユニット７２については後述する。第１給水管６４ａには水量センサＦ１が配設されており、第１出湯管５２にはサーミスタＴ５が配設されている。第２給水管６４ｂにはサーミスタＴ６が配設されている。
【００２６】
給水管６４の、第１給水管６４ａと第２給水管６４ｂへの分岐部より下流側には減圧弁４２が配設されている。この減圧弁４２は、貯湯槽４４とミキシングユニット７２への給水圧力を調整する。貯湯槽４４内の湯水が減少したり、ミキシングユニット７２の入口７２ｂが開いたりして減圧弁４２の下流側圧力がその調圧値以下になると、減圧弁４２が開いて貯湯槽４４やミキシングユニット７２に給水が行なわれる。貯湯槽４４内は、水道水圧力が減圧弁４２によって減圧された、水道水圧力よりも低い圧力に維持される。
貯湯槽４４の上部には、貯湯槽４４内の圧力を開放するリリーフ弁４６が配設されている。貯湯槽４４内の圧力は、このリリーフ弁４６と減圧弁４２によって、貯湯槽４４の耐圧圧力である０．１７ＭＰａ以下に維持される。リリーフ弁４６には、開放された圧力を外部に導く圧力開放経路５５が配設されている。貯湯槽４４の下部には、排水経路５４の一端が接続されている。排水経路５４の他端は圧力開放経路５５の途中に接続されている。この排水経路５４は、貯湯槽４４からの排水を行なう。排水経路５４には手動操作の排水弁５３が装着されている。排水弁５３を開くと、貯湯槽４４に貯められている湯水が排水経路５４を通って外部に排水される。
【００２７】
ミキシングユニット７２は、２つの入口７２ａ，７２ｂと１つの出口７２ｃを有している。このミキシングユニット７２の一方の入口７２ａには第１出湯管５２を介して貯湯槽４４内の温水が流入し、他方の入口７２ｂには第２給水管６４ｂを介した水道水が流入する。これらの２つの入口７２ａ，７２ｂの開口度は可変である。即ち、温水と水道水の流入比率が可変である。これら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、水道水を遮断して（入口７２ｂを閉じて）第１出湯管５２からの温水のみをミキシングユニット７２に流入させる（入口７２ａを開く）ことが可能であり、逆に、第１出湯管５２からの温水を遮断して（入口７２ａを閉じて）水道水のみをミキシングユニット７２に流入させる（入口７２ｂを開く）ことも可能である。また、ミキシングユニット７２への流入比率を、例えば第１出湯管５２からの温水７０％、水道水３０％とし、第１出湯管５２からの温水と第２給水管６４ｂからの水道水の混合比率を調整することができる。
ミキシングユニット７２の出口７２ｃには第２出湯管７６が接続されている。第２出湯管７６は給湯暖房機５０の給湯経路９４（後述する）に接続されている。ミキシングユニット７２の２つの入口７２ａ，７２ｂには、減圧弁４２によって減圧された圧力が加わっている。従って、ミキシングユニット７２の入口７２ａから流入した湯水と、入口７２ｂから流入した水道水が混合され、この混合された湯水は、減圧弁４２で調圧された圧力によって第２出湯管７６を経て給湯暖房機５０へ供給される。第２出湯管７６にはサーミスタＴ７が配設されている。
【００２８】
給湯暖房機５０にはシスターン５１と２つのバーナ３８，５６が備えられている。給湯暖房機５０には温水を案内する複数の経路が配設されている。
一端がミキシングユニット７２に接続された第２出湯管７６の他端は給湯経路９４に接続されている。給湯経路９４は給湯経路９４ａ，９４ｂの二手に分岐している。給湯経路９４ａの末端は台所の蛇口や風呂の給湯栓等の給湯箇所に接続されており、給湯経路９４ｂの末端はシスターン５１の上部に入れられている。給湯経路９４ａにはサーミスタＴ１２が配設されている。給湯箇所での給湯温度は図示しないリモコンが操作されることによって予め設定されている。給湯経路９４ａは、給湯経路９４ａ内の温水がバーナ３８によって加熱されるように配設されている。バーナ３８は制御ユニット６０によって駆動制御されている。具体的には、給湯経路９４ａ内の温水の温度が給湯設定温度より低い場合にバーナ３８が駆動される。給湯経路９４ａには水量センサＦ２も配設されている。
【００２９】
バーナ３８を通過後の給湯経路９４ａには温水供給路８０が設けられている。この温水供給路８０は後述する浴槽水循環路９８に接続されている。温水供給路８０には温水供給弁８２が配設されており、この温水供給弁８２が開かれると温水供給路８０を介して温水が浴槽水循環路９８に誘導される。温水供給弁８２は制御ユニット６０によって開閉制御されている。
また、シスターン５１に接続された給湯経路９４ｂには暖房用補水弁９５が配設されている。暖房用補水弁９５が開かれると給湯経路９４ｂを介して温水がシスターン５１に誘導される。暖房用補水弁９５は制御ユニット６０によって開閉制御されている。
【００３０】
シスターン５１内には、制御ユニット６０に接続されている水位電極５８が配設されている。水位電極５８は棒状のハイレベルスイッチ５８ａとローレベルスイッチ５８ｂとを備えている。ハイレベルスイッチ５８ａの下端はシスターン５１の水位の上限に位置しており、ローレベルスイッチ５８ｂの下端はシスターン５１の水位の下限に位置している。これらのハイレベルスイッチ５８ａとローレベルスイッチ５８ｂは、その下端が水に触れているとオン信号を出力する。
制御ユニット６０は、ローレベルスイッチ５８ｂがオン信号を出力していない間は暖房用補水弁９５を開くように制御し、ハイレベルスイッチ５８ａがオン信号を出力したときには暖房用補水弁９５を閉じるように制御する。即ち、シスターン５１内の水位は、制御ユニット６０によって上限水位と下限水位の間に維持される。
【００３１】
シスターン５１には暖房用循環路が接続されている。詳しくは、シスターン５１には１つの共通経路２が接続されており、この共通経路２には暖房用ポンプ３とサーミスタＴ８が配設されている。この共通経路２が二手に分岐し、高温用循環路８４と低温用循環路８６を形成している。
高温用循環路８４は高温用負荷９２（例えば暖房機や浴室乾燥機等）を通過する経路８４ａと、高温用負荷９２をバイパスする経路８４ｂを有している。経路８４ａは、シスターン５１内の温水を高温用負荷９２に送り、利用された後の温水をシスターン５１に戻す（図中矢印方向）。なお、経路８４ａの戻り経路は後述する低温用循環路８６の戻り経路に合流している。経路８４ａには熱動弁８５が配設されている。この熱動弁８５は高温用負荷９２の運転スイッチが操作されてオンとなると開き、オフとなると閉じる。
一方、経路８４ｂは熱動弁８５の上流側から分岐した経路であり、後述する低温用循環路８６の戻り経路に合流している。高温用負荷９２をバイパスする経路８４ｂには熱動弁８３が配設されている。
【００３２】
高温用循環路８４にはサーミスタＴ９が配設されている。高温用循環路８４内の温水を加熱するため、高温用循環路８４にはバーナ５６が配設されている。このバーナ５６は制御ユニット６０によって駆動制御されている。高温用循環路８４内の温水の温度は通常約８０℃になるように制御されている。
なお、この高温用循環路８４内の温水は、暖房用ポンプ３が駆動することによって循環する（図中矢印方向に循環する）。この暖房用ポンプ６は制御ユニット６０によって駆動制御される。
【００３３】
高温用循環路８４には追焚き用循環路８８が接続されている。この追焚き用循環路８８には熱交換器９１が配設されている。追焚き用循環路８８には熱動弁８９が配設されており、この熱動弁８９が開くと、高温用循環路８４から温水が誘導され、温水の熱が熱交換器９１に伝熱される。熱動弁８９は制御ユニット６０によって開閉制御される。
浴槽水を追焚きするとき、浴槽９０内の温水は浴槽水循環路９８内を循環する。この浴槽水循環路９８は上述の熱交換器９１を通過するように配設されている。浴槽水循環路９８内の温水が循環し、熱交換器９１で加熱されることによって浴槽水が追焚きされる。浴槽水循環路９８にはサーミスタＴ１０が配設されている。なお、この浴槽水循環路９８には浴槽水用ポンプ９９が配設されている。この浴槽水用ポンプ９９が駆動することによって浴槽水循環路９８内の温水が循環する。
【００３４】
低温用循環路８６は低温用負荷（床暖房機等）９６を通過するように配設されている。低温用循環路８６は、シスターン５１内の温水を低温用負荷９６に送り、利用された後の温水を後述する２つの経路でシスターン５１に戻す。
低温用循環路８６の送り経路には熱動弁８７が配設されている。この熱動弁８７は制御ユニット６０によって開閉制御される。低温用循環路８６にはサーミスタＴ１１が配設されている。低温用循環路８６内の温水は通常約６０℃になるように制御されている。
【００３５】
低温用循環路８６の戻り経路は、直接シスターン５１へ戻る経路８６ａと、貯湯槽４４内を通過してからシスターン５１へ戻る経路８６ｂとを有している。これらの経路８６ａ，８６ｂは三方弁１２によって切換えられる。三方弁１２は１つの入口１２ａと２つの出口１２ｂ，１２ｃとを有している。低温用循環路８６の戻り経路は三方弁１２の入口１２ａに接続されている。三方弁１２の出口１２ｂには経路８６ａが接続されている。この経路８６ａの他端はシスターン５１に接続されている。一方、三方弁１２の出口１２ｃには経路８６ｂが接続されている。この経路８６ｂは、貯湯槽４４内の温水と混合されることなく貯湯槽４４内を通過する経路である。この経路８６ｂは貯湯槽４４内を通過後に経路８６ａに合流する。三方弁１２の切換えは制御ユニット６０によって制御されている。
【００３６】
上述の経路８６ｂによって、貯湯槽４４に蓄熱されている熱を暖房運転に利用することができる。例えば、貯湯槽４４内の熱を床暖房運転に利用したい場合、熱動弁８３を開いて高温用負荷９２（この場合浴室乾燥機）をバイパスする経路８４ｂを開通させ、さらに三方弁１２の出口を出口１２ｃに切換える。これによって高温用循環路８４内の温水が低温用循環路８６の戻り経路を経て経路８６ｂへ誘導される。この経路８６ｂ内の温水は貯湯槽４４内を通過するときに貯湯槽４４内の温水によって加熱され、この温水がシスターン５１へ戻る。この循環によって低温用循環路８６内の湯水が加熱され、この湯水の熱が床暖房機に伝熱される。このようにすれば、貯湯槽４４内の熱を床暖房運転等の暖房運転に利用することができる。
また、上述の経路８６ｂによって、暖房運転終了後、貯湯槽４４内の蓄熱量が少ないときには暖房用循環路内の余熱を貯湯槽４４に蓄熱させることができる。例えば、貯湯槽４４の上部の温度が低温用循環路８６内の温水の温度よりも低いときには、三方弁１２の出口を出口１２ｃに切換える。これによって低温用循環路８６内の温水が経路８６ｂへ誘導される。この経路８６ｂ内の温水は貯湯槽４４内を通過するときに貯湯槽４４内の温水を加熱する。このようにすれば、低温用循環路８６等の暖房用循環路内の余熱を貯湯槽４４内に蓄熱することができる。
【００３７】
次に、本発明を特徴付ける処理、即ち、異常検出処理について説明する。図２は本実施例に係る全体の処理を示したフローチャートであり、図３〜６はブロック毎の処理を示したフローチャートである。各ブロックについては以下に説明する。
本実施例のコージェネレーションシステム１０の異常検出は、発電ブロックと、発電熱回収ブロックと、ミキシングブロックと、給湯ブロックと、暖房ブロックと、切換ブロック毎に行なわれる。これらの各ブロックについて、図１を用いて説明する。
発電ブロックは、燃料電池２２と改質器３０等から構成され、発電運転を行なう。発電熱回収ブロックは、発電熱回収媒体循環路４と発電熱回収媒体循環ポンプ６等から構成され、発電ブロックで発電された発電熱を回収し、この発電熱によって貯湯槽４４内の温水を加熱する。ミキシングブロックは、ミキシングユニット７２と、ミキシングユニット７２に接続される各配管（第１出湯管５２、第２給水管６４ｂ、第２出湯管７６）等から構成され、貯湯槽４４内の温水と水道水を混合する。給湯ブロックは、給湯経路９４とバーナ３８等から構成され、ミキシングブロックを経由した温水を加熱調温して温水利用箇所に供給する。暖房ブロックは、暖房用循環路（高温用循環路８４、低温用循環路８６、共通経路２）と暖房用ポンプ３とバーナ５６等から構成され、暖房用循環路に暖房用媒体を循環させて暖房運転を行なう。切換ブロックは、三方弁１２等から構成され、暖房用循環路の２つの戻り経路８６ａ，８６ｂを切換える。
【００３８】
図２に示すとおり、最初の処理であるステップＳ１０では発電熱回収ブロックの運転が正常に行なわれているか否かが判断される。正常であればステップＳ１４に進む。異常が検出されたときには、ステップＳ１２に進んで発電ブロックと発電熱回収ブロックの運転を禁止した後、ステップＳ１４に進む。
ステップＳ１４では発電ブロックの運転が正常に行なわれているか否かが判断される。正常であればステップＳ１８以降に進む。異常が検出されたときにはステップＳ１６に進み、発電ブロックの運転を禁止する。以上のステップＳ１０からステップＳ１６の処理の詳細は図３を用いて後述する。
【００３９】
ステップＳ１８ではミキシングブロックの運転が正常に行なわれているか否かが判断される。正常であればステップＳ２４以降に進む。異常が検出されたときにはステップＳ２０に進み、ミキシングブロックの出口温度（サーミスタＴ７によって検出される温度）が給湯ブロックの設定温度より高いか否かが判別される。ミキシングブロックの出口温度が給湯ブロックの設定温度以下であれば（ステップＳ２０でＮＯであれば）ステップＳ２４以降に進む。ミキシングブロックの出口温度が給湯ブロックの設定温度を上回っていれば（ステップＳ２０でＹＥＳであれば）、ステップＳ２２に進んでミキシングブロックを水道水のみが通過可能状態としてミキシング運転を禁止する。以上のステップＳ１８からステップＳ２２の処理の詳細は図４を用いて後述する。
【００４０】
ステップＳ２４では給湯ブロックの運転が正常に行なわれているか否かが判断される。正常であればステップＳ２８以降に進む。異常が検出されたときにはステップＳ２６に進み、給湯運転のうちの加熱運転を禁止する。以上のステップＳ２４とステップＳ２６の処理の詳細は図５を用いて後述する。
ステップＳ２８では暖房ブロックの運転が正常に行なわれているか否かが判断される。正常であればステップＳ３２以降に進む。異常が検出されたときにはステップＳ３０に進み、暖房ブロックの運転を禁止する。以上のステップＳ２８からステップＳ３０の処理の詳細は図６を用いて後述する。
ステップＳ３２では切換ブロックの運転が正常に行なわれているか否かが判断される。正常であっても異常であってもステップＳ３４に進む。ステップＳ３４ではステップＳ１０から３２までの処理で異常が検出されたブロックについて異常表示を行なう。切換ブロックは正常であっても異常であっても運転を許容する。以上のステップＳ３２とステップＳ３４の処理の詳細は図７を用いて後述する。
【００４１】
次に、図３〜図７を用いてブロック毎に制御ユニット６０が行なう処理について説明する。
まず、発電熱回収ブロックと発電ブロックの異常検出処理を図３に示す。ステップＳ１１０では、発電ユニット２０の燃料電池２２が発電中であるかが判断される。発電中であるとき（ステップＳ１１０でＹＥＳのとき）にはステップＳ１２０に進み、発電熱回収媒体循環ポンプ６を起動させる。これによって発電熱回収媒体循環路４内の温水が循環する。
ステップＳ１３０に進み、発電熱回収媒体循環ポンプ６の回転数が正常値であるか否かが判断される。ステップＳ１３０で、発電熱回収媒体循環ポンプ６の回転数が異常値であれば（ＮＯであれば）、発電熱回収媒体循環ポンプ６が異常状態であることから、ステップＳ１７０に進んで発電熱回収媒体循環ポンプ６を停止させ、発電熱回収媒体循環ポンプ６の異常を示すエラー表示を行ない、処理を終了する。エラー表示は図示しないリモコンに設けられた表示器に表示される。本実施例中では、以降で行なわれるエラー表示も同様にリモコンの表示器に表示されるものとする。なお、発電熱回収媒体が循環しない状態で発電ブロックの運転が許容されてしまうと、回収されない発電熱によって発電ユニット２０内の温度が上昇する。このようなときには、熱媒循環経路２４に配設されている三方弁３６の出口が切換えられ、熱媒が放熱機２８を経由して循環する。これによって、発電熱が放熱されて冷却されるため、安全面において支障は生じない。しかし、総合的なエネルギー効率が低下してしまい、燃料電池２２による発電を継続させる必要性はなくなるため、発電ブロックの運転も合わせて禁止する。
即ち、このステップＳ１３０は図２のステップＳ１０に相当しており、ステップＳ１３０では発電熱回収ブロックの運転が正常であるか否かが判断される。
【００４２】
ステップＳ１３０で、発電熱回収媒体循環ポンプ６の回転数が正常値であれば（ＹＥＳであれば）、発電熱回収ブロックの運転は正常であり、ステップＳ１４０に進む。ステップＳ１４０ではサーミスタＴ２で検知される値とサーミスタＴ４で検知される値の差の絶対値が１０℃以下であるか否かが判断される。サーミスタＴ２は発電熱回収媒体循環路４の往き経路内の水温を検知するサーミスタであり、サーミスタＴ４は貯湯槽４４内の下部の水温を検知するサーミスタである。正常時であれば、これらの値はほぼ同一となる。しかし、サーミスタＴ２で検知される値とサーミスタＴ４で検知される値の差の絶対値が１０℃を上回るとき（ステップＳ１４０でＮＯとなるとき）は、発電熱回収媒体循環ポンプ６の異常か発電熱回収媒体循環路４の配管の異常であるため、ステップＳ１８０に進み、発電熱回収媒体循環ポンプ６を停止させ、エラー表示を行なう。なお、このときも同様に発電ブロックの運転を禁止する。
即ち、このステップＳ１４０も図２のステップＳ１０に相当しており、ステップＳ１４０でも発電熱回収ブロックの運転が正常であるか否かが判断される。
【００４３】
ステップＳ１４０で、サーミスタＴ２で検知される値とサーミスタＴ４で検知される値の差の絶対値が１０℃以下であれば（ＹＥＳであれば）、発電熱回収ブロックの運転は正常であり、ステップＳ１５０に進む。ステップＳ１５０ではサーミスタＴ１の検知する温度が９０℃以上であるか否かが判断される。サーミスタＴ１は発電熱回収媒体循環路４の戻り経路内の水温を検知するサーミスタである。サーミスタＴ１が検知する水温が９０℃を下回っていれば（ステップＳ１５０でＮＯであれば）発電熱回収媒体循環路４内の水温および流量は正常値である。即ち、発電ブロックの運転は正常であり、ステップＳ１１０からステップＳ１５０の処理を繰返す。サーミスタＴ１が検知する水温が９０℃以上であれば（ステップＳ１５０でＹＥＳであれば）発電熱回収媒体循環路４内の水温は異常な高温であり、発電ユニット２０内で異常加熱が発生しているか、あるいは、流路が閉塞寸前で充分な流量が確保できないかの何れかであると判断されるため、ステップＳ１６０に進み、発電を停止させ、発電ブロックの異常を示すエラー表示を行ない、処理を終了する。なお、このとき、発電熱回収媒体循環路４内の温水の循環に異常はないため、発電熱回収ブロックの運転を許容する。
即ち、このステップＳ１５０は図２のステップＳ１４に相当しており、ステップＳ１５０では発電ブロックの運転が正常であるか否かが判断される。
【００４４】
上記のステップＳ１３０で検出される異常は、燃料電池２２の故障によるものではない。しかし、発電熱回収媒体循環路４内の温水の循環が異常であるときに発電運転を行なうと、総合的なエネルギー効率が悪くなってしまう。従って、発電熱回収ブロックに異常が検出されたときには発電ブロックの運転も禁止している。但し、熱媒循環ポンプ８が正常であり、熱媒循環経路２４に配設された三方弁３６によって放熱機２８を経由する経路に切換えて、発電熱を放熱することが可能であれば、安全面において支障はなく、発電を行なうことは可能であるため、発電ブロックの運転を許可してもよい。
ステップＳ１５０で検出される異常は、燃料電池２２の故障によるものと考えられ、発電ブロックの運転は禁止する。しかし、異常に高温となっている燃料電池２２を冷却しなければならないため、発電熱回収ブロックは継続運転する。
上記の処理で検出される異常は、発電ブロックと発電熱回収ブロックにおける異常である。従って、故障が解消されるまでの間、他のブロック（ミキシングブロックと給湯ブロックと暖房ブロックと切換ブロック）の運転を許容する。
【００４５】
次に、ミキシングブロックの異常検出処理を図４に示す。ステップＳ２１０では給湯中であるか否かが判断される。給湯中であるときに（ステップＳ２１０でＹＥＳのときに）ステップＳ２２０に進む。ステップＳ２２０ではサーミスタＴ３で検知される値とサーミスタＴ５で検知される値との差の絶対値が５℃を下回るか否かが判断される。サーミスタＴ３は貯湯槽４４内の上部の水温を検知するサーミスタであり、サーミスタＴ５は貯湯槽４４の上部から出湯した温水の水温を検知するサーミスタである。正常時であれば、これらの値はほぼ同一となる。しかし、サーミスタＴ３で検知される値とサーミスタＴ５で検知される値の差の絶対値が５℃を上回るとき（ステップＳ２２０でＮＯとなるとき）は、ミキシングユニット７２内の異常か配管の異常であると判断され、ステップＳ２８０に進む。
【００４６】
ステップＳ２８０では、サーミスタＴ７で検知される値が給湯設定温度以下であるか否かが判断される。サーミスタＴ７はミキシングユニット７２から出湯された温水の水温を検知するサーミスタである。サーミスタＴ７で検知される値が給湯設定温度以下であれば（ステップＳ２８０でＹＥＳであれば）、ミキシングブロックに異常は発生していても、安全面において支障はない。このため、ステップＳ２９０に進んでエラー表示は行なうものの、ミキシング運転は許容して、処理を終了する。
一方、サーミスタＴ７で検知される値が給湯設定温度を上回るとき（ステップＳ２８０でＮＯのとき）、異常な高温で給湯されてしまう恐れがあり、危険である。このため、ステップＳ２７０に進んでエラー表示を行なうとともに、ミキシングユニット７２の貯湯槽４４側の入口７２ａを全閉とし、給水側の入口７２ｂを全開とし、処理を終了する。このようにすることで、ミキシングユニット７２からは貯湯槽４４からの湯水が出湯されず、水道水のみが出水されるため、上記の危険を回避することができる。
即ち、ステップＳ２２０は図２のステップＳ１８に相当しており、ステップＳ２２０ではミキシングブロックの運転が正常であるか否かが判断される。また、ステップＳ２８０は図２のステップＳ２０に相当しており、ステップＳ２７０は図２のステップＳ２２に相当している。
【００４７】
ステップＳ２２０で、サーミスタＴ３で検知される値とサーミスタＴ５で検知される値との差の絶対値が５℃を下回るとき（ＹＥＳのとき）は正常であり、ステップＳ２３０に進む。ステップＳ２３０ではサーミスタＴ５で検知される値がサーミスタＴ７で検知される値以上であるか否かが判断される。サーミスタＴ５は貯湯槽４４の上部から出湯した温水の水温を検知するサーミスタであり、サーミスタＴ７はミキシングユニット７２から出湯された温水の水温を検知するサーミスタである。正常時であれば、ミキシングユニット７２から出湯された温水の水温は、貯湯槽４４から給湯された温水の水温とほぼ等しい（貯湯槽４４側入口７２ａ全開、給水側入口７２ｂ全閉のとき）か、ミキシングユニット７２から出湯された温水の水温が、貯湯槽４４から給湯された温水の水温より低い（貯湯槽４４側入口７２ａと給水側入口７２ｂが開いているとき）はずである。しかし、サーミスタＴ５で検知される値がサーミスタＴ７で検知される値を下回っているとき（ステップＳ２３０でＮＯのとき）、ミキシングユニット７２内の異常か配管の異常であると判断され、ステップＳ２８０に進む。なお、ステップＳ２８０以降は先述の通り処理される。
即ち、ステップＳ２３０も図２のステップＳ１８に相当しており、ステップＳ２３０でもミキシングブロックの運転が正常であるか否かが判断される。
【００４８】
ステップＳ２３０で、サーミスタＴ５で検知される値がサーミスタＴ７で検知される値以上であるとき（ＹＥＳのとき）は正常であり、ステップＳ２４０に進む。ステップＳ２４０ではサーミスタＴ７で検知される値がサーミスタＴ６で検知される値以上であるか否かが判断される。サーミスタＴ７はミキシングユニット７２から出湯された温水の水温を検知するサーミスタであり、サーミスタＴ６は第２給水管６４ｂから給水された水道水の水温を検知するサーミスタである。正常時であれば、ミキシングユニット７２から出湯された温水の水温は、給水管６４ｂから給水された水道水の水温とほぼ等しい（貯湯槽４４側入口７２ａ全閉、給水側入口７２ｂ全開のとき）か、ミキシングユニット７２から出湯された温水の水温が、給水管６４ｂから給水された水道水の水温より高い（貯湯槽４４側入口７２ａと給水側入口７２ｂが開いているとき）はずである。しかし、サーミスタＴ７で検知される値がサーミスタＴ６で検知される値を下回っているとき（ステップＳ２４０でＮＯのとき）、ミキシングユニット７２内の異常か配管の異常であると判断され、ステップＳ２８０に進む。なお、ステップＳ２８０以降は先述の通り処理される。
即ち、ステップＳ２４０も図２のステップＳ１８に相当しており、ステップＳ２４０でもミキシングブロックの運転が正常であるか否かが判断される。
【００４９】
ステップＳ２４０で、サーミスタＴ７で検知される値がサーミスタＴ６で検知される値以上であるとき（ＹＥＳのとき）は正常であり、ステップＳ２５０に進む。ステップＳ２５０では、水量センサＦ１で検知される水量が水量センサＦ２で検知される水量以下であるか否かが判断される。水量センサＦ１は貯湯槽４４に給水される水道水の水量を検知するセンサであり、水量センサＦ２は給湯経路９４ａに給湯される温水の水量を検知するセンサである。ミキシングユニット７２で、貯湯槽４４からの湯水を通過させ、第２給水管６４ｂからの水道水を通過させないときには、給湯された水量分だけ貯湯槽４４内に給水されるはずである（Ｆ１＝Ｆ２）。また、貯湯槽４４からの湯水と第２給水管６４ｂからの水道水を両方とも通過させるときには、貯湯槽４４に給水される水道水の水量が、給湯経路９４ａに給湯される温水の水量を下回るはずである（Ｆ１＜Ｆ２）。即ち、水量センサＦ１で検知される値は水量センサＦ２で検知される値以下（ステップＳ２５０でＹＥＳ）となるはずである。従って、水量センサＦ１で検知される値が水量センサＦ２で検知される値を上回る（ステップＳ２５０でＮＯとなる）ようなことがあれば、ミキシングユニット７２内の異常か配管の異常であると判断され、ステップＳ２８０に進む。なお、ステップＳ２８０以降は先述の通り処理される。
即ち、ステップＳ２５０も図２のステップＳ１８に相当しており、ステップＳ２５０でもミキシングブロックの運転が正常であるか否かが判断される。
【００５０】
ステップＳ２５０で、水量センサＦ１で検知される値が水量センサＦ２で検知される値以下であるとき（ＹＥＳのとき）は正常であり、ステップＳ２６０に進む。ステップＳ２６０では、ステップＳ２８０と同様の処理が行なわれる。即ち、ミキシングユニット７２から出湯された温水の水温（Ｔ７）が給湯設定温度以下であるか否かが判断される。サーミスタＴ７で検知される値が給湯設定温度以下であれば（ステップＳ２６０でＹＥＳ）、ミキシングブロックの運転は正常であり、ステップＳ２１０からステップＳ２６０の処理を繰返す。サーミスタＴ７で検知される値が給湯設定温度を上回っているとき（ステップＳ２６０でＮＯのとき）、ミキシングユニット７２内の異常か配管の異常であると判断され、ステップＳ２７０に進む。ステップＳ２７０では先述のようにエラー表示を行なう他、ミキシングユニット７２の貯湯槽４４側の入口７２ａを全閉とし、給水側の入口７２ｂを全開として処理を終了する。
なお、ステップＳ２６０は図２のステップＳ２０に相当している。
【００５１】
上記のステップＳ２２０からステップＳ２５０が、図２のステップＳ１８に示すミキシングブロックの異常検出処理に相当する。このステップＳ２２０からステップＳ２５０の異常検出処理で異常が検出されず（ＹＥＳ）、ステップＳ２６０でミキシングユニット７２から出湯された温水の水温（Ｔ７）が給湯設定温度以下であれば（ＹＥＳであれば）、ミキシングブロックの運転は正常である。
ステップＳ２２０からステップＳ２５０の異常検出処理で異常が検出されても（ＮＯであっても）、ステップＳ２８０でミキシングユニット７２から出湯された温水の水温（Ｔ７）が給湯設定温度以下であれば（ＹＥＳであれば）、異常を解消する必要はあるものの、ミキシングブロックの運転を許容しても安全面において何ら支障はない。従って、この場合、エラー表示するに留め、故障が解消されるまでの間も全てのブロックの運転を許容する。給湯ブロックの運転が許容されることから、給湯暖房機５０に備えられているバーナ３８によって給湯設定温度まで加熱して給湯させることができるため、機能的には何ら問題はない。
【００５２】
しかし、ステップＳ２２０からステップＳ２５０で異常が検出されても（ＮＯであっても）、異常が検出されなくても（ＹＥＳであっても）、ミキシングユニット７２から出湯される温度が給湯設定温度よりも高い場合（ステップＳ２６０またはステップＳ２８０でＮＯの場合）は、ミキシング運転を禁止する。ミキシングユニット７２から設定温度よりも高温の湯水が出湯されると、ミキシングユニット７２より下流の給湯経路９４ａで水温を下げる機構がないため、高温のまま給湯されることとなり、危険である。従って、この場合には貯湯槽４４側の入口７２ａを全閉とし、給水管６４ｂ側の入口７２ｂを全開とする処理（ステップＳ２７０）がなされる。これによって、ミキシングユニット７２から貯湯槽４４由来の温水が出湯されなくなるため、危険を回避することができる。このとき、ミキシングブロック以外のブロックの運転を許容する。ミキシングユニット７２からは非加熱の水道水が出水されるが、給湯ブロックの運転が許容されることから、バーナ３８によって給湯設定温度まで加熱して給湯させることができるため、機能的には何ら問題はない。
即ち、ミキシングブロックに何らかの異常が検出されても、ミキシングブロック以外のブロックの運転は許容される。ミキシングユニット７２から出湯される温度が給湯設定温度よりも高い場合のみ、ミキシング運転が禁止される。
【００５３】
次に、給湯ブロックの異常検出処理について図５を用いて説明する。ステップＳ３１０では給湯中であるか否かが判断される。給湯中であるときには（ステップＳ３１０でＹＥＳのときに）ステップＳ３２０に進む。ステップＳ３２０ではサーミスタＴ１２で検知される値と給湯設定温度がほぼ等しいか否かが判断される。即ち、給湯ブロックが正常に運転しているか否かが判断される。サーミスタＴ１２はバーナ３８を通過した温水の水温を検知するサーミスタである。これらの値がほぼ等しければ（ステップＳ３２０でＹＥＳであれば）給湯ブロックの運転は正常であるが、等しくなければ（ステップＳ３２０でＮＯであれば）ステップＳ３３０に進む。ステップＳ３３０ではサーミスタＴ１２で検知される値が給湯設定温度より低いか否かが判断される。サーミスタＴ１２で検知される値が給湯設定温度より低ければ（ステップＳ３３０でＹＥＳであれば）安全面において支障はない。従って、ステップＳ３４０に進んでエラー表示するに留まり、加熱運転を継続させて処理を終了する。サーミスタＴ１２で検知される値が給湯設定温度より高ければ（ステップＳ３３０でＮＯであれば）安全上問題であるため、ステップＳ３５０に進んで直ちにバーナ３８の燃焼を禁止してエラー表示を行ない、処理を終了する。
即ち、ステップＳ３２０は図２のステップＳ２４に相当しており、ステップＳ３２０では給湯ブロックの運転が正常であるか否かが判断される。
【００５４】
サーミスタＴ１２が検知する値が異常値であって給湯設定温度を下回るとき、エラー表示は行なうものの安全面に何ら支障はないため、故障が解消されるまでの間も全てのブロックの運転を許容する。貯湯槽４４内に蓄熱されていれば、これを用いて給湯することができる。一方、サーミスタＴ１２が検知する値が異常値であって設定温度を上回るとき、異常に高い水温で給湯されてしまう恐れがあり、安全を確保することができないため、エラー表示を行なって加熱運転を禁止する。
【００５５】
次に、暖房ブロックの異常検出処理について図６を用いて説明する。ステップＳ４１０では暖房運転中であるか否かが判断される。暖房運転中であるときには（ステップＳ４１０でＹＥＳのときに）ステップＳ４２０に進む。ステップＳ４２０では暖房用ポンプ３の回転数が正常値であるか否かが判断される。ステップＳ４２０で、暖房用ポンプ３の回転数が異常値であれば（ＮＯであれば）、暖房用ポンプ３が異常状態であることから、ステップＳ４６０に進み、暖房用ポンプ３を停止させる。さらに、暖房用循環路内の湯水の循環が停止するため、バーナ５６の燃焼を禁止し、エラー表示をおこなって処理を終了する。
即ち、ステップＳ４２０は図２のステップＳ２８に相当しており、ステップＳ４２０では暖房ブロックの運転が正常であるか否かが判断される。
【００５６】
ステップＳ４２０で、暖房用ポンプ３の回転数が正常値であれば（ＹＥＳであれば）、暖房用ポンプ３は正常であり、ステップＳ４３０に進む。ステップＳ４３０では、サーミスタＴ９で検知される値と、暖房用循環路内の湯水の設定温度（約８０℃、以下暖房設定温度とする）がほぼ等しいか否かが判断される。サーミスタＴ９は高温用循環路８４のバーナ５６の下流側の水温を検知するサーミスタである。これらの値がほぼ等しければ（ステップＳ４３０でＹＥＳであれば）暖房ブロックの運転は正常であるが、等しくなければ（ステップＳ４３０でＮＯであれば）異常であり、ステップＳ４４０に進む。ステップＳ４４０ではサーミスタＴ９で検知される値が暖房設定温度より低いか否かが判断される。サーミスタＴ９で検知される値が暖房設定温度より低ければ（ステップＳ４４０でＹＥＳであれば）安全面において支障はない。従って、ステップＳ４５０に進んでエラー表示するに留まり、暖房運転を継続させて処理を終了する。サーミスタＴ９で検知される値が暖房設定温度より高ければ（ステップＳ４４０でＮＯであれば）暖房用負荷に異常に高温の湯水が流入し、安全上問題であるため、ステップＳ４７０に進む。ステップＳ４７０では直ちにバーナ５６の燃焼を禁止してエラー表示を行ない、処理を終了する。なお、このとき、暖房用ポンプ３の運転は許容されている。三方弁１２の出口を出口１２ｃに切換えて暖房用ポンプ３を運転させることによって、貯湯槽４４内を通過する経路８６ｂにバーナ５６で過熱された湯水を循環させて冷却することができる。
即ち、このステップＳ４３０も図２のステップＳ２８に相当しており、ステップＳ４３０でも暖房ブロックの運転が正常であるか否かが判断される。
【００５７】
以上のことから、暖房用ポンプ３に異常が検出されたとき（ステップＳ４２０でＮＯのとき）には暖房ブロックの運転を禁止し、その他のブロックの運転は許容する。また、暖房用ポンプ３は正常であって、高温用循環路８４のバーナ５６の下流側の水温が異常値で暖房設定温度を下回るとき（ステップＳ４４０でＹＥＳのとき）には、エラー表示は行なうものの安全面に何ら支障はないため、故障が解消されるまでの間も全てのブロックの運転を許容する。暖房用ポンプ３は正常であって、高温用循環路８４のバーナ５６の下流側の水温が異常値で暖房設定温度を上回るとき（ステップＳ４４０でＮＯのとき）には、異常に高い水温の湯水が循環し、安全を確保することができないため、エラー表示を行なってバーナ５６の加熱運転のみを禁止する。ミキシングブロック以外のブロックの運転は許容する。
【００５８】
次に、切換ブロックの異常検出処理を図７に示す。ステップＳ５１０では暖房用ポンプ３が駆動中であるか否かが判断される。暖房用ポンプ３が駆動しているときに（ステップＳ５１０でＹＥＳであるときに）、ステップＳ５２０に進み、サーミスタＴ３で検知される値とサーミスタＴ１１で検知される値の差が５℃を上回るか否かを判断する。サーミスタＴ３は貯湯槽４４内の上部の水温を検知するサーミスタであり、サーミスタＴ１１は暖房用循環路の戻り経路の水温を検知するサーミスタである。サーミスタＴ３で検知される値とサーミスタＴ１１で検知される値の差が５℃を上回るときは（ステップＳ５２０でＹＥＳのときは）、貯湯槽４４内に蓄熱された熱が暖房に利用できるものと判断されて、ステップＳ５３０に進む。サーミスタＴ３で検知される値とサーミスタＴ１１で検知される値の差が５℃以下であるときは（ステップＳ５２０でＮＯのときは）、貯湯槽４４内には暖房に利用できる熱が蓄熱されていないものと判断されて、ステップＳ５６０に進む。
【００５９】
ステップＳ５３０では、三方弁１２の出口が出口１２ｃに切換えられる。これによって、暖房用循環路の戻り経路として、貯湯槽４４内を通過する経路８６ｂが選択される。ステップＳ５４０に進み、サーミスタＴ３で検知される値がサーミスタＴ８で検知される値以上であるか否かが判断される。サーミスタＴ３は貯湯槽４４内の上部の水温を検知するサーミスタであり、サーミスタＴ８は暖房用循環路の往き経路内の水温を検知するサーミスタである。サーミスタＴ３で検知される値がサーミスタＴ８で検知される値以上であれば、切換ブロックの運転は正常である。サーミスタＴ３で検知される値がサーミスタＴ８で検知される値を下回っているとき（ステップＳ５４０でＮＯのとき）、配管の異常であると判断され、ステップＳ５５０に進んでエラー表示を行ない、処理を終了する。
即ち、このステップＳ５４０は図２のステップＳ３２に相当しており、ステップＳ５４０では切換ブロックの運転が正常であるか否かが判断される。
【００６０】
ステップＳ５６０では、三方弁１２の出口が出口１２ｂに切換えられる。これによって、暖房用循環路の戻り経路として、貯湯槽４４内を通過しない経路８６ａが選択される。ステップＳ５７０に進み、サーミスタＴ１１で検知される値とサーミスタＴ８で検知される値との差の絶対値が５℃を下回るか否かが判断される。サーミスタＴ１１は暖房用循環路の戻り経路内の水温を検知するサーミスタであり、サーミスタＴ８は暖房用循環路の往き経路内の水温を検知するサーミスタである。サーミスタＴ１１で検知される値とサーミスタＴ８で検知される値との差の絶対値が５℃を下回っていれば、切換ブロックの運転は正常である。サーミスタＴ１１で検知される値とサーミスタＴ８で検知される値との差の絶対値が５℃以上であるとき（ステップＳ５７０でＮＯのとき）、配管の異常であると判断され、ステップＳ５５０に進んでエラー表示を行ない、処理を終了する。
即ち、このステップＳ５７０も図２のステップＳ３２に相当しており、ステップＳ５４０でも切換ブロックの運転が正常であるか否かが判断される。
【００６１】
上記のステップＳ５４０とステップＳ５７０が、図２のステップＳ３２に示す切換ブロックの異常検出処理に相当する。これらの切換ブロックの異常検出処理で異常が検出されても、全てのブロックの運転は許容されている。例えば、本来出口が出口１２ｂに切換えられるべきところを出口１２ｃに切換えられてしまう異常が発生したと仮定する。このとき、実際には貯湯槽４４内の上部の水温が低く、暖房用循環路内の温水の水温よりも低いにもかかわらず経路８６ｂが選択されてしまう事態が発生する。これによって、暖房用循環路内の温水の熱が貯湯槽４４内に放熱されてしまうため、エネルギーを無駄に消費してしまう不具合が発生する。また、あるいは、本来出口が出口１２ｃに切換えられるべきところを出口１２ｂに切換えられてしまう異常が発生したと仮定する。このとき、実際には貯湯槽４４内の熱が暖房に充分利用できるのにもかかわらず、経路８６ａが選択されてしまう事態が発生する。これによって、貯湯槽４４内に蓄熱されている熱を暖房に有効利用することができない不具合が発生する。
しかしながら、上記の何れの場合もエネルギー効率は悪化するものの、安全面において何ら支障はない。従って、切換ブロックの異常が発生した場合、エラー表示するに留め、故障が解消されるまでの間も全部のブロックの運転を許容する。
【００６２】
本発明のコージェネレーションシステムでは、異常が発生したとき、その異常が発生しているブロックに対して、どのブロックは運転可能であって、どのブロックは運転禁止であるかが設定されている。即ち、運転しても差し支えないブロックについては、故障が解消されるまでの間も運転が許容され、運転を許容すると安全性に支障をきたすブロックについては運転が禁止されている。従って、従来技術のように、異常のないブロックの運転までもが停止してしまうことがない。このため、故障が解消されるまでの間の熱効率の低下は否めないが、安全性を維持した上で、システムを最大限に利用して正常運転時に近い形態で運転させることができるため、機能性や利便性を向上させることができる。
また、本発明のコージェネレーションシステムでは、エラー表示が行なわれるため、異常の発生箇所を特定することができる。これによって、修理の際、容易に故障箇所やその内容を把握することができ、修理時間の短縮につながる。なお、実施例中ではエラー表示をリモコンの表示器に表示させたが、他の表示器でも構わない。
【００６３】
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。
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】本実施例のコージェネレーションシステムの概略構成図。
【図２】本実施例に係る全体の処理を示したフローチャート。
【図３】ブロック毎の処理を示したフローチャート。
【図４】ブロック毎の処理を示したフローチャート。
【図５】ブロック毎の処理を示したフローチャート。
【図６】ブロック毎の処理を示したフローチャート。
【図７】ブロック毎の処理を示したフローチャート。
【符号の説明】
２：共通経路
３：暖房用ポンプ
４：発電熱回収媒体循環路
６：発電熱回収媒体循環ポンプ
８：熱媒循環ポンプ
１０：コージェネレーションシステム
１２：三方弁、１２ａ：入口、１２ｂ：出口、１２ｃ：出口
１５：蓄熱ユニット
１６：蓄熱ユニットハウジング
２０：発電ユニット
２１：発電ユニットハウジング
２２：燃料電池
２４：熱媒循環経路
２５：シスターン
２８：放熱機
３０：改質器
３２：バーナ
３４：燃焼ガス排気管
３６：三方弁
３８：バーナ
４４：貯湯槽
４６：リリーフ弁
５０：給湯暖房機
５１：シスターン
５２：第１出湯管
５３：排水弁
５４：排水経路
５５：圧力開放経路
５６：バーナ
５８：水位電極、５８ａ：ハイレベルスイッチ、５８ｂ：ローレベルスイッチ
６０：制御ユニット
６４：給水管、６４ａ：第１給水管、６４ｂ：第２給水管
７０：熱交換器
７２：ミキシングユニット７２ａ：入口、７２ｂ：入口、７２ｃ：出口
７４：熱交換器
７６：第２出湯管
８０：温水供給路
８２：温水供給弁
８３：熱動弁
８４：高温用循環路
８５：熱動弁
８６：低温用循環路
８７：熱動弁
８８：追焚き用循環路
８９：熱動弁
９０：浴槽
９１：熱交換器
９２：高温用負荷
９４ａ，９４ｂ：給湯経路
９５：暖房用補水弁
９６：低温用負荷
９８：浴槽水循環路
９９：浴槽水用ポンプ
Ｔ１〜Ｔ１２：サーミスタ
Ｆ１，Ｆ２：水量センサ
【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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