(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源の発生する熱を回収して暖房用熱媒を加熱する熱回収回路と、暖房用熱媒を低温暖房循環回路に設けられた低温暖房端末に循環供給するとともに、浴槽水を暖房用熱媒によって間接加熱する熱源器とを備える熱回収システムにおいて、
前記低温暖房循環回路の往き経路を分岐して戻り経路に合流させたバイパス経路を設けるとともに、前記戻り経路の前記合流させた位置の下流側であって、前記熱源器の上流側には、暖房用熱媒を加熱する前記熱回収回路の熱交換器を配置したことを特徴とする熱回収システム。
【請求項２】
請求項１記載の熱回収システムにおいて、
前記熱源器は、暖房用熱媒を加熱する暖房熱交換器と、風呂から供給循環される浴槽水を前記暖房用熱媒によって加熱する風呂熱交換器と、暖房用熱媒を循環させる暖房ポンプと、該熱源器内部の内循環回路とを備え、
前記内循環回路は、前記暖房熱交換器、前記風呂熱交換器および前記暖房ポンプを結ぶとともに、分岐されて前記低温暖房循環回路に接続され、
前記熱源の発生する熱を回収して風呂の追焚きを行うときには、前記暖房用熱媒を、前記内循環回路で循環させる一方、前記低温暖房循環回路の前記バイパス経路を介して循環させることを特徴とする熱回収システム。
【請求項３】
請求項２記載の熱回収システムにおいて、
前記熱源の発生する熱を回収して風呂の追焚きを行うときに、前記暖房熱交換器による暖房用熱媒の加熱を併せて行うことを特徴とする熱回収システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスエンジン等の熱源が発生する熱を回収するとともに、暖房用熱媒を加熱して暖房端末に供給循環させる熱源器を備える熱回収システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、給湯風呂暖房機を熱源器として有するとともに、ガスエンジン等の熱源からの排熱を回収利用するシステムとして、例えば、図２に示されるものがある。
【０００３】
熱源器としての給湯風呂暖房機５0は、給水、給湯、高温および低温の各暖房端末からの暖房戻り、低温暖房端末および高温暖房端末用の各接続部５0ａ〜５0ｅを備えるとともに、図示しないバーナによって給水を加熱する給湯熱交換器７と、図示しないバーナによって暖房用熱媒としての暖房水を加熱する暖房熱交換器８と、暖房水を、暖房用の高温暖房端末あるいは低温暖房端末に送給する暖房ポンプ９と、暖房水を利用して浴槽水を加熱する風呂熱交換器１０と、浴槽水を浴槽６に送給する風呂ポンプ１１と、電磁弁１２，１３とを備えている。
【０００４】
ガスエンジン１等の熱源からの排熱によって加熱された熱媒が循環する排熱回収回路２0には、循環ポンプ４と、暖房端末からの戻りの暖房水が循環する排熱暖房熱交換器３と、浴槽水が循環する排熱風呂熱交換器１８とが設けられており、ガスエンジン１の排熱を回収して暖房水および浴槽水を加熱するものである。
【０００５】
かかるシステムでは、ガスエンジン１の排熱を利用して風呂の追焚きを行う場合には、給湯風呂暖房機５0の風呂ポンプ１１を駆動して浴槽６の浴槽水を循環させる一方、ガスエンジン１および循環ポンプ４を駆動してガスエンジン１の排熱によって加熱された熱媒を循環させて排熱風呂熱交換器１８で浴槽水を直接加熱して追焚きを行うものである。
【０００６】
また、ガスエンジン１の排熱を利用することなく、風呂の追焚きを行う場合には、暖房ポンプ９を駆動して暖房水を、暖房熱交換器８で加熱し、電磁弁１３および風呂熱交換器１０を介して暖房ポンプ９へ戻す内循環回路で循環させる一方、給湯風呂暖房機５0の風呂ポンプ１１を駆動して浴槽水を循環させて風呂熱交換器１０で暖房水によって間接加熱して追焚きを行うものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように、風呂の追焚きにガスエンジン１などの熱源の排熱を利用する従来のシステムでは、給湯風呂暖房機５0の風呂熱交換器１０とは別に、排熱回収回路２0に、浴槽水を直接加熱するための排熱風呂熱交換器１８を追加する必要があり、コストが高くつくといった難点があった。
【０００８】
本発明は、上述のような点に鑑みて為されたものであって、熱交換器を追加することなく、熱源から回収した熱による風呂の追焚きを可能にすることを主たる目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明では、上述の目的を達成するために、次のように構成している。
【００１０】
すなわち、請求項１に係る本発明の熱回収システムは、熱源の発生する熱を回収して暖房用熱媒を加熱する熱回収回路と、暖房用熱媒を低温暖房循環回路に設けられた低温暖房端末に循環供給するとともに、浴槽水を暖房用熱媒によって間接加熱する熱源器とを備える熱回収システムにおいて、前記低温暖房循環回路の往き経路を分岐して戻り経路に合流させたバイパス経路を設けるとともに、前記戻り経路の前記合流させた位置の下流側であって、前記熱源器の上流側には、暖房用熱媒を加熱する前記熱回収回路の熱交換器を配置している。
【００１１】
請求項１に係る本発明によれば、暖房用熱媒によって浴槽水を間接加熱する際には、低温暖房循環回路に設けたバイパス経路で暖房用熱媒を循環させることにより、熱回収回路の熱交換器によって、熱源からの熱を回収して暖房用熱媒を加熱できることなる。したがって、暖房用熱媒を加熱する熱交換器とは別に熱交換器を追加することなく、熱回収回路で回収した熱を利用して風呂の追焚きを行うことが可能となる。
【００１２】
請求項２に係る本発明は、請求項１の発明において、前記熱源器は、暖房用熱媒を加熱する暖房熱交換器と、風呂から供給循環される浴槽水を前記暖房用熱媒によって加熱する風呂熱交換器と、暖房用熱媒を循環させる暖房ポンプと、該熱源器内部の内循環回路とを備え、前記内循環回路は、前記暖房熱交換器、前記風呂熱交換器および前記暖房ポンプを結ぶとともに、分岐されて前記低温暖房循環回路に接続され、前記熱源の発生する熱を回収して風呂の追焚きを行うときには、前記暖房用熱媒を、前記内循環回路で循環させる一方、前記低温暖房循環回路の前記バイパス経路を介して循環させるものである。
【００１３】
請求項２に係る本発明によれば、暖房用熱媒を、内循環回路から分岐された低温暖房循環回路のバイパス経路を介して循環させて熱源の発生する熱を回収する一方、内循環回路の風呂熱交換器を介して循環させることで、回収した熱によって浴槽水を間接加熱して風呂の追焚きを行うことができる。
【００１４】
請求項３に係る本発明は、請求項２の発明において、前記熱源の発生する熱を回収して風呂の追焚きを行うときに、前記暖房熱交換器による暖房用熱媒の加熱を併せて行うものである。
【００１５】
請求項３に係る本発明によれば、熱源から回収した熱だけでは、風呂の追焚きに不充分であるときには、熱源器の熱交換器で暖房用熱媒を加熱して追焚きを行うことが可能となる。しかも、熱源器の熱交換器で暖房用熱媒を加熱した場合にも、低温暖房循環回路へ供給される暖房用熱媒の温度は、高温暖房の場合に比べて低いので、この暖房用熱媒を熱回収回路の熱交換器で加熱することができ、熱源器の熱交換器および熱回収回路の熱交換器による暖房用熱媒の同時加熱が可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の一つの実施の形態に係る熱回収システムを適用した給湯風呂暖房システムの概略構成図である。
【００１８】
同図において、１は熱源としての発電機能を有するガスエンジンであり、このガスエンジン１によって発電された電気は、当該給湯風呂暖房システムが設置されている一般家庭の家庭内負荷に供給される。
【００１９】
２はガスエンジン１からの排熱、例えば、ガスエンジンンの水冷およびガスエンジンの排ガスによって加熱された不凍液などの熱媒が循環する排熱回収回路である。この排熱回収回路２は、暖房用熱媒としての暖房水を排熱で加熱する排熱暖房熱交換器３と、循環ポンプ４とが設けられている。なお、暖房用熱媒は、水に限らず、不凍液などであってもよい。
【００２０】
５は暖房水を図示しない高温暖房端末や低温暖房端末に循環供給して高温暖房や低温暖房を行うとともに、浴槽６からの浴槽水を暖房水によって間接加熱して風呂の追焚きを行う熱源器としての給湯風呂暖房機であり、給水、給湯、暖房戻り、低温暖房端末および高温暖房端末用の各接続部５ａ〜５ｅを備えている。
【００２１】
この給湯風呂暖房機５は、図示しないバーナによって給水を加熱する給湯熱交換器７と、図示しないバーナによって暖房水を加熱する暖房熱交換器８と、暖房水を高温暖房端末あるいは低温暖房端末に送給する暖房ポンプ９と、暖房水を利用して浴槽水を加熱する風呂熱交換器１０と、浴槽６からの浴槽水を風呂熱交換器１０を介して循環させる風呂ポンプ１１と、浴槽６への給湯や給水を行うための電磁弁１２と、暖房水を風呂熱交換器１０を介して循環させるための電磁弁１３とを備えている。
【００２２】
この実施の形態では、従来例のように、排熱風呂熱交換器１８を追加することなく、排熱を回収して風呂の追焚きを行えるようにするために、次のように構成している。
【００２３】
すなわち、給湯風呂暖房機５の接続部５ｄから図示しない低温暖房端末を介して給湯風呂暖房機５の接続部５ｃに至る低温暖房循環回路には、その往き経路を分岐して戻り経路に合流させたバイパス経路１６が設けられており、戻り経路の合流位置よりも下流側であって、給湯風呂暖房機５の上流側に、排熱回収回路２の排熱暖房熱交換器３を配置している。また、往き経路の前記分岐させた位置には、三方弁１７が設けられており、この三方弁１７によって、暖房水の経路を、低温暖房端末側またはバイパス経路１６側に切換えることができるようになっている。なお、この三方弁１７およびガスエンジン１の駆動停止を含む各部の制御は、図示しないコントローラによって行われる。
【００２４】
次に、以上の構成を有する給湯風呂暖房システムの動作を、風呂の追焚き単独運転の場合と風呂の追焚きと暖房との同時運転の場合に分けて説明する。
（１）風呂の追焚き単独運転の場合
先ず、暖房することなく、ガスエンジン１の排熱を利用して風呂の追焚き運転を単独で行う場合には、ガスエンジン１を駆動するとともに、排熱回収回路２の循環ポンプ４を駆動してガスエンジン１からの熱媒を、矢符で示されるように排熱暖房熱交換器３を介して循環させる。
【００２５】
給湯風呂暖房機５では、電磁弁１３を開くとともに、三方弁１７をバイパス経路１６側に切換え、また、高温暖房端末への図示しない開閉弁を閉じるとともに、低温暖房端末（低温暖房循環回路）への図示しない開閉弁も閉じ、暖房ポンプ９および風呂ポンプ１１を駆動する。
【００２６】
これによって、暖房ポンプ９、暖房熱交換器８、電磁弁１３および風呂熱交換器１０を結ぶ内循環回路が構成される。この内循環回路は、暖房ポンプ９の下流側で分岐されて接続部５ｄを介して低温暖房循環回路に接続されている。
【００２７】
したがって、暖房ポンプ９からの暖房水は、暖房熱交換器８および接続部５ｄへと分流され、暖房熱交換器８への暖房水は、矢符で示されるように電磁弁１３を介して風呂熱交換器１０を経由して暖房ポンプ９へと戻り、また、接続部５ｄからの暖房水は、矢符で示されるように三方弁１７、バイパス経路１６および排熱暖房熱交換器３を介して接続部５ｃから暖房ポンプ９に戻る。
【００２８】
バイパス経路１６からの暖房水は、排熱暖房熱交換器３において、ガスエンジン１の７５℃〜８０℃程度の排熱で加熱されて暖房ポンプ９に戻るのであるが、その途中で、浴槽水との熱交換によって温度が低下した風呂熱交換器１０からの暖房水と合流されて温度が低下する。この温度が低下した暖房水は、暖房ポンプ９を経由して暖房熱交換器８および接続部５ｄへと分流され、接続部５ｄへ分流された暖房水は、再びバイパス経路１６を介して排熱暖房熱交換器３で排熱を回収する。
【００２９】
一方、排熱暖房熱交換器３で加熱されて暖房ポンプ９を経由して暖房熱交換器８へ分流された暖房水は、電磁弁１３を介して風呂熱交換器１０に至り、この風呂熱交換器１０で、浴槽水と熱交換して暖房ポンプ９に戻る。
【００３０】
このようにして、暖房水を、低温暖房循環回路のバイパス経路１６および排熱暖房熱交換器３を介して循環させることでガスエンジン１の排熱を回収する一方、暖房水を、内循環回路の風呂熱交換器１０を介して循環させることで浴槽水を間接加熱して風呂の追焚きを行うものである。
【００３１】
この実施の形態によれば、上述の従来例のように、排熱を回収して風呂の追焚きを行うために、排熱風呂熱交換器１８を追加する必要がなく、その分コストの低減を図ることができる。
【００３２】
さらに、この実施の形態では、ガスエンジン１の排熱の回収だけでは、風呂の追焚きの熱量が不足するような場合には、排熱回収と同時に、給湯風呂暖房機５の暖房熱交換器８の図示しないバーナを燃焼させて暖房水を加熱してもよい。
【００３３】
すなわち、この場合には、暖房熱交換器８の加熱によって、暖房水が、例えば、８０℃程度に加熱され、電磁弁１３を介して風呂熱交換器１０に至り、この風呂熱交換器１０で浴槽水と熱交換して加熱し、例えば、６０℃程度に温度が低下して排熱暖房熱交換器３からの暖房水と合流されて暖房ポンプ９に戻る。暖房ポンプ９を経由した暖房水は、暖房熱交換器８および接続部５ｄへと分流され、接続部５ｄへ分流された暖房水は、再びバイパス経路１６を介して排熱暖房熱交換器３で排熱を回収し、暖房熱交換器８へ分流された暖房水は、暖房熱交換器８の加熱によって、８０℃程度に加熱され、電磁弁１３を介して風呂熱交換器１０で浴槽水と熱交換して浴槽水を加熱するものである。
【００３４】
このように、暖房熱交換器８の加熱によって、例えば、８０℃程度に加熱された暖房水は、風呂熱交換器１０で浴槽水を加熱して温度が、例えば、６０℃程度に低下し、この温度が低下した暖房水が、暖房ポンプ９を介して分流されて再びバイパス経路１６を介して排熱暖房熱交換器３に至るので、ガスエンジン１の７５℃〜８０℃程度の排熱で再び加熱されることになり、ガスエンジン１の排熱による加熱と給湯風呂暖房機５の暖房熱交換器８による加熱とを併用できることになる。
（２）風呂の追焚きおよび暖房運転の場合
風呂の追焚きと高温あるいは低温暖房とを同時に行う場合には、基本的に従来と同様であり、三方弁１７は、図示しない低温暖房端末側へ切換えられ、バイパス経路１６は、使用されない。
【００３５】
給湯風呂暖房機５では、電磁弁１３を開くとともに、高温暖房端末あるいは低温暖房端末への図示しない開閉弁を開き、暖房ポンプ９および風呂ポンプ１１を駆動する。さらに、暖房熱交換器８の図示しないバーナを燃焼させて暖房水を加熱する。
【００３６】
これによって、従来と同様にして、暖房熱交換器８で加熱された暖房水が、電磁弁１３を介して風呂熱交換器１０に至り、この風呂熱交換器１０で浴槽水と熱交換して、浴槽水を間接加熱して追焚きを行うのである。
【００３７】
一方、暖房熱交換器８で加熱された８０℃程度の暖房水は、接続部５ｅを介して図示しない高温暖房端末に至り、この高温暖房端末で放熱した後、排熱暖房熱交換器３を介して給湯風呂暖房機５の接続部５ｃに戻る。あるいは、暖房熱交換器８で加熱された８０℃程度の暖房水は、分岐路１９を介して暖房端末からの温度の低い戻りの暖房水と合流されて例えば、６０℃程度の暖房水となり、暖房ポンプ９を経由して接続部５ｄへ分流され、三方弁１７を介して図示しない低温暖房端末に至り、この低温暖房端末で放熱した後、排熱暖房熱交換器３を介して給湯風呂暖房機５の接続部５ｃに戻る。
【００３８】
このとき、ガスエンジン１および循環ポンプ４を駆動してガスエンジン１の排熱によって、暖房端末からの戻りの暖房水を加熱して排熱を利用してもよい。
【００３９】
このようにして、給湯風呂暖房機５の暖房熱交換器８によって暖房水が加熱されて風呂の追焚きと高温あるいは低温暖房とが同時に行われる。
【００４０】
なお、低温暖房を行うことなく、高温暖房と風呂の追焚きとを同時に行う場合には、三方弁１７をバイパス経路１６側に切換えて暖房水を、バイパス経路１６を介して循環させるようにしてもよい。
【００４１】
（その他の実施の形態）
上述の実施の形態では、三方弁１７によって、暖房水の経路を切換えたけれども、本発明の他の実施の形態として、単に経路を切換えるのではなく、バイパス経路１６側と低温暖房端末側との流量を制御するようにしてもよい。
【００４２】
上述の実施の形態では、ガスエンジン１の排熱を回収したけれども、本発明の他の実施の形態として、燃料電池やマイクロガスタービンのような他の発電機の排熱を回収するようにしてもよいし、排熱に限らず、ボイラーその他の熱源の熱を回収するようにしてもよく、集合住宅におけるセントラルヒーティングシステムに用いてもよい。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、暖房用熱媒によって浴槽水を間接加熱する際には、低温暖房循環回路に設けたバイパス経路で暖房用熱媒を循環させることにより、熱回収回路の熱交換器によって、熱源からの熱を回収して暖房用熱媒を加熱できることなる。したがって、暖房用熱媒を加熱する熱交換器とは別に熱交換器を追加することなく、熱回収回路で回収した熱を利用して風呂の追焚きを行うことが可能となり、従来例に比べてコストの低減を図ることができる。
【００４４】
また、熱源から回収した熱だけでは、風呂の追焚きに不充分であるときには、熱源器の熱交換器で暖房用熱媒を加熱して追焚きを行うことが可能となる。しかも、熱源器の熱交換器で暖房用熱媒を加熱した場合にも、低温暖房循環回路へ供給される暖房用熱媒の温度は、高温暖房の場合に比べて低いので、この暖房用熱媒を熱回収回路の熱交換器で加熱することができ、熱源器の熱交換器および熱回収回路の熱交換器による暖房用熱媒の同時加熱が可能となる
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る給湯風呂暖房システムの概略構成図である。
【図２】従来例の給湯風呂暖房システムの概略構成図である。
【符号の説明】
１          ガスエンジン
３          排熱暖房熱交換器
８          暖房熱交換器
９          暖房ポンプ
１０        風呂熱交換器
１６        バイパス経路
１７        三方弁
【図１】
0004663926.tif 000002
【図２】
0004663926.tif 000003