(57)【要約】【課題】熱を供給するための貯蔵複合（併給）ボイラー・システム及び方法を提供する。【解決手段】熱出力及び電気出力を供給する家庭用熱電併給（ｄｃｈｐ）ユニットと、ｄｃｈｐユニットの熱出力により加熱される流体を含む第１のパイピングシステムと、熱交換器により第１のパイピング・システム内の流体からの熱の移送により加熱される流体を含む第２のパイピング・システムと、第１のパイピング・システム内の熱のための蓄熱装置を提供するように、第１のパイピング・システム内に流体を収容し貯蔵するための、熱交換器の下流に位置する第１のパイピング・システム内に配置される貯蔵容器とを備える貯蔵複合ボイラー・システム。【選択図】      なし
2010513840.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯蔵複合（併給）ボイラー・システムであって、
熱出力及び電気出力を供給する家庭用熱電併給（ｄｃｈｐ）ユニットと、
前記ｄｃｈｐユニットの前記熱出力により加熱される流体を含む第１のパイピング・システムと、
熱交換器を用いた前記第１のパイピング・システム内の流体からの熱の移送により加熱される流体を含む第２のパイピング・システムと、
前記第１のパイピング・システム内の熱のための蓄熱装置を提供するように、前記第１のパイピング・システム内に流体を収容し貯蔵するための、前記熱交換器の下流の前記第１のパイピング・システム内に配置される貯蔵容器と、
を備える貯蔵複合ボイラー・システム。
【請求項２】
前記第１のパイピング・システムが、
第１のパイピング回路と、
第２のパイピング回路と、
前記第１のパイピング・システム内の前記流体が、前記第１のパイピング回路の周囲を流れるように又は前記第２のパイピング回路の周囲を流れるように構成されている弁と、
を備え、
前記貯蔵容器が、前記第１のパイピング回路内に配置される、請求項１に記載の貯蔵複合ボイラー・システム。
【請求項３】
前記第２のパイピング回路が、セントラル・ヒーティング・パイピング・ネットワークであり、前記第１のパイピング・システム内の前記流体がセントラル・ヒーティング用の流体である、請求項２に記載の貯蔵複合ボイラー・システム。
【請求項４】
前記貯蔵容器の温度に基づいて、前記ｄｃｈｐユニットを制御するように構成されているコントローラをさらに備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の貯蔵複合ボイラー・システム。
【請求項５】
前記コントローラが、前記貯蔵容器の温度としきい値温度との比較に基づいて、前記ｄｃｈｐユニットを制御するように配置される、請求項４に記載の貯蔵複合ボイラー・システム。
【請求項６】
前記コントローラが、前記貯蔵容器のところの温度の変化率に基づいて、前記ｄｃｈｐユニットを制御するように配置される、請求項４又は５に記載の貯蔵複合ボイラー・システム。
【請求項７】
前記コントローラが、前記貯蔵容器の温度の変化率と温度のしきい変化率との比較に基づいて、前記ｄｃｈｐユニットを制御するように配置される、請求項６に記載の貯蔵複合ボイラー・システム。
【請求項８】
前記貯蔵容器は、その中に貯蔵されている前記流体の温度の変化率が、前記貯蔵容器を含まない前記第１のパイピング・システム内の前記流体の温度の変化率より実質的に小さくなるために十分な容積のものである、前記請求項のいずれか１項に記載の貯蔵複合ボイラー・システム。
【請求項９】
前記ｄｃｈｐユニットが、スターリング・エンジンを備える、前記請求項のいずれか１項に記載の貯蔵複合ボイラー・システム。
【請求項１０】
前記ｄｃｈｐユニットが、前記第１の流体を加熱することができる二次バーナ及び熱交換器をさらに備える、請求項９に記載の貯蔵複合ボイラー・システム。
【請求項１１】
前記コントローラが、温度の変化率が、温度しきい値の変化率より大きく、前記温度がしきい値より低い場合に、前記二次バーナをオンにするように配置される、請求項７に従属する請求項１０に記載の貯蔵複合ボイラー・システム。
【請求項１２】
前記貯蔵容器が、第１のタンク及び第２のタンクを備える、前記請求項のいずれか１項に記載の貯蔵複合ボイラー・システム。
【請求項１３】
前記ｄｃｈｐユニットを囲むように配置されているボイラー・ハウジングをさらに備える、前記請求項のいずれか１項に記載の貯蔵複合ボイラー・システム。
【請求項１４】
前記ボイラー・ハウジングが、前記貯蔵容器の少なくとも一部を囲むようにさらに配置される、請求項１３に記載の貯蔵複合ボイラー・システム。
【請求項１５】
前記ボイラー・ハウジングが、前記貯蔵容器を完全に囲むようにさらに配置される、請求項１４に記載の貯蔵複合ボイラー・システム。
【請求項１６】
前記貯蔵容器が、前記熱交換器から物理的に分離している、前記請求項のいずれか１項に記載の貯蔵複合ボイラー・システム。
【請求項１７】
熱出力及び電気出力を供給する家庭用熱電併給（ｄｃｈｐ）ユニットにより加熱するための方法であって、
前記ｄｃｈｐユニットの前記熱出力により、第１のパイピング・システム内の流体を加熱するステップと、
熱交換器を用いた前記第１のパイピング・システム内の前記流体からの熱の移送により、第２のパイピング・システム内の流体を加熱するステップと、
前記第１のパイピング・システム内の熱のための蓄熱装置を提供するために、前記第１のパイピング・システム内の流体を、前記熱交換器の下流の前記第１のパイピング・システム内に配置される貯蔵容器内に収容し、貯蔵するステップと、
を含む方法。
【請求項１８】
前記第１のパイピング・システムが、第１のパイピング回路及び第２のパイピング回路を備え、
前記第１のパイピング・システム内の前記流体が前記第１のパイピング回路の周囲、又は前記第２のパイピング回路の周囲を流れるように前記流体の流れを制御するステップをさらに含み、
前記貯蔵容器が、前記第１のパイピング回路内に配置される、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記第２のパイピング回路が、セントラル・ヒーティング・パイピング・ネットワークであり、前記第１のパイピング・システム内の前記流体が、セントラル・ヒーティング用の流体である、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
収容及び貯蔵ステップは、前記貯蔵容器内に貯蔵している前記流体の温度の変化率が前記貯蔵容器を含まない前記第１のパイピング・システム内の前記流体の温度の変化率より実質的に小さくなるようにするステップを含む、請求項１７〜１９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】
前記貯蔵容器の温度に基づいて、前記ｄｃｈｐユニットを制御するステップをさらに含む、請求項１７〜２０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２２】
前記制御ステップが、前記貯蔵容器の温度としきい値温度との比較に基づいて制御を行うステップを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記制御ステップが、前記貯蔵容器の温度の変化率に基づいて制御を行う、請求項２１又は２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記制御ステップが、前記貯蔵容器の温度の変化率と温度のしきい変化率との比較に基づいて行われる、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記貯蔵容器が、前記熱交換器から物理的に分離している、請求項１７〜２４のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユーザの要件に適合する加熱及び給湯を行うために家庭用熱電併給（ｄｃｈｐ）ユニットを使用する、温水を貯蔵するのに外部タンクを必要としない、貯蔵複合ボイラーに関する。
【背景技術】
【０００２】
ｄｃｈｐユニットの１つの利点は、１つの機関だけで家庭に熱、温水及び電力を供給することができ、それにより全体の効率を高くすることができることである。例えば、本発明者の国際特許出願ＷＯ−Ａ−０３／０８４０２３号に、スターリング・エンジン発電機を備えるこのようなｄｃｈｐユニットが開示されている。
【０００３】
電気出力は、家庭が電気を必要としている場合にも使用することができるし、又は家庭に供給している電気グリッドに電気を売ることもできる。それ故、グリッドから入手する電気の正味の量を低減することができる。ｄｃｈｐユニットの電力出力は、特定のユニットのために固定されているその機関の発電容量、及び制御することができる機関が稼働している時間の長さに依存する。それ故、機関の稼働時間を最大限に長くすることができれば有利である。
【０００４】
このようなｄｃｈｐユニットは、セントラル・ヒーティングを行い、及び温水を供給するためにボイラーの一部を形成することができる。通常、この場合、ｄｃｈｐユニットは、家庭の暖房及び温水要件に基づいて制御される。最も基本的なレベルにおいて、このことは、ｄｃｈｐユニットが熱を必要とする場合に動作し、この要求が満たされた場合に停止することを意味する。このようになっているので、ｄｃｈｐユニット機関及び任意の補助システムがオン／オフを繰り返すことになり、それによりこれらの構成要素の寿命が短くなる。
【０００５】
さらに、これらのボイラーは、補助温水タンクを使用しなければ直ちに温水により暖房を行うことができない。これらのボイラーは、温水を生成し貯蔵する効率が低いばかりでなく、凍結によるフラッディング及びパイピングが長くなるという問題が発生する恐れがある。例えば、ＧＢ  ２  ３０１  ４２３号に開示されている従来のバーナを使用している貯蔵複合ボイラーは、加熱回路から温水回路に熱を移送し、それにより必要に応じて温水を供給することができる。水は本管から直接加熱されるので、ポンプを使用しなくても本管の圧力により供給される。バーナの寿命を短縮することなく暖房及び温水の両方の要求を満たすように、必要に応じてバーナをオン／オフすることができる。
【０００６】
ＧＢ−Ａ−２  ４１０  ７９０号に、蓄熱装置内に貯蔵している水を加熱するマイクロ熱電併給機関が開示されている。水は蓄熱装置からポンプにより汲み出され、熱を温水システムに移送するプレート式熱交換器を通る。蓄熱装置は、２つの温度センサを有し、それにより熱電併給機関が制御される。これにより熱電併給機関のオン／オフの反復が防止される。しかし、蓄熱装置は、例えば機関が完全に暖まる前のように熱電併給機関が要求を満たすだけの十分な熱を供給することができない場合に、補助熱を貯蔵しそれ故補助熱を供給するためのものである。これにより、１日のうちに熱電併給機関が稼働するのに必要な全体の時間の長さが短縮する。
【０００７】
本発明者の国際特許出願ＰＣＴ／ＧＢ０４／００４８３５号に、温度測定、予測及び予熱時間を使用することにより、このオン／オフの反復を低減するために、ｄｃｈｐユニットを制御するための他の方法が開示されている。しかし、これは、補助システムを犠牲にして、機関の稼働時間を最大限に延ばすためのものである。これにより発電効率が改善する。
【０００８】
ｄｃｈｐユニットを使用する貯蔵複合ボイラーは有利なものである。しかし、ｄｃｈｐユニットのオン／オフの反復を低減しかつ機関の稼働時間を最大限に延ばすための予測アルゴリズムは、瞬間温水の供給に容易に適合することができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記のことを背景にして、第１の態様によれば、本発明は、熱出力及び電気出力を供給する家庭用熱電併給（ｄｃｈｐ）ユニットと、ｄｃｈｐユニットの熱出力、又はｄｃｈｐユニットと直列に接続している補助ボイラーにより加熱される流体を含む第１のパイピング・システムと、熱交換器により第１のパイピング・システム内の流体からの熱の移送により加熱される流体を含む第２のパイピング・システムと、第１のパイピング・システム内の熱を貯蔵するための蓄熱装置を提供するように、その第１のパイピング・システム内に流体を受け入れ、貯蔵するために、熱交換器の下流に位置する第１のパイピング・システム内に配置される貯蔵容器とを備える貯蔵複合（併給）ボイラー・システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
貯蔵容器は、ピーク（熱）負荷時に、発電機をほぼ連続的に（スムースに）作動することができる熱フライホイールとしての働きをする。すなわち、第１のパイピング・システム内の水の容積を増大することにより、その熱容量が増大し、パイピング・システム内の温度の変化率が遅くなる。それ故、熱交換器の下流に貯蔵容器を設置することにより、例えば、家庭の蛇口を締めた場合のように、温水に対する任意の要求がなくなった場合に、直ちにｄｃｈｐユニットをオフにする必要がなくなる。何故なら、貯蔵容器内の熱が、温水に対する要求により有意に低下しているからである。このことは、ｄｃｈｐユニットの稼働時間を最大限に延ばすことができることを意味する。都合の良いことに、これらの機能も、またｄｃｈｐユニットの動作中のオン／オフの反復を防止し、最大限に電気を発生することができる。これによりｄｃｈｐユニットの寿命が長くなり、一方、熱及び電力の発生効率は最大になる。
【００１１】
それにより貯蔵容器は、その内部に貯蔵している流体が加熱及び冷却する速度を遅くし、それにより熱フライホイールとしての働きをする。それ故、貯蔵容器は、特定の温度に達するためにその内部に貯蔵している流体のために必要な時間を長くする。貯蔵容器は、また、例えば、家庭の蛇口を締めた場合のような、温水に対する任意の要求が満たされた場合、直ちに熱電併給ユニットをオフにするのを防止する。このことは、ｄｃｈｐユニットが動作する時間が最大限長くなることを意味する。
【００１２】
好適には、貯蔵容器は、物理的に熱交換器から分離していることが好ましい。第２のパイピング・システム（家庭用温水）のための熱交換器から貯蔵容器を物理的に分離することによる併給システムの本質的な利点、すなわち、前の使用方法とは無関係に、瞬間温水の本質的な利点が、（温水熱交換器が貯蔵容器内に常駐する従来の「非併給」システムとは異なり）保持される。
【００１３】
好ましい実施形態の場合には、加熱システムは、また、貯蔵容器のところの温度に基づいて、ｄｃｈｐユニットを制御するように構成されているコントローラを備える。都合の良いことに、コントローラは、貯蔵容器の温度としきい値温度との比較に基づいて、ｄｃｈｐユニットを制御するように配置されている。例えば、貯蔵容器の温度がしきい値温度より低下した場合には、第１の流体に供給される熱を増大するようにｄｃｈｐユニットを制御することができる。しきい値温度は、貯蔵容器の指定温度であってもよい。指定温度は、ユーザによりシステムに入力として供給することもできるし、又は予め定めておくこともできる。
【００１４】
好適には、コントローラは、貯蔵容器の温度の変化率に基づいて、ｄｃｈｐユニットを制御するように配置することが好ましい。任意選択で、コントローラは、貯蔵容器の温度の変化率と温度のしきい変化率との比較に基づいて、ｄｃｈｐユニットを制御するように配置することもできる。例えば、温度がしきい値より速い速度で低下した場合には、第１の流体に供給される熱が増大するようにｄｃｈｐユニットを制御することができる。そのため、第２の流体に供給される熱も増大する。都合の良いことに、温度による制御は、同時にセントラル・ヒーティング及び温水の両方を制御するために、温度の変化率による制御と組み合わせることができる。
【００１５】
好適には、貯蔵容器は、貯蔵容器内に貯蔵している流体が、貯蔵容器を持たない第１のパイピング・システム内の流体の温度の変化率より実質的に遅い温度の変化率となるようにすることが好ましい。貯蔵容器は、そうなるようにするために十分な容積を有することができる。任意選択で、貯蔵容器の容積を１００リットルにすることができる。貯蔵容器を使用することにより、温度の変化率を、少なくとも１０％、好適には５０％、及び任意選択で、約１００％低減することができる。
【００１６】
好適には、第１のパイピング・システムは、パイピング回路を備えることが好ましい。都合の良いことに、第１のパイピング・システムは、また、第２のパイピング回路と、第１の流体を第１のパイピング回路の周囲を流れるようにし、又は第２のパイピング回路の周囲を流れるようにするように構成されている弁とを備える。これにより、セントラル・ヒーティングを行わないで要求に応じて温水を供給することができる。好ましい実施形態の場合には、貯蔵容器は、第１のパイピング回路内に位置している。好ましい実施形態の場合には、第２のパイピング回路は、セントラル・ヒーティング・パイピング・ネットワークであり、第１のパイピング・システム内の流体は、セントラル・ヒーティング用の流体である。そうすることにより、ｄｃｈｐユニットを、セントラル・ヒーティング・システムから何ら影響を受けないで有利に制御することができる。
【００１７】
好適には、ｄｃｈｐユニットは、スターリング・エンジン発電機を備えることが好ましい。任意選択で、ｄｃｈｐユニットは、さらに、第１の流体を加熱することができる二次バーナを備えることができる。コントローラは、温度の変化率が温度しきい値の変化率より速く、温度がしきい値より低い場合に、二次バーナをオンにするようにうまく配置されている。
【００１８】
任意選択で、貯蔵容器は、第１のタンク及び第２のタンクを備えることができる。都合の良いことに、ボイラー・ハウジングが配置されていて、このハウジングは、ｄｃｈｐユニットを囲むように配置されている。ボイラー・ハウジングは、都合の良いことに、さらに、貯蔵容器の少なくとも一部を囲むように配置されていて、好適には、ボイラー・ハウジングは貯蔵容器を完全に囲むように配置されていることが好ましい。
【００１９】
第２の態様においては、本発明は、熱出力及び電気出力を供給する家庭用熱電併給（ｄｃｈｐ）ユニットにより、加熱を行うための方法を含む。この方法は、ｄｃｈｐユニットの熱出力により第１のパイピング・システム内の流体を加熱するステップと、第１のパイピング・システム内の流体からの熱の移送により、第２のパイピング・システム内の流体を加熱するステップと、第１のパイピング・システム内の熱のための蓄熱装置を提供するために、その第１のパイピングシステム内に配置される貯蔵容器内の第１のパイピング・システム内に流体を受け入れ、貯蔵するステップとを含む。任意選択で、受け入れ及び貯蔵ステップは、貯蔵容器内に貯蔵している流体が、貯蔵容器外部の第１のパイピング・システム内の流体の温度の変化率よりも実質的に遅い温度の変化率を有するようにすることができる。
【００２０】
好ましい実施形態の場合には、受け入れ及び貯蔵ステップは、第２の流体の加熱ステップ後に行われる。
【００２１】
好適には、この方法は、さらに、貯蔵容器のところでの温度に基づいて、ｄｃｈｐユニットを制御するステップを含むことが好ましい。このことは、貯蔵容器の温度としきい値温度との比較に基づいて行うことができる。有利なことに、このことは、貯蔵容器の温度の変化率に基づいて行うことができる。任意選択で、このことは、貯蔵容器の温度の変化率と温度のしきい変化率との比較に基づいて行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明による加熱システムの略ブロック図である。
【図２】図１の貯蔵複合ボイラー装置の略図である。
【図３】図１により動作中の加熱システムの時間対貯蔵容器温度のグラフである。
【図４】図２の貯蔵複合ボイラーの動作のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明は種々の方法で実行することができる。そのうちの１つについて添付の図面を参照しながら以下に説明するが、これは単に例示としてのものに過ぎない。
【００２４】
最初に、図１を参照すると、この図は、本発明による貯蔵複合ボイラーの略ブロック図を示す。貯蔵複合ボイラーは、機関１０と、熱交換器２０と、貯蔵容器３０とを備える。
【００２５】
機関１０は、熱出力を供給するように配置されていて、また電気出力を発生するためにも使用される。第１の回路４０を通って流れる水は、機関１０により加熱され、その後で、加熱された水は熱交換器２０を通って流れる。第２の水の供給５０も、熱交換器２０を通して流れるが、この熱交換器は、第２の水の供給５０を、第１の回路を通って流れる水により加熱する。第１の回路上の熱交換器２０から流出する水は、次に、貯蔵容器３０に流入する。貯蔵容器３０は十分大きな容量を持っているので、貯蔵容器３０を通って流れる水は、貯蔵容器３０から流出し、機関１０の方向に戻る前に十分長い時間貯蔵容器内に滞留する。
【００２６】
ここで図２を参照すると、この図は、貯蔵複合ボイラー装置のある実施形態の略図を示す。貯蔵複合ボイラーは、図に示す入口及び出口を含む１つのハウジング内に含まれている。貯蔵複合ボイラーは、スターリング・エンジン１００と、第１の熱交換器１１０と、第２の熱交換器１２０と、一次貯蔵容器１３０とを備える。この図は、エンジン１００が、約３バールの最大冷却流体圧力の下で動作することができる密封水システムを示す。
【００２７】
冷水は、水が最初に加熱されるスターリング・エンジン１００を通して流れることにより巡回を開始する。この冷水は、セントラル・ヒーティング用の流体である。次に、この冷水は、第１の熱交換器１１０を通して流れ、そこでこの冷水は、スターリング・エンジン・バーナ１０１からの排気ガスにより、及び任意選択で、二次バーナ１１１からの熱によりさらに加熱される。次に、加熱された流体は、第２の熱交換器１２０に流れることができ、そこでこの流体は、コンジット１９０を通して流れ、コンジット１９２を通して熱交換器１２０から流出する第２の水の供給を加熱するために使用される。セントラル・ヒーティング回路の一部を形成していないこの第２の水の供給は、家庭用温水を供給するために使用される。この場合、コンジット１９０は、新鮮でクリーンな水を供給し、コンジット１９２は、クリーンな温水を供給する。温水に対する要求が検知された場合、例えば、温水の蛇口が開けられた場合、衛生フロー・スイッチ１９５がトリガされる。
【００２８】
セントラル・ヒーティング用の流体は、第２の熱交換器１２０から流出し、１００リットルの絶縁タンクであり、ボイラー・ハウジング内に配置される貯蔵容器１３０に流入する。貯蔵容器は、温度センサ１３５を有する。次に、セントラル・ヒーティング用の流体は、貯蔵容器１３０から流出し、次に、巡回を再度開始するためにスターリング・エンジン１００の方向に戻る。
【００２９】
煙道１１５は、スターリング・エンジン１００のバーナ１０１及び第１の熱交換器１１０の補助バーナ１１１からの煙道ガスが排気できるようにするためのものである。
【００３０】
補助熱交換器１１０から出たセントラル・ヒーティング用の流体は、自動空気抜き１４０を通過する。次に、拡張タンク１５５及び圧力解放弁１７０との接続が行われる。拡張タンク１５５は、動作温度が上昇した場合に、セントラル・ヒーティング・パイピング回路内の流体の膨張を収容するためのものである。
【００３１】
一次ポンプ１５０は、セントラル・ヒーティング用の流体を汲み出すためのものである。次に、セントラル・ヒーティング用の流体は、三方向弁１６０に流れる。三方向弁１６０は、ポートを３つ有し、位置を２つ有する水の流れの方向を変えるための弁である。三方向弁１６０は、すでに説明したように、ポンプで汲み出した加熱流体を第２の熱交換器１２０に送るように、又は家庭用加熱回路の周囲を通るように構成することができる。圧力ゲージ１７２及び排水弁１７４も設置されている。
【００３２】
次に、この流体は、主セントラル・ヒーティング回路を通して流れ、フロー・サーミスタ１３７を通してスターリング・エンジン１００の方向に戻る貯蔵容器１３０からの流れと合流する。
【００３３】
衛生フロー・スイッチ１９５がトリガされると、一次ポンプ１５０が作動し、三方向弁１６０が、セントラル・ヒーティング用の流体が第２の熱交換器１２０の方向に流れるように設定される。
【００３４】
水が、止め弁１８０、二重チェック弁１８２、暫定ホース１８４及び止め弁１８６を通して家庭用水供給からセントラル・ヒーティング用の流体に流れることができるようにする充てんループも設置されている。
【００３５】
燃料用入力も、主バーナ１０１及び補助バーナ１１１用の補助熱交換器１１０のスターリング・エンジン１００のために設置されている。ガスが入力２００のところで供給され、ガス弁２１０とガス弁２１５との間で分割される。各ガス弁からのガスは、それぞれベンチュリ管２２０及びベンチュリ管２２５に流入する。空気も入力２３０及びファン２４０を通して供給される。空気は、空気をベンチュリ管２２０及びベンチュリ管２２５に供給する分岐箱２５０に流れる。ガスと空気の２つの混合物は、それぞれ、スターリング・エンジン・バーナ１０１及び第１の熱交換器１１１内のバーナに供給される。
【００３６】
図３を参照すると、この図は、本発明による加熱システム内のｄｃｈｐユニットがオンになった場合の貯蔵容器の温度対時間のグラフである。加熱システムのユーザは、必要な温度の温水を所望する時間３００を入力する（ｔｓｅｔ）。時間３１０中に、ｄｃｈｐユニットはオフになる。ｄｃｈｐユニットがオンになる時点（ｔｏｎ）と、必要な温水が供給される時点との間にある長さの遅延が生じる。加熱システムは、この遅延、時間３２０が計算されるように制御される。コントローラは、この温度を達成するために、ｄｃｈｐユニット内のエンジンを最大限に活用し、それ故、温水を必要とする時間３００の前の時間３２０のところでｄｃｈｐユニットをオンにする。
【００３７】
時間３２０（ｔｓｅｔ−ｔｏｎ）は、貯蔵容器の温度の上昇速度及び貯蔵容器の温度とユーザが必要とする温度との違いに基づいて計算される。例えば、その容積及び隔離状態のような貯蔵容器の特性は、貯蔵容器の温度の上昇速度に影響を与える。通常、貯蔵容器の容積が大きければ大きいほど、その温度の上昇速度は遅くなる。それ故、より長い時間３２０が必要になる。
【００３８】
貯蔵容器の温度の上昇速度は、前の１０回の開始のローリング平均により測定される。スターリング・エンジン発電機を使用している図２のｄｃｈｐユニットの場合には、この測定は、エンジン・ヘッドの温度が５５０℃になると開始し、貯蔵容器が必要な温度になるか、又は貯蔵容器の温度がｄｃｈｐユニットの熱出力制限のために上昇しなくなった場合に終了する。
【００３９】
温度差は、温水を必要とする時間３００の前のある設定時間の貯蔵容器の温度を測定し、この値を必要な温水温度から差し引くことにより決定される。所定の制限は、最長時間３２０に基づいて設定される。
【００４０】
必要な時間３００の前の時間３２０の時点でｄｃｈｐユニットがオンになると、最初に、スターリング・エンジンだけが作動する。貯蔵容器の温度の変化率が連続的に計算される。指定の時間３３０経過後に、貯蔵容器の温度の変化率が貯蔵容器の温度を必要な時間３００の時点で必要な値に確実するためには不十分である場合には、ｄｃｈｐユニット内の補助バーナも作動する。
【００４１】
この動作を制御する制御ロジックは、また、一定速度のセントラル・ヒーティング・ポンプが使用される上昇した温水温度回収時間を犠牲にしても最長エンジン稼働時間が必要であり、必要な温水温度に達する最低貯蔵容器温度は６５℃であり、１００リットルの貯蔵容器は、６５℃の開始温度でＣＷ４（ヨーロッパ／オランダ併給温水要件）性能を提供するものと仮定する。
【００４２】
図４を参照すると、この図は、図１又は図２の貯蔵複合ボイラーの動作のフローチャートを示す。最初の状態４００は、家庭がセントラル・ヒーティング又は温水を要求していない状態である。ユーザは、温水を必要とする時間（ｔｏｎ）及び温水の指定温度を指定する。例えば、図４の場合には、７５℃が使用される。貯蔵容器１３０内の流体を加熱するための手順は、すでに図３のところで概略説明した方法により決定される。貯蔵容器１３０の温度が、７５℃より高いか等しい場合には、システムは、状態４２０に移行する。そうでない場合には、指定の温度になるまでに必要な時間３２０が計算され、ｄｃｈｐユニットが、家庭の要件に適合すると予測した時点でオンになり、システムは状態４１０に移行する。
【００４３】
状態４１０において、ｄｃｈｐユニットは、エンジン１００がセントラル・ヒーティング用の流体を加熱するように動作する。ポンプ１５０も動作し、弁１６０は、第２の熱交換器１２０に供給するように設定される。貯蔵容器１３０が７５℃になった場合には、システムは状態４２０に移行する。
【００４４】
状態４２０において、貯蔵容器１３０の温度が監視される。貯蔵容器１３０内の温度の変化率も測定される。温度の下降速度が１℃／分より遅い場合で、貯蔵容器１３０の温度が６５℃より低いか等しい場合には、システムは、すでに説明したように、状態４１０に戻る。温度の変化率が１℃／分より遅い場合で、貯蔵容器１３０の温度が６５℃より高い場合には、以下に説明するように、システムは状態４５０に移行する。そうでない場合で、温度の下降速度が１℃／分より速いか等しい場合には、システムは状態４３０に移行する。
【００４５】
状態４３０において、貯蔵容器の温度が急速に下がるように温水供給が動作中である。エンジン１００の主バーナ１０１は、セントラル・ヒーティング用の流体を加熱し、すでに説明したように、ポンプ１５０が作動し、弁１６０は、流体が第２の熱交換器１２０に流入することができるように設定される。貯蔵容器１３０の温度が監視される。衛生的な水のフロー・スイッチ１９５が決めた温水が要求されていない場合には、システムは状態４２０に戻る。この場合、貯蔵容器１３０の温度は７５℃より高いか、又は等しい。衛生的な水のフロー・スイッチ１９５の状態が温水の要求を表示していない場合には、システムは状態４１０に移行する（この遷移は図４には表示していない）。貯蔵容器１３０の温度が７０℃より低いか、又は等しい場合には、システムは状態４４０に移行する。
【００４６】
状態４４０において、温水が使用されているが、エンジンだけでは、温水に対する要求を満たすことができない。その場合には、補助バーナが作動する。貯蔵容器１３０の温度が監視され、この温度が７５℃より高い又は等しい場合かつ衛生的な水のフロー・スイッチ１９５が依然としてトリガされている場合には、システムは状態４３０に戻る（この遷移も図４には表示されていない）。衛生的な水のフロー・スイッチ１９５がリセットされた場合には、システムは状態４２０に戻る。
【００４７】
状態４５０において、システムは、セントラル・ヒーティングが要求されているか否かを判定する。要求されていない場合には、システムは貯蔵容器１３０の温度が上昇するように状態４１０に戻る。そうでない場合には、システムは状態４６０に移行する。
【００４８】
状態４６０において、エンジン１００の主バーナ１０１及びポンプ１５０が作動する。弁１６０は、水がセントラル・ヒーティング回路の周囲を流れることができるように設定される。加熱回路の温度の上昇の平均速度が、フロー・サーミスタ１３７によって監視される。このセンサは、この状態になった後で、７分〜１０分の間に監視される。温度の上昇の平均速度が１℃／分より速いか又は等しい場合で、依然としてセントラル・ヒーティングが要求されている場合には、システムは引き続き状態４６０のままである。セントラル・ヒーティングが依然として要求されている場合で、温度の平均上昇速度が１℃／分以下である場合には、システムは状態４７０に移行する。セントラル・ヒーティングが要求されていない場合には、システムは状態４５０に戻る。
【００４９】
状態４７０においては、システムは、補助バーナ１１１がさらに動作する場合を除いて、状態４６０の場合のように動作する。しかし、フロー・サーミスタ１３７により測定した温度の平均上昇速度が１℃／分より速いか又は等しい場合には、システムは状態４６０に戻る。
【００５０】
今まで本発明の特定の実施形態について説明してきたが、当業者であれば種々の変形実施形態及び置換物を思い付くことができるだろう。例えば、家庭の要件により、必要な温度を７５℃以外の温度とすることができる。また、１℃／分の温度しきい値の変化率及び６５℃の最低温度を変えることもできる。
【００５１】
本発明の好ましい実施形態は、貯蔵容器としてボイラー・ハウジング内に収容される１つのタンクを使用しているが、当業者であれば代替実施形態も可能であることを理解することができるだろう。タンクは、ボイラー・ハウジングの外側に設置することもできる。外側に設置する場合には、無駄な熱の損失を避けるために、タンクをボイラーの残りの部分のごく近くに設置することが望ましい。別の方法としては、ボイラーの他の部分とタンクとの間の接続は、適切に被覆されるか、又は他の方法で断熱処理すべきである。
【００５２】
熱の損失に同じように配慮してボイラー・ハウジング内又は外側に２つ以上のタンクを設置することができる。その場合、貯蔵容器のところの温度は、タンクのうちの少なくとも１つのところの温度の関数であってもよいし、又はタンクのうちの２つ以上のところの温度の関数であってもよい。別の方法としては、当業者であれば、貯蔵容器はパイピング・ネットワークを備えることができることを理解することができるだろう。しかし、貯蔵容器を実施する場合には、それをボイラーに内蔵させた場合、セントラル・ヒーティング・パイピング・ネットワーク内の温度の変化率が、貯蔵容器を内蔵していない場合より遅くなるように、蓄熱装置として機能するのに十分なものであることが重要である。
【００５３】
エンジン１００は３バールの冷却流体圧力で動作すると記載したが、当業者であれば、流体圧力がもっと低い開放ベント式装置を変わりに使用することができることを理解することができるだろう。
【００５４】
また、当業者であれば、本発明は、スターリング・エンジン・ベースのｄｃｈｐユニットに限定されないことを理解することができるだろう。同様の問題（発電機の問題となる頻繁なオン／オフ反復を回避するための要件に関連する問題）が、内燃機関、燃料電池システム等を内蔵するもののような他のタイプのｄｃｈｐユニットの場合にも起こる。併給システムでこのようなｄｃｈｐユニットを実施した場合も、これらの問題が明らかになる。需要と供給の管理の観点から、局部発電機の急速なオン／オフの反復は望ましくなく、燃料電池のような他のｄｃｈｐシステムも高温の時だけ動作し、それ故、頻繁な停止、冷却及び再開は望ましくない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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