(57)【要約】【課題】  発電装置を再起動する前に、予め発電装置を予熱状態とさせて発電装置再起動時に直ちに熱交換可能とさせるコジェネレーションシステムの提供。【解決手段】  発電装置２、熱交換部３２、貯湯槽３１、温度センサ３７、制御部８を具備し、温度センサ３８は貯湯槽３１内の所定位置の給湯水温度を検出する。発電装置２が発電時には、貯湯槽３１と熱交換器３２との間を循環される給湯水は熱交換器３２によって温度上昇されて貯湯槽３１に貯湯される。  発電装置２が停止状態であり、且つ、温度センサ３８の検出した温度が予め定める予熱開始温度に到達した場合には、制御部８が発電装置２の予熱を開始させ予熱完了状態にさせる。【選択図】  図１
2005106342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱が有効に利用されない熱余り状態で運転を停止される発電装置と、
発電装置が発生する排熱を給湯水に熱交換可能な熱交換部と、
給湯水を貯湯可能であり、熱交換部との間で給湯水が循環可能に設けられる貯湯槽と、
貯湯槽内の所定位置の給湯水温度を検出可能な温度センサと、
温度センサが検知した温度情報を受領可能であり、発電装置が停止状態であって受領した給湯水温度が予め設定された余熱開始温度に到達すると発電装置を予熱運転させる制御部とからなることを特徴とするコジェネレーションシステム。
【請求項２】
発熱が有効に利用されない熱余り状態で運転を停止される発電装置及び発電装置の排熱を冷却する冷却系統を有し、冷却系統は発電装置からの排熱を熱交換部で収熱して温度上昇させ、給湯に用いる給湯水として貯湯槽に貯湯可能なシステムの制御方法であって、
発電装置の運転状況を監視し、発電装置が停止状態であり且つ貯湯槽内の所定位置の給湯水温度が予め設定された予熱開始温度に到達した場合には発電装置を予熱運転させることを特徴とするコジェネレーションシステムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、発電装置により電力を得ると共に、発電時に発生する熱をも利用可能とするコジェネレーションシステムの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コジェネレーションシステムの従来例としては、例えば「温水供給システム及びその制御方法」（特開２００２−３４９９６５、以下従来例１という。）があった。
従来例１は、
『（請求項１）  温水供給装置と、該温水供給装置で生じた温水を貯蔵する貯湯槽と、該貯湯槽内部に設けられた温度センサと、該温度センサの検出結果に基づいて蓄熱余裕の有無を判断して温水供給装置に制御信号を出力する制御手段、とを備えていることを特徴とする温水供給システム。
（請求項２）  前記制御信号は、温水供給装置の起動信号或いは停止信号である請求項１の温水供給システム。
（請求項３）  前記貯湯槽は温度成層式であり、前記温度センサは貯湯槽内部に複数設けられ、前記制御手段は、複数の温度センサ毎に設定起動温度を設定しており、各温度センサの貯湯槽内部の高さ方向位置と設定起動温度は、当該センサで計測された温水温度が設定起動温度以下であれば温水供給装置を起動する様に設定されている請求項２の温水供給システム。
（請求項４）  前記貯湯槽は温度成層式であり、前記温度センサは貯湯槽内部に複数設けられ、前記制御手段は、複数の温度センサ毎に設定停止温度を設定しており、各温度センサの貯湯槽内部の高さ方向位置と設定停止温度は、全ての温度センサで、計測された温水温度が設定停止温度以上であれば温水供給装置を停止する様に設定されている請求項２の温水供給システム。
（請求項５）  請求項３、４の何れかの温水供給システムの制御方法において、複数の温度センサにより貯湯槽内の温水温度を計測する温度計測工程と、各々の温度センサで計測された温水温度と温度センサ毎に設定された設定起動温度或いは設定停止温度とを比較する工程と、何れか１つの温度センサの検出結果が設定起動温度以下となった場合に起動信号を出力し、設定停止温度以上となった場合に停止信号を出力する制御信号出力工程、とを有することを特徴とする温水供給システムの制御方法。』
からなり、以下に従来例１の実施の形態の構成及び作用を説明する。
【０００３】
従来例１は、図２に表すように、温水供給装置１０１及び貯湯槽１０２を循環可能に冷却水循環ラインＷを設けてなる。そして、冷却水循環ラインＷは、貯湯槽１０２下部と温水供給装置１０１とを接続し、貯湯槽１０２下部から冷えた循環水を温水供給装置１０１へ供給する注入管Ｗ１と、温水供給装置１０１と貯湯槽１０２上部とを接続し、温水供給装置１０１で加熱され温水となった循環水を貯湯槽１０２上部へ戻す排出管Ｗ２とからなる。
【０００４】
貯湯槽１０２には、貯湯槽の上下方向に複数の温度センサＴ１〜ＴＮを設け、貯湯槽１０２に貯湯される循環水の温度を検知可能に構成されている。
複数の温度センサＴ１〜ＴＮは、それぞれ貯湯槽１０２外に設けたコントローラ１０３に接続されて検知した温度をコントローラ１０３が入力する。
コントローラ１０３は、温度センサＴ１〜ＴＮによって検知された温度に基づき温水供給装置１０１の起動或は停止を判断し、起動或は停止するよう温水供給装置１０１へ指示する。又、コントローラ１０３には、各温度センサＴ１〜ＴＮの貯湯槽１０２への設置位置に対応した設定起動温度を設定しておく。同様に、コントローラ１０３には、各温度センサＴ１〜ＴＮに対応して設定停止温度を設定しておく。設定起動温度及び設定停止温度は当該温度センサの検知温度と比較される温度である。
【０００５】
コントローラ１０３が温水供給装置１０１を起動する判断は、温度センサＴ１〜ＴＮのうちの何れかが、当該温度センサの検知した温度が当該温度センサに対応して設定された設定起動温度以下となった場合であり、コントローラ１０３は温水供給装置１０１を起動させる。
又、コントローラ１０３が温水供給装置１０１を停止させる判断は、温度センサＴ１〜ＴＮすべてで検知された温度が設定停止温度以上となった場合であり、コントローラ１０３は温水供給装置１０１を停止させる。
上述のように、従来例１では、温水供給装置１０１では、貯湯槽１０２の循環水が循環ラインＷによって温水供給装置１０１を通過する際に温水供給装置の発生する熱を熱回収して温度を上昇させ再び貯湯槽１０２へ戻ることで、給湯に供する給湯水としての循環水を得る一方、コントローラ１０３がすべての温度センサＴ１〜ＴＮの検知した温度を各温度センサＴ１〜ＴＮに対応して設定された設定停止温度と比較し、すべての温度センサＴ１〜ＴＮの検知した温度が設定停止温度以上であれば温水供給装置１０１の運転を停止し、すべての温度センサＴ１〜ＴＮの検知した温度を各温度センサＴ１〜ＴＮに対応して設定された設定起動温度と比較し、何れかの温度センサＴ１〜ＴＮの検知した温度が当該センサに対応して設定された設定停止温度以下であれば温水供給装置１０１を運転するものである。
【特許文献１】特開２００２−３４９９６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来例１では、温度センサＴ１〜ＴＮのいずれかで計測された温水温度が設定起動温度以下の場合、即ち貯湯切れ状態の場合に温水供給装置を起動していた。しかしながら、温水供給装置が例えば燃料電池からなる場合では、再起動してから実際に運転を再開するまでに、補機の昇温などを運転可能な状態とする必要があり、この準備運転時間に３０分乃至１時間程度を要するため、貯湯切れを起こしてから再運転をしても給湯水を熱交換可能になるのは給湯が終了してからになってしまう可能性があり、場合によっては温められていない給湯水を給湯に供することになってしまった。
また、これを防止するために、給湯切れを起こすより前に運転を再開できるようにその間の給湯量を加味して設定起動温度を高めにしておくことも考えられるが、この場合には、貯湯切れを起こすよりも遙か前に温水供給装置を再起動してしまい、エネルギーロスを起こしてしまう可能性があった。さらには、ある程度余裕をもって設定機動温度を設定した場合には、逆に十分に貯湯されているにも拘わらず再起動されることとなるため、停止から再起動までのサイクルが短く停止回数を増加させることとなり、実際の給湯水との熱交換にあまり寄与しない準備運転の回数を増加させるので効率のよい運転状態をとれないばかりか、故障や劣化のリスクを増大させてしまうという問題点を有した。
この発明は上記問題点に鑑み、給湯水の熱源となる発電装置が貯湯量減少状態で直ぐに起動可能なコジェネレーションシステム及びその制御方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこでこの発明は、
発熱が有効に利用されない熱余り状態で運転を停止される発電装置と、
発電装置が発生する排熱を給湯水に熱交換可能な熱交換部と、
給湯水を貯湯可能であり、熱交換部との間で給湯水が循環可能に設けられる貯湯槽と、
貯湯槽内の所定位置の給湯水温度を検出可能な温度センサと、
温度センサが検知した温度情報を受領可能であり、発電装置が停止状態であって受領した給湯水温度が予め設定された余熱開始温度に到達すると発電装置を予熱運転させる制御部とからなることを特徴とするコジェネレーションシステム、
【０００８】
及び、
発熱が有効に利用されない熱余り状態で運転を停止される発電装置及び発電装置の排熱を冷却する冷却系統を有し、冷却系統は発電装置からの排熱を熱交換部で収熱して温度上昇させ、給湯に用いる給湯水として貯湯槽に貯湯可能なシステムの制御方法であって、
発電装置の運転状況を監視し、発電装置が停止状態であり且つ貯湯槽内の所定位置の給湯水温度が予め設定された予熱開始温度に到達した場合には発電装置を予熱運転させることを特徴とするコジェネレーションシステムの制御方法、
を提供する。
【０００９】
従って、この発明におけるコジェネレーションシステム及びコジェネレーションシステムの制御方法では、貯湯槽内に蓄えている給湯水を貯湯槽及び熱交換部間で循環する。熱交換部では、発電装置によって発生された熱を熱交換するので、循環する給湯水は熱交換部を通過する際に温められ再び貯湯槽に蓄えられることとなる。この循環が繰返されることで貯湯された給湯水の温度は上昇する。
そして、循環する給湯水の温度は温度センサによって検出され、制御部に監視される。制御部では、予め予熱開始温度が設定されており、発電装置が停止状態であり、且つ温度センサの検知した温度情報が予熱開始温度に到達した場合には、発電装置を予熱運転状態にさせ、運転再開に向けて準備させておく。
【発明の効果】
【００１０】
従って、この発明によれば、発電装置の停止状態において貯湯槽内の給湯水温度が所定温度以下になると発電装置を予熱運転状態し、発電装置の再起動後に行われていた補機の予熱を予め行えるので、温水として供給可能な給湯量が不足してから発電装置を再起動しても直ちに給湯水を温水に熱交換して給湯できるので、予熱運転に必要な時間を加味して発電装置の再起動を行わなくともよく、必要なときに直ちに発電装置の再起動が可能となる。
そして、発電装置の再起動を必要なときに直ちに行えることにより、発熱される熱量は、給湯水温度を上昇するために効率よく熱交換され、エネルギーロスの少ないコジェネレーションシステムの構築が可能となる。
さらには、ある程度余裕をもって設定機動温度を設定することがないので、十分に貯湯されているにも拘わらず再起動されることがなく、停止から再起動までのサイクルが短くなり停止回数を増加してしまうことがないので、エネルギー効率のよい運転が可能となるとともに、運転・停止を繰り返すことに起因する故障や劣化のリスクを最小限に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、この発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１はこの発明の第１の実施の形態を説明する説明図である。
１はこの発明に係るコジェネレーションシステム（以下、システム１という。）の第１の実施の形態である。システム１は発電装置２及び冷却系統３とからなり、発電装置２の発電によって得られた電力は電力線Ａを介して供給され、他の電気設備への供給や商用電力として電力会社に売却される。従って、発電装置２には、供給する電力を一時的に蓄えておく蓄電設備や電圧を調整する変圧器等の設備が必要に応じ付加されていてもよい。
【００１２】
発電装置２は、この実施の形態においては燃料電池からなり固体高分子型、リン酸型、溶融炭酸塩型、固体酸化物型等種々の形態のものが利用可能であり、停止状態から再起動するには補機（図示せず）の予熱運転等に３０分乃至１時間程度の時間を要する。
【００１３】
冷却系統３は、給湯水を貯湯可能な貯湯槽３１、発電装置２から発生する熱を熱交換して発電装置２の温度上昇を抑える熱交換器３２、貯湯槽３１から熱交換器３２への給湯水の循環路を形成する循環往路３３、熱交換器３２から貯湯槽３１への循環路を形成する循環復路３４、循環往路３３に設け給湯水を循環させる循環ポンプ３５からなる。
【００１４】
貯湯槽３１は、循環往路３３が下部に接続されると共に循環復路３４が上端に接続され、内部に貯湯される給湯水が下部から上部へと循環路を経由して戻る。従って、貯湯槽３１では、循環往路３３から供給した給湯水は熱交換器３２、循環復路３４を経由し温度上昇されて再び貯湯槽３１上部から貯湯槽３１内に戻ることとなるので、貯湯槽３１内では温度成層が形成された状態となる。
又、貯湯槽３１の上部には、貯湯槽３１内の給湯水を、厨房や洗面所等の温水を必要とする給湯設備へ給水する供給管４が接続され、暖められて温水となり貯湯槽３１内に貯湯された給湯水を他の給湯設備へ給湯可能である。更に又、貯湯槽３１の下部には、供給管４から他の給湯設備へ給湯された量の上水を補給するための上水管５が接続され、供給管４から供給された給湯水と同量の上水を貯湯槽３１内へ補給可能である。従って、貯湯槽３１では、供給管４から給湯水が供給されると、下部から上水が補給されることとなり、貯湯槽３１内では温度成層の境界面が上方へ移動することとなる。
【００１５】
循環ポンプ３５は、循環往路３３に設けられ、発電装置２の動作時に動作し停止時には動作しない。循環ポンプ３５は、貯湯槽３１内のうち温度の低い下部に有る給湯水を循環往路３３から取出し、熱交換器３２で熱交換させて温度上昇させ、循環復路３４を経由させて再び貯湯槽３１上部から貯湯槽３１内に戻す循環をさせる。この実施の形態では循環ポンプ３５は循環往路３３に設けたが、循環復路３４に設けても良く、又、熱交換器３２に設けても、或は、貯湯槽３１に設けても良く、給湯水を循環できれば設置位置は特に特定されない。
【００１６】
３６は下部温度センサである。下部温度センサ３６は、貯湯槽３１内下部の給湯水温度を検知可能であり、検知した情報を制御部８が受領可能に接続される。下部温度センサ３６は、設定される温度に到達したか否かによって制御部８へ信号を送信する温度センサからなるが、測温した温度の信号を制御部８へ送信する温度計でも良い。下部温度センサ３６は貯湯槽３１内下部の給湯水が既に温水となり、更に熱交換してもそれ以上給湯水温度を上げられない状態となっている熱余り状態を検知する発電装置停止用温度センサであり、下部温度センサ３６に設定される温度は熱余り停止温度であり５５℃に設定される。熱余り停止温度は発電装置２の種類によって異なるが、本実施の形態では発電装置２が燃料電池からなり、熱交換によって取得可能な温度が６０℃程度なので稍低い５５℃とするが、取得可能な温度が異なる場合にはその温度に合わせて適宜設定すればよい。
【００１７】
３７は上部温度センサである。上部温度センサ３７は、貯湯槽３１内上部の給湯水温度を検知可能であり、検知した情報を制御部８が受領可能に接続される。上部温度センサ３７は貯湯槽３１内上部の給湯水が温水ではなく低温となり、貯湯量減少が減少している状態を検知する発電装置再起動用温度センサである。温度センサ３７に設定される温度は貯湯量減少温度であり、発電装置２の運転停止中に貯湯量が減少した場合に再び発電装置２の運転を再開させて貯湯を開始する際の運転制御温度である。又、上部温度センサ３７は貯湯量減少温度である検知温度を設定変更可能なセンサからなってもよく、この場合に設定される貯湯量減少温度の一例は、外気の温度によって変更され、外気温が１５℃未満の場合には貯湯量減少温度は４５℃に設定し、外気温１５℃以上２５℃未満の場合には４０℃に設定し、外気温２５度以上の場合には３５℃というように、外気温が高い場合には設定温度を低く、外気温が低い場合には設定温度を高く設定する。又、貯湯量減少温度の他の設定変更の基準として上水の温度を参考にしてもよく、外気温同様に適宜設定される。そして、貯湯量減少温度の設定は通年で変更されるようにしてもよい。
【００１８】
３８は、予熱用温度センサである。予熱用温度センサ３８は、給湯水温度を検知可能な温度センサであり、上部温度センサ３７と同じ位置かそれより下方の貯湯槽３１内の給湯水温度を検知してその結果を制御部８へ送信する。予熱用温度センサ３８は、予熱開始温度が予め設定され、設定された温度に到達したか否かによって制御部８へ信号を送信する温度センサからなり、予熱開始温度は検知位置が上部温度センサ３７と同じ位置の場合には予熱開始温度は貯頭領減少温度より低い温度に設定され、設定位置が上部温度センサ３７より下方であればその位置により適宜予熱開始温度が設定されるが、測温した温度の信号を制御部８へ送信する温度計でも良い。
【００１９】
そして、予熱用温度センサ３８の設置位置と設定される予熱開始温度は、例えば発電装置２が燃料電池からなる場合に再運転までに補機の昇温等のため再起動時間に３０分から１時間を要するので、その間の給湯水の供給を見込んで、貯湯槽３１の上部から所定量下方へ下げた位置の給湯水温度を検知するよう設置し、その位置で給湯水温度が予熱開始温度に到達しても、発電装置２が停止中に温水である給湯水の供給ができるように設定する。従って予熱用温度センサ３８の設置位置および予熱開始温度は、上記関係から適宜位置・温度に設定され、発電装置２が再起動された時には既に予熱が完了しているように設定する。
【００２０】
供給管４には補助熱源装置６が設置される。補助熱源装置６は、電気や燃料により給湯水を加熱可能で有り、熱交換によって得られた供給水の厨房等の給湯設備での使用が多く、発電装置２の運転あるいは停止の状態に拘わらず給湯水の温度が所望温度に満たない場合に厨房等の給湯設備へ供給する給湯水の温度を補助的に上昇させるための装置であり、供給される給湯水の温度が所望温度になった時点で補助加熱は終了される。又、補助熱源装置６は、冬期等給湯水の温度が厨房等の給湯設備で必要とする温度まで上昇しない場合にも作動する。従って、補助熱源装置６は、一般的なガス給湯器、電気温水器、ヒートポンプ等でよい。
【００２１】
更に、供給管４の補助熱源装置６と貯湯槽３１との間には混合弁７を設ける。そして、混合弁７には上水管５も接続されて上水の供給も受け、貯湯槽３１からの給湯水と上水管５からの上水とを混合して下流に供給する。このように混合弁７を設けることで、発電装置２の発熱量が多く、貯湯槽３１に貯湯される給湯水の温度が厨房等の給湯設備での所望温度より高くても上水と適宜混合することで所望温度で提供可能となり、発電装置２の発熱量が大きくて貯湯される給湯水が所望の給湯温度より高くても給湯温度を所望温度で供給できる。
【００２２】
８は制御部である。制御部８は、下部温度センサ３６及び上部温度センサ３７並びに予熱用温度センサ３８からの信号を入力可能であり、下部温度センサ３６及び上部温度センサ３７の検知した温度によって発電装置２の運転及び停止の制御が可能である。そして、制御部８では、貯湯槽３１内下部の給湯水温度が予め定める熱余り停止温度に達したと下部温度センサ３６が感知すると、発電装置２で発熱した熱量が既に貯湯槽３１内の給湯水温度を所定温度まで上昇させ熱余り状態であるとして発電装置２の動作を停止させる。又、制御部８では、発電装置２が停止中であり、且つ給湯水温度が予熱開始温度に到達したと予熱用温度センサ３８が検知すると、発電装置２の予熱運転を開始するよう発電装置２を制御する。発電装置２の予熱運転は、発電装置２が運転を再開したときには直ちに熱交換器３２によって給湯水との間で熱交換を行い給湯水を温水にできる状態を維持する運転であり、発電装置２が停止状態から再起動後、熱交換して給湯水を温水にできる状態になるまでに３０分乃至１時間程度の時間を要するので、再起動見込み時間から該時間より若干早めに予熱運転状態を開始することで、再起動時間が後方へずれ込んでもいつでも再起動可能な状態を維持できる。このように、発電装置２が予熱運転状態で次に再起動されるのを待機できると、再起動時には直ちに給湯水を温水に熱交換可能となる。更に又、制御部８では、発電装置２による発電が停止した状態での給湯水の使用があり、貯湯槽３１内上部の給湯水の温度が低下し、上部温度センサ３７が測温した温度が貯湯量減少温度に達すると再び発電装置２の運転を再開させる。
【００２３】
制御部８は、この実施の形態では下部温度センサ３６及び上部温度センサ３７並びに予熱用温度センサ３８が設定温度に到達することで信号出力するセンサからなるので、その信号の受信の有無により発電装置２の運転制御を行うが、下部温度センサ３６及び上部温度センサ３７並びに予熱用温度センサ３８が温度計からなり測温した温度を送信する場合には、受信した温度が熱余り停止温度に到達したか否か、予熱開始温度に到達したか否か、貯湯量減少温度に到達したか否かを判断するよう構成される。そして、この場合には更に
貯湯量減少温度を可変可能に構成してもよく、該貯湯量減少温度の設定は、外気温度によって設定が変更され、外気温が１５℃未満の場合には設定温度は４５℃、外気温が１５℃以上２５℃未満の場合には設定温度は４０℃、外気温が２５℃以上の場合には設定温度は３５℃に自動的に設定する。外気温の測温は、どの様に行われても良く制御部８は外気温の情報を入力可能で有れば良く、この実施の形態では図示しない外気温を測温する温度計から外気温の信号を受領して設定を自動的に変更するが、インターネット等の通信回線を経由して外気温を受領しても良く、作業者が外気温を見て制御部８へ入力しても良い。また、外気温と設定温度との関係は、外気温が低い場合には設定温度は高く、逆に外気温が高い場合には設定温度は低く設定されれば、上記温度に限らない。又、貯湯量減少温度が上水の温度を基準に上記同様、上水温が低い場合には設定温度は高く、逆に上水温が高い場合には設定温度は低く設定される。
【００２４】
上記のように貯湯量減少温度を外気温により変更するのは効率の良い排熱利用を可能にするためであり、外気温が高いほど設定温度を低くして、再起動までの周期が長くなるようにする。一般に冬季は給湯負荷が多く、夏期は給湯負荷が少ない。又、発電装置を再起動させる際には暖機運転等のエネルギーロスが生じるため、起動停止は多くない方が効率的である。貯湯量減少温度はこれらの季節による給湯負荷の変化と再起動によるエネルギーロスを加味して設定されるのが好ましく、給湯負荷の少ない夏期は、一旦停止したらなかなか起動しないように再起動までの周期が長く起動停止ロスが少なくなるよう貯湯量減少温度を低い温度に設定する。又、給湯負荷の多い冬季には一旦停止しても直ぐに起動するよう再起動までの周期が短くなるよるように貯湯量減少温度を高い温度に設定する。
【００２５】
又、他の実施の形態としては、貯湯量減少温度を上水の温度によって変更するものがある。上水の温度は、外気温同様に通年で変化するので、その変化によって貯湯量減少温度を自動的に変更するものであり、図示しない水温計によって上水の温度を測温して制御部８へ送信するよう構成され、制御部８では受領した上水の温度によって前記外気温による場合同様の設定変更を行うように構成する。この場合にも前記外気温による場合同様夏期には発電装置２再起動までの周期が長く、冬季には再起動までの周期が短くなるように設定変更する。
【００２６】
更に又、上記のように予熱開始温度を設定し、貯湯量減少温度に達する前に発電装置２の予熱を行うことで、貯湯量減少温度に達して発電装置２が再起動されたときに給湯水は直ちに熱交換器３２によって熱交換されて貯湯槽３１に戻して貯湯量を増やす、あるいは給湯設備の給湯に供することができる。
尚、第１の実施の形態では、発電装置２と冷却系統３というように説明したが、例えば冷却系統３の熱交換器３２が発電装置２の一部として構成されていても良く、それぞれの構成が特に限定されるものではない。
【００２７】
上述のように形成されるシステム１では、貯湯槽３１内の給湯水は循環ポンプ３５によって貯湯槽３１下部から循環往路３３を経由し熱交換器３２へ到達する。熱交換器３２に到達した給湯水は熱交換器３２で発電装置２が排出する排熱を熱交換して温水となり、循環復路３４を経由して再び貯湯槽３１の上部から貯湯槽３１内に戻される。この時、給湯水が暖められる温度は、発電装置２からの排出される熱量・温度及び熱交換器３２の熱交換効率によって決定するが、この実施の形態では、前記の通り略６０℃である。
このように、順次熱交換器３２で熱交換される給湯水の温度は、熱交換前の低温であり、下部温度センサ３６によってその温度は検知される。そして検知された温度は制御部８へ出力される。
【００２８】
制御部８では下部温度センサ３６からの温度が熱余り停止温度以下であり熱余り状態ではないので、発電装置２の運転は継続される。
やがて貯湯槽３１内の給湯水が熱交換されて貯湯槽３１内の温度成層が下方に移動すると、下部温度センサ３６が検知する温度が熱余り停止温度に到達するか或はそれ以上の温度となる。すると、制御部８では、給湯水温度が熱余り停止温度に到達したので熱余り状態であると判断して発電装置２の運転を停止させる。このように熱余り状態になった場合に発電装置２の運転を停止するのは、発電装置２からの排熱を給湯水の温度上昇に利用できなくなった状態であり、従って、発電装置２を冷却できない状態であるからであり、発電装置２を停止することで、利用できない排熱の発生を無くしエネルギーロスをより少なくすることとなる。
【００２９】
尚、この間に厨房や洗面所等の温水を必要とする給湯設備が給湯水を利用しなければ、上部温度センサ３７は熱交換器３２によって温水となった給湯水の温度を検知し続けることとなり、制御部８では貯湯量減少温度に到達したと判断することはない。
このように制御部が熱交換器３２によって温水となる前の給湯水の温度を下部温度センサ３６によって温度監視することで、発電装置２の運転停止を指示する。
一方、厨房等の給湯設備が温水となった給湯水を使用する場合には、貯湯槽３１上部に接続される供給管４を経由して厨房等の給湯設備に給湯水が送られ消費される。そして、給湯水が消費されると貯湯槽３１には下部に接続した上水管５から上水が供給されることとなる。すると貯湯槽３１内には低温の給湯水が増量し、温度成層境界面の位置は上方に移動する。
【００３０】
発電装置２が停止状態で厨房等の給湯設備への給湯水の供給が続くと、温度成層境界面の位置は更に上方に移動し、予熱用温度センサ３８の検知する給湯水温度がやがて予熱開始温度に到達する。予熱用温度センサ３８では給湯水温度が予熱開始温度に到達したことを制御部８へ送信する。制御部８では、予熱用温度センサ３８が予熱開始温度に到達した信号を受領したので、発電装置２に対し予熱運転を開始するよう指示する。このとき行われる予熱運転は、発電装置２の補機を予熱等して発電装置２をいつでも再起動できる状態とするよう準備させるものであり、発電して熱交換器３２による熱交換は行われない状態である。
該状態では、上部温度センサ３７の検知する給湯水温度は未だ貯湯量減少温度より高温であるので、制御部８では未だ発電装置２を再起動するようには指示していない。尚、下部温度センサ３６の検知する給湯水温度はすでに熱余り停止温度より低温となっているが、既に発電装置２は停止状態であるので、制御部８が改めて発電装置２を停止させる制御は行われない。
【００３１】
発電装置２では、予熱が開始されて予熱に必要な３０分乃至１時間経過後には予熱状態を完了するがその後も予熱完了時の状態を保つ。
発電装置２が停止状態では、やがて給湯水の消費によって貯湯槽３１上部の給湯水温度が下降し、上部温度センサ３７の測温温度が貯湯量減少温度に到達する。すると、上部温度センサ３７の検知する給湯水温度が貯湯量減少温度に到達するので、上部温度センサ３７ではその旨制御部８へ信号送信する。
この状態でも発電装置２は予熱を完了した時点での状態を保っているので、いつでも再起動可能な状態である。
【００３２】
制御部８では上部温度センサ３７から貯湯量減少温度に到達した温度を受領し、且つ、発電装置２が停止状態なので、発電装置２の発電を再開させる。すると、発電装置２からの排熱が熱交換器３２によって再び給湯水の温度を上昇させることとなり、貯湯槽３１へ温水となった給湯水が貯湯されることとなる。上部温度センサ３７が貯湯量減少温度に到達した旨信号送信しても、既に発電装置２が起動されている状態であれば発電装置２に対して再起動する旨の制御は行われない。
【００３３】
尚、厨房等の給湯設備による給湯水の利用が続けられ、発電装置２が運転していて給湯水の温度を上昇させているにも拘らず給湯水の提供が間に合わない場合には、供給管４中間部に設置される補助熱源装置６が稼動して要求される温度或は量の給湯水を厨房等の給湯設備へ送り出すこととなる。又、厨房等の給湯設備に供給する給湯水の温度が高すぎる場合には、混合弁７によって上水を混合して所定温度で供給する。
又、この実施の形態では、発電装置２の停止を下部温度センサ３６の検出した温度に基づいて制御部８が制御するようにしたが、例えば発電装置２が自身の温度を監視し温度が所定以上に上昇した場合に発電装置２が運転を停止し、制御部８が発電装置２の運転状況を監視するように構成しても良く、下部温度センサ３６の検出した温度によらずに他の方法によって発電装置２を停止させるようにしても良い。
【００３４】
更に又、この実施の形態では、発電装置２の再起動を上部温度センサ３７の検出した温度に基づいて制御部８が制御するが、例えば、制御部８が補助熱源装置６の作動を感知できるようにセンサ等を適宜設け、補助熱源装置６の作動によって貯湯量が減少していることを感知して発電装置２を再起動するようにしてもよい。そして、該構成でも予熱用温度センサ３８が予熱用温度を感知することで制御部８が既に発電装置２を予熱状態にして予熱を完了しているので、補助熱源装置６が作動されて給湯水の加熱が開始されても、直ぐに発電装置２が起動されて熱交換器３２による熱交換可能な状態にすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明の第１の実施の形態を表す説明図
【図２】従来例を表す説明図
【符号の説明】
【００３６】
１    コジェネレーションシステム
２    発電装置
３    冷却系統
３１  貯湯槽
３２  熱交換器
３３  循環往路
３４  循環復路
３５  循環ポンプ
３６  下部温度センサ
３７  上部温度センサ
４    供給管
５    上水管
６    補助熱源装置
７    混合弁
８    制御部
【図１】
2005106342.tif 000003
【図２】
2005106342.tif 000004