(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力と熱を供給するコージェネレーションシステムであり、
発電機が連結されているとともに、ディスプレーサ及びピストンを往復運動させるためのヒータ部とクーラ部を有するスターリングエンジンと、
スターリングエンジンのヒータ部を加熱する第１バーナと、
第１バーナの燃焼によって生ずる第１燃焼ガスの流路の上流側に配置されており、第１燃焼ガスの熱によって液体を昇温する第１顕熱熱交換器と、
第１燃焼ガスの流路の下流側に配置されており、第１顕熱熱交換器を通過した第１燃焼ガス中の水蒸気の凝縮熱によって液体を昇温する第１潜熱熱交換器と、
第２バーナと、
第２バーナの燃焼によって生ずる第２燃焼ガスの流路の上流側に配置されており、第２燃焼ガスの熱によって液体を昇温する第２顕熱熱交換器と、
第２燃焼ガスの流路の下流側に配置されており、第２顕熱熱交換器を通過した第２燃焼ガス中の水蒸気の凝縮熱によって液体を昇温する第２潜熱熱交換器と、
スターリングエンジンのクーラ部を冷却する液体を通すクーラ冷却部と、
液体流入口が第１熱消費装置の液体排出口に接続可能であり、液体流出口が第１熱消費装置の液体供給口に接続可能であり、液体流入口から流入する液体を、第１潜熱熱交換器と第２潜熱熱交換器とクーラ冷却部を通過させてから液体流出口へ導く第１液体流路と、
一端から液体が供給されており、他端が第２熱消費装置の液体供給口に接続可能であり、供給された液体を、第１顕熱熱交換器と第２顕熱熱交換器を通過させてから第２熱消費装置の液体供給口に接続可能な他端へ導く第２液体流路と、
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】
第１液体流路は、第２液体流路を流れる液体が供給される第２熱消費装置よりも低い温度の液体で作動可能な第１熱消費装置に接続され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】
第１液体流路は、液体流入口から流入する液体が、第１潜熱熱交換器と第２潜熱熱交換器よりも先にクーラ冷却部を通過するように配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のコージェネレーションシステム。
【請求項４】
第１液体流路は、液体流入口から流入する液体が、第１潜熱熱交換器と第２潜熱熱交換器を通過した後にクーラ冷却部を通過するように配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のコージェネレーションシステム。
【請求項５】
一端が第１潜熱熱交換器と第２潜熱熱交換器とクーラ冷却部よりも液体流出口に近い部分で第１液体流路から分岐しており、他端が第２液体流路の端部のうち液体を供給する側の端部と連通する第３液体流路をさらに備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のコージェネレーションシステム。
【請求項６】
一端が第２熱消費装置の液体排出口と接続可能であり、他端が第１潜熱熱交換器と第２潜熱熱交換器とクーラ冷却部よりも液体流入口に近い部分で第１液体流路に連通する第４液体流路をさらに備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電機が連結されたスターリングエンジンを利用して電力を供給することができ、スターリングエンジンを駆動する際に発生する熱を利用して熱エネルギを供給することができるコージェネレーションシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
発電機が連結されたスターリングエンジンを利用して電力を供給することができ、スターリングエンジンを駆動する際に発生する熱を利用して熱エネルギを供給することができるコージェネレーションシステムが提案されている。スターリングエンジンは、ディスプレーサの前後で作動流体（例えばヘリウムガス）を膨張、収縮させることによりディスプレーサ及びピストンを往復運動させる。ピストンの往復運動を、連結された発電機に伝えて発電する。作動流体を膨張させる部分をヒータ部と称する。また、作動流体を収縮させる部分をクーラ部と称する。
ヒータ部で作動流体を膨張させるために、バーナが用いられる。このバーナが燃料を燃焼させることにより生じた燃焼ガスの熱を利用して外部に熱エネルギを供給する。こうしてスターリングエンジンを利用して電力と熱エネルギを外部に供給することができる。外部に供給する熱エネルギは、燃焼ガスの熱を利用した熱交換器によって低温の液体を昇温させ、高い熱エネルギを有する高温の液体として外部に供給することが多い。
特許文献１には、発電機が連結されたスターリングエンジンを利用したコージェネレーションシステムが開示されている。
【０００３】
【特許文献１】ＷＯ０１／０９０６５６号公報
【０００４】
特許文献１に開示されたコージェネレーションシステムでは、発電機が連結されたスターリングエンジンの他に、燃焼ガスと液体との間で熱交換を行う熱交換器を備える。熱交換器は、内部を通る流体を昇温するためのピークバーナを有する。特許文献１の技術では、熱交換器を通る液体をピークバーナの燃焼ガスで昇温する際に、スターリングエンジンのヒータ部を加熱するバーナの燃焼ガスも熱交換器に誘導して熱交換器の効率を向上させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の技術では、スターリングエンジンのヒータ部を加熱するバーナの燃焼ガスを熱交換器に誘導して熱交換器の効率を向上させる。しかし特許文献１の技術では、ピークバーナによる燃焼ガスと、スターリングエンジンのヒータ部を加熱するバーナの燃焼ガスがひとつの熱交換器に用いられるだけであるので、熱交換器から排出される両方の燃焼ガスの温度はまだ大気温度よりも高温である。大気に排出される燃焼ガスが有する熱エネルギは有効利用されない。
熱効率を一層向上させたコージェネレーションシステムが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ヒータ部を加熱するバーナの燃焼ガスの熱エネルギを顕熱熱交換器で回収した後にさらに他の潜熱熱交換器でも回収する。そうすることによって、ヒータ部を加熱するバーナの燃焼ガスの熱エネルギを効率よく回収する。回収した熱エネルギを、コージェネレーションシステムの外部へ熱エネルギを供給するための熱源に利用する。
本発明では、ヒータ部を加熱するバーナの燃焼ガスの熱エネルギを効率よく回収して外部へ熱エネルギを供給するための熱源に利用することによって、コージェネレーションシステムの効率を向上させることに成功した。
【０００７】
本発明は、電力と熱を供給するコージェネレーションシステムに具現化できる。このコージェネレーションシステムは、発電機が連結されるとともに、ディスプレーサ及びピストンを往復運動させるためのヒータ部とクーラ部を有するスターリングエンジンを備える。また、スターリングエンジンのヒータ部を加熱する第１バーナと、第１バーナの燃焼によって生ずる第１燃焼ガスの流路の上流側に配置されており、第１燃焼ガスの熱によって液体を昇温する第１顕熱熱交換器と、第１燃焼ガスの流路の下流側に配置されており、第１顕熱熱交換器を通過した第１燃焼ガス中の水蒸気の凝縮熱によって液体を昇温する第１潜熱熱交換器を備える。さらに、第２バーナと、第２バーナの燃焼によって生ずる第２燃焼ガスの流路の上流側に配置されており、第２燃焼ガスの熱によって液体を昇温する第２顕熱熱交換器と、第２燃焼ガスの流路の下流側に配置されており、第２顕熱熱交換器を通過した第２燃焼ガス中の水蒸気の凝縮熱によって液体を昇温する第２潜熱熱交換器を備える。さらに、スターリングエンジンのクーラ部を冷却する液体を通すクーラ冷却部を備える。そしてさらに、第１液体流路と第２液体流路を備える。第１液体流路の液体流入口は、第１熱消費装置の液体排出口に接続可能であり、液体流出口は第１熱消費装置の液体供給口に接続可能である。第１液体流路は、その液体流入口から流入する液体を、第１潜熱熱交換器と第２潜熱熱交換器とクーラ冷却部を通過させてから液体流出口へ導く。第２液体流路は、その一端からは液体が供給されており、他端は第２熱消費装置の液体供給口に接続可能である。第２液体流路は、供給された液体を、第１顕熱熱交換器と第２顕熱熱交換器を通過させてから第２熱消費装置の液体供給口に接続可能な他端へ導く。
ここでいう液体は典型的には水でよいが、水に限られずに液体であればよい。なお、本明細書では、特に温水や冷水と明言しない場合には、温水であっても冷水であっても「水」あるいは「液体」と称することにする。
第１燃焼ガスの熱によって液体を昇温させる第１顕熱熱交換器と第１潜熱熱交換器は物理的に分離した装置であってもよいし、一体化された装置であってもよい。同様に、第２燃焼ガスの熱によって液体を昇温させる第２顕熱熱交換器と第２潜熱熱交換器も物理的に分離した装置であってもよいし、一体化された装置であってもよい。
また、第１潜熱熱交換器と第２潜熱熱交換器とクーラ冷却部は、いかなる順序で第１液体流路に接続されていてもよい。同様に第１顕熱熱交換器と第２顕熱熱交換器も、いかなる順序で第２液体流路に接続されていてもよい。
また、本明細書でいう「熱消費装置」とは、例えば床暖房装置やエアコンや給湯装置や浴槽水の追い焚き用の熱交換装置等、熱エネルギを利用する加熱装置を総称する概念として用いている。あるいは「熱消費装置」は、給湯栓や温水シャワー等のように、水と熱を同時に消費する装置（即ち、高い熱エネルギを有した水を消費する装置）の場合もある。
【０００８】
上記構成によれば、スターリングエンジンに連結された発電機によりコージェネレーションシステムの外部に電力を供給することができる。その一方でスターリングエンジンのヒータ部を加熱する第１バーナの第１燃焼ガスの熱エネルギと、第２バーナの第２燃焼ガスの熱エネルギと、スターリングエンジンのクーラ部から吸収した熱エネルギを熱源として、コジェネレーションシステムの外部に熱を供給することができる。
スターリングエンジンのヒータ部を加熱する第１バーナが燃料ガスを燃焼することにより生ずる第１燃焼ガスの熱エネルギは、第１顕熱熱交換器と第１潜熱熱交換器によって、それら熱交換器を通過する液体中へ回収される。第１燃焼ガスは、第１顕熱熱交換器と第１潜熱熱交換器でその熱エネルギを回収されるため、最終的には大気温度に近い温度まで低下する。即ち、第１燃焼ガスが有する熱エネルギの大半を回収することができる。また、第２バーナが燃料ガスを燃焼することにより生ずる第２燃焼ガスの熱エネルギは、第２顕熱熱交換器と第２潜熱熱交換器によって、それら熱交換器を通過する液体中へ回収される。
【０００９】
さらに上記構成によれば、スターリングエンジンのクーラ部を冷却する際にクーラ部から吸収した熱エネルギもクーラ冷却部を通過する液体へと回収される。クーラ部で回収された熱エネルギを外部に供給する熱エネルギの熱源として利用する。具体的には、第１潜熱熱交換器と第２潜熱熱交換器とクーラ冷却部に液体を通過させる第１液体流路を備える。また、第１顕熱熱交換器と第２顕熱熱交換器に液体を通過させる第２液体流路を備える。第２液体流路の途中に配置された第１顕熱熱交換器と第２顕熱熱交換器によって、第１バーナの第１燃焼ガスの顕熱および第２バーナの第２燃焼ガスの顕熱の熱エネルギを、第２液体流路を通過する液体の温度に転換する。即ち、第２液体流路を流れる液体を昇温する。また、第１潜熱熱交換器と第２潜熱熱交換器とクーラ冷却部と第１液体流路によって、顕熱の熱エネルギを回収したあとの第１燃焼ガスおよび第２燃焼ガスの潜熱の熱エネルギ、さらにはクーラ冷却部が吸収した熱エネルギを、第１液体流路を通過する液体の温度に転換する。即ち、第１液体流路を流れる液体を昇温する。第１液体流路から流出する昇温した水と、第２液体流路から流出する昇温した水を熱消費装置へ供給することによって、コージェネレーションシステムの外部へ熱エネルギを供給する。
なお、第１液体流路の液体流出口から流出した液体は、第１熱消費装置へ供給されて熱エネルギを与える。熱エネルギを第１熱消費装置に与えることによって低温となった液体を第１熱消費装置から再び第１液体流路の液体流入口へ還流させる。第１液体流路の液体流出口から流出した液体が有する熱エネルギが全て第１熱消費装置で消費されなかった場合には残りの熱エネルギは再びコージェネレーションシステムへ還流して昇温される。第１液体流路を流れる液体の熱エネルギは無駄に消散することがない。コージェネレーションシステムの効率をより向上することができる。
以上のようにして、本発明のコージェネレーションシステムでは、第１バーナと第２バーナとクーラ冷却部が発生する熱エネルギの大半を回収することができる。コージェネレーションシステムの効率を向上させることができる。
【００１０】
第１液体流路は、第２液体流路を流れる液体が供給される第２熱消費装置よりも低い温度の液体で作動可能な第１熱消費装置に接続されることが好ましい。
第２熱消費装置としては、例えば浴室暖房装置や水を加熱して給湯する熱交換装置等がある。第１熱消費装置としては、例えば床暖房装置などがある。
また、第１液体流路には、第２熱消費装置よりも低い温度の液体で作動可能な複数の第１熱消費装置が接続されていてもよい。同様に、第２流路には、第１熱消費装置よりも高い温度の液体を必要とする複数の第２熱消費装置が接続されていてもよい。
【００１１】
コージェネレーションシステムが供給する熱を利用する熱消費装置には、床暖房など比較的に低い温度の液体で十分に動作する装置と、給湯用熱交換装置など比較的に高い温度の液体を必要とする装置がある。
一方、潜熱熱交換器やクーラ冷却部を通過した液体の温度は、顕熱熱交換器を通過して昇温された液体の温度よりも低い。
そこで、外部に熱を供給する場合、比較的に高い温度の液体を必要とする第２熱消費装置には、第２液体流路の途中に配置された第１および第２顕熱熱交換器を通過させて高温となった液体を供給する。
第２熱消費装置よりも低い温度の液体で十分に動作する第１熱消費装置には、第１液体流路の途中に配置された第１および第２潜熱熱交換器を通過させて、第２熱消費装置に供給する液体の温度よりは低いが常温よりは高温となった液体を供給する。このときさらに、スターリングエンジンのクーラ部を冷却する際に吸収した熱量も、第１液体流路を通過する液体を昇温するために利用する。
本発明では、第１液体流路には第１および第２潜熱熱交換器とクーラ冷却部を接続する。第２液体流路には第１および第２顕熱熱交換器を接続する。第１および第２顕熱熱交換器によって第２液体流路を通過する液体はより高温となる。第１および第２潜熱熱交換器とクーラ冷却部によって第１液体流路を通過する液体は、第２液体流路を通過した液体よりは低温だが常温よりは高い温度となる。顕熱熱交換器と潜熱熱交換器の特徴を生かして、より高温の液体と、それよりは低温だが常温よりは高温である液体の２種類の温度の液体を外部に供給することができる。第２熱消費装置よりも低い温度の液体で十分に作動する第１熱消費装置と、第１熱消費装置よりも高い温度の液体を必要とする第２熱消費装置の夫々に対して適切な温度の液体を供給することができる。
【００１２】
第１液体流路は、液体流入口から流入する液体が、第１潜熱熱交換器と第２潜熱熱交換器に先立ってクーラ冷却部を通過するように配置されていてよい。あるいは、液体流入口から流入する液体が、第１潜熱熱交換器と第２潜熱熱交換器を通過した後にクーラ冷却部を通過するように配置されていてもよい。
前者では、第１熱消費装置へ熱エネルギを与えて低温となった液体を、第１および第２潜熱熱交換器に先立ってクーラ冷却部に通過させる。クーラ部をより効率的に冷却することができる。その結果、スターリングエンジンの発電効率を向上させることができる。
後者では、第１熱消費装置へ熱エネルギを与えて低温となった液体を、クーラ冷却部に先立って第１および第２潜熱熱交換器に通過させる。２つの潜熱熱交換器に低温の液体を通過させることで、２つの潜熱熱交換器の熱交換効率を向上させることができる。
また、一方の潜熱熱交換器を通過した液体を次にクーラ冷却部を通過させてその後に他方の潜熱熱交換器を通過させるようにしてもよい。スターリングエンジンの発電効率と、潜熱熱交換器の熱効率の両者をトレードオフしたコージェネレーションシステムを実現できる。
第１液体流路に対して、第１および第２潜熱熱交換器とクーラ冷却部をどのような順番で配置するかは、発電機の効率と、潜熱熱交換器の効率を比較してコージェネレーションシステム全体の効率が最も高くなるように設定すればよい。
【００１３】
一端が第１潜熱熱交換器と第２潜熱熱交換器とクーラ冷却部よりも液体流出口に近い部分で第１液体流路から分岐しており、他端が第２液体流路の端部のうち液体を供給する側の端部と連通する第３液体流路をさらに備えることが好ましい。
【００１４】
上記の第３液体流路によって、第１潜熱熱交換器と第２潜熱熱交換器とクーラ冷却部を通過して昇温された液体を第２液体流路へ供給することができる。第２液体流路へ供給する液体の温度を常温よりも高くすることができるので、第２液体流路の途中に配置された第１および第２顕熱熱交換器を通過した後の液体の温度をさらに高くすることができる。あるいは、第２液体流路へ供給する液体の温度が十分高い場合には、第２顕熱熱交換器では通過する液体の温度をさほど昇温させる必要がなくなる。即ち、第２顕熱熱交換器に第２燃焼ガスを供給する第２バーナの出力を小さくすることができる。コージェネレーションシステムの効率をより一層向上させることができる。
【００１５】
一端が第２熱消費装置の液体排出口と接続可能であり、他端が第１潜熱熱交換器と第２潜熱熱交換器とクーラ冷却部よりも液体流入口に近い部分で第１液体流路に連通する第４液体流路をさらに備えることが好ましい。
【００１６】
上記の第４液体流路によって、第２熱消費装置が排出する液体を第１液体流路の液体流入口に近い部分へ還流させることができる。第２液体流路から第２熱消費装置へ供給された液体の熱エネルギのうち、第２熱消費装置で消費されずに残った熱エネルギを再びコージェネレーションシステムに戻して再利用することができる。コージェネレーションシステムの効率をより高くすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、スターリングエンジンに連結された発電機によって電力を供給することができる。同時に、スターリングエンジンのヒータ部を加熱する第１バーナによって生ずる燃焼ガスの顕熱と潜熱の熱エネルギ、および第２バーナによって生ずる燃焼ガスの顕熱と潜熱の熱エネルギを回収するとともに、さらにクーラ部を冷却する際に吸収した熱エネルギをも回収して外部に供給する熱エネルギの熱源に利用する。そうすることによって電力と熱エネルギを外部に供給するコージェネレーションシステムの効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
＜第１実施形態＞
本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の第１実施形態であるコージェネレーションシステム１００ａの模式図である。なお、図１には、実用化の際には必要であるが本実施形態の構成を説明するのに不要な部品、例えばバルブやファンなどは図示を省略してある。また、簡単化のため、以下ではコージェネレーションシステム１００ａを略してコジェネ１００ａと称する。
コジェネ１００ａは、スターリングエンジン１１０と、スターリングエンジン１１０のヒータ部１１２を加熱する第１バーナ１２０と、スターリングエンジン１１０のクーラ部１１４を冷却する液体を通すクーラ冷却部１３０と、第１顕熱熱交換器１４０と、第１潜熱熱交換器１５０と、第２バーナ１６０と、第２顕熱熱交換器１７０と、第２潜熱熱交換器１８０を備える。
また、第１液体流入口２０２が第１熱消費装置３００の液体排出口３０２に接続可能であり、第１液体流出口２０４が第１熱消費装置３００の液体供給口３０４に接続可能であり、第１液体流入口２０２から流入する液体を、クーラ冷却部１３０と第１潜熱熱交換器１５０と第２潜熱熱交換器１８０を通過させてから第１液体流出口２０４へ導く第１液体流路２００を備える。
さらに、一端２５６（第２液体流路入口２５６とも称する）から液体が供給されており、他端２５４（第２液体流出口２５４とも称する）が第２熱消費装置３１０の液体供給口３１４に接続可能であり、供給された液体を、第１顕熱熱交換器１４０と第２顕熱熱交換器１７０を通過させてから第２液体流出口２５４へ導く第２液体流路２５０を備える。
【００１９】
スターリングエンジン１１０には、発電機１１６が連結されている。またスターリングエンジン１１０内には往復運動可能なディスプレーサ１１８及びピストン１１７が内蔵されている。ディスプレーサ１１８の前後に位置するヒータ部１１２とクーラ部１１４内で作動流体（例えばヘリウムガスなど）を圧縮・膨張させることによってディスプレーサ１１８及びピストン１１７が往復運動する。このピストン１１７の往復運動により発電機１１６が駆動されて発電が行われる。発電された電力は電力線１１６ａ、１１６ｂによりコジェネ１００ａの外部に供給される。
【００２０】
スターリングエンジン１１０のヒータ部１１２は、ヒータ部１１２に隣接して配置されている第１バーナ１２０が燃料ガスを燃焼させることによって加熱される。また、スターリングエンジン１１０のクーラ部１１４は、クーラ冷却部１３０内を通過する液体によって冷却される。
【００２１】
第１バーナ１２０が燃料ガスを燃焼させることによって生じる第１燃焼ガスは、矢印１２１に示すように、第１燃焼ガス流路１２２を通ってコジェネ１００ａの外部に排出される。第１燃焼ガス流路１２２の上流側（即ち、第１バーナ１２０に近い側）には、第１顕熱熱交換器１４０が配置されている。また、第１燃焼ガス流路１２２の下流側（即ち、第１バーナ１２０から遠い側）には、第１潜熱熱交換器１５０が配置されている。
第１顕熱熱交換器１４０は、その内部を通る液体と第１燃焼ガスとの間で熱交換を行う。即ち、第１顕熱熱交換器１４０内を通過する液体は昇温される。その際、液体に伝熱される熱エネルギは第１燃焼ガスの顕熱の熱エネルギである。
第１潜熱熱交換器１５０は、その内部を通る液体と第１顕熱熱交換器１４０を通過した後の第１燃焼ガスとの間で熱交換を行う。即ち、第１潜熱熱交換器１５０内を通過する液体は昇温される。その際、液体に伝熱される熱エネルギは、第１燃焼ガス中の水蒸気が結露する際に放出する凝縮熱の熱エネルギである。一般に、潜熱熱交換器は、顕熱熱交換器よりも低い温度のガスから熱エネルギを回収できる。従って、第１潜熱熱交換器１５０は、第１顕熱熱交換器１４０で顕熱の熱エネルギ分だけ温度の低下した第１燃焼ガスからも熱エネルギを回収できる。
【００２２】
第２バーナ１６０が燃料ガスを燃焼することによって生ずる第２燃焼ガスと、第２顕熱熱交換器１７０および第２潜熱熱交換器１８０との関係も第１燃焼ガスと第１顕熱熱交換器１４０および第１潜熱熱交換器１５０との関係と同様である。即ち、第２バーナ１６０の燃焼によって生じる第２燃焼ガスは、矢印１６１に示すように、第２燃焼ガス流路１６２を通ってコジェネ１００ａの外部に排出される。第２燃焼ガス流路１６２の上流側（即ち、第２バーナ１６０に近い側）には第２顕熱熱交換器１７０が配置されている。また、第２燃焼ガス流路１６２の下流側（即ち、第２バーナ１６０から遠い側）には第２潜熱熱交換器１８０が配置されている。
第２顕熱熱交換器１７０では、第２燃焼ガスの顕熱の熱エネルギによって、その内部を通る液体が昇温される。
第２潜熱熱交換器１８０では、第２顕熱熱交換器１７０を通過した後の第２燃焼ガスの潜熱の熱エネルギによって、その内部を通る液体が昇温される。
なお、第２バーナ１６０は、第１バーナ１２０が生成する第１燃焼ガスによって昇温した液体をさらに昇温して、より高温の液体を外部に供給する（即ち、より多くの熱エネルギを外部に供給する）ために設けられている。
また、第１顕熱熱交換器１４０と第１潜熱熱交換器１５０は物理的に独立していてもよいし一体化されていてもよい。同様に、第２顕熱熱交換器１７０と第２潜熱熱交換器１８０は物理的に独立していてもよいし一体化されていてもよい。
【００２３】
一方、スターリングエンジン１１０のクーラ部１１４を冷却するクーラ冷却部１３０では、クーラ部１１４内を通る作動流体から回収する熱によって、クーラ冷却部１３０内を通る液体が昇温される。
【００２４】
次に第１液体流路２００について説明する。コジェネ１００ａは、高温の液体を第１熱消費装置３００へ供給するための第１液体流出口２０４を備えている。また、第１熱消費装置３００へ熱エネルギを与えた後の液体を再びコジェネ１００ａへ回収する第１液体流入口２０２を備えている。
コジェネ１００ａの第１液体流入口２０２は、配管２１０によってクーラ冷却部１３０の流入口１３２と接続されている。クーラ冷却部１３０の流出口１３４は、配管２１２によって第１潜熱熱交換器１５０の流入口１５２と接続されている。第１潜熱熱交換器１５０の流出口１５４は、配管２１４によって第２潜熱熱交換器１８０の流入口１８２に接続されている。第２潜熱熱交換器１８０の流出口１８４には、配管２１６の一端が接続されている。配管２１６の他端はコジェネ１００ａの第１液体流出口２０４となっている。なお、クーラ冷却部１３０の流入口１３２から流入する液体は、クーラ冷却部１３０内で昇温されて流出口１３４から流出する。同様に第１潜熱熱交換器１５０の流入口１５２から流入する液体は、第１潜熱熱交換器１５０内で昇温されて流出口１５４から流出する。第２潜熱熱交換器１８０の流入口１８２と流出口１８４についても同様である。
配管２１０、２１２、２１４、２１６によって、コジェネ１００ａの液体流入口２０２から流入する液体を、クーラ冷却部１３０と第１潜熱熱交換器１５０と第２潜熱熱交換器１８０とを通過させてから第１液体流出口２０４へ導く第１液体流路２００が形成される。なお、第１液体流路２００内の液体を流動させるための第１ポンプ２２０が配管２１６の途中に配置されている。
【００２５】
コジェネ１００ａの第１液体流出口２０４は、第１熱消費装置３００の液体供給口３０４に接続可能であり、コジェネ１００ａの第１液体流入口２０２は、第１熱消費装置３００の液体排出口３０２に接続可能である。即ち、この実施形態では、コジェネ１００ａは、第１液体流出口２０４から高温の液体を第１熱消費装置３００へ供給することができる。即ちコジェネ１００ａは、高温の液体を媒体として外部に熱エネルギを供給することができる。第１熱消費装置３００は、例えば床暖房装置などである。床暖房装置へ熱エネルギを与えて温度の低下した液体が第１液体流入口２０２からコジェネ１００ａへ流入する。
【００２６】
次に第２液体流路２５０について説明する。コジェネ１００ａには、第１液体流出口２０４とは別に、外部へ高温の液体を供給するための第２液体流出口２５４を備えている。
第１顕熱熱交換器１４０の流入口１４２には配管２６０の一端が接続されている。配管２６０の他端２５６（第２液体流路入口２５６）からは矢印２７２に示すように、外部から常温の水が供給される。第１顕熱熱交換器１４０の流出口１４４は、配管２６２によって第２顕熱熱交換器１７０の流入口１７２に接続されている。第２顕熱熱交換器１７０の流出口１７４には配管２６４の一端が接続されている。配管２６４の他端がコジェネ１００ａの第２液体流出口２５４となっている。なお、第１顕熱熱交換器１４０の流入口１４２と流出口１４４、および第２顕熱熱交換器１７０の流入口１７２と流出口１７４は、第１液体流路２００を説明した際の第１潜熱熱交換器１５０の流入口１５２と流出口１５４と同様である。
【００２７】
配管２６０、２６２、２６４によって、配管２６０の第２液体流路入口２５６から供給される常温の水を、第１顕熱熱交換器１４０と第２顕熱熱交換器１７０とを通過させてから第２液体流出口２５４へ導く第２液体流路２５０が形成される。なお、第２液体流路２５０内の液体を流動させるための第２ポンプ２７０が配管２６０の途中に配置されている。
第２液体流出口２５４は、第２熱消費装置３１０の液体供給口３１４に接続可能となっている。即ちコジェネ１００ａは、第２液体流出口２５４から高温の液体を第２熱消費装置３１０へ供給することができる。コジェネ１００ａは、前述した第１液体流出口２０２から外部へ熱エネルギを供給するとともに、第２液体流出口２５４からも外部へ熱エネルギを供給することができる。なお、第２熱消費装置３１０は、例えばエアコンや給湯装置などである。
【００２８】
次に、コジェネ１００ａの動作について説明する。コジェネ１００ａは、スターリングエンジン１１０によって発電機１１６が駆動されて外部に電力を供給する。以下では、コジェネ１００ａが外部に熱エネルギを供給する際の動作を、第１液体流路２００および第２液体流路２５０を通過する液体の温度変化を例示して説明する。
今、第１熱消費装置３００から排出される液体の温度が２５℃であるとする。２５℃の液体が流入するクーラ冷却部１３０では、スターリングエンジン１１０のクーラ部１１４を冷却する際に得た熱エネルギによって、通過する液体を昇温する。クーラ冷却部１３０の出口では液体の温度は例えば３０℃となる。次に３０℃に昇温された液体が流入する第１潜熱熱交換器１５０では、第１バーナ１２０が生成する第１燃焼ガスの潜熱によって、通過する液体を昇温する。その結果、第１潜熱熱交換器１５０の出口では液体の温度は例えば４０℃となる。同様に、４０℃の液体は第２潜熱熱交換器１８０を通過する際に第２燃焼ガスの潜熱によって昇温されて例えば５０℃となる。第１液体流入口２０２から流入した２５℃の液体は、５０℃に昇温されて第１液体流出口２０４に導かれ、第１熱消費装置３００の液体供給口３１４を介して再び第１熱消費装置３００へと供給される。こうしてコジェネ１００ａは、第１液体流路２００を通過する液体を、クーラ冷却部１３０と第１潜熱熱交換器１５０と第２潜熱熱交換器１８０によって昇温し、第１熱消費装置３００へ昇温された液体（即ち液体が有する熱エネルギ）を供給する。
【００２９】
一方、第２液体流路２５０の第２液体流路入口２５６から流入した液体の温度が例えば１０℃であるとする。１０℃は常温での液体の温度とする。１０℃の液体が流入する第１顕熱熱交換器１４０では、第１バーナ１２０が生成する第１燃焼ガスの顕熱によって、通過する液体を昇温する。その結果、第１顕熱熱交換器１４０の出口では液体の温度は例えば４０℃となる。同様に、４０℃の液体は第２顕熱熱交換器１７０を通過する際に第２燃焼ガスの顕熱によって昇温されて例えば７０℃となる。第２液体流路２５０の第２液体流路入口２５６から流入した常温１０℃の液体は、７０℃に昇温されて第２液体流出口２５４に導かれ、第２熱消費装置３１０の液体供給口３１４を介して第２熱消費装置３１０へと供給される。こうしてコジェネ１００ａは、第２液体流路２５０を通過する液体を、第１顕熱熱交換器１４０と第２顕熱熱交換器１７０によって昇温し、第２熱消費装置３１０へ昇温された液体（即ち液体が有する熱エネルギ）を供給する。
【００３０】
以上のようにコジェネ１００ａでは、第２液体流路２５０の途中に配置された第１顕熱熱交換器１４０と第２顕熱熱交換器１７０によって、第１バーナ１２０が発生する第１燃焼ガスの顕熱の熱エネルギと第２バーナ１６０が発生する第２燃焼ガスの顕熱の熱エネルギを液体へ転換し、昇温した液体を媒体として外部へ熱エネルギを供給することができる。
また、第１液体流路２００の途中に配置された第１潜熱熱交換器１５０と第２潜熱熱交換器１８０によって、第１バーナ１２０が発生する第１燃焼ガスの潜熱の熱エネルギと第２バーナ１６０が発生する第２燃焼ガスの潜熱の熱エネルギを液体へ転換し、昇温した液体を媒体として外部へ熱エネルギを供給することができる。このとき、スターリングエンジン１１０のクーラ部１１４から回収した熱エネルギも第１液体流路２００を通過する液体に転換される。
このようにコジェネ１００ａは、第１バーナ１２０が発生する第１燃焼ガスの顕熱と潜熱の熱エネルギ、および第２バーナ１６０が発生する第２燃焼ガスの顕熱と潜熱の熱エネルギ、さらにはスターリングエンジン１１０のクーラ部１１４から得た熱エネルギまで回収し、回収した熱エネルギを外部へ供給することができる。そうすることによって、熱効率を向上させたコジェネ１００ａを実現することができる。
【００３１】
ここで、第１液体流路２００は、第２液体流路２５０を流れる液体が供給される第２熱消費装置３１０よりも低い温度の液体で作動可能な第１熱消費装置３００に接続されることが好ましい。第１熱消費装置としては、例えば床暖房装置などがある。第２熱消費装置としては、例えばエアコンや給湯装置などがある。
第１液体流路２００を流れる液体は、クーラ冷却部１３０と第１潜熱熱交換器１５０と第２潜熱熱交換器１８０によって昇温される。一方、第２液体流路２５０を流れる液体は、第１顕熱熱交換器１４０と第２顕熱熱交換器１７０によって昇温される。顕熱熱交換器と潜熱熱交換器の特性の違いによって、第１液体流路２００から外部へ供給可能な液体の温度は、第２液体流路２５０から外部へ供給可能な液体の温度よりも低い。顕熱熱交換器と潜熱熱交換器の特徴を生かして、低い温度の液体で十分に作動する第１熱消費装置３００と、高い温度の液体を必要とする第２熱消費装置３１０の夫々に対して適切な温度の液体を供給することができる。コジェネ１００ａが供給する熱を効率的に利用することができる。
【００３２】
また、第１液体流路２００を流れる液体がクーラ冷却部１３０と第１潜熱熱交換器１５０と第２潜熱熱交換器１８０を通過する順番はどのような順番であってもよい。順番によって夫々別の効果を得ることができる。
例えば、第１液体流路２００を流れる液体が、第１潜熱熱交換器１５０と第２熱交換器１８０よりも先にクーラ冷却部１３０を通過するように配置する。そうすることによって、クーラ冷却部１３０に、より低温の液体を通過させることができる。スターリングエンジン１１０のクーラ部１１４をより効率的に冷却することができる。その結果、スターリングエンジン１１０に連結された発電機１１６の発電効率を向上させることができる。
また、例えば、第１液体流路２００を流れる液体が、第１潜熱熱交換器１５０と第２熱交換器１８０を通過した後にクーラ冷却部１３０を通過するように配置する。そうすることによって、２つの潜熱熱交換器１５０、１８０に、より低温の液体を通過させることができる。その結果、２つの潜熱熱交換器１５０、１８０での熱交換効率を向上させることができる。
また、例えば、２つの潜熱熱交換器１５０、１８０のどちらか一方の潜熱熱交換器を通過した液体を次にクーラ冷却部１３０に通過させ、その後に他方の潜熱熱交換器を通過させるようにしてもよい。発電機１１６の発電効率と、潜熱熱交換器１５０、１８０の熱効率の両者をトレードオフしたコジェネ１００ａを実現できる。
第１液体流路２００を流れる液体を、２つの潜熱熱交換器１５０、１８０とクーラ冷却部１３０をどのような順番で通過させるかは、発電機１１６の効率と、潜熱熱交換器の効率を比較してコジェネ１００ａ全体の効率が最も高くなるように設定すればよい。
【００３３】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図２は、第２実施形態のコージェネレーションシステム１００ｂの模式図である。以下では説明を簡単にするため、コージェネレーションシステム１００ｂをコジェネ１００ｂと称することにする。このコジェネ１００ｂは、図１に示すコジェネ１００ａに加えて、第１液体流路２００のうち、クーラ冷却部１３０と第１潜熱熱交換器１５０と第２潜熱熱交換器１８０よりも第１液体流出口２０４に近い部分の分岐点２７２と、第２液体流路２５０の第２液体流路入口２５６を連通する配管２８０を備える。この配管２８０を第３液体流路と称する。
さらに、図１に示すコジェネ１００ａに加えて、一端２７４（第２液体流入口２７４とも称する）が第２熱消費装置３１０ｂの液体排出口３１２と接続可能であり、他端が第１液体流路２００のうち、クーラ冷却部１３０と第１潜熱熱交換器１５０と第２潜熱熱交換器１８０よりも第１液体流入口２０２に近い部分の第１液体流路２００の合流点２７６に連通する配管２７８を備える。この配管２７８を第４液体流路２７８と称する。
なお、図１に示したコジェネ１００ａと同じ装置や部品には図２でも同じ符号を付してあり、以下では説明を省略する。
【００３４】
上記の第３液体流路２８０と第４液体流路２７８が付加されたコジェネ１００ｂが外部に熱エネルギを供給する際の動作を、第１液体流路２００および第２液体流路２５０も含めた夫々の液体流路を通過する液体の温度変化を例示して説明する。
第１液体流路２００の分岐点２７２から分岐した第３液体流路２８０は、第２液体流路２５０の端部のうち第２液体流路入口２５６に接続されている。従って、クーラ冷却部１３０と第１潜熱熱交換器１５０と第２潜熱熱交換器１８０を通過して昇温された液体の一部は第３液体流路２８０によって第２液体流路２５０の第２液体流路入口２５６に供給される。今、クーラ冷却部１３０と第１潜熱熱交換器１５０と第２潜熱熱交換器１８０を通過した液体の温度が例えば５５℃であるとする。クーラ冷却部１３０と第１潜熱熱交換器１５０と第２潜熱熱交換器１８０を通過した液体の温度が図１で示した同じ場所の温度５０℃より高くなっている理由は後述する。図１に示したコジェネ１００ａでは第２液体流路２５０の第２液体流路入口２５６に供給される液体の温度は常温の１０℃であった。これに対してコジェネ１００ｂでは、第３液体流路２８０によって、第２液体流路２５０には５５℃の液体が供給されることになる。従って、第１顕熱熱交換器１４０では、流入する５５℃の液体を例えば７０℃に昇温できる。さらに、第２顕熱熱交換器１７０では、流入する７０℃の液体を例えば８５℃に昇温できる。その結果、８５℃に昇温した液体を第２熱消費装置３１０へ供給することができる。第２熱消費装置３１０へ供給する液体の温度を、図１のコジェネ１００ａよりも高温の液体とすることができる。
【００３５】
また、第２熱消費装置３１０ｂの液体排出口３１２から排出された液体は、第２液体流入口２７４からコジェネ１００ｂに流入し、第４液体流路２７８によって、第１液体流路２００の合流点２７６で第１熱消費装置３００から排出された液体と合流する。第２熱消費装置３１０ｂは、第１熱消費装置３００よりも高い温度の液体を必要とする装置とする。この場合、熱エネルギを第２熱消費装置３１０ｂへ供給した後に液体排出口３１２から排出される液体の温度は、熱エネルギを第１熱消費装置３００へ供給した後に液体排出口３０２から排出される液体の温度よりも高い場合が多い。第１液体流路２００と第４液体流路２７８の合流点２７６で合流した液体の温度は、第１熱消費装置３００の流体排出口３０２から排出される液体の温度よりも高くなる。このときの合流後の液体の温度が例えば３０℃であるとする。この３０℃という温度は、図１に示したコジェネ１００ａにおいてクーラ冷却部１３０に流入する液体の温度２５℃よりも高い。従って、クーラ冷却部１３０では、流入する３０℃の液体を例えば３５℃に昇温できる。さらに、第１潜熱熱交換器１５０では、流入する３５℃の液体を例えば４５℃に昇温できる。さらに第２潜熱熱交換器１８０では、流入する４５℃の液体を例えば５５℃に昇温できる。その結果、５５℃に昇温した液体を第１熱消費装置３００へ供給することができる。第１熱消費装置３００へ供給する液体の温度を、図１のコジェネ１００ａよりも高温の液体とすることができる。
【００３６】
以上のようにコジェネ１００ｂでは、上記の第３液体流路２８０によって、クーラ冷却部１３０と第１潜熱熱交換器１５０と第２潜熱熱交換器１８０を通過して昇温された液体を第２液体流路２５０へ供給することができる。第２液体流路２５０へ供給する液体の温度を常温よりも高くすることができるので、第２液体流路２５０で第１顕熱熱交換器１４０と第２顕熱熱交換器１７０を通過した後の液体の温度をさらに高くすることができる。もしくは、第２液体流路２５０へ供給する液体の温度を常温よりも高くすることができるので、第２顕熱熱交換器１７０で液体を昇温させるための第２燃焼ガスの顕熱のエネルギをより少なくすることができる。換言すれば、第２バーナ１６０で消費する燃料を少なくすることができる。
【００３７】
また、上記の第４液体流路２７８によって、第２熱消費装置３１０ｂが排出する液体を第１液体流路２００の液体流入口２０２に近い部分へ還流させることができる。第２液体流路２５０から第２熱消費装置３１０ｂへ供給された液体の熱エネルギのうち、第２熱消費装置３１０ｂで消費されずに残った熱エネルギを再びコジェネ１００ｂの第１液体流路２００に戻して再利用することができる。コジェネ１００ｂの効率をより高くすることができる。
【００３８】
以上、図１と図２で説明した本発明の実施形態では、スターリングエンジン１１０のヒータ部１１２を加熱するための第１バーナ１２０が生成する第１燃焼ガスの顕熱と潜熱の熱エネルギ、第２バーナ１６０が生成する第２燃焼ガスの顕熱と潜熱の熱エネルギ、およびスターリングエンジン１１０のクーラ部１１４から回収した熱エネルギを外部へ熱を供給するために利用する。そうすることによって、スターリングエンジン１１０を駆動する際に発生した熱エネルギと第２バーナが発生した熱エネルギを効率的に利用するコージェネレーションシステムを実現することができる。
また、図１と図２で説明した本発明の実施形態では、高温の液体を媒体にして熱エネルギを外部に供給する第２液体流路２５０と、第２液体流路２５０によって供給される液体よりは低温であるが常温よりは温度の高い液体を媒体にして熱エネルギを外部に供給する第１液体流路２００を備える。即ちコージェネレーションシステム１００ａ、１００ｂは、異なる温度の液体を外部に供給することができる。必要とする液体の温度が異なる複数の熱消費装置に対して、夫々の熱消費装置に適した温度の液体を供給することができる。コージェネレーションシステムが供給する液体の温度を、熱消費装置が必要とする液体の温度に合わせるための温度調節装置等の付加的な装置を要しない。
また、図１と図２で説明した本発明の実施形態では、第１熱消費装置３００と第２熱消費装置３１０、３１０ｂをコジェネ１００ａ、１００ｂの外部の装置とした。しかし、例えば第２熱消費装置３１０として給湯装置などを用いる場合、熱交換器など給湯装置の一部あるいは全部をコージェネレーションシステム１００ａ、１００ｂの構成の一部にくわえてもよい。
なお、図１および図２では、コジェネ１００ａ、１００ｂの第１液体流路２００に接続される熱消費装置は、第１熱消費装置３００ひとつだけが描かれているが、第１液体流路２００には複数の第１熱消費装置が接続されていてもよい。同様に、図１では、コジェネ１００ａの第２液体流路２５０に接続される熱消費装置は、第２熱消費装置３１０ひとつだけが描かれており、図２では、コジェネ１００ａの第２液体流路２５０に接続される熱消費装置は、第２熱消費装置３１０ｂひとつだけが描かれているが、第２液体流路２５０には複数の第２熱消費装置が接続されていてもよい。
【００３９】
また、図１と図２で説明した実施形態において、第１顕熱熱交換器１４０と第２顕熱熱交換器１７０によって昇温された液体の一部を、クーラ冷却部１３０と第１潜熱熱交換器１５０と第２潜熱熱交換器１８０によって昇温された液体と合流させて第１熱消費装置３００へ供給するようにしてもよい。具体的には、例えば、第１液体流路２１０の一部を構成する配管２１６の途中にシスターンを設ける。そのシスターンに、第２液体流路２５０の一部を構成する配管２６４の途中から分岐しており、第２液体流路２５０を流れる液体をシスターンへと導く配管を配置する。
上記のシスターンへと導く配管を設けることによって、第１顕熱熱交換器１４０と第２顕熱熱交換器１７０を通過した液体を、シスターンを介して第１液体流路２００へと導くことができる。そうすることによって、例えば第２熱消費装置３１０ｂが運転を停止している場合や、第２熱消費装置３１０ｂで消費する熱量が少ない場合には、第１顕熱熱交換器１４０と第２顕熱熱交換器１７０で昇温した液体を、シスターンを介して第１熱消費装置３００へ供給することができる。なお、図２に示した第２実施形態の構成に上記のシスターン等を付加した構成を後述する実施例で例示する。
なお、図１と図２で例示した液体の温度の値はコジェネ１００ａ、１００ｂの動作を説明するために仮に例示した値であり、実際には、バーナ１２０、１６０や２つの顕熱熱交換器１４０、１７０や２つの潜熱熱交換器１５０、１８０の熱交換効率などによって変化することはいうまでもない。
【実施例】
【００４０】
図面を参照しながら、本発明のコージェネレーションシステムを具現化した実施例を説明する。図３は、本実施例のコージェネレーションシステム１０００の構成を示している。
本実施例のコージェネレーションシステム１０００は、図２に示した第２実施形態を基本として、現実に必要な様々な部品が付加されたものである。また、図面の都合上、図２の第２実施形態に示したコージェネレーションシステムの部品と対応する図３の本実施例のコージェネレーションシステムの部品に異なる名称を付してある場合がある。そこでまず、本実施例のコージェネレーションシステム１０００と、図２に示した第２実施形態のコージェネレーションシステム１００ｂとの対応関係を説明する。なお、図１および図２では流体の流路を白抜きの線で示したが、図３では図を簡略化するために流体の流路を１本の線で描いてある。
【００４１】
本実施例のコージェネレーションシステム１０００は主に、発電装置１００２と、第１燃焼装置１００６と、第２燃焼装置１０４４と、シスターン１０２０と、低温暖房機１０３２と、高温暖房機１０７４と、給湯器１１００と、風呂給湯器１１３０を備えている。ここで、低温暖房機１０３２は床暖房機である。高温暖房機１０７４とは、浴室暖房機である。床暖房機へ通過させる液体の温度は、浴室暖房機へ通過させる液体の温度よりも低い温度でよい。そのために床暖房機を低温暖房機１０３２と称し、浴室暖房機を高温暖房機１０７４と称している。即ち、「低温暖房機」とは「高温暖房機」よりも低い温度の水で十分に動作する暖房機を意味する。風呂給湯器１１３０は、浴槽１１３２に湯張りするために給湯する機能と、浴槽水を追い焚きする機能を備えている。
なお、低温暖房機１０３２と、高温暖房機１０７４と、給湯器１１００と、風呂給湯器１１３０は、コージェネレーションシステム１０００に接続可能な外部の装置としてもよいが、ここでは全体構成を説明しやすくするために、これらの装置を含めてコージェネレーションシステム１０００と称することにする。
発電装置１００２内には、スターリングエンジン１１０と、第１燃焼装置１００６が配置されている。スターリングエンジン１１０には、発電機１１６が連結されている。また、スターリングエンジン１１０はヒータ部１１２とクーラ部（図３では図示を省略してある。図１を参照されたい）を有している。スターリングエンジン１１０のクーラ部に隣接して、クーラ部を冷却するためのクーラ冷却部１３０が配置されている。
【００４２】
第１燃焼装置１００６の内部には、第１バーナ１２０と、第１顕熱熱交換器１４０と、第１潜熱熱交換器１５０と、吸出しファン１０１８が配置されている。なお、第１燃焼装置１００６の内壁によって形成される燃焼ガスの流路が、図２の第２実施形態で示した第１ガス燃焼ガス流路１２２に対応する。即ち、図３に示すように、第１燃焼装置１００６では、第１燃焼装置１００６の内壁によって形成されるガス流路（第１燃焼ガス流路１２２）の上流側（即ち、第１バーナ１２０に近い側）に、第１顕熱熱交換器１４０が配置され、また、その下流側（即ち、第１バーナ１２０から遠い側）に、第１潜熱熱交換器１５０が配置されている。
第２燃焼装置１０４４は、第２バーナ１６０と、第２顕熱熱交換器１７０と、第２潜熱熱交換器１８０と、吹出しファン１０５２を備えている。なお、第２燃焼装置１０４４の内壁によって形成される燃焼ガスの流路が、図２の第２実施形態で示した第２ガス燃焼ガス流路１６２に対応する。即ち、図３に示すように、第２燃焼装置１００６では、第２燃焼装置１０４４の内壁によって形成されるガス流路（第２燃焼ガス流路１６２）の上流側（即ち、第２バーナ１６０に近い側）に、第２顕熱熱交換器１７０が配置され、また、その下流側（即ち、第２バーナ１６０から遠い側）に、第２潜熱熱交換器１８０が配置されている。
また、図３には、各熱交換器や低温暖房機１０３２や高温暖房機１０７４などを連結し、それらの間に液体を流すための流路が描かれている。なお本実施例のコージェネレーションシステム１０００の流路を流れる液体は水である。流路には、高温の水が流れる流路もあれば低温の水や冷水が流れる流路もある。
【００４３】
図３に最も太い黒線で示した流路２００が図２の第２実施形態で示した第１液体流路２００に相当する。具体的な対応関係は次の通りである。
図３の第１冷水路１０３８の端部のうち、合流点１５００に接続している側の一端が、図２の第２実施形態で示した第１液体流入口２０２に対応する。合流点１５００から始まって、合流点１５００に接続されている第１冷水路１０３８と、第１冷水路１０３８の他端に接続されているクーラ冷却部１３０内の流路と、クーラ冷却部１３０の流路出口と接続されている第２冷水路１０４０と、第２冷水路１０４０の他端に接続されている第１潜熱熱交換器１５０の流路と、第１潜熱熱交換器１５０の流路出口と接続されている第３冷水路１０４２と、第３冷水路１０４２の他端と接続されている第２潜熱熱交換器１８０の流路と、第２潜熱熱交換器１８０の流路出口と接続されているシスターン復路１０５４と、シスターン復路１０５４の他端とシスターン１０２０を介して連通しているシスターン往路１０２４によって形成される流路が図２の第２実施形態で示した第１液体流路２００に対応する。そして、図３のシスターン往路１０２４の端部のうち、分岐点１５０２に接続している側の一端が、図２の第２実施形態で示した第１液体流出口２０４に対応する。
【００４４】
図３に中太の黒線で示した流路２５０が図２の第２実施形態で示した第２液体流路２５０に相当する。具体的な対応関係は次の通りである。
図３の第１顕熱熱交換器１４０の入口１５０４が、図２の第２実施形態で示した第２液体流路入口２５６に対応する。第１顕熱熱交換器１４０の入口１５０４から始まって、第１顕熱熱交換器１４０の流路と、第１顕熱熱交換器１４０の流路出口に接続されている第２温水路１０５６と、第２温水路１０５６の他端に接続されている第２顕熱熱交換器１７０と、第２顕熱熱交換器１７０の流路出口と接続されている第３温水路１０５８によって形成される流路が図２の第２実施例に示した第２液体流路２５０に対応する。そして、図３の第３温水路１０５８の端部のうち、分岐点１５０６に接続している側の一端が、図２の第２実施形態で示した第２液体流出口２５４に対応する。
【００４５】
また、図３に示す分岐点１５０２と第１顕熱熱交換器１４０の入口１５０４を繋ぐ第１温水路１０３０が、図２の第２実施形態で示した第３液体流路２８０に対応する。
さらに、図３に示す合流点１５０８と合流点１５００を繋ぐ戻り経路１０７８が図２の第２実施形態で示した第４液体流路２７８に対応する。
【００４６】
また、本実施例のコージェネレーションシステム１０００では、図２の第２実施形態で示した第１液体流出口２０４に相当する分岐点１５０２から低温暖房往路１０２８を介して温水が低温暖房機１０３２へと供給される。また低温暖房機１０３２へ熱エネルギを与えて温度が低下した水が低温暖房復路１０３６を介して図２の第２実施形態で示した第１液体流入口２０２に相当する合流点１５００へと流入する。即ち、低温暖房機１０３２が、図２に示した第１熱消費装置３００に相当する。
さらに、本実施例のコージェネレーションシステム１０００では、図２の第２実施形態で示した第２液体流出口２５４に相当する分岐点１５０６から、高温暖房機１０７４と給湯器１１００と風呂給湯器１１３０へ高温の温水が供給される。そして、高温暖房機１０７４や給湯器１１００や風呂給湯器１１３０へ熱エネルギを与えて温度が低下した水が、図２の第２実施形態で示した第２液体流入口２７４に相当する合流点１５０８へと流入する。即ち、高温暖房機１０７４と給湯器１１００と風呂給湯器１１３０の夫々が、図２の第２実施形態で示した第２熱消費装置３１０ｂに相当する。
【００４７】
次に本実施例のコージェネレーションシステム１０００の各部の構造を具体的に説明する。
発電装置１００２のスターリングエンジン１１０は、ヒータ部１１２を第１燃焼装置１００６で加熱し、クーラ部（図１参照）をクーラ冷却部１３０で冷却することによって、内部のディスプレーサ及びピストン（図１参照）が往復運動する。このピストンの往復運動を発電機１１６へ伝達することによって発電機１１６が発電する。発電機１１６が発電した電力は、図３のグリッドボックス１０１０へ送電される。
【００４８】
第１燃焼装置１００６は、第１バーナ１２０と、第１顕熱熱交換器１４０と、第１潜熱熱交換器１５０と、吸出しファン１０１８を備えている。第１バーナ１２０は、その燃焼ガスによってスターリングエンジン１１０のヒータ部１１２を加熱する。第１顕熱熱交換器１４０は第１燃焼装置１００６の内部を通る伝熱管であり、伝熱管の内部を通過する水と、伝熱管の外部を流れる燃焼ガスとの間で熱交換を行う。第１潜熱熱交換器１５０は第１燃焼装置１００６の内部を通る伝熱管であり、伝熱管の内部を通過する水と、伝熱管の外部を流れる燃焼ガスとの間で熱交換を行う。第１潜熱熱交換器１５０の内部は低温の水が通過するため、外部を流れる燃焼ガスに含まれる水蒸気が第１潜熱熱交換器１５０の表面に結露する。このときの水蒸気の凝縮熱によって、第１潜熱熱交換器１５０の内部を流れる水が加熱される。第１バーナ１２０から供給される燃焼ガスは、スターリングエンジン１１０のヒータ部１１２を加熱した後、吸出しファン１０１８によって吸引されて、第１顕熱熱交換器１４０と第１潜熱熱交換器１５０を通過して、外部へ排出される。
【００４９】
クーラ冷却部１３０は、水が流れる流路を備えており、流路を流れる水と、スターリングエンジン１１０のクーラ部（図３では図示を省略）内を通過する作動流体との間で熱交換を行う。クーラ冷却部１３０には低温の水が流れるため、スターリングエンジン１１０のクーラ部（不図示）を通過する作動流体は冷却される。
【００５０】
シスターン１０２０は水（温水）を貯めるタンクである。シスターン１０２０内には水位電極１０２０ａ，１０２０ｂが装着されている。水位電極１０２０ａの下端は、シスターン１０２０のハイレベル水位に位置している。水位電極１０２０ｂの下端は、シスターン１０２０のローレベル水位に位置している。水位電極１０２０ａと水位電極１０２０ｂは、水に触れていると検出信号をコントローラ１２００に出力する。コントローラ１２００は、水位電極１０２０ａ，１０２０ｂからの検出信号によって、シスターン１０２０の水位がハイレベル水位を超えているか、ハイレベル水位とローレベル水位の間にあるか、ローレベル水位よりも低いかを判別する。シスターン１０２０内の水位は、ハイレベルとローレベルの範囲内に位置している状態が適正状態である。コントローラ１２００は、水位電極１０２０ａ，１０２０ｂからの検出信号に基づいて補給水弁１０２２を開閉制御し、シスターン１０２０の水位を適正範囲に維持する。
【００５１】
シスターン１０２０の底部には、シスターン往路１０２４の一端が接続されている。シスターン往路１０２４にはポンプ１０２６が設けられている。ポンプ１０２６はコントローラ１２００によって制御される。シスターン往路１０２４の他端は、低温暖房往路１０２８と第１温水路１０３０に分岐している。
【００５２】
シスターン往路１０２４から分岐した低温暖房往路１０２８は、低温暖房機１０３２の入口に接続されている。本実施例の低温暖房機１０３２は床暖房機である。低温暖房往路１０２８には熱動弁１０３４が挿入されている。熱動弁１０３４はコントローラ１２００によって制御される。低温暖房機１０３２が使用されるときに熱動弁１０３４が開かれる。低温暖房機１０３２が使用されない間は熱動弁１０３４が閉じられている。低温暖房機１０３２の出口には、低温暖房復路１０３６の一端が接続されている。低温暖房復路１０３６の他端は、第１冷水路１０３８に接続されている。
【００５３】
第１冷水路１０３８は、クーラ冷却部１３０の入口に接続している。クーラ冷却部１３０の出口には、第２冷水路１０４０の一端が接続されている。第２冷水路１０４０の他端は、第１燃焼装置１００６の第１潜熱熱交換器１５０の入口へ接続している。第１潜熱熱交換器１５０の出口には、第３冷水路１０４２の一端が接続している。第３冷水路１０４２の他端は、第２燃焼装置１０４４の第２潜熱熱交換器１８０の入口へ接続している。
【００５４】
第２燃焼装置１０４４は、第２バーナ１６０と、第２顕熱熱交換器１７０と、第２潜熱熱交換器１８０と、吹出しファン１０５２を備えている。第２バーナ１６０で得られた燃焼ガスは、吹出しファン１０５２によって吹出され、第２顕熱熱交換器１７０の内部を流れる水と、第２潜熱熱交換器１８０の内部を流れる水を加熱した後に、外部に排出される。第２顕熱熱交換器１７０は第２燃焼装置１０４４の内部を通る伝熱管であり、伝熱管の内部を通過する水と、伝熱管の外部を流れる燃焼ガスとの間で熱交換を行う。第２潜熱熱交換器１８０は第２燃焼装置１０４４の内部を通る伝熱管であり、伝熱管の内部を通過する水と、伝熱管の外部を流れる燃焼ガスとの間で熱交換を行う。第２潜熱熱交換器１８０の内部は低温の水が通過するため、外部を流れる燃焼ガスに含まれる水蒸気が第２潜熱熱交換器１８０の表面に結露する。このときの水蒸気の凝縮熱によって、第２潜熱熱交換器１８０の内部を流れる水が加熱される。
【００５５】
第２潜熱熱交換器１８０の出口は、シスターン復路１０５４の一端に接続している。シスターン復路１０５４の他端は、シスターン１０２０の底部に接続されている。
【００５６】
シスターン往路１０２４から分岐した第１温水路１０３０は、第１燃焼装置１００６の第１顕熱熱交換器１４０の入口へ接続されている。第１顕熱熱交換器１４０の出口には、第２温水路１０５６の一端が接続されている。第２温水路１０５６の他端は、第２燃焼装置１０４４の第２顕熱熱交換器１７０の入口へ接続されている。第２顕熱熱交換器１７０の出口には、第３温水路１０５８の一端が接続されている。第３温水路１０５８は、熱動弁経路１０６２、高温暖房往路１０６４、給湯加熱往路１０６６および風呂給湯加熱往路１０６８に分岐している。
第１温水路１０３０にはサーミスタ１０９２が設けられており、第１温水路を流れる水の温度、すなわちシスターン１０２０から汲み出される温水の温度を検出する。第３温水路１０５８にはサーミスタ１０６０が設けられており、第３温水路１０５８を流れる水の温度を検出する。サーミスタ１０６０、１０９２は、検出される水温をコントローラ１２００へ出力する。
【００５７】
第３温水路１０５８から分岐した熱動弁経路１０６２は、シスターン復路１０５４へ接続している。熱動弁経路１０６２には熱動弁１０７０が挿入されている。熱動弁１０７０はコントローラ１２００によって制御される。また熱動弁経路１０６２には、熱動弁１０７０を迂回するバイパス経路１０７２が設けられている。
【００５８】
第３温水路１０５８から分岐した高温暖房往路１０６４は、高温暖房機１０７４の入口に接続されている。本実施例の高温暖房機１０７４は浴室暖房機である。高温暖房機１０７４は熱動弁１０７４ａを備えている。熱動弁１０７４ａはコントローラ１２００によって制御される。高温暖房機１０７４が使用されるときに熱動弁１０７４ａが開かれる。高温暖房機１０７４が使用されない間は熱動弁１０７４ａが閉じられている。高温暖房機１０７４の出口には高温暖房復路１０７６の一端が接続されている。高温暖房復路１０７６の他端は戻り経路１０７８に接続している。戻り経路１０７８は、第１冷水路１０３８に接続している。
【００５９】
第３温水路１０５８から分岐した給湯加熱往路１０６６は、熱交換器１０８０の第１流路１０８０ａの入口に接続している。熱交換器１０８０はその内部に第１流路１０８０ａと第２流路１０８０ｂを備えており、第１流路１０８０ａを通過する流体と、第２流路１０８０ｂを通過する流体の間で熱交換を行う。給湯加熱往路１０６６には熱動弁１０８２が挿入されている。熱交換器１０８０の第１流路１０８０ａの出口には、給湯加熱復路１０８４の一端が接続している。給湯加熱復路１０８４の他端は、戻り経路１０７８へ接続している。
【００６０】
第３温水路１０５８から分岐した風呂給湯加熱往路１０６８は、熱交換器１０８６の第１流路１０８６ａの入口に接続している。熱交換器１０８６はその内部に第１流路１０８６ａと第２流路１０８６ｂを備えており、第１流路１０８６ａを通過する流体と第２流路１０８６ｂを通過する流体の間で熱交換を行う。風呂給湯加熱往路１０６８には熱動弁１０８８が設けられている。熱交換器１０８６の第１流路１０８６ａの出口には、風呂給湯加熱復路１０９０の一端が接続している。風呂給湯加熱復路１０９０の他端は、戻り経路１０７８へ接続している。
【００６１】
給湯器１１００は、第３燃焼装置１１０２と、熱交換器１０８０を備えている。一端が水道に接続された水道水経路１１０４は、第３燃焼装置１１０２の第３潜熱熱交換器１１０６の入口へ接続している。
第３燃焼装置１１０２は、第３バーナ１１０８と、第３顕熱熱交換器１１１０と、第３潜熱熱交換器１１０６と、吹出しファン１１１２を備えている。第３バーナ１１０８で得られた燃焼ガスは、吹出しファン１１１２によって吹出されて、第３顕熱熱交換器１１１０の内部を流れる水と、第３潜熱熱交換器１１０６の内部を流れる水を加熱した後に、外部に排出される。第３顕熱熱交換器１１１０は第３燃焼装置１１０２の内部を通る伝熱管であり、伝熱管の内部を通過する水と、伝熱管の外部を流れる燃焼ガスとの間で熱交換を行う。第３潜熱熱交換器１１０６は第３燃焼装置１１０２の内部を通る伝熱管であり、伝熱管の内部を通過する水と、伝熱管の外部を流れる燃焼ガスとの間で熱交換を行う。第３潜熱熱交換器１１０６の内部は低温の水が通過するため、外部を流れる燃焼ガスに含まれる水蒸気が第３潜熱熱交換器１１０６の表面に結露する。このときの水蒸気の凝縮熱によって、第３潜熱熱交換器１１０６の内部を流れる水が加熱される。
【００６２】
第３潜熱熱交換器１１０６の出口には第１給湯路１１１４の一端が接続している。第１給湯路１１１４の他端は、熱交換器１０８０の第２流路１０８０ｂの入口に接続している。熱交換器１０８０の第２流路１０８０ｂの出口には、第２給湯路１１１６の一端が接続している。第２給湯路１１１６の他端は、第３燃焼装置１１０２の第３顕熱熱交換器１１１０の入口に接続している。第３顕熱熱交換器１１１０の出口には、第３給湯路１１１８の一端が接続している。第３給湯路１１１８の他端は、給湯栓１１２０に接続している。給湯栓１１２０は、浴室、洗面所、台所等に配置されている。図１では、これらの複数の給湯栓を１つの給湯栓１１２０で表現している。
【００６３】
水道水経路１１０４にはサーミスタ１１２２と流量センサ１１２８が設けられている。第２給湯路１１１６にはサーミスタ１１２４が設けられている。第３給湯路１１１８には、サーミスタ１１２６が設けられている。サーミスタ１１２２、１１２４、１１２６は、水温を検出するセンサであって、検出される水温をコントローラ１２００へ出力する。流量センサ１１２８は、水量を検出するセンサであって、検出される水量をコントローラ１２００へ出力する。
【００６４】
風呂給湯器１１３０は、熱交換器１０８６を備えている。風呂の浴槽１１３２の吸出口１１３２ａに、浴槽往路１１３４の一端が接続されている。浴槽往路１１３４には、ポンプ１１３６が設けられている。ポンプ１１３６はコントローラ１２００によって制御される。浴槽往路１１３４の他端は、熱交換器１０８６の第２流路１０８６ｂの入口に接続している。熱交換器１０８６の第２流路１０８６ｂの出口には、浴槽復路１１３８の一端が接続している。浴槽復路１１３８の他端は、浴槽１１３２の供給口１１３２ｂに接続している。浴槽往路１１３４には、水流スイッチ１１４０とサーミスタ１１４２が設けられている。浴槽復路１１３８には、水位センサ１１４４が設けられている。水流スイッチ１１４０、サーミスタ１１４２、水位センサ１１４４は、コントローラ１２００に検出信号を出力する。水位センサ１１４４は水圧を検出する。コントローラ１２００は、水位センサ１１４４が検出した水圧から浴槽１１３２に張られている湯の水位を推定する。水流スイッチ１１４０は浴槽往路１１３４を水が流れるとオンになる。サーミスタ１１４２は、浴槽１１３２から吸出された温水の温度を検出する。
【００６５】
給湯器１１００の第３給湯路１１１８と風呂給湯器１１３０の浴槽復路１１３８は、注湯路１１４６を介して接続されている。注湯路１１４６にはソレノイド駆動タイプの注湯弁１１４８が設けられている。注湯弁１１４８は、コントローラ１２００によって制御される。浴槽１１３２に湯を張るときには、注湯弁１１４８が開かれる。注湯弁１１４８が開かれると、第３給湯路１１１８から注湯路１１４６へ温水が流入し、注湯路１１４６へ流入した温水は浴槽復路１１３８へ流入する。浴槽復路１１３８へ流入した温水は、吸出口１１３２ａと供給口１１３２ｂから浴槽１１３２に供給される。これにより、浴槽１１３２へ湯張りされる。
注湯路１１４６には流量センサ１１５０が設けられている。流量センサ１１５０は検出信号をコントローラ１２００へ出力する。コントローラ１２００は、流量センサ１１５０が検出した流量から、浴槽１１３２への湯張り量を推定する。
【００６６】
給湯器１１００の第３給湯路１１１８から、補給水路１１５２が分岐している。補給水路１１５２は、第３給湯路１１１８からシスターン１０２０の上部へ水を供給する。補給水路１１５２には補給水弁１０２２が挿入されている。
【００６７】
発電機１１６で発電した電力は、グリッドボックス１０１０へ供給される。グリッドボックス１０１０は、発電機１１６から供給される電力を、家庭用電源に供給する。グリッドボックス１０１０はコントローラと通信可能である。グリッドボックス１０１０は、発電機１１６から供給される電力の周波数を計測し、コントローラ１２００へ出力する。コントローラ１２００は、計測される電力の周波数が、家庭用電源の周波数から大きく外れている場合は、グリッドボックス１０１０へ指示して、その電力を家庭用電源へ供給せずに、ヒータ１１５４へ供給させる。ヒータ１１５４は、第２温水路１０５６を通過する温水を加熱する。コントローラ１２００は、計測される電力の周波数が、家庭用電源の周波数とほぼ同じである場合は、グリッドボックス１０１０へ指示して、その電力を家庭用電源へ供給させる。
【００６８】
リモコン１２０２は、浴室内に配置されている。リモコン１２０２はコントローラ１２００と通信可能である。ユーザは、リモコン１２０２を操作することによって、所望の給湯温度や、風呂の湯温および湯張り量を設定することができる。リモコン１２０２に入力された情報はコントローラ１２００に出力される。コントローラ１２００は、リモコン１２０２に操作によって、あるいは水位センサ１１４４などのセンサからの信号によって、熱動弁やシスターン１０２０の水位など、コージェネレーションシステム１０００全体を制御する。なお、コージェネレーションシステム１０００の制御については説明を省略する。
【００６９】
本実施例のコージェネレーションシステム１０００では、低温暖房機１０３２や高温暖房機１０７４での暖房や、給湯加熱によって低温となった水を、加熱することなく発電装置１００２のクーラ冷却部１３０へ供給している。これによって、スターリングエンジン１１０のクーラ（不図示）を通過する作動流体の温度を大きく低下させることが可能となり、発電機１１６で発生する電力を増大させることができる。
また、本実施例では、スターリングエンジン１１０のクーラ部を冷却するクーラ冷却部１３０から回収した熱によっても水を昇温する。スターリングエンジン１１０のヒータ部１１２を加熱するための第１バーナが発生する燃焼ガスの熱エネルギだけでなく、スターリングエンジン１１０のクーラ部を冷却するクーラ冷却部１３０から回収した熱エネルギも利用して液体（水）を昇温する。スターリングエンジンを駆動する際に生じた熱エネルギを効率よく回収して外部に熱エネルギを供給することができる。
さらに本実施例では、図２に示した第２熱消費装置３１０ｂとして、高温暖房機１０７４と給湯器１１００と風呂給湯器１１３０を備える。複数の第２熱消費装置３１０ｂに対して高温の水を供給することができる。
また、実施形態で説明したように本実施例のコージェネレーションシステム１０００は、高温の水を必要とする高温暖房機１０７４と給湯器１１００と風呂給湯器１１３０に対しては、第２液体流路の途中に接続された第１顕熱熱交換器１４０と第２顕熱熱交換器１７０を通過して高温となった水を供給することができる。一方、床暖房機である低温暖房機１０３２は、高温暖房機１０７４などに必要な温度よりも低い温度で十分作動する。そのような低温暖房機１０３２に対しては、第１液体流路２００の途中に接続されたクーラ冷却部１３０と第１潜熱熱交換器１５０と第２潜熱熱交換器１８０によって、高温暖房機１０７４などに適するほどには高温でないが、低温暖房機１０３２には適切な温度の温水を供給することができる。即ち本実施例のコージェネレーションシステム１０００は、２種類の温度の温水を供給することができ、夫々の暖房装置に適した温度の水を同時に供給することができる。
【００７０】
なお、本実施例では、図２に示した第３液体流路２８０に対応する第１温水路１０３０によって、クーラ冷却部１３０と第１潜熱熱交換器１５０と第２潜熱熱交換器１７０を通過した水の一部が第２液体流路２５０へ供給される。
また、第２液体流路２５０によって、第１顕熱熱交換器１４０と第２顕熱熱交換器１７０を通過して高温となった水の一部は、熱動弁経路１０６２とバイパス経路１０７２を介して第１液体流路２００の一部を構成するシスターン復路１０５４へと導かれる。
即ち、本実施例では、第１液体流路２００を通過した水と第２液体流路２５０を通過した液体がシスターン１０２０で混合する。そしてシスターン１０２０で混合した液体は、第１液体流路２００と第２液体流路２５０へ分流する。
この構成によって、低温暖房機１０３２（第１熱消費装置に相当する）へ供給する水の温度と、高温暖房機１０７４や給湯器１１００や風呂給湯器１１３０（これらは第２熱消費装置に相当する）へ供給する水の温度を、第１顕熱熱交換器１４０と第１潜熱熱交換器１５０と第２顕熱熱交換器１７０と第２潜熱熱交換器１８０で調整することができる。
本実施例では、スターリングエンジン１１０のヒータ部１１２を加熱すること第１目的とする第１バーナ１２０によって得られる第１燃焼ガスの熱エネルギを利用する第１顕熱熱交換器１４０および第１潜熱熱交換器１５０と、第１バーナ１２０とは独立して燃焼ガスの熱エネルギ量（燃焼ガスの温度あるいは量）を調整可能な第２バーナ１６０によって得られる第２燃焼ガスの熱エネルギを利用する第２顕熱熱交換器１７０および第２潜熱熱交換器１８０を備えることによって、第１バーナ１２０と第２バーナ１６０によって得られる燃焼ガスの顕熱と潜熱の熱エネルギを効率よく利用するコージェネレーション装置を実現することができる。さらに第１バーナ１２０と第２バーナ１６０によって得られる燃焼ガスの熱エネルギを効率よく利用して、必要とする水温の異なる第１熱消費装置と第２熱消費装置の夫々に対して適切な温度の水を供給することができる。
【００７１】
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１では、第１潜熱熱交換器１５０と第２潜熱熱交換器１８０に先立ってクーラ冷却部１３０を液体が流れるように第１液体流路が構成されている。これに対して第１潜熱熱交換器１５０と第２潜熱熱交換器１８０を通過した後にクーラ冷却部１３０を液体が流れるように第１液体流路を構成してもよい。そうすることによって、低温暖房機１０３２や高温暖房機１０７４での暖房や、給湯加熱によって低温となった水を、加熱することなく第１潜熱熱交換器１５０、第２潜熱熱交換器１８０へ供給している。これによって、第１燃焼装置１００６、第２燃焼装置１０４４の燃焼ガスに含まれる水蒸気を確実に凝縮させて、燃焼ガスから確実に潜熱を回収することができる。システム全体での熱の利用効率が向上する。
また、本明細書又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、本明細書又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】
【００７２】
【図１】本発明の一実施形態のコージェネレーションシステムの模式図である。
【図２】本発明の他の実施形態のコージェネレーションシステムの模式図である。
【図３】本発明の実施例のコージェネレーションシステムの模式図である。
【符号の説明】
【００７３】
１００ａ、１００ｂ、１０００：コージェネレーションシステム
１１０：スターリングエンジン
１１２：ヒータ部
１１４：クーラ部
１１６：発電機
１１８：ディスプレーサ
１２０：第１バーナ
１２２：第１燃焼ガス流路
１３０：クーラ冷却部
１４０：第１顕熱熱交換器
１５０：第１潜熱熱交換器
１６０：第２バーナ
１７０：第２顕熱熱交換器
１８０：第２潜熱熱交換器
２００：第１液体流路
２０２：第１液体流入口
２０４：第１液体流出口
２５０：第２液体流路
２５４：第２液体流出口
２７４：第２液体流入口
２７８：第４液体流路
２８０：第３液体流路
３００：第１熱消費装置
３１０、３１０ｂ：第２熱消費装置
１００６：第１燃焼装置
１０１０：グリッドボックス
１０２０：シスターン
１０２４：シスターン往路
１０２６：ポンプ
１０２８：低温暖房往路
１０３０：第１温水路
１０３２：低温暖房機
１０３６：低温暖房復路
１０３８：第１冷水路
１０４０：第２冷水路
１０４２：第３冷水路
１０４４：第２燃焼装置
１０５４：シスターン復路
１０５６：第２温水路
１０５８：第３温水路
１０６４：高温暖房往路
１０６６：給湯加熱往路
１０６８：風呂給湯加熱往路
１０７２：バイパス経路
１０７４：高温暖房機
１０７６：高温暖房復路
１０７８：戻り経路
１０８０：熱交換器
１０８４：給湯加熱復路
１０８６：熱交換器
１０９０：風呂給湯加熱復路
１１００：給湯器
１１０２：第３燃焼装置
１１０４：水道水経路
１１０６：第３潜熱熱交換器
１１０８：第３バーナ
１１１０：第３顕熱熱交換器
１１１４：第１給湯路
１１１６：第２給湯路
１１１８：第３給湯路
１１２０：給湯栓
１１３０：風呂給湯器
１１３２：浴槽
１１３４：浴槽往路
１１３６：ポンプ
１１３８：浴槽復路
１１５２：補給水路
１１５４：ヒータ
１２００：コントローラ
１２０２：リモコン
【図１】
0004463751.tif 000002
【図２】
0004463751.tif 000003
【図３】
0004463751.tif 000004