(57)【要約】【課題】  コジェネレーション装置の容量を大きくすることなく、冬期の給湯量不足、夏期の湯水余りをできるだけ防止してエネルギー効率が高いコジェネレーションシステムを提供する。【解決手段】  コジェネレーションシステムは、発電装置１１、貯湯タンク１５、および、内部を循環する冷媒と貯湯タンク１５の湯水との間で熱交換するように構成した電気式空調装置５０を備えている。発電装置１１は、負荷機器２１の消費電力に応じて設定される一定の出力電力となるように制御されている。発電装置１１からの熱エネルギーだけでは湯水利用機器２０ａ，２０ｂで使用される湯水の熱エネルギーが賄えない場合には、電気式空調装置５０を運転して電気式空調装置５０からの熱エネルギーで補充する。発電装置１１からの熱エネルギーが湯水利用機器２０ａ，２０ｂで使用される湯水の熱エネルギーより多い場合には、電気式空調装置５０を運転してその余った熱エネルギーを電気式空調装置５０の冷媒の加熱に利用する。【選択図】  図１
2007051579.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電装置と、
該発電装置からの電気エネルギーを蓄電する蓄電池と、
前記発電装置の発電に伴って生じる熱エネルギーを回収した湯水を貯留するとともにその貯留している湯水を同湯水を利用する湯水利用機器に供給する貯湯タンクと、
空調対象空間を冷房または暖房するとともに、内部を循環する冷媒と前記貯湯タンクの湯水との間で熱交換するように構成した電気式空調装置と、
前記負荷機器の消費電力に応じて設定される一定の出力電力となるように前記発電装置を制御する発電制御手段と、
前記出力電力が前記消費電力より多い場合には、その余った電気エネルギーを前記蓄電池に蓄電する蓄電制御手段と、
前記発電装置からの熱エネルギーだけでは前記湯水利用機器で使用される湯水の熱エネルギーが賄えない場合には、前記電気式空調装置を運転して前記電気式空調装置からの熱エネルギーで補充する熱エネルギー補充制御手段と、
前記発電装置からの熱エネルギーが前記湯水利用機器で使用される湯水の熱エネルギーより多い場合には、前記電気式空調装置を運転してその余った熱エネルギーを前記電気式空調装置の冷媒の加熱に利用する熱エネルギー利用制御手段と、
を備えた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】
請求項１において、前記一定の出力電力は、前記発電装置が高効率で運転する範囲に設定されてい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３】
請求項１において、前記一定の出力電力は、前記発電装置が高効率で運転する範囲に設定される複数の設定値から前記負荷機器の消費電力に応じて自動的に選択され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４】
請求項１において、前記貯湯タンクと前記湯水利用機器との間に設けられて前記貯湯タンクの湯水を加熱して前記湯水利用機器に供給する電気式加熱装置を、さらに備えたことを特徴とするコジェネレーションシステム。
【請求項５】
請求項１において、吸着材を使用して前記空調対象空間の湿度を調整する電気式デシカント空調機をさらに備え、前記吸着材を前記発電装置または前記電気式空調装置の熱エネルギーによって再生することを特徴とするコ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、コジェネレーションシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
このコジェネレーションシステムとしては、特許文献１に示されているように、燃料を供給されて電力と温熱とを出力するコジェネレーション装置１０と、上記コジェネレーション装置１０が出力する温熱を利用して処理した空気を室内へ供給する空調装置２０と、上記コジェネレーション装置１０が出力する温熱により生成した温水を利用側に供給する給湯装置４０とを備えたものが知られている。
【特許文献１】特開２００３−２２７６２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一方、日本の一般的な戸建住宅の月別エネルギーの消費量の統計から下記の点が明らかである。夏期と冬期の給湯を比較すると、例えば２月の給湯量は８月の約３倍である。また、給湯装置４０の貯湯タンク４１内の湯水を利用して暖房も賄おうとすると、２月の給湯量は８月の約５倍である。一方、電気量は給湯量に比べて年間の変動が少なく、２５０Mｃａｌ〜３５０Ｍｃａｌと安定している。このように、夏期と冬期とで給湯量の変動が大きく、電気量の変動が小さい場合には、冬期では給湯量が不足し、夏期では湯水が余るという問題が生じていた。
【０００４】
これを解決するために、コジェネレーション装置１０の容量を大きくして給湯量を増大することが考えられるが、容量を大きくするとエネルギー効率が低下し、またコストアップとなるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上述した各問題を解消するためになされたもので、コジェネレーション装置の容量を大きくすることなく、冬期の給湯量不足、夏期の湯水余りをできるだけ防止してエネルギー効率が高いコジェネレーションシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、発電装置と、この発電装置からの電気エネルギーを蓄電する蓄電池と、発電装置の発電に伴って生じる熱エネルギーを回収した湯水を貯留するとともにその貯留している湯水を同湯水を利用する湯水利用機器に供給する貯湯タンクと、空調対象空間を冷房または暖房するとともに、内部を循環する冷媒と貯湯タンクの湯水との間で熱交換するように構成した電気式空調装置と、負荷機器の消費電力に応じて設定される一定の出力電力となるように発電装置を制御する発電制御手段と、出力電力が消費電力より多い場合には、その余った電気エネルギーを蓄電池に蓄電する蓄電制御手段と、発電装置からの熱エネルギーだけでは湯水利用機器で使用される湯水の熱エネルギーが賄えない場合には、電気式空調装置を運転して電気式空調装置からの熱エネルギーで補充する熱エネルギー補充制御手段と、発電装置からの熱エネルギーが湯水利用機器で使用される湯水の熱エネルギーより多い場合には、電気式空調装置を運転してその余った熱エネルギーを電気式空調装置の冷媒の加熱に利用する熱エネルギー利用制御手段と、を備えたことである。
【０００７】
また請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、一定の出力電力は、発電装置が高効率で運転する範囲に設定されていることである。
【０００８】
また請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、一定の出力電力は、発電装置が高効率で運転する範囲に設定される複数の設定値から負荷機器の消費電力に応じて自動的に選択されることである。
【０００９】
また請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、貯湯タンクと湯水利用機器との間に設けられて貯湯タンクの湯水を加熱して湯水利用機器に供給する電気式加熱装置を、さらに備えたことである。
【００１０】
また請求項５に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、吸着剤を使用して空調対象空間の湿度を調整する電気式デシカント空調機をさらに備え、吸着剤を発電装置または電気式空調装置の熱エネルギーによって再生することである。
【発明の効果】
【００１１】
上記のように構成した請求項１に係る発明においては、発電制御手段が、負荷機器の消費電力に応じて設定される一定の出力電力となるように発電装置を制御する。発電装置は、出力電力を負荷機器の消費電力に追従させることなく、一定の出力電力で運転されるので、エネルギー効率よく運転することができる。また、蓄電制御手段が、出力電力が消費電力より多い場合には、その余った電気エネルギーを蓄電池に蓄電するので、電気エネルギーを無駄なく利用することができる。
【００１２】
さらに、熱エネルギー補充制御手段が、発電装置からの熱エネルギーだけでは湯水利用機器で使用される湯水の熱エネルギーが賄えない場合には、電気式空調装置を運転して電気式空調装置からの熱エネルギーで補充する。すなわち、一定の出力電力で運転している発電装置の排熱では湯水利用機器で使用される湯水の熱エネルギーが賄えない場合には、例えば発電で余った電気エネルギー、蓄電池に蓄えられている電気エネルギーを使って運転できる電気式空調装置からの熱エネルギーで補充することができる。したがって、発電装置の運転で生じるエネルギー（熱エネルギーと電気エネルギー）を有効に利用することができ、また、湯水不足をできるだけ防止することができる。
【００１３】
さらに、熱エネルギー利用制御手段が、発電装置からの熱エネルギーが湯水利用機器で使用される湯水の熱エネルギーより多い場合には、電気式空調装置を運転してその余った熱エネルギーを電気式空調装置の冷媒の加熱に利用する。すなわち、一定の出力電力で運転している発電装置の排熱が余る場合には、その余った熱エネルギーを電気式空調装置の冷媒の加熱に利用することができる。したがって、発電装置の運転で生じるエネルギー（熱エネルギーと電気エネルギー）を有効に利用することができ、また、湯水余りをできるだけ防止することができる。
【００１４】
上記のように構成した請求項２に係る発明においては、請求項１に係る発明において、一定の出力電力は、発電装置が高効率で運転する範囲に設定されているので、発電装置は、出力電力を負荷機器の消費電力に追従させることなく、高効率運転の範囲内で一定の出力電力で運転されるので、高効率にて運転することができる。
【００１５】
上記のように構成した請求項３に係る発明においては、請求項１に係る発明において、一定の出力電力は、発電装置が高効率で運転する範囲に設定される複数の設定値から負荷機器の消費電力に応じて自動的に選択されるので、発電装置は、出力電力を負荷機器の消費電力に連続的に追従させることなく、高効率運転の範囲内で消費電力に応じた一定の出力電力で運転されるので、高効率かつ適切に運転することができる。
【００１６】
上記のように構成した請求項４に係る発明においては、請求項１に係る発明において、貯湯タンクと湯水利用機器との間に設けられて貯湯タンクの湯水を加熱して湯水利用機器に供給する電気式加熱装置を、さらに備えたので、出力電力が消費電力より多い場合には、その余った電気エネルギーを電気式加熱装置で使用するので、電気エネルギーを無駄なく利用することができる。
【００１７】
上記のように構成した請求項５に係る発明においては、請求項１に係る発明において、吸着剤を使用して空調対象空間の湿度を調整する電気式デシカント空調機をさらに備え、吸着剤を発電装置または電気式空調装置の熱エネルギーによって再生するので、発電装置または電気式空調装置からの熱エネルギーが余る場合には、その余った熱エネルギーを電気式デシカント空調機で使用するので、熱エネルギーを無駄なく利用することができ、湯水不足をできるだけ防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明によるコジェネレーションシステムの一実施形態について説明する。図１はこのコジェネレーションシステムの概要を示す概要図である。このコジェネレーションシステムは、このコジェネレーションシステムは、発電装置１１と、発電装置１１からの電気エネルギーを負荷機器２１に供給するとともに蓄電池１３に蓄電するインバータ１２と、発電装置１１の発電に伴って生じる熱エネルギーを回収した湯水を貯留するとともにその貯留している湯水を同湯水を利用する湯水利用機器２０ａ，２０ｂに供給する貯湯タンク１５とを備えている。
【００１９】
発電装置１１は、電力を発生しその電力を電気機器などの負荷機器２１に供給するものであり、例えば、燃料電池発電装置、ディーゼルエンジン、ガスエンジン、ガソリンエンジン、ガスタービン、マイクロガスタービンなどのエンジンを駆動源とするエンジン発電装置が挙げられる。本実施形態においては、エンジン発電装置を例に挙げて説明する。この発電装置１１は燃料例えば天然ガスが供給されており、この燃料を燃焼させてエンジンが駆動するものである。この発電装置１１は、制御装置７０に接続されており、制御装置７０からの指令に従って制御されている。
【００２０】
インバータ１２には、発電装置１１が接続されている。発電装置１１が燃料電池発電装置などの直流電力発電装置である場合、インバータ１２は直流電力から交流電力に変換して負荷機器２１に供給している。発電装置１１がエンジン発電装置などの交流電力発電装置である場合、インバータ１２は交流電力から直流電力に変化したのち直流電力から交流電力に変換して負荷機器２１に供給している。発電装置１１が直流電力発電装置である場合、蓄電池１３は発電装置１１からの直流電力に接続され、発電装置１１が交流電力発電装置である場合、蓄電池１３はインバータ１２で変換された直流電力に接続されている。図１は発電装置１１が交流電力発電装置の場合を示している。蓄電池１３には充放電制御機能が付属している。蓄電池１３からの直流電力はインバータ１２により交流電力に変換されて負荷機器２１に供給している。系統電源１４はインバータ１２から出力される交流電力と合流するように接続されている。
【００２１】
なお、インバータ１２は、負荷機器２１だけでなく、コジェネレーションシステムを構成する電気機器である電気湯沸かし器１７、電気式空調装置５０、電気式デシカント空調機６０にも接続されている。このインバータ１２は、制御装置７０に接続されており、制御装置７０からの指令に従って制御されている。また、電力計１２ａが、系統電源１４とインバータ１２から出力される交流電力とが合流する点に設けられている。電力計１２ａは、全ての負荷機器２１、電気湯沸かし器１７、電気式空調装置５０、電気式デシカント空調機６０などの電気機器の合計消費電力を検出して、制御装置７０に送信するようになっている。
【００２２】
また、発電装置１１には、発電装置１１の排熱を回収して発電装置１１を冷却する第１熱媒体が循環する冷却回路３１が接続されている。冷却回路３１上には、第１熱交換器４１および第１ポンプＰ１が配設されている。第１ポンプＰ１は、制御装置７０の指令に従って駆動制御されて第１熱媒体を循環させるものである。これにより、発電装置１１が発電中に第１ポンプＰ１が駆動されると、発電装置１１の排熱を回収した第１熱媒体が第１熱交換器４１を通って冷却されて再び発電装置１１に戻るようになっている。発電装置１１の排熱とは、例えば、燃料電池発電装置の場合、燃料電池スタックの排熱や改質装置の排熱などをいい、エンジン発電装置の場合、エンジンの排熱などが挙げられる。しかし、それに限定せず発電機それ自体の熱など回収可能な排熱なら何でも利用できる。
【００２３】
貯湯タンク１５は、１つの柱状容器を備えており、その内部に湯水が層状に、すなわち上部の湯水が最も高温であり下部にいくにしたがって低温となり下部の湯水が最も低温であるように貯留されるようになっている。貯湯タンク１５に貯留されている高温の湯水が貯湯タンク１５の柱状容器の上部から導出され、その導出された分を補給するように貯湯タンク１５の柱状容器の下部から給水口１５ａを介して水道水などの水（低温の水）が導入されるようになっている。
【００２４】
また、貯湯タンク１５の内部には残湯量検出センサである温度センサ群Ｔ１が設けられている。温度センサ群Ｔ１は複数（本実施形態においては５個）の温度センサＴ１−１，Ｔ１−２，Ｔ１−３，・・・，Ｔ１−５から構成されており、上下方向（鉛直方向）に沿って等間隔（貯湯タンク１５内の上下方向高さの四分の一の距離）にて配設されている。温度センサＴ１−１は貯湯タンク１５の内部上面位置に配置されている。各温度センサＴ１−１，Ｔ１−２，Ｔ１−３，・・・，Ｔ１−５はその位置の貯湯タンク１５内の液体（温水または水）の温度をそれぞれ検出するものである。この温度センサ群による各位置での湯温の検出結果に基づいて貯湯タンク１５内の残湯量が検出されるようになっている。残湯量は、貯湯タンク１５内に残っている所定温度（例えば６０℃）以上である湯水の残量を表している。したがって、例えば、各温度センサＴ１−１〜Ｔ１−３が６０℃以上を検出し、各温度センサＴ１−４、Ｔ１−５が６０℃未満を検出している場合には、残湯量検出センサＴ１は貯湯タンク１５の天井内壁面から温度センサＴ１−３までの水量（湯量）を残湯量として検出する。このときの残湯量は貯湯タンク１５の容量の１／２である。また、各温度センサＴ１−１〜Ｔ１−４が６０℃以上を検出し、各温度センサＴ１−５が６０℃未満を検出している場合には、残湯量検出センサＴ１は貯湯タンク１５の容量の３／４を残湯量として検出する。
【００２５】
なお、６０℃以上を検出した温度センサと６０℃未満を検出した温度センサとの間の残湯量は、これら両温度センサを含む上下複数の温度センサによって算出される温度勾配とセンサ間距離に基づいて算出することができるので、この算出したセンサ間の残湯量を合算することにより、貯湯タンク１５内の残湯量をより正確に算出することができる。
【００２６】
このような貯湯タンク１５には、貯湯タンク１５内の湯水を加熱するための湯水循環回路３２が接続されている。湯水循環回路３２上には、第２熱交換器４２、第１熱交換器４１および第２ポンプＰ２が配設されている。第１熱交換器４１は、冷却回路３１を循環する第１熱媒体と湯水循環回路３２を循環する湯水との間で熱交換が行われるものである。第２熱交換器４２は、熱媒体循環回路３３を循環する第２熱媒体と湯水循環回路３２を循環する湯水との間で熱交換が行われるものである。第２ポンプＰ２は、制御装置７０の指令に従って駆動制御されて湯水を循環させるものである。
【００２７】
貯湯タンク１５には、給湯管３４が接続されている。給湯管３４には、上流から順番に電気式加熱装置である電気湯沸かし器１６、温度センサＴ２および流量センサ１７が配設されている。電気湯沸かし器１６は、給湯管３４を通過する貯湯タンク１５からの湯水を加熱して給湯するようになっている。温度センサＴ２は電気湯沸かし器１６を通過した後の湯水の温度を検出するものであり、その検出信号は制御装置７０に送信されるようになっている。すなわち、温度センサＴ２で検出した湯水の温度が設定された給湯温度となるように、電気湯沸かし器１６で加熱している。また、図示していないが、給湯管３４には貯湯タンク１５の導出口と温度センサＴ２との間に給水口１５ａからの水道水が合流するようになっている。これにより、貯湯タンク１５からの湯水を降温している。流量センサ１７は、貯湯タンク１５から供給されている湯水量を検出するものである。流量センサ１７の検出信号は制御装置７０に送信されるようになっている。
【００２８】
給湯管３４には、貯湯タンク１５に貯留している湯水を給湯として利用する複数の湯利用機器２０ａが接続されている。この湯利用機器２０ａとしては、浴槽、シャワ、キッチン（キッチンの蛇口）、洗面所（洗面所の蛇口）などがある。また、給湯管３４には、貯湯タンク１５の湯水を熱源として利用する熱利用機器２０ｂが接続されている。この熱利用機器２０ｂとしては、浴室暖房、床暖房、浴槽の湯を追い炊きする機構などがある。なお、熱利用機器２０ｂは貯湯タンク１５の湯水を直接利用する場合や貯湯タンク１５の湯水を間接的に利用する場合がある。湯利用機器２０ａ、熱利用機器２０ｂは、いずれも湯水利用機器である。さらに、給湯管３４には、電気式デシカント空調機６０が接続されており、後述する回転式除湿機６３の吸着材を再生するための熱源として貯湯タンク１５の湯水の熱エネルギーを利用している。
【００２９】
また、コジェネレーションシステムは、電気式空調装置５０を備えている。電気式空調装置５０は、電動モータ５１でコンプレッサ（圧縮機）５２を駆動させる形式のものである。電気式空調装置５０は、空調対象空間を冷房または暖房するとともに、内部を循環する冷媒と貯湯タンク１５の湯水との間で熱交換するように構成されている。電気式空調装置５０は、主として図２に示すように、室外機５０ａおよび室内機５０ｂを備えている。室外機５０ａと室内機５０ｂは冷媒が循環する冷媒回路５０ｃを介して接続されている。
【００３０】
室外機５０ａは、電動モータ５１、電動モータ５１によって駆動されるコンプレッサ５２、四方弁５３、室外熱交換器５４、室外膨張弁５５、および第３熱交換器４３を備えている。四方弁５３は、制御装置７０の指令によって暖房運転時と冷媒運転時とで冷媒の流れを切り替えるものである。室外熱交換器５４は、冷媒と外気との間で熱交換を行うものである。室外熱交換器５４は、制御装置７０の指令によって制御される送風機５４ａを備えている。室外膨張弁５５は、制御装置７０の指令によって開閉制御されるものであり、圧縮した気体状態の冷媒を膨張させて低温にするための弁である。第３熱交換器４３は、冷媒回路５０ｃを循環する冷媒と熱媒体循環回路３３を循環する第２熱媒体との間で熱交換が行われるものである。熱媒体循環回路３３上には、第２熱交換器４２および第３ポンプＰ３が配設されている。第３ポンプＰ３は、制御装置７０の指令に従って駆動制御されて第２熱媒体を循環させるものである。
【００３１】
室内機５０ｂは、室内膨張弁５６、室内熱交換器５７を備えている。室内膨張弁５６は、制御装置７０の指令によって開閉制御されるものであり、圧縮した気体状態の冷媒を膨張させて低温にするための弁である。室内熱交換器５７は、冷媒と空調対象である空調対象空間である室内機５０ｂが設置されている室内の空気との間で熱交換を行うものである。室内熱交換器５７は、制御装置７０の指令によって制御される送風機５７ａを備えている。なお、一台の室外機５０ａに室複数の室内機５０ｂを接続するようにしてもよい。
【００３２】
このように構成されている電気式空調装置５０の作動について説明する。暖房運転時には、四方弁５３が図２の実線で示す状態に切り替えられ、電動モータ５１の作動によってコンプレッサ５２が駆動される。室外熱交換器５４で蒸発して吸熱し低温・低圧の気体となった冷媒は、コンプレッサ５２で圧縮され高温・高圧の気体となる。その後、冷媒は室内熱交換器５７で凝縮され高温・高圧の液体となり、液化する時に熱を放出する。この時、送風機５７ａによる送風が温風となって室内を暖房する。そして、冷媒は絞り制御されている室内膨張弁５６を通って低温・低圧の液体となり、開状態の室外膨張弁５５を通った後、室外熱交換器５４に戻る。この過程が繰り返される。
【００３３】
このとき、熱媒体循環回路３３上に設けた第３ポンプＰ３が駆動していると、第３熱交換器４３において、コンプレッサ５２で圧縮された高温・高圧の気体となっている冷媒をさらに加熱し、電気式空調装置５０の暖房能力を向上させることができる。
【００３４】
一方、冷房運転時には、四方弁５３が図２の破線で示す状態に切り替えられ、電動モータ５１の作動によってコンプレッサ５２が駆動される。低温・低圧の液体で送られてきた冷媒は、室内熱交換器５７で蒸発して低温・低圧の気体になるが、この時、室内の空気から熱を奪う。ここに送風機５７ａによって送風すると、冷たい風となって冷房ができる。低温・低圧の気体となった冷媒は、次にコンプレッサ５２で圧縮され、高温・高圧の気体になる。そして、室外熱交換器５４で冷媒は外気によって凝縮され、熱を外に放出し高温・高圧の液体になる。そして冷媒は、室外膨張弁５５を通って膨張し低温・低圧の液体となり、開状態の室内膨張弁５６を通った後、室内熱交換器５７に戻る。この過程が繰り返される。
【００３５】
このとき、熱媒体循環回路３３上に設けた第３ポンプＰ３が駆動していると、第３熱交換器４３において、室内熱交換器５７で蒸発して低温・低圧の気体となっている冷媒と熱媒体循環回路３３を循環する第２熱媒体との間で熱交換が行われる。この結果、電気式空調装置５０の冷媒の熱が第２熱媒体に伝熱され、第２熱交換器４２を介して貯湯タンク１５の湯水に回収される。このため、システム全体のエネルギー利用効率を向上できる。一方、電気式空調装置５０の冷媒が第２熱媒体によって冷却されるので、電気式空調装置５０の冷房能力も向上できる。
【００３６】
また、コジェネレーションシステムは、吸着材を使用して空調対象空間の湿度を調整する電気式デシカント空調機６０を備えている。電気式デシカント空調機６０は、外気を室内に導入する給気通路６１と室内空気を排気する排気通路６２とを備えている。これら給気通路６１と排気通路６２とが隣接して配置されている。給気通路６１には、屋外側から室内側に向けて、回転式除湿機６３の一半部、回転型顕熱熱交換器６４の一半部が順次配列されている。一方、排気通路６２には、回転式除湿機６３の他半部、再生用加熱器６５、回転型顕熱熱交換器６４の他半部、排気用ファン６６が順次配列されている。
【００３７】
回転式除湿機６３は、ガラス繊維を基材としてシリカゲルを含浸合成したシート状材料により、ハニカム状の空気通路を形成した回転ロータである。回転式除湿機６３は、隣接する給気通路６１と排気通路６２とに跨って配置されることにより、給気通路６１中の一半部において、通過する給気中の水蒸気を吸着して除湿し、排気通路６２中の他半部において、通過する加熱された高温の室内排気により、吸着剤を脱湿して再生される。
【００３８】
回転型顕熱熱交換器６４は、アルミ板によりハニカム状の空気通路を形成した回転式ロータである。そして、回転型顕熱熱交換器６４は、ハニカム状の空気通路を形成するアルミ板を介して給気通路６１中の一半部を通過する給気と、排気通路６２中の他半部を通過する室内排気との間で顕熱熱交換させるように構成されている。
【００３９】
再生用加熱器６５は、給湯管３４から供給される貯湯タンク１５の湯水を熱源として室内排気を加熱することにより吸着剤を脱湿して再生させる再生用加熱器であり、回転型顕熱熱交換器６４の他半部により加熱された室内排気を更に加熱している。なお、Ｐ４は、湯水供給ポンプを示す。また、再生用加熱器６５は、電気式空調装置５０の熱エネルギーを熱媒体循環回路を介して熱源とするようにしてもよい。
【００４０】
上述した発電装置１１、インバータ１２、電力計１２ａ、蓄電池１３、貯湯タンク１５の温度センサ群Ｔ１、電気湯沸かし器６、流量センサ１７、温度センサＴ２、各ポンプＰ１〜Ｐ４、電動モータ５１、四方弁５３、送風機５４ａ、室外膨張弁５５、室内膨張弁５６、送風機５７ａ、回転式除湿機６３、回転型顕熱熱交換器６４、排気用ファン６６は、図３に示すように、制御装置７０に接続されている。制御装置７０はマイクロコンピュータ（図示省略）を有しており、マイクロコンピュータは、バスを介してそれぞれ接続された入出力インターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭ（いずれも図示省略）を備えている。ＣＰＵは、上述したコジェネレーションシステムの運転を制御している。ＲＡＭはシステムの運転を制御する制御プログラムの実行に必要な変数を一時的に記憶するものであり、ＲＯＭは前記制御プログラムを記憶するものである。
【００４１】
次に、上述したコジェネレーションシステムの作動について図４、５のフローチャートに沿って説明する。制御装置７０は、図示しないメインスイッチが投入されると、ステップ１００にてプログラムを起動して所定の短時間毎に繰り返し実行する。制御装置７０は、電力計１２ａによって負荷機器２１の全消費電力を計測する（ステップ１０２）。そして、その計測結果に基づいて発電装置１１を高効率領域内で一定の出力電力となるように制御する（発電制御手段：ステップ１０４）。具体的には、制御装置７０は、負荷機器２１の消費電力に応じて一定の出力電力を設定する。この一定の出力電力は、例えば、先に示した月別エネルギーの電気量に基づいて設定してもよい。この一定の出力電力は、発電装置１１が高効率で運転する範囲に設定されていることが望ましい。すなわち、発電装置１１が高効率で運転可能な出力範囲（例えば定格出力の７０〜１００％以内）である。また、この一定の出力電力は、発電装置１１が高効率で運転する範囲に設定される複数の設定値から負荷機器２１の消費電力に応じて自動的に選択されるようにしてもよい。
【００４２】
制御装置７０は、発電装置１１の出力電力と負荷機器２１の消費電力を比較して（ステップ１０６）、出力電力が不足している場合には、系統電源１４から電力を補充する（ステップ１１２）。一方、出力電力が余る場合には、蓄電池１３が満充電でない場合にインバータ１２を制御してその余った電気エネルギーを蓄電池１３に蓄電する（蓄電制御手段：ステップ１１０）。蓄電池１３が満充電である場合には、プログラムをステップ１１４に進める。
【００４３】
制御装置７０は、外気温センサＴ３によって外気温を計測し（ステップ１１４）、その計測結果に基づいて湯水需要量を予測する（ステップ１１６）。これにより、コジェネレーションシステムを運転する季節に応じた湯水需要量を適切に予測することができる。具体的には、外気温のトレンドに基づいて季節を予測し、その予測した季節の過去の湯水使用履歴マップを読み込み、湯水使用履歴マップに基づいて湯水需要量を予測する。
【００４４】
制御装置７０は、ステップ１１８において、温度センサ群Ｔ１によって貯湯タンク１５内の残湯量を計測する。そして、制御装置７０は、先に求めた湯水需要量と残湯量に基づいて給湯量が不足するか否かを判定する（ステップ１２０）。具体的には、例えば現時点から所定時間内において残湯量が湯水需要量より多い場合は、給湯量は不足していないと判定する。また、残湯量が湯水需要量より少ない場合は、給湯量は不足していると判定する。
【００４５】
そして、制御装置７０は、発電装置１１からの熱エネルギーだけでは湯水利用機器２０ａ，２０ｂで使用される湯水の熱エネルギーが賄えない場合には、電気式空調装置５０を運転して電気式空調装置５０からの熱エネルギーで補充する（熱エネルギー補充制御手段：ステップ１２６）。具体的には、制御装置７０は、ステップ１２０，１２２，１２４で「ＹＥＳ」、「ＹＥＳ」、「ＮＯ」と判定し、発電装置１１と電気式空調装置５０の両方を運転する。ステップ１２６では、電気式空調装置５０を上述のように冷房運転し、第２および第３ポンプＰ２，Ｐ３を駆動させる。これにより、上述したように高温の冷媒の熱が、第３熱交換器４３、熱媒体循環回路３３および第２熱交換器４２を介して湯水に回収されて、湯水が加熱される。
【００４６】
なお、ステップ１２２では、発電装置１１が運転中であるか否かを判定する。ステップ１２４では、発電装置１１の現在の発電状況およびその季節の過去の電力需要履歴に基づいて、現時点の発電量に伴う熱エネルギーだけで湯水利用機器２０ａ，２０ｂで使用される湯水の熱エネルギーが賄えることができるか否かを判定する。
【００４７】
また、発電装置１１が運転されていない場合には、ステップ１２０，１２２で「ＹＥＳ」、「ＮＯ」と判定し、電気式空調装置５０を単独で運転する。このとき、電気式空調装置５０からの熱エネルギーだけで湯水利用機器２０ａ，２０ｂで使用される湯水の熱エネルギーが賄える場合には、ステップ１３２で「ＹＥＳ」と判定し、プログラムをステップ１２８に進めて、プログラムを一旦終了する。また、電気式空調装置５０からの熱エネルギーだけで湯水利用機器２０ａ，２０ｂで使用される湯水の熱エネルギーが賄えない場合には、ステップ１３２で「ＮＯ」と判定し、ステップ１３４にて発電装置１１も運転する。
【００４８】
一方、発電装置１１からの熱エネルギーが湯水利用機器２０ａ，２０ｂで使用される湯水の熱エネルギーより多い場合には、電気式空調装置５０を運転してその余った熱エネルギーを電気式空調装置５０の冷媒の加熱に利用する（熱エネルギー利用制御手段：ステップ１４２）。具体的には、制御装置７０は、ステップ１２０，１３６，１３８でそれぞれ「ＹＥＳ」と判定し、発電装置１１と電気式空調装置５０の両方を運転する。ステップ１４２では、電気式空調装置５０を上述のように暖房運転し、第２および第３ポンプＰ２，Ｐ３を駆動させる。これにより、上述したように貯湯タンク１４の湯水の熱が、第２熱交換器４２、熱媒体循環回路３３および第３熱交換器４３を介して冷媒回路５０ｃの冷媒に回収されて、冷媒が加熱されるとともに湯水が降温する。
【００４９】
なお、ステップ１３６では、ステップ１２０と同様に、先に求めた湯水需要量と残湯量に基づいて給湯量が余るか否かを判定する。具体的には、例えば現時点から所定時間内において残湯量が湯水需要量より多い場合は、給湯量は余ると判定する。また、残湯量が湯水需要量より少ない場合は、給湯量は余らないと判定する。ステップ１３８では、電気式空調装置５０が運転中であるか否かを判定する。また、電気式空調装置５０が運転されていない場合には、ステップ１３８で「ＮＯ」と判定し、電気式空調装置５０の運転を開始して、プログラムをステップ１４２に進める。
【００５０】
上述の説明から明らかなように、この実施形態においては、発電制御手段（ステップ１０４）が、負荷機器２１の消費電力に応じて設定される一定の出力電力となるように発電装置１１を制御する。発電装置１１は、出力電力を負荷機器２１の消費電力に追従させることなく、一定の出力電力で運転されるので、エネルギー効率よく運転することができる。また、蓄電制御手段（ステップ１１０）が、出力電力が消費電力より多い場合には、その余った電気エネルギーを蓄電池１３に蓄電するので、電気エネルギーを無駄なく利用することができる。
【００５１】
さらに、熱エネルギー補充制御手段（ステップ１２６）が、発電装置１１からの熱エネルギーだけでは湯水利用機器２０ａ，２０ｂで使用される湯水の熱エネルギーが賄えない場合には、電気式空調装置５０を運転して電気式空調装置５０からの熱エネルギーで補充する。すなわち、一定の出力電力で運転している発電装置１１の排熱では湯水利用機器２０ａ，２０ｂで使用される湯水の熱エネルギーが賄えない場合には、例えば発電で余った電気エネルギー、蓄電池１３に蓄えられている電気エネルギーを使って運転できる電気式空調装置５０からの熱エネルギーで補充することができる。したがって、発電装置１１の運転で生じるエネルギー（熱エネルギーと電気エネルギー）を有効に利用することができ、また、湯水不足をできるだけ防止することができる。
【００５２】
さらに、熱エネルギー利用制御手段（ステップ１４２）が、発電装置１１からの熱エネルギーが湯水利用機器２０ａ，２０ｂで使用される湯水の熱エネルギーより多い場合には、電気式空調装置５０を運転してその余った熱エネルギーを電気式空調装置５０の冷媒の加熱に利用する。すなわち、一定の出力電力で運転している発電装置１１の排熱が余る場合には、その余った熱エネルギーを電気式空調装置５０の冷媒の加熱に利用することができる。したがって、発電装置１１の運転で生じるエネルギー（熱エネルギーと電気エネルギー）を有効に利用することができ、また、湯水余りをできるだけ防止することができる。
【００５３】
また、前記一定の出力電力は、発電装置１１が高効率で運転する範囲に設定されているので、発電装置１１は、出力電力を負荷機器２１の消費電力に追従させることなく、高効率運転の範囲内で一定の出力電力で運転されるので、高効率にて運転することができる。
【００５４】
また、前記一定の出力電力は、発電装置１１が高効率で運転する範囲に設定される複数の設定値から負荷機器２１の消費電力に応じて自動的に選択されるので、発電装置１１は、出力電力を負荷機器２１の消費電力に連続的に追従させることなく、高効率運転の範囲内で消費電力に応じた一定の出力電力で運転されるので、高効率かつ適切に運転することができる。
【００５５】
また、貯湯タンク１５と湯水利用機器２０ａ，２０ｂとの間に設けられて貯湯タンク１５の湯水を加熱して湯水利用機器２０ａ，２０ｂに供給する電気式加熱装置である電気湯沸かし器１６を備えたので、出力電力が消費電力より多い場合には、その余った電気エネルギーを電気湯沸かし器１６で使用するので、電気エネルギーを無駄なく利用することができる。
【００５６】
また、吸着剤を使用して空調対象空間の湿度を調整する電気式デシカント空調機６０をさらに備え、吸着剤を発電装置１１または電気式空調装置５０の熱エネルギーによって再生するので、発電装置１１または電気式空調装置５０からの熱エネルギーが余る場合には、その余った熱エネルギーを電気式デシカント空調機６０で使用するので、熱エネルギーを無駄なく利用することができ、湯水不足をできるだけ防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明によるコジェネレーションシステムの一実施形態の概要を示す概要図である。
【図２】図１に示す電気式空調装置および電気式デシカント空調機の概要を示す概要図である。
【図３】図１に示すコジェネレーションシステムを示すブロック図である。
【図４】図３に示す制御装置にて実行される制御プログラムのフローチャートである。
【図５】図３に示す制御装置にて実行される制御プログラムのフローチャートである。
【符号の説明】
【００５８】
１１…発電装置、１２…インバータ、１２ａ…電力計、１３…蓄電池、１４…系統電源、１５…貯湯タンク、１６…電気湯沸かし器、１７…流量センサ、２１…負荷機器、２０ａ…湯利用機器、２０ｂ…熱利用機器、３１…冷却回路、３２…湯水循環回路、３３…熱媒体循環回路、３４…給湯管、４１〜４３…第１〜第３熱交換器、５０…電気式空調装置、５１…電動モータ、５２…コンプレッサ、５３…四方弁、５４…室外熱交換器、５５…室外膨張弁、５６…室内膨張弁、５７…室内熱交換器、６０…電気式デシカント空調機、６３…回転式除湿機、６４…回転型顕熱熱交換器、６５…再生用加熱器、７０…制御装置、Ｔ１…温度センサ群、Ｔ２…温度センサ、Ｔ３…外気温センサ。
【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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