(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱を放出する熱源と、
この熱源に第１の熱媒を循環させる第１の熱媒循環手段と、
この第１の熱媒循環手段によって前記熱源に循環させ、前記熱源からの排熱を吸収させた前記第１の熱媒が持つ熱を第２の熱媒に吸収させる第１の熱交換器と、
この第１の熱交換器で得た前記第２の熱媒を溜める蓄熱手段と、
この蓄熱手段に溜められている前記第２の熱媒を前記第１の熱交換器に循環させる第２の熱媒循環手段と、
暖房端末に循環させる第３の熱媒を前記第１の熱媒で加熱する第２の熱交換器と、
前記第１の熱媒循環手段に形成され、前記熱源を跨がって前記第１の熱媒を循環させる第１のバイパス路と、
この第１のバイパス路とは別に前記第１の熱媒循環手段に形成され、前記熱源に循環させる前記第１の熱媒の循環路を短縮する第２のバイパス路と、
前記熱源の起動運転又は暖機運転時には、前記第２のバイパス路を通して前記第１の熱媒を前記第１の熱媒循環手段に循環させ、前記熱源の運転を停止している場合の前記暖房端末側の暖房要求時には、前記蓄熱手段の前記第２の熱媒が持つ熱を前記第１の熱交換器を通して吸収させた第１の熱媒を前記第１のバイパス路を通して前記第１の熱媒循環手段に循環させ、第１の熱媒の熱量を前記第２の熱交換器を通して吸収させた前記第３の熱媒を前記暖房端末に循環させる制御手段と、
を備えることを特徴とする排熱回収制御装置。
【請求項２】
前記蓄熱手段は、下層部側に加熱前の前記第２の熱媒、上層部側に加熱した前記第２の熱媒を溜める貯湯タンクであることを特徴とする請求項１記載の排熱回収制御装置。
【請求項３】
前記暖房端末に前記３の熱媒を循環させる暖房回路と、
この暖房回路に設けられて前記第３の熱媒を循環させるポンプと、
前記熱源の運転停止時、前記蓄熱手段の前記第２の熱媒が持つ熱を前記第１の熱交換器を通して前記第１の熱媒に吸収させ、この第１の熱媒の熱量を前記第２の熱交換器を通して吸収させた前記第３の熱媒を前記ポンプにより前記暖房回路に循環させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１記載の排熱回収制御装置。
【請求項４】
前記ポンプは、直流モータで駆動されることを特徴とする請求項１記載の排熱回収制御装置。
【請求項５】
前記第１のバイパス路は、前記制御手段で制御される弁を介して前記第１の熱媒循環手段に接続されていることを特徴とする請求項１又は３記載の排熱回収制御装置。
【請求項６】
前記熱源に発電機を回転させる駆動源を用いたことを特徴とする請求項１、３又は５記載の排熱回収制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発電機を駆動するエンジン等の駆動源を熱源とし、その排熱を回収して利用する排熱回収制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジンで発電機を駆動して発電するとともに、その駆動源であるエンジンの排熱を回収して利用する排熱回収制御装置が知られている。排熱の回収は、エンジンのウォータージャケット部に冷却水や排熱回収水としての熱媒を流し、その熱媒を通じて行われる。そして、熱媒の吸熱を蓄積し、又は、その熱を給湯等に利用するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の排熱利用システムでは、貯湯タンクに貯湯される湯の温度検知より駆動源であるエンジンの運転制御が行われているが、予め蓄熱量又は運転時間を設定する単純な制御を用いており、運転形態によってはエンジンの耐久性を低下させたり、放熱損失が大きくなる等、ランニングコストが高くなるという欠点があった。
【０００４】
そこで、本発明は、熱源の耐久性を向上させるとともに、蓄熱の有効利用を図り、ランニングコストを低減させた排熱回収制御装置を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の排熱回収制御装置は、熱を放出する熱源（エンジン２）と、この熱源に第１の熱媒（４）を循環させる第１の熱媒循環手段（排熱回収路６、循環ポンプ１６）と、この第１の熱媒循環手段によって前記熱源に循環させ、前記熱源からの排熱を吸収させた前記第１の熱媒が持つ熱を第２の熱媒（温水３２）に吸収させる第１の熱交換器（２４）と、この第１の熱交換器で得た前記第２の熱媒を溜める蓄熱手段（貯湯タンク３４）と、この蓄熱手段に溜められている前記第２の熱媒を前記第１の熱交換器に循環させる第２の熱媒循環手段（循環路３６）と、暖房端末（室内放熱器１０２、浴室暖房乾燥機１０４）に循環させる第３の熱媒（温水９８）を前記第１の熱媒で加熱する第２の熱交換器（２６）と、前記第１の熱媒循環手段に形成され、前記熱源を跨がって前記第１の熱媒を循環させる第１のバイパス路（１２）と、この第１のバイパス路とは別に前記第１の熱媒循環手段に形成され、前記熱源に循環させる前記第１の熱媒の循環路を短縮する第２のバイパス路（２８）と、前記熱源の起動運転又は暖機運転時には、前記第２のバイパス路を通して前記第１の熱媒を前記第１の熱媒循環手段に循環させ、前記熱源の運転を停止している場合の前記暖房端末側の暖房要求時には、前記蓄熱手段の前記第２の熱媒が持つ熱を前記第１の熱交換器を通して吸収させた第１の熱媒を前記第１のバイパス路を通して前記第１の熱媒循環手段に循環させ、第１の熱媒の熱量を前記第２の熱交換器を通して吸収させた前記第３の熱媒を前記暖房端末に循環させる制御手段（制御部１２４）とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
即ち、第１の熱媒は、エンジン等の熱源を冷却する冷却媒体であり、温水や不凍液等を用いることができ、第１の熱媒循環手段を通じて熱源に循環させる。第２の熱媒は、第１の熱媒が持つ熱を吸収する媒体であって、温水等が用いられ、第２の熱媒循環手段に循環させる。また、第３の熱媒には、暖房端末に循環させる温水等が用いられる。熱源の起動運転又は暖機運転時には、第１の熱媒が第１の熱媒循環手段の短縮された循環路を通じて熱源に循環させる。
【０００７】
通常、熱源の排熱を吸収した第１の熱媒により、第１の熱交換器を通して第２の熱媒が加熱され、蓄熱手段に蓄熱が行われるとともに、第２の熱交換器を通して第３の熱媒が加熱され、この第３の熱媒を暖房端末に循環させることにより暖房が行われる。
【０００８】
そこで、熱源の運転停止時、蓄熱手段から第２の熱媒を第１の熱交換器に流し、第２の熱媒が持つ熱を第１の熱媒に吸収させ、この第１の熱媒が持つ熱量を第２の熱交換器を通して第３の熱媒に吸収させ、この第３の熱媒を暖房端末に循環させることにより、蓄熱手段の蓄熱を暖房に利用するものである。この場合、第１の熱媒は、第２の熱媒と第３の熱媒との間の熱伝達の担い手である。
【０００９】
本発明の排熱回収制御装置において、前記蓄熱手段は、下層部側に加熱前の前記第２の熱媒、上層部側に加熱した前記第２の熱媒を溜める貯湯タンクであることを特徴とする。即ち、温水の積層沸き上げを行っている。
【００１０】
本発明の排熱回収制御装置において、前記暖房端末に前記３の熱媒を循環させる暖房回路（暖房用循環路１００）と、この暖房回路に設けられて前記第３の熱媒を循環させるポンプ（循環ポンプ１０８）と、前記熱源の運転停止時、前記蓄熱手段の前記第２の熱媒が持つ熱を前記第１の熱交換器を通して前記第１の熱媒に吸収させ、この第１の熱媒の熱量を前記第２の熱交換器を通して吸収させた前記第３の熱媒を前記ポンプにより前記暖房回路に循環させる制御手段とを備えたことを特徴とする。即ち、蓄熱手段の蓄熱を第１の熱媒を通して暖房回路側に循環する第３の熱媒の加熱に用いるので、暖房回路の凍結防止等が可能となる。
【００１１】
本発明の排熱回収制御装置において、前記ポンプは、直流モータで駆動されることを特徴とする。即ち、直流モータで駆動されるポンプは、消費電力が低く、小流量から大流量まで幅の広い流量制御が可能である。
【００１２】
本発明の排熱回収制御装置において、前記第１のバイパス路は、前記制御手段で制御される弁（三方弁１４）を介して前記第１の熱媒循環手段に接続されていることを特徴とする。即ち、熱源に跨がって形成されたバイパス路を通して第１の熱媒を循環させるので、熱源側での放熱損失を防止できる。
【００１３】
本発明の排熱回収制御装置において、前記熱源に発電機を回転させる駆動源を用いたことを特徴とする。即ち、発電機を駆動する駆動源は、例えば、エンジンで構成されており、相当な排熱があり、有効な熱源となるものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に示した実施例を参照して説明する。
【００１５】
図１及び図２は、本発明の排熱回収制御装置の実施例を示し、図１は排熱回収制御装置のエンジン及び貯湯タンク等の排熱回収系統、図２は排熱回収制御装置の暖房端末等の蓄熱利用系統等、図３は図１の排熱回収制御装置の拡大部分を示している。
【００１６】
この排熱回収制御装置では、熱を放出する熱源には図示しない発電機を駆動する駆動源としてのエンジン２が用いられ、このエンジン２には排熱回収用の流体としてエンジン冷却水ないし排熱回収水としての第１の熱媒４を循環させ、この熱媒４にエンジン２の排熱を回収させる第１の熱媒循環手段として排熱回収路６が形成されている。この排熱回収路６のエンジン２の入口側及び出口側にはそれぞれ温度検出手段としてサーミスタ等からなる温度センサ８、１０が設置されているとともに、バイパス路１２が三方弁１４を介して形成されている。また、排熱回収路６には、熱媒４を強制循環させるための循環ポンプ１６、熱媒４を排熱回収路６に供給する循環タンク１８、熱媒４を発電出力によって加熱する電気ヒータ２０、流量センサ２２、第１及び第２の熱交換器２４、２６等が設けられるとともに、前記バイパス路１２とは別に、暖機時の循環路を短縮化するためのバイパス路２８が三方弁３０を介して形成されている。循環ポンプ１６は直流モータ１７によって駆動される。
【００１７】
熱交換器２４は熱媒４を熱源とする第２の熱媒である温水３２の加熱手段であって、蓄熱手段である貯湯タンク３４の加熱すべき水を循環させる第２の熱媒循環手段としての循環路３６に設けられている。この循環路３６は、貯湯タンク３４の底面側と天井側とを結ぶ閉回路を構成しており、バイパス路３８、４０が設けられているとともに、これらバイパス路３８、４０との流路切換手段として三方弁４２、４４、熱交換器２４、流量センサ４３、循環ポンプ４５、温度センサ４９等が設けられている。即ち、循環ポンプ４５は直流モータ４７によって駆動され、熱交換器２４で加熱された温水３２が積層沸き上げが行われる貯湯タンク３４の上層部側に供給される。貯湯タンク３４には、温水３２の供給や取出しによる階層蓄熱の乱調防止手段として第１の緩衝板４６が設置されている。
【００１８】
貯湯タンク３４の底面側には、給水路４８が設けられるとともに、排水栓５０が設けられ、給水管５２から上水Ｗが貯湯タンク３４の底面側に給水される。給水管５２には、減圧弁５４及び流量センサ５６が設けられているとともに、ミキシングバルブ５８を介して給湯管６０が接続されている。また、貯湯タンク３４には、給水による階層蓄熱の乱調防止手段として第２の緩衝板６２が設置されている。貯湯タンク３４の側面部には積層沸き上げされる水の温度を検出する温度検出手段として複数の温度センサ６４１、６４２・・・・６５０が一定の間隔で設置されている。この実施例では、１０個の温度センサ６４１、６４２・・・・６５０が設置されているが、計測ゾーンに応じてこれより少なく又は多く設置してもよい。
【００１９】
また、貯湯タンク３４の天井側には温水取出路６６が設けられ、この温水取出路６６の一端は、過圧逃し弁６８及び負圧弁７０を介して外気に開放されており、その他端側には、給湯バックアップ用の第３の熱交換器７２、出湯温検出用の温度センサ７４等が設けられている。熱交換器７２は、バーナ７６による燃料ガスの燃焼熱を熱源とする。この熱交換器７２の出口側の給湯管６０には、前記ミキシングバルブ５８、流量センサ７８、水比例弁８０、混合温検出用の温度センサ８２等が設けられている。
【００２０】
また、給湯管６０から出湯される温水ＨＷは、追焚用循環路８４側に供給されて浴槽８６に注湯可能である。追焚用循環路８４側には、三方弁８８、循環ポンプ９０、水位センサ９２、温度センサ９４、第４の熱交換器９６等が設けられている。
【００２１】
排熱回収路６に設けられた熱交換器２６は、熱媒４を熱源とする暖房用熱媒、第３の熱媒である温水９８の加熱手段であって、暖房回路としての暖房用循環路１００に設けられている。この暖房用循環路１００は、室内放熱器１０２や浴室暖房乾燥機１０４等の暖房端末に温水９８を循環させる手段であって、温水９８を溜めて膨張沸騰を抑制する手段としての温水タンク１０６、循環ポンプ１０８、流量センサ１１０、熱交換器９６、１１２、暖房端末側に熱動弁１１３、１１５等が設けられている。温水タンク１０６には、給水管１１４が接続されるとともに、給水を調整するためのバルブ１１６が設けられている。レベルセンサ１１８は、温水タンク１０６に適正量の温水９８を溜めるためのレベル制御に用いられる。熱交換器１１２は、バーナ１２０による燃料ガスの燃焼熱を熱源とし、浴槽８６内の温水１２２の追焚の他、暖房用熱源としての温水９８のバックアップ加熱に用いられる。また、熱交換器９６では、温水タンク１０６側から供給される温水９８が持つ熱を追焚用循環路８４側の加熱に用いられる。
【００２２】
この排熱回収制御装置において、図３に三方弁１４、３０、４２、４４の切換方向Ａ、Ｂ、Ｃ又はＤが示されており、例えば、暖機運転時、三方弁１４はＣ−Ａ方向、三方弁３０はＣ−Ａ方向に切り換られ、このとき、温水３２の自然対流防止のため、三方弁４２はＤ−Ａ方向、三方弁４４はＤ−Ｃ（閉止）方向に切り換えられる。
【００２３】
そして、この排熱回収制御手段としてコンピュータ等で構成された制御部１２４が設置されており、この制御部１２４は、演算手段としてのＣＰＵ、記憶手段としてのＲＯＭ、ＲＡＭ、駆動出力や検出出力の入出力手段としてＩ／Ｏ等を備えているとともに、給湯積算手段として給湯積算出力カウンタ１２５を備えている。この制御部１２４で実行される制御は、暖房端末の運転状態に応じて直流モータ１７、４７の回転制御及び循環ポンプ１６、４５の回転制御、三方弁４２、４４の開閉制御等である。このような制御を行うため、制御部１２４には、凍結予防用の温度センサ１２７、温度センサ８、１０、流量センサ２２等、各種センサ等から検出出力が制御入力として加えられ、この制御部１２４から得られる制御出力が直流モータ１７、４７や三方弁４２、４４等、各種の制御機器のアクチュエータに加えられる。また、制御部１２４には、アラーム等の表示を行う表示手段として表示器１２６が設けられ、この表示器１２６は文字表示器、音声発生器等で構成できる。温度センサ１２７は、暖房用温水器１２９内や屋外に設置される。なお、この実施例では、ディジタル制御を行うため、コンピュータ等を用いた制御部１２４を例に取って説明しているが、アナログ処理を行う制御回路を用いてもよい。
【００２４】
次に、排熱回収制御を図４に示すメインルーチンを参照して説明する。
【００２５】
電源が投入されると、ステップＳ１では、三方弁１４、３０、４２、４４等の各種弁を初期位置制御（図６）を実行した後、ステップＳ２に移行する。ステップＳ２では、常時起動プログラムが実行される。この常時起動プログラムでは、エンジン異常停止制御（図７）、エンジン運転許可制御（図８）、エンジン停止制御（図９）、エンジン強制停止制御（図１０）、暖房命令制御（図１１）、給湯積算出力カウンタ１２５の制御（図１２）、弁異常チェック制御（図１３）、温度センサ異常チェック制御（図１４）等が行われる。また、ステップＳ３では、暖房命令が制御部１２４に付与された（ＯＮ）か否かが判定され、暖房命令がない場合にはステップＳ４に移行し、エンジン運転が許可されたか否かを判定する。即ち、ステップＳ４では、季節に応じて設定される運転許可時間内であるか否かが確認される。
【００２６】
ステップＳ４でエンジン運転が許可された場合には、ステップＳ５に移行し、要求蓄熱量が所定蓄熱量以上か否かを判定する。即ち、ステップＳ５では、例えば、
【００２７】
（給湯負荷×１．２−積算出力−タンク蓄熱量）＞１０００ｋｃａｌ・・・（１）
であるか否かを判定し、予想される給湯需要から貯湯タンク３４の蓄熱量を引いた値が所定蓄熱量以上である場合にエンジン２を運転可能とする。この場合、係数１．２は給湯負荷に余裕を持たせるための数値の一例であり、この数値に限定されるものではない。
【００２８】
ここで、ステップＳ５における演算に用いる「給湯負荷」は、各季節毎に予め給湯予想負荷を決定するものである。
【００２９】
【表１】
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【００３０】
即ち、「給湯負荷」は、その時点の季節及び時刻における次回の給湯予想量であるから、例えば、７月Ｘ日、１８：００にＣＧＳ運転を開始する場合、給湯負荷は６０００ｋｃａｌで計算し、また、２月Ｙ日、５：００にＣＧＳ運転を開始する場合、給湯負荷は２０００ｋｃａｌで計算する。
【００３１】
また、「積算出力」は、制御部１２４に内蔵されている給湯積算出力カウンタ１２５を用いて求められる給湯及び注湯に使用された出力の合計である。即ち、給湯需要があると思われる時間帯で、バックアップと蓄熱利用を含めた全ての出力を求め、そのデータをエンジン運転時間にフィードバックする。
【００３２】
また、貯湯タンク３４のタンク蓄熱量の計算は、例えば、タンク容量を２００リットルとし、図５に示すように、貯湯タンク３４の各ゾーン１〜７は同容量であり、１ゾーン当たりの温水量は約２８．６リットルとなる。ここで、水温を冬期で５℃、春秋期で１５℃、夏期で２５℃と定義すると、各ゾーンの熱量Ｑ（ｋｃａｌ）は、
【００３３】
Ｑ＝２８．６×｛（上側検出温度＋下側検出温度）／２−水温｝・・・（２）
となり、タンク蓄熱量Ｑｍは全ゾーン１〜７の合計である。但し、一つの条件として｛（上側検出温度＋下側検出温度）／２−水温｝＜１０℃の場合には、そのゾーンは零とする。例えば、冬期、温度センサ６４１の検出温度が７５℃、温度センサ６４３の検出温度が７０℃のとき、ゾーン１の熱量Ｑ1 は、
【００３４】
Ｑ1 ＝２８．６×｛（７５＋７０）／２−５｝＝１９３０．５（ｋｃａｌ）・・・（３）
となる。なお、温度センサ６４１〜６５０の中、温度センサ６４２、６４９は蓄熱量Ｑｍの計算には使用しない。
【００３５】
そして、ステップＳ５で前記要求蓄熱量が１０００ｋｃａｌ以上であると判定されたとき、又はステップＳ３で暖房命令が発せられているとき、ステップＳ６に移行し、貯湯タンク３４の最下部側の温度センサ６５０の検出温度が所定温度、例えば、４０℃以上か否かを判定し、所定温度以下の場合、ステップＳ７に移行する。ステップＳ７では、前回のエンジン２の停止から所定時間、例えば、６０分以上経過したか否かが判定され、所定時間以下の場合には、エンジン保護のためエンジン２の起動を禁止する。即ち、貯湯タンク３４の最下部側の湯温が低温であることを確認し、エンジン２のオーバーヒートを防止している。そして、所定時間が経過している場合には、ステップＳ８に移行し、エンジン２の起動を行うとともに、暖機運転を行う。この暖機運転では、三方弁３０を切り換えてバイパス路２８を介して排熱回収路６を狭小化し、熱媒温度の急激な立上りを行う。
【００３６】
そして、この暖機運転の後、ステップＳ９に移行し、エンジン２の入口側の熱媒４の温度が所定温度、例えば、６５℃になるように制御する。この一定温度制御は、温度センサ８、１０の検出温度を監視しながら、直流モータ１７の回転数を増減させ、循環ポンプ１６で圧送される熱媒４の流量を加減することにより行われる。
【００３７】
次に、図６は、図４のステップＳ１の三方弁１４、３０、４２、４４等の弁初期位置設定のサブルーチンを示している。即ち、このサブルーチンがスタートすると、ステップＳ１０１で、三方弁４２はＤ−Ａ方向、三方弁４４はＤ−Ｃ（閉止）方向、三方弁３０はＣ−Ａ方向、三方弁１４はＣ−Ａ方向に切り換えられる。この結果、常時起動プログラムの実行が準備される。
【００３８】
次に、図７は、図４のメインルーチンのステップＳ２のサブルーチンであるエンジン異常停止制御を示している。即ち、このサブルーチンがスタートすると、ステップＳ２０１では、エンジン２の運転状態が「運転」であるか否かが判定され、運転状態にあるときはステップＳ２０２に移行し、所定時間として例えば、１０秒経過の後、ステップＳ２０３に移行し、ガス弁が閉（ＯＦＦ）であるか否かが判定され、閉でない場合にはステップＳ２０１に戻り、閉止している場合にはステップＳ２０４に移行し、エンジン停止を行った後、ステップＳ２０５に移行し、表示器１２６にエンジン異常停止を行った旨の表示としてアラーム表示を行う。
【００３９】
また、ステップＳ２０１で、エンジン２が運転状態でない場合には、ステップＳ２０６に移行し、所定時間として例えば、１０秒経過の後、ステップＳ２０７に移行し、ガス弁が開（ＯＮ）であるか否かが判定され、開でない場合にはステップＳ２０１に戻り、開の場合にはステップＳ２０８に移行し、エンジン停止を行った後、ステップＳ２０９に移行し、表示器１２６に「エンジン停止せず」とのアラーム表示を行う。
【００４０】
次に、図８は、図４のメインルーチンのステップＳ２のサブルーチンであるエンジン運転許可制御を示している。即ち、このサブルーチンがスタートすると、ステップＳ２１１では、エンジン運転が許可時間であるか否かが判定され、運転許可時間にある場合にはステップＳ２１２に移行し、エンジン運転許可指示として「許可」を出力し、また、エンジン運転許可時間でない場合にはステップＳ２１３に移行し、エンジン運転許可を禁止する指示として「禁止」を出力する。
【００４１】
次に、図９は、図４のメインルーチンのステップＳ２のサブルーチンであるエンジン停止制御を示している。即ち、このサブルーチンがスタートすると、ステップＳ２１５では、エンジン２の電源をＯＦＦにした後、ステップＳ２１６に移行し、弁初期位置制御（図６）を実行した後、ステップＳ２１７に移行し、エンジン２の運転状態を停止状態にする。
【００４２】
次に、図１０は、図４のメインルーチンのステップＳ２のサブルーチンであるエンジン強制停止制御を示している。即ち、このサブルーチンがスタートすると、ステップＳ２２１では、強制停止入力手段として例えば、Ｅｓｃキーが押されたか否かが判定され、このＥｓｃキーが押されたとき、ステップＳ２２２に移行し、エンジン停止制御（図９）を実行し、制御を終了する。
【００４３】
次に、図１１は、図４のメインルーチンのステップＳ２のサブルーチンである暖房運転命令制御を示している。即ち、このサブルーチンがスタートすると、ステップＳ２２５では、暖房装置側の暖房命令手段として端末スイッチがＯＮ又は双方向通信の暖房命令がＯＮしたか否かが判定され、暖房命令が指示されたとき、ステップＳ２２６に移行し、暖房命令を「ＯＮ」とし、制御手段であるバックアップインテリ基板のＥコン端子を「ＯＮ」とする。また、ステップＳ２２７では、暖房装置側の暖房命令手段として端末スイッチのＯＦＦと、双方向通信の暖房命令のＯＦＦとが成立しているか否かが判定され、暖房停止命令が指示されたとき、ステップＳ２２８に移行し、暖房命令を「ＯＦＦ」とし、制御手段であるバックアップインテリ基板のＥコン端子を「ＯＦＦ」とする。
【００４４】
次に、図１２は、図４のメインルーチンのステップＳ２のサブルーチンである給湯積算出力カウンタ１２５の制御を示している。即ち、このサブルーチンがスタートすると、ステップＳ２３１では、エンジン運転が「許可」であるか否かが判定され、許可の場合にはステップＳ２３２に移行し、カウンタリセットを行う。即ち、給湯積算出力カウンタ１２５に格納されている熱量Ｑｃを０ｋｃａｌとした後、ステップＳ２３３に移行し、水温を決定する。即ち、冬期では５℃、春秋期では１５℃、夏期では２５℃を設定した後、ステップＳ２３４に移行し、混合温サーミスタである温度センサ８２の湯温測定を行う。
【００４５】
そして、ステップＳ２３５では、給湯量を検出する流量センサ７８が所定流量として例えば、１リットルカウントしたか否かを判定し、１リットルカウントを行った場合、ステップＳ２３６に移行する。ステップＳ２３６では、１リットル当たりの熱量計算として給湯積算出力熱量Ｑｃを演算する。即ち、この給湯積算出力熱量Ｑｃ（ｋｃａｌ）は、
【００４６】
Ｑｃ＝（湯温−水温）×１（ｋｃａｌ）            ・・・（４）
で算出される。
【００４７】
そして、ステップＳ２３７に移行し、エンジン運転許可が「禁止」されているか否かが判定され、エンジン運転が禁止されている場合にはステップＳ２３１に復帰し、エンジン運転が禁止されていない場合にはステップＳ２３４に移行し、ステップＳ２３４〜ステップＳ２３６の処理を実行する。
【００４８】
次に、図１３は、図４のメインルーチンのステップＳ２のサブルーチンである弁異常チェック制御を示している。即ち、このサブルーチンがスタートすると、ステップＳ２４１では、弁出力と切換状態を表すリミットが一致しているか否かが判定され、一致していない場合にはステップＳ２４２で所定時間として例えば、３０秒経過の後、ステップＳ２４３に移行し、表示器１２６に三方弁１４、３０、４２、４４等が異常である旨をアラームによって告知する。また、ステップＳ２４１で弁出力とリミットが一致している場合には、ステップＳ２４４に移行し、正常である旨出力し、表示器１２６にそれを表示する。
【００４９】
次に、図１４は、図４のメインルーチンのステップＳ２のサブルーチンである温度センサ異常チェック制御を示している。即ち、このサブルーチンがスタートすると、ステップＳ２５１では、接続線等に断線又は短絡の異常が生じているか否かが判定され、異常が生じている場合にはステップＳ２５２に移行し、表示器１２６に温度センサ８、１０等が異常である旨をアラームによって告知する。また、ステップＳ２５１で異常が生じていない場合には、ステップＳ２５３に移行し、正常である旨出力し、表示器１２６にそれを表示する。
【００５０】
次に、図１５は、貯湯タンク３４の残熱を利用した暖房制御を示している。
【００５１】
この暖房制御はメインルーチンに対して割込み制御によって実行され、この制御がスタートすると、ステップＳ１１では、暖房要求があるか否かを判定し、暖房要求がない場合には、図４に示すメインルーチンに復帰し、暖房要求がある場合にはステップＳ１２に移行する。ステップＳ１２では、エンジン２が運転中であるか否かが判定され、エンジン２が運転中である場合には、通常の暖房シーケンスに移行する。また、エンジン２が運転中でない場合には、ステップＳ１３に移行し、貯湯タンク３４の残熱が所定熱量、例えば、２０００ｋｃａｌを超えているか否かが判定され、所定熱量以下の場合には通常の暖房シーケンスに移行し、所定熱量を超えている場合には、ステップＳ１４に移行する。ステップＳ１４では、貯湯タンク３４の温度センサ６４１の検出温度が所定温度を超えているか否か、例えば、６５℃を超えているか否かが判定され、超えていない場合には通常の暖房シーケンスに移行し、所定温度を超えている場合には、ステップＳ１５に移行する。
【００５２】
ステップＳ１５では、三方弁１４、４２、４４の切換え、循環ポンプ１６、４５の運転、暖房側の循環ポンプ１０８の運転、室内放熱器１０２、浴室暖房乾燥機１０４等の暖房端末側の熱動弁１１３、１１５を開とする。このような処理の後、ステップＳ１６では、貯湯タンク３４の温度センサ６４１の検出温度が所定温度、例えば、６０℃を超えているか否かを判定し、超えていない場合には通常の暖房シーケンスに移行し、所定温度を超えている場合には、ステップＳ１７に移行する。
【００５３】
そして、ステップＳ１７では暖房要求があるか否かが判定され、暖房要求がない場合には図４のメインルーチンに復帰し、暖房要求がある場合にはステップＳ１６に戻り、ステップＳ１６の処理を行う。即ち、貯湯タンク３４の残熱量が所定熱量を超えている場合、即ち、温度センサ６４１の検出温度が所定温度、例えば、６０℃を超えている間、暖房要求があることを条件に貯湯タンク３４の温水３２の熱を用いた加熱によって暖房端末への温水供給を行う。
【００５４】
次に、図１６は、暖房凍結予防動作制御を示している。
【００５５】
この暖房凍結予防動作は、メインルーチンに対して割込み制御によって実行され、この制御がスタートすると、ステップＳ２１では温度センサ１２７が凍結が予想される所定温度以下であるか否か、例えば、６℃以下であるか否かを判定し、所定温度以下でない場合にはステップＳ２２に移行し、正常動作を続行し、所定温度以下である場合には、ステップＳ２３に移行する。ステップＳ２３では、暖房用の循環ポンプ１０８を運転するとともに、暖房用循環路１００の熱動弁１１３、１１５を開とした後、ステップＳ２４に移行する。
【００５６】
ステップＳ２４では排熱回収運転中であるか否かが判定され、運転中である場合にはステップＳ２５に移行し、凍結予防用の温度センサ１２７の検出温度が所定温度以上であるか否か、例えば、１０℃以上であるか否かを判定し、所定温度以上でない場合にはステップＳ２４に戻り、所定温度以上である場合にはステップＳ２６に移行し、所定時間として例えば、１６分だけ待機する。即ち、所定時間後、ステップＳ２７に移行し、循環ポンプ１０８を停止させ、熱動弁１１３、１１５を閉止し、凍結予防動作を終了する。即ち、排熱回収運転中は、排熱回収によって得られる熱量を凍結予防に利用する。
【００５７】
また、ステップＳ２４で排熱回収運転中でない場合にはステップＳ２８に移行し、貯湯タンク３４に凍結予防に必要な蓄熱量があるか否かが判定され、必要な蓄熱量がある場合には、ステップＳ２９に移行し、貯湯タンク３４内の温水３２を利用するための制御として、三方弁１４、４２、４４を切り換え、循環ポンプ１６及び循環ポンプ４５を運転状態に切り換え、ステップＳ３０に移行する。
【００５８】
ステップＳ３０では、温度センサ１２７の検出温度が所定温度以上か否か、例えば、１５℃以上か否かを判定し、所定温度以上である場合にはステップＳ３１に移行し、所定時間として例えば、１６分だけ待機する。即ち、所定時間後、ステップＳ３２に移行し、暖房用の循環ポンプ１０８、循環ポンプ１６、４５を停止するとともに、熱動弁１１３、１１５を閉止し、凍結予防動作を終了する。即ち、排熱回収運転中でない場合には、貯湯タンク３４に凍結防止に必要な蓄熱量が存在しているとき、その熱量を凍結予防に利用する。
【００５９】
しかし、ステップＳ２８で貯湯タンク３４に必要な蓄熱量が存在していない場合には、凍結防止のために必要な熱量を確保する必要がある。そこで、ステップＳ３３では、バックアップ燃焼としてバーナ１２０を燃焼させ、ステップＳ３４に移行し、温度センサ１２７の検出温度が所定温度以上か否か、例えば、２０℃以上か否かを判定する。所定温度以上でない場合には、ステップＳ２８に戻り、所定温度以上である場合にはステップＳ３５に移行し、バックアップ燃焼としてのバーナ１２０の燃焼を停止し、ステップＳ３６に移行して所定時間として例えば、１６分だけ待機する。即ち、所定時間後、ステップＳ３７に移行し、暖房用の循環ポンプ１０８を停止するとともに、熱動弁１１３、１１５を閉止し、凍結予防動作を終了する。即ち、排熱回収運転中でない場合であって、貯湯タンク３４に凍結防止に必要な蓄熱量が存在していないときには、バーナ１２０を燃焼させてその熱量を凍結予防に利用するものである。
【００６０】
このように、暖房要求があった場合には、エンジン２を運転して暖房を行うが、貯湯タンク３４内に必要な蓄熱量がある場合は、エンジン２を運転することなく、即ち、エンジン２を停止状態に維持し、貯湯タンク３４内の蓄熱を第２の熱媒である温水３２の熱を加熱源として、熱交換器２４を通して熱媒４を加熱する。この熱媒４をエンジン冷却回路である排熱回収路６を通じて熱交換器２６に循環させ、第３の熱媒である温水９８を加熱することにより暖房運転を行う。即ち、貯湯タンク３４の蓄熱を暖房に利用する。同様に、暖房用循環路１００及び暖房用温水器１２９の凍結防止の熱源に利用することができる。
【００６１】
このような処理を具体的に説明すると、室内放熱器１０２又は浴室暖房乾燥機１０４等の暖房端末側より暖房要求があると、熱交換器２４の入出側の三方弁４２、４４の方向を変え、循環ポンプ４５を動作させ、貯湯タンク３４の上部側から高温の温水３２を取り出し、熱交換器２４を通して貯湯タンク３４の下部側に流す。
【００６２】
同時に、三方弁１４の方向を変え、循環ポンプ１６を運転し、エンジン２側に熱媒４が循環しないように、エンジン２側の排熱回収路６をバイパス路１２で短絡状態にして、熱媒４を熱交換器２６側に循環させる。この結果、熱媒４は、貯湯タンク３４から流出した第２の熱媒である温水３２の熱を熱交換器２４を通して吸収する。
【００６３】
そして、温水３２から熱を吸収した熱媒４が熱交換器２６に循環し、温水９８が熱媒４から熱を吸収する。この温水９８が各暖房端末に循環し、暖房が行われる。この場合、貯湯タンク３４側の蓄熱量が低下し、暖房負荷が大きくなると、熱量が不足するので、暖房バックアップのため、バーナ１２０の燃焼を行うバックアップ制御を行う。
【００６４】
また、暖房回路の凍結防止として、貯湯タンク３４に蓄熱がある場合には、暖房バックアップを燃焼させることなく、貯湯タンク３４の温水３２→熱媒４→温水９８への熱伝達により、貯湯タンク３４の蓄熱を無駄なく消費して暖房回路及び暖房用温水器１２９の凍結防止を図ることができる。この場合も、貯湯タンク３４の蓄熱量が低下したときには、暖房バックアップの燃焼に切り換える。
【００６５】
このような貯湯タンク３４の蓄熱量を効率よく利用することで、エンジン２の運転による排熱の有効利用を図ることができる。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、次の効果が得られる。
ａ  熱源の排熱を吸収させた第１の熱媒から第２の熱媒に熱伝達を行い、蓄熱手段に第２の熱媒を以て蓄熱を行い、熱源の停止時、蓄熱手段の蓄熱を第１の熱媒を通じて第３の熱媒を加熱し、暖房に利用するので、適当な蓄熱量がある場合に暖房や凍結防止のために過剰な熱源の運転を回避でき、エンジン等の熱源の耐久性を高め、ランニングコストの低減とともに、蓄熱の有効利用を図ることができる。
ｂ  積層沸き上げを行う蓄熱手段を用いたので、蓄熱の有効利用を図ることができる。
ｃ  蓄熱手段の蓄熱を暖房回路の凍結防止に利用でき、エンジン等の熱源の耐久性を高め、ランニングコストの低減とともに、蓄熱の有効利用を図ることができる。
ｄ  直流ポンプを用いることで、低消費電力で幅の広い流量制御を実現することができる。
ｅ  熱源に跨がるバイパス路を第１の熱媒循環手段に形成し、第２の熱媒の熱を暖房に使用するとき、バイパス路を通して第１の熱媒を循環させるので、熱源の放熱損失を抑制でき、暖房時の蓄熱の利用効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の排熱回収制御装置の実施例を示す図である。
【図２】本発明の排熱回収制御装置の実施例を示す図である。
【図３】図１の排熱回収制御装置の一部を拡大して示した図である。
【図４】本発明の排熱回収制御のメインルーチンを示すフローチャートである。
【図５】貯湯タンクの蓄熱形態を示す図である。
【図６】メインルーチンにおける弁初期位置の設定処理に関するサブルーチンを示すフローチャートである。
【図７】メインルーチンにおけるエンジン異常停止処理に関するサブルーチンを示すフローチャートである。
【図８】メインルーチンにおけるエンジン運転許可処理に関するサブルーチンを示すフローチャートである。
【図９】メインルーチンにおけるエンジン停止処理に関するサブルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】メインルーチンにおけるエンジン強制停止処理に関するサブルーチンを示すフローチャートである。
【図１１】メインルーチンにおける暖房命令処理に関するサブルーチンを示すフローチャートである。
【図１２】メインルーチンにおける給湯積算出力カウンタ処理に関するサブルーチンを示すフローチャートである。
【図１３】メインルーチンにおける弁異常チェック処理に関するサブルーチンを示すフローチャートである。
【図１４】メインルーチンにおける温度センサ異常チェック処理に関するサブルーチンを示すフローチャートである。
【図１５】貯湯タンク残熱を利用した暖房制御を示すフローチャートである。
【図１６】暖房凍結予防動作制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
２  エンジン（熱源）
４  第１の熱媒
６  排熱回収路（第１の熱媒循環手段）
１２  バイパス路
１６  循環ポンプ（第１の熱媒循環手段）
２４  第１の熱交換器
２６  第２の熱交換器
３２  温水（第２の熱媒）
３４  貯湯タンク（蓄熱手段）
３６  循環路（第２の熱媒循環手段）
９８  温水（第３の熱媒）
１００  暖房用循環路（暖房回路）
１０２  室内放熱器（暖房端末）
１０４  浴室暖房乾燥機（暖房端末）
１０８  循環ポンプ
１２４  制御部（制御手段）
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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