(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱運転を行う熱源装置、及び、前記熱源装置で発生された熱を回収する熱源水が循環する熱源水循環ラインを有する熱源水循環装置と、
前記熱源水循環ラインを循環している前記熱源水から熱を取得する複数の熱負荷装置とを備え、
前記熱負荷装置は、蓄熱水を貯留する蓄熱タンクと、前記熱源水と前記蓄熱水との間で熱交換を行って、前記熱源水から熱を取得する蓄熱用熱交換器と、前記蓄熱水が前記蓄熱用熱交換器と前記蓄熱タンクとを順に通流する形態で循環する蓄熱水循環ラインと、前記蓄熱水循環ラインに前記蓄熱水を通流させる蓄熱水通流手段と、前記蓄熱水循環ラインを通流する前記蓄熱水から熱を取得して消費する第１熱消費手段と、前記熱源水を抜き出して消費する第２熱消費手段と、前記蓄熱水の温度を検出する蓄熱水温度検出手段と、前記第１熱消費手段に対して蓄熱水の熱を供給するために前記蓄熱水通流手段を運転させると共に、前記蓄熱水温度検出手段の検出結果が蓄熱運転開始条件を満たしてから蓄熱運転停止条件を満たすまで前記蓄熱水通流手段を蓄熱運転させる運転制御手段と、を有する熱供給システムにおいて、
前記熱負荷装置のそれぞれに備えられる、前記蓄熱水通流手段の運転期間についての情報、及び、前記第２熱消費手段への前記熱源水の供給期間についての情報を取得する運転情報取得手段と、
前記熱源装置の発熱運転コストを導出する発熱運転コスト導出手段と、
前記熱源装置の発熱運転コストを、前記熱負荷装置のそれぞれにおける、前記蓄熱水通流手段の運転期間に第１係数を乗算した値と前記第２熱消費手段への前記熱源水の供給期間に第２係数を乗算した値との合計値で按分して、前記熱負荷装置のそれぞれで消費された熱を発生するのに要した個別の発熱運転コストを導出する個別コスト導出手段と、を備える熱消費量算出システム。
【請求項２】
前記熱源装置は、熱と電気とを併せて発生する熱電併給装置を有し、
前記発熱運転コスト導出手段は、前記熱源装置の発電電力量から前記熱源装置での自家消費電力量を除いた余剰電力量に相当する発電運転コストを、前記熱源装置の運転に要したエネルギコストから減算して前記発熱運転コストを導出する請求項１記載の熱消費量算出システム。
【請求項３】
前記複数の熱負荷装置において、前記蓄熱運転開始条件を満たしてから前記蓄熱運転停止条件を満たすまでに要する前記蓄熱運転の実施期間が互いに同じになるように、前記蓄熱運転開始条件及び前記蓄熱運転停止条件は前記複数の熱負荷装置において各別に設定されている請求項１又は２記載の熱消費量算出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱運転を行う熱源装置、及び、その熱源装置で発生された熱を回収する熱源水が循環する熱源水循環ラインを有する熱源水循環装置と、熱源水循環ラインを循環している熱源水から熱を取得する複数の熱負荷装置とを備える熱供給システムにおいて、熱負荷装置のそれぞれで消費された熱を発生するのに要した個別の発熱運転コストを導出する熱消費量算出システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、発熱運転を行う熱源装置、及び、その熱源装置で発生された熱を回収する熱源水が循環する熱源水循環ラインを有する熱源水循環装置と、熱源水循環ラインを循環している熱源水から熱を取得する複数の熱負荷装置とを備える熱供給システムが提案されている。
【０００３】
特許文献１に記載されている熱供給システムは、例えば、熱負荷装置を備える複数の家庭からなる地域全体に熱を供給する熱源装置を設け、その熱源装置で発生された熱を回収した熱源水を、各家庭を順に通流させるもの、つまり、ワンループの熱供給システムである。また、各家庭の熱負荷装置は、蓄熱水を貯留する蓄熱タンクと、熱源水と蓄熱水との間で熱交換を行って、熱源水から熱を取得する蓄熱用熱交換器と、蓄熱水が蓄熱用熱交換器と蓄熱タンクとを順に通流する形態で循環する蓄熱水循環ラインとを有する。更に、熱消費装置には、熱交換によって熱源水から熱を取得して蓄熱タンクに貯留されている蓄熱水の熱を消費する、即ち、熱源水の熱を間接的に消費する風呂追い炊き装置及び暖房装置や、熱源水を直接抜き出して水と混合して温水温度を調整し、その温水を消費する給湯装置などが設けられている。
【０００４】
各家庭での熱消費量に対する課金を行うためには、各家庭の熱負荷装置における熱消費量を正確に導出する必要がある。各家庭の熱負荷装置における熱消費量は、上述したような蓄熱タンクに貯留されている蓄熱水からの熱消費量、即ち、熱源水の熱を間接使用することによる熱消費量と、熱源水の熱を直接使用することによる熱消費量とを合計すればよい。特許文献１に記載の熱供給システムでは、蓄熱水からの熱消費量を導出するために、蓄熱タンクから熱消費手段へ供給される蓄熱水の温度と流量を測定し、更に、熱消費手段から蓄熱タンクへ戻る蓄熱水の温度を測定している。そして、熱消費手段において発生した蓄熱水の温度低下と蓄熱水の流量とから、熱消費手段における熱消費量が導出される。また、給湯装置において熱源水を直接使用することによる熱消費量を導出するために、基準となる水の温度を測定し、更に、給湯装置に供給される、水と熱源水とが混合された温水の温度と流量とを測定する。そして、温水温度と給水温度との温度差と温水の流量とから、給湯装置としての熱消費手段における熱消費量を導出する。
【０００５】
或いは、蓄熱タンクに貯留されている蓄熱水からの熱消費量を導出する別の方法もある。具体的には、蓄熱水と熱交換を行うべく、熱源水循環ラインから熱負荷装置内に取り込まれた熱源水の温度と流量とを測定し、更に、熱負荷装置内から熱源水循環ラインに戻る熱源水の温度とを測定する。そして、熱負荷装置内に取り込まれている間に発生した熱源水の温度低下と流量とから、熱負荷装置における熱消費量を導出する。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２５０４００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の熱供給システムでは、温水の温度を測定する温度計と温水の流量を測定する流量計とを用いて構成される熱量計を用いて熱消費量を導出している。よって、特許文献１に記載の熱供給システムにおける熱消費量の導出手法を採用する場合、その熱量計について、法定計器としての検定を受ける必要がある。また、熱量計の精度を確保するための定期的な検査が必要となる。従って、熱消費量の導出に要するコストが大きくなり、且つ、煩雑な手続が必要になるという問題が発生する。
【０００８】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、流量計を用いずに、熱負荷装置における熱消費量に関する情報を簡単且つ正確に計測して、熱負荷装置に対する熱供給コストを算出可能な熱消費量算出システムを提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明に係る熱消費量算出システムの特徴構成は、発熱運転を行う熱源装置、及び、前記熱源装置で発生された熱を回収する熱源水が循環する熱源水循環ラインを有する熱源水循環装置と、
前記熱源水循環ラインを循環している前記熱源水から熱を取得する複数の熱負荷装置とを備え、
前記熱負荷装置は、蓄熱水を貯留する蓄熱タンクと、前記熱源水と前記蓄熱水との間で熱交換を行って、前記熱源水から熱を取得する蓄熱用熱交換器と、前記蓄熱水が前記蓄熱用熱交換器と前記蓄熱タンクとを順に通流する形態で循環する蓄熱水循環ラインと、前記蓄熱水循環ラインに前記蓄熱水を通流させる蓄熱水通流手段と、前記蓄熱水循環ラインを通流する前記蓄熱水から熱を取得して消費する第１熱消費手段と、前記熱源水を抜き出して消費する第２熱消費手段と、前記蓄熱水の温度を検出する蓄熱水温度検出手段と、前記第１熱消費手段に対して蓄熱水の熱を供給するために前記蓄熱水通流手段を運転させると共に、前記蓄熱水温度検出手段の検出結果が蓄熱運転開始条件を満たしてから蓄熱運転停止条件を満たすまで前記蓄熱水通流手段を蓄熱運転させる運転制御手段と、を有する熱供給システムにおいて、
前記熱負荷装置のそれぞれに備えられる、前記蓄熱水通流手段の運転期間についての情報、及び、前記第２熱消費手段への前記熱源水の供給期間についての情報を取得する運転情報取得手段と、
前記熱源装置の発熱運転コストを導出する発熱運転コスト導出手段と、
前記熱源装置の発熱運転コストを、前記熱負荷装置のそれぞれにおける、前記蓄熱水通流手段の運転期間に第１係数を乗算した値と前記第２熱消費手段への前記熱源水の供給期間に第２係数を乗算した値との合計値で按分して、前記熱負荷装置のそれぞれで消費された熱を発生するのに要した個別の発熱運転コストを導出する個別コスト導出手段と、を備える点にある。
【００１０】
上記特徴構成によれば、熱負荷装置における熱消費量は、蓄熱水から熱を取得して熱消費する第１熱消費手段における熱消費量と、熱源水を抜き出して消費する第２熱消費手段における熱消費量との合計である。本特徴構成では、蓄熱水通流手段が運転している間は、熱源水から蓄熱水への熱の供給が行われる。つまり、第１熱消費手段に対して蓄熱水の熱を供給するために蓄熱水通流手段を運転させている間は、蓄熱用熱交換器において熱源水から蓄熱水へと熱の補充が行われる。また、蓄熱水の温度が蓄熱運転開始条件を満たしてから蓄熱運転停止条件を満たすまで蓄熱水通流手段を蓄熱運転させることで熱源水から蓄熱水へ熱の補充が行われる。
よって、第１熱消費手段における熱消費量は、熱源水から蓄熱水への熱の補充が行われた期間、即ち、蓄熱水通流手段の運転期間に対応する。また、第２熱消費手段における熱消費量は、第２熱消費手段への熱源水の供給期間に対応する。
よって、蓄熱水通流手段の運転期間に第１係数を乗算した値と第２熱消費手段への熱源水の供給期間に第２係数を乗算した値との合計値から、熱負荷装置における熱消費量に相当する値を正確に導出できる。ここで、第１係数及び第２係数の値は適宜設定できる。更に、熱負荷装置のそれぞれで消費された熱を発生するのに要した個別の発熱運転コストは、熱源装置の発熱運転コストを、熱負荷装置のそれぞれにおける、蓄熱水通流手段の運転期間に第１係数を乗算した値と第２熱消費手段への熱源水の供給期間に第２係数を乗算した値との合計値で按分して導出できる。
従って、熱負荷装置における熱消費量を簡単且つ正確に計測して、熱負荷装置に対する熱供給コストを算出可能な熱消費量算出システムを提供できる。
【００１１】
本発明に係る熱消費量算出システムの別の特徴構成は、前記熱源装置は、熱と電気とを併せて発生する熱電併給装置を有し、
前記発熱運転コスト導出手段は、前記熱源装置の発電電力量から前記熱源装置での自家消費電力量を除いた余剰電力量に相当する発電運転コストを、前記熱源装置の運転に要したエネルギコストから減算して前記発熱運転コストを導出する点にある。
【００１２】
上記特徴構成によれば、熱源装置が、熱と電気とを併せて発生する熱電併給装置を有するとき、その熱源装置の運転に要したエネルギコストには、熱を発生するのに要したコスト（発熱運転コスト）と、電気を発生するのに要したコスト（発電運転コスト）とが含まれる。但し、熱源装置で発熱運転を行うためにも電気が使用されることを考慮すると、発電電力量の全てが発電運転コストに相当するのではなく、上記余剰電力量が発電運転コストに相当する。よって、熱源装置の発電電力量から熱源装置での自家消費電力量を除いた余剰電力量に相当する発電運転コストを、熱源装置の運転に要したエネルギコストから減算することで、上記発熱運転コストを正確に導出できる。
【００１３】
本発明に係る熱消費量算出システムの別の特徴構成は、前記複数の熱負荷装置において、前記蓄熱運転開始条件を満たしてから前記蓄熱運転停止条件を満たすまでに要する前記蓄熱運転の実施期間が互いに同じになるように、前記蓄熱運転開始条件及び前記蓄熱運転停止条件は前記複数の熱負荷装置において各別に設定されている点にある。
【００１４】
多数の熱負荷装置が、熱源装置に近い熱源水循環ラインの上流側から、熱源装置から離れた熱源水循環ラインの下流側に至る間に順に連結されているとき、各熱負荷装置で熱源水から熱が奪われるため、熱源装置から離れた下流側を通流している熱源水の温度は、熱源装置に近い上流側を通流している熱源水の温度よりも低くなる。そのため、熱源装置からの距離に従って、各熱負荷装置において、蓄熱水の温度が蓄熱運転開始条件を満たしてから蓄熱運転停止条件を満たすまでに要する蓄熱運転の実施期間に長短が生じる可能性がある。
本特徴構成によれば、複数の熱負荷装置において、蓄熱運転開始条件を満たしてから蓄熱運転停止条件を満たすまでに要する蓄熱運転の実施期間が互いに同じになるように、蓄熱運転開始条件及び蓄熱運転停止条件を複数の熱負荷装置において各別に設定できる。その結果、熱負荷装置のそれぞれで消費された熱を発生するのに要した個別の発熱運転コストの均等化を促し、正確性が確保される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
＜第１実施形態＞
以下に図面を参照して熱供給システムにおける熱消費量算出システムについて説明する。図１は、熱供給システム及び熱消費量算出システムの概略的な構成図であり、図２は、熱供給システムが備える熱負荷装置の概略的な構成図である。
図１及び図２に示すように、熱供給システムは、発熱運転を行う熱源装置６、及び、熱源水が循環し、熱源装置６で発生された熱が循環途中の熱源水で回収される熱源水循環ライン２を有する熱源水循環装置Ｃと、熱源水循環ライン２を循環している熱源水から熱を取得する複数の熱負荷装置１００とを備える。
【００１６】
具体的には、熱供給システムは、集合住宅５にある複数の各住居１に夫々に対して熱を供給するシステムとして構成され、各住居１には、上記熱負荷装置１００が設けられている。各住居１に設けられた熱負荷装置１００に供給される熱は、熱源装置６の発熱運転により生成される。そして、熱源装置６の発熱運転により発生した熱は熱源水を、例えば８０℃程度の高温に加熱し、その熱源水ＨＷは、熱源水循環ライン２を通流しながら各住居１に渡って循環する。
【００１７】
複数の住居１の夫々の共有部１ｂには、熱源水循環ライン２から取り込んだ熱源水ＨＷの熱を蓄熱する蓄熱タンク４０などが設置されている。そして、各住居１の居住部１ａでの給湯用、暖房用、風呂追焚き用などに、蓄熱タンク４０に蓄熱された熱が利用され、或いは、熱源水循環ライン２から取り込んだ熱源水ＨＷが抜き出されて利用される。
【００１８】
以下に、熱源装置６の構成について説明する。
第１実施形態において、熱源装置６は、熱と電気とを併せて発生する熱電併給装置としてのガスエンジン６ａと、ボイラなどの補助加熱装置６ｂとを有する。本実施形態では、ガスエンジン６ａ及び補助加熱装置６ｂは、ガスを燃料として運転される。ガスエンジン６ａを運転することにより発生した熱は、熱媒循環ライン３ａを通流する熱媒によって回収される。また、補助加熱装置６ｂを運転することにより発生した熱は、熱媒循環ライン３ｂを通流する熱媒によって回収される。熱媒循環ライン３ａには、熱媒循環ライン３ａを通流する熱媒と、熱源水循環ライン２を通流する熱源水との熱交換を可能にする熱交換器４ａが設けられている。熱媒循環ライン３ｂには、熱媒循環ライン３ｂを通流する熱媒と熱源水循環ライン２を通流する熱源水との熱交換を可能にする熱交換器４ｂが設けられている。よって、ガスエンジン６ａ及び補助加熱装置６ｂの少なくとも一方を運転することで、熱源水循環ライン２を通流する熱源水の温度を高温に保つことができる。
【００１９】
また、ガスエンジン６ａ及び補助加熱装置６ｂ、並びに、ポンプやバルブなどの補機７は電力線ＰＬに接続されている。よって、熱電併給装置としてのガスエンジン６ａを運転することで発生する電力は、ガスエンジン６ａ、補助加熱装置６ｂ及び補機７などの熱源装置６の内部で自家消費される。そして、熱源装置６での自家消費電力量を除いた余剰電力量が、電力メータ９を介して外部に供給される。
【００２０】
上記熱供給システムの熱源水循環ライン２は、シングルループ配管（単管配管）である。熱源装置６から各住居１に温水を供給するための往配管と各住居１から熱源装置６に温水を戻すための復配管とを個別に設ける複管配管を用いた場合と比較して、半分の配管で済むためコストメリットがある。
【００２１】
以下、第１実施形態の熱負荷装置１００について、図２に基づいて説明する。
図２に示す熱負荷装置１００は、蓄熱水ＳＷを貯留する蓄熱タンク４０と、熱源水ＨＷと蓄熱水ＳＷとの間で熱交換を行って、熱源水ＨＷから熱を取得する蓄熱用熱交換器７０と、蓄熱水ＳＷが蓄熱用熱交換器７０と蓄熱タンク４０とを順に通流する形態で循環する蓄熱水循環ライン５０と、蓄熱水循環ライン５０に蓄熱水を通流させる蓄熱水通流手段としての蓄熱水循環ポンプ５１とを有する。また、熱負荷装置１００は、蓄熱水ＳＷを放熱させる放熱用熱交換器として、後述する給水ＬＷや浴槽水ＢＷと蓄熱水ＳＷとの間で熱交換を行う給湯追焚き用熱交換器７５、及び、後述する室内空気ＲＡと蓄熱水ＳＷとの間で熱交換を行う暖房用放熱器８７を備える。
【００２２】
詳細には、蓄熱タンク４０の上部４７から蓄熱用熱交換器７０と給湯追焚き用熱交換器７５若しくは暖房用放熱器８７とを順に通過した後に蓄熱タンク４０の下部４８に接続される蓄熱水循環ライン５０と、当該蓄熱水循環ライン５０の上部４７側と蓄熱用熱交換器７０との間に設置され上部４７側から下部４８側に向けて蓄熱水ＳＷを送出可能な蓄熱水循環ポンプ５１とで、蓄熱水循環手段Ｘが構成されている。
また、熱源水循環ライン２の熱源水取り込み部１３ｉから蓄熱用熱交換器７０を通過した後に同ライン２の熱源水取り込み部１３ｉよりも下流側の熱源水戻り部１３ｏに接続される熱源水循環ライン１３と、熱源水循環ライン２における熱源水取り込み部１３ｉと熱源水戻り部１３ｏとの間に設置され当該熱源水ＨＷの流量を調整可能な流量調整弁１１とで、熱源水循環手段Ｙが構成されている。
【００２３】
更に、熱負荷装置１００は、蓄熱水循環手段Ｘ及び熱源水循環手段Ｙ等の作動を制御して、蓄熱運転や、放熱運転としての給湯運転、追焚き運転、及び、暖房運転を夫々実行可能な制御装置８０（運転制御手段の一例）を備える。加えて、熱負荷装置１００は、蓄熱水ＳＷから熱を取得して消費する第１熱消費手段としての浴槽８６及び暖房用放熱器８７と、熱源水ＨＷを抜き出して消費する第２熱消費手段としての給湯部８５とを備える。
【００２４】
上記蓄熱タンク４０は、矩形断面、具体的には長方形断面を有する合成樹脂の成形体からなり、上端部が大気に開放された大気開放型のタンクである。そして、その内部には、水道水からなる蓄熱水ＳＷが所定の水位まで貯留されている。
また、蓄熱タンク４０内の蓄熱水ＳＷの水位を一定に維持する水位維持手段Ｆとして、蓄熱タンク４０の水位を検出する水位センサ４４と、給水路１６と蓄熱タンク４０の上端部とを接続する補充路４５と、その補充路４５に配置された開閉操作弁４６と、蓄熱タンク４０内の目標水位範囲の上限水位を超えた蓄熱水ＳＷをオーバーフローさせるオーバーフロー路４９とが設けられている。
即ち、水位維持手段Ｆは、蓄熱タンク４０内の水位が目標水位範囲を下回った場合には、制御装置８０が水位センサ４４の検出結果に基づいて開閉操作弁４６を開状態とすることで、補充路４６を通じて蓄熱タンク４０に給水ＬＷが補充され、逆に、蓄熱タンク４０内の水位が目標水位範囲を上回った場合には、蓄熱タンク４０内の蓄熱水がオーバーフロー路４９を通じて排出されることで、蓄熱タンク４０内の水位を目標水位範囲内に維持するように構成されている。
更に、蓄熱タンク４０内には、複数の温度センサ４１，４２，４３が上部側から下部側に渡って配置されており、例えば、これらの温度センサ４１，４２，４３により、蓄熱タンク４０の上部側、中部側、下部側の蓄熱水ＳＷの温度を各別に検出可能となっている。
【００２５】
上記蓄熱用熱交換器７０は、後述する熱源水循環手段Ｙにより循環される熱源水ＨＷと後述する蓄熱水循環手段Ｘにより循環される蓄熱水ＳＷとが、互いに対向して通流し、当該熱源水ＨＷと当該蓄熱水ＳＷとの間で熱交換を行うように構成されている。例えば、かかる熱交換器７０としては公知の２流体用の熱交換器を利用することができる。
【００２６】
上記給湯追焚き用熱交換器７５は、後述する蓄熱水循環手段Ｘにより循環される蓄熱水ＳＷが通流すると共に、その蓄熱水ＳＷに対向して、給水路１６を通じて給湯部８５へ供給される給湯用の給水ＬＷや、浴槽水循環ライン６５を通じて浴槽８６との間で循環される浴槽水ＢＷが通流し、当該給水ＬＷと当該蓄熱水ＳＷとの間で熱交換を行うと共に、当該浴槽水ＢＷと当該蓄熱水ＳＷとの間で熱交換を行うように構成されている。例えば、かかる熱交換器７５としては公知の３流体用の熱交換器を利用することができる。
尚、かかる給湯追焚き用熱交換器７５は、給水ＬＷと当該蓄熱水ＳＷとの間で熱交換を行うための給湯用熱交換器と、浴槽水ＢＷと当該蓄熱水ＳＷとの間で熱交換を行うための追焚き用熱交換器との別の熱交換器で構成しても構わない。
【００２７】
また、上記給水路１６は、給湯追焚き用熱交換器７５を通過した後に給湯部８５に接続される流路として構成されている。即ち、給水路１６に設けられた開閉操作弁１８が開状態となって給湯部８５への給水ＬＷの供給が開始されると、給水ＬＷが、給湯追焚き用熱交換器７５に通流した後に、給湯水Ｗとして給湯部８５に供給されることになる。
尚、上記給湯部８５は、単純に給湯水Ｗを吐出する給湯栓とすることができるが、後述する浴槽水循環ライン６５を通じて浴槽８６に給湯水Ｗを供給する風呂弁としても構わない。
【００２８】
更に、その詳細については後述するが、その給水路１６の給湯追焚き用熱交換器７５の下流側には、上流側から順に、給湯追焚き用熱交換器７５から流出した給水ＬＷの温度を検出可能な温度センサ３２、給水ＬＷの流量を調整可能な流量調整弁３１、詳細については後述する混合部３０、当該給湯水Ｗの温度を給湯温度として検出可能な温度センサ３３、及び、給湯部８５への給湯水Ｗの供給を利用者の操作により断続可能な開閉操作弁１８とが、順に配置されている。
【００２９】
上記浴槽水循環ライン６５は、浴槽８６から給湯追焚き用熱交換器７５を通過した後に再度浴槽８６に接続される流路として構成されている。更に、この浴槽水循環ライン６５の給湯追焚き用熱交換器７５の上流側には、給湯追焚き用熱交換器７５側に向けて浴槽水ＢＷを送出可能な浴槽水循環ポンプ６６が設けられている。
即ち、制御装置８０により浴槽水循環ポンプ６６が作動されることで、浴槽水循環ライン６５において、浴槽８６から取り出した浴槽水ＢＷが、給湯追焚き用熱交換器７５に通流した後に、同浴槽８６に戻す状態で、浴槽水ＢＷが循環することになる。
また、詳細については後述するが、この浴槽水循環ライン６５には、浴槽水ＢＷの温度を検出可能な温度センサ６７が配置されている。
【００３０】
上記暖房用放熱器８７は、室内空気ＲＡに後述する蓄熱水循環手段Ｘにより循環される蓄熱水ＳＷが保有する熱を放熱する形態で、室内空気ＲＡと蓄熱水ＳＷとの熱交換を行うように構成されており、浴室暖房乾燥機や温水床暖房機などの公知の暖房機器として構成されている。
【００３１】
蓄熱水循環手段Ｘは、制御装置８０により蓄熱水循環ポンプ５１が作動されることで、蓄熱水循環ライン５０において、蓄熱タンク４０の上部４７から取り出した蓄熱水ＳＷを、蓄熱用熱交換器７０と給湯追焚き用熱交換器７５若しくは暖房用放熱器８７とに順に通流させた後に同蓄熱タンク４０の下部４８に戻す高温蓄熱水循環状態で蓄熱水ＳＷを循環させるように構成されている。
また、蓄熱水循環ライン５０における蓄熱用熱交換器７０の上流側には、蓄熱タンク４０から取り出した蓄熱水ＳＷの温度を取り出し蓄熱水温度として検出する温度センサ５７が配置されている。更に、蓄熱水循環ライン５０における給湯追焚き用熱交換器７５の下流側には、蓄熱タンク４０に戻される蓄熱水ＳＷの温度を戻り蓄熱水温度として検出する温度センサ５８が設けられている。
【００３２】
熱源水循環手段Ｙは、制御装置８０により流量調整弁１１の開度が絞られることで、熱源水循環ライン２を循環する熱源水ＨＷの少なくとも一部を、熱源水取り込み部１３ｉを通じて熱源水循環ライン１３に取り込み、熱源水循環ライン１３において、熱源水取り込み部１３ｉから取り込んだ熱源水ＨＷを、蓄熱用熱交換器７０に通流させた後に、熱源水戻り部１３ｏを通じて熱源水循環ライン２に戻す形態で、熱源水ＨＷを循環させるように構成されている。
更に、熱源水循環ライン１３には、熱源水ＨＷの流量を検出する流量センサ１２が設けられており、制御装置８０により、上記流量センサ１２の検出結果に基づいて流量調整弁１１の開度が制御され、熱源水循環ライン１３を循環する熱源水ＨＷの流量が、例えば８〜１３Ｌ／ｍｉｎ程度の略一定の流量に維持されている。
また、熱源水循環ライン１３における熱源水取り込み部１３ｉ側には、熱源水取り込み部１３ｉから取り込んだ熱源水ＨＷの温度を取り込み熱源水温度として検出可能な温度センサ１４が配置されている。
【００３３】
給湯追焚き用熱交換器７５から給湯部８５へ供給される給湯水Ｗに対して、熱源水循環ライン１３における蓄熱用熱交換器７０の下流側から取り出した熱源水ＨＷを混合可能、且つ、当該給湯水Ｗにおける熱源水ＨＷの混合割合を調整可能な熱源水供給手段Ｚが設けられている。
即ち、熱源水供給手段Ｚは、熱源水循環ライン１３における蓄熱用熱交換器７０の下流側と給水路１６に設けられた混合部３０とを接続する熱源水供給路３４と、給水路１６を通じて混合部３０に供給される給水ＬＷの流量を調整可能な流量調整弁３１と、熱源水供給路３４を通じて混合部３０に供給される熱源水ＨＷの流量をゼロ又は一定流量に切り換える流量調整弁３５とで構成されている。そして、熱源水供給手段Ｚにより、混合部３０において、給水路１６を通じて混合部３０に供給される給水ＬＷに対して、熱源水供給路３４を通じて熱源水ＨＷを混合して昇温させ、その昇温した給水ＬＷが給湯水Ｗとして給湯部８５に供給される。更に、制御装置８０により流量調整弁３１の開度が調整され、及び、流量調整弁３５が一定開度に開かれることで、給湯水Ｗにおける熱源水ＨＷの混合割合が調整可能となり、その混合割合が調整されることで、給湯水Ｗの温度が、給水路１６を通じて混合部３０に供給される給水ＬＷよりも高温側で調整可能となる。
尚、上記熱源水供給手段Ｚは、給水ＬＷが停止された状態において、熱源水供給路３４を通じて混合部３０に供給された熱源水ＨＷを、給湯水Ｗの全部として給湯部８５に供給することもできる。
【００３４】
熱源水供給手段Ｚは、給湯追焚き用熱交換器７５から給湯部８５へ供給される給湯水Ｗに対して、給水路１６の給湯追焚き用熱交換器７５の上流側から取り出した比較的低温の給水ＬＷを混合可能、且つ、当該給湯水Ｗにおける給水ＬＷの混合割合を調整可能に構成されている。
即ち、熱源水供給手段Ｚは、給水路１６における給湯追焚き用熱交換器７５の上流側と混合部３０とを接続する給水供給路３７と、給水供給路３７を通じて混合部３０に供給される給水ＬＷの流量を調整可能な流量調整弁３８とを有する。そして、熱源水供給手段Ｚにより、混合部３０において、給水路１６を通じて混合部３０に供給される給水ＬＷに対して、給水供給路３７を通じて低温の給水ＬＷを混合して冷却させ、その冷却した給水ＬＷが給湯水Ｗとして給湯部８５に供給される。更に、制御装置８０により流量調整弁３１、３８の夫々の開度が調整されることで、給湯水Ｗにおける給水ＬＷの混合割合が調整可能となり、その混合割合が調整されることで、給湯水Ｗの温度が、給水路１６を通じて混合部３０に供給される給水ＬＷよりも高温側で調整可能となる。
【００３５】
放熱用熱交換器である上記給湯追焚き用熱交換器７５と上記暖房用放熱器８７とは、互いに並列に設けられている。
即ち、蓄熱水循環ライン５０の蓄熱用熱交換器７０と蓄熱タンク４０の下部との間において、互いに並列接続された給湯追焚き用熱交換器７５を通過する給湯追焚き用循環ライン６０と、暖房用放熱器８７を通過する暖房用循環ライン６１とが、互いに並列に接続されている。よって、上記蓄熱用熱交換器７０を流出した蓄熱水ＳＷを、給湯追焚き用循環ライン６０と暖房用循環ライン６１との夫々に通流させて、蓄熱タンク４０の下部４８側に供給されることになる。
【００３６】
給湯追焚き用循環ライン６０には、蓄熱水ＳＷの流量を調整可能な流量調整弁５２が設けられており、一方、暖房用循環ライン６１には、蓄熱水ＳＷの流量を調整可能な流量調整弁６２が設けられている。
そして、制御装置８０により上記流量調整弁５２，６２の開度を制御することで、蓄熱水循環ライン５０において、給湯追焚き用循環ライン６０に通流する蓄熱水ＳＷの流量と、暖房用循環ライン６１に通流する蓄熱水ＳＷの流量とを各別に調整することができる。
【００３７】
蓄熱水循環ライン５０における上部４７側と蓄熱水循環ライン５０における下部４８側とを接続するバイパス路５４が設けられており、そのバイパス路５４には、流量調整弁５５及び開閉操作弁５６が設けられている。
そして、蓄熱水循環手段Ｘは、制御装置８０により開閉操作弁５６が閉状態とされることで、暖房用循環ライン６１からバイパス路５４に流入した蓄熱水ＳＷを、蓄熱タンク４０の下部４８に戻すことなく、バイパス路５４の上部側から蓄熱水循環ライン５０の上部側に流入させる状態で、蓄熱タンク４０を通過させない蓄熱タンクバイパス状態で、蓄熱水ＳＷを循環可能に構成されている。
【００３８】
上記蓄熱水循環手段Ｘは、上述した高温蓄熱水循環状態とは逆に、蓄熱タンク４０の下部４８から取り出した蓄熱水ＳＷを蓄熱用熱交換器７０に通流させた後に同蓄熱タンク４０の上部４７に戻す低温蓄熱水循環状態で、蓄熱水ＳＷを循環可能に構成されており、これら高温蓄熱水循環状態と低温蓄熱水循環状態との間で、蓄熱水ＳＷの循環状態を切り替え可能に構成されている。
即ち、蓄熱水循環ライン５０の蓄熱タンクの上部４７側には蓄熱水ＳＷの通流を断続可能な開閉操作弁７８が設けられており、更に、蓄熱用熱交換器７０の下流側と蓄熱タンク４０の上部４７とを接続する蓄熱水戻り路７６と、その蓄熱水戻り路７８における蓄熱水ＳＷの通流を断続可能な開閉操作弁７７とが設けられている。
そして、制御装置８０により、上記開閉操作弁７８が開状態とされ上記開閉操作弁７７が閉状態とされた状態で、蓄熱水循環ポンプ５１が作動されると、上述したように、蓄熱タンク４０の上部４７から取り出された比較的高温の蓄熱水ＳＷが、蓄熱水循環ライン５０において蓄熱用熱交換器７０と給湯追焚き用熱交換器７５若しくは暖房用放熱器８７とを順に通流した後に同蓄熱タンク４０の下部４８に戻される所謂高温蓄熱水循環状態で、蓄熱水ＳＷが循環することになる。
【００３９】
一方、制御装置８０により、上記高温蓄熱水循環状態とは逆に開閉操作弁７８が閉状態とされ上記開閉操作弁７７が開状態とされ、更には、開閉操作弁５６及び流量調整弁５５が開状態とされ流量調整弁５２が閉状態とされた状態で、蓄熱水循環ポンプ５１が作動されると、蓄熱タンク４０の下部４８から取り出された比較的低温の蓄熱水ＳＷが、バイパス路５４を通じて蓄熱水循環ポンプ５１側に吸引され、更に、その蓄熱水循環ポンプ５０により送出された蓄熱水ＳＷが、蓄熱水循環ライン５０における蓄熱用熱交換器７０に通流した後に、蓄熱水戻り路７６を通じて蓄熱タンク４０の上部４７に戻される所謂低温蓄熱水循環状態で、蓄熱水ＳＷが循環することになる。
【００４０】
次に、第１実施形態の熱負荷装置１００において、制御装置８０により実行される蓄熱運転、放熱運転としての給湯運転、追焚き運転、及び、暖房運転の詳細について説明する。
【００４１】
〔蓄熱運転〕
制御装置８０は、少なくとも上記蓄熱水循環手段Ｘ及び上記熱源水循環手段Ｙを作動させて、蓄熱用熱交換器７０において、熱源水循環ライン１３を循環する熱源水ＨＷとの熱交換により、蓄熱タンク４０との間で蓄熱水循環ライン５０を循環する蓄熱水ＳＷを加熱する蓄熱運転を実行可能に構成されている。上述したように、蓄熱水循環手段Ｘは、蓄熱水循環ライン５０と蓄熱水循環ポンプ５１とを有している。本実施形態では、蓄熱水循環ポンプ５１は一定出力で作動するものとする。
【００４２】
制御装置８０は、蓄熱水循環手段Ｘを作動させて蓄熱水ＳＷを循環させ、更に、熱源水循環手段Ｙを作動させて熱源水循環ライン１３に熱源水ＨＷを循環させる形態で、上記蓄熱運転を実行する。すると、蓄熱用熱交換器７０では、蓄熱タンク４０から取り出した比較的低温の蓄熱水ＳＷと、熱源水循環ライン２から取り込んだ比較的高温の熱源水ＨＷとの間で、熱交換が行われることになり、蓄熱用熱交換器７０の下流側には、熱源水ＨＷとの熱交換により加熱された比較的高温の蓄熱水ＳＷが通流することになる。
そして、その高温の蓄熱水ＳＷを蓄熱タンク４０に戻す形態で、熱源水ＨＷが保有する熱を蓄熱タンク４０に蓄熱することができる。
【００４３】
この蓄熱運転では、上記蓄熱水循環手段Ｘを上述した高温蓄熱水循環状態若しくは低温蓄熱水循環状態の何れの状態で蓄熱水ＳＷを循環させるように作動させても構わない。
即ち、制御装置８０は、蓄熱運転を実行する際に、蓄熱タンク４０の上部４７又は下部４８から取り出した低温の蓄熱水ＳＷを、蓄熱用熱交換器７０に通流させて高温の熱源水ＨＷとの熱交換により高温に加熱した後に、給湯追焚き用熱交換器７５や暖房用放熱器８７に通流させることなく蓄熱タンク４０の下部４８又は上部４７に戻す。
【００４４】
制御装置８０は、少なくとも蓄熱水ＳＷの温度に基づいて、上記蓄熱運転の実行タイミングを制御するように構成されている。本実施形態では、蓄熱水ＳＷの温度を検出する蓄熱水温度検出手段として、温度センサ４１、４２、４３，５７が設けられている。また、制御装置８０は、温度センサ４１，４２，４３の検出結果が蓄熱運転開始条件を満たしてから、温度センサ５７の検出結果、若しくは、温度センサ４１，４２，４３の検出結果が蓄熱運転停止条件を満たすまで、蓄熱水通流手段としての蓄熱水循環ポンプ５１を蓄熱運転させる運転制御手段として機能する。このとき、蓄熱水循環ポンプ５１は一定出力で運転される。例えば、制御装置８０は、温度センサ４１，４２，４３で検出された蓄熱タンク４０の蓄熱水ＳＷの温度が全て５０℃以下となると蓄熱運転開始条件が満たされたと判定して上記蓄熱運転を開始させ、温度センサ５７で検出された蓄熱水の温度が６５℃以上になると蓄熱運転停止条件が満たされたと判定して上記蓄熱運転を停止させる。
尚、上記温度条件は適宜変更可能である。
【００４５】
〔給湯運転〕
制御装置８０は、放熱運転として、少なくとも上記蓄熱水循環手段Ｘ及び上記熱源水循環手段Ｙを作動させて、放熱用熱交換器としての給湯追焚き用熱交換器７５において蓄熱水ＳＷとの熱交換により給水ＬＷを加熱する給湯運転を実行可能に構成されている。
【００４６】
制御装置８０は、給水路１６に設けられた開閉操作弁１８が開状態となって給湯部８５への給水ＬＷの供給が開始されると、蓄熱水循環手段Ｘを上述した高温蓄熱水循環状態で作動させて蓄熱水循環ライン５０に蓄熱タンク４０の上部４７から取り出した蓄熱水ＳＷを循環させ、更に、熱源水循環手段Ｙを作動させて熱源水循環ライン１３に熱源水ＨＷを循環させる形態で、上記給湯運転を実行する。このように、この給湯運転中にも、蓄熱水循環ポンプ５１の運転が行われ、熱源水ＨＷから蓄熱水ＳＷへの熱の補充が行われる。
すると、上記蓄熱タンク４０から取り出された蓄熱水ＳＷの温度に拘わらず、上述した蓄熱運転と同様に、蓄熱用熱交換器７０において蓄熱水ＳＷと熱源水ＨＷとの間で熱交換が行われることで、蓄熱水循環ライン５０における蓄熱用熱交換器７０の下流側には、熱源水ＨＷと略同等の比較的高温の蓄熱水ＳＷが通流することになる。
よって、給湯追焚き用熱交換器７５では、その高温の蓄熱水ＳＷと、給水路１６に通流する給水ＬＷとの間で、熱交換が行われることになり、給水路１６における給湯用追焚き用熱交換器７５の下流側には、蓄熱水ＳＷとの熱交換により加熱された比較的高温のＬＷが通流し、その給水ＬＷが給湯水Ｗとして給湯部８５に供給されることになる。
【００４７】
制御装置８０は、上記給湯運転時において、熱源水供給手段Ｚにより上記給湯水Ｗに対する熱源水ＨＷ又は給水ＬＷの混合割合を制御して、温度センサ３３で検出される給湯部８５へ供給される給湯水Ｗの温度を、目標給湯温度に調整するように構成されている。
【００４８】
即ち、制御装置８０は、温度センサ３２で検出される給水ＬＷの温度が上記目標給湯温度よりも低い場合には、上記熱源水供給手段Ｚにより、混合部３０において給湯水Ｗに対して高温の熱源水ＨＷを混合して昇温させ、更に、温度センサ３３で検出される給湯温度が目標給湯温度になるように、流量調整弁３１、３５の夫々の開閉制御により給湯水Ｗにおける熱源水ＨＷの混合割合を調整するように構成されている。
更に、制御装置８０は、温度センサ３２で検出される給水ＬＷの温度が上記目標給湯温度よりも高い場合には、上記熱源水供給手段Ｚにより、混合部３０において給湯水Ｗに対して低温の給水ＬＷを混合して冷却させ、更に、温度センサ３３で検出される給湯温度が目標給湯温度になるように、流量調整弁３１、３８の夫々の開度調整により給湯水Ｗにおける給水ＬＷの混合割合を調整するように構成されている。
【００４９】
〔追焚き運転〕
制御装置８０は、放熱運転として、少なくとも上記蓄熱水循環手段Ｘ及び上記熱源水循環手段Ｙを作動させて、放熱用熱交換器としての給湯追焚き用熱交換器７５において蓄熱水ＳＷとの熱交換により浴槽水ＢＷを加熱する追焚き運転を実行可能に構成されている。
【００５０】
即ち、制御装置８０は、リモコン等の操作により追焚き運転開始指令が入力されると、蓄熱水循環手段Ｘを上述した高温蓄熱水循環状態で作動させて蓄熱水循環ライン５０に蓄熱タンク４０の上部４７から取り出した蓄熱水ＳＷを循環させ、熱源水循環手段Ｙを作動させて熱源水循環ライン１３に熱源水ＨＷを循環させ、更に、浴槽水循環ポンプ６６を作動させて浴槽水循環ライン６５に浴槽８６に貯留されている浴槽水ＢＷを循環させる形態で、上記追焚き運転を実行する。このように、この追焚き運転中にも、蓄熱水循環ポンプ５１の運転が行われ、熱源水ＨＷから蓄熱水ＳＷへの熱の補充が行われる。
すると、上述した給湯運転と同様に、蓄熱水循環ライン５０における蓄熱用熱交換器７０の下流側には、熱源水ＨＷと略同等の比較的高温の蓄熱水ＳＷが通流することになる。
よって、給湯追焚き用熱交換器７５では、浴槽８６との間で浴槽水循環ライン６５を循環する浴槽水ＢＷが、その高温の蓄熱水ＳＷとの熱交換により加熱されることになる。
更に、制御装置８０は、温度センサ６７で検出される浴槽水ＢＷの温度が予め設定された目標追焚き温度に達したときに、上記追焚き運転を終了するように構成されている。
【００５１】
〔暖房運転〕
制御装置８０は、放熱運転として、少なくとも上記蓄熱水循環手段Ｘ及び上記熱源水循環手段Ｙを作動させて、放熱用熱交換器としての暖房用放熱器８７において蓄熱水ＳＷとの熱交換により室内空気ＲＡを加熱する暖房運転を実行可能に構成されている。
【００５２】
即ち、制御装置８０は、リモコン等の操作により暖房運転開始指令が入力されると、蓄熱水循環手段Ｘを上述した高温蓄熱水循環状態で作動させて蓄熱水循環ライン５０に蓄熱タンク４０の上部４７から取り出した蓄熱水ＳＷを循環させ、熱源水循環手段Ｙを作動させて熱源水循環ライン１３に熱源水ＨＷを循環させ、更に、流量調整弁５２の開度を縮小して給湯追焚き用循環ライン６０に通流する蓄熱水ＳＷの流量を低下させながら流量調整弁６２の開度を拡大して暖房用循環ライン６１に蓄熱水ＳＷを通流させる形態で、上記暖房運転を実行する。このように、この暖房運転中にも、蓄熱水循環ポンプ５１の運転が行われ、熱源水ＨＷから蓄熱水ＳＷへの熱の補充が行われる。
すると、上述した給湯運転や追焚き運転と同様に、蓄熱水循環ライン５０における蓄熱用熱交換器７０の下流側には、熱源水ＨＷと略同等の比較的高温の蓄熱水ＳＷが通流することになり、その蓄熱水ＳＷの少なくとも一部が、暖房用循環ライン６１を通じて暖房用放熱器８７を通過することになる。
よって、暖房用放熱器８７では、その蓄熱水ＳＷが保有する熱が室内空気ＲＡに放熱されて、室内の暖房が行われる。
【００５３】
制御装置８０は、暖房運転時において、温度センサ５７で検出される取り出し蓄熱水温度が設定温度よりも低くなった場合に、蓄熱水循環手段Ｘを蓄熱タンクバイパス状態とする、即ち、開閉操作弁５６を閉状態として、暖房用循環ライン６１からバイパス路５４に流入した蓄熱水ＳＷを、蓄熱タンク４０の下部４８に戻すことなく、バイパス路５４の上部側から蓄熱水循環ライン５０の上部側に流入させるように構成されている。よって、暖房用放熱器８７から流出した温暖な蓄熱水ＳＷは、蓄熱タンク４０に戻ることなく、蓄熱用熱交換器７０に通流されてできるだけ高温に加熱された後に、暖房用放熱器８７に通流されることになる。
【００５４】
また、上記熱源水循環ライン２の熱源水取り込み部１３ｉと熱源水戻り部１３ｏとを接続する熱源水バイパス路１７が設けられており、例えば保守時において、熱源水取り込み部１３ｉに通じる手動開閉弁７を閉状態とすると共に、当該熱源水バイパス路１７に設けられた手動開閉弁１９を開状態とすることで、熱源水ＨＷを住居１内に循環させることなく、熱源水バイパス路１７に通流させることができる。尚、上記手動開閉弁７は通常時は開状態、上記手動開閉弁１９は通常時は閉状態とされている。
【００５５】
〔熱消費量算出システム〕
次に、複数の熱負荷装置１００のそれぞれで消費された熱を発生するのに要した個別の発熱運転コストを導出する熱消費量算出システム２０について説明する。
図１に示したように、熱消費量算出システム２０は、運転情報取得手段２１と、発熱運転コスト導出手段２２と、個別コスト導出手段２３と、記憶手段２４とを備えている。この熱消費量算出システム２０は、インターネットなどの通信線に接続されたサーバコンピュータなどによって実現され、同じくインターネットなどの通信線に接続された各熱負荷装置１００、及び、熱源装置６との間で情報通信が可能に構成されている。
【００５６】
運転情報取得手段２１は、各熱負荷装置１００との間で情報通信可能に構成され、蓄熱水循環ポンプ５１（蓄熱水通流手段の一例）の運転期間についての情報、及び、給湯部８５（第２熱消費手段の一例）への熱源水ＨＷの供給期間（即ち、流量調整弁３５の開弁時間）についての情報を取得する。本実施形態において、熱負荷装置１００における熱消費量は、蓄熱タンク４０に貯留されている蓄熱水ＳＷから熱を取得して消費する第１熱消費手段としての浴槽８６及び暖房用放熱器８７における熱消費量と、熱源水ＨＷを抜き出して消費する第２熱消費手段としての給湯部８５における熱消費量との合計である。本実施形態では、蓄熱水循環ポンプ５１が運転している間は、熱源水から蓄熱水への熱の供給が行われる。つまり、第１熱消費手段としての浴槽８６及び暖房用放熱器８７に対して蓄熱水の熱を供給するために蓄熱水循環ポンプ５１を運転させている間は、蓄熱用熱交換器７０において熱源水から蓄熱水への熱の補充が行われる。また、蓄熱水の温度が蓄熱運転開始条件を満たしてから蓄熱運転停止条件を満たすまで蓄熱水循環ポンプ５１を蓄熱運転させることで熱源水から蓄熱水への熱の補充が行われる。
【００５７】
また、複数の熱負荷装置１００の何れにおいても、蓄熱水循環ポンプ５１は一定出力で作動し、流量調整弁３５は一定開度で開弁する。よって、第１熱消費手段としての浴槽８６及び暖房用放熱器８７における熱消費量は、蓄熱水循環ポンプ５１の運転によって熱源水から蓄熱水への熱の補充が行われた期間、即ち、運転情報取得手段２１が取得する蓄熱水循環ポンプ５１（蓄熱水通流手段の一例）の運転期間に対応する。また、第２熱消費手段としての給湯部８５における熱消費量は、運転情報取得手段２１が取得する給湯部８５への熱源水の供給期間、即ち、流量調整弁３５の開弁期間に対応する。
【００５８】
発熱運転コスト導出手段２２は、熱源装置６の発熱運転コストを導出する。具体的には、発熱運転コスト導出手段２２は、熱源装置６との間で情報通信可能に構成され、熱源装置６を運転するのに要したコスト、即ち、ガスエンジン６ａを運転するのに要したコスト及び補助加熱装置６ｂを運転するのに要したコストを導出する。従って、発熱運転コスト導出手段２２は、ガスエンジン６ａでの運転のために消費されたガス使用量についての情報をガスメータ８ａから取得し、補助加熱装置６ｂでの運転のために消費されたガス使用量についての情報をガスメータ８ｂから取得する。そして、発熱運転コスト導出手段２２は、ガスメータ８ａ，８ｂから取得したガス使用量の値と、記憶手段２４に記憶されているガス単価についての情報とから、熱源装置６を発熱運転するのに要したコストを導出する。
【００５９】
但し、ガスエンジン６ａは、熱と電気とを併せて供給する熱電併給装置であるため、その運転のために消費されたガス使用量が全て発熱運転に用いられた訳ではない。ここで、発熱運転コスト導出手段２２が取得する電力メータ９での電力使用量は、ガスエンジン６ａの発電電力量から熱源装置６での自家消費電力量を除いた余剰電力量に相当する。そして、発熱運転コスト導出手段２２は、電力メータ９から取得した余剰電力量の値と、記憶手段２４に記憶されている電力単価についての情報とから、熱源装置６を発熱運転するために用いなかった（即ち、発電運転するために要した）コストを導出する。よって、発熱運転コスト導出手段２２は、電力メータ９で計測される上記余剰電力量に相当する発電運転コストを、熱源装置６の運転に要したエネルギコスト（即ち、ガス使用量に基づくコスト）から減算して上記発熱運転コストを導出する。
【００６０】
個別運転コスト導出手段２３は、上述したように導出された熱源装置６の発熱運転コストを、熱負荷装置１００のそれぞれにおける、蓄熱水循環ポンプ５１の運転期間に第１係数を乗算した値と給湯部８５への熱源水の供給期間に第２係数を乗算した値との合計値で按分して、熱負荷装置１００のそれぞれで消費された熱を発生するのに要した個別の発熱運転コストを導出する。
ここで、蓄熱水循環ポンプ５１の運転期間に第１係数を乗算し、及び、給湯部８５への熱源水の供給期間（流量調整弁３５の開弁期間）に第２係数を乗算するのは、蓄熱水循環ポンプ５１の運転期間を熱消費量に対応させるため、及び、流量調整弁３５の開弁期間を熱消費量に対応させるためである。これら第１係数及び第２係数は経験的に導き出された値であり、記憶手段１４に記憶されている。本実施形態では、全ての熱負荷装置１００において、第１係数は「１」であり、第２係数は「５」である。尚、これら第１係数及び第２係数の値は適宜変更可能である。
【００６１】
図３は、熱負荷装置１００における実際の熱消費量と、上述のように、蓄熱水循環ポンプ５１の運転期間及び流量調整弁３５の開弁期間という運転情報から導出した上記合計値との関係を示すグラフである。図示するように、本実施形態において、熱負荷装置１００における実際の熱消費量と、上記合計値とは一定の線形関係にあることが見いだされた。よって、個別運転コスト導出手段２３は、上述したように導出された熱源装置６の発熱運転コストを、熱負荷装置１００のそれぞれにおける、蓄熱水循環ポンプ５１の運転期間に第１係数を乗算した値と給湯部８５への熱源水の供給期間に第２係数を乗算した値との合計値で按分して、熱負荷装置１００のそれぞれで消費された熱を発生するのに要した個別の発熱運転コストを導出することは妥当であると言える。
尚、図３に示したグラフにおいて、実際の熱消費量がゼロであっても、蓄熱水循環ポンプ５１の運転期間及び流量調整弁３５の開弁期間という運転情報から導出した上記合計値はゼロになっていないが、これは放熱により、実際の熱消費量がゼロであっても蓄熱水ＳＷの温度が低下してしまうからである。但し、この放熱は全ての熱負荷装置１００において同様に発生するので、個別の発熱運転コストを導出するにあたって問題視しなくてもよい。
【００６２】
また、図１に示したようなワンループの熱供給システムにおいて、多数の熱負荷装置１００が、熱源装置６に近い熱源水循環ライン２の上流側から、熱源装置６から離れた熱源水循環ライン２の下流側に至る間に連結されているとき、各熱負荷装置１００で熱源水ＨＷから熱が奪われるため、熱源装置６から離れた下流側を通流している熱源水ＨＷの温度は、熱源装置６に近い上流側を通流している熱源水ＨＷの温度よりも低くなる。そのため、各熱負荷装置１００において、蓄熱水ＳＷの温度が上記蓄熱運転開始条件を満たしてから上記蓄熱運転停止条件を満たすまでに要する蓄熱運転の実施期間に長短が生じる可能性がある。
【００６３】
本実施形態では、蓄熱運転開始条件を満たしてから蓄熱運転停止条件を満たすまでに要する蓄熱運転の実施期間が互いに同じになるように、蓄熱運転開始条件及び蓄熱運転停止条件が複数の熱負荷装置１００において各別に設定されている。例えば、多数の熱負荷装置１００が、熱源装置６に近い熱源水循環ライン２の上流側から、熱源装置６から離れた熱源水循環ライン２の下流側に至る間に順に連結されているとき、熱負荷装置１００が下流側にあるほど、蓄熱運転開始条件における蓄熱水の温度条件を低く設定し、且つ、蓄熱運転停止条件における蓄熱水の温度条件を低く設定している。その結果、各熱負荷装置１００で熱源水から熱が奪われることで熱源装置６から離れた下流側を通流している熱源水の温度が、熱源装置６に近い上流側を通流している熱源水の温度よりも低くなったとしても、各熱負荷装置１００において、蓄熱水の温度が蓄熱運転開始条件を満たしてから蓄熱運転停止条件を満たすまでに要する蓄熱運転の実施期間に長短が生じないようにできる。
従って、熱負荷装置１００のそれぞれで消費された熱を発生するのに要した個別の発熱運転コストは、熱源装置６の発熱運転コストを、熱負荷装置１００のそれぞれにおける、蓄熱水循環ポンプ５１の運転期間に第１係数を乗算した値と給湯部８５への熱源水の供給期間に第２係数を乗算した値との合計値で按分することで正確に導出される。
【００６４】
＜第２実施形態＞
以下、第２実施形態の熱消費装置２００について、図４に基づいて説明する。尚、上記第１実施形態（図２）と同様の構成については、図面においては同じ符号を付すと共に、説明を省略する。更に、熱消費量算出システム２０の構成は第１実施形態で説明したのと同様であるため、説明を省略する。
【００６５】
図４に示す熱消費装置２００は、蓄熱水ＳＷを放熱させる放熱用熱交換器として、上述した第１実施形態（図２参照）における給湯追焚き用熱交換器７５の代わりに、給水ＬＷと蓄熱水ＳＷとの間で熱交換を行う給湯用熱交換器７５Ａ、及び、浴槽水ＢＷと蓄熱水ＳＷとの間で熱交換を行う追焚き用熱交換器７５Ｂを、同じく放熱用熱交換器である暖房用放熱器８７に対して並列に備える。
【００６６】
上記給湯用熱交換器７５Ａは、蓄熱水循環手段Ｘにより循環される蓄熱水ＳＷが通流すると共に、その蓄熱水ＳＷに対向して、給水路１６を通じて給湯部８５へ供給される給湯用の給水ＬＷが通流し、当該給水ＬＷと当該蓄熱水ＳＷとの間で熱交換を行うように構成されている。
また、上記給水路１６は、給湯用熱交換器７５Ａを通過した後に給湯部８５に接続される流路として構成されている。即ち、給湯部８５への給水ＬＷの供給が開始されると、給水ＬＷが、給湯用熱交換器７５Ａに通流した後に、給湯水Ｗとして給湯部８５に供給されることになる。
更に、給湯部８５には手動で開閉される給湯栓が設けられていることから、その給水路１６の給湯用熱交換器７５Ａの下流側においては、上述した第１実施形態（図２参照）と比較して、給湯部８５への給湯水Ｗの供給を断続可能な開閉操作弁１８が省略されている。
【００６７】
上記追焚き用熱交換器７５Ｂは、蓄熱水循環ライン５０における給湯用熱交換器７５Ａの下流側に設けられて、蓄熱水循環手段Ｘにより循環される蓄熱水ＳＷが通流すると共に、その蓄熱水ＳＷに対向して、浴槽水循環ライン６５を通じて浴槽８６との間で循環される浴槽水ＢＷが通流し、当該浴槽水ＢＷと当該蓄熱水ＳＷとの間で熱交換を行うように構成されている。
また、上記浴槽水循環ライン６５は、浴槽８６から追焚き用熱交換器７５Ｂを通過した後に再度浴槽８６に接続される流路として構成されている。
即ち、制御装置８０により浴槽水循環ポンプ６６が作動されることで、浴槽水循環ライン６５において、浴槽８６から取り出した浴槽水ＢＷが、追焚き用熱交換器７５Ｂに通流した後に、同浴槽８６に戻す状態で、浴槽水ＢＷが循環することになる。
【００６８】
更に、暖房用循環ライン６１には、暖房用放熱器８７に供給される蓄熱水の温度を暖房水温度として検出可能な温度センサ８３が配置されている。
【００６９】
また、上記蓄熱水循環手段Ｘは、上述した第１実施形態における低温蓄熱水循環状態で蓄熱水ＳＷを循環させることはなく、常に、高温蓄熱水循環状態、即ち、蓄熱水循環ライン５０において、蓄熱タンク４０の上部４７から取り出した蓄熱水ＳＷを、蓄熱用熱交換器７０と、給湯用熱交換器７５Ａ及び追焚き用熱交換器７５Ｂ若しくは暖房用放熱器８７とに順に通流させた後に同蓄熱タンク４０の下部４８に戻す形態で蓄熱水ＳＷを循環させるように構成されている。よって、上述した第１実施形態（図２参照）と比較して、上記低温蓄熱水循環状態のための蓄熱水戻り路７６及び開閉操作弁７７が省略されている。
また、本実施形態の給湯部８５には、給水ＬＷが給湯用熱交換器７５Ａを経由して供給されることもあり、且つ、熱源水ＨＷが流量調整弁３５を経由して供給されることもある。つまり、本実施形態の給湯部８５は、蓄熱水ＳＷから熱を取得して消費する第１熱消費手段であり、且つ、熱源水ＨＷを抜き出して直接消費する第２熱消費手段でもある。
【００７０】
以上のような第２実施形態の熱消費装置２００おいて行われる蓄熱運転、給湯運転、給湯・追焚き同時運転、及び、暖房運転について、以下に説明する。
【００７１】
〔蓄熱運転〕
制御装置８０は、少なくとも蓄熱水ＳＷの温度に基づいて、上記蓄熱運転の実行タイミングを制御するように構成されている。本実施形態では、蓄熱水ＳＷの温度を検出する蓄熱水温度検出手段として、温度センサ４１、４２、４３，５７が設けられている。また、制御装置８０は、温度センサ４１，４２，４３の検出結果が蓄熱運転開始条件を満たしてから、温度センサ５７の検出結果、若しくは、温度センサ４１，４２，４３の検出結果が蓄熱運転停止条件を満たすまで、蓄熱水通流手段としての蓄熱水循環ポンプ５１を蓄熱運転させる運転制御手段として機能する。例えば、制御装置８０は、温度センサ４１，４２，４３で検出された蓄熱タンク４０の蓄熱水ＳＷの温度が全て５０℃以下となると蓄熱運転開始条件が満たされたと判定して上記蓄熱運転を開始させ、温度センサ５７で検出された蓄熱水の温度が６５℃以上になると蓄熱運転停止条件が満たされたと判定して上記蓄熱運転を停止させる。
すると、蓄熱用熱交換器７０では、蓄熱タンク４０の上部４７から取り出した蓄熱水ＳＷと、熱源水循環ライン２から取り込んだ熱源水ＨＷとの間で、熱交換が行われることになり、蓄熱用熱交換器７０の下流側には、熱源水ＨＷとの熱交換により加熱された比較的高温の蓄熱水ＳＷが通流することになる。そして、その高温の蓄熱水ＳＷを蓄熱タンク４０の下部４８に戻す形態で、熱源水ＨＷが保有する熱を蓄熱タンク４０に蓄熱することができる。
【００７２】
〔給湯運転〕
制御装置８０は、給湯運転時において、蓄熱水循環手段Ｘを高温蓄熱水循環状態で作動させると共に、給湯用熱交換器７５Ａで加熱された給水ＬＷの温度を目標給湯温度に調整するように蓄熱水ＳＷの循環流量を制御するように構成されている。このように、この給湯運転中にも、蓄熱水循環ポンプ５１の運転が行われ、熱源水ＨＷから蓄熱水ＳＷへの熱の補充が行われる。
【００７３】
制御装置８０は、放熱運転としての給湯運転を実行する際に、温度センサ３２で検出される給湯用熱交換器７５Ａで加熱された給水ＬＷの温度を監視する。更に、その給水ＬＷの温度が目標給湯温度よりも高い場合には蓄熱水ＳＷの循環流量を減少させ、逆に、その給水ＬＷの温度が目標給湯温度よりも低い場合には蓄熱水ＳＷの循環流量を増加させる形態で、蓄熱水循環ポンプ５１の入切、流量調整弁５２の開度調整により、蓄熱水ＳＷの循環流量を制御する。
すると、給湯用熱交換器７５Ａにおいて給水ＬＷを目標給湯温度に加熱するための放熱量が確保されながら、給湯用熱交換器７５Ａから流出して蓄熱タンク４０の下部４８に戻る蓄熱水ＳＷの温度が極力低くなるので、蓄熱タンク４０に蓄熱された熱が一層有効利用されながら、蓄熱タンク４０の温度成層が良好なものに維持されることになる。
【００７４】
〔給湯・追焚き同時運転〕
制御装置８０は、給湯運転と追焚き運転との同時実行時において、蓄熱タンク４０から取り出された蓄熱水ＳＷの温度が設定温度以下である場合には、給湯用熱交換器７５Ａへの給水ＬＷの供給を停止して、熱源水供給手段Ｚにより熱源水ＨＷを給湯部８５に供給するように構成されている。
即ち、制御装置８０は、放熱運転としての給湯運転と追焚き運転とを同時に実行する際に、温度センサ５７で検出される蓄熱タンク４０から取り出された蓄熱水ＳＷの温度を監視する。そして、その蓄熱水ＳＷの温度が４０℃等の設定温度以下である場合には、流量調整弁３１を全閉状態として給湯用熱交換器７５Ａへの給水ＬＷの供給を停止して、熱源水供給手段Ｚにより熱源水循環ライン１３における蓄熱用熱交換器７０の下流側から取り出した熱源水ＨＷを給湯部８５に供給する。
すると、上記蓄熱タンク４０から取り出された低温の蓄熱水ＳＷは、蓄熱用熱交換器７０に通流させて高温の熱源水ＨＷとの熱交換により加熱された後に、給湯用熱交換器７５Ａに放熱することなく通過して、その高温のまま追焚き用熱交換器７５Ｂに通流することになり、追焚き用熱熱交換器７５Ｂにおいて蓄熱水ＳＷが保有する熱が浴槽水ＢＷの加熱用に有効に利用される。このように、この給湯・追焚き同時運転中にも、蓄熱水循環ポンプ５１の運転が行われ、熱源水ＨＷから蓄熱水ＳＷへの熱の補充が行われている。
更に、蓄熱用熱交換器７０で温度低下した熱源水ＨＷの全てが、給湯水Ｗとして混合部３０を介して給湯部８５に供給されるので、給湯部８５における給湯が継続される。また、蓄熱用熱交換器７０で温度低下した比較的低温の熱源水ＨＷは、熱源水循環ライン２に戻されることなく上記給湯部８５で消費されるので、結果、熱源水循環ライン２の下流側付近に位置する住居１に対して低温の熱源水ＨＷが循環されてしまうことが防止され、各住居１における熱利用が平準化される。
【００７５】
制御装置８０は、給湯運転と追焚き運転との同時実行時において、蓄熱タンク４０から取り出された蓄熱水ＳＷの温度が設定温度よりも高い場合には、給湯用熱交換器７５Ａへの給水ＬＷの供給を停止することなく、給湯用熱交換器７５Ａにおいて蓄熱水ＳＷとの熱交換により給湯部８５に給湯水Ｗとして供給される給水ＬＷを加熱すると共に、追焚き用熱交換器７５Ｂにおいて蓄熱水ＳＷとの熱交換により浴槽水ＢＷを加熱する構成されている。
【００７６】
〔暖房運転〕
制御装置８０は、暖房運転時において、暖房用放熱器８７に供給される蓄熱水ＳＷの温度を目標暖房水温度に調整するように、蓄熱タンクバイパス状態での蓄熱タンク４０を通過させない蓄熱水ＳＷの流量、即ちバイパス路５４での蓄熱水ＳＷの流量（以下、「バイパス流量」とよぶ。）を制御するように構成されている。
即ち、制御装置８０は、放熱運転としての暖房運転を実行する際に、蓄熱水循環手段Ｘを蓄熱タンクバイパス状態とすると共に、温度センサ８３で検出される暖房用放熱器８７に供給される蓄熱水ＳＷの温度を監視する。そして、その蓄熱水ＳＷの温度が目標暖房水温度よりも高い場合にはバイパス流量を減少させ、逆に、その蓄熱水ＳＷの温度が目標暖房水温度よりも低い場合にはバイパス流量を増加させる形態で、蓄熱水循環ポンプを一定出力で運転し、バイパス路５４に設けられた流量調整弁５５の開度調整により、蓄熱タンク４０の下部４８に戻ることなくバイパス路５４を通じて蓄熱水循環ライン５０の上部側に流入する蓄熱水ＳＷの流量を上記バイパス流量として制御する。
すると、その暖房運転時において、暖房用放熱器８７から戻る未だ温暖な蓄熱水の少なくとも一部が、蓄熱タンクバイパス状態とされた蓄熱水循環手段Ｘにより蓄熱タンク４０に戻ることなく蓄熱用熱交換器７０に通流し高温に加熱された後に、暖房用放熱器８７に再度通流するので、その暖房用放熱器８７から戻る蓄熱水ＳＷの熱が有効利用され、更に、蓄熱タンク４０からの蓄熱水ＳＷの流出が抑制されて、蓄熱タンク４０の蓄熱の浪費が防止される。更に、上記バイパス流量が制御されるので、蓄熱用熱交換器７０から暖房用放熱器８７に供給される蓄熱水ＳＷの温度が適切に目標暖房水温度に維持されることになる。このように、この暖房運転中にも、蓄熱水循環ポンプ５１の運転が行われ、熱源水ＨＷから蓄熱水ＳＷへの熱の補充が行われる。
【００７７】
＜別実施形態＞
＜１＞
上記実施形態では、蓄熱タンク４０内に、複数の温度センサ４１，４２，４３が上部側から下部側に渡って配置された構成について説明したが、１つ又は２つの温度センサを設けるだけでもよい。例えば、少なくとも蓄熱タンク４０の周囲に断熱対策が施されており、蓄熱タンク４０に貯留されている蓄熱水ＳＷの保温性が良い場合には、蓄熱タンク４０の上部から下部に至るまでの温度勾配が小さくなる。よって、蓄熱タンク４０の上部に設けられた温度センサ４１の温度が、蓄熱タンク４０の中部及び下部の温度を代表していると見なせる。この場合、蓄熱タンク４０の中部及び下部に設けられた温度センサ４２，４３を省き、上部に温度センサ４１を設けるだけでもよい。そして、温度センサ４１で検出される蓄熱水ＳＷの温度に基づいて、上記蓄熱運転開始条件が満たされたか否かを判定すればよい。
【００７８】
＜２＞
上記実施形態において、蓄熱運転開始条件及び蓄熱運転停止条件について具体例を挙げて説明したが、これら蓄熱運転開始条件及び蓄熱運転停止条件の詳細は適宜変更可能である。また、温度や流量などの具体例を挙げて説明を行ったが、それらの値は適宜変更可能である。
例えば、制御装置８０は、熱源水ＨＷの温度及び蓄熱水ＳＷの温度及び時刻の夫々に基づいて、上記蓄熱運転の実行タイミングを制御してもよい。具体的には、制御装置８０は、温度センサ１４で検出された取り込み熱源水温度が６５℃等の設定値以上と比較的高温であり、且つ、温度センサ（蓄熱水温度検出手段）４１，４２，４３で検出された蓄熱タンク４０の蓄熱水ＳＷの温度が全て５０℃等の設定値以下と比較的低温であり、且つ、各住居１における熱需要が比較的大きい１９：００〜２２：００の時間帯以外の時刻である場合に、上記蓄熱運転開始条件が満たされたと判定して上記蓄熱運転を自動的に実行するようにできる。また、制御装置８０は、上記蓄熱運転を実行することで、温度センサ（蓄熱水温度検出手段）５７で検出される取り出し蓄熱水温度が６５℃等の設定値以上と比較的高温となり、且つ、その取り出し蓄熱水温度に対して温度センサ（蓄熱水温度検出手段）５８で検出される戻り蓄熱水温度の温度差が０．５℃等の設定値以下となった場合に、上記蓄熱運転停止条件が満たされたと判定して上記蓄熱運転を終了する。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明に係る熱消費量算出システムは、発熱運転を行う熱源装置、及び、熱源装置で発生された熱を回収する熱源水が循環する熱源水循環ラインを有する熱源水循環装置と、熱源水循環ラインを循環している前記熱源水から熱を取得する複数の熱負荷装置とを備える熱供給システムにおいて、各住居の発熱運転コストを簡単な装置構成で正確に導出するために利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】蓄放熱装置を利用した熱供給システム及び熱消費量算出システムの概念図
【図２】第１実施形態の熱負荷装置の概略構成図
【図３】熱負荷装置における実際の熱消費量と、蓄熱水循環ポンプの運転期間に第１係数を乗算した値と給湯部への熱源水の供給期間に第２係数を乗算した値との合計値との関係を示すグラフ
【図４】第２実施形態の熱負荷装置の概略構成図
【符号の説明】
【００８１】
２：熱源水循環ライン
６ａ：ガスエンジン（熱電併給装置、熱源装置）
６ｂ：補助加熱装置（熱源装置）
２０：熱消費量算出システム
２１：運転情報取得手段
２２：発熱運転コスト導出手段
２３：個別コスト導出手段
４０：蓄熱タンク
５０：蓄熱水循環ライン
５１：蓄熱水循環ポンプ（蓄熱水通流手段）
７０：蓄熱用熱交換器
８０：制御装置（運転制御手段）
８５：給湯部（第２熱消費手段）
８６：浴槽（第１熱消費手段）
８７：暖房用放熱器（第１熱消費手段）
１００：熱負荷装置
Ｃ：熱源水循環装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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