(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の冷却水を冷却水ポンプにより循環させ、この冷却水の熱によって湯水を給湯槽に貯留するコージェネレーションシステムにおいて、前記冷却水の循環する冷却水路を前記給湯槽の外壁、或いは、前記給湯槽の内部へ配設し、前記冷却水の前記冷却水ポンプにより循環させると共に、前記内燃機関の暖機運転時に、前記給湯槽の外壁、或いは、前記給湯槽の内部に配設した冷却水路をバイパスして、前記冷却水を循環させるバイパス冷却水路を設けた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】
前記給湯槽の外壁へ設ける前記冷却水路を、少なくとも前記給湯槽の底部付近の外壁を中心とする部分へ設けた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】
前記給湯槽の内部へ設ける前記冷却水路を、前記給湯槽内に貯留した水に没して、前記給湯槽内の底部付近へ設けた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４】
前記給湯槽内の底部付近に設ける前記冷却水路を二重管とし、前記二重管の外管と内管との間の空間を前記給湯槽の外壁上へ開放させたことを特徴とする請求項１または３に記載のコージェネレーションシステム。
【請求項５】
前記内燃機関と、前記冷却水ポンプと、前記給湯槽との制御を行なう制御部を設け、前記内燃機関と、前記冷却水ポンプと、前記給湯槽とを一体化したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のコージェネレーションシステム。
【請求項６】
前記冷却水路上へ前記給湯槽で回収し切れ無い熱を放熱させる放熱器を設け、さらに、この放熱器へ多段速調型、あるいは、無段速調型のいずれかの送風機を設け、前記冷却水路を流通する冷却水の温度により前記送風機の送風量を制御したことを特徴とする請求項５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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
発電と給湯とを行なう小型のコージェネレーションシステムの構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コージェネレーションシステムは、エンジンなどの内燃機関の駆動力で発電機を運転し、発電と、前記内燃機関の冷却水や、排気ガスより熱回収し、お湯や、蒸気を発生させ、給湯用あるいは空調用として熱供給を行なうことが一般的である。
【０００３】
燃料を燃焼させて、発電と、給湯とを行なわせる場合、図６に概略を示す様に、発電側１１０と、熱回収側１１１とからなる構成とし、この発電側１１０を制御する発電制御部２５を設け、エンジン１より延びた冷却水路へ第１三方弁２２を設けて、一方を冷却水ポンプ１０を経由してエンジン１へ戻る冷却水路とし、他方を水熱交換器８の１次側へ接続して、この水熱交換器８の出口より延びた冷却水路の先に第２三方弁２３を設け、一方を冷却水ポンプ１０を経由してエンジン１へ戻る冷却水路とし、他方を放熱器１１を流通して、冷却水ポンプ１０を経由してエンジン１へ戻る冷却水路として構成し、発電制御部２５よりエンジン１の運転が開始され、この時の冷却水の温度が低い時点では、実線矢印ｄで示す冷却水路を流通させて、エンジン１の暖機運転を行い、前記冷却水の温度が、給湯への熱回収に利用可能な温度に達すると、破線矢印ｅで示す、水熱交換器８の１次側へ冷却水を流通させる冷却水路を選択して熱回収を行なわせ、より一層に前記冷却水の温度が上昇し、水熱交換器８での熱回収後でも前記冷却水の温度がエンジン１を冷却可能な温度まで低下しない場合は、一点破線矢印ｆで示す、水熱交換器８の１次側と、放熱器１１とへ前記冷却水を流通させる冷却水路を選択し、図示していない冷却水の温度センサからの温度信号により発電制御部２５から送風機１２を運転させて、放熱器１１での冷却を行ない、前記冷却水の温度を安定させながら運転を行い、前記熱回収側への熱回収を行っていた。
【０００４】
また、この熱回収側１１１を制御する熱回収制御部２６を設け、給水管１３および、給湯配管１４を設けた給湯槽１５を設け、さらに、この給湯槽１５内に貯留した水の底部付近より取水して、前記水熱交換器８の２次側へ循環ポンプ１６を用いて循環させる熱受給配管２４ａ、２４ｂを設けて、給湯槽１５内に設けられた温度センサ２７からの温度信号により熱回収制御部２６から循環ポンプ１６を運転させ、水熱交換器８を介して、前記発電側１１０のエンジン１の前記冷却水より熱回収を行ない、給湯槽１５内へ貯留し給湯を行なっていた。
【０００５】
ここで、図６で示した上記以外の装置について説明すると、２はエンジン１の燃料を供給する燃料供給装置であり、３は燃焼用空気を吸入する吸気装置で、４は前記燃料と前記燃焼用空気を混合して混合ガスを生成する混合器で、５はエンジン１で燃焼した燃焼ガスを排気する排気装置である。
【０００６】
そして、６はエンジン１の燃焼により発生した駆動力で駆動される発電機であり、７はこの発電された電力を商用電源周波数に変換し、この商用電源周波数に同期させて電力を供給する配電装置で、１２は放熱器１１への送風を行なう送風機である。
【０００７】
また、コージェネレーションシステムを布設する場合、発電側と、給湯側とは、それぞれ独立した工事となるため、図６に示す様に、それぞれに独立した制御部を備え、それぞれ独立しての制御が行なわれていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、コージェネレーションシステムも家庭向け用などの小型のものを考えた場合、給湯槽内に貯留した給湯用の水への熱回収を行なわせるための循環ポンプは、数百ワット程度のものであるが、エンジンも小型となり、発電量も、当然、数キロワット程度のものとなってしまうため、このコージェネレーションシステムでの発電電力量に対する、運転するための消費電力量が占める比率が大きくなってしまい、最終的な発電効率が低下してしまう結果となっていた。
【０００９】
また、この循環ポンプおよび、水熱交換器を搭載することにより、当然ながらコストもアップしてしまっていた。
【００１０】
このため、この小型のコージェネレーションシステムでは、このシステム内で消費してしまう消費電力の低減、および、コストの低減を行なうことが要望されていた。
【００１１】
本発明の目的は、発電側と、熱回収側とに共通する制御部を設け、一体化することにより、コージェネレーションシステム内で消費する電力を極力抑え、発電効率を向上させるとともに、コストをも抑えたことを特徴とするコージェネレーションシステムを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、内燃機関の冷却水を冷却水ポンプにより循環させ、この冷却水の熱によって湯水を給湯槽に貯留するコージェネレーションシステムにおいて、前記冷却水の循環する冷却水路を前記給湯槽の外壁、或いは、前記給湯槽の内部へ配設し、前記冷却水の前記冷却水ポンプにより循環させると共に、前記内燃機関の暖機運転時に、前記給湯槽の外壁、或いは、前記給湯槽の内部に配設した冷却水路をバイパスして、前記冷却水を循環させるバイパス冷却水路を設けたことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記給湯槽の外壁へ設ける前記冷却水路を、少なくとも前記給湯槽の底部付近の外壁を中心とする部分へ設けたことを特徴とするものである。
【００１４】
請求る項３に記載の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記給湯槽の内部へ設けた前記冷却水路を、前記給湯槽内に貯留した水に没して、前記給湯槽内の底部付近へ設けたことを特徴とするものである。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１または３に記載のものにおいて、前記給湯槽内の底部付近に設ける前記冷却水路を二重管とし、前記二重管の外管と内管との間の空間を前記給湯槽の外壁上へ開放させたことを特徴とするものである。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載のものにおいて、前記内燃機関と、前記冷却水ポンプと、前記給湯槽との制御を行なう制御部を設け、前記内燃機関と、前記冷却水ポンプと、前記給湯槽とを一体化したことを特徴とするものである。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、請求項６に記載のものにおいて、前記冷却水路上へ前記給湯槽で回収し切れ無い熱を放熱させる放熱器を設け、さらに、この放熱器へ多段速調型、あるいは、無段速調型のいずれかの送風機を設け、前記冷却水路を流通する冷却水の温度により前記送風機の送風量を制御したことを特徴とするものである。
【００１９】
【発明の実施形態】
以下、本発明の一実施形態について、図１から図５を用いて説明を行なう。
【００２０】
図１を参照して、図１は、本発明による、発電側と、熱回収側とに共通する制御部を設け、一体化することにより、コージェネレーションシステム内で消費する電力を極力抑え、発電効率を向上させるとともに、コストをも抑えたコージェネレーションシステムの一例についての概略を示した図である。
【００２１】
まず、このコージェネレーションシステム１００の構成について説明すると、エンジン１は、燃料供給装置２および、吸気装置３で吸入された燃料および、燃焼用空気を混合器４を介して取り込み、燃焼させた燃焼ガスを排気装置５を通じて排出し、この時、発生したエンジン１の駆動力で発電機６を運転し、配電装置７を経由させて、電力を供給するかたちに構成されている。
【００２２】
また、このエンジン１を冷却する冷却水が循環する冷却水路は、このエンジン１より延ばして、給湯槽１５の外壁へ熱供給管１９として設け、この熱供給管１９より三方弁９へ接続されて２方向へ分岐され、一方は、矢印ａ方向へ流れ、冷却水ポンプ１０を経由してエンジン１へ戻る流路と、他方は、矢印ｂ方向へ流れ、放熱器１１を経由し、冷却水ポンプ１０を経由してエンジン１へ戻る流路とで構成し、上記放熱器１１は、送風機１２からの送風を受けて、熱供給管１９で熱回収し切れず、所定の温度まで低下し切れ無かった冷却水の余った熱を大気へ放出させるかたちに構成されている。
【００２３】
ここで用いられている三方弁９は、オイルやワックスなどの封入材が封入されおり、流通する冷却水の温度により前記封入材の体積が変化して自動的に、矢印ａ方向か、矢印ｂ方向かのいずれかの流通経路を選択する機械式の流量制御弁で、例えば、この三方弁９の動作温度を約８０℃として説明すると、流通する冷却水の温度が８０℃未満の温度であれば、三方弁９は前記冷却水を矢印ａ方向の冷却水路へ流通させ、この冷却水の温度が約８０℃を超えると、三方弁９は前記冷却水を矢印ｂ方向の冷却水路へ流通させている。
【００２４】
また、上記給湯槽１５では、温ためられた温水は、上部に滞留してしまうため、その外壁の下部を中心として熱供給管１９が設けられ、その外側より、十分に断熱が行なわれたものとなっている。それは、上記の様に、熱供給管１９を給湯槽１５の外壁に設けているため、給湯槽１５内への放熱も行なわれるが、この給湯槽１５の外側へ向けても放熱されてしまい、熱回収効率を低下させてしまう可能性があるためである。
【００２５】
そして、給湯槽１５へは、内部の底部付近に開口され、貯留する水の補給を行なう給水管１３が設けられ、貯留された水の上部より取水し、給湯を行なう給湯配管１４とが備えられている。さらに、この給湯槽１５は、密閉容器となっており、給湯配管１４からの給湯が行なわれると、給湯槽１５内は、負圧となり、給湯された分の水が給水管１３より給水が行なわれるため、常に、給湯槽１５内に貯留されている水は、一定の水量となっている。
【００２６】
さらに、熱供給管１９から三方弁９へ接続された冷却水路上に温度センサ１８が設けられ、本コージェネレーションシステム１００を制御する共通制御部１７に内蔵されたプログラムにより、冷却水ポンプ１０や、送風機１２などをオンオフさせている。
【００２７】
そして、このコージェネレーションシステム１００の運転が開始されると、共通制御部１７よりエンジン１へ運転信号が出力され、燃料供給装置２より供給された燃料と、吸気装置３により吸入された燃焼用空気とを混合器４で混合させ、この混合ガスを吸込み燃焼させて、エンジン１が運転を開始し、その駆動力で発電装置６を運転し、配電装置７で、発電機６からの発電を受け、これを商用電源周波数に変換するとともに、商用電源周波数の位相に同調させて、家庭内配線への電力供給が開始される。
【００２８】
共通制御部１７では、このエンジン１への運転信号の送信と同時に、冷却水ポンプ１０を運転させ、冷却水路内へ冷却水を循環させるが、冷却水の温度は、未だ低いため、送風機１２は、停止のままとなっており、三方弁９も矢印ａ方向が選択されている。
【００２９】
このため、前記冷却水は、エンジン１より流出すると、熱供給管１９を流通し、三方弁９を矢印ａ方向へ流れ、冷却水ポンプ１０を経由し、エンジン１へ戻る冷却水路をたどり、このエンジン１の暖機運転を行う。
【００３０】
この時、前記冷却水は、熱供給管１９を経由する際に給湯槽１５での熱回収が行なわれながらの暖機運転であるため、エンジン１の暖気運転中での冷却水温度の上昇は、ゆっくりとしたものとなるが、この冷却水の温度が上昇するのと同時に給湯槽１５内に貯留した水の温度も上昇するため、上記図６で示した、エンジン１の冷却水の温度が上昇してから循環ポンプ１６を運転して給湯槽１５へ熱供給を開始し、それから給湯槽１５内に貯留した水の温度が上昇すると言った時間遅れは無い。
【００３１】
そして、エンジン１の運転が継続し、冷却水の温度が、上記約８０℃以上となると、三方弁９内に封入された封入材が膨張し、この三方弁９を自動的に矢印ｂ方向へ切替えて、放熱器１１を流通する冷却水路を選択し、この放熱器１１での自然放熱を行なう様になる。
【００３２】
さらに、例えば、送風機１２の運転開始の温度を、前記冷却水の温度が８５℃以上とすると、前記冷却水の温度がより一層上昇し、この８５℃を超えた温度となった場合、これを温度センサ１８からの温度信号により共通制御部１７で検出し、送風機１２をオンさせ、送風機１２での強制空冷により、放熱器１１で冷却水を冷却して、エンジン１へと循環させる。
【００３３】
そして、給湯配管１４より給湯を行ない、給水管１３からの補給が行なわれるなどして、給湯槽１５内に貯留した水の熱供給管１９内を流通する前記冷却水からの熱回収が増加すると、当然のことであるが、熱供給管１９の出口側の温度は低下し、温度センサ１８で検出される温度信号も上記送風機１２の運転開始温度の８５℃よりも低下するため、共通制御部１７より、送風機１２がオフされ、さらには、三方弁９を流通する冷却水も上記三方弁９の動作温度である８０℃をも下回った場合には、三方弁９が矢印ａ方向へ切替えられ、前記冷却水の放熱器１１での放熱が抑えられて、前記冷却水の温度および、給湯槽１５内に貯留した水の温度は、一定の範囲内での水温に保たれ、運転される。
【００３４】
この様に給湯槽１５の外壁へ熱供給管１９として、エンジン１の冷却水路を設けることにより、図６に示す水熱交換器８や、この水熱交換器８の２次側の水を循環させる循環ポンプ１６を設けずに安定した給湯を行なえるため、コストも低減し、循環ポンプ１６の消費電力も削減して、本コージェネレーションシステムとしての発電効率を向上させることが出来る。
【００３５】
この他、システム内で消費する電力を極力抑え、発電効率を向上させるとともに、コストをも抑えたコージェネレーションシステムとしては、図２に示す構成も可能である。
【００３６】
図２も、上記図１と同様に、発電側と、熱回収側とに共通する制御部を設け、一体化することにより、システム内で消費する電力を極力抑え、発電効率を向上させるとともに、コストをも抑えたコージェネレーションシステムの一例についての概略を示した図で、上記図１では、冷却水路を熱供給管１９として給湯槽１５の外壁へ設け、流通する冷却水からの熱回収を行なっていたが、この図２では、この熱供給管１９を給湯槽１５内に貯留した水の底部付近へ水没させて設けたものである。
【００３７】
この熱供給管１９は、一重管としても二重管としても良い。それは、一重管とした場合、前記冷却水から給湯槽１５内に貯留した水への熱伝導率の低下を防いで熱回収を行なわせることが可能であるため、熱供給に対しての効率を向上させる点で有効であり、また、二重管とした場合、前記熱供給の効率については、前記一重管には劣るものの、万が一、この熱供給管１９が破損した場合、エンジン１の冷却水が、給湯槽１５内に貯留し、給湯される湯水へ混入してしまう危険性を回避し、安全性を確保すると言う点で有効である。
【００３８】
なお、この熱供給管１９の二重管構造は、例えば、図３に示す様に、外管３０の内側へ、この外管３０の内壁に接する形に内管３１が設けられた管で、外管３０は、特別な加工は施されていない円筒形の管であり、内管３１は、外壁上に、この管の延長方向へ複数の溝を設けた加工が施された管で、この外管３０と、内管３１との間に設けられた空間は、排水路３２としたものである。
【００３９】
これにより、内管３１内を流通する前記冷却水からの殆どの熱は、外管３０へ伝えられ、給湯槽１５内へ貯留した水へ極力効率を低下させることも無く熱回収させることができ、また、外管３０は、給湯槽１５へ取り付けられ、内管３１は、エンジン１から延びた冷却水路へと接続されており、この外管３０と内管３１との間の排水路３２は、給湯槽１５の外壁上へ開口させて外気へ開放させるものである。
【００４０】
これは、上記安全性の確保に加え、外管３０、或いは、内管３１のいずれかが破損した場合、給湯槽１５内に貯留した水か、あるいは、前記冷却水のいずれかが、前記破損した部分から流出し、排水路３２を流通して、給湯槽１５の外壁へ流出してくるため、この給湯槽１５内に水没して設けた熱供給管１９の破損を給湯槽１５の外部より確認することが出来るからである。
【００４１】
その他、図１と同じ記号を付した装置および、運転動作は、上記図１で説明した機能と同一であるため、説明は省略する。
【００４２】
この図２のコージェネレーションシステム１０１では、図１で説明した給湯槽１５での熱回収において、熱供給管１９を給湯槽１５内に貯留した水に水没して設けており、この熱供給管１９から放熱される熱が、全て、前記給湯槽１５内へ熱回収されるため、給湯槽１５の断熱材についても簡素化を行なうことができ、更なるコストの低減も行なえる。
【００４３】
そして、さらに、上記図１および、２で説明した実施形態のエンジン１の暖機運転について、改善を行なったものの概略図が、図４および、図５となる。
【００４４】
上記図１および、２で説明した実施形態では、エンジン１の冷却水路を、熱供給管１９で給湯槽１５への熱回収を行ないながら暖機運転を行う冷却水路と、これに加え、放熱器１１での放熱を行なう冷却水路との構成としていたが、後述する図４および、図５では、前記冷却水路をエンジン１の暖機運転専用の冷却水路と、給湯槽１５での熱回収および、放熱器１１での放熱を行なう冷却水路との構成としている。
【００４５】
図４では、エンジン１から延びる冷却水路を三方弁９へ接続し、この三方弁９を流通する冷却水の温度により、熱回収および、放熱を行なわずにエンジン１へ戻すバイパス冷却水路と、給湯槽１５の外壁に熱回収器として設けられた熱供給管１９での熱回収および、放熱器１１での自然放熱、或いは、送風機１２からの送風を受けての強制冷却を行なわせる流路とのいずれかを選択して流通させ、冷却水ポンプ１０を経由させてエンジン１へ戻る冷却水路とにより構成している。
【００４６】
ここで用いられている三方弁９は、上記図１および、２で説明した実施形態のものと同様であるが、前記冷却水路上に設けられた位置が異なるため、この動作温度が異なる。
【００４７】
図１および、２では、熱回収と、暖機運転とを兼ねた冷却水路上に設けられていたため、前記冷却水の上限の温度として、上述の様に約８０℃と設定し、説明して来たが、図４および、５では、エンジン１の暖機運転のみを行う冷却水路上であるため、もっと低い温度での動作を行なわせる必要があり、例えば、この三方弁９の動作温度を約６０℃として説明すると、流通する冷却水の温度がこの約６０℃未満の温度であれば、三方弁９は前記冷却水を矢印ａ方向の冷却水路へ流通させ、この冷却水の温度が約６０℃を超えると、前記封入された封入材の膨張により、三方弁９は前記冷却水を矢印ｂ方向の冷却水路へ切替え、前記冷却水を流通させるものとなっている。
【００４８】
また、送風機１２は、多段速調型の送風機であり、熱供給管１９と、放熱器１１とを結ぶ冷却水路上に設けられた温度センサ１８により検出された温度信号を制御部１７へ送り、この制御部１７に内蔵されたプログラムで風速が決定され、この制御部１７より速調が行なわれるものとしている。
【００４９】
例えば、温度センサ１８からの前記冷却水の温度信号が、約８０℃未満であった場合、制御部１７は、停止状態を選択して送風機１２を運転し、温度センサ１８からの前記温度信号が、前記約８０℃を越えていれば、制御部１７は、低速運転を選択し、前記温度信号が、それ以上の約８５℃を越えた時点では、制御部１７は、中速運転を選択して送風機１２を運転させ、そして、９０℃付近に達した場合、制御部１７は、高速運転を選択して送風機１２の運転を行う様になっている。
【００５０】
これにより、前記冷却水の温度に応じて放熱器１１への送風量の調節を行なうことが可能と成るため、この放熱器１１での放熱量を調節し、前記冷却水の温度を安定させながらの熱回収運転を行なうことが可能となっている。
【００５１】
そして、このコージェネレーションシステム１０２の運転が開始されると、上記図１および、２と同様、制御部１７よりエンジン１へ運転信号が出力され、燃料供給装置２より供給された燃料と、吸気装置３により吸入された燃焼用空気との混合ガスによりエンジン１が運転を開始し、その駆動力で発電装置６を運転し、配電装置７で、発電機６からの発電を受け、これを商用電源周波数に変換するとともに、商用電源周波数の位相に同調させて、家庭内配線への電力供給が開始される。
【００５２】
制御部１７では、このエンジン１への運転信号の送信と同時に、冷却水ポンプ１０を運転させ、冷却水路内へ冷却水を循環させるが、冷却水の温度は、未だ低いため、三方弁９も矢印ａ方向が選択されている。
【００５３】
このため、前記冷却水は、エンジン１より流出すると、三方弁９を矢印ａ方向へ流れ、冷却水ポンプ１０を経由し、放熱および、熱回収されずにエンジン１へ戻る冷却水路をたどり、このエンジン１の暖機運転を行う。
【００５４】
ここで、エンジン１より流出した冷却水は、上記の様に、そのまま直ぐにエンジン１へと戻され、放熱器１１での放熱は、もちろん、熱供給管１９での熱回収も行なわれないため、無駄な放熱をすることが無く、暖機運転の時間を短時間で行なうことが可能となる。
【００５５】
そして、エンジン１の運転が継続し、冷却水の温度が、上記約６０℃以上となると、前記エンジン１の暖機運転は終了したとして、三方弁９内に封入された封入材が膨張し、この三方弁９を自動的に矢印ｂ方向へ切替えて、熱供給管１９および、放熱器１１を流通する冷却水路が選択される。
【００５６】
エンジン１からの前記冷却水は、熱供給管１９へ流入し、この熱供給管１９で、給湯槽１５へ放熱され、この給湯槽１５内に貯留した水への熱回収が行なわれ、前記冷却水の温度は低下して、放熱器１１へと流入する。
【００５７】
この時、例えば、温度センサ１８が設けられている位置で検出される冷却水の温度は、三方弁９を流通する時点では、上記６０℃以上の温度となっていたとしても、給湯槽１５内に貯留した水の温度が低い場合、この給湯槽１５での熱回収される熱量が大きいため、熱供給管１９を流通した後の前記冷却水の温度は、上記約６０℃以下の温度まで低下してしまい、制御部１７から制御される送風機１２は、停止状態のままとなり、放熱器１１では、自然放熱を行なうこととなる。
【００５８】
そして、前記冷却水の温度上昇とともに、給湯槽１５内に貯留された水の温度が上昇し、この給湯槽１５での前記冷却水からの熱回収される熱量が低下すると、熱供給管１９を流通した前記冷却水の温度は、低下しにくくなり、温度センサ１８で検出される前記冷却水の温度信号も上昇し、上記約８０℃になると、制御部１７から送風機１２へ低速運転での運転信号が送られ、放熱器１１での強制冷却が開始される。
【００５９】
その後、前記冷却水の温度が、さらに上昇し、上記約８５℃以上になれば、制御部１７から送風機１２へ送られる運転信号も中速運転の信号となり、放熱器１１への送風量は、より増加し、この放熱器１１での放熱量も増加することから、前記冷却水の温度上昇は抑えられる。
【００６０】
もちろん、これ以上に前記冷却水の温度上昇があり、例えば、上記約９０℃以上まで前記冷却水の温度が上昇した場合は、温度センサ１８からの温度信号により制御部１７で、送風機１２の運転を高速運転が選択されて指示され、放熱器１１でのより一層の強制冷却を行ない、前記冷却水の温度上昇は、抑えられることとなる。
【００６１】
これに対し、給湯配管１４より給湯を行ない、給水管１３からの補給が行なわれるなどして、給湯槽１５内に貯留した水の温度が低下すると、当然のことであるが、給湯槽１５での熱供給管１９を流通する前記冷却水からの熱回収が増加して、熱供給管１９を流通した前記冷却水の温度は低下し、温度センサ１８で検出される温度信号も低下するため、この温度センサ１８で検出される前記冷却水の温度信号により、制御部１７からの送風機１２を運転させる運転信号も風速を低下させた運転信号となり、上記６０℃以下の温度まで低下した場合には、送風機１２は停止状態となり、放熱器１１は、自然放熱を行なうこととなる。
【００６２】
この様に、熱供給管１９と、放熱器１１とを前記冷却水路上へ直列に接続して設けて、この冷却水路上に温度センサ１８を設け、前記冷却水の温度をこの温度センサ１８で検出される温度信号により制御部１７で、送風機１２の風速を制御し、放熱器１１での放熱量を多段階に調節することにより、前記冷却水の温度を安定させることが可能となり、この冷却水からの熱回収を行なう給湯槽１５内に貯留した水の温度、つまり、給湯温度をも安定させることが可能となる。
【００６３】
この他、運転開始時の立ち上がりを改善するとともに、エンジンの冷却水の温度を安定させたコージェネレーションシステムとしては、図５に示すコージェネレーションシステム１０３とすることも可能である。
【００６４】
図５は、構成および、運転動作について、図４に示したものと同じであるため省略するが、図２と同様、熱回収を行なう熱供給管１９を給湯槽１５内に貯留した水の底部付近へ水没させて設けたことが異なるものである。
【００６５】
なお、本実施形態では、温度センサ１８で検出する温度、および、三方弁９の動作温度については、実施形態の１つとして説明を行なったもので、特に、この温度に限るものでは無い。
【００６６】
また、送風機１２を多段速調型の送風機として、前記冷却水の温度により、停止、低速、中速、高速と４段階で説明して来たが、これも、特にこれに限らず、もっと多段速調が可能な送風機、或いは、インバータなど無段階に低速から高速まで制御可能な送風機としたり、温度センサ１８で検出される前記冷却水の温度信号を常時監視し、その推移から制御部１７で予測を行ない、風速を決定させる制御手段とすることにより、より一層、前記冷却水の温度および、給湯する湯水の温度を安定させて、本コージェネレーションシステムを運転させることが可能となる。
【００６７】
【発明の効果】
以上の説明より、給湯槽の外壁、あるいは、内部へ発電などを行なう内燃機関の冷却水を流通させる冷却水路を設け、これを熱供給器として前記給湯槽へ熱回収させることにより、前記給湯槽内に貯留した水と、前記冷却水とを熱交換させる水熱交換器、および、前記水熱交換器へ前記給湯槽内に貯留した水を循環させる循環ポンプをも削除することが可能となり、システム内で消費する電力を極力抑えて、発電効率を向上させるとともに、コストをも低減させたコージェネレーションシステムを提供することが可能となる。
【００６８】
しかも、エンジンなど内燃機関の暖機運転用の冷却水路と、熱回収および、放熱用の冷却水路とし、放熱器に送風を行なう送風機の速調を冷却水の温度により、多段階に行なわせることにより、さらに、前記内燃機関の暖機運転を短時間で終了させるとともに、前記冷却水の温度を一層安定させることが可能となり、この温度が安定した冷却水より熱回収を行い、供給される給湯温度を安定させて給湯を行なうことが可能となる。
【００６９】
さらに、発電側と、熱回収側とに共通する制御部を設け、一体化することにより、施工後の確認やメンテナンスにおいても、この共通制御部の１箇所での確認を行なえるため、作業性をも向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】システム内で消費する電力を極力抑え、発電効率を向上させ、コストも抑えたコージェネレーションシステムの概略を示した図である。
【図２】図１の熱供給管１９を給湯槽１５内へ設けた概略図である。
【図３】給湯槽１５内の底部付近に設けられた熱供給管１９の断面を示した概略図である。
【図４】エンジン１の暖機運転の時間を短縮し、冷却水の温度も安定させたコージェネレーションシステムの概略を示した図である。
【図５】図４の熱供給管１９を給湯槽１５内へ設けた概略図である。
【図６】従来のコージェネレーションシステムにおける構成を示した概略図である。
【符号の説明】
１  エンジン
６  発電機
８  水熱交換器
９  三方弁
１０  冷却水ポンプ
１５  給湯槽
１６  循環ポンプ
１７  共通制御部
１８  温度センサ
１９  熱供給管
２２  第１三方弁
２３  第２三方弁
２４ａ、ｂ  熱受給配管
２５  発電制御部
２６  熱回収制御部
１１０  発電システム
１１１  熱回収システム
【図１】
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【図２】
0003843023.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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