(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電排熱で加熱された一次温水の貯湯槽と、設定温度に調温された二次温水を出湯する給湯器との間に接続してコージェネレーションシステムを構築するユニットであり、
一次温水と冷水を受入れて混合して給湯器に供給する混合器と、
混合する一次温水と冷水の混合比を調節する混合比調節器と、
混合前の一次温水の温度を測定する第１温度センサと、
混合後の温水流量を測定する流量センサと、
給湯器の最小加熱熱量をＱとし、前記流量センサの測定値をＶＭとし、前記第１温度センサの測定値をＴＨとし、冷水の温度をＴＬとし、前記設定温度をＴＳとし、一次温水と冷水の混合比をαとした場合に、「ＴＳ−（Ｑ／ＶＭ）＝α・ＴＨ＋（１−α）・ＴＬ」に相当する計算式、又は、「ＴＳ−（Ｑ／ＶＭ）＝（１−α）・ＴＨ＋α・ＴＬ」に相当する計算式から混合比αを決定する手段、
とを有するユニット。
【請求項２】
混合する冷水の温度を測定する第２温度センサをさらに備え、前記混合比決定手段は、第２温度センサの測定値を前記計算式のＴＬとすることを特徴とする請求項１に記載のユニット。
【請求項３】
混合後の温水温度を測定する第３温度センサをさらに備え、前記混合比決定手段は、第３温度センサの測定値が前記計算式の「ＴＳ−（Ｑ／ＶＭ）」に一致する混合比に修正することを特徴とする請求項１または２に記載のユニット。
【請求項４】
前記混合比決定手段は、第１温度センサの測定値が前記設定温度以上である場合に、第１温度センサの測定値から混合後の温水温度が前記設定温度になる混合比を計算し、
通過する温水を加熱しないで通過させる運転が可能な給湯器に、第１温度センサの測定値が前記設定温度以上である場合には、加熱しないで通過させる運転を指示する手段が付加されている請求項１から３のいずれかに記載のユニット。
【請求項５】
給湯器から、前記設定温度と、前記最小加熱熱量の現在値と、通過する温水を加熱しないで通過させる運転が可能か否かを示す信号を入力する手段が付加されている請求項１から４のいずれかに記載のユニット。
【請求項６】
接続されている給湯器の前記最小加熱熱量と、その給湯器が通過する温水を加熱しないで通過させる運転が可能か否かを示す情報を記憶する手段が付加されている請求項１から４のいずれかに記載のユニット。
【請求項７】
発電排熱で加熱された一次温水の貯湯槽と、設定温度に調温された二次温水を出湯する非加熱運転が可能な給湯器との間に接続してコージェネレーションシステムを構築するユニットであり、
一次温水と冷水を受入れて混合して給湯器に供給する混合器と、
混合する一次温水と冷水の混合比を調節する混合比調節器と、
混合前の一次温水の温度を測定する第１温度センサと、
混合する冷水の温度を測定する第２温度センサと、
混合後の温水温度を測定する第３温度センサと、
混合後の温水流量を測定する流量センサと、
給湯器の最小加熱熱量を前記流量センサの測定値で除して求めた最小昇温温度を前記設定温度から減じて給湯器に供給するべき供給温度を計算する手段と、
第１温度センサの測定値が前記設定温度以上である場合には、給湯器に非加熱運転を指示する手段と、
混合比決定手段を備え、その混合比決定手段は、
（１）第１温度センサの測定値が前記設定温度以上であるときには、
（１−１）第１温度センサと第２温度センサの測定値から混合後の温水温度が前記設定温度になる混合比を計算し、
（１−２）第３温度センサの測定値が前記設定温度に一致する混合比に修正し、
（２）第１温度センサの測定値が前記設定温度以下で前記供給温度以上であるときには、
（２−１）第１温度センサと第２温度センサの測定値から混合後の温水温度が前記供給温度になる混合比を計算し、
（２−２）第３温度センサの測定値が前記供給温度に一致する混合比に修正し、
（３）第１温度センサの測定値が前記供給温度以下であるときには、冷水の混合を禁止する混合比を決定することを特徴とするユニット。
【請求項８】
発電排熱で加熱された一次温水の貯湯槽と、通過する温水を加熱して設定温度に調温された二次温水を出湯する給湯器との間に接続してコージェネレーションシステムを構築するユニットであり、
一次温水と冷水を受入れて混合して給湯器に供給する混合器と、
混合する一次温水と冷水の混合比を調節する混合比調節器と、
混合前の一次温水の温度を測定する第１温度センサと、
混合する冷水の温度を測定する第２温度センサと、
混合後の温水温度を測定する第３温度センサと、
混合後の温水流量を測定する流量センサと、
給湯器の最小加熱熱量を前記流量センサの測定値で除して求めた最小昇温温度を前記設定温度から減じて給湯器に供給するべき供給温度を計算する手段と、
混合比決定手段を備え、その混合比決定手段は、
（１）第１温度センサの測定値が前記供給温度以上であるときには、
（１−１）第１温度センサと第２温度センサの測定値から混合後の温水温度が前記供給温度になる混合比を計算し、
（１−２）第３温度センサの測定値が前記供給温度に一致する混合比に修正し、
（２）第１温度センサの測定値が前記供給温度以下であるときには、冷水の混合を禁止する混合比を決定することを特徴とするユニット。
【請求項９】
発電システムと給湯システムを持つコージェネレーションシステムであり、その給湯システムは発電システムから生じる排熱を入力して一次温水を出力する手段とその一次温水を入力して設定温度に調温された二次温水を出力する手段を持ち、その二次温水出力手段は、
一次温水と冷水を指示された混合比で混合する手段と、
混合された温水を加熱する給湯器と、
混合前の一次温水の温度を測定する第１温度センサと、
混合後の温水流量を測定する流量センサと、
給湯器の最小加熱熱量をＱとし、前記流量センサの測定値をＶＭとし、前記第１温度センサの測定値をＴＨとし、冷水の温度をＴＬとし、前記設定温度をＴＳとし、一次温水と冷水の混合比をαとした場合に、「ＴＳ−（Ｑ／ＶＭ）＝α・ＴＨ＋（１−α）・ＴＬ」に相当する計算式、又は、「ＴＳ−（Ｑ／ＶＭ）＝（１−α）・ＴＨ＋α・ＴＬ」に相当する計算式から混合比αを計算する手段、
とを備えるコージェネレーションシステム。
【請求項１０】
給湯システムに異常が生じたときに、異常表示をして発電排熱を利用する熱交換器を切換える手段が付加されている請求項９に記載のコージェネレーションシステム。
【請求項１１】
コージェネレーションシステムを構成する装置に異常が生じたときに、一次温水の給湯器への供給を禁止する手段が付加されていることを特徴とする請求項９又は１０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１２】
一次温水温度が所定温度以上のときに、一次温水の給湯器への供給を禁止する手段が付加されていることを特徴とする請求項９から１１のいずれか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】
本発明は発電システムと給湯システムを備え、発電に伴って生じる排熱を利用して温水を得ることによってトータルなエネルギ効率を高め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。特に、温水を必要する者が設定する温度（以下では設定温度という）に調温された温水を安定的に給湯できるように改良されたコージェネレーションシステムに関する。また、そのコージェネレーションシステムを構築するのに好適なユニットにも関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記したコージェネレーションシステムが実用化されている。本発明に最も関連すると思われる、特開２００１−６５９７５号公報に記載されているコージェネレーションシステムを、図１を参照して説明する。
図１に示されるように、このコージェネレーションシステムは、燃料電池を利用して発電するシステム２と、給湯システム１を備えている。給湯システム１は発電システム２から生じる排熱を利用して温水に加熱する熱交換器８と、熱交換器８で発電排熱によって加熱された一次温水を貯めておく貯湯槽１４と、貯湯槽１４に貯められている一次温水を設定温度に調温して温水必要箇所３６に給湯する調温給湯システム１８を備えている。
調温給湯システム１８は、一次温水と冷水を混合する手段２８と、混合された温水を加熱する加熱手段３４を備えている。概ね、一次温水の温度が設定温度よりも高ければ冷水と混合して混合された二次温水を温水必要箇所３６に給湯し、一次温水の温度が設定温度よりも低ければ加熱手段３４で加熱して加熱された二次温水を温水必要箇所３６に給湯する。
【０００３】
燃料電池式発電システム２は、図示省略の改質器と燃料電池から構成されている。改質器は炭化水素系の原燃料から水素ガスを生成する。燃料電池は水素ガスを空気中の酸素ガスと反応させて発電する。燃料電池式発電システム２内では発電に伴って排熱が発生する。発生した熱は発電システム２内を循環する熱媒によって回収される。発電システム２内の熱媒循環通路は外部に延長されており、熱交換器８を通過する。熱媒循環通路４には熱媒用ポンプ６が配設されている。発電排熱を回収する熱媒は熱媒用ポンプ６によって熱媒循環通路４を循環する。
【０００４】
貯湯槽１４には一次温水が貯湯される。貯湯槽１４には冷水供給管１６が接続されている。冷水供給管１６は、貯湯槽１４内の一次温水の容量が所定値以下になると、冷水を貯湯槽１４内に導く。貯湯槽１４には温水循環通路１２が接続されている。温水循環通路１２は熱交換器８を通過する。温水循環通路１２には温水用ポンプ１０が配設されている。貯湯槽１４に貯湯された一次温水は、温水用ポンプ１０によって温水循環通路１２を循環する。
【０００５】
熱媒循環通路４と温水循環通路１２は熱交換器８を通過し、熱媒は一次温水で冷却され、一次温水は熱媒で加熱される。発電排熱で加熱されて貯湯槽１４で貯湯される温水を一次温水という。一次温水の温度は発電量によって変化し、温水を必要とする者が設定する温水設定温度に対応しない。一次温水が設定温度よりも高い場合もあれば低い場合もある。
【０００６】
貯湯槽１４上部には一次温水供給管２０が接続されている。一次温水供給管２０は混合手段２８に接続されている。混合手段２８には冷水供給管２６が接続されている。混合手段２８は、一次温水供給管２０からの一次温水と冷水供給管２６からの冷水を混合する。混合手段２８は、混合する一次温水の流量と冷水の流量を個々に調節することができる。混合手段２８は混合温水管３２を介して加熱手段３４に接続されている。加熱手段３４はガスバーナ等の加熱手段を内蔵している。
貯湯槽１４内の一次温水の温度が設定温度よりも高ければ冷水と混合し、混合されて設定温度に調温された温水を温水必要箇所３６に給湯する。一次温水の温度が設定温度よりも低ければ加熱手段３４で加熱し、加熱されて設定温度に調温された温水を温水必要箇所３６に給湯する。設定温度に調温された温水を二次温水という。
【０００７】
二次温水の温度を設定温度に調温するために、上記のコージェネレーションシステムでは各種センサを用いる。一次温水供給管２０には、混合前の一次温水の温度を測定する第１温度センサ２２ａと流量を測定する第１流量センサ２２ｂが設けられている。第１温度センサ２２ａと第１流量センサ２２ｂを併せて第１測定手段２２という。一次温水に混合する冷水供給管２６には冷水の温度を測定する第２温度センサ２４ａと流量を測定する第２流量センサ２４ｂが設けられている。第２温度センサ２４ａと第２流量センサ２４ｂを併せて第２測定手段２４という。混合温水管３２には、混合後の温水の温度を測定する第３温度センサ３０ａと流量を測定する第３流量センサ３０ｂが設けられている。第３温度センサ３０ａと第３流量センサ３０ｂを併せて第３測定手段３０という。
【０００８】
上記コージェネレーションシステムでは、第３測定手段３０の測定結果から混合手段２８で混合される一次温水と冷水のそれぞれの流量を決定する。加熱手段３４で調温する設定温度から加熱手段３４による昇温温度を減じた温度と、第３温度センサ３０ａの測定値を比較し、後者が前者よりも低すぎれば、一次温水の流量を増加させるかあるいは冷水の流量を減少させる。後者が前者よりも高すぎれば、一次温水の流量を減少させるかあるいは冷水の流量を増加させる。加熱手段３４による昇温温度は、加熱手段３４を通過する流量によって変化するために、前者の温度は第３流量センサ３０ｂの測定値から計算される。
【０００９】
上述のフィードバック制御方式では、給湯開始直後の給湯温度を設定温度に調節することができない。フィードバック方式では給湯必要箇所３６に給湯される温水の温度を設定温度に一致させるまでに時間がかかる。
そこで上記公報記載の技術では、第１測定手段２２で測定される一次温水の温度と流量と、第２測定手段２４で測定される冷水の温度と流量の測定結果から、混合後の温水温度が、加熱手段３４によって調温する設定温度から加熱手段３４による昇温温度を減じた温度に一致する温水流量と冷水流量を計算してフィードフォワード制御する。
第１温度センサ２２ａで測定される温度ＴＨの一次温水の流量ＶＨとし、第２温度センサ２４ａで測定される温度ＴＬの冷水の流量をＶＬとしたとき、混合後の温水温度は（ＴＨ・ＶＨ＋ＴＬ・ＶＬ）／（ＶＨ＋ＶＬ）となり、その流量はＶＨ＋ＶＬとなるはずである。
前記した従来技術では、ＶＨ＋ＶＬが第２流量センサ３０ｂの測定値に等しく、（ＴＨ・ＶＨ＋ＴＬ・ＶＬ）／（ＶＨ＋ＶＬ）が、その温度から加熱手段３４で加熱したときに設定温度にまで加熱される温度に等しいとして、ＶＨとＶＬを解く。この場合、加熱手段３４による昇温温度は加熱手段３４を通過する流量によって変化するために、加熱手段３４に入力するべき混合後の温水の温度、即ち（ＴＨ・ＶＨ＋ＴＬ・ＶＬ）／（ＶＨ＋ＶＬ）の値は、設定温度と第２流量センサ３０ｂの測定値から計算される。
第１流量センサ２２ｂの測定値が解かれたＶＨに等しく、第２流量センサ２４ｂの測定値が解かれたＶＬに等しくなるようにすれば、意図したフィードフォワード制御が実現される。フィードフォワード制御すれば、給湯開始直後から設定温度に調節された二次温水を給湯することができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報記載の技術では、フィードフォワード制御するために必要なセンサ数が多く、フィードフォワード制御のための演算式が複雑となる。即ち、合計３個の温度センサ２２ａ、３０ａ、２４ａと、合計３個の流量センサ２２ｂ、３０ｂ、２４ｂを必要とする。なお、同公報には、３個の流量センサ２２ｂ、３０ｂ、２４ｂのうちの１個は省略可能であることが記載されている。しかしながら、省略しても、３個の温度センサと２個の流量センサを必要とする。
また、上記の方式では、加熱手段３４から出湯される二次温水の湯量が安定せず、使用者に不快感を与えることがある。
本発明は、上述した実情に鑑みて創作されたものであり、従来よりも少ないセンサで、一次温水と冷水の混合比をフィードフォワード制御できるようにする技術を実現することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段と作用と効果】
本発明者らの研究によって、加熱手段に給湯器を用いると、混合前の一次温水の流量やそれに混合する冷水の流量を個々に測定する必要がなく、給湯器に供給する混合後の温水の流量のみを利用してフィードフォワード制御できることがわかった。
【００１２】
請求項１に記載の発明は、発電排熱で加熱された一次温水の貯湯槽と、設定温度に調温された二次温水を出湯する給湯器の間に接続して用いられるユニットに関する。このユニットを接続することでコージェネレーションシステムが構築される。
このユニットは、一次温水と冷水を受入れて混合して給湯器に供給する混合器と、混合する一次温水と冷水の混合比を調節する混合比調節器と、混合前の一次温水の温度を測定する第１温度センサと、混合後の温水流量を測定する流量センサと、混合比を決定する手段とを有する。混合比決定手段は、給湯器の最小加熱熱量を前記流量センサの測定値で除して求めた最小昇温温度を前記設定温度から減じて給湯器に供給するべき供給温度を計算し、第１温度センサの測定値から混合後の温水温度が計算された供給温度になる混合比を決定する。
このユニットは、後で説明するように、混合後の温水温度を測定する第３温度センサや、混合する冷水の温度を測定する第２温度センサをさらに備えることが好ましい。それに対して、混合する一次温水の流量を測定するセンサや、冷水の流量を測定するセンサは必要としない。
ここでいう混合比は、一次温水流量／（一次温水流量＋冷水流量）または冷水流量／（一次温水流量＋冷水流量）であり、両者を加算すれば１．００（１００％）であることから、一方から他方が計算できる値である。
給湯器が燃料を燃焼させて加熱するタイプのものである場合、安定して燃焼させるためには最小熱量が存在し、これ以上に弱火に調整すると燃焼不良となる最小熱量が存在する。上記した最小加熱熱量はこの熱量をいう。
【００１３】
一次温水流量と冷水流量を個々に制御する方式から、混合比を調節する方式に変えると、一次温水流量と冷水流量を個々に測定する必要がなくなり、混合後の水量のみを測定するだけで意図したフィードフォワード制御ができる。
即ち、給湯器の出湯温度がＴＳ（設定温度）であり、混合後の水量がＶＭであり、給湯器の最小加熱熱量ＱＭである場合、ＱＭをＶＭで除して温度の単位に換算することで給湯器による最小昇温温度ΔＴＭが計算される。第１温度センサで測定される混合前の一次温水の温度がＴＨであり、冷水の温度がＴＬ（これは後記するように測定することが好ましいが、一次温水の温度変化巾に比して冷水温度は安定しており、近似的には所定温であるとすることができる）であり、一次温水混合比をαとし、冷水混合比を１−αとすると、ＴＨ・α＋ＴＬ・（１−α）＝ＴＳ−ΔＴＭの式から一次温水混合比αを解くことができる。一次温水の混合比を求められたαに調節することでフィードフォワード制御される。一次温水混合比をαに調節すれば、冷水混合比は１−αとなり、混合後の温水の温度はＴＳ−ΔＴＭとなり、その流量はＶＭとなり、それを最小加熱熱量ＱＭで加熱することによって給湯器の出湯温度は設定温度ＴＳに調温されるからである。
【００１４】
上記したユニットが、混合する冷水の温度を測定する第２温度センサをさらに備えており、ユニットに内蔵されている混合比決定手段が、第１温度センサと第２温度センサの測定値から混合比を計算することが好ましい。
このユニットによると、第１温度センサで測定される一次温水温度と第２温度センサで測定される冷水温度の両者を測定して混合比を計算することから、冷水温度が変化しても意図したフィードフォワード制御ができる。
【００１５】
上記したユニットが、混合後の温水温度を測定する第３温度センサをさらに備えており、ユニットに内蔵されている混合比決定手段が、第３温度センサの測定値が前記供給温度に一致する混合比に修正することが好ましい。
このユニットによると、第３温度センサの測定値を用いてフィードバック制御することができる。フィードフォワード制御とフィードバック制御を併用することによって出湯温度を設定温度に素早く調整してその状態を維持することができる。
【００１６】
給湯器の中には、通過する温水を加熱しないで通過させる運転が可能なものが存在する。このタイプの給湯器に用いるユニットの場合、第１温度センサの測定値が設定温度以上である場合には、給湯器で加熱しないで通過させる運転を指示する手段が付加されていることが好ましい。この場合、混合比決定手段は、第１温度センサの測定値から混合後の温水温度が設定温度になる混合比を計算して決定する。
この方式によると、第１温度センサの測定値が設定温度以上である場合には、給湯器で加熱せず、発電排熱が優先して利用される。給湯器に供給される温水が設定温度に調温されているために、給湯器で加熱しなくても設定温度に調温された二次温水が出湯される。
【００１７】
上記したユニットが、給湯器から、設定温度と、最小加熱熱量の現在値と、通過する温水を加熱しないで通過させる運転が可能か否かを示す信号を入力する手段を備えていることが好ましい。
設定温度は給湯を必要とする者が設定する温度であり、再設定されることがある。最小加熱熱量は燃焼開始時から燃焼が安定するまでは大きく、安定すれば小さくなり、バーナ切換え直後には再び大きくなる。このような情報がユニットに時々刻々入力されていると、設定温度の変更や、燃焼状態によって変化する最小加熱熱量の変化に抗して、給湯器から出湯される二次温水の温度を設定温度に調温しつづけることができる。
給湯器から、通過する温水を加熱しないで通過させる運転が可能か否かを示す信号が入力されると、給湯器では加熱せずに発電排熱を優先して利用して給湯する態様の制御を選択することができる。
【００１８】
また、最小加熱熱量の現在値と通過する温水を加熱しないで通過させる運転が可能か否かを示す信号を給湯器から入力する代わりに、それらの情報をユニットに記憶しておいても良い。即ち、上記したユニットに、そのユニットに接続されている給湯器の最小加熱熱量と、その給湯器を通過する温水を加熱しないで通過させる運転が可能か否かを示す情報を記憶する手段が付加されていても良い。この場合、最小加熱熱量の時間変化パターンが記憶されても良い。
【００１９】
通過する温水を加熱しないで通過させる運転、即ち、非加熱運転が可能な給湯器に接続されて用いられるユニットの場合、一次温水と冷水を受入れて混合して給湯器に供給する混合器と、混合する一次温水と冷水の混合比を調節する混合比調節器と、混合前の一次温水の温度を測定する第１温度センサと、混合する冷水の温度を測定する第２温度センサと、混合後の温水温度を測定する第３温度センサと、混合後の温水流量を測定する流量センサと、給湯器の最小加熱熱量を前記流量センサの測定値で除して求めた最小昇温温度を前記設定温度から減じて給湯器に供給するべき供給温度を計算する手段と、第１温度センサの測定値が前記設定温度以上である場合には給湯器に非加熱運転を指示する手段と、混合比決定手段を備えており、その混合比決定手段が、
（１）第１温度センサの測定値が前記設定温度以上であるときには、
（１−１）第１温度センサと第２温度センサの測定値から混合後の温水温度が前記設定温度になる混合比を計算し、
（１−２）第３温度センサの測定値が前記設定温度に一致する混合比に修正し、
（２）第１温度センサの測定値が前記設定温度以下で前記供給温度以上であるときには、
（２−１）第１温度センサと第２温度センサの測定値から混合後の温水温度が前記供給温度になる混合比を計算し、
（２−２）第３温度センサの測定値が前記供給温度に一致する混合比に修正し、
（３）第１温度センサの測定値が前記供給温度以下であるときには、冷水の混合を禁止する混合比を決定することが好ましい。
なお、ここでいう「冷水の混合を禁止」とは、完全な禁止であることが好ましいが、混合器において若干の冷水が混合されてしまう場合をも含むものである。即ち、ここでいう「冷水の混合を禁止」とは、必ずしも１００％の禁止を意味するものではない（以下の説明でも同様である）。
【００２０】
通過する温水を加熱しないで通過させる運転、即ち、非加熱運転が不可能な給湯器に接続されて用いられるユニットの場合、一次温水と冷水を受入れて混合して給湯器に供給する混合器と、混合する一次温水と冷水の混合比を調節する混合比調節器と、混合前の一次温水の温度を測定する第１温度センサと、混合する冷水の温度を測定する第２温度センサと、混合後の温水温度を測定する第３温度センサと、混合後の温水流量を測定する流量センサと、給湯器の最小加熱熱量を前記流量センサの測定値で除して求めた最小昇温温度を前記設定温度から減じて給湯器に供給するべき供給温度を計算する手段と、混合比決定手段を備えており、その混合比決定手段が、
（１）第１温度センサの測定値が供給温度以上であるときには、
（１−１）第１温度センサと第２温度センサの測定値から混合後の温水温度が前記供給温度になる混合比を計算し、
（１−２）第３温度センサの測定値が前記供給温度に一致する混合比に修正し、
（２）第１温度センサの測定値が前記供給温度以下であるときには、冷水の混合を禁止する混合比を決定することが好ましい。
この場合、給湯器は必ず加熱することから、給湯器に供給する温水温度を設定温度に調温する態様は採用されない。
【００２１】
ユニットが、上記した二つの制御プログラムを持ち、接続された給湯器が非加熱運転可能タイプである場合には、給湯器に供給する温水温度を設定温度に調温する態様を有するプログラムが採用され、接続された給湯器が非加熱運転不可能タイプである場合には、給湯器に供給する温水温度を設定温度に調温する態様を有しないプログラムが採用されるようにすることが好ましい。
【００２２】
本発明のユニットを用いると、発電システムと給湯システムを持ち、その給湯システムは発電システムから生じる排熱を入力して一次温水を出力する手段とその一次温水を入力して設定温度に調温された二次温水を出力する手段を持つコージェネレーションシステムが構築される。
この場合の二次温水出力手段は、一次温水と冷水を指示された混合比で混合する手段と、混合された温水を加熱する給湯器と、混合前の一次温水の温度を測定する第１温度センサと、混合後の温水流量を測定する流量センサと、給湯器の最小加熱熱量を前記流量センサの測定値で除して求めた最小昇温温度を前記設定温度から減じて給湯器に供給するべき供給温度を計算し、第１温度センサの測定値から混合後の温水温度が計算された供給温度になる混合比を計算する手段とを備える。
このコージェネレーションシステムでは、一次温水の流量と冷水の流量を個々に測定する必要がなく、混合後の流量を測定することで、給湯器から出湯される二次温水の温度が設定温度に調温されるフィードフォワード制御が実施される。
【００２３】
上記コージェネレーションシステムには、給湯システムに異常が生じたときには異常表示するとともに、発電排熱を利用する熱交換器を切換える手段が付加されていることが好ましい。
この場合、異常表示されるために、使用者は迅速に異常を認識することができるほか、異常時には他の熱交換器で発電排熱が利用され、安全に無駄なくエネルギを活用することができる。
【００２４】
また上記コージェネレーションシステムを構成する装置が異常を生じたときに、一次温水の給湯器への供給を禁止する手段が付加されていることが好ましい。
例えば、一次温水の供給管に電磁弁等を備えるようにし、装置に異常を生じると電磁弁を閉めるようにする。この場合、非常に高温な温水が給湯されることを防止できる。
【００２５】
また上記コージェネレーションシステムにおいて、一次温水温度が所定温度以上のときに一次温水の給湯器への供給を禁止する手段が付加されていても良い。
この場合、非常に高温な温水が給湯されることを防止できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。まず、図２を参照して本発明に係るコージェネレーションシステムの構成について説明する。
本発明に係るコージェネレーションシステムは、燃料電池を利用して発電するシステム４１と、給湯システム９０を備える。給湯システム９０は発電システム４１から生じる発電排熱を利用して温水に加熱する熱交換器４５と、熱交換器４５で発電排熱によって加熱された一次温水を貯めておく貯湯槽４９と、貯湯槽４９に貯められている一次温水を設定温度に調温して温水必要箇所８３に給湯する調温給湯システム８９を備える。調温給湯システム８９は、一次温水と水道水（冷水）を混合する手段７５と、混合温水を加熱する給湯器８１を備える。
このコージェネレーションシステムは、貯湯槽４９と給湯器８１の間にユニット８８を接続することで構築される。
【００２７】
燃料電池式発電システム４１は、図示省略の改質器と燃料電池等から構成されている。改質器は炭化水素系の原燃料から水素ガスを生成する。水素を効率よく生成するためには高温度が必要とされ、図示しないガスバーナ等で加熱される。燃料電池は水素ガスを空気中の酸素ガスと反応させて発電する。発電時に燃料電池は発熱する。改質器と燃料電池の周辺にはそれらを冷却する熱媒の循環路が形成されている。発電システム４１内の冷却用熱媒循環通路は外部に延長されており熱交換器４５、４３を通過する。熱媒循環通路には熱媒用ポンプ４２が配設されている。発電排熱を回収する熱媒は熱媒用ポンプ４２によって熱媒循環通路を循環する。
【００２８】
貯湯槽４９には一次温水が貯湯される。貯湯槽４９には減圧弁５７を介して水道水（冷水）供給管５５が接続されている。水道水供給管５５には矢印Ｄ１方向に水道水が供給される。減圧弁５７は、貯湯槽４９を耐圧以下に維持するために機能する。また、貯湯槽４９に貯湯される一次温水量が所定量以下になると減圧弁５７の前後で圧力差が生じ、水道水が矢印Ｄ２方向に導入される。貯湯槽４９に貯湯される一次温水量は一定量に維持される。
貯湯槽４９と熱交換器４５の間には温水循環通路４７が接続されている。温水循環通路４７には温水用ポンプ４６が配設されている。貯湯槽４９に貯湯された一次温水は、温水用ポンプ４６によって温水循環通路４７を循環する。
【００２９】
熱媒循環通路と温水循環通路４７は熱交換器４５を通過し、熱媒は一次温水で冷却され、一次温水は熱媒で加熱される。発電排熱で加熱されて貯湯槽４９に貯湯される一次温水の温度は発電量によって変化し、温水必要箇所８３で必要とされる温水温度に対応しない。貯湯槽４９内の一次温水の温度が温水必要箇所８３で必要とされる温水温度よりも高い場合もあれば低い場合もある。
熱媒循環通路はもう１つの熱交換器４３も通過しており、ここで加熱された温水は、例えば暖房用に利用される。
通常は、暖房用の温水は循環しておらず、発電排熱は一次温水の加熱に用いられる。暖房時には、発電排熱で一次温水と暖房用温水が加熱される。給湯システム９０に異常が生じると温水用ポンプ４６が停止され、発電排熱は暖房用温水を加熱する。
【００３０】
貯湯槽４９の上部には一次温水供給管５１が接続されている。一次温水供給管５１は貯湯槽４９内の一次温水を矢印Ｄ４方向に案内する。一次温水供給管５１にはバキュームブレーカ５９が配設されている。バキュームブレーカ５９は一次温水供給管５１内に負圧が発生した際に水道水が貯湯槽４９の方向に逆流することを防止する。即ち、一次温水供給管５１内に負圧が発生するとバキュームブレーカ５９が自動的に空気を引き込んで負圧を解消する。また一次温水供給管５１には、電磁ソレノイドでオンオフが制御される電磁弁６７と逆止弁６９が配設されている。一次温水供給管５１には、混合前の一次温水の温度を測定する第１温度センサ７１が設けられている。一次温水供給管５１は温水混合比調節器６５を介して混合温水供給管７７に接続されている。温水混合比調節器６５は、温水の混合比を調節するとともに、温水を水道水（冷水）と混合する。
【００３１】
混合温水供給管７７は冷水混合比調節器６３を介して水道水管５３にも接続されている。水道水管５３には逆止弁６１が挿入されている。水道水管５３には冷水の温度を測定する第２温度センサ６４が設けられている。冷水混合比調節器６３は冷水（水道水）の混合比を調節するとともに、水道水を温水と混合する。
【００３２】
冷水混合比調節器６３と温水混合比調節器６５は複合して混合手段７５を構成する。冷水混合比調節器６３と温水混合比調節器６５は連動して混合比を調節する。冷水混合比調節器６３が１００％開くと温水混合比調節器６５は１００％閉じ、冷水混合比調節器６３が１００％閉じると温水混合比調節器６５は１００％開く。この結果、図９に示すように、冷水混合比調節器６３が１００％開いて温水混合比調節器６５が１００％閉じると、冷水混合比が１．００（１００％）となって温水混合比が０．００（０％）となる。一方、冷水混合比調節器６３が１００％閉じて温水混合比調節器６５が１００％開くと、冷水混合比が０．００（０％）となって温水混合比が１．００（１００％）となる。冷水混合比と温水混合比は、０．００〜１．００の間で連続的に変化するが、両者は連動しており、加算すると常に１．００となる。
温水混合比調節器６５は、略円錐台形状の弁６５ａと弁駆動部６５ｂから構成される。弁６５ａは上下に移動可能である。弁駆動部６５ｂは弁６５ａを上下方向に移動させる。弁６５ａが上下方向に移動させられることで、一次温水供給管５１と混合温水供給管７７間の流路抵抗が変化する。弁６５ａが最上位置にあるときには流路は閉じられる。
冷水混合比調節器６３は、略円錐台形状の弁６３ａと弁駆動部６３ｂから構成される。弁６３ａは上下に移動可能である。弁駆動部６３ｂは弁６３ａを上下方向に移動させる。弁６３ａが上下方向に移動させられることで、水道水管５３と混合温水供給管７７間の流路抵抗が変化する。弁６３ａが最上位置にあるときには流路は閉じられる。
弁６５ａが最上位置にあるときには弁６３ａは最下位置にあり、弁６５ａが最下位置にあるときには弁６３ａは最上位置にある。
【００３３】
混合手段７５で混合された温水は、混合温水供給管７７から給湯器８１に送られる。混合温水供給管７７には、給湯器８１に供給される混合された温水の温度を測定する第３温度センサ７３と、給湯器８１に供給される混合された温水の流量を測定する流量センサ７８が配設されている。また、混合温水供給管７７には逃し弁７９が配設されている。逃し弁７９は、混合温水供給管７７内に異常な高圧が発生した場合に、水圧を逃す。逃し弁７９は水抜き栓を兼用する。逃し弁７９の左方には異常な高温を検知するハイカットサーミスタ８７が配設されている。ハイカットサーミスタ８７が異常な高温を検知すると、電磁弁６７が閉じられ、異常な高温水が給湯されないようにする。
【００３４】
給湯器８１は、混合温水供給管７７から供給される混合温水を加熱し、設定温度に昇温させる。本実施形態の給湯器８１は、混合温水供給管７７から供給される混合温水温度が設定温度よりも高ければ、水流を検知しても加熱しないタイプ（スルータイプないしは非加熱式）である。給湯器８１内には水流の有無を検出する水流検出センサ８２と給湯器を制御する電子制御ユニット８４が内蔵されている。
給湯を必要とする者は、リモコン８５によって、二次温水の温度を設定することができる。非加熱式給湯器８１は、混合温水供給管７７から供給される混合温水温度が設定温度よりも低ければ加熱する。このとき、設定温度からの温度差が大きければ大熱量で加熱し、大熱量で加熱しても設定温度にならないときには、設定温度になるように流量を絞る。加熱前の温水温度と設定温度の差が小さく流量も小さければ加熱量を減じる。このようにして、給湯器８１は一次温水を設定温度に調温し、調温された二次温水を温水必要箇所８３に供給する。
なお、給湯器８１の加熱時の最小加熱熱量は４．４ｋｗであり、これ以下の加熱熱量には調節できない。この場合の昇温温度は流量によって変化し、大流量時の最小昇温温度は小さく、小流量時の最小昇温温度は大きい。
また最小加熱熱量は、燃焼開始時には４．４ｋｗよりも大きく、バーナ切換え時にも４．４ｋｗよりも大きい。燃焼安定時の最小加熱熱量が４．４ｋｗである。
【００３５】
本実施形態に係るコージェネレーションシステムは、図３に詳細を示す制御回路部８６を備えている。なお図３では、制御回路部８６のうち、本発明を特徴付けるセンサと装置のみを示している。
制御回路部８６は、ＣＰＵ１０２とＲＯＭ１０４とＲＡＭ１０６と出力ポート１０８と入力ポート１１０から構成される。これらＣＰＵ１０２、ＲＯＭ１０４及びＲＡＭ１０６はバス１０９によって出力ポート１０８及び入力ポート１１０と相互に接続されている。
ＣＰＵ１０２は、ＲＯＭ１０４に格納された制御プログラムに従ってコージェネレーションシステムを構成する各種装置を統括的に制御する。ＲＯＭ１０４に格納される制御プログラムには、混合手段７５の温水混合比調節器６５の混合比と冷水混合比調節器６３の混合比を決定して決定された混合比に調節する処理、給湯器８１の加熱熱量を決定して制御する処理、決定したコマンドデータを出力ポート１０８を介して各装置に出力するためのプログラム等が含まれている。ＲＡＭ１０６は、ワークメモリとして使用されるメイン記憶素子であって、温度等の各種データや出入力信号等が各種プログラムの実行に応じて格納される。
【００３６】
入力ポート１１０には、第１温度センサ７１と第２温度センサ６４と第３温度センサ７３と流量センサ７８と給湯器８１が接続されている。また、入力ポート１１０は、給湯器８１を介してリモコン８５から信号を受信することができる。第１温度センサ７１は、混合前の一次温水温度を所定のデータ信号に変換して出力する。第２温度センサ６４は、一次温水に混合する冷水の温度を所定のデータ信号に変換して出力する。第３温度センサ７３は、混合後の温水温度を所定のデータ信号に変換して出力する。第１温度センサ７１と第２温度センサ６４と第３温度センサ７３は、水温を常時測定して測定結果を常時出力している。流量センサ７８は、混合後の温水流量を所定のデータ信号に変換して出力する。給湯器８１は、リモコン８５を用いて使用者が設定した設定温度と、現時点での最小加熱熱量と、その給湯器が非加熱運転（スルー運転）可能なタイプか否かを示す信号を出力する。各センサ７１，７３，７８や給湯器８１から出力された信号は入力ポート１１０で受信され、入力ポート１１０で受信された信号はバス１０９を介してＣＰＵ１０２、ＲＯＭ１０４、ＲＡＭ１０６に取り込まれる。ＲＡＭ１０６では、第１温度センサ７１と第３温度センサ７３で測定された温度情報と、流量センサ７８で測定された流量情報が常時更新される（書換えられる）。
【００３７】
出力ポート１０８には、弁駆動部６３ｂ，６５ｂ、電磁弁６７、給湯器８１が接続されている。出力ポート１０８は、給湯器８１を介してリモコン８５に信号を出力することもできる。弁駆動部６３ｂ，６５ｂは、制御回路部８６から出力される駆動信号に基づいて混合比調節器６３ａ，６５ａの混合比を連動して調節する。この結果、混合手段７５による一次温水と冷水の混合比が調節される。給湯器８１は、制御回路部８６から受信した信号に基づいて温水の加熱を行なう。
【００３８】
次に、図４を参照して、給湯時の制御回路部８６の処理について説明する。制御回路部８６は、流量センサ７８の測定値を入力し、所定値以上の流量が測定されたか否かを監視している（ステップＳ２）。即ち、給湯必要箇所８３で給湯され始めたときを監視している。
給湯が開始されると給湯器８１が、給湯器が通過する温水を加熱しないで通過させる運転が可能なタイプ（非加熱タイプ）か、あるいは、温水が通過すれば必ず最小加熱熱量だけは加熱するタイプ（加熱タイプ）かを判別する（ステップＳ４）。このステップＳ４の処理は、給湯器８１のタイプに応じた信号を受信することによって行なう。給湯器８１が非加熱タイプであるときには、リモコン８５で使用者が設定する設定温度を最新の設定温度に更新する（ステップＳ６）。このとき、給湯器の現時点での最小加熱熱量をも更新する。
【００３９】
次に、ステップＳ８で、第１温度センサ７１で測定される一次温水の温度と設定温度を比較する。一次温水の温度が、設定温度以上であれば（ステップＳ８でＹＥＳの場合）、給湯器８１にスルー運転、即ち、非加熱運転を指示する（ステップＳ１０）。このステップＳ１０の処理は、加熱運転禁止信号を給湯器８１に出力することによって行なわれる。
次に、混合後の温水温度が設定温度となる一次温水混合比ｘ（したがって冷水混合比は１−ｘ）を計算する（ステップＳ１２）。ここでは、第１温度センサ７１で測定される一次温水の温度がＴＨであり、第２温度センサ６４で測定される冷水の温度がＴＬであれば、混合後の温水温度はＴＨ・ｘ＋ＴＬ・（１−ｘ）となるはずであるから、〔ＴＨ・ｘ＋ＴＬ・（１−ｘ）＝設定温度〕の式からｘの値を求める。ステップＳ１２で一次温水混合比と冷水混合比を計算し、温水混合比調節器６５と冷水混合比調節器６３を調節して計算された混合比が得られるようにしておくと、給湯器８１に供給される温水温度は計算された設定温度となる。
【００４０】
次に、上述のフィードフォワード制御で混合された混合温水温度が、設定温度となっているかを確認する（ステップＳ１４）。この処理は、第３温度センサ７３の測定値と設定温度がほぼ一致するか、あるいは、大きく一致しないかを判別する。この場合、設定温度から±１℃以内であれば、ほぼ一致すると判別する。第３温度センサ７３の測定値と設定温度がほぼ一致した場合は、ステップＳ１４でＹＥＳと判別される。ステップＳ１４でＹＥＳと判別されると、ステップＳ６に戻り、設定温度が変更された場合や、第１温度センサ７１での測定値が変化した場合に備えて待機する。この場合、給湯器８１では加熱しないが給湯器８１に入る段階ですでに設定温度に調温されている。給湯器８１は加熱しないで設定温度に調温された二次温水を給湯する。
第３温度センサ７３の測定値と設定温度が一致せずにその誤差が大きい場合（ステップＳ１４でＮＯの場合）は、第３温度センサ７３の測定値と設定温度を比較する（ステップＳ１６）。第３温度センサ７３の測定値が設定温度より高い場合（ステップＳ１６でＹＥＳの場合）は、温水混合比を減少し、冷水混合比を増大する（ステップＳ２０）。これによって、混合後の温水温度が下降し、設定温度に近づく。また、また、第３温度センサ７３の測定値が設定温度より低い場合（ステップＳ１６でＮＯの場合）は、温水混合比を増大し、冷水混合比を減少する（ステップＳ１８）。これにより、混合後の温水温度が上昇し、設定温度に近づく。ステップＳ１８，Ｓ２０を行なうと、再びステップＳ１４に戻り、混合後の温水温度が設定温度に一致したか否かが確認される。一致するに至るまでフィードバック制御が繰りかえされる。
この場合、ステップＳ１２のフィードフォワード制御により、混合温水の温度が短時間で設定温度に調整され、ステップＳ１４以降のフィードバック制御により、フィードファワード制御で計算された混合比が修正されて混合温水の温度が設定温度によく一致するように制御される。
【００４１】
ステップＳ８で比較された一次温水の温度が設定温度より低い場合（ステップＳ８でＮＯの場合）は、第１温度センサ７１の測定値と供給温度を比較する（ステップＳ２２）。ここでいう供給温度とは、ステップＳ６で更新された設定温度から給湯器８１による最小昇温温度を減じた値であり、その最小昇温温度は、給湯器のその時点での最小加熱熱量を流量センサ７８で測定された流量で除した値を温度の単位に換算した値である。流量が同じであれば、最小加熱熱量が大きいほど最小昇温温度も大きい。燃焼開始直後やバーナの切換え直後には最小加熱熱量が大きい。図８はこれを模式的に示しており、最小加熱熱量や最小昇温温度は給湯器の燃焼状態と流量に対応して変化することを示している。
第１温度センサ７１の測定値が供給温度以上の場合（ステップＳ２２でＹＥＳの場合）は、混合後の温水温度が供給温度となる一次温水混合比を計算し、その混合比となるように、温水混合比調節器６５と冷水混合比調節器６３を調節する（ステップＳ２４）。このステップＳ２４の処理では、上述のステップＳ１２と同様の処理がなされる。ただし、ステップＳ１２では、設定温度となるように混合比が計算されるのに対し、ステップＳ２４では供給温度となるように混合比が計算される。
【００４２】
ステップＳ２４で、混合比が調節されると、混合後の温水温度が供給温度とほぼ一致するか、あるいは、大きく一致しないかを判別する。この場合、供給温度から±γ（１℃程度）以内であれば、ほぼ一致すると判別する（ステップＳ２６）。ステップＳ２６でＹＥＳの場合は、ステップＳ６に戻り、設定温度が変更された場合や、第１温度センサ７１での測定値が変化した場合に備えて待機する。この場合、給湯器８１では最小加熱熱量で加熱することによって設定温度にまで加熱でき、設定温度に調温された二次温水が給湯される。給湯器８１は最小加熱熱量で運転され、発電排熱の熱量が優先的に利用される。
ステップＳ２６でＮＯの場合は、供給温度と第３温度センサ７３の測定値を比較する（ステップＳ２８）。第３温度センサ７３の測定値が供給温度より高い場合（ステップＳ２８でＹＥＳの場合）は、温水混合比を減少し、冷水混合比を増大させることで、混合後の温水温度を供給温度に近づける（ステップＳ３０）。また、第３温度センサ７３の測定値が供給温度より低い場合（ステップＳ２８でＮＯの場合）は、温水混合比を増加し、冷水混合比を減少することで、混合後の温水温度を供給温度に近づける（ステップＳ３２）。ステップＳ３０，Ｓ３２の処理を行なうと、ステップＳ２６の確認を再び行なう。一致するに至るまでフィードバック制御が繰りかえされる。
この場合、ステップＳ２４のフィードフォワード制御により、混合温水の温度が短時間で供給温度に調整され、ステップＳ２６以降のフィードバック制御により、フィードフォワード制御で計算された混合比が修正されて混合温水の温度が供給温度によく一致するように制御される。
【００４３】
ステップＳ２２で、第１温度センサ７１の測定値と供給温度を比較し、測定値が供給温度より低い場合（ステップＳ２２でＮＯの場合）には、冷水混合比を０％として一次温水のみを用いる（ステップＳ３４）。この結果、発電排熱で得られた熱量を優先的に使い、それで不足する熱量を給湯器で補うことになる。
【００４４】
次に、図６を参照して、非加熱運転可能な給湯器による場合の調温プロセスを説明する。
一次温水温度が設定温度よりも高ければ冷水と混合して設定温度に調温し、給湯器では加熱しない（矢印ａ）。設定温度よりは低く供給温度よりは高い場合には、冷水と混合して供給温度に下げる（矢印ｂ）。その後に給湯器が最小加熱流量で加熱するために水温は最小昇温温度上昇し、結果として設定温度に調温される（矢印ｃ）。供給温度よりも低ければ冷水と混合せず（矢印ｄ）、そこから設定温度にするために必要な熱量で加熱して設定温度に調温する（矢印ｅ）。
【００４５】
次に、図５を参照して、給湯器８１が加熱タイプのときに制御回路部８６が行なう処理を説明する。
給湯器８１が加熱タイプのとき（図４のステップＳ４でＮＯの場合）も、上述のステップＳ６と同様に、リモコン８５で使用者が設定する設定温度を最新の設定温度に更新する（ステップＳ４０）。
次に、供給温度と第１温度センサ７１の測定値を比較する（ステップＳ４２）。第１温度センサ７１の測定値が供給温度以上である場合（ステップＳ４４でＹＥＳの場合）には、上述のステップＳ２４〜ステップＳ３２と同様処理を行なう（ステップＳ４４〜Ｓ５２）。また、第１温度センサ７１の測定値が供給温度より低い場合（ステップＳ４２でＮＯの場合）には、温水混合比を１００％とし、冷水の混合を禁止する。
給湯器８１が加熱タイプのときは、混合温水温度が設定温度となるように混合比率が計算されることはない。これは、給湯器８１で必ず加熱されるため、設定温度を越えた温水が給湯されてしまうからである。
図７は、常時加熱するタイプの給湯器による調温プロセスを示し、この場合には、供給温度以上であれば冷水と混合して供給温度にまで下げ（矢印ｆ）、そこから最小加熱熱量で加熱して設定温度に調温する。また、供給温度よりも低ければ冷水と混合せず（矢印ｄ）、そこから設定温度にするために必要な熱量で加熱して設定温度に調温する（矢印ｅ）。
【００４６】
本実施形態に係るコージェネレーションシステムでは、第１温度センサ７１と第２温度センサ６４の測定値に基づいたフィードフォワード制御による一次温水と冷水の混合が実施されるとともに、第３温度センサ７３の測定値に基づいたフィードバック制御をも実施される。即ち、給湯開始時や給湯開始後に貯湯槽４９から供給される一次温水温度が変動した場合、さらには、給湯開始後に設定温度が変更された場合には、即座にフィードフォワード制御が実施され、給湯開始時等から短時間で設定温度の給湯が行なれる。また、フィードフォワード制御された温水温度が設定温度や供給温度に一致しているかを確認し、一致していない場合にはフィードバック制御が実施されて混合比率の微調整が行なわれる。
【００４７】
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、上記実施形態では、水道水管５３に第２温度センサ６４を配設したが、水道水の温度変化の巾は、一次温水の温度変化の巾に比してはるかに小さいために、近似的には「冷水温度は所定値に固定されている」とすることもできる。この近似が許される場合には、第２温度センサ６４は必要とされない。
また、本実施形態ではフィードバック制御を併用するために、混合後の温水温度を測定する第３温度センサ７３を用いたが、給湯中フィードフォワード制御を持続させることもでき、この場合には、第３温度センサ７３は必要とされない。
さらに、上記コージェネレーションシステムにおいて、センサの断線、短絡、混合手段７５その他の装置の故障等が生じた場合に、リモコン８５にエラー表示を行なうようにしても良い。このエラー表示は、制御回路部８６からリモコン８５にエラー検出信号を出力することによって行なう。また、エラーが生じた場合に、水電磁弁６７を閉じたり、ポンプ４６の運転を中止して一次温水の加熱を禁止するように制御しても良い。この場合、発電排水は他の熱交換器４３で他の用途の温水４４を加熱するために利用される。
また、上記実施形態では、混合手段７５が、温水管と冷水管の開度を個々に変更するタイプのものであったが、温水と冷水を入力して混合水を出力する３ポート弁を用いて、温水混合比と冷水混合比が機械的に連動して変化するタイプを用いることができる。
本実施形態では、混合比調節器と混合器を混合手段７５に兼用させたが、混合比調節機と混合器を別に構成してもよい。また燃料電池で発電する方式に換えて、エンジンで発電機を回転させて発電する方式でもよい。この場合にも発電排熱が発生する。
また、給湯器８１から非加熱タイプ又は加熱タイプの信号を受信したり、最小加熱熱量の現在値を受信する方式に限られず、それらの情報を予め記憶しておくようにしても良い。例えば、ＲＡＭ１０６で給湯器が非加熱タイプか加熱タイプのいずれであるかの情報と最小加熱熱量の給湯時からの時間変化を記憶する。このようにしても、給湯器のタイプや最小加熱熱量の変化に応じた混合比率を決定することができる。
また、本実施形態の混合手段７５は、冷水混合比を０％とすることができるものであったが、完全な意味での０％である必要はない。即ち、混合手段７５で冷水の混合を完全に禁止することができず、若干の冷水が混合される場合にも本発明を適用することができる。
また、本明細書また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、本明細書また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】
【図１】  従来技術に係るコージェネレーションシステムの概略構成図である。
【図２】  本発明に係るコージェネレーションシステムの概略構成図である。
【図３】  制御回路部とその周辺のブロック図である。
【図４】  制御回路部で実施される処理のフローチャートである。
【図５】  制御回路部で実施される処理のフローチャートである。
【図６】  非加熱タイプの給湯器による調温プロセスを模式的に示す。
【図７】  加熱タイプの給湯器による調温プロセスを模式的に示す。
【図８】  最小加熱熱量が時間的に変化し、最小昇温温度はさらに流量によって変化することを模式的に示す。
【図９】  温水混合比と冷水混合比が連動して変化する様を示す。
【符号の説明】
４１・・燃料電池発電システム
４５・・熱交換器
４９・・貯湯槽
５１・・一次温水供給管
５３・・水道水管
６３・・冷水混合比調節器
６３ａ・・弁
６３ｂ・・弁駆動部
６４・・第２温度センサ
６５・・温水混合比調節器
６５ａ・・弁
６５ｂ・・弁駆動部
６７・・電磁弁
７１・・第１温度センサ
７３・・第３温度センサ
７５・・混合手段
７７・・混合温水供給管
７８・・流量センサ
８１・・給湯器
８６・・制御回路部
８８・・ユニット
【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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