JP6513062B2 - Hot water supply system and cogeneration system - Google Patents
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Description
本発明はたとえば、排熱源からの熱を貯湯によって蓄熱し、給湯加熱などに用いる給湯技術に関する。
The present invention relates to, for example, a hot water supply technology for storing heat from a waste heat source by means of a hot water storage and using it for hot water heating and the like.
エンジン発電機や燃料電池の発電時の排熱エネルギ、太陽熱エネルギを熱交換して貯湯タンクに貯湯し、貯湯タンクから給湯する給湯システムが普及している。 BACKGROUND ART A hot water supply system is widely used, in which heat exchange between solar heat energy and exhaust heat energy at the time of power generation by an engine generator or a fuel cell is performed and stored in a hot water storage tank and hot water is supplied from the hot water storage tank.
このような給湯システムでは、貯湯タンクの湯温が給湯温度未満であれば、補助熱源により補助加熱を行って設定温度での給湯を実現することが知られている(たとえば、特許文献1)。補助熱源に燃焼加熱を使用する場合、補助熱源に供給する水量により補助熱源の下限能力を保証する制御が知られている(たとえば、特許文献2)。
In such a hot water supply system, if the hot water temperature of the hot water storage tank is less than the hot water supply temperature, it is known to perform auxiliary heating with an auxiliary heat source to realize hot water supply at a set temperature (for example, Patent Document 1). When using combustion heating as an auxiliary heat source, control which guarantees the lower limit capability of an auxiliary heat source by the amount of water supplied to an auxiliary heat source is known (for example, patent document 2).
ところで、補助熱源が休止中から動作を開始すると、急激な熱エネルギが供給されることになる。この場合、補助熱源の動作状態について、その下限能力を保証するため、冷水を供給する制御では、温水に対する冷水のミキシング量が増大する。つまり、冷水のミキシング量が増大することは貯湯タンクからの給湯量が抑えられる。このため、貯湯タンク内の湯の利用量が低下する状態に陥いるという課題がある。また、このような給湯制御では、下限能力の保証のために繊細な温度制御となるため、給湯温度がアンダーシュートやオーバーシュートといった急激に変化するという課題がある。 By the way, when the auxiliary heat source starts its operation while it is inactive, rapid thermal energy will be supplied. In this case, in order to guarantee the lower limit capability of the operation state of the auxiliary heat source, in the control of supplying the cold water, the mixing amount of the cold water to the hot water is increased. That is, as the mixing amount of cold water increases, the amount of hot water supply from the hot water storage tank is suppressed. For this reason, there is a problem that the amount of use of hot water in the hot water storage tank falls. Moreover, in such hot water supply control, since it becomes delicate temperature control in order to guarantee the lower limit capability, there is a problem that the hot water supply temperature changes rapidly such as undershoot and overshoot.
そこで、本発明の目的は上記課題に鑑み、排熱源の排熱を給湯に利用し、温水を加熱する補助熱源を備える給湯制御にあって、設定温度での安定給湯を実現することにある。
Therefore, in view of the above problems, it is an object of the present invention to realize stable hot water supply at a set temperature in hot water supply control provided with an auxiliary heat source that heats hot water by utilizing exhaust heat of an exhaust heat source for hot water supply.
上記目的を達成するため、本発明の給湯システムの一側面によれば、給水路から供給された給水が排熱源の排熱で加熱されて得られた温水を給湯に利用する給湯システムであって、補助熱源で加熱した熱媒の熱を前記温水に熱交換する熱交換部と、前記熱交換部とともに循環ポンプを含む熱媒循環路と、前記温水の温度が設定温度以上であれば、前記温水を選択して給湯し、前記温水の温度が前記設定温度未満であれば、前記熱交換部で熱交換した前記温水を選択して給湯しまたは該温水に前記熱交換部を通過しない前記温水を混合して給湯する温水切替え部とを備え、前記給水路への給水が検出されてから、前記補助熱源または前記循環ポンプのいずれか一方または双方を動作させ、前記熱媒循環路に前記熱媒を循環させる。 In order to achieve the above object, according to one aspect of the hot water supply system of the present invention, it is a hot water supply system using hot water obtained by heating water supplied from a water supply passage with exhaust heat of an exhaust heat source for hot water supply A heat exchange unit that exchanges heat of the heat medium heated by the auxiliary heat source with the hot water, a heat medium circulation path including a circulation pump together with the heat exchange unit, and the temperature of the hot water is higher than the set temperature The hot water is selected to be supplied with hot water, and if the temperature of the hot water is less than the set temperature, the hot water subjected to heat exchange in the heat exchange part is selected to supply hot water or the hot water does not pass through the heat exchange part And a hot water switching unit for supplying hot water by mixing the hot water, and after the water supply to the water supply passage is detected , either one or both of the auxiliary heat source and the circulation pump are operated, and the heat medium circulation passage is heated Circulate the medium.
上記給湯システムにおいて、前記熱交換部に入る前記温水の温度を検出する第1の温度センサと、前記温水切替え部を制御する制御部とを備え、前記制御部が前記第1の温度センサの検出温度により前記温水切替え部を制御してもよい。 The hot water supply system includes a first temperature sensor that detects a temperature of the hot water entering the heat exchange unit, and a control unit that controls the hot water switching unit, and the control unit detects the first temperature sensor. The hot water switching unit may be controlled by temperature.
上記給湯システムにおいて、さらに、前記排熱源の排熱で加熱される温水が前記設定温度以上であれば、前記温水に前記給水を混合し、前記排熱源の排熱で加熱される温水が前記設定温度未満であれば、該温水を前記熱交換部に供給する混合手段とを備えてもよい。 In the hot water supply system, further, the long hot water is heated by the exhaust heat source heat said set temperature or more, the water supply is mixed, warm water is the setting that is heated by the exhaust heat of the exhaust heat source in the hot water If it is less than temperature, you may provide the said warm water and the mixing means which supplies the said heat exchange part.
上記目的を達成するため、本発明の給湯システムの一側面によれば、排熱源の排熱で加熱される温水を給湯に利用する給湯システムであって、補助熱源で加熱した熱媒の熱を前記温水に熱交換する熱交換部と、上層を高温層、下層を低温層に階層状態で貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンクの上層側の温度を検出する温度センサと、前記温度センサの検出温度が所定温度より低下した時点で前記補助熱源が前記熱媒の加熱を開始する制御部とを備え、前記補助熱源は、発熱量が下限値から上限値に制御可能であって、出湯中、所定温度より低下した時点の先行加熱時の発熱量を前記下限値に設定する。 In order to achieve the above object, according to one aspect of the hot water supply system of the present invention, it is a hot water supply system using hot water heated by exhaust heat of an exhaust heat source for hot water supply, and heat of a heat medium heated by an auxiliary heat source is used. A heat exchange unit which exchanges heat with the hot water, a hot water storage tank storing hot water in the upper layer and a low temperature layer in the lower layer, a temperature sensor detecting the temperature on the upper layer side of the hot water storage tank, detection of the temperature sensor The auxiliary heat source includes a control unit that starts heating the heat medium when the temperature drops below a predetermined temperature , and the auxiliary heat source has a calorific value that can be controlled from a lower limit value to an upper limit value during tapping. the amount of heat generated during the preceding heating time points lower than a predetermined temperature to set the lower limit value.
上記目的を達成するため、本発明のコージェネレーションシステムの一側面によれば、少なくともエンジン、燃料電池、太陽熱熱交換器のいずれかを排熱源に備えるコージェネレーションシステムであって、上記給湯システムを備える。
In order to achieve the above object, according to one aspect of the cogeneration system of the present invention, there is provided a cogeneration system including at least one of an engine, a fuel cell, and a solar heat exchanger as an exhaust heat source. .
本開示の給湯システムまたはコージェネレーションシステムによれば、次のいずれかの効果が得られる。 According to the hot water supply system or the cogeneration system of the present disclosure, any one of the following effects can be obtained.
(1) 温水が設定温度以上であれば、温水および必要な給水を用いて設定温度に出湯温を制御でき、温水が設定温度未満であれば、補助熱源による補助加熱を用いて設定温度に出湯を制御するので、出湯温のアンダーシュートなどの急変を防止でき、設定温度に制御された安定給湯を実現できる。 (1) If the hot water is above the set temperature, the outlet temperature can be controlled to the set temperature using the hot water and the necessary water supply, and if the hot water is less than the set temperature, the hot water will be output to the set temperature using auxiliary heating by the auxiliary heat source Can prevent sudden changes such as an undershoot on the outlet temperature, and can realize stable hot water supply controlled to the set temperature.
(2) 排熱で加熱された温水を全面的に使用でき、温水が設定温度未満に低下していても、温水側の蓄熱量を全面的に利用できる。 (2) The warm water heated by the exhaust heat can be used entirely, and even if the warm water drops below the set temperature, the heat storage amount on the warm water side can be fully used.
(3) 出湯時、排熱で加熱された温水を先行使用し、温水の滞留時間を短縮して水質低下を防止できる。
(3) When hot water is released, hot water heated by waste heat can be used in advance to shorten the residence time of the hot water and prevent the deterioration of water quality.
〔第1の実施の形態〕 First Embodiment
図1は、第1の実施の形態に係る給湯システムを示している。この給湯システム2は本発明の給湯システムの一例であり、図1に記載これた構成に本発明が限定されるものではない。
FIG. 1 shows a hot water supply system according to a first embodiment. The hot
この給湯システム2には蓄熱手段として貯湯タンク4が備えられている。この貯湯タンク4には温水HWが貯められ、上層を高温層、下層を低温層とする階層状態で貯湯する。つまり、貯湯タンク4にはたとえば、出湯水の設定温度Tより高い温水から設定温度Tより低い温水まで貯湯される。そこで、本願では貯湯タンク4に貯湯されている水を温度に関係なく温水HWとして扱っている。
The hot
この貯湯タンク4の温水HWは、その下層側から貯湯循環路5−1に引き出され、エンジン発電機や燃料電池の発電時の排熱エネルギ、太陽熱エネルギと熱交換され、高温化される。高温化された温水HWは貯湯循環路5−1により貯湯タンク4の上層側に戻される。したがって、貯湯タンク4には、上層を高温層、下層を低温層とする階層状態の貯湯温度分布で貯湯される。
The hot water HW of the hot
貯湯タンク4の上層側には第1の温度センサ6−1が設置されている。この温度センサ6−1の検出温度をT1とし、この検出温度T1が制御部8に提供される。温度センサ6−1にはたとえば、サミスタ温度計を用いればよい。以下、他の温度センサにおいても同じである。
A first temperature sensor 6-1 is installed on the upper layer side of the hot
給湯時、給水路5−2により給水Wが貯湯タンク4の下層側に供給される。この給水Wで押し上げられるように、貯湯タンク4の上層側から温水HWが出湯路5−3に流れる。この給湯システム2には制御部8で制御される第1および第2の温度調整部10−1、10−2が備えられている。混合弁12−1の出側には出湯温を検出する第2の温度センサの一例である温度センサ6−2が備えられ、この温度センサ6−2の検出温度をT2とする。この検出温度T2が、温度調整部10−1、10−2の切替えに用いられる。つまり、T2≧Tでは温度調整部10−1による温度調整、T2<Tでは温度調整部10−2による温度調整により、設定温度Tの出湯が行われる。温度調整部10−2には熱媒HCの熱によって温水HWを加熱する補助熱源14が備えられる。この補助熱源14は、発熱量が下限値から上限値に制御可能であり、出湯中、温度センサ6−1の検出温度T1が設定温度Tより低下した時点の先行加熱時の発熱量をたとえば、燃焼などの動作が維持される程度の下限値に設定すればよい。この発熱量は一例であり、この条件に本発明が限定されるものではない。
At the time of hot water supply, the water supply W is supplied to the lower layer side of the hot
(T2≧Tの場合) (When T2 T T)
設定温度Tの出湯に貯湯タンク4の蓄熱量が十分な場合である。
It is a case where the heat storage amount of the hot
T2≧Tであれば、検出温度T2に応じて温水HW側および給水W側の開度比率が制御部8によって制御される。貯湯タンク4から温水HWが出湯路5−3に流れると、バイパス路5−4からの給水Wが温水HWに混合され、設定温度Tの混合水MW1(=HW+W)が生成される。この混合水MW1は、停止中の温度調整部10−2を通過し、混合水MW1が出湯水となる。この場合、温度センサ6−2と同様に第2の温度センサである温度センサ6−3の検出温度T3は、混合水MW1の検出温度T2となる。つまり、T3=T2となる。
If T2 ≧ T, the
この場合、温度調整部10−1の制御のみで設定温度Tでの出湯が可能であるから、補助熱源14は停止状態とし、混合弁12−2は制御しない。混合弁12−2は温水HW側が全開状態とすればよい。混合弁12−2は温水切替え部の一例である。
In this case, since the hot water can be discharged at the set temperature T only by the control of the temperature adjustment unit 10-1, the
(T2<Tの場合) (If T2 <T)
設定温度Tの出湯には貯湯タンク4の蓄熱量が不足している場合である。この場合、補助熱源14を用いた間接加熱で不足熱量を補完する。補助熱源14における熱源にはたとえば、燃焼ガスを燃焼して燃焼熱を生じるバーナ140を用いればよい。
It is a case where the heat storage amount of the hot
給湯時、貯湯タンク4からの温水HWを全面的に使用し、バイパス路5−4の給水Wの混合を行わない。つまり、混合弁12−1は、温水HW側を全開状態とする。この場合、温度センサ6−2の検出温度T2は温水HWの温度を表す。
At the time of hot water supply, the hot water HW from the hot
貯湯タンク4の温水HWが出湯路5−3より温度調整部10−2に導かれると、温度調整部10−2では、給湯時、先行的に補助熱源14を動作させ、つまり、バーナ140を燃焼させ、この燃焼熱を熱媒循環路5−6に循環する熱媒HCに熱交換する。熱媒循環路5−6には、熱交換器16−1、16−2および循環ポンプ18ー1が備えられている。熱交換器16−1は第1の熱交換部、熱交換器16−2は第2の熱交換部の一例である。バーナ燃焼に連動して循環ポンプ18−1が動作し、熱媒HCが熱交換器16−1、16−2に循環する。バーナ140の燃焼熱が熱交換器16−1により熱媒HCに熱交換され、熱媒HCの熱が熱交換器16−2により温水HWに熱交換される。この熱交換により、加熱された温水HWを加熱温水hHWとする。
When the hot water HW of the hot
出湯路5−3にある温度センサ6−3が、この場合の出湯温度を検出する。この検出温度T3が制御部8に提供され、混合弁12−2の加熱温水hHW側と、加熱前の温水HW側の開度比率が制御される。これにより、加熱温水hHW側と加熱前の温水HWとの混合水MW2が得られ、設定温度Tに調整された混合水MW2(=hHW+HW)が出湯水となる。
The temperature sensor 6-3 in the outlet passage 5-3 detects the outlet temperature in this case. The detected temperature T3 is provided to the
給湯中、T1≧TからT1<Tに遷移すれば、その時点で先行的に補助熱源14および循環ポンプ18−1を動作させる。この場合、バーナ140の燃焼熱で加熱された熱媒HCの熱が温水HWに熱交換される。
During hot water supply, if transition is made from T11T to T1 <T, the
図2は、給湯制御の処理手順の一例を示している。 FIG. 2 shows an example of the processing procedure of the hot water supply control.
この処理手順では、動作開始により給湯であるか否かを判断し(S11)、給湯使用であれば(S11のYES)、温度センサ6−1の検出温度T1が設定温度T未満であるか(T1<T)を判定する(S12)。 In this processing procedure, it is determined whether the hot water supply is started by the operation start (S11), and if the hot water supply is used (YES in S11), whether the detected temperature T1 of the temperature sensor 6-1 is less than the set temperature T ( It is determined T1 <T) (S12).
T1<Tでなければ(S12のNO)、つまり、T1≧Tであれば、補助熱源14を停止する(S13)。これに対し、T1<Tであれば(S12のYES)、補助熱源14を稼働させる(S14)。いずれの場合も、温度センサ6−2の検出温度T2に基づく温度調整部10−1による温度制御を行い(S15)、温水HWと給水Wとの混合水MW1の出湯温を設定温度Tに制御する。
If T1 <T (NO in S12), that is, if T1 ≧ T, the
T2<Tであるかを判断する(S16)。T2<Tであれば(S16のYES)、温度センサ6−3の検出温度T3に基づく温度調整部10−2による温度制御を行い(S17)、加熱温水hHWと加熱前の温水HWとの混合により設定温度Tに調整された混合水MW2(=hHW+HW)での出湯が行われる。 It is determined whether T2 <T (S16). If T2 <T (YES in S16), temperature control is performed by the temperature adjustment unit 10-2 based on the detected temperature T3 of the temperature sensor 6-3 (S17), and mixing of the heated warm water hHW and the warm water HW before heating is performed The hot water in the mixed water MW2 (= hHW + HW) adjusted to the set temperature T is performed.
T2<Tでなければ(S16のNO)、温度調整部10−2の制御により混合弁12−2のバイパス路5−5側を全開にし、バイパス路5−5側のみに混合水MW1を通過させる(S18)。 If T2 <T (NO in S16), the bypass 5-5 side of the mixing valve 12-2 is fully opened by the control of the temperature adjustment unit 10-2, and the mixed water MW1 passes only the bypass 5-5 side. (S18).
また、S11において、給湯使用でなければ(S11のNO)、補助熱源の停止とする(S19)。 In S11, if the hot water supply is not used (NO in S11), the auxiliary heat source is stopped (S19).
図3、図4および図5は、給湯システム2の動作パターンを示している。
FIGS. 3, 4 and 5 show operation patterns of the hot
T2≧Tの場合、設定温度Tの出湯に貯湯タンク4の蓄熱量が十分であるから、図3に示すように、温水HWに給水Wを混合し、この混合水MW1をバイパス路5−5から混合弁12−2を通して出湯する。
In the case of T2 、 T, since the heat storage capacity of the hot
T2≧Tで出湯を開始し、その出湯中にT1<Tに遷移した場合には、図4に示すように、混合水MW1の出湯中にバーナ140の燃焼を開始し、熱媒HCを熱媒循環路5−6に循環させる。
When T2 出 T starts tapping and changes to T1 <T during that tapping, combustion of
T2<Tの場合、設定温度Tの出湯には、貯湯タンク4の蓄熱量が不十分であるから、補助熱源14で加熱された熱媒HCの熱で温水HWの補助加熱を行う。図5に示すように、混合水MW1の出湯中(図4)にT1<Tに遷移した場合、T2<Tに遷移すると、混合弁12−1のバイパス路5−4を閉状態とし、温水HW側を開状態とする。これにより、貯湯タンク4から温水HWのみが混合弁12−1を通過する。このとき、温度センサ6−2の検出温度T2は温水HWの温度を検出する。
In the case of T2 <T, since the heat storage amount of the hot
温水HWに熱媒HCの熱が熱交換され、熱交換器16−2から加熱温水hHWが得られる。混合弁12−2ではバイパス路5−5を通過する温水HWと、熱交換器16−2からの加熱温水hHWとを混合し、混合水MW2が得られる。この混合水MW2の出湯温度が温度センサ6−3で検出され、混合弁12−2のバイパス路5−5側の開度と加熱温水hW側の開度の開度比率が制御され、設定温度Tに制御された混合水MW2の出湯が得られる。 The heat of the heat medium HC is heat-exchanged to the warm water HW, and the heated warm water hHW is obtained from the heat exchanger 16-2. The mixing valve 12-2 mixes the hot water HW passing through the bypass 5-5 with the heated hot water hHW from the heat exchanger 16-2 to obtain mixed water MW2. The outlet temperature of the mixed water MW2 is detected by the temperature sensor 6-3, and the opening ratio of the bypass 5-5 side of the mixing valve 12-2 and the opening ratio of the heating hot water hW side are controlled, and the set temperature A hot water of mixed water MW2 controlled to T is obtained.
図6は、給湯制御の動作タイミングの一例を示している。 FIG. 6 shows an example of operation timing of the hot water supply control.
図6のAは、貯湯タンク4の温水温度が出湯により低下する場合を示している。図6のAにおいて、Tは出湯の設定温度、T1は温度センサ6−1の検出温度(=貯湯温度)の推移の一例、T2は温度センサ6−2の検出温度(=出湯温度)、T3は温度センサ6−3検出温度、Txは混合弁12−1に入る温水HWの温度の推移の一例を示している。このように、貯湯温度(T1)が変化しても、出湯温度(T2)が設定温度Tに制御されることを示している。温度Txが検出温度T1より高くなっているのは、貯湯タンク4の上層側から高い温度の温水HWが混合弁12−1に流れることによる。この温度は第2の実施の形態の温度センサ6−8(図7)で検出される。
A of FIG. 6 has shown the case where the warm water temperature of the hot
T1≧TからT1<Tに遷移した時点t1で、バーナ140の燃焼を開始する。つまり、温度センサ6−2の検出温度T2が低下する前に、補助熱源14を先行的に動作させる。これにより、図6のBに示すように、熱媒温度Thcがバーナ140の燃焼開始時点t1から補助熱源14の保有熱量により上昇し、一定温度に維持される。
The combustion of the
検出温度T2が設定温度Tより低下した時点t2で図6のCに示すように、温度調整部10−1の制御域C1から温度調整部10−2の制御域C2に切り換えられている。時点t1から時点t2の間には、時間Δtが存在する。つまり、バーナ140の燃焼が時点t2より時間Δtだけ先行し、温度調整部10−2の制御域C2に切り換える前にバーナ140の燃焼を開始し、熱媒温度Thcが一定温度に維持される。
As shown in C of FIG. 6 at time t2 when the detected temperature T2 drops below the set temperature T, the control range C1 of the temperature adjustment unit 10-1 is switched to the control range C2 of the temperature adjustment unit 10-2. A time Δt is present between time t1 and time t2. That is, the combustion of the
図6のDは、混合水MW2での出湯中に、貯湯タンク4の貯湯温度が上昇する場合を示している。図6のDにおいて、Tは出湯の設定温度、T1は温度センサ6−1の検出温度(=貯湯温度)、T2は温度センサ6−2の検出温度(=出湯温度)、T3は温度センサ6−3検出温度、Txは混合弁12−1に入る温水HWの温度の推移の一例を示している。時点t3は設定温度Tより検出温度T2が上昇する時点であり、時点t4は検出温度T1が設定温度Tを超える時点であり、バーナ140の燃焼停止時点である。
D of FIG. 6 shows the case where the hot water storage temperature of the hot
図6のEは、熱媒温度Thcは補助熱源14の保有熱量によって一定温度を維持し、時点t4でバーナ140の燃焼停止により緩やかな下降状態となる。
In FIG. 6E, the heat medium temperature Thc maintains a constant temperature by the amount of heat stored in the
そして、図6のFに示すように、T2<TからT2≧Tに遷移した時点t3で温度調整部10−2の制御域C2から温度調整部10−1の制御域C1に切り換えられる。これにより温度調整部10−1により、温水HWおよび給水Wの混合または温水HWのみで設定温度Tの出湯が得られる。 And as shown to F of FIG. 6, it switches from the control area C2 of the temperature adjustment part 10-2 to the control area C1 of the temperature adjustment part 10-1 at the time t3 which changes from T2 <T to T2> = T. Thereby, the hot water of the set temperature T can be obtained by only the mixture of the warm water HW and the feed water W or the warm water HW by the temperature adjustment unit 10-1.
<第1の実施の形態の効果> <Effect of First Embodiment>
第1の実施の形態によれば、次のような効果が得られる。 According to the first embodiment, the following effects can be obtained.
(1) T2≧Tの場合には貯湯タンク4の温水HWおよび給水Wを用いて設定温度Tでの出湯を行う。補助熱源14を動作させることなく、設定温度Tでの給湯を実現するので、経済的である。
(1) In the case of T2 ≧ T, the hot water HW of the hot
(2) T2<Tの場合には貯湯タンク4の温水HWとともに、補助熱源14で加熱した熱媒HCの熱を温水HWに熱交換するので、この場合にも貯湯タンク4の温水HWの全面的使用が可能となり、貯湯タンク4の温水HWの利用率が高く、温水HWの残留を抑制できる。
(2) In the case of T2 <T, the heat of the heat medium HC heated by the
(3) 給湯中、T1≧TからT1<Tに遷移した場合、その遷移時点で、先行的に補助熱源14を動作させ、熱媒HCの熱を温水HWに迅速に熱交換することができる。したがって、貯湯タンク4の温水HWによるいわゆる湯切れ状態によるアンダーシュートを抑制でき、安定した設定温度Tの給湯が行える。
(3) If the transition from T1 遷移 T to T1 <T during hot water supply, the
〔第2の実施の形態〕 Second Embodiment
図7は、第2の実施の形態に係るコージェネレーションシステムを示している。図7に示す構成は本発明の一側面を示したものであり、斯かる構成に本発明が限定されるものではない。 FIG. 7 shows a cogeneration system according to the second embodiment. The configuration shown in FIG. 7 shows one aspect of the present invention, and the present invention is not limited to such a configuration.
このコージェネレーションシステム20には一例として燃料電池ユニット22、貯湯・給湯ユニット24が備えられる。燃料電池ユニット22は排熱源の熱を温水HWに熱交換する。貯湯・給湯ユニット24は、既述の給湯システム2の一例であり、貯湯による蓄熱、温水HWによる給湯を行う。
The
燃料電池ユニット22には燃料電池26および第3の熱交換器16−3が備えられる。燃料電池26は熱源の一例であり、熱源には同様に排気熱を利用可能なガスエンジンの他、排熱源、太陽熱などを用いてもよい。燃料電池26の発電によって生じた排気は排気路5−7を通して熱交換器16−3に導かれる。燃料電池26の動作時、循環ポンプ18−2を駆動し、貯湯タンク4の下層側から取り出された温水HWが熱交換器16−3に循環する。熱交換器16−3により排熱との熱交換で高温化された温水HWが貯湯タンク4の上層側に戻される。
The
貯湯タンク4には、階層状態にある貯湯温度を検出する複数の温度センサが備えられる。この実施の形態では上層側に温度センサ6−1、下層側に温度センサ6−4、6−5、6−6が上方から下方に向かって所定間隔で設置されている。温度センサ6−1の検出温度T1、温度センサ6−4、6−5、6−6の検出温度T4、T5、T6が制御部8(図9)に提供される。
The hot
貯湯タンク4の給水路5−2には、流量センサ7および温度センサ6−7が設置されている。流量センサ7は給水流量を検出し、温度センサ6−7は給水温度を検出する。これら検出流量および検出温度T7は制御部8(図9)に提供される。
A flow sensor 7 and a temperature sensor 6-7 are installed in the water supply passage 5-2 of the hot
出湯路5−3には温度センサ6−8、6−9および温度センサ6−2、6−3が設置されている。温度センサ6−8は、混合弁12−1の入側の温水HWの温度を検出する。温度センサ6−9は、混合弁12−2の入側の加熱温水hHWの温度を検出する。温度センサ6−3は、混合弁12−2の出側の混合水MW2(=HW+hHW)の温度を検出する。これら温度センサ6−2、6−3、6−8、6−9の検出温度T2、T3、T8、T9が制御部8に提供される。
Temperature sensors 6-8 and 6-9 and temperature sensors 6-2 and 6-3 are installed in the outlet passage 5-3. The temperature sensor 6-8 detects the temperature of the hot water HW on the inlet side of the mixing valve 12-1. The temperature sensor 6-9 detects the temperature of the heated warm water hHW on the inlet side of the mixing valve 12-2. The temperature sensor 6-3 detects the temperature of the mixed water MW2 (= HW + hHW) on the outlet side of the mixing valve 12-2. The detected temperatures T2, T3, T8 and T9 of these temperature sensors 6-2, 6-3, 6-8 and 6-9 are provided to the
熱媒循環路5−6には、アキュムレータ28、熱交換器16−1、16−2、循環ポンプ18−1および温度センサ6−10、6−11が備えられている。アキュムレータ28はたとえば、膨張タンクであり、熱媒HCを貯留して大気に開放する。温度センサ6−10は、熱交換器16−1の入側の熱媒HCの温度を検出し、この検出温度をT10とする。温度センサ6−11は、熱交換器16−1の出側つまり熱交換器16−2の入側の熱媒HCの温度を検出し、この検出温度をT11とする。
The heat medium circulation path 5-6 is provided with an
<温度センサ6−1の位置> <Position of Temperature Sensor 6-1>
図8は図7のVIII部を拡大して示している。温度センサ6−1は、図8に示すように、貯湯タンク4の上層部に設置されている。この温度センサ6−1の設置位置または温度検出位置は、補助熱源14の加熱速度能力より求めればよい。つまり、温度センサ6−1は少なくとも、該温度センサ6−1で検出される温水HWが給湯に使用される前に補助熱源14の立ち上げを完了する時間を確保可能な容積レベル位置の温水HWの温度を検出すればよい。一例として、規制流量24〔リットル/min〕で10〔秒〕で加熱可能である場合は、温水量Wmが4〔リットル〕以上に相当する容積レベル位置に設定され、その位置の貯湯温度を検出する。温度センサ6−1は、貯湯温度センサの一例である。図中、破線は上層側の温水HWと、下層側の低温水LHWの分水嶺の仮想線を示している。
FIG. 8 is an enlarged view of a portion VIII of FIG. The temperature sensor 6-1 is installed in the upper layer portion of the hot
制御部8は、温度センサ6−1の検出温度が設定温度Tより低下した時点で補助熱源14の駆動を開始すればよい。つまり、温度センサ6−1の検出温度T1と設定温度Tとを比較し、T1≧Tで出湯を開始し、T1<Tに遷移した時点t1から、この温度変化が温度センサ6−2に到達する時点t2までの時間Δt(=t1〜t2、図6)が決定される。したがって、温水量Wmに相当する容積レベル位置で温度センサ6−1で貯湯温度の変化を検出し、バーナ140を先行的に燃焼させれば、T1<Tを検出した温水HWが混合弁12−2に到達する前に熱媒HCの加熱および加熱温水hHWの先行加熱が可能となるので、混合水MW1から混合水MW2に切り替えられても、出湯温のアンダーシュートを防止できる。
The
<制御系統> <Control system>
図9は、コージェネレーションシステム20の制御系統の一例を示している。この制御系統30はコンピュータによって構成される。この制御系統30には既述の制御部8、燃料電池ユニット制御部32およびリモコン制御部34が含まれる。制御部8は、貯湯・給湯ユニット24の給湯制御を行う。燃料電池ユニット制御部32は、制御部8と連係し、燃料電池ユニット22の発電制御などを行う。リモコン制御部34は、制御部8や燃料電池ユニット制御部32と連係し、図示しないリモコン装置からの入力情報や出力情報を制御する。
FIG. 9 shows an example of a control system of the
制御部8には、プロセッサ36、メモリ部38、システム通信部40、入出力(I/O)部42が備えられる。プロセッサ36は、メモリ部38にあるOS(Operating System)や給湯制御プログラムを実行し、システム通信部40を介して燃料電池ユニット制御部32やリモコン制御部34から提供される制御情報を参照し、給湯制御に必要な情報処理を実行する。
The
メモリ部38は、OSや制御プログラムの他、給湯制御に必要なデータを格納する。このメモリ部38にはROM(Read-Only Memory)やRAM(Random-Access Memory)が含まれる。このメモリ部38にはデータを格納するハードディスク装置や不揮発性メモリなどの記憶素子が用いられる。RAMは情報処理のワークエリアを構成する。
The
システム通信部40は、燃料電池ユニット制御部32やリモコン制御部34にあるシステム通信部と有線または無線で通信を行い、制御に必要な情報の送受を行う。
The system communication unit 40 communicates with the system communication unit in the fuel cell
I/O部42には、温度センサ6−1、6−2・・・・6−11や、流量センサ7から検出情報が入力される。このI/O部42から出力される制御情報は、混合弁12−1、12−2、循環ポンプ18−1に提供されるとともに、バーナ燃焼制御部142に提供される。バーナ燃焼制御部142では、既述の先行加熱制御がプロセッサ36によって実行される。
Detection information is input to the I /
<給湯制御などの処理手順> <Processing procedure such as hot water supply control>
図10は、給湯制御を含む制御のメインフローを示している。この処理手順では、起動時、イニシャライズを実行し(S21)、貯湯・給湯ユニット24などの各機能部の初期化を行う。
FIG. 10 shows a main flow of control including hot water supply control. In this processing procedure, at startup, initialization is performed (S21), and each functional unit such as the hot water storage / hot
この初期化の後、熱回収処理(S22)、給湯処理(S23)、その他の管理処理(S24)を実行する。熱回収処理(S22)では、燃料電池ユニット22による熱回収を行い、貯湯タンク4に温水HWを貯湯する。給湯処理(S23)では、貯湯タンク4の温水HWを用いて給湯を行う。その他の管理処理(S24)では、他の装置との連係動作や、凍結予防動作、メンテナンスなどの処理を行う。
After this initialization, heat recovery processing (S22), hot water supply processing (S23), and other management processing (S24) are executed. In the heat recovery process (S22), the heat recovery by the
図11は、給湯制御の処理手順の一例を示している。この処理手順では、給湯か否かを監視し(S31)、蛇口やシャワー等が開放され、給湯需要が生じたことを流量センサ7の検出流量により判断する。 FIG. 11 shows an example of the processing procedure of the hot water supply control. In this processing procedure, whether or not hot water supply is monitored (S31), the faucet and the shower are opened, and it is determined from the detected flow rate of the flow rate sensor 7 that the hot water supply demand has occurred.
給湯であれば(S31のYES)、温度センサ6−1の検出温度T1が設定温度T未満(T1<T)であるかを判断する(S32)。貯湯タンク4の上層側の貯湯温度を温度センサ6−1で検出する。この検出温度T1が設定温度T未満かを判断する。設定温度Tはユーザの給湯目標温度であり、ユーザが図示しないリモコン装置のリモコン制御部34に入力し、この設定温度Tが制御部8に通知される。制御部8では、検出温度T1が設定温度T未満かを判断する。検出温度T1は貯湯タンク4内の上層側貯湯温度であり、出湯路5−3に出た温水HWの温度を検出する温度センサ6−8や温度センサ6−2の検出に先駆けて温度センサ6−1で貯湯温度を検出している。これは、温度調整の効果を高めるための先行的検知である。
If it is hot water supply (YES in S31), it is determined whether the detected temperature T1 of the temperature sensor 6-1 is less than the set temperature T (T1 <T) (S32). The hot water storage temperature on the upper layer side of the hot
T1<Tであれば(S32のYES)、貯湯タンク4の温水HWの熱量では設定温度Tでの出湯ができない場合である。この場合、循環ポンプ18−1を駆動し(S33)、熱媒HCの補助加熱のための準備をする。温度センサ6−11の検出温度T11に基づき、熱媒HCの温度が一定温度としてたとえば、80〔℃〕になるように、バーナ140の燃焼量を制御する(S34)。
If T1 <T (YES in S32), it is the case that the hot water at the set temperature T can not be discharged by the heat quantity of the hot water HW of the hot
また、T1<Tでなければ(S32のNO)、動作中の循環ポンプ18−1の駆動を停止し(S35)、バーナ140の燃焼を停止する(S36)。
If T1 <T (NO at S32), the driving of the circulating pump 18-1 in operation is stopped (S35), and the combustion of the
温度センサ6−2の検出温度T2が設定温度T未満(T2<T)であるかを判断する(S37)。なお、この判断には温度センサ6−2の検出温度T2に代えて温度センサ6−8の検出温度T8を用いてもよい。T2<Tであれば(S37のYES)、混合弁12−1を貯湯タンク4側すなわち、温水HW側を全開状態に制御し(S38)、貯湯タンク4から温水HWを混合弁12−1に流し込む。
It is determined whether the detected temperature T2 of the temperature sensor 6-2 is less than the set temperature T (T2 <T) (S37). In addition, it may replace with detection temperature T2 of the temperature sensor 6-2, and may use detection temperature T8 of the temperature sensor 6-8 for this judgment. If T2 <T (YES at S37), the mixing valve 12-1 is controlled to the hot
温度センサ6−3の検出温度T3に基づき、混合水MW2が設定温度Tになるように、混合弁12−2を制御する(S39)。このとき、混合弁12−2では温水HWに対し、熱媒HCの熱を熱交換した加熱温水hHWが混合され、混合水MW2が生成される。この処理の後、S23(図10)にリターンする。 Based on the detected temperature T3 of the temperature sensor 6-3, the mixing valve 12-2 is controlled such that the mixed water MW2 reaches the set temperature T (S39). At this time, heated water hHW obtained by heat exchange of the heat of the heat medium HC is mixed with the heated water HW in the mixing valve 12-2, and mixed water MW2 is generated. After this processing, the process returns to S23 (FIG. 10).
また、T2<Tでなければ(S37のNO)、温度センサ6−2の検出温度T2に基づき、混合水MW1が設定温度Tになるように、混合弁12−1を制御する(S40)。このとき、混合弁12−1では、設定温度Tを充足するに必要な給水Wを温水HWに混合する。この場合、混合弁12−2には設定温度Tに制御された混合水MW1が供給されるので、バイパス路5−5を全開状態とする(S41)。この処理の後、S23(図10)にリターンする。 If T2 <T (NO at S37), the mixing valve 12-1 is controlled based on the detected temperature T2 of the temperature sensor 6-2 so that the mixed water MW1 becomes the set temperature T (S40). At this time, the mixing valve 12-1 mixes the water supply W necessary to satisfy the set temperature T into the hot water HW. In this case, since the mixed water MW1 controlled to the set temperature T is supplied to the mixing valve 12-2, the bypass 5-5 is fully opened (S41). After this processing, the process returns to S23 (FIG. 10).
そして、S31において、給湯停止中(S31のNO)であれば、循環ポンプ18−1の駆動を停止し(S42)、バーナ140の燃焼を停止し(S43)、混合弁12−2はバイパス路5−5側を全閉状態にし(S44)、S23(図10)にリターンする。なお、S44において、混合弁12−2がバイパス路5−5側に全閉状態にされ、たとえば温度センサ6−9の検出温度T9が設定温度T未満(T9<T)の状態で行う。これにより、給湯時のオーバーシュートを防止するとともに、貯湯タンク4内の蓄熱が十分な状態(T1≧T)が連続した場合、補助熱源14と熱交換を行う回路に温水などが滞留するのを防ぐことができる。
Then, in S31, if the hot water supply is stopped (NO in S31), the driving of the circulation pump 18-1 is stopped (S42), the combustion of the
<第2の実施の形態の効果> <Effect of Second Embodiment>
第2の実施の形態によれば、次のような効果が得られる。 According to the second embodiment, the following effects can be obtained.
(1) 貯湯タンク4に貯湯された温水HWの有効利用を図ることができ、給湯能力を向上させることができる。
(1) The hot water HW stored in the hot
(2) ガスエンジンや燃料電池から得られた排熱を貯湯タンク4の温水HWに熱交換して貯湯し、その温水HWを給湯に利用できる。
(2) The exhaust heat obtained from the gas engine or the fuel cell is heat exchanged with the hot water HW of the hot
(3) 補助熱源14にはバーナ140の燃焼熱を利用し、この燃焼熱を熱媒HCに熱交換し、熱媒HCの熱を温水HWの加熱に用いており、温水HWは間接加熱によって昇温される。
(3) The
(4) 貯湯・給湯ユニット24にある第1の温度調整部10−1では混合弁12−1が備えられ、貯湯タンク4内の温水温度が設定温度T以上であれば、その温水HWと給水Wとを混合し、混合水MW1の出湯温を設定温度Tに調整する。この場合、貯湯・給湯ユニット24が設定温度Tでの出湯可能な場合には混合弁12−2はバイパス路5−5側を全開状態とし、補助熱源14による熱媒HCの加熱は行わない。
(4) The first temperature adjustment unit 10-1 in the hot water storage / hot
(5) 貯湯タンク4の上層側の貯湯温度が設定温度T未満になれば、補助熱源14の駆動を開始する。補助熱源14では、熱媒循環路5−6および熱交換器16−2が備えられ、熱媒HCの熱を出湯路5−3の温水HWに熱交換する。つまり、温水HWが補助熱源14により間接加熱され、加熱温水hHWが得られる。
(5) If the hot water storage temperature on the upper layer side of the hot
(6) 給湯中、貯湯温度が設定温度T未満に降下した場合には、補助熱源14を先行的に駆動して熱媒HCを加熱し、貯湯・給湯ユニット24の湯切れに備える。
(6) If the stored water temperature falls below the set temperature T during hot water supply, the
(7) 貯湯・給湯ユニット24の湯切れにより検出温度T2が設定温度T未満となると、補助熱源14の混合弁12−2により、出湯温を設定温度Tに調整する。
(7) When the detected temperature T2 becomes less than the set temperature T due to the hot water out of the hot water storage / hot
(8) 貯湯・給湯ユニット24の混合弁12−1から得られた混合水MW1の温度が急激に降下しても、補助熱源14側の熱媒HCが先行加熱されているので、混合弁12−2による温水HWと加熱温水hHWとの混合比率の制御により、混合水MW1から混合水MW2にシフトする際の出湯温を安定化できる。
(8) Even if the temperature of the mixed water MW1 obtained from the mixing valve 12-1 of the hot water storage / hot
(9) 残湯無しの時、混合弁12−1は温水HW側を全開とし、混合水MW2を出湯する際、温水HWおよび加熱温水hHWは貯湯タンク4から供給される温水HWで賄われ、貯湯タンク4の温水HWが全面的に利用される。このため、貯湯タンク4内の温水残留が回避でき、タンク内水質の低下を防止でき、貯湯タンク4内の温水HWの有効利用を図ることができる。
(9) When there is no residual water, the mixing valve 12-1 fully opens the hot water HW side, and when the mixed water MW2 is discharged, the hot water HW and the heated hot water hHW are filled with the hot water HW supplied from the hot
(10)温度調整部10−2は貯湯・給湯ユニット24と一体、または別体のいずれでもよい。このような温度調整部10−2の形態を貯湯・給湯ユニット24と分離可能とすれば、設置の自由度やメンテナンスの容易化を図ることができる。
(10) The temperature control unit 10-2 may be either integral with or separate from the hot water storage / hot
(11)出湯しない場合には、温度センサ6−9の検出温度T9が設定温度T未満(T9<T)の条件下、混合弁12−2を熱交換器16−2側に全開とし、つまり、バイパス路5−5側を全閉にするので、出湯開始時、バイパス路5−5側を全開にする場合でも切替えには相応の時間を必要としており、混合弁12−2には熱交換器16−2側の加熱温水hHWが流れ出るので、滞留を防止できる。 (11) When the hot water is not discharged, the mixing valve 12-2 is fully opened to the heat exchanger 16-2 under the condition that the detected temperature T9 of the temperature sensor 6-9 is lower than the set temperature T (T9 <T), that is, Because the bypass passage 5-5 side is fully closed, even when the bypass passage 5-5 side is fully opened at the start of tapping, a corresponding time is required for switching, and heat exchange is performed on the mixing valve 12-2 Since the heated warm water hHW on the side of the vessel 16-2 flows out, stagnation can be prevented.
(12)給水流量としてたとえば、最大流量24〔リットル/min〕を通水させた場合、温度センサ6−1の温水HWが流れ出るまで10〔秒〕程度の猶予時間があり、温度センサ6−1の検出温度T1が設定温度T未満(T1<T)になっても、このような猶予時間の間に補助熱源14内の熱媒HCを十分に加熱できるので、湯切れしても出湯温は安定する。
(12) As the feed water flow rate, for example, when the maximum flow rate 24 [L / min] is allowed to flow, there is a delay of about 10 seconds until the warm water HW of the temperature sensor 6-1 flows out. Since the heat medium HC in the
図12は、貯湯・給湯ユニット24の第2の温度調整部10−2の実施例を示している。図12において、図1、図7と同一部分には同一符号を付してある。
FIG. 12 shows an embodiment of the second temperature control unit 10-2 of the hot water storage / hot
この給湯装置44は、第2の実施の形態に係る貯湯・給湯ユニット24から貯湯タンク4、流量センサ7および混合弁12−1を除いた構成を備えている。つまり、給湯装置44は貯湯・給湯ユニット24における第2の温度調整部10−2を給湯機能として備え、暖房機能や浴槽水追焚き機能を具備している。
The hot
この給湯装置44には出湯路5−3に貯湯タンク4側から温水HWが供給され、混合水MW2を出湯する。この実施の形態では、バーナ140の燃焼熱を熱交換する熱交換器16−11、16−12、16−13が備えられる。熱交換器16−11は、燃焼熱の主として顕熱を熱媒HCに熱交換し、熱交換器16−12は燃焼熱の主として潜熱を熱媒HCに熱交換し、熱交換器16−13は燃焼熱の主として潜熱を出湯路5−3の温水HWに熱交換する。したがって、この実施の形態では、温水HWには、熱交換器16−2により熱媒HCの熱が熱交換されるとともに、熱交換器16−13により燃焼熱の主として潜熱が熱交換される。給湯装置44における第2の温度調整部10−2は第2の実施の形態で説明したので、その詳細は割愛する。
Hot water HW is supplied to the hot
バーナ140にはバーナ燃焼制御部142が備えられ、このバーナ燃焼制御部142の制御にはファンによる給気制御、燃料ガスGの給湯要求に対する比例弁制御、バーナ140の燃焼切替制御が含まれる。
The
制御部8には通信線50を介してリモコン装置52が接続され、このリモコン装置52には既述のリモコン制御部34が備えられている。
A
また、貯湯・給湯ユニット24の制御部8とは別に給湯装置44の制御部を設けてもよい。この場合には、通信線50は給湯装置44に接続し、温度センサ6−1の検出温度T1情報の取得や、給湯設定温度Tの通知などを行えばよい。
Further, the control unit of the hot
熱媒HCは、暖房時、熱媒循環路5−6から分岐した暖房回路5−8により、暖房パネル46−1やコンベクタ46−2などの放熱機器に循環させている。 At the time of heating, the heat medium HC is circulated to a heat radiating device such as the heating panel 46-1 and the convector 46-2 by the heating circuit 5-8 branched from the heat medium circulation path 5-6.
熱媒循環路5−6には浴槽水BWに熱媒HCの熱を熱交換する熱交換器16−3が設置されている。この熱交換器16−3には追焚循環路5−9を介して浴槽48が接続されている。したがって、浴槽水BWの追焚時、循環ポンプ18−3の駆動により、浴槽水BWが追焚循環路5−9により熱交換器16−3に循環し、浴槽水BWに熱媒HCの熱が熱交換される。
A heat exchanger 16-3 for exchanging heat of heat of the heat medium HC in the bath water BW is installed in the heat medium circulation passage 5-6. A
この給湯装置44には既述の制御系統30(図8)を用いればよい。この実施の形態では、制御部8で残湯無し判断に基づき、混合弁12−2の制御やバーナ140の制御が行われる。残湯無し判断は、温度センサ6−1の検出温度T1と設定温度Tとの対比で行えばよく、たとえば、T1<Tに移行した時点で、温水HWのみつまり、補助加熱を用いないで設定温度Tでの給湯不能の際に残湯無しとすればよい。
The control system 30 (FIG. 8) described above may be used as the hot
このような給湯装置44によれば、熱媒HCによる温水HWの加熱およびその制御を行う既述の温度調整部10−2の機能を実現できる。
According to such a hot
<実施例の効果> <Effect of the embodiment>
この実施例によれば、次のような効果が得られる。 According to this embodiment, the following effects can be obtained.
(1) 斯かる構成によれば、給湯装置44の給湯機能を貯湯・給湯ユニット24の第2の温度調整部10−2に活用することができる。したがって、貯湯・給湯ユニット24を設置する際に既存の給湯装置を利用し、貯湯タンク4を設置すればよい。
(1) According to such a configuration, the hot water supply function of the hot
(2) 既設の貯湯タンク4があり、給湯装置44が存在すれば、既述のコージェネレーションシステム20の貯湯・給湯ユニット24を構成できる。
(2) If there is an existing hot
(3) このようなシステムを用いれば、既述したように、貯湯タンク4の温水HWを先行的に使用し、貯湯タンク4内の温水HWの利用効率が高められ、しかも、設定温度Tに制御された安定出湯を行うことができる。
(3) If such a system is used, as described above, the hot water HW of the hot
(4) 熱媒HCは上記実施例では事前に燃焼動作を行ない、75〔℃〕以上に加熱されるので、熱交換器16−1を通過した温水HWは75〔℃〕以上に加熱され、加熱温水hHWが得られ、極めて衛生的である。 (4) In the above embodiment, the heat medium HC performs a combustion operation in advance and is heated to 75 ° C. or higher, so the hot water HW passing through the heat exchanger 16-1 is heated to 75 ° C. or higher, Heated hot water hHW is obtained and is very hygienic.
〔他の実施の形態〕 Other Embodiments
a) 上記実施の形態では、給湯装置44は貯湯タンク4を備えていないが、貯湯タンク4を備える構成としてもよい。
a) In the above embodiment, the hot
b) 貯湯・給湯ユニット24では温度調整部10−2を内蔵しているが、貯湯・給湯ユニット24から温度調整部10−2を外付け構成としてもよい。
b) The hot water storage / hot
c)第1の実施の形態では熱媒循環路5−6にアキュームレータ28(図3)を省略しているが、熱媒HCを溜め、循環する熱媒HCを外気に開放する膨張タンクを備えてもよい。 c) In the first embodiment, the accumulator 28 (FIG. 3) is omitted in the heat medium circulation passage 5-6, but an expansion tank for storing the heat medium HC and opening the circulating heat medium HC to the outside air is provided May be
以上説明したように、本発明の技術の最も好ましい実施の形態等について説明した。本発明は、上記記載に限定されるものではない。特許請求の範囲に記載され、または発明を実施するための形態に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能である。斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
As described above, the most preferable embodiments and the like of the technology of the present invention have been described. The present invention is not limited to the above description. Various modifications and changes can be made by those skilled in the art based on the subject matter of the invention described in the claims or disclosed in the mode for carrying out the invention. It goes without saying that such variations and modifications are included in the scope of the present invention.
本発明の給湯システム、コージェネレーションシステムでは、燃料電池などの排熱源の排熱を温水加熱に利用することにより、排熱の温水加熱へ効率的な利用とともに、給湯時の出湯温度の安定化を高めることができる。
In the hot water supply system and the cogeneration system of the present invention, by utilizing the exhaust heat of an exhaust heat source such as a fuel cell for hot water heating, it is possible to efficiently use the exhaust heat to hot water heating and stabilize the hot water temperature during hot water supply. It can be enhanced.
2 給湯システム
4 貯湯タンク
5−1 貯湯循環路
5−2 給水路
5−3 出湯路
5−4 バイパス路
5−5 バイパス路
5−6 熱媒循環路
5−7 排気路
5−8 追焚循環路
6−1、6−2、6−3、6−4、6−5、6−6、6−7、6−8、6−9、6−10、6−11 温度センサ
7 流量センサ
8 制御部
10−1 第1の温度調整部
10−2 第2の温度調整部
12−1 第1の混合弁
12−2 第2の混合弁
14 補助熱源
16−1、16−2、16−3 熱交換器
18−1、18−2、18−3 循環ポンプ
20 コージェネレーションシステム
22 燃料電池ユニット
24 貯湯・給湯ユニット
26 燃料電池
28 アキュムレータ
30 制御系統
32 燃料電池ユニット制御部
34 リモコン制御部
36 プロセッサ
38 メモリ部
40 システム通信部
42 入出力(I/O)部
44 給湯装置
46−1 暖房パネル
46−2 コンベクタ
48 浴槽
50 通信線
52 リモコン装置
140 バーナ
142 バーナ燃焼制御部
2 hot
Claims (5)
補助熱源で加熱した熱媒の熱を前記温水に熱交換する熱交換部と、
前記熱交換部とともに循環ポンプを含む熱媒循環路と、
前記温水の温度が設定温度以上であれば、前記温水を選択して給湯し、前記温水の温度が前記設定温度未満であれば、前記熱交換部で熱交換した前記温水を選択して給湯しまたは該温水に前記熱交換部を通過しない前記温水を混合して給湯する温水切替え部と、
を備え、前記給水路への給水が検出されてから、前記補助熱源または前記循環ポンプのいずれか一方または双方を動作させ、前記熱媒循環路に前記熱媒を循環させることを特徴とする給湯システム。 A hot water supply system using hot water obtained by heating water supplied from a water supply channel with exhaust heat of an exhaust heat source for hot water supply,
A heat exchange unit that exchanges heat of the heat medium heated by the auxiliary heat source with the hot water;
A heat medium circulation path including a circulation pump together with the heat exchange unit;
If the temperature of the hot water is equal to or higher than the set temperature, the hot water is selected and supplied with hot water, and if the temperature of the hot water is less than the set temperature, the hot water subjected to heat exchange in the heat exchange unit is selected and supplied with hot water Or a hot water switching unit that mixes the hot water with the hot water not passing through the heat exchange unit to supply the hot water;
And, after detection of water supply to the water supply path, one or both of the auxiliary heat source and the circulation pump are operated to circulate the heat medium in the heat medium circulation path. system.
前記温水切替え部を制御する制御部と、
を備え、前記制御部が前記第1の温度センサの検出温度により前記温水切替え部を制御することを特徴とする請求項1に記載の給湯システム。 A first temperature sensor that detects a temperature of the hot water entering the heat exchange unit;
A control unit that controls the hot water switching unit;
The hot water supply system according to claim 1, further comprising: the control unit controls the hot water switching unit according to a temperature detected by the first temperature sensor.
を備えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の給湯システム。 Furthermore, if the hot water heated by the exhaust heat of the exhaust heat source is higher than the set temperature, the hot water is mixed with the feed water, and if the hot water heated by the exhaust heat of the exhaust heat source is lower than the set temperature Mixing means for supplying the hot water to the heat exchange unit;
The hot water supply system according to claim 1 or 2, further comprising:
補助熱源で加熱した熱媒の熱を前記温水に熱交換する熱交換部と、
上層を高温層、下層を低温層に階層状態で貯湯する貯湯タンクと、
前記貯湯タンクの上層側の温度を検出する温度センサと、
前記温度センサの検出温度が所定温度より低下した時点で前記補助熱源が前記熱媒の加熱を開始する制御部と、
を備え、前記補助熱源は、発熱量が下限値から上限値に制御可能であって、出湯中、所定温度より低下した時点の先行加熱時の発熱量を前記下限値に設定することを特徴とする給湯システム。 A hot water supply system using hot water heated by exhaust heat of an exhaust heat source for hot water supply,
A heat exchange unit that exchanges heat of the heat medium heated by the auxiliary heat source with the hot water;
A hot water storage tank that stores hot water in the upper layer in the upper layer and the lower layer in the lower layer,
A temperature sensor for detecting the temperature of the upper layer side of the hot water storage tank;
A control unit that causes the auxiliary heat source to start heating the heat medium when the temperature detected by the temperature sensor falls below a predetermined temperature;
Wherein the auxiliary heat source is a controllable upper limit amount of heat generated from the lower limit value, characterized in that you set in hot water, the amount of heat generated during the preceding heating time points lower than the predetermined temperature to the lower limit value Hot water supply system to be.
請求項1ないし請求項4のいずれかの請求項に記載の給湯システムを備えることを特徴とするコージェネレーションシステム。 A cogeneration system comprising at least one of an engine, a fuel cell, and a solar heat exchanger as an exhaust heat source,
A cogeneration system comprising the hot water supply system according to any one of claims 1 to 4 .
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