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技術 コージェネレーションシステム

出願人 株式会社ノーリツ
発明者 金城貴信福井秀和森本量藤川泰渡邉向生清水泰介吉川昌吾
出願日 2015年8月28日 (5年3ヶ月経過) 出願番号 2015-168949
公開日 2017年3月2日 (3年9ヶ月経過) 公開番号 2017-044449
状態 特許登録済
技術分野 ヒートポンプ、太陽熱、廃熱利用給湯器 貯湯式加熱器の制御
主要キーワード 感応センサ タンク周囲 給湯指示 戻り側通路 外気温度検出センサ 使用予測 出湯通路 タンク水
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (7)

課題

貯湯タンク内湯水が一定時間以上低温のまま継続した使用者不在状態において、使用者が在宅していることを判定した後、給湯使用が予測される時間帯一定時間前に貯湯タンク内の湯水の加熱殺菌を終了させる機能を備えたコージェネレーションシステムを提供することである。

解決手段

コージェネレーションシステム1は、使用者が在宅しているか否かを判定する在宅判定手段(S4)と、給湯の使用量を学習・記憶して時間帯毎の給湯使用予測を行う予測手段(S5)とを備え、貯湯タンク4の加熱殺菌運転を行う際は、在宅判定手段によって使用者が在宅であると判定(S4;Yes)されているとともに、予測手段によって給湯使用が予測される時間帯の一定時間前に加熱殺菌が完了するように制御を行う制御ユニット45を備えている。

概要

背景

従来から、内部熱源機や外部熱源機等の排熱回収して再利用することで総合エネルギー効率を高めたコージェネレーションシステムが実用に供されている。このコージェネレーションシステムは、熱源機として燃料電池ガスエンジン等を組み合わせた発電装置の排熱を回収する種々のタイプのものが実用化されている。

例えば、燃料電池を備えたコージェネレーションシステムは、空気と改質燃料ガス水素含有ガス)との酸化還元反応によって化学エネルギー電気エネルギーに変換することで電力を発生させる燃料電池発電装置、この燃料電池発電装置による発電の際に副次的に発生する排気ガスの排熱を湯水として回収して貯湯する貯湯給湯装置、燃料電池発電装置と貯湯給湯装置とを接続する排熱回収循環回路等から構成されている。

ところで、貯湯給湯装置には湯水を貯湯するための貯湯タンクが設けられているが、貯湯タンク内の湯水が長時間使用されないで、低温となった状態で長時間放置されると、貯湯タンク内にレジオネラ菌等の人体に有害な細菌が繁殖するので、貯湯タンク内の湯水をそのまま使用することが出来ず加熱殺菌処理や貯湯タンク内の湯水の入替処理が必要となる。

そこで、上記の問題を解決する為に、例えば、特許文献1の貯湯式給湯システムにおいては、貯湯槽内の湯水が長期間使用されなかった場合に、使用者不在であると判定し、その後、使用者が帰宅したことを検知した際に1回だけ貯湯槽内の湯水の殺菌処理を行うように制御する技術が開示されている。

概要

貯湯タンク内の湯水が一定時間以上低温のまま継続した使用者不在状態において、使用者が在宅していることを判定した後、給湯使用が予測される時間帯一定時間前に貯湯タンク内の湯水の加熱殺菌を終了させる機能を備えたコージェネレーションシステムを提供することである。コージェネレーションシステム1は、使用者が在宅しているか否かを判定する在宅判定手段(S4)と、給湯の使用量を学習・記憶して時間帯毎の給湯使用予測を行う予測手段(S5)とを備え、貯湯タンク4の加熱殺菌運転を行う際は、在宅判定手段によって使用者が在宅であると判定(S4;Yes)されているとともに、予測手段によって給湯使用が予測される時間帯の一定時間前に加熱殺菌が完了するように制御を行う制御ユニット45を備えている。

目的

本発明の目的は、貯湯タンク内の湯水が一定時間以上低温のまま継続した使用者不在状態において、使用者が在宅していることを判定した後、給湯使用が予測される時間帯の一定時間前に貯湯タンク内の湯水の加熱殺菌を終了させる機能を備えたコージェネレーションシステムを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

発電装置と、この発電装置の排熱を利用して貯湯タンク内湯水を加熱する貯湯給湯装置とを備えたコージェネレーションシステムであって、貯湯タンク内の温水温度が一定温度以下の状態が一定時間以上継続したことを条件として貯湯タンク内の湯水を加熱殺菌するコージェネレーションシステムにおいて、使用者在宅しているか否かを判定する在宅判定手段と、給湯の使用量を学習・記憶して時間帯毎の給湯使用予測を行う予測手段とを備え、前記貯湯タンク加熱殺菌運転を行う際は、前記在宅判定手段によって使用者が在宅であると判定されているとともに、前記予測手段によって給湯使用が予測される時間帯一定時間前に加熱殺菌が完了するように制御される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

前記給湯使用が予測される時間帯は、単位時間当たりの給湯使用量が設定量以上となると予測される時間帯である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。

技術分野

0001

本発明はコージェネレーションシステムに関し、特に貯湯タンク内湯水が一定時間以上低温のまま継続した使用者不在状態において、使用者が帰宅したことを判定した後、給湯使用が予測される時間帯一定時間前に貯湯タンク内の湯水の加熱殺菌を終了させる機能を備えたものに関する。

背景技術

0002

従来から、内部熱源機や外部熱源機等の排熱回収して再利用することで総合エネルギー効率を高めたコージェネレーションシステムが実用に供されている。このコージェネレーションシステムは、熱源機として燃料電池ガスエンジン等を組み合わせた発電装置の排熱を回収する種々のタイプのものが実用化されている。

0003

例えば、燃料電池を備えたコージェネレーションシステムは、空気と改質燃料ガス水素含有ガス)との酸化還元反応によって化学エネルギー電気エネルギーに変換することで電力を発生させる燃料電池発電装置、この燃料電池発電装置による発電の際に副次的に発生する排気ガスの排熱を湯水として回収して貯湯する貯湯給湯装置、燃料電池発電装置と貯湯給湯装置とを接続する排熱回収循環回路等から構成されている。

0004

ところで、貯湯給湯装置には湯水を貯湯するための貯湯タンクが設けられているが、貯湯タンク内の湯水が長時間使用されないで、低温となった状態で長時間放置されると、貯湯タンク内にレジオネラ菌等の人体に有害な細菌が繁殖するので、貯湯タンク内の湯水をそのまま使用することが出来ず加熱殺菌処理や貯湯タンク内の湯水の入替処理が必要となる。

0005

そこで、上記の問題を解決する為に、例えば、特許文献1の貯湯式給湯システムにおいては、貯湯槽内の湯水が長期間使用されなかった場合に、使用者が不在であると判定し、その後、使用者が帰宅したことを検知した際に1回だけ貯湯槽内の湯水の殺菌処理を行うように制御する技術が開示されている。

先行技術

0006

特許4256857号公報

発明が解決しようとする課題

0007

特許文献1の貯湯式給湯システムにおいて、貯湯槽内の湯水の殺菌処理は使用者が長期間不在にした後、使用者が帰宅した際に1回だけ行うように制御されるが、殺菌処理を開始するタイミングについては考慮されていない。そして、殺菌処理中の貯湯槽内の湯水の使用が禁止されている間に給湯要求があった場合は、水道水補助熱源機バーナで加熱して給湯される。

0008

しかし、殺菌処理の終了前に給湯使用量ピークになる時間帯を迎えた場合、補助熱源機で加熱しなければならない水量が増えるばかりでなく、その後殺菌処理で高温となった貯湯槽内の湯水が無駄になるため、システム効率が悪くなるという問題がある。

0009

一方、コージェネレーションシステムにおいては、貯湯タンク内の湯水によって排熱回収を行うとともに、発電部の冷却等も行っているため、貯湯タンク内を加熱殺菌すると、貯湯タンク内が満蓄状態となって、発電の継続が困難になるという問題もある。

0010

本発明の目的は、貯湯タンク内の湯水が一定時間以上低温のまま継続した使用者不在状態において、使用者が在宅していることを判定した後、給湯使用が予測される時間帯の一定時間前に貯湯タンク内の湯水の加熱殺菌を終了させる機能を備えたコージェネレーションシステムを提供することである。

課題を解決するための手段

0011

請求項1のコージェネレーションシステムは、発電装置と、この発電装置の排熱を利用して貯湯タンク内の湯水を加熱する貯湯給湯装置とを備えたコージェネレーションシステムであって、貯湯タンク内の温水温度が一定温度以下の状態が一定時間以上継続したことを条件として貯湯タンク内の湯水を加熱殺菌するコージェネレーションシステムにおいて、使用者が在宅しているか否かを判定する在宅判定手段と、給湯の使用量を学習・記憶して時間帯毎の給湯使用予測を行う予測手段とを備え、前記貯湯タンクの加熱殺菌運転を行う際は、前記在宅判定手段によって使用者が在宅であると判定されているとともに、前記予測手段によって給湯使用が予測される時間帯の一定時間前に加熱殺菌が完了するように制御されることを特徴としている。

0012

請求項2のコージェネレーションシステムは、請求項1の発明において、前記給湯使用が予測される時間帯は、単位時間当たりの給湯使用量が設定量以上となると予測される時間帯であることを特徴としている。

発明の効果

0013

請求項1の発明によれば、在宅判定手段によって、一定時間以上不在であった使用者の帰宅を判定することができ、予測手段によって、給湯の使用量を学習・記憶して時間帯毎の給湯使用予測し、使用者の帰宅後、給湯使用が予測される時間帯の一定時間前に加熱殺菌が完了するように制御して貯湯タンクの加熱殺菌運転を行うことができるので、加熱殺菌の為に加熱された貯湯タンク内の湯水をその後効率的に給湯に使用することができ、貯湯タンクの満蓄状態が解消され発電の継続が容易になる。

0014

請求項2の発明によれば、予測手段によって給湯使用が予測される時間帯は、単位時間当たりの給湯使用量が設定量以上となると予測される時間帯としたので、例えば設定量を50リットルとした場合、浴槽への湯張りで約100〜200リットル等の給湯使用が予測される時間帯の一定時間前には貯湯タンク内の湯水の加熱殺菌が完了しているため、加熱殺菌のために約60〜70℃に加熱された貯湯タンク内の湯水をその後多量の給湯使用が予測されるので貯湯タンクの満蓄状態を早期かつ効率的に解消することができる。

図面の簡単な説明

0015

本発明の実施例1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。
燃料電池発電装置の概略構成図である。
貯湯給湯装置の概略構成図である。
本発明の実施例に係る加熱殺菌処理を行う制御のフローチャートである。
1日の時間帯毎における給湯使用量の変化を示すグラフである。
コージェネレーションシステムを一般住宅に適用した概略構成図である。

0016

以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。

0017

先ず、本発明のコージェネレーションシステム1の全体構成について説明する。
図1に示すように、コージェネレーションシステム1は、発電を行なう燃料電池発電装置2と、湯水を貯湯する貯湯給湯装置3と、燃料電池発電装置2と貯湯給湯装置3との間に湯水を循環させて燃料電池発電装置2の排気ガスから排熱を回収する排熱回収循環回路15等から構成されている。

0018

次に、燃料電池発電装置2について簡単に説明する。
図2に示すように、燃料電池発電装置2は、貯湯給湯装置3の外部熱源機であり、燃料電池発電モジュール2a、この燃料電池発電モジュール2aに空気、燃料ガス、純水等を供給する為の各種の供給装置2b〜2e、発電後の排気ガスを排出する為の排出通路2f、排気ガスと湯水との間で熱交換を行う排熱回収熱交換器2g、排熱回収熱交換器2gで生成された凝縮水を回収して純水に浄化する水処理装置2h、燃料電池発電モジュール2aの出力を調整する為のインバータ2i等を備え、これらの各種機器ケース部材2jに一体的に収納されて構成されている。

0019

燃料電池発電モジュール2aにて発電された直流電力は、インバータ2iを介して交流電力に変換されて外部に出力される。排出通路2fの途中部には、排熱回収熱交換器2gが設置され、燃料電池発電モジュール2aから排出される排気ガスは、排出通路2fを通り、排熱回収熱交換器2gにて排熱回収循環回路15を循環する湯水との間で熱交換され温度が低下した後に外部に排出される。尚、燃料電池発電装置2は、停電時に電力系統から遮断して発電を継続する自立発電運転機能を備えている。

0020

次に、排熱回収循環回路15について、図2図3を用いて説明する。
排熱回収循環回路15は、貯湯タンク4と燃料電池発電装置2との間に湯水を循環させて燃料電池発電装置2の排熱を回収する閉回路であり、低温側循環通路部15a、高温側循環通路部15b等を有し、低温側循環通路部15aの上流端が貯湯タンク4の下部に接続され、高温側循環通路部15bの下流端が貯湯タンク4の上部に接続されている。

0021

低温側循環通路部15aから高温側循環通路部15bに接続する分岐通路部15cが分岐され、この分岐部には、貯湯タンク4を含めた循環回路と貯湯タンク4をバイパスする循環回路とを択一的に選択可能な三方弁33が設置されている。燃料電池発電装置2の内部において、低温側循環通路部15aには、循環ポンプ47が設置され、低温側循環通路部15aと高温側循環通路部15bとの間には、燃料電池発電装置2の排熱回収熱交換器2gが設置されている。

0022

次に、貯湯給湯装置3について簡単に説明する。
図3に示すように、貯湯給湯装置3は、貯湯、給湯、浴槽への給湯及び浴槽の追焚き、床暖房パネル等の温水暖房端末への温水の供給等の機能を有するものであり、貯湯タンク4、補助熱源機5、風呂熱利用熱交換器6、暖房熱利用熱交換器7、給水系通路8、給湯系通路9、出湯通路11、風呂追焚回路12、温水暖房回路13、熱利用循環回路14、排熱回収循環回路15、制御ユニット45、貯湯給湯装置の各種設定を行う操作リモコン46等を備え、これら大部分は外装ケース16内に一体的に収納されている。外装ケース16には、外気温度を検出可能な外気温度検出センサ16aが設置されている。

0023

次に、貯湯タンク4について説明する。
貯湯タンク4は、燃料電池発電装置2で加熱された高温の湯水(例えば、65〜90℃)を貯留可能な密閉タンクで構成され、貯留された湯水の放熱を防ぐ為にタンク周囲断熱材で覆われている。貯湯タンク4の外周部には、下側から上側に向かって等間隔に複数の湯水温度検出センサ4a〜4dが順に設けられ、これら複数の湯水温度検出センサ4a〜4dにより貯湯タンク4内の複数の貯留層の湯水温度が検出される。

0024

次に、補助熱源機5について説明する。
補助熱源機5は、バーナや熱交換器等を内蔵した公知のガス給湯器で構成されている。補助熱源機5は、貯湯タンク4内の湯水温度が低下した場合、貯湯タンク内の湯水の給湯が停止されている場合等の特別な場合に限り、制御ユニット45から指令が送信されて燃焼作動され、湯水を加熱するものである。

0025

次に、給水系通路8について説明する。
給水系通路8は、上水源から低温の上水を貯湯タンク4等に供給するものであり、上流給水通路部8a、中間給水通路部8b、下流給水通路部8cを有し、上流給水通路部8aの上流端が上水源に接続され、下流給水通路部8cの下流端が貯湯タンク4の下部に接続されている。上流給水通路部8aには、減圧弁8dが設置され、中間給水通路部8bには、逆止弁8eが設置されている。

0026

上流給水通路部8aと中間給水通路部8bとの間から給湯系通路9に接続するバイパス通路部17が分岐されている。バイパス通路部17には、逆止弁17aが設置されている。中間給水通路部8bと下流給水通路部8cとの間から熱利用循環回路14に接続するバイパス通路部18が分岐されている。この分岐部には、蓄熱切換弁19が設置されている。このバイパス通路部18により、低温の上水を熱利用循環回路14に供給することができ、また逆に、熱利用循環回路14から湯水を貯湯タンク4に戻すことができる。

0027

次に、給湯系通路9について説明する。
給湯系通路9は、貯湯タンク4に貯湯された湯水を風呂等の所望の給湯先に供給するものであり、給湯栓に接続される給湯通路21、貯湯タンク4の上部から給湯通路21に接続されるタンク出湯通路22、このタンク出湯通路22から分岐され燃焼式の補助熱源機5に接続される補助加熱通路23、補助熱源機5から給湯通路21に接続される補助熱源機出湯通路24等を有している。

0028

給湯通路21は、高温の湯水が流れる上流給湯通路部21a、混合湯水が流れる中間給湯通路部21b及び下流給湯通路部21cを有し、上流給湯通路部21aの上流端がタンク出湯通路22に接続され、下流給湯通路部21cの下流端が給湯栓に接続されている。

0029

上流給湯通路部21aと中間給湯通路部21bとの間に混合弁25が設置されている。この混合弁25に給水系通路8から分岐したバイパス通路部17が接続されている。混合弁25は、出湯温度が指令温度になるように低温の上水と高温の湯水の混合比を制御するものである。中間給湯通路部21bには、流量センサ21dと出湯水比例弁26が設置されている。バイパス通路部17から分岐した分岐通路部27が中間給湯通路部21bに接続され、分岐通路部27には、高温出湯回避電磁弁28が設置されている。

0030

タンク出湯通路22は、上流出湯通路部22a、下流出湯通路部22bを有し、上流出湯通路部22aの上流端が貯湯タンク4の上部に接続され、下流出湯通路部22bの下流端が給湯通路21に接続されている。上流出湯通路部22aと下流出湯通路部22bとの間から補助加熱通路23が分岐されている。

0031

補助加熱通路23は、上流加熱通路部23a、下流加熱通路部23bを有し、上流加熱通路部23aの上流端がタンク出湯通路22に接続され、下流加熱通路部23bの下流端が補助熱源機5の導入口に接続されている。上流加熱通路部23aには、逆止弁23cが設置され、下流加熱通路部23bには、圧送ポンプ29と流量センサ23dが設置されている。

0032

上流加熱通路部23aと下流加熱通路部23bとの間にタンク出湯通路22と補助加熱通路23とを切換え可能な三方弁31が設置されている。三方弁31には、熱利用循環回路14の湯水戻り側通路部14dも接続されている。この三方弁31は、上流加熱通路部23aと下流加熱通路部23bとの間の接続・遮断及び下流加熱通路部23bと湯水戻り側通路部14dとの間の接続・遮断を切換え可能なものであり、上流加熱通路部23aと下流加熱通路部23bと湯水戻り側通路部14dの全ての通路部を接続可能である。

0033

補助熱源機出湯通路24は、上流補助出湯通路部24a、下流補助出湯通路部24bを有し、上流補助出湯通路部24aの上流端が補助熱源機5の導出口に接続され、下流補助出湯通路部24bの下流端が給湯通路21の上流端に接続されている。上流補助出湯通路部24aと下流補助出湯通路部24bとの間から熱利用循環回路14の湯水往き側通路部14aが分岐されている。下流補助出湯通路部24bには、タンク水比例弁32が設置されている。

0034

次に、制御ユニット45について説明する。
貯湯給湯装置3は、制御ユニット45によって制御される。各種のセンサ検出信号が制御ユニット45に送信され、この制御ユニット45により、貯湯給湯装置3の動作、各種のポンプの作動・停止、各種の弁の開閉状態切り換え及び開度調整等を制御し、各種運転給湯運転湯張り運転、追焚き運転、高温差し湯運転、暖房運転通常発電運転時の凍結防止運転、自立発電運転時の凍結防止運転、排熱回収運転等)を実行する。

0035

制御ユニット45は、ユーザーが操作可能な操作リモコン46との間でデータ通信可能であり、操作リモコン46のスイッチ操作により各種の運転が設定されると、その指令信号が操作リモコン46から制御ユニット45に送信される。例えば、操作リモコン46のスイッチ操作により目標給湯設定温度が設定されると、その目標給湯設定温度データが操作リモコン46から制御ユニット45に送信される。

0036

さらに、制御ユニット45のRAMには、図5に示すような1日の時間毎の給湯使用量に関する情報を「給湯使用量記録データ」として約2週間分記憶されており、この蓄積された約2週間分の「給湯使用量記録データ」を基に時間毎の平均値割り出して、「給湯使用予測データ」として日々更新しつつRAMに記憶されている。尚、「給湯使用量記録データ」の取得、記憶する処理は「予測手段」の一部を構成している。この「給湯使用予測データ」を基に給湯使用量等の予測を行い、これに合わせて自動で貯湯運転等を行うように制御している。

0037

以下、制御ユニット45で制御される本発明のコージェネレーションシステム1における貯湯タンク内の湯水の加熱殺菌運転制御について、図4のフローチャートに基づいて説明する。尚、図中の符号Si(i=1,2,・・)は各ステップを示す。この加熱殺菌運転制御の制御プログラムは、制御ユニット45に予め格納されている。

0038

図4のフローチャートにおいて、この制御が開始されると、最初にS1において、貯湯タンク4内の湯水温度が一定以下の状態が一定時間以上継続したか否かを判定する。即ち、貯湯タンク4内の湯水が長時間使用されていない使用者が不在の状態を判定する。ここで、「湯水温度が一定以下の状態」とは、貯湯タンク4内で最も高温な状態である湯水温度検出センサ4dで検出される湯水温度が40℃以下の状態であり、「一定時間」とは例えば100時間が設定される。

0039

使用者が長時間不在で、貯湯タンク4内温度が40℃以下の状態が100時間以上継続した場合、S1の判定がYesとなりS3に移行して、貯湯タンク4内の湯水に細菌が繁殖している可能性があるとして、「貯湯タンク4からの給湯停止モード」となる。一方、S1の判定がNoのうちは、S2に移行して、貯湯タンク4からの給湯が可能と判定されて、通常運転モードとなりリターンしてS1を繰り返す。

0040

次に、S4において、使用者が在宅しているか否かを判定する。
図6に示すように、一般住宅Hには、漏電遮断器配線用遮断器等を備えた分電盤40が設置され、この分電盤40に系統電源41から電源線41aを介して商用電力が供給されている。電源線41aには、家庭内使用電力を測定する為の電力量計50が設置されている。分電盤40には、一般住宅H内外に設置された複数のコンセント51が配線52を介して夫々接続されている。

0041

燃料電池発電装置2は、燃料電池発電モジュール2a、この燃料電池発電モジュール2aに空気、燃料ガス、純水等を供給する為の各種の供給装置2b〜2e、燃料電池発電モジュール2aの出力を調整する為のパワーコンディショナユニット43、これら各種装置を制御する為の制御ユニット44等を備えている。

0042

使用者が在宅しているか否かの判定は、分電盤40に設置された電力量計50から電力使用量の検知によって行う。即ち、使用者が在宅の際、電気が使用されるため、電力量計に何らかの変化が生じるため、これを検知することで使用者の在宅を判定することができる。電力量計50の数値に変化が生じた場合S4の判定がYesとなりS5に移行して時間帯毎の給湯使用予測処理が行われる。電力量計50の数値に変化が生じない場合はS4の判定がNoのうちはS4を繰り返す。尚、S4が「在宅判定手段」に相当する。

0043

次に、S5において、時間帯毎の給湯使用予測処理を行い、給湯使用が予測される時間帯の予測が行われてS6に移行する。このS5では、RAMに記憶された「給湯使用予測データ」を読み出す処理が行われ、単位時間当たりの給湯使用量が設定量以上となる時間帯の予測が行われる。ここで、「設定量」として「1時間毎の給湯使用量が50リットル」と設定されている場合、図5に示す1日の「給湯使用予測データ」から、設定量以上の給湯使用が予測される時間帯として「20:00」が算出される。尚、S5が「予測手段」の一部に相当する。

0044

次に、S6において、加熱殺菌開始時刻算出処理を行い、貯湯タンク4内の湯水の加熱殺菌を開始する時刻を算出してS7に移行する。このS6では、S5で算出された「20:00」の情報を基に、この時間帯の一定時間前に加熱殺菌が完了する時刻を算出し、貯湯タンク4内の湯水の加熱殺菌に要する時間から逆算して加熱殺菌を開始する時刻が算出される。

0045

ここで、「一定時間前」とは、例えば「1時間前」のことであり、S5で算出された「20:00」から1時間前である「19:00」が加熱殺菌を完了する時刻として算出される。貯湯タンク4内の湯水の加熱殺菌に要する時間は貯湯タンク4の容量によって変動するが、150Lタンクを燃料電池発電装置2で加熱殺菌する場合2〜3時間を要するため、「加熱殺菌開始時刻」は「16:00」と算出される。

0046

次に、S7において、上記「加熱殺菌開始時刻」になったか否かを判定する。開始時刻「16:00」となった場合S7の判定がYesとなりS8に移行して貯湯タンク4内の加熱殺菌が開始される。「16:00」になるまでの時間帯はS7の判定がNoとなりS7を繰り返す。

0047

加熱殺菌が開始されると貯湯タンク4内の湯水を約60〜70℃に加熱するために、低温側循環通路部15a、排熱回収熱交換器2g、高温側循環通路部15bを介して湯水を循環させて燃料電池発電装置2において湯水を加熱し、貯湯タンク4内の上部から高温となった湯水が戻されて貯湯され、貯湯タンク4内で最も低温である湯水温度検出センサ4aで検出される湯水温度が60℃以上となるまで加熱される。

0048

貯湯タンク4内の加熱殺菌が開始されて終了するまでの間に給湯指示があった場合(S9:Yes)はS10に移行して補助熱源機5による給湯モードとなる。この給湯モードでは、給水系通路8、熱利用循環回路14、補助加熱通路23を介して補助熱源機5へ上水が供給され、補助熱源機5で加熱された湯水は、補助熱源機出湯通路24、給湯通路21を介して給湯される。

0049

補助熱源機5による給湯モード中は、給湯指示が解除になったことが判定されるとS12に移行するが(S11;Yes)、それまでは補助熱源機5による給湯が継続され(S11;No)、S10〜S11が繰り返される。

0050

貯湯タンク4内の加熱殺菌が開始されて終了するまでの間に給湯指示がない場合(S9:No)や給湯指示が解除された場合(S11;Yes)は、S12に移行して、貯湯タンク4内の加熱殺菌が終了したか否かを判定する。加熱殺菌が終了していない場合はS12の判定がNoとなりS9に移行し「貯湯タンク4からの給湯停止モード」の状態が維持されて、S9〜S12が繰り返される。加熱殺菌が終了した場合はS12の判定がYesとなりS13に移行して「貯湯タンク4からの給湯停止モード」が解除されて、加熱殺菌運転を終了して一連の制御を終了する。

0051

次に、本発明のコージェネレーションシステム1の作用及び効果について説明する。
貯湯給湯装置3が備えた制御手段45は、在宅判定手段によって、使用者の在宅を判定することができ(S4)、予測手段によって、給湯の使用量を学習・記憶して時間帯毎の給湯使用予測し(S5)、使用者が在宅中かつ設定量以上の給湯使用が予測される時間帯の一定時間前に加熱殺菌が完了するように制御(S6)して貯湯タンク4内の湯水の加熱殺菌運転を行うことができるので、加熱殺菌の為に加熱された貯湯タンク4内の湯水をその後効率的に給湯に使用することができ、貯湯タンクの満蓄状態が解消され発電の継続が容易になる。

0052

また、予測手段によって給湯使用が予測される時間帯は、単位時間当たりの給湯使用量が設定量以上と予測される時間帯としたので、例えば設定量を50リットルとした場合、浴槽への湯張りで約100〜200リットル等の給湯使用が予測される時間帯の一定時間前には貯湯タンク4内の湯水の加熱殺菌が完了しているため、加熱殺菌のために約60〜70℃に加熱された貯湯タンク4内の湯水をその後多量の給湯使用が予測されるので、貯湯タンク4の満蓄状態を早期かつ効率的に解消することができる。

0053

次に、前記実施例を部分的に変更した形態について説明する。
[1]前記実施例において、発電装置として燃料電池発電装置2について説明したが、これに限定する必要はなく、ガスエンジン発電装置等を採用しても良いし、これら以外にも種々の公知なものを採用可能である。

0054

[2]また、前記実施例において使用者が在宅しているか否かを判定する「在宅判定手段」(S4)として、使用者の在宅を電力量計50の数値の変化で検知すると説明したが、これに限定されるものではなく、使用者が給湯機器のスイッチをONにしたことによる検知や、人体感応センサによる検知等、採用可能である。

実施例

0055

[3]前記実施例において、加熱殺菌を行う際、燃料電池発電装置2において湯水を加熱させる構成で説明したが、これに限定されるものではなく、補助熱源機5において加熱させて貯湯タンク4内に戻す構成も採用可能である。
[4]その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態包含するものである。

0056

1コージェネレーションシステム
2燃料電池発電装置
3貯湯給湯装置
4貯湯タンク
45 制御ユニット

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