JP3970195B2

JP3970195B2 - Cogeneration system

Info

Publication number: JP3970195B2
Application number: JP2003054800A
Authority: JP
Inventors: 義孝栢原; 桂嗣滝本
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 2003-02-28
Filing date: 2003-02-28
Publication date: 2007-09-05
Anticipated expiration: 2023-02-28
Also published as: JP2004263941A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱と電力を発生する熱電併給装置と、前記熱電併給装置が発生する熱にて貯湯タンク内の湯水を加熱する排熱式加熱手段と、前記貯湯タンク内から取り出した湯水を浴槽内に供給する浴槽湯水供給手段と、前記浴槽湯水供給手段にて前記浴槽内に供給される湯水に対する給水の混合比調整により前記浴槽内へ供給される湯水の供給湯水温度を設定する供給湯水温度設定手段とを備えると共に、前記供給湯水温度設定手段により前記供給湯水温度を所定の設定供給湯水温度に設定しながら、前記浴槽内の水位が所定の湯張り目標水位となるまで、前記浴槽湯水供給手段により前記浴槽内に湯水を供給する落し込み操作を実行して前記浴槽内の湯張りを行う湯張り手段を備えたコジェネレーションシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記のようなコジェネレーションシステムは、熱電併給装置が、ガスエンジンを駆動源とする発電装置や燃料電池などから構成され、熱電併給装置を運転させるとともに、排熱式加熱手段を作動させることにより、熱電併給装置にて発生する熱を利用して貯湯タンク内に湯水を貯湯するように構成されている。
【０００３】
更に、かかるコジェネレーションシステムは、その貯湯タンクに接続された給湯路及び湯張り路等からなる浴槽湯水供給手段により、貯湯タンク内から取り出した湯水を浴槽内に供給可能、且つ、上記給湯路等に設けられたミキシングバルブ等からなる供給湯水温度設定手段により、貯湯タンク内から取り出された湯水に混合比調整を伴って給水を混合し、その混合比調整により浴槽内へ供給される湯水の供給湯水温度を設定可能に構成することで、運転制御装置が機能する湯張り手段により、供給湯水温度を所定の設定供給湯水温度に設定しながら、前記浴槽内の水位が所定の設定水位となるまで、浴槽内に湯水を供給する落し込み操作を、自動的に実行可能である。
【０００４】
従来のコジェネレーションシステムの湯張り手段は、上記落し込み操作において、浴槽内の残湯の有り無しに関わらず、浴槽内の水位が予め使用者により設定された湯張り目標水位となるまで、上記湯張り目標水位と同様に浴槽内の水温の目標として設定された湯張り目標水温と等しい設定供給湯水温度の湯水を浴槽内に供給するように構成されている。
【０００５】
更に、上記浴槽内に上記湯張り目標水温よりも低い水温の残湯が存在ている状態で、上記落し込み操作が実行された場合には、落し込み操作後の浴槽内の水温は、上記湯張り目標水温よりも低くなる。そこで、コジェネレーションに、バーナの燃焼により貯湯タンク内に供給する湯水または前記貯湯タンク内から取り出した湯水を加熱する補助加熱手段と、この補助加熱手段で加熱された湯水との熱交換により浴槽内の水を加熱する浴槽水加熱用熱交換器とを設けて、前述の湯張り手段を、上記落し込み操作を実行した後に、上記補助加熱手段と上記浴槽水加熱用熱交換器とを働かせて、上記浴槽内の水を湯張り目標水温に加熱する追い焚き操作を実行することもある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
また、熱電併給装置の運転効率を高めるためのコジェネレーションシステムとして、過去の運転実績に基づいて熱電併給装置の運転計画を行うように構成したものが提案されている。
かかるコジェネレーションシステムは、例えば、コンピュータからなる運転制御装置を、予測熱負荷データに基づいて前記熱電併給装置の運転計画を行う運転計画手段と、更に、記憶装置に蓄積した過去熱負荷データから上記運転計画に使用する予測熱負荷データを導出する熱負荷予測手段等として機能させるように構成される。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−２４８９０８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述の従来の湯張り手段を有するコジェネレーションシステムでは、前述のように、浴槽内に湯張り目標水温よりも低い水温の残湯が存在していた場合には、落し込み操作を実行した後の浴槽内の水温は湯張り目標水温よりも低くなるので、上記落し込み操作の後に、必ず、後の追い焚き操作を実行する必要がある。かかる追い焚き操作を実行した場合には、補助加熱手段を作動させて比較的高い温度の浴槽内の湯水を加熱する必要があるので、補助加熱手段において熱源併給設備とは別にエネルギが消費されることになり、コジェネレーションシステムの運転効率の低下を招くことがある。
【０００９】
また、コジェネレーションシステムにおいて、浴槽内に残湯が存在する状態から湯張りを行った場合の熱負荷は、浴槽内に残湯が存在しない状態言い換えれば空状態から湯張りを行った場合の熱負荷と比較して、残湯が保有していた熱量だけ小さくなる。
しかし、前述の過去の熱負荷に基づいて熱電併給装置の運転計画を行うコジェネレーションシステムでは、使用者が浴槽内の残湯を使用して湯張りを行うか否かを考慮せずに、熱源併給装置の運転計画を行うので、使用者が浴槽内に残湯が存在する状態で湯張りを行った場合には、必要以上に熱電併給装置に熱を発生させてしまったり、逆に、使用者が残湯が存在しない状態で湯張りを行った場合には、浴槽内の湯張りを行うに充分な熱を熱電併給装置で発生させることができない場合があり、コジェネレーションシステムの運転効率の低下を招くことがある。
【００１０】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、熱電併給装置が発生する熱を有効利用して運転効率の向上を図り、浴槽内の湯張りを行うことができるコジェネレーションシステムを提供する点にある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係るコジェネレーションシステムの第一特徴構成は、熱と電力を発生する熱電併給装置と、前記熱電併給装置が発生する熱にて貯湯タンク内の湯水を加熱する排熱式加熱手段と、前記貯湯タンク内から取り出した湯水を浴槽内に供給する浴槽湯水供給手段と、前記浴槽湯水供給手段にて前記浴槽内に供給される湯水に対する給水の混合比調整により前記浴槽内へ供給される湯水の供給湯水温度を設定する供給湯水温度設定手段とを備えると共に、前記供給湯水温度設定手段により前記供給湯水温度を所定の設定供給湯水温度に設定しながら、前記浴槽内の水位が所定の湯張り目標水位となるまで、前記浴槽湯水供給手段により前記浴槽内に湯水を供給する落し込み操作を実行して前記浴槽内の湯張りを行う湯張り手段を備えたコジェネレーションシステムであって、
前記浴槽内の水位と水温とに関する浴槽状態を検出可能な浴槽状態検出手段を備え、
前記湯張り手段が、前記浴槽状態検出手段で検出した浴槽状態である残湯状態と前記浴槽状態の目標として設定された湯張り目標状態とに基づいて前記設定供給湯水温度を決定して、前記落し込み操作を実行するように構成され、
前記湯張り手段が、前記落し込み操作を実行する前に、前記浴槽湯水供給手段により前記浴槽内へ湯水を予備供給する予備落し込み操作を実行可能に構成され、
使用者が前記浴槽内に残湯が存在した状態で湯張りを行うように指令するための入力部の入力信号により前記浴槽内の残湯の有無を判定する残湯判定手段を備え、
前記湯張り手段が、前記残湯判定手段で前記残湯の有りを判定した場合には、前記予備落し込み操作をスキップして前記落し込み操作を実行し、前記残湯判定手段で前記残湯の無しを判定した場合には、前記予備落し込み操作を実行した後に前記落し込み操作を実行する点にある。
【００１２】
即ち、上記第一特徴構成のコジェネレーションシステムによれば、湯張り手段により実行される上記落し込み操作において、浴槽内の水位が予め設定された湯張り目標水位となるまで、貯湯タンク内から取り出した湯水を浴槽内に供給する際に、浴槽内に供給される湯水の温度を、浴槽内の残湯の水位及び水温に関する残湯状態と、浴槽内の目標設定水位及び目標設定水温に関する湯張り目標状態とに基づいて、落し込み操作後の浴槽内の水温が湯張り目標状態における湯張り目標水温を超えない範囲内で、貯湯タンク内の湯温以下のできるだけ高い設定供給湯水温度に設定して、できるだけ熱電併給装置が発生する熱を積極的に利用し、運転効率の向上を図ることができる。
【００１３】
特に、浴槽内に残湯が存在している状態から落し込み操作を実行するときに、貯湯タンク内の湯水が湯張り目標水温より高い場合では、上記設定供給湯水温度を湯張り目標水温よりも高く設定して、貯湯タンク内の湯水の熱を有効利用し、落し込み操作後の浴槽内の水温を上記湯張り目標水温以下のできるだけ高い温度として、後の追い焚き操作で消費されるエネルギをできるだけ小さくすることができる。
【００１５】
そして、浴槽内に残湯が存在しない場合、落し込み操作を実行する前に予備落し込み操作を実行することで、落し込み操作を実行するときには、確実に、浴槽内に供給湯水温度を決定するのに充分な残湯を存在させることができ、その後、落し込み操作を実行して、熱電併給装置が発生する熱を有効利用することができる。
【００１８】
更に、使用者が残湯の使用を指令するための入力部の入力信号により残湯使用判定手段が残湯の不使用を判定した場合にのみ、予備落し込み操作を実行して、強制的に、落し込み操作を実行するときには残湯が存在する状態とし、逆に、残湯判定手段で残湯の有りを判定した場合には、既に浴槽内に残湯が存在しているとして、予備落し込み操作をスキップ（省略）して、湯張り時間の短縮を図る上に、落し込み操作において供給される湯水量をできるだけ大きくして、一層の運転効率向上を図ることができる。
【００１９】
本発明に係るコジェネレーションシステムの第二特徴構成は、上記第一特徴構成に加えて、予測熱負荷データに基づいて前記熱電併給装置の運転計画を行う運転計画手段と、
前記残湯判定手段により残湯が存在する状態で湯張りを行うと判定した場合には、湯張りを行うと考えられる時間帯の熱負荷を小さく見積もった予測熱負荷データを導出し、且つ、前記残湯判定手段により残湯が存在しない状態で湯張りを行うと判定した場合には、湯張りを行うと考えられる時間帯の熱負荷を大きく見積もった予測熱負荷データを導出する熱負荷予測手段とを備えた点にある。
【００２０】
即ち、上記第二特徴構成のコジェネレーションシステムによれば、上記熱負荷予測手段により、逐次記憶された過去における熱負荷に関する過去熱負荷データから、使用者が浴槽内に残湯が存在する状態で湯張りを行うか否かを残湯判定手段の判定結果により考慮して、予測熱負荷データを導出することができ、そのように浴槽内に残湯が存在する状態で湯張りを行うか否かに応じて導出した予測熱負荷データに基づいて、熱電併給装置の運転計画を行うことで、熱電併給装置をできるだけ実際の熱負荷に合わせて運転し、熱電併給設備が発生した熱を有効利用することで、運転効率を一層向上することができる。
【００２１】
また、湯張り手段により実行される落し込み操作においては、残湯が存在している場合には、目標設定水温以上のできるだけ高い設定供給湯水温度の湯水を浴槽内に供給するので、その落し込み操作による熱負荷は、従来のように残湯が存在していても目標設定水温の湯水を浴槽内に供給した場合の熱負荷よりも大きくなり、その落し込み操作による熱負荷が自然に上記過去熱負荷データに反映されることになり、過去熱負荷データの信頼性が高くなり、上記熱負荷予測データの予測精度を向上することができる。
【００２２】
本発明に係るコジェネレーションシステムの第三特徴構成は、上記第一又は第二特徴構成に加えて、前記貯湯タンクから取り出した湯水との熱交換により、前記浴槽内の水を加熱する浴槽水加熱用熱交換器を備え、
前記湯張り手段が、前記落し込み操作を実行する前に、前記浴槽水加熱用熱交換器により前記浴槽内の残湯を予備加熱する予備加熱操作を実行可能に構成されている点にある。
【００２３】
即ち、上記第三特徴構成のコジェネレーションシステムによれば、浴槽水加熱用熱交換器により貯湯タンク内から取り出した湯水との熱交換にて浴槽内の残湯を予備加熱しておくことで、後の落し込み操作において浴槽内に供給するべき湯水の供給湯水温度を、できるだけ貯湯タンク内の湯水の温度以下にして後の追い焚きを省略し、一層の運転効率向上を図ることができる。
【００２４】
また、このように落し込み操作の前に予備加熱操作を実行することで、予備加熱操作における浴槽内の残湯が比較的低温であるため、補助加熱手段のバーナ等を働かせずに、熱電併給装置にて発生した熱により、又は、貯湯タンク内の湯水との熱交換により、その残湯を加熱することができる。
更に、上記予備加熱操作を、貯湯タンク内の貯湯量が満杯になったときに行うことで、熱電併給設備が発生する熱を一層有効利用することができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
本発明にかかるコジェネレーションシステムの実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３４】
このコジェネレーションシステムは、図１および図２に示すように、ガスエンジンによって発電機を駆動するように構成された熱電併給装置１と、その熱電併給装置１の排熱を利用しながら、貯湯、給湯および暖房を行う貯湯ユニット２と、熱電併給装置１と貯湯ユニット２の運転を制御する運転制御部Ｈなどから構成されている。
【００３５】
前記貯湯ユニット２は、湯水を貯湯する貯湯タンク３、貯湯タンク３内の湯水を循環するための熱源用循環路４、熱源用循環路４を通流する湯水を加熱する加熱手段５、熱源用循環路４を通流する湯水にて端末供給用の熱媒を加熱させる暖房用熱交換器６、熱源用循環路４を通流する湯水にて浴槽１８内の水（以下、浴槽水と呼ぶ。）を加熱させる追い焚き用熱交換器７（浴槽水加熱用熱交換器の一例）などから構成されている。
【００３６】
前記貯湯タンク３内には、その湯温を検出することにより貯湯量を検出するサーミスタＳが複数設けられ、貯湯タンク３には、その底部から貯湯タンク３に水道水の供給圧を用いて給水する給水路８が接続され、その上部から給湯するための給湯路９が接続され、使用された量だけの水を給水路８から貯湯タンク３に給水するように構成されている。
【００３７】
前記給湯路９には、給水路８から分岐された混合用給水路１０が接続され、その接続箇所に給湯路９からの湯水と混合用給水路１０からの水との混合比を調整自在なミキシングバルブ１１が設けられている。
前記給水路８と混合用給水路１０との分岐箇所には、給水温度を検出する給水サーミスタ１２が設けられている。
【００３８】
また、給湯路９におけるミキシングバルブ１１よりも上流側には、貯湯タンク３の上部から給湯路９に給湯された湯水の温度を検出する貯湯出口サーミスタ１３が設けられ、給湯路９におけるミキシングバルブ１１よりも下流側には、ミキシングバルブ７にて混合された湯水の温度を検出するミキシングサーミスタ１４および流量制御弁１５が設けられている。
【００３９】
前記給湯路９におけるミキシングサーミスタ１４および流量制御弁１５の配設箇所よりも下流側が、台所や洗面所などの図外の給湯栓に給湯する一般給湯路１６と、浴槽１８内に湯水を供給するための湯張り路１７とに分岐されている。
そして、湯張り路１７が浴槽１８内からの風呂戻り路１９に接続され、風呂戻り路１９および風呂往き路２０の両路を通して浴槽１８内に湯水を供給するようにしている。
【００４０】
前記一般給湯路１６には、一般給湯路１６を通流する湯水の流量を検出する給湯流量センサ２１が設けられ、湯張り路１７には、湯張り路１７を通流する湯水の流量を検出する湯張り流量センサ２２、湯張り電磁弁２３、バキュームブレーカ２４、湯張り逆止弁２５が上流側から順に設けられている。
【００４１】
浴槽湯水供給手段Ａが、給湯路９、流量制御弁１５、湯張り路１７、湯張り電磁弁２３、風呂戻り路１９などにより構成され、上記流量制御弁１５及び湯張り電磁弁２３を開弁させて、貯湯タンク３内から取り出した湯水を、給湯路９、湯張り路１７、及び、風呂戻り路１９を通じて、浴槽１８内に供給するように構成されている。
【００４２】
供給湯水温度設定手段Ｂが、貯湯出口サーミスタ１３、給水サーミスタ１２、ミキシングバルブ７、ミキシングサーミスタ１４などで構成され、浴槽湯水供給手段Ａ等にて浴槽１８内又は給湯栓に供給される湯水に対する給水の混合比調整し、浴槽１８内又は給湯栓へ供給される湯水の供給湯水温度を設定するように構成されている。
【００４３】
前記熱源用循環路４と貯湯タンク３とが、熱源用循環路４を通流する湯水を貯湯タンク３内に戻す、または、貯湯タンク３内の湯水を熱源用循環路４に取り出すために、貯湯タンク３の上部と底部の合計２箇所で連通接続されている。
そして、貯湯タンク３の上部には、熱源用循環路４の湯水を貯湯タンク３内に供給するための貯湯路２６が連通接続され、その貯湯路２６には、貯湯開閉弁２７が設けられている。
また、貯湯タンク３の底部には、貯湯タンク３内の湯水を熱源用循環路４に取り出すための取り出し路２８が連通接続され、その取り出し路１８と熱源用循環路４との接続箇所に三方弁２９が設けられている。
【００４４】
そして、熱源用循環路４には、湯水の循環方向の順に、熱源用循環路４の湯水の循環量を検出する循環流量センサ３０、循環ポンプ３１、加熱手段５、熱源用循環路４の湯水の循環量を調整する循環流量調整バルブ３２、加熱手段５にて加熱された湯水の温度を検出する加熱温サーミスタ３３、湯水の通流を断続する断続弁３４、暖房用熱交換器６、追い焚き用熱交換器７が設けられている。
【００４５】
湯水循環手段Ｄが、熱源用循環路４、循環ポンプ３１、循環流量センサ３０、循環流量調整バルブ３２、加熱温サーミスタ３３、貯湯開閉弁２７、および、断続弁３４などにより構成されている。
そして、湯水循環手段Ｄは、貯湯タンク３から取り出した湯水を加熱手段５にて加熱し、その加熱した湯水を貯湯タンク３に貯湯したり、加熱手段５にて加熱した湯水を暖房用熱交換器６および追い焚き用熱交換器７に供給して、暖房用熱交換器６および追い焚き用熱交換器７を通過した湯水を加熱手段５に戻すように構成されている。
【００４６】
前記加熱手段５は、熱電併給装置１におけるガスエンジンの冷却水により湯水を加熱する排熱式加熱手段５ａと、バーナの燃焼により湯水を加熱する補助加熱手段５ｂとから構成されている。
【００４７】
前記排熱式加熱手段５ａは、熱電併給装置１の運転中に、冷却水循環ポンプ３５を作動させて、ガスエンジンの冷却水を冷却水循環路３６を通して排熱式加熱手段５ａに供給させて、熱源用循環路４を通流する湯水を加熱するように構成されている。
【００４８】
前記補助加熱手段５ｂは、図示はしないが、ガス燃焼式のバーナおよびこのバーナに燃焼用空気を供給するファンなどが設けられ、バーナの燃焼により熱源用循環路４を通流する湯水を加熱するように構成されている。
【００４９】
前記暖房用熱交換器６には、暖房戻り路３７および暖房往き路３８が接続され、暖房ポンプ３９を作動させることにより、暖房戻り路３７および暖房往き路３８を通して循環する端末供給用の熱媒を通過させて、加熱部４にて加熱された湯水にて端末供給用の熱媒を加熱させるように構成されている。
【００５０】
前記暖房戻り路３７には、熱媒の循環方向の上流側から順に、暖房戻り路３７の熱媒の温度を検出する暖房戻りサーミスタ４０、大気開放式の膨張タンク４１、暖房ポンプ３９が設けられ、暖房往き路３８には、暖房往き路３７の熱媒の温度を検出する暖房往きサーミスタ４２が設けられている。
また、暖房戻り路３７と暖房往き路３８とが、バイパス路４３にて連通接続されている。
【００５１】
前記暖房ポンプ３９を作動させることにより、膨張タンク４１内の熱媒を暖房用熱交換器６を通過させる状態で暖房往き路３８および暖房戻り路３７を通して端末Ｔに循環供給するように構成されている。
また、端末Ｔは、詳述はしないが、床暖房装置や浴室乾燥暖房装置など供給される熱媒にて暖房を行う暖房端末にて構成されている。
【００５２】
前記膨張タンク４１には、貯留している熱媒の水位の上限を検出する上限センサ４４および下限を検出する下限センサ４５と、膨張タンク４１から熱媒が溢れるオーバーフロー状態の発生を検出するオーバーフローセンサ４６とが設けられている。
また、膨張タンク４１には、給水路８から分岐させて膨張タンク４１に給水するためのタンク給水路４７が接続され、そのタンク給水路４７には、補給水電磁弁４８が設けられている。
そして、下限センサ４５にて熱媒の水位が下限となると、上限センサ４４にて熱媒の水位が上限となるまで補給水電磁弁４８を開弁させて、膨張タンク４１へ熱媒を補給するように構成されている。
【００５３】
前記追い焚き用熱交換器７には、風呂戻り路１９および風呂往き路２０が接続され、風呂ポンプ４９を作動させることにより、風呂戻り路１９および風呂往き路２０を通して追い焚き用熱交換器７と浴槽１８内と間で浴槽水を循環させて、加熱手段５にて加熱された湯水との熱交換により浴槽水を加熱させるように構成されている。
【００５４】
前記風呂戻り路１９には、浴槽水の循環方向の上流側から順に、浴槽１８内の水位を検出する圧力検出式の水位検出手段としての水位センサ５０、風呂戻り路１９の浴槽水の温度を検出する風呂戻りサーミスタ５１、二方弁５２、風呂ポンプ４９、風呂水流スイッチ５３が設けられている。
そして、浴槽内の浴槽状態としての水位と水温とを検出可能な浴槽状態検出手段Ｃが、水位センサ５０及び風呂戻りサーミスタ５１とで構成されている。
【００５５】
前記運転制御部Ｈは、図２に示すように、リモコンＲの指令などに基づいて、熱電併給装置１の運転制御、貯湯ユニット２の貯湯運転、給湯運転、暖房運転、更には、貯湯ユニット２の浴槽湯水供給手段Ａ、供給湯水温度設定手段Ｂ、加熱手段５、及び、湯水循環手段Ｄなどの各種手段の作動を制御することにより、浴槽１８内に目標設定水位且つ目標設定水温の湯水を貯める湯張り運転などの各種運転制御を実行するように構成されている。
【００５６】
また、上記リモコンＲには、使用者が浴槽１８内に残湯が存在した状態で湯張り運転を行うように指令するための入力部として残湯使用ボタンＲ１が設けられている。そして、上記運転制御部Ｈが機能する残湯判定手段Ｈ２は、上記リモコンＲの残湯使用ボタンＲ１が押されたときには、その日に実行する湯張り運転において、浴槽１８内に残湯が存在すると判定し、逆に、湯張り運転までに上記残湯使用ボタンＲ１が押されなかった場合には、その日に実行する湯張り運転において、浴槽１８内に残湯が存在しないと判定する。
【００５７】
以下、上記運転制御部Ｈにより実行される各種運転制御について説明を加える。
前記貯湯運転は、断続弁３４を開弁させかつ貯湯開閉弁２７を開弁させた状態で、循環ポンプ３１を作動させて、貯湯タンク３の底部から湯水を熱源用循環路４に取出し、加熱手段５にて所望の温度に加熱したのち、貯湯路２６を通して貯湯タンク３の上部に供給する運転である。
そして、この貯湯運転は、熱電併給装置１の運転中に行われ、冷却水循環ポンプ３５の作動により熱電併給装置１の排熱を利用して、排熱式加熱手段５ａにて加熱された湯水を貯湯タンク３に貯湯するように構成されている。
【００５８】
前記給湯運転は、給湯栓が開操作されたり、湯張り要求が指令されると開始され、貯湯タンク３内に貯湯されている湯水を取り出して、その湯水に水を混合させて所望の温度の湯水を給湯栓や浴槽１８内に供給する運転である。
また、貯湯タンク３内に湯水が貯湯されていない場合などには、補助加熱手段５ｂにて湯水を加熱させる状態で上述の貯湯運転を行い、補助加熱手段５ｂにて加熱された湯水に水を混合させて所望の設定供給湯水温度の湯水を給湯栓や浴槽１８内に供給するように構成されている。
【００５９】
前記暖房運転は、断続弁３４を開弁させかつ貯湯開閉弁２７を閉弁させた状態で、循環ポンプ３１を作動させて、加熱部４にて加熱された湯水を暖房用熱交換器６を通過させるとともに、暖房ポンプ３９を作動させて、膨張タンク４１内の熱媒を暖房用熱交換器６を通過させる状態で暖房往き路３８および暖房戻り路３７を通して端末Ｔに循環供給するように構成されている。
また、この暖房運転では、加熱温サーミスタ３３の検出温度が、例えば、６５〜７０℃になるように、貯湯開閉弁２７と断続弁３４の開度を調整するようにしている。
【００６０】
そして、この暖房運転では、熱電併給装置１が運転中であると、冷却水循環ポンプ３５の作動により熱電併給装置１の排熱を利用して、排熱式加熱手段５ａにて湯水を加熱させて、その加熱された湯水を暖房用熱交換器６に供給するように構成されている。
このように熱電併給装置１の排熱を利用している場合には、排熱利用式加熱手段５ａにて湯水を加熱することにより端末Ｔで要求されている暖房負荷以上を賄うことができると、加熱温サーミスタ３３の検出温度が貯湯設定温度になるように、貯湯開閉弁２７と断続弁３４とを開弁状態で開度調整する。
また、熱電併給装置１が運転されていない場合や、排熱式加熱手段５ａにて湯水を加熱するだけでは端末Ｔで要求されている暖房負荷を賄えない場合には、貯湯開閉弁２７を閉弁しかつ断続弁３４を開弁させ、補助加熱手段５ｂにより湯水を加熱させて、その加熱された湯水を暖房用熱交換器６に供給して、端末Ｔで要求されている暖房負荷を賄うように構成されている。
【００６１】
前記湯張り運転は、運転制御部Ｈが機能する湯張り手段Ｈ１が、リモコンＲ等の湯張り開始指令を指令するためのボタンが押されたとき、又は、リモコンＲ等において予め予約設定されていた湯張り開始時間となったときに実行する運転であり、この湯張り運転は、落し込み操作及び追い焚き操作などからなる。
【００６２】
前記湯張り運転における落し込み操作は、上記浴槽１８内の水位が予めリモコンＲ等において設定された湯張り目標水位に満たない場合に実行される操作であり、詳しくは、供給湯水温度設定手段Ｂにより、浴槽１８内に供給される湯水に対する給水の混合比調整し、浴槽１８内へ供給される湯水の供給湯水温度を所定の設定供給湯水温度に設定しながら、水位センサ５０で検出される浴槽１８内の水位が湯張り目標水位となるまで、浴槽湯水供給手段Ａにより、上記流量制御弁１５及び湯張り電磁弁２３を開弁させて、貯湯タンク３内から取り出した湯水を浴槽１８内へ供給する操作である。
【００６３】
前記湯張り運転における追い焚き操作は、上記落し込み操作を実行した後に、上記浴槽１８内の水温が予めリモコンＲ等において設定された湯張り目標水温に満たない場合に実行される操作であり、詳しくは、循環ポンプ３１を作動させて、加熱手段５にて加熱された湯水を追焚用熱交換器７を通過させるとともに、風呂ポンプ４９を作動させて、浴槽１８内の湯水を追焚用熱交換器７を通過させる状態で風呂戻り路１９および風呂往き路２０を通して循環させて、風呂戻りサーミスタ５１で検出される浴槽水の温度が、上記湯張り目標水位と同様に予め設定された目標湯張り水温となるまで、浴槽水を加熱させる操作である。
また、この追い焚き操作では、加熱温サーミスタ３３の検出温度が、例えば、６５〜７０℃になるように、貯湯開閉弁２７と断続弁３４の開度を調整するようにしている。
【００６４】
また、かかる追い焚き操作では、上述の暖房運転と同様に、熱電併給装置１が運転中であると、貯湯開閉弁２７と断続弁３４とを開弁状態で開度調整しながら、冷却水循環ポンプ３５の作動により熱電併給装置１の排熱を利用して排熱式加熱手段５ａにより加熱された湯水を追い焚き用熱交換器７に供給し、熱電併給装置１が運転されていない場合などには、、貯湯開閉弁２７を閉弁しかつ断続弁３４を開弁させ、補助加熱手段５ｂにて加熱された湯水を追い焚き用熱交換器７に供給して、浴槽１８内で要求されている追い焚き負荷を賄うように構成されている。
【００６５】
前記運転制御部Ｈの湯張り手段Ｈ１は、熱電併給装置１が発生する熱を有効利用してコジェネレーションシステム運転効率の向上を図るために、浴槽状態検出手段Ｃで検出した浴槽１８内の残湯の水位及び水温である残湯状態と、湯張り目標水位及び湯張り目標水温である湯張り目標状態とに基づいて、上記落し込み操作における設定供給湯水温度を決定するように構成されている。以下、このような湯張り運転について、図３の湯張り運転のフロー図に基づいて説明を加える。
【００６６】
湯張り手段Ｈ１により実行される湯張り運転において、先ず、湯張り手段Ｈ１は、残湯判定手段Ｈ２により、浴槽１８内に残湯が存在するか否かを判定され（ステップ１）、残湯が無いと判定されたときのみ、後述する予備落し込み操作（ステップ２）が実行される。
【００６７】
上記ステップ２の予備落し込み操作においては、供給湯水温度設定手段Ｂにより、浴槽１８内へ供給される湯水の供給湯水温度を、湯張り目標水温以下のできるだけ高い温度に設定しながら、浴槽湯水供給手段Ａにより、比較的少量の湯水を浴槽１８内へ供給する操作である。
【００６８】
上記ステップ１にて残湯判定手段Ｈ２で残湯が存在すると判定されたとき、又は、上記ステップ２にて上記予備落し込み操作を実行した後には、浴槽１８内には、確実に残湯が存在することになるので、浴槽状態検出手段Ｃとしての水位センサ５０及び風呂戻りサーミスタ５１により、浴槽１８内の水位Ｖ０と水温Ｔ０との残湯状態が検出され（ステップ３）、更に、この残湯状態から、浴槽１８内の水位及び水温との浴槽状態を湯張り目標水位Ｖ１及び湯張り目標水温Ｔ１との湯張り目標状態とするために、浴槽１８に供給するべき湯水の温度Ｔａ（以下、追加湯水温度Ｔａと呼ぶ。）を導出する（ステップ４）。
【００６９】
ステップ４における追加湯水温度Ｔａの導出方法について説明を加えると、追加湯水温度Ｔａは、下記の数１に示す式により導出される。
【００７０】
【数１】
Ｔａ＝（Ｑ１−Ｑ０）／（Ｖ１−Ｖ０）＋Ｗ０
【００７１】
尚、Ｗ０は、給水サーミスタ１２で検出される給水の温度であり、Ｑ１及びＱ２は、下記の数２の式により導出される、残湯状態Ｖ０，Ｔ０から導出した残湯の保有熱量Ｑ０、湯張り目標状態Ｖ１，Ｔ１から導出した湯張り後の浴槽１８内の湯水の保有熱量Ｑ１である。
【００７２】
【数２】
Ｑ０＝Ｖ０×（Ｔ０−Ｗ０）
Ｑ１＝Ｖ１×（Ｔ１−Ｗ０）
【００７３】
上記ステップ４にて追加湯水温度Ｔａが導出された後には、上記追加湯水温度Ｔａが、サーミスタＳで検出された貯湯タンク３内の湯温ＴＴ（以下、貯湯温度ＴＴと呼ぶ。）以下であるか否かが判定される（ステップ５）。
【００７４】
そして、上記ステップ５にて、追加湯水温度Ｔａが貯湯温度ＴＴ以下であると判定した場合には、後に実行される落し込み操作（ステップ８）において浴槽１８内に供給する湯水の温度である設定供給湯水温度Ｔｓｅｔを、上記追加湯水温度Ｔａに決定し（ステップ６）、逆に、追加湯水温度Ｔａが貯湯温ＴＴよりも大きいと判定した場合には、後に実行される落し込み操作（ステップ８）において浴槽１８内に供給する湯水の温度である設定供給湯水温度Ｔｓｅｔを、上記貯湯温度ＴＴに決定する（ステップ７）。
【００７５】
このように、ステップ７の落し込み操作において浴槽１８内に供給される湯水の設定供給湯水温度Ｔｓｅｔを決定することで、落し込み操作後の浴槽１８内の水温が湯張り目標水温Ｔ１を超えない範囲内で、浴槽１８内に供給する設定供給湯水温度Ｔｓｅｔを貯湯タンク３内の貯湯温度ＴＴ以下のできるだけ高い温度とすることができ、熱電併給装置１が発生する熱を積極的に利用し、コジェネレーションシステムの運転効率の向上を図ることができる。
【００７６】
また、上記ステップ７にて設定供給湯水温度Ｔｓｅｔを貯湯温度ＴＴに決定して上記ステップ８の落し込み操作を実行した場合、又は、上記ステップ６にて設定供給湯水温度Ｔｓｅｔを追加湯水温度Ｔａに設定したものの、上記ステップ８の落し込み操作を実行している間に、貯湯温度ＴＴが追加湯水温度Ｔａを下回り、浴槽１８内に追加湯水温度Ｔａの湯水を供給できなかった場合には、上記落し込み操作を実行した後の浴槽１８内の水温は、湯張り目標水温未満となっている。
そして、このような場合には、上記ステップ７の落し込み操作を実行した後に、追い焚き操作（ステップ９）を実行して、補助加熱手段５ｂを作動させて、浴槽１８内の水温を湯張り目標水温となるまで追い焚きすることができる。
【００７７】
また、上記湯張り運転を実行する前に、残湯使用ボタンＲ１が押されており、残湯判定手段Ｈ２が既に浴槽１８内に残湯が存在すると判定している場合には、風呂ポンプ４９を作動させて、追い焚き用熱交換器７により前記浴槽１８内の残湯を予備加熱しておくこと予備加熱操作を実行しても構わない。このような予備加熱操作を実行することで、後の湯張り運転において導出される浴槽１８に供給するべき湯水の追加湯水温度Ｔａを、できるだけ貯湯タンク内の湯水の温度以下にして、後の追い焚きを省略又は短縮して、一層の運転効率向上を図ることができる。
【００７８】
これまで説明してきたコジェネレーションシステムは、過去の運転実績に基づいて熱電併給装置１の運転計画を行うように構成することで、運転効率を一層向上することができ、以下、その構成について説明を加える。
【００７９】
上記運転計画は、運転制御部Ｈが機能する予測負荷データに基づいて熱電併給装置１の運転計画を行う運転計画手段Ｈ３と、同じく運転制御部Ｈが機能する残湯判定手段Ｈ２の判定結果に応じて過去熱負荷データから予測熱負荷データを導出する熱負荷予測手段Ｈ４とにより実行される。
【００８０】
即ち、上記熱負荷予測手段Ｈ４は、運転制御部Ｈに設けられた記憶手段Ｈ５に逐次記憶され記憶された過去における熱負荷に関する過去熱負荷データから、その日の湯張り運転において、使用者が浴槽１８内に残湯が存在する状態で湯張りを行うか否かを残湯判定手段Ｈ２の判定結果により考慮して、１日分の予測熱負荷データを導出るように構成されている。
【００８１】
また、前述のように本実施形態の湯張り運転における落し込み操作においては、目標設定水温以上のできるだけ高い設定供給湯水温度の湯水を貯湯タンク３内から浴槽１８内に供給するので、上記記憶手段Ｈ５に記憶される過去熱負荷データは、残湯が存在しているときに目標設定水温の湯水を浴槽１８内に供給しその後に追い炊きを行った場合における追い炊きによる熱負荷の少なくとも一部を反映したものとなる。
【００８２】
詳しくは、記憶手段Ｈ５は、１日のうちのどの時間帯にどれだけの熱負荷があったかの１日分の過去熱負荷データを曜日と対応付ける状態で更新して記憶するように構成されている。
【００８３】
過去熱負荷データについて説明すると、図４に示すように、１日分の過去熱負荷データが日曜日から土曜日までの曜日ごとに区分けした状態で記憶するように構成されている。
そして、１日分の過去熱負荷データは、２４時間のうち１時間を単位時間として、単位時間当たりの過去熱負荷データの２４個から構成されている。
【００８４】
過去熱負荷データを更新する構成について説明を加えると、実際の使用状況から、単位時間当たりの熱負荷を供給湯水温度及び流量等にて計測し、その計測した熱負荷データを記憶する状態で１日分の実熱負荷データを曜日と対応付けて記憶させる。
そして、１日分の実熱負荷データが１週間分記憶されると、曜日ごとに、過去熱負荷データと実熱負荷データとを所定の割合で足し合わせることにより、新しい過去熱負荷データを求めて、その求めた新しい過去熱負荷データを記憶して、過去熱負荷データを更新するように構成されている。
【００８５】
日曜日を例に挙げて具体的に説明すると、図４に示すように、過去熱負荷データのうち日曜日に対応する過去熱負荷データＤ１ｍと、実熱負荷データのうち日曜日に対応する実熱負荷データＡ１とから、下記の数３に示すように、日曜日に対応する新しい過去熱負荷データＤ１（ｍ＋１）が求められ、その求められた過去熱負荷データＤ１（ｍ＋１）を記憶する。
尚、下記の数３において、Ｄ１ｍを、日曜日に対応する過去熱負荷データとし、Ａ１を、日曜日に対応する実熱負荷データとし、Ｋは、０．７５の定数であり、Ｄ１（ｍ＋１）を、新しい過去熱負荷データとする。
【００８６】
【数３】
Ｄ１（ｍ＋１）＝（Ｄ１ｍ×Ｋ）＋｛Ａ１×（１−Ｋ）｝
【００８７】
前記予測熱負荷データの導出処理について説明を加えると、日付が変わるごとに実行され、その日のどの時間帯にどれだけの熱負荷が予測されているかの１日分の予測負荷データを求めるように構成されている。
すなわち、曜日ごとの７つの過去熱負荷データのうち、その日の曜日に対応する過去熱負荷データと前日の実熱負荷データとを所定の割合で足し合わせることにより、どの時間帯にどれだけの熱負荷が予測されているかのその日１日分の仮予測熱負荷データを求めるように構成されている。
【００８８】
月曜日１日分の仮予測熱負荷データを求める場合を例に挙げて具体的に説明すると、図４に示すように、曜日ごとの７つの過去熱負荷データＤ１ｍ〜Ｄ７ｍと曜日ごとの７つの実熱負荷データＡ１〜Ａ７とが記憶されているので、月曜日に対応する過去熱負荷データＤ２ｍと、前日の日曜日に対応する実熱負荷データＡ１とから、下記の数４に示すように、月曜日の１日分の仮予測熱負荷データＱ’を求める。
そして、１日分の仮予測熱負荷データＱ’は、図５（イ）に示すように、１日分の予測熱負荷データからなる。
なお、下記の数４おいて、Ｄ２ｍを、月曜日に対応する過去熱負荷データとし、Ａ１を、日曜日に対応する実熱負荷データとし、Ｋは、０．２５の定数であり、Ｑ’は、予測負荷データとする。
【００８９】
【数４】
Ｑ’＝（Ｄ２ｍ×Ｋ）＋｛Ａ１×（１−Ｋ）｝
【００９０】
次に、熱負荷予測手段Ｈ４は、上記の仮予測熱負荷データＱ’を加工して、残湯判定手段Ｈ２により残湯が存在する状態で湯張りを行うと判定した場合には、湯張りを行うと考えられる時間帯の熱負荷を小さく見積もった予測熱負荷データＱａ（図５（ロ））を導出し、逆に、その日が残湯が存在しない状態で湯張りを行うと判定した場合には、湯張りを行うと考えられる時間帯の熱負荷を大きく見積もった予測熱負荷データＱｂ（図５（ハ））を導出する。
尚、仮予測熱負荷データにおいて、最も熱負荷が高い１時間及びその前の時間帯を、上記湯張りを行うと考えられる時間帯として認識することができる。
【００９１】
詳しくは、熱負荷予測手段Ｈ４は、上記仮予測熱負荷データＱ’から、湯張りにより消費されたと考えられる熱負荷ｑを導出する。
【００９２】
この湯張りにより消費されたと考えられる熱負荷ｑは、下記の数５に示すように、空の浴槽１８内に湯張り目標水位Ｖ１及び湯張り目標水温Ｔ１の湯水を貯めるための熱負荷（▲１▼）として導出することができるが、過去において、残湯が存在する状態での湯張りにおいて消費された熱負荷とその頻度との積、及び、残湯が存在しない状態での湯張りにおいて消費された熱負荷とその頻度との積の和（▲２▼）としても導出することができる。
【００９３】
【数５】
ｑ＝Ｑ１・・・▲１▼
ｑ＝（Ｑ１−Ｑ０’）×Ｊ＋Ｑ１×（１−Ｊ）・・・▲２▼
【００９４】
尚、数５において、数２と同様に、Ｗ０は給水温度、Ｑ１は湯張り目標状態Ｖ１，Ｔ１から導出した湯張り後の浴槽１８内の湯水の保有熱量を示し、Ｊは、過去において残湯が存在する状態で湯張りを行った頻度を示す。また、Ｑ０’は、湯張り時の残湯の保有熱量を示し、下記の数６に示すように、熱負荷予測時の残湯状態Ｖ０，Ｔ０から導出した残湯の保有熱量Ｑ０から湯張り運転までの時間に放熱される放熱量を差し引いて導出することができる。
尚、数６において、Ｎは、湯張り運転までの時間を示す。
【００９５】
【数６】
Ｑ０’＝Ｑ０×放熱率^N
【００９６】
そして、残湯判定手段Ｈ２によりその日の湯張り時に残湯が存在すると判定した場合には、熱負荷予測手段Ｈ４は、図５（ロ）に示すように、上記湯張りによる熱負荷ｑに対する残湯が存在した状態で湯張りを行うのに必要な熱負荷（Ｑ１−Ｑ０’）の差分を、仮予測熱負荷データＱ’においてその日の湯張りを行う時間帯の熱負荷から差し引いて、予測熱負荷データを導出する。逆に、残湯判定手段Ｈ２によりその日の湯張り時に残湯が存在しない判定した場合には、熱負荷予測手段Ｈ４は、図５（ハ）に示すように、仮予測熱負荷データＱ’における湯張りによる熱負荷ｑに対する残湯が存在しない状態で湯張りを行うのに必要な熱負荷（Ｑ１）の差分を、仮予測熱負荷データＱ’においてその日の湯張りを行う時間帯の熱負荷に追加して、予測熱負荷データを導出する。
【００９７】
そして、上記のように浴槽１８内に残湯が存在する状態で湯張りを行うか否かに応じて導出した予測熱負荷データに基づいて、運転計画手段Ｈ３により熱電併給装置１の運転計画を行うことで、熱電併給装置１をできるだけ実際の熱負荷に合わせて運転し、熱電併給設備１が発生した熱を有効利用することで、コジェネレーションシステムの運転効率を一層向上することができる。
【００９８】
〔別実施形態〕
〈１〉上記実施の形態では、熱負荷予測手段Ｈ４が、過去熱負荷データＤ１ｍ〜Ｄ７ｍと、浴槽状態検出手段Ｃで検出した熱負荷予測時の残湯状態Ｖ０，Ｔ０とから、残湯判定手段Ｈ２の判定結果に応じた予測熱負荷データＱａ，Ｑｂを導出するように構成したが、別に、浴槽状態検出手段Ｃで検出した熱負荷予測時の残湯状態Ｖ０，Ｔ０を用いることなく、残湯判定手段Ｈ２の判定結果に応じた予測熱負荷データＱａ，Ｑｂを導出することもでき、以下のその構成について説明を加える。
【００９９】
即ち、記憶手段Ｈ５は、過去熱負荷データを記憶するに、残湯判定手段Ｈ２により残湯の有りを判定して浴槽１８内の湯張りを行ったときの残湯有り過去熱負荷データと、残湯判定手段Ｈ２により残湯の無しを判定して浴槽１８内の湯張りを行ったときの残湯無し過去熱負荷データとを、各別に記憶するように構成されている。
【０１００】
そして、熱負荷予測手段Ｈ４は、残湯判定手段Ｈ２により残湯が存在する状態で湯張りを行うと判定した場合には、上記記憶手段Ｈ５に記憶されている残湯有り過去熱負荷データを用いて、残湯判定手段Ｈ２により残湯が存在しない状態で湯張りを行うと判定した場合には、上記記憶手段Ｈ５に記憶されている残湯無し過去熱負荷データを用いて、上記実施形態の仮予測熱負荷データの導出方法と同様に、予測熱負荷データを導出を導出することができる。
【０１０１】
そして、このように予測熱負荷データを導出することで、残湯判定手段Ｈ２により残湯が存在する状態で湯張りを行うと判定した場合には、過去において残湯が存在したときと同様に湯張り時の熱負荷を小さく見積もった予測熱負荷データを導出し、逆に、その日が残湯が存在しない状態で湯張りを行うと判定した場合には、過去において残湯が存在しないときと同様に湯張り時の熱負荷を大きく見積もった予測熱負荷データを導出することができる。
【０１０２】
〈２〉上記実施の形態では、加熱手段として、ガスエンジンの排熱により湯水を加熱する排熱式加熱手段５ａと、ガス燃焼式の補助加熱手段５ｂとから構成したものを例示したが、排熱式加熱手段５ａを、燃料電池の排熱により湯水を加熱するように構成したり、補助加熱手段５ｂを、液体燃料燃焼式のバーナを備えたものや、電気ヒータを備えたものを用いることができ、排熱式加熱手段５ａおよび補助加熱手段５ｂの構成は適宜変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のコジェネレーションシステムの実施の形態を示す概略構成図
【図２】コジェネレーションシステムの制御ブロック図
【図３】湯張り運転のフロー図
【図４】過去熱負荷データの更新処理を説明する図
【図５】予測負荷データを示すグラフ図
【符号の説明】
１：熱電併給装置
３：貯湯タンク
５：加熱手段
５ａ：排熱式加熱手段
５ｂ：補助加熱手段
７：追い焚き用熱交換器（浴槽水加熱用熱交換器）
１８：浴槽
Ａ：浴槽湯水供給手段
Ｂ：供給湯水温度設定手段
Ｄ：湯水循環手段
Ｃ：浴槽状態検出手段
Ｒ：リモコン
Ｒ１：残湯使用ボタン（入力部）
Ｈ：運転制御部
Ｈ１：湯張り手段
Ｈ２：残湯判定手段
Ｈ３：運転計画手段
Ｈ４：熱負荷予測手段
Ｈ５：記憶手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a combined heat and power device for generating heat and electric power, exhaust heat heating means for heating hot water in a hot water storage tank with heat generated by the combined heat and power supply device, and hot water taken out from the hot water storage tank in a bathtub. Hot water supply temperature for setting the hot water temperature supplied to the bathtub by adjusting the mixing ratio of the hot water supplied to the bathtub by the bathtub hot water supply means and the hot water supplied to the bathtub by the bathtub hot water supply means The hot water supply to the bathtub until the water level in the bathtub reaches a predetermined hot water filling target water level while setting the hot water temperature to a predetermined set hot water temperature by the hot water temperature setting means. The present invention relates to a cogeneration system provided with hot water filling means for performing hot water filling in the bathtub by executing a dropping operation for supplying hot water into the bathtub by means.
[0002]
[Prior art]
In the cogeneration system as described above, the combined heat and power device is composed of a power generation device or a fuel cell using a gas engine as a drive source, and operates the combined heat and power supply device and operates the exhaust heat heating means. Hot water is stored in the hot water storage tank using heat generated by the combined heat and power supply device.
[0003]
Further, such a cogeneration system can supply hot water taken out from the hot water tank into the bathtub by a hot water supply means including a hot water supply path and a hot water supply path connected to the hot water storage tank. The hot water supplied from the hot water storage tank is mixed with the mixing ratio adjustment by the hot water temperature setting means including a mixing valve provided in the water supply, and the hot water supplied into the bathtub is adjusted by adjusting the mixing ratio. By configuring the hot water temperature to be settable, the hot water filling means in which the operation control device functions allows the hot water temperature to be set to a predetermined set hot water temperature while the water level in the bathtub reaches a predetermined set water level. The dropping operation for supplying hot water into the bathtub can be automatically executed.
[0004]
The hot water filling means of the conventional cogeneration system is the above-described dropping operation until the water level in the bathtub reaches the hot water target level set in advance by the user regardless of the presence or absence of remaining hot water in the bathtub. Similar to the hot water filling target water level, hot water having a set supply hot water temperature equal to the hot water filling target water temperature set as the water temperature target in the bathtub is supplied into the bathtub.
[0005]
Furthermore, when the dropping operation is executed in a state where there is residual hot water having a temperature lower than the target water temperature in the bathtub, the water temperature in the bathtub after the dropping operation is It becomes lower than the tension target water temperature. Therefore, in the cogeneration, the hot water supplied into the hot water storage tank by combustion of the burner or the hot water taken out from the hot water storage tank and the hot water heated by the auxiliary heating means are exchanged with heat in the bathtub. A bath water heating heat exchanger that heats the water in the bath, and after the dropping operation is performed on the hot water filling means, the auxiliary heating means and the bath water heating heat exchanger are operated. In some cases, a reheating operation for heating the water in the bathtub to the target water temperature is performed (for example, see Patent Document 1).
[0006]
In addition, as a cogeneration system for improving the operation efficiency of the combined heat and power device, a configuration in which an operation plan of the combined heat and power device is performed based on past operation results has been proposed.
Such a cogeneration system includes, for example, an operation control unit configured by a computer, an operation plan unit that performs an operation plan of the combined heat and power unit based on predicted heat load data, and further, the past heat load data stored in a storage device. It is comprised so that it may function as a thermal load prediction means etc. which derive | leads-out the estimated thermal load data used for an operation plan.
[0007]
[Patent Document 1]
JP 2001-248908 A
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the cogeneration system having the above-described conventional hot water filling means, as described above, when the remaining hot water having a water temperature lower than the hot water target water temperature exists in the bathtub, the dropping operation is executed. Since the water temperature in the subsequent bathtub is lower than the target water temperature of the hot water filling, it is necessary to execute the subsequent chasing operation after the dropping operation. When such a reheating operation is executed, it is necessary to operate the auxiliary heating means to heat the hot water in the bath at a relatively high temperature, so that energy is consumed separately from the heat source supply facility in the auxiliary heating means. As a result, the operating efficiency of the cogeneration system may be reduced.
[0009]
In addition, in the cogeneration system, the heat load when filling the hot water from the state where there is residual hot water in the bathtub is the heat load when filling the hot water from the state where there is no residual hot water inside the bathtub, in other words, Compared to the load, the amount of heat stored in the remaining hot water is reduced.
However, in the cogeneration system that plans the operation of the combined heat and power unit based on the past heat load, the heat source is not considered whether or not the user uses the remaining hot water in the bathtub. Since the operation plan of the cogeneration device is carried out, if the user fills the hot water with the remaining hot water in the bathtub, the cogeneration device may generate more heat than necessary, or conversely If a person fills in the absence of residual hot water, the cogeneration system may not be able to generate enough heat to fill the bathtub. May cause a drop.
[0010]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to effectively utilize heat generated by the combined heat and power supply device to improve operation efficiency and perform hot water filling in the bathtub. The point is to provide a generation system.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, the first characteristic configuration of the cogeneration system according to the present invention includes a combined heat and power device that generates heat and electric power, and heats hot water in the hot water storage tank with heat generated by the combined heat and power device. Exhaust heat type heating means, bathtub hot water supply means for supplying hot water taken out from the hot water storage tank into the bathtub, and adjustment of the mixing ratio of the hot water supplied into the bathtub by the bathtub hot water supply means Supply hot water temperature setting means for setting a hot water temperature to be supplied into the bathtub, and setting the supply hot water temperature to a predetermined set hot water temperature by the supply hot water temperature setting means, Until the water level reaches a predetermined hot water filling target water level, the bathtub hot water supply means performs a dropping operation to supply hot water into the bathtub to fill the hot water in the bathtub. A cogeneration system with the tension means,
  A bathtub state detecting means capable of detecting a bathtub state relating to a water level and a water temperature in the bathtub,
  The hot water filling means determines the set supply hot water temperature based on a remaining hot water state which is a bathtub state detected by the bathtub state detection means and a hot water filling target state set as a target of the bathtub state, Configured to perform a drop operation,
The hot water filling means is configured to be capable of performing a preliminary dropping operation for preliminarily supplying hot water into the bathtub by the bathtub hot water supply means before performing the dropping operation,
A remaining hot water determining means for determining whether or not there is remaining hot water in the bathtub by an input signal of an input unit for instructing the user to fill the hot water in a state where the remaining hot water is present in the bathtub;
When the hot water filling means determines the presence of the remaining hot water by the remaining hot water determining means, the preliminary hot water dropping operation is skipped and the dropping operation is executed, and the remaining hot water determining means performs the remaining hot water. When it is determined that there is no drop, the drop operation is executed after the preliminary drop operation is executed.In the point.
[0012]
That is, according to the cogeneration system having the first characteristic configuration described above, in the dropping operation performed by the hot water filling means, the water level in the bathtub is taken out from the hot water storage tank until a preset hot water filling target water level is reached. When supplying hot water to the bathtub, the temperature of the hot water supplied to the bathtub is determined according to the remaining hot water state and water temperature of the remaining hot water in the bathtub, and the hot water filling for the target set water level and the target set water temperature in the bathtub. Based on the target state, set the hot water temperature as high as possible below the hot water temperature in the hot water storage tank so that the water temperature in the bathtub after the drop-in operation does not exceed the hot water target temperature in the hot water target state. Thus, the heat generated by the combined heat and power supply device can be actively used as much as possible to improve the operation efficiency.
[0013]
In particular, if the hot water in the hot water storage tank is higher than the target hot water temperature when the drop operation is performed from the state in which there is residual hot water in the bathtub, the set hot water temperature is set to be higher than the target hot water temperature. Set the temperature higher to effectively use the heat of the hot water in the hot water storage tank, and make the water temperature in the bathtub after dropping down as high as possible below the water filling target water temperature to reduce the energy consumed in the subsequent reheating operation. It can be made as small as possible.
[0015]
  AndThere is no remaining hot water in the bathtubIf droppedBy performing the pre-drop operation before performing the drop operation, when performing the drop operation, it is possible to ensure that there is sufficient remaining hot water in the bathtub to determine the hot water temperature, Thereafter, a drop operation can be executed to effectively use the heat generated by the combined heat and power supply device.
[0018]
  Furthermore,Only when the user determines that the remaining hot water is not used according to the input signal of the input unit for instructing the use of the remaining hot water, the preliminary dropping operation is executed to forcibly drop the remaining hot water. If the remaining hot water is detected by the remaining hot water determination means, it is determined that the remaining hot water already exists in the bathtub. In order to shorten the hot water filling time, the amount of hot water supplied in the dropping operation can be increased as much as possible to further improve the operation efficiency.it can.
[0019]
  The cogeneration system according to the present inventionsecondFeature configuration is the abovefirstIn addition to the characteristic configuration, an operation plan means for performing an operation plan of the cogeneration device based on predicted heat load data;
  When it is determined by the remaining hot water determination means that hot water filling is performed in a state where there is residual hot water, deriving predicted heat load data in which the heat load in a time zone considered to be hot water filling is estimated to be small, and When it is determined by the remaining hot water determination means that hot water filling is performed in a state where there is no remaining hot water, heat load prediction for deriving predicted heat load data that largely estimates the heat load in a time zone considered to be hot water filling is performed. meansIt is in the point with and.
[0020]
  That is, the abovesecondAccording to the cogeneration system having the characteristic configuration, whether the user performs hot water filling in the state where the remaining hot water exists in the bathtub from the past thermal load data regarding the past thermal load stored sequentially by the thermal load prediction unit. Whether or not the hot water is filled in the state where the remaining hot water exists in the bathtub can be derived by taking into account whether or not the remaining hot water is determined by the determination result of the remaining hot water determination means. By operating the combined heat and power unit based on the predicted heat load data, the combined heat and power unit can be operated to match the actual heat load as much as possible, and the heat generated by the combined heat and power facility can be used effectively. Efficiency can be further improved.
[0021]
In addition, in the dropping operation performed by the hot water filling means, when remaining hot water is present, hot water having a set hot water temperature as high as possible exceeding the target set water temperature is supplied into the bathtub. The heat load due to the operation becomes larger than the heat load when the hot water of the target set water temperature is supplied into the bathtub even if there is residual hot water as in the past, and the heat load due to the dropping operation is naturally Reflected in the heat load data, the reliability of the past heat load data becomes high, and the prediction accuracy of the heat load prediction data can be improved.
[0022]
  The cogeneration system according to the present inventionThirdThe characteristic configuration is the firstOr secondIn addition to the characteristic configuration, a heat exchanger for heating the bathtub water that heats the water in the bathtub by heat exchange with the hot water taken out from the hot water storage tank,
  The hot water filling means is configured to be capable of performing a preheating operation for preheating the remaining hot water in the bathtub by the heat exchanger for heating the bath water before the dropping operation.
[0023]
  That is, the aboveThirdAccording to the featured cogeneration system, the remaining hot water in the bathtub is preheated by heat exchange with hot water taken out from the hot water storage tank by the heat exchanger for heating the bathtub water, so that the subsequent dropping operation can be performed. In this case, the temperature of the hot water to be supplied into the bathtub is set below the temperature of the hot water in the hot water storage tank as much as possible, the subsequent reheating is omitted, and the operation efficiency can be further improved.
[0024]
In addition, by performing the preheating operation before the dropping operation in this way, the remaining hot water in the bathtub in the preheating operation is relatively low temperature, so that the combined heat and power supply can be performed without using the burner or the like of the auxiliary heating means. The remaining hot water can be heated by heat generated in the apparatus or by heat exchange with hot water in the hot water storage tank.
Furthermore, by performing the preheating operation when the amount of hot water stored in the hot water storage tank becomes full, the heat generated by the combined heat and power supply facility can be used more effectively.
[0033]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of a cogeneration system according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0034]
As shown in FIGS. 1 and 2, this cogeneration system includes a combined heat and power supply device 1 configured to drive a generator by a gas engine, and hot water storage while using exhaust heat of the combined heat and power supply device 1. A hot water storage unit 2 that performs hot water supply and heating, and an operation control unit H that controls the operation of the combined heat and power supply device 1 and the hot water storage unit 2 are included.
[0035]
The hot water storage unit 2 includes a hot water storage tank 3 for storing hot water, a heat source circulation path 4 for circulating hot water in the hot water storage tank 3, heating means 5 for heating hot water flowing through the heat source circulation path 4, and a heat source Heat exchanger 6 for heating that heats the heating medium for supplying the terminal with hot water flowing through circulation path 4, and water in bathtub 18 with hot water flowing through circulation path 4 for heat source (hereinafter referred to as bathtub water) .) Is heated, and the heat exchanger 7 for reheating (an example of a heat exchanger for bath water heating) is used.
[0036]
A plurality of thermistors S are provided in the hot water storage tank 3 to detect the amount of hot water stored by detecting the temperature of the hot water. The hot water storage tank 3 is supplied with water from the bottom thereof using the supply pressure of tap water. The hot water supply path 8 is connected, and the hot water supply path 9 for supplying hot water from the upper part thereof is connected, so that only the used amount of water is supplied from the water supply path 8 to the hot water storage tank 3.
[0037]
The hot water supply passage 9 is connected to a mixing water supply passage 10 branched from the water supply passage 8, and the mixing ratio of the hot water from the hot water supply passage 9 and the water from the mixing water supply passage 10 can be adjusted to the connection location. A mixing valve 11 is provided.
A water supply thermistor 12 for detecting a water supply temperature is provided at a branch point between the water supply passage 8 and the mixing water supply passage 10.
[0038]
Further, on the upstream side of the mixing valve 11 in the hot water supply path 9, a hot water storage outlet thermistor 13 for detecting the temperature of the hot water supplied to the hot water supply path 9 from the upper part of the hot water storage tank 3 is provided, and the mixing valve 11 in the hot water supply path 9 is provided. A mixing thermistor 14 and a flow rate control valve 15 for detecting the temperature of the hot and cold water mixed by the mixing valve 7 are provided on the downstream side.
[0039]
On the downstream side of the hot water supply passage 9 where the mixing thermistor 14 and the flow rate control valve 15 are disposed, hot water is supplied to a general hot water supply passage 16 for supplying hot water to an unillustrated hot water tap such as a kitchen or a washroom, and a bathtub 18. It is branched to a hot water filling path 17 for the purpose.
The hot water filling path 17 is connected to a bath return path 19 from the bathtub 18 so that hot water is supplied into the bathtub 18 through both the bath return path 19 and the bath return path 20.
[0040]
The general hot water supply path 16 is provided with a hot water supply flow rate sensor 21 that detects the flow rate of hot water flowing through the general hot water supply path 16, and the hot water supply path 17 detects the flow rate of hot water flowing through the hot water supply path 17. A hot water flow rate sensor 22, a hot water solenoid valve 23, a vacuum breaker 24, and a hot water check valve 25 are provided in this order from the upstream side.
[0041]
The bathtub hot water supply means A includes a hot water supply passage 9, a flow control valve 15, a hot water supply passage 17, a hot water supply electromagnetic valve 23, a bath return passage 19, and the like, and opens the flow control valve 15 and the hot water supply electromagnetic valve 23. The hot water taken out from the hot water storage tank 3 is supplied into the bathtub 18 through the hot water supply passage 9, the hot water filling passage 17, and the bath return passage 19.
[0042]
The supply hot water temperature setting means B includes a hot water storage outlet thermistor 13, a water supply thermistor 12, a mixing valve 7, a mixing thermistor 14, and the like, and supplies water to the hot water supplied to the bathtub 18 or the hot water tap by the bathtub hot water supply means A or the like. The mixing ratio is adjusted, and the temperature of hot water supplied to the bathtub 18 or hot water tap is set.
[0043]
In order for the heat source circulation path 4 and the hot water storage tank 3 to return hot water flowing through the heat source circulation path 4 to the hot water storage tank 3 or to extract hot water in the hot water storage tank 3 to the heat source circulation path 4, The hot water storage tank 3 is connected in communication at a total of two locations, the top and bottom.
A hot water storage path 26 for supplying hot water in the heat source circulation path 4 into the hot water storage tank 3 is connected to the upper part of the hot water storage tank 3, and a hot water storage opening / closing valve 27 is provided in the hot water storage path 26. Yes.
In addition, an extraction path 28 for extracting hot water in the hot water storage tank 3 to the heat source circulation path 4 is connected to the bottom of the hot water storage tank 3, and there are three sides at the connection point between the extraction path 18 and the heat source circulation path 4. A valve 29 is provided.
[0044]
In the heat source circulation path 4, a circulating flow rate sensor 30 that detects the circulation amount of hot water in the heat source circulation path 4, a circulation pump 31, a heating unit 5, and hot water in the heat source circulation path 4 in the order of circulation of the hot water A circulation flow rate adjustment valve 32 for adjusting the circulation amount of the water, a heating temperature thermistor 33 for detecting the temperature of the hot water heated by the heating means 5, an intermittent valve 34 for intermittently passing the hot water, the heat exchanger 6 for heating, a follow-up A soaking heat exchanger 7 is provided.
[0045]
The hot water circulation means D includes the heat source circulation path 4, the circulation pump 31, the circulation flow rate sensor 30, the circulation flow rate adjustment valve 32, the heating temperature thermistor 33, the hot water storage opening / closing valve 27, the intermittent valve 34, and the like.
Then, the hot water circulation means D heats the hot water taken out from the hot water storage tank 3 by the heating means 5, stores the heated hot water in the hot water storage tank 3, and exchanges the hot water heated by the heating means 5 for heating. The hot water is supplied to the heater 6 and the reheating heat exchanger 7 so that the hot water passing through the heating heat exchanger 6 and the reheating heat exchanger 7 is returned to the heating means 5.
[0046]
The heating means 5 includes exhaust heat type heating means 5a for heating hot water with the cooling water of the gas engine in the combined heat and power supply apparatus 1 and auxiliary heating means 5b for heating hot water with combustion of a burner.
[0047]
The exhaust heat type heating means 5a operates the cooling water circulation pump 35 during operation of the combined heat and power supply apparatus 1 to supply the cooling water of the gas engine to the exhaust heat type heating means 5a through the cooling water circulation path 36, The hot and cold water flowing through the circulation circuit 4 is configured to be heated.
[0048]
Although not shown, the auxiliary heating means 5b is provided with a gas combustion burner and a fan for supplying combustion air to the burner, and heats hot water flowing through the heat source circulation path 4 by combustion of the burner. It is configured as follows.
[0049]
A heating return path 37 and a heating outbound path 38 are connected to the heating heat exchanger 6, and a heating medium for supplying terminals is circulated through the heating return path 37 and the heating outbound path 38 by operating the heating pump 39. The heating medium for terminal supply is heated with hot water heated by the heating unit 4.
[0050]
The heating return path 37 is provided with a heating return thermistor 40 that detects the temperature of the heating medium in the heating return path 37, an open air expansion tank 41, and a heating pump 39 in order from the upstream side in the circulation direction of the heating medium. The heating outbound path 38 is provided with a heating outbound thermistor 42 that detects the temperature of the heating medium in the heating outbound path 37.
Further, the heating return path 37 and the heating outgoing path 38 are connected in communication by a bypass path 43.
[0051]
By operating the heating pump 39, the heat medium in the expansion tank 41 is circulated and supplied to the terminal T through the heating forward path 38 and the heating return path 37 in a state of passing through the heating heat exchanger 6. Yes.
Further, although not described in detail, the terminal T is configured by a heating terminal that performs heating with a supplied heat medium such as a floor heating device or a bathroom drying heating device.
[0052]
The expansion tank 41 includes an upper limit sensor 44 that detects the upper limit of the water level of the stored heat medium, a lower limit sensor 45 that detects the lower limit, and an overflow sensor that detects the occurrence of an overflow state in which the heat medium overflows from the expansion tank 41. 46 is provided.
The expansion tank 41 is connected to a tank water supply path 47 that branches from the water supply path 8 and supplies water to the expansion tank 41, and a replenishment water electromagnetic valve 48 is provided in the tank water supply path 47.
When the water level of the heat medium becomes the lower limit by the lower limit sensor 45, the replenishment water electromagnetic valve 48 is opened until the water level of the heat medium reaches the upper limit by the upper limit sensor 44, and the heat medium is replenished to the expansion tank 41. It is configured as follows.
[0053]
The recuperation heat exchanger 7 is connected to a bath return path 19 and a bath return path 20, and operates the bath pump 49, whereby the recuperation heat exchanger 7 is passed through the bath return path 19 and the bath return path 20. The bathtub water is circulated between the inside of the bathtub 18 and the bathtub water is heated by heat exchange with the hot water heated by the heating means 5.
[0054]
In the bath return path 19, the water level sensor 50 as a pressure detection type water level detecting means for detecting the water level in the bathtub 18 in order from the upstream side in the circulation direction of the bath water, and the temperature of the bath water in the bath return path 19. A bath return thermistor 51 to detect, a two-way valve 52, a bath pump 49, and a bath water flow switch 53 are provided.
And the bathtub state detection means C which can detect the water level and water temperature as a bathtub state in a bathtub is comprised by the water level sensor 50 and the bath return thermistor 51. FIG.
[0055]
As shown in FIG. 2, the operation control unit H controls the operation of the combined heat and power supply device 1, the hot water storage operation of the hot water storage unit 2, the hot water supply operation, the heating operation, and the hot water storage unit 2, based on a command from the remote controller R. By controlling the operation of various means such as the hot water supply means A, the hot water temperature setting means B, the heating means 5 and the hot water circulation means D, the hot water at the target set water level and the target set water temperature is supplied into the bathtub 18. It is configured to execute various operation controls such as hot water storage operation for storing.
[0056]
Further, the remote control R is provided with a remaining hot water use button R1 as an input unit for instructing the user to perform the hot water filling operation in a state where the remaining hot water is present in the bathtub 18. And when the remaining hot water use button R1 of the said remote control R is pushed, the remaining hot water determination means H2 in which the said operation control part H functions is, if the remaining hot water exists in the bathtub 18 in the hot water filling operation performed on that day. On the contrary, if the remaining hot water use button R1 is not pressed before the hot water filling operation, it is determined that there is no remaining hot water in the bathtub 18 in the hot water filling operation executed on that day.
[0057]
Hereinafter, various operation control executed by the operation control unit H will be described.
In the hot water storage operation, with the open / close valve 34 opened and the hot water open / close valve 27 opened, the circulation pump 31 is operated to take hot water from the bottom of the hot water storage tank 3 into the heat source circulation path 4 and heat it. In this operation, after heating to a desired temperature by means 5, the hot water is supplied to the upper part of the hot water storage tank 3 through the hot water storage passage 26.
This hot water storage operation is performed during the operation of the combined heat and power supply device 1, and the hot water heated by the exhaust heat type heating means 5 a is obtained using the exhaust heat of the combined heat and power supply device 1 by the operation of the cooling water circulation pump 35. The hot water storage tank 3 is configured to store hot water.
[0058]
The hot water supply operation is started when the hot water tap is opened or a hot water filling request is issued. The hot water stored in the hot water storage tank 3 is taken out, and the hot water is mixed with water to have a desired temperature. In this operation, hot water is supplied into the hot water tap or the bathtub 18.
When hot water is not stored in the hot water storage tank 3, the hot water storage operation described above is performed in a state where the hot water is heated by the auxiliary heating means 5b, and water is supplied to the hot water heated by the auxiliary heating means 5b. It is configured to mix and supply hot water having a desired set hot water temperature into the hot water tap or the bathtub 18.
[0059]
In the heating operation, with the intermittent valve 34 opened and the hot water storage opening / closing valve 27 closed, the circulation pump 31 is operated, and the hot water heated by the heating unit 4 is supplied to the heating heat exchanger 6. The heating pump 39 is operated and the heating medium in the expansion tank 41 is circulated and supplied to the terminal T through the heating forward path 38 and the heating return path 37 in a state in which the heating heat exchanger 6 is passed. Has been.
Further, in this heating operation, the opening degrees of the hot water storage opening / closing valve 27 and the intermittent valve 34 are adjusted so that the temperature detected by the heating temperature thermistor 33 is, for example, 65 to 70 ° C.
[0060]
In this heating operation, when the combined heat and power supply device 1 is in operation, the exhaust heat of the combined heat and power supply device 1 is utilized by the operation of the cooling water circulation pump 35 to heat the hot water with the exhaust heat type heating means 5a. The heated hot water is supplied to the heating heat exchanger 6.
When the exhaust heat of the combined heat and power supply apparatus 1 is used in this way, the heating load required by the terminal T can be covered by heating the hot water with the exhaust heat utilization type heating means 5a. The opening degree of the hot water on-off valve 27 and the intermittent valve 34 is adjusted so that the detected temperature of the heating temperature thermistor 33 becomes the hot water storage set temperature.
In addition, when the combined heat and power supply device 1 is not operated, or when the heating load required by the terminal T cannot be covered only by heating the hot water with the exhaust heat type heating means 5a, the hot water storage opening / closing valve 27 is set. The valve is closed and the intermittent valve 34 is opened, hot water is heated by the auxiliary heating means 5b, the heated hot water is supplied to the heating heat exchanger 6, and the heating load required at the terminal T is reduced. It is configured to cover.
[0061]
The hot water filling operation is set in advance when the hot water filling means H1 for which the operation control unit H functions is pressed when a button for instructing the hot water filling start command of the remote controller R or the like is pressed, or in the remote controller R or the like. The hot water filling operation includes a drop operation and a chasing operation.
[0062]
The dropping operation in the hot water filling operation is an operation that is executed when the water level in the bathtub 18 is less than the hot water filling target water level set in advance by the remote controller R or the like. Accordingly, the mixing ratio of the hot water supplied to the bathtub 18 is adjusted, and the hot water temperature supplied to the bathtub 18 is set to a predetermined set hot water temperature while the water level sensor 50 detects the bathtub. The water flow control valve 15 and the hot water solenoid valve 23 are opened by the bathtub hot water supply means A until the water level in the hot water fill target water level is reached, and the hot water taken out from the hot water storage tank 3 is moved into the bathtub 18. Supply operation.
[0063]
The chasing operation in the hot water operation is an operation that is performed when the water temperature in the bathtub 18 is less than the hot water target water temperature set in advance by the remote controller R or the like after the drop operation is performed. Specifically, the circulating pump 31 is operated to pass hot water heated by the heating means 5 through the heat exchanger 7 for remedy, and the bath pump 49 is operated to use hot water in the bathtub 18 for remedy. The temperature of the bath water detected by the bath return thermistor 51 is circulated through the bath return path 19 and the bath return path 20 in a state of passing through the heat exchanger 7, and is set to a preset target in the same manner as the hot water filling target water level. This is an operation of heating the bath water until the hot water temperature is reached.
Further, in this reheating operation, the opening degrees of the hot water storage opening / closing valve 27 and the intermittent valve 34 are adjusted so that the detected temperature of the heating temperature thermistor 33 is, for example, 65 to 70 ° C.
[0064]
Further, in such a reheating operation, when the combined heat and power supply apparatus 1 is in operation, as in the above-described heating operation, the coolant circulation pump is adjusted while adjusting the opening degree of the hot water storage open / close valve 27 and the intermittent valve 34 while being open. When hot water heated by the exhaust heat type heating means 5a is supplied to the reheating heat exchanger 7 using the exhaust heat of the combined heat and power supply device 1 by the operation of 35, and the combined heat and power supply device 1 is not operated, etc. Is required in the bathtub 18 by closing the hot water storage opening / closing valve 27 and opening the intermittent valve 34 and supplying hot water heated by the auxiliary heating means 5b to the reheating heat exchanger 7. It is configured to cover the rebound load.
[0065]
The hot water filling means H1 of the operation control unit H uses the heat generated by the combined heat and power supply device 1 to effectively improve the cogeneration system operation efficiency, so that the remaining amount in the bathtub 18 detected by the bathtub state detection means C is detected. Based on the remaining hot water state, which is the hot water level and water temperature, and the hot water target state, which is the hot water target water level and the hot water target water temperature, the set supply hot water temperature in the drop operation is determined. . Hereinafter, such a hot water filling operation will be described based on the flow chart of the hot water filling operation of FIG.
[0066]
In the hot water filling operation executed by the hot water filling means H1, first, the hot water filling means H1 is determined by the remaining hot water determination means H2 whether or not there is residual hot water in the bathtub 18 (step 1). Only when it is determined that there is not, a preliminary drop operation (step 2) described later is executed.
[0067]
  In the preliminary dropping operation in step 2, the hot water supply temperature setting means B sets the hot water supply temperature supplied into the bathtub 18 to a temperature as high as possible below the hot water filling target water temperature while supplying the hot water in the bathtub. By means of means A, an operation of supplying a relatively small amount of hot water into the bathtub 18is there.
[0068]
When it is determined in Step 1 that the remaining hot water is present in the remaining hot water determination means H2, or after the preliminary dropping operation is performed in Step 2, the remaining hot water is surely contained in the bathtub 18. Therefore, the remaining water condition between the water level V0 and the water temperature T0 in the bathtub 18 is detected by the water level sensor 50 and the bath return thermistor 51 as the bathtub state detecting means C (step 3). In order to change the hot water state from the hot water state to the hot water filling target water level V1 and the hot water filling target water temperature T1, the temperature Ta of the hot water to be supplied to the bathtub 18 (below) The additional hot water temperature Ta is referred to) (step 4).
[0069]
When the method for deriving the additional hot water temperature Ta in step 4 is further described, the additional hot water temperature Ta is derived by the following equation (1).
[0070]
[Expression 1]
Ta = (Q1-Q0) / (V1-V0) + W0
[0071]
W0 is the temperature of the feed water detected by the feed water thermistor 12, and Q1 and Q2 are derived from the following equation (2), and the retained heat quantity Q0 of the remaining hot water derived from the remaining hot water states V0 and T0, This is a stored heat quantity Q1 of hot water in the bathtub 18 after hot water derived from the hot water filling target states V1 and T1.
[0072]
[Expression 2]
Q0 = V0 × (T0−W0)
Q1 = V1 × (T1-W0)
[0073]
After the additional hot water temperature Ta is derived in step 4, the additional hot water temperature Ta is equal to or lower than the hot water temperature TT in the hot water storage tank 3 detected by the thermistor S (hereinafter referred to as hot water storage temperature TT). Is determined (step 5).
[0074]
And when it determines with the additional hot water temperature Ta being below the hot water storage temperature TT in the said step 5, it is the temperature which is the temperature of the hot water supplied in the bathtub 18 in dropping operation (step 8) performed later. The supply hot water temperature Tset is determined to be the additional hot water temperature Ta (step 6). Conversely, when it is determined that the additional hot water temperature Ta is higher than the hot water temperature TT, a drop operation (step 8) executed later. ), The set hot water temperature Tset which is the temperature of hot water supplied into the bathtub 18 is determined as the hot water storage temperature TT (step 7).
[0075]
Thus, by determining the set hot water temperature Tset of hot water supplied into the bathtub 18 in the drop operation of Step 7, the water temperature in the bathtub 18 after the drop operation does not exceed the hot water target water temperature T1. Within the range, the set supply hot water temperature Tset supplied into the bathtub 18 can be made as high as possible below the hot water storage temperature TT in the hot water storage tank 3, and the heat generated by the combined heat and power supply device 1 can be actively used. The operation efficiency of the cogeneration system can be improved.
[0076]
Further, when the set supply hot water temperature Tset is determined to be the hot water storage temperature TT in step 7 and the drop operation of step 8 is executed, or in step 6, the set supply hot water temperature Tset is set to the additional hot water temperature Ta. If the hot water temperature TT is lower than the additional hot water temperature Ta and the hot water of the additional hot water temperature Ta cannot be supplied into the bathtub 18 while the drop operation of step 8 is being executed, The water temperature in the bathtub 18 after performing the dropping operation is lower than the hot water target water temperature.
In such a case, after the drop operation in step 7 is executed, a reheating operation (step 9) is executed to activate the auxiliary heating means 5b, and the water temperature in the bathtub 18 is increased. You can catch up to the target water temperature.
[0077]
If the remaining hot water use button R1 is pressed before the hot water filling operation is performed and the remaining hot water determining means H2 has already determined that there is remaining hot water in the bathtub 18, the bath pump 49 is used. The preheating operation may be performed by preheating the remaining hot water in the bathtub 18 with the reheating heat exchanger 7. By performing such a preheating operation, the additional hot water temperature Ta to be supplied to the bathtub 18 derived in the subsequent hot water filling operation is set as low as possible to the temperature of the hot water in the hot water storage tank as much as possible. The driving efficiency can be further improved by omitting or shortening the rolling.
[0078]
The cogeneration system that has been described so far can be further improved in operation efficiency by configuring the operation plan of the combined heat and power supply apparatus 1 based on past operation results. Add.
[0079]
The above operation plan is based on the determination result of the operation plan means H3 that performs the operation plan of the combined heat and power supply device 1 based on the predicted load data that the operation control unit H functions, and the remaining hot water determination unit H2 that also operates the operation control unit H. In response to this, it is executed by the thermal load prediction means H4 for deriving the predicted heat load data from the past heat load data.
[0080]
That is, the thermal load predicting means H4 uses the past heat load data relating to the past thermal load stored and stored sequentially in the storage means H5 provided in the operation control unit H, so that the user can make a bath Whether the hot water is filled in the state where the remaining hot water is present in 18 is determined based on the determination result of the remaining hot water determination means H2, and the predicted heat load data for one day is derived.
[0081]
Further, as described above, in the dropping operation in the hot water filling operation of the present embodiment, hot water having a set supply hot water temperature as high as possible higher than the target set water temperature is supplied from the hot water storage tank 3 into the bathtub 18. The past heat load data stored in H5 is at least part of the heat load caused by additional cooking when hot water having a target set water temperature is supplied into the bathtub 18 and additional cooking is performed after the remaining hot water exists. Will be reflected.
[0082]
Specifically, the storage unit H5 is configured to update and store the past heat load data for one day indicating how much heat load was in which time zone of the day in a state in which it is associated with the day of the week. .
[0083]
The past heat load data will be described. As shown in FIG. 4, the past heat load data for one day is stored in a state of being divided for each day of the week from Sunday to Saturday.
The past heat load data for one day is composed of 24 pieces of past heat load data per unit time, with one hour out of 24 hours as a unit time.
[0084]
When the configuration for updating the past heat load data is described, the heat load per unit time is measured from the actual usage state by the supplied hot water temperature and flow rate, etc., and the measured heat load data is stored in 1 The actual heat load data for the day is stored in association with the day of the week.
When the actual heat load data for one day is stored for one week, new past heat load data is obtained by adding the past heat load data and the actual heat load data at a predetermined ratio for each day of the week. The new past heat load data obtained is stored, and the past heat load data is updated.
[0085]
Specifically, taking Sunday as an example, as shown in FIG. 4, the past heat load data D1m corresponding to Sunday among the past heat load data, and the actual heat load data corresponding to Sunday among the actual heat load data, as shown in FIG. From A1, new past heat load data D1 (m + 1) corresponding to Sunday is obtained as shown in Equation 3 below, and the obtained past heat load data D1 (m + 1) is stored.
In the following Equation 3, D1m is past heat load data corresponding to Sunday, A1 is actual heat load data corresponding to Sunday, K is a constant of 0.75, and D1 (m + 1) is And new past heat load data.
[0086]
[Equation 3]
D1 (m + 1) = (D1m × K) + {A1 × (1-K)}
[0087]
When the derivation process of the predicted heat load data is described, it is executed each time the date is changed, and the predicted load data for one day of how much heat load is predicted in which time zone of the day is obtained. It is configured.
That is, out of the seven past heat load data for each day of the week, the past heat load data corresponding to the day of the day and the actual heat load data of the previous day are added together at a predetermined ratio to determine how much heat in which time zone. It is configured to obtain temporary predicted thermal load data for one day that the load is predicted.
[0088]
Specifically, the case of obtaining the provisional predicted heat load data for one day on Monday will be described as an example. As shown in FIG. 4, seven past heat load data D1m to D7m for each day of the week and seven actual values for each day of the week are shown. Since the heat load data A1 to A7 are stored, from the past heat load data D2m corresponding to Monday and the actual heat load data A1 corresponding to Sunday of the previous day, as shown in the following Expression 4, Temporary predicted thermal load data Q ′ for one day is obtained.
The temporary predicted thermal load data Q ′ for one day is composed of predicted thermal load data for one day as shown in FIG.
In the following equation 4, D2m is past heat load data corresponding to Monday, A1 is actual heat load data corresponding to Sunday, K is a constant of 0.25, and Q ′ is Predicted load data.
[0089]
[Expression 4]
Q '= (D2m * K) + {A1 * (1-K)}
[0090]
Next, the heat load predicting means H4 processes the temporary predicted heat load data Q ′, and if the remaining hot water determining means H2 determines that the hot water is to be filled in the presence of the remaining hot water, When predicting the thermal load data Qa (Fig. 5 (b)) that estimates the thermal load in the time zone that is considered to be small, and conversely, it is determined that the hot water filling is performed in the state where there is no remaining hot water. First, predicted thermal load data Qb (FIG. 5 (c)) in which the thermal load during the time zone considered to be filled is largely estimated is derived.
In the temporary predicted heat load data, the hour with the highest heat load and the previous time zone can be recognized as the time zone in which the hot water filling is considered.
[0091]
Specifically, the thermal load predicting means H4 derives a thermal load q that is considered to have been consumed by hot water filling from the temporary predicted thermal load data Q '.
[0092]
The thermal load q that is considered to have been consumed by the hot water filling is the heat load for storing hot water at the hot water filling target water level V1 and the hot water filling target water temperature T1 in the empty bathtub 18 (▲ 1)), but in the past, the product of the heat load and its frequency consumed in hot water filling in the presence of remaining hot water, and in hot water filling in the absence of residual hot water It can also be derived as the sum ((2)) of the product of the consumed heat load and its frequency.
[0093]
[Equation 5]
q = Q1 ... ▲ 1 ▼
q = (Q1-Q0 ') * J + Q1 * (1-J) (2)
[0094]
In Equation 5, as in Equation 2, W0 represents the water supply temperature, Q1 represents the amount of hot water held in the bathtub 18 after filling from the hot water filling target state V1, T1, and J represents the remaining amount in the past. Shows the frequency of hot water filling in the presence of hot water. Q0 'indicates the amount of heat retained by the remaining hot water when the hot water is filled. As shown in the following equation 6, the hot water is filled from the retained heat amount Q0 of the remaining hot water derived from the remaining hot water states V0 and T0 at the time of predicting the thermal load. It can be derived by subtracting the amount of heat released during the time until operation.
In Equation 6, N indicates the time until filling operation.
[0095]
[Formula 6]
Q0 '= Q0 x heat dissipation rate^N
[0096]
If the remaining hot water determining means H2 determines that there is remaining hot water when the hot water is filled on that day, the thermal load predicting means H4, as shown in FIG. The difference between the thermal loads (Q1 to Q0 ′) necessary for filling with hot water in the presence of hot water is subtracted from the thermal load of the time zone for filling of the day in the temporary predicted heat load data Q ′ to predict Deriving heat load data. Conversely, when the remaining hot water determining means H2 determines that there is no remaining hot water when the hot water of the day is filled, the thermal load predicting means H4, as shown in FIG. The difference between the heat load (Q1) necessary for performing the hot water filling in the state where there is no remaining hot water with respect to the thermal load q due to the hot water filling, the heat load of the time zone during which the hot water filling of the day is performed in the temporary predicted heat load data Q ′. In addition, the predicted heat load data is derived.
[0097]
And based on the prediction heat load data derived | led-out according to whether hot water filling is performed in the state where residual hot water exists in the bathtub 18 as mentioned above, the operation plan of the combined heat and power supply apparatus 1 is determined by the operation plan means H3. By carrying out the operation, the cogeneration system 1 can be operated according to the actual heat load as much as possible, and the heat generated by the cogeneration system 1 can be used effectively, thereby further improving the operation efficiency of the cogeneration system.
[0098]
[Another embodiment]
<1> In the above-described embodiment, the thermal load prediction unit H4 determines the remaining hot water from the past thermal load data D1m to D7m and the remaining hot water states V0 and T0 at the time of the thermal load prediction detected by the bathtub state detection unit C. Although it comprised so that the prediction thermal load data Qa and Qb according to the determination result of the means H2 were derived | led-out separately, without using the remaining hot water states V0 and T0 at the time of the thermal load prediction detected by the bathtub state detection means C, Predicted thermal load data Qa and Qb corresponding to the determination result of the remaining hot water determination means H2 can also be derived, and the configuration will be described below.
[0099]
That is, the storage means H5 stores the past heat load data when the remaining hot water is determined by the remaining hot water determination means H2 and the hot water in the bathtub 18 is filled. The remaining hot water determination means H2 determines whether there is no remaining hot water and fills up the hot water in the bathtub 18 so as to store the remaining hot water-free past heat load data separately.
[0100]
When the heat load predicting unit H4 determines that the hot water is to be filled in the state where the remaining hot water is present by the remaining hot water determining unit H2, the past heat load data with remaining hot water stored in the storage unit H5 is used. In the case where it is determined by the remaining hot water determination means H2 that hot water filling is performed in a state where there is no remaining hot water, the above embodiment is used by using the past heat load data without remaining hot water stored in the storage means H5. Similar to the method of deriving the temporary predicted heat load data, the derivation of the predicted heat load data can be derived.
[0101]
Then, by deriving the predicted heat load data in this way, when it is determined by the remaining hot water determination means H2 that the hot water is to be filled in the state where the remaining hot water exists, the same as when the remaining hot water existed in the past. Deriving predicted heat load data with a small estimate of the heat load during hot water filling, and conversely, if it is determined that hot water filling will be performed on the day when there is no remaining hot water, Similarly, it is possible to derive predicted heat load data that greatly estimates the heat load during filling.
[0102]
<2> In the above embodiment, as the heating means, the one constituted by the exhaust heat heating means 5a for heating hot water with the exhaust heat of the gas engine and the gas combustion type auxiliary heating means 5b is exemplified. The thermal heating means 5a is configured to heat hot water by exhaust heat of the fuel cell, or the auxiliary heating means 5b is provided with a liquid fuel combustion type burner or an electric heater. The configurations of the exhaust heat heating means 5a and the auxiliary heating means 5b can be changed as appropriate.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a cogeneration system according to the present invention.
Fig. 2 Control block diagram of cogeneration system
[Fig. 3] Flow chart of hot water filling operation
FIG. 4 is a diagram for explaining past heat load data update processing;
FIG. 5 is a graph showing predicted load data.
[Explanation of symbols]
1: Combined heat and power supply
3: Hot water storage tank
5: Heating means
5a: Waste heat type heating means
5b: Auxiliary heating means
7: Reheating heat exchanger (bath water heating heat exchanger)
18: Bathtub
A: Bath water supply means
B: Supply hot water temperature setting means
D: Means for circulating hot water
C: Bathtub state detection means
R: Remote control
R1: Remaining hot water use button (input part)
H: Operation control unit
H1: Hot water filling means
H2: Remaining hot water determination means
H3: Operation planning means
H4: Thermal load prediction means
H5: Storage means

Claims

熱と電力を発生する熱電併給装置と、前記熱電併給装置が発生する熱にて貯湯タンク内の湯水を加熱する排熱式加熱手段と、前記貯湯タンク内から取り出した湯水を浴槽内に供給する浴槽湯水供給手段と、前記浴槽湯水供給手段にて前記浴槽内に供給される湯水に対する給水の混合比調整により前記浴槽内へ供給される湯水の供給湯水温度を設定する供給湯水温度設定手段とを備えると共に、前記供給湯水温度設定手段により前記供給湯水温度を所定の設定供給湯水温度に設定しながら、前記浴槽内の水位が所定の湯張り目標水位となるまで、前記浴槽湯水供給手段により前記浴槽内に湯水を供給する落し込み操作を実行して前記浴槽内の湯張りを行う湯張り手段を備えたコジェネレーションシステムであって、
前記浴槽内の水位と水温とに関する浴槽状態を検出可能な浴槽状態検出手段を備え、
前記湯張り手段が、前記浴槽状態検出手段で検出した浴槽状態である残湯状態と前記浴槽状態の目標として設定された湯張り目標状態とに基づいて前記設定供給湯水温度を決定して、前記落し込み操作を実行するように構成され、
前記湯張り手段が、前記落し込み操作を実行する前に、前記浴槽湯水供給手段により前記浴槽内へ湯水を予備供給する予備落し込み操作を実行可能に構成され、
使用者が前記浴槽内に残湯が存在した状態で湯張りを行うように指令するための入力部の入力信号により前記浴槽内の残湯の有無を判定する残湯判定手段を備え、
前記湯張り手段が、前記残湯判定手段で前記残湯の有りを判定した場合には、前記予備落し込み操作をスキップして前記落し込み操作を実行し、前記残湯判定手段で前記残湯の無しを判定した場合には、前記予備落し込み操作を実行した後に前記落し込み操作を実行するコジェネレーションシステム。A combined heat and power device for generating heat and electric power, exhaust heat type heating means for heating hot water in the hot water storage tank with heat generated by the combined heat and power supply device, and supplying hot water taken out from the hot water storage tank into the bathtub Bathtub hot water supply means, and supply hot water temperature setting means for setting the hot water supply hot water temperature supplied into the bathtub by adjusting the mixing ratio of hot water supplied to the hot water supplied into the bathtub by the bathtub hot water supply means. The hot water temperature setting means sets the hot water temperature to a predetermined set hot water temperature, and the bathtub hot water supply means causes the bathtub to supply the hot water until the water level in the bathtub reaches a predetermined hot water filling target water level. A cogeneration system comprising a hot water filling means for performing hot water filling in the bathtub by performing a dropping operation for supplying hot water into the bath,
A bathtub state detecting means capable of detecting a bathtub state relating to a water level and a water temperature in the bathtub,
The hot water filling means determines the set supply hot water temperature based on a remaining hot water state which is a bathtub state detected by the bathtub state detection means and a hot water filling target state set as a target of the bathtub state, Configured to perform a drop operation ,
The hot water filling means is configured to be capable of performing a preliminary dropping operation for preliminarily supplying hot water into the bathtub by the bathtub hot water supply means before performing the dropping operation,
A remaining hot water determining means for determining whether or not there is remaining hot water in the bathtub by an input signal of an input unit for instructing the user to fill the hot water in a state where the remaining hot water is present in the bathtub;
When the hot water filling means determines the presence of the remaining hot water by the remaining hot water determining means, the preliminary hot water dropping operation is skipped and the dropping operation is executed, and the remaining hot water determining means performs the remaining hot water. A cogeneration system that executes the drop operation after executing the preliminary drop operation when it is determined that there is no drop .

予測熱負荷データに基づいて前記熱電併給装置の運転計画を行う運転計画手段と、
前記残湯判定手段により残湯が存在する状態で湯張りを行うと判定した場合には、湯張りを行うと考えられる時間帯の熱負荷を小さく見積もった予測熱負荷データを導出し、且つ、前記残湯判定手段により残湯が存在しない状態で湯張りを行うと判定した場合には、湯張りを行うと考えられる時間帯の熱負荷を大きく見積もった予測熱負荷データを導出する熱負荷予測手段とを備えた請求項１に記載のコジェネレーションシステム。 An operation planning means for performing an operation plan of the cogeneration device based on predicted heat load data;
When it is determined by the remaining hot water determination means that hot water filling is performed in a state where there is residual hot water, deriving predicted heat load data in which the heat load in a time zone considered to be hot water filling is estimated to be small, and When it is determined by the remaining hot water determination means that hot water filling is performed in a state where there is no remaining hot water, heat load prediction for deriving predicted heat load data that largely estimates the heat load in a time zone considered to be hot water filling is performed. The cogeneration system according to claim 1, further comprising means .

前記貯湯タンクから取り出した湯水との熱交換により、前記浴槽内の水を加熱する浴槽水加熱用熱交換器を備え、
前記湯張り手段が、前記落し込み操作を実行する前に、前記浴槽水加熱用熱交換器により前記浴槽内の残湯を予備加熱する予備加熱操作を実行可能に構成されている請求項１又は２記載のコジェネレーションシステム。 A heat exchanger for heating the bathtub water that heats the water in the bathtub by heat exchange with the hot water taken out from the hot water storage tank,
The said hot water filling means is comprised so that execution of the preliminary heating operation which preheats the remaining hot water in the said bathtub with the said heat exchanger for a bathtub water heating is performed before performing the said dropping operation. 2. The cogeneration system according to 2 .