コジェネレーションシステム
【課題】温水流路切替のための切替弁を不要とし、制御の簡素化と低コスト化を図ること。
【解決手段】発電ユニット１０１と、貯湯ユニット１０２と、貯湯タンク１０２の下部の水を発電ユニット１０１の発電時の排熱を利用して加熱して温水とし温水を貯湯タンク１０５の上部に戻す熱回収回路とを備え、温水を貯湯タンク１０５の上部に戻す配管１０６を貯湯タンク１０５中ほどより挿入することで、貯湯タンク１０５上部の温水温度を著しく低下させることがなく、切替弁が不要で制御の簡素化と低コストを実現できる。
【解決手段】発電ユニット１０１と、貯湯ユニット１０２と、貯湯タンク１０２の下部の水を発電ユニット１０１の発電時の排熱を利用して加熱して温水とし温水を貯湯タンク１０５の上部に戻す熱回収回路とを備え、温水を貯湯タンク１０５の上部に戻す配管１０６を貯湯タンク１０５中ほどより挿入することで、貯湯タンク１０５上部の温水温度を著しく低下させることがなく、切替弁が不要で制御の簡素化と低コストを実現できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン発電機や燃料電池のように排熱を発生する発電機で発電する際に、発電機の排熱を利用して給湯を行なうことができるようにしたコジェネレーションシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の排熱を給湯に使用することを目的としたコジェネレーションシステムでは次に記載されているようなものがあった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図３は特許文献１に記載された従来のコジェネレーションシステムを示すものである。図３に示すように、従来のコジェネレーションシステムは発電ユニット１と貯湯ユニット２より構成され、発電ユニット１と貯湯ユニット２は熱回収配管３，４と貯湯タンク５上部に戻す配管６と貯湯タンク５に戻さずに熱回収配管４に接続されるバイパス配管７で構成され、循環ポンプ８により水を循環させている。発電ユニット１と貯湯ユニット２を循環する水は、貯湯タンク５の下部より循環ポンプ８を通り、発電機９の排熱で排熱回収熱交換器１０により加熱し温水となる。温水は、貯湯タンク５の上部温度を低下させないようにするために、温度センサー１１で検出され、その温度が貯湯タンク５の上部の温度よりも高い時は貯湯タンク５上部に戻す配管６によって貯湯タンク５の上部に搬送される。ここで加熱された熱回収の温水の温度が貯湯タンク５の上部の温度よりも低い時は切替弁１２によってバイパス配管７に搬送され回路内を循環する。また、水は、給水配管１３で供給され、給湯として使用されるお湯１４は貯湯タンク５上部から給湯配管１５の温水と給水配管１３の水を混合弁１６で所定の温度に混合し出湯される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２２３３８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の構成では、排熱回収した水の温度によって切替弁で、流路を切り替える必要があり、制御が複雑になると共にコストが増加するという課題を有していた。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、水の流路制御を簡略化すると共にコスト低減が図れるコジェネレーションシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記従来の課題を解決するために、本発明のコジェネレーションシステムは、発電ユニットの発電時の排熱を利用して加熱した温水を貯湯タンクの上部に戻す配管を貯湯タンク中ほどより貯湯タンク内に挿入し貯湯タンク内の温水と接触させたものである。
【０００８】
これによって、熱回収された温水の温度が低い場合においても、貯湯タンク内の温水の熱によって、配管を流れる温水の温度を上げることができ、切替弁を廃止することができることになる。
【０００９】
また、本発明のコジェネレーションシステムは、温水を貯湯タンクの上部に戻す配管を、貯湯タンクの上部に向かって貯湯タンク内に螺旋状に巻いたことで配管と貯湯タンク内
の温水との熱交換効率を向上させたものである。
【００１０】
これによって、熱回収された温水の温度が低い場合においても、貯湯タンク内の温水の熱によって、配管を流れる温水の温度を安定して上げることができ、貯湯タンク上部に戻す温水の温度を安定して保つことができるので、切替弁を廃止できることになる
【発明の効果】
【００１１】
本発明のコジェネレーションシステムは、切替弁を不要とすることができるので、流路切り替えの制御が不要になると共にコストを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１におけるコジェネレーションシステムの構成図
【図２】本発明の実施の形態２におけるコジェネレーションシステムの構成図
【図３】従来のコジェネレーションシステムの構成図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
第１の発明は、発電ユニットと、貯湯ユニットと、前記貯湯タンクの下部の水を前記発電ユニットの発電時の排熱を利用して加熱して温水とし前記温水を前記貯湯タンクの上部に戻す熱回収回路とを備え、前記温水を前記貯湯タンクの上部に戻す配管を前記貯湯タンク中ほどより前記貯湯タンク内に挿入し前記貯湯タンク内の温水と熱交換可能にさせたことにより、前記熱回収配管を流れる温水の温度によって流路を切り替える制御を行っていた切替弁を廃止することができ、制御の簡素化とコスト低減を図ることができる。
【００１４】
第２の発明は、特に第１の発明の温水を前記貯湯タンクの上部に戻す配管を、前記貯湯タンクの上部に向かって前記貯湯タンク内に螺旋状に巻いたことを特徴としたことで、貯湯タンクに放出する温水の温度をより安定化することができる。
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照にしながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における燃料電池コジェネレーションシステムの構成図である。図１において、燃料電池コジェネレーションシステムは、発電ユニット１０１と貯湯ユニット１０２より構成され、発電ユニット１０１と貯湯ユニット１０２は熱回収配管１０３，１０４と貯湯タンク１０５上部に戻す配管１０６で構成され、循環ポンプ１０７により水を循環させている。発電ユニット１０１と貯湯ユニット１０２を循環する水は、貯湯タンク１０５の下部より循環ポンプ１０７を通り、発電機１０８の排熱で排熱回収熱交換器１０９により加熱し温水となって、熱回収配管１０３と貯湯タンク１０５の上部に戻す配管を流れ、貯湯タンク１０５内に貯められる。貯湯タンク１０５内に貯められた温水は、貯湯タンク１０５の上部の給湯配管１１０より流出し、給水配管１１１より供給される水と混合弁１１２により所定の温度に調整され、出湯口１１３より出湯される。また、給水配管１１１は貯湯タンク１０５の下部より貯湯タンク１０５内に流入し、出湯１１３で使用された水量に見合う分を供給する。本発明の実施の形態では、貯湯タンク１０５の上部に戻す配管１０６を貯湯タンク１０５の内部に配設しているので、貯湯タンク１０５内の温水と熱交換でき、配管１０６を流れる温水の温度が低い場合でも、貯湯タンク１０５内の温水の熱を配管１０６が受け取ることができるので、貯湯タンク１０５の上部に配管１０６の温水が到達するときには、貯湯タンク１０５の上部温度近くまで温度が上昇し、貯湯タンク１０５の上部温度を著しく低下させることがない。
【００１７】
以上のように、本実施の形態おいては、発電ユニット１０１と、貯湯ユニット１０２と
、貯湯タンク１０５の下部の水を発電ユニット１０１の発電時の排熱を利用して加熱して温水とし温水を貯湯タンク１０５の上部に戻す熱回収回路とを備え、温水を貯湯タンクの上部に戻す配管１０６を貯湯タンク１０５の中ほどより挿入させたことにより、配管１０６を流れる温水の温度が低い場合においても、貯湯タンク１０５上部に流入する時点では、貯湯タンク１０５上部の温度近くまで、上昇させることができるので、貯湯タンク１０５上部の温度を著しく低下させることはない。これにより切替弁は不要で切替弁制御も不必要となり、コストを低減させることを可能とすることができる。
【００１８】
（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態１における燃料電池コジェネレーションシステムの構成図である。図２において、燃料電池コジェネレーションシステムは、発電ユニット１０１と貯湯ユニット１０２より構成され、発電ユニット１０１と貯湯ユニット１０２は熱回収配管１０３，１０４と貯湯タンク１０５上部に戻す配管１０６で構成され、循環ポンプ１０７により水を循環させている。発電ユニット１０１と貯湯ユニット１０２を循環する水は、貯湯タンク１０５の下部より循環ポンプ１０７を通り、発電機１０８の排熱で排熱回収熱交換器１０９により加熱し温水となって、熱回収配管１０３と貯湯タンク１０５の上部に戻す配管を流れ貯湯タンク１０５内に貯められる。貯湯タンク１０５内に貯められた温水は、貯湯タンク１０５の上部の給湯配管１１０より流出し、給水配管１１１より供給される水と混合弁１１２により所定の温度に調整され、出湯口１１３より出湯される。また、給水配管１１１は貯湯タンク１０５の下部より貯湯タンク１０５内に流入し、出湯１１３で使用された水量に見合う分を供給する。本発明の実施の形態では、温水を貯湯タンク１０５の上部に戻す配管１０６を、貯湯タンク１０５の内部に配設し上部に向かって螺旋状に巻いているので、配管１０６を流れる温水の温度が低い場合でも、貯湯タンク１０５内の温水の熱を配管１０６が受け取ることができるので、貯湯タンク１０５の上部に配管１０６の温水が到達するときには、貯湯タンク１０５の上部温度近くまで温度が上昇し、貯湯タンク１０５の上部温度を著しく低下させることがない。
【００１９】
以上のように、本実施の形態おいては、発電ユニット１０１と、貯湯ユニット１０２と、貯湯タンク１０５の下部の水を発電ユニット１０１の発電時の排熱を利用して加熱して温水とし温水を貯湯タンク１０５の上部に戻す熱回収回路とを備え、温水を貯湯タンク１０５の上部に戻す配管１０６を、貯湯タンク１０５中ほどより挿入し上部に向かって螺旋状に巻いたことにより、配管１０６を流れる温水の温度が低い場合においても、貯湯タンク１０５上部に流入する時点では、貯湯タンク１０５上部の温度近くまで、安定して上昇させることができるので、貯湯タンク１０５上部の温度を著しく低下させることはない。これにより切替弁は不要で切替弁制御も不必要となり、コストを低減させることを可能とすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明のコジェネレーションシステムによれば、発電機の排熱回収温度が低くても、貯湯タンク上部に流入させる温水の温度を安定させることができるので、切替弁を廃止することができ、制御を簡素化できると共にコスト低減できるので、燃料電池用等の特に低コストが求められるコジェネレーションシステムに適している。
【符号の説明】
【００２１】
１０１ 発電ユニット
１０２ 貯湯ユニット
１０５ 貯湯タンク
１０６ 配管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン発電機や燃料電池のように排熱を発生する発電機で発電する際に、発電機の排熱を利用して給湯を行なうことができるようにしたコジェネレーションシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の排熱を給湯に使用することを目的としたコジェネレーションシステムでは次に記載されているようなものがあった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図３は特許文献１に記載された従来のコジェネレーションシステムを示すものである。図３に示すように、従来のコジェネレーションシステムは発電ユニット１と貯湯ユニット２より構成され、発電ユニット１と貯湯ユニット２は熱回収配管３，４と貯湯タンク５上部に戻す配管６と貯湯タンク５に戻さずに熱回収配管４に接続されるバイパス配管７で構成され、循環ポンプ８により水を循環させている。発電ユニット１と貯湯ユニット２を循環する水は、貯湯タンク５の下部より循環ポンプ８を通り、発電機９の排熱で排熱回収熱交換器１０により加熱し温水となる。温水は、貯湯タンク５の上部温度を低下させないようにするために、温度センサー１１で検出され、その温度が貯湯タンク５の上部の温度よりも高い時は貯湯タンク５上部に戻す配管６によって貯湯タンク５の上部に搬送される。ここで加熱された熱回収の温水の温度が貯湯タンク５の上部の温度よりも低い時は切替弁１２によってバイパス配管７に搬送され回路内を循環する。また、水は、給水配管１３で供給され、給湯として使用されるお湯１４は貯湯タンク５上部から給湯配管１５の温水と給水配管１３の水を混合弁１６で所定の温度に混合し出湯される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２２３３８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の構成では、排熱回収した水の温度によって切替弁で、流路を切り替える必要があり、制御が複雑になると共にコストが増加するという課題を有していた。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、水の流路制御を簡略化すると共にコスト低減が図れるコジェネレーションシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記従来の課題を解決するために、本発明のコジェネレーションシステムは、発電ユニットの発電時の排熱を利用して加熱した温水を貯湯タンクの上部に戻す配管を貯湯タンク中ほどより貯湯タンク内に挿入し貯湯タンク内の温水と接触させたものである。
【０００８】
これによって、熱回収された温水の温度が低い場合においても、貯湯タンク内の温水の熱によって、配管を流れる温水の温度を上げることができ、切替弁を廃止することができることになる。
【０００９】
また、本発明のコジェネレーションシステムは、温水を貯湯タンクの上部に戻す配管を、貯湯タンクの上部に向かって貯湯タンク内に螺旋状に巻いたことで配管と貯湯タンク内
の温水との熱交換効率を向上させたものである。
【００１０】
これによって、熱回収された温水の温度が低い場合においても、貯湯タンク内の温水の熱によって、配管を流れる温水の温度を安定して上げることができ、貯湯タンク上部に戻す温水の温度を安定して保つことができるので、切替弁を廃止できることになる
【発明の効果】
【００１１】
本発明のコジェネレーションシステムは、切替弁を不要とすることができるので、流路切り替えの制御が不要になると共にコストを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１におけるコジェネレーションシステムの構成図
【図２】本発明の実施の形態２におけるコジェネレーションシステムの構成図
【図３】従来のコジェネレーションシステムの構成図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
第１の発明は、発電ユニットと、貯湯ユニットと、前記貯湯タンクの下部の水を前記発電ユニットの発電時の排熱を利用して加熱して温水とし前記温水を前記貯湯タンクの上部に戻す熱回収回路とを備え、前記温水を前記貯湯タンクの上部に戻す配管を前記貯湯タンク中ほどより前記貯湯タンク内に挿入し前記貯湯タンク内の温水と熱交換可能にさせたことにより、前記熱回収配管を流れる温水の温度によって流路を切り替える制御を行っていた切替弁を廃止することができ、制御の簡素化とコスト低減を図ることができる。
【００１４】
第２の発明は、特に第１の発明の温水を前記貯湯タンクの上部に戻す配管を、前記貯湯タンクの上部に向かって前記貯湯タンク内に螺旋状に巻いたことを特徴としたことで、貯湯タンクに放出する温水の温度をより安定化することができる。
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照にしながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における燃料電池コジェネレーションシステムの構成図である。図１において、燃料電池コジェネレーションシステムは、発電ユニット１０１と貯湯ユニット１０２より構成され、発電ユニット１０１と貯湯ユニット１０２は熱回収配管１０３，１０４と貯湯タンク１０５上部に戻す配管１０６で構成され、循環ポンプ１０７により水を循環させている。発電ユニット１０１と貯湯ユニット１０２を循環する水は、貯湯タンク１０５の下部より循環ポンプ１０７を通り、発電機１０８の排熱で排熱回収熱交換器１０９により加熱し温水となって、熱回収配管１０３と貯湯タンク１０５の上部に戻す配管を流れ、貯湯タンク１０５内に貯められる。貯湯タンク１０５内に貯められた温水は、貯湯タンク１０５の上部の給湯配管１１０より流出し、給水配管１１１より供給される水と混合弁１１２により所定の温度に調整され、出湯口１１３より出湯される。また、給水配管１１１は貯湯タンク１０５の下部より貯湯タンク１０５内に流入し、出湯１１３で使用された水量に見合う分を供給する。本発明の実施の形態では、貯湯タンク１０５の上部に戻す配管１０６を貯湯タンク１０５の内部に配設しているので、貯湯タンク１０５内の温水と熱交換でき、配管１０６を流れる温水の温度が低い場合でも、貯湯タンク１０５内の温水の熱を配管１０６が受け取ることができるので、貯湯タンク１０５の上部に配管１０６の温水が到達するときには、貯湯タンク１０５の上部温度近くまで温度が上昇し、貯湯タンク１０５の上部温度を著しく低下させることがない。
【００１７】
以上のように、本実施の形態おいては、発電ユニット１０１と、貯湯ユニット１０２と
、貯湯タンク１０５の下部の水を発電ユニット１０１の発電時の排熱を利用して加熱して温水とし温水を貯湯タンク１０５の上部に戻す熱回収回路とを備え、温水を貯湯タンクの上部に戻す配管１０６を貯湯タンク１０５の中ほどより挿入させたことにより、配管１０６を流れる温水の温度が低い場合においても、貯湯タンク１０５上部に流入する時点では、貯湯タンク１０５上部の温度近くまで、上昇させることができるので、貯湯タンク１０５上部の温度を著しく低下させることはない。これにより切替弁は不要で切替弁制御も不必要となり、コストを低減させることを可能とすることができる。
【００１８】
（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態１における燃料電池コジェネレーションシステムの構成図である。図２において、燃料電池コジェネレーションシステムは、発電ユニット１０１と貯湯ユニット１０２より構成され、発電ユニット１０１と貯湯ユニット１０２は熱回収配管１０３，１０４と貯湯タンク１０５上部に戻す配管１０６で構成され、循環ポンプ１０７により水を循環させている。発電ユニット１０１と貯湯ユニット１０２を循環する水は、貯湯タンク１０５の下部より循環ポンプ１０７を通り、発電機１０８の排熱で排熱回収熱交換器１０９により加熱し温水となって、熱回収配管１０３と貯湯タンク１０５の上部に戻す配管を流れ貯湯タンク１０５内に貯められる。貯湯タンク１０５内に貯められた温水は、貯湯タンク１０５の上部の給湯配管１１０より流出し、給水配管１１１より供給される水と混合弁１１２により所定の温度に調整され、出湯口１１３より出湯される。また、給水配管１１１は貯湯タンク１０５の下部より貯湯タンク１０５内に流入し、出湯１１３で使用された水量に見合う分を供給する。本発明の実施の形態では、温水を貯湯タンク１０５の上部に戻す配管１０６を、貯湯タンク１０５の内部に配設し上部に向かって螺旋状に巻いているので、配管１０６を流れる温水の温度が低い場合でも、貯湯タンク１０５内の温水の熱を配管１０６が受け取ることができるので、貯湯タンク１０５の上部に配管１０６の温水が到達するときには、貯湯タンク１０５の上部温度近くまで温度が上昇し、貯湯タンク１０５の上部温度を著しく低下させることがない。
【００１９】
以上のように、本実施の形態おいては、発電ユニット１０１と、貯湯ユニット１０２と、貯湯タンク１０５の下部の水を発電ユニット１０１の発電時の排熱を利用して加熱して温水とし温水を貯湯タンク１０５の上部に戻す熱回収回路とを備え、温水を貯湯タンク１０５の上部に戻す配管１０６を、貯湯タンク１０５中ほどより挿入し上部に向かって螺旋状に巻いたことにより、配管１０６を流れる温水の温度が低い場合においても、貯湯タンク１０５上部に流入する時点では、貯湯タンク１０５上部の温度近くまで、安定して上昇させることができるので、貯湯タンク１０５上部の温度を著しく低下させることはない。これにより切替弁は不要で切替弁制御も不必要となり、コストを低減させることを可能とすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明のコジェネレーションシステムによれば、発電機の排熱回収温度が低くても、貯湯タンク上部に流入させる温水の温度を安定させることができるので、切替弁を廃止することができ、制御を簡素化できると共にコスト低減できるので、燃料電池用等の特に低コストが求められるコジェネレーションシステムに適している。
【符号の説明】
【００２１】
１０１ 発電ユニット
１０２ 貯湯ユニット
１０５ 貯湯タンク
１０６ 配管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電ユニットと、貯湯ユニットと、前記貯湯タンクの下部の水を前記発電ユニットの発電時の排熱を利用して加熱して温水とし前記温水を前記貯湯タンクの上部に戻す熱回収回路とを備え、前記温水を前記貯湯タンクの上部に戻す配管を前記貯湯タンク中ほどより前記貯湯タンク内に挿入し前記貯湯タンク内の温水と接触させたコジェネレーションシステム。
【請求項２】
前記温水を前記貯湯タンクの上部に戻す配管を、前記貯湯タンクの上部に向かって前記貯湯タンク内で螺旋状に巻いた請求項１に記載のコジェネレーションシステム。
【請求項１】
発電ユニットと、貯湯ユニットと、前記貯湯タンクの下部の水を前記発電ユニットの発電時の排熱を利用して加熱して温水とし前記温水を前記貯湯タンクの上部に戻す熱回収回路とを備え、前記温水を前記貯湯タンクの上部に戻す配管を前記貯湯タンク中ほどより前記貯湯タンク内に挿入し前記貯湯タンク内の温水と接触させたコジェネレーションシステム。
【請求項２】
前記温水を前記貯湯タンクの上部に戻す配管を、前記貯湯タンクの上部に向かって前記貯湯タンク内で螺旋状に巻いた請求項１に記載のコジェネレーションシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−１７９８０２（Ｐ２０１１−１７９８０２Ａ）
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４７４５５（Ｐ２０１０−４７４５５）
【出願日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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