貯湯ユニット
【課題】給湯と暖房の双方に共通の熱源機を利用し、暖房の熱負荷が高くとも安定して給湯できる貯湯ユニットを提供する。
【解決手段】貯湯タンク１４の温水は、給湯流路４６によって給湯口４４へ送られる。また、貯湯タンク１４の温水は、バーナ部６８で加熱される。加熱された温水の一部はバイパス流路７９を通り、暖房機用熱交換器１１４を経由しないで貯湯タンク１４へ戻る。加熱された温水の残りはバーナ循環復路７６ｂを通り、暖房機用熱交換器１１４で暖房機へ熱を供給したのちに貯湯タンク１４へ戻る。暖房機用熱交換器１１４で暖房機へ熱を供給しながら、暖房機用熱交換器１１４を経由せずに高温のまま貯湯タンク１４５へ戻される温水によって要求される温度の温水を安定して給湯することができる。
【解決手段】貯湯タンク１４の温水は、給湯流路４６によって給湯口４４へ送られる。また、貯湯タンク１４の温水は、バーナ部６８で加熱される。加熱された温水の一部はバイパス流路７９を通り、暖房機用熱交換器１１４を経由しないで貯湯タンク１４へ戻る。加熱された温水の残りはバーナ循環復路７６ｂを通り、暖房機用熱交換器１１４で暖房機へ熱を供給したのちに貯湯タンク１４へ戻る。暖房機用熱交換器１１４で暖房機へ熱を供給しながら、暖房機用熱交換器１１４を経由せずに高温のまま貯湯タンク１４５へ戻される温水によって要求される温度の温水を安定して給湯することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貯湯タンクの温水を必要に応じて熱源機で加熱し、貯湯タンクの温水を給湯に利用するとともに、暖房用の熱源に利用する貯湯ユニットに関する。本明細書にいう暖房は、エアコンや床暖房機などの暖房機の他に風呂の追焚き装置を含む。
【背景技術】
【０００２】
貯湯タンクの温水を給湯用の温水として利用したり、温水の熱量を暖房機や風呂の追焚き装置への熱源に利用したりできる貯湯ユニットが知られている。貯湯タンクの温水が給湯に適した温度よりも低い場合、或いは暖房機への熱供給に適した温度よりも低い場合には熱源機によって温水を加熱する。そのような貯湯ユニットは、給湯と暖房という２つの目的に対してひとつの熱源機で足りるため、低コスト化できるというメリットがある。ひとつの熱源機で温水を加熱し、加熱した温水を給湯に利用したり、暖房機への熱供給に利用したりできる技術が、例えば特許文献１や特許文献２に開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−５７９８４号公報
【特許文献２】特開２００６−４６８９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
給湯と暖房の双方に共通の熱源機を利用する貯湯ユニットでは、貯湯タンクの温水を熱源機へ送り、熱源機で加熱された温水を貯湯タンクへ戻す循環流路と、その循環流路の熱源機より下流側に、加熱された温水と暖房用の熱媒体との間で熱交換する熱交換器と、温水を貯湯タンクから給湯口へ送る給湯流路を備えることが有効である。
循環流路の熱源機より下流に熱交換器を配置することで、熱源機で加熱された直後の温水と暖房用の熱媒体の間で熱交換を行なうことができる。これにより暖房用の熱媒体を効率よく加熱することができる。
他方、熱源機で加熱された温水は貯湯タンクへ戻されるため、暖房機の熱負荷の変動により熱交換器から貯湯タンクへ戻る温水の温度が変動しても、貯湯タンクがバッファとなり給湯流路には温度の安定した温水を供給することができる。
【０００５】
上記の貯湯ユニットの構成では、貯湯タンクが給湯の際のバッファとなるので暖房機の熱負荷変動をある程度許容できる。しかしながら暖房機の熱負荷が高い場合には、熱交換器で暖房用の熱媒体へ熱を与えることにより温度の低下した温水が貯湯タンクへ戻ることになる。そのような状態が続くと貯湯タンクの温水温度が徐々に低下し、ついには要求される温度の温水を給湯できなくなる虞がある。そのような課題は、熱交換器を通過した温水がなお給湯に十分な温度を維持できるほど加熱能力の高い熱源機を用いれば解決できる。しかし加熱能力の高い熱源機を備えることは貯湯ユニットのコスト増を招く。また上記課題は、給湯用の熱源機と暖房用の熱源機をそれぞれ別個に備えることによっても解決できるが、複数の熱源機を備えることも貯湯ユニットのコスト増を招く。
本発明の目的は、給湯と暖房の双方に共通の熱源機を利用する貯湯ユニットにおいて、コスト増を抑制しながら、暖房の熱負荷が高くとも要求される温度の温水を給湯し続けることを可能にする技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明による貯湯ユニットは、熱源機で加熱された温水の全てを熱交換器を通してから貯湯タンクへ戻すのではなく、熱源機で加熱された温水の一部を熱交換器を通さずに貯湯タンクへ戻す。これによって、熱源機で加熱されて高温となった温水の一部を熱交換器で温度低下させることなく貯湯タンクへ戻すことができる。残りの温水は熱交換器へ送られるため、暖房機への熱供給は継続される。暖房機の熱負荷が高い状態でも貯湯タンクに高温の温水を供給できるので、常に要求温度の温水を給湯することができる。
【０００７】
本発明に係る貯湯ユニットは、温水を貯湯する貯湯タンクと、貯湯タンクの温水を給湯口へ送る給湯流路と、貯湯タンクへ給水する給水流路と、通過する水を加熱する熱源機と、貯湯タンクの温水を熱源機へ送る温水往路と、熱源機を通過した温水を貯湯タンクへ戻す温水復路を備える。貯湯タンクの温水は、温水往路を通って熱源機へ送られ、熱源機を通過した温水は温水復路を通って貯湯タンクへ戻る。さらにこの貯湯ユニットは、温水復路を通る温水と暖房用の熱媒体との間で熱交換する熱交換器と、熱源機を通過した温水を、熱交換器をバイパスして貯湯タンクへ戻すバイパス流路と、熱交換器を通過する温水の流量とバイパス流路を通過する温水の流量の割合を調整する流量調整手段を備える。
【０００８】
流量調整手段によって、熱源機を通過した温水の一部は温水復路を通じて熱交換器へ送られるとともに、残りの温水はバイパス流路を通じて熱交換器を通さずに直接貯湯タンクへ戻すことができる。熱源機がその能力上限で運転している場合であっても、暖房の熱負荷と給湯の熱負荷に応じて熱交換器へ送る温水の流量と熱交換器を通らずに貯湯タンクへ戻す温水の流量の割合を調整できるので、暖房への熱供給を継続しながら安定して給湯できる貯湯ユニットを実現することができる。換言すれば、上記貯湯ユニットは、熱源機が温水に与える熱量を、暖房用と給湯用に並列に分配することができる。熱源機が温水へ与える熱量を暖房と給湯の熱負荷の割合に応じて分配できるので、加熱能力の高い熱源機、即ち高コストの熱源機を備えることなく安定して給湯できる貯湯ユニットを実現できる。流量調整手段が、熱源機が温水へ与える熱量を暖房と給湯の熱負荷の割合に応じて分配する機能を果たす。従って、ここでいう「割合」とは、熱交換器を通過する温水とバイパス流路を通過する温水の流量比をいう。流量調整手段は、流量比そのものを指標として割合を調整するものであってもよいし、熱交換器を通過する温水とバイパス流路を通過する温水の流量差を指標として割合を調整するものであってもよい。但し後者の場合には、流量差を指標とするが、結果的に「割合」が調整されるものである必要がある。具体的には、熱源機を通過する温水の流量を変化させるだけの装置は、本発明にいう流量調整手段には含まれない。熱源機を通過する温水の流量を変化させるだけでも、前記流量差は変化する。しかしその場合には流量比は変化しない。流量比が変化しなければ、熱源機が温水へ与える熱量を暖房と給湯の熱負荷の割合に応じて分配することができないからである。
【０００９】
流量調整手段は、熱源機が温水へ与える熱量を暖房と給湯の熱負荷の割合に応じて分配するために、例えば、給湯流路を通過する温水によって貯湯タンクから減少する熱量に応じて流量を調整すればよい。
【００１０】
流量調整手段は、例えばバイパス流路を開閉する弁であってよい。バイパス流路は、熱交換器が配置されていないので熱交換器が配置された温水復路よりも流路抵抗が小さい。従って、バイパス流路を開閉する弁であっても、弁の開度に応じて熱交換器を通過する温水の流量とバイパス流路を通過する温水の流量を調整することができる。また、より簡便にはバイパス流路を開閉する弁は、全閉と全開の２者択一式の弁であってもよい。
【００１１】
上記の貯湯ユニットにおいて、給水流路は貯湯タンクの下部へ給水し、給湯流路は貯湯タンクの上部の温水を給水口へ送り、温水復路とバイパス流路は温水を貯湯タンクの上部へ戻すように配置されていることが好ましい。そうすることによって、温度成層型の貯湯タンクを実現できる。給湯時に貯湯タンクの下部へ給水されても貯湯タンクの上部の温水の温度を低下させることを防止できる。
【００１２】
温度成層型の貯湯タンクの場合、熱交換器より下流で温水復路から分岐しており、貯湯タンクを通さずに温水往路に温水を導く第２温水復路と、熱交換器を通過した温水の流路を温水復路と第２温水復路のいずれかに切換える第１切換手段を備えることが好ましい。
温水復路を通る温水は、熱交換器で暖房機用の熱媒体へ熱を与えることによって温度が低下する。貯湯タンクが温度成層型の場合、貯湯タンクの上部の温水温度よりも低温水が貯湯タンクの上部に戻されると温度成層が乱れる可能性がある。そのような場合に、熱交換器を通過した温水を貯湯タンクへ戻さずに温水往路へ導くことによって、貯湯タンクの温度成層を安定して維持することができる。貯湯タンクの上部にはバイパス流路によって高温水のみが戻されることになるため、貯湯タンクの上部から安定して給湯することができる。
【００１３】
温度成層型の貯湯タンクの場合、熱交換器より下流で温水復路から分岐しており、貯湯タンクの下部に温水を導く第３温水復路と、熱交換器を通過した温水の流路を温水復路と第３温水復路のいずれかに切換える第２切換手段を備えることが好ましい。
熱交換器で暖房機用の熱媒体へ熱を与えた温水の温度が貯湯タンクの下部の温水温度と同等の場合には、第３温水復路によって貯湯タンクの下部へ戻すことによっても、貯湯タンクの温度成層を安定して維持することができる。
【００１４】
発明者らは、上記したバイパス流路には上記の効果の他に次の効果を得られる場合もあることを発見した。暖房機がフル運転から停止される場合など、暖房機の熱負荷が急減する場合がある。暖房機の熱負荷が急減した場合、熱源機による温水の加熱も不要となるため加熱を停止する（給湯には加熱が必要ない場合）。しかし熱源機の残熱により温水復路を流れる温水はしばらく加熱され続ける。暖房機は熱の供給を必要としていないため、熱源機の残熱により加熱された温水が温水復路を通過して熱交換器へ送られても熱交換器を不要に加熱するだけである。この場合、熱源機の残熱は無駄となる。そこで、暖房機の熱負荷が急減した場合にバイパス流路への流量を増やすことによって、熱源機の残熱を貯湯タンクへ回収することができる。熱効率を向上させることができる。
【００１５】
暖房機の熱負荷が急減した場合は、熱源機を通過した温水の温度及び／又は経時的温度上昇率が所定値以上となることをもって判断できる。流量調整手段は、バイパス流路の流量を、熱源機を通過した温水の温度が所定温度未満のときよりも所定温度以上のときの方が多くなるように前記割合を調整すればよい。或いは、流量調整手段は、バイパス流路の流量を、熱源機を通過した温水の温度の経時的上昇率が所定値未満のときよりも所定値以上のときの方が多くなるように前記割合を調整すればよい。そうすることで、暖房機の熱負荷が急減したときに熱源機の残熱を貯湯タンクへ回収することができる。ここで、「所定温度以上」と「所定温度未満」における「以上」と「未満」との表現は、所定温度を境として温度域を２分する際に、数学的に矛盾しないように便宜上用いるものであって、「所定温度」が高温側の温度域に属すること自体は本発明にとって重要ではない。即ち、「所定温度以上」と「所定温度未満」との表現を、「所定温度より高い」と「所定温度以下」と変更した発明も、請求項に記載された発明の技術的範囲に属することをここに明言する。本明細書において、「以上」と「未満」、及び「より大きい」と「以下」との領域の分割は全て同様である。
なお、暖房機の熱負荷が急減したときに熱源機への温水の供給を停止すると、熱源機の残熱により熱源機内に滞留する温水が沸騰温度に達する虞もある。熱源機に温水を滞留させることなく、バイパス流路によって熱源機を通過した温水を貯湯タンクへ戻すことによって、熱源機内の温水の温度が異常に高温となることを防止する効果も期待できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、給湯と暖房の双方に共通の熱源機を利用する貯湯ユニットにおいて、コスト増を抑制しながら、暖房機の熱負荷が高い場合であっても要求される温度の温水を給湯し続ける貯湯ユニットを実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の好適な実施形態を説明する。
（形態１）温水往路は貯湯タンクの中間部に接続されている。
（形態２）暖房用の熱媒体は水である。
（形態３）暖房機は風呂の追焚きユニットである。
（形態４）熱媒体は、エアコン、床暖房、或いは風呂の追焚きユニットなど複数の暖房装置へ送られる。
（形態５）貯湯タンクの温水と暖房用の熱媒体の間で熱交換する熱交換器を通過した温水の温度を検出する温度センサを備えており、第１切換手段と第２切換手段は、温度センサが検出する温度が第１所定より高い場合に熱交換器を通過した温水の流路を温水復路に切換え、温度センサが検出する温度が第１所定温度より低く第２所定温度より高い場合に熱交換器を通過した温水の流路を第２温水復路に切換え、温度センサが検出する温度が第２所定温度より低い場合に熱交換器を通過した温水の流路を第３温水復路に切換える。
【実施例】
【００１８】
本発明の実施例を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る貯湯ユニットを組み込んだコージェネレーションシステムである。このコージェネレーションシステムは、図１に示すように、発電ユニット１５０、貯湯ユニット１０、熱負荷装置１０８を備えている。
【００１９】
発電ユニット１５０は、燃料電池（図示省略）、改質器（図示省略）、熱媒循環流路１５２、熱回収用熱交換器１５４を備えている。燃料電池は、改質器で生成される水素ガスを空気中の酸素と反応させて発電を行う。発電に伴って発電熱が発生し、発電熱によって熱媒循環流路１５２内の熱媒が加熱される。熱媒循環流路１５２内の熱媒の熱は熱回収用熱交換器１５４に入力される。熱交換器１５４は、改質器を加熱した排気ガスが通過する熱交換器と、燃料電池の冷却水が通過する熱交換器で構成されている。
【００２０】
貯湯ユニット１０は、貯湯部１２、バーナ部６８、暖房機用熱交換器１１４、風呂用熱交換器１２４、各種流路、コントローラ１４６等を備えている。
コントローラ１４６は、制御プログラムを記憶している。コントローラ１４６には、リモコン１４８の操作信号と、以下で説明する各種流量センサの検出信号と各種サーミスタの検出信号等が入力される。コントローラ１４６は、入力された信号を制御プログラムで処理し、以下で説明する各種ポンプ、各種弁、バーナ等を制御する。
【００２１】
貯湯部１２は、貯湯タンク１４、第１タンクサーミスタ１６、第２タンクサーミスタ１８、第３タンクサーミスタ２０、第４タンクサーミスタ２２を備えている。各タンクサーミスタ１６，１８，２０，２２は縦方向にほぼ均等に配置されており、貯湯タンク１４内のそれぞれの位置の温水の温度を検出する。各タンクサーミスタ１６，１８，２０，２２の検出信号はコントローラ１４６に出力される。
貯湯タンク１４の底部には、貯湯タンク１４に水道水を給水する給水流路２４が接続されている。給水流路２４には、減圧弁２６、給水サーミスタ２８、給水量センサ３０、給水量サーボ３２、混合サーボ３４が介装されている。減圧弁２６は、給水流路２４の上流端近傍に配置されている。減圧弁２６は給水圧力を調整するものであり、減圧弁２６の下流側圧力が低下すると開き、圧力を所定の調圧値に維持しようとする。このため、貯湯タンク１４内の温水が減少したり、後述する混合サーボ３４が開いたりすると、減圧弁２６の作用によって水道水が給水される。給水サーミスタ２８は、給水される水道水の温度を検出する。給水量センサ３０は、給水される水道水の流量を検出する。給水サーミスタ２８の検出信号と給水量センサ３０の検出信号はコントローラ１４６に出力される。給水量サーボ３２と混合サーボ３４は、いずれもステッピングモータを内蔵しており、これが駆動されることによって開度が調整されて流量を変化させる。給水量サーボ３２は、給水される水道水の流量を調整する。給水量サーボ３２の開度はコントローラ１４６によって制御される。混合サーボ３４は、給水流路２４と混合流路３６の接続部に配置されている。混合サーボ３４については後で詳述する。
給水流路２４の混合サーボ３４の下流側に排水流路３８が接続されている。排水流路３８の他端は圧力開放流路４２に接続されている。圧力開放流路４２はコージェネレーションシステムの外部に開放されている。排水流路３８には排水弁４０が介装されている。排水弁４０の開閉は手動で行う。排水弁４０が開かれると、貯湯タンク１４内の温水が排水流路３８と圧力開放流路４２を経て排水される。
【００２２】
貯湯タンク１４の上部（より具体的には天井部）には、貯湯タンク１４内の温水を給湯栓４４に給湯する給湯流路４６が接続されている。給湯栓４４は、浴室、洗面所、台所等にそれぞれ配設されている。給湯流路４６には、圧力逃し弁４８、給湯量センサ４９、温水電磁弁５０、高温サーミスタ５２、給湯サーミスタ５４が介装されている。また、給湯流路４６には、先述の混合流路３６が接続されている。混合流路３６は、温水電磁弁５０の下流側であり、かつ高温サーミスタ５２と給湯サーミスタ５４の間に接続されている。
圧力逃し弁４８は圧力開放流路４２と接続されている。温水電磁弁５０は、給湯が開始されると開かれ、給湯が終了すると閉じられる。給湯が開始されたか否かは、給水量センサ３０の検出流量に基づいてコントローラ１４６によって判断される（後で詳述する）。高温サーミスタ５２は、貯湯タンク１４から送り出された温水の温度を検出する。給湯サーミスタ５４は、給湯流路４６からの温水と混合流路３６からの水道水との混合水の温度を検出する。高温サーミスタ５２と給湯サーミスタ５４の検出信号はコントローラ１４６に出力される。給湯流路４６からの温水と混合流路３６からの水道水との混合比は、混合サーボ３４の開度によって調整される。混合サーボ３４の開度を調整することによって給湯温度を調温することができる。混合サーボ３４の開度は、給水サーミスタ２８の検出温度と給湯サーミスタ５４の検出温度に基づいてコントローラ１４６によって指示される。給湯のために貯湯タンク１４から放出される温水の流量は、給湯量センサ４９で検出されてコントローラ１４６に送られる。
【００２３】
貯湯タンク１４と発電ユニット１５０は熱回収循環流路５６によって接続されている。熱回収循環流路５６は熱回収用熱交換器１５４を通過するように配設されている。熱回収循環流路５６は、貯湯タンク１４から熱回収用熱交換器１５４へ向かう流路が熱回収循環往路５６ａであり、熱回収用熱交換器１５４から貯湯タンク１４へ向かう流路が熱回収循環復路５６ｂである。
熱回収循環往路５６ａは貯湯タンク１４の底部と熱回収用熱交換器１５４の上流端を接続している。熱回収循環往路５６ａには熱回収循環ポンプ５８と循環往路サーミスタ６０が介装されている。熱回収循環ポンプ５８は熱回収循環流路５６内の温水を循環させる。熱回収循環ポンプ５８は、発電運転中や熱回収循環流路５６内の温水の凍結防止運転中に駆動される。熱回収循環ポンプ５８の駆動はコントローラ１４６によって制御される。循環往路サーミスタ６０は、貯湯タンク１４の近傍に配置されて、貯湯タンク１４から送り出される温水の温度を検出する。循環往路サーミスタ６０の検出信号はコントローラ１４６に出力される。
熱回収循環復路５６ｂは熱回収用熱交換器１５４の下流端と貯湯タンク１４の上部（よりグ具体的には天井部）を接続している。熱回収循環復路５６ｂには循環復路サーミスタ６２と三方弁６４が介装されている。循環復路サーミスタ６２は三方弁６４の上流側に配置されて、熱回収用熱交換器１５４を通過した後の温水の温度を検出する。循環復路サーミスタ６２の検出信号はコントローラ１４６に出力される。三方弁６４は２つの入口６４ａ，６４ｂと出口６４ｃを有している。熱回収循環復路５６ｂの上流側部分が入口６４ａに接続されており、熱回収循環復路５６ｂの下流側部分が出口６４ｃに接続されている。三方弁６４の入口６４ｂにはバイパス流路６６の一端が接続されている。バイパス流路６６の他端は熱回収循環往路５６ａの途中に接続されている。三方弁６４の入口６４ａと出口６４ｃが連通すると、発電ユニット１５０と貯湯タンク１４を経由する循環流路が形成され、三方弁６４の入口６４ａと出口６４ｃが連通すると、発電ユニット１５０を経由して貯湯タンク１４をバイパスする循環流路が形成される。三方弁６４の切換えはコントローラ１４６によって制御される。
【００２４】
バーナ部６８は、バーナ７０、潜熱熱交換器７２、顕熱熱交換器７４を備えている。バーナ７０は、ガスを燃料として燃焼する。潜熱熱交換器７２に流れ込む水の温度が低いためにバーナ７０の燃焼排ガスに含まれる水蒸気が結露し、水蒸気が結露とするときに放出する潜熱で潜熱熱交換器７２に流れ込む水が予備加熱される。潜熱熱交換器７２で予備加熱された温水は、顕熱熱交換器７４でバーナ７０の燃焼熱によって再加熱される。
顕熱熱交換器７４で結露した水には窒素酸化物が溶け込んでおり、酸性ドレインが生じる。潜熱熱交換器７２には、ドレインを排出又は回収するためのドレイン流路９２が接続されている。ドレイン流路９２は、圧力開放流路４２に接続されている。ドレイン流路９２には、中和器９４が介装されている。中和器９４内には炭酸カルシウムが充填されている。酸性のドレインは、中和器９４内を通過する間に、炭酸カルシウムによってｐＨ６から７に中和される。中和器内のドレインが所定の水位を超えると、その水位を超えた分のドレインは圧力開放流路４２を介して排出される。
【００２５】
貯湯タンク１４とバーナ部６８はバーナ循環流路７６によって接続されている。バーナ循環流路７６は、バーナ部６８内の潜熱熱交換器７２と顕熱熱交換器７４を順に通過するように配設されている。バーナ循環流路７６は、貯湯タンク１４からバーナ部６８へ向かう流路がバーナ循環往路７６ａであり、バーナ部６８から貯湯タンク１４へ向かう流路がバーナ循環復路７６ｂである。バーナ循環流路７６にはバーナ部６８をバイパスするバーナ部バイパス流路７８が形成されている。バーナ部バイパス流路７８の上流端はバーナ循環往路７６ａに接続されており、バーナ部バイパス流路７８の下流端はバーナ循環復路７６ｂに接続されている。バーナ循環復路７６ｂには、後述する暖房機用熱交換器１１４をバイパスする熱交バイパス流路７９が形成されている。熱交バイパス流路７９は、暖房機用熱交換器１１４の上流側でバーナ循環復路７６ｂから分岐し、下流側でバーナ循環復路７６ｂと合流している。
バーナ循環往路７６ａは貯湯タンク１４の中間部（第１タンクサーミスタ１６と第２タンクサーミスタ１８との中間）と潜熱熱交換器７２の上流端を接続している。バーナ循環往路７６ａには、バーナ循環往路サーミスタ８１、バーナ循環ポンプ８０、バーナ循環流量センサ８２、バーナ循環流量サーボ８４、バーナバイパスサーボ８６が介装されている。バーナ循環往路サーミスタ８１は、バーナ循環往路７６ａを通過する温水の温度を検出する。バーナ循環ポンプ８０はバーナ循環流路７６内の温水を循環させる。バーナ循環ポンプ８０の駆動はコントローラ１４６によって制御される。バーナ循環流量センサ８２は、バーナ循環流路７６内の温水の流量を検出する。バーナ循環流量センサ８２の検出信号はコントローラ１４６に出力される。バーナ循環流量サーボ８４とバーナバイパスサーボ８６は、いずれもステッピングモータを内蔵しており、これが駆動されることによって開度が調整されて流量を変化させる。バーナ循環流量サーボ８４は、バーナ循環流路７６内の温水の流量を調整する。バーナ循環流量サーボ８４の開度はコントローラ１４６によって制御される。バーナバイパスサーボ８６は、バーナ循環往路７６ａとバーナ部バイパス流路７８の上流端との接続部に配置されており、バーナ循環流路７６内の温水のうち、バーナ部６８側へ流れる温水の流量とバーナ部バイパス流路７８側へ流れる温水の流量の割合を調整する。バーナバイパスサーボ８６の開度を調整することによって、バーナ循環復路７６ｂとバーナ部バイパス流路７８の下流端との接続部の下流側の温水温度を調温することができる。バーナバイパスサーボ８６の開度はコントローラ１４６によって制御される。
バーナ循環復路７６ｂは顕熱熱交換器７４の下流端と貯湯タンク１４の天井部を接続している。バーナ循環復路７６ｂは暖房機用熱交換器１１４を通過するように配設されている。暖房機用熱交換器１１４にはバーナ循環復路７６ｂ内の温水の熱が入力される。バーナ循環復路７６ｂにはバーナ出口サーミスタ８８と熱交換器出口サーミスタ９０が介装されている。バーナ出口サーミスタ８８は、バーナ循環復路７６ｂとバーナ部バイパス流路７８の下流端との接続部よりも下流側に配置されて、バーナ部６８及び／又はバーナ部バイパス流路７８を通過した後の温水の温度を検出する。熱交換器出口サーミスタ９０は、暖房機用熱交換器１１４の下流側に配置されて、暖房機用熱交換器１１４を通過した後の温水の温度を検出する。バーナ出口サーミスタ８８の検出信号と熱交換器出口サーミスタ９０の検出信号はコントローラ１４６に出力される。バーナ循環復路７６ｂの熱交換器出口サーミスタ９０の下流側には、第１制御弁１６０が設けられている。第１制御弁１６０の開閉は、コントローラ１４６によって制御される。
【００２６】
バーナ循環復路７６ｂの熱交換器出口サーミスタ９０と第１制御弁１６０の間に、第２バーナ循環復路１６６の一端が接続している。第２バーナ循環復路１６６の他端は、バーナ循環往路７６ａの貯湯タンク１４とバーナ循環ポンプ８０の間に接続している。第２バーナ循環復路１６６には第２制御弁１６２が設けられている。第２制御弁１６２の開閉は、コントローラ１４６によって制御される。
【００２７】
バーナ循環復路７６ｂの熱交換器出口サーミスタ９０と第１制御弁１６０の間に、第３バーナ循環復路１６８の一端が接続している。第３バーナ循環復路１６８の他端は、貯湯タンク１４の下部に接続している。第３バーナ循環復路１６８には第３制御弁１６４が設けられている。第３制御弁１６４の開閉は、コントローラ１４６によって制御される。
【００２８】
第１制御弁１６０、第２制御弁１６２および第３制御弁１６４は、何れか１つが開かれ、他の２つは閉じられるように、コントローラ１４６によって制御される。第１制御弁１６０が開かれ、第２制御弁１６２と第３制御弁１６４が閉じられると、暖房機用熱交換器１１４を通過した温水はバーナ循環復路７６ｂを経由して貯湯タンク１４の上部に流入する。第２制御弁１６２が開かれ、第１制御弁１６０と第３制御弁１６４が閉じられると、暖房機用熱交換器１１４を通過した温水はバーナ循環復路７６ｂから第２バーナ循環復路１６６を経由してバーナ循環往路７６ａに流入する。第３制御弁１６４が開かれ、第１制御弁１６０と第２制御弁１６２が閉じられると、暖房機用熱交換器１１４を通過した温水はバーナ循環復路７６ｂから第３バーナ循環復路１６６を経由して貯湯タンク１４の下部に流入する。
【００２９】
熱交バイパス流路７９には、バイパス流路弁８７が設けられている。バイパス流路弁８７の開閉は、コントローラ１４６によって制御される。バイパス流路弁８７が閉じると、バーナ部６８を通過した温水は全て暖房機用熱交換器１１４を通過することになる。バイパス流路弁８７が開くと、バーナ部６８を通過した温水の一部は暖房機用熱交換器１１４を通過し、残りは熱交バイパス流路７９を通過することになる。即ち、バイパス流路弁８７を開閉することによって、バーナ部６８を通過した温水について、暖房機用熱交換器１１４を通過する温水の流量と熱交バイパス流路７９を通過する温水の流量の割合を調整することができる。なお、その割合は、バーナ循環復路７６ｂと熱交バイパス流路７９の合流点と分岐点の間における、バーナ循環復路７６ｂの流路抵抗と熱交バイパス流路７９の流路抵抗により定まる。
【００３０】
給湯流路４６からは、シスターン給水流路１０２が分岐している。シスターン給水流路１０２には、負圧弁１０４、シスターン給水弁１０６が介装されている。負圧弁１０４は、断水時等で給水流路２４が負圧になったときに開かれ、大気を吸引して貯湯タンク１４の負圧による破損を防止する。シスターン給水弁１０６は、シスターン１００に貯湯タンク１４からの温水を給水するときに開かれる。シスターン１００内の温水は図示しない水位センサによって水位が監視されている。シスターン１００内の温水の水位が、所定の水位範囲内であるときにはシスターン給水弁１０６は閉じられており、所定の水位範囲を逸脱したことが判別されるとシスターン給水弁１０６が開かれる。シスターン給水弁１０６の開閉はコントローラ１４６によって制御される。シスターン１００にはオーバーフロー流路９８が接続している。オーバーフロー流路９８の他端は、中和器９４の下流側でドレイン流路９２に接続している。シスターン１００内の温水が所定の水位を超える場合に、その所定の水位を超える分の温水は、オーバーフロー流路９８と圧力開放流路４２を介して排出される。
【００３１】
本実施例では、熱負荷装置１０８として暖房装置、風呂装置、給湯装置を有している。暖房装置の端末機としては、エアコンと床暖房機を有している。図１中では、エアコンと床暖房機を暖房端末機１１０として示している。シスターン１００と暖房端末機１１０は暖房循環流路１１２によって接続されている。暖房循環流路１１２は、シスターン１００から暖房端末機１１０へ向かう流路が暖房循環往路１１２ａであり、暖房端末機１１０からシスターン１００へ向かう流路が暖房循環復路１１２ｂである。暖房循環往路１１２ａは暖房機用熱交換器１１４を通過するように配設されている。暖房循環往路１１２ａには、暖房循環ポンプ１１６、暖房循環サーミスタ１１８が介装されている。暖房循環ポンプ１１６は、暖房循環流路１１２内の温水を循環させる。即ち、本実施例では、暖房用の熱媒体として温水を用いる。暖房循環ポンプ１１６は、暖房端末機１１０のスイッチの操作に伴って駆動される。暖房循環ポンプ１１６の駆動はコントローラ１４６によって制御される。暖房循環サーミスタ１１８は、暖房機用熱交換器１１４の下流側に配置されて、暖房機用熱交換器１１４を通過した後の温水の温度を検出する。暖房循環サーミスタ１１８の検出信号はコントローラ１４６に出力される。暖房端末機１１０内の暖房循環流路１１２には暖房熱動弁１２０が介装されている。暖房熱動弁１２０は、暖房端末機のスイッチの操作に伴って開閉する。暖房熱動弁１２０の開閉はコントローラ１４６によって制御される。
【００３２】
暖房循環往路１１２ａの暖房機用熱交換器１１４の下流側であり、かつ暖房循環サーミスタ１１８の下流側からは、追焚き流路１２２が分岐している。追焚き流路１２２の下流端は暖房循環復路１１２ｂのシスターン１００近傍に接続されている。追焚き流路１２２は風呂用熱交換器１２４を通過するように配設されている。暖房循環往路１１２ａ内の温水の熱は、風呂用熱交換器１２４に入力される。追焚き流路１２２には、追焚き熱動弁１２６が介装されている。追焚き熱動弁１２６は、風呂の追焚きスイッチの操作に伴って開閉する。追焚き熱動弁１２６の開閉はコントローラ１４６によって制御される。
【００３３】
風呂の浴槽１２８には風呂循環流路１３０が接続されている。風呂循環流路１３０は、風呂用熱交換器１２４を通過するように配設されている。風呂循環流路１３０は、浴槽１２８から風呂用熱交換器１２４へ向かう流路が風呂循環往路１３０ａであり、風呂用熱交換器１２４から浴槽１２８へ向かう流路が風呂循環復路１３０ｂである。風呂循環往路１３０ａには、風呂水位センサ１３２、風呂循環ポンプ１３４、風呂水流スイッチ１３６、風呂循環サーミスタ１３８が介装されている。風呂水位センサ１３２は、風呂循環流路１３０内の温水の水圧を検出する。風呂水位センサ１３２の検出信号はコントローラ１４６に出力される。風呂水位センサ１３２によって検出される水圧は、浴槽１２８内の温水の水位を推定するために利用される。風呂循環ポンプ１３４は、風呂循環流路１３０内の温水を循環させる。風呂循環ポンプ１３４は、リモコン１４８のスイッチの操作に伴って駆動される。風呂循環ポンプ１３４の駆動はコントローラ１４６によって制御される。風呂水流スイッチ１３６は、風呂循環流路１３０内を温水が流れるとオンとなる。風呂水流スイッチ１３６のオンオフ信号はコントローラ１４６に出力される。風呂循環サーミスタ１３８は、風呂用熱交換器１２４の上流側に配置されて、風呂用熱交換器１２４に入水する温水の温度を検出する。風呂循環サーミスタ１３８の検出信号はコントローラ１４６に出力される。
【００３４】
給湯流路４６と風呂循環流路１３０は、湯張り流路１４０によって接続されている。湯張り流路１４０の上流端は給湯流路４６の給湯サーミスタ５４の下流側に接続されており、湯張り流路１４０の下流端は風呂循環流路１３０の風呂循環往路１３０ａの風呂循環ポンプ１３４と風呂水流スイッチ１３６との間に接続されている。湯張り流路１４０には、湯張り量センサ１４２、注湯電磁弁１４４が介装されている。湯張り量センサ１４２は、湯張り流路１４０を通過する温水の流量を検出する。湯張り量センサ１４２の検出信号はコントローラ１４６に出力される。注湯電磁弁１４４は、リモコン１４８のスイッチの操作や浴槽１２８内の温水の水位によって開閉する。注湯電磁弁１４４の開閉はコントローラ１４６によって制御される。
【００３５】
次に、貯湯ユニット１０で行われる蓄熱運転、給湯運転、暖房運転、風呂湯張り運転、風呂追焚き運転についてそれぞれ説明する。
【００３６】
（蓄熱運転）
蓄熱運転については、従来のコージェネレーションシステムと同様に行われるため、詳細な説明を避け、概略の説明に留める。発電ユニット１５０において発電運転が行われると、熱媒循環流路１５２内の熱媒が循環し、熱回収用熱交換器１５４に発電熱が入力される。貯湯ユニット１０では、熱回収循環ポンプ５８が駆動され、貯湯タンク１４内の温水が、貯湯タンク１４の底部から熱回収循環往路５６ａへ吸い出される。熱回収循環往路５６ａ内の温水は、熱回収用熱交換器１５４へ流入して加熱される。加熱された温水は熱回収循環復路５６ｂを経て貯湯タンク１４の天井部へ戻される。これによって、発電ユニット１５０において発電に伴って発生する発電熱が貯湯タンク１４内へ回収されて蓄熱される。貯湯タンク１４内の温水は上部から昇温していく。
【００３７】
貯湯タンク１４内への蓄熱が完了し、満蓄状態となると、シスターン給水弁１０６が開かれる。これによって、貯湯タンク１４の上部に貯められていた高温水がシスターン給水流路１０２を経てシスターン１００内へ供給される。シスターン１００内の温水は、後述する暖房運転や風呂の追焚き運転を行うときに利用する。
【００３８】
（給湯運転）
給湯運転について、図２−図４を用いて説明する。図２は給湯運転におけるコージェネレーションシステムの動作の概要を示している。給湯運転では、図２中に太線で示す流路内を水又は温水が流通する。なお、後述するように、熱交バイパス流路７９には温水が流れるときもあれば流れないときもある。図３、図４は給湯運転のフローチャートである。
【００３９】
図３のステップＳ１０では、給水量センサ３０の検出流量が２．７リットル／ｍｉｎ以上であるか否かが判別される。給水量センサ３０の検出流量が２．７リットル／ｍｉｎ以上となると（ステップＳ１０でＹＥＳとなると）、給湯栓４４が開かれて給湯要求があったとみなされる。ステップＳ１２に進み、温水電磁弁５０が開かれる。これによって、貯湯タンク１４内の上部に貯められていた温水が給湯流路４６に送り出される。
【００４０】
ステップＳ１４に進み、第１タンクサーミスタ１６の検出温度が６０℃以上であるか否かが判別される。第１タンクサーミスタ１６の検出温度が６０℃以上であれば（ステップＳ１４でＹＥＳであれば）、貯湯タンク１４内の温水を加熱することなく給湯に利用することが可能とみなされる。このような場合、ステップＳ１６に進み、非燃焼給湯運転が行われる。非燃焼給湯運転では、バーナ７０を燃焼させず、バーナ循環ポンプ８０も駆動されない。ステップＳ１６では、バーナ７０が燃焼していれば消火し、バーナ循環ポンプ８０が駆動していれば停止する。
【００４１】
第１タンクサーミスタ１６の検出温度が６０℃未満であれば（ステップＳ１４でＮＯであれば）、貯湯タンク１４内の温水を加熱することなく給湯に利用することが不可能とみなされる。このような場合、ステップＳ１８に進み、燃焼給湯運転が行われる。燃焼給湯運転では、バーナ７０を燃焼させ、バーナ循環ポンプ８０を駆動させる。まず、バーナ部６８を通過する温水の流路を確保するために第１制御弁１６０を開く（ステップＳ１８）。なお、ステップＳ１８では、第１制御弁１６０を開くと同時に、第２制御弁１６２と第３制御弁１６４が閉じられる。次に、バーナ循環ポンプ８０を駆動する（ステップＳ１９）。こうして温水がバーナ部６８を流れる状態にした上で、バーナ７０を点火する（ステップＳ２０）。ステップＳ２０の処理は、より具体的には、バーナ循環流量センサ８２によって検出される流量が、２．７（リットル／分）以上となったらバーナ７０を点火する。この処理は、顕熱熱交換器７４内の温水の局所的な沸騰を防止するためである。
ステップＳ１８〜Ｓ２０の処理によって、貯湯タンク１４の中間部の温水が、バーナ循環往路７６ａを経てバーナ部６８に送り出されて加熱される。ステップＳ２２では、バーナ出口サーミスタ８８の検出温度が６５℃となるようにバーナ７０の燃焼量とバーナバイパスサーボ８６の開度が制御される。バーナ部６８に送り出された温水は６５℃に加熱され、バーナ循環復路７６ｂを経て貯湯タンク１４の上部に戻される。
【００４２】
燃焼給湯運転中には、バーナ部６８を通過した温水の一部を熱交バイパス流路７９へ導くか否かのバイパス流路制御が行なわれる（ステップＳ２３）。このバイパス流路制御は、給湯運転と後述する暖房運転や風呂追焚き運転が同時に行なわれたときに、要求される温度の温水を安定して供給するために行なわれる。暖房運転や風呂追焚き運転が行なわれると、暖房機用熱交換器１１４を介してバーナ部６８を通過した温水から暖房用の熱媒体へ伝熱される。その結果、暖房機用熱交換器１１４を通過した温水によって貯湯タンク１４へ加えられる熱量が減少する。一方、給湯によって貯湯タンク１４から熱量が放出される。バーナ循環流路７６を通る温水がもたらす貯湯タンク１４への入熱量より、給湯によって貯湯タンク１４から奪われる出熱量の方が多いと、貯湯タンク１４内の温水の温度が徐々に低下する。そのような状態が続くと、要求されている温度の温水を給湯し続けることができなくなる。そこで、給湯運転と暖房運転及び／又は風呂追焚き運転が行なわれている場合に、安定した給湯し続けることができるように、前記した入熱量が常に出熱量を上回るように制御する。
バイパス流路制御のフローチャートを図４に示す。まず、ステップＳ２００で、暖房機用熱交換器１１４を通る温水がもたらす貯湯タンク１４への入熱量と、給湯によって貯湯タンク１４から奪われる出熱量を計算する。入熱量（単位時間当りの入熱量）は、｛［熱交換器出口サーミスタ９０の検出温度］−［バーナ循環往路サーミスタ８１の検出温度］｝×［バーナ循環流量センサ８２の検出流量］で求まる。ここで、｛［熱交換器出口サーミスタ９０の検出温度］−［バーナ循環往路サーミスタ８１の検出温度］｝は、単位流量当たりの温水が、バーナから得た熱量から暖房機用熱交換器１１４で放出した熱量を差し引いた熱量を表す。また、この入熱量は、バーナ部６８を通過した全ての温水が暖房機用熱交換器１１４を通過すると仮定した場合の熱量を表す。
一方、出熱量（単位時間当たりの出熱量）は、｛［高温サーミスタ５２の検出温度］−［給水サーミスタ２８の検出温度］｝×［給湯量センサ４９の検出流量］で求まる。ここで、｛［高温サーミスタ５２の検出温度］−［給水サーミスタ２８の検出温度］｝は、給水と給湯によって貯湯タンク１４から放出される単位流量当たりの熱量を表す。
ステップＳ２０２では、計算された入熱量と出熱量を比較する。入熱量が出熱量以上の場合には（ステップＳ２０２：ＹＥＳ）、バイパス流路弁８７が閉じられる（ステップＳ２０４）。一方、入熱量が出熱量より小さい場合には（ステップＳ２０２：ＮＯ）、バイパス流路弁８７が開かれる（ステップＳ２０６）。バイパス流路８７が開かれると、バーナ部６８で加熱された温水の一部は熱交バイパス流路７９を通過することによって、暖房機用熱交換器１１４を通過することなく貯湯タンク１４に戻る。そうすることで、暖房機用熱交換器１１４で熱を消費しない高温の温水を貯湯タンク１４へ戻すことができる。貯湯タンク１４への入熱量を増加させることができる。その結果、給湯による貯湯タンク１４の蓄熱量の減少を防止できるので、要求される温度の温水を長時間安定して供給することができる。一方、ステップＳ２０２の判断がＹＥＳの場合は、バーナ部６８で加熱された温水の全てが暖房機用熱交換器１１４を通過しても貯湯タンク１４の蓄熱量は低下しないことを意味する。その場合には、バイパス流路弁８７を閉じてバーナ部６８で加熱された温水の全てを暖房機用熱交換器１１４へ導く。
【００４３】
バーナ部６８の加熱能力が十分に高ければ、暖房用熱交換器１１４を通過後の温水温度を常に給湯に適する程度に高温に維持することができる。しかし、加熱能力の高いバーナ部６８を備えることは、貯湯ユニット１０のコスト増となる。可能な限り加熱能力の低いバーナ部６８で暖房と給湯が同時に行われるときにも対処できる方が良い。ここで、暖房に比べて給湯の要求は一時的であることが多い。従って、給湯が要求された場合に、バーナ部６８が温水に与えることのできる熱量を一時的に優先的に貯湯タンク１４へ割り当てられれば良い。
本実施例では、ステップＳ２０６でバイパス流路弁８７が開かれると、熱交バイパス流路を温水が流れるようになる一方、暖房機用熱交換器１１４を通過する温水の流量が減少する。即ち、バーナ部６８がその能力の上限で運転されている状態でも、熱交バイパス流路を流れる温水の流路と暖房機用熱交換器１１４を通過する温水の流量の割合を変化させることができる。暖房機用熱交換器１１４を通過する温水の流量が減少する分だけ暖房用の熱媒体へ供給できる熱量が減少するが、その分の熱量は貯湯タンク１４へ送られる。本実施例では、熱交バイパス流路を流れる温水の流路と暖房機用熱交換器１１４を通過する温水の流量の割合を変化させることによって、バーナ部が温水に与える総熱量の給湯と暖房への配分比を変化させる。これによって、加熱能力の低いバーナ部であっても、給湯と暖房が同時に行われても安定した給湯を実現することが可能となる。
【００４４】
ステップＳ２４では、給湯サーミスタ５４の検出温度が給湯設定温度となるように、混合サーボ３４の開度が調整される。これによって、貯湯タンク１４の上部から給湯流路４６に送り出された温水が、給湯設定温度に調温されて、給湯栓４４に供給される。
ステップＳ２６では、給水量センサ３０の検出流量が２．０リットル／ｍｉｎ以下であるか否かが判別される。給水量センサ３０の検出流量が２．０リットル／ｍｉｎを超えていれば（ステップＳ２６でＮＯであれば）、まだ給湯栓４４は開かれており、給湯中であるとみなされてステップＳ１４へ戻る。貯湯タンク１４の上部の温水温度が６０℃以上であれば非燃焼給湯運転が行われ、貯湯タンク１４の上部の温水温度が６０℃未満であれば燃焼給湯運転が行われることとなる。燃焼給湯運転が行われることによって、バーナ７０によって６５℃に加熱された温水が、貯湯タンク１４の第１タンクサーミスタ１６より上部に貯められる。これによって、貯湯タンク１４の上部は６５℃の温水が貯められたバッファタンクとなる。バッファタンク化した貯湯タンク１４の上部から６５℃の温水が給湯流路４６に送り出され、給湯設定温度に調温されて給湯される。給湯温度の調温は、混合サーボ３４の開度を調整することによってなされる。給水サーミスタ２８の検出温度と給湯サーミスタ５４の検出温度から、給湯サーミスタ２８の検出温度が給湯設定温度となるように混合サーボ３４の開度が調整される。
ステップＳ２６で、給水量センサ３０の検出流量が２．０リットル／ｍｉｎ以下となれば（ＹＥＳとなれば）、給湯栓４４が閉じられたとみなされる。ステップＳ２８へ進み、温水電磁弁５０が閉じられて給湯運転が終了される。
【００４５】
（暖房運転）
暖房運転について、図５から図１０を用いて説明する。図５から図７は暖房運転におけるコージェネレーションシステムの動作の概要を示している。暖房運転では、温水の流路の切換えに応じて、図５から図７中に太線で示す流路内を水又は温水が流通する。なお、暖房運転と前述した給湯運転が同時に行われる場合は、図５から図７に示す太線とともに図２に示した太線で示す流路内を水又は温水が流れる。図８から図１０は暖房運転のフローチャートである。
【００４６】
図８のステップＳ４０では、暖房装置のリモコンのスイッチが操作されて、暖房のオン信号が出力されたか否かが判別される。暖房のオン信号が出力されたことが判別されると（ステップＳ４０でＹＥＳとなると）、暖房端末機１１０の運転要求があったとみなされる。以下では、起動した暖房装置が低温端末機である床暖房機である場合について説明する。まず、ステップＳ４１で、第１制御弁１６０を開く。この処理は、バーナ部６８を通過する温水の流路を確保するためであり、後述するように、温水の流路は各所に設けられたサーミスタの検出値によって適宜切り替えられる。
次にステップＳ４２に進み、バーナ循環ポンプ８０が駆動される。これによって、バーナ部６８に温水が送り出される。また、暖房端末機１１０の暖房熱動弁１２０が開かれ、暖房循環ポンプ１１６が駆動される。これによって、シスターン１００内の温水が、暖房機用熱交換器１１４を通過して、暖房端末機１１０に送り出される。
【００４７】
ステップＳ４４では、第２タンクサーミスタ１８の検出温度が６２℃以上であるか否かが判別される。第２タンクサーミスタ１８の検出温度が６２℃以上であれば（ステップＳ４４でＹＥＳであれば）、貯湯タンク１４の中間部より上方の蓄熱のみで暖房運転が可能とみなされる。このような場合、暖房機用熱交換器１１４から送り出される温水を貯湯タンク１４の上部に戻す必要はなく、その温水を貯湯タンク１４の下部に戻すか、貯湯タンク１４をバイパスしてバーナ循環往路７６ａへ流入させるかを、ステップＳ４６以降で選択する。ステップＳ４６では、第４タンクサーミスタ２２の検出温度が４０℃以上であるか否かが判別される。第４タンクサーミスタ２２の検出温度が４０℃以上の場合（ステップＳ４６でＹＥＳの場合）、貯湯タンク１４が満蓄状態であって、発電ユニット１５０から貯湯タンク１４への熱回収は行われていないから、貯湯タンク１４の下部の温水が高温となっても問題はない。従って、このような場合、ステップＳ４８へ進み、バーナ循環復路７６ｂからの温水を貯湯タンク１４の下部へ流入させる。ステップＳ４８では、この時点でバーナ７０が燃焼していれば消火する。ステップＳ５０では、第３制御弁１６４が開かれ、第１制御弁１６０と第２制御弁１６２が閉じられる。これによって、図７に示すように、貯湯タンク１４の中間部の温水が、バーナ循環往路７６ａを経てバーナ部６８に送り出され、加熱されることなく暖房機用熱交換器１１４に送り出される。暖房機用熱交換器１１４での熱交換によって冷却された温水は、貯湯タンク１４の下部に戻される。一方、シスターン１００から送り出された温水は、暖房機用熱交換器１１４での熱交換によって加熱されて、暖房端末機１１０での暖房に利用される。暖房端末機１１０を通過した温水は、シスターン１００へ戻る。
【００４８】
図８のステップＳ４６で第４タンクサーミスタ２２の検出温度が４０℃未満の場合（ＮＯの場合）、貯湯タンク１４は満蓄状態ではないから、発電ユニット１５０から貯湯タンク１４への熱回収が行われる可能性がある。従って、このような場合には、貯湯タンク１４の下部の温水が高温とならないようにする必要がある。ステップＳ５２では、熱交換器出口サーミスタ９０の検出温度が３８℃以上であるか否かが判別される。熱交換器出口サーミスタ９０の検出温度が３８℃に満たない場合（ステップＳ５２でＮＯの場合）、暖房機用熱交換器１１４から送り出される温水は十分に低温となっているから、ステップＳ４８へ進み、その温水を貯湯タンク１４の下部に戻す。熱交換器出口サーミスタ９０の検出温度が３８℃以上の場合（ステップＳ５２でＹＥＳの場合）、暖房機用熱交換器１１４から送り出される温水は十分に低温となっていないから、ステップＳ５４へ進み、その温水を貯湯タンク１４に戻さずに、バーナ循環往路７６ａへ流入させる。ステップＳ５４では、第２制御弁１６２が開かれ、第１制御弁１６０と第３制御弁１６４が閉じられる。これによって、図６に示すように、温水はバーナ循環往路７６ａを経てバーナ部６８に送り出され、加熱されることなく暖房機用熱交換器１１４に送り出される。暖房機用熱交換器１１４での熱交換によって冷却された温水は、再びバーナ循環往路７６ａに流入する。
【００４９】
ステップＳ５４の処理によって、温水は、バーナ循環往路７６ａ、バーナ部６８、暖房機用熱交換器１１４、を通過し、再びバーナ循環往路７６ａに戻って循環を続ける。この状態が続くと循環する温水の温度が低下してくるので、次に図９のステップＳ６２に進み、燃焼暖房運転を行う。以下、図９に示す暖房運転の処理について説明する。
ステップＳ６２では、バーナ７０がすでに燃焼しているか否かが判別される。バーナ７０が燃焼していない場合（ステップＳ６２でＮＯの場合）、バーナ７０の点火の要否を判断するために、処理はステップＳ６６へ進む。ステップＳ６６では、暖房循環サーミスタ１１８で検出される温度が４８℃を下回るか否かが判別される。暖房循環サーミスタ１１８で検出される温度が４８℃を下回る場合（ステップＳ６６でＹＥＳの場合）、暖房端末機１１０へ送り出される温水の温度が低いため、ステップＳ６８に進み、バーナ７０を点火する。ステップＳ７０では、バーナ出口サーミスタ８８の検出温度が６５℃となるようにバーナ７０の燃焼量とバーナバイパスサーボ８６の開度が制御される。
【００５０】
ステップＳ６６で、暖房循環サーミスタ１１８で検出される温度が４８℃以上の場合（ステップＳ６６でＮＯの場合）、バーナ７０を燃焼させなくても、暖房端末機１１０で必要とされる温度の温水が暖房端末機１１０へ送り出されているため、バーナ７０を点火することなく、処理はステップＳ７２へ進む。
【００５１】
ステップＳ６２で、バーナ７０がすでに燃焼している場合（ステップＳ６２でＹＥＳの場合）、バーナ７０の消火の要否を判断するために、処理はステップＳ６４へ進む。ステップＳ６４では、暖房循環サーミスタ１１８で検出される温度が７２℃を超えているか否かが判別される。暖房循環サーミスタ１１８で検出される温度が７２℃を超えている場合（ステップＳ６４でＹＥＳの場合）、暖房端末機１１０に送り出される温水が高温となり過ぎているから、ステップＳ６５へ進んで、バーナ７０を消火する。
【００５２】
ステップＳ６４で、暖房循環サーミスタ１１８の検出する温度が７２℃以下の場合（ＮＯの場合）、バーナ７０の燃焼が維持される。この場合、処理はステップＳ７０へ進んで、バーナ出口サーミスタ８８の検出温度が６５℃となるようにバーナ７０の燃焼量とバーナバイパスサーボ８６の開度が制御される。
【００５３】
ステップＳ６２〜Ｓ７０の処理によって、暖房機用熱交換器１１４から暖房端末機１１０へ送り出される温水の温度が６０℃±１２℃の範囲に収まるように、バーナ７０の点火と消火が制御される。バーナ７０が燃焼していないときに暖房循環サーミスタ１１８の検出温度が４８℃を下回ると、ステップＳ６８でバーナ７０を点火する。バーナ７０が燃焼しているときに暖房循環サーミスタ１１８の検出温度が７２℃を超えると、ステップＳ６５でバーナ７０を消火する。これによって、暖房端末機１１０へ送り出される温水が必要とされる温度まで暖房機用熱交換器１１４で加熱されるように、バーナ７０の点火と消火が制御される。
【００５４】
ステップＳ７２では、熱交換器出口サーミスタ９０の検出温度が６０℃以上であるか否かが判別される。熱交換器出口サーミスタ９０の検出温度が６０℃以上の場合（ステップＳ７２でＹＥＳの場合）、暖房機用熱交換器１１４から送り出される温水は貯湯タンク１４の上部に戻しても問題がない程度に高温である。このような場合、ステップＳ７４へ進み、第１制御弁１６０が開かれ、第２制御弁１６２と第３制御弁１６４が閉じられる。これによって、図５に示すように、暖房機用熱交換器１１４から送り出される温水は貯湯タンク１４の上部に戻される。この場合には、貯湯タンク１４の中間部の温水が、バーナ循環往路７６ａを経てバーナ部６８に送り出され、必要に応じて加熱されて、暖房機用熱交換器１１４に送り出される。暖房機用熱交換器１１４での熱交換によって冷却された温水（冷却後の温度が６０℃以上である点に留意されたい）は、貯湯タンク１４の上部に戻される。一方、シスターン１００から送り出された温水は、暖房機用熱交換器１１４での熱交換によって加熱されて、暖房端末機１１０での暖房に利用される。暖房端末機１１０を通過した温水は、シスターン１００へ戻る。
【００５５】
図９のステップＳ７２で、熱交換器出口サーミスタ９０の検出温度が６０℃に満たない場合（ＮＯの場合）、暖房機用熱交換器１１４から送り出される温水は貯湯タンク１４の上部へ戻すには低温であるから、ステップＳ７６へ進む。ステップＳ７６では、熱交換器出口サーミスタ９０の検出温度が３８℃以上であるか否かが判別される。熱交換器出口サーミスタ９０の検出温度が３８℃以上の場合（ステップＳ７６でＹＥＳの場合）、暖房機用熱交換器１１４から送り出される温水は貯湯タンク１４の下部へ戻すには高温であるから、ステップＳ８０へ進み、第２制御弁１６２を開いて、第１制御弁１６０と第３制御弁１６４を閉じる。これによって、暖房機用熱交換器１１４から送り出される温水は、貯湯タンク１４をバイパスして、バーナ循環往路７６ａへ流入する。
【００５６】
ステップＳ７６で、熱交換器出口サーミスタ９０の検出温度が３８℃に満たない場合（ＮＯの場合）、暖房機用熱交換器１１４から送り出される温水は貯湯タンク１４の下部に戻しても問題がない程度に低温である。このような場合、ステップＳ７８へ進み、熱交換器出口サーミスタ９０の検出温度が第２タンクサーミスタ１８の検出温度を下回るか否かが判別される。熱交換器出口サーミスタ９０の検出温度が第２タンクサーミスタ１８の検出温度を下回る場合（ステップＳ７８でＹＥＳの場合）、ステップＳ８２へ進み、第３制御弁１６４が開かれ、第１制御弁１６０と第２制御弁１６２が閉じられる。これによって、暖房機用熱交換器１１４から送り出される温水は、貯湯タンク１４の下部に戻される。
【００５７】
ステップＳ７８で熱交換器出口サーミスタ９０の検出温度が第２タンクサーミスタ１８の検出温度以上の場合（ＮＯの場合）、貯湯タンク１４からバーナ部６８に送り出される温水の温度より、暖房機用熱交換器１１４から送り出される温水の温度の方が高い。このような場合には、ステップＳ８０へ進み、暖房機用熱交換器１１４から送り出される温水を貯湯タンク１４に戻さずに、バーナ循環往路７６ａへ流入させる。これによって、バーナ部６８へより高温の温水を供給することができる。暖房運転で必要とされるバーナ７０の燃焼量を抑制することができ、熱効率を向上することができる。
【００５８】
上記の通り、暖房機用熱交換器１１４を通過した温水は、熱交換器出口サーミスタ９０の検出温度、即ち、暖房機用熱交換器１１４の通過後温度に応じて、適切な場所へ戻される。暖房運転とともに前述した給湯運転が同時に行われる場合もある。そのような場合について説明を加える。給湯運転が行なわれている場合には、図８と図９に示すフローチャートの処理と同時に、図３と図４に示したフローチャートの処理も行われる。図４に示したバイパス流路制御によって、給湯により貯湯タンク１４から出ていく熱量が多い場合には、バーナ部６８で加熱された温水の一部は暖房機用熱交換器１１４を通らずに直接に貯湯タンク１４の上部に戻される。即ち、暖房運転と前述した給湯運転が同時に行われている場合には、バーナ部６８で加熱された温水の一部は給湯を安定させるために直接に貯湯タンク１４の上部へ戻される。その一方で、バーナ部６８で加熱された温水の残りは暖房を継続するために暖房機用熱交換器１１４へ送られ、暖房機用熱交換器１１４出口での温度に応じて適切な場所へ戻される。ここで、暖房機用熱交換器１１４の出口での温度が給湯に適する温度より低い場合には（ステップＳ７２：ＮＯ）、暖房機用熱交換器１１４を通過した温水は貯湯タンク１４へは戻らない。従って貯湯タンク１４の上部へはバーナ部６８で加熱された温水の一部が直接戻されるだけである。給湯運転と暖房運転が同時に行われている場合でも貯湯タンク１４の上部の温水温度を低下させることなく、給湯を安定して行なうことが可能となる。
ステップＳ７４、ステップＳ８０またはステップＳ８２の後、処理は図８のステップＳ５６へ移行する。
一方、図８のステップＳ４４で第２タンクサーミスタ１８の検出温度が６２℃未満であれば（ＮＯであれば）、貯湯タンク１４の上部の蓄熱のみでは暖房運転を行えないと判断される。このような場合にも、図９のステップＳ６２に進み、燃焼暖房運転を行う。図９に示す処理については前述した通りである。
【００５９】
ステップＳ５６では、暖房装置のリモコンのスイッチが操作されて、暖房のオフ信号が出力されたか否かが判別される。暖房のオフ信号が出力されるまでは、上記のステップＳ４４以降の処理が繰返される。暖房のオフ信号が出力されると（ステップＳ５６でＹＥＳとなると）、暖房端末機１１０の運転停止要求があったとみなされる。この場合、ステップＳ５８に進み、バーナ７０がこの時点で燃焼していれば、バーナ７０が消火される。さらにステップＳ６０に進み、暖房熱動弁１２０が閉じられ、暖房循環ポンプ５６が停止されて暖房運転が終了する。
【００６０】
暖房運転が終了した後に、ステップＳ６１の残熱回収制御が行なわれる。この制御は、暖房運転が終了した後のバーナ部６８の残熱を貯湯タンク１４へ回収する処理である。残熱回収制御の処理を図１０に示す。ステップＳ２１０でバーナ出口サーミスタ８８の検出温度、即ち、バーナ部６８を通過した後の温水の温度が７０℃以上であるか否かを判断する。バーナ出口サーミスタ８８の検出温度が７０℃以上の場合には（ステップＳ２１０：ＹＥＳ）、バイパス流路弁８７を開く（ステップＳ２１２）。そうすることで、暖房運転終了後にバーナ部６８の残熱によって加熱された温水を、暖房機用熱交換器１１４を経由することなく直接に貯湯タンク１４へ戻すことができる。バーナ部６８の残熱を吸収した温水を効率的に貯湯タンク１４へ回収することができる。バーナ出口サーミスタ８８の検出温度が７０℃未満となると（ステップＳ２１０：ＮＯ）、バーナ部６８の残熱回収はほぼ終了するので、次の運転に備えてバイパス流路弁を閉じ（ステップＳ２１４）、バーナ循環ポンプ８０を停止する（ステップＳ２１６）。なお、バーナ出口サーミスタ８８の検出温度が７０℃未満となるまで、バーナ循環ポンプ８０によってバーナ部６８内の温水は循環を続ける。従って、バーナ部６８が高温のうちは、バーナ部６８内に温水が滞留することがないので、バーナ部内で温水が異常に（例えば沸騰するほどに）高温となることを防止する効果が得られる。
【００６１】
なお上記では暖房端末機１１０において低温端末機である床暖房機が起動した場合について説明したが、高温端末機であるエアコンが起動した場合にも、同様の処理によって暖房運転を行うことができる。この場合、ステップＳ４４、ステップＳ６４、ステップＳ６６、ステップＳ７２、およびステップＳ２１０で判断の基準としている温度が、高温端末機に合わせた温度に変更される。またステップＳ７０で制御の基準としている温度が、高温端末機に合わせた温度に変更される。
【００６２】
（風呂追焚き運転）
風呂の追焚き運転について、図１１から図１５を用いて説明する。図１１から図１３は追焚き運転におけるコージェネレーションシステムの動作の概要を示している。追焚き運転では、温水の流路の切換えに応じて、図１１から図１３中に太線で示す流路内を水又は温水が流通する。なお、風呂の追焚き運転と前述した給湯運転が同時に行われる場合は、図１１から図１３に示す太線とともに図２に示した太線で示す流路内を水又は温水が流れる。図１４と図１５は追焚き運転のフローチャートである。
【００６３】
図１４のステップＳ９０では、リモコン１４８の風呂の追焚きスイッチが操作されて、追焚きのオン信号が出力されたか否かが判別される。追焚きのオン信号が出力されたことが判別されると（ステップＳ９０でＹＥＳとなると）、追焚き要求があったとみなされる。その場合には、まずステップＳ９１で、第１制御弁１６０を開く。この処理は、バーナ部６８を通過する温水の流路を確保するためであり、後述するように、温水の流路は各所に設けられたサーミスタの検出値によって適宜切り替えられる。
次にステップＳ９２に進み、バーナ循環ポンプ８０が駆動される。これによって、バーナ部６８に温水が送り出される。また、追焚き熱動弁１２６が開かれ、暖房循環ポンプ１１６が駆動される。これによって、シスターン１００内の温水が、暖房機用熱交換器１１４を通過して、風呂用熱交換器１２４に送り出される。さらに、風呂循環ポンプ１３４が駆動される。これによって、浴槽１２８内の温水が、風呂循環往路１３０ａに送り出され、風呂用熱交換器１２４を通過して、浴槽１２８へ戻る。
【００６４】
ステップＳ９４では、第２タンクサーミスタ１８の検出温度が８２℃以上であるか否かが判別される。第２タンクサーミスタ１８の検出温度が８２℃以上であれば（ステップＳ９４でＹＥＳであれば）、貯湯タンク１４の中間部より上方の蓄熱のみで追焚き運転が可能とみなされる。このような場合、暖房機用熱交換器１１４から送り出される温水を貯湯タンク１４の上部に戻す必要はなく、その温水を貯湯タンク１４の下部に戻すか、貯湯タンク１４をバイパスしてバーナ循環往路７６ａへ流入させるかを、ステップＳ９６以降で選択する。ステップＳ９６では、第４タンクサーミスタ２２の検出温度が４０℃以上であるか否かが判別される。第４タンクサーミスタ２２の検出温度が４０℃以上の場合（ステップＳ９６でＹＥＳの場合）、貯湯タンク１４が満蓄状態であって、発電ユニット１５０から貯湯タンク１４への熱回収は行われていないから、貯湯タンク１４の下部の温水が高温となっても問題はない。従って、このような場合、ステップＳ９８へ進み、バーナ循環復路７６ｂからの温水を貯湯タンク１４の下部へ流入させる。ステップＳ９８では、この時点でバーナ７０が燃焼していれば消火する。ステップＳ１００では、第３制御弁１６４が開かれ、第１制御弁１６０と第２制御弁１６２が閉じられる。これによって、図１３に示すように、貯湯タンク１４の中間部の温水が、バーナ循環往路７６ａを経てバーナ部６８に送り出され、加熱されることなく暖房機用熱交換器１１４に送り出される。暖房機用熱交換器１１４での熱交換によって冷却された温水は、貯湯タンク１４の下部に戻される。一方、シスターン１００から送り出された温水は、暖房機用熱交換器１１４での熱交換によって加熱されて、風呂用熱交換器１２４に送り出される。風呂用熱交換器１２４での熱交換によって冷却された温水は、シスターン１００に戻される。さらに、浴槽１２８から送り出された温水は、風呂用熱交換器１２４での熱交換によって加熱されて、浴槽１２８へ戻る。
【００６５】
図１４のステップＳ９６で第４タンクサーミスタ２２の検出温度が４０℃未満の場合（ＮＯの場合）、貯湯タンク１４は満蓄状態ではないから、発電ユニット１５０から貯湯タンク１４への熱回収が行われる可能性がある。従って、このような場合には、貯湯タンク１４の下部の温水が高温とならないようにする必要がある。ステップＳ１０２では、熱交換器出口サーミスタ９０の検出温度が３８℃以上であるか否かが判別される。熱交換器出口サーミスタ９０の検出温度が３８℃に満たない場合（ステップＳ１０２でＮＯの場合）、暖房機用熱交換器１１４から送り出される温水は十分に低温となっているから、ステップＳ９８へ進み、その温水を貯湯タンク１４の下部に戻す。熱交換器出口サーミスタ９０の検出温度が３８℃以上の場合（ステップＳ１０２でＹＥＳの場合）、暖房機用熱交換器１１４から送り出される温水は十分に低温となっていないから、ステップＳ１０４へ進み、その温水を貯湯タンク１４に戻さずに、バーナ循環往路７６ａへ流入させる。ステップＳ１０４では、第２制御弁１６２が開かれ、第１制御弁１６０と第３制御弁１６４が閉じられる。これによって、図１２に示すように、温水はバーナ循環往路７６ａを経てバーナ部６８に送り出され、加熱されることなく暖房機用熱交換器１１４に送り出される。暖房機用熱交換器１１４での熱交換によって冷却された温水は、再びバーナ循環往路７６ａに流入する。
【００６６】
ステップＳ１０４の処理によって、温水は、バーナ循環往路７６ａ、バーナ部６８、暖房機用熱交換器１１４、を通過し、再びバーナ循環往路７６ａに戻って循環を続ける。この状態が続くと循環する温水の温度が低下してくるので、次に図１５のステップＳ１１２に進み、燃焼追焚き運転を行う。以下、図１５に示す燃焼追焚き運転の処理について説明する。
ステップＳ１１２では、バーナ７０がすでに燃焼しているか否かが判別される。バーナ７０が燃焼していない場合（ステップＳ１１２でＮＯの場合）、バーナ７０の点火の要否を判断するために、処理はステップＳ１１８へ進む。ステップＳ１１８では、暖房循環サーミスタ１１８で検出される温度が６８℃を下回るか否かが判別される。暖房循環サーミスタ１１８で検出される温度が６８℃を下回る場合（ステップＳ１１８でＹＥＳの場合）、浴槽１２８の温水を加熱するために風呂用熱交換器１２４へ送り出される温水の温度が低いため、ステップＳ１２０に進み、バーナ７０を点火する。ステップＳ１２２では、バーナ出口サーミスタ８８の検出温度が８５℃となるようにバーナ７０の燃焼量とバーナバイパスサーボ８６の開度が制御される。
【００６７】
ステップＳ１１８で、暖房循環サーミスタ１１８で検出される温度が６８℃以上の場合（ステップＳ１１８でＮＯの場合）、バーナ７０を燃焼させなくても、浴槽１２８の温水を加熱するうえで十分に高温な温水が風呂用熱交換器１２４に送り出されているため、バーナ７０を点火することなく、処理はステップＳ１２４へ進む。
【００６８】
ステップＳ１１２で、バーナ７０がすでに燃焼している場合（ステップＳ１１２でＹＥＳの場合）、バーナ７０の消火の要否を判断するために、処理はステップＳ１１４へ進む。ステップＳ１１４では、暖房循環サーミスタ１１８で検出される温度が８７℃を超えているか否かが判別される。暖房循環サーミスタ１１８で検出される温度が８７℃を超えている場合（ステップＳ１１４でＹＥＳの場合）、風呂用熱交換器１２４に送り出される温水が高温となり過ぎているから、ステップＳ１１６へ進んで、バーナ７０を消火する。
【００６９】
ステップＳ１１４で、暖房循環サーミスタ１１８の検出する温度が８７℃以下の場合（ＮＯの場合）、バーナ７０の燃焼が維持される。この場合、処理はステップＳ１２２へ進んで、バーナ出口サーミスタ８８の検出温度が８５℃となるようにバーナ７０の燃焼量とバーナバイパスサーボ８６の開度が制御される。
【００７０】
ステップＳ１１２〜Ｓ１２２の処理によって、暖房機用熱交換器１１４から風呂用熱交換器１２４へ送り出される温水の温度が８０℃−１２℃＝６８℃から８０℃＋７℃＝８７℃の範囲に収まるように、バーナ７０の点火と消火が制御される。バーナ７０が燃焼していないときに暖房循環サーミスタ１１８の検出温度が６８℃を下回ると、ステップＳ１２０でバーナ７０を点火する。バーナ７０が燃焼しているときに暖房循環サーミスタ１１８の検出温度が８７℃を超えると、ステップＳ１１６でバーナ７０を消火する。これによって、風呂用熱交換器１２４へ送り出される温水が必要とされる温度まで暖房機用熱交換器１１４で加熱されるように、バーナ７０の点火と消火が制御される。
【００７１】
ステップＳ１２４では、熱交換器出口サーミスタ９０の検出温度が８０℃以上であるか否かが判別される。熱交換器出口サーミスタ９０の検出温度が８０℃以上の場合（ステップＳ１２４でＹＥＳの場合）、暖房機用熱交換器１１４から送り出される温水は貯湯タンク１４の上部に戻しても問題がない程度に高温である。このような場合、ステップＳ１２６へ進み、第１制御弁１６０が開かれ、第２制御弁１６２と第３制御弁１６４が閉じられる。これによって、図１１に示すように、暖房機用熱交換器１１４から送り出される温水は貯湯タンク１４の上部に戻される。この場合には、貯湯タンク１４の中間部の温水が、バーナ循環往路７６ａを経てバーナ部６８に送り出され、必要に応じて加熱されて、暖房機用熱交換器１１４に送り出される。暖房機用熱交換器１１４での熱交換によって冷却された温水（冷却後の温度が８０℃以上である点に留意されたい）は、貯湯タンク１４の上部に戻される。一方、シスターン１００から送り出された温水は、暖房機用熱交換器１１４での熱交換によって加熱されて、風呂用熱交換器１２４に送り出される。風呂用熱交換器１２４での熱交換によって冷却された温水は、シスターン１００に戻される。さらに、浴槽１２８から送り出された温水は、風呂用熱交換器１２４での熱交換によって加熱されて、浴槽１２８へ戻る。
【００７２】
図１５のステップＳ１２４で、熱交換器出口サーミスタ９０の検出温度が８０℃に満たない場合（ＮＯの場合）、暖房機用熱交換器１１４から送り出される温水は貯湯タンク１４の上部へ戻すには低温であるから、ステップＳ１２８へ進む。ステップＳ１２８では、熱交換器出口サーミスタ９０の検出温度が３８℃以上であるか否かが判別される。熱交換器出口サーミスタ９０の検出温度が３８℃以上の場合（ステップＳ１２８でＹＥＳの場合）、暖房機用熱交換器１１４から送り出される温水は貯湯タンク１４の下部へ戻すには高温であるから、ステップＳ１３０へ進み、第２制御弁１６２を開いて、第１制御弁１６０と第３制御弁１６４を閉じる。これによって、暖房機用熱交換器１１４から送り出される温水は、貯湯タンク１４をバイパスして、バーナ循環往路７６ａへ流入する。
【００７３】
ステップＳ１２８で、熱交換器出口サーミスタ９０の検出温度が３８℃に満たない場合（ＮＯの場合）、暖房機用熱交換器１１４から送り出される温水は貯湯タンク１４の下部に戻しても問題がない程度に低温である。このような場合、ステップＳ１３２へ進み、熱交換器出口サーミスタ９０の検出温度が第２タンクサーミスタ１８の検出温度を下回るか否かが判別される。熱交換器出口サーミスタ９０の検出温度が第２タンクサーミスタ１８の検出温度を下回る場合（ステップＳ１３２でＹＥＳの場合）、ステップＳ１３４へ進み、第３制御弁１６４が開かれ、第１制御弁１６０と第２制御弁１６２が閉じられる。これによって、暖房機用熱交換器１１４から送り出される温水は、貯湯タンク１４の下部に戻される。
【００７４】
ステップＳ１３２で熱交換器出口サーミスタ９０の検出温度が第２タンクサーミスタ１８の検出温度以上の場合（ＮＯの場合）、貯湯タンク１４からバーナ部６８に送り出される温水の温度より、暖房機用熱交換器１１４から送り出される温水の温度の方が高い。このような場合には、ステップＳ１３０へ進み、暖房機用熱交換器１１４から送り出される温水を貯湯タンク１４に戻さずに、バーナ循環往路７６ａへ流入させる。これによって、バーナ部６８へより高温の温水を供給することができる。追焚き運転で必要とされるバーナ７０の燃焼量を抑制することができ、熱効率を向上することができる。
ステップＳ１２６、ステップＳ１３０またはステップＳ１３４の後、処理は図１４のステップＳ１０６へ移行する。
一方、図１４のステップＳ９４で第２タンクサーミスタ１８の検出温度が８２℃未満であれば（ＮＯであれば）、貯湯タンク１４の上部の蓄熱のみでは追焚き運転を行えないと判断される。このような場合にも、図１５のステップＳ１１２に進み、燃焼追焚き運転を行う。図１５に示す処理については前述した通りである。
【００７５】
風呂の追焚き運転とともに前述した給湯運転が行なわれる場合もある。そのような場合でも、暖房運転と給湯運転が同時に行われている場合と同様に、暖房機用熱交換器１１４を通過せずに高温のままの温水が貯湯タンク１４の上部に戻される一方、暖房機用熱交換器１１４を通過して温度が低下した温水が貯湯タンク１４の上部に戻ることはない。給湯運転と風呂の追焚き運転が同時に行われている場合でも貯湯タンク１４の上部の温水温度を低下させることなく、給湯を安定して行なうことが可能となる。
【００７６】
図１４に戻り説明を続ける。
ステップＳ１０６では、風呂循環サーミスタ１３８の検出温度が追焚き設定温度となったか否かが判別される。風呂循環サーミスタ１３８の検出温度が追焚き設定温度となるまでは、上記のステップＳ９４以降の処理が繰り返される。風呂循環サーミスタ１３８の検出温度が追焚き設定温度となると（ステップＳ１０６でＹＥＳとなると）、浴槽１２８内の温水の温度が追焚き設定温度となったとみなされる。この場合、ステップＳ１０８に進み、バーナ７０がこの時点で燃焼していれば、バーナ７０が消火される。さらにステップＳ１１０に進み、追焚き熱動弁１２６が閉じられ、暖房循環ポンプ５６が停止され、風呂循環ポンプ１３４が停止されて、風呂の追焚き運転が終了する。
【００７７】
暖房運転が終了した後に、ステップＳ６１の残熱回収制御が行なわれる。ステップＳ６１の処理は、暖房運転の場合と同様に図４に示す処理が行われるので説明を省略する。
【００７８】
（風呂湯張り運転）
風呂の湯張り運転について、図１６、図１７を用いて説明する。図１６は湯張り運転におけるコージェネレーションシステムの動作の概要を示している。湯張り運転では、図１６中に太線で示す流路内を水又は温水が流通する。なお、給湯運転のときと同様に、熱交バイパス流路７９には温水が流れるときもあれば流れないときもある。図１７は湯張り運転のフローチャートである。
【００７９】
図１７のステップＳ１４０では、リモコン１４８の風呂の湯張りスイッチが操作されて、湯張りのオン信号が出力されたか否かが判別される。湯張りのオン信号が出力されたことが判別されると（ステップＳ１４０でＹＥＳとなると）、湯張り要求があったとみなされる。ステップＳ１４２に進み、注湯電磁弁１４４が開かれるとともに、温水電磁弁５０が開かれる。これによって、貯湯タンク１４内の上部に貯められていた温水が給湯流路４６に送り出され、湯張り流路１４０、風呂循環流路１３０を経て、浴槽１２８内に供給される。ステップＳ１４４では、湯張り量センサ１４２の検出流量の積算が開始される。
【００８０】
ステップＳ１４６に進み、第１タンクサーミスタ１６の検出温度が６０℃以上であるか否かが判別される。第１タンクサーミスタ１６の検出温度が６０℃以上であれば（ステップＳ１４６でＹＥＳであれば）、貯湯タンク１４内の温水を加熱することなく湯張りに利用することが可能とみなされる。このような場合、ステップＳ１４８に進み、非燃焼湯張り運転が行われる。非燃焼湯張り運転では、バーナ７０を燃焼させず、バーナ循環ポンプ８０も駆動されない。ステップＳ１４８では、バーナ７０が燃焼していれば消火し、バーナ循環ポンプ８０が駆動していれば停止する。
【００８１】
第１タンクサーミスタ１６の検出温度が６０℃未満であれば（ステップＳ１４６でＮＯであれば）、貯湯タンク１４内の温水を加熱することなく湯張りに利用することが不可能とみなされる。このような場合、ステップＳ１５０に進み、燃焼湯張り運転が行われる。燃焼湯張り運転では、バーナ７０が点火され、バーナ循環ポンプ８０が駆動される。まず、バーナ部６８を通過する温水の流路を確保するために第１制御弁１６０を開く（ステップＳ１５０）。なお、ステップＳ１５０では、第１制御弁１６０を開くと同時に、第２制御弁１６２と第３制御弁１６４が閉じられる。次に、バーナ循環ポンプ８０を駆動する（ステップＳ１５１）。こうして温水がバーナ部６８を流れる状態にした上で、バーナ７０を点火する（ステップＳ１５２）。ステップＳ１５２の処理は、より具体的には、バーナ循環流量センサ８２によって検出される流量が、２．７（リットル／分）以上となったらバーナ７０を点火する。この処理は、顕熱熱交換器７４内の温水の局所的な沸騰を防止するためである。
ステップＳ１５０〜Ｓ１５２の処理によって、貯湯タンク１４の中間部の温水が、バーナ循環往路７６ａを経てバーナ部６８に送り出されて加熱される。ステップＳ１５４では、バーナ出口サーミスタ８８の検出温度が６５℃となるようにバーナ７０の燃焼量とバーナバイパスサーボ８６の開度が制御される。バーナ部６８に送り出された温水は６５℃に加熱され、バーナ循環復路７６ｂを経て貯湯タンク１４の上部に戻される。
【００８２】
燃焼給湯運転中には、バーナ部６８を通過した温水の一部を熱交バイパス流路７９へ導くか否かのバイパス流路制御が行なわれる（ステップＳ２３）。このバイパス流路制御は、風呂湯張り運転と前述した暖房運転や風呂追焚き運転が同時に行なわれたときに、要求される温度の温水を安定して風呂へ供給するために行なわれる。バイパス流路制御は、図４と同じであるので説明を省略する。
【００８３】
ステップＳ１５６では、給湯サーミスタ５４の検出温度が湯張り設定温度となるように、混合サーボ３４の開度が調整される。これによって、貯湯タンク１４の上部から給湯流路４６に送り出された温水が、湯張り設定温度に調温されて、浴槽１２８に供給される。
ステップＳ１５８では、湯張り量センサ１４２の積算流量が湯張り設定水量であるか否かが判別される。湯張り量センサ１４２の積算流量が湯張り設定水量に満たなければ（ステップＳ１５８でＮＯであれば）、ステップＳ１４６へ戻る。貯湯タンク１４の上部の温水温度が６０℃以上であれば非燃焼湯張り運転が行われ、貯湯タンク１４の上部の温水温度が６０℃未満であれば燃焼湯張り運転が行われることとなる。燃焼湯張り運転が行われることによって、バーナ７０によって６５℃に加熱された温水が、貯湯タンク１４の第１タンクサーミスタ１６より上部に貯められる。これによって、貯湯タンク１４の上部は６０℃以上の温水が貯められたバッファタンクとなる。バッファタンク化した貯湯タンク１４の上部から６０℃以上の温水が給湯流路４６に送り出され、湯張り設定温度に調温されて給湯される。湯張り温度の調温は、混合サーボ３４の開度を調整することによってなされる。給水サーミスタ２８の検出温度と給湯サーミスタ５４の検出温度から、給湯サーミスタ２８の検出温度が湯張り設定温度となるように混合サーボ３４の開度が調整される。
ステップＳ１５８で、湯張り量センサ１４２の積算流量が湯張り設定水量となれば（ＹＥＳとなれば）、湯張りが完了したとみなされる。ステップＳ１６０へ進み、注湯電磁弁１４４が閉じられるとともに、温水電磁弁５０が閉じられて湯張り運転が終了される。
【００８４】
本実施例の部品と請求項に記載した部品との関係を説明する。バーナ部６８が請求項の熱源機の一態様に相当する。バーナ循環往路７６ａが、請求項の温水往路の一態様に相当する。バーナ循環復路７６ｂが、請求項の温水復路の一態様に相当する。暖房機用熱交換器１１４が、請求項の熱交換器の一態様に相当する。熱交バイパス流路７９が、請求項のバイパス流路の一態様に相当する。バイパス流路弁８７が、請求項の流量調整手段の一態様に相当する。第２バーナ循環復路１６６が、請求項の第２温水復路の一態様に相当する。第３バーナ循環復路１６８が、請求項の第３温水復路の一態様に相当する。第１制御弁１６０と第２制御弁１６２が、請求項の第１切換手段の一態様に相当する。第１制御弁１６０と第３制御弁１６４が、請求項の第２切換手段の一態様に相当する。
【００８５】
本実施例では、貯湯タンク１４の中間部から温水を取り出してバーナ７０に送り出すため、貯湯タンク１４内の蓄熱量が少ないときであっても、蓄熱を有効利用することができる。
【００８６】
本実施例では、貯湯タンク１４内の温水をバーナ７０に送り出し、バーナ７０で加熱された温水を貯湯タンク１４へ戻すためのバーナ循環流路７６を利用して、暖房循環流路１１２内の温水を加熱することができる。また、この暖房循環流路１１２から分岐した風呂の追焚き流路１２２を利用して、浴槽１２８と接続されている風呂循環流路１３０内の温水を加熱することができる。１つの循環流路（バーナ循環流路７６）を多様に活用することができるため、システムの構成を簡素化し、システムをコンパクト化することができる。
【００８７】
本実施例では、バーナ循環復路７６ｂを通る温水の戻り先を、熱交換器出口サーミスタ９０での検出温度に応じて切換えることができる。熱交換器出口サーミスタ９０での検出温度に応じて、温水の戻り先を貯湯タンク１４の上部としたり、貯湯タンク１４の下部としたり、貯湯タンク１４をバイパスしてバーナ循環往路７６ａとしたりすることができる。このように温水の戻り先を切換えることによって、貯湯タンク１４の内部に形成される温度成層状態を崩すことがない。
【００８８】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
【００８９】
例えば、図１０に示した残熱回収制御のステップＳ２１０では、バーナ出口サーミスタ８８の検出温度が所定温度以上の場合にバイパス流路弁８７を開き（ステップＳ２１２）、検出温度が所定温度以上でない場合にバイパス流路弁８７を閉じた（ステップＳ２１４）。これによって、熱交バイパス流路７９を流れる温水の流量を、バーナ出口サーミスタ８８の検出温度が所定温度未満のときよりも所定温度以上のときの方が多くすることができる。そうすることで、バーナ部の残熱を貯湯タンク１４へ効率的に回収することができた。ここで、ステップＳ２００の判断を、バーナ出口サーミスタ８８の検出温度から計算される経時的温度上昇率が所定値以上の場合にバイパス流路弁８７を開き、経時的温度上昇率が所定値以上でない場合にバイパス流路弁８７を閉じるように構成してもよい。温度上昇率が所定値以上の場合も暖房機用熱交換器１１４が要求する熱量が急減した場合を意味する。温度上昇率を監視することで、バーナ出口サーミスタ８８の検出温度が高くなくとも、バーナ部６８に残熱が発生している場合にその残熱を回収することが可能となる。
【００９０】
上記実施例では、給水流路２４は貯湯タンク１４の下部へ給水し、給湯流路４６は貯湯タンクの上部の温水を給湯口４４へ送り、バーナ循環復路７６ｂと熱交バイパス流路７９はバーナ部６８を通過した温水を貯湯タンク１４の上部へ戻すように配置した。即ち、貯湯タンク１４を温度成層型とした。温度成層型でない貯湯タンクであっても、熱交バイパス流路７９とバイパス流路弁８７を備えることによって、暖房機の熱負荷が高くとも要求される温度の温水を給湯し続けることが可能な貯湯ユニットを実現することができる。
【００９１】
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】図１は実施例のコージェネレーションシステムの系統図である。
【図２】図２は給湯運転中の温水の流れを説明するための図である。
【図３】図３は給湯運転の処理を示すフローチャートである。
【図４】図４は、バイパス流路制御の処理を示すフローチャートである。
【図５】図５は暖房運転中の温水の流れの一態様を説明するための図である。
【図６】図６は暖房運転中の温水の流れの他の一態様を説明するための図である。
【図７】図７は暖房運転中の温水の流れのさらに他の一態様を説明するための図である。
【図８】図８は暖房運転の処理を示すフローチャートである。
【図９】図９は暖房運転の処理を示すフローチャートの一部である。
【図１０】図１０は残熱回収制御の処理を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は風呂の追焚き運転中の温水の流れの一態様を説明するための図である。
【図１２】図１２は風呂の追焚き運転中の温水の流れの他の一態様を説明するための図である。
【図１３】図１３は風呂の追焚き運転中の温水の流れのさらに他の一態様を説明するための図である。
【図１４】図１４は風呂の追焚き運転の処理を示すフローチャートである。
【図１５】図１５は風呂の追焚き運転の処理を示すフローチャートの一部である。
【図１６】図１６は風呂の湯張り運転中の温水の流れを説明するための図である。
【図１７】図１７は風呂の湯張り運転の処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９３】
１０：貯湯ユニット
１２：貯湯部
１４：貯湯タンク
１６：第１タンクサーミスタ
１８：第２タンクサーミスタ
２０：第３タンクサーミスタ
２２：第４タンクサーミスタ
２４：給水流路
２６：減圧弁
２８：給水サーミスタ
３０：給水量センサ
３２：給水量サーボ
３４：混合サーボ
３６：混合流路
３８：排水流路
４０：排水弁
４２：圧力開放流路
４４：給湯栓
４６：給湯流路
４８：圧力逃し弁
４９：給湯量センサ
５０：温水電磁弁
５２：高温サーミスタ
５４：給湯サーミスタ
５６：熱回収循環流路、５６ａ：循環往路、５６ｂ：循環復路
５８：熱回収循環ポンプ
６０：循環往路サーミスタ
６２：循環復路サーミスタ
６４：三方弁、６４ａ：入口、６４ｂ：入口、６４ｃ：出口
６６：バイパス流路
６８：バーナ部
７０：バーナ
７２：潜熱熱交換器
７４：顕熱熱交換器
７６：バーナ循環流路、７６ａ：循環往路、７６ｂ：循環復路
７８：バーナ部バイパス流路
７９：熱交バイパス流路
８０：バーナ循環ポンプ
８１：バーナ循環往路サーミスタ
８２：バーナ循環流量センサ
８４：バーナ循環流量サーボ
８６：バーナバイパスサーボ
８７：バイパス流路弁
８８：バーナ出口サーミスタ
９０：熱交換器出口サーミスタ
９２：ドレイン流路
９４：中和器
９８：オーバーフロー流路
１００：シスターン
１０２：シスターン給水流路
１０４：負圧弁
１０６：シスターン給水弁
１０８：熱負荷装置
１１０：暖房端末機
１１２：暖房循環流路、１１２ａ：循環往路、１１２ｂ：循環復路
１１４：暖房機用熱交換器
１１６：暖房循環ポンプ
１１８：暖房循環サーミスタ
１２０：暖房熱動弁
１２２：追焚き流路
１２４：風呂用熱交換器
１２６：追焚き熱動弁
１２８：浴槽
１３０：風呂循環流路、１３０ａ：循環往路、１３０ｂ：循環復路
１３２：風呂水位センサ
１３４：風呂循環ポンプ
１３６：風呂水流スイッチ
１３８：風呂循環サーミスタ
１４０：湯張り流路
１４２：湯張り量センサ
１４４：注湯電磁弁
１４６：コントローラ
１４８：リモコン
１５０：発電ユニット
１５２：熱媒循環流路
１５４：熱回収用熱交換器
１６０：第１制御弁
１６２：第２制御弁
１６４：第３制御弁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貯湯タンクの温水を必要に応じて熱源機で加熱し、貯湯タンクの温水を給湯に利用するとともに、暖房用の熱源に利用する貯湯ユニットに関する。本明細書にいう暖房は、エアコンや床暖房機などの暖房機の他に風呂の追焚き装置を含む。
【背景技術】
【０００２】
貯湯タンクの温水を給湯用の温水として利用したり、温水の熱量を暖房機や風呂の追焚き装置への熱源に利用したりできる貯湯ユニットが知られている。貯湯タンクの温水が給湯に適した温度よりも低い場合、或いは暖房機への熱供給に適した温度よりも低い場合には熱源機によって温水を加熱する。そのような貯湯ユニットは、給湯と暖房という２つの目的に対してひとつの熱源機で足りるため、低コスト化できるというメリットがある。ひとつの熱源機で温水を加熱し、加熱した温水を給湯に利用したり、暖房機への熱供給に利用したりできる技術が、例えば特許文献１や特許文献２に開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−５７９８４号公報
【特許文献２】特開２００６−４６８９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
給湯と暖房の双方に共通の熱源機を利用する貯湯ユニットでは、貯湯タンクの温水を熱源機へ送り、熱源機で加熱された温水を貯湯タンクへ戻す循環流路と、その循環流路の熱源機より下流側に、加熱された温水と暖房用の熱媒体との間で熱交換する熱交換器と、温水を貯湯タンクから給湯口へ送る給湯流路を備えることが有効である。
循環流路の熱源機より下流に熱交換器を配置することで、熱源機で加熱された直後の温水と暖房用の熱媒体の間で熱交換を行なうことができる。これにより暖房用の熱媒体を効率よく加熱することができる。
他方、熱源機で加熱された温水は貯湯タンクへ戻されるため、暖房機の熱負荷の変動により熱交換器から貯湯タンクへ戻る温水の温度が変動しても、貯湯タンクがバッファとなり給湯流路には温度の安定した温水を供給することができる。
【０００５】
上記の貯湯ユニットの構成では、貯湯タンクが給湯の際のバッファとなるので暖房機の熱負荷変動をある程度許容できる。しかしながら暖房機の熱負荷が高い場合には、熱交換器で暖房用の熱媒体へ熱を与えることにより温度の低下した温水が貯湯タンクへ戻ることになる。そのような状態が続くと貯湯タンクの温水温度が徐々に低下し、ついには要求される温度の温水を給湯できなくなる虞がある。そのような課題は、熱交換器を通過した温水がなお給湯に十分な温度を維持できるほど加熱能力の高い熱源機を用いれば解決できる。しかし加熱能力の高い熱源機を備えることは貯湯ユニットのコスト増を招く。また上記課題は、給湯用の熱源機と暖房用の熱源機をそれぞれ別個に備えることによっても解決できるが、複数の熱源機を備えることも貯湯ユニットのコスト増を招く。
本発明の目的は、給湯と暖房の双方に共通の熱源機を利用する貯湯ユニットにおいて、コスト増を抑制しながら、暖房の熱負荷が高くとも要求される温度の温水を給湯し続けることを可能にする技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明による貯湯ユニットは、熱源機で加熱された温水の全てを熱交換器を通してから貯湯タンクへ戻すのではなく、熱源機で加熱された温水の一部を熱交換器を通さずに貯湯タンクへ戻す。これによって、熱源機で加熱されて高温となった温水の一部を熱交換器で温度低下させることなく貯湯タンクへ戻すことができる。残りの温水は熱交換器へ送られるため、暖房機への熱供給は継続される。暖房機の熱負荷が高い状態でも貯湯タンクに高温の温水を供給できるので、常に要求温度の温水を給湯することができる。
【０００７】
本発明に係る貯湯ユニットは、温水を貯湯する貯湯タンクと、貯湯タンクの温水を給湯口へ送る給湯流路と、貯湯タンクへ給水する給水流路と、通過する水を加熱する熱源機と、貯湯タンクの温水を熱源機へ送る温水往路と、熱源機を通過した温水を貯湯タンクへ戻す温水復路を備える。貯湯タンクの温水は、温水往路を通って熱源機へ送られ、熱源機を通過した温水は温水復路を通って貯湯タンクへ戻る。さらにこの貯湯ユニットは、温水復路を通る温水と暖房用の熱媒体との間で熱交換する熱交換器と、熱源機を通過した温水を、熱交換器をバイパスして貯湯タンクへ戻すバイパス流路と、熱交換器を通過する温水の流量とバイパス流路を通過する温水の流量の割合を調整する流量調整手段を備える。
【０００８】
流量調整手段によって、熱源機を通過した温水の一部は温水復路を通じて熱交換器へ送られるとともに、残りの温水はバイパス流路を通じて熱交換器を通さずに直接貯湯タンクへ戻すことができる。熱源機がその能力上限で運転している場合であっても、暖房の熱負荷と給湯の熱負荷に応じて熱交換器へ送る温水の流量と熱交換器を通らずに貯湯タンクへ戻す温水の流量の割合を調整できるので、暖房への熱供給を継続しながら安定して給湯できる貯湯ユニットを実現することができる。換言すれば、上記貯湯ユニットは、熱源機が温水に与える熱量を、暖房用と給湯用に並列に分配することができる。熱源機が温水へ与える熱量を暖房と給湯の熱負荷の割合に応じて分配できるので、加熱能力の高い熱源機、即ち高コストの熱源機を備えることなく安定して給湯できる貯湯ユニットを実現できる。流量調整手段が、熱源機が温水へ与える熱量を暖房と給湯の熱負荷の割合に応じて分配する機能を果たす。従って、ここでいう「割合」とは、熱交換器を通過する温水とバイパス流路を通過する温水の流量比をいう。流量調整手段は、流量比そのものを指標として割合を調整するものであってもよいし、熱交換器を通過する温水とバイパス流路を通過する温水の流量差を指標として割合を調整するものであってもよい。但し後者の場合には、流量差を指標とするが、結果的に「割合」が調整されるものである必要がある。具体的には、熱源機を通過する温水の流量を変化させるだけの装置は、本発明にいう流量調整手段には含まれない。熱源機を通過する温水の流量を変化させるだけでも、前記流量差は変化する。しかしその場合には流量比は変化しない。流量比が変化しなければ、熱源機が温水へ与える熱量を暖房と給湯の熱負荷の割合に応じて分配することができないからである。
【０００９】
流量調整手段は、熱源機が温水へ与える熱量を暖房と給湯の熱負荷の割合に応じて分配するために、例えば、給湯流路を通過する温水によって貯湯タンクから減少する熱量に応じて流量を調整すればよい。
【００１０】
流量調整手段は、例えばバイパス流路を開閉する弁であってよい。バイパス流路は、熱交換器が配置されていないので熱交換器が配置された温水復路よりも流路抵抗が小さい。従って、バイパス流路を開閉する弁であっても、弁の開度に応じて熱交換器を通過する温水の流量とバイパス流路を通過する温水の流量を調整することができる。また、より簡便にはバイパス流路を開閉する弁は、全閉と全開の２者択一式の弁であってもよい。
【００１１】
上記の貯湯ユニットにおいて、給水流路は貯湯タンクの下部へ給水し、給湯流路は貯湯タンクの上部の温水を給水口へ送り、温水復路とバイパス流路は温水を貯湯タンクの上部へ戻すように配置されていることが好ましい。そうすることによって、温度成層型の貯湯タンクを実現できる。給湯時に貯湯タンクの下部へ給水されても貯湯タンクの上部の温水の温度を低下させることを防止できる。
【００１２】
温度成層型の貯湯タンクの場合、熱交換器より下流で温水復路から分岐しており、貯湯タンクを通さずに温水往路に温水を導く第２温水復路と、熱交換器を通過した温水の流路を温水復路と第２温水復路のいずれかに切換える第１切換手段を備えることが好ましい。
温水復路を通る温水は、熱交換器で暖房機用の熱媒体へ熱を与えることによって温度が低下する。貯湯タンクが温度成層型の場合、貯湯タンクの上部の温水温度よりも低温水が貯湯タンクの上部に戻されると温度成層が乱れる可能性がある。そのような場合に、熱交換器を通過した温水を貯湯タンクへ戻さずに温水往路へ導くことによって、貯湯タンクの温度成層を安定して維持することができる。貯湯タンクの上部にはバイパス流路によって高温水のみが戻されることになるため、貯湯タンクの上部から安定して給湯することができる。
【００１３】
温度成層型の貯湯タンクの場合、熱交換器より下流で温水復路から分岐しており、貯湯タンクの下部に温水を導く第３温水復路と、熱交換器を通過した温水の流路を温水復路と第３温水復路のいずれかに切換える第２切換手段を備えることが好ましい。
熱交換器で暖房機用の熱媒体へ熱を与えた温水の温度が貯湯タンクの下部の温水温度と同等の場合には、第３温水復路によって貯湯タンクの下部へ戻すことによっても、貯湯タンクの温度成層を安定して維持することができる。
【００１４】
発明者らは、上記したバイパス流路には上記の効果の他に次の効果を得られる場合もあることを発見した。暖房機がフル運転から停止される場合など、暖房機の熱負荷が急減する場合がある。暖房機の熱負荷が急減した場合、熱源機による温水の加熱も不要となるため加熱を停止する（給湯には加熱が必要ない場合）。しかし熱源機の残熱により温水復路を流れる温水はしばらく加熱され続ける。暖房機は熱の供給を必要としていないため、熱源機の残熱により加熱された温水が温水復路を通過して熱交換器へ送られても熱交換器を不要に加熱するだけである。この場合、熱源機の残熱は無駄となる。そこで、暖房機の熱負荷が急減した場合にバイパス流路への流量を増やすことによって、熱源機の残熱を貯湯タンクへ回収することができる。熱効率を向上させることができる。
【００１５】
暖房機の熱負荷が急減した場合は、熱源機を通過した温水の温度及び／又は経時的温度上昇率が所定値以上となることをもって判断できる。流量調整手段は、バイパス流路の流量を、熱源機を通過した温水の温度が所定温度未満のときよりも所定温度以上のときの方が多くなるように前記割合を調整すればよい。或いは、流量調整手段は、バイパス流路の流量を、熱源機を通過した温水の温度の経時的上昇率が所定値未満のときよりも所定値以上のときの方が多くなるように前記割合を調整すればよい。そうすることで、暖房機の熱負荷が急減したときに熱源機の残熱を貯湯タンクへ回収することができる。ここで、「所定温度以上」と「所定温度未満」における「以上」と「未満」との表現は、所定温度を境として温度域を２分する際に、数学的に矛盾しないように便宜上用いるものであって、「所定温度」が高温側の温度域に属すること自体は本発明にとって重要ではない。即ち、「所定温度以上」と「所定温度未満」との表現を、「所定温度より高い」と「所定温度以下」と変更した発明も、請求項に記載された発明の技術的範囲に属することをここに明言する。本明細書において、「以上」と「未満」、及び「より大きい」と「以下」との領域の分割は全て同様である。
なお、暖房機の熱負荷が急減したときに熱源機への温水の供給を停止すると、熱源機の残熱により熱源機内に滞留する温水が沸騰温度に達する虞もある。熱源機に温水を滞留させることなく、バイパス流路によって熱源機を通過した温水を貯湯タンクへ戻すことによって、熱源機内の温水の温度が異常に高温となることを防止する効果も期待できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、給湯と暖房の双方に共通の熱源機を利用する貯湯ユニットにおいて、コスト増を抑制しながら、暖房機の熱負荷が高い場合であっても要求される温度の温水を給湯し続ける貯湯ユニットを実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の好適な実施形態を説明する。
（形態１）温水往路は貯湯タンクの中間部に接続されている。
（形態２）暖房用の熱媒体は水である。
（形態３）暖房機は風呂の追焚きユニットである。
（形態４）熱媒体は、エアコン、床暖房、或いは風呂の追焚きユニットなど複数の暖房装置へ送られる。
（形態５）貯湯タンクの温水と暖房用の熱媒体の間で熱交換する熱交換器を通過した温水の温度を検出する温度センサを備えており、第１切換手段と第２切換手段は、温度センサが検出する温度が第１所定より高い場合に熱交換器を通過した温水の流路を温水復路に切換え、温度センサが検出する温度が第１所定温度より低く第２所定温度より高い場合に熱交換器を通過した温水の流路を第２温水復路に切換え、温度センサが検出する温度が第２所定温度より低い場合に熱交換器を通過した温水の流路を第３温水復路に切換える。
【実施例】
【００１８】
本発明の実施例を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る貯湯ユニットを組み込んだコージェネレーションシステムである。このコージェネレーションシステムは、図１に示すように、発電ユニット１５０、貯湯ユニット１０、熱負荷装置１０８を備えている。
【００１９】
発電ユニット１５０は、燃料電池（図示省略）、改質器（図示省略）、熱媒循環流路１５２、熱回収用熱交換器１５４を備えている。燃料電池は、改質器で生成される水素ガスを空気中の酸素と反応させて発電を行う。発電に伴って発電熱が発生し、発電熱によって熱媒循環流路１５２内の熱媒が加熱される。熱媒循環流路１５２内の熱媒の熱は熱回収用熱交換器１５４に入力される。熱交換器１５４は、改質器を加熱した排気ガスが通過する熱交換器と、燃料電池の冷却水が通過する熱交換器で構成されている。
【００２０】
貯湯ユニット１０は、貯湯部１２、バーナ部６８、暖房機用熱交換器１１４、風呂用熱交換器１２４、各種流路、コントローラ１４６等を備えている。
コントローラ１４６は、制御プログラムを記憶している。コントローラ１４６には、リモコン１４８の操作信号と、以下で説明する各種流量センサの検出信号と各種サーミスタの検出信号等が入力される。コントローラ１４６は、入力された信号を制御プログラムで処理し、以下で説明する各種ポンプ、各種弁、バーナ等を制御する。
【００２１】
貯湯部１２は、貯湯タンク１４、第１タンクサーミスタ１６、第２タンクサーミスタ１８、第３タンクサーミスタ２０、第４タンクサーミスタ２２を備えている。各タンクサーミスタ１６，１８，２０，２２は縦方向にほぼ均等に配置されており、貯湯タンク１４内のそれぞれの位置の温水の温度を検出する。各タンクサーミスタ１６，１８，２０，２２の検出信号はコントローラ１４６に出力される。
貯湯タンク１４の底部には、貯湯タンク１４に水道水を給水する給水流路２４が接続されている。給水流路２４には、減圧弁２６、給水サーミスタ２８、給水量センサ３０、給水量サーボ３２、混合サーボ３４が介装されている。減圧弁２６は、給水流路２４の上流端近傍に配置されている。減圧弁２６は給水圧力を調整するものであり、減圧弁２６の下流側圧力が低下すると開き、圧力を所定の調圧値に維持しようとする。このため、貯湯タンク１４内の温水が減少したり、後述する混合サーボ３４が開いたりすると、減圧弁２６の作用によって水道水が給水される。給水サーミスタ２８は、給水される水道水の温度を検出する。給水量センサ３０は、給水される水道水の流量を検出する。給水サーミスタ２８の検出信号と給水量センサ３０の検出信号はコントローラ１４６に出力される。給水量サーボ３２と混合サーボ３４は、いずれもステッピングモータを内蔵しており、これが駆動されることによって開度が調整されて流量を変化させる。給水量サーボ３２は、給水される水道水の流量を調整する。給水量サーボ３２の開度はコントローラ１４６によって制御される。混合サーボ３４は、給水流路２４と混合流路３６の接続部に配置されている。混合サーボ３４については後で詳述する。
給水流路２４の混合サーボ３４の下流側に排水流路３８が接続されている。排水流路３８の他端は圧力開放流路４２に接続されている。圧力開放流路４２はコージェネレーションシステムの外部に開放されている。排水流路３８には排水弁４０が介装されている。排水弁４０の開閉は手動で行う。排水弁４０が開かれると、貯湯タンク１４内の温水が排水流路３８と圧力開放流路４２を経て排水される。
【００２２】
貯湯タンク１４の上部（より具体的には天井部）には、貯湯タンク１４内の温水を給湯栓４４に給湯する給湯流路４６が接続されている。給湯栓４４は、浴室、洗面所、台所等にそれぞれ配設されている。給湯流路４６には、圧力逃し弁４８、給湯量センサ４９、温水電磁弁５０、高温サーミスタ５２、給湯サーミスタ５４が介装されている。また、給湯流路４６には、先述の混合流路３６が接続されている。混合流路３６は、温水電磁弁５０の下流側であり、かつ高温サーミスタ５２と給湯サーミスタ５４の間に接続されている。
圧力逃し弁４８は圧力開放流路４２と接続されている。温水電磁弁５０は、給湯が開始されると開かれ、給湯が終了すると閉じられる。給湯が開始されたか否かは、給水量センサ３０の検出流量に基づいてコントローラ１４６によって判断される（後で詳述する）。高温サーミスタ５２は、貯湯タンク１４から送り出された温水の温度を検出する。給湯サーミスタ５４は、給湯流路４６からの温水と混合流路３６からの水道水との混合水の温度を検出する。高温サーミスタ５２と給湯サーミスタ５４の検出信号はコントローラ１４６に出力される。給湯流路４６からの温水と混合流路３６からの水道水との混合比は、混合サーボ３４の開度によって調整される。混合サーボ３４の開度を調整することによって給湯温度を調温することができる。混合サーボ３４の開度は、給水サーミスタ２８の検出温度と給湯サーミスタ５４の検出温度に基づいてコントローラ１４６によって指示される。給湯のために貯湯タンク１４から放出される温水の流量は、給湯量センサ４９で検出されてコントローラ１４６に送られる。
【００２３】
貯湯タンク１４と発電ユニット１５０は熱回収循環流路５６によって接続されている。熱回収循環流路５６は熱回収用熱交換器１５４を通過するように配設されている。熱回収循環流路５６は、貯湯タンク１４から熱回収用熱交換器１５４へ向かう流路が熱回収循環往路５６ａであり、熱回収用熱交換器１５４から貯湯タンク１４へ向かう流路が熱回収循環復路５６ｂである。
熱回収循環往路５６ａは貯湯タンク１４の底部と熱回収用熱交換器１５４の上流端を接続している。熱回収循環往路５６ａには熱回収循環ポンプ５８と循環往路サーミスタ６０が介装されている。熱回収循環ポンプ５８は熱回収循環流路５６内の温水を循環させる。熱回収循環ポンプ５８は、発電運転中や熱回収循環流路５６内の温水の凍結防止運転中に駆動される。熱回収循環ポンプ５８の駆動はコントローラ１４６によって制御される。循環往路サーミスタ６０は、貯湯タンク１４の近傍に配置されて、貯湯タンク１４から送り出される温水の温度を検出する。循環往路サーミスタ６０の検出信号はコントローラ１４６に出力される。
熱回収循環復路５６ｂは熱回収用熱交換器１５４の下流端と貯湯タンク１４の上部（よりグ具体的には天井部）を接続している。熱回収循環復路５６ｂには循環復路サーミスタ６２と三方弁６４が介装されている。循環復路サーミスタ６２は三方弁６４の上流側に配置されて、熱回収用熱交換器１５４を通過した後の温水の温度を検出する。循環復路サーミスタ６２の検出信号はコントローラ１４６に出力される。三方弁６４は２つの入口６４ａ，６４ｂと出口６４ｃを有している。熱回収循環復路５６ｂの上流側部分が入口６４ａに接続されており、熱回収循環復路５６ｂの下流側部分が出口６４ｃに接続されている。三方弁６４の入口６４ｂにはバイパス流路６６の一端が接続されている。バイパス流路６６の他端は熱回収循環往路５６ａの途中に接続されている。三方弁６４の入口６４ａと出口６４ｃが連通すると、発電ユニット１５０と貯湯タンク１４を経由する循環流路が形成され、三方弁６４の入口６４ａと出口６４ｃが連通すると、発電ユニット１５０を経由して貯湯タンク１４をバイパスする循環流路が形成される。三方弁６４の切換えはコントローラ１４６によって制御される。
【００２４】
バーナ部６８は、バーナ７０、潜熱熱交換器７２、顕熱熱交換器７４を備えている。バーナ７０は、ガスを燃料として燃焼する。潜熱熱交換器７２に流れ込む水の温度が低いためにバーナ７０の燃焼排ガスに含まれる水蒸気が結露し、水蒸気が結露とするときに放出する潜熱で潜熱熱交換器７２に流れ込む水が予備加熱される。潜熱熱交換器７２で予備加熱された温水は、顕熱熱交換器７４でバーナ７０の燃焼熱によって再加熱される。
顕熱熱交換器７４で結露した水には窒素酸化物が溶け込んでおり、酸性ドレインが生じる。潜熱熱交換器７２には、ドレインを排出又は回収するためのドレイン流路９２が接続されている。ドレイン流路９２は、圧力開放流路４２に接続されている。ドレイン流路９２には、中和器９４が介装されている。中和器９４内には炭酸カルシウムが充填されている。酸性のドレインは、中和器９４内を通過する間に、炭酸カルシウムによってｐＨ６から７に中和される。中和器内のドレインが所定の水位を超えると、その水位を超えた分のドレインは圧力開放流路４２を介して排出される。
【００２５】
貯湯タンク１４とバーナ部６８はバーナ循環流路７６によって接続されている。バーナ循環流路７６は、バーナ部６８内の潜熱熱交換器７２と顕熱熱交換器７４を順に通過するように配設されている。バーナ循環流路７６は、貯湯タンク１４からバーナ部６８へ向かう流路がバーナ循環往路７６ａであり、バーナ部６８から貯湯タンク１４へ向かう流路がバーナ循環復路７６ｂである。バーナ循環流路７６にはバーナ部６８をバイパスするバーナ部バイパス流路７８が形成されている。バーナ部バイパス流路７８の上流端はバーナ循環往路７６ａに接続されており、バーナ部バイパス流路７８の下流端はバーナ循環復路７６ｂに接続されている。バーナ循環復路７６ｂには、後述する暖房機用熱交換器１１４をバイパスする熱交バイパス流路７９が形成されている。熱交バイパス流路７９は、暖房機用熱交換器１１４の上流側でバーナ循環復路７６ｂから分岐し、下流側でバーナ循環復路７６ｂと合流している。
バーナ循環往路７６ａは貯湯タンク１４の中間部（第１タンクサーミスタ１６と第２タンクサーミスタ１８との中間）と潜熱熱交換器７２の上流端を接続している。バーナ循環往路７６ａには、バーナ循環往路サーミスタ８１、バーナ循環ポンプ８０、バーナ循環流量センサ８２、バーナ循環流量サーボ８４、バーナバイパスサーボ８６が介装されている。バーナ循環往路サーミスタ８１は、バーナ循環往路７６ａを通過する温水の温度を検出する。バーナ循環ポンプ８０はバーナ循環流路７６内の温水を循環させる。バーナ循環ポンプ８０の駆動はコントローラ１４６によって制御される。バーナ循環流量センサ８２は、バーナ循環流路７６内の温水の流量を検出する。バーナ循環流量センサ８２の検出信号はコントローラ１４６に出力される。バーナ循環流量サーボ８４とバーナバイパスサーボ８６は、いずれもステッピングモータを内蔵しており、これが駆動されることによって開度が調整されて流量を変化させる。バーナ循環流量サーボ８４は、バーナ循環流路７６内の温水の流量を調整する。バーナ循環流量サーボ８４の開度はコントローラ１４６によって制御される。バーナバイパスサーボ８６は、バーナ循環往路７６ａとバーナ部バイパス流路７８の上流端との接続部に配置されており、バーナ循環流路７６内の温水のうち、バーナ部６８側へ流れる温水の流量とバーナ部バイパス流路７８側へ流れる温水の流量の割合を調整する。バーナバイパスサーボ８６の開度を調整することによって、バーナ循環復路７６ｂとバーナ部バイパス流路７８の下流端との接続部の下流側の温水温度を調温することができる。バーナバイパスサーボ８６の開度はコントローラ１４６によって制御される。
バーナ循環復路７６ｂは顕熱熱交換器７４の下流端と貯湯タンク１４の天井部を接続している。バーナ循環復路７６ｂは暖房機用熱交換器１１４を通過するように配設されている。暖房機用熱交換器１１４にはバーナ循環復路７６ｂ内の温水の熱が入力される。バーナ循環復路７６ｂにはバーナ出口サーミスタ８８と熱交換器出口サーミスタ９０が介装されている。バーナ出口サーミスタ８８は、バーナ循環復路７６ｂとバーナ部バイパス流路７８の下流端との接続部よりも下流側に配置されて、バーナ部６８及び／又はバーナ部バイパス流路７８を通過した後の温水の温度を検出する。熱交換器出口サーミスタ９０は、暖房機用熱交換器１１４の下流側に配置されて、暖房機用熱交換器１１４を通過した後の温水の温度を検出する。バーナ出口サーミスタ８８の検出信号と熱交換器出口サーミスタ９０の検出信号はコントローラ１４６に出力される。バーナ循環復路７６ｂの熱交換器出口サーミスタ９０の下流側には、第１制御弁１６０が設けられている。第１制御弁１６０の開閉は、コントローラ１４６によって制御される。
【００２６】
バーナ循環復路７６ｂの熱交換器出口サーミスタ９０と第１制御弁１６０の間に、第２バーナ循環復路１６６の一端が接続している。第２バーナ循環復路１６６の他端は、バーナ循環往路７６ａの貯湯タンク１４とバーナ循環ポンプ８０の間に接続している。第２バーナ循環復路１６６には第２制御弁１６２が設けられている。第２制御弁１６２の開閉は、コントローラ１４６によって制御される。
【００２７】
バーナ循環復路７６ｂの熱交換器出口サーミスタ９０と第１制御弁１６０の間に、第３バーナ循環復路１６８の一端が接続している。第３バーナ循環復路１６８の他端は、貯湯タンク１４の下部に接続している。第３バーナ循環復路１６８には第３制御弁１６４が設けられている。第３制御弁１６４の開閉は、コントローラ１４６によって制御される。
【００２８】
第１制御弁１６０、第２制御弁１６２および第３制御弁１６４は、何れか１つが開かれ、他の２つは閉じられるように、コントローラ１４６によって制御される。第１制御弁１６０が開かれ、第２制御弁１６２と第３制御弁１６４が閉じられると、暖房機用熱交換器１１４を通過した温水はバーナ循環復路７６ｂを経由して貯湯タンク１４の上部に流入する。第２制御弁１６２が開かれ、第１制御弁１６０と第３制御弁１６４が閉じられると、暖房機用熱交換器１１４を通過した温水はバーナ循環復路７６ｂから第２バーナ循環復路１６６を経由してバーナ循環往路７６ａに流入する。第３制御弁１６４が開かれ、第１制御弁１６０と第２制御弁１６２が閉じられると、暖房機用熱交換器１１４を通過した温水はバーナ循環復路７６ｂから第３バーナ循環復路１６６を経由して貯湯タンク１４の下部に流入する。
【００２９】
熱交バイパス流路７９には、バイパス流路弁８７が設けられている。バイパス流路弁８７の開閉は、コントローラ１４６によって制御される。バイパス流路弁８７が閉じると、バーナ部６８を通過した温水は全て暖房機用熱交換器１１４を通過することになる。バイパス流路弁８７が開くと、バーナ部６８を通過した温水の一部は暖房機用熱交換器１１４を通過し、残りは熱交バイパス流路７９を通過することになる。即ち、バイパス流路弁８７を開閉することによって、バーナ部６８を通過した温水について、暖房機用熱交換器１１４を通過する温水の流量と熱交バイパス流路７９を通過する温水の流量の割合を調整することができる。なお、その割合は、バーナ循環復路７６ｂと熱交バイパス流路７９の合流点と分岐点の間における、バーナ循環復路７６ｂの流路抵抗と熱交バイパス流路７９の流路抵抗により定まる。
【００３０】
給湯流路４６からは、シスターン給水流路１０２が分岐している。シスターン給水流路１０２には、負圧弁１０４、シスターン給水弁１０６が介装されている。負圧弁１０４は、断水時等で給水流路２４が負圧になったときに開かれ、大気を吸引して貯湯タンク１４の負圧による破損を防止する。シスターン給水弁１０６は、シスターン１００に貯湯タンク１４からの温水を給水するときに開かれる。シスターン１００内の温水は図示しない水位センサによって水位が監視されている。シスターン１００内の温水の水位が、所定の水位範囲内であるときにはシスターン給水弁１０６は閉じられており、所定の水位範囲を逸脱したことが判別されるとシスターン給水弁１０６が開かれる。シスターン給水弁１０６の開閉はコントローラ１４６によって制御される。シスターン１００にはオーバーフロー流路９８が接続している。オーバーフロー流路９８の他端は、中和器９４の下流側でドレイン流路９２に接続している。シスターン１００内の温水が所定の水位を超える場合に、その所定の水位を超える分の温水は、オーバーフロー流路９８と圧力開放流路４２を介して排出される。
【００３１】
本実施例では、熱負荷装置１０８として暖房装置、風呂装置、給湯装置を有している。暖房装置の端末機としては、エアコンと床暖房機を有している。図１中では、エアコンと床暖房機を暖房端末機１１０として示している。シスターン１００と暖房端末機１１０は暖房循環流路１１２によって接続されている。暖房循環流路１１２は、シスターン１００から暖房端末機１１０へ向かう流路が暖房循環往路１１２ａであり、暖房端末機１１０からシスターン１００へ向かう流路が暖房循環復路１１２ｂである。暖房循環往路１１２ａは暖房機用熱交換器１１４を通過するように配設されている。暖房循環往路１１２ａには、暖房循環ポンプ１１６、暖房循環サーミスタ１１８が介装されている。暖房循環ポンプ１１６は、暖房循環流路１１２内の温水を循環させる。即ち、本実施例では、暖房用の熱媒体として温水を用いる。暖房循環ポンプ１１６は、暖房端末機１１０のスイッチの操作に伴って駆動される。暖房循環ポンプ１１６の駆動はコントローラ１４６によって制御される。暖房循環サーミスタ１１８は、暖房機用熱交換器１１４の下流側に配置されて、暖房機用熱交換器１１４を通過した後の温水の温度を検出する。暖房循環サーミスタ１１８の検出信号はコントローラ１４６に出力される。暖房端末機１１０内の暖房循環流路１１２には暖房熱動弁１２０が介装されている。暖房熱動弁１２０は、暖房端末機のスイッチの操作に伴って開閉する。暖房熱動弁１２０の開閉はコントローラ１４６によって制御される。
【００３２】
暖房循環往路１１２ａの暖房機用熱交換器１１４の下流側であり、かつ暖房循環サーミスタ１１８の下流側からは、追焚き流路１２２が分岐している。追焚き流路１２２の下流端は暖房循環復路１１２ｂのシスターン１００近傍に接続されている。追焚き流路１２２は風呂用熱交換器１２４を通過するように配設されている。暖房循環往路１１２ａ内の温水の熱は、風呂用熱交換器１２４に入力される。追焚き流路１２２には、追焚き熱動弁１２６が介装されている。追焚き熱動弁１２６は、風呂の追焚きスイッチの操作に伴って開閉する。追焚き熱動弁１２６の開閉はコントローラ１４６によって制御される。
【００３３】
風呂の浴槽１２８には風呂循環流路１３０が接続されている。風呂循環流路１３０は、風呂用熱交換器１２４を通過するように配設されている。風呂循環流路１３０は、浴槽１２８から風呂用熱交換器１２４へ向かう流路が風呂循環往路１３０ａであり、風呂用熱交換器１２４から浴槽１２８へ向かう流路が風呂循環復路１３０ｂである。風呂循環往路１３０ａには、風呂水位センサ１３２、風呂循環ポンプ１３４、風呂水流スイッチ１３６、風呂循環サーミスタ１３８が介装されている。風呂水位センサ１３２は、風呂循環流路１３０内の温水の水圧を検出する。風呂水位センサ１３２の検出信号はコントローラ１４６に出力される。風呂水位センサ１３２によって検出される水圧は、浴槽１２８内の温水の水位を推定するために利用される。風呂循環ポンプ１３４は、風呂循環流路１３０内の温水を循環させる。風呂循環ポンプ１３４は、リモコン１４８のスイッチの操作に伴って駆動される。風呂循環ポンプ１３４の駆動はコントローラ１４６によって制御される。風呂水流スイッチ１３６は、風呂循環流路１３０内を温水が流れるとオンとなる。風呂水流スイッチ１３６のオンオフ信号はコントローラ１４６に出力される。風呂循環サーミスタ１３８は、風呂用熱交換器１２４の上流側に配置されて、風呂用熱交換器１２４に入水する温水の温度を検出する。風呂循環サーミスタ１３８の検出信号はコントローラ１４６に出力される。
【００３４】
給湯流路４６と風呂循環流路１３０は、湯張り流路１４０によって接続されている。湯張り流路１４０の上流端は給湯流路４６の給湯サーミスタ５４の下流側に接続されており、湯張り流路１４０の下流端は風呂循環流路１３０の風呂循環往路１３０ａの風呂循環ポンプ１３４と風呂水流スイッチ１３６との間に接続されている。湯張り流路１４０には、湯張り量センサ１４２、注湯電磁弁１４４が介装されている。湯張り量センサ１４２は、湯張り流路１４０を通過する温水の流量を検出する。湯張り量センサ１４２の検出信号はコントローラ１４６に出力される。注湯電磁弁１４４は、リモコン１４８のスイッチの操作や浴槽１２８内の温水の水位によって開閉する。注湯電磁弁１４４の開閉はコントローラ１４６によって制御される。
【００３５】
次に、貯湯ユニット１０で行われる蓄熱運転、給湯運転、暖房運転、風呂湯張り運転、風呂追焚き運転についてそれぞれ説明する。
【００３６】
（蓄熱運転）
蓄熱運転については、従来のコージェネレーションシステムと同様に行われるため、詳細な説明を避け、概略の説明に留める。発電ユニット１５０において発電運転が行われると、熱媒循環流路１５２内の熱媒が循環し、熱回収用熱交換器１５４に発電熱が入力される。貯湯ユニット１０では、熱回収循環ポンプ５８が駆動され、貯湯タンク１４内の温水が、貯湯タンク１４の底部から熱回収循環往路５６ａへ吸い出される。熱回収循環往路５６ａ内の温水は、熱回収用熱交換器１５４へ流入して加熱される。加熱された温水は熱回収循環復路５６ｂを経て貯湯タンク１４の天井部へ戻される。これによって、発電ユニット１５０において発電に伴って発生する発電熱が貯湯タンク１４内へ回収されて蓄熱される。貯湯タンク１４内の温水は上部から昇温していく。
【００３７】
貯湯タンク１４内への蓄熱が完了し、満蓄状態となると、シスターン給水弁１０６が開かれる。これによって、貯湯タンク１４の上部に貯められていた高温水がシスターン給水流路１０２を経てシスターン１００内へ供給される。シスターン１００内の温水は、後述する暖房運転や風呂の追焚き運転を行うときに利用する。
【００３８】
（給湯運転）
給湯運転について、図２−図４を用いて説明する。図２は給湯運転におけるコージェネレーションシステムの動作の概要を示している。給湯運転では、図２中に太線で示す流路内を水又は温水が流通する。なお、後述するように、熱交バイパス流路７９には温水が流れるときもあれば流れないときもある。図３、図４は給湯運転のフローチャートである。
【００３９】
図３のステップＳ１０では、給水量センサ３０の検出流量が２．７リットル／ｍｉｎ以上であるか否かが判別される。給水量センサ３０の検出流量が２．７リットル／ｍｉｎ以上となると（ステップＳ１０でＹＥＳとなると）、給湯栓４４が開かれて給湯要求があったとみなされる。ステップＳ１２に進み、温水電磁弁５０が開かれる。これによって、貯湯タンク１４内の上部に貯められていた温水が給湯流路４６に送り出される。
【００４０】
ステップＳ１４に進み、第１タンクサーミスタ１６の検出温度が６０℃以上であるか否かが判別される。第１タンクサーミスタ１６の検出温度が６０℃以上であれば（ステップＳ１４でＹＥＳであれば）、貯湯タンク１４内の温水を加熱することなく給湯に利用することが可能とみなされる。このような場合、ステップＳ１６に進み、非燃焼給湯運転が行われる。非燃焼給湯運転では、バーナ７０を燃焼させず、バーナ循環ポンプ８０も駆動されない。ステップＳ１６では、バーナ７０が燃焼していれば消火し、バーナ循環ポンプ８０が駆動していれば停止する。
【００４１】
第１タンクサーミスタ１６の検出温度が６０℃未満であれば（ステップＳ１４でＮＯであれば）、貯湯タンク１４内の温水を加熱することなく給湯に利用することが不可能とみなされる。このような場合、ステップＳ１８に進み、燃焼給湯運転が行われる。燃焼給湯運転では、バーナ７０を燃焼させ、バーナ循環ポンプ８０を駆動させる。まず、バーナ部６８を通過する温水の流路を確保するために第１制御弁１６０を開く（ステップＳ１８）。なお、ステップＳ１８では、第１制御弁１６０を開くと同時に、第２制御弁１６２と第３制御弁１６４が閉じられる。次に、バーナ循環ポンプ８０を駆動する（ステップＳ１９）。こうして温水がバーナ部６８を流れる状態にした上で、バーナ７０を点火する（ステップＳ２０）。ステップＳ２０の処理は、より具体的には、バーナ循環流量センサ８２によって検出される流量が、２．７（リットル／分）以上となったらバーナ７０を点火する。この処理は、顕熱熱交換器７４内の温水の局所的な沸騰を防止するためである。
ステップＳ１８〜Ｓ２０の処理によって、貯湯タンク１４の中間部の温水が、バーナ循環往路７６ａを経てバーナ部６８に送り出されて加熱される。ステップＳ２２では、バーナ出口サーミスタ８８の検出温度が６５℃となるようにバーナ７０の燃焼量とバーナバイパスサーボ８６の開度が制御される。バーナ部６８に送り出された温水は６５℃に加熱され、バーナ循環復路７６ｂを経て貯湯タンク１４の上部に戻される。
【００４２】
燃焼給湯運転中には、バーナ部６８を通過した温水の一部を熱交バイパス流路７９へ導くか否かのバイパス流路制御が行なわれる（ステップＳ２３）。このバイパス流路制御は、給湯運転と後述する暖房運転や風呂追焚き運転が同時に行なわれたときに、要求される温度の温水を安定して供給するために行なわれる。暖房運転や風呂追焚き運転が行なわれると、暖房機用熱交換器１１４を介してバーナ部６８を通過した温水から暖房用の熱媒体へ伝熱される。その結果、暖房機用熱交換器１１４を通過した温水によって貯湯タンク１４へ加えられる熱量が減少する。一方、給湯によって貯湯タンク１４から熱量が放出される。バーナ循環流路７６を通る温水がもたらす貯湯タンク１４への入熱量より、給湯によって貯湯タンク１４から奪われる出熱量の方が多いと、貯湯タンク１４内の温水の温度が徐々に低下する。そのような状態が続くと、要求されている温度の温水を給湯し続けることができなくなる。そこで、給湯運転と暖房運転及び／又は風呂追焚き運転が行なわれている場合に、安定した給湯し続けることができるように、前記した入熱量が常に出熱量を上回るように制御する。
バイパス流路制御のフローチャートを図４に示す。まず、ステップＳ２００で、暖房機用熱交換器１１４を通る温水がもたらす貯湯タンク１４への入熱量と、給湯によって貯湯タンク１４から奪われる出熱量を計算する。入熱量（単位時間当りの入熱量）は、｛［熱交換器出口サーミスタ９０の検出温度］−［バーナ循環往路サーミスタ８１の検出温度］｝×［バーナ循環流量センサ８２の検出流量］で求まる。ここで、｛［熱交換器出口サーミスタ９０の検出温度］−［バーナ循環往路サーミスタ８１の検出温度］｝は、単位流量当たりの温水が、バーナから得た熱量から暖房機用熱交換器１１４で放出した熱量を差し引いた熱量を表す。また、この入熱量は、バーナ部６８を通過した全ての温水が暖房機用熱交換器１１４を通過すると仮定した場合の熱量を表す。
一方、出熱量（単位時間当たりの出熱量）は、｛［高温サーミスタ５２の検出温度］−［給水サーミスタ２８の検出温度］｝×［給湯量センサ４９の検出流量］で求まる。ここで、｛［高温サーミスタ５２の検出温度］−［給水サーミスタ２８の検出温度］｝は、給水と給湯によって貯湯タンク１４から放出される単位流量当たりの熱量を表す。
ステップＳ２０２では、計算された入熱量と出熱量を比較する。入熱量が出熱量以上の場合には（ステップＳ２０２：ＹＥＳ）、バイパス流路弁８７が閉じられる（ステップＳ２０４）。一方、入熱量が出熱量より小さい場合には（ステップＳ２０２：ＮＯ）、バイパス流路弁８７が開かれる（ステップＳ２０６）。バイパス流路８７が開かれると、バーナ部６８で加熱された温水の一部は熱交バイパス流路７９を通過することによって、暖房機用熱交換器１１４を通過することなく貯湯タンク１４に戻る。そうすることで、暖房機用熱交換器１１４で熱を消費しない高温の温水を貯湯タンク１４へ戻すことができる。貯湯タンク１４への入熱量を増加させることができる。その結果、給湯による貯湯タンク１４の蓄熱量の減少を防止できるので、要求される温度の温水を長時間安定して供給することができる。一方、ステップＳ２０２の判断がＹＥＳの場合は、バーナ部６８で加熱された温水の全てが暖房機用熱交換器１１４を通過しても貯湯タンク１４の蓄熱量は低下しないことを意味する。その場合には、バイパス流路弁８７を閉じてバーナ部６８で加熱された温水の全てを暖房機用熱交換器１１４へ導く。
【００４３】
バーナ部６８の加熱能力が十分に高ければ、暖房用熱交換器１１４を通過後の温水温度を常に給湯に適する程度に高温に維持することができる。しかし、加熱能力の高いバーナ部６８を備えることは、貯湯ユニット１０のコスト増となる。可能な限り加熱能力の低いバーナ部６８で暖房と給湯が同時に行われるときにも対処できる方が良い。ここで、暖房に比べて給湯の要求は一時的であることが多い。従って、給湯が要求された場合に、バーナ部６８が温水に与えることのできる熱量を一時的に優先的に貯湯タンク１４へ割り当てられれば良い。
本実施例では、ステップＳ２０６でバイパス流路弁８７が開かれると、熱交バイパス流路を温水が流れるようになる一方、暖房機用熱交換器１１４を通過する温水の流量が減少する。即ち、バーナ部６８がその能力の上限で運転されている状態でも、熱交バイパス流路を流れる温水の流路と暖房機用熱交換器１１４を通過する温水の流量の割合を変化させることができる。暖房機用熱交換器１１４を通過する温水の流量が減少する分だけ暖房用の熱媒体へ供給できる熱量が減少するが、その分の熱量は貯湯タンク１４へ送られる。本実施例では、熱交バイパス流路を流れる温水の流路と暖房機用熱交換器１１４を通過する温水の流量の割合を変化させることによって、バーナ部が温水に与える総熱量の給湯と暖房への配分比を変化させる。これによって、加熱能力の低いバーナ部であっても、給湯と暖房が同時に行われても安定した給湯を実現することが可能となる。
【００４４】
ステップＳ２４では、給湯サーミスタ５４の検出温度が給湯設定温度となるように、混合サーボ３４の開度が調整される。これによって、貯湯タンク１４の上部から給湯流路４６に送り出された温水が、給湯設定温度に調温されて、給湯栓４４に供給される。
ステップＳ２６では、給水量センサ３０の検出流量が２．０リットル／ｍｉｎ以下であるか否かが判別される。給水量センサ３０の検出流量が２．０リットル／ｍｉｎを超えていれば（ステップＳ２６でＮＯであれば）、まだ給湯栓４４は開かれており、給湯中であるとみなされてステップＳ１４へ戻る。貯湯タンク１４の上部の温水温度が６０℃以上であれば非燃焼給湯運転が行われ、貯湯タンク１４の上部の温水温度が６０℃未満であれば燃焼給湯運転が行われることとなる。燃焼給湯運転が行われることによって、バーナ７０によって６５℃に加熱された温水が、貯湯タンク１４の第１タンクサーミスタ１６より上部に貯められる。これによって、貯湯タンク１４の上部は６５℃の温水が貯められたバッファタンクとなる。バッファタンク化した貯湯タンク１４の上部から６５℃の温水が給湯流路４６に送り出され、給湯設定温度に調温されて給湯される。給湯温度の調温は、混合サーボ３４の開度を調整することによってなされる。給水サーミスタ２８の検出温度と給湯サーミスタ５４の検出温度から、給湯サーミスタ２８の検出温度が給湯設定温度となるように混合サーボ３４の開度が調整される。
ステップＳ２６で、給水量センサ３０の検出流量が２．０リットル／ｍｉｎ以下となれば（ＹＥＳとなれば）、給湯栓４４が閉じられたとみなされる。ステップＳ２８へ進み、温水電磁弁５０が閉じられて給湯運転が終了される。
【００４５】
（暖房運転）
暖房運転について、図５から図１０を用いて説明する。図５から図７は暖房運転におけるコージェネレーションシステムの動作の概要を示している。暖房運転では、温水の流路の切換えに応じて、図５から図７中に太線で示す流路内を水又は温水が流通する。なお、暖房運転と前述した給湯運転が同時に行われる場合は、図５から図７に示す太線とともに図２に示した太線で示す流路内を水又は温水が流れる。図８から図１０は暖房運転のフローチャートである。
【００４６】
図８のステップＳ４０では、暖房装置のリモコンのスイッチが操作されて、暖房のオン信号が出力されたか否かが判別される。暖房のオン信号が出力されたことが判別されると（ステップＳ４０でＹＥＳとなると）、暖房端末機１１０の運転要求があったとみなされる。以下では、起動した暖房装置が低温端末機である床暖房機である場合について説明する。まず、ステップＳ４１で、第１制御弁１６０を開く。この処理は、バーナ部６８を通過する温水の流路を確保するためであり、後述するように、温水の流路は各所に設けられたサーミスタの検出値によって適宜切り替えられる。
次にステップＳ４２に進み、バーナ循環ポンプ８０が駆動される。これによって、バーナ部６８に温水が送り出される。また、暖房端末機１１０の暖房熱動弁１２０が開かれ、暖房循環ポンプ１１６が駆動される。これによって、シスターン１００内の温水が、暖房機用熱交換器１１４を通過して、暖房端末機１１０に送り出される。
【００４７】
ステップＳ４４では、第２タンクサーミスタ１８の検出温度が６２℃以上であるか否かが判別される。第２タンクサーミスタ１８の検出温度が６２℃以上であれば（ステップＳ４４でＹＥＳであれば）、貯湯タンク１４の中間部より上方の蓄熱のみで暖房運転が可能とみなされる。このような場合、暖房機用熱交換器１１４から送り出される温水を貯湯タンク１４の上部に戻す必要はなく、その温水を貯湯タンク１４の下部に戻すか、貯湯タンク１４をバイパスしてバーナ循環往路７６ａへ流入させるかを、ステップＳ４６以降で選択する。ステップＳ４６では、第４タンクサーミスタ２２の検出温度が４０℃以上であるか否かが判別される。第４タンクサーミスタ２２の検出温度が４０℃以上の場合（ステップＳ４６でＹＥＳの場合）、貯湯タンク１４が満蓄状態であって、発電ユニット１５０から貯湯タンク１４への熱回収は行われていないから、貯湯タンク１４の下部の温水が高温となっても問題はない。従って、このような場合、ステップＳ４８へ進み、バーナ循環復路７６ｂからの温水を貯湯タンク１４の下部へ流入させる。ステップＳ４８では、この時点でバーナ７０が燃焼していれば消火する。ステップＳ５０では、第３制御弁１６４が開かれ、第１制御弁１６０と第２制御弁１６２が閉じられる。これによって、図７に示すように、貯湯タンク１４の中間部の温水が、バーナ循環往路７６ａを経てバーナ部６８に送り出され、加熱されることなく暖房機用熱交換器１１４に送り出される。暖房機用熱交換器１１４での熱交換によって冷却された温水は、貯湯タンク１４の下部に戻される。一方、シスターン１００から送り出された温水は、暖房機用熱交換器１１４での熱交換によって加熱されて、暖房端末機１１０での暖房に利用される。暖房端末機１１０を通過した温水は、シスターン１００へ戻る。
【００４８】
図８のステップＳ４６で第４タンクサーミスタ２２の検出温度が４０℃未満の場合（ＮＯの場合）、貯湯タンク１４は満蓄状態ではないから、発電ユニット１５０から貯湯タンク１４への熱回収が行われる可能性がある。従って、このような場合には、貯湯タンク１４の下部の温水が高温とならないようにする必要がある。ステップＳ５２では、熱交換器出口サーミスタ９０の検出温度が３８℃以上であるか否かが判別される。熱交換器出口サーミスタ９０の検出温度が３８℃に満たない場合（ステップＳ５２でＮＯの場合）、暖房機用熱交換器１１４から送り出される温水は十分に低温となっているから、ステップＳ４８へ進み、その温水を貯湯タンク１４の下部に戻す。熱交換器出口サーミスタ９０の検出温度が３８℃以上の場合（ステップＳ５２でＹＥＳの場合）、暖房機用熱交換器１１４から送り出される温水は十分に低温となっていないから、ステップＳ５４へ進み、その温水を貯湯タンク１４に戻さずに、バーナ循環往路７６ａへ流入させる。ステップＳ５４では、第２制御弁１６２が開かれ、第１制御弁１６０と第３制御弁１６４が閉じられる。これによって、図６に示すように、温水はバーナ循環往路７６ａを経てバーナ部６８に送り出され、加熱されることなく暖房機用熱交換器１１４に送り出される。暖房機用熱交換器１１４での熱交換によって冷却された温水は、再びバーナ循環往路７６ａに流入する。
【００４９】
ステップＳ５４の処理によって、温水は、バーナ循環往路７６ａ、バーナ部６８、暖房機用熱交換器１１４、を通過し、再びバーナ循環往路７６ａに戻って循環を続ける。この状態が続くと循環する温水の温度が低下してくるので、次に図９のステップＳ６２に進み、燃焼暖房運転を行う。以下、図９に示す暖房運転の処理について説明する。
ステップＳ６２では、バーナ７０がすでに燃焼しているか否かが判別される。バーナ７０が燃焼していない場合（ステップＳ６２でＮＯの場合）、バーナ７０の点火の要否を判断するために、処理はステップＳ６６へ進む。ステップＳ６６では、暖房循環サーミスタ１１８で検出される温度が４８℃を下回るか否かが判別される。暖房循環サーミスタ１１８で検出される温度が４８℃を下回る場合（ステップＳ６６でＹＥＳの場合）、暖房端末機１１０へ送り出される温水の温度が低いため、ステップＳ６８に進み、バーナ７０を点火する。ステップＳ７０では、バーナ出口サーミスタ８８の検出温度が６５℃となるようにバーナ７０の燃焼量とバーナバイパスサーボ８６の開度が制御される。
【００５０】
ステップＳ６６で、暖房循環サーミスタ１１８で検出される温度が４８℃以上の場合（ステップＳ６６でＮＯの場合）、バーナ７０を燃焼させなくても、暖房端末機１１０で必要とされる温度の温水が暖房端末機１１０へ送り出されているため、バーナ７０を点火することなく、処理はステップＳ７２へ進む。
【００５１】
ステップＳ６２で、バーナ７０がすでに燃焼している場合（ステップＳ６２でＹＥＳの場合）、バーナ７０の消火の要否を判断するために、処理はステップＳ６４へ進む。ステップＳ６４では、暖房循環サーミスタ１１８で検出される温度が７２℃を超えているか否かが判別される。暖房循環サーミスタ１１８で検出される温度が７２℃を超えている場合（ステップＳ６４でＹＥＳの場合）、暖房端末機１１０に送り出される温水が高温となり過ぎているから、ステップＳ６５へ進んで、バーナ７０を消火する。
【００５２】
ステップＳ６４で、暖房循環サーミスタ１１８の検出する温度が７２℃以下の場合（ＮＯの場合）、バーナ７０の燃焼が維持される。この場合、処理はステップＳ７０へ進んで、バーナ出口サーミスタ８８の検出温度が６５℃となるようにバーナ７０の燃焼量とバーナバイパスサーボ８６の開度が制御される。
【００５３】
ステップＳ６２〜Ｓ７０の処理によって、暖房機用熱交換器１１４から暖房端末機１１０へ送り出される温水の温度が６０℃±１２℃の範囲に収まるように、バーナ７０の点火と消火が制御される。バーナ７０が燃焼していないときに暖房循環サーミスタ１１８の検出温度が４８℃を下回ると、ステップＳ６８でバーナ７０を点火する。バーナ７０が燃焼しているときに暖房循環サーミスタ１１８の検出温度が７２℃を超えると、ステップＳ６５でバーナ７０を消火する。これによって、暖房端末機１１０へ送り出される温水が必要とされる温度まで暖房機用熱交換器１１４で加熱されるように、バーナ７０の点火と消火が制御される。
【００５４】
ステップＳ７２では、熱交換器出口サーミスタ９０の検出温度が６０℃以上であるか否かが判別される。熱交換器出口サーミスタ９０の検出温度が６０℃以上の場合（ステップＳ７２でＹＥＳの場合）、暖房機用熱交換器１１４から送り出される温水は貯湯タンク１４の上部に戻しても問題がない程度に高温である。このような場合、ステップＳ７４へ進み、第１制御弁１６０が開かれ、第２制御弁１６２と第３制御弁１６４が閉じられる。これによって、図５に示すように、暖房機用熱交換器１１４から送り出される温水は貯湯タンク１４の上部に戻される。この場合には、貯湯タンク１４の中間部の温水が、バーナ循環往路７６ａを経てバーナ部６８に送り出され、必要に応じて加熱されて、暖房機用熱交換器１１４に送り出される。暖房機用熱交換器１１４での熱交換によって冷却された温水（冷却後の温度が６０℃以上である点に留意されたい）は、貯湯タンク１４の上部に戻される。一方、シスターン１００から送り出された温水は、暖房機用熱交換器１１４での熱交換によって加熱されて、暖房端末機１１０での暖房に利用される。暖房端末機１１０を通過した温水は、シスターン１００へ戻る。
【００５５】
図９のステップＳ７２で、熱交換器出口サーミスタ９０の検出温度が６０℃に満たない場合（ＮＯの場合）、暖房機用熱交換器１１４から送り出される温水は貯湯タンク１４の上部へ戻すには低温であるから、ステップＳ７６へ進む。ステップＳ７６では、熱交換器出口サーミスタ９０の検出温度が３８℃以上であるか否かが判別される。熱交換器出口サーミスタ９０の検出温度が３８℃以上の場合（ステップＳ７６でＹＥＳの場合）、暖房機用熱交換器１１４から送り出される温水は貯湯タンク１４の下部へ戻すには高温であるから、ステップＳ８０へ進み、第２制御弁１６２を開いて、第１制御弁１６０と第３制御弁１６４を閉じる。これによって、暖房機用熱交換器１１４から送り出される温水は、貯湯タンク１４をバイパスして、バーナ循環往路７６ａへ流入する。
【００５６】
ステップＳ７６で、熱交換器出口サーミスタ９０の検出温度が３８℃に満たない場合（ＮＯの場合）、暖房機用熱交換器１１４から送り出される温水は貯湯タンク１４の下部に戻しても問題がない程度に低温である。このような場合、ステップＳ７８へ進み、熱交換器出口サーミスタ９０の検出温度が第２タンクサーミスタ１８の検出温度を下回るか否かが判別される。熱交換器出口サーミスタ９０の検出温度が第２タンクサーミスタ１８の検出温度を下回る場合（ステップＳ７８でＹＥＳの場合）、ステップＳ８２へ進み、第３制御弁１６４が開かれ、第１制御弁１６０と第２制御弁１６２が閉じられる。これによって、暖房機用熱交換器１１４から送り出される温水は、貯湯タンク１４の下部に戻される。
【００５７】
ステップＳ７８で熱交換器出口サーミスタ９０の検出温度が第２タンクサーミスタ１８の検出温度以上の場合（ＮＯの場合）、貯湯タンク１４からバーナ部６８に送り出される温水の温度より、暖房機用熱交換器１１４から送り出される温水の温度の方が高い。このような場合には、ステップＳ８０へ進み、暖房機用熱交換器１１４から送り出される温水を貯湯タンク１４に戻さずに、バーナ循環往路７６ａへ流入させる。これによって、バーナ部６８へより高温の温水を供給することができる。暖房運転で必要とされるバーナ７０の燃焼量を抑制することができ、熱効率を向上することができる。
【００５８】
上記の通り、暖房機用熱交換器１１４を通過した温水は、熱交換器出口サーミスタ９０の検出温度、即ち、暖房機用熱交換器１１４の通過後温度に応じて、適切な場所へ戻される。暖房運転とともに前述した給湯運転が同時に行われる場合もある。そのような場合について説明を加える。給湯運転が行なわれている場合には、図８と図９に示すフローチャートの処理と同時に、図３と図４に示したフローチャートの処理も行われる。図４に示したバイパス流路制御によって、給湯により貯湯タンク１４から出ていく熱量が多い場合には、バーナ部６８で加熱された温水の一部は暖房機用熱交換器１１４を通らずに直接に貯湯タンク１４の上部に戻される。即ち、暖房運転と前述した給湯運転が同時に行われている場合には、バーナ部６８で加熱された温水の一部は給湯を安定させるために直接に貯湯タンク１４の上部へ戻される。その一方で、バーナ部６８で加熱された温水の残りは暖房を継続するために暖房機用熱交換器１１４へ送られ、暖房機用熱交換器１１４出口での温度に応じて適切な場所へ戻される。ここで、暖房機用熱交換器１１４の出口での温度が給湯に適する温度より低い場合には（ステップＳ７２：ＮＯ）、暖房機用熱交換器１１４を通過した温水は貯湯タンク１４へは戻らない。従って貯湯タンク１４の上部へはバーナ部６８で加熱された温水の一部が直接戻されるだけである。給湯運転と暖房運転が同時に行われている場合でも貯湯タンク１４の上部の温水温度を低下させることなく、給湯を安定して行なうことが可能となる。
ステップＳ７４、ステップＳ８０またはステップＳ８２の後、処理は図８のステップＳ５６へ移行する。
一方、図８のステップＳ４４で第２タンクサーミスタ１８の検出温度が６２℃未満であれば（ＮＯであれば）、貯湯タンク１４の上部の蓄熱のみでは暖房運転を行えないと判断される。このような場合にも、図９のステップＳ６２に進み、燃焼暖房運転を行う。図９に示す処理については前述した通りである。
【００５９】
ステップＳ５６では、暖房装置のリモコンのスイッチが操作されて、暖房のオフ信号が出力されたか否かが判別される。暖房のオフ信号が出力されるまでは、上記のステップＳ４４以降の処理が繰返される。暖房のオフ信号が出力されると（ステップＳ５６でＹＥＳとなると）、暖房端末機１１０の運転停止要求があったとみなされる。この場合、ステップＳ５８に進み、バーナ７０がこの時点で燃焼していれば、バーナ７０が消火される。さらにステップＳ６０に進み、暖房熱動弁１２０が閉じられ、暖房循環ポンプ５６が停止されて暖房運転が終了する。
【００６０】
暖房運転が終了した後に、ステップＳ６１の残熱回収制御が行なわれる。この制御は、暖房運転が終了した後のバーナ部６８の残熱を貯湯タンク１４へ回収する処理である。残熱回収制御の処理を図１０に示す。ステップＳ２１０でバーナ出口サーミスタ８８の検出温度、即ち、バーナ部６８を通過した後の温水の温度が７０℃以上であるか否かを判断する。バーナ出口サーミスタ８８の検出温度が７０℃以上の場合には（ステップＳ２１０：ＹＥＳ）、バイパス流路弁８７を開く（ステップＳ２１２）。そうすることで、暖房運転終了後にバーナ部６８の残熱によって加熱された温水を、暖房機用熱交換器１１４を経由することなく直接に貯湯タンク１４へ戻すことができる。バーナ部６８の残熱を吸収した温水を効率的に貯湯タンク１４へ回収することができる。バーナ出口サーミスタ８８の検出温度が７０℃未満となると（ステップＳ２１０：ＮＯ）、バーナ部６８の残熱回収はほぼ終了するので、次の運転に備えてバイパス流路弁を閉じ（ステップＳ２１４）、バーナ循環ポンプ８０を停止する（ステップＳ２１６）。なお、バーナ出口サーミスタ８８の検出温度が７０℃未満となるまで、バーナ循環ポンプ８０によってバーナ部６８内の温水は循環を続ける。従って、バーナ部６８が高温のうちは、バーナ部６８内に温水が滞留することがないので、バーナ部内で温水が異常に（例えば沸騰するほどに）高温となることを防止する効果が得られる。
【００６１】
なお上記では暖房端末機１１０において低温端末機である床暖房機が起動した場合について説明したが、高温端末機であるエアコンが起動した場合にも、同様の処理によって暖房運転を行うことができる。この場合、ステップＳ４４、ステップＳ６４、ステップＳ６６、ステップＳ７２、およびステップＳ２１０で判断の基準としている温度が、高温端末機に合わせた温度に変更される。またステップＳ７０で制御の基準としている温度が、高温端末機に合わせた温度に変更される。
【００６２】
（風呂追焚き運転）
風呂の追焚き運転について、図１１から図１５を用いて説明する。図１１から図１３は追焚き運転におけるコージェネレーションシステムの動作の概要を示している。追焚き運転では、温水の流路の切換えに応じて、図１１から図１３中に太線で示す流路内を水又は温水が流通する。なお、風呂の追焚き運転と前述した給湯運転が同時に行われる場合は、図１１から図１３に示す太線とともに図２に示した太線で示す流路内を水又は温水が流れる。図１４と図１５は追焚き運転のフローチャートである。
【００６３】
図１４のステップＳ９０では、リモコン１４８の風呂の追焚きスイッチが操作されて、追焚きのオン信号が出力されたか否かが判別される。追焚きのオン信号が出力されたことが判別されると（ステップＳ９０でＹＥＳとなると）、追焚き要求があったとみなされる。その場合には、まずステップＳ９１で、第１制御弁１６０を開く。この処理は、バーナ部６８を通過する温水の流路を確保するためであり、後述するように、温水の流路は各所に設けられたサーミスタの検出値によって適宜切り替えられる。
次にステップＳ９２に進み、バーナ循環ポンプ８０が駆動される。これによって、バーナ部６８に温水が送り出される。また、追焚き熱動弁１２６が開かれ、暖房循環ポンプ１１６が駆動される。これによって、シスターン１００内の温水が、暖房機用熱交換器１１４を通過して、風呂用熱交換器１２４に送り出される。さらに、風呂循環ポンプ１３４が駆動される。これによって、浴槽１２８内の温水が、風呂循環往路１３０ａに送り出され、風呂用熱交換器１２４を通過して、浴槽１２８へ戻る。
【００６４】
ステップＳ９４では、第２タンクサーミスタ１８の検出温度が８２℃以上であるか否かが判別される。第２タンクサーミスタ１８の検出温度が８２℃以上であれば（ステップＳ９４でＹＥＳであれば）、貯湯タンク１４の中間部より上方の蓄熱のみで追焚き運転が可能とみなされる。このような場合、暖房機用熱交換器１１４から送り出される温水を貯湯タンク１４の上部に戻す必要はなく、その温水を貯湯タンク１４の下部に戻すか、貯湯タンク１４をバイパスしてバーナ循環往路７６ａへ流入させるかを、ステップＳ９６以降で選択する。ステップＳ９６では、第４タンクサーミスタ２２の検出温度が４０℃以上であるか否かが判別される。第４タンクサーミスタ２２の検出温度が４０℃以上の場合（ステップＳ９６でＹＥＳの場合）、貯湯タンク１４が満蓄状態であって、発電ユニット１５０から貯湯タンク１４への熱回収は行われていないから、貯湯タンク１４の下部の温水が高温となっても問題はない。従って、このような場合、ステップＳ９８へ進み、バーナ循環復路７６ｂからの温水を貯湯タンク１４の下部へ流入させる。ステップＳ９８では、この時点でバーナ７０が燃焼していれば消火する。ステップＳ１００では、第３制御弁１６４が開かれ、第１制御弁１６０と第２制御弁１６２が閉じられる。これによって、図１３に示すように、貯湯タンク１４の中間部の温水が、バーナ循環往路７６ａを経てバーナ部６８に送り出され、加熱されることなく暖房機用熱交換器１１４に送り出される。暖房機用熱交換器１１４での熱交換によって冷却された温水は、貯湯タンク１４の下部に戻される。一方、シスターン１００から送り出された温水は、暖房機用熱交換器１１４での熱交換によって加熱されて、風呂用熱交換器１２４に送り出される。風呂用熱交換器１２４での熱交換によって冷却された温水は、シスターン１００に戻される。さらに、浴槽１２８から送り出された温水は、風呂用熱交換器１２４での熱交換によって加熱されて、浴槽１２８へ戻る。
【００６５】
図１４のステップＳ９６で第４タンクサーミスタ２２の検出温度が４０℃未満の場合（ＮＯの場合）、貯湯タンク１４は満蓄状態ではないから、発電ユニット１５０から貯湯タンク１４への熱回収が行われる可能性がある。従って、このような場合には、貯湯タンク１４の下部の温水が高温とならないようにする必要がある。ステップＳ１０２では、熱交換器出口サーミスタ９０の検出温度が３８℃以上であるか否かが判別される。熱交換器出口サーミスタ９０の検出温度が３８℃に満たない場合（ステップＳ１０２でＮＯの場合）、暖房機用熱交換器１１４から送り出される温水は十分に低温となっているから、ステップＳ９８へ進み、その温水を貯湯タンク１４の下部に戻す。熱交換器出口サーミスタ９０の検出温度が３８℃以上の場合（ステップＳ１０２でＹＥＳの場合）、暖房機用熱交換器１１４から送り出される温水は十分に低温となっていないから、ステップＳ１０４へ進み、その温水を貯湯タンク１４に戻さずに、バーナ循環往路７６ａへ流入させる。ステップＳ１０４では、第２制御弁１６２が開かれ、第１制御弁１６０と第３制御弁１６４が閉じられる。これによって、図１２に示すように、温水はバーナ循環往路７６ａを経てバーナ部６８に送り出され、加熱されることなく暖房機用熱交換器１１４に送り出される。暖房機用熱交換器１１４での熱交換によって冷却された温水は、再びバーナ循環往路７６ａに流入する。
【００６６】
ステップＳ１０４の処理によって、温水は、バーナ循環往路７６ａ、バーナ部６８、暖房機用熱交換器１１４、を通過し、再びバーナ循環往路７６ａに戻って循環を続ける。この状態が続くと循環する温水の温度が低下してくるので、次に図１５のステップＳ１１２に進み、燃焼追焚き運転を行う。以下、図１５に示す燃焼追焚き運転の処理について説明する。
ステップＳ１１２では、バーナ７０がすでに燃焼しているか否かが判別される。バーナ７０が燃焼していない場合（ステップＳ１１２でＮＯの場合）、バーナ７０の点火の要否を判断するために、処理はステップＳ１１８へ進む。ステップＳ１１８では、暖房循環サーミスタ１１８で検出される温度が６８℃を下回るか否かが判別される。暖房循環サーミスタ１１８で検出される温度が６８℃を下回る場合（ステップＳ１１８でＹＥＳの場合）、浴槽１２８の温水を加熱するために風呂用熱交換器１２４へ送り出される温水の温度が低いため、ステップＳ１２０に進み、バーナ７０を点火する。ステップＳ１２２では、バーナ出口サーミスタ８８の検出温度が８５℃となるようにバーナ７０の燃焼量とバーナバイパスサーボ８６の開度が制御される。
【００６７】
ステップＳ１１８で、暖房循環サーミスタ１１８で検出される温度が６８℃以上の場合（ステップＳ１１８でＮＯの場合）、バーナ７０を燃焼させなくても、浴槽１２８の温水を加熱するうえで十分に高温な温水が風呂用熱交換器１２４に送り出されているため、バーナ７０を点火することなく、処理はステップＳ１２４へ進む。
【００６８】
ステップＳ１１２で、バーナ７０がすでに燃焼している場合（ステップＳ１１２でＹＥＳの場合）、バーナ７０の消火の要否を判断するために、処理はステップＳ１１４へ進む。ステップＳ１１４では、暖房循環サーミスタ１１８で検出される温度が８７℃を超えているか否かが判別される。暖房循環サーミスタ１１８で検出される温度が８７℃を超えている場合（ステップＳ１１４でＹＥＳの場合）、風呂用熱交換器１２４に送り出される温水が高温となり過ぎているから、ステップＳ１１６へ進んで、バーナ７０を消火する。
【００６９】
ステップＳ１１４で、暖房循環サーミスタ１１８の検出する温度が８７℃以下の場合（ＮＯの場合）、バーナ７０の燃焼が維持される。この場合、処理はステップＳ１２２へ進んで、バーナ出口サーミスタ８８の検出温度が８５℃となるようにバーナ７０の燃焼量とバーナバイパスサーボ８６の開度が制御される。
【００７０】
ステップＳ１１２〜Ｓ１２２の処理によって、暖房機用熱交換器１１４から風呂用熱交換器１２４へ送り出される温水の温度が８０℃−１２℃＝６８℃から８０℃＋７℃＝８７℃の範囲に収まるように、バーナ７０の点火と消火が制御される。バーナ７０が燃焼していないときに暖房循環サーミスタ１１８の検出温度が６８℃を下回ると、ステップＳ１２０でバーナ７０を点火する。バーナ７０が燃焼しているときに暖房循環サーミスタ１１８の検出温度が８７℃を超えると、ステップＳ１１６でバーナ７０を消火する。これによって、風呂用熱交換器１２４へ送り出される温水が必要とされる温度まで暖房機用熱交換器１１４で加熱されるように、バーナ７０の点火と消火が制御される。
【００７１】
ステップＳ１２４では、熱交換器出口サーミスタ９０の検出温度が８０℃以上であるか否かが判別される。熱交換器出口サーミスタ９０の検出温度が８０℃以上の場合（ステップＳ１２４でＹＥＳの場合）、暖房機用熱交換器１１４から送り出される温水は貯湯タンク１４の上部に戻しても問題がない程度に高温である。このような場合、ステップＳ１２６へ進み、第１制御弁１６０が開かれ、第２制御弁１６２と第３制御弁１６４が閉じられる。これによって、図１１に示すように、暖房機用熱交換器１１４から送り出される温水は貯湯タンク１４の上部に戻される。この場合には、貯湯タンク１４の中間部の温水が、バーナ循環往路７６ａを経てバーナ部６８に送り出され、必要に応じて加熱されて、暖房機用熱交換器１１４に送り出される。暖房機用熱交換器１１４での熱交換によって冷却された温水（冷却後の温度が８０℃以上である点に留意されたい）は、貯湯タンク１４の上部に戻される。一方、シスターン１００から送り出された温水は、暖房機用熱交換器１１４での熱交換によって加熱されて、風呂用熱交換器１２４に送り出される。風呂用熱交換器１２４での熱交換によって冷却された温水は、シスターン１００に戻される。さらに、浴槽１２８から送り出された温水は、風呂用熱交換器１２４での熱交換によって加熱されて、浴槽１２８へ戻る。
【００７２】
図１５のステップＳ１２４で、熱交換器出口サーミスタ９０の検出温度が８０℃に満たない場合（ＮＯの場合）、暖房機用熱交換器１１４から送り出される温水は貯湯タンク１４の上部へ戻すには低温であるから、ステップＳ１２８へ進む。ステップＳ１２８では、熱交換器出口サーミスタ９０の検出温度が３８℃以上であるか否かが判別される。熱交換器出口サーミスタ９０の検出温度が３８℃以上の場合（ステップＳ１２８でＹＥＳの場合）、暖房機用熱交換器１１４から送り出される温水は貯湯タンク１４の下部へ戻すには高温であるから、ステップＳ１３０へ進み、第２制御弁１６２を開いて、第１制御弁１６０と第３制御弁１６４を閉じる。これによって、暖房機用熱交換器１１４から送り出される温水は、貯湯タンク１４をバイパスして、バーナ循環往路７６ａへ流入する。
【００７３】
ステップＳ１２８で、熱交換器出口サーミスタ９０の検出温度が３８℃に満たない場合（ＮＯの場合）、暖房機用熱交換器１１４から送り出される温水は貯湯タンク１４の下部に戻しても問題がない程度に低温である。このような場合、ステップＳ１３２へ進み、熱交換器出口サーミスタ９０の検出温度が第２タンクサーミスタ１８の検出温度を下回るか否かが判別される。熱交換器出口サーミスタ９０の検出温度が第２タンクサーミスタ１８の検出温度を下回る場合（ステップＳ１３２でＹＥＳの場合）、ステップＳ１３４へ進み、第３制御弁１６４が開かれ、第１制御弁１６０と第２制御弁１６２が閉じられる。これによって、暖房機用熱交換器１１４から送り出される温水は、貯湯タンク１４の下部に戻される。
【００７４】
ステップＳ１３２で熱交換器出口サーミスタ９０の検出温度が第２タンクサーミスタ１８の検出温度以上の場合（ＮＯの場合）、貯湯タンク１４からバーナ部６８に送り出される温水の温度より、暖房機用熱交換器１１４から送り出される温水の温度の方が高い。このような場合には、ステップＳ１３０へ進み、暖房機用熱交換器１１４から送り出される温水を貯湯タンク１４に戻さずに、バーナ循環往路７６ａへ流入させる。これによって、バーナ部６８へより高温の温水を供給することができる。追焚き運転で必要とされるバーナ７０の燃焼量を抑制することができ、熱効率を向上することができる。
ステップＳ１２６、ステップＳ１３０またはステップＳ１３４の後、処理は図１４のステップＳ１０６へ移行する。
一方、図１４のステップＳ９４で第２タンクサーミスタ１８の検出温度が８２℃未満であれば（ＮＯであれば）、貯湯タンク１４の上部の蓄熱のみでは追焚き運転を行えないと判断される。このような場合にも、図１５のステップＳ１１２に進み、燃焼追焚き運転を行う。図１５に示す処理については前述した通りである。
【００７５】
風呂の追焚き運転とともに前述した給湯運転が行なわれる場合もある。そのような場合でも、暖房運転と給湯運転が同時に行われている場合と同様に、暖房機用熱交換器１１４を通過せずに高温のままの温水が貯湯タンク１４の上部に戻される一方、暖房機用熱交換器１１４を通過して温度が低下した温水が貯湯タンク１４の上部に戻ることはない。給湯運転と風呂の追焚き運転が同時に行われている場合でも貯湯タンク１４の上部の温水温度を低下させることなく、給湯を安定して行なうことが可能となる。
【００７６】
図１４に戻り説明を続ける。
ステップＳ１０６では、風呂循環サーミスタ１３８の検出温度が追焚き設定温度となったか否かが判別される。風呂循環サーミスタ１３８の検出温度が追焚き設定温度となるまでは、上記のステップＳ９４以降の処理が繰り返される。風呂循環サーミスタ１３８の検出温度が追焚き設定温度となると（ステップＳ１０６でＹＥＳとなると）、浴槽１２８内の温水の温度が追焚き設定温度となったとみなされる。この場合、ステップＳ１０８に進み、バーナ７０がこの時点で燃焼していれば、バーナ７０が消火される。さらにステップＳ１１０に進み、追焚き熱動弁１２６が閉じられ、暖房循環ポンプ５６が停止され、風呂循環ポンプ１３４が停止されて、風呂の追焚き運転が終了する。
【００７７】
暖房運転が終了した後に、ステップＳ６１の残熱回収制御が行なわれる。ステップＳ６１の処理は、暖房運転の場合と同様に図４に示す処理が行われるので説明を省略する。
【００７８】
（風呂湯張り運転）
風呂の湯張り運転について、図１６、図１７を用いて説明する。図１６は湯張り運転におけるコージェネレーションシステムの動作の概要を示している。湯張り運転では、図１６中に太線で示す流路内を水又は温水が流通する。なお、給湯運転のときと同様に、熱交バイパス流路７９には温水が流れるときもあれば流れないときもある。図１７は湯張り運転のフローチャートである。
【００７９】
図１７のステップＳ１４０では、リモコン１４８の風呂の湯張りスイッチが操作されて、湯張りのオン信号が出力されたか否かが判別される。湯張りのオン信号が出力されたことが判別されると（ステップＳ１４０でＹＥＳとなると）、湯張り要求があったとみなされる。ステップＳ１４２に進み、注湯電磁弁１４４が開かれるとともに、温水電磁弁５０が開かれる。これによって、貯湯タンク１４内の上部に貯められていた温水が給湯流路４６に送り出され、湯張り流路１４０、風呂循環流路１３０を経て、浴槽１２８内に供給される。ステップＳ１４４では、湯張り量センサ１４２の検出流量の積算が開始される。
【００８０】
ステップＳ１４６に進み、第１タンクサーミスタ１６の検出温度が６０℃以上であるか否かが判別される。第１タンクサーミスタ１６の検出温度が６０℃以上であれば（ステップＳ１４６でＹＥＳであれば）、貯湯タンク１４内の温水を加熱することなく湯張りに利用することが可能とみなされる。このような場合、ステップＳ１４８に進み、非燃焼湯張り運転が行われる。非燃焼湯張り運転では、バーナ７０を燃焼させず、バーナ循環ポンプ８０も駆動されない。ステップＳ１４８では、バーナ７０が燃焼していれば消火し、バーナ循環ポンプ８０が駆動していれば停止する。
【００８１】
第１タンクサーミスタ１６の検出温度が６０℃未満であれば（ステップＳ１４６でＮＯであれば）、貯湯タンク１４内の温水を加熱することなく湯張りに利用することが不可能とみなされる。このような場合、ステップＳ１５０に進み、燃焼湯張り運転が行われる。燃焼湯張り運転では、バーナ７０が点火され、バーナ循環ポンプ８０が駆動される。まず、バーナ部６８を通過する温水の流路を確保するために第１制御弁１６０を開く（ステップＳ１５０）。なお、ステップＳ１５０では、第１制御弁１６０を開くと同時に、第２制御弁１６２と第３制御弁１６４が閉じられる。次に、バーナ循環ポンプ８０を駆動する（ステップＳ１５１）。こうして温水がバーナ部６８を流れる状態にした上で、バーナ７０を点火する（ステップＳ１５２）。ステップＳ１５２の処理は、より具体的には、バーナ循環流量センサ８２によって検出される流量が、２．７（リットル／分）以上となったらバーナ７０を点火する。この処理は、顕熱熱交換器７４内の温水の局所的な沸騰を防止するためである。
ステップＳ１５０〜Ｓ１５２の処理によって、貯湯タンク１４の中間部の温水が、バーナ循環往路７６ａを経てバーナ部６８に送り出されて加熱される。ステップＳ１５４では、バーナ出口サーミスタ８８の検出温度が６５℃となるようにバーナ７０の燃焼量とバーナバイパスサーボ８６の開度が制御される。バーナ部６８に送り出された温水は６５℃に加熱され、バーナ循環復路７６ｂを経て貯湯タンク１４の上部に戻される。
【００８２】
燃焼給湯運転中には、バーナ部６８を通過した温水の一部を熱交バイパス流路７９へ導くか否かのバイパス流路制御が行なわれる（ステップＳ２３）。このバイパス流路制御は、風呂湯張り運転と前述した暖房運転や風呂追焚き運転が同時に行なわれたときに、要求される温度の温水を安定して風呂へ供給するために行なわれる。バイパス流路制御は、図４と同じであるので説明を省略する。
【００８３】
ステップＳ１５６では、給湯サーミスタ５４の検出温度が湯張り設定温度となるように、混合サーボ３４の開度が調整される。これによって、貯湯タンク１４の上部から給湯流路４６に送り出された温水が、湯張り設定温度に調温されて、浴槽１２８に供給される。
ステップＳ１５８では、湯張り量センサ１４２の積算流量が湯張り設定水量であるか否かが判別される。湯張り量センサ１４２の積算流量が湯張り設定水量に満たなければ（ステップＳ１５８でＮＯであれば）、ステップＳ１４６へ戻る。貯湯タンク１４の上部の温水温度が６０℃以上であれば非燃焼湯張り運転が行われ、貯湯タンク１４の上部の温水温度が６０℃未満であれば燃焼湯張り運転が行われることとなる。燃焼湯張り運転が行われることによって、バーナ７０によって６５℃に加熱された温水が、貯湯タンク１４の第１タンクサーミスタ１６より上部に貯められる。これによって、貯湯タンク１４の上部は６０℃以上の温水が貯められたバッファタンクとなる。バッファタンク化した貯湯タンク１４の上部から６０℃以上の温水が給湯流路４６に送り出され、湯張り設定温度に調温されて給湯される。湯張り温度の調温は、混合サーボ３４の開度を調整することによってなされる。給水サーミスタ２８の検出温度と給湯サーミスタ５４の検出温度から、給湯サーミスタ２８の検出温度が湯張り設定温度となるように混合サーボ３４の開度が調整される。
ステップＳ１５８で、湯張り量センサ１４２の積算流量が湯張り設定水量となれば（ＹＥＳとなれば）、湯張りが完了したとみなされる。ステップＳ１６０へ進み、注湯電磁弁１４４が閉じられるとともに、温水電磁弁５０が閉じられて湯張り運転が終了される。
【００８４】
本実施例の部品と請求項に記載した部品との関係を説明する。バーナ部６８が請求項の熱源機の一態様に相当する。バーナ循環往路７６ａが、請求項の温水往路の一態様に相当する。バーナ循環復路７６ｂが、請求項の温水復路の一態様に相当する。暖房機用熱交換器１１４が、請求項の熱交換器の一態様に相当する。熱交バイパス流路７９が、請求項のバイパス流路の一態様に相当する。バイパス流路弁８７が、請求項の流量調整手段の一態様に相当する。第２バーナ循環復路１６６が、請求項の第２温水復路の一態様に相当する。第３バーナ循環復路１６８が、請求項の第３温水復路の一態様に相当する。第１制御弁１６０と第２制御弁１６２が、請求項の第１切換手段の一態様に相当する。第１制御弁１６０と第３制御弁１６４が、請求項の第２切換手段の一態様に相当する。
【００８５】
本実施例では、貯湯タンク１４の中間部から温水を取り出してバーナ７０に送り出すため、貯湯タンク１４内の蓄熱量が少ないときであっても、蓄熱を有効利用することができる。
【００８６】
本実施例では、貯湯タンク１４内の温水をバーナ７０に送り出し、バーナ７０で加熱された温水を貯湯タンク１４へ戻すためのバーナ循環流路７６を利用して、暖房循環流路１１２内の温水を加熱することができる。また、この暖房循環流路１１２から分岐した風呂の追焚き流路１２２を利用して、浴槽１２８と接続されている風呂循環流路１３０内の温水を加熱することができる。１つの循環流路（バーナ循環流路７６）を多様に活用することができるため、システムの構成を簡素化し、システムをコンパクト化することができる。
【００８７】
本実施例では、バーナ循環復路７６ｂを通る温水の戻り先を、熱交換器出口サーミスタ９０での検出温度に応じて切換えることができる。熱交換器出口サーミスタ９０での検出温度に応じて、温水の戻り先を貯湯タンク１４の上部としたり、貯湯タンク１４の下部としたり、貯湯タンク１４をバイパスしてバーナ循環往路７６ａとしたりすることができる。このように温水の戻り先を切換えることによって、貯湯タンク１４の内部に形成される温度成層状態を崩すことがない。
【００８８】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
【００８９】
例えば、図１０に示した残熱回収制御のステップＳ２１０では、バーナ出口サーミスタ８８の検出温度が所定温度以上の場合にバイパス流路弁８７を開き（ステップＳ２１２）、検出温度が所定温度以上でない場合にバイパス流路弁８７を閉じた（ステップＳ２１４）。これによって、熱交バイパス流路７９を流れる温水の流量を、バーナ出口サーミスタ８８の検出温度が所定温度未満のときよりも所定温度以上のときの方が多くすることができる。そうすることで、バーナ部の残熱を貯湯タンク１４へ効率的に回収することができた。ここで、ステップＳ２００の判断を、バーナ出口サーミスタ８８の検出温度から計算される経時的温度上昇率が所定値以上の場合にバイパス流路弁８７を開き、経時的温度上昇率が所定値以上でない場合にバイパス流路弁８７を閉じるように構成してもよい。温度上昇率が所定値以上の場合も暖房機用熱交換器１１４が要求する熱量が急減した場合を意味する。温度上昇率を監視することで、バーナ出口サーミスタ８８の検出温度が高くなくとも、バーナ部６８に残熱が発生している場合にその残熱を回収することが可能となる。
【００９０】
上記実施例では、給水流路２４は貯湯タンク１４の下部へ給水し、給湯流路４６は貯湯タンクの上部の温水を給湯口４４へ送り、バーナ循環復路７６ｂと熱交バイパス流路７９はバーナ部６８を通過した温水を貯湯タンク１４の上部へ戻すように配置した。即ち、貯湯タンク１４を温度成層型とした。温度成層型でない貯湯タンクであっても、熱交バイパス流路７９とバイパス流路弁８７を備えることによって、暖房機の熱負荷が高くとも要求される温度の温水を給湯し続けることが可能な貯湯ユニットを実現することができる。
【００９１】
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】図１は実施例のコージェネレーションシステムの系統図である。
【図２】図２は給湯運転中の温水の流れを説明するための図である。
【図３】図３は給湯運転の処理を示すフローチャートである。
【図４】図４は、バイパス流路制御の処理を示すフローチャートである。
【図５】図５は暖房運転中の温水の流れの一態様を説明するための図である。
【図６】図６は暖房運転中の温水の流れの他の一態様を説明するための図である。
【図７】図７は暖房運転中の温水の流れのさらに他の一態様を説明するための図である。
【図８】図８は暖房運転の処理を示すフローチャートである。
【図９】図９は暖房運転の処理を示すフローチャートの一部である。
【図１０】図１０は残熱回収制御の処理を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は風呂の追焚き運転中の温水の流れの一態様を説明するための図である。
【図１２】図１２は風呂の追焚き運転中の温水の流れの他の一態様を説明するための図である。
【図１３】図１３は風呂の追焚き運転中の温水の流れのさらに他の一態様を説明するための図である。
【図１４】図１４は風呂の追焚き運転の処理を示すフローチャートである。
【図１５】図１５は風呂の追焚き運転の処理を示すフローチャートの一部である。
【図１６】図１６は風呂の湯張り運転中の温水の流れを説明するための図である。
【図１７】図１７は風呂の湯張り運転の処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９３】
１０：貯湯ユニット
１２：貯湯部
１４：貯湯タンク
１６：第１タンクサーミスタ
１８：第２タンクサーミスタ
２０：第３タンクサーミスタ
２２：第４タンクサーミスタ
２４：給水流路
２６：減圧弁
２８：給水サーミスタ
３０：給水量センサ
３２：給水量サーボ
３４：混合サーボ
３６：混合流路
３８：排水流路
４０：排水弁
４２：圧力開放流路
４４：給湯栓
４６：給湯流路
４８：圧力逃し弁
４９：給湯量センサ
５０：温水電磁弁
５２：高温サーミスタ
５４：給湯サーミスタ
５６：熱回収循環流路、５６ａ：循環往路、５６ｂ：循環復路
５８：熱回収循環ポンプ
６０：循環往路サーミスタ
６２：循環復路サーミスタ
６４：三方弁、６４ａ：入口、６４ｂ：入口、６４ｃ：出口
６６：バイパス流路
６８：バーナ部
７０：バーナ
７２：潜熱熱交換器
７４：顕熱熱交換器
７６：バーナ循環流路、７６ａ：循環往路、７６ｂ：循環復路
７８：バーナ部バイパス流路
７９：熱交バイパス流路
８０：バーナ循環ポンプ
８１：バーナ循環往路サーミスタ
８２：バーナ循環流量センサ
８４：バーナ循環流量サーボ
８６：バーナバイパスサーボ
８７：バイパス流路弁
８８：バーナ出口サーミスタ
９０：熱交換器出口サーミスタ
９２：ドレイン流路
９４：中和器
９８：オーバーフロー流路
１００：シスターン
１０２：シスターン給水流路
１０４：負圧弁
１０６：シスターン給水弁
１０８：熱負荷装置
１１０：暖房端末機
１１２：暖房循環流路、１１２ａ：循環往路、１１２ｂ：循環復路
１１４：暖房機用熱交換器
１１６：暖房循環ポンプ
１１８：暖房循環サーミスタ
１２０：暖房熱動弁
１２２：追焚き流路
１２４：風呂用熱交換器
１２６：追焚き熱動弁
１２８：浴槽
１３０：風呂循環流路、１３０ａ：循環往路、１３０ｂ：循環復路
１３２：風呂水位センサ
１３４：風呂循環ポンプ
１３６：風呂水流スイッチ
１３８：風呂循環サーミスタ
１４０：湯張り流路
１４２：湯張り量センサ
１４４：注湯電磁弁
１４６：コントローラ
１４８：リモコン
１５０：発電ユニット
１５２：熱媒循環流路
１５４：熱回収用熱交換器
１６０：第１制御弁
１６２：第２制御弁
１６４：第３制御弁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温水を貯湯する貯湯タンクと、
貯湯タンクの温水を給湯口へ送る給湯流路と、
貯湯タンクへ給水する給水流路と、
通過する水を加熱する熱源機と、
貯湯タンクの温水を熱源機へ送る温水往路と、
熱源機を通過した温水を貯湯タンクへ戻す温水復路と、
温水復路を通る温水と暖房用の熱媒体との間で熱交換する熱交換器と、
熱源機を通過した温水を、熱交換器をバイパスして貯湯タンクへ戻すバイパス流路と、
熱交換器を通過する温水の流量とバイパス流路を通過する温水の流量の割合を調整する流量調整手段を備える貯湯ユニット。
【請求項２】
流量調整手段は、給湯流路を通過する温水によって貯湯タンクから減少する熱量に応じて前記割合を調整することを特徴とする請求項１に記載の貯湯ユニット。
【請求項３】
流量調整手段は、バイパス流路の流量を、熱源機を通過した温水の温度が所定温度未満のときよりも所定温度以上のときの方が多くなるように前記割合を調整することを特徴とする請求項１に記載の貯湯ユニット。
【請求項４】
流量調整手段は、バイパス流路の流量を、熱源機を通過した温水の温度の経時的上昇率が所定値未満のときよりも所定値以上のときの方が多くなるように前記割合を調整することを特徴とする請求項１に記載の貯湯ユニット。
【請求項５】
流量調整手段は、バイパス流路を開閉する弁であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の貯湯ユニット。
【請求項６】
給水流路は貯湯タンクの下部へ給水し、給湯流路は貯湯タンクの上部の温水を給湯口へ送り、温水復路とバイパス流路は熱源機を通過した温水を貯湯タンクの上部へ戻すように配置されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の貯湯ユニット。
【請求項７】
熱交換器より下流で温水復路から分岐しており、貯湯タンクを通さずに温水往路へ温水を導く第２温水復路と、熱交換器を通過した温水の流路を温水復路と第２温水復路のいずれかに切換える第１切換手段を備えることを特徴とする請求項６に記載の貯湯ユニット。
【請求項８】
熱交換器より下流で温水復路から分岐しており、貯湯タンクの下部に温水を導く第３温水復路と、熱交換器を通過した温水の流路を温水復路と第３温水復路のいずれかに切換える第２切換手段を備えることを特徴とする請求項６又は７に記載の貯湯ユニット。
【請求項１】
温水を貯湯する貯湯タンクと、
貯湯タンクの温水を給湯口へ送る給湯流路と、
貯湯タンクへ給水する給水流路と、
通過する水を加熱する熱源機と、
貯湯タンクの温水を熱源機へ送る温水往路と、
熱源機を通過した温水を貯湯タンクへ戻す温水復路と、
温水復路を通る温水と暖房用の熱媒体との間で熱交換する熱交換器と、
熱源機を通過した温水を、熱交換器をバイパスして貯湯タンクへ戻すバイパス流路と、
熱交換器を通過する温水の流量とバイパス流路を通過する温水の流量の割合を調整する流量調整手段を備える貯湯ユニット。
【請求項２】
流量調整手段は、給湯流路を通過する温水によって貯湯タンクから減少する熱量に応じて前記割合を調整することを特徴とする請求項１に記載の貯湯ユニット。
【請求項３】
流量調整手段は、バイパス流路の流量を、熱源機を通過した温水の温度が所定温度未満のときよりも所定温度以上のときの方が多くなるように前記割合を調整することを特徴とする請求項１に記載の貯湯ユニット。
【請求項４】
流量調整手段は、バイパス流路の流量を、熱源機を通過した温水の温度の経時的上昇率が所定値未満のときよりも所定値以上のときの方が多くなるように前記割合を調整することを特徴とする請求項１に記載の貯湯ユニット。
【請求項５】
流量調整手段は、バイパス流路を開閉する弁であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の貯湯ユニット。
【請求項６】
給水流路は貯湯タンクの下部へ給水し、給湯流路は貯湯タンクの上部の温水を給湯口へ送り、温水復路とバイパス流路は熱源機を通過した温水を貯湯タンクの上部へ戻すように配置されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の貯湯ユニット。
【請求項７】
熱交換器より下流で温水復路から分岐しており、貯湯タンクを通さずに温水往路へ温水を導く第２温水復路と、熱交換器を通過した温水の流路を温水復路と第２温水復路のいずれかに切換える第１切換手段を備えることを特徴とする請求項６に記載の貯湯ユニット。
【請求項８】
熱交換器より下流で温水復路から分岐しており、貯湯タンクの下部に温水を導く第３温水復路と、熱交換器を通過した温水の流路を温水復路と第３温水復路のいずれかに切換える第２切換手段を備えることを特徴とする請求項６又は７に記載の貯湯ユニット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００８−５１３８３（Ｐ２００８−５１３８３Ａ）
【公開日】平成２０年３月６日（２００８．３．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２２６９９６（Ｐ２００６−２２６９９６）
【出願日】平成１８年８月２３日（２００６．８．２３）
【出願人】（０００１１５８５４）リンナイ株式会社 (1,534)
【出願人】（０００１２９２３１）株式会社ガスター (277)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月６日（２００８．３．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月２３日（２００６．８．２３）
【出願人】（０００１１５８５４）リンナイ株式会社 (1,534)
【出願人】（０００１２９２３１）株式会社ガスター (277)
【Ｆターム（参考）】
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