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JP4422360B2 - Waste heat utilization system for small-scale cogeneration - Google Patents

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JP4422360B2
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    • F24D2101/00—Electric generators of small-scale CHP systems
    • F24D2101/30—Fuel cells
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    • F24D2101/00—Electric generators of small-scale CHP systems
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  • Steam Or Hot-Water Central Heating Systems (AREA)
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、小規模施設（一般家庭・美容院・コンビニエンスストアなど）の燃料電池・ガスエンジンなどの排熱を給湯・暖房に利用する小規模コージェネレーションの排熱利用システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、病院・ホテル・レジャー施設などの大規模コージェネレーションの排熱利用システムにおいては、例えば、ガスエンジンなどで得られる動力によってヒートポンプを駆動して冷房・暖房を行う一方、ガスエンジンなどの排熱で暖めた湯水を貯水タンクに貯めて給湯に利用することが行われている。
【０００３】
また、近年においては、「コージェネレーション源」として、小型の燃料電池が実用化されつつあり、一般家庭においても、例えば、燃料電池などで発電を行う一方、燃料電池などの排熱を暖房・給湯の熱需要に利用する、小規模コージェネレーションの排熱利用システムの導入が検討され始めている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、燃料電池などの排熱を暖房に利用する場合には、燃料電池などの運転が停止すれば、燃料電池などからの排熱の供給もなくなるので、燃料電池などの排熱を暖房に利用することができなくなるが、この点、燃料電池などの排熱は、貯水タンクに貯められた湯水（貯水タンクの貯水）の顕熱として蓄えられているので、燃料電池などの運転が停止しても、貯水タンクの貯水の蓄熱を介して、燃料電池などの排熱を暖房に利用したいとの要請があった。
【０００５】
そこで、本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、小型のコージェネレーション源の運転が停止しても、貯水タンクの貯水の蓄熱を介して、小型のコージェネレーション源の排熱を利用した暖房を行うことができる小規模コージェネレーションの排熱利用システムを提供することを第１の課題とする。
【０００６】
また、一般家庭においては、病院・ホテル・レジャー施設などの大規模施設とは異なって、コージェネレーションの設備機器の設置スペースが相当に狭くなるので、単に規模を縮小しただけでは、一般家庭に導入することができないケースが考えられる。特に、コージェネレーションの設備機器のうち、湯水を貯める貯水タンクについては、圧力容器の構造を必要とし、その形状が円筒形に制限されるため、その奥行き（直径）を自由に小さくすることができず、コージェネレーションの設備機器の設置スペースを大きくする要因の一つになっていた。
【０００７】
そこで、本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、貯水タンクの奥行きを小さくした小規模コージェネレーションの排熱利用システムを提供することを第２の課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１の課題を解決するために成された請求項１に係る発明は、貯湯タンクの貯水が循環ポンプで第１熱交換器を通過し前記貯湯タンクに再び戻ることにより、小型のコージェネレーション源の排熱を回収するとともに前記貯湯タンクの貯水を給湯に利用する小規模コージェネレーションの排熱利用システムであって、前記第１熱交換器と前記貯湯タンクの間に第２熱交換器を配設し、前記第２熱交換器を介して前記貯湯タンクの貯水で暖房の温水を加熱すること、を特徴としている。
【０００９】
このような特徴を有する本発明の小規模コージェネレーションの排熱利用システムにおいては、小型のコージェネレーション源の排熱を回収するための第１熱交換器に対して、循環ポンプにより、貯湯タンクの貯水を通過させた後に再び貯湯タンクに戻しており、これにより、小型のコージェネレーション源の排熱を貯湯タンクの貯水の顕熱として蓄熱している。このとき、暖房の温水を加熱するための第２熱交換器が第１熱交換器と貯湯タンクの間に配設されているため、貯湯タンクの貯水は、第１熱交換器を通過した後に再び貯湯タンクに戻る際に、第２熱交換器も通過することになる。
【００１０】
従って、小型のコージェネレーション源の運転を開始させた場合においては、循環ポンプにより、貯湯タンクの貯水が第１熱交換器及び第２熱交換器を通過すると、第１熱交換器では、貯湯タンクの貯水で小型のコージェネレーション源の排熱を回収し、第２熱交換器では、貯湯タンクの貯水で暖房の温水を加熱し、さらに、第１熱交換器及び第２熱交換器を通過した貯湯タンクの貯水が再び貯湯タンクに戻ることにより、小型のコージェネレーション源の排熱が貯湯タンクの貯水の顕熱として蓄熱される。
【００１１】
一方、小型のコージェネレーション源の運転を停止させた場合においては、小型のコージェネレーション源の排熱は発生しなくなるが、これまでに発生した小型のコージェネレーション源の排熱は貯湯タンクの貯水の顕熱として蓄熱されているので、循環ポンプにより、貯湯タンクの貯水が第１熱交換器及び第２熱交換器を通過すると、第１熱交換器では、貯湯タンクの貯水で小型のコージェネレーション源の排熱を回収することができなくなるが、第２熱交換器では、貯湯タンクの貯水の顕熱で暖房の温水を加熱することができる。
【００１２】
すなわち、本発明の小規模コージェネレーションの排熱利用システムにおいては、小型のコージェネレーション源の運転を開始させると、循環ポンプにより、第１熱交換器及び第２熱交換器を通過した貯湯タンクの貯水が再び貯湯タンクに戻るので、小型のコージェネレーション源の排熱が貯湯タンクの貯水の顕熱として蓄熱されることになり、その後に、小型のコージェネレーション源の運転を停止させても、循環ポンプにより、貯湯タンクの貯水が第１熱交換器及び第２熱交換器を通過すると、第２熱交換器では、貯湯タンクの貯水の顕熱で暖房の温水を加熱することができるので、コージェネレーション源の運転が停止されても、貯水タンクの貯水の蓄熱を介して、コージェネレーション源の排熱を利用した暖房を行うことができる。
【００１３】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載する小規模コージェネレーションの排熱利用システムであって、前記貯湯タンクの複数を並列接続で配設したこと、を特徴としている。
【００１４】
さらに、本発明の小規模コージェネレーションの排熱利用システムにおいて、貯湯タンクの複数を並列接続に配設すれば、各貯湯タンクの直径を小さくしても、各貯湯タンクの合計で必要な貯湯量を確保することができるので、貯水タンクの奥行きを小さくすることができる。
【００１７】
また、請求項３に係る発明は、請求項２に記載する小規模コージェネレーションの排熱利用システムであって、前記貯湯タンクの各々に付設されるとともに各貯湯タンクと前記循環ポンプの間で並列接続に配設された第１開閉弁と、前記貯湯タンクの各々に取付けられた第１貯水温度センサーと、を備え、各第１貯水温度センサーの測定結果に基づいて各第１開閉弁の開閉を制御すること、を特徴としている。
【００１８】
さらに、本発明の小規模コージェネレーションの排熱利用システムにおいて、貯湯タンクの各々に取付けられた第１貯水温度センサーの測定結果に基づいて、貯湯タンクの各々に付設された第１開閉弁を制御すれば、この点、各第１開閉弁は、各貯湯タンクと循環ポンプの間で並列接続に配設されたものであることから、循環ポンプで第１熱交換器を通過させる貯水の貯湯タンクを、貯湯タンクの貯水の温度をもって選択することができ、また、各貯湯タンクの容量も小さいので、短時間で、貯湯タンクの貯水の温度を高温にすることが可能となる。
【００１９】
また、請求項４に係る発明は、請求項２または請求項３に記載する小規模コージェネレーションの排熱利用システムであって、前記貯湯タンクの各々に付設されるとともに前記貯水の給水ライン又は前記給湯の供給ラインで並列接続に配設された第２開閉弁と、前記貯湯タンクの各々に取付けられた第２貯水温度センサーと、を備え、各第２貯水温度センサーの測定結果に基づいて各第２開閉制御弁の開閉を制御すること、を特徴としている。
【００２０】
さらに、本発明の小規模コージェネレーションの排熱利用システムにおいて、貯湯タンクの各々に取付けられた第２貯水温度センサーの測定結果に基づいて、貯湯タンクの各々に付設された第２開閉制御弁の開閉を制御すれば、この点、各第２開閉弁は、貯水の給水ライン又は給湯の供給ラインで並列接続に配設されたものであることから、給湯に利用される貯水の貯湯タンクを、貯湯タンクの貯水の温度をもって選択することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照にして説明する。図１に、本実施の形態の小規模コージェネレーションの排熱利用システムのシステムフロー図を示す。図１に示すように、本実施の形態の小規模コージェネレーションの排熱利用システム１は、「小型のコージェネレーション源」として小型の燃料電池１１を使用するものであり、また、給水ラインＬ１、給湯ラインＬ２（「給湯の供給ライン」に相当するもの）、排熱回収ラインＬ３、暖房ラインＬ４などを有している。
【００２２】
給水ラインＬ１では、上流側が水道水に接続されている一方、下流側が３本の貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの下部に並列で接続されている。また、給湯ラインＬ２では、上流側が３本の貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの上部に並列で接続されている一方、バックアップバーナー１６を介して下流側が給湯設備（例えば、浴槽）に接続されている。尚、給湯ラインＬ２の上流側には、３本の貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの各々に、電磁弁（「第２開閉弁」に相当するもの）Ｖ４，Ｖ５，Ｖ６が設けられており、電磁弁Ｖ４，Ｖ５，Ｖ６の下流側で給湯ラインＬ２は一つとなる。
【００２３】
従って、電磁弁Ｖ４のみを開ければ、貯湯タンク１５Ａの貯水のみをバックアップバーナー１６を介して給湯設備に供給すると同時に、水道水で貯湯タンク１５Ａの貯水を補充することができる。また、電磁弁Ｖ５のみを開ければ、貯湯タンク１５Ｂの貯水のみをバックアップバーナー１６を介して給湯設備に供給すると同時に、水道水で貯湯タンク１５Ｂの貯水を補充することができる。また、電磁弁Ｖ６のみを開ければ、貯湯タンク１５Ｃの貯水のみをバックアップバーナー１６を介して給湯設備に供給すると同時に、水道水で貯湯タンク１５Ｃの貯水を補充することができる。
【００２４】
また、排熱回収ラインＬ３では、上流側が３本の貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの下部に並列で接続されている一方、循環ポンプ１４、第１熱交換器１３、第２熱交換器１８を介して下流側が３本の貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの上部に並列で接続されている。尚、排熱回収ラインＬ３の上流側には、３本の貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの各々に、電磁弁（「第１開閉弁」に相当するもの）Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３が設けられており、電磁弁Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３の下流側で排熱回収ラインＬ３が一つとなる。そして、一つとなった排熱回収ラインＬ３は、循環ポンプ１４、第１熱交換器１３、第２熱交換器１８を介した後に、３つに再び分岐し、３本の貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの各々に接続される。
【００２５】
従って、電磁弁Ｖ１のみを開ければ、貯湯タンク１５Ａの貯水のみを循環ポンプ１４、第１熱交換器１３、第２熱交換器１８を介して貯湯タンク１５Ａに再び戻すことができる。また、電磁弁Ｖ２のみを開ければ、貯湯タンク１５Ｂの貯水のみを循環ポンプ１４、第１熱交換器１３、第２熱交換器１８を介して貯湯タンク１５Ｂに再び戻すことができる。また、電磁弁Ｖ３のみを開ければ、貯湯タンク１５Ｃの貯水のみを循環ポンプ１４、第１熱交換器１３、第２熱交換器１８を介して貯湯タンク１５Ｃに再び戻すことができる。
【００２６】
このとき、排熱回収ラインＬ３に設けられた第１熱交換器１３においては、排熱回収ラインＬ３を流れる貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの貯水を低温流体とし、燃料電池１１の排熱で加熱される流体を高温流体としており、燃料電池１１の排熱を貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの貯水に伝えることができる。
【００２７】
また、排熱回収ラインＬ３に設けられた第２熱交換器１８においては、排熱回収ラインＬ３を流れる貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの貯水を高温流体とし、暖房ラインＬ４を流れる流体を低温流体としており、排熱回収ラインＬ３を流れる貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの貯水の熱を暖房ラインＬ４を流れる流体に伝えることができる。尚、暖房ラインＬ４は、暖房用循環ポンプ１９、第２熱交換器１８、三方弁２０、バックアップバーナー２１、図示しない暖房設備（例えば、床暖房）を循環するものである。
【００２８】
また、図１に示すように、本実施の形態の小規模コージェネレーションの排熱利用システム１においては、貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの上部に、第２貯水温度センサーＴ１，Ｔ３，Ｔ５がそれぞれ設けられており、第２貯水温度センサーＴ１，Ｔ３，Ｔ５の各々が制御回路１７に接続されることによって、貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃのそれぞれに貯められた貯水の上部の温度を測定することができる。また、貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの下部に、第１貯水温度センサーＴ２，Ｔ４，Ｔ６がそれぞれ設けられており、第１貯水温度センサーＴ２，Ｔ４，Ｔ６の各々が制御回路１７に接続されることによって、貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃのそれぞれに貯められた貯水の下部の温度を測定することができる。
【００２９】
また、制御回路１７に対しては、電磁弁Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５，Ｖ６が接続されており、電磁弁Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５，Ｖ６の開閉を制御することができる。さらに、制御回路１７に対しては、燃料電池１１の制御装置１２が接続されることにより、燃料電池１１の運転状況を知ることができる一方、循環ポンプ１４が接続されることにより、循環ポンプ１４の運転の開始・停止を制御することができる。
【００３０】
尚、給湯ラインＬ２に設けられたバックアップバーナー１６は、給湯ラインＬ２に接続している給湯設備の制御装置で、又は個別に独立して操作される。また、暖房ラインＬ４に設けられた暖房用循環ポンプ１９、三方弁２０、バックアップバーナー２１は、暖房ラインＬ４に接続している暖房設備の制御装置で、又は個別に独立して操作される。
【００３１】
次に、本実施の形態の小規模コージェネレーションの排熱利用システム１の運転手順について、図２〜図５に基づいて説明する。図２に示すように、本実施の形態の小規模コージェネレーションの排熱利用システム１では、先ず、Ｓ１において、図３に示す『給湯運転』が開始される。そこで、ここでは、図３に示す『給湯運転』について説明する。
【００３２】
図３に示すように、『給湯運転』では、先ず、Ｓ１１において、第２貯水温度センサーＴ１，Ｔ３，Ｔ５の測定結果のいずれかが給湯設備の要求温度ＳＴより高いか否かを判断する。すなわち、第２貯水温度センサーＴ１，Ｔ３，Ｔ５を介して、貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃのそれぞれに貯められた貯水の上部の温度のいずれかが給湯設備の要求温度ＳＴ（例えば、４０℃）より高いか否かを判断する。
【００３３】
ここで、第２貯水温度センサーＴ１，Ｔ３，Ｔ５の測定結果のいずれかが給湯設備の要求温度ＳＴより高いと判断した場合には（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、Ｓ１２に進んで、第２貯水温度センサーＴ１の測定結果が給湯設備の要求温度ＳＴより高いか否かを判断する。ここで、第２貯水温度センサーＴ１の測定結果が給湯設備の要求温度ＳＴより高いと判断した場合には（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、Ｓ１３に進んで、電磁弁Ｖ４を開けて、Ｓ１２に戻る。一方、第２貯水温度センサーＴ１の測定結果が給湯設備の要求温度ＳＴより高いと判断しない場合には（Ｓ１２：Ｎｏ）、Ｓ１４に進んで、電磁弁Ｖ４を閉じて、Ｓ１５に進む。
【００３４】
すなわち、Ｓ１２の時点で、貯湯タンク１５Ａに貯められた貯水の上部の温度が給湯設備の要求温度ＳＴより高いときは、貯湯タンク１５Ａに貯められた貯水の上部の温度が給湯設備の要求温度ＳＴより低くなるまで、電磁弁Ｖ４を開けて、貯湯タンク１５Ａの貯水のみをバックアップバーナー１６を介して給湯設備に供給すると同時に、水道水で貯湯タンク１５Ａの貯水を補充し、その後に、Ｓ１５に進む。一方、最初のＳ１２の時点で、貯湯タンク１５Ａに貯められた貯水の上部の温度が給湯設備の要求温度ＳＴより低いときは、電磁弁Ｖ４を閉じたままで、Ｓ１５に進む。
【００３５】
次に、Ｓ１５では、第２貯水温度センサーＴ３の測定結果が給湯設備の要求温度ＳＴより高いか否かを判断する。ここで、第２貯水温度センサーＴ３の測定結果が給湯設備の要求温度ＳＴより高いと判断した場合には（Ｓ１５：Ｙｅｓ）、Ｓ１６に進んで、電磁弁Ｖ５を開けて、Ｓ１５に戻る。一方、第２貯水温度センサーＴ３の測定結果が給湯設備の要求温度ＳＴより高いと判断しない場合には（Ｓ１５：Ｎｏ）、Ｓ１７に進んで、電磁弁Ｖ５を閉じて、Ｓ１８に進む。
【００３６】
すなわち、Ｓ１５の時点で、貯湯タンク１５Ａに貯められた貯水の上部の温度が給湯設備の要求温度ＳＴより低く、且つ、貯湯タンク１５Ｂに貯められた貯水の上部の温度が給湯設備の要求温度ＳＴより高いときは、貯湯タンク１５Ｂに貯められた貯水の上部の温度が給湯設備の要求温度ＳＴより低くなるまで、電磁弁Ｖ５を開けて、貯湯タンク１５Ｂの貯水のみをバックアップバーナー１６を介して給湯設備に供給すると同時に、水道水で貯湯タンク１５Ｂの貯水を補充し、その後に、Ｓ１８に進む。一方、最初のＳ１５の時点で、貯湯タンク１５Ａに貯められた貯水の上部の温度が給湯設備の要求温度ＳＴより低く、且つ、貯湯タンク１５Ｂに貯められた貯水の上部の温度が給湯設備の要求温度ＳＴより低いときは、電磁弁Ｖ５を閉じたままで、Ｓ１８に進む。
【００３７】
次に、Ｓ１８では、第２貯水温度センサーＴ５の測定結果が給湯設備の要求温度ＳＴより高いか否かを判断する。ここで、第２貯水温度センサーＴ５の測定結果が給湯設備の要求温度ＳＴより高いと判断した場合には（Ｓ１８：Ｙｅｓ）、Ｓ１９に進んで、電磁弁Ｖ６を開けて、Ｓ１８に戻る。一方、第２貯水温度センサーＴ５の測定結果が給湯設備の要求温度ＳＴより高いと判断しない場合には（Ｓ１８：Ｎｏ）、Ｓ２０に進んで、電磁弁Ｖ６を閉じて、Ｓ１１に戻る。
【００３８】
すなわち、Ｓ１８の時点で、貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂに貯められた貯水の上部の温度が給湯設備の要求温度ＳＴより低く、且つ、貯湯タンク１５Ｃに貯められた貯水の上部の温度が給湯設備の要求温度ＳＴより高いときは、貯湯タンク１５Ｃに貯められた貯水の上部の温度が給湯設備の要求温度ＳＴより低くなるまで、電磁弁Ｖ６を開けて、貯湯タンク１５Ｃの貯水のみをバックアップバーナー１６を介して給湯設備に供給すると同時に、水道水で貯湯タンク１５Ｃの貯水を補充し、その後に、Ｓ１１に戻る。一方、最初のＳ１８の時点で、貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂに貯められた貯水の上部の温度が給湯設備の要求温度ＳＴより低く、且つ、貯湯タンク１５Ｃに貯められた貯水の上部の温度が給湯設備の要求温度ＳＴより低いときは、電磁弁Ｖ６を閉じたままで、Ｓ１１に戻る。
【００３９】
一方、上述したＳ１１において、第２貯水温度センサーＴ１，Ｔ３，Ｔ５の測定結果のいずれかが給湯設備の要求温度ＳＴより高いと判断しない場合には（Ｓ１１：Ｎｏ）、Ｓ２１に進んで、第２貯水温度センサーＴ１の測定結果が第２貯水温度センサーＴ３の測定結果よりも高いか否かを判断する。ここで、第２貯水温度センサーＴ１の測定結果が第２貯水温度センサーＴ３の測定結果よりも高いと判断しない場合には（Ｓ２１：Ｎｏ）、Ｓ２３に進んで、第２貯水温度センサーＴ３の測定結果が第２貯水温度センサーＴ５の測定結果よりも高いか否かを判断する。一方、第２貯水温度センサーＴ１の測定結果が第２貯水温度センサーＴ３の測定結果よりも高いと判断する場合（Ｓ２１：Ｙｅｓ）、または、第２貯水温度センサーＴ３の測定結果が第２貯水温度センサーＴ５の測定結果よりも高いと判断しない場合には（Ｓ２３：Ｎｏ）、Ｓ２２に進んで、第２貯水温度センサーＴ１の測定結果が第２貯水温度センサーＴ５の測定結果よりも高いか否かを判断する。
【００４０】
すなわち、上述したＳ１１において、第２貯水温度センサーＴ１，Ｔ３，Ｔ５の測定結果のいずれかが給湯設備の要求温度ＳＴより高いと判断しない場合には（Ｓ１１：Ｎｏ）、Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２３により、第２貯水温度センサーＴ１，Ｔ３，Ｔ５を介して、貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃのそれぞれに貯められた貯水の上部の温度のうち、いずれが最も高いかを判断する。
【００４１】
そして、第２貯水温度センサーＴ１の測定結果が第２貯水温度センサーＴ３の測定結果よりも高いと判断し（Ｓ２１：Ｙｅｓ）、且つ、第２貯水温度センサーＴ１の測定結果が第２貯水温度センサーＴ５の測定結果よりも高いと判断した場合には（Ｓ２２：Ｙｅｓ）、Ｓ２４に進んで、電磁弁Ｖ４を開ける一方、Ｓ２５で電磁弁Ｖ５を閉じるとともに、Ｓ２６で電磁弁Ｖ６を閉じ、その後に、Ｓ１１に戻る。
【００４２】
すなわち、貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃのそれぞれに貯められた貯水の上部の温度のうち、貯湯タンク１５Ａに貯められた貯水の上部の温度が最も高い間は、電磁弁Ｖ４を開ける一方で電磁弁Ｖ５，Ｖ６を閉じることにより、貯湯タンク１５Ａの貯水のみをバックアップバーナー１６を介して給湯設備に供給すると同時に、水道水で貯湯タンク１５Ａの貯水を補充し、その後に、Ｓ１１に戻る。
【００４３】
また、第２貯水温度センサーＴ１の測定結果が第２貯水温度センサーＴ３の測定結果よりも高いと判断せず（Ｓ２１：Ｎｏ）、且つ、第２貯水温度センサーＴ３の測定結果が第２貯水温度センサーＴ５の測定結果よりも高いと判断した場合には（Ｓ２３：Ｙｅｓ）、Ｓ３０に進んで、電磁弁Ｖ５を開ける一方、Ｓ３１で電磁弁Ｖ４を閉じるとともに、Ｓ３２で電磁弁Ｖ６を閉じ、その後に、Ｓ１１に戻る。
【００４４】
すなわち、貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃのそれぞれに貯められた貯水の上部の温度のうち、貯湯タンク１５Ｂに貯められた貯水の上部の温度が最も高い間は、電磁弁Ｖ５を開ける一方で電磁弁Ｖ４，Ｖ６を閉じることにより、貯湯タンク１５Ｂの貯水のみをバックアップバーナー１６を介して給湯設備に供給すると同時に、水道水で貯湯タンク１５Ｂの貯水を補充し、その後に、Ｓ１１に戻る。
【００４５】
また、第２貯水温度センサーＴ１の測定結果が第２貯水温度センサーＴ３の測定結果よりも高いと判断し（Ｓ２１：Ｙｅｓ）、且つ、第２貯水温度センサーＴ１の測定結果が第２貯水温度センサーＴ５の測定結果よりも高いと判断しない場合には（Ｓ２２：Ｎｏ）、Ｓ２７に進んで、電磁弁Ｖ６を開ける一方、Ｓ２８で電磁弁Ｖ４を閉じるとともに、Ｓ２９で電磁弁Ｖ５を閉じ、その後に、Ｓ１１に戻る。また、第２貯水温度センサーＴ１の測定結果が第２貯水温度センサーＴ３の測定結果よりも高いと判断せず（Ｓ２１：Ｎｏ）、且つ、第２貯水温度センサーＴ３の測定結果が第２貯水温度センサーＴ５の測定結果よりも高いと判断せず（Ｓ２３：Ｎｏ）、且つ、第２貯水温度センサーＴ１の測定結果が第２貯水温度センサーＴ５の測定結果よりも高いと判断しない場合にも（Ｓ２２：Ｎｏ）、同様である。
【００４６】
すなわち、貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃのそれぞれに貯められた貯水の上部の温度のうち、貯湯タンク１５Ｃに貯められた貯水の上部の温度が最も高い間は、電磁弁Ｖ６を開ける一方で電磁弁Ｖ４，Ｖ５を閉じることにより、貯湯タンク１５Ｃの貯水のみをバックアップバーナー１６を介して給湯設備に供給すると同時に、水道水で貯湯タンク１５Ｃの貯水を補充し、その後に、Ｓ１１に戻る。
【００４７】
このようにして、本実施の形態の小規模コージェネレーションの排熱利用システム１では、図３に示す『給湯運転』が常時行われる。また、その一方で、本実施の形態の小規模コージェネレーションの排熱利用システム１では、図２に示すように、Ｓ２において、燃料電池１１が運転中であるか否かが判断される。ここで、燃料電池１１が運転中であると判断する場合には（Ｓ２：Ｙｅｓ）、Ｓ３に進んで、図５の『暖房運転』を停止し、Ｓ４に進んで、図４の『蓄熱運転』を開始し、Ｓ２に戻る。そこで、ここでは、図４に示す『蓄熱運転』について説明する。
【００４８】
図４に示すように、『蓄熱運転』では、先ず、Ｓ４１において、第１貯水温度センサーＴ２の測定結果が蓄熱要求温度（ここでは、６０℃）より高いか否かを判断する。すなわち、第１貯水温度センサーＴ２を介して、貯湯タンク１５Ａに貯められた貯水の下部の温度が６０℃より高いか否かを判断する。
【００４９】
ここで、第１貯水温度センサーＴ２の測定結果が６０℃より高いと判断しない場合には（Ｓ４１：Ｎｏ）、Ｓ４２で電磁弁Ｖ１を開けるとともに、Ｓ４３で循環ポンプ１４を起動させ、その後に、Ｓ４１に戻る。一方、第１貯水温度センサーＴ２の測定結果が６０℃より高いと判断する場合には（Ｓ４１：Ｙｅｓ）、Ｓ４４で循環ポンプ１４を停止させるとともに、Ｓ４５で電磁弁Ｖ１を閉じ、その後に、Ｓ４６に進む。
【００５０】
すなわち、Ｓ４１の時点で、貯湯タンク１５Ａに貯められた貯水の下部の温度が６０℃より低いときは、貯湯タンク１５Ａに貯められた貯水の下部の温度が６０℃より高くなるまで、電磁弁Ｖ１を開けて、循環ポンプ１４を起動させることにより、貯湯タンク１５Ａの貯水のみを循環ポンプ１４、第１熱交換器１３、第２熱交換器１８を介して貯湯タンク１５Ａに再び戻し、その後において、Ｓ４６に進む。このとき、燃料電池１１は運転中であるので（図２参照）、第１熱交換器１３においては、燃料電池１１の排熱を貯湯タンク１５Ａの貯水に伝えることができ、第２熱交換器１８においては、貯湯タンク１５Ａの貯水の熱を暖房ラインＬ４を流れる流体に伝えることができる。一方、最初のＳ４１の時点で、貯湯タンク１５Ａに貯められた貯水の下部の温度が６０℃より高いときは、電磁弁Ｖ１を閉じ且つ循環ポンプ１４を停止させたまま、Ｓ４６に進む。
【００５１】
次に、Ｓ４６では、第１貯水温度センサーＴ４の測定結果が蓄熱要求温度（ここでは、６０℃）より高いか否かを判断する。すなわち、第１貯水温度センサーＴ４を介して、貯湯タンク１５Ｂに貯められた貯水の下部の温度が６０℃より高いか否かを判断する。
【００５２】
ここで、第１貯水温度センサーＴ４の測定結果が６０℃より高いと判断しない場合には（Ｓ４６：Ｎｏ）、Ｓ４７で電磁弁Ｖ２を開けるとともに、Ｓ４８で循環ポンプ１４を起動させ、その後に、Ｓ４６に戻る。一方、第１貯水温度センサーＴ４の測定結果が６０℃より高いと判断する場合には（Ｓ４６：Ｙｅｓ）、Ｓ４９で循環ポンプ１４を停止させるとともに、Ｓ５０で電磁弁Ｖ２を閉じ、その後に、Ｓ５１に進む。
【００５３】
すなわち、Ｓ４６の時点で、貯湯タンク１５Ａに貯められた貯水の下部の温度が６０℃より高く、且つ、貯湯タンク１５Ｂに貯められた貯水の下部の温度が６０℃より低いときは、貯湯タンク１５Ｂに貯められた貯水の下部の温度が６０℃より高くなるまで、電磁弁Ｖ２を開けて、循環ポンプ１４を起動させることにより、貯湯タンク１５Ｂの貯水のみを循環ポンプ１４、第１熱交換器１３、第２熱交換器１８を介して貯湯タンク１５Ｂに再び戻し、その後において、Ｓ５１に進む。このとき、燃料電池１１は運転中であるので（図２参照）、第１熱交換器１３においては、燃料電池１１の排熱を貯湯タンク１５Ｂの貯水に伝えることができ、第２熱交換器１８においては、貯湯タンク１５Ｂの貯水の熱を暖房ラインＬ４を流れる流体に伝えることができる。一方、最初のＳ４６の時点で、貯湯タンク１５Ａに貯められた貯水の下部の温度が６０℃より高く、且つ、貯湯タンク１５Ｂに貯められた貯水の下部の温度が６０℃より高いときは、電磁弁Ｖ２を閉じ且つ循環ポンプ１４を停止させたまま、Ｓ５１に進む。
【００５４】
次に、Ｓ５１では、第１貯水温度センサーＴ６の測定結果が蓄熱要求温度（ここでは、６０℃）より高いか否かを判断する。すなわち、第１貯水温度センサーＴ６を介して、貯湯タンク１５Ｃに貯められた貯水の下部の温度が６０℃より高いか否かを判断する。
【００５５】
ここで、第１貯水温度センサーＴ６の測定結果が６０℃より高いと判断しない場合には（Ｓ５１：Ｎｏ）、Ｓ５２で電磁弁Ｖ３を開けるとともに、Ｓ５３で循環ポンプ１４を起動させ、その後に、Ｓ５１に戻る。一方、第１貯水温度センサーＴ６の測定結果が６０℃より高いと判断する場合には（Ｓ５１：Ｙｅｓ）、Ｓ５４で循環ポンプ１４を停止させるとともに、Ｓ５５で電磁弁Ｖ３を閉じ、その後に、Ｓ４１に戻る。
【００５６】
すなわち、Ｓ５１の時点で、貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂに貯められた貯水の下部の温度が６０℃より高く、且つ、貯湯タンク１５Ｃに貯められた貯水の下部の温度が６０℃より低いときは、貯湯タンク１５Ｃに貯められた貯水の下部の温度が６０℃より高くなるまで、電磁弁Ｖ３を開けて、循環ポンプ１４を起動させることにより、貯湯タンク１５Ｃの貯水のみを循環ポンプ１４、第１熱交換器１３、第２熱交換器１８を介して貯湯タンク１５Ｃに再び戻し、その後において、Ｓ４１に戻る。このとき、燃料電池１１は運転中であるので（図２参照）、第１熱交換器１３においては、燃料電池１１の排熱を貯湯タンク１５Ｃの貯水に伝えることができ、第２熱交換器１８においては、貯湯タンク１５Ｃの貯水の熱を暖房ラインＬ４を流れる流体に伝えることができる。一方、最初のＳ５１の時点で、貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂに貯められた貯水の下部の温度が６０℃より高く、且つ、貯湯タンク１５Ｃに貯められた貯水の下部の温度が６０℃より高いときは、電磁弁Ｖ３を閉じ且つ循環ポンプ１４を停止させたまま、Ｓ４１に戻る。
【００５７】
このようにして、本実施の形態の小規模コージェネレーションの排熱利用システム１では、図４に示す『蓄熱運転』が行われる。そして、本実施の形態の小規模コージェネレーションの排熱利用システム１では、図２に示すように、Ｓ２において、燃料電池１１が運転中であるか否かが判断される。ここで、燃料電池１１が運転中であると判断しない場合には（Ｓ２：Ｎｏ）、Ｓ５に進んで、図４の『蓄熱運転』を停止し、Ｓ６において、暖房設備（例えば、床暖房など）の需要があるか否かを判断する。ここで、暖房設備の需要があると判断しない場合には（Ｓ６：Ｎｏ）、Ｓ２に戻り、上述した処理を繰り返す。一方、暖房設備の需要があると判断する場合には（Ｓ６：Ｙｅｓ）、Ｓ７に進んで、図５の『暖房運転』を開始した後、Ｓ２に戻り、上述した処理を繰り返す。そこで、ここでは、図５に示す『暖房運転』について説明する。
【００５８】
図５に示すように、『暖房運転』では、先ず、Ｓ６１において、第２貯水温度センサーＴ１の測定結果が暖房要求温度（ここでは、５５℃）より高いか否かを判断する。すなわち、第２貯水温度センサーＴ１を介して、貯湯タンク１５Ａに貯められた貯水の上部の温度が５５℃より高いか否かを判断する。
【００５９】
ここで、第２貯水温度センサーＴ１の測定結果が５５℃より高いと判断する場合には（Ｓ６１：Ｙｅｓ）、Ｓ６２で電磁弁Ｖ１を開けるとともに、Ｓ６３で循環ポンプ１４を起動させ、その後に、Ｓ６１に戻る。一方、第２貯水温度センサーＴ１の測定結果が５５℃より高いと判断しない場合には（Ｓ６１：Ｎｏ）、Ｓ６４で循環ポンプ１４を停止させるとともに、Ｓ６５で電磁弁Ｖ１を閉じ、その後に、Ｓ６６に進む。
【００６０】
すなわち、Ｓ６１の時点で、貯湯タンク１５Ａに貯められた貯水の上部の温度が５５℃より高いときは、貯湯タンク１５Ａに貯められた貯水の上部の温度が５５℃より低くなるまで、電磁弁Ｖ１を開けて、循環ポンプ１４を起動させることにより、貯湯タンク１５Ａの貯水のみを循環ポンプ１４、第１熱交換器１３、第２熱交換器１８を介して貯湯タンク１５Ａに再び戻し、その後において、Ｓ６６に進む。このとき、燃料電池１１は停止中であるので（図２参照）、第１熱交換器１３においては、燃料電池１１の排熱を貯湯タンク１５Ａの貯水に伝えることができなくなるが、第２熱交換器１３においては、貯湯タンク１５Ａの貯水の熱を暖房ラインＬ４を流れる流体に伝えることができる。これにより、暖房ラインＬ４に接続された暖房設備（例えば、床暖房）の運転が可能となる。一方、最初のＳ６１の時点で、貯湯タンク１５Ａに貯められた貯水の上部の温度が５５℃より低いときは、電磁弁Ｖ１を閉じ且つ循環ポンプ１４を停止させたまま、Ｓ６６に進む。
【００６１】
次に、Ｓ６６では、第２貯水温度センサーＴ３の測定結果が暖房要求温度（ここでは、５５℃）より高いか否かを判断する。すなわち、第２貯水温度センサーＴ３を介して、貯湯タンク１５Ｂに貯められた貯水の上部の温度が５５℃より高いか否かを判断する。
【００６２】
ここで、第２貯水温度センサーＴ３の測定結果が５５℃より高いと判断する場合には（Ｓ６６：Ｙｅｓ）、Ｓ６７で電磁弁Ｖ２を開けるとともに、Ｓ６８で循環ポンプ１４を起動させ、その後に、Ｓ６６に戻る。一方、第２貯水温度センサーＴ３の測定結果が５５℃より高いと判断しない場合には（Ｓ６６：Ｎｏ）、Ｓ６９で循環ポンプ１４を停止させるとともに、Ｓ７０で電磁弁Ｖ２を閉じ、その後に、Ｓ７１に進む。
【００６３】
すなわち、Ｓ６６の時点で、貯湯タンク１５Ａに貯められた貯水の上部の温度が５５℃より低く、且つ、貯湯タンク１５Ｂに貯められた貯水の上部の温度が５５℃より高いときは、貯湯タンク１５Ｂに貯められた貯水の上部の温度が５５℃より低くなるまで、電磁弁Ｖ２を開けて、循環ポンプ１４を起動させることにより、貯湯タンク１５Ｂの貯水のみを循環ポンプ１４、第１熱交換器１３、第２熱交換器１８を介して貯湯タンク１５Ｂに再び戻し、その後において、Ｓ７１に進む。このとき、燃料電池１１は停止中であるので（図２参照）、第１熱交換器１３においては、燃料電池１１の排熱を貯湯タンク１５Ｂの貯水に伝えることができなくなるが、第２熱交換器１８においては、貯湯タンク１５Ｂの貯水の熱を暖房ラインＬ４を流れる流体に伝えることができる。これにより、暖房ラインＬ４に接続された暖房設備（例えば、床暖房）の運転が可能となる。一方、最初のＳ６６の時点で、貯湯タンク１５Ａに貯められた貯水の上部の温度が５５℃より低く、且つ、貯湯タンク１５Ｂに貯められた貯水の上部の温度が５５℃より低いときは、電磁弁Ｖ２を閉じ且つ循環ポンプ１４を停止させたまま、Ｓ７１に進む。
【００６４】
次に、Ｓ７１では、第２貯水温度センサーＴ５の測定結果が暖房要求温度（ここでは、５５℃）より高いか否かを判断する。すなわち、第２貯水温度センサーＴ５を介して、貯湯タンク１５Ｃに貯められた貯水の上部の温度が５５℃より高いか否かを判断する。
【００６５】
ここで、第２貯水温度センサーＴ５の測定結果が５５℃より高いと判断する場合には（Ｓ７１：Ｙｅｓ）、Ｓ７２で電磁弁Ｖ３を開けるとともに、Ｓ７３で循環ポンプ１４を起動させ、その後に、Ｓ７１に戻る。一方、第２貯水温度センサーＴ５の測定結果が５５℃より高いと判断しない場合には（Ｓ７１：Ｎｏ）、Ｓ７４で循環ポンプ１４を停止させるとともに、Ｓ７５で電磁弁Ｖ３を閉じ、その後に、Ｓ６１に戻る。
【００６６】
すなわち、Ｓ７１の時点で、貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂに貯められた貯水の上部の温度が５５℃より低く、且つ、貯湯タンク１５Ｃに貯められた貯水の上部の温度が５５℃より高いときは、貯湯タンク１５Ｃに貯められた貯水の上部の温度が５５℃より低くなるまで、電磁弁Ｖ３を開けて、循環ポンプ１４を起動させることにより、貯湯タンク１５Ｃの貯水のみを循環ポンプ１４、第１熱交換器１３、第２熱交換器１８を介して貯湯タンク１５Ｃに再び戻し、その後において、Ｓ６１に戻る。このとき、燃料電池１１は停止中であるので（図２参照）、第１熱交換器１３においては、燃料電池１１の排熱を貯湯タンク１５Ｃの貯水に伝えることができなくなるが、第２熱交換器１８においては、貯湯タンク１５Ｃの貯水の熱を暖房ラインＬ４を流れる流体に伝えることができる。これにより、暖房ラインＬ４に接続された暖房設備（例えば、床暖房）の運転が可能となる。一方、最初のＳ７１の時点で、貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂに貯められた貯水の上部の温度が５５℃より低く、且つ、貯湯タンク１５Ｃに貯められた貯水の上部の温度が５５℃より低いときは、電磁弁Ｖ３を閉じ且つ循環ポンプ１４を停止させたまま、Ｓ６１に戻る。
【００６７】
以上詳細に説明したように、本実施の形態の小規模コージェネレーションの排熱利用システム１においては、図１に示すように、燃料電池１１の排熱を回収するための第１熱交換器１３に対して、循環ポンプ１４により、貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの貯水を通過させた後に再び貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃに戻しており、これにより、燃料電池１１の排熱を貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの貯水の顕熱として蓄熱している。このとき、暖房ラインＬ４を流れる流体を加熱するための第２熱交換器１８が第１熱交換器１３と貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの間に配設されているため、貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの貯水は、第１熱交換器１３を通過した後に再び貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃに戻る際に、第２熱交換器１８も通過することになる。
【００６８】
従って、燃料電池１１の運転を開始させた場合においては、循環ポンプ１４により、貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの貯水が第１熱交換器１３及び第２熱交換器１８を通過すると、第１熱交換器１３では、貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの貯水で燃料電池１１の排熱を回収し、第２熱交換器１８では、貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの貯水で暖房ラインＬ４を流れる流体を加熱し、さらに、第１熱交換器１３及び第２熱交換器１８を通過した貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの貯水が再び貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃに戻ることにより、燃料電池１１の排熱が貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの貯水の顕熱として蓄熱される。
【００６９】
一方、燃料電池１１の運転を停止させた場合においては、燃料電池１１の排熱は発生しなくなるが、これまでに発生した燃料電池１１の排熱は貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの貯水の顕熱として蓄熱されているので、循環ポンプ１４により、貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの貯水が第１熱交換器１３及び第２熱交換器１８を通過すると、第１熱交換器１３では、貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの貯水で燃料電池１１の排熱を回収することができなくなるが、第２熱交換器１８では、貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの貯水の顕熱で暖房ラインＬ４を流れる流体を加熱することができる。
【００７０】
すなわち、本実施の形態の小規模コージェネレーションの排熱利用システム１においては、燃料電池１１の運転を開始させると、循環ポンプ１４により、第１熱交換器１３及び第２熱交換器１８を通過した貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの貯水が再び貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃに戻るので、燃料電池１１の排熱が貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの貯水の顕熱として蓄熱されることになり、その後に、燃料電池１１小型の運転を停止させても、循環ポンプ１４により、貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの貯水が第１熱交換器１３及び第２熱交換器１８を通過すると、第２熱交換器１８では、貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの貯水の顕熱で暖房ラインＬ４を流れる流体を加熱することができるので、燃料電池１１の運転が停止されても、貯水タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの貯水の蓄熱を介して、燃料電池１１の排熱を利用した暖房（例えば、床暖房など）を行うことができる（図５参照）。
【００７１】
さらに、本実施の形態の小規模コージェネレーションの排熱利用システム１においては、図１に示すように、３本の貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃを並列接続に配設させており、各貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの直径を小さくしても、各貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの合計で必要な貯湯量を確保することができるので、貯水タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの奥行きを小さくすることができる。
【００７２】
さらに、本実施の形態の小規模コージェネレーションの排熱利用システム１においては、図４の『蓄熱運転』に示すように、貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの各々に取付けられた第１貯水温度センサーＴ２，Ｔ４，Ｔ６の測定結果に基づいて、貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの各々に付設された電磁弁Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３を制御しており、この点、各電磁弁Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３は、各貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃと循環ポンプ１４の間で並列接続に配設されたものであることから、循環ポンプ１４で第１熱交換器１３を通過させる貯水の貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃを、貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの貯水の下部の温度をもって選択することができ、また、各貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの容量も小さいので、短時間で、貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの貯水の温度を高温（ここでは、６０℃以上）にすることが可能となる。
【００７３】
さらに、本実施の形態の小規模コージェネレーションの排熱利用システム１においては、図３の『給湯運転』に示すように、貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの各々に取付けられた第２貯水温度センサーＴ１，Ｔ３，Ｔ５の測定結果に基づいて、貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの各々に付設された電磁弁Ｖ４，Ｖ５，Ｖ６の開閉を制御しており、この点、各電磁弁Ｖ４，Ｖ５，Ｖ６は、貯水１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの給湯ラインＬ２で並列接続に配設されたものであることから、給湯に利用される貯水の貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃを、貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの貯水の上部の温度をもって選択することができる。
【００７４】
また、本実施の形態の小規模コージェネレーションの排熱利用システム１においては、図１に示すように、給湯ラインＬ２にバックアップバーナー１６を設けているので、貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの貯水のいずれもが給湯要求温度ＳＴより低くなっても、瞬時に、貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの貯水を給湯に供することができる。また、図１に示すように、暖房ラインＬ４にバックアップバーナー２１を設けているので、貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの貯水のいずれもが暖房要求温度（ここでは、５５℃）より低くなっても、瞬時に、貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの貯水を暖房設備（例えば、床暖房など）に供することができる。
【００７５】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、本実施の形態の小規模コージェネレーションの排熱利用システム１においては、図１に示すように、各電磁弁Ｖ４，Ｖ５，Ｖ６を、貯水１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの給湯ラインＬ２で並列接続に配設したものであったが、貯水１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの給水ラインＬ１で並列接続に配設しても、図３の『給湯運転』に示すようにして、給湯に利用される貯水の貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃを、貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの貯水の上部の温度をもって選択することができる。
【００７６】
また、本実施の形態の小規模コージェネレーションの排熱利用システム１においては、図２に示すように、燃料電池１１が運転中は、図５の『暖房運転』の処理は行われないが、この点、燃料電池１１が停止中のみに暖房設備（例えば、床暖房など）の運転を行う趣旨でなく、燃料電池１１が運転中であれば、第２熱交換器１８では、貯湯タンク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの貯水を介して、暖房ラインＬ４を流れる流体が加熱されるので、燃料電池１１が運転中に暖房設備（例えば、床暖房など）の運転が可能であることは当然である。
【００７７】
【発明の効果】
請求項１に係る発明の小規模コージェネレーションの排熱利用システムでは、小型のコージェネレーション源の運転を開始させると、循環ポンプにより、第１熱交換器及び第２熱交換器を通過した貯湯タンクの貯水が再び貯湯タンクに戻るので、小型のコージェネレーション源の排熱が貯湯タンクの貯水の顕熱として蓄熱されることになり、その後に、小型のコージェネレーション源の運転を停止させても、循環ポンプにより、貯湯タンクの貯水が第１熱交換器及び第２熱交換器を通過すると、第２熱交換器では、貯湯タンクの貯水の顕熱で暖房の温水を加熱することができるので、小型のコージェネレーション源の運転が停止されても、貯水タンクの貯水の蓄熱を介して、小型のコージェネレーション源の排熱を利用した暖房を行うことができる。
【００７８】
また、請求項２に係る発明小規模コージェネレーションの排熱利用システムでは、請求項１に係る発明において、貯湯タンクの複数を並列接続に配設しており、各貯湯タンクの直径を小さくしても、各貯湯タンクの合計で必要な貯湯量を確保することができるので、貯水タンクの奥行きを小さくすることができる。
【００８０】
また、請求項３に係る発明の小規模コージェネレーションの排熱利用システムでは、請求項２に係る発明において、貯湯タンクの各々に取付けられた第１貯水温度センサーの測定結果に基づいて、貯湯タンクの各々に付設された第１開閉弁を制御しており、この点、各第１開閉弁は、各貯湯タンクと循環ポンプの間で並列接続に配設されたものであることから、循環ポンプで第１熱交換器を通過させる貯水の貯湯タンクを、貯湯タンクの貯水の温度をもって選択することができ、また、各貯湯タンクの容量も小さいので、短時間で、貯湯タンクの貯水の温度を高温にすることが可能となる。
【００８１】
また、請求項４に係る発明の小規模コージェネレーションの排熱利用システムでは、貯湯タンクの各々に取付けられた第２貯水温度センサーの測定結果に基づいて、貯湯タンクの各々に付設された第２開閉制御弁の開閉を制御しており、この点、各第２開閉弁は、貯水の給水ライン又は給湯の供給ラインで並列接続に配設されたものであることから、給湯に利用される貯水の貯湯タンクを、貯湯タンクの貯水の温度をもって選択することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態の「小規模コージェネレーションの排熱利用システム」のシステムフロー図である。
【図２】本実施の形態の「小規模コージェネレーションの排熱利用システム」のフローチャート図である。
【図３】本実施の形態の「小規模コージェネレーションの排熱利用システム」の『給湯運転』のフローチャート図である。
【図４】本実施の形態の「小規模コージェネレーションの排熱利用システム」の『蓄熱運転』のフローチャート図である。
【図５】本実施の形態の「小規模コージェネレーションの排熱利用システム」の『暖房運転』のフローチャート図である。
【符号の説明】
１ 小規模コージェネレーションの排熱利用システム
１１ 燃料電池
１３ 第１熱交換器
１４ 循環ポンプ
１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ 貯湯タンク
１８ 第２熱交換器
Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５ 第２貯水温度センサー
Ｔ２，Ｔ４，Ｔ６ 第１貯水温度センサー
Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５，Ｖ６ 電磁弁
Ｌ１ 貯水ライン
Ｌ２ 給湯ライン
Ｌ４ 暖房ライン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an exhaust heat utilization system for small-scale cogeneration that uses exhaust heat from a fuel cell, a gas engine, etc., in a small-scale facility (general household, beauty salon, convenience store, etc.) for hot water supply and heating.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in large-scale cogeneration exhaust heat utilization systems such as hospitals, hotels, and leisure facilities, for example, a heat pump is driven by a power obtained from a gas engine to cool and heat, while exhaust heat from a gas engine, etc. The hot water warmed in is stored in a water storage tank and used for hot water supply.
[0003]
In recent years, small-sized fuel cells have been put into practical use as “cogeneration sources”. In general households, for example, fuel cells generate electricity, while exhaust heat from fuel cells is used for heating and hot water supply. The introduction of a small-scale cogeneration waste heat utilization system that is used for the heat demand of the city is beginning to be considered.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when exhaust heat from a fuel cell or the like is used for heating, if the operation of the fuel cell or the like is stopped, the exhaust heat from the fuel cell or the like is not supplied, so the exhaust heat from the fuel cell or the like is used for heating. However, the exhaust heat from the fuel cell is stored as sensible heat from the hot water stored in the storage tank (water storage in the storage tank). However, there was a request to use the exhaust heat from fuel cells for heating through the heat storage in the water storage tank.
[0005]
Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems, and even if the operation of the small cogeneration source is stopped, the small cogeneration source is stored via the heat storage water stored in the water storage tank. A first problem is to provide a waste heat utilization system for small-scale cogeneration that can perform heating using waste heat.
[0006]
In addition, unlike large-scale facilities such as hospitals, hotels, and leisure facilities, the installation space for cogeneration equipment is considerably reduced in ordinary households. There may be cases where this is not possible. In particular, water storage tanks that store hot water among cogeneration equipment require a pressure vessel structure and the shape is limited to a cylindrical shape, so the depth (diameter) can be freely reduced. It was one of the factors that increased the installation space for cogeneration equipment.
[0007]
Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and a second problem is to provide a waste heat utilization system for small-scale cogeneration in which the depth of the water storage tank is reduced.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1, which has been made to solve the first problem, is a small cogeneration source in which the water stored in the hot water storage tank passes through the first heat exchanger by the circulation pump and returns to the hot water storage tank again. A small-scale cogeneration waste heat utilization system that collects waste heat from the hot water storage tank and uses the water stored in the hot water storage tank for hot water supply, and a second heat exchanger is disposed between the first heat exchanger and the hot water storage tank. And heating hot water with the water stored in the hot water storage tank via the second heat exchanger.
[0009]
In the exhaust heat utilization system for a small-scale cogeneration system according to the present invention having such a feature, a hot water storage tank is connected to the first heat exchanger for recovering exhaust heat from a small cogeneration source by a circulation pump. After passing through the water storage, it is returned to the hot water storage tank again, so that the exhaust heat from the small cogeneration source is stored as sensible heat of the hot water storage tank. At this time, since the 2nd heat exchanger for heating the warm water of heating is arrange | positioned between the 1st heat exchanger and the hot water storage tank, the water storage of a hot water storage tank has passed through the 1st heat exchanger. When returning to the hot water storage tank again, the second heat exchanger also passes.
[0010]
Therefore, when the operation of the small cogeneration source is started, when the water stored in the hot water storage tank passes through the first heat exchanger and the second heat exchanger by the circulation pump, the hot water storage tank is used in the first heat exchanger. The waste heat from the small cogeneration source was recovered in the storage water, and in the second heat exchanger, the hot water for heating was heated in the hot water storage tank, and further passed through the first heat exchanger and the second heat exchanger. As the water stored in the hot water storage tank returns to the hot water storage tank, the exhaust heat from the small cogeneration source is stored as sensible heat of the stored water in the hot water storage tank.
[0011]
On the other hand, when the operation of the small cogeneration source is stopped, the exhaust heat of the small cogeneration source will not be generated, but the exhaust heat of the small cogeneration source that has been generated so far will be stored in the water storage tank. Since the heat is stored as sensible heat, when the water stored in the hot water storage tank passes through the first heat exchanger and the second heat exchanger by the circulation pump, the first heat exchanger stores small water in the hot water storage tank. However, in the second heat exchanger, the hot water for heating can be heated by the sensible heat of the water stored in the hot water storage tank.
[0012]
That is, in the small-scale cogeneration waste heat utilization system of the present invention, when the operation of the small-sized cogeneration source is started, the hot water storage tank that has passed through the first heat exchanger and the second heat exchanger by the circulation pump is used. Since the stored water returns to the hot water storage tank again, the waste heat from the small cogeneration source is stored as sensible heat of the hot water storage tank, and even if the operation of the small cogeneration source is stopped after that, it will circulate. When the water in the hot water storage tank passes through the first heat exchanger and the second heat exchanger by the pump, the hot water in the heating can be heated by the sensible heat of the hot water storage tank in the second heat exchanger. Even if the operation of the generation source is stopped, heating using the exhaust heat of the cogeneration source can be performed through the heat storage of the water stored in the water storage tank.
[0013]
The invention according to claim 2 is the exhaust heat utilization system for small-scale cogeneration according to claim 1, wherein a plurality of the hot water storage tanks are arranged in parallel connection.
[0014]
Furthermore, in the exhaust heat utilization system for small-scale cogeneration of the present invention, if a plurality of hot water storage tanks are arranged in parallel connection, the total amount of hot water storage required for each hot water storage tank even if the diameter of each hot water storage tank is reduced. Therefore, the depth of the water storage tank can be reduced.
[0017]
Claims 3 The invention according to Claim 2 A waste heat utilization system for small-scale cogeneration to be described, the first on-off valve attached to each of the hot water storage tanks and arranged in parallel between the hot water storage tanks and the circulation pump, and the hot water storage A first water storage temperature sensor attached to each of the tanks, and controls opening and closing of each first on-off valve based on a measurement result of each first water storage temperature sensor.
[0018]
Furthermore, in the exhaust heat utilization system for small-scale cogeneration according to the present invention, the first on-off valve attached to each hot water storage tank is controlled based on the measurement result of the first water storage temperature sensor attached to each hot water storage tank. If this is the case, each first on-off valve is arranged in parallel connection between each hot water storage tank and the circulation pump, so that the hot water storage tank for the stored water that passes through the first heat exchanger by the circulation pump. Can be selected according to the temperature of the hot water storage tank, and since the capacity of each hot water storage tank is small, the temperature of the hot water storage tank can be increased in a short time.
[0019]
Claims 4 The invention according to Claim 2 or claim 3 A waste heat utilization system for small-scale cogeneration to be described, the second on-off valve attached to each of the hot water storage tanks and arranged in parallel in the water supply line of the water storage or the hot water supply line, A second water storage temperature sensor attached to each of the hot water storage tanks, and controls opening and closing of each second open / close control valve based on a measurement result of each second water storage temperature sensor.
[0020]
Furthermore, in the exhaust heat utilization system for small-scale cogeneration according to the present invention, the second open / close control valve attached to each hot water storage tank is based on the measurement result of the second water storage temperature sensor attached to each hot water storage tank. If the opening / closing is controlled, each second on-off valve is arranged in parallel connection in the water storage water supply line or the hot water supply line. The temperature can be selected according to the temperature of the hot water storage tank.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a system flow diagram of a waste heat utilization system for small-scale cogeneration according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the exhaust heat utilization system 1 for small-scale cogeneration according to the present embodiment uses a small fuel cell 11 as a “small cogeneration source”, and includes a water supply line L1, It has a hot water supply line L2 (corresponding to a “hot water supply line”), an exhaust heat recovery line L3, a heating line L4, and the like.
[0022]
In the water supply line L1, the upstream side is connected to tap water, while the downstream side is connected in parallel to the lower part of the three hot water storage tanks 15A, 15B, 15C. Further, in the hot water supply line L2, the upstream side is connected in parallel to the upper portions of the three hot water storage tanks 15A, 15B, 15C, while the downstream side is connected to hot water supply equipment (for example, a bathtub) via the backup burner 16. . In addition, on the upstream side of the hot water supply line L2, electromagnetic valves (corresponding to “second on-off valves”) V4, V5, V6 are provided in each of the three hot water storage tanks 15A, 15B, 15C, One hot water supply line L2 is provided downstream of the solenoid valves V4, V5, and V6.
[0023]
Therefore, if only the solenoid valve V4 is opened, only the water stored in the hot water storage tank 15A can be supplied to the hot water supply facility via the backup burner 16, and at the same time, the water stored in the hot water storage tank 15A can be supplemented with tap water. If only the solenoid valve V5 is opened, only the water stored in the hot water storage tank 15B is supplied to the hot water supply facility via the backup burner 16, and at the same time, the water stored in the hot water storage tank 15B can be supplemented with tap water. If only the solenoid valve V6 is opened, only the water stored in the hot water storage tank 15C can be supplied to the hot water supply facility via the backup burner 16, and at the same time, the water stored in the hot water storage tank 15C can be supplemented with tap water.
[0024]
In the exhaust heat recovery line L3, the upstream side is connected in parallel to the lower part of the three hot water storage tanks 15A, 15B, 15C, while the circulation pump 14, the first heat exchanger 13, and the second heat exchanger 18 are connected. The downstream side is connected in parallel to the upper part of the three hot water storage tanks 15A, 15B, 15C. In addition, on the upstream side of the exhaust heat recovery line L3, electromagnetic valves (corresponding to “first opening / closing valves”) V1, V2, V3 are provided in each of the three hot water storage tanks 15A, 15B, 15C. Thus, there is one exhaust heat recovery line L3 downstream of the solenoid valves V1, V2, and V3. Then, the exhaust heat recovery line L3 that has become one passes through the circulation pump 14, the first heat exchanger 13, and the second heat exchanger 18, and then branches again into three, and the three hot water storage tanks 15A and 15B. , 15C.
[0025]
Therefore, if only the solenoid valve V1 is opened, only the water stored in the hot water storage tank 15A can be returned to the hot water storage tank 15A via the circulation pump 14, the first heat exchanger 13, and the second heat exchanger 18. If only the solenoid valve V2 is opened, only the water stored in the hot water storage tank 15B can be returned to the hot water storage tank 15B via the circulation pump 14, the first heat exchanger 13, and the second heat exchanger 18. If only the solenoid valve V3 is opened, only the water stored in the hot water storage tank 15C can be returned to the hot water storage tank 15C via the circulation pump 14, the first heat exchanger 13, and the second heat exchanger 18.
[0026]
At this time, in the first heat exchanger 13 provided in the exhaust heat recovery line L3, the hot water storage tanks 15A, 15B, and 15C flowing through the exhaust heat recovery line L3 are used as low-temperature fluid and heated by the exhaust heat of the fuel cell 11. The fluid to be used is a high-temperature fluid, and the exhaust heat of the fuel cell 11 can be transmitted to the water storage in the hot water storage tanks 15A, 15B, 15C.
[0027]
In the second heat exchanger 18 provided in the exhaust heat recovery line L3, the hot water storage tanks 15A, 15B, and 15C flowing through the exhaust heat recovery line L3 are used as the high temperature fluid, and the fluid flowing through the heating line L4 is used as the low temperature fluid. The heat stored in the hot water storage tanks 15A, 15B, 15C flowing through the exhaust heat recovery line L3 can be transmitted to the fluid flowing through the heating line L4. In addition, the heating line L4 circulates through the circulation pump 19 for heating, the 2nd heat exchanger 18, the three-way valve 20, the backup burner 21, and the heating equipment (for example, floor heating) which is not shown in figure.
[0028]
As shown in FIG. 1, in the small-scale cogeneration exhaust heat utilization system 1 according to the present embodiment, second water storage temperature sensors T1, T3, and T5 are provided above the hot water storage tanks 15A, 15B, and 15C, respectively. The temperature of the upper part of the stored water stored in each of the hot water storage tanks 15A, 15B, 15C is measured by connecting each of the second stored water temperature sensors T1, T3, T5 to the control circuit 17. Can do. Further, first water storage temperature sensors T2, T4, T6 are respectively provided below the hot water storage tanks 15A, 15B, 15C, and each of the first water storage temperature sensors T2, T4, T6 is connected to the control circuit 17. Thus, the temperature of the lower part of the stored water stored in each of the hot water storage tanks 15A, 15B, 15C can be measured.
[0029]
Further, solenoid valves V1, V2, V3, V4, V5 and V6 are connected to the control circuit 17, and the opening and closing of the solenoid valves V1, V2, V3, V4, V5 and V6 can be controlled. . Further, the control circuit 17 is connected to the control device 12 of the fuel cell 11 so that the operation status of the fuel cell 11 can be known, while the circulation pump 14 is connected to connect the circulation pump 14. It is possible to control the start and stop of the operation.
[0030]
In addition, the backup burner 16 provided in the hot water supply line L2 is operated by the control device of the hot water supply equipment connected to the hot water supply line L2 or independently. In addition, the heating circulation pump 19, the three-way valve 20, and the backup burner 21 provided in the heating line L4 are operated by a control device of the heating equipment connected to the heating line L4 or independently.
[0031]
Next, the operation procedure of the exhaust heat utilization system 1 for small-scale cogeneration according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 2, in the exhaust heat utilization system 1 for small-scale cogeneration according to the present embodiment, first, in S1, the “hot water supply operation” shown in FIG. 3 is started. Therefore, here, the “hot water supply operation” shown in FIG. 3 will be described.
[0032]
As shown in FIG. 3, in the “hot water supply operation”, first, in S11, it is determined whether any of the measurement results of the second water storage temperature sensors T1, T3, T5 is higher than the required temperature ST of the hot water supply facility. That is, any one of the temperatures of the stored water stored in each of the hot water storage tanks 15A, 15B, and 15C via the second stored water temperature sensors T1, T3, and T5 is a required temperature ST (for example, 40 ° C.) of the hot water supply equipment. Determine if it is higher.
[0033]
Here, when it is determined that any of the measurement results of the second water storage temperature sensors T1, T3, T5 is higher than the required temperature ST of the hot water supply facility (S11: Yes), the process proceeds to S12, and the second water storage temperature sensor It is determined whether the measurement result of T1 is higher than the required temperature ST of the hot water supply facility. Here, when it is determined that the measurement result of the second water storage temperature sensor T1 is higher than the required temperature ST of the hot water supply facility (S12: Yes), the process proceeds to S13, the electromagnetic valve V4 is opened, and the process returns to S12. On the other hand, when it is not determined that the measurement result of the second water storage temperature sensor T1 is higher than the required temperature ST of the hot water supply facility (S12: No), the process proceeds to S14, the electromagnetic valve V4 is closed, and the process proceeds to S15.
[0034]
That is, at the time of S12, when the temperature of the upper part of the stored water stored in the hot water storage tank 15A is higher than the required temperature ST of the hot water supply facility, the temperature of the upper part of the stored water stored in the hot water storage tank 15A is the required temperature ST of the hot water supply facility. Until it becomes lower, the solenoid valve V4 is opened and only the water stored in the hot water storage tank 15A is supplied to the hot water supply facility via the backup burner 16, and at the same time, the water stored in the hot water storage tank 15A is replenished with tap water, and then the process proceeds to S15. . On the other hand, when the temperature of the upper part of the water stored in the hot water storage tank 15A is lower than the required temperature ST of the hot water supply facility at the time of the first S12, the process proceeds to S15 with the solenoid valve V4 closed.
[0035]
Next, in S15, it is determined whether or not the measurement result of the second water storage temperature sensor T3 is higher than the required temperature ST of the hot water supply facility. Here, when it is determined that the measurement result of the second water storage temperature sensor T3 is higher than the required temperature ST of the hot water supply facility (S15: Yes), the process proceeds to S16, the electromagnetic valve V5 is opened, and the process returns to S15. On the other hand, when it is not determined that the measurement result of the second water storage temperature sensor T3 is higher than the required temperature ST of the hot water supply facility (S15: No), the process proceeds to S17, the electromagnetic valve V5 is closed, and the process proceeds to S18.
[0036]
That is, at the time of S15, the temperature of the upper part of the stored water stored in the hot water storage tank 15A is lower than the required temperature ST of the hot water supply facility, and the temperature of the upper part of the stored water stored in the hot water storage tank 15B is the required temperature ST of the hot water supply facility. When the temperature is higher, the solenoid valve V5 is opened until the temperature of the upper part of the water stored in the hot water storage tank 15B becomes lower than the required temperature ST of the hot water supply facility, and only the water stored in the hot water storage tank 15B is supplied via the backup burner 16. At the same time as supplying to the facility, the water in the hot water storage tank 15B is replenished with tap water, and then the process proceeds to S18. On the other hand, at the time of the first S15, the temperature of the upper part of the stored water stored in the hot water storage tank 15A is lower than the required temperature ST of the hot water supply equipment, and the temperature of the upper part of the stored water stored in the hot water storage tank 15B is the demand of the hot water supply equipment. When the temperature is lower than ST, the electromagnetic valve V5 is kept closed and the process proceeds to S18.
[0037]
Next, in S18, it is determined whether or not the measurement result of the second water storage temperature sensor T5 is higher than the required temperature ST of the hot water supply facility. Here, when it is determined that the measurement result of the second water storage temperature sensor T5 is higher than the required temperature ST of the hot water supply facility (S18: Yes), the process proceeds to S19, the electromagnetic valve V6 is opened, and the process returns to S18. On the other hand, when it is not determined that the measurement result of the second water storage temperature sensor T5 is higher than the required temperature ST of the hot water supply facility (S18: No), the process proceeds to S20, the electromagnetic valve V6 is closed, and the process returns to S11.
[0038]
That is, at the time of S18, the temperature of the upper part of the stored water stored in the hot water storage tanks 15A and 15B is lower than the required temperature ST of the hot water supply equipment, and the temperature of the upper part of the stored water stored in the hot water storage tank 15C is the required temperature of the hot water supply equipment. When the temperature is higher than the temperature ST, the solenoid valve V6 is opened until the temperature of the upper part of the stored water stored in the hot water storage tank 15C is lower than the required temperature ST of the hot water supply facility, and only the water stored in the hot water storage tank 15C is passed through the backup burner 16. At the same time as supplying the hot water supply facility, the water stored in the hot water storage tank 15C is replenished with tap water, and then the process returns to S11. On the other hand, at the time of the first S18, the temperature of the upper part of the stored water stored in the hot water storage tanks 15A, 15B is lower than the required temperature ST of the hot water supply equipment, and the temperature of the upper part of the stored water stored in the hot water storage tank 15C is higher. When the temperature is lower than the required temperature ST, the electromagnetic valve V6 remains closed and the process returns to S11.
[0039]
On the other hand, in S11 described above, when it is not determined that any of the measurement results of the second water storage temperature sensors T1, T3, T5 is higher than the required temperature ST of the hot water supply facility (S11: No), the process proceeds to S21. It is determined whether the measurement result of 2 water storage temperature sensor T1 is higher than the measurement result of 2nd water storage temperature sensor T3. Here, when it is not determined that the measurement result of the second water storage temperature sensor T1 is higher than the measurement result of the second water storage temperature sensor T3 (S21: No), the process proceeds to S23 and the measurement of the second water storage temperature sensor T3. It is determined whether or not the result is higher than the measurement result of the second water storage temperature sensor T5. On the other hand, when it is determined that the measurement result of the second water storage temperature sensor T1 is higher than the measurement result of the second water storage temperature sensor T3 (S21: Yes), or the measurement result of the second water storage temperature sensor T3 is the second water storage temperature. When it is not determined that the measurement result is higher than the measurement result of the sensor T5 (S23: No), the process proceeds to S22, and whether or not the measurement result of the second water storage temperature sensor T1 is higher than the measurement result of the second water storage temperature sensor T5. Judging.
[0040]
That is, in S11 described above, when it is not determined that any of the measurement results of the second water storage temperature sensors T1, T3, T5 is higher than the required temperature ST of the hot water supply facility (S11: No), S21, S22, S23 Through the second water storage temperature sensors T1, T3, T5, it is determined which is the highest among the temperatures of the upper portions of the water stored in the hot water storage tanks 15A, 15B, 15C.
[0041]
Then, it is determined that the measurement result of the second water storage temperature sensor T1 is higher than the measurement result of the second water storage temperature sensor T3 (S21: Yes), and the measurement result of the second water storage temperature sensor T1 is the second water storage temperature sensor. When it is determined that the measurement result is higher than the measurement result of T5 (S22: Yes), the process proceeds to S24, where the electromagnetic valve V4 is opened, the electromagnetic valve V5 is closed in S25, the electromagnetic valve V6 is closed in S26, and thereafter , Return to S11.
[0042]
That is, while the temperature of the upper part of the water stored in the hot water storage tank 15A is the highest among the temperatures of the upper part of the water stored in the hot water storage tanks 15A, 15B, 15C, the electromagnetic valve V4 is opened while the electromagnetic valve is opened. By closing V5 and V6, only the water stored in the hot water storage tank 15A is supplied to the hot water supply facility via the backup burner 16, and at the same time the water stored in the hot water storage tank 15A is replenished with tap water, and then the process returns to S11.
[0043]
Moreover, it is not determined that the measurement result of the second water storage temperature sensor T1 is higher than the measurement result of the second water storage temperature sensor T3 (S21: No), and the measurement result of the second water storage temperature sensor T3 is the second water storage temperature. If it is determined that the measurement result is higher than the measurement result of the sensor T5 (S23: Yes), the process proceeds to S30, where the electromagnetic valve V5 is opened, the electromagnetic valve V4 is closed in S31, and the electromagnetic valve V6 is closed in S32. Return to S11.
[0044]
That is, while the temperature of the upper part of the water stored in the hot water storage tank 15B is the highest among the temperatures of the upper part of the water stored in the hot water storage tanks 15A, 15B, 15C, the electromagnetic valve V5 is opened while the electromagnetic valve is opened. By closing V4 and V6, only the water stored in the hot water storage tank 15B is supplied to the hot water supply facility via the backup burner 16, and at the same time the water stored in the hot water storage tank 15B is replenished with tap water, and then the process returns to S11.
[0045]
Further, it is determined that the measurement result of the second water storage temperature sensor T1 is higher than the measurement result of the second water storage temperature sensor T3 (S21: Yes), and the measurement result of the second water storage temperature sensor T1 is the second water storage temperature sensor. If it is not determined that the measurement result is higher than the measurement result of T5 (S22: No), the process proceeds to S27, where the electromagnetic valve V6 is opened, the electromagnetic valve V4 is closed in S28, the electromagnetic valve V5 is closed in S29, and thereafter , Return to S11. Moreover, it is not determined that the measurement result of the second water storage temperature sensor T1 is higher than the measurement result of the second water storage temperature sensor T3 (S21: No), and the measurement result of the second water storage temperature sensor T3 is the second water storage temperature. Even when it is not determined that the measurement result is higher than the measurement result of the sensor T5 (S23: No) and it is not determined that the measurement result of the second water storage temperature sensor T1 is higher than the measurement result of the second water storage temperature sensor T5 (S22). : No), it is the same.
[0046]
That is, while the temperature of the upper part of the water stored in the hot water storage tank 15C is the highest among the temperatures of the upper part of the water stored in the hot water storage tanks 15A, 15B, 15C, the electromagnetic valve V6 is opened while the electromagnetic valve is opened. By closing V4 and V5, only the water stored in the hot water storage tank 15C is supplied to the hot water supply facility via the backup burner 16, and at the same time the water stored in the hot water storage tank 15C is replenished with tap water, and then the process returns to S11.
[0047]
In this manner, in the exhaust heat utilization system 1 for small-scale cogeneration of the present embodiment, the “hot water supply operation” shown in FIG. 3 is always performed. On the other hand, in the exhaust heat utilization system 1 for small-scale cogeneration according to the present embodiment, as shown in FIG. 2, it is determined in S2 whether or not the fuel cell 11 is in operation. Here, when it is determined that the fuel cell 11 is in operation (S2: Yes), the process proceeds to S3, the “heating operation” in FIG. 5 is stopped, the process proceeds to S4, and the “heat storage operation” in FIG. Is started, and the process returns to S2. Therefore, here, the “heat storage operation” shown in FIG. 4 will be described.
[0048]
As shown in FIG. 4, in the “heat storage operation”, first, in S41, it is determined whether or not the measurement result of the first water storage temperature sensor T2 is higher than the required heat storage temperature (here, 60 ° C.). That is, it is determined whether or not the temperature of the lower part of the water stored in the hot water storage tank 15A is higher than 60 ° C. via the first water storage temperature sensor T2.
[0049]
Here, when it is not determined that the measurement result of the first water storage temperature sensor T2 is higher than 60 ° C. (S41: No), the solenoid valve V1 is opened in S42, the circulation pump 14 is started in S43, and then Return to S41. On the other hand, when it is determined that the measurement result of the first water storage temperature sensor T2 is higher than 60 ° C. (S41: Yes), the circulation pump 14 is stopped in S44, the solenoid valve V1 is closed in S45, and then S46. Proceed to
[0050]
That is, at the time of S41, when the temperature of the lower part of the stored water stored in the hot water storage tank 15A is lower than 60 ° C., the solenoid valve V1 until the temperature of the lower part of the stored water stored in the hot water storage tank 15A becomes higher than 60 ° C. Is opened and the circulation pump 14 is started, so that only the water stored in the hot water storage tank 15A is returned to the hot water storage tank 15A via the circulation pump 14, the first heat exchanger 13 and the second heat exchanger 18, and thereafter Proceed to S46. At this time, since the fuel cell 11 is in operation (see FIG. 2), the first heat exchanger 13 can transmit the exhaust heat of the fuel cell 11 to the water stored in the hot water storage tank 15A, and the second heat exchanger. 18, the heat stored in the hot water storage tank 15A can be transferred to the fluid flowing through the heating line L4. On the other hand, when the temperature of the lower part of the water stored in the hot water storage tank 15A is higher than 60 ° C. at the time of the first S41, the process proceeds to S46 with the solenoid valve V1 closed and the circulation pump 14 stopped.
[0051]
Next, in S46, it is determined whether or not the measurement result of the first water storage temperature sensor T4 is higher than the required heat storage temperature (here, 60 ° C.). That is, it is determined whether or not the temperature of the lower part of the water stored in the hot water storage tank 15B is higher than 60 ° C. via the first water storage temperature sensor T4.
[0052]
Here, when it is not determined that the measurement result of the first water storage temperature sensor T4 is higher than 60 ° C. (S46: No), the solenoid valve V2 is opened in S47, the circulation pump 14 is started in S48, and then Return to S46. On the other hand, when it is determined that the measurement result of the first water storage temperature sensor T4 is higher than 60 ° C. (S46: Yes), the circulation pump 14 is stopped in S49, the solenoid valve V2 is closed in S50, and then S51. Proceed to
[0053]
That is, when the temperature of the lower part of the water stored in the hot water storage tank 15A is higher than 60 ° C. and the temperature of the lower part of the water stored in the hot water storage tank 15B is lower than 60 ° C. at the time of S46, the hot water storage tank 15B. The solenoid valve V2 is opened and the circulation pump 14 is activated until the temperature of the lower part of the stored water stored in the tank is higher than 60 ° C., whereby only the water stored in the hot water storage tank 15B is supplied to the circulation pump 14 and the first heat exchanger 13. Then, it is returned again to the hot water storage tank 15B through the second heat exchanger 18, and thereafter, the process proceeds to S51. At this time, since the fuel cell 11 is in operation (see FIG. 2), the first heat exchanger 13 can transmit the exhaust heat of the fuel cell 11 to the stored water in the hot water storage tank 15B, and the second heat exchanger 18, the heat stored in the hot water storage tank 15B can be transferred to the fluid flowing through the heating line L4. On the other hand, when the temperature of the lower part of the water stored in the hot water storage tank 15A is higher than 60 ° C. and the temperature of the lower part of the water stored in the hot water storage tank 15B is higher than 60 ° C. The process proceeds to S51 with the valve V2 closed and the circulation pump 14 stopped.
[0054]
Next, in S51, it is determined whether or not the measurement result of the first water storage temperature sensor T6 is higher than the required heat storage temperature (here, 60 ° C.). That is, it is determined whether the temperature of the lower part of the water stored in the hot water storage tank 15C is higher than 60 ° C. via the first water storage temperature sensor T6.
[0055]
Here, when it is not determined that the measurement result of the first water storage temperature sensor T6 is higher than 60 ° C. (S51: No), the solenoid valve V3 is opened in S52, and the circulation pump 14 is activated in S53. Return to S51. On the other hand, when it is determined that the measurement result of the first water storage temperature sensor T6 is higher than 60 ° C. (S51: Yes), the circulation pump 14 is stopped in S54, the solenoid valve V3 is closed in S55, and then S41. Return to.
[0056]
That is, when the temperature of the lower part of the water stored in the hot water storage tanks 15A and 15B is higher than 60 ° C. and the temperature of the lower part of the water stored in the hot water storage tank 15C is lower than 60 ° C. at the time of S51, By opening the solenoid valve V3 and starting the circulation pump 14 until the temperature of the lower part of the stored water stored in the tank 15C becomes higher than 60 ° C., only the water stored in the hot water storage tank 15C is supplied to the circulation pump 14 and the first heat exchange. It returns again to the hot water storage tank 15C via the condenser 13 and the second heat exchanger 18, and thereafter returns to S41. At this time, since the fuel cell 11 is in operation (see FIG. 2), the first heat exchanger 13 can transmit the exhaust heat of the fuel cell 11 to the water storage in the hot water storage tank 15C, and the second heat exchanger 18, the heat stored in the hot water storage tank 15C can be transmitted to the fluid flowing through the heating line L4. On the other hand, when the temperature of the lower part of the water stored in the hot water storage tanks 15A and 15B is higher than 60 ° C. and the temperature of the lower part of the water stored in the hot water storage tank 15C is higher than 60 ° C. Then, the solenoid valve V3 is closed and the circulation pump 14 is stopped, and the process returns to S41.
[0057]
In this manner, the “heat storage operation” shown in FIG. 4 is performed in the exhaust heat utilization system 1 for small-scale cogeneration according to the present embodiment. In the exhaust heat utilization system 1 for small-scale cogeneration according to the present embodiment, as shown in FIG. 2, it is determined in S2 whether or not the fuel cell 11 is in operation. Here, when it is not determined that the fuel cell 11 is in operation (S2: No), the process proceeds to S5 to stop the “heat storage operation” in FIG. 4, and in S6, heating equipment (for example, floor heating) ) Is determined. If it is not determined that there is a demand for heating equipment (S6: No), the process returns to S2 and the above-described processing is repeated. On the other hand, when it is determined that there is a demand for heating equipment (S6: Yes), the process proceeds to S7, and after starting the “heating operation” of FIG. 5, the process returns to S2 and the above-described processing is repeated. Therefore, here, the “heating operation” shown in FIG. 5 will be described.
[0058]
As shown in FIG. 5, in the “heating operation”, first, in S <b> 61, it is determined whether or not the measurement result of the second water storage temperature sensor T <b> 1 is higher than the required heating temperature (here, 55 ° C.). That is, it is determined whether or not the temperature of the upper part of the water stored in the hot water storage tank 15A is higher than 55 ° C. via the second water storage temperature sensor T1.
[0059]
Here, when it is determined that the measurement result of the second water storage temperature sensor T1 is higher than 55 ° C. (S61: Yes), the solenoid valve V1 is opened in S62, the circulation pump 14 is started in S63, and then Return to S61. On the other hand, if it is not determined that the measurement result of the second water storage temperature sensor T1 is higher than 55 ° C. (S61: No), the circulation pump 14 is stopped in S64, the solenoid valve V1 is closed in S65, and then S66. Proceed to
[0060]
That is, at the time of S61, when the temperature of the upper part of the stored water stored in the hot water storage tank 15A is higher than 55 ° C, the solenoid valve V1 until the temperature of the upper part of the stored water stored in the hot water storage tank 15A becomes lower than 55 ° C. Is opened and the circulation pump 14 is started, so that only the water stored in the hot water storage tank 15A is returned to the hot water storage tank 15A via the circulation pump 14, the first heat exchanger 13 and the second heat exchanger 18, and thereafter Proceed to S66. At this time, since the fuel cell 11 is stopped (see FIG. 2), the exhaust heat of the fuel cell 11 cannot be transmitted to the stored water in the hot water storage tank 15A in the first heat exchanger 13, but the second heat In the exchanger 13, the heat stored in the hot water storage tank 15A can be transmitted to the fluid flowing through the heating line L4. Thereby, the driving | operation of the heating installation (for example, floor heating) connected to the heating line L4 is attained. On the other hand, when the temperature of the upper part of the stored water stored in the hot water storage tank 15A is lower than 55 ° C. at the time of the first S61, the process proceeds to S66 with the solenoid valve V1 closed and the circulation pump 14 stopped.
[0061]
Next, in S66, it is determined whether or not the measurement result of the second water storage temperature sensor T3 is higher than the required heating temperature (here, 55 ° C.). That is, it is determined whether or not the temperature of the upper part of the water stored in the hot water storage tank 15B is higher than 55 ° C. via the second water storage temperature sensor T3.
[0062]
Here, when it is determined that the measurement result of the second water storage temperature sensor T3 is higher than 55 ° C. (S66: Yes), the solenoid valve V2 is opened in S67, and the circulation pump 14 is started in S68. Return to S66. On the other hand, when it is not determined that the measurement result of the second water storage temperature sensor T3 is higher than 55 ° C. (S66: No), the circulation pump 14 is stopped in S69, the solenoid valve V2 is closed in S70, and then S71. Proceed to
[0063]
That is, when the temperature of the upper portion of the water stored in the hot water storage tank 15A is lower than 55 ° C. and the temperature of the upper portion of the water stored in the hot water storage tank 15B is higher than 55 ° C. at the time of S66, the hot water storage tank 15B. The solenoid valve V2 is opened and the circulation pump 14 is activated until the temperature of the upper part of the stored water stored in the tank is lower than 55 ° C., whereby only the water stored in the hot water storage tank 15B is supplied to the circulation pump 14 and the first heat exchanger 13 Then, the hot water is again returned to the hot water storage tank 15B through the second heat exchanger 18, and thereafter, the process proceeds to S71. At this time, since the fuel cell 11 is stopped (see FIG. 2), the exhaust heat of the fuel cell 11 cannot be transmitted to the stored water in the hot water storage tank 15B in the first heat exchanger 13, but the second heat In the exchanger 18, the heat stored in the hot water storage tank 15B can be transmitted to the fluid flowing through the heating line L4. Thereby, the driving | operation of the heating installation (for example, floor heating) connected to the heating line L4 is attained. On the other hand, when the temperature of the upper part of the water stored in the hot water storage tank 15A is lower than 55 ° C. and the temperature of the upper part of the water stored in the hot water storage tank 15B is lower than 55 ° C. The process proceeds to S71 while the valve V2 is closed and the circulation pump 14 is stopped.
[0064]
Next, in S71, it is determined whether or not the measurement result of the second water storage temperature sensor T5 is higher than the heating required temperature (here, 55 ° C.). That is, it is determined whether or not the temperature of the upper part of the water stored in the hot water storage tank 15C is higher than 55 ° C. via the second water storage temperature sensor T5.
[0065]
Here, when it is determined that the measurement result of the second water storage temperature sensor T5 is higher than 55 ° C. (S71: Yes), the solenoid valve V3 is opened in S72, the circulation pump 14 is started in S73, and then Return to S71. On the other hand, when it is not determined that the measurement result of the second water storage temperature sensor T5 is higher than 55 ° C. (S71: No), the circulation pump 14 is stopped in S74, the solenoid valve V3 is closed in S75, and then S61. Return to.
[0066]
That is, when the temperature of the upper part of the stored water stored in the hot water storage tanks 15A and 15B is lower than 55 ° C and the temperature of the upper part of the stored water stored in the hot water storage tank 15C is higher than 55 ° C at the time of S71, By opening the solenoid valve V3 and starting the circulation pump 14 until the temperature of the upper part of the water stored in the tank 15C is lower than 55 ° C., only the water stored in the hot water storage tank 15C is supplied to the circulation pump 14 and the first heat exchange. It returns again to the hot water storage tank 15C via the vessel 13 and the second heat exchanger 18, and thereafter returns to S61. At this time, since the fuel cell 11 is stopped (see FIG. 2), the first heat exchanger 13 cannot transfer the exhaust heat of the fuel cell 11 to the stored water in the hot water storage tank 15C, but the second heat In the exchanger 18, the heat stored in the hot water storage tank 15C can be transmitted to the fluid flowing through the heating line L4. Thereby, the driving | operation of the heating installation (for example, floor heating) connected to the heating line L4 is attained. On the other hand, when the temperature of the upper part of the stored water stored in the hot water storage tanks 15A and 15B is lower than 55 ° C. and the temperature of the upper part of the stored water stored in the hot water storage tank 15C is lower than 55 ° C. Then, the solenoid valve V3 is closed and the circulation pump 14 is stopped, and the process returns to S61.
[0067]
As described above in detail, in the exhaust heat utilization system 1 for small-scale cogeneration according to the present embodiment, as shown in FIG. 1, the first heat exchanger 13 for recovering the exhaust heat of the fuel cell 11. On the other hand, the water stored in the hot water storage tanks 15A, 15B, and 15C is returned to the hot water storage tanks 15A, 15B, and 15C by the circulation pump 14, and the exhaust heat of the fuel cell 11 is thereby returned to the hot water storage tanks 15A, 15A, 15C. It stores heat as sensible heat of 15B and 15C stored water. At this time, since the second heat exchanger 18 for heating the fluid flowing in the heating line L4 is disposed between the first heat exchanger 13 and the hot water storage tanks 15A, 15B, 15C, the hot water storage tanks 15A, 15B. , 15C, when passing through the first heat exchanger 13 and returning to the hot water storage tanks 15A, 15B, 15C, the second heat exchanger 18 also passes through.
[0068]
Therefore, when the operation of the fuel cell 11 is started, if the water stored in the hot water storage tanks 15A, 15B, and 15C passes through the first heat exchanger 13 and the second heat exchanger 18 by the circulation pump 14, the first heat is generated. The exchanger 13 recovers the exhaust heat of the fuel cell 11 by storing water in the hot water storage tanks 15A, 15B, 15C, and the second heat exchanger 18 uses the fluid flowing in the heating line L4 by storing water in the hot water storage tanks 15A, 15B, 15C. The water stored in the hot water storage tanks 15A, 15B, and 15C that has been heated and passed through the first heat exchanger 13 and the second heat exchanger 18 is returned to the hot water storage tanks 15A, 15B, and 15C. Is stored as sensible heat of the water stored in the hot water storage tanks 15A, 15B, 15C.
[0069]
On the other hand, when the operation of the fuel cell 11 is stopped, the exhaust heat of the fuel cell 11 is not generated, but the exhaust heat of the fuel cell 11 generated so far is the sensible water storage in the hot water storage tanks 15A, 15B, 15C. Since the heat is stored as heat, when the water stored in the hot water storage tanks 15A, 15B, and 15C passes through the first heat exchanger 13 and the second heat exchanger 18 by the circulation pump 14, the first heat exchanger 13 stores the hot water storage tank. Although the exhaust heat of the fuel cell 11 cannot be recovered by storing the water 15A, 15B, 15C, the second heat exchanger 18 is a fluid that flows through the heating line L4 with the sensible heat of the hot water storage tanks 15A, 15B, 15C. Can be heated.
[0070]
That is, in the small-scale cogeneration exhaust heat utilization system 1 of the present embodiment, when the operation of the fuel cell 11 is started, the circulation pump 14 passes through the first heat exchanger 13 and the second heat exchanger 18. Since the stored water in the hot water storage tanks 15A, 15B, 15C returns to the hot water storage tanks 15A, 15B, 15C again, the exhaust heat of the fuel cell 11 is stored as sensible heat of the stored water in the hot water storage tanks 15A, 15B, 15C. After that, even if the small operation of the fuel cell 11 is stopped, if the water stored in the hot water storage tanks 15A, 15B, and 15C passes through the first heat exchanger 13 and the second heat exchanger 18 by the circulation pump 14, the second heat In the exchanger 18, the fluid flowing through the heating line L4 can be heated by the sensible heat of the water stored in the hot water storage tanks 15A, 15B, and 15C. Be sealed, water storage tank 15A, 15B, via the heat storage of 15C in water, heating using exhaust heat of the fuel cell 11 (e.g., floor heating, etc.) can be performed (see FIG. 5).
[0071]
Further, in the exhaust heat utilization system 1 for small-scale cogeneration according to the present embodiment, as shown in FIG. 1, three hot water storage tanks 15A, 15B, 15C are arranged in parallel, and each hot water storage tank is provided. Even if the diameters of 15A, 15B, and 15C are reduced, the required amount of hot water storage can be ensured in total for each of the hot water storage tanks 15A, 15B, and 15C, so that the depth of the water storage tanks 15A, 15B, and 15C can be reduced. it can.
[0072]
Further, in the exhaust heat utilization system 1 for small-scale cogeneration according to the present embodiment, as shown in “heat storage operation” of FIG. 4, first water storage temperature sensors attached to the hot water storage tanks 15A, 15B, and 15C. Based on the measurement results of T2, T4, and T6, the solenoid valves V1, V2, and V3 attached to the hot water storage tanks 15A, 15B, and 15C are controlled. In this regard, the solenoid valves V1, V2, and V3 are Since the hot water storage tanks 15A, 15B, 15C and the circulation pump 14 are arranged in parallel connection, the hot water storage tanks 15A, 15B, 15C can be selected with the temperature of the lower part of the hot water storage tank 15A, 15B, 15C, and the capacity of each hot water storage tank 15A, 15B, 15C is small, Time, the hot water storage tank 15A, 15B, the temperature of water in 15C hot (here, 60 ° C. or higher) can be.
[0073]
Furthermore, in the exhaust heat utilization system 1 for small-scale cogeneration according to the present embodiment, as shown in the “hot water supply operation” of FIG. 3, the second water storage temperature sensor attached to each of the hot water storage tanks 15A, 15B, 15C. Based on the measurement results of T1, T3 and T5, the opening and closing of the solenoid valves V4, V5 and V6 attached to each of the hot water storage tanks 15A, 15B and 15C is controlled. Since V6 is arranged in parallel with the hot water supply line L2 for the water storage 15A, 15B, 15C, the hot water storage tanks 15A, 15B, 15C used for hot water supply are replaced with the hot water storage tanks 15A, 15B, 15C. You can choose with the temperature of the upper part of the water storage.
[0074]
In the small-scale cogeneration exhaust heat utilization system 1 according to the present embodiment, as shown in FIG. 1, the backup burner 16 is provided in the hot water supply line L2, so that the water stored in the hot water storage tanks 15A, 15B, 15C is stored. Even if both are lower than the hot water supply required temperature ST, the water stored in the hot water storage tanks 15A, 15B, and 15C can be supplied to the hot water instantaneously. Further, as shown in FIG. 1, since the backup burner 21 is provided in the heating line L4, even if any of the water stored in the hot water storage tanks 15A, 15B, and 15C is lower than the heating required temperature (here, 55 ° C.). Instantaneously, the water stored in the hot water storage tanks 15A, 15B, and 15C can be supplied to a heating facility (for example, floor heating).
[0075]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible in the range which does not deviate from the meaning.
For example, in the exhaust heat utilization system 1 for small-scale cogeneration according to the present embodiment, as shown in FIG. 1, the solenoid valves V4, V5, V6 are connected in parallel through a hot water supply line L2 for water storage 15A, 15B, 15C. However, even if the water supply lines L1 of the water storages 15A, 15B and 15C are arranged in parallel, the water storage used for the hot water supply is shown in the “hot water supply operation” of FIG. The hot water storage tanks 15A, 15B, 15C can be selected by the temperature of the upper part of the hot water storage tanks 15A, 15B, 15C.
[0076]
Further, in the exhaust heat utilization system 1 for small-scale cogeneration according to the present embodiment, as shown in FIG. 2, while the fuel cell 11 is in operation, the “heating operation” process of FIG. 5 is not performed. In this regard, the second heat exchanger 18 does not have the purpose of operating the heating facility (for example, floor heating) only when the fuel cell 11 is stopped. Since the fluid flowing through the heating line L4 is heated through the water storage of 15B and 15C, it is natural that the heating facility (for example, floor heating) can be operated while the fuel cell 11 is in operation.
[0077]
【The invention's effect】
In the exhaust heat utilization system for small-scale cogeneration according to the first aspect of the present invention, when the operation of the small cogeneration source is started, the hot water storage tank that has passed through the first heat exchanger and the second heat exchanger by the circulation pump. Since the water stored in the hot water tank is returned to the hot water storage tank, the waste heat from the small cogeneration source is stored as sensible heat of the hot water storage tank, and then the operation of the small cogeneration source is stopped. When the water stored in the hot water storage tank passes through the first heat exchanger and the second heat exchanger by the circulation pump, the second heat exchanger can heat the hot water in the heating with the sensible heat of the hot water storage tank. Even if the operation of a small cogeneration source is stopped, heating using the waste heat of a small cogeneration source can be performed through the heat storage of the water stored in the water storage tank. Kill.
[0078]
Further, in the invention according to claim 2, in the exhaust heat utilization system for small-scale cogeneration, in the invention according to claim 1, a plurality of hot water storage tanks are arranged in parallel connection, and the diameter of each hot water storage tank is reduced. However, since the required amount of hot water storage can be secured in total for each hot water storage tank, the depth of the water storage tank can be reduced.
[0080]
Claims 3 In the exhaust heat utilization system for small-scale cogeneration according to the present invention, the claim 2 In this invention, the first on-off valve attached to each of the hot water storage tanks is controlled based on the measurement result of the first water storage temperature sensor attached to each of the hot water storage tanks. Is arranged in parallel connection between each hot water storage tank and the circulation pump, so the hot water storage tank through which the first heat exchanger is passed by the circulation pump is selected based on the temperature of the hot water storage tank. In addition, since the capacity of each hot water storage tank is small, it is possible to increase the temperature of the hot water storage tank in a short time.
[0081]
Claims 4 In the exhaust heat utilization system for small-scale cogeneration according to the present invention, the opening / closing of the second open / close control valve attached to each hot water storage tank is based on the measurement result of the second water storage temperature sensor attached to each hot water storage tank. In this respect, each of the second on-off valves is arranged in parallel in the storage water supply line or the hot water supply line, so that the storage water storage tank used for hot water supply is The temperature can be selected according to the temperature of the hot water storage tank.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system flow diagram of a “small-scale cogeneration exhaust heat utilization system” according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart of the “small-scale cogeneration exhaust heat utilization system” of the present embodiment.
FIG. 3 is a flowchart of “hot water supply operation” of the “exhaust heat utilization system for small-scale cogeneration” according to the present embodiment.
FIG. 4 is a flowchart of “heat storage operation” of the “exhaust heat utilization system for small-scale cogeneration” according to the present embodiment.
FIG. 5 is a flowchart of the “heating operation” of the “small-scale cogeneration exhaust heat utilization system” of the present embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Waste heat utilization system for small-scale cogeneration
11 Fuel cell
13 First heat exchanger
14 Circulation pump
15A, 15B, 15C Hot water storage tank
18 Second heat exchanger
T1, T3, T5 Second water storage temperature sensor
T2, T4, T6 1st water storage temperature sensor
V1, V2, V3, V4, V5, V6 Solenoid valve
L1 water storage line
L2 hot water supply line
L4 heating line

Claims (4)

貯湯タンクの貯水が循環ポンプで第１熱交換器を通過し前記貯湯タンクに再び戻ることにより、小型のコージェネレーション源の排熱を回収するとともに前記貯湯タンクの貯水を給湯に利用する小規模コージェネレーションの排熱利用システムであって、
前記第１熱交換器と前記貯湯タンクの間に第２熱交換器を配設し、
前記第２熱交換器を介して前記貯湯タンクの貯水で暖房の温水を加熱すること、を特徴とする小規模コージェネレーションの排熱利用システム。The stored water in the hot water storage tank passes through the first heat exchanger with a circulation pump and returns to the hot water storage tank, thereby recovering the exhaust heat from a small cogeneration source and using the water stored in the hot water storage tank for hot water supply. A generation waste heat utilization system,
A second heat exchanger is disposed between the first heat exchanger and the hot water storage tank;
An exhaust heat utilization system for small-scale cogeneration, wherein hot water for heating is heated with water stored in the hot water storage tank via the second heat exchanger. 請求項１に記載する小規模コージェネレーションの排熱利用システムであって、
前記貯湯タンクの複数を並列接続で配設したこと、を特徴とする小規模コージェネレーションの排熱利用システム。A waste heat utilization system for small-scale cogeneration according to claim 1,
A waste heat utilization system for small-scale cogeneration, wherein a plurality of the hot water storage tanks are arranged in parallel. 請求項２に記載する小規模コージェネレーションの排熱利用システムであって、
前記貯湯タンクの各々に付設されるとともに各貯湯タンクと前記循環ポンプの間で並列接続に配設された第１開閉弁と、
前記貯湯タンクの各々に取付けられた第１貯水温度センサーと、を備え、
各第１貯水温度センサーの測定結果に基づいて各第１開閉弁の開閉を制御すること、を特徴とする小規模コージェネレーションの排熱利用システム。A waste heat utilization system for small-scale cogeneration according to claim 2 ,
A first on-off valve attached to each of the hot water storage tanks and disposed in parallel between each hot water storage tank and the circulation pump;
A first water storage temperature sensor attached to each of the hot water storage tanks,
A waste heat utilization system for small-scale cogeneration, wherein the opening and closing of each first on-off valve is controlled based on the measurement result of each first water storage temperature sensor. 請求項２または請求項３に記載する小規模コージェネレーションの排熱利用システムであって、
前記貯湯タンクの各々に付設されるとともに前記貯水の給水ライン又は前記給湯の供給ラインで並列接続に配設された第２開閉弁と、
前記貯湯タンクの各々に取付けられた第２貯水温度センサーと、を備え、
各第２貯水温度センサーの測定結果に基づいて各第２開閉制御弁の開閉を制御すること、を特徴とする小規模コージェネレーションの排熱利用システム。A waste heat utilization system for small-scale cogeneration according to claim 2 or claim 3 ,
A second on-off valve attached to each of the hot water storage tanks and arranged in parallel in the water supply water line or the hot water supply line;
A second water storage temperature sensor attached to each of the hot water storage tanks,
A waste heat utilization system for small-scale cogeneration, wherein the opening / closing of each second open / close control valve is controlled based on the measurement result of each second water storage temperature sensor.
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