特許 6044117 貯湯給湯装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6044117

(24)【登録日】2016年11月25日

(45)【発行日】2016年12月14日

(54)【発明の名称】貯湯給湯装置

(51)【国際特許分類】

   F24H 1/18 20060101AFI20161206BHJP

【ＦＩ】

   F24H1/18 G

【請求項の数】3

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2012-118217(P2012-118217)

(22)【出願日】2012年5月24日

(65)【公開番号】特開2013-245848(P2013-245848A)

(43)【公開日】2013年12月9日

【審査請求日】2015年4月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004709

【氏名又は名称】株式会社ノーリツ

(74)【代理人】

【識別番号】100089004

【弁理士】

【氏名又は名称】岡村 俊雄

(72)【発明者】

【氏名】岩澤 直人

(72)【発明者】

【氏名】山西 健太

(72)【発明者】

【氏名】木村 艶隆

【審査官】 藤原 弘

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−１２１９９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第４２９４６０５（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２００１−１１６３５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０４７３７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２１１９２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０１０２９７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２４Ｈ １／００

Ｆ２４Ｈ １／１８

Ｆ２４Ｈ １／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

貯湯槽と、この貯湯槽の下部から熱源機を経由して貯湯槽の上部へ水を循環させて加熱する循環加熱回路と、この循環加熱回路に設けられた循環ポンプと、前記貯湯槽の下部に接続された給水管及び上部に接続された出湯管と、この出湯管から分岐して浴槽へ湯水を供給する為の注湯配管と、この注湯配管に設けられた注湯電磁弁と、前記給水管に設けられた給水開閉弁とを備えた貯湯給湯装置であって、この貯湯給湯装置に水張りを行う際には、前記注湯電磁弁と前記給水開閉弁を開放してエア抜きを行いながら前記貯湯槽への水張りを行い、前記貯湯槽の水張りが完了したことを検知してから、前記循環ポンプを駆動して前記循環加熱回路の水張りを行う貯湯給湯装置において、
前記貯湯槽の水張り完了後、前記給水開閉弁を閉弁させてから開弁状態に戻すことにより前記貯湯槽内の下部と上部の水圧の差圧を増大させると共に、前記開弁状態になる前に前記循環ポンプを駆動する制御手段を設けたことを特徴とする貯湯給湯装置。

【請求項2】

前記制御手段は、前記給水開閉弁の閉弁から所定時間経過して前記貯湯槽内に給水圧が作用しなくなった状態で前記給水開閉弁を開弁状態に戻すことを特徴とする請求項１に記載の貯湯給湯装置。

【請求項3】

前記制御手段は、前記循環ポンプの駆動状態で前記給水開閉弁の閉開駆動を複数回繰り返し行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の貯湯給湯装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、貯湯給湯装置に関し、特に試運転時に循環加熱回路に自動的に且つ確実に水張りできるようにした貯湯給湯装置に関する。

【背景技術】

【0002】

貯湯給湯装置は、一般的に、貯湯槽と、この貯湯槽の下部に接続された給水管及び上部に接続された出湯管と、この出湯管から分岐して浴槽へ湯水を供給する為の注湯配管と、この注湯配管に設けられた注湯電磁弁と、前記給水管に設けられた給水開閉弁と、前記貯湯槽の下部から熱源機を経由して貯湯槽の上部へ水を循環させて加熱する循環加熱回路と、この循環加熱回路に設けられた循環ポンプ等を有する。前記熱源機としては、燃料電池発電ユニットの排熱回収熱交換器やヒートポンプユニット等が活用される。

【0003】

上記の貯湯給湯装置の設置後に試運転する際には、貯湯槽、循環加熱回路、出湯管や注湯配管等の配管系に水張りを行ってエア抜きしてから熱源機を作動させる。この水張り時には、注湯電磁弁と給水開閉弁を開放状態に切換えた状態で、給水管から給水しながら貯湯槽に水張りし、その後循環ポンプを駆動して循環加熱回路に水張りすると共に出湯管や注湯配管等の配管系に水張する。

【0004】

一般的な貯湯給湯装置の貯湯槽と循環加熱回路の水張り運転としては、例えば、特許文献１のヒートポンプ式給湯機には、貯湯槽に水張りしてから、循環ポンプを駆動して貯湯槽内の水を利用して循環加熱回路に自動的に水張りする運転が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第４２９４６０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、貯湯給湯装置において、機器の配置上の都合から循環ポンプが貯湯槽の底部よりも高い位置に配置されることも関係して、循環加熱回路に水張りする際に、循環加熱回路内のエア抜きが不十分のため、循環ポンプが空運転状態になって循環加熱回路に水が流れず、熱源機が空焚き状態になる虞がある。

【0007】

特許文献１のヒートポンプ式給湯機では、貯湯槽に水張り後、循環加熱回路に水張りする際、図５，図６に基づいて以下に説明するように、循環加熱回路内にエアが残留する虞があるため、正常な試運転を行うことができるとは限らない。

【0008】

図５，図６は貯湯給湯装置１００の貯湯槽１０３と循環加熱回路１０１に水張りする際の挙動を示すもので、図５に示すように、給水管１０２から貯湯槽１０３内へ給水していくと、循環加熱回路１０１の往き側通路１０１ａ内へも給水されて水位が上昇していき、循環ポンプ１０５の位置まで水張り状態になる。しかし、循環加熱回路１０１の管路抵抗の影響もあるため循環加熱回路１０１の途中までしか水張りされない。

【0009】

その後、図６に示すように、貯湯槽１０３が満水状態になって貯湯槽１０３の内部の全域に給水圧が作用したとき、貯湯槽１０３の上部に接続された戻り側通路１０１ｂにも給水圧が作用し、戻り側通路１０１ｂに水が流入して循環加熱回路１０１内にエアが閉じ込められた状態になって、そのエアが往き側通路１０１ａ側へ押し戻され、循環ポンプ１０５に水張りされない状態が発生することがある。この場合、循環ポンプ１０５を駆動しても空運転となり、循環加熱回路１０１に水が流れずに、熱源機１０４が空焚き状態になる。

【0010】

そのため、従来では、貯湯給湯装置１００への水張りを完全自動化することは難しく、作業員が計器類を点検しながら手動操作により水張りを行っていたため、貯湯給湯装置１００への水張りに多くの時間と労力を要していた。特に、循環ポンプ１０５を貯湯槽１０３側ではなく、熱源機１０４側に設ける場合には、貯湯槽１０３から循環ポンプ１０５に延びる往き側通路１０１ａの通路長も長くなるため上記の問題が顕著になる。

【0011】

本発明の目的は、試運転時に循環加熱回路に自動的に且つ確実に水張りすることのできる貯湯給湯装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0012】

請求項１の貯湯給湯装置は、貯湯槽と、この貯湯槽の下部から熱源機を経由して貯湯槽の上部へ水を循環させて加熱する循環加熱回路と、この循環加熱回路に設けられた循環ポンプと、前記貯湯槽の下部に接続された給水管及び上部に接続された出湯管と、この出湯管から分岐して浴槽へ湯水を供給する為の注湯配管と、この注湯配管に設けられた注湯電磁弁と、前記給水管に設けられた給水開閉弁とを備えた貯湯給湯装置であって、この貯湯給湯装置に水張りを行う際には、前記注湯電磁弁と前記給水開閉弁を開放してエア抜きを行いながら前記貯湯槽への水張りを行い、前記貯湯槽の水張りが完了したことを検知してから、前記循環ポンプを駆動して前記循環加熱回路の水張りを行う貯湯給湯装置において、前記貯湯槽の水張り完了後、前記給水開閉弁を閉弁させてから開弁状態に戻すことにより前記貯湯槽内の下部と上部の水圧の差圧を増大させると共に、前記開弁状態になる前に前記循環ポンプを駆動する制御手段を設けたことを特徴としている。

【0013】

請求項２の貯湯給湯装置は、請求項１の発明において、前記制御手段は、前記給水開閉弁の閉弁から所定時間経過して前記貯湯槽内に給水圧が作用しなくなった状態で前記給水開閉弁を開弁状態に戻すことを特徴としている。

【0014】

請求項３の貯湯給湯装置は、請求項１又は２の発明において、前記制御手段は、前記循環ポンプの駆動状態で前記給水開閉弁の閉開駆動を複数回繰り返し行うことを特徴としている。

【発明の効果】

【0015】

請求項１の発明によれば、貯湯給湯装置に水張りを行う際には、注湯電磁弁と給水開閉弁を開放してエア抜きを行いながら貯湯槽への水張りを行い、貯湯槽の水張りが完了したことを検知してから、循環ポンプを駆動して循環加熱回路の水張りを行う貯湯給湯装置において、貯湯槽の水張り完了後、給水開閉弁を閉弁させてから開弁状態に戻すことにより前記貯湯槽内の下部と上部の水圧の差圧を増大させると共に、開弁状態になる前に循環ポンプを駆動する制御手段を設けたので、給水開閉弁を閉弁させたとき、貯湯槽内に給水圧が作用しない状態になり、その後給水開閉弁を開弁状態に戻したとき、貯湯槽内の下部の水圧が上昇し、貯湯槽の下部と上部の水圧の差圧が瞬間的に大きくなって、貯湯槽の下部側の水圧でもって循環加熱回路の往き側通路内のエアが戻り側通路の方へ押し戻され、循環ポンプが水張り状態になる。

【0016】

従って、循環ポンプが水張り状態になる前に循環ポンプを駆動させておくと、循環加熱回路内のエアを貯湯槽へ抜いて循環加熱回路に確実に水張りすることができる。また、制御手段により、給水開閉弁の閉開制御と循環ポンプの駆動を自動的に行うことができるため、循環加熱回路への水張りを自動的に行うことができる。

【0017】

請求項２の発明によれば、制御手段は、給水開閉弁の閉弁から所定時間経過して貯湯槽内に給水圧が作用しなくなった状態で給水開閉弁を開弁状態に戻すので、貯湯槽の下部と上部の水圧の差圧を確実に発生させて、循環ポンプを水張り状態にすることができる。

【0018】

請求項３の発明によれば、制御手段は、循環ポンプの駆動状態で給水開閉弁の閉開駆動を複数回繰り返し行うので、循環ポンプを確実に水張り状態にして、循環加熱回路に完全に水張りすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の実施例１に係る燃料電池コージェネレーションシステムの貯湯給湯装置の構成図である。

【図2】燃料電池コージェネレーションシステムの燃料電池発電ユニットの構成図である。

【図3】循環加熱回路水張り制御のフローチャートである。

【図4】循環加熱回路水張り制御に係るタイムチャートである。

【図5】従来技術に係る貯湯給湯装置の循環加熱回路への水張りの作動説明図である。

【図6】図５の貯湯給湯装置の循環加熱回路への水張りの作動説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。

【実施例1】

【0021】

先ず、燃料電池コージェネレーションシステム１の全体構成について説明する。
図１，図２に示すように、この燃料電池コージェネレーションシステム１は、燃料電池発電ユニット２と、この燃料電池発電ユニット２を熱源機とする貯湯給湯装置３とで構成されている。

【0022】

図２に示すように、燃料電池発電ユニット２は、貯湯槽４１の湯水を加熱する為の貯湯給湯装置３の外部熱源であり、燃料電池発電モジュール４、カソード空気用送風装置５、燃料ガス昇圧用送風装置６、燃料改質空気用送風装置７、排気ガス排出通路８、熱交換器９、水処理装置１１、インバータ１２等から構成されている。

【0023】

燃料電池発電ユニット２は、上記の各種装置が外装ケース１３に一体的に収納されて構成され、燃料電池発電モジュール４にて発電された直流電力は、インバータ１２を介して交流電力に変換されて外部に出力される。

【0024】

燃料電池発電モジュール４は、燃料電池セルスタック２１、蒸発器２２、燃料改質器２３、オフガス燃焼室２４、熱交換器２７等を備え、燃料改質器２３によって改質された改質燃料ガス及び酸化剤としての空気を燃料電池セルスタック２１で化学反応させることで発電を行うものである。

【0025】

カソード空気用送風装置５は、外部から空気を発電空気ブロワ５ａに取り込み、この取り込まれた空気を空気通路１５を介して燃料電池発電モジュール４に供給する。

【0026】

燃料ガス昇圧用送風装置６は、図示外のガス供給源から燃料ガスを燃料昇圧ブロワ６ａに取り込み、この昇圧された燃料ガスを、ガス通路１６と共通通路１８を介して燃料電池発電モジュール４に供給する。

【0027】

燃料改質空気用送風装置７は、外部から燃料改質用の空気を改質空気ブロワ７ａに取り込み、この取り込まれた燃料改質用の空気を、改質空気通路１７と共通通路１８を介して燃料電池発電モジュール４に供給する。

【0028】

熱交換器９は、排気ガス排出通路８の途中部に設けられ、循環加熱回路４５の一部を構成する熱交換通路部９ａを備えている。この熱交換器９において、燃料電池発電モジュール４から排出される排気ガスを、熱交換通路部９ａを流れる湯水との間で熱交換させて、排気ガス中に含まれる水蒸気は冷却され凝縮されて凝縮水となる。

【0029】

水処理装置１１は、処理タンク３１、純水タンク３２、純水ポンプ３３等を備え、熱交換器９にて凝縮された凝縮水を、回収通路３４を介して回収し、処理タンク３１により不純物を取り除いた水を、純水通路３５を介して燃料電池発電モジュール４の蒸発器２２に供給するものであり、所謂、水自立運転が行われている。

【0030】

次に、貯湯給湯装置３について説明する。
図１に示すように、貯湯給湯装置３は、貯湯、給湯、風呂への注湯、床暖房パネル等の温水暖房端末への温水の供給、風呂の追い焚き等の機能を有するものであり貯湯槽４１、補助熱源機４２、第１，第２熱交換器４３，４４、燃料電池発電ユニット２側において循環ポンプ６４が介装された循環加熱回路４５、給水通路４６、出湯通路４７、温水暖房回路４８、風呂給湯追焚回路４９、熱利用循環回路５０、複数のバイパス通路５１〜５４，５７、風呂注湯通路５５等を備え、これらは外装ケース５９内に一体的に収納されて構成されている。

【0031】

貯湯槽４１は、高温の湯水（例えば、８０〜９０℃）を貯留可能な上下方向に細長い密閉タンクであり、貯留された温水の放熱を防ぐ為にタンク周囲は断熱材で覆われている。貯湯槽４１内の複数の貯留層の湯水の温度が複数の貯湯水温度センサ６１ａ〜６１ｄにより検出される。

【0032】

補助熱源機４２は、公知のガス給湯器で構成され、熱利用循環回路５０の湯水の温度が不足する等の特別な場合に限り、湯水を再度加熱するものである。

【0033】

第１熱交換器４３は、温水暖房回路４８を流れる暖房水を加熱するものであり、この第１熱交換器４３において、熱利用循環回路５０を流れる高温の湯水と温水暖房回路４８を流れる暖房水との間で熱交換され、暖房水が加熱される。

【0034】

第２熱交換器４４は、風呂給湯追焚回路４９を流れる浴槽水を加熱するものであり、この第２熱交換器４４において、熱利用循環回路５０を流れる高温の湯水と風呂給湯追焚回路４９を流れる風呂のお湯との間で熱交換され、浴槽水が加熱される。

【0035】

次に、循環加熱回路４５について説明する。
図１，図２に示すように、循環加熱回路４５は、外部熱源である燃料電池発電ユニット２の熱交換器９と貯湯槽４１との間に湯水を循環させる閉回路であり、往き側通路４５ａ、戻り側通路４５ｂを有し、貯湯槽４１の下部に往き側通路４５ａの上流端が接続され、貯湯タンク４１の上部に戻り側通路４５ｂの下流端が接続されている。

【0036】

往き側通路４５ａの途中部から戻り側通路４５ｂの途中部にバイパスする第１バイパス通路５１が分岐され、この分岐部には、貯湯切換弁６２が設置されている。往き側通路４５ａには、湯水を急速に冷却可能なラジエータ６３が設置されている。往き側通路４５ａの燃料電池発電ユニット２側には、排熱回収用の循環ポンプ６４（図２参照）が設置されている。往き側通路４５ａと戻り側通路４５ｂとの間に、燃料電池発電ユニット２の熱交換器９の熱交換通路部９ａが接続されている。

【0037】

次に、給水通路４６について説明する。
図１に示すように、給水通路４６は、上水源から低温の上水を貯湯槽４１に供給するものであり、上流給水通路４６ａ、中間給水通路４６ｂ、下流給水通路４６ｃを有し、上流給水通路４６ａの上流端が上水源に接続され、貯湯槽４１の下部に下流給水通路４６ｃの下流端が接続されている。上流給水通路４６ａには減圧弁６７と給水温度センサ６５が設置され、中間給水通路４６ｂには逆止弁４６ｄが設置されている。中間給水通路４６ｂには、安全弁６８ａが設置された排水通路６８が接続され、この排水通路６８の下流端は、排水桝６９に延びている。尚、給水通路４６が「給水管」に相当する。

【0038】

給水通路４６において、中間給水通路４６ｂと下流給水通路４６ｃとの間から熱利用循環回路５０に接続する第２バイパス通路５２が分岐され、この分岐部には、中間給水通路４６ｂと下流給水通路４６ｃとの接続、中間給水通路４６ｂと第２バイパス通路５２との接続、第２バイパス通路５２と下流給水通路４６ｃとの接続を選択可能な蓄熱切換弁７１が設置されている。下流給水通路４６ｃから外部に排水可能な排水通路７２が分岐している。尚、蓄熱切換弁７１が「給水開閉弁」に相当する。蓄熱切換弁７１において、中間給水通路４６ｂと下流給水通路４６ｃとの接続を保持している状態が開弁状態であり、第２バイパス通路５２と下流給水通路４６ｃとの接続を保持している状態が閉弁状態である。

【0039】

次に、出湯通路４７について説明する。
図１に示すように、出湯通路４７は、貯湯槽４１内に貯湯された湯水を風呂等の所望の給湯先に供給するものであり、高温の湯水が流れる上流出湯通路４７ａ、水と高温の湯水が混合された混合湯水が流れる中間出湯通路４７ｂ及び下流出湯通路４７ｃを有する。上流出湯通路４７ａの上流端が貯湯槽４１の上部に接続され、上流出湯通路４７ａの下流端に中間出湯通路４７ｂの上流端が接続され、中間出湯通路４７ｂの下流端に下流出湯通路４７ｃの上流端が接続され、下流出湯通路４７ｃの下流端に給湯栓７３が接続されている。

【0040】

上流出湯通路４７ａと中間出湯通路４７ｂとの間には混合弁７４が設置され、この混合弁７４に上流給水通路４６ａから分岐した第３バイパス通路５３が接続されている。混合弁７４は、出湯温度が指令温度になるように水と高温の湯水の混合比を制御するものである。尚、出湯通路４７が「出湯管」に相当する。

【0041】

第３バイパス通路５３には、逆止弁５３ａが設置されている。第３バイパス通路５３から混合弁７４を介さずに中間出湯通路４７ｂへ直接接続する第４バイパス通路５４が分岐され、この第４バイパス通路５４には、高温回避電磁弁７８が設置されている。この第４バイパス通路５４によって、中間出湯通路４７ｂに上水源から低温の上水を直接供給することができる。

【0042】

中間出湯通路４７ｂには、流量センサ４７ｄ及び出湯水比例弁７５が設置され、出湯水比例弁７５の下流側から風呂給湯追焚回路４９へ接続する風呂注湯通路５５が分岐されている。風呂注湯通路５５には、流量センサ５５ａ、注湯電磁弁７６、逆止弁５５ｂが順に一体的に設置され、逆止弁５５ｂには逆流防止手段５５ｃが接続されている。尚、風呂注湯通路５５が「注湯配管」に相当する。

【0043】

次に、風呂給湯追焚回路４９について説明する。
風呂給湯追焚回路４９は、風呂のお湯を追い焚きする回路であり、風呂往き側通路４９ａ、風呂戻り側通路４９ｂを有している。風呂往き側通路４９ａと風呂戻り側通路４９ｂとの間には、第２熱交換器４４の内部通路４４ｂが接続され、風呂戻り側通路４９ｂには、風呂水流スイッチ８４や風呂循環ポンプ８５等が設置されている。

【0044】

風呂内のお湯は風呂循環ポンプ８５により風呂戻り側通路４９ｂへ送られ、第２熱交換器４４の内部通路４４ｂに送られて熱交換通路部４４ａにより加熱され、加熱されたお湯は、風呂往き側通路４９ａから風呂へ送り出される。必要に応じて、出湯通路４７から分岐した風呂注湯通路５５を介して、風呂戻り側通路４９ｂに湯水を補充することができる。

【0045】

次に、制御ユニット９７について説明する。
燃料電池コージェネレーションシステム１は、制御ユニット９７によって制御される。各種の温度センサ、各種の流量センサ、水処理装置１１の水位スイッチ３９（図２参照）、膨張タンク８０の水位センサ８０ａ（図１参照）等の検出信号が制御ユニット９７に送信され、この制御ユニット９７により、燃料電池発電ユニット２と貯湯注湯装置３の動作、各種弁部材の切り換え、各種ポンプの作動・停止、各種開閉弁の開閉状態の切り換え等を制御し、各種運転（排熱回収運転、風呂注湯運転、風呂追い焚き運転、暖房運転、給湯運転等）を実行する。尚、制御ユニット９７が「制御手段」に相当する。

【0046】

次に、この燃料電池コージェネレーションシステム１を設置後に試運転する際に、制御ユニット９７により自動的に行われる、循環加熱回路４５へ水張りする循環加熱回路水張り制御について、図３のフローチャートに基づいて説明する。尚、図中の符号Ｓｉ（ｉ=１，２，・・）は各ステップを示す。この循環加熱回路水張り制御の制御プログラムは、制御ユニット９７に予め格納されている。

【0047】

この貯湯給湯装置３に水張りを行う際には、注湯電磁弁７６を開放し且つ蓄熱切換弁７１を給水位置に切換えた状態（開弁状態）で、給水通路４６から貯湯槽４１に給水することで、風呂側へエア抜きしながら貯湯槽４１への水張りを行い、貯湯槽４１への水張りが完了したことを検知後に循環ポンプ６４を駆動して循環加熱回路４５への水張りを行う。

【0048】

図３のフローチャートにおいて、この制御が開始されると、最初にＳ１において、貯湯槽４１への水張りが自動的に行われる。この場合、注湯電磁弁７６が開弁され、蓄熱切換弁７１が貯湯槽４１へ給水する給水位置に保持され、貯湯切換弁６２が循環加熱回路４５の往き側通路４５ａを連通させる連通位置に保持され、循環ポンプ６４が停止状態に保持される。すると、貯湯槽４１と配管系に水張りされ、余剰の給水は貯湯槽４１から上流出湯通路４７ａと、中間出湯通路４７ｂと、風呂注湯通路５５を介して風呂へ排水される。

【0049】

次に、Ｓ２において流量センサ４７ｄの検出信号を読み込み、検出流量が定流量状態になった否か判定される（Ｓ３）。水張り実行中には貯湯槽４１や配管系からエア抜きされるため、流量センサ４７ｄで検出される流量が安定せず定流量状態にならない。しかし、貯湯槽４１や配管系への水張りが完了すると、流量センサ４７ｄで検出される流量が定流量状態になり、Ｓ３の判定がＹｅｓになると、Ｓ４へ移行する。

【0050】

次に、Ｓ４において、蓄熱切換弁７１を第２バイパス通路５２と下流給水通路４６ｃとを接続する状態（給水停止位置）に切り換える、即ち、蓄熱切換弁７１を閉弁状態に設定することで、給水通路４６から貯湯槽４１への給水が停止される。尚、第２バイパス通路５２が接続される熱利用循環回路５０において、その途中部の各種開閉弁は閉弁状態に設定されているので、貯湯槽４１は満水状態を維持する。次に、Ｓ５において、循環ポンプ６４を駆動する。

【0051】

次に、Ｓ６において、蓄熱切換弁７１を閉弁状態にした後、所定時間ｔａ（例えば、５秒）経過したか否か判定し、この判定がＮｏのうちはＳ６を繰り返し、その判定がＹｅｓになったら、Ｓ７において、蓄熱切換弁７１を中間給水通路４６ｂと下流給水通路４６ｃとを接続する位置（給水位置）に切り換える、即ち、蓄熱切換弁７１を開弁状態に設定することで、給水通路４６から貯湯槽４１への給水を再開する。

【0052】

次に、Ｓ８において蓄熱切換弁７１を給水位置に切り換えてから所定時間ｔｂ（例えば、３０秒）経過したか否か判定し、その判定がＮｏのうちはＳ８を繰り返し、その判定がＹｅｓになったときには、Ｓ９へ移行する。尚、蓄熱切換弁７１を給水位置に切り換えた際の貯湯槽４１への給水圧の作用については後述する。

【0053】

次に、Ｓ９において流量センサ４７ｄの検出流量を読み込んで検出流量が定流量状態になった否か判定される。循環加熱回路４５から貯湯槽４１に流入したエアが貯湯槽４１からエア抜きされている状態では、検出流量が定流量状態にならないため、Ｓ９の判定がＮｏとなるため、その場合は、Ｓ１０に移行し、蓄熱切換弁７１を再度閉弁状態にした後、Ｓ６へ戻ってＳ６以降を繰り返す。

【0054】

循環加熱回路４５内のエアと貯湯槽４１内のエアが完全にエア抜きされると、Ｓ９の判定がＹｅｓとなるため、Ｓ９からＳ１１へ移行して、Ｓ１１において循環ポンプ６４を停止させる。次に、Ｓ１２において、循環加熱回路４５への水張りが完了したとして、この循環加熱回路水張り制御が終了する。

【0055】

次に、以上説明した循環加熱回路水張り制御の作用、効果について図４のタイムチャートに基づいて説明する。
貯湯槽４１及び配管系に水張りが完了した時点においては、循環加熱回路４５内にはエアが残留しており、貯湯槽４１内に給水圧が作用し、貯湯槽４１内の下部と上部の水圧の差圧（例えば１０ｋＰａ）が大きくなく、また、管路抵抗の影響もあるため、循環加熱回路４５の戻り側通路４５ｂへ水が流入し、循環加熱回路４５内の残留エアが循環ポンプ６４の所まで押し戻されることがある。

【0056】

このため、循環ポンプ６４が水張り状態になっているとは限らず、循環ポンプ６４が水張りされない状態で、循環ポンプ６４を駆動しても空運転するだけで、エア抜きすることができない。

【0057】

そこで、循環ポンプ６４の駆動後に、蓄熱切換弁７１を所定時間ｔａの間給水停止位置（閉弁状態）に保持して、一時的に貯湯槽４１内の全体に給水圧を作用させない状態にし、その後、蓄熱切換弁７１を給水位置（開弁状態）に切り換えると、給水通路４６からの給水圧により貯湯槽４１の下部の水圧が瞬間的に上昇し、貯湯槽４１内の下部と上部の水圧の差圧が例えば２０ｋＰａ程度までパルス的に増大するため、往き側通路４５ａから戻り側通路４５ｂに流れる水流が発生し、循環ポンプ６４が水張りされた状態になる。

【0058】

循環ポンプ６４が水張りされた状態で、循環ポンプ６４を駆動することで、循環加熱回路４５内の残留エアを貯湯槽４１へ確実に排出し、貯湯槽４１から上流出湯通路４７ａと、中間出湯通路４７ｂと、風呂注湯通路５５を介して風呂へエア抜きすることができる。

【0059】

上記のように、貯湯槽４１への水張り完了後、循環ポンプ６４が駆動している状態でのＳ４，Ｓ７の蓄熱切換弁７１の閉開制御を行うことにより、循環加熱回路４５内のエアの大部分をエア抜きすることができる。しかし、循環加熱回路４５内に気泡状態のエアが残留している場合があるため、Ｓ４，Ｓ７とＳ１０，Ｓ７の蓄熱切換弁７１の閉開制御を複数回繰り返し行うことにより、循環加熱回路４５から完全にエア抜きし、循環加熱回路４５に確実に水張りすることができる。

【0060】

以上説明したように、貯湯槽４１と配管系への水張りと、循環加熱回路４５への水張りは、制御ユニット９７により自動的に且つ能率的に行うことができるため、貯湯給湯装置３の試運転にかかる所要時間とコストを大幅に低減することができる。そして、循環加熱回路４５に水が循環しない状態で、燃料電池発電ユニット２を空焚き運転して燃料電池発電ユニット２を故障させてしまう虞もない。しかも、前記循環加熱回路水張り制御は、同様の構造の種々の貯湯給湯装置３に適用することができるため、汎用性に優れる。

【0061】

さらに、制御ユニット９７は、蓄熱切換弁７１の閉弁から所定時間ｔａ経過して貯湯槽４１内に給水圧が作用しなくなった状態で蓄熱切換弁７１を開弁状態に戻すので、貯湯槽４１の下部と上部の水圧の差圧を確実に発生させて、循環ポンプ６４を確実に水張り状態にすることができる。

【0062】

次に、前記実施例を部分的に変更する例について説明する。
［１］前記循環加熱回路水張り制御において、Ｓ４の蓄熱切換弁７１の給水停止位置への切換制御とＳ５の循環ポンプ６４の駆動制御とを入れ替え、先に循環ポンプ６４を駆動してから蓄熱切換弁７１を閉弁状態に切り換えても良いし、Ｓ４の蓄熱切換弁７１の給水停止位置への切換制御とＳ５の循環ポンプ６４の駆動制御を同時に実行しても良い。即ち、蓄熱切換弁７１を閉弁させてから開弁状態に戻すより前に、循環ポンプ６４を駆動させれば良い。

【0063】

［２］前記循環加熱回路水張り制御において、Ｓ９，Ｓ１０を省略して、Ｓ８において所定時間ｔｂ経過後に循環加熱回路４５への水張りが完了したとして、循環ポンプ６４を停止させる、つまり、蓄熱切換弁７１の閉開駆動を複数回繰り返さずに蓄熱切換弁７１の閉開駆動を１回する制御であっても良い。

【0064】

［３］前記循環加熱回路水張り制御において、循環加熱回路水張りの為に蓄熱切換弁７１を閉開駆動しているが、特に制御対象を蓄熱切換弁７１に限定する必要はなく、給水通路４６に開閉弁を新たに設け、蓄熱切換弁７１の開弁状態を保持したまま、前記開閉弁を閉開駆動して循環加熱回路水張り制御を実行しても良い。

【0065】

［４］前記実施例では、燃料電池コージェネレーションシステム１の燃料電池発電ユニット２を熱源機とする貯湯給湯装置３を例にして説明したが、ヒートポンプやガスエンジンを熱源機とする貯湯給湯装置にも本発明を同様に適用することができる。

【0066】

［５］その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態を包含するものである。

【符号の説明】

【0067】

１ 燃料電池コージェネレーションシステム
２ 燃料電池発電ユニット
３ 貯湯給湯装置
９ 熱交換器
４５ 循環加熱回路
４６ 給水通路
４７ 出湯通路
５５ 風呂注湯通路
６４ 循環ポンプ
７１ 蓄熱切換弁
７６ 注湯電磁弁
９７ 制御ユニット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】