(57)【要約】【課題】  冬期でも安定的に熱いお湯を供給可能な給湯能力を有し、且つ高いエネルギ効率を有するヒートポンプ式の給湯システムを提供する。【解決手段】  ヒートポンプ回路の凝縮器からの放熱と熱交換して水を加熱して給湯するヒートポンプ給湯手段２と貯湯タンク３とガス焚または油焚きによる補助給湯手段４を備え、ヒートポンプ給湯手段２で加熱された温水を貯湯タンク３に貯湯し、補助貯湯タンク５を介して給湯負荷４０に対して給湯可能に構成された給湯システム１であって、補助貯湯タンクの下部に設けられた入水口５５が、給水路である管路２３、２５と接続されると共に、貯湯タンク３の上部出水口１３と管路２０，２２を介して接続されている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
温水を貯湯する貯湯タンクと、
ヒートポンプ回路の凝縮器からの放熱を熱交換して、前記貯湯タンク内の温水を循環加熱するヒートポンプ給湯手段と、
前記貯湯タンクから給湯される温水を貯湯し、給湯負荷へ供給する補助貯湯タンクと、
前記補助貯湯タンクの温水を循環加熱する為のガス焚または油焚きによる補助給湯手段を備えた給湯システムであって、
前記貯湯タンクから前記補助貯湯タンクに至る給湯往路が、前記補助貯湯タンクの下部に設置された給水入口に接続されており、
給湯負荷が発生した場合には、前記貯湯タンクからの温水が前記補助貯湯タンクの下部に設置された給水入口から補給され、前記補助貯湯タンクの上部に設置された給湯出口から給湯負荷に対して給湯可能に構成されていることを特徴とする給湯システム。
【請求項２】
前記貯湯タンク内の湯温と前記補助貯湯タンク内の湯温が同じ設定温度を維持するように、前記貯湯タンク内の湯温は前記ヒートポンプ給湯手段により、及び前記補助貯湯タンク内の湯温は前記補助給湯手段により、加熱制御され、
前記貯湯タンク内の温水は、補給水と混合されることなく、直接前記補助貯湯タンクに貯湯されることを特徴とする請求項１に記載の給湯システム。
【請求項３】
前記ヒートポンプ給湯手段の動作時において、前記ヒートポンプ給湯手段は、前記貯湯タンク内の温水の温度に基づいて、前記貯湯タンク内の温水を加熱制御し、
前記ヒートポンプ給湯手段により加熱された温水が、前記補助貯湯タンクの上部に設置された給湯入口を介して前記補助貯湯タンクへ貯湯され、前記補助貯湯タンク内の温水が、前記補助貯湯タンクの下部に設置された給水入口を介して前記貯湯タンクへ補給され、補給された温水が前記ヒートポンプ給湯手段により加熱されることにより、前記貯湯タンクの温水の循環加熱を行うことを特徴とする、請求項１に記載の給湯システム。
【請求項４】
前記貯湯タンク内の湯温は、少なくとも前記貯湯タンクの給湯出口側と給水入口側に設置された複数の温度センサにより検出された温度に基づき、段階的に制御されることを特徴とする請求項２又は３に記載の給湯システム。
【請求項５】
温水を貯湯する貯湯タンクと、
ヒートポンプ回路の凝縮器からの放熱を熱交換して、前記貯湯タンク内の温水を循環加熱するヒートポンプ給湯手段と、
前記貯湯タンクの温水を循環加熱する為のガス焚または油焚きによる補助給湯手段を備えた給湯システムであって、
前記貯湯タンクから前記補助給湯手段に至る給湯往路が、前記補助給湯手段の給水入口に接続されており、前記補助給湯手段の給水出口から給湯負荷に対して給湯可能に構成されていることを特徴とする給湯システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプ回路の凝縮器からの放熱と熱交換して加熱された温水を貯湯タンクに貯湯し、ガス焚または油焚きによる補助給湯手段を介して給湯負荷に対して給湯可能に構成されたヒートポンプ式の給湯システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ヒートポンプ式の給湯システムは、夜間の安価な電力を使用して、夜間の給湯使用量の少ない、低給湯負荷状態となる時間帯に、貯湯タンクに温水を貯めて、翌日の昼間の給湯負荷、例えば風呂やシャワー等の給湯に対して使用するシステムである。高給湯負荷時に貯湯タンクの温水を大量に消費した場合に、温水の給湯能力が不足するのを防ぐため、ガス焚または油焚き等の補助熱源を有する補助給湯手段を備える構成が提案されている（下記特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の給湯システムによれば、給湯負荷への給湯往路に対して、直接或いは補助貯湯タンクを介して給湯可能なガス焚または油焚きによる補助給湯手段を備えることで、高給湯負荷時において、給湯システムの給湯能力が不足する場合であっても、補助給湯手段による給湯が可能となり、湯切れを起こさずに安定した給湯が可能となる。
【０００４】
また、補助給湯手段を備えることで、ヒートポンプ給湯手段の能力を、翌日の昼間の通常の標準的な給湯需要の温水を貯湯タンクに夜間の間に貯湯するのに必要な能力に設定すればよく、また、貯湯タンクの容量を極度の残湯が生じないように適正化でき、システム全体でのエネルギ効率を向上できる。つまり、給湯能力の不足をヒートポンプ給湯手段の高出力化と貯湯タンクを大型化、或いは、給湯システムを複数使用等によらずに補助給湯手段により解決するため、ヒートポンプ給湯手段を含むヒートポンプ回路、及び、更に、貯湯タンクを小型化でき、給湯システム全体の小型化、低コスト化が図れる。更に、給湯システムの給湯能力が不足する昼間の時間帯に作動させる補助給湯手段が、電気式加熱手段ではなく、ガス焚または油焚きであるため、１次エネルギから見たエネルギ効率の悪い、また、昼間のエネルギコストの高い電力に頼らずに補助給湯が可能なため、エネルギ効率の向上及び運転コストの低減が可能となる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３４９２０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の補助給湯手段を備えた給湯システムでは、ヒートポンプ給湯手段及び貯湯タンクは屋外に設置され、補助給湯手段及び補助貯湯タンクは屋内に設置されることが多い。この場合、継続的に給湯負荷がある場合は問題が無いが、間欠的に給湯が使用される場合、特に冬期など、外気温度が低い場合、給湯負荷が停止することで給湯往路内の湯が停滞し、放熱により温度が低下する。この場合に再度給湯負荷が発生すると、温度が低下した湯が給湯負荷側へ供給されてしまい、安定した温度の給湯供給ができない。更に、一時的に水（温度の低下した湯）が供給される可能性がある。
【０００７】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、補助給湯手段を備えたヒートポンプ式の給湯システムにおいて、間欠的にお湯が使用される場合、特に冬期などの外気温度の低い場合においても安定した温度での給湯を持続的に維持可能な給湯システムを提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明に係る給湯システムは、温水を貯湯する貯湯タンクと、ヒートポンプ回路の凝縮器からの放熱を熱交換して、前記貯湯タンク内の温水を循環加熱するヒートポンプ給湯手段と、前記貯湯タンクから給湯される温水を貯湯し、給湯負荷へ供給する補助貯湯タンクと、前記補助貯湯タンクの温水を循環加熱する為のガス焚または油焚きによる補助給湯手段と、を備えた給湯システムであって、前記貯湯タンクから前記補助貯湯タンクに至る給湯往路が、前記補助貯湯タンクの下部に設置された給水入口に接続されており、給湯負荷が発生した場合には、前記貯湯タンクからの温水が前記補助貯湯タンクの下部に設置された給水入口から補給され、前記補助貯湯タンクの上部に設置された給湯出口から給湯負荷に対して給湯可能に構成されていることを第１の特徴とする。
【０００９】
更に、前記貯湯タンク内の湯温と前記補助貯湯タンク内の湯温が同じ設定温度を維持するように、前記貯湯タンク内の湯温は前記ヒートポンプ給湯手段により、及び前記補助貯湯タンク内の湯温は前記補助給湯手段により、加熱制御され、前記貯湯タンク内の温水は、補給水と混合されることなく、直接前記補助貯湯タンクに貯湯されることを第２の特徴とする。
【００１０】
更に、上記第１の特徴の本発明に係る給湯システムは、前記ヒートポンプ給湯手段の動作時において、前記ヒートポンプ給湯手段は、前記貯湯タンク内の温水の温度に基づいて、前記貯湯タンク内の温水を加熱制御し、前記ヒートポンプ給湯手段により加熱された温水が、前記補助貯湯タンクの上部に設置された給湯入口を介して前記補助貯湯タンクへ貯湯され、前記補助貯湯タンク内の温水が、前記補助貯湯タンクの下部に設置された給水入口を介して前記貯湯タンクへ補給され、補給された温水が前記ヒートポンプ給湯手段により加熱されることにより、前記貯湯タンクの温水の循環加熱を行うことを第３の特徴とする。
【００１１】
更に、上記第２又は第３の特徴の本発明に係る給湯システムは、前記貯湯タンク内の湯温は、少なくとも前記貯湯タンクの給湯出口側と給水入口側に設置された複数の温度センサにより段階的に制御されることを第４の特徴とする。
【００１２】
更に、上記目的を達成するための本発明に係る給湯システムは、温水を貯湯する貯湯タンクと、ヒートポンプ回路の凝縮器からの放熱を熱交換して、前記貯湯タンク内の温水を循環加熱するヒートポンプ給湯手段と、前記貯湯タンクの温水を循環加熱する為のガス焚または油焚きによる補助給湯手段を備えた給湯システムであって、前記貯湯タンクから前記補助給湯手段に至る給湯往路が、前記補助給湯手段の給水入口に接続されており、前記補助給湯手段の給水出口から給湯負荷に対して給湯可能に構成されていることを第５の特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明における給湯システムは、補助給湯手段のみから構成される、或いは補助給湯手段と補助貯湯タンクから構成されるバッファ給湯手段を有しており、貯湯タンクから給湯されるに至る給湯往路が前記バッファ給湯手段の入水口に接続され、給湯可能になるように構成されている。これにより、配管内の温水が停滞し、温水の温度が低下した場合は、温度の低下した温水は一旦バッファ給湯手段を介して、加熱した上で給湯されるため、局部的な低温水が給湯負荷へ供給されることを防ぐことができる。
【００１４】
特に、上記第１から第４の何れかの特徴の給湯システムによれば、貯湯タンクから補助貯湯タンクに至る給湯往路が、補助貯湯タンクの下部に設置された給水入口に接続されている為、貯湯タンク出口から補助貯湯タンク入口への給湯配管内で温水が停滞し、温水の温度が低下した場合であっても、補助貯湯タンク内の温水と補助タンク内部において混ぜ合わさることで、局部的な低温水が給湯負荷へ供給されることがなくなる。これにより補助貯湯タンク内の温水の温度が低下すれば、補助給湯手段で加熱することで、高温の温水にして給湯負荷へ給湯することができる。
【００１５】
また、給湯負荷が発生した場合には、貯湯タンクから高温の温水が補助貯湯タンクの下部に設置された給水入口から補給され、前記補助貯湯タンクの上部に設置された給湯出口から給湯負荷に対し給湯される。ヒートポンプ給湯手段により加熱しても、それ以上に給湯負荷があり、補助貯湯タンクへ給湯される温水の温度が低下する場合には、補助給湯手段により所定の温度まで加熱することで、安定的な湯の供給が可能になる。
【００１６】
更に、上記第２の特徴の給湯システムによれば、貯湯タンク内の温水は、補給水と混合されることなく、直接前記補助貯湯タンクに貯湯される為、温水の温度差を調節するための温度調節弁を必要としない。更に、給水、及び補助貯湯タンクへの温水の補給は、必ず貯湯タンクを介して行われるため、電磁弁をも必要としない。このため、貯湯タンク内の湯温と補助貯湯タンク内の湯温が同じ設定温度を維持するように、ヒートポンプ給湯手段を貯湯タンクの湯温に基づいて、補助給湯手段を補助貯湯タンクの湯温に基づいて、独立に加熱制御すれば良く、湯温の制御システムを簡略化できる。
【００１７】
更に、上記第３の特徴の給湯システムによれば、ヒートポンプ給湯手段により加熱された温水は補助貯湯タンクに貯湯されることにより、補助貯湯タンク内の温水を優先的に加熱することができる。これにより、一度ヒートポンプ給湯手段が運転すると、貯湯タンク内の温水が設定温度以上に上昇するまでの間、継続的に運転することができるため、ヒートポンプ給湯手段が安定して、高い効率で運転することができる。
【００１８】
更に、上記第２又は第３の何れかの特徴の給湯システムによれば、貯湯タンク内の、給湯出口側の湯温と給水入口側の湯温を複数の温度センサにより測定し、検出温度を比較することで、ヒートポンプ給湯手段の段階的な制御が可能になる。これにより、一度ヒートポンプ給湯手段が運転すると一定時間継続的に運転することができるため、ヒートポンプ給湯手段が安定して、高い効率で運転することができる。
【００１９】
また、上記第５の特徴の給湯システムによれば、貯湯タンクから補助給湯手段に至る給湯往路が、補助給湯手段の給水入口に接続されている為、貯湯タンク出口から補助給湯手段の給水入口への給湯配管内で温水が停滞し、温水の温度が低下した場合であっても、補助給湯手段を作動させ、補助給湯手段で加熱してから給湯負荷へ送ることで、高温の温水にして給湯負荷へ給湯することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明に係る給湯システム（以下、適宜「本発明システム」と略称する）の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
〈第１実施形態〉
図１は、本発明システムの第１実施形態における概略のシステム構成図である。尚、図中の破線は、各種制御用の信号線を示す。図１に示すように、本発明システム１は、ヒートポンプ給湯手段２、貯湯タンク３、補助給湯手段であるガス焚給湯機４、補助貯湯タンク５、及び、本発明システム１の運転を制御する制御手段６を備えて構成される。更に、ヒートポンプ給湯手段２と貯湯タンク３とガス焚給湯機４と補助貯湯タンク５と給湯負荷４０の相互間が複数の管路２０〜２５及び管路６１〜６４で接続されている。具体的には、ヒートポンプ給湯手段２の出水口１１と補助貯湯タンク５下部に設置された入水口５５間が管路２０と電磁弁３３が介装された管路２２で接続され、ヒートポンプ給湯手段２の入水口１２と補給水（上水道等）４１間が給水路である管路２１と管路２３で接続され、貯湯タンク３の上部入出水口１３が管路２０に、貯湯タンク３の下部入出水口１４が管路２１に、夫々接続されている。管路２０上の、貯湯タンク３の上部入出水口１３との接続個所より下流側（補助貯湯タンク５側）に、温度調整用の三方弁３０が介装され、給水路である管路２３が、貯湯タンク３の下部入出水口１４との接続個所より上流側（補給水４１側）で管路２１と管路２４に分岐して、管路２４の下流側で温度調整用の三方弁３０に接続している。三方弁３０は、より下流側の管路２２に設けられた温度センサ３６の検出温度に基づいて、管路２４側からの給水量を調整する。
【００２２】
更に、ガス焚給湯機４の出水口１５が、補助貯湯タンク５の上部に設けられた入水口５１と管路６１を介して接続している。ガス焚給湯機４の入水口１６が、補助貯湯タンク５の下部に設けられた出水口５２と、循環ポンプ３１を介装した管路６２を介して接続している。循環ポンプ３１は、補助貯湯タンク６の水温を計測する温度センサ３７の検出温度に基づいて、湯温が設定温度の範囲内に収まるように作動、停止を行う。補助貯湯タンク５の上部に設けられた出水口５３が、循環ポンプ３２が介装された管路６３を通して給湯負荷４０へ接続している。循環ポンプ３２は給湯負荷４０が循環負荷の場合に作動する。補助貯湯タンク６の下部に設けられた２つの入水口５４，５５の内の一方の入水口５４と給湯負荷４０間が、給湯復路である管路６４で接続され、他方の入水口５５は、給水路である管路２３と、電磁弁３４が介装された管路２５を介して接続され、同時に３方弁３０により温度が調整された温水が入水される管路２２を介しても接続されている。
【００２３】
この為、貯湯タンク出口から補助貯湯タンク入口に至る配管２２内の温水が停滞し、特に冬期等、配管内の湯温が低下した場合であっても、入水口５５を介して補助貯湯タンク５内の湯と混合される為、局部的な低温水が給湯負荷へ供給されることは無い。補助貯湯タンクの湯温が低下した場合は、ガス焚給湯機４にて加熱することで、高温の湯にして給湯負荷へ供給することができる。
【００２４】
尚、本実施形態では、貯湯タンク３として小型の貯湯タンクが６台直列に配列した構造を、補助貯湯タンク５として単槽構造のものを例示しているが、これに限定されるものではない。
【００２５】
また、図示していないが、各管路２０〜２５及び６１〜６４には、夫々、開閉弁（２方弁）、逆止弁、減圧弁、定流量弁、安全弁、自動空気抜き弁等の内、適宜必要なものが介装されている。また、ヒートポンプ給湯手段２の入水口１２の内側にも、図示していないが、開閉弁や循環ポンプが設けられている。
【００２６】
ヒートポンプ給湯手段２は、ヒートポンプ回路の冷媒として二酸化炭素或いはＲ４１０Ａ冷媒を採用したヒートポンプで構成され、入水口１２から給水された水をヒートポンプ回路の凝縮器からの放熱と熱交換して加熱し、出水口１１から管路２０を介して貯湯タンク３に対して給湯を行う。
【００２７】
貯湯タンク３は、ヒートポンプ給湯手段２から給湯される温水を貯湯して、管路２０、管路２２を介して補助貯湯タンク５に対して給湯を行う。本実施形態では、貯湯タンク３は、６台のタンク３ａ〜３ｆを、その内の連続する２つのタンクの前段の底部と後段の上部を相互に連通させ、直列に配列した構成が例示されている。尚、各タンク内部の水温を計測するサーミスタ等の温度センサ３５ａ〜３５ｆが各別に設けられており、当該温度センサの出力はヒートポンプ給湯手段２を経由して制御手段６に入力される。
【００２８】
ガス焚給湯機４は、ヒートポンプ給湯手段２に対する補助的な給湯手段として機能する。本実施形態では、ガス焚、油焚の真空式ボイラ、無圧式温水発生機、温水ボイラで構成された給湯機を想定しているが、必ずしもそれに限定されるものではない。
【００２９】
制御手段６は、１日の内の時間帯、給湯負荷状態等に基づいて、ヒートポンプ給湯手段２の運転、ガス焚給湯機４の運転、第１電磁弁３３の開閉または開度、第２電磁弁３４の開閉または開度、及び、循環ポンプ３２の運転の各制御を行う。
【００３０】
〈第２実施形態〉
次に、本発明システムの第２実施形態について説明する。図２は、本発明システムの第２実施形態における概略のシステム構成図である。尚、第１実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付して説明する。
【００３１】
図２に示すように、本発明システム１０は、ヒートポンプ給湯手段２、貯湯タンク３、補助給湯手段であるガス焚給湯機４、補助貯湯タンク５、及び、図示していないが、本発明システム１０の運転を制御する制御手段６を備えて構成される。更に、ヒートポンプ給湯手段２と貯湯タンク３とガス焚給湯機４と補助貯湯タンク５と給湯負荷への相互間が複数の管路２０〜２３、２５、６１〜６４で接続されている。第１実施形態との相違点は、管路２０と管路２２、及び、管路２１と管路２３は直接連通しておらず、夫々別々の貯湯タンク側入出水口を介して接続されていること、及び、湯温制御の為の三方弁３０が存在せず、電磁弁３３と３４に代えて開閉弁３８が介装されていることである。
【００３２】
即ち、ヒートポンプ給湯手段２の出水口１１と貯湯タンク３の入水口１３ａが管路２０で接続され、ヒートポンプ給湯手段２の入水口１２と貯湯タンク３の出水口１４ａが、管路２１で接続されている。貯湯タンク３の上部出水口１３ｂが管路２２を介して補助貯湯タンクの下部入水口５５に接続されている。貯湯タンク３の下部入水口１４ｂが管路２３に接続され、給水路となっている。管路２５上に介装された開閉弁は通常閉じている為、貯湯タンク３内の温水は、補給水と混合されることなく、直接補助貯湯タンク５に貯湯される。
【００３３】
更に、ガス焚給湯機４の出水口１５が、補助貯湯タンク５の上部に設けられた入水口５１と管路６１を介して接続している。ガス焚給湯機４の入水口１６が、補助貯湯タンク５の下部に設けられた出水口５２と、循環ポンプ３１を介装した管路６２を介して接続している。循環ポンプ３１は、補助貯湯タンク５の湯温を計測する温度センサ３７の検出温度に基づいて、湯温が設定温度の範囲内に収まるように作動、停止を行う。補助貯湯タンク５の上部に設けられた出水口５３が、給湯往路である管路６３を通して給湯負荷へ接続され、給湯負荷からの戻りは、給湯往路である管路６４を通して補助貯湯タンク５の下部に設けられた入水口５４へ接続されている。
【００３４】
上記の、第１実施形態から、電磁弁と温度調整用の三方弁を省いた構成により、湯温の制御システムを大幅に簡略化することができる。
【００３５】
即ち、貯湯タンク３内の湯温と補助貯湯タンク５内の湯温が同じ設定温度を維持するように、貯湯タンク３内の湯温は前記ヒートポンプ給湯手段２により、及び補助貯湯タンク５内の湯温はガス焚給湯機４により、独立に加熱制御される。具体的には、貯湯タンク３内の湯温は貯湯タンク３に設置した温度センサ３５を用いて測定され、検出温度が設定温度以下になるとヒートポンプ給湯手段２が作動し、検出温度が設定温度以上になるとヒートポンプ給湯手段２の運転を停止するようにヒートポンプ給湯手段２を制御すれば良い。同様に、補助貯湯タンク５内の湯温は補助貯湯タンク５に設置した温度センサ３７を用いて測定され、検出温度が設定温度以下になるとガス焚給湯機４が作動し、検出温度が設定温度以上になるとガス焚給湯機４の運転を停止するように、ヒートポンプ給湯手段２の制御とは独立にガス焚給湯機４を制御すれば良い。
【００３６】
ここで、貯湯タンク３内の湯温の測定は、貯湯タンク３に設置した温度センサ３５を用いて行われ、通常、検出温度が設定温度以下になるとヒートポンプ給湯手段２が作動し、検出温度が設定温度以上になるとヒートポンプ給湯手段２の運転を停止するように、ヒートポンプ給湯手段２の運転が制御されるが、更に、貯湯タンク内の異なる場所の湯温を複数の温度センサを用いて測定し、検出温度を比較することにより、ヒートポンプ給湯手段２を段階制御させることができる。
【００３７】
例えば、温度センサを１個、貯湯タンクの中央部に設置した場合、検出温度が３５℃以下でヒートポンプ給湯手段を運転し、５０℃以上になったら停止するように制御するところを、温度センサを２個、貯湯タンクの上部（給湯出口側）と下部（給湯入口側）に設置し、給湯出口側の検出温度が３５℃以下でヒートポンプ給湯手段を作動し、給水入口側の検出温度が５０℃以上になったら停止するように制御すれば良い。これにより、一度ヒートポンプ給湯手段が運転すると一定時間継続的に運転することができるため、ヒートポンプ給湯手段が安定して、高い効率で運転することができる。
【００３８】
更に、夫々別の場所に設置した３つ以上の温度センサを用いると、湯温を検出、比較する為に使用する温度センサの選択を時間帯に応じて変更することにより、ヒートポンプ給湯手段の制御を時間帯に応じて切り替えることができる。
【００３９】
具体的に、温度センサが４つある場合の例を挙げると、午前中は、最も給水入口側に設置した温度センサと給水入口側から２番目に設置した温度センサを選択し、給水入口側から２番目に設置した温度センサの検出温度が３５℃以下でヒートポンプ給湯手段を作動し、最も給水入口側に設置した温度センサの検出温度が５０℃以上になったら停止するように制御する。午後になると、給水入口側から２番目と３番目に設置した温度センサを選択し、給水入口側から３番目に設置した温度センサの検出温度が３５℃以下でヒートポンプ給湯手段を作動し、給水入口側から２番目に設置した温度センサの検出温度が５０℃以上になったら停止するように制御する。夕方には、給水入口側から３番目と４番目（即ち、最も給湯出口側）に設置した温度センサを選択し、最も給湯出口側に設置した温度センサの検出温度が３５℃以下でヒートポンプ給湯手段を作動し、給水入口側から３番目に設置した温度センサの検出温度が５０℃以上になったら停止するように制御する。夜間は、最も給水入口側の温度センサの検出温度が５０℃を超えるまでヒートポンプ給湯手段を稼動させると良い。
【００４０】
このように、ヒートポンプ給湯手段の制御を時間帯に応じて切り替えることにより、極力電気料金の割安な夜間を選んで、ヒートポンプ給湯手段を継続的に、高い効率で蓄熱運転することができる。
【００４１】
尚、本実施形態では、貯湯タンク３、補助貯湯タンク５共に単槽構造のものを例示しているが、これに限定されるものではない。第１実施形態にみられる、貯湯タンク３が小型のタンクが複数台直列に配列した構造の場合には、上述の温度センサの設置場所については、適宜、給湯出口に近い側の小型のタンクと給湯入口に近い側のタンクを少なくとも２つ選択し、温度センサを設置すれば良い。タンクに設置される温度センサの位置についても、上部、下部或いは中腹部のどこに設置すれば良いかについては、適宜、必要に応じて設計すべき事項であり、必要な温度センサの数についても、適宜設計すべき事項である。
【００４２】
〈第３実施形態〉
次に、本発明システムの第３実施形態について説明する。図３に示されるように、本発明システム１００は、第２実施形態を改良した構成である。第２実施形態との相違点は、ヒートポンプ給湯手段２の出水口１１は貯湯タンク３の入水口１３ａと接続しておらず、管路２０を介して、補助貯湯タンク５の上部入水口５６へと接続していることである。
【００４３】
これにより、ヒートポンプ給湯手段２により加熱された貯湯タンク３内の温水の全部が、管路２０を介して補助貯湯タンク５へ直接貯湯され、補助貯湯タンク５内の温水をヒートポンプ給湯手段２により優先的に加熱することができる。貯湯タンク３には、補助貯湯タンク５の下部に貯湯されている温度の低下した温水が、管路２２を介して、貯湯タンク３の上部出水口１３ｂから補給される。ヒートポンプ給湯手段２は、温度センサ３５により測定された貯湯タンク３内の湯温の検出温度に基づき、検出温度が設定温度以上になるまでヒートポンプ給湯手段２が稼動し、検出温度が設定温度以上に達した時点でヒートポンプ給湯手段２の運転を停止するように制御される。
【００４４】
この構成を用いることで、一度ヒートポンプ給湯手段２が運転すると、貯湯タンク内の温水が設定温度以上に上昇するまでの一定時間継続的に運転することができるため、ヒートポンプ給湯手段２を安定的に、高い効率で運転させることができる。
【００４５】
〈第４実施形態〉
次に、本発明システムの第４実施形態について説明する。図４に示されるように、本発明システム１０１は本発明システムの第１実施形態から補助貯湯タンク５を省き、簡略化した構成である。尚、第１実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付して説明する。
【００４６】
図４に示すように、本発明システム１０１は、ヒートポンプ給湯手段２、貯湯タンク３、補助給湯手段であるガス焚給湯機４、及び、本発明システム１０１の運転を制御する制御手段６を備えて構成される。更に、ヒートポンプ給湯手段２と貯湯タンク３とガス焚給湯機４と給湯負荷４０への相互間が複数の管路２０〜２５、６１〜６４で接続されている。第１実施形態との相違点は、補助貯湯タンク５が無く、貯湯タンク３に貯湯されている温水は必ず管路６２を介し、ガス焚給湯機４の入水口１６及び出水口１５を経由し、管路６３を介して給湯可能な構成となっている点である。
【００４７】
管路６２上に設置された温度センサ３７は、管路６２内の温水の温度を計測する。管路６２内の温水の検出温度が設定温度以下に低下しており、なおかつ給湯負荷が発生している場合にはガス焚給湯機４が作動し、設定温度以上に温水を加熱した上で給湯負荷へ給湯する。
【００４８】
上記各実施形態で説明した本発明システム１、１０、１００及び１０１の構成は、図１、図２及び図３に夫々例示する構成に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲で示される技術的範囲内、及びその均等の範囲内において適宜変更可能である。従って、図１、図２、図３及び図４に例示した管路構成は一例であり、適宜変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明に係る給湯システムは、ヒートポンプ式の給湯システムに利用でき、間欠的にお湯が使用され、特に冬期などの外気温度が低い場合においても安定的に熱い湯を供給可能な、補助給湯手段を備えたヒートポンプ式の給湯システムを提供する。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に係る給湯システムの第１実施形態における概略の構成を模式的に示すシステム構成図
【図２】本発明に係る給湯システムの第２実施形態における概略の構成を模式的に示すシステム構成図
【図３】本発明に係る給湯システムの第３実施形態における概略の構成を模式的に示すシステム構成図
【図４】本発明に係る給湯システムの第４実施形態における概略の構成を模式的に示すシステム構成図
【符号の説明】
【００５１】
１、１０、１００、１０１：  本発明に係る給湯システム
２：    ヒートポンプ給湯手段
３：    貯湯タンク
３ａ〜３ｆ：  タンク
４：    ガス焚給湯機（補助給湯手段）
５：    補助貯湯タンク
６：    制御手段
１１：  ヒートポンプ給湯手段の出水口
１２：  ヒートポンプ給湯手段の入水口
１３：  貯湯タンクの上部入出水口
１３ａ〜ｂ：  貯湯タンクの上部入出水口
１４：  貯湯タンクの下部入出水口
１４ａ〜ｂ：  貯湯タンクの下部入出水口
１５：  ガス焚給湯機の出水口
１６：  ガス焚給湯機の入水口
２０〜２５：  管路
３０：  三方弁
３１、３２：  循環ポンプ
３３：  第１電磁弁
３４：  第２電磁弁
３５ａ〜３５ｆ：  温度センサ
３５〜３７：  温度センサ
３８：  開閉弁
４０：  給湯負荷
４１：  補給水
５１：  補助貯湯タンクの上部入水口
５２：  補助貯湯タンクの下部出水口
５３：  補助貯湯タンクの上部出水口
５４、５５：  補助貯湯タンクの下部入水口
５６：  補助貯湯タンクの上部入水口
６１〜６４：  管路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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