(57)【要約】【課題】  主熱源部と補助熱源部とを組み合わせる場合に、特に補助熱源部等の機器類の耐久性を損なうことなく、しかも排熱による最大限の貯湯と、給湯要求への応答性の良い対応とを実現し得る貯湯給湯システムを提供する。【解決手段】  貯湯タンク７の湯水又は給水を貯湯用及び給湯用の熱交換器６ａ，６ｂで熱交換加熱するために、熱媒循環回路２から循環供給される熱媒を利用する。ガスエンジンの冷却水排熱を主熱源とする熱媒を主熱源部３から貯湯用熱交換器６ａに循環供給して排熱回収により貯湯し、貯湯用熱交換器６ａを通過後の熱媒を補助熱源部４で補助加熱した上で給湯用熱交換器６ｂに供給して給湯用の熱交換加熱を急速に行う。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯湯タンク内の湯水を貯湯用に熱交換加熱する貯湯用熱交換器及び給水を給湯用に熱交換加熱する給湯用熱交換器を共に備えた貯湯／給湯回路と、この貯湯／給湯回路の貯湯用熱交換器及び給湯用熱交換器に対し熱交換加熱のための熱源として熱媒を循環供給する熱源循環回路とを備え、
上記熱源循環回路は、外部熱源の排熱を熱源とする熱媒を上記貯湯用熱交換器に供給可能な主熱源部と、この主熱源部からの熱媒をさらに補助加熱した上で上記給湯用熱交換器に供給可能な補助熱源部とを備えている
ことを特徴とする貯湯給湯システム。
【請求項２】
貯湯タンク内の湯水を貯湯用に熱交換加熱する貯湯用熱交換器及び給水を給湯用に熱交換加熱する給湯用熱交換器を共に備えた貯湯／給湯回路と、この貯湯／給湯回路の貯湯用熱交換器及び給湯用熱交換器に対し熱交換加熱のための熱源として熱媒を循環供給する熱源循環回路とを備え、
上記熱源循環回路は、太陽熱を熱源とする熱媒を上記貯湯用熱交換器に供給可能な主熱源部と、この主熱源部からの熱媒をさらに補助加熱した上で上記給湯用熱交換器に供給可能な補助熱源部とを備えている
ことを特徴とする貯湯給湯システム。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の貯湯給湯システムであって、
上記熱源循環回路は、上流側の主熱源部から下流側にかけて貯湯用熱交換器、補助熱源部、及び、給湯用熱交換器がこの順に介装されている、貯湯給湯システム。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の貯湯給湯システムであって、
上記熱源循環回路は、上記主熱源部及び補助熱源部の内の少なくともいずれか一方をバイパスするバイパス路と、このバイパス路に対し熱媒の循環流路を切換える切換手段とを備えている、貯湯給湯システム。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の貯湯給湯システムであって、
被加熱対象を熱交換加熱する熱負荷用熱交換器を備えた第１の熱負荷運転用循環回路をさらに備え、
上記熱源循環回路は熱媒を上記第１の熱負荷運転用循環回路の熱負荷用熱交換器に対し熱交換加熱用の熱源として循環供給するように構成されている、貯湯給湯システム。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれかに記載の貯湯給湯システムであって、
熱源を放熱させる熱負荷用熱交換器を備えた第２の熱負荷運転用循環回路をさらに備え、
上記熱源循環回路は熱媒を上記第２の熱負荷運転用循環回路の熱負荷用熱交換器に対し放熱熱源として循環供給するように構成されている、貯湯給湯システム。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれかに記載の貯湯給湯システムであって、
上記貯湯／給湯回路は、上記貯湯用熱交換器に対し熱交換加熱のために湯水を循環供給する際に上記貯湯タンクをバイパスする貯湯タンクバイパス路と、上記貯湯用熱交換器との間に循環させる湯水の上記貯湯タンク側への戻り流量及び上記貯湯タンクバイパス路へのバイパス流量との流量分配を行う分配・切換手段とを備えている、貯湯給湯システム。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれかに記載の貯湯給湯システムであって、
上記貯湯／給湯回路は、上記貯湯タンク又は給湯用熱交換器からの給湯路と、給水源からの給水路と、給湯路の湯と給水路の水とを混合して温度調整する湯水混合手段とを備えている、貯湯給湯システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部熱源の排熱や自然エネルギーの太陽熱を主熱源にした熱回収によって貯湯等を行い、貯湯した湯を給湯に用いるための貯湯給湯システムに関し、特に貯湯のために主熱源を最大限に活用し得るようにした技術に係る。
【背景技術】
【０００２】
従来、貯湯給湯システムとして、外部熱源の排熱を利用して加熱した湯を貯湯タンクに貯湯する一方、排熱からの熱回収では不足する場合、つまり貯湯温度が低い場合にはその湯を補助熱源部によりさらに加熱した上で給湯するものが知られている。例えば特許文献１では、発電機のエンジン冷却水の排熱と熱交換させて貯湯し、給湯にあたり貯湯タンク内の貯湯温度が低い場合には別途ボイラーを起動させて不足分の熱量補充により昇温させるようにしている。又、特許文献２，３又は４では、同様に発電機のエンジン冷却水の排熱と熱交換させて貯湯し、給湯にあたり貯湯タンク内の貯湯温度が低い場合には補助熱源部を燃焼駆動させてさらに加熱するようにしている。特許文献１ではボイラーを補助熱源部として用い、特許文献２，３又は４では燃焼部と、燃焼部からの燃焼熱により熱交換加熱する熱交換器との組み合わせを補助熱源部として用いており、いずれの場合も補助熱源部を貯湯タンクと接続された給湯回路上に配置している。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２７７０５３号公報
【特許文献２】特開２００２−３６４９１７号公報
【特許文献３】特開２００２−３６４９１８号公報
【特許文献４】特開２００３−２１３９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記従来の貯湯給湯システムにおいては、特に補助熱源部の耐久性や機能性が早期に損なわれるおそれがあり、メンテナンスや補助熱源部の早期の交換等の不都合を招いたりシステム全体としての不都合を招いたりするおそれがある。すなわち、補助熱源部は給水源からの給水圧が作用している貯湯タンク内の貯湯や、給水源からの給水自体を熱交換加熱するようになっているため、補助熱源部にもその給水圧が作用し続けることになる上に、熱交換器等を構成する銅管の内壁面が給水（つまり水道水）に含まれる消毒剤等の影響下に常に晒され続けることになる。その上に、特許文献２，３又は４の貯湯給湯システムでは、貯湯タンク内の貯湯自体を暖房回路や風呂追い焚きの加熱用熱源としても利用するように構成されているため、貯湯をより加熱して加熱用熱源にするために補助熱源部を燃焼作動させる頻度がより高くなって耐久性が早期に損なわれる事態を招いている。加えて、暖房回路や風呂追い焚き回路等の付設によりシステムの複雑化を招き、より多くのかつ高級な構成部品を必要とする傾向にある。
【０００５】
ここで、以上の不都合の解消のために、補助熱源部を貯湯タンク内の湯水や給水を補助加熱する用途に使用するのではなく、主熱源部からの熱媒を補助加熱するという用途に使用するようにすることが考えられるが、このようにした場合には、給湯要求に応答性良く対応し得る一方、主熱源部からの排熱等を最大限に活用し得る工夫がさらに必要になると考えられる。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、主熱源部と補助熱源部とを組み合わせる場合に、特に補助熱源部等の機器類の耐久性を損なうことなく良好に機能を維持し得るようにしつつも、給湯要求に応答性良く対応し得る一方、主熱源部からの排熱等を最大限に活用し得るようにした貯湯給湯システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明では、貯湯給湯システムを対象にして、貯湯タンク内の湯水を貯湯用に熱交換加熱する貯湯用熱交換器及び給水を給湯用に熱交換加熱する給湯用熱交換器を共に備えた貯湯／給湯回路と、この貯湯／給湯回路の貯湯用熱交換器及び給湯用熱交換器に対し熱交換加熱のための熱源として熱媒を循環供給する熱源循環回路とを備えたものとする。そして、上記熱源循環回路として、外部熱源の排熱を熱源とする熱媒を上記貯湯用熱交換器に供給可能な主熱源部と、この主熱源部からの熱媒をさらに補助加熱した上で上記給湯用熱交換器に供給可能な補助熱源部とを備えたものとした。
【０００８】
又、請求項２に係る発明では、貯湯給湯システムを対象にして、貯湯タンク内の湯水を貯湯用に熱交換加熱する貯湯用熱交換器及び給水を給湯用に熱交換加熱する給湯用熱交換器を共に備えた貯湯／給湯回路と、この貯湯／給湯回路の貯湯用熱交換器及び給湯用熱交換器に対し熱交換加熱のための熱源として熱媒を循環供給する熱源循環回路とを備えたものとする。そして、上記熱源循環回路として、太陽熱を熱源とする熱媒を上記貯湯用熱交換器に供給可能な主熱源部と、この主熱源部からの熱媒をさらに補助加熱した上で上記給湯用熱交換器に供給可能な補助熱源部とを備えたものとした。
【０００９】
これら請求項１又は請求項２に係る発明の場合、補助熱源部を、従来の如く貯湯／給湯回路の側に介装させるのではなくて、熱源循環回路の側に介装させて熱媒を加熱するようにしているため、補助熱源部の耐久性や機能性の向上を図ることが可能となる。すなわち、従来の場合であると補助熱源部に対し給水圧（水道圧）が作用することに起因する耐久性悪化等の不都合発生のおそれがあったものの、それを確実に回避させることが可能となる。又、補助熱源部の内壁に接触する熱媒は、従来の如く水道水ではないため、それに含有する成分に起因して劣化が進展するおそれがなく、耐久性の向上を図ることが可能となる。その上に、その熱媒に対し防錆剤等の添加剤を添加することが可能となるため、補助熱源部の耐久性向上や長期に亘る機能性維持を確実に図ることが可能となる。さらに、主熱源部の排熱又は太陽熱の熱回収によって貯湯用熱交換器が熱交換加熱されて貯湯される一方、給湯用熱交換器には補助熱源部により補助加熱された熱媒が供給可能となるため、貯湯タンク内の貯湯に依存することなく給湯要求に対し応答性良く対応し得ることとなる。
【００１０】
上記発明をより具体的な構成として特定したものとして、上記熱源循環回路として、上流側の主熱源部から下流側にかけて貯湯用熱交換器、補助熱源部、及び、給湯用熱交換器をこの順に介装させるようにすることができる（請求項３）。このようにすることにより、貯湯用熱交換器では主熱源部からの排熱又は太陽熱を最大限熱回収して貯湯タンク内に貯湯（蓄熱）し得る一方、給湯用熱交換器には上流側位置の補助熱源部でさらに補助加熱した熱媒の供給が可能となるため、貯湯タンク内の貯湯の温度が低い場合であっても給湯要求に対し応答性良く対応することが可能になる。
【００１１】
上記発明における熱源循環回路として、上記主熱源部及び補助熱源部の内の少なくともいずれか一方をバイパスするバイパス路と、このバイパス路に対し熱媒の循環流路を切換える切換手段とを備えたものとすることができる（請求項４）。このようにすることにより、例えば補助熱源部をバイパスさせることで主熱源部の排熱又は太陽熱を非加熱状態の補助熱源部で無駄に放熱させることなく貯湯等のために熱回収させることが可能となったり、あるいは、例えば主熱源部をバイパスさせることで補助熱源部を作動させた場合に熱媒が得る熱を非作動状態の主熱源部で無駄に放熱させることなく貯湯等のために熱回収させることが可能となったりする。
【００１２】
又、被加熱対象を熱交換加熱する熱負荷用熱交換器を備えた第１の熱負荷運転用循環回路をさらに備えることとし、上記熱源循環回路として、熱媒を上記第１の熱負荷運転用循環回路の熱負荷用熱交換器に対し熱交換加熱用の熱源として循環供給する構成とすることができる（請求項５）。このようにすることにより、熱源循環回路の熱媒の排熱又は太陽熱を利用して第１の熱負荷運転用循環回路の被加熱対象をも容易に加熱させることが可能になる。
【００１３】
熱源を放熱させる熱負荷用熱交換器を備えた第２の熱負荷運転用循環回路をさらに備えることとし、上記熱源循環回路として、熱媒を上記第２の熱負荷運転用循環回路の熱負荷用熱交換器に対し放熱熱源として循環供給する構成とすることができる（請求項６）。このようにすることにより、熱源循環回路の循環熱媒のそれ自体を第２の熱負荷運転用循環回路の熱負荷用熱交換器での暖房熱源として循環供給し得ることになり、互いに独立させて熱源循環回路の熱媒との熱交換により加熱させる場合に比べ、第２の熱負荷運転用循環回路の例えば膨張タンク等の構成部品を省略することが可能になる。
【００１４】
上記貯湯／給湯回路として、上記貯湯用熱交換器に対し熱交換加熱のために湯水を循環供給する際に上記貯湯タンクをバイパスする貯湯タンクバイパス路と、上記貯湯用熱交換器との間に循環させる湯水の上記貯湯タンク側への戻り流量及び上記貯湯タンクバイパス路へのバイパス流量との流量分配を行う分配・切換手段とを備えたものとすることができる（請求項７）。このようにすることにより、貯湯タンク内への貯湯に際しその貯湯温度を容易にかつ確実に目標貯湯温度に調整し得ることになる。
【００１５】
さらに、上記貯湯／給湯回路として、上記貯湯タンク又は給湯用熱交換器からの給湯路と、給水源からの給水路と、給湯路の湯と給水路の水とを混合して温度調整する湯水混合手段とを備えたものとすることができる（請求項８）。このようにすることにより、確実に設定温度に調整された湯を給湯させることが可能になる。
【発明の効果】
【００１６】
以上、説明したように、請求項１〜請求項８のいずれかの貯湯給湯システムによれば、補助熱源部を熱源循環回路の側に介装させて補助熱源部により熱媒を加熱するようにしているため、給水圧の作用や水道水に含まれる成分に晒され続けることを回避することができ、これにより、補助熱源部の耐久性を損なうことなく機能性の良好な維持を図ることができるようになる。しかも、加熱対象の熱媒に対し防錆剤等の添加剤を添加することが可能となるため、補助熱源部の耐久性向上や長期に亘る機能性維持を確実に図ることができるようになる。その上に、主熱源部の排熱又は太陽熱の熱回収に基づき貯湯用熱交換器での貯湯蓄熱を有効に行うことができる一方、給湯用熱交換器には補助熱源部により補助加熱された熱媒を供給することができるため、貯湯タンク内の貯湯温度に依存することなく給湯要求に対し応答性良く対応することができるようになる。
【００１７】
特に請求項３によれば、貯湯用熱交換器では主熱源部からの排熱又は太陽熱を最大限熱回収して貯湯タンク内に貯湯（蓄熱）することができるようになる一方、給湯用熱交換器には上流側位置の補助熱源部でさらに補助加熱した熱媒を供給することができるため、貯湯タンク内の貯湯の温度が低い場合であっても給湯要求に対し応答性良く対応することができるようになる。
【００１８】
請求項４によれば、補助熱源部をバイパスさせることで主熱源部からの排熱又は太陽熱の無駄な放熱を防止したり、主熱源部をバイパスさせることで補助熱源部により得られる熱の無駄な放熱を防止したりして効率良く熱回収を図ることができるようになる。
【００１９】
請求項５によれば、熱源循環回路の熱媒の排熱等を利用して第１の熱負荷運転用循環回路の被加熱対象をも容易に加熱させることができるようになる。
【００２０】
請求項６によれば、熱源循環回路の循環熱媒のそれ自体を第２の熱負荷運転用循環回路の熱負荷用熱交換器での暖房熱源として循環供給することができ、互いに独立させて熱源循環回路の熱媒との熱交換により加熱させる場合に比べ、第２の熱負荷運転用循環回路の例えば膨張タンク等の構成部品を省略することができるようになる。
【００２１】
又、請求項７によれば、貯湯タンク内への貯湯に際しその貯湯温度を容易にかつ確実に目標貯湯温度に調整することができるようになる。
【００２２】
さらに、請求項８によれば、確実に設定温度に調整された湯を給湯させることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２４】
＜第１実施形態＞
図１は本発明の第１実施形態に係る貯湯給湯システムを示す。同図中の符号２は熱媒循環回路であって、この熱媒循環回路２は主熱源部３に加えて補助熱源部４をも併設したものである。符号５は貯湯／給湯回路であり、この貯湯／給湯回路５は貯湯用熱交換器６ａにおいて主熱源部３からの熱媒によって貯湯タンク７内の湯水を熱交換加熱して貯湯タンク７に貯湯したり、あるいは、給湯用熱交換器６ｂにおいて補助熱源部４により補助加熱された熱媒によって給水を熱交換加熱して給湯したりし得るようになっている。又、符号８は熱媒循環回路２の熱媒により被加熱対象である浴湯が熱交換加熱される第１の熱負荷運転用循環回路としての風呂追い焚き回路であり、符号９は熱媒循環回路２の熱媒そのものを暖房熱源とする第２の熱負荷運転用循環回路としての暖房回路である。
【００２５】
熱媒循環回路２について説明すると、主熱源部３は発電機に付設されたガスエンジンを外部排熱源とするものであり、ガスエンジンの冷却水が有する排熱を貯湯などのための主な熱源として利用するものである。従って、エンジン冷却水が主熱源部３の熱源用の熱媒として循環されることになる。一方、補助熱源部４は、バックアップ熱源（Back Up熱源；BU熱源）ともいわれ、燃料（ガス等の気体燃料又は石油等の液体燃料）を燃焼させる燃焼部４１と、この燃焼部による燃焼加熱で内部を流れる流体を熱交換加熱する熱交換器４２とを備えて構成されたものである。この補助熱源部４は加熱が必要なときにはその作動により主熱源部３に比してレスポンス良く急速加熱が可能であることから、急速加熱型熱源ともいわれる。これに対し、主熱源部３は外部排熱源の排熱を取り出す必要があることから、加熱が必要なときであってもそのレスポンスは補助熱源部４に比して緩やかなものとなり、この点で緩速加熱型熱源ともいわれる。
【００２６】
そして、熱媒循環回路２は、主熱源部３からの熱媒がまず貯湯用熱交換器６ａに供給され、次に、補助熱源部４を経た上で給湯用熱交換器６ｂに供給されるようになっており、給湯用熱交換器６ｂを通過した後の熱媒が風呂追い焚き用熱交換器８１、膨張タンク２１、循環ポンプ２２、及び、流量センサ２３を経て主熱源部３に戻されるようになっている。そして、主熱源部３の戻り側と往き側との間には主熱源部バイパス路２４が接続され、流量調整機能付きの切換手段である分配・切換弁２４１の切換えにより例えば主熱源部３のガスエンジンが作動停止中等の期間には膨張タンク２１からの熱媒を主熱源部３には通過させないで（バイパスさせて）、貯湯用熱交換器６ａや補助熱源部４に直接に循環供給し得るようになっている。加えて、補助熱源部４の上流側位置と給湯用熱交換器６ｂの下流側位置とを補助熱源部バイパス路２５で接続して、流量調整機能付きの切換手段である分配・切換弁２５１の切換えにより例えば主熱源部３の排熱のみによって貯湯させる場合に主熱源部３からの熱媒を補助熱源部４や給湯用熱交換器６ｂには通過させないで（バイパスさせて）、貯湯用熱交換器６ａに対し直接に循環供給し得るようになっている。上記の主熱源部バイパス路２４や、補助熱源部バイパス路２５は、バイパスさせることにより、無駄な放熱を抑制したり、高温熱媒による供給への熱的悪影響を防止したりすることを目的に設置したものである。すなわち、後述の運転制御においても説明しているように、主熱源部３であるガスエンジンが非作動状態のときには排熱生成（排熱動作）も停止しているため、このような主熱源部３に熱媒を循環させると、その時点で熱媒が有している熱が主熱源部３通過時に無駄に放熱されてしまうことになる。この事情は例えば補助熱源部４を加熱作動しているときにも同様に発生する。つまり、補助熱源部４の加熱作動により熱媒を補助加熱したにも拘わらず、その熱媒を排熱動作停止中の主熱源部３に通すと、その熱が無駄に放熱されてしまうことになる。これらのような場合に、主熱源部バイパス路２４の側へ流路切換することにより、上記の如き無駄な放熱を抑制することができるようになる。その一方、補助熱源部４を加熱作動しているときには、この補助加熱によって熱媒はかなりの高温になる場合があり、このような高温の熱媒を主熱源部３に通過させると、熱的な悪影響を主熱源部３に及ぼすおそれがある。このような場合に対しても、主熱源部バイパス路２４の側へ流路切換することにより、上記の熱的悪影響が及ぶことを防止することができるようになる。
【００２７】
又、給湯用熱交換器６ｂの下流側であって、風呂追い焚き用熱交換器８１の上流側位置から暖房往き路９１が分岐され、この暖房往き路９１を通して熱媒が暖房端末９２に供給可能となっている。暖房端末９２で放熱された後の熱媒は、暖房戻り路９３を通して、風呂追い焚き用熱交換器８１と膨張タンク２１との間であって膨張タンク２１の上流側位置に戻される。この合流点に分配・切換弁９４が介装されており、この分配・切換弁９４の切換作動により熱媒を風呂追い焚き用熱交換器８１に供給するか、暖房端末９２に供給するかの切換えが行われるようになっている。加えて、分配・切換弁９４を熱媒が風呂追い焚き用熱交換器８１にのみ供給されるように切換えることで、熱媒を暖房回路９には通過させずに暖房回路９をバイパスさせる役割をも兼ねるようにしている。
【００２８】
さらに、循環ポンプ２２は吐出流量を可変とし得るＤＣポンプにより構成され、この循環ポンプ２２に流量センサ２３を組み合わせることで、熱媒の循環流量を調整し得るようにしている。なお、この組み合わせ以外にも、吐出流量が固定の循環ポンプであっても、これに流量調整弁を組み合わせることで熱媒の循環流量を調整し得るようにすることができる。
【００２９】
貯湯／給湯回路５は貯湯タンク７を挟んで給湯回路部５１と、貯湯回路部５２とが並列に配置されて回路構成されたものである。すなわち、給湯回路部５１は、図外の給水源（例えば水道管）に接続されて貯湯タンク７の底部まで給水する給水路５１１と、貯湯タンク７の頂部から貯湯を出湯させて給湯する給湯路５１２と、給水路５１１から分岐して給湯路５１２の途中に介装された湯水混合手段としての湯水混合弁５１３に対し混水のために給水する混水路５１４とを備えて構成されたものである。この湯水混合弁５１３により貯湯又は加熱湯水と給水とを混合して所定の給湯温度に調整した上で給湯し得るようになっている。そして、給湯路５１２には給湯流量を調整するための流量調整弁５１５が介装され、又、湯水混合弁５１３の上流側と混水路５１４との間には高温出湯防止回路５１６が接続されている。そして、上記貯湯タンク７の頂部から湯水混合弁５１３までの間の給湯路５１２に給湯用熱交換器６ｂが介装され、貯湯タンク７内の湯水温度が低く給湯要求の設定給湯温度を確保できない場合に給湯用熱交換器６ｂにおいて補助加熱された熱媒によってさらに熱交換加熱して高温化させることにより設定給湯温度での給湯を可能とするようになっている。なお、給湯用熱交換器６ｂにおいては、図１には図示の簡略化の関係から熱媒循環回路２の熱媒の流れ方向と、給湯回路部５１（給湯路５１２）の湯水の流れ方向とが互いに同じ方向に図示しているが、実際の配管構成は両者の流れが対向流になるようにされている。
【００３０】
一方、貯湯回路部５２は、循環ポンプ５２１と、この循環ポンプ５２１の作動により貯湯タンク７の底部から取り出した低温の湯水を貯湯用熱交換器６ａに供給し、通過後の湯水を貯湯タンク７に対し頂部から戻す貯湯循環路５２２と、分配・切換手段としての分配・切換弁５２３の切換えにより貯湯タンク７をバイパスさせて貯湯用熱交換器６ａに循環させる貯湯タンクバイパス路５２４とを備えて構成されている。上記分配・切換弁５２３は、流路の切換のみならず、貯湯タンク７内に流入する湯水の温度が目標貯湯温度になるように、貯湯用熱交換器６ａを通過して熱交換加熱後の湯水の貯湯タンク７への戻り循環流量と、貯湯タンクバイパス路５２４へのバイパス流量との流量分配調整を行うようになっている。上記の循環ポンプ５２１もＤＣポンプにより構成され、図示省略の流量センサとの組み合わせにより貯湯用熱交換器６ａに通過させる循環流量を調整し得るようになっている。もちろん、上述と同様に、吐出流量固定のポンプと流量調整弁との組み合わせを適用してもよい。
【００３１】
そして、風呂追い焚き回路８は、風呂追い焚き用熱交換器８１と、循環ポンプ８２と、循環ポンプ８２の作動により風呂追い焚き用熱交換器８１に対し浴槽８３内の湯水を追い焚き加熱のために戻す風呂戻り路８４と、風呂追い焚き用熱交換器８１で追い焚き加熱された後の湯水を浴槽８３に供給する風呂往き路８５とを備えて構成されている。又、給湯路５１２と、上記の風呂戻り路８４又は風呂往き路８５のいずれか（図例では風呂戻り路８４）との間に注湯路８６が接続され、注湯弁８６１の開作動により給湯路５１２から浴槽８３に対し注湯し得るようになっている。
【００３２】
次に、以上の貯湯給湯システムの各種運転制御について説明する。まず、貯湯制御として２種類のモードを有している。第１の貯湯モードは、主熱源部３の排熱のみを利用するものであり、循環ポンプ５２１を作動させて貯湯用熱交換器６ａに貯湯タンク７内の湯水を循環させる一方、循環ポンプ２２を作動させて主熱源部３からの熱媒を循環させる。この際、分配・切換弁２５１を補助熱源部バイパス路２５の側に連通させるように切換え、貯湯用熱交換器６ａに対し補助熱源部４及び給湯用熱交換器６ｂをバイパスさせて熱媒の供給を行い、熱媒の有する排熱のみで貯湯用熱交換器６ａでの熱交換加熱を行う。又、分配・切換弁５２３の分配調整によって、貯湯タンク７内に流入する湯水の温度が目標貯湯温度になるように熱交換加熱後の湯水の貯湯タンク７への戻り循環量と、貯湯タンクバイパス路５２４へのバイパス量との流量分配を行う。第２の貯湯モードは補助熱源部４の熱を利用して貯湯するものである。この場合は、補助熱源部バイパス路２５の側を閉鎖して補助熱源部４を燃焼作動させると共に、分配・切換弁２４１を主熱源部バイパス路２４の側に連通させるように切換えて主熱源部３をバイパスさせるようにする。そして、循環ポンプ５２１の循環流量設定と、補助熱源部４の加熱能力調整とによって目標貯湯温度になるように調整する。熱媒を主熱源部バイパス路２４に通過させて主熱源部３をバイパスさせることで、補助熱源部４で急速加熱した熱媒の排熱動作停止中にある主熱源部３における放熱抑制と、その急速加熱した熱媒による機器の損傷防止を図るようにしている。
【００３３】
給湯制御について説明すると、給湯制御も２種類のモードを有している。すなわち、第１の給湯モードは貯湯タンク７内に高温水が貯湯されている場合に、換言すれば十分な蓄熱量を有している場合に、この貯湯タンク７内から給湯するものである。この場合には、給湯路５１２の下流端の図外の給湯栓が開かれて給水路５１１からの給水が貯湯タンク７の底部に供給されると、この供給により頂部から高温水が湯水混合弁５１３の側に出湯され、この湯水混合弁５１３において混水路５１４からの水と混水された後に、給湯路５１２を通して給湯されることになる。この際、湯水混合弁５１３での混合比を調整制御することで所定の給湯温度になるように温度調整される。
【００３４】
第２の給湯モードは、貯湯タンク７内の貯湯温度が低い場合に、換言すれば蓄熱量が少ない場合に、補助熱源部４を燃焼作動させて給水路５１１からの給水を貯湯用熱交換器６ａ及び給湯用熱交換器６ｂの双方に流しつつダブルで熱交換加熱しながら給湯させるものである。すなわち、補助熱源部４の燃焼作動等を上記の貯湯制御の第２モードと同様に行い、補助熱源部４により急速加熱された熱媒によって熱交換加熱された湯水を湯水混合弁５１３において温度調整した上で給湯させる。この際、低温の貯湯タンク７内の湯水との混合により湯水混合弁５１３の上流側において予め温度調整することも可能である。
【００３５】
暖房制御は、暖房回路９の側で必要とされる熱量(温度)に応じて排熱単独加熱とするか、補助熱源単独加熱とするか、排熱・補助熱源同時併用とするかのいずれかが選択される。排熱単独の場合には、分配・切換弁９４を暖房側に連通するように切換えた上で循環ポンプ２２を作動させる。この際、少しでも放熱抑制を図って排熱の有効利用を行うために分配・切換弁２５１をバイパス側に切換えて熱媒を補助熱源部バイパス路２５に通過させるようにする。補助熱源単独加熱の場合には、補助熱源部４を燃焼作動させて熱媒を急速加熱させて暖房端末９２に循環供給させる。この場合、放熱抑制のために分配・切換弁２４１をバイパス側に切換えて熱媒が排熱動作停止中の主熱源部３を通過しないようにする。排熱・補助熱源同時併用の場合には、補助熱源単独加熱の場合の制御において熱媒を主熱源部３にも通過させるようにすればよいが、熱媒温度が高くなり過ぎて主熱源部３の機器に悪影響が及ぶおそれがあるときには分配・切換弁２４１をバイパス側に適宜切換えて熱媒が主熱源部３を通過しないようにすればよい。
【００３６】
風呂追い焚き制御は、暖房制御とは逆に、分配・切換弁９４を暖房側が遮断されるように切換えた上で循環ポンプ２２を作動させる。この場合は、補助熱源加熱にして、急速加熱された熱媒を風呂追い焚き用熱交換器８１に循環供給する。そして、放熱抑制のために分配・切換弁２４１をバイパス側に切換えて熱媒が排熱動作停止中の主熱源部３を通過しないようにする。
【００３７】
以上の給湯制御と、暖房制御とは同時に実行させるようにしてもよいし、又、分配・切換弁９４の分配流量の調整設定により、暖房制御と風呂追い焚き制御とを同時に行うことも可能である。さらに、この暖房制御及び風呂追い焚き制御に加えて給湯制御をも同時に実行させることも可能である。
【００３８】
以上の貯湯給湯システムの場合、補助熱源部４を、貯湯／給湯回路５の側に介装させるのではなくて、熱源循環回路２の側に介装させるようにしたため、補助熱源部４の耐久性や機能性の向上を図ることができるようになる。すなわち、給水路５１１からの給水圧（水道圧）が作用することを回避させることができ、従来の如く貯湯／給湯回路の側に介装させた場合に内部に作用する給水圧に起因する耐久性悪化等の不都合発生のおそれはない。又、熱源循環回路２内の熱媒（エンジン冷却水）として、クーラントやオイルの他に単なる水（水道水）を用いることも可能であるが、単なる水を熱媒として用いた場合であっても、当初は含まれていた酸化剤や析出の可能性のある無機質は一度消費されると補給されることはないため、新たな給水が順次供給される貯湯／給湯回路５の側に介装させる場合と比べれば、劣化が進展するおそれはなく耐久性の向上を図ることができる。その上に内部に通過するのは熱媒であって給湯に供されるものではないため、その熱媒に対し防錆剤等の添加剤を添加することができるようになり、このような観点からも補助熱源部４の耐久性向上や長期に亘る機能性維持を確実に図ることができるようになる。
【００３９】
さらに、貯湯用熱交換器６ａでは主熱源部３からの排熱の熱回収に基づき貯湯蓄熱を有効に行うことができる一方、給湯用熱交換器６ｂには補助熱源部４により補助加熱された熱媒を供給することができるため、貯湯温度が低いときでも即座に所定の高温の湯に加熱して給湯要求の設定給湯温度での給湯を行うことができるようなる。これにより、貯湯タンク７内の貯湯温度に依存することなく給湯要求に対し応答性良く対応することができるようになる。
【００４０】
又、従来のものでは貯湯／給湯回路に備えられた補助熱源部によって風呂追い焚き回路や暖房回路を加熱する構成としていたため、その貯湯／給湯回路の水を熱源媒体として循環供給するために貯湯／給湯回路側での循環ポンプの駆動が頻繁に必要となっていたのに対し、本実施形態では熱源循環回路２内の熱媒により加熱するようにしているため、暖房制御又は風呂追い焚き制御において貯湯／給湯回路５の循環ポンプ５２１を駆動させる必要がなく、その作動頻度を大幅に低減させることができる。これにより、機能部品である循環ポンプ５２１の耐久性向上を図ることができる。さらに、暖房回路９の熱源として熱源循環回路２に循環される熱媒を用いているため、暖房回路を別の閉回路に構成する場合に暖房回路側にも必要となる膨張タンクを削減して、１つの膨張タンク２１で済ますことができるようになる。これにより、構成部品数の減少化を図ることができる。
【００４１】
＜第２実施形態＞
図２は本発明の第２実施形態に係る貯湯給湯システムを示す。この第２実施形態は、主熱源部３ａとして太陽熱集熱器を用いて自然エネルギーである太陽熱を利用して貯湯／給湯のための加熱、あるいは、風呂追い焚き又は暖房を行う点でのみ、主熱源部３として排熱を用いる第１実施形態と異なるものである。これ以外の構成は、第１実施形態と同様であるため、同様構成に第１実施形態と同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００４２】
この第２実施形態においても、主熱源部３ａと貯湯用熱交換器６ａ及び給湯用熱交換器６ｂとの間に循環させる熱媒は熱源循環回路２という閉回路内を循環され続けるものであるため、第１実施形態で説明したと同様の理由で、補助熱源部４の耐久性向上・機能性維持を図ることができる他、第１実施形態と同じ作用効果を得ることができることになる。
【００４３】
＜第３実施形態＞
図３は本発明の第３実施形態に係る貯湯給湯システムを示す。この第３実施形態は、暖房回路９ａが高温用暖房端末９２と低温用暖房端末９６との高低２温度の暖房用熱源で動作するものを備え、暖房用熱源として低温のものと高温のものとの２温度の熱媒が循環供給可能となっている点で、主として第１実施形態と異なるものである。これ以外の構成は、第１実施形態と同様であるため、同様構成に第１実施形態と同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００４４】
すなわち、第３実施形態では、第１暖房往き路９１の途中と、貯湯用熱交換器６ａ及び補助熱源部４の中間位置とを接続路９１０で接続し、この分岐路９１０を開閉切換可能とする一方、貯湯用熱交換器６ａを通過した後の熱媒を第２暖房往き路９５を通して低温用暖房端末９６に供給し得るようにしている。
【００４５】
以上の第３実施形態では、暖房回路９ａが高温用暖房端末９２と低温用暖房端末９６との高低２温度の暖房用熱源で動作するものを備えている場合であっても本発明を適用することができ、第１実施形態によって得られる作用効果を全て同様に得ることができる。
【００４６】
＜他の実施形態＞
なお、本発明は上記第１〜第３の各実施形態に限定されるものではなく、その他種々の実施形態を包含するものである。すなわち、上記第２実施形態の太陽熱を主熱源として利用するものに対し、第３実施形態で示した２温度の暖房回路９ａを適用することもできる。又、第１実施形態又は第３実施形態で排熱を主熱源として用いる場合に、その主熱源部３としてガスエンジン（エンジン冷却水）の他に、燃料電池（冷却水）を用いることができる。さらに、第１〜第３の各実施形態における補助熱源部４としては、燃焼部４１と熱交換器４２とを備えた単機能給湯器以外に、例えばボイラー等を用いることもできる。加えて、第１〜第３の各実施形態において、主熱源部バイパス路２４と、補助熱源部バイパス路２５とはいずれか一方だけ備えるようにしてもよく、いずれか一方だけであっても無駄な放熱を防止してより効率の良い熱回収を図ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第１実施形態を示す模式図である。
【図２】本発明の第２実施形態を示す模式図である。
【図３】本発明の第３実施形態を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４８】
２        熱源循環回路
３，３ａ  主熱源部
４        補助熱源部
５        貯湯／給湯回路
６ａ      貯湯用熱交換器
６ｂ      給湯用熱交換器
８        風呂追い焚き回路（第１の熱負荷運転用循環回路）
９，９ａ  暖房回路（第２の熱負荷運転用循環回路）
２４      主熱源部バイパス路
２５      補助熱源部バイパス路
２４１    分配・切換弁(切換手段)
２５１    分配・切換弁(切換手段)
５１３    湯水混合弁(湯水混合手段)
５２３    分配・切換弁(分配・切換手段)
５２４    貯湯タンクバイパス路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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