(57)【要約】      （修正有）【課題】給湯ユニットから貯湯タンクに送られる湯の温度、および、貯湯タンクに貯められる湯の温度を適切に制御する給湯システムを提供する。【解決手段】給湯システムは、貯湯タンクと、給水ラインから取り入れた水を加熱して出湯ラインから貯湯タンクへと送る熱源ユニットと、貯湯タンクから湯利用部へと湯を送り湯利用部で使用しなかった湯を貯湯タンクに戻す湯循環路と制御部とを備える。制御部は、出湯ラインを流れる湯の温度である出湯温度と、前記貯湯タンクの湯の水位であるタンク水位とを監視し、タンク水位が低下状態で且つタンク水温がタンク水温目標値より低い場合には、出湯温度が出湯温度目標値より高くなるように熱源ユニットを高温給湯制御する。【選択図】図５
2014109402.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯湯タンク（４０）と、
給水ライン（１２）から取り入れた水を加熱して出湯ライン（１４）から前記貯湯タンクへと送る熱源ユニット（３０）と、
前記貯湯タンクから湯利用部（５０）へと湯を送り前記湯利用部で使用しなかった湯を前記貯湯タンクに戻す湯循環路（１６）と
前記熱源ユニットを制御する制御部（６０）と、
を備え、
前記制御部は、
前記出湯ラインを流れる湯の温度である出湯温度と、前記貯湯タンクの湯の水位であるタンク水位とを監視し、
前記タンク水位が低下状態で且つ貯湯タンク内の湯の温度であるタンク水温が前記タンク水温の目標値であるタンク水温目標値より低くない場合には、前記出湯温度が前記出湯温度の目標値である出湯温度目標値になるように、前記熱源ユニットに対して、通常給湯制御を行い、
前記タンク水位が非低下状態で且つ前記タンク水温が前記タンク水温目標値より低い場合には、前記タンク水温を上げる保温制御を行い、
前記タンク水位が低下状態で且つ前記タンク水温が前記タンク水温目標値より低い場合には、前記出湯温度が前記出湯温度目標値よりも高くなるように、前記熱源ユニットに対して、高温給湯制御を行う、
給湯システム（１０）。
【請求項２】
前記貯湯タンク内の湯を前記熱源ユニットへ送るように構成された保温用ライン（１８）をさらに備えている、請求項１に記載の給湯システム。
【請求項３】
前記保温用ラインと前記給水ラインとを切り換えて前記熱源ユニットへ水を取り入れる切替部（３９）をさらに備えている、請求項２に記載の給湯システム。
【請求項４】
前記制御部は、前記保温制御又は前記高温給湯制御中に、前記湯循環温度が前記出湯温度目標値以上になった場合には、前記通常給湯制御に切り替える、請求項１〜３の何れか１項に記載の給湯システム。
【請求項５】
前記高温給湯制御において、所定時間経過後、前記タンク水温が前記タンク水温目標値より下回っている場合は、さらに出湯温度を高くする、請求項１〜４の何れか１項に記載の給湯システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給湯システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１（特開２００８−９６０６４号公報）に記載されているように、冷凍サイクルを循環する冷媒との熱交換を行うヒートポンプを用いて水を加熱する給湯ユニットと、給湯ユニットで加熱された水を貯める貯湯タンクとを備える給湯システムが用いられている。この給湯システムでは、給湯ユニットは、貯湯タンクと配管によって接続され、給湯ユニットにおいて加熱された水は、湯として、給湯配管を介して貯湯タンクに送られる。貯湯タンクに貯められた湯は、キッチンおよび浴室等に供給される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この給湯システムでは、給湯ユニットは、貯湯タンクに送られる湯の温度を測定するための出湯温度センサを有している。この給湯システムの制御部は、出湯温度センサが測定した湯の温度に応じて、給湯配管を流れる湯の流量および温度を制御する。
【０００４】
このような給湯システムにおいては、貯湯タンクへの出湯中に貯湯タンクに貯められた湯の温度であるタンク水温が低下した場合に、タンク水温を速やかに上昇できることが好ましい。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、給湯中にタンク水温が低下した場合に、タンク水温を速やかに上昇させることができる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】
【０００６】
第１発明に係る給湯システムは、貯湯タンクと、熱源ユニットと、湯循環路と、熱源ユニットを制御する制御部とを備えている。熱源ユニットは、給水ラインから取り入れた水を加熱して出湯ラインから貯湯タンクへと送る。湯循環路は、貯湯タンクから湯利用部へと湯を送り湯利用部で使用しなかった湯を貯湯タンクに戻す。
【０００７】
制御部は、出湯ラインを流れる湯の温度である出湯温度と、貯湯タンクの湯の水位であるタンク水位とを監視する。そして、タンク水位が低下状態で且つ貯湯タンク内の湯の温度であるタンク水温がタンク水温の目標値であるタンク水温目標値より低くない場合には、出湯温度が出湯温度の目標値である出湯温度目標値になるように熱源ユニットを通常給湯制御する。また、タンク水位が非低下状態で且つタンク水温がタンク水温目標値より低い場合には、タンク水温を上げる保温制御を為す。さらに、タンク水位が低下状態で且つタンク水温がタンク水温目標値より低い場合には、出湯温度が出湯温度目標値よりも高くなるように熱源ユニットを高温給湯制御する。
【０００８】
第１発明に係る給湯システムでは、制御部が上述のような制御を行うことで、給湯中にタンク水温が低下した場合に、タンク水温を速やかに上昇させることができる。すなわち、所定条件を満たした場合に制御部が熱源ユニットの出湯温度を上げることによって、より高温に温度調整がされた湯が貯湯タンクへと送られることになる。
【０００９】
第２発明に係る給湯システムは、第１発明に係る給湯システムであって、貯湯タンク内の湯を熱源ユニットへ送るように構成された保温用ラインをさらに備えている。
【００１０】
第３発明に係る給湯システムは、第２発明に係る給湯システムであって、保温用ラインと給水ラインとを切り換えて熱源ユニットへ水を取り入れる切替部をさらに備えている。
【００１１】
ここで、例えば、切替部としては３方弁などが使用される。また、この明細書において、特に断らない限り、「水」とは加熱された「湯」も含む。
【００１２】
第２発明および第３発明に係る給湯システムでは、給湯中にタンク水温が低下した場合には、タンク水温をすみやかに上昇させることができるとともに、給湯中でないときにタンク水温が低下した場合には、保温用ラインを介して貯湯タンクの湯を熱源ユニットへ送って再加熱することができるので、余分なエネルギーを消費しないようにすることができる。
【００１３】
第４発明に係る給湯システムは、第１〜第３のいずれか１つの発明に係る給湯システムであって、制御部は、保温制御又は高温給湯制御中に、タンク水温がタンク水温目標値以上になった場合には、通常給湯制御に切り替える。
【００１４】
第４発明に係る給湯システムでは、給湯中にタンク水温が低下した場合に、タンク水温をすみやかに上昇させることができるとともに、必要に応じて湯温度の調整方法を切り替えることができるので、無駄なエネルギーを消費しないようにすることができる。
【００１５】
第５発明に係る給湯システムは、第１〜第４のいずれか１つの発明に係る給湯システムであって、高温給湯制御において、所定時間経過後、タンク水温がタンク水温目標値より下回っている場合は、さらに出湯温度を高くする。
【００１６】
第５発明に係る給湯システムでは、高温給湯制御において、所定時間経過後、さらに出湯温度を高くするため、タンク水温をより速やかに上昇させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
第１発明に係る給湯システムでは、制御部が上述のような制御を行うことで、給湯中にタンク水温が低下した場合に、タンク水温をすみやかに上昇させることができる。
【００１８】
第２発明および第３発明に係る給湯システムでは、給湯中にタンク水温が低下した場合には、タンク水温をすみやかに上昇させることができるとともに、給湯中でないときにタンク水温が低下した場合には、保温用ラインを介して貯湯タンクの湯を熱源ユニットへ送って再加熱することができるので、余分なエネルギーを消費しないようにすることができる。
【００１９】
第４発明に係る給湯システムでは、給湯中にタンク水温が低下した場合に、タンク水温をすみやかに上昇させることができるとともに、必要に応じて湯温度の調整方法を切り替えることができるので、無駄なエネルギーを消費しないようにすることができる。
【００２０】
第５発明に係る給湯システムでは、高温給湯制御において、所定時間経過後、さらに出湯温度を高くするため、タンク水温をより速やかに上昇させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態に係る給湯システムの概略構成図である。
【図２】本実施形態に係る熱源ユニットの概略構成図である。
【図３】本実施形態に係る給湯システムのブロック図である。
【図４】本実施形態に係る制御部のリモコンの正面図である。
【図５】本実施形態に係る給湯システムの運転制御を示すフローチャートである。
【図６】変形例Ｂに係る熱源ユニットの概略構成図である。
【図７】参考例に係る給湯システムの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の実施形態に係る給湯システムについて、図面を参照しながら説明する。この給湯システムは、冷凍サイクルを循環する冷媒との熱交換を行うヒートポンプを用いて水を加熱するヒートポンプ給湯システムである。
【００２３】
（１）給湯システムの構成
図１は、本実施形態に係る給湯システム１０の概略構成図である。給湯システム１０は、ホテル、病院およびスポーツ施設等の大型施設で利用される給湯設備である。図１に示されるように、給湯システム１０は、主として、受水槽２０と、熱源ユニット３０と、貯湯タンク４０と、湯利用部５０と、制御部６０と、給水ライン１２と、出湯ライン１４と、湯循環路１６と、保温用ライン１８とを備える。
【００２４】
給水ライン１２は、受水槽２０と熱源ユニット３０とを接続して、受水槽２０から熱源ユニット３０へ水を供給する管である。出湯ライン１４は、熱源ユニット３０と貯湯タンク４０とを接続して、熱源ユニット３０から貯湯タンク４０へ水を供給する管である。湯循環路１６は、貯湯タンク４０と湯利用部５０とを接続する管である。保温用ライン１８は、熱源ユニット３０と貯湯タンク４０とを接続して、貯湯タンク４０から熱源ユニット３０へ水を供給する管である。
【００２５】
図１において、給水ライン１２、出湯ライン１４、湯循環路１６および保温用ライン１８に沿った矢印は、水の流れる方向を表す。次に、受水槽２０、熱源ユニット３０、貯湯タンク４０、湯利用部５０および制御部６０について、それぞれ説明する。
【００２６】
（１−１）受水槽
受水槽２０は、給湯システム１０によって使用される水を貯留するための槽である。受水槽２０は、上水道等に接続される。受水槽２０は、給水ライン１２を介して、熱源ユニット３０に水を供給する。受水槽２０の給水圧力は、４０ｋＰａ〜５００ｋＰａである。
【００２７】
（１−２）熱源ユニット
熱源ユニット３０は、屋外に設置される。熱源ユニット３０は、受水槽２０から給水ライン１２を介して水の供給を受ける。また、熱源ユニット３０は、貯湯タンク４０から保温用ライン１８を介して湯の供給を受ける。給水ライン１２と保温用ライン１８は、後述の切替部としての３方弁３９（図２参照）の入水側に接続されている。３方弁３９の出水側は出湯ライン１４に接続されている。熱源ユニット３０は、３方弁３９により保温用湯戻しラインと給水ラインとを切り換えて水を取り入れる。熱源ユニット３０は、取り入れた水を加熱する。熱源ユニット３０は、加熱された水である湯を、出湯ライン１４を介して貯湯タンク４０に送る。
【００２８】
図２は、熱源ユニット３０の概略構成図である。図３は、給湯システム１０のブロック図である。図２および図３に示されるように、熱源ユニット３０は、主として、３方弁３９と、水流路３１と、給水ポンプ３２と、第１熱交換器３３と、冷媒循環流路３４と、圧縮機３５と、膨張弁３６と、第２熱交換器３７と、出湯温度センサ３８とを有している。水流路３１は、３方弁３９、給水ポンプ３２および第１熱交換器３３に接続されている。冷媒循環流路３４は、圧縮機３５、第１熱交換器３３、膨張弁３６および第２熱交換器３７に接続されている。図２において、水流路３１および冷媒循環流路３４に沿った矢印は、水または冷媒の流れる方向を表す。次に、熱源ユニット３０の各構成要素について説明する。
【００２９】
（１−２−１）水流路
水流路３１は、給水ライン１２または保温用ライン１８から取り入れた水が流れる管である。３方弁３９は、給水ライン１２と保温用ライン１８とを切り替えて熱源ユニット３０に水を取り入れる。水流路３１は、第１水配管３１ａと、第２水配管３１ｂと、第３水配管３１ｃとから構成される。第１水配管３１ａは、３方弁３９を介して給水ライン１２と保温用ライン１８とに接続され、かつ、給水ポンプ３２の吸入口に接続される。第２水配管３１ｂは、給水ポンプ３２の吐出口に接続され、かつ、第１熱交換器３３の水管３３ａに接続される。第３水配管３１ｃは、第１熱交換器３３の水管３３ａに接続され、かつ、出湯ライン１４に接続される。第３水配管３１ｃは、出湯ライン１４との接続部の近傍において、第３水配管３１ｃを流れる水の温度を測定するための出湯温度センサ３８が取り付けられている。
【００３０】
（１−２−２）給水ポンプ
給水ポンプ３２は、容量可変のポンプであり、水流路３１を流れる水の量を調節することができる。水流路３１を流れる水は、３方弁３９を介して給水ライン１２または保温用ライン１８から供給され、給水ポンプ３２および第１熱交換器３３を通過して、出湯ライン１４に供給される。給水ポンプ３２を３方弁３９の下流側に設けることにより、３方弁３９を介して低水圧の水が流れてきた場合にも、水流路３１を流れる水を所定の水圧に調整することができ、熱源ユニット３０を種々の水源（水配管）に接続出来る。このため、熱源ユニット３０は、開放型タンクにも密閉型のタンクにも接続できる。
【００３１】
（１−２−３）第１熱交換器
第１熱交換器３３は、水流路３１を流れる水が通過する水管３３ａと、冷媒循環流路３４を流れる冷媒が通過する冷媒管３３ｂとを有する。第１熱交換器３３は、例えば、水管３３ａの外周に冷媒管３３ｂが螺旋状に巻きつけられ、かつ、水管３３ａの内部に溝が形成されている構成を有するトルネード式の熱交換器である。第１熱交換器３３では、水管３３ａを流れる低温の水と、冷媒管３３ｂを流れる高温高圧の冷媒との間で熱交換が行われる。第１熱交換器３３の水管３３ａを流れる低温の水は、第１熱交換器３３の冷媒管３３ｂを流れる高温の冷媒と熱交換が行われて加熱される。これにより、給水ライン１２から供給された水は、第１熱交換器３３で加熱されて、湯として出湯ライン１４に供給される。
【００３２】
（１−２−４）冷媒循環流路
冷媒循環流路３４は、第１熱交換器３３において水と熱交換される冷媒が循環する管である。冷媒循環流路３４を循環する冷媒は、例えば、Ｒ４１０Ａ、Ｒ３２、二酸化炭素である。図２に示されるように、冷媒循環流路３４は、圧縮機３５の吐出口と第１熱交換器３３の冷媒管３３ｂとを連結し、第１熱交換器３３の冷媒管３３ｂと膨張弁３６とを連結し、膨張弁３６と第２熱交換器３７とを連結し、第２熱交換器３７と圧縮機３５の吸入口とを連結する。第１熱交換器３３は、冷凍サイクルにおける凝縮器としての機能を有する。第２熱交換器３７は、冷凍サイクルにおける蒸発器としての機能を有する。
【００３３】
（１−２−５）圧縮機
圧縮機３５は、容量可変のインバータ圧縮機である。圧縮機３５は、冷媒循環流路３４を流れる低圧のガス冷媒を吸入して圧縮する。圧縮機３５において圧縮された高温高圧のガス冷媒は、圧縮機３５から吐出されて、第１熱交換器３３の冷媒管３３ｂに送られる。第１熱交換器３３では、第１熱交換器３３の冷媒管３３ｂを流れる高温高圧のガス冷媒は、第１熱交換器３３の水管３３ａを流れる低温の水と熱交換する。これにより、第１熱交換器３３において、高温高圧のガス冷媒は、凝縮して高圧の液冷媒となる。
【００３４】
（１−２−６）膨張弁
膨張弁３６は、冷媒循環流路３４を流れる冷媒の圧力および流量を調節するための電動弁である。第１熱交換器３３の冷媒管３３ｂで熱交換された高圧の液冷媒は、膨張弁３６を通過することで減圧され、低圧の気液二相状態の冷媒となる。
【００３５】
（１−２−７）第２熱交換器
第２熱交換器３７は、例えば、プレートフィンコイル熱交換器である。第２熱交換器３７の近傍には、ファン３７ａが設置されている。ファン３７ａは、第２熱交換器３７に対して外気を送風して、第２熱交換器３７において冷媒と熱交換された外気を排出する。第２熱交換器３７では、膨張弁３６で減圧された低圧の気液二相状態の冷媒が、ファン３７ａによって供給される外気との熱交換により蒸発して、低圧のガス冷媒となる。第２熱交換器３７を通過した低圧のガス冷媒は、圧縮機３５に送られる。
【００３６】
（１−２−８）出湯温度センサ
出湯温度センサ３８は、水流路３１の第３水配管３１ｃと出湯ライン１４との接続部の近傍において、第３水配管３１ｃに取り付けられる温度センサである。出湯温度センサ３８は、第１熱交換器３３において加熱され、第３水配管３１ｃを流れる水の温度を測定する。すなわち、出湯温度センサ３８は、熱源ユニット３０によって供給される湯の温度を測定する。
【００３７】
（１−３）貯湯タンク
貯湯タンク４０は、熱源ユニット３０から出湯ライン１４を介して供給される湯を貯めるための開放型の貯湯タンクである。貯湯タンク４０は、例えば、ステンレス製のタンク、および、ＦＲＰ製のタンクである。貯湯タンク４０に貯められた湯は、湯循環路１６を介して湯利用部５０に供給される。湯循環路１６は、図１に示されるように、第１湯配管１６ａと、第２湯配管１６ｂとから構成される。貯湯タンク４０は、内部に貯められた湯を第１湯配管１６ａに供給し、第１湯配管１６ａを介して湯利用部５０に湯を送る。湯利用部５０で利用されなかった湯は、第２湯配管１６ｂを介して貯湯タンク４０に戻される。すなわち、貯湯タンク４０に貯められた湯の一部は、第１湯配管１６ａおよび第２湯配管１６ｂを流れて、貯湯タンク４０に再び戻される。
【００３８】
なお、図１に示されるように、第１湯配管１６ａには、給湯ポンプ５１が取り付けられている。給湯ポンプ５１は、貯湯タンク４０に貯められた湯を湯利用部５０に送るための加圧ポンプである。給湯ポンプ５１は、容量可変であり、湯利用部５０に送られる湯の量を調節することができる。
【００３９】
図３に示されるように、貯湯タンク４０は、主として、保温ヒータ４１と、水圧センサ４２と、フロートスイッチ４３と、貯湯温度センサ４４とを有している。次に、貯湯タンク４０の各構成要素について説明する。
【００４０】
（１−３−１）保温ヒータ
保温ヒータ４１は、貯湯タンク４０に貯められている湯の温度を、湯利用部５０において湯として利用可能な温度以上に維持するために、貯湯タンク４０の内部に取り付けられるヒータである。貯湯タンク４０は、保温ヒータ４１を用いて、内部に貯められた湯の保温運転を行う。
【００４１】
（１−３−２）水圧センサ
水圧センサ４２は、貯湯タンク４０に貯められている湯の残量を測定するためのセンサである。水圧センサ４２は、貯湯タンク４０内部の下部に取り付けられ、貯湯タンク４０内部の湯による水圧を検出することで、貯湯タンク４０に貯められている湯の残量および水位を算出する。水圧センサ４２は、例えば、貯湯タンク４０に貯められている湯の残量が、予め設定されている目標残湯量未満であるか否かを検出することができる。
【００４２】
（１−３−３）フロートスイッチ
フロートスイッチ４３は、貯湯タンク４０に貯められている湯の水位に応じて上下するフロートを用いて、貯湯タンク４０に貯められている湯の残量を補助的に検出する。
【００４３】
（１−３−４）貯湯温度センサ
貯湯温度センサ４４は、湯循環路１６の第１湯配管１６ａと、貯湯タンク４０との接続部の近傍において、貯湯タンク４０の内部に設置されている温度センサである。貯湯温度センサ４４は、貯湯タンク４０に貯められている湯の温度（タンク水温）を測定する。
【００４４】
（１−４）湯利用部
湯利用部５０は、台所、シャワーおよびプール等、貯湯タンク４０に貯められている湯が利用される場所である。貯湯タンク４０の貯湯タンク４０に貯められている湯は、給湯ポンプ５１によって、湯循環路１６の第１湯配管１６ａを介して、湯利用部５０に供給される。湯利用部５０では、第１湯配管１６ａを介して供給された湯の全てが利用されるとは限らない。湯利用部５０で利用されなかった湯は、湯循環路１６の第２湯配管１６ｂを介して、貯湯タンク４０に戻される。
【００４５】
（１−５）制御部
制御部６０は、図３に示されるように、給湯システム１０の構成要素に接続されている。具体的には、制御部６０は、給水ポンプ３２、圧縮機３５、膨張弁３６、ファン３７ａ、出湯温度センサ３８、３方弁３９、保温ヒータ４１、水圧センサ４２、フロートスイッチ４３、貯湯温度センサ４４および給湯ポンプ５１に接続されている。制御部６０は、例えば、熱源ユニット３０内部の電装品ユニット（図示せず）に設置されている。
【００４６】
制御部６０は、給湯システム１０の構成要素を制御するためのコンピュータである。例えば、制御部６０は、給水ポンプ３２の回転数、圧縮機３５の運転周波数、膨張弁３６の開度、ファン３７ａの回転数、３方弁３９の切り替え、保温ヒータ４１の消費電力および給湯ポンプ５１の回転数を制御し、出湯温度センサ３８、水圧センサ４２、フロートスイッチ４３および貯湯温度センサ４４の測定値を取得する。
【００４７】
また、図３に示されるように、制御部６０は、さらに、リモコン７０と接続されている。リモコン７０は、給湯システム１０を制御するための機器である。図４は、リモコン７０の正面図である。リモコン７０は、図４に示されるように、タッチパネル式のディスプレイ７１を備えている。ディスプレイ７１は、給湯システム１０の構成要素から取得した情報、および、給湯システム１０の運転モードに関する情報等を表示する。例えば、ディスプレイ７１は、出湯温度センサ３８および貯湯温度センサ４４によって測定された湯の温度を表示する機能を有する。
【００４８】
給湯システム１０の利用者は、ディスプレイ７１に触れることで、リモコン７０を操作することができる。具体的には、リモコン７０は、ボタン等のユーザインターフェイスをディスプレイ７１に表示することで、給湯システム１０の利用者からの入力を受けることができる。例えば、リモコン７０は、後述するように、出湯温度センサ３８によって測定される温度の目標値と、貯湯温度センサ４４によって測定される温度の目標値とを入力するためのユーザインターフェイスをディスプレイ７１に表示する。給湯システム１０の利用者は、ディスプレイ７１を介してリモコン７０を操作して制御部６０に制御命令を送ることで、給湯システム１０の構成要素を制御することができる。
【００４９】
給湯システム１０の利用者は、リモコン７０を操作して、出湯温度目標値およびタンク水温目標値を制御部６０に入力することができる。出湯温度目標値は、出湯温度センサ３８によって測定される温度である出湯温度の目標値である。タンク水温目標値は、貯湯温度センサ４４によって測定される温度であるタンク水温の目標値である。出湯温度は、熱源ユニット３０の第１熱交換器３３において加熱され、水流路３１の第３水配管３１ｃを流れる水の温度である。出湯温度は、出湯ライン１４を流れる湯の温度とみなすことができる。貯湯温度センサ４４で測定されたタンク水温は、貯湯タンク４０に貯められている湯の温度である。貯湯温度センサ４４は、貯湯タンク４０内における湯循環路１６への出口付近にあるため、実質的に、湯循環路１６への出口の温度が目標値を下回っているか否かも判断していることになる。次に、制御部６０の動作について説明する。
【００５０】
（２）制御部の動作
制御部６０は、図３に示されるように、目標値入力部６１と、目標値設定部６２とを有する。目標値入力部６１は、給湯システム１０の利用者によって、出湯温度目標値およびタンク水温目標値が入力される。具体的には、制御部６０は、リモコン７０のディスプレイ７１に、出湯温度目標値およびタンク水温目標値を入力するためのユーザインターフェイスを表示する。給湯システム１０の利用者は、ディスプレイ７１に表示されるユーザインターフェイスを介して、出湯温度目標値およびタンク水温目標値を目標値入力部６１に入力する。
【００５１】
ディスプレイ７１は、図４に示されるように、出湯温度目標値表示エリア７１ａ、出湯温度目標値変更ボタン７１ｂ、タンク水温目標値表示エリア７１ｃ、タンク水温目標値変更ボタン７１ｄ、ＯＫボタン７１ｅおよびキャンセルボタン７１ｆを表示している。出湯温度目標値表示エリア７１ａは、現在設定されている出湯温度目標値を表示する。出湯温度目標値変更ボタン７１ｂは、現在設定されている出湯温度目標値を変更するためのボタンである。タンク水温目標値表示エリア７１ｃは、現在設定されているタンク水温目標値を表示する。タンク水温目標値変更ボタン７１ｄは、現在設定されているタンク水温目標値を変更するためのボタンである。ＯＫボタン７１ｅは、出湯温度目標値およびタンク水温目標値を変更した場合に、変更後の目標値を制御部６０に送信するためのボタンである。キャンセルボタン７１ｆは、出湯温度目標値およびタンク水温目標値を変更した場合に、目標値の変更を取り消すためのボタンである。出湯温度目標値変更ボタン７１ｂを押すと、新しい出湯温度目標値を入力するためにインターフェイスがディスプレイ７１に表示される。タンク水温目標値変更ボタン７１ｄを押すと、新しいタンク水温目標値を入力するためにインターフェイスがディスプレイ７１に表示される。
【００５２】
制御部６０は、タンク水温がタンク水温目標値を下回らないように、給湯システム１０の構成要素を制御する。制御部６０は、貯湯温度センサ４４で測定されたタンク水温と、水圧センサ４２で測定されたタンク水位とを監視して、タンク水温がタンク水温目標値を下回らない状態にするように制御する。
【００５３】
出湯温度目標値は、６５℃〜９０℃に設定される。制御部６０は、熱源ユニット３０から送り出される湯の温度が６５℃〜９０℃となるように制御する。
【００５４】
制御部６０は、水圧センサ４２およびフロートスイッチ４３により検出される貯湯タンク４０内のタンク水位が、目標タンク水位より低いか否かを判定する。タンク水位が目標タンク水位より低い場合は低下状態、タンク水位が目標タンク水位以上の場合は非低下状態と判定する。なお、リモコン７０に入力される目標タンク水位が低下状態か非低下状態かのデータは、制御部６０に送信される。そして、制御部６０が、貯湯タンク４０内のタンク水位が低下状態であると判定した場合は、給湯を開始する。そして、制御部６０が、貯湯タンク４０内のタンク水位が非低下状態であると判定した場合は、給湯を停止する。
【００５５】
（２−１）通常給湯制御
制御部６０は、貯湯温度センサ４４で測定されたタンク水温がタンク水温目標値を下回っていない場合で、且つ水圧センサ４２で測定されたタンク水位が目標タンク水位より低い場合（タンク水位が低下状態である場合）は、通常給湯制御を行い、通常給湯運転をする。通常給湯制御では、出湯温度が出湯温度目標値になるように制御する。出湯温度目標値は、タンク水温目標値（例えば、デフォルト６０℃またはユーザー設定）プラス４〜６℃、通常プラス５℃程度とする。具体的には例えば、デフォルトで、タンク水温目標値は６０℃、出湯温度目標値は６５℃と設定できる。通常給湯制御では、制御部６０は、タンク水位が非低下状態であると判断した場合には、給湯を停止する。また、制御部６０は、通常給湯制御中にタンク水温がタンク水温目標値を下回ったと判断した場合には、後述の高温給湯制御に切り替える。
【００５６】
（２−２）保温制御
貯湯タンク４０内のタンク水位が非低下状態（タンク水位が目標タンク水位より低くない）であると判定した場合は、給湯は行わない。この場合に、通常は湯量が充分であれば、利用部５０で使用されなかった湯が湯循環路１６を循環して貯湯タンク４０内に戻っても、タンク水温の低下は問題とはなりにくい。しかしながら、室外気温が非常に低い等の理由で、湯循環路における放熱が大きくなり、タンク水温がタンク水温目標値を下回る場合が考えられる。この場合には、タンク水温を上げる保温制御を行い、保温運転を行う。
【００５７】
すなわち、制御部６０は、貯湯タンク４０内のタンク水位が所定以上であり、且つ貯湯温度センサ４４により検出されるタンク水温がタンク水温目標値を下回っている場合、保温制御を為す。
【００５８】
保温制御では、３方弁３９を切り替えて、貯湯タンク４０内の湯が保温用ライン１８を介して熱源ユニット３０へ送られるようにする。熱源ユニット３０に送られた貯湯タンク４０内の湯を熱源ユニット３０で再加熱して貯湯タンク４０へ戻す。制御部６０は、保温制御中でタンク水温がタンク水温目標値を下回っている場合にタンク水位が低下状態であると判断した場合には、後述の高温給湯制御に切り替える。
【００５９】
また、制御部６０は、保温制御中にタンク水温がタンク水温目標値になったと判断した場合には、貯湯タンク４０内の湯を保温用ライン１８を介して熱源ユニット３０へ送ることを終了し、保温ヒータ４１をＯＮして貯湯タンク４０内の湯を加熱して保温する。この場合に、タンク水位が低下状態であると判断した場合には、制御部６０は通常給湯制御に切り替える。
【００６０】
（２−３）高温給湯制御
タンク水位が低下状態である場合で、かつタンク水温が予め設定されたタンク水温目標値より低い場合には、制御部６０は、出湯温度が出湯温度目標値より高くなるように熱源ユニット３０を高温給湯制御し、高温給湯運転する。特に給湯中は、熱源ユニット３０への入水経路を保温用ライン１８に切り替えられないため、保温制御によりタンク水温を高くすることはできない。この場合に、高温給湯制御により、タンク水温を高くすることができる。
【００６１】
高温給湯制御について、図５を参照しながら説明する。ステップＳ１では、制御部６０は、貯湯温度センサ４４により検出されるタンク水温（ＴｗＳ）がタンク水温目標値（ＤＨＷＳ）を下回っているか否かを判定する。タンク水温がタンク水温目標値を下回っていると判定した場合はステップＳ２に移行し、下回っていると判定しない場合はステップＳ１を繰り返す。ここで、タンク水温目標値は、例えば４５℃〜７０℃（望ましくは、５５℃〜７０℃）である。
【００６２】
ステップＳ２では、制御部６０は、タンク水位が低下状態か否かを判定する。タンク水位が低下状態であると判定した場合はステップＳ３に移行し、タンク水位が非低下状態であると判定した場合はステップＳ１に戻る。
【００６３】
ステップＳ３では、出湯温度目標値を３℃高く修正する。具体的には、例えば、タンク水温目標値が６０℃の場合、出湯温度目標値はそれより５℃高い６５℃に設定されている。この場合、ステップＳ３では、出湯温度目標値をプラス３℃高くする修正を行い、出湯温度目標修正値６８℃とする。
【００６４】
続いてステップＳ４では、タンク水温（ＴｗＳ）がタンク水温目標値（ＤＨＷＳ）を下回っている状態が１０分間連続しているか否かを判定する。タンク水温がタンク水温目標値を下回っている状態が１０分間連続していると判定した場合はステップＳ２に移行する。そして、タンク水位が未だ低下状態である場合には給湯を継続しつつ、出湯温度目標修正値をさらに３℃高くするように修正する。出湯温度目標修正値が６８℃の場合には、出湯温度目標修正値は７１℃となる。ここで、出湯温度目標修正値の限界最高温度を設定しておいてもよい。限界最高温度は、例えば８０℃とすることができる。タンク水温がタンク水温目標値を下回っている状態が１０分間連続していないと判定した場合はステップＳ５に移行する。
【００６５】
ステップＳ５では、タンク水温がタンク水温目標値よりも２℃を越えて上回っている状態が３分間連続しているか否かを判定する。タンク水温がタンク水温目標値よりも２℃を越えて上回っている状態が３分間連続していると判定した場合はステップＳ６に移行し、タンク水温がタンク水温目標値よりも２℃を越えて上回っている状態が３分間連続していないと判定した場合はステップＳ４に戻る。
【００６６】
ステップＳ６では、ステップＳ３で修正された出湯温度目標修正値を１℃下げる。すなわち、出湯温度目標修正値が６８℃の場合には６７℃に修正し、出湯温度目標修正値が７１℃の場合には７０℃に修正する。
【００６７】
続いてステップＳ７では、出湯温度目標修正値が出湯温度目標値であるか否かを判定する。出湯温度目標修正値が出湯温度目標値であると判定した場合にはステップＳ１に戻る。出湯温度目標修正値が出湯温度目標値でなく、出湯温度目標値より高いと判定した場合にはステップＳ４〜Ｓ７を繰り返す。すなわち、タンク水温がタンク水温目標値よりも２℃を越えて上回っている状態が３分間連続していると判定された場合は、出湯温度目標修正値が出湯温度目標値になるまで１℃ずつ下げる。タンク水温がタンク水温目標値を下回っている状態が１０分間連続した場合には、出湯温度目標修正値を３℃高くする。
【００６８】
制御部６０は、高温給湯制御中に、出湯温度が所定時間、例えば３分間、タンク水温目標値以上の温度、例えばタンク水温目標値を２℃越えた温度になり、且つ出湯温度目標修正値が出湯温度目標値になった場合には、通常給湯制御に切り替える。また、制御部６０は、高温給湯制御中に、タンク水位が非低下状態になった場合には、保温制御に切り替える。
【００６９】
（３）特徴
本実施形態に係る給湯システム１０では、制御部６０は、タンク水位およびタンク水温を監視して、出湯温度目標値を修正する制御を行う。給水ライン１２を介して受水槽２０から熱源ユニット３０へ給水し、熱源ユニット３０で加熱した湯を貯湯タンク４０へ給湯中に、出湯温度目標値を高くするように修正する高温給湯制御を行う。これにより、給湯システム１０では、タンク水温を速やかにタンク水温目標値以上にすることができる。そして、外気温が低い場合で給湯中においてもタンク水温を速やかにタンク水温目標値以上にすることができる。
【００７０】
また、本実施形態に係る給湯システム１０では、保温制御において、保温用ライン１８を介して、貯湯タンク４０内の湯を熱源ユニット３０に導入するように３方弁３９により配管を切り替えて、貯湯タンク４０内の湯を熱源ユニット３０で加熱し、貯湯タンク４０に戻す。この場合には、給湯中は、熱源ユニット３０は受水層２０からの給水ライン１２と接続されるため、保温用ライン１８を使用した保温制御を行うことができない。
【００７１】
このような場合に、熱源ユニット３０からの出湯温度目標値を高く修正した値とすることにより、貯湯タンク４０の水温を上げることができる。そして、保温制御による省エネと、タンク水温目標値の達成を両立できる。
【００７２】
（４）変形例
本発明の実施形態の具体的構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で変更可能である。以下、本発明の実施形態に適用可能な変形例について説明する。
【００７３】
（４−１）変形例Ａ
本実施形態に係る給湯システム１０では、保温制御において、保温用ライン１８を介して、貯湯タンク４０内の湯を熱源ユニット３０に導入するように配管を切り替えて、貯湯タンク４０内の湯を熱源ユニット３０で加熱し、貯湯タンク４０に戻すが、保温用ライン１８を設ける代わりに湯循環路１６の第２湯配管１６ｂに再加熱ユニットを設けて、タンク水温を上昇させてもよい。
【００７４】
（４−２）変形例Ｂ
本実施形態に係る給湯システム１０では、熱源ユニット３０は、１つの冷媒循環流路３４からなる一元冷媒回路を備えているが、２つの冷媒循環流路からなる二元冷媒回路を備えていてもよい。図６は、本変形例に係る熱源ユニット１３０の概略構成図である。
【００７５】
熱源ユニット１３０は、水流路１３１と、第１冷媒循環流路１３４ａと、第２冷媒循環流路１３４ｂとを備える。水流路１３１は、給水ポンプ１３２および第１熱交換器１３３に接続されている。第１冷媒循環流路１３４ａは、第１圧縮機１３５ａ、第１膨張弁１３６ａ、第１熱交換器１３３および第２熱交換器１３７ｂに接続されている。第２冷媒循環流路１３４ｂは、第２圧縮機１３５ｂ、第２膨張弁１３６ｂ、第２熱交換器１３７ｂおよび第３熱交換器１３７に接続されている。
【００７６】
水流路１３１は、給水ライン１２または保温用ライン１８から取り入れた水が流れる管である。３方弁１３９は、給水ライン１２と保温用ライン１８とを切り替えて熱源ユニット１３０に水を取り入れ、第１熱交換器１３３において加熱された水を出湯ライン１４に供給する。水流路１３１には、出湯ライン１４との接続部の近傍において、水流路１３１を流れる水の温度を測定するための出湯温度センサ１３８が取り付けられている。
【００７７】
第１冷媒循環流路１３４ａおよび第２冷媒循環流路１３４ｂは、冷媒を循環する冷凍サイクルを構成する環状の流路である。第１冷媒循環流路１３４ａは、例えば、冷媒としてＲ１３４ａを使用し、第２冷媒循環流路１３４ｂは、例えば、冷媒としてＲ４１０Ａを使用する。Ｒ１３４ａは、高温沸き上げ特性に優れた冷媒である。Ｒ４１０Ａは、省エネ性能が高く、低外気温特性に優れた冷媒である。図６において、水流路１３１、第１冷媒循環流路１３４ａおよび第２冷媒循環流路１３４ｂに沿った矢印は、水または冷媒の流れる方向を表す。
【００７８】
第１熱交換器１３３は、水流路１３１を流れる水と、第１冷媒循環流路１３４ａを循環する冷媒との間で熱交換を行う。第２熱交換器１３７ｂは、第１冷媒循環流路１３４ａを循環する冷媒と、第２冷媒循環流路１３４ｂを循環する冷媒との間で熱交換を行う。第３熱交換器１３７は、第２冷媒循環流路１３４ｂを循環する冷媒と、外気との間で熱交換を行う。水流路１３１は、本実施形態の水流路３１に相当する。第２冷媒循環流路１３４ｂは、本実施形態の冷媒循環流路３４に相当する。
【００７９】
第３熱交換器１３７は、本実施形態の第２熱交換器３７と同様に、第２冷媒循環流路１３４ｂにおける蒸発器としての機能を有する。第３熱交換器１３７の近傍には、ファン１３７ａが設置されている。ファン１３７ａは、第３熱交換器１３７に対して外気を送風して、第３熱交換器１３７において冷媒と熱交換された外気を排出する。
【００８０】
第２熱交換器１３７ｂは、第２冷媒循環流路１３４ｂにおける凝縮器としての機能と、第１冷媒循環流路１３４ａにおける蒸発器としての機能とを有する。第１熱交換器１３３は、第１冷媒循環流路１３４ｂにおける凝縮器としての機能を有する。水流路１３１を流れる水は、第１熱交換器１３３を通過することで加熱される。
【００８１】
本変形例に係る熱源ユニット１３０では、本実施形態の熱源ユニット３０と比べて、より高い運転効率を有し、かつ、さらなる小型化を実現することができる。
【００８２】
（４−３）変形例Ｃ
本実施形態に係る給湯システム１０は、図１に示されるように、１つの熱源ユニット３０および１つの貯湯タンク４０を備えている。しかし、給湯システム１０は、複数の熱源ユニット３０および複数の貯湯タンク４０を備えていてもよい。この場合、複数の熱源ユニット３０は、給水ライン１２および出湯ライン１４と並列に接続され、かつ、複数の貯湯タンク４０は、出湯ライン１４および湯循環路１６と並列に接続される。
【００８３】
（４−４）参考例
本実施形態に係る給湯システム１０では、貯湯タンク４０は、開放型のタンクであるが、密閉型のタンクでもよい。図７は、本変形例に係る給湯システム１１０の概略構成図である。図７において、本実施形態に係る給湯システム１０と同じ構成要素には、同じ参照符号が用いられている。次に、本実施形態に係る給湯システム１０と、本変形例に係る給湯システム１１０との間の相違点を中心に説明する。
【００８４】
給湯システム１１０の貯湯タンク１４０は、密閉型のタンクである。熱源ユニット３０は前述のように、給水ポンプ３２が３方弁３９の下流に配置され、開放型、密閉型共に接続可能な構成である。貯湯タンク１４０の内部の空間は、外気から完全に隔離されている。貯湯タンク１４０は、例えば、ステンレス製のタンクである。貯湯タンク１４０は、常に、熱源ユニット３０から供給された湯で満たされている。貯湯タンク１４０の下部は、給水ライン１１２が貫通している。
【００８５】
図７に示されるように、給水ライン１１２は、受水槽２０と熱源ユニット３０との間において、貯湯タンク１４０に接続されている。すなわち、給水ライン１１２を流れる水は、熱源ユニット３０に供給される前に貯湯タンク１４０を通過して、貯湯タンク１４０に貯められている湯から熱を受け取って加熱される。給水ライン１１２は、３方弁３９の一方の入口に接続される。３方弁３９の他方の入口は使用しない。
【００８６】
貯湯タンク１４０から湯利用部５０に湯を送るための湯循環路１１６は、第１湯配管１１６ａと第２湯配管１１６ｂとからなる。第１湯配管１１６ａは、貯湯タンク１４０の上面において、貯湯タンク１４０と連結されている。第２湯配管１１６ｂは、貯湯タンク１４０に湯を戻すための給湯ポンプ１５１が取り付けられている。
【００８７】
給湯システム１１０は、給水ライン１１２、貯湯タンク１４０および湯循環路１１６を除いて、本実施形態に係る給湯システム１０と同じ構成を有している。すなわち、給湯システム１１０では、本実施形態と同様に、制御部６０は、タンク水位およびタンク水温を監視して、出湯温度目標値を修正する制御を行う。貯湯タンク１４０は、常に熱源ユニット３０から供給された湯で満たされているため、実質的には、この制御は働かない。タンク水温がタンク水温目標値を下回った場合には、保温制御でタンク水温をタンク水温目標値にすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明に係る給湯システムは、給湯ユニットから貯湯タンクに送られる湯の温度、および、貯湯タンクに貯められる湯の温度を適切に制御することができる。
【符号の説明】
【００８９】
１０      給湯システム
１２      給水ライン
１４      出湯ライン
１６      湯循環路
１８      保温用ライン
３０      熱源ユニット
４０      貯湯タンク
５０      湯利用部
６０      制御部
６１      目標値入力部
６２      目標値設定部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９０】
【特許文献１】特開２００８−９６０６４号公報
【図１】
2014109402.tif 000003
【図２】
2014109402.tif 000004
【図３】
2014109402.tif 000005
【図４】
2014109402.tif 000006
【図５】
2014109402.tif 000007
【図６】
2014109402.tif 000008
【図７】
2014109402.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成24年12月3日(2012.12.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯湯タンク（４０）と、
給水ライン（１２）から取り入れた水を加熱して出湯ライン（１４）から前記貯湯タンクへと送る熱源ユニット（３０）と、
前記貯湯タンクから湯利用部（５０）へと湯を送り前記湯利用部で使用しなかった湯を前記貯湯タンクに戻す湯循環路（１６）と
前記熱源ユニットを制御する制御部（６０）と、
を備え、
前記制御部は、
前記出湯ラインを流れる湯の温度である出湯温度と、前記貯湯タンクの湯の水位であるタンク水位とを監視し、
前記タンク水位が低下状態で且つ貯湯タンク内の湯の温度であるタンク水温が前記タンク水温の目標値であるタンク水温目標値より低くない場合には、前記出湯温度が前記出湯温度の目標値である出湯温度目標値になるように、前記熱源ユニットに対して、通常給湯制御を行い、
前記タンク水位が非低下状態で且つ前記タンク水温が前記タンク水温目標値より低い場合には、前記タンク水温を上げる保温制御を行い、
前記タンク水位が低下状態で且つ前記タンク水温が前記タンク水温目標値より低い場合には、前記出湯温度が前記出湯温度目標値よりも高くなるように、前記熱源ユニットに対して、高温給湯制御を行う、
給湯システム（１０）。
【請求項２】
前記貯湯タンク内の湯を前記熱源ユニットへ送るように構成された保温用ライン（１８）をさらに備えている、請求項１に記載の給湯システム。
【請求項３】
前記保温用ラインと前記給水ラインとを切り換えて前記熱源ユニットへ水を取り入れる切替部（３９）をさらに備えている、請求項２に記載の給湯システム。
【請求項４】
前記制御部は、前記保温制御又は前記高温給湯制御中に、前記タンク水温が前記タンク水温目標値以上になった場合には、前記通常給湯制御に切り替える、請求項１〜３の何れか１項に記載の給湯システム。
【請求項５】
前記高温給湯制御において、所定時間経過後、前記タンク水温が前記タンク水温目標値より下回っている場合は、さらに出湯温度を高くする、請求項１〜４の何れか１項に記載の給湯システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給湯システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１（特開２００８−９６０６４号公報）に記載されているように、冷凍サイクルを循環する冷媒との熱交換を行うヒートポンプを用いて水を加熱する給湯ユニットと、給湯ユニットで加熱された水を貯める貯湯タンクとを備える給湯システムが用いられている。この給湯システムでは、給湯ユニットは、貯湯タンクと配管によって接続され、給湯ユニットにおいて加熱された水は、湯として、給湯配管を介して貯湯タンクに送られる。貯湯タンクに貯められた湯は、キッチンおよび浴室等に供給される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この給湯システムでは、給湯ユニットは、貯湯タンクに送られる湯の温度を測定するための出湯温度センサを有している。この給湯システムの制御部は、出湯温度センサが測定した湯の温度に応じて、給湯配管を流れる湯の流量および温度を制御する。
【０００４】
このような給湯システムにおいては、貯湯タンクへの出湯中に貯湯タンクに貯められた湯の温度であるタンク水温が低下した場合に、タンク水温を速やかに上昇できることが好ましい。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、給湯中にタンク水温が低下した場合に、タンク水温を速やかに上昇させることができる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】
【０００６】
第１発明に係る給湯システムは、貯湯タンクと、熱源ユニットと、湯循環路と、熱源ユニットを制御する制御部とを備えている。熱源ユニットは、給水ラインから取り入れた水を加熱して出湯ラインから貯湯タンクへと送る。湯循環路は、貯湯タンクから湯利用部へと湯を送り湯利用部で使用しなかった湯を貯湯タンクに戻す。
【０００７】
制御部は、出湯ラインを流れる湯の温度である出湯温度と、貯湯タンクの湯の水位であるタンク水位とを監視する。そして、タンク水位が低下状態で且つ貯湯タンク内の湯の温度であるタンク水温がタンク水温の目標値であるタンク水温目標値より低くない場合には、出湯温度が出湯温度の目標値である出湯温度目標値になるように熱源ユニットを通常給湯制御する。また、タンク水位が非低下状態で且つタンク水温がタンク水温目標値より低い場合には、タンク水温を上げる保温制御を為す。さらに、タンク水位が低下状態で且つタンク水温がタンク水温目標値より低い場合には、出湯温度が出湯温度目標値よりも高くなるように熱源ユニットを高温給湯制御する。
【０００８】
第１発明に係る給湯システムでは、制御部が上述のような制御を行うことで、給湯中にタンク水温が低下した場合に、タンク水温を速やかに上昇させることができる。すなわち、所定条件を満たした場合に制御部が熱源ユニットの出湯温度を上げることによって、より高温に温度調整がされた湯が貯湯タンクへと送られることになる。
【０００９】
第２発明に係る給湯システムは、第１発明に係る給湯システムであって、貯湯タンク内の湯を熱源ユニットへ送るように構成された保温用ラインをさらに備えている。
【００１０】
第３発明に係る給湯システムは、第２発明に係る給湯システムであって、保温用ラインと給水ラインとを切り換えて熱源ユニットへ水を取り入れる切替部をさらに備えている。
【００１１】
ここで、例えば、切替部としては３方弁などが使用される。また、この明細書において、特に断らない限り、「水」とは加熱された「湯」も含む。
【００１２】
第２発明および第３発明に係る給湯システムでは、給湯中にタンク水温が低下した場合には、タンク水温をすみやかに上昇させることができるとともに、給湯中でないときにタンク水温が低下した場合には、保温用ラインを介して貯湯タンクの湯を熱源ユニットへ送って再加熱することができるので、余分なエネルギーを消費しないようにすることができる。
【００１３】
第４発明に係る給湯システムは、第１〜第３のいずれか１つの発明に係る給湯システムであって、制御部は、保温制御又は高温給湯制御中に、タンク水温がタンク水温目標値以上になった場合には、通常給湯制御に切り替える。
【００１４】
第４発明に係る給湯システムでは、給湯中にタンク水温が低下した場合に、タンク水温をすみやかに上昇させることができるとともに、必要に応じて湯温度の調整方法を切り替えることができるので、無駄なエネルギーを消費しないようにすることができる。
【００１５】
第５発明に係る給湯システムは、第１〜第４のいずれか１つの発明に係る給湯システムであって、高温給湯制御において、所定時間経過後、タンク水温がタンク水温目標値より下回っている場合は、さらに出湯温度を高くする。
【００１６】
第５発明に係る給湯システムでは、高温給湯制御において、所定時間経過後、さらに出湯温度を高くするため、タンク水温をより速やかに上昇させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
第１発明に係る給湯システムでは、制御部が上述のような制御を行うことで、給湯中にタンク水温が低下した場合に、タンク水温をすみやかに上昇させることができる。
【００１８】
第２発明および第３発明に係る給湯システムでは、給湯中にタンク水温が低下した場合には、タンク水温をすみやかに上昇させることができるとともに、給湯中でないときにタンク水温が低下した場合には、保温用ラインを介して貯湯タンクの湯を熱源ユニットへ送って再加熱することができるので、余分なエネルギーを消費しないようにすることができる。
【００１９】
第４発明に係る給湯システムでは、給湯中にタンク水温が低下した場合に、タンク水温をすみやかに上昇させることができるとともに、必要に応じて湯温度の調整方法を切り替えることができるので、無駄なエネルギーを消費しないようにすることができる。
【００２０】
第５発明に係る給湯システムでは、高温給湯制御において、所定時間経過後、さらに出湯温度を高くするため、タンク水温をより速やかに上昇させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態に係る給湯システムの概略構成図である。
【図２】本実施形態に係る熱源ユニットの概略構成図である。
【図３】本実施形態に係る給湯システムのブロック図である。
【図４】本実施形態に係る制御部のリモコンの正面図である。
【図５】本実施形態に係る給湯システムの運転制御を示すフローチャートである。
【図６】変形例Ｂに係る熱源ユニットの概略構成図である。
【図７】参考例に係る給湯システムの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の実施形態に係る給湯システムについて、図面を参照しながら説明する。この給湯システムは、冷凍サイクルを循環する冷媒との熱交換を行うヒートポンプを用いて水を加熱するヒートポンプ給湯システムである。
【００２３】
（１）給湯システムの構成
図１は、本実施形態に係る給湯システム１０の概略構成図である。給湯システム１０は、ホテル、病院およびスポーツ施設等の大型施設で利用される給湯設備である。図１に示されるように、給湯システム１０は、主として、受水槽２０と、熱源ユニット３０と、貯湯タンク４０と、湯利用部５０と、制御部６０と、給水ライン１２と、出湯ライン１４と、湯循環路１６と、保温用ライン１８とを備える。
【００２４】
給水ライン１２は、受水槽２０と熱源ユニット３０とを接続して、受水槽２０から熱源ユニット３０へ水を供給する管である。出湯ライン１４は、熱源ユニット３０と貯湯タンク４０とを接続して、熱源ユニット３０から貯湯タンク４０へ水を供給する管である。湯循環路１６は、貯湯タンク４０と湯利用部５０とを接続する管である。保温用ライン１８は、熱源ユニット３０と貯湯タンク４０とを接続して、貯湯タンク４０から熱源ユニット３０へ水を供給する管である。
【００２５】
図１において、給水ライン１２、出湯ライン１４、湯循環路１６および保温用ライン１８に沿った矢印は、水の流れる方向を表す。次に、受水槽２０、熱源ユニット３０、貯湯タンク４０、湯利用部５０および制御部６０について、それぞれ説明する。
【００２６】
（１−１）受水槽
受水槽２０は、給湯システム１０によって使用される水を貯留するための槽である。受水槽２０は、上水道等に接続される。受水槽２０は、給水ライン１２を介して、熱源ユニット３０に水を供給する。受水槽２０の給水圧力は、４０ｋＰａ〜５００ｋＰａである。
【００２７】
（１−２）熱源ユニット
熱源ユニット３０は、屋外に設置される。熱源ユニット３０は、受水槽２０から給水ライン１２を介して水の供給を受ける。また、熱源ユニット３０は、貯湯タンク４０から保温用ライン１８を介して湯の供給を受ける。給水ライン１２と保温用ライン１８は、後述の切替部としての３方弁３９（図２参照）の入水側に接続されている。３方弁３９の出水側は出湯ライン１４に接続されている。熱源ユニット３０は、３方弁３９により保温用湯戻しラインと給水ラインとを切り換えて水を取り入れる。熱源ユニット３０は、取り入れた水を加熱する。熱源ユニット３０は、加熱された水である湯を、出湯ライン１４を介して貯湯タンク４０に送る。
【００２８】
図２は、熱源ユニット３０の概略構成図である。図３は、給湯システム１０のブロック図である。図２および図３に示されるように、熱源ユニット３０は、主として、３方弁３９と、水流路３１と、給水ポンプ３２と、第１熱交換器３３と、冷媒循環流路３４と、圧縮機３５と、膨張弁３６と、第２熱交換器３７と、出湯温度センサ３８とを有している。水流路３１は、３方弁３９、給水ポンプ３２および第１熱交換器３３に接続されている。冷媒循環流路３４は、圧縮機３５、第１熱交換器３３、膨張弁３６および第２熱交換器３７に接続されている。図２において、水流路３１および冷媒循環流路３４に沿った矢印は、水または冷媒の流れる方向を表す。次に、熱源ユニット３０の各構成要素について説明する。
【００２９】
（１−２−１）水流路
水流路３１は、給水ライン１２または保温用ライン１８から取り入れた水が流れる管である。３方弁３９は、給水ライン１２と保温用ライン１８とを切り替えて熱源ユニット３０に水を取り入れる。水流路３１は、第１水配管３１ａと、第２水配管３１ｂと、第３水配管３１ｃとから構成される。第１水配管３１ａは、３方弁３９を介して給水ライン１２と保温用ライン１８とに接続され、かつ、給水ポンプ３２の吸入口に接続される。第２水配管３１ｂは、給水ポンプ３２の吐出口に接続され、かつ、第１熱交換器３３の水管３３ａに接続される。第３水配管３１ｃは、第１熱交換器３３の水管３３ａに接続され、かつ、出湯ライン１４に接続される。第３水配管３１ｃは、出湯ライン１４との接続部の近傍において、第３水配管３１ｃを流れる水の温度を測定するための出湯温度センサ３８が取り付けられている。
【００３０】
（１−２−２）給水ポンプ
給水ポンプ３２は、容量可変のポンプであり、水流路３１を流れる水の量を調節することができる。水流路３１を流れる水は、３方弁３９を介して給水ライン１２または保温用ライン１８から供給され、給水ポンプ３２および第１熱交換器３３を通過して、出湯ライン１４に供給される。給水ポンプ３２を３方弁３９の下流側に設けることにより、３方弁３９を介して低水圧の水が流れてきた場合にも、水流路３１を流れる水を所定の水圧に調整することができ、熱源ユニット３０を種々の水源（水配管）に接続出来る。このため、熱源ユニット３０は、開放型タンクにも密閉型のタンクにも接続できる。
【００３１】
（１−２−３）第１熱交換器
第１熱交換器３３は、水流路３１を流れる水が通過する水管３３ａと、冷媒循環流路３４を流れる冷媒が通過する冷媒管３３ｂとを有する。第１熱交換器３３は、例えば、水管３３ａの外周に冷媒管３３ｂが螺旋状に巻きつけられ、かつ、水管３３ａの内部に溝が形成されている構成を有するトルネード式の熱交換器である。第１熱交換器３３では、水管３３ａを流れる低温の水と、冷媒管３３ｂを流れる高温高圧の冷媒との間で熱交換が行われる。第１熱交換器３３の水管３３ａを流れる低温の水は、第１熱交換器３３の冷媒管３３ｂを流れる高温の冷媒と熱交換が行われて加熱される。これにより、給水ライン１２から供給された水は、第１熱交換器３３で加熱されて、湯として出湯ライン１４に供給される。
【００３２】
（１−２−４）冷媒循環流路
冷媒循環流路３４は、第１熱交換器３３において水と熱交換される冷媒が循環する管である。冷媒循環流路３４を循環する冷媒は、例えば、Ｒ４１０Ａ、Ｒ３２、二酸化炭素である。図２に示されるように、冷媒循環流路３４は、圧縮機３５の吐出口と第１熱交換器３３の冷媒管３３ｂとを連結し、第１熱交換器３３の冷媒管３３ｂと膨張弁３６とを連結し、膨張弁３６と第２熱交換器３７とを連結し、第２熱交換器３７と圧縮機３５の吸入口とを連結する。第１熱交換器３３は、冷凍サイクルにおける凝縮器としての機能を有する。第２熱交換器３７は、冷凍サイクルにおける蒸発器としての機能を有する。
【００３３】
（１−２−５）圧縮機
圧縮機３５は、容量可変のインバータ圧縮機である。圧縮機３５は、冷媒循環流路３４を流れる低圧のガス冷媒を吸入して圧縮する。圧縮機３５において圧縮された高温高圧のガス冷媒は、圧縮機３５から吐出されて、第１熱交換器３３の冷媒管３３ｂに送られる。第１熱交換器３３では、第１熱交換器３３の冷媒管３３ｂを流れる高温高圧のガス冷媒は、第１熱交換器３３の水管３３ａを流れる低温の水と熱交換する。これにより、第１熱交換器３３において、高温高圧のガス冷媒は、凝縮して高圧の液冷媒となる。
【００３４】
（１−２−６）膨張弁
膨張弁３６は、冷媒循環流路３４を流れる冷媒の圧力および流量を調節するための電動弁である。第１熱交換器３３の冷媒管３３ｂで熱交換された高圧の液冷媒は、膨張弁３６を通過することで減圧され、低圧の気液二相状態の冷媒となる。
【００３５】
（１−２−７）第２熱交換器
第２熱交換器３７は、例えば、プレートフィンコイル熱交換器である。第２熱交換器３７の近傍には、ファン３７ａが設置されている。ファン３７ａは、第２熱交換器３７に対して外気を送風して、第２熱交換器３７において冷媒と熱交換された外気を排出する。第２熱交換器３７では、膨張弁３６で減圧された低圧の気液二相状態の冷媒が、ファン３７ａによって供給される外気との熱交換により蒸発して、低圧のガス冷媒となる。第２熱交換器３７を通過した低圧のガス冷媒は、圧縮機３５に送られる。
【００３６】
（１−２−８）出湯温度センサ
出湯温度センサ３８は、水流路３１の第３水配管３１ｃと出湯ライン１４との接続部の近傍において、第３水配管３１ｃに取り付けられる温度センサである。出湯温度センサ３８は、第１熱交換器３３において加熱され、第３水配管３１ｃを流れる水の温度を測定する。すなわち、出湯温度センサ３８は、熱源ユニット３０によって供給される湯の温度を測定する。
【００３７】
（１−３）貯湯タンク
貯湯タンク４０は、熱源ユニット３０から出湯ライン１４を介して供給される湯を貯めるための開放型の貯湯タンクである。貯湯タンク４０は、例えば、ステンレス製のタンク、および、ＦＲＰ製のタンクである。貯湯タンク４０に貯められた湯は、湯循環路１６を介して湯利用部５０に供給される。湯循環路１６は、図１に示されるように、第１湯配管１６ａと、第２湯配管１６ｂとから構成される。貯湯タンク４０は、内部に貯められた湯を第１湯配管１６ａに供給し、第１湯配管１６ａを介して湯利用部５０に湯を送る。湯利用部５０で利用されなかった湯は、第２湯配管１６ｂを介して貯湯タンク４０に戻される。すなわち、貯湯タンク４０に貯められた湯の一部は、第１湯配管１６ａおよび第２湯配管１６ｂを流れて、貯湯タンク４０に再び戻される。
【００３８】
なお、図１に示されるように、第１湯配管１６ａには、給湯ポンプ５１が取り付けられている。給湯ポンプ５１は、貯湯タンク４０に貯められた湯を湯利用部５０に送るための加圧ポンプである。給湯ポンプ５１は、容量可変であり、湯利用部５０に送られる湯の量を調節することができる。
【００３９】
図３に示されるように、貯湯タンク４０は、主として、保温ヒータ４１と、水圧センサ４２と、フロートスイッチ４３と、貯湯温度センサ４４とを有している。次に、貯湯タンク４０の各構成要素について説明する。
【００４０】
（１−３−１）保温ヒータ
保温ヒータ４１は、貯湯タンク４０に貯められている湯の温度を、湯利用部５０において湯として利用可能な温度以上に維持するために、貯湯タンク４０の内部に取り付けられるヒータである。貯湯タンク４０は、保温ヒータ４１を用いて、内部に貯められた湯の保温運転を行う。
【００４１】
（１−３−２）水圧センサ
水圧センサ４２は、貯湯タンク４０に貯められている湯の残量を測定するためのセンサである。水圧センサ４２は、貯湯タンク４０内部の下部に取り付けられ、貯湯タンク４０内部の湯による水圧を検出することで、貯湯タンク４０に貯められている湯の残量および水位を算出する。水圧センサ４２は、例えば、貯湯タンク４０に貯められている湯の残量が、予め設定されている目標残湯量未満であるか否かを検出することができる。
【００４２】
（１−３−３）フロートスイッチ
フロートスイッチ４３は、貯湯タンク４０に貯められている湯の水位に応じて上下するフロートを用いて、貯湯タンク４０に貯められている湯の残量を補助的に検出する。
【００４３】
（１−３−４）貯湯温度センサ
貯湯温度センサ４４は、湯循環路１６の第１湯配管１６ａと、貯湯タンク４０との接続部の近傍において、貯湯タンク４０の内部に設置されている温度センサである。貯湯温度センサ４４は、貯湯タンク４０に貯められている湯の温度（タンク水温）を測定する。
【００４４】
（１−４）湯利用部
湯利用部５０は、台所、シャワーおよびプール等、貯湯タンク４０に貯められている湯が利用される場所である。貯湯タンク４０の貯湯タンク４０に貯められている湯は、給湯ポンプ５１によって、湯循環路１６の第１湯配管１６ａを介して、湯利用部５０に供給される。湯利用部５０では、第１湯配管１６ａを介して供給された湯の全てが利用されるとは限らない。湯利用部５０で利用されなかった湯は、湯循環路１６の第２湯配管１６ｂを介して、貯湯タンク４０に戻される。
【００４５】
（１−５）制御部
制御部６０は、図３に示されるように、給湯システム１０の構成要素に接続されている。具体的には、制御部６０は、給水ポンプ３２、圧縮機３５、膨張弁３６、ファン３７ａ、出湯温度センサ３８、３方弁３９、保温ヒータ４１、水圧センサ４２、フロートスイッチ４３、貯湯温度センサ４４および給湯ポンプ５１に接続されている。制御部６０は、例えば、熱源ユニット３０内部の電装品ユニット（図示せず）に設置されている。
【００４６】
制御部６０は、給湯システム１０の構成要素を制御するためのコンピュータである。例えば、制御部６０は、給水ポンプ３２の回転数、圧縮機３５の運転周波数、膨張弁３６の開度、ファン３７ａの回転数、３方弁３９の切り替え、保温ヒータ４１の消費電力および給湯ポンプ５１の回転数を制御し、出湯温度センサ３８、水圧センサ４２、フロートスイッチ４３および貯湯温度センサ４４の測定値を取得する。
【００４７】
また、図３に示されるように、制御部６０は、さらに、リモコン７０と接続されている。リモコン７０は、給湯システム１０を制御するための機器である。図４は、リモコン７０の正面図である。リモコン７０は、図４に示されるように、タッチパネル式のディスプレイ７１を備えている。ディスプレイ７１は、給湯システム１０の構成要素から取得した情報、および、給湯システム１０の運転モードに関する情報等を表示する。例えば、ディスプレイ７１は、出湯温度センサ３８および貯湯温度センサ４４によって測定された湯の温度を表示する機能を有する。
【００４８】
給湯システム１０の利用者は、ディスプレイ７１に触れることで、リモコン７０を操作することができる。具体的には、リモコン７０は、ボタン等のユーザインターフェイスをディスプレイ７１に表示することで、給湯システム１０の利用者からの入力を受けることができる。例えば、リモコン７０は、後述するように、出湯温度センサ３８によって測定される温度の目標値と、貯湯温度センサ４４によって測定される温度の目標値とを入力するためのユーザインターフェイスをディスプレイ７１に表示する。給湯システム１０の利用者は、ディスプレイ７１を介してリモコン７０を操作して制御部６０に制御命令を送ることで、給湯システム１０の構成要素を制御することができる。
【００４９】
給湯システム１０の利用者は、リモコン７０を操作して、出湯温度目標値およびタンク水温目標値を制御部６０に入力することができる。出湯温度目標値は、出湯温度センサ３８によって測定される温度である出湯温度の目標値である。タンク水温目標値は、貯湯温度センサ４４によって測定される温度であるタンク水温の目標値である。出湯温度は、熱源ユニット３０の第１熱交換器３３において加熱され、水流路３１の第３水配管３１ｃを流れる水の温度である。出湯温度は、出湯ライン１４を流れる湯の温度とみなすことができる。貯湯温度センサ４４で測定されたタンク水温は、貯湯タンク４０に貯められている湯の温度である。貯湯温度センサ４４は、貯湯タンク４０内における湯循環路１６への出口付近にあるため、実質的に、湯循環路１６への出口の温度が目標値を下回っているか否かも判断していることになる。次に、制御部６０の動作について説明する。
【００５０】
（２）制御部の動作
制御部６０は、図３に示されるように、目標値入力部６１と、目標値設定部６２とを有する。目標値入力部６１は、給湯システム１０の利用者によって、出湯温度目標値およびタンク水温目標値が入力される。具体的には、制御部６０は、リモコン７０のディスプレイ７１に、出湯温度目標値およびタンク水温目標値を入力するためのユーザインターフェイスを表示する。給湯システム１０の利用者は、ディスプレイ７１に表示されるユーザインターフェイスを介して、出湯温度目標値およびタンク水温目標値を目標値入力部６１に入力する。
【００５１】
ディスプレイ７１は、図４に示されるように、出湯温度目標値表示エリア７１ａ、出湯温度目標値変更ボタン７１ｂ、タンク水温目標値表示エリア７１ｃ、タンク水温目標値変更ボタン７１ｄ、ＯＫボタン７１ｅおよびキャンセルボタン７１ｆを表示している。出湯温度目標値表示エリア７１ａは、現在設定されている出湯温度目標値を表示する。出湯温度目標値変更ボタン７１ｂは、現在設定されている出湯温度目標値を変更するためのボタンである。タンク水温目標値表示エリア７１ｃは、現在設定されているタンク水温目標値を表示する。タンク水温目標値変更ボタン７１ｄは、現在設定されているタンク水温目標値を変更するためのボタンである。ＯＫボタン７１ｅは、出湯温度目標値およびタンク水温目標値を変更した場合に、変更後の目標値を制御部６０に送信するためのボタンである。キャンセルボタン７１ｆは、出湯温度目標値およびタンク水温目標値を変更した場合に、目標値の変更を取り消すためのボタンである。出湯温度目標値変更ボタン７１ｂを押すと、新しい出湯温度目標値を入力するためにインターフェイスがディスプレイ７１に表示される。タンク水温目標値変更ボタン７１ｄを押すと、新しいタンク水温目標値を入力するためにインターフェイスがディスプレイ７１に表示される。
【００５２】
制御部６０は、タンク水温がタンク水温目標値を下回らないように、給湯システム１０の構成要素を制御する。制御部６０は、貯湯温度センサ４４で測定されたタンク水温と、水圧センサ４２で測定されたタンク水位とを監視して、タンク水温がタンク水温目標値を下回らない状態にするように制御する。
【００５３】
出湯温度目標値は、６５℃〜９０℃に設定される。制御部６０は、熱源ユニット３０から送り出される湯の温度が６５℃〜９０℃となるように制御する。
【００５４】
制御部６０は、水圧センサ４２およびフロートスイッチ４３により検出される貯湯タンク４０内のタンク水位が、目標タンク水位より低いか否かを判定する。タンク水位が目標タンク水位より低い場合は低下状態、タンク水位が目標タンク水位以上の場合は非低下状態と判定する。なお、リモコン７０に入力される目標タンク水位が低下状態か非低下状態かのデータは、制御部６０に送信される。そして、制御部６０が、貯湯タンク４０内のタンク水位が低下状態であると判定した場合は、給湯を開始する。そして、制御部６０が、貯湯タンク４０内のタンク水位が非低下状態であると判定した場合は、給湯を停止する。
【００５５】
（２−１）通常給湯制御
制御部６０は、貯湯温度センサ４４で測定されたタンク水温がタンク水温目標値を下回っていない場合で、且つ水圧センサ４２で測定されたタンク水位が目標タンク水位より低い場合（タンク水位が低下状態である場合）は、通常給湯制御を行い、通常給湯運転をする。通常給湯制御では、出湯温度が出湯温度目標値になるように制御する。出湯温度目標値は、タンク水温目標値（例えば、デフォルト６０℃またはユーザー設定）プラス４〜６℃、通常プラス５℃程度とする。具体的には例えば、デフォルトで、タンク水温目標値は６０℃、出湯温度目標値は６５℃と設定できる。通常給湯制御では、制御部６０は、タンク水位が非低下状態であると判断した場合には、給湯を停止する。また、制御部６０は、通常給湯制御中にタンク水温がタンク水温目標値を下回ったと判断した場合には、後述の高温給湯制御に切り替える。
【００５６】
（２−２）保温制御
貯湯タンク４０内のタンク水位が非低下状態（タンク水位が目標タンク水位より低くない）であると判定した場合は、給湯は行わない。この場合に、通常は湯量が充分であれば、利用部５０で使用されなかった湯が湯循環路１６を循環して貯湯タンク４０内に戻っても、タンク水温の低下は問題とはなりにくい。しかしながら、室外気温が非常に低い等の理由で、湯循環路における放熱が大きくなり、タンク水温がタンク水温目標値を下回る場合が考えられる。この場合には、タンク水温を上げる保温制御を行い、保温運転を行う。
【００５７】
すなわち、制御部６０は、貯湯タンク４０内のタンク水位が所定以上であり、且つ貯湯温度センサ４４により検出されるタンク水温がタンク水温目標値を下回っている場合、保温制御を為す。
【００５８】
保温制御では、３方弁３９を切り替えて、貯湯タンク４０内の湯が保温用ライン１８を介して熱源ユニット３０へ送られるようにする。熱源ユニット３０に送られた貯湯タンク４０内の湯を熱源ユニット３０で再加熱して貯湯タンク４０へ戻す。制御部６０は、保温制御中でタンク水温がタンク水温目標値を下回っている場合にタンク水位が低下状態であると判断した場合には、後述の高温給湯制御に切り替える。
【００５９】
また、制御部６０は、保温制御中にタンク水温がタンク水温目標値になったと判断した場合には、貯湯タンク４０内の湯を保温用ライン１８を介して熱源ユニット３０へ送ることを終了し、保温ヒータ４１をＯＮして貯湯タンク４０内の湯を加熱して保温する。この場合に、タンク水位が低下状態であると判断した場合には、制御部６０は通常給湯制御に切り替える。
【００６０】
（２−３）高温給湯制御
タンク水位が低下状態である場合で、かつタンク水温が予め設定されたタンク水温目標値より低い場合には、制御部６０は、出湯温度が出湯温度目標値より高くなるように熱源ユニット３０を高温給湯制御し、高温給湯運転する。特に給湯中は、熱源ユニット３０への入水経路を保温用ライン１８に切り替えられないため、保温制御によりタンク水温を高くすることはできない。この場合に、高温給湯制御により、タンク水温を高くすることができる。
【００６１】
高温給湯制御について、図５を参照しながら説明する。ステップＳ１では、制御部６０は、貯湯温度センサ４４により検出されるタンク水温（ＴｗＳ）がタンク水温目標値（ＤＨＷＳ）を下回っているか否かを判定する。タンク水温がタンク水温目標値を下回っていると判定した場合はステップＳ２に移行し、下回っていると判定しない場合はステップＳ１を繰り返す。ここで、タンク水温目標値は、例えば４５℃〜７０℃（望ましくは、５５℃〜７０℃）である。
【００６２】
ステップＳ２では、制御部６０は、タンク水位が低下状態か否かを判定する。タンク水位が低下状態であると判定した場合はステップＳ３に移行し、タンク水位が非低下状態であると判定した場合はステップＳ１に戻る。
【００６３】
ステップＳ３では、出湯温度目標値を３℃高く修正する。具体的には、例えば、タンク水温目標値が６０℃の場合、出湯温度目標値はそれより５℃高い６５℃に設定されている。この場合、ステップＳ３では、出湯温度目標値をプラス３℃高くする修正を行い、出湯温度目標修正値６８℃とする。
【００６４】
続いてステップＳ４では、タンク水温（ＴｗＳ）がタンク水温目標値（ＤＨＷＳ）を下回っている状態が１０分間連続しているか否かを判定する。タンク水温がタンク水温目標値を下回っている状態が１０分間連続していると判定した場合はステップＳ２に移行する。そして、タンク水位が未だ低下状態である場合には給湯を継続しつつ、出湯温度目標修正値をさらに３℃高くするように修正する。出湯温度目標修正値が６８℃の場合には、出湯温度目標修正値は７１℃となる。ここで、出湯温度目標修正値の限界最高温度を設定しておいてもよい。限界最高温度は、例えば８０℃とすることができる。タンク水温がタンク水温目標値を下回っている状態が１０分間連続していないと判定した場合はステップＳ５に移行する。
【００６５】
ステップＳ５では、タンク水温がタンク水温目標値よりも２℃を越えて上回っている状態が３分間連続しているか否かを判定する。タンク水温がタンク水温目標値よりも２℃を越えて上回っている状態が３分間連続していると判定した場合はステップＳ６に移行し、タンク水温がタンク水温目標値よりも２℃を越えて上回っている状態が３分間連続していないと判定した場合はステップＳ４に戻る。
【００６６】
ステップＳ６では、ステップＳ３で修正された出湯温度目標修正値を１℃下げる。すなわち、出湯温度目標修正値が６８℃の場合には６７℃に修正し、出湯温度目標修正値が７１℃の場合には７０℃に修正する。
【００６７】
続いてステップＳ７では、出湯温度目標修正値が出湯温度目標値であるか否かを判定する。出湯温度目標修正値が出湯温度目標値であると判定した場合にはステップＳ１に戻る。出湯温度目標修正値が出湯温度目標値でなく、出湯温度目標値より高いと判定した場合にはステップＳ４〜Ｓ７を繰り返す。すなわち、タンク水温がタンク水温目標値よりも２℃を越えて上回っている状態が３分間連続していると判定された場合は、出湯温度目標修正値が出湯温度目標値になるまで１℃ずつ下げる。タンク水温がタンク水温目標値を下回っている状態が１０分間連続した場合には、出湯温度目標修正値を３℃高くする。
【００６８】
制御部６０は、高温給湯制御中に、タンク水温が所定時間、例えば３分間、タンク水温目標値以上の温度、例えばタンク水温目標値を２℃越えた温度になり、且つ出湯温度目標修正値が出湯温度目標値になった場合には、通常給湯制御に切り替える。また、制御部６０は、高温給湯制御中に、タンク水位が非低下状態になった場合には、保温制御に切り替える。
【００６９】
（３）特徴
本実施形態に係る給湯システム１０では、制御部６０は、タンク水位およびタンク水温を監視して、出湯温度目標値を修正する制御を行う。給水ライン１２を介して受水槽２０から熱源ユニット３０へ給水し、熱源ユニット３０で加熱した湯を貯湯タンク４０へ給湯中に、出湯温度目標値を高くするように修正する高温給湯制御を行う。これにより、給湯システム１０では、タンク水温を速やかにタンク水温目標値以上にすることができる。そして、外気温が低い場合で給湯中においてもタンク水温を速やかにタンク水温目標値以上にすることができる。
【００７０】
また、本実施形態に係る給湯システム１０では、保温制御において、保温用ライン１８を介して、貯湯タンク４０内の湯を熱源ユニット３０に導入するように３方弁３９により配管を切り替えて、貯湯タンク４０内の湯を熱源ユニット３０で加熱し、貯湯タンク４０に戻す。この場合には、給湯中は、熱源ユニット３０は受水層２０からの給水ライン１２と接続されるため、保温用ライン１８を使用した保温制御を行うことができない。
【００７１】
このような場合に、熱源ユニット３０からの出湯温度目標値を高く修正した値とすることにより、貯湯タンク４０の水温を上げることができる。そして、保温制御による省エネと、タンク水温目標値の達成を両立できる。
【００７２】
（４）変形例
本発明の実施形態の具体的構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で変更可能である。以下、本発明の実施形態に適用可能な変形例について説明する。
【００７３】
（４−１）変形例Ａ
本実施形態に係る給湯システム１０では、保温制御において、保温用ライン１８を介して、貯湯タンク４０内の湯を熱源ユニット３０に導入するように配管を切り替えて、貯湯タンク４０内の湯を熱源ユニット３０で加熱し、貯湯タンク４０に戻すが、保温用ライン１８を設ける代わりに湯循環路１６の第２湯配管１６ｂに再加熱ユニットを設けて、タンク水温を上昇させてもよい。
【００７４】
（４−２）変形例Ｂ
本実施形態に係る給湯システム１０では、熱源ユニット３０は、１つの冷媒循環流路３４からなる一元冷媒回路を備えているが、２つの冷媒循環流路からなる二元冷媒回路を備えていてもよい。図６は、本変形例に係る熱源ユニット１３０の概略構成図である。
【００７５】
熱源ユニット１３０は、水流路１３１と、第１冷媒循環流路１３４ａと、第２冷媒循環流路１３４ｂとを備える。水流路１３１は、給水ポンプ１３２および第１熱交換器１３３に接続されている。第１冷媒循環流路１３４ａは、第１圧縮機１３５ａ、第１膨張弁１３６ａ、第１熱交換器１３３および第２熱交換器１３７ｂに接続されている。第２冷媒循環流路１３４ｂは、第２圧縮機１３５ｂ、第２膨張弁１３６ｂ、第２熱交換器１３７ｂおよび第３熱交換器１３７に接続されている。
【００７６】
水流路１３１は、給水ライン１２または保温用ライン１８から取り入れた水が流れる管である。３方弁１３９は、給水ライン１２と保温用ライン１８とを切り替えて熱源ユニット１３０に水を取り入れ、第１熱交換器１３３において加熱された水を出湯ライン１４に供給する。水流路１３１には、出湯ライン１４との接続部の近傍において、水流路１３１を流れる水の温度を測定するための出湯温度センサ１３８が取り付けられている。
【００７７】
第１冷媒循環流路１３４ａおよび第２冷媒循環流路１３４ｂは、冷媒を循環する冷凍サイクルを構成する環状の流路である。第１冷媒循環流路１３４ａは、例えば、冷媒としてＲ１３４ａを使用し、第２冷媒循環流路１３４ｂは、例えば、冷媒としてＲ４１０Ａを使用する。Ｒ１３４ａは、高温沸き上げ特性に優れた冷媒である。Ｒ４１０Ａは、省エネ性能が高く、低外気温特性に優れた冷媒である。図６において、水流路１３１、第１冷媒循環流路１３４ａおよび第２冷媒循環流路１３４ｂに沿った矢印は、水または冷媒の流れる方向を表す。
【００７８】
第１熱交換器１３３は、水流路１３１を流れる水と、第１冷媒循環流路１３４ａを循環する冷媒との間で熱交換を行う。第２熱交換器１３７ｂは、第１冷媒循環流路１３４ａを循環する冷媒と、第２冷媒循環流路１３４ｂを循環する冷媒との間で熱交換を行う。第３熱交換器１３７は、第２冷媒循環流路１３４ｂを循環する冷媒と、外気との間で熱交換を行う。水流路１３１は、本実施形態の水流路３１に相当する。第２冷媒循環流路１３４ｂは、本実施形態の冷媒循環流路３４に相当する。
【００７９】
第３熱交換器１３７は、本実施形態の第２熱交換器３７と同様に、第２冷媒循環流路１３４ｂにおける蒸発器としての機能を有する。第３熱交換器１３７の近傍には、ファン１３７ａが設置されている。ファン１３７ａは、第３熱交換器１３７に対して外気を送風して、第３熱交換器１３７において冷媒と熱交換された外気を排出する。
【００８０】
第２熱交換器１３７ｂは、第２冷媒循環流路１３４ｂにおける凝縮器としての機能と、第１冷媒循環流路１３４ａにおける蒸発器としての機能とを有する。第１熱交換器１３３は、第１冷媒循環流路１３４ｂにおける凝縮器としての機能を有する。水流路１３１を流れる水は、第１熱交換器１３３を通過することで加熱される。
【００８１】
本変形例に係る熱源ユニット１３０では、本実施形態の熱源ユニット３０と比べて、より高い運転効率を有し、かつ、さらなる小型化を実現することができる。
【００８２】
（４−３）変形例Ｃ
本実施形態に係る給湯システム１０は、図１に示されるように、１つの熱源ユニット３０および１つの貯湯タンク４０を備えている。しかし、給湯システム１０は、複数の熱源ユニット３０および複数の貯湯タンク４０を備えていてもよい。この場合、複数の熱源ユニット３０は、給水ライン１２および出湯ライン１４と並列に接続され、かつ、複数の貯湯タンク４０は、出湯ライン１４および湯循環路１６と並列に接続される。
【００８３】
（４−４）参考例
本実施形態に係る給湯システム１０では、貯湯タンク４０は、開放型のタンクであるが、密閉型のタンクでもよい。図７は、本参考例に係る給湯システム１１０の概略構成図である。図７において、本実施形態に係る給湯システム１０と同じ構成要素には、同じ参照符号が用いられている。次に、本実施形態に係る給湯システム１０と、本参考例に係る給湯システム１１０との間の相違点を中心に説明する。
【００８４】
給湯システム１１０の貯湯タンク１４０は、密閉型のタンクである。熱源ユニット３０は前述のように、給水ポンプ３２が３方弁３９の下流に配置され、開放型、密閉型共に接続可能な構成である。貯湯タンク１４０の内部の空間は、外気から完全に隔離されている。貯湯タンク１４０は、例えば、ステンレス製のタンクである。貯湯タンク１４０は、常に、熱源ユニット３０から供給された湯で満たされている。貯湯タンク１４０の下部は、給水ライン１１２が貫通している。
【００８５】
図７に示されるように、給水ライン１１２は、受水槽２０と熱源ユニット３０との間において、貯湯タンク１４０に接続されている。すなわち、給水ライン１１２を流れる水は、熱源ユニット３０に供給される前に貯湯タンク１４０を通過して、貯湯タンク１４０に貯められている湯から熱を受け取って加熱される。給水ライン１１２は、３方弁３９の一方の入口に接続される。３方弁３９の他方の入口は使用しない。
【００８６】
貯湯タンク１４０から湯利用部５０に湯を送るための湯循環路１１６は、第１湯配管１１６ａと第２湯配管１１６ｂとからなる。第１湯配管１１６ａは、貯湯タンク１４０の上面において、貯湯タンク１４０と連結されている。第２湯配管１１６ｂは、貯湯タンク１４０に湯を戻すための給湯ポンプ１５１が取り付けられている。
【００８７】
給湯システム１１０は、給水ライン１１２、貯湯タンク１４０および湯循環路１１６を除いて、本実施形態に係る給湯システム１０と同じ構成を有している。すなわち、給湯システム１１０では、本実施形態と同様に、制御部６０は、タンク水位およびタンク水温を監視して、出湯温度目標値を修正する制御を行う。貯湯タンク１４０は、常に熱源ユニット３０から供給された湯で満たされているため、実質的には、この制御は働かない。タンク水温がタンク水温目標値を下回った場合には、保温制御でタンク水温をタンク水温目標値にすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明に係る給湯システムは、給湯ユニットから貯湯タンクに送られる湯の温度、および、貯湯タンクに貯められる湯の温度を適切に制御することができる。
【符号の説明】
【００８９】
１０      給湯システム
１２      給水ライン
１４      出湯ライン
１６      湯循環路
１８      保温用ライン
３０      熱源ユニット
４０      貯湯タンク
５０      湯利用部
６０      制御部
６１      目標値入力部
６２      目標値設定部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９０】
【特許文献１】特開２００８−９６０６４号公報