(57)【要約】【課題】新冷媒の特徴を利用して、必要湯量を確保しつつ、高温の出湯が可能で、高効率な加温システムを提供する。【解決手段】水と冷媒とを熱交換するための第１の水−冷媒熱交換器４ａを備え冷媒として不飽和炭素を持つＨＦＣ冷媒を使用した第１の冷凍サイクル４と、第２の水−冷媒熱交換器５ａを備え冷媒として不飽和炭素を持たないＨＦＣ冷媒および自然冷媒のいずれかから選ばれた冷媒を使用した第２の冷凍サイクル５と、第１及び第２の水−冷媒熱交換器４ａ，５ａの水熱交換管に水を流通させる水配管３とを備えている。また、第１の水−冷媒熱交換器４ａと第２の水−冷媒熱交換器５ａを水配管３に並列に接続し、第１の水−冷媒熱交換器４ａおよび第２の水−冷媒熱交換器５ａでそれぞれ水を加熱し、第１の水−冷媒熱交換器４ａおよび第２の水−冷媒熱交換器５ａから送出された水を合流させて利用側に供給する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水と冷媒とを熱交換するための第１の水−冷媒熱交換器を備え冷媒として不飽和炭素を持つＨＦＣ冷媒を使用した第１の冷凍サイクルと、
第２の水−冷媒熱交換器を備え冷媒として不飽和炭素を持たないＨＦＣ冷媒および自然冷媒のいずれかから選ばれた冷媒を使用した第２の冷凍サイクルと、上記第１及び第２の水−冷媒熱交換器の水熱交換管に水を流通させる水配管とを備え、
上記第１の水−冷媒熱交換器と第２の水−冷媒熱交換器を上記水配管に並列に接続し、
上記第１の水−冷媒熱交換器および第２の水−冷媒熱交換器でそれぞれ水を加熱し、
上記第１の水−冷媒熱交換器および第２の水−冷媒熱交換器から送出された水を合流させて利用側に供給することを特徴とする加温システム。
【請求項２】
要求負荷に応じて上記第１，第２の水−冷媒熱交換器から送出される温水の温度と流量をそれぞれ制御する温水制御手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の加温システム。
【請求項３】
上記第１，第２の水−冷媒熱交換器へ供給される水の温度に応じて前記第１，第２の水−冷媒熱交換器から利用側へ送出される温水の温度と流量をそれぞれ制御する温水制御手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の加温システム。
【請求項４】
上記第１の冷凍サイクルを第１の筐体に収容して第１の冷凍サイクルユニットを構成するとともに，第２の冷凍サイクルを第２の筐体に収容して第２の冷凍サイクルユニットを構成し、これら第１，第２の冷凍サイクルユニットの第１及び第２の水−冷媒熱交換器の水熱交換管に水配管をそれぞれ連結可能に構成したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の加温システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は加温システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化防止の観点からＣＯ２削減が急務となっており、その一環として、燃焼装置の代替としてのヒートポンプシステムの利用が検討されている。例えば、産業プロセスにおけるボイラ代替としての高温ヒートポンプ加温システムの導入や、家庭用ガス・灯油給湯器の代替としてのヒートポンプ加温システムの導入である。
【０００３】
現在、普及しているヒートポンプ加温システムとしては、冷媒としてＣＯ２冷媒を使用したもの、Ｒ４１０Ａを使用したもの、Ｒ１３４ａを使用したものなどがあるが、上記の産業プロセス用では、出湯温度が８０〜９０℃、還水温度が５０℃以上という要請がある。また、寒冷地用では、外気温−２０℃にて出湯温度８０℃という要請がある。これらの要請は、ヒートポンプ加温システムに対し過酷な運転条件であるため、これらの領域への普及は余り進んでいないのが現状である。
【０００４】
現在普及しているヒートポンプ加温システムは、入水温度が高くなるに連れて高圧側の作動圧力が高く、圧縮機吐出温度も高くなるという性質がある。また、入水温度が高くなるに連れて作動効率も低下していく。圧縮機吐出温度には、信頼性上許容限度があるため、入水温度が高くなるに連れて、出湯可能な温度も低下して行く。一方、外気温度が低下するに連れて、圧縮機吐出温度も高くなるため、外気温度の低下に伴い出湯可能な温度も低下して行く。
【０００５】
このような条件での出湯可能な温度は、使用する冷媒により異なり、Ｒ１３４ａは、ＣＯ２冷媒やＲ４１０Ａよりも、より高温の出湯温度を実現できる反面、同一の出湯温度では、効率が若干低くなる。また、Ｒ１３４ａは、ＣＯ２冷媒やＲ４１０Ａよりもガス密度が小さいため、冷媒配管径の大径化等機器が大きくなる欠点もある。
【０００６】
そこで、これらの不具合を解決する手段として、高温側冷凍サイクルにＲ１３４ａを使用し、低温側冷凍サイクルにＲ４１０Ａを用いる２元冷凍サイクルを構成するヒートポンプ加温システム（以下、従来１という）が考えられている。
【０００７】
また、Ｒ４１０Ａを用いた冷凍サイクルで水を中温程度まで予熱した後、この温水をＲ１３４ａを用いた冷凍サイクルによって、最終的な必要温度まで加熱する直列接続加熱システム（以下、従来２という）が考えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−１９８６９３公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記従来１の２元冷凍サイクル構成では、高温出湯が可能であるが、中間熱交換器での効率ロスが大きいため、システム全体の効率が低くなるという課題がある。
【００１０】
一方、従来２の直列接続加熱システムでは、中間熱交換器による非可逆的効率ロスはなく、前段側冷凍サイクルによる予熱温度が最適化設定されていれば、２元冷凍サイクルよりも効率は高くなるものの、後段側（Ｒ１３４ａ側）の冷凍サイクルの入水温度が高いため、２元サイクルよりも出湯可能な温度は低くなる。
【００１１】
ところで、近年、ＧＷＰ（地球温暖化係数）が一桁である不飽和炭素を持つＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）冷媒が開発され、カーエアコンや定置式エアコンに使用するための提案が行われている。このＨＦＣ冷媒は、Ｒ１３４ａの代替として開発されたものがあるが、圧縮機の吐出温度が低いという特徴をもっており、本発明者がヒートポンプ加温システムへの利用を検討したところ、Ｒ１３４ａよりも高温出湯が可能で１００℃近い温水を得ることも可能であるという新たな知見を得た。
【００１２】
本発明が解決しようとする課題は、このＨＦＣ冷媒の特徴を利用して、必要湯量を確保しつつ、高温の出湯が可能で、高効率な加温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】
【００１３】
本実施形態の加温システムは、水と冷媒とを熱交換するための第１の水−冷媒熱交換器を備え冷媒として不飽和炭素を持つＨＦＣ冷媒を使用した第１の冷凍サイクルと、第２の水−冷媒熱交換器を備え冷媒として不飽和炭素を持たないＨＦＣ冷媒および自然冷媒のいずれかから選ばれた冷媒を使用した第２の冷凍サイクルと、上記第１及び第２の水−冷媒熱交換器の水熱交換管に水を流通させる水配管とを備えている。
【００１４】
また、本実施形態は、第１の水−冷媒熱交換器と第２の水−冷媒熱交換器を上記水配管に並列に接続し、第１の水−冷媒熱交換器および第２の水−冷媒熱交換器でそれぞれ水を加熱し、第１の水−冷媒熱交換器および第２の水−冷媒熱交換器から送出された水を合流させて利用側に供給する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施形態に係る加温システムのシステム構成図。
【図２】図１で示す第１の実施形態の効果を示すグラフ。
【図３】第２の実施形態に係る加温システムのシステム構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本実施形態を図面に基づいて説明する。なお、複数の図面中、同一または相当部分には同一符号を付している。
【００１７】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る加温システムのシステム構成図である。この図１に示すように、加温システム１は、ヒートポンプ式加温システムであり、利用側の一例である貯湯タンク２の水配管３に、第１の冷凍サイクル４の第１の水−冷媒熱交換器４ａと、第２の冷凍サイクル５の第２の水−冷媒熱交換器５ａを並列に接続している。
【００１８】
貯湯タンク２は第１，第２の冷凍サイクル４，５により加熱された温水を貯蔵する所要容量のタンクであり、温水入口ＩＮと温水出口ＯＵＴとを連結して水ないし温水を循環させる水配管３を具備している。
【００１９】
水配管３は、貯湯タンク２からの温水を、第１の水−冷媒熱交換器４ａの図示しない水熱交換管に送水する第１の水分岐管３ａと、この第１の水分岐管３ａに並設に接続されて、第２の水−冷媒熱交換器５ａの図示しない水熱交換管に送水する第２の水分岐管３ｂを有する。
【００２０】
これら第１，第２の水分岐管３ａ，３ｂには、第１，第２の流量調節弁６，７をそれぞれ介装している。さらに、第１，第２の水分岐管３ａ，３ｂは、その温水出口側同士の連結部に温水混合部Ｍを形成している。また、水配管３は、その途中に、送水ポンプ８を介装しており、貯湯タンク２からの温水を第１，第２の水−冷媒熱交換器４ａ，５ａの水熱交換管に送水する。
【００２１】
第１の冷凍サイクル４は、第１の圧縮機４ｂに、第１の四方弁４ｃ、第１の水−冷媒熱交換器４ａの図示しない冷媒熱交換管、第１の膨張弁４ｄおよび例えば空冷式の第１の室外熱交換器４ｅを第１の冷媒配管４ｆにより接続し、不飽和炭素を持つＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）冷媒を循環させる冷凍サイクルを構成している。
【００２２】
不飽和炭素を持つＨＦＣ冷媒としては、例えばＨＦＯ１２３４ｙｆ、ＨＦＯ１２３４ｚｅ等があり、後述する不飽和炭素を持たないＨＦＣ冷媒よりも同一飽和温度における圧力が低い低圧冷媒である。本実施形態では、不飽和炭素を持つＨＦＣ冷媒として、ＨＦＯ１２３４ｙｆを使用している。
【００２３】
このために、第１の冷凍サイクル４は、例えば蒸発温度が−２０℃にて、１００℃の高温出湯が可能である。
【００２４】
一方、第２の冷凍サイクル５は、第２の圧縮機５ｂ、第２の四方弁５ｃ、第２の水−冷媒熱交換器５ａの図示しない冷媒熱交換管、第２の膨張弁５ｄおよび第２の室外熱交換器５ｅを、第２の冷媒配管５ｆにより接続して、不飽和炭素を持たないＨＦＣ冷媒を循環させる冷凍サイクルを構成している。本実施形態では、不飽和炭素を持たないＨＦＣ冷媒として、Ｒ４１０Ａを使用している。このために、第２の冷凍サイクル５は、中温（例えば６０℃〜７０℃）の温水の出湯を高効率で行うことができる。
【００２５】
さらに、第１，第２の圧縮機４ｂ，５ｂの運転周波数と、第１，第２の流量調節弁６，７の開度は、温水制御手段Ｓによって制御され、第１，第２の圧縮機４ｂ，５ｂの運転周波数と、第１，第２の流量調節弁６，７の開度によって、第１及び第２の水−冷媒熱交換器４ａ，５ａから送出される温水の温度と流量が制御されるようになっている。
【００２６】
次に、この加温システム１の作用を説明する。
【００２７】
第１，第２の冷凍サイクル４，５と、送水ポンプ８が運転されると、貯湯タンク２内の湯水が送水ポンプ８により図５中下部の温水出口ＯＵＴから水配管３へ汲み出され、さらに、第１，第２の流量調節弁６，７の各弁開度比に応じた流量により、第１，第２の冷凍サイクル４，５の第１，第２の水分岐管３ａ，３ｂへ分配される。
【００２８】
この第１の冷凍サイクル４側の第１の水−冷媒熱交換器４ａの水熱交換管内を通水する温水は、その冷媒熱交換管内を流れる冷媒により、例えば９０℃に加熱されて、温水混合部Ｍへ流入する。
【００２９】
一方、第２の冷凍サイクル５の第２の水−冷媒熱交換器５ａの水熱交換管内を通水する温水は、その冷媒熱交換管内を流れる冷媒により例えば７０℃の中湯に加熱されて温水混合部Ｍに流入する。
【００３０】
したがって、この温水混合部Ｍでは、第１の冷凍サイクル４からの９０℃の温水と、第２の冷凍サイクル５からの７０℃の温水とが混合されるので、これら両温水の流量が等量である場合には、８０℃となって、貯湯タンク２内に送水され、貯えられる。貯湯タンク２内の所定温度に加熱された温水は図示省略の給湯端末に給湯される。
【００３１】
第１，第２の冷凍サイクル４，５の出湯設定温度は、第１，第２の圧縮機４ｂ，５ｂの運転周波数と、第１，第２の流量調節弁６，７の開度により制御される温水の流量により、適宜制御される。
【００３２】
したがって、この加温システム１によれば、高温出湯が可能な、第１の冷凍サイクル４側の送水温水温度を高く設定する一方、出湯可能な温度が低い第２の冷凍サイクル５側の送出温水温度を低く設定して送出温水流量を増大させることにより、高温出湯時でも、利用側から要求される出湯要求量を確保することができる。
【００３３】
図２は、このように構成された本実施形態に係る加温システム１のＣＯＰ（成績係数）の一例を上記従来例１，２等と対比して示すグラフである。すなわち、図２は、蒸発器として作用する第１，第２の室外熱交換器４ｅ，５ｅの蒸発温度−２０℃、外部から貯湯タンク２へ給水される給水の温度１０℃、貯湯タンク２から出湯される出湯温度８０℃を運転条件とした場合に、本実施形態の加温システム１と従来例１，２等のＣＯＰ（成績係数）を縦軸に示し、システム全体の給湯負荷に対する低圧冷媒側の冷凍サイクルの負荷の割合を横軸に示している。したがって、この横軸では全体の給湯負荷は「１」である。
【００３４】
上記従来例１は、高温側冷凍サイクルにＲ１３４ａを使用し、低温側冷凍サイクルにＲ４１０Ａを用いる２元冷凍サイクル構成であるため、給湯負荷に対する低圧冷媒側の冷凍サイクルの負荷割合と言う概念がなく図２中では、破線で示すようにＣＯＰ一定（例えば２．７３）の線として描写している。
【００３５】
また、Ｒ４１０Ａ側の冷凍サイクルで水を中温程度まで予熱した後、この温水をＲ１３４ａ側冷凍サイクルを用いて最終的な必要温度まで加熱する直列接続加熱システムである上記従来例２は、同一飽和温度における圧力がＲ４１０Ａよりも低い低圧冷媒のＲ１３４ａを使用する高温側の冷凍サイクルの負荷割合を、例えば約０．４３から約０．７１まで漸次増加させて行くと、ＣＯＰも約２．７５から約２．８５まで漸次上昇する。
【００３６】
さらに、図２中の「従来構成」は、本実施形態と同じ２種類の冷媒、例えば低圧冷媒のＨＦＯ１２３４ｙｆとＲ４１０Ａを使用するが、これら冷媒を使用する２つの冷凍サイクルの各水−冷媒熱交換器を水回路に直列に接続する上記従来例２と同じ直列回路に構成する場合を示しており、この場合、低圧冷媒（ＨＦＯ１２３４ｙｆ）側の冷凍サイクルの負荷割合を約０．４３から約０．７１まで漸次増加させた場合には、ＣＯＰは、約２．６６から約２．８５まで漸次上昇する。
【００３７】
これに対し本実施形態によれば、低圧冷媒側の負荷割合が約０．４３から約０．７１の全領域でＣＯＰは２．９以上になり、従来例１，２や「従来構成」よりも高いＣＯＰを示している。
【００３８】
すなわち、不飽和炭素を持つＨＦＣ冷媒を用いる第１の冷凍サイクル４では、この冷媒の密度が小さいために、温水の送出量の増大を図る場合には、システムの大型化を招く反面、送出温水温度の高温化が容易であるので、送出温水温度を第２の冷凍サイクル５の送出温水温度よりも高い、例えば９０℃に設定している。
【００３９】
一方、不飽和炭素を持たないＲ４１０ＡやＣＯ２等の自然冷媒は密度が大きいために、システムの大型化を招かずに温水送出量の増大を図ることが容易である反面、送出温水温度については、第１の冷凍サイクル４のように高温化を図ることが容易ではない。
【００４０】
このために、第２の冷凍サイクル５では、送出温水温度を、第１の冷凍サイクル４の送出温水温度よりも低い中温（例えば６０℃〜７０℃）に止め、主に温水送出量の確保を図っている。
【００４１】
そして、このように第１，第２の冷凍サイクル４，５からそれぞれ送出される温度の異なる温水を温水混合部Ｍで混合することにより、利用側で要求される高温の温水が出湯可能であり、しかも、この高温出湯時においても、出湯要求量を確保することも可能であるとともに、図２から明らかなように、ＣＯＰ（成績係数）を高くすることができ、高効率化を図ることができる。
【００４２】
また、第１，第２の冷凍サイクル４，５では、その送出温水温度を相違させているので、蒸発温度や供給される水の温度によって冷媒の種類毎に定まる送出可能な温水温度の各上限以下に容易に適合させることが可能である。このために、加温システム１の不具合の発生を低減し、信頼性の向上を図ることができる。
【００４３】
さらに、第１の冷凍サイクル４で使用する不飽和炭素を含むＨＦＣ冷媒は、有機材料等に悪影響を及ぼすことはないので、第１の圧縮機４ｂの構成部品に従来と同一材料を使用することができ、システムの低コスト化を図ることができる。
【００４４】
（第２の実施形態）
第２の実施形態は、上記第１の実施形態に係る加温システム１から出湯される温水の温度を、利用側が要求する出湯温度Ｔに制御する制御方法である。以下、この制御方法を説明する。
【００４５】
まず、利用側（貯湯タンク２）が要求する温水の流量（利用側要求温水流量）をＷ、同温度（利用側要求温水温度）をＴ、貯湯タンク２側から第１，第２の冷凍サイクル４，５へ供給される水である還水の温度をＴｉｎとすると、第１，第２の冷凍サイクル４，５の第１及び第２の水−冷媒熱交換器４ａ，５ａから送出される温水の流量Ｗ１，Ｗ２と、第１及び第２の水−冷媒熱交換器４ａ，５ａから送出される温水の温度Ｔ１，Ｔ２の間には、下記の数式が成立する。  
［数１］
Ｗ＝Ｗ１＋Ｗ２                                                  ……（１）
Ｗ（Ｔ−Ｔｉｎ）＝Ｗ１（Ｔ１−Ｔｉｎ）＋Ｗ２（Ｔ２−Ｔｉｎ）    ……（２）
但し、Ｔ１＞Ｔ２とする。
【００４６】
また、以下の第１の温度設定値Ａ１は、第２の冷凍サイクル５が効率よく稼動できる温度を基準に定め、第２の温度設定値Ａ２は、第２の冷凍サイクル５が出湯できる最高温度を基準に定める。
【００４７】
（１）そこで、利用側が要求する温水温度Ｔが第１の温度設定値Ａ１よりも低い場合（Ｔ＜Ａ１）、温水制御手段Ｓは、第２の水−冷媒熱交換器５ａの温水流量Ｗ２の方が第１の水−冷媒熱交換器４ａの温水流量Ｗ１よりも多く（Ｗ２＞Ｗ１）なるように第１，第２の流量調節弁６，７の開度を制御する。さらに、これら第１及び第２の水−冷媒熱交換器４ａ，５ａからの温水の温水混合部Ｍでの混合時の温水温度が利用側の要求する温水温度（利用側要求温水温度）Ｔとなるように、上記数式（１）と（２）から第１及び第２の水−冷媒熱交換器４ａ，５ａの送出温水温度Ｔ１，Ｔ２を求める。  
そして、第１及び第２の水−冷媒熱交換器４ａ，５ａから送出される温水温度がＴ１，Ｔ２になるように、第１，第２の圧縮機４ｂ，５ｂの運転周波数を制御する。
【００４８】
（２）利用側が要求する温水温度Ｔが第１の温度設定値Ａ１よりも高く、かつ第２の温度設定値Ａ２よりも低い場合（Ａ１＜Ｔ＜Ａ２）、温水制御手段Ｓは、第２の水−冷媒熱交換器５ａの温水流量Ｗ２を第１の水−冷媒熱交換器４ａの温水流量Ｗ１と等しく（Ｗ２＝Ｗ１）なるように第１，第２の流量調節弁６，７の開度を制御する。さらに、これら第１及び第２の水−冷媒熱交換器４ａ，５ａからの温水の温水混合部Ｍでの混合時の温水温度が利用側要求温水温度Ｔになるように、上記数式（１）と（２）から第１，第２の冷凍サイクル４，５の送出温度Ｔ１，Ｔ２を求める。  
そして、第１及び第２の水−冷媒熱交換器４ａ，５ａから送出される温水温度がＴ１，Ｔ２になるように、第１，第２の圧縮機４ｂ，５ｂの運転周波数を制御する。
【００４９】
（３）利用側が要求する温水温度Ｔが第２の温度設定値Ａ２以上の場合（Ｔ＞Ａ２）、温水制御手段Ｓは、第２の水−冷媒熱交換器５ａの温水流量Ｗ２を第１の水−冷媒熱交換器４ａの温水流量Ｗ１よりも少なく（Ｗ２＜Ｗ１）になるように第１，第２の流量調節弁６，７の開度を制御する。さらに、第１及び第２の水−冷媒熱交換器４ａ，５ａからの温水の湯水混合部Ｍでの混合時の温水温度が利用側要求温水温度Ｔになるように、上記数式（１）と（２）から第１及び第２の水−冷媒熱交換器４ａ，５ａの送出温度Ｔ１，Ｔ２を求める。  
そして、第１及び第２の水−冷媒熱交換器４ａ，５ａから送出される温水温度がＴ１，Ｔ２になるように、第１，第２の圧縮機４ｂ，５ｂの運転周波数を制御する。
【００５０】
この第２の実施形態においても、上記第１の実施形態と同一の効果が得られるとともに、より高効率で、利用側の要求に応じた温度の温水を容易に供給可能である。
【００５１】
（第３の実施形態）
第３の実施形態は、上記第１の実施形態に係る加温システム１において、保温運転を行う場合の制御方法である。なお、以下において、第１の温度設定値Ｂ１は、第２の冷凍サイクル５が効率よく稼動できる温度を基準に定め、第２の温度設定値Ｂ２は、第２の冷凍サイクル５が稼動可能な還水温度を基準に定める。
【００５２】
すなわち、利用側である貯湯タンク２の出湯の消費が殆ど無く、貯湯タンク２の入口ＩＮ側と出口ＯＵＴ側の温水温度差が小さい（例えば２０℃〜３０℃）保温運転を行う場合は、温水制御手段Ｓにより第１及び第２の水−冷媒熱交換器４ａ，５ａに供給される水の温度である還水温度ＴＲに基づいて次のように制御する。
【００５３】
（１）利用側からの還水温度ＴＲが第１の温度設定値Ｂ１よりも低い場合（ＴＲ＜Ｂ１）は、第２の水−冷媒熱交換器５ａの温水流量Ｗ２を第１の水−冷媒熱交換器４ａの温水流量Ｗ１よりも多く（Ｗ２＞Ｗ１）になるように第１，第２の流量調節弁６，７の開度を制御する。さらに、第１，第２の水−冷媒熱交換器４ａ，５ａからの温水の温水混合部Ｍでの混合時の温水温度が利用側要求温水温度Ｔになるように、上記数式（１）と（２）から第１，第２の水−冷媒熱交換器４ａ，５ａの温水温度Ｔ１，Ｔ２を求める。  
そして、第１，第２の水−冷媒熱交換器４ａ，５ａから送出される温水温度がＴ１，Ｔ２になるように、第１，第２の圧縮機４ｂ，５ｂの運転周波数を制御する。
【００５４】
（２）利用側からの還水温度ＴＲが第１の温度設定値Ｂ１よりも高く、かつ第２の温度設定値Ｂ２よりも低い場合（Ｂ１＜ＴＲ＜Ｂ２）は、第２の水−冷媒熱交換器５ａの温水流量Ｗ２を第１の水−冷媒熱交換器４ａの温水流量Ｗ１と等しく（Ｗ２＝Ｗ１）になるように第１，第２の流量調節弁６，７の開度を制御する。さらに、第１，第２の水−冷媒熱交換器４ａ，５ａからの温水の温水混合部Ｍでの混合時の温水温度が利用側要求温水温度Ｔになるように上記数式（１）と（２）から第１，第２の水−冷媒熱交換器４ａ，５ａの温水温度Ｔ１，Ｔ２を求める。  
そして、第１，第２の水−冷媒熱交換器４ａ，５ａから送出される温水温度がＴ１，Ｔ２になるように、第１，第２の圧縮機４ｂ，５ｂの運転周波数を制御する。
【００５５】
（３）利用側からの還水温度ＴＲが第２の温度設定値Ｂ２以上の場合（ＴＲ＞Ｂ２）は、第２の水−冷媒熱交換器５ａの温水流量Ｗ２をゼロとし、第１の水−冷媒熱交換器４ａの温水流量Ｗ１を利用側要求温水流量Ｗ（Ｗ１＝Ｗ）になるように第１，第２の流量調節弁６，７の開度を制御する。さらに、第１の水−冷媒熱交換器４ａのみにより温水混合部Ｍでの混合温水温度が利用側要求温水温度Ｔになるように第１の圧縮機４ｂの運転周波数を制御する。なお、第１の水−冷媒熱交換器４ａの温水温度Ｔ１は、第２の水−冷媒熱交換器５ａの温水温度Ｔ２よりも高く（Ｔ１＞Ｔ２）設定されている点は上述した通りである。
【００５６】
この制御方法により、第１の実施形態の効果が得られるとともに、幅広い温水温度に対応した高効率の保温運転が可能である。
【００５７】
（第４の実施形態）
第４の実施形態に係る加温システム１Ａは、上記第１の実施形態に係る第１の冷凍サイクル４と第２の冷凍サイクル５を、第１，第２の筐体１１，１２内にそれぞれ収容して第１，第２の冷凍サイクルユニット１３，１４にそれぞれ構成した点に主な特徴を有する。
【００５８】
そして、加温システム１Ａは、水配管３に介装された送水ポンプ８を削除する一方、第１，第２の冷凍サイクルユニット１３，１４の第１，第２の水分岐管３ａ，３ｂの各途中に、第１，第２の流量調節弁６，７に代えて第１，第２の送水ポンプ１５，１６をそれぞれ介装している。
【００５９】
さらに、加温システム１Ａは、第１の冷凍サイクルユニット１３の第１の水分岐管３ａの入口側および出口側と、貯湯タンク２の水配管３の出口側および入口側とをそれぞれ着脱可能に接続する一対の第１のジョイント１７ａ，１７ｂを配設している。これら第１のジョイント１７ａ，１７ｂには図示省略の開閉弁を設けており、第１の水分岐管３ａの管路を適宜開閉できる。
【００６０】
同じく、第２の冷凍サイクルユニット１４の水分岐管３の入口側と出口側と、貯湯タンク２の水配管３の出口側と入口側とを、それぞれ着脱可能に接続する一対の第２のジョイント１８ａ，１８ｂを配設している。これら第２のジョイント１８ａ，１８ｂにも図示省略の開閉弁を設けており、第２の水分岐管３ｂの管路を適宜開閉できる。
【００６１】
したがって、この加温システム１Ａによれば、第１の実施形態の効果が得られるとともに、不飽和炭素を含むＨＦＣ冷媒採用の第１の冷凍サイクルユニット１３の組合せ台数と、不飽和炭素を含まない第２の冷凍サイクルユニット１４の組合せ台数を自由に設定することができ、給湯システムを導入する業態に合せて最適なシステムを組むことができる。例えば、高温需要が多いところや寒冷地では、不飽和炭素を含むＨＦＣ冷媒の第１の冷凍サイクルユニット１３の台数を多くし、温暖化地域では、不飽和炭素を含まないＨＦＣ冷媒使用の第２の冷凍サイクルユニット１４の台数を多くすることが可能である。なお、各冷凍サイクルユニット１３，１４の運転については、集中リモコンにて制御可能に構成してもよい。
【００６２】
また、上記実施形態では、第１，第２の水−冷媒熱交換器４ａ，５ａを、水熱交換管を通水する温水と、冷媒熱交換管を流れる冷媒とにより熱交換するように構成した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば熱交換しようとする水と冷媒の一方を、第１，第２の水−冷媒熱交換器４ａ，５ａのシェルに通流させるシェルアンドチューブ型でもよい。さらに、貯湯タンク２に外部から水を補給する補給系を設けてもよい。
【００６３】
以上のように、各実施形態の加温システムは、利用側で要求される高温の温水が出湯可能であり、しかも、この高温出湯時においても、出湯要求量を確保することも可能であるとともに、ＣＯＰ（成績係数）を高くすることができ、高効率化を図ることができる。
【００６４】
以上、本発明の幾つかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６５】
１，１Ａ…加温システム、２…貯湯タンク（利用側）、３…水配管、４…第１の冷凍サイクル、４ａ…第１の水−冷媒熱交換器、５…第２の冷凍サイクル、５ａ…第２の水−冷媒熱交換器、１１…第１の筐体、１２…第２の筐体、１３…第１の冷凍サイクルユニット、１４…第２の冷凍サイクルユニット、１７ａ，１７ｂ…第１のジョイント、１８ａ，１８ｂ…第２のジョイント。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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