(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
源泉水を貯留する源泉タンクと、
前記源泉タンクに貯留された源泉水を汲み上げて定圧で給送する定圧給水ポンプと、
前記定圧給水ポンプにより給送される源泉水を二次側熱交換エレメントに通流させるとともに、一次側熱交換エレメントに熱媒液を通流させることにより、源泉水に温熱または冷熱を与えて適温温泉水とする熱交換器と、
熱媒液生成手段とインバータモータで駆動される循環ポンプとを有し、該循環ポンプにより、前記熱交換器の前記一次側熱交換エレメント内に熱媒液を通流・循環させて二次側熱交換エレメントに通流させる源泉水に温熱または冷熱を与える熱媒液生成循環設備と、
前記熱交換器より流出する適温温泉水を導入して適温温泉水の圧力を安定させる適温温泉水用ヘッダと、
複数の浴槽と、
前記適温温泉水用ヘッダから前記各浴槽に給湯する給湯管に設けられた湯張り用流量調整弁と、
前記各浴槽の底部の排水口より外部へ張り湯を排水する排水用流量調整弁と、
制菌剤を貯留しかつ前記制菌剤を含む消毒水を供給する消毒水供給設備と、
前記インバータモータと前記湯張り用流量調整弁と前記排水用流量調整弁とを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記浴槽に湯張りする際には、前記インバータモータの周波数を、使用する前記浴槽の必要給湯流量および必要熱量に対応する所定の周波数で可変制御することにより、前記熱交換器の熱交換量の増減制御を行うとともに、浴槽への湯張り開始時には、前記排水用流量調整弁を全閉または全閉に近い状態に閉じ、かつ前記湯張り用流量調整弁の開弁度合いを大きくするよう制御し、張り湯が所定の液面レベルに到達したときには、給湯流量を湯張り温度が下がらない所要湯量となるまで下げるように前記湯張り用流量調整弁の開弁度合いを小さくし、かつ、排水流量を液面が下がらず掛け流し状態を維持するように前記排水用流量調整弁の開弁度合いを大きくし、一日の最後の入浴終了後に、前記消毒水供給設備から前記源泉タンクに消毒水を供給するように前記消毒水供給設備の送液手段を制御し、消毒後は、前記第１の混合用流量調整弁と前記第２の混合用流量調整弁を開弁するように制御することを特徴とする温泉給湯システム。
【請求項２】
前記制御部は、前記浴槽に湯張りして前記所定の液面レベルとなる時点の、張り湯の目標温度として浴槽目標温度が設定されるとともに、前記浴槽目標温度と、前記浴槽に前記所定の液面レベルとなるまで湯張りしたときの張り湯の温度との差である損失温度が設定されるようになっていて、前記浴槽目標温度と前記損失温度を加えた温度である給湯目標温度として、前記熱交換器の適温温泉水の出口温度が前記給湯目標温度と一致するように、前記インバータモータの周波数を制御することを特徴とする請求項１に記載の温泉給湯システム。
【請求項３】
前記制御部は、全ての前記浴槽のいずれもが同一の目標湯張り時間で湯張りが完了するように、前記各浴槽の前記湯張り用流量調整弁の弁開度を記憶部に予め記憶していて、任意の前記浴槽の使用要求があって湯張りを開始するときに、使用要求があった前記浴槽の前記湯張り用流量調整弁の弁開度を前記記憶部に記憶している前記弁開度と一致するように制御することを特徴とする請求項１または２に記載の温泉給湯システム。
【請求項４】
前記定圧給水ポンプにより給送される源泉水の一部を導入して圧力を安定させる源泉水用ヘッダと、
前記適温温泉水用ヘッダから流出する適温温泉水を前記湯張り用流量調整弁に導いている前記給湯管に設けられた第１の混合用流量調整弁と、
前記第１の混合用流量調整弁から流出する適温温泉水を前記湯張り用流量調整弁に導いている前記給湯管に、前記源泉水用ヘッダから流出する源泉水を合流させる合流管路と、
前記合流管路に設けられた第２の混合用流量調整弁と、をさらに備え、
前記制御部は、使用する前記浴槽の必要熱量が小さく、前記インバータモータを定格の周波数の１０分の１で駆動しても前記熱交換器が前記浴槽の必要熱量を上回る熱交換が行われてしまう条件において、混合水が適温となるように前記第１の混合用流量調整弁の弁開度および前記第２の混合用流量調整弁の弁開度を相関制御することを特徴とする請求項１または２に記載の温泉給湯システム。
【請求項５】
前記熱媒液生成手段は、温水ボイラであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１に記載の温泉給湯システム。
【請求項６】
前記熱媒液生成手段は、冷水生成装置であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１に記載の温泉給湯システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の浴槽に最適な湯温の源泉水をいわゆる掛け流しで給湯する温泉給湯システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の温泉給湯システムとして、特許文献１に記載された温泉掛け流し全自動装置が知られている。
【０００３】
特許文献１の温泉掛け流し全自動装置は、水温が５５〜６０℃と高い源泉水を使用するもので、浴槽と、浴槽に源泉水を給湯する給湯管に備えた源泉水用バルブと、浴槽に冷水を給湯する冷水管に備えた冷水用バルブと、浴槽底面部に接続された排水管に設けられた排水用バルブと、浴槽の低水位および高水位の高低２位置を検知する水位センサと、浴槽に張り湯の高温側設定値および低温側設定値を検知する温度センサと、入浴者が入浴時に操作する温度調節スイッチと湯張りスイッチを有し制御盤に指令信号を送るリモコンと、リモコンからの信号またはセンサからの信号を入力しフィードバック制御により、源泉水用バルブと冷水用バルブと排水用バルブの３つのバルブを開閉制御する制御盤（制御部）と、を備え、構成されている。
【０００４】
上記温泉掛け流し全自動装置は、制御盤が、各浴槽に付設された複数のセンサの信号とリモコンの複数のスイッチの信号に基づいて、各浴槽に対応している源泉水用バルブと冷水用バルブと排水用バルブの３つのバルブをそれぞれ所要の弁開度となるように開閉制御することにより、浴槽に源泉掛け流しにて適度な温度のかつ適度のお湯を自動補給する構成である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１０００１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された温泉掛け流し全自動装置は、源泉水の湯量について触れられておらず、水温が５５〜６０℃と高い源泉水を使用し、かつ一の浴槽についてのみ適用可能であり、必要給湯流量および必要熱量が変化する複数の浴槽について適用することができない。
【０００７】
また、この温泉掛け流し全自動装置は、制御盤が、浴槽に付設された複数のセンサの信号とリモコンの複数のスイッチの信号に基づいて、源泉水用バルブと冷水用バルブと排水用バルブの３つのバルブをそれぞれ所要の弁開度となるように開閉制御しなければならず、絶えず何れかのバルブの制御をするので省電力にはならないから、給湯のための管理コストが高く付くとともに、浴槽の温度に影響を与える外乱に対応した制御盤による制御が困難であるという問題がある。
【０００８】
また、この温泉掛け流し全自動装置は、源泉水と冷水とを混合させて湯張りするので、源泉水１００％の掛け流し温泉とは言えない。
【０００９】
また、この温泉掛け流し全自動装置は、リモコンの温度調節スイッチで湯張り温度および掛け流し温度を適温となるように操作できるものであり、流量を多くして湯張り時間を短くする調整はできない。
【００１０】
そこで、本発明は、上述したような問題を解決するためになされたもので、単数の浴槽について適用できるだけでなく、必要給湯流量および必要熱量が変化する複数の浴槽について適用できて、１００％温泉掛け流しであり、バルブの開閉制御を必要最小限で行い、浴槽の温度に影響を与える外乱の影響が従来に比べて少なく、短時間で適温の湯張りを行うことができる温泉給湯システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る温泉給湯システムは、上記課題を解決するため、（１）源泉水を貯留する源泉タンクと、前記源泉タンクに貯留された源泉水を汲み上げて定圧で給送する定圧給水ポンプと、前記定圧給水ポンプにより給送される源泉水を二次側熱交換エレメントに通流させるとともに、一次側熱交換エレメントに熱媒液を通流させることにより、源泉水に温熱または冷熱を与えて適温温泉水とする熱交換器と、熱媒液生成手段とインバータモータで駆動される循環ポンプとを有し、該循環ポンプにより、前記熱交換器の前記一次側熱交換エレメント内に熱媒液を通流・循環させて二次側熱交換エレメントに通流させる源泉水に温熱または冷熱を与える熱媒液生成循環設備と、前記熱交換器より流出する適温温泉水を導入して適温温泉水の圧力を安定させる適温温泉水用ヘッダと、複数の浴槽と、前記適温温泉水用ヘッダから前記各浴槽に給湯する給湯管に設けられた湯張り用流量調整弁と、前記各浴槽の底部の排水口より外部へ張り湯を排水する排水用流量調整弁と、制菌剤を貯留しかつ前記制菌剤を含む消毒水を供給する消毒水供給設備と、前記インバータモータと前記湯張り用流量調整弁と前記排水用流量調整弁とを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記浴槽に湯張りする際には、前記インバータモータの周波数を、使用する前記浴槽の必要給湯流量および必要熱量に対応する所定の周波数で可変制御することにより、前記熱交換器の熱交換量の増減制御を行うとともに、浴槽への湯張り開始時には、前記排水用流量調整弁を全閉または全閉に近い状態に閉じ、かつ前記湯張り用流量調整弁の開弁度合いを大きくするよう制御し、張り湯が所定の液面レベルに到達したときには、給湯流量を湯張り温度が下がらない所要湯量となるまで下げるように前記湯張り用流量調整弁の開弁度合いを小さくし、かつ、排水流量を液面が下がらず掛け流し状態を維持するように前記排水用流量調整弁の開弁度合いを大きくし、一日の最後の入浴終了後に、前記消毒水供給設備から前記源泉タンクに消毒水を供給するように前記消毒水供給設備の送液手段を制御し、消毒後は、前記第１の混合用流量調整弁と前記第２の混合用流量調整弁を開弁するように制御する構成である。
【００１２】
上記構成により、本発明の温泉給湯システムは、源泉タンクに貯留された源泉水を熱交換器に通して適温温泉水としてから適温温泉水用ヘッダに導入し圧力を均衡化させ、さらに適温温泉水を複数の浴槽に給湯することができ、１００％源泉水の掛け流しにて入浴できる。
【００１３】
また上記構成により、本発明の温泉給湯システムは、浴槽に湯張りする際には、制御部に入力設定される使用する浴槽の数が変わることにより、熱交換器の二次側熱交換エレメントを通流する源泉水の流量が変わっても、制御部が、浴槽の数に対応してインバータモータを所定の周波数に可変制御し、熱交換器の一次側熱交換エレメントを通流する熱媒液の流量を対応させ、熱交換器の熱交換量の増減する制御を行うから、使用する浴槽の数に対応した必要給湯流量および必要熱量の熱交換を行わせることができる。また、本発明の温泉給湯システムは、制御部に入力設定される張り湯の目標温度を変えても、熱交換器の熱交換量の増減することになるが、このときも、制御部が、インバータモータを所定の周波数に可変制御し、湯張り温度に対応した熱交換を行わせることができる。したがって、使用する浴槽の数が変わっても、入浴に好適な適温温泉水として複数の浴槽に給湯することができる。
【００１４】
また上記構成により、本発明の温泉給湯システムは、制御部が、浴槽への湯張り開始時から張り湯が所定の液面レベルに到達するまでは、排水用流量調整弁を全閉または全閉に近い状態に閉じ、かつ湯張り用流量調整弁の開弁度合いを大きくするよう制御するので、短い湯張り時間で入浴可能な液面レベルまで給湯することができる。
【００１５】
さらに、本発明の温泉給湯システムは、張り湯が所定の液面レベルに到達したときには、制御部が、湯張り用流量調整弁の開弁度合いを小さくし、かつ、排水用流量調整弁の開弁度合いを大きくするよう制御するので、給湯流量を湯張り温度が下がらない所要湯量となるまで下げ、かつ、排水流量を液面が下がらず掛け流し状態を維持することができ、もって、好適な入浴温度で１００％源泉掛け流しにて入浴ができる。
さらに、本発明に係る温泉給湯システムは、一日の最後の入浴終了後に、消毒水供給設備から供給される消毒水を全配管系統に通流させて浴槽へ供給することができ、浴槽等の制菌（雑菌の増殖を抑える）を行うことができ、翌日の運転に備えることができる。
【００１６】
本発明に係る温泉給湯システムは、上記（１）の温泉給湯システムにおいて、（２）前記制御部は、前記浴槽に湯張りして前記所定の液面レベルとなる時点の、張り湯の目標温度として浴槽目標温度が設定されるとともに、前記浴槽目標温度と、前記浴槽に前記所定の液面レベルとなるまで湯張りしたときの張り湯の温度との差である損失温度が設定されるようになっていて、前記浴槽目標温度と前記損失温度を加えた温度である給湯目標温度として、前記熱交換器の適温温泉水の出口温度が前記給湯目標温度と一致するように、前記インバータモータの周波数を制御する構成としてもよい。
【００１７】
ここで、浴槽目標温度および損失温度の制御部への入力は、予め湯張り実験によって得られたデータに基づいて数値入力する構成でもよいし、あるいは気温、湿度、日射、風速および黒球温度を検出する各種センサを備えていて、これらセンサ信号を制御部が入力して浴槽目標温度および損失温度を所定の熱計算式にて算出する構成としてもよい。
【００１８】
この構成により、本発明に係る温泉給湯システムは、制御部に浴槽目標温度および損失温度を設定すると、熱交換器の適温温泉水の出口温度が浴槽目標温度と損失温度を加えた温度である給湯目標温度と一致するように、インバータモータの周波数を制御するから、湯張り完了と同時に張り湯が浴槽目標温度となっているので、最適な温度条件で入浴することができる。
【００１９】
またこの構成により、本発明に係る温泉給湯システムは、四季を通して湯張り完了と同時に最適温度で入浴可能となり、浴槽温度のオーバーシュート及び温度制御の失敗をなくし、温度調節時間待ち、湯張り失敗張り直しを排除することで、設備の回転率を改善し、且つ、省エネ制御を実現することができる。
【００２０】
本発明に係る温泉給湯システムは、上記（１）または（２）の温泉給湯システムにおいて、（３）前記制御部は、全ての前記浴槽のいずれもが同一の目標湯張り時間で湯張りが完了するように、前記各浴槽の前記湯張り用流量調整弁の弁開度を記憶部に予め記憶していて、任意の前記浴槽の使用要求があって湯張りを開始するときに、使用要求があった前記浴槽の前記湯張り用流量調整弁の弁開度を前記記憶部に記憶している前記弁開度と一致するように制御する構成としてもよい。
【００２１】
この構成により、本発明に係る温泉給湯システムは、湯張りが浴槽の大きさに関係なく同一の目標湯張り時間で完了する。これにより、制御部に目標湯張り時間を例えば４０分と設定すれば、例えば、容量が１立方メートルである一方の浴槽と、容量が２立方メートルである他方の浴槽のいずれとも、４０分の湯張り時間が経過した時点で湯張りが完了し、かついずれの浴槽とも同一の浴槽目標温度となり、入浴可能なタイミングの時間管理を同一にすることができる。
【００２２】
本発明に係る温泉給湯システムは、上記（１）ないし（３）のいずれか１の温泉給湯システムにおいて、（４）前記定圧給水ポンプにより給送される源泉水の一部を導入して圧力を安定させる源泉水用ヘッダと、前記適温温泉水用ヘッダから流出する適温温泉水を前記湯張り用流量調整弁に導いている前記給湯管に設けられた第１の混合用流量調整弁と、前記第１の混合用流量調整弁から流出する適温温泉水を前記湯張り用流量調整弁に導いている前記給湯管に、前記源泉水用ヘッダから流出する源泉水を合流させる合流管路と、前記合流管路に設けられた第２の混合用流量調整弁と、をさらに備え、前記制御部は、使用する前記浴槽の必要熱量が小さく、前記インバータモータを定格の周波数の１０分の１で駆動しても前記熱交換器が前記浴槽の必要熱量を上回る熱交換が行われてしまう条件において、混合水が適温となるように前記第１の混合用流量調整弁の弁開度および前記第２の混合用流量調整弁の弁開度を相関制御する構成としてもよい。
【００２３】
この構成により、本発明に係る温泉給湯システムは、使用する浴槽が１つでかつ容量が小さいために、インバータモータを駆動可能な最小周波数として定格の周波数の１０分の１で駆動しても、熱交換器の一次側熱交換エレメントに熱媒液の流量が多すぎてしまい、熱交換器の伝熱量が過多になり出口の温泉水温度が入浴適温からずれる場合には、制御部が、第１の混合用流量調整弁と第２の混合用流量調整弁とをそれぞれ所定の弁開度となるように制御する。これにより、熱交換器で伝熱された温泉水と、熱交換器を通らず源泉水用ヘッダを通る源泉水と、を所定の割合で混合することになるが、１００％源泉水であり、入浴に好適な温度で湯張りすることができる。
【００２４】
またこの構成により、本発明に係る温泉給湯システムは、給湯量が大きい時は熱交換器を最大効率点で使用するようにインバータが働き、一方、給湯流量が減少して熱交換器の負荷が軽くなり、熱交換器の２次出口温度が所定の高温に達した時には、温冷水混合制御系が自動的に冷水を混合し、給湯目標温度を維持するように働き、軽負荷時に高温となる熱交換器の熱媒液循環インバータ制御の欠点を補い、省エネ性と安全性を兼ね備える。
【００２９】
本発明に係る温泉給湯システムは、上記（１）ないし（６）のいずれか１の温泉給湯システムにおいて、（７）前記熱媒液生成手段は、温水ボイラである構成としてもよい。
【００３０】
この構成とする場合の本発明に係る温泉給湯システムは、源泉水の温度が入浴に好適な温度、例えば４２℃よりも低く、浴槽に湯張りする前に源泉水を加熱する必要がある源泉井戸の源泉水を利用する温泉設備に適用される。この温泉給湯システムは、熱交換器の一次側熱交換エレメント内に温水ボイラで加熱された高温水を通流させて、熱交換器の二次側熱交換エレメントの出口における温泉水の温度を例えば４４℃となるように熱交換させて浴槽に給湯して湯張りを完了する時点で入浴に好適な例えば４２℃となるように湯張りすることができる。
【００３１】
本発明に係る温泉給湯システムは、上記（１）ないし（６）のいずれか１の温泉給湯システムにおいて、（８）前記熱媒液生成手段は、冷水生成装置である構成としてもよい。この冷水生成装置としては、例えばクーリングタワーあるいは川中に敷設されるコイルに通流させて冷却する冷却水を一次側コイルに通流し、二次側コイルに冷水を通流させることにより、冷却水で冷水を冷やし、この冷水を熱交換器の一次側コイルに通流させ、冷水を循環させるポンプをインバータモータで駆動し、冷水の循環量を可変する構成としてもよい。
【００３２】
この構成とする場合の本発明に係る温泉給湯システムは、源泉水の温度が例えば５０〜６０℃であり、浴槽に湯張りする前に源泉水を冷却する必要がある源泉井戸の源泉水を利用する温泉設備に適用される。この温泉給湯システムは、熱交換器の一次側熱交換エレメント内に冷水生成装置で冷却された冷水を通流させて、熱交換器の二次側熱交換エレメントの出口における温泉水の温度を例えば４４℃となるように熱交換させて浴槽に給湯して湯張りを完了する時点で入浴に好適な例えば４２℃となるように湯張りすることができる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、単数の浴槽について適用できるだけでなく、必要給湯流量および必要熱量が変化する複数の浴槽について適用できて、１００％温泉掛け流しであり、バルブの開閉制御を必要最小限で行い、浴槽の温度に影響を与える外乱の影響が従来に比べて少なく、短時間で適温の湯張りを行うことができ、また一日の最後の入浴終了後に、消毒水供給設備から供給される消毒水を全配管系統に通流させて浴槽へ供給することができ、浴槽等の制菌（雑菌の増殖を抑える）を行うことができ、翌日の運転に備えることができる温泉給湯システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】第１の実施形態に係る温泉給湯システムの概略構成図である。
【図２】第１の実施形態に係る温泉給湯システムの熱交換器の熱媒液生成循環設備の拡大構成図である。
【図３】本発明の実施形態に係る温泉給湯システムの制御部の「運転開始」時の動作を示す動作フロー図である。
【図４】本発明の実施形態に係る温泉給湯システムの制御部の「インバータ制御運転」時の動作を示す動作フロー図である。
【図５】本発明の実施形態に係る温泉給湯システムの制御部の「混合弁制御運転」時の動作を示す動作フロー図である。
【図６】本発明の実施形態に係る温泉給湯システムの制御部の「消毒水運転」時の動作を示す動作フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明に係る温泉給湯システムの実施形態について、図面を参照して説明する。
【００３６】
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係る温泉給湯システム１の構成について説明する。図１に示すように、温泉給湯システム１は、本実施の形態は、「インバータ制御運転」と「混合弁制御運転」の両方を行える温泉給湯システムを示している。
【００３７】
温泉給湯システム１は、「インバータ制御運転」に必要な設備として、大略して、源泉タンク１１と、定圧給水ポンプ１２と、第１の流量計１３と、熱交換器１４と、熱媒液生成循環設備１５と、適温温泉水用ヘッダ１６と、給湯管１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄのそれぞれに設けられた湯張り用流量調整弁１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄと、複数の、図示では４つの容量が異なる浴槽１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄと、排水管２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄのそれぞれに設けられた排水用流量調整弁２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄと、制御部２２と、を備えている。
【００３８】
また、温泉給湯システム１は、「混合弁制御運転」に必要な設備として、「インバータ制御運転」に必要な上記設備に加え、大略してさらに、第２の流量計２３と、源泉水用ヘッダ２４と、給湯管１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄのそれぞれに設けられた第１の混合用流量調整弁２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄと、合流管路２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ，２６Ｄのそれぞれに設けられた第２の混合用流量調整弁２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄと、を備えている。
【００３９】
ここで、「インバータ制御運転」とは、第１の混合用流量調整弁２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄを全開し、第２の混合用流量調整弁２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄを全閉した状態として、定圧給水ポンプ１２により源泉タンク１１から汲み上げる源泉水の全量を熱交換器１４に通流させ、熱交換器１４の源泉水を給湯目標温度となるように温度調整する運転である。
【００４０】
より具体的には、「インバータ制御運転」は、インバータモータ１５ｄに与える周波数を制御部２２で可変制御することにより、熱交換器１４の一次側熱交換エレメント１４ａを通流する熱媒液の流量を、熱交換器１４の二次側熱交換エレメント１４ｂを通流する源泉水の流量変化に対応するように変化させ、これにより、二次側熱交換エレメント１４ｂの出口より流出する適温温泉水の温度を、浴槽目標温度と損失温度を加えた温度である給湯目標温度として浴槽１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄへ給湯する運転である。
【００４１】
すなわち、「インバータ制御運転」は、熱交換器１４における熱交換のみで１００％源泉水の適温温泉水として浴槽１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄへ給湯する運転である。「インバータ制御運転」の具体例としては、図１に示す４つの浴槽１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄのうち、後述する最小容量の浴槽１９Ｃのみを入浴に使用する場合の運転以外の運転である。
【００４２】
また、「混合弁制御運転」とは、第１の混合用流量調整弁２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄを所要の弁開度に開くとともに、第２の混合用流量調整弁２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄを所要の弁開度に開き、定圧給水ポンプ１２により源泉タンク１１から汲み上げる源泉水の一部を熱交換器１４と適温温泉水用ヘッダ１６とに通流させるとともに、源泉水の残部を源泉水用ヘッダ２４に通流させ、さらに、第１の混合用流量調整弁２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄおよび第２の混合用流量調整弁２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄのそれぞれに対応する下流側で別系統を流れてくる源泉水を合流させることにより、１００％源泉水の適温温泉水として浴槽１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄへ給湯する運転である。「混合弁制御運転」は、「インバータ制御運転」における周波数を例えば、定格周波数の十分の一の大きさに固定した状態で、第１の混合用流量調整弁２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄを全開にしたままで第２の混合用流量調整弁２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄの開度を調整し温度調整するか、または第１の混合用流量調整弁２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄおよび第２の混合用流量調整弁２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄの開度を調整し温度調整する制御運転である。
【００４３】
「混合弁制御運転」は、本実施の形態では、浴槽１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄのうちのいずれか１つの浴槽のみを使用する場合における運転である。１つの浴槽のみの使用の場合には、熱交換器１４における熱交換量が小さくなるように、すなわち、熱交換器１４の一次側熱交換エレメント１４ａを通流する熱媒液の流量が小さくなるように運転する。
【００４４】
インバータモータ１５ｄで駆動される循環ポンプ１５ｃの回転数と、該循環ポンプ１５ｃの送液量は比例する。循環ポンプ１５ｃの回転数と吐出圧力は二乗の関係で、インバータモータ１５ｄは誘導負荷であるので、電圧が一定ならば、周波数が下がれば電流が増える。循環ポンプ１５ｃの送液量を下げるために循環ポンプ１５ｃの回転数を下げたときに、過電流でインバータモータ１５ｄが焼損しないように定格周波数の１０％以下に下がらないように制限をかけている。これにより熱交換器１４における熱交換量を最小にする。従って、必然的に、流量制御から見れば、最大流量の１０％以下に絞れないことになる。
【００４５】
ここで、定格周波数と、定格周波数の約十分の一の周波数とは、６０Ｈｚで電力が供給されている富士川以西では、定格周波数は６０Ｈｚ、その十分の一の周波数は６Ｈｚであり、５０Ｈｚで電力が供給されている富士川以東では、定格周波数は５０Ｈｚ、その十分の一の周波数は５Ｈｚである。
【００４６】
しかし、熱交換器１４における熱交換量は、１つの浴槽のみ使用する場合には、必要な熱交換量よりも大きすぎて、二次側熱交換エレメント１４ｂの温泉水の温度を給湯目標温度とすることができない場合がある。熱媒液生成循環設備１５に温水ボイラを用いる場合には、二次側熱交換エレメント１４ｂの温泉水の温度が給湯目標温度よりも高い温度となり、また熱媒液生成循環設備１５に冷水生成装置を用いる場合には、二次側熱交換エレメント１４ｂの温泉水の温度が給湯目標温度よりも低い温度となる。そこで、「混合弁制御運転」が行われる。
【００４７】
「混合弁制御運転」の具体例としては、例えば、図１における最小容量の浴槽１９Ｃのみを使用する場合である。なお、使用する浴槽が１つであっても容量が大きい場合には、「インバータ制御運転」を適用できるので、当該浴槽については、第１の混合用流量調整弁と合流管路と第２の混合用流量調整弁とを必要としない。図１に示す４つの浴槽１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄは、いずれも、１つのみの使用では、容量が小さいので、「混合弁制御運転」が適用できるように構成されている。なお、熱交換器の１次熱媒水の流量が１０％の「インバータ制御運転」状態で、熱交換器の２次給湯流量が下がれば、給湯温度が５０℃以上に上昇することがある。このときにも、「インバータ制御運転」から「混合弁制御運転」への切り替えが行われる。
【００４８】
以下、さらに詳述する。
【００４９】
源泉タンク１１は、源泉井戸２９に設置された汲み上げポンプ３０により汲み上げられる源泉水を貯留するようになっている。なお、源泉水が源泉井戸２９から多量に湧き出る場合には、源泉水を源泉タンク１１に導入するようになっていればよい。
【００５０】
定圧給水ポンプ１２は、源泉タンク１１に貯留された源泉水を管３２に通して汲み上げ、所定の定圧で管３３を通して給送するようになっている。管３３の給送方向端は熱交換器１４の二次側熱交換エレメント１４ｂの入口に接続されている。管３３の中途部より管３４が分岐しており、管３４の給送方向端は源泉水用ヘッダ２４の入口２４ａに接続されている。
【００５１】
したがって、定圧給水ポンプ１２は、「インバータ制御運転」の際には、源泉水を管３３に通して熱交換器１４へ給送するようになっており、また、「混合弁制御運転」の際には、源泉水を管３３に通して熱交換器１４へ給送するとともに、管３４を通して源泉水用ヘッダ２４へ給送するようになっている。
【００５２】
定圧給水ポンプ１２の給送圧は、湯張り用流量調整弁１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄの弁開度をそれぞれ最大にして、４つの浴槽１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄにそれぞれ最大流量で給湯する場合でも、十分な勢いで給湯が行える流量となるように設定（設計）されている。浴槽の設置数がもっと何倍も多ければ、それに対応した給送圧を有する定圧給水ポンプ１２が設置される。
【００５３】
図２に示すように、熱交換器１４は、二次側熱交換エレメント１４ｂに定圧給水ポンプ１２により給送される源泉水を通流させるとともに、一次側熱交換エレメント１４ａに熱媒液生成循環設備１５で生成される熱媒液を通流させ、源泉水と熱媒液との間の熱交換作用により、源泉水を適温温泉水となるように温度調節する。
【００５４】
図２に示すように、熱媒液生成循環設備１５は、熱交換器１４の一次側熱交換エレメント１４ａに通流させる熱媒液を生成する。熱媒液生成循環設備１５は、源泉タンク１１に貯留される源泉水の温度が例えば３０〜４０℃と低く、源泉水を加熱して例えば４２℃の適温温泉水とする必要があるときは温水ボイラが採用され、温水ボイラで生成する温水を熱交換器１４との間で循環するように構成され、また源泉タンク１１に貯留される源泉水の温度が例えば５０〜５５℃と高く、この源泉水を冷却して例えば４２℃の適温温泉水とする必要があるときは冷水生成装置が採用され、冷水生成装置で生成する冷水を熱交換器１４との間で循環するように構成される。
【００５５】
熱媒液生成循環設備１５は、上述したように、熱媒液を生成する温水ボイラおよび冷水生成装置のいずれか１つである熱媒液生成手段１５ａと、熱媒液循環用管路１５ｂと、および循環ポンプ１５ｃとを有し、生成した熱媒液を熱交換器１４の一次側熱交換エレメント１４ａとの間で循環させて、熱交換器１４の二次側熱交換エレメント１４ｂを通流する源泉水に対して伝熱により温熱または冷熱を与えるようになっている。熱媒液生成循環設備１５は、温水ボイラと冷水生成装置のいずれを熱媒液生成手段１５ａとして用いるかについては、源泉井戸２９の源泉水の温度次第で一義的に決まる。冷水生成装置としては、冷水コイルと冷却水コイルを有する熱交換ユニットを有し、熱媒液循環用管路１５ｂを循環する冷水を冷水コイルに通すとともに、クーリングタワーで放熱され循環する冷却水を冷却水コイルに通すことにより、冷水を冷水コイルで冷却する構成が採用される。なお、一次側熱交換エレメント１４ａと二次側熱交換エレメント１４ｂはコイル式とプレート式の何れであってもよい。
【００５６】
また、熱媒液生成循環設備１５は、温水ボイラと冷水生成装置のいずれが採用される場合でも、熱媒液を熱交換器１４の一次側熱交換エレメント１４ａに通流させる循環ポンプ１５ｃの回転駆動源として、周波数によって回転数を可変するインバータモータ１５ｄが用いられ、この周波数が制御部２２によって制御される構成である。これによって、熱交換器１４の一次側熱交換エレメント１４ａに通流させる熱媒液の流量を、二次側熱交換エレメント１４ｂに通流させる源泉水の流量変化に対応させて可変にすることができて、もって、熱交換器１４の二次側熱交換エレメント１４ｂの出口を流れる温泉水を、流量に関わらず、例えば４２℃に安定するように熱交換量を可変にすることができ、湯張り用流量調整弁１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄの開弁度合いを常時変える必要がない制御になっている。
【００５７】
熱媒液生成循環設備１５は、インバータモータ１５ｄで循環ポンプ１５ｃが回転数可変に駆動されることにより、熱交換器１４の二次側熱交換エレメント１４ｂを通流する熱媒液の流量を、一次側熱交換エレメント１４ａを通流する源泉水の流量に臨機応変に対応させるように構成され、もって、熱交換器１４の一次側熱交換エレメント１４ａの出口における源泉水の温度を、浴槽目標温度と損失温度を加えた温度である給湯目標温度となるように機能する。
【００５８】
ここで、浴槽目標温度とは、入浴に適する温度のことであり、具体的には例えば４２℃である。また、損失温度とは、湯張り開始から適温温泉水が所定の液面レベルになるまで、好ましくは浴槽の縁からオーバーフローする湯張り状態になるまでに要する時間経過するまでに湯気としての放熱、浴槽壁面から外方への伝熱などにより温度降下する温度のことである。
【００５９】
適温温泉水用ヘッダ１６は、所定の容量を有するとともに、１つの入口１６ａと４つの出口１６ｂとを有している。適温温泉水用ヘッダ１６は、熱交換器１４の二次側熱交換エレメント１４ｂの出口より流出する適温温泉水を入口１６ａより受け入れて圧力を安定させ、圧力が安定した適温温泉水を４つの出口１６ｂより給湯管１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄへ分配流出させる機能を有する。
【００６０】
浴槽の設置数がもっと何倍も多ければ、定圧給水ポンプ１２、熱交換器１４、熱媒液生成循環設備１５等は、それに対応した能力を有するように設置される。
【００６１】
浴槽１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄは、図示例では４つ備えており、容量がそれぞれに相違しているが、これに限定されない。
【００６２】
給湯管１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄは、適温温泉水用ヘッダ１６から適温温泉水を浴槽１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄに導いて給湯するように設けられている。各給湯管１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄの中途には、湯張り用流量調整弁１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄが設けられている。
【００６３】
排水管２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄは、浴槽１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄの底部に設けられた排水口に一端を接続され、図示しない他端が外部の放流部まで延びていて、浴槽内の使用済の張り湯を排水するようになっている。また、浴槽からオーバーフローする張り湯を排水管２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄに合流させる図示しない溢流管が設けられている。排水用流量調整弁２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄは、排水管２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄの、図示しない溢流管との合流部よりも上流側に設けられている。
【００６４】
源泉水用ヘッダ２４は、適温温泉水用ヘッダ１６と同様に、所定の容量を有するとともに、１つの入口２４ａと４つの出口２４ｂを有している。源泉水用ヘッダ２４は、定圧給水ポンプ１２で給送される源泉水を入口２４ａより受け入れて圧力を安定させ、圧力が安定した適温温泉水を４つの出口２４ｂより合流管路２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ，２６Ｄへ分配流出させる機能を有する。
【００６５】
合流管路２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ，２６Ｄは、下端がそれぞれに対応する給湯管１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄに対して、湯張り用流量調整弁１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄよりも上流位置で接続されており、源泉水用ヘッダ２４から流出する源泉水を給湯管１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄを流れる源泉水と合流させるようになっている。
【００６６】
第１の混合用流量調整弁２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄは、それぞれに対応する給湯管１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄの、合流管路２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ，２６Ｄと合流する部分よりも上流位置に設けられている。第２の混合用流量調整弁２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄは、それぞれに対応する合流管路２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ，２６Ｄの、給湯管１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄと合流する部分よりも上流位置に設けられている。
【００６７】
湯張り用流量調整弁１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄと、排水用流量調整弁２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄと、第１の混合用流量調整弁２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄと、第２の混合用流量調整弁２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄは、いずれも電動玉形弁であって、制御部２２により、複数段階または無段階の開弁度合いとなるよう制御されるようになっている。
【００６８】
温泉給湯システム１は、システム全体を消毒するための消毒水供給設備３１を備えている。消毒水供給設備３１は、雑菌の増殖を抑える制菌剤を貯留する薬剤タンク３１ａと、水道管に設けられ制御部２２により開閉制御される薬剤供給用流量調整弁３１ｂと、薬剤タンク３１ａ内の制菌剤を薬剤供給用流量調整弁３１ｂの下流側の図示しないエゼクタに導いている薬剤導出管３１ｃと、を備えている。
【００６９】
消毒水供給設備３１は、制御部２２により薬剤供給用流量調整弁３１ｂが開状態に制御されると、薬剤導出管３１ｃを通して薬剤タンク３１ａ内に貯留する制菌剤をエゼクタから水道水に混入させ、水道水と制菌剤との混合液である消毒水を源泉タンク１１に供給するようになっている。
【００７０】
制御部２２は、温泉給湯システム１の全体を運転する中枢部であり、図示しないＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭと入力部（入力パネル）と表示部（表示パネル）とテーブルデータと、を有している。ＲＯＭには、システムを運転する制御プログラムが記憶されている。
【００７１】
テーブルデータは、例えば、予め実験による得られる以下のようなデータを含んで作成されるのがよい。テーブルデータ１：排水用流量調整弁２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄのそれぞれの全開状態に対する開弁状態の割合を、例えば、十分の一の開弁状態とした条件において、浴槽１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄのそれぞれに、３０分、３５分、４０分でそれぞれ満杯に湯張りすることができる条件としての、湯張り用流量調整弁１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄのそれぞれの全開状態に対する開弁状態の割合。テーブルデータ２：二次側熱交換エレメント１４ｂの出口の適温温泉水が、それぞれ４２℃、４３℃、４４℃、４５℃になるようにしたときの、適温温泉水の流量と、一次側熱交換エレメント１４ａを通流する熱媒液の流量および温度との相関値。テーブルデータ３：インバータモータ１５ｄに与える周波数の大きさと、一次側熱交換エレメント１４ａを通流する熱媒液の流量との相関値。なお、テーブルデータに基づかないで、計算式によって求めることもできる。
【００７２】
ＣＰＵは、ＲＯＭから制御プログラムを読み出し、制御プログラムに従い、各種センサと流量計と入力部とテーブルデータ１，２，３とから情報を取得し、インバータモータ１５ｄに与える周波数の大きさや損失温度を算出する演算を行い、インバータモータ１５ｄおよび流量調整弁の被制御要素の制御を実行するようになっている。制御プログラムには、インバータモータ１５ｄに与える周波数の大きさを決定する周波数決定ステップを含んでいる。
【００７３】
制御部２２は、浴槽目標温度と損失温度と給湯目標温度とを入力部より入力し、他の不揮発性メモリに記憶してインバータモータ１５ｄに与える周波数の大きさを決定や流量調整弁の開弁度制御に利用することができる。浴槽目標温度は、例えば４２℃に入力設定される。制御部２２は、損失温度を例えば１〜４℃の範囲で季節や天候などを加味して決定して入力部から入力設定される。損失温度は、例えば夏季の外気温が高いときには２℃、冬季の外気温が低いときには４℃、春季と秋季は３℃となるように設定される。
【００７４】
また、制御部２２は、損失温度について、入力部から入力とは別に、自動的に自己設定するようになっている。詳述すると、制御部２２は、配管系からの放熱や浴槽で湯気としての蒸発、その他に起因する放熱に関係した熱計算を行い、損失温度として算出し、損失温度を記憶部に自動的に設定するようになっている。そのため、本実施の形態では、図１に示すように外部設置される外気温度センサ３５、外気湿度センサ３６、黒球温度センサ３７、風速センサ３８および日射量センサ３９が出力する各情報を取り込んで損失温度を算出するための所定に熱計算を行うようになっている。そうして、制御部２２は、損失温度について、人為的な入力設定と自動設定とのいずれかに切り替えられるようになっている。
【００７５】
制御部２２は、「インバータ制御運転」の際には、浴槽１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄのうち、使用する複数の浴槽に対応する湯張り用流量調整弁および排水用流量調整弁の開閉および弁開度の制御を行うようになっている。
【００７６】
また、制御部２２は、「インバータ制御運転」の際には、第１の流量計１３で計測される浴槽１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄに給湯される流量を情報として入力するようになっており、この流量情報に応じて浴槽目標温度に対応するインバータモータ１５ｄに与える周波数を決定するようになっている。
【００７７】
制御部２２は、「混合弁制御運転」の際には、浴槽１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄのうち、使用する１つの浴槽に対応する湯張り用流量調整弁、排水用流量調整弁、第１の混合用流量調整弁および第２の混合用流量調整弁の開閉および弁開度の制御を行うようになっている。
【００７８】
また、制御部２２は、「混合弁制御運転」の際には、第１の流量計１３で計測される浴槽１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄに給湯される流量を情報として入力するとともに、第２の流量計２３で計測される浴槽１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄに給湯される流量を情報として入力するようになっている。
【００７９】
また、制御部２２は、源泉タンク１１内の源泉水の温度を検出する温度センサ４０と、熱交換器１４の二次側熱交換エレメント１４ｂの出口を通流する適温温泉水の温度を検出する温度センサ４１と、給湯管１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄを通流する適温温泉水の温度を検出する温度センサ４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄと、排水管２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄを通流する張り湯の排水温度を検出する温度センサ４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄのそれぞれから温度情報を入力するようになっている。
【００８０】
続いて、制御部（ＣＰＵ）２２による動作制御の一例について図３〜図６に示す動作フローを参照して説明する。
【００８１】
まず、「インバータ制御運転」と「混合弁制御運転」の１つを選択するプログラム部分の動作について図３に示す動作フローを参照して説明する。
【００８２】
制御部２２は、制御部に備えている図示しない運転ボタンをＯＮすることにより、プログラム実行をスタートし、最初に、使用する浴槽の情報が入力部より入力されるまで待機する（ステップＳ１）。使用する浴槽の情報の入力あったときは、次に、制御部２２は、使用する浴槽の数が１つであるかを判断する（ステップＳ２）。制御部２２は、使用する浴槽の数が２つ以上であるとき（ステップＳ２でＮＯの判断）、「インバータ制御運転」を行い（ステップＳ３）、また使用する浴槽の数が１つであるとき（ステップＳ２でＹＥＳの判断）、「混合弁制御運転」を行う（ステップＳ４）。「インバータ制御運転」または「混合弁制御運転」を行った後は、「消毒運転」を行う（ステップＳ５）。
【００８３】
次に、制御部２２による「インバータ制御運転」の動作について図４に示す動作フローを参照して説明する。
【００８４】
まず、制御部２２は、使用する浴槽をメモリに記憶する（ステップＳ１１）。次に、制御部２２は、損失温度を算出する（ステップＳ１２）。次に、制御部２２は、損失温度分のインバータモータ１５ｄに与える周波数を算出する（ステップＳ１３）。
【００８５】
次に、制御部２２は、湯張り用流量調整弁１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄおよび排水用流量調整弁２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄのうち、使用する浴槽に対応する湯張り用流量調整弁および排水用流量調整弁をそれぞれの所定の弁開度で開弁する（ステップＳ１４）。
【００８６】
この場合、制御部２２は、排水用流量調整弁の弁開度が例えば全開時の十分の一の開度となり浴槽から排水が行われる状態にして、浴槽を満杯にするまでの湯張り時間が例えば４０分となるように、湯張り用流量調整弁を予め記憶された弁開度となるように制御する。なお、第１の混合用流量調整弁は全開状態になっているとともに、第２の混合用流量調整弁は全閉状態になっている。
【００８７】
次に、制御部２２は、定圧給水ポンプ１２を稼働する（ステップＳ１５）。これにより、定圧給水ポンプ１２により源泉水の熱交換器１４への給送が行われる。
【００８８】
次に、制御部２２は、熱交換器１４の二次側熱交換エレメント１４ｂを通流する流量を第１の流量計１３からの流量情報として取得し、この流量情報に基づいて、インバータモータ１５ｄに与える周波数を算出し、さらに損失温度分のインバータモータ１５ｄに与える周波数を加算し、この加算値の周波数をインバータモータ１５ｄに与え、熱媒液生成循環設備１５を稼働する（ステップＳ１６）。ここで、制御部２２は、温度センサ４０から入力する源泉水の温度情報と、給湯目標温度（浴槽目標温度（４２℃）と損失温度とを加えた温度）との温度差を算出し、この温度差と、第１の流量計１３からの流量情報とに応じてインバータモータ１５ｄに与える周波数の制御を行う。また、制御部２２は、給湯目標温度と、温度センサ４１から入力する実温度情報との間に、差が生じている場合に、実温度情報が浴槽目標温度（４２℃）に一致するようにインバータモータ１５ｄに与える周波数の制御を行う。
【００８９】
これにより、熱交換器１４の二次側熱交換エレメント１４ｂを通流する源泉水の流量に、熱交換器１４の一次側熱交換エレメント１４ａを通流する熱媒液の流量が所定の割合で対応することになり、その結果、二次側熱交換エレメント１４ｂの出口を通流する適温温泉水の温度が浴槽目標温度（４２℃）と損失温度（１〜４℃）を加えた温度である給湯目標温度になる。したがって、浴槽には給湯目標温度で湯張りが開始する。湯張り開始から４０分経過すると、いずれの浴槽もほぼ同時に満杯になり湯張り完了となり、張り湯の温度は、給湯目標温度から損失温度を差し引いた浴槽目標温度（４２℃）になる。したがって、湯張り完了と同時に入浴が可能である。
【００９０】
次に、制御部２２は、源泉掛け流し状態になるように制御する（ステップＳ１７）。ここでは、制御部２２は、湯張り用流量調整弁を張り湯時の弁開度よりも小さい予め設定されている弁開度となるように制御する。制御部２２は、浴槽目標温度４２℃と、温度センサ４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄから入力する排水の温度情報との間に、差が生じている場合には、排水の温度情報が浴槽目標温度（４２℃）に一致するようにインバータモータ１５ｄに与える周波数を制御するようになっている。これにより、張り湯の温度が浴槽目標温度（４２℃）から下がることがなく、源泉掛け流し状態になるとともに、湯張り用流量調整弁を源泉掛け流し状態になるように弁開度を変更したことに対応して、熱交換器１４の二次側熱交換エレメント１４ｂを通流する流量が湯張り時の流量よりも小さくなる。
【００９１】
次に、制御部２２は、熱交換器１４の二次側熱交換エレメント１４ｂを通流する変化後の流量を第１の流量計１３からの流量情報として新たに取得し、この流量情報とテーブルデータとに基づいて、インバータモータ１５ｄに与える周波数を算出し、この周波数をインバータモータ１５ｄに与える（ステップＳ１８）。これにより、熱交換器１４の二次側熱交換エレメント１４ｂを通流する流量が変化しても、変化後の流量に対応するように、熱交換器１４の一次側熱交換エレメント１４ａを通流する熱媒液の流量が変化し、流量変化後における熱交換器１４の二次側熱交換エレメント１４ｂの出口より流出する適温温泉水の温度が給湯目標温度よりも低くかつ浴槽目標温度（４２℃）よりも僅かに高い温度となる。したがって、湯張り完了後の源泉掛け流し状態における、浴槽の張り湯温度が浴槽目標温度（４２℃）に保たれる。
【００９２】
次に、制御部２２による「混合弁制御運転」の動作について図５に示す動作フローを参照して説明する。
【００９３】
まず、制御部２２は、使用する浴槽をメモリに記憶する（ステップＳ２１）。次に、制御部２２は、損失温度を算出する（ステップＳ２２）。次に、制御部２２は、損失温度分のインバータモータ１５ｄに与える周波数を算出する（ステップＳ２３）。
【００９４】
次に、制御部２２は、湯張り用流量調整弁１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄおよび排水用流量調整弁２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄのうち、使用する浴槽に対応する湯張り用流量調整弁および排水用流量調整弁を予め設定したそれぞれの所定の弁開度で開弁し、また第１の混合用流量調整弁を開弁してその弁開度と、第２の混合用流量調整弁を開弁してその弁開度とを、予め実験により得られテーブルデータに記憶された所定の割合とすることにより、混合水の温度が給湯目標温度となるように制御する（ステップＳ２４）。
【００９５】
この場合、給湯目標温度と、温度センサ４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄから入力する混合水の温度情報との間に、差が生じている場合に、混合水の温度情報が給湯目標温度に一致するように、第２の混合用流量調整弁２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄの弁開度を制御する。また、制御部２２は、排水用流量調整弁の弁開度が例えば全開時の十分の一の開度となり浴槽から排水が行われる状態にして、浴槽を満杯にするまでの湯張り時間が例えば４０分となるように、湯張り用流量調整弁を予め記憶された弁開度となるように制御する。
【００９６】
以後の図４に示すステップＳ２５〜Ｓ２８の動作は、「インバータ制御運転」の動作フローのステップＳ１５〜Ｓ１８と同一に対応しているので、説明を省略する。
【００９７】
次に、制御部２２による消毒運転の動作について図６に示す動作フローを参照して説明する。
【００９８】
制御部２２は、一日の最後の入浴終了後に、源泉井戸２９に設置された汲み上げポンプ３０の駆動を停止させる信号を出力するとともに、薬剤供給用流量調整弁３１ｂを開弁する信号を出力する（ステップＳ３１）。これにより、源泉タンク１１には、源泉水に替り、消毒水が供給される。
【００９９】
次いで、制御部２２は、排水用流量調整弁２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄを例えば３０％の開弁状態となるよう制御し、その他の流量調整弁を全開状態となるよう制御し、定圧給水ポンプ１２が駆動開始するよう制御し、この制御状態を所定時間維持する（ステップＳ３２）。これにより、全配管系統には消毒水が通流し、浴槽１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄには源泉水に替えて消毒水で満杯の消毒水掛け流し状態となる。
【０１００】
次いで、制御部２２は、薬剤供給用流量調整弁３１ｂおよび排水用流量調整弁２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄをそれぞれ閉弁するよう制御するとともに、定圧給水ポンプ１２を駆動停止するよう制御する（ステップＳ３３）。これにより、源泉タンク１１への消毒水の供給を停止するとともに、浴槽への給湯を停止する。上記の消毒水の供給により、全配管系統および浴槽は、消毒水により消毒される状態に保たれる。
【０１０１】
次いで、制御部２２は、入浴前準備時の動作として、排水用流量調整弁２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄをそれぞれ半開状態に開弁するよう制御し、かつ、排水用流量調整弁と薬剤供給用流量調整弁３１ｂを除く他の全ての流量調整弁をそれぞれ全開状態に開弁するよう制御するとともに、定圧給水ポンプ１２を駆動開始するよう制御する（ステップＳ３４）。これにより、全配管系統には消毒水に替えて源泉水が通流し、浴槽１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄには消毒水に替えて源泉水で満杯の源泉水掛け流し状態となる。これによって、浴槽には消毒の臭いが残らなくなる。
【０１０２】
次いで、制御部２２は、湯張り用流量調整弁１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄと、第１の混合用流量調整弁２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄと、第２の混合用流量調整弁２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄをそれぞれ閉弁するよう制御するとともに、定圧給水ポンプ１２を駆動停止するよう制御する（ステップＳ３５）。これにより、浴槽１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄには源泉水の張り湯がなくなり、入浴のための湯張り可能な状態に準備が完了する。
【０１０３】
本実施の形態に係る温泉給湯システム１は、上記構成により、源泉タンク１１に貯留された源泉水を熱交換器１４に通して適温温泉水としてから適温温泉水用ヘッダ１６に導入し圧力を均衡化させ、さらに適温温泉水を複数の浴槽１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄに給湯することができ、１００％源泉水の掛け流しにて入浴できる。
【０１０４】
また、本実施の形態に係る温泉給湯システム１は、浴槽１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄに湯張りする際には、制御部２２に入力設定される使用する浴槽１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄの数が変わることにより、熱交換器１４の二次側熱交換エレメント１４ｂを通流する源泉水の流量が変わっても、制御部２２が、浴槽１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄの数に対応してインバータモータ１５ｄを所定の周波数に可変制御し、熱交換器１４の一次側熱交換エレメント１４ａを通流する熱媒液の流量を対応させ、熱交換器１４の熱交換量の増減する制御を行うから、使用する浴槽１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄの数に対応した必要給湯流量および必要熱量の熱交換を行わせることができる。
【０１０５】
また、本実施の形態に係る温泉給湯システム１は、制御部２２に入力設定される張り湯の目標温度を変えても、熱交換器１４の熱交換量の増減することになるが、このときも、制御部２２が、インバータモータ１５ｄを所定の周波数に可変制御し、湯張り温度に対応した熱交換を行わせることができる。したがって、使用する浴槽１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄの数が変わっても、入浴に好適な適温温泉水として複数の浴槽１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄに給湯することができる。
【０１０６】
さらにまた、本実施の形態に係る温泉給湯システム１は、制御部２２が、浴槽１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄへの湯張り開始時から張り湯が所定の液面レベルに到達するまでは、排水用流量調整弁２１を全閉または全閉に近い状態に閉じ、かつ湯張り用流量調整弁１７の開弁度合いを大きくするよう制御するので、短い湯張り時間で入浴可能な液面レベルまで給湯することができる。さらに、本実施の形態に係る温泉給湯システム１は、張り湯が所定の液面レベルに到達したときには、制御部２２が、湯張り用流量調整弁１７の開弁度合いを小さくし、かつ、排水用流量調整弁２１の開弁度合いを大きくするよう制御するので、給湯流量を湯張り温度が下がらない所要湯量となるまで下げ、かつ、排水流量を液面が下がらず掛け流し状態を維持することができ、もって、好適な入浴温度で１００％源泉掛け流しにて入浴ができる。
【０１０７】
本実施の形態に係る温泉給湯システム１は、制御部２２に浴槽目標温度および損失温度を設定すると、熱交換器１４の適温温泉水の出口温度が浴槽目標温度と損失温度を加えた温度である給湯目標温度と一致するように、インバータモータ１５ｄの周波数を制御するから、湯張り完了と同時に張り湯が浴槽目標温度となっているので、最適な温度条件で入浴することができる。
【０１０８】
また、本実施の形態に係る温泉給湯システム１は、四季を通して湯張り完了と同時に最適温度で入浴可能となり、浴槽１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄ温度のオーバーシュート及び温度制御の失敗をなくし、温度調節時間待ち、湯張り失敗張り直しを排除することで、設備の回転率を改善し、且つ、省エネ制御を実現することができる。
【０１０９】
本実施の形態に係る温泉給湯システム１は、湯張りが浴槽１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄの大きさに関係なく同一の目標湯張り時間で完了する。これにより、制御部２２に目標湯張り時間を例えば４０分と設定すれば、例えば、容量が１立方メートルである一方の浴槽１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄと、容量が２立方メートルである他方の浴槽１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄのいずれとも、４０分の湯張り時間が経過した時点で湯張りが完了し、かついずれの浴槽１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄとも同一の浴槽目標温度となり、入浴可能なタイミングの時間管理を同一にすることができる。
【０１１０】
本実施の形態に係る温泉給湯システム１は、使用する浴槽１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄが１つでかつ容量が小さいために、インバータモータ１５ｄを駆動可能な最小周波数として定格の周波数の１０分の１で駆動しても、熱交換器１４の一次側熱交換エレメント１４ａに熱媒液の流量が多すぎてしまい、熱交換器１４の伝熱量が過多になり出口の温泉水温度が入浴適温からずれる場合には、制御部２２が、第１の混合用流量調整弁２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄと第２の混合用流量調整弁２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄとをそれぞれ所定の弁開度となるように制御する。これにより、熱交換器１４で伝熱された温泉水と、熱交換器１４を通らず源泉水用ヘッダ２４を通る源泉水と、を所定の割合で混合することになるが、１００％源泉水であり、入浴に好適な温度で湯張りすることができる。
【０１１１】
また、本実施の形態に係る温泉給湯システム１は、給湯量が大きい時は熱交換器１４を最大効率点で使用するようにインバータが働き、一方、給湯流量が減少して熱交換器１４の負荷が軽くなり、熱交換器１４の２次出口温度が所定の高温に達した時には、温冷水混合制御系が自動的に冷水を混合し、給湯目標温度を維持するように働き、軽負荷時に高温となる熱交換器１４の熱媒液循環インバータ制御の欠点を補い、省エネ性と安全性を兼ね備える。
【０１１２】
本実施の形態に係る温泉給湯システム１は、一日の最後の入浴終了後に、源泉タンク１１に消毒水を供給することにより、消毒水を熱交換器１４、適温温泉水用ヘッダ１６、浴槽１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄおよびこれらを繋ぐ配管系統へ供給することができ、これらの設備の制菌（雑菌の増殖を抑える）を行うことができ、翌日の運転に備えることができる。制御部は、消毒終了後に、第１の混合用流量調整弁と第２の混合用流量調整弁を開弁するように制御する構成としてもよい。これにより、本発明に係る温泉給湯システムは、一日の最後の入浴終了後に、消毒水供給設備から供給される消毒水を全配管系統に通流させて浴槽へ供給することができ、浴槽等の制菌（雑菌の増殖を抑える）を行うことができ、翌日の運転に備えることができる。
【０１１３】
本発明によれば、単数の浴槽について適用できるだけでなく、必要給湯流量および必要熱量が変化する複数の浴槽について適用できて、１００％温泉掛け流しであり、バルブの開閉制御を必要最小限で行い、浴槽の温度に影響を与える外乱の影響が従来に比べて少なく、短時間で適温の湯張りを行うことができる温泉給湯システムを提供することができる。
【０１１４】
温泉給湯システム１は、使用する浴槽１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄが２つ以上であるか、または１つでもかつ容量が大きい場合に、熱交換器１４の熱交換量が対応して可変できて、これらの設備により、入浴に好適な温度で浴槽１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄへ湯張りすることできて、１００％源泉水の温泉掛け流しが行えるようになっている。
【０１１５】
本発明の温泉給湯システムは、温水ボイラと冷水生成装置の両方を設備する実施の形態を含むものである。上述した本実施の形態に係る温泉給湯システム１では、熱媒液生成循環設備１５として、温水ボイラと冷水生成装置のいずれかが採用される構成である。しかしながら、源泉タンク１１における源泉水の温度が例えば４３〜４５℃であるときには、季節、天候などに起因して、源泉水を熱交換器１４に通して加熱することをしなくても、すなわち、源泉水を熱交換器１４の一次側熱交換エレメント１４ａに通すだけで入浴適温の４２℃になる場合と、源泉水を熱交換器１４に通して加熱することで４２℃の入浴適温になる場合と、源泉水を熱交換器１４に通して冷却することで４２℃の入浴適温になる場合とがある。このため、源泉タンク１１における源泉水の温度が例えば４３〜４５℃であるときには、熱媒液生成循環設備１５として、能力が小さい、温水ボイラおよび冷水生成装置を備える必要がある。
【０１１６】
本発明の温泉給湯システムは、上述した本実施の形態に係る温泉給湯システム１では、図１に示す１つの浴槽のみを使用する場合に、「混合弁制御運転」を適用することを説明した。しかし、１つの浴槽の容量が大きくて、熱交換器１４の一次側熱交換エレメント１４ａを通流する熱媒液の流量を最小にするとともに、二次側熱交換エレメント１４ｂを通流する源泉水に与える熱交換量を最小にしたときに、二次側熱交換エレメント１４ｂの出口を流通する適温温泉水の温度が、給湯目標温度（浴槽目標温度と損失温度を加えた温度）になるならば、「混合弁制御運転」の設備を適用しない。
【０１１７】
図４のステップＳ１４および図５のステップＳ２４の、「この流量情報とテーブルデータとに基づいて、」という字句を、「この流量情報および数値解析による算出値とに基づいて、」という字句に置き換えた別のステップとしてもよい。ここで、数値解析による算出値とは、コンピュータによる一連の所定の熱計算式によって得られる値である。
【０１１８】
上述した本実施の形態に係る温泉給湯システム１では、消毒水供給設備の送液手段として、水道設備の水圧と、薬剤供給用流量調整弁３１ｂの開閉を利用しているが、薬剤タンク３１ａに水道水と制菌剤を所要の割合で供給して消毒水とし、薬剤タンク３１ａ内の消毒水をポンプで源泉タンク１１に供給するように構成してもよい。また消毒水供給設備は、源泉タンク１１に水道水を張って、定圧給水ポンプ１２を作動させた状態で、図示しないバグフィルタの手前で図示しない塩素ポンプを作動させながら、水道水の流量と塩素の注入量から塩素濃度を計算して高濃度の塩素水を作り、この高濃度塩素水を全配管系統に充填して一昼夜放置する構成としてもよい。
【０１１９】
以上のように、本発明に係る温泉給湯システムは、単数の浴槽について適用できるだけでなく、必要給湯流量および必要熱量が変化する複数の浴槽について適用できて、１００％温泉掛け流しであり、バルブの開閉制御を必要最小限で行い、浴槽の温度に影響を与える外乱の影響が従来に比べて少なく、短時間で適温の湯張りを行うことができるという効果を有し、１００％温泉掛け流しの温泉給湯システムとして有用である。
【符号の説明】
【０１２０】
１  温泉給湯システム
１１  源泉タンク
１２  定圧給水ポンプ
１４  熱交換器
１４ａ  一次側熱交換エレメント
１４ｂ  二次側熱交換エレメント
１５  熱媒液生成循環設備
１５ａ  熱媒液生成手段
１５ｃ  循環ポンプ
１５ｄ  インバータモータ
１６  適温温泉水用ヘッダ
１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄ  給湯管
１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄ  湯張り用流量調整弁
１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄ  浴槽
２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ  排水用流量調整弁
２２  制御部
２４  源泉水用ヘッダ
２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄ  第１の混合用流量調整弁
２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ，２６Ｄ  合流管路
２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄ  第２の混合用流量調整弁
３１  消毒水供給設備
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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