(57)【要約】【課題】水膨張タンクからの水の放散を抑制し、定期点検の期間内では少なくとも安定運転を維持可能な簡便な構成の開放型温水循環装置を提供する。【解決手段】水加熱器６を備えた温水循環路２１に水膨張タンク２３を設けた開放型温水循環装置であって、水膨張タンク２３に圧力逃し部２３６を設け、水膨張タンク２３内圧が大気圧よりも所定圧力増加するまでは圧力逃し部２３６を密封するとともに、水膨張タンク２３内圧が大気圧よりも所定圧力以上増加した時に開放する調圧部材２３８を設けた。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水加熱器を備えた温水循環路に循環水量を調整する水膨張タンクを設けた開放型温水循環装置であって、
前記水膨張タンク内の気相部に接する壁部に圧力逃し部を設け、前記水膨張タンク内圧が大気圧よりも第１所定圧力増加するまでは前記圧力逃し部を密封するとともに、前記水膨張タンク内圧が大気圧よりも前記第１所定圧力以上増加した時に前記圧力逃し部を大気開放する第１調圧機構を設けた開放型温水循環装置。
【請求項２】
前記圧力逃し部が、前記壁部に形成した孔部であり、前記第１調圧機構が可撓性部材を備え、前記可撓性部材は、大気圧により前記孔部を前記水膨張タンク外部から封止するとともに、前記水膨張タンクの内圧により弾性変形して前記孔部を開放するように、前記孔部近傍に前記孔部を水膨張タンク外部側から覆って取り付けてある請求項１に記載の開放型温水循環装置。
【請求項３】
前記水膨張タンク内の気相部に接する壁部に圧力補充部を設け、前記水膨張タンク内圧が、大気圧よりも第２所定圧力減少するまでは前記圧力補充部を前記水膨張タンク内部から密封するとともに、前記水膨張タンク内圧が大気圧よりも前記第２所定圧力以上減少した時に開放する第２調圧機構を設けた請求項１または２に記載の開放型温水循環装置。
【請求項４】
前記圧力補充部が、前記壁部に形成した孔部であり、前記第２調圧機構が一対の可撓性の舌部を備えた弁部材を備え、一対の前記舌部が前記水膨張タンク内圧により互いに接当されて前記孔部を封止するとともに、前記水膨張タンク内圧よりも高い大気圧によって接当解除され、前記孔部を開放するように、前記孔部に装着してある請求項３に記載の開放型温水循環装置。
【請求項５】
前記水膨張タンクが、エンジン冷却水システムの冷却水膨張タンクである請求項１〜４のいずれか１項に記載の開放型温水循環装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水加熱器を備えた温水循環路に大気圧開放容器を設けた開放型温水循環装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
開放型温水循環装置は、前記大気圧開放容器を蓄熱槽とする各種給湯装置、暖房装置等に湯水を供給するのに用いられている。
【０００３】
このような用途で用いられる大気圧開放容器は、温水循環路に流通される熱媒液としての水を加熱したときに、その水の熱膨張を吸収する目的で設けられている。つまり、前記大気圧開放容器は、熱膨張した水を収容して前記温水循環路に流通する水を大気圧に維持する機能を果たしている。
【０００４】
前記熱媒液は、前記大気圧開放容器中で空気と接触しており、前記空気は、前記大気圧開放容器中の圧力変動に伴い前記大気圧開放容器から出入りする。前記大気圧開放容器から出る気体は熱媒液由来の水蒸気を高濃度に含み、入る空気は一般に乾燥しており、水蒸気をあまり含まない。そのため、前記熱媒液は、開放型温水循環装置の運転中に揮発して常時減少する傾向にある。前記熱媒液が減少すると、開放型温水循環装置の運転自体に悪影響を及ぼすので、前記大気圧開放容器に水位検知装置と、この熱媒液の減少に見合う水を補給するための給水路を設け、その給水路に電磁弁を設けるなどして、水位検知装置が低水位を検知したときに前記電磁弁を開けて水を補給する給水機構を設けることにより、その大気圧開放容器内の水位を適正に維持することが行われている。
【０００５】
しかし、このような給水機構は高価であるし、給水が長期、頻繁になると、給水される水から析出したスケールが堆積し、メンテナンスに余計な労力と費用がかかるという問題を招来することになる。
【０００６】
そこで、特許文献１に記載のように、揮発して放散される熱媒液の蒸気を液化し、大気圧開放容器中に戻す冷却機構を設けることも考えられているが、さらに簡便な手段で上記のような電磁弁なしで、大気圧開放容器からの水の減少を抑制する技術が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２７６３６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、上記実情に鑑み、大気圧開放容器からの水の放散を抑制し、定期点検の期間内では少なくとも安定運転を維持可能な簡便な構成の開放型温水循環装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
〔構成〕
そこで、上記課題を解決するための本発明の特徴構成は、水加熱器を備えた温水循環路に循環水量を調整する水膨張タンクを設けた開放型温水循環装置であって、
前記水膨張タンク内の気相部に接する壁部に圧力逃し部を設け、タンク内圧が大気圧よりも第１所定圧力増加するまでは前記圧力逃し部を密封するとともに、タンク内圧が大気圧よりも前記第１所定圧力以上増加した時に前記圧力逃し部を大気開放する第１調圧機構を設けた点にある。
【００１０】
〔作用効果〕
つまり、前記水膨張タンク内の気相部に接する壁部に圧力逃し部を設けてあるから、前記水膨張タンク内の水が加熱されて膨張して体積が増えたとしても、その体積増加分に相当する空気を前記水膨張タンク内から前記圧力逃し部より大気中に放散することができる。
【００１１】
ここで、前記第一調圧機構を前記圧力逃し部に設けてあるから、前記水膨張タンクの内圧が大気圧よりも第一所定圧力増加するまでは、水膨張タンクは内部の気体を外部に放散せずに保持することが出来る。すると、水膨張タンク内に大気圧から前記第一所定圧までの小さな圧力変動しかない定常運転が持続している場合には前記水膨張タンク内で蒸発した水分は外部に放散されないことになり、前記温水循環路の水分の減少は抑制され、水分補給の必要性は減少することになる。
【００１２】
次に、前記水膨張タンクの内圧が大気圧よりも第一所定圧力以上増加すると、前記水膨張タンクは内部の気体を前記水膨張タンクの内圧が前記大気圧よりも前記第一所定圧力だけ高い値に低下するまで外部に放散する。すると圧力調整に必要な最小限の気体のみを外部に放出することになって、その気体中に含まれる水蒸気の損失を最小限に抑えて、前記水膨張タンクの内圧を大気圧から前記第一所定圧力までの間で維持することが出来る。
【００１３】
そのため、先述の従来の構成に比べ、水の放散が少なく抑えられるので、長期にわたり前記開放型温水循環装置を安定運転することが出来るようになるとともに、定期点検時に前記水膨張タンク内に補給水を補給する程度の保守で、その安定運転を持続することが出来るようになった。
【００１４】
〔構成〕
また、上記構成において、前記圧力逃し部が、前記壁部に形成した孔部であり、前記第１調圧機構が可撓性部材を備え、前記可撓性部材は、大気圧により前記孔部を水膨張タンク外部から封止するとともに、前記水膨張タンクの内圧により弾性変形して前記孔部を開放するように、前記孔部近傍に前記孔部を水膨張タンク外部側から覆って取り付けてあることが好ましい。
【００１５】
〔作用効果〕
つまり、前記圧力逃し部として、前記壁部に孔部を設ける構成とすると、前記水膨張タンクに孔加工を行うだけで圧力逃し部を形成することが出来、簡便かつ安価に大気圧への連通構造が得られる。この孔部に可撓性部材を設けて、大気圧により前記孔部を水膨張タンク外部から封止するとともに、前記水膨張タンクの内圧により弾性変形して前記孔部を開放するように、前記孔部近傍に前記孔部を水膨張タンク外部側から覆って取り付けると、前記可撓性部材は、前記孔部と協働して、逆止弁を形成するから、前記水膨張タンクは、前記孔部を介して外部に気体を放出することは許容するものの、その逆を禁止する構成となり、圧力逃し部として機能する。
【００１６】
したがって、上記構成によると、簡便な構成により圧力逃し部を構成でき、従来の水膨張タンクに簡単な構造の変更を行うだけで、本発明の構成にいう圧力逃し部を形成することが出来る。
【００１７】
〔構成〕
また、前記水膨張タンク内の気相部に接する壁部に圧力補充部を設け、前記水膨張タンク内圧が、大気圧よりも第２所定圧力減少するまでは前記圧力補充部を水膨張タンク内部から密封するとともに、タンク内圧が大気圧よりも前記第２所定圧力以上減少した時に開放する第２調圧機構を設けてあることが好ましい。
【００１８】
〔作用効果〕
つまり、前記水膨張タンク内の気相部に接する壁部に圧力補充部を設けると、前記水膨張タンク内の水が放冷されて体積減少し、圧力が負圧になった場合に、その体積減少分に相当する空気を外部から前記水膨張タンク内に取り込むことが出来る。
【００１９】
ここで、前記第２調圧機構を前記圧力補充部に設けてあるから、前記水膨張タンクの内圧が、大気圧よりも第２所定圧力減少するまでは前記圧力補充部を水膨張タンク内部から密封して外気を内部に取り込むことなく維持することが出来る。すると、前記水膨張タンク内に、大気圧から前記第２所定圧力までの負圧しかかかっていない小さな圧力変動しかない定常状態では、前記水膨張タンク内に乾燥した外気が侵入するのを防止することが出来る。
【００２０】
次に、前記水膨張タンクの内圧が、大気圧よりも第２所定圧力だけ減少すると、前記水膨張タンクは内部の気体を前記水膨張タンクの内圧が前記大気圧よりも第２所定圧力だけ低い値に低下するまで、外気を補充する。すると、圧力調整に必要な最小限の気体のみを外部から補充することになり、必要以上に外気を補充して次に水膨張タンクの内圧が高くなったときに水膨張タンクから放出しなければならなくなる気体量を最小限に抑えることができるようになる。
【００２１】
そのため、先述の従来の構成に比べ、水の放散を少なく抑えつつ、前記水膨張タンク内の内圧が下がり過ぎない構成を実現でき、長期にわたり前記開放型温水循環装置を安定運転することが出来るようになるとともに、定期点検時に前記水膨張タンク内に補給水を補給する程度の保守で、その安定運転を持続することが出来るようになった。
【００２２】
〔構成〕
さらに、前記圧力補充部が、前記壁部に形成した孔部であり、前記第２調圧機構が一対の可撓性の舌部を備えた弁部材を備え、前記一対の舌部が前記タンク内圧により互いに接当されて前記孔部を封止するとともに、前記タンク内圧よりも高い大気圧によって接当解除され、前記孔部を開放するように、前記孔部に装着してあることが好ましい。
【００２３】
〔作用効果〕
つまり、圧力補充部として、前記壁部に孔部を設ける構成とすると、前記水膨張タンクに微細な加工を行うだけで圧力逃し部を形成することが出来、簡便かつ安価に大気圧への連通構造が得られる。この孔部に一対の可撓性の舌部を備えた弁部材を設け、前記一対の舌部が前記タンク内圧により互いにに接当されて前記孔部を封止するとともに、前記タンク内圧よりも高い大気圧によって接当解除され、前記孔部を開放するように、前記孔部に装着してあると、前記弁部材は、前記孔部と協働して逆止弁を形成するから、前記水膨張タンクは、前記孔部を介して外気を補充することは許容するもののその逆を禁止する構成となり、圧力補充部として機能することになる。
【００２４】
したがって、上記構成によると、簡単な構成により圧力補充部を構成でき、従来の水膨張タンクに簡単な構造の変更を行うだけで、本発明の構成にいう圧力補充部を形成することが出来る。
【００２５】
〔構成〕
尚、前記水膨張タンクが、エンジン冷却水システムの冷却水膨張タンクであることが好ましい。
【００２６】
〔作用効果〕
つまり、エンジン冷却水システムの膨張タンクは、水加熱器としてのエンジンを備え、温水循環路として冷却配管を備えるが、冷却配管に流通される水は、エンジンの発熱を受けてきわめて高い温度と常温との間で昇温、放冷を繰り返すことになる。この際、昇温による冷却水の膨張により前記膨張タンク内から消失する水分量は、かなりの量になる。したがって、従来この冷却水を補充するために定期的にメンテナンスする必要があり潜在的に前記エンジンの運用コストを上げる原因となる。
【００２７】
そこで、上記開放型温水循環装置をエンジン冷却水システムに適用すると、冷却水の現生薑少なくなるからメンテナンスの頻度を少なくでき、前記メンテナンスコスト低減することができるから運転コストを効果的に減少させられる。つまり、本発明の開放型温水循環装置の適用によって得られるコスト削減効果が高い。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】熱供給設備の概略構成図において蓄熱運転を示す図
【図２】熱供給設備の概略構成図において給湯用熱供給運転を示す図
【図３】熱供給設備の概略構成図において循環用熱供給運転を示す図
【図４】熱供給設備の概略構成図において循環用熱供給運転を示す図
【図５】熱供給設備の概略構成図において給湯用熱供給運転と循環用熱供給運転とを併行して行ったときを示す図
【図６】熱供給設備の概略構成図において蓄熱運転と循環用熱供給運転とを併行して行ったときを示す図
【図７】膨張タンクの概略図
【図８】膨張タンクの要部拡大図
【図９】第１、第２調圧部材の拡大図
【図１０】別実施形態における膨張タンクの概略図
【図１１】別実施形態におけるエンジン冷却水循環路の概略図
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下に、本発明の開放型温水循環装置の構成が採用される熱電併給装置を説明する。尚、以下に好適な実施例を記すが、これら実施例はそれぞれ、本発明をより具体的に例示するために記載されたものであって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々変更が可能であり、本発明は、以下の記載に限定されるものではない。
【００３０】
〔熱電併給装置〕
この熱供給設備は、図１〜図６に示すように、電力と熱とを発生する熱電併給装置１と、その熱電併給装置１にて発生する電力にて作動可能な圧縮式ヒートポンプ装置２と、熱電併給装置１にて発生する排熱及び圧縮式ヒートポンプ装置２の冷媒から取得した熱を蓄熱可能な密閉型の蓄熱タンク３と、熱供給設備の運転を制御する運転制御手段としての運転制御部４とを備えている。これにより、熱電併給装置１の排熱だけでなく、ヒートポンプ装置２の冷媒による熱をも蓄熱タンク３に蓄熱して蓄熱タンク３への蓄熱を効率よく行うことができる。図１〜図６の夫々において、熱供給設備の概略構成については同様であり、その熱供給設備の概略構成において蓄熱水や冷却水等の流体が通流する部位を太線矢印にて示している。
【００３１】
そして、本発明に係る熱供給設備は、熱電併給装置１にて発生する排熱及び圧縮式ヒートポンプ装置２の冷媒にて加熱された蓄熱水と蓄熱タンク３に貯留されている蓄熱水とを混合させて熱消費部５に供給することにより、熱電併給装置１にて発生する排熱、圧縮式ヒートポンプ装置２の冷媒から取得した熱、及び、蓄熱タンク３に蓄熱されている熱を熱消費部５に供給可能に構成されている。これにより、熱電併給装置１の排熱及びヒートポンプ装置２の冷媒による熱に加えて、蓄熱タンク３に効率よく蓄熱された熱をも熱消費部５に供給することができ、省エネ性の向上を効果的に図ることができる。ここで、熱消費部５として、給湯栓等が接続された給湯部や浴槽等の給湯箇所、並びに、高温暖房端末５（浴室乾燥機等）や床暖房装置５に供給する熱媒を加熱する暖房用熱交換器２７及び浴槽の湯水を加熱して追焚を行う追焚用熱交換器２８等の熱消費用熱交換器２９が備えられている。
【００３２】
熱電併給装置１は、例えば、都市ガスを燃料とするエンジン６と、そのエンジン６の駆動により発電する発電機７と、その発電機７の発電出力を商用電力系統８に系統連系するインバータ９とを備えている。商用電力系統８は、電力供給ライン１０を介してテレビ、冷蔵庫、洗濯機等の電力消費部１１に電気的に接続されている。そして、電力供給ライン１０は、圧縮式ヒートポンプ装置２の圧縮機１３における駆動部も電気的に接続されており、圧縮式ヒートポンプ装置２も含めた電力消費部１１に電気的に接続されている。インバータ９は、発電機７から出力された電力を商用電力系統８の周波数及び電圧と合致する交流電力に変換することにより、発電機２の発電出力を商用電力系統１０に系統連系している。インバータ９は、コージェネ用電力供給ライン１２を介して電力供給ライン１０に電気的に接続されており、熱電併給装置１にて発生する電力が電力消費部１１に供給自在に構成されている。
【００３３】
圧縮式ヒートポンプ装置２は、冷媒を圧縮する圧縮機１３、冷媒から放熱される凝縮器１４、冷媒を膨張させる電子式の膨張弁１５、冷媒を外気から吸熱させる蒸発器１６の順に冷媒を循環する冷媒回路１７を備えている。そして、冷媒としては、例えば、Ｒ１３４ａやＲ４１０Ａを用いている。
【００３４】
蓄熱タンク３には、蓄熱水としての水が貯留されており、蓄熱タンク３に接続された流路を通して蓄熱水を通流させることにより、熱電併給装置１にて発生する排熱及び圧縮式ヒートポンプ装置２の冷媒にて加熱された蓄熱水を成層状態（高温の蓄熱水を上部に存在させ且つ低温の蓄熱水を下部に存在させる状態）を形成するように貯留して、電併給装置１にて発生する排熱及び圧縮式ヒートポンプ装置２の冷媒から取得した熱を蓄熱可能に構成されている。また、蓄熱タンク３に接続された流路や他の流路を通して蓄熱水を通流させることにより、熱電併給装置１にて発生する排熱、圧縮式ヒートポンプ装置２の冷媒から取得した熱、及び、蓄熱タンク３に蓄熱されている熱を熱消費部５に供給可能に構成されている。
【００３５】
以下、蓄熱水を通流させる流路について説明する。
まず、蓄熱タンク３の蓄熱水を循環させるために、蓄熱タンク３の下部から取り出した蓄熱水を、ヒートポンプ式加熱部１８、排熱式加熱部１９の順に通過させたのち蓄熱タンク３の上部に戻す循環路Ｊ（図１中太線矢印参照）が備えられている。ヒートポンプ式加熱部１８は、圧縮式ヒートポンプ装置２の冷媒により蓄熱水を加熱するものであり、圧縮式ヒートポンプ装置２における凝縮器１４に蓄熱水を通流させることで、ヒートポンプ式加熱部１８が凝縮器１４にて構成されている。排熱式加熱部１９は、熱電併給装置１の排熱により蓄熱水を加熱するものである。エンジン冷却水２１ａを循環させるエンジン冷却水循環路２１により、エンジン６の排熱を回収した冷却水を排熱式加熱部１９に通流させることで、エンジン６の冷却水にて蓄熱水を加熱している。ここで、エンジン冷却水循環路２１には、エンジン冷却水２１ａの通流方向の順に、エンジン冷却水２１ａの温度を検出する第１冷却水温度センサ２２、排熱式加熱部１９、冷却水を貯留する冷却水膨張タンク２３、冷却水の温度を検出する第２冷却水温度センサ２４、冷却水循環ポンプ２５が備えられている。
【００３６】
循環路Ｊは、蓄熱タンク３の下部に接続されてヒートポンプ式加熱部１８及び排熱式加熱部１９を備えた第１循環構成流路Ｊ１、第１循環構成流路Ｊ１に接続されて循環ポンプ２６を備えた第２循環構成流路Ｊ２、第２循環構成流路Ｊ２に対して並列状態で分岐接続された第３循環構成流路Ｊ３及び第４循環構成流路Ｊ４、第３循環構成流路Ｊ３及び第４循環構成流路Ｊ４が合流接続された第５循環構成流路Ｊ５、第５循環構成流路Ｊ５に接続されて暖房用熱交換器２７を備えた第６循環構成流路Ｊ６、第６循環構成流路Ｊ６に接続され且つ蓄熱タンク３の上部に接続された第７循環構成流路Ｊ７を備えて構成されている。
【００３７】
第１循環構成流路Ｊ１には、蓄熱水の通流方向の順に、蓄熱水の温度を検出する第１蓄熱水温度センサＴ１、蓄熱水の流量を検出する第１蓄熱水流量センサＦ１、蓄熱水の通流量を調整自在な第１制御弁Ｖ１、ヒートポンプ式加熱部１８、蓄熱水の通流量を調整自在な第２制御弁Ｖ２、蓄熱水の温度を検出する第２蓄熱水温度センサＴ２、排熱式加熱部１９、蓄熱水の温度を検出する第３蓄熱水温度センサＴ３が備えられている。また、第１循環構成流路Ｊ１には、第１蓄熱水流量センサＦ１と第１制御弁Ｖ１との間の部位から分岐して、第２制御弁Ｖ２と第２蓄熱水温度センサＴ２との間の部位に合流して、ヒートポンプ式加熱部１８をバイパスする第１バイパス路Ｂ１が備えられている。そして、第１バイパス路Ｂ１には、蓄熱水の通流量を調整自在な第３制御弁Ｖ３が備えられている。
【００３８】
第１循環構成流路Ｊ１と第２循環構成流路Ｊ２との接続部位には、第７循環構成流路Ｊ７から分岐された第１分岐合流路Ｐ１が合流接続されている。そして、第１循環構成流路Ｊ１と第２循環構成流路Ｊ２と第１分岐合流路Ｐ１との接続箇所には、第１循環構成流路Ｊ１からの蓄熱水に対する第１分岐合流路Ｐ１からの蓄熱水の混合量を調整自在な第１三方弁Ｓ１が配置されている。第２循環構成流路Ｊ２には、蓄熱水の通流方向の順に、循環ポンプ２６、蓄熱水の温度を検出する第４蓄熱水温度センサＴ４が備えられている。
【００３９】
第３循環構成流路Ｊ３と第４循環構成流路Ｊ４とは、上述の如く、並列状態で設けられており、第４循環構成流路Ｊ４には、ガス燃焼式のバーナを備えた補助加熱部２０が備えられている。また、第３循環構成流路Ｊ３と第４循環構成流路Ｊ４との合流箇所であり、第３循環構成流路Ｊ３と第４循環構成流路Ｊ４と第５循環構成流路Ｊ５との接続箇所には、第３循環構成流路Ｊ３に蓄熱水を通流させる状態と第４循環構成流路Ｊ４に蓄熱水を通流させる状態とに切換自在な第２三方弁Ｓ２が配置されている。
【００４０】
第５循環構成流路Ｊ５には、蓄熱水の通流方向の順に、蓄熱水の流量を検出する第２蓄熱水流量センサＦ２、蓄熱水の温度を検出する第５蓄熱水温度センサＴ５が備えられている。第７循環構成流路Ｊ７には、蓄熱水の通流方向の順に、蓄熱水の温度を検出する第６蓄熱水温度センサＴ６、蓄熱水の流量を調整自在な第４制御弁Ｖ４、蓄熱水の温度を検出する第７蓄熱水温度センサＴ７が備えられている。そして、第７循環構成流路Ｊ７において第４制御弁Ｖ４と第７蓄熱水温度センサＴ７の間の部位に第１分岐合流路Ｐ１が分岐接続されている。
【００４１】
循環路Ｊを通流する蓄熱水を熱消費部５に供給するために、循環路Ｊにおいて排熱式加熱部よりも蓄熱水の通流方向の下流側部位に分岐接続された蓄熱水供給路が備えられている。そして、蓄熱水供給路として、蓄熱水を給湯部５や浴槽５等の給湯箇所に供給する給湯用供給路Ｋ１と、蓄熱水を熱消費用熱交換器２９を通過させたのち循環路Ｊにおいてヒートポンプ式加熱部１８よりも蓄熱水の通流方向の上流側部位に戻す循環用供給路Ｋ２とが備えられている。
【００４２】
給湯用供給路Ｋ１は、第７循環構成流路Ｊ７において第６蓄熱水温度センサＴ６よりも蓄熱水の通流方向の上流側に分岐接続されて給湯箇所に蓄熱水を給湯するように構成されている。給湯用供給路Ｋ１には、蓄熱水の通流方向の順に、蓄熱水の温度を検出する第８蓄熱水温度センサＴ８、蓄熱水の流量を検出する第３蓄熱水流量センサＦ３、蓄熱水の流量を調整自在な第５制御弁Ｖ５、蓄熱水の温度を検出する第９蓄熱水温度センサＴ９が備えられている。そして、給水路３０から分岐されて第１逆止弁Ｇ１が備えられた第２分岐合流路Ｐ２が、給湯用供給路Ｋ１において第８蓄熱水温度センサＴ８と第３蓄熱水流量センサＦ３の間の部位に合流接続されており、その合流箇所には、給湯用供給路Ｋ１に対する第２分岐合流路Ｐ２からの水の混合量を調整自在な第３三方弁Ｓ３が配置されている。また、給湯用供給路Ｋ１において第９蓄熱水温度センサＴ９の設置部位から第３分岐合流路Ｐ３が分岐されており、第３分岐合流路Ｐ３が、浴槽５に接続された風呂戻り路３１に合流接続されている。これにより、第３分岐合流路Ｐ３が給湯用供給路Ｋ１として、蓄熱水を浴槽５に供給するように構成されており、第３分岐合流路Ｐ３には、蓄熱水の通流方向の順に、蓄熱水の流量を検出する第４蓄熱水流量センサＦ４、蓄熱水の通流を断続自在な第６制御弁Ｖ６が備えられている。
【００４３】
循環用供給路Ｋ２は、第５循環構成流路Ｊ５と第６循環構成流路Ｊ６との接続箇所から分岐されて、第１循環構成流路Ｊ１において第１蓄熱水温度センサＴ１と第１蓄熱水流量センサＦ１との間の部位に合流接続されている。循環用供給路Ｋ２には、蓄熱水の通流方向の順に、追焚用熱交換器２８、蓄熱水の通流を断続自在な第７制御弁Ｖ７、第２逆止弁Ｇ２、蓄熱水の温度を検出する第１０蓄熱水温度センサＴ１０、蓄熱水の温度を検出する第１１蓄熱水温度センサＴ１１が備えられている。また、第６循環構成流路Ｊ６と第７循環構成流路Ｊ７との接続箇所から分岐されて、循環用供給路Ｋ２において第７制御弁Ｖ７と第２逆止弁Ｇ２との間の部位に合流接続されている第４分岐合流路Ｐ４が備えられており、第４分岐合流路Ｐ４には、蓄熱水の通流を断続自在な第８制御弁Ｖ８が備えられている。そして、第６循環構成流路Ｊ６には暖房用熱交換器２７が備えられているので、第６循環構成流路Ｊ６及び第４分岐合流路Ｐ４が循環用供給路Ｋ２として構成されている。
【００４４】
循環路Ｊにおいて排熱式加熱部１９と蓄熱水供給路Ｋ１、Ｋ２の分岐箇所との間の部位に合流接続されて、循環路Ｊとは別に蓄熱タンク３から取り出した蓄熱水を混合させるための混合流路Ｑが備えられている。混合流路Ｑは、第７循環構成流路Ｊ７の一部及び第１分岐合流路Ｐ１から構成されている。また、循環路Ｊに対する混合流路Ｑからの蓄熱水の混合量を調整自在な混合量調整手段が、第１三方弁Ｓ１にて構成されている。
【００４５】
循環路Ｊにおいてヒートポンプ式加熱部１８よりも蓄熱水の通流方向の上流側部位に接続されて、蓄熱タンク３に蓄熱水を補給する蓄熱水補給路Ｗが備えられている。蓄熱水補給路Ｗは、循環用供給路Ｋ２において第１０蓄熱水温度センサＴ１０と第１１蓄熱水温度センサＴ１１との間の部位に合流接続された給水路３０、及び、循環用供給路Ｋ２において給水路３０の合流箇所よりも水の通流方向の下流側部位から構成されている。そして、給水路３０には、水の通流方向の順に、給水温度を検出する給水温度センサ３２、第３逆止弁Ｇ３が備えられている。
【００４６】
追焚用熱交換器２８には、浴槽５からの湯水を追焚用熱交換器２８に供給する風呂戻り路３１が入口側に接続され、浴槽５に湯水を供給する風呂往き路３３が出口側に接続されている。風呂戻り路３１には、湯水の通流方向の順に、風呂循環ポンプ３４、通流する湯水の温度を検出する風呂温度センサ５０が備えられており、風呂循環ポンプ３４よりも浴槽５側の部位に第３分岐合流路Ｐ３が合流接続されている。
【００４７】
暖房用熱交換器２７には、高温暖房端末５からの熱媒及び床暖房装置５からの熱媒を暖房熱交換器２７に供給する熱媒戻り路３５が入口側に接続され、高温暖房端末５及び床暖房装置５に熱媒を供給する熱媒往き路３６が出口側に接続されている。熱媒戻り路３５は、高温暖房端末５からの戻り流路３５ａと床暖房装置５からの戻り流路３５ｂとが合流されて、熱媒の通流方向の順に、熱媒の通流量を調整自在な熱媒通流量制御弁３７、熱媒の温度を検出する熱媒温度センサ３８、熱媒循環ポンプ３９が備えられている。そして、熱媒戻り路３５には、熱媒通流量制御弁３７をバイパスする第１熱媒バイパス路４０が備えられ、その第１熱媒バイパス路４０には、熱媒の通流方向の順に、手動バルブ４１、熱媒を貯留する大気開放型の熱媒膨張タンク４２が備えられている。
【００４８】
熱媒往き路３６には、熱媒の温度を検出する第２熱媒温度センサ４３が備えられ、高温暖房端末５への往き流路３６ａと床暖房装置５への往き流路３６ｂとに分岐されている。高温暖房端末５への往き流路３６ａには、第１熱動弁４４が備えられ、床暖房装置５への往き流路３６ｂには、第４逆止弁Ｇ４、熱媒の温度を検出する第３熱媒温度センサ４５、第２熱動弁４６が備えている。熱媒戻り路３５において熱媒循環ポンプ３９と暖房用熱交換器２７との間の部位から分岐して床暖房装置５への往き流路３６ｂにおいて第４逆止弁Ｇ４と第３熱媒温度センサ４５との間の部位に合流する熱媒分岐合流路が備えられており、暖房用熱交換器２７にて加熱された熱媒と加熱されていない熱媒とを混合させた熱媒を床暖房装置５に供給可能に構成されている。また、床暖房装置５からの戻り流路３５ｂと床暖房装置５への往き流路３６ｂにおいて第３熱媒温度センサ４５と第２熱動弁４６との間の部位とを接続する熱媒接続路４７が備えられ、その熱媒接続路４７には熱媒の通流を断続自在な熱媒制御弁４８が備えられている。
【００４９】
運転制御部４は、この熱供給設備の運転として、熱電併給装置１にて発生する排熱及び圧縮式ヒートポンプ装置２の冷媒から取得した熱を蓄熱タンク３に蓄熱する蓄熱運転と、熱電併給装置１にて発生する排熱、圧縮式ヒートポンプ装置２の冷媒から取得した熱、及び、蓄熱タンク３に蓄熱されている熱を熱消費部５に供給する熱供給運転とを実行可能に構成されている。そして、運転制御部４は、熱供給運転として、蓄熱水を給湯部５や浴槽５の給湯箇所に供給する給湯用熱供給運転と、蓄熱水を暖房用熱交換器２７や追焚用熱交換器２８に供給する循環用熱供給運転とを実行可能に構成されている。
【００５０】
〔水膨張タンク〕
上記熱電併給装置において本願の開放型温水循環装置は、温水循環路としてのエンジン冷却水循環路２１に、水加熱器としてのエンジン６を設け、冷却水を貯留する冷却水膨張タンク２３を水膨張タンクとして設けた構成に該当する。
【００５１】
前記冷却水膨張タンク２３は、図７に示すように、膨張タンク本体２３１に冷却水導入部２３２と冷却水導出部２３３とを備え、それぞれに冷却水配管を接続して冷却水循環路２１を形成する。また、前記冷却水膨張タンク２３は、上部オーバーフロー配管２３４を備え、熱交換部１９における水漏れ等による異常増水があった場合、他の機器に損傷をきたさないように、余剰水を排出することが出来る構成となっている。
【００５２】
前記膨張タンク本体２３１とオーバーフロー配管２３４との接続部には、膨張タンク本体２３１内部とオーバーフロー配管２３４内部とを仕切る膨張タンク本体２３１の天面に壁部２３５が設けられ、前記壁部２３５には、前記壁部２３５を貫通する複数の孔部を設けて圧力逃し部２３６及び圧力補充部２３７を設けてある（図８、９参照）。
【００５３】
そして、圧力逃し部２３６には、複数の孔部２３６ａの一部に嵌合する取付部２３８ａと、前記取付部２３８ａを前記孔部２３６ａに取り付けた状態で、圧力逃し部２３６の残余の孔部２３６ｂを封止付勢される傘部２３８ｂとを備えたエラストマ製の可撓性部材からなる第１調圧部材（いわゆる「アンブレラ」、図９（ａ）、（ｂ）参照：第１調圧部材）２３８を設けてある。つまり、前記可撓性部材からなる第一調圧部材は、大気圧により前記孔部を水膨張タンク外部から封止するとともに、前記水膨張タンクの内圧により弾性変形して前記孔部を開放するように、前記孔部近傍に前記孔部を水膨張タンク外部側から覆って取り付けられることになる。
【００５４】
また、前記第１調圧部材２３８とは別途設けられた圧力補充部２３７としての孔部には、一対の舌部２３９ａを備え、前記一対の舌部２３９ａが前記膨張タンク本体２３１の内圧により接当付勢されるとともに、前記オーバーフロー配管２３４側の内圧（大気圧）によって接当解除されるように形成されて、前記孔部を封止可能にするエラストマ製の弁部材からなる第２調圧部材（いわゆる「ダックビル」、図９（ａ）、（ｃ）参照）２３９を装着してある。つまり、一対の可撓性の舌部を備えた弁部材を備えた前記第２調圧機構が、前記一対の舌部が前記水膨張タンク内圧により互いにに接当されて前記孔部を封止するとともに、前記水膨張タンク内圧よりも高い大気圧によって接当解除され、前記孔部を開放するように、前記孔部に装着されることになる。
【００５５】
これにより、エンジン冷却水２１ａは、前記冷却水膨張タンク２３で大気圧近傍に調圧され、一定条件で前記エンジン冷却水循環路２１に循環流通される。また、前記冷却水膨張タンク２３内部では、前記第１、第２調圧部材２３８，２３９により、膨張タンク本体２３１内部は密封されているから、膨張タンク本体２３１内部圧力が多少変動しても密封状態を維持でき、前記エンジン冷却水２１ａは膨張タンク本体２３１上部の気相部でしか蒸発しない。
【００５６】
また、第１調圧部材２３８は、膨張タンク本体２３１内部の圧力上昇に伴い、内部空気の上昇圧力相当分のみを外部に放出し、第２調圧部材２３９は、膨張タンク本体２３１内部の圧力降下に伴い、外部空気の降下圧力相当分のみを内部に吸い込む構成となっているから、蒸気を含む膨張タンク本体２３１上部の気相部の空気は、前記膨張タンク本体２３１内部に大きな圧力変動がないかぎり入れ替わらない。したがって、前記エンジン冷却水２１ａは前記膨張タンク本体２３１内部においてほとんど減少することなく、長期にわたって安定した水量を保てることになる。
【００５７】
以下、上記熱電併給装置の運転動作について、具体的に詳述する。
【００５８】
〔蓄熱運転〕
運転制御部４は、蓄熱運転を行うに当たり、熱電併給装置１が設定時間以上連続作動可能な作動開始条件が満たされているか否かを判別し、その作動開始条件が満たされていると、蓄熱運転を行う。ここで、設定時間とは、例えば、１時間に設定されており、作動開始条件は、前回の蓄熱運転の終了後設定時間（例えば１時間）が経過しており、且つ、蓄熱タンク３に設置された第１〜第５蓄熱温度センサＣ１〜Ｃ５の検出温度が下記の（１）及び（２）の２つの条件の何れかを満たしている条件に設定されている。ここで、第１〜第５蓄熱温度センサＣ１〜Ｃ５は、蓄熱タンク３の上下方向に間隔を隔てて設置されている。
（１）最上部に設置された第１蓄熱温度センサＣ１の検出温度が第１設定温度（例えば５０℃）以下である
（２）第１〜第５蓄熱温度センサＣ１〜Ｃ５の夫々の検出温度の合計温度が第２設定温度（例えば２５０℃）以下である
【００５９】
運転制御部４は、図１に示すように、熱電併給装置１、圧縮式ヒートポンプ装置２、循環ポンプ２６及び冷却水循環ポンプ２５の夫々を作動させるとともに、第１制御弁Ｖ１、第２制御弁Ｖ２及び第４制御弁Ｖ４を開弁させ、第２三方弁Ｓ２にて第３循環構成流路Ｊ３に蓄熱水を通流させる状態に切り換えて、第１三方弁Ｓ１により混合流路Ｑからの蓄熱水の混合量をゼロとする。ここで、運転制御部４が、第４制御弁Ｖ４を開弁させるとともに、第７制御弁Ｖ７、第８制御弁Ｖ８及び第３三方弁Ｓ３を閉弁させることで、排熱式加熱部１９を通過した蓄熱水を循環路Ｊにより蓄熱タンク３に戻す蓄熱状態としており、切換手段が、運転制御部４、第４制御弁Ｖ４、第７制御弁Ｖ７、第８制御弁Ｖ８及び第３三方弁Ｓ３等から構成されている。
【００６０】
運転制御部４は、排熱式加熱部１９を通過した蓄熱水の温度を示す第３蓄熱温度センサＴ３の検出温度が蓄熱用目標温度（例えば７５℃）になるように、循環ポンプ２６の回転速度を制御している。つまり、運転制御部４は、第３蓄熱温度センサＴ３の検出温度が蓄熱用目標温度よりも低いと、循環ポンプ２６の回転速度を低速側に調整し、第３蓄熱温度センサＴ３の検出温度が蓄熱用目標温度よりも高いと、循環ポンプ２６の回転速度を高速側に調整している。
【００６１】
これにより、図１中太線矢印にて示すように、蓄熱タンク３の下部から取り出された蓄熱水は、第１循環構成流路Ｊ１を通してヒートポンプ式加熱部１８、排熱式加熱部１９の順に通過し、第１三方弁Ｓ１により第２循環構成流路Ｊ２に通流される。そして、第２循環構成流路Ｊ２に通流した蓄熱水は、第３循環構成流路Ｊ３、第２三方弁Ｓ２、第５循環構成流路Ｊ５、第６循環構成流路Ｊ６を通して暖房用熱交換器２７を通過し、第７循環構成流路Ｊ７を通して蓄熱タンク３の上部に戻される。このようにして、蓄熱タンク３の下部から取り出した蓄熱水を、ヒートポンプ式加熱部１８、排熱式加熱部１９の順に通過させたのち蓄熱タンク３の上部に戻す形態で循環路Ｊを通して通流させることで、ヒートポンプ式加熱部１８及び排熱式加熱部１９にて加熱された蓄熱用目標温度の蓄熱水を蓄熱タンク４に貯湯している。
【００６２】
ここで、この蓄熱運転では、熱電併給装置１の排熱及び圧縮式ヒートポンプ装置２の冷媒から取得した熱を蓄熱タンク３に蓄熱しているが、蓄熱タンク３への蓄熱に加えて、熱媒膨張タンク４２にも蓄熱することが可能である。つまり、手動バルブ４１は開弁されているので、熱媒循環ポンプ３９を作動させるとともに熱媒制御弁４８を開弁することで、熱媒膨張タンク４２の熱媒を暖房用熱交換器２７に循環供給することができる。そして、上述の蓄熱運転では、ヒートポンプ式加熱部１８及び排熱式加熱部１９にて加熱された蓄熱水が暖房用熱交換器２７を通過したのち蓄熱タンク３の上部に戻されているので、熱媒膨張タンク４２の熱媒を暖房用熱交換器２７に循環供給することにより、暖房用熱交換器２７において蓄熱水にて熱媒を加熱することができる。その結果、暖房用熱交換器２７にて加熱された熱媒が熱媒膨張タンク４２に貯湯されることになり、熱電併給装置１の排熱及び圧縮式ヒートポンプ装置２の冷媒から取得した熱を熱媒膨張タンク４２に蓄熱することができる。そこで、蓄熱運転において、運転制御部４は、まず、熱媒循環ポンプ３９を作動させるとともに熱媒制御弁４８を開弁することで、熱媒膨張タンク４２の熱媒を暖房用熱交換器２７に循環供給して、暖房用熱交換器２７にて加熱された熱媒を熱媒膨張タンク４２に貯湯する。その後、図示は省略するが、熱媒膨張タンク４２に設置された熱媒の温度を検出する熱媒温度センサの検出温度から熱媒膨張タンク４２の蓄熱量が満杯になると、熱媒循環ポンプ３９を作動停止させるとともに熱媒制御弁４８を閉弁させて、熱媒膨張タンク４２への蓄熱を終了し、上述の蓄熱タンク３への蓄熱を開始することができる。これにより、熱電併給装置１の排熱及び圧縮式ヒートポンプ装置２の冷媒から取得した熱を熱媒膨張タンク４２にも蓄熱することができ、蓄熱可能な熱量をより多くすることができるとともに、その熱媒膨張タンク４２に蓄熱された熱を高温暖房端末５や床暖房装置５を使用するときに活用することができ、省エネ性の向上を図ることができる。
【００６３】
運転制御部４は、蓄熱運転において圧縮式ヒートポンプ装置２を作動させるのであるが、商用電力系統８から圧縮式ヒートポンプ装置２を含めた電力消費部１１に供給される電力量に基づいて、圧縮式ヒートポンプ装置２における圧縮機１３の回転速度を制御している。説明を加えると、熱電併給装置１のインバータ９は、発電機２の発電出力を商用電力系統１０に系統連系しており、商用電力系統８は、電力供給ライン１０を介して圧縮式ヒートポンプ装置２の圧縮機１３における駆動部に電気的に接続されているので、熱電併給装置１にて発生する電力が圧縮式ヒートポンプ装置２における圧縮機１３の駆動用電力として供給されている。そして、電力供給ライン１１には、図示は省略するが、圧縮式ヒートポンプ装置２を含めた電力消費部１１に供給される電力量を計測する電力負荷計測手段が設けられている。
【００６４】
運転制御部４は、逆潮流が生じずに、電力負荷計測手段にて計測する電力消費部１１に供給される電力量が設定範囲（例えば１００〜１５０Ｗ程度）内となるように、圧縮機１３の回転速度を制御している。例えば、電力負荷計測手段にて計測する電力消費部１１に供給される電力量が設定範囲よりも高く（例えば３００Ｗ以上）、且つ、圧縮機１３の回転速度が第１設定回転速度（例えば３０００ｒｐｍ）以上の場合は、運転制御部４が、電力負荷計測手段にて計測する電力消費部１１に供給される電力量に応じて段階的（例えば５００ｒｐｍ毎）に圧縮機１３の回転速度を低速側に調整し、電力負荷計測手段にて計測する電力消費部１１に供給される電力量を設定範囲内に調整している。また、例えば、電力負荷計測手段にて計測する電力消費部１１に供給される電力量が設定範囲よりも低く（例えば１００Ｗ以下）、且つ、圧縮機１３の回転速度が第２設定回転速度（例えば５０００ｒｐｍ）以下の場合は、運転制御部４が、電力負荷計測手段にて計測する電力消費部１１に供給される電力量に応じて段階的（例えば５００ｒｐｍ毎）に圧縮機１３の回転速度を高速側に調整し、電力負荷計測手段にて計測する電力消費部１１に供給される電力量を設定範囲内に調整している。
【００６５】
上述の如く、商用電力系統８から電力消費部１１に供給される電力量に応じて圧縮機１３の回転速度を調整するのであるが、商用電力系統８から電力消費部１１に供給される電力量の変動に対して圧縮機１３の回転速度を逐次変更すると、圧縮式ヒートポンプ装置２における電子式の膨張弁１５の最適制御の維持が難しく、圧縮式ヒートポンプ装置２の作動が不安定となる可能性がある。そこで、運転制御部４は、電力負荷計測手段にて計測する電力消費部１１に供給される電力量に基づいて圧縮機１３の回転速度を制御するに当たり、設定周期（例えば５分）における商用電力系統８から電力消費部１１に供給される電力量に基づいて、圧縮機１３の回転速度を制御している。例えば、運転制御部４は、設定周期ごとに電力負荷計測手段にて計測する電力消費部１１に供給される電力量の積算平均値を求め、前回求めた積算平均値と今回求めた積算平均値との差分が例えば５０Ｗを越えると、例えば５００ｒｐｍ毎の回転速度の増減を行うようにしている。
【００６６】
このようにして、運転制御部４は、商用電力系統８から電力消費部１１に供給される電力量に応じて圧縮機１３の回転速度を調整しながら、ヒートポンプ式加熱部１８及び排熱式加熱部１９にて加熱された高温の蓄熱水を蓄熱タンク４に貯湯しているが、作動停止条件が満たされると、蓄熱運転を終了する。作動停止条件は、第１〜第５蓄熱温度センサＣ１〜Ｃ５の夫々の検出温度の合計温度が停止用設定温度（例えば３３０℃）以上であることを条件としている。
【００６７】
〔給湯用熱供給運転〕
この給湯用熱供給運転は、給湯部５及び浴槽５の少なくとも一方に蓄熱水を供給する運転であり、まず、給湯部５に蓄熱水を供給する場合について説明する。
この場合には、給湯部５での給湯栓の開操作により給湯用熱供給運転が開始され、給湯部５での給湯栓の閉操作により給湯用熱供給運転が終了される。そして、給湯用熱供給運転を開始する際に、熱電併給装置１及び圧縮式ヒートポンプ装置２が作動中であるときの動作と熱電併給装置１及び圧縮式ヒートポンプ装置２が作動停止しているときの動作とがある。
【００６８】
熱電併給装置１及び圧縮式ヒートポンプ装置２が作動停止しているときの動作について説明すると、運転制御部４は、第１三方弁Ｓ１を第１循環構成流路Ｊ１側を全閉とし且つ第１分岐合流路Ｐ１側を全開とし、第２三方弁Ｓ２にて第３循環構成流路Ｊ３に蓄熱水を通流させる状態に切り換えるとともに、第３三方弁Ｓ３により給湯用供給路Ｋ１に対する第２分岐合流路Ｐ２からの水の混合量を調整している。ここで、運転制御部４が、第３三方弁Ｓ３を開弁させるとともに、第４制御弁Ｖ４、第７制御弁Ｖ７及び第８制御弁Ｖ８を閉弁させることで、排熱式加熱部１９を通過した蓄熱水を給湯用供給路Ｋ１により給湯部５に供給する熱供給状態に切り換えている。また、運転制御部４が、第３三方弁Ｓ３を開弁させるとともに、第４制御弁Ｖ４、第７制御弁Ｖ７及び第８制御弁Ｖ８を閉弁させることで、蓄熱水を給湯用供給路Ｋ１により給湯部５や浴槽５の給湯箇所に供給する給湯状態に切り換えており、熱供給状態切換手段が、運転制御部４、第３三方弁Ｓ３、第４制御弁Ｖ４、第７制御弁Ｖ７及び第８制御弁Ｖ８等から構成されている。
【００６９】
これにより、図示は省略するが、混合流路Ｑにて蓄熱タンク３の上部から取り出された蓄熱水のみが、第２循環構成流路Ｊ２に通流され、第３循環構成流路Ｊ３、第２三方弁Ｓ２、第５循環構成流路Ｊ５、第６循環構成流路Ｊ６を通して暖房用熱交換器２７を通過したのち、第７循環構成流路Ｊ７の途中部位から給湯用供給路Ｋ１に通流される。そして、給湯用供給路Ｋ１に通流された蓄熱水は、第３三方弁Ｓ３により第２分岐合流路Ｐ２からの水が混合されて給湯部５に供給される。運転制御部４は、第９蓄熱水温度センサＴ９の検出温度が給湯用目標温度になるように、第３三方弁Ｓ３により第２分岐合流路Ｐ２からの水の混合量を調整している。
【００７０】
このようにして、熱電併給装置１及び圧縮式ヒートポンプ装置２が作動停止しているときには、蓄熱タンク３の蓄熱水を給湯部５に供給することで、蓄熱タンク３に蓄熱されている熱を給湯部５に供給している。そして、第４蓄熱水温度センサＴ４の検出温度が給湯用目標温度よりも低くなり、蓄熱タンク３に蓄熱されている熱だけでは要求されている温度の蓄熱水を供給できない場合には、運転制御部４が、第２三方弁Ｓ２を第４循環構成流路Ｊ４に蓄熱水を通流させる状態に切り換えて補助加熱部２０を作動させることで、補助加熱部２０にて蓄熱水を給湯用目標温度よりも高温まで加熱することで、給湯用目標温度の蓄熱水を給湯部５に供給可能としている。
【００７１】
熱電併給装置１及び圧縮式ヒートポンプ装置２が作動中のときについて説明するが、この場合は、例えば、蓄熱運転中に給湯用熱供給運転が開始されたときである。
運転制御部４は、図２に示すように、熱電併給装置１、ヒートポンプ装置２、循環ポンプ２６（最低回転速度にて作動）及び冷却水循環ポンプ２５の夫々を作動させるとともに、第１制御弁Ｖ１及び第２制御弁Ｖ２を開弁させ、第２三方弁Ｓ２にて第３循環構成流路Ｊ３に蓄熱水を通流させる状態に切り換える。そして、運転制御部４は、第３蓄熱水温度センサＴ３の検出温度が熱供給用目標温度（蓄熱用目標温度よりも低い温度、例えば４５℃）になるように、第１三方弁Ｓ１にて混合流路Ｑからの蓄熱水の混合量を調整している。
【００７２】
これにより、図２中太線矢印にて示すように、第１循環構成流路Ｊ１を通してヒートポンプ式加熱部１８、排熱式加熱部１９の順に通過した蓄熱水と混合流路Ｑにより蓄熱タンク３の上部から取り出した蓄熱水とが第１三方弁Ｓ１により混合され、その混合された蓄熱水が第２循環構成流路Ｊ２に通流される。そして、第２循環構成流路Ｊ２に通流された蓄熱水は、第３循環構成流路Ｊ３、第２三方弁Ｓ２、第５循環構成流路Ｊ５、第６循環構成流路Ｊ６を通して暖房用熱交換器２７を通過し、第７循環構成流路Ｊ７の途中部位から給湯用供給路Ｋ１に通流される。そして、熱電併給装置１及び圧縮式ヒートポンプ装置２が作動停止しているときと同様に、運転制御部４は、第９蓄熱水温度センサＴ９の検出温度が給湯用目標温度になるように、第３三方弁Ｓ３により第２分岐合流路Ｐ２からの水の混合量を調整している。
【００７３】
このようにして、熱電併給装置１及び圧縮式ヒートポンプ装置２が作動中のときには、ヒートポンプ式加熱部１８、排熱式加熱部１９の順に通過した蓄熱水と蓄熱タンク３の上部から取り出した蓄熱水とを混合させて、その混合された蓄熱水を給湯箇所に供給することができ、熱電併給装置１の排熱及びヒートポンプ装置２の冷媒による熱に加えて、蓄熱タンク３に効率よく蓄熱された熱をも給湯箇所に供給することができ、省エネ性の向上を効果的に図ることができる。また、要求されている温度の蓄熱水を供給できなくなった場合には、熱電併給装置１及び圧縮式ヒートポンプ装置２が作動停止しているときと同様に、運転制御部４が、第２三方弁Ｓ２を第４循環構成流路Ｊ４に蓄熱水を通流させる状態に切り換えて補助加熱部２０を作動させている。
【００７４】
この給湯用熱供給運転において、運転制御部４は、熱電併給装置１及び圧縮式ヒートポンプ装置２が作動中のときに、蓄熱運転と同様に、逆潮流が生じずに、電力負荷計測手段にて計測する電力消費部１１に供給される電力量が設定範囲内となるように、設定周期（例えば５分）における商用電力系統８から電力消費部１１に供給される電力量に基づいて、圧縮機１３の回転速度を制御している。
【００７５】
次に、浴槽５に蓄熱水を供給する場合について説明する。
この場合は、風呂リモコンからの湯張り要求があることにより給湯用熱供給運転が開始され、浴槽５に所望量の蓄熱水を供給する（第４蓄熱水流量センサＦ４の積算流量が所定量となる）ことにより給湯用熱供給運転が終了される。そして、運転制御部４は、風呂リモコンからの湯張り要求により給湯用熱供給運転を開始したときには、給湯用熱供給運転を終了すると、上述の蓄熱運転を継続して行うように構成されている。このとき、運転制御部４は、熱電併給装置１の作動開始から設定時間（例えば３０分）経過しており、第１〜第５蓄熱温度センサＣ１〜Ｃ５の夫々の検出温度の合計温度が第３設定温度（例えば３００℃）以上となると、継続して行う蓄熱運転を終了する。
【００７６】
そして、運転制御部４は、風呂リモコンからの湯張り要求があると、即座に給湯用熱供給運転を行うのではなく、遅延用熱供給運転を設定遅延時間（例えば浴槽５への蓄熱水の供給を開始してから６０秒）行ったのち、給湯用熱供給運転を行っている。
【００７７】
この遅延用熱供給運転では、運転制御部４が、熱電併給装置１及びヒートポンプ装置２を作動停止状態に維持して、循環ポンプ２６を作動させ、第１三方弁Ｓ１を第１循環構成流路Ｊ１側を全閉とし且つ第１分岐合流路Ｐ１側を全開とし、第２三方弁Ｓ２にて第３循環構成流路Ｊ３に蓄熱水を通流させる状態に切り換えるとともに、第３三方弁Ｓ３により給湯用供給路Ｋ１に対する第２分岐合流路Ｐ２からの水の混合量を調整している。これにより、熱電併給装置１及びヒートポンプ装置２を作動開始させる前に、蓄熱タンク３の蓄熱水を浴槽５に供給しておくことで、蓄熱タンク３に蓄熱されている熱を効果的に活用することができ、省エネ性の向上に一層貢献することができる。
【００７８】
そして、運転制御部４は、遅延用熱供給運転を設定遅延時間（例えば浴槽５への蓄熱水の供給を開始してから６０秒）行ったのち、給湯用熱供給運転を行うのであるが、この給湯用熱供給運転については、上述の給湯部５に蓄熱水を供給するときの熱電併給装置１及びヒートポンプ装置２が作動中のときと、第６制御弁Ｖ６を開弁させる点が異なるだけであるので、詳細な説明は省略する。
【００７９】
〔循環用熱供給運転〕
この循環用熱供給運転については、風呂リモコンからの追焚要求、高温暖房端末５からの高温暖房要求、或いは、床暖房装置５からの床暖房要求があることにより循環用熱供給運転が開始される。そして、風呂リモコンからの追焚要求により循環用熱供給運転を開始したときには、浴槽５の湯水の温度が追焚用設定温度になることにより循環用熱供給運転が終了され、高温暖房端末５からの高温暖房要求や床暖房装置５からの床暖房要求により循環用熱供給運転を開始したときには、その高温暖房要求や床暖房要求が解除されることにより循環用熱供給運転が終了される。ここで、運転制御部４は、循環用熱供給運転を終了すると、上述の蓄熱運転を継続して行うように構成されている。このとき、運転制御部４は、熱電併給装置１の作動開始から設定時間（例えば３０分）経過しており、第１〜第５蓄熱温度センサＣ１〜Ｃ５の夫々の検出温度の合計温度が第３設定温度（例えば３００℃）以上となると、継続して行う蓄熱運転を終了する。
【００８０】
循環用熱供給運転は、高温暖房端末５や床暖房装置５に熱媒を供給するために暖房用熱交換器２７に蓄熱水を供給する場合と、浴槽５の湯水を追焚するために追焚用熱交換器２８に蓄熱水を供給する場合とがあり、まず、床暖房装置５に熱媒を供給するために暖房用熱交換器２７に蓄熱水を供給する場合について説明する。
【００８１】
この場合には、上述の給湯用熱供給運転において浴槽５に蓄熱水を供給する場合と同様に、運転制御部４は、床暖房要求があると、即座に循環用熱供給運転を行うのではなく、遅延用熱供給運転を設定遅延時間（例えば床暖房装置５への熱媒の供給を開始してから１８０秒）行ったのち、循環用熱供給運転を行っている。また、この遅延用熱供給運転については、高温暖房端末５に熱媒を供給するために暖房用熱交換器２７に蓄熱水を供給する場合も、浴槽５の湯水を追焚するために追焚用熱交換器２８に蓄熱水を供給する場合も、遅延用熱供給運転を設定遅延時間行ったのち、暖房用熱供給運転を行っている。そして、高温暖房端末５に熱媒を供給するために暖房用熱交換器２７に蓄熱水を供給する場合では、設定遅延時間を例えば高温暖房端末５への熱媒の供給を開始してから１８０秒としており、浴槽５の湯水を追焚するために追焚用熱交換器２８に蓄熱水を供給する場合では、設定遅延時間を例えば追焚用熱交換器２８への蓄熱水の供給を開始してから１２０秒としている。
【００８２】
このときの遅延用熱供給運転については、運転制御部４が、基本的には、上述の遅延用熱供給運転と同様の動作を行うが、蓄熱水の供給先を給湯箇所とする給湯状態に切り換えるのではなく、第８制御弁Ｖ８を開弁させるとともに、第４制御弁Ｖ４、第７制御弁Ｖ７及び第３三方弁Ｓ３を閉弁させることで、蓄熱水を循環用供給路Ｋ２（第６循環構成流路Ｊ６及び第４分岐合流路Ｐ４）により暖房用熱交換器２７に供給する循環状態に切り換えている。
【００８３】
そして、運転制御部４は、この遅延用熱供給運転を設定遅延時間（例えば床暖房装置５への熱媒の供給を開始してから１８０秒）行った後に行う循環用熱供給運転についても、上述の給湯用熱供給運転において、蓄熱水の供給先を給湯箇所とする給湯状態に切り換えるのではなく、図３に示すように、第８制御弁Ｖ８を開弁させるとともに、第４制御弁Ｖ４、第７制御弁Ｖ７及び第３三方弁Ｓ３を閉弁させることで、蓄熱水を循環用供給路Ｋ２（第６循環構成流路Ｊ６及び第４分岐合流路Ｐ４）により暖房用熱交換器２７に供給する循環状態に切り換えている。
【００８４】
また、運転制御部４は、循環用熱供給運転において、第３蓄熱水温度センサＴ３の検出温度が熱供給用目標温度（蓄熱用目標温度よりも低い温度、例えば６５℃或いは６０℃）になるように、第１三方弁Ｓ１にて混合流路Ｑからの蓄熱水の混合量を調整している。ここで、熱供給用目標温度については、床暖房装置５にて求められている温度に応じて変更可能であり、例えば、床暖房装置５にて低温暖房を行なう場合には、６０℃が設定され、それ以外の場合には、６５℃が設定されている。そして、床暖房装置５の立ち上がり時等には、運転制御部４が、熱供給用目標温度を蓄熱用目標温度と同じ温度（例えば７５℃）になるように、第１三方弁Ｓ１にて混合流路Ｑからの蓄熱水の混合量を調整するとともに、第２三方弁Ｓ２を第４循環構成流路Ｊ４に蓄熱水を通流させる状態に切り換えて補助加熱部２０を作動させて、ホットダッシュ用の循環用熱供給運転を行うこともできる。
【００８５】
そして、運転制御部４は、熱媒循環ポンプ３９を作動させるとともに、第２熱動弁４６を開弁させることで、熱媒戻り路３５及び熱媒往き路３６を通して暖房用熱交換器２７と床暖房装置５との間で熱媒を循環させている。これにより、暖房用熱交換器２７に供給される蓄熱水にて加熱された熱媒が床暖房装置５に循環供給される。
【００８６】
このようにして、ヒートポンプ式加熱部１８、排熱式加熱部１９の順に通過した蓄熱水と蓄熱タンク３の上部から取り出した蓄熱水とを混合させて、その混合された蓄熱水を暖房用熱交換器２７に供給することで、熱電併給装置１の排熱及びヒートポンプ装置２の冷媒による熱に加えて、蓄熱タンク３に効率よく蓄熱された熱をも暖房用熱交換器２７に供給して床暖房装置５にて活用することができ、省エネ性の向上を効果的に図ることができる。
【００８７】
高温暖房端末５に熱媒を供給するために暖房用熱交換器２７に蓄熱水を供給する場合について説明すると、図４に示すように、図３に示した床暖房装置５に熱媒を供給するために暖房用熱交換器２７に蓄熱水を供給する場合と比べて、蓄熱水の通流状態は同様であり、熱供給用目標温度を例えば７５℃に設定する点で異なるだけである。そして、図４では、運転制御部４が、第２三方弁Ｓ２を第４循環構成流路Ｊ４に蓄熱水を通流させる状態に切り換えて補助加熱部２０を作動させている状態を示している。また、熱媒の通流状態については、第２熱動弁４６を開弁させるのに代えて、第１熱動弁４４を開弁させて暖房用熱交換器２７にて加熱された熱媒を高温暖房端末５に供給する点が異なるだけであるので、詳細な説明は省略する。
【００８８】
また、浴槽５の湯水を追焚するために追焚用熱交換器２８に蓄熱水を供給する場合については、図示は省略するが、図３にて示した床暖房装置５に熱媒を供給するために暖房用熱交換器２７に蓄熱水を供給する場合と比べて、蓄熱水の通流状態については、第８制御弁Ｖ８を開弁させるのに代えて、第７制御弁Ｖ７を開弁させて追焚用熱交換器２８に蓄熱水を供給するとともに、熱供給用目標温度を例えば６５℃に設定する点で異なるだけであるので、詳細な説明は省略する。そして、運転制御部４は、風呂循環ポンプ３４を作動させることで、風呂戻り路３１及び風呂往き路３３を通して追焚用熱交換器２８と浴槽５との間で湯水を循環させている。これにより、追焚用熱交換器２８に供給される蓄熱水にて加熱された湯水が浴槽５に循環供給されて追焚される。
【００８９】
上述の各運転については、運転制御部４は、単独で行うことも併行して行うことも可能である。例えば、運転制御部４は、図５に示すように、給湯箇所に蓄熱水を供給する給湯用熱供給運転と床暖房装置５に熱媒を供給するために暖房用熱交換器２７に蓄熱水を供給する循環用熱供給運転とを併用して行うことができる。また、運転制御部４は、図６に示すように、蓄熱運転と床暖房装置５に熱媒を供給するために暖房用熱交換器２７に蓄熱水を供給する循環用熱供給運転とを併用して行うこともできる。
【００９０】
〔デフロスト運転〕
この熱供給設備では、ヒートポンプ装置２を備えているので、冬季等の外気温度が低下したときに蒸発器１６に着霜することがあるので、運転制御部４は、その霜を除去するためのデフロスト運転を実行可能に構成されている。蒸発器１６に着霜すると、圧縮機１３の吸い込み圧力が正常値よりも低下するので、図示は省略するが、圧縮機１３の吸い込み圧力を検出する圧力センサの検出値が設定値よりも圧縮機１３の吸い込み圧力の低下が検出されると、デフロスト運転を開始し、圧縮機１３の吸い込み圧力の低下が検出できなくなると、デフロスト運転を終了する。
【００９１】
運転制御部４は、例えば、図２に示すように、給湯部５や浴槽５の給湯箇所に蓄熱水を供給する給湯用熱供給運転を行っているときに、圧縮機１３の回転速度を最小回転速度に低下させて、第３蓄熱水温度センサＴ３の検出温度がデフロスト用設定温度（例えば７５℃）となるように第１三方弁Ｓ１にて混合流路Ｑからの蓄熱水の混合量を調整している。これにより、圧縮式ヒートポンプ装置２の圧縮比を上げて、蒸発器１６の熱負荷を落とすことで、デフロストを行っている。
【００９２】
〔別実施形態〕
上記実施の形態においては、エンジン冷却水循環路２１に本発明の開放型温水循環装置の構成を適用したが、通常は大気圧に開放されている水膨張タンクの用いられている温水循環路であれば、他にも種々の場所に適用する事ができる。
【００９３】
例えば、上記実施の形態において水膨張タンク４２を水膨張タンクとして本発明を適用することもでき、この場合、温水循環路は熱媒戻り路３５及び熱媒往き路３６に該当し、水加熱器には、暖房用熱交換器２７が該当し、前記水膨張タンク４２に調圧部材２３８、２３９を設ければよいことになる。また、蓄熱タンク３を水膨張タンクとして本発明を適用することもでき、この場合、温水循環路は第１循環構成流路Ｊ１に該当し、水加熱器には、ヒートポンプ式加熱部１８または排熱式加熱部１９が該当し前記蓄熱タンク３に調圧部材２３８、２３９を設ければよいことになる。
【００９４】
上記実施の形態においては、冷却水膨張タンク２３に第１、第２調圧部材２３８，２３９を設けたが、たとえば図１０に示すように、第１調圧部材２３８のみであってもかまわない。これは、極端な使用条件であっても、前記膨張タンク本体２３１の内圧が極端な負圧に陥ることが想定されてないこと、前記膨張タンク本体２３１の内圧がある程度負圧になったとしても、両調圧部材２３８がいずれも単に孔部に嵌着するだけ構造をとることができるため、多少のエア漏れを許容し、長期的に負圧が蓄積することがないなどの現実的な事情による。
【００９５】
また、前記第１調圧部材２３８は膨張タンク本体２３１の天面に設けたが、前記オーバーフロー配管２３４の内部に仕切り壁を設けて、その仕切り壁を壁部２３５として圧力逃し部２３６としての孔部を形成し第１調圧部材２３８を嵌着する構成としても良い（図１１参照）。すなわち、前記水膨張タンクの気相部に接する壁部であれば所望の機能を実現することができる。また、第１調圧部材２３８の取付高さは、前記膨張タンク本体２３１内部の水位よりも高い位置に設けることが好ましく、このように構成することによって、前記膨張タンク本体２３１からオーバーフローした水が、前記壁部２３５の前記膨張タンク側にたまり、オーバーフローが検出されないまま維持されるのを防止することが出来る。
【００９６】
尚、第１、第２調圧部材２３８，２３９の材質、形状については特に限定されるものではなく、一般に市販流通しているもので調圧弁として機能するものであれば用いることが出来る。
【００９７】
また、開放型温水循環装置としては、先の実施形態に示した大気圧開放容器として給湯用湯水を直接貯湯して蓄熱するタイプのほか、図１１に示すように、熱媒としての水を貯留する熱膨張タンク４２を大気圧開放容器として設け、その熱媒との熱交換により給水を加熱して給湯する構成の開放型温水循環装置にも適用することができ、この場合熱交換器Ｅｘにて給水に対して熱を放出する構成とするが、例えば、先と同様に温水循環路としてのエンジン冷却水循環路２１に、水加熱器としてのエンジン６を設け、冷却水を貯留する冷却水膨張タンク２３を大気圧開放容器として設けた構成を適用し、前記冷却水膨張タンク２３に調圧部材２３８、２３９を設けることができる。尚、図１１においては、主要な構成のうち前の実施形態と共通する部分について、前と同一の符号を付して詳細の説明を省略する。
【符号の説明】
【００９８】
１        熱電併給装置
２        圧縮式ヒートポンプ装置
３        蓄熱タンク
４        運転制御手段（運転制御部）
４、Ｖ４、Ｖ７、Ｖ８、Ｓ３      切換手段
４、Ｖ４、Ｖ７、Ｖ８、Ｓ３      熱供給状態切換手段
５        熱消費部（給湯箇所）
８        商用電力系統
９        インバータ１１      電力消費部
１３      圧縮機
１８      ヒートポンプ式加熱部
１９      排熱式加熱部
２６      循環ポンプ
２９      熱消費用熱交換器
Ｊ        循環路
Ｋ１      給湯用供給路
Ｋ２      循環用供給路
Ｑ        混合流路
Ｓ１      混合量調整手段（第１三方弁）
Ｗ        蓄熱水補給路
２３１    膨張タンク本体
２３２    冷却水導入部
２３３    冷却水導出部
２３４    オーバーフロー配管
２３５    壁部
２３６    圧力逃し部
２３７    圧力補充部
２３６ａ  孔部
２３８ａ  取付部
２３６ｂ  孔部
２３８ｂ  傘部
２３８    第１調圧部材
２３７    圧力補充部
２３９ａ  舌部
２３９    第２調圧部材
２１ａ    エンジン冷却水
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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