(57)【要約】【課題】熱交換器の水流路におけるスケールの生成を抑制して水流路の閉塞を簡易にして確実に防止し、ランニングコストを低減しつつ熱効率を向上することができる給湯システムを提供する。【解決手段】冷媒循環路(5)を流れる高温冷媒によって貯湯タンク(6)から水循環路(9)を流れる低温水を所定の出湯温度まで加熱して沸き上げる沸き上げ動作を行う給湯システム(1,48,54,58,66)であって、沸き上げ動作の作動によって高温冷媒が流入される冷媒流路(2a)と、低温水が流入される水流路(2b)とを有する熱交換器(2)と、水流路(2)におけるスケールの生成を抑制する添加剤(37)を通水に伴い低温水に添加するスケール生成抑制手段(38)とを備え、スケール生成抑制手段(38)は、低温水の流れ方向からみて貯湯タンク(6)から水流路(2b)に至るまでの水循環路(9)に設けられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱ユニットの冷媒循環路を流れる高温冷媒によってタンクユニットの貯湯タンクから水循環路を流れる低温水を所定の出湯温度まで加熱して沸き上げる沸き上げ動作を行う給湯システムであって、
前記沸き上げ動作の作動によって前記高温冷媒が流入される冷媒流路と、前記低温水が流入される水流路とを有する熱交換器と、
前記水流路におけるスケールの生成を抑制する添加剤を通水に伴い前記低温水に添加するスケール生成抑制手段とを備え、
前記スケール生成抑制手段は、前記低温水の流れ方向からみて前記貯湯タンクから前記水流路に至るまでの前記水循環路に設けられることを特徴とする給湯システム。
【請求項２】
前記スケール生成抑制手段を迂回して前記水流路に通水させるバイパス路と、
前記バイパス路と前記スケール生成抑制手段とを切り換えて通水させる第１の流路切換手段とを備え、
前記第１の流路切換手段によって前記バイパス路から前記スケール生成抑制手段に切り換えて通水させるスケール生成抑制動作を作動させることを特徴とする請求項１に記載の給湯システム。
【請求項３】
前記沸き上げ動作の作動直前または作動直後の少なくとも何れか一方のときに前記スケール生成抑制動作を作動させることを特徴とする請求項２に記載の給湯システム。
【請求項４】
前記水流路におけるスケールの堆積を検出するスケール堆積検出手段を備え、
前記スケール堆積検出手段にてスケールが堆積したことが検出されたときに前記スケール生成抑制動作を作動させることを特徴とする請求項２または３に記載の給湯システム。
【請求項５】
前記低温水の流れ方向からみて前記貯湯タンクから前記水流路に至るまでの前記水循環路に設けられる水ポンプを備え、
前記スケール堆積検出手段は、前記水ポンプの回転数が所定の上限設定回転数以上となるときに、前記水流路にスケールが堆積したと判定することを特徴とする請求項４に記載の給湯システム。
【請求項６】
前記冷媒流路に流入される前記高温冷媒の温度を検出する冷媒温度検出手段を備え、
前記スケール堆積検出手段は、前記冷媒温度検出手段にて検出された温度が所定の上限設定温度以上となるときに、前記水流路にスケールが堆積したと判定することを特徴とする請求項４または５に記載の給湯システム。
【請求項７】
前記低温水の流れ方向からみて前記水流路から前記貯湯タンクに至るまでの前記水循環路に設けられる排水路と、
前記水循環路と前記排水路とを切り換えて通水させる第２の流路切換手段とを備え、
前記スケール生成抑制動作の作動時に、前記第２の流路切換手段によって前記水循環路から前記排水路に切り換えて通水させることを特徴とする請求項２乃至６の何れかに記載の給湯システム。
【請求項８】
前記スケール生成抑制動作を作動させた後に前記スケール堆積検出手段が前記水流路におけるスケールの堆積を検出するときに、前記添加剤の減少または枯渇を報知する報知手段を備えることを特徴とする請求項２乃至７の何れかに記載の給湯システム。
【請求項９】
前記添加剤はポリ燐酸塩を主成分とし、
前記スケール生成抑制手段は、通水に伴い前記ポリ燐酸塩を前記低温水に溶解させて添加する添加器であることを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載の給湯システム。
【請求項１０】
前記加熱ユニットはヒートポンプユニットであることを特徴とする請求項１乃至９の何れか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、給湯システムに関し、詳しくは加熱ユニットの熱交換器によって水を沸き上げる給湯システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の給湯システムは省エネや地球環境への負荷軽減を目的として普及が促進され、ヒートポンプユニット（加熱ユニット）の冷媒循環路を流れる高温冷媒によってタンクユニットの貯湯タンクから水循環路に流れる水を加熱して沸き上げるガスクーラ（熱交換器）を備えている。
ガスクーラは、高温冷媒が流入される冷媒流路と水が流入される水流路とを有しており、水流路には炭酸カルシウムを主成分とするスケールが付着、堆積し、このスケールによって水流路が閉塞することが知られている。
【０００３】
そして、このようなスケールを除去するために、特許文献１には、水に含まれる有機物、硬度成分、塩素などを除去する活性炭、中空糸膜フィルター、イオン交換樹脂などの除去手段を有する浄水手段を備えた貯湯式給湯装置が開示されている。この浄水手段は、水回路に設けられる放熱熱交換器内で水が高温冷媒から硬度成分の溶解度以上の温度まで加熱された結果、放熱熱交換器内部に硬度成分がスケールとして析出生成されることを防止している。
【０００４】
また、特許文献２には、流体加熱装置内にスケールが付着した場合にバイパス路を開いて浴槽への流体の循環を停止し、流体加熱装置を空炊き又は煮沸させることにより金属管の内面に付着するスケールを剥離させ、フィルター等で除去する技術が開示されている。
更に、特許文献３には、水回路を流れる水流量を監視することで水回路のつまりを検知するつまり検知手段と、水回路に最大流量で加圧通水させることで水回路のつまりを除去するつまり除去手段とを備えたヒートポンプ給湯機が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１５７５１７号公報
【特許文献２】特開平７−３２４８０６号公報
【特許文献３】特開２００４−１４４４４５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、上記特許文献１の技術では水流路に一旦付着して堆積したスケールを除去することは困難である。また、上記特許文献２に示される空炊き・煮沸や上記特許文献３に示される加圧通水によっても、水流路に強固に付着、堆積した硬いスケールを剥離するのは容易ではなく、また、給湯システムにおいて空炊き・煮沸運転や加圧通水運転のモード及び設備を要して給湯システムの構成が複雑になるとの問題もある。
【０００７】
更に、上記特許文献１では、開閉扉によって浄水手段の除去手段の交換及びメンテナンスを行うことができるものの、除去手段には常時通水されることとなるため、除去手段の寿命が短くなり、その交換及びメンテナンス頻度やコストが増大し、給湯システムのランニングコストが増大するとの問題もある。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、熱交換器の水流路におけるスケールの生成を抑制して水流路の閉塞を簡易にして確実に防止し、ランニングコストを低減しつつ熱効率を向上することができる給湯システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するべく、請求項１記載の給湯システムは、加熱ユニットの冷媒循環路を流れる高温冷媒によってタンクユニットの貯湯タンクから水循環路を流れる低温水を所定の出湯温度まで加熱して沸き上げる沸き上げ動作を行う給湯システムであって、沸き上げ動作の作動によって高温冷媒が流入される冷媒流路と、低温水が流入される水流路とを有する熱交換器と、水流路におけるスケールの生成を抑制する添加剤を通水に伴い低温水に添加するスケール生成抑制手段とを備え、スケール生成抑制手段は、低温水の流れ方向からみて貯湯タンクから水流路に至るまでの水循環路に設けられることを特徴としている。
【０００９】
また、請求項２記載の発明では、請求項１において、スケール生成抑制手段を迂回して水流路に通水させるバイパス路と、バイパス路とスケール生成抑制手段とを切り換えて通水させる第１の流路切換手段とを備え、第１の流路切換手段によってバイパス路からスケール生成抑制手段に切り換えて通水させるスケール生成抑制動作を作動させることを特徴としている。
【００１０】
更に、請求項３記載の発明では、請求項２において、沸き上げ動作の作動直前または作動直後の少なくとも何れか一方のときにスケール生成抑制動作を作動させることを特徴としている。
更にまた、請求項４記載の発明では、請求項２または３において、水流路におけるスケールの堆積を検出するスケール堆積検出手段を備え、スケール堆積検出手段にてスケールが堆積したことが検出されたときにスケール生成抑制動作を作動させることを特徴としている。
【００１１】
また、請求項５記載の発明では、請求項４において、低温水の流れ方向からみて貯湯タンクから水流路に至るまでの水循環路に設けられる水ポンプを備え、スケール堆積検出手段は、水ポンプの回転数が所定の上限設定回転数以上となるときに、水流路にスケールが堆積したと判定することを特徴としている。
【００１２】
更に、請求項６記載の発明では、請求項４または５において、冷媒流路に流入される高温冷媒の温度を検出する冷媒温度検出手段を備え、スケール堆積検出手段は、冷媒温度検出手段にて検出された温度が所定の上限設定温度以上となるときに、水流路にスケールが堆積したと判定することを特徴としている。
更にまた、請求項７記載の発明では、請求項２乃至６の何れかにおいて、低温水の流れ方向からみて水流路から貯湯タンクに至るまでの水循環路に設けられる排水路と、水循環路と排水路とを切り換えて通水させる第２の流路切換手段とを備え、スケール生成抑制動作の作動時に、第２の流路切換手段によって水循環路から排水路に切り換えて通水させることを特徴としている。
【００１３】
また、請求項８記載の発明では、請求項２乃至７の何れかにおいて、スケール生成抑制動作を作動させた後にスケール堆積検出手段が水流路におけるスケールの堆積を検出するときに、添加剤の減少または枯渇を報知する報知手段を備えることを特徴としている。
更に、請求項９記載の発明では、請求項１乃至８の何れかにおいて、添加剤はポリ燐酸塩を主成分とし、スケール生成抑制手段は、通水に伴いポリ燐酸塩を低温水に溶解させて添加する添加器であることを特徴としている。
更にまた、請求項１０記載の発明では、請求項１乃至９の何れかにおいて、加熱ユニットはヒートポンプユニットであることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１記載の本発明の給湯システムによれば、スケール生成抑制手段は、水の流れ方向からみて貯湯タンクから水流路に至るまでの水循環路に設けられる。これにより、例えば貯湯タンクへの給水路などから添加剤を添加する場合に比して、水流路のみを目標にして添加剤を効率的に水に添加することができるため、通水に伴い低温水に添加される添加剤の使用量を低減しつつ、水流路におけるスケールの生成を効果的に抑制し、水流路の閉塞を簡易にして確実に防止することができる。従って、給湯システムのランニングコストを低減しつつ、給湯システムの熱効率を向上することができる。
【００１５】
また、請求項２記載の発明によれば、給湯システムは第１の流路切換手段によってバイパス路からスケール生成抑制手段に切り換えてスケール生成抑制動作を作動させる。これにより、水流路にスケールが付着、堆積した場合のみにスケール生成抑制動作を作動させることが可能であり、添加剤の使用量を更に低減しつつ水流路におけるスケールの生成を効果的に抑制することができる。
【００１６】
更に、請求項３記載の発明によれば、沸き上げ動作の作動直前または作動直後の少なくとも何れか一方のときにスケール生成抑制動作を作動させることにより、水流路にスケールが付着、堆積した場合には、沸き上げ動作の作動直前にスケール生成抑制動作を作動させることで、水流路のスケールを剥離させて熱交換器、ひいては給湯システムの熱効率の向上を図ることができる。
【００１７】
また、沸き上げ動作の作動直後にスケール生成抑制動作を作動させることで、高温により水流路にスケールが生成されやすい環境においてスケールの生成を効果的に抑制することができるため、水流路の閉塞を更に確実に防止することができる。
更に、請求項４記載の発明によれば、スケール堆積検出手段にてスケールが堆積したことが検出されたときにスケール生成抑制動作を作動させることにより、添加剤の使用量をより一層低減しつつ、水流路におけるスケールの生成を効果的に抑制することができる。
更にまた、請求項５記載の発明によれば、スケール堆積検出手段は、水ポンプの回転数が所定の上限設定回転数以上となるときに、水流路にスケールが堆積したと判定する。一般に、水ポンプはその回転数が出湯温度の上昇に伴い高回転に制御されることから、沸き上げ動作にて設定された出湯温度に比して、水ポンプの回転数が異常に高回転になることを検出することができる。従って、熱交換器の熱交換不良を給湯システムの運転情報に基づいて検出することができるため、水流路のスケール堆積による閉塞を確実に検出することができる。
【００１８】
また、請求項６記載の発明によれば、スケール堆積検出手段は、冷媒温度検出手段にて検出された温度が所定の上限設定温度以上となるときに、水流路にスケールが堆積したと判定する。これにより、沸き上げ動作にて設定された出湯温度に比して、加熱ユニットにおいて加熱された高温冷媒が異常に高温になることを検出することができる。従って、冷媒の異常高温をもたらした熱交換器の熱交換不良を給湯システムの運転情報に基づいて検出することができるため、水流路のスケール堆積による閉塞を確実に検出することができる。
【００１９】
更に、請求項７記載の発明によれば、スケール生成抑制動作の作動時に、第２の流路切換手段によって水循環路から排水路に切り換えて通水させることにより、水流路から剥離されたスケールを水循環路外に排出させることができ、水循環路を循環する水の清浄化を図ることができるため、熱交換器、ひいては給湯システムの熱効率を確実に向上することができる。
【００２０】
更にまた、請求項８記載の発明によれば、スケール生成抑制動作を作動させた後にスケール堆積検出手段が水流路におけるスケールの堆積を検出するときに、スケール生成抑制手段に対する添加剤の減少または枯渇を報知する報知手段を備える。これにより、スケール生成抑制手段の添加剤の補充管理を容易に行うことができ、給湯システムのユーザの利便性を向上することができる。従って、給湯システムの自動化を促進することができるため、給湯システムの管理費に係るランニングコストの低減を図ることができる。
【００２１】
また、請求項９記載の発明によれば、スケール生成抑制手段は、通水に伴いポリ燐酸塩を水に溶解させて添加する添加器である。ポリ燐酸塩には、スケールの主成分である炭酸カルシウムの結晶を変形させて成長を抑制し、水流路に対するスケールの付着、堆積を防止する解膠作用があり、水流路に強固に付着、堆積した硬いスケールを効果的に除去することができる。しかも、ポリ燐酸塩は、スケールを溶解して除去するのではなく、炭酸カルシウムの結晶を変形させてスケール化し難くすることから、スケールを溶解して除去する場合に比して、逆反応によるスケールの再析出等を懸念することなく水流路の閉塞を確実に防止することができる。
【００２２】
更に、請求項１０記載の発明によれば、具体的には、加熱ユニットはヒートポンプユニットである。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１実施形態に係る給湯システムの概略構成を示す図である。
【図２】図１の添加器の縦断面図である。
【図３】第２実施形態に係る給湯システムの概略構成を示す図である。
【図４】第３実施形態に係る給湯システムの概略構成を示す図である。
【図５】第４実施形態に係る給湯システムの概略構成を示す図である。
【図６】第５実施形態に係る給湯システムの概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき先ず第１実施形態から説明する。
図１は第１実施形態に係る給湯システム１の概略構成を示している。この給湯システム１は、高温冷媒によって水を所定の出湯温度まで加熱して沸き上げるガスクーラ（熱交換器）２を有するヒートポンプユニット（加熱ユニット）４と、ガスクーラ２にて沸き上げられた湯水が貯留される貯湯タンク６を有するタンクユニット８とから構成されている。
【００２５】
ヒートポンプユニット４は、ＣＯ２冷媒が循環する冷媒循環路５に、実線矢印で示す冷媒の流れ方向から順に、圧縮機１０、ガスクーラ２、膨張弁１２、蒸発器１４が介挿されて冷凍サイクルを構成している。
ヒートポンプユニット４は、圧縮機１０によって超臨界状態まで圧縮された高温高圧のガス冷媒をガスクーラ２において貯湯タンク６に貯湯された水と熱交換させて水を加熱して沸き上げる。この熱交換によって高温高圧のまま液化された液冷媒は、膨張弁１２で断熱膨張されて低温低圧の気液混合の冷媒にされ、更に蒸発器１４に備えられたファン１５によって外気により蒸発されて低温低圧のガス冷媒にされ、再び圧縮機１０にて超臨界状態まで圧縮される。
【００２６】
ここで、ガスクーラ２は、例えば、冷媒循環路５に介挿される冷媒流路２ａが後述する水循環路９に介挿される水流路２ｂ内に配置されたチューブインチューブ式の熱交換器であって、水流路２ｂを流れる水は冷媒流路２ａを流れる冷媒によって加熱して沸き上げられる。
一方、タンクユニット８は、水が循環する水循環路９に、実線矢印で示す水の流れ方向から順に、水ポンプ１６、ガスクーラ２、貯湯タンク６が順次介挿されて水回路を構成している。
【００２７】
貯湯タンク６の上端部には、水循環路９のうち、ガスクーラ２の水流路２ｂを通過した高温水が流れる高温水路９ａが接続されている。また、貯湯タンク６の上端部には給湯路１８が接続され、給湯路１８は給湯システム１の外部に設けられる給湯先２０（風呂、シャワー、台所、洗面所等の水回り）に延びている。
貯湯タンク６の下端部には、水循環路９のうち、ガスクーラ２の水流路２ｂを通過する前の低温水が流れる低温水路９ｂが接続されている。また、貯湯タンク６の下端部には給水路２２が接続され、給水路２２は給湯システム１の外部に設けられる給水源２４（水道水栓等）に延びている。
【００２８】
このように構成される貯湯タンク６には、その上端部からガスクーラ２にて沸き上げられた所定温度（例えば７０℃程度）の高温水が高温水路９ａを介して流入され、その下端部からは水道水等の所定温度（例えば１５℃程度）の低温水が給水路２２を介して流入される。そして、貯湯タンク６内には、その上端部から順に、高温水が滞留する高温水域２６、高温水よりも低温で且つ低温水よりも高温となる所定温度帯（例えば３２℃〜３７℃程度）の中温水が滞留する中温水域２８、及び低温水が滞留する低温水域３０が層状をなして形成される。
【００２９】
一方、高温水路９ａと、貯湯タンク６と水ポンプ１６との間の低温水路９ｂとは連通路３２によって接続され、高温水路９ａと連通路３２との接続箇所には三方弁３４が介挿されている。
三方弁３４は、その弁体を切り換えることによって高温水路９ａと連通路３２とを切り換えて連通可能であり、連通路３２を連通させることにより水循環路９において貯湯タンク６を迂回して水を循環させることができる。
【００３０】
そして、給湯システム１は、ヒートポンプユニット４及びタンクユニット８を総合的に制御する電子制御ユニット(ＥＣＵ)３６を備え、ＥＣＵ３６には、圧縮機１０、ファン１５、水ポンプ１６、三方弁３４などの駆動部が電気的に接続されている。
以下、このように構成された給湯システム１の作動について説明する。
先ず、ＥＣＵ３６は、給湯システム１の学習制御に応じて、ヒートポンプユニット４の冷媒循環路５を流れる高温冷媒によってタンクユニット８の貯湯タンク６から水循環路９を流れる低温水を高温水に沸き上げる沸き上げ動作が定期的に作動される。
【００３１】
詳しくは、ヒートポンプユニット４では、圧縮機１０及びファン１５が起動され、冷媒流路２ａに圧縮機１０にて圧縮された高温冷媒が流入される。タンクユニット８では、水ポンプ１６が起動され、貯湯タンク６に貯留された低温水域３０の低温水が低温水路９ｂを通過し水流路２ｂに流入され、上記沸き上げ動作が行われる。
沸き上げ動作の作動に伴い、水ポンプ１６はその回転数が給湯システム１のユーザによって予め設定された出湯温度の上昇に伴い高回転に制御される。そして、水流路２ｂを流れる低温水は冷媒流路２ａを流れる高温冷媒によって上記出湯温度になるように高温に加熱され、この際に、水流路２ｂ内には炭酸カルシウムを主成分とするスケールの生成が促進される環境が形成される。
【００３２】
詳しくは、水道水中に含まれる塩化カルシウム(CaCl2)と炭酸水素ナトリウム(NaHCO3)とが反応し、中間反応物として塩化ナトリウム(NaCl)と炭酸水素カルシウム(Ca(HCO3)2)とが生成される。次に、上記中間反応物が互いに反応して、最終的に二酸化炭素(CO2)、水(H2O)、塩化ナトリウム(NaCl)、炭酸カルシウム(CaCO3)が生成される。この化学反応は可逆反応である。
【００３３】
ここで、水の流れ方向からみて貯湯タンク６から水流路２ｂに至るまでの水循環路９、より詳しくは、水ポンプ１６と水流路２ｂとの間の低温水路９ｂに、水流路２ｂにおけるスケールの生成を抑制する添加剤３７を低温水に溶解させて供給する添加器（スケール生成抑制手段）３８が介挿されている。
図２は添加器３８の縦断面図を示している。添加器３８は、低温水路９ｂの管端が接続される上蓋部材４０と、プラスティックやガラスなどの透明材からなる円筒部材４２と、下蓋部材４４と、プラスティックやガラスなどの透明材からなる添加剤３７の収容部材４６とから構成されている。円筒部材４２及び収容部材４６を透明材で形成することで、収容部材４６に充填される添加剤３７の減少や枯渇を目視で確認可能である。
【００３４】
上蓋部材４０及び下蓋部材４４は、円筒部材４２の両端開口に気密に接続され、上蓋部材４０の接続側からは円筒部材４２内に収容部材４６が収容可能に構成されており、上蓋部材４０、下蓋部材４４、及び収容部材４６は円筒部材４２に対して着脱可能に構成されている。
上蓋部材４０には、その側部開口に低温水の入口部４０ａが形成され、上蓋部材４０の上部開口には低温水の出口部４０ｂが形成され、低温水路９ｂの管端はこれら入口部４０ａ及び出口部４０ｂに気密に接続されている。
【００３５】
収容部材４６は、添加剤３７が充填される円筒胴部４６ａと、円筒胴部４６ａの上部において円筒胴部４６ａから縮径開口される低温水の出口部４６ｂと、円筒胴部４６ａの下部に接続された底蓋４６ｃに開口される複数の低温水の入口部４６ｄとから構成されている。
収容部材４６の出口部４６ｂは、上蓋部材４０の出口部４０ｂに気密に接続されている。また、円筒胴部４６ａに対して底蓋４６ｃは着脱可能に構成されており、底蓋４６ｃを外すことで収容部材４６に添加剤３７を充填することができる。
【００３６】
ここで、収容部材４６には添加剤３７が複数充填されており、各添加剤３７はポリ燐酸塩を主成分とした直径２０ｍｍ程度の白色または透明な球状をなしている。添加剤３７の形状を球状とすることによって個々の添加剤３７の表面積が一定となるため、低温水に対する溶解量が安定し、濃度管理が容易となり、低温水の通水の際の圧力損失も低減することができる。
【００３７】
ポリ燐酸塩には、スケールの主成分である炭酸カルシウムの結晶を変形させて成長を抑制し、水流路２ｂに対するスケールの付着、堆積を防止する解膠作用がある。詳しくは、ポリ燐酸塩は、炭酸カルシウムの菱面体の結晶を球面体の小さな結晶に変えて水流路２ｂへの沈着を防止するとともに、水流路２ｂに付着、堆積された硬いスケールも徐々に解きほぐす。すなわち、ポリ燐酸塩はスケールを溶解して除去するのではなく、炭酸カルシウムの結晶を変形させてスケール化し難くする作用を有している。
【００３８】
このように構成される添加器３８では、図２中に実線で示されるように、低温水が低温水路９ｂから入口部４０ａを通過して円筒部材４２の内側面と円筒胴部４６ａの外側面との隙間を流れた後に入口部４６ｄから円筒胴部４６ａに流入される。低温水には円筒胴部４６ａを通過する際に添加剤３７が溶解され、添加剤３７が溶解された低温水は出口部４６ａ、４０ｂを順次通過して低温水路９ｂに戻される。
【００３９】
以上のように、本実施形態では、添加器３８が低温水路９ｂに設けられ、添加器３８は通水に伴い添加剤３７の主成分であるポリ燐酸塩を水に溶解させて添加する。これにより、添加剤３７を例えば貯湯タンク６への給水路２２などから添加する場合に比して、水流路２ｂのみを目標にして添加剤３７を効率的に水に添加することができるため、通水に伴い低温水に添加される添加剤３７の使用量を低減しつつ水流路２ｂにおけるスケールの生成を効果的に抑制し、水流路２ｂの閉塞を簡易にして確実に防止することができる。従って、給湯システム１のランニングコストを低減しつつ、給湯システム１の熱効率を向上することができる。
【００４０】
また、ポリ燐酸塩にはスケールの主成分である炭酸カルシウムの結晶を変形させて成長を抑制し、水流路２ｂに対するスケールの付着、堆積を防止する解膠作用があり、水流路２ｂに強固に付着、堆積した硬いスケールを効果的に除去することができる。しかも、ポリ燐酸塩はスケールを溶解して除去するのではなく、炭酸カルシウムの結晶を変形させてスケール化し難くすることから、スケールを溶解して除去する場合に比して、逆反応によるスケールの再析出等を懸念することなく水流路２ｂの閉塞を確実に防止することができる。
【００４１】
図３は、本発明の第２実施形態に係る給湯システム４８の概略構成を示しており、上記第１実施形態の給湯システム１と同一の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
給湯システム４８は、低温水路９ｂから添加器３８を迂回して分岐し、再び低温水路９ｂに合流するバイパス路５０を備え、バイパス路５０の低温水路９ｂからの分岐箇所には三方弁（第１の流路切換手段）５２が介挿されている。三方弁５２は、その弁体を切り換えることによって低温水路９ｂとバイパス路５０とを切り換えて連通可能であり、バイパス路５０を連通させることにより水循環路９において添加器３８を迂回して水を循環させることができる。
【００４２】
三方弁５２の駆動部はＥＣＵ３６に電気的に接続されており、ＥＣＵ３６は、三方弁５２の弁体をバイパス路５０側から添加器３８側に切り換えて添加器３８に通水させるスケール生成抑制動作を作動させる（スケール生成抑制手段）。
詳しくは、まず給湯システム４８の初期状態においては、バイパス路５０が連通され、添加器３８には通水されていない。次に、給湯システム４８の学習制御に応じて沸き上げ動作の作動が開始される所定時間前から沸き上げ動作の作動直前までの間に、三方弁５２によってバイパス路５０から添加器３８に切り換えて通水され、スケール生成抑制動作が作動される。
【００４３】
この給湯システム４８では、水流路２ｂにスケールが既に付着、堆積している場合において、沸き上げ動作の作動直前にスケール生成抑制動作を作動させることで、水流路２ｂのスケールを剥離させてガスクーラ２、ひいては給湯システム４８の熱効率の向上を図ることができる。
また、変形例として、沸き上げ動作の作動直後から所定時間の間に、三方弁５２によってバイパス路５０から添加器３８に切り換えて通水し、スケール生成抑制動作を作動させるようにしても良いし、沸き上げ動作の作動直前及び作動直後の両方の所定時間の間においてスケール生成抑制動作を作動させるようにしても良い（スケール生成抑制手段）。
【００４４】
この場合には、沸き上げ動作の作動直後は高温により水流路２ｂにスケールが生成されやすい環境が形成されるため、沸き上げ動作の作動直後にスケール生成抑制動作を作動させることで、スケールの生成を効果的に抑制することができ、水流路２ｂの閉塞を更に確実に防止することができる。
更に、別の変形例として、ＥＣＵ３６にて設定される水ポンプ（スケール堆積検出手段）１６の回転数が所定の上限設定回転数以上となるときに、水流路２ｂにスケールが堆積したと判定し、スケール生成抑制動作を作動させても良い（スケール生成抑制手段）。
【００４５】
この場合には、スケールが堆積したことが検出されたときにのみスケール生成抑制動作を作動させることが可能であり、添加剤３７の使用量をより一層低減しつつ、水流路２ｂにおけるスケールの生成を効果的に抑制することができる。
特に、水ポンプ１６の回転数が出湯温度の上昇に伴い高回転に制御されることから、沸き上げ動作にて設定された出湯温度に比して、水ポンプ１６の回転数が異常に高回転になることを検出することができる。従って、ガスクーラ２の熱交換不良を給湯システム４８の運転情報に基づいて検出することができるため、水流路２ｂのスケール堆積による閉塞を確実に検出することができる。
【００４６】
図４は、本発明の第３実施形態に係る給湯システム５４の概略構成を示しており、上記第２実施形態の給湯システム４８と同一の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
給湯システム５４には、圧縮機１０とガスクーラ２との間の冷媒循環路５に、圧縮機１０によって超臨界状態まで圧縮された高温高圧のガス冷媒の温度を検出する冷媒温度センサ（冷媒温度検出手段、スケール堆積検出手段）５６が設けられている。冷媒温度センサ５６の信号の出力端子はＥＣＵ３６に電気的に接続されており、ＥＣＵ３６は、冷媒温度センサ５６にて検出された冷媒温度に応じてスケール生成抑制動作を行う（スケール生成抑制手段）。
【００４７】
具体的には、ＥＣＵ３６は、冷媒温度センサ５６にて検出された高温冷媒の温度が所定の上限設定温度以上となるときに、水流路２ｂにスケールが堆積したと判定し、スケール生成抑制動作を作動させる。
この給湯システム５４では、スケール堆積検出手段を冷媒温度センサ５６とすることで、沸き上げ動作にて設定された出湯温度に比して、ヒートポンプユニット４において加熱された高温冷媒が異常に高温になることを検出することができる。従って、冷媒の異常高温をもたらしたガスクーラ２の熱交換不良を冷媒温度という給湯システム５４の運転情報に基づいて検出することができるため、水流路２ｂのスケール堆積による閉塞を確実に検出することができる。
【００４８】
図５は、本発明の第４実施形態に係る給湯システム５８の概略構成を示しており、上記第３実施形態の給湯システム５４と同一の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
給湯システム５８では、水流路２ｂと三方弁３４との間の高温水路９ａに排水路６０が接続され、排水路６０は給湯システム５８の外部に設けられる排水先６２に延び、高温水路９ａと排水路６０との接続箇所には三方弁（第２の流路切換手段）６４が介挿されている。三方弁６４は、その弁体を切り換えることによって高温水路９ａと排水路６０とを切り換えて連通可能であり、三方弁６４の駆動部はＥＣＵ３６に電気的に接続されている。
【００４９】
この場合には、ＥＣＵ３６はスケール生成抑制動作の作動時に三方弁６４の弁体を高温水路９ａ側から排水路６０側に切り換えて排水路６０に通水させることにより、水流路２ｂから剥離されたスケールを水循環路９外に排出させることができる。従って、水循環路９を循環する水の清浄化を図ることができるため、ガスクーラ２、ひいては給湯システム５８の熱効率の更なる向上を図ることができる。
図６は、本発明の第５実施形態に係る給湯システム６６の概略構成を示しており、上記第４実施形態の給湯システム５８と同一の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
【００５０】
給湯システム６６は、添加器３８に充填された添加剤３７の減少または枯渇を給湯システム６６のユーザに音声や画面表示で報知する報知器（報知手段）６８を備え、報知器６８はＥＣＵ３６に電気的に接続されている。報知器６８は、スケール生成抑制動作を作動させた後にスケール堆積検出手段が水流路２ｂにおけるスケールの堆積を検出するときに、添加剤３７が減少または枯渇したと判定してこれを報知するものである。
【００５１】
この場合には、スケール生成抑制手段の添加剤３７の補充管理を容易に行うことができるため、給湯システム６６のユーザの利便性を大幅に向上することができ、給湯システム６６の自動化を促進することができるため、給湯システム６６の管理費に係るランニングコストの低減を図ることができる。
本発明は、上述した第１乃至第５実施形態に限定されることはなく種々の変形が可能である。
【００５２】
例えば、給湯システム１，４８，５４，５８，６６の構成に限らず、給湯システムを高温タンクと低温タンクとを備え２タンク構成にしても上記と同様の効果を得ることができるのは勿論である。
また、添加剤３７は同様の作用を有するのであれば、その主成分はポリ燐酸塩に限定されないし、冷媒もＣＯ２ガスに限定されない。しかし、ポリ燐酸塩は安全性が高いことが知られており、また、ＣＯ２ガスは地球環境に対して低負荷であることから、これらを使用するのが好ましい。
【００５３】
更に、ヒートポンプユニット４を備えた給湯システム１，４８，５４，５８，６６に限らず、ガス式や電気式の温水器など他の加熱ユニットを備えた給湯システムにも適用できることは云うまでもない。
【符号の説明】
【００５４】
１，４８，５４，５８，６６    給湯システム
２    ガスクーラ（熱交換器）
２ａ    冷媒流路
２ｂ    水流路
４    ヒートポンプユニット（加熱ユニット）
５    冷媒循環路
６    貯湯タンク
８    タンクユニット
９    水循環路
１６    水ポンプ（スケール堆積検出手段）
３７    添加剤
３８    添加器（スケール生成抑制手段）
５０    バイパス路
５２    三方弁（第１の流路切換手段）
５６    冷媒温度センサ（冷媒温度検出手段、スケール堆積検出手段）
６０    排水路
６４    三方弁（第２の流路切換手段）
６８    報知器（報知手段）
【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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