(57)【要約】【課題】ヒートポンプの起動待機中においても、熱源を供給することができるヒートポンプ式蒸気生成システムを提供すること。【解決手段】ヒートポンプ２０を用いて熱源温水から冷媒に熱を回収し、回収した熱を冷媒から被加熱水に伝達して蒸気を生成し、生成した蒸気を熱利用設備１００に供給するヒートポンプ式蒸気生成システムであって、供給水を熱源温水タンク４０に供給する給水部と、熱源温水タンク４０内の供給水を所定温度に調節して熱源温水とするヒーター４１と、熱源温水をヒートポンプ２０の蒸発器２１に供給して冷媒を加熱する蒸発器供給ラインＬ３と、熱源温水を熱利用設備１００に供給可能とする熱源温水外部供給ラインＬ９と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒートポンプを用いて熱源温水から冷媒に熱を回収し、回収した熱を前記冷媒から被加熱水に伝達して蒸気を生成し、生成した蒸気を熱利用設備に供給するヒートポンプ式蒸気生成システムであって、
供給水を熱源温水タンクに供給する給水部と、
前記熱源温水タンク内の前記供給水を所定温度に調節して前記熱源温水とする温度調節部と、
前記熱源温水を前記ヒートポンプの蒸発器に供給して冷媒を加熱する蒸発器供給ラインと、
前記熱源温水を前記熱利用設備に供給可能とする熱源温水外部供給ラインと、
を備えることを特徴とするヒートポンプ式蒸気生成システム。
【請求項２】
前記熱利用設備側からの要求に基づいて前記熱源温水を前記熱源温水外部供給ラインを通じて前記熱利用設備に供給することを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ式蒸気生成システム。
【請求項３】
前記熱源温水を前記被加熱水として前記ヒートポンプの凝縮器に供給可能な被加熱水供給ラインをさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載のヒートポンプ式蒸気生成システム。
【請求項４】
生成した蒸気のうちの少なくとも一部を前記熱源温水タンクに供給可能とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のヒートポンプ式蒸気生成システム。
【請求項５】
前記ヒートポンプの出力を制御するヒートポンプ出力制御部をさらに備え、前記ヒートポンプ出力制御部は、前記熱源温水タンクへの単位時間当たりの給水量が所定値以上となった場合に、前記ヒートポンプの出力を通常運転時よりも増大させることを特徴とする請求項４に記載のヒートポンプ式蒸気生成システム。
【請求項６】
前記蒸発器から排出された熱源温水の少なくとも一部を前記熱源温水タンクに戻すことを可能とする熱源温水戻しラインを備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載のヒートポンプ式蒸気生成システム。
【請求項７】
前記熱源温水タンク内の水位を検出する水位センサと、
前記熱源温水タンク内の温度を検出する温度センサと、
前記給水部から供給される供給水の供給量を制御する水位制御部と、
前記温度センサが検出した温度が前記所定温度となるように前記温度調節部を制御する温度制御部と、
を備え、
前記水位制御部は、前記温度センサが検出した温度が所定の範囲内の場合には前記水位センサが検出した水位が所定水位となるように前記供給水の供給量制御を行い、前記温度センサが検出した温度が前記所定の範囲外の場合には前記供給水の供給量を前記温度センサが検出した温度に基づいた固定値とすることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載のヒートポンプ式蒸気生成システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプの起動待機中においても、熱源を供給することができるヒートポンプ式蒸気生成システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸気生成装置の一つとして、ヒートポンプ装置を利用したヒートポンプ式蒸気生成装置がある。ヒートポンプ式蒸気生成装置は、工場排水や使用済冷却水等の排温水（温水）から排熱を回収して蒸気を生成するものである。すなわち、ヒートポンプ式蒸気生成装置は、ヒートポンプ装置の蒸発器を排熱回収器として機能させ、ここで排温水から排熱を冷媒に回収し、回収した熱を利用して凝縮器で被加熱水を加熱して蒸気を生成するため、ボイラ設備等を利用して蒸気を発生させる燃焼系蒸気生成装置に比べてランニングコストやＣＯ２の排出量を低減できるメリットがある。
【０００３】
例えば特許文献１には、ヒートポンプ式蒸気生成装置において、熱源となる温水を熱源水タンク（温水タンク）に貯留しておき、この温水タンクから排熱回収器に供給する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２１０１１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来のヒートポンプ式蒸気生成システムでは、ヒートポンプの性能上、ヒートポンプを起動してから蒸気生成までの待機時間が長い。一方、熱利用設備の種類によっては、ヒートポンプの起動から直ぐに蒸気に代わる熱源を必要とする場合がある。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ヒートポンプの起動待機中においても、熱源を供給することができるヒートポンプ式蒸気生成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】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるヒートポンプ式蒸気生成システムは、ヒートポンプを用いて熱源温水から冷媒に熱を回収し、回収した熱を前記冷媒から被加熱水に伝達して蒸気を生成し、生成した蒸気を熱利用設備に供給するヒートポンプ式蒸気生成システムであって、供給水を熱源温水タンクに供給する給水部と、前記熱源温水タンク内の前記供給水を所定温度に調節して前記熱源温水とする温度調節部と、前記熱源温水を前記ヒートポンプの蒸発器に供給して冷媒を加熱する蒸発器供給ラインと、前記熱源温水を前記熱利用設備に供給可能とする熱源温水外部供給ラインと、を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明にかかるヒートポンプ式蒸気生成システムは、上記の発明において、前記熱利用設備側からの要求に基づいて前記熱源温水を前記熱源温水外部供給ラインを通じて前記熱利用設備に供給することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明にかかるヒートポンプ式蒸気生成システムは、上記の発明において、前記熱源温水を前記被加熱水として前記ヒートポンプの凝縮器に供給可能な被加熱水供給ラインをさらに備えることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明にかかるヒートポンプ式蒸気生成システムは、上記の発明において、生成した蒸気のうちの少なくとも一部を前記熱源温水タンクに供給可能とすることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明にかかるヒートポンプ式蒸気生成システムは、上記の発明において、前記ヒートポンプの出力を制御するヒートポンプ出力制御部をさらに備え、前記ヒートポンプ出力制御部は、前記熱源温水タンクへの単位時間当たりの給水量が所定値以上となった場合に、前記ヒートポンプの出力を通常運転時よりも増大させることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明にかかるヒートポンプ式蒸気生成システムは、上記の発明において、前記蒸発器から排出された熱源温水の少なくとも一部を前記熱源温水タンクに戻すことを可能とする熱源温水戻しラインを備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明にかかるヒートポンプ式蒸気生成システムは、上記の発明において、前記熱源温水タンク内の水位を検出する水位センサと、前記熱源温水タンク内の温度を検出する温度センサと、前記給水部から供給される供給水の供給量を制御する水位制御部と、前記温度センサが検出した温度が前記所定温度となるように前記温度調節部を制御する温度制御部と、を備え、前記水位制御部は、前記温度センサが検出した温度が所定の範囲内の場合には前記水位センサが検出した水位が所定水位となるように前記供給水の供給量制御を行い、前記温度センサが検出した温度が前記所定の範囲外の場合には前記供給水の供給量を前記温度センサが検出した温度に基づいた固定値とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、熱源温水を蒸気利用設備に供給することができるため、熱利用設備は、ヒートポンプの起動待機中においても、迅速に熱源を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係るヒートポンプ式蒸気生成システムの構成を示す図である。
【図２】図２は、図１に示した水位制御部による水位制御処理手順を示すフローチャートである。
【図３】図３は、水位レベルに対する給水量の関係の一例を示す図である。
【図４】図４は、図１に示した温度制御部による温度制御処理手順を示すフローチャートである。
【図５】図５は、熱源温水温度に対するヒートポンプ出力の関係の一例を示す図である。
【図６】図６は、図１に示した熱源温水外部供給制御部による熱源温水外部供給制御処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照してこの発明を実施するための形態について説明する。
【００１７】
<全体構成>
図１は、本発明の実施の形態に係るヒートポンプ式蒸気生成システム１０の構成を示す図である。ヒートポンプ式蒸気生成システム１０は、熱源温水から熱を回収し、回収した熱を利用して水蒸気を生成するシステムであり、生成した水蒸気は洗浄施設などの外部の熱利用設備１００に送られる。
【００１８】
図１に示すように、ヒートポンプ式蒸気生成システム１０は、蒸気生成のための熱源として供給するヒートポンプ２０、蒸気生成時に用いる気液分離器３０、熱源温水を貯留する熱源温水タンク４０、制御部６０を有する。熱源温水タンク４０に貯留される熱源温水は、蒸発器供給ラインＬ３を介したヒートポンプ２０の熱源、被加熱水供給ラインＬ４を介した蒸気生成のための被加熱水、及び熱源温水外部供給ラインＬ９を介した熱利用設備１００の熱源として供給される。制御部６０は、ヒートポンプ２０の運転制御、熱源温水の水位制御、熱源温水の温度制御などを行う。
【００１９】
ヒートポンプ２０は、熱源温水から熱を回収して冷媒を加熱する蒸発器２１と、蒸発器２１で加熱された冷媒を圧縮する圧縮機２２と、圧縮機２２で圧縮された冷媒を放熱させて凝縮させる凝縮器２３と、凝縮器２３から出力された冷媒を膨張させる絞り膨張器２４とを順に冷媒配管で環状に接続し、冷媒を循環させる冷凍サイクル装置である。
【００２０】
圧縮機２２で圧縮されて高温高圧となった冷媒は、凝縮器２３において被加熱水供給ラインＬ４及び被加熱水供給ポンプＰ２から供給され、気液分離器３０を介した循環ラインＬ５で循環する被加熱水と熱交換して冷却され凝縮する。凝縮器２３から出力された冷媒は電子膨張弁である絞り膨張器２４で絞り膨張され、蒸発器２１において、蒸発器供給ラインＬ３及び熱源温水供給ポンプＰ１を介して供給される熱源温水から吸熱して蒸発し、再び圧縮機２２へと戻る。
【００２１】
気液分離器３０は、鉛直方向に沿った円筒状容器で構成され、下部壁に接続された循環ラインＬ５に接続された被加熱水供給ラインＬ４から被加熱水が給水補給されることで容器内部に水を貯留する。被加熱水供給ラインＬ４の被加熱水は、熱源温水タンク４０の熱源温水である。なお、被加熱水は、熱源温水ではなく、図示しない水道管や水タンク等の給水源の水であってもよい。
【００２２】
気液分離器３０の上端壁には、生成した水蒸気を外部の熱利用設備１００側へと送り出す蒸気送出ラインＬ６が接続されている。凝縮器２３を出た水と水蒸気とが混在した二相流は、凝縮器２３の出口側の循環ラインＬ５から気液分離器３０内に導入され、ここで水が分離された後の水蒸気が蒸気送出ラインＬ６へと送り出される。
【００２３】
蒸気送出ラインＬ６に送り出された蒸気は、蒸気圧縮機Ｐ３によって圧縮されて昇圧される。昇圧された蒸気は、蒸気送出ラインＬ７を介して熱利用設備１００側に送出されるとともに、リリーフ弁Ｖ２によって余剰蒸気が余剰蒸気ラインＬ８を介して熱源温水タンク４０に供給される。なお、蒸気送出ラインＬ７から供給される蒸気は、例えば１２０℃である。
【００２４】
熱源温水タンク４０には、給水部である、給水ラインＬ１及び給水弁Ｖ１を介して、市水などの供給水（軟水）が供給される。熱源温水タンク４０内には、熱源温水を加熱する温度調節部として機能するヒーター４１、熱源温水タンク４０内の温度（熱源温水温度）を検出する温度センサ５２、熱源温水の水位を検出する水位センサ５０が配置される。熱源温水タンク４０から排出された熱源温水は、それぞれ上記した蒸発器供給ラインＬ３を介して蒸発器２１へ、被加熱水供給ラインＬ４を介して凝縮器２３へ、熱源温水外部供給ラインＬ９を介して熱利用設備１００に、直接供給される。なお、熱源温水の熱利用設備１００への供給は、熱利用設備１００側からの要求（外部供給指令）があった場合に行われる。
【００２５】
蒸発器２１に供給され吸熱された熱源温水は、熱源温水戻しラインＬ１３を介して熱源温水タンク４０に戻される。なお、蒸発器２１に供給され吸熱された熱源温水は、熱源温水タンク４０に戻さず、外部に排水してもよい。また、上記のように、余剰蒸気ラインＬ８を介して余剰蒸気が熱源温水タンク４０に供給される。
【００２６】
熱源温水タンク４０の上部には、オーバーフロー排出ラインＬ２が接続されている。オーバーフロー排出ラインＬ２は、熱源温水タンク４０のオーバーフローを防止するための排出ラインであり、熱源温水タンク４０内の熱源温水の水位が所定以上に上昇した際に上昇分の熱源温水を外部に排出するものである。
【００２７】
熱源温水外部供給ラインＬ９上には、外部供給ポンプＰ４が配置され、熱源温水外部供給ラインＬ９は、給水切替弁Ｖ３に接続される。熱利用設備１００は、洗浄槽１０１を有し、蒸気送出ラインＬ７を介して供給される蒸気が制御弁Ｖ１００を介して洗浄槽１０１に供給される。洗浄槽１０１には、熱水が、給水ラインＬ１００上の制御弁Ｖ１０１、給水切替弁Ｖ３、ラインＬ１０２を介して供給される。洗浄槽１０１に供給された供給水は、供給される蒸気によって加熱され、例えば４０℃〜６０℃に加熱され、洗浄水として機能する。洗浄槽１０１内には温度センサ１０２が配置され、この温度センサ１０２が検出した温度をもとに制御弁Ｖ１００の開口を制御し、洗浄槽１０１に供給される蒸気量を調整する。洗浄槽１０１がトレイなどの洗浄を行っている場合、給水切替弁Ｖ３は、給水ラインＬ１００とラインＬ１０２とを接続し、洗浄槽１０１に供給水を供給する。
【００２８】
洗浄槽１０１の洗浄水が４０℃程度の場合、レジオネラ菌などの繁殖の可能性があるため、定期的に洗浄水を殺菌する必要がある。この殺菌の際、熱利用設備１００側からヒートポンプ式蒸気生成システム１０に外部供給指令が発せられ、給水切替弁Ｖ３は、熱源温水外部供給ラインＬ９とラインＬ１０２とを接続し、洗浄槽１０１に８０℃の熱源温水を供給する。洗浄槽１０１は、８０℃の熱源温水によって洗浄槽１０１を殺菌処理する。
【００２９】
制御部６０には、ヒートポンプ２０、ヒーター４１、水位センサ５０、温度センサ５２、給水弁Ｖ１、給水切替弁Ｖ３、熱源温水供給ポンプＰ１、被加熱水供給ポンプＰ２、外部供給ポンプＰ４が接続される。制御部６０は、水位制御部６１、温度制御部６２、熱源温水外部供給制御部６３、及びヒートポンプ出力制御部６４を有する。
【００３０】
水位制御部６１は、水位センサ５０が検出した水位をもとに給水弁Ｖ１の開口を制御し、熱源温水タンク４０への給水量を制御する。温度制御部６２は、温度センサ５２が検出する温度をもとに、ヒーター４１への通電量を制御して熱源温水への加熱量を制御するとともに、給水弁Ｖ１の開口を制御し、熱源温水タンク４０への給水量を制御して熱源温水の冷却を制御する。温度制御部６２は、熱源温水を所定温度、例えば８０℃に制御する。なお、供給水の温度は、８０℃未満である。
【００３１】
熱源温水外部供給制御部６３は、熱利用設備１００側から外部供給指令があると、給水切替弁Ｖ３を、熱源温水外部供給ラインＬ９とラインＬ１０２との接続に切り替え、洗浄槽１０１に８０℃の熱源温水を供給するとともに、熱源温水タンク４０内の熱源温水を元の貯留状態に復旧させる制御を行う。
【００３２】
ヒートポンプ出力制御部６４は、例えば通常運転時、圧縮行程中の冷媒が所定の過熱度以上になるように圧縮機２２の駆動回転数及び絞り膨張器２４の開度を調整する過熱度制御で運転される。この過熱度制御は、例えば圧縮機２２の吸入側、吐出側の一方若しくは両方に設けられた図示しない圧力センサ及び温度センサの検出値（吸入圧及び吸入温度、吐出圧及び吐出温度）に基づき実行される。なお、ヒートポンプ出力制御部６４は、後述するように、熱源温水タンク４０内の熱源温水温度に応じた出力制御を行う。
【００３３】
なお、水位制御は、熱源温水外部供給制御部６３内の水位制御、温度制御部６２内の水位制御、水位制御部６１内の水位制御の順で優先した水位制御がなされる。
【００３４】
＜水位制御処理＞
次に、図２に示したフローチャートを参照して水位制御部６１による水位制御処理手順について説明する。図２に示すように、まず、水位制御部６１は、給水初期設定として１．５Ｌ／ｍｉｎの供給量を設定する（ステップＳ１０１）。その後、温度制御部６２あるいは熱源温水外部供給制御部６３による優先数位設定が有るか否かを判定する（ステップＳ１０２）。優先水位設定が有る場合（ステップＳ１０２，Ｙｅｓ）には、その優先水位制御を行い（ステップＳ１０３）、ステップＳ１０６に移行する。
【００３５】
一方、優先水位設定が無い場合（ステップＳ１０２，Ｎｏ）には、水位センサ５０から熱源温水の現在の水位レベルを取得する（ステップＳ１０４）。その後、図３に示した水位レベルに対する給水量の関係をもとに、取得した水位レベルに対する給水量に設定する制御を行い（ステップＳ１０５）、ステップＳ１０６に移行する。
【００３６】
ステップＳ１０６では、水位制御処理の終了指示があったか否かを判定し、終了指示がない場合（ステップＳ１０６，Ｎｏ）には、ステップＳ１０２に移行して上述した処理を続行し、終了指示があった場合（ステップＳ１０６，Ｙｅｓ）には、本処理を終了する。
【００３７】
図３に示した水位レベルに対する給水量の関係では、水位レベルが２０％から９０％の間、給水量を２．５Ｌ／ｍｉｎとし、水位レベルが９０％から９５％の間、水位レベルの増大に応じて給水量を０に設定し、水位レベルが９５％から１００％の間では、供給量を０に設定している。図３に示した水位レベルに対する給水量の関係では、水位レベルが９０％まで比較的大きな給水量とし、適切な水位レベルを９０％から９５％の間としている。このような水位制御を行うことによって、水位レベルを迅速に９０％から９５％の間に保つことができる。
【００３８】
なお、水位レベルが２０％以下になった場合には、ヒートポンプ２０を緊急停止させる異常処理を行う。
【００３９】
＜温度制御処理＞
次に、図４に示したフローチャートを参照して温度制御部６２による温度制御処理手順について説明する。図４に示すように、まず、温度制御部６２は、初期温度設定として熱源温水温度を８０℃に設定する（ステップＳ２０１）。その後、温度制御部６２は、温度センサ５２が検出した温度（熱源温水温度）が８０℃以下であるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。
【００４０】
熱源温水温度が８０℃以下の場合（ステップＳ２０２，Ｙｅｓ）には、ヒーター４１への通電をＯＮにし（ステップＳ２０３）、ステップＳ２０５に移行する。一方、熱源温水温度が８０℃以下でない場合（ステップＳ２０２，Ｎｏ）には、ヒーター４１への通電をＯＦＦにし（ステップＳ２０４）、ステップＳ２０５に移行する。
【００４１】
ステップＳ２０５では、さらに熱源温水温度が８８℃以上であるか否かを判定する。熱源温水温度が８８℃以上である場合（ステップＳ２０５，Ｙｅｓ）には、給水設定を４Ｌ／ｍｉｎに設定し（ステップＳ２０６）、給水量を大きくして熱源温水温度の冷却を行って、ステップＳ２０７に移行する。すなわち、単位時間あたりのヒーター４１の加熱容量に比して給水の冷却容量が大きくなるようにする。一方、熱源温水温度が８８℃以上でない場合（ステップＳ２０５，Ｎｏ）には、そのままステップＳ２０７に移行する。
【００４２】
ステップＳ２０７では、さらに熱源温水温度が７８℃未満であるか否かを判定する。熱源温水温度が７８℃未満である場合（ステップＳ２０７，Ｙｅｓ）には、給水を停止し（ステップＳ２０８）、ステップＳ２０９に移行する。一方、熱源温水温度が７８℃未満でない場合（ステップＳ２０７，Ｎｏ）には、そのままステップＳ２０９に移行する。
【００４３】
ステップＳ２０９では、さらに熱源温水温度が７８℃以上かつ８０℃未満であるか否かを判定する。熱源温水温度が７８℃以上かつ８０℃未満である場合（ステップＳ２０９，Ｙｅｓ）には、水位制御部６１による給水量設定を行わせ（ステップＳ２１０）、さらに、図５に示した熱源温水温度に対するヒートポンプ出力の関係をもとに、ヒートポンプ出力制御部６４に対してヒートポンプ出力制御を行わせ（ステップＳ２１１）、ステップＳ２１２に移行する。
【００４４】
一方、熱源温水温度が７８℃以上かつ８０℃未満でない場合（ステップＳ２０９，Ｎｏ）には、図５に示した熱源温水温度に対するヒートポンプ出力の関係をもとに、ヒートポンプ出力制御部６４に対してヒートポンプ出力制御を行わせ（ステップＳ２１１）、ステップＳ２１２に移行する。
【００４５】
ステップＳ２１２では、温度制御処理の終了指示があったか否かを判定し、終了指示がない場合（ステップＳ２１２，Ｎｏ）には、ステップＳ２０２に移行して上述した処理を続行し、終了指示があった場合（ステップＳ２１２，Ｙｅｓ）には、本処理を終了する。
【００４６】
なお、水位制御部６１は、温度センサ５２が検出した温度が所定の範囲内（７８℃以上８０℃未満：ステップＳ２０９，Ｙｅｓ）の場合には水位センサ５０が検出した水位が所定水位となるように供給水の供給量制御を行い、温度センサ５２が検出した温度が所定の範囲外（８８℃以上（ステップＳ２０５，Ｙｅｓ），７８℃未満（ステップＳ２０７，Ｙｅｓ））の場合には供給水の供給量を温度センサ５２が検出した温度に基づいた固定値（４Ｌ／ｍｉｎ（ステップＳ２０６），給水停止；供給量０（ステップＳ２０８））とするようにしている。
【００４７】
図５に示した熱源温水温度に対するヒートポンプ出力の関係では、熱源温水温度が８１℃まで、ヒートポンプ出力を１００％に設定し、熱源温水温度が８１℃から８６℃の間、熱源温水温度の上昇とともに、ヒートポンプ出力を小さくし、熱源温水温度が８６℃では、ヒートポンプ出力を５０％に設定している。さらに、熱源温水温度が８６℃以上では、ヒートポンプ出力を５０％一定に設定している。このようなヒートポンプ出力制御を行うことによって、熱源温水温度が８０℃以上で、常に出力される余剰蒸気による熱源温水の温度上昇を抑えることができる。
【００４８】
＜熱源温水外部供給制御処理＞
次に、図６に示したフローチャートを参照して熱源温水外部供給制御部６３による熱源温水外部供給制御処理手順について説明する。図６に示すように、熱源温水外部供給制御部６３は、まず、熱利用設備１００側から外部供給指令があったか否かを判定する（ステップＳ３０１）。外部供給指令がない場合（ステップＳ３０１，Ｎｏ）には、本処理を終了する。
【００４９】
一方、外部供給指令があった場合（ステップＳ３０１，Ｙｅｓ）には、熱源温水温度が７８％以上であるか否かを判定する（ステップＳ３０２）。熱源温水温度が７８℃以上でない場合（ステップＳ３０２，Ｎｏ）には、ステップＳ３０２の判定処理を繰り返し、熱源温水温度が７８℃以上である場合（ステップＳ３０２，Ｙｅｓ）には、外部供給ポンプＰ４を運転させ（ステップＳ３０３）、給水切替弁Ｖ３を熱源温水側に切り替えて（ステップＳ３０４）、熱源温水の熱利用設備１００側への供給を開始する。
【００５０】
その後、水位レベルが３０％以下であるか否かを判定する（ステップＳ３０５）。水位レベルが３０％以下である場合（ステップＳ３０５，Ｙｅｓ）のみ、外部供給ポンプＰ４の供給量を減水させ（ステップＳ３０６）、熱源温水の供給量を減らしてステップＳ３０７に移行する。
【００５１】
ステップＳ３０７では、水位レベルが４０％以上であるか否かを判定する。水位レベルが４０％以上である場合（ステップＳ３０７，Ｙｅｓ）のみ、外部供給ポンプＰ４の運転を通常運転に戻し（ステップＳ３０８）、ステップＳ３０９に移行する。
【００５２】
その後、熱源温水外部供給制御部６３は、熱源温水の供給開始から外部供給時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ３０９）。外部供給時間が経過していない場合（ステップＳ３０９，Ｎｏ）には、ステップＳ３０５に移行して上述した処理を繰り返す。一方、外部供給時間が経過した場合（ステップＳ３０９，Ｙｅｓ）には、給水切替弁Ｖ３を給水側に切り替え（ステップＳ３１０）、さらに外部供給ポンプＰ４を停止し（ステップＳ３１１）、熱源温水の熱利用設備１００に対する供給を終了する。
【００５３】
その後、熱源温水外部供給制御部６３は、少なくなった熱源温水の復旧処理を行う。まず、熱源温水外部供給制御部６３は、ヒートポンプ出力を１００％に設定し（ステップＳ３１２）、さらに給水設定を３．５Ｌ／ｍｉｎに増加させ（ステップＳ３１３）、熱源温水タンク４０の水位復旧を図るとともに、余剰蒸気を大量に供給することにより、給水量の増大に伴う温度下降を防止する。すなわち、多量の余剰蒸気によってヒーター４１の加熱量をアシストする。この制御は熱利用設備１００に対する熱源温水の供給を終了した時に限らず、熱源温水タンク４０への単位時間あたりの給水量が所定値以上となった場合、たとえば給水に必要な熱容量がヒーター４１で加熱可能な熱容量を上回った場合などに適宜適用することが可能である。
【００５４】
その後、熱源温水温度が７８％以下であるか否かを判定する（ステップＳ３１４）。熱源温水温度が７８％以下である場合（ステップＳ３１４，Ｙｅｓ）のみ、給水設定を１．５Ｌ／ｍｉｎにして（ステップＳ３１５）給水量を抑え、ステップ３１６に移行する。
【００５５】
ステップＳ３１６では、熱源温水温度が８０℃以上であるか否かを判定する。熱源温水温度が８０℃以上である場合（ステップＳ３１６，Ｙｅｓ）のみ、給水設定を３．５Ｌ／ｍｉｎにして（ステップＳ３１７）給水量を増大し、ステップＳ３１８に移行する。
【００５６】
ステップＳ３１８では、水位レベルが９０％以上であるか否かを判定する。水位レベルが９０％以上でない場合（ステップＳ３１８，Ｎｏ）には、ステップＳ３１４に移行して上述した処理を繰り返す。一方、水位レベルが９０％以上である場合（ステップＳ３１８，Ｙｅｓ）には、熱源温水が復旧したため、水位制御部６１による通常の供給量設定を行わせ（ステップＳ３１９）、ヒートポンプ出力設定を通常制御に移行させ（ステップＳ３２０）、本処理を終了する。
【００５７】
本実施の形態では、ヒートポンプ２０を起動させた場合、熱利用設備１００に対して蒸気が供給されない場合であっても、８０℃の熱源温水を供給することができるため、熱利用設備１００の運転を迅速に再開することができる。
【００５８】
また、本実施の形態では、熱源温水が軟水器などを通した水道水などの供給水（軟水）であり、不純物が少ないため、洗浄設備などの熱利用設備１００に好適なものとなる。
【００５９】
さらに、余剰蒸気を熱源温水タンク４０に供給しているため、省エネルギー効果が得られるとともに、ヒーター４１などの加熱手段の加熱容量を抑えることができる。
【００６０】
また、蒸発器２１に供給された熱源温水は、吸熱後、熱源温水タンク４０に戻されるので、省エネルギー効果を得ることができる。
【００６１】
なお、熱源温水の加熱は、ヒーター４１に限らず、他の加熱手段を用いてもよい。例えば、熱交換器を介して工場排水などの廃熱排水の熱量で加熱してもよく、蒸気ドレン水など不純物の少ない温水であれば、供給水とは別の給水ラインで直接熱源温水タンク４０に加えるようにしてもよい。また、本実施の形態では加熱しての熱源温水の温度調節のみを記載したが、給水の温度が高い場合などは、供給水とは別の給水ラインで供給水よりも低温の水道水などを供給して、熱源温水の温度を適切な範囲まで下げるようにしてもよい。
【００６２】
また、本実施の形態では熱源温水タンク４０から排出された熱源温水を、それぞれ蒸発器２１、凝縮器２３および熱利用設備１００に互いを経由することなく直接供給しているが、これらの熱機器とは独立した熱交換機器を間に介することを妨げるものではない。例えば、熱利用設備１００から要求される熱源の温度が熱源温水の温度よりも高い場合は、熱源温水タンク４０から排出された熱源温水を、別の熱交換器や加熱機器でさらに加熱昇温してさらに高温の温水や蒸気とした上で熱利用設備１００に送るようにしてもよい。
【００６３】
また、上記の実施の形態で図示した各構成は機能概略的なものであり、必ずしも物理的に図示の構成をされていることを要しない。すなわち、各装置及び構成要素の分散・統合の形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を各種の使用状況などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１０  ヒートポンプ式蒸気生成システム
２０  ヒートポンプ
２１  蒸発器
２２  圧縮機
２３  凝縮器
２４  絞り膨張器
３０  気液分離器
４０  熱源温水タンク
４１  ヒーター（温度調節部）
５０  水位センサ
５２，１０２  温度センサ
６０  制御部
６１  水位制御部
６２  温度制御部
６３  熱源温水外部供給制御部
６４  ヒートポンプ出力制御部
１００  熱利用設備
１０１  洗浄槽
Ｌ１，Ｌ１００  給水ライン
Ｌ１０２  ライン
Ｌ１３  熱源温水戻しライン
Ｌ２  オーバーフロー排出ライン
Ｌ３  蒸発器供給ライン
Ｌ４  被加熱水供給ライン
Ｌ５  循環ライン
Ｌ６，Ｌ７  蒸気送出ライン
Ｌ８  余剰蒸気ライン
Ｌ９  熱源温水外部供給ライン
Ｐ１  熱源温水供給ポンプ
Ｐ２  被加熱水供給ポンプ
Ｐ３  蒸気圧縮機
Ｐ４  外部供給ポンプ
Ｖ１  給水弁
Ｖ１００，Ｖ１０１  制御弁
Ｖ２  リリーフ弁
Ｖ３  給水切替弁
【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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