(57)【要約】【課題】蓄熱の利用効率を高め、圧力損失の低減を図って効率的な給湯を実現する。【解決手段】熱媒（ＭＥ１）を溜める蓄熱タンク（８）と、熱媒の熱を給水に熱交換する熱交換器（１０）を備え、この熱交換器に循環する熱媒の温度を検出する温度センサー（２２）と、給水を熱交換器（１０）とバイパス路（バイパス管１６）に分配し、該給水の熱交換器およびバイパス路に流す分配量を調整する水量調整手段（水量調整部１２）と、給水と熱交換する熱媒を蓄熱タンクから循環路を通して熱交換器に循環させるポンプ（９）と、第１の設定温度（Ｔｓ１）で出湯が可能かを熱媒の検出温度により判断し、第１の設定温度（Ｔｓ１）で出湯ができない場合、第１の設定温度より低い第２の設定温度（Ｔｓ２）に切り替え、水量調整手段（水量調整部１２）により調整される熱交換器に流れる給水の分配量を前記第１の設定温度の出湯時より低減させる制御部（２０）を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱媒を溜める蓄熱タンクと、前記熱媒の熱を給水に熱交換する熱交換器を備える給湯システムであって、
前記熱交換器に循環する前記熱媒の温度を検出する温度センサーと、
給水を前記熱交換器とバイパス路に分配し、該給水の前記熱交換器および前記バイパス路に流す分配量を調整する水量調整手段と、
前記給水と熱交換する熱媒を前記蓄熱タンクから循環路を通して前記熱交換器に循環させるポンプと、
第１の設定温度で出湯が可能かを前記熱媒の検出温度により判断し、前記第１の設定温度による出湯ができない場合、前記第１の設定温度より低い第２の設定温度に切り替え、前記水量調整手段により調整される前記熱交換器に流れる前記給水の分配量を前記第１の設定温度の出湯時より低減させる制御部と、
を備えることを特徴とする給湯システム。
【請求項２】
前記熱交換器により給水を温水に変換して出湯する給湯部と、
前記給湯部の出湯温度が前記第１の設定温度未満であれば、前記温水を前記第１の設定温度または他の温度に加熱して出湯させる補助加熱部と、
を備え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】
コンピュータに実現させるための給湯制御プログラムであって、
熱交換器に循環する熱媒の温度を検出する温度センサーから検出温度を取得する機能と、
給水を前記熱交換器とバイパス路に分配し、該給水の前記熱交換器および前記バイパス路に流す分配量を調整する水量調整手段の前記分配量を制御する機能と、
前記給水と熱交換する熱媒を前記蓄熱タンクから循環路を通して前記熱交換器に循環させるポンプを制御する機能と、
第１の設定温度で出湯が可能かを前記熱媒の検出温度により判断し、前記第１の設定温度による出湯ができない場合、前記第１の設定温度より低い第２の設定温度に切り替え、前記水量調整手段により調整される前記熱交換器に流れる前記給水の分配量を前記第１の設定温度の出湯時より低減させる機能と、
を前記コンピュータに実現させるための給湯制御プログラム。
【請求項４】
熱媒を溜める蓄熱タンクと、前記熱媒の熱を給水に熱交換する熱交換器を用いる給湯制御方法であって、
前記熱交換器に循環する前記熱媒の温度を検出する工程と、
給水を水量調整手段により前記熱交換器とバイパス路に分配し、該給水の前記熱交換器および前記バイパス路に流す分配量を調整する工程と、
前記給水と熱交換する熱媒を前記蓄熱タンクから循環路を通して前記熱交換器に循環させる工程と、
第１の設定温度で出湯可能かを前記熱媒の温度により判断する工程と、
前記第１の設定温度での出湯ができない場合、前記第１の設定温度より低い第２の設定温度に切り替え、前記水量調整手段により調整される前記熱交換器に流れる前記給水の分配量を前記第１の設定温度の出湯時より低減させる工程と、
を含むことを特徴とする給湯制御方法。
【請求項５】
さらに、前記熱交換器により給水を温水に変換して出湯する工程と、
出湯温度が前記第１の設定温度未満であれば、前記温水を前記第１の設定温度または他の温度に加熱して出湯させる工程と、
を含むことを特徴とする請求項４に記載の給湯制御方法。
【請求項６】
熱媒を溜める蓄熱タンクと、前記熱媒の熱を給水に熱交換する熱交換器を備える給湯装置であって、
前記熱交換器に循環する前記熱媒の温度を検出する温度センサーと、
給水を前記熱交換器とバイパス路に分配し、該給水の前記熱交換器および前記バイパス路に流す分配量を調整する水量調整手段と、
前記給水と熱交換する熱媒を前記蓄熱タンクから循環路を通して前記熱交換器に循環させるポンプと、
第１の設定温度で出湯が可能かを前記熱媒の検出温度により判断し、前記第１の設定温度による出湯ができない場合、前記第１の設定温度より低い第２の設定温度に切り替え、前記水量調整手段により調整される前記熱交換器に流れる前記給水の分配量を前記第１の設定温度の出湯時より低減させる制御部と、
を備えることを特徴とする給湯装置。
【請求項７】
請求項６に記載の給湯装置と別個または一体に備え、前記給湯装置の出湯温度が前記第１の設定温度未満であれば、前記給湯装置からの給水または温水を前記第１の設定温度または他の温度に加熱して出湯させる補助加熱部と、
を備えたことを特徴とする給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄熱タンクの熱媒を給水に熱交換する熱交換器の制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
排熱を熱媒に熱交換し、この熱媒を蓄熱タンクに溜めて蓄熱することが行われている。この蓄熱タンクでは、下層側から低い温度の熱媒を加熱し、高温化して蓄熱タンクの上層側に戻す下層側から上層側に上昇勾配を持たせた所謂階層蓄熱方式が採用されている。このような蓄熱方式を利用した蓄熱タンクからの蓄熱利用は、上層側から熱媒を取出し、温水に熱交換することが行われている。
このような熱交換に関し、蓄熱タンクの熱媒を給水に熱交換した際、蓄熱タンクの蓄熱量によっては設定温度に給水を加熱する際、不足熱量が生じる。この不足熱量を補助加熱源によって補填し、設定温度に温水温度を上昇させることが知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２１４７９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１記載の技術は、蓄熱タンクの蓄熱を給水加熱に効率的に利用でき、その実用性は高く評価されている。
しかしながら、蓄熱タンクの蓄熱が少ない場合でも、給水加熱に全面的に利用しようとすれば、熱交換器に流れる給水に対して熱媒の循環量を極限まで増加させることになる。このような制御では、熱交換器たとえば、プレート熱交換器では給水通路が細く、圧力損失を無視することができない。
また、蓄熱タンクにおける階層蓄熱の成層状態を乱すことは、熱交換効率が高くても蓄熱利用効率を低下させてしまうという課題がある。
そこで、この発明の目的は上記課題に鑑み、蓄熱の利用効率を高め、圧力損失の低減を図って効率的な給湯を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明の給湯システムの一側面によれば、熱媒を溜める蓄熱タンクと、前記熱媒の熱を給水に熱交換する熱交換器を備える給湯システムであって、前記熱交換器に循環する前記熱媒の温度を検出する温度センサーと、給水を前記熱交換器とバイパス路に分配し、該給水の前記熱交換器および前記バイパス路に流す分配量を調整する水量調整手段と、前記給水と熱交換する熱媒を前記蓄熱タンクから循環路を通して前記熱交換器に循環させるポンプと、第１の設定温度での出湯が可能かを前記熱媒の検出温度により判断し、前記第１の設定温度による出湯ができない場合、前記第１の設定温度より低い第２の設定温度に切り替え、前記水量調整手段により調整される前記熱交換器に流れる前記給水の分配量を前記第１の設定温度の出湯時より低減させる制御部とを備える。
この給湯システムにおいて、前記熱交換器により給水を温水に変換して出湯する給湯部と、前記給湯部の出湯温度が前記第１の設定温度未満であれば、前記温水を前記第１の設定温度または他の温度に加熱して出湯させる補助加熱部とを備えてよい。
上記目的を達成するため、本発明の給湯制御プログラムの一側面によれば、コンピュータで実現するための給湯制御プログラムであって、熱交換器に循環する熱媒の温度を検出する温度センサーから検出温度を取得する機能と、給水を前記熱交換器とバイパス路に分配し、該給水の前記熱交換器および前記バイパス路に流す分配量を調整する水量調整手段の前記分配量を制御する機能と、前記給水と熱交換する熱媒を前記蓄熱タンクから循環路を通して前記熱交換器に循環させるポンプを制御する機能と、第１の設定温度での出湯が可能かを前記熱媒の検出温度により判断し、前記第１の設定温度による出湯ができない場合、前記第１の設定温度より低い第２の設定温度に切り替え、前記水量調整手段により調整される前記熱交換器に流れる前記給水の分配量を前記第１の設定温度の出湯時より低減させる機能とを前記コンピュータに実現させる。
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の給湯制御方法の一側面によれば、熱媒を溜める蓄熱タンクと、前記熱媒の熱を給水に熱交換する熱交換器を用いる給湯制御方法であって、前記熱交換器に循環する前記熱媒の温度を検出する工程と、給水を水量調整手段により前記熱交換器とバイパス路に分配し、該給水の前記熱交換器および前記バイパス路に流す分配量を調整する工程と、前記給水と熱交換する熱媒を前記蓄熱タンクから循環路を通して前記熱交換器に循環させる工程と、第１の設定温度による出湯が可能かを前記熱媒の温度により判断する工程と、前記第１の設定温度での出湯ができない場合、前記第１の設定温度より低い第２の設定温度に切り替え、前記水量調整手段により調整される前記熱交換器に流れる前記給水の分配量を前記第１の設定温度の出湯時より低減させる工程とを含む。
この給湯制御方法において、さらに、前記熱交換器により給水を温水に変換して出湯する工程と、出湯温度が前記第１の設定温度未満であれば、前記温水を前記第１の設定温度または他の温度に加熱して出湯させる工程とを含んでよい。
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の給湯装置の一側面によれば、熱媒を溜める蓄熱タンクと、前記熱媒の熱を給水に熱交換する熱交換器を備える給湯装置であって、前記熱交換器に循環する前記熱媒の温度を検出する温度センサーと、給水を前記熱交換器とバイパス路に分配し、該給水の前記熱交換器および前記バイパス路に流す分配量を調整する水量調整手段と、前記給水と熱交換する熱媒を前記蓄熱タンクから循環路を通して前記熱交換器に循環させるポンプと、第１の設定温度での出湯が可能かを前記熱媒の検出温度により判断し、前記第１の設定温度による出湯ができない場合、前記第１の設定温度より低い第２の設定温度に切り替え、前記水量調整手段により調整される前記熱交換器に流れる前記給水の分配量を前記第１の設定温度の出湯時より低減させる制御部とを備える。
この給湯装置において、前記給湯装置と別個または一体に備え、前記給湯装置の出湯温度が前記第１の設定温度未満であれば、前記給湯装置からの給水または温水を前記第１の設定温度または他の温度に加熱して出湯させる補助加熱部を備えてよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、次のいずれかの効果が得られる。
【０００９】
(1) 蓄熱タンクの蓄熱が設定温度の出湯に必要な熱量に到達していない場合でも、蓄熱タンクの熱媒の利用をするので、熱媒熱量の有効利用を図ることができる。
(2) 蓄熱タンクの蓄熱が設定温度の出湯に必要な熱量に到達していない場合、熱交換器に流れる熱交換給水量を低減でき、熱交換器側での圧力損失を低減できる。
【００１０】
(3) 熱交換器に熱媒を循環させる際に、一般的に循環ポンプが用いられるが、循環量を低減できるので、循環ポンプのポンプ回転数の過剰回転を抑制できるなど、循環ポンプによる消費電力を抑制できる。
(4) 蓄熱タンクの蓄熱が設定温度の出湯に必要な熱量に到達していない場合、蓄熱タンクの熱媒の利用量を低減させるので、熱媒の成層状態を乱すことがなく、熱媒熱量の効率的な利用を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一実施の形態に係る給湯システムを示す図である。
【図２】給湯部の温度制御を説明するための図である。
【図３】給湯制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】実施例１に係る給湯システムを示す図である。
【図５】制御系統を示すブロック図である。
【図６】Ａは給湯設定温度Ｔｓ１＝３５〔℃〕を得る場合の給水温度、熱交換後温度、熱交水量および最低熱媒温度を示すテーブル、Ｂは給湯設定温度Ｔｓ１＝４０〔℃〕を得る場合の給水温度、熱交換後温度、熱交水量および最低熱媒温度を示すテーブル、Ｃは給湯設定温度Ｔｓ１＝４５〔℃〕を得る場合の給水温度、熱交換後温度、熱交水量および最低熱媒温度を示すテーブルである。
【図７】給湯設定温度をパラメータとした場合の給水温度に対する最低熱媒温度を示す図である。
【図８】蓄熱に対応する給湯動作を説明するための図である。
【図９】給湯システムの処理手順を包括的に示すフローチャートである。
【図１０】燃料電池ユニットの処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】給湯ユニットの処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】バックアップ給湯ユニットの処理手順を示すフローチャートである。
【図１３】通過流量比率に対する圧力損失を示す図である。
【図１４】実施例２に係る給湯システムを示す図である。
【図１５】実施例３に係る給湯システムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
〔一実施の形態〕
図１は、本発明の一実施の形態に係る給湯システムを示している。図１に示す構成は一例であり、斯かる構成に本発明が限定されるものではない。
この給湯システム２には給湯部４および補助加熱部６が備えられる。給湯部４は熱媒ＭＥ１の熱を給水Ｗに熱交換し、温水ＨＷを補助加熱部６に導く。補助加熱部６では、給湯部４からの温水ＨＷが設定温度であれば、その温水ＨＷをそのまま出湯し、設定温度未満であれば、補助加熱により設定温度まで昇温させ、設定温度の温水ＨＷを出湯する。
【００１３】
給湯部４には蓄熱タンク８、ポンプ９、熱交換器１０および水量調整部１２が備えられる。蓄熱タンク８は熱媒ＭＥ１により蓄熱される。蓄熱タンク８の下層側から取り出される熱媒ＭＥ１が図示しない熱源側に循環して加熱され、高温化した熱媒ＭＥ１が蓄熱タンク８の上層側に戻される。これにより、蓄熱タンク８には下層から上層に向かって上昇する成層状態で蓄熱が行われる。
ポンプ９は、熱媒ＭＥ１の熱を給水Ｗに熱交換する際に動作させ、熱交換器１０に熱媒ＭＥ１を循環させる。
熱交換器１０にはたとえば、プレート熱交換器が用いられる。熱交換時、蓄熱タンク８の上層側から循環路１３に取り出された熱媒ＭＥ１はポンプ９を動作させることにより、循環路１３を通して熱交換器１０に循環し、熱交換後に蓄熱タンク８の下層側に戻される。
【００１４】
水量調整部１２は熱交換器１０の水量調整手段の一例であり、給水Ｗを熱交換器１０とバイパス路の一例であるバイパス管１６に分配し、熱交換器１０の通水量を調整する。給水管１４からの給水Ｗは水量調整部１２を通して熱交換器１０の入側に流れ、またはバイパス管１６より出湯管１８に流れる。この水量調整部１２では、制御部２０に開度が制御されるミキシング弁Ｍ１が備えられ、熱交換器１０とバイパス管１６に流す給水Ｗの分配量が調整される。
蓄熱タンク８から熱交換器１０に循環する熱媒ＭＥ１の温度は温度センサー２２で検出される。出湯管１８の温水ＨＷにバイパス管１６の給水Ｗを混合した温水ＨＷの温度は、温度センサー２４により検出される。
【００１５】
この給湯部４から給水Ｗまたは温水ＨＷは補助加熱部６に供給される。補助加熱部６は、給水Ｗまたは温水ＨＷの温度が低い場合、この給水Ｗまたは温水ＨＷの補助加熱を行う。この補助加熱部６には熱交換器２６、熱交換器２８が備えられる。熱交換器２６は給水管３０より供給される給湯部４からの給水Ｗまたは温水ＨＷと熱媒ＭＥ２の熱交換を行う。熱交換器２８は熱源３４の熱を熱媒ＭＥ２に熱交換する。温度センサー３２は、給水管３０を通過する給水Ｗまたは温水ＨＷの温度を検出する。給水管３０にはバイパス管３６が分岐され、このバイパス管３６およびミキシング弁Ｍ２を含む水量調整部３８が備えられ、ミキシング弁Ｍ２の開度に応じて給水管３０から給水Ｗまたは温水ＨＷが出湯管４０の温水ＨＷに混合されて出湯する。
【００１６】
制御部２０は、第１の設定温度Ｔｓ１による出湯が可能かを熱媒ＭＥ１の検出温度により判断し、設定温度Ｔｓ１による出湯ができない場合、設定温度Ｔｓ１より低い第２の設定温度Ｔｓ２（＜Ｔｓ１）に切り替え、水量調整部１２により調整される熱交換器１０に流れる給水Ｗの分配量を設定温度Ｔｓ１の出湯時より低減させる。設定温度Ｔｓ１はたとえば、リモコン装置からユーザにより任意に設定される温度であり、記憶手段に記憶される。これに対し、設定温度Ｔｓ２は、制御部２０の判断により設定する温度であり、記憶手段に記憶され、必要に応じて読み出される。
【００１７】
斯かる給湯システム２によれば、熱媒ＭＥ１との熱交換により給水Ｗを加熱した温水ＨＷ、つまり、設定温度Ｔｓ１より所定温度α１（例えば６〔℃〕）だけ高い温度（Ｔｓ１＋α１）の温水ＨＷと、非加熱状態の給水Ｗを混合し、設定温度Ｔｓ１での給湯を行う。
この制御について、給湯部４を要約して示す図２を参照する。
ａ）熱交換器１０通過後の温水ＨＷの温度である検出温度Ｔｏ１（熱交換後温度）が温度（Ｔｓ１＋α１）になるように、ポンプ９の回転数を制御する。Ｔｏ１＞（Ｔｓ１＋α１）であれば、ポンプ９の回転数を減少させ、Ｔｏ１＜（Ｔｓ１＋α１）であれば、ポンプ９の回転数を増加させる。
ｂ）水量調整部１２の流路について、ミキシング弁Ｍ１の熱交換器１０側ポートをＡルート、ミキシング弁Ｍ１のバイパス管１６側ポートをＢルートとすれば、検出温度Ｔｍ１が設定温度Ｔｓ１になるように、Ａルート、Ｂルートの流量割合（ミキシング割合）を制御する。
検出温度Ｔｏ１と給水Ｗの検出温度Ｔｉ１の関係は通常、Ｔｏ１＞Ｔｉ１であるから、流量割合の制御では、Ｔｍ１＞Ｔｓ１であれば、Ｂルートの流量割合を増加させ、Ｔｍ１＜Ｔｓ１であれば、Ａルートの流量割合を増加させる制御が行われる。
【００１８】
ここで、熱媒ＭＥ１の検出温度Ｔ１が下がると、ａ）の制御により、循環ポンプ９の回転数が増加し、検出温度Ｔｏ１が温度（Ｔｓ１＋α１）を維持できなくなる温度に検出温度Ｔ１が下がる状態に移行すると、循環ポンプ９の回転数は上限回転数に到達する状態となる。
ｂ）の制御では、検出温度Ｔｏ１が温度（Ｔｓ１＋α１）に維持されていれば、その制御が継続するが、検出温度Ｔｏ１が低下するにつれ、Ａルートの流量割合が増加し、最終的にはＡルートの流量割合が１００〔％〕に到達することになる。
ポンプ９の回転数が増加することを改善するため、特許第５５７７１３５号では、検出温度Ｔ１が所定温度を下回ると、検出温度Ｔｏ１が、検出温度Ｔ１より所定温度α２（たとえば、５〔℃〕）だけ低い温度、つまり検出温度Ｔｏ１＝（Ｔ１−α２）になるように制御する。これにより、ポンプ９の回転数の過剰増加を防止できる。しかし、検出温度Ｔｍ１が設定温度Ｔｓ１になるように、ミキシング制御を行った場合、検出温度Ｔｏ１の低下に伴い、Ａルートの流量割合が増加することとなり、給水Ｗの圧力損失が増加する傾向となる。
【００１９】
そこで、制御切替えタイミングにおいて、設定温度Ｔｓ１から低い設定温度Ｔｓ２に切り替え、この設定温度Ｔｓ２は実現可能な温度として検出温度Ｔｏ１と検出温度Ｔｉ１の間の温度に切替える。設定温度Ｔｓ２としてたとえば、
Ｔｓ２＝（Ｔｏ１＋Ｔｉ１）／２＝（Ｔ１−α２＋Ｔｉ１）／２
に切替えれば、ＡルートおよびＢルートの流量割合は５０〔％〕になる。
このように設定温度Ｔｓ１からＴｓ２に切り替える制御では、検出温度Ｔｍ１が所定温度になるようにハンチング等を防止しつつ、ミキシング弁Ｍ１を制御する給湯制御を併用できる。
したがって、蓄熱タンク８の熱媒ＭＥ１の検出温度Ｔ１により設定温度Ｔｓ１、Ｔｓ２の切替えを行い、給湯部４による給湯、給湯部４および補助加熱部６による給湯、補助加熱部６のみによる給湯を行う。
(1) 熱媒ＭＥ１で給水Ｗを設定温度Ｔｓ１まで加熱可能な場合：補助加熱部６による補助加熱を用いることなく、給湯部４のみで設定温度Ｔｓ１の給湯が可能である。
(2) 熱媒ＭＥ１の検出温度Ｔ１は給水Ｗの温度より高いが、給水Ｗを設定温度Ｔｓ１まで加熱できない場合：補助加熱部６による補助加熱を併用して、設定温度Ｔｓ１の給湯が可能である。
【００２０】
(3) 熱媒ＭＥ１の検出温度Ｔ１は給水Ｗの温度と同等で、熱媒ＭＥ１から給水Ｗに熱交換しても、給水Ｗを加熱できない場合、つまり、熱媒ＭＥ１に蓄熱がない場合：給湯部４による加熱を用いることなく、補助給湯部６のみで設定温度Ｔｓ１の給湯が可能である。  この制御において、上記(1) と上記(2) の切替えはたとえば、図７に示す給水温度と最低熱媒温度の関係を用いればよい。上記(3) では、熱媒の検出温度≦（給水温度＋α２）の関係を用いればよい。
斯かる制御では、通常、温水の出湯温度が設定温度Ｔｓ１になるようにミキシング弁Ｍ１が制御されるのに対し、一定の条件つまり熱媒ＭＥ１の蓄熱によっては設定温度Ｔｓ１での出湯ができない場合、この設定温度Ｔｓ１から低い設定温度Ｔｓ２に切り替え、この設定温度Ｔｓ２によりミキシング弁Ｍ１のミキシング割合を強制的に変更させている。
【００２１】
＜給湯制御＞
図３はこの給湯システム２の給湯制御の処理手順を示している。
熱媒ＭＥ１の検出温度を取込み（Ｓ１１）、この検出温度により、設定温度Ｔｓ１で出湯が可能かを判定する（Ｓ１２）。
設定温度Ｔｓ１で出湯が可能であれば（Ｓ１２のＹＥＳ）、水量調整部１２の制御により、設定温度Ｔｓ１の温水ＨＷを生成する（Ｓ１３）。この場合、給湯部４から設定温度Ｔｓ１の温水ＨＷが供給されるので、補助加熱部６は補助加熱モードに移行することなく（Ｓ１７のＹＥＳ）、出湯管４０（図１）から設定温度Ｔｓ１の温水ＨＷが得られる（Ｓ１８）。
【００２２】
設定温度Ｔｓ１で出湯が得られなければ（Ｓ１２のＮＯ）、熱媒ＭＥ１の検出温度Ｔ１が給水Ｗとの熱交換が可能な温度かを判断する（Ｓ１４）。熱媒ＭＥ１の検出温度Ｔ１が給水Ｗとの熱交換可能な温度であれば（Ｓ１４のＹＥＳ）、現在の設定温度Ｔｓ１を設定温度Ｔｓ２に切り替え、水量調整部１２により調整される熱交換器１０に流れる給水Ｗの分配量を設定温度Ｔｓ１の出湯時より低減させる（Ｓ１５）。
熱媒ＭＥ１の検出温度Ｔ１が給水Ｗとの熱交換が不可の温度であれば（Ｓ１４のＮＯ）、熱交換器１０に給水Ｗを通すことなく、給湯部４から補助加熱部６に流す（Ｓ１６）。
補助加熱部６では、給水管３０に流れる給水Ｗまたは温水ＨＷが設定温度Ｔｓ１以上かを判断する（Ｓ１７）。設定温度Ｔｓ１以上であれば（Ｓ１７のＹＥＳ）、補助加熱を行うことなく給湯する（Ｓ１８）。設定温度Ｔｓ１未満であれば（Ｓ１７のＮＯ）、補助加熱モードに移行し、給水Ｗまたは温水ＨＷを熱媒ＭＥ２の熱と熱交換して昇温させ、設定温度Ｔｓ１での給湯を行う（Ｓ１９）。
【００２３】
＜一実施の形態の効果＞
この一実施の形態によれば次の効果が得られる。
(1) 給湯部４で設定温度Ｔｓ１の温水ＨＷが得られない場合、設定温度Ｔｓ１から低い設定温度Ｔｓ２に切り替え、給湯部４側の熱交換器１０に流れる水量を抑制するので、熱交換器１０による圧力損失を低減することができる。
(2) 給湯部４で設定温度Ｔｓ１の温水ＨＷが得られない場合、補助加熱部６の補助加熱により設定温度Ｔｓ１に昇温させた温水ＨＷの給湯が行える。
(3) 熱交換器１０に流す給水量を蓄熱に応じて加減するので、蓄熱タンク８の熱媒ＭＥ１の利用効率を高め、蓄熱タンク８側の成層状態を乱すことがない。
【実施例１】
【００２４】
図４は、実施例１に係る給湯システムを示している。図４において、図１と同一部分には同一符号を付している。
この実施例１の給湯システム２では燃料電池ユニット４２、給湯ユニット４４およびバックアップ給湯ユニット４６が備えられる。
燃料電池ユニット４２には燃料電池４８、熱交換器５０および循環ポンプ５２が備えられる。燃料電池４８は熱源の一例であり、発電時の発熱を熱源に利用する。熱交換器５０は、燃料電池４８の排気ＭＥ３の熱を蓄熱タンク８側の熱媒ＭＥ１に熱交換する。循環ポンプ５２は熱媒ＭＥ１の循環路５４に設置され、駆動時、蓄熱タンク８の下層側から熱媒ＭＥ１を熱交換器５０に循環させるとともに、熱交換後の熱媒ＭＥ１を蓄熱タンク８の上層側に戻す。
燃料電池４８の発電時、循環ポンプ５２を駆動し、蓄熱タンク８の下層側から熱媒ＭＥ１を熱交換器５０に循環させ、熱媒ＭＥ１に排気ＭＥ３の熱を熱交換し、加熱された熱媒ＭＥ１が蓄熱タンク８の上層側に戻される。これにより、蓄熱タンク８で成層蓄熱が行われる。熱交換器５０の入側には温度センサー５６が設置され、蓄熱タンク８の下層側の熱媒ＭＥ１の温度が検出される。熱交換器５０の出側には温度センサー５８が設置され、蓄熱タンク８の上層側に戻される熱媒ＭＥ１の温度が検出される。
【００２５】
給湯ユニット４４には蓄熱タンク８とともに、プレート熱交換器６０が備えられる。プレート熱交換器６０に蓄熱タンク８の熱媒ＭＥ１を流す循環路６２には与熱ポンプ６４および温度センサー２２が備えられる。与熱ポンプ６４の駆動時、蓄熱タンク８の上層部から熱媒ＭＥ１がプレート熱交換器６０に循環し、蓄熱タンク８の下層側に戻される。温度センサー２２は蓄熱タンク８の上層側の熱媒温度を検出する。蓄熱タンク８に設置された温度センサー６６はタンク内の熱媒ＭＥ１の温度を検出する。
給水管１４には水道管などが接続され、給水Ｗが供給される。給水管１４にはミキシング弁６８、水量センサー７０、温度センサー７２が備えられるとともに、ミキシング弁６８およびバイパス管１６を介して出湯管１８が接続されている。出湯管１８には水制御弁７４、温度センサー７６、７８が備えられる。バイパス管１６は、ミキシング弁６８により分流させた給水Ｗを出湯管１８側に流し込む。水制御弁７４は、出湯管１８から出湯する温水ＨＷまたは給水Ｗの水量を制御する。温度センサー７６はプレート熱交換器６０の出側の温水温度を検出する。温度センサー７８は、温水ＨＷと給水Ｗとをミキシングした温水ＨＷの温度を検出する。
【００２６】
バックアップ給湯ユニット４６には、プレート熱交換器８０および熱交換器８２が備えられる。プレート熱交換器８０には入側に給水管３０、その出側に出湯管４０が備えられる。給水管３０には給湯ユニット４４から給水Ｗまたは温水ＨＷを流し込み、温度センサー８４、水量センサー８５、水制御弁８６が備えられるとともに、バイパス管３６を分岐させるミキシング弁８８が接続されている。温度センサー８４は、給湯ユニット４４から流入する温水ＨＷまたは給水Ｗの温度を検出する。水量センサー８５は、給湯ユニット４４から流入する温水ＨＷまたは給水Ｗの水量を検出し、水制御弁８６は、その水量を制御する。
出湯管４０には温度センサー９０、９２が備えられる。温度センサー９０はプレート熱交換器８０の出側の温水温度を検出する。温度センサー９２はバイパス管３６からの給水Ｗまたは温水ＨＷと出湯管４０側の温水ＨＷとを混合した温水ＨＷの温度を検出する。
プレート熱交換器８０には循環路９４が備えられ、熱媒ＭＥ２を循環させる。循環路９４には熱交換器８２、循環ポンプ９６、開放タンク９８、温度センサー１００が備えられる。循環ポンプ９６は、駆動時、熱媒ＭＥ２を循環路９４に循環させる。プレート熱交換器８０は、熱媒ＭＥ２の熱を給水Ｗまたは温水ＨＷに熱交換する。熱交換器８２は、バーナー１０２の燃焼熱を熱媒ＭＥ２に熱交換する。開放タンク９８は、循環路９４に循環する熱媒ＭＥ２の体積変動を吸収する。
【００２７】
＜給湯システム２の制御部２０＞
図５は、給湯システム２の制御部２０（図１）を示している。この制御部２０には電池制御部１０４、給湯ユニット制御部１０６、バックアップ制御部１０８、リモコン制御部１１０が備えられる。電池制御部１０４は燃料電池ユニット４２を制御する。給湯ユニット制御部１０６は給湯ユニット４４を制御する。バックアップ制御部１０８はバックアップ給湯ユニット４６を制御する。リモコン制御部１１０はリモコン装置に備えられ、電池制御部１０４、給湯ユニット制御部１０６およびバックアップ制御部１０８と有線または無線により連係する。
電池制御部１０４はコンピュータで構成され、プロセッサ１１２、メモリ部１１４、入出力部（Ｉ／Ｏ）１１６、システム通信部１１８が備えられる。プロセッサ１１２はメモリ部１１４にあるＯＳ（Operating System）や電池制御プログラムを実行する。メモリ部１１４にはＲＯＭ（Read-Only Memory）やＲＡＭ（Random-Access Memory）を備え、ＯＳや電池制御プログラムを格納する。システム通信部１１８はリモコン制御部１１０、給湯ユニット制御部１０６のシステム通信部１２６、バックアップ制御部１０８のシステム通信部１３４と制御データの送受を行う。Ｉ／Ｏ１１６には温度センサー５６、５８の検出温度が制御情報として入力されるとともに、循環ポンプ５２の制御出力が得られる。
【００２８】
給湯ユニット制御部１０６はコンピュータで構成され、プロセッサ１２０、メモリ部１２２、入出力部（Ｉ／Ｏ）１２４、システム通信部１２６が備えられる。プロセッサ１２０はメモリ部１２２にあるＯＳや給湯制御プログラムを実行する。メモリ部１２２にはＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory ）やＲＡＭを備え、ＯＳや給湯制御プログラムを格納する。システム通信部１２６はリモコン制御部１１０、電池制御部１０４のシステム通信部１１８、バックアップ制御部１０８のシステム通信部１３４と制御データの送受を行う。Ｉ／Ｏ１２４には温度センサー２２、６６、７２、７６、７８の検出温度、水量センサー７０の検出水量が制御情報として入力されるとともに、与熱ポンプ６４およびミキシング弁６８の制御出力が得られる。
バックアップ制御部１０８はコンピュータで構成され、プロセッサ１２８、メモリ部１３０、入出力部（Ｉ／Ｏ）１３２、システム通信部１３４が備えられる。プロセッサ１２８はメモリ部１３０にあるＯＳやバックアップ制御プログラムを実行する。メモリ部１３０にはＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭやＲＡＭを備え、ＯＳやバックアップ制御プログラムを格納する。システム通信部１３４はリモコン制御部１１０、電池制御部１０４のシステム通信部１１８、給湯ユニット制御部１０６のシステム通信部１２６と制御データの送受を行う。Ｉ／Ｏ１３２には温度センサー８４、９０、９２、１００の検出温度、水量センサー８５の検出水量が制御情報として入力されるとともに、循環ポンプ９６、水制御弁８６およびミキシング弁８８の制御出力が得られる。
【００２９】
＜熱媒ＭＥ１による給湯制御＞
図６のＡは、給湯設定温度（以下「設定温度Ｔｓ１」と称する）が３５〔℃〕の場合の給水温度と最低熱媒温度の関係、図６のＢは、設定温度Ｔｓ１が４０〔℃〕の場合の給水温度と最低熱媒温度の関係、図６のＣは、設定温度Ｔｓ１が４５〔℃〕の場合の給水温度と最低熱媒温度の関係を示している。
これらの関係から、図７は、設定温度Ｔｓ１をパラメータとする給水温度と最低熱媒温度の関係グラフを示している。図７において、Ａは設定温度Ｔｓ１＝３５〔℃〕、Ｂは設定温度Ｔｓ１＝４０〔℃〕、Ｃは設定温度Ｔｓ１＝４５〔℃〕の場合である。
この関係からたとえば、給水温度が１５〔℃〕で設定温度Ｔｓ１が４０〔℃〕であれば、最低熱媒温度は６０．６〔℃〕であることが必要である。
【００３０】
＜熱媒ＭＥ１で設定温度Ｔｓ１の給湯が可能な場合＞
図８のＡは、給湯ユニット４４が熱媒ＭＥ１で設定温度Ｔｓ１の給湯が可能な場合の動作を示している。図８のＡにおいて、太線は給水Ｗ、温水ＨＷ、熱媒ＭＥ１の流動を示している。
熱媒ＭＥ１で設定温度Ｔｓ１の給湯が可能な場合、給湯ユニット４４では、温度センサー７６の検出温度Ｔｏ１（熱交換後温度）が設定温度Ｔｓ１よりたとえば、６〔℃〕だけ高い値（Ｔｓ１＋６〔℃〕）（熱交換の第１の目標温度）になるように、与熱ポンプ６４の回転数を制御する。温度センサー７８の検出温度Ｔｍ１が設定温度Ｔｓ１になるように、ミキシング弁６８のポートａ、ｂの開度を制御する。
【００３１】
このとき、バックアップ給湯ユニット４６では、温度センサー８４の検出温度Ｔｉ２が設定温度Ｔｓ１以上となるので、ミキシング弁８８はポートｄ側を１００〔％〕の開度に制御する。バーナー１０２は燃焼させないので、ミキシング弁８８はポートｃ側の通水がない。たとえば、設定温度Ｔｓ１＝４０〔℃〕、温度センサー７２の検出温度Ｔｉ１＝２０〔℃〕の場合、ミキシング弁６８のポートａ側の流量およびポートｂ側の流量の比率は、ａ：ｂ＝７７：２３とすればよい。バックアップ給湯ユニット４６のミキシング弁８８ではポートｄ側が１００〔％〕の水量となる。つまり、熱媒ＭＥ１で設定温度Ｔｓ１の給湯が可能な場合には、給湯システム２に流れる全水量の７７〔％〕が熱交換器６０に流れ、全水量の２３〔％〕がバイパス管１６に流れる。これにより、全水量の７７〔％〕が熱交換器６０の影響を受けることになる。
【００３２】
＜熱媒ＭＥ１で設定温度Ｔｓ１の給湯ができない場合＞
図８のＢは、給湯ユニット４４が熱媒ＭＥ１で設定温度Ｔｓ１の給湯ができない場合の給湯動作を示している。図８のＢにおいて、太線は給水Ｗ、温水ＨＷ、熱媒ＭＥ１、ＭＥ２の流動を示している。
この場合、検出温度Ｔｏ１＝（Ｔ１−５〔℃〕）になるように、与熱ポンプ６４の回転数制御を行う。検出温度Ｔｍ１の目標温度が通常の設定温度Ｔｓ１であると、検出温度Ｔｏ１の低下に伴いａルートの流量比率が高まり、最終的には全水量が熱交換器６０の影響を受けてしまう。そこで、検出温度Ｔｍ１の目標温度をミキシング弁６８のａルートとｂルートのミキシングが行われる温度にする。つまり、検出温度Ｔｍ１に対し、設定温度Ｔｓ１から設定温度Ｔｓ２（＜Ｔｓ１）に変更する。この設定温度Ｔｓ２は設定温度Ｔｓ１より低い温度であればよく、たとえば、Ｔｏ１＝（Ｔ１−５〔℃〕）に制御されていると、第１に、設定温度Ｔｓ２＝（Ｔｉ１＋（Ｔ１−５））／２を目標温度とすれば、ミキシング弁６８の開度が調整され、各ポートａ、ｂのそれぞれに５０〔％〕の流量となる。この結果、ａルート側に給水Ｗが流れることによる圧力損失を低減することができる。
【００３３】
第２に、目標温度を設定温度Ｔｓ２＝（Ｔｉ１＋Ｔｉ１＋（Ｔ１−５））／３のように検出温度Ｔｉ１の値寄りに設定すれば、ミキシング弁６８のｂルート側に流れる流量を増加させることになり、ａルート側に流れる給水Ｗの圧力損失をさらに低減できる。
このように、設定温度Ｔｓ１を設定温度Ｔｓ２に変更するだけで、ミキシング弁６８の制御形態を変更する必要がない。このため、ソフトウェアの再設計は不要である。
この場合、バックアップ給湯ユニット４６側では、循環ポンプ９６を駆動し、バーナー１０２を燃焼させ、検出温度Ｔｊ＝８０〔℃〕に制御する。検出温度Ｔｉ２は、設定温度Ｔｓ１より低いので、検出温度Ｔｏ２≒８０〔℃〕とミキシングし、検出温度Ｔｍ２が設定温度Ｔｓ１になるように、ミキシング弁８８の開度制御を行う。
このとき、検出温度Ｔｉ２は検出温度Ｔｏ２より設定温度Ｔｓ１に近いため、ミキシング弁８８のポートｃ側流量、ポートｄ側流量は、ポートｃ側流量＜ポートｄ側流量となる。
【００３４】
たとえば、設定温度Ｔｓ１＝４０〔℃〕、検出温度Ｔｉ１＝２０〔℃〕の場合、検出温度Ｔ１＝４０〔℃〕とすると、検出温度Ｔｏ１＝３５〔℃〕となる。
ここで、設定温度Ｔｓ２は、
（Ｔｉ１＋Ｔ１−５）／２＝（２０＋３５）／２＝２７．５〔℃〕
となり、検出温度Ｔｍ１の目標温度を設定温度Ｔｓ１より設定温度Ｔｓ２に変更すれば、ミキシング弁６８のａ側流量、ｂ側流量は、ａ側流量：ｂ側流量＝５０：５０となり、検出温度Ｔｍ１＝２７．５〔℃〕となる。
検出温度Ｔｉ２は２７．５〔℃〕であるから、検出温度Ｔｏ２≒８０〔℃〕の温水ＨＷとミキシングし、検出温度Ｔｍ２を４０〔℃〕に制御すると、ミキシング弁８８のポートｃ側流量、ポートｄ側流量は、ポートｃ側流量：ポートｄ側流量≒２４：７６となる。したがって、全水量の５０〔％〕が熱交換器６０の影響を受け、全水量の２４〔％〕程度が熱交換器８０の影響を受けることになる。これにより、熱交換器６０、８０による圧力損失が低減される。
【００３５】
＜熱媒ＭＥ１による熱交換不可の場合＞
図８のＣは、熱媒ＭＥ１による熱交換不可の場合の動作を示している。図８のＣにおいて、太線は給水Ｗ、熱媒ＭＥ２の流動を示している。
熱媒ＭＥ１による熱交換不可の場合、給湯ユニット４４では蓄熱が低く、給湯のための熱交換に利用できないため、ミキシング弁６８はポートｂ側に１００〔％〕の給水Ｗを流すように制御し、与熱ポンプ６４は停止状態とする。この場合、検出温度Ｔｍ１は検出温度Ｔｉ１になる。
【００３６】
バックアップ給湯ユニット４６では、循環ポンプ９６を駆動し、バーナー１０２を燃焼させ、検出温度Ｔｊ＝８０〔℃〕に制御する。
検出温度Ｔｉ２は設定温度Ｔｓ１未満であるから、検出温度Ｔｏ２≒８０〔℃〕の温水ＨＷとミキシングし、検出温度Ｔｍ２が設定温度Ｔｓ１になるように、ミキシング弁８８の開度の制御を行う。
検出温度Ｔｉ２は検出温度Ｔｏ２より設定温度Ｔｓ１に近いため、ミキシング弁８８のポートｃ側流量、ポートｄ側流量の比率は、ポートｃ側流量＜ポートｄ側流量となる。
【００３７】
たとえば、設定温度Ｔｓ１＝４０〔℃〕、検出温度Ｔｉ１＝２０〔℃〕では、検出温度Ｔ１＝２０〔℃〕とすれば、与熱ポンプ６４は停止状態となる。
このとき、ミキシング弁６８のポートａ側流量、ポートｂ側流量の比率は、ポートａ側流量：ポートｂ側流量＝０：１となる。このとき、ポートｂ側に全流量の１００〔％〕が流れる。
検出温度Ｔｉ２＝Ｔｍ１＝Ｔｉ１＝２０〔℃〕なので、検出温度Ｔｏ２≒８０〔℃〕とミキシングし、検出温度Ｔｍ２を設定温度Ｔｓ１＝４０〔℃〕に制御すると、ミキシング弁８８のポートｃ側流量、ポートｄ側流量の比率は、ポートｃ側流量：ポートｄ側流量≒１：２となる。
したがって、全水量の１／３が熱交換器８０の影響を受け、熱交換器６０による圧力損失は発生しない。
【００３８】
＜給湯システム２の制御＞
図９は、給湯システム２の制御の処理手順を示している。この制御にはリモコン制御部１１０、電池制御部１０４、給湯ユニット制御部１０６およびバックアップ制御部１０８の各制御が含まれ、各制御が連係して実行される。
リモコン制御部１１０ではイニシャライズ（Ｓ１０１）の後、入力受付処理（Ｓ１０２）、表示出力処理（Ｓ１０３）が繰り返し実行される。表示出力処理では電池制御部１０４、給湯ユニット制御部１０６またはバックアップ制御部１０８で得られる状態情報をＬＣＤ（Liquid Crystal Display）に表示する。
【００３９】
電池制御部１０４ではイニシャライズ（Ｓ１０４）の後、入力受付処理（Ｓ１０２）により運転スイッチのＯＮ／ＯＦＦを受け、図１０に示す熱回収処理（Ｓ１０５）に移行し、この熱回収処理で得られる状態情報をリモコン制御部１１０に提供する。
給湯ユニット制御部１０６ではイニシャライズ（Ｓ１０６）の後、入力受付処理（Ｓ１０２）により設定温度Ｔｓ１の指示を受け、図１１に示す給湯処理（Ｓ１０７）に移行し、この給湯処理で得られる状態情報をリモコン制御部１１０に提供する。
バックアップ制御部１０８ではイニシャライズ（Ｓ１０８）の後、入力受付処理（Ｓ１０２）により設定温度Ｔｓ１の指示を受け、図１２に示すバックアップ給湯処理（Ｓ１０９）に移行し、このバックアップ給湯処理で得られる状態情報をリモコン制御部１１０に提供する。
【００４０】
＜熱回収処理＞
図１０は、電池制御部１０４による熱回収処理の処理手順を示している。この処理手順ではリモコン制御部１１０の入力受付処理（Ｓ１０２）の運転スイッチの操作を監視し（Ｓ２０１）、運転スイッチ＝ＯＮであれば（Ｓ２０１のＹＥＳ）、燃料電池４８を駆動し（Ｓ２０２）、温度センサー５８の出力温度がたとえば、７５〔℃〕になるように循環ポンプ５２の回転を制御する（Ｓ２０３）。
運転スイッチ＝ＯＦＦであれば（Ｓ２０１のＮＯ）、燃料電池４８を停止し（Ｓ２０４）、循環ポンプ５２を停止させる（Ｓ２０５）。
【００４１】
＜給湯処理＞
図１１は、給湯ユニット４４の給湯処理の処理手順を示している。この処理手順では、給湯使用か否かを判断し（Ｓ３０１）、給湯使用でなければ（Ｓ３０１のＮＯ）、与熱ポンプ６４を停止し（Ｓ３０２）、この処理を終了する。
給湯使用であれば（Ｓ３０１のＹＥＳ）、検出温度Ｔ１が設定温度Ｔｓ１の供給が可能な温度以上であるかを判断する（Ｓ３０３）。検出温度Ｔ１が設定温度Ｔｓ１の供給が可能な温度以上であれば（Ｓ３０３のＹＥＳ）、図８のＡに示す給湯処理を実行する（Ｓ３０４）。この処理では、検出温度Ｔｏ１が設定温度Ｔｓ１より一定温度ΔＴ１たとえば、６〔℃〕だけ高い温度（＝設定温度Ｔｓ１＋ΔＴ１）になるように与熱ポンプ６４の回転を制御し（Ｓ３０５）、同時に検出温度Ｔｍ１が設定温度Ｔｓ１になるようにミキシング弁６８の開度を制御する（Ｓ３０６）。
【００４２】
検出温度Ｔ１が設定温度Ｔｓ１の供給が可能な温度以上でなければ（Ｓ３０３のＮＯ）、検出温度Ｔ１が給水温度より一定温度ΔＴ２たとえば、５〔℃〕だけ高い温度（＝給水温度＋ΔＴ２）を超えているかを判断する（Ｓ３０７）。検出温度Ｔ１が温度（＝給水温度＋ΔＴ２）を超えていれば（Ｓ３０７のＹＥＳ）、図８のＢに示す給湯処理を実行する（Ｓ３０８）。
この処理では、検出温度Ｔｏ１が検出温度Ｔ１より一定温度ΔＴ２たとえば、５〔℃〕だけ低い温度（＝Ｔ１温度−ΔＴ２）になるように与熱ポンプ６４の回転を制御し（Ｓ３０９）、同時に検出温度Ｔｍ１の目標温度を算出する（Ｓ３１０）。
この処理では、検出温度Ｔｏ１（＝Ｔ１−ΔＴ２）と給水Ｗの検出温度Ｔｉ１より目標温度を算出する。たとえば、第１の目標温度として（Ｔｏ１＋Ｔｉ１）／２、または第２の目標温度として（Ｔｏ１＋Ｔｉ１＋Ｔｉ１）／３とすればよい。
そして、これらいずれかの目標温度が得られるように、ミキシング弁６８の制御を行う（Ｓ３１１）。
【００４３】
Ｓ３０７において、検出温度Ｔ１が温度（＝給水温度＋ΔＴ）以下であれば（Ｓ３０７のＮＯ）、図８のＣに示す処理を実行する（Ｓ３１２）。この処理では、与熱ポンプ６４を停止させ（Ｓ３１３）、ポートｂに１００〔％〕の流水が得られるようにミキシング弁６８を制御する（Ｓ３１４）。
【００４４】
＜バックアップ給湯処理＞
図１２は、バックアップ給湯処理の処理手順を示している。この処理手順では、給湯使用か否かを判断する（Ｓ８０１）。この判断は水量センサー８５の検出水量により判断すればよい。
給湯使用でなければ（Ｓ８０１のＮＯ）、給湯動作を停止し（Ｓ８０２）、このバックアップ給湯処理を終了する。
給湯使用であれば（Ｓ８０１のＹＥＳ）、検出温度Ｔｉ２が設定温度Ｔｓ１より低いかを判断する（Ｓ８０３）。検出温度Ｔｉ２が設定温度Ｔｓ１より低ければ（Ｓ８０３のＹＥＳ）、給水加熱に移行し、必要熱量に応じた回転数で循環ポンプ９６を動作させる（Ｓ８０４）。このとき、検出温度Ｔｊが所定温度たとえば、８０〔℃〕になるようにバーナー１０２の燃焼を制御する（Ｓ８０５）。同時に検出温度Ｔｍ２が設定温度Ｔｓ１になるようにミキシング弁８８の開度比率を制御する（Ｓ８０６）。
検出温度Ｔｉ２が設定温度Ｔｓ１以上であれば（Ｓ８０３のＮＯ）、加熱動作を停止し、ポートｄ側に１００〔％〕の水量となるように、ミキシング弁８８の開度比率を制御する。
【００４５】
＜熱交換器側流量比率と圧力損失の関係＞
図１３は、熱交換器６０側の流量比率に対する圧力損失の関係を示している。この圧力損失の関係は、全流量として１６〔リットル／ｍｉｎ〕を流した場合である。この関係からすれば、流量が増加すれば、二次関数的に圧力損失も増加している。尚、０〔％〕の流量であっても、圧力損失があるのは、給湯ユニット４４の給水口と給湯口間にて測定を行っているため、共通経路及びバイパス管１６側の圧力損失のためである。
斯かる関係は熱交換器６０の特性であるが、バックアップ給湯ユニット４６側の熱交換器８０においても、熱交換器６０と同一仕様であれば、同様の傾向となる。
【００４６】
＜実施例１の効果＞
この実施例１によれば、次の効果が得られる。
(1) 蓄熱タンク８の蓄熱に応じてその熱量を給湯に利用することができる。
(2) 蓄熱が低く、給湯に利用できない場合には給湯ユニット４４を通過させた給水Ｗをバックアップ給湯ユニット４６で設定温度Ｔｓ１まで加熱し、設定温度Ｔｓ１での給湯が可能である。
(3) 設定温度Ｔｓ１まで給水Ｗを昇温させることができないが、ある程度の熱交換が可能な蓄熱では、熱交換器６０に流す給水量を抑え、圧力損失の低減や与熱ポンプ６４の回転数を抑制し、効率的な蓄熱利用を図ることができる。
【００４７】
(4) 蓄熱が低い場合、強制的な熱媒循環を回避でき、蓄熱タンク８の成層状態を乱すことがない。
(5) ミキシング弁６８の開度比率と流量比率は一般的に比例関係にない。これは、圧力損失が高いポート側が流れにくくなることによる。これは、開度制御では流量が少ない場合、熱交換器６０側の流量比率が低下することが想定される。換言すれば、このような現象を想定すると、蓄熱タンク８の蓄熱の利用率が低下するが、斯かる制御では、熱交換器６０側に流れる流量が補償され、蓄熱の有効利用が図られる。
【実施例２】
【００４８】
図１４は、実施例２に係る給湯システムを示している。実施例１では給湯ユニット４４に蓄熱タンク８を設置したが、図１５に示すように、給湯ユニット４４から蓄熱タンク８を除き、蓄熱タンク８を備えたタンクユニット４３、蓄熱タンク８が除かれた給湯ユニット４５を以て構成しても同様の制御が可能である。
【実施例３】
【００４９】
図１５は、実施例３に係る給湯システムを示している。実施例２では給湯ユニット４５とバックアップ給湯ユニット４６を別個に構成したが、図１６に示すように、給湯ユニット４５とバックアップ給湯ユニット４６を一体化した給湯ユニット４７を構成しても同様の制御が可能である。
【実施例４】
【００５０】
上記実施例では給湯ユニット４４とバックアップ給湯ユニット４６を独立した構成としたが、給湯ユニット４４、バックアップ給湯ユニット４６および各制御部を一体にした給湯装置として構成してもよい。
【００５１】
〔他の実施の形態〕
(1) 上記実施の形態では、水量調整部１２にミキシング弁Ｍ１を備える構成、水量調整部３８にミキシング弁Ｍ２を備える構成を例示しているが、バイパス管１６に比例弁を備えて流量を調整してもよい。
(2) 熱媒ＭＥ１の熱源として燃料電池４８を例示しているが、エンジンなどの排熱源であってもよい。
(3) 熱媒ＭＥ２の熱源にバーナー１０２を用いているが、電熱などの他の熱源を用いてもよい。
(4) メモリ部１２２、１３０には設定温度Ｔｓ１、Ｔｓ２を個別に格納する格納部を備えてよい。
(5) 上記実施例では、設定温度Ｔｓ１から設定温度Ｔｓ２に切り替えられた際、補助加熱部６から設定温度Ｔｓ１の温水ＨＷを出湯しているがこれに限定されない。設定温度Ｔｓ１より高いまたは低い温度の温水ＨＷを補助加熱部６から出湯させてもよい。
(6) 出湯温度の制御について、温度センサー２４の検出温度を用いて設定温度Ｔｓ１に出湯温度を制御してもよいし、温度センサー９２の検出温度を用いて設定温度Ｔｓ１に出湯温度を制御してもよい。後者の場合、給湯ユニット４４、４５からバックアップ給湯ユニット４６に至る配管が長い場合など、バックアップ給湯ユニット４６の補助加熱によって、給湯ユニット４４、４５からの温水ＨＷの温度低下をバックアップすることができる。
【００５２】
以上説明したように、本発明の最も好ましい実施の形態等について説明した。本発明は、上記記載に限定されるものではない。特許請求の範囲に記載され、または発明を実施するための形態に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能である。斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明によれば、排熱などを熱媒により蓄熱し、その熱媒の蓄熱に応じて給湯制御を行い、この給湯制御では熱交換器に流れる水量を蓄熱に応じて制御するとともに、蓄熱が低い場合には熱交換器に流れる水量を低減することにより、圧力損失や循環のための電力損失などを低減でき、蓄熱タンクの成層蓄熱を乱すことがないなどの優れた効果が得られ、有益である。
【符号の説明】
【００５４】
２  給湯システム
４  給湯部
６  補助加熱部
８  蓄熱タンク
１０  熱交換器
１２  水量調整部
１４  給水管
１６  バイパス管
１８  出湯管
２０  制御部
２２  温度センサー
２４  温度センサー
２６、２８  熱交換器
３０  給水管
３２  温度センサー
３４  熱源
３６  バイパス管
３８  水量調整部
４０  出湯管
４２  燃料電池ユニット
４４、４５、４７  給湯ユニット
４６  バックアップ給湯ユニット
４８  燃料電池
５０  熱交換器
５２  循環ポンプ
５４  循環路
５６、５８  温度センサー
６０  プレート熱交換器
６２  循環路
６４  与熱ポンプ
６６  温度センサー
６８  ミキシング弁
７０  水量センサー
７２  温度センサー
７４  水制御弁
７６、７８  温度センサー
８０  プレート熱交換器
８２  熱交換器
８４  温度センサー
８５  水量センサー
８６  水制御弁
８８  ミキシング弁
９０、９２  温度センサー
９４  循環路
９６  循環ポンプ
９８  開放タンク
１００  温度センサー
１０２  バーナー
１０４  電池制御部
１０６  給湯ユニット制御部
１０８  バックアップ制御部
１１０  リモコン制御部
１１２、１２０、１２８  プロセッサ
１１４、１２２、１３０  メモリ部
１１６、１２４、１３２  入出力部（Ｉ／Ｏ）
１１８、１２６、１３４  システム通信部
【図１】
2019078513.tif 000003
【図２】
2019078513.tif 000004
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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