(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源としてのヒートポンプと該ヒートポンプにより昇温された湯を溜める貯湯タンクを有するヒートポンプ給湯ユニット、及び熱源としての太陽光集熱器と該太陽光集熱器により昇温された湯を溜める貯湯タンクを有する太陽光給湯ユニットを有するハイブリッド給湯システムにおいて、
前記給湯ユニットの各々は自給湯ユニットを制御すると共に自給湯ユニットの熱源の運転状態と自給湯ユニットの貯湯タンク内の湯温とに基づいて自給湯ユニットの沸上げ効率を算出して把握する制御部を備え、
前記制御部の各々は互いに通信することにより、他給湯ユニットの沸上げ効率を把握し、前記ヒートポンプ給湯ユニットから前記太陽光給湯ユニットへと湯沸かし運転を移行するときに、前記ヒートポンプ給湯ユニットの制御部は、前記太陽光給湯ユニットの沸上げ効率が所定の値に達したことを検知したタイミングで自給湯ユニットの運転を停止すると共に、太陽光給湯ユニットの出湯を開始させることを特徴とするハイブリッド給湯システム。
【請求項２】
前記制御部は、他給湯ユニットの制御部、及び／又は本ハイブリッド給湯システム外の
制御装置からの制御命令を受け、その制御命令に従って自給湯ユニットを制御することを
特徴とする請求項１に記載のハイブリッド給湯システム。
【請求項３】
前記制御部の各々は、有線又は無線により接続され、統一されたプロトコルに従って通
信することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のハイブリッド給湯システム。
【請求項４】
前記制御部は、把握した他給湯ユニットの状態に基づいて、システム全体の給湯効率が
向上するように自給湯ユニットを制御することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいず
れか１項に記載のハイブリッド給湯システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はハイブリッド給湯システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
熱源が、ヒートポンプ、太陽光集熱器、ガス加熱器、石油加熱器などの異なったもので
構成されたハイブリッド給湯システムが知られている。例えば、熱源としてヒートポンプ
と太陽光集熱器を備えたものでは、夜間において安価な電気を利用してヒートポンプ熱源
を駆動して温湯を作り、昼間には太陽光集熱器を熱源として温湯を作るといった熱源の切
替え制御によって、低コストで温湯が供給できるようにしている。
【０００３】
複数の貯湯タンクを備えるヒートポンプ式給湯装置においては、いずれかのタンク内の
湯温が低下した場合に、出湯するタンクと沸上げるタンクを順に切り替えることにより連
続して出湯ができるように構成したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２２１６７３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、ハイブリッド給湯システムでは、エネルギー運転コストを低くするために、
所定のタイミングで熱源の切替えが行われるが、従来では、切替えのタイミングが、切替
え先の熱源の状態に関わらず、予め決められたタイムスケジュールに従って行われるので
、熱源を切替えたときに、供給される湯の量が減少するとか、温度が低下するといった不
具合が生じる虞があった。
【０００６】
具体的には、夜間にヒートポンプを熱源として使用し、昼間に太陽光集熱器を熱源とし
て使用するシステムの場合、例えば、午前中のある一定の時刻に熱源をヒートポンプから
太陽光集熱器に切替えるようにすると、天候の不順などによって太陽光集熱器で得られる
熱量が所定量に達していない場合には、熱源を切替えた後に湯温が低下したり、給湯が停
止してしまうこと（湯切れ）がある。
【０００７】
上記不具合が生じないようにするために、システムの管理者が切替えるべき熱源の状態
を検査し、その検査時に所定の熱量が得られる状態にあるときに手動により切替えること
が考えられる。しかしながら、この方法では、システム管理者の負担になるうえに、管理
者が検査を行う時に、切替え先の熱源の状態が所定の状態に達していない場合（例えば、
太陽光による集熱がまだ十分ではない場合）には、時間をあけてあらためて検査をしなけ
ればならない。また、切替え先の熱源が既に所定の熱量を得られる状態に達している場合
には、切替えタイミングが遅れたことになり、高いエネルギー効率が得られない。
【０００８】
そこで、本発明は、上記課題を解決するものであり、熱源がそれぞれ異なる複数の給湯
ユニットを有するハイブリッド給湯システムにおいて、人手により熱源の状態を検査する
といった労力を必要とせず、湯切れなどのトラブルを起こすことなく適正なタイミングで
熱源を切替えることができ、しかもシステム全体のエネルギー効率を容易に向上すること
ができるハイブリッド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】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、熱源としてのヒートポンプと該ヒートポンプにより昇温された湯を溜める貯湯タンクを有するヒートポンプ給湯ユニット、及び熱源としての太陽光集熱器と該太陽光集熱器により昇温された湯を溜める貯湯タンクを有する太陽光給湯ユニットを有するハイブリッド給湯システムにおいて、前記給湯ユニットの各々は自給湯ユニットを制御すると共に自給湯ユニットの熱源の運転状態と自給湯ユニットの貯湯タンク内の湯温とに基づいて自給湯ユニットの沸上げ効率を算出して把握する制御部を備え、前記制御部の各々は互いに通信することにより、他給湯ユニットの沸上げ効率を把握し、前記ヒートポンプ給湯ユニットから前記太陽光給湯ユニットへと湯沸かし運転を移行するときに、前記ヒートポンプ給湯ユニットの制御部は、前記太陽光給湯ユニットの沸上げ効率が所定の値に達したことを検知したタイミングで自給湯ユニットの運転を停止すると共に、太陽光給湯ユニットの出湯を開始させることを特徴とする。
【００１０】
前記制御部は、他給湯ユニットの制御部、及び／又は本ハイブリッド給湯システム外の
制御装置からの制御命令を受け、その制御命令に従って自給湯ユニットを制御するもので
あることが好ましい。
【００１１】
前記制御部の各々は、有線又は無線により接続され、統一されたプロトコルに従って通
信するものであることが好ましい。
【００１２】
前記制御部は、把握した他給湯ユニットの状態に基づいて、システム全体の給湯効率が
向上するように自給湯ユニットを制御するものであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本願発明によれば、制御部の各々が通信することにより他の給湯ユニットの状態を把握
するので、適正なタイミングで熱源を切替えることができ、給湯温の低下や湯切れを防止
することができ、また、エネルギー効率を容易に向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るハイブリッド給湯システムのブロック図。
【図２】本発明の第２の実施形態に係るハイブリッド給湯システムのブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態に係るハイブリッド給湯システムについて、図１を参照
して説明する。本実施形態のハイブリッド給湯システム１は、ヒートポンプ２を熱源とす
るヒートポンプ給湯ユニット３と、太陽光集熱器４を熱源とする太陽光給湯ユニット５と
、ガス給湯器６を熱源とするガス給湯ユニット７と、を備える。
【００１６】
各給湯ユニット３、５、７からの出湯が管寄せ配管８を経て、レストランの厨房施設や
ホテル・宿泊施設の入浴設備などの温湯使用設備に供給されるようになっている。
【００１７】
ヒートポンプ給湯ユニット３は、ヒートポンプ２により昇温された湯を溜める貯湯タン
ク１１と、温度センサ１２を介して貯湯タンク１１内の湯温を検知し、検知した湯温に基
づいてヒートポンプ２の運転を発停制御したり、常温水の供給配管１３の電磁弁１４、出
湯配管１５の電磁弁１６などの弁の開閉を制御する制御部１７と、を備えている。なお、
ヒートポンプ２は、自然冷媒（二酸化炭素）を使用した高効率なものであり、ヒートポン
プ給湯ユニット３の沸上げ効率を向上させることに寄与している。
【００１８】
制御部１７は、マイクロコンピュータ（以下、マイコンという）１７ａと送受信部１７
ｂを備える。マイコン１７ａは、ヒートポンプ２の運転状態や貯湯タンク１１内の湯温な
どに基づいて自給湯ユニット３の沸上げ状況を把握し、さらに沸上げ効率を算出する。ま
た、送受信部１７ｂは、マイコン１７ａが把握した自給湯ユニット３の状態を所定の統一
されたプロトコルに従って、他の給湯ユニット５、７へ送信する。
【００１９】
太陽光給湯ユニット５は、太陽光集熱器４により昇温された湯を溜める貯湯タンク２１
と、温度センサ２２を介して貯湯タンク２１内の湯温を検知し、検知した湯温に基づいて
太陽光集熱器４の運転を制御したり、常温水の供給配管２３の電磁弁２４、出湯配管２５
の電磁弁２６などの弁の開閉を制御する制御部２７と、を備えている。
【００２０】
制御部２７は、制御部１７と同様の構造であり、マイコン２７ａと送受信部２７ｂを備
える。マイコン２７ａは、太陽光集熱器４の運転状態や貯湯タンク２１内の湯温などに基
づいて自給湯ユニット５の沸上げ状況を把握し、さらに沸上げ効率を算出する。送受信部
２７ｂは、マイコン２７ａが把握した自給湯ユニット５の状態を前記と同一のプロトコル
に従って、他の給湯ユニット３、７へ送信する。
【００２１】
ガス給湯ユニット７は、温度センサ３１を介してガス給湯器６内の湯温を検知し、検知
した湯温に基づいてガス給湯器６の運転を制御したり、常温水の供給配管３２の電磁弁３
３、出湯配管３４の電磁弁３５の開閉を制御する制御部３７と、を備えている。
【００２２】
制御部３７は、制御部１７、２７と同様の構造であり、マイコン３７ａと送受信部３７
ｂを備える。マイコン３７ａは、ガス給湯器６の運転状態や湯温などに基づいて自給湯ユ
ニット７の沸上げ状況を把握し、さらに沸上げ効率を算出する。送受信部３７ｂは、マイ
コン３７ａが把握した自給湯ユニット７の状態を前記と同一のプロトコルに従って、他の
給湯ユニット３、５へ送信する。
【００２３】
送受信部１７ｂ、２７ｂ、３７ｂは、光ファイバーなどの通信線４１を介して有線接続
されている。制御部１７、２７、３７が通信線４１を介して互いに通信する情報としては
、熱源の運転状況、沸上げ効率の他に、例えば、タンク内の湯の温度情報、熱源の故障な
どにより給湯ユニットが運転不能になっていないかどうかといった死活情報、熱源への駆
動電力が正常に供給されているかどうかといった電力情報、及び他給湯ユニットを制御す
るための制御情報が含まれる。
【００２４】
次に、本ハイブリッド給湯システム１の動作について説明する。ヒートポンプ給湯ユニ
ット３は主に夜間に稼働して貯湯タンク１１に湯を溜め、太陽光給湯ユニット５は昼間に
稼働し、ガス給湯ユニット７は主に冬場において補助的に稼働するものとする。
【００２５】
いま、ヒートポンプ給湯ユニット３が稼働中であるときに、制御部１７は、制御部２７
から種々の情報を逐次受信し、太陽光給湯ユニット５の状態を把握する。そして、太陽光
給湯ユニット５が故障しておらず正常に運転しており、沸上げ効率が所定の値に達したタ
イミングで、自給湯ユニット３の運転を停止すると共に、制御部２７へ制御情報を送信し
て太陽光給湯ユニット５からの出湯を開始させる。太陽光給湯ユニット５は、受信した制
御情報に応じて電磁弁２６を開けるなどの自給湯ユニット５の出湯動作を制御する。これ
により、エネルギー効率が向上し、熱源を切替えた後に湯温の低下や湯切れが生じること
もない。
【００２６】
また、太陽光給湯ユニット５が出湯を開始した後に、天候不順などにより湯温が低下し
たり、沸上げ効率が低下した場合には、制御部同士１７、２７の通信により、ヒートポン
プ給湯ユニット３の状態が良好であることを確認したうえで、ヒートポンプ給湯ユニット
３へ制御情報を送信してヒートポンプ給湯ユニット３の運転を再開させることができる。
【００２７】
さらに、冬場においてヒートポンプ給湯ユニット３の沸上げ効率が所定の値より低い場
合などでは、太陽光給湯ユニット５の制御部２７は、ガス給湯ユニット７の制御部３７と
通信して、ヒートポンプ給湯ユニット３の運転に併せてガス給湯ユニット７の運転を開始
させることも可能である。これにより、ヒートポンプ２と太陽光集熱器４では十分な熱量
を得ることが難しい冬場においても、熱源を切替えた後の湯温の低下や湯切れを防止する
ことができる。
【００２８】
制御部１７、２７、３７が、切替え先の給湯ユニットを選択する条件としては、沸上げ
効率だけではなく、配管の経路や、配管からの放熱を考慮することが好ましい。具体的に
は、例えば、本実施形態の場合、管寄せ配管８の長さが、太陽光給湯ユニット５よりもガ
ス給湯ユニット７の方が長くなっているので、ガス給湯ユニット７からの出湯の方が太陽
光給湯ユニット５からの出湯よりも管寄せ配管８を通る過程での放熱量が大きい。このこ
とから、仮に両給湯ユニット５、７の沸上げ効率が同等である場合には、太陽光給湯ユニ
ット５を切替え先の給湯ユニットとして選択する。
【００２９】
また、仮にガス給湯ユニット７の方が太陽光給湯ユニット５よりも高い沸上げ効率であ
る場合には、その沸上げ効率の差が、熱換算したときの放熱量の差を上回る場合に、ガス
給湯ユニット７を切替え先の給湯ユニットとして選択する。
【００３０】
上記動作説明は、各給湯ユニット３、５、７の制御部１７、２７、３７にマスター、ス
レーブの関係がない場合のものであったが、例えば、ヒートポンプ給湯ユニット３の制御
部１７がマスターであり、他の給湯ユニット５、７の制御部２７、３７がスレーブであっ
てもよい。この場合には、ヒートポンプ給湯ユニット３の制御部１７が他の給湯ユニット
５、７の状態を集中的に把握し、制御部１７だけが制御情報を送信して他の給湯ユニット
５、７を制御する。
【００３１】
さらに、本ハイブリッド給湯システム１では、制御部１７、２７、３７同士の通信が統
一されたプロトコルにより行われるので、通信線４１に後付けで別の装置（例えば、制御
部へのデータ入力装置）を接続することが容易である。
【００３２】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係るハイブリッド給湯システムについて、図２を参照して説
明する。本ハイブリッド給湯システム１の構成と動作は、第１の実施形態と略同一であり
、制御部１７、２７、３７同士の通信が無線で行われる点と、制御部１７、２７、３７が
マスター制御ユニット５０に接続されている点が異なる。同一の構成については同一の番
号を付して説明を省略する。
【００３３】
本ハイブリッド給湯システム１では、制御部１７、２７、３７の送受信部１７ｂ、２７
ｂ、３７ｂがアンテナ１７ｃ、２７ｃ、３７ｃを有して無線送受信が可能なものになって
いる。これにより、有線による場合よりも、各給湯ユニット３、５、７の配置の自由度が
増し、全体をコンパクトにすることができる。制御部１７、２７、３７間の通信は統一さ
れたプロトコルに従って行われる。
【００３４】
マスター制御ユニット５０は、例えば、レストランや宿泊施設の全体の管理システムの
一部を構成するものであり、マイコン５０ａ、送受信部５０ｂ、及び入力部５０ｃを備え
る。送受信部５０ｂは、光ファイバーなどの通信線５１を介して制御部１７、２７、３７
の各送受信部１７ｂ、２７ｂ、３７ｂに有線接続されている。この通信線５１を介して行
われるマスター制御ユニット５０と各制御部１７、２７、３７との通信も制御部１７、２
７、３７同士における通信プロトコルと同一のプロトコルで行われる。
【００３５】
システムの管理者が、入力部５０ｃを操作して、供給する湯の温度や量などの管理情報
を入力すると、マイコン５０ａが、その管理情報を記憶し、送受信部５０ｂを介して各制
御部１７、２７、３７へ送信する。各制御部１７、２７、３７は、給湯ユニット３、５、
７の状態が管理情報に近づくように制御する。
【００３６】
また、制御部１７、２７、３７が把握している自給湯ユニット３、５、７の状態を通信
線５１を介してマスター制御ユニット５０へ逐次送信し、マスター制御ユニット５０に設
けられた表示部（不図示）に表示するようにしてもよい。この場合には、管理者は、ハイ
ブリッド給湯システム１が設置された機械室ではなく、マスター制御ユニット５０が設置
された事務所などのより職場に近い場所でハイブリッド給湯システム１を管理することが
できる。
【００３７】
以上のように、本実施形態のハイブリッド給湯システム１では、制御部１７、２７、３
７の各々が通信することにより他の給湯ユニット３、５、７の状態を把握するので、適正
なタイミングで熱源を切替えることができ、切替えたときの給湯温の低下や湯切れを防止
することができ、エネルギー効率を向上することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１  ハイブリッド給湯システム
２  ヒートポンプ（熱源）
３  ヒートポンプ給湯ユニット
４  太陽光集熱器（熱源）
５  太陽光給湯ユニット
６  ガス給湯器（熱源）
７  ガス給湯ユニット
１７  制御部
２７  制御部
３７  制御部
５０  マスター制御ユニット（制御装置）
【図１】
0005720002.tif 000002
【図２】
0005720002.tif 000003