JP2010019528A - 給湯システム - Google Patents

Abstract

【課題】システム全体として一層の省エネルギー化が図れる給湯システムを提供すること。
【解決手段】本給湯システムは、電力会社の電力系統４５からの系統電力および太陽光発電パネル４０で得られる系統外電力を充電するとともに、放電する電池４ａからなる蓄電手段４と、蓄電手段４の充放電を制御するとともに、系統電力、系統外電力、および蓄電手段４から放電された電力の少なくともいずれかを入力し、電圧の異なる複数の交流出力および電圧の異なる複数の直流出力として出力することが可能なＰＣＳ６と、内部に流体が充填されて給湯用の熱量を蓄えるタンクと、ＰＣＳ６からの出力によりタンク内に蓄える流体を加熱するヒートポンプユニット１と、タンク内の流体を流通させることにより流体の有する熱量を移動させてＰＣＳ６の温度を調節する熱交換器と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、電力会社から供給される系統電力および自然エネルギーで発電された系統外電力により加熱手段を運転可能な給湯システムに関する。

従来技術として、下記特許文献１に開示された給湯システムがある。この給湯システムは、電力会社からの電力もしくは太陽電池から得られた電力を蓄電する蓄電池を備えた電力供給システムから給電されて運転されるようになっている。

この給湯システムの電力供給システムでは、電力会社からの交流の電力はＡＣ／ＤＣ変換器にて直流に変換して蓄電池に充電し、太陽電池や蓄電池からの直流の電力をＤＣ／ＡＣ変換器にて交流に変換して、ヒートポンプ装置に供給するようになっている。また、この電力供給システムには、太陽電池や蓄電池から直流電流が得られる電力供給口も設けられている。
特開平５−９５６３９号公報

しかしながら、上記従来の給湯システムにおいては、各変換器の変換効率は例えば９０％程度であり、温度によっては更に効率が悪化するため、変換によってエネルギー損失が生じてしまう。

一方、太陽電池には、エネルギーの有効活用の観点から、可能な限り効率的な充電および放電が行われることが要求されている。充電および放電が適正に行われるためには、太陽電池の充放電や電源供給を制御する電力制御機器が適切な温度環境で使用されることが望まれる。

このように従来の給湯システムでは、電流変換効率および電力制御機器の運転環境の観点から、太陽光発電から得られる電力をシステム全体として十分に有効活用できていないという問題がある。

そこで、本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、その目的はシステム全体として一層の省エネルギー化が図れる給湯システムを提供することである。

上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。

すなわち、給湯システムに係る第１の発明は、
内部に流体が充填されて給湯用の熱量を蓄えるタンク（３）と、
電力会社の電力系統から供給される系統電力、および、自然エネルギーで発電された系統電力とは異なる系統外電力を充電することが可能であるとともに、放電することが可能な電池（４ａ）からなる蓄電手段（４）と、
蓄電手段の充放電を制御するとともに、系統電力、系統外電力、および蓄電手段から放電された電力の少なくともいずれかを入力し、電圧の異なる複数の交流出力および電圧の異なる複数の直流出力として出力することが可能な電力制御手段（６）と、
電力制御手段からの出力によりタンク内に蓄える流体を加熱する加熱手段（１）と、
タンク内の流体を流通させることにより流体の有する熱量を移動させて電力制御手段の温度を調節する温度調節手段（７）と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、当該温度調節手段を備えることにより、タンク内の流体を用いて電力制御手段の温度を適正に調節することが可能となる。これにより、電力制御手段による蓄電手段の充放電、および、電圧の異なる複数の交流出力や電圧の異なる複数の直流出力の電力供給制御が適正に行われる。また、タンク内の蓄熱量は給湯用水と電力制御手段の温度制御との両方に有効活用されることから、自然界のエネルギーから得られる電力が給湯システム全体に有効に使われる。したがって、システム全体の一層の省エネルギー化が図れる給湯システムを提供できる。

また、タンクおよび電力制御手段は同一の筐体（２）内に設けられていることが好ましい。この発明によれば、電力制御手段の温度調節について、タンク内の流体が流通することによる熱量の利用に加え、タンクから放出される熱による空気を介した熱伝達も利用することができる。これにより、タンク内の蓄熱量は流体移動および空気伝播の両方に有効活用されるため、さらに給湯システムの省エネルギー化が図れる。

また、温度調節手段は、タンク内に貯えられた１次側流体が循環する１次側循環回路（３０、３３）と、電力制御手段を通過する２次側流体が循環する２次側循環回路（３４）と、１次側流体と２次側流体とを熱交換させる熱交換手段（７）と、を含むことが好ましい。

この発明によれば、給湯用水である１次側流体は、独立した１次側流路と２次側流路を介した熱交換手段によって２次側流体と熱交換されて電力制御手段の温度が調節されるため、各循環回路の流路構成を簡単化できる。また、給湯用水で直接的に電力制御手段の温度調節を行わないため、給湯用水の衛生面を確保しやすい。

さらに、電力制御手段を通過した後であって熱交換手段に流入する前の２次側流体と、タンク内に流入する前の１次側流体とを熱的に接触させる熱交換器（３９）を備えることが好ましい。

この発明によれば、上記熱交換手段で流入する前の２次側流体の熱をタンクに流入する前の１次側流体に与えることができる。これにより、加熱手段による加熱を補助することができ、加熱手段の沸き上げ出力を低減できる。したがって、さらなるシステムの省エネルギー化が図れる。

さらに、温度調節手段は、タンク内の流体を流通させることにより流体の有する熱量を移動させて蓄電手段の温度を調節し、蓄電手段はタンクとともに同一の筐体内に設けられていることが好ましい。

この発明によれば、当該温度調節手段によって、蓄電手段と電力制御手段の両方をタンク内の流体を使用して温度調節することができる。これにより、電池の温度の適正に保つことが可能となり、電池の充電効率および放電効率の向上も獲得できる。したがって、さらに給湯システム全体の省エネルギー化が図れる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示す一例である。

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

（第１実施形態）
本発明の一実施形態である第１実施形態の給湯システムについて図１を用いて説明する。図１は本実施形態の給湯システムの構成を示した模式図である。図１では、筐体２内の各部の状態がわかるように、筐体２の前面部を取り外した状態を示している。

本給湯システムは、給湯用水を作成する給湯機部と、電力を供給する電源部とで構成されており、タンク内の流体を流通させることにより当該流体の有する熱量を移動させて電池の温度を調節する温度調節手段を備えている。給湯機部は、給湯用水の供給に用いられる流体を加熱するヒートポンプ式の加熱手段であるヒートポンプユニット１と、当該加熱された流体を貯えるタンク３と、給湯用水等の経路を制御する給湯機能品部５と、からなる。電源部は、充電および放電を行う複数の電池４ａからなる蓄電手段４と、少なくとも蓄電手段４の充放電を制御する電力制御手段としてのパワーコンディショナーシステム６（以下、ＰＣＳ６とする）と、を含んでいる。そして、これらの各部は各種配管等により接続されている。

各部の作動は、システム中の各部を制御可能な制御手段であるシステム制御装置１００によって制御される。システム制御装置１００は、給湯機能品部５と同様の場所に設けられ、システム全体を制御する単一の制御装置であってもよいし、システム内の各部の制御を担当する複数の制御装置を統合する制御装置であってもよい。

本実施形態の給湯システムは、蓄電手段４、ＰＣＳ６およびタンク３が筐体２内に収納された形態である。本給湯システムは、主に一般家庭用の給湯に使用されるものである。蓄電手段４はラックに収納された複数の電池４ａの集合体であり、電力会社の電力系統から供給される系統電力を蓄えるとともに、太陽熱エネルギー、風力エネルギー、水力エネルギー等の自然界のエネルギー（以下、自然エネルギーという）から、各種発電手段を用いて得られた系統外電力を蓄える。

蓄電手段４に蓄えられた電力は、給湯装置用、住宅内の家電機器用、自動車用等に幅広く使用することができる。ＰＣＳ６は、蓄電手段４の充放電を制御するとともに、電力会社の電力系統から供給される系統電力、前述の発電手段を用いて発電された系統外電力、および蓄電手段４から放電された電力の少なくともいずれかを入力し、電圧の異なる複数の交流出力および電圧の異なる複数の直流出力として出力する制御を行なうようになっている。そして、ＰＣＳ６からの出力の一部は、タンク３内に蓄える流体を加熱するヒートポンプユニット１に供給されるようになっている。ＰＣＳ６は、蓄電手段４の充放電制御、電力の入出力制御の他、その他の住宅用設備機器の作動を制御することもできるように構成してもよい。ＰＣＳ６の構成については後で詳述する。

ヒートポンプ式給湯機は、タンク３内に蓄えられた給湯用の温水や、ヒートポンプユニット１で沸き上げられた温水を、給湯設定温度を満足する温度に調節して、台所、洗面所、浴室などへの給湯使用側端末に供給する。給湯使用側端末は、シャワー、カラン、手洗い栓などの給湯用水栓や、風呂の浴槽である。ヒートポンプユニット１は、自然エネルギーから得られる電力を使用した直流電流にて駆動される加熱装置である。

本実施形態の温度調節手段は、タンク３内に貯められた１次側流体（給湯用水）と、蓄電手段４およびＰＣＳ６を通過するように強制循環される２次側流体（ブライン）とを熱交換器７で熱交換させることにより、２次側流体を介して電池４ａやＰＣＳ６の吸熱および放熱を制御し、電池４ａやＰＣＳ６の温度調節を行う。この温度調節は、電池４ａが充電および放電を行うときに、充放電効率が効率的に行える温度帯域に電池４ａの温度を調節し、ＰＣＳ６が所定の制御機能を発揮できる適正な温度帯域にＰＣＳ６の温度を調節するものである。

蓄電手段４は、リチウム２次電池、ニッケル水素電池等からなる複数の電池４ａの集合体であり、各電池４ａは所定間隔を設けて積層されるように所定のラックに設置されている。各電池４ａは、ラックに形成される２次側流体の流路４ｂに囲まれており、当該流路４ｂを流れる２次側流体に対して熱の授受を行うようになっている。積層配置された電池４ａのうち、所定位置の複数の電池４ａには、その表面温度を検出する電池サーミスタ２３が設けられている。蓄電手段４は、例えば、系統電源から安価な深夜時間帯電力（系統電力の一例）を蓄電するとともに、必要時にヒートポンプユニット１を駆動するために、自然界のエネルギーから各種発電手段を用いて得られた電力を蓄電する。深夜時間帯電力は、蓄電手段４への蓄電と、ヒートポンプサイクルの作動との両方に使用されることになる。すなわち、深夜電力の時間帯には、蓄電手段４への蓄電と、ヒートポンプサイクルの作動によるタンク３への蓄熱とが行われる。

ヒートポンプユニット１は、冷媒として臨界温度の低い二酸化炭素を使用するヒートポンプサイクルを有しており、少なくとも圧縮機、放熱器としての水−冷媒熱交換器、可変式減圧器、蒸発器および気液分離器が閉回路を構成するように接続されている。ヒートポンプユニット１は、水−冷媒熱交換器の冷媒流路を流れる高温高圧の冷媒と、水−冷媒熱交換器の水流路を流れる水との間で熱交換を行うことにより、温水を沸き上げる。ヒートポンプユニット１は、直流電流によって駆動するＤＣ駆動式の機器である。すなわち、圧縮機および可変式減圧等が直流電流にて駆動する。システム制御装置１００は、各種サーミスタからの検出情報を受信し、内蔵されたプログラムで演算を行い、可変式減圧器や圧縮機の運転を制御する。

冷媒として二酸化炭素を使用し、ヒートポンプサイクルを超臨界ヒートポンプで構成した場合、一般的なヒートポンプサイクルよりも高温、例えば、８５℃〜９０℃程度の湯をタンク３内に蓄えることができる。ヒートポンプユニット１は、主に、タンク３内に貯まっている温水が不足しているときや料金設定の安価な深夜時間帯の深夜電力を利用してタンク３内の湯を沸き上げる沸上げ給湯運転を行う。また、ヒートポンプユニット１は、蓄電手段４に蓄えられた電力、または発電手段によって自然エネルギーから得られた電力を圧縮機等の動作に使用し、ヒートポンプサイクルを作動することもできる。

タンク３は、給湯用の流体を蓄える容器であり、耐食性に優れた金属製、例えば、ステンレス製からなる。本実施形態では、タンク３内の湯を直接給湯用水として出湯するため、タンク３に蓄えられる給湯用の流体は水である。タンク３の下部には、水道水などの市水を取り入れる給水配管（図示せず）が接続されている。

タンク３の外周部には、断熱材が設けられ、給湯用の高温水を長時間に渡って保温することができる。タンク３は縦長形状であり、タンク３内部の貯湯量および貯湯温度を検出するために高さ方向に５個並んだサーミスタからなる缶体サーミスタ２０を備えている。各水位におけるタンク３内に満たされた湯もしくは水の温度情報は、システム制御装置１００に出力される。したがって、システム制御装置１００は、缶体サーミスタ２０で検出される温度情報に基づいて、タンク３内上方の沸き上げられた湯とタンク３内下方の沸き上げられる前の水との境界位置を検出できるとともに、これにより貯湯量が検出できるようになっている。

タンク３には、タンク３内の下部とタンク３内の上部とを水−冷媒熱交換器の水流路を経由して連絡する循環配管３０が接続されている。循環配管３０は、タンク３内の下部の水を水−冷媒熱交換器の水流路で加熱する場合に通る沸き上げ流路である。循環配管３０の途中には、タンク３内の水を強制的に循環させるための駆動手段であるポンプ９が設けられている。ヒートポンプサイクルおよびポンプ９が動作することにより、タンク３内の下部の水は加熱された後、タンク３内の上部の高温水部に戻る。さらにタンク３には、水−冷媒熱交換器よりも下流側部位の循環配管３０とタンク３内の中間部とを連絡する中間部戻り管３１と、水−冷媒熱交換器よりも上流側部位の循環配管３０とタンク３内の中間部とを連絡する中間部取出し管３２と、が接続されている。

中間部戻り管３１は、ヒートポンプユニット１で加熱された水をタンク３内の中間部に戻す場合に通す流路である。循環配管３０と中間部戻り管３１の接続部には切替弁１２が設けられている。切替弁１２の上流側には、タンク流入前の水温を検出するタンク流入前サーミスタ２１が設けられている。切替弁１２は、水−冷媒熱交換器で加熱された温水を、タンク流入前サーミスタ２１で検出された水温に応じてタンク３内の上部、またはタンク３内の中間部に流すことができるタンク流入箇所切替手段である。中間部取出し管３２は、タンク３内の中間部に貯められた水（中温水）を取り出す場合に通る流路である。循環配管３０と中間部取出し管３２の合流部には切替弁８が設けられている。切替弁８は、タンク３内の水を、タンク３内の下部、またはタンク３内の中間部から取り出すことを切り替えることができるタンク流出箇所切替手段である。

また、タンク３には、タンク３内上部の高温水部の温水を流出させて給湯使用側端末まで流す給湯配管（図示せず）が接続されている。給湯配管は、シャワー、カラン、手洗い栓、風呂の浴槽などに連通している。この給湯配管は、給湯機能品部５に接続され、その一部は給湯機能品部５に含まれている。

給湯機能品部５は、例えば電磁弁、流量カウンタ、逆止弁、各種サーミスタ、流水スイッチ、ポンプ等およびこれらを接続する配管類を一体化した形態により構成されている。また、この給湯機能品部５は、配管長さを可能な限り短くして圧力損失や流路抵抗を低減した箱体状のユニット部品として構成することができる。給湯機能品部５は、筐体２内の角部や内壁面部近傍の、タンク３側面の径方向外方のデッドスペースに配置されている。また、給湯機能品部５は、各給湯機能部品や配管等を樹脂材料で形成することにより構成することができ、軽量化して施工性、メンテナンス性を高めることができる。

ここで給湯機能部品としては、給湯用水の流れを制御する働きを有する流路上に配設される部品であり、流体の流れを停止したり、流れ方向を変えたり、配管内の圧力を制御したりする弁や、流体を強制的に動かすポンプ等の駆動部品や、流体を加熱するための装置である。また、給湯機能部品は、ヒートポンプユニット１と同様に、直流電流にて駆動するＤＣ駆動式機器で構成してもよい。

温度調節手段として用いられる熱交換器７は、取り出されたタンク３内の１次側流体（給湯用水）が流れる１次側配管３３の途中に設けられた１次側熱交換流路と、蓄電手段の流路４ｂと連通する２次側配管３４の途中に設けられた２次側熱交換流路と、を互いに熱交換する流路として内部に含んでいる。１次側配管３３は、タンク３から流出した１次側流体がヒートポンプユニット１の水−冷媒熱交換器に流入するまでの間に位置する循環配管３０の熱交換前部位と、水−冷媒熱交換器から流出した１次側流体がタンク３に流入するまでの間に位置する循環配管３０の熱交換後部位と、を接続する流路を構成する。

１次側循環回路は、主に循環配管３０と１次側配管３３とによって構成される回路であり、タンク３の内部、切替弁８、ポンプ９、切替弁１０、熱交換器７、切替弁１１、切替弁１２、タンク３内部の順に１次側流体が流れる回路である。１次側熱交換流路よりも上流側部位の１次側配管３３には、熱交換器７に流入する前の１次側流体の温度を検出する１次側入口サーミスタ２２が設けられている。

循環配管３０の熱交換前部位には、切替弁１０が設けられている。切替弁１０は、タンク３内の水を、熱交換器７を経由して熱交換を行うか、または熱交換器７を経由しないで熱交換を行わないかを切り替えることができる熱交換切替手段である。循環配管３０の熱交換後部位には、切替弁１１が設けられている。切替弁１１は、熱交換器７を通過した水を、ヒートポンプユニット１を経由してからタンク３内に送るか、またはヒートポンプユニット１を経由しないでタンク３内に送るかを切り替えることができるタンク流入路切替手段である。

２次側配管３４は、蓄電手段の流路４ｂの流出部と流入部とを接続する循環流路を構成する。流路４ｂの２次側流体（ブライン）は、２次側配管３４内等に予め封入されており、２次側配管３４の途中に設けられたポンプ１４の駆動力により２次側配管３４内を強制的に循環される。２次側循環回路は、主に２次側配管３４で構成され、蓄電手段４を通過する流体が循環する回路であり、蓄電手段の流路４ｂ、切替弁１３、熱交換器７、ポンプ１４、切替弁１５、蓄電手段の流路４ｂの順に２次側流体が流れる回路である。熱交換器７の２次側熱交換流路の入口には、熱交換器７に流入する前の２次側流体の温度を検出する２次側入口サーミスタ２４が設けられている。熱交換器７の２次側熱交換流路の出口には、熱交換器７から流出後の２次側流体の温度を検出する２次側出口サーミスタ２５が設けられている。

ＰＣＳ６は、２次側流体が流れる流路６ａによって囲まれており、当該流路６ａを流れる２次側流体に対して熱の授受を行うようになっている。ＰＣＳ６は、筐体２内においてタンク３や蓄電手段４の側方に設けられ、特にタンク３が放出する熱を受けやすくなっている。ＰＣＳ６には、その表面温度を検出するＰＣＳサーミスタ２６が設けられている。

２次側配管３４には、流路６ａと連通するＰＣＳ側配管３５が接続されている。ＰＣＳ側配管３５は、熱交換器７から流出した２次側流体が蓄電手段の流路４ｂに流入するまでの間に位置する２次側配管３４の蓄電手段通過前の部位と、流路４ｂの出口に位置する２次側配管３４の蓄電手段通過後の部位とを接続する流路を構成する。このようにしてＰＣＳ６の流路６ａは、このＰＣＳ側配管３５の途中に配置されるため、蓄電手段の流路４ｂと並列に接続されることになる。

２次側配管３４の蓄電手段通過前の部位には、切替弁１５が設けられている。切替弁１５は、熱交換器７で熱交換された２次側流体を、蓄電手段４のみに流すか、ＰＣＳ６にのみ流すか、または蓄電手段４およびＰＣＳ６の両方に流すかを切り替えることができる温度調節対象切替手段である。２次側配管３４の蓄電手段通過後の部位には、切替弁１３が設けられている。切替弁１３は、切替弁１５と連動して動作する温度調節対象切替手段であり、２次側配管３４内の流路とＰＣＳ側配管３５内の流路とを連通状態にする場合には、ＰＣＳ側配管３５側の通路を開放するようにし、ＰＣＳ側配管３５内の流路を閉鎖状態にする場合には、ＰＣＳ側配管３５側の通路を閉鎖して２次側配管３４側の通路のみを開放するようにする。

次に、ＰＣＳ６の構成について説明する。図２は、ＰＣＳ６が蓄電手段４の充放電を制御するとともに、電力会社の電力系統４５から供給される系統電力、この系統電力とは異なる前述の発電手段を用いて発電された系統外電力、および蓄電手段４から放電された電力の少なくともいずれかを入力し、電圧の異なる複数の交流出力および電圧の異なる複数の直流出力として出力する制御を行う構成を示したブロック図である。

図２に示すように、本実施形態では自然エネルギーの一例として太陽光エネルギーを使用する。太陽光発電パネル４０は、太陽光エネルギーを得て発電を行う発電手段である。

図２に示すように、ＰＣＳ６は、供給電力選択回路部６１、ＡＣ／ＤＣコンバータ６２、ＤＣ／ＡＣインバータ６３、供給電力切替回路部６４、降圧回路部６５、および、昇圧回路部６６、を含んでいる。供給電力選択回路部６１は、ＰＣＳ６における実質的な電力制御手段であり、少なくとも、蓄電手段４の充放電制御と、系統電力および系統外電力の入力制御と、前述した複数種の電力出力制御と、を行う。

太陽光発電パネル４０にて発電された直流の電力、蓄電手段４に蓄電された直流の電力、および、電力会社の電力系統４５から供給される購入電力（系統電力）をＡＣ／ＤＣコンバータ６２にてＤＣ変換された直流の電力は、供給電力選択回路部６１において出力電圧毎に分配される。

ＰＣＳ６の出力側は、図２に示したように、例えばＡＣ１００Ｖ、ＡＣ２００Ｖ、ＤＣ２５０〜３００Ｖ、ＤＣ１０〜２０Ｖとなっている。ＡＣ１００Ｖ、２００Ｖの出力は、例えば交流電源を必要とする家電機器等に用いることができ、ＤＣ２５０〜３００Ｖの出力は、例えば自動車等に用いることができ、ＤＣ１０〜２０Ｖの出力は、例えば直流電源を必要とするパーソナルコンピュータやＬＥＤ照明等に用いることができる。

出力側のＡＣ１００Ｖ、２００Ｖは、入力された直流の電力がＤＣ／ＡＣインバータにて交流変換され、供給電力切替回路部６４を介して出力される。供給電力切替回路部６４は、系統電力の供給側とも接続されており、太陽光発電パネル４０の発電量、日射情報、時刻等の情報に基づいて、ＤＣ／ＡＣインバータ６３を介した電力供給経路と系統電力を直接入力する電力供給経路とを選択的に切り換えるようになっている。

出力側のＤＣ系、すなわちＰＣＳ６からのＤＣ出力は、蓄電手段４への充電出力、外部へのＤＣ２５０〜３００Ｖ、外部へのＤＣ１０〜２０Ｖに分配され、ＤＣ２５０〜３００Ｖは昇圧回路部６６を介して、ＤＣ１０〜２０Ｖは降圧回路部６５を介して出力される。なお、出力側のＤＣ２５０〜３００Ｖは、ヒートポンプユニット１の電力供給口にも接続しており、ヒートポンプユニット１の電力供給口に供給された直流電流は、システム制御装置１００の指令により、ヒートポンプユニット１の各部品に与えられ、これらを駆動する。

図１に示すシステム制御装置１００は、マイクロコンピュータを主体として構成され、記憶手段として内蔵するＲＯＭまたはＲＡＭには、あらかじめ設定された制御プログラムや更新可能な制御プログラムが設けられている。システム制御装置１００は、各サーミスタ２０、２１、２２、２３、２４、２５によって検出された温度情報を取得し、これらの温度情報を用いて所定のプログラムを演算した結果に基づいて、各切替弁８、１０、１１、１２、１３、１４およびポンプ９、１４の作動を制御する。また、システム制御装置１００は、太陽光発電パネル４０で発電された直流電流を有効に活用するために、ＰＣＳ６の作動を制御する。

次に、上記構成の給湯システムの各状態における流体の流れについて図３にしたがって説明する。図３〜図８は本給湯システムにおける各状態の流体の流れを示した模式図である。なお、図３〜図８では、理解を容易にするため、流体の流れに関係がある構成部品のみを示すとともに、流体が流れる配管を実線で示し、流体が流れない配管を破線で示している。

まず、図３は、ヒートポンプユニット１による沸き上げ運転初期の状態を示している。この状態では、タンク３内の下部の溜まっている水は、ポンプ９の駆動力により、循環配管３０内に流出し、ヒートポンプユニット１の水−冷媒熱交換器で加熱された後、中間部戻り管３１を通ってタンク３内の中間部に戻ってくる。このときの１次側流体の流れは、タンク３内下部、切替弁８、ポンプ９、切替弁１０、ヒートポンプユニット１、切替弁１１、切替弁１２、中間部戻り管３１、タンク３内の中間部の順となる。また、２次側流体は駆動されておらず、流れは形成されていない。

次に、図４は、図３よりも沸き上げ運転が進み、目標温度に加熱された温水をタンク３内に供給している沸き上げ運転状態を示している。この状態では、タンク３内の下部の溜まっている水は、ポンプ９の駆動力により、循環配管３０内に流出し、ヒートポンプユニット１の水−冷媒熱交換器で目標温度に加熱された後、引き続き循環配管３０を通ってタンク３内の上部に高温水として戻ってくる。このときの１次側流体は、タンク３内の下部、切替弁８、ポンプ９、切替弁１０、ヒートポンプユニット１、切替弁１１、切替弁１２、タンク３内の上部の順に循環配管３０を流れる。また、２次側流体は駆動されておらず、流れは形成されていない。

次に、図５は、蓄電手段４を冷却する冷却運転の状態を示している。システム制御装置１００は、電池４ａの温度が所定の温度範囲よりも高いときにこの状態の制御を実行する。所定の温度範囲とは、電池４ａが充放電するために効率のよい温度範囲であり、予めシステム制御装置１００に記憶されている。この状態では、タンク３内の下部に溜まっている低温の１次側流体は、ポンプ９の駆動力により、循環配管３０内に流出し、切替弁１０によって１次側配管３３側の通路が全開状態にされ、循環配管３０側の通路が全閉状態にされることにより、１次側配管３３に流れる。そして、１次側流体は、熱交換器７の１次側熱交換流路を経由して、１次側配管３３を進み、切替弁１１、１２の切り替えにより中間部戻り管３１を通ってタンク３内の中間部に戻ってくる。冷却運転のときの１次側流体は、タンク３内の下部、切替弁８、ポンプ９、切替弁１０、熱交換器７、切替弁１１、切替弁１２、中間部戻り管３１、タンク３内の中間部の順となる冷却回路を流れる。なお、タンク流入前サーミスタ２１によって検出されるタンク流入前の流体の温度が６５℃以上である場合は、切替弁１２によって循環配管３０側の通路を１００％に開放し、１次側流体をタンク３内の中間部ではなく上部に戻すようにする。

一方、２次側流体は、ポンプ１４の駆動力により、蓄電手段の流路４ｂから２次側配管３４内に流出し、切替弁１３によって２次側配管３４側の通路が全開状態にされ、ＰＣＳ側配管３５側の通路が全閉状態にされることにより、さらに２次側配管３４内を流れる。そして、２次側流体は、熱交換器７の２次側熱交換流路に流入し、ここで、１次側熱交換流路を流れる１次側流体に対して放熱し、２次側流体から１次側流体への熱移動が生じ、冷却される。冷却された２次側流体は、切替弁１５によって開放された２次側配管３４内を進み、蓄電手段の流路４ｂに戻ってくる。ここで、電池４ａは、周囲を流れる冷却後の２次側流体に対して放熱し、電池４ａから２次側流体への熱移動が生じ、冷却される。冷却運転のときの２次側流体は、蓄電手段の流路４ｂ、切替弁１３、熱交換器７、ポンプ１４、切替弁１５、蓄電手段の流路４ｂの順に２次側配管３４内を流れる。以上の１次側の流れおよび２次側の流れが繰り返されることにより、電池４ａの温度は低下して所定の温度範囲に調節されることになり、高効率の充放電を行える環境に制御される。

次に、図６は、蓄電手段４を温める加温運転のときの状態を示している。システム制御装置１００は、電池４ａの温度が所定の温度範囲よりも低いときにこの状態の制御を実行する。この状態では、タンク３内の中間部の溜まっている中温の１次側流体を使用して電池４ａを加温する。この中温の１次側流体は、ポンプ９の駆動力と切替弁８の切り替えにより中間部取出し管３２内に流出し、切替弁１０によって１次側配管３３側の通路が全開状態にされ、循環配管３０側の通路が全閉状態にされることにより、１次側配管３３に流れる。そして、１次側流体は、熱交換器７の１次側熱交換流路を経由して、１次側配管３３を進み、切替弁１１，１２の切り替えにより中間部戻り管３１を通ってタンク３内の中間部に戻ってくる。加温運転のときの１次側流体の流れは、タンク３内の中間部、切替弁８、ポンプ９、切替弁１０、熱交換器７、切替弁１１、切替弁１２、中間部戻り管３１、タンク３内の中間部の順となる。この場合も、タンク流入前サーミスタ２１によって検出されるタンク流入前の流体の温度が６５℃以上である場合は、切替弁１２を制御して、１次側流体をタンク３内の中間部ではなく上部に戻すようにする。

一方、２次側流体は、図５のときと同様に冷却回路を流れる。そして、２次側流体は、熱交換器７の２次側熱交換流路に流入し、ここで、１次側熱交換流路を流れる１次側流体から吸熱し、１次側流体から２次側流体への熱移動が生じ、温められる。加温された２次側流体は、切替弁１５によって開放された２次側配管３４内を進み、蓄電手段の流路４ｂに戻ってくる。ここで、電池４ａは、周囲を流れる加温後の２次側流体から吸熱し、２次側流体から電池４ａへの熱移動が生じ、温められる。以上の１次側の流れおよび２次側の流れが繰り返されることにより、電池４ａの温度は上昇して所定の温度範囲に調節されることになり、高効率の充放電を行える環境に制御される。

次に、図７は、ＰＣＳ６を冷却する冷却運転のときの状態を示している。システム制御装置１００は、ＰＣＳ６の温度が所定の温度よりも高いときにこの冷却運転の制御を実行する。所定の温度よりも高温で運転を続けると、ＰＣＳ６の劣化につながるからである。所定の温度は予めシステム制御装置１００に記憶されている。冷却運転の状態では、１次側流体は、図５のときと同様に冷却回路を流れる。この場合も、タンク流入前サーミスタ２１によって検出されるタンク流入前の流体の温度が６５℃以上である場合は、切替弁１２を制御して、１次側流体をタンク３内の中間部ではなく上部に戻すようにする。

一方、２次側流体は、ポンプ１４の駆動力により、ＰＣＳ６の流路６ａからＰＣＳ側配管３５内に流出し、切替弁１３によって２次側配管３４内に流れる。そして、２次側流体は、熱交換器７の２次側熱交換流路に流入し、ここで、１次側熱交換流路を流れる低温の１次側流体に対して放熱し、２次側流体から１次側流体への熱移動が生じ、冷却される。冷却された２次側流体は、切替弁１５によって開放されたＰＣＳ側配管３５内を進み、ＰＣＳ６の流路６ａに戻ってくる。ここで、ＰＣＳ６は、周囲を流れる冷却後の２次側流体に対して放熱し、ＰＣＳ６から２次側流体への熱移動が生じ、冷却される。この場合の２次側流体は、ＰＣＳ６の流路６ａ、切替弁１３、熱交換器７、ポンプ１４、切替弁１５、ＰＣＳ６の流路６ａの順にＰＣＳ側循環回路を流れる。以上の１次側の流れおよび２次側の流れが繰り返されることにより、ＰＣＳ６の温度は低下して所定の温度範囲に調節されることになり、ＰＣＳ６の劣化を防げる。

次に、図８は、蓄電手段４とＰＣＳ６の両方を同時に冷却する冷却運転のときの状態を示している。システム制御装置１００は、電池４ａの温度が所定の温度範囲よりも高く、かつＰＣＳ６の温度が所定の温度よりも高いときにこの状態の制御を実行する。冷却運転の状態では、１次側流体は、図４のときと同様の流れになる。この場合も、タンク流入前サーミスタ２１によって検出されるタンク流入前の流体の温度が６５℃以上である場合は、切替弁１２を制御して、１次側流体をタンク３内の中間部ではなく上部に戻すようにする。

一方、２次側流体については、切替弁１３によって２次側配管３４側の通路とＰＣＳ側配管３５側の通路との両方が全開状態にされるとともに、ポンプ１４の駆動力により、蓄電手段の流路４ｂから２次側配管３４内に流出する流れと、ＰＣＳ６の流路６ａからＰＣＳ側配管３５内に流出する流れとが生じ、切替弁１３で合流して２次側配管３４内に流れる。そして、合流した流れは、熱交換器７の２次側熱交換流路に流入し、ここで、１次側熱交換流路を流れる低温の１次側流体に対して放熱し、２次側流体から１次側流体への熱移動が生じ、冷却される。冷却された２次側流体は、切替弁１５によって開放された蓄電手段４側の通路とＰＣＳ６側の通路とに分流し、蓄電手段の流路４ｂとＰＣＳ６の流路６ａに戻ってくる。ここで、電池４ａおよびＰＣＳ６は、それぞれ周囲を流れる冷却後の２次側流体に対して放熱し、それぞれ冷却される。以上の１次側の流れおよび２次側の流れが繰り返されることにより、蓄電手段４およびＰＣＳ６の温度はそれぞれ低下して所定の温度範囲および所定の温度に調節されることになる。

次に、本給湯システムにおいて、蓄電手段４を温度調節する制御について説明する。本給湯システムは、深夜時間帯電力を利用して行われる通常の貯湯水を沸き上げる運転と同時並行で、または時間をずらして蓄電手段４の温度調節を実施する。蓄電手段４の温度調節に係る処理は、システム制御装置１００によって実行される。

システム制御装置１００は、蓄電手段４の状態が充電前または放電前のいずれかであり、さらに、電池４ａの温度が２０℃以下である場合には、低温状態の電池４ａを温める加温運転を開始し、この運転を制御する。この加温運転制御では、前述の図６に示す流体流れを形成する。そして、この加温運転制御においては、例えば２次側出口サーミスタ２５が検出する熱交換器７出口の温度が所定の温度範囲（２５℃以上４０℃以上）の上限値（４０℃）になるように、１次側のポンプ９の回転数を制御する。このように熱交換器７出口の温度が高い温度に設定されると、２次側流体の温度が上昇し、電池４ａの温度も上昇する。この加温運転制御は、電池４ａの温度が２５℃以上になるまで継続される。

一方、システム制御装置１００は、蓄電手段４の状態が充電中または放電中のいずれかであり、さらに電池４ａの温度が所定の温度範囲内でない場合には、電池４ａが所望の充放電効率を発揮できるようにするため、以下の温度調節運転の制御を実行する。この温度調節運転制御では、電池４ａの温度が所定の温度範囲の上限値（４０℃）を超えている場合には前述の図５で説明した冷却運転を実施する。このときの１次側のポンプ９の回転数は、２次側出口サーミスタ２５が検出する熱交換器７出口の温度を監視しながら、電池サーミスタ２３で検出される電池４ａの温度が所定の温度範囲（２５℃以上４０℃以上）になるまでフィードバック制御される。

温度調節運転制御では、電池４ａの温度が所定の温度範囲の下限値（２５℃）未満であると判定すると、前述の図５で説明した加温運転を実施する。このときの１次側のポンプ９の回転数は、冷却運転のときと同様にフィードバック制御される。

次に、ＰＣＳ６を冷却して温度調節する制御について説明する。ＰＣＳ６の温度調節制御は、蓄電手段４の温度調節制御と同様に、深夜時間帯電力を利用して行われる通常の貯湯水を沸き上げる運転と同時並行で、または時間をずらして実施される。また、ＰＣＳ６の温度調節制御は、前述の図８のように蓄電手段４の温度調節制御と同時に行ってもよいし、前述の図７のように単独で行ってもよい。ＰＣＳ６の温度調節に係る処理は、システム制御装置１００によって実行される。

システム制御装置１００は、ＰＣＳ６の温度が所定の温度範囲の上限値（８０℃）を超えている場合には、前述の図７で説明した冷却運転を実施する。このときの２次側のポンプ１４の回転数は、一定値に制御する。これにより１次側流体と２次側流体は熱交換器７を通過するときに熱交換し、温度の高い２次側流体は１次側流体に対して放熱し、冷却される。また、このとき、１次側のポンプ９を以下のように制御して、ＰＣＳ６の温度を劣化が促進されない所定の温度範囲（６０℃以上８０以下）になるようにする。すなわち、１次側のポンプ９の回転数は、ＰＣＳサーミスタ２６で検出されるＰＣＳ６の温度が所定の温度範囲（６０℃以上８０℃以下）になるまでフィードバック制御される。

また、ＰＣＳ６の温度調節制御と蓄電手段４の温度調節制御とを同時並行する場合には、１次側ポンプ９の回転数をＰＣＳ６の温度調節制御によって行い、熱交換器７出口の温度を監視しながら、切替弁１３の開度を調整することにより、ＰＣＳ６の温度と電池４ａの温度の両方を同時に調節してもよい。また、ＰＣＳ６の温度が所定の温度範囲の下限値（６０℃）未満である場合には、タンク３内の高温流体を取り出して２次側流体と熱交換させることにより、ＰＣＳ６を加温する制御を行う。

次に、本給湯システムにおいて、太陽光発電パネル４０で発電された直流電流や電力系統４５から供給される電力を使用してＰＣＳ６から外部へ出力を行い、この出力の一部でヒートポンプユニット１を駆動する制御動作について説明する。

システム制御装置１００は、まず、タンク３内に蓄えられた熱量が少なくなったときの昼間等に、深夜時間帯電力を使用しないで沸き上げ運転を行う沸き上げ運転指令があったか否か判定する。この場合の沸き上げ運転は、過去の実績から算出された学習情報に基づいた沸き上げ温度、能力、熱量等を満たすように行われる。

システム制御装置１００は、沸き上げ指令がない間は、ＰＣＳ６により太陽光発電パネル４０で発電された太陽光エネルギーからの電力をＡＣ１００Ｖ、ＡＣ２００Ｖ、ＤＣ２５０〜３００Ｖ、ＤＣ１０〜２０Ｖに分配して出力し、余剰分は蓄電手段４の電池４ａに充電する。そして、沸き上げ運転指令があると、次に太陽光発電パネル４０による太陽光発電量が所定値以上であるか否かを判定する。この太陽光発電量は、太陽光発電パネル４０から供給電力選択回路部６１に至る回路を通る電流値を検出することにより求める。なお、この判定は、システム制御装置１００がインターネット、デジタル放送等と通信し、これらから取得した日射情報を用いた判定としてもよい。

太陽光発電量が所定値以上であると判定されると、太陽光発電パネル４０で発電された太陽光エネルギーからの電力は、ＰＣＳ６により、ＡＣ１００Ｖ、ＡＣ２００Ｖ、ＤＣ２５０〜３００Ｖ、ＤＣ１０〜２０Ｖに分配されて出力される。昇圧回路部６６でＤＣ２５０Ｖ〜３００Ｖに昇圧されて出力される電力の一部はヒートポンプユニット１の電力供給口に供給されて、そのまま直流電流がヒートポンプユニット１の駆動源として投入される。そして、ヒートポンプユニット１が前述の沸き上げ運転を行う。

一方、太陽光発電量が所定値未満であると判定される場合には、電池４ａに蓄えられていた電力が、ＰＣＳ６により、ＡＣ１００Ｖ、ＡＣ２００Ｖ、ＤＣ２５０〜３００Ｖ、ＤＣ１０〜２０Ｖに分配されて出力される。昇圧回路部６６でＤＣ２５０Ｖ〜３００Ｖに昇圧されて出力される電力の一部はヒートポンプユニット１の駆動源として投入される。そして、ヒートポンプユニット１が前述の沸き上げ運転を行う。

また、夜間等で、太陽光発電パネル４０の発電量が所定値以下と少ない、あるいは発電量が無く、かつ、蓄電手段４の充電量が所定量以下である場合には、ＡＣ／ＤＣコンバータ６２を介して系統電力を供給電力選択回路部６１に入力し、ＡＣ１００Ｖ、ＡＣ２００Ｖ、ＤＣ２５０〜３００Ｖ、ＤＣ１０〜２０Ｖに分配して出力する。このときヒートポンプユニット１の沸き上げ運転指令がある場合には、昇圧回路部６６でＤＣ２５０Ｖ〜３００Ｖに昇圧されて出力される電力の一部はヒートポンプユニット１の電力供給口に供給されて、そのまま直流電流がヒートポンプユニット１の駆動源として投入される。そして、ヒートポンプユニット１が前述の沸き上げ運転を行う。

なお、系統電力を入力する判断基準となる蓄電手段４の充電量は、例えば、電池４ａの放電終止電圧が７０％程度となった場合とすることができる。すなわち、放電初期電圧に対して約７０％電圧が降下した場合に、系統電力の入力に切り替える。また、系統電力を入力する際には、ＡＣ出力の少なくとも一部は、両変換器６２、６３を介さずに直接供給電力切替回路部６４を介して出力することができる。

以上のように、自然エネルギー（太陽光エネルギー等）から得られる電力は、沸き上げ運転が必要ないときには、電圧の異なる複数の交流出力および電圧の異なる複数の直流出力として出力可能であり、余剰電力は蓄電手段４に充電される。沸き上げ運転が必要なときであって発電手段から十分な電力を供給できるときには、自然エネルギーから得られる電力は、電圧の異なる複数の交流出力および電圧の異なる複数の直流出力として出力可能であり、直流出力の一部はヒートポンプユニット１に供給される。

また、沸き上げ運転が必要なときであって発電手段から十分な電力を供給できないときには、予め蓄えた電池４ａの電力が、電圧の異なる複数の交流出力および電圧の異なる複数の直流出力として出力可能であり、直流出力の一部はヒートポンプユニット１に供給される。いずれの場合も、自然エネルギーから得られる電力および蓄電手段４が蓄えた電力では不足する分については、電力会社からの系統電力を用いることができる。これにより、自然エネルギー（太陽光エネルギー等）はその状況に応じて使い分けられ、損失を抑えて有効に活用されることになる。

本給湯システムは、例えば、家庭用空調装置の室外ユニットのように、家屋の軒下または集合住宅のベランダなどの室外に設置され装置である。そして、この種の装置は、家屋の軒下またはベランダなどの狭隘地に設置する場合には、奥行き方向が薄くなるような向きに配置されることになる。

筐体２は、本給湯システムの主要部の外殻を構成する箱体であり、天面、側面、背面、前面および底部により囲まれ、ヒートポンプ側が開放されている容器である。筐体２の底部には、鉛直方向下方に向けて伸長する脚部２ａが設けられている。脚部２ａは設置用の基礎にアンカーボルト等で固定されている。

筐体２の内部には、タンク３、蓄電手段４およびＰＣＳ６が収納されており、これらが同一の閉鎖空間に配置されている。このため、タンク３から放出される熱は閉鎖空間に滞留するので、この空間の空気温度が上昇して蓄電手段４およびＰＣＳ６を温め、蓄電手段４およびＰＣＳ６の温度を上昇させる。これにより、タンク３内流体の蓄熱を使用することと合わせた相乗効果によって、蓄電手段４およびＰＣＳ６をさらに温熱することができ、特に寒冷地区の冬期には有用である。したがって、さらに給湯システムの省エネルギー化が図れる。

本実施形態に係る給湯システムがもたらす作用効果を以下に述べる。本給湯システムは、電力会社の電力系統から供給される系統電力、および、自然エネルギーの一例である太陽光エネルギーから発電手段の太陽光発電パネル４０を用いて得られる系統外電力を充電することが可能であるとともに、放電することが可能な電池４ａからなる蓄電手段４と、蓄電手段４の充放電を制御するとともに、系統電力、系統外電力、および蓄電手段４から放電された電力の少なくともいずれかを入力し、電圧の異なる複数の交流出力および電圧の異なる複数の直流出力として出力することが可能な電力制御手段としてのＰＣＳ６と、を備える。さらに、本給湯システムは、内部に流体が充填されて給湯用の熱量を蓄えるタンク３と、ＰＣＳ６からの出力によりタンク３内に蓄える流体を加熱する加熱手段としてのヒートポンプユニット１と、タンク３内の流体を流通させることにより流体の有する熱量を移動させてＰＣＳ６の温度を調節する温度調節手段としての熱交換器７と、を備える。

この構成によれば、温度調節手段である熱交換器７を備えることにより、給湯用水の供給に用いられるタンク３内の流体をＰＣＳ６の温度調節に使用することができる。これにより、ＰＣＳ６による蓄電手段４の充放電、および、電圧の異なる複数の交流出力や電圧の異なる複数の直流出力の電流供給制御が適正に行われる。また、タンク３内の蓄熱量は給湯用水と電力制御手段の温度制御との両方に有効活用されることから、自然界のエネルギーから得られる電力が給湯システム全体に有効に使われる。したがって、システム全体の一層の省エネルギー化が図れる給湯システムを提供できる。

また、本給湯システムによれば、昼間などのタンク３内熱量が不足しているときに、自然エネルギー（例えば太陽光エネルギー）を利用してヒートポンプユニット１を運転させることができるため、タンク３に貯めておく熱量を抑え、タンク３の小型化が図れる。

（第２実施形態）
第２実施形態の給湯システムは、第１実施形態の給湯システムに対して、蓄電手段４、ＰＣＳ６を通過した後であって熱交換器７に流入する前の２次側流体と、タンク３内に流入する前の１次側流体とを熱的に接触させる補助的熱交換手段を備えた変形例である。図９は、本実施形態の給湯システムの構成を示した模式図である。本給湯システムは、熱交換器３９を備えていることを除けば、第１実施形態の給湯システムと同様の作用効果を奏する。

図９に示すように、この補助的熱交換手段は、切替弁１１と切替弁１２とを連絡する循環配管３０の途中に設けられた１次側通路３９ａと、切替弁１３と熱交換器７の２次側熱交換流路とを連絡する２次側配管３４の途中に設けられた２次側通路３９ｂと、を内部に含んでいる熱交換器３９で構成される。そして、１次側通路３９ａを流れる１次側流体と２次側通路３９ｂを流れる２次側流体との間で熱交換が行われるようになっている。

この構成により、２次側配管３４内を循環する２次側流体の熱を熱交換器３９でタンク３に流入する前の１次側流体に与えることができる。これにより、ヒートポンプユニット１による沸き上げ運転と蓄電手段４やＰＣＳ６といった電源部機能品の作動とが同時に行われている場合には、１次側流体は２次側流体との熱交換により温度上昇するため、本補助的熱交換手段はヒートポンプユニット１による沸き上げを補助することができる。これにより、目標沸き上げ温度を低く制御でき、沸き上げ運転の省エネルギー化が図れる。

（その他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。

例えば、上記実施形態では、発電手段として太陽光エネルギーを得て発電する太陽光発電パネル４０を一例として説明しているが、自然エネルギーには太陽光の他、例えば風力、水力等があり、発電手段として、風力、水力等のエネルギーを用いて回転する回転機を構成してもよい。

また、ヒートポンプユニット１の回路を流れる作動冷媒は、二酸化炭素に限定されるものではなく、フロン等の他の冷媒であってもよい。

また、上記実施形態のヒートポンプユニット１は、冷媒の圧力が臨界圧力以上となる超臨界ヒートポンプサイクルによるものであるが、これに限定されるものではなく、冷媒の圧力が臨界圧力未満のヒートポンプサイクルによるものよい。

また、上記各実施形態の加熱手段はいずれもヒートポンプ式であったが、これに限定されるものではなく、例えば電気ヒータ等であってもかまわない。

また、上記各実施形態では、ＰＣＳ６からの出力を、ＡＣ１００Ｖ、ＡＣ２００Ｖ、ＤＣ２５０〜３００Ｖ、ＤＣ１０〜２０Ｖとしていたが、電圧の異なる複数の交流出力および電圧の異なる複数の直流出力を行うものであればこれに限定されるものではない。

また、上記各実施形態において、ＰＣＳ６の加温制御および冷却制御は熱交換器７を用いて行う形態を説明しているが、この方式に限定するものではない。例えば、タンク３内の水をＰＣＳ６の流路６ａに流してＰＣＳ６を直接的に冷却および加温する方式を採用してもよい。

また、上記各実施の形態において、電池４ａの温度が所定の温度範囲外となると、冷却または加温運転を行う形態を説明しているが、電池４ａの充電を完了させるのに必要な時間、外気温度、電池４ａの温度、缶体サーミスタ２０のうち下方に配されるサーミスタで検出される温度のうち、少なくともいずれか１つから、電池４ａを所定の温度範囲内とするのに必要な冷却もしくは加熱の運転時間を算出し、ヒートポンプユニット１の沸上げ給湯運転開始時間よりも当該算出された運転時間だけ前にずらして冷却もしくは加熱運転を開始させてもよい。

また、上記各実施の形態において、電池４ａやＰＣＳ６の温度を本給湯システム内を流れる水によって調節する形態を説明したが、ヒートポンプユニット１の蒸発器を通過した空気によって温度を調節する形態としてもよい。

第１実施形態の給湯システムの構成を示した模式図である。 第１実施形態のＰＣＳ６の構成を示したブロック図である。 第１実施形態の給湯システムにおいて、ヒートポンプユニット１による沸き上げ運転初期状態の流体の流れを示した模式図である。 目標温度に沸き上げられた温水をタンク３内に供給している沸き上げ運転状態における流体の流れを示した模式図である。 蓄電手段４を冷却する状態における流体の流れを示した模式図である。 蓄電手段４を加温する状態における流体の流れを示した模式図である。 ＰＣＳ６を冷却する状態における流体の流れを示した模式図である。 蓄電手段４とＰＣＳ６の両方を同時に冷却するときの状態における流体の流れを示した模式図である。 第２実施形態の給湯システムの構成を示した模式図である。

符号の説明

１ ヒートポンプユニット（ヒートポンプ式加熱装置、加熱手段）
２ 筐体
３ タンク
４ 蓄電手段
４ａ 電池
６ パワーコンディショナーシステム（電力制御手段）
７ 熱交換器（温度調節手段、熱交換手段）
３０…循環配管（１次側循環回路）
３３…１次側配管（１次側循環回路）
３４…２次側配管（２次側循環回路）
３９…熱交換器

Claims (5)

1. 内部に流体が充填されて給湯用の熱量を蓄えるタンク（３）と、
   電力会社の電力系統から供給される系統電力、および、自然エネルギーで発電された前記系統電力とは異なる系統外電力を充電することが可能であるとともに、放電することが可能な電池（４ａ）からなる蓄電手段（４）と、
   前記蓄電手段の充放電を制御するとともに、前記系統電力、前記系統外電力、および前記蓄電手段から放電された電力の少なくともいずれかを入力し、電圧の異なる複数の交流出力および電圧の異なる複数の直流出力として出力することが可能な電力制御手段（６）と、
   前記電力制御手段からの出力により前記タンク内に蓄える流体を加熱する加熱手段（１）と、
   前記タンク内の流体を流通させることにより前記流体の有する熱量を移動させて前記電力制御手段の温度を調節する温度調節手段（７）と、を備えることを特徴とする給湯システム。
2. 前記タンクおよび前記電力制御手段は、同一の筐体（２）内に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の給湯システム。
3. 前記温度調節手段は、前記タンク内に貯えられた１次側流体が循環する１次側循環回路（３０、３３）と、前記電力制御手段を通過する２次側流体が循環する２次側循環回路（３４）と、前記１次側流体と前記２次側流体とを熱交換させる熱交換手段（７）と、を含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の給湯システム。
4. さらに、前記電力制御手段を通過した後であって前記熱交換手段に流入する前の前記２次側流体と、前記タンク内に流入する前の前記１次側流体とを熱的に接触させる熱交換器（３９）を備えたことを特徴とする請求項３に記載の給湯システム。
5. さらに、前記温度調節手段は、前記タンク内の流体を流通させることにより前記流体の有する熱量を移動させて前記蓄電手段の温度を調節し、
   前記蓄電手段は前記タンクとともに前記同一の筐体（２）内に設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の給湯システム。

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