JP2014066492A - 給湯システム - Google Patents

Abstract

【課題】ヒートポンプ給湯機と蓄電池と貯湯タンクとを備えた給湯システムにおいて、貯湯タンクの湯量が満湯状態であってもユーザの金銭的な負担を軽減できる範囲で蓄電池の冷却を適宜に行えるようにする。
【解決手段】給湯システム（1）に、貯湯タンク（40）の温水を排出する排水弁（2）と、
貯湯タンク（40）の湯量が満湯状態且つ蓄電池（11）の温度が所定温度以上のとき、蓄電池（11）の冷却に係る蓄電池（11）の寿命の延長によるユーザの利益額と、貯湯タンク（40）の温水の排出よるユーザの損失額とを演算し、ユーザの利益額が損失額を上回る貯湯タンク（40）の排水量を決定し、排水量となるように排水弁（2）を動作させて貯湯タンク（40）へ市水が流入した後に循環ポンプ（51）を動作させて蓄電池（11）を冷却する制御部（70）とを設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、ヒートポンプ給湯機と貯湯タンクと蓄電池とを備えた給湯システムに関するものである。

従来より、ヒートポンプ給湯機と貯湯タンクと蓄電池とを備えた給湯システムが知られている。そして、これらの給湯システムの中には、特許文献１に示すように、蓄電池を冷却する冷却器を備えるものがある。

この給湯システムの冷却器は、ヒートポンプ給湯機と貯湯タンクとの間で水が循環する給湯システムの温水回路に接続され、貯湯タンクからヒートポンプ給湯機へ向かう水と蓄電池とを熱交換して前記蓄電池を冷却するように構成されている。

特許第４６１９６７号公報

しかしながら、貯湯タンクの湯量が満湯の場合には、ヒートポンプ給湯機で温水を生成する必要がないので、ヒートポンプ給湯機を停止し且つ温水回路の循環ポンプを停止する。このとき、循環ポンプが停止するので、上述した給湯システムの冷却器により蓄電池を冷却することができない。

蓄電池は経年劣化による耐用年数が決まっているが、蓄電池の冷却不良によって蓄電池の劣化の進行が早まると蓄電池の耐用年数よりも早く蓄電池を交換しなければならない。蓄電池はヒートポンプ給湯機に比べて高価であることから、蓄電池の交換はユーザの金銭的な負担が大きく好ましくない。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ヒートポンプ給湯機と蓄電池と貯湯タンクとを備えた給湯システムにおいて、貯湯タンクの湯量が満湯状態であってもユーザの金銭的な負担を軽減できる範囲で蓄電池の冷却を適宜に行えるようにすることにある。

第１の発明は、ヒートポンプ給湯機（5）と冷却器（15）と貯湯タンク（40）と循環ポンプ（51）とが接続された水回路（50）と、前記ヒートポンプ給湯機（5）の電力を蓄える蓄電池（11）とを備え、前記循環ポンプ（51）を起動して前記水回路（50）の水を循環させることにより、前記冷却器（15）を流れる水で前記蓄電池（11）を冷却し、前記ヒートポンプ給湯機（5）及び前記冷却器（15）から流出した温水を前記貯湯タンク（40）へ蓄える給湯システムである。この給湯システムは、前記貯湯タンク（40）の温水を排出する排水機構（2）と、前記貯湯タンク（40）の湯量が満湯状態且つ前記蓄電池（11）の温度が所定温度以上のとき、前記蓄電池（11）の冷却に係る前記蓄電池（11）の寿命の延長によるユーザの利益額が前記貯湯タンク（40）の温水の排出よるユーザの損失額を上回るような前記貯湯タンク（40）の排水量を決定し、前記排水量となるように前記排水機構（2）を動作させて前記貯湯タンク（40）へ市水が流入した後に前記循環ポンプ（51）を動作させて前記蓄電池（11）を冷却する制御部（70）とを備えている。

第１の発明では、貯湯タンク（40）の湯量が満湯で且つ蓄電池（11）の温度が所定温度以上のとき、ユーザの利益額が損失額を上回るような前記貯湯タンク（40）の排水量を決定し、その決定した量だけ満湯状態の貯湯タンク（40）から排水する。貯湯タンク（40）から排水されると、貯湯タンク（40）へ市水が流入する。これにより、前記貯湯タンク（40）の水温が下がる。そして、循環ポンプ（51）の起動により、貯湯タンク（40）の水を前記水回路（50）内で循環させることによって、冷却器（15）で蓄電池（11）を冷却する。

第２の発明は、第１の発明において、前記制御部（70）は、前記ユーザの利益額から前記ユーザの損失額を差し引いた差額が最も大きくなるように前記貯湯タンク（40）の排水量を決定する。

第２の発明では、前記制御部（70）が、前記ユーザの利益額から前記ユーザの損失額を差し引いた差額が最も大きくなるように前記貯湯タンク（40）の排水量を決定する。

第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記貯湯タンク（40）は、該貯湯タンク（40）の上側から下側へ向かって温水を貯湯するように構成され、前記排水機構（2）は、前記貯湯タンク（40）の中間にある温水を排出するように構成されている。

第３の発明では、前記排水機構（2）が動作すると、前記貯湯タンク（40）の中間にある温水が排出される。

第４の発明は、第１から第３の何れか１つの発明において、前記貯湯タンク（40）は、主タンク（40）と補助タンク（4）とを有し、前記水回路（50）は、前記ヒートポンプ給湯機（5）と前記主タンク（40）とを接続して前記ヒートポンプ給湯機（5）の温水を前記主タンク（40）に蓄える主回路（50）と、前記冷却器（15）と前記補助タンク（4）とを接続して前記冷却器（15）の温水を前記補助タンク（4）に蓄える補助回路（3）とを有し、前記貯湯タンク（40）の排水機構（2）は、前記貯湯タンク（40）の補助タンク（4）に取り付けられている。

第４の発明では、ヒートポンプ給湯機（5）から流出した温水が主タンク（40）へ蓄えられ、冷却器（15）から流出した温水が補助タンク（4）へ蓄えられる。そして、補助タンク（4）の排水機構（2）から排水されて、補助タンク（4）へ市水が流入した後に、冷却器（15）が蓄電池（11）を冷却する。

本発明によれば、貯湯タンク（40）の湯量が満湯で且つ蓄電池（11）の温度が所定温度以上のとき、ユーザの利益額が損失額を上回るような貯湯タンク（40）の排水量を決定し、その決定した量だけ満湯状態の貯湯タンク（40）から排水して、前記貯湯タンク（40）へ市水を流入させるようにした。これにより、前記貯湯タンク（40）の水温を下げることができ、貯湯タンク（40）の水温の下がった水を前記水回路（50）内で循環させることによって、冷却器（15）で蓄電池（11）を冷却することができる。このように、湯量が満湯状態であってもユーザの金銭的な負担を軽減できる範囲で蓄電池（11）の冷却を行うことができる。

また、前記第２の発明によれば、前記ユーザの利益額から前記ユーザの損失額を差し引いた差額が最も大きくなるように前記貯湯タンク（40）の排水量を決定したので、ユーザの利益を最大限に確保することができる。

また、前記第３の発明によれば、前記排水機構（2）が動作すると、前記貯湯タンク（40）の中間にある温水が排出されるようにしたので、前記貯湯タンク（40）の上部の温水を排出する場合に比べて、ユーザの損失額を抑えることができる。

また、前記第４の発明によれば、水回路（50）が、前記ヒートポンプ給湯機（5）の温水を蓄える主タンク（40）と、前記冷却器（15）の温水を蓄える補助タンク（4）とを備える場合であっても、補助タンク（4）に排水機構（2）を設けることによって、蓄電池（11）の冷却を行うことができる。

図１は、本実施形態の給湯システムの全体構成図である。 図２は、本実施形態のメリット及びデメリットと湯捨て量との関係を示すグラフである。 図３は、本実施形態の変形例１の給湯システムの全体構成図である。 図４は、本実施形態の変形例２の給湯システムの全体構成図である。 図５は、本実施形態の給湯システムの制御部の構成図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

本実施形態の給湯システム（1）は、図１に示すように、熱源ユニット（10）とタンクユニット（30）とを備えている。熱源ユニット（10）は、ヒートポンプ給湯機（5）と制御部（70）とを有している。タンクユニット（30）は、貯湯タンク（40）と温水回路（50）とを有している。また、給湯システム（1）は、タンクユニット（30）に設けられた蓄電池（11）を備えている。

熱源ユニット（10）のヒートポンプ給湯機（5）は、冷凍サイクルの冷媒回路（20）と送風ファン（25）とを備えている。ヒートポンプ給湯機（5）の冷媒回路（20）は、圧縮機（21）と給湯用熱交換器（22）と内部熱交換器（26）と膨張弁（23）と空気熱交換器（24）とが接続されている。この冷媒回路（20）には、冷媒として二酸化炭素が封入されている。

圧縮機（21）は、ケーシング内に圧縮機構及び電動機を収容した密閉型圧縮機により構成されている。圧縮機（21）は、図示しないインバータによって運転容量が可変に構成されている。給湯用熱交換器（22）は、冷媒回路（20）の放熱器として機能する。給湯用熱交換器（22）は、冷媒通路（22a）及び水通路（22b）を有し、冷媒通路（22a）の冷媒と水通路（22b）の水とを熱交換するように構成されている。本実施形態では、給湯用熱交換器（22）の水通路（22b）がタンクユニット（30）の温水回路（50）に接続されている。

内部熱交換器（26）は、第１通路（26a）と第２通路（26b）を有し、これらの流路（26a,26b）を流れる冷媒同士を熱交換するように構成されている。内部熱交換器（26）の第１通路（26a）は給湯用熱交換器（22）の冷媒側出口と膨張弁（23）の入口との間に接続され、内部熱交換器（26）の第２通路（26b）は空気熱交換器（24）の冷媒側出口と圧縮機（21）の吸入口との間に接続されている。

膨張弁（23）は、その開度が制御部（70）により調整される電動式のものである。空気熱交換器（24）は、冷媒回路（20）の蒸発器として機能する。空気熱交換器（24）は、空気通路と冷媒回路（20）に接続された冷媒通路とを有し、空気通路の空気と冷媒通路の冷媒とが熱交換するように構成されている。空気熱交換器（24）の近傍に熱源ユニット（10）の送風ファン（25）が配置されている。送風ファン（25）によって空気熱交換器（24）の空気通路へ空気が供給される。熱源ユニット（10）の制御部（70）は、給湯システム（1）の運転制御を行うものである。

タンクユニット（30）の貯湯タンク（40）は、両端を閉塞した縦長の筒状に形成されている。貯湯タンク（40）の上部には、前記貯湯タンク（40）へ温水を注水するための第１注水口と、前記貯湯タンク（40）から出湯する出湯口とが設けられている。貯湯タンク（40）の下部には、前記貯湯タンク（40）へ温水を注水するための第２注水口と、前記貯湯タンク（40）からヒートポンプ給湯機（5）へ水を送る送水口と、前記貯湯タンク（40）へ市水を送る市水口とが設けられている。

また、貯湯タンク（40）の中部には、前記貯湯タンク（40）の温水を排出する排水口が設けられている。貯湯タンク（40）の排水口は、前記貯湯タンク（40）の高さ方向の中間位置に開口している。貯湯タンク（40）の排水口に排水弁（2）が取り付けられている。この排水弁（2）は電動弁で構成され、前記排水弁（2）の開度は制御部（70）によって調整される。この排水弁（2）が本発明の排水機構を構成する。

また、貯湯タンク（40）には複数の貯湯温度センサ （16）が取り付けられている。これらの貯湯温度センサ （16）は、貯湯タンク（40）の高さ方向へ所定の間隔を空けて配列されている。

タンクユニット（30）の温水回路（50）は、貯湯タンク（40）と冷却器（15）と温水ポンプ（51）と第１三方弁（52）と給湯用熱交換器（22）と第２三方弁（53）とが接続された閉回路で構成されている。冷却器（15）は、蓄電池（11）に取り付けられている。冷却器（15）は、温水回路（50）に接続された水通路を有し、該水通路の水と蓄電池（11）とを熱交換させて前記蓄電池（11）を冷却する。冷却器（15）の水通路は、貯湯タンク（40）の送水口と温水ポンプ（51）の吸入口との間に接続されている。また、蓄電池（11）には蓄電池温度センサ（45）が取り付けられている。

第１三方弁（52）は、その第１ポート（P1）が温水ポンプ（51）の吐出口に接続され、第２ポート（P2）が貯湯タンク（40）の第２注水口に接続され、第３ポート（P3）が給湯用熱交換器（22）の水通路（22b）の流入口（22c）に接続されている。第２三方弁（53）は、その第１ポート（P1）が給湯用熱交換器（22）の水通路（22b）の流出口（22d）に接続され、第２ポート（P2）が貯湯タンク（40）の第１注水口に接続され、第３ポート（P3）が第１三方弁（52）の第２ポート（P2）と貯湯タンク（40）の第２注水口とを接続する温水回路（50）の配管の途中に接続されている。

また、タンクユニット（30）は、給水配管（62）と市水分岐配管（65）と市水配管（64）と第３三方弁（63）とを備えている。給水配管（62）は、その一端が貯湯タンク（40）の出湯口に接続されて他端が第３三方弁（63）の第１ポートに接続されている。市水配管（64）は、その一端が貯湯タンク（40）の市水口に接続されて他端が市水の供給源に接続されている。市水分岐配管（65）は、その一端が第３三方弁（63）の第２ポートに接続されて他端が市水配管（64）の途中に接続されている。また、第３三方弁（63）の第３ポートは、シャワー（61）及び蛇口等に接続されている。

−運転動作−
次に、給湯システム（1）の運転動作について説明する。この給湯システム（1）は、夜間電力を利用して充電運転と沸き上げ運転とを行い、この沸き上げ運転で貯湯タンク（40）に溜めた温水を昼間に利用する。また、昼間に貯湯タンク（40）の湯量が不足した場合に蓄電池（11）の電力によりヒートポンプ給湯機（5）の沸き上げ運転を行い、不足分の湯量を補うように構成されている。これにより、ユーザの使用電力の低コスト化が図られる。

給湯システム（1）の沸き上げ運転時の冷媒回路（20）では、圧縮機（21）の起動によって臨界点を超える圧力まで圧縮された冷媒が吐出される。この冷媒は給湯用熱交換器（22）により温水回路（50）の水へ放熱する。この放熱により温水回路（50）の水が加熱される。給湯用熱交換器（22）で放熱した冷媒が、内部熱交換器（26）の第１通路（26a）へ流入して内部熱交換器（26）の第２通路（26b）の冷媒に放熱した後に膨脹弁（23）により減圧される。この膨脹弁（23）の開度は、例えば圧縮機（21）の吸入冷媒の過熱度が所定値となるように調整される。膨脹弁（23）で減圧した冷媒は、空気熱交換器（24）により屋外の空気から吸熱した後に内部熱交換器（26）に流入し、内部熱交換器（26）の第１通路（26a）から吸熱した後に圧縮機（21）へ吸入される。そして、その冷媒は圧縮機（21）で再び臨界点を超える圧力まで圧縮された後に、給湯用熱交換器（22）へ向かって吐出される。このように、冷媒が冷媒回路（20）を循環することによって超臨界の冷凍サイクルが行われ、ヒートポンプ給湯機（5）で温水が生成される。

一方、温水回路（50）では、温水ポンプ（51）の起動によって貯湯タンク（40）の下部の水が冷却器（15）を通過した後に温水ポンプ（51）へ吸い込まれる。冷却器（15）は、温水回路（50）の水と蓄電池（11）とを熱交換させて前記蓄電池（11）を冷却する。温水ポンプ（51）へ吸い込まれた水は第１三方弁（52）の第１ポートへ流入する。

第１三方弁（52）の第１ポートへ流入した水は、第１三方弁（52）により必要に応じて流量調整されて第１三方弁（52）の第３ポートから流出した後に給湯用熱交換器（22）へ流入し、上述したように冷媒回路（20）の冷媒により加熱されて温水となる。第２三方弁（53）の第１ポートへ流入した温水は、第２三方弁（53）により必要に応じて流量調整されて第２三方弁（53）の第２ポートから流出した後に貯湯タンク（40）の第１注水口へ流入し、前記貯湯タンク（40）に貯留される。

貯湯タンク（40）は、その内部の温水が自然対流している。上述したように、前記水回路（50）の水は、貯湯タンク（40）の下部から流出した後に冷却器（15）と温水ポンプ（51）と第１三方弁（52）とヒートポンプ給湯機（5）と第２三方弁（53）とを通過した後に、貯湯タンク（40）の上部へ戻る。

このことから、貯湯タンク（40）の第１注水口から流入する温水は、貯湯タンク（40）の上側から下側へ向かって前記貯湯タンク（40）に溜まるように構成されている。つまり、貯湯タンク（40）が満湯未満の状態のとき、貯湯タンク（40）の上側の水の温度は、貯湯タンク（40）の下側の水の温度よりも高くなっている。

ここで、ユーザがシャワー（61）等の給湯口を開くと、貯湯タンク（40）の上側の温水が前記貯湯タンク（40）の出湯口から流出する。この温水は、第３三方弁（63）により市水分岐配管（65）の水と混合して温度調整された後にシャワー（61）等から流出する。

このとき、貯湯タンク（40）には、温水の流出量と同量の市水が市水配管（64）を通じて流入する。この市水は、貯湯タンク（40）の下側から上側へ向かって前記貯湯タンク（40）に溜まるように構成されている。

〈制御部の蓄電池冷却制御〉
次に、給湯システム（1）の制御部（70）の蓄電池冷却制御について説明する。この蓄電池冷却制御は、給湯システム（1）の貯湯タンク（40）の湯量が満湯状態且つ蓄電池（11）の温度が所定温度以上のときに行われる制御である。

この蓄電池冷却制御は、前記貯湯タンク（40）の湯量が満湯状態且つ前記蓄電池（11）の温度が所定温度以上のとき、前記蓄電池（11）の冷却に係る前記蓄電池（11）の寿命の延長によるユーザの利益額と、前記貯湯タンク（40）の温水の排出よるユーザの損失額とを演算し、ユーザの利益額が損失額を上回るような前記貯湯タンク（40）の排水量を決定し、前記排水量となるように前記排水弁（2）を動作させて前記貯湯タンク（40）へ市水が流入した後に前記循環ポンプ（51）を動作させて前記蓄電池（11）を冷却する。

具体的に、制御部（70）は、入力部（71）と演算部（72）と排水量決定部（73）と出力部（74）とを備えている（図５を参照）。

制御部（70）には、蓄電池（11）の本体価格、蓄電池容量、蓄電池（11）の劣化係数、蓄電池の発熱量、冷却器（15）の熱交換率、水の比熱、蓄電池（11）の比熱、蓄電池（11）の重量、給湯システム（1）のＣＯＰ、水道料金の単価、昼間電気料金の単価、及び夜間電気料金の単価が予め記憶されている。

制御部（70）の入力部（71）には、複数の貯湯温度センサ （16）の検出値と蓄電池温度センサ（45）の検出値と外気温度センサ（図示なし）の検出値と市水温度センサ（図示なし）の検出値とが入力される。外気温度センサは、気温を検出する。市水温度センサは、タンクユニット（30）の市水配管（64）の市水の温度を検出する。蓄電池温度センサ（45）は、蓄電池（11）の温度を検出する。複数の貯湯温度センサ （16）は、貯湯タンク（40）の温水の温度を検出する。また、複数の貯湯温度センサ （16）のうち貯湯タンク（40）の排水口に近い貯湯温度センサ （16）は、貯湯タンク（40）の排出弁（2）から排出される温水の温度の検知にも利用される。

制御部（70）の演算部（72）は、これらの記憶値及び入力値を用いて演算を行う。この演算部（72）は、蓄電池（11）の温度から蓄電池（11）の寿命係数を演算する第１相関式と、貯湯タンク（40）の排水量から蓄電池（11）の冷却後の予想温度を演算する第２相関式と、貯湯タンク（40）の排水量から冷却器の水側の予想出口温度を演算する第３相関式とを有している。

演算部（72）は、複数の貯湯温度センサ（16）の検出値に基いて貯湯タンク（40）の湯量を演算する。その演算した湯量が満湯であり且つ蓄電池温度センサ（45）の検出値が設定温度以上の場合に、貯湯タンク（40）の排水量、言い換えると貯湯タンク（40）の湯捨量毎にユーザの利益額と損失額とを演算する。図２に、その演算結果を示している。尚、図中のメリットとはユーザの利益額であり、図中のデメリットとはユーザの損失額である。ここで、前記設定温度は、蓄電池（11）の作動許容温度の範囲内で設定される。この作動許容温度よりも高温で蓄電池（11）が動作すると、前記蓄電池（11）の劣化の進行が早まり、寿命が短くなる。

次に、ユーザの利益額及び損失額の演算について説明する。

ユーザの利益額は、蓄電池（11）の寿命係数に基いて演算される。ここで、この寿命係数は、上述した第１相関式から演算される。具体的に、第１相関式は、蓄電池（11）を冷却したと仮定した場合の予想温度と、蓄電池（11）を冷却しない場合の温度との差に基いて、寿命係数を演算する。この差が大きくなると寿命係数が増える傾向にある。例えば、寿命係数をＥ、蓄電池（11）を冷却しない場合の温度をＢＴ’、蓄電池（11）を冷却したと仮定した場合の予想温度ＢＴ、係数をＢ１，Ｂ２とした場合、Ｅ＝Ｂ１＾（（ＢＴ’−ＢＴ）／Ｂ２）で演算される。ここで、予想温度ＢＴは、上述した第２相関式から演算される。したがって、寿命係数は、貯湯タンク（40）の排水量の関数となる。

ユーザの利益額は、前記蓄電池（11）の寿命が延びることによる２つのメリットに基いて演算される。第１のメリットは、蓄電池（11）の寿命が延びた分だけ電力を多く蓄えることができることである。電気料金の単価を用いて蓄電量の増加分の利益額を演算する。この第１のメリットの利益額は、例えば、蓄電池（11）の容量をＣ、蓄電池（11）の劣化係数をｄ、昼間電気料金の単価をＥＦＮ、夜間電気料金の単価をＥＦＤ、上述したように寿命係数をＥとすると、Ｃ×ｄ×（１−１／Ｅ）×（ＥＦＮ−ＥＦＤ）で演算される。ここで、蓄電池（11）の劣化係数は、単位年当たりの劣化率である。本実施形態では、劣化係数を３．５％／年に設定している。この値は例示である。本実施形態では、夜間電力と昼間電力との電力コストの差を利益額に反映させている。

また、第２のメリットは、蓄電池（11）の寿命が延びることによる蓄電池（11）の本体そのものの価値である。例えば、蓄電池（11）の本体価格をＶとした場合、Ｖ×ｄ×（１−１／Ｅ）で演算される。

一方、ユーザの損失額は、前記貯湯タンク（40）から温水として捨てられた熱量を生成するのに必要な電気コストと水道コストの合算である。

制御部（70）の排水量決定部（73）は、前記ユーザの利益額から前記ユーザの損失額を差し引いた差額が最も大きくなるように前記貯湯タンク（40）の排水量を決定する。その排水量は図２に示すＡである。そして、制御部（70）の出力部（74）から温水ポンプ（51）と排水弁（2）とに動作指令が出力され、排水弁（2）が、排水量決定部（73）で決定した量を貯湯タンク（40）から排出しながら、温水ポンプ（51）の運転により冷却器（15）で蓄電池（11）が冷却される。

また、この運転時に、第１三方弁（52）の第３ポートを閉鎖して第１ポートと第２ポートとを連通させることにより、貯湯タンク（40）と冷却器（15）との間で水を循環させることができる。この場合、貯湯タンク（40）の水がヒートポンプ給湯機（5）の給湯用熱交換器（22）の方へ向かわないので、温水ポンプ（51）の動力を低減することができる。

−実施形態の効果−
本実施形態によれば、貯湯タンク（40）の湯量が満湯で且つ蓄電池（11）の温度が所定温度以上のとき、ユーザの利益額が損失額を上回るような貯湯タンク（40）の排水量を決定し、その決定した量だけ満湯状態の貯湯タンク（40）から排水して、前記貯湯タンク（40）へ市水を流入させるようにした。これにより、前記貯湯タンク（40）の水温を下げることができ、貯湯タンク（40）の水温の下がった水を前記水回路（50）内で循環させることによって、冷却器（15）で蓄電池（11）を冷却することができる。このように、湯量が満湯状態であってもユーザの金銭的な負担を軽減できる範囲で蓄電池（11）の冷却を行うことができる。

また、本実施形態によれば、前記ユーザの利益額から前記ユーザの損失額を差し引いた差額が最も大きくなるように前記貯湯タンク（40）の排水量を決定したので、ユーザの利益を最大限に確保することができる。

また、本実施形態によれば、前記排水弁（2）が動作すると、前記貯湯タンク（40）の中間にある温水が排出されるようにしたので、前記貯湯タンク（40）の上部の温水を排出する場合に比べて、ユーザの損失額を抑えることができる。

また、本実施形態によれば、冷却器（15）から流出した温水も貯湯タンク（40）に溜めることができ、蓄電池（11）の熱を回収し、給湯システムの給湯に利用することができる。単に蓄電池（11）を冷却するだけであれば、蓄電池（11）と市水とを直接的に熱交換させればよいが、本実施形態の給湯システムは、市水が貯湯タンク（40）を経由した後に蓄電池（11）と熱交換するように構成することにより、蓄電池（11）の熱を回収を行う。
この熱回収により、ユーザの利益額を大きくすることができる。

−実施形態の変形例１−
図３に示す変形例１の給湯システム（1）は、上述した実施形態とは違い、主タンク（40）と補助タンク（4）と設けられている。主タンク（40）及び補助タンク（4）が本発明の貯湯タンク（40）を構成する。また、給湯システムは、主タンク（40）とヒートポンプ給湯機（5）とを接続して前記ヒートポンプ給湯機（5）の温水を前記主タンク（40）に蓄える主回路（50）と、補助タンク（4）と冷却器（15）と冷却ポンプ（55）とを接続して前記冷却器（15）の温水を前記補助タンク（4）に蓄える補助回路（3）とを備えている。この補助回路（3）は閉回路で構成されている。冷却ポンプ（55）の運転により補助回路（3）の水が循環する。この主回路（50）及び補助回路（3）が、本発明の水回路（50）を構成する。そして、補助回路（3）の補助タンク（4）に排水弁（2）が取り付けられている。また、補助タンク（4）には温度センサ（17）が取り付けられている。この温度センサ（17）の検出値に基いて補助タンク（4）の湯量が検知される。

変形例１の給湯システム（1）では、冷却器（15）の水は蓄電池（11）で加熱されて温水となった後に補助タンク（4）に溜まる。つまり、蓄電池（11）の熱が補助タンク（4）の温水として蓄熱される。この給湯システム（1）の制御部（70）は、補助タンク（4）の湯量が満湯状態且つ蓄電池（11）の温度が所定温度以上のとき、ユーザの利益額が損失額を上回るような補助タンク（4）の排水量を決定し、前記排水量となるように前記排水弁（2）を動作させて前記貯湯タンク（40）へ市水が流入した後に前記冷却ポンプ（55）を動作させて前記蓄電池（11）を冷却する。

また、第２三方弁（63）で温水の温度調整が行われる度に、市水分岐配管（65）の市水が前記補助タンク（4）を通過し、その市水とともに前記補助タンク（4）の温水が第２三方弁（63）へ流入する。これにより、前記補助タンク（4）の温水が第２三方弁（63）へ送られる分だけ、前記貯湯タンク（40）から第２三方弁（63）へ流入する温水の量を減らすことができ、補助タンク（4）の温水の有効利用を図ることができる。

−実施形態の変形例２−
図４に示す変形例２の給湯システム（1）は、補助タンク（4）が主回路（50）に設けられている点が、上述した実施形態の変形例１とは異なる。補助タンク（4）は、主タンク（40）の下流側且つヒートポンプ給湯機（5）の上流側に位置するように温水回路（50）に設けられている。この変形例２では、主タンク（40）の水が補助タンク（4）を通過し、主タンク（40）の水とともに補助タンク（4）の温水がヒートポンプ給湯機（5）の給湯用熱交換器（22）へ流入する。

この変形例２の給湯システム（1）は、温水回路（50）に前記補助タンク（4）を設けるようにしたので、主タンク（40）の水が補助タンク（4）を通過し、主タンク（40）の水とともに補助タンク（4）の温水をヒートポンプ給湯機（5）へ送ることができる。これにより、前記補助タンク（4）の温水がヒートポンプ給湯機（5）へ送られる分だけ、ヒートポンプ給湯機（5）の温水の生成量を減少させることができ、補助タンク（4）の温水の有効利用を図ることができる。また、この給湯システム（1）の制御部（70）は、補助タンク（4）の湯量が満湯状態且つ蓄電池（11）の温度が所定温度以上のとき、ユーザの利益額が損失額を上回るような補助タンク（4）の排水量を決定し、前記排水量となるように前記排水弁（2）を動作させて前記貯湯タンク（40）へ市水が流入した後に前記冷却ポンプ（55）を動作させて前記蓄電池（11）を冷却する。

以上説明したように、本発明は、ヒートポンプ給湯機と貯湯タンクと蓄電池とを備えた給湯システムについて有用である。

１ 給湯システム
２ 排水弁（排水機構）
４ 補助タンク
５ ヒートポンプ給湯機
１０ 熱源ユニット
１１ 蓄電池
１５ 冷却器
２０ 冷媒回路
３０ タンクユニット
４０ 貯湯タンク
７０ 制御部

Claims (4)

1. ヒートポンプ給湯機（5）と冷却器（15）と貯湯タンク（40）と循環ポンプ（51）とが接続された水回路（50）と、前記ヒートポンプ給湯機（5）の電力を蓄える蓄電池（11）とを備え、前記循環ポンプ（51）を起動して前記水回路（50）の水を循環させることにより、前記冷却器（15）を流れる水で前記蓄電池（11）を冷却し、前記ヒートポンプ給湯機（5）及び前記冷却器（15）から流出した温水を前記貯湯タンク（40）へ蓄える給湯システムであって、
   前記貯湯タンク（40）の温水を排出する排水機構（2）と、
   前記貯湯タンク（40）の湯量が満湯状態且つ前記蓄電池（11）の温度が所定温度以上のとき、前記蓄電池（11）の冷却に係る前記蓄電池（11）の寿命の延長によるユーザの利益額が前記貯湯タンク（40）の温水の排出よるユーザの損失額を上回るような前記貯湯タンク（40）の排水量を決定し、前記排水量となるように前記排水機構（2）を動作させて前記貯湯タンク（40）へ市水が流入した後に前記循環ポンプ（51）を動作させて前記蓄電池（11）を冷却する制御部（70）と、
   を備えていることを特徴とする給湯システム。
2. 請求項１において、
   前記制御部（70）は、前記ユーザの利益額から前記ユーザの損失額を差し引いた差額が最も大きくなるように前記貯湯タンク（40）の排水量を決定することを特徴とする給湯システム。
3. 請求項１又は２において、
   前記貯湯タンク（40）は、該貯湯タンク（40）の上側から下側へ向かって温水を貯湯するように構成され、
   前記排水機構（2）は、前記貯湯タンク（40）の中間にある温水を排出するように構成されていることを特徴とする給湯システム。
4. 請求項１から３の何れか１つにおいて、
   前記貯湯タンク（40）は、主タンク（40）と補助タンク（4）とを有し、
   前記水回路（50）は、前記ヒートポンプ給湯機（5）と前記主タンク（40）とを接続して前記ヒートポンプ給湯機（5）の温水を前記主タンク（40）に蓄える主回路（50）と、前記冷却器（15）と前記補助タンク（4）とを接続して前記冷却器（15）の温水を前記補助タンク（4）に蓄える補助回路（3）とを有し、
   前記貯湯タンク（40）の排水機構（2）は、前記貯湯タンク（40）の補助タンク（4）に取り付けられていることを特徴とする給湯システム。

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