JP2022028473A - 給湯システム - Google Patents
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Abstract
【課題】温水需要量が少ない場合であってもＣＯＰを高めることのできる給湯システムを提供する。【解決手段】給湯システム１であって、圧縮機１１、第１放熱用熱交換器１２Ａ、第２放熱用熱交換器１２Ｂ、膨張弁１３および吸熱用熱交換器１４が冷媒循環ラインＬ９により環状に接続された蒸気圧縮式のヒートポンプ回路１０と、貯湯タンク６０と、貯湯タンク６０内の水位Ｌｗを検知する水位センサ６２と、貯湯タンク６０内の貯留水Ｗ３を第１放熱用熱交換器１２Ａに循環させる水循環ラインＬ１と、補給水Ｗ２を第２放熱用熱交換器１２Ｂに流通させつつ、貯湯タンク６０へ送給する補給水ラインＬ２と、補給水ラインＬ２に設けられた補給水弁２５と、を備え、制御手段１００は、水位センサ６２の検知水位が高くなるほど補給水弁２５の弁開度を減少させる一方、水位センサ６２の検知水位が低くなるほど補給水弁２５の弁開度を増大させる。【選択図】図１
Description
本発明は、給湯システムに関する。
ヒートポンプ式給湯機のエネルギー効率は、周知のようにＣＯＰ（成績係数）で示される。このＣＯＰを高めるため、冷凍サイクルに対して様々な改良がなされている。例えば、特許文献１、２には、ヒートポンプ回路の凝縮器の後段に過冷却器を設け、凝縮器に貯湯タンク内の貯留水を循環させて加熱する一方で、過冷却器に貯湯タンクへの補給水を流通させて予備加熱するように構成された給湯システムが記載されている。
特許文献２に記載の給湯システムは、給水用回路７の途中に設けられた給水制御弁６と、給水用回路７の末端に設けられたボールタップ１０とを備える（第１図）。給水制御弁６は、補給水の流量を可変できる流量制御弁とされており、貯湯タンク１に設けた温度センサ３の検知温度が設定温度の範囲に収まるように、給水制御弁６の弁開度が補正される。
この給湯システムでは、貯湯タンク１に設けた水位センサ８の検知水位が最低水位未満であれば、ヒートポンプ２を停止した状態で給水制御弁６が開かれる。水位センサ８の検知水位が最低水位以上になるとヒートポンプ２を運転して循環加熱を開始することになるが、最初は温度センサ３の検知温度が低いので、この検知温度を高めるべく補給水の流量を減らして比較的高温に予熱された補給水を供給することになる。水位上昇と循環加熱の進行に伴って温度センサ３の検知温度が高くなってくると、徐々に補給水の流量を増やして比較的低温に予熱された補給水を供給することになる。そして、貯湯タンク１が満水になると、ボールタップ１０で止水される。
このように動作する給湯システムでは、貯湯タンクの水位が高くなるほど給水制御弁６の弁開度を増大させていくことになるので、温水需要量が少ない場合には直ぐに満水になってしまう。補給水が一旦止水されてしまうと、水位センサ８の検知水位が最低水位未満になるまでは過冷却器で液冷媒の過冷却がされないため、ＣＯＰの向上というメリットを享受できない場面も発生していた。
この給湯システムでは、貯湯タンク１に設けた水位センサ８の検知水位が最低水位未満であれば、ヒートポンプ２を停止した状態で給水制御弁６が開かれる。水位センサ８の検知水位が最低水位以上になるとヒートポンプ２を運転して循環加熱を開始することになるが、最初は温度センサ３の検知温度が低いので、この検知温度を高めるべく補給水の流量を減らして比較的高温に予熱された補給水を供給することになる。水位上昇と循環加熱の進行に伴って温度センサ３の検知温度が高くなってくると、徐々に補給水の流量を増やして比較的低温に予熱された補給水を供給することになる。そして、貯湯タンク１が満水になると、ボールタップ１０で止水される。
このように動作する給湯システムでは、貯湯タンクの水位が高くなるほど給水制御弁６の弁開度を増大させていくことになるので、温水需要量が少ない場合には直ぐに満水になってしまう。補給水が一旦止水されてしまうと、水位センサ８の検知水位が最低水位未満になるまでは過冷却器で液冷媒の過冷却がされないため、ＣＯＰの向上というメリットを享受できない場面も発生していた。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、ヒートポンプ回路に貯留水加熱用熱交換器および補給水加熱用熱交換器を設けた構成において、温水需要量が少ない場合であってもＣＯＰを高めることのできる給湯システムを提供することを目的とする。
本発明は、圧縮機、第１放熱用熱交換器、第２放熱用熱交換器、膨張弁および吸熱用熱交換器が冷媒循環ラインにより環状に接続され、前記圧縮機の駆動により前記第１放熱用熱交換器および／または前記第２放熱用熱交換器で温熱を取り出す蒸気圧縮式のヒートポンプ回路と、補給水を貯留する貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の水位を検知する水位センサと、前記貯湯タンク内の貯留水を前記第１放熱用熱交換器に循環させる水循環ラインと、前記水循環ラインに設けられた水循環ポンプと、補給水を前記第２放熱用熱交換器に流通させつつ、前記貯湯タンクへ送給する補給水ラインと、前記補給水ラインに設けられた補給水弁と、前記水循環ポンプおよび前記補給水弁を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記水位センサの検知水位が高くなるほど前記補給水弁の弁開度を減少させる一方、前記水位センサの検知水位が低くなるほど前記補給水弁の弁開度を増大させる給湯システムに関する。
また、給水システムは、前記第１放熱用熱交換器から流出する循環水の温度を検知する第１温度センサを備え、前記制御手段は、前記第１温度センサの検知温度が目標出湯温度になるように、前記水循環ポンプの駆動周波数を制御することが好ましい。
また、給水システムは、前記第２放熱用熱交換器から流出する補給水の温度を検知する第２温度センサを備え、前記制御手段は、前記第２温度センサの検知温度が前記目標出湯温度を超えない範囲で、前記補給水弁の弁開度を制御することが好ましい。
本発明によれば、ヒートポンプ回路に貯留水加熱用熱交換器および補給水加熱用熱交換器を設けた構成において、温水需要量が少ない場合であってもＣＯＰを高めることが可能な給湯システムを提供することができる。
以下、本発明の給湯システム１の好ましい一実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書における「ライン」とは、流路、経路、管路等の流体の流通が可能なラインの総称である。
図１は、本実施形態に係る給湯システム１の構成を模式的に示す図である。図１に示すように、本実施形態の給湯システム１は、ヒートポンプ回路１０と、貯湯タンク６０と、貯湯タンク６０内の貯留水Ｗ３を循環水Ｗ１として循環させる水循環ラインＬ１と、補給水Ｗ２を貯湯タンク６０へ送給する補給水ラインＬ２と、制御部１００と、を備える。
この給湯システム１は、ヒートポンプ回路１０で加温した貯湯タンク６０内の貯留水Ｗ３を、給湯水Ｗ４として温水需要箇所または温熱需要箇所に供給するシステムである。
この給湯システム１は、ヒートポンプ回路１０で加温した貯湯タンク６０内の貯留水Ｗ３を、給湯水Ｗ４として温水需要箇所または温熱需要箇所に供給するシステムである。
ヒートポンプ回路１０は、圧縮機１１、第１放熱用熱交換器１２Ａ、第２放熱用熱交換器１２Ｂ、膨張弁１３および吸熱用熱交換器１４が冷媒循環ラインＬ９により環状に接続され、圧縮機１１の駆動により吸熱用熱交換器１４で吸熱しつつ第１放熱用熱交換器１２Ａおよび／または第２放熱用熱交換器１２Ｂで温熱を取り出す蒸気圧縮式のヒートポンプ回路である。この冷媒循環ラインＬ９には冷媒Ｒが流れる。
圧縮機１１は、駆動源としての電気モータ１５を有しており、フロンガス等のガス状の冷媒Ｒ（ガス冷媒Ｒ）を圧縮して高温高圧の冷媒Ｒにする。第１放熱用熱交換器１２Ａは、水循環ラインＬ１を通じて送られてくる循環水Ｗ１へ放熱して、圧縮機１１からの冷媒Ｒを凝縮液化する。第２放熱用熱交換器１２Ｂは、補給水ラインＬ２を通じて送られてくる補給水Ｗ２へ放熱して、第１放熱用熱交換器１２Ａを通過した冷媒Ｒ（液冷媒Ｒ）を過冷却する。膨張弁１３は、第２放熱用熱交換器１２Ｂから送られた冷媒Ｒを通過させることで、冷媒Ｒの圧力と温度とを低下させる。吸熱用熱交換器１４は、熱源流体から吸熱して、膨張弁１３から送られる冷媒Ｒを蒸発させる。この熱源流体としては、熱源空気や熱源水など各種の流体を用いることができる。
貯留水加熱用の第１放熱用熱交換器１２Ａは、循環水Ｗ１と冷媒Ｒとを間接熱交換させ、冷媒Ｒの潜熱および顕熱の放熱を行う。第１放熱用熱交換器１２Ａは、循環水Ｗ１を用いて冷媒Ｒの凝縮液化を行うと共に、冷媒Ｒを用いて循環水Ｗ１を加温する。
補給水加熱用の第２放熱用熱交換器１２Ｂは、補給水Ｗ２と冷媒Ｒとを間接熱交換させ、冷媒Ｒの顕熱の放熱を行う。第２放熱用熱交換器１２Ｂは、補給水Ｗ２を用いて冷媒Ｒの過冷却を行うと共に、冷媒Ｒを用いて補給水Ｗ２を加温する。
このように、冷媒Ｒの凝縮用と過冷却用とで熱交換器を分けることで、熱交換器の設計が容易となり、コスト削減を図ることができる。また、汎用の熱交換器の利用も可能となる。
なお、運転条件等により、第１放熱用熱交換器１２Ａでガス冷媒Ｒの凝縮液化が部分的な相変化に止まった場合は、第２放熱用熱交換器１２Ｂにおいて、残りのガス冷媒Ｒの凝縮液化が行われる。
補給水加熱用の第２放熱用熱交換器１２Ｂは、補給水Ｗ２と冷媒Ｒとを間接熱交換させ、冷媒Ｒの顕熱の放熱を行う。第２放熱用熱交換器１２Ｂは、補給水Ｗ２を用いて冷媒Ｒの過冷却を行うと共に、冷媒Ｒを用いて補給水Ｗ２を加温する。
このように、冷媒Ｒの凝縮用と過冷却用とで熱交換器を分けることで、熱交換器の設計が容易となり、コスト削減を図ることができる。また、汎用の熱交換器の利用も可能となる。
なお、運転条件等により、第１放熱用熱交換器１２Ａでガス冷媒Ｒの凝縮液化が部分的な相変化に止まった場合は、第２放熱用熱交換器１２Ｂにおいて、残りのガス冷媒Ｒの凝縮液化が行われる。
膨張弁１３は、比例制御式のニードル弁として構成され、駆動用ステッピングモータの回転数制御によりニードル弁のストロークを変え、弁開度を調節することで、冷媒循環ラインＬ９を流れる冷媒Ｒの流量を調整することができる。
以上のように、ヒートポンプ回路１０は、吸熱用熱交換器１４において、冷媒Ｒが外部から熱を奪って気化する一方、第１放熱用熱交換器１２Ａおよび第２放熱用熱交換器１２Ｂにおいて、冷媒Ｒが外部へ放熱して凝縮液化し、過冷却される。このような原理を利用して、ヒートポンプ回路１０は、吸熱用熱交換器１４で熱源流体から熱をくみ上げ、第１放熱用熱交換器１２Ａで循環水Ｗ１を加温し、第２放熱用熱交換器１２Ｂで補給水Ｗ２を加温する。
貯湯タンク６０は、ヒートポンプ回路１０で加温された循環水Ｗ１および補給水Ｗ２を貯留水Ｗ３として貯留するタンクである。貯湯タンク６０内の貯留水Ｗ３は、給湯水Ｗ４として、給湯水ラインＬ４を通じて温水需要箇所または温熱需要箇所に供給される。
貯湯タンク６０は、貯湯タンク６０内の貯留水Ｗ３の温度を検知する貯湯温度センサ６１を備える。貯湯温度センサ６１は、給湯水Ｗ４として温水需要箇所または温熱需要箇所に供給されることとなる貯留水Ｗ３の温度をモニタリングする。
貯湯タンク６０は、貯湯タンク６０内の水位を検知する水位センサ６２を備える。本実施形態においては、水位センサ６２は、複数の電極棒を備える電極式水位検出器により構成されている。具体的には、長さの異なる５本の電極棒６２１、６２２、６２３、６２４、６２５が、その下端部の高さ位置を互いに異ならせて差し込まれて保持されている。本実施形態においては、電極棒６２１、６２２、６２３、６２４、６２５が、順に下端部の高さ位置を低くして、貯湯タンク６０に挿入されている。各電極棒６２１、６２２、６２３、６２４、６２５は、その下端部が水に浸かるか否かにより、下端部における水位の有無を検出する。
水循環ラインＬ１は、その上流側が貯湯タンク６０に接続されており、かつ下流側も貯湯タンク６０に接続されている。水循環ラインＬ１は、貯湯タンク６０内の貯留水Ｗ３を循環水Ｗ１として循環させる循環路を形成する。貯湯タンク６０内の貯留水Ｗ３は、水循環ラインＬ１を通じて第１放熱用熱交換器１２Ａを通過して加温され、貯湯タンク６０内に戻る。水循環ラインＬ１には、上流側から、水循環ポンプ２１、第１放熱用熱交換器１２Ａ、第１温度センサ２２が順次配置されている。
水循環ポンプ２１は、インバータにより回転数を制御可能とされる。水循環ポンプ２１の回転数を変更することで、水循環ラインＬ１を循環する循環水Ｗ１の流量を調整することができる。
第１温度センサ２２は、第１放熱用熱交換器１２Ａの下流側に配置されており、第１放熱用熱交換器１２Ａから流出する循環水Ｗ１の温度を検知する。
補給水ラインＬ２は、その上流側が補給水タンク（不図示）等の補給水源に接続され、その下流側が貯湯タンク６０に接続されている。補給水ラインＬ２は、補給水Ｗ２を第２放熱用熱交換器１２Ｂに流通させつつ、貯湯タンク６０へ送給するラインである。補給水ラインＬ２には、上流側から、補給水弁２５、第２放熱用熱交換器１２Ｂ、第２温度センサ２６が順次配置されている。
補給水弁２５は、弁開度が調整可能に構成されている。補給水弁２５の弁開度を調整することにより、補給水ラインＬ２を流れる補給水Ｗ２の流量を調整することができる。
第２温度センサ２６は、第２放熱用熱交換器１２Ｂの下流側に配置されており、第２放熱用熱交換器１２Ｂから流出する補給水Ｗ２の温度を検知する。
補給水ラインＬ２は、補給水バイパスラインＬ１２を備える。補給水バイパスラインＬ１２は、第２放熱用熱交換器１２Ｂに対して補給水Ｗ２をバイパスさせるラインである。補給水バイパスラインＬ１２には、補給水分配バルブ３２が配置されている。
補給水分配バルブ３２は、第２放熱用熱交換器１２Ｂに送給する補給水Ｗ２および補給水バイパスラインＬ１２に送給する補給水Ｗ２の分配量を調整する。補給水分配バルブ３２は、自動または手動入力により弁開度が調整されてもよい。例えば、貯湯タンク６０の貯留水Ｗ３の水位が急激に低下したことが検知されたときに、自動または手動入力により補給水分配バルブ３２が開放されてもよい。これにより、第２放熱用熱交換器１２Ｂによって加温されていない補給水Ｗ２が、貯湯タンク６０内に急速に補給され、貯湯タンク６０が渇水状態となることを防ぐ。
水循環ラインＬ１および補給水ラインＬ２を通過することによって加温された貯湯タンク６０内の貯留水Ｗ３は、給湯水Ｗ４として、給湯水ラインＬ４を通じて温水需要箇所または温熱需要箇所に供給される。
温水需要箇所とは、給湯水Ｗ４を流体利用することにより貯留水Ｗ３を消費する工場内の各種生産設備等をいう。温水需要箇所の例としては、食品・飲料・薬品用の容器洗浄設備（リンサー）、瓶詰・缶詰・袋詰製品の加熱殺菌設備（パストライザー）等を挙げることができる。
一方、温熱需要箇所とは、給湯水Ｗ４の熱エネルギーのみを利用し、貯留水Ｗ３を消費しない生産設備等をいう。熱エネルギーの利用は、種々の熱交換器を介して行われ、熱エネルギーの取り出しによって温度降下した給湯水Ｗ４は、図示しない返湯水ラインを通じて貯湯タンク６０に返送される。温熱需要箇所の例としては、金属加工品の塗装設備における脱脂槽や化成槽、空調設備におけるエアハンドリングユニット等を挙げることができる。
このような温水需要箇所や温熱需要箇所では、常に、６０℃～８０℃程度の高温域の給湯水Ｗ４の供給が求められることがある。本実施形態の給湯システム１によれば、このような、常に所定の温度範囲内の温度の温水の供給が要求される用途において、特に好適に、温水を効率よく加温し、かつその温度を維持しつつ供給することができる。
一方、温熱需要箇所とは、給湯水Ｗ４の熱エネルギーのみを利用し、貯留水Ｗ３を消費しない生産設備等をいう。熱エネルギーの利用は、種々の熱交換器を介して行われ、熱エネルギーの取り出しによって温度降下した給湯水Ｗ４は、図示しない返湯水ラインを通じて貯湯タンク６０に返送される。温熱需要箇所の例としては、金属加工品の塗装設備における脱脂槽や化成槽、空調設備におけるエアハンドリングユニット等を挙げることができる。
このような温水需要箇所や温熱需要箇所では、常に、６０℃～８０℃程度の高温域の給湯水Ｗ４の供給が求められることがある。本実施形態の給湯システム１によれば、このような、常に所定の温度範囲内の温度の温水の供給が要求される用途において、特に好適に、温水を効率よく加温し、かつその温度を維持しつつ供給することができる。
次に、本実施形態の給湯システム１の制御部１００（制御手段１００）について説明する。制御部１００は、ＣＰＵおよびメモリを含むマイクロプロセッサにより構成される。制御部１００は、機能ブロックとして、循環水流量制御部としての水循環ポンプ制御部１１０と、補給水流量制御部としての補給水弁制御部１２０と、を備える。
ここで、図１における破線は、本実施形態における主要な電気的な接続の経路を示している。なお、これらの電気的な接続は、実際には制御部１００を経由するが、その点は省略している。
ここで、図１における破線は、本実施形態における主要な電気的な接続の経路を示している。なお、これらの電気的な接続は、実際には制御部１００を経由するが、その点は省略している。
水循環ポンプ制御部１１０は、第１温度センサ２２の検知温度を取得し、この検知温度に応じて、循環水流量調整手段を構成する水循環ポンプ２１の駆動周波数を制御する。具体的には、水循環ポンプ制御部１１０は、第１温度センサ２２の検知温度が目標出湯温度になるように、水循環ポンプ２１の駆動周波数を制御し、循環水Ｗ１の流量を調整する。より具体的な制御としては、例えば、第１温度センサ２２によりリアルタイムに検知される出湯温度をフィードバック値として、この出湯温度を目標出湯温度に収束させるように水循環ポンプの駆動周波数を調整するフィードバック制御を採用するのが好ましい。フィードバック制御は、比例制御（Ｐ制御）のほか、これに積分制御（Ｉ制御）および／または微分制御（Ｄ制御）を組み合わせた操作量の演算アルゴリズムを採用することができる。
これにより、貯湯タンク６０から第１放熱用熱交換器１２Ａに送給された循環水Ｗ１は第１放熱用熱交換器１２Ａで目標出湯温度（例えば７０℃）まで加熱された後、貯湯タンク６０に一定温度で還流される。よって、吸熱用熱交換器１４に供給する熱源流体（例えば熱源空気）の温度に季節変動がある場合や、第２放熱用熱交換器１２Ｂで加熱後の補給水Ｗ２の温度に変動がある場合でも、貯湯タンク６０に所要温度（例えば温水需要箇所または温熱需要箇所で要求される給湯温度）の温水を高速に蓄えることができる。
補給水弁制御部１２０は、水位センサ６２が検知した貯湯タンク６０内の貯留水Ｗ３の水位情報を取得し、この水位情報に応じて、補給水流量調整手段を構成する補給水弁２５の弁開度を調整する制御を行う。具体的には、補給水弁制御部１２０は、水位センサ６２の検知水位が高くなるほど補給水弁２５の弁開度を減少させて補給水流量を減少させる一方、水位センサ６２の検知水位が低くなるほど補給水弁２５の弁開度を増大させて補給水流量を増大させる制御を行う。
以下、本実施形態における補給水弁制御部１２０による制御の詳細を、図１に加えて、図２も参照しながら説明する。本実施形態においては、補給水弁制御部１２０は、水位センサ６２の検知水位に基づいて、補給水弁２５の弁開度を段階的に制御する。すなわち、補給水弁制御部１２０は、段階制御を行う。
水位センサ６２は、前述のとおり、長さの異なる５本の電極棒６２１、６２２、６２３、６２４、６２５を有する。ここで、第１電極棒６２１が検出する水位を水位Ｌ１、第２電極棒６２２が検出する水位を水位Ｌ２、第３電極棒６２３が検出する水位を水位Ｌ３、第４電極棒６２４が検出する水位を水位Ｌ４、第５電極棒６２５が検出する水位を水位Ｌ５とする。そして、これらの電極棒が検出する水位は、補給水弁２５の弁開度を制御するための複数段階の水位閾値となる。
図２は、本実施形態の補給水弁制御部１２０の制御内容としての段階制御を説明するための図である。
まず、貯湯タンク６０内の実際の水位Ｌｗが、例えば水位Ｌ１～水位Ｌ２の範囲内に位置している状況から変動する場合について具体的に説明する。
貯湯タンク６０に貯留されている貯留水Ｗ３は、給湯水ラインＬ４を通じて、不図示の温水需要箇所または温熱需要箇所に供給される。そして、貯湯タンク６０から需要箇所に供給される給湯水Ｗ４の量が、貯湯タンク６０に供給される補給水Ｗ２の量を上回ると、貯湯タンク６０内の水位Ｌｗは下降していく。そしてあるタイミングにおいて、第１電極棒６２１の下端部が水面から露出すると、水位センサ６２は、水位Ｌｗが水位Ｌ１を下回ったことを検出する（Ｌｗ＜Ｌ１）。
補給水弁制御部１２０は、水位Ｌｗが水位Ｌ１を下回ったことを検出すると、貯湯タンク６０が渇水直前の状態になったと判断し、補給水弁２５の弁開度を１００％（全開）にする。これにより、補給水Ｗ２が貯湯タンク６０に供給され、水位Ｌｗは回復していく。
まず、貯湯タンク６０内の実際の水位Ｌｗが、例えば水位Ｌ１～水位Ｌ２の範囲内に位置している状況から変動する場合について具体的に説明する。
貯湯タンク６０に貯留されている貯留水Ｗ３は、給湯水ラインＬ４を通じて、不図示の温水需要箇所または温熱需要箇所に供給される。そして、貯湯タンク６０から需要箇所に供給される給湯水Ｗ４の量が、貯湯タンク６０に供給される補給水Ｗ２の量を上回ると、貯湯タンク６０内の水位Ｌｗは下降していく。そしてあるタイミングにおいて、第１電極棒６２１の下端部が水面から露出すると、水位センサ６２は、水位Ｌｗが水位Ｌ１を下回ったことを検出する（Ｌｗ＜Ｌ１）。
補給水弁制御部１２０は、水位Ｌｗが水位Ｌ１を下回ったことを検出すると、貯湯タンク６０が渇水直前の状態になったと判断し、補給水弁２５の弁開度を１００％（全開）にする。これにより、補給水Ｗ２が貯湯タンク６０に供給され、水位Ｌｗは回復していく。
そして、水面が再び第１電極棒６２１と接触し、第１電極棒６２１の先端が水面の中に浸ると、水位センサ６２は、水位Ｌｗが水位Ｌ１以上になったこと、すなわち、水位Ｌｗが水位Ｌ１以上Ｌ２未満の範囲内に入ったことを検出する（Ｌ１≦Ｌｗ＜Ｌ２）。
補給水弁制御部１２０は、水位Ｌｗが水位Ｌ１以上になったことを検出すると、補給水弁２５の弁開度を８０％にする。
補給水弁制御部１２０は、水位Ｌｗが水位Ｌ１以上になったことを検出すると、補給水弁２５の弁開度を８０％にする。
次に、水面が第２電極棒６２２と接触し、第２電極棒６２２の先端が水面の中に浸ると、水位センサ６２は、水位Ｌｗが水位Ｌ２以上になったこと、すなわち、水位Ｌｗが水位Ｌ２以上Ｌ３未満の範囲内に入ったことを検出する（Ｌ２≦Ｌｗ＜Ｌ３）。
補給水弁制御部１２０は、水位Ｌｗが水位Ｌ２以上になったことを検出すると、補給水弁２５の弁開度を６０％にする。
補給水弁制御部１２０は、水位Ｌｗが水位Ｌ２以上になったことを検出すると、補給水弁２５の弁開度を６０％にする。
次に、さらに水位Ｌｗが上昇し、第３電極棒６２３の先端が水面の中に浸ると、水位センサ６２は、水位Ｌｗが水位Ｌ３を上回ったこと、すなわち、水位Ｌｗが水位Ｌ３以上Ｌ４未満の範囲内に入ったことを検出する（Ｌ３≦Ｌｗ＜Ｌ４）。
補給水弁制御部１２０は、水位Ｌｗが水位Ｌ３以上になったことを検出すると、補給水弁２５の弁開度を４０％にする。
補給水弁制御部１２０は、水位Ｌｗが水位Ｌ３以上になったことを検出すると、補給水弁２５の弁開度を４０％にする。
次に、さらに水位Ｌｗが上昇し、第４電極棒６２４の先端が水面の中に浸ると、水位センサ６２は、水位Ｌｗが水位Ｌ４を上回ったこと、すなわち、水位Ｌｗが水位Ｌ４以上Ｌ５未満の範囲内に入ったことを検出する。
補給水弁制御部１２０は、水位Ｌｗが水位Ｌ４以上になったことを検出すると、補給水弁２５の弁開度を２０％にする。
補給水弁制御部１２０は、水位Ｌｗが水位Ｌ４以上になったことを検出すると、補給水弁２５の弁開度を２０％にする。
次に、さらに水位Ｌｗが上昇し、第５電極棒６２５の先端が水面の中に浸ると、水位センサ６２は、水位Ｌｗが水位Ｌ５を上回ったことを検出する（Ｌ５≦Ｌｗ）。
補給水弁制御部１２０は、水位Ｌｗが水位Ｌ５以上になったことを検出すると、貯留量が十分な量になったと判断し、補給水弁２５の弁開度を０％（全閉）にする。
補給水弁制御部１２０は、水位Ｌｗが水位Ｌ５以上になったことを検出すると、貯留量が十分な量になったと判断し、補給水弁２５の弁開度を０％（全閉）にする。
次に、この状態から、水位Ｌｗが下降していく場合について説明する。
水位Ｌｗが下降し、第４電極棒６２４の下端部が水面から露出すると、水位センサ６２は、水位Ｌｗが水位Ｌ４を下回ったこと、すなわち、水位Ｌｗが水位Ｌ３以上Ｌ４未満の範囲内に入ったことを検出する（Ｌ３≦Ｌｗ＜Ｌ４）。
補給水弁制御部１２０は、水位Ｌｗが水位Ｌ４を下回ったことを検出すると、補給水弁２５の弁開度を４０％にする。
水位Ｌｗが下降し、第４電極棒６２４の下端部が水面から露出すると、水位センサ６２は、水位Ｌｗが水位Ｌ４を下回ったこと、すなわち、水位Ｌｗが水位Ｌ３以上Ｌ４未満の範囲内に入ったことを検出する（Ｌ３≦Ｌｗ＜Ｌ４）。
補給水弁制御部１２０は、水位Ｌｗが水位Ｌ４を下回ったことを検出すると、補給水弁２５の弁開度を４０％にする。
ここで、水位Ｌｗが水位Ｌ４を下回った後、仮に水位Ｌｗが上昇し、第５電極棒６２５の先端が水面の中に浸ると、すなわち水位Ｌｗが水位Ｌ４を上回ったことを検出すると、前述と同様、補給水弁２５の弁開度を２０％にする。
一方、水位Ｌｗが水位Ｌ４を下回った後、水位Ｌｗがさらに下降し、第３電極棒６２３の下端部が水面から露出すると、水位センサ６２は、水位Ｌｗが水位Ｌ３を下回ったこと、すなわち、水位Ｌｗが水位Ｌ２以上Ｌ３未満の範囲内に入ったことを検出する（Ｌ２≦Ｌｗ＜Ｌ３）。
補給水弁制御部１２０は、水位Ｌｗが水位Ｌ３を下回ったことを検出すると、補給水弁２５の弁開度を６０％にする。
補給水弁制御部１２０は、水位Ｌｗが水位Ｌ３を下回ったことを検出すると、補給水弁２５の弁開度を６０％にする。
この状態から、水位Ｌｗがさらに下降し、第２電極棒６２２の下端部が水面から露出すると、水位センサ６２は、水位Ｌｗが水位Ｌ２を下回ったこと、すなわち、水位Ｌｗが水位Ｌ１以上Ｌ２未満の範囲内に入ったことを検出する。
補給水弁制御部１２０は、水位Ｌｗが水位Ｌ２を下回ったことを検出すると、補給水弁２５の弁開度を８０％にする。
補給水弁制御部１２０は、水位Ｌｗが水位Ｌ２を下回ったことを検出すると、補給水弁２５の弁開度を８０％にする。
この状態から、水位Ｌｗがさらに下降し、第１電極棒６２１の下端部が水面から露出した場合、すなわち水位Ｌｗが水位Ｌ１を下回ったことを検出した場合は、補給水弁制御部１２０は、補給水弁２５の弁開度を１００％（全開）にする。
このように、補給水弁制御部１２０は、水位センサ６２の検知水位が高くなるほど補給水弁２５の弁開度を減少させる一方、水位センサ６２の検知水位が低くなるほど補給水弁２５の弁開度を増大させる制御を行う。これにより、温水需要量がゼロにならない限り補給水弁２５が閉鎖されることはなく、第２放熱用熱交換器１２Ｂに補給水が流れ続ける。よって、温水需要量が少ない場合であっても液冷媒Ｒの過冷却を継続し、ＣＯＰを高めることできる。
なお、補給水弁制御部１２０は、水位Ｌｗが水位Ｌ４以上Ｌ５未満の範囲内の水位帯（Ｌ４≦Ｌｗ＜Ｌ５）にあるときにおいて、補給水弁２５の弁開度を、水位上昇時と水位下降時とでずらしている。具体的には、水位Ｌｗがこの水位帯にある場合においては、水位上昇時の補給水弁２５の弁開度が２０％である一方、水位下降時の補給水弁２５の弁開度は０％となっている。すなわち、満水水位Ｌ５に到達して補給水弁２５の弁開度が０％（全閉）になったあとは、水位Ｌｗが水位Ｌ４未満となってから、補給水弁２５の開弁を開始する。
このように、満水水位Ｌ５に到達して補給水弁２５の弁開度が０％（全閉）となった後は、満水水位Ｌ５よりも少し低い水位、例えば弁開度が４０％となる水位条件（水位Ｌ４）から補給水弁２５の開弁をスタートし、給水をスタートしてもよい。これにより、水位Ｌｗが水位Ｌ５付近で変動する場合において、補給水弁２５の開閉が短周期で行われてしまう状況を防ぐことができる。このような制御により、補給水弁２５の故障リスクを低減することができる。
このように、満水水位Ｌ５に到達して補給水弁２５の弁開度が０％（全閉）となった後は、満水水位Ｌ５よりも少し低い水位、例えば弁開度が４０％となる水位条件（水位Ｌ４）から補給水弁２５の開弁をスタートし、給水をスタートしてもよい。これにより、水位Ｌｗが水位Ｌ５付近で変動する場合において、補給水弁２５の開閉が短周期で行われてしまう状況を防ぐことができる。このような制御により、補給水弁２５の故障リスクを低減することができる。
なお、上述の水位帯における補給水弁２５の弁開度を、水位上昇時と水位下降時とでずらすことに換えて、状態確認時間を設けてもよい。すなわち、水位Ｌｗが水位Ｌ５を下回っている状態が第１所定時間継続したと判定された場合に、補給水弁２５の開弁する制御を実行する構成としてもよい。
このように状態確認時間を設けることにより、水位Ｌ４～水位Ｌ５の水位帯における補給水弁２５の弁開度を、水位上昇時と水位下降時とで同じにしても、補給水弁２５の開閉が短周期で行われてしまう状況を防ぐことができる。
このように状態確認時間を設けることにより、水位Ｌ４～水位Ｌ５の水位帯における補給水弁２５の弁開度を、水位上昇時と水位下降時とで同じにしても、補給水弁２５の開閉が短周期で行われてしまう状況を防ぐことができる。
なお、水位上昇時や、他の水位においても、状態確認時間を設けても良い。例えば、水位下降時において、水位Ｌｗが所定の水位（例えば、水位Ｌ５、水位Ｌ４、水位Ｌ３、水位Ｌ２、または水位Ｌ１）を下回っている状態が所定時間継続したと判定された場合に、補給水弁２５の弁開度を増大させる制御を実行する構成としてもよい。また、水上昇時において、水位Ｌｗが所定の水位（水位Ｌ１、水位Ｌ２、水位Ｌ３、水位Ｌ４、または水位Ｌ５）を上回っている状態が所定時間継続したと判定された場合に、補給水弁２５の弁開度を減少させる制御を実行する構成としてもよい。これにより、補給水弁２５の弁開度が短周期で変更されてしまう状況を防ぐことができる。
なお、水位下降時、水位上昇時のいずれの状況であるかについては、新たに検出された水位または検出されなくなった水位と、その前に検出された水位または検出されなくなった水位に基づいて判別することができる。
なお、水位下降時、水位上昇時のいずれの状況であるかについては、新たに検出された水位または検出されなくなった水位と、その前に検出された水位または検出されなくなった水位に基づいて判別することができる。
このような制御により、水位Ｌｗの下降継続または上昇継続の状態確認時間に基づいて、補給水弁２５の弁開度の制御を行うことができる。
そして、状態確認時間の設定値は、調整可能となっていることが好ましい。例えば、水位閾値を下回ったときに、貯湯タンク６０の断面積による水位の下降速度の違いを考慮して、水位の下降継続の確認に必要な水位幅に対応する遅延時間としての第１所定時間を設定してもよい。
状態確認時間の設定値は、手動または自動で調整可能であり、０よりも大きい値を設定することができる。なお、状態確認時間の計測は、制御部１００の内部タイマ等を用いて実施する。
そして、状態確認時間の設定値は、調整可能となっていることが好ましい。例えば、水位閾値を下回ったときに、貯湯タンク６０の断面積による水位の下降速度の違いを考慮して、水位の下降継続の確認に必要な水位幅に対応する遅延時間としての第１所定時間を設定してもよい。
状態確認時間の設定値は、手動または自動で調整可能であり、０よりも大きい値を設定することができる。なお、状態確認時間の計測は、制御部１００の内部タイマ等を用いて実施する。
なお、水位センサ６２は、電極式水位検出器に限らず、各種の水位検出器を採用することが可能である。例えばフロート式の水位検出器を複数設けて、各水位閾値を検出できるようにしてもよい。また、電極式水位検出器とフロート式の水位検出器を組み合わせて使用してもよい。さらに、連続的な水位を測定可能な圧力式水位センサや静電容量式水位センサ等の水位検出部を用いて、複数の水位閾値を検出してもよい。なお、検出する水位閾値の数は、５つに限らない。
制御部１００の記憶部としてのメモリは、貯湯タンク６０内の水位と補給水弁２５の弁開度の関係を示す情報など、制御に必要な種々の情報を記憶する。
＜第１変形例＞
続けて、第１変形例について説明する。第１変形例においては、補給水弁制御部１２０の制御内容が第１実施形態と異なる。第１変形例においては、補給水弁制御部１２０は、水位センサ６２の検知水位に加えて、第２放熱用熱交換器１２Ｂから流出する補給水Ｗ２の温度を検知する第２温度センサ２６の検知温度に基づいて、補給水弁２５の弁開度を制御する。
続けて、第１変形例について説明する。第１変形例においては、補給水弁制御部１２０の制御内容が第１実施形態と異なる。第１変形例においては、補給水弁制御部１２０は、水位センサ６２の検知水位に加えて、第２放熱用熱交換器１２Ｂから流出する補給水Ｗ２の温度を検知する第２温度センサ２６の検知温度に基づいて、補給水弁２５の弁開度を制御する。
前述のとおり、水循環ポンプ制御部１１０は、第１温度センサ２２の検知温度が目標出湯温度になるように、水循環ポンプ２１の駆動周波数を制御している。これにより、貯湯タンク６０から第１放熱用熱交換器１２Ａに送給された循環水Ｗ１は第１放熱用熱交換器１２Ａで目標出湯温度（例えば７０℃）まで加熱された後、貯湯タンク６０に一定温度で還流される。
そして、本変形例においては、補給水弁制御部１２０は、第２温度センサ２６の検知温度がこの目標出湯温度（例えば７０℃）を超えない範囲となるように、補給水弁２５の弁開度を制御する。
図３は、第１変形例における補給水弁制御部１２０の制御内容を説明するための図である。
例えば、水位上昇時において、貯湯タンク６０内の水位Ｌｗが水位Ｌ４以上Ｌ５未満の範囲内の水位帯（Ｌ４≦Ｌｗ＜Ｌ５）にあるとき、補給水弁２５の弁開度を通常の設定通りの２０％としてしまうと、第２温度センサ２６の検知温度が、第１放熱用熱交換器１２Ａの目標出湯温度（例えば７０℃）を超えてしまう状況にあるとする。このとき、貯湯タンク６０内の水位Ｌｗが水位Ｌ４以上Ｌ５未満の範囲内の水位帯（Ｌ４≦Ｌｗ＜Ｌ５）は、目標出湯温度超過ゾーンとなる。
この場合、補給水弁制御部１２０は、第２温度センサ２６の検知温度が、この目標出湯温度（例えば７０℃）を超えない範囲となるように補給水弁２５の弁開度を制御する。具体的には、補給水弁制御部１２０は、水位センサ６２の検知水位に基づいて、通常であれば補給水弁２５の弁開度が２０％となるように制御するところ、第２温度センサ２６の検知温度が目標出湯温度（例えば７０℃）を超えない範囲となるように、補給水弁２５を２０％を超える弁開度で制御している。図３の例では、目標出湯温度超過ゾーンにあるとき、補給水弁２５の弁開度を３０％に制御している。
例えば、水位上昇時において、貯湯タンク６０内の水位Ｌｗが水位Ｌ４以上Ｌ５未満の範囲内の水位帯（Ｌ４≦Ｌｗ＜Ｌ５）にあるとき、補給水弁２５の弁開度を通常の設定通りの２０％としてしまうと、第２温度センサ２６の検知温度が、第１放熱用熱交換器１２Ａの目標出湯温度（例えば７０℃）を超えてしまう状況にあるとする。このとき、貯湯タンク６０内の水位Ｌｗが水位Ｌ４以上Ｌ５未満の範囲内の水位帯（Ｌ４≦Ｌｗ＜Ｌ５）は、目標出湯温度超過ゾーンとなる。
この場合、補給水弁制御部１２０は、第２温度センサ２６の検知温度が、この目標出湯温度（例えば７０℃）を超えない範囲となるように補給水弁２５の弁開度を制御する。具体的には、補給水弁制御部１２０は、水位センサ６２の検知水位に基づいて、通常であれば補給水弁２５の弁開度が２０％となるように制御するところ、第２温度センサ２６の検知温度が目標出湯温度（例えば７０℃）を超えない範囲となるように、補給水弁２５を２０％を超える弁開度で制御している。図３の例では、目標出湯温度超過ゾーンにあるとき、補給水弁２５の弁開度を３０％に制御している。
通常、貯湯タンク６０内の水位の上昇に応じて補給水弁２５の弁開度を減少させていくと、第２放熱用熱交換器１２Ｂではより高温の温水が生成される。本変形例においては、補給水流量を減少させる際、第２温度センサ２６の検知温度が、第１放熱用熱交換器１２Ａの目標出湯温度（例えば７０℃）を超えないように補給水弁２５の弁開度が制御される。これにより、液冷媒Ｒの過冷却を継続しつつ、貯湯タンク６０に所要温度（例えば温水需要箇所または温熱需要箇所で要求される給湯温度）を超えない温水を高速に補給することができる。
＜第２変形例＞
続けて、第２変形例について説明する。第２変形例においては、補給水弁制御部１２０の制御内容が第１実施形態と異なる。第２変形例においては、補給水弁制御部１２０は、水位センサ６２の検知水位に基づいて、補給水弁２５の弁開度を連続的に制御する。すなわち、補給水弁制御部１２０は、連続制御（比例制御）を行う。この場合においては、水位センサ６２として、連続的な水位を測定可能な圧力式水位センサや静電容量式水位センサ等の水位検出器を用いることが好ましい。
続けて、第２変形例について説明する。第２変形例においては、補給水弁制御部１２０の制御内容が第１実施形態と異なる。第２変形例においては、補給水弁制御部１２０は、水位センサ６２の検知水位に基づいて、補給水弁２５の弁開度を連続的に制御する。すなわち、補給水弁制御部１２０は、連続制御（比例制御）を行う。この場合においては、水位センサ６２として、連続的な水位を測定可能な圧力式水位センサや静電容量式水位センサ等の水位検出器を用いることが好ましい。
図４は、第２変形例における補給水弁制御部１２０の制御内容としての連続制御を説明するための図である。
補給水弁制御部１２０は、水位Ｌｗが水位Ｌ１を下回ったことを検出すると（Ｌｗ＜Ｌ１）、補給水弁２５の弁開度を１００％（全開）にする。また、補給水弁制御部１２０は、水位Ｌｗが水位Ｌ５以上になったことを検出すると（Ｌ５≦Ｌｗ）、補給水弁２５の弁開度を０％（全閉）にする。これらの点は、段階制御の場合と同じである。
補給水弁制御部１２０は、水位Ｌｗが水位Ｌ１を下回ったことを検出すると（Ｌｗ＜Ｌ１）、補給水弁２５の弁開度を１００％（全開）にする。また、補給水弁制御部１２０は、水位Ｌｗが水位Ｌ５以上になったことを検出すると（Ｌ５≦Ｌｗ）、補給水弁２５の弁開度を０％（全閉）にする。これらの点は、段階制御の場合と同じである。
そして、補給水弁制御部１２０は、水位Ｌｗが水位Ｌ１～水位Ｌ５の範囲内にある場合においては、水位センサ６２によって検出された水位に応じて、補給水弁２５の弁開度を比例的に制御する。
図４には、水位Ｌ１と補給水弁２５の弁開度１００％の交点をａ点とし、水位Ｌ５と補給水弁の弁開度０％の交点をｂ点とした場合における、ａ点とｂ点を結ぶ直線ｍが示されている。補給水弁制御部１２０は、水位センサ６２によって検出された水位と、水位と補給水弁２５の弁開度との関係を示す上述の直線ｍに基づいて、補給水弁２５の弁開度を比例的に制御する。
例えば、補給水弁制御部１２０は、水位センサ６２によって検出された水位が水位Ｌ２、水位Ｌ３、水位Ｌ４のときは、直線ｍに従って、補給水弁２５の弁開度をそれぞれ２５％、５０％、７５％に制御する。
例えば、補給水弁制御部１２０は、水位センサ６２によって検出された水位が水位Ｌ２、水位Ｌ３、水位Ｌ４のときは、直線ｍに従って、補給水弁２５の弁開度をそれぞれ２５％、５０％、７５％に制御する。
なお、満水水位Ｌ５に到達して補給水弁２５の弁開度が０％（全閉）となった後は、満水水位Ｌ５よりも少し低い水位、例えば弁開度が２５％となる水位条件（水位Ｌ４）から補給水弁２５の開弁をスタートし、給水をスタートしてもよい。これにより、水位Ｌｗが水位Ｌ５付近で変動する場合において、補給水弁２５の開閉が短周期で行われてしまう状況を防ぐことができる。
なお、これに換えて、状態確認時間を設けてもよい。すなわち、水位Ｌｗが水位Ｌ５を下回っている状態が第１所定時間継続したと判定された場合に、補給水弁２５の開弁する制御を実行する構成としてもよい。
なお、これに換えて、状態確認時間を設けてもよい。すなわち、水位Ｌｗが水位Ｌ５を下回っている状態が第１所定時間継続したと判定された場合に、補給水弁２５の開弁する制御を実行する構成としてもよい。
このように、第２変形例においても、補給水弁制御部１２０は、水位センサ６２の検知水位が高くなるほど補給水弁２５の弁開度を減少させる一方、水位センサ６２の検知水位が低くなるほど補給水弁２５の弁開度を増大させる制御を行う。これにより、温水需要量がゼロにならない限り補給水弁２５が閉鎖されることはなく、第２放熱用熱交換器１２Ｂに補給水が流れ続ける。よって、温水需要量が少ない場合であっても液冷媒Ｒの過冷却を継続し、ＣＯＰを高めることできる。
＜第３変形例＞
続けて、第３変形例について説明する。第３変形例においては、補給水弁制御部１２０の制御内容が第１実施形態と異なる。第３変形例においては、第２変形例と同様、補給水弁制御部１２０は、水位センサ６２の検知水位に基づいて、補給水弁２５の弁開度を連続的に制御する。すなわち、補給水弁制御部１２０は、連続制御（比例制御）を行う。そして、補給水弁制御部１２０は、連続制御を基本として、第１変形例と同様に、水位センサ６２の検知水位に加えて、第２放熱用熱交換器１２Ｂから流出する補給水Ｗ２の温度を検知する第２温度センサ２６の検知温度に基づいて、補給水弁２５の弁開度を制御する。
続けて、第３変形例について説明する。第３変形例においては、補給水弁制御部１２０の制御内容が第１実施形態と異なる。第３変形例においては、第２変形例と同様、補給水弁制御部１２０は、水位センサ６２の検知水位に基づいて、補給水弁２５の弁開度を連続的に制御する。すなわち、補給水弁制御部１２０は、連続制御（比例制御）を行う。そして、補給水弁制御部１２０は、連続制御を基本として、第１変形例と同様に、水位センサ６２の検知水位に加えて、第２放熱用熱交換器１２Ｂから流出する補給水Ｗ２の温度を検知する第２温度センサ２６の検知温度に基づいて、補給水弁２５の弁開度を制御する。
前述のとおり、水循環ポンプ制御部１１０は、第１温度センサ２２の検知温度が目標出湯温度になるように、水循環ポンプ２１の駆動周波数を制御している。これにより、貯湯タンク６０から第１放熱用熱交換器１２Ａに送給された循環水Ｗ１は第１放熱用熱交換器１２Ａで目標出湯温度（例えば７０℃）まで加熱された後、貯湯タンク６０に一定温度で還流される。
そして、本変形例においては、補給水弁制御部１２０は、第２温度センサ２６の検知温度が目標出湯温度（例えば７０℃）を超えない範囲となるように、補給水弁２５の弁開度を制御する。
図５は、第３変形例における補給水弁制御部１２０の制御内容を説明するための図である。
例えば、水位上昇時において、貯湯タンク６０内の水位Ｌｗが水位Ｌ４よりも少し低い水位～水位Ｌ５の範囲内の水位帯にあるとき、補給水弁２５の弁開度を通常の設定通りの比例制御としてしまうと、第２温度センサ２６の検知温度が、第１放熱用熱交換器１２Ａの目標出湯温度（例えば７０℃）を超えてしまう状況にあるとする。このとき、貯湯タンク６０内の水位Ｌｗが水位Ｌ４よりも少し低い水位～水位Ｌ５の範囲内の水位帯は、目標出湯温度超過ゾーンとなる。
この場合、補給水弁制御部１２０は、第２温度センサ２６の検知温度が、この目標出湯温度（例えば７０℃）を超えない範囲となるように補給水弁２５の弁開度を制御する。具体的には、補給水弁制御部１２０は、水位センサ６２の検知水位に基づいて、通常であれば補給水弁２５の弁開度を比例的に制御するところ、第２温度センサ２６の検知温度が目標出湯温度（例えば７０℃）を超えない範囲となるように、補給水弁２５を２５％を超える弁開度で制御している。図５の例では、目標出湯温度超過ゾーンにあるとき、補給水弁２５の弁開度を３０％に制御している。
例えば、水位上昇時において、貯湯タンク６０内の水位Ｌｗが水位Ｌ４よりも少し低い水位～水位Ｌ５の範囲内の水位帯にあるとき、補給水弁２５の弁開度を通常の設定通りの比例制御としてしまうと、第２温度センサ２６の検知温度が、第１放熱用熱交換器１２Ａの目標出湯温度（例えば７０℃）を超えてしまう状況にあるとする。このとき、貯湯タンク６０内の水位Ｌｗが水位Ｌ４よりも少し低い水位～水位Ｌ５の範囲内の水位帯は、目標出湯温度超過ゾーンとなる。
この場合、補給水弁制御部１２０は、第２温度センサ２６の検知温度が、この目標出湯温度（例えば７０℃）を超えない範囲となるように補給水弁２５の弁開度を制御する。具体的には、補給水弁制御部１２０は、水位センサ６２の検知水位に基づいて、通常であれば補給水弁２５の弁開度を比例的に制御するところ、第２温度センサ２６の検知温度が目標出湯温度（例えば７０℃）を超えない範囲となるように、補給水弁２５を２５％を超える弁開度で制御している。図５の例では、目標出湯温度超過ゾーンにあるとき、補給水弁２５の弁開度を３０％に制御している。
これにより、連続制御を基本とする制御の場合であっても、第１変形例と同様の効果が得られる。
以上説明した第１実施形態の給湯システム１によれば、以下の（１）～（３）に示されるような効果を奏する。
（１）本実施形態の給湯システム１は、圧縮機１１、第１放熱用熱交換器１２Ａ、第２放熱用熱交換器１２Ｂ、膨張弁１３および吸熱用熱交換器１４が冷媒循環ラインＬ９により環状に接続され、圧縮機１１の駆動により第１放熱用熱交換器１２Ａおよび／または第２放熱用熱交換器１２Ｂで温熱を取り出す蒸気圧縮式のヒートポンプ回路１０と、補給水Ｗ２を貯留する貯湯タンク６０と、貯湯タンク６０内の水位Ｌｗを検知する水位センサ６２と、貯湯タンク６０内の貯留水Ｗ３を第１放熱用熱交換器１２Ａに循環させる水循環ラインＬ１と、水循環ラインＬ１に設けられた水循環ポンプ２１と、補給水Ｗ２を第２放熱用熱交換器１２Ｂに流通させつつ、貯湯タンク６０へ送給する補給水ラインＬ２と、補給水ラインＬ２に設けられた補給水弁２５と、水循環ポンプ２１および補給水弁２５を制御する制御手段１００と、を備え、制御手段１００は、水位センサ６２の検知水位が高くなるほど補給水弁２５の弁開度を減少させる一方、水位センサ６２の検知水位が低くなるほど補給水弁２５の弁開度を増大させる。
このように、水位センサ６２の検知水位が高くなるほど補給水弁２５の弁開度を減少させる一方、水位センサ６２の検知水位が低くなるほど補給水弁２５の弁開度を増大させるように構成しているので、温水需要量の増減に応答して補給水流量が増減される。すなわち、温水需要量がゼロにならない限り補給水弁２５が閉鎖されることはなく、第２放熱用熱交換器１２Ｂに補給水Ｗ２が流れ続ける。これにより、温水需要量が少ない場合であっても液冷媒Ｒの過冷却を継続し、ＣＯＰを高めることできる。
このように、水位センサ６２の検知水位が高くなるほど補給水弁２５の弁開度を減少させる一方、水位センサ６２の検知水位が低くなるほど補給水弁２５の弁開度を増大させるように構成しているので、温水需要量の増減に応答して補給水流量が増減される。すなわち、温水需要量がゼロにならない限り補給水弁２５が閉鎖されることはなく、第２放熱用熱交換器１２Ｂに補給水Ｗ２が流れ続ける。これにより、温水需要量が少ない場合であっても液冷媒Ｒの過冷却を継続し、ＣＯＰを高めることできる。
（２）本実施形態の給湯システム１は、第１放熱用熱交換器１２Ａから流出する循環水Ｗ１の温度を検知する第１温度センサ２２を備え、制御手段１００は、第１温度センサ２２の検知温度が目標出湯温度になるように、水循環ポンプ２１の駆動周波数を制御する。
これにより、貯湯タンク６０から第１放熱用熱交換器１２Ａに送給された循環水Ｗ１は第１放熱用熱交換器１２Ａで目標出湯温度（例えば７０℃）まで加熱された後、貯湯タンク６０に一定温度で還流される。よって、吸熱用熱交換器１４に供給する熱源流体（例えば熱源空気）の温度に季節変動がある場合や、第２放熱用熱交換器１２Ｂで加熱後の補給水Ｗ２の温度に変動がある場合でも、貯湯タンク６０に所要温度（例えば温水需要箇所または温熱需要箇所で要求される給湯温度）の温水を高速に蓄えることができる。
これにより、貯湯タンク６０から第１放熱用熱交換器１２Ａに送給された循環水Ｗ１は第１放熱用熱交換器１２Ａで目標出湯温度（例えば７０℃）まで加熱された後、貯湯タンク６０に一定温度で還流される。よって、吸熱用熱交換器１４に供給する熱源流体（例えば熱源空気）の温度に季節変動がある場合や、第２放熱用熱交換器１２Ｂで加熱後の補給水Ｗ２の温度に変動がある場合でも、貯湯タンク６０に所要温度（例えば温水需要箇所または温熱需要箇所で要求される給湯温度）の温水を高速に蓄えることができる。
（３）本実施形態の給湯システム１は、第２放熱用熱交換器１２Ｂから流出する補給水Ｗ２の温度を検知する第２温度センサ２６を備え、制御手段１００は、第２温度センサ２６の検知温度が目標出湯温度を超えない範囲で、補給水弁２５の弁開度を制御する。
補給水弁２５の弁開度を減少させていくと、第２放熱用熱交換器１２Ｂではより高温の温水が生成される。補給水流量を減少させる際、第２温度センサ２６の検知温度が、第１放熱用熱交換器１２Ａの目標出湯温度（例えば７０℃）を超えないように補給水弁２５の弁開度が制御される。これにより、液冷媒Ｒの過冷却を継続しつつ、貯湯タンク６０に所要温度（例えば温水需要箇所または温熱需要箇所で要求される給湯温度）を超えない温水を高速に補給することができる。
補給水弁２５の弁開度を減少させていくと、第２放熱用熱交換器１２Ｂではより高温の温水が生成される。補給水流量を減少させる際、第２温度センサ２６の検知温度が、第１放熱用熱交換器１２Ａの目標出湯温度（例えば７０℃）を超えないように補給水弁２５の弁開度が制御される。これにより、液冷媒Ｒの過冷却を継続しつつ、貯湯タンク６０に所要温度（例えば温水需要箇所または温熱需要箇所で要求される給湯温度）を超えない温水を高速に補給することができる。
以上、本発明の給湯システムの好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。
１ 給湯システム
１０ ヒートポンプ回路
１１ 圧縮機
１２Ａ 第１放熱用熱交換器（凝縮器）
１２Ｂ 第２放熱用熱交換器（過冷却器）
１３ 膨張弁
１４ 吸熱用熱交換器（蒸発器）
２１ 水循環ポンプ
２２ 第１温度センサ
２５ 補給水弁
２６ 第２温度センサ
３２ 補給水分配バルブ
６０ 貯湯タンク
６１ 貯湯温度センサ
６２ 水位センサ
１００ 制御部（制御手段）
１１０ 水循環ポンプ制御部
１２０ 補給水弁制御部
Ｌ１ 水循環ライン
Ｌ２ 補給水ライン
Ｌ４ 給湯水ライン
Ｌ９ 冷媒循環ライン
Ｌ１２ 補給水バイパスライン
Ｗ１ 循環水
Ｗ２ 補給水
Ｗ３ 貯留水
Ｗ４ 給湯水
Ｒ 冷媒（ガス冷媒、液冷媒）
１０ ヒートポンプ回路
１１ 圧縮機
１２Ａ 第１放熱用熱交換器（凝縮器）
１２Ｂ 第２放熱用熱交換器（過冷却器）
１３ 膨張弁
１４ 吸熱用熱交換器（蒸発器）
２１ 水循環ポンプ
２２ 第１温度センサ
２５ 補給水弁
２６ 第２温度センサ
３２ 補給水分配バルブ
６０ 貯湯タンク
６１ 貯湯温度センサ
６２ 水位センサ
１００ 制御部（制御手段）
１１０ 水循環ポンプ制御部
１２０ 補給水弁制御部
Ｌ１ 水循環ライン
Ｌ２ 補給水ライン
Ｌ４ 給湯水ライン
Ｌ９ 冷媒循環ライン
Ｌ１２ 補給水バイパスライン
Ｗ１ 循環水
Ｗ２ 補給水
Ｗ３ 貯留水
Ｗ４ 給湯水
Ｒ 冷媒（ガス冷媒、液冷媒）
Claims (3)
- 圧縮機、第１放熱用熱交換器、第２放熱用熱交換器、膨張弁および吸熱用熱交換器が冷媒循環ラインにより環状に接続され、前記圧縮機の駆動により前記第１放熱用熱交換器および／または前記第２放熱用熱交換器で温熱を取り出す蒸気圧縮式のヒートポンプ回路と、
補給水を貯留する貯湯タンクと、
前記貯湯タンク内の水位を検知する水位センサと、
前記貯湯タンク内の貯留水を前記第１放熱用熱交換器に循環させる水循環ラインと、
前記水循環ラインに設けられた水循環ポンプと、
補給水を前記第２放熱用熱交換器に流通させつつ、前記貯湯タンクへ送給する補給水ラインと、
前記補給水ラインに設けられた補給水弁と、
前記水循環ポンプおよび前記補給水弁を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記水位センサの検知水位が高くなるほど前記補給水弁の弁開度を減少させる一方、前記水位センサの検知水位が低くなるほど前記補給水弁の弁開度を増大させる給湯システム。 - 前記第１放熱用熱交換器から流出する循環水の温度を検知する第１温度センサを備え、
前記制御手段は、前記第１温度センサの検知温度が目標出湯温度になるように、前記水循環ポンプの駆動周波数を制御する、請求項１に記載の給湯システム。 - 前記第２放熱用熱交換器から流出する補給水の温度を検知する第２温度センサを備え、
前記制御手段は、前記第２温度センサの検知温度が前記目標出湯温度を超えない範囲で、前記補給水弁の弁開度を制御する、請求項２に記載の給湯システム。
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|---|---|---|---|---|
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