JP2023065687A - 温水製造システム - Google Patents

Abstract

【課題】出湯温度を高めた場合であっても、ＣＯ２排出量の削減効果が高く、ランニングコストも削減できる温水製造システムを提供すること。【解決手段】温水製造システム１であって、用水Ｗ１をヒートポンプ式給湯システム１０のヒートポンプ式給湯器の凝縮器９２に循環させながら第１温度まで加温する第１加温手段２と、第１加温手段２で加温された用水を蒸気ボイラ装置３０で発生させた蒸気Ｓと間接熱交換させて第１温度よりも高い第２温度まで昇温する第２加温手段３と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、温水製造システムに関するものである。

従来、温水製造システムが知られている。例えば特許文献１には、食品等のワークを温水洗浄または温水殺菌するために、ヒートポンプを用いて温水を製造するシステムが示されている。

特開２００９－１３３５２２号公報

現在、工場・事業場の多くでは、代表的な温室効果ガスであるＣＯ_２の排出量削減を目的として、化石燃料から脱却する「脱炭素」への取り組みが進められている。そこで、特許文献１に示されるように、温水を製造するシステムとして、ヒートポンプを用いたシステムを採用することが増えてきている。しかしながら、ヒートポンプは、出湯温度が低ければＣＯＰ（エネルギー消費効率）は高く、ＣＯ_２排出量の削減効果も高いが、出湯温度を高めて使用する場合は、ＣＯＰは低くなり、ＣＯ_２排出量の削減効果も低下するという特性がある。また、出湯温度を高めて使用する場合は、ＣＯＰが低いため、ランニングコストも高くなる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、出湯温度を高めた場合であっても、ＣＯ_２排出量の削減効果が高く、ランニングコストも削減できる温水製造システムを提供することにある。

本発明は、用水をヒートポンプ式給湯器（例えば、ヒートポンプ式給湯システム１０の給湯器）に循環させながら目標給湯温度まで加温する第１加温手段（例えば、第１加温手段２）と、前記第１加温手段で前記目標給湯温度まで加温された用水を蒸気ボイラ（例えば、蒸気ボイラ装置３０）で発生させた蒸気と間接熱交換させて、前記目標給湯温度よりも高く設定された目標出湯温度まで昇温する第２加温手段（例えば、第２加温手段３）と、前記第１加温手段および前記第２加温手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記設定された目標出湯温度に応じて、前記給湯器と前記蒸気ボイラの出力分担を調整する温水製造システムに関する。

また、前記第２加温手段は、前記蒸気ボイラで発生させた蒸気を集合させる蒸気ヘッダ（例えば、蒸気ヘッダ５１）と、前記蒸気ヘッダからの蒸気の供給量を調整する昇温用給蒸弁（例えば、昇温用給蒸弁５４）と、を有し、前記制御手段は、前記蒸気ヘッダのヘッダ圧力が目標蒸気圧力となるように、前記蒸気ボイラを制御するボイラ制御部と、前記第２加温手段から出湯する温水が前記設定された目標出湯温度となるように、前記昇温用給蒸弁を制御する給蒸制御部と、を有することが好ましい。

また、前記第１加温手段は、未加温の用水が補給され、この用水を前記給湯器に循環加温させることにより生成した温水を貯留する第１温水タンク（例えば、第１温水タンク４０）と、前記給湯器と前記第１温水タンクの間で用水を循環させる第１循環ラインと、前記給湯器で生成した温水の給湯温度を検出する給湯温度センサ（例えば、給湯温度センサ１４、１５、１６）と、を備え、前記第２加温手段は、前記給湯器で生成した温水と前記蒸気ボイラで発生させた蒸気とを間接熱交換させる昇温用熱交換器（例えば、昇温用熱交換器２７０）と、前記昇温用熱交換器に前記蒸気ボイラで発生させた蒸気を供給する昇温用給蒸ライン（例えば、昇温用給蒸ラインＬ２）と、前記昇温用給蒸ラインに設けられた昇温用給蒸弁（例えば、昇温用給蒸弁５４）と、前記昇温用熱交換器で生成された温水の出湯温度を検出する出湯温度センサ（例えば、出湯温度センサ２７１）と、を備え、前記制御手段は、前記給湯温度センサの検出温度が前記目標給湯温度になるように前記給湯器を制御し、前記出湯温度センサの検出温度が前記目標出湯温度になるように前記昇温用給蒸弁の開度を制御することが好ましい。

また、前記第１加温手段は、未加温の用水が補給され、この用水を前記給湯器に循環加温させることにより生成した温水を貯留する第１温水タンク（例えば、第１温水タンク４０）と、前記給湯器と前記第１温水タンクの間で用水を循環させる第１循環ラインと、前記給湯器で生成した温水の給湯温度を検出する給湯温度センサ（例えば、給湯温度センサ１４、１５、１６）と、を備え、前記第２加温手段は、前記給湯器で生成した温水と前記蒸気ボイラで発生させた蒸気とを間接熱交換させる昇温用熱交換器（例えば、昇温用熱交換器２７０）と、前記昇温用熱交換器で加温された温水を貯留する第２温水タンク（例えば、第２温水タンク２４０）と、前記昇温用熱交換器に前記蒸気ボイラで発生させた蒸気を供給する昇温用給蒸ライン（例えば、昇温用給蒸ラインＬ２）と、前記昇温用給蒸ラインに設けられた昇温用給蒸弁（例えば、昇温用給蒸弁５４）と、前記第２温水タンク内の温水の温度を検出する第２温度センサ（例えば、第２温度センサ２４１）と、を備え、前記制御手段は、前記給湯温度センサの検出温度が前記目標給湯温度になるように前記給湯器を制御し、前記第２温度センサの検出温度が前記目標出湯温度になるように前記昇温用給蒸弁の開度を制御することが好ましい。

また、前記第２加温手段は、前記第２温水タンクに前記蒸気ボイラで発生させた蒸気を供給するバックアップ給蒸ライン（例えば、バックアップ給蒸ラインＬ１２）と、前記バックアップ給蒸ラインに設けられたバックアップ給蒸弁（例えば、バックアップ給蒸弁２１２）と、を備え、前記制御手段は、前記第２温度センサの検出温度が前記目標出湯温度になるように前記昇温用給蒸弁および前記バックアップ給蒸弁の開度を制御することが好ましい。

また、前記バックアップ給蒸弁の開度を制御する温度帯は、前記昇温用給蒸弁の開度を制御する温度帯よりも低い温度帯であることが好ましい。

また、前記第１加温手段は、未加温の用水が補給され、この用水を前記給湯器に循環加温させることにより生成した温水を貯留する第１温水タンク（例えば、第１温水タンク４０）と、前記給湯器と前記第１温水タンクの間で用水を循環させる第１循環ラインと、前記給湯器で生成した温水の給湯温度を検出する給湯温度センサ（例えば、給湯温度センサ１４、１５、１６）と、を備え、前記第２加温手段は、前記第１温水タンクから送出される温水と蒸気とを間接熱交換させる第１昇温用熱交換器（例えば、第１昇温用熱交換器２７０）と、前記第１昇温用熱交換器で加温された温水を貯留する第２温水タンク（例えば、第２温水タンク２４０）と、前記第２温水タンクに貯留された温水が循環される第２循環ライン（例えば、貯留水循環ラインＬ１５）と、前記第２循環ラインを流通する温水と蒸気とを間接熱交換させる第２昇温用熱交換器（例えば、第２昇温用熱交換器２８０）と、前記第１昇温用熱交換器および前記第２昇温用熱交換器に前記蒸気ボイラで発生させた蒸気を供給する昇温用給蒸ライン（例えば、昇温用給蒸ラインＬ２）と、前記昇温用給蒸ラインに設けられた昇温用給蒸弁（例えば、昇温用給蒸弁５４）と、前記第２昇温用熱交換器から前記第２温水タンクに還流する温水の温度を検出する還流温度センサ（例えば、還流温度センサ２４５）と、を備え、前記制御手段は、前記給湯温度センサの検出温度が前記目標給湯温度になるように前記給湯器を制御し、前記還流温度センサの検出温度が前記目標出湯温度になるように前記昇温用給蒸弁の開度を制御することが好ましい。

また、前記昇温用給蒸ラインは、前記蒸気ボイラで発生させた蒸気を前記第２昇温用熱交換器に流通させた後、前記第１昇温用熱交換器に流通させることが好ましい。

また、前記第１加温手段は、前記第１温水タンク内の温水の温度を検出する第１温度センサ（例えば、第１温度センサ４１）を備え、前記制御手段は、前記第１温度センサの検出温度に基づいて、前記第１循環ラインを介した用水の循環の実行と停止を切り替えることが好ましい。

また、前記第１加温手段は、前記第１温水タンク内の水位を検出する第１水位センサ（例えば、第１水位センサ４２）と、前記第１温水タンクに用水を補給する補給水ライン（例えば補給水ラインＬ５）と、前記補給水ラインに設けられた補給水弁（例えば、補給水弁６２）と、を備え、前記制御手段は、前記第１水位センサの検出水位が設定水位を下回ると、前記補給水弁を開放することが好ましい。

また、前記補給水ラインを流通する用水と蒸気とを間接熱交換させる予熱用熱交換器（例えば、予熱用熱交換器７５）と、前記予熱用熱交換器に前記蒸気ボイラで発生させた蒸気を供給する予熱用給蒸ライン（例えば、予熱用給蒸ラインＬ１０）と、前記予熱用給蒸ラインに設けられた予熱用給蒸弁（例えば、予熱用給蒸弁７６）と、を備え、前記制御手段は、前記補給水弁を開放する際に、前記予熱用給蒸弁を開放することが好ましい。

また、前記第１温水タンクと前記第２温水タンクとを接続する温水送出ライン（例えば、温水送出ラインＬ１６）に設けられた温水ポンプ（例えば、温水ポンプ２４３）と、前記第２温水タンクの水位を検出する第２水位センサ（例えば、第２水位センサ２４２）と、を備え、前記制御手段は、前記第２水位センサの検出水位が設定水位を下回ると、前記温水ポンプを駆動することが好ましい。

また、前記第１加温手段は、前記第１温水タンク内の温水の温度を検出する第１温度センサ（例えば、第１温度センサ４１）を備え、前記第１加温手段は、複数の前記給湯器（例えば、給湯器１１、１２、１３）を含み、前記第１温水タンクには、前記給湯器の運転台数を変更するための複数段階の温度閾値が設定され、前記制御手段は、前記第１温水タンク内の温度下降時は、前記第１温度センサの検出温度が前記温度閾値を１段階下回るたびに前記給湯器の運転台数を１台ずつ増加させる台数制御を実行し、前記第１温水タンク内の温度上昇時は、前記第１温度センサの検出温度が前記温度閾値を１段階上回るたびに前記給湯器の運転台数を１台ずつ減少させる台数制御を実行することが好ましい。

また、前記給湯器に供給する用水および／または前記蒸気ボイラに供給する給水を貯留する給水タンク（例えば、給水タンク６０）と、前記給湯器の循環加温対象を前記第１温水タンクの貯留水または前記給水タンクの貯留水に切り替える切替手段（例えば、切替手段２９０）と、を備えることが好ましい。

また、前記第１加温手段は、前記第１温水タンク内の温水の温度を検出する第１温度センサ（例えば、第１温度センサ４１）を備え、前記第１加温手段は、複数の前記給湯器（例えば、給湯器１１、１２、１３）を含み、前記第１温水タンクには、前記給湯器の接続台数を変更するための複数段階の温度閾値が設定され、前記制御手段は、前記第１温水タンク内の温度下降時は、前記第１温度センサの検出温度が前記温度閾値を１段階下回るたびに前記第１温水タンクに対する前記給湯器の接続台数を１台ずつ増加させると同時に、前記給水タンクに対する前記給湯器の接続台数を１台ずつ減少させるように前記切替手段を制御し、前記第１温水タンク内の温度上昇時は、前記第１温度センサの検出温度が前記温度閾値を１段階上回るたびに前記第１温水タンクに対する前記給湯器の接続台数を１台ずつ減少させると同時に、前記給水タンクに対する前記給湯器の接続台数を１台ずつ増加させるように前記切替手段を制御することが好ましい。

また、前記給水タンク内の貯留水の温度を検出する第３温度センサを備え、前記制御手段は、前記第３温度センサの検出温度が加温停止温度になると前記給水タンクに給湯中の前記給湯器を停止させることが好ましい。

また、前記給湯器に供給する用水および／または前記蒸気ボイラに供給する給水を貯留する給水タンク（例えば、給水タンク６０）と、前記昇温用熱交換器で発生した蒸気ドレン、または前記第１昇温用熱交換器および／または前記第２昇温用熱交換器で発生した蒸気ドレンを前記給水タンクに回収するドレン回収ラインと、を備えることが好ましい。

また、本発明は、用水をヒートポンプ式給湯器（例えば、ヒートポンプ式給湯システム１０の給湯器）に循環させながら目標給湯温度まで加温する第１加温工程と、前記第１加温工程で前記目標給湯温度まで加温された用水を蒸気ボイラ（例えば、蒸気ボイラ装置３０）で発生させた蒸気と間接熱交換させて、前記目標給湯温度よりも高く設定された目標出湯温度まで昇温する第２加温工程と、を備え、前記第１加温工程および前記第２加温工程の実行時に、前記設定された目標出湯温度に応じて、前記給湯器と前記蒸気ボイラの出力分担を調整する温水製造方法に関する。

本発明によれば、出湯温度を高めた場合であっても、ＣＯ_２排出量の削減効果が高く、ランニングコストも削減することが可能な温水製造システムを提供することができる。

本発明の第１実施形態の温水製造システムを示す概略図である。 上記実施形態の給湯器のヒートポンプ回路を示す図である。 上記実施形態の制御部の構成を示す機能ブロック図である。 上記実施形態の第１貯湯制御の内容を説明するための概略図である。 上記実施形態の第２貯湯制御の内容を説明するための概略図である。 加温手段として蒸気ボイラ装置からの蒸気のみを用いて温水製造システムを構築した第１の比較例を示す模式的な図である。 加温手段としてヒートポンプ式給湯システムのみを用いて温水製造システムを構築した第２の比較例を示す模式的な図である。 上記実施形態の温水製造システムを示す模式的な図である。 上記実施形態の効果を示すグラフである。 本発明の第２実施形態の温水製造システムを示す概略図である。 本発明の第３実施形態の温水製造システムを示す概略図である。 本発明の第４実施形態の温水製造システムを示す概略図である。 本発明の第５実施形態の温水製造システムの要部を示す概略図である。 上記実施形態の第１貯湯温度制御の内容を説明するための図である。 本発明の第６実施形態の温水製造システムを示す概略図である。

＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態に係る温水製造システム１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、本実施形態の温水製造システム１を示す概略図である。
本実施形態の温水製造システム１は、用水Ｗ１をヒートポンプ式給湯器の凝縮器に循環させながら第１温度まで加温する第１加温手段２と、第１加温手段２で加温された用水Ｗ１を蒸気ボイラで発生させた蒸気Ｓと間接熱交換させて第１温度よりも高い第２温度まで昇温する第２加温手段３と、を備える。

第１加温手段２は、ヒートポンプ式給湯システム１０により構成されており、複数のヒートポンプ式給湯器、本実施形態においては、第１ヒートポンプ式給湯器１１、第２ヒートポンプ式給湯器１２、第３ヒートポンプ式給湯器１３（以下、第１給湯器１１、第２給湯器１２、第３給湯器１３ともいう）並びに、後述する貯湯用の第１温水タンク４０を備えている。ヒートポンプ式給湯器１１、１２、１３（以下、給湯器１１、１２、１３ともいう）はそれぞれ、好適には電気駆動の冷媒圧縮機を有し、第１温水タンク４０内の用水Ｗ１をヒートポンプ式給湯システム１０の凝縮器に循環させて第１温度、例えば５０～７０℃に加温する。ヒートポンプ式給湯システム１０と第１温水タンク４０との間は、第１循環ラインを構成する第１給湯ラインＬ１、第１給湯戻りラインＬ１Ｒによって、循環可能に接続されている。

ここで、複数の給湯器１１、１２、１３はいずれも同じ構成であり、いずれの給湯器もヒートポンプ回路９０を有する。そこで、これらを代表して、第１給湯器１１のヒートポンプ回路９０について説明する。
図２に示されるように、第１給湯器１１のヒートポンプ回路９０は、冷媒圧縮機９１と、凝縮器９２と、膨張弁９３と、蒸発器９４を備える。これらの冷媒圧縮機９１と、凝縮器９２と、膨張弁９３と、蒸発器９４は、冷媒循環ラインＬ７によって順次環状に接続されており、これによりヒートポンプ回路９０が形成されている。

電気駆動の冷媒圧縮機９１は、駆動源としてのモータ９５を有しており、フロンガス等のガス状の冷媒Ｒを圧縮して高温高圧の冷媒にする。凝縮器９２は、冷媒圧縮機９１からの冷媒Ｒを凝縮液化する。膨張弁９３は、凝縮器９２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。蒸発器９４は、熱源水供給ラインＬ８を通じて送られてくる熱源水Ｗ８を熱源として、膨張弁９３から送られる冷媒Ｒを蒸発させる。なお、図１においては、熱源水供給ラインＬ８は図示を省略している。

ヒートポンプ回路９０の熱源としては、廃温水等の熱源水に限らず、工場設備からの排気ガス（燃焼ガスや排蒸気等）、廃熱を含んだ冷却用空気、廃熱を含まない外気等の各種熱源ガスを用いることが可能である。
なお、蒸発器の構造として、伝熱面が外部に露出されている場合、熱源ガスはファンにより伝熱面に供給（例えば、大気の通風）される。また、蒸発器の構造として、伝熱面が閉鎖空間（例えば、シェル）内に存在している場合、熱源ガスはブロワにより伝熱面に供給される。

このように、第１給湯器１１のヒートポンプ回路９０は、蒸発器９４において、冷媒Ｒが外部から熱を奪って気化する一方、凝縮器９２において、冷媒Ｒが外部へ放熱して凝縮している。このような原理を利用して、第１給湯器１１のヒートポンプ回路９０は、蒸発器９４において、熱源水Ｗ８から熱をくみ上げ、凝縮器９２において、第１温水タンク４０からの用水Ｗ１を加温する。そして、凝縮器９２を通過することにより加温されて温水となった用水Ｗ１は、第１給湯ラインＬ１を通じて、第１温水タンク４０に再び供給される。このようにして、用水Ｗ１は、第１温水タンク４０とヒートポンプ回路９０の凝縮器９２の間を循環する。

なお、この第１給湯器１１のヒートポンプ回路９０は、冷媒Ｒの過熱度（冷媒圧縮機９１の入口冷媒温度）が一定になるように、あるいは冷媒Ｒの過冷却度（膨張弁９３の入口冷媒温度）が一定になるように、膨張弁９３の開度が調整される。

また、この第１給湯器１１のヒートポンプ回路９０は、その出力が変更可能となっていてもよい。例えば、インバータ制御により、冷媒圧縮機９１のモータ９５の回転数を変更できるように構成してもよい。

各給湯器１１、１２、１３にはそれぞれ、用水Ｗ１を循環するための不図示の循環ポンプが設けられている。なお、循環ポンプは、実質的に各給湯器１１、１２、１３に設けられていればよく、各給湯器１１、１２、１３内の用水ラインに設けてもよいし、各給湯器１１、１２、１３の近傍の第１給湯ラインＬ１または第１給湯戻りラインＬ１Ｒに設けてもよい。
循環ポンプは、例えばインバータ制御により回転数が調整されて駆動し、これにより、循環流量が調整される。なお、各給湯器１１、１２、１３に対応させて流量調整弁を設けて、流量調整弁の開度を制御することにより、循環流量を調整する構成を採用してもよい。流量調整弁を設ける場合、循環ポンプは所定の回転数（駆動周波数一定）で駆動される。

図１に示されるように、各給湯器１１、１２、１３には、各給湯器１１、１２、１３からの給湯温度を検出する給湯温度センサ１４、１５、１６が設けられている。なお、給湯温度センサ１４、１５、１６は、実質的に給湯器１１、１２、１３に設けられていればよく、給湯器１１、１２、１３内に設けてもよいし、給湯器１１、１２、１３の下流側における、合流前の第１給湯ラインＬ１に設けてもよい。

複数の給湯器１１、１２、１３により加温されて温水となった用水Ｗ１（以下、温水Ｗ１ともいう）は、第１給湯ラインＬ１によって合流した後、第１温水タンク４０に供給される。その後、第１温水タンク４０内の用水Ｗ１（以下、温水Ｗ１、貯留水Ｗ１ともいう）は、第１給湯戻りラインＬ１Ｒの途中で分岐した後、各給湯器１１、１２、１３に戻ってくる。
このように、用水Ｗ１は、ヒートポンプ式給湯システム１０と第１温水タンク４０の間を、第１給湯ラインＬ１、第１給湯戻りラインＬ１Ｒを通じて循環する。
これにより、ヒートポンプ式給湯システム１０は、第１温水タンク４０内の用水Ｗ１を、各給湯器１１、１２、１３のヒートポンプ回路９０の凝縮器９２に循環させながら、第１温度、例えば５０～７０℃まで加温する。

第１温水タンク４０は、用水Ｗ１を給湯器１１、１２、１３に循環加温させることにより生成した温水を貯留するタンクである。
第１温水タンク４０には、貯留されている温水Ｗ１の温度を検知する第１温度センサ４１と、貯留されている温水Ｗ１の水位ＷＬ１を検知する第１水位センサ４２が設けられている。そして、この第１温度センサ４１、第１水位センサ４２の検出結果に基づき、第１貯湯制御が行われる。この第１貯湯制御の詳細については、後で説明する。

そして、本実施形態の温水製造システム１は、第１温水タンク４０に加えて、第２温水タンク２４０を備えている。
第１温水タンク４０と第２温水タンク２４０とは、温水送出ラインＬ１６により接続されている。温水送出ラインＬ１６には、第１温水タンク４０内の温水Ｗ１を第２温水タンク２４０に供給するための温水ポンプ２４３と、後述する昇温用熱交換器２７０が設けられている。
第２温水タンク２４０には、貯留されている温水Ｗ２の温度を検知する第２温度センサ２４１と、貯留されている温水Ｗ２の水位ＷＬ２を検知する第２水位センサ２４２が設けられている。そして、この第２温度センサ２４１の検出結果に基づき、給蒸制御が行われる。また、第２水位センサ２４２の検出結果に基づき、第２貯湯制御が行われる。第２貯湯制御においては、第２水位センサ２４２の検出結果に基づき、第１温水タンク４０内の温水Ｗ１を、第２温水タンク２４０内に供給する。これらの給蒸制御および第２貯湯制御の詳細については、後で説明する。

次に、第２加温手段３について説明する。第２加温手段３は、蒸気ボイラ装置３０と、第１温水タンク４０から送出される温水Ｗ１と蒸気ボイラ装置３０で発生させた蒸気Ｓとを間接熱交換させる昇温用熱交換器２７０と、蒸気ボイラ装置３０で発生させた蒸気Ｓを昇温用熱交換器２７０に供給する昇温用給蒸ラインＬ２と、を備える。
蒸気ボイラ装置３０は、好適にはガス燃焼または油燃焼のバーナを有する蒸気ボイラであり、例えば、蒸気Ｓを発生させる複数台の貫流ボイラ３１により構成される。
第２加温手段３は、第１加温手段２で加温された用水を蒸気ボイラ装置３０で発生させた蒸気Ｓを利用して第１温度よりも高い第２温度まで昇温する。

昇温用給蒸ラインＬ２は、複数の貫流ボイラ３１で発生した蒸気Ｓが集合する蒸気ヘッダ５１と、複数の貫流ボイラ３１と蒸気ヘッダ５１とを連結する連結ライン５２と、蒸気ヘッダ５１に集合した蒸気Ｓを昇温用熱交換器２７０に供給する蒸気供給ライン５３と、を備える。そして、蒸気供給ライン５３には、昇温用給蒸弁５４が設けられている。また、蒸気ヘッダ５１には、ヘッダ圧を検出するための圧力計５５が設けられている。

温水送出ラインＬ１６には、昇温用熱交換器２７０が設けられている。昇温用熱交換器２７０は間接熱交換器であり、第１温水タンク４０から送出され、温水送出ラインＬ１６を流通する温水Ｗ１と、蒸気供給ライン５３を流通する蒸気ボイラ装置３０からの蒸気Ｓとの間で間接熱交換を行う。これにより、第１加温手段２で第１の温度まで加温された温水Ｗ１は、昇温用熱交換器２７０によって第１温度よりも高い第２温度、例えば７５～９５℃に昇温される。この間接熱交換においては、蒸気Ｓの主に顕熱が利用される。
昇温用熱交換器２７０により加温された温水Ｗ１は、温水送出ラインＬ１６を通じて、第２温水タンク２４０に供給される。

本実施形態の温水製造システム１は、用水を貯留する給水タンク６０を備える。
給水タンク６０に貯留されている用水は、ボイラ給水ラインＬ４を介して、ボイラ給水として蒸気ボイラ装置３０に供給される。ボイラ給水ラインＬ４には、ボイラ給水ポンプ３２が設けられている。ボイラ給水ポンプ３２は、例えばインバータ制御により、蒸気ボイラ装置３０への用水の給水量が調整されるように駆動する。なお、ボイラ給水ポンプ３２は、複数台の貫流ボイラ３１ごとに設けられていてもよく、蒸気ボイラ装置３０内に設けられていてもよい。また、給水量の調整は、流量調整弁によるものとしてもよい。

さらに、本実施形態の温水製造システム１は、給水タンク６０に貯留されている用水を第１温水タンク４０に供給するための補給水ラインＬ５を備える。補給水ラインＬ５には、補給水ポンプ６１と、補給水弁６２が設けられている。この補給水弁６２を開くと、第１温水タンク４０に給水タンク６０に貯留されている用水が補給水として補給される。このとき、補給水ラインＬ５を通じて、冷水のままの補給水Ｗ５（以下、用水Ｗ５、冷水Ｗ５ともいう）が第１温水タンク４０内に供給される。補給水Ｗ５によって補給された第１温水タンク４０内の用水Ｗ１は、ヒートポンプ式給湯システム１０によって循環加温される。

本実施形態の温水製造システム１は、各種の制御を行うための制御部１００を備える。図３は、制御部１００の構成を示す機能ブロック図である。図３に示すように、制御部１００は、給湯制御部１１０と、ボイラ制御部１２０と、給蒸制御部１３０と、第１貯湯制御部１４０と、第２貯湯制御部１５０と、を備える。

なお、制御部１００は、上述のように複数の機能ブロックにより構成されているが、各ブロックは必ずしも物理的に分かれている必要は無く、複数のブロックの機能を１つのＣＰＵで実現できるように構成してもよい。また、制御部１００は、制御対象機器の配置や配線を考慮するなどして、２つ以上に分かれていてもよい。例えば、給湯器やボイラの自立制御の観点からは、給湯制御部１１０の機能は、各給湯器のローカル制御部に組み込むのが好ましく、ボイラ制御部１２０の機能は、ボイラ群を制御対象とする台数制御盤に組み込むのが好ましい。

給湯制御部１１０は、ヒートポンプ式給湯システム１０の制御を行う。より詳細には、給湯器１１、１２、１３それぞれの運転の実行および停止等の動作に関する制御を行う。また、給湯制御部１１０は、給湯温度センサ１４、１５、１６によって検出された検出温度に基づき、各給湯器に対応する循環ポンプを制御して、給湯器１１、１２、１３からの温水Ｗ１の給湯量を調整する。この給湯量の調整には、ＰＩＤアルゴリズムによるフィードバック制御を用いるのが好適である。
例えば、第１給湯器１１について着目すると、給湯制御部１１０は、給湯温度センサ１４によって検出された検出温度が、予め定められた目標給湯温度となるように、循環ポンプの回転数を制御して給湯量を調整する。第２給湯器１２、第３給湯器１３の制御についても同様である。
なお、各給湯器１１、１２、１３に対応させて流量調整弁を設けて、流量調整弁の開度を制御することにより、給湯量の調整を行ってもよい。
これにより、給湯器１１、１２、１３から供給される温水Ｗ１は、常に目標給湯温度となるように、目標給湯温度に対応する第１温度まで加温される。
なお、ヒートポンプ回路に投入される熱源の量が少ない場合は、給湯量を絞ることにより、給湯温度が目標給湯温度に維持されるように制御される。

なお、給湯器１１、１２、１３の給湯温度を制御する手法として、給湯温度センサ１４、１５、１６の検出温度が目標給湯温度となるように、冷媒圧縮機９１のモータ９５の回転数を制御する手法を採用してもよい。これにより、第１温水タンク４０の貯湯温度の上昇に伴って冷媒圧縮機９１の出力が漸次低減されるので、給湯器の省エネルギー運転を実現することができる。

ここで、目標給湯温度は、例えば５０～８５℃に設定される。より好ましくは、５０～７０℃である。この好ましい目標給湯温度については、図７～１０を用いて後述する。

ボイラ制御部１２０は、蒸気ヘッダ５１に設けられた圧力計５５によって検出されたヘッダ圧力値に基づいて、蒸気ボイラ装置３０の台数増減制御を行う。より具体的には、ヘッダ圧力値が目標蒸気圧力値となるように、ヘッダ圧力値と目標蒸気圧力値との偏差量を算出し、増減制御するボイラの台数を算出する。この台数増減制御としては、例えば特開２０１５－１４０９７５号公報にも開示されているように公知であるため、ここでは説明を省略する。

次に、給蒸制御部１３０による給蒸制御について説明する。
給蒸制御部１３０は、第２温水タンク２４０の第２温度センサ２４１によって検出された検出温度に基づき、昇温用給蒸弁５４の開度を制御する。より詳細には、給蒸制御部１３０は、第２温度センサ２４１によって検出された検出温度が、予め定められた目標貯湯温度となるように、昇温用給蒸弁５４の開度を制御して蒸気Ｓの供給量を調整する。この供給量の調整にはフィードバック制御を用いるのが好適である。例えば、第２温度センサ２４１の検出温度が目標貯湯温度に収束するように、ＰＩＤアルゴリズムにより昇温用給蒸弁５４に対する操作量が演算され、給蒸制御部１３０から昇温用給蒸弁５４のアクチュエータ回路へ開度指定信号が出力される。
このような給蒸制御を行うことにより、第２温水タンク２４０内の貯留水Ｗ２の温度（以下、貯湯温度ともいう）が常に目標貯湯温度となるように、昇温用熱交換器２７０において、温水Ｗ１と蒸気Ｓとの間で間接熱交換が行われる。これにより、温水Ｗ１は目標貯湯温度に対応する第２温度まで加温される。すなわち、この給蒸制御により、第２加温工程が実行される。

ここで、目標貯湯温度は、目標給湯温度（第１温度）よりも高い温度であって、７５～９５℃に設定されることが好ましい。この好ましい目標貯湯温度については、図６～９を用いて後述する。

次に、第１貯湯制御部１４０による第１貯湯制御について、図４を参照しながら説明する。
第１貯湯制御部１４０は、第１水位センサ４２の検出結果に基づき、補給水弁６２の制御を行う。
図４に示されるように、第１水位センサ４２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おり、第１電極棒４２１と、第２電極棒４２２と、第３電極棒４２３と、第４電極棒４２４と、第５電極棒４２５と、を備えている。また、図示はしていないが、共通電極を構成する電極棒や、異常水位を検知するための電極棒をさらに備えていてもよい。
各電極棒４２１～４２５は、その下端部が水に浸るか否かにより、第１温水タンク４０内の貯留水Ｗ１の水位ＷＬ１が各電極棒の下端部まで来ているか否かを検出する。

ここで、第１電極棒４２１が検出する水位を水位ＬＬ、第２電極棒４２２が検出する水位を水位Ｌ、第３電極棒４２３が検出する水位を水位Ｍ、第４電極棒４２４が検出する水位を水位Ｈ、第５電極棒４２５が検出する水位を水位ＨＨとする。そして、図４に示されるように、各電極棒は、下端部の高さ位置が低い方から順に、第１電極棒４２１、第２電極棒４２２、第３電極棒４２３、第４電極棒４２４、第５電極棒４２５となるように、第１温水タンク４０内に挿入されている。

本実施形態においては、第１水位センサ４２の検出結果に基づき、第１貯湯制御部１４０が、補給水弁６２の制御を行う。例えば、第１貯湯制御部１４０は、第１水位センサ４２が水位ＬＬを下回ったことを検出したときは、補給水弁６２を開放する。

ここで、第１温水タンク４０内の水位ＷＬ１が、例えば図４に示される水位ＬＬ～水位Ｌ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。
第１温水タンク４０に貯留されている貯留水Ｗ１は、温水送出ラインＬ１６を通じて、第２温水タンク２４０に供給される。これにより、第１温水タンク４０内の水位ＷＬ１は下降していく（図４の矢印Ａを参照。）。
そしてあるタイミングにおいて、第１電極棒４２１の下端部が水面から露出すると、第１水位センサ４２は、水位ＷＬ１が水位ＬＬを下回ったことを検出する。

第１貯湯制御部１４０は、水位ＷＬ１が水位ＬＬを下回ったことを検出すると、第１温水タンク４０が渇水直前の状態になったと判断し、補給水弁６２を開放し、給水タンク６０に貯留されている未加温の用水である補給水Ｗ５を第１温水タンク４０に補給する。

このような制御を行うことにより、水位ＷＬ１は回復していく（図４の矢印Ｂを参照。）。
そして、水面が第５電極棒４２５と接触し、第５電極棒４２５の先端が水面の中に浸ると、第１水位センサ４２は、水位ＷＬ１が水位ＨＨを上回ったことを検出する。
第１貯湯制御部１４０は、水位ＷＬ１が水位ＨＨを上回ったことを検出すると、補給水弁６２を閉じる。

このような制御により、第１温水タンク４０内の温水Ｗ１が少なくなったときに、適切なタイミングで補給水ラインＬ５から補給水Ｗ５の補給を行うことができる。

なお、本実施形態においては、第１温水タンク４０内の水位ＷＬ１が水位ＬＬを下回ったときに、補給水弁６２を開放して第１温水タンク４０内に補給水Ｗ５を供給しているが、他の水位を水位閾値として、補給水Ｗ５の供給を実行してもよい。例えば、第１温水タンク４０内の水位ＷＬ１が水位Ｌを下回ったときに、第１温水タンク４０内に補給水Ｗ５の供給を実行してもよい。この場合は、第２電極棒４２２の検出結果を用いて制御を行う。
なお、本実施形態においては、第１温水タンク４０内の水位ＷＬ１が水位ＨＨを上回ったときに、補給水弁６２を閉じて補給水Ｗ５の供給を停止しているが、他の水位を水位閾値として、補給水Ｗ５の供給を停止してもよい。例えば、第１温水タンク４０内の水位ＷＬ１が水位Ｍを上回ったときに、補給水Ｗ５の供給を停止してもよい。この場合は、第３電極棒４２３の検出結果を用いて制御を行う。
このように、第１貯湯制御を行うための水位閾値を、複数の水位の中から選択することもできる。これにより、第１温水タンク４０内に最低限貯湯しておきたい温水Ｗ１の量、一度に補給したい補給水Ｗ５の補給量、給湯器能力と補給量に応じて必要となる加温時間等を考慮し、補給水Ｗ５の供給開始および供給停止のための水位閾値を選択することができる。

そして、第１貯湯制御部１４０はさらに、第１温度センサ４１の検出結果に基づき、給湯器１１、１２、１３の運転台数を切り替える台数制御を実行する。
具体的には、図４に示されるように、第１温水タンク４０内の水温上昇時は、第１温度センサ４１の検出温度が温度閾値を１段階上回るたびに給湯器の運転台数を１台ずつ減少させる台数制御を実行する。
以下に、第１温水タンク４０内において目標とする貯湯温度である第１目標貯湯温度を７０℃とし、台数制御を実行するための温度閾値として、少なくとも５０℃、６０℃が設定されている場合の例について説明する。

温度上昇時において、第１温度センサ４１の検出温度が５０℃以下の場合は、給湯器１１、１２、１３については、３台全ての運転を継続する。
次に、温度が上昇し、第１温度センサ４１の検出温度が５０℃を超えたら、３台中１台の給湯器の運転を停止し、２台の給湯器のみ、運転を継続する。例えば、給湯器１１、１２、１３のうち、第３給湯器１３の運転を停止し、第１、第２給湯器１１、１２のみ運転を継続する。
次に、温度がさらに上昇し、第１温度センサ４１の検出温度が６０℃を超えたら、３台中２台の給湯器の運転を停止し、１台の給湯器のみ、運転を継続する。例えば、給湯器１１、１２、１３のうち、第２、第３給湯器１２、１３の運転を停止し、第１給湯器１１のみ運転を継続する。

そして、温度がさらに上昇し、第１温度センサ４１の検出温度が、第１目標貯湯温度である７０℃となったときにおいても、この第１目標貯湯温度の近傍温度を維持できるように、引き続き１台の給湯器のみ、運転を継続する。
なお、第１目標貯湯温度の近傍温度になったとき、給湯制御部１１０は、引き続き給湯温度一定制御を行ってもよいが、第１温度センサ４１に基づくフィードバック制御を行ってもよい。すなわち、第１目標貯湯温度と、第１温水タンク４０に設けられている第１温度センサ４１の検出温度に基づいて、第１目標貯湯温度の近傍温度を維持するように、給湯温度のフィードバック制御を行ってもよい。この場合、第１温水タンク４０内において生じる温水Ｗ１の温度変動に応じて、給湯器の給湯温度が調整される。なお、給湯器の給湯温度の調整は、冷媒圧縮機９１のモータ９５の回転数を制御することにより行ってもよいし、給湯器の循環ポンプの回転数を制御することにより行ってもよい。

そして、温度がさらに上昇し、第１温度センサ４１の検出温度が７５℃を超えた場合は、第１給湯器１１の運転も停止する。すなわち、給湯器１１、１２、１３全ての運転を停止する。

次に、温度下降時について説明する。
第１温水タンク４０内の温度下降時は、第１温度センサ４１の検出温度が温度閾値を１段階下回るたびに給湯器の運転台数を１台ずつ増加させる台数制御を実行する。
例えば、第１温度センサ４１の検出温度が７５℃を上回った後、７０℃を下回ったら、１台の給湯器のみ運転を開始する。次に、６０℃を下回ったら、２台の給湯器を運転状態とする。次に、５０℃を下回ったら、３台全ての給湯器を運転状態とする。

このように、第１温水タンク４０内の用水Ｗ１の温度に応じて給湯器の運転台数を増減する制御を行うため、適切に第１温水タンク４０内の水温の管理を行うことができる。また、消費電力を抑えることができる。

なお、第１温度センサ４１の検出温度に応じて給湯器の運転台数を切り替える上で、状態確認時間を設けてもよい。すなわち、温度上昇時において、第１温度センサ４１の検出温度が所定の温度閾値を上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、給湯器の運転台数を切り替える等の制御を実行する構成としてもよい。また、温度下降時において、第１温度センサ４１の検出温度が所定の温度閾値を下回っている状態が第２所定時間継続したと判定された場合に、給湯器の運転台数を切り替える等の制御を実行する構成としてもよい。
このような制御により、検出温度の下降継続の確認時間、または上昇継続の確認時間に基づいて、給湯器の運転台数の変更等の制御を行うことができる。よって、第１温度センサ４１の検出温度が温度閾値付近で変動する場合において、給湯器の運転開始と運転停止が頻繁に実行されてしまう状況を防ぐことができる。これにより、給湯器および温水供給の給水制御機器（給水ポンプや給水弁等）の故障リスクが低減する。
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。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、第１貯湯制御部１４０は、所定の温度帯における給湯器の運転台数を、図４のように概ね同一にするのではなく、温度上昇時と温度下降時とで一段階分ずらしてもよい。
例えば、第１温水タンク４０内の第１目標貯湯温度を７０℃～７５℃とする場合について説明する。
このとき、温度上昇時においては、第１温度センサ４１の検出温度が６０℃以下の場合は、３台全ての給湯器の運転を継続する。６０℃を超えたら、２台の給湯器のみ運転を継続する。７０℃を超えたら、１台の給湯器のみ運転を継続する。７５℃を超えたら、３台全ての給湯器の運転を停止する。
一方、温度下降時においては、第１温度センサ４１の検出温度が７０℃を下回ったら、１台の給湯器のみ、運転を開始する。６０℃を下回ったら、２台の給湯器を運転状態とする。５０℃を下回ったら、３台全ての給湯器を運転状態とする。
このような制御であっても、第１温度センサ４１の検出温度が温度閾値付近で変動する場合において、給湯器の運転開始と運転停止が頻繁に実行されてしまう状況を防ぐことができる。

なお、本実施形態においては、上述の第１温度センサ４１の検出温度に基づくフィードバック制御を行う場合を除き、給湯器１１、１２、１３からの給湯温度は、基本的には一定となるように制御されている。例えば、第１温水タンク４０内の第１目標貯湯温度が７０℃であれば、目標給湯温度は７０℃、あるいは７０℃よりも少し高い温度、例えば７２℃に設定される。第１温水タンク４０内の第１目標貯湯温度が７５℃であれば、目標給湯温度は７５℃、あるいは７５℃よりも少し高い温度、例えば７７℃に設定される。給湯器１１、１２、１３は、この目標給湯温度に対応する第１温度の温水Ｗ１を給湯する。

なお、給湯制御部１１０が各給湯器のローカル制御部に組み込まれる場合、第１貯湯制御部１４０は、各給湯器のローカル制御部に対して制御指令を出力し、この制御指令を受けて各給湯器が動作することになる。

なお、上述の給湯器の運転の停止には、各給湯器１１、１２、１３の循環ポンプの運転を停止することや、各給湯器１１、１２、１３に対応する流量調整弁を閉じることなど、給湯器からの給湯を停止する動作も含まれる。また、冷媒圧縮機９１の駆動を停止して、ヒートポンプ回路の冷媒循環を停止することも含まれる。

なお、給湯器１１、１２、１３のうち、どの給湯器の運転停止／再開を優先して実行するかについては、各給湯器の状態や動作履歴等を踏まえて、適宜決定する構成を採用してもよい。また、予め定めておいても良い。

次に、第２貯湯制御部１５０による第２貯湯制御について、図５を参照しながら説明する。
第２温水タンク２４０に貯留されている貯留水Ｗ２は、温水出湯ラインＬ６を通じて、温水Ｗ６として不図示の温水需要箇所に供給される。これにより、第２温水タンク２４０内の水位ＷＬ２は下降していく。
このような状況に対して、第２貯湯制御部１５０は、第２水位センサ２４２の検出結果に基づき、温水ポンプ２４３の制御を行う。
なお、第２水位センサ２４２の検出水位は、本実施形態においては水位Ｌ、水位Ｍ、水位Ｈの３つとなっており、第１水位センサ４２と検出水位数が異なるが、それ以外の構造は第１水位センサ４２と同じであるため、ここでは説明を省略する。

第２貯湯制御部１５０は、水位下降時（図５の矢印Ａを参照。）において、第２温水タンク２４０内の貯留水Ｗ２の水位ＷＬ２が水位Ｌを下回ったことを検出すると、第２温水タンク２４０内の貯留水Ｗ２が不足状態にあると判断し、温水ポンプ２４３を駆動させる。これにより、第１温水タンク４０内の貯留水Ｗ１が、第２温水タンク２４０内に供給される。

このような制御を行うことにより、水位ＷＬ２は回復していく（図５の矢印Ｂを参照。）。そして、水位上昇時のあるタイミングにおいて、第２水位センサ２４２が、水位Ｈを上回ったことを検出すると、第２温水タンク２４０内の貯留水Ｗ２が十分な量に達したと判断し、温水ポンプ２４３の駆動を停止する。
その後、温水需要箇所による温水の消費により、第２温水タンク２４０内の貯留水Ｗ２の水位ＷＬ２が低下し、再び水位Ｌを下回った場合は、前述と同様、温水ポンプ２４３を駆動して第１温水タンク４０内の温水Ｗ１を、第２温水タンク２４０内に供給する。

なお、本実施形態においては、第２温水タンク２４０内の水位ＷＬ１が水位Ｌを下回ったときに、温水ポンプ２４３を駆動しているが、他の水位を水位閾値として、温水ポンプ２４３の駆動を実行してもよい。例えば、第２温水タンク２４０内の水位ＷＬ１が水位Ｍを下回ったときに、第１温水タンク４０内に補給水Ｗ５の供給を実行してもよい。
また、温水ポンプ２４３の駆動を停止するタイミングについても同様に、水位Ｈ以外の水位を水位閾値として用いてもよい。

以上のような第２貯湯制御により、第２温水タンク２４０内の温水Ｗ２が少なくなったときに、適切なタイミングで第１温水タンク４０から第２温水タンク２４０に温水を供給することができる。

なお、第１水位センサ４２、第２水位センサ２４２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。

本実施形態に示されるように、給湯器と第１温水タンク４０の間で温水の循環を行い、その後、温水と蒸気の熱交換を行う構成を採用することにより、第１温水タンク４０内で第１温度付近の温度を維持し、その後の工程で、第２温度まで昇温することが可能となる。よって、第２温度の温水を安定して製造することができる。

以上のように、本実施形態の温水製造システム１は、用水Ｗ１をヒートポンプ式給湯システム１０の凝縮器に流通させながら、第１温度まで加温する第１加温手段２と、第１加温手段２で加温された用水Ｗ１を蒸気ボイラ装置３０で発生させた蒸気Ｓを利用して第１温度よりも高い第２温度まで昇温する第２加温手段３と、を備える。
図６～図８を用いて、この構成を採用する効果を詳細に説明する。

図６は、加温手段として蒸気ボイラ装置３０からの蒸気Ｓのみを用いて温水製造システムを構築した第１の比較例である。
温水需要箇所側が求める温水の温度は、その用途によって異なるが、例えば食品や薬品用のびんの洗浄、パストライザー殺菌（瓶詰の殺菌）等を行う場合は、７５℃～９５℃程度の高温域の温水が求められることがある。そこで、温水製造システムが、高温域の温水、例えば９０℃の温水を温水需要箇所側に供給するケースについて説明する。

図６の温水製造システム５は、加温手段として蒸気ボイラ装置３０からの蒸気Ｓのみを利用している。ここで、蒸気ボイラは、ガス燃焼または油燃焼のバーナを有し、化石燃料を使用して蒸気を発生するものである。そのため、この温水製造システム５のＣＯ_２排出量およびランニングコストは比較的高い値となっており、大幅な削減が求められている。

そこで加温手段として、ＣＯＰが高いヒートポンプ式給湯システム１０を用いた温水製造システムを採用することが考えられる。
図７は、加温手段として、ヒートポンプ式給湯システム１０のみを用いて温水製造システム６を構築した第２の比較例である。電力のＣＯ_２排出係数（０．５１ｋｇＣＯ_２／ｋＷｈ）は、都市ガス１３ＡのＣＯ_２排出係数（０．１８ｋｇＣＯ_２／ｋＷｈ）よりも大きいが、出力当たりのＣＯ_２排出量で比較すると、ＣＯＰの高いヒートポンプの方が蒸気ボイラよりも少なくなる。また、電力単価（１５円／ｋＷｈ程度）は、都市ガス１３Ａの燃料単価（６．２円／ｋＷｈ程度）よりも高いが、出力当たりのランニングコストで比較すると、ＣＯＰの高いヒートポンプの方が蒸気ボイラよりも安くなる。そのため、温水製造システム６は、図６の温水製造システム５よりは、ＣＯ_２排出量およびランニングコストが低下する。

ただし、ヒートポンプは、給湯温度が低ければＣＯＰは相対的に高く、ＣＯ_２排出量の削減効果が高いものの、給湯温度を高めて使用する場合は、ＣＯＰは相対的に低くなり、ＣＯ_２排出量の削減効果が低下する。
例えば、９０℃の温水を給湯する場合におけるヒートポンプのＣＯＰは、一例として２．８相当である。よって、加温手段として蒸気ボイラからの蒸気のみを利用する温水製造システム５と比較したときのＣＯ_２排出量の削減効果（ＣＯ_２排出削減比）は１０％程度に留まる。また、ランニングコストの削減効果（ランニングコスト削減比）も２０％程度に留まる。

次に、本実施形態の温水製造システム１、すなわち、用水Ｗ１をヒートポンプ式給湯システム１０の凝縮器に流通させながら第１温度まで加温する第１加温手段２と、第１加温手段２で加温された用水Ｗ１を蒸気ボイラ装置３０で発生させた蒸気Ｓを利用して第１温度よりも高い第２温度まで昇温する第２加温手段３と、を備えるハイブリッド温水製造システムについて検討する。

図８に、このような温水製造システム１の概要を示す模式的な図を示す。
このような温水製造システム１であれば、第１加温手段２としてのヒートポンプ式給湯システム１０が、高効率で運転できる温度帯まで、例えば７０℃まで用水Ｗ１を加温し、この加温された温水Ｗ１を、蒸気ボイラ装置３０からの蒸気Ｓを利用して高温域まで、例えば９０℃まで昇温することが可能であり、高温域の温水を高効率で製造することができる。

ここで、給湯温度が７０℃の場合におけるヒートポンプのＣＯＰは、一例として４．２相当であり、非常に高い。本実施形態の温水製造システム１においては、ヒートポンプは、このような高いＣＯＰを維持できる温度帯までの加温を受け持つ。
例えば、温水製造システム１として９０℃の温水を製造したい場合において、ヒートポンプは７０℃までの加温を受け持つ。このとき、ヒートポンプは、９０℃の温水を製造するのに必要な総熱出力の６０％～８０％（負荷率６０％～８０％）程度を受け持つこととなる。
そして、７０℃から９０℃までの昇温は、蒸気ボイラが受け持つ。このとき、蒸気ボイラは、９０℃の温水を製造するのに必要な総熱出力の２０％～４０％（負荷率２０％～４０％）程度を受け持つこととなる。

そして、ヒートポンプと蒸気ボイラをこのような組合せで用いたときの温水製造システム１は、加温手段として蒸気ボイラからの蒸気のみを利用する温水製造システム５と比較して、ＣＯ_２排出量の削減効果が３０％程度となり、その削減効果は非常に高い。また、ランニングコストの削減効果についても３５％程度となり、その削減効果は非常に高い。

このように、本実施形態の温水製造システム１を使用することにより、出湯温度を高めた場合であっても、ＣＯ_２排出量、ランニングコストを極めて効果的に削減することができる。
また、本実施形態の温水製造システム１であれば、目標とする出湯温度に応じて、ヒートポンプと蒸気ボイラの出力割合、すなわちそれぞれの熱出力の受け持ち分（出力分担）を適切に調整することにより、極めて効果的にＣＯ_２排出量の削減、ランニングコストの削減を実現することができる。
温水製造システム１の目標出湯温度に応じたヒートポンプと蒸気ボイラの出力割合の関係は、テーブルや計算式により記憶されていることが好ましい。例えば、目標出湯温度を設定可能な構成とし、設定された目標出湯温度に応じて、適切なヒートポンプと蒸気ボイラの出力割合が設定される。

図９は、本実施形態の温水製造システム１を用いて、例えば９０℃の温水を製造して出湯する場合における、ＣＯ_２排出削減比およびランニングコスト削減比を示すグラフである。

図９のグラフの横軸は、ヒートポンプの給湯温度である。そして、図９の折れ線グラフの縦軸は、ＣＯ_２排出削減比およびランニングコスト削減比である。
ここで、ＣＯ_２排出削減比は、加温手段として蒸気ボイラからの蒸気のみを利用する温水製造システム５のＣＯ_２排出量を１００％とした場合に、本実施形態の温水製造システム１で削減できたＣＯ_２排出量の割合を示している。すなわち、ＣＯ_２排出削減比が２５％であれば、温水製造システム１への転換を図ることで、１００％のＣＯ_２排出量を７５％まで削減できることを意味している。
一方、ランニングコスト削減比は、加温手段として蒸気ボイラからの蒸気のみを利用する温水製造システム５のランニングコストを１００％とした場合に、本実施形態の温水製造システム１で削減できたランニングコストの割合を示している。すなわち、ランニングコスト削減比が３０％であれば、温水製造システム１への転換を図ることで、１００％のランニングコストを７０％まで削減できることを意味している。
そして、図９の棒グラフの縦軸は、ヒートポンプと蒸気ボイラの出力割合、すなわち、それぞれの熱出力の受け持ち分（出力分担）を示す。
ヒートポンプの出力割合を示す棒グラフには、そのヒートポンプの給湯温度におけるＣＯＰが付記されている。給湯温度が高くなるほど、ＣＯＰは低下する。

図９の折れ線グラフにおいて、ヒートポンプ給湯温度＝９０℃のデータと、ヒートポンプ給湯温度＝５０℃～８０℃のデータを比較すると、ヒートポンプのみを用いて９０℃の温水を製造する場合（ヒートポンプ給湯温度＝９０℃のデータ）に比べて、ヒートポンプで５０～８０℃まで加温し、その後蒸気を利用して９０℃まで昇温した方が、明らかにＣＯ_２削減効果が高く、またランニングコスト削減効果が高いことが理解できる。例えば、ヒートポンプで５０～７０℃まで加温し、その後蒸気を利用して９０℃まで昇温すれば、ＣＯ_２削減効果、ランニングコスト削減効果は高い。
さらに、折れ線グラフの傾向からして、例えばヒートポンプで８５℃まで加温し、その後蒸気を利用して９０℃まで加温した場合であっても、本発明の効果が得られることを理解することができる。

このように、本実施形態の温水製造システム１、すなわち、用水Ｗ１をヒートポンプ式給湯システム１０の凝縮器に流通させながら、第１温度まで加温する第１加温手段２と、第１加温手段２で加温された用水Ｗ１を蒸気ボイラ装置３０で発生させた蒸気Ｓを利用して第１温度よりも高い第２温度まで昇温する第２加温手段と、を備えたハイブリッド温水製造システムを使用することにより、システムとしての出湯温度を高める場合であっても、ＣＯ_２排出量、ランニングコストを極めて効果的に削減することができる。

そして、本実施形態の温水製造システム１の第１加温手段２は、用水Ｗ１をヒートポンプ式給湯器の凝縮器に循環させながら、第１温度まで加温している。
このように、第１加温手段２が循環方式であれば、貫流（一過流通）方式に比べて、ヒートポンプ回路９０の凝縮器９２への通水流量を減らしつつ、用水Ｗ１を効率的に加温することが可能となり、ランニングのコストパフォーマンスに優れたシステムを構築することができる。

そして、本実施形態の温水製造システム１の第２加温手段３は、第１加温手段２で加温された用水Ｗ１を、蒸気ボイラ装置３０で発生させた蒸気Ｓとの間で間接熱交換させて、第１温度よりも高い第２温度まで昇温している。
このように、昇温に蒸気を用いているため、温度制御応答性が良好である。
また、熱交換の方法として間接熱交換を採用することで、用水Ｗ１に蒸気Ｓを直接供給することなく用水Ｗ１を昇温することができる。すなわち、用水Ｗ１に蒸気Ｓを混ぜることがないため、温水タンク内に清缶剤等のボイラ薬品が混入するのを避けることが可能となる。よって、用水Ｗ１の品質を維持することができる。また、温水タンクの貯湯制御について、蒸気Ｓを直接供給するときに起こり得るような外乱の影響を受けにくい。

なお、このような効果を得る上で、給湯器として、電気駆動の冷媒圧縮機を有するヒートポンプ式給湯器を用い、蒸気ボイラとして、ガス燃焼または油燃焼のバーナを有する蒸気ボイラを用いることが特に好ましい。
そして、第１温度を５０～８５℃とし、第２の温度を、第１温度よりも高い温度であって、７５℃～９５℃とすることで、本発明の効果を適切に得ることができる。好ましくは、第１温度を５０～８０℃とし、前記第２温度を、第１温度よりも高い温度であって、７５～９５℃とする。さらに好ましくは、第１温度を５０～７０℃とし、前記第２温度を７５～９５℃とする。
このように、電気駆動の冷媒圧縮機を有するヒートポンプ式給湯器と、化石燃料を燃焼させるバーナを有する蒸気ボイラを組み合わせ、それぞれで加温する温度範囲を適切に設定することで、ヒートポンプ式給湯器単独で、あるいは蒸気ボイラ単独で高温水を製造する場合に比べて、高いＣＯ_２排出量の削減効果と高いランニングコストの削減効果を得ることができる。

なお、適切な貯湯制御を行う上で、ヒートポンプ式給湯システム１０を構成する給湯器は、複数台有することが好ましいが、１台であってもよい。１台の場合は、本実施形態において説明した複数台の給湯器による制御は行わず、第１温水タンク４０の水温に基づく給湯のオンオフ制御等が行われる。
なお、給湯器を複数台とする場合は、２台以上の任意の台数とすることができる。

なお、蒸気ボイラ装置３０を構成するボイラは、複数台有することが好ましいが、１台であってもよい。１台の場合は、測定された蒸気圧力値と、目標蒸気圧力値に基づき、燃焼率の制御等が行われてもよい。
なお、複数台のボイラを用いる場合は、２台以上の任意の台数とすることができる。
また、蒸気ボイラ装置３０を構成するボイラは、貫流ボイラ以外のボイラであってもよい。

なお、製造した温水は、食品や薬品用のびんの洗浄用、パストライザー殺菌用に限らず、各種の用途に使用することができる。
例えば、食品・飲料分野における温水利用であれば、原材料・加工品の加温、洗びん、製造機器の定置洗浄（ＣＩＰ）などの用途に利用することができる。
また、食品・飲料分野における蒸気利用であれば、蒸気ボイラ装置３０で発生させた蒸気Ｓを高温調理（揚げ物、蒸し物、炒め物）、レトルト釜殺菌（パウチや缶詰の殺菌）、製造設備の定置殺菌（ＳＩＰ）、温水製造のバックアップなどに利用することができる。
そして、機械分野における温水利用であれば、湯洗・脱脂などの用途に利用することができる。
これらの用途においても、７５℃～９５℃程度の高温域の温水が求められることがあり、このような高温域の温水を必要とする場合において、本実施形態の温水製造システム１は特に好適に利用可能である。

なお、昇温用熱交換器２７０と給水タンク６０の間に不図示のドレン回収ラインを設けて、昇温用熱交換器２７０で発生した蒸気ドレンを給水タンク６０に回収する構成を採用してもよい。
これにより、昇温用熱交換器２７０で発生した蒸気ドレンを、ヒートポンプ式給湯システム１０に供給する用水（第１温水タンク４０に供給する補給水）や蒸気ボイラ装置３０に供給する給水の予熱と省水に有効活用することができる。

以上説明した本実施形態の温水製造システム１によれば、以下のような効果が奏される。

（１）本実施形態の温水製造システム１は、用水Ｗ１をヒートポンプ式給湯システム１０のヒートポンプ式給湯器１１、１２、１３の凝縮器９２に循環させながら第１温度まで加温する第１加温手段２と、第１加温手段２で加温された用水を蒸気ボイラ装置３０で発生させた蒸気Ｓと間接熱交換させて第１温度よりも高い第２温度まで昇温する第２加温手段３と、を備える。
このように、用水を加温する上で、ヒートポンプ式給湯器１１、１２、１３により高効率に加温できる温度までは第１加温手段２で加温し、さらなる昇温は、蒸気Ｓと間接熱交換させることによって行うため、出湯温度を高めた場合であっても、ＣＯ_２排出量の削減効果、ランニングコストの削減効果が高い温水製造システムを提供することができる。また、第１加温手段が循環方式であるため、貫流（一過流通）方式に比べて凝縮器９２への通水流量を減らしつつ、用水を効率的に加温することが可能になり、ランニングのコストパフォーマンスに優れたシステムを構築できる。また、昇温に蒸気を用いるため、温度制御応答性も良好となる。さらに、間接熱交換を採用することにより、温水タンク内に清缶剤等のボイラ薬品が混入するのを避けることができる。

（２）本実施形態の温水製造システム１の給湯器１１、１２、１３は、電気駆動の冷媒圧縮機９１を有し、蒸気ボイラ装置３０は、ガス燃焼または油燃焼のバーナを有し、第１温度は５０～７０℃であり、第２温度は７５～９５℃である。
このように、電気駆動の冷媒圧縮機を有するヒートポンプ式給湯器と、化石燃料を燃焼させるバーナを有する蒸気ボイラを組み合わせ、それぞれで加温する温度範囲を適切に設定することで、ヒートポンプ式給湯器単独で、あるいは蒸気ボイラ単独で高温水を製造する場合に比べて、高いＣＯ_２排出量の削減効果と高いランニングコストの削減効果を得ることができる。

（３）本実施形態の温水製造システム１の第１加温手段２は、未加温の用水が補給され、この用水を給湯器１１、１２，１３に循環加温させることにより生成した温水を貯留する第１温水タンク４０を備え、第２加温手段３は、第１温水タンク４０から送出される温水と蒸気ボイラ装置３０で発生させた蒸気とを間接熱交換させる昇温用熱交換器２７０と、昇温用熱交換器２７０に蒸気ボイラ装置３０で発生させた蒸気を供給する昇温用給蒸ラインＬ２と、昇温用給蒸ラインＬ２に設けられた昇温用給蒸弁５４と、を備える。
このように、給湯器１１、１２、１３と第１温水タンク４０の間で温水の循環を行い、第１温水タンク４０から送出される温水と蒸気とを間接熱交換させる構成を採用することにより、第１温水タンク４０内で第１温度付近の温度を維持し、昇温用熱交換器２７０で第２温度まで昇温することが可能となる。よって、第２温度の温水を安定して製造することができる。

（４）本実施形態の温水製造システム１の第２加温手段３は、昇温用熱交換器２７０で加温された温水を貯留する第２温水タンク２４０を備える。
このように、給湯器１１、１２、１３と第１温水タンク４０の間で温水の循環を行い、第２温水タンク２４０に供給される温水と蒸気とを間接熱交換させる構成を採用することにより、第１温水タンク４０内で第１温度付近の温度を維持し、第２温水タンク２４０に貯留される温水を第２温度まで昇温することが可能となる。よって、第２温度の温水を安定して製造することができる。

（５）本実施形態の第２加温手段３は、第２温水タンク２４０内の温水Ｗ２の温度を検出する第２温度センサ２４１を備え、第２温度センサ２４１の検出温度が目標貯湯温度になるように昇温用給蒸弁５４の開度を制御する。
これにより、第２温水タンク２４０内の温水温度を適切に制御することができる。

（６）本実施形態の温水製造システム１は、第１温水タンク４０内の水位ＷＬ１を検出する第１水位センサ４２と、第１温水タンク４０に用水を補給する補給水ラインＬ５と、補給水ラインＬ５に設けられた補給水弁６２と、を備え、第１水位センサ４２の検出水位が設定水位を下回ると、補給水弁６２を開放する。
これにより、第１温水タンク４０内の温水Ｗ１が少なくなったときに、適切なタイミングで補給水ラインＬ５から用水Ｗ５の補給を行うことができる。

（７）本実施形態の温水製造システム１は、第１温水タンク４０と第２温水タンク２４０とを接続する温水送出ラインＬ１６に設けられた温水ポンプ２４３と、第２温水タンク２４０の水位ＷＬ２を検出する第２水位センサ２４２と、を備え、第２水位センサ２４２の検出水位が設定水位を下回ると、温水ポンプ２４３を駆動する。
これにより、第２温水タンク２４０内の温水Ｗ２が少なくなったときに、適切なタイミングで第１温水タンク４０から第２温水タンク２４０に温水を供給することができる。

（８）本実施形態の温水製造システム１は、第１温水タンク４０内の温水Ｗ１の温度を検出する第１温度センサ４１を備え、第１加温手段２は、複数の給湯器１１、１２、１３を含み、第１温水タンク４０には、給湯器１１、１２、１３の運転台数を変更するための複数段階の温度閾値が設定され、第１温水タンク４０内の温度下降時は、第１温度センサ４１の検出温度が温度閾値を１段階下回るたびに給湯器１１、１２、１３の運転台数を１台ずつ増加させる台数制御を実行し、第１温水タンク４０内の温度上昇時は、第１温度センサ４１の検出温度が温度閾値を１段階上回るたびに給湯器１１、１２、１３の運転台数を１台ずつ減少させる台数制御を実行する。
このように、第１温水タンク４０内の温水温度に応じて給湯器１１、１２、１３の運転台数を増減させるため、適切に第１温水タンク４０内の温水温度の管理を行うことができる。また、消費電力を抑えることができる。

（９）本実施形態の温水製造システム１の給湯器１１、１２、１３は、ヒートポンプ回路９０上に設けられた冷媒圧縮機９１と、給湯器１１、１２、１３の給湯温度を検出する給湯温度センサ１４、１５、１６と、を備え、給湯温度センサ１４、１５、１６の検出温度が目標給湯温度になるように冷媒圧縮機９１の回転数を制御する。
これにより、給湯器１１、１２、１３の給湯温度を適切に制御することができる。

（１０）本実施形態の温水製造システム１は、給湯器１１、１２、１３に供給する用水および／または蒸気ボイラ装置３０に供給する給水を貯留する給水タンク６０と、昇温用熱交換器２７０で発生した蒸気ドレンを給水タンク６０に回収するドレン回収ラインと、を備える。
これにより、昇温用熱交換器２７０で発生した蒸気ドレンを、給湯器１１、１２、１３に供給する用水および／または蒸気ボイラ装置３０に供給する給水の予熱と省水に有効活用することができる。

（１１）本実施形態の温水製造方法は、用水をヒートポンプ式給湯器１１、１２、１３の凝縮器９２に循環させながら第１温度まで加温する第１加温工程と、第１加温工程で加温された用水を蒸気ボイラ装置３０で発生させた蒸気Ｓと間接熱交換させて第１温度よりも高い第２温度まで昇温する第２加温工程と、を備える。
このように、用水を加温する上で、ヒートポンプ式給湯器１１、１２、１３により高効率に加温できる温度までは第１加温工程で加温し、さらなる昇温は、蒸気Ｓと間接熱交換させることによって行うため、出湯温度を高めた場合であっても、ＣＯ２排出量の削減効果、ランニングコストの削減効果が高い温水製造方法を提供することができる。また、第１加温工程が循環方式であるため、貫流方式に比べて凝縮器９２への通水流量を減らしつつ、用水を効率的に加温することが可能になり、ランニングのコストパフォーマンスに優れた温水製造方法を構築できる。また、昇温に蒸気を用いるため、温度制御応答性も良好となる。さらに、間接熱交換を採用することにより、温水タンク内に清缶剤等のボイラ薬品が混入するのを避けることができる。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について、図１０を参照しながら説明する。なお、第１実施形態と同様の構成についてはその説明を省略する。
第２実施形態の温水製造システム１は、補給水ラインＬ５を流通する補給水Ｗ５と蒸気ボイラ装置３０からの蒸気Ｓとを間接熱交換させる予熱用熱交換器７５をさらに備える。
図１０は、本発明の第２実施形態に係る温水製造システム１を示す図である。

図１０に示されるように、本実施形態においては、補給水ラインＬ５に、予熱用熱交換器７５が設けられている。予熱用熱交換器７５は間接熱交換器であり、補給水ラインＬ５を通じて供給される給水タンク６０からの用水（冷水）Ｗ５と蒸気ボイラ装置３０からの蒸気との間で間接熱交換を行う。予熱用熱交換器７５は、補給水弁６２の下流側に設けられている。

本実施形態の蒸気供給ライン５３（昇温用給蒸ラインＬ２）は途中で分岐しており、一方が昇温用熱交換器２７０に接続され、他方が予熱用熱交換器７５に接続されている。昇温用熱交換器２７０に接続されている側のラインには、第１実施形態と同様の昇温用給蒸弁５４が設けられている。一方、予熱用熱交換器７５に接続されている側のラインは予熱用給蒸ラインＬ１０を構成し、この予熱用給蒸ラインＬ１０には、予熱用給蒸弁７６が設けられている。

これらの予熱用熱交換器７５、予熱用給蒸ラインＬ１０、予熱用給蒸弁７６は追加の加温手段を構成し、補給水ラインＬ５を通じて供給される補給水Ｗ５を加温する機能を有する。

本実施形態において、第１貯湯制御部１４０は、第１実施形態において説明した貯湯制御に加えて、予熱用給蒸弁７６の制御を行う。具体的には、補給水弁６２を開放する際に、予熱用給蒸弁７６も一緒に開放する制御を行う。これにより、補給水ラインＬ５を通じて供給される補給水Ｗ５による、第１温水タンク４０内の貯留水Ｗ１の水温の急激な低下を防ぐことができる。

補給水弁６２は、第１実施形態と同様に、第１温水タンク４０内の水位ＷＬ１が例えば水位ＬＬを下回ったことを検出したときに開放される。これにより、給水タンク６０に貯留されている冷水である補給水Ｗ５が、第１温水タンク４０に供給されることとなり、第１温水タンク４０内の貯留水Ｗ１を補給することができるが、第１温水タンク４０内の貯留水Ｗ１の水温は、当然に低下してしまう。

本実施形態における予熱用熱交換器７５は、このような補給水Ｗ５の補給による第１温水タンク４０内の貯留水Ｗ１の水温の低下を極力防ぐために設けられている。すなわち、補給水弁６２を開放する際に、予熱用給蒸弁７６も一緒に開放することにより、補給水ラインＬ５を通じて第１温水タンク４０内に供給される補給水Ｗ５が加温される。これにより、補給水ラインＬ５から第１温水タンク４０に補給水Ｗ５を補給するときにおいて、補給水Ｗ５の温度を高めることができる。
よって、給湯器で第１温水タンク４０内の用水Ｗ１を循環して加温する際に、比較的早く第１温度まで加温することができる。

以上説明した本実施形態の温水製造システム１によれば、（１）～（１１）に加えて、以下のような効果が奏される。

（１２）本実施形態の温水製造システム１は、補給水ラインＬ５を流通する補給水Ｗ５と蒸気とを間接熱交換させる予熱用熱交換器７５と、予熱用熱交換器７５に蒸気ボイラ装置３０で発生させた蒸気Ｓを供給する予熱用給蒸ラインＬ１０と、予熱用給蒸ラインＬ１０に設けられた予熱用給蒸弁７６と、を備え、補給水弁６２を開放する際に、予熱用給蒸弁７６を開放する。
これにより、補給水ラインＬ５から第１温水タンク４０に用水を補給するときに、補給水の温度を高めることができる。

＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態について、図１１を参照しながら説明する。なお、第１実施形態と同様の構成についてはその説明を省略する。
第３実施形態の温水製造システム１は、追加のバックアップ加温手段として、第２温水タンク２４０に蒸気ボイラ装置３０で発生させた蒸気Ｓを供給するバックアップ給蒸ラインＬ１２と、バックアップ給蒸ラインＬ１２に設けられたバックアップ給蒸弁２１２と、を備える。
図１１は、本発明の第３実施形態に係る温水製造システム１を示す図である。

図１１に示されるように、本実施形態においては、蒸気供給ライン５３（昇温用給蒸ラインＬ２）は途中で分岐しており、一方が昇温用熱交換器２７０に接続され、他方が第２温水タンク２４０に接続されている。昇温用熱交換器２７０に接続されている側のラインには、第１実施形態と同様の昇温用給蒸弁５４が設けられている。一方、第２温水タンク２４０に接続されている側のラインはバックアップ給蒸ラインＬ１２を構成し、このバックアップ給蒸ラインＬ１２にはバックアップ給蒸弁２１２が設けられている。
これらのバックアップ給蒸ラインＬ１２、バックアップ給蒸弁２１２は追加のバックアップ加温手段を構成し、蒸気ボイラ装置３０からの蒸気を用いて、第２温水タンク２４０内に貯留されている貯留水Ｗ２を昇温する。

本実施形態においては、第１実施形態と同様、第１加温手段２で加温された用水Ｗ１は、第２加温手段３を構成する昇温用熱交換器２７０でさらに昇温される。このとき、第２温度センサ２４１の検出温度に基づき、第２温水タンク２４０内の貯留水Ｗ２の温度が目標貯湯温度となるように昇温用給蒸弁５４が制御される。しかしながら、供給元の第１温水タンク４０内の貯留水Ｗ１の温度が低いときなどは、第２温水タンク２４０内の目標貯湯温度を維持することが困難となる場合がある。

そこで、本実施形態においては、上述の追加のバックアップ加温手段を用いて、第２温水タンク２４０内に貯留されている貯留水Ｗ２を昇温する。
具体的には、本実施形態の温水製造システム１は、バックアップ給蒸ラインＬ１２を介して、第２温水タンク２４０内に蒸気ボイラ装置３０からの蒸気Ｓを供給することが可能になっている。第２温水タンク２４０内に蒸気Ｓが吹き込まれることにより、第２温水タンク２４０内に貯留されている温水Ｗ２と、蒸気ボイラ装置３０からの蒸気Ｓとの間で直接熱交換が行われる。
このように、バックアップ加温手段の熱交換の方法として直接熱交換を採用することで、蒸気ボイラ装置３０からの蒸気Ｓの全熱、すなわち顕熱および潜熱を利用することが可能となり、第２温水タンク２４０内に貯留されている温水Ｗ２を迅速に昇温させることができる。

本実施形態の温水製造システムにおいては、給蒸制御部１３０は、第１実施形態において説明した給蒸制御に加えて、バックアップ給蒸弁２１２の制御を行う。具体的には、給蒸制御部１３０は、第２温度センサ２４１の検出温度が目標貯湯温度になるように昇温用給蒸弁５４およびバックアップ給蒸弁２１２の開度を制御することができる。
このとき、バックアップ給蒸弁２１２の開度を制御する温度帯は、昇温用給蒸弁５４の開度を制御する温度帯よりも低い温度帯としてもよい。

例えば、第２温水タンク２４０内の貯留水Ｗ２の温度が目標貯湯温度（例えば、９０℃）となるように昇温用給蒸弁５４を制御する一方、第２温水タンク２４０内の貯留水Ｗ２の温度が目標貯湯温度よりも低い所定の温度（例えば、８０℃）を下回っている場合に、バックアップ給蒸弁２１２を制御する構成としてもよい。

あるいは、昇温用給蒸弁５４とバックアップ給蒸弁２１２を１つの給蒸弁と仮想して開度を割り当てて、ＰＩＤアルゴリズム等によるフィードバック制御を行ってもよい。
例えば、昇温用給蒸弁５４の開度０％（全閉）～開度１００％（全開）を、仮想給蒸弁の開度０％（全閉）～開度５０％に割り当てて、バックアップ給蒸弁２１２の開度０％（全閉）～開度１００％（全開）を、仮想給蒸弁の開度５０％～開度１００％（全開）に割り当てる。
そして、第２温度センサ２４１の検出温度が目標出湯温度に収束するように、ＰＩＤアルゴリズムにより仮想給蒸弁に対する操作量が演算され、昇温用給蒸弁５４のアクチュエータ回路とバックアップ給蒸弁２１２のアクチュエータ回路のそれぞれに対し、給蒸制御部１３０から開度指定信号が出力される。
これにより、第２温水タンク２４０内の貯留水Ｗ２の温度が目標貯湯温度近くで安定しているときは、バックアップ給蒸弁２１２は全閉となり、昇温用給蒸弁５４の開度が調整される。一方、第２温水タンク２４０内の貯湯温度が大幅に下がったときは、昇温用給蒸弁５４が全開となり、バックアップ給蒸弁２１２の開度が調整される。

このような構成により、第２温水タンク２４０内の貯留水Ｗ２の温度が低いときのみ、第２温水タンク２４０内への給蒸を行うことが可能となる。よって、第２温水タンク２４０内に清缶剤等のボイラ薬品が混入するのを極力避けることができる。

以上説明した本実施形態の温水製造システム１によれば、（１）～（１１）に加えて、以下のような効果が奏される。

（１３）本実施形態の温水製造システム１は、第２温水タンク２４０に蒸気ボイラ装置３０で発生させた蒸気Ｓを供給するバックアップ給蒸ラインＬ１２と、バックアップ給蒸ラインＬ１２に設けられたバックアップ給蒸弁２１２と、を備え、第２温度センサ２４１の検出温度が目標貯湯温度になるように昇温用給蒸弁５４およびバックアップ給蒸弁２１２の開度を制御する。
これにより、温水と蒸気Ｓの直接熱交換による加温を行うことも可能となる。よって、第１温水タンク４０内の温水温度の維持が困難となるような急負荷変動にも対応することができる。

（１４）本実施形態の温水製造システム１は、バックアップ給蒸弁２１２の開度を制御する温度帯は、昇温用給蒸弁５４の開度を制御する温度帯よりも低い温度帯である。
これにより、第２温水タンク２４０内の温水の温度が低いときのみ、第２温水タンク２４０内への給蒸を行うことが可能となる。よって、第２温水タンク２４０内に清缶剤等のボイラ薬品が混入するのを極力避けることができる。

＜第４実施形態＞
次に、第４実施形態について、図１２を参照しながら説明する。なお、第１実施形態と同様の構成についてはその説明を省略する。
第４実施形態の温水製造システム１は、第２温水タンク２４０に貯留された温水が循環される貯留水循環ラインＬ１５をさらに備え、第２加温手段３として、第１実施形態に示される昇温用熱交換器２７０（本実施形態においては、以下、第１昇温用熱交換器２７０という）に加えて、貯留水循環ラインＬ１５を流通する温水と蒸気Ｓとを間接熱交換させる第２昇温用熱交換器２８０を備える。
図１２、本発明の第４実施形態に係る温水製造システム１を示す図である。

図１２に示されるように、本実施形態においては、第２温水タンク２４０に、第２温水タンク２４０に貯留されている温水が循環する貯留水循環ラインＬ１５が設けられている。貯留水循環ラインＬ１５には、第２温水タンク２４０に貯留されている温水を循環させるための循環ポンプ２４４と、貯留水循環ラインＬ１５を循環する温水を昇温する第２昇温用熱交換器２８０と、第２昇温用熱交換器２８０から第２温水タンク２４０に還流する温水の温度を検出する還流温度センサ２４５が設けられている。
第２昇温用熱交換器２８０には、蒸気ボイラ装置３０からの蒸気Ｓが供給され、貯留水循環ラインＬ１５を流通する温水と蒸気ボイラ装置３０からの蒸気Ｓとの間で間接熱交換が行われる。

本実施形態の昇温用給蒸ラインＬ２には、昇温用給蒸弁５４の下流側に、第２昇温用熱交換器２８０と、第１昇温用熱交換器２７０とが直列に配置されている。したがって、昇温用給蒸ラインＬ２を流通する蒸気Ｓは、第２昇温用熱交換器２８０を流通した後、第１昇温用熱交換器２７０を流通する。
このような構成であれば、第２温水タンク２４０内に貯留された温水Ｗ２の保温を優先しつつ、蒸気Ｓで加温された用水Ｗ１を第２温水タンク２４０に供給することができる。

そして、本実施形態の給蒸制御部１３０は、還流温度センサ２４５の検出温度が目標還流温度になるように、昇温用給蒸弁５４の開度を制御する。具体的には、還流温度センサ２４５の検出温度が目標還流温度に収束するように、ＰＩＤアルゴリズムにより昇温用給蒸弁５４に対する操作量が演算され、給蒸制御部１３０から昇温用給蒸弁５４のアクチュエータ回路へ開度指定信号が出力される。
これにより、温水タンク内の温水温度を適切に制御することができる。

本実施形態の温水製造システム１は、このように、第２加温手段３として、第１昇温用熱交換器２７０と、第１昇温用熱交換器２７０で加温された温水を貯留する第２温水タンク２４０と、第２温水タンク２４０に貯留された温水が循環される貯留水循環ラインＬ１５と、貯留水循環ラインＬ１５を流通する温水と蒸気とを間接熱交換させる第２昇温用熱交換器２８０と、第１昇温用熱交換器２７０および第２昇温用熱交換器２８０に蒸気ボイラ装置３０で発生させた蒸気Ｓを供給する昇温用給蒸ラインＬ２と、昇温用給蒸ラインＬ２に設けられた昇温用給蒸弁５４と、を備えている。
これにより、第２温水タンク２４０内の温水温度の維持が困難となるような急負荷変動にも対応することができる。また、第２温水タンク２４０内に蒸気Ｓを混ぜることがないため、第２温水タンク２４０内に清缶剤等のボイラ薬品が混入することを避けることができる。

なお、第２昇温用熱交換器２８０と第１昇温用熱交換器２７０は、この順番で蒸気Ｓが流通するように直列に配置されることが好ましいが、これらの熱交換器は、逆の順番で配置されてもよい。
また、第２昇温用熱交換器２８０と第１昇温用熱交換器２７０を、並列に配置してもよい。この場合は、例えば昇温用給蒸ラインＬ２を途中で分岐させて、第２昇温用熱交換器２８０と第１昇温用熱交換器２７０のそれぞれに、蒸気ボイラ装置３０からの蒸気Ｓを供給できるように構成する。このとき、分岐する前のラインに昇温用給蒸弁を設けてもよいし、分岐した後のラインそれぞれに昇温用給蒸弁を設けてもよい。
昇温用給蒸弁は、還流温度センサ２４５、不図示の第２温度センサ２４１、水位センサ等の各センサの検出結果に基づいて、制御される。例えば、第２昇温用熱交換器２８０に対応する昇温用給蒸弁は、還流温度センサ２４５の検出温度に基づいて制御されてもよい。第１昇温用熱交換器２７０に対応する昇温用給蒸弁は、第２温度センサ２４１の検出温度に基づいて制御されてもよい。

また、循環ポンプ２４４についても、還流温度センサ２４５、不図示の第２温度センサ２４１、水位センサ等の各センサの検出結果に基づいて、制御を行ってもよい。例えば、第２温度センサ２４１の検出温度に基づいて、循環ポンプ２４４の駆動制御を行ってもよい。具体的には、第２温度センサ２４１が所定の温度よりも低いときに、循環ポンプ２４４を駆動してもよい。また、循環ポンプ２４４の制御を、昇温用給蒸弁の制御と連動させて、昇温用給蒸弁が開くときに、循環ポンプ２４４を駆動してもよい。

なお、第１昇温用熱交換器２７０および／または第２昇温用熱交換器２８０と、給水タンク６０の間に不図示のドレン回収ラインを設けて、第１昇温用熱交換器２７０および／または第２昇温用熱交換器２８０で発生した蒸気ドレンを給水タンク６０に回収する構成を採用してもよい。
これにより、第１昇温用熱交換器２７０および／また第２昇温用熱交換器２８０で発生した蒸気ドレンを、ヒートポンプ式給湯システム１０に供給する用水（第１温水タンク４０に供給する補給水）や蒸気ボイラ装置３０に供給する給水の予熱と省水に有効活用することができる。

以上説明した本実施形態の温水製造システム１によれば、（１）～（１１）に加えて、以下のような効果が奏される。

（１５）本実施形態の温水製造システム１は、未加温の用水が補給され、この用水を給湯器１１、１２、１３に循環加温させることにより生成した温水を貯留する第１温水タンク４０と、第１温水タンク４０から送出される温水と蒸気ボイラ装置３０で発生させた蒸気とを間接熱交換させる第１昇温用熱交換器２７０と、第１昇温用熱交換器２７０で加温された温水Ｗ１を貯留する第２温水タンク２４０と、第２温水タンク２４０に貯留された温水Ｗ２が循環される貯留水循環ラインＬ１５と、貯留水循環ラインＬ１５を流通する温水Ｗ２と蒸気Ｓとを間接熱交換させる第２昇温用熱交換器２８０と、第１昇温用熱交換器２７０および第２昇温用熱交換器２８０に蒸気ボイラ装置３０で発生させた蒸気Ｓを供給する昇温用給蒸ラインＬ２と、昇温用給蒸ラインＬ２に設けられた昇温用給蒸弁５４と、を備える。
これにより、第２温水タンク２４０内の温水温度の維持が困難となるような急負荷変動にも対応することができる。また、第２温水タンク２４０内に清缶剤等のボイラ薬品が混入することを避けることができる。

（１６）本実施形態の温水製造システム１の昇温用給蒸ラインＬ２は、蒸気ボイラ装置２０で発生させた蒸気Ｓを第２昇温用熱交換器２８０に流通させた後、第１昇温用熱交換器２７０に流通させる。
これにより、第２温水タンク２４０内に貯留された温水Ｗ２の保温を優先しつつ、蒸気Ｓで加温された用水Ｗ１を第２温水タンク２４０に供給することができる。

（１７）本実施形態の温水製造システム１は、第２加温手段３が、第２昇温用熱交換器２８０から第２温水タンク２４０に還流する温水Ｗ２の温度を検出する還流温度センサ２４５を備え、還流温度センサ２４５の検出温度が目標還流温度になるように昇温用給蒸弁５４の開度を制御する。
これにより、第２温水タンク２４０内の温水温度を適切に制御することができる。

（１８）本実施形態の温水製造システム１は、給湯器１１、１２、１３に供給する用水および／または蒸気ボイラ装置３０に供給する給水を貯留する給水タンク６０と、第１昇温用熱交換器２７０および／または第２昇温用熱交換器２８０で発生した蒸気ドレンを給水タンク６０に回収するドレン回収ラインと、を備える。
これにより、第１昇温用熱交換器２７０および／または第２昇温用熱交換器２８０で発生した蒸気ドレンを、給湯器１１、１２、１３に供給する用水および／または蒸気ボイラ装置３０に供給する給水の予熱と省水に有効活用することができる。

＜第５実施形態＞
次に、第５実施形態について、図１３、図１４を参照しながら説明する。なお、第１実施形態と同様の構成についてはその説明を省略する。
第５実施形態の温水製造システム１は、給湯器１１、１２、１３の循環加温対象を第１温水タンク４０の貯留水Ｗ１または給水タンク６０の貯留水Ｗ２１に切り替える切替手段２９０（切替弁２９１～２９６）をさらに備える。
図１３は、本発明の第５実施形態に係る温水製造システム１の要部を示す図であり、第１温水タンク４０と、給水タンク６０と、給湯器１１、１２、１３と、切替手段２９０（切替弁２９１～２９６）との関係を示す概略図である。

図１３に示されるように、本実施形態においては、給湯器１１、１２、１３と第１温水タンク４０との間を接続する第１循環ラインを構成する第１給湯ラインＬ１および第１給湯戻りラインＬ１Ｒと、給湯器１１、１２、１３と給水タンク６０との間を接続する第２循環ラインを構成する第２給湯ラインＬ２１および第２給湯戻りラインＬ２１Ｒを備える。
第１給湯ラインＬ１、第１給湯戻りラインＬ１Ｒ、第２給湯ラインＬ２１、第２給湯戻りラインＬ２１Ｒはそれぞれ、複数の給湯器１１、１２、１３に接続するために、図１３に示されるように途中で分岐している。

給湯器１１の温水の出口側（温水を出湯する側）には、切替弁２９１が設けられている。また、給湯器１１の温水の入口側（温水が戻る側）には、切替弁２９２が設けられている。この、一対の切替弁２９１、２９２を制御することにより、給湯器１１と第１温水タンク４０との間で貯留水Ｗ１が循環する接続状態と、給湯器１１と給水タンク６０の間で貯留水Ｗ２１が循環する接続状態とを切り替えることができる。切替弁２９１を第１給湯ラインＬ１側に切り替え、かつ切替弁２９２を第１給湯戻りラインＬ１Ｒ側に切り替えたとき、給湯器１１と第１温水タンク４０との間で貯留水Ｗ１が循環する接続状態となる。切替弁２９１を第２給湯ラインＬ２１側に切り替え、かつ切替弁２９２を第２給湯戻りラインＬ２１Ｒ側に切り替えたとき、給湯器１１と給水タンク６０との間で貯留水Ｗ２１が循環する接続状態となる。

給湯器１２についても同様に、一対の切替弁２９３、２９４を制御することにより、給湯器１２と第１温水タンク４０との間で貯留水Ｗ１が循環する接続状態と、給湯器１２と給水タンク６０の間で貯留水Ｗ２１が循環する接続状態とを切り替えることができる。
給湯器１３についても同様に、一対の切替弁２９５、２９６を制御することにより、給湯器１３と第１温水タンク４０との間で貯留水Ｗ１が循環する接続状態と、給湯器１３と給水タンク６０の間で貯留水Ｗ２１が循環する接続状態とを切り替えることができる。

次に、切替手段２９０の具体的な制御内容について、図１３、図１４を参照しながら説明する。
第１貯湯制御部１４０は、第１温水タンク４０に設けられた第１温度センサ４１の検出結果に基づき、切替手段２９０を構成する切替弁２９１～２９６の制御を行う。

より詳細には、第１温水タンク４０内の水温上昇時は、第１温度センサ４１の検出温度が温度閾値を１段階上回るたびに第１温水タンク４０に対する給湯器の接続台数を１台ずつ減少させると同時に、給水タンク６０に対する給湯器の接続台数を１台ずつ増加させるように切替手段２９０を制御する。

以下に、第１温水タンク４０内において目標とする貯湯温度である第１目標貯湯温度を７０℃とし、台数制御を実行するための温度閾値として、少なくとも５０℃、６０℃が設定されている場合の例について説明する。

温度上昇時において、第１温度センサ４１の検出温度が５０℃以下の場合は、３台全ての給湯器１１、１２、１３と第１温水タンク４０との間で貯留水Ｗ１が循環する接続状態となるよう、切替弁２９１～２９６を制御する。

次に、温度が上昇し、第１温度センサ４１の検出温度が５０℃を超えたら、３台中１台の給湯器のみ、給水タンク６０との間で貯留水Ｗ２１が循環する接続状態となるよう、切替手段２９０を制御する。
例えば、第３給湯器１３のみ、給水タンク６０との間で貯留水Ｗ２１が循環する接続状態となるよう、切替弁２９５、２９６を制御する。このとき、第１給湯器１１および第２給湯器１２は、引き続き第１温水タンク４０との間で貯留水Ｗ１を循環させている。

次に、温度がさらに上昇し、第１温度センサ４１の検出温度が６０℃を超えたら、３台中２台の給湯器について、給水タンク６０との間で貯留水Ｗ２１が循環する接続状態となるよう、切替手段２９０を制御する。
例えば、第３給湯器１３に加えて、第２給湯器１２についても、給水タンク６０との間で貯留水Ｗ２１が循環する接続状態となるよう、切替弁２９３、２９４を制御する。このとき、第１給湯器１１は、引き続き第１温水タンク４０との間で貯留水Ｗ１を循環させている。

そして、温度がさらに上昇し、第１温度センサ４１の検出温度が、第１目標貯湯温度である７０℃となったときにおいても、この第１目標貯湯温度の近傍温度を維持できるように、引き続き１台の給湯器のみ、第１温水タンク４０との間で貯留水Ｗ１を循環させる。
なお、第１目標貯湯温度の近傍温度になったとき、給湯制御部１１０は、引き続き給湯温度一定制御を行ってもよいが、第１実施形態で示したような、第１温度センサ４１に基づくフィードバック制御を行ってもよい。

そして、温度がさらに上昇し、第１温度センサ４１の検出温度が７５℃を超えた場合は、３台全ての給湯器について、給水タンク６０との間で貯留水Ｗ２１が循環する接続状態となるよう、切替弁２９１～２９６を制御する。これにより、給湯器と第１温水タンク４０との間は、貯留水Ｗ１が循環していない状態となる。

次に、温度下降時について説明する。
第１温水タンク４０内の温度下降時は、第１温度センサ４１の検出温度が温度閾値を１段階下回るたびに第１温水タンク４０に対する給湯器の接続台数を１台ずつ増加させると同時に、給水タンク６０に対する給湯器の接続台数を１台ずつ減少させるように切替手段２９０を制御する。
例えば、第１温度センサ４１の検出温度が７５℃を上回った後、７０℃を下回ったら、１台の給湯器のみ、第１温水タンク４０との間で貯留水Ｗ１が循環する接続状態となるよう、切替手段２９０を切り替える。次に、第１温度センサ４１の検出温度が６０℃を下回ったら、２台の給湯器について、第１温水タンク４０との間で貯留水Ｗ１が循環する接続状態となるよう、切替手段２９０を切り替える。次に、第１温度センサ４１の検出温度が５０℃を下回ったら、３台全ての給湯器が第１温水タンク４０との間で貯留水Ｗ１が循環する接続状態となるように切替手段２９０を切り替える。この制御においては、第１温水タンク４０に対する給湯器の接続台数を１台増加させたときは、給水タンク６０に対する給湯器の接続台数を１台減少させる。

なお、第１温度センサ４１の検出温度に応じて切替手段２９０を切り替える上で、状態確認時間を設けてもよい。すなわち、温度上昇時において、第１温度センサ４１の検出温度が所定の温度閾値を上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、切替手段２９０を切り替える制御を実行する構成としてもよい。また、温度下降時において、第１温度センサ４１の検出温度が所定の温度閾値を下回っている状態が第２所定時間継続したと判定された場合に、切替手段２９０を切り替える制御を実行する構成としてもよい。
このような制御により、検出温度の下降継続の確認時間、または上昇継続の確認時間に基づいて、切替手段２９０により切り替え制御を行うことができる。よって、第１温度センサ４１の検出温度が温度閾値付近で変動する場合において、切替手段２９０による切り替え制御が頻繁に実行されてしまう状況を防ぐことができる。
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。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、第１貯湯制御部１４０は、所定の温度帯における切替手段２９０の制御状態を、図１４のように概ね同一にするのではなく、温度上昇時と温度下降時とで一段階分ずらしてもよい。
例えば、第１温水タンク４０内の第１目標貯湯温度を７０℃～７５℃とする場合について説明する。
このとき、温度上昇時においては、第１温度センサ４１の検出温度が６０℃以下の場合は、３台全ての給湯器１１、１２、１３と第１温水タンク４０との間で貯留水Ｗ１が循環する接続状態となるよう、切替弁２９１～２９６を制御する。６０℃を超えたら、３台中１台の給湯器のみ、給水タンク６０との間で貯留水Ｗ２１が循環する接続状態となるよう、切替手段２９０を制御する。７０℃を超えたら、３台中２台の給湯器について、給水タンク６０との間で貯留水Ｗ２１が循環する接続状態となるよう、切替手段２９０を制御する。
７５℃を超えたら、３台全ての給湯器について、給水タンク６０との間で貯留水Ｗ２１が循環する接続状態となるよう、切替弁２９１～２９６を制御する。

一方、温度下降時においては、第１温度センサ４１の検出温度が７０℃を下回ったら、１台の給湯器のみ、第１温水タンク４０との間で貯留水Ｗ１が循環する接続状態となるよう、切替手段２９０を切り替える。６０℃を下回ったら、２台の給湯器について、第１温水タンク４０との間で貯留水Ｗ１が循環する接続状態となるよう、切替手段２９０を切り替える。５０℃を下回ったら、３台全ての給湯器が第１温水タンク４０との間で貯留水Ｗ１が循環する接続状態となるように切替手段２９０を切り替える。
このような制御であっても、第１温度センサ４１の検出温度が温度閾値付近で変動する場合において、給湯器の運転開始と運転停止が頻繁に実行されてしまう状況を防ぐことができる。

なお、給湯器の給湯温度の制御については、第１実施形態と同様、基本的には給湯温度一定制御であるが、一部について、第１温度センサ４１に基づくフィードバック制御を行ってもよい。

なお、給湯器との間で貯留水を循環する給水タンク６０は、給湯器に供給する用水（第１温水タンク４０内に補給する補給水）および／または蒸気ボイラ装置３０に供給する給水を貯留するタンクであることが好ましいが、加温されることが好ましい用水を貯留しているものであれば、その他の給水タンクであってもよい。

これにより、必要性に応じて第１温水タンク４０または給水タンク６０に切り替えて温水製造を行うことができる。また、切り替え可能とすることによりヒートポンプ式給湯器１１、１２、１３の運転を極力継続することが可能となり、ヒートポンプ式給湯器１１、１２、１３の運転再開初期の低温水供給の問題を解消することができる。

なお、給水タンク６０内の貯留水の温度を検出する第３温度センサを設け、第１貯湯制御部１４０は、第３温度センサの検出温度が加温停止温度になると、給水タンク６０に給湯中の給湯器を停止させる制御を行ってもよい。
その後、第３温度センサの検出温度が加温開始温度まで低下したとき、給水タンク６０への給湯を停止した給湯器の運転を再開し、給水タンク６０と給湯器との循環を再開する制御を行ってもよい。
あるいは、給水タンク６０内の貯留水の水位を検出する第３水位センサを設け、第３水位センサの検出水位が加温開始水位になると、給水タンク６０への給湯を停止した給湯器の運転を再開し、給水タンク６０と給湯器との循環を再開する制御行ってもよい。
これにより、給水タンク内の貯留水温度の管理を適切に行うことができる。

以上説明した本実施形態の温水製造システム１によれば、（１）～（１１）に加えて、以下のような効果が奏される。

（１９）本実施形態の温水製造システム１は、給湯器１１、１２、１３に供給する用水および／または蒸気ボイラ装置３０に供給する給水を貯留する給水タンク６０と、給湯器１１、１２、１３の循環加温対象を第１温水タンク４０の貯留水Ｗ１または給水タンク６０の貯留水Ｗ２１に切り替える切替手段２９０と、を備える。
これにより、必要性に応じて第１温水タンク４０または給水タンク６０に切り替えて給水を行うことができる。また、切り替え可能とすることによりヒートポンプの運転を極力継続することが可能となり、ヒートポンプの運転再開初期の低温水供給の問題を解消することができる。

（２０）本実施形態の温水製造システム１は、第１温水タンク４０内の温水Ｗ１の温度を検出する第１温度センサ４１を備え、第１加温手段２は、複数の給湯器１１、１２、１３を含み、第１温水タンク４０には、給湯器１１、１２、１３の接続台数を変更するための複数段階の温度閾値が設定され、第１温水タンク４０内の温度下降時は、第１温度センサ４１の検出温度が温度閾値を１段階下回るたびに第１温水タンク４０に対する給湯器１１、１２、１３の接続台数を１台ずつ増加させると同時に、給水タンク６０に対する給湯器１１、１２，１３の接続台数を１台ずつ減少させるように切替手段２９０を制御し、第１温水タンク４０内の温度上昇時は、第１温度センサ４１の検出温度が温度閾値を１段階上回るたびに第１温水タンク４０に対する給湯器１１、１２、１３の接続台数を１台ずつ減少させると同時に、給水タンク６０に対する給湯器１１、１２、１３の接続台数を１台ずつ増加させるように切替手段２９０を制御する。
これにより、必要性に応じて第１温水タンク４０または給水タンク２６０に切り替えて給水を行うことができる。また、切替手段２９０を制御することによりヒートポンプの運転を極力継続することが可能となり、ヒートポンプの運転再開初期の低温水供給の問題を解消することができる。

（２１）本実施形態の温水製造システム１は、給水タンク６０内の貯留水の温度を検出する第３温度センサを備え、第３温度センサの検出温度が加温停止温度になると給水タンク６０に給湯中の給湯器を停止させる。
これにより、給水タンク６０内の貯留水温度の管理を適切に行うことができる。

＜第６実施形態＞
次に、第６実施形態について、図１５を参照しながら説明する。なお、第１実施形態と同様の構成についてはその説明を省略する。
第６実施形態の温水製造システム１は、第１実施形態の温水製造システム１から、第２温水タンク２４０を削除し、出湯温度センサ２７１を追加したものである。
図１５は、本発明の第６実施形態に係る温水製造システム１を示す図である。

図１５に示されるように、本実施形態においては、昇温用熱交換器２７０の出湯温度を検出する出湯温度センサ２７１を備える。そして、給蒸制御部１３０は、出湯温度センサ２７１の検出温度が目標出湯温度となるように、昇温用給蒸弁５４の開度を制御する。
例えば、目標出湯温度が９０℃の場合において、出湯温度センサ２７１の検出温度が目標出湯温度の９０℃に収束するように、ＰＩＤアルゴリズムにより昇温用給蒸弁５４に対する操作量が演算され、給蒸制御部１３０から昇温用給蒸弁５４のアクチュエータ回路へ開度指定信号が出力される。

なお、本実施形態は、温水需要箇所に対する温熱供給を安定化させことを目的としている。そのため、出湯温度センサ２７１による温度検出と、昇温用給蒸弁５４の開度調整は、温水送出ラインＬ１６に温水Ｗ６が流通しているときに実行される。

以上説明した本実施形態の温水製造システム１によれば、（１）～（３）、（６）、（８）～（１１）に加えて、以下のような効果が奏される。

（２２）本実施形態の第２加温手段３は、未加温の用水が補給され、この用水を給湯器１１、１２、１３に循環加温させることにより生成した温水を貯留する第１温水タンク４０と、第１温水タンク４０から送出される温水と蒸気ボイラ装置３０で発生させた蒸気とを間接熱交換させる昇温用熱交換器２７０と、昇温用熱交換器２７０に蒸気ボイラ装置３０で発生させた蒸気を供給する昇温用給蒸ラインＬ２と、昇温用給蒸ラインＬ２に設けられた昇温用給蒸弁５４と、を備える。
このように、給湯器１１、１２、１３と第１温水タンク４０の間で温水の循環を行い、第１温水タンク４０から送出される温水と蒸気とを間接熱交換させる構成を採用することにより、第１温水タンク４０内で第１温度付近の温度を維持し、昇温用熱交換器２７０で第２温度まで昇温することが可能となる。よって、第２温度の温水を安定して製造することができる。また、昇温用熱交換器２７０の後段に追加の温水タンクを設けなくてもよいため、設備の大型化を抑制することができる。
（２３）本実施形態の温水製造システム１は、昇温用熱交換器２７０の出湯温度を検出する出湯温度センサ２７１を備え、出湯温度センサ２７１の検出温度が目標出湯温度になるように昇温用給蒸弁５４の開度を制御する。
これにより、最終的な出湯温度を適切に制御することができる。

以上、本発明の温水製造システムの好ましい各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。また、複数の実施形態を組み合わせることも可能である。

１…温水製造システム
２…第１加温手段
３…第２加温手段
１０…ヒートポンプ式給湯システム
１１…第１ヒートポンプ式給湯器
１２…第２ヒートポンプ式給湯器
１３…第３ヒートポンプ式給湯器
１４、１５、１６…給湯温度センサ
３０…蒸気ボイラ装置
３１…貫流ボイラ
４０…第１温水タンク
４１…第１温度センサ
４２…第１水位センサ
４２１…第１電極棒
４２２…第２電極棒
４２３…第３電極棒
４２４…第４電極棒
４２５…第５電極棒
５１…蒸気ヘッダ
５２…連結ライン
５３…蒸気供給ライン
５４…昇温用給蒸弁
５５…圧力計
６０…給水タンク
６２…補給水弁
７５…予熱用熱交換器
７６…予熱用給蒸弁
８０…切替手段
８１、８２、８３…切替弁
９０…ヒートポンプ回路
９１…冷媒圧縮機
９２…凝縮器
９３…膨張弁
９４…蒸発器
１００…制御部
１１０…給湯制御部
１２０…ボイラ制御部
１３０…給蒸制御部
１４０…第１貯湯制御部
１５０…第２貯湯制御部
２１２…バックアップ給蒸弁
２４０…第２温水タンク
２４１…第２温度センサ
２４２…第２水位センサ
２４３…温水ポンプ
２４５…還流温度センサ
２７０…昇温用熱交換器、第１昇温用熱交換器
２７１…出湯温度センサ
２８０…第２昇温用熱交換器
２９０…切替手段
Ｌ１…第１給湯ライン
Ｌ１Ｒ…第１給湯戻りライン
Ｌ２…昇温用給蒸ライン
Ｌ４…ボイラ給水ライン
Ｌ５…補給水ライン
Ｌ６…温水出湯ライン
Ｌ７…冷媒循環ライン
Ｌ８…熱源水供給ライン
Ｌ１０…予熱用給蒸ライン
Ｌ１２…バックアップ給蒸ライン
Ｌ１５…貯留水循環ライン
Ｌ１６…温水送出ライン
Ｌ２１…第２給湯ライン
Ｌ２１Ｒ…第２給湯戻りライン
Ｗ１…用水（温水、貯留水）
Ｗ２…温水（貯留水）
Ｗ５…補給水（用水、冷水）
Ｗ６…温水
Ｗ２１…貯留水
Ｓ…蒸気
Ｒ…冷媒
ＷＬ１、ＷＬ２…水位

Claims (18)

1. 用水をヒートポンプ式給湯器に循環させながら目標給湯温度まで加温する第１加温手段と、
   前記第１加温手段で前記目標給湯温度まで加温された用水を蒸気ボイラで発生させた蒸気と間接熱交換させて、前記目標給湯温度よりも高く設定された目標出湯温度まで昇温する第２加温手段と、
   前記第１加温手段および前記第２加温手段を制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記設定された目標出湯温度に応じて、前記給湯器と前記蒸気ボイラの出力分担を調整する温水製造システム。
2. 前記第２加温手段は、
   前記蒸気ボイラで発生させた蒸気を集合させる蒸気ヘッダと、
   前記蒸気ヘッダからの蒸気の供給量を調整する昇温用給蒸弁と、を有し、
   前記制御手段は、
   前記蒸気ヘッダのヘッダ圧力が目標蒸気圧力となるように、前記蒸気ボイラを制御するボイラ制御部と、
   前記第２加温手段から出湯する温水が前記設定された目標出湯温度となるように、前記昇温用給蒸弁を制御する給蒸制御部と、を有する請求項１に記載の温水製造システム。
3. 前記第１加温手段は、
   未加温の用水が補給され、この用水を前記給湯器に循環加温させることにより生成した温水を貯留する第１温水タンクと、
   前記給湯器と前記第１温水タンクの間で用水を循環させる第１循環ラインと、
   前記給湯器で生成した温水の給湯温度を検出する給湯温度センサと、を備え、
   前記第２加温手段は、
   前記給湯器で生成した温水と前記蒸気ボイラで発生させた蒸気とを間接熱交換させる昇温用熱交換器と、
   前記昇温用熱交換器に前記蒸気ボイラで発生させた蒸気を供給する昇温用給蒸ラインと、
   前記昇温用給蒸ラインに設けられた昇温用給蒸弁と、
   前記昇温用熱交換器で生成された温水の出湯温度を検出する出湯温度センサと、
   を備え、
   前記制御手段は、
   前記給湯温度センサの検出温度が前記目標給湯温度になるように前記給湯器を制御し、
   前記出湯温度センサの検出温度が前記目標出湯温度になるように前記昇温用給蒸弁の開度を制御する請求項１に記載の温水製造システム。
4. 前記第１加温手段は、
   未加温の用水が補給され、この用水を前記給湯器に循環加温させることにより生成した温水を貯留する第１温水タンクと、
   前記給湯器と前記第１温水タンクの間で用水を循環させる第１循環ラインと、
   前記給湯器で生成した温水の給湯温度を検出する給湯温度センサと、を備え、
   前記第２加温手段は、
   前記給湯器で生成した温水と前記蒸気ボイラで発生させた蒸気とを間接熱交換させる昇温用熱交換器と、
   前記昇温用熱交換器で加温された温水を貯留する第２温水タンクと、
   前記昇温用熱交換器に前記蒸気ボイラで発生させた蒸気を供給する昇温用給蒸ラインと、
   前記昇温用給蒸ラインに設けられた昇温用給蒸弁と、
   前記第２温水タンク内の温水の温度を検出する第２温度センサと、を備え、
   前記制御手段は、
   前記給湯温度センサの検出温度が前記目標給湯温度になるように前記給湯器を制御し、
   前記第２温度センサの検出温度が前記目標出湯温度になるように前記昇温用給蒸弁の開度を制御する請求項１に記載の温水製造システム。
5. 前記第２加温手段は、
   前記第２温水タンクに前記蒸気ボイラで発生させた蒸気を供給するバックアップ給蒸ラインと、
   前記バックアップ給蒸ラインに設けられたバックアップ給蒸弁と、を備え、
   前記制御手段は、
   前記第２温度センサの検出温度が前記目標出湯温度になるように前記昇温用給蒸弁および前記バックアップ給蒸弁の開度を制御する、請求項４に記載の温水製造システム。
6. 前記バックアップ給蒸弁の開度を制御する温度帯は、前記昇温用給蒸弁の開度を制御する温度帯よりも低い温度帯である、請求項５に記載の温水製造システム。
7. 前記第１加温手段は、
   未加温の用水が補給され、この用水を前記給湯器に循環加温させることにより生成した温水を貯留する第１温水タンクと、
   前記給湯器と前記第１温水タンクの間で用水を循環させる第１循環ラインと、
   前記給湯器で生成した温水の給湯温度を検出する給湯温度センサと、を備え、
   前記第２加温手段は、
   前記第１温水タンクから送出される温水と蒸気とを間接熱交換させる第１昇温用熱交換器と、
   前記第１昇温用熱交換器で加温された温水を貯留する第２温水タンクと、
   前記第２温水タンクに貯留された温水が循環される第２循環ラインと、
   前記第２循環ラインを流通する温水と蒸気とを間接熱交換させる第２昇温用熱交換器と、
   前記第１昇温用熱交換器および前記第２昇温用熱交換器に前記蒸気ボイラで発生させた蒸気を供給する昇温用給蒸ラインと、
   前記昇温用給蒸ラインに設けられた昇温用給蒸弁と、
   前記第２昇温用熱交換器から前記第２温水タンクに還流する温水の温度を検出する還流温度センサと、を備え、
   前記制御手段は、
   前記給湯温度センサの検出温度が前記目標給湯温度になるように前記給湯器を制御し、
   前記還流温度センサの検出温度が前記目標出湯温度になるように前記昇温用給蒸弁の開度を制御する請求項１に記載の温水製造システム。
8. 前記昇温用給蒸ラインは、前記蒸気ボイラで発生させた蒸気を前記第２昇温用熱交換器に流通させた後、前記第１昇温用熱交換器に流通させる、請求項７に記載の温水製造システム。
9. 前記第１加温手段は、
   前記第１温水タンク内の温水の温度を検出する第１温度センサを備え、
   前記制御手段は、
   前記第１温度センサの検出温度に基づいて、前記第１循環ラインを介した用水の循環の実行と停止を切り替える請求項３～８のいずれかに記載の温水製造システム。
10. 前記第１加温手段は、
    前記第１温水タンク内の水位を検出する第１水位センサと、
    前記第１温水タンクに用水を補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、を備え、
    前記制御手段は、
    前記第１水位センサの検出水位が設定水位を下回ると、前記補給水弁を開放する、請求項３～９のいずれかに記載の温水製造システム。
11. 前記補給水ラインを流通する用水と蒸気とを間接熱交換させる予熱用熱交換器と、
    前記予熱用熱交換器に前記蒸気ボイラで発生させた蒸気を供給する予熱用給蒸ラインと、
    前記予熱用給蒸ラインに設けられた予熱用給蒸弁と、を備え、
    前記制御手段は、
    前記補給水弁を開放する際に、前記予熱用給蒸弁を開放する、請求項１０に記載の温水製造システム。
12. 前記第１温水タンクと前記第２温水タンクとを接続する温水送出ラインに設けられた温水ポンプと、
    前記第２温水タンクの水位を検出する第２水位センサと、を備え、
    前記制御手段は、
    前記第２水位センサの検出水位が設定水位を下回ると、前記温水ポンプを駆動する、請求項４～８のいずれかに記載の温水製造システム。
13. 前記第１加温手段は、前記第１温水タンク内の温水の温度を検出する第１温度センサを備え、
    前記第１加温手段は、複数の前記給湯器を含み、
    前記第１温水タンクには、前記給湯器の運転台数を変更するための複数段階の温度閾値が設定され、
    前記制御手段は、
    前記第１温水タンク内の温度下降時は、前記第１温度センサの検出温度が前記温度閾値を１段階下回るたびに前記給湯器の運転台数を１台ずつ増加させる台数制御を実行し、
    前記第１温水タンク内の温度上昇時は、前記第１温度センサの検出温度が前記温度閾値を１段階上回るたびに前記給湯器の運転台数を１台ずつ減少させる台数制御を実行する、請求項３～１２のいずれかに記載の温水製造システム。
14. 前記給湯器に供給する用水および／または前記蒸気ボイラに供給する給水を貯留する給水タンクと、
    前記給湯器の循環加温対象を前記第１温水タンクの貯留水または前記給水タンクの貯留水に切り替える切替手段と、を備える請求項３～１３のいずれかに記載の温水製造システム。
15. 前記第１加温手段は、前記第１温水タンク内の温水の温度を検出する第１温度センサを備え、
    前記第１加温手段は、複数の前記給湯器を含み、
    前記第１温水タンクには、前記給湯器の接続台数を変更するための複数段階の温度閾値が設定され、
    前記制御手段は、
    前記第１温水タンク内の温度下降時は、前記第１温度センサの検出温度が前記温度閾値を１段階下回るたびに前記第１温水タンクに対する前記給湯器の接続台数を１台ずつ増加させると同時に、前記給水タンクに対する前記給湯器の接続台数を１台ずつ減少させるように前記切替手段を制御し、
    前記第１温水タンク内の温度上昇時は、前記第１温度センサの検出温度が前記温度閾値を１段階上回るたびに前記第１温水タンクに対する前記給湯器の接続台数を１台ずつ減少させると同時に、前記給水タンクに対する前記給湯器の接続台数を１台ずつ増加させるように前記切替手段を制御する、請求項１４に記載の温水製造システム。
16. 前記給水タンク内の貯留水の温度を検出する第３温度センサを備え、
    前記制御手段は、
    前記第３温度センサの検出温度が加温停止温度になると前記給水タンクに給湯中の前記給湯器を停止させる、請求項１４または１５に記載の温水製造システム。
17. 前記給湯器に供給する用水および／または前記蒸気ボイラに供給する給水を貯留する給水タンクと、
    請求項３または請求項４に記載の昇温用熱交換器で発生した蒸気ドレン、または請求項７に記載の第１昇温用熱交換器および／または請求項７に記載の第２昇温用熱交換器で発生した蒸気ドレンを前記給水タンクに回収するドレン回収ラインと、を備える請求項３～８のいずれかに記載の温水製造システム。
18. 用水をヒートポンプ式給湯器に循環させながら目標給湯温度まで加温する第１加温工程と、
    前記第１加温工程で前記目標給湯温度まで加温された用水を蒸気ボイラで発生させた蒸気と間接熱交換させて、前記目標給湯温度よりも高く設定された目標出湯温度まで昇温する第２加温工程と、を備え、
    前記第１加温工程および前記第２加温工程の実行時に、前記設定された目標出湯温度に応じて、前記給湯器と前記蒸気ボイラの出力分担を調整する温水製造方法。
    
    

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