JP5811992B2 - 給湯システム - Google Patents

Description

本発明は、給湯システムに関する。

従来、特許文献１（特開２００８−９６０６４号公報）に記載されているように、冷凍サイクルを循環する冷媒との熱交換を行うヒートポンプを用いて水を加熱する熱源ユニットと、熱源ユニットで加熱された水を貯める貯湯タンクとを備える給湯システムが用いられている。この給湯システムでは、熱源ユニットは、貯湯タンクと配管によって接続され、熱源ユニットにおいて加熱された水は、湯として、給湯配管を介して貯湯タンクに送られる。貯湯タンクに貯められた湯は、キッチンおよび浴室等に供給される。

この給湯システムでは、熱源ユニットは、貯湯タンクに送られる湯の温度を測定するための出湯温度センサを有している。この給湯システムの制御部は、出湯温度センサが測定した湯の温度に応じて、給湯配管を流れる湯の流量および温度を制御する。

このような給湯システムでは、貯湯タンクは、内部に貯められる湯の温度を所定の温度以上に維持するための保温ヒータと、内部に貯められる湯の温度を測定するための貯湯温度センサをさらに有することが好ましい。また、給湯システムの利用者は、出湯温度センサによって測定される出湯温度と、貯湯温度センサによって測定される貯湯温度とを設定できることが好ましい。この場合、給湯システムの制御部は、設定された出湯温度および貯湯温度に応じて、熱源ユニット、および、貯湯タンクの保温ヒータを制御する。これにより、給湯システムの利用者は、給湯システムの設置場所、および、湯の利用目的等に応じて、出湯温度および貯湯温度を適切に設定することができる。

しかし、このような給湯システムでは、給湯システムの利用者が、出湯温度および貯湯温度に不適切な値を設定する可能性がある。例えば、利用者は、貯湯温度に、出湯温度よりも高い値を設定する可能性がある。この場合、熱源ユニットから貯湯タンクに送られた湯の温度は、設定された貯湯温度に達していないため、貯湯タンクは、湯を貯め始めてすぐに、保温ヒータによる湯の保温運転を開始してしまう。従って、給湯システムの利用者の設定ミスによって、給湯システムが不必要な運転を行うおそれがある。

本発明の目的は、熱源ユニットから貯湯タンクに送られる湯の温度、および、貯湯タンクに貯められる湯の温度を適切に設定して、過剰な運転時間の発生を抑えることができる給湯システムを提供することである。

本発明の第１観点に係る給湯システムは、貯湯タンクと、給水ラインと、熱源ユニットと、出湯ラインと、湯利用部と、湯循環路と、制御部とを備える。熱源ユニットは、給水ラインから取り入れた水を加熱して、貯湯タンクへ送る。出湯ラインは、熱源ユニットで加熱された水を貯湯タンクへ導く。湯循環路は、貯湯タンクから湯利用部へ湯を送り、湯利用部で利用されなかった湯を貯湯タンクに戻す。制御部は、出湯ラインを流れる湯の温度である出湯温度と、貯湯タンクに貯められている湯の温度または湯循環路を流れる湯の温度である湯循環温度とを監視する。制御部は、出湯温度の目標値である出湯温度目標値を下回らないように出湯温度を制御し、湯循環温度の目標値である湯循環温度目標値を下回らないように湯循環温度を制御する。制御部は、目標値入力部と、目標値設定部とを有する。目標値入力部は、出湯温度目標値と、湯循環温度目標値とが入力される。目標値設定部は、目標値入力部に入力された出湯温度目標値が、目標値入力部に入力された湯循環温度目標値以下である場合に、出湯温度目標値が湯循環温度目標値以上となるように、出湯温度目標値および湯循環温度目標値の少なくとも一方を設定する。目標値入力部に入力された湯循環温度目標値が、目標値入力部に入力された出湯温度目標値より高い場合において、目標値設定部は、目標値入力部に入力された出湯温度目標値が、第１設定温度以下である場合に、湯循環温度目標値を、出湯温度目標値より第１温度差だけ低い温度に設定する。

第１観点に係る給湯システムでは、制御部は、出湯温度および湯循環温度を監視および制御する。出湯温度は、出湯ラインを流れる湯の温度であり、熱源ユニットで加熱された水の温度とみなすことができる。湯循環温度は、湯循環路を流れる湯の温度であり、貯湯タンクに貯められる湯の温度とみなすことができる。制御部の目標値入力部は、例えば、給湯システムのリモコンである。給湯システムの利用者は、出湯温度目標値および湯循環温度目標値を入力して、出湯温度および湯循環温度を調節することができる。制御部の目標値設定部は、給湯システムの利用者によって出湯温度目標値および湯循環温度目標値に不適切な値が入力された場合に、出湯温度目標値および湯循環温度目標値に適切な値を自動的に設定する。具体的には、給湯システムの利用者が、出湯温度目標値として、湯循環温度目標値以下の値を設定した場合に、目標値設定部は、出湯温度目標値として、湯循環温度目標値よりも高い値を自動的に設定する。これにより、この給湯システムでは、出湯温度目標値および湯循環温度目標値として、自動的に適切な値が設定される。そのため、利用者が、出湯温度目標値として、湯循環温度目標値以下の値を設定したために、貯湯タンクに湯が貯まり始めてすぐに、貯湯タンク内の湯保温用のヒータが、熱源ユニットから送られてきた湯の保温運転を開始してしまうことが防止される。すなわち、給湯システムの利用者の設定ミスによって、給湯システムが不必要な運転を行うことが防止される。従って、この給湯システムは、熱源ユニットから貯湯タンクに送られる湯の温度、および、貯湯タンクに貯められる湯の温度を適切に設定して、過剰な運転時間の発生を抑えることができる。

また、第１観点に係る給湯システムでは、給湯システムの利用者が、出湯温度目標値を入力した場合に、目標値設定部は、湯循環温度目標値として、入力された出湯温度目標値よりも第１温度差だけ低い温度を自動的に設定する。従って、この給湯システムは、出湯温度目標値と湯循環温度目標値との間の温度差を適切に確保することができる。

本発明の第２観点に係る給湯システムは、第１観点に係る給湯システムであって、目標値設定部は、目標値入力部に入力された出湯温度目標値が、第１設定温度より高い場合に、湯循環温度目標値を第１設定温度に設定する。

第２観点に係る給湯システムでは、給湯システムの利用者が、第１設定温度より高い出湯温度目標値を入力した場合に、目標値設定部は、湯循環温度目標値を第１設定温度に自動的に設定する。従って、この給湯システムは、放熱負荷が小さい場合において、出湯温度目標値と湯循環温度目標値との間の温度差を小さくすることで、熱源ユニットの運転時間を低減することができる。

本発明の第３観点に係る給湯システムは、第１観点または第２観点に係る給湯システムであって、目標値入力部に入力された湯循環温度目標値が、目標値入力部に入力された出湯温度目標値より高い場合において、目標値設定部は、目標値入力部に入力された湯循環温度目標値が、出湯温度目標値より第２温度差だけ低い温度を超える場合に、目標値入力部に入力された湯循環温度目標値を無効にする。

第３観点に係る給湯システムでは、目標値設定部は、給湯システムの利用者が入力することができる湯循環温度目標値の上限値を設定することができる。従って、この給湯システムは、湯循環温度目標値に不適切な値が入力されることを防止することができる。

本発明の第４観点に係る給湯システムは、第３観点に係る給湯システムであって、目標値設定部は、目標値入力部に入力された湯循環温度目標値が、出湯温度目標値より第２温度差だけ低い温度以下である場合に、出湯温度目標値を維持する。

第４観点に係る給湯システムでは、給湯システムの利用者が、湯循環温度目標値として、現在の設定値より低い値を入力しても、目標値設定部は、出湯温度目標値を変更しない。従って、この給湯システムは、放熱負荷が大きい場合において、出湯温度目標値と湯循環温度目標値との間の温度差を大きくすることで、熱源ユニットの運転能力を適切に維持することができる。

第１観点に係る給湯システムは、過剰な運転時間の発生を抑えることができる。また、第１観点に係る給湯システムは、出湯温度目標値と湯循環温度目標値との間の温度差を適切に確保することができる。

第２観点に係る給湯システムは、放熱負荷が小さい場合において、熱源ユニットの運転時間を低減することができる。

第３観点に係る給湯システムは、湯循環温度目標値に不適切な値が入力されることを防止することができる。

第４観点に係る給湯システムは、放熱負荷が大きい場合において、熱源ユニットの運転能力を適切に維持することができる。

本実施形態に係る給湯システムの概略構成図である。 熱源ユニットの概略構成図である。 給湯システムのブロック図である。 制御部のリモコンの正面図である。 第１目標値設定ルーチンを表すフローチャートである。 第２目標値設定ルーチンを表すフローチャートである。 変形例Ａに係る給湯システムの概略構成図である。 変形例Ｂに係る熱源ユニットの概略構成図である。

本発明の実施形態に係る給湯システムについて、図面を参照しながら説明する。この給湯システムは、冷凍サイクルを循環する冷媒との熱交換を行うヒートポンプを用いて水を加熱するヒートポンプ給湯システムである。

（１）給湯システムの構成
図１は、本実施形態に係る給湯システム１０の概略構成図である。給湯システム１０は、ホテル、病院およびスポーツ施設等の大型施設で利用される給湯設備である。図１に示されるように、給湯システム１０は、主として、受水槽２０と、熱源ユニット３０と、貯湯タンク４０と、湯利用部５０と、制御部６０と、給水ライン１２と、出湯ライン１４と、湯循環路１６とを備える。給水ライン１２は、受水槽２０と熱源ユニット３０とを接続する管である。出湯ライン１４は、熱源ユニット３０と貯湯タンク４０とを接続する管である。湯循環路１６は、貯湯タンク４０と湯利用部５０とを接続する管である。図１において、給水ライン１２、出湯ライン１４および湯循環路１６に沿った矢印は、水または湯の流れる方向を表す。次に、受水槽２０、熱源ユニット３０、貯湯タンク４０、湯利用部５０および制御部６０について、それぞれ説明する。

（１−１）受水槽
受水槽２０は、給湯システム１０によって使用される水を貯留するための槽である。受水槽２０は、上水道等に接続される。受水槽２０は、給水ライン１２を介して、熱源ユニット３０に水を供給する。受水槽２０の給水圧力は、４０ｋＰａ〜５００ｋＰａである。

（１−２）熱源ユニット
熱源ユニット３０は、屋外に設置される。熱源ユニット３０は、受水槽２０から給水ライン１２を介して水の供給を受ける。熱源ユニット３０は、給水ライン１２から取り入れた水を加熱する。熱源ユニット３０は、加熱された水である湯を、出湯ライン１４を介して貯湯タンク４０に送る。

図２は、熱源ユニット３０の概略構成図である。図３は、給湯システム１０のブロック図である。図２および図３に示されるように、熱源ユニット３０は、主として、水流路３１と、給水ポンプ３２と、第１熱交換器３３と、冷媒循環流路３４と、圧縮機３５と、膨張弁３６と、第２熱交換器３７と、出湯温度センサ３８とを有している。水流路３１は、給水ポンプ３２および第１熱交換器３３に接続されている。冷媒循環流路３４は、圧縮機３５、膨張弁３６および第２熱交換器３７に接続されている。図２において、水流路３１および冷媒循環流路３４に沿った矢印は、水または冷媒の流れる方向を表す。次に、熱源ユニット３０の各構成要素について説明する。

（１−２−１）水流路
水流路３１は、給水ライン１２から取り入れた水が流れる管である。水流路３１は、第１水配管３１ａと、第２水配管３１ｂと、第３水配管３１ｃとから構成される。第１水配管３１ａは、給水ライン１２に接続され、かつ、給水ポンプ３２の吸入口に接続される。第２水配管３１ｂは、給水ポンプ３２の吐出口に接続され、かつ、第１熱交換器３３の水管３３ａに接続される。第３水配管３１ｃは、第１熱交換器３３の水管３３ａに接続され、かつ、出湯ライン１４に接続される。第３水配管３１ｃは、出湯ライン１４との接続部の近傍において、第３水配管３１ｃを流れる水の温度を測定するための出湯温度センサ３８が取り付けられている。

（１−２−２）給湯ポンプ
給水ポンプ３２は、容量可変のポンプであり、水流路３１を流れる水の量を調節することができる。水流路３１を流れる水は、給水ライン１２から供給され、給水ポンプ３２および第１熱交換器３３を通過して、出湯ライン１４に供給される。

（１−２−３）第１熱交換器
第１熱交換器３３は、水流路３１を流れる水が通過する水管３３ａと、冷媒循環流路３４を流れる冷媒が通過する冷媒管３３ｂとを有する。第１熱交換器３３は、例えば、水管３３ａの外周に冷媒管３３ｂが螺旋状に巻きつけられ、かつ、水管３３ａの内部に溝が形成されている構成を有するトルネード式の熱交換器である。第１熱交換器３３では、水管３３ａを流れる低温の水と、冷媒管３３ｂを流れる高温高圧の冷媒との間で熱交換が行われる。第１熱交換器３３の水管３３ａを流れる低温の水は、第１熱交換器３３の冷媒管３３ｂを流れる高温の冷媒と熱交換が行われて加熱される。これにより、給水ライン１２から供給された水は、第１熱交換器３３で加熱されて、湯として出湯ライン１４に供給される。

（１−２−４）冷媒循環流路
冷媒循環流路３４は、第１熱交換器３３において水と熱交換される冷媒が循環する管である。冷媒循環流路３４を循環する冷媒は、例えば、Ｒ４１０Ａ、二酸化炭素である。図２に示されるように、冷媒循環流路３４は、圧縮機３５の吐出口と第１熱交換器３３の冷媒管３３ｂとを連結し、第１熱交換器３３の冷媒管３３ｂと膨張弁３６とを連結し、膨張弁３６と第２熱交換器３７とを連結し、第２熱交換器３７と圧縮機３５の吸入口とを連結する。第１熱交換器３３は、冷凍サイクルにおける凝縮器としての機能を有する。第２熱交換器３７は、冷凍サイクルにおける蒸発器としての機能を有する。

（１−２−５）圧縮機
圧縮機３５は、容量可変のインバータ圧縮機である。圧縮機３５は、冷媒循環流路３４を流れる低圧のガス冷媒を吸入して圧縮する。圧縮機３５において圧縮された高温高圧のガス冷媒は、圧縮機３５から吐出されて、第１熱交換器３３の冷媒管３３ｂに送られる。第１熱交換器３３では、第１熱交換器３３の冷媒管３３ｂを流れる高温高圧のガス冷媒は、第１熱交換器３３の水管３３ａを流れる低温の水と熱交換する。これにより、第１熱交換器３３において、高温高圧のガス冷媒は、凝縮して高圧の液冷媒となる。

（１−２−６）膨張弁
膨張弁３６は、冷媒循環流路３４を流れる冷媒の圧力および流量を調節するための電動弁である。第１熱交換器３３の冷媒管３３ｂで熱交換された高圧の液冷媒は、膨張弁３６を通過することで減圧され、低圧の気液二相状態の冷媒となる。

（１−２−７）第２熱交換器
第２熱交換器３７は、例えば、プレートフィンコイル熱交換器である。第２熱交換器３７の近傍には、ファン３７ａが設置されている。ファン３７ａは、第２熱交換器３７に対して外気を送風して、第２熱交換器３７において冷媒と熱交換された外気を排出する。第２熱交換器３７では、膨張弁３６で減圧された低圧の気液二相状態の冷媒が、ファン３７ａによって供給される外気との熱交換により蒸発して、低圧のガス冷媒となる。第２熱交換器３７を通過した低圧のガス冷媒は、圧縮機３５に送られる。

（１−２−８）出湯温度センサ
出湯温度センサ３８は、水流路３１の第３水配管３１ｃと出湯ライン１４との接続部の近傍において、第３水配管３１ｃに取り付けられる温度センサである。出湯温度センサ３８は、第１熱交換器３３において加熱され、第３水配管３１ｃを流れる水の温度を測定する。すなわち、出湯温度センサ３８は、熱源ユニット３０によって供給される湯の温度を測定する。

（１−３）貯湯タンク
貯湯タンク４０は、熱源ユニット３０から出湯ライン１４を介して供給される湯を貯めるための開放型の貯湯タンクである。貯湯タンク４０は、例えば、ステンレス製のタンク、および、ＦＲＰ製のタンクである。貯湯タンク４０に貯められた湯は、湯循環路１６を介して湯利用部５０に供給される。湯循環路１６は、図１に示されるように、第１湯配管１６ａと、第２湯配管１６ｂとから構成される。貯湯タンク４０は、内部に貯められた湯を第１湯配管１６ａに供給し、第１湯配管１６ａを介して湯利用部５０に湯を送る。湯利用部５０で利用されなかった湯は、第２湯配管１６ｂを介して貯湯タンク４０に戻される。すなわち、貯湯タンク４０に貯められた湯の一部は、第１湯配管１６ａおよび第２湯配管１６ｂを流れて、貯湯タンク４０に再び戻される。

なお、図１に示されるように、第１湯配管１６ａには、給湯ポンプ５１が取り付けられている。給湯ポンプ５１は、貯湯タンク４０に貯められた湯を湯利用部５０に送るための加圧ポンプである。給湯ポンプ５１は、容量可変であり、湯利用部５０に送られる湯の量を調節することができる。

図３に示されるように、貯湯タンク４０は、主として、保温ヒータ４１と、水圧センサ４２と、フロートスイッチ４３と、貯湯温度センサ４４とを有している。次に、貯湯タンク４０の各構成要素について説明する。

（１−３−１）保温ヒータ
保温ヒータ４１は、貯湯タンク４０に貯められている湯の温度を、湯利用部５０において湯として利用可能な温度以上に維持するために、貯湯タンク４０の内部に取り付けられるヒータである。貯湯タンク４０は、保温ヒータ４１を用いて、内部に貯められた湯の保温運転を行う。

（１−３−２）水圧センサ
水圧センサ４２は、貯湯タンク４０に貯められている湯の残量を測定するためのセンサである。水圧センサ４２は、貯湯タンク４０内部の下部に取り付けられ、貯湯タンク４０内部の湯による水圧を検出することで、貯湯タンク４０に貯められている湯の残量および水位を算出する。水圧センサ４２は、例えば、貯湯タンク４０に貯められている湯の残量が、予め設定されている目標残湯量未満であるか否かを検出することができる。

（１−３−３）フロートスイッチ
フロートスイッチ４３は、貯湯タンク４０に貯められている湯の水位に応じて上下するフロートを用いて、貯湯タンク４０に貯められている湯の残量を補助的に検出する。

（１−３−４）貯湯温度センサ
貯湯温度センサ４４は、湯循環路１６の第１湯配管１６ａと、貯湯タンク４０との接続部の近傍において、貯湯タンク４０の内部に設置されている温度センサである。貯湯温度センサ４４は、貯湯タンク４０に貯められている湯の温度を測定する。

（１−４）湯利用部
湯利用部５０は、台所、シャワーおよびプール等、貯湯タンク４０に貯められている湯が利用される場所である。貯湯タンク４０の貯湯タンク４０に貯められている湯は、給湯ポンプ５１によって、湯循環路１６の第１湯配管１６ａを介して、湯利用部５０に供給される。湯利用部５０では、第１湯配管１６ａを介して供給された湯の全てが利用されるとは限らない。湯利用部５０で利用されなかった湯は、湯循環路１６の第２湯配管１６ｂを介して、貯湯タンク４０に戻される。

（１−５）制御部
制御部６０は、図３に示されるように、給湯システム１０の構成要素に接続されている。具体的には、制御部６０は、給水ポンプ３２、圧縮機３５、膨張弁３６、ファン３７ａ、出湯温度センサ３８、保温ヒータ４１、水圧センサ４２、フロートスイッチ４３、貯湯温度センサ４４および給湯ポンプ５１に接続されている。制御部６０は、例えば、熱源ユニット３０内部の電装品ユニット（図示せず）に設置されている。

制御部６０は、給湯システム１０の構成要素を制御するためのコンピュータである。例えば、制御部６０は、給水ポンプ３２の回転数、圧縮機３５の運転周波数、膨張弁３６の開度、ファン３７ａの回転数、保温ヒータ４１の消費電力および給湯ポンプ５１の回転数を制御し、出湯温度センサ３８、水圧センサ４２、フロートスイッチ４３および貯湯温度センサ４４の測定値を取得する。

また、図３に示されるように、制御部６０は、さらに、リモコン７０と接続されている。リモコン７０は、給湯システム１０を制御するための機器である。図４は、リモコン７０の正面図である。リモコン７０は、図４に示されるように、タッチパネル式のディスプレイ７１を備えている。ディスプレイ７１は、給湯システム１０の構成要素から取得した情報、および、給湯システム１０の運転モードに関する情報等を表示する。例えば、ディスプレイ７１は、出湯温度センサ３８および貯湯温度センサ４４によって測定された湯の温度を表示する機能を有する。

給湯システム１０の利用者は、ディスプレイ７１に触れることで、リモコン７０を操作することができる。具体的には、リモコン７０は、ボタン等のユーザインターフェイスをディスプレイ７１に表示することで、給湯システム１０の利用者からの入力を受けることができる。例えば、リモコン７０は、後述するように、出湯温度センサ３８によって測定される温度の目標値と、貯湯温度センサ４４によって測定される温度の目標値とを入力するためのユーザインターフェイスをディスプレイ７１に表示する。給湯システム１０の利用者は、ディスプレイ７１を介してリモコン７０を操作して制御部６０に制御命令を送ることで、給湯システム１０の構成要素を制御することができる。

給湯システム１０の利用者は、リモコン７０を操作して、出湯温度目標値および湯循環温度目標値を制御部６０に入力することができる。出湯温度目標値は、出湯温度センサ３８によって測定される温度である出湯温度の目標値である。湯循環温度目標値は、貯湯温度センサ４４によって測定される温度である湯循環温度の目標値である。出湯温度は、熱源ユニット３０の第１熱交換器３３において加熱され、水流路３１の第３水配管３１ｃを流れる水の温度である。出湯温度は、出湯ライン１４を流れる湯の温度とみなすことができる。湯循環温度は、貯湯タンク４０に貯められている湯の温度である。湯循環温度は、湯循環路１６を流れる湯の温度とみなすことができる。制御部６０は、出湯温度目標値を下回らないように出湯温度を制御し、かつ、湯循環温度目標値を下回らないように湯循環温度を制御する。具体的には、制御部６０は、出湯温度が出湯温度目標値を下回らないように、かつ、湯循環温度が湯循環温度目標値を下回らないように、熱源ユニット３０、および、貯湯タンク４０の保温ヒータ４１を制御する。次に、制御部６０の動作について説明する。

（２）制御部の動作
制御部６０は、図３に示されるように、目標値入力部６１と、目標値設定部６２とを有する。目標値入力部６１は、給湯システム１０の利用者によって、出湯温度目標値および湯循環温度目標値が入力される。具体的には、制御部６０は、リモコン７０のディスプレイ７１に、出湯温度目標値および湯循環温度目標値を入力するためのユーザインターフェイスを表示する。給湯システム１０の利用者は、ディスプレイ７１に表示されるユーザインターフェイスを介して、出湯温度目標値および湯循環温度目標値を目標値入力部６１に入力する。

図４は、出湯温度目標値および湯循環温度目標値を入力するためのユーザインターフェイスを表示しているリモコン７０の正面図である。図４に示されるように、ディスプレイ７１は、出湯温度目標値表示エリア７１ａ、出湯温度目標値変更ボタン７１ｂ、湯循環温度目標値表示エリア７１ｃ、湯循環温度目標値変更ボタン７１ｄ、ＯＫボタン７１ｅおよびキャンセルボタン７１ｆを表示している。出湯温度目標値表示エリア７１ａは、現在設定されている出湯温度目標値を表示する。出湯温度目標値変更ボタン７１ｂは、現在設定されている出湯温度目標値を変更するためのボタンである。湯循環温度目標値表示エリア７１ｃは、現在設定されている湯循環温度目標値を表示する。湯循環温度目標値変更ボタン７１ｄは、現在設定されている湯循環温度目標値を変更するためのボタンである。ＯＫボタン７１ｅは、出湯温度目標値および湯循環温度目標値を変更した場合に、変更後の目標値を制御部６０に送信するためのボタンである。キャンセルボタン７１ｆは、出湯温度目標値および湯循環温度目標値を変更した場合に、目標値の変更を取り消すためのボタンである。出湯温度目標値変更ボタン７１ｂを押すと、新しい出湯温度目標値を入力するためにインターフェイスがディスプレイ７１に表示される。湯循環温度目標値変更ボタン７１ｄを押すと、新しい湯循環温度目標値を入力するためにインターフェイスがディスプレイ７１に表示される。

目標値設定部６２は、目標値入力部６１に入力された出湯温度目標値が、目標値入力部６１に入力された湯循環温度目標値以下である場合に、出湯温度目標値が湯循環温度目標値より高くなるように、出湯温度目標値および湯循環温度目標値の少なくとも一方を設定する。目標値設定部６２は、種種のアルゴリズムを用いて、出湯温度目標値が湯循環温度目標値より高くなるように、および、出湯温度目標値および湯循環温度目標値に適切な値が設定されるように、出湯温度目標値および湯循環温度目標値を自動的に設定する。

目標値設定部６２は、入力された出湯温度目標値および入力された湯循環温度目標値に応じて、出湯温度目標値および湯循環温度目標値を自動的に設定するためのルーチンである目標値設定ルーチンを実行する。目標値設定ルーチンは、給湯システム１０の利用者が、ディスプレイ７１に表示される出湯温度目標値変更ボタン７１ｂまたは湯循環温度目標値変更ボタン７１ｄのいずれかを押して、新しい出湯温度目標値または新しい湯循環温度目標値を入力する度に実行される。

次に、目標値設定ルーチンの具体例として、第１目標値設定ルーチンおよび第２目標値設定ルーチンについて説明する。

（２−１）第１目標値設定ルーチン
第１目標値設定ルーチンは、給湯システム１０の利用者が、リモコン７０を操作して新しい出湯温度目標値を入力する度に実行される。第１目標値設定ルーチンでは、目標値設定部６２は、目標値入力部６１に入力された出湯温度目標値が、第１設定温度以下である場合に、湯循環温度目標値を、出湯温度目標値より第１温度差だけ低い温度に設定する。また、第１目標値設定ルーチンでは、目標値設定部６２は、目標値入力部６１に入力された出湯温度目標値が、第１設定温度より高い場合に、湯循環温度目標値を第１設定温度に設定する。図５は、第１目標値設定ルーチンを表すフローチャートである。第１目標値設定ルーチンは、ステップＳ１１〜Ｓ１５から構成される。

ステップＳ１１では、給湯システムの利用者は、目標値入力部６１に出湯温度目標値を入力する。次に、ステップＳ１２を実行する。

ステップＳ１２では、目標値設定部６２は、ステップＳ１１で入力された出湯温度目標値と、第１設定温度とを比較する。入力された出湯温度目標値が第１設定温度以下である場合には、ステップＳ１３を実行する。入力された出湯温度目標値が第１設定温度より高い場合には、ステップＳ１４を実行する。

ステップＳ１３では、目標値設定部６２は、湯循環温度目標値を、出湯温度目標値より第１温度差だけ低い温度に設定する。次に、ステップＳ１５を実行する。

ステップＳ１４では、目標値設定部６２は、湯循環温度目標値を、第１設定温度に設定する。次に、ステップＳ１５を実行する。

ステップＳ１５では、目標値設定部６２は、出湯温度目標値として、ステップＳ１１で入力された値を設定する。

次に、出湯温度目標値が６５℃、湯循環温度目標値が６０℃、第１設定温度が６０℃および第１温度差が５℃の場合における、第１目標値設定ルーチンの実行例について説明する。

第１の例として、ステップＳ１１で入力された出湯温度目標値が６０℃である場合、目標値設定部６２は、ステップＳ１３において湯循環温度目標値を５５℃に設定する。第２の例として、ステップＳ１１で入力された出湯温度目標値が５５℃である場合、目標値設定部６２は、ステップＳ１３において湯循環温度目標値を５０℃に設定する。第３の例として、ステップＳ１１で入力された出湯温度目標値が６３℃である場合、目標値設定部６２は、ステップＳ１４において湯循環温度目標値を６０℃に設定する。

このように、第１目標値設定ルーチンでは、入力された出湯温度目標値が第１設定温度以下である場合には、出湯温度目標値と湯循環温度目標値との温度差が、常に第１温度差だけ維持される。また、第１目標値設定ルーチンでは、入力された出湯温度目標値が第１設定温度より高い場合には、湯循環温度目標値は、常に第１設定温度に設定されるので、出湯温度目標値と湯循環温度目標値との温度差は、第１温度差と必ずしも一致しない。

（２−２）第２目標値設定ルーチン
第２目標値設定ルーチンは、給湯システム１０の利用者が、リモコン７０を操作して新しい湯循環温度目標値を入力する度に実行される。第２目標値設定ルーチンでは、目標値設定部６２は、目標値入力部６１に入力された湯循環温度目標値が、出湯温度目標値より第２温度差だけ低い温度を超える場合に、目標値入力部６１に入力された湯循環温度目標値を無効にする。また、第２目標値設定ルーチンでは、目標値設定部６２は、目標値入力部６１に入力された湯循環温度目標値が、出湯温度目標値より第２温度差だけ低い温度以下である場合に、出湯温度目標値を維持する。図６は、第２目標値設定ルーチンを表すフローチャートである。第２目標値設定ルーチンは、ステップＳ２１〜Ｓ２５から構成される。

ステップＳ２１では、給湯システムの利用者は、目標値入力部６１に湯循環温度目標値を入力する。次に、ステップＳ２２を実行する。

ステップＳ２２では、目標値設定部６２は、ステップＳ２１で入力された湯循環温度目標値と、出湯温度目標値より第２温度差だけ低い温度とを比較する。入力された湯循環温度目標値が、出湯温度目標値より第２温度差だけ低い温度を超える場合には、ステップＳ２３を実行する。入力された湯循環温度目標値が、出湯温度目標値より第２温度差だけ低い温度以下である場合には、ステップＳ２４を実行する。

ステップＳ２３では、目標値設定部６２は、入力された湯循環温度目標値を無効にする。すなわち、目標値設定部６２は、湯循環温度目標値を変更せずに、現在設定されている湯循環温度目標値を維持する。次に、ステップＳ２５を実行する。

ステップＳ２４では、目標値設定部６２は、湯循環温度目標値として、ステップＳ２１で入力された値を設定する。次に、ステップＳ２５を実行する。

ステップＳ２５では、目標値設定部６２は、出湯温度目標値を変更せずに、現在設定されている出湯温度目標値を維持する。

次に、出湯温度目標値が６５℃、湯循環温度目標値が６０℃および第２温度差が５℃の場合における、第２目標値設定ルーチンの実行例について説明する。

第１の例として、ステップＳ２１で入力された湯循環温度目標値が６１℃である場合、目標値設定部６２は、ステップＳ２３において入力された湯循環温度目標値を無効にする。すなわち、目標値設定部６２は、出湯温度目標値および湯循環温度目標値の両方を変更しない。第２の例として、ステップＳ２１で入力された湯循環温度目標値が５５℃である場合、目標値設定部６２は、ステップＳ２４において湯循環温度目標値を５５℃に設定する。この場合、目標値設定部６２は、出湯温度目標値を変更しない。

このように、第２目標値設定ルーチンでは、入力された湯循環温度目標値に応じて、目標値設定部６２は、湯循環温度目標値を、入力された目標値に変更するか、または、目標値を変更せずに現在設定されている目標値を維持する。第２目標値設定ルーチンでは、出湯温度目標値は変更されない。

（３）特徴
本実施形態に係る給湯システム１０では、制御部６０は、出湯温度および湯循環温度を監視および制御する。出湯温度は、出湯温度センサ３８によって測定される温度であり、出湯ライン１４を流れる湯の温度である。湯循環温度は、貯湯温度センサ４４によって測定される温度であり、湯循環路１６を流れる湯の温度である。給湯システム１０の利用者は、リモコン７０を用いて、出湯温度目標値および湯循環温度目標値を制御部６０の目標値入力部６１に入力して、出湯温度目標値および湯循環温度目標値を設定することができる。これにより、給湯システム１０の利用者は、出湯温度および湯循環温度を調節することができる。出湯温度は、熱源ユニット３０によって制御される。湯循環温度は、貯湯タンク４０の保温ヒータ４１によって制御される。

この給湯システム１０は、利用者によって出湯温度目標値および湯循環温度目標値に不適切な値が入力された場合に、出湯温度目標値および湯循環温度目標値に適切な値を自動的に設定することができる。具体的には、給湯システム１０の利用者が、出湯温度目標値として、湯循環温度目標値以下の値を設定した場合に、制御部６０の目標値設定部６２は、出湯温度目標値が湯循環温度目標値よりも高くなるように、出湯温度目標値および湯循環温度目標値を自動的に設定する。そのため、給湯システム１０の利用者が、出湯温度目標値として、湯循環温度目標値以下の値を設定した場合において、貯湯タンク４０に湯が貯まり始めてすぐに、貯湯タンク４０の保温ヒータ４１が、熱源ユニット３０から送られてきた湯の保温運転を開始してしまうことが防止される。すなわち、給湯システム１０の利用者の設定ミスによって、給湯システム１０が不必要な運転を行うことが防止される。

従って、給湯システム１０は、利用者による出湯温度目標値および湯循環温度目標値の設定ミスを防ぐことができる。また、給湯システム１０は、熱源ユニット３０から貯湯タンク４０に送られる湯の温度、および、貯湯タンク４０に貯められる湯の温度を適切に設定して、過剰な運転時間の発生を抑えることができる。

また、この給湯システム１０では、利用者がリモコン７０を用いて出湯温度目標値を目標値入力部６１に入力する際に、目標値設定部６２は、第１目標値設定ルーチンを実行する。目標値設定部６２は、第１目標値設定ルーチンを実行することで、入力された出湯温度目標値が第１設定温度以下である場合に、湯循環温度目標値として、入力された出湯温度目標値よりも第１温度差だけ低い温度を自動的に設定する。従って、給湯システム１０は、出湯温度目標値と湯循環温度目標値との間の温度差を適切に確保することができる。

また、この給湯システム１０では、目標値設定部６２は、第１目標値設定ルーチンを実行することで、入力された出湯温度目標値が第１設定温度より高い場合に、湯循環温度目標値を第１設定温度に自動的に設定する。従って、給湯システム１０の放熱負荷が小さい場合において、給湯システム１０の利用者は、出湯温度目標値と湯循環温度目標値との間の温度差を小さくすることで、出湯温度目標値を抑えることができる。これにより、給湯システム１０は、熱源ユニット３０の運転時間を低減することができる。

また、この給湯システム１０では、利用者がリモコン７０を用いて湯循環温度目標値を目標値入力部６１に入力する際に、目標値設定部６２は、第２目標値設定ルーチンを実行する。目標値設定部６２は、第２目標値設定ルーチンを実行することで、入力された湯循環温度目標値が、出湯温度目標値より第２温度差だけ低い温度を超える場合に、入力された湯循環温度目標値を無効にする。すなわち、目標値設定部６２は、湯循環温度目標値せずに、現在設定されている値を維持する。これにより、制御部６０は、給湯システム１０の利用者が入力することができる湯循環温度目標値の上限値を設定することができる。従って、給湯システム１０は、湯循環温度目標値に不適切な値が入力されることを防止することができる。

また、この給湯システム１０では、目標値設定部６２は、第２目標値設定ルーチンを実行することで、入力された湯循環温度目標値が、出湯温度目標値より第２温度差だけ低い温度以下である場合に、給湯システム１０の利用者が、湯循環温度目標値として、現在の設定値より低い値を入力しても、目標値設定部は、出湯温度目標値を変更しない。従って、給湯システム１０の放熱負荷が大きい場合において、給湯システム１０の利用者は、出湯温度目標値と湯循環温度目標値との間の温度差を大きくすることで、熱源ユニットの運転能力を適切に維持することができる。

（４）変形例
本発明の実施形態の具体的構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で変更可能である。以下、本発明の実施形態に適用可能な変形例について説明する。

（４−１）変形例Ａ
本実施形態に係る給湯システム１０では、貯湯タンク４０は、開放型のタンクであるが、密閉型のタンクでもよい。図７は、本変形例に係る給湯システム１１０の概略構成図である。図７において、本実施形態に係る給湯システム１０と同じ構成要素には、同じ参照符号が用いられている。次に、本実施形態に係る給湯システム１０と、本変形例に係る給湯システム１１０との間の相違点を中心に説明する。

給湯システム１１０の貯湯タンク１４０は、密閉型のタンクである。すなわち、貯湯タンク１４０の内部の空間は、外気から完全に隔離されている。貯湯タンク１４０は、例えば、ステンレス製のタンクである。貯湯タンク１４０は、常に、熱源ユニット３０から供給された湯で満たされている。貯湯タンク１４０の下部は、給水ライン１１２が貫通している。図７に示されるように、給水ライン１１２は、受水槽２０と熱源ユニット３０との間において、貯湯タンク１４０に接続されている。すなわち、給水ライン１１２を流れる水は、熱源ユニット３０に供給される前に貯湯タンク１４０を通過して、貯湯タンク１４０に貯められている湯から熱を受け取って加熱される。貯湯タンク１４０から湯利用部５０に湯を送るための湯循環路１１６は、第１湯配管１１６ａと第２湯配管１１６ｂとからなる。第１湯配管１１６ａは、貯湯タンク１４０の上面において、貯湯タンク１４０と連結されている。第２湯配管１１６ｂは、貯湯タンク１４０に湯を戻すための給湯ポンプ１５１が取り付けられている。

給湯システム１１０は、給水ライン１１２、貯湯タンク１４０および湯循環路１１６を除いて、本実施形態に係る給湯システム１０と同じ構成を有している。すなわち、給湯システム１１０は、本実施形態と同様に、目標値入力部６１と目標値設定部６２とを有する制御部６０を備えている。制御部６０の目標値設定部６２は、本実施形態の第１目標値設定ルーチンおよび第２目標値設定ルーチンを実行することができる。制御部６０は、給湯システム１１０の利用者によって出湯温度目標値および湯循環温度目標値に不適切な値が入力された場合に、出湯温度目標値および湯循環温度目標値に適切な値を自動的に設定する。

従って、給湯システム１１０は、利用者による出湯温度目標値および湯循環温度目標値の設定ミスを防ぐことができる。また、給湯システム１１０は、熱源ユニット３０から貯湯タンク１４０に送られる湯の温度、および、貯湯タンク１４０に貯められる湯の温度を適切に設定して、過剰な運転時間の発生を抑えることができる。

（４−２）変形例Ｂ
本実施形態に係る給湯システム１０では、熱源ユニット３０は、１つの冷媒循環流路３４からなる一元冷媒回路を備えているが、２つの冷媒循環流路からなる二元冷媒回路を備えていてもよい。図８は、本変形例に係る熱源ユニット１３０の概略構成図である。

熱源ユニット１３０は、水流路１３１と、第１冷媒循環流路１３４ａと、第２冷媒循環流路１３４ｂとを備える。水流路１３１は、給水ポンプ１３２および第１熱交換器１３３に接続されている。第１冷媒循環流路１３４ａは、第１圧縮機１３５ａ、第１膨張弁１３６ａ、第１熱交換器１３３および第２熱交換器１３７に接続されている。第２冷媒循環流路１３４ｂは、第２圧縮機１３５ｂ、第２膨張弁１３６ｂ、第２熱交換器１３７および第３熱交換器１３８に接続されている。

水流路１３１は、給水ライン１２から供給される水が流れる流路である。水流路１３１は、給水ライン１２から水を取り入れ、第１熱交換器１３３において加熱された水を出湯ライン１４に供給する。第１冷媒循環流路１３４ａおよび第２冷媒循環流路１３４ｂは、冷媒を循環する冷凍サイクルを構成する環状の流路である。第１冷媒循環流路１３４ａは、例えば、冷媒としてＲ１３４ａを使用し、第２冷媒循環流路１３４ｂは、例えば、冷媒としてＲ４１０Ａを使用する。Ｒ１３４ａは、高温沸き上げ特性に優れた冷媒である。Ｒ４１０Ａは、省エネ性能が高く、低外気温特性に優れた冷媒である。図８において、水流路１３１、第１冷媒循環流路１３４ａおよび第２冷媒循環流路１３４ｂに沿った矢印は、水または冷媒の流れる方向を表す。

第１熱交換器１３３は、水流路１３１を流れる水と、第１冷媒循環流路１３４ａを循環する冷媒との間で熱交換を行う。第２熱交換器１３７は、第１冷媒循環流路１３４ａを循環する冷媒と、第２冷媒循環流路１３４ｂを循環する冷媒との間で熱交換を行う。第３熱交換器１３８は、第２冷媒循環流路１３４ｂを循環する冷媒と、外気との間で熱交換を行う。水流路１３１は、本実施形態の水流路３１に相当する。第２冷媒循環流路１３４ｂは、本実施形態の冷媒循環流路３４に相当する。

第３熱交換器１３８は、本実施形態の第２熱交換器３７と同様に、第２冷媒循環流路１３４ｂにおける蒸発器としての機能を有する。第２熱交換器１３７は、第２冷媒循環流路１３４ｂにおける凝縮器としての機能と、第１冷媒循環流路１３４ａにおける蒸発器としての機能とを有する。第１熱交換器１３３は、第１冷媒循環流路１３４ｂにおける凝縮器としての機能を有する。水流路１３１を流れる水は、第１熱交換器１３３を通過することで加熱される。

本変形例に係る熱源ユニット１３０は、本実施形態の熱源ユニット３０と比べて、高い運転効率を有し、かつ、さらなる小型化を実現することができる。

（４−３）変形例Ｃ
本実施形態に係る給湯システム１０は、図１に示されるように、１つの熱源ユニット３０および１つの貯湯タンク４０を備えている。しかし、給湯システム１０は、複数の熱源ユニット３０および複数の貯湯タンク４０を備えていてもよい。この場合、複数の熱源ユニット３０は、給水ライン１２および出湯ライン１４と並列に接続され、かつ、複数の貯湯タンク４０は、出湯ライン１４および湯循環路１６と並列に接続される。

（４−４）変形例Ｄ
本実施形態に係る給湯システム１０では、目標値設定部６２は、目標値入力部６１に入力された出湯温度目標値が、目標値入力部６１に入力された湯循環温度目標値以下である場合に、出湯温度目標値が湯循環温度目標値より高くなるように、出湯温度目標値および湯循環温度目標値の少なくとも一方を設定する。しかし、目標値設定部６２は、目標値入力部６１に入力された出湯温度目標値が、目標値入力部６１に入力された湯循環温度目標値以下である場合に、出湯温度目標値が湯循環温度目標値以上となるように、出湯温度目標値および湯循環温度目標値の少なくとも一方を設定してもよい。

本発明に係る給湯システムは、過剰な運転時間の発生を抑えることができる。

１０ 給湯システム
１２ 給水ライン
１４ 出湯ライン
１６ 湯循環路
３０ 熱源ユニット
４０ 貯湯タンク
５０ 湯利用部
６０ 制御部
６１ 目標値入力部
６２ 目標値設定部

特開２００８−９６０６４号公報

Claims (4)

1. 貯湯タンク（４０）と、
   給水ライン（１２）と、
   前記給水ラインから取り入れた水を加熱して、前記貯湯タンクへ送る熱源ユニット（３０）と、
   前記熱源ユニットで加熱された水を前記貯湯タンクへ導く出湯ライン（１４）と、
   湯利用部（５０）と、
   前記貯湯タンクから前記湯利用部へ湯を送り、前記湯利用部で利用されなかった湯を前記貯湯タンクに戻す湯循環路（１６）と、
   前記出湯ラインを流れる湯の温度である出湯温度と、前記貯湯タンクに貯められている湯の温度または前記湯循環路を流れる湯の温度である湯循環温度とを監視し、前記出湯温度の目標値である出湯温度目標値を下回らないように前記出湯温度を制御し、前記湯循環温度の目標値である湯循環温度目標値を下回らないように前記湯循環温度を制御する制御部（６０）と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記出湯温度目標値と、前記湯循環温度目標値とが入力される目標値入力部（６１）と、
   前記目標値入力部に入力された前記出湯温度目標値が、前記目標値入力部に入力された前記湯循環温度目標値以下である場合に、前記出湯温度目標値が前記湯循環温度目標値以上となるように、前記出湯温度目標値および前記湯循環温度目標値の少なくとも一方を設定する目標値設定部（６２）と、
   を有し、
   前記目標値設定部は、前記目標値入力部に入力された前記湯循環温度目標値が、前記目標値入力部に入力された前記出湯温度目標値より高い場合において、前記目標値入力部に入力された前記出湯温度目標値が、第１設定温度以下である場合に、前記湯循環温度目標値を、前記出湯温度目標値より第１温度差だけ低い温度に設定する、
   給湯システム（１０）。
2. 前記目標値設定部は、前記目標値入力部に入力された前記出湯温度目標値が、前記第１設定温度より高い場合に、前記湯循環温度目標値を前記第１温度に設定する、
   請求項１に記載の給湯システム。
3. 前記目標値設定部は、前記目標値入力部に入力された前記湯循環温度目標値が、前記目標値入力部に入力された前記出湯温度目標値より高い場合において、前記目標値入力部に入力された前記湯循環温度目標値が、前記出湯温度目標値より第２温度差だけ低い温度を超える場合に、前記目標値入力部に入力された前記湯循環温度目標値を無効にする、
   請求項１または２に記載の給湯システム。
4. 前記目標値設定部は、前記目標値入力部に入力された前記湯循環温度目標値が、前記出湯温度目標値より前記第２温度差だけ低い温度以下である場合に、前記出湯温度目標値を維持する、
   請求項３に記載の給湯システム。

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