JP6095749B1 - 給湯システム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、貯湯タンクに中温水を発生させず、加熱手段の運転効率を高く維持することができる給湯システムを得る事を目的とする。【解決手段】本発明の給湯システム１００は、貯湯タンクと、貯湯タンクの水を加熱する熱源ユニット３０１と、貯湯タンクから出湯する第１流路と、貯湯タンクに冷水を供給する第２流路と、一方を第１流路に他方を第２流路にそれぞれ接続し、貯湯タンクに対して並列に設けた補助熱源ユニット３０３とを備えている。補助熱源ユニット３０３は、冷水を加熱して第１流路に温水を供給すること、循環流路を介して浴槽の水を加熱することが可能である。【選択図】図１

Description

本発明は、温水の貯湯および給湯が可能な貯湯式の給湯システムにおいて、特に、補助熱源を有する給湯システムに関するものである。

従来、夜間の安価な電力を使用して貯湯タンクに温水を貯めて、昼間の給湯負荷（たとえば風呂やシャワー等の給湯）に対して温水を使用する貯湯式の給湯システムが知られている。特に、貯湯式の給湯システムのうち、ヒートポンプ式の加熱手段を有する給湯システムでは、空気の熱を利用して水を加熱することができるため、高い運転効率で温水を供給することができる。しかし、ヒートポンプ式の加熱手段は、夜間に長時間かけて温水を貯湯することを想定しているため、加熱能力が非常に低い。そのため、ヒートポンプ式の加熱手段を有する給湯システムでは、予め貯湯タンクに消費する給湯負荷の温水を貯湯しておかなければならない。仮に、高い給湯負荷が発生して貯湯タンクに貯湯している温水をすべて消費した場合、当該給湯システムでは、その後の給湯負荷に対して給湯を行うことができなくなる。

そこで、ガスバーナーや灯油バーナー等の燃焼バーナーを利用する補助熱源を有する給湯システムが提案されている（特許文献１）。特許文献１に記載の給湯システムでは、ガス給湯器等の補助給湯器を有しており、貯湯タンクに貯湯した温水で十分に賄える程度の低い給湯負荷時には貯湯タンクに貯湯した温水で給湯を行い、貯湯タンクに貯湯した温水で十分に賄えない高い給湯負荷時には、賄えない給湯負荷を補助給湯器で給湯を行う。

特開２０１２−１２７６３５号公報

特許文献１には、貯湯タンクの出湯経路の下流側に設けられ、貯湯タンクからの温水を追加加熱することが可能な補助給湯器を有する給湯システムが記載されている。当該給湯システムでは、貯湯タンクからの温水の温度が設定温度未満の場合、補助給湯器を通して給湯を行い、貯湯タンクからの温水の温度が設定温度より高い場合、補助給湯器を通らないバイパス配管を通して給湯を行う。

一般家庭に給湯システムを設置する場合、浴槽に供給した温水を再度加熱する追い焚き機能を設けることが一般的である。しかし、特許文献１に記載の給湯システムでは、浴槽の追い焚きに貯湯タンクの温水を利用するので、浴槽の水の再度加熱により温度が低下した温水（中温水）が貯湯タンクに戻ることになる。そのため、特許文献１に記載の給湯システムでは、沸上げた高温の温水（高温水）が貯湯された貯湯タンクに中温水が発生し、その中温水がヒートポンプ式の加熱手段に供給されると、運転効率が著しく低下し消費電力が増大する問題があった。

そこで、本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、貯湯タンクに中温水を発生させず、加熱手段の運転効率を高く維持することができる給湯システムを得る事を目的とする。

本発明の給湯システムは、温水を貯湯する貯湯タンクと、貯湯タンクに貯湯する水を加熱する熱源部と、貯湯タンクから温水を出湯する第１流路と、貯湯タンクに冷水を供給する第２流路と、一方を第１流路に他方を第２流路にそれぞれ接続し、貯湯タンクに対して並列に設けた補助熱源部とを備え、補助熱源部は、第２流路から供給される冷水を加熱して第１流路に温水を供給すること、および浴槽の水を循環させる循環流路を介して浴槽の水を加熱することが可能である。

本発明によれば、補助熱源部が浴槽の水を循環させる循環流路を介して浴槽の水を加熱することが可能であるので、貯湯タンクに中温水を発生させず、熱源部の運転効率を高く維持することができる。

本発明の実施の形態１における給湯システムのシステム構成を示した概略図である。 本発明の実施の形態１における給湯システムの水回路の構成を示す図である。 本発明の実施の形態１における給湯システムの制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１における給湯システムの運転モードの決定を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１における給湯システムが夜間の時間帯に蓄熱運転を行う場合の運転状態を示した概略図である。 本発明の実施の形態１における給湯システムが昼間の時間帯に蓄熱運転を行う場合の運転状態を示した概略図である。 本発明の実施の形態２における給湯システムの水回路の構成を示す図である。 本発明の実施の形態３における給湯システムのシステム構成を示した概略図である。 本発明の実施の形態３における給湯システムの水回路の構成を示す図である。 本発明の実施の形態４における給湯システムの水回路の構成を示す図である。 本発明の実施の形態４における給湯システムの運転モードの決定を示すフローチャートである。

（実施の形態１）
以下、本発明に係る給湯システムについて、図面を用いて詳細に説明する。なお、図面に示す各構成部材の大きさの関係は、実際の装置における各構成部材の大きさの関係と異なる場合がある。また、本明細書および図面において同一の符号を付した構成部材は、同一又はこれに相当するものである。さらに、本明細書に記載されている実施の形態は、あくまでも例示であって、これらの記載に限定されるものではない。

＜システム構成＞
図１は、本発明の実施の形態１における給湯システム１００のシステム構成を示した概略図である。給湯システム１００は、熱源ユニット（熱源部）３０１以外に、補助熱源ユニット（補助熱源部）３０３を有するハイブリット型の給湯システムである。また、給湯システム１００は、主に一般家庭に設置され、一般家庭で消費される給湯負荷を賄うための給湯システムであり、室内に設置されたリモコン３２０で入力した設定温度の温水を浴槽、蛇口等に供給することができる。

給湯システム１００は、熱源ユニット３０１、貯湯ユニット３０２、補助熱源ユニット３０３を備えている。熱源ユニット３０１は、加熱手段であり、貯湯ユニット３０２と熱源戻り配管３０５および熱源往き配管３０６で接続されている。貯湯ユニット３０２は、温水を貯湯する蓄熱手段であり、浴槽３０４と浴槽往き配管３０７および浴槽戻り配管３０８で接続されている。補助熱源ユニット３０３は、補助加熱手段であり、貯湯ユニット３０２と給湯往き配管３１１および給湯戻り配管３１２で接続されている。なお、貯湯ユニット３０２は、給湯を行うための給湯端３０９、市水（冷水）を給湯システム１００に供給するための入水端３１０、および貯湯ユニット３０２の水を排水するための排水端３２１を備えている。

＜機器構成＞
図２は、本発明の実施の形態１における給湯システム１００の水回路の構成を示す図である。熱源ユニット３０１は、たとえばヒートポンプ式の加熱手段で構成し、後述する貯湯タンク３の下部から供給される水を加熱する（沸上げる）。もちろん、熱源ユニット３０１は、ヒートポンプ式以外のガスバーナーや灯油バーナー等の燃焼バーナーを用いる加熱手段であってもよい。熱源ユニット３０１により沸上げた高温の温水（高温水）は、運転形態に応じて、貯湯タンク３の上部に供給されて貯湯されるか、給湯対象に供給される。ヒートポンプ式の加熱手段は、冷凍サイクル（ヒートポンプサイクル）を用いた加熱装置であり、たとえば、図示しない圧縮機、水冷媒熱交換器、膨張弁および空気熱交換器を冷媒配管により環状に接続したもので構成されている。

入水端３１０は、市水を給湯システム１００に供給するための接続端である。給湯端３０９はユーザーが使用するシャワー、カラン等の蛇口（図示せず）に接続され、給湯システム１００で温調した湯水を一般家庭に供給するための接続端である。排水端３２１は、メンテナンス時などに貯湯タンク３に貯まった水を排水するための接続端である。

補助熱源ユニット３０３は、水ポンプ１９、水加熱装置２１、追い焚き加熱装置２０により構成されている。水加熱装置２１は、たとえば、ガスバーナー又は灯油バーナーにて構成される燃焼バーナーであり、入水端３１０から供給される市水を加熱する加熱手段である。追い焚き加熱装置２０は、浴槽戻り配管３０８と、浴槽往き配管３０７と、浴槽３０４とで形成される追い焚き循環流路を介して浴槽の水を加熱する加熱手段である。追い焚き加熱装置２０は、たとえば、ガスバーナー又は灯油バーナーにて構成される燃焼バーナーで、渦式ポンプである水ポンプ１９によって追い焚き循環流路内を循環する浴槽の水を加熱する。なお、水加熱装置２１と追い焚き加熱装置２０とは、共通の燃焼バーナーを用いる構成でもよい。また、水加熱装置２１および追い焚き加熱装置２０の燃焼バーナーには、図示していないが外部からガス又は灯油等の燃料を供給する配管も接続されている。

また、補助熱源ユニット３０３は、水加熱装置２１で加熱した温水の温度を計測するための温度センサ２１０が設置されている。温度センサ２１０は、水加熱装置２１の下流側に設けてあり、給湯戻り配管３１２を経て貯湯ユニット３０２に供給される温水の温度を計測している。さらに、補助熱源ユニット３０３は、追い焚き循環流路を流れる温水の温度を計測するための温度センサ２１５が設置されている。温度センサ２１５は、水ポンプ１９の上流側に設けてあり、追い焚き加熱装置２０に加熱される前の温水の温度を計測している。これにより、水ポンプ１９は、後述するように温度センサ２１５で計測した温度が追い焚き設定温度に到達した場合に、停止することができる。

貯湯ユニット３０２は、貯湯タンク３と、三方弁１と、三方弁４と、三方弁（流路切替弁）７と、三方弁１８（追い焚き切替弁）と、混合弁１０と、混合弁１４と、電磁弁１６と、減圧弁１１と、逆止弁８と、逆止弁１２とにより構成されている。貯湯タンク３は、熱源ユニット３０１により沸上げた温水を貯湯するための密閉式タンクである。入水端３１０から延びる配管は、減圧弁１１を経て分岐点６で分岐した一方が貯湯タンク３の下部に接続される。この入水端３１０から貯湯タンク３の下部に至る配管が少なくとも第２流路（貯湯タンク３に市水を供給する流路）の一部を形成している。そのため、貯湯タンク３に給水を行う場合、貯湯タンク３の下部に、水道等の水源から低い温度の市水を供給できるようになっている。減圧弁１１は、入水端３１０から供給される市水の水圧を所定圧力に調圧するためのものである。熱源ユニット３０１から延びる配管は、三方弁１を経て分岐点２で分岐した一方が貯湯タンク３の上部に接続される。そのため、熱源ユニット３０１で沸上げた高温水を貯湯タンクの上部に供給することができる。また、分岐点２で分岐した他方の配管は、三方弁７および混合弁１０を経て給湯端３０９に接続されている。なお、分岐点２で分岐した他方の配管は、三方弁７および混合弁１４を経て浴槽３０４にも接続されている。そのため、貯湯タンク３の高温水を給湯端３０９および浴槽３０４に供給することができる。

貯湯タンク３では、タンクの上下方向において温水の温度に差があり、上部側に行くほど温度が高い温水（高温水）、下部側に行くほど温度が低い温水（低温水）となる温度成層が形成されている。貯湯タンク３の表面には、複数の温度センサ２０１〜２０５が高さを変えて取付けられており、貯湯タンク３内に形成される温水の温度成層を計測することができる。温度センサ２０１〜２０５の計測結果により貯湯タンク３内の貯湯量を把握することができ、後述する沸上げ運転の開始および停止等の制御に当該計測結果を利用することができる。

次に、貯湯タンク３の下部の温水は、三方弁４を経て熱源往き配管３０６を通って熱源ユニット３０１に供給される。熱源往き配管３０６と貯湯タンク３の間には、水ポンプ５が設けられている。水ポンプ５は、貯湯ユニット３０２の各種配管に湯水を循環させるための渦式ポンプである。熱源ユニット３０１と分岐点２，２５との間には、三方弁１が設けられている。三方弁１は、熱源ユニット３０１で加熱された温水を分岐点２へ供給するか、分岐点２５へ供給するかの流路方向を切り替えることができる。

次に、分岐点２と混合弁１０との間には、三方弁７が設けられている。貯湯タンク３の上部から分岐点２を経て三方弁７に至る配管が少なくとも第１流路（貯湯タンク３から温水を出湯する流路）の一部を形成している。三方弁７は、補助熱源ユニット３０３から延びる給湯戻り配管３１２が接続されており、貯湯タンク３からの温水を混合弁１０に供給するか、給湯戻り配管３１２からの温水を混合弁１０に供給するかの流路方向を切り替えることができる。つまり、貯湯タンク３と補助熱源ユニット３０３とは三方弁７で並列に接続されており、三方弁７により温水の供給源を貯湯タンク３と補助熱源ユニット３０３とのいずれか一方に切替える構成になっている。混合弁１０、１４は、モータ駆動での電動弁であり、入水端３１０の市水と温水とを混合して設定温度の温水を生成する。混合弁１０、１４に供給される温水は、三方弁７で流路を切替えることで、貯湯タンク３から供給される温水か、補助熱源ユニット３０３から供給される温水かのいずれかの温水である。なお、混合弁１０、１４は、１個のモータにより１個の弁体を駆動する単一の弁装置を例示したが、単一モータにより複数個の弁体を駆動する複合型の弁装置により混合弁を構成してもよい。

次に、混合弁１４と浴槽３０４との間には三方弁１８が設けられている。三方弁１８は、浴槽戻り配管３０８から追い焚き循環流路に浴槽３０４の水が流れるように流路を切り替えることができる。これにより、補助熱源ユニット３０３は、追い焚き循環流路を介して浴槽３０４の水を加熱することができる。混合弁１４の下流には、電磁弁１６が設けられている。電磁弁１６は、混合弁１４から浴槽３０４へ供給する温水の流路を開閉するためのものである。さらに、電磁弁１６の下流には、分岐点１５，１７が設けられている。分岐点１５は、浴槽戻り配管３０８と追い焚き戻り配管３１４とに配管を分岐する。分岐点１７は、浴槽往き配管３０７に配管を分岐する。また、貯湯ユニット３０２の水回路では、三方弁７と混合弁１０の間に逆止弁８、入水端３１０と混合弁１０との間に逆止弁１２がそれぞれ設けられている。逆止弁８，１２は、温水または市水の流れ方向を限定するためのものである。

浴槽戻り配管３０８には、温度センサ２０８が設けられている。これにより、温度センサ２０８は、追い焚きの際の浴槽３０４の水の温度を計測することができる。浴槽往き配管３０７には、温度センサ２０９が設けられている。これにより、温度センサ２０９は、混合弁１４から浴槽３０４に供給される温水の温度を計測できる。また、分岐点２３と入水端３１０との間に温度センサ２０６が設けられている。これにより、温度センサ２０６は、入水端３１０から供給される市水の温度を計測することができる。混合弁１０と給湯端３０９との間に温度センサ２０７が設けられている。これにより、温度センサ２０７は、ユーザーが使用するシャワー、カラン等の蛇口から供給する温水の温度を計測することができる。

貯湯タンク３に貯湯されている温水の熱量（蓄熱量）は、以下のようにして求めることができる。まず、貯湯タンク３に設けられている温度センサ２０１〜２０５の設置位置に対応して、貯湯タンク３を複数の区間に分割する。そして各区間における上端および下端の温度センサの計測データに基づいて、各区間の平均温度を算出する。たとえば、温度センサ２０１と温度センサ２０２との間の区間では、上端の温度センサ２０１で計測した温度と下端の温度センサ２０２で計測した温度との平均温度を算出する。なお、最上部区間は下端の温度センサ（温度センサ２０１）で計測して温度を、最下部区間は上端の温度センサ（温度センサ２０５）で計測した温度を平均温度とする。そして、各区間での湯量と、水の比熱と、算出した平均温度から最大設定温度を引いた値とを掛け合わせて、各区間の蓄熱量を推算する。推算した各区間の蓄熱量を積算し、貯湯タンク３全体の蓄熱量を推算する。ここで、最大設定温度とは、混合弁１４から浴槽３０４に供給する温水の設定温度（湯張り設定温度）と、混合弁１０からシャワー、カラン等の蛇口より供給する温水の設定温度（一般給湯設定温度）とのうち、いずれか高い方の設定温度である。

＜制御装置＞
貯湯ユニット３０２には、制御装置１０１が設けられており、補助熱源ユニット３０３には、補助熱源制御装置１２１が設けられている。それぞれの制御装置について、構成および動作を以下に説明する。図３は、本発明の実施の形態１における給湯システム１００の制御装置の構成を示すブロック図である。貯湯ユニット３０２には、例えばマイクロコンピュータにより構成された制御装置１０１が設けられている。制御装置１０１には、測定部１０２、制御部１０３、通信部１０４、記憶部１０５が設けられている。測定部１０２は、温度センサ２０１〜２０９で計測した温度の計測データを取得する。制御部１０３は、測定部１０２で取得した計測データ等に基づいて、三方弁１，４，７、水ポンプ５、電磁弁１６などを制御する。通信部１０４は、通信線、無線などの通信手段を制御して、リモコン３２０および補助熱源制御装置１２１との通信を行ったり、外部とデータ情報の通信を行ったりすることが可能である。記憶部１０５は、半導体メモリなどによって構成され、制御装置１０１に予め設定してある設定値、リモコン３２０で入力した設定値、測定部１０２で取得した温度の計測データ等の情報を記憶する。

補助熱源ユニット３０３には、例えばマイクロコンピュータにより構成された補助熱源制御装置１２１が設けられている。補助熱源制御装置１２１には、測定部１２２、制御部１２３、通信部１２４が設けられている。測定部１２２は、温度センサ２１０，２１５で計測した温度の計測データを取得する。制御部１２３は、測定部１０２で取得した温度の計測データ等に基づいて、水ポンプ１９、追い焚き加熱装置２０などを制御する。通信部１２４は、通信線、無線などの通信手段を制御して、リモコン３２０および制御装置１０１との通信を行う。

リモコン３２０には、表示部１４１、入力部１４２が設けられている。表示部１４１は、制御装置１０１の通信部１０４および補助熱源制御装置１２１の通信部１２４から出力された給湯システム１００の運転状態、入力部１４２で入力した設定温度などを表示する。また、入力部１４２は、ユーザーが設定温度の変更や、浴槽３０４への湯張り開始指示、浴槽３０４の追い焚き開始指示を入力することが可能である。

なお、給湯システム１００には、一般給湯設定温度、湯張り設定温度、追い焚き設定温度の３つの設定温度がある。一般給湯設定温度とは、給湯端３０９より供給する温水の設定温度、湯張り設定温度とは、浴槽３０４に供給する温水の設定温度、追い焚き設定温度とは、浴槽３０４の水を再度加熱した後の温水の設定温度である。通常、一般給湯設定温度は４０℃、湯張り設定温度は４２℃、追い焚き温度は４２℃程度に設定してある。ここで、本明細書において、単に設定温度と記述している場合、一般給湯設定温度、湯張り設定温度、追い焚き設定温度を総称した表記であるものとする。

＜システムの運転モード＞
次に、給湯システム１００で実行可能な運転モードについて説明する。当該運転モードには、蓄熱運転、蓄熱一般給湯運転、蓄熱湯張り運転、補助熱源一般給湯運転、補助熱源湯張り運転、追い焚き運転の６つの主な運転モードがある。

蓄熱運転は、熱源ユニット３０１により貯湯タンク３内の湯水を沸上げ、貯湯タンク３の蓄熱量が設定量となるようにする運転モードである。蓄熱運転は、時刻がリモコン３２０にてユーザーが設定した開始時刻（たとえば電力料金の安い夜間の時刻）になると自動的に開始される。また、蓄熱運転は、昼間に太陽光パネル（図示せず）にて電力が供給される場合に自動的に開始するようにしてもよい。

まず、制御装置１０１は、蓄熱運転において、熱源戻り配管３０５と分岐点２とが連通するように三方弁１の弁体を保持し、熱源戻り配管３０５と分岐点２５との流路を遮断する。さらに、制御装置１０１は、三方弁４を貯湯タンク３下部と熱源往き配管３０６とが連通するように三方弁４の弁体を保持し、貯湯タンク３下部と排水端３２１との流路を遮断する。次に、制御装置１０１は、熱源ユニット３０１および水ポンプ５を駆動し、貯湯タンク３の下部から供給される低温水を、三方弁４、水ポンプ５、熱源往き配管３０６を経て熱源ユニット３０１に流入させて加熱する。制御装置１０１は、熱源ユニット３０１で加熱した高温水を、熱源戻り配管３０５、三方弁１、分岐点２を経て貯湯タンク３上部に供給し、貯湯タンク３の内部に貯湯する。なお、制御装置１０１は、熱源ユニット３０１から供給される高温水の温度がリモコン３２０で設定した沸上げ温度となるように、水ポンプ５の運転を制御する。ここで、熱源ユニット３０１から供給する高温水の温度は、熱源ユニット３０１から熱源戻り配管３０５へ高温水を供給する出口に設けられた温度センサ（図示せず）により計測される。リモコン３２０にて設定される沸上げ温度は、たとえば６５℃程度である。このように、給湯システム１００は、蓄熱運転を実行することで、貯湯タンク３の上部から高温水が貯湯されていき、設定の蓄熱量が貯湯タンク３に蓄熱される。なお、制御装置１０１は、設定の蓄熱量が貯湯タンク３に蓄熱された場合、水ポンプ５および熱源ユニット３０１を停止して、蓄熱運転を終了する。

蓄熱一般給湯運転は、貯湯タンク３の蓄熱量が所定量以上である場合に、貯湯タンク３の温水を給湯端３０９から供給する運転モードである。ここで、貯湯タンク３の蓄熱量が所定量以上とは、たとえば、最大設定温度の温水を１００リットル以上供給することができる蓄熱量、または、最大設定温度の温水を供給することができる蓄熱量（蓄熱量が正の値）のいずれであってもよい。なお、所定量を最大設定温度の温水を１００リットル以上供給することができる蓄熱量とする場合とは、たとえば、湯張りに利用するために１００リットルの温水を確保する場合の設定である。

まず、制御装置１０１は、蓄熱一般給湯運転において、分岐点２と分岐点９とが連通するように三方弁７の弁体を保持し、分岐点２と給湯戻り配管３１２との流路を遮断する。さらに、制御装置１０１は、電磁弁１６を閉路とし、水ポンプ５を停止する。これにより、貯湯タンク３の上部の高温水は、分岐点２、三方弁７、逆止弁８、分岐点９を経て混合弁１０に流入する。制御装置１０１は、温度センサ２０７で計測した温度が一般給湯設定温度となるように、混合弁１０の弁体の開度を制御して、入水端３１０より供給される市水と、貯湯タンク３の上部の高温水とを混合させる。その後、給湯システム１００は、給湯端３０９を開路にすることで、給湯端３０９から一般給湯設定温度の温水を供給することができる。

補助熱源一般給湯運転は、貯湯タンク３の蓄熱量が所定量未満である場合に、補助熱源ユニット３０３で加熱した温水を給湯端３０９から供給する運転モードである。

まず、制御装置１０１は、補助熱源一般給湯運転において、給湯戻り配管３１２と分岐点９とが連通するように三方弁７の弁体を保持し、分岐点２と分岐点９との流路を遮断する。さらに、制御装置１０１は、電磁弁１６を閉路とし、水ポンプ５を停止する。この状態で給湯端３０９を開路とすると、補助熱源ユニット３０３は、入水端３１０より供給される市水が減圧弁１１を経て給湯往き配管３１１に流入し、流入した市水を水加熱装置２１で加熱する。ここで、補助熱源制御装置１２１は、水加熱装置２１の出口にある温度センサ２１０で計測した温度が、一般給湯設定温度以上になるように水加熱装置２１の加熱量を制御する。その後、給湯システム１００は、給湯端３０９を開路にすることで、補助熱源ユニット３０３で加熱した温水を給湯戻り配管３１２、三方弁７、逆止弁８、分岐点９、混合弁１０を経て給湯端３０９に流入させ、給湯端３０９から一般給湯設定温度の温水を供給することができる。なお、補助熱源一般給湯運転の場合、温度センサ２１０で計測した温度により水加熱装置２１の加熱量が制御されているので、混合弁１０において市水との混合は不要である。

蓄熱湯張り運転は、貯湯タンク３の蓄熱量が所定量以上である場合に、貯湯タンク３の温水で浴槽３０４に湯を張る運転モードである。

まず、制御装置１０１は、蓄熱湯張り運転において分岐点２と分岐点９とが連通するように三方弁７の弁体を保持し、分岐点２と給湯戻り配管３１２との流路を遮断する。さらに、制御装置１０１は、電磁弁１６を開路とし、水ポンプ５を停止する。なお、補助熱源ユニット３０３で追い焚き運転を行わないので、補助熱源制御装置１２１は、水ポンプ１９を停止し、制御装置１０１は、分岐点１５と浴槽戻り配管３０８とが連通するように三方弁１８の弁体を保持し、分岐点１５と追い焚き往き配管３１３との流路を遮断する。これにより、貯湯タンク３の上部の高温水は、分岐点２、三方弁７、逆止弁８、分岐点９を経て混合弁１４に流入する。制御装置１０１は、温度センサ２０９で計測した温度が湯張り設定温度となるように、混合弁１４の弁体の開度を制御して、入水端３１０より供給される市水と、貯湯タンク３の上部の高温水とを混合させる。その後、給湯システム１００は、電磁弁１６、分岐点１７、浴槽往き配管３０７を経て、浴槽３０４から湯張り設定温度の温水を供給することができる。

補助熱源湯張り運転は、貯湯タンク３の蓄熱量が所定量未満である場合に、補助熱源ユニット３０３で加熱した温水で浴槽３０４に湯を張る運転モードである。

まず、制御装置１０１は、補助熱源湯張り運転において、給湯戻り配管３１２と分岐点９とが連通するように三方弁７の弁体を保持し、分岐点２と分岐点９との流路を遮断する。さらに、制御装置１０１は、電磁弁１６を開路とし、水ポンプ５を停止する。なお、補助熱源ユニット３０３で追い焚き運転を行わないので、補助熱源制御装置１２１は、水ポンプ１９を停止し、制御装置１０１は、分岐点１５と浴槽戻り配管３０８とが連通するように三方弁１８の弁体を保持し、分岐点１５と追い焚き往き配管３１３との流路を遮断する。この状態で補助熱源ユニット３０３は、入水端３１０より供給される市水が減圧弁１１を経て給湯往き配管３１１に流入し、流入した市水を水加熱装置２１で加熱する。ここで、補助熱源制御装置１２１は、水加熱装置２１の出口にある温度センサ２１０で計測した温度が、湯張り設定温度以上になるように水加熱装置２１の加熱量を制御する。その後、給湯システム１００は、補助熱源ユニット３０３で加熱した温水を給湯戻り配管３１２、三方弁７、逆止弁８、分岐点９、混合弁１４を経て浴槽３０４に供給することができる。なお、補助熱源湯張り運転の場合、温度センサ２０９で計測した温度により水加熱装置２１の加熱量が制御されているので、混合弁１４において市水との混合は不要である。

追い焚き運転は、補助熱源ユニット３０３で浴槽３０４の水を再度加熱する運転である。追い焚き運転は、リモコン３２０にてユーザーから追い焚き要求の入力がなされた時に開始される。

まず、制御装置１０１は、追い焚き運転において、電磁弁１６を閉路とし、追い焚き往き配管３１３と浴槽戻り配管３０８とが連通するように三方弁１８の弁体を保持し、分岐点１５と浴槽戻り配管３０８との流路を遮断する。これにより、浴槽３０４から、浴槽戻り配管３０８、三方弁１８、追い焚き往き配管３１３、追い焚き加熱装置２０、追い焚き戻り配管３１４、分岐点１５，１７、浴槽往き配管３０７を経て浴槽３０４に戻る追い焚き循環流路が形成される。この状態で補助熱源制御装置１２１は、水ポンプ１９の運転を開始し、追い焚き循環流路に浴槽３０４の水を循環させることで、追い焚き加熱装置２０で浴槽３０４の水を加熱する。なお、補助熱源制御装置１２１は、追い焚き加熱装置２０で加熱した浴槽３０４の水の温度がリモコン３２０で設定した追い焚き設定温度となるように、水ポンプ１９の運転を制御する。ここで、追い焚き加熱装置２０で加熱した浴槽３０４の水の温度は、温度センサ２１５により計測される。また、補助熱源制御装置１２１は、温度センサ２１５により計測された温度が追い焚き設定温度以上になった場合、水ポンプ１９および追い焚き加熱装置２０を停止して、追い焚き運転を終了する。

ここで、給湯システム１００は、補助熱源一般給湯運転、補助熱源湯張り運転および追い焚き運転を行う場合、補助熱源ユニット３０３の追い焚き加熱装置２０、水加熱装置２１および水ポンプ１９の制御を補助熱源ユニット３０３内の温度センサ２１０，２１５のみに基づいて行っている。つまり、給湯システム１００では、制御装置１０１から指示を受けることなく、補助熱源ユニット３０３で独立して補助熱源一般給湯運転、補助熱源湯張り運転および追い焚き運転を行うことが可能である。また、補助熱源ユニット３０３は、一方を三方弁７に他方を分岐点２３にそれぞれ接続し、貯湯タンク３に対して並列に設けてある。そのため、給湯システム１００は、熱源ユニット３０１と貯湯ユニット３０２とで構成されたシステムに、後から補助熱源ユニット３０３を追加設置することも、逆に補助熱源ユニット３０３のみで構成されたシステムに、後から熱源ユニット３０１と貯湯ユニット３０２とを追加設置することも可能になる。熱源ユニット３０１は、大気の熱を汲み上げて熱量を生成するため、補助熱源ユニット３０３で生成する熱量よりも単位熱量あたりの消費エネルギーが少なく、運転効率が高い。そのため、たとえば、補助熱源ユニット３０３のようなに燃焼バーナーを用いて水を加熱する熱源ユニットを既に導入している一般家庭において、熱源ユニット３０１および貯湯ユニット３０２を追加設置することで、消費エネルギーが少なく、運転効率が高い給湯システムを提供することが可能となる。

＜１日の運転状態＞
次に、給湯システム１００での１日の運転状態について説明する。まず、給湯システム１００が、運転モードをどのように決定しているのかについてフローチャートを用いて説明する。図４は、本発明の実施の形態１における給湯システム１００の運転モードの決定を示すフローチャートである。まず、制御装置１０１は、給湯端３０９が開路され、給湯端３０９から温水を供給する一般給湯の給湯動作か否かを判定する（ステップＳ１）。なお、給湯端３０９が開路されたか否かの判定は、給湯端３０９に至る配管の途中にたとえば流量計（図示せず）を設け、当該流量計の変化に基づいて判定を行うことが可能である。一般給湯の給湯動作であると判定した場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、制御装置１０１は、貯湯タンク３の蓄熱量が所定量以上か否かを判定する（ステップＳ２）。貯湯タンク３の蓄熱量が所定量以上である場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、制御装置１０１は、運転モードを蓄熱一般給湯運転に決定する（ステップＳ３）。一方、貯湯タンク３の蓄熱量が所定量未満である場合（ステップＳ２：ＮＯ）、制御装置１０１は、運転モードを補助熱源一般給湯運転に決定する（ステップＳ４）。

次に、一般給湯の給湯動作でないと判定した場合（ステップＳ１：ＮＯ）、制御装置１０１は、浴槽３０４に温水を供給する浴槽湯張りの給湯動作か否かを判定する（ステップＳ５）。なお、浴槽湯張りの給湯動作か否かの判定は、リモコン３２０の入力部１４２に浴槽３０４への湯張り開始指示が入力されたのか、浴槽３０４の追い焚き開始指示が入力されたのかにより判定を行うことが可能である。浴槽湯張りの給湯動作であると判定した場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、制御装置１０１は、貯湯タンク３の蓄熱量が所定量以上か否かを判定する（ステップＳ６）。貯湯タンク３の蓄熱量が所定量以上である場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）、制御装置１０１は、運転モードを蓄熱湯張り運転に決定する（ステップＳ７）。一方、貯湯タンク３の蓄熱量が所定量未満である場合（ステップＳ６：ＮＯ）、制御装置１０１は、運転モードを補助熱源湯張り運転に決定する（ステップＳ８）。浴槽湯張りの給湯動作でないと判定した場合（ステップＳ５：ＮＯ）、制御装置１０１は、運転モードを追い焚き運転に決定する（ステップＳ９）。

次に、図４に示すフローチャートに基づき決定された運転モードにより、給湯システム１００が１日においてどのように運転されるのかについて説明する。まず、給湯システム１００では、蓄熱運転をどの時間帯で実施するのかを設定することが可能である。蓄熱運転を実施する時間帯が、夜間の時間帯であるのか、昼間の時間帯であるのかにより給湯システム１００の１日の運転状態が大きく異なる。図５は、本発明の実施の形態１における給湯システム１００が夜間の時間帯に蓄熱運転を行う場合の運転状態を示した概略図である。図６は、本発明の実施の形態１における給湯システム１００が昼間の時間帯に蓄熱運転を行う場合の運転状態を示した概略図である。図５および図６には、１日の貯湯タンク３の蓄熱量（単位：［ＭＪ］）の変化、１日の給湯負荷（単位：［ｋＷ］）の変化、１日の追い焚き負荷（単位：［ｋＷ］）の変化、１日の熱源ユニット３０１の動作状態の変化、１日の補助熱源ユニット３０３の動作状態の変化をそれぞれ図示している。ここで、給湯負荷には、給湯端３０９から温水を供給する一般給湯に関する給湯負荷と、浴槽３０４に温水を供給する湯張りに関する給湯負荷とが含まれている。具体的に給湯負荷として、たとえば、７時〜８時（朝食の用意，片付、会社，学校の身支度などで消費される給湯を想定）、１８時半〜２０時（夕食の用意などで消費される給湯を想定）、２１時〜２３時（夕食の片付などで消費される給湯を想定）に一般給湯に関する給湯負荷が発生し、１８時半〜２０時に湯張りに関する給湯負荷が発生する。追い焚き負荷として、たとえば、５人家族が入浴前に追い焚きを行うと想定すると４回発生することになる。

通常、電力料金体系は昼間の時間帯よりも夜間の時間帯の方が、電気代が安いので、給湯システム１００は、図５のように蓄熱運転を夜間の時間帯に実施する夜間蓄熱運転が設定される。夜間蓄熱運転の場合、給湯システム１００は、６時前までに貯湯タンク３の蓄熱量が設定熱量（たとえば、１日の平均給湯負荷に対応する熱量）以上となるように、熱源ユニット３０１の運転を開始する（たとえば、３時にＯＮ状態となり５時半にＯＦＦ状態となる）。貯湯タンク３の蓄熱量は、図５に示すように６時前までに貯湯タンク３の蓄熱量が設定熱量に達している。その後、給湯システム１００は、７時〜８時の給湯負荷に対して蓄熱一般給湯運転を行うことで貯湯タンク３の蓄熱量が減少する。なお、８時〜１８時半までの間、給湯負荷はないが、貯湯タンク３の壁面などから外気に放熱するため、貯湯タンク３の蓄熱量が徐々に減少する。次に、給湯システム１００は、１８時半〜２０時の給湯負荷に対して蓄熱一般給湯運転を行うことで貯湯タンク３の蓄熱量が減少する。しかし、給湯システム１００は、１８時半〜２０時の給湯負荷の途中で貯湯タンク３の蓄熱量が所定量以下（ここで、所定量をゼロとする）となるので、蓄熱一般給湯運転から補助熱源一般給湯運転に運転モードが切替わる。なお、運転モードが補助熱源一般給湯運転に切替わると、補助熱源ユニット３０３の運転が開始される（運転がＯＮ状態となる）。

給湯システム１００では、貯湯タンク３の蓄熱量がゼロとなっても運転モードを補助熱源一般給湯運転に切替えることで、給湯端３０９から温水を供給することができる。したがって、給湯システム１００では、高い給湯負荷が発生した時でも、予め貯湯タンク３の蓄熱量を多くしておく必要がなく、補助熱源ユニット３０３により不足する給湯負荷を賄うことができる。また、給湯システム１００では、貯湯タンク３の蓄熱量に関わらず、追い焚きを補助熱源ユニット３０３で行い、貯湯タンクの蓄熱量を利用した追い焚きを行わないシステムであるため、追い焚きによる中温水が貯湯タンク３に発生することがない。そのため、給湯システム１００は、貯湯タンク３での中温水の発生を回避し、熱源ユニット３０１の運転効率を高く維持することができ、消費電力の増大を抑えることができる。また、給湯システム１００は、ランニングコストの低下も期待できる。

給湯システム１００では、１８時半〜２０時の給湯負荷により貯湯タンク３の蓄熱量がゼロとなるため、その後浴槽３０４への湯張り開始指示が入力部１４２から入力されると、補助熱源ユニット３０３が湯張りと一般給湯とを同時に行う場合がある。この場合に、たとえば、湯張り設定温度が４２℃に、一般給湯設定温度が４０℃にそれぞれ設定されていると、水加熱装置２１は、出口温度（温度センサ２１０で計測される温度）が高い設定温度の湯張り設定温度となるように水を加熱する。そして、給湯システム１００は、湯張り設定温度の４２℃に加熱した温水を、混合弁１４を経て浴槽３０４に直接供給し、湯張り設定温度の４２℃に加熱した温水を、混合弁１０で市水と混合して一般給湯設定温度の４０℃の温水を給湯端３０９から供給する。このようにすることで、給湯システム１００は、１つの補助熱源ユニット３０３で異なる温度の温水を浴槽３０４および給湯端３０９から同時に供給することができる。

一方、太陽光パネルが設置されている一般家庭において、給湯システム１００は、図６のように蓄熱運転を太陽の光が当たる昼間の時間帯に実施する昼間蓄熱運転が設定される。昼間蓄熱運転の場合、給湯システム１００は、７時〜８時の給湯負荷に対して、貯湯タンク３の蓄熱量がゼロであるため、補助熱源一般給湯運転が実施され補助熱源ユニット３０３の運転が開始される（運転がＯＮ状態となる）。その後、給湯システム１００は、１１時半〜１３時半までに貯湯タンク３の蓄熱量が設定熱量以上となるように、熱源ユニット３０１の運転を開始する。貯湯タンク３の蓄熱量は、図６に示すように１３時半までに貯湯タンク３の蓄熱量が設定熱量に達している。なお、１３時半〜１８時半までの間、給湯負荷はないが、貯湯タンク３の壁面などから外気に放熱するため、貯湯タンク３の蓄熱量が徐々に減少する。次に、給湯システム１００は、１８時半〜２０時の給湯負荷に対して蓄熱一般給湯運転を行うことで貯湯タンク３の蓄熱量が減少する。その後、給湯システム１００は、２１時〜２３時の給湯負荷に対して蓄熱一般給湯運転を行うことで貯湯タンク３の蓄熱量が減少する。しかし、給湯システム１００は、２１時〜２３時の給湯負荷の途中で貯湯タンク３の蓄熱量がゼロとなるので、蓄熱一般給湯運転から補助熱源一般給湯運転に運転モードが切替わる。

ここで、貯湯タンク３からの放熱時間は、夜間蓄熱運転の場合８時〜１８時半の１０時間半と長いのに対して、昼間蓄熱運転の場合１３時半〜１８時半の５時間と短い。そのため、給湯システム１００は、昼間蓄熱運転の場合、貯湯タンク３の蓄熱量の損失（給湯負荷に利用されない）が少なくなる。なお、昼間蓄熱運転の場合、２１時〜２３時にて貯湯タンク３の蓄熱量を全て使い切っている（貯湯タンク３の蓄熱量がゼロとなる）ため、給湯負荷がない夜間に貯湯タンク３の蓄熱量が放熱されない。逆に、昼間蓄熱運転の場合、２１時〜２３時にて貯湯タンク３の蓄熱量を全て使い切っていないと、夜間に貯湯タンク３の蓄熱量が放熱され、夜間蓄熱運転の場合よりも貯湯タンク３の蓄熱量の損失が多くなる。日本工業規格（Japanese Industrial Standards：ＪＩＳ）では、１８時〜２３時の間の冬季標準の給湯負荷をおよそ５０．０ＭＪと規定しており、沸上げ温度を６５℃に設定すると貯湯タンク３の貯湯量として２１５リットルに相当する。そのため、給湯システム１００は、貯湯タンク３の貯湯量を２１５リットル以下にすることで、２３時までに貯湯タンク３の蓄熱量を全て使い切って、貯湯タンク３からの放熱時間を短縮して貯湯タンク３からの放熱量を低減することができ、エネルギー消費量を低下させることが期待できる。

また、給湯システム１００は、補助熱源ユニット３０３での加熱を禁止する補助熱源加熱禁止モードを設けてもよい。具体的に、補助熱源ユニット３０３は、補助熱源加熱禁止モード時、追い焚きのために循環流路を介して浴槽３０４の水を加熱する以外の加熱（補助熱源一般給湯運転および補助熱源湯張り運転）を禁止する。こうすることで、給湯システム１００は、一般給湯を行う場合、常に蓄熱一般給湯運転が実施され、かつ湯張りを行う場合、常に蓄熱湯張り運転が実施されるので、運転効率が高い熱源ユニット３０１により生成された熱量のみを利用して給湯を行うことができ、エネルギー消費量の低下、ランニングコストの低下を期待することができる。

なお、給湯システム１００において、昼間蓄熱運転に設定するか、夜間蓄熱運転に設定するかは、入力部１４２でユーザーが設定する以外に、ＨＥＭＳ（Home Energy Management System）などの上位の外部端末が家族構成、生活パターン、地域情報（たとえば天気予報）などから判定して自動的に設定してもよい。

（実施の形態２）
＜機器構成＞
実施の形態１に係る給湯システム１００では、熱源ユニット３０１と貯湯タンク３とが配管で直接接続され、貯湯タンク３の水を熱源ユニット３０１が加熱する構成を説明した。一方、本実施の形態２に係る給湯システムでは、貯湯タンクの水を熱源ユニットが直接加熱しない構成について説明する。図７は、本発明の実施の形態２における給湯システム２００の水回路の構成を示す図である。ここで、実施の形態１と同一部分については同一符号を付し、実施の形態１との相違点を中心に以下、本実施の形態２における給湯システム２００を説明する。給湯システム２００は、実施の形態１における給湯システム１００と異なり、貯湯ユニット３１８に冷媒水熱交換器２５０が設けられている。そのため、熱源ユニット３１５は、貯湯ユニット３１８の冷媒水熱交換器２５０と、熱源往き冷媒配管３１６および熱源戻り冷媒配管３１７で接続されている。

給湯システム２００は、蓄熱運転を実施する場合、熱源ユニット３１５および水ポンプ５が駆動される。水ポンプ５が駆動されると、貯湯タンク３の下部から供給される温水（低温水）は、三方弁４、水ポンプ５を経て冷媒水熱交換器２５０に流入し、冷媒水熱交換器２５０を通過する高温高圧の冷媒により加熱（沸上げ）される。冷媒水熱交換器２５０で加熱された温水（高温水）は、三方弁１、分岐点２を経て貯湯タンク３の上部に供給されて貯湯される。なお、制御装置１０１は、冷媒水熱交換器２５０から供給される高温水の温度がリモコン３２０で設定した沸上げ温度となるように、水ポンプ５の運転を制御する。

一方、熱源ユニット３１５は、たとえばコンプレッサなど圧縮機で冷媒を高温高圧して熱源往き冷媒配管３１６から冷媒水熱交換器２５０に冷媒を供給し、冷媒水熱交換器２５０で高温高圧の冷媒と熱交換により水を加熱する。冷媒水熱交換器２５０で冷却された冷媒は、熱源戻り冷媒配管３１７から熱源ユニット３１５に戻る。熱源ユニット３１５に戻った冷媒は、膨張弁、圧縮機などを経て再び高温高圧されて熱源往き冷媒配管３１６から冷媒水熱交換器２５０に供給される。なお、ここで、使用される冷媒は、ＣＯ２やプロパンなどの自然冷媒、Ｒ３２やＲ４１０Ａなどのフロン冷媒などのいずれの冷媒でもよく、冷媒の種類は問わない。

空調用の熱源ユニットは、一般的に熱源ユニットと利用ユニットとが冷媒配管で接続される構成であるため、貯湯ユニット３１８に冷媒水熱交換器２５０を設けることで、貯湯ユニット３１８と冷媒配管で接続することが可能になる。つまり、本実施の形態２における給湯システム２００は、冷媒水熱交換器２５０を介して熱源ユニット３１５と接続する構成にすることで、空調用の熱源ユニットを利用することが可能となる。空調用の熱源ユニットを給湯システム２００に利用することで、専用の熱源ユニットを新規に製造する必要が無く、熱源ユニットを空調用と給湯用とで共通化することができるため、製造コストを抑えることが可能となる。

（実施の形態３）
＜機器構成＞
実施の形態１に係る給湯システム１００では、貯湯ユニット３０２とは別に熱源ユニット３０１を設け、貯湯ユニット３０２と熱源ユニット３０１とが熱源戻り配管３０５および熱源往き配管３０６で接続される構成を説明した。一方、本実施の形態３に係る給湯システムでは、熱源ユニットの加熱手段の構成を貯湯ユニット内に設けて熱源ユニットと貯湯ユニットとを一体化した構成について説明する。図８は、本発明の実施の形態３における給湯システム３００のシステム構成を示した概略図である。図９は、本発明の実施の形態３における給湯システム３００の水回路の構成を示す図である。ここで、実施の形態１と同一部分については同一符号を付し、実施の形態１との相違点を中心に以下、本実施の形態３における給湯システム３００を説明する。給湯システム３００は、実施の形態１における給湯システム１００と異なり、図８に示すように熱源ユニットの構成がなく、熱源ユニットの加熱手段を貯湯ユニット３１９に内蔵して熱源ユニットと貯湯ユニットとを一体化してある。

貯湯ユニット３１９は、圧縮機２６、冷媒水熱交換器３０、膨張弁２７、空気熱交換器２８を備えており、それぞれの機器が冷媒配管で環状に接続されている。貯湯ユニット３１９は、冷媒配管に冷媒を流すことで、冷媒水熱交換器３０で貯湯タンク３の水を加熱している。空気熱交換器２８は、室外送風機２９にて外気を導入することができる。貯湯ユニット３１９は、蓄熱運転を実施する場合、冷媒水熱交換器３０で圧縮機２６より圧縮された高温高圧の冷媒と熱交換により、貯湯タンク３の水を加熱する。冷媒水熱交換器３０で熱交換を行った冷媒は、膨張弁２７で減圧されて低温低圧の冷媒になり、空気熱交換器２８で外気から吸熱して圧縮機２６で再び高温高圧の冷媒となる。圧縮機２６の冷媒吐出部には冷媒温度を計測する温度センサ２１４が設けてあり、制御装置１０１は、温度センサ２１４で計測した冷媒の温度に基づいて圧縮機２６を制御する。なお、ここで、使用される冷媒は、ＣＯ２やプロパンなどの自然冷媒、Ｒ３２やＲ４１０Ａなどのフロン冷媒などのいずれの冷媒でもよく、冷媒の種類は問わない。また、室外送風機２９の外気導入口には外気温度を計測する温度センサ２１３が設けてあり、制御装置１０１は、温度センサ２１３で計測した外気の温度に基づいて室外送風機２９のファンの回転数を制御する。

以上のように、本実施の形態３における給湯システム３００では、熱源ユニットの加熱手段を貯湯ユニット３１９に内蔵する構成としたことで、熱源ユニットを削除することができ、貯湯ユニットと熱源ユニットとの間の配管工事が不要となり、据付け工事が簡単になる。また、給湯システム３００は、熱源ユニットと貯湯ユニットとが一体化してあるので、熱源ユニット分の設置スペースを節約することができる。

（実施の形態４）
＜機器構成＞
実施の形態１に係る給湯システム１００では、浴槽３０４の湯張りを行う場合、貯湯タンク３の温水を供給するか、補助熱源ユニット３０３で加熱した温水を供給するかのいずれか一方からしか温水を供給することができない構成について説明した。一方、本実施の形態４に係る給湯システムでは、浴槽の湯張りを行う場合、貯湯タンクの温水と補助熱源ユニットで加熱した温水とを同時に供給することが可能な構成について説明する。図１０は、本発明の実施の形態４における給湯システムの水回路の構成を示す図である。ここで、実施の形態１と同一部分については同一符号を付し、実施の形態１との相違点を中心に以下、本実施の形態４における給湯システム４００を説明する。給湯システム４００は、実施の形態１における給湯システム１００と異なり、給湯戻り配管３１２の途中に三方弁２４（補助風呂切替弁）を設け、三方弁２４から浴槽往き配管３０７に至る配管を有している。そのため、給湯システム４００は、分岐点２から混合弁１４至る配管と三方弁２４から浴槽往き配管３０７に至る配管とを利用して、貯湯タンク３の温水と補助熱源ユニット３０３で加熱した温水とを同時に浴槽３０４に供給することが可能となっている。

＜蓄熱と補助熱源とによる同時湯張り＞
次に、給湯システム４００が、貯湯タンク３の温水と補助熱源ユニット３０３で加熱した温水とを同時に浴槽３０４に供給する同時湯張り運転について具体的に説明する。まず、制御装置１０１は、同時湯張り運転において給湯戻り配管３１２と浴槽往き配管３０７とが連通するように三方弁２４の弁体を保持し、三方弁７と給湯戻り配管３１２との流路を遮断する。この状態で補助熱源ユニット３０３は、入水端３１０より供給される市水が減圧弁１１を経て給湯往き配管３１１に流入し、流入した市水を水加熱装置２１で加熱する。その後、補助熱源ユニット３０３で加熱した温水は、給湯戻り配管３１２、分岐点２５、浴槽往き配管３０７を経て浴槽３０４に供給される。

一方、制御装置１０１は、電磁弁１６を開路とし、水ポンプ５を停止する。なお、補助熱源ユニット３０３で追い焚き運転を行わないので、補助熱源制御装置１２１は、水ポンプ１９を停止し、制御装置１０１は、分岐点１５と浴槽戻り配管３０８とが連通するように三方弁１８の弁体を保持し、分岐点１５と追い焚き往き配管３１３との流路を遮断する。これにより、貯湯タンク３の上部の高温水は、分岐点２、三方弁７、逆止弁８、分岐点９を経て混合弁１４に流入する。制御装置１０１は、温度センサ２０９で計測した温度が湯張り設定温度となるように、混合弁１４の弁体の開度を制御して、入水端３１０より供給される市水と、貯湯タンク３の上部の高温水とを混合させる。その後、混合弁１４で温調された湯張り設定温度の温水は、電磁弁１６、分岐点１７、浴槽往き配管３０７を経て浴槽３０４に供給される。これにより、給湯システム４００は、同時湯張り運転を行う場合に、貯湯タンク３の温水と補助熱源ユニット３０３で加熱した温水とを同時に浴槽３０４に供給することが可能となる。

次に、給湯システム４００が、運転モードをどのように決定しているのかについてフローチャートを用いて説明する。図１１は、本発明の実施の形態４における給湯システム４００の運転モードの決定を示すフローチャートである。まず、制御装置１０１は、給湯端３０９が開路され、給湯端３０９から温水を供給する一般給湯の給湯動作か否かを判定する（ステップＳ２１）。一般給湯の給湯動作であると判定した場合（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、制御装置１０１は、貯湯タンク３の蓄熱量が所定量以上か否かを判定する（ステップＳ２２）。貯湯タンク３の蓄熱量が所定量以上である場合（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、制御装置１０１は、運転モードを蓄熱一般給湯運転に決定する（ステップＳ２３）。一方、貯湯タンク３の蓄熱量が所定量未満である場合（ステップＳ２２：ＮＯ）、制御装置１０１は、運転モードを補助熱源一般給湯運転に決定する（ステップＳ２４）。

次に、一般給湯の給湯動作でないと判定した場合（ステップＳ２１：ＮＯ）、制御装置１０１は、浴槽３０４に温水を供給する浴槽湯張りの給湯動作か否かを判定する（ステップＳ２５）。浴槽湯張りの給湯動作であると判定した場合（ステップＳ２５：ＹＥＳ）、制御装置１０１は、貯湯タンク３の蓄熱量が所定量以上か否かを判定する（ステップＳ２６）。貯湯タンク３の蓄熱量が所定量以上である場合（ステップＳ２６：ＹＥＳ）、制御装置１０１は、運転モードを同時湯張り運転に決定する（ステップＳ２７）。一方、貯湯タンク３の蓄熱量が所定量未満である場合（ステップＳ２６：ＮＯ）、制御装置１０１は、運転モードを補助熱源湯張り運転に決定する（ステップＳ２８）。浴槽湯張りの給湯動作でないと判定した場合（ステップＳ２５：ＮＯ）、制御装置１０１は、運転モードを追い焚き運転に決定する（ステップＳ２９）。

以上のように、本実施の形態４における給湯システム４００では、三方弁２４から浴槽往き配管３０７に至る配管を設け、貯湯タンク３の温水と補助熱源ユニット３０３で加熱した温水とを同時に浴槽３０４に供給することができるため、湯張り開始から湯張り完了までの時間を大幅に短縮することができる。たとえば、貯湯タンク３の温水または補助熱源ユニット３０３で加熱した温水のいずれか一方のみで湯張りを行う場合、湯張り開始から湯張り完了までの時間が約１２分程度必要であったが、貯湯タンク３の温水と補助熱源ユニット３０３で加熱した温水とで同時に湯張りを行う場合、湯張り開始から湯張り完了までの時間を約６分程度に短縮することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１，４，７，１８，２４ 三方弁、２，６，９，１３，１５，１７，２３ 分岐点、３ 貯湯タンク、５，１９ 水ポンプ、８，１２ 逆止弁、１０，１４ 混合弁、１１ 減圧弁、１６ 電磁弁、２０ 追い焚き加熱装置、２１ 水加熱装置、２６ 圧縮機、２７ 膨張弁、２８ 空気熱交換器、２９ 室外送風機、３０，２５０ 冷媒水熱交換器、１００，２００，３００，４００ 給湯システム、１０１ 制御装置、１０２ 測定部、１０３ 制御部、１０４ 通信部、１０５ 記憶部、１２１ 補助熱源制御装置、１２２ 測定部、１２３ 制御部、１２４ 通信部、１４１ 表示部、１４２ 入力部、２０１〜２１５ 温度センサ、３０１，３１５ 熱源ユニット、３０２，３１８，３１９ 貯湯ユニット、３０３ 補助熱源ユニット、３０４ 浴槽、３０５ 熱源戻り配管、３０６ 熱源往き配管、３０７ 浴槽往き配管、３０８ 浴槽戻り配管、３０９ 給湯端、３１０ 入水端、３１１ 給湯往き配管、３１２ 給湯戻り配管、３１３ 追い焚き往き配管、３１４ 追い焚き戻り配管、３１６ 熱源往き冷媒配管、３１７ 熱源戻り冷媒配管、３２０ リモコン、３２１ 排水端。

Claims (13)

1. 温水を貯湯する貯湯タンクと、
   前記貯湯タンクに貯湯する水を加熱する熱源部と、
   前記貯湯タンクから温水を出湯する第１流路と、
   前記貯湯タンクに冷水を供給する第２流路と、
   一方を前記第１流路に他方を前記第２流路にそれぞれ接続し、前記貯湯タンクに対して並列に設けた補助熱源部とを備え、
   前記補助熱源部は、前記第２流路から供給される冷水を加熱して前記第１流路に温水を供給すること、および浴槽の水を循環させる循環流路を介して前記浴槽の水を加熱することが可能な、給湯システム。
2. 前記貯湯タンクと、前記熱源部とを一体化して貯湯ユニットを構成してある、請求項１に記載の給湯システム。
3. 前記浴槽の水を再度加熱する場合には、前記補助熱源部が前記循環流路を介して前記浴槽の水を加熱し、
   前記浴槽の水を再度加熱する以外の場合には、前記第１流路を経て前記貯湯タンクから温水を出湯する、請求項１または請求項２に記載の給湯システム。
4. 前記貯湯タンクの貯湯量は、２１５リットル以下である、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の給湯システム。
5. 前記第１流路は、前記貯湯タンクからの温水と、前記補助熱源部からの温水とを切替え可能な第１切替部を有し、
   前記補助熱源部は、前記第１切替部で前記第１流路に接続される、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の給湯システム。
6. 前記第１流路の温水と前記第２流路の冷水とを混合させる混合部と、
   前記混合部から前記浴槽に至る流路と前記循環流路とを切替え可能な第２切替部とをさらに備え、
   前記補助熱源部は、前記浴槽の水を再度加熱する場合に前記第２切替部から前記循環流路に流れる前記浴槽の水を加熱して前記浴槽に戻す、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の給湯システム。
7. 前記貯湯タンクは、貯湯されている温水の蓄熱量が所定量未満の場合、前記第１流路から温水を出湯せず、
   前記補助熱源部が、前記第２流路から供給される冷水を加熱して前記第１流路に温水を供給する、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の給湯システム。
8. 前記補助熱源部は、前記循環流路を介して前記浴槽の水を加熱する以外の加熱を禁止することが可能である、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の給湯システム。
9. 前記熱源部は、熱交換器を有し、
   前記熱交換器は、前記熱源部で発生した熱で加熱された冷媒と熱交換により、前記貯湯タンクに貯湯する水を加熱する、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の給湯システム。
10. 前記補助熱源部で加熱した温水を前記浴槽へ供給する供給流路と、
    前記供給流路と前記第１流路とを切替え可能な第３切替部をさらに備える、請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の給湯システム。
11. 前記貯湯タンクは、貯湯されている温水の蓄熱量が所定量以上の場合、前記補助熱源部と同時に前記浴槽に温水を供給する、請求項１０に記載の給湯システム。
12. 出湯する温度を制御する温度制御装置と、
    前記混合部の下流側に設けた第１温度センサと、
    前記補助熱源部で加熱した温水の温度を計測する第２温度センサとをさらに備え、
    前記温度制御装置は、前記貯湯タンクから出湯する場合、前記第１温度センサの温度が設定温度以上となるように出湯する温度を制御し、前記補助熱源部で加熱した温水を出湯する場合、前記第２温度センサの温度が設定温度以上となるように出湯する温度を制御する、請求項６に記載の給湯システム。
13. 前記補助熱源部は、加熱した温水を前記浴槽へ供給するとともに前記浴槽以外へも供給する場合、前記浴槽へ供給する第１設定温度と、前記浴槽以外へ供給する第２設定温度とのうち高い設定温度以上に温水を加熱し、
    前記温度制御装置は、前記混合部の下流側を流れる温水の温度を、前記第１設定温度と前記第２設定温度とのうち低い設定温度以上とする、請求項１２に記載の給湯システム。

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