JP6359195B2 - 給湯システムおよび給湯方法 - Google Patents

Description

本発明は、自然エネルギーを用いて加熱した温水と電力エネルギーを用いて加熱した温水とを混合して給湯を行う給湯システムおよび給湯方法に関する。

湯を供給する給湯システムとして、太陽光、風力、潮力、地熱などの自然エネルギーを用いた加熱によって温水を準備する自然エネルギー温水システムと、電力エネルギーを用いた加熱によって温水を準備する電力エネルギー温水システムとを併用する構成が知られている。例えば、集熱した太陽熱を用いた加熱によって温水を準備する太陽熱温水システムと、ヒートポンプを用いた加熱によって温水を準備するヒートポンプ温水システムとを併用する構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような給湯システムでは、自然エネルギー温水システムによって準備した温水と電力エネルギー温水システムによって準備した温水とを混合して給湯を行う。すなわち、自然エネルギー温水システムによって準備した温水と電力エネルギー温水システムによって準備した温水とを混合した混合水を給湯する。電力エネルギーに加えて自然エネルギーを使用することによって、電力エネルギー温水システムが有する安定性だけでなく、自然エネルギー温水システムが有する省エネ性の恩恵も享受し得る。

特開２００７−１６２９６９

しかしながら自然エネルギー温水システムは、加熱能力がその時々の自然状況に大きく依存する。例えば、太陽熱温水システムでは、加熱能力がその時々の天候・気候に大きく依存する。日照時間の短い冬期では、夏期と比較し、加熱能力が低下する。また、夏期においても、雨天および曇天の際には、晴天と比較し、加熱能力が低下する。加熱能力の低下が継続した場合、貯湯した温水の昇温が困難となる。充分に昇温できなかった場合、給湯システムにおいては、自然エネルギー温水システムによって準備した温水を活用し難い。例えば、充分に昇温できなかった温水を混合した混合水を供給温水として直接給湯する場合に、供給温水の温度が設定温度に到達しない虞があるからである。また例えば、充分に昇温できなかった温水を混合した混合水を供給温水として直接給湯する場合に、均一な混合に至らず、温度が変動する虞があるからである。また例えば、充分に昇温できなかった温水を混合した混合水を供給温水として直接給湯する場合に、レジオネラ菌等のような細胞内寄生性菌、またはサルモネラ菌等のような病原菌の繁殖を防止する抗菌効果の低下を招く虞があるからである。充分に昇温できなかった自然エネルギー温水システムの温水を再度加熱するために別の加熱装置等を設けた場合には、システムのコストが増大する虞がある。

本発明は、上記のような事情を鑑みてなされたものであり、温度の高い温水に加えて温度の低い温水を使用しつつも、例えば電力エネルギーに加えて自然エネルギーを使用しつつも、システムコストの増大を抑制し得る給湯システムおよび給湯方法を提供することを目的とする。

本発明の一側面に係る給湯システムは、第１温水システムが供給する第１温水と第２温水システムが供給し第１温水よりも高温の第２温水とを混合して給湯を行う。また本発明に係る給湯システムは、第１温水と第２温水とを第１混合比率で混合した第１混合温水を生成する第１混合温水生成部と、第１混合温水生成部に接続された第１混合水配管と、第１混合水配管に配置され、第１混合温水の温度を検出する第１温度検出部と、第１混合温水の温度を設定する第１混合温水温度設定部と、第１混合温水温度設定部が設定した温度と温度検出部が検出した温度とに基づいて第１混合比率を変更する第１変更部と、第１混合温水に給水を第２混合比率で混合した第２混合温水を生成する第２混合温水生成部と、第２混合温水の温度を検出する第２温度検出部と、第２混合温水の温度を設定する第２混合温水温度設定部と、第２混合温水温度設定部が設定した温度と第２温度検出部が検出した温度とに基づいて第２混合比率を変更する第２変更部と、第１温度検出部と第２混合温水生成部との間に、第１混合水配管に接続されて第１混合温水を貯湯する貯湯槽とを備え、第２混合温水生成部は、貯湯槽に貯湯した第１混合温水と給水とを混合し、第２混合温水が給湯される。

本発明の一側面に係る給湯方法は、第１温水システムが供給する第１温水と第２温水システムが供給し第１温水よりも高温の第２温水とを混合して給湯を行う。また本発明に係る給湯方法は、第１温水と第２温水とを第１混合比率で混合した第１混合温水を生成する第１混合温水生成工程と、第１混合温水生成部に接続された第１混合水配管に配置され、第１混合温水の温度を検出する第１温度検出工程と、第１混合温水の温度を設定する第１混合温水温度設定工程と、設定した第１混合温水の温度と検出した第１混合温水の温度とに基づいて第１混合比率を変更する第１変更工程と、第１混合水配管に接続されている貯湯槽にて第１混合温水を貯湯する貯湯工程と、給水を行う給水工程と、貯湯槽から排出された第１混合温水と給水とを第２混合比率で混合した第２混合温水を生成する第２混合温水生成工程と、第２混合温水の温度を検出する第２温度検出工程と、第２混合温水の温度を設定する第２混合温水温度設定工程と、設定した第２混合温水の温度と検出した第２混合温水の温度とに基づいて第２混合比率を変更する第２変更工程と、第２混合温水を給湯する給湯工程とを備える。

本発明の一側面によれば、第１温水システムが供給する第１温水と第２温水システムが供給し前記第１温水よりも高温の第２温水とを混合した第１混合温水を使用して給湯を行うに際し、第１混合温水の温度に基づいて第１温水と第２温水との混合比率を変更する。そのため、温度の高い温水に加えて温度の低い温水を使用しつつも、例えば電力エネルギーに加えて自然エネルギーを使用しつつも、システムコストの増大を抑制し得る給湯システムおよび給湯方法を提供することができる。

実施の形態１に係る給湯システムの概略構成を示す模式図である。 実施の形態１に係る給湯システムにおける制御概略構成を示した模式図である。 実施の形態２に係る給湯システムの概略構成を示した模式図である。 実施の形態２に係る給湯システムにおける制御概略構成を示した模式図である。 実施の形態２に係る混合出湯システムにおける目標温度決定時の制御フローチャートである。 実施の形態３に係る給湯システムの概略構成を示した模式図である。 実施の形態３に係る給湯システムにおける制御概略構成を示した模式図である。 実施の形態３に係る混合出湯システムにおける目標温度決定時の制御フローチャートである。 実施の形態４に係る給湯システムの概略構成を示した模式図である。

以下、添付図面を参照して、本願が開示する給湯システムの実施の形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態は一例であり、これらの実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る給湯システム１の概略構成を示す模式図である。図２は、実施の形態１に係る給湯システム１における制御概略構成を示した模式図である。給湯システム１は、太陽熱集熱器１３で集熱した太陽熱によって加熱した温水を貯湯して使用する太陽熱温水システム１０と、ヒートポンプで加熱した温水を給湯水として貯湯して使用するヒートポンプ給湯システム２０と、太陽熱温水システム１０からの温水とヒートポンプ給湯システム２０からの給湯水とを混合して出湯する混合出湯システム５０とを含む。太陽熱温水システム１０は、自然エネルギーを用いた加熱によって温水を準備する自然エネルギー温水システムの一例であり、ヒートポンプ給湯システム２０は、電力エネルギーを用いた加熱によって温水を準備する電力エネルギー温水システムの一例である。太陽熱等の自然エネルギーを使用する自然エネルギー温水システムは、加熱能力がその時々の自然状況に大きく依存する。しかし、ヒートポンプ給湯システム２０は、電力エネルギーを用いて温水を準備するため、その時々の自然状況に依らず、安定的に加熱した温水を準備できる。そのため、ヒートポンプ給湯システム２０は、太陽熱温水システム１０が供給する温水よりも高温の給湯水を容易に供給できる。つまり、太陽熱温水システム１０は、本発明に係る第１温水システムの一例であり、ヒートポンプ給湯システム２０は、本発明に係る第２温水システムの一例である。

太陽熱温水システム１０は、太陽熱を集熱する太陽熱集熱器１３と、太陽熱集熱器１３で集熱した太陽熱によって加熱した温水を貯湯する貯湯タンク１２と、貯湯タンク１２などを収容するためのケーシング１１とを備える。

太陽熱温水システム１０は、給水配管ｈ１ａを備え、給水配管ｈ１ａは現地給水配管９０と貯湯タンク１２に接続してある。給水配管ｈ１ａは給湯システム１の外部からの給水を現地給水配管９０から受け取り、貯湯タンク１２に与える。

太陽熱集熱器１３は、貯湯タンク１２の下部に接続してある。貯湯タンク１２に与えられた給水は、貯湯タンク１２の下部に接続された太陽熱集熱器１３に流れ込む。流れ込んだ給水は、太陽熱集熱器１３で集熱した太陽熱によって加熱されて比重が小さくなる。加熱されて比重が小さくなった給水は、太陽熱集熱器１３の上部に接続された貯湯タンク１２に戻り、温水として貯湯される。

太陽熱温水システム１０は、貯湯タンク１２内に貯湯した温水を外部へ送る出湯管ｈ１ｂを備える。出湯管ｈ１ｂは、給湯システム１が設置してある現地において給湯を行うための現地出湯配管８３に接続してある。貯湯タンク１２に貯湯された温水は、出湯管ｈ１ｂから現地出湯配管８３へと出湯される。貯湯タンク１２に貯湯された温水が現地出湯配管８３へと出湯された場合、給水配管ｈ１ａを介して新しい給水が貯湯タンク１２内へ供給される。そのため、貯湯タンク１２内では、貯湯されていた温水の一部と新しい給水が入れ替わる。

太陽熱温水システム１０では、現地給水配管９０からの給水が貯湯タンク１２に供給され、太陽熱集熱器１３へ流れ込み、加熱されて温水となり、貯湯タンク１２に戻って貯湯され、現地出湯配管８３へ出湯される。供給されてから出湯されるまでのこの過程において、電力消費は必要とされない。そのため、太陽熱温水システム１０は、省エネルギー性に優れている。

太陽熱集熱器１３における加熱は、太陽熱集熱器１３によって集熱可能な太陽熱に依存する。そのため、貯湯タンク１２に貯湯される温水の温度は、夏期晴天の場合５０〜７０℃程度まで上昇し得るが、冬期の場合または夏期雨天並びに夏期曇天の場合、温水温度は３０〜４０℃程度に留まる虞がある。

温水が所定の温度で長期間貯湯された場合、夏期晴天における太陽熱集熱器１３の温水温度と同程度まで温水の温度を上昇させるには、別途の加熱装置が必要となり得る。また例えば、貯湯された温水中の雑菌繁殖を抑制するために別途の除菌装置等が必要となり得る。例えば、太陽熱温水システム１０において温水が４０℃付近の温度で１〜２週間程度貯湯された場合、貯湯された温水中のレジオネラ菌を除菌する除菌装置等が必要となり得る。このような別途の加熱装置や、別途の除菌装置等を設けた場合、システムのコスト増大を招く虞がある。

ヒートポンプ給湯システム２０は、空気から汲み上げた熱を用いて水を加熱して給湯水を生成するヒートポンプユニット３０と、ヒートポンプユニット３０に給水を搬送するとともに、ヒートポンプユニット３０で生成された給湯水を貯湯して使用するための貯湯ユニット４０とを含む。

ヒートポンプユニット３０は、給水配管ｈ３ｅと、給湯水配管ｈ３ｆと、熱交換器３２と、温度センサＴ３ａと、温度センサＴ３ｂとを備える。熱交換器３２は、給水配管ｈ３ｅと給湯水配管ｈ３ｆとの間に設けてある。温度センサＴ３ａは、給水配管ｈ３ｅを流れる水の温度を検出する検出部である。温度センサＴ３ｂは、給湯水配管ｈ３ｆを流れる給湯水の温度を検出する検出部である。給水配管ｈ３ｅは、現地接続配管２１を介して貯湯ユニット４０に接続される。

給湯水配管ｈ３ｆは、現地接続配管２２を介して貯湯ユニット４０に接続される。貯湯ユニット４０に貯湯してある給湯水は、現地接続配管２１を介して給水配管ｈ３ｅへ搬送される。給水配管ｈ３ｅへ搬送された給湯水は、熱交換器３２、給湯水配管ｈ３ｆ、および現地接続配管２２を通って貯湯ユニット４０へと戻る。

ヒートポンプユニット３０はまた、圧縮機３１と、冷媒配管ｈ３ａと、熱交換器３２と、冷媒配管ｈ３ｂと、減圧機構３３と、冷媒配管ｈ３ｃと、空気熱交換器３４と、冷媒配管ｈ３ｄとを備える。ヒートポンプユニット３０内のこれらの構成要素は、圧縮機３１、冷媒配管ｈ３ａ、熱交換器３２、冷媒配管ｈ３ｂ、減圧機構３３、冷媒配管ｈ３ｃ、空気熱交換器３４、冷媒配管ｈ３ｄの順に接続され、冷媒が循環する冷媒回路を構成する。冷媒としては、例えばＣＯ２、プロパンなどの自然冷媒、または、Ｒ４１０Ａ、Ｒ３２などのＨＦＣ系冷媒を使用することができる。

ヒートポンプユニット３０はまた、制御器３８を備える。制御器３８は、例えばマイクロプロセッサであって、温度センサＴ３ａ、Ｔ３ｂが検出した検出値の情報を取得するとともに、圧縮機３１の回転数と、膨張機構３３の開度と、空気ファン３５の回転数とを制御することができる。また制御器３８は、貯湯ユニット４０内にあり後述する制御器４８と通信することができる。

ヒートポンプユニット３０では、制御器３８が貯湯ユニット４０の制御器４８と通信することによって、熱交換器３２を介した加熱運転が実行される。加熱運転において、圧縮機３１は、冷媒を圧縮して吐出する。吐出された冷媒は、冷媒配管ｈ３ａを通って熱交換器３２へと導かれる。熱交換器３２は、冷媒配管ｈ３ａから導かれた冷媒と貯湯ユニット４０から搬送される給水との熱交換を行う。熱交換器３２によって熱交換が行われた給水は、加熱されて給湯水となり、給湯水配管ｈ３ｆを通って、貯湯ユニット４０へ戻る。熱交換器３２によって熱交換が行われた冷媒は、放熱されて冷媒配管ｈ３ｂを通り、減圧機構３３へと導かれる。

減圧機構３３は、例えば電子膨張弁であって、冷媒配管ｈ３ｂからの冷媒を絞り膨張して減圧する。減圧した冷媒は冷媒配管ｈ３ｃを通って空気熱交換器３４へ導かれる。空気熱交換器３４において、冷媒は、空気から吸熱を行う。吸熱を行った冷媒は、冷媒配管ｈ３ｄを通って圧縮機３１へと戻る。圧縮機３１へ戻った冷媒は、再び圧縮されて吐出され、冷媒配管ｈ３ａを通って熱交換器３２へ導かれる。上述した加熱運転によって、給湯水が連続的に生成される。

貯湯ユニット４０は、貯湯タンク４１と、給水配管ｈ４ａと、出湯配管ｈ４ｆとを備える。給水配管ｈ４ａは、現地給水配管９０と貯湯タンク４１の下部とに接続してある。給水配管ｈ４ａは、また、配管の途中に減圧機構４３が配設してある。減圧機構４３は、例えば減圧弁であって、給湯システム１の外部から供給される給水を所定の水圧に減圧し、減圧した給水を貯湯タンク４１へ供給する。

貯湯タンク４１は、ヒートポンプユニット３０によって加熱されて生成した給湯水と、給水配管ｈ４ａの減圧機構４３を介して供給された給水とを貯湯することができる。給湯水は給水に比べて高温のため、給水に比べて比重が小さい。そのため、貯湯タンク４１内では、給湯水は上部に、給水は下部に貯湯される。

出湯配管ｈ４ｆは、現地出湯配管８２と貯湯タンク４１の上部とに接続してある。貯湯タンク４１内の上部に貯湯された給湯水は、出湯配管ｈ４ｆを介して現地出湯配管８２へと出湯される。貯湯タンク４１内の上部から給湯水が出湯された場合、現地給水配管９０を通った給水が減圧機構４３を介して給水配管ｈ４ａから貯湯タンク４１内の下部に供給される。そのため、給湯水の出湯によって、貯湯タンク４１内の蓄熱量は低下する。

貯湯タンク４１は、複数の温度センサＴ４ａ、Ｔ４ｂ、Ｔ４ｃ、Ｔ４ｄを備える。複数の温度センサＴ４ａ、Ｔ４ｂ、Ｔ４ｃ、Ｔ４ｄはそれぞれ、貯湯タンク４１内に貯湯した給湯水および給水の温度を検出できる検出部である。温度センサＴ４ａは、貯湯タンク４１の上部に配設してある。複数の温度センサＴ４ｂ、Ｔ４ｃ、Ｔ４ｄは、貯湯タンク４１の側面に配設してある。複数の温度センサＴ４ｂ、Ｔ４ｃ、Ｔ４ｄは、また、上下方向に所定の間隔をあけて配設してある。

貯湯ユニット４０は、制御器４８を備える。制御器４８は、例えばマイクロプロセッサであって、温度センサＴ４ａ、Ｔ４ｂ、Ｔ４ｃ、Ｔ４ｄが検出した検出値の情報を取得する。制御器４８は、また、取得した情報に基づいて、貯湯タンク４１内の蓄熱量を算出し、貯湯ユニット４０内の貯湯状況を監視する。複数の温度センサＴ４ａ、Ｔ４ｂ、Ｔ４ｃ、Ｔ４ｄを備えることによって、貯湯状況の監視精度が向上する。

貯湯ユニット４０は、また、給水供給配管ｈ４ｃと給湯水配管ｈ４ｅとを備える。給水供給配管ｈ４ｃには、沸き上げポンプ４２が配設してある。

貯湯タンク４１内の蓄熱量が所定量よりも低下しているとの監視結果が得られた場合、制御器４８は、貯湯タンク４１内の蓄熱量を増加させる沸き上げ運転を実行する。沸き上げ運転において、制御器４８は、沸き上げポンプ４２を回転させて、貯湯タンク４１内の下部に位置する給水を給水供給配管ｈ４ｃを介してヒートポンプユニット３０へと搬送する。制御器４８はまた、ヒートポンプユニット３０の制御器３８と通信を行い、ヒートポンプユニット３０を用いた加熱運転を開始させる。ヒートポンプユニット３０を用いた加熱運転によって生成された給湯水は、給湯水配管ｈ４ｅを通って、貯湯タンク４１内の上部に貯湯される。その結果、貯湯タンク４１内の蓄熱量は増加する。

制御器４８は、沸き上げ運転中にヒートポンプユニットの制御器３８と通信を行いながら、沸き上げポンプ４２の回転数を制御して、温度センサＴ３ｂの検出値を沸き上げ目標温度に近づける。沸き上げ目標温度は、給湯の際の温度調節容易性等を考慮し、６０℃＋αの所定温度に設定する。また一般に、６０℃以上に加熱された温水中ではレジオネラ菌等の雑菌は死滅する。そこで、貯湯タンク４１内の給湯水に雑菌が繁殖しないよう導くため、沸き上げ目標温度は、６０℃＋αの所定温度に設定する。αは６０℃に加える余裕度であり、例えばα＝５℃とする。

貯湯タンク４１内の蓄熱量が所定量を超えたとの監視結果が得られた場合、制御器４８は、沸き上げ運転を終了する。沸き上げ運転の終了に際し、制御器４８は、沸き上げポンプ４２を停止させる。また制御器４８は、ヒートポンプユニット３０の制御器３８と通信を行い、ヒートポンプユニット３０を用いた加熱運転を停止させる。

上述したような沸き上げ運転によって、貯湯タンク４１の上部には、太陽熱温水システム１０の貯湯タンク１２に貯湯される温水の温度よりも高温の給湯水を容易に貯湯でき、例えば、給湯の際に温度調節が比較的容易な温度の給湯水が貯湯される。また例えば、レジオネラ菌等の雑菌が死滅する温度である例えば６５℃の給湯水が貯湯され、貯湯された６５℃の給湯水が現地出湯配管８２を介して出湯され得る。

ヒートポンプ給湯システム２０では、圧縮機３１、膨張機構３３、空気ファン３５、制御器３８、沸き上げポンプ４２、および制御器４８によって電力が消費される。またヒートポンプ給湯システム２０では、全消費電力のうち、圧縮機３１における消費電力の占める割合が大きい。

混合出湯システム５０は、第１混合弁５１と、第１混合水配管ｈ５ｄと、入水配管ｈ５ｂと、入水配管ｈ５ｃと、貯湯タンク５３と、第１温度センサＴ５ａとを備える。第１温度センサＴ５ａは、第１混合水配管ｈ５ｄを流れる第１混合水の温度を検出する検出部である。

入水配管ｈ５ｃは、現地出湯配管８３に接続してあり、太陽熱温水システム１０からの温水を第１混合弁５１へ導く。入水配管ｈ５ｂは、現地出湯配管８２に接続してあり、ヒートポンプ給湯システム２０からの給湯水を第１混合弁５１へ導く。

第１混合弁５１は、入水配管ｈ５ｃと入水配管ｈ５ｂと第１混合水配管ｈ５ｄとに接続してあり、電動モータによって弁体の開度を調整できる電動式の弁である。第１混合弁５１は、太陽熱温水システム１０からの温水とヒートポンプ給湯システム２０からの給湯水とを混合して第１混合水を生成し、生成した第１混合水を第１混合水配管ｈ５ｄを介して貯湯タンク５３へ導く。生成した第１混合水は、貯湯タンク５３において貯湯される。第１混合弁５１は、太陽熱温水システム１０からの温水とヒートポンプ給湯システム２０からの給湯水との混合比率を調整して、貯湯タンク５３に貯湯される第１混合水の温度を調整できる。つまり、第１混合弁５１は、本発明に係る第１温水と第２温水とを第１混合比率で混合した第１混合温水を生成する第１混合温水生成部の一例である。ここで貯湯タンク５３は、第１混合水を一時的に蓄えることができればよく、例えば円筒状の貯湯部や、例えば直方体状の貯湯部である。また例えば、第１混合水配管ｈ５ｄと一体化されており、第１混合水配管ｈ５ｄの一部が温水を一時的に蓄えるように膨らんでいてもよい。

混合出湯システム５０は、第２混合弁５２と、第２混合水配管ｈ５ｆと、入水配管ｈ５ａと、入水配管ｈ５ｅと、温度センサＴ５ｂと、出湯流量センサＦ５ａとを備えている。温度センサＴ５ｂは、第２混合水配管ｈ５ｆを流れる第２混合水の温度を検出するための検出部である。出湯流量センサＦ５ａは、第２混合水配管ｈ５ｆを流れる第２混合水の流量を検出するための検出部である。

入水配管ｈ５ａは、現地給水配管９０に接続してあり、給湯システム１の外部から供給される給水を第２混合弁５２へ導く。給水の温度は、基本的に、第１温水の温度よりも低く、第２温水の温度よりも低く、第１混合水の温度よりも低い。入水配管ｈ５ｅは、貯湯タンク５３に接続してあり、貯湯タンク５３に貯湯された第１混合水を第２混合弁５２へ導く。ここで第１混合水配管ｈ５ｄは、貯湯タンク５３の上部に接続されることが望ましく、入水配管ｈ５ｅは貯湯タンク５３の下部に接続されることが望ましい。これにより、貯湯タンク５３で充分に混じり合った第１混合水を第２混合弁５２へ導くことができる。

第２混合弁５２は、入水配管ｈ５ａと入水配管ｈ５ｅと第２混合水配管ｈ５ｆとに接続してあり、電動モータにより弁体の開度を調整できる電動式の弁である。第２混合弁５２は、貯湯タンク５３からの第１混合水と給湯システム１の外部からの給水とを混合して第２混合水を生成し、生成した第２混合水を第２混合水配管ｈ５ｆを介して現地給湯配管８０から出湯する。第２混合弁５２は、貯湯タンク５３からの第１混合水と給湯システム１の外部からの給水との混合比率を調整して、現地給湯配管８０から出湯される第２混合水の温度を調整できる。つまり、第２混合弁５２は、本発明に係る第１混合比率で混合した第１混合温水と給水とを第２混合比率で混合した第２混合温水を生成する第２混合温水生成部の一例である。また、入水配管ｈ５ａは、本発明に係る給水を行う給水部の一例である。

現地出湯配管８０は、シャワーまたは蛇口などの給湯端末（図示せず）に接続される。そのため、給湯システム１の使用者は給湯端末を用い、第２混合水配管ｈ５ｆから現地出湯配管８０へ出湯された第２混合水を使用することができる。つまり、第２混合水配管ｈ５ｆは、本発明に係る第２混合温水が給湯される給湯管の一例である。

混合出湯システム５０は、また、制御器５８を備える。制御器５８は、例えばマイクロプロセッサであって、目標温度決定部５８２と記憶部５８３とを備える。また、制御器５８は、入力装置５８１と通信を行うことができる。

記憶部５８３は、例えば不揮発性のメモリであって、規定温水温度を記憶している。ここで規定温水温度は、例えば、夏期晴天の場合に太陽熱温水システム１０の貯湯タンク１２に貯湯される温度と同程度の温度であり、例えば、給湯の際に温度調節が比較的容易な温度、また例えば、レジオネラ菌等の雑菌の死滅を導く除菌効果を有する温水温度である。すなわち記憶部５８３は、例えば、前述した夏期晴天に関する温度、温度調節容易性に関する温度、または、除菌効果を有する温度を記憶している。記憶部５８３が記憶している具体的な除菌温度は、例えば６０℃である。

目標温度決定部５８２は、記憶部５８３から除菌温度等の規定温水温度を読み出し、読みだした除菌温度等の規定温水温度に基づいて、第１混合水の目標温度である第１目標温度を決定して設定を行う。例えば、第１目標温度は、除菌効果を有する温度等の規定温水温度に余裕度であるβを加算した値である。β＝３℃の場合、第１目標温度は６３℃となる。余裕度βを加えない場合、言い換えるとβ＝０℃の場合、第１目標温度は６０℃となる。つまり、目標温度決定部５８２は、本発明に係る第１混合温水の温度を設定する第１混合温水温度設定部の一例である。

入力装置５８１は、給湯端末から供給される給湯の給湯温度を使用者が入力するための装置であり、例えばリモートコントローラである。目標温度決定部５８２は、使用者が入力した所望の給湯温度に基づいて、第２混合水の目標温度である第２目標温度を決定する。つまり目標温度決定部５８２は、使用者が入力した給湯温度を示す給湯温度情報を受け付け、受け付けた給湯温度情報に基づいて第２混合水の目標温度である第２目標温度を決定して設定を行う。第２目標温度は、例えば、所望の給湯温度に上乗せ量γを上乗せした値である。γは、混合出湯システム５０から出湯した第２混合水が、給湯端末に到達するまでに現地給湯配管８０で放熱することを見込んだ上乗せ量である。一般的に、使用者がシャワーまたは蛇口で所望する給湯温度は４０℃程度であるため、γを２℃とした場合、第２目標温度は４２℃となる。季節によって放熱量が異なると考えた場合、上乗せ量γを季節毎に変更するように構成してもよい。例えば、春期の上乗せ量γが１℃、夏期の上乗せ量γが０℃、秋期の上乗せ量γが１℃、冬期の上乗せ量γが２℃となるように、γの値を季節毎に変更してもよい。目標温度決定部５８２は、本発明に係る第２混合温水の温度を設定する第２混合温水温度設定部の一例である。

制御器５８は、第１温度センサＴ５ａの検出値と第２温度センサＴ５ｂの検出値と出湯流量センサＦ５ａの検出値とを監視する。給湯端末を介して給湯が行われた場合、出湯流量センサＦ５ａの検出値がゼロを超えることになる。監視している出湯流量センサＦ５ａの検出値がゼロを超えた場合、制御器５８は、第１温度センサＴ５ａの検出値が第１目標温度に近づくように、第１混合弁５１における混合比率を制御し、第２温度センサＴ５ｂの検出値が第２目標温度に近づくように、第２混合弁５２における混合比率を制御する。つまり、第１温度センサＴ５ａは、本発明に係る第１混合温水生成部が生成した第１混合温水の温度を検出する第１温度検出部の一例であり、第２温度センサＴ５ｂは、本発明に係る第２混合温水生成部が生成した第２混合温水の温度を検出する第２温度検出部の一例である。また、制御器５８は、第１混合温水温度設定部が設定した温度と第１温度検出部が検出した温度とに基づいて第１混合比率を変更する第１変更部の一例であり、第２混合温水温度設定部が設定した温度と第２温度検出部が検出した温度とに基づいて第２混合比率を変更する第２変更部の一例である。

上述したように、例えば雑菌の死滅を導く除菌温度等の規定温水温度に基づいて第１目標温度が決定される。規定温水温度は、例えば、夏期晴天の場合に太陽熱温水システム１０の貯湯タンク１２に貯湯される温度と同程度の温度であり、また例えば、給湯の際に温度調節が比較的容易な温度であり、また例えば、雑菌の死滅を導く除菌効果を有する温度である。決定した第１目標温度へと第１温度センサＴ５ａの検出値が近づくように第１混合弁５１における混合比率が制御されるため、第１混合水の温度は、夏期晴天に関する温度、温度調節容易性に関する温度、または除菌効果の高い温度等の、例えば６３℃となる。そのため、第１混合水は、容易に設定温度に到達することができ、また、第１混合水中に対する繁殖抑制効果が期待できる。

夏期晴天に関する温度、温度調節容易性に関する温度、または除菌効果が高い温度等の第１混合水は、例えば６３℃を保った状態で貯湯タンク５３に貯湯される。夏期晴天に関する温度、温度調節容易性に関する温度、または除菌効果の高い温度等であるこのままの状態では、使用者の使い勝手が良くない。そのため、使用者の所望する給湯温度に基づいて第２目標温度を決定し、容易に設定温度に到達可能であり、また、除菌効果が高い温度の第１混合水を用いながらも第２目標温度、例えば４２℃となる第２混合水を生成し、所望の給湯温度、例えば４０℃となる給湯を行う。したがって、容易に設定温度に到達可能であり、また、除菌効果を高めながらも使用者の使い勝手がよい給湯システム１を実現することができる。

太陽熱温水システム１０からの温水とヒートポンプ給湯システム２０からの給湯水とを混合した第１混合水の温度は、十分に混じり合うまでには時間を要する。そのため、十分に混じり合わず、温度が変動する第１混合水が第１混合弁から排出される虞、また除菌効果が全体に及んでいない第１混合水が第１混合弁から排出される虞もある。しかしながら、第１混合弁から排出された第１混合水は、貯湯タンク５３に流入される。貯湯タンク５３には、夏期晴天に関する温度の第１混合水、温度調節容易性に関する温度の第１混合水、または温度が高く除菌効果の高い第１混合水、つまり規定温水温度以上の第１混合水が貯湯されているため、貯湯タンク５３に流入した第１混合水に対する温度変動の抑制効果または除菌効果を高めることができる。したがって、貯湯タンク５３がない場合に比べて、給湯システム１における温度変動の抑制効果または除菌効果は高くなる。

本実施の形態に係る給湯システム１によれば、太陽熱温水システム１０に貯湯した温水温度が天候に依存して４０℃程度にとどまる場合においても、混合出湯システム５０の第１混合弁５１によって、ヒートポンプ給湯システムで貯湯した６５℃の給湯水と太陽熱温水システム１０からの４０℃の温水とを混合して、例えば、夏期晴天の場合に太陽熱温水システム１０の貯湯タンク１２に貯湯される温度と同程度の温度であり、また例えば、除菌効果を有する温度である規定温水温度以上の第１混合水を生成することができる。そのため、別途の加熱装置を設置せずに、夏期晴天の場合に太陽熱温水システム１０の貯湯タンク１２に貯湯される温度と同程度の温度まで第１混合水の温度を上昇できる給湯システム１を提供することができ、または給湯に対する除菌効果を高めた給湯システム１を提供することができる。また例えば、太陽熱温水システム１０の温水に雑菌が繁殖している場合においても、雑菌の死滅を導く除菌温度を保持する貯湯タンク５３内に第１混合水が貯湯されるため、貯湯中の第１混合水に対する除菌作用が長時間に亘って継続し、給湯に対する温度変動の抑制効果または除菌効果を更に高めた給湯システム１を提供することができる。更に、温度変動の抑制効果または除菌効果を高めた第１混合水を第２混合弁５２で所望温度付近に調節するため、温度変動の抑制効果または除菌効果を高めつつ、使用者の使い勝手がよい給湯システム１を提供することができる。つまり、温度の高い温水に加えて温度の低い温水を使用しつつも、例えば電力エネルギーに加えて自然エネルギーを使用しつつも、システムコストの増大を抑制し得る給湯システムおよび給湯方法を提供することができる。

実施の形態２．
実施の形態２に係る給湯システム１ａについて、図３、図４、および図５を用いて説明する。図３は、実施の形態２に係る給湯システム１ａの概略構成を示した模式図である。図４は、実施の形態２に係る給湯システム１ａにおける制御概略構成を示した模式図である。図５は、実施の形態２に係る混合出湯システム６０における目標温度決定時の制御フローチャートである。実施の形態２に係る給湯システム１ａは、実施の形態１に係る給湯システム１と比較し、混合出湯システム６０が異なる。具体的には、実施の形態２に係る給湯システム１ａの混合出湯システム６０は、実施の形態１に係る給湯システム１の混合出湯システム５０と異なり、第１混合弁の手前に入水流量センサＦ６ｂと、入水温度センサＴ６ｃと制御器６８とを備える。その他の構成は実施の形態１に係る給湯システム１と同様である。実施の形態１に係る給湯システム１との相違を中心に、実施の形態２に係る給湯システム１ａについて以下に説明する。

給湯システム１ａは、太陽熱温水システム１０と、ヒートポンプ給湯システム２０と、混合出湯システム６０とを備える。混合出湯システム６０は、太陽熱温水システム１０からの温水とヒートポンプ給湯システム２０からの給湯水とを混合して出湯する。

混合出湯システム６０は、入水温度センサＴ６ｃと入水流量センサＦ６ｂとを備える。入水温度センサＴ６ｃは、入水配管ｈ５ｃを流れる太陽熱温水システム１０からの温水の温度を検出する検出部である。入水流量センサＦ６ｂは、入水配管ｈ５ｃを流れる太陽熱温水システム１０からの温水の流量を検出する検出部である。

混合出湯システム６０は、制御器６８を備える。制御器６８は、例えばマイクロプロセッサであって、目標温度決定部６８２と記憶部５８３と計時手段６８３とを備える。また、制御器６８は、入力装置５８１と通信を行う。

目標温度決定部６８２は、使用者が入力装置５８１を用いて入力した所望温度に基づいて、第１低温温度を作成する。第１低温温度は、例えば、所望温度と同一温度である。所望温度が４０℃の場合、第１低温温度を４０℃としてもよい。目標温度決定部６８２は、記憶部５８３から除菌効果を有する温度等の規定温水温度を読み出し、除菌効果を有する温度等の読みだした規定温水温度に基づいて、第１高温温度を作成する。第１高温温度は、例えば、規定温水温度に余裕度であるβを加算した値である。

目標温度決定部６８２は、まず、第１混合水の目標温度である第１目標温度を第１低温温度とする（ステップＳ１）。第１低温温度は、例えば、所望温度と同一温度である。所望温度が４０℃の場合、第１低温温度を４０℃としてもよい。制御器６８は、入水温度センサＴ６ｃの検出値を検出し、検出値が基準温度Ｔ_０以下であるか否かを判定する（ステップＳ２）。検出値が基準温度Ｔ_０以下であると判定した場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、制御器６８は、入水温度センサＴ６ｃの検出値が基準温度Ｔ_０以下である間の経過時間を計時する（ステップＳ３）。基準温度Ｔ_０は、夏期晴天の場合に太陽熱温水システム１０の貯湯タンク１２に貯湯される温度、またはレジオネラ菌等の雑菌の繁殖が懸念される温度を考慮して決定される。基準温度Ｔ_０は、例えば５０℃である。

制御器６８は、入水温度センサＴ６ｃの検出値が基準温度Ｔ_０以下である間の経過時間を計時中に、入水流量センサＴ６ｂの検出値を積算して積算流量を算出し（ステップＳ４）、積算流量が判定流量Ｆ_０以下であるか否かを判定する（ステップＳ５）。ここで積算流量は、入水配管ｈ５ｃを流れる温水の温度が基準温度Ｔ_０以下である間に、太陽熱温水システム１０から出湯する出湯量である。判定流量Ｆ_０は、例えば５０Ｌである。

積算流量はＦ_０以下であると制御器６８が判定した場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、制御器６８は、経過時間が判定時間ｔ_０以上か否かを判定する（ステップＳ６）。判定時間ｔ_０は、貯湯タンク１２に貯湯されている給水および温水が新しい給水および温水に入れ替わる時間、またはレジオネラ菌等の雑菌の繁殖が懸念される時間を考慮して決定され、例えばｔ_０は１週間である。

経過時間が判定時間ｔ_０以上であると制御器６８が判定した場合（Ｓ６：ＹＥＳ）、目標温度決定部６８２は、第１目標温度を第１高温温度にする（ステップＳ７）。太陽熱温水システム１０の貯湯タンク１２内の温水は、第１低温温度に混合した第１混合水としての使用に適さないからである。例えば、レジオネラ菌等の雑菌繁殖の可能性が高い温度となっているだけでなく、貯湯タンク１２からの出湯量が少ないために、貯湯されている給水および温水が新しい給水および温水に入れ替わっておらず、貯湯タンク１２内の温水の加熱処置、または除菌処理をすべきだからである。

積算流量は判定流量Ｆ_０を超えたと制御器６８が判定した場合（Ｓ５：ＮＯ）、制御器６８は、計時した経過時間をクリアし（ステップＳ８）、算出した積算流量をクリアし（ステップＳ９）、ステップＳ２へ処理を戻す。検出値が基準温度Ｔ_０を超えたと制御器６８が判定した場合（Ｓ２：ＮＯ）も、計時した経過時間をクリアし（ステップＳ８）、算出した積算流量をクリアし（ステップＳ９）、ステップＳ２へ処理を戻す。また、経過時間が判定時間ｔ_０未満であると制御器６８が判定した場合（Ｓ６：ＮＯ）、制御器６８はステップＳ２へ処理を戻す。そして、ステップＳ２〜Ｓ６を繰り返す。

上記の制御フローによって、給湯システム１ａは、太陽熱温水システム１０の貯湯タンク１２内の温水が、第１低温温度に混合した第１混合水としての使用に適するか否かを精度よく検知でき、第１混合水が第１低温温度での使用に適さない場合のみ、第１目標温度を第１高温温度とする構成も実現可能となる。具体的な一例としては、太陽熱温水システム１０の貯湯タンク１２内の温水にレジオネラ菌等の雑菌が繁殖する可能性が高いか否かを精度よく検知でき、雑菌が繁殖する可能性が高い場合のみ、第１目標温度を第１高温温度とすることができる。つまり、目標温度決定部６８２は、本発明に係る第１混合水が第１低温温度での使用に適さない場合に、つまり、具体的な一例としては、第１温水に雑菌が混入する虞が高い場合に、第１目標温度を第１高温温度とする、つまり、具体的な一例としては、第１目標温度を除菌効果が高い温水温度に設定する。また、目標温度決定部６８２は、本発明に係る第１混合水が第１低温温度での使用に適する場合に、つまり、具体的な一例としては、第１温水に雑菌が混入する虞が低い場合に、第１目標温度を第１低温温度とする、つまり、具体的な一例としては、第１目標温度を除菌効果が低い温水温度を設定する第１混合温水温度設定部の一例である。

制御器６８は、第１温度センサＴ５ａの検出値と第２温度センサＴ５ｂの検出値と出湯流量センサＦ５ａの検出値とを監視している。出湯流量センサＦ５ａの検出値がゼロよりも大きくなった場合、制御器６８は、第１温度センサＴ５ａの検出値が第１目標温度に近づくように、第１混合弁５１での混合比率を制御し、第２温度センサＴ５ｂの検出値が第２目標温度に近づくように、第２混合弁５２での混合比率を制御する。

第１目標温度が第１低温温度となっている場合、第１目標温度が第１高温温度となっている場合と比較し、第１混合弁５１の混合比率における太陽熱温水システム１０からの温水割合が多く、ヒートポンプ給湯システム２０からの給湯水割合が少ない。そのため、ヒートポンプ給湯システム２０からの出湯量が減少し、電力の消費量が低減する。したがって、給湯システム１ａの省エネルギー性が向上する。

第１目標温度が第１高温温度となっている場合、第１混合水の温度は、除菌効果を有する温度等の規定温水温度に基づいて例えば６３℃となり、第１混合水は、容易に設定温度に到達可能となり、また、第１混合水中の除菌効果を高めることができる。また、第２混合水の温度は、所望する給湯温度に基づいて例えば４２℃となり、使用者の使い勝手がよい。したがって、容易に設定温度に到達可能となり、また、除菌効果を高めつつ使い勝手がよい給湯システム１ａを実現し得る。

上述した給湯システム１ａによれば、太陽熱温水システム１０の貯湯タンク１２内の温水が、第１低温温度に混合した第１混合水としての使用に適する場合、つまり具体的な一例としては、太陽熱温水システム１０の貯湯タンク１２内の温水中にレジオネラ菌等の雑菌の繁殖可能性が低い場合、給湯中に用いる太陽熱温水システム１０からの温水の割合を高め、太陽熱温水システム１０の貯湯タンク１２内の温水が、第１低温温度に混合した第１混合水としての使用に適さない場合、つまり具体的な一例としては、雑菌の繁殖可能性が高い場合、給湯中に用いる太陽熱温水システム１０からの温水の割合を低くできる。したがって、容易に設定温度に到達可能となり、また、除菌効果を高めつつも、太陽熱温水システム１０の使用効率を高めることによって省エネルギー性の向上も実現することができる。

実施の形態３．
実施の形態３に係る給湯システム１ｂについて、図６、図７、および図８を用いて説明する。図６は、実施の形態３に係る給湯システム１ｂの概略構成を示した模式図である。図７は、実施の形態３に係る給湯システム１ｂにおける制御概略構成を示した模式図である。図８は、実施の形態３に係る混合出湯システム１００における目標温度決定時の制御フローチャートである。

実施の形態３に係る給湯システム１ｂは、実施の形態２に係る給湯システム１ａと比較し、太陽熱温水システム７０が異なる。また、給湯システム１ｂの混合出湯システム１００は、給湯システム１ａの混合出湯システム６０が備える入水温度センサＴ６ｃを備えておらず、制御器１０８も異なる。その他の構成は第２実施形態と同様である。実施の形態２に係る給湯システム１aとの相違を中心に、実施の形態３に係る給湯システム１ｂについて以下に説明する。

太陽熱温水システム７０は、主に屋根上に設置される太陽熱集熱器７５と、主に地上に設置される貯湯ユニット７１とを備える。

貯湯ユニット７１は、貯湯タンク７２と、給水配管ｈ７ｄと、出湯配管ｈ７ｅとを備える。給水配管ｈ７ｄは、現地給水配管９０と貯湯タンク７２の下部とに接続してあり、貯湯タンク７２内の下部には現地給水配管９０から供給された給水が貯湯される。出湯配管ｈ７ｅは、現地出湯配管８３と貯湯タンク７２の上部とに接続してあり、貯湯タンク７２内の上部の温水は現地出湯配管８３へ出湯される。貯湯タンク７２内の上部の温水が出湯した場合、給水配管ｈ７ｄを通って、給湯システム１ｂの外部からの給水が貯湯タンク７２の下部に供給される。そのため、貯湯タンク７２内では、新しい給水および温水が、貯湯されていた給水および温水の一部と入れ替わる。

太陽熱温水システム７０は、太陽熱集熱器７５と、貯湯タンク７２内に配設された熱交換器７４と、循環配管ｈ７ａと、循環配管ｈ７ｃとを備えており、循環配管ｈ７ａには、循環ポンプ７３が配設してある。太陽熱温水システム７０内には、太陽熱集熱器７５と、循環配管ｈ７ａと、循環ポンプ７３と、熱交換器７４と、循環配管ｈ７ｃとを用いた循環回路が構成されており、循環回路には熱媒が循環する。熱媒は、例えば、水であり、プロピレングリコールなどの不凍液であってもよい。

貯湯ユニット７１は、制御器７６を備える。制御器７６は、循環ポンプ７３を制御して、熱媒を循環回路内に循環させる。熱媒は、太陽熱集熱器７５において集熱し、循環回路を循環して熱交換器７４に達する。熱媒は、熱交換器７４において放熱した後、循環回路を循環して太陽熱集熱器７５へ戻る。

貯湯タンク７２内に貯湯されている給水は、熱交換器７４で加熱された場合、比重が小さくなり、貯湯タンク７２内の上部に移動する。そのため、貯湯タンク７２内の上部には、高温の温水が貯湯される。

現地給水配管９０から貯湯タンク７２に供給された給水は、熱交換器７４において加熱され、加熱された温水が貯湯タンク７２内で上部に移動して現地出湯配管８３へ出湯される。この過程において、電力を消費するのは循環ポンプ７３および制御器７６のみである。そのため、太陽熱温水システム７０は、省エネルギー性に優れたシステムである。

貯湯タンク７２の上部には、温度センサＴ７ａが配設してあり、貯湯タンク７２の側面には、複数の温度センサＴ７ａ、Ｔ７ｂ、Ｔ７ｃが、上下に渡って所定の間隔をあけて配設してある。複数の温度センサＴ７ａ、Ｔ７ｂ、Ｔ７ｃを備えることによって、貯湯タンク７２内の給水の温度および温水の温度を検出する精度が向上する。

温度センサＴ７ａは、出湯配管ｈ７ｅと貯湯タンク７２との接続口近傍に位置する。そのため、温度センサＴ７ａが検出する温度は、出湯配管ｈ７ｅから出湯する給湯水温度と略同一である。

制御器７６は、温度センサＴ７ａの検出値と、温度センサＴ７ｂの検出値と、温度センサＴ７ｃの検出値とを監視するとともに、混合出湯システム１００の制御器１０８と通信し、温度センサＴ７ａの検出値を混合出湯システム１００の制御器１０８へ送信する。

貯湯タンク７２の上部に貯湯される温水の温度は、集熱可能な太陽熱に依存し、夏期の晴天時には５０〜７０℃程度まで上昇する。しかしながら、冬期における温水の温度は、長期に亘って３０〜４０℃程度にとどまる虞がある。また、夏期においても、雨天または曇天の場合、３０〜４０℃程度の温水の温度が継続する虞がある。３０〜４０℃程度にとどまった温水を夏期の晴天時と同程度まで温水の温度を上昇させるには、別途の加熱装置が必要となり得る。また例えば、４０℃付近の温度で１〜２週間程度貯湯された温水中には、レジオネラ菌等の雑菌の繁殖可能性が高い。したがって、貯湯タンク７２に貯湯される温水温度が４０℃程度にとどまり、かつ、貯湯タンク７２から１〜２週間程度出湯されずに、貯湯されている給水と温水が新しい給水と温水と入れ替わらない場合、貯湯タンク１２に貯湯されている温水中における雑菌繁殖の可能性が高く、レジオネラ菌等の雑菌繁殖の可能性が高い温水が現地出湯配管８３を介して出湯される虞がある。これを防止するためには、別途の除菌装置等が必要となり得る。このような別途の加熱装置または、別途の除菌装置等を設けた場合、システムのコスト増大を招く虞がある。

混合出湯システム１００は、温度変動に対処するため、または雑菌の繁殖に対処するため等の理由から、入水配管ｈ５ｃを流れる太陽熱温水システム７０からの温水の流量を検出する入水流量センサＦ６ｂを備える。

混合出湯システム１００はまた、制御器１０８を備える。制御器１０８は、例えばマイクロプロセッサであって、制御器１０８は、目標温度決定部６８２と、記憶部５８３と、計時手段６８３とを備える。制御器１０８はまた、入力装置５８１と通信を行うと共に、太陽熱温水システム７０の制御器７６と通信を行う。

目標温度決定部６８２は、まず、第１目標温度を第１低温温度とする（ステップＳ１）。第１低温温度は、所望温度に基づいて作成される温度であり、例えば、所望温度と同一温度である。所望温度が４０℃の場合、第１低温温度を４０℃としてもよい。制御器１０８は、太陽熱温水システム７０の制御器７６から、太陽熱温水システム７０の貯湯タンク７２の上部に位置する温度センサＴ７ａの検出値を取得して監視しており、温度センサＴ７ａの検出値が基準温度Ｔ_０以下か否かを判定する（ステップＳ１２）。温度センサＴ７ａの検出値が基準温度Ｔ_０以下であると判定した場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、制御器１０８は、温度センサＴ７ａの検出値が基準温度Ｔ_０以下である間の経過時間を計時する（ステップＳ３）。基準温度Ｔ_０は、例えば、夏期晴天の場合に太陽熱温水システム７０の貯湯タンク７２に貯湯される温度、また例えば、給湯の際に温度調節が比較的容易な温度、また例えば、レジオネラ菌等の雑菌繁殖可能性のある温度に基づいて決定される。基準温度Ｔ_０は、例えば５０℃である。

制御器１０８は、温度センサＴ７ａの検出値が基準温度Ｔ_０以下である間の経過時間を計時中に、入水流量センサＦ６ｂの検出値を積算して積算流量を算出し（ステップＳ４）、積算流量が判定流量Ｆ_０以下であるか否かを判定する（ステップＳ５）。ここで積算流量は、入水配管ｈ５ｃを流れる温水の温度が基準温度Ｔ_０以下である間に、太陽熱温水システム７０から出湯する出湯量である。判定流量Ｆ_０は、例えば５０Ｌである。

積算流量はＦ_０以下であると制御器１０８が判定した場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、制御器１０８は、経過時間が判定時間ｔ_０以上か否かを判定する（ステップＳ６）。判定時間ｔ_０は、貯湯タンク７２に貯湯されている給水および温水が新しい給水および温水に入れ替わる時間または、レジオネラ菌等の雑菌繁殖可能性に基づいて決定され、例えばｔ_０は１週間である。

経過時間が判定時間ｔ_０以上であると制御器１０８が判定した場合（Ｓ６：ＹＥＳ）、目標温度決定部６８２は、第１目標温度を第１高温温度にする（ステップＳ７）。太陽熱温水システム７０の貯湯タンク７２内の温水は、第１低温温度に混合した第１混合水としての使用に適さないからである。例えば、レジオネラ菌等の雑菌の繁殖可能性のある温度となっているだけでなく、貯湯タンク７２からの出湯量が少ないために、貯湯されている給水および温水が新しい給水および温水に入れ替わっておらず、貯湯タンク７２内を温水の加熱処理または除菌処理すべきだからである。

積算流量は判定流量Ｆ_０を超えたと制御器１０８が判定した場合（Ｓ５：ＮＯ）、制御器１０８は、計時した経過時間をクリアし（ステップＳ８）、算出した積算流量をクリアし（ステップＳ９）、ステップＳ１２へ処理を戻す。検出値が基準温度Ｔ_０を超えたと制御器１０８が判定した場合（Ｓ１２：ＮＯ）も、計時した経過時間をクリアし（ステップＳ８）、算出した積算流量をクリアし（ステップＳ９）、ステップＳ１２へ処理を戻す。また、経過時間が判定時間ｔ_０未満であると制御器１０８が判定した場合（Ｓ６：ＮＯ）、制御器１０８はステップＳ１２へ処理を戻す。そして、ステップＳ１２〜Ｓ６を繰り返す。

上記の制御フローによって、給湯システム１ｂは、太陽熱温水システム７０の貯湯タンク７２内の温水が、第１低温温度に混合した第１混合水としての使用に適するか否かを精度よく検知でき、第１混合水が第１低温温度での使用に適さない場合のみ、第１目標温度を第１高温温度とすることができる。具体的な一例としては、太陽熱温水システム７０の貯湯タンク７２内の温水にレジオネラ菌等の雑菌の繁殖可能性が高いか否かを精度よく検知でき、雑菌繁殖可能性が高い場合のみ、第１目標温度を第１高温温度とすることができる。

実施の形態３に係る給湯システム１ｂによれば、混合出湯システム１００には、入水配管ｈ５ｃを流れる温水の温度を検出する温度センサを設ける必要がない。したがって、混合出湯システム１００のコストダウンが図れる。

実施の形態４．
実施の形態４に係る給湯システムを図９を用いて説明する。図９は、実施の形態４に係る給湯システム１ｃの概略構成を示した模式図である。実施の形態４に係る給湯システム１ｃは、実施の形態２に係る給湯システム１ａと比較し、ヒートポンプ給湯システム１３０が異なっている。実施の形態２に係る給湯システム１ａとの相違を中心に、実施の形態４に係る給湯システム１ｃについて以下に説明する。

ヒートポンプ給湯システム１３０は、ヒートポンプユニット１４０と蓄熱ユニット１５０とを備える。ヒートポンプユニット１４０および蓄熱ユニット１５０は、現地冷媒配管１３１および現地冷媒配管１３２によって互いに接続してある。ヒートポンプ給湯システム１３０においては、圧縮機３１と、冷媒配管ｈ３ａと、現地冷媒配管１３２と、冷媒配管ｈ１５ｅと、熱交換器３２と、冷媒配管ｈ１５ｃと、現地冷媒配管１３１と、冷媒配管ｈ３ｂと、膨張機構３３と、冷媒配管ｈ３ｃと、空気熱交換器３４と、冷媒配管ｈ３ｄとによって冷媒回路が構成してある。

蓄熱ユニット１５０は、蓄熱タンク１５２を備える。蓄熱タンク１５２内には、蓄熱媒体が満たされると共に、熱交換器３２、１２３が配設してある。蓄熱媒体は、例えば水などの顕熱蓄熱材または、パラフィンなどの潜熱蓄熱材である。

蓄熱ユニット１５０はまた、出湯配管ｈ１２ｂと給水配管ｈ１２ａとを備える。給水配管ｈ１２ａを通って現地給水配管９０から供給された給水は、熱交換器１２３において周囲の蓄熱媒体から吸熱して給湯水となり、出湯配管ｈ１２ｂを通って現地出湯配管８２から出湯する。

給湯水が出湯配管ｈ１２ｂから出湯した場合、蓄熱媒体の温度は低下し、蓄熱タンク１５２内の蓄熱量も低下する。

蓄熱ユニット１５０は、制御器１５３を備える。制御器１５３は、例えばマイクロプロセッサである。蓄熱量が所定量よりも低下した場合、制御器１５３は、沸き上げ運転を実行する。沸き上げ運転を実行した場合、冷媒が冷媒回路を循環し、熱交換器３２で放熱して周囲の蓄熱媒体を加熱する。そのため、蓄熱タンク１５２内の蓄熱量が増加する。

制御器１５３は、温度センサＴ４ａ、Ｔ４ｂ、Ｔ４ｃ、Ｔ４ｄの検出値を監視しており、検出値に基づいて、貯湯タンク１５２内の蓄熱量を算出する。制御器１５３は、算出しした蓄熱量が所定量を超え、かつ、温度センサＴ４ａの検出値が所定温度を超えた場合、沸き上げ運転を終了する。

沸き上げ運転終了の基準となる温度センサＴ４ａの所定温度は、６０℃＋ε以上とする。εは余裕度であり、例えば１０℃である。そのため、熱交換器１２３によって加熱され出湯配管ｈ１２ｂから出湯する給湯水温度は、太陽熱温水システム１０から現地出湯配管８３へと出湯される温水の温度よりも容易に高温の給湯水温度となり、例えば、レジオネラ菌等の雑菌が死滅する６０℃以上となる。蓄熱媒体に潜熱蓄熱材を使用する場合、潜熱蓄熱材の融点も、例えば、雑菌が死滅する６０℃以上が望ましく、例えば６５℃とする。また例えば、熱交換器１２３によって加熱され出湯配管ｈ１２ｂから出湯する給湯水温度が、太陽熱温水システム１０から現地出湯配管８３へと出湯される温水の温度よりも容易に高温の給湯水となるよう、例えば６５℃とする。

実施の形態４に係る給湯システム１ｃでは、蓄熱媒体を循環させるための沸き上げポンプが不要となる。そのため、給湯システム１ｃのコストダウンが図れる。

本発明は、以上のように説明し且つ記述した特定の詳細、および代表的な実施の形態に限定されるものではない。当業者によって容易に導き出すことのできる変形例、および効果も発明に含まれる。別の実施の形態として記載された内容を組み合わせた構成も本発明に含まれる。したがって、特許請求項の範囲、およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。また、入水温度センサＴ６ｃおよび入水流量センサＴ６ｂ等の検出値と基準値とを用いた判定であるが、当業者の常識に基づいて、判定に用いる基準値には一定の幅を持たせることが可能である。言い換えると、当判定においては、検出値と基準値とが実質的に一致するか否かが検討される。

上で記載した実施の形態では、電力エネルギーを用いた加熱によって温水を準備する第２温水システムとして、ヒートポンプ給湯システムを採用する一例を示していた。しかしながら、本発明はそのような一例に限定されない。第２温水システムとして、電気ヒーターによって温水を準備する構成を採用してもよい。電気ヒーターを用いた構成を採用することによって、第２温水システムの構成が簡略化でき、第２温水システムのコストダウンが可能となる。また上で記載した実施の形態では、ヒートポンプ給湯システムと太陽熱温水システムと混合出湯システムとを接続した給湯システムを採用する一例を示していた。しかしながら、本発明はそのような一例に限定されない。給湯システムとして、ヒートポンプ給湯システムと混合出湯システムとを接続して備える構成とし、給湯システムの外部の太陽熱温水システムからの温水を混合出湯システムに取り込めるようにしても良く、太陽熱温水システムと混合出湯システムとを接続して備える構成とし、給湯システムの外部のヒートポンプ給湯システムからの給湯水を混合出湯システムに取り込めるようにしても良く、混合出湯システムを備える構成とし、給湯システムの外部の太陽熱温水システムからの温水と給湯システムの外部のヒートポンプ給湯システムからの給湯水とを混合出湯システムに取り込めるようにしても良い。

１、１ａ、１ｂ、１ｃ 給湯システム、１０、７０ 太陽熱温水システム、１２、７２ 貯湯タンク、２０ ヒートポンプ給湯システム、３０、１４０ ヒートポンプユニット、４０ 貯湯ユニット、４１ 貯湯タンク、１５０ 蓄熱ユニット、１５２ 蓄熱タンク、３２、１２３ 熱交換器、ｈ３ａ、ｈ３ｂ、ｈ３ｃ、ｈ３ｄ、１３１、１３２、ｈ１５ｃ、ｈ１５ｅ 冷媒配管、５０ 混合出湯システム、５１ 第１混合弁、５２ 第２混合弁、５３ 貯湯タンク、Ｔ５ａ 第１温度センサ、Ｔ５ｂ 第２温度センサ、Ｔ６ｃ 入水温度センサ、Ｆ６ｂ 入水流量センサ、Ｔ７ａ、Ｔ７ｂ、Ｔ７ｃ 温度センサ、４８、５８、６８、７６、１５３ 制御器、５８２、６８２ 目標温度決定部、５８３ 記憶部、６８３ 計時手段。

Claims (9)

1. 第１温水システムが供給する第１温水と第２温水システムが供給し前記第１温水よりも高温の第２温水とを混合して給湯を行う給湯システムにおいて、
   前記第１温水と前記第２温水とを第１混合比率で混合した第１混合温水を生成する第１混合温水生成部と、
   前記第１混合温水生成部に接続された第１混合水配管と、
   前記第１混合水配管に配置され、前記第１混合温水の温度を検出する第１温度検出部と、
   前記第１混合温水の温度を設定する第１混合温水温度設定部と、
   前記第１混合温水温度設定部が設定した温度と前記第１温度検出部が検出した温度とに基づいて前記第１混合比率を変更する第１変更部と、
   前記第１混合温水に給水を第２混合比率で混合した第２混合温水を生成する第２混合温水生成部と、
   前記第２混合温水の温度を検出する第２温度検出部と、
   前記第２混合温水の温度を設定する第２混合温水温度設定部と、
   前記第２混合温水温度設定部が設定した温度と前記第２温度検出部が検出した温度とに基づいて前記第２混合比率を変更する第２変更部と、
   前記第１温度検出部と前記第２混合温水生成部との間に、前記第１混合水配管に接続されて前記第１混合温水を貯湯する貯湯槽とを備え、
   前記第２混合温水生成部は、前記貯湯槽に貯湯した前記第１混合温水と前記給水とを混合し、
   前記第２混合温水が給湯される
   ことを特徴とする給湯システム。
2. 前記第２混合温水温度設定部は、給湯温度を示す給湯温度情報を受け付け、受け付けた前記給湯温度情報に基づいて、前記第２混合温水の温度を設定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の給湯システム。
3. 温水温度を記憶する記憶部を更に備え、
   前記第１混合温水温度設定部は、前記記憶部に記憶した前記温水温度に基づいて、前記第１混合温水の温度を設定する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の給湯システム。
4. 温水温度を記憶する記憶部を更に備え、
   前記第１混合温水温度設定部は、受け付けた前記給湯温度情報に基づいて第１低温温度を作成し、前記記憶部に記憶した温水温度に基づいて前記第１低温温度よりも高温となる第１高温温度を作成し、前記第１温水が前記第１低温温度に混合した第１混合水としての使用に適さない場合に前記第１混合温水の温度として前記第１高温温度を設定し、前記第１温水が前記第１低温温度に混合した第１混合水としての使用に適する場合に前記第１混合温水の温度として前記第１低温温度を設定する
   ことを特徴とする請求項２に記載の給湯システム。
5. 前記第１温水システムは、太陽熱を用いて前記第１温水を生成する太陽熱温水システムである
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の給湯システム。
6. 前記第２温水システムは、冷媒回路を用いて前記第２温水を生成するヒートポンプ給湯システムである
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の給湯システム。
7. 前記ヒートポンプ給湯システムは、
   ヒートポンプユニットに対して冷媒配管で接続された蓄熱ユニットを備え、
   前記蓄熱ユニットは、熱交換器と、蓄熱媒体とを備える
   ことを特徴とする請求項６に記載の給湯システム。
8. 第１温水システムが供給する第１温水と第２温水システムが供給し前記第１温水よりも高温の第２温水とを混合して給湯を行う給湯方法において、
   前記第１温水と前記第２温水とを第１混合比率で混合した第１混合温水を生成する第１混合温水生成工程と、
   第１混合温水生成部に接続された第１混合水配管に配置され、前記第１混合温水の温度を検出する第１温度検出工程と、
   前記第１混合温水の温度を設定する第１混合温水温度設定工程と、
   設定した前記第１混合温水の温度と検出した前記第１混合温水の温度とに基づいて前記第１混合比率を変更する第１変更工程と、
   前記第１混合水配管に接続されている貯湯槽にて前記第１混合温水を貯湯する貯湯工程と、
   給水を行う給水工程と、
   前記貯湯槽から排出された前記第１混合温水と前記給水とを第２混合比率で混合した第２混合温水を生成する第２混合温水生成工程と、
   前記第２混合温水の温度を検出する第２温度検出工程と、
   前記第２混合温水の温度を設定する第２混合温水温度設定工程と、
   設定した前記第２混合温水の温度と検出した前記第２混合温水の温度とに基づいて前記第２混合比率を変更する第２変更工程と、
   前記第２混合温水を給湯する給湯工程と
   を備えることを特徴とする給湯方法。
9. 外部から供給される第１温水と第２温水システムが供給し前記第１温水よりも高温の第２温水とを混合して給湯を行う給湯システムにおいて、
   前記第１温水と前記第２温水とを第１混合比率で混合した第１混合温水を生成する第１混合温水生成部と、
   前記第１混合温水生成部に接続された第１混合水配管と、
   前記第１混合水配管に配置され、前記第１混合温水の温度を検出する第１温度検出部と、
   前記第１混合温水の温度を設定する第１混合温水温度設定部と、
   前記第１混合温水温度設定部が設定した温度と前記第１温度検出部が検出した温度とに基づいて前記第１混合比率を変更する第１変更部と、
   前記第１混合温水に給水を第２混合比率で混合した第２混合温水を生成する第２混合温水生成部と、
   前記第２混合温水の温度を検出する第２温度検出部と、
   前記第２混合温水の温度を設定する第２混合温水温度設定部と、
   前記第２混合温水温度設定部が設定した温度と前記第２温度検出部が検出した温度とに基づいて前記第２混合比率を変更する第２変更部と、
   前記第１温度検出部と前記第２混合温水生成部との間に、前記第１混合水配管に接続されて前記第１混合温水を貯湯する貯湯槽とを備え、
   前記第２混合温水生成部は、前記貯湯槽に貯湯した前記第１混合温水と前記給水とを混合し、
   前記第２混合温水が給湯される
   ことを特徴とする給湯システム。

Images