WO2022030102A1 - 給湯システム - Google Patents

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WO2022030102A1
WO2022030102A1 PCT/JP2021/022164 JP2021022164W WO2022030102A1 WO 2022030102 A1 WO2022030102 A1 WO 2022030102A1 JP 2021022164 W JP2021022164 W JP 2021022164W WO 2022030102 A1 WO2022030102 A1 WO 2022030102A1
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WO
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water
make
water level
valve
hot water
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/022164
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English (en)
French (fr)
Inventor
有也 三津
和之 大谷
Original Assignee
三浦工業株式会社
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Filing date
Publication date
Application filed by 三浦工業株式会社 filed Critical 三浦工業株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/30—Control of fluid heaters characterised by control outputs; characterised by the components to be controlled
    • F24H15/375—Control of heat pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H4/00—Fluid heaters characterised by the use of heat pumps
    • F24H4/02—Water heaters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B30/00—Heat pumps
    • F25B30/02—Heat pumps of the compression type
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/12—Hot water central heating systems using heat pumps

Definitions

  • the present invention relates to a hot water supply system.
  • COP coefficient of performance
  • Patent Documents 1 and 2 a supercooler is provided after the condenser of the heat pump circuit, and the stored water in the hot water storage tank is circulated and heated in the condenser, while the supercooler is used in the hot water storage tank.
  • a hot water supply system configured to circulate and preheat make-up water is described.
  • the hot water supply system described in Patent Document 2 includes a water supply control valve 6 provided in the middle of the water supply circuit 7, and a ball tap 10 provided at the end of the water supply circuit 7 (FIG. 1).
  • the water supply control valve 6 is a flow rate control valve that can change the flow rate of the make-up water, and the valve of the water supply control valve 6 is opened so that the detection temperature of the temperature sensor 3 provided in the hot water storage tank 1 falls within the set temperature range. The degree is corrected.
  • the water supply control valve 6 is opened with the heat pump 2 stopped.
  • the heat pump 2 When the detected water level of the water level sensor 8 becomes the minimum water level or higher, the heat pump 2 is operated to start circulating heating, but since the detected temperature of the temperature sensor 3 is low at first, the flow rate of make-up water to raise this detected temperature. Will be reduced to supply preheated make-up water to a relatively high temperature.
  • the detection temperature of the temperature sensor 3 rises as the water level rises and the circulation heating progresses, the flow rate of the make-up water is gradually increased to supply the make-up water preheated to a relatively low temperature. Then, when the hot water storage tank 1 is full, the water is stopped by the ball tap 10.
  • the valve opening degree of the water supply control valve 6 increases as the water level of the hot water storage tank rises, so that the water becomes full immediately when the demand for hot water is small.
  • the supercooler does not supercool the liquid refrigerant until the detected water level of the water level sensor 8 is below the minimum water level, so there may be situations where the advantage of improving COP cannot be enjoyed. Was there.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and in a configuration in which a heat exchanger for heating stored water and a heat exchanger for heating make-up water are provided in a heat pump circuit, COP can be obtained even when the demand for hot water is small.
  • the purpose is to provide a hot water supply system that can be enhanced.
  • the compressor, the first heat dissipation heat exchanger, the second heat dissipation heat exchanger, the expansion valve and the heat absorption heat exchanger are connected in an annular shape by a refrigerant circulation line, and the first is driven by the compressor.
  • a steam compression type heat pump circuit that takes out heat from the heat dissipation heat exchanger and / or the second heat dissipation heat exchanger, a hot water storage tank that stores make-up water, a water level sensor that detects the water level in the hot water storage tank, and the like.
  • a water circulation line that circulates the stored water in the hot water storage tank to the first heat dissipation heat exchanger, a water circulation pump provided in the water circulation line, and make-up water are circulated to the second heat dissipation heat exchanger.
  • a make-up water line for supplying to the hot water storage tank, a make-up water valve provided in the make-up water line, and a control means for controlling the water circulation pump and the make-up water valve are provided, and the control means is the water level.
  • the present invention relates to a hot water supply system in which the valve opening degree of the make-up water valve is decreased as the detected water level of the sensor is higher, while the valve opening degree of the make-up water valve is increased as the detected water level of the water level sensor is lowered.
  • the water supply system includes a first temperature sensor that detects the temperature of the circulating water flowing out from the first heat dissipation heat exchanger, and the control means has the detection temperature of the first temperature sensor as the target hot water temperature. As described above, it is preferable to control the drive frequency of the water circulation pump.
  • the water supply system includes a second temperature sensor that detects the temperature of the make-up water flowing out from the second heat dissipation heat exchanger, and the control means uses the detection temperature of the second temperature sensor to set the target hot water temperature. It is preferable to control the valve opening degree of the make-up water valve within a range not exceeding the limit.
  • a hot water supply system capable of increasing COP even when the demand for hot water is small is provided. Can be provided.
  • line is a general term for lines capable of flowing fluids such as flow paths, routes, and pipelines.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a hot water supply system 1 according to the present embodiment.
  • the hot water supply system 1 of the present embodiment includes a heat pump circuit 10, a hot water storage tank 60, a water circulation line L1 that circulates the stored water W3 in the hot water storage tank 60 as circulating water W1, and make-up water W2.
  • a make-up water line L2 for supplying to the hot water storage tank 60 and a control unit 100 are provided.
  • the hot water supply system 1 is a system that supplies the stored water W3 in the hot water storage tank 60 heated by the heat pump circuit 10 as hot water supply water W4 to a hot water demand point or a hot water demand place.
  • the compressor 11, the first heat exchanger 12A for heat dissipation, the second heat exchanger 12B for heat dissipation, the expansion valve 13 and the heat absorption heat exchanger 14 are connected in an annular shape by the refrigerant circulation line L9, and the compressor.
  • It is a steam compression type heat pump circuit that takes out heat by the first heat radiating heat exchanger 12A and / or the second radiating heat exchanger 12B while absorbing heat by the heat absorbing heat exchanger 14 by driving 11.
  • Refrigerant R flows through the refrigerant circulation line L9.
  • the compressor 11 has an electric motor 15 as a drive source, and compresses a gaseous refrigerant R (gas refrigerant R) such as Freon gas into a high-temperature and high-pressure refrigerant R.
  • gaseous refrigerant R gas refrigerant R
  • the first heat exchanger 12A dissipates heat to the circulating water W1 sent through the water circulation line L1 to condense and liquefy the refrigerant R from the compressor 11.
  • the second heat radiating heat exchanger 12B dissipates heat to the make-up water W2 sent through the make-up water line L2, and supercools the refrigerant R (liquid refrigerant R) that has passed through the first heat radiating heat exchanger 12A.
  • the expansion valve 13 reduces the pressure and temperature of the refrigerant R by passing the refrigerant R sent from the second heat exchanger 12B for heat dissipation.
  • the endothermic heat exchanger 14 absorbs heat from the heat source fluid and evaporates the refrigerant R sent from the expansion valve 13.
  • the heat source fluid various fluids such as heat source air and heat source water can be used.
  • the first heat radiating heat exchanger 12A for heating the stored water indirectly exchanges heat between the circulating water W1 and the refrigerant R, and dissipates the latent heat and sensible heat of the refrigerant R.
  • the first heat exchanger 12A condenses and liquefies the refrigerant R using the circulating water W1 and heats the circulating water W1 using the refrigerant R.
  • the second heat radiating heat exchanger 12B for heating the make-up water indirectly exchanges heat between the make-up water W2 and the refrigerant R, and dissipates the apparent heat of the refrigerant R.
  • the second heat exchanger 12B supercools the refrigerant R using the make-up water W2 and heats the make-up water W2 using the refrigerant R.
  • the design of the heat exchanger can be facilitated and the cost can be reduced.
  • a general-purpose heat exchanger can be used. If the condensed liquefaction of the gas refrigerant R in the first heat exchanger 12A stops at a partial phase change due to operating conditions or the like, the remaining gas refrigerant R in the second heat exchanger 12B Condensation is performed.
  • the expansion valve 13 is configured as a proportionally controlled needle valve, and the stroke of the needle valve is changed by controlling the rotation speed of the drive stepping motor to adjust the valve opening degree, thereby adjusting the flow rate of the refrigerant R flowing through the refrigerant circulation line L9. Can be adjusted.
  • the refrigerant R takes heat from the outside and vaporizes
  • the heat pump circuit 10 takes heat from the outside and vaporizes it.
  • the refrigerant R dissipates heat to the outside, condenses and liquefies, and is overcooled.
  • the heat pump circuit 10 draws heat from the heat source fluid by the endothermic heat exchanger 14, heats the circulating water W1 by the first heat exchanger 12A, and heats the second heat dissipation.
  • the make-up water W2 is heated by the exchanger 12B.
  • the hot water storage tank 60 is a tank that stores the circulating water W1 and the make-up water W2 heated by the heat pump circuit 10 as the stored water W3.
  • the stored water W3 in the hot water storage tank 60 is supplied as hot water supply water W4 to a hot water demand point or a hot water demand point through a hot water supply water line L4.
  • the hot water storage tank 60 includes a hot water storage temperature sensor 61 that detects the temperature of the stored water W3 in the hot water storage tank 60.
  • the hot water storage temperature sensor 61 monitors the temperature of the stored water W3 that will be supplied to the hot water demand point or the hot water demand point as the hot water supply water W4.
  • the hot water storage tank 60 includes a water level sensor 62 that detects the water level in the hot water storage tank 60.
  • the water level sensor 62 is composed of an electrode type water level detector including a plurality of electrode rods. Specifically, five electrode rods 621, 622, 623, 624, and 625 having different lengths are inserted and held at different height positions at the lower ends thereof.
  • the electrode rods 621, 622, 623, 624, and 625 are inserted into the hot water storage tank 60 with the height position of the lower end thereof lowered in order.
  • Each of the electrode rods 621, 622, 623, 624, and 625 detects the presence or absence of a water level at the lower end portion depending on whether or not the lower end portion thereof is immersed in water.
  • the upstream side of the water circulation line L1 is connected to the hot water storage tank 60, and the downstream side is also connected to the hot water storage tank 60.
  • the water circulation line L1 forms a circulation path for circulating the stored water W3 in the hot water storage tank 60 as the circulating water W1.
  • the stored water W3 in the hot water storage tank 60 passes through the first heat dissipation heat exchanger 12A through the water circulation line L1 to be heated, and returns to the hot water storage tank 60.
  • the water circulation pump 21, the first heat exchanger 12A for heat dissipation, and the first temperature sensor 22 are sequentially arranged from the upstream side.
  • the rotation speed of the water circulation pump 21 can be controlled by an inverter. By changing the rotation speed of the water circulation pump 21, the flow rate of the circulating water W1 circulating in the water circulation line L1 can be adjusted.
  • the first temperature sensor 22 is arranged on the downstream side of the first heat radiating heat exchanger 12A, and detects the temperature of the circulating water W1 flowing out of the first heat radiating heat exchanger 12A.
  • the upstream side of the make-up water line L2 is connected to a make-up water source such as a make-up water tank (not shown), and the downstream side thereof is connected to the hot water storage tank 60.
  • the make-up water line L2 is a line that supplies the make-up water W2 to the hot water storage tank 60 while circulating the make-up water W2 to the second heat exchanger 12B.
  • a make-up water valve 25, a second heat exchanger 12B for heat dissipation, and a second temperature sensor 26 are sequentially arranged from the upstream side.
  • the make-up water valve 25 is configured so that the valve opening can be adjusted. By adjusting the valve opening degree of the make-up water valve 25, the flow rate of the make-up water W2 flowing through the make-up water line L2 can be adjusted.
  • the second temperature sensor 26 is arranged on the downstream side of the second heat exchanger 12B for heat dissipation, and detects the temperature of the make-up water W2 flowing out from the second heat exchanger 12B for heat dissipation.
  • the make-up water line L2 includes a make-up water bypass line L12.
  • the make-up water bypass line L12 is a line that bypasses the make-up water W2 to the second heat dissipation heat exchanger 12B.
  • a make-up water distribution valve 32 is arranged on the make-up water bypass line L12.
  • the make-up water distribution valve 32 adjusts the distribution amount of the make-up water W2 to be sent to the second heat exchanger 12B and the make-up water W2 to be sent to the make-up water bypass line L12.
  • the valve opening degree of the make-up water distribution valve 32 may be adjusted automatically or manually. For example, when it is detected that the water level of the stored water W3 in the hot water storage tank 60 has dropped sharply, the make-up water distribution valve 32 may be opened automatically or manually. As a result, the make-up water W2 that has not been heated by the second heat radiating heat exchanger 12B is rapidly replenished in the hot water storage tank 60, and the hot water storage tank 60 is prevented from becoming drought.
  • the stored water W3 in the hot water storage tank 60 heated by passing through the water circulation line L1 and the make-up water line L2 is supplied as hot water supply water W4 to the hot water demand point or the hot water demand point through the hot water supply water line L4.
  • the hot water demand point refers to various production facilities in the factory that consume the stored water W3 by using the hot water supply water W4 as a fluid.
  • hot water demand locations include container cleaning equipment (rincers) for food, beverages, and chemicals, and heat sterilization equipment (pastorizers) for bottled, canned, and bagged products.
  • the thermal demand location refers to a production facility or the like that uses only the thermal energy of the hot water supply water W4 and does not consume the stored water W3.
  • the use of heat energy is performed via various heat exchangers, and the hot water supply water W4 whose temperature has dropped due to the extraction of heat energy is returned to the hot water storage tank 60 through a hot water return water line (not shown).
  • hot demand points examples include degreasing tanks and chemical conversion tanks in coating equipment for metal processed products, air handling units in air conditioning equipment, and the like. At such hot water demand points and hot water demand points, it may always be required to supply hot water supply water W4 in a high temperature range of about 60 ° C. to 80 ° C. According to the hot water supply system 1 of the present embodiment, in such an application in which the supply of hot water having a temperature within a predetermined temperature range is always required, the hot water is efficiently heated and the temperature thereof is adjusted to be particularly suitable. It can be supplied while being maintained.
  • the control unit 100 (control means 100) of the hot water supply system 1 of the present embodiment will be described.
  • the control unit 100 is composed of a microprocessor including a CPU and a memory.
  • the control unit 100 includes, as a functional block, a water circulation pump control unit 110 as a circulating water flow rate control unit and a make-up water valve control unit 120 as a make-up water flow rate control unit.
  • the broken line in FIG. 1 shows the main electrical connection path in the present embodiment. Although these electrical connections actually go through the control unit 100, that point is omitted.
  • the water circulation pump control unit 110 acquires the detected temperature of the first temperature sensor 22, and controls the drive frequency of the water circulation pump 21 constituting the circulating water flow rate adjusting means according to the detected temperature. Specifically, the water circulation pump control unit 110 controls the drive frequency of the water circulation pump 21 so that the detected temperature of the first temperature sensor 22 becomes the target hot water discharge temperature, and adjusts the flow rate of the circulating water W1.
  • the feedback control that adjusts the drive frequency of the water circulation pump so that the outlet temperature is converged to the target outlet temperature by using the outlet temperature detected in real time by the first temperature sensor 22 as a feedback value. It is preferable to adopt.
  • As the feedback control in addition to the proportional control (P control), an operation amount calculation algorithm that combines the integral control (I control) and / or the differential control (D control) can be adopted.
  • the circulating water W1 supplied from the hot water storage tank 60 to the first heat dissipation heat exchanger 12A is heated to the target hot water discharge temperature (for example, 70 ° C.) by the first heat dissipation heat exchanger 12A, and then the hot water storage tank 60. Is refluxed at a constant temperature. Therefore, when the temperature of the heat source fluid (for example, heat source air) supplied to the heat absorption heat exchanger 14 fluctuates seasonally, or when the temperature of the make-up water W2 after heating by the second heat dissipation heat exchanger 12B fluctuates.
  • hot water having a required temperature for example, a hot water supply temperature required at a hot water demanding place or a hot water demanding place
  • the make-up water valve control unit 120 acquires the water level information of the stored water W3 in the hot water storage tank 60 detected by the water level sensor 62, and the valve of the make-up water valve 25 constituting the make-up water flow rate adjusting means according to the water level information. Control to adjust the opening. Specifically, the make-up water valve control unit 120 reduces the valve opening degree of the make-up water valve 25 to reduce the make-up water flow rate as the detected water level of the water level sensor 62 becomes higher, while the detected water level of the water level sensor 62 becomes lower. Indeed, control is performed to increase the valve opening degree of the make-up water valve 25 to increase the make-up water flow rate.
  • the make-up water valve control unit 120 controls the valve opening degree of the make-up water valve 25 stepwise based on the detected water level of the water level sensor 62. That is, the make-up water valve control unit 120 performs step control.
  • the water level sensor 62 has five electrode rods 621, 622, 623, 624, and 625 having different lengths.
  • the water level detected by the first electrode rod 621 is the water level L 1
  • the water level detected by the second electrode rod 622 is the water level L 2
  • the water level detected by the third electrode rod 623 is the water level L 3
  • the fourth electrode rod 624 is the water level detected by the water level.
  • the water level detected by the water level is L4
  • the water level detected by the fifth electrode rod 625 is the water level L5 .
  • the water level detected by these electrode rods becomes a water level threshold value in a plurality of stages for controlling the valve opening degree of the make-up water valve 25.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining step control as a control content of the make-up water valve control unit 120 of the present embodiment.
  • the stored water W3 stored in the hot water storage tank 60 is supplied to a hot water demand point or a hot water demand point (not shown) through the hot water supply water line L4. Then, when the amount of the hot water supply water W4 supplied from the hot water storage tank 60 to the demand location exceeds the amount of the make-up water W2 supplied to the hot water storage tank 60, the water level Lw in the hot water storage tank 60 drops.
  • the water level sensor 62 detects that the water level Lw has fallen below the water level L 1 (Lw ⁇ L 1 ).
  • the replenishment water valve control unit 120 detects that the water level Lw has fallen below the water level L1, it determines that the hot water storage tank 60 is in the state immediately before the drought, and the valve opening of the replenishment water valve 25 is 100% (fully open). To. As a result, the make-up water W2 is supplied to the hot water storage tank 60, and the water level Lw recovers.
  • the water level sensor 62 tells that the water level Lw is equal to or higher than the water level L1, that is, the water level Lw. Is within the range of water level L 1 or more and less than L 2 (L 1 ⁇ L w ⁇ L 2 ).
  • the valve opening degree of the make-up water valve 25 is set to 80%.
  • the water level sensor 62 tells the water level sensor 62 that the water level Lw is equal to or higher than the water level L2, that is, the water level Lw. Is within the range of water level L 2 or more and less than L 3 (L 2 ⁇ L w ⁇ L 3 ).
  • the valve opening degree of the make-up water valve 25 is set to 60%.
  • the water level sensor 62 tells that the water level Lw exceeds the water level L3, that is , the water level Lw is equal to or higher than the water level L3. It is detected that the sample is within the range of less than L4 (L 3 ⁇ Lw ⁇ L 4 ).
  • the valve opening of the make-up water valve 25 is set to 40%.
  • the water level sensor 62 tells that the water level Lw exceeds the water level L4, that is, the water level Lw is equal to or higher than the water level L4. It is detected that it is within the range of less than L5 .
  • the valve opening of the make-up water valve 25 is set to 20%.
  • the water level sensor 62 detects that the water level Lw exceeds the water level L 5 (L 5 ⁇ Lw).
  • the make-up water valve control unit 120 detects that the water level Lw becomes the water level L 5 or higher, it determines that the stored amount has become a sufficient amount, and the valve opening of the make-up water valve 25 is set to 0% (fully closed). To.
  • the water level sensor 62 tells that the water level Lw is below the water level L4 , that is, the water level Lw is in the range of the water level L3 or more and less than L4 . It is detected that it has entered the inside (L 3 ⁇ Lw ⁇ L 4 ).
  • the valve opening of the make-up water valve 25 is set to 40%.
  • the valve opening degree of the make-up water valve 25 is set to 20%.
  • the water level sensor 62 tells that the water level Lw has fallen below the water level L3. That is, it is detected that the water level Lw is within the range of the water level L 2 or more and less than L 3 (L 2 ⁇ Lw ⁇ L 3 ).
  • the valve opening of the make-up water valve 25 is set to 60%.
  • the water level sensor 62 tells that the water level Lw is below the water level L2, that is, the water level Lw is equal to or higher than the water level L1. It is detected that it is within the range of less than L2.
  • the valve opening degree of the make-up water valve 25 is set to 80%.
  • the make-up water valve control unit 120 reduces the valve opening degree of the make-up water valve 25 as the detected water level of the water level sensor 62 becomes higher, while the valve opening of the make-up water valve 25 becomes lower as the detected water level of the water level sensor 62 becomes lower. Control to increase the degree. As a result, the make-up water valve 25 is not closed unless the demand for hot water becomes zero, and the make-up water continues to flow in the second heat exchanger 12B for heat dissipation. Therefore, even when the demand for hot water is small, the supercooling of the liquid refrigerant R can be continued and the COP can be increased.
  • the make-up water valve control unit 120 adjusts the valve opening degree of the make-up water valve 25 when the water level Lw is in the water level zone (L 4 ⁇ Lw ⁇ L 5 ) within the range of the water level L 4 or more and less than L 5 . There is a difference between when the water level rises and when the water level falls. Specifically, when the water level Lw is in this water level zone, the valve opening of the make-up water valve 25 when the water level rises is 20%, while the valve opening of the make-up water valve 25 when the water level falls is 0. It is%.
  • the replenishment water valve 25 is opened after the water level Lw becomes less than the water level L4.
  • the water level slightly lower than the full water level L5, for example, the valve opening is 40%.
  • the opening of the make-up water valve 25 may be started from the water level condition (water level L 4 ), and the water supply may be started. This makes it possible to prevent a situation in which the make-up water valve 25 is opened and closed in a short cycle when the water level Lw fluctuates in the vicinity of the water level L5. By such control, the risk of failure of the make-up water valve 25 can be reduced.
  • the state confirmation time may be provided instead of shifting the valve opening degree of the make-up water valve 25 in the above-mentioned water level zone between when the water level rises and when the water level falls. That is, when it is determined that the state in which the water level Lw is lower than the water level L5 continues for the first predetermined time, the control for opening the make-up water valve 25 may be executed.
  • the make-up water valve 25 By providing the state confirmation time in this way, even if the valve opening of the make-up water valve 25 in the water level zone of the water level L4 to the water level L5 is the same when the water level rises and when the water level falls, the make-up water valve 25 It is possible to prevent the situation where the opening and closing of the is performed in a short cycle.
  • a state confirmation time may be provided when the water level rises or at another water level. For example, it is determined that the state in which the water level Lw is below the predetermined water level (for example, water level L 5 , water level L 4 , water level L 3 , water level L 2 , or water level L 1 ) has continued for a predetermined time when the water level is lowered. In this case, the control for increasing the valve opening degree of the make-up water valve 25 may be executed. Further, when it is determined that the state in which the water level Lw exceeds the predetermined water level (water level L 1 , water level L 2 , water level L 3 , water level L 4 , or water level L 5 ) continues for a predetermined time when the water rises.
  • the predetermined water level for example, water level L 5 , water level L 4 , water level L 3 , water level L 2 , or water level L 1
  • a control for reducing the valve opening degree of the make-up water valve 25 may be executed. This makes it possible to prevent a situation in which the valve opening degree of the make-up water valve 25 is changed in a short cycle. Whether the water level is falling or rising is determined based on the newly detected water level or the undetected water level and the previously detected or undetected water level. can do.
  • the valve opening degree of the make-up water valve 25 can be controlled based on the state confirmation time of the continuous decrease or increase of the water level Lw.
  • the set value of the state confirmation time is preferably adjustable. For example, when the water level falls below the threshold value, the first predetermined time as the delay time corresponding to the water level width required for confirming the continuation of the water level descent in consideration of the difference in the water level descent speed due to the cross-sectional area of the hot water storage tank 60. May be set.
  • the setting value of the status confirmation time can be adjusted manually or automatically, and a value larger than 0 can be set.
  • the state confirmation time is measured by using the internal timer of the control unit 100 or the like.
  • the water level sensor 62 is not limited to the electrode type water level detector, and various water level detectors can be adopted. For example, a plurality of float type water level detectors may be provided so that each water level threshold value can be detected. Further, the electrode type water level detector and the float type water level detector may be used in combination. Further, a plurality of water level thresholds may be detected by using a water level detection unit such as a pressure type water level sensor or a capacitance type water level sensor capable of continuously measuring the water level. The number of water level thresholds to be detected is not limited to five.
  • the memory as a storage unit of the control unit 100 stores various information necessary for control, such as information indicating the relationship between the water level in the hot water storage tank 60 and the valve opening degree of the make-up water valve 25.
  • the control content of the make-up water valve control unit 120 is different from that of the first embodiment.
  • the make-up water valve control unit 120 detects the temperature of the make-up water W2 flowing out from the second heat dissipation heat exchanger 12B in addition to the detected water level of the water level sensor 62.
  • the valve opening degree of the make-up water valve 25 is controlled based on the detected temperature.
  • the water circulation pump control unit 110 controls the drive frequency of the water circulation pump 21 so that the detection temperature of the first temperature sensor 22 becomes the target hot water discharge temperature.
  • the circulating water W1 supplied from the hot water storage tank 60 to the first heat dissipation heat exchanger 12A is heated to the target hot water discharge temperature (for example, 70 ° C.) by the first heat dissipation heat exchanger 12A, and then the hot water storage tank 60. Is refluxed at a constant temperature.
  • the replenishment water valve control unit 120 opens the replenishment water valve 25 so that the detection temperature of the second temperature sensor 26 does not exceed the target hot water discharge temperature (for example, 70 ° C.). Control the degree.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the control content of the make-up water valve control unit 120 in the first modification.
  • the valve opening of the make-up water valve 25 is adjusted. If it is set to 20% as the normal setting, it is assumed that the detection temperature of the second temperature sensor 26 exceeds the target hot water discharge temperature (for example, 70 ° C.) of the first heat dissipation heat exchanger 12A.
  • the make-up water valve control unit 120 controls the valve opening degree of the make-up water valve 25 so that the detected temperature of the second temperature sensor 26 does not exceed the target hot water discharge temperature (for example, 70 ° C.). Specifically, the make-up water valve control unit 120 normally controls the valve opening degree of the make-up water valve 25 to be 20% based on the detected water level of the water level sensor 62, but the second temperature sensor.
  • the make-up water valve 25 is controlled with a valve opening of more than 20% so that the detected temperature of 26 does not exceed the target hot water temperature (for example, 70 ° C.).
  • the valve opening degree of the make-up water valve 25 is controlled to 30% when the target hot water temperature exceeds the zone.
  • the control content of the make-up water valve control unit 120 is different from that of the first embodiment.
  • the make-up water valve control unit 120 continuously controls the valve opening degree of the make-up water valve 25 based on the detected water level of the water level sensor 62. That is, the make-up water valve control unit 120 performs continuous control (proportional control).
  • a water level detector such as a pressure type water level sensor or a capacitive water level sensor capable of continuously measuring the water level as the water level sensor 62.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining continuous control as the control content of the make-up water valve control unit 120 in the second modification.
  • the valve opening of the make-up water valve 25 is set to 100% (fully open).
  • the valve opening degree of the make-up water valve 25 is set to 0% (fully closed).
  • the make-up water valve control unit 120 adjusts the valve opening degree of the make-up water valve 25 according to the water level detected by the water level sensor 62. Control proportionally.
  • a is the case where the intersection of the water level L1 and the make - up water valve 25 with a valve opening of 100% is the point a, and the intersection of the water level L5 and the make-up water valve with a valve opening of 0% is the point b.
  • a straight line m connecting points b is shown.
  • the make-up water valve control unit 120 determines the valve opening degree of the make-up water valve 25 based on the above-mentioned straight line m indicating the relationship between the water level detected by the water level sensor 62 and the water level and the valve opening degree of the make-up water valve 25. Control proportionally.
  • the make-up water valve control unit 120 sets the valve opening of the make-up water valve 25 by 25% according to the straight line m. , 50%, 75%.
  • the valve opening of the make - up water valve 25 After reaching the full water level L5 and the valve opening of the make - up water valve 25 becomes 0% (fully closed), the water level slightly lower than the full water level L5, for example, the valve opening becomes 25%.
  • the opening of the make-up water valve 25 may be started from the water level condition (water level L 4 ), and the water supply may be started. This makes it possible to prevent a situation in which the make-up water valve 25 is opened and closed in a short cycle when the water level Lw fluctuates in the vicinity of the water level L5. Instead of this, a state confirmation time may be provided. That is, when it is determined that the state in which the water level Lw is lower than the water level L5 continues for the first predetermined time, the control for opening the make-up water valve 25 may be executed.
  • the replenishment water valve control unit 120 reduces the valve opening degree of the replenishment water valve 25 as the detected water level of the water level sensor 62 increases, while the detected water level of the water level sensor 62 decreases. Control is performed to increase the valve opening degree of the make-up water valve 25. As a result, the make-up water valve 25 is not closed unless the demand for hot water becomes zero, and the make-up water continues to flow to the second heat exchanger 12B for heat dissipation. Therefore, even when the demand for hot water is small, the supercooling of the liquid refrigerant R can be continued and the COP can be increased.
  • the control content of the make-up water valve control unit 120 is different from that of the first embodiment.
  • the make-up water valve control unit 120 continuously controls the valve opening degree of the make-up water valve 25 based on the detected water level of the water level sensor 62. That is, the make-up water valve control unit 120 performs continuous control (proportional control). Then, the make-up water valve control unit 120 is based on continuous control, and in addition to the detected water level of the water level sensor 62, the temperature of the make-up water W2 flowing out from the second heat dissipation heat exchanger 12B is the same as in the first modification.
  • the valve opening degree of the make-up water valve 25 is controlled based on the detection temperature of the second temperature sensor 26 that detects the above.
  • the water circulation pump control unit 110 controls the drive frequency of the water circulation pump 21 so that the detection temperature of the first temperature sensor 22 becomes the target hot water discharge temperature.
  • the circulating water W1 supplied from the hot water storage tank 60 to the first heat dissipation heat exchanger 12A is heated to the target hot water discharge temperature (for example, 70 ° C.) by the first heat dissipation heat exchanger 12A, and then the hot water storage tank 60. Is refluxed at a constant temperature.
  • the replenishment water valve control unit 120 has a valve opening degree of the replenishment water valve 25 so that the detection temperature of the second temperature sensor 26 does not exceed the target hot water discharge temperature (for example, 70 ° C.). To control.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the control content of the make-up water valve control unit 120 in the third modification.
  • the valve opening of the make - up water valve 25 is set as usual. It is assumed that the detection temperature of the second temperature sensor 26 exceeds the target hot water discharge temperature (for example, 70 ° C.) of the first heat dissipation heat exchanger 12A. At this time, the water level zone in which the water level Lw in the hot water storage tank 60 is slightly lower than the water level L4 to the water level L5 is the target hot water temperature excess zone.
  • the make-up water valve control unit 120 controls the valve opening degree of the make-up water valve 25 so that the detected temperature of the second temperature sensor 26 does not exceed the target hot water discharge temperature (for example, 70 ° C.). Specifically, the make-up water valve control unit 120 normally controls the valve opening degree of the make-up water valve 25 proportionally based on the detected water level of the water level sensor 62, but detects the second temperature sensor 26. The make-up water valve 25 is controlled with a valve opening exceeding 25% so that the temperature does not exceed the target hot water temperature (for example, 70 ° C.). In the example of FIG. 5, the valve opening degree of the make-up water valve 25 is controlled to 30% when the target hot water temperature exceeds the zone.
  • the compressor 11, the first heat dissipation heat exchanger 12A, the second heat dissipation heat exchanger 12B, the expansion valve 13, and the heat absorption heat exchanger 14 are provided by the refrigerant circulation line L9.
  • a steam compression type heat pump circuit 10 that is connected in an annular shape and takes out heat by the first heat dissipation heat exchanger 12A and / or the second heat dissipation heat exchanger 12B by driving the compressor 11, and hot water storage for storing the make-up water W2.
  • the tank 60 The tank 60, the water level sensor 62 that detects the water level Lw in the hot water storage tank 60, the water circulation line L1 that circulates the stored water W3 in the hot water storage tank 60 to the first heat dissipation heat exchanger 12A, and the water circulation line L1 .
  • the water circulation pump 21 provided and the make-up water line L 2 for supplying the make-up water W2 to the hot water storage tank 60 while circulating the make-up water W2 to the second heat exchanger 12B, and the make-up water provided in the make-up water line L2.
  • a valve 25, a water circulation pump 21, and a control means 100 for controlling the make-up water valve 25 are provided, and the control means 100 reduces the valve opening degree of the make-up water valve 25 as the detected water level of the water level sensor 62 becomes higher.
  • the lower the detected water level of the water level sensor 62 the larger the valve opening degree of the make-up water valve 25.
  • the valve opening of the make-up water valve 25 is decreased as the detected water level of the water level sensor 62 is higher, while the valve opening of the make-up water valve 25 is increased as the detected water level of the water level sensor 62 is lower. Therefore, the make-up water flow rate is increased or decreased in response to the increase or decrease in the hot water demand.
  • the make-up water valve 25 is not closed unless the demand for hot water becomes zero, and the make-up water W2 continues to flow in the second heat exchanger 12B for heat dissipation.
  • the supercooling of the liquid refrigerant R can be continued and the COP can be increased.
  • the hot water supply system 1 of the present embodiment includes a first temperature sensor 22 for detecting the temperature of the circulating water W1 flowing out from the first heat dissipation heat exchanger 12A, and the control means 100 is a first temperature sensor 22.
  • the drive frequency of the water circulation pump 21 is controlled so that the detected temperature reaches the target hot water discharge temperature.
  • the circulating water W1 supplied from the hot water storage tank 60 to the first heat dissipation heat exchanger 12A is heated to the target hot water discharge temperature (for example, 70 ° C.) by the first heat dissipation heat exchanger 12A, and then the hot water storage tank 60. Is refluxed at a constant temperature.
  • hot water having a required temperature for example, a hot water supply temperature required at a hot water demanding place or a hot water demanding place
  • hot water storage tank 60 can be stored at high speed in the hot water storage tank 60.
  • the hot water supply system 1 of the present embodiment includes a second temperature sensor 26 that detects the temperature of the make-up water W2 flowing out from the second heat dissipation heat exchanger 12B, and the control means 100 includes the second temperature sensor 26.
  • the valve opening of the make-up water valve 25 is controlled within a range in which the detected temperature does not exceed the target hot water discharge temperature. When the valve opening degree of the make-up water valve 25 is reduced, hot water having a higher temperature is generated in the second heat exchanger 12B for heat dissipation.
  • the valve opening of the make-up water valve 25 is controlled so that the detected temperature of the second temperature sensor 26 does not exceed the target hot water discharge temperature (for example, 70 ° C.) of the first heat dissipation heat exchanger 12A. Will be done.
  • the required temperature for example, the hot water supply temperature required at the hot water demand location or the hot water demand location
  • Hot water supply system 10 Heat pump circuit 11 Compressor 12A First heat dissipation heat exchanger (condensor) 12B 2nd heat exchanger (supercooler) 13 Expansion valve 14 Endothermic heat exchanger (evaporator) 21 Water circulation pump 22 1st temperature sensor 25 Replenishment water valve 26 2nd temperature sensor 32 Replenishment water distribution valve 60 Hot water storage tank 61 Hot water storage temperature sensor 62 Water level sensor 100 Control unit (control means) 110 Water circulation pump control unit 120 Supplementary water valve control unit L1 Water circulation line L2 Supplementary water line L4 Hot water supply water line L9 Refrigerant circulation line L12 Supplementary water bypass line W1 Circulating water W2 Supplementary water W3 Reservoir water W4 Hot water supply water R Refrigerant (gas refrigerant, liquid) Refrigerant)

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Abstract

給湯システム（１）であって、圧縮機（１１）、第１放熱用熱交換器（１２Ａ）、第２放熱用熱交換器（１２Ｂ）、膨張弁（１３）および吸熱用熱交換器（１４）が冷媒循環ライン（Ｌ９）により環状に接続された蒸気圧縮式のヒートポンプ回路（１０）と、貯湯タンク（６０）と、貯湯タンク（６０）内の水位Ｌｗを検知する水位センサ（６２）と、貯湯タンク（６０）内の貯留水（Ｗ３）を第１放熱用熱交換器（１２Ａ）に循環させる水循環ライン（Ｌ１）と、補給水（Ｗ２）を第２放熱用熱交換器（１２Ｂ）に流通させつつ、貯湯タンク（６０）へ送給する補給水ライン（Ｌ２）と、補給水ライン（Ｌ２）に設けられた補給水弁（２５）と、を備え、制御手段（１００）は、水位センサ（６２）の検知水位が高くなるほど補給水弁（２５）の弁開度を減少させる一方、水位センサ（６２）の検知水位が低くなるほど補給水弁（２５）の弁開度を増大させる。

Description

給湯システム
　本願は、２０２０年８月３日に日本に出願された特願２０２０－１３１８９６号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　本発明は、給湯システムに関する。
　ヒートポンプ式給湯機のエネルギー効率は、周知のようにＣＯＰ（成績係数）で示される。このＣＯＰを高めるため、冷凍サイクルに対して様々な改良がなされている。例えば、特許文献１、２には、ヒートポンプ回路の凝縮器の後段に過冷却器を設け、凝縮器に貯湯タンク内の貯留水を循環させて加熱する一方で、過冷却器に貯湯タンクへの補給水を流通させて予備加熱するように構成された給湯システムが記載されている。
特公平２－２７５８２号公報 実開平３－３６６５号公報
　特許文献２に記載の給湯システムは、給水用回路７の途中に設けられた給水制御弁６と、給水用回路７の末端に設けられたボールタップ１０とを備える（第１図）。給水制御弁６は、補給水の流量を可変できる流量制御弁とされており、貯湯タンク１に設けた温度センサ３の検知温度が設定温度の範囲に収まるように、給水制御弁６の弁開度が補正される。
　この給湯システムでは、貯湯タンク１に設けた水位センサ８の検知水位が最低水位未満であれば、ヒートポンプ２を停止した状態で給水制御弁６が開かれる。水位センサ８の検知水位が最低水位以上になるとヒートポンプ２を運転して循環加熱を開始することになるが、最初は温度センサ３の検知温度が低いので、この検知温度を高めるべく補給水の流量を減らして比較的高温に予熱された補給水を供給することになる。水位上昇と循環加熱の進行に伴って温度センサ３の検知温度が高くなってくると、徐々に補給水の流量を増やして比較的低温に予熱された補給水を供給することになる。そして、貯湯タンク１が満水になると、ボールタップ１０で止水される。
　このように動作する給湯システムでは、貯湯タンクの水位が高くなるほど給水制御弁６の弁開度を増大させていくことになるので、温水需要量が少ない場合には直ぐに満水になってしまう。補給水が一旦止水されてしまうと、水位センサ８の検知水位が最低水位未満になるまでは過冷却器で液冷媒の過冷却がされないため、ＣＯＰの向上というメリットを享受できない場面も発生していた。
　本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、ヒートポンプ回路に貯留水加熱用熱交換器および補給水加熱用熱交換器を設けた構成において、温水需要量が少ない場合であってもＣＯＰを高めることのできる給湯システムを提供することを目的とする。
　本発明は、圧縮機、第１放熱用熱交換器、第２放熱用熱交換器、膨張弁および吸熱用熱交換器が冷媒循環ラインにより環状に接続され、前記圧縮機の駆動により前記第１放熱用熱交換器および／または前記第２放熱用熱交換器で温熱を取り出す蒸気圧縮式のヒートポンプ回路と、補給水を貯留する貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の水位を検知する水位センサと、前記貯湯タンク内の貯留水を前記第１放熱用熱交換器に循環させる水循環ラインと、前記水循環ラインに設けられた水循環ポンプと、補給水を前記第２放熱用熱交換器に流通させつつ、前記貯湯タンクへ送給する補給水ラインと、前記補給水ラインに設けられた補給水弁と、前記水循環ポンプおよび前記補給水弁を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記水位センサの検知水位が高くなるほど前記補給水弁の弁開度を減少させる一方、前記水位センサの検知水位が低くなるほど前記補給水弁の弁開度を増大させる給湯システムに関する。
　また、給水システムは、前記第１放熱用熱交換器から流出する循環水の温度を検知する第１温度センサを備え、前記制御手段は、前記第１温度センサの検知温度が目標出湯温度になるように、前記水循環ポンプの駆動周波数を制御することが好ましい。
　また、給水システムは、前記第２放熱用熱交換器から流出する補給水の温度を検知する第２温度センサを備え、前記制御手段は、前記第２温度センサの検知温度が前記目標出湯温度を超えない範囲で、前記補給水弁の弁開度を制御することが好ましい。
　本発明によれば、ヒートポンプ回路に貯留水加熱用熱交換器および補給水加熱用熱交換器を設けた構成において、温水需要量が少ない場合であってもＣＯＰを高めることが可能な給湯システムを提供することができる。
本発明の一実施形態に係る給湯システムの構成を模式的に示す図である。 本実施形態の補給水弁制御部の制御内容を説明するための図である。 第１変形例における補給水弁制御部の制御内容を説明するための図である。 第２変形例における補給水弁制御部の制御内容を説明するための図である。 第３変形例における補給水弁制御部の制御内容を説明するための図である。
　以下、本発明の給湯システム１の好ましい一実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書における「ライン」とは、流路、経路、管路等の流体の流通が可能なラインの総称である。
　図１は、本実施形態に係る給湯システム１の構成を模式的に示す図である。図１に示すように、本実施形態の給湯システム１は、ヒートポンプ回路１０と、貯湯タンク６０と、貯湯タンク６０内の貯留水Ｗ３を循環水Ｗ１として循環させる水循環ラインＬ１と、補給水Ｗ２を貯湯タンク６０へ送給する補給水ラインＬ２と、制御部１００と、を備える。
　この給湯システム１は、ヒートポンプ回路１０で加温した貯湯タンク６０内の貯留水Ｗ３を、給湯水Ｗ４として温水需要箇所または温熱需要箇所に供給するシステムである。
　ヒートポンプ回路１０は、圧縮機１１、第１放熱用熱交換器１２Ａ、第２放熱用熱交換器１２Ｂ、膨張弁１３および吸熱用熱交換器１４が冷媒循環ラインＬ９により環状に接続され、圧縮機１１の駆動により吸熱用熱交換器１４で吸熱しつつ第１放熱用熱交換器１２Ａおよび／または第２放熱用熱交換器１２Ｂで温熱を取り出す蒸気圧縮式のヒートポンプ回路である。この冷媒循環ラインＬ９には冷媒Ｒが流れる。
　圧縮機１１は、駆動源としての電気モータ１５を有しており、フロンガス等のガス状の冷媒Ｒ（ガス冷媒Ｒ）を圧縮して高温高圧の冷媒Ｒにする。第１放熱用熱交換器１２Ａは、水循環ラインＬ１を通じて送られてくる循環水Ｗ１へ放熱して、圧縮機１１からの冷媒Ｒを凝縮液化する。第２放熱用熱交換器１２Ｂは、補給水ラインＬ２を通じて送られてくる補給水Ｗ２へ放熱して、第１放熱用熱交換器１２Ａを通過した冷媒Ｒ（液冷媒Ｒ）を過冷却する。膨張弁１３は、第２放熱用熱交換器１２Ｂから送られた冷媒Ｒを通過させることで、冷媒Ｒの圧力と温度とを低下させる。吸熱用熱交換器１４は、熱源流体から吸熱して、膨張弁１３から送られる冷媒Ｒを蒸発させる。この熱源流体としては、熱源空気や熱源水など各種の流体を用いることができる。
　貯留水加熱用の第１放熱用熱交換器１２Ａは、循環水Ｗ１と冷媒Ｒとを間接熱交換させ、冷媒Ｒの潜熱および顕熱の放熱を行う。第１放熱用熱交換器１２Ａは、循環水Ｗ１を用いて冷媒Ｒの凝縮液化を行うと共に、冷媒Ｒを用いて循環水Ｗ１を加温する。
　補給水加熱用の第２放熱用熱交換器１２Ｂは、補給水Ｗ２と冷媒Ｒとを間接熱交換させ、冷媒Ｒの顕熱の放熱を行う。第２放熱用熱交換器１２Ｂは、補給水Ｗ２を用いて冷媒Ｒの過冷却を行うと共に、冷媒Ｒを用いて補給水Ｗ２を加温する。
　このように、冷媒Ｒの凝縮用と過冷却用とで熱交換器を分けることで、熱交換器の設計が容易となり、コスト削減を図ることができる。また、汎用の熱交換器の利用も可能となる。
　なお、運転条件等により、第１放熱用熱交換器１２Ａでガス冷媒Ｒの凝縮液化が部分的な相変化に止まった場合は、第２放熱用熱交換器１２Ｂにおいて、残りのガス冷媒Ｒの凝縮液化が行われる。
　膨張弁１３は、比例制御式のニードル弁として構成され、駆動用ステッピングモータの回転数制御によりニードル弁のストロークを変え、弁開度を調節することで、冷媒循環ラインＬ９を流れる冷媒Ｒの流量を調整することができる。
　以上のように、ヒートポンプ回路１０は、吸熱用熱交換器１４において、冷媒Ｒが外部から熱を奪って気化する一方、第１放熱用熱交換器１２Ａおよび第２放熱用熱交換器１２Ｂにおいて、冷媒Ｒが外部へ放熱して凝縮液化し、過冷却される。このような原理を利用して、ヒートポンプ回路１０は、吸熱用熱交換器１４で熱源流体から熱をくみ上げ、第１放熱用熱交換器１２Ａで循環水Ｗ１を加温し、第２放熱用熱交換器１２Ｂで補給水Ｗ２を加温する。
　貯湯タンク６０は、ヒートポンプ回路１０で加温された循環水Ｗ１および補給水Ｗ２を貯留水Ｗ３として貯留するタンクである。貯湯タンク６０内の貯留水Ｗ３は、給湯水Ｗ４として、給湯水ラインＬ４を通じて温水需要箇所または温熱需要箇所に供給される。
　貯湯タンク６０は、貯湯タンク６０内の貯留水Ｗ３の温度を検知する貯湯温度センサ６１を備える。貯湯温度センサ６１は、給湯水Ｗ４として温水需要箇所または温熱需要箇所に供給されることとなる貯留水Ｗ３の温度をモニタリングする。
　貯湯タンク６０は、貯湯タンク６０内の水位を検知する水位センサ６２を備える。本実施形態においては、水位センサ６２は、複数の電極棒を備える電極式水位検出器により構成されている。具体的には、長さの異なる５本の電極棒６２１、６２２、６２３、６２４、６２５が、その下端部の高さ位置を互いに異ならせて差し込まれて保持されている。本実施形態においては、電極棒６２１、６２２、６２３、６２４、６２５が、順に下端部の高さ位置を低くして、貯湯タンク６０に挿入されている。各電極棒６２１、６２２、６２３、６２４、６２５は、その下端部が水に浸かるか否かにより、下端部における水位の有無を検出する。
　水循環ラインＬ１は、その上流側が貯湯タンク６０に接続されており、かつ下流側も貯湯タンク６０に接続されている。水循環ラインＬ１は、貯湯タンク６０内の貯留水Ｗ３を循環水Ｗ１として循環させる循環路を形成する。貯湯タンク６０内の貯留水Ｗ３は、水循環ラインＬ１を通じて第１放熱用熱交換器１２Ａを通過して加温され、貯湯タンク６０内に戻る。水循環ラインＬ１には、上流側から、水循環ポンプ２１、第１放熱用熱交換器１２Ａ、第１温度センサ２２が順次配置されている。
　水循環ポンプ２１は、インバータにより回転数を制御可能とされる。水循環ポンプ２１の回転数を変更することで、水循環ラインＬ１を循環する循環水Ｗ１の流量を調整することができる。
　第１温度センサ２２は、第１放熱用熱交換器１２Ａの下流側に配置されており、第１放熱用熱交換器１２Ａから流出する循環水Ｗ１の温度を検知する。
　補給水ラインＬ２は、その上流側が補給水タンク（不図示）等の補給水源に接続され、その下流側が貯湯タンク６０に接続されている。補給水ラインＬ２は、補給水Ｗ２を第２放熱用熱交換器１２Ｂに流通させつつ、貯湯タンク６０へ送給するラインである。補給水ラインＬ２には、上流側から、補給水弁２５、第２放熱用熱交換器１２Ｂ、第２温度センサ２６が順次配置されている。
　補給水弁２５は、弁開度が調整可能に構成されている。補給水弁２５の弁開度を調整することにより、補給水ラインＬ２を流れる補給水Ｗ２の流量を調整することができる。
　第２温度センサ２６は、第２放熱用熱交換器１２Ｂの下流側に配置されており、第２放熱用熱交換器１２Ｂから流出する補給水Ｗ２の温度を検知する。
　補給水ラインＬ２は、補給水バイパスラインＬ１２を備える。補給水バイパスラインＬ１２は、第２放熱用熱交換器１２Ｂに対して補給水Ｗ２をバイパスさせるラインである。補給水バイパスラインＬ１２には、補給水分配バルブ３２が配置されている。
　補給水分配バルブ３２は、第２放熱用熱交換器１２Ｂに送給する補給水Ｗ２および補給水バイパスラインＬ１２に送給する補給水Ｗ２の分配量を調整する。補給水分配バルブ３２は、自動または手動入力により弁開度が調整されてもよい。例えば、貯湯タンク６０の貯留水Ｗ３の水位が急激に低下したことが検知されたときに、自動または手動入力により補給水分配バルブ３２が開放されてもよい。これにより、第２放熱用熱交換器１２Ｂによって加温されていない補給水Ｗ２が、貯湯タンク６０内に急速に補給され、貯湯タンク６０が渇水状態となることを防ぐ。
　水循環ラインＬ１および補給水ラインＬ２を通過することによって加温された貯湯タンク６０内の貯留水Ｗ３は、給湯水Ｗ４として、給湯水ラインＬ４を通じて温水需要箇所または温熱需要箇所に供給される。
　温水需要箇所とは、給湯水Ｗ４を流体利用することにより貯留水Ｗ３を消費する工場内の各種生産設備等をいう。温水需要箇所の例としては、食品・飲料・薬品用の容器洗浄設備（リンサー）、瓶詰・缶詰・袋詰製品の加熱殺菌設備（パストライザー）等を挙げることができる。
　一方、温熱需要箇所とは、給湯水Ｗ４の熱エネルギーのみを利用し、貯留水Ｗ３を消費しない生産設備等をいう。熱エネルギーの利用は、種々の熱交換器を介して行われ、熱エネルギーの取り出しによって温度降下した給湯水Ｗ４は、図示しない返湯水ラインを通じて貯湯タンク６０に返送される。温熱需要箇所の例としては、金属加工品の塗装設備における脱脂槽や化成槽、空調設備におけるエアハンドリングユニット等を挙げることができる。
　このような温水需要箇所や温熱需要箇所では、常に、６０℃～８０℃程度の高温域の給湯水Ｗ４の供給が求められることがある。本実施形態の給湯システム１によれば、このような、常に所定の温度範囲内の温度の温水の供給が要求される用途において、特に好適に、温水を効率よく加温し、かつその温度を維持しつつ供給することができる。
　次に、本実施形態の給湯システム１の制御部１００（制御手段１００）について説明する。制御部１００は、ＣＰＵおよびメモリを含むマイクロプロセッサにより構成される。制御部１００は、機能ブロックとして、循環水流量制御部としての水循環ポンプ制御部１１０と、補給水流量制御部としての補給水弁制御部１２０と、を備える。
　ここで、図１における破線は、本実施形態における主要な電気的な接続の経路を示している。なお、これらの電気的な接続は、実際には制御部１００を経由するが、その点は省略している。
　水循環ポンプ制御部１１０は、第１温度センサ２２の検知温度を取得し、この検知温度に応じて、循環水流量調整手段を構成する水循環ポンプ２１の駆動周波数を制御する。具体的には、水循環ポンプ制御部１１０は、第１温度センサ２２の検知温度が目標出湯温度になるように、水循環ポンプ２１の駆動周波数を制御し、循環水Ｗ１の流量を調整する。より具体的な制御としては、例えば、第１温度センサ２２によりリアルタイムに検知される出湯温度をフィードバック値として、この出湯温度を目標出湯温度に収束させるように水循環ポンプの駆動周波数を調整するフィードバック制御を採用するのが好ましい。フィードバック制御は、比例制御（Ｐ制御）のほか、これに積分制御（Ｉ制御）および／または微分制御（Ｄ制御）を組み合わせた操作量の演算アルゴリズムを採用することができる。
　これにより、貯湯タンク６０から第１放熱用熱交換器１２Ａに送給された循環水Ｗ１は第１放熱用熱交換器１２Ａで目標出湯温度（例えば７０℃）まで加熱された後、貯湯タンク６０に一定温度で還流される。よって、吸熱用熱交換器１４に供給する熱源流体（例えば熱源空気）の温度に季節変動がある場合や、第２放熱用熱交換器１２Ｂで加熱後の補給水Ｗ２の温度に変動がある場合でも、貯湯タンク６０に所要温度（例えば温水需要箇所または温熱需要箇所で要求される給湯温度）の温水を高速に蓄えることができる。
　補給水弁制御部１２０は、水位センサ６２が検知した貯湯タンク６０内の貯留水Ｗ３の水位情報を取得し、この水位情報に応じて、補給水流量調整手段を構成する補給水弁２５の弁開度を調整する制御を行う。具体的には、補給水弁制御部１２０は、水位センサ６２の検知水位が高くなるほど補給水弁２５の弁開度を減少させて補給水流量を減少させる一方、水位センサ６２の検知水位が低くなるほど補給水弁２５の弁開度を増大させて補給水流量を増大させる制御を行う。
　以下、本実施形態における補給水弁制御部１２０による制御の詳細を、図１に加えて、図２も参照しながら説明する。本実施形態においては、補給水弁制御部１２０は、水位センサ６２の検知水位に基づいて、補給水弁２５の弁開度を段階的に制御する。すなわち、補給水弁制御部１２０は、段階制御を行う。
　水位センサ６２は、前述のとおり、長さの異なる５本の電極棒６２１、６２２、６２３、６２４、６２５を有する。ここで、第１電極棒６２１が検出する水位を水位Ｌ１、第２電極棒６２２が検出する水位を水位Ｌ２、第３電極棒６２３が検出する水位を水位Ｌ３、第４電極棒６２４が検出する水位を水位Ｌ４、第５電極棒６２５が検出する水位を水位Ｌ５とする。そして、これらの電極棒が検出する水位は、補給水弁２５の弁開度を制御するための複数段階の水位閾値となる。
　図２は、本実施形態の補給水弁制御部１２０の制御内容としての段階制御を説明するための図である。
　まず、貯湯タンク６０内の実際の水位Ｌｗが、例えば水位Ｌ１～水位Ｌ２の範囲内に位置している状況から変動する場合について具体的に説明する。
　貯湯タンク６０に貯留されている貯留水Ｗ３は、給湯水ラインＬ４を通じて、不図示の温水需要箇所または温熱需要箇所に供給される。そして、貯湯タンク６０から需要箇所に供給される給湯水Ｗ４の量が、貯湯タンク６０に供給される補給水Ｗ２の量を上回ると、貯湯タンク６０内の水位Ｌｗは下降していく。そしてあるタイミングにおいて、第１電極棒６２１の下端部が水面から露出すると、水位センサ６２は、水位Ｌｗが水位Ｌ１を下回ったことを検出する（Ｌｗ＜Ｌ１）。
　補給水弁制御部１２０は、水位Ｌｗが水位Ｌ１を下回ったことを検出すると、貯湯タンク６０が渇水直前の状態になったと判断し、補給水弁２５の弁開度を１００％（全開）にする。これにより、補給水Ｗ２が貯湯タンク６０に供給され、水位Ｌｗは回復していく。
　そして、水面が再び第１電極棒６２１と接触し、第１電極棒６２１の先端が水面の中に浸ると、水位センサ６２は、水位Ｌｗが水位Ｌ１以上になったこと、すなわち、水位Ｌｗが水位Ｌ１以上Ｌ２未満の範囲内に入ったことを検出する（Ｌ１≦Ｌｗ＜Ｌ２）。
　補給水弁制御部１２０は、水位Ｌｗが水位Ｌ１以上になったことを検出すると、補給水弁２５の弁開度を８０％にする。
　次に、水面が第２電極棒６２２と接触し、第２電極棒６２２の先端が水面の中に浸ると、水位センサ６２は、水位Ｌｗが水位Ｌ２以上になったこと、すなわち、水位Ｌｗが水位Ｌ２以上Ｌ３未満の範囲内に入ったことを検出する（Ｌ２≦Ｌｗ＜Ｌ３）。
　補給水弁制御部１２０は、水位Ｌｗが水位Ｌ２以上になったことを検出すると、補給水弁２５の弁開度を６０％にする。
　次に、さらに水位Ｌｗが上昇し、第３電極棒６２３の先端が水面の中に浸ると、水位センサ６２は、水位Ｌｗが水位Ｌ３を上回ったこと、すなわち、水位Ｌｗが水位Ｌ３以上Ｌ４未満の範囲内に入ったことを検出する（Ｌ３≦Ｌｗ＜Ｌ４）。
　補給水弁制御部１２０は、水位Ｌｗが水位Ｌ３以上になったことを検出すると、補給水弁２５の弁開度を４０％にする。
　次に、さらに水位Ｌｗが上昇し、第４電極棒６２４の先端が水面の中に浸ると、水位センサ６２は、水位Ｌｗが水位Ｌ４を上回ったこと、すなわち、水位Ｌｗが水位Ｌ４以上Ｌ５未満の範囲内に入ったことを検出する。
　補給水弁制御部１２０は、水位Ｌｗが水位Ｌ４以上になったことを検出すると、補給水弁２５の弁開度を２０％にする。
　次に、さらに水位Ｌｗが上昇し、第５電極棒６２５の先端が水面の中に浸ると、水位センサ６２は、水位Ｌｗが水位Ｌ５を上回ったことを検出する（Ｌ５≦Ｌｗ）。
　補給水弁制御部１２０は、水位Ｌｗが水位Ｌ５以上になったことを検出すると、貯留量が十分な量になったと判断し、補給水弁２５の弁開度を０％（全閉）にする。
　次に、この状態から、水位Ｌｗが下降していく場合について説明する。
　水位Ｌｗが下降し、第４電極棒６２４の下端部が水面から露出すると、水位センサ６２は、水位Ｌｗが水位Ｌ４を下回ったこと、すなわち、水位Ｌｗが水位Ｌ３以上Ｌ４未満の範囲内に入ったことを検出する（Ｌ３≦Ｌｗ＜Ｌ４）。
　補給水弁制御部１２０は、水位Ｌｗが水位Ｌ４を下回ったことを検出すると、補給水弁２５の弁開度を４０％にする。
　ここで、水位Ｌｗが水位Ｌ４を下回った後、仮に水位Ｌｗが上昇し、第５電極棒６２５の先端が水面の中に浸ると、すなわち水位Ｌｗが水位Ｌ４を上回ったことを検出すると、前述と同様、補給水弁２５の弁開度を２０％にする。
　一方、水位Ｌｗが水位Ｌ４を下回った後、水位Ｌｗがさらに下降し、第３電極棒６２３の下端部が水面から露出すると、水位センサ６２は、水位Ｌｗが水位Ｌ３を下回ったこと、すなわち、水位Ｌｗが水位Ｌ２以上Ｌ３未満の範囲内に入ったことを検出する（Ｌ２≦Ｌｗ＜Ｌ３）。
　補給水弁制御部１２０は、水位Ｌｗが水位Ｌ３を下回ったことを検出すると、補給水弁２５の弁開度を６０％にする。
　この状態から、水位Ｌｗがさらに下降し、第２電極棒６２２の下端部が水面から露出すると、水位センサ６２は、水位Ｌｗが水位Ｌ２を下回ったこと、すなわち、水位Ｌｗが水位Ｌ１以上Ｌ２未満の範囲内に入ったことを検出する。
　補給水弁制御部１２０は、水位Ｌｗが水位Ｌ２を下回ったことを検出すると、補給水弁２５の弁開度を８０％にする。
　この状態から、水位Ｌｗがさらに下降し、第１電極棒６２１の下端部が水面から露出した場合、すなわち水位Ｌｗが水位Ｌ１を下回ったことを検出した場合は、補給水弁制御部１２０は、補給水弁２５の弁開度を１００％（全開）にする。
　このように、補給水弁制御部１２０は、水位センサ６２の検知水位が高くなるほど補給水弁２５の弁開度を減少させる一方、水位センサ６２の検知水位が低くなるほど補給水弁２５の弁開度を増大させる制御を行う。これにより、温水需要量がゼロにならない限り補給水弁２５が閉鎖されることはなく、第２放熱用熱交換器１２Ｂに補給水が流れ続ける。
　よって、温水需要量が少ない場合であっても液冷媒Ｒの過冷却を継続し、ＣＯＰを高めることできる。
　なお、補給水弁制御部１２０は、水位Ｌｗが水位Ｌ４以上Ｌ５未満の範囲内の水位帯（Ｌ４≦Ｌｗ＜Ｌ５）にあるときにおいて、補給水弁２５の弁開度を、水位上昇時と水位下降時とでずらしている。具体的には、水位Ｌｗがこの水位帯にある場合においては、水位上昇時の補給水弁２５の弁開度が２０％である一方、水位下降時の補給水弁２５の弁開度は０％となっている。すなわち、満水水位Ｌ５に到達して補給水弁２５の弁開度が０％（全閉）になったあとは、水位Ｌｗが水位Ｌ４未満となってから、補給水弁２５の開弁を開始する。
　このように、満水水位Ｌ５に到達して補給水弁２５の弁開度が０％（全閉）となった後は、満水水位Ｌ５よりも少し低い水位、例えば弁開度が４０％となる水位条件（水位Ｌ４）から補給水弁２５の開弁をスタートし、給水をスタートしてもよい。これにより、水位Ｌｗが水位Ｌ５付近で変動する場合において、補給水弁２５の開閉が短周期で行われてしまう状況を防ぐことができる。このような制御により、補給水弁２５の故障リスクを低減することができる。
　なお、上述の水位帯における補給水弁２５の弁開度を、水位上昇時と水位下降時とでずらすことに換えて、状態確認時間を設けてもよい。すなわち、水位Ｌｗが水位Ｌ５を下回っている状態が第１所定時間継続したと判定された場合に、補給水弁２５の開弁する制御を実行する構成としてもよい。
　このように状態確認時間を設けることにより、水位Ｌ４～水位Ｌ５の水位帯における補給水弁２５の弁開度を、水位上昇時と水位下降時とで同じにしても、補給水弁２５の開閉が短周期で行われてしまう状況を防ぐことができる。
　なお、水位上昇時や、他の水位においても、状態確認時間を設けても良い。例えば、水位下降時において、水位Ｌｗが所定の水位（例えば、水位Ｌ５、水位Ｌ４、水位Ｌ３、水位Ｌ２、または水位Ｌ１）を下回っている状態が所定時間継続したと判定された場合に、補給水弁２５の弁開度を増大させる制御を実行する構成としてもよい。また、水上昇時において、水位Ｌｗが所定の水位（水位Ｌ１、水位Ｌ２、水位Ｌ３、水位Ｌ４、または水位Ｌ５）を上回っている状態が所定時間継続したと判定された場合に、補給水弁２５の弁開度を減少させる制御を実行する構成としてもよい。これにより、補給水弁２５の弁開度が短周期で変更されてしまう状況を防ぐことができる。
　なお、水位下降時、水位上昇時のいずれの状況であるかについては、新たに検出された水位または検出されなくなった水位と、その前に検出された水位または検出されなくなった水位に基づいて判別することができる。
　このような制御により、水位Ｌｗの下降継続または上昇継続の状態確認時間に基づいて、補給水弁２５の弁開度の制御を行うことができる。
　そして、状態確認時間の設定値は、調整可能となっていることが好ましい。例えば、水位閾値を下回ったときに、貯湯タンク６０の断面積による水位の下降速度の違いを考慮して、水位の下降継続の確認に必要な水位幅に対応する遅延時間としての第１所定時間を設定してもよい。
　状態確認時間の設定値は、手動または自動で調整可能であり、０よりも大きい値を設定することができる。なお、状態確認時間の計測は、制御部１００の内部タイマ等を用いて実施する。
　なお、水位センサ６２は、電極式水位検出器に限らず、各種の水位検出器を採用することが可能である。例えばフロート式の水位検出器を複数設けて、各水位閾値を検出できるようにしてもよい。また、電極式水位検出器とフロート式の水位検出器を組み合わせて使用してもよい。さらに、連続的な水位を測定可能な圧力式水位センサや静電容量式水位センサ等の水位検出部を用いて、複数の水位閾値を検出してもよい。なお、検出する水位閾値の数は、５つに限らない。
　制御部１００の記憶部としてのメモリは、貯湯タンク６０内の水位と補給水弁２５の弁開度の関係を示す情報など、制御に必要な種々の情報を記憶する。
＜第１変形例＞
　続けて、第１変形例について説明する。第１変形例においては、補給水弁制御部１２０の制御内容が第１実施形態と異なる。第１変形例においては、補給水弁制御部１２０は、水位センサ６２の検知水位に加えて、第２放熱用熱交換器１２Ｂから流出する補給水Ｗ２の温度を検知する第２温度センサ２６の検知温度に基づいて、補給水弁２５の弁開度を制御する。
　前述のとおり、水循環ポンプ制御部１１０は、第１温度センサ２２の検知温度が目標出湯温度になるように、水循環ポンプ２１の駆動周波数を制御している。これにより、貯湯タンク６０から第１放熱用熱交換器１２Ａに送給された循環水Ｗ１は第１放熱用熱交換器１２Ａで目標出湯温度（例えば７０℃）まで加熱された後、貯湯タンク６０に一定温度で還流される。
　そして、本変形例においては、補給水弁制御部１２０は、第２温度センサ２６の検知温度がこの目標出湯温度（例えば７０℃）を超えない範囲となるように、補給水弁２５の弁開度を制御する。
　図３は、第１変形例における補給水弁制御部１２０の制御内容を説明するための図である。
　例えば、水位上昇時において、貯湯タンク６０内の水位Ｌｗが水位Ｌ４以上Ｌ５未満の範囲内の水位帯（Ｌ４≦Ｌｗ＜Ｌ５）にあるとき、補給水弁２５の弁開度を通常の設定通りの２０％としてしまうと、第２温度センサ２６の検知温度が、第１放熱用熱交換器１２Ａの目標出湯温度（例えば７０℃）を超えてしまう状況にあるとする。このとき、貯湯タンク６０内の水位Ｌｗが水位Ｌ４以上Ｌ５未満の範囲内の水位帯（Ｌ４≦Ｌｗ＜Ｌ５）は、目標出湯温度超過ゾーンとなる。
　この場合、補給水弁制御部１２０は、第２温度センサ２６の検知温度が、この目標出湯温度（例えば７０℃）を超えない範囲となるように補給水弁２５の弁開度を制御する。具体的には、補給水弁制御部１２０は、水位センサ６２の検知水位に基づいて、通常であれば補給水弁２５の弁開度が２０％となるように制御するところ、第２温度センサ２６の検知温度が目標出湯温度（例えば７０℃）を超えない範囲となるように、補給水弁２５を２０％を超える弁開度で制御している。図３の例では、目標出湯温度超過ゾーンにあるとき、補給水弁２５の弁開度を３０％に制御している。
　通常、貯湯タンク６０内の水位の上昇に応じて補給水弁２５の弁開度を減少させていくと、第２放熱用熱交換器１２Ｂではより高温の温水が生成される。本変形例においては、補給水流量を減少させる際、第２温度センサ２６の検知温度が、第１放熱用熱交換器１２Ａの目標出湯温度（例えば７０℃）を超えないように補給水弁２５の弁開度が制御される。これにより、液冷媒Ｒの過冷却を継続しつつ、貯湯タンク６０に所要温度（例えば温水需要箇所または温熱需要箇所で要求される給湯温度）を超えない温水を高速に補給することができる。
＜第２変形例＞
　続けて、第２変形例について説明する。第２変形例においては、補給水弁制御部１２０の制御内容が第１実施形態と異なる。第２変形例においては、補給水弁制御部１２０は、水位センサ６２の検知水位に基づいて、補給水弁２５の弁開度を連続的に制御する。すなわち、補給水弁制御部１２０は、連続制御（比例制御）を行う。この場合においては、水位センサ６２として、連続的な水位を測定可能な圧力式水位センサや静電容量式水位センサ等の水位検出器を用いることが好ましい。
　図４は、第２変形例における補給水弁制御部１２０の制御内容としての連続制御を説明するための図である。
　補給水弁制御部１２０は、水位Ｌｗが水位Ｌ１を下回ったことを検出すると（Ｌｗ＜Ｌ１）、補給水弁２５の弁開度を１００％（全開）にする。また、補給水弁制御部１２０は、水位Ｌｗが水位Ｌ５以上になったことを検出すると（Ｌ５≦Ｌｗ）、補給水弁２５の弁開度を０％（全閉）にする。これらの点は、段階制御の場合と同じである。
　そして、補給水弁制御部１２０は、水位Ｌｗが水位Ｌ１～水位Ｌ５の範囲内にある場合においては、水位センサ６２によって検出された水位に応じて、補給水弁２５の弁開度を比例的に制御する。
　図４には、水位Ｌ１と補給水弁２５の弁開度１００％の交点をａ点とし、水位Ｌ５と補給水弁の弁開度０％の交点をｂ点とした場合における、ａ点とｂ点を結ぶ直線ｍが示されている。補給水弁制御部１２０は、水位センサ６２によって検出された水位と、水位と補給水弁２５の弁開度との関係を示す上述の直線ｍに基づいて、補給水弁２５の弁開度を比例的に制御する。
　例えば、補給水弁制御部１２０は、水位センサ６２によって検出された水位が水位Ｌ２、水位Ｌ３、水位Ｌ４のときは、直線ｍに従って、補給水弁２５の弁開度をそれぞれ２５％、５０％、７５％に制御する。
　なお、満水水位Ｌ５に到達して補給水弁２５の弁開度が０％（全閉）となった後は、満水水位Ｌ５よりも少し低い水位、例えば弁開度が２５％となる水位条件（水位Ｌ４）から補給水弁２５の開弁をスタートし、給水をスタートしてもよい。これにより、水位Ｌｗが水位Ｌ５付近で変動する場合において、補給水弁２５の開閉が短周期で行われてしまう状況を防ぐことができる。
　なお、これに換えて、状態確認時間を設けてもよい。すなわち、水位Ｌｗが水位Ｌ５を下回っている状態が第１所定時間継続したと判定された場合に、補給水弁２５の開弁する制御を実行する構成としてもよい。
　このように、第２変形例においても、補給水弁制御部１２０は、水位センサ６２の検知水位が高くなるほど補給水弁２５の弁開度を減少させる一方、水位センサ６２の検知水位が低くなるほど補給水弁２５の弁開度を増大させる制御を行う。これにより、温水需要量がゼロにならない限り補給水弁２５が閉鎖されることはなく、第２放熱用熱交換器１２Ｂに補給水が流れ続ける。よって、温水需要量が少ない場合であっても液冷媒Ｒの過冷却を継続し、ＣＯＰを高めることできる。
＜第３変形例＞
　続けて、第３変形例について説明する。第３変形例においては、補給水弁制御部１２０の制御内容が第１実施形態と異なる。第３変形例においては、第２変形例と同様、補給水弁制御部１２０は、水位センサ６２の検知水位に基づいて、補給水弁２５の弁開度を連続的に制御する。すなわち、補給水弁制御部１２０は、連続制御（比例制御）を行う。そして、補給水弁制御部１２０は、連続制御を基本として、第１変形例と同様に、水位センサ６２の検知水位に加えて、第２放熱用熱交換器１２Ｂから流出する補給水Ｗ２の温度を検知する第２温度センサ２６の検知温度に基づいて、補給水弁２５の弁開度を制御する。
　前述のとおり、水循環ポンプ制御部１１０は、第１温度センサ２２の検知温度が目標出湯温度になるように、水循環ポンプ２１の駆動周波数を制御している。これにより、貯湯タンク６０から第１放熱用熱交換器１２Ａに送給された循環水Ｗ１は第１放熱用熱交換器１２Ａで目標出湯温度（例えば７０℃）まで加熱された後、貯湯タンク６０に一定温度で還流される。
　そして、本変形例においては、補給水弁制御部１２０は、第２温度センサ２６の検知温度が目標出湯温度（例えば７０℃）を超えない範囲となるように、補給水弁２５の弁開度を制御する。
　図５は、第３変形例における補給水弁制御部１２０の制御内容を説明するための図である。
　例えば、水位上昇時において、貯湯タンク６０内の水位Ｌｗが水位Ｌ４よりも少し低い水位～水位Ｌ５の範囲内の水位帯にあるとき、補給水弁２５の弁開度を通常の設定通りの比例制御としてしまうと、第２温度センサ２６の検知温度が、第１放熱用熱交換器１２Ａの目標出湯温度（例えば７０℃）を超えてしまう状況にあるとする。このとき、貯湯タンク６０内の水位Ｌｗが水位Ｌ４よりも少し低い水位～水位Ｌ５の範囲内の水位帯は、目標
出湯温度超過ゾーンとなる。
　この場合、補給水弁制御部１２０は、第２温度センサ２６の検知温度が、この目標出湯温度（例えば７０℃）を超えない範囲となるように補給水弁２５の弁開度を制御する。具体的には、補給水弁制御部１２０は、水位センサ６２の検知水位に基づいて、通常であれば補給水弁２５の弁開度を比例的に制御するところ、第２温度センサ２６の検知温度が目標出湯温度（例えば７０℃）を超えない範囲となるように、補給水弁２５を２５％を超える弁開度で制御している。図５の例では、目標出湯温度超過ゾーンにあるとき、補給水弁２５の弁開度を３０％に制御している。
　これにより、連続制御を基本とする制御の場合であっても、第１変形例と同様の効果が得られる。
　以上説明した第１実施形態の給湯システム１によれば、以下の（１）～（３）に示されるような効果を奏する。
　（１）本実施形態の給湯システム１は、圧縮機１１、第１放熱用熱交換器１２Ａ、第２放熱用熱交換器１２Ｂ、膨張弁１３および吸熱用熱交換器１４が冷媒循環ラインＬ９により環状に接続され、圧縮機１１の駆動により第１放熱用熱交換器１２Ａおよび／または第２放熱用熱交換器１２Ｂで温熱を取り出す蒸気圧縮式のヒートポンプ回路１０と、補給水Ｗ２を貯留する貯湯タンク６０と、貯湯タンク６０内の水位Ｌｗを検知する水位センサ６２と、貯湯タンク６０内の貯留水Ｗ３を第１放熱用熱交換器１２Ａに循環させる水循環ラインＬ１と、水循環ラインＬ１に設けられた水循環ポンプ２１と、補給水Ｗ２を第２放熱用熱交換器１２Ｂに流通させつつ、貯湯タンク６０へ送給する補給水ラインＬ２と、補給水ラインＬ２に設けられた補給水弁２５と、水循環ポンプ２１および補給水弁２５を制御する制御手段１００と、を備え、制御手段１００は、水位センサ６２の検知水位が高くなるほど補給水弁２５の弁開度を減少させる一方、水位センサ６２の検知水位が低くなるほど補給水弁２５の弁開度を増大させる。
　このように、水位センサ６２の検知水位が高くなるほど補給水弁２５の弁開度を減少させる一方、水位センサ６２の検知水位が低くなるほど補給水弁２５の弁開度を増大させるように構成しているので、温水需要量の増減に応答して補給水流量が増減される。すなわち、温水需要量がゼロにならない限り補給水弁２５が閉鎖されることはなく、第２放熱用熱交換器１２Ｂに補給水Ｗ２が流れ続ける。これにより、温水需要量が少ない場合であっても液冷媒Ｒの過冷却を継続し、ＣＯＰを高めることできる。
　（２）本実施形態の給湯システム１は、第１放熱用熱交換器１２Ａから流出する循環水Ｗ１の温度を検知する第１温度センサ２２を備え、制御手段１００は、第１温度センサ２２の検知温度が目標出湯温度になるように、水循環ポンプ２１の駆動周波数を制御する。
　これにより、貯湯タンク６０から第１放熱用熱交換器１２Ａに送給された循環水Ｗ１は第１放熱用熱交換器１２Ａで目標出湯温度（例えば７０℃）まで加熱された後、貯湯タンク６０に一定温度で還流される。よって、吸熱用熱交換器１４に供給する熱源流体（例えば熱源空気）の温度に季節変動がある場合や、第２放熱用熱交換器１２Ｂで加熱後の補給水Ｗ２の温度に変動がある場合でも、貯湯タンク６０に所要温度（例えば温水需要箇所または温熱需要箇所で要求される給湯温度）の温水を高速に蓄えることができる。
　（３）本実施形態の給湯システム１は、第２放熱用熱交換器１２Ｂから流出する補給水Ｗ２の温度を検知する第２温度センサ２６を備え、制御手段１００は、第２温度センサ２６の検知温度が目標出湯温度を超えない範囲で、補給水弁２５の弁開度を制御する。
　補給水弁２５の弁開度を減少させていくと、第２放熱用熱交換器１２Ｂではより高温の温水が生成される。補給水流量を減少させる際、第２温度センサ２６の検知温度が、第１放熱用熱交換器１２Ａの目標出湯温度（例えば７０℃）を超えないように補給水弁２５の弁開度が制御される。これにより、液冷媒Ｒの過冷却を継続しつつ、貯湯タンク６０に所要温度（例えば温水需要箇所または温熱需要箇所で要求される給湯温度）を超えない温水を高速に補給することができる。
　以上、本発明の給湯システムの好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。
　１　給湯システム
　１０　ヒートポンプ回路
　１１　圧縮機
　１２Ａ　第１放熱用熱交換器（凝縮器）
　１２Ｂ　第２放熱用熱交換器（過冷却器）
　１３　膨張弁
　１４　吸熱用熱交換器（蒸発器）
　２１　水循環ポンプ
　２２　第１温度センサ
　２５　補給水弁
　２６　第２温度センサ
　３２　補給水分配バルブ
　６０　貯湯タンク
　６１　貯湯温度センサ
　６２　水位センサ
　１００　制御部（制御手段）
　１１０　水循環ポンプ制御部
　１２０　補給水弁制御部
　Ｌ１　水循環ライン
　Ｌ２　補給水ライン
　Ｌ４　給湯水ライン
　Ｌ９　冷媒循環ライン
　Ｌ１２　補給水バイパスライン
　Ｗ１　循環水
　Ｗ２　補給水
　Ｗ３　貯留水
　Ｗ４　給湯水
　Ｒ　冷媒（ガス冷媒、液冷媒）

Claims (3)

  1. 　圧縮機、第１放熱用熱交換器、第２放熱用熱交換器、膨張弁および吸熱用熱交換器が冷媒循環ラインにより環状に接続され、前記圧縮機の駆動により前記第１放熱用熱交換器および／または前記第２放熱用熱交換器で温熱を取り出す蒸気圧縮式のヒートポンプ回路と、
    　補給水を貯留する貯湯タンクと、
    　前記貯湯タンク内の水位を検知する水位センサと、
    　前記貯湯タンク内の貯留水を前記第１放熱用熱交換器に循環させる水循環ラインと、
    　前記水循環ラインに設けられた水循環ポンプと、
    　補給水を前記第２放熱用熱交換器に流通させつつ、前記貯湯タンクへ送給する補給水ラインと、
    　前記補給水ラインに設けられた補給水弁と、
    　前記水循環ポンプおよび前記補給水弁を制御する制御手段と、を備え、
    　前記制御手段は、前記水位センサの検知水位が高くなるほど前記補給水弁の弁開度を減少させる一方、前記水位センサの検知水位が低くなるほど前記補給水弁の弁開度を増大させる給湯システム。
  2. 　前記第１放熱用熱交換器から流出する循環水の温度を検知する第１温度センサを備え、
    　前記制御手段は、前記第１温度センサの検知温度が目標出湯温度になるように、前記水循環ポンプの駆動周波数を制御する、請求項１に記載の給湯システム。
  3. 　前記第２放熱用熱交換器から流出する補給水の温度を検知する第２温度センサを備え、
    　前記制御手段は、前記第２温度センサの検知温度が前記目標出湯温度を超えない範囲で、前記補給水弁の弁開度を制御する、請求項２に記載の給湯システム。
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