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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2021-134937(P2021-134937A)
(43)【公開日】2021年9月13日
(54)【発明の名称】温水製造装置および温水製造システム
(51)【国際特許分類】
F24H 4/02 20060101AFI20210816BHJP
【ＦＩ】
F24H4/02 A
F24H4/02 G
F24H4/02 Z
F24H4/02 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
【全頁数】31
(21)【出願番号】特願2020-28651(P2020-28651)
(22)【出願日】2020年2月21日
(71)【出願人】
【識別番号】000175272
【氏名又は名称】三浦工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100126000
【弁理士】
【氏名又は名称】岩池 満
(74)【代理人】
【識別番号】100145713
【弁理士】
【氏名又は名称】加藤 竜太
(72)【発明者】
【氏名】大下 悟
(72)【発明者】
【氏名】金子 智宏
【テーマコード（参考）】
3L122
【Ｆターム（参考）】
3L122AA02
3L122AA23
3L122AA65
3L122AA78
3L122AB12
3L122AC14
3L122BA12
3L122BA13
3L122BC17
3L122BC22
3L122DA13
3L122EA02
(57)【要約】
【課題】出湯温度を高めた場合であっても、二酸化炭素排出量の削減効果が高く、ランニングコストも削減できる温水製造装置を提供すること。【解決手段】温水製造装置１であって、圧縮機１１、凝縮器１２、膨張弁１３および蒸発器１４が冷媒循環ラインＬ９により環状に接続され、圧縮機１１の駆動により凝縮器１２で温熱を取り出す蒸気圧縮式のヒートポンプ回路１０と、凝縮器１２に冷水Ｗ１を導入する第１冷水ラインＬ１と、凝縮器１２から温水Ｗ２を導出する温水ラインＬ２と、温水ラインＬ２を流通する温水Ｗ２に対し、当該温水Ｗ２よりも高温の昇温用流体を混合させる混合手段３０と、を備え、この昇温用流体は、水蒸気、熱水、または水蒸気と熱水の混相流体である。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
圧縮機、凝縮器、膨張弁および蒸発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凝縮器で温熱を取り出す蒸気圧縮式のヒートポンプ回路と、
前記凝縮器に冷水を導入する第１冷水ラインと、
前記凝縮器から温水を導出する温水ラインと、
前記温水ラインを流通する温水に対し、当該温水よりも高温の昇温用流体を混合させる混合手段と、を備え、
前記昇温用流体は、水蒸気、熱水、または水蒸気と熱水の混相流体である温水製造装置。
前記凝縮器に冷水を導入する第１冷水ラインと、
前記凝縮器から温水を導出する温水ラインと、
前記温水ラインを流通する温水に対し、当該温水よりも高温の昇温用流体を混合させる混合手段と、を備え、
前記昇温用流体は、水蒸気、熱水、または水蒸気と熱水の混相流体である温水製造装置。
【請求項2】
前記昇温用流体を混合する前の温水に対し、冷水を合流させる第２冷水ラインと、
前記第２冷水ラインに設けた冷水供給バルブと、を備える、請求項１に記載の温水製造装置。
前記第２冷水ラインに設けた冷水供給バルブと、を備える、請求項１に記載の温水製造装置。
【請求項3】
前記ヒートポンプ回路および前記混合手段を単一の筐体に収容して構成した一体型ユニットからなる、請求項１または請求項２に記載の温水製造装置。
【請求項4】
前記ヒートポンプ回路を第１筐体に収容して構成したヒートポンプユニット、および前記混合手段を第２筐体に収容して構成した混合ユニットからなる、請求項１または請求項２に記載の温水製造装置。
【請求項5】
前記混合手段は、昇温用流体が混合された温水が設定給湯温度になるように、温水と昇温用流体の混合割合を調整するミキシングバルブである、請求項１〜４のいずれか１項に記載の温水製造装置。
【請求項6】
前記凝縮器から前記膨張弁に向かう前記冷媒循環ラインに設けられた過冷却器と、
前記蒸発器に熱源流体を流通させる熱源流体ラインと、
熱回収用熱交換器と、を備え、
前記第１冷水ラインは、前記熱回収用熱交換器、前記過冷却器および前記凝縮器の順に冷水を流通させる接続構成であり、
前記熱源流体ラインは、次の（ａ）〜（ｃ）いずれかの接続構成である、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の温水製造装置。
（ａ）前記熱回収用熱交換器および前記蒸発器の順に熱源流体を流通
（ｂ）前記蒸発器および前記熱回収用熱交換器の順に熱源流体を流通
（ｃ）前記蒸発器および前記熱回収用熱交換器に並列に熱源流体を流通
前記蒸発器に熱源流体を流通させる熱源流体ラインと、
熱回収用熱交換器と、を備え、
前記第１冷水ラインは、前記熱回収用熱交換器、前記過冷却器および前記凝縮器の順に冷水を流通させる接続構成であり、
前記熱源流体ラインは、次の（ａ）〜（ｃ）いずれかの接続構成である、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の温水製造装置。
（ａ）前記熱回収用熱交換器および前記蒸発器の順に熱源流体を流通
（ｂ）前記蒸発器および前記熱回収用熱交換器の順に熱源流体を流通
（ｃ）前記蒸発器および前記熱回収用熱交換器に並列に熱源流体を流通
【請求項7】
前記圧縮機に流入するガス冷媒の過熱度に基づいて制御され、冷媒流量を調整する冷媒流量調整手段と、
前記圧縮機に流入するガス冷媒の吸込温度を検知する吸込温度センサと、
前記蒸発器から流出するガス冷媒の蒸気圧力を検知する蒸気圧力センサと、
前記冷媒流量調整手段を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記蒸気圧力センサの検知圧力から液冷媒の蒸発温度を求めると共に、前記吸込温度センサの検知温度から前記蒸発温度を差し引いてガス冷媒の過熱度を算出し、当該算出過熱度が目標過熱度になるように前記冷媒流量調整手段を制御する、
請求項１〜６のいずれか１項に記載の温水製造装置。
前記圧縮機に流入するガス冷媒の吸込温度を検知する吸込温度センサと、
前記蒸発器から流出するガス冷媒の蒸気圧力を検知する蒸気圧力センサと、
前記冷媒流量調整手段を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記蒸気圧力センサの検知圧力から液冷媒の蒸発温度を求めると共に、前記吸込温度センサの検知温度から前記蒸発温度を差し引いてガス冷媒の過熱度を算出し、当該算出過熱度が目標過熱度になるように前記冷媒流量調整手段を制御する、
請求項１〜６のいずれか１項に記載の温水製造装置。
【請求項8】
前記凝縮器に導入する冷水流量を調整する冷水流量調整手段と、
前記凝縮器で生成された温水の出湯温度を検知する出湯温度検知手段と、
前記出湯温度検知手段の検知温度が目標出湯温度になるように前記冷水流量調整手段を制御する制御手段と、を備える、請求項１〜７のいずれか１項に記載の温水製造装置。
前記凝縮器で生成された温水の出湯温度を検知する出湯温度検知手段と、
前記出湯温度検知手段の検知温度が目標出湯温度になるように前記冷水流量調整手段を制御する制御手段と、を備える、請求項１〜７のいずれか１項に記載の温水製造装置。
【請求項9】
前記混合手段で生成された温水の需要量を検知する温水需要量検知手段と、
前記冷水供給バルブを制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記温水需要量検知手段により所定量を超える需要量の増加が検知された場合に、前記冷水供給バルブを開弁し、前記冷水供給バルブの開弁後、前記温水需要量検知手段により需要量が減少に転じたことが検知された場合に、前記冷水供給バルブを閉弁する、請求項２に記載の温水製造装置。
前記冷水供給バルブを制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記温水需要量検知手段により所定量を超える需要量の増加が検知された場合に、前記冷水供給バルブを開弁し、前記冷水供給バルブの開弁後、前記温水需要量検知手段により需要量が減少に転じたことが検知された場合に、前記冷水供給バルブを閉弁する、請求項２に記載の温水製造装置。
【請求項10】
前記混合手段で生成された温水の需要量を検知する温水需要量検知手段を備え、
前記制御手段は、前記温水需要量検知手段により需要量の増加が検知された場合に、前記目標出湯温度を下降側に調整し、前記温水需要量検知手段により需要量の減少が検知された場合に、前記目標出湯温度を上昇側に調整する、請求項８に記載の温水製造装置。
前記制御手段は、前記温水需要量検知手段により需要量の増加が検知された場合に、前記目標出湯温度を下降側に調整し、前記温水需要量検知手段により需要量の減少が検知された場合に、前記目標出湯温度を上昇側に調整する、請求項８に記載の温水製造装置。
【請求項11】
前記昇温用流体を混合する前の温水に対し、冷水を合流させる第２冷水ラインと、
前記第２冷水ラインに設けた冷水供給バルブと、を備え、
前記制御手段は、前記目標出湯温度を下限値に調整した状態で、前記温水需要量検知手段により所定量を超える需要量の増加が検知された場合に、前記冷水供給バルブを開弁し、前記冷水供給バルブの開弁後、前記温水需要量検知手段により需要量が減少に転じたことが検知された場合に、前記冷水供給バルブを閉弁する、請求項１０に記載の温水製造装置。
前記第２冷水ラインに設けた冷水供給バルブと、を備え、
前記制御手段は、前記目標出湯温度を下限値に調整した状態で、前記温水需要量検知手段により所定量を超える需要量の増加が検知された場合に、前記冷水供給バルブを開弁し、前記冷水供給バルブの開弁後、前記温水需要量検知手段により需要量が減少に転じたことが検知された場合に、前記冷水供給バルブを閉弁する、請求項１０に記載の温水製造装置。
【請求項12】
前記混合手段で生成された温水の給湯流量を検知する給湯流量検知手段を備え、
前記制御手段は、前記給湯流量検知手段の検知流量が目標給湯流量になるように前記目標出湯温度を調整する、請求項８に記載の温水製造装置。
前記制御手段は、前記給湯流量検知手段の検知流量が目標給湯流量になるように前記目標出湯温度を調整する、請求項８に記載の温水製造装置。
【請求項13】
前記混合手段で生成された温水の需要量を検知する温水需要量検知手段を備え、
前記制御手段は、前記温水需要量検知手段により需要量の増加を検知した場合に、前記目標給湯流量を増加側に調整し、前記温水需要量検知手段により需要量の減少を検知した場合に、前記目標給湯流量を減少側に調整する、請求項１２に記載の温水製造装置。
前記制御手段は、前記温水需要量検知手段により需要量の増加を検知した場合に、前記目標給湯流量を増加側に調整し、前記温水需要量検知手段により需要量の減少を検知した場合に、前記目標給湯流量を減少側に調整する、請求項１２に記載の温水製造装置。
【請求項14】
前記昇温用流体を混合する前の温水に対し、冷水を合流させる第２冷水ラインと、
前記第２冷水ラインに設けた冷水供給バルブと、を備え、
前記制御手段は、前記目標給湯流量を上限値に調整した状態で、前記温水需要量検知手段により所定量を超える需要量の増加が検知された場合に、前記冷水供給バルブを開弁し、前記冷水供給バルブの開弁後、前記温水需要量検知手段により需要量が減少に転じたことが検知された場合に、前記冷水供給バルブを閉弁する、請求項１３に記載の温水製造装置。
前記第２冷水ラインに設けた冷水供給バルブと、を備え、
前記制御手段は、前記目標給湯流量を上限値に調整した状態で、前記温水需要量検知手段により所定量を超える需要量の増加が検知された場合に、前記冷水供給バルブを開弁し、前記冷水供給バルブの開弁後、前記温水需要量検知手段により需要量が減少に転じたことが検知された場合に、前記冷水供給バルブを閉弁する、請求項１３に記載の温水製造装置。
【請求項15】
請求項９〜１１、１３、１４のいずれか１項に記載の温水製造装置と、
前記混合手段で生成された温水を貯留する温水タンクと、
前記温水需要量検知手段として使用され、前記温水タンク内の水位を検知する水位検知手段と、を備える温水製造システム。
前記混合手段で生成された温水を貯留する温水タンクと、
前記温水需要量検知手段として使用され、前記温水タンク内の水位を検知する水位検知手段と、を備える温水製造システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、温水製造装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、工場などの事業所では、温室効果ガスである二酸化炭素の排出量削減を目的として、化石燃料から脱却する「脱炭素」への取り組みが進められている。そこで、特許文献１に示されるように、事業所での温水需要に対してヒートポンプを用いた給湯システムを採用する事例が増え始めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１２−２２９８６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ヒートポンプは、出湯温度が低ければＣＯＰ（成績係数：エネルギー消費効率）は高く、二酸化炭素排出量の削減効果も高いが、出湯温度を高めて使用する場合はＣＯＰが低くなり、二酸化炭素排出量の削減効果も低下するという特性がある。また、出湯温度を高めて使用する場合はＣＯＰが低いため、ランニングコストも高くなる。
【0005】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、その目的は、出湯温度を高めた場合であっても、二酸化炭素排出量の削減効果が高く、ランニングコストも削減できる温水製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、圧縮機、凝縮器、膨張弁および蒸発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凝縮器で温熱を取り出す蒸気圧縮式のヒートポンプ回路と、前記凝縮器に冷水を導入する第１冷水ラインと、前記凝縮器から温水を導出する温水ラインと、前記温水ラインを流通する温水に対し、当該温水よりも高温の昇温用流体を混合させる混合手段と、を備え、前記昇温用流体は、水蒸気、熱水、または水蒸気と熱水の混相流体である温水製造装置に関する。
【0007】
また、温水製造装置は、前記昇温用流体を混合する前の温水に対し、冷水を合流させる第２冷水ラインと、前記第２冷水ラインに設けた冷水供給バルブと、を備えるが好ましい。
【0008】
また、温水製造装置は、前記ヒートポンプ回路および前記混合手段を単一の筐体に収容して構成した一体型ユニットからなることが好ましい。
【0009】
また、温水製造装置は、前記ヒートポンプ回路を第１筐体に収容して構成したヒートポンプユニット、および前記混合手段を第２筐体に収容して構成した混合ユニットからなることが好ましい。
【0010】
また、前記混合手段は、昇温用流体が混合された温水が設定給湯温度になるように、温水と昇温用流体の混合割合を調整するミキシングバルブであることが好ましい。
【0011】
また、温水製造装置は、前記凝縮器から前記膨張弁に向かう前記冷媒循環ラインに設けられた過冷却器と、前記蒸発器に熱源流体を流通させる熱源流体ラインと、熱回収用熱交換器と、を備え、前記第１冷水ラインは、前記熱回収用熱交換器、前記過冷却器および前記凝縮器の順に冷水を流通させる接続構成であり、前記熱源流体ラインは、次の（ａ）〜（ｃ）いずれかの接続構成であることが好ましい。（ａ）前記熱回収用熱交換器および前記蒸発器の順に熱源流体を流通
（ｂ）前記蒸発器および前記熱回収用熱交換器の順に熱源流体を流通
（ｃ）前記蒸発器および前記熱回収用熱交換器に並列に熱源流体を流通
【0012】
また、温水製造装置は、前記圧縮機に流入するガス冷媒の過熱度に基づいて制御され、冷媒流量を調整する冷媒流量調整手段と、前記圧縮機に流入するガス冷媒の吸込温度を検知する吸込温度センサと、前記蒸発器から流出するガス冷媒の蒸気圧力を検知する蒸気圧力センサと、前記冷媒流量調整手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記蒸気圧力センサの検知圧力から液冷媒の蒸発温度を求めると共に、前記吸込温度センサの検知温度から前記蒸発温度を差し引いてガス冷媒の過熱度を算出し、当該算出過熱度が目標過熱度になるように前記冷媒流量調整手段を制御することが好ましい。
【0013】
また、温水製造装置は、前記凝縮器に導入する冷水流量を調整する冷水流量調整手段と、前記凝縮器で生成された温水の出湯温度を検知する出湯温度検知手段と、前記出湯温度検知手段の検知温度が目標出湯温度になるように前記冷水流量調整手段を制御する制御手段と、を備えることが好ましい。
【0014】
また、温水製造装置は、前記混合手段で生成された温水の需要量を検知する温水需要量検知手段と、前記冷水供給バルブを制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記温水需要量検知手段により所定量を超える需要量の増加が検知された場合に、前記冷水供給バルブを開弁し、前記冷水供給バルブの開弁後、前記温水需要量検知手段により需要量が減少に転じたことが検知された場合に、前記冷水供給バルブを閉弁することが好ましい。
【0015】
また、温水製造装置は、前記混合手段で生成された温水の需要量を検知する温水需要量検知手段を備え、前記制御手段は、前記温水需要量検知手段により需要量の増加が検知された場合に、前記目標出湯温度を下降側に調整し、前記温水需要量検知手段により需要量の減少が検知された場合に、前記目標出湯温度を上昇側に調整することが好ましい。
【0016】
また、温水製造装置は、前記昇温用流体を混合する前の温水に対し、冷水を合流させる第２冷水ラインと、前記第２冷水ラインに設けた冷水供給バルブと、を備え、前記制御手段は、前記目標出湯温度を下限値に調整した状態で、前記温水需要量検知手段により所定量を超える需要量の増加が検知された場合に、前記冷水供給バルブを開弁し、前記冷水供給バルブの開弁後、前記温水需要量検知手段により需要量が減少に転じたことが検知された場合に、前記冷水供給バルブを閉弁することが好ましい。
【0017】
また、温水製造装置は、前記混合手段で生成された温水の給湯流量を検知する給湯流量検知手段を備え、前記制御手段は、前記給湯流量検知手段の検知流量が目標給湯流量になるように前記目標出湯温度を調整することが好ましい。
【0018】
また、温水製造装置は、前記混合手段で生成された温水の需要量を検知する温水需要量検知手段を備え、前記制御手段は、前記温水需要量検知手段により需要量の増加を検知した場合に、前記目標給湯流量を増加側に調整し、前記温水需要量検知手段により需要量の減少を検知した場合に、前記目標給湯流量を減少側に調整することが好ましい。
【0019】
また、温水製造装置は、前記昇温用流体を混合する前の温水に対し、冷水を合流させる第２冷水ラインと、前記第２冷水ラインに設けた冷水供給バルブと、を備え、前記制御手段は、前記目標給湯流量を上限値に調整した状態で、前記温水需要量検知手段により所定量を超える需要量の増加が検知された場合に、前記冷水供給バルブを開弁し、前記冷水供給バルブの開弁後、前記温水需要量検知手段により需要量が減少に転じたことが検知された場合に、前記冷水供給バルブを閉弁することが好ましい。
【0020】
また、本発明は、温水製造装置と、前記混合手段で生成された温水を貯留する温水タンクと、前記温水需要量検知手段として使用され、前記温水タンク内の水位を検知する水位検知手段と、を備える温水製造システムに関する。
【発明の効果】
【0021】
本発明によれば、出湯温度を高めた場合であっても、二酸化炭素排出量の削減効果が高く、ランニングコストも削減できる温水製造装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】本発明の第１実施形態に係る温水製造装置を模式的に示す図である。
【図2】上記実施形態の制御部を示すブロック図である。
【図3】上記実施形態の第１変形例に係る温水製造装置を模式的に示す図である。
【図4】上記実施形態の第２変形例に係る温水製造装置を模式的に示す図である。
【図5】上記第２変形例の応用例を模式的に示す図である。
【図6】上記実施形態の第３変形例に係る温水製造装置を模式的に示す図である。
【図7】本発明の第２実施形態に係る温水製造システムを模式的に示す図である。
【図8】本発明の第２実施形態に係る温水タンクを模式的に示す図である。
【図9】上記実施形態の制御部を示すブロック図である。
【図10】上記実施形態の第１制御例〜第３制御例における給湯状態遷移図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
＜第１実施形態＞以下、本発明の温水製造装置１の第１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。
【0024】
図１は、第１実施形態に係る温水製造装置１の構成を模式的に示す図である。図１に示すように、温水製造装置１は、冷水Ｗ１を加温して一次温水Ｗ２を製造し、この一次温水Ｗ２をさらに昇温した二次温水Ｗ３を温水需要箇所に供給するシステムである。
【0025】
より具体的には、本実施形態の温水製造装置１は、冷水Ｗ１を加温するヒートポンプ回路１０と、制御手段としての制御部１００と、を備える。また、温水製造装置１は、ヒートポンプ回路１０の凝縮器１２に冷水Ｗ１を導入する第１冷水ラインＬ１と、凝縮器１２から一次温水Ｗ２を導出する温水ラインＬ２と、昇温流体としての水蒸気Ｓを供給する蒸気供給ラインＬ３と、水蒸気Ｓを混合する前の一次温水Ｗ２に対し、冷水Ｗ０を合流させる第２冷水ラインＬ４と、ヒートポンプ回路１０の蒸発器１４に熱源流体としての熱源水Ｗ５を流通させる熱源流体ラインＬ５と、を備える。そして、本実施形態の温水製造装置１は、温水ラインＬ２を流通する一次温水Ｗ２に対し、蒸気供給ラインＬ３を通じて供給される水蒸気Ｓを混合させる混合手段３０を備える。
【0026】
ヒートポンプ回路１０は、圧縮機１１、凝縮器１２、膨張弁１３および蒸発器１４が冷媒循環ラインＬ９により環状に接続され、圧縮機１１の駆動により凝縮器１２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を圧縮して高温高圧の冷媒Ｒにする。凝縮器１２は、第１冷水ラインＬ１を通じて送られてくる冷水Ｗ１へ放熱して、圧縮機１１からの冷媒Ｒを凝縮液化する。膨張弁１３は、凝縮器１２から送られた冷媒Ｒを通過させることで、冷媒Ｒの圧力と温度とを低下させる。蒸発器１４は、熱源流体ラインＬ５を通じて送られてくる熱源水Ｗ５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。
このように、ヒートポンプ回路１０は、蒸発器１４において、冷媒Ｒが外部から熱を奪って気化する一方、凝縮器１２において、冷媒Ｒが外部へ放熱して凝縮している。このような原理を利用して、ヒートポンプ回路１０は、蒸発器１４において、熱源水Ｗ５から熱をくみ上げ、凝縮器１２において、第１冷水ラインＬ１から導入された冷水Ｗ１を第１温度（例えば５０〜７０℃）まで加温する。
【0027】
ヒートポンプ回路の冷媒循環ラインＬ９には、圧縮機１１に流入するガス冷媒Ｒの吸込温度を検知する吸込温度センサ１７と、蒸発器１４から流出するガス冷媒Ｒの蒸気圧力を検知する蒸気圧力センサ１８と、が設けられている。
【0028】
ここで、膨張弁１３は、ヒートポンプ回路１０の冷媒循環ラインＬ９を流れる冷媒Ｒの流量を調整する冷媒流量調整手段を構成する。具体的には、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Ｒの流量を調整することができる。
【0029】
第１冷水ラインＬ１は、ヒートポンプ回路１０の凝縮器１２に冷水Ｗ１を導入する。第１冷水ラインＬ１は、その上流側が不図示の補給水タンク等の給水源に接続され、その下流側がヒートポンプ回路１０の凝縮器１２に接続されている。そして、第１冷水ラインＬ１には、冷水供給ポンプ２１が設けられている。
【0030】
冷水供給ポンプ２１は、インバータにより回転数を制御可能とされる。冷水供給ポンプ２１の回転数を変更することで、凝縮器１２に導入する冷水流量を調整することができる。すなわち、この冷水供給ポンプ２１は、冷水流量調整手段を構成する。
【0031】
温水ラインＬ２は、ヒートポンプ回路１０の凝縮器１２から一次温水Ｗ２を導出すると共に、温水需要箇所に対して二次温水Ｗ３を給湯する。温水ラインＬ２は、その上流側がヒートポンプ回路１０の凝縮器１２に接続されている。そして、温水ラインＬ２には、上流側から、出湯温度センサ２３、止水弁２４、混合手段３０としてのミキシングバルブ３１、給湯温度センサ２５および給湯流量センサ２６（給湯流量検知手段）が順次配置されている。
【0032】
出湯温度センサ２３は、凝縮器１２で生成された一次温水Ｗ２の出湯温度を検知する。止水弁２４は、メンテナンス時などにおいて温水ラインＬ２を流通する一次温水Ｗ２を止水するための弁であり、手動弁からなる。しかしながら、止水弁２４は制御信号に基づき制御可能な制御弁により構成してもよい。
給湯温度センサ２５は、ミキシングバルブ３１で生成された二次温水Ｗ３の温度、すなわち温水需要箇所への給湯温度（最終出湯温度）を検知する。
給湯流量センサ２６は、ミキシングバルブ３１で生成された二次温水Ｗ３の流量、すなわち温水需要箇所への給湯流量を検知する。
なお、ミキシングバルブ３１の詳細については後述する。
【0033】
蒸気供給ラインＬ３は、温水ラインＬ２を流通する一次温水Ｗ２に対し、昇温用流体としての水蒸気Ｓを供給する昇温用流体供給ラインである。蒸気供給ラインＬ３の上流側は、不図示のスチームヘッダ（蒸気ボイラ等で発生させた蒸気の収集・分配装置）に接続されている。蒸気供給ラインＬ３の下流側は、温水ラインＬ２に合流し、その合流部には、混合手段３０としてのミキシングバルブ３１が設けられている。また、蒸気供給ラインＬ３には、蒸気供給バルブ２７が設けられている。
【0034】
混合手段３０は、温水ラインＬ２を流通する一次温水Ｗ２に対し、一次温水Ｗ２よりも高温の水蒸気Ｓを混合させる。本実施形態においては、混合手段３０として、ミキシングバルブ３１を用いている。ミキシングバルブ３１には、温水ラインＬ２を流通する一次温水Ｗ２と、蒸気供給ラインＬ３を流通する水蒸気Ｓが流れ込む。そして、ミキシングバルブ３１において、一次温水Ｗ２と水蒸気Ｓとが混合されると共に、その混合割合により、ミキシングバルブ３１から流出する二次温水Ｗ３の給湯温度が設定給湯温度となるように調整される。具体的には、ミキシングバルブ３１は、ヒートポンプ回路１０で加温されて第１温度（例えば５０〜７０℃）となっている温水を、水蒸気Ｓを利用して第１温度よりも高い第２温度（例えば７５℃〜９５℃）となるように昇温する。
【0035】
このミキシングバルブ３１としては、例えばバイメタル式（バイメタルサーモが膨張と収縮することで水温を調整するタイプ）のミキシングバルブを用いることができる。なお、ミキシングバルブ３１としては、温度調節レバー等の温度調節部を用いて手動で設定給湯温度を変更できるものを用いてもよい。この場合は、温水需要箇所が要求する温度に応じて、手動で設定給湯温度を調節する。また、ミキシングバルブ３１として、制御信号により設定給湯温度を変更可能な電動ミキシングバルブを用いてもよい。この場合は、制御部１００からの制御信号に基づいて、設定給湯温度を調整する。
ミキシングバルブ３１を用いることにより、一次温水Ｗ２と水蒸気Ｓの混合割合が自動で調整されるので、安定した温度の給湯を実現することができる。
【0036】
なお、本実施形態においては、昇温用流体として水蒸気Ｓを用いているが、昇温用流体はこれに限らない。昇温用流体は、一次温水Ｗ２よりも高温の水であればよく、例えば、熱水、または水蒸気と熱水の混相流体を用いることができる。ここで、熱水とは、大気圧以上で１００℃以上の飽和水、または大気圧以上で１００℃に近い温水をいう。また、混相流体とは、昇温用流体として蒸気ドレン（蒸気凝縮水）を利用する場合など、飽和水がフラッシュしながら流れてくる状態の流体をいう。
【0037】
このように、ヒートポンプ回路１０で生成され、温水ラインＬ２を流通する一次温水Ｗ２に対してミキシングバルブ３１（混合手段３０）を用いて水蒸気Ｓ（昇温用流体）を混合させるように構成したので、給湯温度を高めた場合であっても、高い二酸化炭素排出量の削減効果と高いランニングコストの削減効果を得ることができる。また、温水製造装置１から所要の給湯温度に調整された二次温水Ｗ３が即時給湯される。また、ヒートポンプ回路１０が起動直後で出湯温度が低い場合でも、水蒸気Ｓによる加温アシストにより所要の給湯温度まで直ちに加温される。この結果、温水需要箇所に対する給湯温度を安定させることができる。
【0038】
また、この構成であれば、ヒートポンプ回路１０の目標出湯温度（後述する設定値）を調整しない場合、すなわち、一次温水Ｗ２を供給するヒートポンプ回路１０と水蒸気Ｓを供給する蒸気ボイラの出力分担を調整しない場合には、ヒートポンプ回路１０と温水需要箇所との間に温水タンクを設置せずに、温水需要箇所に二次温水Ｗ３を直接給湯することも可能なので、装置のイニシャルコストを抑制することもできる。また、温水タンクを設置せずに済むことから、貯留中の放熱ロスもなくなる。なお、ヒートポンプ回路１０と温水需要箇所との間に温水タンクを設置し、この温水タンク内に水蒸気Ｓを供給する構成とした場合、温水タンクのサイズや温水タンクへの水蒸気Ｓの吹込み位置によっては貯留中に温度ムラが生じ、温水需要箇所に対する給湯温度が一定にならない懸念があった。しかしながら、本実施形態の構成によれば、ヒートポンプ回路１０で生成され、温水ラインＬ２を流通する一次温水Ｗ２を、より高温の水蒸気Ｓと直接熱交換させて昇温する構成であるため、温水需要箇所に対する給湯温度を安定させることができる。
【0039】
第２冷水ラインＬ４は、水蒸気Ｓを混合する前の一次温水Ｗ２に対し、冷水Ｗ０を合流させる冷水バイパスラインである。第２冷水ラインＬ４は、その上流側が、不図示の補給水タンク等の給水源に接続され、その下流側が、温水ラインＬ２に合流している。そして、第２冷水ラインＬ４には、冷水供給バルブ２８が設けられている。なお、第２冷水ラインＬ４と温水ラインＬ２の合流部は、温水ラインＬ２において、ミキシングバルブ３１の上流側に位置している。より詳細には、第２冷水ラインＬ４と温水ラインＬ２の合流部は、温水ラインＬ２において、ミキシングバルブ３１の上流側であって、止水弁２４の下流側に位置している。
【0040】
このような構成により、出湯を止めた状態でのヒートポンプ回路１０のメンテナンスが必要な場合であっても、第２冷水ラインＬ４からの冷水Ｗ０のバイパス供給と水蒸気Ｓによる直接加温により温水需要箇所に対する給湯を継続することができる。例えば、止水弁２４を閉止し、冷水供給バルブ２８および蒸気供給バルブ２７を開弁することで、ヒートポンプ回路１０のメンテナンス時においても、温水需要箇所に対する給湯を継続することができる。
【0041】
また、ヒートポンプ回路１０からの出湯流量が足りない場合は、温水需要箇所からの外部要求信号等に応じて冷水供給バルブ２８を開弁して、ヒートポンプ回路１０で得られた一次温水Ｗ２に第２冷水ラインＬ４からの冷水Ｗ０を合流させることもできる。合流後の水は、その後、水蒸気Ｓの混合により昇温され、温水需要箇所に給湯される。
【0042】
なお、第１冷水ラインＬ１および第２冷水ラインＬ４の上流側が接続されている補給水タンク等の給水源は、共通であってもよいし、異なっていてもよい。
【0043】
熱源流体ラインＬ５は、ヒートポンプ回路１０の熱源流体としての熱源水Ｗ５を、蒸発器１４に流通させる。熱源水Ｗ５としては、例えば工場の廃温水などが用いられる。
【0044】
ここで、本実施形態の温水製造装置１における、ヒートポンプ回路１０およびミキシングバルブ３１（混合手段３０）は、単一の筐体２００に収容して構成され、一体型ユニットとして構成される。例えば、図１において点線で示される範囲が、単一の筐体２００に収容されている。これにより、温水製造装置１の一体型ユニットに対して冷水Ｗ１を供給する給水配管、水蒸気Ｓを供給する蒸気配管、温水需要箇所に二次温水Ｗ３を給湯する給湯配管および、熱源水Ｗ５を流通させる熱源配管を接続するだけで据付工事が完了するので、設置費用を含めた装置のイニシャルコストを抑制することができる。
なお、本構成において、第２冷水ラインＬ４は、冷水供給ポンプ２１と凝縮器１２の間に位置する第１冷水ラインＬ１から分岐させ、筐体２００に収容するのが好ましい。
【0045】
次に、本実施形態の温水製造装置１の制御部１００（制御手段）について説明する。図２は、本実施形態の温水製造装置１の制御部１００のブロック図である。制御部１００は、過熱度算出部１１０と、冷媒流量制御部１２０と、冷水流量制御部１３０と、冷水供給バルブ制御部１４０と、蒸気供給バルブ制御部１５０と、記憶部１９０と、を備える。
【0046】
なお、制御部１００は、上述のように複数の機能ブロックにより構成されているが、各ブロックは必ずしも物理的に分かれている必要は無く、複数のブロックの機能を１つのＣＰＵで実現できるように構成してもよい。また、制御部１００は、制御対象機器の配置や配線を考慮するなどして、２つ以上に分かれていてもよい。
【0047】
過熱度算出部１１０は、圧縮機１１に流入する冷媒Ｒの過熱度を算出する。具体的には、過熱度算出部１１０は、蒸気圧力センサ１８の検知圧力から液冷媒Ｒの蒸発温度を求めると共に、吸込温度センサ１７の検知温度から蒸発温度を差し引いてガス冷媒Ｒの過熱度を算出する。
【0048】
冷媒流量制御部１２０は、算出過熱度（過熱度算出部１１０による算出値）が目標過熱度になるように冷媒流量制御手段を制御し、冷媒Ｒの流量を調整する。具体的な制御としては、例えば、過熱度算出部１１０によりリアルタイムで算出される算出過熱度をフィードバック値として、この算出過熱度を目標過熱度に収束させるように膨張弁１３の弁開度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。
【0049】
このように、過熱度算出部１１０がガス冷媒Ｒの過熱度を正確に算出し、さらに冷媒流量制御部１２０がその値を一定に保つように制御することにより、冷水Ｗ１に対する凝縮器１２の熱出力が安定する。これにより、一次温水Ｗ２の出湯温度を目標出湯温度に調整する際、出湯流量の変動が少なくなる。ここで、目標過熱度は、手動により、または装置状態等に応じて自動で設定される。
【0050】
冷水流量制御部１３０は、出湯温度センサ２３の検知温度が目標出湯温度になるように給水流量調整手段を制御し、冷水Ｗ１（一次温水Ｗ２）の流量を調整する。具体的な制御としては、例えば、出湯温度センサ２３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冷水供給ポンプ２１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。
【0051】
なお、給水流量調整手段は、インバータ制御が可能な冷水供給ポンプ２１に限らず、他の態様によって構成してもよい。例えば、冷水供給ポンプ２１をオンオフ制御のみ可能なポンプにより構成する場合は、冷水供給ポンプ２１の下流側に流量調整弁を設けて、これを給水流量調整手段としてもよい。
【0052】
ここで、目標出湯温度は、手動により、または装置状態等に応じて自動で設定される。目標出湯温度の自動設定では、次に概要を説明するＣＯ２削減優先モードまたはランニングコスト削減優先モードにより行われるのが好ましい。これらのモードでは、目標出湯温度は、５０〜７０℃程度に設定され、それ以上の加温はミキシングバルブ３１で行われる。なお、各モードの詳細な説明は、特願２０１９−４７４６４に記載されている。
【0053】
＜ＣＯ２削減優先モードの目標出湯温度設定手順＞本モードでは、ミキシングバルブ３１の設定給湯温度に基づいて、システム全体の総ＣＯ２排出量が低くなるように（典型的には最もＣＯ２削減比が高くなるように）ヒートポンプ回路１０の目標出湯温度が決定される。ミキシングバルブ３１の設定給湯温度およびヒートポンプ回路１０の目標出湯温度が決定されることにより、ヒートポンプ回路１０と蒸気ボイラの出力分担割合（すなわち、それぞれの熱出力の受け持ち分）が決定されることになる。
システム全体の総ＣＯ２排出量は、ヒートポンプ回路１０を所定の条件下で運転した場合のＣＯＰ予測値を用いて算出されたヒートポンプＣＯ２排出量と、蒸気ボイラを所定の条件下で運転した場合のボイラ効率予測値を用いて算出されたボイラＣＯ２排出量と、の合計である。
【0054】
設定給湯温度に対応させる目標出湯温度は、予め作成されたテーブル群に基づいて決定される。テーブル群は、総ランニングコストが最も低くなるような目標出湯温度を、ＣＯＰ予測値、ボイラ効率予測値、冷水Ｗ１の給水温度および二次温水Ｗ３の給湯温度の４つの条件変数を用いて予測計算し、その結果を反映させたものである。ＣＯＰ予測値は、ヒートポンプ回路１０の冷凍サイクル計算によるシミュレーションによって求められる。冷凍サイクル計算では多数の条件変数が存在するが、冷媒の劣化、蒸発器・凝縮器の汚れ、圧縮機の性能低下などが生じていなければ、ＣＯＰの変動要因として特に大きいのは、冷水Ｗ１の給水温度および熱源水Ｗ５の給水温度の２つである。そのため、ＣＯＰ予測値に替わる条件変数として、冷水Ｗ１の給水温度および熱源水Ｗ５の給水温度の２つを採用することができる。
そして、このテーブル群を用いて、目標出湯温度を決定するときは、設定給湯温度と、ボイラ効率実測値とに基づいてテーブルを選択し、このテーブルと、センサによる冷水Ｗ１の給水温度計測値および熱源水Ｗ５の給水温度計測値に基づいて、目標出湯温度を決定する。
【0055】
また、本モードの実行中、ヒートポンプ回路１０のＣＯＰ実測値の変動を検知したときは、最新のボイラ効率実測値、冷水Ｗ１の給水温度計測値および熱源水Ｗ５の給水温度計測値を用いて目標出湯温度を決定するのが望ましい。ＣＯＰ実測値の変動に応じて目標出湯温度を更新することで、総ＣＯ２排出量が抑制された状態を維持することができる。
【0056】
＜ランニングコスト削減優先モードの目標出湯温度設定手順＞本モードでは、ミキシングバルブ３１の設定給湯温度に基づいて、システム全体の総ランニングコストが低くなるように（典型的には最もランニングコスト削減比が高くなるように）ヒートポンプ回路１０の目標出湯温度が決定される。ミキシングバルブ３１の設定給湯温度およびヒートポンプ回路１０の目標出湯温度が決定されることにより、ヒートポンプ回路１０と蒸気ボイラの出力分担割合（すなわち、それぞれの熱出力の受け持ち分）が決定されることになる。
システム全体の総ランニングコストは、ヒートポンプ回路１０を所定の条件下で運転した場合のＣＯＰ予測値を用いて算出されたヒートポンプランニングコストと、蒸気ボイラを所定の条件下で運転した場合のボイラ効率予測値を用いて算出されたボイラランニングコストと、の合計である。
【0057】
設定給湯温度に対応させる目標出湯温度は、予め作成されたテーブル群に基づいて決定される。テーブル群は、総ランニングコストが最も低くなるような目標出湯温度を、ＣＯＰ予測値、ボイラ効率予測値、冷水Ｗ１の給水温度および二次温水Ｗ３の給湯温度の４つの条件変数を用いて予測計算し、その結果を反映させたものである。上述したように、ＣＯＰ予測値に替わる条件変数として、冷水Ｗ１の給水温度および熱源水Ｗ５の給水温度の２つを採用することができる。
そして、このテーブル群を用いて、目標出湯温度を決定するときは、設定給湯温度と、ボイラ効率実測値とに基づいてテーブルを選択し、このテーブルと、センサによる冷水Ｗ１の給水温度計測値および熱源水Ｗ５の給水温度計測値に基づいて、目標出湯温度を決定する。
【0058】
また、本モードの実行中、ヒートポンプ回路１０のＣＯＰ実測値の変動を検知したときは、最新のボイラ効率実測値、冷水Ｗ１の給水温度計測値および熱源水Ｗ５の給水温度計測値を用いて目標出湯温度を決定するのが望ましい。ＣＯＰ実測値の変動に応じて目標出湯温度を更新することで、総ランニングコストが抑制された状態を維持することができる。
【0059】
このように、一次温水Ｗ２を目標出湯温度一定に調整することで、一次温水Ｗ２と水蒸気Ｓの混合割合の変動が抑制される。そのため、温水需要箇所に対する給湯温度をより安定させることができる。
【0060】
冷水供給バルブ制御部１４０は、例えば、オペレータによって入力部に入力された入力信号に基づき、冷水供給バルブ２８を開閉する。例えば、オペレータは、ヒートポンプ回路１０のメンテナンス時に、止水弁２４を閉止した上で、冷水供給バルブ２８を開弁するよう、入力部への入力を行う。
【0061】
また、冷水供給バルブ制御部１４０は、ヒートポンプ回路１０のメンテナンス関連信号を取得し、取得したメンテナンス関連信号に基づき、冷水供給バルブ２８を開閉する制御を行ってもよい。例えば、メンテナンス状態を示す信号を取得したときに、冷水供給バルブ２８を開弁する制御を行ってもよい。このとき、メンテナンス状態を示す信号として、止水弁２４の開閉情報を用いてもよい。或いは、止水弁２４が制御信号により制御可能な弁によって構成されているときは、冷水供給バルブ制御部１４０は、メンテナンスを指示する信号を取得したときに、止水弁２４を閉止すると共に、冷水供給バルブ２８を開弁する制御を行ってもよい。また、冷水供給バルブ制御部１４０は、温水需要箇所からの外部要求信号等に基づいて、冷水供給バルブ２８を開閉する制御を行ってもよい。
【0062】
蒸気供給バルブ制御部１５０は、例えば、オペレータによって入力部に入力された入力信号に基づき、蒸気供給バルブ２７を開閉する。例えば、オペレータは、蒸気ボイラ等のメンテナンス時に、蒸気供給バルブ２７を閉弁するよう、入力部への入力を行う。
【0063】
なお、ミキシングバルブ３１として、制御信号により設定給湯温度を変更可能な電動ミキシングバルブを用いる場合は、制御部１００にミキシングバルブ制御部（不図示）を機能ブロックとして設け、ミキシングバルブ制御部からの制御信号に基づいて、ミキシングバルブ３１の設定給湯温度を調整してもよい。この設定給湯温度は、例えば７５℃〜９５℃とすることができる。
【0064】
記憶部１９０は、制御に必要な種々の情報を記憶する。
【0065】
なお、温水製造装置１が製造した温水が給湯される温水需要箇所の例としては、食品・飲料・薬品用の容器洗浄や、パストライザー殺菌（瓶詰の殺菌）等が挙げられる。この場合は、常に、７５℃〜９５℃程度の高温域の温水の供給が求められることがある。このような高温域の温水を必要とする場合において、本実施形態の温水製造装置１は特に好適に利用可能である。但し、本実施形態の温水製造装置は、洗浄用や殺菌用に限らず、各種の用途に使用することができる。例えば、食品・飲料分野における温水利用であれば、原材料・加工品の加温、洗びん、製造機器の定置洗浄（ＣＩＰ）などの用途に利用することができる。そして、機械分野における温水利用であれば、湯洗・脱脂などの用途に利用することができる。
これらの用途においても、７５℃〜９５℃程度の高温域の温水が求められることがあり、このような高温域の温水を必要とする場合において、本実施形態の温水製造装置１は特に好適に利用可能である。
【0066】
以上のように、ヒートポンプ回路１０の凝縮器１２に接続されている温水ラインＬ２を流通する一次温水Ｗ２に対し、一次温水Ｗ２よりも高温の昇温用流体を混合させる構成を採用することにより、温水需要箇所に給湯する二次温水Ｗ３の給湯温度を高める場合であっても、二酸化炭素排出量の削減効果を高めることができ、ランニングコストも削減することができる。
【0067】
また、このような温水製造装置１であれば、ヒートポンプ回路１０が高効率で運転できる温度帯まで、例えば７０℃まで冷水Ｗ１を加温し、このように加温された一次温水Ｗ２を、水蒸気Ｓ等の昇温用流体を利用して高温域まで、例えば９０℃まで昇温することが可能であり、高温域の二次温水Ｗ３を高効率で製造することができる。
【0068】
そして、昇温用流体として水蒸気Ｓを利用する場合は、水蒸気Ｓの全熱（顕熱および潜熱）が利用されることにより、ヒートポンプ回路１０により加温された一次温水Ｗ２は迅速に昇温する。よって、出湯温度の制御応答性も向上する。
【0069】
なお、このような効果を得る上で、電気駆動の圧縮機１１を有するヒートポンプ回路１０を用い、蒸気ボイラとして、ガス燃焼または油燃焼のバーナを有する蒸気ボイラを用いることが特に好ましい。そして、ヒートポンプ回路１０により第１の温度として５０〜８５℃まで加温し、混合手段３０により第１の温度よりも高い温度である第２温度として、７５℃〜９５℃とすることで、本実施形態の効果を適切に得ることができる。好ましくは、第１温度を５０〜８０℃とし、第２温度を、第１の温度よりも高い温度であって、７５〜９５℃とする。さらに好ましくは、第１温度を５０〜７０℃とし、前記第２温度を７５〜９５℃とする。
このように、電気駆動の圧縮機１１を有するヒートポンプ回路１０と、化石燃料を燃焼させるバーナを有する蒸気ボイラを組み合わせることで、ヒートポンプ式給湯器単独で、或いは蒸気ボイラ単独で高温水を製造する場合に比べて、高い二酸化炭素排出量の削減効果と高いランニングコストの削減効果を得ることができる。
【0070】
例えば、冷水Ｗ１をヒートポンプで７０℃まで加温した後、水蒸気Ｓを利用して９０℃まで昇温すれば、水蒸気Ｓのみで９０℃まで加温する場合と比べて、２０％以上の二酸化炭素削減効果およびランニングコスト削減効果を得ることができる。また、ヒートポンプ回路のみで加温する場合と比べても、１０％以上の二酸化炭素削減効果およびランニングコスト削減効果を得ることができる。
【0071】
図３は、本実施形態の温水製造装置１の第１変形例を模式的に示す図である。本変形例においては、混合手段３０として、ミキシングバルブ３１に代えて、蒸気供給バルブ２７および給湯温度センサ２５を用いる。
【0072】
本変形例においては、蒸気供給ラインＬ３は、温水ラインＬ２に直接合流している。この温水ラインＬ２と蒸気供給ラインＬ３の合流部には、Ｔ字管を設けてもよいし、インラインミキサーを設けてもよい。給湯温度センサ２５は、温水ラインＬ２に設けられており、蒸気供給ラインＬ３から供給される水蒸気Ｓが合流した後の二次温水Ｗ３の温度を測定するセンサである。すなわち、給湯温度センサ２５は、温水需要箇に供給される二次温水Ｗ３の温度を測定するセンサである。
蒸気供給バルブ２７は、蒸気供給ラインＬ３に設けられており、好ましくは開度調整可能な制御弁を用いる。
【0073】
蒸気供給バルブ制御部１５０は、給湯温度センサ２５の検知温度が目標給湯温度になるように蒸気供給バルブ２７を制御し、水蒸気Ｓの流量を調整する。具体的な制御としては、例えば、給湯温度センサ２５によりリアルタイムに検知される給湯温度をフィードバック値として、この給湯温度を目標給湯温度に収束させるように蒸気供給バルブ２７の開度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。
【0074】
このような混合手段３０であっても、温水ラインＬ２を流れている最中の一次温水Ｗ２と、昇温用の水蒸気Ｓを混合させることが可能であり、安定した温度の給湯を実現することができる。
【0075】
図４は、本実施形態の温水製造装置１の第２変形例を模式的に示す図である。本変形例においては、ヒートポンプユニット２と混合ユニット３により温水製造装置１を構成している。具体的には、本変形例の温水製造装置１は、ヒートポンプ回路１０を第１筐体２１０に収容して構成したヒートポンプユニット２と、混合手段３０を第２筐体２２０に収容して構成した混合ユニット３を有する。
【0076】
例えば、図４において符号２１０で示される点線の範囲が第１筐体２１０に収容されてヒートポンプユニット２を構成し、図４において符号２２０で示される点線の範囲が第２筐体２２０に収容されて混合ユニット３を構成する。これにより、既存のヒートポンプユニット２に対しても、混合ユニット３を追加設置することで、温水製造装置１を構成することができる。
【0077】
なお、冷水Ｗ０を合流させる第２冷水ラインＬ４は、混合ユニット３内の温水ラインＬ２に合流していることが好ましい。但し、ヒートポンプユニット２内の温水ラインＬ２に合流する構成としてもよいし、ヒートポンプユニット２と混合ユニット３の間の温水ラインＬ２に合流する構成としてもよい。
【0078】
図５は、本変形例の応用例であり、複数のヒートポンプユニット２Ａ、２Ｂ、２Ｃから流出する温水Ｗ２を合流させて、ひとつの混合ユニット３に供給する態様の温水製造装置１を模式的に示す図である。図５に示すように、複数のヒートポンプユニット２Ａ、２Ｂ、２Ｃそれぞれの温水ラインＬ２Ａ、Ｌ２Ｂ、Ｌ２Ｃが合流しており、合流後の温水ラインＬ２が、混合ユニット３に接続されている。複数のヒートポンプユニット２Ａ、２Ｂ、２Ｃによって生成された一次温水Ｗ２は、合流後、混合ユニット３において水蒸気Ｓと混合される。これにより、温水需要箇所に対する二次温水Ｗ３の給湯温度を高めることができる。
【0079】
このように、複数台のヒートポンプユニット２に対して１台の混合ユニット３を設置することにより、装置のイニシャルコストを抑制しつつ、設備の給湯能力を高めることができる。また、このような構成であれば、複数のヒートポンプユニット２Ａ、２Ｂ、２Ｃのうち、いずれかのヒートポンプユニットがメンテナンス等で停止している場合であっても、１台以上のヒートポンプユニット２が運転状態にあれば、温水需要箇所への給湯を継続することができる。
【0081】
第１実施形態におけるヒートポンプ回路１０の凝縮器１２は、冷媒Ｒの凝縮および過冷却の機能を担っていた。しかしながら、本変形例のヒートポンプ回路１０Ｂの凝縮器は、主に冷媒Ｒの凝縮の機能を担う凝縮器１２Ａと、主に冷媒Ｒの過冷却の機能を担う過冷却器１２Ｂとに分かれている。この場合、ヒートポンプ回路１０の冷媒Ｒは、好適には、凝縮器１２Ａにおいて潜熱を放出し、過冷却器１２Ｂにおいて顕熱を放出する。すなわち、凝縮器１２Ａにおいて、ガス冷媒Ｒは凝縮して液冷媒Ｒとなり、その液冷媒Ｒが過冷却器１２Ｂに供給されて、過冷却器１２Ｂにおいて、液冷媒Ｒはさらに冷却（過冷却）される。
【0082】
過冷却器１２Ｂは、凝縮器１２Ａに送られる冷水Ｗ１と、凝縮器１２Ａから膨張弁１３に流れる冷媒Ｒとの間の熱交換を行う間接熱交換器である。過冷却器１２Ｂにより、凝縮器１２Ａへの冷水Ｗ１を用いて凝縮器１２Ａから膨張弁１３への冷媒Ｒの過冷却を行うことができると共に、凝縮器１２Ａから膨張弁１３への冷媒Ｒを用いて凝縮器１２Ａへの冷水Ｗ１を加温することができる。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。
【0083】
熱回収用熱交換器４０は、第１冷水ラインＬ１を流れる冷水Ｗ１と、熱源流体ラインＬ５を流れる熱源水Ｗ５との間の間接熱交換を行う間接熱交換器である。より詳細には、熱回収用熱交換器４０は、ヒートポンプ回路１０の凝縮器１２を通過する前の冷水Ｗ１と、ヒートポンプ回路１０の蒸発器１４を通過する前の熱源水Ｗ５との間の熱交換を行う。第１冷水ラインＬ１の冷水Ｗ１は、熱回収用熱交換器４０、過冷却器１２Ｂおよび凝縮器１２Ａの順に通過し、熱源流体ラインＬ５の熱源水Ｗ５は、熱回収用熱交換器４０および蒸発器１４の順に通過する。
【0084】
なお、上述のとおり、熱源流体ラインＬ５は、熱回収用熱交換器４０および蒸発器１４の順に熱源水Ｗ５を流通させる接続構成となっている。このように、熱源水Ｗ５を先に熱回収用熱交換器４０に流すことで冷水Ｗ１の予熱量を増やし、熱回収用熱交換器４０の熱出力をアップさせることができる。なお、熱源水Ｗ５の温度が高いほど熱出力を高める効果が大きい。
【0085】
また、熱源流体ラインＬ５は、図６に示すとおり、熱回収用熱交換器４０で熱源水Ｗ５と冷水Ｗ１をカウンターフローで熱交換させた後、蒸発器１４で熱源水Ｗ５と液冷媒Ｒをカウンターフローで熱交換させる接続構成となっている。このように、熱回収用熱交換器４０および蒸発器１４の順に熱源水Ｗ５を流し、かつ熱回収用熱交換器４０と蒸発器１４のそれぞれで冷水Ｗ１の流れ方向に対してカウンターフローで流すことにより、熱回収量の最大化を図ることができる。
【0086】
なお、熱源流体ラインＬ５は、上述のように、熱回収用熱交換器４０および蒸発器１４の順に熱源流体を流通させる接続構成であることが好ましいが、その他の接続構成であってもよい。例えば、蒸発器１４および熱回収用熱交換器４０の順に熱源流体を流通させる接続構成であってもよいし、蒸発器１４および熱回収用熱交換器４０に並列に熱源流体を流通させる接続構成であってもよい。
【0087】
このように、過冷却器１２Ｂおよび熱回収用熱交換器４０を備えることにより冷水Ｗ１の加温能力（熱出力）を増強し、温水製造のＣＯＰを向上させることができる。更に、熱源流体を流通させる順序を、熱回収用熱交換器４０および蒸発器１４の順に設定することで、さらに高いＣＯＰを得ることができる。
【0088】
なお、本実施形態においては、ヒートポンプ回路１０の熱源流体として熱源水Ｗ５を用いているが、熱源流体としては、熱源水Ｗ５に限らず、空気や排ガスなど各種の流体を用いることができる。例えば、熱源流体は、熱回収用熱交換器４０において冷水Ｗ１に熱（顕熱）を与えつつ自身は温度低下し、蒸発器１４においてヒートポンプ回路１０の冷媒Ｒに熱（顕熱）を与えつつ自身は温度低下する流体とすることが好ましい。
【0089】
なお、ヒートポンプ回路１０の圧縮機１１の駆動源は、二酸化炭素排出量やランニングコストの削減効果を高めることを考慮すれば電気モータであることが好ましい。但し、電気モータに限らず、例えば、圧縮機１１は、蒸気を用いて動力を起こすスチームモータによって駆動されてもよいし、ガスエンジンによって駆動されてもよい。この場合は、スチームモータへの給蒸量や、ガスエンジンへの供給ガス量を調整するなどして圧縮機１１の出力を調整し、冷媒流量を調整してもよい。
【0090】
なお、本実施形態においては、図１，図３で説明したミキシングバルブ３１等の混合手段３０を用いているが、混合手段３０はこれらの例に限らない。混合手段３０は、温水ラインＬ２を流れている最中の一次温水Ｗ２と、昇温用流体を混合させるものであればよい。すなわち、一次温水Ｗ２は貯留されていない状態で、流れながら、昇温用流体と混合される態様となっていればよい。これにより、一次温水Ｗ２と昇温用流体がより確実に混合され、混合後の二次温水Ｗ３の温度ムラが生じにくくなる。
【0091】
なお、本実施形態の温水製造装置１には第２冷水ラインＬ４が設けられているが、第２冷水ラインＬ４は省略してもよい。
【0092】
以上説明した第１実施形態の温水製造装置１によれば、以下のような効果を奏する。
【0093】
（１）本実施形態の温水製造装置１は、圧縮機１１、凝縮器１２、膨張弁１３および蒸発器１４が冷媒循環ラインＬ９により環状に接続され、圧縮機１１の駆動により凝縮器１２で温熱を取り出す蒸気圧縮式のヒートポンプ回路１０と、凝縮器１２に冷水Ｗ１を導入する第１冷水ラインＬ１と、凝縮器１２から一次温水Ｗ２を導出する温水ラインＬ２と、温水ラインＬ２を流通する一次温水Ｗ２に対し、当該一次温水Ｗ２よりも高温の昇温用流体を混合させる混合手段３０と、を備え、昇温用流体は、水蒸気、熱水、または水蒸気と熱水の混相流体である。このように、ヒートポンプ回路１０で生成され、温水ラインＬ２を流通する一次温水Ｗ２に対して混合手段３０を用いて昇温用流体を混合させるように構成したので、温水需要箇所への給湯温度（最終出湯温度）を高めた場合であっても、高い二酸化炭素排出量の削減効果と高いランニングコストの削減効果を得ることができる。また、温水製造装置１から所要の給湯温度に調整された二次温水Ｗ３が即時給湯される。また、ヒートポンプ回路１０が起動直後で出湯温度が低い場合でも、昇温用流体による加温アシストにより所要の給湯温度まで直ちに加温される。この結果、温水需要箇所に対する給湯温度を安定させることができる。
【0094】
（２）本実施形態の温水製造装置１は、昇温用流体を混合する前の一次温水Ｗ２に対し、冷水Ｗ０を合流させる第２冷水ラインＬ４と、第２冷水ラインＬ４に設けた冷水供給バルブ２８と、を備える。このような構成により、出湯を止めた状態でのヒートポンプ回路１０のメンテナンスが必要な場合であっても、第２冷水ラインＬ４からの冷水Ｗ０のバイパス供給と昇温用流体である水蒸気Ｓによる直接加温により温水需要箇所に対する給湯を継続することができる。
【0095】
（３）本実施形態の温水製造装置１は、ヒートポンプ回路１０および混合手段３０を単一の筐体２００に収容して構成した一体型ユニットからなる。これにより、温水製造装置１の一体型ユニットに対して冷水Ｗ１を供給する給水配管、水蒸気Ｓを供給する蒸気配管、温水需要箇所に二次温水Ｗ３を給湯する給湯配管および、熱源水Ｗ５を流通させる熱源配管を接続するだけで据付工事が完了するので、設置費用を含めた装置のイニシャルコストを抑制することができる。
【0096】
（４）本実施形態の温水製造装置１は、ヒートポンプ回路１０を第１筐体２１０に収容して構成したヒートポンプユニット２、および混合手段３０を第２筐体２２０に収容して構成した混合ユニット３からなる。これにより、設備の給湯能力を高める場合に、複数台のヒートポンプユニット２に対して１台の混合ユニット３を設置すればよいので、装置のイニシャルコストを抑制することができる。
【0097】
（５）本実施形態の混合手段３０は、昇温用流体が混合された一次温水Ｗ２が設定給湯温度になるように、一次温水Ｗ２と昇温用流体の混合割合を調整するミキシングバルブ３１である。このように、ミキシングバルブ３１を用いることにより、一次温水Ｗ２と昇温用流体の混合割合が自動で調整されるので、より安定した温度の給湯を実現することができる。
【0098】
（６）本実施形態の温水製造装置１は、凝縮器１２Ａから膨張弁１３に向かう冷媒循環ラインＬ９に設けられた過冷却器１２Ｂと、蒸発器１４に熱源流体を流通させる熱源流体ラインＬ５と、熱回収用熱交換器４０と、を備え、第１冷水ラインＬ１は、熱回収用熱交換器４０、過冷却器１２Ｂおよび凝縮器１２Ａの順に冷水Ｗ１を流通させる接続構成であり、熱源流体ラインＬ５は、次の（ａ）〜（ｃ）いずれかの接続構成である。（ａ）熱回収用熱交換器４０および蒸発器１４の順に熱源流体を流通
（ｂ）蒸発器１４および熱回収用熱交換器４０の順に熱源流体を流通
（ｃ）蒸発器１４および熱回収用熱交換器４０に並列に熱源流体を流通
このように、過冷却器１２Ｂおよび熱回収用熱交換器４０を備えることにより冷水Ｗ１の加温能力（熱出力）を増強し、温水製造のＣＯＰを向上させることができる。更に、熱源流体を流通させる順序を設定することで、（ａ）＞（ｂ）＞（ｃ）の順位で高いＣＯＰを得ることができる。特に（ａ）の場合は、熱源流体を先に熱回収用熱交換器４０に流すことで冷水Ｗ１の予熱量を増やし、熱回収用熱交換器４０の熱出力をアップさせることができる。
【0099】
（７）本実施形態の温水製造装置１は、圧縮機１１に流入するガス冷媒Ｒの過熱度に基づいて制御され、冷媒流量を調整する冷媒流量調整手段と、圧縮機１１に流入するガス冷媒Ｒの吸込温度を検知する吸込温度センサ１７と、蒸発器１４から流出するガス冷媒Ｒの蒸気圧力を検知する蒸気圧力センサ１８と、冷媒流量調整手段を制御する制御部１００と、を備え、制御部１００は、蒸気圧力センサ１８の検知圧力から液冷媒Ｒの蒸発温度を求めると共に、吸込温度センサ１７の検知温度から蒸発温度を差し引いてガス冷媒Ｒの過熱度を算出し、当該算出過熱度が目標過熱度になるように冷媒流量調整手段を制御する。このように、過熱度算出部１１０がガス冷媒Ｒの過熱度を正確に算出し、さらに制御部１００がその値を一定に保つように制御することにより、冷水Ｗ１に対する凝縮器１２の熱出力が安定する。これにより、一次温水Ｗ２の出湯温度を目標出湯温度に調整する際、出湯流量の変動が少なくなる。
【0100】
（８）本実施形態の温水製造装置１は、凝縮器１２に導入する冷水流量を調整する冷水流量調整手段と、凝縮器１２で生成された一次温水Ｗ２の出湯温度を検知する出湯温度センサ２３と、出湯温度センサ２３の検知温度が目標出湯温度になるように冷水流量調整手段を制御する制御部１００と、を備える。このように、一次温水Ｗ２を目標出湯温度一定に調整することで、一次温水Ｗ２と昇温用流体の混合割合の変動が抑制される。そのため、温水需要箇所に対する給湯温度をより安定させることができる。
【0101】
＜第２実施形態＞次に、第２実施形態について説明する。図７は、本実施形態における温水製造装置１と、温水製造装置１および温水タンク３００とによって構成される本実施形態における温水製造システム５を模式的に示す図である。なお、本実施形態において、第１実施形態と同様の構成については同じ符号を付してその説明を省略することがある。
【0102】
図７に示すように、本実施形態の温水製造システム５は、温水製造装置１の温水ラインＬ２の下流側に、温水タンク３００が設置されている。この温水タンク３００は、ミキシングバルブ３１（混合手段３０）で生成された二次温水Ｗ３を貯留するタンクである。図８に示すように、温水タンク３００には、貯留された二次温水Ｗ３の水位を検知する水位センサ３１０（水位検知手段）が設けられている。この水位センサ３１０は、二次温水Ｗ３の需要量の増加および減少を検知する温水需要量検知手段として機能する。
【0103】
本実施形態においては、水位センサ３１０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６本の電極棒３１１〜３１６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、図８に示すように、各電極棒は、下端部の高さ位置が低い方から順に、電極棒３１１，電極棒３１２，電極棒３１３，…となるように、温水タンク３００に挿入されている。各電極棒は、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。ここで、第１電極棒３１１〜第６電極棒３１６が検出する水位を、それぞれＬｓ１〜Ｌｓ６とする。
本実施形態においては、温水需要量検知手段としての水位センサ３１０の検知結果を用いるなどして、制御部１００Ｂが、各種の制御を行う。この制御内容については、追って詳細に説明する。
【0104】
温水タンク３００内の二次温水Ｗ３は、給湯ラインＬ６を通じて、温水需要箇所に給湯される。給湯ラインＬ６には、給湯ポンプ３２０が設けられている。
【0105】
このように、温水需要箇所に二次温水Ｗ３を給湯するための温水タンク３００に、水位センサ３１０（温水需要量検知手段）を設けることにより、複数の温水需要箇所に配水される場合であっても、需要量の変化を一元的に把握することができる。
【0106】
なお、混合手段３０は、温水タンク３００に流入する前の、温水ラインＬ２を流れている状態の一次温水Ｗ２に対して水蒸気Ｓを混合させている。これにより、一次温水Ｗ２と水蒸気Ｓがより確実に混合されるため、温水タンク３００内の二次温水Ｗ３の温度が均一になる。また、温水タンク３００内に水蒸気Ｓを直接供給しないため、温水タンク３００内の液面の揺らぎが少なく、水位の検知を正確に行うことができる。
【0107】
なお、本実施形態のように温水タンク３００を設ける構成においては、ミキシングバルブ３１で生成された二次温水Ｗ３の温度を測定するセンサ（給湯温度センサ２５）は、温水タンク３００に設けてもよい。
【0108】
次に、本実施形態の温水製造装置１の制御部１００Ｂ（制御手段）について説明する。図８は、本実施形態の温水製造装置１の制御部１００Ｂのブロック図である。本実施形態の制御部１００Ｂは、過熱度算出部１１０と、冷媒流量制御部１２０と、冷水流量制御部１３０と、冷水供給バルブ制御部１４０と、蒸気供給バルブ制御部１５０と、目標出湯温度設定部１６０と、目標給湯流量設定部１７０と、記憶部１９０と、を備える。
【0109】
冷水流量制御部１３０は、第１実施形態と同様、出湯温度センサ２３の検知温度が目標出湯温度になるように給水流量調整手段を制御し、冷水Ｗ１（一次温水Ｗ２）の流量を調整する。そして、本実施形態においては、目標出湯温度は、目標出湯温度設定部１６０によって設定される。
【0110】
冷水供給バルブ制御部１４０は、本実施形態においては、温水需要量検知手段としての水位センサ３１０の検知結果等に基づき、冷水供給バルブ２８を開閉する。
【0111】
目標出湯温度設定部１６０は、温水需要量検知手段としての水位センサ３１０の検知結果や、給湯流量センサ２６の検知結果等に基づき、ヒートポンプ回路１０から出湯する一次温水Ｗ２の目標出湯温度を設定する。
【0112】
目標給湯流量設定部１７０は、温水需要量検知手段としての水位センサ３１０の検知結果等に基づき、温水需要箇所への目標給湯流量を設定する。
【0113】
記憶部１９０は、各種の目標値等、制御に必要な種々の情報を記憶する。
【0114】
制御部１００Ｂは、複数の制御方法から、所望の制御方法を選択して実行することが可能である。以下、図１０の給湯状態遷移図を参照しながら、制御例１〜制御例３について説明する。
【0115】
［第１制御例］本制御例が適用される温水製造装置１は、次の制御動作を含んでいる。
（１−１）制御部１００Ｂは、温水需要量検知手段により温水需要がある状態が検知された場合に、二次温水Ｗ３の供給を開始する。また、制御部１００Ｂは、温水需要量検知手段により温水需要がない状態が検知された場合に、二次温水Ｗ３の供給を停止する。
（１−２）二次温水Ｗ３の供給中、冷水流量制御部１３０は、出湯温度センサ２３の検知温度Ｔｄが目標出湯温度Ｔａになるように冷水供給ポンプ２１を制御し、冷水Ｗ１（一次温水Ｗ２）の流量を調整する。
（１−３）二次温水Ｗ３の供給中、冷水供給バルブ制御部１４０は、温水需要量検知手段により第１所定量を超える需要量の増加が検知された場合に、冷水供給バルブ２８を開弁する。また、冷水供給バルブ２８の開弁後、冷水供給バルブ制御部１４０は、温水需要量検知手段により需要量が減少に転じたことが検知された場合に、冷水供給バルブ２８を閉弁する。
【0116】
（給湯状態Ａ１）後述する給湯状態Ａ２で温水タンク３００の水位が上昇し、水位センサ３１０の検知水位Ｌｄが［Ｌｄ≧Ｌｓ６］となった場合、制御部１００Ｂは、温水需要がない状態が検知されたと判定して、温水製造装置１を給湯状態Ａ１に移行させる。給湯状態Ａ１では、各制御部１２０〜１５０は、圧縮機１１および冷水供給ポンプ２１を停止し、蒸気供給バルブ２７および冷水供給バルブ２８を閉弁する。これにより、温水タンク３００に対する二次温水Ｗ３の供給が停止される。
【0117】
（給湯状態Ａ２）給湯状態Ａ１で温水タンク３００の水位が下降し、水位センサ３１０の検知水位Ｌｄが［Ｌｓ５＞Ｌｄ≧Ｌｓ４］となった場合、制御部１００Ｂは、温水需要がある状態が検知されたと判定して、温水製造装置１を給湯状態Ａ２に移行させる。給湯状態Ａ２では、各制御部１２０〜１５０は、圧縮機１１および冷水供給ポンプ２１を駆動し、蒸気供給バルブ２７を開弁し、冷水供給バルブ２８を閉弁する。
移行前が給湯状態Ａ１である場合、目標出湯温度設定部１６０は、目標出湯温度を規定値のＴａに設定する。これにより、ヒートポンプ回路１０では目標出湯温度Ｔａに調整された一次温水Ｗ２が製造され、温水タンク３００に対しては標準的な第１給湯流量で二次温水Ｗ３が供給される。
【0118】
また、後述する給湯状態Ａ３で温水タンク３００の水位が上昇し、水位センサ３１０の検知水位Ｌｄが［Ｌｓ３＞Ｌｄ≧Ｌｓ２］となった場合、制御部１００Ｂは、増加した二次温水Ｗ３の需要量が減少に転じたことが検知されたと判定して、温水製造装置１を給湯状態Ａ２に移行させる。移行前が給湯状態Ａ３である場合、目標出湯温度設定部１６０は、目標出湯温度を規定値のＴａまま維持する。これにより、ヒートポンプ回路１０では目標出湯温度Ｔａに調整された一次温水Ｗ２が製造され、温水タンク３００に対しては給湯状態Ａ３の第２給湯流量よりも少ない第１給湯流量で二次温水Ｗ３が供給される。
【0119】
（給湯状態Ａ３）給湯状態Ａ２で温水タンク３００の水位が下降し、水位センサ３１０の検知水位Ｌｄが［Ｌｓ１＞Ｌｄ］となった場合、制御部１００Ｂは、第１所定量（目標出湯温度Ｔａ＜設定給湯温度Ｔｂで運転したときにミキシングバルブ３１で製造される二次温水Ｗ３の標準給湯流量）を超える需要量の増加が検知されたと判定して、温水製造装置１を給湯状態Ａ３に移行させる。給湯状態Ａ３では、各制御部１２０〜１５０は、圧縮機１１および冷水供給ポンプ２１を駆動し、蒸気供給バルブ２７を開弁し、さらに冷水供給バルブ２８を開弁する。
目標出湯温度設定部１６０は、目標出湯温度を規定値のＴａまま維持する。これにより、ヒートポンプ回路１０では目標出湯温度Ｔａに調整された一次温水Ｗ２が製造され、温水タンク３００に対しては給湯状態Ａ２の第１給湯流量よりも多い第２給湯流量で二次温水Ｗ３が供給される。
【0120】
このように、二次温水Ｗ３の需要量の急増時に第２冷水ラインＬ４から冷水Ｗ０を供給すると、ミキシングバルブ３１に流入する一次温水Ｗ２の流量は増加し、かつその温度は目標出湯温度Ｔａよりも低下する。この変化に追従して蒸気供給ラインＬ３から供給される水蒸気Ｓの流量も増えるので、ミキシングバルブ３１から流出する二次温水Ｗ３の流量も増加し、かつその温度はミキシングバルブ３１の設定給湯温度Ｔｂに調節される。
【0121】
すなわち、本制御例では、二次温水Ｗ３の需要量が急増したときに、ヒートポンプ回路１０で製造された一次温水Ｗ２に第２冷水ラインＬ４からの冷水Ｗ０を合流させている。合流後の一次温水Ｗ２は、水蒸気Ｓにより昇温された後、二次温水Ｗ３として温水タンク３００に貯留される。これにより、一次温水Ｗ２をベースにしてミキシングバルブ３１で製造可能な標準給湯流量を超える需要量が発生した場合にも、冷水Ｗ０のバイパス供給により給湯流量を増強しつつ、給湯温度も安定させることができる。
【0122】
［第２制御例］本制御例が適用される温水製造装置１は、次の制御動作を含んでいる。
（２−１）制御部１００Ｂは、温水需要量検知手段により温水需要がある状態が検知された場合に、二次温水Ｗ３の供給を開始する。また、制御部１００Ｂは、温水需要量検知手段により温水需要がない状態が検知された場合に、二次温水Ｗ３の供給を停止する。
（２−２）二次温水Ｗ３の供給中、冷水流量制御部１３０は、出湯温度センサ２３の検知温度Ｔｄが目標出湯温度Ｔａ１（後述するＴａ２やＴａ３に変更後はこの温度）になるように冷水供給ポンプ２１を制御し、冷水Ｗ１（一次温水Ｗ２）の流量を調整する。
（２−３）二次温水Ｗ３の供給中、目標出湯温度設定部１６０は、温水需要量検知手段により需要量の増加が検知された場合に、目標出湯温度Ｔａ１，Ｔａ２を下降側に調整する。また、目標出湯温度設定部１６０は、温水需要量検知手段により需要量の減少が検知された場合に、目標出湯温度Ｔａ３，Ｔａ２を上昇側に調整する。
（２−４）二次温水Ｗ３の供給中、冷水供給バルブ制御部１４０は、目標出湯温度を下限値Ｔａ３に調整した状態で、温水需要量検知手段により第２所定量を超える需要量の増加が検知された場合に、冷水供給バルブ２８を開弁する。また、冷水供給バルブ２８の開弁後、冷水供給バルブ制御部１４０は、温水需要量検知手段により需要量が減少に転じたことが検知された場合に、冷水供給バルブ２８を閉弁する。
【0123】
（給湯状態Ｂ１）後述する給湯状態Ｂ２で温水タンク３００の水位が上昇し、水位センサ３１０の検知水位Ｌｄが［Ｌｄ≧Ｌｓ６］となった場合、制御部１００Ｂは、温水需要がない状態が検知されたと判定して、温水製造装置１を給湯状態Ｂ１に移行させる。給湯状態Ｂ１では、各制御部１２０〜１５０は、圧縮機１１および冷水供給ポンプ２１を停止し、蒸気供給バルブ２７および冷水供給バルブ２８を閉弁する。これにより、温水タンク３００に対する二次温水Ｗ３の供給が停止される。
【0124】
（給湯状態Ｂ２）給湯状態Ｂ１で温水タンク３００の水位が下降し、水位センサ３１０の検知水位Ｌｄが［Ｌｓ５＞Ｌｄ≧Ｌｓ４］となった場合、制御部１００Ｂは、温水需要がある状態が検知されたと判定して、温水製造装置１を給湯状態Ｂ２に移行させる。給湯状態Ｂ２では、各制御部１２０〜１５０は、圧縮機１１および冷水供給ポンプ２１を駆動し、蒸気供給バルブ２７を開弁し、冷水供給バルブ２８を閉弁する。
移行前が給湯状態Ｂ１である場合、目標出湯温度設定部１６０は、目標出湯温度を上限値のＴａ１（初期値）に設定する。これにより、ヒートポンプ回路１０では目標出湯温度Ｔａ１に調整された一次温水Ｗ２が製造され、温水タンク３００に対しては標準的な第１給湯流量で二次温水Ｗ３が供給される。
【0125】
また、後述する給湯状態Ｂ３で温水タンク３００の水位が上昇し、水位センサ３１０の検知水位Ｌｄが［Ｌｓ５＞Ｌｄ≧Ｌｓ４］となった場合、制御部１００Ｂは、増加した二次温水Ｗ３の需要量が減少に転じたことが検知されたと判定して、温水製造装置１を給湯状態Ｂ２に移行させる。移行前が給湯状態Ｂ３である場合、目標出湯温度設定部１６０は、目標出湯温度を中間値のＴａ２から上昇側に調整し、上限値のＴａ１を設定する。これにより、ヒートポンプ回路１０では目標出湯温度Ｔａ１に調整された一次温水Ｗ２が製造され、温水タンク３００に対しては給湯状態Ｂ３の第２給湯流量よりも少ない第１給湯流量で二次温水Ｗ３が供給される。
【0126】
（給湯状態Ｂ３）給湯状態Ｂ２で温水タンク３００の水位が下降し、水位センサ３１０の検知水位Ｌｄが［Ｌｓ４＞Ｌｄ≧Ｌｓ３］となった場合、制御部１００Ｂは、二次温水Ｗ３の需要量の増加が検知されたと判定して、温水製造装置１を給湯状態Ｂ３に移行させる。給湯状態Ｂ３では、給湯状態Ｂ２と同様に、各制御部１２０〜１５０は、圧縮機１１および冷水供給ポンプ２１を駆動し、蒸気供給バルブ２７を開弁し、冷水供給バルブ２８を閉弁する。
移行前が給湯状態Ｂ２である場合、目標出湯温度設定部１６０は、目標出湯温度を上限値のＴａ１から下降側に調整し、中間値のＴａ２を設定する。これにより、ヒートポンプ回路１０では目標出湯温度Ｔａ２に調整された一次温水Ｗ２が製造され、温水タンク３００に対しては給湯状態Ｂ２の第１給湯流量よりも多い第２給湯流量で二次温水Ｗ３が供給される。
【0127】
また、後述する給湯状態Ｂ４で温水タンク３００の水位が上昇し、水位センサ３１０の検知水位Ｌｄが［Ｌｓ４＞Ｌｄ≧Ｌｓ３］となった場合、制御部１００Ｂは、増加した二次温水Ｗ３の需要量が減少に転じたことが検知されたと判定して、温水製造装置１を給湯状態Ｂ３に移行させる。移行前が給湯状態Ｂ４である場合、目標出湯温度設定部１６０は、目標出湯温度を下限値のＴａ３から上昇側に調整し、中間値のＴａ２を設定する。これにより、ヒートポンプ回路１０では目標出湯温度Ｔａ２に調整された一次温水Ｗ２が製造され、温水タンク３００に対しては給湯状態Ｂ４の第３給湯流量よりも少ない第２給湯流量で二次温水Ｗ３が供給される。
【0128】
（給湯状態Ｂ４）給湯状態Ｂ３で温水タンク３００の水位が下降し、水位センサ３１０の検知水位Ｌｄが［Ｌｓ３＞Ｌｄ≧Ｌｓ２］となった場合、制御部１００Ｂは、二次温水Ｗ３の需要量の増加が検知されたと判定して、温水製造装置１を給湯状態Ｂ４に移行させる。給湯状態Ｂ４では、給湯状態Ｂ２，Ｂ３と同様に、各制御部１２０〜１５０は、圧縮機１１および冷水供給ポンプ２１を駆動し、蒸気供給バルブ２７を開弁し、冷水供給バルブ２８を閉弁する。
移行前が給湯状態Ｂ３である場合、目標出湯温度設定部１６０は、目標出湯温度を中間値のＴａ２から下降側に調整し、下限値のＴａ３を設定する。これにより、ヒートポンプ回路１０では目標出湯温度Ｔａ３に調整された一次温水Ｗ２が製造され、温水タンク３００に対しては給湯状態Ｂ３の第２給湯流量よりも多い第３給湯流量で二次温水Ｗ３が供給される。
【0129】
また、後述する給湯状態Ｂ５で温水タンク３００の水位が上昇し、水位センサ３１０の検知水位Ｌｄが［Ｌｓ３＞Ｌｄ≧Ｌｓ２］となった場合、制御部１００Ｂは、増加した二次温水Ｗ３の需要量が減少に転じたことが検知されたと判定して、温水製造装置１を給湯状態Ｂ４に移行させる。移行前が給湯状態Ｂ５である場合、目標出湯温度設定部１６０は、目標出湯温度を下限値のＴａ３のまま維持する。これにより、ヒートポンプ回路１０では目標出湯温度Ｔａ３に調整された一次温水Ｗ２が製造され、温水タンク３００に対しては給湯状態Ｂ５の第４給湯流量よりも少ない第３給湯流量で二次温水Ｗ３が供給される。
【0130】
給湯状態Ｂ２から給湯状態Ｂ３への移行、或いは給湯状態Ｂ３から給湯状態Ｂ４への移行のように、二次温水Ｗ３の需要量の増加に伴って目標出湯温度Ｔａを下げると、ヒートポンプ回路１０で製造される一次温水Ｗ２の流量が増加する。この変化に追従して蒸気供給ラインＬ３から供給される水蒸気Ｓの流量が増えるので、ミキシングバルブ３１から流出する二次温水Ｗ３の流量は増加し、かつその温度はミキシングバルブ３１の設定給湯温度Ｔｂに調節される。逆に、給湯状態Ｂ４から給湯状態Ｂ３への移行、或いは給湯状態Ｂ３から給湯状態Ｂ２への移行のように、二次温水Ｗ３の需要量の減少に伴って目標出湯温度Ｔａを上げると、ヒートポンプ回路１０で製造される一次温水Ｗ２の流量が減少する。この変化に追従して蒸気供給ラインＬ３から供給される水蒸気Ｓの流量が減るので、ミキシングバルブ３１から流出する二次温水Ｗ３の流量は減少し、かつその温度はミキシングバルブ３１の設定給湯温度Ｔｂに調節される。これにより、二次温水Ｗ３の需要量の増減に応答して、温水需要箇所への給湯流量を増減させながら、給湯温度も安定させることができる。
【0131】
（給湯状態Ｂ５）給湯状態Ｂ４（目標出湯温度を下限値Ｔａ３に調整した状態）で温水タンク３００の水位が下降し、水位センサ３１０の検知水位Ｌｄが［Ｌｓ１＞Ｌｄ］となった場合、制御部１００Ｂは、第２所定量（目標出湯温度Ｔａ３＜設定給湯温度Ｔｂで運転したときにミキシングバルブ３１で製造される二次温水Ｗ３の最大給湯流量）を超える需要量の増加が検知されたと判定して、温水製造装置１を給湯状態Ｂ５に移行させる。給湯状態Ｂ５では、各制御部１２０〜１５０は、圧縮機１１および冷水供給ポンプ２１を駆動し、蒸気供給バルブ２７を開弁し、さらに冷水供給バルブ２８を開弁する。
目標出湯温度設定部１６０は、目標出湯温度を下限値のＴａ３まま維持する。これにより、ヒートポンプ回路１０では目標出湯温度Ｔａ３に調整された一次温水Ｗ２が製造され、温水タンク３００に対しては給湯状態Ｂ４の第３給湯流量よりも多い第４給湯流量で二次温水Ｗ３が供給される。
【0132】
これにより、一次温水Ｗ２をベースにしてミキシングバルブ３１で製造可能な最大給湯流量を超える需要量が発生した場合にも、冷水Ｗ０のバイパス供給により給湯流量を増強しつつ、給湯温度も安定させることができる。
【0133】
［第３制御例］本制御例が適用される温水製造装置１は、次の制御動作を含んでいる。
（３−１）制御部１００Ｂは、温水需要量検知手段により温水需要がある状態が検知された場合に、二次温水Ｗ３の供給を開始する。また、制御部１００Ｂは、温水需要量検知手段により温水需要がない状態が検知された場合に、二次温水Ｗ３の供給を停止する。
（３−２）二次温水Ｗ３の供給中、冷水流量制御部１３０は、出湯温度センサ２３の検知温度Ｔｄが目標出湯温度Ｔａ（目標給湯流量Ｑｔ１〜Ｑｔ３に対する調整値）になるように冷水供給ポンプ２１を制御し、冷水Ｗ１（一次温水Ｗ２）の流量を調整する。
（３−３）二次温水Ｗ３の供給中、目標給湯流量設定部１７０は、温水需要量検知手段により需要量の増加が検知された場合に、目標給湯流量Ｑｔ１，Ｑｔ２を増加側に調整する。また、目標給湯流量設定部１７０は、温水需要量検知手段により需要量の減少が検知された場合に、目標給湯流量Ｑｔ３，Ｑｔ２を減少側に調整する。
（３−４）二次温水Ｗ３の供給中、冷水供給バルブ制御部１４０は、目標給湯流量を上限値Ｑｔ３に調整した状態で、温水需要量検知手段により第３所定量を超える需要量の増加が検知された場合に、冷水供給バルブ２８を開弁する。また、冷水供給バルブ２８の開弁後、冷水供給バルブ制御部１４０は、温水需要量検知手段により需要量が減少に転じたことが検知された場合に、冷水供給バルブ２８を閉弁する。
【0134】
（給湯状態Ｃ１）後述する給湯状態Ｃ２で温水タンク３００の水位が上昇し、水位センサ３１０の検知水位Ｌｄが［Ｌｄ≧Ｌｓ６］となった場合、制御部１００Ｂは、温水需要がない状態が検知されたと判定して、温水製造装置１を給湯状態Ｃ１に移行させる。給湯状態Ｃ１では、各制御部１２０〜１５０は、圧縮機１１および冷水供給ポンプ２１を停止し、蒸気供給バルブ２７および冷水供給バルブ２８を閉弁する。これにより、温水タンク３００に対する二次温水Ｗ３の供給が停止される。
【0135】
（給湯状態Ｃ２）給湯状態Ｃ１で温水タンク３００の水位が下降し、水位センサ３１０の検知水位Ｌｄが［Ｌｓ５＞Ｌｄ≧Ｌｓ４］となった場合、制御部１００Ｂは、温水需要がある状態が検知されたと判定して、温水製造装置１を給湯状態Ｃ２に移行させる。給湯状態Ｃ２では、各制御部１２０〜１５０は、圧縮機１１および冷水供給ポンプ２１を駆動し、蒸気供給バルブ２７を開弁し、冷水供給バルブ２８を閉弁する。
移行前が給湯状態Ｃ１である場合、目標給湯流量設定部１７０は、目標給湯流量を下限値のＱｔ１（初期値）に設定する。これにより、ヒートポンプ回路１０では目標出湯温度Ｔａに調整された一次温水Ｗ２が製造され、温水タンク３００に対しては第１目標給湯流量Ｑｔ１に調整された二次温水Ｗ３が供給される。
【0136】
また、後述する給湯状態Ｃ３で温水タンク３００の水位が上昇し、水位センサ３１０の検知水位Ｌｄが［Ｌｓ５＞Ｌｄ≧Ｌｓ４］となった場合、制御部１００Ｂは、増加した二次温水Ｗ３の需要量が減少に転じたことが検知されたと判定して、温水製造装置１を給湯状態Ｃ２に移行させる。移行前が給湯状態Ｃ３である場合、目標給湯流量設定部１７０は、目標給湯流量を第１中間値のＱｔ２から減少側に調整し、下限値のＱｔ１を設定する。これにより、ヒートポンプ回路１０では目標出湯温度Ｔａに調整された一次温水Ｗ２が製造され、温水タンク３００に対しては給湯状態Ｃ３の第２目標給湯流量Ｑｔ２よりも少ない第1目標給湯流量Ｑｔ１に調整された二次温水Ｗ３が供給される。
【0137】
給湯状態Ｃ２の実行中、目標出湯温度設定部１６０は、給湯流量センサ２６の検知流量Ｑｄが目標給湯流量Ｑｔ１になるように、目標出湯温度Ｔａを調整する。具体的には、検知流量Ｑｄ＜目標給湯流量Ｑｔ１のときは、目標出湯温度Ｔａを段階的（例えば、１℃刻み）に下降させることによりヒートポンプ回路１０の出湯流量を増やし、検知流量Ｑｄを目標給湯流量Ｑｔ１に近付ける。逆に、検知流量Ｑｄ＞目標給湯流量Ｑｔ１のときは、目標出湯温度Ｔａを段階的に上昇させることによりヒートポンプ回路１０の出湯流量を減らし、検知流量Ｑｄを目標給湯流量Ｑｔ１に近付ける。また、検知流量Ｑｄ＝目標給湯流量Ｑｔ１のときは、目標出湯温度Ｔａを変更せずに維持する。
【0138】
ここで、目標出湯温度Ｔａの調整によって、ミキシングバルブ３１で製造される二次温水Ｗ３の給湯流量（給湯流量センサ２６の検知流量Ｑｄ）を目標給湯流量Ｑｔ１に収束させる仕組みを説明する。温水製造装置１の運転中にヒートポンプ回路１０に供給する冷水Ｗ１および／または熱源水Ｗ５の温度が上昇すると、出湯温度センサ２３の検知温度Ｔｄを目標出湯温度Ｔａに収束させるべく、冷水Ｗ１の流量が増加される。この変化に追従して蒸気供給ラインＬ３から供給される水蒸気Ｓの流量が増えるので、ミキシングバルブ３１から流出する二次温水Ｗ３の流量は増加する。このとき、目標出湯温度Ｔａを上げて冷水Ｗ１の流量を減らしていくと同時に水蒸気Ｓの流量も減るので、二次温水Ｗ３の流量増加分を減らして目標給湯流量Ｑｔ１に近付けることができる。
逆に、温水製造装置１の運転中にヒートポンプ回路１０に供給する冷水Ｗ１および／または熱源水Ｗ５の温度が下降すると、出湯温度センサ２３の検知温度Ｔｄを目標出湯温度Ｔａに収束させるべく、冷水Ｗ１の流量が減少される。この変化に追従して蒸気供給ラインＬ３から供給される水蒸気Ｓの流量が減るので、ミキシングバルブ３１から流出する二次温水Ｗ３の流量は減少する。このとき、目標出湯温度Ｔａを下げて冷水Ｗ１の流量を増やしていくと同時に水蒸気Ｓの流量も増えるので、二次温水Ｗ３の流量減少分を増やして目標給湯流量Ｑｔ１に近付けることができる。
これにより、ヒートポンプ回路１０の運転条件の変化に応答して、温水需要箇所への給湯流量を一定に保ちながら、給湯温度も安定させることができる。
【0139】
（給湯状態Ｃ３）給湯状態Ｃ２で温水タンク３００の水位が下降し、水位センサ３１０の検知水位Ｌｄが［Ｌｓ４＞Ｌｄ≧Ｌｓ３］となった場合、制御部１００Ｂは、二次温水Ｗ３の需要量の増加が検知されたと判定して、温水製造装置１を給湯状態Ｃ３に移行させる。給湯状態Ｃ３では、各制御部１２０〜１５０は、圧縮機１１および冷水供給ポンプ２１を駆動し、蒸気供給バルブ２７を開弁し、冷水供給バルブ２８を閉弁する。
移行前が給湯状態Ｃ２である場合、目標給湯流量設定部１７０は、目標給湯流量を下限値のＱｔ１から増加側に調整し、第１中間値のＱｔ２を設定する。これにより、ヒートポンプ回路１０では目標出湯温度Ｔａに調整された一次温水Ｗ２が製造され、温水タンク３００に対しては給湯状態Ｃ２の第１目標給湯流量Ｑｔ１よりも多い第２目標給湯流量Ｑｔ２に調整された二次温水Ｗ３が供給される。
【0140】
また、後述する給湯状態Ｃ４で温水タンク３００の水位が上昇し、水位センサ３１０の検知水位Ｌｄが［Ｌｓ４＞Ｌｄ≧Ｌｓ３］となった場合、制御部１００Ｂは、増加した二次温水Ｗ３の需要量が減少に転じたことが検知されたと判定して、温水製造装置１を給湯状態Ｃ３に移行させる。移行前が給湯状態Ｃ４である場合、目標給湯流量設定部１７０は、目標給湯流量を第２中間値のＱｔ３から減少側に調整し、第１中間値のＱｔ２を設定する。これにより、ヒートポンプ回路１０では目標出湯温度Ｔａに調整された一次温水Ｗ２が製造され、温水タンク３００に対しては給湯状態Ｃ４の目標給湯流量Ｑｔ３よりも少ない目標給湯流量Ｑｔ２に調整された二次温水Ｗ３が供給される。
【0141】
給湯状態Ｃ３の実行中、目標出湯温度設定部１６０は、給湯流量センサ２６の検知流量Ｑｄが目標給湯流量Ｑｔ２になるように、目標出湯温度Ｔａを調整する。具体的には、検知流量Ｑｄ＜目標給湯流量Ｑｔ２のときは、目標出湯温度Ｔａを段階的（例えば、１℃刻み）に下降させることによりヒートポンプ回路１０の出湯流量を増やし、検知流量Ｑｄを目標給湯流量Ｑｔ２に近付ける。逆に、検知流量Ｑｄ＞目標給湯流量Ｑｔ２のときは、目標出湯温度Ｔａを段階的に上昇させることによりヒートポンプ回路１０の出湯流量を減らし、検知流量Ｑｄを目標給湯流量Ｑｔ２に近付ける。また、検知流量Ｑｄ＝目標給湯流量Ｑｔ２のときは、目標出湯温度Ｔａを変更せずに維持する。
【0142】
（給湯状態Ｃ４）給湯状態Ｃ３で温水タンク３００の水位が下降し、水位センサ３１０の検知水位Ｌｄが［Ｌｓ３＞Ｌｄ≧Ｌｓ２］となった場合、制御部１００Ｂは、二次温水Ｗ３の需要量の増加が検知されたと判定して、温水製造装置１を給湯状態Ｃ４に移行させる。給湯状態Ｃ４では、各制御部１２０〜１５０は、圧縮機１１および冷水供給ポンプ２１を駆動し、蒸気供給バルブ２７を開弁し、冷水供給バルブ２８を閉弁する。
移行前が給湯状態Ｃ３である場合、目標給湯流量設定部１７０は、目標給湯流量を第１中間値のＱｔ２から増加側に調整し、第２中間値のＱｔ３を設定する。これにより、ヒートポンプ回路１０では目標出湯温度Ｔａに調整された一次温水Ｗ２が製造され、温水タンク３００に対しては給湯状態Ｃ２の第２目標給湯流量Ｑｔ２よりも多い第３目標給湯流量Ｑｔ３に調整された二次温水Ｗ３が供給される。
【0143】
また、後述する給湯状態Ｃ５で温水タンク３００の水位が上昇し、水位センサ３１０の検知水位Ｌｄが［Ｌｓ３＞Ｌｄ≧Ｌｓ２］となった場合、制御部１００Ｂは、増加した二次温水Ｗ３の需要量が減少に転じたことが検知されたと判定して、温水製造装置１を給湯状態Ｃ４に移行させる。移行前が給湯状態Ｃ５である場合、目標給湯流量設定部１７０は、目標給湯流量を上限値のＱｔ４から減少側に調整し、第２中間値のＱｔ３を設定する。これにより、ヒートポンプ回路１０では目標出湯温度Ｔａに調整された一次温水Ｗ２が製造され、温水タンク３００に対しては給湯状態Ｃ５の第４目標給湯流量Ｑｔ４よりも少ない第３目標給湯流量Ｑｔ３に調整された二次温水Ｗ３が供給される。
【0144】
給湯状態Ｃ４の実行中、目標出湯温度設定部１６０は、給湯流量センサ２６の検知流量Ｑｄが目標給湯流量Ｑｔ３になるように、目標出湯温度Ｔａを調整する。具体的には、検知流量Ｑｄ＜目標給湯流量Ｑｔ３のときは、目標出湯温度Ｔａを段階的（例えば、１℃刻み）に下降させることによりヒートポンプ回路１０の出湯流量を増やし、検知流量Ｑｄを目標給湯流量Ｑｔ３に近付ける。逆に、検知流量Ｑｄ＞目標給湯流量Ｑｔ３のときは、目標出湯温度Ｔａを段階的に上昇させることによりヒートポンプ回路１０の出湯流量を減らし、検知流量Ｑｄを目標給湯流量Ｑｔ３に近付ける。また、検知流量Ｑｄ＝目標給湯流量Ｑｔ３のときは、目標出湯温度Ｔａを変更せずに維持する。
【0145】
給湯状態Ｃ２から給湯状態Ｃ３への移行、或いは給湯状態Ｃ３から給湯状態Ｃ４への移行のように、二次温水Ｗ３の需要量の増加に伴って目標給湯流量Ｑｔを増やすと、目標出湯温度Ｔａが下降側に調整されて、ヒートポンプ回路１０で製造される一次温水Ｗ２の流量が増加する。この変化に追従して蒸気供給ラインＬ３から供給される水蒸気Ｓの流量が増えるので、ミキシングバルブ３１から流出する二次温水Ｗ３の流量は増加し、かつその温度はミキシングバルブ３１の設定給湯温度Ｔｂに調節される。逆に、給湯状態Ｃ４から給湯状態Ｃ３への移行、或いは給湯状態Ｃ３から給湯状態Ｃ２への移行のように、二次温水Ｗ３の需要量の増加に伴って目標給湯流量Ｑｔを減らすと、目標出湯温度Ｔａが上昇側に調整されて、ヒートポンプ回路１０で製造される一次温水Ｗ２の流量が減少する。この変化に追従して蒸気供給ラインＬ３から供給される水蒸気Ｓの流量が減るので、ミキシングバルブ３１から流出する二次温水Ｗ３の流量は減少し、かつその温度はミキシングバルブ３１の設定給湯温度Ｔｂに調節される。これにより、二次温水Ｗ３の需要量の増減に応答して、温水需要箇所への給湯流量を増減させながら、給湯温度も安定させることができる。
【0146】
（給湯状態Ｃ５）給湯状態Ｃ４（目標給湯流量を上限値Ｑｔ３に調整した状態）で温水タンク３００の水位が下降し、水位センサ３１０の検知水位Ｌｄが［Ｌｓ１＞Ｌｄ］となった場合、制御部１００Ｂは、第３所定量（目標出湯温度Ｔａ＜設定給湯温度Ｔｂで運転したときにミキシングバルブ３１で製造される二次温水Ｗ３の最大給湯流量）を超える需要量の増加が検知されたと判定して、温水製造装置１を給湯状態Ｃ５に移行させる。給湯状態Ｃ５では、各制御部１２０〜１５０は、圧縮機１１および冷水供給ポンプ２１を駆動し、蒸気供給バルブ２７を開弁し、さらに冷水供給バルブ２８を開弁する。
目標給湯流量設定部１７０は、目標給湯流量を第２中間値のＱｔ３から増加側に調整し、上限値のＱｔ４を設定する。これにより、ヒートポンプ回路１０では目標出湯温度Ｔａに調整された一次温水Ｗ２が製造され、温水タンク３００に対しては給湯状態Ｃ４の第３目標給湯流量Ｑｔ３よりも多い給湯流量で二次温水Ｗ３が供給される。
また、給湯状態Ｃ５の実行中、目標出湯温度設定部１６０は、給湯流量センサ２６の検知流量Ｑｄが目標給湯流量Ｑｔ４になるように、目標出湯温度Ｔａを調整する。
【0147】
これにより、ヒートポンプ回路１０の一次温水Ｗ２のみをベースとしてミキシングバルブ３１で製造可能な最大給湯流量を超える需要量が発生した場合にも、冷水Ｗ０のバイパス供給により給湯流量を増強しつつ、給湯温度も安定させることができる。
【0148】
なお、本実施形態においても、過熱度算出部１１０と、冷媒流量制御部１２０は、第１実施形態と同様の制御を行う。本実施形態においては、温水需要量の増加に応答してヒートポンプ回路１０に流入する冷水Ｗ１の流量が増えると、蒸発器１４に還流する液冷媒Ｒの温度が下がるので、ガス冷媒Ｒの過熱度を維持するように冷媒循環量が増加側に調整される。これにより、液圧縮による圧縮機１１の破損を防止しつつ、冷水Ｗ１の流量増加に対応して凝縮器１２での熱出力を高めることができる。
【0149】
なお、本実施形態においては、温水需要量検知手段として、混合手段３０の下流側に設置された温水タンク３００（一次温水タンク）に付随する水位センサ３１０を用いているが、温水需要量検知手段はこれに限らない。例えば、工場内に分散する温水需要箇所ごとに設置された二次温水タンクに付随する水位センサを用いてもよい。また、工場内に分散する温水需要箇所ごとに設置された給湯流量センサを用いてもよい。また、これらのセンサを組み合わせて使用してもよい。この場合、温水タンク３００を設けることなく、温水需要量検知手段に基づく本実施形態の制御を行うこともできる。
【0150】
以上説明した第２実施形態の温水製造装置１および温水製造システム５によれば、（１）〜（８）に加えて、以下のような効果を奏する。
【0151】
（９）本実施形態の温水製造装置１は、混合手段３０で生成された二次温水Ｗ３の需要量を検知する温水需要量検知手段と、冷水供給バルブ２８を制御する制御部１００Ｂと、を備え、制御部１００Ｂは、温水需要量検知手段により所定量を超える温水需要量の増加が検知された場合に、冷水供給バルブ２８を開弁し、冷水供給バルブ２８の開弁後、温水需要量検知手段により温水需要量が減少に転じたことが検知された場合に、冷水供給バルブ２８を閉弁する。これにより、混合手段３０の標準給湯流量を超える需要量が発生した場合にも、冷水Ｗ０のバイパス供給により給湯流量を増強しつつ、給湯温度も安定させることができる。
【0152】
（１０）本実施形態の温水製造装置１は、混合手段３０で生成された二次温水Ｗ３の需要量を検知する温水需要量検知手段を備え、制御部１００Ｂは、温水需要量検知手段により需要量の増加が検知された場合に、目標出湯温度を下降側に調整し、温水需要量検知手段により需要量の減少が検知された場合に、目標出湯温度を上昇側に調整する。これにより、二次温水Ｗ３の需要量の増減に応答して、温水需要箇所への給湯流量を増減させながら、給湯温度も安定させることができる。
【0153】
（１１）本実施形態の温水製造装置１は、水蒸気Ｓを混合する前の一次温水Ｗ２に対し、冷水Ｗ０を合流させる第２冷水ラインＬ４と、第２冷水ラインＬ４に設けた冷水供給バルブ２８と、を備え、制御部１００Ｂは、目標出湯温度を下限値に調整した状態で、温水需要量検知手段により所定量を超える需要量の増加が検知された場合に、冷水供給バルブ２８を開弁し、冷水供給バルブ２８の開弁後、温水需要量検知手段により需要量が減少に転じたことが検知された場合に、冷水供給バルブ２８を閉弁する。これにより、混合手段３０からの最大給湯流量を超える需要量が発生した場合にも、冷水Ｗ０のバイパス供給により給湯流量を増強しつつ、給湯温度も安定させることができる。
【0154】
（１２）本実施形態の温水製造装置１は、混合手段３０で生成された二次温水Ｗ３の給湯流量を検知する給湯流量センサ２６を備え、制御部１００Ｂは、給湯流量センサ２６の検知流量が目標給湯流量になるように目標出湯温度を調整する。これにより、ヒートポンプ回路１０の運転条件の変化に応答して、温水需要箇所への給湯流量を一定に保ちながら、給湯温度も安定させることができる。
【0155】
（１３）本実施形態の温水製造装置１は、混合手段３０で生成された二次温水Ｗ３の需要量を検知する温水需要量検知手段を備え、制御部１００Ｂは、温水需要量検知手段により温水需要量の増加を検知した場合に、目標給湯流量を増加側に調整し、温水需要量検知手段により需要量の減少を検知した場合に、目標給湯流量を減少側に調整する。これにより、二次温水Ｗ３の需要量の増減に応答して、温水需要箇所への給湯流量を増減させながら、給湯温度も安定させることができる。
【0156】
（１４）本実施形態の温水製造装置１は、水蒸気Ｓを混合する前の一次温水Ｗ２に対し、冷水Ｗ０を合流させる第２冷水ラインＬ４と、第２冷水ラインＬ４に設けた冷水供給バルブ２８と、を備え、制御部１００Ｂは、目標給湯流量を上限値に調整した状態で、温水需要量検知手段により所定量を超える需要量の増加が検知された場合に、冷水供給バルブ２８を開弁し、冷水供給バルブ２８の開弁後、温水需要量検知手段により需要量が減少に転じたことが検知された場合に、冷水供給バルブ２８を閉弁する。これにより、混合手段３０からの最大給湯流量を超える需要量が発生した場合にも、冷水Ｗ０のバイパス供給により給湯流量を増強しつつ、給湯温度も安定させることができる。
【0157】
（１５）本実施形態の温水製造システム５は、温水製造装置１と、混合手段３０で生成された二次温水Ｗ３を貯留する温水タンク３００と、温水需要量検知手段として使用され、温水タンク３００内の水位を検知する水位センサ３１０と、を備える。これにより、複数の温水需要箇所に配水される場合であっても、需要量の変化を一元的に把握することができる。
【0158】
以上、本発明の温水製造装置および温水製造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。
【符号の説明】
【0159】
１ 温水製造装置２ ヒートポンプユニット
３ 混合ユニット
５ 温水製造システム
１０、１０Ｂ ヒートポンプ回路
１１ 圧縮機（冷媒流量調整手段）
１２ 凝縮器
１２Ａ 凝縮器
１２Ｂ 過冷却器
１３ 膨張弁（冷媒流量調整手段）
１４ 蒸発器
１７ 吸込温度センサ
１８ 蒸気圧力センサ
２１ 冷水供給ポンプ（給水流量調整手段）
２３ 出湯温度センサ
２４ 止水弁
２５ 給湯温度センサ
２６ 給湯流量センサ（給湯流量検知手段）
２７ 蒸気供給バルブ
２８ 冷水供給バルブ
３０ 混合手段
３１ ミキシングバルブ
４０ 熱回収用熱交換器
１００、１００Ｂ 制御部
１１０ 過熱度算出部
１２０ 冷媒流量制御部
１３０ 冷水流量制御部
１４０ 冷水供給バルブ制御部
１５０ 蒸気供給バルブ制御部
１６０ 目標出湯温度設定部
１７０ 目標給湯流量設定部
１９０ 記憶部
２００ 筐体
２１０ 第１筐体
２２０ 第２筐体
３００ 温水タンク
３１０ 水位センサ（水位検知手段）
３１１〜３１６ 電極棒
Ｌ１ 第１冷水ライン
Ｌ２ 温水ライン
Ｌ３ 蒸気供給ライン
Ｌ４ 第２冷水ライン
Ｌ５ 熱源流体ライン
Ｌ９ 冷媒循環ライン
Ｒ 冷媒（ガス冷媒、液冷媒）
Ｓ 水蒸気
Ｗ１ 冷水
Ｗ２ 一次温水
Ｗ３ 二次温水
Ｗ５ 熱源水（熱源流体）