特許 5930997 給湯システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5930997

(24)【登録日】2016年5月13日

(45)【発行日】2016年6月8日

(54)【発明の名称】給湯システム

(51)【国際特許分類】

   F24D 17/00 20060101AFI20160526BHJP

   F24H 1/18 20060101ALI20160526BHJP

【ＦＩ】

   F24D17/00 H

   F24H1/18 A

【請求項の数】2

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2013-71121(P2013-71121)

(22)【出願日】2013年3月29日

(65)【公開番号】特開2014-194317(P2014-194317A)

(43)【公開日】2014年10月9日

【審査請求日】2015年2月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】399048917

【氏名又は名称】日立アプライアンス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100064414

【弁理士】

【氏名又は名称】磯野 道造

(74)【代理人】

【識別番号】100111545

【弁理士】

【氏名又は名称】多田 悦夫

(72)【発明者】

【氏名】松浦 広通

(72)【発明者】

【氏名】高木 純一

【審査官】 礒部 賢

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５０−０６０８３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−０３４００２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２５５７４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０１６８９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−２４８９７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５８−２０５０２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−１８４０１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２８６２９３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２４Ｈ １／００ − １／４４

Ｆ２４Ｄ １／００ − １９／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

熱媒体を貯留する貯留タンクと、
前記貯留タンク内の熱媒体を加熱する加熱装置と、
複数の熱交換器と、
前記貯留タンクを前記各熱交換器の１次側に並列して接続する第１の流路と、
液体の供給源を前記各熱交換器の２次側に並列して接続し、前記各熱交換器で前記熱媒
体と前記液体との熱交換を可能とする第２の流路と、
前記熱交換器で熱交換後の前記液体が流通する配管であって、合流した後に予め定められた先に供給する第３の流路と、
前記熱交換器毎の第１の流路に設けられた電動ポンプと、
前記熱交換器毎の第２の流路に設けられ、各熱交換器への液体の供給又は停止を行うことが可能な流量調整弁と、
給湯開始時に前記複数の熱交換器のうち一の熱交換器に液体を供給するように前記流量調整弁を制御し、液体の需要に応じて他の熱交換器に対しても液体を供給するよう前記流量調整弁を制御し、液体の需要がなくなった後の次の給湯開始時には前記一の熱交換器以外の熱交換器に液体を供給するように前記流量調整弁を制御する切替部と、
を備えていることを特徴とする給湯システム。

【請求項2】

前記切替部は、前記熱交換器での熱交換を開始する又は終了する際には、当該熱交換器
に対応する前記流量調整弁を全閉又は全開の状態から予め定められた時間の間だけ全開と
全閉との間の中間位置にして後に全開又は全閉に切り替える、
請求項１に記載の給湯システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、給湯システムに関する。

【背景技術】

【0002】

本技術分野の背景技術として、特開２００６−１６２１６６号公報（特許文献１）がある。この公報には、「水道水を貯湯タンク１の温水により間接的に加熱する給湯用熱交換器３を設け、この給湯用熱交換器３により加熱した水道水を混合栓４に供給する」と記載されている（要約参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００６−１６２１６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

前記特許文献１には、貯湯タンク内の温水を熱媒体として熱交換により水道水を加熱し、熱媒体となる温水の流量を制御することにより、水道水の温度を目的の温度にする技術について記載されている。しかし、特許文献１に記載のように、熱交換により水道水を加熱するための熱交換器がひとつだけであると、目的の温度にまで加熱できる水道水の量には限界があり、大量の給湯を行うことができない。
そこで、大量の給湯を可能にするためには、水道水を加熱するための熱交換器を複数分用意することが考えられる。

【0005】

しかしながら、熱交換器を複数個設ければ、大量の給湯を行うことはできるものの、当該複数の熱交換器の使用経路（配管、機器のレイアウト）によっては少量の給湯を行うのには適さないという問題がある。
そこで、本発明は、熱交換器を複数個用いても、大量の給湯から少量の給湯まで適切に行うことができる給湯システムを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するため、本発明の一形態は、熱媒体を貯留する貯留タンクと、前記貯留タンク内の熱媒体を加熱する加熱装置と、複数の熱交換器と、前記貯留タンクを前記各熱交換器の１次側に並列して接続する第１の流路と、液体の供給源を前記各熱交換器の２次側に並列して接続し、前記各熱交換器で前記熱媒体と前記液体との熱交換を可能とする第２の流路と、前記熱交換器で熱交換後の前記液体を予め定められた先に供給する第３の流路と、を有する。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、熱交換器を複数個用いても、大量の給湯から少量の給湯まで適切に行うことができる給湯システムを提供することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、本発明の一実施例である給湯システムの全体構成を示す説明図である。

【図2】図２は、本発明の一実施例である給湯システムの制御系の電気的な接続を示すブロック図である。

【図3】図３は、本発明の一実施例である給湯システムの弁制御部、温度制御部が実行する処理を説明するフローチャートである。

【図4】図４は、本発明の一実施例である給湯システムの弁制御部、温度制御部が実行する処理を説明するフローチャートである。

【図5】図５は、本発明の一実施例である給湯システムの弁制御部、温度制御部が実行する処理を説明するフローチャートである。

【図6】図６は、図３〜図５のステップＳ１３，Ｓ３５のサブルーチンを説明するフローチャートである。

【図7】図７は、図３〜図５のステップＳ５，Ｓ２７のサブルーチンを説明するフローチャートである。

【図8】図８は、図３〜図５のステップＳ６，Ｓ２８のサブルーチンを説明するフローチャートである。

【図9】図９は、図３〜図５のステップＳ１４，Ｓ３６のサブルーチンを説明するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
図１は、本実施例の給湯システム１の全体構成を示す説明図である。この給湯システム１は、例えば自然冷媒ヒートポンプ給湯機であり、貯留タンクユニット２と、加熱装置となるヒートポンプ装置３とを備えている。
貯留タンクユニット２は、貯留タンク４を備えている。貯留タンク４は、その底部に図示しない給水源から液体となる水道水の供給を受けるための配管４１が接続され、この配管４１を介して給水源から供給される水道水を貯留することができる。貯留タンク４の頂部、並びに貯留タンク４の高さ方向の複数個所には、内部の水の温度を検出する温度センサ９２が設けられている（貯留タンク４の頂部のもののみ図示）。

【0010】

また、貯留タンクユニット２は、複数系統、この例で給湯回路１系５と給湯回路２系６の２系統の給湯回路を備えている。給湯回路１系５と給湯回路２系６は、それぞれ熱交換器５１，６１を備えている。貯留タンク４の下部には、配管４２が接続され、この配管４２は、配管５３と配管６３に分岐して、それぞれ熱交換器５１，６１の１次側５１ａ，６１ａの各一端側に接続されている。すなわち、これらの配管４２，５３，６３は貯留タンク４を複数の熱交換器５１，６１の１次側５１ａ，６１ａに並列して接続する第１の流路となる。また、配管５３，６３にはそれぞれ熱交換器５１，６１の１次側５１ａ，６１ａに貯留タンク４内の温水をそれぞれ供給量可変に供給する電動ポンプ５６，６６が設けられている。熱交換器５１，６１の１次側５１ａ，６１ａの各他端側には、配管５２，６２がそれぞれ接続され、配管５２，６２の先は配管４３で合流し、配管４３のさらに先は貯留タンク４の上部に接続されている。

【0011】

給水源から水道水を給水する配管４１は、途中で配管５４，６４が分岐していて、それぞれ熱交換器５１，６１の２次側５１ｂ，６１ｂの一端側に接続されている。すなわち、配管４１，５４，６４は水道水の給水源を熱交換器５１，６１の２次側５１ｂ，６１ｂに並列して接続し、各熱交換器５１，６１で、貯留タンク４内の温水（後述する）と給水源からの水道水との熱交換を可能とする第２の流路となる。また、配管４１が配管５４，６４に分岐する手前の位置には配管中の水の温度を検出する温度センサ９３が設けられている。熱交換器５１，６１の２次側５１ｂ，６１ｂの他端側にはそれぞれ配管５５，６５が接続され、配管５５，６５の先は配管４４に接続されて両者は合流する。そして、配管４４の先は、給湯端末７に接続されている。すなわち、配管５５，６５，４４は熱交換器５１，６１で熱交換後の給水源からの水道水を予め定められた水道水の供給先となる例えば給湯端末７に供給する第３の流路となる。また、配管４４には、配管４４を流通する温水の温度を検出する温度センサ９１が設けられている。

【0012】

配管５４，６４には、それぞれ熱交換器５１，６１の２次側５１ｂ，６１ｂに供給される水道水の流量を検出する流量センサ５７，６７が設けられている。また、配管５４，６４には、当該配管５４，６４から各熱交換器５１，６１の２次側５１ｂ，６１ｂへの水道水の供給、その停止を、それぞれ開閉の切り替えによって可能とする電磁弁である流量調整弁５８，６８が設けられている。流量調整弁５８，６８は、その開度を可変にでき、配管５４，６４の水流を調整することができる。さらに、配管５５，６５には、各熱交換器５１，６１の２次側５１ｂ，６１ｂから吐出される水道水の温度をそれぞれ検出する温度センサ５９，６９が設けられている。

【0013】

貯留タンク４の底部には配管３１の一端が接続され、配管３１の他端はヒートポンプ装置３に接続されている。また、貯留タンク４の上部には配管３２の一端が接続され、配管３２の他端はヒートポンプ装置３に接続されている。ヒートポンプ装置３は、例えば二酸化炭素等を冷媒として空気中から熱を吸収して、配管３１を介して貯留タンク４から吸い込んだ水を加熱し、配管３２側に吐出する装置である。配管３２側に吐出された温水は熱媒体として貯留タンク４に戻る。具体的には、ヒートポンプ装置３は、圧縮機、液冷媒熱交換器、減圧弁、空気冷媒熱交換器を有する冷媒回路と、液体を送液する電動ポンプ（いずれも図示せず）等を備えている。

【0014】

図２は、給湯システム１の制御系７１の電気的な接続を示すブロック図である。この制御系７１は、本発明における切替部の一構成例となるものである。制御系７１は制御装置８１を備えている。制御装置８１は、給湯システム１の全体を集中的に制御する制御装置であり、マイクロコンピュータを中心に構成されている。そして、制御装置８１には、予め定められた図示しないインターフェイスを介して、ヒートポンプ装置３、温度センサ５９，６９、流量センサ５７，６７、電動ポンプ５６，６６、流量調整弁５８，６８が接続されている。なお、図２には省略しているが、制御装置８１には、図示しないインターフェイスを介して温度センサ９１〜９３も接続されている。
制御装置８１（のＣＰＵ）は、予め用意された制御プログラムに基づいて、様々な処理を実行する。温度制御部７２、弁制御部７３、ヒートポンプ制御部７４は、この制御装置８１（のＣＰＵ）が制御プログラムに基づいて実行する機能を示す機能ブロックである。

【0015】

ヒートポンプ制御部７４は、ヒートポンプ装置３を制御して、「沸き上げ運転」を行うことができる。すなわち、ヒートポンプ制御部７４は、給水源から供給され、貯留タンク４内に貯留されている水道水を、配管３１を介して貯留タンク４の下部から吸い込み、これを加熱し、この加熱後の温水を貯留タンク４の上部から戻す。よって、「沸き上げ運転」により、貯留タンク４の最上部から順次温水が溜まっていくことになる。

【0016】

温度制御部７２は、電動ポンプ５６及び／又は電動ポンプ６６を駆動して、熱交換器５１及び／又は熱交換器６１の１次側５１ａ又は１次側６１ａに、前述の「沸き上げ運転」により貯留タンク４内に貯留されている熱媒体となる温水を供給量可変で供給する。この際に温度制御部７２は、全開になっている流量調整弁５８又は流量調整弁６８側の熱交換器５１又は熱交換器６１の２次側５１ｂ又は１次側６１ｂに供給されている水道水の出口温度を、温度センサ５９又は温度センサ６９で検出する。そして、温度制御部７２は、その温度センサ５９又は温度センサ６９の検出温度が予め定められた温度となるように、電動ポンプ５６又は電動ポンプ６６による温水の供給量を制御する。この際、温度制御部７２は、全閉になっている流量調整弁５８又は流量調整弁６８側の電動ポンプ５６及び／又は電動ポンプ６６を停止して、当該流量調整弁５８及び／又は流量調整弁６８側の熱交換器５１又は熱交換器６１に対しては、温水を供給しない。また、熱媒体となる温水は配管４３により貯留タンク４の上部から熱交換器５１，６１に供給され、熱交換器５１，６１で熱交換により冷却された後の水は配管４２により貯留タンク４の下部に戻される。よって、この冷却後の水は貯留タンク４の最下部から順次溜まっていくことになる。つまり、貯留タンク４内の温水の割合が減り、冷却熱交換器５１，６１された後の水の割合が増える。
弁制御部７３は、予め定められた条件に基づいて、流量調整弁５８，６８の開閉制御を行う。

【0017】

制御装置８１は、給湯設定温度と給水温度（温度センサ９３で検出）の温度差と、熱交換器５１の２次側５１ｂの流量（流量センサ５７で検出）とから、二次側５１ｂの必要な加熱量が分かるため、この必要となる加熱量と熱交換器５１に供給される一次側５１ａの熱量とが等しくなるように、給湯開始時にポンプ５６をフィードフォワード制御する。その後、温度センサ５９で検出される温度が給湯設定温度と等しくなるようにポンプ５６をフィードバック制御する。一次側５１ａの熱媒体となる温水の熱量は、熱交換器５１に供給される温水の温度（貯留タンク４の頂部の温度センサ９２の検出で代用）、及び、熱交換器５１から流出する温水の温度（熱交換器５１での熱交換効率が十分高いとの仮定の上、温度センサ９３で検出される水の温度で代用）の温度差と、一次側５１ａの温水の流量との積で決まる。従って、ポンプ５６は、一次側５１ａの温水熱交換前後の温度差を基に、必要な一次側５１ａの熱量を実現する流量となるように制御される。これらは、熱交換器６１側から運転を開始する場合も同様である。

【0018】

また、制御装置８１は、通常、ポンプ５６，６６の制御には温度センサ９１は用いず、温度センサ５９，６９を用いて行うが、温度センサ５９，６９が故障した場合に備えて温度センサ９１が設けられている。このようにすれば、温度センサ５９，６９が故障した場合であっても、給湯を継続することができ、利用者の利便性を向上させることができる。具体的には、給湯回路１系５又は給湯回路２系６による単独の給湯の場合には、温度センサ５９または６９の代わりに温度センサ９１を用いてポンプ５６又は６６が制御される。また、給湯回路１系５及び給湯回路２系６の両方による給湯の場合であって、例えば温度センサ５９が故障した場合には、温度センサ６９で検出される温度と流量センサ５７，６７で検出される流量とから５１の熱交換後の温水の温度を推定することによりポンプ５６が制御される。給湯回路１系５及び給湯回路２系６の両方による給湯の場合であって、温度センサ６９が故障した場合も同様である。

【0019】

制御系７１は、このような温度制御部７２による電動ポンプ５６，６６の制御、弁制御部７３による流量調整弁５８，６８の制御により、貯留タンク４内の温水と、給水源からの水道水との間の熱交換に使用する熱交換器を、熱交換器５１又は熱交換器６１の一方とし、あるいはその両方とするように切り替えることが可能となる。その切り替えの詳細については後述する。

【0020】

ところで、本実施例の給湯システム１は、前述の「沸き上げ運転」により貯留タンク４内に貯留されている温水と、給水源からの水道水を熱交換器５１，６１で熱交換して温水にし、この温水となった水道水を給湯端末７に供給する水道直圧式のシステムである。貯留タンク４内の温水を給湯端末７に直接供給するのではなく、給水源からの水道水を熱交換で温水にして給湯端末７に供給することにより、給水源からの水道水の水圧をそのまま利用できるので、給湯端末７側の温水の使用量が多くなっても、給湯端末７側に供給する温水の水圧を高く維持することができる。
ここで、給湯端末７側の温水の需要が大きい場合があると想定される際には、その大需要に対応するために給湯システム１に用いる熱交換器も大規模なものにしないと、給湯端末７側への温水の供給が需要に追いつかないことになる。

【0021】

これに対応するためには、単一の大規模な熱交換器を設けることが考えられる。しかし、この場合は、貯留タンク４から熱交換器の１次側に温水を供給する配管や、熱交換器の２次側に水道水を供給する配管は大径のものにする必要がある。また、熱交換器での温水や水道水の圧力損失が大きなものとなる。さらに、貯留タンク４から熱交換器に温水を供給する電動ポンプの能力も高いものにしなければならない。これらの理由から、単一の大規模な熱交換器を設ける場合は、装置の製造コストが増大し、また、給湯システム１を駆動するための電気代等のランニングコストも増大するという問題がある。
一方、このような単一の大規模な熱交換器を用いる場合の問題点を解決し、給湯端末７側の温水の大需要にも対応できるようにするために、前記の大規模なものよりは小型の熱交換器を複数用意することも考えられる。

【0022】

この場合に、複数の熱交換器を直列に接続してみた場合について考える。すなわち、貯留タンク４からの温水が複数の熱交換器の全ての１次側を通過し、また、給水源からの水道水も全ての熱交換器の２次側を通過するように各部を接続する場合である。しかし、この場合も、温水や水道水が複数の熱交換器を通過するので、熱交換器での温水や水道水の圧力損失が大きなものとなる。また、温水や水道水が複数の熱交換器を通過することで放熱ロスも大きなものとなる問題もある。
また、前記のように単一の大規模な熱交換器を用いる場合も、これより小型の熱交換器を複数直列接続して用いる場合も、温水の需要量が大きな場合も、小さな場合も、常に全ての熱交換器が使用される。そのため、熱交換器の稼働率は高くなり、そのため、装置の故障率も高まる可能性がある。

【0023】

そこで、本実施例では、前記のとおり、給湯回路１系５と給湯回路２系６の２系統の給湯回路を設け、各給湯回路にそれぞれ熱交換器５１，６１を設けている。その上で、配管４２，５３，６３により、貯留タンク４を複数の熱交換器５１，６１の１次側５１ａ，６１ａに並列して接続し、また、配管４１，５４，６４により、水道水の給水源を熱交換器５１，６１の２次側５１ｂ，６１ｂに並列して接続している。

【0024】

このように、熱交換器５１，６１は、貯留タンク４や給水源に並列接続されているので、給湯端末７での温水の使用量が少ないときは、熱交換器５１，６１のうちの一方のみを使用するようにすれば、複数の熱交換器を直列接続する前記の例に比べて、熱交換器での温水や水道水の圧力損失を低減することができる。また、温水や水道水が熱交換器を通過するときの放熱ロスも低減できる。
また、給湯端末７で必要とされる温水の使用量が少ないときは、熱交換器５１，６１の一方は休止しているので、熱交換器の稼働率を低減し、よって、装置の故障率を低減することができる。

【0025】

このように給湯システム１は、貯留タンク４や給水源に並列で接続されている複数の熱交換器５１，６１をそれぞれ備えている２系統の給湯回路１系５と給湯回路２系６を用いている。以下では、このような構成において、給湯端末７で必要とされる温水の需要量が小さい場合から大きい場合まで適切に対応することができる給湯システム１の制御の内容について具体的に説明する。かかる制御内容は、弁制御部７３、温度制御部７２が実行する。

【0026】

図３〜図５は、弁制御部７３、温度制御部７２が実行する処理を説明するフローチャートである。まず、初期状態においては、流量調整弁５８、流量調整弁６８の一方が全開、他方が全閉の状態にある。そして、弁制御部７３は、給湯端末７への給湯の流量があるか否か、すなわち、給湯回路１系５の流量センサ５７、給湯回路２系６の流量センサ６７のどちらかで給水源からの水道水の流れを検出したか否かを判断する（ステップＳ１）。給湯端末７への給湯の流量があるときは（ステップＳ１のＹｅｓ）、給湯回路１系５の流量調整弁５８が全開か否かを判断する（ステップＳ２）。

【0027】

給湯回路１系５の流量調整弁５８が全開であるときは（ステップＳ２のＹｅｓ）、温度制御部７２が、給湯回路１系５の流量センサ５７で給湯の流量を検出したか否かを判断する（ステップＳ３）。給湯回路１系５の流量センサ５７で給湯の流量を検出したときは（ステップＳ３のＹｅｓ）、温度制御部７２が給湯回路１系５で温度制御を実施する（ステップＳ７）。すなわち、前述のとおり、温度制御部７２は、給湯回路１系５で、その温度センサ５９の検出温度が予め定められた温度となるように、電動ポンプ５６による温水の供給量を制御する。以下、給湯回路１系５であっても給湯回路２系６であっても、「温度制御の実施」という場合は、給湯回路１系５（給湯回路２系６）で、その温度センサ５９（温度センサ６９）の検出温度が予め定められた温度となるように、電動ポンプ５６（電動ポンプ６６）による貯留タンク４からの温水の供給量を制御する処理をいうものとする。なお、このような「温度制御の実施」の場合以外では、電動ポンプ５６又は電動ポンプ６６の駆動による貯留タンク４内の温水の熱交換器５１，６１への供給は行われない。

【0028】

給湯回路１系５の流量センサ５７で給湯の流量を検出しなかったときは（ステップＳ３のＮｏ）、弁制御部７３は、給湯回路２系６の流量調整弁６８が全開か否かを判断する（ステップＳ４）。給湯回路２系６の流量調整弁６８が全閉であったときは（ステップＳ４のＮｏ）、給湯回路２系６の流量調整弁６８を全開にして（その詳細は後述する）（ステップＳ５）、ステップＳ４に戻る。給湯回路２系６の流量調整弁６８が全開であったときは（ステップＳ４のＹｅｓ）、給湯回路１系５の流量調整弁５８を全閉にする（その詳細は後述する）（ステップＳ６）。

【0029】

次に、温度制御部７２が、給湯回路１系５からの給湯端末７側への給湯流量がａ（Ｌ／min）以上となるか否かを判断する（ステップＳ８）。ここで、“ａ”は予め定められた値である。給湯回路１系５からの給湯端末７側への給湯流量がａ（Ｌ／min）未満であるときは（ステップＳ８のＮｏ）、ステップＳ７に戻る。給湯回路１系５からの給湯端末７側への給湯流量がａ（Ｌ／min）以上であるときは（ステップＳ８のＹｅｓ）、後述のステップＳ２１に進む。

【0030】

一方、給湯回路１系５の流量調整弁５８が全閉であるときは（ステップＳ２のＮｏ）、給湯回路２系６の流量調整弁６８が全開である。この場合は、温度制御部７２が、給湯回路２系６の流量センサ６７で給湯の流量を検出したか否かを判断する（ステップＳ９）。給湯回路２系６の流量センサ６７で給湯の流量を検出したときは（ステップＳ９のＹｅｓ）、温度制御部７２が給湯回路２系６で温度制御を実施する（ステップＳ１０）。

【0031】

次に、温度制御部７２が、給湯回路２系６からの給湯端末７側への給湯流量がａ（Ｌ／min）以上となるか否かを判断する（ステップＳ１１）。給湯回路１系５からの給湯端末７側への給湯流量がａ（Ｌ／min）未満であるときは（ステップＳ１１のＮｏ）、ステップＳ１０に戻る。給湯回路２系６からの給湯端末７側への給湯流量がａ（Ｌ／min）以上であるときは（ステップＳ１１のＹｅｓ）、後述のステップＳ２９に進む。

【0032】

また、給湯回路２系６の流量センサ６７で給湯の流量を検出しなかったときは（ステップＳ９のＮｏ）、弁制御部７３は、給湯回路１系５の流量調整弁５８が全開か否かを判断する（ステップＳ１２）。給湯回路１系５の流量調整弁５８が全閉であったときは（ステップＳ１２のＮｏ）、給湯回路１系５の流量調整弁５８を全開にして（その詳細は後述する）（ステップＳ１３）、ステップＳ１２に戻る。給湯回路１系５の流量調整弁５８が全開であったときは（ステップＳ１２のＹｅｓ）、給湯回路２系６の流量調整弁６８を全閉にする（その詳細は後述する）（ステップＳ１４）。

【0033】

このように、以上の処理では、給湯端末７側で蛇口が開かれる等して温水の需要が発生したときは（ステップＳ１のＹｅｓ）、給湯回路１系５の流量調整弁５８と給湯回路２系６の流量調整弁６８とのうちどちらが全開か判断する（ステップＳ２）。すなわち、流量調整弁５８又は流量調整弁６８の一方だけが全開になっていて、他方は全閉であるため、全開になっている流量調整弁５８又は流量調整弁６８の方の給湯回路１系５又は給湯回路２系６だけを用いた１系統による給湯出湯を開始する（ステップＳ７，Ｓ１０）。

【0034】

また、この給湯出湯の状態から給湯端末７側で蛇口が閉められる等して温水の需要がなくなったときは（ステップＳ３のＮｏ，Ｓ９のＮｏ）、給湯回路１系５の流量調整弁５８が全開であったときはこれを全閉にして、給湯回路２系６の流量調整弁６８は全開にする。または、給湯回路２系６の流量調整弁６８が全開であったときはこれを全閉にして、給湯回路１系５の流量調整弁５８は全開にする。そして、今回の給湯を終了する。

【0035】

次に、前記のステップＳ８において、給湯回路１系５からの給湯端末７側への給湯流量がａ（Ｌ／min）以上であるときは（ステップＳ８のＹｅｓ）、弁制御部７３は、給湯回路２系６の流量調整弁６８が全閉であれば（ステップＳ２１のＮｏ）、給湯回路２系６の流量調整弁６８を全開にして（その詳細は後述する）（ステップＳ２２）、ステップＳ２１に戻る。そして、給湯回路２系６の流量調整弁６８が全開であれば（ステップＳ２１のＹｅｓ）、温度制御部７２は、給湯回路１系５の流量センサ５７、給湯回路２系６の流量センサ６７でそれぞれ給湯の流量を検出したか否かを判断する（ステップＳ２３）。この流量の検出があったときは（ステップＳ２３のＹｅｓ）、温度制御部７２が給湯回路１系５及び給湯回路２系６の双方で温度制御を実施する（ステップＳ２４）。次に、温度制御部７２は、この給湯回路１系５及び給湯回路２系６の双方からの給湯流量（流量センサ５７及び流量センサ６７の検出流量を合算することで判断できる）が、ｂ（Ｌ／min）以上であるか否かを判断する（ステップＳ２５）。ここで、“ｂ”は予め定められた値であり、前述の“ａ”より小さな値とすることが望ましい。給湯回路１系５及び給湯回路２系６の双方からの給湯流量がｂ（Ｌ／min）以上であるときは（ステップＳ２５のＮｏ）、ステップＳ２３に戻る。給湯流量がｂ（Ｌ／min）未満であるときは（ステップＳ２５のＮｏ）、弁制御部７３は、給湯回路１系５の流量調整弁５８が全閉でなければ（ステップＳ４１のＮｏ）、給湯回路１系５の流量調整弁５８を全閉にする（その詳細は後述する）（ステップＳ４２）。そして、ステップＳ４１に戻る。こうして、給湯回路１系５の流量調整弁５８が全閉になっていれば（ステップＳ４１のＹｅｓ）、前述のステップＳ９に移行する。このとき、流量調整弁６８は全開である。

【0036】

また、温度制御部７２は、給湯回路１系５の流量センサ５７、給湯回路２系６の流量センサ６７でそれぞれ給湯の流量の検出がなかったときは（ステップＳ２３のＮｏ）、弁制御部７３は、給湯回路２系６の流量調整弁６８が全開か否かを判断する（ステップＳ２６）。給湯回路２系６の流量調整弁６８が全閉であったときは（ステップＳ２６のＮｏ）、給湯回路２系６の流量調整弁６８を全開にして（その詳細は後述する）（ステップＳ２７）、ステップＳ２６に戻る。給湯回路２系６の流量調整弁６８が全開であったときは（ステップＳ２６のＹｅｓ）、給湯回路１系５の流量調整弁５８を全閉にする（その詳細は後述する）（ステップＳ２８）。

【0037】

一方、前記のステップＳ１１において、給湯回路２系６からの給湯端末７側への給湯流量がａ（Ｌ／min）以上であるときは（ステップＳ１１のＹｅｓ）、弁制御部７３は、給湯回路１系５の流量調整弁５８が全閉であれば（ステップＳ２９のＮｏ）、給湯回路１系６の流量調整弁５８を全開にして（その詳細は後述する）（ステップＳ３０）、ステップＳ２９に戻る。そして、給湯回路１系５の流量調整弁５８が全開であれば（ステップＳ２９のＹｅｓ）、温度制御部７２は、給湯回路１系５の流量センサ５７、給湯回路２系６の流量センサ６７でそれぞれ給湯の流量を検出したか否かを判断する（ステップＳ３１）。この流量の検出があったときは（ステップＳ３１のＹｅｓ）、温度制御部７２が給湯回路１系５及び給湯回路２系６の双方で温度制御を実施する（ステップＳ３２）。次に、温度制御部７２は、この給湯回路１系５及び給湯回路２系６の双方からの給湯流量（流量センサ５７及び流量センサ６７の検出流量を合算することで判断できる）が、ｂ（Ｌ／min）以上であるか否かを判断する（ステップＳ３３）。

【0038】

給湯回路１系５及び給湯回路２系６の双方からの給湯流量がｂ（Ｌ／min）以上であるときは（ステップＳ３３のＹｅｓ）、ステップＳ３１に戻る。給湯流量がｂ（Ｌ／min）未満であるときは（ステップＳ３３のＮｏ）、弁制御部７３は、給湯回路２系６の流量調整弁６８が全開であれば（ステップＳ４３のＮｏ）、給湯回路２系６の流量調整弁６８を全閉にする（その詳細は後述する）（ステップＳ４４）。そして、ステップＳ４３に戻る。こうして、給湯回路２系６の流量調整弁５８が全閉になっていれば（ステップＳ４１のＹｅｓ）、前述のステップＳ３に移行する。このとき、流量調整弁６８は全開である。

【0039】

また、温度制御部７２は、給湯回路１系５の流量センサ５７、給湯回路２系６の流量センサ６７でそれぞれ給湯の流量を検出がなかったときは（ステップＳ３１のＮｏ）、弁制御部７３は、給湯回路１系５の流量調整弁５８が全開か否かを判断する（ステップＳ３４）。給湯回路１系５の流量調整弁５８が全閉であったときは（ステップＳ３４のＮｏ）、給湯回路１系５の流量調整弁５８を全開にして（その詳細は後述する）（ステップＳ３５）、ステップＳ３４に戻る。そして、給湯回路１系５の流量調整弁５８が全開であったときは（ステップＳ３４のＹｅｓ）、給湯回路２系６の流量調整弁６８を全閉にする（その詳細は後述する）（ステップＳ３６）。

【0040】

このように、給湯回路１系５又は給湯回路２系６のみの１系統の給湯回路で給湯を行っている際に、給湯流量がａ（Ｌ／min）以上に多くなったときは（ステップＳ８のＹｅｓ，Ｓ１１のＹｅｓ）、給湯回路１系５だけで給湯を行っている場合も、給湯回路２系６だけで給湯を行っている場合も、給湯回路１系５及び給湯回路２系６の双方で給湯を行うようにする（ステップＳ２４，Ｓ３２）。すなわち、この場合は、２系統による給湯出湯となる。

【0041】

また、この２系統による給湯出湯の状態から給湯端末７側で蛇口が閉められる等して温水の需要がなくなったときは（ステップＳ２３のＮｏ，Ｓ３１のＮｏ）、元々前述の１系統による給湯出湯が給湯回路１系５で行われていたときは、当該給湯回路１系５の流量調整弁５８を全閉にして、給湯回路２系６の流量調整弁６８を全開にして、今回の給湯を終了する（ステップＳ２６〜Ｓ２８）。また、元々前述の１系統による給湯出湯が給湯回路２系６で行われていたときは、当該給湯回路２系６の流量調整弁６８を全閉にして、給湯回路１系５の流量調整弁５８を全開にして、今回の給湯を終了する（ステップＳ３４〜Ｓ３６）。

【0042】

一方、このような２系統による給湯出湯を行っている際に、その給湯の流量がｂ（Ｌ／min）未満に下がれば（ステップＳ２５のＹｅｓ，Ｓ３３のＹｅｓ）、前述の１系統による給湯出湯に戻る（ステップＳ３のＹｅｓ，Ｓ９のＹｅｓ）。しかし、この場合に、元々給湯回路１系５による１系統による給湯出湯を行っていたときは、給湯回路２系６による１系統による給湯出湯に切り替わる。また、元々給湯回路２系６による１系統による給湯出湯を行っていたときは、給湯回路１系５による１系統による給湯出湯に切り替わる（ステップＳ７，Ｓ１０）。

【0043】

図６は、前述のステップＳ１３，Ｓ３５のサブルーチンを説明するフローチャートである。この１系の流量調整弁全開処理では、給湯回路１系５の流量調整弁５８を全閉の状態から全開と全閉との間の中間位置に切り替え（ステップＳ６１）、この状態をｔ秒間維持する（ステップＳ６２のＮｏ）。そして、その後（ステップＳ６２のＹｅｓ）、給湯回路１系５の流量調整弁５８を全開に切り替える（ステップＳ６３）。なお、“ｔ”は予め定められた秒数である。

【0044】

図７は、前述のステップＳ５，Ｓ２７のサブルーチンを説明するフローチャートである。この２系の流量調整弁全開処理では、給湯回路２系６の流量調整弁６８を全閉の状態から全開と全閉との間の中間位置に切り替え（ステップＳ７１）、この状態をｔ秒間維持する（ステップＳ７２のＮｏ）。そして、その後（ステップＳ７２のＹｅｓ）、給湯回路２系６の流量調整弁６８を全開に切り替える（ステップＳ７３）。

【0045】

図８は、前述のステップＳ６，Ｓ２８のサブルーチンを説明するフローチャートである。この１系の流量調整弁全閉処理では、給湯回路１系５の流量調整弁５８を全開の状態から全開と全閉との間の中間位置に切り替え（ステップＳ８１）、この状態をｔ秒間維持する（ステップＳ８２のＮｏ）。そして、その後（ステップＳ８２のＹｅｓ）、給湯回路１系５の流量調整弁５８を全閉に切り替える（ステップＳ８３）。

【0046】

図９は、前述のステップＳ１４，Ｓ３６のサブルーチンを説明するフローチャートである。この２系の流量調整弁全閉処理では、給湯回路２系６の流量調整弁６８を全開の状態から全開と全閉との間の中間位置に切り替え（ステップＳ９１）、この状態をｔ秒間維持する（ステップＳ９２のＮｏ）。そして、その後（ステップＳ９２のＹｅｓ）、給湯回路２系６の流量調整弁６８を全閉に切り替える（ステップＳ９３）。

【0047】

以上説明したとおり、本実施例の給湯システム１によれば、給湯開始の際には（ステップＳ１のＹｅｓ）、給湯回路１系５又は給湯回路２系６の一方の給湯回路のみを使用して給湯を行う（ステップＳ７，Ｓ１０）。そのため、前述の複数の熱交換器を直列接続する例に比べて、熱交換器５１，６１での温水や水道水の圧力損失を低減することができ、温水や水道水が熱交換器５１，６１を通過するときの放熱ロスも低減できる。

【0048】

また、熱交換器５１，６１の一方は休止しているので、熱交換器５１，６１、電動ポンプ５６，６６、これらに接続されている配管等の機器の稼働率を低減し、よって、装置の故障率を低減することができる。
一方で、給湯端末７での温水の使用量が多くなったときは（ステップＳ８のＹｅｓ，Ｓ１１のＹｅｓ）、給湯回路１系５及び給湯回路２系６の２系統を稼働して温水の供給を行うので（ステップＳ２４，Ｓ３２）、温水の大需要にも適切に対応することができる。

【0049】

そして、再度、給湯端末７での温水の使用量が少なくなったときは（ステップＳ２５のＮｏ，Ｓ３３のＮｏ）、給湯回路１系５又は給湯回路２系６の一方の給湯回路のみを使用して給湯を行う（ステップＳ７，Ｓ１０）。よって、熱交換器５１，６１での温水や水道水の圧力損失の低減、放熱ロスの低減を図り、装置の故障率を低減することができる。

【0050】

また、給湯端末７での温水の使用が停止した場合、給湯回路１系５を使用していたときには、給湯回路１系５の流量調整弁５８は全閉にする一方、給湯回路２系６の流量調整弁６８は全開にする。これにより、次回の給湯の際には、全開している流量調整弁６８を備えた給湯回路２系６による１系統の給湯回路で給湯システム１の運転が開始される。この場合、逆に、給湯回路２系６を使用していたときには、給湯回路２系６の流量調整弁６８は全閉にする一方、給湯回路１系５の流量調整弁５８は全開にする。これにより、次回の給湯の際には、全開している流量調整弁５８を備えた給湯回路１系５による１系統の給湯回路で給湯システム１の運転が開始される（ステップＳ４〜Ｓ６，Ｓ１２〜Ｓ１４）。

【0051】

この場合、給湯回路１系５及び給湯回路２系６の２系統を稼働して温水の供給を行なっていたときは（ステップＳ２４，Ｓ３２）、次のようにする。すなわち、給湯システム１は、給湯当初に使用していた１系統の給湯回路が給湯回路１系５であれば、流量調整弁６８は全開にして次回の給湯は給湯回路２系６の１系統での運転から開始できるようにする。逆に、給湯当初に使用していた１系統の給湯回路が給湯回路２系６であれば、流量調整弁５８は全開にして次回の給湯は給湯回路１系５の１系統での運転から開始できるようにする（ステップＳ２６〜Ｓ２８，Ｓ３４〜Ｓ３６）。

【0052】

このように、１回の給湯の度に、給湯に使用する給湯回路を変更するので、給湯回路１系５と給湯回路２系６とは使用頻度が略均一となり、一方の給湯回路のみ過剰に稼働率が高まることを防止して、装置の故障率を低減することができる。なお、電磁弁で構成される流量調整弁５８，６８の開度の制御は、段階的に開度を変更するようにしても、連続的に徐々に開度を変更するようにしてもよい。

【0053】

また、流量調整弁５８，６８を全開（全閉）から全閉（全開）に切り替える処理を行う場合は、弁制御部７３は、給湯回路１系５（給湯回路２系６）の流量調整弁５８（流量調整弁６８）を全開（全閉）の状態から、一度全開と全閉との間の中間位置に切り替える。そして、この状態をｔ秒間維持してから全閉（全開）に切り替える（図６〜図９）。
このようにすることで、流量調整弁５８，６８の切り替えによる急激な給湯流量の変動を防止し、温度制御部７２は、安定した給湯温度の制御が可能となる。なお、“ｔ秒”の具体的な値は、このような趣旨から、電動ポンプ５６，６６が給湯端末７に供給すべき温水の温度変化に追従することが可能となる時間以上とするのが望ましい。

【0054】

また、流量調整弁５８及び流量調整弁６８のうち、一方を全開に他方を全閉に切り替える場合は、必ず、全開にする方の流量調整弁５８又は流量調整弁６８を全閉から全開に切り替えた後に、全閉にする方の流量調整弁６８又は流量調整弁５８を全開から全閉に切り替えるようにしている（ステップＳ４〜Ｓ６，Ｓ１２〜Ｓ１４，Ｓ２６〜Ｓ２８，Ｓ３４〜Ｓ３６）。これにより、この流量調整弁５８及び流量調整弁６８の切り替えに際して、給湯端末７を開いても温水も水も出てこないという不具合を防止することができる。

【0055】

さらに、前述の“ａ（Ｌ／min）”の値より前述の“ｂ（Ｌ／min）”の値を小さくしている。この“ａ”と“ｂ”とは等しい値としてもよい。しかし、“ａ（Ｌ／min）”の値より“ｂ（Ｌ／min）”の値を小さくすれば次のようにできる。すなわち、給湯端末７への給湯量の変動が“ａ（Ｌ／min）”の近傍で頻繁に変動を繰り返すような場合に、給湯回路が１系統から２系統に、あるいは、２系統から１系統に頻繁に切り替えられることを防止することができる。よって、温度制御部７２は、安定した給湯温度の制御が可能となる。

【0056】

以上のとおり、本実施例によれば、熱交換器を複数系統分用いても、大量の給湯から少量の給湯まで適切に行うことができる給湯システム１を提供することができる。
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。

【0057】

具体的に例を示す。まず、前述の実施例は給湯回路１系５、給湯回路２系６の２系統の給湯回路を備えている例を説明したが、同様の給湯回路を３系統以上設けるようにしてもよい。この場合も前述の実施例に準じて各給湯回路の稼働率が略均等になるように制御するのが望ましい。例えば、Ａ，Ｂ，Ｃの３系統の給湯回路を備える場合であれば、給湯端末７で必要とされる給湯量の増大に伴い、稼働する給湯回路も１系統、２系統、３系統と順次増やすようにする。また、この例で、１系統で給湯回路を稼働するときは、給湯の度に、給湯回路を例えばＡ→Ｂ→Ｃ→Ａ…のように順次切り替えるように制御する。また、２系統で同時に給湯回路を稼働するときは、給湯の度に、給湯回路を例えばＡ及びＢ→Ｂ及びＣ→Ａ及びＣ→Ａ及びＢ…のように順次切り替えるように制御する。
また、前述の例では、給湯の度に、予め定められた順番で給湯回路を稼働させているが、各給湯回路の累計の稼働時間をそれぞれカウントするようにし、次回の給湯の際には、累計の稼働時間が最も短いものから順次稼働を開始するようにしてもよい。

【0058】

さらに、前述の実施例は、本発明の給湯システムを自然冷媒ヒートポンプ給湯機として実施する例を示したが、本発明の給湯システムを電気温水機等として実施するようにしてもよい。すなわち、ヒートポンプ装置３に代えて貯留タンク４内に電気ヒータ等を設けて、この電気ヒータ等により貯留タンク４内の熱媒体となる水を加熱するようにしてもよい。

【0059】

また、制御装置８１等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。各機能を実現する制御プログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、又はＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてよい。

【符号の説明】

【0060】

１ 給湯システム
３ ヒートポンプ装置（加熱装置）
４ 貯留タンク
４１，５４，６４ 配管（第２の流路）
４２，５３，６３ 配管（第１の流路）
４４，５５，６５ 配管（第３の流路）
５１，６１ 熱交換器
５１ａ，６１ａ １次側
５１ｂ，６１ｂ ２次側
５７，６７ 流量センサ
５８，６８ 流量調整弁
７１ 制御系（切替部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】