特許 6857105 給湯システム、給湯制御方法、給湯装置および給湯制御プログラム

(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】6857105

(24)【登録日】2021年3月23日

(45)【発行日】2021年4月14日

(54)【発明の名称】給湯システム、給湯制御方法、給湯装置および給湯制御プログラム

(51)【国際特許分類】

   F24H 1/00 20060101AFI20210405BHJP

   F24H 1/18 20060101ALI20210405BHJP

【ＦＩ】

   F24H1/00 631A

   F24H1/18 302M

【請求項の数】9

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2017-179044(P2017-179044)

(22)【出願日】2017年9月19日

(65)【公開番号】特開2019-52827(P2019-52827A)

(43)【公開日】2019年4月4日

【審査請求日】2020年2月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】000170130

【氏名又は名称】パーパス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100083725

【弁理士】

【氏名又は名称】畝本 正一

(74)【代理人】

【識別番号】100140349

【弁理士】

【氏名又は名称】畝本 継立

(74)【代理人】

【識別番号】100153305

【弁理士】

【氏名又は名称】畝本 卓弥

(74)【代理人】

【識別番号】100206933

【弁理士】

【氏名又は名称】沖田 正樹

(72)【発明者】

【氏名】辰己 敏也

(72)【発明者】

【氏名】小池 秀人

(72)【発明者】

【氏名】高木 和樹

【審査官】 古川 峻弘

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−２１４７９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２７０７５１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２４Ｈ １／００，１／１８−１／２０，

４／００−４／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

熱媒を溜める蓄熱タンクと、前記熱媒の熱を給水に熱交換する熱交換器を備える給湯システムであって、
前記熱交換器に循環する前記熱媒の温度を検出する温度センサーと、
給水を前記熱交換器とバイパス路に分配し、該給水の前記熱交換器および前記バイパス路に流す分配量を調整する水量調整手段と、
前記蓄熱タンクの熱媒を循環路により前記熱交換器に循環させるポンプと、
設定温度による給湯が可能かを前記熱媒の検出温度により判断し、設定温度による給湯ができない場合、前記水量調整手段により前記熱交換器および前記バイパス路に流す前記給水の分配量を固定値に制御し、または前記熱交換器の通水を解除し、前記熱媒の検出温度より所定温度だけ低い温度に前記熱交換器の目標温度を設定して前記ポンプを制御する制御部と、
を備えることを特徴とする給湯システム。

【請求項2】

さらに、前記制御部は、設定温度による給湯が可能な場合、設定温度から所定温度だけ高い温度に前記熱交換器の前記目標温度を設定して前記ポンプを制御するとともに前記熱交換器に流す前記給水の分配量を制御し、設定温度による給湯が不可の場合、前記熱媒の検出温度より所定温度だけ低い温度に前記目標温度を設定して前記ポンプを制御するとともに前記熱交換器に流す前記給水の分配量を制御することを特徴とする請求項１に記載の給湯システム。

【請求項3】

前記熱交換器を用いて温水を生成し出湯する給湯部と、
前記給湯部の出湯温度が設定温度未満であれば、前記温水を設定温度に加熱して出湯させる補助加熱部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の給湯システム。

【請求項4】

熱媒を溜める蓄熱タンクと、前記熱媒の熱を給水に熱交換する熱交換器を用いる給湯制御方法であって、
前記熱交換器に循環する前記熱媒の温度を検出する工程と、
給水を水量調整手段により前記熱交換器とバイパス路に分配し、該給水の前記熱交換器および前記バイパス路に流す分配量を調整する工程と、
前記蓄熱タンクの熱媒を循環路により前記熱交換器に循環させる工程と、
設定温度による給湯が可能かを前記熱媒の温度により判断する工程と、
設定温度による給湯ができない場合、前記水量調整手段により前記熱交換器および前記バイパス路に流す前記給水の分配量を固定値に制御し、または前記熱交換器の通水を解除し、前記熱媒の温度より所定温度だけ低い温度に設定した目標温度に熱媒循環を制御する工程と、
を含むことを特徴とする給湯制御方法。

【請求項5】

さらに、設定温度による給湯が可能な場合、設定温度から所定温度だけ高い温度に前記熱交換器の前記目標温度を設定して前記熱媒循環を制御するとともに、前記熱交換器に流す前記給水の分配量を制御する工程と、
設定温度による給湯が不可の場合、前記熱媒の温度より所定温度だけ低い温度に前記目標温度を設定して前記熱媒循環を制御するとともに、前記熱交換器に流す前記給水の分配量を制御する工程と、
を含むことを特徴とする請求項４に記載の給湯制御方法。

【請求項6】

さらに、前記熱交換器を用いて温水を生成し出湯する工程と、
出湯温度が設定温度未満であれば、前記温水を設定温度に加熱して出湯させる工程と、
を含むことを特徴とする請求項４に記載の給湯制御方法。

【請求項7】

熱媒を溜める蓄熱タンクと、前記熱媒の熱を給水に熱交換する熱交換器を備える給湯装置であって、
前記熱交換器に循環する前記熱媒の温度を検出する温度センサーと、
給水を前記熱交換器とバイパス路に分配し、該給水の前記熱交換器および前記バイパス路に流す分配量を調整する水量調整手段と、
前記蓄熱タンクの熱媒を循環路により前記熱交換器に循環させるポンプと、
設定温度による給湯が可能かを前記熱媒の検出温度により判断し、設定温度による給湯ができない場合、前記水量調整手段により前記熱交換器および前記バイパス路に流す前記給水の分配量を固定値に制御し、または前記熱交換器の通水を解除し、前記熱媒の検出温度より所定温度だけ低い温度に前記熱交換器の目標温度を設定して前記ポンプを制御する制御部と、
を備えることを特徴とする給湯装置。

【請求項8】

請求項７に記載の給湯装置と別個または一体に備え、前記給湯装置に備えられた熱交換器を用いて生成された温水の出湯温度が設定温度未満であれば、前記温水を設定温度に加熱して出湯させる補助加熱部と、
を備えたことを特徴とする給湯装置。

【請求項9】

熱媒を溜める蓄熱タンクと、前記熱媒の熱を給水に熱交換する熱交換器を備える給湯システムの給湯制御プログラムであって、
前記熱交換器に循環する前記熱媒の温度を検出する温度センサーから検出温度を取り込む機能と、
給水を前記熱交換器とバイパス路に分配する水量調整手段により、該給水の前記熱交換器および前記バイパス路に流す分配量を調整する機能と、
前記蓄熱タンクの熱媒を循環路のポンプにより前記熱交換器に循環させる機能と、
設定温度による給湯が可能かを前記熱媒の検出温度により判断し、設定温度による給湯ができない場合、前記水量調整手段により前記熱交換器および前記バイパス路に流す前記給水の分配量を固定値に制御し、または前記熱交換器の通水を解除し、前記熱媒の検出温度より所定温度だけ低い温度に前記熱交換器の目標温度を設定して前記ポンプを制御する機能と、
をコンピュータにより実現するための給湯制御プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、蓄熱タンクの熱媒を給水に熱交換する熱交換器の制御技術に関する。

【背景技術】

【0002】

排熱を熱媒に熱交換し、この熱媒を蓄熱タンクに溜めて蓄熱することが行われている。この蓄熱タンクでは、下層側から低い温度の熱媒を加熱し、高温化して蓄熱タンクの上層側に戻す下層側から上層側に上昇勾配を持たせた所謂階層蓄熱方式が採用されている。このような蓄熱方式を利用した蓄熱タンクからの蓄熱利用は、上層側から熱媒を取出し、温水に熱交換することが行われている。
このような熱交換に関し、蓄熱タンクの熱媒を給水に熱交換した際、蓄熱タンクの蓄熱量によっては設定温度に給水を加熱する際、不足熱量が生じる。この不足熱量を補助加熱源によって補填し、設定温度に温水温度を上昇させることが知られている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１−２１４７９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、特許文献１記載の技術は、蓄熱タンクの蓄熱を給水加熱に効率的に利用でき、その実用性は高く評価されている。
しかしながら、蓄熱タンクの蓄熱が少ない場合でも、給水加熱に全面的に利用しようとすれば、熱交換器に流れる給水に対して熱媒の循環量を極限まで増加させることになる。このような制御では、熱交換器たとえば、プレート熱交換器では給水通路が細く、圧力損失を無視することができない。
また、蓄熱タンクにおける階層蓄熱の成層状態を乱すことは、熱交換効率が高くても蓄熱利用効率を低下させてしまうという課題がある。
そこで、この発明の目的は上記課題に鑑み、蓄熱の利用効率を高め、圧力損失の低減を図って効率的な給湯を実現することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記目的を達成するため、本発明の給湯システムの一側面によれば、熱媒を溜める蓄熱タンクと、前記熱媒の熱を給水に熱交換する熱交換器を備える給湯システムであって、前記熱交換器に循環する前記熱媒の温度を検出する温度センサーと、給水を前記熱交換器とバイパス路に分配し、該給水の前記熱交換器および前記バイパス路に流す分配量を調整する水量調整手段と、前記蓄熱タンクの熱媒を循環路により前記熱交換器に循環させるポンプと、設定温度による給湯が可能かを前記熱媒の検出温度により判断し、設定温度による給湯ができない場合、前記水量調整手段により前記熱交換器および前記バイパス路に流す前記給水の分配量を固定値に制御し、または前記熱交換器の通水を解除し、前記熱媒の検出温度より所定温度だけ低い温度に前記熱交換器の目標温度を設定して前記ポンプを制御する制御部を備える。
この給湯システムにおいて、さらに、前記制御部は、設定温度による給湯が可能な場合、設定温度から所定温度だけ高い温度に前記熱交換器の前記目標温度を設定して前記ポンプを制御するとともに前記熱交換器に流す前記給水の分配量を制御し、設定温度による給湯が不可の場合、前記熱媒の検出温度より所定温度だけ低い温度に前記目標温度を設定して前記ポンプを制御するとともに前記熱交換器に流す前記給水の分配量を制御する構成としてよい。
この給湯システムにおいて、前記熱交換器を用いて温水を生成し出湯する給湯部と、前記給湯部の出湯温度が設定温度未満であれば、前記温水を設定温度に加熱して出湯させる補助加熱部を備えてよい。

【0006】

上記目的を達成するため、本発明の給湯制御方法の一側面によれば、熱媒を溜める蓄熱タンクと、前記熱媒の熱を給水に熱交換する熱交換器を用いる給湯制御方法であって、前記熱交換器に循環する前記熱媒の温度を検出する工程と、給水を水量調整手段により前記熱交換器とバイパス路に分配し、該給水の前記熱交換器および前記バイパス路に流す分配量を調整する工程と、前記蓄熱タンクの熱媒を循環路により前記熱交換器に循環させる工程と、設定温度による給湯が可能かを前記熱媒の温度により判断する工程と、設定温度による給湯ができない場合、前記水量調整手段により前記熱交換器および前記バイパス路に流す前記給水の分配量を固定値に制御し、または前記熱交換器の通水を解除し、前記熱媒の検出温度より所定温度だけ低い温度に設定した目標温度に熱媒循環を制御する工程とを含む。
この給湯制御方法において、さらに、設定温度による給湯が可能な場合、設定温度から所定温度だけ高い温度に前記熱交換器の前記目標温度を設定して前記熱媒循環を制御するとともに、前記熱交換器に流す前記給水の分配量を制御する工程と、設定温度による給湯が不可の場合、前記熱媒の温度より所定温度だけ低い温度に前記目標温度を設定して前記熱媒循環を制御するとともに、前記熱交換器に流す前記給水の分配量を制御する工程を含んでよい。
この給湯制御方法において、さらに、前記熱交換器を用いて温水を生成し出湯する工程と、出湯温度が設定温度未満であれば、前記温水を設定温度に加熱して出湯させる工程を含んでよい。

【0007】

本発明の給湯装置の一側面によれば、熱媒を溜める蓄熱タンクと、前記熱媒の熱を給水に熱交換する熱交換器を備える給湯装置であって、前記熱交換器に循環する前記熱媒の温度を検出する温度センサーと、給水を前記熱交換器とバイパス路に分配し、該給水の前記熱交換器および前記バイパス路に流す分配量を調整する水量調整手段と、前記蓄熱タンクの熱媒を循環路により前記熱交換器に循環させるポンプと、設定温度による給湯が可能かを前記熱媒の検出温度により判断し、設定温度による給湯ができない場合、前記水量調整手段により前記熱交換器および前記バイパス路に流す前記給水の分配量を固定値に制御し、または前記熱交換器の通水を解除し、前記熱媒の検出温度より所定温度だけ低い温度に前記熱交換器の目標温度を設定して前記ポンプを制御する制御部を備える。
この給湯装置において、該給湯装置と別個または一体に備え、前記給湯装置に備えられた熱交換器を用いて生成された温水の出湯温度が設定温度未満であれば、前記温水を設定温度に加熱して出湯させる補助加熱部を備えてよい。
本発明の給湯制御プログラムの一側面によれば、熱媒を溜める蓄熱タンクと、前記熱媒の熱を給水に熱交換する熱交換器を備える給湯システムの給湯制御プログラムであって、前記熱交換器に循環する前記熱媒の温度を検出する温度センサーから検出温度を取り込む機能と、給水を前記熱交換器とバイパス路に分配する水量調整手段により、該給水の前記熱交換器および前記バイパス路に流す分配量を調整する機能と、前記蓄熱タンクの熱媒を循環路のポンプにより前記熱交換器に循環させる機能と、設定温度による給湯が可能かを前記熱媒の検出温度により判断し、設定温度による給湯ができない場合、前記水量調整手段により前記熱交換器および前記バイパス路に流す前記給水の分配量を固定値に制御し、または前記熱交換器の通水を解除し、前記熱媒の検出温度より所定温度だけ低い温度に前記熱交換器の目標温度を設定して前記ポンプを制御する機能とをコンピュータにより実現する。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、次のいずれかの効果が得られる。

【0009】

(1) 蓄熱タンクの蓄熱が設定温度の出湯に必要な熱量に到達していない場合でも、蓄熱タンクの熱媒の利用をするので、熱媒熱量の有効利用を図ることができる。
(2) 蓄熱タンクの蓄熱が設定温度の出湯に必要な熱量に到達していない場合、熱交換器に流れる熱交換給水量を低減でき、熱交換器側での圧力損失を低減できる。
(3) 熱交換器に熱媒を循環させる際に、一般的に循環ポンプが用いられるが、循環量を低減できるので、循環ポンプのポンプ回転数を低減でき、消費電力を抑制できる。
(4) 蓄熱タンクの蓄熱が設定温度の出湯に必要な熱量に到達していない場合、蓄熱タンクの熱媒の利用量を低減させるので、熱媒の成層状態を乱すことがなく、熱媒熱量の効率的な利用を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】一実施の形態に係る給湯システムを示す図である。

【図2】給湯制御方法の一例を示すフローチャートである。

【図3】実施例１に係る給湯システムを示す図である。

【図4】制御系統を示すブロック図である。

【図5】Ａは給湯設定温度＝３５〔℃〕を得る場合の給水温度、出湯温度、熱交水量および最低熱媒温度を示すテーブル、Ｂは給湯設定温度＝４０〔℃〕を得る場合の給水温度、出湯温度、熱交水量および最低熱媒温度を示すテーブル、Ｃは給湯設定温度＝４５〔℃〕を得る場合の給水温度、出湯温度、熱交水量および最低熱媒温度を示すテーブルである。

【図6】設定温度をパラメータとした場合の給水温度に対する最低熱媒温度を示す図である。

【図7】蓄熱に対応する給湯動作を説明するための図である。

【図8】蓄熱が低い場合、給湯回路を示す図である。

【図9】給湯システムの処理手順を包括的に示す図である。

【図10】燃料電池ユニットの処理手順を示すフローチャートである。

【図11】給湯ユニットの処理手順を示すフローチャートである。

【図12】Ａはミキシング弁の制御を示すフローチャート、Ｂはミキシング弁の制御を示すフローチャートである。

【図13】ミキシング弁の制御を示すフローチャートである。

【図14】バックアップ給湯ユニットの処理手順を示すフローチャートである。

【図15】実施例２に係る給湯システムを示す図である。

【図16】実施例３に係る給湯システムを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

〔一実施の形態〕
図１は、本発明の一実施の形態に係る給湯システムを示している。図１に示す構成は一例であり、斯かる構成に本発明が限定されるものではない。
この給湯システム２には給湯部４および補助加熱部６が備えられる。給湯部４は熱媒ＭＥ１の熱を給水Ｗに熱交換し、温水ＨＷを補助加熱部６に導く。補助加熱部６では、給湯部４からの温水ＨＷが設定温度であれば、その温水ＨＷをそのまま出湯し、設定温度未満であれば、補助加熱により設定温度まで昇温させ、設定温度の温水ＨＷを出湯する。

【0012】

給湯部４には蓄熱タンク８、ポンプ９、熱交換器１０および水量調整部１２が備えられる。蓄熱タンク８には熱媒ＭＥ１により蓄熱される。蓄熱タンク８の下層側から取り出される熱媒ＭＥ１が図示しない熱源側に循環して加熱され、高温化した熱媒ＭＥ１が蓄熱タンク８の上層側に戻される。これにより、蓄熱タンク８には下層から上層に向かって上昇する成層状態で蓄熱が行われる。
ポンプ９は、熱媒ＭＥ１の熱を給水Ｗに熱交換する際に動作させ、熱交換器１０に熱媒ＭＥ１を循環させる。
熱交換器１０にはたとえば、プレート熱交換器が用いられる。熱交換時、蓄熱タンク８の上層側から循環路１３に取り出された熱媒ＭＥ１はポンプ９を動作させることにより、循環路１３を通して熱交換器１０に循環し、熱交換後に蓄熱タンク８の下層側に戻される。
水量調整部１２は熱交換器１０の水量調整手段の一例であり、給水Ｗを熱交換器１０とバイパス路の一例であるバイパス管１６に分配し、熱交換器１０の通水量を調整する。給水管１４からの給水Ｗは水量調整部１２を通して熱交換器１０の入側に流れ、または出側のバイパス管１６より出湯管１８に流れる。この水量調整部１２では、制御部２０に開度が制御されるミキシング弁Ｍ１が備えられ、熱交換器１０とバイパス管１６に流す給水Ｗの分配量が調整される。

【0013】

蓄熱タンク８から熱交換器１０に循環する熱媒ＭＥ１の温度は温度センサー２２で検出される。出湯管１８の温水ＨＷにバイパス管１６の給水Ｗを混合した温水ＨＷの温度は、温度センサー２４により検出される。
制御部２０は、設定温度による出湯が可能かを熱媒ＭＥ１の検出温度により判断し、設定温度による給湯ができない場合、水量調整部１２により熱交換器１０およびバイパス管９に流す給水の分配量を固定値に制御し、または熱交換器１０の通水を解除する。このとき、熱媒ＭＥ１の検出温度より所定温度だけ低い温度に熱交換器１０の熱交換の目標温度を設定してポンプ９を制御する。したがって、給湯部４側の給湯制御は、蓄熱タンク８から熱交換器１０に流す熱媒ＭＥ１の検出温度が（＝高レベル、低レベルまたは最低レベル）に応じて異なる。
ａ）高レベル：
蓄熱タンク８の蓄熱が、給水Ｗから設定温度の温水ＨＷで出湯が可能な熱量であれば、その検出温度に応じて熱交換器１０に流れる水量を増減させる。
ｂ）低レベル：
蓄熱が給水Ｗとの熱交換には利用できるものの、設定温度の温水ＨＷでの出湯が不可能なレベルであれば、熱交換器１０側の水量を設定温度出湯時より低い固定値に切り換える。この低い値は、設定温度の出湯が可能な場合の熱交換器１０側の給水量の二分の一、三分の一または三分の一未満とすればよい。
ｃ）最低レベル：
蓄熱が給水Ｗとの熱交換には利用できない程度の最低レベルであれば、熱交換器１０側の水量を０に抑制し、給水Ｗをバイパス管１６に通過させる。

【0014】

このように、給湯部４から設定温度の温水ＨＷ、設定温度未満の温水ＨＷまたは給水Ｗの何れかが補助加熱部６に供給される。補助加熱部６には温水ＨＷの加熱手段として熱交換器２６、２８が備えられる。補助加熱部６の給水管３０に流入する温水ＨＷの温度は温度センサー３２で検出し、この検出温度が設定温度より低い場合には温水ＨＷを設定温度に昇温させる補助加熱モードに切り換えられる。
この補助加熱モードでは、熱交換器２６に熱媒ＭＥ２を循環させて熱源３４を動作させるとともに温水ＨＷを循環させ、温水ＨＷに熱媒ＭＥ２の熱を熱交換する。
給水管３０から熱交換器２６に流れる温水ＨＷの流量は水量調整部３８により調整される。水量調整部３８には、制御部２０により温水ＨＷの検出温度に応じて分配量を制御可能なたとえば、ミキシング弁Ｍ２が用いられる。バイパス管３６側に流れる温水量と熱交換器２６側に流れる温水量が調整される。これにより、水量調整部３８で得られた混合温水ＨＷが出湯管４０から出湯する。
補助加熱部６側の給湯制御は、給湯部４からの温水ＨＷの検出温度（設定温度以上または設定温度未満）により異なる。
ｄ）温水ＨＷの検出温度≧設定温度：
給湯部４から補助加熱部６に入る温水ＨＷの温度が設定温度以上であれば、補助加熱モードに移行させることなく、その温水ＨＷを出湯させる。
ｅ）温水ＨＷの検出温度＜設定温度：
給湯部４から補助加熱部６に入る温水ＨＷの温度が設定温度未満であれば、補助加熱モードに移行し、熱媒ＭＥ２の熱を温水ＨＷに熱交換し、設定温度の温水ＨＷを出湯させる。給湯部４を通過した給水Ｗが補助加熱部６に流入する場合にも同様である。

【0015】

＜給湯制御＞
図２はこの給湯システム２の給湯制御の処理手順を示している。この処理手順では、蓄熱タンク８の熱媒ＭＥ１の温度が所定温度以上かを判断する（Ｓ１１）。熱媒ＭＥ１の温度が所定温度以上であれば（Ｓ１１のＹＥＳ）、水量調整部１２の制御により、設定温度の温水ＨＷを生成する（Ｓ１２）。この場合、給湯部４から設定温度の温水ＨＷが供給されるので、補助加熱部６は補助加熱モードに移行することなく（Ｓ１６のＹＥＳ）、出湯管４０から設定温度の温水ＨＷを得られる（Ｓ１７）。

【0016】

熱媒ＭＥ１の温度が所定温度未満であれば（Ｓ１１のＮＯ）、熱媒ＭＥ１の温度が給水Ｗとの熱交換が可能な温度かを判断する（Ｓ１３）。
熱媒ＭＥ１の温度が給水Ｗとの熱交換可能な温度であれば（Ｓ１３のＹＥＳ）、水量調整部１２の制御により給水Ｗの熱交換器１０およびバイパス管１６の分配量を固定値に切り替える（Ｓ１４）。
熱媒ＭＥ１の温度が給水Ｗとの熱交換が不可である温度であれば（Ｓ１３のＮＯ）、熱交換器１０に給水Ｗを通すことなく、給湯部４から補助加熱部６に流す（Ｓ１５）。

【0017】

補助加熱部６では、給水管３０に流れる給水Ｗまたは温水ＨＷが設定温度以上かを判断する（Ｓ１６）。設定温度以上であれば（Ｓ１６のＹＥＳ）、補助加熱を行うことなく給湯する（Ｓ１７）。設定温度未満であれば（Ｓ１６のＮＯ）、補助加熱モードに移行し、給水Ｗまたは温水ＨＷを熱媒ＭＥ２の熱と熱交換して昇温させ、設定温度での給湯を行う（Ｓ１８）。

【0018】

＜一実施の形態の効果＞
この一実施の形態によれば次の効果が得られる。
(1) 給湯部４で設定温度の温水ＨＷが得られない場合、給湯部４側の熱交換器１０に流れる水量が抑制されるので、熱交換器１０による圧力損失を低減することができる。
(2) 給湯部４で設定温度の温水ＨＷが得られない場合、補助加熱部６の補助加熱により設定温度に昇温させた温水ＨＷの給湯が行える。
(3) 熱交換器１０に流す給水量を蓄熱に応じて加減するので、蓄熱タンク８の熱媒ＭＥ１の利用効率を高め、蓄熱タンク８側の成層状態を乱すことがない。

【実施例1】

【0019】

図３は、実施例１に係る給湯システムを示している。図３において、図１と同一部分には同一符号を付している。
この実施例１の給湯システム２では燃料電池ユニット４２、給湯ユニット４４およびバックアップ給湯ユニット４６が備えられる。
燃料電池ユニット４２には燃料電池４８、熱交換器５０および循環ポンプ５２が備えられる。燃料電池４８は熱源の一例であり、発電時の発熱を熱源に利用する。熱交換器５０は、燃料電池４８の排気ＭＥ３の熱を蓄熱タンク８側の熱媒ＭＥ１に熱交換する。循環ポンプ５２は熱媒ＭＥ１の循環路５４に設置され、駆動時、蓄熱タンク８の下層側から熱媒ＭＥ１を熱交換器５０に循環させるとともに、熱交換後の熱媒ＭＥ１を蓄熱タンク８の上層側に戻す。
燃料電池４８の発電時、循環ポンプ５２を駆動し、蓄熱タンク８の下層側から熱媒ＭＥ１を熱交換器５０に循環させ、熱媒ＭＥ１に排気ＭＥ３の熱を熱交換し、加熱された熱媒ＭＥ１が蓄熱タンク８の上層側に戻される。これにより、蓄熱タンク８で成層蓄熱が行われる。熱交換器５０の入側には温度センサー５６が設置され、蓄熱タンク８の下層側の熱媒ＭＥ１の温度が検出される。熱交換器５０の出側には温度センサー５８が設置され、蓄熱タンク８の上層側に戻される熱媒ＭＥ１の温度が検出される。

【0020】

給湯ユニット４４には蓄熱タンク８とともに、プレート熱交換器６０が備えられる。プレート熱交換器６０に蓄熱タンク８の熱媒ＭＥ１を流す循環路６２には与熱ポンプ６４および温度センサー２２が備えられる。与熱ポンプ６４の駆動時、蓄熱タンク８の上層部から熱媒ＭＥ１がプレート熱交換器６０に循環し、蓄熱タンク８の下層側に戻される。温度センサー２２は蓄熱タンク８の上層側の熱媒温度を検出する。蓄熱タンク８に設置された温度センサー６６はタンク内の熱媒ＭＥ１の温度を検出する。
給水管１４には水道管などが接続され、給水Ｗが供給される。給水管１４にはミキシング弁６８、水量センサー７０、温度センサー７２が備えられるとともに、ミキシング弁６８およびバイパス管１６を介して出湯管１８が接続されている。出湯管１８には水制御弁７４、温度センサー７６、７８が備えられる。バイパス管１６は、ミキシング弁６８により分流させた給水Ｗを出湯管１８側に流し込む。水制御弁７４は、出湯管１８から出湯する温水ＨＷまたは給水Ｗの水量を制御する。温度センサー７６はプレート熱交換器６０の出側の温水温度を検出する。温度センサー７８は、温水ＨＷと給水Ｗとをミキシングした温水ＨＷの温度を検出する。

【0021】

バックアップ給湯ユニット４６には、プレート熱交換器８０および熱交換器８２が備えられる。プレート熱交換器８０には入側に給水管３０、その出側に出湯管４０が備えられる。給水管３０には給湯ユニット４４から給水Ｗまたは温水ＨＷを流し込み、温度センサー８４、水量センサー８５、水制御弁８６が備えられるとともに、バイパス管３６を分岐させるミキシング弁８８が接続されている。温度センサー８４は、給湯ユニット４４から流入する温水ＨＷまたは給水Ｗの温度を検出する。水量センサー８５は、給湯ユニット４４から流入する温水ＨＷまたは給水Ｗの水量を検出し、水制御弁８６は、その水量を制御する。
出湯管４０には温度センサー９０、９２が備えられる。温度センサー９０はプレート熱交換器８０の出側の温水温度を検出する。温度センサー９２はバイパス管３６からの給水Ｗまたは温水ＨＷと出湯管４０側の温水ＨＷとを混合した温水ＨＷの温度を検出する。
プレート熱交換器８０には循環路９４が備えられ、熱媒ＭＥ２を循環させる。循環路９４には熱交換器８２、循環ポンプ９６、開放タンク９８、温度センサー１００が備えられる。循環ポンプ９６は、駆動時、熱媒ＭＥ２を循環路９４に循環させる。プレート熱交換器８０は、熱媒ＭＥ２の熱を給水Ｗまたは温水ＨＷに熱交換する。熱交換器８２は、バーナー１０２の燃焼熱を熱媒ＭＥ２に熱交換する。開放タンク９８は、循環路９４に循環する熱媒ＭＥ２の体積変動を吸収する。

【0022】

＜給湯システム２の制御部２０＞
図４は、給湯システム２の制御部２０（図１）を示している。この制御部２０には電池制御部１０４、給湯ユニット制御部１０６、バックアップ制御部１０８、リモコン制御部１１０が備えられる。電池制御部１０４は燃料電池ユニット４２を制御する。給湯ユニット制御部１０６は給湯ユニット４４を制御する。バックアップ制御部１０８はバックアップ給湯ユニット４６を制御する。リモコン制御部１１０はリモコン装置に備えられ、電池制御部１０４、給湯ユニット制御部１０６およびバックアップ制御部１０８と有線または無線により連係する。
電池制御部１０４はコンピュータで構成され、プロセッサ１１２、メモリ部１１４、入出力部（Ｉ／Ｏ）１１６、システム通信部１１８が備えられる。プロセッサ１１２はメモリ部１１４にあるＯＳ（Operating System）や電池制御プログラムを実行する。メモリ部１１４にはＲＯＭ（Read-Only Memory）やＲＡＭ（Random-Access Memory）を備え、ＯＳや電池制御プログラムを格納する。システム通信部１１８はリモコン制御部１１０、給湯ユニット制御部１０６のシステム通信部１２６、バックアップ制御部１０８のシステム通信部１３４と制御データの送受を行う。Ｉ／Ｏ１１６には温度センサー５６、５８の検出温度が制御情報として入力されるとともに、循環ポンプ５２の制御出力が得られる。

【0023】

給湯ユニット制御部１０６はコンピュータで構成され、プロセッサ１２０、メモリ部１２２、入出力部（Ｉ／Ｏ）１２４、システム通信部１２６が備えられる。プロセッサ１２０はメモリ部１２２にあるＯＳや給湯制御プログラムを実行する。メモリ部１２２にはＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory ）やＲＡＭを備え、ＯＳや給湯制御プログラムを格納する。システム通信部１２６はリモコン制御部１１０、電池制御部１０４のシステム通信部１１８、バックアップ制御部１０８のシステム通信部１３４と制御データの送受を行う。Ｉ／Ｏ１２４には温度センサー２２、６６、７２、７６、７８の検出温度、水量センサー７０の検出水量が制御情報として入力されるとともに、与熱ポンプ６４およびミキシング弁６８の制御出力が得られる。
バックアップ制御部１０８はコンピュータで構成され、プロセッサ１２８、メモリ部１３０、入出力部（Ｉ／Ｏ）１３２、システム通信部１３４が備えられる。プロセッサ１２８はメモリ部１３０にあるＯＳやバックアップ制御プログラムを実行する。メモリ部１３０にはＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭやＲＡＭを備え、ＯＳやバックアップ制御プログラムを格納する。システム通信部１３４はリモコン制御部１１０、電池制御部１０４のシステム通信部１１８、給湯ユニット制御部１０６のシステム通信部１２６と制御データの送受を行う。Ｉ／Ｏ１３２には温度センサー８４、９０、９２、１００の検出温度、水量センサー８５の検出水量が制御情報として入力されるとともに、循環ポンプ９６およびミキシング弁８８の制御出力が得られる。

【0024】

＜熱媒ＭＥ１による給湯制御＞
図５のＡは、給湯設定温度（以下単に「設定温度」と称する）が３５〔℃〕の場合の給水温度と最低熱媒温度の関係、図５のＢは、設定温度が４０〔℃〕の場合の給水温度と最低熱媒温度の関係、図５のＣは、設定温度が４５〔℃〕の場合の給水温度と最低熱媒温度の関係を示している。
これらの関係から、図６は、設定温度をパラメータとする給水温度と最低熱媒温度の関係グラフで示している。図６において、Ａは設定温度＝３５〔℃〕、Ｂは設定温度＝４０〔℃〕、Ｃは設定温度＝４５〔℃〕の場合である。
この関係からたとえば、給水温度が１５〔℃〕で設定温度が４０〔℃〕であれば、最低熱媒温度は６０〔℃〕であることが必要である。

【0025】

＜熱媒ＭＥ１で設定温度の給湯が可能な場合＞
図７のＡは、熱媒ＭＥ１で設定温度の給湯が可能な場合の動作を示している。図７のＡにおいて、太線は給水Ｗ、温水ＨＷ、熱媒ＭＥ１の流動を示している。
熱媒ＭＥ１で設定温度の給湯が可能な場合、給湯ユニット４４では、温度センサー７６の検出温度Ｔｏ１が設定温度よりたとえば、５〔℃〕だけ高い値（設定温度＋５〔℃〕）（熱交換の第1の目標温度）になるように、与熱ポンプ６４の回転数を制御する。温度センサー７８の検出温度Ｔｍ１が設定温度になるように、ミキシング弁６８のポートａ、ｂの開度を制御する。

【0026】

このとき、バックアップ給湯ユニット４６では、温度センサー８４の検出温度Ｔｉ２が設定温度以上となるので、ミキシング弁８８はポートｄ側を１００〔％〕の開度に制御する。バーナー１０２は燃焼させないので、ミキシング弁８８はポートｃ側の通水がない。たとえば、設定温度＝４０〔℃〕、温度センサー７２の検出温度Ｔｉ１＝２０〔℃〕の場合、ミキシング弁６８のポートａ側の流量およびポートｂ側の流量の比率は、ａ：ｂ＝４：１とすればよい。バックアップ給湯ユニット４６のミキシング弁８８ではポートｄ側が１００〔％〕の水量となる。つまり、熱媒ＭＥ１で設定温度の給湯が可能な場合には、給湯システム２に流れる全水量の五分の四が熱交換器６０に流れ、全水量の五分の一がバイパス管１６に流れる。これにより、全水量の五分の四が熱交換器６０の影響を受けることになる。

【0027】

＜熱媒ＭＥ１では設定温度の給湯ができない場合＞
図７のＢは、熱媒ＭＥ１で設定温度の給湯ができない場合の動作を示している。図７のＢにおいて、太線は給水Ｗ、温水ＨＷ、熱媒ＭＥ１、ＭＥ２の流動を示している。
この場合、プレート熱交換器６０に対する熱媒タンク８からの熱媒ＭＥ１の循環量を抑制するとともに、給水Ｗの分配量を低減させる制御を行う。熱媒ＭＥ１では設定温度の給湯ができない場合、給湯ユニット４４では、温度センサー７６の検出温度Ｔｏ１が温度センサー２２の検出温度Ｔ１よりたとえば、５〔℃〕だけ低い値（Ｔ１−５〔℃〕）になるように、与熱ポンプ６４の回転数を制御する。つまり、プレート熱交換器６０の熱交換の目標温度として、検出温度Ｔ１よりたとえば、５〔℃〕だけ低い値（Ｔ１−５〔℃〕）に制御し、プレート熱交換器６０に対する熱媒ＭＥ１の循環量を低減させる。このとき、温度センサー７８の検出温度Ｔｍｌが限りなく設定温度に近づくようにミキシング弁６８の開度を制御する。この場合、ミキシング弁６８のポートａ側に１００〔％〕の給水Ｗが流れる。

【0028】

このとき、バックアップ給湯ユニット４６では、循環ポンプ９６を動作させるとともに、バーナー１０２を燃焼させ、温度センサー１００の検出温度ＴｊがＴｊ＝８０〔℃〕になるように制御する。この場合、温度センサー８４の検出温度Ｔｉ２は、Ｔｉ２＝Ｔ１−５〔℃〕であるから、温度センサー９０の検出温度Ｔｏ２≒８０〔℃〕の温水ＨＷとミキシングし、温度センサー９２の検出温度Ｔｍ２が設定温度になるように、ミキシング弁８８の開度を制御する。
この場合、温度センサー８４の検出温度Ｔｉ２と、温度センサー９０の検出温度Ｔｏ２を比較すると、設定温度は４０〔℃〕付近になるため、温度センサー８４の検出温度Ｔｉ２が温度センサー９０の検出温度Ｔｏ２より設定温度に近い値である。このため、ミキシング弁８８のポートｃ、ｄの流量を比較すると、ｃ側流量＜ｄ側流量となる。

【0029】

たとえば、設定温度＝４０〔℃〕、Ｔｉ１＝２０〔℃〕の場合、Ｔ１＝４０〔℃〕とすると、Ｔｏ１＝３５〔℃〕となる。この場合、ミキシング弁６８のポートａ側流量：ポートｂ側流量を対比すると、ａ側流量：ｂ側流量＝１：０となる。
このとき、Ｔｉ２＝３５〔℃〕であるから、Ｔｏ２≒８０〔℃〕の温水ＨＷとＴｉ２＝３５〔℃〕の温水ＨＷをミキシングし、Ｔｍ２＝４０〔℃〕に制御すると、ミキシング弁８８のポートｃ側流量およびポートｄ側流量は、ｃ側流量：ｄ側流量≒１：８となる。
従って、給湯システム２の全水量の１００〔％〕が熱交換器６０の影響を受け、全水量の九分の一が熱交換器８０の影響を受けることになる。このとき、熱交換器６０、８０による圧力損失が最大となる。このような給水形態による圧力損失の改善が本発明の課題であり、斯かる課題は図８に示す制御により改善される。

【0030】

＜熱媒ＭＥ１による熱交換不可の場合＞
図７のＣは、熱媒ＭＥ１による熱交換不可の場合の動作を示している。図７のＣにおいて、太線は給水Ｗ、熱媒ＭＥ２の流動を示している。
熱媒ＭＥ１による熱交換不可の場合、給湯ユニット４４では蓄熱が低く、給湯のための熱交換に利用できないため、ミキシング弁６８はポートｂ側に１００〔％〕の給水Ｗを流すように制御し、与熱ポンプ６４は停止状態とする。
この場合、給水Ｗの１００〔％〕が給湯ユニット４４を通過し、バックアップ給湯ユニット４６に流れ込むので、温度センサー７８の検出温度Ｔｍｌは、温度センサー８４の検出温度Ｔｉ１と同じ温度になる。

【0031】

バックアップ給湯ユニット４６では、循環ポンプ９６を動作させ、バーナー１０２を燃焼させ、温度センサー１００の検出温度ＴｊをＴｊ＝８０〔℃〕に制御する。
この場合、温度センサー８４の検出温度Ｔｉ２は、設定温度未満であるから、温度センサー９０の検出温度Ｔｏ２≒８０〔℃〕の温水ＨＷと、給水Ｗとを混合し、温度センサー９２の検出温度Ｔｍ２が設定温度になるように、ミキシング弁８８の開度を制御する。
設定温度は４０〔℃〕に近い値になるため、検出温度Ｔｉ２は検出温度Ｔｏ２より設定温度に近い値であるので、ミキシング弁８８のポートｃ側流量、ポートｄ側流量を対比すると、ｃ側流量＜ｄ側流量となる。

【0032】

たとえば、設定温度＝４０〔℃〕、Ｔｉ１＝２０〔℃〕の場合、温度センサー２２の検出温度Ｔ１をＴ１＝２０〔℃〕とすると、与熱ポンプ６４は停止状態となる。
ミキシング弁６８のポートａ側流量およびポートｂ側流量を対比すると、ａ側流量：ｂ側流量＝０：１となり、ポートｂ側に全水量のｌ００〔％〕が流れる。
検出温度Ｔｉ２＝２０〔℃〕になるので、検出温度Ｔｏ２≒８０〔℃〕の温水ＨＷと、検出温度Ｔｉ２の給水Ｗをミキシングして設定温度＝４０〔℃〕に制御する場合、ミキシング弁８８のポートｃ側流量、ポートｄ側流量を対比すると、ｃ側流量：ｄ側流量≒１：２となる。従って、全水量の三分の一が熱交換器８０の影響を受け、熱交換器６０による圧力損失は生じない。

【0033】

＜熱媒ＭＥ１の蓄熱が低い場合の熱交換器６０、８０の給水量の制御＞
図８は、熱媒ＭＥ１の蓄熱が低い場合の熱交換器６０、８０の給水量の制御を示している。
給湯ユニット４４では、検出温度Ｔｏ１が検出温度Ｔ１より一定温度たとえば、５〔℃〕だけ低い値（Ｔ１−５〔℃〕）（熱交換の第２の目標温度）になるように、与熱ポンプ６４の回転数を制御する。つまり、蓄熱タンク８から熱交換器６０への熱媒ＭＥ１の循環量を抑制するように与熱ポンプ６４の回転数を低減させる。このとき、検出温度Ｔｍ１の値に関係なく、ミキシング弁６８の開度制御を行い、ポートａ側に流れる水量を制限する。これにより、熱交換器６０による圧力損失を低減できる。
この圧力損失を低減するには、ミキシング弁６８の制御について、次の制御パターンから選択すればよい。
(1) 制御パターン１：ポートａ側水量およびポートｂ側水量の固定値化（分配量の一定化）
ミキシング弁６８のポートａ側とポートｂ側に設定する水量を固定値とする。たとえば、ａ側流量：ｂ側流量＝１：１とする。この場合、ポートａ側流量を減少させることが好ましい。

【0034】

(2) 制御パターン２：蓄熱が設定温度の給湯が可能な場合のミキシング弁６８の開度を基準に、ポートａ側の開度を所定値に絞る。
給水温度や設定温度に応じてミキシング弁６８の開度は変化するが、蓄熱が設定温度の給湯が可能な場合のミキシング弁６８の開度を基準に、ポートａ側の開度を１／２や１／３に絞った開度にする。
たとえば、蓄熱が設定温度の給湯が可能な場合に、ａ側流量：ｂ側流量＝４：１であれば、ａ側流量：ｂ側流量＝２：３またはａ側流量：ｂ側流量＝４：１１のように変更する。

【0035】

(3) 制御パターン３：制御パターン２では、ミキシング弁６８の開度が所定値に固定化されるが、制御パターン３では、検出温度Ｔｏ１により、その開度を変化させる。たとえば、給水温度＝２０〔℃〕、設定温度＝４０〔℃〕の場合、ミキシング弁６８のａ側流量：ｂ側流量＝４：１を基準に、検出温度Ｔｏ１＝３５〔℃〕では、ａ側流量：ｂ側流量＝３：２、検出温度Ｔｏ１＝３０〔℃〕ではａ側流量：ｂ側流量＝２：３、検出温度Ｔｏ１＝２５〔℃〕ではａ側流量：ｂ側流量＝１：４にミキシング弁６８の全水量の分配量を変更する。このような分配量の変更によれば、給湯ユニット４４で得られる温水ＨＷが設定温度に近いほど、バックアップ給湯ユニット４６による加熱量を低減でき、バックアップ給湯ユニット４６側で生じる圧力損失が少なく、給水温度に近づくにつれ、バックアップ給湯ユニット４６による加熱量が増加し、その結果、バックアップ給湯ユニット４６で生じる圧力損失が増加する。
つまり、蓄熱が設定温度の給湯を得るに充分な熱量であれば、ミキシング弁６８の開度制御を温度センサー７８の検出温度Ｔｍ１が設定温度になるように行い、その開度を基準に蓄熱量の低減に伴って段階的に切り換えることにより、熱交換器６０、８０による圧力損失を低減させるだけでなく変動量も低減することができる。

【0036】

図８の場合では、制御パターン１ないし３のいずれを選択しても、バックアップ給湯ユニット４６では、循環ポンプ９６を動作させ、バーナー１０２を燃焼させ、温度センサー１００の検出温度Ｔｊ＝８０〔℃〕に制御する。
温度センサー８４の検出温度Ｔｉ２は検出温度Ｔ１より５〔℃〕だけ低い値（Ｔ１−５〔℃〕）〜Ｔｉ１〔℃〕であるから、この温水ＨＷと、検出温度Ｔｏ２≒８０〔℃〕の温水ＨＷをミキシングし、検出温度Ｔｍ２が設定温度になるようにミキシング弁８８の開度を制御する。検出温度Ｔｉ２は検出温度Ｔｏ２より設定温度に近いので、ミキシング弁８８のポートｃ側流量、ポートｄ側流量はｃ側流量＜ｄ側流量となる。
たとえば、設定温度＝４０〔℃〕、Ｔｉ１＝２０〔℃〕の場合、Ｔ１＝４０〔℃〕とすると、Ｔｏ１＝３５〔℃〕となる。このとき、制御パターン２では、ミキシング弁６８のポートａ側流量、ポートｂ側流量はａ側流量：ｂ側流量＝２：３（１／２に絞った場合）に制御され、検出温度Ｔｍ１＝２６〔℃〕となる。検出温度Ｔｉ２＝２６〔℃〕であれば、検出温度Ｔｏ２≒８０〔℃〕とミキシングし、検出温度Ｔｍ２＝４０〔℃〕にミキシング弁８８の開度を制御すれば、ｃ側流量：ｄ側流量≒１：３となる。従って、全水量の五分の二が熱交換器６０の影響を受け、四分の一が熱交換器８０の影響を受けることになる。この制御パターンでは圧力損失は蓄熱が設定温度の給湯が可能な場合に比較して小さくなる。

【0037】

＜給湯システム２の制御＞
図９は、給湯システム２の制御の処理手順を示している。この制御にはリモコン制御部１１０、電池制御部１０４、給湯ユニット制御部１０６およびバックアップ制御部１０８の各制御が含まれ、各制御が連係して実行される。
リモコン制御部１１０ではイニシャライズ（Ｓ１０１）の後、入力受付処理（Ｓ１０２）、表示出力処理（Ｓ１０３）が繰り返し実行される。表示出力処理では電池制御部１０４、給湯ユニット制御部１０６またはバックアップ制御部１０８で得られる状態情報をＬＣＤ（Liquid Crystal Display）に表示する。

【0038】

電池制御部１０４ではイニシャライズ（Ｓ１０４）の後、入力受付処理（Ｓ１０２）により運転スイッチのＯＮ／ＯＦＦを受け、図１０に示す熱回収処理（Ｓ１０５）に移行し、この熱回収処理で得られる状態情報をリモコン制御部１１０に提供する。
給湯ユニット制御部１０６ではイニシャライズ（Ｓ１０６）の後、入力受付処理（Ｓ１０２）により設定温度の指示を受け、図１１に示す給湯処理（Ｓ１０７）に移行し、この給湯処理で得られる状態情報をリモコン制御部１１０に提供する。
バックアップ制御部１０８ではイニシャライズ（Ｓ１０８）の後、入力受付処理（Ｓ１０２）により設定温度の指示を受け、図１４に示すバックアップ給湯処理（Ｓ１０９）に移行し、このバックアップ給湯処理で得られる状態情報をリモコン制御部１１０に提供する。

【0039】

＜熱回収処理＞
図１０は、電池制御部１０４による熱回収処理の処理手順を示している。この処理手順ではリモコン制御部１１０の入力受付処理（Ｓ１０２）の運転スイッチの操作を監視し（Ｓ２０１）、運転スイッチ＝ＯＮであれば（Ｓ２０１のＹＥＳ）、燃料電池４８を駆動し（Ｓ２０２）、温度センサー５８の出力温度がたとえば、７５〔℃〕になるように循環ポンプ５２の回転を制御する。
運転スイッチ＝ＯＦＦであれば（Ｓ２０１のＮＯ）、燃料電池４８を停止し（Ｓ２０４）、循環ポンプ５２を停止させる。

【0040】

＜給湯処理＞
図１１は、給湯ユニット４４の給湯処理の処理手順を示している。この処理手順では、給湯使用か否かを判断し（Ｓ３０１）、給湯使用でなければ（Ｓ３０１のＮＯ）、与熱ポンプ６４を停止し（Ｓ３０２）、この処理を終了する。
給湯使用であれば（Ｓ３０１のＹＥＳ）、検出温度Ｔ１が設定温度の供給が可能な温度以上であるかを判断する（Ｓ３０３）。検出温度Ｔ１が設定温度の供給が可能な温度以上であれば（Ｓ３０３のＹＥＳ）、図７のＡに示す給湯処理を実行する（Ｓ３０４）。この処理では、検出温度Ｔｏ１が設定温度より一定温度ΔＴたとえば、５〔℃〕だけ高い温度（＝設定温度＋ΔＴ）になるように与熱ポンプ６４の回転を制御し（Ｓ３０５）、同時に検出温度Ｔｍ１が設定温度になるようにミキシング弁６８の開度を制御する（Ｓ３０６）。

【0041】

検出温度Ｔ１が設定温度の供給が可能な温度以上でなければ（Ｓ３０３のＮＯ）、検出温度Ｔ１が給水温度より一定温度ΔＴたとえば、５〔℃〕だけ高い温度（＝給水温度＋ΔＴ）以上かを判断する（Ｓ３０７）。検出温度Ｔ１が温度（＝給水温度＋ΔＴ）以上であれば（Ｓ３０７のＹＥＳ）、図８に示す給湯処理を実行する（Ｓ３０８）。この処理では、検出温度Ｔｏ１が検出温度Ｔ１より一定温度ΔＴたとえば、５〔℃〕だけ低い温度（＝Ｔ１温度−ΔＴ）になるように与熱ポンプ６４の回転を制御し（Ｓ３０９）、同時にミキシング弁６８の開度を制御する（Ｓ３１０）。このミキシング弁６８の開度制御は図１２のＡ、Ｂまたは図１３の何れかである。
検出温度Ｔ１が温度（＝給水温度＋ΔＴ）以上でなければ（Ｓ３０７のＮＯ）、図７のＣに示す処理を実行する（Ｓ３１１）。この処理では、与熱ポンプ６４を停止させ（Ｓ３１２）、ポートｂに１００〔％〕の流水が得られるようにミキシング弁６８を制御する（Ｓ３１３）。

【0042】

＜ミキシング弁６８の開度制御１＞
図１２のＡは、ミキシング弁６８の開度制御１を示している。この制御１では、ミキシング弁６８のポートａ、ｂに所定割合たとえば、１：１になるように、ミキシング弁６８の開度を固定値に制御する（Ｓ４０１）。

【0043】

＜ミキシング弁６８の開度制御２＞
図１２のＢは、ミキシング弁６８の開度制御２を示している。この制御２では、検出温度Ｔｏ１が設定温度＋Ｔとして、給水温度と検出温度Ｔｏ１の温水ＨＷにより、検出温度Ｔｍ１が設定温度になるポートａ、ｂの開度割合を算出する（Ｓ５０１）。この開度をｘ、ｙとする。
この算出処理の後、ポートａに流れる流量を減少するようにミキシング弁６８の開度を制御する（Ｓ５０２）。たとえば、開度を半減し、ポートａ、ｂの開度割合について、ａ：ｂ＝ｘ／２：（ｙ＋ｘ／２）になるようにミキシング弁６８の開度を制御する。

【0044】

＜ミキシング弁６８の開度制御３＞
図１３のＡは、ミキシング弁６８の開度制御３を示している。この制御３では、検出温度Ｔｏ１が設定温度＋Ｔとして、給水温度と検出温度Ｔｏ１の温水ＨＷにより、検出温度Ｔｍ１が設定温度になるポートａ、ｂの開度割合を算出する（Ｓ６０１）。この開度をｘ、ｙとする。
この算出処理の後、ポートａに流れる流量を減少するようにミキシング弁６８の開度を制御する（Ｓ６０２）。その際、検出温度Ｔ１によりも減少量を変える。
たとえば、高温では、ａ：ｂ＝ｘ／２：（ｙ＋ｘ／２）、また、
中温では、ａ：ｂ＝ｘ／３：（ｙ＋２ｘ／３）、また、
低温では、ａ：ｂ＝ｘ／４：（ｙ＋３ｘ／４）
にミキシング弁６８の開度を制御する。

【0045】

＜バックアップ給湯処理＞
図１４は、バックアップ給湯処理の処理手順を示している。この処理手順では、給湯使用か否かを判断する（Ｓ８０１）。この判断は水量センサー８５の検出水量により判断すればよい。
給湯使用でなければ（Ｓ８０１のＮＯ）、給湯動作を停止し（Ｓ８０２）、このバックアップ給湯処理を終了する。
給湯使用であれば（Ｓ８０１のＹＥＳ）、検出温度Ｔｉ２が設定温度より低いかを判断する（Ｓ８０３）。検出温度Ｔｉ２が設定温度より低ければ（Ｓ８０３のＹＥＳ）、給水加熱に移行し、必要熱量に応じた回転数で循環ポンプ９６を動作させる（Ｓ８０４）。このとき、検出温度Ｔｊが所定温度たとえば、８０〔℃〕になるようにバーナー１０２の燃焼を制御する（Ｓ８０５）。同時に検出温度Ｔｍ２が設定温度になるようにミキシング弁８８の開度比率を制御する（Ｓ８０６）。
検出温度Ｔｉ２が設定温度以上であれば（Ｓ８０３のＮＯ）、加熱動作を停止し、ポートｄ側に１００〔％〕の水量となるように、ミキシング弁８８の開度比率を制御する。

【0046】

＜実施例１の効果＞
この実施例１によれば、次の効果が得られる。
(1) 蓄熱タンク８の蓄熱に応じてその熱量を給湯に利用することができる。
(2) 蓄熱が低く、給湯に利用できない場合には給湯ユニット４４を通過させた給水Ｗをバックアップ給湯ユニット４６で設定温度まで加熱し、設定温度での給湯が可能である。
(3) 設定温度まで給水Ｗを昇温させることができないが、ある程度の熱交換が可能な蓄熱では、熱交換器６０に流す給水量を抑え、圧力損失の低減や与熱ポンプ６４の回転数を抑制し、効率的な蓄熱利用を図ることができる。
(4) 蓄熱が低い場合、強制的な熱媒循環を回避でき、蓄熱タンク８の成層状態を乱すことがない。

【実施例2】

【0047】

図１５は、実施例２に係る給湯システムを示している。実施例１では給湯ユニット４４と蓄熱タンク８を設置したが、図１５に示すように、給湯ユニット４４から蓄熱タンク８を除き、蓄熱タンク８を備えたタンクユニット４３、蓄熱タンク８が除かれた給湯ユニット４５を以て構成しても同様の制御が可能である。

【実施例3】

【0048】

図１６は、実施例３に係る給湯システムを示している。実施例２では給湯ユニット４５とバックアップ給湯ユニット４６を別個に構成したが、図１６に示すように、給湯ユニット４４とバックアップ給湯ユニット４６を一体化した給湯ユニット４７を構成しても同様の制御が可能である。

【実施例4】

【0049】

上記実施例では給湯ユニット４４とバックアップ給湯ユニット４６を独立した構成としたが、給湯ユニット４４、バックアップ給湯ユニット４６および各制御部を一体にした給湯装置として構成してもよい。

【0050】

〔他の実施の形態〕
(1) 上記実施の形態では、水量調整部１２にミキシング弁６８を備える構成、水量調整部３８にミキシング弁８８を備える構成を例示しているが、バイパス管１６に比例弁、バイパス管３６に比例弁を備えて流量を調整してもよい。
(2) 熱媒ＭＥ１の熱源として燃料電池４８を例示しているが、エンジンなどの排熱源であってもよい。
(3) 熱媒ＭＥ２の熱源にバーナー１０２を用いているが、電熱などの他の熱源を用いてもよい。

【0051】

以上説明したように、本発明の最も好ましい実施の形態等について説明した。本発明は、上記記載に限定されるものではない。特許請求の範囲に記載され、または発明を実施するための形態に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能である。斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。

【産業上の利用可能性】

【0052】

本発明によれば、排熱などを熱媒により蓄熱し、その熱媒の蓄熱に応じて給湯制御を行い、この給湯制御では熱交換器に流れる水量を蓄熱に応じて制御するとともに、蓄熱が低い場合には熱交換器に流れる水量を低減することにより、圧力損失や循環のための電力損失などを低減でき、蓄熱タンクの成層蓄熱を乱すことがないなどの優れた効果が得られ、有益である。

【符号の説明】

【0053】

２ 給湯システム
４ 給湯部
６ 補助加熱部
８ 蓄熱タンク
１０ 熱交換器
１２ 水量調整部
１４ 給水管
１６ バイパス管
１８ 出湯管
２０ 制御部
２２ 温度センサー
２４ 温度センサー
２６、２８ 熱交換器
３０ 給水管
３２ 温度センサー
３４ 熱源
３６ バイパス管
３８ 水量調整部
４０ 出湯管
４２ 燃料電池ユニット
４４、４５、４７ 給湯ユニット
４６ バックアップ給湯ユニット
４８ 燃料電池
５０ 熱交換器
５２ 循環ポンプ
５４ 循環路
５６、５８ 温度センサー
６０ プレート熱交換器
６２ 循環路
６４ 与熱ポンプ
６６ 温度センサー
６８ ミキシング弁
７０ 水量センサー
７２ 温度センサー
７４ 水制御弁
７６、７８ 温度センサー
８０ プレート熱交換器
８２ 熱交換器
８４ 温度センサー
８５ 水量センサー
８６ 水制御弁
８８ ミキシング弁
９０、９２ 温度センサー
９４ 循環路
９６ 循環ポンプ
９８ 開放タンク
１００ 温度センサー
１０２ バーナー
１０４ 電池制御部
１０６ 給湯ユニット制御部
１０８ バックアップ制御部
１１０ リモコン制御部
１１２、１２０、１２８ プロセッサ
１１４、１２２、１３０ メモリ部
１１６、１２４、１３２ 入出力部（Ｉ／Ｏ）
１１８、１２６、１３４ システム通信部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】