(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】P2022112709
(43)【公開日】2022-08-03
(54)【発明の名称】給湯システム
(51)【国際特許分類】
F24H 1/10 20220101AFI20220727BHJP
F24H 1/14 20220101ALI20220727BHJP
F28F 9/26 20060101ALI20220727BHJP
【ＦＩ】
F24H1/10 Z
F24H1/14 D
F28F9/26
【審査請求】有
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021008606
(22)【出願日】2021-01-22
(71)【出願人】
【識別番号】000137889
【氏名又は名称】株式会社ミヤワキ
(74)【代理人】
【識別番号】100087941
【弁理士】
【氏名又は名称】杉本 修司
(74)【代理人】
【識別番号】100112829
【弁理士】
【氏名又は名称】堤 健郎
(74)【代理人】
【識別番号】100154771
【弁理士】
【氏名又は名称】中田 健一
(74)【代理人】
【識別番号】100155963
【弁理士】
【氏名又は名称】金子 大輔
(72)【発明者】
【氏名】森 真也
【テーマコード（参考）】
3L034
3L065
【Ｆターム（参考）】
3L034BA32
3L034BB06
3L065FA21
(57)【要約】
【課題】高精度な温度制御が可能となる給湯システムを提供する。
【解決手段】本発明の給湯システム１は、温水供給通路２から供給された温水Ｗ１と加熱流体Ｆ１との間の熱交換により熱水Ｗ２を生成して熱水供給通路４に供給する熱交換ユニットＵＴを備えている。熱交換ユニットＵＴは、第１および第２熱交換ユニットＵＴ１，ＵＴ２からなる。各熱交換ユニットＵＴ，ＵＴ２は、温水Ｗ１と加熱流体Ｆ１との間の熱交換が行われる熱交換器１０，２０と、熱交換器１０，２０に加熱流体Ｆ１を供給する加熱流体供給通路１２，２２と、加熱流体供給通路２２，２４に設けられて熱交換器１０，２０に供給される加熱流体Ｆ１の量を調節する加熱流体調節弁１４，２４とを有している。
【選択図】図１
【解決手段】本発明の給湯システム１は、温水供給通路２から供給された温水Ｗ１と加熱流体Ｆ１との間の熱交換により熱水Ｗ２を生成して熱水供給通路４に供給する熱交換ユニットＵＴを備えている。熱交換ユニットＵＴは、第１および第２熱交換ユニットＵＴ１，ＵＴ２からなる。各熱交換ユニットＵＴ，ＵＴ２は、温水Ｗ１と加熱流体Ｆ１との間の熱交換が行われる熱交換器１０，２０と、熱交換器１０，２０に加熱流体Ｆ１を供給する加熱流体供給通路１２，２２と、加熱流体供給通路２２，２４に設けられて熱交換器１０，２０に供給される加熱流体Ｆ１の量を調節する加熱流体調節弁１４，２４とを有している。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
給水通路から供給された被加熱水と加熱流体との間の熱交換により熱水を生成して熱水供給通路に供給する熱交換ユニットを備えた給湯システムであって、
複数の前記熱交換ユニットが設けられ、
前記各熱交換ユニットは、被加熱水と加熱流体との間の熱交換が行われる熱交換器と、前記熱交換器に前記加熱流体を供給する加熱流体供給通路と、前記加熱流体供給通路に設けられて前記熱交換器に供給される前記加熱流体の量を調節する加熱流体調節弁とを有している給湯システム。
複数の前記熱交換ユニットが設けられ、
前記各熱交換ユニットは、被加熱水と加熱流体との間の熱交換が行われる熱交換器と、前記熱交換器に前記加熱流体を供給する加熱流体供給通路と、前記加熱流体供給通路に設けられて前記熱交換器に供給される前記加熱流体の量を調節する加熱流体調節弁とを有している給湯システム。
【請求項2】
請求項１に記載の給湯システムにおいて、複数の前記熱交換ユニットが直列に配置されている給湯システム。
【請求項3】
請求項１に記載の給湯システムにおいて、複数の前記熱交換ユニットが並列に配置されている給湯システム。
【請求項4】
請求項１から３のいずれか一項に記載の給湯システムにおいて、前記加熱流体供給通路の通路面積が異なっている給湯システム。
【請求項5】
請求項１から４のいずれか一項に記載の給湯システムにおいて、さらに、前記熱交換ユニットをバイパスして、前記温水供給通路と前記熱水供給通路とを連通するバイパス通路と、
前記バイパス通路に設けられて、前記バイパス通路を開閉する開閉弁と、を備えた給湯システム。
前記バイパス通路に設けられて、前記バイパス通路を開閉する開閉弁と、を備えた給湯システム。
【請求項6】
請求項５に記載の給湯システムにおいて、さらに、前記バイパス通路から分岐して、隣接する前記熱交換ユニットを接続する接続通路に連通する連通路を備えた給湯システム。
【請求項7】
請求項１から６のいずれか一項に記載の給湯システムにおいて、前記加熱流体が蒸気である給湯システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、温水と加熱流体との間の熱交換により熱水を生成する熱交換ユニットを備えた給湯システムに関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、冷水または温水を蒸気のような加熱流体で加熱することにより、温水または熱水を生成する給湯システムが知られている（例えば、特許文献１）。生成された温水または熱水はユーザに供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第５１０３４９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
このような給湯システムでは、熱交換ユニットの加熱流体調節弁を制御して、熱交換器に供給される加熱流体の量を調整することで、給湯温度が制御される。しかしながら、調節弁の分解能には限界があり、温度制御の精度に限界がある。
【0005】
本発明は、高精度な温度制御が可能となる給湯システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するために、本発明の給湯システムは、給水通路から供給された被加熱水と加熱流体との間の熱交換により熱水を生成して熱水供給通路に供給する熱交換ユニットを備えた給湯システムであって、前記熱交換ユニットが複数設けられ、前記各熱交換ユニットは、被加熱水と加熱流体との間の熱交換が行われる熱交換器と、前記熱交換器に前記加熱流体を供給する加熱流体供給通路と、前記加熱流体供給通路に設けられて前記熱交換器に供給される前記加熱流体の量を調節する加熱流体調節弁とを有している。前記加熱流体は、例えば、蒸気である。また、温水は常温の水も含む。
【0007】
複数の熱交換ユニットは、直列に配置されていてもよく、並列に配置されていてもよい。ここで、「熱交換ユニットが直列に配置される」とは、隣接する熱交換ユニットの熱交換器において、温水の流れ方向の上流側の熱交換器の出口と、下流側の熱交換器の入口とが接続通路により接続されていることをいう。また、「熱交換ユニットが並列に配置される」とは、温水供給通路の出口が各熱交換ユニットの熱交換器の入口に接続され、各熱交換ユニットの熱交換器の出口が熱水供給通路の入口に接続されていることをいう。
【0008】
この構成によれば、複数の熱交換器が設けられ、各熱交換器に供給される加熱流体の量を調整する加熱流体調節弁が設けられている。このため、熱交換器が１つの場合に比べて、各加熱流体調節弁で調整される熱交換量の範囲が小さくなる。その結果、同じ分解能の調節弁を用いた場合でも、熱交換器が１つの場合に比べて、小さいスパンで熱交換量を制御できる。したがって、高精度な温度制御が可能となる。
【0009】
本発明において、前記加熱流体供給通路の通路面積が異なっていてもよい。３つ以上の熱交換ユニットが設けられる場合、すべての加熱流体供給通路の通路面積が異なっている必要はなく、少なくとも一つの加熱流体供給通路の通路面積が他の加熱流体供給通路と異なっていればよい。この構成によれば、通路面積の大きな加熱流体供給通路に設けられた加熱流体調節弁を制御して温水を急速に加熱し、通路面積の小さな加熱流体供給通路に設けられた加熱流体調節弁を制御して水温を微調整することで、高精度な温度制御が可能となる。
【0010】
本発明において、さらに、前記熱交換ユニットをバイパスして前記温水供給通路と前記熱水供給通路とを連通するバイパス通路と、前記バイパス通路に設けられて前記バイパス通路を開閉する開閉弁とを備えていてもよい。熱交換ユニットに流入する給水量の変動や、使用先のバルブ変動による給湯量の変動があった場合、給湯温度が一時的に高温になることがある。この構成によれば、給水量の減少や、給湯温度の上昇を検知した場合に、開閉弁を開弁させることで、温水が熱交換器を介さずに熱水供給通路に供給される。このため、給湯温度が不所望に高くなるのを防ぐことができる。
【0011】
この場合、さらに、前記バイパス通路から分岐して、隣接する前記熱交換ユニットを接続する接続通路に連通する連通路を備えていてもよい。給湯システムでは、加熱流体調節弁や熱交換器が故障すると、給湯が不可能となり、設備全体に多大な影響を及ぼす可能性がある。この構成によれば、加熱流体調節弁または熱交換器が故障した場合でも、バイパス通路と連通路を組み合わせて、故障した熱交換ユニットを介さずに給湯が可能となる。
【発明の効果】
【0012】
本発明の給湯システムによれば、複数の加熱流体調節弁で加熱流体の量が調整されるので、高精度な温度制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明の第１実施形態に係る給湯システムを示す概略構成図である。
【図2】同給湯システムにおいて第２熱交換ユニットが故障した状態を示す概略構成図である。
【図3】同給湯システムにおいて第１熱交換ユニットが故障した状態を示す概略構成図である。
【図4】本発明の第２実施形態に係る給湯システムを示す概略構成図である。
【図5】同給湯システムにおいて第２熱交換ユニットが故障した状態を示す概略構成図である。
【図6】同給湯システムにおいて第１熱交換ユニットが故障した状態を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る給湯システム１を示す概略構成図である。給湯システム１は、温水供給通路２から供給された被加熱流体である温水Ｗ１と加熱流体Ｆ１との間の熱交換により熱水Ｗ２を生成して熱水供給通路４に供給する熱交換ユニットＵＴを備えている。本実施形態では、加熱流体Ｆ１として、蒸気が用いられている。ただし、加熱流体Ｆ１は、蒸気に限定されず、例えば、高温高圧水であってもよい。
【0015】
ユーザに供給される熱水Ｗ２は、例えば、９８℃に設定されている。このような熱水Ｗ２は、例えば、食品メーカの生産設備における殺菌、滅菌等の作業に用いられる。また、温水Ｗ１は、常温（２５℃程度）の水も含む。
【0016】
以下の説明において、「上流」、「下流」とは、水（温水Ｗ１、熱水Ｗ２）の流れ方向の上流、下流、または加熱流体Ｆ１の流れ方向の上流、下流をいう。
【0017】
本実施形態の熱交換ユニットＵＴは、上流側の第１熱交換ユニットＵＴ１と、下流側の第２熱交換ユニットＵＴ２とからなる。各熱交換ユニットＵＴ１，ＵＴ２は、熱交換器１０，２０と、加熱流体供給通路１２，２２と、加熱流体調節弁１４，２４とを有している。つまり、第１交換ユニットＵＴ１が、第１熱交換器１０と、第１加熱流体供給通路１２と、第１加熱流体調節弁１４とを有し、第２熱交換ユニットＵＴ２が、第２熱交換器２０と、第２加熱流体供給通路２２と、第２加熱流体調節弁２４とを有している。
【0018】
第１および第２熱交換器１０，２０において、温水Ｗ１と加熱流体Ｆ１との間の熱交換が行われる。つまり、第１および第２熱交換器１０，２０は、温水入口１０ａ，２０ａ、温水出口１０ｂ，２０ｂ、加熱流体入口１０ｃ，２０ｃおよび加熱流体出口１０ｄ，２０ｄを有している。加熱流体Ｆ１は、第１および第２加熱流体供給通路１２，２２により第１および第２熱交換器１０，２０にそれぞれ供給される。つまり、第１および第２加熱流体供給通路１２，２２が、第１および第２熱交換器１０，２０の加熱流体入口１０ｃ，２０ｃにそれぞれ接続されている。
【0019】
本実施形態では、第１および第２加熱流体供給通路１２，２２の通路面積が異なっている。詳細には、第２加熱流体供給通路２２の通路面積が、第１加熱流体供給通路１２の通路面積よりも小さく設定されている。例えば、第１加熱流体供給通路１２の口径が５０ｍｍ程度で、第２加熱流体供給通路２２の口径が２０ｍｍ程度である。第１および第２加熱流体供給通路１２、２２の大きさはこれに限定されない。また、第１および第２加熱流体供給通路１２、２２の通路面積が同じであってもよい。
【0020】
第１および第２加熱流体供給通路１２，２２の上流端は、共通の加熱流体メイン通路６に接続されている。加熱流体メイン通路６に圧力センサ８が設けられている。圧力センサ８は、加熱流体メイン通路６を流れる加熱流体Ｆ１の圧力を検出する。
【0021】
第１および第２加熱流体調節弁１４，２４は、第１および第２加熱流体供給通路１２，２２にそれぞれ設けられ、第１および第２熱交換器１０，２０に供給される加熱流体Ｆ１の量を調節する。本実施形態では、第１および第２加熱流体調節弁１４，２４として電動ボール弁が用いられている。ただし、第１および第２加熱流体調節弁１４，２４は電動ボール弁に限定されない。本実施形態では、第１および第２加熱流体調節弁１４，２４は、同じ分解能のバルブが使用されている。
【0022】
第１および第２熱交換ユニットＵＴ１，ＵＴ２は直列に配置されている。つまり、上流側の第１熱交換ユニットＵＴ１の第１熱交換器１０の温水出口１０ｂと、下流側の第２熱交換ユニットＵＴ２の第２熱交換器２０の温水入口２０ａとが接続通路３０により接続されている。
【0023】
熱交換ユニットＵＴは２つに限定されず、３つ以上であってもよい。この場合、３つ以上の熱交換ユニットが直列に配置される。３つ以上の熱交換ユニットＵＴが設けられる場合、加熱流体供給通路の通路面積はすべて異なっていてもよく、少なくとも一つの加熱流体供給通路の通路面積が他の加熱流体供給通路と異なっていてもよく、すべて同じであってもよい。
【0024】
第１および第２熱交換器１０，２０の加熱流体出口１０ｄ，２０ｄに第１および第２加熱流体排出通路１６，２６の上流端がそれぞれ接続されている。加熱流体入口１０ｃ，２０ｃから第１および第２熱交換器１０，２０に流入した加熱流体Ｆ１は、第１および第２熱交換器１０，２０内において温水Ｗ１との間で熱交換して温水Ｗ１を加熱した後、加熱流体出口１０ｄ，２０ｄから第１および第２加熱流体排出通路２６，２８に導出される。
【0025】
第１および第２加熱流体排出通路１６，２６の下流端に、スチームトラップ１８，２８がそれぞれ設けられている。スチームトラップ１８，２８により、第１および第２加熱流体排出通路１６，２６中の復水（ドレン）Ｆ２がドレン通路３２から排出される。
【0026】
加熱流体メイン通路６の下流端に、ドレン取出用通路３４が接続されている。ドレン取出用通路３４の下流端にもスチームトラップ３６が設けられており、このスチームトラップ３６によりドレン取出用通路３４中の復水（ドレン）Ｆ２がドレン通路３２から排出される。
【0027】
温水供給通路２には、例えば、タンク（図示せず）に貯留された温水Ｗ１がポンプ（図示せず）により供給される。温水供給通路２に、第１温度センサ３８および流量計４０が設けられている。第１温度センサ３８は、温水供給通路２内の温水Ｗ１の温度（温水温度）を検出する。流量計４０は、温水供給通路２を流れる温水Ｗ１の流量、つまり、熱交換ユニットＵＴに供給される温水Ｗ１の流量を検出する。
【0028】
温水供給通路２の下流端が、第１熱交換器１０の温水入口１０ａに接続されている。一方、第２熱交換器２０の温水出口（熱水出口）２０ｂに熱水供給通路４の上流端が接続されている。第１熱交換器１０の温水入口１０ａから第１熱交換器１０に流入した温水Ｗ１は、第１熱交換器１０内において加熱流体Ｆ１との間で熱交換され、温水出口１０ｂから接続通路３０に導出される。接続通路３０に導出された温水Ｗ１は、温水入口２０ａから第２熱交換器２０に流入して、第２熱交換器２０内において加熱流体Ｆ１との間で熱交換されて熱水Ｗ２となる。生成された熱水Ｗ２は、温水出口２０ｂから熱水供給通路４に導出される。熱水供給通路４に導出された熱水Ｗ２はユーザに供給される。
【0029】
温水供給通路２における第１熱交換器１０の上流側に第１開閉弁４２が設けられている。また、熱水供給通路４における第２熱交換器１０の下流側に第２開閉弁４４が設けられている。本実施形態では、第１および第２開閉弁４２，４４として手動弁が用いられているが、電磁弁であってもよい。熱水供給通路１６に、第２温度センサ４６が設けられている。第２温度センサ４６は、熱水供給通路４内の熱水Ｗ２の温度を検出する。
【0030】
本実施形態の給湯システム１は、熱交換ユニットＵＴをバイパスして温水供給通路２と熱水供給通路４とを連通するバイパス通路５０を有している。バイパス通路５０の上流端は、温水供給通路２における第１温度センサ３８と第１開閉弁４２との間に接続されている。一方、バイパス通路５０の下流端は、熱水供給通路４における第２開閉弁４４と第２温度センサ４６との間に接続されている。
【0031】
バイパス通路５０に、バイパス通路５０を開閉するバイパス開閉弁５２が設けられている。本実施形態では、バイパス開閉弁５２は、上流側の第１バイパス開閉弁５４と、下流側の第２バイパス開閉弁５６とを有している。第１および第２バイパス開閉弁５４，５６は、例えば、電磁弁である。ただし、第１および第２バイパス開閉弁５４，５６は、電磁弁に限定されず、例えば、エア式または油圧式のＯＮ－ＯＦＦバルブであってもよい。
【0032】
本実施形態の給湯システム１は、さらに、バイパス通路５０から分岐して接続通路３０に連通する連通路６０を備えている。連通路６０は、バイパス通路５０における第１バイパス開閉弁５４と第２バイパス開閉弁５６との間から分岐している。連通路６０はなくてもよい。その場合、バイパス開閉弁５２は１つでよい。
【0033】
熱交換ユニットＵＴが３つ以上設けられる場合、接続通路３０は複数設ける必要がある。この場合、接続通路３０と同じ数だけ連通路６０が必要となり、熱交換ユニットＵＴと同じ数だけバイパス開閉弁５２が必要となる。例えば、熱交換ユニットＵＴが３つの場合、接続通路３０および連通路６０が２つ設けられ、バイパス開閉弁５２は３つ設けられる。この場合、接続通路３０における連通路６０が接続される部分よりも下流側に開閉弁が設けられることが好ましい。
【0034】
給湯システム１の各機器は、制御装置７０により制御されている。具体的には、第１および第２温度センサ３８，４６、圧力センサ８、流量計４０等の出力値は制御装置７０に入力される。また、第１および第２バイパス開閉弁５４，５６、第１および第２加熱流体調節弁１４，２４等の機器は制御装置７０の指令により動作する。制御装置７０は、リレー等からなる電気回路であってもよく、プログラムが実装された演算装置であってもよい。
【0035】
つぎに、本実施形態の循環式給湯システム１の動作について説明する。図１の通常状態では、第１および第２開閉弁４２，４４が開状態で、第１および第２バイパス開閉弁５４，５６が閉状態である。温水Ｗ１は、温水供給通路２から第１および第２熱交換器１０，２０で熱交換されて熱水Ｗ２となり、熱水供給通路４に供給される。
【0036】
このとき、第１および第２加熱流体調節弁１４，２４で加熱流体Ｆ１の流量を調整することで、熱水Ｗ２の温度が調整される。詳細には、口径の大きな第１加熱流体調節弁１４を用いて温水Ｗ１は急速に加熱され、口径の小さな第２加熱流体調節弁２４を用いて水温が微調整される。これにより、高精度な温度制御が実現される。
【0037】
例えば、第１加熱流体供給通路１２の口径が５０ｍｍで、第２加熱流体供給通路２２の口径が２０ｍｍの場合、加熱流体Ｆ１の圧力が０．１ＭＰａＧ程度のときの熱交換量は、口径５０ｍｍの配管で６００～１０００ｋＷ、口径２０ｍｍの配管で１００～１５０ｋＷ程度となる。加熱流体調節弁１４，２４の分解能を１：５００とすると、口径５０ｍｍの配管で１．２～２．０ｋＷ、口径２０ｍｍの配管で０．２～０．３ｋＷが調整可能な最小値となる。ここで、給湯流量を１００Ｌ／ｍｉｎとすると、口径５０ｍｍの配管で０．１７～０．２９℃、口径２０ｍｍの配管で０．０３～０．０４℃が温度調整可能な最小値となる。このように、本実施形態では、第２加熱流体調節弁２４により高精度な温度制御が可能である。
【0038】
例えば、水の使用量の急変によって、給水量の流量計４０が流量の減少を検知したり、熱水側の第２温度センサ４６が給湯温度の上昇を検知したりした場合、制御装置７０は、第１および第２バイパス開閉弁５４，５６を開弁させる。これにより、図１に破線矢印で示すように、温水Ｗ１の一部が熱交換器１０，２０を介さずに熱水供給通路４に供給される。これにより、熱水Ｗ２が過度に高温となるのを防ぐことができる。
【0039】
図２に示すように、第２熱交換ユニットＵＴ２が故障した場合、第２開閉弁４４および第１バイパス開閉弁５４を閉状態とし、第１開閉弁４２および第２バイパス開閉弁５６を開状態とする。これにより、温水Ｗ１は、第１熱交換ユニットＵＴ１により熱交換されて熱水Ｗ１となり、給湯が維持される。図２の場合でも、流量の減少や、給湯温度の上昇が検知された場合、第１バイパス開閉弁５４を開弁することで、図２に破線矢印で示すように、温水Ｗ１の一部が第１熱交換器１０を介さずに熱水供給通路４に供給される。これにより、熱水Ｗ２が過度に高温となるのを防ぐことができる。
【0040】
図３に示すように、第１熱交換ユニットＵＴ１が故障した場合、第１開閉弁４２および第２バイパス開閉弁５６を閉状態とし、第２開閉弁４４および第１バイパス開閉弁５４を開状態とする。これにより、温水Ｗ１は、第２熱交換ユニットＵＴ２により熱交換されて熱水Ｗ１となり、給湯が維持される。図３の場合でも、流量の減少や、給湯温度の上昇が検知された場合、第２バイパス開閉弁５６を開弁するとで、図３に破線矢印で示すように、温水Ｗ１の一部が第２熱交換器２０を介さずに熱水供給通路４に供給される。これにより、熱水Ｗ２が過度に高温となるのを防ぐことができる。
【0041】
上記構成によれば、２つの熱交換器１０，２０が直列に配置され、各熱交換器１０，２０に供給される加熱流体Ｆ１の量を調整する加熱流体調節弁１４，２４が設けられている。このため、熱交換器が１つの場合に比べて、各加熱流体調節弁１４，２４で調整される熱交換量の範囲が小さくなる。その結果、熱交換器が１つの場合に比べて、小さいスパンで熱交換量を制御できる。したがって、高精度な温度制御が可能となる。
【0042】
また、第１および第２加熱流体供給通路１２，２２の通路面積が異なっている。これにより、通路面積の大きな第１加熱流体調節弁１４を制御して温水Ｗ１を急速に加熱し、通路面積の小さな第２加熱流体調節弁２４を制御して水温を微調整することで、高精度な温度制御が可能となる。
【0043】
熱交換ユニットＵＴに流入する給水量の変動や、使用先のバルブ変動による給湯量の変動があった場合、給湯温度が一時的に高温になることがある。上記構成では、バイパス通路５０と、バイパス通路５０を開閉するバイパス開閉弁５２が設けられているので、給水量の減少や、給湯温度の上昇を検知した場合に、バイパス開閉弁５２を開弁させることで、温水Ｗ１が熱交換器１０，２０を介さずに熱水供給通路４に供給される。このため、給湯温度が不所望に高くなるのを防ぐことができる。
【0044】
給湯システム１では、加熱流体調節弁や熱交換器が故障すると、給湯が不可能となり、設備全体に多大な影響を及ぼす可能性がある。上記構成では、加熱流体調節弁１４および熱交換器１０、または加熱流体調節弁２４および熱交換器２０が故障した場合でも、バイパス通路５０と連通路６０を組み合わせて、故障した側の熱交換ユニットＵＴ１またはＵＴ２を介さずに給湯が可能である。
【0045】
加熱流体Ｆ１に蒸気を用いることで、第１および第２熱交換器１０，２０による温水Ｗ１の昇温を迅速に行うことができる。
【0046】
図４は、本発明の第２実施形態に係る給湯システム１Ａを示す概略構成図である。第２実施形態において、前述の第１実施形態と同様の構成については共通の参照符号を付し、詳細な説明を省略する。
【0047】
第２実施形態では、第１および第２熱交換ユニットＵＴ１，ＵＴ２は並列に配置されている。つまり、第１熱交換ユニットＵＴ１の第１熱交換器１０の温水入口１０ａおよび第２熱交換ユニットＵＴ２の第２熱交換器２０の温水入口２０ａと、温水供給通路２の出口２ａが第１および第２接続通路８０，８２によりそれぞれ接続されている。さらに、上流側の第１熱交換ユニットＵＴ１の第１熱交換器１０の温水出口（熱水出口）１０ｂおよび下流側の第２熱交換ユニットＵＴ２の第２熱交換器２０の温水出口（熱水出口）２０ｂと、熱水供給通路４の入口２ａが第３および第４接続通路８４，８６によりそれぞれ接続されている。
【0048】
熱交換ユニットＵＴは２つに限定されず、３つ以上であってもよい。この場合、３つ以上の熱交換ユニットが並列に配置される。３つ以上の熱交換ユニットＵＴが設けられる場合、加熱流体供給通路の通路面積はすべて異なっていてもよく、少なくとも一つの加熱流体供給通路の通路面積が他の加熱流体供給通路と異なっていてもよく、すべて同じであってもよい。
【0049】
第１および第２接続通路８０，８２に、第１および第２流量計４０Ａ，４０Ｂがそれぞれ設けられている。第１および第２流量計４０Ａ，４０Ｂは、第１および第２熱交換ユニットＵＴ１，ＵＴ２にそれぞれ供給される温水Ｗ１の流量を検出する。第１接続通路８０における第１熱交換器１０の上流側で第１流量計４０Ａの下流側に第１開閉弁４２Ａが設けられている。同様に、第２接続通路８２における第２熱交換器２０の上流側で第２流量計４０Ｂの下流側に第１開閉弁４２Ｂが設けられている。
【0050】
第３および第４接続通路８４，８６に、第３温度センサ４５Ａ，４５Ｂが設けられている。第３温度センサ４５Ａ，４５Ｂは、第３および第４接続通路８４，８６内の熱水Ｗ２の温度をそれぞれ検出する。第３接続通路８４における第１熱交換器１０の下流側で第３温度センサ４５Ａの上流側に第２開閉弁４４Ａが設けられている。同様に、第４接続通路８６における第２熱交換器２０の下流側で第３温度センサ４５Ｂの上流側に第２開閉弁４４Ｂが設けられている。本実施形態では、第１開閉弁４２Ａ，４２Ｂおよび第２開閉弁４４Ａ，４４Ｂとして手動弁が用いられているが、電磁弁であってもよい。
【0051】
給湯システム１Ａの各機器は、制御装置７０により制御されている。具体的には、第１～第３温度センサ３８，４５Ａ，４５Ｂ，４６、圧力センサ８、流量計４０Ａ，４０Ｂ等の出力値は制御装置７０に入力される。また、バイパス開閉弁５２、第１および第２加熱流体調節弁１４，２４等の機器は制御装置７０の指令により動作する。制御装置７０は、リレー等からなる電気回路であってもよく、プログラムが実装された演算装置であってもよい。
【0052】
つぎに、本実施形態の循環式給湯システム１Ａの動作について説明する。図４の通常状態では、第１開閉弁４２Ａ，４２Ｂおよび第２開閉弁４４Ａ，４４Ｂが開状態で、バイパス開閉弁５２が閉状態である。温水Ｗ１は、温水供給通路２から第１および第２接続通路８０，８２を介して第１および第２熱交換器１０，２０で熱交換されて熱水Ｗ２となり、第３および第４接続通路８４，８６を経由して熱水供給通路４に供給される。
【0053】
このとき、第１および第２加熱流体調節弁１４，２４で加熱流体Ｆ１の流量を調整することで、熱水Ｗ２の温度が調整される。詳細には、口径の大きな第１加熱流体調節弁１４を用いて温水Ｗ１は急速に加熱され、口径の小さな第２加熱流体調節弁２４を用いて水温が微調整される。これにより、高精度な温度制御が実現される。
【0054】
例えば、水の使用量の急変によって、給水量の流量計４０Ａ，４０Ｂが流量の減少を検知したり、熱水側の第２温度センサ４６が給湯温度の上昇を検知したりした場合、制御装置７０は、バイパス開閉弁５２を開弁させる。これにより、図４に破線矢印で示すように、温水Ｗ１の一部が熱交換器１０，２０を介さずに熱水供給通路４に供給される。これにより、熱水Ｗ２が過度に高温となるのを防ぐことができる。
【0055】
図５に示すように、第２熱交換ユニットＵＴ２が故障した場合、第２熱交換ユニットＵＴ２の第１および第２開閉弁４２Ｂ，４４Ｂとバイパス開閉弁５２を閉状態とし、第１熱交換ユニットＵＴ１の第１および第２開閉弁４２Ａ，４４Ａを開状態とする。これにより、温水Ｗ１は、第１熱交換ユニットＵＴ１により熱交換されて熱水Ｗ１となり、給湯が維持される。図５の場合でも、流量の減少や、給湯温度の上昇が検知された場合、バイパス開閉弁５２を開弁することで、図５に破線矢印で示すように、温水Ｗ１の一部が第１熱交換器１０を介さずに熱水供給通路４に供給される。これにより、熱水Ｗ２が過度に高温となるのを防ぐことができる。
【0056】
図６に示すように、第１熱交換ユニットＵＴ１が故障した場合、第１熱交換ユニットＵＴ１の第１および第２開閉弁４２Ａ，４４Ａとバイパス開閉弁５２を閉状態とし、第２熱交換ユニットＵＴ２の第１および第２開閉弁４２Ｂ，４４Ｂを開状態とする。これにより、温水Ｗ１は、第２熱交換ユニットＵＴ２により熱交換されて熱水Ｗ１となり、給湯が維持される。図６の場合でも、流量の減少や、給湯温度の上昇が検知された場合、バイパス開閉弁５２を開弁することで、図６に破線矢印で示すように、温水Ｗ１の一部が第２熱交換器２０を介さずに熱水供給通路４に供給される。これにより、熱水Ｗ２が過度に高温となるのを防ぐことができる。
【0057】
第２実施形態においても、上述の第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0058】
本発明は、以上の実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能である。本発明の給湯システムは、循環式の給湯システムにも、循環式でない給湯システムにも適用可能である。したがって、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【0059】
１，１Ａ 給湯システム
２ 温水供給通路（給水通路）
４ 熱水供給通路
１０，２０ 熱交換器
１２，２２ 加熱流体供給通路
１４，２４ 加熱流体調節弁
３０ 接続通路
５０ バイパス通路
５２ バイパス開閉弁
６０ 連通路
Ｆ１ 加熱流体
ＵＴ 熱交換ユニット
Ｗ１ 温水（被加熱水）
Ｗ２ 熱水
２ 温水供給通路（給水通路）
４ 熱水供給通路
１０，２０ 熱交換器
１２，２２ 加熱流体供給通路
１４，２４ 加熱流体調節弁
３０ 接続通路
５０ バイパス通路
５２ バイパス開閉弁
６０ 連通路
Ｆ１ 加熱流体
ＵＴ 熱交換ユニット
Ｗ１ 温水（被加熱水）
Ｗ２ 熱水
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】