JP4831411B2 - 貯留型熱源システム - Google Patents

Description

本発明は、液体を貯留可能な貯留タンクを複数備えた貯留型熱源システムに関するものである。

従来より、下記特許文献１に開示されているように２つの貯留タンクを備えた貯留型熱源装置が提供されている。下記特許文献１に記載の貯留型熱源装置は、外部の給水源から供給された低温の湯水をヒートポンプユニットからなる熱源において加熱し、この加熱された湯水を各貯留タンクに分配して貯留する構成とされている。そして、ヒートポンプユニットの立ち上がり時に、各貯留タンクの底部に給水源から供給された湯水を導入することにより、各貯留タンクに蓄えられている湯水を押し出して給湯に使用する。そのため、下記特許文献１に開示されている貯留型熱源装置は、ヒートポンプユニットのような立ち上がり時に大きな熱エネルギーが得られない熱源を採用しつつ、給湯運転の開始直後から所望の温度に調整された湯水を給湯用として供給することができる。
特開２００５−２２６８５８号公報

上記したように、特許文献１に開示されている貯留型熱源装置は、熱源において加熱された湯水を２つの貯留タンクに分配して貯留する構成が採用されている。そのため、上記した貯留型熱源装置では、湯水を加熱して貯留する貯留運転の実施時に、各貯留タンクに加熱状態で流入する湯水の量が少ない。よって、上記した構成では、貯留運転の実施中に、各貯留タンク内に貯留されている低温の湯水の量に対して、加熱され高温状態にある湯水の量が少量である期間が長いものと想定される。

また、特許文献１に開示されている貯留型熱源装置では、熱源としてヒートポンプユニットが採用されている。ヒートポンプユニットのように湯水の加熱能力が低い熱源を採用した場合は、湯水を十分加熱するために湯水の流速が極めて低速とされることが多い。そのため、特許文献１に開示されている貯留型熱源装置では、各貯留タンクに分配されて流入する湯水の流量が少ないばかりか、その流速も低速であり、各貯留タンクに高温の湯水が所定量だけ溜まるまでの期間、すなわち大量の低温の湯水と少量の高温の湯水とが単一の貯留タンク内に存在する期間がさらに長引くものと想定される。

上記したように、貯留タンク内に存在する低温の湯水の量に対して高温の湯水の量が少量であったりこの期間が長く続くと、高温の湯水が放熱しやすく、その分だけ熱エネルギーロスが発生する。また、このようにして加熱した湯水が放熱してしまうと、場合によっては先に加熱した湯水を再加熱せねばならず、その分もエネルギーロスが発生することとなる。さらに、貯留タンク内において高温の湯水が放熱してしまうと、貯留タンクから導出して給湯などのために供給可能な湯水の量が減ってしまったり、供給可能な湯水の温度が低下してしまい、使用感が損なわれてしまうといった問題も発生しかねない。そのため、複数の貯留タンクを持つ貯留型熱源装置や、貯留型熱源装置を組み合わせて貯留型熱源システムを構築する場合は、熱エネルギー効率等の観点から、貯留タンク内に存在する低温の湯水の量に対して高温の湯水の量が少量となったり、このような状態である期間が長く続くのを防止する必要がある。

そこで、本発明は、複数の貯留タンクを備えつつ、貯留タンク内に高温の湯水と低温の湯水とが混在することによる熱エネルギーロスを最小限に抑制可能な貯留型熱源システムの提供を目的とする。

そこで、上記した課題を解決すべく提供される請求項１に記載の発明は、基本ユニットと増設ユニットとを有し、両者を配管接続して構成される貯留型熱源システムであって、前記基本ユニットが、熱源において発生した熱エネルギーによって加熱された液体を貯留可能な第１貯留タンクと、当該第１貯留タンクの頂部側に接続された第１頂部側流路と、第１貯留タンクの底部側に接続された第１底部側流路と、熱源と第１貯留タンクとの間で液体を循環させることが可能な第１液体流路と、第１貯留タンクの底部側に繋がる底部側接続流路と、第１貯留タンクの頂部側に繋がる頂部側接続流路とを有するものであり、増設ユニットが、液体を貯留可能な第２貯留タンクと、当該第２貯留タンクの頂部側に接続された第２頂部側流路と、第２貯留タンクの底部側に接続された第２底部側流路と、第２液体流路とを有し、当該第２液体流路が、本流部と、当該本流部から分岐された頂部側分岐部と、前記本流部から分岐された底部側分岐部と、第２液体流路を流れる液体と他の液体との間で熱エネルギーを授受可能な熱交換器とを備え、本流部を流れる液体を頂部側分岐部あるいは底部側分岐部のいずれか一方に選択的に流通させることが可能なものであり、基本ユニットの頂部側接続流路に、増設ユニットの第２液体流路の本流部が配管接続され、基本ユニットの底部側接続流路に、増設ユニットの第２底部側流路が配管接続されており、第１貯留タンクの底部側に貯留されている液体を第１液体流路を介して取り出して熱源において加熱し、熱源で加熱された液体を第１貯留タンクの頂部側に戻す第１貯留運転と、第１貯留タンクの頂部側に貯留されている液体を頂部側接続流路を介して取り出し、第２液体流路の本流部および頂部側分岐部を介して第２貯留タンクの頂部側に導入すると共に、第２貯留タンクの底部側に貯留されている液体を第２底部側流路を介して取り出し、底部側接続流路を介して第１貯留タンクの底部側に導入することにより、第１貯留タンクに貯留されている液体の一部又は全部と、第２貯留タンクに貯留されている液体の一部又は全部とを置換する第２貯留運転とを実施可能であり、当該第２貯留運転が、前記第１貯留運転において所定温度以上の液体が所定量以上貯留されることを条件として実施され、第２貯留運転において第１貯留タンクと第２貯留タンクとの間を流れる液体の流速及び／又は流量が、第１貯留運転において第１液体流路を流れる液体の流速及び／又は流量よりも大きいことを特徴とする貯留型熱源システムである。

本発明の貯留型熱源システムは、第１貯留運転を実施することにより第１貯留タンクに貯留されている液体を加熱し、その後、第２貯留運転を実施することにより、第１貯留タンクと第２貯留タンクとの間で液体を置換し、先に実施された第１貯留運転によって第１貯留タンクに貯留されている高温の液体を第２貯留タンクに貯留することができる。

本発明の貯留型熱源システムでは、第１貯留運転の際に第１液体流路を介して熱源と第１貯留タンクとの間で循環する液体の流速や流量に対して、第２貯留運転に際して第１貯留タンクと第２貯留タンクとの間を流れる液体の流速や流量が大きくなる構成とされている。そのため、本発明の貯留型熱源システムは、第２貯留運転を実施する際に第２貯留タンクにおいて高温の液体が増加する速度が速い。従って、本発明の貯留型熱源システムは、第２貯留タンクに対して高温の液体を貯留する際に高温の液体の移動に要する期間が短く、高温の液体が移動する際の放熱によるエネルギーロスを最小限に抑制できる。

また、本発明の貯留型熱源システムは、第２貯留運転に際して、第２貯留タンク内に低温の液体が高温の液体に対して大量に存在する期間が短い。そのため、本発明の貯留型熱源システムは、第２貯留運転に際して、第２貯留タンク内に高温の液体と低温の液体とが混在することによるエネルギーロスを最小限に抑制することができる。

請求項２に記載の発明は、第２頂部側流路が、第２液体流路の本流部に直接的あるいは間接的に接続されており、液体を圧送可能なポンプが、第２液体流路の本流部の中途に配されており、熱交換器が、第２液体流路の本流部及び／又は底部側分岐部に配されていることを特徴とする請求項１に記載の貯留型熱源装置である。

かかる構成によれば、ポンプを作動させることにより、第１貯留タンクと第２貯留タンクとの間で液体を循環させ、両者の間で液体を置換する（第２貯留運転）ことができると共に、第１貯留タンクや第２貯留タンクに貯留されている液体を熱交換器に供給することができる。すなわち、上記した構成によれば、ポンプを第２貯留運転や、熱交換器に対する液体の供給に併用することができる。従って、本発明によれば、貯留型熱源システムの構成をシンプルな構成とすることができる。

請求項３に記載の発明は、タンク接続流路と流路切替手段とを有し、第１頂部側流路の中途にタンク接続流路が流路切替手段を介して接続されており、当該流路切替手段によって第１頂部側流路とタンク接続流路との導通状態を調整可能であり、前記タンク接続流路に第２頂部側流路が接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の貯留型熱源システムである。

上記した構成によれば、第２貯留タンクの頂部側に存在する液体を第２頂部側流路を介して取り出すことにより、第１頂部側流路を経由し、第２液体流路の本流部および底部側接続流路を通過して第２貯留タンクの底部側に戻る液体の循環流を発生させ、第２液体流路の中途に設けられた熱交換器に熱エネルギーを供給することができる。

さらに、上記した構成によれば、第２貯留タンクに貯留されている液体を第２頂部側流路を介して取り出し、第１頂部側流路を経由して貯留型熱源システムの外部に供給することも可能である。すなわち、上記した構成によれば、第２貯留タンクに貯留されている液体を、熱交換器に対して熱エネルギーを供給する媒体として利用するだけでなく、外部に供給することも可能である。よって、本発明によれば、第２貯留タンクに貯留されている液体を様々な用途に使用可能な貯留型熱源システムを提供することができる。

請求項４に記載の発明は、第２頂部側流路が、第２液体流路、頂部側接続流路、あるいは、第２液体流路と頂部側接続流路とを繋ぐ配管の中途に接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の貯留型熱源システムである。

かかる構成によれば、第２貯留タンクの頂部側に存在する液体を第２頂部側流路を介して取り出し、第２貯留タンクと熱交換器との間で液体の循環流を発生させることができる。すなわち、本発明の貯留型熱源システムでは、第２頂部側流路を介して取り出した液体を、第２液体流路の本流部および底部側接続流路を通過させて第２貯留タンクの底部側に戻すことができる。従って、本発明の貯留型熱源システムによれば、第２貯留タンク内に液体を介して貯留されている熱エネルギーを熱交換器に供給することができる。

また、上記した構成によれば、第１貯留タンクに貯留されている液体についても、第１貯留タンクと熱交換器との間で循環させ、熱交換器に熱エネルギーを供給することができる。すなわち、上記した構成によれば、第１貯留タンク内に貯留されている液体を第１頂部側流路および頂部側接続流路を介して取り出し、これを第２液体流路の本流部、底部側分岐部、第２貯留タンク、第２底部側流路、並びに、底部側接続流路を通過させ、第１貯留タンクの底部側に戻すことができる。従って、本発明によれば、第２貯留タンクに貯留されている液体だけでなく、第１貯留タンクに貯留されている液体についても熱交換器に供給することができる。

請求項５に記載の発明は、タンク接続流路と流路切替手段と、第２頂部側分岐流路とを有し、第１頂部側流路の中途にタンク接続流路が流路切替手段を介して接続されており、当該流路切替手段によって第１頂部側流路とタンク接続流路との導通状態を調整可能であり、前記タンク接続流路に第２頂部側流路が接続されており、前記第２頂部側分岐流路が、第２頂部側流路の中途で分岐された流路であり、第２液体流路、頂部側接続流路、あるいは、第２液体流路と頂部側接続流路とを繋ぐ配管の中途に接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の貯留型熱源システムである。

かかる構成によれば、第２貯留タンクの頂部側に存在する液体を第２頂部側流路を介して取り出し、これを第２液体流路の本流部および底部側接続流路を通過させて第２貯留タンクの底部側に戻すことにより、第２貯留タンクと熱交換器との間で液体の循環流を発生させることができる。そのため、上記した構成によれば、第２貯留タンク内に液体を介して貯留されている熱エネルギーを熱交換器に供給することができる。

また、上記した構成によれば、第１貯留タンクに貯留されている液体についても、第１貯留タンクと熱交換器との間で循環させることができる。すなわち、本発明の貯留型熱源システムでは、第１貯留タンクに貯留されている液体を頂部側接続流路、第２液体流路の本流部、底部側分岐部の順で通過させ、第２貯留タンクの底部に導入すると共に、第２貯留タンクの底部側から第２底部側流路を介して液体を取り出し、底部側接続流路を介して第１貯留タンクの底部側に導入することができる。そのため、本発明の貯留型熱源システムによれば、第１貯留タンクに貯留されている液体についても熱交換器に供給することができる。従って、本発明によれば、第２貯留タンクに貯留されている液体だけでなく、第１貯留タンクに貯留されている液体についても熱交換器に供給することができる。

さらに、本発明の貯留型熱源システムでは、第２貯留タンクに貯留されている液体を第２頂部側流路および第１頂部側流路を介して取り出し、外部に供給することも可能である。従って、本発明の貯留型熱源システムでは、第２貯留タンクに貯留されている液体を様々な用途に使用することができる。

本発明によれば、複数の貯留タンクを備えつつ、貯留タンク内に高温の湯水と低温の湯水とが混在することによる熱エネルギーロスを最小限に抑制可能な貯留型熱源システムを提供することができる。

（第１実施形態）
続いて、本発明の第１の実施形態にかかる貯留型熱源システムおよび貯留型熱源装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１において、１は本実施形態の貯留型熱源システムである。貯留型熱源システム１は、図示するように基本ユニット２（貯留型熱源装置）と増設ユニット３（貯留型熱源装置）と熱源５とに大別され、両者を配管接続することによって構成されている。基本ユニット２および増設ユニット３は、それぞれ湯水（液体）を貯留可能なメインタンク１０（第１貯留タンク）およびサブタンク５０（第２貯留タンク）を備えており、メインタンク１０およびサブタンク５０を中心として第１加熱系統Ｈ１（第１加熱系）および第２加熱系統Ｈ２（第２加熱系）を形成した構成とされている。

基本ユニット２は、ヒートポンプ回路によって構成される熱源５において発生する熱エネルギーを利用して湯水を加熱してメインタンク１０に貯留することができる構成とされている。基本ユニット２は、単独でも給湯用の湯水の供給や、図示しない浴槽内の湯水の追い焚きを実施することができる構成とされている。

基本ユニット２は、メインタンク１０と、加熱用循環流路１１（第１液体流路）とを備えている。基本ユニット２は、加熱用循環流路１１を流れる湯水（液体）を介して熱源５において発生する熱エネルギーを回収し、これをメインタンク１０に貯留可能な構成とされており、単独でも貯留型熱源装置として機能する。さらに具体的に説明すると、基本ユニット２は、メインタンク１０を中心として構成されており、これに加熱用循環流路１１や風呂用循環流路１３、第１頂部側流路１５、第１底部側流路１６が接続された構成とされている。

加熱用循環流路１１は、図１に示すように、メインタンク１０の頂部１０ａと底部１０ｂとを繋ぐ循環流路を構成している。加熱用循環流路１１の中途には、熱源５が接続されている。さらに具体的には、加熱用循環流路１１は、メインタンク１０の底部１０ｂに繋がる熱源往き流路１１ａと、頂部１０ａに繋がる熱源戻り流路１１ｂとに大別され両者の間に熱源５が接続されている。加熱用循環流路１１は、熱源戻り流路１１ｂの中途に循環ポンプ１２を有し、これを作動させることにより、メインタンク１０の底部１０ｂ側から熱源往き流路１１ａを介して流出し、熱源５および熱源戻り流路１１ｂを通過してメインタンク１０の頂部１０ａ側に戻る湯水の循環流を発生させることができる。

メインタンク１０には、高さ方向、すなわち内部に貯留される湯水の水位の昇降方向に複数（本実施形態では５つ）の温度センサ１４ａ〜１４ｅを取り付けた構成とされている。各温度センサ１４ａ〜１４ｅは、それぞれ取り付けられている高さ位置に貯留されている湯水の温度を検知するための温度検知手段として機能すると共に、メインタンク１０内に貯留されている所定温度あるいは温度範囲の湯水の量を検知するための残量検知手段としての役割も果たすものである。

さらに詳細には、本実施形態の貯留型熱源システム１は、後述するように循環ポンプ１２を作動させることによりメインタンク１０内の湯水が底部１０ｂ側から取り出され、熱源５において熱交換加熱された後、頂部１０ａ側に戻る構成とされている。

ここで、一般的にこのようにしてメインタンク１０内に液体を加熱して頂部１０ａ側に戻す場合は、メインタンク１０の頂部１０ａ側に残存している液体との温度差が所定温度以上（湯水の場合は、約１０℃以上）であることを条件として温度帯の異なる液体が層状に貯留され、いわゆる温度成層を形成することが知られている。

かかる知見に基づき、本実施形態の貯留型熱源システム１では、循環ポンプ１２を作動させることにより頂部１０ａ側からメインタンク１０に戻される湯水の流速が前記した温度成層を崩さない程度に緩やかになるように調整されている。そのため、熱源５の作動状況下において循環ポンプ１２を循環させると、メインタンク１０内の頂部１０ａ側に高温の湯水が流入し、メインタンク１０内に高さ方向に温度帯の異なる湯水が層状に貯留され、いわゆる温度成層が形成される。従って、貯留型熱源システム１では、メインタンク１０に設けられた各温度センサ１４ａ〜１４ｅの検知温度と、これらの温度センサ１４ａ〜１４ｅの取り付け位置との相関関係に基づいて、所定温度以上の湯水がどれだけメインタンク１０に貯留されているかを判断することができる。

さらに具体的には、例えば温度センサ１４ａ〜１４ｃの検知温度がそれぞれ所定温度以上であり、これら以外の温度センサ１４ｄ，１４ｅの検知温度が所定温度未満である場合は、メインタンク１０の頂部１０ａ側から温度センサ１４ｃの取り付け位置までの容量に相当する量の湯水が所定温度以上に加熱された状態で貯留されているものと判断することができる。

熱源５は、従来公知のものと同様に二酸化炭素等を熱媒として作動するものであり、ガスや液体燃料を燃焼する燃焼装置等に比べ、作動に伴って単位時間あたりに発生する熱エネルギー量が小さい。そのため、基本ユニット２は、熱エネルギーの使用に先立って熱源５を作動させ、これに伴って発生する熱エネルギーを湯水を介してメインタンク１０に貯留しておき、これを用いて給湯や風呂の追い焚きを実施できる構成とされている。

第１頂部側流路１５は、メインタンク１０の頂部１０ａ側の位置（接続部分Ｃ）に接続された流路であり、主としてメインタンク１０内の湯水を取り出すために使用される流路である。第１頂部側流路１５は、末端に配管接続口１５ａが設けられており、これに第１加熱系統Ｈ１の外部に設けられたカラン等を配管接続することができる構成とされている。

第１頂部側流路１５の中途（接続部分Ｄ）には三方弁１７が設けられており、これを介してタンク接続流路１８が接続されている。また、第１頂部側流路１５の中途であって、三方弁１７よりも第１頂部側流路１５の末端側、すなわちメインタンク１０から第１頂部側流路１５を介して湯水を取り出す際における湯水の流れ方向下流側の位置（接続部分Ａ）には、頂部側接続流路１９が接続されている。タンク接続流路１８および頂部側接続流路１９の末端には、それぞれ配管接続口１８ａ，１９ａが設けられている。配管接続口１８ａ，１９ａは、それぞれ基本ユニット２に対して増設ユニット３を配管接続するための接続口として機能するものであり、増設ユニット３の非接続時は閉止されている。

第１底部側流路１６は、メインタンク１０の底部１０ｂ側に接続された流路であり、図示しない給水源等から供給される上水（湯水）をメインタンク１０内に導入するために使用される流路である。第１底部側流路１６は、末端に配管接続口１６ａが設けられており、これに第１加熱系統Ｈ１の外部に設けられた給水源等に配管接続することができる構成とされている。

第１底部側流路１６の中途（接続部分Ｂ）には、底部側接続流路２１が接続されている。底部側接続流路２１の末端には配管接続口２１ａが設けられている。配管接続口２１ａは、基本ユニット２に対して増設ユニット３を配管接続するための接続口として機能するものであり、増設ユニット３の非接続時は閉止されている。

風呂用循環流路１３は、メインタンク１０の頂部１０ａ側の部位と、底部１０ｂ側の部位とを配管接続して構成された流路である。風呂用循環流路１３の中途には、追焚一次側循環ポンプ２６と風呂用熱交換器２７とが設けられている。基本ユニット２は、追焚一次側循環ポンプ２６を作動させることにより、メインタンク１０の頂部１０ａ側に貯留されている湯水を取り出して風呂用熱交換器２７に供給し、底部１０ｂ側に戻すことができる。

風呂用熱交換器２７は、いわゆる液−液熱交換器によって構成されている。上記した風呂用循環流路１３を構成する配管は、風呂用熱交換器２７の一次側に接続されている。また、風呂用熱交換器２７の二次側には、風呂往き流路２８および風呂戻り流路２９が接続されており、図示しない浴槽と風呂用熱交換器２７との間で浴槽内の湯水を循環可能な風呂系統（熱エネルギー供給系統）を構成している。風呂戻り流路２９の中途には、追焚二次側循環ポンプ３０が設けられている。また、風呂往き流路２８および風呂戻り流路２９の末端には、それぞれ配管接続口２８ａ，２９ａが設けられている。

基本ユニット２は、配管接続口２８ａ，２９ａに図示しない浴槽に繋がる流路を接続することにより、浴槽と風呂用熱交換器２７とを繋ぐ一連の循環流路を形成することができる。そのため、浴槽との間で循環流路を形成した状態で追焚一次側循環ポンプ２６および追焚二次側循環ポンプ３０を作動させると、浴槽内の湯水を順次風呂用熱交換器２７に供給し、これを風呂用循環流路１３内を流れる湯水との熱交換により加熱（追い焚き）することができる。

増設ユニット３は、上記した基本ユニット２と同様にサブタンク５０（第２貯留タンク）を有し、これに貯留された湯水を用いて外部に設けられた暖房等の負荷端末（図示せず）との間で循環する不凍液等の熱媒体を熱交換加熱可能な構成とされている。サブタンク５０は、上記したメインタンク１０とほぼ同一の容量を有する。

サブタンク５０は、上記したメインタンク１０と同様に高さ方向、すなわち内部に貯留される湯水の水位の昇降方向に複数（本実施形態では５つ）の温度センサ５１ａ〜５１ｅを取り付けた構成とされている。温度センサ５１ａ〜５１ｅは、それぞれ上記した温度センサ１４ａ〜１４ｅと同様に、サブタンク５０に貯留されている湯水の温度を検知するための温度検知手段としての機能と、サブタンク５０内に貯留されている所定温度あるいは温度範囲の湯水の量を検知するための残量検知手段としての機能とを有する。

サブタンク５０の頂部５０ａおよび底部５０ｂには、それぞれ第２頂部側流路５２および第２底部側流路５３が接続されている。第２頂部側流路５２および第２底部側流路５３の末端部分には、配管接続口５２ａ，５３ａが設けられている。配管接続口５２ａ，５３ａは、それぞれ増設ユニット３を基本ユニット２に配管接続するために使用されるものである。

増設ユニット３は、湯水搬送流路６０（第２液体流路）を有する。湯水搬送流路６０は、中途にポンプ６１と熱交換器６２と三方弁６３（流路調整手段）とを有し、一端側に配管接続口６０ａを有する。湯水搬送流路６０は、三方弁６３が設けられた部位において頂部側分岐部６５と底部側分岐部６６とに分岐されている。すなわち、湯水搬送流路６０は、三方弁６３のポート６３ａにポンプ６１や熱交換器６２を中途に有する部分（以下、必要に応じて本流部６７と称す）が接続されており、三方弁６３のポート６３ｂ，６３ｃのそれぞれに頂部側分岐部６５および底部側分岐部６６を構成する配管が接続された構成とされている。そのため、増設ユニット３は、三方弁６３を調整することにより、本流部６７と頂部側分岐部６５とが連通した状態や、本流部６７と底部側分岐部６６とが連通した状態に切り替えることができる。

熱交換器６２はいわゆる液−液熱交換器であり、この一次側に湯水搬送流路６０の本流部６７が接続されている。熱交換器６２の二次側には、暖房往き流路７０および暖房戻り流路７１が接続されており、これらの末端に配管接続口７０ａ，７１ａが設けられている。また、暖房戻り流路７１の中途には、暖房二次側循環ポンプ７２が設けられている。そのため、暖房等の負荷端末に繋がる配管を接続すれば、暖房二次側循環ポンプ７２の作動状態とすることにより熱交換器６２と負荷端末との間で湯水や不凍液等の熱媒体（液体）を循環させることが可能な循環系統を構築することができる。

増設ユニット３は、図１に示すように、上記した第２頂部側流路５２および第２底部側流路５３の末端に設けられた配管接続口５２ａ，５３ａと、基本ユニット２側のタンク接続流路１８および底部側接続流路２１の末端に設けられた配管接続口１８ａ，２１ａとの間を配管７６，７７を用いて接続すると共に、湯水搬送流路６０の末端に設けられた配管接続口６０ａと基本ユニット２側の頂部側接続流路１９の末端に設けられた配管接続口１９ａとの間を配管７５を用いて接続することにより、基本ユニット２に接続することができる。

上記した貯留型熱源システム１は、基本ユニット２だけでも給湯運転や浴槽に貯留されている湯水の追焚といったような運転を実施することも可能であるが、増設ユニット３を配管接続することにより、貯湯能力を向上させたり、運転方法をさらに拡張することができる。さらに具体的には、貯留型熱源システム１は、基本ユニット２に対して増設ユニット３が接続された状態であっても、増設ユニット３が非接続の状態であっても、メインタンク貯湯運転、メインタンク給湯運転および追焚運転を実施することができる。また、貯留型熱源システム１は、基本ユニット２に対して増設ユニット３を配管接続することにより、サブタンク貯湯運転や、暖房運転、サブタンク給湯運転も実施可能な状態となる。以下、各運転方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。

（メインタンク貯湯運転）
メインタンク貯湯運転は、基本ユニット２を構成するメインタンク１０内に所定の温度まで加熱された湯水を貯留する運転方法である。貯留型熱源システム１がメインタンク貯湯運転を実施する場合は、熱源５および循環ポンプ１２が作動状態とされる。これにより、図２にハッチングや矢印で示すように、加熱用循環流路１１にメインタンク１０の底部１０ｂ側から湯水が取り出され、メインタンク１０の頂部１０ａに戻る湯水の循環流が発生する。

上記したような湯水の循環流が発生すると、加熱用循環流路１１を流れる湯水が、中途に設けられた熱源５において熱交換加熱される。熱交換加熱された湯水は、加熱用循環流路１１の熱源戻り流路１１ｂを通過し、メインタンク１０内に形成されている湯水の温度成層を崩さない程度の流速で頂部１０ａ側から戻される。

熱源５および循環ポンプ１２が作動し続けると、メインタンク１０内の湯水が頂部１０ａ側から徐々に加熱され、高温になっていく。メインタンク１０に取り付けられた温度センサ１４ａ〜１４ｅの検知温度に基づき、メインタンク１０内に所定の温度以上の湯水が所定量以上貯留されたことが確認されると、熱源５および循環ポンプ１２の動作が停止され、メインタンク貯湯運転が完了する。

上記したように、貯留型熱源システム１がメインタンク貯湯運転を実施する場合は、増設ユニット３はメインタンク１０に貯留される湯水の加熱に関与しない。すなわち、貯留型熱源システム１は、増設ユニット３の非存在下においてもメインタンク１０内に貯留される湯水を加熱することができる。そのため、貯留型熱源システム１は、図１や図２に示すように増設ユニット３を配管接続した場合だけでなく、増設ユニット３を配管接続せず基本ユニット２を単独で使用する場合についても、上記同様の動作を行うことにより給湯運転を実施し、メインタンク１０内に高温の湯水を貯留することができる。

（サブタンク貯湯運転）
サブタンク貯湯運転は、増設ユニット３を構成するサブタンク５０内に所定の温度まで加熱された湯水を貯留するための運転であり、本実施形態の貯留型熱源システム１において特徴的な運転方法である。サブタンク貯湯運転は、図３に矢印やハッチングで示すように上記したメインタンク貯湯運転でメインタンク１０に貯留された高温の湯水と、サブタンク５０に存在する湯水とを置換することにより、サブタンク５０に高温の湯水を貯留する運転である。

さらに具体的に説明すると、サブタンク貯湯運転を実施する場合は、基本ユニット２側において、第１頂部側流路１５の中途に設けられた三方弁１７のポート１７ｂ，１７ｃ間が連通し、タンク接続流路１８が接続されたポート１７ａが閉止された状態とされる。また、増設ユニット３側では、湯水搬送流路６０に設けられた三方弁６３のポート６３ａ，６３ｃが開状態とされ、ポート６３ｂが閉状態とされる。これにより、湯水搬送流路６０の本流部６７と頂部側分岐部６５とが連通した状態とされる。

上記したようにして三方弁１７，６３の開度が調整されると、湯水搬送流路６０の本流部６７に設けられたポンプ６１が作動状態とされる。これにより、基本ユニット２とサブユニット３との間で、図３に矢印で示すような湯水の循環流が発生する。さらに詳細には、ポンプ６１が作動すると、メインタンク１０の頂部１０ａ側に貯留されている湯水が第１頂部側流路１５を介して導出される。メインタンク１０から導出された湯水は、第１頂部側流路１５の中途に接続された頂部側接続流路１９および配管７５を介して湯水搬送流路６０に流入する。湯水搬送流路６０を流れる湯水は、三方弁６３のポート６３ａ，６３ｃ間を通過して頂部側分岐部６５に流入する。すなわち、メインタンク１０の頂部１０ａ側から取り出された高温の湯水がサブタンク５０の頂部５０ａ側から流入する。

上記したようにしてサブタンク５０の頂部５０ａ側に高温の湯水が流入すると、貯留タンク５０の底部５０ｂ側に存在する低温の湯水が第２底部側流路５３を介して導出される。そして、この低温の湯水は配管接続口２１ａ，５３ａ間を繋ぐ配管７７および基本ユニット２側の底部側接続流路２１を流れ、メインタンク１０に底部１０ｂ側から流入する。

上記したようにしてメインタンク１０内に貯留されている高温の湯水とサブタンク５０内に貯留されている低温の湯水との置換が進行すると、やがてメインタンク１０内に高温の湯水がなくなっていく。すなわち、本実施形態の貯留型熱源システム１では、サブタンク貯湯運転がある程度進行すると、メインタンク１０に取り付けられた温度センサ１４ａの検知温度が所定の温度を下回る状態になり、サブタンク貯湯運転の開始時にメインタンク１０に存在していた高温の湯水がサブタンク５０内に存在していた低温の湯水と置換され、サブタンク５０の頂部５０ａ側に貯留された状態になる。そこで、メインタンク１０内に存在していた高温の湯水がなくなる、すなわち温度センサ１４ａの検知温度が所定温度を下回った状態になると、サブタンク５０に高温の湯水が貯留された状態になり、サブタンク貯湯運転が完了する。

上記したようにしてサブタンク貯湯運転が完了すると、サブタンク５０内の低温の湯水と置換された分だけメインタンク１０内に存在していた高温の湯水がなくなる。そのため、サブタンク貯湯運転が完了した時点、あるいは、サブタンク貯湯運転を実施している最中に、必要に応じて上記したようにしてメインタンク貯湯運転が実施され、メインタンク１０内に後に実施されるメインタンク給湯運転や追焚運転において必要とされる量だけ高温の湯水がメインタンク１０に補充される。なお、サブタンク貯湯運転とメインタンク貯湯運転を同時に実施する場合は、メインタンク貯湯運転に伴って加熱用循環流路１１を循環する湯水の流量が、サブタンク貯湯運転に伴ってメインタンク１０とサブタンク５０との間で流れる湯水の流量よりも少量とされる。

（暖房運転）
暖房運転は、配管接続口７０ａ，７１ａに対して配管接続された負荷端末（図示せず）との間で循環する液体を加熱する運転である。暖房運転は、上記したサブタンク貯湯運転の実施後、サブタンク５０に貯留されている高温の湯水を図４に矢印やハッチングで示すように循環させることにより実施される。

さらに具体的には、貯留型熱源システム１が暖房運転を実施する場合は、基本ユニット２に設けられた三方弁１７のポート１７ａ，１７ｂが連通した状態とされ、ポート１７ｃが閉止した状態とされる。また、湯水搬送流路６０に設けられた三方弁６３のポート６３ａ，６３ｂが連通した状態とされ、ポート６３ｃが閉止した状態とされる。すなわち、三方弁６３を開度調整することにより、湯水搬送流路６０の本流部６７が底部側分岐部６６を介してサブタンク５０の底部５０ｂ側に連通するように流路が切り替えられる。

上記したように三方弁１７，６３が開度調整された状態で湯水搬送流路６０の中途に設けられたポンプ６１を作動させると、図４に矢印で示すようにサブタンク５０内に貯留されている湯水が頂部５０ａ側から取り出され、サブタンク５０の底部側に戻る循環流が発生する。すなわち、ポンプ６１を作動させると、湯水は、サブタンク５０の頂部５０ａ側に接続された第２頂部側流路５２を介して取り出され、配管７６→タンク接続流路１８→第１頂部側流路１５→頂部側接続流路１９→配管７５→湯水搬送流路６０の本流部６７→底部側分岐部６６の順で流れた後、サブタンク５０の底部５０ｂ側に流入する。これにより、サブタンク５０から取り出された高温の湯水が湯水搬送流路６０の本流部６７に設けられた熱交換器６２の一次側に順次供給される。

一方、ポンプ６１の作動とほぼ並行して、暖房戻り流路７１に設けられた暖房二次側循環ポンプ７２が作動状態とされる。これにより、図４に矢印で示すように負荷端末と熱交換器６２の二次側との間で熱媒体の循環流が起こる。

暖房二次側循環ポンプ７２の作動に伴って、負荷端末から熱交換器６２の二次側に供給された熱媒体は、湯水搬送流路６０の本流部６７を流れる高温の湯水との熱交換により加熱された後、暖房往き流路７０を介して負荷端末に供給される。

（メインタンク給湯運転）
メインタンク給湯運転は、基本ユニット２に設けられたメインタンク１０に貯留されている高温の湯水を配管接続口１５ａに配管接続されたカラン等に供給するための運転である。メインタンク給湯運転を実施する場合は、三方弁１７のポート１７ｂ，１７ｃが開状態とされ、ポート１７ａが閉状態とされる。また、増設ユニット３に設けられた三方弁６３が閉状態とされる。これにより、第１頂部側流路１５を流れる湯水が、タンク接続流路１８や頂部側接続流路１９を介して増設ユニット３側に流れない状態となる。

上記したように三方弁１７，６３の開度調整がなされた状態で配管接続口１６ａに配管接続された給水源から湯水が供給されると、この湯水は第１底部側流路１６を介してメインタンク１０に底部１０ｂ側から流入する。これに伴い、メインタンク１０の頂部１０ａ側に貯留されている高温の湯水が第１頂部側流路１５を介してメインタンク１０から取り出され、配管接続口１５ａに配管接続されたカラン等に供給される。

（サブタンク給湯運転）
サブタンク給湯運転は、増設ユニット３側に設けられたサブタンク５０内に貯留されている湯水を第２頂部側流路５２および第１頂部側流路１５を介して取り出し、配管接続口１５ａに配管接続されたカラン等に供給する運転である。さらに具体的には、サブタンク給湯運転を実施する場合は、三方弁１７のポート１７ａ，１７ｂが開状態とされると共に、ポート１７ｃが閉状態とされ、メインタンク１０内の湯水を頂部１０ａ側から導出できない状態とされる。また、増設ユニット３に設けられた三方弁６３のポート６３ａ〜６３ｃが閉状態とされる。これにより、第１頂部側流路１５を流れる湯水が、湯水搬送流路６０や頂部側接続流路１９を介して増設ユニット３側に流れ込んだり、サブタンク５０内に貯留されている湯水が頂部５０ａ側に接続された頂部側分岐部６５を構成する配管を介して流出するのが阻止される。すなわち、三方弁６３を閉状態とすることにより、湯水搬送流路６０を介してサブタンク５０に対して湯水が流出入できない状態とされる。

上記したように三方弁１７，６３の開度調整がなされた状態で配管接続口１６ａに接続された給水源から湯水が供給されると、この湯水は第１底部側流路１６からこれに接続された底部側接続流路２１に流れ込んだ後、配管７７および第２底部側流路５３を介してサブタンク５０に底部５０ｂ側から流入する。サブタンク５０の底部５０ｂ側から湯水が流入すると、この湯水によってサブタンク５０内に貯留されている高温の湯水が上方に押し上げられ、第２頂部側流路５２を介して導出される。そして、この高温の湯水は、配管７６およびタンク接続流路１８を介して第１頂部側流路１５に流れ込み、配管接続口１５ａに接続された配管を介してカラン等に供給される。

（追焚運転）
追焚運転は、風呂往き流路２８および風呂戻り流路２９の末端に設けられた配管接続口２８ａ，２９ａに配管接続された浴槽（図示せず）内に貯留されている湯水を加熱する運転である。追焚運転を実施する場合は、追焚一次側循環ポンプ２６および追焚二次側循環ポンプ３０が作動状態とされる。風呂一次側循環ポンプ２６が作動すると、メインタンク１０に貯留されている湯水がメインタンク１０の頂部１０ａ側から風呂用循環流路１３に流出し、底部１０ｂ側に戻る循環流を形成する。風呂用循環流路１３を流れる湯水は、中途に設けられた風呂用熱交換器２７の一次側を通過する。

一方、風呂二次側循環ポンプ３０が作動すると、浴槽内の湯水が風呂戻り流路２９を介して風呂用熱交換器２７の二次側に供給される。風呂用熱交換器２７の二次側に流入した湯水は、風呂用循環流路１３を介して一次側に供給された高温の湯水との熱交換により加熱された後、風呂往き流路２８を介して浴槽側に戻される。

上記したように、本実施形態の貯留型熱源システム１は、基本ユニット２の第１頂部側流路１５から分岐したタンク接続流路１８や頂部側接続流路１９に対して増設ユニット３の第２頂部側流路５２や湯水搬送流路６０を接続すると共に、基本ユニット２の第１底部側流路１６から分岐した底部側接続流路２１に増設ユニット３の第２底部側流路５３を接続するだけで構築できる。すなわち、貯留型熱源システム１は、基本ユニット２と増設ユニット３との間を配管７５〜７７で配管接続するだけで構築でき、増設ユニット３を熱源５に対して直接的に配管接続する必要がない。そのため、貯留型熱源システム１は、増設ユニット３の増設に際して配管接続すべき箇所が少なく、増設ユニット３を容易に増設することができる。また、貯留型熱源システム１は、増設ユニット３の増設に際して必要となる配管数が少ないため、その分だけ湯水の移動に伴って放熱する箇所も少なく、熱エネルギーの放出量が少ない。

本実施形態の貯留型熱源システム１は、湯水搬送流路６０に設けられた三方弁６３を調整して基本ユニット２の頂部側接続流路１９と、増設ユニット３の湯水搬送流路６０の本流部６７とを導通した状態としてポンプ６１を作動状態とすることにより、メインタンク１０に加熱された状態で貯留されている湯水の一部又は全部をメインタンク１０の頂部１０ａ側から取り出してサブタンク５０に頂部５０ａ側から導入すると共に、サブタンク５０に存在する低温の湯水の一部又は全部を底部５０ｂ側から取り出してメインタンク１０の底部１０ｂ側に導入することができる。すなわち、貯留型熱源システム１は、メインタンク１０とサブタンク５０との間で湯水の置換を行うことにより、サブタンク５０内に高温の湯水を貯留することができる。

本実施形態の貯留型熱源システム１では、メインタンク貯留運転を実施してメインタンク１０内にサブタンク５０内に貯留するための高温の湯水が貯留すべき量以上に貯留された状態でサブタンク貯留運転が実施される。そのため、貯留型熱源システム１は、サブタンク貯湯運転の実施時にメインタンク１０とサブタンク５０との間で流れる湯水の流速や流量を、メインタンク貯留運転の際に加熱用循環流路１１を循環する湯水の流速や流量よりも大きくすることができる。そのため、貯留型熱源システム１は、メインタンク１０からサブタンク５０への高温の湯水の移動に伴って放熱することによるエネルギーロスや、サブタンク５０において高温の湯水が少量だけ存在することによるエネルギーロスが発生しにくい。

なお、貯留型熱源システム１は、サブタンク貯湯運転時においてメインタンク１０およびサブタンク５０に貯留されている湯水の全量を一度に置換する場合は、メインタンク１０とサブタンク５０との間を流れる湯水の流速や流量が大きいほど上記したようなエネルギーロスを最小限に抑制できるが、メインタンク１０やサブタンク５０に貯留されている湯水の一部を置換する場合は、エネルギーロスの観点からすると、湯水の流速や流量をメインタンク１０やサブタンク５０内に貯留されている湯水が形成している温度成層を崩さない程度に抑制することが好ましい場合もある。すなわち、サブタンク貯湯運転の実施時における湯水の流速や流量が極端に大きく、高温の湯水と低温の湯水とが混合され、前記した温度成層が崩れてしまうと、給湯運転や暖房運転においてカランや熱交換器６２に供給するには低温になってしまい、使用価値の低い湯水が大量に発生することとなる。そのため、このような事態が懸念される場合は、メインタンク１０とサブタンク５０との間を流れる湯水の流速や流量は、前記した温度成層を崩さない範囲内でなるべく大きくすることが望ましい。

上記したように本実施形態の貯留型熱源システム１は、サブタンク貯留運転を実施する際にメインタンク１０の頂部１０ａ側から取り出した高温の湯水をサブタンク５０の頂部５０ａ側から導入することができる。また、サブタンク貯留運転を実施する場合は、サブタンク５０内に存在する低温の湯水が底部５０ｂ側から取り出され、メインタンク１０の底部１０ｂ側に導入される。そのため、本実施形態の貯留型熱源システム１は、メインタンク１０とサブタンク５０との間で湯水の置換を行っても、メインタンク１０およびサブタンク５０内に形成されている温度成層が崩れにくい。また、貯留型熱源システム１は、高温の湯水と低温の湯水とが混ざり合って各タンク１０，５０に貯留されている湯水の温度が給湯や暖房用の熱媒体の加熱に適さない温度になり使用価値の低い状態になる可能性も低い。従って、貯留型熱源システム１は、メインタンク１０およびサブタンク５０において温度成層が崩れることによりエネルギーロスが発生したり、各タンク１０，５０に貯留されている湯水が使用価値の低い状態になるといったような不具合が発生する可能性を最小限に抑制できる。

本実施形態では、頂部側接続流路１９が第１頂部側流路１５の中途に接続されており、第１頂部側流路１５の中途であって、頂部側接続流路１９と第１頂部側流路１５との接続部分Ａと第１頂部側流路１５とメインタンク１０との接続部分Ｃとの間に三方弁１７を介してタンク接続流路１８が接続されている。すなわち、三方弁１７が、前記接続部分Ａと接続部分Ｃとの間に設けられており、これを用いてメインタンク１０に対する湯水の流出入を阻止することができる構成とされている。さらに、本実施形態では、タンク接続流路１８に対して第２頂部側流路５２が配管接続されている。そのため、三方弁１７のポート１７ｃを閉止し、ポート１７ａ，１７ｂが連通した状態にすることにより、メインタンク１０内の湯水だけでなく、サブタンク５０内の湯水も給湯用に使用することができる。

上記実施形態では、第２頂部側流路５２をタンク接続流路１８および配管７６を介して第１頂部側流路１５に対して接続した構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、第２頂部側流路５２の末端に配管接続口を設けるなどして第１頂部側流路１５に接続しない構成としてもよい。かかる構成とした場合、第２頂部側流路５２の末端にある配管接続口にカラン等を配管接続することにより、サブタンク５０に貯留されている湯水をカラン等に供給（給湯）することが可能となる。

本実施形態では、三方弁１７によりメインタンク１０に対する湯水の流出入と、サブタンク５０に対する湯水の流出入の双方を制御可能な構成であったが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、例えばメインタンク１０における湯水の流出入を制御するための弁と、サブタンク５０における湯水の流出入を制御するための弁とを別々に設けた構成としてもよい。

さらに具体的には、メインタンク１０における湯水の流出入を制御するための弁は、例えば第１頂部側流路１５とタンク接続流路１８との接続部分Ｄ（三方弁１７が設けられた位置）と第１頂部側流路１５とメインタンク１０との接続部分Ｃとの間や、第１底部側流路１６の中途であって、前記した接続部分Ｂとメインタンク１０の底部１０ｂとの間に設けてもよい。また、サブタンク５０における湯水の流出入を制御するための弁は、タンク接続流路１８や第２頂部側流路５２、配管７６等の中途に設けられていてもよい。

また同様に、増設ユニット３において本流部６７と頂部側分岐部６５および底部側分岐部６６との分岐部に三方弁６３を設けた構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。さらに具体的には、増設ユニット３は、三方弁６３を設ける代わりに、頂部側分岐部６５および底部側分岐部６６の中途にそれぞれ開閉弁等を設けた構成としてもよい。

また、本実施形態では、増設ユニット３側に設けられたポンプ６１を用いてサブタンク貯湯運転や、サブタンク５０内に貯留されている湯水を使用するサブタンク給湯運転や暖房運転といった運転を実施することができる構成とされている。換言すれば、貯留型熱源システム１は、基本ユニット２のみで実施可能なメインタンク貯湯運転や、メインタンク給湯運転、追焚運転の際にポンプ６１を使用する必要がない。本実施形態では、増設ユニット３側にポンプ６１が設けられているため、基本ユニット２に対して増設ユニット３を増設することによってポンプ６１も追加される構成とされている。従って、上記した構成によれば、増設ユニット３が接続されることを見込んで基本ユニット２にポンプ６１を設ける必要がなく、その分だけ基本ユニット２の構成を簡略化することができる。

上記実施形態では、ポンプ６１を湯水搬送流路６０の本流部６７に設けているため、ポンプ６１をサブタンク貯湯運転の際の湯水の圧送だけでなく、暖房運転の際の湯水の圧送にも併用することができ、その分だけ増設ユニット３の構成がシンプルである。なお、増設ユニット３は、ポンプ６１を湯水搬送流路６０の本流部６７に設けた構成に限られるものではない。さらに具体的には、増設ユニット３は、ポンプ６１を設ける代わりに、湯水搬送流路６０の頂部側分岐部６５および底部側分岐部６６にポンプを設けた構成としてもよい。かかる構成とした場合は、本流部６７にポンプ６１を設ける場合に比べてポンプの台数が増加するが、上記した構成とした場合と同様にサブタンク貯湯運転や暖房運転を実施することができる。

本実施形態の貯留型熱源システム１は、基本ユニット２と熱源５とが別々に設けられた構成であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、基本ユニット２内に組み込まれた構成であってもよい。また、上記実施形態では、熱源５としてヒートポンプユニットを採用した例を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、従来公知の燃料電池やガスエンジン等、適宜の熱源を採用することができる。

上記実施形態では、メインタンク１０の容量とサブタンク５０の容量とが略同一であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、メインタンク１０の容量とサブタンク５０の容量とが異なるものであってもよい。

（第２実施形態）
続いて、本発明の第２実施形態にかかる貯留型熱源システム８０について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、貯留型熱源システム８０は、上記第１実施形態の貯留型熱源システム１と大部分が同一の構成であるため、共通する部分については同一の符号を付し、詳細の説明については省略する。

貯留型熱源システム８０は、上記した貯留型熱源システム１と同様に基本ユニット２と増設ユニット３とを配管接続して構成される点において構成が共通しているが、基本ユニット２および増設ユニット３内における配管構成が一部異なる。さらに具体的に説明すると、上記実施形態では、基本ユニット２においてメインタンク１０の頂部１０ａに接続された第１頂部側流路１５の中途に三方弁１７を有し、これを介してタンク接続流路１８が接続され、この末端に配管接続口１８ａが設けられた構成であった。しかし、本実施形態で採用されている基本ユニット２は、三方弁１７やタンク接続流路１８は設けられておらず、第１頂部側流路１５の中途に頂部側接続流路１９のみが接続された構成とされている。

また、上記第１実施形態では、増設ユニット３においてサブタンク５０の頂部５０ａに接続された第２頂部側流路５２の末端に配管接続口５２ａを設けた構成であった。しかし、本実施形態で採用されている増設ユニット３では、第２頂部側流路５２が三方弁８１（流路調整手段）を介して湯水搬送流路６０の本流部６７の中途に接続されている。すなわち、三方弁８１を構成する３つのポート８１ａ〜８１ｃのうち、ポート８１ａ，８１ｂには本流部６７を構成する配管が接続されており、ポート８１ｃには第２頂部側流路５２が接続されている。

本実施形態の貯留型熱源システム８０は、頂部側接続流路１９および湯水搬送流路６０の末端に設けられた配管接続口１９ａ，６０ａ間を配管７５で配管接続すると共に、底部側接続流路２１および第２底部側流路５３の末端に設けられた配管接続口２１ａ，５３ａ間を配管７７で配管接続して構築されている。そのため、貯留型熱源システム８０は、貯留型熱源システム１において採用されていた配管７６の分だけ基本ユニット２と増設ユニット３とを配管接続するのに要する配管が少なくて済む。

続いて、本実施形態の貯留型熱源システム８０の動作について図面を参照しながら詳細に説明する。貯留型熱源システム８０は、メインタンク貯湯運転や、サブタンク貯湯運転、サブタンク暖房運転、メインタンク暖房運転、給湯運転、追焚運転を実施することができる。以下、貯留型熱源システム８０の動作を各運転方法毎に説明する。

（メインタンク貯湯運転）
メインタンク貯湯運転は、上記した貯留型熱源システム１におけるメインタンク貯湯運転とほぼ同様にして実施される。すなわち、メインタンク貯湯運転を実施する場合は、増設ユニット３に設けられた三方弁８１が閉止された状態とされ、この状態で熱源５と循環ポンプ１２が作動状態とされる。これにより、図９に矢印やハッチングで示すように、メインタンク１０内に貯留されている湯水が加熱用循環流路１１の熱源往き流路１１ａを介して底部１０ｂ側から取り出される。底部１０ｂ側から取り出された湯水は、熱源５において加熱され、熱源戻り流路１１ｂを介してメインタンク１０に頂部１０ａから戻される。このようにしてメインタンク１０内の湯水の加熱が開始された後、温度センサ１４ａ〜１４ｅにより、メインタンク１０内に所定の温度以上の湯水が所定量だけ貯留されたことが確認されると、熱源５および循環ポンプ１２が停止状態とされ、メインタンク貯湯運転が完了する。

（サブタンク貯湯運転）
サブタンク貯湯運転は、上記したメインタンク貯湯運転においてメインタンク１０に貯留された高温の湯水をサブタンク５０に貯留されている低温の湯水と置換することにより、サブタンク５０に高温の湯水を貯留する運転方法である。貯留型熱源システム８０がサブタンク貯湯運転を実施する場合は、先ず三方弁８１のポート８１ａ，８１ｂが開状態とされると共に、ポート８１ｃが閉状態とされる。また、三方弁６３のポート６３ａ，６３ｃが開状態とされると共に、ポート６３ｂが閉状態とされる。すなわち、三方弁６３を開度調整することにより、湯水搬送流路６０の本流部６７を流れる湯水を頂部側分岐部６５を介してサブタンク５０に頂部５０ａ側から導入可能であり、底部５０ｂ側に流入できないように流路が切り替えられる。

上記したようにして三方弁６３，８１の開度調整がなされると、ポンプ６１が作動状態とされる。これにより、図１０にハッチングや矢印で示すようにメインタンク１０内に貯留されている高温の湯水が頂部１０ａ側から第１頂部側流路１５を介して取り出される。この後、メインタンク１０から取り出された湯水は、頂部側接続流路１９→配管７５→湯水搬送流路６０の本流部６７→頂部側分岐部６５の順で流れ、サブタンク５０に頂部５０ａ側から流入する。

サブタンク５０の頂部５０ａ側から高温の湯水が流入すると、サブタンク５０内に存在している低温の湯水が底部５０ｂ側から第２底部側流路５３を介して流出する。そして、この低温の湯水は、配管７７および底部側接続流路２１を流れた後、メインタンク１０に底部１０ｂ側から流入する。このようにしてメインタンク１０内に貯留されている高温の湯水と、サブタンク５０内に貯留されている低温の湯水との置換が進行するうちに、温度センサ１４ａ〜１４ｅによりメインタンク１０内に存在する高温の湯水の残量が所定量を下回ること、あるいは、温度センサ５１ａ〜５１ｅによりサブタンク５０内に所定量を上回る高温の湯水が存在することが確認されると、ポンプ６１が停止状態とされ、サブタンク貯湯運転が完了する。

上記のようにしてサブタンク貯湯運転が完了すると、サブタンク５０内の低温の湯水との置換により取り出された分だけメインタンク１０内に存在していた高温の湯水が減少する。そのため、サブタンク貯湯運転が完了した時点、あるいは、サブタンク貯湯運転を実施している最中にメインタンク貯湯運転が適宜実施され、メインタンク１０内に後に実施される給湯運転や追焚運転において必要とされる量だけ高温の湯水がメインタンク１０に補充される。なお、サブタンク貯湯運転とメインタンク貯湯運転を同時に実施する場合は、メインタンク貯湯運転に伴って加熱用循環流路１１を循環する湯水の流量が、サブタンク貯湯運転に伴ってメインタンク１０とサブタンク５０との間で流れる湯水の流量よりも少量とされる。

（サブタンク暖房運転）
サブタンク暖房運転は、上記したサブタンク貯湯運転によってサブタンク５０に貯留された湯水を用い、熱交換器６２と配管接続口７０ａ，７１ａに配管接続された負荷端末との間で循環する熱媒体を加熱する運転である。サブタンク暖房運転が実施される場合は、先ず湯水搬送流路６０に設けられた三方弁８１のポート８１ｂ，８１ｃが開状態とされる。これにより、増設ユニット３を構成する流路が基本ユニット２を構成する流路から独立した状態とされる。

また、サブタンク暖房運転を実施する場合は、三方弁６３のポート６３ａ，６３ｂが開状態とされ、ポート６３ｃが閉状態とされる。すなわち、三方弁６３を開度調整することにより、湯水搬送流路６０の本流部６７を流れる湯水を底部側分岐部６６を介してサブタンク５０に底部５０ｂ側から導入可能であり、頂部５０ａ側に流入できないように流路が切り替えられる。

三方弁６３，８１が上記したようにして開度調整されると、ポンプ６１および暖房二次側循環ポンプ７２が作動状態とされる。これにより、図１１にハッチングや矢印で示すようにサブタンク５０と熱交換器６２の一次側との間で湯水が循環し、負荷端末と熱交換器６２の二次側との間で熱媒体が循環する。すなわち、ポンプ６１が作動すると、サブタンク５０内に貯留されている高温の湯水が第２頂部側流路５２を介して頂部５０ａ側から取り出され、三方弁８１を介して湯水搬送流路６０の本流部６７に流入する。本流部６７を流れる高温の湯水は、熱交換器６２の一次側を流れて放熱した後、三方弁６３および底部側分岐部６６を通過してサブタンク５０に底部５０ｂ側から流入する。

上記したように、ポンプ６１を作動させ、熱交換器６２との間で湯水を循環させると、サブタンク５０の頂部５０ａ側に存在する高温の湯水が順次熱交換器６２の一次側に供給され、暖房戻り流路７１を介して熱交換器６２の二次側に供給される熱媒体が熱交換加熱される。熱交換器６２において加熱された熱媒体は、暖房往き流路７０を介して負荷端末に供給される。

（メインタンク暖房運転）
メインタンク暖房運転は、メインタンク貯湯運転によってメインタンク１０に貯留されている高温の湯水を熱交換器６２の一次側に供給することにより、負荷端末から熱交換器６２の二次側に供給される熱媒体を加熱する運転方法である。メインタンク暖房運転は、メインタンク１０に給湯運転や追焚運転に備えて貯留されている湯水を負荷端末に供給する熱媒体の加熱に使用する運転方法である。そのため、貯留型熱源システム８０では、サブタンク５０に負荷端末に供給する熱媒体の加熱に適した温度の湯水が貯留されていなかったり、サブタンク５０に貯留されている高温の湯水の量が熱媒体を加熱するには少ないにもかかわらず、負荷端末に供給する熱媒体を加熱せねばならない場合にメインタンク暖房を実施する構成とされている。

メインタンク暖房運転が実施される場合についても、先ず三方弁６３，８１の開度調整がなされる。さらに具体的には、メインタンク暖房運転を実施する場合は、三方弁８１のポート８１ａ，８１ｂが開状態とされると共に、ポート８１ｃが閉状態とされる。これにより、基本ユニット２側から湯水搬送流路６０の本流部６７に流入する湯水が熱交換器６２側に流入可能であり、サブタンク５０内の湯水が頂部５０ａに接続された第２頂部側流路５２を介して本流部６７側に流出不可能な状態となる。

三方弁６３は、ポート６３ａ，６３ｂが開状態とされ、ポート６３ｃが閉状態とされる。これにより、湯水搬送流路６０の本流部６７を流れ、熱交換器６２において放熱して低温になった湯水がサブタンク５０の頂部５０ａ側に流入できない状態とされる。

上記したように三方弁６３，８１の開度が調整されると、ポンプ６１が作動状態とされる。これにより、図１２に矢印やハッチングで示すようにメインタンク１０の頂部１０ａ側から取り出された湯水が熱交換器６２の一次側を流れ、底部１０ｂ側に戻る循環流が形成される。さらに具体的には、ポンプ６１が作動すると、メインタンク１０に貯留されている高温の湯水が、第１頂部側流路１５を介して取り出され、頂部側接続流路１９→配管７５→湯水搬送流路６０の本流部６７→底部側分岐部６６の順で流れ、サブタンク５０の底部５０ｂ側に流入する。この際、サブタンク５０の底部５０ｂ側に流入する湯水は、本流部６７を通過する際に熱交換器６２において放熱し、低温になっているものと想定される。

サブタンク５０の底部５０ｂ側に湯水が流入すると、この流入した湯水や底部５０ｂ側に存在していた低温の湯水が底部５０ｂに接続された第２底部側流路５３を介してサブタンク５０から取り出される。

ここで、上記したように、メインタンク暖房運転は、サブタンク５０内に高温の湯水が十分存在していない場合に実施される。また、貯留型熱源システム８０では、サブタンク貯湯運転を実施する際にメインタンク１０から取り出した高温の湯水をサブタンク５０の頂部５０ａ側から導入してサブタンク５０内に貯留する構成とされている。そのため、仮に高温の湯水がサブタンク５０内に多少残存していたとしても、この高温の湯水は頂部５０ａ側に存在しており、底部５０ｂ側には殆ど存在していないものと想定される。そのため、メインタンク暖房運転を実施する場合にサブタンク５０の底部５０ｂ側に存在している湯水は、メインタンク１０から取り出され熱交換器６２において放熱してサブタンク５０の底部５０ｂ側に流入する湯水と同様に低温であり、サブタンク５０から取り出されても熱的な損失が起こったり、サブタンク５０内に形成されている温度成層が崩れるといったような不具合が起こらないものと想定される。

上記したようにしてサブタンク５０の底部５０ｂ側から取り出された低温の湯水は、配管７７および底部側接続流路２１を介してメインタンク１０の底部１０ｂ側に戻される。

一方、暖房二次側循環ポンプ７２の作動に伴い、暖房戻り流路７１を介して負荷端末側から熱交換器６２の二次側に供給された熱媒体は、湯水搬送流路６０を流れる高温の湯水との熱交換により加熱される。熱交換器６２において加熱された熱媒体は、暖房往き流路７０を介して負荷端末側に戻される。

（給湯運転）
給湯運転は、上記した貯留型熱源システム１におけるメインタンク給湯運転と同様にして実施される。すなわち、給湯運転を実施する場合は、三方弁６３，８１が閉状態とされる。この状態で配管接続口１５ａに配管接続されたカラン等を開くと、図１３に矢印やハッチングで示すように配管接続口１６ａに配管接続された外部の給水源から低温の湯水が供給され、メインタンク１０に底部１０ｂ側から流入する。これに伴い、メインタンク１０の頂部１０ａ側に存在する高温の湯水が第１頂部側流路１５を介して流出し、カラン等に供給される。

（追焚運転）
追焚運転についても、上記した貯留型熱源装置１と同様に、メインタンク１０に貯留されている湯水を利用して実施される。すなわち、追焚運転を実施する場合は、追焚一次側循環ポンプ２６および追焚二次側循環ポンプ３０が作動状態とされる。これにより、図１４に矢印やハッチングで示すように、メインタンク１０に貯留されている湯水がメインタンク１０の頂部１０ａ側から風呂用循環流路１３に流出し、底部１０ｂ側に戻る循環流を形成すると共に、浴槽内の湯水が風呂往き流路２８および風呂戻り流路２９を介して循環する。これにより、浴槽内の湯水が、風呂用熱交換器２７において風呂用循環流路１３を流れる高温の湯水との熱交換により加熱される。

上記したように、本実施形態の貯留型熱源システム８０は、基本ユニット２と増設ユニット３との間を２本の配管７５，７７で配管接続するだけで構築でき、増設ユニット３を熱源５に対して直接的に配管接続する必要がない。また、貯留型熱源システム８０は、上記した貯留型熱源システム１よりも増設ユニット３の増設に際して配管接続すべき箇所がさらに少なく、その分だけ増設ユニット３をさらに容易に増設することができる。さらに、貯留型熱源システム８０は、増設ユニット３の増設に際して必要となる配管数が２本だけであるため、湯水の移動に伴って放熱する箇所も少なく、熱エネルギーの放出量が少ない。

本実施形態の貯留型熱源システム８０についても、上記した貯留型熱源システム１と同様に三方弁６３を調整してメインタンク１０およびサブタンク５０の頂部１０ａ，５０ａ間および底部１０ｂ，５０ｂ間が連通した状態とすることができ、この状態でポンプ６１を作動させることによりメインタンク１０とサブタンク５０との間で湯水の置換（サブタンク貯湯運転）を行うことができる。

また、本実施形態の貯留型熱源システム８０は、メインタンク１０内にサブタンク５０に貯留したい温度に加熱された湯水が、サブタンク５０に貯留したい量以上に確保された状態でサブタンク貯湯運転を実施する構成とされている。そのため、サブタンク５０内に大量の低温の湯水と少量の高温の湯水とが混在する可能性が低く、その分だけサブタンク貯湯運転時のエネルギーロスが少ない。

さらに、貯留型熱源システム８０は、貯留型熱源システム１と同様に、サブタンク貯湯運転を実施する場合にメインタンク１０およびサブタンク５０間を流れる湯水の流速や流量が、メインタンク貯湯運転を実施する場合に加熱用循環流路１１を流れる湯水の流速や流量よりも大きい。そのため、本実施形態の貯留型熱源システム８０は、サブタンク５０内に大量の低温の湯水と少量の高温の湯水とが混在することによるエネルギーロスや、メインタンク１０およびサブタンク５０間を湯水が流れる際の放熱によるエネルギーロスを最小限に抑制することができる。

なお、貯留型熱源システム８０において、サブタンク貯湯運転時にメインタンク１０とサブタンク５０との間を流れる湯水の流速や流量は、エネルギーロスの観点から、各タンク１０，５０に形成される温度成層が崩れない範囲内で大きくとることが望ましい。

貯留型熱源システム８０は、サブタンク貯留運転を実施する際にメインタンク１０の頂部１０ａ側から取り出した高温の湯水をサブタンク５０に頂部５０ａ側から導入し、サブタンク５０の底部５０ｂ側に存在する低温の湯水を底部５０ｂ側から取り出し、メインタンク１０に底部１０ｂ側から導入する構成とされている。そのため、貯留型熱源システム８０は、サブタンク貯留運転を実施する際に、メインタンク１０およびサブタンク５０内に温度成層が形成あるいは維持される。従って、本実施形態の貯留型熱源システム８０は、高温の湯水と低温の湯水とが混ざり合うことによるエネルギーロスが起こったり、使用価値の低い中途半端な温度の湯水が大量に発生する可能性が極めて低い。

本実施形態では、第２頂部側流路５２が三方弁８１を介して湯水搬送流路６０の本流部６７に接続されており、ポンプ６１が本流部６７に設けられている。そのため、貯留型熱源システム８０は、サブタンク暖房運転を実施する際に、三方弁８１をポート８１ｂ，８１ｃ間が導通するように開度調整すれば、増設ユニット３内で湯水を循環させ、サブタンク５０に貯留されている湯水を熱交換器６２の一次側に供給することができる。すなわち、本実施形態では、上記した貯留型熱源システム１においてサブタンク暖房運転を実施する場合のように、サブタンク５０に貯留されている湯水が一旦増設ユニット３から取り出されたり、基本ユニット２と増設ユニット３を繋ぐ配管７５，７６や基本ユニット２内を経由することなく熱交換器６２に供給される。従って、本実施形態の貯留型熱源システム８０は、サブタンク暖房運転の実施時にサブタンク５０から熱交換器６２に至る経路の長さが短く、その分だけエネルギーロスが少ない。

本実施形態では、湯水搬送流路６０の本流部６７に熱交換器６２が設けられている。すなわち、サブタンク５０の頂部５０ａ側から湯水を取り出した場合であっても、メインタンク１０の頂部１０ａ側から湯水を取り出した場合であってもタンク１０，５０から取り出された湯水が通過する位置に熱交換器６２が設けられている。そのため、本実施形態の貯留型熱源システム８０は、サブタンク５０から取り出した湯水を熱交換器６２に供給するサブタンク暖房運転と、メインタンク１０から取り出した湯水を熱交換器６２に供給するメインタンク暖房運転の双方を実施することができる。

本実施形態では、上記したような観点から湯水搬送流路６０の本流部６７に熱交換器６２を配した構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば湯水搬送流路６０の頂部側分岐部６５や底部側分岐部６６に熱交換器６２を配した構成としてもよい。頂部側分岐部６５に熱交換器６２を配した場合は、サブタンク暖房運転が実施できなくなるが、いずれの構成としても熱交換器６２に熱エネルギーを供給することができる。

本実施形態では、三方弁８１によりサブタンク５０からの湯水の流出の制御と、湯水搬送流路６０の本流部６７における湯水の流れの制御を実施可能な構成であったが、本発明はこれに限定されるものではない。さらに具体的には、増設ユニット３は、第２頂部側流路５２および湯水搬送流路６０の本流部６７のそれぞれに開閉弁等を設けた構成としてもよい。また同様に、増設ユニット３は、本流部６０と頂部側分岐部６５および底部側分岐部６６との分岐部に三方弁６３を設ける代わりに、頂部側分岐部６５および底部側分岐部６６の中途にそれぞれ開閉弁等を設けた構成としてもよい。

貯留型熱源システム８０は、増設ユニット３側に設けられたポンプ６１を用いてサブタンク貯湯運転や、メインタンク暖房運転、サブタンク暖房運転を実施することができる。すなわち、貯留型熱源システム８０では、増設ユニット３側にポンプ６１が設けられているため、増設ユニット３を基本ユニット２に対して増設することによりポンプ６１も追加される構成とされている。従って、上記した構成によれば、増設ユニット３が接続されることを見込んで基本ユニット２にポンプ６１を設ける必要がなく、その分だけ基本ユニット２の構成を簡略化することができる。

本実施形態では、基本ユニット２の第１頂部側流路１５や第１底部側流路１６にメインタンク１０に対する湯水の流出入を阻止可能な弁が設けられておらず、上記実施形態の貯留型熱源システム１のようにサブタンク５０内の湯水を給湯に使用しない構成とされている。そのため、貯留型熱源システム８０では、サブタンク５０内の湯水を暖房運転専用に使用することができる。従って、貯留型熱源システム８０は、暖房運転に使用するための湯水を十分確保することができる。

なお、本実施形態の貯留型熱源システム８０についても、第１頂部側流路１５や第１底部側流路１６にメインタンク１０に対する湯水の流出入を阻止可能な弁を設けた構成とすれば、サブタンク５０内の湯水を給湯用に供給可能な構成とすることも可能である。すなわち、第１頂部側流路１５の接続部分Ａ，Ｃ間や、第１底部側流路１６の接続部分Ｂとサブタンク５０の底部５０ｂとの間に弁を設けた構成とすれば、この弁を閉じた状態で外部の給水源から低温の湯水を供給することにより、サブタンク５０に底部５０ｂ側から低温の湯水を導入し、頂部５０ａ側に存在する湯水をサブタンク５０から取り出すことができる。かかる構成によれば、貯留型熱源システム８０についても、サブタンク給湯運転を実施することができる。

（第３実施形態）
続いて、本発明の第３実施形態にかかる貯留型熱源システム１００について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、貯留型熱源システム１００は、上記第１，２実施形態の貯留型熱源システム１，８０と大部分が同一の構成であるため、共通する部分については同一の符号を付し、詳細の説明については省略する。

貯留型熱源装置１００は、上記した貯留型熱源システム１，８０を組み合わせたような流路構成を有する。さらに具体的には、本実施形態の貯留型熱源システム１００で採用されている基本ユニット２は、上記第１実施形態の貯留型熱源システム１で採用されていたものと同一の流路構成を有する。すなわち、基本ユニット２を構成するメインタンク１０の頂部１０ａに接続された第１頂部側流路１５は、その中途においてタンク接続流路１８と頂部側接続流路１９とに分岐されている。第１頂部側流路１５の中途であって、タンク接続流路１８との分岐部には、三方弁１７が配されている。また、頂部側接続流路１９は、三方弁１７よりもメインタンク１０の頂部１０ａから流出する湯水の流れ方向下流側の位置に接続されている。

貯留型熱源装置１００において採用されている増設ユニット３についても、上記第１，２実施形態の貯留型熱源システム１，８０で採用されているものを組み合わせたような流路構成とされている。さらに具体的には、貯留型熱源装置１００において採用されている増設ユニット３は、貯留型熱源システム８０で採用されていたものと同様に、湯水搬送流路６０の本流部６７に三方弁８１を有する。

また、貯留型熱源装置１００において採用されている増設ユニット３は、貯留型熱源システム１で採用されていたものと同様に、サブタンク５０の頂部５０ａに第２頂部側流路５２が接続されており、その末端部分に配管接続口５２ａを有する。本実施形態では、第２頂部側流路５２が中途で分岐されており、その分岐部分の流路（以下、第２頂部側分岐流路５２ｂと称す）が三方弁８１のポート８１ｃに接続されている。すなわち、サブタンク５０の頂部５０ａ側と湯水搬送流路６０の本流部６７とが三方弁８１を介して配管接続されており、この点を除いて貯留型熱源装置１００において採用されている増設ユニット３は、貯留型熱源システム１で採用されているものとほぼ同一の構成とされている。

続いて、本実施形態の貯留型熱源システム１００の動作について図面を参照しながら詳細に説明する。上記第１実施形態の貯留型熱源システム１は、第２実施形態の貯留型熱源システム８０のようにメインタンク１０内の湯水を用いて負荷端末に供給する熱媒体を加熱するメインタンク暖房運転を実施できない構成であった。また、貯留型熱源システム８０は、貯留型熱源システム１のようにサブタンク５０内の湯水を給湯用に供給するサブタンク給湯運転を実施できない構成であった。しかし、本実施形態の貯留型熱源システム１００は、これらの動作の双方を実施できる構成とされている。すなわち、貯留型熱源システム１００は、貯留型熱源システム１，８０の双方において実施可能なメインタンク貯湯運転や、サブタンク貯湯運転、追焚運転といった運転方法に加えて、メインタンク暖房運転やサブタンク暖房運転、メインタンク給湯運転、サブタンク給湯運転を実施することができる。以下、各運転方法で運転する場合における貯留型熱源システム１００の動作について図面を参照しながら詳細に説明する。

（メインタンク貯湯運転）
貯留型熱源システム１００におけるメインタンク貯湯運転は、上記した貯留型熱源装置１，８０と同様にして実施される。すなわち、メインタンク貯湯運転は、三方弁１７，６３，８１が閉止された状態で熱源５および循環ポンプ１２を作動させることにより実施される。循環ポンプ１２を作動させると、図１６に矢印やハッチングで示すように、メインタンク１０内の湯水が底部１０ｂ側から取り出され、熱源５で加熱された後、頂部１０ａ側に戻される。温度センサ１４ａ〜１４ｅによりメインタンク１０内に所定温度まで加熱された湯水が所定量貯留されたことが確認されると、熱源５および循環ポンプ１２が停止し、メインタンク貯湯運転が完了する。

（サブタンク貯湯運転）
貯留型熱源システム１００におけるサブタンク貯湯運転は、上記した貯留型熱源装置８０と同様にして実施される。すなわち、サブタンク貯湯運転を実施する場合は、三方弁８１のポート８１ａ，８１ｂが開状態、ポート８１ｃが閉状態とされると共に、三方弁６３ａ，６３ｃが開状態、ポート６３ｂが閉状態とされる。そして、その後にポンプ６１が作動状態とされる。これにより、図１７に矢印やハッチングで示すようにメインタンク１０に貯留されている高温の湯水が頂部１０ａ側から第１頂部側流路１５を介して取り出され、頂部側接続流路１９→配管７５→湯水搬送流路６０の本流部６７→頂部側分岐部６５の順で流れた後、サブタンク５０の頂部５０ａ側に流入する。これに伴い、サブタンク５０内に存在する低温の湯水は、第２底部側流路５３を介して底部５０ｂ側から取り出され、配管７７および底部側接続流路２１を流れた後、メインタンク１０の底部１０ｂ側に流入する。

このようにしてメインタンク１０とサブタンク５０との間で湯水の置換が進行していくうちに、温度センサ１４ａ〜１４ｅによりメインタンク１０における高温の湯水の残量が所定量以下になったこと、あるいは温度センサ５１ａ〜５１ｅによりサブタンク５０内に高温の湯水が所定量以上貯留されていることが確認されると、サブタンク貯湯運転が完了する。

（サブタンク暖房運転）
サブタンク暖房運転は、上記第２実施形態の貯留型熱源システム８０と同様にして実施される。すなわち、サブタンク暖房運転を実施する場合は、三方弁１７のポート１７ａが閉状態とされる。また、三方弁６３は、ポート６３ａ，６３ｂが開状態とされ、ポート６３ｃが閉止される。さらに、三方弁８１は、ポート８１ａが閉止され、ポート８１ｂ，８１ｃが開状態とされる。

上記したように三方弁１７，６３，８１の開度調整がなされた後、ポンプ６１および暖房二次側循環ポンプ７２が作動状態とされる。これにより、サブタンク５０に貯留されている湯水が第２頂部側流路５２を介して頂部５０ａ側から取り出され、第２頂部側分岐流路５２ｂ→湯水搬送流路６０の本流部６７→底部側分岐部６６の順で流れた後、サブタンク５０の底部５０ｂ側に戻る。一方、暖房二次側循環ポンプ７２の作動に伴って熱交換器６２の二次側を流れる熱媒体は、本流部６７の中途に設けられた熱交換器６２において熱交換加熱され、負荷端末に供給される。

（メインタンク暖房運転）
メインタンク暖房運転についても、上記第２実施形態の貯留型熱源システム８０と同様にして実施される。すなわち、メインタンク暖房運転を実施する場合は、三方弁１７のポート１７ａが閉状態とされる。また、三方弁６３は、ポート６３ａ，６３ｂが開状態とされ、ポート６３ｃが閉止される。さらに、三方弁８１は、ポート８１ａ，８１ｂが開状態とされ、ポート８１ｃが閉状態とされる。

上記したように三方弁１７，６３，８１の開度調整がなされた後、ポンプ６１および暖房二次側循環ポンプ７２が作動状態とされる。これにより、メインタンク１０に貯留されている湯水が第１頂部側流路１５を介して頂部１０ａ側から取り出される。メインタンク１０から取り出された高温の湯水は、頂部側接続流路１９→配管７５→湯水搬送流路６０の本流部６７→底部側分岐部６６の順で流れた後、サブタンク５０の底部５０ｂ側に流入する。そして、サブタンク５０の底部５０ｂ側に流入した湯水や、サブタンク５０の底部５０ｂ側に存在していた低温の湯水は、第２底部側流路５３を介して取り出され、配管７７および底部側接続流路２１を流れてメインタンク１０の底部１０ｂ側に戻る。一方、暖房二次側循環ポンプ７２の作動に伴って熱交換器６２の二次側を流れる熱媒体は、本流部６７の中途に設けられた熱交換器６２において熱交換加熱され、負荷端末に供給される。

（メインタンク給湯運転）
メインタンク給湯運転は、上記第１，２実施形態の貯留型熱源システム１，８０と同様にして実施される。すなわち、メインタンク給湯運転を実施する場合は、三方弁１７のポート１７ａが閉状態とされると共に、ポート１７ｂ，１７ｃが開状態とされ、メインタンク１０内の湯水を第１頂部側流路１５を介してメインタンク１０から導出可能な状態とされる。また、三方弁８１が閉状態とされる。この状態で配管接続口１５ａに配管接続されたカラン等が開栓されると、配管接続口１６ａに配管接続された外部の給水源からメインタンク１０の底部１０ｂ側に低温の湯水が導入される。これに伴い、メインタンク１０の頂部１０ａ側に貯留されている高温の湯水がメインタンク１０から押し出され、カラン等に供給される。

（サブタンク給湯運転）
サブタンク給湯運転は、第１実施形態の貯留型熱源システム１において実施されたのとほぼ同様にして実施される。すなわち、サブタンク給湯運転を実施する場合は、三方弁８１のポート８１ｂ，８１ｃが開状態、ポート８１ａが閉状態とされると共に、三方弁１７のポート１７ａ，１７ｂが開状態、ポート１７ｃが閉状態とされる。この状態において配管接続口１５ａに配管接続されたカラン等が開栓されると、配管接続口１６ａに配管接続された外部の給水源からサブタンク５０の底部５０ｂ側に低温の湯水が導入される。これに伴い、サブタンク５０の頂部５０ａ側に貯留されている高温の湯水がサブタンク５０から押し出される。サブタンク５０から押し出された湯水は、第２頂部側流路５２→配管７６→タンク接続流路１８→第１頂部側流路１５の順で流れ、カラン等に供給される。

（追焚運転）
追焚運転についても、上記した貯留型熱源装置１と同様にして実施される。さらに具体的には、貯留型熱源装置１００が追焚運転を実施する場合は、追焚一次側循環ポンプ２６および追焚二次側循環ポンプ３０が作動状態とされ、図２２に矢印やハッチングで示すように、メインタンク１０に貯留されている湯水が風呂用循環流路１３を循環すると共に、浴槽内の湯水が風呂往き流路２８および風呂戻り流路２９を介して循環する。これにより、浴槽内の湯水が、風呂用熱交換器２７において風呂用循環流路１３を流れる高温の湯水との熱交換により加熱される。

上記したように、本実施形態の貯留型熱源システム１００は、上記第１実施形態の貯留型熱源システム１と同様に、基本ユニット２のタンク接続流路１８や頂部側接続流路１９と、増設ユニット３の第２頂部側流路５２や湯水搬送流路６０とを配管７５，７６で配管接続すると共に、基本ユニット２の底部側接続流路２１と増設ユニット３の第２底部側流路５３とを配管７７で接続するだけで構築できる。また、貯留型熱源システム１００は、基本ユニット２に対して増設ユニット３を増設する際に、増設ユニット３を熱源５に対して直接的に配管接続する必要がない。そのため、貯留型熱源システム１００は、増設ユニット３の増設に際して配管接続すべき箇所が少なく、増設ユニット３を容易に増設することができる。また、貯留型熱源システム１００は、増設ユニット３の増設に際して必要となる配管数が少ないため、その分だけ湯水の移動に伴って放熱し得る部位も少なく、熱エネルギーの放出量が少ない。

本実施形態の貯留型熱源システム１００は、上記した貯留型熱源システム１，８０を組み合わせた構成であるため、基本ユニット２に対して増設ユニット３を配管接続することにより、基本ユニット２単独で実施可能な運転方法に加えて、サブタンク貯湯運転を実施したり、サブタンク５０に貯留されている湯水を用いてサブタンク暖房運転、サブタンク給湯運転を実施することができる。また、貯留型熱源システム１００は、メインタンク１０に貯留されている湯水を用いてメインタンク暖房運転も実施することができる。そのため、本実施形態の貯留型熱源システム１００は、メインタンク１０およびサブタンク５０に貯留されている湯水が持つ熱エネルギーを無駄にすることなく、様々な用途に活用することができる。

本実施形態の貯留型熱源システム１００は、貯留型熱源システム１，８０と同様に三方弁１７，６３，８１を設け、湯水の流れを制御する構成であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、上記第１，２実施形態において説明したように三方弁１７，６３，８１に代えて開閉弁等を設け、これらによって湯水の流れを制御する構成としてもよい。

本発明の第１実施形態にかかる基本ユニット、増設ユニット、並びに、貯留型熱源システムを示す作動原理図である。 図１に示す貯留型熱源システムがメインタンク貯湯運転を実施する場合の湯水の流れを示す作動原理図である。 図１に示す貯留型熱源システムがサブタンク貯湯運転を実施する場合の湯水の流れを示す作動原理図である。 図１に示す貯留型熱源システムが暖房運転を実施する場合の湯水の流れを示す作動原理図である。 図１に示す貯留型熱源システムがメインタンク給湯運転を実施する場合の湯水の流れを示す作動原理図である。 図１に示す貯留型熱源システムがサブタンク給湯運転を実施する場合の湯水の流れを示す作動原理図である。 図１に示す貯留型熱源システムが追焚運転を実施する場合の湯水の流れを示す作動原理図である。 本発明の第２実施形態にかかる基本ユニット、増設ユニット、並びに、貯留型熱源システムを示す作動原理図である。 図８に示す貯留型熱源システムがメインタンク貯湯運転を実施する場合の湯水の流れを示す作動原理図である。 図８に示す貯留型熱源システムがサブタンク貯湯運転を実施する場合の湯水の流れを示す作動原理図である。 図８に示す貯留型熱源システムがサブタンク暖房運転を実施する場合の湯水の流れを示す作動原理図である。 図８に示す貯留型熱源システムがメインタンク暖房運転を実施する場合の湯水の流れを示す作動原理図である。 図８に示す貯留型熱源システムが給湯運転を実施する場合の湯水の流れを示す作動原理図である。 図８に示す貯留型熱源システムが追焚運転を実施する場合の湯水の流れを示す作動原理図である。 本発明の第３実施形態にかかる基本ユニット、増設ユニット、並びに、貯留型熱源システムを示す作動原理図である。 図１５に示す貯留型熱源システムがメインタンク貯湯運転を実施する場合の湯水の流れを示す作動原理図である。 図１５に示す貯留型熱源システムがサブタンク貯湯運転を実施する場合の湯水の流れを示す作動原理図である。 図１５に示す貯留型熱源システムがサブタンク暖房運転を実施する場合の湯水の流れを示す作動原理図である。 図１５に示す貯留型熱源システムがメインタンク暖房運転を実施する場合の湯水の流れを示す作動原理図である。 図１５に示す貯留型熱源システムがメインタンク給湯運転を実施する場合の湯水の流れを示す作動原理図である。 図１５に示す貯留型熱源システムがサブタンク給湯運転を実施する場合の湯水の流れを示す作動原理図である。 図１５に示す貯留型熱源システムが追焚運転を実施する場合の湯水の流れを示す作動原理図である。

符号の説明

１，８０，１００ 貯留型熱源システム
２ 基本ユニット
３ 増設ユニット
５ 熱源
１０ メインタンク（第１貯留タンク）
１０ａ，５０ａ 頂部
１０ｂ，５０ｂ 底部
１１ 加熱用循環流路（第１液体流路）
１５ 第１頂部側流路
１６ 第１底部側流路
１７ 三方弁（弁）
１８ タンク接続流路
１９ 頂部側接続流路
２１ 底部側接続流路
５０ サブタンク（第２貯留タンク）
５２ 第２頂部側流路
５２ｂ 第２頂部側分岐流路
５３ 第２底部側流路
６０ 湯水搬送流路（第２液体流路）
６１ ポンプ
６２ 熱交換器
６３，８１ 三方弁（流路調整手段）
６５ 頂部側分岐部
６６ 底部側分岐部
６７ 本流部
７５，７６，７７ 配管

Claims (5)

1. 基本ユニットと増設ユニットとを有し、両者を配管接続して構成される貯留型熱源システムであって、
   前記基本ユニットが、熱源において発生した熱エネルギーによって加熱された液体を貯留可能な第１貯留タンクと、当該第１貯留タンクの頂部側に接続された第１頂部側流路と、第１貯留タンクの底部側に接続された第１底部側流路と、熱源と第１貯留タンクとの間で液体を循環させることが可能な第１液体流路と、第１貯留タンクの底部側に繋がる底部側接続流路と、第１貯留タンクの頂部側に繋がる頂部側接続流路とを有するものであり、
   増設ユニットが、液体を貯留可能な第２貯留タンクと、当該第２貯留タンクの頂部側に接続された第２頂部側流路と、第２貯留タンクの底部側に接続された第２底部側流路と、第２液体流路とを有し、
   当該第２液体流路が、本流部と、当該本流部から分岐された頂部側分岐部と、前記本流部から分岐された底部側分岐部と、第２液体流路を流れる液体と他の液体との間で熱エネルギーを授受可能な熱交換器とを備え、本流部を流れる液体を頂部側分岐部あるいは底部側分岐部のいずれか一方に選択的に流通させることが可能なものであり、
   基本ユニットの頂部側接続流路に、増設ユニットの第２液体流路の本流部が配管接続され、
   基本ユニットの底部側接続流路に、増設ユニットの第２底部側流路が配管接続されており、
   第１貯留タンクの底部側に貯留されている液体を第１液体流路を介して取り出して熱源において加熱し、熱源で加熱された液体を第１貯留タンクの頂部側に戻す第１貯留運転と、
   第１貯留タンクの頂部側に貯留されている液体を頂部側接続流路を介して取り出し、第２液体流路の本流部および頂部側分岐部を介して第２貯留タンクの頂部側に導入すると共に、第２貯留タンクの底部側に貯留されている液体を第２底部側流路を介して取り出し、底部側接続流路を介して第１貯留タンクの底部側に導入することにより、第１貯留タンクに貯留されている液体の一部又は全部と、第２貯留タンクに貯留されている液体の一部又は全部とを置換する第２貯留運転とを実施可能であり、
   当該第２貯留運転が、前記第１貯留運転において所定温度以上の液体が所定量以上貯留されることを条件として実施され、
   第２貯留運転において第１貯留タンクと第２貯留タンクとの間を流れる液体の流速及び／又は流量が、第１貯留運転において第１液体流路を流れる液体の流速及び／又は流量よりも大きいことを特徴とする貯留型熱源システム。
2. 第２頂部側流路が、第２液体流路の本流部に直接的あるいは間接的に接続されており、
   液体を圧送可能なポンプが、第２液体流路の本流部の中途に配されており、
   熱交換器が、第２液体流路の本流部及び／又は底部側分岐部に配されていることを特徴とする請求項１に記載の貯留型熱源システム。
3. タンク接続流路と流路切替手段とを有し、
   第１頂部側流路の中途にタンク接続流路が流路切替手段を介して接続されており、
   当該流路切替手段によって第１頂部側流路とタンク接続流路との導通状態を調整可能であり、
   前記タンク接続流路に第２頂部側流路が接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の貯留型熱源システム。
4. 第２頂部側流路が、第２液体流路、頂部側接続流路、あるいは、第２液体流路と頂部側接続流路とを繋ぐ配管の中途に接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の貯留型熱源システム。
5. タンク接続流路と流路切替手段と、第２頂部側分岐流路とを有し、
   第１頂部側流路の中途にタンク接続流路が流路切替手段を介して接続されており、
   当該流路切替手段によって第１頂部側流路とタンク接続流路との導通状態を調整可能であり、
   前記タンク接続流路に第２頂部側流路が接続されており、
   前記第２頂部側分岐流路が、第２頂部側流路の中途で分岐された流路であり、第２液体流路、頂部側接続流路、あるいは、第２液体流路と頂部側接続流路とを繋ぐ配管の中途に接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の貯留型熱源システム。

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