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JP7601182B2 - Hot water production system - Google Patents
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JP7601182B2 JP2023187836A JP2023187836A JP7601182B2 JP 7601182 B2 JP7601182 B2 JP 7601182B2 JP 2023187836 A JP2023187836 A JP 2023187836A JP 2023187836 A JP2023187836 A JP 2023187836A JP 7601182 B2 JP7601182 B2 JP 7601182B2
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Description

本発明は、温水製造システムに関するものである。 The present invention relates to a hot water production system.

従来、温水製造システムが知られている。例えば特許文献1には、食品等のワークを温水洗浄または温水殺菌するために、ヒートポンプを用いて温水を製造するシステムが示されている。 Conventionally, hot water production systems are known. For example, Patent Document 1 shows a system that uses a heat pump to produce hot water for hot water cleaning or hot water sterilization of workpieces such as food.

特開2009-133522号公報JP 2009-133522 A

現在、工場・事業場の多くでは、代表的な温室効果ガスであるCOの排出量削減を目的として、化石燃料から脱却する「脱炭素」への取り組みが進められている。そこで、特許文献1に示されるように、温水を製造するシステムとして、ヒートポンプを用いたシステムを採用することが増えてきている。しかしながら、ヒートポンプは、出湯温度が低ければCOP(エネルギー消費効率)は高く、CO排出量の削減効果も高いが、出湯温度を高めて使用する場合は、COPは低くなり、CO排出量の削減効果も低下するという特性がある。また、出湯温度を高めて使用する場合は、COPが低いため、ランニングコストも高くなる。 Currently, many factories and businesses are working on "decarbonization" to move away from fossil fuels in order to reduce emissions of CO2, a typical greenhouse gas. Therefore, as shown in Patent Document 1, systems using heat pumps are increasingly being adopted as systems for producing hot water. However, heat pumps have the characteristic that, if the hot water outlet temperature is low, the COP (coefficient of performance) is high and the effect of reducing CO2 emissions is also high, but if the hot water outlet temperature is increased, the COP becomes low and the effect of reducing CO2 emissions also decreases. In addition, if the hot water outlet temperature is increased, the running costs also increase because the COP is low.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、出湯温度を高めた場合であっても、CO排出量の削減効果が高く、ランニングコストも削減できる温水製造システムを提供することにある。 The present invention has been made in consideration of the above problems, and an object of the present invention is to provide a hot water production system that is highly effective in reducing CO2 emissions and can reduce running costs even when the outlet hot water temperature is increased.

本発明は、用水をヒートポンプ式給湯器(例えば、ヒートポンプ式給湯システム10の給湯器)に貫流させながら目標給湯温度まで加温する第1加温手段(例えば、第1加温手段2)と、前記第1加温手段で前記目標給湯温度まで加温された用水を蒸気ボイラ(例えば、蒸気ボイラ装置30)で発生させた蒸気であって、目標蒸気圧力に調整された蒸気と間接熱交換させて、前記目標給湯温度よりも高く設定された目標出湯温度まで昇温する第2加温手段(例えば、第2加温手段3)と、前記第1加温手段および前記第2加温手段を制御する制御手段と、を備え、前記第2加温手段は、前記給湯器で加温された温水と前記蒸気ボイラで発生させた蒸気とを間接熱交換させる昇温用熱交換器(例えば、昇温用熱交換器210、第2昇温用熱交換器220)と、前記昇温用熱交換器で加温された温水を貯留する温水タンク(例えば、温水タンク40)と、前記温水タンク内の温水の温度を検出する貯湯温度センサ(例えば、貯湯温度センサ41)と、を有し、前記制御手段は、前記貯湯温度センサの検出温度が前記設定された目標出湯温度となるように、前記給湯器と前記蒸気ボイラの出力分担を調整する温水製造システムに関する。 The present invention provides a water heater comprising: a first heating means (e.g., first heating means 2) for heating water to a target hot water supply temperature while passing the water through a heat pump water heater (e.g., a water heater of a heat pump water heater system 10); a second heating means (e.g., second heating means 3) for indirect heat exchange between the water heated to the target hot water supply temperature by the first heating means and steam generated by a steam boiler (e.g., a steam boiler device 30) and adjusted to a target steam pressure, and for raising the temperature of the water to a target hot water outlet temperature that is set higher than the target hot water supply temperature; and a control means for controlling the first heating means and the second heating means. The second heating means includes a heating heat exchanger (e.g., heating heat exchanger 210, second heating heat exchanger 220) that indirectly exchanges heat between the hot water heated by the water heater and the steam generated in the steam boiler, a hot water tank (e.g., hot water tank 40) that stores the hot water heated by the heating heat exchanger, and a hot water storage temperature sensor (e.g., hot water storage temperature sensor 41) that detects the temperature of the hot water in the hot water tank, and the control means relates to a hot water production system that adjusts the output sharing between the water heater and the steam boiler so that the detected temperature of the hot water storage temperature sensor becomes the set target hot water outlet temperature.

また、前記第2加温手段は、前記蒸気ボイラで発生させた蒸気を集合させる蒸気ヘッダ(例えば、蒸気ヘッダ51)と、前記蒸気ヘッダからの蒸気の供給量を調整する昇温用給蒸弁(例えば、昇温用給蒸弁54)と、を有し、前記制御手段は、前記蒸気ヘッダのヘッダ圧力が前記目標蒸気圧力となるように、前記蒸気ボイラを制御するボイラ制御部(例えば、ボイラ制御部120)と、前記貯湯温度センサの検出温度が前記設定された目標出湯温度となるように、前記昇温用給蒸弁を制御する給蒸制御部(例えば、給蒸制御部130)と、を有することが好ましい。 In addition, it is preferable that the second heating means has a steam header (e.g., steam header 51) that collects steam generated in the steam boiler, and a heating steam supply valve (e.g., heating steam supply valve 54) that adjusts the amount of steam supplied from the steam header, and that the control means has a boiler control unit (e.g., boiler control unit 120) that controls the steam boiler so that the header pressure of the steam header becomes the target steam pressure, and a steam supply control unit (e.g., steam supply control unit 130) that controls the heating steam supply valve so that the detected temperature of the hot water temperature sensor becomes the set target hot water outlet temperature.

また、前記第2加温手段は、前記温水タンク内の水位を検出する第1水位センサ(例えば、第1水位センサ42)と、前記昇温用熱交換器に前記蒸気ボイラで発生させた蒸気を供給する昇温用給蒸ライン(例えば、昇温用給蒸ラインL2)と、前記昇温用給蒸ラインに設けられた昇温用給蒸弁(例えば、昇温用給蒸弁54)と、を備え、前記第1加温手段は、前記給湯器に用水を供給する給水ラインと、前記給湯器で加温された温水を前記昇温用熱交換器に供給する給湯ラインと、前記給湯ラインを流通する温水の給湯温度を検出する給湯温度センサと、を備え、前記制御手段は、前記温水タンク内の水位下降時に前記第1水位センサの検出水位が第1設定水位を下回ると、前記給水ラインを介する用水の供給および前記給湯ラインを介する温水の供給を開始し、前記温水タンク内の水位上昇時に前記第1水位センサの検出水位が前記第1設定水位よりも上位の第2設定水位を上回ると、前記給水ラインを介する用水の供給および前記給湯ラインを介する温水の供給を停止し、用水の供給を実行している状態において、前記給湯温度センサの検出温度が前記目標給湯温度になるように前記給湯器を制御し、前記貯湯温度センサの検出温度が前記目標出湯温度になるように前記昇温用給蒸弁の開度を制御することが好ましい。 The second heating means includes a first water level sensor (e.g., first water level sensor 42) that detects the water level in the hot water tank, a heating steam supply line (e.g., heating steam supply line L2) that supplies steam generated by the steam boiler to the heating heat exchanger, and a heating steam supply valve (e.g., heating steam supply valve 54) provided in the heating steam supply line, and the first heating means includes a water supply line that supplies water to the water heater, a hot water supply line that supplies hot water heated by the water heater to the heating heat exchanger, and a hot water supply temperature sensor that detects the hot water supply temperature of the hot water circulating through the hot water supply line, and the control means detects a water level in the hot water tank when the water level in the hot water tank drops. When the water level detected by the first water level sensor falls below a first set water level, the supply of service water via the water supply line and the supply of hot water via the hot water supply line are started, and when the water level detected by the first water level sensor rises above a second set water level that is higher than the first set water level, the supply of service water via the water supply line and the supply of hot water via the hot water supply line are stopped, and when the supply of service water is being performed, it is preferable to control the water heater so that the temperature detected by the hot water supply temperature sensor becomes the target hot water supply temperature, and to control the opening of the heating steam valve so that the temperature detected by the hot water storage temperature sensor becomes the target hot water outlet temperature.

また、前記温水タンクに前記給湯器を介さずに用水を供給するバイパス給水ライン(例えば、バイパス給水ラインL5)と、前記バイパス給水ラインに設けられたバイパス給水弁(例えば、バイパス給水弁62)と、前記温水タンクに前記蒸気ボイラで発生させた蒸気を供給するバックアップ給蒸ライン(例えば、バックアップ給蒸ラインL12)と、前記バックアップ給蒸ラインに設けられたバックアップ給蒸弁(例えば、バックアップ給蒸弁212)と、を備え、前記制御手段は、前記温水タンク内の水位下降時に前記第1水位センサの検出水位が前記第1設定水位よりも下位の第3設定水位を下回ると、前記バイパス給水弁を開放するとともに、前記貯湯温度センサの検出温度が前記目標出湯温度になるように前記昇温用給蒸弁および前記バックアップ給蒸弁の開度を制御し、前記温水タンク内の水位上昇時に前記第1水位センサの検出水位が前記第3設定水位よりも上位の第4設定水位を上回ると、前記バイパス給水弁を閉鎖することが好ましい。 The system further includes a bypass water supply line (e.g., bypass water supply line L5) that supplies water to the hot water tank without passing through the water heater, a bypass water supply valve (e.g., bypass water supply valve 62) provided on the bypass water supply line, a backup steam supply line (e.g., backup steam supply line L12) that supplies steam generated by the steam boiler to the hot water tank, and a backup steam supply valve (e.g., backup steam supply valve 212) provided on the backup steam supply line, and the control means preferably opens the bypass water supply valve when the water level detected by the first water level sensor falls below a third set water level that is lower than the first set water level when the water level in the hot water tank falls, and controls the opening of the heating steam supply valve and the backup steam supply valve so that the temperature detected by the hot water storage temperature sensor becomes the target hot water outlet temperature, and closes the bypass water supply valve when the water level detected by the first water level sensor exceeds a fourth set water level that is higher than the third set water level when the water level in the hot water tank rises.

また、前記バックアップ給蒸弁の開度を制御する温度帯は、前記昇温用給蒸弁の開度を制御する温度帯よりも低い温度帯であることが好ましい。 Furthermore, it is preferable that the temperature zone for controlling the opening degree of the backup steam supply valve is a lower temperature zone than the temperature zone for controlling the opening degree of the heating steam supply valve.

また、前記温水タンクに前記給湯器を介さずに用水を供給するバイパス給水ラインと、前記バイパス給水ラインに設けられたバイパス給水弁と、前記温水タンクに貯留された温水が循環される循環ライン(例えば、貯留水循環ラインL13)と、前記循環ラインを流通する温水と蒸気とを間接熱交換させる補助熱交換器と、前記補助熱交換器から前記温水タンクに還流する温水の温度を検出する還流温度センサ(例えば、還流温度センサ222)と、を備え、前記昇温用給蒸ラインは、前記昇温用熱交換器および前記補助熱交換器に前記蒸気ボイラで発生させた蒸気を供給し、前記制御手段は、前記温水タンク内の水位下降時に前記第1水位センサの検出水位が前記第1設定水位よりも下位の第3設定水位を下回ると、前記バイパス給水弁を開放するとともに、前記還流温度センサの検出温度が前記目標出湯温度になるように、前記昇温用給蒸弁の開度を制御し、前記温水タンク内の水位上昇時に前記第1水位センサの検出水位が前記第3設定水位よりも上位の第4設定水位を上回ると、前記バイパス給水弁を閉鎖することが好ましい。 The system further includes a bypass water supply line that supplies water to the hot water tank without passing through the water heater, a bypass water supply valve provided on the bypass water supply line, a circulation line (e.g., stored water circulation line L13) through which the hot water stored in the hot water tank is circulated, an auxiliary heat exchanger that performs indirect heat exchange between the hot water flowing through the circulation line and steam, and a return temperature sensor (e.g., return temperature sensor 222) that detects the temperature of the hot water returning from the auxiliary heat exchanger to the hot water tank. The heating steam supply line is connected to the heating heat exchanger and the auxiliary heat exchanger. Steam generated by the steam boiler is supplied to the auxiliary heat exchanger, and the control means opens the bypass water supply valve when the water level detected by the first water level sensor falls below a third set water level that is lower than the first set water level when the water level in the hot water tank falls, and controls the opening of the heating steam supply valve so that the temperature detected by the return temperature sensor becomes the target hot water outlet temperature, and preferably closes the bypass water supply valve when the water level detected by the first water level sensor exceeds a fourth set water level that is higher than the third set water level when the water level in the hot water tank rises.

また、前記昇温用給蒸ラインは、前記蒸気ボイラで発生させた蒸気を前記補助熱交換器に流通させた後、前記昇温用熱交換器に流通させることが好ましい。 In addition, it is preferable that the heating steam supply line circulates the steam generated in the steam boiler through the auxiliary heat exchanger, and then through the heating heat exchanger.

また、前記温水タンクに前記給湯器を介さずに用水を供給するバイパス給水ラインと、前記バイパス給水ラインに設けられたバイパス給水弁と、前記バイパス給水ラインを流通する用水と蒸気とを間接熱交換させる予熱用熱交換器(例えば、予熱用熱交換器75)と、前記予熱用熱交換器に前記蒸気ボイラで発生させた蒸気を供給する予熱用給蒸ライン(例えば、予熱用給蒸ラインL10)と、前記予熱用給蒸ラインに設けられた予熱用給蒸弁(例えば、予熱用給蒸弁76)と、を備え、前記制御手段は、前記温水タンク内の水位下降時に前記第1水位センサの検出水位が前記第1設定水位よりも下位の第3設定水位を下回ると、前記バイパス給水弁を開放するとともに、前記予熱用給蒸弁を開放し、前記温水タンク内の水位上昇時に前記第1水位センサの検出水位が前記第3設定水位よりも上位の第4設定水位を上回ると、前記バイパス給水弁を閉鎖することが好ましい。 In addition, a bypass water supply line that supplies water to the hot water tank without passing through the water heater, a bypass water supply valve provided on the bypass water supply line, a preheating heat exchanger (e.g., preheating heat exchanger 75) that indirectly exchanges heat between the water flowing through the bypass water supply line and steam, a preheating steam supply line (e.g., preheating steam supply line L10) that supplies steam generated by the steam boiler to the preheating heat exchanger, and a preheating steam supply valve provided on the preheating steam supply line. and a steam valve (e.g., a preheating steam supply valve 76), and the control means preferably opens the bypass water supply valve and the preheating steam supply valve when the water level detected by the first water level sensor falls below a third set water level that is lower than the first set water level when the water level in the hot water tank falls, and closes the bypass water supply valve when the water level detected by the first water level sensor rises above a fourth set water level that is higher than the third set water level when the water level in the hot water tank rises.

また、前記第1加温手段は、複数の前記給湯器(例えば、給湯器11、12、13)を含み、前記温水タンクには、前記給湯器の運転台数を変更するための複数段階の水位閾値が設定され、前記制御手段は、前記温水タンク内の水位下降時は、前記第1水位センサの検出水位が前記水位閾値を1段階下回るたびに前記給湯器の運転台数を1台ずつ増加させる台数制御を実行し、前記温水タンク内の水位上昇時は、前記第1水位センサの検出水位が前記水位閾値を1段階上回るたびに前記給湯器の運転台数を1台ずつ減少させる台数制御を実行することが好ましい。 Furthermore, it is preferable that the first heating means includes a plurality of the water heaters (e.g., water heaters 11, 12, 13), the hot water tank is set with a plurality of water level thresholds for changing the number of the water heaters in operation, and the control means executes a number control to increase the number of the water heaters in operation by one each time the water level detected by the first water level sensor falls below the water level threshold by one step when the water level in the hot water tank falls, and executes a number control to decrease the number of the water heaters in operation by one each time the water level detected by the first water level sensor rises above the water level threshold by one step when the water level in the hot water tank rises.

また、前記第1加温手段は、複数の前記給湯器(例えば、給湯器11、12、13)を含み、前記温水タンクには、前記給湯器の運転台数および/または目標給湯温度を変更するための複数段階の水位閾値が設定され、前記給湯器は、第1温度よりも高く前記目標出湯温度よりも低い温度範囲で複数段階の目標給湯温度を切り替え可能とされ、前記制御手段は、前記給湯器の目標給湯温度を前記第1温度に設定した状態で運転中、前記第1水位センサの検出水位が前記水位閾値を1段階上回ると、前記給湯器の運転台数を維持したまま前記給湯器の目標給湯温度を1段階上昇させる制御を実行し、前記給湯器の目標給湯温度を1段階以上上昇させた状態で運転中、前記第1水位センサの検出水位が前記水位閾値を1段階上回ると、前記給湯器の運転台数を1台減少させると同時に、前記目標給湯温度を前記第1温度に戻す制御、または前記給湯器の運転台数を維持したまま、前記給湯器の目標給湯温度をさらに1段階上昇させる制御を実行し、前記給湯器の目標給湯温度を前記第1温度に設定した状態で運転中、前記第1水位センサの検出水位が前記水位閾値を1段階下回ると、前記給湯器の運転台数を1台増加させると同時に、前記給湯器の目標給湯温度を1段階以上上昇させる制御を実行し、前記給湯器の目標給湯温度を1段階以上上昇させた状態で運転中、前記第1水位センサの検出水位が前記水位閾値を1段階下回ると、前記給湯器の運転台数を維持したまま前記給湯器の目標給湯温度を1段階下降させる制御を実行することが好ましい。 Further, the first heating means includes a plurality of the water heaters (e.g., water heaters 11, 12, 13), the hot water tank is set with a plurality of water level thresholds for changing the number of the water heaters in operation and/or the target hot water temperature, the water heaters are capable of switching between a plurality of target hot water temperatures in a temperature range higher than a first temperature and lower than the target hot water outlet temperature, and the control means executes control to raise the target hot water temperature of the water heater by one step while maintaining the number of the water heaters in operation when the water level detected by the first water level sensor exceeds the water level threshold by one step during operation with the target hot water temperature of the water heater set to the first temperature, and executes control to raise the target hot water temperature of the water heater by one step while maintaining the number of the water heaters in operation when the water level detected by the first water level sensor exceeds the water level threshold by one step during operation with the target hot water temperature of the water heater increased by one step or more. and, while decreasing the number of operating water heaters by one, control is executed to return the target hot water temperature to the first temperature, or while maintaining the number of operating water heaters, control is executed to further increase the target hot water temperature of the water heater by one step, and while operating with the target hot water temperature of the water heater set to the first temperature, when the water level detected by the first water level sensor falls one step below the water level threshold, control is executed to increase the number of operating water heaters by one and simultaneously increase the target hot water temperature of the water heater by one or more steps, and while operating with the target hot water temperature of the water heater increased by one or more steps, when the water level detected by the first water level sensor falls one step below the water level threshold, control is executed to decrease the target hot water temperature of the water heater by one step while maintaining the number of operating water heaters.

また、前記給湯器に供給する用水および/または前記蒸気ボイラに供給する給水を貯留する給水タンク(例えば、給水タンク60)と、前記給湯器から供給される温水の供給先を前記温水タンクまたは前記給水タンクに切り替える切替手段(例えば、切替手段80)と、を備えることが好ましい。 It is also preferable to provide a water supply tank (e.g., water supply tank 60) for storing water to be supplied to the water heater and/or water to be supplied to the steam boiler, and a switching means (e.g., switching means 80) for switching the destination of the hot water supplied from the water heater to the hot water tank or the water supply tank.

また、前記第1加温手段は、複数の前記給湯器(例えば、給湯器11、12、13)を含み、前記温水タンクには、前記給湯器の給湯台数を変更するための複数段階の水位閾値が設定され、前記制御手段は、前記温水タンク内の水位下降時は、前記第1水位センサの検出水位が前記水位閾値を1段階下回るたびに前記温水タンクに対する前記給湯器の給湯台数を1台ずつ増加させると同時に、前記給水タンクに対する前記給湯器の給湯台数を1台ずつ減少させるように前記切替手段を制御し、前記温水タンク内の水位上昇時は、前記第1水位センサの検出水位が前記水位閾値を1段階上回るたびに前記温水タンクに対する前記給湯器の給湯台数を1台ずつ減少させると同時に、前記給水タンクに対する前記給湯器の給湯台数を1台ずつ増加させるように前記切替手段を制御することが好ましい。 Furthermore, it is preferable that the first heating means includes a plurality of the water heaters (e.g., water heaters 11, 12, 13), the hot water tank is set with a plurality of water level thresholds for changing the number of hot water heaters, and the control means controls the switching means to increase the number of hot water heaters for the hot water tank by one each time the water level detected by the first water level sensor falls below the water level threshold by one step when the water level in the hot water tank falls, and to simultaneously decrease the number of hot water heaters for the water supply tank by one each time, and to control the switching means to decrease the number of hot water heaters for the hot water tank by one each time the water level detected by the first water level sensor exceeds the water level threshold by one step when the water level in the hot water tank rises, and to simultaneously increase the number of hot water heaters for the water supply tank by one each time.

また、前記給水タンクの水位を検出する第2水位センサを備え、前記制御手段は、前記第2水位センサの検出水位が給水停止水位になると前記給水タンクに給湯中の前記給湯器を停止させ、検出水位が給水開始水位になると停止中の前記給湯器を運転することが好ましい。 It is also preferable to provide a second water level sensor that detects the water level of the water supply tank, and the control means stops the water heater that is supplying hot water to the water supply tank when the water level detected by the second water level sensor reaches the water supply stop water level, and operates the water heater that is stopped when the detected water level reaches the water supply start water level.

また、前記給湯器に供給する用水および/または前記蒸気ボイラに供給する給水を貯留する給水タンクと、前記昇温用熱交換器で発生した蒸気ドレンを前記給水タンクに回収するドレン回収ラインと、を備えることが好ましい。 It is also preferable to provide a water supply tank for storing water to be supplied to the water heater and/or water to be supplied to the steam boiler, and a drain recovery line for recovering steam drain generated in the heating heat exchanger in the water supply tank.

また、本発明は、用水をヒートポンプ式給湯器に貫流させながら目標給湯温度まで加温する第1加温工程と、前記第1加温工程で前記目標給湯温度まで加温された用水を蒸気ボイラで発生させた蒸気であって、目標蒸気圧力に調整された蒸気と間接熱交換させて、前記目標給湯温度よりも高く設定された目標出湯温度まで昇温する第2加温工程と、を含み、前記第2加温工程は、前記給湯器で加温された温水と前記蒸気ボイラで発生させた蒸気とを昇温用熱交換器で間接熱交換して加温された温水を温水タンクに貯留するとともに、前記温水タンク内の温水の温度を貯湯温度センサで検出し、前記第1加温工程および前記第2加温工程の実行時に、前記貯湯温度センサの検出温度が前記設定された目標出湯温度となるように、前記給湯器と前記蒸気ボイラの出力分担を調整する温水製造方法に関する。 The present invention also relates to a hot water production method including a first heating step of heating water to a target hot water temperature while flowing it through a heat pump water heater, and a second heating step of indirectly exchanging the water heated to the target hot water temperature in the first heating step with steam generated in a steam boiler, the steam being adjusted to a target steam pressure, to heat the water to a target hot water outlet temperature that is set higher than the target hot water temperature , wherein the second heating step indirectly heat exchanges the hot water heated by the water heater with the steam generated in the steam boiler in a heating heat exchanger, stores the heated water in a hot water tank, detects the temperature of the hot water in the hot water tank with a hot water storage temperature sensor, and adjusts the output share of the water heater and the steam boiler so that the detected temperature of the hot water storage temperature sensor becomes the set target hot water outlet temperature when the first heating step and the second heating step are performed.

本発明によれば、出湯温度を高めた場合であっても、CO排出量の削減効果が高く、ランニングコストも削減することが可能な温水製造システムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a hot water producing system that is highly effective in reducing CO 2 emissions and is also capable of reducing running costs, even when the outlet hot water temperature is increased.

本発明の第1実施形態の温水製造システムを示す概略図である。1 is a schematic diagram showing a hot water producing system according to a first embodiment of the present invention; 上記実施形態の給湯器のヒートポンプ回路を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a heat pump circuit of the water heater of the embodiment. 上記実施形態の制御部の構成を示す機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram showing a configuration of a control unit in the embodiment. 上記実施形態の貯湯制御の内容を説明するための概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the hot water storage control of the embodiment. 上記実施形態の貯湯制御における、給湯器の運転台数および補給水総量を模式的に示した図である。A diagram showing the number of operating water heaters and the total amount of make-up water in the hot water storage control of the above embodiment. 図5示される貯湯制御の変形例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a modified example of the hot water storage control shown in FIG. 5 . 加温手段として蒸気ボイラ装置からの蒸気のみを用いて温水製造システムを構築した第1の比較例を示す模式的な図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a first comparative example in which a hot water production system is constructed using only steam from a steam boiler device as a heating means. 加温手段としてヒートポンプ式給湯システムのみを用いて温水製造システムを構築した第2の比較例を示す模式的な図である。FIG. 11 is a schematic diagram showing a second comparative example in which a hot water production system is constructed using only a heat pump hot water supply system as a heating means. 上記実施形態の温水製造システムを示す模式的な図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing the hot water producing system of the embodiment. 上記実施形態の効果を示すグラフである。6 is a graph showing the effects of the above embodiment. 本発明の第2実施形態の温水製造システムを示す概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing a hot water producing system according to a second embodiment of the present invention. 本発明の第3実施形態の温水製造システムを示す概略図である。FIG. 11 is a schematic diagram showing a hot water producing system according to a third embodiment of the present invention. 本発明の第4実施形態の温水製造システムを示す概略図である。FIG. 11 is a schematic diagram showing a hot water producing system according to a fourth embodiment of the present invention. 本発明の第5実施形態の温水製造システムを示す概略図である。FIG. 13 is a schematic diagram showing a hot water producing system according to a fifth embodiment of the present invention. 上記実施形態の貯湯温度制御の内容を説明するための概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the contents of the hot water temperature control in the embodiment.

<第1実施形態>
以下、本発明の第1実施形態に係る温水製造システム1について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書における「ライン」とは、流路、経路、管路等の流体の流通が可能なラインの総称である。
First Embodiment
Hereinafter, a hot water producing system 1 according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In this specification, the term "line" is a general term for a line, such as a flow path, a pathway, or a pipe, through which a fluid can flow.

図1は、本実施形態の温水製造システム1を示す概略図である。
本実施形態の温水製造システム1は、用水W1をヒートポンプ式給湯器の凝縮器に貫流(一過流通)させながら第1温度まで加温する第1加温手段2と、第1加温手段2で加温された用水W1を蒸気ボイラで発生させた蒸気Sと間接熱交換させて第1温度よりも高い第2温度まで昇温する第2加温手段3と、を備える。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a hot water producing system 1 of the present embodiment.
The hot water production system 1 of this embodiment comprises a first heating means 2 that heats water W1 to a first temperature by flowing it through (passing it once) through a condenser of a heat pump water heater, and a second heating means 3 that indirectly exchanges heat with the water W1 heated by the first heating means 2 and steam S generated in a steam boiler to heat the water W1 to a second temperature higher than the first temperature.

第1加温手段2は、ヒートポンプ式給湯システム10により構成されており、複数のヒートポンプ式給湯器、本実施形態においては、第1ヒートポンプ式給湯器11、第2ヒートポンプ式給湯器12、第3ヒートポンプ式給湯器13(以下、第1給湯器11、第2給湯器12、第3給湯器13ともいう)を備えている。ヒートポンプ式給湯器11、12、13(以下、給湯器11、12、13ともいう)はそれぞれ、好適には電気駆動の冷媒圧縮機を有し、後述の給水タンク60から供給された用水W1をヒートポンプ式給湯システム10の凝縮器に流通させて第1温度、例えば50~70℃に加温する。 The first heating means 2 is composed of a heat pump type hot water system 10 and includes a plurality of heat pump type hot water heaters, in this embodiment, a first heat pump type hot water heater 11, a second heat pump type hot water heater 12, and a third heat pump type hot water heater 13 (hereinafter also referred to as the first hot water heater 11, the second hot water heater 12, and the third hot water heater 13). Each of the heat pump type hot water heaters 11, 12, and 13 (hereinafter also referred to as the hot water heaters 11, 12, and 13) preferably has an electrically driven refrigerant compressor, and heats the water W1 supplied from a water supply tank 60 described below to a first temperature, for example, 50 to 70°C, by circulating it through the condenser of the heat pump type hot water system 10.

ここで、複数の給湯器11、12、13はいずれも同じ構成であり、いずれの給湯器もヒートポンプ回路90を有する。そこで、これらを代表して、第1給湯器11のヒートポンプ回路90について説明する。
図2に示されるように、第1給湯器11のヒートポンプ回路90は、冷媒圧縮機91と、凝縮器92と、膨張弁93と、蒸発器94を備える。これらの冷媒圧縮機91と、凝縮器92と、膨張弁93と、蒸発器94は、冷媒循環ラインL7によって順次環状に接続されており、これによりヒートポンプ回路90が形成されている。
Here, the multiple water heaters 11, 12, 13 all have the same configuration, and each of the water heaters has a heat pump circuit 90. Therefore, the heat pump circuit 90 of the first water heater 11 will be described as a representative of these.
2, the heat pump circuit 90 of the first hot water heater 11 includes a refrigerant compressor 91, a condenser 92, an expansion valve 93, and an evaporator 94. The refrigerant compressor 91, the condenser 92, the expansion valve 93, and the evaporator 94 are connected in sequence in a ring shape by a refrigerant circulation line L7, thereby forming the heat pump circuit 90.

電気駆動の冷媒圧縮機91は、駆動源としてのモータ95を有しており、フロンガス等のガス状の冷媒Rを圧縮して高温高圧の冷媒にする。凝縮器92は、冷媒圧縮機91からの冷媒Rを凝縮液化する。膨張弁93は、凝縮器92から送られた冷媒Rを通過させることで、冷媒Rの圧力と温度とを低下させる。蒸発器94は、熱源水供給ラインL8を通じて送られてくる熱源水W8を熱源として、膨張弁93から送られる冷媒Rを蒸発させる。なお、図1においては、熱源水供給ラインL8は図示を省略している。 The electrically driven refrigerant compressor 91 has a motor 95 as a drive source, and compresses gaseous refrigerant R such as fluorocarbon gas into a high-temperature, high-pressure refrigerant. The condenser 92 condenses and liquefies the refrigerant R from the refrigerant compressor 91. The expansion valve 93 reduces the pressure and temperature of the refrigerant R by passing the refrigerant R sent from the condenser 92. The evaporator 94 evaporates the refrigerant R sent from the expansion valve 93 using the heat source water W8 sent through the heat source water supply line L8 as a heat source. Note that the heat source water supply line L8 is not shown in FIG. 1.

ヒートポンプ回路90の熱源としては、廃温水等の熱源水に限らず、工場設備からの排気ガス(燃焼ガスや排蒸気等)、廃熱を含んだ冷却用空気、廃熱を含まない外気等の各種熱源ガスを用いることが可能である。
なお、蒸発器の構造として、伝熱面が外部に露出されている場合、熱源ガスはファンにより伝熱面に供給(例えば、大気の通風)される。また、蒸発器の構造として、伝熱面が閉鎖空間(例えば、シェル)内に存在している場合、熱源ガスはブロワにより伝熱面に供給される。
The heat source for the heat pump circuit 90 is not limited to heat source water such as waste hot water, but various heat source gases can be used, such as exhaust gas (combustion gas, exhaust steam, etc.) from factory equipment, cooling air containing waste heat, and outside air not containing waste heat.
In the case where the evaporator is structured such that the heat transfer surface is exposed to the outside, the heat source gas is supplied to the heat transfer surface by a fan (e.g., air ventilation). In the case where the evaporator is structured such that the heat transfer surface is present in a closed space (e.g., a shell), the heat source gas is supplied to the heat transfer surface by a blower.

このように、第1給湯器11のヒートポンプ回路90は、蒸発器94において、冷媒Rが外部から熱を奪って気化する一方、凝縮器92において、冷媒Rが外部へ放熱して凝縮している。このような原理を利用して、第1給湯器11のヒートポンプ回路90は、蒸発器94において、熱源水W8から熱をくみ上げ、凝縮器92において、ヒートポンプ給水ラインL3からの用水W1を加温する。そして、凝縮器92を通過することにより加温されて温水となった用水W1は、給湯ラインL1を通じて、第2加温手段3に供給される。 In this way, in the heat pump circuit 90 of the first water heater 11, the refrigerant R absorbs heat from the outside and vaporizes in the evaporator 94, while the refrigerant R radiates heat to the outside and condenses in the condenser 92. Using this principle, the heat pump circuit 90 of the first water heater 11 pumps heat from the heat source water W8 in the evaporator 94, and heats the water W1 from the heat pump water supply line L3 in the condenser 92. The water W1, which has been heated by passing through the condenser 92 and turned into hot water, is then supplied to the second heating means 3 through the hot water supply line L1.

なお、この第1給湯器11のヒートポンプ回路90は、冷媒Rの過熱度(冷媒圧縮機91の入口冷媒温度)が一定になるように、あるいは冷媒Rの過冷却度(膨張弁93の入口冷媒温度)が一定になるように、膨張弁93の開度が調整される。 In addition, in the heat pump circuit 90 of the first hot water heater 11, the opening degree of the expansion valve 93 is adjusted so that the degree of superheating of the refrigerant R (the inlet refrigerant temperature of the refrigerant compressor 91) is constant, or the degree of subcooling of the refrigerant R (the inlet refrigerant temperature of the expansion valve 93) is constant.

また、この第1給湯器11のヒートポンプ回路90は、その出力が変更可能となっていてもよい。例えば、インバータ制御により、冷媒圧縮機91のモータ95の回転数を変更できるように構成してもよい。 The heat pump circuit 90 of the first hot water heater 11 may be configured so that its output can be changed. For example, the rotation speed of the motor 95 of the refrigerant compressor 91 may be changed by inverter control.

図1に示されるように、各給湯器11、12、13には、各給湯器11、12、13からの給湯温度を検出する給湯温度センサ14、15、16が設けられている。なお、給湯温度センサ14、15、16は、実質的に給湯器11、12、13に設けられていればよく、給湯器11、12、13内に設けてもよいし、給湯器11、12、13の下流側における、合流前の給湯ラインL1に設けてもよい。 As shown in FIG. 1, each water heater 11, 12, 13 is provided with a water supply temperature sensor 14, 15, 16 that detects the water supply temperature from each water heater 11, 12, 13. Note that the water supply temperature sensor 14, 15, 16 may be provided in the water heater 11, 12, 13, or may be provided in the water supply line L1 downstream of the water heater 11, 12, 13 before the junction.

複数の給湯器11、12、13により加温されて温水となった用水W1(以下、温水W1ともいう)は、給湯ラインL1によって合流した後、第2加温手段3によってさらに加温されて、後述の温水タンク40に供給される。 The hot water W1 (hereafter also referred to as hot water W1) that has been heated by multiple water heaters 11, 12, and 13 is merged into hot water by the hot water supply line L1, and is then further heated by the second heating means 3 and supplied to the hot water tank 40 described below.

次に、第2加温手段3について説明する。第2加温手段3は、蒸気ボイラ装置30と、昇温用熱交換器210と、蒸気ボイラ装置30で発生させた蒸気Sを昇温用熱交換器210に供給する昇温用給蒸ラインL2と、を備える。
蒸気ボイラ装置30は、好適にはガス燃焼または油燃焼のバーナを有する蒸気ボイラであり、例えば、蒸気Sを発生させる複数台の貫流ボイラ31により構成される。
第2加温手段3は、第1加温手段2で加温された用水W1を蒸気ボイラ装置30で発生させた蒸気Sを利用して第1温度よりも高い第2温度まで昇温する。
Next, a description will be given of the second heating means 3. The second heating means 3 includes a steam boiler device 30, a heating heat exchanger 210, and a heating steam supply line L2 that supplies the steam S generated by the steam boiler device 30 to the heating heat exchanger 210.
The steam boiler device 30 is preferably a steam boiler having a gas-fired or oil-fired burner, and is composed of, for example, a plurality of once-through boilers 31 that generate steam S.
The second heating means 3 uses steam S generated by the steam boiler device 30 to raise the temperature of the water W1 heated by the first heating means 2 to a second temperature higher than the first temperature.

昇温用給蒸ラインL2は、複数の貫流ボイラ31で発生した蒸気Sが集合する蒸気ヘッダ51と、複数の貫流ボイラ31と蒸気ヘッダ51とを連結する連結ライン52と、蒸気ヘッダ51に集合した蒸気Sを昇温用熱交換器210に供給する蒸気供給ライン53と、を備える。そして、蒸気供給ライン53には、昇温用給蒸弁54が設けられている。また、蒸気ヘッダ51には、ヘッダ圧を検出するための圧力計55が設けられている。 The heating steam supply line L2 includes a steam header 51 that collects the steam S generated in the multiple once-through boilers 31, a connection line 52 that connects the multiple once-through boilers 31 to the steam header 51, and a steam supply line 53 that supplies the steam S collected in the steam header 51 to the heating heat exchanger 210. The steam supply line 53 is provided with a heating steam supply valve 54. The steam header 51 is also provided with a pressure gauge 55 for detecting the header pressure.

給湯ラインL1には、上述の昇温用熱交換器210が設けられている。昇温用熱交換器210は間接熱交換器であり、第1加温手段2から送出され、給湯ラインL1を流通する温水W1と、蒸気供給ライン53を流通する蒸気ボイラ装置30からの蒸気Sとの間で間接熱交換を行う。これにより、第1加温手段2で第1の温度まで加温された温水W1は、昇温用熱交換器210によって第1温度よりも高い第2温度、例えば75~95℃に昇温される。この間接熱交換においては、蒸気Sの主に顕熱が利用される。
昇温用熱交換器210により加温された温水W1は、給湯ラインL1を通じて、温水タンク40に供給される。
The hot water supply line L1 is provided with the above-mentioned heating heat exchanger 210. The heating heat exchanger 210 is an indirect heat exchanger, and performs indirect heat exchange between the hot water W1 sent from the first heating means 2 and flowing through the hot water supply line L1, and the steam S from the steam boiler device 30 flowing through the steam supply line 53. As a result, the hot water W1 heated to a first temperature by the first heating means 2 is heated by the heating heat exchanger 210 to a second temperature higher than the first temperature, for example, 75 to 95°C. In this indirect heat exchange, mainly sensible heat of the steam S is utilized.
The hot water W1 heated by the heating heat exchanger 210 is supplied to the hot water tank 40 through a hot water supply line L1.

温水タンク40は、第2加温手段3から供給される温水W1を貯留する。
この温水タンク40は、貯留されている温水TW(以下、貯留水TWともいう)の温度を検知する貯湯温度センサ41と、貯留されている温水TWの水位WLを検知する第1水位センサ42を備える。
The hot water tank 40 stores the hot water W1 supplied from the second heating means 3 .
This hot water tank 40 is equipped with a stored hot water temperature sensor 41 that detects the temperature of the stored hot water TW (hereinafter also referred to as stored water TW), and a first water level sensor 42 that detects the water level WL of the stored hot water TW.

本実施形態の温水製造システム1は、用水を貯留する給水タンク60を備える。給水タンク60に貯留されている用水は、ヒートポンプ給水ラインL3を介して、給湯器11、12、13に供給される。 The hot water production system 1 of this embodiment includes a water supply tank 60 that stores water. The water stored in the water supply tank 60 is supplied to the water heaters 11, 12, and 13 via the heat pump water supply line L3.

各給湯器11、12、13には、各給湯器11、12、13に用水W1を供給するための給水ポンプ17、18、19が設けられている。なお、給水ポンプ17、18、19は、実質的に給湯器11、12、13に設けられていればよく、給湯器11、12、13内の用水ラインに設けてもよいし、各給湯器11、12、13に対応して分岐した後のヒートポンプ給水ラインL3に設けてもよい。 Each water heater 11, 12, 13 is provided with a water supply pump 17, 18, 19 for supplying water W1 to each water heater 11, 12, 13. Note that the water supply pumps 17, 18, 19 may be provided in the water supply lines in the water heaters 11, 12, 13, or in the heat pump water supply line L3 after branching off to correspond to each water heater 11, 12, 13.

給水ポンプ17、18、19はそれぞれ、例えばインバータ制御により回転数が調整されて駆動し、これにより、給湯器11、12、13への給水量が調整される。なお、各給湯器11、12、13に対応させて流量調整弁を設けて、流量調整弁の開度を制御することにより、給湯器11、12、13への給水量を調整する構成を採用してもよい。流量調整弁を設ける場合、給水ポンプ17、18、19は所定の回転数(駆動周波数一定)で駆動される。 Water supply pumps 17, 18, and 19 are driven with their rotation speed adjusted, for example, by inverter control, thereby adjusting the amount of water supplied to water heaters 11, 12, and 13. A configuration may be adopted in which a flow rate adjustment valve is provided for each water heater 11, 12, and 13, and the amount of water supplied to water heaters 11, 12, and 13 is adjusted by controlling the opening degree of the flow rate adjustment valve. When a flow rate adjustment valve is provided, water supply pumps 17, 18, and 19 are driven at a predetermined rotation rate (constant drive frequency).

給水タンク60に貯留されている用水は、ボイラ給水ラインL4を介して、ボイラ給水として蒸気ボイラ装置30に供給される。ボイラ給水ラインL4には、ボイラ給水ポンプ32が設けられている。ボイラ給水ポンプ32は、例えばインバータ制御により、蒸気ボイラ装置30への用水の給水量が調整されるように駆動する。なお、ボイラ給水ポンプ32は、複数台の貫流ボイラ31ごとに設けられていてもよく、蒸気ボイラ装置30内に設けられていてもよい。また、給水量の調整は、流量調整弁によるものとしてもよい。 The water stored in the water supply tank 60 is supplied to the steam boiler unit 30 as boiler feed water via the boiler feed water line L4. A boiler feed water pump 32 is provided on the boiler feed water line L4. The boiler feed water pump 32 is driven, for example, by inverter control, so as to adjust the amount of water supplied to the steam boiler unit 30. The boiler feed water pump 32 may be provided for each of the multiple once-through boilers 31, or may be provided within the steam boiler unit 30. The amount of water supplied may be adjusted by a flow control valve.

さらに、本実施形態の温水製造システム1は、給水タンク60に貯留されている用水を直接温水タンク40に供給するためのバイパス給水ラインL5を備える。バイパス給水ラインL5には、バイパス給水ポンプ61と、バイパス給水弁62が設けられている。このバイパス給水弁62を開くと、温水タンク40に給水タンク60に貯留されている用水が補給水として補給される。このとき、バイパス給水ラインL5を通じて、冷水のままの用水W5(以下、冷水W5ともいう)が温水タンク40内に供給される。 The hot water production system 1 of this embodiment further includes a bypass water supply line L5 for supplying the service water stored in the water supply tank 60 directly to the hot water tank 40. The bypass water supply line L5 is provided with a bypass water supply pump 61 and a bypass water supply valve 62. When the bypass water supply valve 62 is opened, the service water stored in the water supply tank 60 is replenished as make-up water to the hot water tank 40. At this time, cold water W5 (hereinafter also referred to as cold water W5) is supplied into the hot water tank 40 through the bypass water supply line L5.

本実施形態の温水製造システム1は、各種の制御を行うための制御部100を備える。図3は、制御部100の構成を示す機能ブロック図である。図3に示すように、制御部100は、給湯制御部110と、ボイラ制御部120と、給蒸制御部130と、貯湯制御部140と、を備える。 The hot water production system 1 of this embodiment includes a control unit 100 for performing various controls. FIG. 3 is a functional block diagram showing the configuration of the control unit 100. As shown in FIG. 3, the control unit 100 includes a hot water supply control unit 110, a boiler control unit 120, a steam supply control unit 130, and a hot water storage control unit 140.

なお、制御部100は、上述のように複数の機能ブロックにより構成されているが、各ブロックは必ずしも物理的に分かれている必要は無く、複数のブロックの機能を1つのCPUで実現できるように構成してもよい。また、制御部100は、制御対象機器の配置や配線を考慮するなどして、2つ以上に分かれていてもよい。例えば、給湯器やボイラの自立制御の観点からは、給湯制御部110の機能は、各給湯器のローカル制御部に組み込むのが好ましく、ボイラ制御部120の機能は、ボイラ群を制御対象とする台数制御盤に組み込むのが好ましい。 As described above, the control unit 100 is composed of multiple functional blocks, but each block does not necessarily need to be physically separate, and the functions of multiple blocks may be realized by a single CPU. The control unit 100 may also be divided into two or more parts, taking into consideration the placement and wiring of the devices to be controlled. For example, from the perspective of independent control of water heaters and boilers, it is preferable to incorporate the functions of the water heater control unit 110 into the local control unit of each water heater, and the functions of the boiler control unit 120 into a unit control panel that controls a group of boilers.

給湯制御部110は、ヒートポンプ式給湯システム10の制御を行う。より詳細には、給湯器11、12、13それぞれの運転の実行および停止等の動作に関する制御を行う。また、給湯制御部110は、給湯温度センサ14、15、16によって検出された検出温度に基づき、給水ポンプ17、18、19を制御して、給湯器11、12、13からの温水W1の給湯量を調整する。この給湯量の調整には、PIDアルゴリズムによるフィードバック制御を用いるのが好適である。
例えば、第1給湯器11について着目すると、給湯制御部110は、給湯温度センサ14によって検出された検出温度が、予め定められた目標給湯温度となるように、給水ポンプ17の回転数を制御して給湯量を調整する。第2給湯器12、第3給湯器13の制御についても同様である。
なお、各給湯器11、12、13に対応させて流量調整弁を設けて、流量調整弁の開度を制御することにより、給湯量の調整を行ってもよい。
これにより、給湯器11、12、13から供給される温水W1は、常に目標給湯温度となるように、目標給湯温度に対応する第1温度まで加温される。
なお、ヒートポンプ回路に投入される熱源の量が少ない場合は、給湯量を絞ることにより、給湯温度が目標給湯温度に維持されるように制御される。
The hot water supply control unit 110 controls the heat pump hot water supply system 10. More specifically, it controls the operation of the water heaters 11, 12, and 13, such as starting and stopping the operation of each of them. The hot water supply control unit 110 also controls the water supply pumps 17, 18, and 19 based on the temperatures detected by the hot water temperature sensors 14, 15, and 16 to adjust the amount of hot water W1 supplied from the water heaters 11, 12, and 13. For this adjustment of the amount of hot water supplied, it is preferable to use feedback control using a PID algorithm.
For example, in the case of the first water heater 11, the hot water supply control unit 110 controls the rotation speed of the water supply pump 17 to adjust the amount of hot water supply so that the temperature detected by the hot water supply temperature sensor 14 becomes a predetermined target hot water supply temperature. The same applies to the control of the second water heater 12 and the third water heater 13.
In addition, a flow rate adjustment valve may be provided corresponding to each of the water heaters 11, 12, and 13, and the amount of hot water supplied may be adjusted by controlling the opening degree of the flow rate adjustment valve.
As a result, hot water W1 supplied from water heaters 11, 12, and 13 is heated to a first temperature corresponding to the target hot water temperature so that the hot water W1 is always at the target hot water temperature.
When the amount of heat source input to the heat pump circuit is small, the amount of hot water supplied is reduced so that the hot water temperature is maintained at the target hot water temperature.

ここで、目標給湯温度は、例えば50~85℃に設定される。より好ましくは、50~70℃である。この好ましい目標給湯温度については、図7~10を用いて後述する。 Here, the target hot water temperature is set, for example, to 50 to 85°C. More preferably, it is set to 50 to 70°C. This preferred target hot water temperature will be described later with reference to Figures 7 to 10.

ボイラ制御部120は、蒸気ヘッダ51に設けられた圧力計55によって検出されたヘッダ圧力値に基づいて、蒸気ボイラ装置30の台数増減制御を行う。より具体的には、ヘッダ圧力値が目標蒸気圧力値となるように、ヘッダ圧力値と目標蒸気圧力値との偏差量を算出し、増減制御するボイラの台数を算出する。この台数増減制御としては、例えば特開2015-140975号公報にも開示されているように公知であるため、ここでは説明を省略する。 The boiler control unit 120 controls the number of steam boiler units 30 to be increased or decreased based on the header pressure value detected by the pressure gauge 55 provided in the steam header 51. More specifically, the amount of deviation between the header pressure value and the target steam pressure value is calculated so that the header pressure value becomes the target steam pressure value, and the number of boilers to be increased or decreased is calculated. This number increase or decrease control is publicly known, as disclosed in, for example, JP 2015-140975 A, and therefore will not be described here.

給蒸制御部130は、貯湯温度センサ41によって検出された検出温度に基づき、昇温用給蒸弁54の開度を制御する。より詳細には、給蒸制御部130は、貯湯温度センサ41によって検出された検出温度が、予め定められた目標貯湯温度となるように、昇温用給蒸弁54の開度を制御して蒸気Sの供給量を調整する。この供給量の調整にはフィードバック制御を用いるのが好適である。例えば、貯湯温度センサ41の検出温度が目標貯湯温度に収束するように、PIDアルゴリズムにより昇温用給蒸弁54に対する操作量が演算され、給蒸制御部130から昇温用給蒸弁54のアクチュエータ回路へ開度指定信号が出力される。
このような給蒸制御を行うことにより、温水タンク40内の貯留水TWの温度(以下、貯湯温度ともいう)が常に目標貯湯温度となるように、昇温用熱交換器210において、温水W1と蒸気Sとの間で間接熱交換が行われる。これにより、温水W1は目標貯湯温度に対応する第2温度まで加温される。
The steam supply control unit 130 controls the opening of the heating steam supply valve 54 based on the temperature detected by the hot water storage temperature sensor 41. More specifically, the steam supply control unit 130 controls the opening of the heating steam supply valve 54 to adjust the supply amount of steam S so that the temperature detected by the hot water storage temperature sensor 41 becomes a predetermined target hot water storage temperature. It is preferable to use feedback control for adjusting this supply amount. For example, the operation amount for the heating steam supply valve 54 is calculated by a PID algorithm so that the temperature detected by the hot water storage temperature sensor 41 converges to the target hot water storage temperature, and the steam supply control unit 130 outputs an opening designation signal to the actuator circuit of the heating steam supply valve 54.
By performing such steam supply control, indirect heat exchange is performed between the hot water W1 and the steam S in the heating heat exchanger 210 so that the temperature of the stored water TW in the hot water tank 40 (hereinafter also referred to as the stored hot water temperature) is always at the target stored hot water temperature. As a result, the hot water W1 is heated to a second temperature corresponding to the target stored hot water temperature.

ここで、目標貯湯温度は、目標給湯温度(第1温度)よりも高い温度であって、75~95℃に設定されることが好ましい。この好ましい目標貯湯温度については、図7~10を用いて後述する。 Here, the target hot water storage temperature is preferably set to a temperature higher than the target hot water supply temperature (first temperature) and is set to 75 to 95°C. This preferred target hot water storage temperature will be described later with reference to Figures 7 to 10.

貯湯制御部140は、第1水位センサ42の検出結果に基づき、バイパス給水弁62、給湯器11、12、13の制御を行う。
図4に示されるように、第1水位センサ42は、複数の電極棒を備える電極式水位検出器により構成されており、第1電極棒421と、第2電極棒422と、第3電極棒423と、第4電極棒424と、第5電極棒425と、を備えている。また、図示はしていないが、共通電極を構成する電極棒や、異常水位を検知するための電極棒をさらに備えていてもよい。
各電極棒421~425は、その下端部が水に浸るか否かにより、温水タンク40内の貯留水TWの水位WLが各電極棒の下端部まで来ているか否かを検出する。
The hot water storage control unit 140 controls the bypass water supply valve 62 and the water heaters 11, 12, and 13 based on the detection result of the first water level sensor 42.
4, the first water level sensor 42 is configured as an electrode type water level detector equipped with a plurality of electrodes, including a first electrode 421, a second electrode 422, a third electrode 423, a fourth electrode 424, and a fifth electrode 425. Although not shown, the first water level sensor 42 may further include an electrode that constitutes a common electrode and an electrode for detecting an abnormal water level.
Each of the electrodes 421 to 425 detects whether the water level WL of the stored water TW in the hot water tank 40 has reached the lower end of each electrode depending on whether the lower end of the electrode is immersed in water.

ここで、第1電極棒421が検出する水位を水位LL、第2電極棒422が検出する水位を水位L、第3電極棒423が検出する水位を水位M、第4電極棒424が検出する水位を水位H、第5電極棒425が検出する水位を水位HHとする。そして、図4に示されるように、各電極棒は、下端部の高さ位置が低い方から順に、第1電極棒421、第2電極棒422、第3電極棒423、第4電極棒424、第5電極棒425となるように、温水タンク40内に挿入されている。これらの電極棒が検出する水位は、給湯器11、12、13の運転台数等の変更制御を行うための複数段階の水位閾値となる。 Here, the water level detected by the first electrode 421 is water level LL, the water level detected by the second electrode 422 is water level L, the water level detected by the third electrode 423 is water level M, the water level detected by the fourth electrode 424 is water level H, and the water level detected by the fifth electrode 425 is water level HH. As shown in FIG. 4, the electrodes are inserted into the hot water tank 40 so that the lower end is located at the lowest height position, that is, the first electrode 421, the second electrode 422, the third electrode 423, the fourth electrode 424, and the fifth electrode 425. The water levels detected by these electrodes become multiple water level thresholds for controlling changes in the number of water heaters 11, 12, and 13 in operation, etc.

本実施形態においては、第1水位センサ42の検出結果に基づき、貯湯制御部140が、バイパス給水弁62、給湯器11、12、13の制御を行う。より詳細には、貯湯制御部140は、第1水位センサ42が水位LLを下回ったことを検出したときは、バイパス給水弁62を開放する。また、貯湯制御部140は、温水タンク40内の水位下降時は、第1水位センサ42の検出水位が水位閾値を1段階下回るたびに給湯器の運転台数を1台ずつ増加させる台数制御を実行し、温水タンク40内の水位上昇時は、第1水位センサ42の検出水位が水位閾値を1段階上回るたびに給湯器の運転台数を1台ずつ減少させる台数制御を実行する。この台数制御は、水位下降時においては、例えば水位H、水位M、水位Lにおいて、水位上昇時においては、例えば水位M、水位H、水位HHにおいて行われる。
なお、貯湯制御部140は、給湯制御部110を介して給湯器11、12、13を制御してもよい。
In this embodiment, the hot water storage control unit 140 controls the bypass water supply valve 62 and the water heaters 11, 12, and 13 based on the detection result of the first water level sensor 42. More specifically, when the hot water storage control unit 140 detects that the first water level sensor 42 has fallen below the water level LL, it opens the bypass water supply valve 62. Furthermore, when the water level in the hot water tank 40 is falling, the hot water storage control unit 140 executes a number control to increase the number of operating water heaters by one each time the water level detected by the first water level sensor 42 falls below the water level threshold by one step, and when the water level in the hot water tank 40 is rising, the hot water storage control unit 140 executes a number control to decrease the number of operating water heaters by one each time the water level detected by the first water level sensor 42 exceeds the water level threshold by one step. This number control is performed, for example, at water level H, water level M, and water level L when the water level is falling, and at water level M, water level H, and water level HH when the water level is rising.
In addition, the hot water storage control unit 140 may control the water heaters 11 , 12 , and 13 via the hot water supply control unit 110 .

ここで、温水タンク40内の水位WLが、例えば図4に示される水位LL~水位Lの範囲内に位置している状況から変動する場合について具体的に説明する。
温水タンク40に貯留されている貯留水TWは、温水出湯ラインL6を通じて、不図示の温水需要箇所に供給される。そして、温水タンク40から温水需要箇所に供給される温水W6の量が、第1加温手段2としての複数の給湯器11、12、13から温水タンク40に供給される温水W1の量を上回ると、温水タンク40内の水位WLは下降していく(図4の矢印Aを参照。)。そしてあるタイミングにおいて、第1電極棒421の下端部が水面から露出すると、第1水位センサ42は、水位WLが水位LLを下回ったことを検出する。
Here, a specific description will be given of a case where the water level WL in the hot water tank 40 changes from a state in which it is located within the range of water level LL to water level L shown in FIG.
The water TW stored in the hot water tank 40 is supplied to a hot water demand point (not shown) through the hot water outlet line L6. When the amount of hot water W6 supplied from the hot water tank 40 to the hot water demand point exceeds the amount of hot water W1 supplied to the hot water tank 40 from the water heaters 11, 12, and 13 as the first heating means 2, the water level WL in the hot water tank 40 drops (see arrow A in FIG. 4). When the lower end of the first electrode rod 421 is exposed above the water surface at a certain point in time, the first water level sensor 42 detects that the water level WL has fallen below the water level LL.

貯湯制御部140は、水位WLが水位LLを下回ったことを検出すると、温水タンク40が渇水直前の状態になったと判断し、給湯器11、12、13を3台全て運転状態として温水タンク40に可能な限りの温水W1を供給すると共に、バイパス給水弁62を開放し、給水タンク60に貯留されている冷水W5を直接温水タンク40に補給する。 When the hot water storage control unit 140 detects that the water level WL has fallen below the water level LL, it determines that the hot water tank 40 is on the verge of a drought, and operates all three water heaters 11, 12, and 13 to supply as much hot water W1 as possible to the hot water tank 40, while opening the bypass water supply valve 62 to supply the cold water W5 stored in the water supply tank 60 directly to the hot water tank 40.

このように、水位WLが水位LLを下回ったとき、すなわち、温水タンク40が渇水直前の状態になった場合は、第1加温手段2により加温された温水W1を供給すると共に、第1加温手段2を介していない冷水W5も供給することにより、迅速に水位WLの回復を図る。 In this way, when the water level WL falls below the water level LL, i.e., when the hot water tank 40 is on the verge of running out of water, the water level WL is quickly restored by supplying hot water W1 heated by the first heating means 2 as well as cold water W5 that has not passed through the first heating means 2.

このような制御を行うことにより、水位WLは回復していく(図4の矢印Bを参照。)。そして、水面が第2電極棒422と接触し、第2電極棒422の先端が水面の中に浸ると、第1水位センサ42は、水位WLが水位Lを上回ったことを検出する。
貯湯制御部140は、水位WLが水位Lを上回ったこと(水位L~水位Mの範囲内に入ったこと)を検出すると、温水タンク40が渇水直前の状態からは脱したと判断し、バイパス給水弁62を閉じる。なお、この時点では、依然として水位WLは高いとはいえない状況であるため、給湯器11、12、13については、3台全ての運転を継続する。
By carrying out such control, the water level WL recovers (see arrow B in FIG. 4). Then, when the water surface comes into contact with the second electrode 422 and the tip of the second electrode 422 is immersed in the water surface, the first water level sensor 42 detects that the water level WL has exceeded the water level L.
When the hot water storage control unit 140 detects that the water level WL has exceeded the water level L (entered the range between the water level L and the water level M), it determines that the hot water tank 40 has recovered from the state immediately before the drought, and closes the bypass water supply valve 62. Note that, since the water level WL is still not high at this point, the operation of all three water heaters 11, 12, and 13 continues.

次に、さらに水位WLが上昇し、第3電極棒423の先端が水面の中に浸ると、第1水位センサ42は、水位WLが水位Mを上回ったこと(水位M~水位Hの範囲内に入ったこと)を検出する。
このとき、貯水量に少し余裕がでてきたと判断し、3台中1台の給湯器の運転を停止し、2台の給湯器のみ、運転を継続する。例えば、給湯器11、12、13のうち、第3給湯器13の運転を停止し、第1、第2給湯器11、12のみ運転を継続する。なお、バイパス給水弁62は閉じたままの状態を維持する。
Next, when the water level WL rises further and the tip of the third electrode rod 423 is immersed in the water surface, the first water level sensor 42 detects that the water level WL has exceeded the water level M (entered the range between water level M and water level H).
At this time, it is determined that there is a little excess water in the storage tank, so one of the three water heaters is stopped, and only two water heaters continue to operate. For example, of the water heaters 11, 12, and 13, the third water heater 13 is stopped, and only the first and second water heaters 11 and 12 continue to operate. The bypass water supply valve 62 is kept closed.

次に、さらに水位WLが上昇し、第4電極棒424の先端が水面の中に浸ると、第1水位センサ42は、水位WLが水位Hを上回ったこと(水位H~水位HHの範囲内に入ったこと)を検出する。
このとき、貯水量にさらに余裕がでてきたと判断し、3台中2台の給湯器の運転を停止し、1台の給湯器のみ、運転を継続する。例えば、給湯器11、12、13のうち、第2、第3給湯器12、13の運転を停止し、第1給湯器11のみ運転を継続する。なお、バイパス給水弁62は閉じたままの状態を維持する。
Next, when the water level WL rises further and the tip of the fourth electrode rod 424 is immersed in the water surface, the first water level sensor 42 detects that the water level WL has exceeded the water level H (entered the range between water level H and water level HH).
At this time, it is determined that there is more water storage capacity, and two of the three water heaters are stopped, while only one water heater continues to operate. For example, of the water heaters 11, 12, and 13, the second and third water heaters 12 and 13 are stopped, while only the first water heater 11 continues to operate. Note that the bypass water supply valve 62 remains closed.

次に、さらに水位WLが上昇し、第5電極棒425の先端が水面の中に浸ると、第1水位センサ42は、水位WLが水位HHを上回ったことを検出する。
このとき、貯水量は十分な量になったと判断し、さらにもう1台の給湯器の運転を停止する。すなわち、給湯器11、12、13全ての運転を停止する。なお、バイパス給水弁62は閉じたままの状態を維持する。
Next, when the water level WL rises further and the tip of the fifth electrode rod 425 is immersed in the water surface, the first water level sensor 42 detects that the water level WL has exceeded the water level HH.
At this time, it is determined that the amount of stored water is sufficient, and the operation of yet another water heater is stopped. That is, the operation of all water heaters 11, 12, and 13 is stopped. Note that the bypass water supply valve 62 is maintained in a closed state.

次に、この状態から、水位WLが下降していく場合について説明する。
水位WLが下降し(図4の矢印Cを参照。)、第4電極棒424の下端部が水面から露出すると、第1水位センサ42は、水位WLが水位Hを下回ったこと(水位M~水位Hの範囲内に入ったこと)を検出する。
貯湯制御部140は、水位WLが水位Hを下回ったことを検出すると、3台の給湯器のうち、1台の給湯器のみ運転を再開する。例えば、給湯器11、12、13のうち、第1給湯器11の運転を再開する。
Next, a case where the water level WL starts to drop from this state will be described.
When the water level WL drops (see arrow C in Figure 4) and the lower end of the fourth electrode rod 424 is exposed from the water surface, the first water level sensor 42 detects that the water level WL has fallen below water level H (entered the range between water level M and water level H).
When the hot water storage control unit 140 detects that the water level WL has fallen below the water level H, it resumes the operation of only one of the three water heaters. For example, among the water heaters 11, 12, and 13, it resumes the operation of the first water heater 11.

ここで、水位WLが水位Hを下回った後、仮に水位WLが上昇し、第5電極棒425の先端が水面の中に浸ると、すなわち水位WLが水位HHを上回ったことを検出すると、貯水量は再び十分な量になったと判断し、前述と同様、給湯器11、12、13全ての運転を停止する。 Here, if the water level WL rises after it falls below the water level H and the tip of the fifth electrode rod 425 is submerged in the water surface, i.e., if it is detected that the water level WL has risen above the water level HH, it is determined that the amount of stored water has again become sufficient, and as described above, all water heaters 11, 12, and 13 are stopped operating.

一方、水位WLが水位Hを下回った後、水位WLがさらに下降し(図4の矢印Dを参照。)、第3電極棒423の下端部が水面から露出すると、第1水位センサ42は、水位WLが水位Mを下回ったこと(水位L~水位Mの範囲内に入ったこと)を検出する。
貯湯制御部140は、水位WLが水位Mを下回ったことを検出すると、3台の給湯器のうち、2台の給湯器のみ運転を実行する。例えば、給湯器11、12、13のうち、第1、第2給湯器11、12の運転を実行する。
On the other hand, after the water level WL falls below the water level H, when the water level WL falls further (see arrow D in Figure 4) and the lower end of the third electrode rod 423 is exposed from the water surface, the first water level sensor 42 detects that the water level WL has fallen below the water level M (entered the range from water level L to water level M).
When the hot water storage control unit 140 detects that the water level WL has fallen below the water level M, it operates only two of the three water heaters. For example, among the water heaters 11, 12, and 13, it operates the first and second water heaters 11 and 12.

この状態から、水位WLがさらに下降し、第2電極棒422の下端部が水面から露出すると、第1水位センサ42は、水位WLが水位Lを下回ったこと(水位LL~水位Lの範囲内に入ったこと)を検出する。
貯湯制御部140は、水位WLが水位Lを下回ったことを検出すると、3台全ての給湯器11、12、13の運転を実行する。
From this state, when the water level WL drops further and the lower end of the second electrode rod 422 becomes exposed above the water surface, the first water level sensor 42 detects that the water level WL has fallen below the water level L (entered the range between water level LL and water level L).
When the hot water storage control unit 140 detects that the water level WL has fallen below the water level L, it operates all three water heaters 11, 12, and 13.

この状態から、水位WLがさらに下降し、第1電極棒421の下端部が水面から露出した場合、すなわち水位WLが水位LLを下回ったことを検出した場合は、貯湯制御部140は、温水タンク40が渇水直前の状態になったと判断し、前述と同様、給湯器11、12、13を3台全て運転状態とすると共に、バイパス給水弁62を開放する。 If the water level WL drops further from this state and the lower end of the first electrode rod 421 becomes exposed above the water surface, i.e., if it is detected that the water level WL has fallen below the water level LL, the hot water storage control unit 140 determines that the hot water tank 40 is on the verge of a drought, and as described above, puts all three water heaters 11, 12, and 13 into operation and opens the bypass water supply valve 62.

このように、温水タンク40内の水位WLに応じて給湯器の運転台数を増減させるため、適切に温水タンク40内の水位WLの管理を行うことができる。また、消費電力を抑えることができる。 In this way, the number of water heaters in operation is increased or decreased depending on the water level WL in the hot water tank 40, so the water level WL in the hot water tank 40 can be appropriately managed. In addition, power consumption can be reduced.

なお、貯湯制御部140は、図4に示されるように、所定の水位帯における給湯器の運転台数を、水位上昇時と水位下降時とでずらしている。例えば、水位L~水位Mの間の水位帯においては、水位上昇時の運転台数が3台である一方、水位下降時の運転台数が2台となっている。これは、水位WLが水位閾値付近で変動する場合において、給湯器の運転開始と運転停止が頻繁に実行されてしまう状況を防ぐためである。これにより、給湯器および温水供給の給水制御機器(給水ポンプや給水弁等)の故障リスクが低減する。 As shown in FIG. 4, the hot water storage control unit 140 shifts the number of water heaters in operation in a given water level range between when the water level is rising and when the water level is falling. For example, in the water level range between water level L and water level M, the number of water heaters in operation when the water level is rising is three, while the number of water heaters in operation when the water level is falling is two. This is to prevent a situation in which water heaters are frequently started and stopped when the water level WL fluctuates near the water level threshold. This reduces the risk of failure of water heaters and hot water supply control equipment (such as water supply pumps and water supply valves).

なお、所定の水位帯における給湯器の運転台数を、水位上昇時と水位下降時とでずらすことに換えて、状態確認時間を設けてもよい。すなわち、水位WLが所定の水位閾値を下回っている状態が第1所定時間継続したと判定された場合に、給湯器の運転台数を切り替える等の制御を実行する構成としてもよい。
例えば、図4の矢印Cに示されるような水位WLの下降過程において、水位WLが水位HHを下回っている状態が所定時間継続したと判定された場合に、給湯器の運転台数を0台から1台に切り替える。このように状態確認時間を設けることにより、例えば所定の水位帯としての水位H~水位HHの水位帯における給湯器の運転台数を、水位上昇時と水位下降時とで同じにしても、給湯器の運転開始と運転停止が頻繁に実行されてしまう状況を防ぐことができる。なお、他の水位閾値においても同様に状態確認時間を設ける。
Instead of shifting the number of operating water heaters in a predetermined water level range between when the water level rises and when the water level falls, a status check time may be provided. In other words, when it is determined that the water level WL has remained below a predetermined water level threshold for a first predetermined time, control such as switching the number of operating water heaters may be performed.
For example, if it is determined that the water level WL has remained below the water level HH for a predetermined period of time during the process of the water level WL decreasing as shown by arrow C in Fig. 4, the number of operating water heaters is switched from 0 to 1. By setting a status check time in this manner, it is possible to prevent a situation in which the water heaters are frequently started and stopped, even if the number of operating water heaters in the water level range of H to HH, which is a predetermined water level range, is the same when the water level is rising and falling. Note that similar status check times are set for other water level thresholds as well.

なお、水位WLが所定の水位閾値を上回っている状態が第2所定時間継続したと判定された場合に、給湯器の運転台数の切り替える等の制御を実行する構成を採用してもよい。例えば、図4の矢印Bに示されるような水位WLの上昇過程において、水位WLが水位LLを上回っている状態が所定時間継続したと判定された場合に、バイパス給水弁62を閉じてもよい。さらに水位WLが上昇し、水位Lを上回っている状態が所定時間継続したと判定された場合に、給湯器の運転台数を3台から2台に切り替えてもよい。なお、他の水位閾値においても同様に状態確認時間を設ける。 A configuration may be adopted in which, when it is determined that the water level WL has remained above a predetermined water level threshold for a second predetermined time, control is performed such as switching the number of water heaters in operation. For example, during the process of the water level WL rising as shown by arrow B in FIG. 4, when it is determined that the water level WL has remained above the water level LL for a predetermined time, the bypass water supply valve 62 may be closed. Furthermore, when it is determined that the water level WL has risen and remained above the water level L for a predetermined time, the number of water heaters in operation may be switched from three to two. Note that similar status confirmation times are set for other water level thresholds as well.

このような制御により、水位WLの下降継続の状態確認時間、または上昇継続の状態確認時間に基づいて、給湯器の運転台数の変更等の制御を行うことができる。
そして、状態確認時間の設定値は、調整可能となっていることが好ましい。状態確認時間の設定値を調整可能とすることにより、水位閾値を下回ったときに、温水タンク40の断面積による水位の下降速度の違いを考慮して、水位の下降継続の確認に必要な水位幅に対応する遅延時間としての第1所定時間を設定することができる。または、水位閾値を上回ったときに、温水タンク40の断面積による水位の上昇速度の違いを考慮して、水位の上昇継続の確認に必要な水位幅に対応する遅延時間としての第2所定時間を設定することができる。
状態確認時間の設定値は、手動または自動で調整可能であり、0よりも大きい値を設定することができる。なお、状態確認時間の計測は、制御部100の内部タイマ等を用いて実施する。
By such control, it is possible to perform control such as changing the number of water heaters in operation based on the status confirmation time for the water level WL to continue to fall or the status confirmation time for the water level WL to continue to rise.
The set value of the state check time is preferably adjustable. By making the set value of the state check time adjustable, it is possible to set a first predetermined time as a delay time corresponding to a water level width required to confirm that the water level continues to fall, taking into consideration the difference in the rate at which the water level falls depending on the cross-sectional area of the hot water tank 40, when the water level falls below the water level threshold. Alternatively, it is possible to set a second predetermined time as a delay time corresponding to a water level width required to confirm that the water level continues to rise, taking into consideration the difference in the rate at which the water level rises depending on the cross-sectional area of the hot water tank 40, when the water level exceeds the water level threshold.
The setting value of the status check time can be adjusted manually or automatically, and can be set to a value greater than 0. The status check time is measured using an internal timer of the control unit 100 or the like.

なお、第1水位センサ42は、電極式水位検出器に限らず、各種の水位検出器を採用することが可能である。例えばフロート式の水位検出器を5つ設けて、各水位閾値を検出できるようにしてもよい。また、電極式水位検出器とフロート式の水位検出器を組み合わせて使用してもよい。さらに、連続的な水位を測定可能な圧力式水位センサ等の水位検出部を用いて、複数の水位閾値を検出してもよい。なお、検出する水位閾値の数は、5つに限らない。 The first water level sensor 42 is not limited to an electrode-type water level detector, and various water level detectors can be used. For example, five float-type water level detectors may be provided to detect each water level threshold. Also, an electrode-type water level detector and a float-type water level detector may be used in combination. Furthermore, multiple water level thresholds may be detected using a water level detection unit such as a pressure-type water level sensor that can measure continuous water levels. The number of water level thresholds to be detected is not limited to five.

図5は、水位上昇時における、給湯器11、12、13の運転台数および補給水総量を模式的に示した図である。横軸が温水タンク40内の水位WL、縦軸が補給水総量となっている。図5においては、第1ヒートポンプ式給湯器11から供給される温水量を「HP1」、第2ヒートポンプ式給湯器12から供給される温水量を「HP2」、第3ヒートポンプ式給湯器13から供給される温水量を「HP3」と表記している。 Figure 5 is a diagram showing the number of operating water heaters 11, 12, and 13 and the total amount of make-up water when the water level rises. The horizontal axis represents the water level WL in the hot water tank 40, and the vertical axis represents the total amount of make-up water. In Figure 5, the amount of hot water supplied from the first heat pump water heater 11 is represented as "HP1", the amount of hot water supplied from the second heat pump water heater 12 is represented as "HP2", and the amount of hot water supplied from the third heat pump water heater 13 is represented as "HP3".

水位LLを下回った後、水位WLが上昇している場合においては、図5に示されるように、水位WLが水位Lを上回るまでは、3台の給湯器11、12、13から温水W1が供給され、かつ給水タンク60から冷水W5が直接供給される。このときの補給水総量は、図5の縦軸に示されるとおりである。 When the water level WL rises after falling below the water level LL, as shown in FIG. 5, hot water W1 is supplied from the three water heaters 11, 12, and 13, and cold water W5 is supplied directly from the water supply tank 60 until the water level WL exceeds the water level L. The total amount of make-up water at this time is as shown on the vertical axis of FIG. 5.

その後、水位WLが水位Lを上回ると、バイパス給水弁62を閉じる。よって、補給水総量は、図5に示されるように減少する。
さらにその後、水位WLが水位Mを上回ると、第3給湯器13の運転を停止し、第1、第2給湯器11、12の運転のみを継続する。よって、補給水総量は、図5に示されるようにさらに減少する。
さらにその後、水位WLが水位Hを上回ると、さらに第2給湯器12の運転を停止し、第1給湯器11の運転のみを継続する。よって、補給水総量は、図5に示されるようにさらに減少する。
そして、水位WLが水位HHを上回ると、第1給湯器11の運転も停止し、3台全ての給湯器の運転を停止する。
Thereafter, when the water level WL exceeds the water level L, the bypass water supply valve 62 is closed. Therefore, the total amount of make-up water decreases as shown in FIG.
Further thereafter, when the water level WL exceeds the water level M, the operation of the third water heater 13 is stopped, and only the operation of the first and second water heaters 11, 12 is continued. Therefore, the total amount of make-up water is further reduced as shown in FIG.
Further, when the water level WL subsequently exceeds the water level H, the operation of the second water heater 12 is stopped and only the operation of the first water heater 11 is continued. Therefore, the total amount of make-up water is further reduced as shown in FIG.
Then, when the water level WL exceeds the water level HH, the operation of the first water heater 11 is also stopped, and the operation of all three water heaters is stopped.

なお、本実施形態においては、給湯器11、12、13からの給湯温度は一定となるように制御されている。例えば、目標給湯温度が70℃に設定されている。給湯器11、12、13は、この目標給湯温度に対応する第1温度の温水W1を給湯する。 In this embodiment, the hot water temperature from the water heaters 11, 12, and 13 is controlled to be constant. For example, the target hot water temperature is set to 70°C. The water heaters 11, 12, and 13 supply hot water W1 at a first temperature that corresponds to this target hot water temperature.

なお、上述の給湯器の運転の停止には、給水ポンプ17、18、19の駆動を停止することや、各給湯器11、12、13に対応する流量調整弁を閉じることなど、給湯器からの給湯を停止する動作も含まれる。また、冷媒圧縮機91の駆動を停止して、ヒートポンプ回路の冷媒循環を停止することも含まれる。 Note that stopping the operation of the water heaters described above also includes stopping the supply of hot water from the water heaters, such as stopping the operation of the water supply pumps 17, 18, and 19 and closing the flow control valves corresponding to each water heater 11, 12, and 13. It also includes stopping the operation of the refrigerant compressor 91 to stop the circulation of refrigerant in the heat pump circuit.

なお、給湯器11、12、13のうち、どの給湯器の運転停止/再開を優先して実行するかについては、各給湯器の状態や動作履歴等を踏まえて、適宜決定する構成を採用してもよい。また、予め定めておいても良い。 The priority of which of the water heaters 11, 12, and 13 to stop/restart may be determined appropriately based on the state and operation history of each water heater. It may also be determined in advance.

このように、温水タンク40内の水位WLに応じて給湯器の運転台数を増減する等の制御を行うため、適切に温水タンク40内の水位WLの管理を行うことができる。また、消費電力を抑えることができる。 In this way, the number of water heaters in operation is controlled according to the water level WL in the hot water tank 40, so the water level WL in the hot water tank 40 can be appropriately managed. Also, power consumption can be reduced.

図6は、図5に示される貯湯制御の変形例である。この変形例においては、図6に示されるように、より細かく水位閾値を検出する構成が採用されていてもよい。ここでは、低い水位から順に、水位LL、水位L、水位M1、水位M2、水位M3、水位M4、水位H、水位HHが水位閾値として検出可能に設定されている。
そして、この変形例においては、給湯器の運転台数の変更に加えて、給湯器の目標給湯温度を変更する制御を行う。具体的には、給湯器は、第1温度よりも高く第2温度よりも低い温度範囲で複数段階の目標給湯温度を切り替え可能とされている。
Fig. 6 is a modified example of the hot water storage control shown in Fig. 5. In this modified example, a configuration for detecting the water level threshold value in more detail may be adopted as shown in Fig. 6. Here, the water levels LL, L, M1, M2, M3, M4, H, and HH are set as detectable water level threshold values in order from the lowest water level.
In this modification, in addition to changing the number of operating water heaters, the target hot water temperature of the water heater is changed. Specifically, the water heater is capable of switching the target hot water temperature between multiple stages within a temperature range higher than a first temperature and lower than a second temperature.

より詳細には、この変形例においては、給湯器の目標給湯温度を第1温度に設定した状態で運転中、第1水位センサ42の検出水位が水位閾値を1段階上回ると、給湯器の運転台数を維持したまま給湯器の目標給湯温度を1段階上昇させる制御を実行し、給湯器の目標給湯温度を1段階上昇させた状態で運転中、第1水位センサ42の検出水位が前記水位閾値を1段階上回ると、給湯器の運転台数を1台減少させると同時に、目標給湯温度を第1温度に戻す制御を実行する。また、給湯器の目標給湯温度を第1温度に設定した状態で運転中、第1水位センサ42の検出水位が水位閾値を1段階下回ると、給湯器の運転台数を1台増加させると同時に、給湯器の目標給湯温度を1段階上昇させる制御を実行し、給湯器の目標給湯温度を1段階上昇させた状態で運転中、第1水位センサ42の検出水位が水位閾値を1段階下回ると、給湯器の運転台数を維持したまま給湯器の目標給湯温度を1段階下降させる制御を実行する。 In more detail, in this modified example, when the water heater is operating with its target hot water temperature set to the first temperature, if the water level detected by the first water level sensor 42 exceeds the water level threshold by one step, control is executed to increase the target hot water temperature of the water heater by one step while maintaining the number of operating water heaters, and when the water heater is operating with its target hot water temperature increased by one step, control is executed to decrease the number of operating water heaters by one and at the same time return the target hot water temperature to the first temperature. In addition, when the water heater is operating with the target hot water temperature set to the first temperature, if the water level detected by the first water level sensor 42 falls one step below the water level threshold, control is executed to increase the number of operating water heaters by one and to raise the target hot water temperature of the water heater by one step, and when the water heater is operating with the target hot water temperature of the water heater raised one step, control is executed to lower the target hot water temperature of the water heater by one step while maintaining the number of operating water heaters.

図6は、水位上昇時における、給湯器11、12、13の運転台数、給湯温度および補給水総量を模式的に示した図である。
例えば、水位WLが水位LLを下回った後、水位WLが上昇し、水位Lから水位M1の間に位置している場合について検討する。このとき、3台の給湯器11、12、13の目標給湯温度は70℃(第1温度)に設定されている。
この状態から水位WLがさらに上昇し、水位M1を上回ると、給湯器11、12、13の運転台数を維持したまま給湯器11、12、13の目標給湯温度を1段階上昇させて80℃とする制御を実行する。ここで、1段階上昇させたときの温度は、温水タンク40の目標貯湯温度(第2温度)よりも低い温度とする。
FIG. 6 is a diagram showing the number of operating water heaters 11, 12, and 13, the hot water temperature, and the total amount of make-up water when the water level is rising.
For example, consider a case where the water level WL falls below the water level LL, and then rises to a position between the water level L and the water level M1. At this time, the target hot water temperature of the three water heaters 11, 12, and 13 is set to 70° C. (first temperature).
When the water level WL rises further from this state and exceeds the water level M1, control is executed to raise the target hot water temperature of water heaters 11, 12, and 13 by one step to 80° C. while maintaining the number of operating water heaters 11, 12, and 13. Here, the temperature when raised by one step is set to a temperature lower than the target hot water storage temperature (second temperature) of hot water tank 40.

次に、給湯器11、12、13の目標給湯温度を1段階上昇させて80℃とした状態で運転中、水位WLがさらに上昇し、水位M2を上回ると、給湯器の運転台数を1台減少させると同時に、目標給湯温度を70℃(第1温度)に戻す制御を実行する。
さらに水位WLが上昇していく場合においても、同様に、給湯器の運転台数を維持したまま給湯器の目標給湯温度を1段階上昇させる制御と、給湯器の運転台数を1台減少させると同時に目標給湯温度を戻す制御を、交互に実行する。
Next, while the target hot water temperature of water heaters 11, 12, and 13 is being increased by one step to 80°C and the water level WL rises further and exceeds water level M2, the number of operating water heaters is reduced by one and control is executed to return the target hot water temperature to 70°C (first temperature).
Even when the water level WL continues to rise, control is similarly alternately performed between increasing the target hot water temperature of the water heater by one step while maintaining the number of operating water heaters, and decreasing the number of operating water heaters by one while simultaneously returning the target hot water temperature to the original value.

次に、水位WLが水位HHを上回った後、水位WLが下降し、例えば水位WLが水位M4から水位Hの間に位置する状況において、給湯器の目標給湯温度は70℃(第1温度)に設定されている場合について検討する。
なお、ここでは、前述の状態確認時間の手法を利用し、所定の水位帯における給湯器の運転台数を、水位上昇時と水位下降時とで同じにした場合について説明する。よって、水位下降時についても図6を用いて説明する。
水位WLが水位M4から水位Hの間に位置する状況からさらに水位WLが下降し、水位M4を下回ると、給湯器の運転台数を1台増加させて2台運転すると同時に、給湯器の目標給湯温度を1段階上昇させて80℃とする制御を実行する。
Next, we consider a situation in which the water level WL exceeds the water level HH, and then the water level WL drops, for example, to a position between the water level M4 and the water level H, and the target hot water temperature of the water heater is set to 70°C (first temperature).
In this example, the number of operating water heaters in a given water level range is set to be the same when the water level is rising and when the water level is falling, using the above-mentioned method of checking the status. Therefore, the case when the water level is falling will also be described using FIG. 6.
When the water level WL falls further from a state in which it is between water level M4 and water level H and falls below water level M4, the number of water heaters in operation is increased by one to operate as two, and at the same time, the target hot water temperature of the water heater is raised by one step to 80°C.

次に、給湯器の目標給湯温度を80℃とした状態で運転中、水位WLが水位M3を下回ると、給湯器の運転台数を維持したまま給湯器の目標給湯温度を1段階下降させて70℃に戻す制御を実行する。
さらに水位WLが下降していく場合においても、同様に、給湯器の運転台数を1台増加させて、給湯器の目標給湯温度を1段階上昇させる制御と、給湯器の運転台数を維持したまま目標給湯温度を戻す制御を、交互に実行する。
Next, when the water level WL falls below water level M3 while the water heater is operating with its target hot water temperature set to 80°C, control is executed to lower the target hot water temperature of the water heater by one step back to 70°C while maintaining the number of operating water heaters.
Furthermore, even when the water level WL drops, control is performed alternately between increasing the number of operating water heaters by one and raising the target hot water temperature of the water heaters by one step, and returning the target hot water temperature to its original state while maintaining the number of operating water heaters.

なお、本変形例では、状態確認時間の手法を用いているが、これに限らず、図4において説明した場合と同様に、所定の水位帯における給湯器の運転台数を、水位上昇時と水位下降時とでずらす手法を用いてもよい。 In this modified example, the method of checking the status is used, but this is not limiting. As in the case described in FIG. 4, a method of shifting the number of water heaters in operation in a given water level range when the water level is rising and when the water level is falling may also be used.

また、水位上昇時において、給湯器の運転台数を維持したまま給湯器の目標給湯温度を1段階上昇させる制御をした後、さらに水位が上昇した場合において、給湯器の運転台数を維持したまま給湯器の目標給湯温度をさらに1段階上昇させる制御を行ってもよい。
例えば、水位M1を上回ると、給湯器11、12、13の運転台数を維持したまま給湯器11、12、13の目標給湯温度を1段階上昇させて75℃とする制御を実行する。そしてこの状態で運転中、水位WLがさらに上昇し、水位M2を上回ると、給湯器11、12、13の運転台数を維持したまま給湯器11、12、13の目標給湯温度をさらに1段階上昇させて80℃とする制御を実行する。さらにこの状態で運転中、水位WLがさらに上昇し、水位M3を上回ると、給湯器の運転台数を1台減少させると同時に、目標給湯温度を70℃(第1温度)に戻す制御を実行する。
そして、水位下降時においては、この逆の動作を行うように制御を実行する。
In addition, when the water level rises, control may be performed to increase the target hot water temperature of the water heater by one step while maintaining the number of operating water heaters, and if the water level rises further, control may be performed to increase the target hot water temperature of the water heater by another step while maintaining the number of operating water heaters.
For example, when the water level exceeds M1, control is executed to increase the target hot water temperature of water heaters 11, 12, 13 by one step to 75° C. while maintaining the number of operating water heaters 11, 12, 13. Then, during operation in this state, when the water level WL further rises and exceeds water level M2, control is executed to increase the target hot water temperature of water heaters 11, 12, 13 by another step to 80° C. while maintaining the number of operating water heaters 11, 12, 13. Furthermore, during operation in this state, when the water level WL further rises and exceeds water level M3, control is executed to reduce the number of operating water heaters by one and to return the target hot water temperature to 70° C. (first temperature).
When the water level is decreasing, the control is executed so as to perform the opposite operation.

すなわち、給湯器の目標給湯温度を第1温度に設定した状態で運転中、第1水位センサ42の検出水位が水位閾値を1段階上回ると、給湯器の運転台数を維持したまま給湯器の目標給湯温度を1段階上昇させる制御を実行し、給湯器の目標給湯温度を1段階以上上昇させた状態で運転中、第1水位センサ42の検出水位が前記水位閾値を1段階上回ると、給湯器の運転台数を1台減少させると同時に、目標給湯温度を第1温度に戻す制御、または前記給湯器の運転台数を維持したまま、前記給湯器の目標給湯温度をさらに1段階上昇させる制御を実行する。また、給湯器の目標給湯温度を第1温度に設定した状態で運転中、第1水位センサ42の検出水位が水位閾値を1段階下回ると、給湯器の運転台数を1台増加させると同時に、給湯器の目標給湯温度を1段階以上(例えば2段階)上昇させる制御を実行し、給湯器の目標給湯温度を1段階以上(例えば2段階)上昇させた状態で運転中、第1水位センサ42の検出水位が水位閾値を1段階下回ると、給湯器の運転台数を維持したまま給湯器の目標給湯温度を1段階下降させる制御を実行してもよい。 In other words, when the water heater is operating with the target hot water temperature set to the first temperature, if the water level detected by the first water level sensor 42 exceeds the water level threshold by one step, control is executed to increase the target hot water temperature of the water heater by one step while maintaining the number of operating water heaters; and when the water heater is operating with the target hot water temperature of the water heater increased by one step or more, if the water level detected by the first water level sensor 42 exceeds the water level threshold by one step, control is executed to reduce the number of operating water heaters by one and at the same time return the target hot water temperature to the first temperature, or control is executed to increase the target hot water temperature of the water heater by another step while maintaining the number of operating water heaters. In addition, when the target hot water temperature of the water heater is set to the first temperature and the detected water level of the first water level sensor 42 falls one step below the water level threshold, the number of operating water heaters is increased by one and at the same time control is executed to raise the target hot water temperature of the water heater by one or more steps (e.g., two steps); when the target hot water temperature of the water heater is increased by one or more steps (e.g., two steps) and the detected water level of the first water level sensor 42 falls one step below the water level threshold, control may be executed to lower the target hot water temperature of the water heater by one step while maintaining the number of operating water heaters.

一般に、給湯器の目標給湯温度を上げると給湯可能な量が減り、給湯器の目標温度を下げると給湯可能な量が増える。このことも考慮し、本変形例に示されるような制御を採用することにより、ヒートポンプの運転台数を極力同じ台数に維持した上で、細かく補給水総量を調整することが可能となる。よって、適切に温水タンク内の水位の管理を行うことができる。また、ヒートポンプの運転を極力継続することが可能であることから、ヒートポンプの運転再開初期の低温水供給の問題を解消することができる。 In general, increasing the target hot water temperature of the water heater reduces the amount of hot water that can be supplied, and lowering the target temperature of the water heater increases the amount of hot water that can be supplied. Taking this into consideration, by adopting the control shown in this modified example, it becomes possible to finely adjust the total amount of make-up water while keeping the number of operating heat pumps as constant as possible. This allows the water level in the hot water tank to be appropriately managed. Also, because it is possible to continue operating the heat pump as long as possible, it is possible to eliminate the problem of low-temperature water supply at the initial stage of restarting heat pump operation.

以上のように、本実施形態の温水製造システム1は、用水W1をヒートポンプ式給湯システム10の凝縮器に流通させながら、第1温度まで加温する第1加温手段2と、第1加温手段2で加温された用水W1を蒸気ボイラ装置30で発生させた蒸気Sを利用して第1温度よりも高い第2温度まで昇温する第2加温手段3と、を備える。
図7~10を用いて、この構成を採用する効果を詳細に説明する。
As described above, the hot water production system 1 of this embodiment comprises a first heating means 2 that heats the water W1 to a first temperature while circulating it through the condenser of the heat pump type hot water supply system 10, and a second heating means 3 that uses steam S generated by the steam boiler device 30 to raise the temperature of the water W1 heated by the first heating means 2 to a second temperature higher than the first temperature.
The effect of adopting this configuration will be described in detail with reference to FIGS.

図7は、加温手段として蒸気ボイラ装置30からの蒸気Sのみを用いて温水製造システムを構築した第1の比較例である。
温水需要箇所側が求める温水の温度は、その用途によって異なるが、例えば食品や薬品用のびんの洗浄、パストライザー殺菌(瓶詰の殺菌)等を行う場合は、75℃~95℃程度の高温域の温水が求められることがある。そこで、温水製造システムが、高温域の温水、例えば90℃の温水を温水需要箇所側に供給するケースについて説明する。
FIG. 7 shows a first comparative example in which a hot water producing system is constructed using only steam S from a steam boiler device 30 as a heating means.
The temperature of hot water required by the hot water demand point varies depending on the application, but for example, when washing bottles for food or medicine, pasteurizing sterilization (sterilization of bottles), etc., hot water in the high temperature range of about 75° C. to 95° C. may be required. Here, a case will be described in which the hot water production system supplies hot water in the high temperature range, for example, hot water at 90° C., to the hot water demand point.

図7の温水製造システム5は、加温手段として蒸気ボイラ装置30からの蒸気Sのみを利用している。ここで、蒸気ボイラは、ガス燃焼または油燃焼のバーナを有し、化石燃料を使用して蒸気を発生するものである。そのため、この温水製造システム5のCO排出量およびランニングコストは比較的高い値となっており、大幅な削減が求められている。 The hot water production system 5 in Fig. 7 uses only steam S from a steam boiler device 30 as a heating means. Here, the steam boiler has a gas-fired or oil-fired burner and generates steam using fossil fuels. Therefore, the CO2 emissions and running costs of this hot water production system 5 are relatively high, and a significant reduction is required.

そこで加温手段として、化石燃料を使用せず、COP(エネルギー消費効率)が高い電気駆動のヒートポンプ式給湯システム10を用いた温水製造システムを採用することが考えられる。
図8は、加温手段として、ヒートポンプ式給湯システム10のみを用いて温水製造システム6を構築した第2の比較例である。電力のCO排出係数(0.51kgCO/kWh)は、都市ガス13AのCO排出係数(0.18kgCO/kWh)よりも大きいが、出力当たりのCO排出量で比較すると、COPの高いヒートポンプの方が蒸気ボイラよりも少なくなる。また、電力単価(15円/kWh程度)は、都市ガス13Aの燃料単価(6.2円/kWh程度)よりも高いが、出力当たりのランニングコストで比較すると、COPの高いヒートポンプの方が蒸気ボイラよりも安くなる。そのため、温水製造システム6は、図7の温水製造システム5よりは、CO排出量およびランニングコストが低下する。
Therefore, as a heating means, it is conceivable to adopt a hot water production system using an electrically driven heat pump hot water supply system 10 that does not use fossil fuels and has a high COP (Coefficient of Performance).
8 shows a second comparative example in which a hot water production system 6 is constructed using only a heat pump type hot water supply system 10 as a heating means. The CO2 emission coefficient of electricity (0.51 kgCO2 /kWh) is larger than the CO2 emission coefficient of city gas 13A (0.18 kgCO2 /kWh), but when comparing the CO2 emission per output, the heat pump with a higher COP has less CO2 emission than the steam boiler. In addition, the unit price of electricity (about 15 yen/kWh) is higher than the fuel unit price of city gas 13A (about 6.2 yen/kWh), but when comparing the running cost per output, the heat pump with a higher COP is cheaper than the steam boiler. Therefore, the hot water production system 6 has lower CO2 emission and running cost than the hot water production system 5 of FIG. 7.

ただし、ヒートポンプは、給湯温度が低ければCOPは相対的に高く、CO排出量の削減効果が高いものの、給湯温度を高めて使用する場合は、COPは相対的に低くなり、CO排出量の削減効果が低下する。
例えば、90℃の温水を給湯する場合におけるヒートポンプのCOPは、一例として2.8相当である。よって、加温手段として蒸気ボイラからの蒸気のみを利用する温水製造システム5と比較したときのCO排出量の削減効果(CO排出削減比)は10%程度に留まる。また、ランニングコストの削減効果(ランニングコスト削減比)も20%程度に留まる。
However, while a heat pump has a relatively high COP and is highly effective in reducing CO2 emissions when the hot water temperature is low, when the hot water temperature is increased, the COP becomes relatively low and the effect of reducing CO2 emissions decreases.
For example, the COP of a heat pump when supplying hot water at 90°C is equivalent to 2.8. Therefore, compared to the hot water production system 5 that uses only steam from a steam boiler as a heating means, the reduction in CO2 emissions ( CO2 emission reduction ratio) is only about 10%. In addition, the reduction in running costs (running cost reduction ratio) is also only about 20%.

次に、本実施形態の温水製造システム1、すなわち、用水W1をヒートポンプ式給湯システム10の凝縮器に流通させながら第1温度まで加温する第1加温手段2と、第1加温手段2で加温された用水W1を蒸気ボイラ装置30で発生させた蒸気Sを利用して第1温度よりも高い第2温度まで昇温する第2加温手段3と、を備えるハイブリッド温水製造システムについて検討する。 Next, we will consider the hot water production system 1 of this embodiment, i.e., a hybrid hot water production system equipped with a first heating means 2 that heats the water W1 to a first temperature while circulating it through the condenser of the heat pump hot water supply system 10, and a second heating means 3 that uses steam S generated by the steam boiler device 30 to raise the temperature of the water W1 heated by the first heating means 2 to a second temperature higher than the first temperature.

このような温水製造システム1であれば、第1加温手段2としてのヒートポンプ式給湯システム10が、高効率で運転できる温度帯まで、例えば70℃まで用水W1を加温し、この加温された温水W1を、蒸気ボイラ装置30からの蒸気Sを利用して高温域まで、例えば90℃まで昇温することが可能であり、高温域の温水を高効率で製造することができる。 In such a hot water production system 1, the heat pump hot water supply system 10 as the first heating means 2 heats the water W1 to a temperature range where it can be operated with high efficiency, for example to 70°C, and this heated hot water W1 can be heated to a high temperature range, for example to 90°C, using steam S from the steam boiler device 30, making it possible to produce hot water in the high temperature range with high efficiency.

ここで、給湯温度が70℃の場合におけるヒートポンプのCOPは、一例として4.2相当であり、非常に高い。本実施形態の温水製造システム1においては、ヒートポンプは、このような高いCOPを維持できる温度帯までの加温を受け持つ。
例えば、温水製造システム1として90℃の温水を製造したい場合において、ヒートポンプは70℃までの加温を受け持つ。このとき、ヒートポンプは、90℃の温水を製造するのに必要な総熱出力の60%~80%(負荷率60%~80%)程度を受け持つこととなる。
そして、70℃から90℃までの昇温は、蒸気ボイラが受け持つ。このとき、蒸気ボイラは、90℃の温水を製造するのに必要な総熱出力の20%~40%(負荷率20%~40%)程度を受け持つこととなる。
Here, the COP of the heat pump when the hot water supply temperature is 70° C. is, for example, equivalent to 4.2, which is very high. In the hot water producing system 1 of this embodiment, the heat pump is responsible for heating up to a temperature range where such a high COP can be maintained.
For example, when it is desired to produce hot water at 90° C. using the hot water production system 1, the heat pump is responsible for heating up to 70° C. In this case, the heat pump is responsible for about 60% to 80% (load factor 60% to 80%) of the total heat output required to produce hot water at 90° C.
The steam boiler is responsible for raising the temperature from 70° C. to 90° C. At this time, the steam boiler is responsible for about 20% to 40% (load factor 20% to 40%) of the total thermal output required to produce hot water at 90° C.

そして、ヒートポンプと蒸気ボイラをこのような組合せで用いたときの温水製造システム1は、加温手段として蒸気ボイラからの蒸気のみを利用する温水製造システム5と比較して、CO2排出量の削減効果が30%程度となり、その削減効果は非常に高い。また、ランニングコストの削減効果についても35%程度となり、その削減効果は非常に高い。 When the heat pump and steam boiler are used in this combination, the hot water production system 1 reduces CO2 emissions by approximately 30%, which is extremely effective, compared to the hot water production system 5, which uses only steam from a steam boiler as a heating means. In addition, the running costs are also reduced by approximately 35%, which is also extremely effective.

このように、本実施形態の温水製造システム1を使用することにより、出湯温度を高めた場合であっても、CO排出量、ランニングコストを極めて効果的に削減することができる。
また、本実施形態の温水製造システム1であれば、目標とする出湯温度に応じて、ヒートポンプと蒸気ボイラの負荷率、すなわちそれぞれの熱出力の受け持ち分(出力分担)を適切に調整することにより、極めて効果的にCO排出量の削減、ランニングコストの削減を実現することができる。
温水製造システム1の目標出湯温度に応じたヒートポンプと蒸気ボイラの出力割合の関係は、テーブルや計算式により記憶されていることが好ましい。例えば、目標出湯温度を設定可能な構成とし、設定された目標出湯温度に応じて、適切なヒートポンプと蒸気ボイラの出力割合が設定される。
In this way, by using the hot water producing system 1 of the present embodiment, it is possible to extremely effectively reduce CO 2 emissions and running costs even when the outlet hot water temperature is increased.
Furthermore, with the hot water production system 1 of this embodiment, by appropriately adjusting the load factors of the heat pump and steam boiler, i.e., the share of thermal output (output allocation) of each, in accordance with the target hot water outlet temperature, it is possible to extremely effectively reduce CO2 emissions and running costs.
It is preferable that the relationship between the heat pump and steam boiler output ratios according to the target hot water outlet temperature of the hot water production system 1 is stored in a table or a formula. For example, the target hot water outlet temperature can be configured to be set, and an appropriate heat pump and steam boiler output ratio is set according to the set target hot water outlet temperature.

図10は、本実施形態の温水製造システム1を用いて、例えば90℃の温水を製造して出湯する場合における、CO排出削減比およびランニングコスト削減比を示すグラフである。 FIG. 10 is a graph showing the CO 2 emission reduction ratio and the running cost reduction ratio when hot water of, for example, 90° C. is produced and dispensed using the hot water producing system 1 of this embodiment.

図10のグラフの横軸は、ヒートポンプの給湯温度である。そして、図10の折れ線グラフの縦軸は、CO排出削減比およびランニングコスト削減比である。
ここで、CO排出削減比は、加温手段として蒸気ボイラからの蒸気のみを利用する温水製造システム5のCO排出量を100%とした場合に、本実施形態の温水製造システム1で削減できたCO排出量の割合を示している。すなわち、CO排出削減比が25%であれば、温水製造システム1への転換を図ることで、100%のCO排出量を75%まで削減できることを意味している。
一方、ランニングコスト削減比は、加温手段として蒸気ボイラからの蒸気のみを利用する温水製造システム5のランニングコストを100%とした場合に、本実施形態の温水製造システム1で削減できたランニングコストの割合を示している。すなわち、ランニングコスト削減比が30%であれば、温水製造システム1への転換を図ることで、100%のランニングコストを70%まで削減できることを意味している。
そして、図10の棒グラフの縦軸は、ヒートポンプと蒸気ボイラの出力割合、すなわち、それぞれの熱出力の受け持ち分(出力分担)を示す。
ヒートポンプの出力割合を示す棒グラフには、そのヒートポンプの給湯温度におけるCOPが付記されている。給湯温度が高くなるほど、COPは低下する。
The horizontal axis of the graph in Fig. 10 represents the hot water temperature of the heat pump, and the vertical axis of the line graph in Fig. 10 represents the CO2 emission reduction ratio and the running cost reduction ratio.
Here, the CO2 emission reduction ratio indicates the proportion of CO2 emissions that can be reduced by the hot water producing system 1 of this embodiment when the CO2 emissions of the hot water producing system 5 that uses only steam from a steam boiler as heating means are taken as 100%. In other words, if the CO2 emission reduction ratio is 25%, it means that by switching to the hot water producing system 1, 100% CO2 emissions can be reduced to 75%.
On the other hand, the running cost reduction ratio indicates the percentage of the running cost that can be reduced by the hot water producing system 1 of this embodiment, assuming that the running cost of the hot water producing system 5 that uses only steam from a steam boiler as a heating means is 100%. In other words, if the running cost reduction ratio is 30%, it means that by switching to the hot water producing system 1, the running cost of 100% can be reduced to 70%.
The vertical axis of the bar graph in FIG. 10 indicates the output ratio of the heat pump and the steam boiler, that is, the share of the thermal output (output allocation) of each.
The bar graph showing the heat pump output rate is accompanied by the COP at the hot water supply temperature of the heat pump. The higher the hot water supply temperature, the lower the COP.

図10の折れ線グラフにおいて、ヒートポンプ給湯温度=90℃のデータと、ヒートポンプ給湯温度=50℃~80℃のデータを比較すると、ヒートポンプのみを用いて90℃の温水を製造する場合(ヒートポンプ給湯温度=90℃のデータ)に比べて、ヒートポンプで50~80℃まで加温し、その後蒸気を利用して90℃まで昇温した方が、明らかにCO削減効果が高く、またランニングコスト削減効果が高いことが理解できる。例えば、ヒートポンプで50~70℃まで加温し、その後蒸気を利用して90℃まで昇温すれば、CO削減効果、ランニングコスト削減効果は高い。
さらに、折れ線グラフの傾向からして、例えばヒートポンプで85℃まで加温し、その後蒸気を利用して90℃まで加温した場合であっても、本発明の効果が得られることを理解することができる。
In the line graph of Figure 10, comparing the data for heat pump hot water supply temperature = 90°C with the data for heat pump hot water supply temperature = 50°C to 80°C, it can be seen that compared to producing hot water at 90°C using only a heat pump (data for heat pump hot water supply temperature = 90°C), heating to 50-80°C with a heat pump and then using steam to raise the temperature to 90°C clearly has a greater effect in reducing CO2 emissions and running costs. For example, if the heat pump is used to heat to 50-70°C and then steam is used to raise the temperature to 90°C, the effects of reducing CO2 emissions and running costs are greater.
Furthermore, from the trend of the line graph, it can be seen that the effects of the present invention can be obtained even if, for example, the temperature is raised to 85°C using a heat pump and then raised to 90°C using steam.

このように、本実施形態の温水製造システム1、すなわち、用水W1をヒートポンプ式給湯システム10の凝縮器に流通させながら、第1温度まで加温する第1加温手段2と、第1加温手段2で加温された用水W1を蒸気ボイラ装置30で発生させた蒸気Sを利用して第1温度よりも高い第2温度まで昇温する第2加温手段と、を備えたハイブリッド温水製造システムを使用することにより、システムとしての出湯温度を高める場合であっても、CO排出量、ランニングコストを極めて効果的に削減することができる。 In this way, by using the hot water production system 1 of this embodiment, i.e., a hybrid hot water production system equipped with a first heating means 2 that heats the service water W1 to a first temperature while circulating it through the condenser of the heat pump hot water supply system 10, and a second heating means that uses steam S generated by the steam boiler device 30 to raise the temperature of the service water W1 heated by the first heating means 2 to a second temperature higher than the first temperature, it is possible to extremely effectively reduce CO2 emissions and running costs even when the outlet hot water temperature of the system is increased.

そして、本実施形態の温水製造システム1の第1加温手段2は、用水W1をヒートポンプ式給湯器の凝縮器に貫流させながら、第1温度まで加温している。
第2加温手段3で加温された温水が凝縮器に再び戻ることなく、貫流させる構成、すなわち一過流通させる構成を採用することにより、第1加温手段2により加温された第1温度の温水W1が常に追加的に供給され、これを第2加温手段3で昇温する構成となる。よって、温水需要箇所が要求する出湯量が多い場合においても、常に安定した温度の温水を出湯することが容易となる。
また、温水タンク40を備える場合においては、温水タンク40内の水位WLが低下してきても、その低下のレベルに応じて、第1加温手段2により加温された第1温度の温水W1が常に追加的に温水タンク40内に供給される。よって、この構成であれば、温水タンク40内に冷水W5を供給せざるを得ない状況が発生する頻度が少なくなる。したがって、冷水W5の供給により、温水タンク40内の貯留水TWの温度が極端に低下することも少ない。
The first heating means 2 of the hot water producing system 1 of this embodiment heats the water W1 to the first temperature while causing the water W1 to flow through the condenser of the heat pump water heater.
By adopting a configuration in which the hot water heated by the second heating means 3 does not return to the condenser but flows through it once, hot water W1 at the first temperature heated by the first heating means 2 is always additionally supplied, and this hot water is heated by the second heating means 3. Therefore, even when the hot water demand point requires a large amount of hot water to be discharged, it becomes easy to always discharge hot water at a stable temperature.
Furthermore, in the case where the hot water tank 40 is provided, even if the water level WL in the hot water tank 40 drops, hot water W1 at the first temperature heated by the first heating means 2 is always additionally supplied to the hot water tank 40 according to the level of the drop. Thus, with this configuration, the frequency of occurrence of a situation in which cold water W5 must be supplied to the hot water tank 40 is reduced. Therefore, the supply of cold water W5 rarely causes the temperature of the stored water TW in the hot water tank 40 to drop drastically.

そして、本実施形態の温水製造システム1の第2加温手段3は、第1加温手段2で加温された用水W1を、蒸気ボイラ装置30で発生させた蒸気Sとの間で間接熱交換させて、第1温度よりも高い第2温度まで昇温している。
このように、熱交換の方法として間接熱交換を採用することで、用水W1に蒸気Sを直接供給することなく用水W1を昇温することができる。すなわち、用水W1に蒸気Sを混ぜることがないため、温水タンク40内に清缶剤等のボイラ薬品が混入するのを避けることが可能となる。よって、用水W1の品質を維持することができる。また、温水タンク40の貯湯制御について、蒸気Sを直接供給するときに起こり得るような外乱の影響を受けにくい。
The second heating means 3 of the hot water production system 1 of this embodiment indirectly exchanges heat between the water W1 heated by the first heating means 2 and the steam S generated by the steam boiler device 30, thereby raising the temperature of the water W1 to a second temperature higher than the first temperature.
In this way, by adopting indirect heat exchange as the heat exchange method, the temperature of the water W1 can be raised without directly supplying the steam S to the water W1. In other words, since the steam S is not mixed with the water W1, it is possible to prevent boiler chemicals such as boiler compound from being mixed into the hot water tank 40. Therefore, the quality of the water W1 can be maintained. In addition, the hot water storage control of the hot water tank 40 is not easily affected by disturbances that may occur when the steam S is directly supplied.

なお、このような効果を得る上で、給湯器として、電気駆動の冷媒圧縮機を有するヒートポンプ式給湯器を用い、蒸気ボイラとして、ガス燃焼または油燃焼のバーナを有する蒸気ボイラを用いることが特に好ましい。
そして、第1の温度を50~85℃とし、第2の温度を、第1の温度よりも高い温度であって、75℃~95℃とすることで、本発明の効果を適切に得ることができる。好ましくは、第1温度を50~80℃とし、前記第2温度を、第1の温度よりも高い温度であって、75~95℃とする。さらに好ましくは、第1温度を50~70℃とし、前記第2温度を75~95℃とする。
このように、電気駆動の冷媒圧縮機を有するヒートポンプ式給湯器と、化石燃料を燃焼させるバーナを有する蒸気ボイラを組み合わせ、それぞれで加温する温度範囲を適切に設定することで、ヒートポンプ式給湯器単独で、あるいは蒸気ボイラ単独で高温水を製造する場合に比べて、高いCO排出量の削減効果と高いランニングコストの削減効果を得ることができる。
In order to obtain such an effect, it is particularly preferable to use a heat pump type water heater having an electrically driven refrigerant compressor as the water heater and a steam boiler having a gas-fired or oil-fired burner as the steam boiler.
The effects of the present invention can be appropriately obtained by setting the first temperature to 50 to 85° C. and the second temperature to a temperature higher than the first temperature, 75 to 95° C. Preferably, the first temperature is set to 50 to 80° C. and the second temperature is set to a temperature higher than the first temperature, 75 to 95° C. More preferably, the first temperature is set to 50 to 70° C. and the second temperature is set to 75 to 95° C.
In this way, by combining a heat pump water heater having an electrically driven refrigerant compressor with a steam boiler having a burner that burns fossil fuel, and appropriately setting the temperature range for heating by each, it is possible to achieve a greater reduction in CO2 emissions and a greater reduction in running costs than when high-temperature water is produced by a heat pump water heater alone or a steam boiler alone.

なお、本実施形態の温水製造システム1は、第2加温手段3から送出される温水W1を貯留する温水タンク40を備えていることが好ましいが、温水タンク40を設けず、第2加温手段3から送出される温水W1を不図示の温水需要箇所に直接供給する構成を採用してもよい。この場合は、貯湯温度センサ41に換えて、昇温用熱交換器210の下流側の給湯ラインL1に第2加温手段出湯温度センサを設けて、この第2加温手段出湯温度センサに基づいて、昇温用給蒸弁54の開度を制御することが好ましい。 The hot water production system 1 of this embodiment is preferably provided with a hot water tank 40 for storing the hot water W1 delivered from the second heating means 3, but a configuration may be adopted in which the hot water W1 delivered from the second heating means 3 is directly supplied to a hot water demand point (not shown) without providing the hot water tank 40. In this case, it is preferable to provide a second heating means outlet hot water temperature sensor in the hot water supply line L1 downstream of the heating heat exchanger 210 instead of the storage hot water temperature sensor 41, and to control the opening degree of the heating steam supply valve 54 based on this second heating means outlet hot water temperature sensor.

なお、適切な貯湯制御を行う上で、ヒートポンプ式給湯システム10を構成する給湯器は、複数台有することが好ましいが、1台であってもよい。1台の場合は、本実施形態において説明した複数台の給湯器による制御は行わず、温水タンク40の水位WLに基づく給湯量の制御や、給湯のオンオフ制御等が行われる。
なお、給湯器を複数台とする場合は、2台以上の任意の台数とすることができる。
In order to perform appropriate hot water storage control, it is preferable to have multiple water heaters constituting the heat pump hot water supply system 10, but it may be one. In the case of one water heater, the control by multiple water heaters described in this embodiment is not performed, and the hot water supply amount is controlled based on the water level WL of the hot water tank 40, and the hot water supply is controlled on and off.
In addition, when multiple water heaters are used, the number can be any number greater than or equal to two.

なお、蒸気ボイラ装置30を構成するボイラは、複数台有することが好ましいが、1台であってもよい。1台の場合は、測定された蒸気圧力値と、目標蒸気圧力値に基づき、燃焼率の制御等が行われてもよい。
なお、複数台のボイラを用いる場合は、2台以上の任意の台数とすることができる。
また、蒸気ボイラ装置30を構成するボイラは、貫流ボイラ以外のボイラであってもよい。
Although it is preferable to have a plurality of boilers constituting the steam boiler device 30, it may be a single boiler. In the case of a single boiler, the combustion rate may be controlled based on the measured steam pressure value and the target steam pressure value.
When multiple boilers are used, the number of boilers may be any number greater than or equal to two.
Furthermore, the boiler constituting the steam boiler device 30 may be a boiler other than a once-through boiler.

なお、製造した温水は、食品や薬品用のびんの洗浄用、パストライザー殺菌用に限らず、各種の用途に使用することができる。
例えば、食品・飲料分野における温水利用であれば、原材料・加工品の加温、洗びん、製造機器の定置洗浄(CIP)などの用途に利用することができる。
また、食品・飲料分野における蒸気利用であれば、蒸気ボイラ装置30で発生させた蒸気Sを高温調理(揚げ物、蒸し物、炒め物)、レトルト釜殺菌(パウチや缶詰の殺菌)、製造設備の定置殺菌(SIP)、温水製造のバックアップなどに利用することができる。
そして、機械分野における温水利用であれば、湯洗・脱脂などの用途に利用することができる。
これらの用途においても、75℃~95℃程度の高温域の温水が求められることがあり、このような高温域の温水を必要とする場合において、本実施形態の温水製造システム1は特に好適に利用可能である。
The hot water produced can be used for a variety of purposes, including but not limited to washing bottles for food or medicine and sterilizing them in a pasteurizer.
For example, hot water can be used in the food and beverage industry for purposes such as heating raw materials and processed products, washing bottles, and cleaning-in-place (CIP) of manufacturing equipment.
In addition, when steam is used in the food and beverage industry, the steam S generated by the steam boiler device 30 can be used for high-temperature cooking (frying, steaming, stir-frying), retort sterilization (sterilization of pouches and cans), stationary in place sterilization (SIP) of manufacturing equipment, and back-up for hot water production.
In the case of hot water use in the machinery field, it can be used for washing and degreasing.
Even in these applications, hot water in the high temperature range of approximately 75°C to 95°C may be required, and in cases where hot water in such a high temperature range is required, the hot water production system 1 of this embodiment can be particularly suitably used.

なお、昇温用熱交換器210と給水タンク60の間に不図示のドレン回収ラインを設けて、昇温用熱交換器210で発生した蒸気ドレンを給水タンク60に回収する構成を採用してもよい。
これにより、昇温用熱交換器210で発生した蒸気ドレンを、ヒートポンプ式給湯システム10に供給する用水や蒸気ボイラ装置30に供給する給水の予熱と省水に有効活用することができる。
In addition, a configuration may be adopted in which a drain recovery line (not shown) is provided between the heating heat exchanger 210 and the water supply tank 60 to recover steam drain generated in the heating heat exchanger 210 in the water supply tank 60.
This allows the steam drain generated in the heating heat exchanger 210 to be effectively utilized for preheating the service water supplied to the heat pump hot water supply system 10 and the feed water supplied to the steam boiler device 30, and for water conservation.

以上説明した本実施形態の温水製造システム1によれば、以下のような効果が奏される。 The hot water production system 1 of this embodiment described above provides the following effects:

(1)本実施形態の温水製造システム1は、用水W1をヒートポンプ式給湯システム10のヒートポンプ式給湯器11、12、13の凝縮器92に貫流させながら第1温度まで加温する第1加温手段2と、第1加温手段2で加温された用水を蒸気ボイラ装置30で発生させた蒸気Sと間接熱交換させて第1温度よりも高い第2温度まで昇温する第2加温手段3と、を備える。
このように、用水を加温する上で、ヒートポンプ式給湯器11、12、13により高効率に加温できる温度までは第1加温手段2で加温し、さらなる昇温は、蒸気Sと間接熱交換させることによって行うため、出湯温度を高めた場合であっても、CO排出量の削減効果、ランニングコストの削減効果が高い温水製造システムを提供することができる。また、昇温に蒸気を用いるため、温度制御応答性も良好となる。さらに、間接熱交換を採用することにより、温水タンク内に清缶剤等のボイラ薬品が混入するのを避けることができる。
(1) The hot water production system 1 of this embodiment includes a first heating means 2 that heats service water W1 to a first temperature while flowing it through the condenser 92 of the heat pump water heaters 11, 12, and 13 of the heat pump water supply system 10, and a second heating means 3 that indirectly exchanges heat with the service water heated by the first heating means 2 with steam S generated in the steam boiler device 30 to heat the service water to a second temperature higher than the first temperature.
In this way, the first heating means 2 heats the water up to a temperature that can be efficiently heated by the heat pump water heaters 11, 12, and 13, and the water is further heated by indirect heat exchange with steam S, so that even if the outlet water temperature is increased, a hot water production system can be provided that is highly effective in reducing CO2 emissions and running costs. In addition, since steam is used for heating, the temperature control responsiveness is also good. Furthermore, by adopting indirect heat exchange, it is possible to prevent boiler chemicals such as boiler compounds from being mixed into the hot water tank.

(2)本実施形態の温水製造システム1の給湯器11、12、13は、電気駆動の冷媒圧縮機91を有し、蒸気ボイラ装置30は、ガス燃焼または油燃焼のバーナを有し、第1温度は50~70℃であり、第2温度は75~95℃である。
このように、電気駆動の冷媒圧縮機を有するヒートポンプ式給湯器と、化石燃料を燃焼させるバーナを有する蒸気ボイラを組み合わせ、それぞれで加温する温度範囲を適切に設定することで、ヒートポンプ式給湯器単独で、あるいは蒸気ボイラ単独で高温水を製造する場合に比べて、高いCO排出量の削減効果と高いランニングコストの削減効果を得ることができる。
(2) The water heaters 11, 12, and 13 of the hot water production system 1 of this embodiment have an electrically driven refrigerant compressor 91, the steam boiler device 30 has a gas-fired or oil-fired burner, the first temperature is 50 to 70°C, and the second temperature is 75 to 95°C.
In this way, by combining a heat pump water heater having an electrically driven refrigerant compressor with a steam boiler having a burner that burns fossil fuel, and appropriately setting the temperature range for heating by each, it is possible to achieve a greater reduction in CO2 emissions and a greater reduction in running costs than when high-temperature water is produced by a heat pump water heater alone or a steam boiler alone.

(3)本実施形態の温水製造システム1の第2加温手段3は、給湯器11、12、13で加温された温水W1と蒸気ボイラ装置30で発生させた蒸気Sとを間接熱交換させる昇温用熱交換器210と、昇温用熱交換器210で加温された温水W1を貯留する温水タンク40と、昇温用熱交換器210に蒸気ボイラ装置30で発生させた蒸気Sを供給する昇温用給蒸ラインL2と、昇温用給蒸ラインL2に設けられた昇温用給蒸弁54と、を備える。
これにより、温水タンク40に入る前の適切な位置で、温水W1と蒸気Sとを効果的に間接熱交換することができる。
(3) The second heating means 3 of the hot water producing system 1 of this embodiment includes a heating heat exchanger 210 that indirectly exchanges heat between the hot water W1 heated by the water heaters 11, 12, 13 and the steam S generated by the steam boiler device 30, a hot water tank 40 that stores the hot water W1 heated by the heating heat exchanger 210, a heating steam supply line L2 that supplies the steam S generated by the steam boiler device 30 to the heating heat exchanger 210, and a heating steam supply valve 54 provided in the heating steam supply line L2.
This allows effective indirect heat exchange between the hot water W1 and the steam S at an appropriate position before entering the hot water tank 40.

(4)本実施形態の温水製造システム1の第2加温手段3は、温水タンク40内の温水の温度を検出する貯湯温度センサ41を備え、貯湯温度センサ41の検出温度が目標貯湯温度になるように昇温用給蒸弁54の開度を制御する。
これにより、温水タンク40内の温水の温度を適切に制御することができる。
(4) The second heating means 3 of the hot water production system 1 of this embodiment is equipped with a hot water storage temperature sensor 41 that detects the temperature of the hot water in the hot water tank 40, and controls the opening degree of the heating steam supply valve 54 so that the detected temperature of the hot water storage temperature sensor 41 becomes the target hot water storage temperature.
This makes it possible to appropriately control the temperature of the hot water in the hot water tank 40 .

(5)本実施形態の温水製造システム1は、温水タンク40内の水位を検出する第1水位センサ42と、温水タンク40に給湯器を介さずに用水を供給するバイパス給水ラインL5と、バイパス給水ラインL5に設けられたバイパス給水弁62と、を備え、第1水位センサ42の検出水位が設定水位を下回ると、バイパス給水弁62を開放する。
これにより、温水タンク40内の温水が少なくなったときに、適切なタイミングでバイパス給水ラインL5から用水の補給を行うことができる。
(5) The hot water producing system 1 of this embodiment includes a first water level sensor 42 that detects the water level in the hot water tank 40, a bypass water supply line L5 that supplies water to the hot water tank 40 without going through a water heater, and a bypass water supply valve 62 provided in the bypass water supply line L5, and when the water level detected by the first water level sensor 42 falls below the set water level, the bypass water supply valve 62 is opened.
This allows water to be replenished through the bypass water supply line L5 at an appropriate time when the hot water in the hot water tank 40 becomes low.

(6)本実施形態の温水製造システム1は、温水タンク40内の水位を検出する第1水位センサ42を備え、第1加温手段2は、複数の給湯器11、12、13を含み、温水タンク40には、給湯器11、12、13の運転台数を変更するための複数段階の水位閾値が設定され、温水タンク40内の水位下降時は、第1水位センサ42の検出水位が水位閾値を1段階下回るたびに給湯器11、12、13の運転台数を1台ずつ増加させる台数制御を実行し、温水タンク40内の水位上昇時は、第1水位センサ42の検出水位が水位閾値を1段階上回るたびに給湯器11、12、13の運転台数を1台ずつ減少させる台数制御を実行する。
このように、温水タンク40内の水位に応じて給湯器11、12、13の運転台数を増減させるため、適切に温水タンク40内の水位の管理を行うことができる。また、消費電力を抑えることができる。
(6) The hot water producing system 1 of this embodiment is equipped with a first water level sensor 42 that detects the water level in the hot water tank 40, and the first heating means 2 includes multiple water heaters 11, 12, and 13. The hot water tank 40 has multiple water level thresholds set therein for changing the number of operating water heaters 11, 12, and 13. When the water level in the hot water tank 40 drops, number control is executed to increase the number of operating water heaters 11, 12, and 13 by one each time the water level detected by the first water level sensor 42 falls below the water level threshold by one step, and when the water level in the hot water tank 40 rises, number control is executed to decrease the number of operating water heaters 11, 12, and 13 by one each time the water level detected by the first water level sensor 42 exceeds the water level threshold by one step.
In this way, the number of operating water heaters 11, 12, and 13 is increased or decreased depending on the water level in hot water tank 40, so that it is possible to appropriately manage the water level in hot water tank 40. Also, it is possible to reduce power consumption.

(7)本実施形態の温水製造システム1は、温水タンク40内の水位を検出する第1水位センサ42を備え、第1加温手段2は、複数の給湯器11、12、13を含み、温水タンク40には、給湯器11、12、13の運転台数および/または目標給湯温度を変更するための複数段階の水位閾値が設定され、給湯器11、12、13は、第1温度よりも高く第2温度よりも低い温度範囲で複数段階の目標給湯温度を切り替え可能とされ、給湯器の目標給湯温度を第1温度に設定した状態で運転中、第1水位センサ42の検出水位が水位閾値を1段階上回ると、給湯器の運転台数を維持したまま給湯器の目標給湯温度を1段階上昇させる制御を実行し、給湯器の目標給湯温度を1段階以上上昇させた状態で運転中、第1水位センサ42の検出水位が水位閾値を1段階上回ると、給湯器の運転台数を1台減少させると同時に、目標給湯温度を第1温度に戻す制御、または給湯器の運転台数を維持したまま、給湯器の目標給湯温度をさらに1段階上昇させる制御を実行し、給湯器の目標給湯温度を第1温度に設定した状態で運転中、第1水位センサ42の検出水位が水位閾値を1段階下回ると、給湯器の運転台数を1台増加させると同時に、給湯器の目標給湯温度を1段階以上上昇させる制御を実行し、給湯器の目標給湯温度を1段階以上上昇させた状態で運転中、第1水位センサ42の検出水位が水位閾値を1段階下回ると、給湯器の運転台数を維持したまま給湯器の目標給湯温度を1段階下降させる制御を実行する。
これにより、適切に温水タンク40内の水位の管理を行うことができる。また、ヒートポンプの運転を極力継続することが可能となり、ヒートポンプの運転再開初期の低温水供給の問題を解消することができる。
(7) The hot water production system 1 of this embodiment is equipped with a first water level sensor 42 that detects the water level in the hot water tank 40, and the first heating means 2 includes multiple water heaters 11, 12, 13. Multiple water level thresholds are set in the hot water tank 40 for changing the number of operating water heaters 11, 12, 13 and/or the target hot water temperature. The water heaters 11, 12, 13 are capable of switching between multiple target hot water temperatures within a temperature range higher than the first temperature and lower than the second temperature. During operation with the target hot water temperature of the water heater set to the first temperature, when the detected water level of the first water level sensor 42 exceeds the water level threshold by one step, control is executed to increase the target hot water temperature of the water heater by one step while maintaining the number of operating water heaters, and the system is operated with the target hot water temperature of the water heater increased by one or more steps. During operation, when the water level detected by the first water level sensor 42 exceeds the water level threshold by one step, control is executed to reduce the number of operating water heaters by one and at the same time return the target hot water temperature to the first temperature, or to increase the target hot water temperature of the water heater by another step while maintaining the number of operating water heaters; during operation with the target hot water temperature of the water heater set to the first temperature, when the water level detected by the first water level sensor 42 falls below the water level threshold by one step, control is executed to increase the number of operating water heaters by one and at the same time raise the target hot water temperature of the water heater by one or more steps; during operation with the target hot water temperature of the water heater raised by one or more steps, when the water level detected by the first water level sensor 42 falls below the water level threshold by one step, control is executed to lower the target hot water temperature of the water heater by one step while maintaining the number of operating water heaters.
This makes it possible to appropriately manage the water level in the hot water tank 40. Also, it becomes possible to continue operation of the heat pump as long as possible, and it is possible to solve the problem of low-temperature water supply at the initial stage of restarting the operation of the heat pump.

(8)本実施形態の温水製造システム1の給湯器11、12、13は、凝縮器92に用水を流通させる用水ラインと、用水ラインに設けられた流量調節弁または給水ポンプ17、18、19と、給湯器11、12、13の給湯温度を検出する給湯温度センサ14、15、16と、を備え、給湯温度センサ14、15、16の検出温度が目標給湯温度になるように流量調節弁の開度、または給水ポンプ17、18、19の回転数を制御する。
これにより、給湯器11、12、13の給湯温度を適切に制御することができる。
(8) The water heaters 11, 12, and 13 of the hot water production system 1 of this embodiment are equipped with a water line that circulates water to the condenser 92, a flow control valve or a water supply pump 17, 18, and 19 provided on the water line, and a water supply temperature sensor 14, 15, and 16 that detects the hot water temperature of the water heaters 11, 12, and 13, and the opening of the flow control valve or the rotation speed of the water supply pump 17, 18, and 19 is controlled so that the detected temperature of the hot water temperature sensor 14, 15, and 16 becomes the target hot water temperature.
This allows the hot water temperatures of water heaters 11, 12, and 13 to be appropriately controlled.

(9)本実施形態の温水製造システム1は、給湯器11、12、13に供給する用水および/または蒸気ボイラ装置30に供給する給水を貯留する給水タンク60と、昇温用熱交換器210で発生した蒸気ドレンを給水タンク60に回収するドレン回収ラインと、を備える。
これにより、昇温用熱交換器210で発生した蒸気ドレンを、給湯器11、12、13に供給する用水および/または蒸気ボイラ装置30に供給する給水の予熱と省水に有効活用することができる。
(9) The hot water production system 1 of this embodiment includes a water supply tank 60 for storing water to be supplied to the water heaters 11, 12, and 13 and/or feed water to be supplied to the steam boiler device 30, and a drain recovery line for recovering steam drain generated in the heating heat exchanger 210 in the water supply tank 60.
This allows the steam drain generated in the heating heat exchanger 210 to be effectively utilized for preheating the water supplied to the water heaters 11, 12, and 13 and/or the feed water supplied to the steam boiler device 30, and for water conservation.

(10)本実施形態の温水製造方法は、用水W1をヒートポンプ式給湯システム10のヒートポンプ式給湯器11、12、13の凝縮器92に貫流させながら第1温度まで加温する第1加温工程と、第1加温工程で加温された用水を蒸気ボイラ装置30で発生させた蒸気Sと間接熱交換させて第1温度よりも高い第2温度まで昇温する第2加温工程と、を含む。
このように、用水を加温する上で、ヒートポンプ式給湯器11、12、13により高効率に加温できる温度までは第1加温工程で加温し、さらなる昇温は、蒸気Sと間接熱交換させることによって行うため、出湯温度を高めた場合であっても、CO2排出量の削減効果、ランニングコストの削減効果が高い温水製造システムを提供することができる。また、昇温に蒸気を用いるため、温度制御応答性も良好となる。さらに、間接熱交換を採用することにより、温水タンク内に清缶剤等のボイラ薬品が混入するのを避けることができる。
(10) The hot water production method of this embodiment includes a first heating process in which service water W1 is heated to a first temperature while being passed through condensers 92 of heat pump water heaters 11, 12, and 13 of heat pump water supply system 10, and a second heating process in which the service water heated in the first heating process is indirectly heat exchanged with steam S generated in steam boiler device 30 to heat the service water to a second temperature higher than the first temperature.
In this way, the water is heated in the first heating step up to a temperature that can be efficiently heated by the heat pump water heaters 11, 12, and 13, and further heating is performed by indirect heat exchange with steam S, so that even if the outlet temperature is increased, a hot water production system can be provided that is highly effective in reducing CO2 emissions and running costs. In addition, since steam is used for heating, the temperature control responsiveness is also good. Furthermore, by adopting indirect heat exchange, it is possible to prevent boiler chemicals such as boiler compounds from being mixed into the hot water tank.

<第2実施形態>
次に、第2実施形態について、図11を参照しながら説明する。なお、第1実施形態と同様の構成についてはその説明を省略する。
第2実施形態の温水製造システム1は、追加のバックアップ加温手段として、温水タンク40に蒸気ボイラ装置30で発生させた蒸気Sを供給するバックアップ給蒸ラインL12と、バックアップ給蒸ラインL12に設けられたバックアップ給蒸弁212と、を備える。
図11は、本発明の第2実施形態に係る温水製造システム1を示す図である。
Second Embodiment
Next, a second embodiment will be described with reference to Fig. 11. Note that the description of the same configuration as the first embodiment will be omitted.
The hot water producing system 1 of the second embodiment is equipped with, as an additional backup heating means, a backup steam supply line L12 that supplies steam S generated by the steam boiler device 30 to the hot water tank 40, and a backup steam supply valve 212 provided on the backup steam supply line L12.
FIG. 11 is a diagram showing a hot water producing system 1 according to a second embodiment of the present invention.

図11に示されるように、本実施形態においては、蒸気供給ライン53(昇温用給蒸ラインL2)は途中で分岐しており、一方が昇温用熱交換器210に接続され、他方が温水タンク40に接続されている。昇温用熱交換器210に接続されている側のラインには、第1実施形態と同様の昇温用給蒸弁54が設けられている。一方、温水タンク40に接続されている側のラインはバックアップ給蒸ラインL12を構成し、このバックアップ給蒸ラインL12にはバックアップ給蒸弁212が設けられている。
これらのバックアップ給蒸ラインL12、バックアップ給蒸弁212は追加のバックアップ加温手段を構成し、蒸気ボイラ装置30からの蒸気を用いて、温水タンク40内に貯留されている貯留水TWを昇温する。
As shown in Fig. 11, in this embodiment, the steam supply line 53 (heating steam supply line L2) branches midway, one of which is connected to the heating heat exchanger 210 and the other of which is connected to the hot water tank 40. The line connected to the heating heat exchanger 210 is provided with a heating steam supply valve 54 similar to that of the first embodiment. On the other hand, the line connected to the hot water tank 40 constitutes a backup steam supply line L12, and this backup steam supply line L12 is provided with a backup steam supply valve 212.
These backup steam supply line L12 and backup steam supply valve 212 constitute additional backup heating means, and use steam from the steam boiler device 30 to heat the water TW stored in the hot water tank 40.

本実施形態においては、第1実施形態と同様、第1加温手段2で加温された用水W1は、第2加温手段3を構成する昇温用熱交換器210でさらに昇温される。このとき、貯湯温度センサ41の検出温度に基づき、温水タンク40内の貯留水TWの温度が目標貯湯温度となるように昇温用給蒸弁54が制御される。しかしながら、温水需要箇所において急負荷変動が生じ、バイパス給水ラインL5から冷水W5が供給される場合などにおいては、目標貯湯温度を維持することが困難となる場合がある。 In this embodiment, as in the first embodiment, the water W1 heated by the first heating means 2 is further heated by the heating heat exchanger 210 constituting the second heating means 3. At this time, the heating steam supply valve 54 is controlled based on the temperature detected by the hot water temperature sensor 41 so that the temperature of the stored water TW in the hot water tank 40 becomes the target hot water temperature. However, in cases where a sudden load change occurs at the hot water demand point and cold water W5 is supplied from the bypass water supply line L5, it may be difficult to maintain the target hot water temperature.

そこで、本実施形態においては、上述の追加のバックアップ加温手段を用いて、温水タンク40内に貯留されている貯留水TWを昇温する。
具体的には、本実施形態の温水製造システム1は、バックアップ給蒸ラインL12を介して、温水タンク40内に蒸気ボイラ装置30からの蒸気Sを供給することが可能になっている。温水タンク40内に蒸気Sが吹き込まれることにより、温水タンク40内に貯留されている温水TWと、蒸気ボイラ装置30からの蒸気Sとの間で直接熱交換が行われる。
このように、バックアップ加温手段の熱交換の方法として直接熱交換を採用することで、蒸気ボイラ装置30からの蒸気Sの全熱、すなわち顕熱および潜熱を利用することが可能となり、温水タンク40内に貯留されている温水TWを迅速に昇温させることができる。
Therefore, in this embodiment, the temperature of the water TW stored in the hot water tank 40 is increased by using the additional backup heating means described above.
Specifically, the hot water producing system 1 of this embodiment is capable of supplying steam S from the steam boiler device 30 into the hot water tank 40 via the backup steam supply line L12. By blowing the steam S into the hot water tank 40, direct heat exchange is performed between the hot water TW stored in the hot water tank 40 and the steam S from the steam boiler device 30.
In this way, by adopting direct heat exchange as the heat exchange method of the backup heating means, it becomes possible to utilize all of the heat of the steam S from the steam boiler device 30, i.e., sensible heat and latent heat, and the hot water TW stored in the hot water tank 40 can be quickly heated.

本実施形態の温水製造システムにおいては、給蒸制御部130は、第1実施形態において説明した給蒸制御に加えて、バックアップ給蒸弁212の制御を行う。
例えば、給蒸制御部130は、貯湯制御部140と連動し、バイパス給水弁62を開放する際に、バックアップ給蒸弁212も一緒に開放する制御を行う。また、バイパス給水弁62を閉じる際に、バックアップ給蒸弁212も一緒に閉じる制御を行う。
In the hot water producing system of this embodiment, the steam supply control unit 130 controls the backup steam supply valve 212 in addition to the steam supply control described in the first embodiment.
For example, the steam supply control unit 130, in cooperation with the hot water storage control unit 140, performs control to open the backup steam supply valve 212 when opening the bypass water supply valve 62. Also, when closing the bypass water supply valve 62, the steam supply control unit 130 performs control to close the backup steam supply valve 212.

具体的には、温水タンク40内の水位WLが下降し、水位LLを下回ったことを検出すると、温水タンク40が渇水直前の状態になったと判断し、第1実施形態と同様、給湯器11、12、13を3台全て運転状態として温水タンク40に可能な限りの温水W1を供給すると共に、バイパス給水弁62を開放し、給水タンク60に貯留されている冷水W5を直接温水タンク40に補給する(図4の矢印Aを参照。)。このとき、本実施形態においては、冷水W5が供給されることにより温水タンク40内の貯留水TWの温度が低下することを考慮し、バックアップ給蒸弁212を全開にして、温水タンク40に可能な限りの蒸気Sを供給する。
このように、バックアップ給蒸弁212を全開として蒸気Sを供給することにより、冷水W5の供給により温度の低下した温水タンク40内の貯留水TWを、極力早期に昇温する。
Specifically, when it is detected that the water level WL in the hot water tank 40 has dropped below the water level LL, it is determined that the hot water tank 40 is about to enter a state of drought, and similarly to the first embodiment, all three water heaters 11, 12, 13 are operated to supply as much hot water W1 as possible to the hot water tank 40, and the bypass water supply valve 62 is opened to directly replenish the cold water W5 stored in the water supply tank 60 to the hot water tank 40 (see arrow A in Fig. 4). At this time, in this embodiment, taking into consideration that the temperature of the stored water TW in the hot water tank 40 drops due to the supply of cold water W5, the backup steam supply valve 212 is fully opened to supply as much steam S as possible to the hot water tank 40.
In this manner, by fully opening the backup steam supply valve 212 and supplying steam S, the temperature of the stored water TW in the hot water tank 40, which has been lowered by the supply of cold water W5, is raised as quickly as possible.

そして、温水タンク40内の水位WLが上昇し、水位Lを上回ったこと(水位L~水位Mの範囲内に入ったこと)を検出すると、温水タンク40が渇水直前の状態からは脱したと判断し、第1実施形態と同様、バイパス給水弁62を閉じる(図4の矢印Bを参照。)。このとき、本実施形態においては、バックアップ給蒸弁212も一緒に閉じる。
この間、昇温用給蒸弁54は、貯湯温度センサ41の検出温度に基づき、温水タンク40内の貯留水TWの温度が目標貯湯温度となるように制御されている。
Then, when it is detected that the water level WL in the hot water tank 40 has risen and exceeded the water level L (entered the range between water level L and water level M), it is determined that the hot water tank 40 has recovered from the state immediately before the drought, and the bypass water supply valve 62 is closed, as in the first embodiment (see arrow B in FIG. 4). At this time, in this embodiment, the backup steam supply valve 212 is also closed.
During this time, the heating steam supply valve 54 is controlled based on the temperature detected by the hot water temperature sensor 41 so that the temperature of the stored water TW in the hot water tank 40 becomes the target hot water temperature.

以上の構成により、バイパス給水弁62を開放する際に、同時にバックアップ給蒸弁212も開放する制御を行うため、温水タンク40内の温水TWの温度の維持が困難となるような急負荷変動にも対応することが可能となる。そして、温水TWと蒸気Sとの間で直接熱交換を行っているため、温水TWを迅速に昇温させることができる。 With the above configuration, when the bypass water supply valve 62 is opened, the backup steam supply valve 212 is also opened at the same time, making it possible to respond to sudden load fluctuations that make it difficult to maintain the temperature of the hot water TW in the hot water tank 40. Furthermore, since heat is exchanged directly between the hot water TW and the steam S, the temperature of the hot water TW can be raised quickly.

なお、給蒸制御部130は、貯湯温度センサ41の検出温度が目標貯湯温度になるように昇温用給蒸弁54およびバックアップ給蒸弁212の開度を制御する構成を採用してもよい。
このとき、バックアップ給蒸弁212の開度を制御する温度帯は、昇温用給蒸弁54の開度を制御する温度帯よりも低い温度帯としてもよい。
In addition, the steam supply control unit 130 may be configured to control the opening degree of the heating steam supply valve 54 and the backup steam supply valve 212 so that the detected temperature of the hot water storage temperature sensor 41 becomes the target hot water storage temperature.
In this case, the temperature zone for controlling the opening degree of the backup steam supply valve 212 may be a temperature zone lower than the temperature zone for controlling the opening degree of the heating steam supply valve 54 .

例えば、温水タンク40内の貯留水TWの温度が目標貯湯温度(例えば、90℃)となるように昇温用給蒸弁54を制御する一方、温水タンク40内の貯留水TWの温度が目標貯湯温度よりも低い所定の温度(例えば、80℃)を下回っている場合に、バックアップ給蒸弁212を制御する構成としてもよい。 For example, the heating steam supply valve 54 may be controlled so that the temperature of the stored water TW in the hot water tank 40 becomes the target hot water temperature (e.g., 90°C), while the backup steam supply valve 212 may be controlled when the temperature of the stored water TW in the hot water tank 40 falls below a predetermined temperature (e.g., 80°C) that is lower than the target hot water temperature.

あるいは、昇温用給蒸弁54とバックアップ給蒸弁212を1つの給蒸弁と仮想して開度を割り当てて、PIDアルゴリズム等によるフィードバック制御を行ってもよい。
例えば、昇温用給蒸弁54の開度0%(全閉)~開度100%(全開)を、仮想給蒸弁の開度0%(全閉)~開度50%に割り当てて、バックアップ給蒸弁212の開度0%(全閉)~開度100%(全開)を、仮想給蒸弁の開度50%~開度100%(全開)に割り当てる。
そして、貯湯温度センサ41の検出温度が目標出湯温度に収束するように、PIDアルゴリズムにより仮想給蒸弁に対する操作量が演算され、昇温用給蒸弁54のアクチュエータ回路とバックアップ給蒸弁212のアクチュエータ回路のそれぞれに対し、給蒸制御部130から開度指定信号が出力される。
これにより、バイパス給水弁が閉じているときなど、温水タンク40内の貯留水TWの温度が目標貯湯温度近くで安定しているときは、バックアップ給蒸弁212は全閉となり、昇温用給蒸弁54の開度が調整される。一方、バイパス給水弁62が開いたときなど、温水タンク40内の貯湯温度が大幅に下がったときは、昇温用給蒸弁54が全開となり、バックアップ給蒸弁212の開度が調整される。
Alternatively, the heating steam supply valve 54 and the backup steam supply valve 212 may be assumed to be a single steam supply valve, and an opening degree may be assigned to them, and feedback control may be performed using a PID algorithm or the like.
For example, the opening of the heating steam supply valve 54 from 0% (fully closed) to 100% (fully open) is assigned to the opening of the virtual steam supply valve from 0% (fully closed) to 50%, and the opening of the backup steam supply valve 212 from 0% (fully closed) to 100% (fully open) is assigned to the opening of the virtual steam supply valve from 50% to 100% (fully open).
Then, the operating amount for the virtual steam supply valve is calculated using a PID algorithm so that the detected temperature of the hot water storage temperature sensor 41 converges to the target hot water outlet temperature, and an opening degree designation signal is output from the steam supply control unit 130 to each of the actuator circuit of the heating steam supply valve 54 and the actuator circuit of the backup steam supply valve 212.
As a result, when the temperature of the stored water TW in the hot water tank 40 is stable near the target hot water temperature, such as when the bypass water supply valve is closed, the backup steam supply valve 212 is fully closed and the opening degree of the heating steam supply valve 54 is adjusted. On the other hand, when the temperature of the stored hot water in the hot water tank 40 drops significantly, such as when the bypass water supply valve 62 is opened, the heating steam supply valve 54 is fully opened and the opening degree of the backup steam supply valve 212 is adjusted.

このような構成により、温水タンク40内の貯留水TWの温度が低いときのみ、温水タンク40内への給蒸を行うことが可能となる。よって、温水タンク40内に清缶剤等のボイラ薬品が混入するのを極力避けることができる。 This configuration allows steam to be supplied to the hot water tank 40 only when the temperature of the stored water TW in the hot water tank 40 is low. This makes it possible to prevent boiler chemicals such as boiler compounds from being mixed into the hot water tank 40 as much as possible.

以上説明した本実施形態の温水製造システム1によれば、(1)~(10)に加えて、以下のような効果が奏される。 The hot water production system 1 of this embodiment described above provides the following advantages in addition to (1) to (10).

(11)本実施形態の温水製造システム1は、温水タンク40に蒸気ボイラ装置30で発生させた蒸気Sを供給するバックアップ給蒸ラインL12と、バックアップ給蒸ラインL12に設けられたバックアップ給蒸弁212と、を備え、貯湯温度センサ41の検出温度が目標貯湯温度になるように昇温用給蒸弁54およびバックアップ給蒸弁212の開度を制御する。
これにより、温水と蒸気Sの直接熱交換による加温を行うことも可能となる。よって、温水タンク40内の温水温度の維持が困難となるような急負荷変動にも対応することができる。
(11) The hot water production system 1 of this embodiment is equipped with a backup steam supply line L12 that supplies steam S generated by the steam boiler device 30 to the hot water tank 40, and a backup steam supply valve 212 provided on the backup steam supply line L12, and controls the opening degrees of the heating steam supply valve 54 and the backup steam supply valve 212 so that the detected temperature of the hot water storage temperature sensor 41 becomes the target hot water storage temperature.
This makes it possible to perform heating by direct heat exchange between the hot water and the steam S. This makes it possible to cope with a sudden load change that makes it difficult to maintain the hot water temperature in the hot water tank 40.

(12)本実施形態の温水製造システム1は、バックアップ給蒸弁212の開度を制御する温度帯は、昇温用給蒸弁54の開度を制御する温度帯よりも低い温度帯である。
これにより、温水タンク40内の温水の温度が低いときのみ、温水タンク40内への給蒸を行うことが可能となる。よって、温水タンク40内に清缶剤等のボイラ薬品が混入するのを極力避けることができる。
(12) In the hot water producing system 1 of this embodiment, the temperature zone for controlling the opening degree of the backup steam supply valve 212 is a lower temperature zone than the temperature zone for controlling the opening degree of the heating steam supply valve 54.
This makes it possible to supply steam to the hot water tank 40 only when the temperature of the hot water in the hot water tank 40 is low. This makes it possible to prevent boiler chemicals such as boiler compound from being mixed into the hot water tank 40 as much as possible.

<第3実施形態>
次に、第3実施形態について、図12を参照しながら説明する。なお、第1実施形態と同様の構成についてはその説明を省略する。
第3実施形態の温水製造システム1は、温水タンク40に貯留された温水が循環される貯留水循環ラインL13をさらに備え、第2加温手段3として、第1実施形態に示される昇温用熱交換器210(本実施形態においては、以下、第1昇温用熱交換器210という)に加えて、貯留水循環ラインL13を流通する温水と蒸気Sとを間接熱交換させる第2昇温用熱交換器220を備える。
図12は、本発明の第3実施形態に係る温水製造システム1を示す図である。
Third Embodiment
Next, a third embodiment will be described with reference to Fig. 12. Note that the description of the same configuration as the first embodiment will be omitted.
The hot water producing system 1 of the third embodiment further includes a stored water circulation line L13 through which the hot water stored in the hot water tank 40 is circulated, and as a second heating means 3, in addition to the heating heat exchanger 210 shown in the first embodiment (hereinafter referred to as the first heating heat exchanger 210 in this embodiment), a second heating heat exchanger 220 is provided which indirectly exchanges heat between the hot water circulating through the stored water circulation line L13 and steam S.
FIG. 12 is a diagram showing a hot water producing system 1 according to a third embodiment of the present invention.

図12に示されるように、本実施形態においては、温水タンク40に、温水タンク40に貯留されている温水が循環する貯留水循環ラインL13が設けられている。貯留水循環ラインL13には、温水タンク40に貯留されている温水を循環させるための循環ポンプ221と、貯留水循環ラインL13を循環する温水を昇温する第2昇温用熱交換器220と、第2昇温用熱交換器220から温水タンク40に還流する温水の温度を検出する還流温度センサ222が設けられている。
第2昇温用熱交換器220には、蒸気ボイラ装置30からの蒸気Sが供給され、貯留水循環ラインL13を流通する温水と蒸気ボイラ装置30からの蒸気Sとの間で間接熱交換が行われる。
12, in this embodiment, the hot water tank 40 is provided with a stored water circulation line L13 through which the hot water stored in the hot water tank 40 circulates. The stored water circulation line L13 is provided with a circulation pump 221 for circulating the hot water stored in the hot water tank 40, a second heating heat exchanger 220 for heating the hot water circulating through the stored water circulation line L13, and a return temperature sensor 222 for detecting the temperature of the hot water returning from the second heating heat exchanger 220 to the hot water tank 40.
The second heating heat exchanger 220 is supplied with steam S from the steam boiler device 30, and indirect heat exchange is carried out between the hot water circulating through the stored water circulation line L13 and the steam S from the steam boiler device 30.

本実施形態の昇温用給蒸ラインL2には、昇温用給蒸弁54の下流側に、第2昇温用熱交換器220と、第1昇温用熱交換器210とが直列に配置されている。したがって、昇温用給蒸ラインL2を流通する蒸気Sは、第2昇温用熱交換器220を流通した後、第1昇温用熱交換器210を流通する。
このような構成であれば、温水タンク40内に貯留された温水TWの保温を優先しつつ、蒸気Sで加温された用水W1を温水タンク40に供給することができる。
In the present embodiment, the heating steam supply line L2 has a second heating heat exchanger 220 and a first heating heat exchanger 210 arranged in series downstream of the heating steam supply valve 54. Therefore, the steam S flowing through the heating steam supply line L2 flows through the second heating heat exchanger 220 and then the first heating heat exchanger 210.
With this configuration, it is possible to supply the water W1 heated by the steam S to the hot water tank 40 while giving priority to keeping the hot water TW stored in the hot water tank 40 warm.

そして、本実施形態の給蒸制御部130は、還流温度センサ222の検出温度が目標還流温度になるように、昇温用給蒸弁54の開度を制御する。具体的には、還流温度センサ222の検出温度が目標還流温度に収束するように、PIDアルゴリズムにより昇温用給蒸弁54に対する操作量が演算され、給蒸制御部130から昇温用給蒸弁54のアクチュエータ回路へ開度指定信号が出力される。
これにより、温水タンク内の温水温度を適切に制御することができる。
The steam supply control unit 130 of this embodiment controls the opening of the heating steam supply valve 54 so that the temperature detected by the reflux temperature sensor 222 becomes the target reflux temperature. Specifically, the operation amount for the heating steam supply valve 54 is calculated by a PID algorithm so that the temperature detected by the reflux temperature sensor 222 converges to the target reflux temperature, and an opening designation signal is output from the steam supply control unit 130 to the actuator circuit of the heating steam supply valve 54.
This makes it possible to appropriately control the hot water temperature in the hot water tank.

本実施形態の温水製造システム1は、このように、第2加温手段3として、第1昇温用熱交換器210と、第1昇温用熱交換器210で加温された温水を貯留する温水タンク40と、温水タンク40に貯留された温水が循環される貯留水循環ラインL13と、貯留水循環ラインL13を流通する温水と蒸気とを間接熱交換させる第2昇温用熱交換器220と、第1昇温用熱交換器210および第2昇温用熱交換器220に蒸気ボイラ装置30で発生させた蒸気Sを供給する昇温用給蒸ラインL2と、昇温用給蒸ラインL2に設けられた昇温用給蒸弁54と、を備えている。
これにより、温水タンク40内の温水温度の維持が困難となるような急負荷変動にも対応することができる。また、温水タンク40内に蒸気Sを混ぜることがないため、温水タンク40内に清缶剤等のボイラ薬品が混入することを避けることができる。
As described above, the hot water producing system 1 of this embodiment is equipped with, as the second heating means 3, a first heating heat exchanger 210, a hot water tank 40 for storing hot water heated by the first heating heat exchanger 210, a stored water circulation line L13 through which the hot water stored in the hot water tank 40 is circulated, a second heating heat exchanger 220 for indirect heat exchange between the hot water circulating through the stored water circulation line L13 and steam, a heating steam supply line L2 for supplying steam S generated in the steam boiler device 30 to the first heating heat exchanger 210 and the second heating heat exchanger 220, and a heating steam supply valve 54 provided in the heating steam supply line L2.
This makes it possible to cope with a sudden load change that makes it difficult to maintain the hot water temperature in the hot water tank 40. In addition, since steam S is not mixed into the hot water tank 40, it is possible to prevent boiler chemicals such as boiler compound from being mixed into the hot water tank 40.

なお、第2昇温用熱交換器220と第1昇温用熱交換器210は、この順番で蒸気Sが流通するように直列に配置されることが好ましいが、これらの熱交換器は、逆の順番で配置されてもよい。
また、第2昇温用熱交換器220と第1昇温用熱交換器210を、並列に配置してもよい。この場合は、例えば昇温用給蒸ラインL2を途中で分岐させて、第2昇温用熱交換器220と第1昇温用熱交換器210のそれぞれに、蒸気ボイラ装置30からの蒸気Sを供給できるように構成する。このとき、分岐する前のラインに昇温用給蒸弁を設けてもよいし、分岐した後のラインそれぞれに昇温用給蒸弁を設けてもよい。
昇温用給蒸弁は、還流温度センサ222、不図示の貯湯温度センサ41、第1水位センサ等の各センサの検出結果に基づいて、制御される。例えば、第2昇温用熱交換器220に対応する昇温用給蒸弁は、還流温度センサ222の検出温度に基づいて制御されてもよい。第1昇温用熱交換器210に対応する昇温用給蒸弁は、貯湯温度センサ41の検出温度に基づいて制御されてもよい。
It is preferable that the second heating heat exchanger 220 and the first heating heat exchanger 210 are arranged in series so that steam S flows through them in this order, but these heat exchangers may be arranged in the reverse order.
The second heating heat exchanger 220 and the first heating heat exchanger 210 may be arranged in parallel. In this case, for example, the heating steam supply line L2 is branched midway so that steam S from the steam boiler device 30 can be supplied to each of the second heating heat exchanger 220 and the first heating heat exchanger 210. In this case, a heating steam supply valve may be provided on the line before the branching, or a heating steam supply valve may be provided on each of the lines after the branching.
The heating steam supply valve is controlled based on the detection results of each sensor, such as the reflux temperature sensor 222, the hot water storage temperature sensor 41 (not shown), the first water level sensor, etc. For example, the heating steam supply valve corresponding to the second heating heat exchanger 220 may be controlled based on the temperature detected by the reflux temperature sensor 222. The heating steam supply valve corresponding to the first heating heat exchanger 210 may be controlled based on the temperature detected by the hot water storage temperature sensor 41.

また、循環ポンプ221についても、還流温度センサ222、不図示の貯湯温度センサ41、第1水位センサ42等の各センサの検出結果に基づいて、制御を行ってもよい。例えば、貯湯温度センサ41の検出温度に基づいて、循環ポンプ221の駆動制御を行ってもよい。具体的には、貯湯温度センサ41が所定の温度よりも低いときに、循環ポンプ221を駆動してもよい。また、循環ポンプ221の制御を、昇温用給蒸弁の制御と連動させて、昇温用給蒸弁が開くときに、循環ポンプ221を駆動してもよい。 The circulation pump 221 may also be controlled based on the detection results of each sensor, such as the reflux temperature sensor 222, the hot water storage temperature sensor 41 (not shown), and the first water level sensor 42. For example, the drive of the circulation pump 221 may be controlled based on the temperature detected by the hot water storage temperature sensor 41. Specifically, the circulation pump 221 may be driven when the hot water storage temperature sensor 41 is lower than a predetermined temperature. The control of the circulation pump 221 may also be linked to the control of the heating steam supply valve, so that the circulation pump 221 is driven when the heating steam supply valve opens.

なお、第1昇温用熱交換器210および/または第2昇温用熱交換器220と、給水タンク60の間に不図示のドレン回収ラインを設けて、第1昇温用熱交換器210および/または第2昇温用熱交換器220で発生した蒸気ドレンを給水タンク60に回収する構成を採用してもよい。
これにより、第1昇温用熱交換器210および/また第2昇温用熱交換器220で発生した蒸気ドレンを、ヒートポンプ式給湯システム10に供給する用水や蒸気ボイラ装置30に供給する給水の予熱と省水に有効活用することができる。
In addition, a configuration may be adopted in which a drain recovery line (not shown) is provided between the first heating heat exchanger 210 and/or the second heating heat exchanger 220 and the water supply tank 60, and steam drain generated in the first heating heat exchanger 210 and/or the second heating heat exchanger 220 is recovered in the water supply tank 60.
This allows the steam drain generated in the first heating heat exchanger 210 and/or the second heating heat exchanger 220 to be effectively utilized for preheating the service water supplied to the heat pump hot water supply system 10 and the feed water supplied to the steam boiler device 30, and for water conservation.

以上説明した本実施形態の温水製造システム1によれば、(1)~(10)に加えて、以下のような効果が奏される。 The hot water production system 1 of this embodiment described above provides the following advantages in addition to (1) to (10).

(13)本実施形態の温水製造システム1は、第2加温手段3が、給湯器11、12、13で加温された温水W1と蒸気Sとを間接熱交換させる第1昇温用熱交換器210と、第1昇温用熱交換器210で加温された温水W1を貯留する温水タンク40と、温水タンク40に貯留された温水TWが循環される貯留水循環ラインL13と、貯留水循環ラインL13を流通する温水TWと蒸気Sとを間接熱交換させる第2昇温用熱交換器220と、第1昇温用熱交換器210および第2昇温用熱交換器220に蒸気ボイラ装置30で発生させた蒸気Sを供給する昇温用給蒸ラインL2と、昇温用給蒸ラインL2に設けられた昇温用給蒸弁54と、を備える。
これにより、温水タンク40内の温水温度の維持が困難となるような急負荷変動にも対応することができる。また、温水タンク40内に清缶剤等のボイラ薬品が混入することを避けることができる。
(13) In the hot water producing system 1 of this embodiment, the second heating means 3 includes a first heating heat exchanger 210 that indirectly exchanges heat between hot water W1 heated by the water heaters 11, 12, and 13 and steam S, a hot water tank 40 that stores the hot water W1 heated by the first heating heat exchanger 210, a stored water circulation line L13 through which the hot water TW stored in the hot water tank 40 is circulated, a second heating heat exchanger 220 that indirectly exchanges heat between the hot water TW circulating through the stored water circulation line L13 and steam S, a heating steam supply line L2 that supplies steam S generated in the steam boiler device 30 to the first heating heat exchanger 210 and the second heating heat exchanger 220, and a heating steam supply valve 54 provided in the heating steam supply line L2.
This makes it possible to cope with a sudden load change that makes it difficult to maintain the hot water temperature in the hot water tank 40. Also, it is possible to prevent boiler chemicals such as boiler compound from being mixed into the hot water tank 40.

(14)本実施形態の温水製造システム1の昇温用給蒸ラインL2は、蒸気ボイラ装置20で発生させた蒸気Sを第2昇温用熱交換器220に流通させた後、第1昇温用熱交換器210に流通させる。
これにより、温水タンク40内に貯留された温水TWの保温を優先しつつ、蒸気Sで加温された用水W1を温水タンクに供給することができる。
(14) The heating steam supply line L2 of the hot water production system 1 of this embodiment circulates the steam S generated in the steam boiler device 20 through the second heating heat exchanger 220, and then through the first heating heat exchanger 210.
This allows the water W1 heated by the steam S to be supplied to the hot water tank while giving priority to keeping the hot water TW stored in the hot water tank 40 warm.

(15)本実施形態の温水製造システム1は、第2加温手段3が、第2昇温用熱交換器220から温水タンク40に還流する温水TWの温度を検出する還流温度センサ222を備え、還流温度センサ222の検出温度が目標還流温度になるように昇温用給蒸弁54の開度を制御する。
これにより、温水タンク40内の温水温度を適切に制御することができる。
(15) In the hot water production system 1 of this embodiment, the second heating means 3 is equipped with a return temperature sensor 222 that detects the temperature of the hot water TW returning from the second heating heat exchanger 220 to the hot water tank 40, and the opening of the heating steam supply valve 54 is controlled so that the detected temperature of the return temperature sensor 222 becomes the target return temperature.
This makes it possible to appropriately control the hot water temperature in the hot water tank 40 .

(16)本実施形態の温水製造システム1は、給湯器11、12、13に供給する用水および/または蒸気ボイラ装置30に供給する給水を貯留する給水タンク60と、第1昇温用熱交換器210および/または第2昇温用熱交換器220で発生した蒸気ドレンを給水タンク60に回収するドレン回収ラインと、を備える。
これにより、第1昇温用熱交換器210および/または第2昇温用熱交換器220で発生した蒸気ドレンを、給湯器11、12、13に供給する用水および/または蒸気ボイラ装置30に供給する給水の予熱と省水に有効活用することができる。
(16) The hot water producing system 1 of this embodiment includes a water supply tank 60 for storing water to be supplied to the water heaters 11, 12, 13 and/or feed water to be supplied to the steam boiler apparatus 30, and a drain recovery line for recovering steam drain generated in the first heating heat exchanger 210 and/or the second heating heat exchanger 220 in the water supply tank 60.
This allows the steam drain generated in the first heating heat exchanger 210 and/or the second heating heat exchanger 220 to be effectively utilized for preheating the water supplied to the water heaters 11, 12, 13 and/or the feed water supplied to the steam boiler device 30, and for water conservation.

<第4実施形態>
次に、第4実施形態について、図13を参照しながら説明する。なお、第1実施形態と同様の構成についてはその説明を省略する。
第4実施形態の温水製造システム1は、バイパス給水ラインL5を流通する用水W5と蒸気ボイラ装置30からの蒸気Sとを間接熱交換させる予熱用熱交換器75をさらに備える。
図13は、本発明の第4実施形態に係る温水製造システム1を示す図である。
Fourth Embodiment
Next, a fourth embodiment will be described with reference to Fig. 13. Note that the description of the same configuration as the first embodiment will be omitted.
The hot water producing system 1 of the fourth embodiment further includes a preheating heat exchanger 75 that performs indirect heat exchange between the service water W5 flowing through the bypass water supply line L5 and the steam S from the steam boiler device 30.
FIG. 13 is a diagram showing a hot water producing system 1 according to a fourth embodiment of the present invention.

図13に示されるように、本実施形態においては、バイパス給水ラインL5に、予熱用熱交換器75が設けられている。予熱用熱交換器75は間接熱交換器であり、バイパス給水ラインL5を通じて供給される給水タンク60からの用水(冷水)W5と蒸気ボイラ装置30からの蒸気との間で間接熱交換を行う。予熱用熱交換器75は、バイパス給水弁62の下流側に設けられている。 As shown in FIG. 13, in this embodiment, a preheating heat exchanger 75 is provided in the bypass water supply line L5. The preheating heat exchanger 75 is an indirect heat exchanger that performs indirect heat exchange between the water (cold water) W5 from the water supply tank 60 supplied through the bypass water supply line L5 and the steam from the steam boiler device 30. The preheating heat exchanger 75 is provided downstream of the bypass water supply valve 62.

本実施形態の蒸気供給ライン53(昇温用給蒸ラインL2)は途中で分岐しており、一方が昇温用熱交換器210に接続され、他方が予熱用熱交換器75に接続されている。昇温用熱交換器210に接続されている側のラインには、第1実施形態と同様の昇温用給蒸弁54が設けられている。一方、予熱用熱交換器75に接続されている側のラインは予熱用給蒸ラインL10を構成し、この予熱用給蒸ラインL10には、予熱用給蒸弁76が設けられている。 The steam supply line 53 (heating steam supply line L2) in this embodiment branches midway, with one branch connected to the heating heat exchanger 210 and the other branch connected to the preheating heat exchanger 75. The line connected to the heating heat exchanger 210 is provided with a heating steam supply valve 54 similar to that in the first embodiment. On the other hand, the line connected to the preheating heat exchanger 75 constitutes the preheating steam supply line L10, and this preheating steam supply line L10 is provided with a preheating steam supply valve 76.

これらの予熱用熱交換器75、予熱用給蒸ラインL10、予熱用給蒸弁76は追加の予熱用加温手段を構成し、バイパス給水ラインL5を通じて供給される用水W5を加温する機能を有する。 These preheating heat exchanger 75, preheating steam supply line L10, and preheating steam supply valve 76 constitute additional preheating heating means and have the function of heating the water W5 supplied through the bypass water supply line L5.

本実施形態において、貯湯制御部140は、第1実施形態において説明した貯湯制御に加えて、予熱用給蒸弁76の制御を行う。具体的には、バイパス給水弁62を開放する際に、予熱用給蒸弁76も一緒に開放する制御を行う。これにより、バイパス給水ラインL5を通じて供給される用水W5による、温水タンク40内の貯留水TWの水温の急激な低下を防ぐことができる。 In this embodiment, the hot water storage control unit 140 controls the preheating steam supply valve 76 in addition to the hot water storage control described in the first embodiment. Specifically, when the bypass water supply valve 62 is opened, the preheating steam supply valve 76 is also opened. This makes it possible to prevent a sudden drop in the temperature of the stored water TW in the hot water tank 40 due to the water W5 supplied through the bypass water supply line L5.

バイパス給水弁62は、第1実施形態と同様に、温水タンク40内の水位WLが水位LLを下回ったことを検出したとき、すなわち温水タンク40が渇水直前の状態になったときに開放される。これにより、給水タンク60に貯留されている冷水である用水W5が、直接温水タンク40に供給されることとなり、温水タンク40の渇水を防ぐことができるが、温水タンク40内の貯留水TWの水温は、当然に低下してしまう。 As in the first embodiment, the bypass water supply valve 62 opens when it is detected that the water level WL in the hot water tank 40 has fallen below the water level LL, i.e., when the hot water tank 40 is about to run out of water. This causes the cold water W5 stored in the water supply tank 60 to be directly supplied to the hot water tank 40, preventing the hot water tank 40 from running out of water, but naturally causes the temperature of the stored water TW in the hot water tank 40 to drop.

本実施形態における予熱用熱交換器75は、このようなバイパス給水による用水W5の補給による温水タンク40内の貯留水TWの水温の低下を極力防ぐために設けられている。すなわち、バイパス給水弁62を開放する際に、予熱用給蒸弁76も一緒に開放することにより、バイパス給水ラインL5を通じて温水タンク40内に供給される用水W5が加温される。これにより、バイパス給水ラインL5から温水タンク40に用水W5を補給するときにおいて、用水W5の温度を高めることができる。 The preheating heat exchanger 75 in this embodiment is provided to prevent as much as possible a drop in the temperature of the stored water TW in the hot water tank 40 caused by the replenishment of the water W5 through the bypass water supply. That is, when the bypass water supply valve 62 is opened, the preheating steam supply valve 76 is also opened, so that the water W5 supplied to the hot water tank 40 through the bypass water supply line L5 is heated. This makes it possible to increase the temperature of the water W5 when replenishing the water W5 from the bypass water supply line L5 to the hot water tank 40.

なお、昇温用熱交換器210および/または予熱用熱交換器75と給水タンク60の間に不図示のドレン回収ラインを設けて、昇温用熱交換器210および/または予熱用熱交換器75で発生した蒸気ドレンを給水タンク60に回収する構成を採用してもよい。
これにより、昇温用熱交換器210および/または予熱用熱交換器75で発生した蒸気ドレンを、ヒートポンプ式給湯システム10に供給する用水や蒸気ボイラ装置30に供給する給水の予熱と省水に有効活用することができる。
In addition, a configuration may be adopted in which a drain recovery line (not shown) is provided between the heating heat exchanger 210 and/or the preheating heat exchanger 75 and the water supply tank 60, and the steam drain generated in the heating heat exchanger 210 and/or the preheating heat exchanger 75 is recovered in the water supply tank 60.
This allows the steam drain generated in the heating heat exchanger 210 and/or the preheating heat exchanger 75 to be effectively utilized for preheating the service water supplied to the heat pump hot water supply system 10 and the feed water supplied to the steam boiler device 30, and for water conservation.

以上説明した本実施形態の温水製造システム1によれば、(1)~(16)に加えて、以下のような効果が奏される。 The hot water production system 1 of this embodiment described above provides the following advantages in addition to (1) to (16).

(17)本実施形態の温水製造システム1は、バイパス給水ラインL5を流通する用水W5と蒸気とを間接熱交換させる予熱用熱交換器75と、予熱用熱交換器75に蒸気ボイラ装置30で発生させた蒸気Sを供給する予熱用給蒸ラインL10と、予熱用給蒸ラインL10に設けられた予熱用給蒸弁76と、を備え、バイパス給水弁62を開放する際に、予熱用給蒸弁76を開放する。
これにより、バイパス給水ラインL5から温水タンク40に用水を補給するときに、補給水の温度を高めることができる。
(17) The hot water production system 1 of this embodiment includes a preheating heat exchanger 75 that indirectly exchanges heat between the water W5 flowing through the bypass water supply line L5 and steam, a preheating steam supply line L10 that supplies steam S generated in the steam boiler device 30 to the preheating heat exchanger 75, and a preheating steam supply valve 76 provided on the preheating steam supply line L10, and the preheating steam supply valve 76 is opened when the bypass water supply valve 62 is opened.
This allows the temperature of the make-up water to be increased when water is supplied to the hot water tank 40 from the bypass water supply line L5.

(18)本実施形態の温水製造システム1は、給湯器11、12、13に供給する用水および/または蒸気ボイラ装置30に供給する給水を貯留する給水タンク60と、昇温用熱交換器210および/または予熱用熱交換器75で発生した蒸気ドレンを給水タンク60に回収するドレン回収ラインと、を備える。
これにより、昇温用熱交換器210および/または予熱用熱交換器75で発生した蒸気ドレンを、給湯器11、12、13に供給する用水および/または蒸気ボイラ装置30に供給する給水の予熱と省水に有効活用することができる。
(18) The hot water production system 1 of this embodiment includes a water supply tank 60 that stores water to be supplied to the water heaters 11, 12, and 13 and/or feed water to be supplied to the steam boiler apparatus 30, and a drain recovery line that recovers steam drain generated in the heating heat exchanger 210 and/or the preheating heat exchanger 75 in the water supply tank 60.
This allows the steam drain generated in the heating heat exchanger 210 and/or the preheating heat exchanger 75 to be effectively utilized for preheating the water supplied to the water heaters 11, 12, 13 and/or the feed water supplied to the steam boiler device 30, and for water conservation.

<第5実施形態>
次に、第5実施形態について、図14~15を参照しながら説明する。なお、第1実施形態と同様の構成についてはその説明を省略する。
第5実施形態の温水製造システム1は、給湯器11、12、13から供給される温水W1の供給先を温水タンク40または給水タンク60に切り替える切替手段80をさらに備える。
図14は、本発明の第5実施形態に係る温水製造システム1を示す図である。
Fifth Embodiment
Next, a fifth embodiment will be described with reference to Figures 14 to 15. Note that the description of the same configuration as the first embodiment will be omitted.
The hot water producing system 1 of the fifth embodiment further includes a switching means 80 that switches the supply destination of the hot water W1 supplied from the water heaters 11, 12, and 13 to the hot water tank 40 or the water supply tank 60.
FIG. 14 is a diagram showing a hot water producing system 1 according to a fifth embodiment of the present invention.

図14に示されるように、本実施形態においては、給湯ラインL1が途中で分岐しており、一方が昇温用熱交換器210を介して温水タンク40に接続され、他方が給水タンク60に接続されている。この給水タンク60に接続されている給湯ラインは、給水タンク給湯ラインL11を構成する。 As shown in FIG. 14, in this embodiment, the hot water supply line L1 branches off midway, with one branch connected to the hot water tank 40 via the heating heat exchanger 210 and the other branch connected to the water supply tank 60. The hot water supply line connected to the water supply tank 60 constitutes the water supply tank hot water supply line L11.

各給湯器11、12、13に接続されている給湯ラインL1の分岐部には、切替手段80としての、切替弁81、82、83が設けられている。この切替弁81、82、83は、各給湯器11、12、13から供給される温水の供給先を、温水タンク40側または給水タンク60側に切り替える切替手段としての機能を有する。
このような切替手段を設けることにより、必要性に応じて、各給湯器11、12、13からの温水の供給方向を、温水タンク40側と、給水タンク60側とに切り替えることができる。また、これにより給湯器11、12、13の運転を極力継続することが可能となり、ヒートポンプ式給湯器11、12、13の運転再開初期の低温水供給の問題を解消することができる。
Switching valves 81, 82, and 83 are provided as switching means 80 at branching portions of the hot water supply line L1 connected to each of the hot water heaters 11, 12, and 13. These switching valves 81, 82, and 83 function as switching means for switching the supply destination of the hot water supplied from each of the hot water heaters 11, 12, and 13 to the hot water tank 40 side or the water supply tank 60 side.
By providing such a switching means, the supply direction of hot water from each water heater 11, 12, 13 can be switched between the hot water tank 40 side and the water supply tank 60 side as necessary. This also makes it possible to continue the operation of the water heaters 11, 12, 13 as much as possible, and eliminates the problem of low-temperature water supply at the initial stage of restarting the operation of the heat pump water heaters 11, 12, 13.

本実施形態においては、ヒートポンプ式給湯器11、12、13に用水を供給する第2給水タンク65が、給水タンク60とは別に設けられている。この第2給水タンク65からの用水W1は、ヒートポンプ給水ラインL3を介して、給湯器11、12、13に供給される。 In this embodiment, a second water supply tank 65 that supplies water to the heat pump water heaters 11, 12, and 13 is provided separately from the water supply tank 60. Water W1 from the second water supply tank 65 is supplied to the water heaters 11, 12, and 13 via a heat pump water supply line L3.

次に、切替弁81の具体的な制御内容について説明する。
貯湯制御部140は、第1水位センサ42の検出結果に基づき、バイパス給水弁62、切替弁81、82、83の制御を行う。
温水タンク40は、第1実施形態と同様、図4に示される第1水位センサ42を備える。
Next, the specific control of the switching valve 81 will be described.
The hot water storage control unit 140 controls the bypass water supply valve 62 and the switching valves 81 , 82 , and 83 based on the detection result of the first water level sensor 42 .
The hot water tank 40 includes a first water level sensor 42 shown in FIG. 4, similarly to the first embodiment.

本実施形態においては、貯湯制御部140は、第1水位センサ42が水位LLを下回ったことを検出したときは、バイパス給水弁62を開放する。
また、貯湯制御部140は、温水タンク40内の水位下降時は、第1水位センサ42の検出水位が水位閾値を1段階下回るたびに温水タンク40に対する給湯器11、12、13の給湯台数を1台ずつ増加させると同時に、給水タンク60に対する給湯器11、12、13の給湯台数を1台ずつ減少させるように切替弁81、82、83を制御し、温水タンク40内の水位上昇時は、第1水位センサ42の検出水位が水位閾値を1段階上回るたびに温水タンク40に対する給湯器11、12、13の給湯台数を1台ずつ減少させると同時に、給水タンク60に対する給湯器11、12、13の給湯台数を1台ずつ増加させるように切替弁81、82、83を制御する。
この制御は、水位下降時においては、例えば水位H、水位M、水位Lにおいて、水位上昇時においては、水位M、水位H、水位HHにおいて行われる。
なお、貯湯制御部140は、給湯制御部110を介して給湯器11、12、13や、切替弁81、82、83を制御してもよい。
In this embodiment, the hot water storage control unit 140 opens the bypass water supply valve 62 when the first water level sensor 42 detects that the water level has fallen below the water level LL.
In addition, when the water level in the hot water tank 40 drops, the hot water storage control unit 140 controls the switching valves 81, 82, 83 to increase the number of hot water heaters 11, 12, 13 for the hot water tank 40 by one each time the water level detected by the first water level sensor 42 falls one step below the water level threshold, while simultaneously decreasing the number of hot water heaters 11, 12, 13 for the water supply tank 60 by one; and when the water level in the hot water tank 40 rises, the hot water storage control unit 140 controls the switching valves 81, 82, 83 to decrease the number of hot water heaters 11, 12, 13 for the hot water tank 40 by one each time the water level detected by the first water level sensor 42 exceeds the water level threshold by one step, while simultaneously increasing the number of hot water heaters 11, 12, 13 for the water supply tank 60 by one.
This control is performed, for example, at water level H, water level M, and water level L when the water level is decreasing, and at water level M, water level H, and water level HH when the water level is increasing.
In addition, the hot water storage control unit 140 may control the water heaters 11 , 12 , and 13 and the switching valves 81 , 82 , and 83 via the hot water supply control unit 110 .

ここで、図15を用いて、例えば温水タンク40内の水位WLが変動する場合について説明する。なお、第1実施形態の図4と同様の制御については、説明を省略する。 Here, using FIG. 15, we will explain, for example, a case where the water level WL in the hot water tank 40 fluctuates. Note that we will not explain the same control as in FIG. 4 of the first embodiment.

まず、水位WLが回復していく方向(図4の矢印Bを参照。)の場合の制御について説明する。水位WLが上昇し、第3電極棒423の先端が水面の中に浸ると、第1水位センサ42は、水位WLが水位Mを上回ったことを検出する。
このとき、温水タンク40の貯水量に少し余裕がでてきたと判断し、3つの切替弁のうち、1つの切替弁のみ給水タンク60側に切り替える。例えば、切替弁81、82、83のうち、切替弁83のみ給水タンク60側に切り替える。すなわち、温水タンク40に対する給湯台数を1台減少させると同時に、給水タンク60に対する給湯台数を1台増加させるように切替手段80を制御する。
First, the control when the water level WL is recovering (see arrow B in FIG. 4) will be described. When the water level WL rises and the tip of the third electrode rod 423 is immersed in the water surface, the first water level sensor 42 detects that the water level WL has exceeded the water level M.
At this time, it is determined that there is a little room left in the amount of water stored in the hot water tank 40, and only one of the three switching valves is switched to the water supply tank 60 side. For example, of the switching valves 81, 82, and 83, only the switching valve 83 is switched to the water supply tank 60 side. In other words, the switching means 80 is controlled so as to decrease the number of hot water heaters for the hot water tank 40 by one and simultaneously increase the number of hot water heaters for the water supply tank 60 by one.

次に、さらに水位WLが上昇し、第4電極棒424の先端が水面の中に浸ると、第1水位センサ42は、水位WLが水位Hを上回ったことを検出する。
このとき、温水タンク40の貯水量にさらに余裕がでてきたと判断し、3つの切替弁のうち、2つの切替弁を給水タンク60側に切り替える。例えば、切替弁81、82、83のうち、切替弁82、83を給水タンク60側に切り替える。
Next, when the water level WL rises further and the tip of the fourth electrode rod 424 is immersed in the water surface, the first water level sensor 42 detects that the water level WL has exceeded the water level H.
At this time, it is determined that there is more water stored in the hot water tank 40, and two of the three changeover valves are switched to the water supply tank 60 side. For example, of the changeover valves 81, 82, and 83, the changeover valves 82 and 83 are switched to the water supply tank 60 side.

次に、さらに水位WLが上昇し、第5電極棒425の先端が水面の中に浸ると、第1水位センサ42は、水位WLが水位HHを上回ったことを検出する。
このとき、温水タンク40の貯水量は十分な量になったと判断し、3つ全ての切替弁81、82、83を給水タンク60側に切り替える。
Next, when the water level WL rises further and the tip of the fifth electrode rod 425 is immersed in the water surface, the first water level sensor 42 detects that the water level WL has exceeded the water level HH.
At this time, it is determined that the amount of water stored in the hot water tank 40 has reached a sufficient level, and all three changeover valves 81, 82, 83 are switched to the water supply tank 60 side.

次に、この状態から、水位WLが下降していく場合について説明する。
水位WLが下降し(図4の矢印Aを参照。)、第4電極棒424の下端部が水面から露出すると、第1水位センサ42は、水位WLが水位Hを下回ったことを検出する。
貯湯制御部140は、水位WLが水位Hを下回ったことを検出すると、3つの切替弁のうち、1つの切替弁を温水タンク40側に切り替える。例えば、切替弁81、82、83のうち、切替弁81を温水タンク40側に切り替える。
Next, a case where the water level WL starts to drop from this state will be described.
When the water level WL drops (see arrow A in FIG. 4) and the lower end of the fourth electrode rod 424 is exposed above the water surface, the first water level sensor 42 detects that the water level WL has fallen below the water level H.
When the hot water storage control unit 140 detects that the water level WL has fallen below the water level H, it switches one of the three switching valves to the hot water tank 40 side. For example, of the switching valves 81, 82, and 83, it switches the switching valve 81 to the hot water tank 40 side.

ここで、水位WLが水位Hを下回った後、仮に水位WLが上昇し、第5電極棒425の先端が水面の中に浸ると、温水タンク40の貯水量は再び十分な量になったと判断し、前述と同様、全ての切替弁81、82、83を給水タンク60側に切り替える。 If the water level WL rises after it falls below the water level H and the tip of the fifth electrode rod 425 is submerged in the water surface, it is determined that the amount of water stored in the hot water tank 40 is sufficient again, and all the switching valves 81, 82, and 83 are switched to the water supply tank 60 side as described above.

一方、水位WLが水位Hを下回った後、水位WLがさらに下降し(図4の矢印Aを参照。)、第3電極棒423の下端部が水面から露出すると、第1水位センサ42は、水位WLが水位Mを下回ったことを検出する。
貯湯制御部140は、水位WLが水位Hを下回ったことを検出すると、3つの切替弁のうち、2つの切替弁を温水タンク40側に切り替える。例えば、切替弁81、82、83のうち、切替弁81、82を温水タンク40側に切り替える。
On the other hand, after the water level WL falls below the water level H, when the water level WL falls further (see arrow A in Figure 4) and the lower end of the third electrode rod 423 is exposed from the water surface, the first water level sensor 42 detects that the water level WL has fallen below the water level M.
When the hot water storage control unit 140 detects that the water level WL has fallen below the water level H, it switches two of the three switching valves to the hot water tank 40 side. For example, of the switching valves 81, 82, and 83, the switching valves 81 and 82 are switched to the hot water tank 40 side.

この状態から、水位WLがさらに下降し、第2電極棒422の下端部が水面から露出すると、第1水位センサ42は、水位WLが水位Lを下回ったことを検出する。
貯湯制御部140は、水位WLが水位Lを下回ったことを検出すると、3つ全ての切替弁81、82、83を温水タンク40側に切り替える。
From this state, when the water level WL further drops and the lower end of the second electrode rod 422 is exposed above the water surface, the first water level sensor 42 detects that the water level WL has fallen below the water level L.
When the hot water storage control unit 140 detects that the water level WL has fallen below the water level L, it switches all three switching valves 81, 82, and 83 to the hot water tank 40 side.

これにより、第1加温手段2により加温された温水W1を、必要性に応じて温水タンク40または給水タンク60に切り替えて給湯することができる。すなわち、第1加温手段2により加温された温水W1のうち、温水タンク40内への給湯が不必要な分については、ボイラ給水やバイパス給水のための用水を貯留する給水タンク60に供給することができる。よって、第1加温手段2により加温された温水W1を、有効に利用することができる。また、切替手段80を制御することによりヒートポンプ式給湯器11、12、13の運転を極力継続することが可能となり、ヒートポンプの運転再開初期の低温水供給の問題を解消することができる。 As a result, the hot water W1 heated by the first heating means 2 can be switched to the hot water tank 40 or the water supply tank 60 as needed to supply hot water. That is, the hot water W1 heated by the first heating means 2 that does not need to be supplied to the hot water tank 40 can be supplied to the water supply tank 60, which stores water for boiler supply and bypass supply. Therefore, the hot water W1 heated by the first heating means 2 can be used effectively. In addition, by controlling the switching means 80, it is possible to continue operation of the heat pump water heaters 11, 12, and 13 as much as possible, and the problem of low-temperature water supply at the initial stage of restarting the operation of the heat pump can be eliminated.

なお、ボイラ給水およびバイパス給水のための用水を効果的に加温する上では、給水タンクを、ボイラ給水およびバイパス給水のための用水を貯留する給水タンク60と、ヒートポンプ式給湯システム10に供給するための用水を貯留する第2給水タンク65とに分けて、第1加温手段2によって加温された温水W1を、給水タンク60に対して供給可能な態様とすることが好ましいが、第1実施形態に示されるように、第2給水タンク65を、給水タンク60と共通化してもよい。この場合は、ヒートポンプ式給湯システム10に供給される用水も加温された状態となる。
なお、切替手段80は、給湯器11、12、13からの温水W1の供給先を、温水タンク40または第2給水タンク65に切り替えが可能なものとして構成されていてもよい。
In order to effectively heat the water for the boiler feed water and the bypass feed water, it is preferable to separate the water supply tank into a water supply tank 60 for storing the water for the boiler feed water and the bypass feed water, and a second water supply tank 65 for storing the water for supply to the heat pump hot water supply system 10, and to supply the hot water W1 heated by the first heating means 2 to the water supply tank 60, but as shown in the first embodiment, the second water supply tank 65 may be shared with the water supply tank 60. In this case, the water supplied to the heat pump hot water supply system 10 is also heated.
In addition, the switching means 80 may be configured to be able to switch the supply destination of the hot water W1 from the water heaters 11, 12, and 13 to the hot water tank 40 or the second water supply tank 65.

なお、貯湯制御部140は、図10に示されるように、所定の水位帯(例えば、水位L~水位Mの間の水位帯)における給湯器の運転台数を、水位上昇時と水位下降時とでずらしているが、第1実施形態と同様に、所定の水位帯における給湯器の運転台数を、水位上昇時と水位下降時とでずらすことに換えて、状態確認時間を設けてもよい。すなわち、水位WLが所定の水位閾値を上回っている/下回っている状態が所定時間継続したと判定された場合に、切替弁81、82、83を切り替える等の制御を実行する構成としてもよい。 As shown in FIG. 10, the hot water storage control unit 140 shifts the number of operating water heaters in a specified water level range (for example, a water level range between water level L and water level M) when the water level rises and when the water level falls. However, as in the first embodiment, instead of shifting the number of operating water heaters in a specified water level range when the water level rises and when the water level falls, a status confirmation time may be set. In other words, the configuration may be such that when it is determined that the water level WL has remained above/below a specified water level threshold for a specified period of time, control such as switching the switching valves 81, 82, and 83 is performed.

さらに本実施形態において、給水タンク60に、給水タンク60の水位を検出する不図示の第2水位センサを設け、第2水位センサの検出水位が給水停止水位になると、給湯器11、12、13のうち、給水タンク60に給湯中の給湯器を停止させ、検出水位が給水開始水位になると停止中の給湯器を運転する構成を採用してもよい。
例えば、水位WLが上昇中において、水位WLが水位Mを上回り、3台中1台の給湯器、例えば給湯器13が給水タンク60側に給湯中の場合において、給水タンク60の第2水位センサの検出水位が給水停止水位になったときには、給湯器13の運転を停止する。そして、第2水位センサの検出水位が給水開始水位になると、運転を停止していた給湯器13の運転を再開する。
これにより、給水タンク60内の水位の管理を適切に行うことができる。
Furthermore, in this embodiment, a second water level sensor (not shown) may be provided in the water supply tank 60 to detect the water level in the water supply tank 60, and when the detected water level by the second water level sensor reaches a water supply stop water level, one of the water heaters 11, 12, and 13 that is currently supplying hot water to the water supply tank 60 may be stopped, and when the detected water level reaches a water supply start water level, the water heater that is stopped may be operated.
For example, when the water level WL is rising and exceeds the water level M, and one of the three water heaters, for example water heater 13, is supplying hot water to the water supply tank 60, when the water level detected by the second water level sensor of the water supply tank 60 reaches the water supply stop water level, the operation of the water heater 13 is stopped. Then, when the water level detected by the second water level sensor reaches the water supply start water level, the operation of the water heater 13 that had been stopped is resumed.
This allows the water level in the water supply tank 60 to be appropriately managed.

以上説明した本実施形態の温水製造システム1によれば、(1)~(18)に加えて、以下のような効果が奏される。 The hot water production system 1 of this embodiment described above provides the following advantages in addition to (1) to (18).

(19)本実施形態の温水製造システム1は、給湯器11、12、13に供給する用水および/または蒸気ボイラ装置30に供給する給水を貯留する給水タンク60と、給湯器11、12、13から供給される温水W1の供給先を温水タンク40または給水タンク60に切り替える切替手段と、を備える。
これにより、給湯器11、12、13から供給される温水W1を、必要性に応じて温水タンク40または給水タンク60に切り替えて給湯することができる。また、切り替え可能とすることによりヒートポンプの運転を極力継続することが可能となり、ヒートポンプの運転再開初期の低温水供給の問題を解消することができる。
(20)本実施形態の温水製造システム1は、温水タンク40内の水位を検出する第1水位センサ42を備え、第1加温手段2は、複数の給湯器11、12、13を含み、温水タンク40には、給湯器11、12、13の給湯台数を変更するための複数段階の水位閾値が設定され、温水タンク40内の水位下降時は、第1水位センサ42の検出水位が水位閾値を1段階下回るたびに温水タンク40に対する給湯器11、12、13の給湯台数を1台ずつ増加させると同時に、給水タンク60に対する給湯器11、12、13の給湯台数を1台ずつ減少させるように切替手段80を制御し、温水タンク40内の水位上昇時は、第1水位センサ42の検出水位が水位閾値を1段階上回るたびに温水タンク40に対する給湯器11、12、13の給湯台数を1台ずつ減少させると同時に、給水タンク60に対する給湯器11、12、13の給湯台数を1台ずつ増加させるように切替手段80を制御する。
これにより、必要性に応じて温水タンク40または給水タンク60に切り替えて給水を行うことができる。また、切替手段80を制御することによりヒートポンプの運転を極力継続することが可能となり、ヒートポンプの運転再開初期の低温水供給の問題を解消することができる。
(19) The hot water producing system 1 of this embodiment includes a water supply tank 60 for storing water to be supplied to the water heaters 11, 12, and 13 and/or water supply to the steam boiler apparatus 30, and a switching means for switching the supply destination of the hot water W1 supplied from the water heaters 11, 12, and 13 to the hot water tank 40 or the water supply tank 60.
This allows hot water W1 supplied from water heaters 11, 12, and 13 to be switched to hot water tank 40 or water supply tank 60 as needed. Also, by making the switchable, it is possible to continue operation of the heat pump as long as possible, and the problem of low-temperature water supply at the initial stage of restarting operation of the heat pump can be eliminated.
(20) The hot water producing system 1 of this embodiment includes a first water level sensor 42 that detects the water level in the hot water tank 40, and the first heating means 2 includes a plurality of water heaters 11, 12, and 13. The hot water tank 40 has a plurality of water level thresholds set therein for changing the number of hot water heaters 11, 12, and 13. When the water level in the hot water tank 40 drops, the number of hot water heaters 11, 12, and 13 for the hot water tank 40 is reduced by one each time the water level detected by the first water level sensor 42 falls below the water level threshold by one step. When the water level in the hot water tank 40 rises, the switching means 80 is controlled so that the number of hot water heaters 11, 12, 13 for the hot water tank 40 is decreased by one each time the water level detected by the first water level sensor 42 exceeds the water level threshold by one step, and at the same time, the switching means 80 is controlled so that the number of hot water heaters 11, 12, 13 for the water tank 60 is increased by one each time the water level detected by the first water level sensor 42 exceeds the water level threshold by one step.
This allows water to be supplied by switching between the hot water tank 40 and the water supply tank 60 as needed. In addition, by controlling the switching means 80, it is possible to continue operation of the heat pump as long as possible, and this makes it possible to solve the problem of low-temperature water supply at the initial stage of restarting the operation of the heat pump.

(21)本実施形態の温水製造システム1は、給水タンク60の水位を検出する第2水位センサを備え、第2水位センサの検出水位が給水停止水位になると給水タンク60に給湯中の給湯器を停止させ、検出水位が給水開始水位になると停止中の給湯器を運転する。
これにより、給水タンク60内の水位の管理を適切に行うことができる。
(21) The hot water production system 1 of this embodiment is equipped with a second water level sensor that detects the water level in the water supply tank 60, and when the water level detected by the second water level sensor reaches the water supply stop water level, the water heater that is supplying hot water to the water supply tank 60 is stopped, and when the detected water level reaches the water supply start water level, the water heater that is stopped is operated.
This allows the water level in the water supply tank 60 to be appropriately managed.

以上、本発明の温水製造システムの好ましい各実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。また、複数の実施形態を組み合わせることも可能である。 Although the above describes each preferred embodiment of the hot water production system of the present invention, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments and can be modified as appropriate. It is also possible to combine multiple embodiments.

1…温水製造システム
2…第1加温手段
3…第2加温手段
10…ヒートポンプ式給湯システム
11…第1ヒートポンプ式給湯器
12…第2ヒートポンプ式給湯器
13…第3ヒートポンプ式給湯器
14、15、16…給湯温度センサ
17、18、19…給水ポンプ
30…蒸気ボイラ装置
31…貫流ボイラ
40…温水タンク
41…貯湯温度センサ
42…第1水位センサ
421…第1電極棒
422…第2電極棒
423…第3電極棒
424…第4電極棒
425…第5電極棒
51…蒸気ヘッダ
52…連結ライン
53…蒸気供給ライン
54…昇温用給蒸弁
55…圧力計
60…給水タンク
62…バイパス給水弁
75…予熱用熱交換器
76…予熱用給蒸弁
80…切替手段
81、82、83…切替弁
90…ヒートポンプ回路
91…冷媒圧縮機
92…凝縮器
93…膨張弁
94…蒸発器
100…制御部
110…給湯制御部
120…ボイラ制御部
130…給蒸制御部
140…貯湯制御部
210…昇温用熱交換器(第1昇温用熱交換器)
212…バックアップ給蒸弁
220…第2昇温用熱交換器
L1…給湯ライン
L2…昇温用給蒸ライン
L3…ヒートポンプ給水ライン
L4…ボイラ給水ライン
L5…バイパス給水ライン
L6…温水出湯ライン
L7…冷媒循環ライン
L8…熱源水供給ライン
L10…予熱用給蒸ライン
L12…バックアップ給蒸ライン
L13…貯留水循環ライン
W1…用水(温水)
W5…用水(冷水)
W6…温水
S…蒸気
R…冷媒
TW…温水、貯留水
WL…水位
1...hot water production system 2...first heating means 3...second heating means 10...heat pump type hot water supply system 11...first heat pump type hot water heater 12...second heat pump type hot water heater 13...third heat pump type hot water heater 14, 15, 16...hot water temperature sensor 17, 18, 19...water supply pump 30...steam boiler device 31...once-through boiler 40...hot water tank 41...hot water storage temperature sensor 42...first water level sensor 421...first electrode rod 422...second electrode rod 423...third electrode rod 424...fourth electrode rod 425... 5 electrode rod 51...steam header 52...connecting line 53...steam supply line 54...heating steam supply valve 55...pressure gauge 60...water supply tank 62...bypass water supply valve 75...preheating heat exchanger 76...preheating steam supply valve 80...switching means 81, 82, 83...switching valve 90...heat pump circuit 91...refrigerant compressor 92...condenser 93...expansion valve 94...evaporator 100...control unit 110...hot water supply control unit 120...boiler control unit 130...steam supply control unit 140...hot water storage control unit 210...heating heat exchanger (first heating heat exchanger)
212...Backup steam supply valve 220...Second heating heat exchanger L1...Hot water supply line L2...Heating steam supply line L3...Heat pump water supply line L4...Boiler water supply line L5...Bypass water supply line L6...Hot water outlet line L7...Refrigerant circulation line L8...Heat source water supply line L10...Preheating steam supply line L12...Backup steam supply line L13...Stored water circulation line W1...Water (hot water)
W5: Water (cold water)
W6: Hot water S: Steam R: Refrigerant TW: Hot water, stored water WL: Water level

Claims (15)

用水をヒートポンプ式給湯器に貫流させながら目標給湯温度まで加温する第1加温手段と、
前記第1加温手段で前記目標給湯温度まで加温された用水を蒸気ボイラで発生させた蒸気であって、目標蒸気圧力に調整された蒸気と間接熱交換させて、前記目標給湯温度よりも高く設定された目標出湯温度まで昇温する第2加温手段と、
前記第1加温手段および前記第2加温手段を制御する制御手段と、を備え、
前記第2加温手段は、
前記給湯器で加温された温水と前記蒸気ボイラで発生させた蒸気とを間接熱交換させる昇温用熱交換器と、
前記昇温用熱交換器で加温された温水を貯留する温水タンクと、
前記温水タンク内の温水の温度を検出する貯湯温度センサと、を有し、
前記制御手段は、前記貯湯温度センサの検出温度が前記設定された目標出湯温度となるように、前記給湯器と前記蒸気ボイラの出力分担を調整する温水製造システム。
A first heating means for heating the water to a target hot water temperature while passing the water through the heat pump type hot water heater;
a second heating means for indirectly exchanging heat with the water heated to the target hot water supply temperature by the first heating means, the second heating means generating steam in a steam boiler and adjusting the steam pressure to a target hot water outlet temperature set higher than the target hot water supply temperature;
A control means for controlling the first heating means and the second heating means,
The second heating means is
a heating heat exchanger for indirectly exchanging heat between the hot water heated by the water heater and the steam generated by the steam boiler;
A hot water tank for storing hot water heated by the heating heat exchanger;
a hot water temperature sensor for detecting the temperature of the hot water in the hot water tank;
The control means adjusts the output sharing between the water heater and the steam boiler so that the temperature detected by the hot water storage temperature sensor becomes the set target hot water outlet temperature.
前記第2加温手段は、
前記蒸気ボイラで発生させた蒸気を集合させる蒸気ヘッダと、
前記蒸気ヘッダからの蒸気の供給量を調整する昇温用給蒸弁と、を有し、
前記制御手段は、
前記蒸気ヘッダのヘッダ圧力が前記目標蒸気圧力となるように、前記蒸気ボイラを制御するボイラ制御部と、
前記貯湯温度センサの検出温度が前記設定された目標出湯温度となるように、前記昇温用給蒸弁を制御する給蒸制御部と、を有する請求項1に記載の温水製造システム。
The second heating means is
a steam header that collects steam generated in the steam boiler;
a heating steam supply valve for adjusting the amount of steam supplied from the steam header,
The control means
a boiler control unit that controls the steam boiler so that a header pressure of the steam header becomes the target steam pressure;
2. The hot water producing system according to claim 1, further comprising a steam supply control unit that controls the heating steam supply valve so that the temperature detected by the hot water storage temperature sensor becomes the set target hot water outlet temperature.
前記第2加温手段は、
記温水タンク内の水位を検出する第1水位センサと、
前記昇温用熱交換器に前記蒸気ボイラで発生させた蒸気を供給する昇温用給蒸ラインと、
前記昇温用給蒸ラインに設けられた昇温用給蒸弁と、を備え、
前記第1加温手段は、
前記給湯器に用水を供給する給水ラインと、
前記給湯器で加温された温水を前記昇温用熱交換器に供給する給湯ラインと、
前記給湯ラインを流通する温水の給湯温度を検出する給湯温度センサと、を備え、
前記制御手段は、
前記温水タンク内の水位下降時に前記第1水位センサの検出水位が第1設定水位を下回ると、前記給水ラインを介する用水の供給および前記給湯ラインを介する温水の供給を開始し、
前記温水タンク内の水位上昇時に前記第1水位センサの検出水位が前記第1設定水位よりも上位の第2設定水位を上回ると、前記給水ラインを介する用水の供給および前記給湯ラインを介する温水の供給を停止し、
用水の供給を実行している状態において、
前記給湯温度センサの検出温度が前記目標給湯温度になるように前記給湯器を制御し、
前記貯湯温度センサの検出温度が前記目標出湯温度になるように前記昇温用給蒸弁の開度を制御する、請求項1に記載の温水製造システム。
The second heating means is
a first water level sensor for detecting a water level in the hot water tank;
a heating steam supply line for supplying steam generated in the steam boiler to the heating heat exchanger;
A heating steam supply valve provided in the heating steam supply line,
The first heating means is
A water supply line for supplying water to the water heater;
A hot water supply line that supplies hot water heated by the hot water heater to the heating heat exchanger;
a hot water temperature sensor for detecting a hot water temperature of the hot water flowing through the hot water supply line;
The control means
when the water level detected by the first water level sensor falls below a first set water level during a drop in the water level in the hot water tank, the supply of water through the water supply line and the supply of hot water through the hot water supply line are started;
when the water level detected by the first water level sensor exceeds a second set water level that is higher than the first set water level during a water level rise in the hot water tank, the supply of water through the water supply line and the supply of hot water through the hot water supply line are stopped;
When the water supply is in progress,
Controlling the water heater so that the temperature detected by the hot water temperature sensor becomes the target hot water temperature;
2. The hot water producing system according to claim 1, wherein an opening degree of the heating steam supply valve is controlled so that the temperature detected by the hot water storage temperature sensor becomes the target hot water outlet temperature.
前記温水タンクに前記給湯器を介さずに用水を供給するバイパス給水ラインと、
前記バイパス給水ラインに設けられたバイパス給水弁と、
前記温水タンクに前記蒸気ボイラで発生させた蒸気を供給するバックアップ給蒸ラインと、
前記バックアップ給蒸ラインに設けられたバックアップ給蒸弁と、を備え、
前記制御手段は、
前記温水タンク内の水位下降時に前記第1水位センサの検出水位が前記第1設定水位よりも下位の第3設定水位を下回ると、前記バイパス給水弁を開放するとともに、前記貯湯温度センサの検出温度が前記目標出湯温度になるように前記昇温用給蒸弁および前記バックアップ給蒸弁の開度を制御し、
前記温水タンク内の水位上昇時に前記第1水位センサの検出水位が前記第3設定水位よりも上位の第4設定水位を上回ると、前記バイパス給水弁を閉鎖する、請求項3に記載の温水製造システム。
a bypass water supply line for supplying water to the hot water tank without passing through the water heater;
A bypass water supply valve provided in the bypass water supply line;
a backup steam supply line for supplying steam generated by the steam boiler to the hot water tank;
A backup steam supply valve provided in the backup steam supply line,
The control means
When the water level in the hot water tank drops and the detected water level of the first water level sensor falls below a third set water level that is lower than the first set water level, the bypass water supply valve is opened, and the opening degree of the heating steam supply valve and the backup steam supply valve is controlled so that the detected temperature of the hot water storage temperature sensor becomes the target hot water outlet temperature,
4. The hot water producing system according to claim 3, wherein when the water level in the hot water tank rises and the detected water level of the first water level sensor exceeds a fourth set water level that is higher than the third set water level, the bypass water supply valve is closed.
前記バックアップ給蒸弁の開度を制御する温度帯は、前記昇温用給蒸弁の開度を制御する温度帯よりも低い温度帯である、請求項4に記載の温水製造システム。 The hot water production system according to claim 4, wherein the temperature zone for controlling the opening degree of the backup steam supply valve is a lower temperature zone than the temperature zone for controlling the opening degree of the heating steam supply valve. 前記温水タンクに前記給湯器を介さずに用水を供給するバイパス給水ラインと、
前記バイパス給水ラインに設けられたバイパス給水弁と、
前記温水タンクに貯留された温水が循環される循環ラインと、
前記循環ラインを流通する温水と蒸気とを間接熱交換させる補助熱交換器と、
前記補助熱交換器から前記温水タンクに還流する温水の温度を検出する還流温度センサと、を備え、
前記昇温用給蒸ラインは、前記昇温用熱交換器および前記補助熱交換器に前記蒸気ボイラで発生させた蒸気を供給し、
前記制御手段は、
前記温水タンク内の水位下降時に前記第1水位センサの検出水位が前記第1設定水位よりも下位の第3設定水位を下回ると、前記バイパス給水弁を開放するとともに、前記還流温度センサの検出温度が前記目標出湯温度になるように、前記昇温用給蒸弁の開度を制御し、
前記温水タンク内の水位上昇時に前記第1水位センサの検出水位が前記第3設定水位よりも上位の第4設定水位を上回ると、前記バイパス給水弁を閉鎖する、請求項3に記載の温水製造システム。
a bypass water supply line for supplying water to the hot water tank without passing through the water heater;
A bypass water supply valve provided in the bypass water supply line;
A circulation line through which the hot water stored in the hot water tank is circulated;
an auxiliary heat exchanger for indirectly exchanging heat between the hot water and steam circulating through the circulation line;
a return temperature sensor for detecting a temperature of the hot water returning from the auxiliary heat exchanger to the hot water tank;
the heating-use steam supply line supplies steam generated in the steam boiler to the heating-use heat exchanger and the auxiliary heat exchanger,
The control means
When the water level in the hot water tank drops and the detected water level of the first water level sensor falls below a third set water level that is lower than the first set water level, the bypass water supply valve is opened, and the opening degree of the heating steam supply valve is controlled so that the detected temperature of the return flow temperature sensor becomes the target hot water outlet temperature.
4. The hot water producing system according to claim 3, wherein when the water level in the hot water tank rises and the detected water level of the first water level sensor exceeds a fourth set water level that is higher than the third set water level, the bypass water supply valve is closed.
前記昇温用給蒸ラインは、前記蒸気ボイラで発生させた蒸気を前記補助熱交換器に流通させた後、前記昇温用熱交換器に流通させる、請求項6に記載の温水製造システム。 The hot water production system according to claim 6, wherein the heating steam supply line circulates the steam generated in the steam boiler to the auxiliary heat exchanger, and then to the heating heat exchanger. 前記温水タンクに前記給湯器を介さずに用水を供給するバイパス給水ラインと、
前記バイパス給水ラインに設けられたバイパス給水弁と、
前記バイパス給水ラインを流通する用水と蒸気とを間接熱交換させる予熱用熱交換器と、
前記予熱用熱交換器に前記蒸気ボイラで発生させた蒸気を供給する予熱用給蒸ラインと、
前記予熱用給蒸ラインに設けられた予熱用給蒸弁と、を備え、
前記制御手段は、
前記温水タンク内の水位下降時に前記第1水位センサの検出水位が前記第1設定水位よりも下位の第3設定水位を下回ると、前記バイパス給水弁を開放するとともに、前記予熱用給蒸弁を開放し、
前記温水タンク内の水位上昇時に前記第1水位センサの検出水位が前記第3設定水位よりも上位の第4設定水位を上回ると、前記バイパス給水弁を閉鎖する、請求項3に記載の温水製造システム。
a bypass water supply line for supplying water to the hot water tank without passing through the water heater;
A bypass water supply valve provided in the bypass water supply line;
a preheating heat exchanger for indirectly exchanging heat between the water flowing through the bypass water supply line and steam;
a preheating steam supply line for supplying steam generated in the steam boiler to the preheating heat exchanger;
A preheating steam supply valve provided in the preheating steam supply line,
The control means
When the water level in the hot water tank drops, if the detected water level of the first water level sensor falls below a third set water level that is lower than the first set water level, the bypass water supply valve is opened and the preheating steam supply valve is opened.
4. The hot water producing system according to claim 3, wherein when the water level in the hot water tank rises and the detected water level of the first water level sensor exceeds a fourth set water level that is higher than the third set water level, the bypass water supply valve is closed.
前記第1加温手段は、複数の前記給湯器を含み、
前記温水タンクには、前記給湯器の運転台数を変更するための複数段階の水位閾値が設定され、
前記制御手段は、
前記温水タンク内の水位下降時は、前記第1水位センサの検出水位が前記水位閾値を1段階下回るたびに前記給湯器の運転台数を1台ずつ増加させる台数制御を実行し、
前記温水タンク内の水位上昇時は、前記第1水位センサの検出水位が前記水位閾値を1段階上回るたびに前記給湯器の運転台数を1台ずつ減少させる台数制御を実行する、請求項3~8のいずれかに記載の温水製造システム。
The first heating means includes a plurality of the water heaters,
A plurality of water level thresholds are set in the hot water tank for changing the number of the water heaters in operation;
The control means
When the water level in the hot water tank is decreasing, a number control is executed to increase the number of the water heaters in operation by one each time the water level detected by the first water level sensor falls below the water level threshold by one step;
A hot water producing system as described in any one of claims 3 to 8, wherein when the water level in the hot water tank rises, a number control is performed to reduce the number of operating water heaters by one each time the detected water level of the first water level sensor exceeds the water level threshold by one step.
前記第1加温手段は、複数の前記給湯器を含み、
前記温水タンクには、前記給湯器の運転台数および/または目標給湯温度を変更するための複数段階の水位閾値が設定され、
前記給湯器は、第1温度よりも高く前記目標出湯温度よりも低い温度範囲で複数段階の目標給湯温度を切り替え可能とされ、
前記制御手段は、
前記給湯器の目標給湯温度を前記第1温度に設定した状態で運転中、前記第1水位センサの検出水位が前記水位閾値を1段階上回ると、前記給湯器の運転台数を維持したまま前記給湯器の目標給湯温度を1段階上昇させる制御を実行し、前記給湯器の目標給湯温度を1段階以上上昇させた状態で運転中、前記第1水位センサの検出水位が前記水位閾値を1段階上回ると、前記給湯器の運転台数を1台減少させると同時に、前記目標給湯温度を前記第1温度に戻す制御、または前記給湯器の運転台数を維持したまま、前記給湯器の目標給湯温度をさらに1段階上昇させる制御を実行し、
前記給湯器の目標給湯温度を前記第1温度に設定した状態で運転中、前記第1水位センサの検出水位が前記水位閾値を1段階下回ると、前記給湯器の運転台数を1台増加させると同時に、前記給湯器の目標給湯温度を1段階以上上昇させる制御を実行し、前記給湯器の目標給湯温度を1段階以上上昇させた状態で運転中、前記第1水位センサの検出水位が前記水位閾値を1段階下回ると、前記給湯器の運転台数を維持したまま前記給湯器の目標給湯温度を1段階下降させる制御を実行する、請求項3~8のいずれかに記載の温水製造システム。
The first heating means includes a plurality of the water heaters,
A plurality of water level thresholds are set in the hot water tank for changing the number of the hot water heaters in operation and/or the target hot water temperature;
The water heater is capable of switching a target hot water supply temperature among a plurality of stages within a temperature range higher than a first temperature and lower than the target hot water outlet temperature,
The control means
When the target hot water temperature of the water heater is set to the first temperature and the detected water level of the first water level sensor exceeds the water level threshold by one step, control is executed to increase the target hot water temperature of the water heater by one step while maintaining the number of operating water heaters; when the target hot water temperature of the water heater is increased by one step or more and the detected water level of the first water level sensor exceeds the water level threshold by one step, control is executed to reduce the number of operating water heaters by one and at the same time return the target hot water temperature to the first temperature, or control is executed to increase the target hot water temperature of the water heater by another step while maintaining the number of operating water heaters;
A hot water production system as described in any of claims 3 to 8, wherein, during operation with the target hot water temperature of the water heater set to the first temperature, when the water level detected by the first water level sensor falls one step below the water level threshold, control is executed to increase the number of operating water heaters by one and at the same time raise the target hot water temperature of the water heater by one or more steps, and, during operation with the target hot water temperature of the water heater raised by one or more steps, when the water level detected by the first water level sensor falls one step below the water level threshold, control is executed to lower the target hot water temperature of the water heater by one step while maintaining the number of operating water heaters.
前記給湯器に供給する用水および/または前記蒸気ボイラに供給する給水を貯留する給水タンクと、
前記給湯器から供給される温水の供給先を前記温水タンクまたは前記給水タンクに切り替える切替手段と、を備える請求項3~10のいずれかに記載の温水製造システム。
a water supply tank for storing water to be supplied to the water heater and/or water to be supplied to the steam boiler;
The hot water producing system according to any one of claims 3 to 10, further comprising a switching means for switching a supply destination of the hot water supplied from the water heater to the hot water tank or the water supply tank.
前記第1加温手段は、複数の前記給湯器を含み、
前記温水タンクには、前記給湯器の給湯台数を変更するための複数段階の水位閾値が設定され、
前記制御手段は、
前記温水タンク内の水位下降時は、前記第1水位センサの検出水位が前記水位閾値を1段階下回るたびに前記温水タンクに対する前記給湯器の給湯台数を1台ずつ増加させると同時に、前記給水タンクに対する前記給湯器の給湯台数を1台ずつ減少させるように前記切替手段を制御し、
前記温水タンク内の水位上昇時は、前記第1水位センサの検出水位が前記水位閾値を1段階上回るたびに前記温水タンクに対する前記給湯器の給湯台数を1台ずつ減少させると同時に、前記給水タンクに対する前記給湯器の給湯台数を1台ずつ増加させるように前記切替手段を制御する、請求項11に記載の温水製造システム。
The first heating means includes a plurality of the water heaters,
The hot water tank is provided with a plurality of water level thresholds for changing the number of hot water heaters;
The control means
When the water level in the hot water tank is decreasing, the switching means is controlled so that the number of hot water heaters for the hot water tank is increased by one each time the water level detected by the first water level sensor falls below the water level threshold by one step, and at the same time, the number of hot water heaters for the water supply tank is decreased by one each time;
The hot water producing system of claim 11, wherein when the water level in the hot water tank rises, the switching means controls so as to reduce the number of hot water heaters for the hot water tank by one each time the detected water level of the first water level sensor exceeds the water level threshold by one step, while at the same time increasing the number of hot water heaters for the water supply tank by one.
前記給水タンクの水位を検出する第2水位センサを備え、
前記制御手段は、
前記第2水位センサの検出水位が給水停止水位になると前記給水タンクに給湯中の前記給湯器を停止させ、検出水位が給水開始水位になると停止中の前記給湯器を運転する、請求項11または請求項12に記載の温水製造システム。
a second water level sensor for detecting a water level in the water supply tank;
The control means
The hot water producing system of claim 11 or claim 12, wherein when the detected water level of the second water level sensor reaches a water supply stop water level, the water heater that is supplying hot water to the water tank is stopped, and when the detected water level reaches a water supply start water level, the water heater that is stopped is operated.
前記給湯器に供給する用水および/または前記蒸気ボイラに供給する給水を貯留する給水タンクと、
前記昇温用熱交換器で発生した蒸気ドレンを前記給水タンクに回収するドレン回収ラインと、を備える請求項3~13のいずれかに記載の温水製造システム。
a water supply tank for storing water to be supplied to the water heater and/or water to be supplied to the steam boiler;
The hot water producing system according to any one of claims 3 to 13, further comprising: a drain recovery line that recovers steam drain generated in the heating heat exchanger and returns it to the water supply tank.
用水をヒートポンプ式給湯器に貫流させながら目標給湯温度まで加温する第1加温工程と、
前記第1加温工程で前記目標給湯温度まで加温された用水を蒸気ボイラで発生させた蒸気であって、目標蒸気圧力に調整された蒸気と間接熱交換させて、前記目標給湯温度よりも高く設定された目標出湯温度まで昇温する第2加温工程と、を含み、
前記第2加温工程は、前記給湯器で加温された温水と前記蒸気ボイラで発生させた蒸気とを昇温用熱交換器で間接熱交換して加温された温水を温水タンクに貯留するとともに、前記温水タンク内の温水の温度を貯湯温度センサで検出し、
前記第1加温工程および前記第2加温工程の実行時に、前記貯湯温度センサの検出温度が前記設定された目標出湯温度となるように、前記給湯器と前記蒸気ボイラの出力分担を調整する温水製造方法。
A first heating step of heating the water to a target hot water temperature while passing the water through the heat pump water heater;
a second heating step of indirectly exchanging heat with steam generated by a steam boiler and adjusted to a target steam pressure, the second heating step heating the water heated to the target hot water supply temperature in the first heating step to a target hot water outlet temperature set higher than the target hot water supply temperature;
The second heating step includes storing the heated hot water in a hot water tank by indirect heat exchange between the hot water heated by the water heater and the steam generated by the steam boiler in a heating heat exchanger, and detecting the temperature of the hot water in the hot water tank with a hot water storage temperature sensor;
A hot water production method that adjusts the output distribution of the water heater and the steam boiler so that the detected temperature of the hot water storage temperature sensor becomes the set target hot water outlet temperature when the first heating process and the second heating process are performed.
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