JP7508933B2 - 給湯システム - Google Patents

Description

本発明は、給湯システムに関する。

ヒートポンプ式給湯機のエネルギー効率は、周知のようにＣＯＰ（成績係数）で示される。このＣＯＰを高めるため、冷凍サイクルに対して様々な改良がなされている。例えば、特許文献１、２には、ヒートポンプ回路の凝縮器の後段に過冷却器を設け、凝縮器に貯湯タンク内の貯留水を循環させて加熱する一方で、過冷却器に貯湯タンクへの補給水を流通させて予備加熱するように構成された給湯システムが記載されている。

特公平２－２７５８２号公報 実開平３－３６６５号公報

凝縮器のみで貯湯タンク内の貯留水を循環させて加熱する構成の場合、貯留水の温度上昇に伴って貯留水と熱源空気の温度差が大きくなるため、高いＣＯＰを維持するのが困難である。これに対し、特許文献１、２に記載された給湯システムは、過冷却器で低温の補給水を予備加熱することでシステム全体の加熱能力を強化し、ＣＯＰを高めるようにしている。
しかしながら、このような給湯システムにおいては、補給水の水源温度が低い場合等には、膨張弁に流入する液冷媒が凝縮器および過冷却器を順番に通過することによって極度に冷却されてしまうことがある。蒸発器に高過冷却状態の液冷媒が供給される状況では、蒸発器での気化が不十分なまま圧縮機に湿り蒸気が送られるようになる。圧縮機が湿り蒸気を吸入すると、液圧縮によるリキッドハンマー等により、圧縮機を破損させるおそれがある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、ヒートポンプ回路に貯留水加熱用熱交換器および補給水加熱用熱交換器を設けた構成において、圧縮機の破損を防止することができる給湯システムを提供することを目的とする。

本発明は、圧縮機、第１放熱用熱交換器、第２放熱用熱交換器、膨張弁および吸熱用熱交換器が冷媒循環ラインにより環状に接続され、前記圧縮機の駆動により前記第１放熱用熱交換器および／または前記第２放熱用熱交換器で温熱を取り出す蒸気圧縮式のヒートポンプ回路と、補給水を貯留する貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の貯留水を前記第１放熱用熱交換器に循環させる水循環ラインと、補給水を前記第２放熱用熱交換器に流通させつつ、前記貯湯タンクへ送給する補給水ラインと、前記膨張弁に流入する液冷媒の温度を調整する冷媒温度調整手段と、前記冷媒温度調整手段を制御する制御手段と、を備え、前記冷媒温度調整手段は、前記第１放熱用熱交換器に対して冷媒もしくは循環水をバイパス、または、前記第２放熱用熱交換器に対して冷媒もしくは補給水をバイパスさせるバイパスラインと、前記バイパスラインに送給する冷媒、循環水または補給水の分配量を調整する分配バルブと、を含む給湯システムに関する。

また、給湯システムの前記冷媒温度調整手段は、前記膨張弁に流入する液冷媒の温度を検知する温度センサと、前記冷媒循環ラインに接続され、前記第２放熱用熱交換器に対して冷媒をバイパスさせる第１バイパスラインと、前記第２放熱用熱交換器に送給する冷媒および前記第１バイパスラインに送給する冷媒の分配量を調整する第１分配バルブと、を備え、前記制御手段は、前記圧縮機の駆動中、前記温度センサの検知温度が目標温度になるように、前記第１分配バルブを制御することが好ましい。

また、給湯システムの前記冷媒温度調整手段は、前記膨張弁に流入する液冷媒の温度を検知する温度センサと、前記膨張弁に流入する液冷媒の圧力を検知する圧力センサと、前記冷媒循環ラインに接続され、前記第２放熱用熱交換器に対して冷媒をバイパスさせる第１バイパスラインと、前記第２放熱用熱交換器に送給する冷媒および前記第１バイパスラインに送給する冷媒の分配量を調整する第１分配バルブと、を備え、前記制御手段は、前記圧縮機の駆動中、前記圧力センサの検知圧力からガス冷媒の凝縮温度を求めると共に、当該凝縮温度から前記温度センサの検知温度を差し引いて液冷媒の過冷却度を算出し、当該算出過冷却度が目標過冷却度になるように、前記第１分配バルブを制御することが好ましい。

また、給湯システムの前記冷媒温度調整手段は、前記膨張弁に流入する液冷媒の温度を検知する温度センサと、前記補給水ラインに接続され、前記第２放熱用熱交換器に対して補給水をバイパスさせる第２バイパスラインと、前記第２放熱用熱交換器に送給する補給水および前記第２バイパスラインに送給する補給水の分配量を調整する第２分配バルブと、を備え、前記制御手段は、前記圧縮機の駆動中、前記温度センサの検知温度が目標温度になるように、前記第２分配バルブを制御することが好ましい。

また、給湯システムの前記冷媒温度調整手段は、前記膨張弁に流入する液冷媒の温度を検知する温度センサと、前記膨張弁に流入する液冷媒の圧力を検知する圧力センサと、前記補給水ラインに接続され、前記第２放熱用熱交換器に対して補給水をバイパスさせる第２バイパスラインと、前記第２放熱用熱交換器に送給する補給水および前記第２バイパスラインに送給する補給水の分配量を調整する第２分配バルブと、を備え、前記制御手段は、前記圧縮機の駆動中、前記圧力センサの検知圧力からガス冷媒の凝縮温度を求めると共に、当該凝縮温度から前記温度センサの検知温度を差し引いて液冷媒の過冷却度を算出し、当該算出過冷却度が目標過冷却度になるように、前記第２分配バルブを制御することが好ましい。

また、給湯システムの前記冷媒温度調整手段は、前記膨張弁に流入する液冷媒の温度を検知する温度センサと、前記冷媒循環ラインに接続され、前記第１放熱用熱交換器に対して冷媒をバイパスさせる第３バイパスラインと、前記第１放熱用熱交換器に送給する冷媒および前記第３バイパスラインに送給する冷媒の分配量を調整する第３分配バルブと、を備え、前記制御手段は、前記圧縮機の駆動中、前記温度センサの検知温度が目標温度になるように、前記第３分配バルブを制御することが好ましい。

また、給湯システムの前記冷媒温度調整手段は、前記膨張弁に流入する液冷媒の温度を検知する温度センサと、前記膨張弁に流入する液冷媒の圧力を検知する圧力センサと、前記冷媒循環ラインに接続され、前記第１放熱用熱交換器に対して冷媒をバイパスさせる第３バイパスラインと、前記第１放熱用熱交換器に送給する冷媒および前記第３バイパスラインに送給する冷媒の分配量を調整する第３分配バルブと、を備え、前記制御手段は、前記圧縮機の駆動中、前記圧力センサの検知圧力からガス冷媒の凝縮温度を求めると共に、当該凝縮温度から前記温度センサの検知温度を差し引いて液冷媒の過冷却度を算出し、当該算出過冷却度が目標過冷却度になるように、前記第３分配バルブを制御することが好ましい。

また、給湯システムの前記冷媒温度調整手段は、前記膨張弁に流入する液冷媒の温度を検知する温度センサと、前記水循環ラインに接続され、前記第１放熱用熱交換器に対して循環水をバイパスさせる第４バイパスラインと、前記第１放熱用熱交換器に送給する循環水および前記第４バイパスラインに送給する循環水の分配量を調整する第４分配バルブと、を備え、前記制御手段は、前記圧縮機の駆動中、前記温度センサの検知温度が目標温度になるように、前記第４分配バルブを制御することが好ましい。

また、給湯システムの前記冷媒温度調整手段は、前記膨張弁に流入する液冷媒の温度を検知する温度センサと、前記膨張弁に流入する液冷媒の圧力を検知する圧力センサと、前記水循環ラインに接続され、前記第１放熱用熱交換器に対して循環水をバイパスさせる第４バイパスラインと、前記第１放熱用熱交換器に送給する循環水および前記第４バイパスラインに送給する循環水の分配量を調整する第４分配バルブと、を備え、前記制御手段は、前記圧縮機の駆動中、前記圧力センサの検知圧力からガス冷媒の凝縮温度を求めると共に、当該凝縮温度から前記温度センサの検知温度を差し引いて液冷媒の過冷却度を算出し、当該算出過冷却度が目標過冷却度になるように、前記第４分配バルブを制御することが好ましい。

本発明によれば、ヒートポンプ回路に貯留水加熱用熱交換器および補給水加熱用熱交換器を設けた構成において、圧縮機の破損を防止することが可能な給湯システムを提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る給湯システムの構成を模式的に示す図である。 上記実施形態の変形例に係る給湯システムの構成を模式的に示す図である。 本発明の第２実施形態に係る給湯システムの構成を模式的に示す図である。 上記実施形態の変形例に係る給湯システムの構成を模式的に示す図である。 本発明の第３実施形態に係る給湯システムの構成を模式的に示す図である。 上記実施形態の変形例に係る給湯システムの構成を模式的に示す図である。 本発明の第４実施形態に係る給湯システムの構成を模式的に示す図である。 上記実施形態の変形例に係る給湯システムの構成を模式的に示す図である。

＜第１実施形態＞
以下、本発明の給湯システム１の第１実施形態について、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。

図１は、本実施形態に係る給湯システム１の構成を模式的に示す図である。図１に示すように、本実施形態の給湯システム１は、ヒートポンプ回路１０と、貯湯タンク６０と、貯湯タンク６０内の貯留水Ｗ３を循環水Ｗ１として循環させる水循環ラインＬ１と、補給水Ｗ２を貯湯タンク６０へ送給する補給水ラインＬ２と、制御部１００と、を備える。
この給湯システム１は、ヒートポンプ回路１０で加温した貯湯タンク６０内の貯留水Ｗ３を、給湯水Ｗ４として温水需要箇所または温熱需要箇所に供給するシステムである。

ヒートポンプ回路１０は、圧縮機１１、第１放熱用熱交換器１２Ａ（凝縮器１２Ａ）、第２放熱用熱交換器１２Ｂ（過冷却器１２Ｂ）、膨張弁１３および吸熱用熱交換器１４（蒸発器１４）が冷媒循環ラインＬ９により環状に接続され、圧縮機１１の駆動により吸熱用熱交換器１４で吸熱しつつ第１放熱用熱交換器１２Ａおよび／または第２放熱用熱交換器１２Ｂで温熱を取り出す蒸気圧縮式のヒートポンプ回路である。この冷媒循環ラインＬ９には冷媒Ｒが流れる。

圧縮機１１は、駆動源としての電気モータ１５を有しており、フロンガス等のガス状の冷媒Ｒ（ガス冷媒Ｒ）を圧縮して高温高圧の冷媒Ｒにする。第１放熱用熱交換器１２Ａは、水循環ラインＬ１を通じて送られてくる循環水Ｗ１へ放熱して、圧縮機１１からの冷媒Ｒを凝縮液化する凝縮器である。第２放熱用熱交換器１２Ｂは、補給水ラインＬ２を通じて送られてくる補給水Ｗ２へ放熱して、第１放熱用熱交換器１２Ａを通過した冷媒Ｒ（液冷媒Ｒ）を過冷却する過冷却器である。膨張弁１３は、第２放熱用熱交換器１２Ｂ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。吸熱用熱交換器１４は、熱源流体から吸熱して、膨張弁１３から送られる冷媒Ｒを蒸発させる蒸発器である。この熱源流体としては、熱源空気や熱源水など各種の流体を用いることができる。

貯留水加熱用の第１放熱用熱交換器１２Ａは、循環水Ｗ１と冷媒Ｒとを間接熱交換させ、冷媒Ｒの潜熱および顕熱の放熱を行う。第１放熱用熱交換器１２Ａは、循環水Ｗ１を用いて冷媒Ｒの凝縮液化を行うと共に、冷媒Ｒを用いて循環水Ｗ１を加温する。
補給水加熱用の第２放熱用熱交換器１２Ｂは、補給水Ｗ２と冷媒Ｒとを間接熱交換させ、冷媒Ｒの顕熱の放熱を行う。第２放熱用熱交換器１２Ｂは、補給水Ｗ２を用いて冷媒Ｒの過冷却を行うと共に、冷媒Ｒを用いて補給水Ｗ２を加温する。
このように、冷媒Ｒの凝縮用と過冷却用とで熱交換器を分けることで、熱交換器の設計が容易となり、コスト削減を図ることができる。また、汎用の熱交換器の利用も可能となる。
なお、運転条件等により、第１放熱用熱交換器１２Ａでガス冷媒Ｒの凝縮液化が部分的な相変化に止まった場合は、第２放熱用熱交換器１２Ｂにおいて、残りのガス冷媒Ｒの凝縮液化が行われる。

膨張弁１３は、比例制御式のニードル弁として構成され、駆動用ステッピングモータの回転数制御によりニードル弁のストロークを変え、弁開度を調節することで、冷媒循環ラインＬ９を流れる冷媒Ｒの流量を調整することができる。

以上のように、ヒートポンプ回路１０は、吸熱用熱交換器１４において、冷媒Ｒが外部から熱を奪って気化する一方、第１放熱用熱交換器１２Ａおよび第２放熱用熱交換器１２Ｂにおいて、冷媒Ｒが外部へ放熱して凝縮液化し、過冷却される。このような原理を利用して、ヒートポンプ回路１０は、吸熱用熱交換器１４で熱源流体から熱をくみ上げ、第１放熱用熱交換器１２Ａで循環水Ｗ１を加温し、第２放熱用熱交換器１２Ｂで補給水Ｗ２を加温する。

本実施形態のヒートポンプ回路１０はさらに、膨張弁１３に流入する液冷媒Ｒの温度を検知する温度センサとしての冷媒温度センサ１６と、冷媒循環ラインＬ９に接続され、第２放熱用熱交換器１２Ｂに対して液冷媒Ｒをバイパスさせる第１バイパスラインＬ１１と、第２放熱用熱交換器１２Ｂに送給する液冷媒Ｒおよび第１バイパスラインＬ１１に送給する液冷媒Ｒの分配量を調整する第１分配バルブ３１と、を備える。

第１バイパスラインＬ１１は、第２放熱用熱交換器１２Ｂの上流側（第１放熱用熱交換器１２Ａと第２放熱用熱交換器１２Ｂの間）において、冷媒循環ラインＬ９から分岐し、第２放熱用熱交換器１２Ｂの下流側（第２放熱用熱交換器１２Ｂと膨張弁１３の間）において、冷媒循環ラインＬ９と合流している。

冷媒温度センサ１６は、冷媒循環ラインＬ９および第１バイパスラインＬ１１の合流部の下流側であって、膨張弁１３の上流側に配置されている。より好ましくは、冷媒温度センサ１６は、膨張弁１３に流入する直前の冷媒Ｒの温度を測定するために、膨張弁１３の上流側であって、膨張弁１３の近傍に配置される。

第１分配バルブ３１は、第１バイパスラインＬ１１に設けられている。第１分配バルブ３１は、弁開度が調整可能に構成されている。第１分配バルブ３１の弁開度を調整することにより、第２放熱用熱交換器１２Ｂに送給する液冷媒Ｒおよび第１バイパスラインＬ１１に送給する液冷媒Ｒの分配量を調整することができる。
ここで、第１分配バルブ３１の開放時においては、冷媒循環ラインＬ９を流れる冷媒Ｒのうち、第１バイパスラインＬ１１を流れる第１の分流は、第１分配バルブ３１を通過する過程で比較的小さな摩擦損失を弁室内で受けるだけで済む。一方、第２放熱用熱交換器１２Ｂが配置されている冷媒循環ラインＬ９を流れる第２の分流は、第２放熱用熱交換器１２Ｂを通過する過程で比較的大きな摩擦損失を第２放熱用熱交換器１２Ｂ内で受けることになる。そのため、冷媒Ｒの流量比は「第１の分流＞第２の分流」となって、大部分の冷媒Ｒが第１バイパスラインＬ１１側を流れることなる。よって、このような簡単な構成によっても、第１分配バルブ３１の弁開度を調整することによって、第２放熱用熱交換器１２Ｂに送給する液冷媒Ｒおよび第１バイパスラインＬ１１に送給する液冷媒Ｒの分配量を調整することができる。

これらの冷媒温度センサ１６と、第１バイパスラインＬ１１と、第１分配バルブ３１は、本実施形態における冷媒温度調整手段５０を構成する。冷媒温度調整手段５０は、後述の制御部１００によって制御され、膨張弁１３に流入する液冷媒Ｒの温度を調整する。

貯湯タンク６０は、ヒートポンプ回路１０で加温された循環水Ｗ１および補給水Ｗ２を貯留水Ｗ３として貯留するタンクである。貯湯タンク６０内の貯留水Ｗ３は、給湯水Ｗ４として、給湯水ラインＬ４を通じて温水需要箇所または温熱需要箇所に供給される。

貯湯タンク６０は、貯湯タンク６０内の貯留水Ｗ３の温度を検知する貯湯温度センサ６１を備える。貯湯温度センサ６１は、給湯水Ｗ４として温水需要箇所または温熱需要箇所に供給されることとなる貯留水Ｗ３の温度をモニタリングする。

貯湯タンク６０は、貯湯タンク６０内の水位を検知する水位センサ６２を備える。本実施形態においては、水位センサ６２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いる。具体的には、長さの異なる複数の電極棒が、その下端部の高さ位置を互いに異ならせて差し込まれて保持されている。各電極棒は、その下端部が水に浸かるか否かにより、下端部における水位の有無を検出する。これにより、水位センサ６２は、貯湯タンク６０内の貯留水Ｗ３の水位を検知する。

水循環ラインＬ１は、その上流側が貯湯タンク６０に接続されており、かつ下流側も貯湯タンク６０に接続されている。水循環ラインＬ１は、貯湯タンク６０内の貯留水Ｗ３を循環水Ｗ１として循環させる循環路を形成する。貯湯タンク６０内の貯留水Ｗ３は、水循環ラインＬ１を通じて第１放熱用熱交換器１２Ａを通過して加温され、貯湯タンク６０内に戻る。水循環ラインＬ１には、上流側から、水循環ポンプ２１、第１放熱用熱交換器１２Ａ、第１温度センサ２２が順次配置されている。

水循環ポンプ２１は、インバータにより回転数を制御可能とされる。水循環ポンプ２１の回転数を変更することで、水循環ラインＬ１を循環する循環水Ｗ１の流量を調整することができる。

第１温度センサ２２は、第１放熱用熱交換器１２Ａの下流側に配置されており、第１放熱用熱交換器１２Ａから流出する循環水Ｗ１の温度を検知する。

補給水ラインＬ２は、その上流側が補給水タンク（不図示）等の補給水源に接続され、その下流側が貯湯タンク６０に接続されている。補給水ラインＬ２は、補給水Ｗ２を第２放熱用熱交換器１２Ｂに流通させつつ、貯湯タンク６０へ送給するラインである。補給水ラインＬ２には、上流側から、補給水弁２５、第２放熱用熱交換器１２Ｂ、第２温度センサ２６が順次配置されている。

補給水弁２５は、弁開度が調整可能に構成されている。補給水弁２５の弁開度を調整することにより、補給水ラインＬ２を流れる補給水Ｗ２の流量を調整することができる。

第２温度センサ２６は、第２放熱用熱交換器１２Ｂの下流側に配置されており、第２放熱用熱交換器１２Ｂから流出する補給水Ｗ２の温度を検知する。

補給水ラインＬ２は、補給水バイパスラインとしての第２バイパスラインＬ１２を備える。第２バイパスラインＬ１２は、第２放熱用熱交換器１２Ｂに対して補給水Ｗ２をバイパスさせるバイパスラインである。第２バイパスラインＬ１２には、補給水分配バルブとしての第２分配バルブ３２が配置されている。

第２分配バルブ３２は、第２放熱用熱交換器１２Ｂに送給する補給水Ｗ２および第２バイパスラインＬ１２に送給する補給水Ｗ２の分配量を調整する。第２分配バルブ３２は、自動または手動入力により弁開度が調整されてもよい。例えば、貯湯タンク６０の貯留水Ｗ３の水位が急激に低下したことが検知されたときに、自動または手動入力により第２分配バルブ３２が開放されてもよい。これにより、第２放熱用熱交換器１２Ｂによって加温されていない補給水Ｗ２が、貯湯タンク６０内に急速に補給され、貯湯タンク６０が渇水状態となることを防ぐ。

水循環ラインＬ１および補給水ラインＬ２を通過することによって加温された貯湯タンク６０内の貯留水Ｗ３は、給湯水Ｗ４として、給湯水ラインＬ４を通じて温水需要箇所または温熱需要箇所に供給される。

温水需要箇所とは、給湯水Ｗ４を流体利用することにより貯留水Ｗ３を消費する工場内の各種生産設備等をいう。温水需要箇所の例としては、食品・飲料・薬品用の容器洗浄設備（リンサー）、瓶詰・缶詰・袋詰製品の加熱殺菌設備（パストライザー）等を挙げることができる。
一方、温熱需要箇所とは、給湯水Ｗ４の熱エネルギーのみを利用し、貯留水Ｗ３を消費しない生産設備等をいう。熱エネルギーの利用は、種々の熱交換器を介して行われ、熱エネルギーの取り出しによって温度降下した給湯水Ｗ４は、図示しない返湯水ラインを通じて貯湯タンク６０に返送される。温熱需要箇所の例としては、金属加工品の塗装設備における脱脂槽や化成槽、空調設備におけるエアハンドリングユニット等を挙げることができる。

次に、本実施形態の給湯システム１の制御部１００（制御手段１００）について説明する。制御部１００は、ＣＰＵおよびメモリを含むマイクロプロセッサにより構成される。制御部１００は、機能ブロックとして、循環水流量制御部としての水循環ポンプ制御部１１０と、補給水流量制御部としての補給水弁制御部１２０と、冷媒温度制御部としての分配バルブ制御部１３０と、を備える。
ここで、図１における破線は、本実施形態における主要な電気的な接続の経路を示している。なお、これらの電気的な接続は、実際には制御部１００を経由するが、その点は省略している。

水循環ポンプ制御部１１０は、第１温度センサ２２の検知温度を取得し、この検知温度に応じて、循環水流量調整手段を構成する水循環ポンプ２１の駆動周波数を制御する。具体的には、水循環ポンプ制御部１１０は、第１温度センサ２２の検知温度が目標出湯温度になるように、水循環ポンプ２１の駆動周波数を制御し、循環水Ｗ１の流量を調整する。より具体的な制御としては、例えば、第１温度センサ２２によりリアルタイムに検知される出湯温度をフィードバック値として、この出湯温度を目標出湯温度に収束させるように水循環ポンプの駆動周波数を調整するフィードバック制御を採用するのが好ましい。フィードバック制御は、比例制御（Ｐ制御）のほか、これに積分制御（Ｉ制御）および／または微分制御（Ｄ制御）を組み合わせた操作量の演算アルゴリズムを採用することができる。

これにより、貯湯タンク６０から第１放熱用熱交換器１２Ａに送給された循環水Ｗ１は第１放熱用熱交換器１２Ａで目標出湯温度（例えば６０℃）まで加熱された後、貯湯タンク６０に一定温度で還流される。よって、吸熱用熱交換器１４に供給する熱源流体（例えば熱源空気）の温度に季節変動がある場合や、第２放熱用熱交換器１２Ｂで加熱後の補給水Ｗ２の温度に変動がある場合でも、貯湯タンク６０に所要温度（例えば温水需要箇所または温熱需要箇所で要求される給湯温度）の温水を高速に蓄えることができる。

補給水弁制御部１２０は、水位センサ６２が検知した貯湯タンク６０内の貯留水Ｗ３の水位情報を取得し、この水位情報に応じて、補給水流量調整手段を構成する補給水弁２５の弁開度を調整する制御を行う。具体的には、補給水弁制御部１２０は、水位センサ６２の検知水位が高くなるほど補給水弁２５の開度を減少させて補給水流量を減少させる一方、水位センサ６２の検知水位が低くなるほど補給水弁２５の弁開度を増大させて補給水流量を増大させる制御を行う。例えば、満水水位となったときは、補給水弁２５の弁開度を０％（全閉）とし、渇水直前の水位となったときは、補給水弁２５の弁開度を１００％（全開）とし、その中間の水位のときは、補給水弁２５の弁開度を５％～９５％とする。

このように、水位センサ６２の検知水位が高くなるほど補給水弁２５の弁開度を減少させる一方、水位センサ６２の検知水位が低くなるほど補給水弁２５の弁開度を増大させるように構成しているので、温水需要量の増減に応答して補給水流量が増減される。すなわち、温水需要量がゼロにならない限り補給水弁２５が閉鎖されることはなく、第２放熱用熱交換器１２Ｂに補給水Ｗ２が流れ続ける。これにより、温水需要量が少ない場合であっても液冷媒Ｒの過冷却を継続し、ＣＯＰを高めることできる。

なお、補給水弁制御部１２０は、水位センサ６２の検知水位に加えて、第２放熱用熱交換器１２Ｂから流出する補給水Ｗ２の温度を検知する第２温度センサ２６の検知温度に基づいて、補給水弁２５の弁開度を制御してもよい。この場合は、補給水弁制御部１２０は、水位センサ６２が検知した水位情報に応じて、補給水流量調整手段を構成する補給水弁２５の弁開度を調整しつつ、第２温度センサ２６の検知温度が、第１放熱用熱交換器１２Ａの目標出湯温度（例えば６０℃）を超えてしまう状況にある場合は、第２温度センサ２６の検知温度がこの目標出湯温度（例えば６０℃）を超えない範囲となるように、補給水弁２５の弁開度を制御する。これにより、液冷媒Ｒの過冷却を継続しつつ、貯湯タンク６０に所要温度（例えば温水需要箇所または温熱需要箇所で要求される給湯温度）を超えない温水を高速に補給することができる。

分配バルブ制御部１３０は、冷媒温度センサ１６の検知温度を取得し、この検知温度に応じて、冷媒温度調整手段５０を構成する第１分配バルブ３１の弁開度を調整する制御を行う。具体的には、分配バルブ制御部１３０は、圧縮機１１の駆動中、冷媒温度センサ１６の検知温度が目標温度になるように、第１分配バルブ３１を制御する。より具体的な制御としては、例えば、冷媒温度センサ１６によりリアルタイムに検知される冷媒温度をフィードバック値として、この冷媒温度を目標温度に収束させるように第１分配バルブ３１の弁開度を調整するフィードバック制御を採用するのが好ましい。フィードバック制御は、比例制御（Ｐ制御）のほか、これに積分制御（Ｉ制御）および／または微分制御（Ｄ制御）を組み合わせた操作量の演算アルゴリズムを採用することができる。
ここで、目標温度は、手動により、または装置状態等に応じて自動で設定される。
これにより、第２放熱用熱交換器１２Ｂに対する液冷媒Ｒのバイパス量が調整され、第２放熱用熱交換器１２Ｂでの液冷媒Ｒの冷却量が抑制される。

以上の構成により、補給水の水源温度が低い場合であっても、膨張弁に流入する液冷媒Ｒの温度を高過冷却状態とならない一定の温度に保つことができる。よって、吸熱用熱交換器１４に高過冷却状態の液冷媒Ｒが供給されることが回避され、圧縮機１１が湿り蒸気状態の冷媒Ｒを吸入する障害が起こらない。これにより、圧縮機１１の破損を防止しつつ、冷凍サイクルを最適作動させることができる。

続けて、第１実施形態の変形例について図面を参照しながら説明する。図２は、第１実施形態の変形例に係る給湯システムの構成を模式的に示す図である。本変形例においては、膨張弁１３に流入する液冷媒Ｒの圧力を検知する冷媒圧力センサ１７をさらに備え、分配バルブ制御部１３０は、冷媒温度センサ１６の検知温度および冷媒圧力センサ１７の検知圧力に基づいて、第１分配バルブ３１を制御する。

図２に示すように、本変形例のヒートポンプ回路１０は、膨張弁１３に流入する液冷媒Ｒの圧力を検知する冷媒圧力センサ１７を備える。また、本変形例の制御部１００は、膨張弁１３に流入する液冷媒Ｒの過冷却度を算出する過冷却度算出部１４０を備える。

冷媒圧力センサ１７は、冷媒温度センサ１６と同様、冷媒循環ラインＬ９および第１バイパスラインＬ１１の合流部の下流側であって、膨張弁１３の上流側に配置されている。より好ましくは、冷媒圧力センサ１７は、膨張弁１３に流入する直前の冷媒Ｒの圧力を測定するために、膨張弁１３の上流側であって、膨張弁１３の近傍に配置される。

本変形例においては、冷媒圧力センサ１７、冷媒温度センサ１６、第１バイパスラインＬ１１および第１分配バルブ３１が、冷媒温度調整手段５０を構成する。

過冷却度算出部１４０は、膨張弁１３に流入する液冷媒Ｒの過冷却度を算出する。具体的には、過冷却度算出部１４０は、冷媒圧力センサ１７の検知圧力からガス冷媒Ｒの凝縮温度を求めると共に、この凝縮温度から冷媒温度センサ１６の検知温度を差し引いて液冷媒Ｒの過冷却度を算出する。

分配バルブ制御部１３０は、算出過冷却度（過冷却度算出部１４０による算出値）が目標過冷却度になるように冷媒温度調整手段５０を構成する第１分配バルブ３１を制御し、膨張弁１３に流入する液冷媒Ｒの過冷却度を調整する。具体的な制御としては、例えば、過冷却度算出部１４０によりリアルタイムで算出される算出過冷却度をフィードバック値として、この算出過冷却度を目標過冷却度に収束させるように第１分配バルブ３１の弁開度を調整するフィードバック制御を採用するのが好ましい。フィードバック制御は、比例制御（Ｐ制御）のほか、これに積分制御（Ｉ制御）および／または微分制御（Ｄ制御）を組み合わせた操作量の演算アルゴリズムを採用することができる。
これにより、第２放熱用熱交換器１２Ｂに対する液冷媒Ｒのバイパス量が調整され、膨張弁１３に流入する液冷媒Ｒの過冷却度が調整される。
ここで、目標過冷却度は、手動により、または装置状態等に応じて自動で設定される。

このように、過冷却度算出部１４０が膨張弁１３に流入する液冷媒Ｒの過冷却度を正確に算出し、さらに分配バルブ制御部１３０がその算出過冷却度が目標過冷却度になるように第１分配バルブ３１を制御することにより、第２放熱用熱交換器１２Ｂに対する液冷媒Ｒのバイパス量が調整され、第２放熱用熱交換器１２Ｂでの液冷媒Ｒの冷却量が抑制される。これにより、補給水Ｗ２の水源温度が低い場合であっても、膨張弁１３に流入する液冷媒Ｒの温度を高過冷却状態とならない一定の温度に保つことができる。

なお、本実施形態においては、第１分配バルブ３１は、第１バイパスラインＬ１１に設けられているが、これに限らない。第１分配バルブ３１は、第２放熱用熱交換器１２Ｂに送給する液冷媒Ｒおよび第１バイパスラインＬ１１に送給する液冷媒Ｒの分配量を調整する機能を有しているものであればよく、例えば、冷媒循環ラインＬ９から第１バイパスラインＬ１１が分岐する分岐部に設けられた三方弁であってもよい。
三方弁の場合は、弁開度を調整するアクチュエータ回路に０～１００％の弁開度指定信号が入力されることにより、第２放熱用熱交換器１２Ｂに向かう第１出口ポート側の弁開度と、第１バイパスラインＬ１１に向かう第２出口ポート側の弁開度とが調節される。これにより、第２放熱用熱交換器１２Ｂに流れる液冷媒Ｒの流量と、第１バイパスラインＬ１１に流れる液冷媒Ｒの流量との流量比が調整される。但し、第１出口ポート側および第２出口ポート側の流量比の合計は常に１００％である。なお、三方弁の弁開度は、第１出口ポート側の弁開度が基準となっており、第１出口ポート側の弁開度が、０％→２５％→５０％→７５％→１００％となる場合、第２出口ポート側の弁開度は、１００％→７５％→５０％→２５％→０％となる。このような三方弁を用いる場合についても、例えば、冷媒温度センサ１６によりリアルタイムに検知される冷媒温度や、過冷却度算出部１４０によりリアルタイムで算出される算出過冷却度をフィードバック値として、これらの冷媒温度や算出過冷却度を目標値に収束させるように三方弁の弁開度を調整するフィードバック制御を採用することが好ましい。

以上説明した第１実施形態の給湯システム１によれば、以下の（１）～（３）に示されるような効果を奏する。

（１）本実施形態の給湯システム１は、圧縮機１１、第１放熱用熱交換器１２Ａ、第２放熱用熱交換器１２Ｂ、膨張弁１３および吸熱用熱交換器１４が冷媒循環ラインＬ９により環状に接続され、圧縮機１１の駆動により第１放熱用熱交換器１２Ａおよび／または第２放熱用熱交換器１２Ｂで温熱を取り出す蒸気圧縮式のヒートポンプ回路１０と、補給水Ｗ２を貯留する貯湯タンク６０と、貯湯タンク６０内の貯留水Ｗ３を第１放熱用熱交換器１２Ａに循環させる水循環ラインＬ１と、補給水Ｗ２を第２放熱用熱交換器１２Ｂに流通させつつ、貯湯タンク６０へ送給する補給水ラインＬ２と、膨張弁１３に流入する液冷媒Ｒの温度を調整する冷媒温度調整手段５０と、冷媒温度調整手段５０を制御する制御手段１００と、を備える。
このように、膨張弁１３に流入する液冷媒Ｒの温度を調整する冷媒温度調整手段５０と、この冷媒温度調整手段５０を制御する制御手段１００とを備えているので、吸熱用熱交換器１４（蒸発器１４）に高過冷却状態の冷媒Ｒが供給されることが回避され、圧縮機１１が湿り蒸気を吸入する障害が起こらない。これにより、圧縮機１１の破損を防止しつつ、冷凍サイクルを最適作動させることができる。

（２）本実施形態の給湯システム１の冷媒温度調整手段５０は、膨張弁１３に流入する液冷媒Ｒの温度を検知する温度センサ１６と、冷媒循環ラインＬ９に接続され、第２放熱用熱交換器１２Ｂに対して冷媒Ｒをバイパスさせる第１バイパスラインＬ１１と、第２放熱用熱交換器１２Ｂに送給する冷媒Ｒおよび第１バイパスラインＬ１１に送給する冷媒Ｒの分配量を調整する第１分配バルブ３１と、を備え、制御手段１００は、圧縮機１１の駆動中、温度センサ１６の検知温度が目標温度になるように、第１分配バルブ３１を制御する。
このように、膨張弁１３に流入する冷媒Ｒの検知温度が目標温度になるように第１分配バルブ３１を制御することにより、第２放熱用熱交換器１２Ｂに対する冷媒Ｒのバイパス量が調整され、第２放熱用熱交換器１２Ｂでの冷媒Ｒの冷却量が抑制される。これにより、補給水Ｗ２の水源温度が低い場合であっても、膨張弁１３に流入する液冷媒Ｒの温度を高過冷却状態とならない一定の温度に保つことができる。

（３）本実施形態の給湯システム１の冷媒温度調整手段５０は、膨張弁１３に流入する液冷媒Ｒの温度を検知する温度センサ１６と、膨張弁１３に流入する液冷媒Ｒの圧力を検知する圧力センサ１７と、冷媒循環ラインＬ９に接続され、第２放熱用熱交換器１２Ｂに対して冷媒Ｒをバイパスさせる第１バイパスラインＬ１１と、第２放熱用熱交換器１２Ｂに送給する冷媒Ｒおよび第１バイパスラインＬ１１に送給する冷媒Ｒの分配量を調整する第１分配バルブ３１と、を備え、制御手段１００は、圧縮機１１の駆動中、圧力センサ１７の検知圧力からガス冷媒の凝縮温度を求めると共に、当該凝縮温度から温度センサ１６の検知温度を差し引いて液冷媒Ｒの過冷却度を算出し、当該算出過冷却度が目標過冷却度になるように、第１分配バルブ３１を制御する。
このように、膨張弁１３に流入する冷媒Ｒの算出過冷却度が目標過冷却度になるように第１分配バルブ３１を制御することにより、第２放熱用熱交換器１２Ｂに対する冷媒Ｒのバイパス量が調整され、第２放熱用熱交換器１２Ｂでの冷媒Ｒの冷却量が抑制される。これにより、補給水Ｗ２の水源温度が低い場合であっても、膨張弁１３に流入する液冷媒Ｒの温度を高過冷却状態とならない一定の温度に保つことができる。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について、図面を参照しながら説明する。図３は、本実施形態における給湯システム１の構成を模式的に示す図である。なお、本実施形態において、第１実施形態と同様の構成については同じ符号を付してその説明を省略することがある。

図３に示すように、本実施形態のヒートポンプ回路１０は、第１バイパスラインＬ１１および第１分配バルブ３１を備えていない。
本実施形態においては、冷媒温度センサ１６、第２バイパスラインＬ１２および第２分配バルブ３２が、冷媒温度調整手段５０を構成する。

前述のとおり、第２バイパスラインＬ１２は、第２放熱用熱交換器１２Ｂに対して補給水Ｗ２をバイパスさせるラインである。
そして、第２分配バルブ３２は、第２放熱用熱交換器１２Ｂに送給する補給水Ｗ２および第２バイパスラインＬ１２に送給する補給水Ｗ２の分配量を調整するバルブである。本実施形態の第２分配バルブ３２は、制御部１００の分配バルブ制御部１３０によって制御される。

本実施形態の分配バルブ制御部１３０は、冷媒温度センサ１６の検知温度を取得し、この検知温度に応じて、本実施形態の冷媒温度調整手段５０を構成する第２分配バルブ３２の弁開度を調整する制御を行う。具体的には、分配バルブ制御部１３０は、圧縮機１１の駆動中、冷媒温度センサ１６の検知温度が目標温度になるように、第２分配バルブ３２を制御する。より具体的な制御としては、例えば、冷媒温度センサ１６によりリアルタイムに検知される冷媒温度をフィードバック値として、この冷媒温度を目標温度に収束させるように第２分配バルブ３２の弁開度を調整するフィードバック制御を採用するのが好ましい。フィードバック制御は、比例制御（Ｐ制御）のほか、これに積分制御（Ｉ制御）および／または微分制御（Ｄ制御）を組み合わせた操作量の演算アルゴリズムを採用することができる。
これにより、第２放熱用熱交換器１２Ｂに対する補給水Ｗ２のバイパス量が調整され、膨張弁１３に流入する液冷媒Ｒの温度が調整される。

以上の構成により、補給水の水源温度が低い場合であっても、膨張弁に流入する液冷媒Ｒの温度を高過冷却状態とならない一定の温度に保つことができる。よって、吸熱用熱交換器１４に高過冷却状態の液冷媒Ｒが供給されることが回避され、圧縮機１１が湿り蒸気状態の冷媒Ｒを吸入する障害が起こらない。これにより、圧縮機１１の破損を防止しつつ、冷凍サイクルを最適作動させることができる。

続けて、第２実施形態の変形例について図面を参照しながら説明する。図４は、第２実施形態の変形例に係る給湯システムの構成を模式的に示す図である。

図４に示すように、本変形例のヒートポンプ回路１０は、第１実施形態の変形例と同様、膨張弁１３に流入する液冷媒Ｒの圧力を検知する冷媒圧力センサ１７を備える。また、本変形例の制御部１００は、第１実施形態の変形例と同様、過冷却度算出部１４０を備える。

本変形例においては、冷媒圧力センサ１７、冷媒温度センサ１６、第２バイパスラインＬ１２および第２分配バルブ３２が、冷媒温度調整手段５０を構成する。

本実施形態の分配バルブ制御部１３０は、冷媒温度センサ１６の検知温度および冷媒圧力センサ１７の検知圧力に基づいて、第２分配バルブ３２を制御する。具体的には、本変形例の分配バルブ制御部１３０は、過冷却度算出部１４０が算出した算出過冷却度が目標過冷却度になるように第２分配バルブ３２を制御し、膨張弁１３に流入する液冷媒Ｒの過冷却度を調整する。この場合においても、過冷却度算出部１４０によりリアルタイムで算出される算出過冷却度をフィードバック値として、この算出過冷却度を目標過冷却度に収束させるように第２分配バルブ３２の弁開度を調整するフィードバック制御を採用するのが好ましい。

このように、過冷却度算出部１４０が膨張弁１３に流入する液冷媒Ｒの過冷却度を正確に算出し、さらに分配バルブ制御部１３０がその算出過冷却度が目標過冷却度になるように第２分配バルブ３２を制御することにより、第２放熱用熱交換器１２Ｂに対する補給水Ｗ２のバイパス量が調整され、第２放熱用熱交換器１２Ｂでの液冷媒Ｒの冷却量が抑制される。これにより、補給水Ｗ２の水源温度が低い場合であっても、膨張弁１３に流入する液冷媒Ｒの温度を高過冷却状態とならない一定の温度に保つことができる。

なお、本実施形態においても、第２分配バルブ３２は、第２バイパスラインＬ１２に設けられている態様に限らない。例えば、第２分配バルブ３２は、補給水ラインＬ２から第２バイパスラインＬ１２が分岐する分岐部に設けられた三方弁であってもよい。

以上説明した第２実施形態の給湯システム１によれば、（１）に加えて、以下のような効果を奏する。

（４）本実施形態の給湯システム１の冷媒温度調整手段５０は、膨張弁１３に流入する液冷媒Ｒの温度を検知する温度センサ１６と、補給水ラインＬ２に接続され、第２放熱用熱交換器１２Ｂに対して補給水Ｗ２をバイパスさせる第２バイパスラインＬ１２と、第２放熱用熱交換器１２Ｂに送給する補給水Ｗ２および第２バイパスラインＬ１２に送給する補給水Ｗ２の分配量を調整する第２分配バルブ３２と、を備え、制御手段１００は、圧縮機１１の駆動中、温度センサ１６の検知温度が目標温度になるように、第２分配バルブ３２を制御する。
このように、膨張弁１３に流入する冷媒Ｒの検知温度が目標温度になるように第２分配バルブ３２を制御することにより、第２放熱用熱交換器１２Ｂに対する補給水Ｗ２のバイパス量が調整され、第２放熱用熱交換器１２Ｂでの冷媒Ｒの冷却量が抑制される。これにより、補給水Ｗ２の水源温度が低い場合であっても、膨張弁１３に流入する液冷媒Ｒの温度を高過冷却状態とならない一定の温度に保つことができる。

（５）本実施形態の給湯システム１の冷媒温度調整手段５０は、膨張弁１３に流入する液冷媒Ｒの温度を検知する温度センサ１６と、膨張弁１３に流入する液冷媒Ｒの圧力を検知する圧力センサ１７と、補給水ラインＬ２に接続され、第２放熱用熱交換器１２Ｂに対して補給水Ｗ２をバイパスさせる第２バイパスラインＬ１２と、第２放熱用熱交換器１２Ｂに送給する補給水Ｗ２および第２バイパスラインＬ１２に送給する補給水Ｗ２の分配量を調整する第２分配バルブ３２と、を備え、制御手段１００は、圧縮機１１の駆動中、圧力センサ１７の検知圧力からガス冷媒Ｒの凝縮温度を求めると共に、当該凝縮温度から温度センサ１６の検知温度を差し引いて液冷媒Ｒの過冷却度を算出し、当該算出過冷却度が目標過冷却度になるように、第２分配バルブ３２を制御する。
このように、膨張弁１３に流入する冷媒Ｒの算出過冷却度が目標過冷却度になるように第２分配バルブ３２を制御することにより、第２放熱用熱交換器１２Ｂに対する補給水Ｗ２のバイパス量が調整され、第２放熱用熱交換器１２Ｂでの冷媒Ｒの冷却量が抑制される。これにより、補給水Ｗ２の水源温度が低い場合であっても、膨張弁１３に流入する液冷媒Ｒの温度を高過冷却状態とならない一定の温度に保つことができる。

＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態について、図面を参照しながら説明する。図５は、本実施形態における給湯システム１の構成を模式的に示す図である。なお、本実施形態において、第１実施形態と同様の構成については同じ符号を付してその説明を省略することがある。

図５に示すように、本実施形態のヒートポンプ回路１０は、第１バイパスラインＬ１１および第１分配バルブ３１を備えていない。その代わりに、第３バイパスラインＬ１３と、第３分配バルブ３３を備える。
本実施形態においては、冷媒温度センサ１６、第３バイパスラインＬ１３および第３分配バルブ３３が、冷媒温度調整手段５０を構成する。

第３バイパスラインＬ１３は、第１放熱用熱交換器１２Ａに対して冷媒Ｒをバイパスさせるラインである。
そして、第３分配バルブ３３は、第１放熱用熱交換器１２Ａに送給する冷媒Ｒおよび第３バイパスラインＬ１３に送給する冷媒Ｒの分配量を調整するバルブである。本実施形態の第３分配バルブ３３は、制御部１００の分配バルブ制御部１３０によって制御される。

本実施形態の分配バルブ制御部１３０は、冷媒温度センサ１６の検知温度を取得し、この検知温度に応じて、本実施形態の冷媒温度調整手段５０を構成する第３分配バルブ３３の弁開度を調整する制御を行う。具体的には、分配バルブ制御部１３０は、圧縮機１１の駆動中、冷媒温度センサ１６の検知温度が目標温度になるように、第３分配バルブ３３を制御する。より具体的な制御としては、例えば、冷媒温度センサ１６によりリアルタイムに検知される冷媒温度をフィードバック値として、この冷媒温度を目標温度に収束させるように第３分配バルブ３３の弁開度を調整するフィードバック制御を採用するのが好ましい。フィードバック制御は、比例制御（Ｐ制御）のほか、これに積分制御（Ｉ制御）および／または微分制御（Ｄ制御）を組み合わせた操作量の演算アルゴリズムを採用することができる。
これにより、第１放熱用熱交換器１２Ａに対する冷媒Ｒのバイパス量が調整され、第１放熱用熱交換器１２Ａでの冷媒Ｒの冷却量が抑制される。
なお、バイパスされた結果、第１放熱用熱交換器１２Ａで凝縮液化しなかった冷媒Ｒは、第２放熱用熱交換器１２Ｂにおいて凝縮液化する。

以上の構成により、貯湯温度が低温設定の場合であっても、膨張弁１３に流入する液冷媒Ｒの温度を高過冷却状態とならない一定の温度に保つことができる。よって、吸熱用熱交換器１４に高過冷却状態の液冷媒Ｒが供給されることが回避され、圧縮機１１が湿り蒸気状態の冷媒Ｒを吸入する障害が起こらない。これにより、圧縮機１１の破損を防止しつつ、冷凍サイクルを最適作動させることができる。

続けて、第３実施形態の変形例について図面を参照しながら説明する。図６は、第３実施形態の変形例に係る給湯システムの構成を模式的に示す図である。

図６に示すように、本変形例のヒートポンプ回路１０は、第１実施形態の変形例と同様、膨張弁１３に流入する液冷媒Ｒの圧力を検知する冷媒圧力センサ１７を備える。また、本変形例の制御部１００は、第１実施形態の変形例と同様、過冷却度算出部１４０を備える。

本変形例においては、冷媒圧力センサ１７、冷媒温度センサ１６、第３バイパスラインＬ１３および第３分配バルブ３３が、冷媒温度調整手段５０を構成する。

本実施形態の分配バルブ制御部１３０は、冷媒温度センサ１６の検知温度および冷媒圧力センサ１７の検知圧力に基づいて、第３分配バルブ３３を制御する。具体的には、本変形例の分配バルブ制御部１３０は、過冷却度算出部１４０が算出した算出過冷却度が目標過冷却度になるように第３分配バルブ３３を制御し、膨張弁１３に流入する液冷媒Ｒの過冷却度を調整する。この場合においても、過冷却度算出部１４０によりリアルタイムで算出される算出過冷却度をフィードバック値として、この算出過冷却度を目標過冷却度に収束させるように第３分配バルブ３３の弁開度を調整するフィードバック制御を採用するのが好ましい。

このように、過冷却度算出部１４０が膨張弁１３に流入する液冷媒Ｒの過冷却度を正確に算出し、さらに分配バルブ制御部１３０がその算出過冷却度が目標過冷却度になるように第３分配バルブ３３を制御することにより、第１放熱用熱交換器１２Ａに対する冷媒Ｒのバイパス量が調整され、第１放熱用熱交換器１２Ａでの冷媒Ｒの冷却量が抑制される。これにより、貯湯温度が低温設定の場合であっても、膨張弁１３に流入する液冷媒Ｒの温度を高過冷却状態とならない一定の温度に保つことができる。

なお、本実施形態においても、第３分配バルブ３３は、第３バイパスラインＬ１３に設けられている態様に限らない。例えば、第３分配バルブ３３は、冷媒循環ラインＬ９から第３バイパスラインＬ１３が分岐する分岐部に設けられた三方弁であってもよい。

以上説明した第３実施形態の給湯システム１によれば、（１）に加えて、以下のような効果を奏する。

（６）本実施形態の給湯システム１の冷媒温度調整手段５０は、膨張弁１３に流入する液冷媒Ｒの温度を検知する温度センサ１６と、冷媒循環ラインＬ９に接続され、第１放熱用熱交換器１２Ａに対して冷媒Ｒをバイパスさせる第３バイパスラインＬ１３と、第１放熱用熱交換器１２Ａに送給する冷媒Ｒおよび第３バイパスラインＬ１３に送給する冷媒Ｒの分配量を調整する第３分配バルブ３３と、を備え、制御手段１００は、圧縮機１１の駆動中、温度センサ１６の検知温度が目標温度になるように、第３分配バルブ３３を制御する。
このように、膨張弁１３に流入する冷媒Ｒの検知温度が目標温度になるように第３分配バルブ３３を制御することにより、第１放熱用熱交換器１２Ａに対する冷媒Ｒのバイパス量が調整され、第１放熱用熱交換器１２Ａでの冷媒Ｒの冷却量が抑制される。これにより、貯湯温度が低温設定の場合であっても、膨張弁１３に流入する液冷媒Ｒの温度を高過冷却状態とならない一定の温度に保つことができる。

（７）本実施形態の給湯システム１の冷媒温度調整手段５０は、膨張弁１３に流入する液冷媒Ｒの温度を検知する温度センサ１６と、膨張弁１３に流入する液冷媒Ｒの圧力を検知する圧力センサ１７と、冷媒循環ラインＬ９に接続され、第１放熱用熱交換器１２Ａに対して冷媒Ｒをバイパスさせる第３バイパスラインＬ１３と、第１放熱用熱交換器１２Ａに送給する冷媒Ｒおよび第３バイパスラインＬ１３に送給する冷媒Ｒの分配量を調整する第３分配バルブ３３と、を備え、制御手段１００は、圧縮機１１の駆動中、圧力センサ１７の検知圧力からガス冷媒Ｒの凝縮温度を求めると共に、当該凝縮温度から温度センサ１６の検知温度を差し引いて液冷媒Ｒの過冷却度を算出し、当該算出過冷却度が目標過冷却度になるように、第３分配バルブ３３を制御する。
このように、膨張弁１３に流入する冷媒Ｒの算出過冷却度が目標過冷却度になるように第３分配バルブ３３を制御することにより、第１放熱用熱交換器１２Ａに対する冷媒Ｒのバイパス量が調整され、第１放熱用熱交換器１２Ａでの冷媒Ｒの冷却量が抑制される。これにより、貯湯温度が低温設定の場合であっても、膨張弁１３に流入する液冷媒Ｒの温度を高過冷却状態とならない一定の温度に保つことができる。

＜第４実施形態＞
次に、第４実施形態について、図面を参照しながら説明する。図７は、本実施形態における給湯システム１の構成を模式的に示す図である。なお、本実施形態において、第１実施形態と同様の構成については同じ符号を付してその説明を省略することがある。

図７に示すように、本実施形態のヒートポンプ回路１０は、第１バイパスラインＬ１１および第１分配バルブ３１を備えていない。その代わりに、第４バイパスラインＬ１４と、第４分配バルブ３４を備える。
本実施形態においては、冷媒温度センサ１６、第４バイパスラインＬ１４および第４分配バルブ３４が、冷媒温度調整手段５０を構成する。

第４バイパスラインＬ１４は、第１放熱用熱交換器１２Ａに対して循環水Ｗ１をバイパスさせるラインである。
そして、第４分配バルブ３４は、第１放熱用熱交換器１２Ａに送給する循環水Ｗ１および第４バイパスラインＬ１４に送給する循環水Ｗ１の分配量を調整するバルブである。本実施形態の第４分配バルブ３４は、制御部１００の分配バルブ制御部１３０によって制御される。

本実施形態の分配バルブ制御部１３０は、冷媒温度センサ１６の検知温度を取得し、この検知温度に応じて、本実施形態の冷媒温度調整手段５０を構成する第４分配バルブ３４の弁開度を調整する制御を行う。具体的には、分配バルブ制御部１３０は、圧縮機１１の駆動中、冷媒温度センサ１６の検知温度が目標温度になるように、第４分配バルブ３４を制御する。より具体的な制御としては、例えば、冷媒温度センサ１６によりリアルタイムに検知される冷媒温度をフィードバック値として、この冷媒温度を目標温度に収束させるように第４分配バルブ３４の弁開度を調整するフィードバック制御を採用するのが好ましい。フィードバック制御は、比例制御（Ｐ制御）のほか、これに積分制御（Ｉ制御）および／または微分制御（Ｄ制御）を組み合わせた操作量の演算アルゴリズムを採用することができる。
これにより、第１放熱用熱交換器１２Ａに対する循環水Ｗ１のバイパス量が調整され、膨張弁１３に流入する液冷媒Ｒの温度が調整される。
なお、バイパスされた結果、第１放熱用熱交換器１２Ａで凝縮液化しなかった冷媒Ｒは、第２放熱用熱交換器１２Ｂにおいて凝縮液化する。

以上の構成により、補給水の水源温度が低い場合であっても、膨張弁１３に流入する液冷媒Ｒの温度を高過冷却状態とならない一定の温度に保つことができる。よって、吸熱用熱交換器１４に高過冷却状態の液冷媒Ｒが供給されることが回避され、圧縮機１１が湿り蒸気状態の冷媒Ｒを吸入する障害が起こらない。これにより、圧縮機１１の破損を防止しつつ、冷凍サイクルを最適作動させることができる。

続けて、第４実施形態の変形例について図面を参照しながら説明する。図８は、第４実施形態の変形例に係る給湯システムの構成を模式的に示す図である。

図８に示すように、本変形例のヒートポンプ回路１０は、第１実施形態の変形例と同様、膨張弁１３に流入する液冷媒Ｒの圧力を検知する冷媒圧力センサ１７を備える。また、本変形例の制御部１００は、第１実施形態の変形例と同様、過冷却度算出部１４０を備える。

本変形例においては、冷媒圧力センサ１７、冷媒温度センサ１６、第４バイパスラインＬ１４および第４分配バルブ３４が、冷媒温度調整手段５０を構成する。

本実施形態の分配バルブ制御部１３０は、冷媒温度センサ１６の検知温度および冷媒圧力センサ１７の検知圧力に基づいて、第４分配バルブ３４を制御する。具体的には、本変形例の分配バルブ制御部１３０は、過冷却度算出部１４０が算出した算出過冷却度が目標過冷却度になるように第４分配バルブ３４を制御し、膨張弁１３に流入する液冷媒Ｒの過冷却度を調整する。この場合においても、過冷却度算出部１４０によりリアルタイムで算出される算出過冷却度をフィードバック値として、この算出過冷却度を目標過冷却度に収束させるように第４分配バルブ３４の弁開度を調整するフィードバック制御を採用するのが好ましい。

このように、過冷却度算出部１４０が膨張弁１３に流入する液冷媒Ｒの過冷却度を正確に算出し、さらに分配バルブ制御部１３０がその算出過冷却度が目標過冷却度になるように第４分配バルブ３４を制御することにより、第１放熱用熱交換器１２Ａに対する補給水Ｗ２のバイパス量が調整され、第１放熱用熱交換器１２Ａでの冷媒Ｒの冷却量が抑制される。これにより、補給水Ｗ２の水源温度が低い場合であっても、膨張弁１３に流入する液冷媒Ｒの温度を高過冷却状態とならない一定の温度に保つことができる。

なお、本実施形態においても、第４分配バルブ３４は、第４バイパスラインＬ１４に設けられている態様に限らない。例えば、第４分配バルブ３４は、水循環ラインＬ１から第４バイパスラインＬ１４が分岐する分岐部に設けられた三方弁であってもよい。

以上説明した第４実施形態の給湯システム１によれば、（１）に加えて、以下のような効果を奏する。

（８）本実施形態の給湯システム１の冷媒温度調整手段５０は、膨張弁１３に流入する液冷媒Ｒの温度を検知する温度センサ１６と、水循環ラインＬ１に接続され、第１放熱用熱交換器１２Ａに対して循環水Ｗ１をバイパスさせる第４バイパスラインＬ１４と、第１放熱用熱交換器１２Ａに送給する循環水Ｗ１および第４バイパスラインＬ１４に送給する循環水Ｗ１の分配量を調整する第４分配バルブ３４と、を備え、制御手段１００は、圧縮機１１の駆動中、温度センサ１６の検知温度が目標温度になるように、第４分配バルブ３４を制御する。
このように、膨張弁１３に流入する液冷媒Ｒの検知温度が目標温度になるように第４分配バルブ３４を制御することにより、第１放熱用熱交換器１２Ａに対する循環水Ｗ１のバイパス量が調整され、第１放熱用熱交換器１２Ａでの冷媒Ｒの冷却量が抑制される。これにより、貯湯温度が低温設定の場合であっても、膨張弁１３に流入する液冷媒Ｒの温度を高過冷却状態とならない一定の温度に保つことができる。

（９）本実施形態の給湯システム１の冷媒温度調整手段５０は、膨張弁１３に流入する液冷媒Ｒの温度を検知する温度センサ１６と、膨張弁１３に流入する液冷媒Ｒの圧力を検知する圧力センサ１７と、水循環ラインＬ１に接続され、第１放熱用熱交換器１２Ａに対して循環水Ｗ１をバイパスさせる第４バイパスラインＬ１４と、第１放熱用熱交換器１２Ａに送給する循環水Ｗ１および第４バイパスラインＬ１４に送給する循環水Ｗ１の分配量を調整する第４分配バルブ３４と、を備え、制御手段１００は、圧縮機１１の駆動中、圧力センサ１７の検知圧力からガス冷媒の凝縮温度を求めると共に、当該凝縮温度から温度センサ１６の検知温度を差し引いて液冷媒Ｒの過冷却度を算出し、当該算出過冷却度が目標過冷却度になるように、第４分配バルブ３４を制御する。
このように、膨張弁１３に流入する冷媒Ｒの算出過冷却度が目標過冷却度になるように第４分配バルブ３４を制御することにより、第１放熱用熱交換器１２Ａに対する循環水Ｗ１のバイパス量が調整され、第１放熱用熱交換器１２Ａでの冷媒Ｒの冷却量が抑制される。これにより、貯湯温度が低温設定の場合であっても、膨張弁１３に流入する液冷媒Ｒの温度を高過冷却状態とならない一定の温度に保つことができる。

以上、本発明の給湯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。

１ 給湯システム
１０ ヒートポンプ回路
１１ 圧縮機
１２Ａ 第１放熱用熱交換器（凝縮器）
１２Ｂ 第２放熱用熱交換器（過冷却器）
１３ 膨張弁
１４ 吸熱用熱交換器（蒸発器）
１６ 冷媒温度センサ（温度センサ）
１７ 冷媒圧力センサ（圧力センサ）
２１ 水循環ポンプ
２２ 第１温度センサ
２５ 補給水弁
２６ 第２温度センサ
３１ 第１分配バルブ
３２ 第２分配バルブ
３３ 第３分配バルブ
３４ 第４分配バルブ
６０ 貯湯タンク
６１ 貯湯温度センサ
６２ 水位センサ
１００ 制御部（制御手段）
１１０ 水循環ポンプ制御部
１２０ 補給水弁制御部
１３０ 分配バルブ制御部
１４０ 過冷却度算出部
Ｌ１ 水循環ライン
Ｌ２ 補給水ライン
Ｌ４ 給湯水ライン
Ｌ９ 冷媒循環ライン
Ｌ１１ 第１バイパスライン
Ｌ１２ 第２バイパスライン
Ｌ１３ 第３バイパスライン
Ｌ１４ 第４バイパスライン
Ｗ１ 循環水
Ｗ２ 補給水
Ｗ３ 貯留水
Ｗ４ 給湯水
Ｒ 冷媒（ガス冷媒、液冷媒）

Claims (9)

1. 圧縮機、第１放熱用熱交換器、第２放熱用熱交換器、膨張弁および吸熱用熱交換器が冷媒循環ラインにより環状に接続され、前記圧縮機の駆動により前記第１放熱用熱交換器および／または前記第２放熱用熱交換器で温熱を取り出す蒸気圧縮式のヒートポンプ回路と、
   補給水を貯留する貯湯タンクと、
   前記貯湯タンク内の貯留水を前記第１放熱用熱交換器に循環させる水循環ラインと、
   補給水を前記第２放熱用熱交換器に流通させつつ、前記貯湯タンクへ送給する補給水ラインと、
   前記膨張弁に流入する液冷媒の温度を調整する冷媒温度調整手段と、
   前記冷媒温度調整手段を制御する制御手段と、を備え、
   前記冷媒温度調整手段は、
   前記第１放熱用熱交換器に対して冷媒もしくは循環水をバイパス、または、前記第２放熱用熱交換器に対して冷媒もしくは補給水をバイパスさせるバイパスラインと、
   前記バイパスラインに送給する冷媒、循環水または補給水の分配量を調整する分配バルブと、を含む給湯システム。
2. 前記冷媒温度調整手段は、
   前記膨張弁に流入する液冷媒の温度を検知する温度センサと、
   前記冷媒循環ラインに接続され、前記第２放熱用熱交換器に対して冷媒をバイパスさせる第１バイパスラインと、
   前記第２放熱用熱交換器に送給する冷媒および前記第１バイパスラインに送給する冷媒の分配量を調整する第１分配バルブと、を備え、
   前記制御手段は、前記圧縮機の駆動中、前記温度センサの検知温度が目標温度になるように、前記第１分配バルブを制御する、請求項１に記載の給湯システム。
3. 前記冷媒温度調整手段は、
   前記膨張弁に流入する液冷媒の温度を検知する温度センサと、
   前記膨張弁に流入する液冷媒の圧力を検知する圧力センサと、
   前記冷媒循環ラインに接続され、前記第２放熱用熱交換器に対して冷媒をバイパスさせる第１バイパスラインと、
   前記第２放熱用熱交換器に送給する冷媒および前記第１バイパスラインに送給する冷媒の分配量を調整する第１分配バルブと、を備え、
   前記制御手段は、前記圧縮機の駆動中、前記圧力センサの検知圧力からガス冷媒の凝縮温度を求めると共に、当該凝縮温度から前記温度センサの検知温度を差し引いて液冷媒の過冷却度を算出し、当該算出過冷却度が目標過冷却度になるように、前記第１分配バルブを制御する、請求項１に記載の給湯システム。
4. 前記冷媒温度調整手段は、
   前記膨張弁に流入する液冷媒の温度を検知する温度センサと、
   前記補給水ラインに接続され、前記第２放熱用熱交換器に対して補給水をバイパスさせる第２バイパスラインと、
   前記第２放熱用熱交換器に送給する補給水および前記第２バイパスラインに送給する補給水の分配量を調整する第２分配バルブと、を備え、
   前記制御手段は、前記圧縮機の駆動中、前記温度センサの検知温度が目標温度になるように、前記第２分配バルブを制御する、請求項１に記載の給湯システム。
5. 前記冷媒温度調整手段は、
   前記膨張弁に流入する液冷媒の温度を検知する温度センサと、
   前記膨張弁に流入する液冷媒の圧力を検知する圧力センサと、
   前記補給水ラインに接続され、前記第２放熱用熱交換器に対して補給水をバイパスさせる第２バイパスラインと、
   前記第２放熱用熱交換器に送給する補給水および前記第２バイパスラインに送給する補給水の分配量を調整する第２分配バルブと、を備え、
   前記制御手段は、前記圧縮機の駆動中、前記圧力センサの検知圧力からガス冷媒の凝縮温度を求めると共に、当該凝縮温度から前記温度センサの検知温度を差し引いて液冷媒の過冷却度を算出し、当該算出過冷却度が目標過冷却度になるように、前記第２分配バルブを制御する、請求項１に記載の給湯システム。
6. 前記冷媒温度調整手段は、
   前記膨張弁に流入する液冷媒の温度を検知する温度センサと、
   前記冷媒循環ラインに接続され、前記第１放熱用熱交換器に対して冷媒をバイパスさせる第３バイパスラインと、
   前記第１放熱用熱交換器に送給する冷媒および前記第３バイパスラインに送給する冷媒の分配量を調整する第３分配バルブと、を備え、
   前記制御手段は、前記圧縮機の駆動中、前記温度センサの検知温度が目標温度になるように、前記第３分配バルブを制御する、請求項１に記載の給湯システム。
7. 前記冷媒温度調整手段は、
   前記膨張弁に流入する液冷媒の温度を検知する温度センサと、
   前記膨張弁に流入する液冷媒の圧力を検知する圧力センサと、
   前記冷媒循環ラインに接続され、前記第１放熱用熱交換器に対して冷媒をバイパスさせる第３バイパスラインと、
   前記第１放熱用熱交換器に送給する冷媒および前記第３バイパスラインに送給する冷媒の分配量を調整する第３分配バルブと、を備え、
   前記制御手段は、前記圧縮機の駆動中、前記圧力センサの検知圧力からガス冷媒の凝縮温度を求めると共に、当該凝縮温度から前記温度センサの検知温度を差し引いて液冷媒の過冷却度を算出し、当該算出過冷却度が目標過冷却度になるように、前記第３分配バルブを制御する、請求項１に記載の給湯システム。
8. 前記冷媒温度調整手段は、
   前記膨張弁に流入する液冷媒の温度を検知する温度センサと、
   前記水循環ラインに接続され、前記第１放熱用熱交換器に対して循環水をバイパスさせる第４バイパスラインと、
   前記第１放熱用熱交換器に送給する循環水および前記第４バイパスラインに送給する循環水の分配量を調整する第４分配バルブと、を備え、
   前記制御手段は、前記圧縮機の駆動中、前記温度センサの検知温度が目標温度になるように、前記第４分配バルブを制御する、請求項１に記載の給湯システム。
9. 前記冷媒温度調整手段は、
   前記膨張弁に流入する液冷媒の温度を検知する温度センサと、
   前記膨張弁に流入する液冷媒の圧力を検知する圧力センサと、
   前記水循環ラインに接続され、前記第１放熱用熱交換器に対して循環水をバイパスさせる第４バイパスラインと、
   前記第１放熱用熱交換器に送給する循環水および前記第４バイパスラインに送給する循環水の分配量を調整する第４分配バルブと、を備え、
   前記制御手段は、前記圧縮機の駆動中、前記圧力センサの検知圧力からガス冷媒の凝縮温度を求めると共に、当該凝縮温度から前記温度センサの検知温度を差し引いて液冷媒の過冷却度を算出し、当該算出過冷却度が目標過冷却度になるように、前記第４分配バルブを制御する、請求項１に記載の給湯システム。

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