給液装置
【課題】本発明は、並列に接続された複数の給液部から供給される液体を集約して給液口より出液する給液装置に関する。
【解決手段】複数の給液部２０１、２０２、２０３の各々から給液口３０１に供給される液体の流量を測定する流量センサ４０１で測定される流量に基づいて複数の給液部２０１、２０２、２０３の各々から給液口３０１に供給される液体の流量を調整する流量調整弁５０１を、複数の給液部２０１、２０２、２０３の各々から給液口３０１に供給される液体の流量の差が小さくなるように制御する。
【解決手段】複数の給液部２０１、２０２、２０３の各々から給液口３０１に供給される液体の流量を測定する流量センサ４０１で測定される流量に基づいて複数の給液部２０１、２０２、２０３の各々から給液口３０１に供給される液体の流量を調整する流量調整弁５０１を、複数の給液部２０１、２０２、２０３の各々から給液口３０１に供給される液体の流量の差が小さくなるように制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、並列に接続された複数の給液部から液体を共通の給液口に供給する給液装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
給液装置として、例えば、常温水を加熱した高温水を液体として供給する給湯装置がある。この給湯装置は、一般的に、電気料金割引時間帯である夜間電力を利用して加熱運転（例えば、ヒートポンプ運転）を行い、常温水を、例えば、６５℃〜９０℃の高温水に加熱してタンクに蓄え、昼間にタンクに蓄積された高温水を用いて給湯を行う構成とされている。そして、給湯機は、給湯時には、蛇口が開いたとき、タンク内の高温水に常温水を混ぜて適温水、例えば、４２℃程度にして出湯する。
【０００３】
一方、飲食店、福祉施設、宿泊施設などでは、大量に温水を使用している。これらの施設に設けられる給湯機は、複数のタンクを並列に接続して、複数のタンクに貯湯された温水を集約して共通の出湯流路から出湯することにより、大量の温水の使用を可能な構成としている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
複数のタンクを並列に接続して使用する場合、給湯時に各タンクの出湯量に差が生じる。これにより、タンクの残湯量が異なるようになる。このため、一つのタンクでは湯余り状態であるにもかかわらず、他のタンクでは湯切れ状態となる現象が生じる。湯切れ状態となったタンクには、高温水を補充する必要がある。この場合、給湯中（電気料金割引時間帯以外の時間帯）に、湯余り状態のタンクがあるにもかかわらず、湯切れ状態のタンクに高温水を補充するために給湯機を稼働する必要が生じる。よって、熱効率の向上が望めなかった。
このため、特許文献１では、複数のタンクの残湯量を各々測定し、各タンクの残湯量に基づいて各タンクへの注水量を調整し、残湯量を均一化することにより、出湯量を均一化していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１３４０６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来の給湯機などの給液装置は、タンクの残液量に基づいてタンクへの注水量を制御し、タンクの残液量を均一にすることにより、複数のタンクで出水量を均一にする構成であり、各タンクの出湯量を検出し、制御するものではなかった。
【０００７】
本発明は、複数の給液部から出液される液体の出液量を均一化することができる給液装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、並列に接続された複数の給液部からの液体を共通の給液口に供給する給液装置であって、前記複数の給液部の各々に設けられ、前記複数の給液部の各々から前記給液口に供給される前記液体の流量を測定する流量センサと、前記複数の給液部の各々に設けられ、前記複数の給液部の各々から前記給液口に供給される前記液体の流量を調整する流量調整弁と、前記複数の給液部の流量センサで測定された測定流量に基づいて、前記複数の給液部の各々から前記給液口に供給される液体の流量の差が小さくなるように、前記複数の給液部に設けられた流量調整弁を制御する制御部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、複数の給液部から給液口に出液される液体の出液量を均一化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態のブロック構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態の加熱部のブロック構成図である。
【図３】本発明の第１実施形態の給液調整制御動作の処理フローチャートである。
【図４】本発明の第２実施形態の給液調整制御動作の処理フローチャートである。
【図５】本発明の第２実施形態の流量調整弁の現在開度に対する開度の制御量を示す図である。
【図６】本発明の第３実施形態の給液調整制御動作の処理フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の給液装置の実施の形態を説明する。
本発明の給液装置の一実施形態として、ヒートポンプ給湯機について説明する。
【００１２】
〔第１実施形態〕
（全体構成）
まず、本発明の第１実施形態の全体構成を説明する。
図１は、本発明の第１実施形態のブロック構成図を示す。
本実施形態の給液装置１００は、給湯装置である。この給液装置１００は、並列に接続された３つの給液部（給湯部）２０１、２０２、２０３から供給される高温の液体（高温水）が集約されて給液口（給湯口）３０１から出液（出湯）される構成とされている。なお、本実施形態では、３つの給液部２０１、２０２、２０３を並列に接続した構成の例を示しているが、給液部の数は、３つに限定されるものではなく、２つ、又は４つ以上であってもよい。
【００１３】
３つの給液部２０１、２０２、２０３は、互いに並列に接続されている。この給液部２０１、２０２、２０３は、それぞれ、例えば、常温の液体（常温水）を加熱する加熱部２１１と、加熱部２１１で加熱された高温の液体（高温水；湯）を貯蔵するタンク部２１２とを備えている。
加熱部２１１は、常温の液体（常温水）を加熱して、タンク部２１２に供給する。タンク部２１２は、加熱部２１１で加熱された高温の液体（高温水；湯）を貯蔵する。そして、タンク部２１２に貯蔵された高温の液体（高温水；湯）は、給液口（給湯口）３０１に集約されて出液（出湯）される。
【００１４】
（流量センサ４０１／流量調整弁５０１）
次に、流量センサ４０１、および流量調整弁５０１を説明する。
給液部２０１と給液口３０１との間には、給液部２０１から供給される高温の液体の流量を測定する流量センサ４０１ａ、および給液部２０１から給液口３０１に供給される高温の液体の流量を調整する流量調整弁５０１ａが設けられている。また、給液部２０２と給液口３０１との間にも、同様に、給液部２０２で加熱された高温の液体の流量を測定する流量センサ４０１ｂ、および給液部２０２から給液口３０１に供給される加熱された高温の液体の流量を調整する流量調整弁５０１ｂが設けられている。さらに、給液部２０３と給液口３０１との間にも、同様に、給液部２０３から給液口３０１に供給される高温の液体の流量を測定する流量センサ４０１ｃ、および給液部２０３から給液口３０１に供給される高温の液体の流量を調整する流量調整弁５０１ｃが設けられている。
なお、流量センサ４０１ａ、４０１ｂ、４０１ｃを総括的に指すときは、流量センサ４０１と表記する。同様に、流量調整弁５０１ａ、５０１ｂ、５０１ｃを総括的に指すときは、流量調整弁５０１と表記する。
【００１５】
なお、本実施形態では、流量センサ４０１は、給液部２０１、２０２、２０３の各々のタンク部２１２の給液口３０１側、タンク部２１２の下流側に設けられているが、タンク部２１２の上流側に設けるようにしてもよく、要は、給液部２０１、２０２、２０３の各々のタンク部２１２から給液口３０１に供給される液体の流量を測定できる位置であれば、設置位置は限定されない。また、流量調整弁５０１ａ、５０１ｂ、５０１ｃも、給液部２０１、２０２、２０３の各々のタンク部２１２の給液口３０１側、タンク部２１２の下流側に設けられているが、タンク部２１２の上流側に設けるようにしてもよく、要は、給液部２０１、２０２、２０３の各々のタンク部２１２から給液口３０１に供給される液体の流量を調整できる位置であれば、その設置位置は限定されない。
【００１６】
流量センサ４０１は、例えば、羽根車式、コリオリ式、カルマン式、電磁式流量センサなどのうちのいずれかの流量センサから構成されている。この流量センサ４０１は、上記のように、給液部２０１、２０２、２０３の各々に設けられている。給液部２０１について言えば、給液部２０１から流量調整弁５０１ａを介して給液口３０１に供給される高温の液体の流量を流量センサ４０１ａが測定し、その測定値を、給液部２０１の制御部２３７（図２参照）に供給する。
【００１７】
例えば、流量調整弁５０１ａは、電動流量調整弁などから構成されており、流量センサ４０１ａと給液口３０１との間に設けられ、給液部２０１から給液口３０１に供給される高温の液体の流量を、給液部２０１の制御部２３７（図２参照）からの指令により調整する。他の流量調整弁５０１ｂ、５０１ｃについても、この流量調整弁５０１ａと同様である。
【００１８】
給液部２０１の制御部２３７（図２参照）は、後で説明するように、３つの給液部２０１、２０２、２０３の流量センサ４０１（４０１ａ、４０１ｂ、４０１ｃ）で測定された流量の測定信号を収集し、３つの給液部２０１、２０２、２０３の各々から給液口３０１へ供給される高温の液体の流量の偏りが小さくなるように、３つの給液部２０１、２０２、２０３の流量調整弁５０１（５０１ａ、５０１ｂ、５０１ｃ）を制御する。なお、給液部２０１の制御部２３７での流量調整制御方法は、後記する。
【００１９】
（給液部２０１、２０２、２０３）
次に、給液部２０１、２０２、２０３を説明する。なお、３つある給液部２０１、２０２、２０３はいずれも同じ構成であるので、そのうちの１つである給液部２０１を例に説明する。
給液部２０１は、液体を加熱する加熱部２１１と、加熱部２１１で加熱された高温の液体を貯蔵するタンク部２１２（図中の破線の枠参照）とタンク部２１２の上流側に接続された減圧弁２１３を備える構成とされている。
【００２０】
このうち、加熱部２１１は、後で詳細に説明するが、管路を介してタンク部２１２の下部から供給される常温の液体（常温水）を、ヒートポンプ技術を利用したヒートポンプ加熱装置などにより加熱して、管路を介してタンク部２１２の下流側に供給する。
【００２１】
タンク部２１２は、後で詳細に説明するが、３つのタンク２２１、２２２、２２３を給液口３０１側から見て、この順に直列的に接続した構成とされている。この３つのタンク２２１、２２２、２２３は、断熱構造とされ、内部は満水状態で運転される。
【００２２】
なお、タンク２２１の上部（頂部）には、加熱部２１１（出側）が接続されるとともに、流量センサ４０１ａ、および流量調整弁５０１ａを介して給液口３０１が接続される。また、タンク２２３の下部（底部）には、減圧弁２１３を介して注液口６０１が接続されるとともに、加熱部２１１（入側）が接続される。なお、図１では、タンク２２１、２２２、２２３というように、タンク部２１２が３つのタンクからなる例を示しているが、タンクの数は、１つでも、２つでも、４つ以上でもよい。
【００２３】
減圧弁２１３は、タンク部２１２側の圧力（二次側圧力）が注液口６０１側の圧力（一次側圧力）より低減すると、図示しない弁体が開放され、注液口６０１からタンク部２１２に常温の液体（常温水）を注入する。つまり、タンク部２１２の内部（各タンク２２１、２２２、２２３）は、この減圧弁２１３を介した注液口６０１側の圧力により、加圧されている。
【００２４】
（加熱部２１１）
次に、加熱部２１１を説明する。
図２は、本発明の第１実施形態の加熱部２１１のブロック構成図を示す。
加熱部２１１は、例えば、ヒートポンプ式加熱装置であり、図２に示すように、圧縮機２３１、液熱媒体熱交換器２３２、膨張弁２３３、空気熱交換器２３４、送風部２３５、ポンプ２３６、制御部２３７、温度センサ２３８、熱媒体配管２３９、液配管２４０を備える構成とされている。なお、加熱部２１１は、ヒートポンプ式加熱装置に限られるものではなく、電熱ヒータなどを用いた加熱装置であってもよい。
【００２５】
圧縮機２３１、液熱媒体熱交換器２３２、膨張弁２３３、および空気熱交換器２３４は、熱媒体配管２３９を介して環状に接続した閉ループを構成しており、その中には、熱媒体が封入されて、ヒートポンプ熱媒体回路を構成している。なお、熱媒体としては、例えば、熱媒体ガスである。この熱媒体ガスは、二酸化炭素ガスでもよい。また、ガスではなく、例えば、潜熱蓄熱材入りの液体、ブライン、不凍液などを介して熱交換を行うようにしてもよい。また、電気ヒータによる加熱でもよい。つまり、加熱部２１１がヒートポンプを利用したものであるというのは一例に過ぎない。
【００２６】
圧縮機２３１は、空気熱交換器２３４で空気から熱を吸収した熱媒体を圧縮して、液熱媒体熱交換器２３２に供給する。この圧縮機２３１は、容量制御が可能とされており、多量の給湯を行う場合には大きな容量で運転することができるように構成とされている。また、圧縮機２３１は、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ；パルス幅変調）電圧制御、ＰＡＭ（Ｐｕｌｓｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ；パルス振幅変調）電圧制御、およびこれらの組み合わせ制御により、低速、例えば、７００回転／分から高速、例えば、７０００回転／分まで回転速度制御ができるように構成されている。これにより加熱性能を可変できる構成とされている。
【００２７】
圧縮機２３１で圧縮された熱媒体は、液熱媒体熱交換器２３２に供給される。液熱媒体熱交換器２３２は、熱媒体側伝熱管２３２ａおよび液側伝熱管２３２ｂを備えており、圧縮機２３１で圧縮された熱媒体は、熱媒体側伝熱管２３２ａに供給される。また、液側伝熱管２３２ｂには、タンク２２３からポンプ２３６を介して常温の液体（常温水）が供給される。
【００２８】
液熱媒体熱交換器２３２は、熱媒体側伝熱管２３２ａと液側伝熱管２３２ｂとが隣接して設けられており、熱媒体側伝熱管２３２ａを流れる熱媒体から液側伝熱管２３２ｂを流れる常温の液体に熱を移動させることによって液側伝熱管２３２ｂを流れる常温の液体を加熱し、高温の液体を送出する。液熱媒体熱交換器２３２で加熱された高温の液体（高温水）は、タンク２２１の上部に供給される。
【００２９】
膨張弁２３３は、例えば、電子膨張弁、電動膨張弁などから構成されている。この膨張弁２３３には、液熱媒体熱交換器２３２から熱媒体が送られている。膨張弁２３３は、熱媒体熱交換器２３２から送られてくる熱媒体を減圧して、空気熱交換器２３４に送る。
また、膨張弁２３３は、制御部２３７の制御信号により開いたり、絞られたりする。膨張弁２３３が開くことにより、熱媒体は、減圧されず比較的高い温度の状態で空気熱交換器２３４に供給される。これにより、空気熱交換器２３４の温度を上げ、空気熱交換器２３４に付着した霜を融かす、いわゆる、除霜動作を行わせることができる。除霜動作により空気と熱媒体との熱交換の効率を向上させることができる。
【００３０】
膨張弁２３３により減圧された熱媒体は、空気熱交換器２３４に供給される。空気熱交換器２３４には、送風部２３５から外気が供給されている。送風部２３５は、ファンモータ、および送風ファンを備えている。送風部２３５は、ファンモータの回転により送風ファンが回転し、送風ファンの回転により外気を空気熱交換器２３４に供給する。
【００３１】
空気熱交換器２３４は、送風部２３５によって取り込まれた外気の熱を熱媒体に移動させる、いわゆる、空気熱交換を行う。空気熱交換器２３４の外気の吸気側には、温度センサ２３８が取り付けられている。温度センサ２３８は、空気熱交換器２３４に引き込まれる外気温度を測定する。そして、温度センサ２３８で測定された外気温度の測定信号は、制御部２３７に供給される。
制御部２３７は、温度センサ２３８から供給される測定信号に応じて加熱部２１１の圧縮機２３１の容量、および膨張弁２３３の熱媒体循環量などを制御する。これにより、制御部２３７は、効率的に液体を加熱できるように制御を行う。
【００３２】
空気熱交換器２３４で、外気の熱が移動された熱媒体は、上記の圧縮機２３１に供給される。また、加熱部２１１において、液熱媒体熱交換器２３２、ポンプ２３６は、液配管２４０を介してタンク２２１、２２３に接続されている。ポンプ２３６は、いわゆる、液体循環ポンプである。ポンプ２３６は、タンク２２３の下部（底部）から液配管２４０を介して液体を引き込み、液配管２４０を介して液熱媒体熱交換器２３２の液側伝熱管２３２ｂに供給する。
【００３３】
液熱媒体熱交換器２３２は、上記の如く、熱媒体側伝熱管２３２ａを流れる熱媒体から液側伝熱管２２２ｂを流れる液体に熱を移動させる。液熱媒体熱交換器２３２で熱媒体から熱が移動し、加熱された液体は、液配管２４０を介してタンク２２１の上部に供給される。
【００３４】
ここで、給液部２０２、２０３の制御部２３７と、給液部２０１の制御部２３７との相違点を説明する。
給液部２０２の制御部２３７は、給液部２０２の流量センサ４０１ｂから流量を収集し、給液部２０１の制御部２３７に通知するとともに、給液部２０３の制御部２３７から通知される各種データを給液部２０１の制御部２３７に通知する。また、給液部２０１の制御部２３７からの指令により流量調整弁５０１ｂを制御する。
給液部２０３の制御部２３７は、給液部２０３の流量センサ４０１ｃから流量データを収集し、給液部２０２の制御部２３７を介して給液部２０１の制御部２３７に通知する。給液部２０１の制御部２３７からの指令により流量調整弁５０１ｃを制御する。
【００３５】
（タンク部２１２）
次に、タンク部２１２を説明する。
タンク部２１２は、３つのタンク２２１、２２２、２２３を上記のように直列的に接続した構成とされており、加熱部２１１から供給される高温の液体を貯蔵する。タンク部２１２のうちタンク２２１の上部（頂部）側に貯蔵された高温の液体が、流量センサ４０１ａ、および流量調整弁５０１ａを介して給液口３０１に供給される。
なお、タンク部２１２は、密閉型であり、給液口３０１に送出される高温の液体の送出量と同量の常温の液体が、減圧弁２１３の働きにより注液口６０１からタンク部２１２のタンク２２３の下部に注入される。
【００３６】
タンク２２１、２２２、２２３の各々には、図１に示すように、外側面、上下方向の複数箇所、例えば、３カ所にわたって温度センサ２４１ａ、２４１ｂ、２４１ｃが取り付けられている。温度センサ２４１ａ、２４１ｂ、２４１ｃは、サーミスタなどから構成されており、温度センサ２４１ａ、２４１ｂ、２４１ｃの出力信号は、制御部２３７に供給される。
【００３７】
このタンク部２１２の構成においては、例えば、液体供給運転（給湯運転）のときに、タンク２２１の上部（頂部）から流量調整弁５０１ａを介して高温の液体（高温水）が給液口３０１へと抜き出されると、タンク２２１の上部で発生した圧力の減少が、直ちにタンク２２２、２２３を通して減圧弁２１３に伝播される。そして、減圧弁２１３が作動し、減圧弁２１３を介して注液口６０１からタンク２２３に常温の液体が注入されるので、タンク部２１２の内部の液量が満たされ、かつ、内部の圧力も保持され、連続的に給湯することができる。つまり、液体供給運転時は、注液口６０１からの供給される常温の液体に押し出されるように、タンク２２３の下部（底部）の液体はその上部へと移動（上昇）し、タンク２２３の上部（頂部）の液体は押し出されるように次のタンク２２２の下部（底部）へと移動し、タンク２２２の下部の液体はその上部（頂部）へと移動（上昇）し、タンク２２２の上部の液体は押し出されるように次のタンク２２１の下部（底部）へと移動し、タンク２２１の下部の液体はその上部へと移動（上昇）し、タンク部２２１の上部（頂部）の液体は、押し出されるように流量調整弁５０１ａを介して給液口３０１から排出される。即ち、タンク２１２から給液口３０１へと液体が排出される。
【００３８】
一方、液体加熱運転（貯湯運転）のときには、加熱部２１１の後記するポンプ２３６の作動によりタンク２２３の下部から常温の液体（常温水）が加熱部２１１へと抜き出されると、タンク部２１２の各タンク２２１、２２２、２２３の内部では、上部から下部へと、前記の液体供給運転（給湯運転）のときとは逆の流れが起こる。つまり、タンク部２１２の下部（タンク２２３の下部）から抜き出された常温の液体（常温水）は加熱部２１１を経由して、タンク２１２の上部（タンク２２１の上部）に戻るように循環する。
なお、液体加熱運転（貯湯運転）は、加熱部２１１にタンク部２１２から液体を引き込み、加熱してタンク部２１２に戻す運転である。また、液体供給運転（給液運転）は、タンク部２１２に蓄積された高温の液体を流量センサ４０１、および流量調整弁５０１を介して給液口３０１に供給する運転である。
【００３９】
（制御部２３７）
次に、制御部２３７を説明する。
制御部２３７は、温度センサ２４１ａ、２４１ｂ、２４１ｃからの出力信号によりタンク２２１に貯蔵されている液体の貯蔵量、および温度を検知する。このとき、タンク２２１に貯蔵される液体の貯蔵量は、段階的水位として検知される。補足すると、前記のとおり、タンク２２１の内部は常に満液であるので、制御部２３７は、例えば、タンク２２１の上位の位置に配置された温度センサ２４１ａの出力信号が所定温度より高い温度を示す値のときには、タンク２２１の上位の位置まで高い温度の液体が貯蔵されていると判定する。また、タンク２２１の中位の位置に配置された温度センサ２４１ｂの出力信号が所定温度より高い温度を示す値のときには、タンク２２１の中位の位置まで高い温度の液体が貯蔵されていると判定する。更に、タンク２２１の下位の位置に配置された温度センサ２４１ｃの出力信号が所定温度より高い温度を示す値のときには、タンク２２１の下位の位置まで高い温度の液体が貯蔵されていると判定する。制御部２３７によるこの判定は、他のタンク２２２、２２３でも同じである。
【００４０】
給液部２０１の加熱部２１１の制御部２３７は、操作パネル７０１、および給液部２０２の制御部２３７と通信可能に接続されている。また、給液部２０２の加熱部２１１の制御部２３７は、給液部２０１の制御部２３７、および給液部２０３の制御部２３７と通信可能に接続されている。
【００４１】
操作パネル７０１は、給液部２０１の制御部２３７に接続されており、図示しないキースイッチ、ディスプレイなどを含む構成とされている。ユーザが操作パネル７０１のディスプレイを見ながらキースイッチを操作することにより、給液部２０１、２０２、２０３の運転、運転停止、液量、温度設定、運転時間設定などの各種設定を行うことができる。
【００４２】
操作パネル７０１、給液部２０１の制御部２３７、給液部２０２の制御部２３７、および給液部２０３の制御部２３７は、例えば、デイジーチェーン方式で接続されている。また、給液部２０１の制御部２３７は、操作パネル７０１からの入力設定により給液部２０１、２０２、２０３の全体の運転制御を行っており、給液部２０２の制御部２３７、および給液部２０３の制御部２３７に対してマスタ装置として働く。これに対して、給液部２０２の制御部２３７、および給液部２０３の制御部２３７は、スレーブ装置として働く。
【００４３】
（給液調整制御動作）
次に、本発明の第１実施形態の給液部２０１の制御部２３７での給液調整制御動作について説明する。
まず、給液調整制御動作の概要を説明する。
本実施形態の給液調整制御動作は、給液部２０１、２０２、および２０３の各々から給液口３０１に供給される高温の流量を各流量センサ４０１により測定し、給液部２０１、２０２、２０３の各々から給液口３０１に供給される液体の流量が略均一になるように（差分が小さくなるように）、各給液部２０１、２０２、２０３の流量調整弁５０１を調整する制御である。このとき、制御部２３７は、流量センサ４０１の瞬時値ではなく所定時間当たりの流量に基づいて制御を行っている。
【００４４】
また、制御部２３７は、給液部２０１、２０２、および２０３のうち流量の大きい給液部の流量と流量の小さい給液部の流量を順次に比較し、その差が所定値以上の場合に、流量調整弁５０１による調整を行っている。
ここで、給液装置１００の給液部の数をＭとし、Ｍ個の給液部から給液口３０１に給液される液体の流量のうち最小流量をＲ１、最大の流量をＲＭとすると、最大流量ＲＭと最小流量Ｒ１同士、最大流量ＲＭを１番目として２番目に大きい流量Ｒ（Ｍ−１）と最小流量Ｒ１を１番目として２番目に小さい流量（Ｒ２）同士、最大流量ＲＭを１番目として３番目に大きい流量Ｒ（Ｍ−２）と最小流量Ｒ１を１番目として３番目に小さい流量Ｒ３同士のように、流量の順に順次に比較し、対応する（調整対象の）給液部の流量調整弁５０１を制御して、流量調整を行うようにしている。さらに、制御部２３７は、流量調整弁５０１を現在開度に対して所定の割合で開度を調整するように制御している。
【００４５】
次に、給液調整制御動作の詳細を、図面を用いて説明する。
図３は、本発明の第１実施形態の給液調整制御動作の処理フローチャートを示す。
マスタ装置である給液部２０１の制御部２３７は、まず、ステップＳ１−１で、給液部２０１、２０２、２０３が給液運転中であるか否かの判定を行う。給液運転は、給液部２０１、２０２、２０３のタンク部２１２に貯蔵された高温の液体を集約して給液口３０１から送出する運転である。
【００４６】
制御部２３７は、ステップＳ１−１において給液運転中である場合には（ステップＳ１−１でＹｅｓ）、ステップＳ１−２で各給液部２０１、２０２、２０３の流量センサ４０１からの流量の収集を開始する。以降、各給液部２０１、２０２、２０３の流量センサ４０１からの流量の収集は、所定時間、例えば、１０秒ごとに、給液運転が停止するまでの間、行われる。
【００４７】
給液部２０１の制御部２３７は、続いて、ステップＳ１−３で給液部２０１、２０２、２０３のうち正常に稼動している給液部の数Ｍを確認する。なお、図１の構成では、Ｍは、「０」〜「３」の整数のうちのいずれかの値となる。なお、ここでは、例えば、Ｍ＝３とする（給液部２０１、２０２、２０３のすべてが正常稼動）。
【００４８】
次に、制御部２３７は、ステップＳ１−４で、流量安定待機タイマを作動させる。流量安定待機タイマは、流量が安定するまで流量測定を行わない時間である流量安定待機時間を計時するタイマであり、例えば、制御部２３７にプログラムとして実装されたタイマである。流量安定待機タイマにより計時される流量安定待機時間は、例えば、１分に設定されている。流量安定待機時間の間、給液部２０１、２０２、２０３から給液口３０１の液体が供給され、給液口３０１から出液される液体の流量が安定する。
【００４９】
制御部２３７は、流量安定待機タイマによる流量安定待機時間の計時が経過した後に、ステップＳ１−５で給液部２０１、２０２、２０３の各々の流量センサ４０１で１０秒毎に測定されている流量を所定時間、例えば、１分間、加算して測定流量Ｒ（例えば、リットル／分）を算出する。
制御部２３７は、ステップＳ１−６で、ステップＳ１−５において算出したＭ個の測定流量を流量の小さい順、「Ｒ１」、「Ｒ２」・・・「Ｒ（Ｍ−１）」、「ＲＭ」の順に整列させる。
【００５０】
なお、整列順「２、３・・・（Ｍ−１）」の場合は、最小値の順番ｎ＝２、最大値の順番Ｎ＝（Ｍ−１）の状態である。ここで、ｎを測定流量の最小値の順番、Ｎを測定流量の最大値の順番とする。整列順「１、２・・・（Ｍ−１）、Ｍ」の場合は、最小値の順番ｎ＝１、最大値の順番Ｎ＝Ｍの状態である。すなわち、最大流量ＲＭと最小流量Ｒ１とを比較し、最大流量から２番目に大きい流量Ｒ２と最小流量から２番目に小さい流量Ｒ（Ｍ−１）とを比較し、最大流量から３番目に大きい流量Ｒ３と最小流量から３番目に小さい流量Ｒ（Ｍ−２）とを比較する。
【００５１】
例えば、図１の構成において、給液部２０１に対して設けられた流量センサ４０１ａで測定された流量を最小流量、給液部２０３に対して設けられた流量センサ４０１ｃで測定された流量を最大流量、給液部２０２に対して設けられた流量センサ４０１ｂで測定された流量を最小値と最大値との間の流量とすると、給液部２０１から給液口３０１に供給される流量は、最小流量Ｒ１となり、給液部２０３から給液口３０１に供給される流量は、Ｍ＝３であるので、最大流量ＲＭ＝Ｒ３となり、給液部２０２から給液口３０１に供給される流量は、流量Ｒ２となる。すなわち、図１の給液部が３つの場合には、流量Ｒ２と流量Ｒ（Ｍ−１）とは同じになる。
よって、図１の構成においては、例えば、給液部２０１の流量Ｒ１、給液部２０２の流量Ｒ２、給液部２０３の流量Ｒ３の順に整列する。
【００５２】
次に、制御部２３７は、ステップＳ１−７でｎ番目の流量とＮ番目の流量との差が所定値未満か否かを判定する。所定値は、例えば、１リットル／分程度である。
例えば、図１の構成で、給液部２０１に対して設けられた流量センサ４０１ａで測定された流量を最小値、給液部２０３に対して設けられた流量センサ４０１ｃで測定された流量を最大値とすると、ｎ番目である給液部２０１の流量とＮ番目である給液部２０３の流量との差が１リットル／分未満か否かを判定する。なお、このフローチャートでの「ｎ」の初期値は「１」、Ｎの初期値は「３」である。
【００５３】
制御部２３７は、ステップＳ１−７においてｎ番目の流量とＮ番目の流量との差が所定値未満でない、すなわち、所定値以上の場合には（ステップＳ１−８でＮｏ）、ステップＳ１−８で、ｎ、Ｎが、ｎ＝Ｎ、またはＮ≦Ｍ／２、またはｎ≧Ｍ／２か否かを判定する。
制御部２３７は、ステップＳ１−８において順番ｎ、Ｎが、ｎ＝Ｎ、またはＮ≦Ｍ／２、またはｎ≧Ｍ／２のいずれでもない場合には（ステップＳ１−９でＮｏ）、ステップＳ１−９で、給液部２０１、２０２、および２０３のうち対応する（調整対象の）給液部の流量調整弁５０１の開度情報を取得する。
【００５４】
例えば、図１の構成で、給液部２０１に対して設けられた流量センサ４０１ａで測定された流量を最小値、給液部２０３に対して設けられた流量センサ４０１ｃで測定された流量を最大値である状態では、ｎ＝１、Ｎ＝Ｍ＝３であるので、ｎ＝Ｎ、またはＮ≦Ｍ／２、またはｎ≧Ｍ／２のいずれにも対応しない。このため、制御部２３７は、ステップＳ１−９で、流量の調整の対象である給液部２０１に対して設けられた流量調整弁５０１ａ、および給液部２０３に対して設けられた流量調整弁５０１ｃの開度情報を取得する。
【００５５】
次に、制御部２３７は、ステップＳ１−１０でＮ番目の流量を調整する流量調整弁５０１の開度が下限開度か否かを判定する。下限開度は、流量調整弁５０１の開度が下限であり、それ以下に絞ることができない状態を示す。ここでは、下限開度は、例えば、全開を１００％したときの開度３０％の状態であり、流量調整弁５０１をそれ以上絞ることはできない状態を示す。なお、この実施の形態では、全開を１００％としたときの下限開度を３０％としているが、下限開度は、これに限定されるものではなく、３０％以下であってもよい。
【００５６】
制御部２３７は、ステップＳ１−１０において、Ｎ番目の流量を調整する流量調整弁５０１の開度が下限開度の場合には（ステップＳ１−１０でＹｅｓ）、ステップＳ１−１１でｎ番目の流量を調整する流量調整弁５０１の開度が上限開度か否かを判定する。上限開度は、流量調整弁５０１の開度が上限、１００％であり、流量調整弁５０１をそれ以上開くことができない状態を示す。
【００５７】
制御部２３７は、ステップＳ１−１１において、ｎ番目の流量を調整する流量調整弁５０１の開度が上限開度でない場合には（ステップＳ１−１１でＮｏ）、ｎ番目の流量を調整する流量調整弁５０１を開くことができるため、ステップＳ１−１２でｎ番目の流量を調整する流量調整弁５０１を開く。例えば、流量調整弁５０１の現在の開度を１００％としたとき、その開度を１１０％程度に開く調整が行われる。
ｎ番目の流量を調整する流量調整弁５０１を開くことにより、最小流量であるｎ番目の流量を大きくでき、最大流量との差分を小さくすることができる。
【００５８】
また、制御部２３７は、ステップＳ１−１０において、Ｎ番目の流量を調整する流量調整弁５０１の開度が下限開度でない場合には（ステップＳ１−１０でＮｏ）、ステップＳ１−１５でｎ番目の流量を調整する流量調整弁５０１の開度が上限開度か否かを判定する。
制御部２３７は、ステップＳ１−１５においてｎ番目の流量を調整する流量調整弁５０１の開度が上限開度の場合には（ステップＳ１−１５でＹｅｓ）、ステップＳ１−１６でＮ番目の流量を調整する流量調整弁５０１を絞る。例えば、流量調整弁５０１の現在の開度を１００％としたとき、その開度を９０％程度に絞る調整を行う。Ｎ番目の流量を調整する流量調整弁５０１の開度を絞ることにより、最大流量であるＮ番目の流量を小さくでき、最小流量との差分を小さくすることができる。
【００５９】
さらに、制御部２３７は、ステップＳ１−１５において、ｎ番目の流量を調整する流量調整弁５０１の開度が上限開度でない場合には（ステップＳ１−１５でＮｏ）、ステップＳ１−１７でｎ番目の流量を調整する流量調整弁５０１を開き、ステップＳ１−１８でＮ番目の流量を調整する流量調整弁５０１を絞る。例えば、ｎ番目の流量を調整する流量調整弁５０１の開度を現在の開度の１１０％程度とし、Ｎ番目の流量を調整する流量調整弁５０１の開度を現在の開度の９０％程度とする。ｎ番目の流量を調整する流量調整弁５０１を開き、Ｎ番目の流量を調整する流量調整弁５０１を絞ることにより、最大流量であるＮ番目の流量を小さくでき、最小流量であるｎ番目の流量を大きくすることができ、最大流量と最小流量との差分を小さくすることができる。
【００６０】
制御部２３７は、ステップＳ１−１２、Ｓ１−１６、およびステップＳ１−１７、Ｓ１−１８において流量調整弁５０１の開度を調整した後、ステップＳ１−１３で「Ｎ」を「（Ｎ−１）」とし、「ｎ」を「（ｎ＋１）」とした後、ステップＳ１−７の処理に戻る。
【００６１】
また、制御部２３７は、ステップＳ１−１において給液運転中でない場合（ステップＳ１−１でＮｏ）、ステップＳ１−７においてＮ番目とｎ番目の流量との差が所定値未満の場合（ステップＳ１−７でＹｅｓ）、ステップＳ１−８においてＮ＝ｎ、またはＮ≦Ｍ／２、またはｎ≧Ｍ／２の場合（ステップＳ１−８でＹｅｓ）、およびステップＳ１−１１においてｎ番目の流量の流量調整弁５０１の開度が上限開度の場合（ステップＳ１−１１でＹｅｓ）には、これ以上流量調整弁５０１を開くことができないため、ステップＳ１−１４で流量安定待機タイマをリセットするとともに、流量センサ４０１からの流量の収集を停止し、ステップＳ１−１に戻る。
例えば、図１に示す構成では、Ｎ＝３、ｎ＝１であるので、「Ｎ」を「（Ｎ−１）」、「ｎ」を「（ｎ＋１）」とすると、Ｎ＝ｎ＝２となり、ステップＳ１−８でＮ＝ｎとなるので、最小流量に対応する給液部２０１の流量調整弁５０１、および最大流量の給液部２０３の流量調整弁５０１の調整が終了すると、ステップＳ１−１に戻り制御が行われる。
【００６２】
なお、制御部２３７は、上記の給液調整制御の他に、熱媒体回路の運転・停止、および圧縮機２３１の回転速度の制御、膨張弁２３３の開度の制御、タンク部２１２への貯蔵を行う貯蔵運転、除霜運転等の制御を行っている。
例えば、制御部２３７は、貯蔵運転時には、圧縮機２３１の回転速度を制御し、運転開始から徐々に回転速度を増して高速回転とし、加熱の立上げ時間を早め、加熱が安定した後は中低速運転を行う制御を行う。このとき、制御部２３７は、熱負荷、および加熱温度に見合った回転速度で運転するよう圧縮機２３１の回転速度を制御する。
【００６３】
また、制御部２３７は、その日の高温の液体の使用が終了すると、タンク２２１、２２２、２２３内の高温の液体の残量を温度センサ２４１ａ、２４１ｂ、および２４１ｃを用いて測定し、翌日の液体の使用量を推定して、タンク部１１２に蓄積される高温の液体の量が使用推定量より大きくなるように、加熱部２１１の運転を行う。このとき、制御部２３７は、夜間割引電気料金の適用時間、例えば、２３時〜７時内に加熱運転が終了するように運転開始時刻を設定し、設定時刻になると貯蔵運転を開始し、終了するように制御している。
【００６４】
以上のように、本実施形態よれば、給液部２０１、２０２、２０３の流量センサ４０１で測定された流量のうちの最大流量と最小流量との差分が小さくなるように給液部２０１、２０２、２０３の流量調整弁５０１を調整することにより、給液部２０１、２０２、２０３から給液口３０１に供給される液体の流量の差分を小さくできる。これによって、給液部２０１、２０２、２０３の稼働率を均一にできる。給液部２０１、２０２、２０３の加熱部２１１の稼働率を均一にできることで、給液部２０１、２０２、２０３のうち特定の給液部の加熱部２１１が過剰に運転されることを防止できる。これにより、加熱部２１１の圧縮機２３１の寿命の短縮を防止できる。また、タンク部２１２に貯蔵される高温の液体の使用も均一化されるため、高温の液体が使用されないことによる温度低下を防止でき、熱効率の向上を図ることができる。
【００６５】
なお、本実施形態では、最大流量と最小流量との差分を小さくするように流量調整弁５０１を調整したが、流量調整弁５０１の流量が規定流量となるように調整するようにしてもよい。
【００６６】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、構成は、第１実施形態と同じであり、給液部２０１の制御部２３７での給液調整制御方法が第１実施形態とは相違する。したがって、構成の説明は省略する。
【００６７】
本実施形態の給液調整制御方法では、制御部２３７は、流量測定を複数回、例えば、６回行い、移動平均を測定流量とすることにより測定のばらつきを小さくしている。また、制御部２３７は、測定流量を予め規定した規定流量と比較し、測定流量が規定流量となるように、流量調整弁５０１の流量制御を行っている。制御部２３７は、流量調整弁５０１の制御量（調整量）は現在開度に対して調整開度区分を設定し、その区分に従って流量調整弁５０１の開度の制御量（調整量）を決定している。
【００６８】
以下に、本実施形態の給液調整制御の詳細を、図面を用いて説明する。
図４は、本発明の第２実施形態の制御部での給液調整制御のフローチャートを示す。
給液部２０１の制御部２３７は、ステップＳ２−１で、現在、給液部２０１、２０２、２０３が給液運転中であるか否かの判定を行う。制御部２３７は、ステップＳ２−１において給液部２０１、２０２、２０３が給液運転中である場合には（ステップＳ２−１でＹｅｓ）、ステップＳ２−２で給液部２０１、２０２、２０３のうち正常に稼動している給液部の数Ｍを確認する。なお、図１の構成では、Ｍは、「０」〜「３」の範囲の整数のうちのいずれかの値となる。
【００６９】
制御部２３７は、次に、ステップＳ２−３で、流量安定待機タイマを動作させる。流量安定待機タイマが動作すると、流量安定待機時間の間、待機状態となる。流量安定待機時間は、例えば、１分である。
制御部２３７は、ステップＳ２−３において流量安定待機時間経過後、ステップＳ２−４で給液部２０１、２０２、２０３の各流量センサ４０１から測定流量を算出する。測定流量は、所定時間、例えば、１０秒ごとに所定回数、例えば、６回、流量センサ４０１から流量を収集し、所定回数の流量の平均、すなわち、移動平均を算出した結果である。
このように、本実施形態によれば、測定流量として収集した流量の移動平均を採用することにより流量のばらつきを低減することができる。なお、本実施形態では、所定回数の単純移動平均を測定流量としたが、加重移動平均など他の平均の計算を行い、その結果を測定流量にしてもよい。
【００７０】
次に、制御部２３７は、ステップＳ２−５で、ステップＳ２−４において計測された各給液部２０１、２０２、２０３の測定流量が予め決められた規定流量（閾値流量）、例えば、１０リットル／分と比較して、大きいか、等しいか、小さいかの判定を行う。
制御部２３７は、ステップＳ２−５において、規定流量よりも測定流量が小さい場合には（ステップＳ２−５で規定流量＞測定流量）、ステップＳ２−６で給液部２０１、２０２、２０３のうちの対応する給液部の流量調整弁５０１の開度調整が可能か否かを判定する。制御部２３７は、ステップＳ２−６において給液部２０１、２０２、２０３のうちの対応する給液部の流量調整弁５０１の開度調整が可能な場合には、ステップＳ２−７で給液部２０１、２０２、２０３のうちの対応する給液部の流量調整弁５０１を開く。
【００７１】
また、制御部２３７は、ステップＳ２−５において規定流量よりも測定流量が大きい場合には（ステップＳ２−５で規定流量＜各測定流量）、ステップＳ２−８で給液部２０１、２０２、２０３のうちの対応する給液部の流量調整弁５０１の開度調整が可能か否かを判定する。制御部２３７は、ステップＳ２−８において給液部２０１、２０２、および２０３のうちの対応する給液部の流量調整弁５０１の開度調整が可能な場合には、ステップＳ２−９で給液部２０１、２０２、２０３のうちの対応する給液部の流量調整弁５０１を絞る。
制御部２３７は、ステップＳ２−７、Ｓ２−９において、流量調整弁５０１を調整するとき、上記したように現在開度に対して開度区分を設定し、その区分に従って開度の制御量（調整量）を決定している。
【００７２】
図５は、本発明の第２実施形態の流量調整弁の現在開度に対する開度の制御量を示す図である。図５（ａ）は、流量調整弁５０１の開度を大きくする（開く）場合の現在開度に対する開度の制御量、図５（ｂ）は、流量調整弁５０１の開度を小さくする（絞る）場合の現在開度に対する開度の制御量（調整量）を示す図である。
【００７３】
図５（ａ）に示すように流量調整弁５０１の開度を大きくする場合には、全開の状態を１００％としたとき、現在の開度が全開の２０〜４９％の場合、流量調整弁５０１を現在の開度から１０％開き、現在の開度が全開の５０〜７９％の場合、流量調整弁５０１を現在の開度から５％開き、現在の開度が全開の８０〜１００％の場合、流量調整弁５０１を現在の開度から２％開くようにする。すなわち、現在の開度が小さい場合には、開度の制御量が大きくなり、現在の開度が大きい場合には、開度の制御量が小さくなる。
【００７４】
また、図５（ｂ）に示すように流量調整弁５０１の開度を小さくする場合には、流量調整弁５０１の全開の状態を１００％としたとき、現在の開度が２０〜４９％の場合、流量調整弁５０１を現在の開度から２％絞り、現在の開度が全開の５０〜７９％の場合、流量調整弁５０１を現在の開度から５％絞り、現在の開度が全開の８０〜１００％の場合、流量調整弁５０１を現在の開度から１０％絞るようにする。すなわち、流量調整弁５０１の現在の開度が小さい場合には、流量調整弁５０１の開度の制御量は、小さくなり、現在の開度が大きい場合には、流量調整弁５０１の開度の制御量は、大きくなる。なお、この実施の形態では、全開を１００％としたときの下限開度を２０％としているが、下限開度は、これに限定されるものではなく、２０％以下、または３０％以上であってもよい。
【００７５】
ここで、図４に戻って説明を続ける。
制御部２３７は、ステップＳ２−５において測定流量と規定流量とが等しい場合（ステップＳ２−５で規定流量＝測定流量）、ステップＳ２−６、Ｓ２−８において流量調整弁５０１の調整が可能でない場合（ステップＳ２−６、およびＳ２−８でＮｏ）、およびステップＳ２−７、ステップＳ２−９で流量調整弁５０１を制御して、流量の調整を行った後には、ステップＳ２−１０で、すべての給液部の測定流量を規定流量と比較したか否かの判定を行う。すべての給液部の測定流量を規定流量と比較したか否かの判定は、例えば、Ｍ回、すなわち、正常稼働している給液部の数、Ｍだけ測定流量と規定流量との比較が行われたか否かを判定することにより行うことができる。
【００７６】
制御部２３７は、ステップＳ２−１０において、すべての給液部の測定流量と規定流量との比較が行われていなければ（ステップＳ２−１０でＮｏ）、ステップＳ２−５に戻って、次の測定流量を規定流量と比較する。また、制御部２３７は、ステップＳ２−１０において、すべての給液部の測定流量と規定流量との比較が行われると（ステップＳ２−１０でＹｅｓ）、正常稼働しているすべての給液部について測定流量と規定流量との比較が完了したものと判断する。
【００７７】
制御部２３７は、ステップＳ２−１で給液運転中でない場合（ステップＳ２−１でＮｏ）、およびステップＳ２−１０で正常稼働しているすべての給液部２０１、２０２、および２０３について測定流量と規定流量との比較判定が完了した場合には（ステップＳ２−１０でＹｅｓ）、ステップＳ２−１１で流量安定待機タイマをリセットして、各給液部２０１、２０２、２０３の流量センサ４０１からの流量の収集を停止し、ステップＳ２−１に戻る。
【００７８】
なお、制御部２３７は、ステップＳ２−５における規定流量として、所定の閾値流量、例えば、１０±０．５リットル／分を設定し、この範囲内の測定流量は規定流量と等しいものと判断し、この範囲を超えた測定流量について流量調整弁５０１の開度調整を行う。
また、制御部２３７は、ステップＳ２−１０において、全ての給液部２０１、２０２、および２０３の測定流量について規定流量との比較を行ったかを判定しているが、測定流量が規定流量より大きいものの中で一番大きいものと、測定流量が規定流量より小さいものの中で一番小さいものを比較し、対応する流量調整弁５０１を調整するようにしてもよい。
【００７９】
さらに、最大流量ＲＭ、および最大流量ＲＭを１番目として２番目に大きい流量Ｒ（Ｍ−１）、並びに最小流量Ｒ１、および最小流量Ｒ１を１番目として２番目に小さい流量Ｒ２とを比較し、対応する流量調整弁５０１を調整するようにしてもよい。このように、稼働中のすべての給液部に対して流量の調整を行う必要はなく、任意の給液部に対して流量の調整を行うようにしてもよい。
【００８０】
本実施形態によれば、給液部２０１、２０２、２０３の各々から給液口３０１に供給される液体の流量を規定流量となるように制御することにより、給液部２０１、２０２、および２０３の各々から給液口３０１に供給される液体の流量を均一化することができる。これにより、給液部２０１、２０２、２０３のうち特定の給液部の圧縮機２３１の過剰な運転されることを防止できる。したがって、特定の圧縮機２３１の寿命が短縮することを防止でき、また、熱効率の向上を図ることができる。
【００８１】
なお、本実施形態では、測定流量を規定流量に一致するように流量調整を行う例について説明したが、給液口３０１から給液される液体の平均流量に基づいて各給液部２０１、２０２、２０３からの流量を調整するようにしてもよい。
【００８２】
〔第３実施形態〕
本発明の第３実施形態について説明する。なお、構成は、第１実施形態、および第２実施形態と同じであり、給液部２０１の制御部２３７での給液調整制御方法が第１実施形態、および第２実施形態とは相違する。したがって、その構成の説明は省略する。
【００８３】
本実施形態の給液調整制御方法では、第２実施形態と同様に流量測定を数回行い、得られた測定流量を平均化することでばらつきを小さくする。また、この平均値を各給液部２０１、２０２、２０３の測定流量とし、全ての給液部２０１、２０２、２０３の測定流量を合計することで給液口３０１から送出される給液量を取得し、更に、この給液量を稼動中の給液部２０１、２０２、２０３の数Ｍ（＝３）で割ることで各給液部２０１、２０２、２０３から供給すべき高温の液体の平均流量を得る。本実施形態の給液調整制御は、各給液部２０１、２０２、２０３の測定流量がこの平均流量となるように流量調整弁５０１による流量調整を行う。
【００８４】
次に、本実施の形態の給液調整制御の詳細を、図面を用いて説明する。
図６は、本発明の第３実施形態の給液調整制御のフローチャートを示す。
給液部２０１の制御部２３７は、ステップＳ３−１で、現在、給液部２０１、２０２、２０３が給液運転中であるかの判定を行う。制御部２３７は、ステップＳ３−１において給液部２０１、２０２、２０３が給液運転中である場合には（ステップＳ３−１でＹｅｓ）、ステップＳ３−２で、給液部２０１、２０２、２０３のうち正常に稼動している給液部の数Ｍを確認する。なお、図１の構成では、Ｍは、「０」〜「３」の範囲の整数のいずれかの値となる。
【００８５】
制御部２３７は、次に、ステップＳ３−３で、流量安定待機タイマを作動させ、流量安定待機時間の間、流量センサ４０１からの流量の収集は行われない。
制御部２３７は、ステップＳ３−３において流量安定待機タイマにより流量安定待機時間、例えば、１分が経過すると、ステップＳ３−４で、給液部２０１、２０２、２０３の測定流量を算出する。測定流量は、所定時間、例えば、１０秒ごとに規定回数、例えば、６回、流量センサ４０１から流量を収集し、規定回数分の移動平均を算出することにより算出される。このように、測定した流量の規定回数分の移動平均を測定流量とすることにより測定流量のばらつきを低減することができる。
【００８６】
次に、制御部２３７は、ステップＳ３−５で平均流量を算出する。平均流量は、収集したＭ個の測定流量の総和を算出し、測定流量の総和を稼働中の給液部の個数「Ｍ」で除算することにより算出される。
次に、制御部２３７は、ステップＳ３−６で、各給液部２０１、２０２、および２０３の各測定流量を平均流量と比較して、大きいか（平均流量＞各測定流量）、等しいか（平均流量＝各測定流量）、小さいか（平均流量＜各測定流量）の判定を行う。
【００８７】
制御部２３７は、ステップＳ３−６において、平均流量よりも給液部２０１、２０２、２０３のうちのいずれかの測定流量が小さい場合には（ステップＳ３−６で平均流量＞各測定流量）、ステップＳ３−７で給液部２０１、２０２、２０３のうち対応する（測定対象の）給液部の流量調整弁５０１の開度情報を取得する。
次に制御部２３７は、ステップＳ３−８で、流量調整弁５０１の開度情報に基づいて給液部２０１、２０２、および２０３のうち対応する給液部の流量調整弁５０１で調整が可能か否かを判定する。すなわち、流量調整弁５０１の開度が全開の状態では、これ以上は、流量調整弁５０１を開くことはできないので、流量調整弁５０１の開度調整を行うことはできないと判断できる。
【００８８】
制御部２３７は、ステップＳ３−８において給液部２０１、２０２、２０３のうちの対応する給液部の流量調整弁５０１の開度調整が可能な場合には（ステップＳ３−８でＹｅｓ）、ステップＳ３−９で給液部２０１、２０２、２０３のうちの対応する給液部の流量調整弁５０１を開く。なお、このとき、制御部２３７は、ステップＳ３−９において流量調整弁５０１の全開の状態を１００％としたとき、流量調整弁５０１を現在の開度から全開の５％程度開く調整を行う。
【００８９】
また、制御部２３７は、ステップＳ３−６において平均流量よりも測定流量が大きい場合には（ステップＳ３−６で平均流量＜各測定流量）、ステップＳ３−１０で給液部２０１、２０２、２０３のうち対応する給液部の流量調整弁５０１の開度情報を取得する。次に制御部２３７は、ステップＳ３−１１で、流量調整弁５０１の開度情報に基づいて給液部２０１、２０２、２０３のうちの対応する給液部の流量調整弁５０１で調整が可能か否かを判定する。すなわち、流量調整弁５０１の開度を最小限に絞った状態、例えば、全開を１００％としたとき、開度が３０％の状態では、これ以上、流量調整弁５０１を絞ることはできなくなる。よって、流量調整弁５０１の開度調整を行うことはできないと判断できる。
【００９０】
制御部２３７は、ステップＳ３−１１において給液部２０１、２０２、２０３のうち対応する給液部の流量調整弁５０１の開度調整が可能な場合には（ステップＳ３−１１でＹｅｓ）、ステップＳ３−１２で給液部２０１、２０２、２０３のうち対応する給液部の流量調整弁５０１を絞る。なお、このとき、ステップＳ３−１２では、流量調整弁５０１の全開の状態を１００％としたとき、流量調整弁５０１を現在の開度から全開の５％絞る調整を行う。
【００９１】
制御部２３７は、ステップＳ３−６において測定流量と平均流量とが等しい場合（ステップＳ３−６で平均流量＝各測定流量）、ステップＳ３−８、およびステップＳ３−１１の流量調整弁５０１の開度判定において開度調節できない場合（ステップＳ３−８、およびＳ３−１１でＮｏ）、およびステップＳ３−９、およびステップＳ３−１２で流量調整弁５０１の開度調節後には、ステップＳ３−１３で、すべての給液部の測定流量を平均流量と比較したか否かの判定を行う。すべての給液部の測定流量を平均流量と比較したか否かの判定は、例えば、Ｍ回、すなわち、正常稼働している給液部の数、Ｍだけ測定流量と規定流量との比較が行われたか否かを判定することにより行うことができる。
【００９２】
制御部２３７は、ステップＳ３−１３において、すべての給液部２０１、２０２、２０３の測定流量を平均流量と比較していなければ（ステップＳ３−１３でＮｏ）、ステップＳ３−６に遷移し、次の給液部の測定流量と平均流量との比較を行う。なお、比較の順番は、例えば、流量順や操作パネル７０１に制御部２３７を接続した順やランダムによって決定する。
【００９３】
制御部２３７は、ステップＳ３−１において給湯運転中でない場合（ステップＳ３−１でＮｏ）、およびステップＳ３−１３において給液部２０１、２０２、２０３のすべての流量比較が完了した場合には（ステップＳ３−１３でＹｅｓ）、ステップＳ３−１４で流量安定待機タイマのリセットを行い、ステップＳ３−１に戻る。
なお、制御部２３７は、ステップＳ３−６において、平均流量に所定幅（±０．５リットル／分）を設定し、この範囲内（「（平均流量）±０．５リットル／分」）に測定値が収まる場合は、測定流量が平均流量と等しいと判断し、この範囲を超えた流量について流量調整弁５０１の開度調整を行うものとする。
【００９４】
〔効果〕
上記第１乃至第３の実施形態によれば、給液部２０１、２０２、２０３の各々から給液口３０１に供給される液体の流量を平均流量となるように制御することにより、給液部２０１、２０２、２０３の各々から給液口３０１に供給される液体の流量を均一化することができる。これにより、給液部２０１、２０２、２０３のうちの特定の給液部の加熱部２１１の圧縮機２３１が過剰に運転されることを防止でき、特定の給液部の加熱部２１１の圧縮機２３１の寿命が短縮することを防止できる。
【００９５】
また、給液運転中に、高温の液体の残量が減り、特定の給液部の加熱部２１１の圧縮機２３１の稼働することを防止できる。これにより、貯蔵運転でタンク部２１２に貯蔵された加熱された高温の液体で、給液を行うことができるので、熱効率の向上を図ることができる。
【００９６】
なお、本発明は、上述した第１乃至第３実施形態に限定されるものではなく、変形、削除または組み合わせて使用できることは言うまでもない。例えば、第１実施形態から第３実施形態の給液調整方法は、相互に利用可能である。また、第１実施形態から第３実施形態までの流量調整弁５０１の開度の調整方法も、互いに入れ替えて適用することが可能である。
【００９７】
上記実施形態では、図１に示すように、３つの給液部２０１、２０２、２０３を並列に接続した構成を例に説明を行ったが、給液部の数は、３つに限定されるものではなく、２つ、又は４つ以上複数の給液部を含む構成であってもよい。
【００９８】
また、タンク部２１２は、３つのタンク２２１、２２２、および２２３から構成されているが、タンク部２１２は、一つのタンクで構成されるものであってもよく、また、２つ、または４つ以上複数のタンクによって構成されるものであってもよい。
さらに、上記実施形態では、図１に示すように、タンク部２１２を構成する３つのタンク２２１、２２２、２２３を直列に接続した構成としているが、並列に接続した構成であってもよい。
【００９９】
さらに、上記実施形態では、図１に示すように、流量センサ４０１は、タンク部２１２の下流側に配置されているが、流量センサ４０１は、タンク部２１２の上流側に配置されてもよい。同様に、流量調整弁５０１もタンク部２１２の下流側に配置されているが、タンク部２１２の下流側に配置されてもよい。要するに、流量センサ４０１は、給液部２０１、２０２、２０３の各々から給液口３０１に供給される液体の流量を検出できる箇所であれば、いずれの箇所であってもよい。また、同様に、流量調整弁５０１も給液部２０１、２０２、２０３の各々から給液口３０１に供給される液体の流量を調整できる箇所であれば、いずれの箇所であってもよい。
【０１００】
また、上記実施形態では、図１に示すように、３つの給液部２０１、２０２、２０３の各々に加熱部２１１、およびタンク部２１２を設けたが、単一の加熱部２１１を３つの給液部２０１、２０２、２０３で共通化してもよい。
【０１０１】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載を逸脱しない範囲で、種々の実施形態に適用できることは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１０２】
１００ 給液装置
２０１、２０２、２０３ 給液部
２１１ 加熱部
２１２ タンク部
２３７ 制御部
３０１ 給液口
４０１（４０１ａ、４０１ｂ、４０１ｃ） 流量センサ
５０１（５０１ａ、５０１ｂ、５０１ｃ） 流量調整弁
６０１ 注液口
７０１ 操作パネル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、並列に接続された複数の給液部から液体を共通の給液口に供給する給液装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
給液装置として、例えば、常温水を加熱した高温水を液体として供給する給湯装置がある。この給湯装置は、一般的に、電気料金割引時間帯である夜間電力を利用して加熱運転（例えば、ヒートポンプ運転）を行い、常温水を、例えば、６５℃〜９０℃の高温水に加熱してタンクに蓄え、昼間にタンクに蓄積された高温水を用いて給湯を行う構成とされている。そして、給湯機は、給湯時には、蛇口が開いたとき、タンク内の高温水に常温水を混ぜて適温水、例えば、４２℃程度にして出湯する。
【０００３】
一方、飲食店、福祉施設、宿泊施設などでは、大量に温水を使用している。これらの施設に設けられる給湯機は、複数のタンクを並列に接続して、複数のタンクに貯湯された温水を集約して共通の出湯流路から出湯することにより、大量の温水の使用を可能な構成としている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
複数のタンクを並列に接続して使用する場合、給湯時に各タンクの出湯量に差が生じる。これにより、タンクの残湯量が異なるようになる。このため、一つのタンクでは湯余り状態であるにもかかわらず、他のタンクでは湯切れ状態となる現象が生じる。湯切れ状態となったタンクには、高温水を補充する必要がある。この場合、給湯中（電気料金割引時間帯以外の時間帯）に、湯余り状態のタンクがあるにもかかわらず、湯切れ状態のタンクに高温水を補充するために給湯機を稼働する必要が生じる。よって、熱効率の向上が望めなかった。
このため、特許文献１では、複数のタンクの残湯量を各々測定し、各タンクの残湯量に基づいて各タンクへの注水量を調整し、残湯量を均一化することにより、出湯量を均一化していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１３４０６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来の給湯機などの給液装置は、タンクの残液量に基づいてタンクへの注水量を制御し、タンクの残液量を均一にすることにより、複数のタンクで出水量を均一にする構成であり、各タンクの出湯量を検出し、制御するものではなかった。
【０００７】
本発明は、複数の給液部から出液される液体の出液量を均一化することができる給液装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、並列に接続された複数の給液部からの液体を共通の給液口に供給する給液装置であって、前記複数の給液部の各々に設けられ、前記複数の給液部の各々から前記給液口に供給される前記液体の流量を測定する流量センサと、前記複数の給液部の各々に設けられ、前記複数の給液部の各々から前記給液口に供給される前記液体の流量を調整する流量調整弁と、前記複数の給液部の流量センサで測定された測定流量に基づいて、前記複数の給液部の各々から前記給液口に供給される液体の流量の差が小さくなるように、前記複数の給液部に設けられた流量調整弁を制御する制御部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、複数の給液部から給液口に出液される液体の出液量を均一化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態のブロック構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態の加熱部のブロック構成図である。
【図３】本発明の第１実施形態の給液調整制御動作の処理フローチャートである。
【図４】本発明の第２実施形態の給液調整制御動作の処理フローチャートである。
【図５】本発明の第２実施形態の流量調整弁の現在開度に対する開度の制御量を示す図である。
【図６】本発明の第３実施形態の給液調整制御動作の処理フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の給液装置の実施の形態を説明する。
本発明の給液装置の一実施形態として、ヒートポンプ給湯機について説明する。
【００１２】
〔第１実施形態〕
（全体構成）
まず、本発明の第１実施形態の全体構成を説明する。
図１は、本発明の第１実施形態のブロック構成図を示す。
本実施形態の給液装置１００は、給湯装置である。この給液装置１００は、並列に接続された３つの給液部（給湯部）２０１、２０２、２０３から供給される高温の液体（高温水）が集約されて給液口（給湯口）３０１から出液（出湯）される構成とされている。なお、本実施形態では、３つの給液部２０１、２０２、２０３を並列に接続した構成の例を示しているが、給液部の数は、３つに限定されるものではなく、２つ、又は４つ以上であってもよい。
【００１３】
３つの給液部２０１、２０２、２０３は、互いに並列に接続されている。この給液部２０１、２０２、２０３は、それぞれ、例えば、常温の液体（常温水）を加熱する加熱部２１１と、加熱部２１１で加熱された高温の液体（高温水；湯）を貯蔵するタンク部２１２とを備えている。
加熱部２１１は、常温の液体（常温水）を加熱して、タンク部２１２に供給する。タンク部２１２は、加熱部２１１で加熱された高温の液体（高温水；湯）を貯蔵する。そして、タンク部２１２に貯蔵された高温の液体（高温水；湯）は、給液口（給湯口）３０１に集約されて出液（出湯）される。
【００１４】
（流量センサ４０１／流量調整弁５０１）
次に、流量センサ４０１、および流量調整弁５０１を説明する。
給液部２０１と給液口３０１との間には、給液部２０１から供給される高温の液体の流量を測定する流量センサ４０１ａ、および給液部２０１から給液口３０１に供給される高温の液体の流量を調整する流量調整弁５０１ａが設けられている。また、給液部２０２と給液口３０１との間にも、同様に、給液部２０２で加熱された高温の液体の流量を測定する流量センサ４０１ｂ、および給液部２０２から給液口３０１に供給される加熱された高温の液体の流量を調整する流量調整弁５０１ｂが設けられている。さらに、給液部２０３と給液口３０１との間にも、同様に、給液部２０３から給液口３０１に供給される高温の液体の流量を測定する流量センサ４０１ｃ、および給液部２０３から給液口３０１に供給される高温の液体の流量を調整する流量調整弁５０１ｃが設けられている。
なお、流量センサ４０１ａ、４０１ｂ、４０１ｃを総括的に指すときは、流量センサ４０１と表記する。同様に、流量調整弁５０１ａ、５０１ｂ、５０１ｃを総括的に指すときは、流量調整弁５０１と表記する。
【００１５】
なお、本実施形態では、流量センサ４０１は、給液部２０１、２０２、２０３の各々のタンク部２１２の給液口３０１側、タンク部２１２の下流側に設けられているが、タンク部２１２の上流側に設けるようにしてもよく、要は、給液部２０１、２０２、２０３の各々のタンク部２１２から給液口３０１に供給される液体の流量を測定できる位置であれば、設置位置は限定されない。また、流量調整弁５０１ａ、５０１ｂ、５０１ｃも、給液部２０１、２０２、２０３の各々のタンク部２１２の給液口３０１側、タンク部２１２の下流側に設けられているが、タンク部２１２の上流側に設けるようにしてもよく、要は、給液部２０１、２０２、２０３の各々のタンク部２１２から給液口３０１に供給される液体の流量を調整できる位置であれば、その設置位置は限定されない。
【００１６】
流量センサ４０１は、例えば、羽根車式、コリオリ式、カルマン式、電磁式流量センサなどのうちのいずれかの流量センサから構成されている。この流量センサ４０１は、上記のように、給液部２０１、２０２、２０３の各々に設けられている。給液部２０１について言えば、給液部２０１から流量調整弁５０１ａを介して給液口３０１に供給される高温の液体の流量を流量センサ４０１ａが測定し、その測定値を、給液部２０１の制御部２３７（図２参照）に供給する。
【００１７】
例えば、流量調整弁５０１ａは、電動流量調整弁などから構成されており、流量センサ４０１ａと給液口３０１との間に設けられ、給液部２０１から給液口３０１に供給される高温の液体の流量を、給液部２０１の制御部２３７（図２参照）からの指令により調整する。他の流量調整弁５０１ｂ、５０１ｃについても、この流量調整弁５０１ａと同様である。
【００１８】
給液部２０１の制御部２３７（図２参照）は、後で説明するように、３つの給液部２０１、２０２、２０３の流量センサ４０１（４０１ａ、４０１ｂ、４０１ｃ）で測定された流量の測定信号を収集し、３つの給液部２０１、２０２、２０３の各々から給液口３０１へ供給される高温の液体の流量の偏りが小さくなるように、３つの給液部２０１、２０２、２０３の流量調整弁５０１（５０１ａ、５０１ｂ、５０１ｃ）を制御する。なお、給液部２０１の制御部２３７での流量調整制御方法は、後記する。
【００１９】
（給液部２０１、２０２、２０３）
次に、給液部２０１、２０２、２０３を説明する。なお、３つある給液部２０１、２０２、２０３はいずれも同じ構成であるので、そのうちの１つである給液部２０１を例に説明する。
給液部２０１は、液体を加熱する加熱部２１１と、加熱部２１１で加熱された高温の液体を貯蔵するタンク部２１２（図中の破線の枠参照）とタンク部２１２の上流側に接続された減圧弁２１３を備える構成とされている。
【００２０】
このうち、加熱部２１１は、後で詳細に説明するが、管路を介してタンク部２１２の下部から供給される常温の液体（常温水）を、ヒートポンプ技術を利用したヒートポンプ加熱装置などにより加熱して、管路を介してタンク部２１２の下流側に供給する。
【００２１】
タンク部２１２は、後で詳細に説明するが、３つのタンク２２１、２２２、２２３を給液口３０１側から見て、この順に直列的に接続した構成とされている。この３つのタンク２２１、２２２、２２３は、断熱構造とされ、内部は満水状態で運転される。
【００２２】
なお、タンク２２１の上部（頂部）には、加熱部２１１（出側）が接続されるとともに、流量センサ４０１ａ、および流量調整弁５０１ａを介して給液口３０１が接続される。また、タンク２２３の下部（底部）には、減圧弁２１３を介して注液口６０１が接続されるとともに、加熱部２１１（入側）が接続される。なお、図１では、タンク２２１、２２２、２２３というように、タンク部２１２が３つのタンクからなる例を示しているが、タンクの数は、１つでも、２つでも、４つ以上でもよい。
【００２３】
減圧弁２１３は、タンク部２１２側の圧力（二次側圧力）が注液口６０１側の圧力（一次側圧力）より低減すると、図示しない弁体が開放され、注液口６０１からタンク部２１２に常温の液体（常温水）を注入する。つまり、タンク部２１２の内部（各タンク２２１、２２２、２２３）は、この減圧弁２１３を介した注液口６０１側の圧力により、加圧されている。
【００２４】
（加熱部２１１）
次に、加熱部２１１を説明する。
図２は、本発明の第１実施形態の加熱部２１１のブロック構成図を示す。
加熱部２１１は、例えば、ヒートポンプ式加熱装置であり、図２に示すように、圧縮機２３１、液熱媒体熱交換器２３２、膨張弁２３３、空気熱交換器２３４、送風部２３５、ポンプ２３６、制御部２３７、温度センサ２３８、熱媒体配管２３９、液配管２４０を備える構成とされている。なお、加熱部２１１は、ヒートポンプ式加熱装置に限られるものではなく、電熱ヒータなどを用いた加熱装置であってもよい。
【００２５】
圧縮機２３１、液熱媒体熱交換器２３２、膨張弁２３３、および空気熱交換器２３４は、熱媒体配管２３９を介して環状に接続した閉ループを構成しており、その中には、熱媒体が封入されて、ヒートポンプ熱媒体回路を構成している。なお、熱媒体としては、例えば、熱媒体ガスである。この熱媒体ガスは、二酸化炭素ガスでもよい。また、ガスではなく、例えば、潜熱蓄熱材入りの液体、ブライン、不凍液などを介して熱交換を行うようにしてもよい。また、電気ヒータによる加熱でもよい。つまり、加熱部２１１がヒートポンプを利用したものであるというのは一例に過ぎない。
【００２６】
圧縮機２３１は、空気熱交換器２３４で空気から熱を吸収した熱媒体を圧縮して、液熱媒体熱交換器２３２に供給する。この圧縮機２３１は、容量制御が可能とされており、多量の給湯を行う場合には大きな容量で運転することができるように構成とされている。また、圧縮機２３１は、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ；パルス幅変調）電圧制御、ＰＡＭ（Ｐｕｌｓｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ；パルス振幅変調）電圧制御、およびこれらの組み合わせ制御により、低速、例えば、７００回転／分から高速、例えば、７０００回転／分まで回転速度制御ができるように構成されている。これにより加熱性能を可変できる構成とされている。
【００２７】
圧縮機２３１で圧縮された熱媒体は、液熱媒体熱交換器２３２に供給される。液熱媒体熱交換器２３２は、熱媒体側伝熱管２３２ａおよび液側伝熱管２３２ｂを備えており、圧縮機２３１で圧縮された熱媒体は、熱媒体側伝熱管２３２ａに供給される。また、液側伝熱管２３２ｂには、タンク２２３からポンプ２３６を介して常温の液体（常温水）が供給される。
【００２８】
液熱媒体熱交換器２３２は、熱媒体側伝熱管２３２ａと液側伝熱管２３２ｂとが隣接して設けられており、熱媒体側伝熱管２３２ａを流れる熱媒体から液側伝熱管２３２ｂを流れる常温の液体に熱を移動させることによって液側伝熱管２３２ｂを流れる常温の液体を加熱し、高温の液体を送出する。液熱媒体熱交換器２３２で加熱された高温の液体（高温水）は、タンク２２１の上部に供給される。
【００２９】
膨張弁２３３は、例えば、電子膨張弁、電動膨張弁などから構成されている。この膨張弁２３３には、液熱媒体熱交換器２３２から熱媒体が送られている。膨張弁２３３は、熱媒体熱交換器２３２から送られてくる熱媒体を減圧して、空気熱交換器２３４に送る。
また、膨張弁２３３は、制御部２３７の制御信号により開いたり、絞られたりする。膨張弁２３３が開くことにより、熱媒体は、減圧されず比較的高い温度の状態で空気熱交換器２３４に供給される。これにより、空気熱交換器２３４の温度を上げ、空気熱交換器２３４に付着した霜を融かす、いわゆる、除霜動作を行わせることができる。除霜動作により空気と熱媒体との熱交換の効率を向上させることができる。
【００３０】
膨張弁２３３により減圧された熱媒体は、空気熱交換器２３４に供給される。空気熱交換器２３４には、送風部２３５から外気が供給されている。送風部２３５は、ファンモータ、および送風ファンを備えている。送風部２３５は、ファンモータの回転により送風ファンが回転し、送風ファンの回転により外気を空気熱交換器２３４に供給する。
【００３１】
空気熱交換器２３４は、送風部２３５によって取り込まれた外気の熱を熱媒体に移動させる、いわゆる、空気熱交換を行う。空気熱交換器２３４の外気の吸気側には、温度センサ２３８が取り付けられている。温度センサ２３８は、空気熱交換器２３４に引き込まれる外気温度を測定する。そして、温度センサ２３８で測定された外気温度の測定信号は、制御部２３７に供給される。
制御部２３７は、温度センサ２３８から供給される測定信号に応じて加熱部２１１の圧縮機２３１の容量、および膨張弁２３３の熱媒体循環量などを制御する。これにより、制御部２３７は、効率的に液体を加熱できるように制御を行う。
【００３２】
空気熱交換器２３４で、外気の熱が移動された熱媒体は、上記の圧縮機２３１に供給される。また、加熱部２１１において、液熱媒体熱交換器２３２、ポンプ２３６は、液配管２４０を介してタンク２２１、２２３に接続されている。ポンプ２３６は、いわゆる、液体循環ポンプである。ポンプ２３６は、タンク２２３の下部（底部）から液配管２４０を介して液体を引き込み、液配管２４０を介して液熱媒体熱交換器２３２の液側伝熱管２３２ｂに供給する。
【００３３】
液熱媒体熱交換器２３２は、上記の如く、熱媒体側伝熱管２３２ａを流れる熱媒体から液側伝熱管２２２ｂを流れる液体に熱を移動させる。液熱媒体熱交換器２３２で熱媒体から熱が移動し、加熱された液体は、液配管２４０を介してタンク２２１の上部に供給される。
【００３４】
ここで、給液部２０２、２０３の制御部２３７と、給液部２０１の制御部２３７との相違点を説明する。
給液部２０２の制御部２３７は、給液部２０２の流量センサ４０１ｂから流量を収集し、給液部２０１の制御部２３７に通知するとともに、給液部２０３の制御部２３７から通知される各種データを給液部２０１の制御部２３７に通知する。また、給液部２０１の制御部２３７からの指令により流量調整弁５０１ｂを制御する。
給液部２０３の制御部２３７は、給液部２０３の流量センサ４０１ｃから流量データを収集し、給液部２０２の制御部２３７を介して給液部２０１の制御部２３７に通知する。給液部２０１の制御部２３７からの指令により流量調整弁５０１ｃを制御する。
【００３５】
（タンク部２１２）
次に、タンク部２１２を説明する。
タンク部２１２は、３つのタンク２２１、２２２、２２３を上記のように直列的に接続した構成とされており、加熱部２１１から供給される高温の液体を貯蔵する。タンク部２１２のうちタンク２２１の上部（頂部）側に貯蔵された高温の液体が、流量センサ４０１ａ、および流量調整弁５０１ａを介して給液口３０１に供給される。
なお、タンク部２１２は、密閉型であり、給液口３０１に送出される高温の液体の送出量と同量の常温の液体が、減圧弁２１３の働きにより注液口６０１からタンク部２１２のタンク２２３の下部に注入される。
【００３６】
タンク２２１、２２２、２２３の各々には、図１に示すように、外側面、上下方向の複数箇所、例えば、３カ所にわたって温度センサ２４１ａ、２４１ｂ、２４１ｃが取り付けられている。温度センサ２４１ａ、２４１ｂ、２４１ｃは、サーミスタなどから構成されており、温度センサ２４１ａ、２４１ｂ、２４１ｃの出力信号は、制御部２３７に供給される。
【００３７】
このタンク部２１２の構成においては、例えば、液体供給運転（給湯運転）のときに、タンク２２１の上部（頂部）から流量調整弁５０１ａを介して高温の液体（高温水）が給液口３０１へと抜き出されると、タンク２２１の上部で発生した圧力の減少が、直ちにタンク２２２、２２３を通して減圧弁２１３に伝播される。そして、減圧弁２１３が作動し、減圧弁２１３を介して注液口６０１からタンク２２３に常温の液体が注入されるので、タンク部２１２の内部の液量が満たされ、かつ、内部の圧力も保持され、連続的に給湯することができる。つまり、液体供給運転時は、注液口６０１からの供給される常温の液体に押し出されるように、タンク２２３の下部（底部）の液体はその上部へと移動（上昇）し、タンク２２３の上部（頂部）の液体は押し出されるように次のタンク２２２の下部（底部）へと移動し、タンク２２２の下部の液体はその上部（頂部）へと移動（上昇）し、タンク２２２の上部の液体は押し出されるように次のタンク２２１の下部（底部）へと移動し、タンク２２１の下部の液体はその上部へと移動（上昇）し、タンク部２２１の上部（頂部）の液体は、押し出されるように流量調整弁５０１ａを介して給液口３０１から排出される。即ち、タンク２１２から給液口３０１へと液体が排出される。
【００３８】
一方、液体加熱運転（貯湯運転）のときには、加熱部２１１の後記するポンプ２３６の作動によりタンク２２３の下部から常温の液体（常温水）が加熱部２１１へと抜き出されると、タンク部２１２の各タンク２２１、２２２、２２３の内部では、上部から下部へと、前記の液体供給運転（給湯運転）のときとは逆の流れが起こる。つまり、タンク部２１２の下部（タンク２２３の下部）から抜き出された常温の液体（常温水）は加熱部２１１を経由して、タンク２１２の上部（タンク２２１の上部）に戻るように循環する。
なお、液体加熱運転（貯湯運転）は、加熱部２１１にタンク部２１２から液体を引き込み、加熱してタンク部２１２に戻す運転である。また、液体供給運転（給液運転）は、タンク部２１２に蓄積された高温の液体を流量センサ４０１、および流量調整弁５０１を介して給液口３０１に供給する運転である。
【００３９】
（制御部２３７）
次に、制御部２３７を説明する。
制御部２３７は、温度センサ２４１ａ、２４１ｂ、２４１ｃからの出力信号によりタンク２２１に貯蔵されている液体の貯蔵量、および温度を検知する。このとき、タンク２２１に貯蔵される液体の貯蔵量は、段階的水位として検知される。補足すると、前記のとおり、タンク２２１の内部は常に満液であるので、制御部２３７は、例えば、タンク２２１の上位の位置に配置された温度センサ２４１ａの出力信号が所定温度より高い温度を示す値のときには、タンク２２１の上位の位置まで高い温度の液体が貯蔵されていると判定する。また、タンク２２１の中位の位置に配置された温度センサ２４１ｂの出力信号が所定温度より高い温度を示す値のときには、タンク２２１の中位の位置まで高い温度の液体が貯蔵されていると判定する。更に、タンク２２１の下位の位置に配置された温度センサ２４１ｃの出力信号が所定温度より高い温度を示す値のときには、タンク２２１の下位の位置まで高い温度の液体が貯蔵されていると判定する。制御部２３７によるこの判定は、他のタンク２２２、２２３でも同じである。
【００４０】
給液部２０１の加熱部２１１の制御部２３７は、操作パネル７０１、および給液部２０２の制御部２３７と通信可能に接続されている。また、給液部２０２の加熱部２１１の制御部２３７は、給液部２０１の制御部２３７、および給液部２０３の制御部２３７と通信可能に接続されている。
【００４１】
操作パネル７０１は、給液部２０１の制御部２３７に接続されており、図示しないキースイッチ、ディスプレイなどを含む構成とされている。ユーザが操作パネル７０１のディスプレイを見ながらキースイッチを操作することにより、給液部２０１、２０２、２０３の運転、運転停止、液量、温度設定、運転時間設定などの各種設定を行うことができる。
【００４２】
操作パネル７０１、給液部２０１の制御部２３７、給液部２０２の制御部２３７、および給液部２０３の制御部２３７は、例えば、デイジーチェーン方式で接続されている。また、給液部２０１の制御部２３７は、操作パネル７０１からの入力設定により給液部２０１、２０２、２０３の全体の運転制御を行っており、給液部２０２の制御部２３７、および給液部２０３の制御部２３７に対してマスタ装置として働く。これに対して、給液部２０２の制御部２３７、および給液部２０３の制御部２３７は、スレーブ装置として働く。
【００４３】
（給液調整制御動作）
次に、本発明の第１実施形態の給液部２０１の制御部２３７での給液調整制御動作について説明する。
まず、給液調整制御動作の概要を説明する。
本実施形態の給液調整制御動作は、給液部２０１、２０２、および２０３の各々から給液口３０１に供給される高温の流量を各流量センサ４０１により測定し、給液部２０１、２０２、２０３の各々から給液口３０１に供給される液体の流量が略均一になるように（差分が小さくなるように）、各給液部２０１、２０２、２０３の流量調整弁５０１を調整する制御である。このとき、制御部２３７は、流量センサ４０１の瞬時値ではなく所定時間当たりの流量に基づいて制御を行っている。
【００４４】
また、制御部２３７は、給液部２０１、２０２、および２０３のうち流量の大きい給液部の流量と流量の小さい給液部の流量を順次に比較し、その差が所定値以上の場合に、流量調整弁５０１による調整を行っている。
ここで、給液装置１００の給液部の数をＭとし、Ｍ個の給液部から給液口３０１に給液される液体の流量のうち最小流量をＲ１、最大の流量をＲＭとすると、最大流量ＲＭと最小流量Ｒ１同士、最大流量ＲＭを１番目として２番目に大きい流量Ｒ（Ｍ−１）と最小流量Ｒ１を１番目として２番目に小さい流量（Ｒ２）同士、最大流量ＲＭを１番目として３番目に大きい流量Ｒ（Ｍ−２）と最小流量Ｒ１を１番目として３番目に小さい流量Ｒ３同士のように、流量の順に順次に比較し、対応する（調整対象の）給液部の流量調整弁５０１を制御して、流量調整を行うようにしている。さらに、制御部２３７は、流量調整弁５０１を現在開度に対して所定の割合で開度を調整するように制御している。
【００４５】
次に、給液調整制御動作の詳細を、図面を用いて説明する。
図３は、本発明の第１実施形態の給液調整制御動作の処理フローチャートを示す。
マスタ装置である給液部２０１の制御部２３７は、まず、ステップＳ１−１で、給液部２０１、２０２、２０３が給液運転中であるか否かの判定を行う。給液運転は、給液部２０１、２０２、２０３のタンク部２１２に貯蔵された高温の液体を集約して給液口３０１から送出する運転である。
【００４６】
制御部２３７は、ステップＳ１−１において給液運転中である場合には（ステップＳ１−１でＹｅｓ）、ステップＳ１−２で各給液部２０１、２０２、２０３の流量センサ４０１からの流量の収集を開始する。以降、各給液部２０１、２０２、２０３の流量センサ４０１からの流量の収集は、所定時間、例えば、１０秒ごとに、給液運転が停止するまでの間、行われる。
【００４７】
給液部２０１の制御部２３７は、続いて、ステップＳ１−３で給液部２０１、２０２、２０３のうち正常に稼動している給液部の数Ｍを確認する。なお、図１の構成では、Ｍは、「０」〜「３」の整数のうちのいずれかの値となる。なお、ここでは、例えば、Ｍ＝３とする（給液部２０１、２０２、２０３のすべてが正常稼動）。
【００４８】
次に、制御部２３７は、ステップＳ１−４で、流量安定待機タイマを作動させる。流量安定待機タイマは、流量が安定するまで流量測定を行わない時間である流量安定待機時間を計時するタイマであり、例えば、制御部２３７にプログラムとして実装されたタイマである。流量安定待機タイマにより計時される流量安定待機時間は、例えば、１分に設定されている。流量安定待機時間の間、給液部２０１、２０２、２０３から給液口３０１の液体が供給され、給液口３０１から出液される液体の流量が安定する。
【００４９】
制御部２３７は、流量安定待機タイマによる流量安定待機時間の計時が経過した後に、ステップＳ１−５で給液部２０１、２０２、２０３の各々の流量センサ４０１で１０秒毎に測定されている流量を所定時間、例えば、１分間、加算して測定流量Ｒ（例えば、リットル／分）を算出する。
制御部２３７は、ステップＳ１−６で、ステップＳ１−５において算出したＭ個の測定流量を流量の小さい順、「Ｒ１」、「Ｒ２」・・・「Ｒ（Ｍ−１）」、「ＲＭ」の順に整列させる。
【００５０】
なお、整列順「２、３・・・（Ｍ−１）」の場合は、最小値の順番ｎ＝２、最大値の順番Ｎ＝（Ｍ−１）の状態である。ここで、ｎを測定流量の最小値の順番、Ｎを測定流量の最大値の順番とする。整列順「１、２・・・（Ｍ−１）、Ｍ」の場合は、最小値の順番ｎ＝１、最大値の順番Ｎ＝Ｍの状態である。すなわち、最大流量ＲＭと最小流量Ｒ１とを比較し、最大流量から２番目に大きい流量Ｒ２と最小流量から２番目に小さい流量Ｒ（Ｍ−１）とを比較し、最大流量から３番目に大きい流量Ｒ３と最小流量から３番目に小さい流量Ｒ（Ｍ−２）とを比較する。
【００５１】
例えば、図１の構成において、給液部２０１に対して設けられた流量センサ４０１ａで測定された流量を最小流量、給液部２０３に対して設けられた流量センサ４０１ｃで測定された流量を最大流量、給液部２０２に対して設けられた流量センサ４０１ｂで測定された流量を最小値と最大値との間の流量とすると、給液部２０１から給液口３０１に供給される流量は、最小流量Ｒ１となり、給液部２０３から給液口３０１に供給される流量は、Ｍ＝３であるので、最大流量ＲＭ＝Ｒ３となり、給液部２０２から給液口３０１に供給される流量は、流量Ｒ２となる。すなわち、図１の給液部が３つの場合には、流量Ｒ２と流量Ｒ（Ｍ−１）とは同じになる。
よって、図１の構成においては、例えば、給液部２０１の流量Ｒ１、給液部２０２の流量Ｒ２、給液部２０３の流量Ｒ３の順に整列する。
【００５２】
次に、制御部２３７は、ステップＳ１−７でｎ番目の流量とＮ番目の流量との差が所定値未満か否かを判定する。所定値は、例えば、１リットル／分程度である。
例えば、図１の構成で、給液部２０１に対して設けられた流量センサ４０１ａで測定された流量を最小値、給液部２０３に対して設けられた流量センサ４０１ｃで測定された流量を最大値とすると、ｎ番目である給液部２０１の流量とＮ番目である給液部２０３の流量との差が１リットル／分未満か否かを判定する。なお、このフローチャートでの「ｎ」の初期値は「１」、Ｎの初期値は「３」である。
【００５３】
制御部２３７は、ステップＳ１−７においてｎ番目の流量とＮ番目の流量との差が所定値未満でない、すなわち、所定値以上の場合には（ステップＳ１−８でＮｏ）、ステップＳ１−８で、ｎ、Ｎが、ｎ＝Ｎ、またはＮ≦Ｍ／２、またはｎ≧Ｍ／２か否かを判定する。
制御部２３７は、ステップＳ１−８において順番ｎ、Ｎが、ｎ＝Ｎ、またはＮ≦Ｍ／２、またはｎ≧Ｍ／２のいずれでもない場合には（ステップＳ１−９でＮｏ）、ステップＳ１−９で、給液部２０１、２０２、および２０３のうち対応する（調整対象の）給液部の流量調整弁５０１の開度情報を取得する。
【００５４】
例えば、図１の構成で、給液部２０１に対して設けられた流量センサ４０１ａで測定された流量を最小値、給液部２０３に対して設けられた流量センサ４０１ｃで測定された流量を最大値である状態では、ｎ＝１、Ｎ＝Ｍ＝３であるので、ｎ＝Ｎ、またはＮ≦Ｍ／２、またはｎ≧Ｍ／２のいずれにも対応しない。このため、制御部２３７は、ステップＳ１−９で、流量の調整の対象である給液部２０１に対して設けられた流量調整弁５０１ａ、および給液部２０３に対して設けられた流量調整弁５０１ｃの開度情報を取得する。
【００５５】
次に、制御部２３７は、ステップＳ１−１０でＮ番目の流量を調整する流量調整弁５０１の開度が下限開度か否かを判定する。下限開度は、流量調整弁５０１の開度が下限であり、それ以下に絞ることができない状態を示す。ここでは、下限開度は、例えば、全開を１００％したときの開度３０％の状態であり、流量調整弁５０１をそれ以上絞ることはできない状態を示す。なお、この実施の形態では、全開を１００％としたときの下限開度を３０％としているが、下限開度は、これに限定されるものではなく、３０％以下であってもよい。
【００５６】
制御部２３７は、ステップＳ１−１０において、Ｎ番目の流量を調整する流量調整弁５０１の開度が下限開度の場合には（ステップＳ１−１０でＹｅｓ）、ステップＳ１−１１でｎ番目の流量を調整する流量調整弁５０１の開度が上限開度か否かを判定する。上限開度は、流量調整弁５０１の開度が上限、１００％であり、流量調整弁５０１をそれ以上開くことができない状態を示す。
【００５７】
制御部２３７は、ステップＳ１−１１において、ｎ番目の流量を調整する流量調整弁５０１の開度が上限開度でない場合には（ステップＳ１−１１でＮｏ）、ｎ番目の流量を調整する流量調整弁５０１を開くことができるため、ステップＳ１−１２でｎ番目の流量を調整する流量調整弁５０１を開く。例えば、流量調整弁５０１の現在の開度を１００％としたとき、その開度を１１０％程度に開く調整が行われる。
ｎ番目の流量を調整する流量調整弁５０１を開くことにより、最小流量であるｎ番目の流量を大きくでき、最大流量との差分を小さくすることができる。
【００５８】
また、制御部２３７は、ステップＳ１−１０において、Ｎ番目の流量を調整する流量調整弁５０１の開度が下限開度でない場合には（ステップＳ１−１０でＮｏ）、ステップＳ１−１５でｎ番目の流量を調整する流量調整弁５０１の開度が上限開度か否かを判定する。
制御部２３７は、ステップＳ１−１５においてｎ番目の流量を調整する流量調整弁５０１の開度が上限開度の場合には（ステップＳ１−１５でＹｅｓ）、ステップＳ１−１６でＮ番目の流量を調整する流量調整弁５０１を絞る。例えば、流量調整弁５０１の現在の開度を１００％としたとき、その開度を９０％程度に絞る調整を行う。Ｎ番目の流量を調整する流量調整弁５０１の開度を絞ることにより、最大流量であるＮ番目の流量を小さくでき、最小流量との差分を小さくすることができる。
【００５９】
さらに、制御部２３７は、ステップＳ１−１５において、ｎ番目の流量を調整する流量調整弁５０１の開度が上限開度でない場合には（ステップＳ１−１５でＮｏ）、ステップＳ１−１７でｎ番目の流量を調整する流量調整弁５０１を開き、ステップＳ１−１８でＮ番目の流量を調整する流量調整弁５０１を絞る。例えば、ｎ番目の流量を調整する流量調整弁５０１の開度を現在の開度の１１０％程度とし、Ｎ番目の流量を調整する流量調整弁５０１の開度を現在の開度の９０％程度とする。ｎ番目の流量を調整する流量調整弁５０１を開き、Ｎ番目の流量を調整する流量調整弁５０１を絞ることにより、最大流量であるＮ番目の流量を小さくでき、最小流量であるｎ番目の流量を大きくすることができ、最大流量と最小流量との差分を小さくすることができる。
【００６０】
制御部２３７は、ステップＳ１−１２、Ｓ１−１６、およびステップＳ１−１７、Ｓ１−１８において流量調整弁５０１の開度を調整した後、ステップＳ１−１３で「Ｎ」を「（Ｎ−１）」とし、「ｎ」を「（ｎ＋１）」とした後、ステップＳ１−７の処理に戻る。
【００６１】
また、制御部２３７は、ステップＳ１−１において給液運転中でない場合（ステップＳ１−１でＮｏ）、ステップＳ１−７においてＮ番目とｎ番目の流量との差が所定値未満の場合（ステップＳ１−７でＹｅｓ）、ステップＳ１−８においてＮ＝ｎ、またはＮ≦Ｍ／２、またはｎ≧Ｍ／２の場合（ステップＳ１−８でＹｅｓ）、およびステップＳ１−１１においてｎ番目の流量の流量調整弁５０１の開度が上限開度の場合（ステップＳ１−１１でＹｅｓ）には、これ以上流量調整弁５０１を開くことができないため、ステップＳ１−１４で流量安定待機タイマをリセットするとともに、流量センサ４０１からの流量の収集を停止し、ステップＳ１−１に戻る。
例えば、図１に示す構成では、Ｎ＝３、ｎ＝１であるので、「Ｎ」を「（Ｎ−１）」、「ｎ」を「（ｎ＋１）」とすると、Ｎ＝ｎ＝２となり、ステップＳ１−８でＮ＝ｎとなるので、最小流量に対応する給液部２０１の流量調整弁５０１、および最大流量の給液部２０３の流量調整弁５０１の調整が終了すると、ステップＳ１−１に戻り制御が行われる。
【００６２】
なお、制御部２３７は、上記の給液調整制御の他に、熱媒体回路の運転・停止、および圧縮機２３１の回転速度の制御、膨張弁２３３の開度の制御、タンク部２１２への貯蔵を行う貯蔵運転、除霜運転等の制御を行っている。
例えば、制御部２３７は、貯蔵運転時には、圧縮機２３１の回転速度を制御し、運転開始から徐々に回転速度を増して高速回転とし、加熱の立上げ時間を早め、加熱が安定した後は中低速運転を行う制御を行う。このとき、制御部２３７は、熱負荷、および加熱温度に見合った回転速度で運転するよう圧縮機２３１の回転速度を制御する。
【００６３】
また、制御部２３７は、その日の高温の液体の使用が終了すると、タンク２２１、２２２、２２３内の高温の液体の残量を温度センサ２４１ａ、２４１ｂ、および２４１ｃを用いて測定し、翌日の液体の使用量を推定して、タンク部１１２に蓄積される高温の液体の量が使用推定量より大きくなるように、加熱部２１１の運転を行う。このとき、制御部２３７は、夜間割引電気料金の適用時間、例えば、２３時〜７時内に加熱運転が終了するように運転開始時刻を設定し、設定時刻になると貯蔵運転を開始し、終了するように制御している。
【００６４】
以上のように、本実施形態よれば、給液部２０１、２０２、２０３の流量センサ４０１で測定された流量のうちの最大流量と最小流量との差分が小さくなるように給液部２０１、２０２、２０３の流量調整弁５０１を調整することにより、給液部２０１、２０２、２０３から給液口３０１に供給される液体の流量の差分を小さくできる。これによって、給液部２０１、２０２、２０３の稼働率を均一にできる。給液部２０１、２０２、２０３の加熱部２１１の稼働率を均一にできることで、給液部２０１、２０２、２０３のうち特定の給液部の加熱部２１１が過剰に運転されることを防止できる。これにより、加熱部２１１の圧縮機２３１の寿命の短縮を防止できる。また、タンク部２１２に貯蔵される高温の液体の使用も均一化されるため、高温の液体が使用されないことによる温度低下を防止でき、熱効率の向上を図ることができる。
【００６５】
なお、本実施形態では、最大流量と最小流量との差分を小さくするように流量調整弁５０１を調整したが、流量調整弁５０１の流量が規定流量となるように調整するようにしてもよい。
【００６６】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、構成は、第１実施形態と同じであり、給液部２０１の制御部２３７での給液調整制御方法が第１実施形態とは相違する。したがって、構成の説明は省略する。
【００６７】
本実施形態の給液調整制御方法では、制御部２３７は、流量測定を複数回、例えば、６回行い、移動平均を測定流量とすることにより測定のばらつきを小さくしている。また、制御部２３７は、測定流量を予め規定した規定流量と比較し、測定流量が規定流量となるように、流量調整弁５０１の流量制御を行っている。制御部２３７は、流量調整弁５０１の制御量（調整量）は現在開度に対して調整開度区分を設定し、その区分に従って流量調整弁５０１の開度の制御量（調整量）を決定している。
【００６８】
以下に、本実施形態の給液調整制御の詳細を、図面を用いて説明する。
図４は、本発明の第２実施形態の制御部での給液調整制御のフローチャートを示す。
給液部２０１の制御部２３７は、ステップＳ２−１で、現在、給液部２０１、２０２、２０３が給液運転中であるか否かの判定を行う。制御部２３７は、ステップＳ２−１において給液部２０１、２０２、２０３が給液運転中である場合には（ステップＳ２−１でＹｅｓ）、ステップＳ２−２で給液部２０１、２０２、２０３のうち正常に稼動している給液部の数Ｍを確認する。なお、図１の構成では、Ｍは、「０」〜「３」の範囲の整数のうちのいずれかの値となる。
【００６９】
制御部２３７は、次に、ステップＳ２−３で、流量安定待機タイマを動作させる。流量安定待機タイマが動作すると、流量安定待機時間の間、待機状態となる。流量安定待機時間は、例えば、１分である。
制御部２３７は、ステップＳ２−３において流量安定待機時間経過後、ステップＳ２−４で給液部２０１、２０２、２０３の各流量センサ４０１から測定流量を算出する。測定流量は、所定時間、例えば、１０秒ごとに所定回数、例えば、６回、流量センサ４０１から流量を収集し、所定回数の流量の平均、すなわち、移動平均を算出した結果である。
このように、本実施形態によれば、測定流量として収集した流量の移動平均を採用することにより流量のばらつきを低減することができる。なお、本実施形態では、所定回数の単純移動平均を測定流量としたが、加重移動平均など他の平均の計算を行い、その結果を測定流量にしてもよい。
【００７０】
次に、制御部２３７は、ステップＳ２−５で、ステップＳ２−４において計測された各給液部２０１、２０２、２０３の測定流量が予め決められた規定流量（閾値流量）、例えば、１０リットル／分と比較して、大きいか、等しいか、小さいかの判定を行う。
制御部２３７は、ステップＳ２−５において、規定流量よりも測定流量が小さい場合には（ステップＳ２−５で規定流量＞測定流量）、ステップＳ２−６で給液部２０１、２０２、２０３のうちの対応する給液部の流量調整弁５０１の開度調整が可能か否かを判定する。制御部２３７は、ステップＳ２−６において給液部２０１、２０２、２０３のうちの対応する給液部の流量調整弁５０１の開度調整が可能な場合には、ステップＳ２−７で給液部２０１、２０２、２０３のうちの対応する給液部の流量調整弁５０１を開く。
【００７１】
また、制御部２３７は、ステップＳ２−５において規定流量よりも測定流量が大きい場合には（ステップＳ２−５で規定流量＜各測定流量）、ステップＳ２−８で給液部２０１、２０２、２０３のうちの対応する給液部の流量調整弁５０１の開度調整が可能か否かを判定する。制御部２３７は、ステップＳ２−８において給液部２０１、２０２、および２０３のうちの対応する給液部の流量調整弁５０１の開度調整が可能な場合には、ステップＳ２−９で給液部２０１、２０２、２０３のうちの対応する給液部の流量調整弁５０１を絞る。
制御部２３７は、ステップＳ２−７、Ｓ２−９において、流量調整弁５０１を調整するとき、上記したように現在開度に対して開度区分を設定し、その区分に従って開度の制御量（調整量）を決定している。
【００７２】
図５は、本発明の第２実施形態の流量調整弁の現在開度に対する開度の制御量を示す図である。図５（ａ）は、流量調整弁５０１の開度を大きくする（開く）場合の現在開度に対する開度の制御量、図５（ｂ）は、流量調整弁５０１の開度を小さくする（絞る）場合の現在開度に対する開度の制御量（調整量）を示す図である。
【００７３】
図５（ａ）に示すように流量調整弁５０１の開度を大きくする場合には、全開の状態を１００％としたとき、現在の開度が全開の２０〜４９％の場合、流量調整弁５０１を現在の開度から１０％開き、現在の開度が全開の５０〜７９％の場合、流量調整弁５０１を現在の開度から５％開き、現在の開度が全開の８０〜１００％の場合、流量調整弁５０１を現在の開度から２％開くようにする。すなわち、現在の開度が小さい場合には、開度の制御量が大きくなり、現在の開度が大きい場合には、開度の制御量が小さくなる。
【００７４】
また、図５（ｂ）に示すように流量調整弁５０１の開度を小さくする場合には、流量調整弁５０１の全開の状態を１００％としたとき、現在の開度が２０〜４９％の場合、流量調整弁５０１を現在の開度から２％絞り、現在の開度が全開の５０〜７９％の場合、流量調整弁５０１を現在の開度から５％絞り、現在の開度が全開の８０〜１００％の場合、流量調整弁５０１を現在の開度から１０％絞るようにする。すなわち、流量調整弁５０１の現在の開度が小さい場合には、流量調整弁５０１の開度の制御量は、小さくなり、現在の開度が大きい場合には、流量調整弁５０１の開度の制御量は、大きくなる。なお、この実施の形態では、全開を１００％としたときの下限開度を２０％としているが、下限開度は、これに限定されるものではなく、２０％以下、または３０％以上であってもよい。
【００７５】
ここで、図４に戻って説明を続ける。
制御部２３７は、ステップＳ２−５において測定流量と規定流量とが等しい場合（ステップＳ２−５で規定流量＝測定流量）、ステップＳ２−６、Ｓ２−８において流量調整弁５０１の調整が可能でない場合（ステップＳ２−６、およびＳ２−８でＮｏ）、およびステップＳ２−７、ステップＳ２−９で流量調整弁５０１を制御して、流量の調整を行った後には、ステップＳ２−１０で、すべての給液部の測定流量を規定流量と比較したか否かの判定を行う。すべての給液部の測定流量を規定流量と比較したか否かの判定は、例えば、Ｍ回、すなわち、正常稼働している給液部の数、Ｍだけ測定流量と規定流量との比較が行われたか否かを判定することにより行うことができる。
【００７６】
制御部２３７は、ステップＳ２−１０において、すべての給液部の測定流量と規定流量との比較が行われていなければ（ステップＳ２−１０でＮｏ）、ステップＳ２−５に戻って、次の測定流量を規定流量と比較する。また、制御部２３７は、ステップＳ２−１０において、すべての給液部の測定流量と規定流量との比較が行われると（ステップＳ２−１０でＹｅｓ）、正常稼働しているすべての給液部について測定流量と規定流量との比較が完了したものと判断する。
【００７７】
制御部２３７は、ステップＳ２−１で給液運転中でない場合（ステップＳ２−１でＮｏ）、およびステップＳ２−１０で正常稼働しているすべての給液部２０１、２０２、および２０３について測定流量と規定流量との比較判定が完了した場合には（ステップＳ２−１０でＹｅｓ）、ステップＳ２−１１で流量安定待機タイマをリセットして、各給液部２０１、２０２、２０３の流量センサ４０１からの流量の収集を停止し、ステップＳ２−１に戻る。
【００７８】
なお、制御部２３７は、ステップＳ２−５における規定流量として、所定の閾値流量、例えば、１０±０．５リットル／分を設定し、この範囲内の測定流量は規定流量と等しいものと判断し、この範囲を超えた測定流量について流量調整弁５０１の開度調整を行う。
また、制御部２３７は、ステップＳ２−１０において、全ての給液部２０１、２０２、および２０３の測定流量について規定流量との比較を行ったかを判定しているが、測定流量が規定流量より大きいものの中で一番大きいものと、測定流量が規定流量より小さいものの中で一番小さいものを比較し、対応する流量調整弁５０１を調整するようにしてもよい。
【００７９】
さらに、最大流量ＲＭ、および最大流量ＲＭを１番目として２番目に大きい流量Ｒ（Ｍ−１）、並びに最小流量Ｒ１、および最小流量Ｒ１を１番目として２番目に小さい流量Ｒ２とを比較し、対応する流量調整弁５０１を調整するようにしてもよい。このように、稼働中のすべての給液部に対して流量の調整を行う必要はなく、任意の給液部に対して流量の調整を行うようにしてもよい。
【００８０】
本実施形態によれば、給液部２０１、２０２、２０３の各々から給液口３０１に供給される液体の流量を規定流量となるように制御することにより、給液部２０１、２０２、および２０３の各々から給液口３０１に供給される液体の流量を均一化することができる。これにより、給液部２０１、２０２、２０３のうち特定の給液部の圧縮機２３１の過剰な運転されることを防止できる。したがって、特定の圧縮機２３１の寿命が短縮することを防止でき、また、熱効率の向上を図ることができる。
【００８１】
なお、本実施形態では、測定流量を規定流量に一致するように流量調整を行う例について説明したが、給液口３０１から給液される液体の平均流量に基づいて各給液部２０１、２０２、２０３からの流量を調整するようにしてもよい。
【００８２】
〔第３実施形態〕
本発明の第３実施形態について説明する。なお、構成は、第１実施形態、および第２実施形態と同じであり、給液部２０１の制御部２３７での給液調整制御方法が第１実施形態、および第２実施形態とは相違する。したがって、その構成の説明は省略する。
【００８３】
本実施形態の給液調整制御方法では、第２実施形態と同様に流量測定を数回行い、得られた測定流量を平均化することでばらつきを小さくする。また、この平均値を各給液部２０１、２０２、２０３の測定流量とし、全ての給液部２０１、２０２、２０３の測定流量を合計することで給液口３０１から送出される給液量を取得し、更に、この給液量を稼動中の給液部２０１、２０２、２０３の数Ｍ（＝３）で割ることで各給液部２０１、２０２、２０３から供給すべき高温の液体の平均流量を得る。本実施形態の給液調整制御は、各給液部２０１、２０２、２０３の測定流量がこの平均流量となるように流量調整弁５０１による流量調整を行う。
【００８４】
次に、本実施の形態の給液調整制御の詳細を、図面を用いて説明する。
図６は、本発明の第３実施形態の給液調整制御のフローチャートを示す。
給液部２０１の制御部２３７は、ステップＳ３−１で、現在、給液部２０１、２０２、２０３が給液運転中であるかの判定を行う。制御部２３７は、ステップＳ３−１において給液部２０１、２０２、２０３が給液運転中である場合には（ステップＳ３−１でＹｅｓ）、ステップＳ３−２で、給液部２０１、２０２、２０３のうち正常に稼動している給液部の数Ｍを確認する。なお、図１の構成では、Ｍは、「０」〜「３」の範囲の整数のいずれかの値となる。
【００８５】
制御部２３７は、次に、ステップＳ３−３で、流量安定待機タイマを作動させ、流量安定待機時間の間、流量センサ４０１からの流量の収集は行われない。
制御部２３７は、ステップＳ３−３において流量安定待機タイマにより流量安定待機時間、例えば、１分が経過すると、ステップＳ３−４で、給液部２０１、２０２、２０３の測定流量を算出する。測定流量は、所定時間、例えば、１０秒ごとに規定回数、例えば、６回、流量センサ４０１から流量を収集し、規定回数分の移動平均を算出することにより算出される。このように、測定した流量の規定回数分の移動平均を測定流量とすることにより測定流量のばらつきを低減することができる。
【００８６】
次に、制御部２３７は、ステップＳ３−５で平均流量を算出する。平均流量は、収集したＭ個の測定流量の総和を算出し、測定流量の総和を稼働中の給液部の個数「Ｍ」で除算することにより算出される。
次に、制御部２３７は、ステップＳ３−６で、各給液部２０１、２０２、および２０３の各測定流量を平均流量と比較して、大きいか（平均流量＞各測定流量）、等しいか（平均流量＝各測定流量）、小さいか（平均流量＜各測定流量）の判定を行う。
【００８７】
制御部２３７は、ステップＳ３−６において、平均流量よりも給液部２０１、２０２、２０３のうちのいずれかの測定流量が小さい場合には（ステップＳ３−６で平均流量＞各測定流量）、ステップＳ３−７で給液部２０１、２０２、２０３のうち対応する（測定対象の）給液部の流量調整弁５０１の開度情報を取得する。
次に制御部２３７は、ステップＳ３−８で、流量調整弁５０１の開度情報に基づいて給液部２０１、２０２、および２０３のうち対応する給液部の流量調整弁５０１で調整が可能か否かを判定する。すなわち、流量調整弁５０１の開度が全開の状態では、これ以上は、流量調整弁５０１を開くことはできないので、流量調整弁５０１の開度調整を行うことはできないと判断できる。
【００８８】
制御部２３７は、ステップＳ３−８において給液部２０１、２０２、２０３のうちの対応する給液部の流量調整弁５０１の開度調整が可能な場合には（ステップＳ３−８でＹｅｓ）、ステップＳ３−９で給液部２０１、２０２、２０３のうちの対応する給液部の流量調整弁５０１を開く。なお、このとき、制御部２３７は、ステップＳ３−９において流量調整弁５０１の全開の状態を１００％としたとき、流量調整弁５０１を現在の開度から全開の５％程度開く調整を行う。
【００８９】
また、制御部２３７は、ステップＳ３−６において平均流量よりも測定流量が大きい場合には（ステップＳ３−６で平均流量＜各測定流量）、ステップＳ３−１０で給液部２０１、２０２、２０３のうち対応する給液部の流量調整弁５０１の開度情報を取得する。次に制御部２３７は、ステップＳ３−１１で、流量調整弁５０１の開度情報に基づいて給液部２０１、２０２、２０３のうちの対応する給液部の流量調整弁５０１で調整が可能か否かを判定する。すなわち、流量調整弁５０１の開度を最小限に絞った状態、例えば、全開を１００％としたとき、開度が３０％の状態では、これ以上、流量調整弁５０１を絞ることはできなくなる。よって、流量調整弁５０１の開度調整を行うことはできないと判断できる。
【００９０】
制御部２３７は、ステップＳ３−１１において給液部２０１、２０２、２０３のうち対応する給液部の流量調整弁５０１の開度調整が可能な場合には（ステップＳ３−１１でＹｅｓ）、ステップＳ３−１２で給液部２０１、２０２、２０３のうち対応する給液部の流量調整弁５０１を絞る。なお、このとき、ステップＳ３−１２では、流量調整弁５０１の全開の状態を１００％としたとき、流量調整弁５０１を現在の開度から全開の５％絞る調整を行う。
【００９１】
制御部２３７は、ステップＳ３−６において測定流量と平均流量とが等しい場合（ステップＳ３−６で平均流量＝各測定流量）、ステップＳ３−８、およびステップＳ３−１１の流量調整弁５０１の開度判定において開度調節できない場合（ステップＳ３−８、およびＳ３−１１でＮｏ）、およびステップＳ３−９、およびステップＳ３−１２で流量調整弁５０１の開度調節後には、ステップＳ３−１３で、すべての給液部の測定流量を平均流量と比較したか否かの判定を行う。すべての給液部の測定流量を平均流量と比較したか否かの判定は、例えば、Ｍ回、すなわち、正常稼働している給液部の数、Ｍだけ測定流量と規定流量との比較が行われたか否かを判定することにより行うことができる。
【００９２】
制御部２３７は、ステップＳ３−１３において、すべての給液部２０１、２０２、２０３の測定流量を平均流量と比較していなければ（ステップＳ３−１３でＮｏ）、ステップＳ３−６に遷移し、次の給液部の測定流量と平均流量との比較を行う。なお、比較の順番は、例えば、流量順や操作パネル７０１に制御部２３７を接続した順やランダムによって決定する。
【００９３】
制御部２３７は、ステップＳ３−１において給湯運転中でない場合（ステップＳ３−１でＮｏ）、およびステップＳ３−１３において給液部２０１、２０２、２０３のすべての流量比較が完了した場合には（ステップＳ３−１３でＹｅｓ）、ステップＳ３−１４で流量安定待機タイマのリセットを行い、ステップＳ３−１に戻る。
なお、制御部２３７は、ステップＳ３−６において、平均流量に所定幅（±０．５リットル／分）を設定し、この範囲内（「（平均流量）±０．５リットル／分」）に測定値が収まる場合は、測定流量が平均流量と等しいと判断し、この範囲を超えた流量について流量調整弁５０１の開度調整を行うものとする。
【００９４】
〔効果〕
上記第１乃至第３の実施形態によれば、給液部２０１、２０２、２０３の各々から給液口３０１に供給される液体の流量を平均流量となるように制御することにより、給液部２０１、２０２、２０３の各々から給液口３０１に供給される液体の流量を均一化することができる。これにより、給液部２０１、２０２、２０３のうちの特定の給液部の加熱部２１１の圧縮機２３１が過剰に運転されることを防止でき、特定の給液部の加熱部２１１の圧縮機２３１の寿命が短縮することを防止できる。
【００９５】
また、給液運転中に、高温の液体の残量が減り、特定の給液部の加熱部２１１の圧縮機２３１の稼働することを防止できる。これにより、貯蔵運転でタンク部２１２に貯蔵された加熱された高温の液体で、給液を行うことができるので、熱効率の向上を図ることができる。
【００９６】
なお、本発明は、上述した第１乃至第３実施形態に限定されるものではなく、変形、削除または組み合わせて使用できることは言うまでもない。例えば、第１実施形態から第３実施形態の給液調整方法は、相互に利用可能である。また、第１実施形態から第３実施形態までの流量調整弁５０１の開度の調整方法も、互いに入れ替えて適用することが可能である。
【００９７】
上記実施形態では、図１に示すように、３つの給液部２０１、２０２、２０３を並列に接続した構成を例に説明を行ったが、給液部の数は、３つに限定されるものではなく、２つ、又は４つ以上複数の給液部を含む構成であってもよい。
【００９８】
また、タンク部２１２は、３つのタンク２２１、２２２、および２２３から構成されているが、タンク部２１２は、一つのタンクで構成されるものであってもよく、また、２つ、または４つ以上複数のタンクによって構成されるものであってもよい。
さらに、上記実施形態では、図１に示すように、タンク部２１２を構成する３つのタンク２２１、２２２、２２３を直列に接続した構成としているが、並列に接続した構成であってもよい。
【００９９】
さらに、上記実施形態では、図１に示すように、流量センサ４０１は、タンク部２１２の下流側に配置されているが、流量センサ４０１は、タンク部２１２の上流側に配置されてもよい。同様に、流量調整弁５０１もタンク部２１２の下流側に配置されているが、タンク部２１２の下流側に配置されてもよい。要するに、流量センサ４０１は、給液部２０１、２０２、２０３の各々から給液口３０１に供給される液体の流量を検出できる箇所であれば、いずれの箇所であってもよい。また、同様に、流量調整弁５０１も給液部２０１、２０２、２０３の各々から給液口３０１に供給される液体の流量を調整できる箇所であれば、いずれの箇所であってもよい。
【０１００】
また、上記実施形態では、図１に示すように、３つの給液部２０１、２０２、２０３の各々に加熱部２１１、およびタンク部２１２を設けたが、単一の加熱部２１１を３つの給液部２０１、２０２、２０３で共通化してもよい。
【０１０１】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載を逸脱しない範囲で、種々の実施形態に適用できることは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１０２】
１００ 給液装置
２０１、２０２、２０３ 給液部
２１１ 加熱部
２１２ タンク部
２３７ 制御部
３０１ 給液口
４０１（４０１ａ、４０１ｂ、４０１ｃ） 流量センサ
５０１（５０１ａ、５０１ｂ、５０１ｃ） 流量調整弁
６０１ 注液口
７０１ 操作パネル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列に接続された複数の給液部からの液体を共通の給液口に供給する給液装置であって、
前記複数の給液部の各々に設けられ、前記複数の給液部の各々から前記給液口に供給される前記液体の流量を測定する流量センサと、
前記複数の給液部の各々に設けられ、前記複数の給液部の各々から前記給液口に供給される前記液体の流量を調整する流量調整弁と、
前記複数の給液部の流量センサで測定された測定流量に基づいて、前記複数の給液部の各々から前記給液口に供給される液体の流量の差が小さくなるように、前記複数の給液部に設けられた流量調整弁を制御する制御部とを備えることを特徴とする給液装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記複数の給液部の各々の流量センサで測定された前記複数の給液部から前記給液口に供給される液体の最大流量と最小流量との差分が小さくなるように、前記最大流量に対応する前記流量調整弁と前記最小流量に対応する前記流量調整弁のいずれか一方を、前記流量の順に順次に調整する請求項１に記載された給液装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記複数の給液部の各々に設けられた前記流量センサで測定された前記複数の給液部の各々から前記給液口に供給される液体の前記測定流量が、予め設定された規定流量になるように前記複数の給液部に設けられた前記流量調整弁を各々に制御することを特徴とする請求項１に記載された給液装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記複数の給液部の各々に設けられた前記流量センサ毎に複数回、流量を測定し、測定した流量を平均化した測定流量を算出し、前記測定流量の合計を前記給液部の数で割ることにより平均流量を算出し、前記測定流量が前記平均流量となるように前記複数の給液部の各々に設けられた前記流量調整弁を制御することを特徴とする請求項１に記載された給液装置。
【請求項５】
前記複数の給液部は、各々、前記液体を加熱する加熱部と、
前記加熱部で加熱された液体を貯蔵し、前記給液口に供給するタンク部とを備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項記載の給液装置。
【請求項１】
並列に接続された複数の給液部からの液体を共通の給液口に供給する給液装置であって、
前記複数の給液部の各々に設けられ、前記複数の給液部の各々から前記給液口に供給される前記液体の流量を測定する流量センサと、
前記複数の給液部の各々に設けられ、前記複数の給液部の各々から前記給液口に供給される前記液体の流量を調整する流量調整弁と、
前記複数の給液部の流量センサで測定された測定流量に基づいて、前記複数の給液部の各々から前記給液口に供給される液体の流量の差が小さくなるように、前記複数の給液部に設けられた流量調整弁を制御する制御部とを備えることを特徴とする給液装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記複数の給液部の各々の流量センサで測定された前記複数の給液部から前記給液口に供給される液体の最大流量と最小流量との差分が小さくなるように、前記最大流量に対応する前記流量調整弁と前記最小流量に対応する前記流量調整弁のいずれか一方を、前記流量の順に順次に調整する請求項１に記載された給液装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記複数の給液部の各々に設けられた前記流量センサで測定された前記複数の給液部の各々から前記給液口に供給される液体の前記測定流量が、予め設定された規定流量になるように前記複数の給液部に設けられた前記流量調整弁を各々に制御することを特徴とする請求項１に記載された給液装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記複数の給液部の各々に設けられた前記流量センサ毎に複数回、流量を測定し、測定した流量を平均化した測定流量を算出し、前記測定流量の合計を前記給液部の数で割ることにより平均流量を算出し、前記測定流量が前記平均流量となるように前記複数の給液部の各々に設けられた前記流量調整弁を制御することを特徴とする請求項１に記載された給液装置。
【請求項５】
前記複数の給液部は、各々、前記液体を加熱する加熱部と、
前記加熱部で加熱された液体を貯蔵し、前記給液口に供給するタンク部とを備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項記載の給液装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２４５８（Ｐ２０１２−２４５８Ａ）
【公開日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３９５１３（Ｐ２０１０−１３９５１３）
【出願日】平成２２年６月１８日（２０１０．６．１８）
【出願人】（３９９０４８９１７）日立アプライアンス株式会社 (3,043)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月１８日（２０１０．６．１８）
【出願人】（３９９０４８９１７）日立アプライアンス株式会社 (3,043)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]