JP2005180860A - 貯湯式給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 別々の混合弁を用いて蛇口への給湯と浴槽への注湯を行うときに、浴槽へ注湯されるときにも、安定した温度での給湯が可能となるようにする。
【解決手段】 蛇口への給湯中に、浴槽への注湯が開始されると判断されたとき及び、浴槽への注湯が停止されると判断されたときには（ステップ１４０、１５６）、ふろ設定温度と給湯設定温度に基づいて蛇口への給湯用の混合弁の弁開度の補正量を設定し（ステップ１４８、１５２、１６４、１６８）、注湯開始又は注湯停止のタイミングに合わせて、給湯用の混合弁の弁開度を、給湯温度の変化を抑える方向へ補正する（ステップ１５０、１５４、１６６、１７０）。これにより、蛇口へ安定した温度で給湯することができる。
【選択図】 図５

Description

本発明は、冷凍サイクルによって水を加熱して生成した温水を貯湯タンクに貯留するヒートポンプ式給湯装置などの貯湯式給湯装置に関する。

貯湯タンクに貯留したお湯を浴槽や蛇口に供給する貯湯式給湯装置には、冷凍サイクルを用いて水を加熱して生成したお湯を貯湯タンクに貯留するようにしたヒートポンプ式給湯装置（以下、「貯湯式給湯装置」という）。

このような貯湯式給湯装置では、コンプレッサー、冷媒対水用熱交換器（凝縮器、以下、単に熱交換器とする）、蒸発器、膨張弁などによって冷凍サイクルが形成されたヒートポンプユニットを備え、ヒートポンプユニットの熱交換器内で冷媒と水の間で熱交換を行うことにより水を加熱して温水を生成する。生成された温水は、貯湯タンクに貯留され、この貯湯タンクから浴槽や蛇口に給湯される。

このとき、貯湯式給湯装置では、例えば、６０°Ｃ〜８５°Ｃ程度の比較的高い温度のお湯を貯湯タンク内に貯留し、給湯時には、混合弁を用いて貯湯タンク内のお湯と水道水を所定の比率で混合するようにしている。

また、給湯装置では、貯湯タンク内のお湯の温度と、水の温度を直接的又は間接的に検出し、この温度と、供給するお湯の設定温度に基づいて、お湯と水道水の混合比を設定し、設定した混合比となるように混合弁の開度を制御している。さらに、給湯装置では、混合したお湯の温度を検出し、この温度が設定温度となるように、混合弁の開度（混合比）を調整するようにしている。

ところで、貯湯式給湯装置では、一つの混合弁を内臓し、この混合弁で混合したお湯を、浴槽や複数箇所の蛇口へ供給するようにしたものが一般的であり、複数箇所で同時にお湯が使用されるときには、機能的に何れかを優先し、残りへの給湯を停止させ、優先先の給湯が終わるまで待機させるようにしている。また、複数箇所の同時に給湯するときにも、設定温度が一つであり、同じ温度のお湯を使用するようにしている。すなわち、貯湯式給湯装置では、複数個所へ給湯するときに、給湯制限か温度制限が行われるようになっている。

近年、給湯制限や温度制限の廃止が望まれており、ここから、複数の混合弁を設け、それぞれの混合弁で、お湯と水の混合比の調整が可能となるようにした貯湯式給湯装置が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。

これにより、浴槽と蛇口のそれぞれに異なる設定温度のお湯を供給可能となるようにしている。

一方、混合弁の制御は、混合されたお湯の温度を検出し、この温度が設定温度となるように混合弁の弁開度を調整するフィードバック方式が用いられており、これにより、混合弁ごとに設定温度の給湯が可能となるようにしている。

しかしながら、例えば、二つの混合弁を設けて、それぞれの混合弁で別々の蛇口へ給湯可能となるようにしている時に、一方の蛇口を開いているときに、他方の蛇口を開いたときや、双方の蛇口を開いている状態から一方の蛇口を閉じたときなどには、混合されたお湯の温度にハンチングを起こしてしまうという問題がある。

すなわち、図６に破線で示すように、二つの混合弁のそれぞれに接続されている蛇口を開いている状態から一方の蛇口を閉じると、給湯中の蛇口に対する給湯温度が急激に上昇する（図６のＢ部）。また、一方の蛇口を開いて他方の蛇口を閉じているときに、閉じられている蛇口を開くことにより、給湯中の蛇口に対する給湯温度が急激に低下してしまう（図６のＡ部）という問題がある。
特開２００２−５５２３号公報 特開２００３−２８７２８４号公報

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、複数の混合弁が設けられているときに、一つの混合弁によって混合されるお湯の量が変化することにより、他の混合弁で混合するお湯の温度が変化してしまうのを抑え、安定した温度での給湯が可能となる貯湯式給湯装置を提案することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、お湯を貯留する貯湯タンクと、それぞれが前記貯湯タンクから供給されるお湯と給水手段によって供給される水を所定比率で混合する第１及び第２の混合弁と、前記第１及び第２の混合弁のそれぞれに対して温度設定手段によって設定された設定給湯温度に基づいた前記お湯と前記水の混合比及び混合されたお湯の温度に基づいて第１及び第２の混合弁の弁開度を制御する混合弁制御手段と、を備えた貯湯式給湯装置であって、前記第１の混合弁を用いた給湯中を検出する第１の検出手段と、前記第１の混合弁を用いた給湯を前記第１の検出手段が検出中に、前記第２の混合弁を用いた給湯開始及び給湯停止を検出する第２の検出手段と、前記第２の検出手段が前記第２の混合弁を用いた給湯開始及び給湯停止を検出したときに前記第１の混合弁の弁開度を補正する補正量を設定する設定手段と、前記第２の混合弁を用いた給湯開始時又は給湯停止時に、前記設定手段が設定した補正量に基づいて前記第１の弁開度を補正する補正手段と、を含むことを特徴とする。

この発明によれば、設定温度に基づいた弁開度に設定して、給湯を行いながら給湯温度が設定温度となるように制御する。このとき、第１の混合弁を用いた給湯中に、第２の混合弁を用いた給湯が開始されるとき又は第２の混合弁を用いた給湯が停止されるときに、第１の混合弁の弁開度を補正する。

これにより、第１の混合弁を用いて給湯するときの給湯温度の変化を抑えることが可能となる。

請求項２に係る発明は、前記補正手段が、前記第２の混合弁を用いた給湯開始及び給湯停止による前記第１の混合弁での前記貯湯タンクからのお湯の流量又は前記給水手段からの水の流量の変化を抑える方向へ第１の混合弁の弁開度を変更することを特徴とする。

この発明によれば、第２の混合弁を用いて給湯を開始するとき又は給湯を停止するときに、第１の混合弁によって混合されるお湯と水の量の変化を抑えるように、第１の弁開度を補正する。

これにより、第１の混合弁を用いて給湯する時の給湯温度の変化を抑えることができる。

このような本発明においては、前記設定手段が、少なくとも前記第１の混合弁に対する給湯設定温度と前記第２の混合弁に対する給湯設定温度に基づいて前記補正量を設定するものであれば良い。また、補正量は、上記パラメータに加えて、貯湯タンク内のお湯の温度や水の温度又はこれらの温度に相当する温度を加えることがより好ましい。

一方、請求項４に係る発明は、前記第２の検出手段に変えて、前記第２の混合弁を用いた給湯開始及び給湯停止に先立って、第２の混合弁を用いた給湯開始及び給湯停止を判断する推定手段を含み、前記補正手段が前記第２の混合弁を用いた給湯開始又は給湯停止タイミングに合わせて前記第１の混合弁の弁開度を補正することを特徴とする。

この発明によれば、第２の混合弁を用いた給湯開始及び給湯停止を予測する。これにより、第２の混合弁を用いた給湯開始及び給湯停止に合わせて、第１の混合弁の弁開度を補正することができるので、第１の混合弁を用いた給湯温度の変化を確実に抑えて、安定した給湯温度に維持することができる。

このような本発明においては、前記第１の混合弁が蛇口へ給湯用に用いられ、前記第２の混合弁が浴槽への注湯に用いていることができる。

これにより、第２の混合弁を用いた給湯開始及び給湯停止の予測が可能であると共に、蛇口へ安定した温度で給湯することができる。

以上説明したように本発明によれば、第１の混合弁による給湯中に、第２の混合弁による給湯が開始されたり、給湯が停止したときに、第１の混合弁を用いて給湯されるお湯の温度の変化を抑えることができる。

また、浴槽などへの注湯開始及び注湯停止を予測することにより、蛇口への給湯中に、浴槽への注湯が行われても、安定した温度での給湯が可能となるという優れた効果が得られる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。

〔第１の実施の形態〕
図１には、本実施の形態に貯湯式給湯装置として適用したヒートポンプ式給湯装置（以下、「給湯装置１０」とする）の概略構成を示している。

この給湯装置１０は、ヒートポンプユニット１２及び給湯ユニット１４を備えており、給湯ユニット１４から浴槽１６や複数の蛇口１８への給湯が可能となっている。

ヒートポンプユニット１２には、例えば冷媒としてＣＯ₂が用いられ、この冷媒を圧縮して高温高圧とする圧縮機２０、圧縮された冷媒と水とを熱交換させる冷媒対水熱交換器である加熱用の熱交換器２２、電動膨張弁２４、外気と冷媒との間での熱交換を行う蒸発器２６及びアキュムレータ２８等によって、冷媒を循環する冷凍サイクルが形成されている。

給湯ユニット１４には、お湯を貯留する貯湯タンク３０が設けられている。この貯湯タンク３０には、貯湯ユニット１４へ水道水を供給する給水管３２が接続している。この給水管３２には、逆止め弁付きの減圧弁３４が設けられており、これにより、水道水が所定圧力に減圧されて供給（給水）されるようになっている。

また、貯湯タンク３０には、出湯管３６が接続している。この出湯管３６は、給湯タンク３０と反対側の先端部が分岐され、分岐されたそれぞれに混合弁３８、４０が設けられている。

この混合弁３８、４０のそれぞれには、バイパス管４２の一端が接続しており、このバイパス管４２の他端が、給湯タンク３０と減圧弁３４の間で給水管３２に接続している。

また、一方の混合弁３８には、浴槽注湯ライン４４が接続しており、他方の混合弁４０には、蛇口給湯ライン４６が接続している。これにより、貯湯タンク３０内のお湯と水道水とを混合して、浴槽１６への注湯や蛇口１８への給湯が可能となっている。なお、出湯管３６には、お湯の圧力を調整する圧力逃がし弁４８が設けられ、水が過剰に加熱されて貯湯タンク３０内の圧力が高くなったときに、圧力逃がし弁４８によってこの圧力が開放されるようになっている。

一方、ヒートポンプユニット１２と貯湯タンク３０の間には、循環路５０が設けられている。循環路５０は、ヒートポンプユニット１２の熱交換器２２と貯湯タンク３０の底部とを連結する往路管５０Ａ及び、熱交換器２２と貯湯タンク３０の上端部とを連結する復路管５０Ｂによって形成されている。

また、循環路５０には、往路管５０Ａに循環ポンプ５２が設けられ、復路管５０Ｂに流量調節弁５４が設けられている。

これにより、給湯装置１０では、循環ポンプ５２が作動することにより、貯湯タンク３０の底部側からお湯を吸引して、ヒートポンプユニット１２の熱交換器２２へ供給する。また、熱交換器２２内で冷媒との間で熱交換が行われて加熱されたお湯が、貯湯タンク３０内に戻される。このときに、流量調節弁５４によって循環される湯量を調節制御することにより、熱交換器２２によって所定温度まで加熱されたお湯が、貯湯タンク３０へ戻されるようにしている。

一方、図２に示すように、ヒートポンプユニット１２には、制御基板５６が設けられている。この制御基板５６には、図示しないマイクロコンピュータを備え、ヒートポンプユニット１２の作動を制御するコントローラ５８が設けられている。

また、図１及び図２に示すように、ヒートポンプユニット１２には、例えば蒸発器２６の冷却用として吸引される空気の温度を外気温度として検出する外気温度センサ６０が設けられている。

図２に示すように、この外気温度センサ６０は、コントローラ５８に接続している。コントローラ５８では、外気温度センサ６０によって検出する外気温度と給湯ユニット１４側で設定される目標沸き上げ温度に基づいて、圧縮機２０の能力（例えば圧縮機の運転周波数）及び電動膨張弁２４の開度を制御する。すなわち、ヒートポンプユニット１２の加熱能力を制御する。

給湯ユニット１４には、制御基板６２が設けられている。この制御基板６２には、図示しないマイクロコンピュータを備え、給湯ユニット１４の作動を制御するコントローラ６４が設けられている。

ヒートポンプユニット１２のコントローラ５８と給湯ユニット１４のコントローラ６４は、通信線６６によって双方向通信が可能となるように接続されており、コントローラ５８は、コントローラ６４からの信号に基づいてヒートポンプユニット１２の運転／停止を制御する。また、コントローラ５８は、通信線６６を介して、外気温度センサ６０によって検出する外気温度、圧縮機２０の運転周波数（ヒートポンプユニット１２の熱交換器２２の加熱能力）をコントローラ６４へ出力するようになっている。

コントローラ６４には、循環ポンプ５２を駆動するポンプモータ７６及び、流量調節弁５４が接続され、循環ポンプ５２の作動及び流量調節弁５４の弁開度を制御する。

また、図１に示すように、ヒートポンプユニット１２には、熱交換器２２の出側に、温度センサ６８が設けられている。図２に示すように、この温度センサ６８は、コントローラ６４に接続しており、これにより、コントローラ６４は、熱交換器２２によって加熱されて貯湯タンク３０に戻されるお湯の温度である沸き上げ温度の検出が可能となっている。

一方、給湯装置１０には、ふろリモコン７０及び台所リモコン７２が設けられており、このふろリモコン７０及び台所リモコン７２が、給湯ユニット１４のコントローラ６４に接続している。

給湯装置１０では、ふろリモコン７０ないし台所リモコン７２を用いて、運転／停止操作、給湯温度、ふろ温度の設定、お湯の使用量に基づいた運転モードの設定などの各種運転操作が可能となっている。

この給湯装置１０では、例えば、お湯の使用量にに合わせて、「たっぷり」、「ふつう」及び「節約」の３モードの運転モードが設定されており、ふろリモコン７０又は台所リモコン７２の操作で、何れかの運転モードに設定される。なお、「ふつう」は、予め設定されている標準量であり、「たっぷり」は、「ふつう」より使用量が多めであり、「節約」は「ふつう」よりも使用量が少なめとなっている。

コントローラ６４は、この運転モードと外気温度に基づいて目標沸き上げ温度を設定する。この目標沸き上げ温度は、運転モード及び外気温度に応じて予め設定されて、コントローラ６４には、運転モードと外気温度に対する目標沸き上げ温度のテーブル（図示省略）が記憶されており、コントローラ６４は、このテーブルに基づいて目標沸き上げ温度を設定する。

また、ヒートポンプユニット１２に設けているコントローラ５８には、例えば、外気温度と目標沸き上げ温度に応じた圧縮機２０の運転周波数及び電動膨張弁２６の開度を予め設定したテーブルを記憶しており、コントローラ５８は、このテーブルを用いて、外気温度と目標沸き上げ温度に基づいて圧縮機２０の運転周波数及び電動膨張弁２６の弁開度を設定し、設定に基づいた制御を行う。

また、コントローラ６４は、圧縮機２０の運転周波数からヒートポンプユニット１２（熱交換器２２）によるお湯の加熱能力を判定し、この加熱能力と外気温度及び目標沸き上げ温度に基づいて、循環路５０のお湯の流量を予測し、循環ポンプ５２が作動したときに、循環ポンプ５２の出力から予測流量が得られるように流量調節弁５４の開度を設定する。

コントローラ６４は、この設定に基づいて循環ポンプ５２を作動すると共に流量調節弁５４を開くことにより、目標沸き上げ温度に加熱したお湯を貯湯タンク３０に貯留する。このとき、コントローラ６４は、温度センサ６８によって検出したお湯の温度（沸き上げ温度）に基づいて、流量調節弁５４の開度を調整するようにしている。

ところで、図１に示すように、給湯装置１０には、二つの混合弁３８、４０が設けられ、混合弁３８に浴槽注湯ライン４４が接続し、混合弁４０に蛇口給湯ライン４６が接続している。これにより、給湯装置１０では、混合弁３８を介して浴槽１６への注湯を行い、混合弁４０を介して蛇口１８への給湯を行うようになっている。

図２に示すように、コントローラ６４には、混合弁３８、４０が接続している。コントローラ６４は、外気温度センサ６０によって検出する外気温度を水道水の温度とし、水道水の温度と貯湯タンク３０に貯留しているお湯の温度に基づいて、設定温度（給湯温度及び風呂温度）のお湯が得られるように混合弁３８、４０の開度をそれぞれ設定する。なお、本実施の形態では、外気温度センサ６０を用いて検出する外気温度を水道水の温度として説明するが、水道水の温度を検出するための温度センサを別に設けたものであっても良い。

また、図１に示すように、混合弁３８、４０の二次側（給湯側）には、混合されたお湯の温度を検出する給湯温度センサ８０Ａ、８０Ｂ（以下、総称する時には「給湯温度センサ８０」とする）及び、流量カウンタ８２Ａ、８２Ｂ（以下、総称する時には「流量カウンタ８２」とする）が設けられている。また、浴槽注湯ライン４４には、電磁弁８４が設けられており、この電磁弁８４が開かれることにより浴槽１６への注湯（給湯）がなされるようになっている。

図２に示すように、給湯温度センサ８０Ａ、８０Ｂ、流量カウンタ８２Ａ、８２Ｂ及び電磁弁８４は、コントローラ６４に接続している。

コントローラ６４は、給湯温度センサ８０Ａ、８０Ｂによって検出する給湯温度に基づいて、混合弁３８、４０の開度を調節するようにしている。すなわち、給湯温度センサ８０Ａ、８０Ｂの検出温度を用いて、混合弁３８、４０のフィードバック制御を行っている。

また、流量カウンタとしては、例えばお湯が流れたときにお湯の流量に応じて回転する羽根車が用いられ、コントローラ６４は、この流量カウンタ８２Ａ、８２Ｂを用いて使用量のカウントなどを行うと共に、蛇口１８が開かれているか否か、浴槽１６への注湯がなされているか否かを検出するようになっている。

なお、浴槽１６への注湯は、流量カウンタ８２Ａに変えて、電磁弁８４の作動を検出するようにしても良いが、本実施の形態では、一例として流量カウンタ８２Ａを用いて説明する。

混合弁３８、４０としては、例えばステッピングモータによって駆動されて弁開度が変化するものを用いることができる。

コントローラ６４は、バイパス管４２側（低温側）から見たときに混合弁３８、４０の全閉から全開の間を例えば１０００分割し、０（全閉）〜１０００（全開）で弁開度のステップ数を設定し、設定したステップ数で混合弁３８、４０を駆動することにより、混合弁３８、４０が設定開度となるようにしている。

一方、混合弁３８、４０によって混合されるお湯の温度（給湯温度）は、貯湯タンク３０側のお湯の温度（以下、「出湯温度」とする）と水の温度（水温）及び混合比（混合弁３８、４０の開度）によって定まり、混合比を変えることにより給湯温度が変化する。ここから、混合比を混合弁３８、４０の開度に置き換え、給湯温度を目標温度に置き換える。

これにより、出湯温度、水温ごとに設定温度に対する混合弁３８、４０の開度（駆動ステップ数）のマップが得られる。コントローラ６４は、このステップ数に基づいて、混合弁３８、４０を駆動する。このようなマップを用いることにより、出湯温度、外気温度（水温）、設定温度から混合弁３８、４０の弁開度が容易に得られる。

なお、出湯温度は、温度センサ６８によって検出する沸き上り温度を用いても良いが、出湯管３６が接続されている貯湯タンク３０の上部に出湯温度センサを設けて、この出湯温度センサによって検出することがより好ましい。

また、一年を、夏季、冬季及び中間季（春季及び秋季）に分け、それぞれの期間ごとに設定温度に対する混合弁３８、４０の開度のマップを設定して、簡略化を図るようにしても良い。

一方、混合弁４０側の給湯温度の設定（以下、給湯設定温度とする）と、混合弁３８側のふろ温度の設定（以下、ふろ設定温度）が異なると、混合弁３８、４０の弁開度及び、混合比も異なる。このため、例えば、電磁弁８４を開いて浴槽１６へ注湯しているときに、蛇口１８が開かれると、混合弁３８、４０のそれぞれで、お湯と水の流量バランスが崩れてしまうことがある。

特に、設定温度の低い側で給湯中に、設定温度の高い側の給湯（例えば注湯）が開始されると、設定温度の低い側への貯湯タンク３０からのお湯の量が下がると共に水の量が増えるために、設定温度の低い側の温度が急激に低下してしまう。

ここから、コントローラ６４では、流量カウンタ８２を用いて、混合弁３８、４０のそれぞれで給湯中か否か、給湯が開始されたか、給湯が停止したかを検出しながら、混合弁３８又は混合弁４０の一方を用いて給湯中に、他方の給湯が開始されたり停止されたときに、給湯中の混合弁３８又は混合弁４０の弁開度を補正するようにしている。

このときの補正量は、混合弁３８側のふろ設定温度、混合弁４０側の給湯設定温度、出湯温度及び水温によって定めることが好ましいが、少なくともふろ設定温度と給湯設定温度を用いて補正量を設定する。また、弁開度の補正は、混合弁３８、４０の間で、お湯の流量又は水の流量のバランスの崩れを抑える方向に行うようにしている。

図３には、設定温度の温度差（設定温度差）に基づいた、混合弁３８、４０の弁解度の補正量の一例を示している。給湯装置１０では、一例として出湯温度と水の温度から一年を夏季、冬季及び中間季（春季及び秋季）に分けて、ふろ設定温度と給湯設定温度の温度差（設定温度差）によって、混合弁３８、４０の弁開度の補正量（補正する駆動ステップ数）を設定している。

なお、図３では、実線で中間季の補正量を示し、中間季の上側の二点鎖線で冬季の補正量を示すと共に、下側の一点鎖線で夏季の補正量を示している。

コントローラ６４には、この補正量に基づいたマップが予め記憶されており、何れの季節に該当するかと共に、設定温度差から、混合弁３８、４０の開度の補正量（駆動ステップ数）を求めるようにしている。

このように構成されている給湯装置１０では、ふろ設定温度が設定されると、このふろ設定温度、出湯温度及び水温に基づいて混合弁３８の弁開度を設定する。また、給湯装置１０では、給湯設定温度が設定されると、この給湯設定温度と、出湯温度、水温度に基づいて混合弁４０の弁開度が設定される。この後に、給湯装置１０では、混合弁３８、４０のそれぞれを設定された弁開度となるように制御する。

これにより、電磁弁８４が開かれると、ふろ設定温度での浴槽１６への注湯が行われ、また、蛇口１８を開くことにより、給湯設定温度での給湯が行われる。このとき、給湯装置１０に設けているコントローラ６４は、給湯温度センサ８０Ａ、８０Ｂによって検出する給湯温度に基づいたフィードバック制御によって、混合弁３８、４０の弁開度を調整することにより、ふろ設定温度での浴槽１６への注湯及び、給湯設定温度での蛇口１８からの給湯を維持するようにしている。

ここで、図４を参照しながら第１の実施の形態に係る混合弁３８、４０の制御の概略を説明する。このフローチャートは、前記した混合弁３８、４０の弁開度の設定に基づいた、混合弁３８、４０の制御を行いながら、この制御と並行して、混合弁３８、４０のそれぞれに対して同様に実行されるが、ここでは、混合弁３８を例に説明する。

このフローチャートでは、流量カウンタ８２（流量カウンタ８２Ａ）が混合弁３８を用いた給湯（注湯）が開始されたか否かを確認し、注湯が開始されたことを検知して実行され、注湯が停止することにより終了する。

ここで、注湯が開始されて実行されると、最初のステップ１００では、混合弁３８と併設されている混合弁４０を用いた給湯の開始を流量カウンタ８２（流量カウンタ８２Ｂ）によって検出されたか否かを確認する。

ここで、混合弁３８を用いた浴槽１６への注湯中に、蛇口１８が開かれることにより、ステップ１００で肯定判定されステップ１０２へ移行する。

このステップ１０２では、混合弁３８側のふろ設定温度と、混合弁４０側の給湯設定温度を比較し、次のステップ１０４では、ふろ設定温度と給湯設定温度が同じか否かを確認する。また、ステップ１０６では、ふろ設定温度が高いか否かを確認する。

ここで、ふろ設定温度が給湯設定温度より高いときには、ステップ１０４で否定判定されると共に、ステップ１０６で肯定判定されてステップ１０８へ移行する。

このステップ１０８では、ふろ設定温度と給湯設定温度に基づいて混合弁３８の弁開度の補正量を設定する。次のステップ１１０では、設定した弁開度の補正量に基づいて、混合弁３８の弁開度を狭め、混合される水の量が多くなるように弁開度を変更する。

これにより、混合弁４０が開かれたときに、混合弁３８、４０の間で弁開度が異なるために、混合弁３８側に流れ込む水の量が少なくなってしまうのが抑えられる。

これに対して、ふろ設定温度が給湯設定温度より低いときには、ステップ１０６で否定判定してステップ１１２へ移行し、ふろ設定温度と給湯設定温度に基づいて混合弁３８の弁開度の補正量を設定する。この後に、ステップ１１４では、設定した弁開度の補正量に基づいて混合弁３８の弁開度を広げ、混合される水の量が減少するように弁開度を変更する。

これにより、混合弁４０が開かれたときに、混合弁３８、４０の間で弁開度が異なるために、混合弁３８側に流れ込むお湯の量が少なくなってしまうのが抑えられる。

混合弁３８は、このようにして弁開度が変更されることにより、一時的にお湯と水の混合比が変化するが、給湯温度センサ８０（８０Ａ）によって検出する給湯温度に基づいてフィードバック制御が行われることにより、ふろ設定温度に応じた弁開度に戻される。

一方、ステップ１１６では、注湯中に混合弁４０側からの給湯が停止したか否かを確認する。ここで、注湯中に蛇口１８が閉じられると、ステップ１１６で肯定判定されてステップ１１８へ移行する。

このステップ１１８では、ステップ１０２と同様に、ふろ設定温度と給湯設定温度を比較する。また、ステップ１２０では、ふろ設定温度と給湯設定温度が同じか否かを確認、ステップ１２２では、ふろ設定温度が高いか否かを確認する。

ここで、ふろ設定温度が給湯設定温度より高いときには、ステップ１２０で否定判定された後に、ステップ１２２で肯定判定されてステップ１２４へ移行する。このステップ１２４では、ふろ設定温度と給湯設定温度に基づいて混合弁３８の弁開度の補正量を設定する。次のステップ１２６では、設定した弁開度の補正量に基づいて混合弁３８の弁開度を広げ、混合される水の量が減少するように弁開度を変更する。

これにより、蛇口１８が閉じられたときに、混合弁３８、４０の間で弁開度が異なるために、混合弁３８側に流れ込む水の量が多くなってしまうのを抑える。

これに対して、ふろ設定温度が給湯設定温度より低いときには、ステップ１２２で否定判定されてステップ１２８へ移行する。このステップ１２８では、ふろ設定温度と給湯設定温度に基づいて混合弁３８の弁開度の補正量を設定する。この後に、ステップ１３０では、設定した弁開度の補正量に基づいて混合弁３８の弁開度を狭め、混合される水の量が増加するように弁開度を変更する。

これにより、蛇口１８が閉じられたときに、混合弁３８混合弁３８側に流れ込むお湯の量が増加するのを抑える。

このように、混合弁３８、４０の一方を用いた給湯中に、混合弁３８、４０の他方が開かれたときに、設定温度差に基づいて弁開度を補正することにより、混合弁３８、４０の間の弁開度の相違から、給湯中（注湯中）のお湯の温度が大きく変化してしまうのを抑えることができる。

すなわち、給湯設置温度とふろ設定温度の間の設定温度差から図３に示す設定温度差−混合弁開度補正量の特性が定まる。なお、設定温度差-混合弁開度補正量は、季節によって水温及び沸き上げ温度が異なるため、例えば、春季及び秋季を中間季（図３で実線で示す）として、この中間季に対して、夏季（図３で一点鎖線で示す）及び冬季（図３で二点鎖線で示す）における設定温度差-混合弁開度補正量を調整して設定している。

この設定温度差−混合弁開度補正量の特性と設定温度差から、給湯温度を設定温度にするための混合弁開度補正量（ΔＹ）が得られる。

このときに、混合弁開度をステップ数でΔＹだけ大きく（＋ΔＹ）補正することにより、混合される水の量が減少し、お湯の量が増加するので、給湯温度があがることになる。

これにより、注湯中に給湯が開始されるか、給湯が停止するときに、ふろ設定温度と給湯設定温度の相違（混合弁３８、４０の弁開度の相違）によって、注湯されるお湯の量が減少するか、水の量が増加するときに、弁が開く方向へ弁開度を補正することにより、お湯と水の混合比の変化を抑えることができる。

また、混合弁開度をステップ数でΔＹだけ小さく（−ΔＹ）補正することにより、混合されるお湯の量が減少するか水の量が増加するので、給湯温度が下がることになる。

これにより、注湯中に給湯が開始されるか、給湯が停止するときに、ふろ設定温度と給湯設定温度の相違（混合弁３８、４０の弁開度の相違）によって、注湯される水の量が減少するか、お湯の量が増加するときに、弁が閉じる方向へ弁開度を補正することにより、お湯の水の混合比の変化を抑えることができる。

したがって、補正量であるΔＹを、ふろ設定温度及び給湯設定温度に基づいて適切に設定することにより、注湯中に給湯（又は給湯中に注湯）が開始されても、注湯されるお湯の温度（又は給湯中のお湯の温度）が変化してしまうのを抑え、安定した温度での注湯又は給湯が可能となる。

なお、図４に示すフローチャートでは、給湯中にふろ設定温度ないし給湯設定温度が変更されたときのことを考えて、混合弁３８、４０の一方を用いた給湯中に、混合弁３８、４０の他方を用いた給湯開始時及び給湯停止時に、補正量を設定するようにしたが、この補正量は、ふろ設定温度ないし給湯設定温度が設定されたとき又は変更されたときに、予め設定しておいて、その設定を用いるようにしても良い。

混合弁３８、４０の弁開度の補正量は、少なくともふろ設定温度と給湯設定温度、好ましくは、ふろ設定温度、給湯設定温度、出湯温度及び水温度をパラメータとして定めることができるので、一定時間間隔や、パラメータが変化する毎に、予め設定しておいて、設定している補正量に基づいて混合弁３８、４０の弁開度を補正するようにしても良い。

また、補正量をより簡略的に設定するときには、ふろ設定温度と給湯設定温度が同じになったときの弁開度となるように設定するものであっても良い。

一方、第１の実施の形態では、二つの混合弁３８、４０を用いて説明したが、３個以上の混合弁の間でも適用することが可能である。このときには、何れかの混合弁を用いた給湯が開始されたときに、少なくともその混合弁との間の設定温度の相違、すなわち弁開度の相違に基づいて行うようにすればよい。

〔第２の実施の形態〕
次に本発明の第２の実施の形態を説明する。なお、第２の実施の形態の基本的構成は、前記した第１の実施の形態と同じであり、第２の実施の形態において第１の実施の形態と同一の部品には、同一の符号を付与して説明する。

前記した第１の実施の形態では、流量カウンタ８２を用いて、混合弁３８、４０を用いた給湯の開始及び停止を検出するようにしたが、第２の実施の形態では、蛇口１８からの給湯中に、電磁弁８４を開閉することによる浴槽１６への注湯の開始及び停止が行われることにより、給湯温度が変化してしまうのを防止する。

このときに、第２の実施の形態では、浴槽１６への注湯又は注湯停止を予測し、注湯又は注湯停止のタイミングに合わせて混合弁４０の弁開度を補正する。

すなわち、コントローラ８４は、ふろリモコン７０又は台所リモコン７２の操作によって浴槽１６への注湯が設定されることにより、電磁弁８４を開いて浴槽１６への注湯を行い、浴槽１６へ所定量のお湯を注湯すると電磁弁８４を閉じて注湯を停止する。

ここから、コントローラ６４は、混合弁３８を用いた注湯開始及び注湯停止を予測することができ、この予測を結果に基づいて、混合弁４０の弁開度を補正することにより、蛇口１８への給湯温度が変化してしまうのを確実に防止するようにしている。

図５には、混合弁３８を用いた浴槽１６への注湯、注湯停止を予測しながら行う混合弁４０の弁開度補正の概略を示している。このフローチャートは、流量カウンタ８２Ｂによって蛇口１８への給湯開始を検出することにより実行され、蛇口１８が閉じられて給湯が停止することにより終了する。

給湯が開始されて実行されると、最初のステップ１４０では、浴槽１６への注湯が行われるか否かを確認（予測）する。

ここで、ふろリモコン７０又は台所リモコン７２を用いた注湯操作がなされるか、例えば浴槽１６内のお湯の残量等から注湯が必要と判断されると、ステップ１４０で肯定判定してステップ１４２へ移行する。

このステップ１４２では、ふろ設定温度と給湯設定温度を比較する。この後、ステップ１４４では、ふろ設定温度と給湯設定温度（混合弁４０の弁開度と混合弁３８の弁開度）が同じか否かを確認し、ステップ１４６では、給湯設定温度がふろ設定温度よりも低いか否かを確認する。

ここで、給湯設定温度がふろ設定温度よりも低い時には、ステップ１４４で否定判定すると共に、ステップ１４６で肯定判定してステップ１４８へ移行する。このステップ１４８では、給湯設定温度とふろ設定温度に基づいて、混合弁４０の弁開度の補正量を設定する。この後に、ステップ１５０では、電磁弁８４を開いて浴槽１６への注湯を開始するタイミングに合わせて、混合弁４０で水と混合されるお湯の量が増加するように混合弁４０の弁開度を補正量に基づいて広げる。

これにより、浴槽１６への注湯が開始されたときに、給湯設定温度とふろ設定温度（混合弁３８の弁開度と混合弁４０の弁開度）が異なるために、混合弁４０側に流れ込むお湯の量が少なくなって、蛇口１８に給湯されるお湯の温度が下がってしまうのを抑えることができる。

これに対して、ふろ設定温度が給湯設定温度より低いときには、ステップ１４６で否定判定してステップ１５２へ移行し、給湯設定温度とふろ設定温度の温度差に基づいて混合弁４０の弁開度の補正量を設定する。この後に、ステップ１５４では、電磁弁８４を開いて浴槽１６への注湯を開始するタイミングに合わせて、混合弁４０で水と混合されるお湯の量が減少するように混合弁４０の弁開度を補正量に基づいて狭める。

これにより、浴槽１６への注湯が開始されたときに、混合弁４０側に流れ込むお湯の量が増加して、蛇口１８に給湯されるお湯の温度があがってしまうのを抑えることができる。

一方、ステップ１５６では、浴槽１６への注湯が停止されるか否かを確認する（予測）。すなわち、浴槽１６のお湯が所定量に達するか、ふろリモコン７０又は台所リモコン７２で注湯を停止する操作がなされたか否かを確認する。

ここで、浴槽１６への注湯の停止が予測されると、ステップ１５６で肯定判定してステップ１５８へ移行する。このステップ１５８では、給湯設定温度とふろ設定温度を比較し、ステップ１６０では、給湯設定温度とふろ設定温度が同じか否かを確認、ステップ１６２では、ふろ設定温度が給湯設定温度よりも高いか否かを確認する。

ここで、ふろ設定温度が給湯設定温度より高いときには、ステップ１６０で否定判定された後に、ステップ１６２で肯定判定されてステップ１６４へ移行する。このステップ１６４では、ふろ設定温度と給湯設定温度に基づいて混合弁３８の弁開度の補正量を設定する。

この後に、ステップ１６６では、浴槽１６への注湯を停止するために電磁弁８４を閉じるタイミングに合わせて、混合弁４０で混合される水の量が減少するように、設定した弁開度の補正量に基づいて混合弁４０の弁開度を狭める。

これにより、浴槽１６への注湯が停止したときに、混合弁４０側に流れ込むお湯の量が多くなって、蛇口１８の給湯温度があがってしまうのを抑えることができる。

これに対して、ふろ設定温度が給湯設定温度より低いときには、ステップ１６２で否定判定されてステップ１６８へ移行し、ふろ設定温度と給湯設定温度に基づいて混合弁３８の弁開度の補正量を設定する。この後に、ステップ１７０では、浴槽１６への注湯が停止するタイミングに合わせて、混合弁４０で混合されるお湯の量が増加するように、混合弁４０の弁開度を、補正量に合わせて広げる。

これにより、浴槽１６への注湯が停止したときに、蛇口１８に給湯されるお湯の温度が低くなってしまうのを抑えることができる。

このように、混合弁３８、４０の一方を用いた給湯中に、混合弁３８、４０の他方が開かれたときに、設定温度差に基づいて弁開度を補正することにより、混合弁３８、４０の間の弁開度の相違から、給湯中（注湯中）のお湯の温度が大きく変化してしまうのを抑えることができる。

図６には、給湯設定温度に対してふろ設定温度が高いときに、浴槽１６への注湯を行ったときに、給湯温度センサ８０Ｂによって検出される給湯温度の変化を示している。このとき、図６の破線では、混合弁４０の弁開度を、給湯温度センサ８０Ｂを用いたフィードバック制御のみを行ったときを示し、実線では、フィードバック制御と共に、注湯開始及び停止を予測し、給湯設定温度とふろ設定温度の差に基づいて弁開度を補正したとき（本実施例）を示している。

図６に破線で示すように、混合弁４０の弁開度をフィードバック制御のみで行うと、注湯が開始されると給湯温度が注湯開始直後の数秒間は低く安定してしまう（図６のＡ部）。また、注湯が停止した時には、給湯温度が注湯停止直後の数秒間は高く安定してしまう（図６のＢ部）。なお、それぞれの数秒間は、フィードバックによる次の制御タイミングまでの時間となっている。

これに対して、図６に実線で示すように、注湯開始及び注湯停止を予測し、注湯開始及び注湯停止タイミングに合わせて混合弁４０の弁開度を補正することにより、給湯温度の変化を確実に抑えることができる。

このように、給湯中に浴槽１６への注湯が行われるときに、注湯開始及び注湯停止を予測し、注湯開始及び注湯停止のタイミングに合わせて、混合弁４０の弁開度を補正することにより、給湯設定温度とふろ設定温度が異なっても、安定した温度のお湯を蛇口１８へ供給することができる。

なお、第２の実施の形態では、注湯開始及び停止が予測可能な混合弁３８に対する混合弁４０側の給湯温度の変化を抑えるようにしたが、混合弁４０を用いた給湯開始及び給湯停止のタイミングを予測することができれば、浴槽１６の注湯に用いる混合弁３８の制御に適用することができる。

また、混合弁４０側の給湯開始及び給湯停止が予測可能であれば、複数の混合弁を用いて異なる蛇口へ給湯するときに、複数の混合弁の間での弁開度の制御に適用することができる。

なお、以上説明した本実施の形態では、ヒートポンプ式給湯装置１０を例に説明したが、本発明は、複数の混合弁が設けられたものであれば任意の構成のヒートポンプ式給湯装置に適用することができる。また、本発明は、ヒートポンプ式給湯装置に限らず、貯湯タンクに貯留しているお湯を複数の混合弁から給湯する任意の構成の貯湯式給湯装置に適用することができる。

本実施の形態に適用した給湯装置の循環経路を示す概略構成図である。 給湯装置の制御部の概略構成図である。 設定温度差に対する混合弁開度の補正量の一例を示す線図である。 第１の実施の形態に係る混合弁の制御の一例を示す流れ図である。 第２の実施の形態に係る給湯用の混合弁の制御の一例を示す流れ図である。 給湯温度の変化の試験結果の一例を示す線図である。

符号の説明

１０ 給湯装置（ヒートポンプ式給湯装置、貯湯式給湯装置）
１２ ヒートポンプユニット
１４ 給湯ユニット
１６ 浴槽
１８ 蛇口
３０ 貯湯タンク
３２ 給水管（給水手段）
３６ 出湯管
３８ 混合弁（第１及び第２の混合弁、第２の混合弁）
４０ 混合弁（第１及び第２の混合弁、第１の混合弁）
４２ バイパス管（給水手段）
４４ 浴槽注湯ライン
４６ 蛇口給湯ライン
６０ 外気温度センサ
６４ コントローラ（混合弁制御手段、温度設定手段、設定手段、補正手段、予測手段、第１及び第２の検出手段）
６８ 温度センサ
７０ ふろリモコン（予測手段、温度設定手段）
７２ 台所リモコン（予測手段、温度設定手段）
８０（８０Ａ、８０Ｂ） 給湯温度センサ
８２（８２Ａ、８２Ｂ） 流量カウンタ（第１及び第２の検出手段）
８４ 電磁弁

Claims (5)

1. お湯を貯留する貯湯タンクと、
   それぞれが前記貯湯タンクから供給されるお湯と給水手段によって供給される水を所定比率で混合する第１及び第２の混合弁と、
   前記第１及び第２の混合弁のそれぞれに対して温度設定手段によって設定された設定給湯温度に基づいた前記お湯と前記水の混合比及び混合されたお湯の温度に基づいて第１及び第２の混合弁の弁開度を制御する混合弁制御手段と、
   を備えた貯湯式給湯装置であって、
   前記第１の混合弁を用いた給湯中を検出する第１の検出手段と、
   前記第１の混合弁を用いた給湯を前記第１の検出手段が検出中に、前記第２の混合弁を用いた給湯開始及び給湯停止を検出する第２の検出手段と、
   前記第２の検出手段が前記第２の混合弁を用いた給湯開始及び給湯停止を検出したときに前記第１の混合弁の弁開度を補正する補正量を設定する設定手段と、
   前記第２の混合弁を用いた給湯開始時又は給湯停止時に、前記設定手段が設定した補正量に基づいて前記第１の弁開度を補正する補正手段と、
   を含むことを特徴とする貯湯式給湯装置。
2. 前記補正手段が、前記第２の混合弁を用いた給湯開始及び給湯停止による前記第１の混合弁での前記貯湯タンクからのお湯の流量又は前記給水手段からの水の流量の変化を抑える方向へ第１の混合弁の弁開度を変更することを特徴とする請求項１に記載の貯湯式給湯装置。
3. 前記設定手段が、少なくとも前記第１の混合弁に対する給湯設定温度と前記第２の混合弁に対する給湯設定温度に基づいて前記補正量を設定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の貯湯式給湯装置。
4. 前記第２の検出手段に変えて、前記第２の混合弁を用いた給湯開始及び給湯停止に先立って、第２の混合弁を用いた給湯開始及び給湯停止を判断する推定手段を含み、前記補正手段が前記第２の混合弁を用いた給湯開始又は給湯停止タイミングに合わせて前記第１の混合弁の弁開度を補正することを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の貯湯式給湯装置。
5. 前記第１の混合弁が蛇口へ給湯用に用いられ、前記第２の混合弁が浴槽への注湯に用いていることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の貯湯式給湯装置。

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