JP2015010805A - 貯湯式給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】給湯運転中に低温の水が供給されることを防止した貯湯式給湯装置を提供する。
【解決手段】給湯制御部６０は、貯湯タンク１０内の湯水の熱量が予熱必要量よりも多いときは、バイパス弁２１を開弁状態とすると共に水量サーボ弁４８を閉弁状態として混合温調制御を行い、貯湯タンク１０内の湯水の熱量が予熱必要量以下になったときに、バイパス弁２１と水量サーボ弁を共に開弁状態として混合温調制御を継続し、貯湯タンク１０内の湯水の熱量が予熱必要量よりも少ない加熱開始設定量以下になったときに、バイパス弁２１を閉弁状態とすると共に水量サーボ弁４８を開弁状態として、加熱温調制御に切換える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、貯湯タンクの下流側に、補助熱源機を直列に接続した貯湯式給湯装置に関する。

従来より、加熱手段により加熱された湯を貯める貯湯タンクと、貯湯タンクから湯水が供給される出湯管の途中に接続されて、出湯管を流通する湯水を加熱する補助熱源機とを備えた貯湯式給湯装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載された貯湯式給湯装置においては、貯湯タンク内に湯が貯められているときは、貯湯タンクから出湯管に供給される湯と、給水管から供給される水との混合比を調節することによって、設定温度の湯を出湯管から供給する混合温調制御（停止モード運転処理）を行っている。

また、貯湯タンクの湯切れが生じたときには、補助熱源機を作動させることによって、設定温度を出湯管から供給する加熱温調制御（加熱作動モード運転処理）を行っている。

特開２０１０−２５４１４号公報

特許文献１に記載された貯湯式給湯装置では、出湯管の途中に補助熱源機が接続されているため、混合温調制御を行う場合であっても補助熱源機を経由して湯が供給される。そして、補助熱源機を流通する際の放熱により熱損失が生じる。

そこで、補助熱源機をバイパスして補助熱源機の入口側と出口側で出湯管を連通するバイパス管を設け、混合温調制御を行うときには、補助熱源機側への湯の流通を禁止してバイパス管側に湯を流通させることで、補助熱源機での熱損失を回避することができる。

しかしながら、このようにバイパス管を設けた場合に、混合温調制御により給湯を行っているときに貯湯タンクの湯切れが生じて加熱温調制御に切換えたときには、補助熱源機からバイパス管までの出湯管内に貯まった水が、加熱されることなく出湯管の下流端に接続された出湯栓から供給されてしまう。そのため、それまで出湯栓から供給されていた湯が急に低温の水に切り替わって、使用者に不快感を与えてしまうという不都合がある。

本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、給湯運転中に低温の水が供給されることを防止した貯湯式給湯装置を提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、本発明の貯湯式給湯装置は、
貯湯タンクと、
前記貯湯タンク内の下部の湯水を加熱して上部に戻すタンク加熱部と、
前記貯湯タンクの上部に接続されて、前記貯湯タンクの上部に貯まった湯水が供給される出湯管と、
前記貯湯タンクの下部及び前記出湯管に接続された給水管と、
前記貯湯タンクから前記出湯管に供給される湯水と、前記給水管から前記出湯管に供給される水との混合比を変更する混合比変更部と、
前記出湯管と前記給水管との接続箇所よりも下流側の前記出湯管の途中に設けられて、前記出湯管を流通する湯水を加熱する補助熱源機と、
前記補助熱源機をバイパスして、前記出湯管を前記補助熱源機の上流側と下流側で連通させる補助熱源バイパス管と、
前記補助熱源バイパス管を開閉するバイパス開閉弁と、
前記出湯管と前記バイパス管の上流端との接続箇所と、前記補助熱源機との間で、前記出湯管を開閉する補助熱源開閉弁と、
前記貯湯タンク内の湯水の熱量を算出するタンク熱量算出部と、
前記貯湯タンク内の湯水の熱量が、前記補助熱源バイパス管の上流端から前記補助熱源機を経由して前記補助熱源バイパス管の下流端に至るまでの間の前記出湯管の容量に基づいて設定した予熱必要量と、前記補助熱源機の起動に要する時間に基づいて設定した起動必要量との合計量よりも多いときは、前記バイパス開閉弁を開弁とすると共に前記補助熱源開閉弁を閉弁して、前記出湯管からの給湯温度が所定の目標給湯温度となるように、前記混合比変更部により前記混合比を調節する混合温調制御を行い、
前記貯湯タンク内の湯水の熱量が前記合計量以下になったときに、前記バイパス開閉弁と補助熱源開閉弁を共に開弁して、前記混合温調制御を継続し、
前記貯湯タンク内の湯水の熱量が前記起動必要量以下になったときに、前記バイパス開閉弁を閉弁すると共に前記補助熱源開閉弁を開弁して、前記出湯管からの給湯温度が前記目標給湯温度となるように前記補助熱源機の加熱量を調節する加熱温調制御に切換える給湯制御部とを備えたことを特徴とする。

かかる本発明によれば、前記給湯制御部は、前記貯湯タンク内の湯水の熱量が前記予熱必要量と前記起動必要量との合計量よりも多いときは、前記バイパス開閉弁を開弁すると共に前記補助熱源開閉弁を閉弁して、前記混合温調制御を行う。この場合、前記補助熱源機への湯の供給が停止した状態となるので、前記補助熱源バイパス管と前記補助熱源機間の前記出湯管には、冷えた水が貯まった状態となる。

そして、前記給湯制御部は、前記貯湯タンク内の湯水の熱量が前記予熱必要量と前記起動必要量との合計量以下になったときに、前記バイパス開閉弁と前記補助熱源開閉弁を共に開弁して、前記混合温調制御を継続する。この処理により、前記補助熱源機側にも湯が供給されるようになり、前記補助熱源バイパス管と前記補助熱源機との間の前記出湯管に貯まっていた水が、前記目標給湯温度の湯に置換される。

この場合、前記補助熱源バイパス管と前記補助熱源機との間の前記出湯管に貯まっていた水は、前記補助熱源バイパス管から供給される前記目標給湯温度の湯と混合されて、前記出湯管から供給される。そのため、前記出湯管から低温の水が供給されることはない。

その後、前記貯湯タンク内の湯水の熱量が前記起動必要量以下になったときに、前記給湯制御部は、前記バイパス開閉弁を閉弁すると共に前記補助熱源開閉弁を開弁して、前記加熱温調制御に切換える。この場合、前記加熱温調制御に切換える時に、前記補助熱源バイパス管と前記補助熱源機との間の前記出湯管には、既に前記目標給湯温度の湯が流通している。そのため、前記混合温調制御から前記加熱温調制御に切替わる時に、低温の水が前記出湯管から供給されることを防止することができる。

また、前記貯湯タンク内の異なる水位における湯水の温度を検出する複数の貯湯温度センサを備え、
前記タンク熱量算出部は、前記複数の貯湯温度センサの検出温度に基づいて、前記貯湯タンク内の湯水の熱量を算出することが好ましい。

この構成によれば、前記タンク熱量算出部は、前記複数の貯湯温度センサの検出温度から、前記貯湯タンク内に貯まった湯水の上下方向の温度分布を認識して、前記貯湯タンク内の湯水の熱量を容易に算出することができる。

貯湯式給湯装置の構成図。 給湯運転のフローチャート。

本発明の実施形態の一例について、図１〜図２を参照して説明する。図１を参照して、本実施形態の貯湯式給湯装置は、ヒートポンプユニット１が接続されたタンクユニット２に、さらに瞬間加熱式の補助熱源機３を直列に接続して構成されている。

ヒートポンプユニット１（本発明のタンク加熱部に相当する）は、圧縮機４、水熱交換器（凝縮器）５、膨張弁（減圧器）６、及び空気熱交換器（蒸発器）７を、ヒートポンプ循環路８により接続して構成されたヒートポンプ９を備えている。水熱交換器５は、後述する貯湯タンク１０の上部及び下部に接続されたタンク循環路１１の途中に接続され、ヒートポンプ循環路８内の熱媒体（例えば、ＣＯ_２熱媒体）と、タンク循環路１１内の湯水との間で熱交換を行うことにより、タンク循環路１１を流通する湯水を加熱する。

タンク循環路１１には、貯湯タンク１０に貯められた湯水をタンク循環路１１に循環させるための循環ポンプ１２と、水熱交換器５から貯湯タンク１０に流通する湯水の温度を検出するタンク戻り温度センサ１３と、貯湯タンク１０から水熱交換器５に流通する湯水の温度を検出するタンク往き温度センサ１４とが設けられている。

ヒートポンプユニット１は、図示しないＣＰＵ，メモリ等により構成されたヒートポンプコントローラ１５を備えている。ヒートポンプコントローラ１５は、メモリに保持されたヒートポンプユニット１の制御用プログラムをＣＰＵで実行することによって、ヒートポンプユニット１の作動を制御する機能を果す。

ヒートポンプコントローラ１５には、タンク戻り温度センサ１３とタンク往き温度センサ１４の温度検出信号が入力される。また、ヒートポンプコントローラ１５から出力される制御信号によって、ヒートポンプ９と循環ポンプ１２の作動が制御される。

ヒートポンプコントローラ１５は、後述するタンクコントローラ１６と通信可能に接続され、タンクコントローラ１６からタンク加熱信号を受信したときに、タンク戻り温度センサ１３及びタンク往き温度センサ１４の検出温度に基づいて、循環ポンプ１２とヒートポンプ９を作動させることにより、貯湯タンク１０内の湯水を沸かし上げ設定温度まで加熱する。

次に、タンクユニット２は、上部に出湯管１７が接続されると共に下部に給水管１８が接続された貯湯タンク１０を備えている。出湯管１７は、上流端が貯湯タンク１０の上部に接続され、下流端が図示しない出湯栓（カラン等）に接続されている。

給水管１８は、上流端が水道に接続されて下流側で分岐し、一方の下流端が貯湯タンク１０の下端に接続されると共に、他方の下流端が出湯管１７の途中に接続されている。

出湯管１７は、給水管１８との接続部（合流部）２８の下流側からタンクユニット２の外部に延び、途中に補助熱源機３が接続されて再びタンクユニット２の内部に延びている。出湯管１７の途中には、補助熱源機３をバイパスして補助熱源機３の入口側と出口側を連通させる補助熱源バイパス管２０が接続されている。

補助熱源バイパス管２０には、補助熱源バイパス管２０を全開から全閉まで無段階又は多数段階で開閉するバイパス弁２１（本発明のバイパス開閉弁の機能を含む）が設けられている。

バイパス弁２１が全閉状態であるときは、貯湯タンク１０から出湯管１７に供給される湯水は補助熱源機３側に流通する。また、バイパス弁２１が全開状態であるときには、貯湯タンク１０から出湯管１７に供給される湯水は補助熱源バイパス管２０側に流通する。

また、後述する水量サーボ弁４８が全閉状態であるときは、出湯管１７から補助熱源機３への湯水の流通が不能となり、水量サーボ弁４８が全開状態であるときには、出湯管１７から補助熱源機３への湯水の流通が可能となる。

タンクユニット２における出湯管１７と給水管１８との合流部２８の上流側の出湯管１７には、貯湯タンク１０から出湯管１７に供給される湯水の温度を検出する出湯温度センサ２２が設けられている。

給水管１８の分岐部３６よりも上流側には、給水管１８に流入する水の流量を検出する第１給水流量センサ２６と、給水管１８に流入する水の温度を検出する給水温度センサ２７とが設けられている。

給水管１８の分岐部３６と貯湯タンク１０との間には、貯湯タンク１０から給水管１８への逆流を阻止するタンク側逆止弁２４と、貯湯タンク１０への給水流量（貯湯タンク１０から出湯管に供給される湯水の流量と同量）を検出する第２給水流量センサ２３と、貯湯タンク１０から出湯管１７に供給される湯水の流量を調節する導出湯量調節弁３４ｂとが設けられている。

給水管１８の分岐部３６から出湯管１７との合流部２８までの間には、出湯管１７から給水管１８への逆流を阻止する出湯管側逆止弁２５と、合流部２８を介して出湯管１７に合流させる水の流量を調節する混合水量調節弁３４ａとが設けられている。

なお、混合水量調節弁３４ａと導出湯量調節弁３４ｂとにより、本発明の混合比変更部が構成されている。

出湯管１７の給水管１８との合流部２８と貯湯タンク１０までの間には、貯湯タンク１０から出湯管１７に供給される湯水の温度を検出する出湯温度センサ２２が設けられている。また、出湯管１７の合流部２８よりも下流側には、給水管１８から供給される水が混合された後の湯水の温度を検出する混合温度センサ２９が設けられている。

補助熱源バイパス管２０の下流端よりも下流側の出湯管１７には、出湯管１７から出湯栓に供給される湯水の温度を検出する給湯出口温度センサ３０が設けられている。

貯湯タンク１０の上部位置から下部に向かって順に、貯湯タンク１０内に貯められた湯水の温度を検出する複数の貯湯温度センサ３１〜３３が、異なる水位位置に設けられている。

また、タンクユニット２は、図示しないＣＰＵ，メモリ等により構成されたタンクコントローラ１６を備えている。タンクコントローラ１６は、メモリに保持されたタンクユニット２の制御用プログラムをＣＰＵで実行することにより、タンクユニット２の作動を制御する機能を果たし、また、出湯管１７から出湯栓に供給される湯の温度を、後述する目標給湯温度に制御する給湯制御部６０、及び貯湯タンク１０内の湯水の熱量を算出するタンク熱量算出部６１として機能する。

タンクコントローラ１６には、第１給水流量センサ２６及び第２給水流量センサ２３の流量検出信号と、出湯温度センサ２２，給水温度センサ２７，混合温度センサ２９，給湯出口温度センサ３０，及び貯湯温度センサ３１〜３３の温度検出信号が入力される。また、タンクコントローラ１６から出力される制御信号によって、混合水量調節弁３４ａ、導出湯量調節弁３４ｂ、及びバイパス弁２１の作動が制御される。

タンクコントローラ１６には、使用者の操作に応じて、目標給湯温度（出湯管１７の下流端に接続された給湯栓から供給される湯の所望温度）を設定するためのスイッチ等を備えたリモコン３５が接続されている。また、タンクコントローラ１６は、補助熱源機３に対して、加熱を禁止する信号及び水量サーボ弁４８を開閉する信号を送信する。

ここで、貯湯タンク１０の内部に貯められた湯の状態を説明すると、出湯管１７が貯湯タンク１０の上部に接続され、給水管１８が貯湯タンク１０の下部に接続されているため、貯湯タンク１０内の上部の湯が出湯管１７に供給されると、この供給量に応じた分の水が給水管１８から貯湯タンク１０の下部に供給されて、貯湯タンク１０の下部に低温の水の層（水層）が形成される。

貯湯タンク１０内の上部の湯の層（湯層）と水層との境界部には、湯層よりも温度が低く水層よりも温度が高い中間層が形成される。中間層の温度は、湯層に接する部分から水層に接する部分に向かって次第に低くなっている。

貯湯タンク１０の湯層が減少すると、出湯管１７が接続された貯湯タンク１０の出口付近の温度が低くなる。そして、貯湯タンク１０から所定の温度の湯が得られなくなると（いわゆる湯切れ状態）、貯湯タンク１０から低温の湯水が供給される。

そこで、タンクコントローラ１６の給湯制御部６０は、貯湯タンク１０の湯切れが生じていないときは、導出湯量調節弁３４ｂにより貯湯タンク１０から出湯管１７に供給される湯の流量を調節すると共に、混合水量調節弁３４ａにより給水管１８から出湯管１７に供給される水の流量を調節することによって、混合温度センサ２９又は給湯出口温度センサ３０の検出温度が目標給湯温度となるように制御する混合温調制御を行う。

また、貯湯タンク１０の湯切れが生じているときには、タンクコントローラ１６の給湯制御部６０は、バイパス弁２１を全閉状態として補助熱源機３を作動させ、給湯出口温度センサ３０の検出温度が目標給湯温度となるように補助熱源機３を作動させる加熱温調制御を行う。

次に、補助熱源機３は、出湯管１７の一部を構成する補助熱源回路１９と、補助熱源機３の作動を制御する補助熱源コントローラ４２とを備えている。補助熱源コントローラ４２は、タンクコントローラ１６と通信可能に接続されている。

補助熱源コントローラ４２は、図示しないＣＰＵ，メモリ等により構成され、メモリに保持された補助熱源機３の制御用プログラムをＣＰＵで実行することによって、補助熱源機３の作動を制御する機能を果す。

補助熱源回路１９には、給湯熱交換器４３と、給湯熱交換器４３を加熱するバーナ４４と、給湯熱交換器４３をバイパスして給湯熱交換器４３の上流側と下流側で補助熱源回路１９を連通する給湯バイパス管４５とが設けられている。

また、補助熱源回路１９には、給湯熱交換器４３側に供給される湯水の流量と給湯バイパス管４５側に供給される湯水の流量との分配比を変更するバイパスサーボ弁４７と、補助熱源機３に供給される湯水の流量を調節する水量サーボ弁４８（本発明の補助熱源開閉弁の機能を含む）とが設けられている。

さらに、補助熱源回路１９には、給湯熱交換器４３及び給湯バイパス管４５に供給される湯水の流量を検出する補助熱源流量センサ４９と、給湯バイパス管４５の下流側に流れる湯水の温度を検出する補助熱源温度センサ５０とが設けられている。

補助熱源コントローラ４２には、補助熱源温度センサ５０の温度検出信号と、補助熱源流量センサ４９の流量検出信号とが入力される。また、補助熱源コントローラ４２から出力される制御信号によって、バイパスサーボ弁４７、水量サーボ弁４８、及びバーナ４４の作動が制御される。

補助熱源コントローラ４２は、タンクコントローラ１６から加熱許可を指示する信号を受信したときに加熱許可状態となる。そして、補助熱源流量センサ４９により所定の下限流量以上の通水が検出されているときに、補助熱源温度センサ５０の検出温度が目標給湯温度となるように、バーナ４４の燃焼量を制御する加熱温調制御が実行される。

次に、図２に示したフローチャートに従って、給湯制御部６０による給湯運転の実行手順について説明する。給湯制御部６０は、混合温調制御と加熱温調制御を切換えて給湯運転を実行する。

給湯制御部６０は、第１給水流量センサ２６の検出流量が下限流量以上になったときに、図２による処理を開始する。図２のＳＴＥＰ１で、給湯制御部６０は、タンク熱量算出部６１により、貯湯タンク１０内の湯水の熱量Ｈｖを算出する。タンク熱量算出部６１は、以下の式（１）により貯湯タンク１０内の湯水の熱量Ｈｖを算出する。

Ｈｖ＝Ａ・Ｔa＋Ｂ・Ｔb ・・・・・（１）
但し、Ｈｖ：貯湯タンク１０内の湯水の熱量（ｋｃａｌ）、Ａ：貯湯温度センサ３２の設置水位から貯湯温度センサ３１の設置水位までの間の貯湯タンク１０の容量（リットル）、Ｔa：貯湯温度センサ３１の検出温度Ｔt1と貯湯温度センサ３２の検出温度Ｔt2との平均検出温度（℃）（Ｔa＝（Ｔt1＋Ｔt2）／２）、Ｂ：貯湯温度センサ３３の設置水位から貯湯温度センサ３２の設置水位までの間の貯湯タンク１０の容量（リットル）、Ｔb：貯湯温度センサ３２の検出温度Ｔt2と貯湯温度センサ３３の検出温度Ｔt3との平均検出温度（℃）（Ｔb＝（Ｔt2＋Ｔt3）／２）。

続くＳＴＥＰ２で、給湯制御部６０は、貯湯タンク１０内の湯水の熱量Ｈｖが、以下の式（２）で算出した予熱必要量Ｈｎと、以下の式（３）で算出した起動必要量Ｈｅとの合計量よりも多いか否かを判断する。

Ｈｎ＝Ｃ（Ｔset−Ｔin） ・・・・・（２）
Ｈｅ＝（Ｔset−Ｔin）・Ｗ・α ・・・・・（３）
但し、Ｈｎ：予熱必要量、Ｔset：リモコン３５により設定された給湯温度（目標給湯温度）、Ｔin：給水温度センサ２７の検出温度（給水管１８に供給される水の温度）、Ｃ：補助熱源バイパス管２０の上流端と出湯管１７の接続部から、補助熱源機３を経由して、補助熱源バイパス管２０の下流端と出湯管１７との接続部に至る出湯管１７の経路（以下、補助熱源機側通水経路という）の容量、Ｈｅ：起動必要量、Ｗ：給水管１８に供給される水の流量（第１給水流量センサ２６の検出流量）、α：余裕係数（例えば１〜２）。

ここで、予熱必要量Ｈｎは、補助熱源機側通水経路内に貯まった水（Ｔin付近になると想定される）を、目標給湯温度Ｔsetの湯で置換するのに必要な熱量を想定した算出値である。また、起動必要量Ｈｅは、貯湯タンク１０の湯切れが生じる前に、混合温調制御から加熱温調制御への切り替えを完了するために、補助熱源機３の起動に必要な時間（例えば１分間）分の必要熱量を想定した算出値である。

ＳＴＥＰ２で、貯湯タンク１０内の湯水の熱量Ｈｖが予熱必要量Ｈｎと起動必要量Ｈｅとの合計量よりも多いとき（Ｈｎ＋Ｈｅ＜Ｈｖ）はＳＴＥＰ２０に分岐し、給湯制御部６０は、バイパス弁２１を開弁（全開）とすると共に、水量サーボ弁４８を閉弁（全閉）する。これにより、貯湯タンク１０から出湯管１７に供給される湯水及び給水管１８から出湯管１７に混入される水が補助熱源バイパス管２０側にのみ流通し、補助熱源機３側への湯水の流通が禁止される状態となる。

次のＳＴＥＰ２１で、給湯制御部６０は混合温調制御を開始し、これにより、目標給湯温度の湯が補助熱源バイパス管２０を経由して出湯管１７の下流端に接続された出湯栓に供給される。そして、ＳＴＥＰ１に戻り、給湯制御部６０は、ＳＴＥＰ１以下の処理を再度実行する。

一方、ＳＴＥＰ２で貯湯タンク１０内の湯水の熱量Ｈｖが予熱必要量Ｈｎと起動必要量Ｈｅとの合計量以下であるとき（Ｈｖ≦Ｈｎ＋Ｈｅ）はＳＴＥＰ３に進み、給湯制御部６０は、バイパス弁２１と水量サーボ弁４８を共に開弁（全開）する。これにより、貯湯タンク１０から出湯管１７に供給される湯水及び給水管１８から出湯管１７に混入される水が、補助熱源バイパス管２０側と補助熱源機３側の双方に流通する状態となる。

続くＳＴＥＰ４で、給湯制御部６０は混合温調制御を継続する。ＳＴＥＰ４の混合温調制御では、給湯制御部６０は、給湯出口温度センサ３０の検出温度が目標給湯温度となるように、導出湯量調節弁３４ｂにより出湯管１７の開度を調節すると共に、混合水量調節弁３４ａにより給水管１８の開度を調節する。この場合、出湯管１７と給水管１８との合流部２８で混合されて出湯管１７及び補助熱源バイパス管２０に供給される湯の温度は、目標給湯温度よりも高い目標給湯温度＋βとなる。

これにより、目標給湯温度＋βの温度の湯が補助熱源機３の給湯熱交換器４３を経由して流通し、それまで、補助熱源機側通水経路に貯まっていた水が、補助熱源バイパス管２０側から供給される目標給湯温度＋βの温度の湯と混合されて、出湯管１７の下流端に接続された出湯栓へと供給される。

その結果、補助熱源機側通水経路内に貯まっていた水が、次第に目標給湯温度の湯に置換され、補助熱源機側通水経路内が予熱される。また、この予熱が行われている間、出湯栓からは、補助熱源機側通水経路に貯まっていた水と補助熱源バイパス管２０側から供給される目標給湯温度＋βの温度の湯とが混合された、目標給湯温度の湯が供給されるため、出湯栓から低温の水が供給されることがない。

次のＳＴＥＰ５で、給湯制御部６０は、貯湯タンク１０内の湯水の熱量Ｈｖを算出し、ＳＴＥＰ６で、貯湯タンク１０内の湯水の熱量Ｈｖが起動必要量Ｈｅ以下であるか否かを判断する。

そして、貯湯タンク１０内の湯水の熱量Ｈｖが起動必要量Ｈｅよりも多いときはＳＴＥＰ２に戻り、給湯制御部６０はＳＴＥＰ４で混合温調制御を継続して実行する。一方、貯湯タンク１０内の湯水の熱量Ｈｖが起動必要量Ｈｅ以下であるときにはＳＴＥＰ７に進む。

ＳＴＥＰ７で、給湯制御部６０は、バイパス弁２１を閉弁（全閉）すると共に、水量サーボ弁４８を開弁（全開）する。これにより、貯湯タンク１０から出湯管１７に供給される湯水が全て補助熱源機３側に流通し、補助熱源バイパス管２０側への湯水の通水が禁止される。

続くＳＴＥＰ８で、給湯制御部６０は加熱温調制御を開始する。これにより、貯湯タンク１０の湯切れが生じる前に、補助熱源機側通水経路に目標給湯温度の湯が流通している状態で補助熱源機３のバーナ４４に点火されて、混合温調制御から加熱温調制御に切り替わる。そのため、出湯管１７の下流端に接続された出湯栓から、低温の水が供給されることを防止することができる。

なお、給湯制御部６０は、補助熱源機３のバーナ４４に点火する際に、補助熱源機３においては、出湯管１７を流通する湯水に、少なくとも補助熱源機３の最小号数分の熱量が加わることを考慮して、合流部２８から出湯管に供給される湯の温度を目標給湯温度よりもこの熱量分低く設定する。

加熱温調制御において、給湯制御部６０は、貯湯タンク１０から出湯管１７に供給される湯水と給水管１８に供給される水とを、合流部２８で混合した湯水を補助熱源機３に供給し、補助熱源温度センサ５０の検出温度が目標給湯温度Ｔsetとなるように、バーナ４４の加熱量とバイパスサーボ弁４７による混合比を調節する。

次のＳＴＥＰ９で、給湯制御部６０は、給水管１８への給水流量（第１給水流量センサ２６の検出流量）が、下限流量よりも少ないか否かを判断する。そして、給水流量が下限流量よりも少なくなったときにＳＴＥＰ１０に進み、給湯制御部６０は加熱温調制御を停止してＳＴＥＰ１１に進み、給湯運転の処理を終了する。

なお、ＳＴＥＰ４及びＳＴＥＰ２１で混合温調制御を行っているときにも、給湯制御部６０は、ＳＴＥＰ９と同様に、給水管１８に供給される水の流量（第１給水流量センサ２６の検出流量）が下限流量よりも少なくなったか否かを判断し、給湯流量が下限流量よりも少なくなったときには混合温調制御を終了する。

なお、本実施形態において、タンク熱量算出部６１は、貯湯温度センサ３１〜３３の検出温度に基づいて貯湯タンク１０内の湯水の熱量を算出したが、他の方法により貯湯タンク１０内の湯水の熱量を算出してもよい。例えば、ヒートポンプユニット１により加熱して貯湯タンク１０の上部に戻された湯の量と、貯湯タンク１０から出湯管１７に供給された湯の量とを管理して、貯湯タンク１０内の熱量を算出してもよい。

また、本実施形態では、バーナ４４を熱源とする補助熱源機３を用いたが、電気ヒータ等の他の種類の熱源を採用した補助熱源機を用いてもよい。

１…ヒートポンプユニット（タンク加熱部）、２…タンクユニット、３…補助熱源機、１０…貯湯タンク、１５…ヒートポンプコントローラ、１６…タンクコントローラ、１７…出湯管、１８…給水管、２０…補助熱源バイパス管、２１…バイパス弁（バイパス開閉弁）、３４ａ…混合水量調節弁、３４ｂ…導出湯量調節弁、４２…補助熱源コントローラ、４８…水量サーボ弁（補助熱源開閉弁）、６０…給湯制御部、６１…タンク熱量算出部。

Claims (2)

1. 貯湯タンクと、
   前記貯湯タンク内の下部の湯水を加熱して上部に戻すタンク加熱部と、
   前記貯湯タンクの上部に接続されて、前記貯湯タンクの上部に貯まった湯水が供給される出湯管と、
   前記貯湯タンクの下部及び前記出湯管に接続された給水管と、
   前記貯湯タンクから前記出湯管に供給される湯水と、前記給水管から前記出湯管に供給される水との混合比を変更する混合比変更部と、
   前記出湯管と前記給水管との接続箇所よりも下流側の前記出湯管の途中に設けられて、前記出湯管を流通する湯水を加熱する補助熱源機と、
   前記補助熱源機をバイパスして、前記出湯管を前記補助熱源機の上流側と下流側で連通させる補助熱源バイパス管と、
   前記補助熱源バイパス管を開閉するバイパス開閉弁と、
   前記出湯管と前記バイパス管の上流端との接続箇所と、前記補助熱源機との間で、前記出湯管を開閉する補助熱源開閉弁と、
   前記貯湯タンク内の湯水の熱量を算出するタンク熱量算出部と、
   前記貯湯タンク内の湯水の熱量が、前記補助熱源バイパス管の上流端から前記補助熱源機を経由して前記補助熱源バイパス管の下流端に至るまでの間の前記出湯管の容量に基づいて設定した予熱必要量と、前記補助熱源機の起動に要する時間に基づいて設定した起動必要量との合計量よりも多いときは、前記バイパス開閉弁を開弁すると共に前記補助熱源開閉弁を閉弁して、前記出湯管からの給湯温度が所定の目標給湯温度となるように、前記混合比変更部により前記混合比を調節する混合温調制御を行い、
   前記貯湯タンク内の湯水の熱量が前記合計量以下になったときに、前記バイパス開閉弁と補助熱源開閉弁を共に開弁して、前記混合温調制御を継続し、
   前記貯湯タンク内の湯水の熱量が前記起動必要量以下になったときに、前記バイパス開閉弁を閉弁すると共に前記補助熱源開閉弁を開弁して、前記出湯管からの給湯温度が前記目標給湯温度となるように前記補助熱源機の加熱量を調節する加熱温調制御に切換える給湯制御部と
   を備えたことを特徴とする貯湯式給湯装置。
2. 請求項１に記載の貯湯式給湯装置において、
   前記貯湯タンク内の異なる水位における湯水の温度を検出する複数の貯湯温度センサを備え、
   前記タンク熱量算出部は、前記複数の貯湯温度センサの検出温度に基づいて、前記貯湯タンク内の湯の熱量を算出することを特徴とする貯湯式給湯装置。

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