JP2018173229A - 熱源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】主熱源からの湯を補助熱源装置に送って給湯する際の給湯温度の安定化を図る。【解決手段】給湯器の給湯回路に、給湯熱交換器と該給湯熱交換器を通さずに湯水を給湯側に送るバイパス通路とを設け、バイパス割合変化範囲内で給湯熱交換器側とバイパス通路側とに湯水を通す。コールドスタートの給湯開始時には、貯湯槽側から給湯設定温度の湯を給湯器の給湯回路側に送ると共に、給湯器の燃焼制御手段４７は、給湯バーナの燃焼を開始させて給湯回路を通る湯水を給湯熱交換器により加熱して給湯しながら給水温度検出手段７１の検出温度を取り込み、該検出温度が給湯設定温度と給湯熱交出側温度検出手段６７の検出温度と前記バイパス割合変化範囲におけるバイパス通路側へのバイパス割合の最大値とにより予め求められる値であって給湯設定温度よりは低い給水限界温度以上になったときに、給湯バーナの燃焼を停止して給湯を継続する。【選択図】図１

Description

本発明は、主熱源と補助熱源装置とを備えた熱源装置に関するものである。

主熱源としての貯湯槽を備えた熱源装置が用いられており（例えば、特許文献１、参照）、図６には、開発中の熱源装置が模式的なシステム構成図により示されている。同図において、貯湯槽２と湯の通路９とを備えたタンクユニット４が、熱回収用通路３を介して燃料電池（ＦＣ）１と熱的に接続されている。燃料電池１は、例えば固体高分子型燃料電池（ＰＥＦＣ）等により形成されており、水の電気分解の逆反応で、都市ガス等の燃料から取り出された水素と空気中の酸素とを反応させて発電する発電装置である。

熱回収用通路３は、燃料電池１と貯湯槽２との間で液体（ここでは湯水）を図の矢印Ａおよび矢印Ａ’に示されるように循環させる通路であり、例えば燃料電池１内の熱回収用通路３には、熱回収用通路３内に液体を循環させる図示されていないポンプが設けられている。そして、該ポンプの駆動により、貯湯槽２内の水を図の矢印Ａ’に示すように熱回収用通路３を通して燃料電池１に導入して冷却水とし、この水を燃料電池１の発電時に生じる排熱によって加熱した後、図の矢印Ａに示すように熱回収用通路３を通し、例えば６０℃といった温度の湯として貯湯槽２に蓄積する。なお、熱回収用通路３には、三方弁６を介してバイパス通路７が接続され、燃料電池１側から貯湯槽２側へ流れる液体を、必要に応じて貯湯槽２を通さずに燃料電池１に戻すことができるように形成されている。

貯湯槽２には、貯湯槽２内または貯湯槽２の外側壁に、貯湯槽２内の湯の温度を検出する貯湯槽内湯水温検出手段５が、貯湯槽２の上下方向に互いに間隔を介して複数（図６では５個）設けられている。なお、最上位に設けられている貯湯槽内湯水温検出手段５ａは、貯湯槽２の上端よりも予め定められた設定長さだけ下側の位置、つまり、例えば貯湯槽２の上端まで湯が満たされた場合よりも２０リットル少ない湯量の湯が貯湯槽２内に導入された場合の湯面の位置に設けられている。

貯湯槽２の上部側に接続されている湯の通路９は、貯湯槽２で形成された湯を出湯する（送水する）通路と成しており、湯の通路９には、湯の通路９を通る湯の温度を検出する貯湯槽出湯水温検出手段１１と、湯の通路９を通して送水される湯の量を可変するタンク湯水混合器１２と、湯の通路９を通しての湯の送水の有無を弁の開閉により切り替える例えばパイロット方式のタンク側電磁弁１３とが設けられている。湯の通路９には、貯湯槽２内の圧力が許容圧力を超えたときに該圧力を外部に逃がすための過圧逃がし弁８１を備えた圧力逃がし用の通路８０が接続されている。

また、この熱源装置への給水通路８は給水通路８ａと給水通路８ｂとに分岐され、一方側の給水通路８（８ａ）が貯湯槽２の下部側に接続されて、他方側の給水通路８（８ｂ）は、合流部１０で湯の通路９に合流するように形成されている。給水通路８ｂには、給水通路８ｂから合流部１０側へ流れる水の量を可変するための水混合器１４が設けられている。この熱源装置においては、前記合流部１０で合流される湯と水とを混合するミキシング手段が、水混合器１４と前記タンク湯水混合器１２とを有して形成されており、図６はシステム構成図であるために水混合器１４とタンク湯水混合器１２とが離れた位置に記されているが、これらは、合流部１０の付近に設けられていてもよい。また、給水通路８は上水道に接続される。

合流部１０には通路１８が連通し、通路１８には混合サーミスタ２８（２８ａ，２８ｂ）が設けられている。タンクユニット４は、例えばリモコン装置等を用いて設定される給湯設定温度の湯を、湯の通路９と通路１８を通して出湯する機能を有している。通路１８には、補助熱源装置としての給湯器１６の湯水導入側が、湯水導入通路１５を介して接続されており、図６の矢印Ｂに示されるように貯湯槽２から湯の通路９と通路１８を通して送水される（タンクユニット４から送水される）湯は、同図の矢印Ｂ”に示されるように、湯水導入通路１５を介して給湯器１６の給湯回路６２に導入される。

給湯器１６の給湯回路６２は、給湯バーナ６１の燃焼熱により加熱される給湯熱交換器１７を備えており、同図において、給湯熱交換器１７は、給湯バーナ６１の燃焼ガスの顕熱を吸収するメインの熱交換器１７ａと、該メインの熱交換器１７ａの上流側（湯の流れの上流側）に設けられて給湯バーナ６１の燃焼ガスの潜熱を回収する潜熱回収用熱交換器１７ｂとを有する。このように潜熱回収用熱交換器１７ｂを設ける構成とすると、熱効率の高い給湯器１６を形成できるために好ましい。

また、同図には図示されていないが、例えば給湯バーナ６１をガスバーナにより形成する場合、給湯バーナ６１に燃料ガスを供給するガス供給通路が設けられ、ガス供給通路にはガス供給通路を通しての給湯バーナ６１への供給の有無を制御するガス開閉弁（ガス電磁弁）とその供給量を調節するためのガス比例弁とが設けられる。また、その他にも給湯バーナ６１への空気の給排気を行う燃焼ファン等の適宜の構成要素（図示せず）が設けられ、その構成要素を制御することにより給湯熱交換器１７の加熱制御が行われる。

給湯回路６２の入口側の通路には、流量検出手段４２が設けられており、給湯熱交換器１７の出側の通路には、給湯熱交換器１７の出側の温度（出側の通路を通る湯温）を検出する給湯熱交出側温度検出手段６７が設けられ、さらに、その下流側には、給湯回路６２を通して給湯される湯の温度（給湯温度）を検出する給湯温度検出手段７６が設けられている。給湯回路６２の出側には給湯通路１９が設けられており、流量検出手段４２は、給湯通路１９を通して給湯される給湯流量を検出する。

また、給湯回路６２には、給湯回路６２に導入される湯水を給湯熱交換器１７に通さずに通路１８側に導出するためのバイパス通路６８が設けられている。バイパス通路６８の容量は給湯熱交換器１７の容量に比べると格段に小さく、一例としてあげると、給湯熱交換器１７のメインの熱交換器１７ａの容量が０．６リットル、潜熱回収用熱交換器１７ｂの容量が０．７リットルに対し、バイパス通路６８の容量は０．０６リットル程度である。なお、図６は、模式的なシステム図であり、メインの熱交換器１７ａと潜熱回収用熱交換器１７ｂとバイパス通路６８の大きさは、それぞれの容量と対応してはいない。

バイパス通路６８には例えばステッピングモータを備えたバイパスサーボ６９が設けられており、バイパスサーボ６９の制御によって、給湯回路６２に導入される湯水の給湯熱交換器１７側への流通割合とバイパス通路６８側への流通割合とが予め定められる割合変化範囲内で制御される構成と成している。

例えばバイパスサーボ６９の制御により、例えばバイパス比（給湯熱交換器１７側とバイパス通路６８側との比）を１：０として、給湯回路６２に導入された湯水を例えば１００％給湯熱交換器１７側に通すことができるし、バイパス比を１：３．５になるような割合で、バイパス通路６８側に多く分岐させて通すこともできる。バイパスサーボ６９の制御による給湯熱交換器１７側とバイパス通路６８側との比は、例えば１：０〜１：３．５といった予め定められるバイパス割合変化範囲内の適宜の値となるように適宜可変設定される。

熱源装置は、湯の通路９側から給湯器１６の給湯回路６２に導入される湯を給湯熱交換器１７で加熱（追い加熱）して給湯する追い加熱給湯機能と、湯の通路９から給湯回路６２に導入される湯を非加熱のまま給湯回路６２を通して給湯先に給湯する非追い加熱給湯機能とを有している。給湯器１６は、非追い加熱給湯機能の動作時には、給湯回路６２に導入された湯を主にバイパス通路６８に通して給湯する（このようにバイパスサーボ６９を制御する）。

給湯器１６の給湯回路６２を通った湯は、前記追い加熱給湯機能により加熱されながら給湯回路６２を通った湯も前記非追い加熱給湯機能により非加熱のまま給湯回路６２を通った湯も、給湯通路１９を順に通って一つ以上の給湯先に給湯される。なお、同図には図示されていないが、給湯通路１９の先端側には給湯栓（シャワーの操作レバー等も含む）が設けられており、この給湯栓を開くことにより、貯湯槽２に蓄えられていた湯が給水圧を受けて湯の通路９を通り、前記の如く、必要に応じて給水通路８ｂからの水と混合されたり、給湯器１６により追い加熱されたり、あるいは水の混合や追い加熱なしにそのまま給湯される。

また、図示されていないが、給湯器１６には例えば風呂の追い焚き用の回路が設けられ、この回路を利用して浴槽への湯張りや浴槽湯水の追い焚きが可能と成している。

なお、図６の図中、符号２５は入水温度サーミスタ、符号２６は燃料電池１から貯湯槽２へ導入される湯水温検出用のＦＣ高温サーミスタ、符号２７は貯湯槽２から燃料電池１側へ導出される湯水温検出用のＦＣ低温サーミスタをそれぞれ示し、符号２９は給水流量センサ、符号５０，５１は逆止弁、５２〜５７はバルブ、５８は低温感知サーミスタ、５９，６０はフィルタ、８２はオーバーフロー通路、８３は排水電磁弁、８４は排水通路をそれぞれ示している。

図６に示す熱源装置には、図示されていない制御装置が設けられており、制御装置には、タンク湯水混合器１２を制御して湯の通路９から合流部１０側に流れる湯の流量を制御すると共に、水混合器１４を制御して給水通路８ｂから合流部１０側に流れる水の流量を制御し、合流部１０で適宜の温度の混合湯水が形成されるようにするミキシング流量制御手段が設けられている。

このミキシング流量制御手段は、給湯停止時には例えばタンク側電磁弁１３を閉じて湯の通路９から合流部１０側に流れる湯（貯湯槽２から出湯される湯）の流量がゼロとなる状態にする。そして、給湯通路１９の先端側に設けられている給湯栓が開かれると水の流れが給水流量センサ２９により検出されるので、ミキシング流量制御手段は、その検出信号を受けてタンク側電磁弁１３を開け、タンク湯水混合器１２の制御により、図６の矢印Ｂに示されるように湯の通路９から合流部１０側に流れる湯の流量を調節すると共に、水混合器１４の制御により、図６の矢印Ｂ’に示されるように給水通路８ｂから合流部１０側に流れる水の流量を調節し、合流部１０で形成される混合湯水の温度が例えば給湯設定温度と同程度に設定される混合設定温度になるようにする。

なお、貯湯槽２内に貯湯されている湯水には、例えば図７の模式図に示されるような温度の層Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃが形成されるものであり、貯湯槽２の上部側の層（高温層）Ｗａには燃料電池１の発電時に生じる排熱によって加熱された高温Ｔａ（例えば６０℃）の湯が貯湯され、貯湯槽２の下部側の層（低温層）Ｗｃには貯湯槽２内に給水される給水温度と同じ温度Ｔｃ（例えば１５℃）の水が貯水されており、その間に、温度Ｔａから温度Ｔｃまでの急な温度勾配を持つ層（温度中間層）Ｗｂがある。したがって、層Ｗａの湯が無くなると湯の代わりに冷たい水が湯の通路９から送水されることがあるが、説明の都合上、特に断らない限り、湯の通路９からは湯が出湯されて前記合流部１０に合流されるという表現を用いる。

例えば図７に示されるように、貯湯槽２内の湯水において、例えば層Ｗａと層Ｗｂとの境界が貯湯槽内湯水温検出手段５ａの配設領域よりも下にあり、貯湯槽内湯水温検出手段５ａの検出温度が給湯設定温度より例えば５℃高く設定される閾値より高い温度のときには、貯湯槽２から出湯される湯の温度は例えば６０℃といったほぼ一定の値である。

そこで、前記ミキシング流量制御手段は、混合サーミスタ２８（２８ａ，２８ｂ）の検出温度と混合設定温度との差に基づいて（偏差に応じ）、混合サーミスタ２８（２８ａ，２８ｂ）の検出温度が混合設定温度になるようにタンク湯水混合器１２と水混合器１４を制御することによって、湯の通路９から合流部１０側に流れる湯の流量と給水通路８ｂから合流部１０側に流れる水の流量とを調節する制御を行う。なお、ミキシング流量制御手段は、ミキシング流量制御に際し、フィードフォワード制御を行わずにフィードバック制御のみを行うようにしてもよい。

そして、このようなキシング流量制御手段による制御によって、合流部１０で形成される混合湯水の温度が混合設定温度（例えば給湯設定温度と同じ温度またはその近傍温度）とされると、その混合湯水は、図６の矢印Ｂ”に示されるように、合流部１０から湯水導入通路１５を通して給湯器１６に導入されるが、このとき、給湯器１６において給湯熱交換器１７による加熱は行われずに（前記非加熱給湯機能の動作によって）、通路１８と給湯通路１９を通して給湯先に給湯される。

一方、貯湯槽内湯水温検出手段５ａの検出温度が前記閾値以下で、ミキシング流量制御手段による流量制御のみでは、給湯設定温度と同等の温度に設定される混合設定温度の湯を給湯することができない場合には、例えば混合設定温度を給湯設定温度より低い温度に設定する。一例として、混合設定温度を給湯設定温度から給湯器１６のＭＩＮ号数（最小燃焼号数）で給湯流量の水を加熱したときに上昇する温度分を差し引いた値まで下げ、その混合湯水を給湯器１６の前記追い加熱給湯機能の動作によって給湯熱交換器１７により加熱することにより給湯設定温度の湯が作り出され、この湯が給湯通路１９を通して給湯先に給湯される。また、タンクユニット４側からは給湯器１６側に湯水を供給せずに、給水通路８ｂから給湯器１６側に供給される水を給湯熱交換器１７により加熱して給湯設定温度の湯を作り出し、給湯先に給湯することも必要に応じて行われる。

なお、従来の貯湯槽２を備えた熱源装置においては、タンクユニット４と給湯器１６とが隣接配置されたタイプ（一体型）の熱源装置が用いられていたが、開発中の熱源装置は、タンクユニット４と給湯器１６と燃料電池１とをそれぞれ個別に配置し、互いに配管により接続する個別配置型の熱源装置も可能とするものである。このようにすると、例えば複数種あるタンクユニット４のうち、利用者が必要な容量の貯湯槽２を備えたタンクユニット４を選択し、そのタンクユニット４と、複数種ある給湯器１６のうち選択された給湯器１６と、複数種ある燃料電池１のうち選択された燃料電池１とを組み合わせるといったことができ、バリエーションを増やすことができる。また、前記のような個別配置型の熱源装置は、既設の給湯器１６にタンクユニット４等を接続して熱源装置を形成することもできるといったメリットもある。

特許第３７２８２６５号公報

ところで、図６に示したような熱源装置において、貯湯槽２内に前記閾値より高い温度の湯が貯湯されている場合等、実質的に給湯設定温度以上（例えば湯が貯湯槽２から給湯器１６を通って給湯先に給湯されるまでに冷える分以上、給湯設定温度よりも例えば０．５℃といった温度以上高い温度）の湯が貯湯されている場合には、貯湯槽２から給湯器１６に送られる湯を非加熱で（給湯器１６の給湯熱交換器１７による追い加熱を行わずに）給湯することが可能であるが、このように貯湯槽２内の湯温が高い場合でも、熱源装置設置後の初めての給湯や、給湯停止から例えば８．５分以上といった時間が経過してからの再出湯時等のように湯水導入通路１５や給湯器１６内の管路が冷えている場合等は、これらの管路内の水を加熱することが必要となる。特に冬場では配管の冷えが激しいので前記給湯停止からの時間が３分以下であっても影響が大きい。

また、特に、湯水導入通路１５が長い場合には、貯湯槽２から給湯器１６に送られる湯が給湯器１６に到達するまでの時間が長くなるため、利用者が給湯栓を開いてからなるべく早く給湯設定温度の湯を給湯するためには、給湯が開始されたときに給湯器１６の給湯バーナ６１を燃焼させて迅速に湯を形成することが重要となる。そして、給湯器１６に貯湯槽２から送水される湯が到達する適切なタイミングで給湯バーナ６１の燃焼停止を行うことが重要であると考えられる。

しかしながら、図６に示したようなシステム構成の熱源装置においては、給湯器１６に導入される湯水の温度を検出する温度センサが設けられておらず、予め定められた手法を用いて給湯器１６に導入される湯水の温度を給水温度演算値（認識値）として演算により求めており、その求めた温度に基づき給湯器１６に貯湯槽２から実質的に給湯設定温度の湯が到達したと判断されたときに給湯バーナ６１の燃焼を停止する制御を試みたが、十分に満足のいく結果が得られなかった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、主熱源の下流側に補助熱源装置の湯水導入側を設けた熱源装置において、給湯開始時に主熱源からの湯を補助熱源装置に送って給湯する際の給湯温度の安定化を図ることができる熱源装置を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために、次の構成をもって課題を解決する手段としている。すなわち、第１の発明は、湯を出湯する機能を有する主熱源を有し、該主熱源から出湯される湯の通路の下流側には給湯熱交換器を備えた補助熱源装置の給湯回路の湯水導入側が接続されており、前記補助熱源装置には、前記給湯回路の湯水導入側に導入される湯水の温度を検出する給水温度検出手段と、前記給湯熱交換器を加熱する給湯バーナと、該給湯バーナの燃焼制御を行う燃焼制御手段と、前記給湯熱交換器の出側の温度を検出する給湯熱交出側温度検出手段と、前記給湯回路に導入される湯水を前記給湯熱交換器に通さずに前記給湯回路から導出するためのバイパス通路と、該バイパス通路に設けられるバイパスサーボとが設けられて、該バイパスサーボがバイパスサーボ制御手段により制御されて前記給湯回路に導入される湯水の前記給湯熱交換器側への流通割合と前記バイパス通路側への流通割合とが予め定められるバイパス割合変化範囲内で制御される構成を有しており、給湯が開始されたときに給湯設定温度の湯を前記主熱源側から前記補助熱源装置の給湯回路側に送ると共に前記補助熱源装置の前記燃焼制御手段が前記給湯バーナの燃焼を開始させる機能を有して前記給湯回路を通る湯水を前記給湯熱交換器により加熱して給湯しながら前記給水温度検出手段の検出温度を取り込み、該検出温度が前記給湯設定温度と前記給湯熱交出側温度検出手段の検出温度と前記バイパス割合変化範囲における前記バイパス通路側へのバイパス割合の最大値とにより予め求められる値であって前記給湯設定温度よりは低い給水限界温度以上になったときに前記給湯バーナの燃焼を停止して給湯を継続する構成をもって課題を解決するための手段としている。

また、第２の発明は、前記第１の発明の構成に加え、前記補助熱源装置は、給湯熱交換器を通って該給湯熱交換器から出る湯の温度が予め求められる熱交基準温度となるように燃焼制御手段によって給湯バーナの燃焼を制御し、前記給湯熱交換器から出る前記熱交基準温度の湯と該熱交基準温度の湯にバイパス通路を通って合流する湯との割合をバイパスサーボ制御手段がバイパスサーボの制御によって可変することにより前記給湯熱交換器の湯が給湯されるように制御する給湯温度制御構成を有することを特徴とする。

さらに、第３の発明は、前記第１または第２の発明の構成に加え、前記バイパスサーボ制御手段は、給湯バーナを停止した以降はバイパス通路側への流通割合が前記割合変化範囲内で最大となるようにバイパスサーボを制御することを特徴とする。

さらに、第４の発明は、前記第１または第２または第３の発明の構成に加え、前記補助熱源装置の給湯熱交換器は、給湯バーナの燃焼ガスの顕熱を吸収するメインの熱交換器と、該メインの熱交換器の上流側に設けられて前記燃焼ガスの潜熱を回収する潜熱回収用熱交換器とを有し、主熱源から前記補助熱源装置に送られる湯を前記潜熱回収用熱交換器と前記メインの熱交換器に順に通して給湯先に給湯する機能を有しており、主熱源側には該主熱源側から前記補助熱源装置の給湯回路側に送られる湯の温度を調節する送湯温度調節手段が設けられ、熱源装置の試運転時の給湯動作における前記給湯バーナの燃焼開始後の該給湯バーナの燃焼停止以降に検出される給湯熱交出側温度検出手段の検出温度に基づいて、前記給湯バーナの停止時から前記給湯熱交出側温度検出手段の検出温度が給湯設定温度より低下するまでに要する時間と給湯流量とに基づく第１設定容量と、前記給湯熱交出側温度検出手段の検出温度が前記給湯設定温度より低下した後に該給湯設定温度に戻るまでに要する時間と給湯流量とに基づく第２設定容量と、前記メインの熱交換器の出側の温度が前記給湯設定温度より低下した後に該給湯設定温度に戻るまでの温度特性に基づく嵩上げ温度とを前記送湯温度調節手段の温度調節用情報として設定する温度調節情報設定手段を有し、該温度調節用情報に基づいて前記送湯温度調節手段が前記主熱源側から前記補助熱源装置の給湯回路側に送る湯の温度を給湯開始から該湯の容量が前記第１設定容量に達するまでは前記給湯設定温度として前記第１設定容量に達してから前記第２設定容量に達するまでは前記給湯設定温度よりも前記嵩上げ温度高い温度とし、前記第２設定容量に達した以降は前記給湯設定温度とすることを特徴とする。

さらに、第５の発明は、前記第４の発明の構成に加え、前記温度調節情報設定手段は、給湯開始と共に燃焼開始した給湯バーナの燃焼が停止された以降の給湯熱交出側温度検出手段の検出情報を熱源装置の給湯運転毎または予め定められる給湯運転回数毎あるいは予め定められる設定期間毎の予め定められるモニタタイミング毎にモニタして、該モニタ時において前記給湯熱交出側温度検出手段の検出温度が給湯設定温度よりも低下する温度低下領域における前記給湯設定温度との温度差が試運転時における温度低下領域における前記給湯設定温度との温度差に対して予め定められる許容範囲を超えて異なるときには、前記モニタを行った給湯運転の次の給湯運転以降に適用される温度調節用情報の嵩上げ温度を前記温度差の前記許容範囲を超えて異なる程度に応じて変更設定することを特徴とする。

さらに、第６の発明は、前記第４の発明の構成に加え、前記給湯回路を通して給湯される湯の温度を給湯温度として検出する給湯温度検出手段を有し、温度調節情報設定手段は、給湯開始と共に燃焼開始した給湯バーナの燃焼が停止された以降に前記給湯温度検出手段によって検出される給湯温度を、熱源装置の給湯運転毎または予め定められる給湯運転回数毎あるいは予め定められる設定期間毎の予め定められるモニタタイミング毎にモニタして、該モニタ時の前記給湯温度検出手段の検出温度が給湯設定温度に対して予め定められている許容範囲を超えて異なる温度となったときには前記モニタを行った給湯運転の次の給湯運転以降に適用される温度調節用情報の嵩上げ温度を前記給湯温度の前記許容範囲を超えて異なる程度に応じて変更設定することを特徴とする。

さらに、第７の発明は、前記第４または第５または第６の発明の構成に加え、前記補助熱源装置の湯水導入側には主熱源から出湯される湯の通路の他に給水通路が接続されており、主熱源と補助熱源装置の給湯回路の湯水導入側とが接続用配管を介して接続されていて該接続用配管の長さが予め与えられる設定長さより短い場合には、給湯が開始されたときに前記主熱源側から前記補助熱源装置の給湯回路側に湯を送る代わりに給湯開始から予め定められている水導入時間が経過するまでの間は前記給水通路から前記補助熱源装置に水を導入し、前記水導入時間が経過した以降に前記湯の通路を通して前記主熱源から出湯される湯を前記補助熱源装置に導入する給湯開始時導入湯水可変手段を有することを特徴とする。

さらに、第８の発明は、前記第１乃至第７のいずれか一つの発明の構成に加え、前記主熱源は貯湯槽を有して該貯湯槽から出湯される湯の通路と給水通路とが合流する合流部が設けられ、該合流部で合流される湯と水とを混合するミキシング手段と、該ミキシング手段により混合されて形成された湯を補助熱源装置に導入する湯水導入通路と、前記ミキシング手段を制御することにより前記合流部に流れる湯の流量と水の流量を制御するミキシング流量制御手段とを有し、該ミキシング流量制御手段に送湯温度調節手段が指令を加えて前記主熱源から前記補助熱源装置側に送られる湯の温度を調節することを特徴とする。

本発明によれば、湯を出湯する機能を備えた主熱源から出湯される湯の通路の下流側に、給湯熱交換器を備えた補助熱源装置の給湯回路の湯水導入側を接続し、前記主熱源から送られる湯を補助熱源装置の給湯回路を通して給湯するが、給湯が開始されたときに補助熱源装置内の給湯バーナの燃焼を開始させる機能を有しており、例えばコールドスタート時等、補助熱源装置の給湯回路内の湯水や主熱源と補助熱源装置とを接続する通路（管路）内の湯水が給湯設定温度より低い場合でも、その湯水を前記給湯バーナ燃焼により給湯熱交換器で加熱して給湯設定温度またはその近傍温度まで高めて給湯することができる。

また、前記のように給湯が開始されたときに補助熱源装置内の給湯バーナの燃焼を開始させると共に、給湯設定温度の湯を前記主熱源側から前記補助熱源装置の給湯回路側に送る動作を行う場合、補助熱源装置の燃焼制御手段は給水温度検出手段の検出温度（給湯回路の湯水導入側に導入される湯水の温度）を取り込み、該検出温度が給湯設定温度より低い給水限界温度以上になったときに前記給湯バーナの燃焼を停止するため、的確なタイミングで給湯バーナを燃焼停止して給湯を継続することができ、主熱源から補助熱源装置に到達した湯を余分に加熱することにより生じる給湯温度のオーバーシュートを防ぐことができる。

つまり、前記給水限界温度は、給湯設定温度と、給湯熱交出側温度検出手段の検出温度と、バイパス割合変化範囲における前記バイパス通路側へのバイパス割合の最大値とにより予め求められる値であって、給湯設定温度よりも低い温度であるが、前記給水限界温度を求めるための情報（例えば演算式）は、例えば実験やシミュレーション等によって得て与えられるものであり、この温度の湯水が補助熱源装置に導入された時に給湯バーナの燃焼を停止することにより給湯温度のオーバーシュートの発生を抑制できる温度を給水限界温度として求められるように、与えられるものである。したがって、給水温度検出手段の検出温度が給水限界温度以上になったときに給湯バーナの燃焼を停止することによって、非常に的確なタイミングで給湯バーナ燃焼を停止させ、主熱源から補助熱源装置に到達した湯を余分に加熱することにより生じる給湯温度のオーバーシュートを防ぐことができる。

また、補助熱源装置の給湯バーナの燃焼を停止した以降も、給湯熱交換器が冷え切るまでの間は、給湯熱交換器の保有熱量によって給湯熱交換器を通る湯水が加熱されるものであり、給湯熱交換器の保有熱量は給湯バーナの燃焼量に応じて変わるものである。そのため、本発明において、給湯熱交換器を通って該給湯熱交換器から出る湯の温度が予め求められる熱交基準温度となるように燃焼制御手段によって給湯バーナの燃焼を制御し、前記給湯熱交換器から出る前記熱交基準温度の湯と該熱交基準温度の湯にバイパス通路を通って合流する湯との割合をバイパスサーボの制御によって可変することにより前記給湯熱交換器の湯が給湯されるように制御すると（このような給湯温度制御構成を設けると）、給湯設定温度に因らず給湯熱交換器の燃焼停止後の保有熱量を一定の値とすることができる。

つまり、上記構成の給湯温度制御構成を設けることにより、給水限界温度を給湯設定温度に左右されない値とすることができ、給水温度検出手段の検出温度が給水限界温度以上になったときに給湯バーナの燃焼を停止して給湯を継続することにより、給湯温度を安定化することができる。

さらに、本発明において、給湯バーナを停止した以降はバイパス通路側への流通割合が前記割合変化範囲内において最大となるようにバイパスサーボを制御し、主熱源からの湯を主にバイパス通路側を通して給湯することにより、給湯熱交換器の熱の単位時間当たりの影響を受けにくい状態で給湯することができ、給湯温度の安定化を適切に行うことができる。

また、補助熱源装置の給湯熱交換器が、給湯バーナの燃焼ガスの顕熱を吸収するメインの熱交換器と、該メインの熱交換器の上流側に設けられて前記燃焼ガスの潜熱を回収する潜熱回収用熱交換器とを有する補助熱源装置が近年多く用いられるようになり、このようなタイプの補助熱源装置は熱効率を向上できるメリットがある。

ただし、このようなタイプの補助熱源装置においては、主熱源から補助熱源装置に送られる湯が潜熱回収用熱交換器を通った後に下流側のメインの熱交換器を通って導出され、前記バイパス通路側を通って導出される湯水と合流して給湯回路から出て給湯されるため、以下に述べるように、給湯熱交換器側を通る湯水とバイパス通路側を通る湯水の温度の時間的変化をそれぞれ考慮する必要がある。そこで、その考慮を行った上での以下のような制御を行うことにより、以下に述べるように、補助熱源装置の給湯バーナ停止後の給湯温度の安定化を図ることができる。

つまり、本発明においては、前記の如く、給湯開始時に燃焼開始した補助熱源装置の給湯バーナを、給水温度検出手段の検出温度が前記給水限界温度以上になったときに給湯バーナの燃焼を停止するが、このとき、バイパス通路内の湯水は加熱されていない低めの温度の湯水である。一方、給湯熱交換器を前記のように潜熱回収用熱交換器とメインの熱交換器を有する構成とすると、給湯熱交換器のメインの熱交換器においては、出口側の湯の温度が例えば高い温度に設定される前記熱交基準温度であり、入口側の温度は、潜熱回収用熱交換器で加熱されてはいるが、潜熱回収用熱交換器とメインの熱交換器で上昇する温度の例えば１４％位（＝４／２８位）しか加熱されていない低めの温度（ほぼ加熱されていない低めの温度）の湯水温度となっている。

そして、この給湯バーナの燃焼停止直後には給湯熱交換器のメインの熱交換器は熱いままであり（保有熱量が大きく）、例えば給湯バーナの燃焼停止時に、給湯回路に導入される湯水のうちバイパス通路側を通して給湯する流量をバイパスサーボの制御によるバイパス割合の変化範囲内で最大にする（例えば給湯熱交換器側とバイパス通路側とのバイパス比を１：３．５にする）といったように、給湯回路に導入される湯水のバイパス通路側への流量を増やすと、（通常は、燃焼中は給湯熱交換器側への流量比が大きいので）熱い状態のメインの熱交換器を通る湯の流量が給湯バーナの燃焼中よりは小さくなるが、メインの熱交換器から導出される湯の温度が給湯設定温度よりもまだ高く、その高めの温度の湯と前記バイパス通路から導出される加熱されていない低めの温度の湯水とがバイパス通路の出口側で合流することにより、ほぼ給湯設定温度として給湯回路から給湯することができる。なお、本明細書において、ほぼ給湯設定温度とは、給湯設定温度またはその近傍の温度をいう。

なお、通常、バイパス通路の容量は給湯熱交換器の容量に比べて小さく形成され、かつ、給湯バーナの燃焼停止後にバイパス通路側への流量が大きくされるので、給湯バーナの燃焼停止時にバイパス通路の中にあった低めの温度の湯水は直ぐに全てバイパス通路から導出される。

また、補助熱源装置の給湯熱交換器がメインの熱交換器と潜熱回収用熱交換器とを有する構成の本発明において、例えば熱源装置の試運転を行う試運転モードの給湯動作時に、給湯開始と共に燃焼開始した給湯バーナの燃焼が停止された以降の給湯熱交出側温度検出手段の検出情報を検出し、該検出情報に基づき、温度調節情報設定手段が送湯温度調節手段による温度調節用情報として設定することが行われる。

その設定事項の一つとして、前記給湯熱交出側温度検出手段の検出温度が前記給湯バーナの停止時から前記給湯設定温度より低下するまでに要する時間と給湯流量とに基づいて第１設定容量を設定し、主熱源から補助熱源装置側に送る湯の温度を該湯の容量が該第１設定容量に達するまでは給湯設定温度とする制御を行うと、前記バイパス通路の中にあった低めの温度の湯水が導出された後に、バイパス通路には、給湯バーナの燃焼停止から少し遅れて、主熱源側から給湯回路の湯水導入側に到達した給湯設定温度の湯が導入され、この湯がバイパス通路を通って導出される。

一方、給湯熱交換器側では、給湯バーナの燃焼停止後に、メインの熱交換器の出口側にあった湯が導出された後、その湯よりはメインの熱交換器の入口側に近い位置にあった湯がメインの熱交換器から導出されていくといった如く、前記第１設定容量の湯が補助熱源装置に導入されるまでの間、メインの熱交換器の保有水量の湯が、順次、メインの熱交換器から導出されていく。このようにして、メインの熱交換器から導出される湯の温度は、（例えば給湯バーナの燃焼停止直後にメインの熱交換器を通って導出される湯によってメインの熱交換器の保有熱量が奪われていくこと等により）給湯バーナの燃焼停止直後にメインの熱交換器を通って導出される湯に比べると低くなっていくが、給湯設定温度より高めの温度である。

そして、この給湯熱交換器側から導出される給湯設定温度よりも高めの温度の湯が、バイパス通路を通って導出される給湯設定温度の湯と合流することになるが、前記の如く、給湯バーナの燃焼停止後に給湯熱交換器側とバイパス通路側とのバイパス比を例えば１：３．５にする等、バイパス通路側を通る湯の流量を給湯熱交換器側を通る湯の流量よりも多くすることにより、合流されて給湯回路から出る湯の温度は給湯設定温度よりは高めであるものの、その温度差を小さくすることができ（例えば２℃以下といった許容範囲にすることができ）、給湯設定温度に近い湯を給湯回路から給湯することができる。

また、第１設定容量の湯が導入された後には、給湯設定温度よりも予め定められる嵩上げ温度高い温度の湯がバイパス通路側と給湯熱交換器側にそれぞれ導入される。なお、この設定温度よりも嵩上げ温度高い温度の湯は、前記給湯熱交出側温度検出手段の検出温度が前記給湯設定温度より低下した後に該給湯設定温度に戻るまでに要する時間と給湯流量とに基づいて設定される第２設定容量だけ補助熱源装置に導入されることになる。

ここで、バイパス通路に導入された給湯設定温度よりも嵩上げ温度高い温度の湯は直ぐにバイパス通路を通って導出されるが、給湯熱交換器側おいては、このとき、給湯バーナの燃焼停止時に潜熱回収用熱交換器内にあった湯がメインの熱交換器を通って導出され、バイパス通路から導出される湯と合流する。

この給湯バーナの燃焼停止時に潜熱回収用熱交換器内にあった給湯設定温度よりも低めの温度の湯は、メインの熱交換器を通るときに、その残留熱量によって多少温められるものの給湯設定温度よりもだいぶ低い温度だが、このときにバイパス通路を通って導出される湯が給湯設定温度よりも前記嵩上げ温度高い温度の湯であるため、これらの湯が合流されて給湯回路を通って給湯される湯の温度が給湯設定温度よりも低くなることを防ぐことができ、ほぼ給湯設定温度の湯の給湯を可能とすることができる。

その後、第２設定容量の湯の補助熱源装置への導入が終了する頃には、給湯熱交換器側では、給湯バーナの燃焼停止時に給湯熱交換器側に保有されていた湯は全て給湯回路を通って給湯され、主熱源から補助熱源装置に送られた給湯設定温度の湯が給湯熱交換器を通って導出された後、給湯設定温度より前記嵩上げ温度高い温度の湯が給湯熱交換器を通って導出され、その後、給湯設定温度の湯が導出される。

一方、バイパス通路側では、第２設定容量の湯の補助熱源装置への導入が終了する頃には、主熱源から補助熱源装置に送られる給湯設定温度の湯がバイパス通路側を通って導出されるので、前記給湯熱交換器側から導出される給湯設定温度または給湯設定温度より前記嵩上げ温度高い温度の湯とバイパス通路側から導出される給湯設定温度の湯とが例えば１：３．５の割合で合流して給湯されることになり、給湯回路から給湯される湯の温度（給湯温度）は、給湯設定温度または給湯設定温度よりやや高めであるものの給湯設定温度に近い温度の湯が給湯される。以上のことから、メインの熱交換器と潜熱回収用熱交換器とを有する補助熱源装置において、前記構成により、給湯温度のオーバーシュートのみならずアンダーシュートも的確に抑制できる。

なお、補助熱源装置において、より詳細に述べれば、給湯回路には、湯水導入口からバイパス通路の入口までの通路があり、潜熱回収用熱交換器とメインの熱交換器とを有する構成においては、バイパス通路の入口と潜熱回収用熱交換器の入口との間の通路、メインの熱交換器の出口とバイパス通路の出口との間の通路が形成されていることが一般的であり、各通路を湯水が通るが、通常、各通路の容量は給湯熱交換器の容量に比べて小さく、影響は小さい。

また、熱源装置に導入される湯水の温度等は例えば季節の違いによる外気温度の違い等によって変動するものであるため、試運転時に、給湯バーナの燃焼開始後に該給湯バーナの燃焼が停止された以降の前記給湯熱交出側温度検出手段の検出情報を検出して、その検出情報に基づいて嵩上げ温度を設定しても、実際の給湯運転時には前記熱源装置への導入湯水温度の違い等によって、前記のように、送湯温度調節手段が第１設定容量の湯を送った後に、第２設定容量の湯を給湯設定温度よりも嵩上げ温度高い温度の湯として送るようにしても、前記のような給湯温度の安定化を十分に行えない可能性もある。

それに対し、温度調節情報設定手段は、給湯開始と共に燃焼開始した給湯バーナの燃焼が停止された以降の給湯熱交出側温度検出手段の検出情報を熱源装置の給湯運転毎または予め定められる給湯運転回数毎あるいは予め定められる設定期間毎の予め定められるモニタタイミング毎にモニタし、該モニタ時において前記給湯熱交出側温度検出手段の検出温度が給湯設定温度よりも低下する温度低下領域における前記給湯設定温度との温度差が、試運転時における温度低下領域における前記給湯設定温度との温度差に対して予め定められる許容範囲を超えて異なるときには前記モニタを行った給湯運転の次の給湯運転以降に適用される温度調節用情報の嵩上げ温度を前記温度差の前記許容範囲を超えて異なる程度に応じて変更することにより、より一層確実に給湯温度の安定化を図ることができる。

なお、前記モニタ時において前記給湯熱交出側温度検出手段の検出温度が給湯設定温度よりも低下する温度低下領域における前記給湯設定温度との温度差が、試運転時における温度低下領域における前記給湯設定温度との温度差よりも低下許容範囲を超えて大きかったとき（つまり温度差が大きかったとき）には、嵩上げ温度を大きくする方向に変更し、その逆に許容範囲を超えて小さかったとき（つまり温度差が小さかったとき）には小さくする方向に変更する。このようにすることで、例えば熱源装置への導入湯水温度の違い等に対応させて嵩上げ温度の変更ができるので、より一層確実に給湯温度の安定化を図ることができる。

また、モニタ時において前記給湯熱交出側温度検出手段の検出温度が給湯設定温度よりも低下する温度低下領域における前記給湯設定温度との温度差が、試運転時における温度低下領域における前記給湯設定温度との温度差に対して予め定められる許容範囲を超えて異なるときには、給湯器等の補助熱源装置の買い替えが行われたことや、隣家が建て替えて設置環境が変わったこと、補助熱源装置の移設により状況が変わった等が考えられるので、以下に述べるような試運転相当運転を行い、温度調節用情報を取得する。

この試運転相当運転は、前記モニタ時において前記給湯熱交出側温度検出手段の検出温度が給湯設定温度よりも低下する温度低下領域における前記給湯設定温度との温度差が、試運転時における温度低下領域における前記給湯設定温度との温度差に対して予め定められる許容範囲を超えて異なった給湯運転の動作終了後において行われるもので、補助熱源装置に設けられる燃焼制御手段の制御に基づき、前回給湯後の再出湯までの時間が長い場合等、貯湯槽等の主熱源側と給湯器等の補助熱源装置側とを接続する接続配管内の湯が冷えていて補助熱源装置に導入される給水温度が低い場合の給湯開始時（コールドスタート時）に行われる運転であり、試運転時と同等の運転である。

この試運転相当運転時に、給湯熱交出側温度検出手段の検出温度が給湯設定温度よりも低下する領域における前記給湯設定温度との温度差の検出を行い、該検出情報に基づき、温度調節情報設定手段が送湯温度調節手段による温度調節用情報として設定する。これにより、温度調節用情報を更新すると共に、第１設定容量、第２設定容量等も更新を行う。前記試運転相当運転も含めて試運転とすることが好ましい（つまり、試運転相当運転が行われたときには、このデータを試運転におけるデータとして更新していき、その更新データと前記モニタ時のデータとの比較を行うとよい）。

また、給湯回路を通して給湯される湯の温度を給湯温度として検出する給湯温度検出手段を設け、温度調節情報設定手段は、給湯開始後に給湯バーナの燃焼が停止された以降に前記給湯温度検出手段によって検出される給湯温度を、熱源装置の給湯運転毎または予め定められる給湯運転回数毎あるいは予め定められる設定期間毎の予め定められるモニタタイミング毎にモニタして、前記給湯温度検出手段の検出温度が給湯設定温度に対して予め定められている許容範囲を超えて異なる温度となったときには前記モニタを行った給湯運転の次の給湯運転以降に適用される温度調節用情報の嵩上げ温度を変更設定する（給湯温度検出手段の検出温度が給湯設定温度より許容範囲を超えて高かったときには嵩上げ温度を小さくし、給湯温度検出手段の検出温度が給湯設定温度より許容範囲を超えて低かったときには嵩上げ温度を大きくする）ようにしても、前記と同様に、例えば熱源装置への導入湯水温度の違い等に対応させて嵩上げ温度の変更ができるので、より一層確実に給湯温度の安定化を図ることができる。

さらに、給湯熱交換器がメインの熱交換器と潜熱回収用熱交換器とを有する補助熱源装置の湯水導入側には、主熱源から出湯される湯の通路の他に給水通路を接続し、主熱源と補助熱源装置の給湯回路の湯水導入側とを接続する接続用配管の長さが予め与えられる設定長さより短い場合には、給湯開始から予め定められている水導入時間が経過するまでの間は前記給水通路から前記補助熱源装置に水を導入し、前記水導入時間が経過した以降に前記湯の通路を通して前記主熱源から出湯される湯を前記補助熱源装置に導入することにより、以下のように、接続用配管が短い場合でも給湯温度の安定化をより一層的確に図ることができる。

つまり、接続用配管の長さが予め与えられる設定長さ（例えば４ｍ）より短い場合には、給湯開始時に補助熱源装置の給湯バーナの燃焼を開始しても、給湯バーナの燃焼により加熱される給湯熱交換器内の湯が給湯設定温度まで加熱されるよりも主熱源から送られた給湯設定温度の湯が補助熱源装置の給湯回路の湯水導入側に届く時間の方が早くなり、潜熱回収用熱交換器内の湯の温度がより低い状態のときに主熱源からの給湯設定温度の湯が届くことになる。そのため、主熱源から送られた給湯設定温度の湯を、給湯バーナを停止してから主にバイパス通路側に通しても、バイパス通路を通って導出される湯と給湯熱交換器側を通って導出される湯とが合流すると給湯設定温度よりも低くなってしまい、給湯温度の安定化を適切に図ることができなくなることがある。

そこで、給湯バーナの燃焼により加熱される給湯熱交換器内の湯が給湯設定温度あるいは、それより幾分高めの温度まで加熱されてから、主熱源から送られた給湯設定温度の湯が補助熱源装置の給湯回路の湯水導入側に届くように、給湯熱交換器のメインの熱交換器内の湯が給湯設定温度まで加熱される時間と前記接続用配管の長さに応じて（つまり、接続用配管内を通る湯水量に応じて）前記水導入時間を設定し、その水導入時間が経過するまでの間は前記給水通路から前記補助熱源装置に水を導入し、前記水導入時間が経過した以降に前記湯の通路を通して前記主熱源から出湯される湯を前記補助熱源装置に導入することにより、接続用配管が短い場合でも給湯温度の安定化を確実に図ることができる。

さらに、貯湯槽を有する主熱源を設けることにより、例えば太陽熱や燃料電池等の排熱を利用して形成される湯を貯湯槽に貯湯して効率的に利用することができる。そして、貯湯槽を有する主熱源の貯湯槽から出湯される湯の通路と給水通路とを合流部で合流し、合流部には合流される湯と水とを混合するミキシング手段と、該ミキシング手段により混合されて形成された湯を補助熱源装置に導入する湯水導入通路を設けて、前記ミキシング手段を制御することにより前記合流部に流れる湯の流量と水の流量を制御することによって、合流部で形成されて補助熱源装置側に送られる湯の温度を適切に制御することができ、前記の効果によって、給湯温度の安定化を図ることができる。

本発明に係る熱源装置の一実施例の制御構成を示すブロック図である。 実施例の熱源装置のシステム構成例を説明するための説明図である。 実施例の熱源装置の給湯時における給湯バーナ燃焼停止後の給湯熱交換器出口温度と給湯回路入口温度と給湯温度の時間的変化例を示すグラフである。 実施例の熱源装置の給湯時における給湯バーナ燃焼停止後の、バイパス通路に導入される湯の熱量と、給湯バーナの燃焼停止時に給湯熱交換器が保有していた湯が給湯バーナの燃焼後に導出されることによる給湯熱交換器の出側の熱量と、給湯バーナ燃焼停止後に主熱源からの湯が給湯熱交換器に導入されて給湯熱交換器を通って導出されることによる給湯熱交換器の出側の熱量および、これらの熱量の加算量の時間的変化例を説明するための模式的なグラフである。 図４に示した各熱量および熱量の加算量の時間的変化例を、開発中の熱源装置の給湯時において貯湯槽から給湯器に送る湯の温度を給湯設定温度として一定にして給湯した場合について説明するための模式的なグラフである。 開発中の熱源装置のシステム構成例を説明するための説明図である。 貯湯槽内の温度層の分布例を模式的に示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。なお、本実施例の説明において、これまでの説明の例と同一構成要素には同一符号を付し、その重複説明は省略または簡略化する。

図１には、本発明に係る熱源装置の一実施例の要部制御構成がブロック図により示されており、図２には、そのシステム構成が示されている。図２に示されるように、本実施例の熱源装置は、図６に示した熱源装置とほぼ同様のシステム構成を有しているが、本実施例の熱源装置は、給湯器１６に、給湯回路６２の湯水導入側に導入される湯水の温度を検出する給水温度検出手段７１が設けられており、さらに、図１に示される特徴的な制御構成を有している。

同図に示されるように、給湯器１６の制御装置４６は、燃焼制御手段４７、メモリ部７３、バイパスサーボ制御手段７４を有しており、燃焼制御手段４７は、給湯設定温度設定操作手段４５を備えたリモコン装置４３に接続されている。リモコン装置４３は、屋内において、リビングや、浴室、台所、洗面所等の適宜の場所に設置されている。

また、本実施例において、タンクユニット４内の制御装置３３には、ミキシング流量制御手段３５、送湯温度調節手段３６、メモリ部３７、温度調節情報設定手段３８が設けられており、制御装置３３はリモコン装置４３と制御装置４６とに信号接続されている。

給湯設定温度設定操作手段４５は、利用者等により給湯設定温度を設定するための操作手段であり、例えばリモコン装置４３の表面側に設けられている操作ボタン等により形成されている。この給湯設定温度設定操作手段４５により設定された給湯設定温度の値は、タンクユニット４の制御装置３３の送湯温度調節手段３６と温度調節情報設定手段３８と給湯器１６の制御装置４６の燃焼制御手段４７とに加えられる。

流量検出手段４２は、給湯通路１９を通って給湯される給湯流量を検出し、制御装置４６の燃焼制御手段４７に給湯流量の検出流量（検出値）を加える。また、給水流量センサ２９も給湯通路１９を通って給湯される給湯流量を検出し、制御装置３３のミキシング流量制御手段３５に給湯流量の検出流量（検出値）を加える。

燃焼制御手段４７は、熱源装置の初回運転時や、前回給湯後の再出湯までの時間が長い場合等、貯湯槽２側と給湯器１６側とを接続する接続配管内の湯が冷えていて給湯器１６に導入される給水温度が低い場合の給湯開始時（コールドスタート時）や、給湯停止以降に給湯設定温度が大幅に高く変更されたときの再出湯の給湯開始時には、流量検出手段４２により検出される給湯流量が給湯バーナ６１の燃焼のための最低作動流量に達したときに給湯バーナ６１を燃焼開始する構成を有している。そして、後述する判断タイミングにおいて給湯バーナ６１の燃焼を停止させる。

なお、本実施例において、給湯器１６は、給湯熱交換器１７を通って該給湯熱交換器１７から出る湯の温度が予め求められる熱交基準温度（例えば６０℃）となるように燃焼制御手段４７により給湯バーナ６１の燃焼を制御し、給湯熱交換器１７から出る前記熱交基準温度の湯と該熱交基準温度の湯にバイパス通路６８を通って合流する湯との割合を、バイパスサーボ制御手段７４の制御によるバイパスサーボ６９の制御によって可変することにより、給湯熱交換器の湯が給湯されるように制御する給湯温度制御構成を有する。

つまり、バイパスサーボ制御手段７４は、給湯バーナ６１の燃焼中は、給湯設定温度設定操作手段４５による給湯設定温度の設定情報と燃焼制御手段４７の制御情報とを取り込み、給湯熱交換器１７から出る前記熱交基準温度の湯と該湯にバイパス通路６８を通って合流する湯との割合を、バイパスサーボ６９の制御によって可変して、熱交基準温度の湯とバイパス通路を通る湯との混合により給湯設定温度の湯が形成されるようにする。

このようにすると、例えば給湯熱交換器１７を通る湯とバイパス通路６８を通る湯との混合比を略一定として給湯熱交換器１７から出る湯の温度を変えることにより給湯設定温度の湯を形成するものに比して、給湯熱交換器１７の保有熱量を略一定の値にすることができる。なお、給湯熱交換器１７から出る湯の温度を変えて給湯設定温度の湯を形成する構成においては、前記混合比を略一定としてもしななくても、給湯熱交換器１７の保有熱量は、給湯熱交換器１７から出る湯の温度（給湯熱交換器１７により加熱されて形成される湯の温度）によって変化するものであり、給湯熱交換器１７から出る湯の温度が高くなると給湯熱交換器１７の保有熱量も多くなる、といったように給湯熱交換器１７の保有熱量が変化する。

また、本実施例において、給湯バーナ６１を停止した以降は、バイパスサーボ制御手段７４は、バイパス通路６８側への流通割合が前記割合変化範囲内で最大となるように、例えば給湯回路６２に導入された湯水を給湯熱交換器１７側とバイパス通路６８側との比が１：３．５になるような割合で通すようにする。

制御装置３３の温度調節情報設定手段３８は、熱源装置の試運転を行う試運転モードの給湯動作時に、給湯バーナ６１の燃焼開始後に該給湯バーナ６１の燃焼が停止された以降の給湯熱交出側温度検出手段６７の検出情報を検出し、該検出情報に基づき、送湯温度調節手段３６による温度調節情報における以下に述べるファクタを設定し、設定した値をメモリ部３７に格納する。

つまり、温度調節情報設定手段３８は、給湯器１６の燃焼制御手段４７を介して前記試運転モードの給湯動作時の給湯熱交出側温度検出手段６７の検出情報を検出し、給湯熱交出側温度検出手段６７の検出温度が給湯バーナ６１の停止時から前記給湯設定温度より低下するまでに要する時間と給湯流量とに基づく第１設定容量と、給湯熱交出側温度検出手段６７の検出温度が前記給湯設定温度より低下した後に該給湯設定温度に戻るまでに要する時間と給湯流量とに基づく第２設定容量と、メインの熱交換器１７ａの出側の温度が前記給湯設定温度より低下した後に該給湯設定温度に戻るまでの温度特性に基づく嵩上げ温度とを、送湯温度調節手段３６の温度調節用情報として設定し、メモリ部３７に格納する。

一例を挙げると、熱源装置の試運転を行う試運転モードの給湯動作時に、給湯バーナ６１を燃焼開始して給湯熱交換器出側温度検出手段６７の検出温度が６０℃となるように燃焼させた後に、該給湯バーナ６１の燃焼を停止した以降の給湯熱交出側温度検出手段６７による検出温度が図３の特性線ａに示される特性の場合、特性線ａに示される温度が給湯バーナ６１の停止時から給湯設定温度（ここでは４０℃）より低下するまでに要する時間ｔ１’と給湯流量とに基づいて求められる容量を補正した値により第１設定容量が例えば１リットルと設定される。この第１設定容量の湯が給湯器１６内を流れる時間がｔ１となる。なお、熱源装置の試運転を行う試運転モードの時に、ガス等の供給等が間に合わずに、給湯動作なしの試運転が行われる場合があるが、このような時には前記の試運転相当運転を用いて第１設定容量や以下に述べる第２設定容量等を設定する。

また、特性線ａに示される温度給湯設定温度より低下した後に該給湯設定温度に戻るまでに要する時間ｔ２’と給湯流量とに基づいて求められる容量を補正した値により第２設定容量が例えば６リットルと設定される。なお、この第２設定容量の湯が給湯器１６内を流れる時間がｔ２となる。そして、特性線ａに示される温度が給湯設定温度より低下した後に該給湯設定温度に戻るまでの温度特性に基づいて嵩上げ温度Ｔｕは例えば４℃と設定される。

ミキシング流量制御手段３５は、タンク側電磁弁１３とタンク湯水混合器１２と水混合器１４を制御することによって、合流部１０側に出湯通路９から流れる湯の流量と給水通路８ｂから合流部１０側に流れる水の流量を制御し、送湯温度調節手段３６により設定される設定混合温度の混合湯水が合流部１０で形成されるようにするものである。

送湯温度調節手段３６は、温度調節情報設定手段３８によって設定される温度調節情報に基づき、貯湯槽２から出湯される湯と給水通路８ｂからの湯の混合により形成される混合湯水の設定温度（混合設定温度）を設定し、その設定した混合湯水温度の湯が形成されるようにミキシング流量制御手段３５に指令を加えることにより、貯湯槽２側から給湯器１６の給湯回路６２側に送られる湯の温度を調節するものである。

本実施例においては、給湯が開始されたときには、給湯設定温度の湯を貯湯槽２側から給湯器１６の給湯回路側に送ることが行われ、それと共に、前記の如く、給湯器１６の燃焼制御手段４７が給湯バーナ６１の燃焼を開始させて給湯回路を通る湯水を給湯熱交換器１７により加熱して給湯するが、燃焼制御手段４７は、この燃焼制御時に、時々刻々と給水温度検出手段７１の検出温度を取り込み、該検出温度が予め定められる給水限界温度以上になったときに給湯バーナ６１の燃焼を停止する（図１に示されているガス開閉弁４８を閉じ、また、燃焼ファンの停止等の適宜の制御を行う）。なお、給湯バーナ６１の燃焼は停止されても、貯湯槽２側から送られる湯は給湯回路６２を通して給湯先に送られ、給湯は継続される。

本実施例において、前記給水限界温度を求める情報がメモリ部７３に格納されており、給水限界温度は、給湯設定温度と、給湯熱交出側温度検出手段６７の検出温度と、前記バイパス割合変化範囲における前記バイパス通路側へのバイパス割合の最大値（最大バイパス比）とにより、例えば以下の式（１）により予め求められるものである。なお、給湯設定温度よりも給湯熱交換器の出側の温度（給湯熱交出側温度検出手段６７の検出温度）の方が高いので、この式（１）からも分かるように、給水限界温度は給湯設定温度より低い温度である。

給水限界温度＝給湯設定温度＋（給湯設定温度−給湯熱交出側温度検出手段の検出温度）／最大バイパス比・・・（１）

一例を挙げると、給湯設定温度が４０℃、給湯熱交出側温度検出手段の検出温度が６０℃で最大バイパス比が３．５（給湯熱交換器側へのバイパス割合：バイパス通路側へのバイパス割合が１：３．５）の場合には、給水限界温度は、４０＋（４０−６０）／３．５≒３４．３となり、約３４．３℃である。つまり、本実施例では、貯湯槽2側から給湯設定温度の湯が給湯器１６に届く少し前のタイミングで（貯湯槽２と給湯器１６との間の管内に停留していた低温の湯（水）と貯湯槽２側から送られる給湯設定温度の湯との境目近傍で境目よりも手前（給湯器１６寄り）にある給水限界温度の湯が給湯器１６に届くタイミングで）給湯バーナ６１の燃焼を停止することになる。

なお、本実施例において、給湯が開始されたときには、前記の如く、給湯設定温度の湯を貯湯槽２側から給湯器１６の給湯回路６２側に送るが、前記コールドスタート時や給湯停止以降に給湯設定温度が大幅に高く変更されたときの再出湯等の給湯開始時には、送湯温度調節手段３６が、貯湯槽２側から給湯器１６側に送る湯の温度を以下に述べるような特徴的な温度とするようにしている。

つまり、本実施例においては、温度調節情報設定手段３８によって前記第１設定容量と第２設定容量と嵩上げ温度の値が設定されてメモリ部３７に格納されており、送湯温度調節手段３６は、これらの値と給水流量センサ２９による流量検出値とに基づき、貯湯槽２側から給湯器１６の給湯回路６２側に送る湯の温度を、給湯開始から該湯の容量（積算流量）が前記第１設定容量に達するまでは前記給湯設定温度として前記第１設定容量に達してから前記第２設定容量に達するまでは前記給湯設定温度よりも予め定められる嵩上げ温度高い温度とし、前記第２設定容量に達した以降は前記給湯設定温度とする。

なお、以下に述べる説明において、特に断らない限り、給湯開始時とは、前記のような場合、すなわち、コールドスタート時や給湯停止以降に給湯設定温度が大幅に高く変更されたときの再出湯の給湯開始時のことをいうものであり、給湯停止から短時間後に給湯設定温度の大きな変更無しで再出湯される給湯開始時を除くものである。

つまり、前回の給湯停止からの時間が短い場合で、給湯設定温度を大幅に高くする変更がない再出湯時の給湯開始時には、給湯器１６の給湯回路６２内の湯や貯湯槽２と給湯器１６とを接続する接続管路内の湯が貯湯槽２側から送られた給湯設定温度または給湯設定温度近傍の温度であり、このような場合は、給湯器１６の給湯バーナ６１の燃焼も行われず、送湯温度調節手段３６による貯湯槽２側から給湯器１６側に送られる湯の温度設定も前記のように時間に応じて変化させずに、貯湯槽２内の湯温が閾値より高い温度であれば、例えば給湯設定温度の値と同じ値または、それより０．５℃といった温度だけ高めとする。

なお、送湯温度調節手段３６は、貯湯槽内湯水温検出手段５ａの検出温度が前記閾値以下の時には、例えば混合設定温度を給湯設定温度よりも低い適宜の温度に設定する。その場合、その低い温度の湯水を給湯器１６で追い加熱する。また、貯湯槽内湯水温検出手段５ａの検出温度が前記閾値以下の時に、貯湯槽２側からは湯を送らずに、給水通路８ｂからの水を給湯器１６で加熱する制御によって給湯設定温度の湯が給湯されるようにする場合もある。

ミキシング流量制御手段３５は、給水流量センサ２９によって給湯通路１９を通って給湯される給湯流量が検出されたときにタンク側電磁弁１３を開き、タンク湯水混合器１２および水混合器１４の制御による湯の流量と水の流量との制御により、合流部１０で形成される混合湯水の温度が送湯温度調節手段３６により設定される混合設定温度となるようにするものであり、貯湯槽内湯水温検出手段５ａの検出温度が前記閾値より高いときの給湯開始時には給湯設定温度（または給湯設定温度より０．５℃といった温度だけ高めの温度）となるように制御する。

なお、この制御によって形成された湯は、通路１８と湯水導入通路１５を通って給湯器１６の給湯回路６２に導入されるため、この湯を給湯器１６側で追い加熱する必要はないが、この湯が給湯器１６側に到達するまでには時間がかかり、その間は給湯器１６の給湯回路６２内の通路や湯水導入通路１５内の水を給湯熱交換器１７で加熱する必要があるので、前記の如く、給湯バーナ６１の燃焼により給湯回路６２内の通路や湯水導入通路１５内の水を給湯熱交換器１７で加熱する。

そして、燃焼制御手段４７は、給湯バーナ６１の燃焼制御中に時々刻々と給水温度検出手段７１の検出値をモニタし、該検出値（検出温度）が前記給水限界温度（給湯設定温度と給湯熱交出側温度検出手段６７の検出温度とバイパス割合変化範囲における前記バイパス通路６８側へのバイパス割合の最大値とにより予め求められる値であって給湯設定温度よりは低い温度）以上になったときに給湯バーナ６１の燃焼を停止する。この給湯バーナ６１の燃焼停止により余分な追い加熱が行われず、給湯温度のオーバーシュートが生じることを防ぐことができる。

ところで、本実施例において、給湯器１６の給湯熱交換器１７は、メインの熱交換器１７ａと潜熱回収用熱交換器１７ｂとを有しており、給湯開始以降に給湯バーナ６１の燃焼停止が行われたとき、潜熱回収用熱交換器１７ｂ内の湯は、給湯バーナ６１の燃焼中に給湯バーナ６１の燃焼ガスの潜熱を吸収することにより多少は加熱されているものの、給湯設定温度よりはかなり低い温度である。

そのため、前記開発中の熱源装置潜熱回収用熱交換器１７ｂを備えた給湯器１６を適用した場合に、潜熱回収用熱交換器１７ｂ内の湯が給湯バーナ６１の燃焼停止後に給湯されることにより生じる給湯温度のアンダーシュートを防ぐために、本実施例では、前記の如く送湯温度調節手段３６による特徴的な温度調節を行うようにしている。以下、この特徴的な温度調節に伴う、給湯バーナ６１の燃焼停止後の給湯温度の安定化について、図３〜図５を参照しながら説明する。

なお、図３〜図５は、給湯設定温度を４０℃とし、給湯流量を８リットル／分として、給湯開始と共に燃焼開始した給湯バーナ６１の燃焼が停止された後（給水温度検出手段７１の検出温度が前記給水限界温度以上になって給湯バーナ燃焼が停止された後）の温度変化等について求めた実験データおよび、その解析データを示す。

図３の特性線ａは、前記の如く、給湯熱交出側温度検出手段６７の検出温度を示し、特性線ｂは貯湯槽２から給湯器１６に導入される湯の温度、特性線ｃは本実施例の熱源装置の給湯温度（給湯器１６を通って給湯される湯の給湯温度）をそれぞれ示しており、特性線ｄは給湯流量を示している。なお、給湯バーナ６１の燃焼中も給湯流量は８リットル／分としているが、図３の特性線ｄは貯湯槽２から送られた湯の給湯流量（給湯回路６２に導入される湯の流量）を示しており、貯湯槽２からの湯が到達する前の給湯バーナ６１燃焼中の給湯流量は０と記している。給湯流量が０から立ち上がっている時点が、貯湯槽２から給湯設定温度で送られた湯が、給湯バーナ６１の燃焼停止タイミングより少し遅れて給湯器１６に導入されるタイミングを示す。

また、図４において、特性線ａは給湯温度を示しており、図４（ｂ）の特性線ｂおよび図４（ａ）の領域ｂはバイパス通路６８の入側における熱量、図４（ｂ）の特性線ｃおよび図４（ａ）の領域ｃは給湯バーナ６１の燃焼停止時に給湯熱交換器１７（メインの熱交換器１７ａおよび潜熱回収用熱交換器１７ｂ）内にあった湯が給湯バーナ６１の燃焼停止後に、メインの熱交換器１７ａと潜熱回収用熱交換器１７ｂの順に給湯熱交換器１７から導出されることによる給湯熱交換器１７の出側の熱量、図４（ｂ）の特性線ｄおよび図４（ａ）の領域ｄは、給湯バーナ６１の燃焼停止後に給湯熱交換器１７に導入された貯湯槽２からの湯が給湯熱交換器１７を通って給湯熱交換器１７から導出されることによる給湯熱交換器１７の出側の熱量をそれぞれ示している。

図４（ｂ）の特性線ｂ〜ｃは、各熱量を個別に示し、図４（ａ）においては、その熱量を領域として加算した図を示しており、その詳細については後述するが、いずれも、熱量を示す一般的な単位ではなく湯の温度に相当する値として計算したものであり、図４（ａ）、（ｂ）のＡで示した点が給湯設定温度に対応する。

本実施例においては、前記の如く給湯開始時に給湯バーナ６１を燃焼させた後、給水温度検出手段７１の検出温度が前記給水限界温度以上になったときに給湯バーナ６１の燃焼を停止するが、この時、バイパス通路６８内の湯水は加熱されていない低めの温度の湯水である。一方、給湯熱交換器１７のメインの熱交換器１７ａにおいては、出口側の湯の温度はほぼ６０℃であり、入口側の温度は出口側の温度よりもやや低めの温度となっており、潜熱回収用熱交換器１７ｂ内の湯の温度はその温度よりもかなり低い温度となっている。

また、給湯バーナ６１の燃焼停止直後には給湯熱交換器１７のメインの熱交換器１７ａは熱いままであり、給湯バーナ６１の燃焼停止時に、給湯回路６２に導入される湯水のバイパス通路６８側への分岐割合（バイパス比に対応）を増やすと、熱い状態のメインの熱交換器１７ａを通る湯の流量が給湯バーナ６１の燃焼中より小さくなることから、図３の特性線ａに示されるように、メインの熱交換器１７ａから導出される湯の温度が給湯バーナ６１の燃焼停止後には６０℃よりも高くなり、その高めの温度の湯がメインの熱交換器１７ａを通って導出され、その後、メインの熱交換器１７ａから導出される湯の温度は、給湯バーナ６１の燃焼停止直後に比べて少しずつ低下していく。

その後、給湯バーナ６１の燃焼停止時にメインの熱交換器１７ａが保有していた水量の湯が全て導出されると、給湯バーナ６１の燃焼停止時に潜熱回収用熱交換器１７ｂ内にあった湯が導出されることから、湯の温度は給湯設定温度よりもかなり低くなる。図４（ｂ）の特性線ｃは、このように、給湯バーナ６１の燃焼停止時に給湯熱交換器１７が保有していた湯が給湯熱交換器１７側から導出されることによる湯の熱量が温度に相当する値により示されており、この値は、図３の特性線ａに示した給湯熱交換出口温度に基づき、給湯熱交換出口温度×給湯熱交換器１７側の前記分岐率（ここでは０．２２）により求めている。

一方、給湯バーナ６１の燃焼停止時に、バイパス通路６８内の湯水は加熱されていない低めの温度の湯水であるが、バイパス通路６８の容量は例えば０．０６リットルで給湯熱交換器１７の容量に比べて小さく、かつ、給湯バーナ６１の燃焼停止後に給湯器１６の給湯回路６２に導入されて給湯熱交換器１７側とバイパス通路６８側とに分岐される分岐比（バイパス比）が１：３．５とされるので、給湯バーナ６１の燃焼停止時にバイパス通路６８の中にあった低めの温度の湯水は直ぐにバイパス通路６８を通過し、バイパス通路６８から導出される。その後、バイパス通路６８には、給湯バーナ６１の停止タイミングより少し遅れて（給湯バーナ６１の停止タイミングと貯湯槽２からの湯の給湯器１６への到達タイミングとの時間差の経過後に）、貯湯槽２から給湯器１６に到達した湯が導入されて、その湯がバイパス通路６８を通り導出されるが、バイパス通路６８を通過する時間は前記の如く短い。

つまり、図４（ｂ）の特性線ｂには、バイパス通路６８に導入される湯の熱量が湯の温度に相当する値により示されており、この値は、貯湯槽２側から給湯器１６の給湯回路６２に導入される湯の温度×バイパス通路６８側の分岐率（ここでは０．７８）により求めているが、この熱量はバイパス通路６８の出側における熱量とほぼ同様となる。なお、厳密に言えば、バイパス通路６８を通って導出される湯の熱量は、バイパス通路６８の容量÷給湯流量÷バイパス通路６８側の分岐率で求められる遅延時間だけ遅れる値となるが、バイパス通路６８の容量が０．０６リットルの場合は、０．０６リットル÷８（リットル／分）÷０．７８≒０．０１分＝０．６秒）遅れる値（０．６秒右にずれたデータ）であるので、特性線ｂとほぼ同様となる。

また、図４（ｂ）の特性線ｄには、給湯バーナ６１の燃焼停止後に給湯熱交換器１７に導入された貯湯槽２からの湯が給湯熱交換器１７を通って給湯熱交換器１７から導出されることによる給湯熱交換器１７の出側の熱量が示されており、この値は、給湯器１６の給湯回路６２に導入される湯の温度×給湯熱交換器１７側の分岐率（ここでは０．２２）により求めた値を、湯が潜熱回収用熱交換器１７ｂとメインの熱交換器１７ａとを通って導出されてバイパス通路６８から導出される湯と合流するまでに要する時間だけ遅延させた（右にずらした）ものである。この遅延時間ｔｄは、（潜熱回収用熱交換器１７ｂの保有水量＋メインの熱交換器１７ａの保有水量）÷給湯流量÷給湯熱交換器１７側の分岐率であり、（０．７リットル＋０．６リットル）÷（８リットル／分）÷０．２２≒０．７４分＝４４秒である。

本実施例においては、給湯器１６の給湯回路６２において、バイパス通路６８側から導出される湯と給湯熱交換器１７側から導出される湯とが合流して給湯回路６２から出て給湯されるので、給湯温度は、バイパス通路６８の出側の熱量と給湯熱交換器側１７の出側の熱量との合計の熱量に対応する値となる。つまり、図４（ｂ）の特性線ｂ〜ｃにそれぞれ示されている熱量を加算することによって図４（ａ）に示されるようになるが、図４に示されている各熱量は、前記の如く、湯の温度に相当する値として求めたものであるので、図４（ｂ）の特性線ｂ〜ｃにそれぞれ示されている熱量を、図４（ａ）の領域ｂ〜ｄに示されるように加算した値が、図４（ａ）、（ｂ）の特性線ａに示されるように給湯温度となる。

そして、これらの図からも明らかなように、本実施例において、給湯バーナ６１の燃焼停止直後には、給湯熱交換器１７側から導出される給湯設定温度よりも高めの温度の湯とバイパス通路６８を通って導出される加熱されていない湯水とが合流して給湯回路６２から出るため、ほぼ給湯設定温度となり、その後、給湯熱交換器１７側から導出される給湯設定温度よりも高めの温度の湯が、バイパス通路６８を通って導出される給湯設定温度の湯と１：３．５の割合（バイパス比に対応する割合）で合流することになるため、給湯バーナ６１の燃焼停止から前記第１設定容量の湯が給湯器１６に導入されるまでの時間（ｔ１）が経過するまでの間は、給湯設定温度よりもやや高めだが、ほぼ給湯設定温度の湯が給湯され、徐々に湯の温度が下がってほぼ給湯設定温度の湯が給湯回路から給湯される。

そして、時間ｔ１の経過後には、前記第２設定容量の湯が給湯器１６に導入されるまでの時間（ｔ２）が経過するまでの間、バイパス通路６８と給湯熱交換器１７には、それぞれ、給湯設定温度よりも前記嵩上げ温度高い温度の湯が導入され、ここで、バイパス通路６８に導入された湯は直ぐにバイパス通路６８を通って導出されるが、このときには、まだ、給湯熱交換器１７側においては、給湯バーナ６１の燃焼停止時に潜熱回収用熱交換器１７ｂ内にあった給湯設定温度よりも低い温度の湯がメインの熱交換器１７ａを通って導出される。そのため、この低い温度の湯とバイパス通路６８から導出される給湯設定温度より嵩上げ温度高い温度の湯と１：３．５の割合で合流することにより、給湯設定温度よりは高めであるが給湯設定温度に近い温度の湯が給湯される（図４（ｂ）の特性線ｂ、ｃおよび、図４（ａ）の領域ｂ、ｃ参照）。

さらに、時間ｔ２が経過する頃には、給湯バーナ６１の燃焼停止時に給湯熱交換器１７側に保有されていた湯は全て給湯回路６２を通って給湯され、貯湯槽２から給湯器１６に送られる給湯設定温度の湯が給湯熱交換器１７を通って導出された後、給湯設定温度より前記嵩上げ温度高い温度の湯が給湯熱交換器１７を通って導出され、その後、給湯設定温度の湯が導出される（図４（ｂ）の特性線ｄ、参照）。

また、バイパス通路６８側では、時間ｔ２が経過する頃には、貯湯槽２から給湯器１６に送られる給湯設定温度の湯がバイパス通路６８側を通って導出されるので（図４（ｂ）の特性線ｂ、参照）、給湯熱交換器１７側から導出される給湯設定温度または給湯設定温度より前記嵩上げ温度高い温度の湯と、バイパス通路６８側から導出される給湯設定温度の湯とが例えば１：３．５の割合で合流して給湯されることになり、給湯設定温度または給湯設定温度よりやや高めであるもののほぼ給湯設定温度の湯が給湯される（図４（ｂ）の特性線ｂ〜ｄおよび、図４（ａ）の領域ｂ〜ｄの加算領域、参照）。以上のように、本実施例では、給湯温度はほぼ安定した温度とすることができ、非常に快適に利用することができる。

なお、貯湯槽２から給湯器１６に送られる湯の給湯器１６による受け入れ対し、前記のようにして給湯器１６の給湯バーナ６１の燃焼停止タイミングを合わせることにより給湯温度をほぼ安定した温度とするが、給湯熱交換器１７の給湯バーナ燃焼停止タイミングにおける保有熱量は、例えば給湯熱交換器１７から出湯される湯の温度が高くなるほど大となるので、例えば貯湯槽２から送られる湯の受け入れに対応させた給湯バーナ６１の燃焼停止タイミングにおける給湯熱交換器１７の保有熱量に合わせて、貯湯槽２から給湯器１６に送る湯の嵩上げ温度（温度Ｔｕ）を可変することが好ましい。

例えば給湯熱交換器１７の保有熱量を給湯器１６の制御装置４６側からタンクユニット４の制御装置３３側に伝えるようにし、その保有熱量に応じた嵩上げ温度を制御装置３３側の温度調節情報設定手段３８が設定するようにしてもよい。

また、本実施例のように、給湯熱交換器１７から出る湯の温度を略一定に固定して、給湯熱交換器１７から出る前記熱交基準温度の湯と該湯にバイパス通路６８を通って合流する湯との割合をバイパスサーボ６９の制御によって可変し、熱交基準温度の湯とバイパス通路を通る湯との混合により給湯設定温度の湯が形成されるようにすると、給湯熱交換器１７の保有熱量を略一定の値にすることができる。

そのため、給湯熱交換器１７の保有熱量の値を予め制御装置３３側で把握できるようにでき（例えばメモリ部３７に予め格納しておくこともでき）、給湯熱交換器１７の保有熱量を給湯器１６の制御装置４６側からタンクユニット４の制御装置３３側に伝えて温度調節情報設定手段３８により前記嵩上げ温度を設定するといった制御を省くことができるし、燃焼停止タイミングを合わせる手間も省くことができて、前記の如く給湯温度を楽にほぼ安定した温度とすることができる。

なお、図５には、本実施例の比較例として、開発中の熱源装置において、本実施例の特徴的な送湯温度調節手段３６の制御構成を設けずに、給湯開始後に貯湯槽２から給湯器１６側に送る湯の温度を常に給湯設定温度とした場合の給湯温度特性（図５（ａ）、（ｂ）の特性線ａ）と熱量特性（図５（ａ）の領域ｂ〜ｄと図（ｂ）の特性線ｂ〜ｄ）がそれぞれ示されている。

具体的には、図５（ｂ）の特性線ｂおよび図５（ａ）の領域ｂはバイパス通路６８の入側における熱量、図５（ｂ）の特性線ｃおよび図５（ａ）の領域ｃは給湯バーナ６１の燃焼停止時に給湯熱交換器１７内にあった湯が給湯バーナ６１の燃焼停止後に給湯熱交換器１７から導出されることによる給湯熱交換器１７の出側の熱量、図５（ｂ）の特性線ｄおよび図５（ａ）の領域ｄは、給湯バーナ６１の燃焼停止後に貯湯槽２からの湯が給湯熱交換器１７に導入されて給湯熱交換器１７を通り、給湯熱交換器１７から導出されることによる給湯熱交換器１７の出側の熱量をそれぞれ示している。

これらの図から明らかなように、開発中の熱源装置において、本実施例の特徴的な送湯温度調節手段３６の制御構成を設けずに、給湯開始後に貯湯槽２から給湯器１６側に送る湯の温度を常に給湯設定温度とした場合には、給湯温度に大きなアンダーシュートが発生するものであるのに対し、本実施例は、前記の如く、給湯バーナ６１の燃焼を的確なタイミングで停止することにより給湯温度のオーバーシュートが生じることを抑制できることに加え、送湯温度調節手段３６の特徴的な制御構成によって、給湯温度のアンダーシュートの発生も抑制することができ、非常に快適に利用することができる。

なお、本発明は、前記実施例に限定されるものでなく、本発明の技術的範囲を逸脱しない範囲において様々な態様を採り得る。例えば前記実施例では、温度調節情報設定手段３８をタンクユニット４の制御装置３３に設けたが、温度調節情報設定手段３８は給湯器１６の制御装置４６に設けてもよい。

また、温度調節情報設定手段３８は、給湯バーナ６１の燃焼開始後に該給湯バーナ６１の燃焼が停止された以降の給湯熱交出側温度検出手段６７の検出情報を、熱源装置の運転毎または、予め定められる給湯運転回数毎、あるいは予め定められる設定期間毎の予め定められるモニタタイミング毎にモニタして、該モニタ時において給湯熱交出側温度検出手段６７の検出温度が給湯設定温度よりも低下する温度低下領域における給湯設定温度との温度差が、試運転時における温度低下領域における給湯設定温度との温度差に対して予め定められる許容範囲を超えて異なるときには、前記モニタを行った給湯運転の次の給湯運転以降に適用される温度調節用情報の嵩上げ温度を、前記温度差の前記許容範囲を超えて異なる程度に応じて変更設定するようにしてもよい。

さらに、温度調節情報設定手段は、給湯開始と共に燃焼開始した給湯バーナ６１の燃焼が停止された以降に給湯温度検出手段７６によって検出される給湯温度を熱源装置の給湯運転毎、または予め定められる給湯運転回数毎、あるいは予め定められる設定期間毎の予め定められるモニタタイミング毎にモニタして、該モニタ時の給湯温度検出手段７６の検出温度が給湯設定温度に対して予め定められている許容範囲を超えて異なる温度となったときには、前記モニタを行った給湯運転の次の給湯運転以降に適用される温度調節用情報の嵩上げ温度を、給湯温度の前記許容範囲を超えて異なる程度に応じて変更設定するようにしてもよい。

これらの学習機能を設けると、試運転モードの給湯動作時と実際の給湯時とで外気温等の様々な条件が異なる場合でも、適切に給湯温度の安定化を図ることができる。

さらに、前記第１設定容量は、給湯回路６２に導入されて給湯熱交換器１７側とバイパス通路６８側とに分岐して流れる湯水の、給湯熱交換器１７側への分岐率とメインの熱交換器の保有水量とに対応する値に設定してもよく、この場合、例えば、式（２）により求められる。

第１設定容量＝（メインの熱交換器１７ａの保有水量÷給湯熱交換器１７側の分岐率−補正水量）・・・（２）

例えば、前記実施例に当てはめた場合、給湯開始後の給湯バーナ６１の燃焼停止以降は、給湯回路６２に導入される湯水を給湯熱交換器１７側とバイパス通路６８側との比（バイパス比）を１：３．５とすることから、給湯熱交換器１７側への分岐率は約０．２２となり、メインの熱交換器１７ａの保有水量が０．６リットルであるから、補正水量を０．４リットルとした場合には、第１設定容量は、式（２）により、（０．６リットル÷０．２２−０．４リットル）≒２．３リットルとなる。

なお、式（２）における補正水量とは、メインの熱交換器１７ａ内全てが高温の湯で満たされてはいない為の補正（メインの熱交換器１７ａ入口側の温度はほぼ加熱されていない低めの温度（仮に加熱程度１４％）であり、出口側の湯の温度が例えば６０℃（仮に加熱程度１００％）とした時に、平均加熱程度が１００％とならないので、減算補正するための補正値）であり、予め実験等により求められて設定されるものである。ここで、給湯流量を８リットル／分とした場合、第１設定容量の湯を流すのに要する時間ｔ１は、２リットル÷８リットル／分＝０．２５分＝１５秒とすることができる。

なお、式（２）では減算補正を行ったが、平均加熱程度を用いて除積算で補正を行ってもよい。

また、第２設定容量は前記分岐率と潜熱回収用熱交換器１７ｂの保有水量に対応する値に設定されており、第２設定容量は、式（３）により求められる値としてもよい。

第２設定容量＝（潜熱回収用熱交換器１７ｂの保有水量÷給湯熱交換器１７側の分岐率＋第１補正値＋第２補正値）・・・（３）

前記実施例に当てはめた場合、潜熱回収用熱交換器１７ｂの保有水量は０．７リットルであり、第１補正値は０．４リットル、第２補正値は１．３リットルであり、第２設定容量は、式（３）により、（０．７ットル÷０．２２＋０．４リットル＋１．３リットル）≒４．８８リットルとなる。

また、式（３）における第１補正値は、式（２）の補正水量である。第２補正値は、給湯バーナ６１の燃焼停止後に給湯熱交換器１７に導入された貯湯槽２からの湯が給湯熱交換器１７を通って給湯熱交換器１７から導出されることによる給湯熱交換器１７の出側の熱量が給湯器１６の給湯回路６２に導入される湯の温度×給湯熱交換器１７側の分岐率（本実施例では約０．２２）により求めた値と全く等しくはならずに、潜熱回収用熱交換器１７ｂに熱を奪われる（ので、なだらかにしか温度が上昇せず、その上昇遅れ）分を補償する補正値であり、それぞれ予め実験等により求められて設定されるものである。ここで、給湯流量を８リットル／分とした場合、第２設定容量の湯を流すのに要する時間ｔ２は、４．８８リットル÷８リットル／分＝０．６１分≒３７秒とすることができる。

さらに、前記実施例では、貯湯槽２側から給湯器１６の給湯回路６２側に送る湯の温度を、給湯開始から該湯の容量（積算流量）が前記第１設定容量に達するまでは前記給湯設定温度として前記第１設定容量に達してから前記第２設定容量に達するまでは前記給湯設定温度よりも予め定められる嵩上げ温度高い温度とし、前記第２設定容量に達した以降は前記給湯設定温度としたが、貯湯槽２側から給湯器１６側に湯が届く間に外気温等に応じて湯が冷めることを考慮して例えば０．５℃といった割り増し温度を設定し、給湯開始から湯の容量（積算流量）が前記第１設定容量に達するまでは前記給湯設定温度に割り増し温度を加算した値として前記第１設定容量に達してから前記第２設定容量に達するまでは前記給湯設定温度に割り増し温度を加算した値に嵩上げ温度を加えた温度とし、前記第２設定容量に達した以降は前記給湯設定温度に割り増し温度を加算した値としてもよい。

さらに、前記実施例では、送湯温度調節手段３６は、貯湯槽２側から給湯器１６側に送る湯の容量が前記第１設定容量に達してから、湯の温度を給湯設定温度よりも予め定められる嵩上げ温度高い温度とする際、例えば図３の特性線ｂに示したように湯の温度を一気に嵩上げ温度分高くなるようにした（温度変化が階段状になるようにした）が、このようにするのではなく、緩やかに温度を上昇させていって（例えば図３の特性線ａの給湯バーナの燃焼を停止した後の温度降下のなだらかな曲線を補完できるように、例えば嵩上げする湯の温度の温度上昇勾配が図３の特性線ａの温度下降勾配の絶対値と略同等となるように）湯の温度が給湯設定温度よりも嵩上げ温度高い温度となるようにしてもよい。

さらに、湯温度調節手段３６は、貯湯槽２側から給湯器１６側に送る湯の容量が前記第２設定容量に達してから、湯の温度を給湯設定温度とする際にも、同様に、緩やかに温度を下降させていって給湯設定温度に戻してもよい。すなわち、前記実施例では、温度変化特性線が図３の特性線ｂに示したような矩形状になるように嵩上げしたが、これにとらわれず、台形状に嵩上げするようにしてもかまわない。

さらに、前記実施例では、温度調節情報設定手段３８は、第１設定容量と第２設定容量と嵩上げ温度とを設定したが、第１設定容量や第２設定容量の代わりに、第１設定容量や第２設定容量と給湯流量とから、第１設定容量の湯を流すのに要する時間を求める演算式や第２設定容量の湯を流すのに要する時間を求める演算式等を与えてもよい。

また、前記のような学習機能を設けると、給湯器１６等の補助熱源装置の買い替えが行われたことや、隣家が建て替えて設置環境が変わったこと、補助熱源装置の移設により状況が変わった等を迅速、かつ、的確に判断でき、その場合に、嵩上げ温度等の温度調節用情報を試運転時ではなく、前記試運転相当運転時に取得することができるため、給湯器１６等の買い換えなどに対しても的確な対応をとることができる。

さらに、例えば給湯器１６等の補助熱源装置の交換が行われた際に、補助熱源装置をリモコン装置４３に信号接続することによりリモコン装置４３側で補助熱源装置の号数等の情報を得られるようにし、主熱源側（例えばタンクユニット４側）の制御装置３３が、リモコン装置４３側からの情報を得て、その情報に基づき、予め複数設定しておいた前記第１設定容量や第２設定容量や嵩上げ温度等の情報値から適宜の値を自動的に選択できるようにしてもよい。

さらに、貯湯槽２と給湯器１６の給湯回路６２の湯水導入側とを接続する接続用配管（図６における湯水導入通路１５）の長さが予め与えられる設定長さ（例えば４ｍ）より短い場合には、給湯開始から予め定められている水導入時間が経過するまでの間は、貯湯槽２から出湯される湯の代わりに給水通路８ｂから給湯器１５に水を導入し、前記水導入時間が経過した以降に貯湯槽２から出湯される湯を湯の通路９を通して給湯器１５に導入するようにする給湯開始時導入湯水可変手段を設けてもよい。

なお、前記水導入時間は、給水通路８ｂから給湯器１６に導入される水が給湯バーナ６１の燃焼により加熱されてメインの熱交換器１７ａ内の湯が給湯設定温度あるいは給湯設定温度より予め定められる温度高めの温度まで加熱されるまでの時間とする、または、この時間から湯水導入通路１５の容量分差し引いた時間とする等、適宜の時間に設定される。

さらに、本発明の熱源装置の詳細なシステム構成は適宜設定されるものであり、例えば前記実施例ではタンク湯水混合器１２と水混合器１４も共に２方弁として、これらの混合器１２，１４で２カ所で混合比を調整したが、例えば２方弁を用いる代わりに、１カ所に３方弁を設けて混合比を調整するようにしてもよい。

さらに、前記実施例では、給水流量センサ２９と流量検出手段４２を別々のものとして両方を熱源装置に設けたが、どちらか１つで兼用してもよい。例えば流量検出手段４２のみ設ける場合には、流量検出手段４２の検出信号をミキシング流量制御手段３５にも加えるようにする。なお、給水流量センサ２９と流量検出手段４２の両方を設ける場合にも、流量検出手段４２の検出信号をミキシング流量制御手段３５等に加えてもよいが、ミキシング流量制御手段３５等には給水流量センサ２９の検出信号を加えるようにする方が、給湯器１６等の補助熱源装置とタンクユニット４間の情報融通を行わずにすみ、制御構成を簡略化できる。

さらに、給湯器１６も、給湯熱交換器１７を例えば石油燃焼式のバーナ装置により加熱するタイプの給湯器としてもよい。

さらに、前記実施例では、貯湯槽２は燃料電池１に熱的に接続されていたが、燃料電池１の代わりに、太陽熱の集熱機やヒートポンプ等を接続してもよい。

本発明の熱源装置は、給湯温度の安定化を図ることができ、使い勝手が良好であるので、例えば家庭用の熱源装置として利用できる。

１ 燃料電池
２ 貯湯槽
３ 熱回収用通路
４ タンクユニット
５ 貯湯槽内湯水温検出手段
８，８ａ，８ｂ 給水通路
９ 出湯通路
１０ 合流部
１１ 貯湯槽出湯水温検出手段
１２ タンク湯水混合器
１６ 給湯器
４７ 燃焼制御手段
６７ 給湯熱交換出側温度検出手段
７１ 給水温度検出手段
７３ メモリ部
７４ バイパスサーボ制御手段

Claims (8)

1. 湯を出湯する機能を有する主熱源を有し、該主熱源から出湯される湯の通路の下流側には給湯熱交換器を備えた補助熱源装置の給湯回路の湯水導入側が接続されており、前記補助熱源装置には、前記給湯回路の湯水導入側に導入される湯水の温度を検出する給水温度検出手段と、前記給湯熱交換器を加熱する給湯バーナと、該給湯バーナの燃焼制御を行う燃焼制御手段と、前記給湯熱交換器の出側の温度を検出する給湯熱交出側温度検出手段と、前記給湯回路に導入される湯水を前記給湯熱交換器に通さずに前記給湯回路から導出するためのバイパス通路と、該バイパス通路に設けられるバイパスサーボとが設けられて、該バイパスサーボがバイパスサーボ制御手段により制御されて前記給湯回路に導入される湯水の前記給湯熱交換器側への流通割合と前記バイパス通路側への流通割合とが予め定められるバイパス割合変化範囲内で制御される構成を有しており、給湯が開始されたときには給湯設定温度の湯を前記主熱源側から前記補助熱源装置の給湯回路側に送ると共に前記補助熱源装置の前記燃焼制御手段が前記給湯バーナの燃焼を開始させる機能を有して前記給湯回路を通る湯水を前記給湯熱交換器により加熱して給湯しながら前記給水温度検出手段の検出温度を取り込み、該検出温度が前記給湯設定温度と前記給湯熱交出側温度検出手段の検出温度と前記バイパス割合変化範囲における前記バイパス通路側へのバイパス割合の最大値とにより予め求められる値であって前記給湯設定温度よりは低い給水限界温度以上になったときに前記給湯バーナの燃焼を停止して給湯を継続することを特徴とする熱源装置。
2. 補助熱源装置は、給湯熱交換器を通って該給湯熱交換器から出る湯の温度が予め求められる熱交基準温度となるように燃焼制御手段によって給湯バーナの燃焼を制御し、前記給湯熱交換器から出る前記熱交基準温度の湯と該熱交基準温度の湯にバイパス通路を通って合流する湯との割合をバイパスサーボ制御手段がバイパスサーボの制御によって可変することにより前記給湯熱交換器の湯が給湯されるように制御する給湯温度制御構成を有することを特徴とする請求項１記載の熱源装置。
3. バイパスサーボ制御手段は、給湯バーナを停止した以降はバイパス通路側への流通割合が前記割合変化範囲内で最大となるようにバイパスサーボを制御することを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３記載の熱源装置。
4. 補助熱源装置の給湯熱交換器は、給湯バーナの燃焼ガスの顕熱を吸収するメインの熱交換器と、該メインの熱交換器の上流側に設けられて前記燃焼ガスの潜熱を回収する潜熱回収用熱交換器とを有し、主熱源から前記補助熱源装置に送られる湯を前記潜熱回収用熱交換器と前記メインの熱交換器に順に通して給湯先に給湯する機能を有しており、主熱源側には該主熱源側から前記補助熱源装置の給湯回路側に送られる湯の温度を調節する送湯温度調節手段が設けられ、熱源装置の試運転時の給湯動作における前記給湯バーナの燃焼開始後の該給湯バーナの燃焼停止以降に検出される前記給湯熱交出側温度検出手段の検出温度に基づいて、前記給湯バーナの停止時から給湯設定温度より低下するまでに要する時間と給湯流量とに基づく第１設定容量と、前記給湯熱交出側温度検出手段の検出温度が前記給湯設定温度より低下した後に該給湯設定温度に戻るまでに要する時間と給湯流量とに基づく第２設定容量と、前記メインの熱交換器の出側の温度が前記給湯設定温度より低下した後に該給湯設定温度に戻るまでの温度特性に基づく嵩上げ温度とを前記送湯温度調節手段の温度調節用情報として設定する温度調節情報設定手段を有し、該温度調節用情報に基づいて前記送湯温度調節手段が前記主熱源側から前記補助熱源装置の給湯回路側に送る湯の温度を給湯開始から該湯の容量が前記第１設定容量に達するまでは前記給湯設定温度として前記第１設定容量に達してから前記第２設定容量に達するまでは前記給湯設定温度よりも前記嵩上げ温度高い温度とし、前記第２設定容量に達した以降は前記給湯設定温度とすることを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３記載の熱源装置。
5. 温度調節情報設定手段は、給湯開始と共に燃焼開始した給湯バーナの燃焼が停止された以降の給湯熱交出側温度検出手段の検出情報を熱源装置の給湯運転毎または予め定められる給湯運転回数毎あるいは予め定められる設定期間毎の予め定められるモニタタイミング毎にモニタして、該モニタ時において前記給湯熱交出側温度検出手段の検出温度が給湯設定温度よりも低下する温度低下領域における前記給湯設定温度との温度差が試運転時における温度低下領域における前記給湯設定温度との温度差に対して予め定められる許容範囲を超えて異なるときには、前記モニタを行った給湯運転の次の給湯運転以降に適用される温度調節用情報の嵩上げ温度を前記温度差の前記許容範囲を超えて異なる程度に応じて変更設定することを特徴とする請求項４記載の熱源装置。
6. 給湯回路を通して給湯される湯の温度を給湯温度として検出する給湯温度検出手段を有し、温度調節情報設定手段は、給湯開始と共に燃焼開始した給湯バーナの燃焼が停止された以降に前記給湯温度検出手段によって検出される給湯温度を、熱源装置の給湯運転毎または予め定められる給湯運転回数毎あるいは予め定められる設定期間毎の予め定められるモニタタイミング毎にモニタして、該モニタ時の前記給湯温度検出手段の検出温度が給湯設定温度に対して予め定められている許容範囲を超えて異なる温度となったときには前記モニタを行った給湯運転の次の給湯運転以降に適用される温度調節用情報の嵩上げ温度を前記給湯温度の前記許容範囲を超えて異なる程度に応じて変更設定することを特徴とする請求項４記載の熱源装置。
7. 補助熱源装置の湯水導入側には主熱源から出湯される湯の通路の他に給水通路が接続されており、主熱源と補助熱源装置の給湯回路の湯水導入側とが接続用配管を介して接続されていて該接続用配管の長さが予め与えられる設定長さより短い場合には、給湯が開始されたときに前記主熱源側から前記補助熱源装置の給湯回路側に湯を送る代わりに給湯開始から予め定められている水導入時間が経過するまでの間は前記給水通路から前記補助熱源装置に水を導入し、前記水導入時間が経過した以降に前記湯の通路を通して前記主熱源から出湯される湯を前記補助熱源装置に導入する給湯開始時導入湯水可変手段を有することを特徴とする請求項４または請求項５または請求項６記載の熱源装置。
8. 主熱源は貯湯槽を有して該貯湯槽から出湯される湯の通路と給水通路とが合流する合流部が設けられ、該合流部で合流される湯と水とを混合するミキシング手段と、該ミキシング手段により混合されて形成された湯を補助熱源装置に導入する湯水導入通路と、前記ミキシング手段を制御することにより前記合流部に流れる湯の流量と水の流量を制御するミキシング流量制御手段とを有し、該ミキシング流量制御手段に送湯温度調節手段が指令を加えて前記主熱源から前記補助熱源装置側に送られる湯の温度を調節することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一つに記載の熱源装置。

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