JP2019128073A - 貯湯給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内部構成を複雑化することなく、かつ、簡易な施工によって即湯機能を具備することが可能な貯湯給湯装置の構成を提供する。【解決手段】循環配管４０は、筐体２５外部において、給湯配管８０及び接続端３０の間に接続される。給湯配管８０からの給湯停止時においても、循環ポンプ３１０の作動により、循環ポンプ３１０の吐出口３１１ｂから、補助熱源機２００、配管１１９，１２１、出湯端１０２、循環配管４０、及び、接続端３０を通過して、循環ポンプ３１０の吸入口３１１ａに至る即湯循環経路を形成するとともに、補助熱源機２００を作動することで、即湯循環経路に適温の湯を通流させることができる。【選択図】図１

Description

本発明は、貯湯給湯装置に関し、より特定的には、即湯機能を有する貯湯給湯装置に関する。

給湯装置の一型式として、給湯が長時間オフされた後での給湯開始時から適温の湯を出力する、いわゆる、即湯機能を具備するものがある。通常、即湯機能を実現するためには、給湯オフ中にも熱源を経由する循環経路を形成する必要がある。このため、給湯装置に外付けする形で即湯ユニットを追加配置する場合には、施工負荷及び費用が増大することが懸念される。

又、熱源として発電機構の排熱やヒートポンプ等を用いるために、貯湯タンクを備えた構成を有する、貯湯給湯装置が公知である。例えば、特許第５８６０２７６号公報（特許文献１）には、ヒートポンプ給湯機によって加熱した湯を保持する貯湯タンクと、補助熱源としての燃焼式の温水ヒータとを備えるハイブリッド給湯装置が記載されている。

特許文献１のハイブリッド給湯装置では、付設された温水ヒータを通流する付加的な循環経路を装置内部に形成することによって、常時一定の温度の湯を給湯栓に供給するための保温装置が構成される。これにより、上述の即湯機能を実現することができる。

特許第５８６０２７６号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたハイブリッド給湯装置の保温装置では、装置内部に、複数の配管及びミキシングバルブ（副ミキシングバルブ）を設けることで即湯機能を実現するため、内部構成の複雑化が懸念される。特に、即湯機能を具備する機種と具備しない機種との間の構成の差異が大きくなることで、生産効率の低下も懸念される。

この発明はこのような問題点を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、内部構成を複雑化することなく、かつ、簡易な施工によって即湯機能を具備することが可能な貯湯給湯装置の構成を提供することである。

本発明のある局面によれば、貯湯給湯装置は、貯湯タンクと、補助熱源機と、第１及び第２の配管と、循環ポンプと、筐体と、出湯端と、接続端と、循環配管と、制御装置とを備える。貯湯タンクは、主熱源によって加熱された温水を蓄積する。補助熱源機は、通流する流体を加熱する。第１の配管には低温水が供給される。循環ポンプは、第１の配管との間に通流経路を有する吸入口、及び、補助熱源機の入力側との間に通流経路を有する吐出口を有する。第２の配管は、補助熱源機の出力側および貯湯タンクの出力側と接続される。筐体は、貯湯タンク、補助熱源機、循環ポンプ、並びに、第１及び第２の配管を格納する。出湯端は、第２の配管との間に通流経路を有する。接続端は、筐体の外部から配管を接続可能に設けられる。循環配管は、出湯端に接続された給湯配管からの分岐ノードと、接続端との間に接続される。制御装置は、補助熱源機及び循環ポンプの動作を制御する。接続端は、循環ポンプの吸入口との間に通流経路を有する。

上記貯湯給湯装置によれば、給湯配管からの給湯停止時においても、循環ポンプの作動により、循環ポンプの吐出口から、補助熱源機、第２の配管、出湯端、循環配管、及び、接続端を通過して、循環ポンプの吸入口に至る循環経路（即湯循環経路）を形成するとともに、補助熱源機を作動することで、即湯循環経路に適温の湯を通流させることができる。従って、内部構成を複雑化することなく、かつ、筐体外部にて循環配管を接続するだけの簡易な施工によって、即湯機能を実現することができる。

好ましくは、貯湯給湯装置は、接続端による流路を開閉制御するための第１の開閉弁をさらに備える。

このように構成すると、即湯運転のオフ時には、第１の開閉弁によって循環配管を含む即湯循環経路を非形成とできるので、当該経路での抜熱の発生による効率低下を抑制できる。

又好ましくは、貯湯給湯装置は、出湯端と接続された第３の配管と、混合弁と、バイパス配管とを備える。混合弁は、第１及び第２の配管と第３の配管との間に配置されて、第１及び第３の配管間の流量と、第２及び第３の配管間の流量との流量比を制御する。バイパス配管は、循環ポンプの吐出口及び補助熱源機の入力側の間の第１のノードと、第１又は第３の配管上の第２のノードとの間に接続される。

このように構成すると、即湯運転時に補助熱源機から給湯運転時よりも高温の高温水が出力されても、当該高温水と、補助熱源機を通過しないバイパス配管の流体との流量比を混合弁で制御することにより、即湯循環経路に適温の湯を循環させることができる。

さらに好ましくは、貯湯給湯装置は、第３の配管に設けられた温度センサをさらに備える。制御装置は、温度センサによる検出温度に基づいて混合弁による流量比を制御する。第２のノードは、第３の配管上の出湯温度センサ及び混合弁の間に位置する。

このように構成すると、バイパス配管を第３の配管（すなわち、混合弁の下流側）に接続しても、即湯循環経路の流体（湯水）の温度を、出湯温度センサの検出温度に基づいて制御することができる。

さらに好ましくは、貯湯給湯装置は、バイパス配管による流路を開閉制御するための第２の開閉弁をさらに備える。

このように構成すると、即湯運転のオフ時には、第２の開閉弁によってバイパス配管の流路を閉止することにより、バイパス配管での抜熱による効率低下を抑制できる。特に、補助熱源機から出湯する給湯運転時に、第２の開閉弁によってバイパス配管の流路を閉止することにより、バイパス配管を経由して第１又は第３の配管に混入される湯水によって出湯温度が不安定になることを回避できる。

好ましくは、接続端は、貯湯タンクとの間に通流経路を有する。
このように構成すると、貯湯タンクから貯湯給湯装置の外部に排水するための接続端を共用して、即湯機能のための循環配管を配設することができる。

本発明によれば、内部構成を複雑化することなく、かつ、簡易な施工によって即湯機能を具備することが可能な貯湯給湯装置の構成を実現することができる。

実施の形態１に係る貯湯給湯装置の構成を説明するブロック図である。 図１に示された貯湯給湯装置と他の外部機器との接続関係を説明するための概念図が示される。 補助熱源機の構成例を説明するブロック図である。 図１に示された貯湯給湯装置の運転動作について説明するための図表である。 実施の形態１に係る貯湯給湯装置における即湯運転のための制御処理を説明するフローチャートである。 実施の形態１の変形例に係る貯湯給湯装置の構成を説明するブロック図である。 実施の形態２に係る貯湯給湯装置に適用される補助熱源機の第１の構成例を説明するブロック図である。 実施の形態２に係る貯湯給湯装置に適用される補助熱源機の第２の構成例を説明するブロック図である。 実施の形態２に係る貯湯給湯装置の構成例を説明するブロック図である。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお以下では、図中の同一又は相当部分には同一符号を付して、その説明は原則的に繰返さないものとする。

［実施の形態１］
図１は、実施の形態１に係る貯湯給湯装置の構成を説明するブロック図である。

図１を参照して、実施の形態１に係る貯湯給湯装置１０は、筐体２５、給水端１０１、出湯端１０２、外部との接続端３０，１０３〜１０９、貯湯タンク１５０、補助（ＢＵ）熱源機２００、及び、熱交換器２１０，２２０を備える。給水端１０１、出湯端１０２、及び、接続端３０，１０３〜１０９は、筐体２５の外部から配管を接続可能に構成されている。

図２には、貯湯給湯装置１０と他の外部機器との接続関係を説明するための概念図が示される。

図１及び図２を参照して、給水端１０１は、低温水を供給する給水管８１と接続される。出湯端１０２は、給湯配管８０と接続される。給湯配管８０には給湯栓１５が接続されており、給湯栓１５が操作（開栓）されると、貯湯給湯装置１０から出湯端１０２に出力された適温の湯が、給湯配管８０を経由して給湯栓１５へ供給される。燃料ガス配管８２は、補助熱源機２００で燃焼される燃料ガスを貯湯給湯装置１０へ供給する。

接続端１０５は、暖房装置１４ａ及び浴室暖房乾燥機１４ｂの両方と接続され、接続端１０６は、暖房装置１４ａと接続され、接続端１０７は、浴室暖房乾燥機１４ｂと接続される。暖房ポンプ２４０の作動により、暖房装置１４ａを通過する第１の暖房用循環経路、及び、浴室暖房乾燥機１４ｂを通過する第２の暖房用循環経路を形成することができる。第２の暖房用循環経路は、接続端１０５から、暖房タンク２３０、暖房ポンプ２４０、熱交換器２１０の二次側（図示せず）、及び、接続端１０７を経由して、浴室暖房乾燥機１４ｂへ至る。従って、浴室暖房乾燥機１４ｂに対しては、熱交換器２１０で加熱された高温水が供給される。一方で、第１の暖房用循環経路は、接続端１０５から、暖房タンク２３０、暖房ポンプ２４０、及び、接続端１０６を経由して、暖房装置１４ａへ至る。従って、暖房装置１４ａに供給される高温水は、貯湯給湯装置１０の内部にて熱交換器２１０によって直接は加熱されない。

すなわち、熱交換器２１０を共用して、暖房装置１４ａの運転時及び浴室暖房乾燥機１４ｂの運転時の各々において、暖房の熱源となる高温水の循環経路を形成することができる。なお、以下では、暖房装置１４ａ及び浴室暖房乾燥機１４ｂの運転を、包括的に暖房運転とも称する。暖房運転には、暖房装置１４ａ及び浴室暖房乾燥機１４ｂの両方が運転されるケースも含まれる。

同様に、接続端１０８及び１０９は、浴槽１３と接続される。貯湯給湯装置１０に内蔵されたポンプ（図示せず）の作動により、接続端１０８から貯湯給湯装置１０へ入力された浴槽水が、熱交換器２２０の二次側（図示せず）を通過した後に、接続端１０９を経由して浴槽１３に戻される、浴槽水の循環経路を形成することができる。これにより、浴槽１３での追焚運転を実現することができる。

再び図１を参照して、貯湯給湯装置１０は、さらに、コントローラ２０と、配管１１１〜１１４，１１６〜１２１，１２４〜１２６，１３０，１３２と、開閉弁２１５，２２５と、三方弁３２０と、蓄熱切替弁３３０と、混合弁３４０と、比例弁３５０と、注湯開閉弁３６０と、流量調整弁３７０を備える。

配管１１１は、給水端１０１と接続されて低温水の供給を受ける。配管１１２は、配管１１１及び蓄熱切替弁３３０の間に接続される。配管１１２には、配管１１１への低温水の逆流を防止する逆止弁が挿入される。

配管１１４は、開閉弁２１５及び２２５をそれぞれ経由して、熱交換器２１０及び２２０の一次側経路（図示せず）と接続される。配管１１３は、蓄熱切替弁３３０及び貯湯タンク１５０の底部との間を接続する。配管１１６は、蓄熱切替弁３３０及び配管１１４の間に接続される。

蓄熱切替弁３３０は、コントローラ２０からの制御指令に従って、配管１１２及び１１３の間のタンク入水経路と、配管１１２及び１１６の間の循環側経路と、配管１１３及び１１６の間のタンク排水経路とのうちの１つを選択的に形成する。蓄熱切替弁３３０がタンク入水経路を形成することにより、給水管８１（図２）の給水圧によって、貯湯タンク１５０が満水状態となるまで、低温水が、配管１１１〜１１３を経由して貯湯タンク１５０へ導入される。なお、循環側経路とタンク排水経路とでは、蓄熱切替弁３３０の流路は同じである。

貯湯タンク１５０の上部は、配管１２５及び１３０と接続される。配管１３０は、後述する配管１１９と接続される。配管１２５は、貯湯切替弁３８０を経由して、発熱機構（図示せず）との接続端１０３に至る配管１２４と接続される。貯湯タンク１５０の底部には、発熱機構（図示せず）との接続端１０４に至る配管１２６がさらに接続される。貯湯タンク１５０には複数の温度センサ１５１〜１５６が異なる部位に配置される。

発熱機構は、貯湯給湯装置１０の外部に設けられた、燃料電池或いはエンジン発電機等の廃熱を生じる発電機構、又は、ヒートポンプ装置によって構成することができる。

貯湯切替弁３８０は、コントローラ２０からの制御指令に従って、貯湯タンク１５０を迂回して配管１２４及び１２６を接続するバイパス経路と、配管１２４及び１２５を接続する貯湯経路とを選択的に形成する。配管１２４及び１２６には、温度センサ５６０及び５６５がそれぞれ設けられる。

発熱機構に設けられた図示しないポンプの作動により、貯湯タンク１５０内の低温水を、接続端１０４を経由して発熱機構へ出力し、発熱機構で加熱された高温水として、接続端１０３から導入するような加熱循環経路を形成することができる。

この際に、貯湯切替弁３８０が貯湯経路を形成すると、発熱機構で加熱された高温水は、貯湯タンク１５０へ導入される。これにより、貯湯タンク１５０内では、上部より温度が上昇する。一方で、貯湯切替弁３８０がバイパス経路を形成すると、接続端１０４から出力された高温水は、発熱機構で再加熱される。例えば、温度センサ５６０による検出温度（接続端１０３からの入力温度）に基づいて、低温時には、貯湯切替弁３８０によってバイパス経路を形成することができる。

一方で、温度センサ１５１〜１５６及び５６５の検出温度によって、貯湯タンク１５０の内の高温水の加熱が完了したことが検知されると、発熱機構でのポンプの停止によって上記加熱循環経路の形成が停止される。このように、貯湯給湯装置１０では、外部の発熱機構を「主熱源」として、当該主熱源によって加熱された高温水が、貯湯タンク１５０に蓄積されて給湯に用いられる。

配管１１７は、配管１１４及び循環ポンプ３１０の吸入口３１１ａとの間を接続する。配管１１７には、三方弁３２０が接続される。三方弁３２０は、逆止弁３２２が設けられた配管１３２によって、貯湯タンク１５０からの配管１３０とさらに接続される。

三方弁３２０は、コントローラ２０からの制御指令に従って、配管１３２から循環ポンプ３１０の吸入口３１１ａへ至る経路Ｐ１と、配管１１７上の経路Ｐ２との流量比を制御する。三方弁３２０は、流量比を０〜１００（％）の間で制御できるので、経路Ｐ１又は経路Ｐ２のみが形成された状態、及び、経路Ｐ１及びＰ２の両方が形成された状態の両方を実現することが可能である。以下では、経路Ｐ１を「タンク出力経路」、経路Ｐ２を「循環経路」とも称する。

配管１１８は、循環ポンプ３１０の吐出口３１１ｂ及び補助熱源機（ＢＵ）２００の入力端２０１ａと接続される。配管１１８には、流量センサ４２０が配置される。流量センサ４２０によって、補助熱源機２００の通過流量を検出することができる。補助熱源機２００の出力端２０１ｂは、配管１１９と接続される。

図３は、補助熱源機２００の構成例を説明するブロック図である。
図３を参照して、補助熱源機２００は、入力端２０１ａ及び出力端２０１ｂと、燃焼バーナ２０２と、熱交換器２０４と、配管２０５，２０６とを含む。燃焼バーナ２０２は、燃料ガス配管８２から供給された燃料ガスを燃焼する。熱交換器２０４は、主に燃焼バーナ２０２での燃料燃焼の顕熱によって流体を加熱するための一次熱交換器２０４ａと、主に燃料燃焼による排気ガスの潜熱によって流体を加熱する二次熱交換器２０４ｂとを有する。配管２０５は、入力端２０１ａ及び二次熱交換器２０４ｂの間を接続し、配管２０６は、一次熱交換器２０４ａ及び出力端２０１ｂの間を接続する。

補助熱源機２００は、配管１１８から入力端２０１ａへ導入された流体（湯水）を、熱交換器２０４で加熱することにより、出力端２０１ｂから配管１１９へ高温水を出力する。配管１１８には、補助熱源機２００への入力温度を検出するための温度センサ５５０が配置される。配管１１９には、補助熱源機２００からの出力温度を検出するための温度センサ５５５が配置される。

補助熱源機２００（図３）は、いわゆる、潜熱回収型の燃焼式給湯器で構成されるが、熱交換器２０４に対するバイパス経路を内蔵していない。又、一次熱交換器２０４ａでのドレン発生を抑制するために、配管１１９へ出力される高温水は、一般的な給湯温度（約４０℃）よりも高温（例えば、５０〜７０℃程度）に制御される。すなわち、給湯に補助熱源機２００を用いる場合には、後述する混合弁３４０による低温水との混合を前提として、補助熱源機２００から高温水が出力される。

再び図１を参照して、配管１１９は、補助熱源機２００の出力端２０１ｂ及び混合弁３４０の一端（以下、高温側とも称する）と接続される。配管１１９は、ノードＮｂにおいて、熱交換器２１０及び２２０の一次側（図示せず）に至る配管１２０に分岐される。

暖房運転時には、循環ポンプ３１０の作動とともに開閉弁２１５を開放することにより、補助熱源機２００、配管１１８，１２０、熱交換器２１０、配管１１４，１１７、循環ポンプ３１０、及び、配管１１８を含む、高温水の循環経路を形成することができる。これにより、補助熱源機２００からの高温水によって、暖房装置１４ａ及び／又は浴室暖房乾燥機１４ｂと熱交換器２１０（二次側）との間で形成される循環経路の流体（暖房用高温水）を加熱することができる。

同様に、追焚運転時には、循環ポンプ３１０の作動とともに開閉弁２２５を開放することにより、補助熱源機２００、配管１１８，１２０、熱交換器２２０、配管１１４，１１７、循環ポンプ３１０、及び、配管１１８を含む、高温水の循環経路を形成することができる。これにより、補助熱源機２００からの高温水によって、熱交換器２２０（二次側）と浴槽１３との間の循環経路を通流する浴槽水を加熱することができる。

一方で、開閉弁２１５及び２２５の両方を閉止すると、配管１２０を経由する高温水の循環経路は形成されない。

配管１１９は、ノードＮｂよりも下流側に位置するノードＮｃにおいて、貯湯タンク１５０からの配管１３０とさらに接続される。さらに、配管１１９のノードＮｂ及びＮｃ間には、比例弁３５０が配置される。比例弁３５０の開度は、コントローラ２０によって制御される。

比例弁３５０の開度によって、補助熱源機２００から混合弁３４０へ、すなわち、給湯用途で出力される高温水の流量を制御することができる。特に、開閉弁２１５及び／又は２２５が開放されている状態では、比例弁３５０の開度によって、補助熱源機２００からの高温水について、混合弁３４０への流量（給湯用）と、配管１２０を含む循環経路への流量（暖房／追焚用）との比率を制御することができる。なお、比例弁３５０を全閉状態（開度＝０）として、補助熱源機２００からの高温水の全量を暖房／追焚用とすることも可能である。

混合弁３４０の他端（以下、「低温側」とも称する）は、低温水を供給する配管１１１と接続され、混合弁３４０の出力端は、出湯端１０２へ至る配管１２１と接続される。混合弁３４０の開度は、コントローラ２０によって制御される。混合弁３４０の開度によって、配管１１９からの高温水と、配管１１１からの低温水との混合比率が制御される。

配管１１１には、低温水の温度を検出するための温度センサ５１０が配置され、配管１２１には、混合弁３４０の下流側において、出湯温度を検出するための温度センサ５２０が配置される。さらに、配管１１９には、上述の温度センサ５５５に加えて、温度センサ５３０が配置される。温度センサ５３０は、配管１１９から混合弁３４０へ入力される高温水の温度を検出するように配置される。

混合弁３４０による混合比率は、例えば、温度センサ５１０，５２０，５３０による検出温度に基づいて制御することができる。これにより、混合弁３４０から配管１２１への出力温度（すなわち、出湯温度）を、ユーザによる設定温度に制御することができる。

配管１２１には、流量センサ４３０及び流量調整弁３７０が配置される。流量センサ４３０によって、配管１２１による出湯流量を検出することができる。又、流量調整弁３７０によって、出湯温度が上がらないときに出湯流量を絞ることで、出湯温度の顕著な低下を抑制することができる。

配管１２１からは、接続端１０９へ至る注湯配管３０１が分岐される。注湯配管３０１には、注湯開閉弁３６０及び流量センサ４１０が配置される。注湯開閉弁３６０は、電磁弁によって構成され、コントローラ２０からの制御指令に従って開閉される。注湯開閉弁３６０の開放により、配管１２１に出力された、給湯設定温度に制御された湯を、浴槽１３（図２）の湯張りに用いることができる。さらに、流量センサ４１０の検出値の積算によって、浴槽１３へ供給される湯量を算出することができる。

接続端３０は、配管１１４及び１１７と接続される。したがって、接続端３０は、循環ポンプ３１０の吸入口３１１ａとの間に通流経路を有している。さらに、接続端３０は、配管１１４，１１６、蓄熱切替弁３３０、及び、配管１１３を経由して、貯湯タンク１５０と接続される。開閉弁３５は、接続端３０と直列に接続されて、コントローラ２０からの制御指令に従って開閉制御される。開閉弁３５によって、接続端３０による流量が開閉制御される。すなわち、接続端３０は「接続端」に対応し、開閉弁３５は「第１の開閉弁」の一実施例に対応する。

又、上述のように、配管１１９は、貯湯タンク１５０の出力側、及び、補助熱源機２００の出力端２０１ｂと接続される。さらに、配管１１９は、混合弁３４０及び配管１２１により出湯端１０２との間に通流経路を有している。すなわち、配管１１９は「第２の配管」の一実施例に対応する。又、低温水が供給される配管１１１は「第１の配管」の一実施例に対応し、配管１２１は「第３の配管」に対応する。

配管１１６には、温度センサ５８０及び圧力逃がし弁３９０がさらに配置される。圧力逃がし弁３９０によって、補助熱源機２００からの高温水の循環経路における過圧の発生を防止できる。

蓄熱切替弁３３０がタンク排出経路を形成するように制御されると、貯湯タンク１５０の貯留水を、配管１１３、配管１１６、配管１１４、及び、開閉弁３５（開状態）を経由して、接続端３０から排出することができる。すなわち、図１の構成例において、接続端３０は、貯湯タンク１５０から貯湯給湯装置１０の外部への排水口の機能を有するように配置されている。この際の排出温度を、温度センサ５８０によって検出することができる。

このように、貯湯給湯装置１０は、貯湯タンク１５０に蓄積された高温水を用いた給湯（以下、「タンク給湯」とも称する）と、補助熱源機２００からの高温水を用いた給湯（以下，「ＢＵ給湯」とも称する）のいずれかにより、浴槽１３への注湯を含む給湯運転を実行することができる。さらに、補助熱源機２００及び熱交換器２１０，２２０を含む循環経路に高温水を通流することで、暖房運転及び追焚運転をさらに実行することができる。

コントローラ２０は、代表的には、マイクロコンピュータによって構成され、各センサ（温度センサ、流量センサ等）の検出値に基づき、各弁を含む各種機器の動作を制御することによって、貯湯給湯装置１０の動作を制御する。

次に、図４を用いて、実施の形態１に係る貯湯給湯装置１０の運転動作について説明する。図４では、暖房運転及び追焚運転の少なくとも一方がオンされる状態を「暖房／追焚オン」と表記する一方で、暖房運転及び追焚運転の両方がオフされた状態を「暖房／追焚オフ」と表記する。図４に示されるように、貯湯給湯装置１０には、タンク給湯及びＢＵ給湯の各々において、暖房／追焚オン、又は、追焚／暖房オフとすることができる。

図４を参照して、タンク給湯の暖房／追焚オフ時には、補助熱源機２００がオフされるとともに、比例弁３５０は全閉状態とされ、循環ポンプ３１０も停止される。さらに、蓄熱切替弁３３０がタンク入水経路、すなわち、配管１１２から１１３へ到る経路を形成するように制御される。この状態で、給湯配管８０に接続された給湯栓１５が開栓されると、給水端１０１への給水圧によって、配管１１２及び１１３を経由して、貯湯タンク１５０内に低温水が流入するとともに、配管１３０へ貯湯タンク１５０内の高温水が出力される。三方弁３２０は、経路Ｐ１及びＰ２のいずれを形成していても、貯湯タンク１５０から高温水は出力される。

配管１３０に出力された高温水は、ノードＮｃを経由して配管１１９から混合弁３４０へ入力される。したがって、タンク給湯は、貯湯タンク１５０から出力された高温水と、配管１１１の低温水を混合することによって実行される。

タンク給湯時に追焚／暖房オンとされると、三方弁３２０が経路Ｐ２（循環経路）を形成するともに、開閉弁２１５及び／又は２２５が開放される。蓄熱切替弁３３０は、給湯用の高温水を貯湯タンク１５０から配管１３０へ出力するために、タンク入水経路を形成する。

さらに、補助熱源機２００の運転がオンされて、燃焼バーナ２０２による燃料燃焼が開始されるとともに、循環ポンプ３１０が作動する。これにより、補助熱源機２００と、配管１１９，１２０と、熱交換器２１０及び／又は２２０の一次側と、配管１１６，１１７とを含む高温水の循環経路を形成することができる。当該循環経路の高温水によって、熱交換器２１０及び／又は２２０の二次側を通流する、暖房装置１４ａ及び浴室暖房乾燥機１４ｂの循環水、及び／又は浴槽水を加熱することができる。

給湯運転時に、貯湯タンク１５０内の温度低下によりタンク給湯ができない場合には、ＢＵ給湯が実行される。ＢＵ給湯では、補助熱源機２００がオンする。追焚／暖房オフ時には、蓄熱切替弁３３０がタンク入水経路を形成するとともに、三方弁３２０が経路Ｐ１を形成した状態で、循環ポンプ３１０が作動する。これにより、貯湯タンク１５０内の温水は、配管１３２から循環ポンプ３１０を経由して、補助熱源機２００によって加熱されて、配管１９０へ出力される。この際に、循環ポンプ３１０の流量制御により、貯湯タンク１５０から配管１３０を経由して配管１１９（ノードＮｃ）へ出力される流体圧よりも、比例弁３５０を経由して配管１１９上を通流する高温水の圧力が高く設定される。これにより、貯湯タンク１５０内の予熱を利用しながら、タンク給湯時と同等の高温水を、配管１１９から混合弁３４０の高温側へ供給することができる。

ＢＵ給湯時に追焚／暖房オンとされると、開閉弁２１５及び／又は２２５が開放される。さらに、三方弁３２０が経路Ｐ２を形成し、蓄熱切替弁３３０が循環経路を形成するように制御されることで、配管１１１から導入される低温水、及び、熱交換器２１０及び／又は２２０を通流する循環高温水が混合されて、循環ポンプ３１０から補助熱源機２００へ入力される。補助熱源機２００から出力された高温水は、比例弁３５０の開度に応じた比率で、配管１１９上で混合弁３４０へ至る経路と、配管１２０から熱交換器２１０，２２０へ至る経路とに分流される。従って、比例弁３５０の開度が大きくなると、給湯用との高温水の供給比率が高くなる一方で、比例弁３５０の開度が小さくなると、暖房／追焚用途の高温水の供給比率が高くなる。

或いは、ＢＵ給湯の追焚／暖房オン時にも蓄熱切替弁３３０をタンク入水側とし、三方弁３２０が経路Ｐ１及びＰ２の比率を制御することで、貯湯タンク１５０の予熱を利用することも可能である。但し、この場合には、三方弁３２０及び比例弁３５０の両方で流量比が可変制御されるので、制御が複雑となる虞がある。

このように実施の形態１に係る貯湯給湯装置１０では、貯湯タンク１５０の高温水によるタンク給湯に加えて、循環ポンプ３１０及び補助熱源機２００を用いたＢＵ給湯が可能である。なお、給湯運転の停止時にも、比例弁３５０を全閉状態とし、三方弁３２０を経路Ｐ２に制御して、循環ポンプ３１０を作動することで、開閉弁２１５及び／又は２２５の開放により、補助熱源機２００で加熱された高温水を熱交換器２１０及び／又は２２０に通流する循環経路を形成することができる。

貯湯給湯装置１０では、給湯栓１５（図２）が閉止されて出湯端１０２からの給湯が停止されると、内部配管内及び給湯配管８０に滞留する湯水の温度が低下する。このため、給湯停止から長時間経過後に給湯栓１５が操作されると、給湯開始時において、配管１２１の滞留水が排出されるまでの間、適温の湯を供給できないことが懸念される。したがって、貯湯給湯装置１０では、給湯開始直後から確実に適温の湯を供給するための即湯機能を具備するために、循環配管４０及びバイパス配管５０がさらに配置される。

再び図２を参照して、循環配管４０は、筐体２５の外部において、接続端３０と給湯配管８０との間に接続される。例えば、循環配管４０は、継手等を用いて形成される、給湯配管８０からの分岐ノードと、接続端３０との間に接続される。このように、循環配管４０は、貯湯給湯装置１０の外部にて、比較的容易に施工することができる。

再び図１を参照して、コントローラ２０からの制御指令によって開閉弁３５を開放すると、循環配管４０、接続端３０、及び、配管１１７を経由して、循環ポンプ３１０の吸入口３１１ａへ至る経路を形成することができる。

さらに、バイパス配管５０は、配管１１８上のノードＮ１と、配管１１１又は１２１上のノードＮ２との間に接続される。配管１１８は、循環ポンプ３１０の吐出口３１１ｂ及び補助熱源機２００の入力端２０１ａの間に接続されるが、好ましくは、ノードＮ１は、補助熱源機２００の流量を正しく検出するために、循環ポンプ３１０の吐出口３１１ｂ及び流量センサ４２０の間とされる。ノードＮ２は、好ましくは、混合弁３４０の低温水側、すなわち配管１１１上とされるが、配管１２１上に設けられてもよい。

配管１２１上にノードＮ２を設ける場合には、温度センサ５２０（出湯温度）よりも上流側とすることが好ましい。又、出湯温度の過高温を検知すると緊急的に開放される高温回避電磁弁３６５が配管１２１及び１１１の間に配置される場合には、高温回避電磁弁３６５よりも上流側にノードＮ２を設けることが好ましい。バイパス配管５０には、開閉弁６０及び逆止弁５５が挿入される。開閉弁６０は、コントローラ２０によって開閉が制御される。開閉弁６０によって、バイパス配管５０の流路を開閉制御することができる。すなわち、開閉弁６０は「第２の開閉弁」の一実施例に対応する。

これにより、給湯栓１５が閉止されていても、開閉弁３５，６０の開放、並びに、循環ポンプ３１０及び補助熱源機２００の作動により、配管１２１から、給湯配管８０、循環配管４０、配管１１７，１１８、補助熱源機２００、配管１１９を経由して混合弁３４０の高温側への高温水の経路が形成される。このとき、三方弁３２０は、経路Ｐ２を形成するように制御される。さらに、補助熱源機２００をバイパスして、配管１１８からバイパス配管５０を経由して、上記高温水と混合されるバイパス経路が形成される。混合後の湯は、配管１２１、出湯端１０２、給湯配管８０、循環配管４０、及び、接続端３０を経由して、循環ポンプ３１０の吸入口３１１ａに導入される。これにより、上記高温水経路及びバイパス経路を含む、即湯機能用の循環経路（以下、「即湯循環経路」とも称する）が形成される。

温度センサ５２０の検出温度に応じて混合弁３４０又は比例弁３５０の開度を制御することにより、即湯循環経路において出湯端１０２からの出力温度を適温に制御することが可能である。開閉弁３５及び６０を開放し、補助熱源機２００及び循環ポンプ３１０を作動することにより、即湯循環経路は、連続的に形成される。

図５は、貯湯給湯装置１０における即湯運転のための制御処理を説明するフローチャートである。図５に示す処理は、コントローラ２０によって繰返し実行することができる。

図５を参照して、コントローラ２０は、ステップＳ１１０により、給湯がオフされているかどうかを判定する。例えば、ステップＳ１１０の判定は、流量センサ４３０の検出流量に基づいて実行することができる。コントローラ２０は、給湯オフ時（Ｓ１１０のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ１２０により、温度低下判定を実行する。ステップＳ１２０による判定は、例えば、温度センサ５２０の検出温度に基づいて実行できる。具体的には、温度センサ５２０の検出温度が、所定のしきい値温度、例えば、ユーザによる給湯設定温度よりもα［℃］（α＝２〜３程度）低い温度よりも低くなると、ステップＳ１２０をＹＥＳ判定とすることができる。

或いは、温度センサ５２０以外にも、温度センサ５３０等の他の温度センサの出力を用いて、ステップＳ１２０による判定を実行してもよい。特に、図１に示されるように、凍結防止のための制御用途で、配管１２１の途中に温度センサ５２５が配置される場合には、当該温度センサ５２５の検出温度を、ステップＳ１２０での温度低下判定に用いることができる。又は、ステップＳ１２０による判定は、給湯オフが検知されてからの経過時間、すなわち、ステップＳ１１０がＹＥＳ判定される連続時間に基づいて実行することもできる。

コントローラ２０は、温度低下が検出されると（Ｓ１２０のＹＥＳ判定時）、ステップＳ１３０に処理を進めて即湯運転をオンする。一方で、温度低下が検出されないとき（Ｓ１２０のＮＯ判定時）には、処理はステップＳ１１０に戻されて即湯運転は開始されない。

コントローラ２０は、即湯運転がオンされると、ステップＳ１４０により、三方弁３２０を経路Ｐ２に制御するとともに、開閉弁３５及び６０を開放して、循環ポンプ３１０を作動する。これにより、上述の即湯循環経路を形成する。さらに、ステップＳ１５０により、補助熱源機２００が作動して、燃焼バーナ２０２の燃焼が開始される。

なお、既に循環ポンプ３１０が作動されている暖房／追焚オン時には、ステップＳ１４０では、開閉弁３５及び６０を開放するとともに、比例弁３５０により高温水を混合弁３４０へ導入する経路を形成することによって、即湯循環経路が形成される。これにより、配管１２１からは適温の湯が出力される状態となる。

コントローラ２０は、ステップＳ１４０，Ｓ１５０により即湯循環経路が形成された状態で、ステップＳ１６０により、即湯運転の終了条件が成立しているかどうかを判定する。

終了条件は、即湯循環経路の温度、例えば、温度センサ５２０の検出温度（出湯温度）、又は、温度センサ５５０の検出温度（補助熱源機２００入力前）が、給湯設定温度に達してから所定時間が経過したときに成立する。

或いは、暖房／追焚オフでの即湯運転時には、補助熱源機２００からの高温水の温度上昇に伴い、混合弁３４０又は比例弁３５０の制御によって補助熱源機２００の流量が低下すると、流量センサ４２０の検出流量がＭＯＱ（最小作動流量）よりも小さくなるケースがある。このケースでは、流量低下による補助熱源機２００での燃焼停止から所定時間が経過したときに、ステップＳ１６０をＹＥＳ判定とすることも可能である。

即湯運転の終了条件が成立するまで（Ｓ１６０のＮＯ判定時）は、ステップＳ１４０，Ｓ１５０により、即湯循環経路が形成された状態で、補助熱源機２００の作動（燃焼）が継続される。

コントローラ２０は、即湯運転の終了条件が成立すると（Ｓ１６０のＹＥＳ判定時）、ステップＳ１７０に処理を進めて、即湯運転をオフする。即湯運転がオフされると、開閉弁３５及び６０が閉止される。これにより、即湯循環経路が非形成とされて、即湯運転が終了される。さらに、暖房／追焚オフ時には、循環ポンプ３１０が停止される。即湯運転のオフ時には、開閉弁６０を閉止してバイパス配管５０の流路を閉止することにより、バイパス配管５０での抜熱による効率低下を抑制できる。特に、ＢＵ給湯時には、開閉弁６０によりバイパス配管５０の流路を閉止することで、バイパス配管５０を経由して配管１１１又は１２１に混入される湯水によって出湯温度が不安定になることを回避できる。

このように、実施の形態１に係る貯湯給湯装置によれば、循環配管４０及びバイパス配管５０を追加配置することにより、即湯機能を具備することができる。上述のように、循環配管４０は、筐体２５の外部において、接続端３０及び給湯配管８０の間に容易に施工することができる。又、筐体２５の内部構成についても、逆止弁５５及び開閉弁６０が挿入されたバイパス配管５０を、配管１１８と、配管１１１又は１２１に対して接続するのみの変更とすることができる。このため、回路構成を複雑化することなく、貯湯給湯装置に即湯機能を持たせることが可能となる。又、循環ポンプや加熱ヒータを備えた即湯ユニットを貯湯給湯装置に外付けする必要が無いため、施工の複雑化や設置コスト上昇を抑制できる。

なお、図２において、給湯配管８０上で、循環配管４０との分岐点から給湯栓１５までの経路については、即湯運転時の即湯循環経路には含まれない。従って、循環配管４０は、即湯機能を高める観点からは、給湯配管８０上で、各給湯栓１５との間の経路長が短くなる個所に接続することが好ましい。

図１の構成例において、循環配管４０が接続される接続端３０は、配管１１３，１１４，１１６を経由して、貯湯タンク１５０の底部と接続されている。したがって、蓄熱切替弁３３０によってタンク排水経路を形成することにより、貯湯タンク１５０の貯留水を接続端３０から外部へ排出するための経路を形成することができる。すなわち、図１の貯湯給湯装置１０では、貯湯タンク１５０からの排水のための接続端を共用して、すなわち、接続端を追加配置することなく、即湯循環経路を形成することができる。

図６には、実施の形態１の変形例に係る貯湯給湯装置１１の構成例が示される。
図６を参照して、実施の形態１の変形例に係る貯湯給湯装置１１では、図１に示された貯湯給湯装置１０と比較して、循環配管４０を接続する接続端３０及び開閉弁３５と、貯湯タンク１５０からの排水用の接続端１１０及び開閉弁１１５とが別個に設けられる点が異なる。

接続端１１０及び開閉弁１１５は、図１での接続端３０及び開閉弁３５と同様に配置される。一方で、接続端３０は、筐体２５内部では、接続点６０５において、配管１１３又は１１４と接続される。これにより、開閉弁３５を開放すると、給湯配管８０、循環配管４０及び接続端３０を経由して、出湯端１０２から循環ポンプ３１０の吸入口３１１ａに至る経路を形成することができる。

実施の形態１の変形例に係る貯湯給湯装置１１のその他の部分の構成は、実施の形態１に係る貯湯給湯装置１０と同様であるので詳細な説明は繰り返さない。貯湯給湯装置１１においても、図５に示した制御処理によって、貯湯給湯装置１０と同様の即湯運転を実行することができる。

［実施の形態２］
実施の形態１及びその変形例では、バイパス経路を内蔵しない構成の潜熱回収型の燃焼式給湯器による補助熱源機から、給湯設定温度よりも高い高温水が出力される構成例を説明した。一方で、補助熱源機から、給湯設定温度相当の温水が出力される構成においても、本実施の形態に係る即湯運転を適用することが可能である。

図７及び図８には、実施の形態２に係る貯湯給湯装置に適用される補助熱源機の第１及び第２の構成例が示される。

図７は、実施の形態２に係る貯湯給湯装置に適用される補助熱源機の第１の構成例を説明するブロック図である。

図７を参照して、第１の構成例に係る補助熱源機２００ｘは、図３に示した補助熱源機２００と比較して、バイパス配管２０８及び流量調整弁２０９をさらに有する点で異なる。バイパス配管２０８は、配管２０５及び２０６の間に接続されて、熱交換器２０４のバイパス経路を形成する。流量調整弁２０９は、バイパス配管２０８に介挿接続される。流量調整弁２０９の開度はコントローラ２０によって制御される。

流量調整弁２０９の開度によって、熱交換器２０４の流量と、バイパス配管２０８の流量との比率（分配比）を制御することができる。補助熱源機２００ｘには、熱交換器２０４からの出力温度を検出するための温度センサ５５２がさらに配置される。温度センサ５５５は、流量調整弁２０９を経由した低温水と、熱交換器２０４を経由した高温水との混合後の湯温を検出することになる。又、熱交換器２０４の流量は、流量センサ４２０の検出流量と、流量調整弁２０９による分配比とから、演算によって求めることができる。

補助熱源機２００ｘでは、潜熱回収型の構成としつつ、補助熱源機２００ｘからの出力温度を、給湯設定温度（約４０度）と同等とすることができる。

図８は、実施の形態２に係る貯湯給湯装置に適用される補助熱源機の第２の構成例を説明するブロック図である。

図８を参照して、第２の構成例に係る補助熱源機２００ｙは、燃焼バーナ２０２の顕熱で流体を加熱する熱交換器２０４を有するように構成される。

図９には、実施の形態２に係る貯湯給湯装置の構成を説明するブロック図が示される。
図９を参照して、実施の形態２に係る貯湯給湯装置１２は、実施の形態１に係る貯湯給湯装置１０（図１）と比較して、補助熱源機２００に代えて、図７に示した補助熱源機２００ｘ又は図８に示す補助熱源機２００ｙが配置される。さらに、実施の形態２に係る貯湯給湯装置１２では、図１における、バイパス配管５０、開閉弁６０、及び逆止弁５５の配置が省略されている。

補助熱源機２００ｘ、２００ｙは、即湯運転時に、給湯設定温度（約４０度）相当の適温の湯を出力するように制御することができる。貯湯給湯装置１２では、バイパス配管５０を設けることなく、配管１２１、出湯端１０２、給湯配管８０、循環配管４０、接続端３０、配管１１７，１１８、補助熱源機２００ｘ（２００ｙ）、配管１１９、及び、混合弁３４０を経由する、適温の湯の循環経路を形成することができる。

実施の形態２に係る貯湯給湯装置１２では、実施の形態１に係る貯湯給湯装置１０でのバイパス配管５０を配置することなく、即湯循環経路を形成することができる。すなわち、循環配管４０の追加配置のみで、貯湯給湯装置に即湯機能を持たせることができる。このように、バイパス配管５０の配置は、補助熱源機の種類によっては不要となる。

実施の形態２に係る貯湯給湯装置１２においても、実施の形態１の変形例（図７）と同様に、接続端３０及び開閉弁３５について、貯湯タンク１５０からの排水用の接続端１１０及び開閉弁１１５と別個に設けることも可能である。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０，１１，１２ 貯湯給湯装置、１３ 浴槽、１４ａ 暖房装置、１４ｂ 浴室暖房乾燥機、１５ 給湯栓、２０ コントローラ、２５ 筐体、３０，１０３，１０４，１０５，１０６，１０８，１０９，１１０ 接続端、３５，６０，１１５，２１５，２２５ 開閉弁、４０ 循環配管、５０，２０８ バイパス配管、５５，３２２ 逆止弁、８０ 給湯配管、８１ 給水管、８２ 燃料ガス配管、１０１ 給水端、１０２ 出湯端、１１１〜１１４，１１６〜１２１，１２４〜１２６，１３０，１３２，１９０，２０５，２０６ 配管、１５０ 貯湯タンク、１５１，１５６，５１０，５２０，５２５，５３０，５５０，５５２，５５５，５６０，５８０ 温度センサ、２００，２００ｘ，２００ｙ 補助熱源機、２０１ａ 入力端（補助熱源機）、２０１ｂ 出力端（補助熱源機）、２０２ 燃焼バーナ、２０４，２１０，２２０ 熱交換器、２０４ａ 一次熱交換器、２０４ｂ 二次熱交換器、２０９，３７０ 流量調整弁、２３０ 暖房タンク、２４０ 暖房ポンプ、３０１ 注湯配管、３１０ 循環ポンプ、３１１ａ 吸入口（循環ポンプ）、３１１ｂ 吐出口（循環ポンプ）、３２０ 三方弁、３３０ 蓄熱切替弁、３４０ 混合弁、３５０ 比例弁、３６０ 注湯開閉弁、３６５ 高温回避電磁弁、３８０ 貯湯切替弁、３９０ 圧力逃がし弁、４１０，４２０，４３０ 流量センサ、６０５ 接続点。

Claims (6)

1. 主熱源によって加熱された温水を蓄積するための貯湯タンクと、
   通流する流体を加熱する補助熱源機と、
   低温水が供給される第１の配管と、
   前記第１の配管との間に通流経路を有する吸入口及び前記補助熱源機の入力側との間に通流経路を有する吐出口を有する循環ポンプと、
   前記補助熱源機の出力側および前記貯湯タンクの出力側と接続された第２の配管と、
   前記貯湯タンク、前記補助熱源機、前記循環ポンプ、並びに、前記第１及び第２の配管を格納する筐体と、
   前記第２の配管との間に通流経路を有する出湯端と、
   前記筐体の外部から配管を接続可能に設けられた接続端と、
   前記出湯端に接続された給湯配管からの分岐ノードと、前記接続端との間に接続される循環配管と、
   前記補助熱源機及び前記循環ポンプの動作を制御するための制御装置とを備え、
   前記接続端は、前記循環ポンプの前記吸入口との間に通流経路を有する、貯湯給湯装置。
2. 前記接続端による流路を開閉制御するための第１の開閉弁をさらに備える、請求項１記載の貯湯給湯装置。
3. 前記出湯端と接続された第３の配管と、
   前記第１及び第２の配管と前記第３の配管との間に配置されて、前記第１及び第３の配管間の流量と、前記第２及び第３の配管間の流量との流量比を制御する混合弁と、
   前記循環ポンプの前記吐出口及び前記補助熱源機の前記入力側の間の第１のノードと、前記第１又は第３の配管上の第２のノードとの間に接続されたバイパス配管とを備える、請求項１又は２に記載の貯湯給湯装置。
4. 前記第３の配管に設けられた温度センサをさらに備え、
   前記制御装置は、前記温度センサによる検出温度に基づいて前記混合弁による前記流量比を制御し、
   前記第２のノードは、前記第３の配管上の前記温度センサ及び前記混合弁の間に位置する、請求項３記載の貯湯給湯装置。
5. 前記バイパス配管による流路を開閉制御するための第２の開閉弁をさらに備える、請求項３又は４に記載の貯湯給湯装置。
6. 前記接続端は、前記貯湯タンクとの間に通流経路を有する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の貯湯給湯装置。

Images