JP2023180480A - 貯湯式給湯システム - Google Patents

Abstract

【課題】混合部での混合比率を給湯の開始直後から速やかに適切な混合比率に制御することができる貯湯式給湯システムを提供する。
【解決手段】貯湯式給湯システム１の制御装置７０は、給湯対象部への給湯の停止中に、タンク内湯温の観測値と給水温度の観測値とを取得し、タンク内湯温の観測値と、給水温度の観測値と、混合部４４で得られる湯水の目標温度とから、給湯対象部への給湯を開始したときに混合部で得られる湯水の温度が目標温度になるように、混合比率の目標値を決定する処理と、当該決定した目標値に混合比率を制御する処理とを逐次実行する。
【選択図】図４

Description

本発明は、貯湯式給湯システムに関する。

加熱された湯水を貯える貯湯タンクを備える貯湯式給湯システムでは、貯湯タンクから出湯する湯水であるタンク出湯湯水に水（非加熱状態の給湯用水）を混合し得るように貯湯タンクに接続された混合部を備え、給湯対象部への給湯時に、混合部で温調制御した湯水を燃焼式熱源機を経由させて、又は燃焼式熱源機をバイパスさせて給湯するシステムが知られている（例えば特許文献１、２を参照）。

そして、特許文献１，２では、給湯の停止中（止水中）に、通常は、混合部でのタンク出湯湯水と給湯用水との混合比率を前回の給湯の終了時の比率に維持し（混合比率を調整するための弁装置の動作状態を維持する）、給湯開始直後に混合部で得られる湯水の温度が過剰に高くなる虞がある特定の状況では、混合部でのタンク出湯湯水と給湯用水との混合比率を給湯用水の流量を多めにする比率に制御しておく技術が提案されている。

特開２０１５－４８９９６号公報 特開２０１３－２２４７５１号公報

特許文献１、２に見られる技術では、特に、給湯の停止中に、混合比率が前回の給湯の終了時の状態に維持される場合に、給湯の停止中に維持される混合比率は、給湯停止中における貯湯タンク内の湯水の温度の変化（加熱による温度上昇、あるいは、放熱による温度低下）、あるいは、目標給湯温度の設定値の変更等に起因して、給湯開始直後に混合部で得られる湯水を所要の目標温度に制御するために要求される混合比率から乖離した比率になってしまいやすい。

また、給湯の停止中に、混合比率が給湯用水の流量を多めにする比率に制御される場合であっても、給湯の停止中に目標給湯温度の設定値が前記の給湯時よりも高い温度に変更された場合には、給湯の停止中における混合比率が、給湯開始直後に要求される比率から乖離した比率になってしまいやすい。

この場合、給湯の開始直後に実際の混合比率が要求値に達するまでに時間がかかるために、給湯対象部に目標給湯温度に温調制御された湯水が供給されるようになるまでに要する時間が長くなってしまう。特に、混合部から給湯対象部までの流路が比較的長いものとなっているシステムでは、混合部から給湯対象部まで湯水が到達するのに時間がかかることに加えて、混合比率の制御の遅れが生じることで、ユーザは、給湯対象部に目標給湯温度の湯水が供給されるまでの時間が長過ぎると感じやすくなる。

本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、混合部での混合比率を給湯の開始直後から速やかに適切な混合比率に制御することができる貯湯式給湯システムを提供することを目的とする。

本発明の貯湯式給湯システムは、上記の目的を達成するために、加熱装置により加熱された湯水を貯える貯湯タンクと、前記貯湯タンクから出湯する湯水であるタンク出湯湯水に給湯用水を混合させ得ると共に、該タンク出湯湯水と該給湯用水との混合比率を調整し得るように該貯湯タンクに接続された混合部と、前記混合比率を制御する機能を有する制御装置とを備え、前記制御装置が、前記給湯対象部への給湯時に、前記混合部で得られる湯水の温度が所定の目標温度になるように前記混合比率を制御する機能を有するように構成された貯湯式給湯システムであって、
前記制御装置は、前記給湯対象部への給湯の停止中に、前記貯湯タンク内の湯水の温度であるタンク内湯温の観測値と、前記給湯用水の温度である給水温度の観測値とを取得し、該タンク内湯温の観測値と該給水温度の観測値と前記所定の目標温度とから、前記給湯対象部への給湯を開始したときに前記混合部で得られる湯水の温度が前記所定の目標温度になるように、前記混合比率の目標値を決定する処理と、当該決定した目標値に前記混合比率を制御する処理とを逐次実行するように構成されていることを特徴とする（第１発明）。

なお、本発明において、タンク内湯温の観測値等、温度の観測値は、該温度を温度センサを用いて検出してなる値（検出値）、あるいは、該温度と一定の相関関係を有する一つ以上の状態量の検出値から該相関関係に基づいて推定してなる値（推定値）を意味する。また、給湯対象部への給湯の停止中における混合比率は、より詳しくは、該給湯の停止中に給湯対象部への給湯を開始した時に混合部で実現される混合比率を意味する。

上記第１発明によれば、給湯対象部への給湯の停止中に、混合部での混合比率が上記の如く決定された目標値に制御されるので、給湯開始の直前における混合比率を、給湯開始時に混合部で得られる湯水の温度が所定の目標温度になるように温調制御するために要求される混合比率に一致もしくはほぼ一致させることが可能となる。
よって、第１発明によれば、混合部での混合比率を給湯の開始直後から速やかに適切な混合比率に制御することが可能となる。

上記第１発明では、前記混合部は、前記貯湯タンクの上部から該貯湯タンク内の湯水が供給されるように該貯湯タンクに接続されており、前記貯湯タンク内の湯水の温度の検出用の温度センサとして、該貯湯タンクの上部の側面に装着された第１温度センサと、該貯湯タンクに前記混合部を接続する流路の上流端寄りの箇所又は該貯湯タンク内の上部に配置された第２温度センサとを備えているという態様を採用し得る。

この場合、前記制御装置は、前記給湯対象部への給湯の停止中に、前記タンク内湯温の観測値として、前記第１温度センサによる温度検出値と、前記第２温度センサによる温度検出値とのうち、高い方の温度検出値を用いて前記混合比率の目標値を決定するように構成されていることが好ましい（第２発明）。

ここで、給湯の停止状態において、上記第１温度センサ、あるいは上記第２温度センサがリアルタイムで検出する温度は、貯湯タンク内の湯水の分布状態や、加熱装置による加熱状態、貯湯タンク内の空気等の影響を受けて、給湯時に貯湯タンクから出湯する湯水の実際の温度よりも低い温度になってしまう場合がある。

そこで、第２発明では、制御装置は、給湯の停止中に、前記タンク内湯温の観測値として、第１温度センサによる温度検出値と、第２温度センサによる温度検出値とのうち、高い方の温度検出値を用いて混合比率の目標値を決定する。これにより、給湯時に貯湯タンクから出湯する湯水の実際の温度よりも低い温度を用いて混合比率の目標値を決定してしまうのを極力回避することが可能となる。

ひいては、給湯の開始直前の混合比率が、給湯開始時に混合部で得られる湯水の温度が所定の目標温度になるように温調制御するために要求される混合比率よりも、貯湯タンク側の湯水を多くする側の比率になってしまうのを極力予防することが可能となる。

上記第２発明では、前記制御装置は、前記給湯対象部への給湯時には、前記第１温度センサ及び前記第２温度センサのうち、前記第１温度センサによる温度検出値を用いずに、前記第２温度センサによる温度検出値を用いて前記混合比率を制御するように構成されていることが好ましい（第３発明）。

給湯対象部への給湯時には、貯湯タンク内の上部から混合部に湯水が供給されるので、第２温度センサによる温度検出値が、混合部に実際に供給される湯水の温度を精度よく示すものとなる。従って、給湯時に、混合部で得られる湯水の温度を所要の目標温度に適切に温調制御することが可能となる。

本発明の実施形態の貯湯式給湯システムの全体構成を示す図。 実施形態の貯湯式給湯システムに備えた制御装置による処理（給湯時の処理）を示すフローチャート。 実施形態の貯湯式給湯システムに備えた混合弁の動作特性を例示するグラフ。 実施形態の貯湯式給湯システムに備えた制御装置による処理（給湯停止時の処理）を示すフローチャート。

本発明の一実施形態を図１～図４を参照して以下に説明する。本実施形態の貯湯式給湯システム１は、加熱された湯水を貯える貯湯タンク１１が搭載されたタンクユニット１０と、貯湯タンク１１内に貯える湯水を加熱する加熱装置としてのヒートポンプユニット２０と、図示しない給水源から供給される給湯用水を貯湯タンク１１に供給し得るように構成された給水回路３０と、貯湯タンク１１内の湯水を台所や浴室、洗面所等の給湯対象部（図示省略）に供給し得るように構成された給湯回路４０と、給湯回路４０で給湯対象部に供給される湯水を加熱し得るように構成された燃焼式熱源機５０とを備える。

ヒートポンプユニット２０は、貯湯タンク１１との間で湯水を循環させる循環路２１を介して貯湯タンク１１に接続されている。該循環路２１は、貯湯タンク１１内の湯水を貯湯タンク１１の下部からヒートポンプユニット２０に流すように配設された往路２１ａと、ヒートポンプユニット２０から貯湯タンク１１の上部に湯水を流すように配設された復路２１ｂとを備え、ヒートポンプユニット２０（又はタンクユニット１０）に搭載された図示しないポンプの作動により、ヒートポンプユニット２０と貯湯タンク１１との間で湯水を循環させることが可能である。なお、復路２１ｂには、逆止弁２２が組付けられている。

そして、ヒートポンプユニット２０は、貯湯タンク１１との間での湯水の循環時に、該ヒートポンプユニット２０で流通する湯水を、公知のヒードポンプ動作（冷媒の蒸発（吸熱）、圧縮、凝縮（放熱）、膨張を繰り返す動作）によって加熱し得るように構成されている。

給水回路３０は、給水源から給湯用水が供給される上流給水路３１と、上流給水路３１の下流側に分岐されたタンク給水路３２及びバイパス給水路３３とを備える。タンク給水路３２は、給湯用水を上流給水路３１から貯湯タンク１１の下部に流入させるように配設され、バイパス給水路３３は、給湯用水を上流給水路３１から貯湯タンク１１を経由させずに給湯回路４０の混合部４４に流すように配設されている。該混合部４４は、貯湯タンク１１から出湯する湯水であるタンク出湯湯水に、バイパス給水路３３から供給される給湯用水を混合させる部分である。

そして、タンク給水路３２及びバイパス給水路３３には、逆止弁３４，３５が各々組付けられている。さらに、バイパス給水路３３には、該バイパス給水路３３を通って混合部４４に流れる給湯用水の流量である給水流量を検出する流量センサ３６が組付けられている。また、上流給水路３１には、給水源から上流給水路３１に供給された給湯用水の温度である給水温度を検出する温度センサ３７が組付けられている。

給湯回路４０は、貯湯タンク１１内の湯水を該貯湯タンク１１の上部から混合部４４に流すように配設された第１給湯路４１と、混合部４４から燃焼式熱源機５０に湯水を流すように配設された第２給湯路４２と、燃焼式熱源機５０から流出する湯水を図示しない給湯対象部に供給するように配設された第３給湯路４３とを備える。

混合部４４には、貯湯タンク１１から第１給湯路４１を通って流入する湯水とバイパス給水路３３から流入する給湯用水とを混合して第２給湯路４２に流出させ得るように構成された混合弁４５が組付けられている。該混合弁４５は、図示しないステッピングモータを動力源として有する電動式の三方弁等により構成され、貯湯タンク１１から第１給湯路４１を通って第２給湯路４２に流れる湯水の流量（タンク出湯湯水の流量）と、バイパス給水路３３から第２給湯路４２に流れる給湯用水の流量との比率である混合比率を可変的に調整し得るように構成されている。かかる混合弁４５の作動制御によって上記混合比率を制御することで、該混合弁４５から下流側の第２給湯路４２に流れる湯水の温度（混合弁４５から燃焼式熱源機５０に供給する湯水の温度）を調整することが可能である。

補足すると、上記混合比率を制御するための弁装置は、上記混合弁４５に限られない。例えば、第１給湯路４１及びバイパス給水路３３のそれぞれに流量制御弁を設け、これらの流量制御弁により混合比率を調整することも可能である。

第１給湯路４１には、貯湯タンク１１の上部から出湯する湯水の温度であるタンク出湯温度を検出する温度センサ４６と、逆止弁４７と、貯湯タンク１１から混合部４４に流れる湯水の流量であるタンク出湯流量を検出する流量センサ４８とが組付けられている。温度センサ４６は、第１給湯路４１の上流端寄りの位置で第１給湯路４１に組付けられており、貯湯タンク１１内の上部のうち、第１給湯路４１の上流端の接続部近辺の箇所の湯水の温度の検出用の温度センサとしての機能を持つ。

また、第２給湯路４２の上流端寄りの箇所（混合部４４の近辺箇所）には、混合部４４から燃焼式熱源機５０に供給される湯水の温度である混合給湯温度を検出する温度センサ４９が組付けられている。

また、貯湯タンク１１の側面（図示例では外側面）には、複数（例えば３個）の温度センサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃが、上下方向に間隔を存して装着されている。これらの温度センサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃは、それぞれの高さ位置近辺での貯湯タンク１１内の湯水の温度の検出用の温度センサである。すなわち、温度センサ１２ａは、貯湯タンク１１内の上部の湯水の温度の検出用の温度センサ、温度センサ１２ｂは、貯湯タンク１１内の上下方向中間部の湯水の温度の検出用の温度センサ、温度センサ１２ｃは貯湯タンク１１内の下部の湯水の温度の検出用の温度センサである。なお、温度センサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃは、貯湯タンク１１の内側面に装着されていてもよい。

燃焼式熱源機５０は、入水路５１と出湯路５２と熱交換器５３とバーナ５４とを備え、出湯路５２が熱交換器５３の通水路５３ａを介して入水路５１の下流側に連接されている。そして、入水路５１の上流側に第２給湯路４２が連接され、出湯路５２の下流側に第３給湯路４３が連接されている。

さらに、入水路５１と出湯路５２との間には、入水路５１から熱交換器５３を経由させずに出湯路５２に湯水を流すためのバイパス路５５が熱交換器５３の通水路５３ａと並列に接続されている。そして、入水路５１とバイパス路５５との接続部には、該接続部の上流側の入水路５１から流入する湯水を、下流側の入水路５１とバイパス路５５とに分配し得るように構成された分配弁５６が組付けられている。

該分配弁５６は、電動式の三方弁等により構成され、上流側の入水路５１から下流側の入水路５１に流れる湯水の流量（＝熱交換器５３の通水路５３ａに流れる湯水の流量）と、上流側の入水路５１からバイパス路５５に流れる湯水の流量との比率であるバイパス比を可変的に調整し得るように構成されている。

補足すると、上記バイパス比を制御するための弁装置は、上記分配弁５６に限られない。例えば、分配弁５６の代わりに、バイパス路５５と出湯路５２との接続部に、上流側の出湯路５２から流入する湯水とバイパス路５５から流入する湯水とを混合して下流側の出湯路５２に流出させ得ると共にその混合比率を調整し得るように構成された電動式の混合弁を組付けて、該混合弁によりバイパス比を調整することも可能である。あるいは、熱交換器５３の通水路５３ａを経由する流路（入水路５１とバイパス路５５との接続部よりも下流側の入水路５１、又は、出湯路５２とバイパス路５５との接続部よりも上流側の出湯路５２）と、バイパス路５５のとの両方又は一方に流量制御弁を組付けて、該流量制御弁によりバイパス比を調整することも可能である。

また、燃焼式熱源機５０は、出湯路５２から第３給湯路４３に流れる湯水の温度である熱源機出湯温度を検出する温度センサ５７を備える。該温度センサ５７は、出湯路５２とバイパス路５５との接続部よりも下流側の出湯路５２に組付けられている。

バーナ５４は、例えばガスバーナであり、図示しない燃料供給装置と送風機（ファン）とにより燃料ガスと燃焼用空気とが供給される。そして、バーナ５４は、その燃焼運転により発生する燃焼熱（顕熱及び潜熱の一方又は両方）により熱交換器５３を加熱し、ひいては、該熱交換器５３の通水路５３ａを流れる湯水を加熱し得るように配置されている。なお、バーナ５４はガスバーナに限らず、灯油等の液体燃料を燃焼させるバーナであってもよい。

燃焼式熱源機５０は、上記のように構成されているので、給湯回路４０の第２給湯路４２から供給される湯水の全体又は一部を入水路５１から熱交換器５３の通水路５３ａ及び出湯路５２を経由させて第３給湯路４３に供給する（ひいては、給湯対象部に供給する）ことが可能である。このとき、バーナ５４の燃焼運転を行うことで、第２給湯路４２から供給される湯水を加熱して昇温させることが可能である。さらに、バーナ５４の燃料量とバイパス比との両方又は一方を調整することで、熱源機出湯温度を調整することが可能である。

貯湯式給湯システム１は、さらに、該貯湯式給湯システム１の作動制御を行う機能を有する制御装置７０を備える。該制御装置７０は、例えば、マイコン等のプロセッサ、メモリ、インターフェース回路等を含む1つ以上の電子回路ユニットにより構成される。例えば、制御装置７０は、タンクユニット１０、ヒートポンプユニット２０及び燃焼式熱源機５０のそれぞれに各別に搭載され、且つ、相互に通信を行い得る複数の電子回路ユニットの集合体として構成され得る。ただし、制御装置７０は、単一構成のものであってもよい。

制御装置７０は、貯湯式給湯システム１の運転操作をユーザが行うためのリモコン７５と有線又は無線による通信を行うことが可能である。該リモコン７５は、複数の操作スイッチを含む操作部７５ａ、貯湯式給湯システム１の運転に関する様々な情報を表示する表示部７５ｂ等を含む。

リモコン７５の操作部７５ａの操作によって、給湯対象部への給湯を行う給湯運転のオン／オフ操作、目標給湯温度（詳しくは、熱源機下流給湯温度の目標値）の設定操作等を行うことが可能である。また、リモコン７５の表示部７５ｂでは、目標給湯温度の設定値（以降、給湯設定温度という）や、貯湯式給湯システム１の運転状態等を表示することが可能である。

そして、制御装置７０は、実装されたハードウェア構成及びプログラム（ソフトウェア構成）により実現される機能によって、タンクユニット１０、ヒートポンプユニット２０及び燃焼式熱源機５０の各制御対象機器の作動制御を行うことが可能である。この場合、タンクユニット１０の制御対象機器には混合弁４５が含まれ、ヒートポンプユニット２０の制御対象機器には、図示しないヒートポンプ動作用の機器（圧縮機、膨張弁等）、湯水の循環用のポンプ等が含まれる。

また、燃焼式熱源機５０の制御対象機器には、バーナ５４、分配弁５６等が含まれる。なお、バーナ５４の作動制御は、より詳しくは、図示しない燃料供給装置、送風機（ファン）、及び点火装置の作動制御を通じて行われる。

次に、本実施形態の貯湯式給湯システム１の作動に関して説明する。制御装置７０は、貯湯タンク１１の湯切れ状態が検知された場合等、所定の条件下で貯湯タンク１１の湯水を加熱するように該ヒートポンプユニット２０を作動させる。この場合、貯湯タンク１１内の湯水の全体又はほぼ全体が所定温度以上（例えば４５℃以上）の温度になるようにヒートポンプユニット２０の作動制御が行われる。

なお、貯湯タンク１１の湯切れ状態は、貯湯タンク１１内の所定温度以上の湯量が所定量以下に低下した状態である。そして、貯湯タンク１１の湯切れ状態であるか否かは、例えば、貯湯タンク１１の側面に装着された温度センサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃの出力に基づいて判断され得る。

次に、給湯対象部への給湯時の作動を説明する。制御装置７０は、給湯対象部の図示しない給湯栓の開栓等によって、給湯対象部への通水（所定流量以上の通水）が開始されると、該通水が停止されるまで、図２のフローチャートに示す処理を実行する。

この場合、給湯対象部への通水が開始されたか否かは、流量センサ３６，４８によりそれぞれ検出される流量（給水流量及びタンク出湯流量）の総和の流量が第１の所定流量以上（例えば２．４リットル／分以上）になったか否かによって判断される。また、給湯対象部への通水が停止されたか否かは、流量センサ３６，４８によりそれぞれ検出される流量（給水流量及びタンク出湯流量）の総和の流量が第１の所定流量よりも小さい第２の所定流量以下（例えば１．８リットル／分以下）になったか否かによって判断される。

なお、例えば、上流給水路３１、あるいは、第２給湯路４２、あるいは、燃焼式熱源機５０の入水路５１（バイパス路５５との接続部よりも上流側の入水路５１）、あるいは、燃焼式熱源機５０の出湯路５２（バイパス路５５との接続部よりも下流側の出湯路５２）に流量センサが備えられている場合には、該流量センサにより検出される流量に基づいて、給湯対象部への通水が開始されたか否か、及び該通水が停止されたか否かを判断してもよい。

給湯対象部への通水が開始された場合、制御装置７０は、ＳＴＥＰ１において、タンク内湯温が給湯設定温度以上の温度であるか否かを判断する。この場合、給湯時（給湯対象部への通水時）におけるタンク内湯温としては、本実施形態では、第１給湯路４１の温度センサ４６で検出される温度（貯湯タンク１１から第１給湯路４１への出湯温度）が用いられる。ただし、例えば、貯湯タンク１１内の上部に温度センサが備えられている場合には、該温度センサにより検出される温度をタンク内湯温として用いてもよい。

ＳＴＥＰ１の判断結果が肯定的である場合（タンク内湯温≧給湯設定温度である場合）には、制御装置７０は、ＳＴＥＰ２において、混合弁４５による給湯温度の温調制御を実行する。この温調制御では、制御装置７０は、温度センサ４９で検出される湯水の温度（混合給湯温度）が給湯設定温度に一致もしくはほぼ一致するように、混合部４４における混合比率の目標値を決定し、その目標値に応じて混合弁４５を制御する。

この場合、混合比率の目標値は、温度センサ４６で検出されるタンク内湯温（貯湯タンク１１からの湯水の出湯温度）と、温度センサ３７で検出される給水温度（混合部４４に供給される給湯用水の温度）と、混合給湯温度（混合部４４から下流側に流れる湯水の温度）の目標値とから次式（１）により算出される。そして、混合給湯温度の目標値として、給湯対象部に対する目標給湯温度の設定値である給湯設定温度が用いられる。

混合比率の目標値
＝（タンク内湯温－混合給湯温度の目標値）／（タンク内湯温－給水温度）
……（１）

なお、本実施形態の説明では、混合比率は、混合部４４から下流側に流れる湯水の全流量に対する給水流量（混合部４４にバイパス給水路３３から流入する給湯用水の流量）の比率（＝給水流量／全流量）として定義される。

そして、制御装置７０は、この混合比率の目標値を実現するように混合弁４５のステッピングモータを作動させる。ここで、制御装置７０には、混合弁４５のステッピングモータの回転角を規定するステップ数と混合比率との関係を示す相関データが演算式又はテーブルデータ等の形態であらかじめ記憶保持されている。この相関データにより示されるステッピングモータのステップ数（回転角）と混合比率との関係は、例えば図３のグラフで示すように、混合比率がステップ数の増加に伴い単調増加する関係である。

そして、制御装置７０は、ＳＴＥＰ２では、上記相関データを参照しつつ、現在の混合比率に対応するステップ数から目標比率に対応するステップ数までステッピングモータのステップ数を変化させるように該ステッピングモータを作動させる。

これにより、混合比率が目標値になるように混合弁４５の作動制御が行われる。ひいては、混合部４４で得られる混合給湯温度が給湯設定温度に一致もしくはほぼ一致するように温調制御される。なお、混合比率を、給湯設定温度と温度センサ４９で検出される混合給湯温度の検出値との偏差に応じて（該偏差をゼロに近づけるように）、上記目標値から微調整するようにしてもよい。

一方、貯湯タンク１１の湯切れ等により、ＳＴＥＰ１の判断結果が否定的になる場合（タンク内湯温＜給湯設定温度である場合）には、制御装置７０は、ＳＴＥＰ３において、燃焼式熱源機５０による給湯温度の温調制御を実行する。

この温調制御では、制御装置７０は、温度センサ４９で検出される混合給湯温度が、燃焼式熱源機５０の燃焼運転時用の所定の目標温度に一致もしくはほぼ一致するように、混合部４４における混合比率の目標値を決定し、その目標値に応じて混合弁４５を制御しつつ、バーナ５４の燃焼運転を開始させる。

そして、制御装置７０は、バーナ５４の燃焼運転の開始後、温度センサ５７で検出される湯水の温度（熱源機出湯温度）が給湯設定温度に一致もしくはほぼ一致するように、バーナ５４の燃焼量及びバイパス比を制御する。この場合、バーナ５４の燃焼量の制御は、図示しない燃料供給装置及び送風機（ファン）の作動制御を通じて行われ、バイパス比の制御は、分配弁５６の作動制御を通じて行われる。

また、混合給湯温度に関する燃焼運転時用の所定の目標温度は、その温度に温調制御された湯水を燃焼式熱源機５０に供給しつつ、バーナ５４の燃焼運転を最小燃焼量で行ったと仮定した場合に、熱源機出湯温度が給湯設定温度を超えないように決定される。該所定の目標温度は、例えば、温度センサ４６で検出されるタンク内湯温（貯湯タンク１１からの湯水の出湯温度）、温度センサ３７で検出される給水温度、流量センサ３６，４８で検出される流量の総和の流量、給湯設定温度等から所定の演算式やマップ等を用いて決定される。

そして、混合給湯温度を上記所定の目標温度に一致もしくはほぼ一致させるための混合比率の目標値が前記式（１）により決定され、その目標値に応じて混合弁４５を制御する。この場合、混合給湯温度の目標値として、上記の燃焼運転時用の目標温度が用いられる。そして、混合比率の目標値に応じた混合弁４５の制御は、ＳＴＥＰ２と同様に行われる。

これにより、混合比率が目標値になるように混合弁４５の作動制御が行われる。ひいては、混合部４４で得られる混合給湯温度が燃焼運転時用の目標温度に一致もしくはほぼ一致するように温調制御される。そして、燃焼式熱源機５０のバーナ５４の燃焼量及びバイパス比の制御によって、熱源機出湯温度が給湯設定温度に一致もしくはほぼ一致するように温調制御される。

次に、給湯対象部への給湯の停止中における作動を説明する。給湯の停止中において、制御装置７０は、図４のフローチャートに示す処理を実行することで、混合弁４５の作動制御を行う。ＳＴＥＰ１１において、制御装置７０は、貯湯タンク１１が湯切れ状態であるか否かを判断することを逐次実行する。この判断結果が否定的である場合（湯切れ状態でない場合）には、制御装置７０はＳＴＥＰ１２において、混合給湯温度の目標値として給湯設定温度を設定する。

また、ＳＴＥＰ１１の判断結果が肯定的である場合（湯切れ状態である場合）には、制御装置７０はＳＴＥＰ１３において、混合給湯温度の目標値として、燃焼運転時用の目標温度を設定する。ただし、この場合の燃焼運転時用の目標温度は、前回の燃焼給湯（燃焼式熱源機５０のバーナ５４の燃焼運転を行いながらの給湯）の終了直前に決定された目標温度（前記ＳＴＥＰ３の温調制御で決定された燃焼運転時用の目標温度）である。

ＳＴＥＰ１２又は１３の処理に続くＳＴＥＰ１４において、制御装置７０は、上記の如く決定した混合給湯温度の目標値と、タンク内湯温の検出値と、給水温度の検出値とから、前記式（１）の演算により、混合部４４での混合比率の目標値を決定する。この場合、タンク湯温の検出値としては、第１給湯路４１の温度センサ４６で検出される温度と、貯湯タンク１１の側面の上部の温度センサ１２ａで検出される温度とのうちの高い方の温度の検出値が用いられる。また、給水温度の検出値としては、温度センサ３７で検出される温度が用いられる。

ここで、給湯の停止中において、温度センサ４６で検出される温度は、貯湯タンク１１内湯水の温度の分布状態や、ヒートポンプユニット２０による貯湯タンク１１内の湯水の加熱状態等の影響で、給湯開始時に貯湯タンク１１から出湯する湯水の温度と同一もしくはほぼ同一の温度になるとは限らない。

また、給湯の停止中において、貯湯タンク１１の側面の上部の温度センサ１２ａで検出される温度は、貯湯タンク１１内の湯水の温度の分布状態や、貯湯タンク１１内の空気、ヒートポンプユニット２０による貯湯タンク１１内の湯水の加熱状態等の影響で、給湯開始時に貯湯タンク１１から出湯する湯水の温度と同一もしくはほぼ同一の温度になるとは限らない。

また、式（１）におけるタンク内湯温として、実際の温度よりも低い温度を用いると、混合比率の目標値が適正な目標値よりも小さくなり、ひいては、給湯対象部への給湯温度が給湯設定温度よりも高くなってしまう。

そこで、本実施形態では、制御装置７０は、給湯の停止中でのタンク湯温の検出値として、温度センサ４６で検出される温度と、温度センサ１２ａで検出される温度とのうちの高い方の温度の検出値を用いて、混合比率の目標値を決定する。なお、本実施形態では、温度センサ１２ａが本発明における第１温度センサに相当し、温度センサ４６が本発明における第２温度センサに相当する。

そして、制御装置７０は、次に、ＳＴＥＰ１５において、混合弁４５のステッピングモータのステップ数と、混合比率との関係を示す相関データを参照しつつ、ステッピングモータのステップ数に対応する混合比率とＳＴＥＰ１４で決定した目標値との差の絶対値が所定の閾値ｔｈ以下の範囲内に収まるまで、ステッピングモータのステップ数を変化させる。これにより、混合部４４での混合比率が目標値に一致もしくはほぼ一致するように制御される。以後、ＳＴＥＰ１１からの処理が繰り返される。

本実施形態では、給湯の停止中における混合弁４５の作動制御が、以上説明した如く行われるので、給湯の停止中におけるタンク内湯温の変化や、給湯設定温度の変更の有無によらずに、給湯対象部への給湯の開始直前における混合弁４５の作動状態（ステッピングモータのステップ数）は、給湯の開始時に要求される混合比率に対応する作動状態に一致もしくはほぼ一致する作動状態になる。

このため、給湯対象部への給湯の開始直後から速やかに混合比率を目標値に制御することができる。ひいては、混合部４４から下流側に供給される湯水の温度を、給湯対象部に給湯設定温度の湯水を供給する上で適切な目標温度に制御することができる。

また、給湯の停止中に、混合比率の目標値を決定するために用いるタンク内湯温の検出値として、温度センサ４６，１２ａで検出される温度のうちの高い方の温度を用いることで、混合部４４で得られる混合給湯温度が、目標温度よりも高い温度になってしまうのを、極力回避することができる。

なお、本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態を採用することもできる。以下に他の実施形態をいくつか例示する。前記実施形態では、給湯回路４０は、給湯対象部への給湯時に、給湯対象部に供給される湯水が常に、燃焼式熱源機５０を経由するように構成されているが、湯水を第２給湯路４２から燃焼式熱源機５０をバイパスさせて第３給湯路４３に流すバイパス流路を備えていてもよい。

また、前記実施形態では、給湯時又は給湯の停止時に、本発明における第２温度センサによる温度検出値に相当するタンク内湯温の検出値として、第１給湯路４１の上流端部寄りの箇所の組付けられた温度センサ４６による検出値を用いたが、例えば、貯湯タンク１１内の上部に温度センサを備える場合には、該温度センサによる温度の検出値を、温度センサ４６による検出値の代わりのタンク内湯温の検出値として用いてもよい。

また、前記実施形態では、給湯の停止時に、混合比率の目標値を決定するためのタンク内湯温の検出値として、温度センサ４６により検出された温度と温度センサ１２ａにより検出された温度とのうちの高い方の温度を用いたが、例えば、温度センサ４６により検出された温度のみをタンク内湯温の検出値として用いて、あるいは、貯湯タンク１１内の上部に備えた温度センサによる温度の検出値だけをタンク内湯温の検出値として用いて、混合比率の目標値を決定することも可能である。

また、前記実施形態では、貯湯タンク１１内の湯水を加熱する加熱装置として、ヒートポンプユニット２０を用いたが、該加熱装置は、他の種類の加熱装置であってもよい。例えば、該加熱装置は、燃焼式の加熱装置、あるいは、燃料電池等を熱源として用いる加熱装置等であってもよい。また、前記実施形態では、燃焼式熱源機５０を備える貯湯式給湯システム１を例示したが、本発明における貯湯式給湯システムは、燃焼式熱源機を備えないシステムであってもよい。

１…貯湯式給湯システム、１１…貯湯タンク、２０…ヒートポンプユニット（加熱装置）、４４…混合部、７０…制御装置、１２ａ…温度センサ（第１温度センサ）、４６…温度センサ（第２温度センサ）。

Claims (3)

1. 加熱装置により加熱された湯水を貯える貯湯タンクと、前記貯湯タンクから出湯する湯水であるタンク出湯湯水に給湯用水を混合させ得ると共に、該タンク出湯湯水と該給湯用水との混合比率を調整し得るように該貯湯タンクに接続された混合部と、前記混合比率を制御する機能を有する制御装置とを備え、前記貯湯タンクから前記混合部を介して給湯対象部に給湯し得るように構成されていると共に、前記制御装置が、前記給湯対象部への給湯時に、前記混合部で得られる湯水の温度が所定の目標温度になるように前記混合比率を制御する機能を有するように構成された貯湯式給湯システムであって、
   前記制御装置は、前記給湯対象部への給湯の停止中に、前記貯湯タンク内の湯水の温度であるタンク内湯温の観測値と、前記給湯用水の温度である給水温度の観測値とを取得し、該タンク内湯温の観測値と該給水温度の観測値と前記所定の目標温度とから、前記給湯対象部への給湯を開始したときに前記混合部で得られる湯水の温度が前記所定の目標温度になるように、前記混合比率の目標値を決定する処理と、当該決定した目標値に前記混合比率を制御する処理とを逐次実行するように構成されていることを特徴とする貯湯式給湯システム。
2. 請求項１記載の貯湯式給湯システムにおいて、
   前記混合部は、前記貯湯タンクの上部から該貯湯タンク内の湯水が供給されるように該貯湯タンクに接続されており、
   前記貯湯タンク内の湯水の温度の検出用の温度センサとして、該貯湯タンクの上部の側面に装着された第１温度センサと、該貯湯タンクに前記混合部を接続する流路の上流端寄りの箇所又は該貯湯タンク内の上部に配置された第２温度センサとを備えており、
   前記制御装置は、前記給湯対象部への給湯の停止中に、前記タンク内湯温の観測値として、前記第１温度センサによる温度検出値と、前記第２温度センサによる温度検出値とのうち、高い方の温度検出値を用いて前記混合比率の目標値を決定するように構成されていることを特徴とする貯湯式給湯システム。
3. 請求項２記載の貯湯式給湯システムにおいて、
   前記制御装置は、前記給湯対象部への給湯時には、前記第１温度センサ及び前記第２温度センサのうち、前記第１温度センサによる温度検出値を用いずに、前記第２温度センサによる温度検出値を用いて前記混合比率を制御するように構成されていることを特徴とする貯湯式給湯システム。

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