JP4030993B2

JP4030993B2 - 給湯装置

Info

Publication number: JP4030993B2
Application number: JP2004298150A
Authority: JP
Inventors: 寿洋佐藤; 務祖父江; 俊洋古橋
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2004-10-12
Filing date: 2004-10-12
Publication date: 2008-01-09
Anticipated expiration: 2024-10-12
Also published as: JP2006112669A

Description

本発明は、温水利用箇所に給湯する給湯装置に関する。詳しくは、温水利用箇所に給湯する給湯流量を抑制することによって、省エネルギー運転を可能とする給湯装置に関する。

給湯装置は、加熱器で加熱された温水を、給湯経路から温水利用箇所（例えば給湯栓やシャワー等）に給湯する。
温水利用箇所に給湯する給湯流量を抑制すれば、給湯装置を省エネルギー運転することが可能となる。例えば特許文献１に記載された技術では、利用者が温水利用箇所で利用を予定する設定流量（あるいは、外部の通信装置が設定する設定流量）を記憶しておき、この設定流量と温水利用箇所で実際に給湯している流量を比較する。比較の結果、給湯流量が設定流量を超えたと判断した場合は、給湯経路を閉じる側に給湯流量制限弁を動かして、設定流量を超えないように給湯流量を抑制し、過剰出湯の発生を未然に防止する。この技術で利用する給湯流量制限弁は、温水利用箇所に設置されているいわゆる蛇口とは別のものであり、蛇口の開度が一定であっても、給湯流量制限弁が給湯経路の給湯流量を制限する（閉じる）ことによって、給湯流量が抑制される。

しかしながら上記特許文献１の給湯装置は、設定流量を下限として給湯流量を抑制するものであるため、設定された流量自体が大きい場合は省エネルギー効果が得られ難い。
このため、給湯装置のリモコンに省エネルギー運転を選択するときに操作するスイッチを設けておき、そのスイッチが操作された場合は、給湯が開始されると給湯流量制限弁を動かして給湯経路を閉じ、給湯流量を所定率（例えば給湯流量の２０％）だけ抑制する技術が開発されている。この技術では、給湯流量を抑制する下限が存在せず、一律に給湯流量を所定率だけ抑制することができる。
特開２００１−２０１１７８号公報

しかしながら前記給湯装置でも、実際に得られる省エネルギー効果が低い。省エネルギー運転を選択することによって給湯流量制限弁が給湯流量を所定率だけ抑制していても、利用者は所望の給湯流量が得られるまで蛇口を開けてしまうため、給湯流量制限弁によって給湯流量を抑制する効果が実際には得られにくいからである。

本発明では、給湯流量制限弁によって給湯流量が抑制されたことを利用者に意識させ、省エネルギー運転を誘導する給湯装置を実現することを目的とする。

（課題を解決するための手段）
本発明で創作された給湯装置は、給湯経路を流れる給湯流量を検出する給湯流量検出手段と、給湯経路を流れる給湯流量を制限する給湯流量制限弁と、省エネルギー目標値を記憶している省エネルギー目標値記憶手段と、給湯流量検出手段が検出した給湯流量が所定時間継続して安定した時に、安定して検出された給湯流量と省エネルギー目標値から算出される省エネルギー目標給湯流量が得られるまで、給湯流量制限弁を経時的に閉じていく制御装置を備えている。その給湯装置においては、その省エネルギー目標値が、検出された給湯流量に対する制限比率もしくは検出された給湯流量から減少させる給湯流量を表現するものである。

（その作用と効果）
給湯経路には温水が流れ、温水利用箇所（給湯栓やシャワー等）に給湯する。給湯流量検出手段は、その給湯流量を検出する。蛇口が開いて温水が流れ始めると検出される給湯流量がゼロでなくなくなる。蛇口を大きく開いてゆくにつれて検出される給湯流量は増大し、所望の給湯流量が得られて蛇口から手を離すと検出される給湯流量は安定する。
省エネルギー目標値記憶手段は、省エネルギー目標値を記憶している。省エネルギー目標値は検出される給湯流量に対する制限比率でもよいし、検出される給湯流量から減少させる給湯流量自体でもよい。例えば８０％の省エネルギー目標値が記憶されていてもよいし、２（リットル／分）の省エネルギー目標値が記憶されていてもよい。
本発明では、利用者が所望の給湯流量に調整して蛇口から手を離すまでは、給湯流量を制限しない。利用者は省エネルギーを意識しないで所望の給湯流量に調整すればよい。制御装置は検出給湯流量をモニターしており、所定時間継続して安定した時、即ち、利用者が給湯流量の調整を終えて蛇口から手を離したために給湯流量が安定した時を監視している。制御装置は、検出給湯流量が安定するのを待って、給湯流量制限弁を経時的に閉じていき、安定して検出された給湯流量と省エネルギー目標値から算出される省エネルギー目標給湯流量が得られるまで給湯流量を抑制していく。
例えば、８０％の省エネルギー目標値が記憶されていれば、給湯流量制限弁で制限し始める前の給湯流量（所定時間継続して安定していたときの給湯流量）の８０％の給湯流量となるまで給湯流量制限弁を経時的に閉じていく。また例えば、２（リットル／分）の省エネルギー目標値が記憶されていれば、給湯流量制限弁で制限し始める前の給湯流量から２（リットル／分）の給湯流量を減じた給湯流量となるまで給湯流量制限弁を経時的に閉じていく。
利用者は、所望の給湯流量に調整した給湯流量が経時的に減少していく様を見ることができ、省エネルギーのために給湯装置が給湯流量を絞ってゆく過程を見ることができる。利用者は省エネルギーの意識に覚醒し、省エネルギーに協力する意識が喚起された状態で温水を利用する。普段から省エネルギーの意識を持っている必要がなく、蛇口を操作して給湯流量を調整する段階では省エネルギーの意識がなくても、その後の過程で省エネルギーの意識に覚醒し、覚醒した意識状態で温水を利用する。省エネルギーに協力する意識がある場合には、制限された給湯流量を受入れ、省エネルギー運転を継続する。本給湯装置によると、省エネルギー意識が喚起され、その状態で省エネルギー運転を継続するか否かを判断することから、給湯装置側で省エネルギー運転に誘導することができる。

（課題を解決するための好ましい手段）
制御装置は、検出された給湯流量が省エネルギー目標給湯流量に一致した後に所定範囲を超えて変動した時に、給湯流量制限弁を開放することが好ましい。

（その作用と効果）
例えば、省エネルギーのために給湯流量を制限したことによって使い勝手が悪化すれば、利用者は蛇口を開けて給湯流量を増加させようとする。このときに、検出される給湯流量が所定範囲を超えて変動する。あるいは、他の利用者が他の蛇口を開けたときにも検出給湯流量が所定範囲を超えて変動する。このように、利用者が蛇口に手を触れて給湯流量を調整しようとしている場合には、給湯流量制限弁を開放して給湯流量を制限しない状態に復帰する。この状態で利用者は給湯流量を調整する。
利用者が給湯流量に満足して蛇口から手を離せば検出給湯流量は安定する。すると給湯装置が省エネルギーために給湯流量を制限し始める。利用者は省エネルギーのために給湯装置側で給湯流量を制限する過程を見ることによって省エネルギーの意識が喚起され、省エネルギーの意識が喚起された状態で湯を利用する。省エネルギーの意識が喚起された状態で省エネルギーのための制限された給湯流量で満足するか否かを判断するために、給湯装置側で省エネルギー運転を誘導することができる。

（課題を解決するための好ましい手段）
制御装置は、単位時間あたりの給湯流量の変化量が所定値となるように、給湯流量制限弁を経時的に閉じていくことが好ましい。例えば、毎秒０．２（リットル／分）のペースで給湯流量を制限していくといったことが好ましい。あるいは、毎秒３％ずつ給湯流量を制限していくといったことが好ましい。
（その作用と効果）
この場合、利用者に与える違和感が少なく、しかも省エネルギー意識を喚起することができる。

（課題を解決するための好ましい手段）
省エネルギー目標値が、多段階に設定されている複数の目標値の中から選択可能であることが好ましい。例えば、７０％、８０％、９０％といった多段階の目標値の中から、任意の目標値が選択可能となっていることが好ましい。
（その作用と効果）
使い勝手と省エネルギーが両立する運用が実現しやすい。

以下に発明を実施するための最良の形態を列記する。
（形態１）給湯流量検出手段は、給湯経路の全体流量を検出する手段と、給湯流量を制限しない給湯経路の流量を検出する手段と、両検出手段の差を計算する手段で構成されている。この場合、両検出手段の差を計算する手段が計算した差の流量を、給湯流量とする。
（形態２）給湯流量検出手段は、給湯流量制限手段が給湯流量を制限する給湯経路に設けられている。この場合、給湯流量検出手段が検出した流量を、そのまま給湯流量とする。
（形態３）給湯流量制限手段は、単位時間当たりの給湯流量を制限することが省エネルギーにつながる給湯経路に設けられている。具体的には、給湯栓とシャワーへの給湯経路に設けられており、浴槽への湯張り経路の給湯流量を制限しない。
（形態４）給湯流量制限手段の下流では、複数の給湯経路に分岐している。

本発明の実施例に係る給湯装置１０ついて、図面を参照しながら説明する。
給湯装置１０は、コントローラ２１、入水経路５１、バーナ熱交換器５２，６０、バーナ５６，５７、追焚き熱交換器５８、補給水弁５９、シスターン６１等を備えている。
バーナ熱交換器５２には、入水経路５１から水が流入する。入水経路５１には、給湯流量センサ４７が設けられている。給湯流量センサ４７が水量を検知すると、コントローラ２１はバーナ５６に点火の指示を出す。ガス燃焼式のバーナ５６はバーナ熱交換器５２を加熱する。バーナ５６は、コントローラ２１から点火の指示を受けると、プリパージ動作を行った後に燃焼を開始する。プリパージに要する時間は、燃焼用ファンのサイズや回転数、バーナ５６の燃焼ガスがバーナ熱交換器５２を通過して装置外へ排気される部分の容量等から設定され、予めコントローラ２１に記憶されている。プリパージには通常数秒を要し、本実施例のバーナ５６では、プリパージにかかる時間は１．５秒である。
バーナ熱交換器５２の下流側と給湯栓６４ａ，６４ｂは給湯栓経路６３によって接続されている。給湯栓６４ａ，６４ｂは、浴室、洗面所、台所等に配置されている（図１では複数の給湯栓を６４ａ，６４ｂの２つで代表している）。給湯栓経路６３からは、後記する湯張り経路２５が分岐している。湯張り経路２５の分岐点よりも下流の給湯栓経路６３には給湯サーミスタ６５が装着されている。給湯サーミスタ６５はバーナ熱交換器５２から流出する温水の温度を検出する。給湯サーミスタ６５の検出信号はコントローラ２１に出力される。コントローラ２１は、給湯サーミスタ６５が検出した温水温度に基づいて、バーナ５６の動作を制御する。また、湯張り経路２５の分岐点よりも下流の給湯栓経路６３には、給湯流量制限弁４９が設けられている。給湯流量制限弁４９は、コントローラ２１によって制御され、内蔵したステッピングモータに駆動されて開閉する。給湯流量制限弁４９の開閉度によって、入水経路５１からバーナ熱交換器５２を経て給湯栓６４ａ，６４ｂ等に供給される温水の給湯流量が制限される。

給湯器２２内の入水経路５１の途中から、シスターン入水経路６２が分岐している。シスターン入水経路６２の開放端はシスターン６１の上部に差し込まれている。シスターン入水経路６２の途中には補給水弁５９が設けられている。補給水弁５９はコントローラ２１によって制御され、内蔵しているステッピングモータが駆動されることによって開閉する。補給水弁５９が開かれると、水がシスターン６１に供給される。
シスターン６１内には水位電極６６が装着されている。水位電極６６は、棒状のハイレベルスイッチ６６ａとローレベルスイッチ６６ｂを有している。ハイレベルスイッチ６６ａの下端はシスターン６１のハイレベル水位に位置している。ローレベルスイッチ６６ｂの下端はシスターン６１のローレベル水位に位置している。ハイレベルスイッチ６６ａとローレベルスイッチ６６ｂは、水に触れていると検出信号をコントローラ２１に出力する。コントローラ２１は、水位電極６６からの検出信号によって、シスターン６１の水位がハイレベル水位を超えているか、ハイレベル水位とローレベル水位の間にあるか、ローレベル水位よりも低いかを判別する。シスターン６１として適正なのは、水位がハイレベルとローレベルの間に位置している状態である。コントローラ２１は、水位電極６６からの水位検出信号に基づいて補給水弁５９を開閉制御し、シスターン６１の水位を適正範囲に維持する。

シスターン６１の底部には、シスターン出水経路６８の一端が接続されている。シスターン出水経路６８の途中には暖房ポンプ６９が装着されている。暖房ポンプ６９はコントローラ２１によって制御される。シスターン出水経路６８の他端はバーナ上流経路７１と低温水経路７０とに分岐している。バーナ上流経路７１はシスターン出水経路６８とバーナ熱交換器６０の上流側とを接続している。バーナ上流経路７１には、内部を流れる温水の温度を検出する暖房低温サーミスタ７２が装着されている。暖房低温サーミスタ７２の検出信号はコントローラ２１に出力される。
ガス燃焼式のバーナ５７はバーナ熱交換器６０を加熱する。バーナ熱交換器６０の下流とシスターン６１は高温水経路７３によって接続されている。高温水経路７３には、上流側から順に、暖房高温サーミスタ７４、暖房端末熱動弁７５、暖房端末機７６が装着されている。
暖房高温サーミスタ７４は、高温水経路７３を流れる温水の温度を検出する。暖房高温サーミスタ７４の検出信号はコントローラ２１に出力される。

暖房端末機７６は、熱交換器７６ｂと、操作スイッチ７６ａと、電動ファン（図示省略）を備えている。熱交換器７６ｂは、高温水経路７３を流れる温水と空気との間で熱交換を行なう。操作スイッチ７６ａは暖房端末熱動弁７５とコントローラ２１に接続されている。
暖房端末熱動弁７５は、膨張エレメントと、膨張エレメントと機械的に連結された開閉弁を内蔵している。暖房端末機７６の操作スイッチ７６ａがオンにされると、暖房端末熱動弁７５の膨張エレメントに通電が行われる。通電された膨張エレメントは高温になって膨張する。膨張した膨張エレメントは開閉弁を駆動し、これによって暖房端末熱動弁７５が開かれる。また、操作スイッチ７６ａがオンにされると、コントローラ２１は、暖房ポンプ６９を作動させる。このように、操作スイッチ７６ａがオンにされたことによって、暖房端末熱動弁７５が開かれるとともに、暖房ポンプ６９が作動すると、シスターン６１から温水が吸出される。コントローラ２１は、暖房低温サーミスタ７２と暖房高温サーミスタ７４が検出した温水温度に基づいて、バーナ５７を制御し、バーナ熱交換器６０から流出する温水の温度を所定範囲に維持する。暖房端末機７６の電動ファンは、操作スイッチ７６ａがオンにされると回転し、熱交換器７６ｂに空気を吹付ける。熱交換器７６ｂに吹付けられた空気は、熱交換器７６ｂを介して温水と熱交換を行って暖められる。暖められた空気は暖房端末機７６から吹出し、部屋を暖房する。熱交換器７６ｂで空気と熱交換を行なうことによって、温水の温度は低下する。温度が低下した温水は高温水経路７３を流れてシスターン６１に戻る。

高温水経路７３の暖房高温サーミスタ７４の下流側と、高温水経路７３のシスターン６１への入口部の上流側とは追焚き経路７７によって接続されている。追焚き経路７７は追焚き熱交換器５８を通過している。追焚き経路７７の追焚き熱交換器５８の上流側には追焚き熱動弁７８が装着されている。追焚き熱動弁７８はコントローラ２１によって制御される。
浴槽７９には吸出口７９ａと供給口７９ｂが設けられている。吸出口７９ａと供給口７９ｂは風呂循環経路８０によって接続されている。風呂循環経路８０は追焚き熱交換器５８を通過している。上述したように、追焚き経路７７も追焚き熱交換器５８を通過している。このため、追焚き熱交換器５８では、風呂循環経路８０と追焚き経路７７との間で熱交換が行われる。風呂循環経路８０の追焚き熱交換器５８の上流側には、風呂水位センサ８１、風呂循環ポンプ８２、風呂水流スイッチ８４が装着されている。風呂水位センサ８１は水圧を検出する。コントローラ２１は、風呂水位センサ８１が検出した水圧から、浴槽７９に張られている湯の水位を推定する。風呂水流スイッチ８４は風呂循環経路８０を水が流れるとオンになる。風呂水位センサ８１、風呂水流スイッチ８４は、コントローラ２１に検出信号を出力する。風呂循環ポンプ８２はコントローラ２１によって制御される。風呂循環経路８０の風呂水位センサ８１の上流側には、浴槽７９から吸出された温水の温度を検出する風呂サーミスタ８５が装着されている。風呂サーミスタ８５の検出信号はコントローラ２１に出力される。

バーナ５７と暖房ポンプ６９が作動している状態で追焚き熱動弁７８が開くと、温水が追焚き経路７７に流入して追焚き熱交換器５８を通過する。風呂循環ポンプ８２が作動すると、温水が浴槽７９の吸出口７９ａから吸出され、風呂循環経路８０を流れて再び供給口７９ｂから浴槽７９に戻る循環が行われる。風呂循環経路８０を流れる温水は、追焚き熱交換器５８で追焚き経路７７を流れる温水によって加熱され、浴槽７９の湯が追焚きされる。

給湯栓経路６３の途中と、風呂循環経路８０の風呂循環ポンプ８２の下流側を接続する湯張り経路２５が設けられている。湯張り経路２５には、ソレノイド駆動タイプの注湯弁２７と、湯張り流量センサ８３が装着されている。注湯弁２７は、コントローラ２１によって制御され、湯張り経路２５を開閉する。湯張り流量センサ８３は、湯張り経路２５を流れる給湯流量を検出する。湯張り流量センサ８３は、コントローラ２１に検出信号を出力する。
浴槽７９に湯を張るときには、注湯弁２７が開かれる。注湯弁２７が開かれると、温水が給湯栓経路６３から湯張り経路２５を経て風呂循環経路８０に流入する。風呂循環経路８０に流入した温水は、吸出口７９ａと供給口７９ｂから浴槽７９に供給され、浴槽７９に湯張りされる。このときには、風呂循環ポンプ８２は駆動されず、湯張り経路２５に加わっている水圧によって浴槽７９への湯張り運転が行われる。
給湯流量センサ４７が検出する流量と、湯張り流量センサ８３が検出する流量の差は、給湯栓６４ａ，６４ｂに流れる給湯流量に等しい。コントローラ２１は、給湯流量センサ４７が検出する流量と、湯張り流量センサ８３が検出する流量の差を演算することによって、給湯栓６４ａ，６４ｂに流れる給湯流量を検出する。あるいは、湯張り経路２５よりも下流の給湯栓経路６３に別の給湯流量センサをさらに設け、この給湯流量センサによって給湯栓６４ａ，６４ｂに流れる給湯流量を直接検出してもよい。

シスターン出水経路６８は、低温水経路７０に接続されている。低温水経路７０の途中には、低温サーミスタ９４、床暖房熱動弁９５，９６、床暖房機９１が設けられている。低温サーミスタ９４は、低温水経路７０を流れる温水の温度を検出する。低温サーミスタ９４の検出信号はコントローラ２１に出力される。床暖房熱動弁９５，９６はコントローラ２１によって制御される。床暖房機９１は、低温水経路７０を流れる温水によって床を暖める。
高温水経路７３の暖房端末熱動弁７５の上流側と、床暖房機９１の下流側の温水戻り経路８７は、バイパス経路９２によって接続されている。温水戻り経路８７は、高温水経路７３の暖房端末機７６の下流側に接続されている。高温水経路７３の高温水が、暖房端末熱動弁７５の上流側からバイパス経路９２を経て温水戻り経路８７に流入し、高温水経路７３の暖房端末機７６の下流側を流れてシスターン６１に供給される。
床暖房を行なう場合には、床暖房熱動弁９５，９６が開かれ、温水がシスターン６１から低温水経路７０を経て床暖房機９１に導かれる。導かれた温水は、床暖房機９１を暖める。床暖房を行なわない場合には、床暖房熱動弁９５，９６が閉じられる。
低温水経路７０から床暖房機９１に導かれた温水は、温水戻り経路８７を経て高温水経路７３の暖房端末機７６の下流側からシスターン６１に戻る。シスターン６１に戻った温水は、再びシスターン出水経路６８に吸込まれる。

コントローラ２１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えており、ＣＰＵがＲＯＭに格納されている制御プログラムを処理することにより、給湯装置１０を制御する。ＲＡＭには、コントローラ２１に入力される各種信号や、ＣＰＵが処理を実行する過程で生成される種々のデータが一時的に記憶される。コントローラ２１にはリモコン２３が接続されている。リモコン２３には、給湯装置１０を操作するためのスイッチやボタン、液晶表示器等が設けられている。リモコン２３の給湯運転スイッチを押すと、液晶表示器で温水温度の設定画面が表示される。また、この画面で省エネルギー運転を選択した場合は、省エネルギーレベルの設定画面が表示される。省エネルギーレベルの詳細は、以下の通りである。
レベル１（軽度の省エネルギー）：給湯流量を９０％に制限する
レベル２（中度の省エネルギー）：給湯流量を８０％に制限する
レベル３（重度の省エネルギー）：給湯流量を７０％に制限する
利用者は使い勝手と省エルルギーが両立し得るレベルを選択して設定する。

本給湯装置１０では、利用者がリモコン２３で省エネルギー運転を選択すると、給湯栓６４ａ，６４ｂからの給湯量を抑制する。以下、省エネルギー運転での処理を説明する。

省エネルギー運転での処理手順を、図２のフローチャートを参照して説明する。
最初に利用者がリモコン２３で給湯運転スイッチを押すと、液晶表示器に温水温度の設定画面が表示される。利用者は、要求する温水温度を設定してボタン入力する（ステップＳ１０２）。例えば「４０（℃）」を入力する。
また、この画面では、省エネルギー運転を選択することができる。省エネルギー運転を選択してボタン入力した場合は、省エネルギーレベルの設定画面が表示される。省エネルギーレベルの詳細は、以下の通りである。
レベル１：給湯流量を９０％に制限する
レベル２：給湯流量を８０％に制限する（以下では一般化してα％ということがある）
レベル３：給湯流量を７０％に制限する（以下では一般化してβ％ということがある）
利用者は、希望する省エネルギーレベルを選択して入力する（ステップＳ１０４）。例えば、レベル２を選択して入力する。これにより、以下に説明する給湯運転では、給湯流量が８０％に制限される省エネルギーモードで行われる。

コントローラ２１は、給湯栓６４ａ，６４ｂに流れる給湯流量を検出してモニターしている。即ち、給湯流量センサ４７が検出する流量と、湯張り流量センサ８３が検出する流量の差を演算することによって、給湯栓６４ａ，６４ｂに流れる給湯流量(以下では単に給湯流量という)を検出している。あるいは、湯張り経路２５よりも下流の給湯栓経路６３にも別の給湯流量センサが設けられている場合は、この給湯流量センサが検出する流量を、給湯栓６４ａ，６４ｂに流れる給湯流量として検出している。利用者が給湯栓６４ａまたは６４ｂを開けると、コントローラ２１が検出する給湯流量がゼロでなくなる。この実施例では、コントローラ２１が検出する給湯流量が、２．７（リットル／分）以上となると、コントローラ２１は、利用者が給湯栓６４ａまたは６４ｂを開けたと判定する（ステップＳ１０６でＹＥＳ）。この場合は、ステップＳ１０８に移行して、バーナ５６を点火する。

ここで、図３（１）を参照して、給湯栓６４ａの給湯流量の変化を説明する。図３（１）では、縦軸に給湯流量（リットル／分）をとり、横軸に時間（秒）をとっている。給湯栓６４ａまたは６４ｂの開放を開始した時刻ｔ０秒から時刻ｔ１秒までは、利用者が希望の給湯流量になるまで給湯栓６４ａまたは６４ｂを経時的に開放しており、給湯流量が経時的に増加している。時刻ｔ１（秒）になると、希望の給湯流量Ａ（リットル／分）に到達し、その状態で給湯栓６４ａまたは６４ｂから手を離したために、それ以降は給湯流量が安定し始める。
コントローラ２１は、給湯栓６４ａの開放を開始した時刻ｔ０秒から、図２のステップＳ１１０の処理を継続的に実行している。この処理では、例えば、「５秒以上継続して、検出給湯流量が、時刻ｔ１秒での検出給湯流量（リットル／分）のプラスマイナス５％以内」であれば、給湯流量が安定状態にあると判定する。図３（１）において、時刻ｔ１での検出給湯流量Ａ（リットル／分）に対して、それから５秒以内に検出される検出給湯流量の全部が、０．９５×Ａ（リットル／分）以上であり、１．０５×Ａ（リットル／分）以下であれば、図２のステップＳ１１０でＹＥＳと判定する。
この場合は、ステップＳ１１２に移行し、コントローラ２１が、省エネルギー目標給湯流量を算出する。省エネルギー目標給湯流量は、次の式によって算出することができる。
省エネルギー目標給湯流量（リットル／分）
＝省エネルギー目標値×安定給湯流量（リットル／分）；
例えば、検出された給湯流量が０．９５×Ａ（リットル／分）以上で１．０５×Ａ（リットル／分）以下である範囲に安定しており、８０％の省エネルギー目標値が選択されていれば、省エネルギー目標給湯流量は０．８×Ａ（リットル／分）とされる。

目標給湯流量が算出されたら、図２のステップＳ１１４では、コントローラ２１が、毎秒０．２（リットル／分）ずつ給湯流量が減少するように、給湯流量制限弁４９の開度を小さくしていく。図３（１）では、時刻ｔ２秒を起点として毎秒０．２（リットル／分）ずつ給湯流量を減少させている。

ここで、図４を参照して、給湯流量制限弁４９の開度と給湯流量の関係を説明する。図４に示３つのグラフｘ１，ｘ２，ｘ３はそれぞれ、給湯栓６４ａの開度が「小」「中」「大」のときの、給湯流量制限弁４９の開度と給湯流量の関係を示す。この図では横軸に給湯流量制限弁４９の開度（％）をとり、縦軸に給湯流量（リットル／分）をとっている。
給湯流量を制限する前の段階（あるいは省エネルギー運転でない通常運転）では、給湯流量制限弁４９の開度は１００％とされる。このときにグラフｘ１のように給湯栓６４ａの開度を「小」にすれば、給湯流量はＡ（リットル／分）となる。利用者がＡ（リットル／分）の給湯流量で満足すれば給湯栓６４ａの開度は「小」に維持される。同様に、グラフｘ２のように給湯栓６４ａの開度を「中」にすれば、給湯流量はＢ（リットル／分）となる。利用者がＢ（リットル／分）の給湯流量で満足すれば給湯栓６４ａの開度は「中」に維持される。グラフｘ３のように給湯栓６４ａの開度を「大」にすれば、給湯流量はＣ（リットル／分）となる。利用者がＣ（リットル／分）の給湯流量で満足すれば給湯栓６４ａの開度は「大」に維持される。
グラフｘ１のように給湯栓６４ａの開度が「小」であれば、省エネルギー目標値がα％である場合、給湯流量Ａ（リットル／分）から毎秒０．２（リットル／分）ずつ減少させて省エネルギー目標給湯流量α×Ａ（リットル／分）に制限する。この場合、給湯流量制限弁４９の開度を１００％からα％まで絞ることになるが、給湯流量を毎秒０．２（リットル／分）ずつ減少させるには、給湯流量制限弁４９の開度を毎秒ｄ１％ずつ絞る必要がある。
同様に、グラフｘ２のように給湯栓６４ａの開度が「中」であれば、給湯流量Ｂ（リットル／分）から毎秒０．２（リットル／分）ずつ減少させて省エネルギー目標給湯流量α×Ｂ（リットル／分）に制限する。この場合、給湯流量制限弁４９の開度を毎秒ｄ２％ずつ絞る必要がある。
一方、グラフｘ３のように給湯栓６４ａの開度が「大」であれば、給湯流量Ｃ（リットル／分）から毎秒０．２（リットル／分）ずつ減少させて省エネルギー目標給湯流量α×Ｃ（リットル／分）に制限する。この場合、最初は給湯流量制限弁４９の開度を絞っても給湯流量が僅かしか減少しない。そこで、この間の給湯流量制限弁４９の開度の絞り率として、ｅ３％を記憶しておく。これにより最初の１秒間に０．２（リットル／分）だけ減少させることができる。その後は、毎秒ｄ３％ずつ絞っていく。このようにして最終的に給湯流量制限弁４９の開度をα’％に絞ることによって、省エネルギー目標給湯流量α×Ｃ（リットル／分）を実現することができる。

以上の給湯流量制限のために、給湯流量を０．２（リットル／分）ずつ減少させる給湯流量制限弁４９の開度の毎秒の絞り率が、コントローラ２１に記憶されている。給湯流量制限弁４９の開度の毎秒絞り率は、開度が１００％のときの最初の給湯流量毎に、マップ化されて記憶されている。例えば図４の場合、最初の給湯流量がＡ（リットル／分）のときの絞り率は、１秒目でｄ１％、２秒目でｄ１％、３秒目でｄ１％、４秒目でｄ１％、・・・であり、最初の給湯流量がＢ（リットル／分）のときの絞り率は、１秒目でｄ２％、２秒目でｄ２％、３秒目でｄ２％、４秒目でｄ２％、・・・であり、最初の給湯流量がＣ（リットル／分）のときの絞り率は、１秒目でｅ３％、２秒目でｄ３％、３秒目でｄ３％、４秒目でｄ３％、・・・であることが、マップ化されて記憶されている。
なおここでは最初の給湯流量がＡ，Ｂ，Ｃ（リットル／分）の三通りの場合（グラフｘ１，ｘ２，ｘ３）のみを例示しているが、コントローラ２１には、より細かく分類された給湯流量毎に、給湯流量制限弁４９の開度の絞り率が、マップ化されて記憶されている。

以上に説明した給湯流量制限弁４９の開度の変化が、図３（２）に示されている。図３（２）では、縦軸に給湯流量制限弁４９の開度（％）をとり、横軸に時間（秒）をとっている。給湯栓６４ａの開放を開始した時刻ｔ０秒から時刻ｔ２秒までは、給湯流量制限弁４９の開度は１００％とされている。時刻ｔ２秒からは、毎秒０．２（リットル／分）ずつ給湯流量が減少するように、毎秒ｄ１％ずつ徐々に小さくなっている。
時刻ｔ３秒になると、給湯流量制限弁４９の開度が８０％となる。このときの給湯流量は、図３（１）に示すように、Ａ（リットル／分）から目標給湯流量である０．８×Ａ（リットル／分）となっている。これにより、省エネルギーモードでの給湯運転が実行されることとなる（ステップＳ１１６でＹＥＳ）。

給湯運転が省エネルギーモードに入ってから、コントローラ２１は、図２のステップＳ１１８で、給湯流量が変化したか否かの判定処理を継続している。例えば図３（１）では、時刻ｔ３秒から時刻ｔ４秒までは目標給湯流量を維持しているが、時刻ｔ４秒で利用者が給湯栓６４ａまたは６４ｂをさらに開放したため、給湯流量が増加し始める。したがって、時刻ｔ４秒においては、図２のステップＳ１１８でＹＥＳと判定して、ステップＳ１２０に移行する。
ステップＳ１２０では、給湯流量制限弁４９を全開にして、省エネルギーモードを一旦解除する。図３（２）では、時刻ｔ４秒において給湯流量制限弁４９の開度が１００％とされている。
そして図２のステップＳ１２２では、コントローラ２１が、給湯流量が２．７（リットル／分）以上であるか否か（すなわち、給湯栓６４ａが閉められたか否か）を判定する。図３（１）の時刻ｔ４秒では給湯栓６４ａは閉められておらず、ＹＥＳと判定し、ステップＳ１１０に戻る。

図３（１）の時刻ｔ５秒では、給湯栓６４ａの開度が「中」の状態で希望の給湯流量Ｂ（リットル／分）に到達し、その状態で維持すると給湯流量が安定し始める。図２のステップＳ１１０では、給湯流量が安定したと判定し、ステップＳ１１２で目標給湯流量を算出する。図３（１）の場合、時刻ｔ５秒からの給湯流量はＢ（リットル／分）である。また、レベル２での省エネルギー目標値は８０％である。したがって省エネルギー目標給湯流量は、０．８×Ｂ（リットル／分）となる。
ステップＳ１１４では、時刻ｔ５秒での検出給湯流量Ｂ（リットル／分）から毎秒０．２（リットル／分）ずつ給湯流量が減少するように、給湯流量制限弁４９の開度を毎秒ｄ２％ずつ小さくしていく。図３（１）では、時刻ｔ６秒を起点としてＢリットルから給湯流量を減少させている。図３（２）では、時刻ｔ２秒から、毎秒０．２（リットル／分）ずつ給湯流量が減少するように、給湯流量制限弁４９の開度が毎秒ｄ２％ずつ徐々に小さくなっている。
時刻ｔ７秒になると、給湯流量制限弁４９の開度が８０％となる。このときの給湯流量は、図３（１）に示すように、省エネルギー目標給湯流量の０．８×Ｂ（リットル／分）となっている。これにより、省エネルギーモードでの給湯運転が再実行されることとなる。

図３（１）では、時刻ｔ７秒から時刻ｔ８秒までは省エネルギー目標給湯流量を維持しているが、時刻ｔ８（秒）で利用者が給湯栓６４ａまたは６４ｂをさらに開放したため、給湯流量が増加し始める。したがって、時刻ｔ８秒においては、図２のステップＳ１１８でＹＥＳと判定されて、ステップＳ１２０に移行する。
ステップＳ１２０では、給湯流量制限弁４９を全開にし、省エネルギーモードを一旦解除する。図３（２）では、時刻ｔ８秒において給湯流量制限弁４９の開度が１００％とされている。
ステップＳ１２２では、時刻ｔ８秒での給湯流量が２．７（リットル／分）以上を維持しているためＹＥＳと判定される。

図３（１）の時刻ｔ８秒から時刻ｔ９秒まで給湯流量が増加し続ける。時刻ｔ９秒で給湯栓６４ａの開度が「大」の状態となり、給湯流量がＣ（リットル／分）になる。この状態で給湯流量が安定すると、図２のステップＳ１１０でＹＥＳと判定し、ステップＳ１１２で目標給湯流量を算出する。図３（１）の場合、時刻ｔ９秒からの安定給湯流量はＣ（リットル／分）である。また、レベル２での省エネルギー目標値は８０％である。したがって省エネルギー目標給湯流量は、０．８×Ｃとなる。
ここで図４では、給湯栓６４ａの開度が「大」の状態では、始めの１秒目はｅ３％、その後は毎秒ｄ３％ずつ給湯流量制限弁４９の開度を絞るようにしている。これにより、省エネルギー目標給湯流量の０．８×Ｃ（リットル／分）を実現させる。
図３（２）では、時刻ｔ１０秒から、始めの１秒目はｅ３％、その後は毎秒ｄ３％ずつ給湯流量制限弁４９の開度が絞られたことが示されている。
時刻ｔ１１秒では、図２のステップＳ１１６でＹＥＳと判定され、時刻ｔ１２秒まで省エネルギーモードが維持される。

図３（１）の時刻ｔ１２秒では、利用者が給湯栓６４ａを閉め始めるため、給湯流量が減少し始める。このとき図２のステップＳ１１８では、ＹＥＳと判定され、ステップＳ１２０に移行する。
ステップＳ１２０では、給湯流量制限弁を全開にし、省エネルギーモードを一旦解除する。図３（２）では、時刻ｔ１２秒において給湯流量制限弁４９の開度が１００％とされている。
ステップＳ１２２では、時刻ｔ１２秒での給湯流量が２．７（リットル／分）を下回るようになるためＮＯと判定され、給湯栓６４ａが閉められたことを確認して給湯運転を終了する。

以上のように、本実施例では、給湯栓を開けた当初から省エネルギーモードに入るのではなく、一旦希望の給湯流量に到達して安定した後に省エネルギーモードに入る。これにより、給湯流量が抑制されたことを利用者に積極的に意識させることができ、省エネルギー運転に誘導することが可能となる。
また、給湯流量が所定値以上になったとき（本実施例ではＣ（リットル／分）に到達したとき）は、給湯流量制限弁の絞り率を大きくする。これにより、迅速に省エネルギー目標給湯流量を達成することができ、省エネルギー効果が減退することを防止することができる。

次に同時に２つの給湯栓６４ａ，６４ｂで給湯する場合を説明する。この場合の給湯流量の変化が図５（１）に示され、給湯流量制限弁の開度の変化が図５（２）に示されている。以下、これらの図に基づき、図２のフローチャートを適宜参照して、本実施例の省エネルギー運転での処理手順について説明する。

本ケースにおいても、図２のステップＳ１０４では、省エネルギーレベル２を設定する。これにより、以下に説明する給湯運転は、給湯流量が８０％（α％）に減少される省エネルギーモードで行われる。
図５（１）に示すように、利用者が時刻ｔ２０秒において給湯栓６４ａのみを開放すると、時刻ｔ２１秒まで給湯流量が増大する。時刻ｔ２１秒で希望の給湯流量Ｄ（リットル／分）に到達すると、給湯流量が安定し始める（図２のステップＳ１１０でＹＥＳ）。
この安定給湯流量Ｄ（リットル／分）から算出される省エネルギー目標給湯流量は０．８×Ｄ（リットル／分）となる（図２のステップＳ１１２）。図５（１）で時刻ｔ２２秒から給湯流量を毎秒所定率ずつ減少し始め（図２のステップＳ１１４）、時刻ｔ２３秒で省エネルギー目標給湯流量に到達する（図２のステップＳ１１６でＹＥＳ）。

時刻ｔ２４（秒）では、利用者が他の給湯栓６４ｂをさらに開放する。すると、給湯流量が増加し始める（図２のステップＳ１１８でＹＥＳ）。このとき、図５（２）に示すように、給湯流量制限弁４９の開度は１００％に戻され、省エネルギーモードが解除される（図２のステップＳ１２０）。
時刻ｔ２５秒で給湯栓６４ｂの給湯流量が希望量に到達すると、給湯栓６４ａと給湯栓６４ｂの合計給湯流量Ｅ（リットル／分）で安定し始める（図２のステップＳ１１０でＹＥＳ）。
この安定給湯流量Ｅ（リットル／分）から算出される目標給湯流量は０．８×Ｅ（リットル／分）となる（図２のステップＳ１１２）。図５（１）で時刻ｔ２６秒から給湯流量を毎秒所定率ずつ減少し始め（図２のステップＳ１１４）、ｔ２７（秒）で目標給湯流量に到達する（図２のステップＳ１１６でＹＥＳ）。

時刻ｔ２８（秒）では、利用者が給湯栓６４ｂのみを閉め始める。すると、給湯流量が減少し始める（図２のステップＳ１１８でＹＥＳ）。このとき、図５（２）に示すように、給湯流量制限弁４９の開度は１００％に戻され、省エネルギーモードが解除される（図２のステップＳ１２０）。
時刻ｔ２９秒で給湯栓６４ｂが全閉されると、給湯栓６４ａのみの希望の給湯流量Ｄ（リットル／分）に到達し、再び給湯流量が安定し始める（図２のステップＳ１１０でＹＥＳ）。時刻ｔ３０秒から給湯流量を毎秒所定率ずつ減少し始め（図２のステップＳ１１４）、時刻ｔ３１秒で目標給湯流量０．８×Ｄ（リットル／分）に到達する（図２のステップＳ１１６でＹＥＳ）。
さらに、時刻ｔ３２秒で利用者が給湯栓６４ｂを閉め始めると、給湯流量が減少し始める（図２のステップＳ１１８でＹＥＳ）。このとき、図５（２）に示すように、給湯流量制限弁４９の開度は１００（％）に戻され、省エネルギーモードが解除される（図２のステップＳ１２０）。最終的に時刻ｔ３３秒で給湯栓６４ａが全閉され、給湯運転を終了する。

以上のように、本実施例では、複数の給湯栓で同時に給湯が行われた場合であっても、それぞれの給湯栓に応じた適正な量に給湯流量を抑制することができる。複数ある給湯栓毎に給湯流量が異なる場合であっても、適切に対応することが可能である。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

給湯装置の系統図。省エネルギー運転での処理手順を示すフローチャート。給湯栓の給湯流量の変化と、給湯流量制限弁の開度の変化を示す図。給湯流量制限弁の開度と給湯流量の関係を示す図。給湯栓の給湯流量の変化と、給湯流量制限弁の開度の変化を示す図。

符号の説明

１０：給湯装置、
２１：コントローラ
２２：給湯器、
２３：リモコン
４７：給湯流量センサ、
４９：給湯流量制限弁、
５２：バーナ熱交換器、
５６：給湯バーナ、
５７：暖房バーナ、
６０：バーナ熱交換器、
６１：シスターン、
６３：給湯栓経路、
６４ａ，６４ｂ：給湯栓、
６５：給湯サーミスタ、
７９：浴槽

Claims

給湯経路を流れる給湯流量を検出する給湯流量検出手段と、
給湯経路を流れる給湯流量を制限する給湯流量制限弁と、
省エネルギー目標値を記憶している省エネルギー目標値記憶手段と、
給湯流量検出手段が検出した給湯流量が所定時間継続して安定した時に、安定して検出された給湯流量と省エネルギー目標値から算出される省エネルギー目標給湯流量が得られるまで、給湯流量制限弁を経時的に閉じていく制御装置を備えており、
前記省エネルギー目標値が、検出された給湯流量に対する制限比率もしくは検出された給湯流量から減少させる給湯流量を表現するものである、給湯装置。
前記制御装置は、検出された給湯流量が省エネルギー目標給湯流量に一致した後に所定範囲を超えて変動した時に、給湯流量制限弁を開放することを特徴とする請求項１の給湯装置。
前記制御装置は、単位時間あたりの給湯流量の変化量が所定値となるように、給湯流量制限弁を経時的に閉じていくことを特徴とする請求項１または２の給湯装置。
省エネルギー目標値が、多段階に設定されている複数の省エネルギー目標値の中から選択可能であることを特徴とする請求項１から３のいずれかの給湯装置。