JP4674540B2 - 給湯装置 - Google Patents

Description

本発明は、給湯装置に関するものであり、特に、湯と水との混合手段を備えた貯湯式給湯装置に関する。

従来、この種の給湯装置として、例えば、特許文献１に示すように、貯湯タンク内に貯えられた蓄熱用流体と水とを熱交換器で熱交換して温水を作成して給湯する給湯装置が知られている。この装置では、熱交換器で熱交換された湯の給湯温度を調節する混合手段が設けられ、給湯温度が給湯設定温度となるように混合手段を制御している。

より具体的には、熱交換器の湯水通路を通る流量を検出する出湯量検出手段と、混合手段から出湯する給湯温度を検出する給湯温度検出手段とを設けている。そして、給湯温度検出手段で検出された給湯温度が給湯設定温度となる混合比率に混合手段をＰＩＤ制御（フィードバック制御）している。

ここで、ＰＩＤ制御（フィードバック制御）は、出湯量検出手段が一定流量（例えば、約０．１リットル）を検出する毎に混合手段の混合比率を変化させる制御を行うものであって、これにより、湯水通路を通る流量が小流量（例えば、約１．５リットル／分）から大流量（例えば、約１５リットル／分）に変化があっても同様な立ち上がり時間で給湯設定温度への温度制御を行うことができる。

また、この種の混合手段では、例えば、特許文献２に示すように、給湯時には、給湯設定温度に応じて混合手段の混合比率を制御し、給湯停止時には、所定時間、混合手段の混合比率を給湯停止時の状態の混合比率に保持し、所定時間経過後に、混合手段の湯水通路側が閉塞される混合比率に混合手段を制御している。つまり、給湯停止時後の所定時間内に再給湯が行われたときに速やかに対応できるように給湯停止時の状態の混合比率に保持する制御をしている。
特開平１４−１２２３５２号公報 特公平７−７２６２０号公報

しかしながら、上記文献１では、湯水通路を通る流量が小流量（例えば、約１．５リットル／分）未満の領域まで絞られると、出湯量検出手段の出力パルス自体の検出精度が低下し、ＰＩＤ制御（フィードバック制御）が不安定となって混合手段を出湯する給湯温度にハンチング現象が発生する問題がある。

また、上記文献２では、さらに、流量が低下して、例えば、微少流量（例えば、約０．５リットル／分）未満の領域になると、出湯量検出手段が検出不能の状態となる。ここで、給湯停止時後の所定時間内にこのような超微少流量で給湯されると、この場合には、出湯量検出手段が給湯停止状態と検出され、給湯停止時の状態の混合比率に保持された状態が継続され、そこに超微少流量が通過することになる。

つまり、この場合のＰＩＤ制御する混合手段では、一般的に小流量（例えば、約１．５リットル／分）未満の領域になると、出湯する給湯温度が高温側に上昇する特性（例えば、特開２００３−８３６１４号公報の図３に基づく記載によれば）を有している。これにより、高温の湯が出湯される問題がある。

そこで、本発明の目的は、上記点を鑑みたものであり、小流量におけるハンチング現象の防止ができるとともに高温出湯の防止が図れる給湯装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１ないし請求項３に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、加熱手段（２）により内部の水を加熱して、内部に湯として貯える貯湯タンク（１）と、この貯湯タンク（１）に水を送る給水経路（１２）と、貯湯タンク（１）から貯えた湯を導出する給湯経路（１４）と、給水経路（１２）から分岐し、貯湯タンク（１）を迂回するバイパス回路（１５）と、給湯経路（１４）とバイパス回路（１５）とが合流した混合湯経路（１７）と、この混合湯経路（１７）に設けられ、混合湯経路（１７）を通る混合湯の流量を検出するとともに、混合湯経路（１７）を通る混合湯の供給の有無を検出する出湯量検出手段（７２）と、給湯経路（１４）とバイパス回路（１５）との合流点に設けられ、前記給湯経路（１４）を通る湯と前記バイパス回路（１５）を通る水との混合比率を、それぞれの経路（１４、１５）の開度を調節することで制御する混合手段（１６）と、この混合手段（１６）の下流側に設けられ、混合手段（１６）を出湯する給湯温度を検出する給湯温度検出手段（７１）と、この給湯温度検出手段（７１）により検出された給湯温度が給湯設定温度になるＰＩＤ制御によって混合手段（１６）の混合比率を制御する制御手段（２００）とを備える給湯装置において、
制御手段（２００）は、出湯量検出手段（７２）で検出された流量が少ないときに、給湯経路（１４）側の開度が所定開度に固定される混合比率、もしくはＰＩＤ制御よりも遅いゲインで所定時間の制御時間間隔とするフィードバック制御による混合比率のいずれか一方の混合比率に混合手段（１６）を制御し、
さらにＰＩＤ制御によって混合手段（１６）を制御しているときにおいて、制御手段（２００）は、出湯量検出手段（７２）で検出された流量が所定値未満に変化したときに、所定値未満を検出した後の所定時間は、所定値未満を検出したときの混合比率もしくはその混合比率よりも水側が大きい混合比率を維持するように混合手段（１６）を制御し、所定時間経過後は、給湯経路（１４）側の開度が所定開度に固定される混合比率、もしくはＰＩＤ制御よりも遅いゲインで所定時間の制御時間間隔とするフィードバック制御による混合比率のいずれか一方の混合比率に前記混合手段（１６）を制御することを特徴としている。

この発明によれば、流量が少ない（例えば、約１．５リットル／分未満）ときは湯側の開度が固定される混合比率に制御することにより、給湯温度が安定することでハンチング現象の防止ができる。また、一定流量を検出する毎に混合比率を制御するＰＩＤ制御を用いずに、それよりも遅いゲインで所定時間の制御時間間隔とするフィードバック制御することにより、給湯温度が安定することでハンチング現象の防止ができる。

さらにＰＩＤ制御によって混合手段（１６）を制御しているときにおいて、制御手段（２００）は、出湯量検出手段（７２）で検出された流量が所定値未満に変化したときに、所定値未満を検出した後の所定時間内に再度流量が増加する再給湯があったときに速やかに温度調節が対応することができる。ただし、流量の少ない状態が所定時間継続する給湯のときは所定時間経過後に給湯温度を安定させることができる。

請求項２に記載の発明では、ＰＩＤ制御によって混合手段（１６）を制御しているときにおいて、制御手段（２００）は、出湯量検出手段（７２）で検出された流量が所定値未満を所定時間連続して検出したときに、給湯経路（１４）側の開度が所定開度に固定される混合比率、もしくはＰＩＤ制御よりも遅いゲインで所定時間の制御時間間隔とするフィードバック制御による混合比率のいずれか一方の混合比率に混合手段（１６）を制御することを特徴としている。

この発明によれば、給湯を行っているときに、流量が少ない（例えば、約１．５リットル／分未満）側に変化したときは湯側の開度が固定される混合比率に、もしくは所定時間の制御時間間隔とするフィードバック制御することにより、給湯温度が安定することでハンチング現象の防止ができる。

請求項３に記載の発明では、制御手段（２００）は、給湯温度検出手段（７１）で検出された給湯温度が所定値以上のときに、給湯経路（１４）側の開度が閉塞される混合比率に混合手段（１６）を制御することを特徴としている。

この発明によれば、特に、給湯経路（１４）側の開度が開いている上記所定時間内もしくは開度が所定開度に固定される混合比率のいずれかの場合において、流量が少ない（例えば、約１．５リットル／分未満）ときは、例えば、チョロ出しのような微少流量（例えば、約０．５リットル／分）未満の領域になると、出湯量検出手段（７２）が検出不能となるが、給湯温度を監視することで高温のチョロ出し出湯の防止が図れる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示すものである。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態による給湯装置を図１ないし図３に基づいて説明する。図１は本実施形態の給湯装置の概略構成を示す模式図であり、図２は制御装置２００の温度制御の制御処理を示すフローチャートである。また、図３は流量カウンタ７２で検出された検出値に対する混合弁１６の混合比率を制御する制御形態の遷移図である。

本実施形態の給湯装置は、図１に示すように、貯湯タンク１、給水経路である導入管１２、給湯経路である導出管１４、混合湯経路である配管１７、バイパス経路である給水配管１５、混合手段である混合弁１６、加熱手段であるヒートポンプユニット２、制御手段である制御装置２００などから構成されている。

１は耐食性に優れた金属製（例えばステンレス製）の貯湯タンクであり、外周部に図示しない断熱材が配置されており、高温の給湯用水を長時間に渡って保温することができるようになっている。貯湯タンク１は縦長形状であり、その底面には導入口１１が設けられ、この導入口１１には貯湯タンク１内に水道水を導入する給水経路である導入管１２が接続されている。

導入管１２には温度検出手段である給水サーミスタ２１が設けられており、導入管１２内の温度情報を後述する制御装置２００に出力するようになっている。また、導入管１２には導入される水道水の水圧が所定圧となるように調節する減圧弁５１が設けられている。そして、導入管１２の給水サーミスタ２１および減圧弁５１が設けられた位置より下流側と後述する混合手段である混合弁１６とはバイパス経路である給水配管１５により繋がれている。

一方、貯湯タンク１の最上部には導出口１３が設けられ、導出口１３には貯湯タンク１内の湯を導出するための給湯経路である導出管１４が接続されている。導出管１４の経路途中には逃がし弁５３を配設した排出配管５２が接続しており、貯湯タンク１内の圧力が所定圧以上に上昇した場合には、貯湯タンク１内の湯を外部に排出して、貯湯タンク１等にダメージを与えないようになっている。

１６は混合手段である混合弁であり、導出管１４と給水配管１５との合流点に配置されている。そして、混合弁１６は混合比率である開口面積比（導出管１４に連通する湯側の開度と給水配管１５に連通する水側の開度の比率）を調節することにより、導出管１４からの湯と給水配管１５からの水道水との混合比を調節できるようになっている。

また、混合弁１６はサーボモータ等の駆動源により弁体を駆動して各経路の開度を調節する電動弁であり、後述する制御装置２００からの制御信号により作動するとともに、作動状態を制御装置２００に出力するようになっている。

なお、導出管１４および給水配管１５のそれぞれの下流側には、逆流防止のための逆止弁２３が設けられている。この逆止弁２３は、混合弁１６の開度が保持されたまま給湯停止しているときに、この混合弁１６を介して導出管１４の湯と給水配管１５の水とが自然対流によって湯が給水配管１５、水が導出管１４への移動を防止している。

そして、混合弁１６の出口側には蛇口、シャワー、風呂等への混合湯経路である配管１７が接続している。配管１７には給湯温度検出手段である給湯サーミスタ７１と出湯量検出手段である流量カウンタ７２が設けられており、給湯サーミスタ７１は配管１７内の温度情報を、流量カウンタ７２は配管１７内の流量情報を後述する制御装置２００に出力するようになっている。

流量カウンタ７２からは、配管１７を流れる混合湯の流量を検出するとともに、その流量により配管１７を流れる混合湯の供給の有無を検出するものであり、配管１７内の流量情報をパルス信号の速度により制御装置２００に出力するようにしている。

例えば、制御装置２００は、流量カウンタ７２からのパルス信号が０ｐｐｓ（ｐｌｕｓｅ／ｓｅｃ）で入力されると、給湯が停止されていると判定する。また、そのパルス信号が、１ｐｐｓ以上であれば、蛇口、シャワー、風呂等のいずれかで湯が使用されていると判定している。

ところで、配管１７を流れる混合湯の温度調節は混合弁１６の混合比率を制御装置２００により制御されている。言い換えれば、制御装置２００は、給湯設定温度に応じて、まず給水サーミスタ２１からの温度情報と後述する出湯サーミスタ３２からの温度情報とから混合弁１６の開口面積比を概略調節するＦＦ（フィードフォワード）制御をし、その後、給湯サーミスタ７１からの給湯温度情報に基づいて、その給湯温度が給湯設定温度となるように混合弁１６の混合比率である開口面積比をＰＩＤ制御（フィードバック制御）による微細制御するようになっている。

ここで、ＦＦ（フィードフォワード）制御は、給湯設定温度に応じて、給水サーミスタ２１からの温度情報と後述する出湯サーミスタ３２からの温度情報とから混合弁１６の開口面積比を求めて、この面積比の混合比率を初期開度と設定して、暫くの間フィードフォワード制御する。そして、より具体的には、流量カウンタ７２が一定流量（例えば、約０．１リットル）を検出する毎に下記に示すＰＩＤ制御（フィードバック制御）を行うようにしている。

Ｈn＝Ｈn-1＋Ｋｐ（Ｅn−Ｅn-1）＋Ｋｉ×Ｅn＋Ｋｄ（Ｅn−２Ｅn-1＋Ｅn-2） ただし、Ｈn…制御入力値、 Ｅn、Ｅn-1、Ｅn-2 …目標温度との差、 Ｋｐ…比例係数、 Ｋｉ…積分係数、 Ｋｄ…微分係数
このように一定流量を検出する毎にＰＩＤ制御を行うと、結果として流量の大小に応じて制御時間間隔（インターバル）を変えることができる。これにより、初期状態終了後の定常的な給湯の際には、中流量（例えば、１．５リットル／分）から大流量（例えば、１５リットル／分）まで同様の立ち上がり時間で給湯設定温度への温度制御を行うことができる。

そこで、本発明では、このＰＩＤ制御（フィードバック制御）を上記制御定数（Ｋｐ、Ｋｉ、Ｋｄなど）を大小に２段階に分け、例えば、ＰＩＤ−１制御とＰＩＤ−２制御とに分けている。

ここで、ＰＩＤ−１制御はＰＩＤ−２制御よりも制御定数（Ｋｐ、Ｋｉ、Ｋｄなど）が小さくしたものであって、流量が中流量（例えば、１、５〜４．０リットル／分）のときにＰＩＤ−１制御を行い、この中流量を超えたときにＰＩＤ−２制御を行うようにしている。また、この中流量未満の小流量（例えば、１．５リットル／分未満）のときは湯側の開度を所定開度に固定させる混合比率に混合弁１６を制御している（これについては、後述する）。

また、貯湯タンク１の下部には、貯湯タンク１内の水を吸入するための吸入口１８が設けられ、貯湯タンク１の上部側面には、貯湯タンク１内に湯を吐出する吐出口１９が設けられている。吸入口１８と吐出口１９とは循環回路２０で接続されており、循環回路２０の一部はヒートポンプユニット２内に配置されている。

そして、循環回路２０のヒートポンプユニット２内に配置された部分には、図示しない熱交換器が設けられており、吸入口１８から吸入した貯湯タンク１内の水を高温冷媒との熱交換により加熱し、吐出口１９から貯湯タンク１内に戻すことにより貯湯タンク１内の水を沸き上げることができるようになっている。

ヒートポンプユニット２は、本実施形態における加熱手段である。なお、ヒートポンプユニット２は後述する制御装置２００からの制御信号により作動するとともに、作動状態を制御装置２００に出力するようになっている。

また、貯湯タンク１の上部外壁面には、貯湯タンク１内上部の水温を検出する出湯サーミスタ３２が設けられており、導出口１３から導出される水の温度情報を後述する制御装置２００に出力するようになっている。

さらに、貯湯タンク１の外壁面には複数の（本例では６つの）水位サーミスタ３３が縦方向にほぼ等間隔に配置され、貯湯タンク１内に満たされた水の各水位レベルでの温度情報を後述する制御装置２００に出力するようになっている。従って、制御装置２００は、水位サーミスタ３３からの温度情報に基づいて、貯湯タンク１内上方の沸き上げられた湯と貯湯タンク１内下方の沸き上げられる前の水との境界位置を検出できるようになっている。

また、２００は制御手段である制御装置であり、各サーミスタ２１、３２、３３、７１からの温度情報、流量カウンタ７２からの流量情報および図示しない操作盤に設けられた操作スイッチからの信号等に基づいて、後述する手順に従ってヒートポンプユニット２、混合弁１６等を制御するように構成されている。

なお、図示しない操作盤は、浴室内や台所等の湯を使用する場所の近傍に設置され、操作盤以外は、屋外等の適所に設置されている。

次に、以上の構成による給湯装置の作動を図２および図３に基づいて説明する。給湯装置の図示しない電源スイッチがオンされると、図２に示すように、ステップ２１０にて、制御装置２００は温調制御を開始する。このときは混合弁１６の湯側の開度を０％とし（湯側を閉じ）、水側の開度を１００％とするように混合弁１６を制御する。

このときに、貯湯タンク１に設けられた各サーミスタからの温度情報等や、図示しない操作盤により設定された時刻情報等に基づいて、適宜ヒートポンプユニット２を作動させ貯湯タンク１内の水を加熱して湯（例えば８５℃の湯）とする。

そして、ステップ２２０にて、流量カウンタ７２で検出された流量情報が０ｐｐｓであるか否かを判定する。ここでは、蛇口等が開かれて配管１７を介しての給湯が開始されたか否かを判定しており、具体的には、流量情報が１ｐｐｓ以上であれば給湯が開始されたと判断してステップ２３０に移行する。そして、流量情報が０ｐｐｓであれば、給湯が停止状態と判断して待機している。

そして、まず、ステップ２３０にて、混合弁１６の湯側の開度を、例えば２０％（水側を８０％に固定）に固定する。そして、ステップ２６０にて、流量情報が１４ｐｐｓ（約２リットル／分）以上か否かを判定する。ここでは、給湯している流量が小流量なのか否かを判定するものであり、小流量であればステップ２３０に戻り、湯側の開度を２０％で固定を維持している。小流量以上であればステップ２７０に移行する。

なお、ステップ２４０、ステップ２５０では、図３に示すように、混合弁１６の湯側の開度を２０％に固定している状態のときに、流量カウンタ７２で検出された流量情報と給湯サーミスタ７１で検出された給湯温度情報とを監視する判定手段であって、このときに、流量情報が０ｐｐｓとなれば給湯が停止されたと判定してステップ２１０に戻って湯側の開度を閉じる。そして、給湯温度情報が６５℃以上、１０秒間連続しておればステップ２１０に戻って湯側の開度を閉じる。

そして、湯側の開度が２０％に固定されているときに、ステップ２６０にて、流量情報が１４ｐｐｓ（約２リットル／分）以上であれば、ステップ２７０にて、通常制御の第１段階であるＰＩＤ−１制御を行う。より具体的には、給湯サーミスタ７１からの給湯温度情報に基づいて、その給湯温度が給湯設定温度となるように混合弁１６の混合比率をフィードバック制御する。

なお、ＰＩＤ−１制御を行うときは、具体的には、流量が中流量（例えば、約１．５〜４リットル／分）の範囲内のときに行うようにしている。つまり、ステップ２８０およびステップ２９０で流量情報を監視し、ステップ２８０で１０ｐｐｓ（約１．５リットル／分）以上、ステップ２９０で２８ｐｐｓ（約４リットル／分）未満のときにＰＩＤ−１制御を行う。

そして、ＰＩＤ−１制御を行っているときに、ステップ２８０にて、流量情報が１０ｐｐｓ（約１．５リットル／分）未満の小流量に変化したときは、ステップ３００にて、流量情報が変化したときの最終開度の混合比率もしくはその混合比率よりも水側が大きい混合比率を保持しておく。また、ステップ２９０にて、流量情報が２８ｐｐｓ（約４リットル／分）以上の大流量に変化したときは、ステップ３１０に移行する。

そして、小流量に変化したときは、ステップ３２０にて、最終の開度の混合比率を保持してから１０分経過したかを判定する。ここで、所定時間が経過しておれば、ステップ２３０に戻って湯側の開度を２０％に固定し、所定時間内のときは、ステップ３３０〜ステップ３６０にて、流量情報と給湯温度情報とを監視する。

つまり、ＰＩＤ−１制御を行っているときに小流量に変化すると、その時点のそれぞれの開度を最終開度として保持させる。そして、その最終開度を所定時間保持させる。そして、所定時間が経過すれば湯側の開度を２０％に固定する。

また、その所定時間内においては、流量情報が０ｐｐｓであれば給湯が停止されたと判定して、給湯温度情報が、例えば、６５℃以上、１０秒間連続しておればステップ２１０に戻って湯側の開度を閉じる。このときに、給湯温度情報が６５℃未満であれば所定時間になるまで待機する。

また、ステップ３５０にて、流量情報が１４ｐｐｓ以上に回復したときには、ステップ２７０に戻ってＰＩＤ−１制御を行う。また、ここで流量情報が１４ｐｐｓ未満で、かつステップ３６０にて、流量情報が１〜９ｐｐｓで５秒連続したときはステップ２３０に戻って湯側の開度を２０％に固定する。

一方、ＰＩＤ−１制御を行っているときに、ステップ２９０にて、流量情報が２８ｐｐｓ（約４リットル／分）以上の大流量に変化したときは、ステップ３１０にて、ＦＦ（フィードフォワード）制御を行う。そして、ステップ３２０にて、通常制御の第２段階のＰＩＤ−２制御を行う。

そして、このＰＩＤ−２制御を行っているときに、ステップ３８０にて、流量情報を監視する。ここでは、流量情報が２４ｐｐｓ（約３．５リットル／分）未満であるか否かを判定する。つまり、ＰＩＤ−２制御を行っているときに、流量情報が２４ｐｐｓ（約３．５リットル／分）未満であれば、ステップ２７０に戻ってＰＩＤ−１制御を行い、２４ｐｐｓ（約３．５リットル／分）以上であれば、ＰＩＤ−２制御を継続する。

このような制御を行うことにより、混合弁１６の混合比率を流量カウンタ７２で検出された流量情報に基づいて制御することができる。因みに、図３に示すように、流量情報が２４ｐｐｓ（約３．５リットル／分）以上のときはＰＩＤ−２制御による温度制御を行い。

流量情報が１０（約１．５リットル／分）〜２８（約４リットル／分）ｐｐｓのときはＰＩＤ−１制御による温度制御を行い。そして、流量情報が１４（約２リットル／分）ｐｐｓ未満のときは、湯側の開度が２０％に固定された混合比率による温度制御を行っている。

また、ＰＩＤ−１制御を行っているときに、流量が低下したときは、流量が低下したときの混合比率で開度が保持されている。そして、この開度が保持される所定時間内、および混合弁１６が湯側の開度が２０％に固定されたときに給湯温度が６５℃以上に上昇したときは、開度を閉塞するように制御される。

以上の第１実施形態による給湯装置によれば、制御装置２００により、流量カウンタ７２で検出された流量が少ない（約１．５リットル／分未満）ときに、湯側の開度が所定開度に固定される混合比率に混合弁１６を制御する。

これによれば、小流量のときにＰＩＤ制御を行わず、湯側の開度を２０％に固定することで、給湯温度を安定させることができる。従って、小流量のときに不安定となるＰＩＤ制御の欠点である給湯温度のハンチング現象の発生を防止できる。

また、ＰＩＤ−１制御によって混合弁１６を制御しているときに、制御装置２００は、流量カウンタ７２で検出された流量が所定値未満に変化したときに、所定値未満を検出した後の所定時間は、所定値未満を検出したときの混合比率もしくはその混合比率よりも水側が大きい混合比率を維持するように混合弁１６を制御し、所定時間経過後は、湯側の開度が所定開度に固定される混合比率に混合弁１６を制御する。

これによれば、上記所定時間内に再度流量が増加する再給湯があったときに速やかに温度調節が対応することができる。ただし、流量の少ない状態が所定時間継続する給湯のときは所定時間経過後に給湯温度を安定させることができる。

また、ＰＩＤ制御によって混合弁１６を制御しているときに、制御装置２００は、流量カウンタ７２で検出された流量が所定値未満を所定時間連続して検出したときに、湯側の開度が所定開度に固定される混合比率に混合弁１６を制御する。

これによれば、給湯を行っているときに、流量が少ない（例えば、約１．５リットル／分未満）側に変化したときは湯側の開度が固定される混合比率により、給湯温度が安定することでハンチング現象の防止ができる。

また、給湯サーミスタ７１で検出された給湯温度が所定値以上のときに、湯側の開度が閉塞される混合比率に混合弁１６を制御することにより、湯側の開度が開いている所定時間内もしくは開度が所定開度に固定される混合比率のいずれかの場合において、流量が少ない（例えば、約１．５リットル／分未満）ときは、例えば、チョロ出しのような微少流量（例えば、約０．５リットル／分）未満の領域になると、流量カウンタ７２が検出不能となるが、給湯温度を監視することで高温のチョロ出し出湯の防止が図れる。

また、制御装置２００は、流量カウンタ７２が配管１７を通る給湯停止を検出したときに、給湯停止を検出した後の所定時間は、給湯停止を検出したときの混合比率もしくはその混合比率よりも水側が大きい混合比率を維持するように混合弁１６を制御し、所定時間経過後は、湯側の開度が閉塞される混合比率に混合弁１６を制御することにより、上記所定時間内に再給湯があったときに速やかに温度調節が対応することができる。

また、導出管１４、給水配管１５は、逆流を防止する逆止弁２３を介して混合弁１６に設けられていることにより、特に、湯側の開度が開いている上記所定時間内の給湯停止したときに、混合弁１６において、導出管１４と給水配管１５との自然対流による湯と水の移動を禁止させることができる。

（第２実施形態）
以上の第１実施形態では、制御装置２００により、流量カウンタ７２で検出された流量情報が１４（約２リットル／分）ｐｐｓ未満のときは、湯側の開度が２０％に固定された混合比率に混合弁１６を制御するように構成したが、これに限らず、流量情報が１４（約２リットル／分）ｐｐｓ未満のときは、上記ＰＩＤ−１制御よりも遅いゲインで所定時間の制御時間間隔とするフィードバック制御による混合比率に混合弁１６を制御するように構成しても良い。

具体的には、図４に示すように、ステップ２３０ａにて、ＰＩＤ−１制御よりも遅いゲインで所定時間の制御時間間隔とするフィードバック（ＦＢ）制御を行うようにしている。言い換えると、ＰＩＤ−１制御では、流量カウンタ７２が一定流量（例えば、約０．１リットル）を検出する毎に給湯温度が設定温度となるように、ＰＩＤ制御（フィードバック制御）を行うようにしている。

本実施形態では、このＰＩＤ−１制御よりも精度を緩和させたものであり、所定時間による制御時間間隔によるフィードバック（ＦＢ）制御を行う。しかも、制御定数（Ｋｐ、Ｋｉ、Ｋｄなど）をＰＩＤ−１制御よりも遅くなるように設定している。

これによれば、ＰＩＤ−１制御のときよりも、小流量のときに給湯温度を安定化させることができる。従って、給湯温度が安定することでハンチング現象の防止ができる。なお、図中に示すその他の符号は、第１実施形態と同じ制御処理については、同一の符号を付すとともに説明は省略する。

また、図５に示すように、本実施形態による制御によれば、流量情報が２４ｐｐｓ（約３．５リットル／分）以上のときはＰＩＤ−２制御による温度制御を行い。流量情報が１０（約１．５リットル／分）〜２８（約４リットル／分）ｐｐｓのときはＰＩＤ−１制御による温度制御を行い。

そして、流量情報が１４（約２リットル／分）ｐｐｓ未満のときは、上記ＰＩＤ−１制御よりも遅いゲインで所定時間の制御時間間隔とするフィードバック制御による混合比率による温度制御を行っている。

（第３実施形態）
本実施形態では、図７に示すように、制御装置２００により、流量カウンタ７２で検出された流量情報が２４ｐｐｓ（約３．５リットル／分）以上のときはＰＩＤ−２制御による温度制御を行い。流量情報が２４（約３．５リットル／分）ｐｐｓ未満のときは、上記ＰＩＤ−１制御よりも遅いゲインで所定時間の制御時間間隔とするフィードバック制御による混合比率に混合弁１６を制御するように構成している。

そして、フィードバック制御を行っているときに、流量情報が０ｐｐｓであれば給湯が停止されたと判定し、そのときの混合比率で開度が保持されている。そして、この開度が保持される所定時間内に給湯温度が６５℃以上に上昇したときは、開度を閉塞するように制御される。

なお、開度が保持される所定時間内に給湯温度が、例えば、６５℃以上にならなかったときは、所定時間になったときに開度を閉塞するように制御される。これを具体的に、フローチャートに示したものが図７であって、以上の第１、第２実施形態で説明したステップ２５０〜ステップ２８０、ステップ３５０、およびステップ３６０を削除することで構成できる。

また、流量情報が２４（約３．５リットル／分）ｐｐｓ未満のときは、上記ＰＩＤ−１制御よりも遅いゲインで所定時間の制御時間間隔とするフィードバック制御による混合比率に混合弁１６を制御することにより、ＰＩＤ−１制御のときよりも、小流量のときに給湯温度を安定化させることができる。

（他の実施形態）
以上の実施形態による流量情報のパルス信号を示す実数値は例示であって、混合弁１６の配設位置、配管長さや取り回しなどの給湯装置の諸特性になどに応じて適宜設定し得るものである。

本発明の第１実施形態における給湯装置の概略構成を示す模式図である。 本発明の第１実施形態における制御装置２００の温度制御の制御処理を示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態における流量カウンタ７２で検出された検出値に対する混合弁１６の混合比率を制御する制御形態の遷移図である。 本発明の第２実施形態における制御装置２００の温度制御の制御処理を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態における流量カウンタ７２で検出された検出値に対する混合弁１６の混合比率を制御する制御形態の遷移図である。 本発明の第３実施形態における流量カウンタ７２で検出された検出値に対する混合弁１６の混合比率を制御する制御形態の遷移図である。 本発明の第３実施形態における制御装置２００の温度制御の制御処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１…貯湯タンク
２…ヒートポンプユニット（加熱手段）
１２…導入管（給水経路）
１４…導出管（給湯経路）
１５…給水配管（バイパス経路）
１６…混合弁（混合手段）
１７…配管（混合湯経路）
２３…逆止弁
７１…給湯サーミスタ（給湯温度検出手段）
７２…流量カウンタ（出湯量検出手段）
２００…制御装置（制御手段）

Claims (3)

1. 加熱手段（２）により内部の水を加熱して、内部に湯として貯える貯湯タンク（１）と、
   前記貯湯タンク（１）に水を送る給水経路（１２）と、
   前記貯湯タンク（１）から貯えた湯を導出する給湯経路（１４）と、
   前記給水経路（１２）から分岐し、前記貯湯タンク（１）を迂回するバイパス回路（１５）と、
   前記給湯経路（１４）と前記バイパス回路（１５）とが合流した混合湯経路（１７）と、
   前記混合湯経路（１７）に設けられ、前記混合湯経路（１７）を通る混合湯の流量を検出するとともに、前記混合湯経路（１７）を通る混合湯の供給の有無を検出する出湯量検出手段（７２）と、
   前記給湯経路（１４）と前記バイパス回路（１５）との合流点に設けられ、前記給湯経路（１４）を通る湯と前記バイパス回路（１５）を通る水との混合比率を、それぞれの経路（１４、１５）の開度を調節することで制御する混合手段（１６）と、
   前記混合手段（１６）の下流側に設けられ、前記混合手段（１６）を出湯する給湯温度を検出する給湯温度検出手段（７１）と、
   前記給湯温度検出手段（７１）により検出された給湯温度が給湯設定温度になるＰＩＤ制御によって前記混合手段（１６）の混合比率を制御する制御手段（２００）とを備える給湯装置において、
   前記制御手段（２００）は、前記出湯量検出手段（７２）で検出された流量が少ないときに、前記給湯経路（１４）側の開度が所定開度に固定される混合比率、もしくは前記ＰＩＤ制御よりも遅いゲインで所定時間の制御時間間隔とするフィードバック制御による混合比率のいずれか一方の混合比率に前記混合手段（１６）を制御し、
   さらに前記ＰＩＤ制御によって前記混合手段（１６）を制御しているときにおいて、
   前記制御手段（２００）は、前記出湯量検出手段（７２）で検出された流量が所定値未満に変化したときに、所定値未満を検出した後の所定時間は、所定値未満を検出したときの混合比率もしくはその混合比率よりも水側が大きい混合比率を維持するように前記混合手段（１６）を制御し、前記所定時間経過後は、前記給湯経路（１４）側の開度が所定開度に固定される混合比率、もしくは前記ＰＩＤ制御よりも遅いゲインで所定時間の制御時間間隔とするフィードバック制御による混合比率のいずれか一方の混合比率に前記混合手段（１６）を制御することを特徴とする給湯装置。
2. 加熱手段（２）により内部の水を加熱して、内部に湯として貯える貯湯タンク（１）と、
   前記貯湯タンク（１）に水を送る給水経路（１２）と、
   前記貯湯タンク（１）から貯えた湯を導出する給湯経路（１４）と、
   前記給水経路（１２）から分岐し、前記貯湯タンク（１）を迂回するバイパス回路（１５）と、
   前記給湯経路（１４）と前記バイパス回路（１５）とが合流した混合湯経路（１７）と、
   前記混合湯経路（１７）に設けられ、前記混合湯経路（１７）を通る混合湯の流量を検出するとともに、前記混合湯経路（１７）を通る混合湯の供給の有無を検出する出湯量検出手段（７２）と、
   前記給湯経路（１４）と前記バイパス回路（１５）との合流点に設けられ、前記給湯経路（１４）を通る湯と前記バイパス回路（１５）を通る水との混合比率を、それぞれの経路（１４、１５）の開度を調節することで制御する混合手段（１６）と、
   前記混合手段（１６）の下流側に設けられ、前記混合手段（１６）を出湯する給湯温度を検出する給湯温度検出手段（７１）と、
   前記給湯温度検出手段（７１）により検出された給湯温度が給湯設定温度になるＰＩＤ制御によって前記混合手段（１６）の混合比率を制御する制御手段（２００）とを備える給湯装置において、
   前記制御手段（２００）は、前記出湯量検出手段（７２）で検出された流量が少ないときに、前記給湯経路（１４）側の開度が所定開度に固定される混合比率、もしくは前記ＰＩＤ制御よりも遅いゲインで所定時間の制御時間間隔とするフィードバック制御による混合比率のいずれか一方の混合比率に前記混合手段（１６）を制御し、
   さらに前記ＰＩＤ制御によって前記混合手段（１６）を制御しているときにおいて、
   前記制御手段（２００）は、前記出湯量検出手段（７２）で検出された流量が所定値未満を所定時間連続して検出したときに、前記給湯経路（１４）側の開度が所定開度に固定される混合比率、もしくは前記ＰＩＤ制御よりも遅いゲインで所定時間の制御時間間隔とするフィードバック制御による混合比率のいずれか一方の混合比率に前記混合手段（１６）を制御することを特徴とする給湯装置。
3. 前記制御手段（２００）は、前記給湯温度検出手段（７１）で検出された給湯温度が所定値以上のときに、前記給湯経路（１４）側の開度が閉塞される混合比率に前記混合手段（１６）を制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の給湯装置。

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