JP5277076B2

JP5277076B2 - 貯湯式給湯システム

Info

Publication number: JP5277076B2
Application number: JP2009130930A
Authority: JP
Inventors: 寿洋所; 正和寺嶋
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2009-05-29
Filing date: 2009-05-29
Publication date: 2013-08-28
Anticipated expiration: 2029-05-29
Also published as: JP2010276305A

Description

本発明は、貯湯槽を備えている貯湯式給湯システムに関する。本明細書では温度に関わらずに「水」の用語を用いることがある。通常であれば「湯」というべきものを「水」ということがある。

貯湯式給湯システムでは、加熱した水（温水ということがある）を貯湯槽に貯湯しておき、貯湯槽に貯湯しておいた温水を利用して給湯する。貯湯式給湯システムは、例えば、発電によって生じる発電熱を利用して加熱した水を貯湯しておくコージェネレーションシステムや、太陽熱を利用して加熱した水を貯湯しておくソーラーシステム等において採用されている。

貯湯式給湯システムでは、貯湯槽からの温水と水道水等の冷水を混合ユニットによって混合し、予め設定されている温度の水に混合してから給湯する（混合後の水を湯ということがある）。しかし、混合ユニットに故障が生じ、貯湯槽からの温水が多く混合されると、設定温度よりも高温の湯が給湯される。そのような事態の発生を防止する技術が特許文献１，２に開示されている。

特許文献１の技術では、混合後の湯の温度が設定温度よりも上昇すると、加熱装置の運転を停止し、貯湯槽内の水を循環させて温度成層を破壊する。これによって貯湯槽から出湯される温水の温度を低下させる。
特許文献２では、混合後の湯の温度が設定温度よりも上昇すると、混合ユニットによる冷水の混合率を増大させる。

特許文献１の技術では、給湯箇所に給湯される湯の温度が低下するのに時間を要する。特許文献２では、混合ユニットが故障していると冷水の混合率を増大させることができない。
そこで、貯湯槽から温水を出湯する出湯経路に開閉手段を設け、設定温度以上の湯が給湯される場合には、開閉手段を閉じて貯湯槽から高温の温水が送り出されることを防止する技術が開発されている。

特開２００７−２４００９１号公報特開２００７−３０５７号公報

貯湯槽から温水を出湯する出湯経路に開閉手段を設けておき、設定温度以上の湯が給湯される場合には開閉手段を閉じる技術によると、混合ユニットが故障していても設定温度より高温の湯が給湯される事態の発生を防止できる。また給湯温度を下げるのに時間を要することもない。
しかしながら、開閉手段が故障し、閉じるべき時に閉じない故障が生じていれば、開閉手段を利用する技術でも不測の事態の発生を防止しきれない。

そこで、開閉手段が指令に応じて閉じるか否かを診断する技術が必要とされている。
上記の診断をするためには、開閉手段に閉じる指令を指示することによって、貯湯槽から高温の温水が送り出されなくなるのか、あるいは送り出され続けるのかを判別すればよい。しかしながら、貯湯槽から高温の温水を送り出しているのは、例えばユーザーがシャワー等のために湯を必要としているから出湯しているのであり、診断のために開閉手段をむやみと閉じることはできない。そのようなことをすれば、ユーザーに不快感を与えてしまう。
現在の技術では、開閉手段に閉じる指令を指示することによって開閉手段が実際に閉じるのか閉じないのかを診断することができない。

本明細書では、貯湯槽から高温の温水を出湯する出湯経路に設けられた開閉弁に、閉じるべきときに閉じない異常が発生しているのかいないのかを診断する技術を開示する。

本明細書に開示されている貯湯式給湯システムは、貯湯槽と、貯湯槽へ水を送り込む第１給水経路と、両端が貯湯槽に接続されている循環経路と、循環経路に配置されている循環ポンプと、循環経路を通過する水を加熱する熱源と、貯湯槽から水を送り出す出湯経路と、出湯経路からの水と第２給水経路からの水を混合する混合手段と、混合手段で混合した水を浴槽へ送る湯張り経路と、出湯経路を開閉する第１開閉手段と、湯張り経路を開閉する第２開閉手段と、第１開閉手段の下流で水温を検知する検知手段と、第１開閉手段と第２開閉手段を制御する制御手段とを備えている。前記制御手段に、第２開閉手段を開けて湯張り経路に水が流れる状態が設定されている期間内に第１開閉手段を閉じる手順と、第１開閉手段を閉じる手順の実行中に検知手段で検知される水温が所定の範囲内であるかどうかを判断する手順が設定されている。

前記したように、開閉手段に閉じる指令を指示することによって、開閉手段が実際に閉じるのか閉じないのかを診断することができる。しかながら、給湯中に開閉手段を閉じると給湯されなくなり、ユーザーの必要に応えるためには、開閉手段に閉じる指令を指示する事ができなかった。
本研究者は、給湯運転をしているうち、浴槽に湯を供給している場合に限っては給湯温度が重要でなく、冷水を供給してもユーザーに不都合を与えないことに着目した。例えば湯張り運転のために浴槽に湯を供給することがある。この場合、設定量だけの湯が浴槽に貯まると追焚き運転を実行して浴槽の湯を設定温度に上昇させる。浴槽に湯を供給している間の湯温はさほど重要でない。あるいは、湯張り経路の洗浄のために湯張り経路に湯を給湯することがある。この場合も湯温がさほど重要でない。

本発明の貯湯式給湯システムでは、第２開閉手段を開けて湯張り経路から浴槽に湯を供給している状態で第１開閉手段を閉じる。上記のように、この状態では湯温がさほど重要でないことから、第１開閉手段を閉じても不都合が生じない。逆にいうと、この状態であるからこそ、第１開閉手段を閉じることが許される。
本発明の貯湯式給湯システムでは、第１開閉手段に閉じる指令を指示している状態で、第１開閉手段の下流で水温を検知する。開閉手段が指令に応じて実際に閉じていれば低温が検知されるはずであり、閉じない故障が発生していれば高温が検知されるはずである。検知手段で検知する温度から、第１開閉手段に閉じる指令を指示することによって第１開閉手段が閉じるのか、あるいは閉じない故障が起こっているのかを診断できる。浴槽に湯を送るというタイミングを選んで診断するために、ユーザーに不都合を与えることもない。また浴槽に湯を送る運転は適宜な間隔で実行されるために、適宜な間隔で第１開閉手段を診断することもできる。

上記の貯湯式給湯システムは、前記の第１開閉手段を閉じる手順を、浴槽に水を貯めるために第２開閉手段を開けている期間内と、湯張り経路の洗浄のために第２開閉手段を開けている期間内のいずれかに実行してもよい。あるいは両方で実行してもよい。

実施例の貯湯式給湯システムの概略図である。開閉手段の故障の有無を診断する処理を加えた湯張り運転のフローチャートである。図２に続く、湯張り運転のフローチャートである。開閉手段の故障の有無を判断する処理を加えた湯張り経路の洗浄運転のフローチャートである。

以下に説明する実施例の主要な特徴を最初に整理する。
（特徴１）貯湯槽３００に廃熱回収経路７００が接続されており、発電に伴って発生した熱で加熱した水を貯湯槽３００に貯えておく。
（特徴２）貯湯槽に補助加熱経路７３が接続されており、発電熱で加熱した温水が不足する場合に、補助熱源８４で加熱した水を貯湯槽に貯えておく。
（特徴３）湯張り運転の度に、開閉手段の診断処理を実行する。

本発明を具現化した一実施例を、図面を参照しながら説明する。図１に示すように、本実施例の貯湯式給湯システム２は、貯湯ユニット５００と、リモコン６００と、廃熱回収経路７００等を備えており、市水の供給口１００と熱負荷４００の間に接続されている。

発電ユニット７０２は、図示しない改質器と燃料電池を備えている。改質器には図示しない加熱装置が装備されており、改質器を加熱することで炭化水素ガスを水素ガスと一酸化炭素ガスに改質する。燃料電池は、改質器で生成された水素ガスと一酸化炭素ガスを空気中の酸素と反応させて発電する。発電に伴って発電熱が発生する。改質器を加熱した余熱と発電熱で熱媒体が加熱される。加熱された熱媒体は循環経路７０１を循環する。循環経路７０１は熱回収用熱交換器７０３を通過する。貯湯槽３００と熱回収用熱交換器７０３の間には、廃熱回収経路７００が設けられている。廃熱回収経路７００は、貯湯槽３００の下部から廃熱回収用熱交換器７０３へ向かう経路と、廃熱回収用熱交換器７０３から貯湯槽３００の上部へ向かう経路で構成される。廃熱回収ポンプ７０４が貯湯槽３００の底部から冷水を引き出し、廃熱回収用熱交換器７０３で加熱された水を貯湯槽３００の上部に戻す。改質器を加熱した余熱と発電熱は、貯湯槽３００の底部の冷水を加熱し、加熱した温水を貯湯槽３００の上部に貯める。改質器を加熱した余熱と発電熱で加熱された温水が、貯湯槽３００の上部から順に蓄えられていく。

貯湯ユニット５００は、貯湯槽３００、補助加熱経路７３、暖房用熱交換器６４、風呂用熱交換器４０、出湯経路９４、混合ユニット２００、給湯経路３１、コントローラ８００等を備えている。

市水の供給経路９０は、市水の供給口１００から供給される市水を、貯湯槽３００と、給湯温度を調整するための混合用冷水経路９２と、シスターン６０へ供給している。市水の供給経路９０には、減圧弁１２と、給水サーミスタ１４と、給水量センサ１６と、給水量サーボ１８と、混合ユニット２００が介装されている。

減圧弁１２は、減圧弁１２の下流側圧力が低下すると開き、貯湯槽３００内の圧力を所定の値に維持する。貯湯槽３００内の温水量が減少したり、混合ユニット２００の混合用冷水経路９２側が開いたりすると、減圧弁１２を市水が通過する。給水サーミスタ１４は、給水される市水の温度を検出する。給水量センサ１６は、給水される市水の流量を検出する。給水サーミスタ１４の検出信号と給水量センサ１６の検出信号は、コントローラ８００に出力される。給水量サーボ１８と混合ユニット２００は、いずれもステッピングモータを内蔵しており、これが駆動されることによって開度が調整されて流量を変化させる。給水量サーボ１８は、給水される市水の流量を調整する。給水量サーボ１８の開度はコントローラ８００によって制御される。混合ユニット２００は、給水経路９６と混合用冷水経路９２の接続部に配置されている。混合ユニット２００は、混合用冷水経路９２に流れる冷水量を調整する調整弁を有しており、その作用の詳細は後に説明する。給水経路９６は貯湯槽３００に水を送り込む第１給水経路の一例であり、混合用冷水経路９２は、混合手段に水を送り込む第２給水経路の一例である。

貯湯槽３００の中間高さと貯湯槽３００の頂部の間に、補助加熱経路７３が配管されている。補助加熱経路７３の両端は貯湯槽３００に接続されており、循環経路を構成している。補助加熱経路７３には循環ポンプ７８が設置されており、貯湯槽３００の中間高さから補助加熱経路７３に水を吸入し、補助加熱経路７３を通過した水を貯湯槽３００の頂部に戻す。
補助加熱経路７３には、上流から下流に向けて、循環入口サーミスタ７６、循環ポンプ７８、循環水量センサ８０、循環水量サーボ８２、補助熱源８４、循環出口サーミスタ７２、電磁弁９８が介装されている。補助熱源８４は、補助加熱経路７３を通過する水を加熱する熱源の一例である。

循環入口サーミスタ７６は、補助熱源８４に流入する温水の温度を検出する。循環入口サーミスタ７６の検出信号はコントローラ８００に出力される。循環ポンプ７８は、コントローラ８００によって制御される。循環水量センサ８０は、補助加熱経路７３を通過する水の流量を検出する。循環水量センサ８０の検出信号は、コントローラ８００に出力される。循環水量サーボ８２は、ステッピングモータを内蔵しており、これが駆動されることによって開度が調整されて流量を変化させる。循環水量サーボ８２は、補助加熱経路７３を通過する水の流量を調整する。循環水量サーボ８２の開度は、コントローラ８００によって制御される。補助熱源８４は、ガスを燃料として燃焼する。補助熱源８４で発生する燃焼ガスの熱によって、補助加熱経路７３を通過する水が加熱される。貯湯槽３００の上部から順に、補助熱源８４で加熱された温水が蓄えられていく。循環出口サーミスタ７２は、補助熱源８４を通過した後の温水の温度を検出する。循環出口サーミスタ７２の検出信号はコントローラ８００に出力される。

貯湯槽３００の頂部には、貯湯槽３００の上部に貯えられている温水を貯湯槽３００から送り出す出湯経路９４が接続されている。出湯経路には混合用冷水経路９２が合流している。合流点よりも下流には、温水と冷水が混合されて設定温度に調温された湯が流れる。そこで、合流点よりも下流を給湯経路３１と呼ぶ。

出湯経路９４には、タンク電磁弁３０と、その下流側且つ合流点の上流側にタンクサーミスタ５６が設置されている。給湯経路３１には、給湯サーミスタ３２が介装されている。給湯経路３１には給湯栓４３０が取付けられている。給湯栓４３０は、浴室、洗面所、台所等に配設されている。

タンク電磁弁３０は、出湯経路９４を開閉する。通常時は閉じられているタンク電磁弁３０は、給湯利用時及び風呂湯張り時に開けられ、給湯サーミスタ３２の検出温度が設定温度以上となる異常時に閉じられる。タンク電磁弁３０は、出湯経路９４を開閉する第１開閉手段の一例である。
給湯栓４３０が開けられると、供給口１００、混合ユニット２００、混合用冷水経路９２、給湯栓４３０の順に市水が送り出される。給水量センサ１６が２．７リットル／ｍｉｎ以上を検出するとタンク電磁弁３０が開弁し、貯湯槽３００の上部から出湯経路９４に温水が送りだされ、混合ユニット２００から混合用冷水経路９２に冷水が送り出され、それらの総量に等しいだけの市水が給水量センサ１６を流れる。コントローラ８００は、給水量センサ１６の検出流量に基づいて、給湯運転を開始するか否かを判断する。
タンクサーミスタ５６は、貯湯槽３００から送り出された温水の温度を検出する。給湯サーミスタ３２は、出湯経路９４からの温水と混合用冷水経路９２からの冷水とを混合して得られた湯の温度を検出する。タンクサーミスタ５６と給湯サーミスタ３２の検出信号は、コントローラ８００に出力される。出湯経路９４からの温水と混合用冷水経路９２からの冷水の混合比は、混合ユニット２００の開度によって調整される。混合ユニット２００の開度を調整することによって、混合後の湯の温度を設定温度に等しい温度に調温することができる。混合ユニット２００の開度は、給水サーミスタ１４の検出温度と、タンクサーミスタ５６の検出温度と、給湯サーミスタ３２の検出温度に基づいて、コントローラ８００によって調整される。

給湯サーミスタ３２と給湯栓４３０の間に、浴槽４２０へ湯を供給する湯張り経路３５が接続されている。湯張り経路３５の下流は二股に分岐している。分岐している風呂循環経路３７，３９は、浴槽４２０に貯められている湯を浴槽４２０に戻す循環経路を形成している。
湯張り経路３５には、湯張り弁３４と湯張り水量センサ３６が介装されている。湯張り水量センサ３６は、湯張り経路３５を通過する湯の流量を検出する。湯張り水量センサ３６の検出信号はコントローラ８００に出力される。湯張り弁３４は、リモコン６００のスイッチの操作もしくは浴槽４２０内の温水の水位によって開閉する。湯張り弁３４の開閉はコントローラ８００によって制御される。湯張り弁３４が開かれると、設定温度に調温された湯が、風呂循環経路３７，３９の両者から浴槽４２０に供給される。所定量の湯が浴槽４２０に供給されると湯張り弁３４は閉じられる。湯張り弁３４は湯張り経路３５を開閉する第２開閉手段の一例である。

分岐している風呂循環経路３７，３９は、追焚き用循環経路をも形成している。追焚き用循環経路３７，３９には、上流から、風呂水位センサ２０、風呂循環ポンプ３８、風呂水流スイッチ２２と風呂循環サーミスタ２６が順に介装されている。風呂水位センサ２０は、追焚き用循環経路３７，３９内の温水の水圧を検出し、検出信号はコントローラ８００に出力される。風呂水位センサ２０によって検出される水圧は、浴槽４２０内の湯の水位を推定するために利用される。風呂循環ポンプ３８は、追焚き用循環経路３７，３９内の湯を循環させる。風呂循環ポンプ３８は、コントローラ８００によって制御される。風呂水流スイッチ２２は、追焚き用循環経路３７，３９内を湯が流れるとオンとなる。風呂水流スイッチ２２のオンオフ信号はコントローラ８００に出力される。風呂循環サーミスタ２６は、風呂用熱交換器４０の上流側に配置されており、風呂用熱交換器４０に入水する湯の温度を検出する。風呂循環サーミスタ２６の検出信号は、コントローラ８００に出力される。浴槽４２０の湯を加熱する風呂用熱交換器４０に温水を供給する経路については後記する。

補助加熱経路７３の循環出口サーミスタ７２と電磁弁９８の間に、暖房用循環経路５７の上流端が接続されている。暖房用循環経路５７には、暖房用熱交換器６４が配置され、その下流に暖房用熱交換器出口サーミスタ５８が設置されている。暖房用循環経路５７の下流側は、経路５９と経路６１に分岐し、経路５９には電磁弁８６が挿入されており、経路６１には電磁弁７４が挿入されている。経路５９の下流端は、補助加熱経路７３の電磁弁９８と貯湯槽３００の間に接続されている。経路６１の下流端は、補助加熱経路７３の貯湯槽３００と循環入口サーミスタ７６の間に接続されている。電磁弁８６と電磁弁７４は、コントローラ８００によって制御される。電磁弁８６を開けると暖房用熱交換器６４を通過した水は貯湯槽３００に戻され、電磁弁７４を開けると暖房用熱交換器６４を通過した水は補助加熱経路７３に戻される。循環出口サーミスタ７２の検出信号と、暖房用熱交換器出口サーミスタ５８の検出信号はコントローラ８００に出力される。

電磁弁７４と電磁弁８６を閉じて電磁弁９８を開けると、補助熱源８４で加熱された温水が貯湯槽３００に戻される。電磁弁９８と電磁弁７４を閉じて電磁弁８６を開けると、補助熱源８４を通過した温水は、暖房用熱交換器６４を通って貯湯槽３００に戻される。電磁弁９８と電磁弁８６を閉じて電磁弁７４を開けると、補助熱源８４を通過した温水は、暖房用熱交換器６４を通って再び補助熱源８４を通過する。この切り替えは、後述の暖房運転時と風呂の追焚き運転時に、コントローラ８００によって制御される。

暖房用熱交換器６４を暖房媒体循環経路６７が通過している。暖房媒体循環経路６７はシスターン６０から伸びており、暖房用熱交換器６４と、暖房端末機４１０を通過してシスターン６０に戻っている。暖房媒体循環経路６７には、暖房ポンプ６２と暖房サーミスタ６６が介装されている。暖房ポンプ６２は、リモコン６００のスイッチの操作に従ってコントローラ８００によって制御され、暖房媒体を暖房媒体循環経路６７に循環させる。暖房サーミスタ６６は、暖房用熱交換器６４を通過した後の暖房媒体の温度を検出する。暖房サーミスタ６６の検出信号はコントローラ８００に出力される。暖房端末機４１０内の暖房媒体循環経路６７には図示しない暖房熱動弁が介装されている。暖房熱動弁は、リモコン６００のスイッチの操作に従って、コントローラ８００によって制御される。

暖房媒体循環経路６７の暖房サーミスタ６６の下流で、追焚き経路６９の上流端が分岐している。追焚き経路６９は、風呂用熱交換器４０を通過してシスターン６０に戻る。追焚き経路６９には熱動弁６８が設置されている。熱動弁６８は、コントローラ８００によって制御される。

シスターン６０は暖房媒体循環経路６７と追焚き経路６９に介装されており、暖房媒体循環経路６７と追焚き経路６９を循環する媒体量を調節する。シスターン６０には、シスターン６０に給水を行うシスターン給水経路７１が接続されており、シスターン給水経路７１の一端は市水の供給経路９０の混合ユニット２００と給水量サーボ１８の間に接続されている。シスターン６０内の温水量は、図示しない水位センサによって計測されている。シスターン６０内の温水の水位が、所定の水位範囲内であるときにはシスターン給水弁７０は閉じられており、所定の水位範囲を逸脱したことが判別されるとシスターン給水弁７０が開かれる。シスターン給水弁７０が開けられるとシスターン給水経路７１からシスターン６０に給水される。シスターン給水弁７０の開閉はコントローラ８００によって制御される。更に、シスターン６０にはシスターン排水経路が接続されている。シスターン排水経路にはシスターン排水弁８８が介装されている。シスターン排水経路は暖房媒体循環経路６７内の熱媒体の交換時や、シスターン６０内の水位が所定の水位範囲を越えたときにコントローラ８００もしくはユーザーの手によって開けられる。

コントローラ８００は、制御プログラムを記憶している。コントローラ８００には、リモコン６００の操作信号と、以上で説明した各種流量センサの検出信号と各種サーミスタの検出信号等が入力される。リモコン６００は、浴室、洗面所、台所等にそれぞれ配設されている。リモコン６００には、図示しない表示器を備えている。表示器にはユーザーが所望とする給湯の設定温度、浴槽の湯張り温度、湯張り時刻等が表示される。コントローラ８００は、入力された信号を制御プログラムで処理し、以上で説明した各種ポンプ、各種弁、バーナ等を制御する。

以下では貯湯ユニット５００が行う発電熱回収運転、補助加熱運転、給湯運転、風呂湯張り運転、風呂追焚き運転、暖房運転の各種運転について説明する。

（発電熱回収運転）
発電熱回収運転の概略について説明する。図示しない発電ユニットで発電運転が行われると、循環経路７０１内を高温の熱媒体が循環し、廃熱回収用熱交換器７０３に高温の熱媒体が流入する。廃熱回収ポンプ７０４が駆動され、貯湯槽３００の底部から冷水が吸いだされ、廃熱回収用熱交換器７０３で加熱された温水が貯湯槽３００の頂部へ戻される。改質器を加熱した余熱と発電熱で加熱された温水が、貯湯槽３００の上部から順に蓄えられていく。廃熱を温水に変えて貯湯しておくことができる。

（補助加熱運転）
発電熱回収運転で加熱された温水が貯湯槽３００に貯められている間は、その温水を利用して後記の給湯運転を実行する。貯湯槽３００に貯められている温水量が不足してくると、補助熱源８４を運転し、補助熱源８４で加熱された温水を貯湯槽３００の上部に戻す。これを補助加熱運転という。
貯湯槽３００の上部にはタンク上部サーミスタ６３が設けられており、その検出温度がリモコン６００で設定されている設定温度に所定温度巾を加えた温度を下回ると、補助熱源８４で燃焼を開始し循環ポンプ７８を駆動する。この場合、電磁弁９８を開け、電磁弁８６と電磁弁７４を閉じる。補助熱源８４で加熱された温水を貯湯槽３００の上部に貯えることができる。タンク上部サーミスタ６３の検出温度が所定温度にまで上昇すると補助加熱運転を終了する。
補助加熱運転は、後記する給湯運転および／または暖房運転等と同時に実行することもある。

（給湯運転）
給湯運転の概略について説明する。給湯栓４３０が開かれて供給口１００、混合ユニット２００、混合用冷水経路９２、給湯栓４３０の順に市水が送り出される。給水量センサ１６の検出水量が２．７リットル／ｍｉｎ以上となると、給湯要求がなされたものと判断して、タンク電磁弁３０が開かれ、貯湯槽３００の上部から出湯経路９４に高温の温水が出湯される。給湯サーミスタ３２の検出温度が給湯設定温度となるように、混合ユニット２００の開度が調整される。これによって、貯湯槽３００の上部から出湯経路９４に送り出された温水が冷水と混合されて給湯設定温度に調温され、調温された湯が給湯経路３１を経て給湯栓４３０に供給される。
タンク上部サーミスタ６３の検出温度が高い間は、補助加熱運転を実行しない。給湯運転の実行中にタンク上部サーミスタ６３の検出温度が低下すると、前記した補助加熱運転を開始する。この場合、給湯運転と補助加熱運転が同時に実行される。

（風呂湯張り運転）
風呂の湯張り運転の概略について説明する。リモコン６００のスイッチ操作等によって風呂の湯張り要求がなされると、湯張り弁３４が開かれる。その後は、給湯運転と同様にして、湯張り設定温度の湯が、給湯経路３１と湯張り経路３５、風呂循環経路３７，３９を経て、浴槽４２０内に供給される。所定量の温水が浴槽４２０に供給されると風呂湯張り運転が終了する。

（風呂追焚き運転）
風呂の追焚き運転の概略について説明する。風呂追焚き運転は、風呂湯張り運転に引き続いて実施される。あるいは浴槽４２０の温度が低下した場合にも実施される。風呂の追焚き要求があると、循環ポンプ７８を駆動し、電磁弁９８を閉じ、電磁弁８６と７４のうちの一方を開ける。これによって、貯湯槽３００の上部に貯められている温水が暖房用熱交換器６４を流れ、暖房媒体循環経路６７を流れる熱媒体が加熱され、追焚き経路６９を流れる熱媒体が加熱される。同時に、風呂循環ポンプ３８が駆動され、浴槽４２０内の温水が、風呂用熱交換器４０を通過して、浴槽４２０へ戻される。浴槽４２０から吸い出された温水は、風呂用熱交換器４０で加熱されて、浴槽４２０へ戻される。風呂循環サーミスタ２６の検出温度が追焚き設定温度となると、風呂追焚き運転を終了する。

風呂追焚き運転時に、循環入口サーミスタ７６の温度が高ければ補助熱源８４を燃焼させない。循環入口サーミスタ７６の温度が低ければ補助熱源８４を燃焼させる。暖房用熱交換器出口サーミスタ５８の検出温度がタンク上部サーミスタ６３の検出温度よりも高ければ、電磁弁８６を開けて電磁弁７４を閉じる。暖房用熱交換器６４を通過した温水の温度が高い場合には、貯湯槽３００の上部に戻す。暖房用熱交換器出口サーミスタ５８の検出温度がタンク上部サーミスタ６３の検出温度よりも低ければ、電磁弁７４を開けて電磁弁８６を閉じる。暖房用熱交換器６４を通過した温水の温度が低い場合には、補助加熱経路７３に戻す。このように温水の戻り先を切換えることによって、貯湯槽３００の内部に形成される温度成層状態を崩すことがない。なお以上の説明は、暖房運転時にも適用される。

（暖房運転）
暖房運転の概略について説明する。リモコン６００のスイッチの操作によって暖房端末機４１０の運転要求がなされると、循環ポンプ７８を駆動し、電磁弁９８を閉じ、電磁弁８６と７４のうちの一方を開ける。これによって、貯湯槽３００の上部に貯められている温水が暖房用熱交換器６４を流れ、暖房媒体循環経路６７を流れる熱媒体が加熱される。暖房運転時には、暖房端末機４１０内の暖房熱動弁が開かれ、暖房ポンプ６２が駆動される。暖房用熱交換器６４で加熱された温水が暖房端末機４１０に供給されて暖房がおこなわれる。リモコン６００のスイッチ操作等によって、暖房運転は終了する。

本実施例では、貯湯槽３００内の温水を補助熱源８４に送り出して補助熱源８４で加熱された温水を貯湯槽３００へ戻すための補助加熱経路を、暖房運転と風呂の追焚き運転に利用する。１つの循環経路（補助加熱経路）を多様に活用することができる。

(タンク電磁弁の診断)
次に、本実施例におけるタンク電磁弁３０が閉じない異常を検出する方法について説明する。本実施例では、貯湯式給湯システム２による浴槽への湯張り運転中に、タンク電磁弁３０の異常の診断を行う。図２から図３は、タンク電磁弁３０が閉じない異常を検出する技術を追加した湯張り運転のための処理手順をフローチャート化したものである。タンク電磁弁３０は、給湯運転時や風呂湯張り運転時に開くためのものであり、異常時には閉じられる。

ステップＳ２では、ユーザーがリモコン６００に設置された自動湯張りスイッチを操作するまで待機する。ユーザーによって自動湯張りスイッチが操作されると、ステップＳ４へ進む。タイマーによって設定された時刻に、システムが自動湯張りスイッチをオンすることもある。
ステップＳ４では、タンクサーミスタ５６、給湯サーミスタ３２、風呂循環サーミスタ２６等の値が、コントローラ８００に備えられた記憶装置に記憶される。
ステップＳ６では、混合ユニット２００の混合用冷水経路９２側の弁の開度が固定される。
ステップＳ８では、湯張り弁３４が開かれ、浴槽４２０に給湯され始める。

ステップＳ１０では、給水量センサ１６の検出値が２．７リットル／ｍｉｎ以上になるまで待機する。給水量センサが２．７リットル／ｍｉｎ以上になれば浴槽への湯張りが開始されたと判断し、ステップＳ１２へ進む。
ステップＳ１２では、タンク電磁弁３０を閉じる。この処理は本実施例で加えられた処理であり、本来的には不要であるし、好ましくないものである。ステップＳ８の後に実行するステップＳ１２は、湯張り経路を開閉する第２開閉手段を開けて湯張り経路に水が流れる状態が設定されている期間内に、出湯経路を開閉する第１開閉手段を閉じる手順に相当する。
ステップＳ１４では、タンクサーミスタ５６が５５℃以上、あるいはステップＳ４で記憶した給湯サーミスタの値より１０℃以上高いか否かを判別する。ステップＳ１２でタンク電磁弁３０に閉じる指令を加えているので、タンク電磁弁３０が正常であればタンク電磁弁３０は閉じている。タンク電磁弁３０が閉じていればステップS１４の判別結果はＹＥＳとならないはずである。にもかかわらず、ステップＳ１４がＹＥＳとなれば、タンク電磁弁３０に閉じない故障が生じていると判断することができる。この場合には、ステップＳ１６へすすむ。正常時にはステップＳ２０へ進む。ステップＳ２０では、タンク電磁弁３０を開ける。以後は通常の湯張り運転に戻る。
ステップＳ１４は、ステップＳ１２で実行した、出湯経路を開閉する第１開閉手段を閉じる手順の実行中に、検知手段で検知される水温が所定の範囲内であるかどうかを判断する手順に相当する。ステップＳ１４では、給湯サーミスタ３２又は風呂循環サーミスタ２６の検出値であってもよい。検知手段は、第１開閉手段（この場合はタンク電磁弁３０）よりも下流の温度を検知するものであればよい。
ステップＳ１４で用いる基準範囲、すなわち、タンク電磁弁３０が閉じているのか開いているかの判別に用いる基準範囲は、上記に限られない。タンク電磁弁３０が閉じていれば生じないはずの温度を検出できるものであればよい。

ステップＳ１６では、コントローラ８００によって、タンク電磁弁３０に閉じない故障を生じている情報を、リモコン６００に送信する。リモコン６００は図示しない表示器、もしくは音によってタンク電磁弁３０が閉じない故障を生じている事を報知する。

ステップＳ１８では、混合ユニット２００の高温水の混合比率に上限を設ける。これによって、これ以降の給水時に、混合ユニット２００が動かなくなっても、設定温度よりも高温の湯が給湯されることはない。
ステップＳ２０では、タンク電磁弁３０を閉じてから累積した積算水量が設定量を越えるか否かを監視する。設定量は、例えば６リットルである。設定量が少ない程、後記の追焚き時間を短縮する事ができるため、タンク電磁弁３０の診断が可能な範囲で設定量は少ない事が好ましい。積算水量が６リットルに達するまで、ステップＳ１２からステップＳ１８までの手順を繰り返す。積算水量が６リットルに達したらステップＳ２１に進む。

ステップＳ２１ではタンク電磁弁３０を開弁する。
ステップＳ２２では、引き続き浴槽２２０への湯張りを継続する。
ステップＳ２４では、浴槽の湯張り水量が設定した水位になっているかを湯張り水量センサ３６によって推定する。浴槽の湯張り水量が、設定水量に達したらステップＳ２６に進む。
ステップＳ２６では、湯張り弁３４を閉じ、浴槽２２０への給水を終了する。
ステップＳ２８では、給水量センサ１６が２．０リットル／ｍｉｎ以下になるまで待機する。
ステップＳ３０では、風呂循環サーミスタ２６の値が、リモコン６００に設定した湯張り温度であるか判断を行う。設定した温度より低ければステップＳ３６へ進み、設定した温度に達していればステップＳ３２へ進む。
ステップＳ３６では、浴槽２２０内の水を風呂循環ポンプ３８によって追焚き用循環経路３７，３９を循環させる。これと連動して、風呂用熱交換器４０によって追焚き用循環経路内の水に伝達して昇温する。設定温度に達するまでステップＳ３０からステップＳ３６に進む処理を繰り返し、浴槽内の水を循環して昇温させる。
ステップＳ３２では、浴槽２２０に設定した水量で、且つ設定した温度の湯が供給された事を判断し、湯張りを終了する。この時、リモコン６００に、湯張り操作が終了したことを報知する事が出来る

実施例１では、浴槽への湯張り時に、タンク電磁弁３０を閉じることが出来るかどうかを水温によって判断する。指令に応じて閉じれば低温が検知されるはずであり、閉じない故障が発生していれば高温が検知されるはずである。温度から第１開閉手段（この場合はタンク電磁弁）に閉じる指令を指示することで、第１開閉手段が閉じるのかあるいは閉じない故障が起こっているのかを診断できる。浴槽に湯を送るというタイミングを選んで診断するために、ユーザーに不都合を与えることもない。また浴槽に湯を送る運転は適宜な間隔で実行されるために、適宜な間隔でタンク電磁弁３０を診断することもできる。

風呂循環経路３７，３９には浴槽４２０に貯められていた水が循環するために、汚れる可能性がある。実施例２の貯湯式給湯システム２は、風呂循環経路３７，３９の洗浄運転モードを備えている。

図４のステップＳ４２では、ユーザーがリモコン６００に設置された配管洗浄スイッチを操作するまで待機する。ユーザーによって配管洗浄スイッチが操作されると、ステップＳ４４へ進む。風呂水量スイッチ２２が一定の値以上の場合に、配管内を洗浄して汚れた水が配管内に再び流入する事を防ぐために、浴槽４２０内の水を一定の水量以下まで排水してからＳ４４に進むこともある。所定の条件が成立したときに、システムが配管洗浄スイッチをオンすることもある。
ステップＳ４４では、給湯サーミスタ３２、風呂循環サーミスタ２６等の値が、コントローラ８００に備えられた記憶装置に記憶される。
ステップＳ４６では、混合ユニット２００の混合用冷水経路９２側の弁の開度が固定される。
ステップＳ４８では、湯張り弁３４が開かれ、風呂循環経路３７，３９の両者から浴槽４２０に給湯され始める。これによって、風呂循環経路３７，３９の配管が洗浄される。

ステップＳ５０では、給水量センサ１６の検出値が２．７リットル／ｍｉｎ以上になるまで待機する。給水量センサが２．７リットル／ｍｉｎ以上になれば洗浄運転が開始されたと判断し、ステップＳ５２へ進む。
ステップＳ５２では、タンク電磁弁３０を閉じる。この処理は本実施例で加えられた処理であり、本来的には不要である。
ステップＳ５６では、タンクサーミスタ５６の検出温度が５５℃以上、あるいはステップＳ４４で記憶したタンクサーミスタ５６の値より１０℃以上高いか否かを判別する。ステップＳ５２でタンク電磁弁３０に閉じる指令を加えているので、タンク電磁弁３０が正常であればタンク電磁弁３０は閉じている。タンク電磁弁３０が閉じていればステップS５６の判別結果はＹＥＳとならないはずである。にもかかわらず、ステップＳ５６がＹＥＳとなれば、タンク電磁弁３０に閉じない故障が生じていると判断することができる。この場合には、ステップＳ５８へ進む。タンク電磁弁３０の正常時にはステップＳ６４へ進む。

ステップＳ５８では、コントローラ８００によって、タンク電磁弁３０に閉じない故障を生じている情報を、リモコン６００に送信する。リモコン６００は図示しない表示器、もしくは音によってタンク電磁弁３０に閉じない故障を生じている事を報知する。

ステップＳ６０では、混合ユニット２００の給水経路９６側の弁の開度を制限し、高温な温水の混合比を制約する。これによって、これ以降の給水時に、混合ユニット２００が動かなくなっても、設定温度よりも高温の湯が給湯されることはない。

ステップＳ６２では、洗浄運転を継続する。
ステップＳ６４では、タンク電磁弁３０を閉じてから累積した積算水量が設定水量に達するか否かを監視する。設定水量は、例えば５リットルである。積算水量が設定水量だけ流れたらステップＳ６６に進む。
ステップＳ６６では、湯張り弁３４を閉じ、洗浄運転を終了する。

以上の実施例のいずれでも、混合ユニット２００で調温した湯の温度が設定温度よりも低くてもかまわないときを選んでタンク電磁弁３０に閉じる指令を加える。タンク電磁弁３０が正常に作動してタンク電磁弁３０が閉じると給湯温度が低下するが、給湯温度の低下が問題とならない時を選んでいることから問題は生じない。

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、出願時の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。

２貯湯式給湯システム
１２減圧弁
１４給水サーミスタ
１６給水量センサ
１８給水量サーボ
２０風呂水位センサ
２２風呂水量スイッチ
２６風呂循環サーミスタ
３０タンク電磁弁
３１給湯経路
３２給湯サーミスタ
３４湯張り弁
３５湯張り経路
３６湯張り水量センサ
３７風呂循環経路
３８風呂ポンプ
３９風呂循環経路
４０風呂用熱交換器
５６タンクサーミスタ
５７暖房用循環経路
５８暖房用熱交換器出口サーミスタ
５９経路
６０シスターン
６１経路
６２暖房ポンプ
６３タンク上部サーミスタ
６４暖房用熱交換器
６６暖房サーミスタ
６７暖房媒体循環経路
６８暖房追焚き熱動弁
６９追焚き経路
７０シスターン給水弁
７１シスターン給水経路
７２循環出口サーミスタ
７３補助加熱経路
７４電磁弁
７６循環入口サーミスタ
７８循環ポンプ
８０循環水量センサ
８２循環水量サーボ
８４バーナ
８６電磁弁
８８シスターン排水弁
９０市水の供給経路
９２混合用冷水経路
９４出湯経路
９６給水経路
９８電磁弁
１００供給口
２００混合ユニット
３００貯湯槽
４００熱負荷
４１０暖房端末機（暖房放熱器など）
４２０浴槽
４３０給湯栓
５００貯湯ユニット
６００リモコン
７００廃熱回収経路
７０１循環経路
７０２発電ユニット
７０３廃熱回収用熱交換器
７０４廃熱回収ポンプ
８００コントロ−ラ

Claims

貯湯槽と、
貯湯槽へ水を送り込む第１給水経路と、
両端が貯湯槽に接続されている循環経路と、
循環経路に配置されている循環ポンプと、
循環経路を通過する水を加熱する熱源と、
貯湯槽から水を送り出す出湯経路と、
出湯経路からの水と第２給水経路からの水を混合する混合手段と、
混合手段で混合した水を浴槽へ送る湯張り経路と、
出湯経路を開閉する第１開閉手段と、
湯張り経路を開閉する第２開閉手段と、
第１開閉手段の下流で水温を検知する検知手段と、
第１開閉手段と第２開閉手段を制御する制御手段とを備えており、
前記制御手段に、第２開閉手段を開けて湯張り経路に水が流れる状態が設定されている期間内に第１開閉手段を閉じる手順と、第１開閉手段を閉じる手順の実行中に検知手段で検知される水温が所定の範囲内であるかどうかを判断する手順が設定されていることを特徴とする貯湯式給湯システム。
前記の第１開閉手段を閉じる手順を、浴槽に水を貯めるために第２開閉手段を開けている期間内と、湯張り経路の洗浄のために第２開閉手段を開けている期間内のいずれかに実行することを特徴とする請求項１の貯湯式給湯システム。