JP5303165B2 - 給湯システム - Google Patents

Description

本発明は、加熱した温水を貯湯しておき、貯湯しておいた温水を利用して給湯することが可能な給湯システムに関する。特に、貯湯しておいた温水と冷水を混合し、温水利用箇所（給湯や風呂の湯張り等）へ供給する給湯システムに関する。

温水を貯湯しておいて、貯湯しておいた温水と冷水を混合弁で混合し、給湯する給湯システムが知られている。このような給湯システムでは一般的に、給湯開始から短時間で設定温度の温水を給湯するために、貯湯タンクから早急に高温の温水を供給する必要がある。このとき、混合弁の混合比を湯側全開に調整すると、貯湯タンクから早急に高温の温水を給湯することができるものの、給湯開始直後に設定温度よりも予想外に高い高温の温水が給湯されてしまうおそれがある。そのため、このような給湯システムでは、給湯開始から短時間で設定温度の温水を給湯するとともに、給湯開始直後の高温出湯を防止する技術が求められる。

特許文献１には、給湯システムにおいて、給湯開始後の高温出湯を防止する技術が記載されている。この技術によると、給湯開始後、設定温度と給水温度と混合弁近傍を流れる温水の温度に基づいて、設定温度と等しい温度の温水が給湯される混合比に混合弁をフィードフォワード制御する。混合弁近傍の温水の温度を検出する温度センサは、給湯経路上の混合弁よりも上流側に設けられている。フィードフォワード制御は、貯湯タンク上部の温水の温度と混合弁の近傍を流れる温水の温度の差が所定範囲内になるまで行われる。フィードフォワード制御を行うことによって、給湯開始から所定時間の間は高温の温水の出湯が防止される。

特開２００６−６４３３７号公報

特許文献１の技術によると、給湯開始後、貯湯タンクから流出した温水が混合弁近傍の温度センサに到達するまでの間は、混合弁近傍の温度センサで温水の温度を検出することができないため、フィードフォワード制御が行われない。そのため、フィードフォワード制御が開始された直後は、貯湯タンクから流出した高温の温水の一部が既に混合弁を通過しており、給湯開始直後に予想外に高温の温水が出湯するおそれがある。

本発明は上記の課題を解決するために提案された。本発明は、給湯開始から短時間で設定温度の温水を給湯するとともに、給湯開始直後であっても高温の温水の出湯が防止される給湯システムを提供することを目的とする。

本発明は、加熱した温水を貯湯しておき、貯湯しておいた温水を利用して給湯することが可能な給湯システムに関する。
本発明の給湯システムは、温水を貯える貯湯タンクと、貯湯タンクの上部から温水利用箇所へ温水を供給する給湯経路と、冷水供給源から貯湯タンクの下部へ冷水を供給する給水経路を備えている。冷水供給源とは、例えば水道管などである。
本発明の給湯システムは、給湯経路と給水経路を接続しており、冷水供給源から供給される冷水を貯湯タンクから供給される温水に混合する混合経路を備えている。

本発明の給湯システムは、混合経路上に設けられており、冷水供給源から供給される冷水の流量と貯湯タンクから供給される温水の流量との混合比を調整する混合弁を備えている。混合弁は混合経路上のどの位置に設けられていてもよい。本明細書でいう混合比とは、貯湯タンクから供給される温水の流量を１としたときの、冷水供給源から供給される冷水の流量の割合をいう。

本発明の給湯システムは、貯湯タンクから給湯経路に供給される温水の流量を取得する流量取得手段を備えている。流量取得手段とは、例えば、貯湯タンクから給湯経路に供給される温水の流量を直接検出する流量センサなどである。
本発明の給湯システムは、温水利用箇所へ供給される温水の温度を設定する温度設定手段を備えている。温度設定手段とは、例えば、温度設定が可能なリモコンなどである。

本発明の給湯システムは、給湯開始後に、混合経路との接続部よりも上流の給湯経路の配管容量と、流量取得手段で取得された流量に基づいて、給湯開始時点で貯湯タンクから流出した温水が混合経路との接続部に到達するタイミング（温水到達タイミング）を特定するタイミング特定手段を備えている。

本発明の給湯システムでは、給湯開始後に、温水利用箇所へ供給される温水の温度が温度設定手段で設定した温度より高温となる混合比に混合弁を調整する。
本発明の給湯システムでは、温水到達タイミング以降は、温水利用箇所へ供給される温水の温度が温度設定手段で設定した温度と等しくなる混合比に混合弁を調整する。

本発明の給湯システムによると、給湯開始後は、温水利用箇所へ供給される温水の温度が温度設定手段で設定した温度より高温となる混合比に混合弁が制御されており、混合弁の湯側の開度が大きい。そのため、混合経路の接続部よりも上流の給湯経路内を流れる温水の速度が速く、貯湯タンクから流出した温水は短時間で混合弁に到達する。温水到達タイミング以降は、温水利用箇所へ供給される温水の温度が温度設定手段で設定した温度と等しくなるように混合比が調整される。即ち混合弁の湯側の開度が絞られる。給湯開始後、貯湯タンクから流出した温水は、湯側の開度が絞られた後の混合弁を通過するため、給湯開始直後であっても高温の温水が出湯するおそれがない。給湯開始後、短時間で設定温度の温水を給湯するとともに、給湯開始直後であっても高温の温水の出湯が防止される。

本発明の給湯システムは、流量取得手段が、温水利用箇所へ供給される温水の流量を検出する流量センサと、流量センサで検出される流量と混合弁の混合比に基づいて貯湯タンクから給湯経路に供給される温水の流量を計算する流量計算手段を備えていることが好ましい。流量センサは、混合経路との接続部よりも下流の給湯経路上に設けられていてもよいし、混合経路との接続部よりも上流の給水経路上に設けられていてもよい。混合弁では貯湯タンクから供給される温水の流量と冷水供給源から供給される冷水の流量との混合比を調整するので、流量センサで検出される流量と混合弁の混合比とから、貯湯タンクから給湯経路に供給される温水の流量を計算することができる。

本発明の給湯システムでは、タイミング特定手段が、給湯開始後に、混合経路との接続部よりも上流の給湯経路の配管容量と、流量取得手段で取得された流量に基づいて、給湯開始時点で貯湯タンクから流出した温水が混合経路との接続部に到達するまでの所要時間を計算する時間計算手段と、給湯開始時点からの経過時間を取得する時間計測手段を備えており、所要時間と経過時間に基づいて温水到達タイミングを特定してもよい。所要時間は、配管容量を流量取得手段で取得された流量で除算することによって計算することができる。この給湯システムによると、給湯開始から所要時間経過したときを温水到達タイミングと特定することができる。

本発明の給湯システムは、タイミング特定手段が、流量取得手段で取得された流量を積算して、給湯開始時点からの積算流量を取得する流量積算手段を備えており、配管容量と積算流量に基づいて温水到達タイミングを特定してもよい。配管容量と積算流量から温水が混合弁に到達するときの積算流量を計算することができるため、温水到達タイミングを特定することができる。

本発明の給湯システムは、貯湯タンクの上部に貯えられている温水の温度を検出する第１温度センサと、冷水供給源から給水経路に供給される冷水の温度を検出する第２温度センサをさらに備えていることが好ましい。この場合、給湯開始から温水到達タイミングまでは、第１温度センサで検出される温度と、第２温度センサで検出される温度とに基づいて、温水利用箇所へ供給される温水の温度が温度設定手段で設定した温度より高温となる混合比に混合弁をフィードフォワード制御することが好ましい。第１温度センサは、貯湯タンクの上部近傍に設けられている。第２温度センサは、給水経路上のどの位置に設けられていてもよい。

上記の給湯システムによると、２つの温度センサで検出された温度に基づいて混合弁の混合比をフィードフォワード制御することができる。貯湯タンクの上部に貯えられている温水の温度と冷水供給源から供給される冷水の温度に基づいて混合弁の制御を行うため、混合比を正確に計算することができる。

上記の給湯システムの場合、第１温度センサで検出される温度と、第２温度センサで検出される温度と、給湯開始時の混合弁の混合比に基づいて、温水利用箇所へ供給される温水の温度を算出する温度算出手段をさらに備えていることが好ましい。この場合、給湯開始後に、温度算出手段で算出される温度が温度設定手段で設定した温度を所定温度以上超える場合には、温水到達タイミング以前であっても、温水利用箇所へ供給される温水の温度が温度設定手段で設定した温度と等しくなる混合比に混合弁をフィードフォワード制御することが好ましい。

温度推定手段で推定される温度が温度設定手段で設定した温度を所定温度以上超える場合、給湯開始後に混合弁の湯側の開度を大きくしなくとも、高温の温水が出湯する可能性が高い。温度推定手段で推定される温度が温度設定手段で設定した温度を所定温度以上超える場合とは、第１温度センサで検出される温度が前回の給湯終了時の温度よりも上昇した場合や、冷水供給源から供給される冷水の温度が上昇した場合、温度設定手段で設定した温度が前回の給湯時に温度設定手段で設定した温度よりも高くなった場合が挙げられる。上記の給湯システムによると、温度推定手段で推定される温度が温度設定手段で設定した温度を所定温度以上超える場合、温水到達タイミング以前であっても、安全性を重視して、温水利用箇所へ供給される温水の温度が温度設定手段で設定した温度となるようにフィードフォワード制御を行って混合弁の混合比を調整する。給湯開始直後であっても高温の温水の出湯を防止することができる。

本発明の給湯システムは、混合経路との接続部よりも上流で給湯経路を流れる温水の温度を検出する第３温度センサをさらに備えており、給湯開始後に、第３温度センサで検出される温度が温度設定手段で設定した温度を超える場合には、温水到達タイミング以前であっても、温水利用箇所へ供給される温水の温度が温度設定手段で設定した温度と等しくなる混合比に混合弁をフィードフォワード制御することが好ましい。

第３温度センサで検出される温度が温度設定手段で設定した温度を超える場合、既に高温の温水が給湯経路内を流れており、高温の温水が混合弁に到達するまでの時間が短い。そのため、混合弁の湯側の開度を大きくする必要がない。上記の給湯システムによると、温水到達タイミング以前であっても、安全性を重視して、温水利用箇所へ供給される温水の温度が温度設定手段で設定した温度となるようにフィードフォワード制御を行って混合弁の混合比を調整する。給湯開始直後であっても高温の温水の出湯を防止することができる。

本発明の給湯システムでは、温温水利用箇所へ供給される温水の温度が温度設定手段で設定した温度より高温となる混合比から、温水利用箇所へ供給される温水の温度が温度設定手段で設定した温度と等しくなる混合比への切替えが、温水到達タイミングになると同時に終了するように混合弁の混合比を調整することが好ましい。

温水到達タイミングになると同時に混合弁の混合比を切替えようとしても、混合弁の制御遅延により、すぐにはその混合比にまで調整がされない。そのため、温水到達タイミングになると同時に混合比を切替えると、実際には温水到達タイミングよりも少し遅れて切替え後の混合比の温水が供給される。上記の給湯システムによると、温水到達タイミングになると同時に混合比の切替えが終了するように混合弁の混合比を調整することによって、温水到達タイミングになると同時に切替え後の混合比の温水を供給することができる。

本発明の給湯システムによると、給湯開始から短時間で設定温度の温水を給湯するとともに、給湯開始直後であっても高温の温水が出湯するのを防止することができる。

（第１実施例）
図１に、本発明の第１実施例である給湯システム１００の模式図を示す。給湯システム１００は、温水利用箇所６６である給湯栓６６ｂと風呂の浴槽６６ａ等に接続されている。給湯システム１００は、発電ユニット２４、貯湯タンク１８、混合ユニット４４、リモコン（温度設定手段）７０およびコントローラ６８等を備えている。

発電ユニット２４は、固体高分子型の燃料電池を用いた発電装置である。発電ユニット２４は電力需要に応じて発電を行う。発電を行う際に、発電ユニット２４は排熱回収ポンプ２０を駆動する。排熱回収ポンプ２０が駆動されると、貯湯タンク１８の下部から水が吸い出される。吸い出された水は、排熱回収熱交換器２２で発電熱によって加熱されて、貯湯タンク１８の上部に戻される。発電ユニット２４から貯湯タンク１８の上部に戻される湯の温度は、排熱回収サーミスタ２６によって測定されて、コントローラ６８へ出力される。上部に戻される湯の温度が低い場合には、三方排熱切替弁２８を切替えることによって、貯湯タンク１８をバイパスして発電ユニット２４に戻されて再び加熱される。

貯湯タンク１８は、発電ユニット２４の発電熱によって加熱された湯を貯える。貯湯タンク１８に貯えられた湯は、給湯や風呂の追い焚き等に利用される。貯湯タンク１８の内部には温度成層が形成されており、貯湯タンク１８の上部には下部に比べて高温の湯が貯えられている。従って、貯湯タンク１８の蓄熱量が少ないときでも、貯湯タンク１８の上部から出湯することによって、高温の湯を利用することができる。貯湯タンク１８の上部には、湯温を検出するタンク上部サーミスタ（第１温度センサ）３２が設けられており、検出された温度はコントローラ６８へ出力される。

貯湯タンク１８の下部は、タンク給水経路１６、混合ユニット４４および給水経路４を経由して、水道管（冷水供給源）２に接続されている。給水経路４には減圧弁６が設けられており、水道管２からの給水圧力が調整されている。貯湯タンク１８の上部は、タンク給湯経路３４、混合ユニット４４、給湯経路４８を経由して、給湯栓６６ｂに接続されている。タンク給湯経路３４は混合経路４０との接続部４２よりも上流に設けられており、給湯経路４８は混合経路４０との接続部４２よりも下流に設けられている。給湯栓６６ｂが開かれると、給水圧力によって貯湯タンク１８の内部の湯水が下部から上部に向けて押し上げられ、貯湯タンク１８の上部からタンク給湯経路３４へ出湯する。貯湯タンク１８から出湯した湯は、混合ユニット４４で水道水と混合されて、所望の温度に調温された後に給湯栓６６ｂへ供給される。

混合ユニット４４は、貯湯タンク１８の上部から出湯される高温の湯に水道水を混合して、所望の温度に調温する。混合ユニット４４は、給水経路４からタンク給水経路１６へ流れる水道水の一部を混合経路４０に分岐させて、タンク給湯経路３４から給湯経路４８へ流れる湯に混合する。給水経路４、タンク給水経路１６および混合経路４０の接続部分には混合器（混合弁）１４が設けられている。混合器１４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、タンク給水経路１６の開度と混合経路４０の開度が調整されて、タンク給水経路１６へ流れる水道水の流量と混合経路４０へ流れる水道水の流量の比率が調整される。混合ユニット４４から貯湯タンク１８の下部へ給水される水道水の流量と、貯湯タンク１８の上部から混合ユニット４４へ出湯される湯の流量は等しい。従って、混合器１４によってタンク給水経路１６へ分岐する水道水の流量と混合経路４０へ分岐する水道水の流量の比率を調節することによって、混合経路４０からの水道水とタンク給湯経路３４からの湯の混合比率を調節することができる。

タンク給湯経路３４には、タンク電磁弁３６と給湯高温サーミスタ（第３温度センサ）３８が設けられている。タンク電磁弁３６はコントローラ６８によって制御されており、内蔵しているソレノイドが駆動されることによって開閉する。タンク電磁弁３６が閉じられている状態では、給湯栓６６ｂを開いても貯湯タンク１８からは出湯せず、給湯栓６６ｂには給水経路４および混合経路４０を経由して水道水が供給される。給湯高温サーミスタ３８はタンク給湯経路３４を流れる湯の温度を検出して、コントローラ６８へ出力する。

給湯経路４８には、出湯サーミスタ４６が設けられている。出湯サーミスタ４６は給湯経路４８を流れる温水の温度を検出して、コントローラ６８へ出力する。

給水経路４には、給水サーミスタ（第２温度センサ）８と給湯水量センサ（流量センサ）１０と給湯水量サーボ１２が設けられている。給水サーミスタ８は給水経路４を流れる水道水の温度を検出して、コントローラ６８へ出力する。給湯水量センサ１０は給水経路４を流れる水道水の流量を検出して、コントローラ６８へ出力する。給水経路４から混合ユニット４４へ流れる水道水の流量と、混合ユニット４４から給湯経路４８へ流れる湯の流量は等しいから、給湯水量センサ１０で検出される流量は、混合ユニット４４から給湯される湯の流量に等しい。給湯水量サーボ１２は給水経路４を流れる水道水の流量を制御する。給水経路４から混合ユニット４４へ流れる水道水の流量と、混合ユニット４４から給湯経路４８へ流れる湯の流量は等しいから、給水経路４を流れる水道水の流量を制御することによって、混合ユニット４４から給湯経路４８へ流れる温水の流量を制御することができる。

貯湯タンク１８の上部と下部には、三方タンク切替弁３０を介して熱源機（図示はしない）に向かう経路２９ａが設けられている。熱源機では必要に応じて貯湯タンク１８の湯水を加熱する。加熱された温水は経路２９ｂから貯湯タンク１８の上部に戻される。熱源機によって加熱された温水は、貯湯タンク１８へ直接戻されることもあるし、例えば暖房端末機の熱源として利用される熱媒との間で熱交換が行われ、床暖房や風呂の追い焚き等に利用された後に貯湯タンク１８へ戻されることもある。貯湯タンク１８の上部には熱源機によって加熱された温水が供給されることもあれば、発電ユニット２４によって加熱された温水が供給されることもある。

風呂の浴槽６６ａには風呂循環経路６２が接続されている。風呂循環経路６２には風呂ポンプ５４と、風呂水流スイッチ５６と、風呂サーミスタ５８が設けられている。コントローラ６８によって風呂ポンプ５４が駆動されると、浴槽６６ａから風呂循環経路６２に湯が吸い出される。浴槽６６ａから吸い出された湯は、風呂熱交換器６０で加熱されて、浴槽６６ａに戻される。風呂熱交換器６０で加熱された温水の温度は、風呂往きサーミスタ６４で検出される。

風呂循環経路６２は、湯張り弁５０と湯張り水量センサ５２を介して給湯経路４８に連通している。湯張り弁５０を開くことで、浴槽６６ａへの湯張りが行われる。湯張り弁５０はコントローラ６８によって制御される。湯張り水量センサ５２は、給湯経路４８から風呂循環経路６２に向かう温水の水量を検出する。給湯経路４８から風呂循環経路６２に向かう温水の温度は、風呂サーミスタ５８で検出する。

リモコン７０は、表示板と操作スイッチを備えている。利用者はリモコン７０を操作して、給湯システム１００の運転のＯＮ／ＯＦＦや、各種の運転モードの開始／終了や、給湯設定温度、風呂設定温度等を入力することができる。リモコン７０はコントローラ６８と通信可能であって、利用者の操作内容をコントローラ６８へ送信する。

コントローラ６８は、制御プログラムを記憶している。コントローラ６８には、リモコン７０の操作信号と、各種水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。コントローラ６８は、入力された信号を制御プログラムで処理し、各種ポンプ、各種弁、混合器１４等を制御する。コントローラ６８はタイマカウンタを内蔵している。

図２に、給湯システム１００の混合器１４の調整動作を開始する前までの動作を説明するフローチャートを示す。以下では、そのフローチャートについて説明する。なお、フローチャート中、ＳＷの表記はスイッチを示し、ＴＨの表記はサーミスタを示す。

ステップＳ１０２では、リモコン７０のスイッチがＯＮされたか否かを判断する。ＯＮされた場合（ステップＳ１０２でＹＥＳの場合）、ステップＳ１０４に進む。ＯＮされていない場合（ステップＳ１０２でＮＯの場合）、リモコン７０がＯＮされるまで待機する。

ステップＳ１０４では、給湯が開始されるまで待機する。本実施例では、給湯水量センサ１０の検出流量が２．７リットル／ｍｉｎ以上となった時点で、即ち給湯経路４８の流量が２．７リットル／ｍｉｎ以上となった時点で、給湯が開始されたと判断する。給湯が開始されると（ステップＳ１０４でＹＥＳとなると）、ステップＳ１０６に進む。給湯経路４８の流量が２．７リットル／ｍｉｎ未満の場合（ステップＳ１０４でＮＯの場合）、給湯が開始されるまで待機する。

ステップＳ１０６では、タンク電磁弁３６が開かれる。これによって、貯湯タンク１８内の上部に貯められていた温水がタンク給湯経路３４に送り出される。

ステップＳ１０８では、給湯開始時の混合器１４の混合比に基づいて温水利用箇所６６へ供給される温水の温度を算出し、その算出温度がリモコン７０で設定した温度（以下、設定温度と記載する）より所定温度以上高いか否かを判断する。本実施例では、タンク上部サーミスタ３２で検出される温度と、給水サーミスタ８で検出される温度に基づいて、温水利用箇所６６へ供給される温水の温度を算出する（温度算出手段）。本実施例では、算出温度が設定温度＋５℃より高い場合（ステップＳ１０８でＹＥＳの場合）、所定温度以上高いと判断し、ステップＳ１１０へ進む。算出温度が設定温度＋５℃より低い場合（ステップＳ１０８でＮＯの場合）、ステップＳ１１６へ進む。ステップＳ１０８において、算出温度は、Ｔ_ｈ＝タンク上部サーミスタ検出温度、Ｔ_ｃ＝給水サーミスタ検出温度、ｙ＝給湯開始時の混合比とすると、算出温度は、以下の式で計算される。
算出温度＝｛（ｙ×Ｔ_ｃ）＋Ｔ_ｈ｝／（ｙ＋１）

ステップＳ１１０では、混合器１４の制御を通常制御（設定温度と等しい温度の温水が温水利用箇所６６に供給されるように混合比を調整する制御）に切替える。混合器１４の湯側の開度を大きくしなくとも、短時間で温水利用箇所６６へ温水を供給することができる。

ステップＳ１１２では、給湯が終了したか否かを判断する。本実施例では、給湯水量センサ１０の検出流量が２．０リットル／ｍｉｎ以下となった時点で、給湯が終了したと判断する。給湯が終了したと判断すると（ステップＳ１１２でＹＥＳとなると）、ステップＳ１１４へ進む。給湯が終了したと判断しない場合（ステップＳ１１２でＮＯの場合）、ステップＳ１１０へ戻り、通常制御の給湯を継続する。

ステップＳ１１４では、タンク電磁弁３６を閉じてタンク給湯経路３４を遮断し、給湯が停止される。給湯が停止されると、ステップＳ１０４へ戻り、給湯が開始されるまで待機する。

ステップＳ１１６では、設定温度が給湯高温サーミスタ３８の検出温度より高いか否かを判断する。設定温度が給湯高温サーミスタ３８の検出温度より高い場合（ステップＳ１１６でＹＥＳの場合）、混合器１４の調整を開始する（図示Ａ）。設定温度が給湯高温サーミスタ３８の検出温度より低い場合（ステップＳ１１６でＮＯの場合）、ステップＳ１１０へ進む。

図３に、給湯システム１００の混合器１４の調整動作を説明するフローチャートを示す。以下では、そのフローチャートについて説明する。

ステップＳ１５２では、給湯開始後に貯湯タンク１８から流出した温水が混合ユニット４４に到達するまでの時間を短くするために、開始直後の混合器の混合比を小さくする（湯側の開度を大きくする）。本実施例では、設定温度＋１０℃の温水が温水利用箇所６６へ供給される混合比αとなるように、混合器１４の混合比を調整する。

ステップＳ１５４では、温水到達タイミングを計算する。本実施例では、給湯水量センサ１０で検出される流量と混合器１４の混合比に基づいてタンク給湯経路３４を流れる温水の流量を計算する（流量取得手段）。さらに、計算した温水の流量と、タンク給湯経路３４の配管容量に基づいて、給湯開始時点で貯湯タンク１８から流出した温水が混合ユニット４４に到達するまでの所要時間（時間計算手段）ｔ（秒）を計算する。本実施例の場合、Ｖ_１＝タンク給湯経路３４を流れる湯の流量、Ｖ_２＝給湯水量センサ１０で検出される流量、Ｄ＝配管容量とすると、所要時間ｔ（秒）は以下の式で計算される。
Ｖ_１＝１／（１＋α）×Ｖ_２
ｔ＝Ｄ／Ｖ_１

ステップＳ１５６では、コントローラ６８に内蔵されているタイマカウンタを利用して給湯を開始してからの経過時間を計測し（時間計測手段）、混合器１４の混合比をαに調整してからｔ秒経過したか否かを判断する。ｔ秒経過した場合（ステップＳ１５６でＹＥＳの場合）、図２のステップＳ１１０へ戻り（図示Ｂ）、混合器１４の混合比をαから通常制御の混合比に切替える。ｔ秒経過していない場合（ステップＳ１５６でＮＯの場合）、ステップＳ１５８へ進む。

ステップＳ１５８では、混合器１４の湯側の開度が大きい状態を継続する必要があるか否かを判断する。本実施例では、設定温度と出湯サーミスタ４６で検出される温度の差が３℃以下である場合、設定温度とほぼ等しい温度の温水が既に混合ユニット４４を通過しているため、温水到達タイミング以前であっても、湯側の開度が大きい状態を継続する必要がないと判断する。湯側の開度が大きい状態を継続する必要がない場合（ステップＳ１５８でＹＥＳの場合）、ステップＳ１１０へ戻り、混合器１４の混合比をαから通常制御の混合比に切替える。湯側の開度が大きい状態を継続する必要がある場合（ステップＳ１５８でＮＯの場合）ステップＳ１５６へ戻り、給湯開始から（混合比をαに調整してから）ｔ秒経過したか否かを判断する。

本実施例の給湯システム１００では、給湯開始後は、温水利用箇所６６へ供給される温水の温度が設定温度＋１０℃となるように混合器１４が調整されているため、混合器１４の湯側の開度が大きい。タンク給湯経路３４を流れる温水の速度が速く、貯湯タンク１８から出湯した温水は短時間で混合ユニット４４に到達する。給湯開始からｔ秒経過した以降は、温水利用箇所６６へ供給される温水の温度が設定温度と等しくなるように混合器１４の湯側の開度が絞られる。給湯開始後、短時間で設定温度の温水を給湯するとともに、給湯開始直後であっても高温の温水の出湯が防止される。

（第２実施例）
図４に、第２実施例の給湯システムにおける混合器１４の調整動作を説明するフローチャートを示す。第２実施例の給湯システムの構造は第１実施例の給湯システム１００の構造と同様である。また、第２実施例における給湯システムの混合器１４の調整動作を開始する前までの動作は、図２に示す給湯システム１００の混合器１４の調整動作を開始する前までの動作と同様である。以下では、そのフローチャートについて説明する。

ステップＳ２０２では、給湯開始後に貯湯タンクから出湯した湯が混合ユニットに到達するまでの時間を短くするために、開始直後の混合器の混合比を小さくする（湯側の開度を大きくする）。本実施例では、設定温度＋１０℃の温水が温水利用箇所６６へ供給される混合比αとなるように、混合器１４の混合比を調整する。

ステップＳ２０４では、給湯開始時点からタンク給湯経路３４を流れた温水の積算流量を計算する。本実施例では、給湯水量センサ１０で検出される流量と混合器１４の混合比に基づいてタンク給湯経路３４を流れる温水の流量を積算し、給湯開始時点からタンク給湯経路３４を流れた温水の積算流量を計算する（流量積算手段）。

ステップＳ２０６では、温水到達タイミングに達したか否かを判断する。本実施例では、ステップＳ２０４で計算した積算流量がタンク給湯経路３４の配管容量以上になった場合（ステップＳ２０６でＹＥＳの場合）、温水到達タイミングに達したと判断し、図２のステップＳ１１０へ戻り（図示Ｂ）、混合器１４の混合比をαから通常制御の混合比に切替える。計算した積算流量が配管容量未満である場合（ステップＳ２０６でＮＯの場合）、ステップＳ２０８へ進む。

ステップＳ２０８では、混合器１４の湯側の開度が大きい状態を継続する必要があるか否かを判断する。本実施例では、設定温度と出湯サーミスタ４６で検出される温度の差が３℃以下である場合、設定温度とほぼ等しい温度の温水が既に混合ユニット４４を通過しているため、温水到達タイミング以前であっても、湯側の開度が大きい状態を継続する必要がない。湯側の開度が大きい状態を継続する必要がない場合（ステップＳ２０８でＹＥＳの場合）、ステップＳ１１０へ戻り、混合器１４の混合比をαから通常制御の混合比に切替える。湯側の開度が大きい状態を継続する必要がある場合（ステップＳ２０８でＮＯの場合）ステップＳ２０４へ戻り、積算流量の計算を行う。

給湯システム１００では、給湯開始後は、温水利用箇所６６へ供給される温水の温度が設定温度＋１０℃となるように混合器１４が調整されているため、混合器１４の湯側の開度が大きい。タンク給湯経路３４を流れる温水の速度が速く、貯湯タンク１８から出湯した温水は短時間で混合器１４に到達する。タンク給湯経路３４を流れる温水の積算流量がタンク給湯経路３４の配管容量以上になった以降は、温水利用箇所６６へ供給される温水の温度が設定温度と等しくなるように混合器１４の湯側の開度が絞られる。給湯開始後、短時間で設定温度の温水を給湯するとともに、給湯開始直後であっても高温の温水の出湯が防止される。

以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、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。
例えば、本発明の実施例の給湯システムでは、水を加熱する手段として発電ユニットを用いているが、他の加熱手段を用いたものであってもよい。
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合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合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し得るものであり、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。

第１実施例である給湯システム１００の模式図を示す。 給湯システム１００の混合器の調整動作を開始する前までの動作を説明するフローチャートを示す。 第１実施例の給湯システムにおける混合器の調整動作を説明するフローチャートを示す。 第２実施例の給湯システムにおける混合器の調整動作を説明するフローチャートを示す。

符号の説明

２：水道管（冷水供給源）
４：給水経路
６：減圧弁
８：給水サーミスタ（第２温度センサ）
１０：給湯水量センサ（流量センサ）
１２：給湯水量サーボ
１４：混合器（混合弁）
１６：タンク給水経路
１８：貯湯タンク
２０：排熱回収ポンプ
２２：排熱回収熱交換器
２４：発電ユニット
２６：排熱回収サーミスタ
２８：三方排熱切替弁
２９ａ、２９ｂ：経路
３０：三方タンク切替弁
３２：タンク上部サーミスタ（第１温度センサ）
３４：タンク給湯経路
３６：タンク電磁弁
３８：給湯高温サーミスタ（第３温度センサ）
４０：混合経路
４２：タンク給湯経路と混合経路と給湯経路との接続部
４４：混合ユニット
４６：出湯サーミスタ
４８：給湯経路
５０：湯張り弁
５２：湯張り水量センサ
５４：風呂ポンプ
５６：風呂水流スイッチ
５８：風呂サーミスタ
６０：風呂熱交換器
６２：風呂循環経路
６４：風呂往きサーミスタ
６６：温水利用箇所
６６ａ：浴槽
６６ｂ：給湯栓
６８：コントローラ
７０：リモコン

Claims (8)

1. 加熱した温水を貯湯しておき、貯湯しておいた温水を利用して給湯することが可能な給湯システムであって、
   温水を貯える貯湯タンクと、
   貯湯タンクの上部から温水利用箇所へ温水を供給する給湯経路と、
   冷水供給源から貯湯タンクの下部へ冷水を供給する給水経路と、
   給湯経路と給水経路を接続しており、冷水供給源から供給される冷水を貯湯タンクから供給される温水に混合する混合経路と、
   混合経路上に設けられており、冷水供給源から供給される冷水の流量と貯湯タンクから供給される温水の流量との混合比を調整する混合弁と、
   貯湯タンクから給湯経路に供給される温水の流量を取得する流量取得手段と、
   温水利用箇所へ供給される温水の温度を設定する温度設定手段と、
   給湯開始後に、混合経路との接続部よりも上流の給湯経路の配管容量と、流量取得手段で取得された流量に基づいて、給湯開始時点で貯湯タンクから流出した温水が混合経路との接続部に到達するタイミング（温水到達タイミング）を特定するタイミング特定手段を備えており、
   給湯開始後に、温水利用箇所へ供給される温水の温度が温度設定手段で設定した温度より高温となる混合比に混合弁を調整し、
   温水到達タイミング以降は、温水利用箇所へ供給される温水の温度が温度設定手段で設定した温度と等しくなる混合比に混合弁を調整する、給湯システム。
2. 前記流量取得手段が、
   温水利用箇所へ供給される温水の流量を検出する流量センサと、
   流量センサで検出される流量と混合弁の混合比に基づいて貯湯タンクから給湯経路に供給される温水の流量を計算する流量計算手段を備えている、請求項１の給湯システム。
3. 前記タイミング特定手段が、
   給湯開始後に、混合経路との接続部よりも上流の給湯経路の配管容量と、流量取得手段で取得された流量に基づいて、給湯開始時点で貯湯タンクから流出した温水が混合経路との接続部に到達するまでの所要時間を計算する時間計算手段と、
   給湯開始時点からの経過時間を取得する時間計測手段を備えており、
   所要時間と経過時間に基づいて温水到達タイミングを特定する、請求項１又は２の給湯システム。
4. 前記タイミング特定手段が、
   流量取得手段で取得された流量を積算して、給湯開始時点からの積算流量を取得する流量積算手段を備えており、
   配管容量と積算流量に基づいて温水到達タイミングを特定する、請求項１又は２の給湯システム。
5. 貯湯タンクの上部に貯えられている温水の温度を検出する第１温度センサと、
   冷水供給源から給水経路に供給される冷水の温度を検出する第２温度センサをさらに備えており、
   給湯開始から温水到達タイミングまでは、第１温度センサで検出される温度と、第２温度センサで検出される温度に基づいて、温水利用箇所へ供給される温水の温度が温度設定手段で設定した温度より高温となる混合比に混合弁をフィードフォワード制御する、請求項１〜４のいずれか１項の給湯システム。
6. 第１温度センサで検出される温度と、第２温度センサで検出される温度と、給湯開始時の混合弁の混合比に基づいて、温水利用箇所へ供給される温水の温度を算出する温度算出手段をさらに備えており、
   給湯開始後に、温度算出手段で算出される温度が温度設定手段で設定した温度を所定温度以上超える場合には、温水到達タイミング以前であっても、温水利用箇所へ供給される温水の温度が温度設定手段で設定した温度と等しくなる混合比に混合弁をフィードフォワード制御する、請求項５の給湯システム。
7. 混合経路との接続部よりも上流で給湯経路を流れる温水の温度を検出する第３温度センサをさらに備えており、
   給湯開始後に、第３温度センサで検出される温度が温度設定手段で設定した温度を超える場合には、温水到達タイミング以前であっても、温水利用箇所へ供給される温水の温度が温度設定手段で設定した温度と等しくなる混合比に混合弁をフィードフォワード制御する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の給湯システム。
8. 温水利用箇所へ供給される温水の温度が温度設定手段で設定した温度より高温となる混合比から、温水利用箇所へ供給される温水の温度が温度設定手段で設定した温度と等しくなる混合比への切替えが、温水到達タイミングになると同時に終了するように混合弁の混合比を調整する、請求項１〜７のいずれか１項の給湯システム。

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