JP6129033B2 - 給湯システム - Google Patents

Description

本発明は、貯湯タンクを有する給湯システムに関する。

ヒートポンプ等の加熱装置により加熱した湯水を蓄える貯湯タンクを有する給湯システムとしては、従来、例えば、特許文献１に見られるものが知られている。

この給湯システムは、貯湯タンクの上部から導出された出湯管と、貯湯タンクの下部及び出湯管の途中部に接続された給水管と、出湯管の下流側に配置された燃焼式給湯器（燃焼熱により通水を加熱する給湯器）と、出湯管の上記途中部から下流側に流れる湯水を、燃焼式給湯器をバイパスさせて出湯管の上流側から下流側に流す出湯バイパス管とを有する。

そして、給湯運転の開始時に、貯湯タンクに所定温度以上の高温の湯水が十分に残っている場合（残湯量が大きい場合）には、燃焼式給湯器による湯水の加熱運転を行わない状態で、貯湯タンクの湯水と給水管の水とを適宜混合することで所望の温度に温調してなる湯水を、出湯バイパス管を介して出湯管の終端の給湯口に供給する。

また、貯湯タンクが湯切れ状態になった場合には、出湯バイパス管を閉弁して、貯湯タンクの湯水と給水管の水とを適宜混合してなる湯水の全量を燃焼式給湯器に供給し、該燃焼式給湯器の加熱運転によって所望の温度に温調してなる湯水を出湯管の終端の給湯口に供給する。

さらに、給湯運転の開始時に、貯湯タンクの残湯量が小さい（湯切れ状態に近い）場合には、貯湯タンクが湯切れ状態になる前に、出湯バイパス管を開弁したまま、燃焼式給湯器の加熱運転を開始して、燃焼式給湯器内の出湯管の湯水を昇温させておくようにしている。

特開２０１１−１５３７９６号公報

特許文献１に見られる如き給湯システムでは、その製造コストの低減、あるいは、装置構成の簡素化等のために、燃焼式給湯器は、汎用的なものを使用することが望ましい。

このような燃焼式給湯器では、燃焼式給湯器の入水温度を検出する温度センサを備えずに、燃焼式給湯器の出湯温度の検出値とバーナの燃焼量の制御値（現在時刻以前の制御値）とを用いて入水温度を推定し、該入水温度の推定値を用いてバーナの燃焼量を制御する場合が多い。

一方、特許文献１に見られる如き給湯システムでは、貯湯タンク内の湯水をヒートポンプ等の加熱装置により加熱することは、給湯運転が行われていない状況でも行われる。

このため、上記の如く入水温度を推定する燃焼式給湯器を備える給湯システムでは、次のような不都合を生じることが本願発明者の検討により判明した。

すなわち、燃焼式給湯器の加熱運転を行う給湯運転の終了後に、貯湯タンク内の湯水の加熱がある程度進行した状態で、給湯運転が再開された場合に、その再開の直後に燃焼式給湯器に流入する湯水の温度（燃焼式給湯器の入水温度）は、今回の給湯運転の再開当初における貯湯タンク内の湯水と給水管の水との混合割合によっては、前回の給湯運転の終了の直前での入水温度の推定値に比して高い温度となる場合がある。

この場合、燃焼式給湯器の入水温度の推定は、給湯運転の再開直後には精度よく行うことが困難であるので、該給湯運転の再開直後における燃焼式給湯器の入水温度の推定値としては、前回の給湯運転の終了の直前での入水温度の推定値が暫定的に用いられる。

従って、給湯運転の再開直後に、燃焼式給湯器に流入する湯水の実際の温度が、該燃焼式給湯器の入水温度の推定値に比して高い温度となる場合がある。そして、この場合には、燃焼式給湯器における湯水の加熱量が過剰となり、ひいては、目標給湯温度に比して高温の湯水が給湯口に供給されてしまう。

本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、給湯運転の開始直後に目標給湯温度に比して高温の湯水の給湯が行われるのを防止することができる給湯システムを提供することを目的とする。

本発明の給湯システムは、かかる目的を達成するために、貯湯タンクと、少なくとも前記貯湯タンク内の湯水の温度状態に応じて該貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段と、前記貯湯タンクから導出された出湯管と、前記貯湯タンクと前記出湯管の第１途中部とに接続された給水管と、前記出湯管の第１途中部よりも下流側に配置され、前記出湯管を流れる湯水を加熱する燃焼式給湯器と、前記出湯管の第１途中部から下流側に流れる湯水を、前記燃焼式給湯器をバイパスさせて流すように前記燃焼式給湯器の上流側における前記出湯管の第２途中部と前記燃焼式給湯器の下流側における前記出湯管の第３途中部とを連通させる出湯バイパス管と、前記貯湯タンクから前記出湯管に供給される湯水と前記給水管から前記出湯管に供給される水との混合比を変更する混合比変更手段と、前記出湯バイパス管を開閉可能に該出湯バイパス管に設けられたバイパス弁と、前記燃焼式給湯器の加熱運転時に、前記出湯管により該燃焼式給湯器に流入する湯水の温度である給湯器入水温度を推定しつつ、該給湯器入水温度の推定値を用いて該燃焼式給湯器による湯水の加熱量を制御すると共に、前記燃焼式給湯器の加熱運転の開始直後は前記給湯器入水温度の推定値として、該燃焼式給湯器の前回の加熱運転における該給湯器入水温度の推定値を用いる給湯器制御手段とを備え、前記貯湯タンク内に存在する所定温度以上の湯水の残湯量が所定量以上である状況での給湯運転時には、前記燃焼式給湯器の加熱運転を行わずに、前記出湯管から目標給湯温度の湯水を給湯し、少なくとも前記貯湯タンクが湯切れ状態となった状況での給湯運転時には、前記燃焼式給湯器の加熱運転を行わせつつ、前記出湯管から目標給湯温度の湯水を給湯するように構成された給湯システムであって、
前記貯湯タンクが湯切れ状態となった状況での給湯運転の終了後、前記加熱手段による貯湯タンク内の湯水の加熱が行われている状況で、前記給湯運転の終了後の経過時間を監視し、該経過時間が第１の所定時間以上になった場合に、前記混合比変更手段を所定の作動状態に制御する混合比制御手段を備えており、該所定の作動状態は、該作動状態で給湯運転が再開された場合に、該給湯運転の再開当初に前記貯湯タンクから前記出湯管に供給される湯水の流量が、前記給水管から前記出湯管に供給される水の流量よりも小さくなるようにあらかじめ定められた作動状態であることを特徴とする（第１発明）。

かかる第１発明によれば、前記貯湯タンクが湯切れ状態となった状況での給湯運転は、前記燃焼式給湯器の加熱運転を行う給湯運転である。この場合、貯湯タンクの湯切れ状態で前記出湯管により燃焼式給湯器に流入する湯水の温度、ひいては、当該給湯運転で前記給湯器制御手段により推定される給湯器入水温度の推定値は、前記給水管から貯湯タンク又は出湯管に供給するされる水の給水温度と同じか、もしくは該給水温度に近い温度となる。

そして、第１発明では、前記給湯運転の終了後の経過時間が第１の所定時間以上となった場合、すなわち、前記加熱手段による貯湯タンク内の湯水の加熱がある程度進行して、該貯湯タンク内に比較的高温の湯水がある程度貯まった状態になると、前記混合比制御手段により混合比変更手段が前記所定の作動状態に制御される。

この場合、該所定の作動状態は、上記の如くあらかじめ定められた作動状態である。このため、当該所定の作動状態に混合比変更手段が制御された状態で、給湯運転が再開された場合には、その再開当初に、貯湯タンクから出湯管に供給される湯水に、該出湯管の第１途中部において、当該湯水の流量よりも多い流量の水が混合され、その混合後の湯水が燃焼式給湯器に流入する。

このため、給湯運転の再開当初に燃焼式給湯器に流入する湯水の温度が、給水管の水の温度に比してさほど高い温度にならないようにすることができる。そのため、給湯運転の再開時に燃焼式給湯器の加熱運転が行われる場合であっても、該給湯運転の再開当初に燃焼式給湯器に流入する湯水の実際の温度が、該燃焼式給湯器の加熱運転の開始直後に前記給湯器制御手段が暫定的に用いる給湯器入水温度の推定値に比して高くなり過ぎるのが防止される。

その結果、燃焼式給湯器による湯水の加熱量が過剰になるのが防止される。ひいては、給湯運転の開始直後に目標給湯温度に比して高温の湯水の給湯が行われるのを防止することができる。

かかる第１発明では、前記混合比制御手段は、前記経過時間が前記第１の所定時間から該第１の所定時間よりも長い第２の所定時間までの範囲内である場合に、前記混合比変更手段の作動状態を前記所定の作動状態に制御し、前記経過時間が前記第１の所定時間から第２の所定時間までの範囲から逸脱した時間である場合には、該給湯運転の再開当初に前記貯湯タンクから前記出湯管に供給される湯水の流量が、前記給水管から前記出湯管に供給される水の流量以上の流量となる作動状態に制御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、前記経過時間が前記第１の所定時間よりも短い状態は、貯湯タンク内の湯水の加熱がさほど進行しておらず、該貯湯タンク内の湯水の温度が、前回の給湯運転の終了時からさほど上昇していない状態である。

この状態では、給湯運転を再開しても、該給湯運転の再開当初に燃焼式給湯器に流入する湯水の実際の温度が、該燃焼式給湯器の加熱運転の開始直後に前記給湯器制御手段が暫定的に用いる給湯器入水温度の推定値に比して高くなり過ぎることはない。

また、前記経過時間が前記第２の所定時間よりも長い状態は、貯湯タンク内の湯水の加熱が十分に進行して、前記貯湯タンク内に存在する所定温度以上の湯水の残湯量が所定量以上となるような状態である。この状態では、給湯運転を再開しても、燃焼式給湯器の加熱運転は行われない。

従って、前記経過時間が前記第１の所定時間から第２の所定時間までの範囲から逸脱した時間である場合には、前記混合比変更手段を前記所定の作動状態に制御せずとも、給湯運転の再開直後に目標給湯温度に比して過剰に高温の湯水が出湯管から給湯されるようなことは生じない。

そして、この場合、前記混合比変更手段は、給湯運転の再開当初に前記貯湯タンクから前記出湯管に供給される湯水の流量が、前記給水管から前記出湯管に供給される水の流量以上の流量となる作動状態に制御されるので、出湯管からの給湯温度を速やかに目標給湯温度に近づけることができる。

本発明の一実施形態の給湯システムの構成を示す図。 図１の給湯システムの給湯運転時の作動を示すフローチャート。 図１の給湯システムの給湯運転時の作動を示すフローチャート。

本発明の一実施形態を図１〜図３を参照して以下に説明する。

図１を参照して、本実施形態の給湯システムは、燃焼式給湯器１０と、タンクユニット３０と、ヒートポンプユニット６０とを備える。

ヒートポンプユニット６０は、本発明における加熱手段としてのヒートポンプ６１を備える。このヒートポンプ６１は、圧縮機６２、凝縮器６３、減圧器６４、及び蒸発器６５と、これらを経由させて冷媒を循環させる冷媒循環路６６とを備えている。

この場合、凝縮器６３は、後述の貯湯タンク３１内の湯水と冷媒との熱交換を行うことで該湯水を加熱する熱交換器としての機能を有するものであり、貯湯タンク３１と凝縮器６３との間で湯水を循環させるタンク循環路６７を介して貯湯タンク３１に接続されている。タンク循環路６７は、貯湯タンク３１の下部及び上部をそれぞれ凝縮器６３の湯水の流入口、流出口に接続している。そして、タンク循環路６７には、循環ポンプ６８が介装されている。

従って、循環ポンプ６８を作動させることで、貯湯タンク３１内の湯水が貯湯タンク３１の下部から凝縮器６３に供給される。そして、該湯水は、凝縮器６３を経由した後に、貯湯タンク３１の上部から該貯湯タンク３１内に還流する。このように貯湯タンク３１内の湯水をタンク循環路６７で循環させつつ、ヒートポンプ６１を作動させることで、該湯水が、凝縮器６３における冷媒（圧縮機６２で圧縮されて昇温した冷媒）との熱交換によって加熱される。

なお、図１では、循環ポンプ６８は、貯湯タンク３１の下部から凝縮器６３に至る流路に介装されているが、凝縮器６３から貯湯タンク３１の上部に至る流路に介装されていてもよい。

ヒートポンプユニット６０は、さらにヒートポンプ６１及び循環ポンプ６８の作動制御を行う機能を有するヒートポンプコントローラ７１を備えている。該ヒートポンプコントローラ７１は、マイクロコンピュータ等を含む電子回路ユニットにより構成されており、後述のタンクコントローラ４１と相互に通信可能とされている。

また、タンク循環路６７には、貯湯タンク３１に凝縮器６３から供給される湯水の温度を検出する温度センサ７２と、凝縮器６３に貯湯タンク３１から供給される湯水の温度を検出する温度センサ７３とが装着されている。

ヒートポンプコントローラ７１には、後述のタンクコントローラ４１から貯湯タンク３１内の湯水を加熱すべき旨の貯湯沸き上げ指令、該加熱を終了すべき旨の貯湯沸き上げ終了指令、貯湯沸き上げ温度（貯湯タンク３１内の湯水の沸き上げ温度の目標値）を示すデータ等が入力されると共に、上記温度センサ７２，７３の検出データが入力される。

そして、ヒートポンプコントローラ７１は、タンクコントローラ４１から貯湯沸き上げ指令を受信すると、貯湯タンク３１内の湯水を加熱させるように、ヒートポンプ６１及び循環ポンプ６８の作動を制御する。

この場合、ヒートポンプコントローラ７１は、上記温度センサ７２，７３の検出温度を用いて、所定の制御プログラムを実行することで、貯湯タンク３１内の湯水の温度を、タンクコントローラ４１から指示された貯湯沸き上げ温度まで昇温させるように、ヒートポンプ６１の出力と循環ポンプ６８の回転数（ひいては、タンク循環路６７を流れる湯水の流量）とを制御する。

上記貯湯沸き上げ温度は、本実施形態では、あらかじめ定められた所定値（例えば、４５°Ｃ、５０°Ｃ等）である。ただし、貯湯沸き上げ温度は、例えば、給湯システムの設置業者あるいはユーザが、後述のリモコン４３等の操作器を操作することによって、既定の範囲内で適宜変更し得るようになっていてもよい。

なお、ヒートポンプコントローラ７１は、タンクコントローラ４１から貯湯沸き上げ終了指令が入力されると、ヒートポンプ６１及び循環ポンプ６８の作動を停止して、貯湯タンク３１内の湯水の加熱を終了する。

次に、タンクユニット３０は、ヒートポンプ６１により加熱された湯水を貯蔵する貯湯タンク３１と、出湯管３２、給水管３３及び出湯バイパス管３４とを備える。

出湯管３２は、台所、洗面所、浴室等に配置される給湯口に給湯するための流路である。この出湯管３２は、貯湯タンク３１の上部から導出され、燃焼式給湯器１０（詳しくは、後述の熱交換器１３）を経由した後、終端の給湯口に至るように配管されている。出湯管３２の終端の給湯口には、例えばカラン３５が接続される。

なお、出湯管３２の終端の給湯口は複数に分岐していてもよく、また、カラン３５の代わりに、シャワー等が接続されていてもよい。

給水管３３は、水道管等から供給される水を貯湯タンク３１と出湯管３２とに給水する流路である。この給水管３３は、その下流側の途中部３３ｘから第１分岐給水管３３ａと第２分岐給水管３３ｂとに分岐されている。そして、第１分岐給水管３３ａが貯湯タンク３１の下部に接続され、第２分岐給水管３３ｂが、出湯管３２の上流側の第１途中部３２ｘに接続（合流）されている。

従って、給水管３３は、第１分岐給水管３３ａを介して貯湯タンク３１にその下部から給水すると共に、第２分岐給水管３３ｂを介して出湯管３２の第１途中部３２ｘに給水するように構成されている。なお、給水管３３の途中部３３ｘよりも上流側の箇所には減圧弁３６が介装されている。

出湯管３２の第１途中部３２ｘは、換言すれば、給水管３３から第１分岐給水管３３ａを介して貯湯タンク３１に給水することに伴い該貯湯タンク３１から出湯管３２に供給される湯水と、給水管３３から第２分岐給水管３３ｂを介して出湯管３２に供給される水との混合部である。

そして、貯湯タンク３１から出湯管３２に供給される湯水の流量（出湯管３２の第１途中部３２ｘに貯湯タンク３１側から流入する湯水の流量）であるタンク出湯流量と、給水管３３から第２分岐給水管３３ｂを介して出湯管３２の第１途中部３２ｘに供給される水の流量である混合給水流量との比率（以降、タンク出湯混合比という）を調整するための混合制御弁３８が第１途中部３２ｘに介装されている。

該混合制御弁３８は、本発明における混合比変更手段に相当するものであり、例えば電動式の三方弁により構成される。

なお、混合制御弁３８を上記の如く備える代わりに、第１途中部３２ｘの上流側の出湯管３２と、第２分岐給水管３３ｂとにそれぞれ、タンク出湯流量、混合給水流量を各々調整するための流量調整弁を介装し、これらの流量調整弁により、タンク出湯混合比を調整する混合比変更手段を構成してもよい。

出湯バイパス管３４は、出湯管３２の第１途中部３２ｘから下流側に流れる湯水（以降、タンク出湯混合湯水という）を、燃焼式給湯器１０の上流側から下流側にバイパスさせて流す（燃焼式給湯器１０を経由させずに流す）ための流路である。

この出湯バイパス管３４は、燃焼式給湯器１０の上流側における出湯管３２の第２途中部３２ｙと燃焼式給湯器１０の下流側における出湯管３２の第３途中部３２ｚとを連通させるように配管されている。なお、上記第２途中部３２ｙは、第１途中部３２ｘよりも下流側の途中部である。

そして、出湯バイパス管３４には、該出湯バイパス管３４を開閉可能なバイパス弁３９が介装されている。該バイパス弁３９は、本実施形態では、その開度（ひいては、出湯バイパス管３４の流量）を制御可能な流量調整弁により構成される。

従って、バイパス弁３９を閉弁した場合を除き、出湯管３２の第１途中部３２ｘから下流側に流れるタンク出湯混合湯水は、その一部が燃焼式給湯器１０の内部の流路を通って下流側に流れ、残部が出湯バイパス管３４を通って下流側に流れる。

そして、出湯管３２の終端の給湯口への給湯を行う場合には、燃焼式給湯器１０から出湯管３２の下流側に流れてくる湯水と、出湯バイパス管３４を流れる湯水とが第３途中部３２ｚ（出湯バイパス管３４の出口）で合流して混合され、その混合された湯水（以降、バイパス出口混合湯水という）が、出湯管３２の終端の給湯口に供給されて出湯する。

この場合、バイパス弁３９の開度を調整する（ひいては、出湯バイパス管３４の流量を調整する）ことで、第３途中部３２ｚに燃焼式給湯器１０から流入する湯水の流量と、出湯バイパス管３４から流入する湯水の流量との比率であるバイパス出口混合比を調整することができる。

なお、バイパス弁３９を全開に開弁した状態では、出湯管３２の第１途中部３２ｘから下流側に流れるタンク出湯混合湯水の大部分が、第２途中部３２ｙから出湯バイパス管３４を通って下流側に流れる。

また、バイパス弁３９を閉弁した状態では、出湯管３２の第１途中部３２ｘから下流側に流れるタンク出湯混合湯水の全体が燃焼式給湯器１０に供給されることとなる。

タンクユニット３０は、さらに、前記混合制御弁３８、及びバイパス弁３９の作動制御等を行う機能を有するタンクコントローラ４１を備えている。該タンクコントローラ４１は、マイクロコンピュータ等を含む電子回路ユニットにより構成されており、ヒートポンプコントローラ７１及び後述の給湯コントローラ２１と相互に通信可能とされている。

このタンクコントローラ４１には、使用者が給湯システムの運転操作等を行うためのリモコン４３が接続されている。

リモコン４３は、図示しない操作スイッチの操作、あるいは音声入力等に応じて、給湯システムの給湯運転のオンオフ、浴槽の湯はり運転のオンオフ、目標給湯温度、目標湯はり温度等の運転操作情報をタンクコントローラ４１に指示する端末機器である。

また、タンクユニット３０の貯湯タンク３１、出湯管３２、給水管３３には、以下に説明する種々のセンサが組み付けられており、これらのセンサの検出データもタンクコントローラ４１に入力される。

すなわち、貯湯タンク３１には、貯湯タンク３１内に存在する所定温度以上の湯の量である残湯量を検知するための第１タンク温度センサ４６及び第２タンク温度センサ４７が付設されている。

これらのタンク温度センサ４６，４７は、それぞれ、貯湯タンク３１の互いに異なる所定の高さ位置で該貯湯タンク３１の外周面又は内部に装着されており、それぞれの高さ位置での貯湯タンク３１内の湯水の温度を検出する。

この場合、第１タンク温度センサ４６及び第２タンク温度センサ４７のそれぞれの高さ（貯湯タンク３１の下端からの高さ）ｈ１、ｈ２は、図示のように、ｈ１＜ｈ２となるように設定されている。

より具体的には、第１タンク温度センサ４６の高さｈ１は、その高さｈ１よりも上側における貯湯タンク３１内の容量（以降、第１所定量という）が例えば３０リットルとなり、第２タンク温度センサ４７の高さｈ２は、その高さｈ２よりも上側における貯湯タンク３１内の容量（以降、第２所定量という）が例えば６リットル（＜第１所定量）となるように、ｈ１、ｈ２が設定されている。

また、給水管３３のうちの、途中部３３ｘよりも上流側の箇所には、該給水管３３を流れる水の流量（貯湯タンク３１及び出湯管３２へのトータルの給水流量）を検出する流量センサ４９が装着され、第２分岐給水管３３ｂには、給水温度を検出する温度センサ５０が装着されている。

また、出湯管３２の第１途中部３２ｘよりも上流側の箇所には、前記タンク出湯流量を検出する流量センサ５１と、貯湯タンク３１側から第１途中部３２ｘに流入する湯水の温度を検出する温度センサ５２とが装着されている。

さらに、出湯管３２の第１途中部３２ｘと第２途中部３２ｙとの間の箇所には、第１途中部３２ｘから下流側に流れる混合湯水の温度を検出する温度センサ５３が装着され、第３途中部３２ｚの下流側の箇所には、給湯口から出湯させる湯水の温度（給湯温度）を検出する温度センサ５４が装着されている。

なお、給水温度を検出するための温度センサ５０は、途中部３３ｘよりも上流側の給水管３３、あるいは、第１分岐給水管３３ａに装着されていてもよい。また、流量センサ４９，５１のいずれか一方の代わりに、第２分岐給水管３３ｂを流れる水の流量を検出する流量センサが該第２分岐給水管３３ｂに装着されていてもよい。

そして、タンクコントローラ４１は、リモコン４３から与えられる運転操作情報、上記各センサ４６〜５４の検出データを用いて、所定の制御プログラムを実行する。

この場合、タンクコントローラ４１は、制御プログラムを実行することで実現される機能として、ヒートポンプコントローラ７１と協働して、ヒートポンプユニット６０に係る制御を行う機能を有する。この制御では、ヒートポンプ６１の所定の運転許可条件が成立する状況において、タンクコントローラ４１は、第１及び第２タンク温度センサ４６，４７のうちの例えば第２タンク温度センサ４７の検出温度を監視し、該検出温度があらかじめ設定された貯湯沸き上げ開始温度以下になると、ヒートポンプコントローラ７１に前記貯湯沸き上げ指令を出力する。なお、貯湯沸き上げ開始温度は、前記貯湯沸き上げ温度よりも低い温度である。

また、ヒートポンプ６１の上記運転許可条件は、ヒートポンプ６１の運転を行うことを許可するか否かを規定する条件である。該運転許可条件は、例えば、現在時刻があらかじめ設定された時間帯（例えば、夜間を除く時間帯、あるいは、電力料金が安い時間帯）であるという条件等である。

そして、タンクコントローラ４１は、第２タンク温度センサ４７の検出温度等により、貯湯タンク３１内の湯水の全体が貯湯沸き上げ温度に達したことを検知すると、ヒートポンプコントローラ７１に貯湯沸き上げ終了指令を出力する。

これによりヒートポンプ６１による貯湯タンク３１内の湯水の加熱の開始と該加熱の終了とは、少なくとも貯湯タンク３１内の湯水の温度状態に応じて規定されるタイミングで行われることとなる。

また、タンクコントローラ４１は、貯湯タンク３１の残湯量を検知する残湯量検知手段としての機能と、出湯管３２の終端の給湯口への給湯を行う給湯運転に係る制御（混合制御弁３８、バイパス弁３９、燃焼式給湯器１０の制御）を給湯コントローラ２１と協働して行う運転制御手段としての機能とを有する。さらに、タンクコントローラ４１は、本発明における混合比制御手段としての機能を有する。

タンクコントローラ４１のこれらの機能を以下に概略的に説明する。

まず、残湯量検知手段としての機能に関し、タンクコントローラ４１は、本実施形態では、第１タンク温度センサ４６又は第２タンク温度センサ４７の検出温度に基づいて、貯湯タンク３１の所定温度以上の湯の残湯量を大小に分別して検知する。なお、以降の説明では、特にことわらない限り、「残湯量」は、ある所定温度以上の湯の量を意味する。

ここで、貯湯タンク３１内の湯水が加熱された状態で、給水管３３の第１分岐給水管３３ａから貯湯タンク３１への給水が行われると、該給水に伴い、貯湯タンク３１内の高温の湯が貯湯タンク３１の上部から出湯管３２に供給される。これに伴い、基本的には、貯湯タンク３１内の下部に低温の水の層が生成されると共に上部に高温の湯の層が生成される。そして、貯湯タンク３１への給水の進行に伴い、貯湯タンク３１の下部の低温層が増加すると共に、上部の高温層が減少していく。

このため、第１タンク温度センサ４６の検出温度及び第２タンク温度センサ４７の検出温度の両方が所定温度よりも高い状態は、貯湯タンク３１の残湯量が、前記第１所定量よりも多いことを示し、第１タンク温度センサ４６の検出温度又は第２タンク温度センサ４７の検出温度が所定温度よりも低い状態は、該残湯量が前記第１所定量よりも少ないことを示す。なお、残湯量が第１所定量よりも少ない状態は、残湯量がゼロもしくはほぼゼロとなる湯切れ状態、あるいは、前記第２所定量よりも少ない状態も含まれる。

そこで、本実施形態では、第１タンク温度センサ４６及び第２タンク温度センサ４７の検出温度を所定温度と比較することで、貯湯タンク３１の残湯量を大小に分別して（詳しくは、第１所定量よりも多いか否かに分別して）検知する。

この場合、タンクコントローラ４１は、第１タンク温度センサ４６及び第２タンク温度センサ４７の検出温度が両方とも所定温度よりも高い場合に、残湯量が大（第１所定量よりも多い）と判断し、いずれか一方の検出温度が所定温度よりも低い場合に、残湯量が小（第１所定量よりも少ない）と判断する。

なお、第１タンク温度センサ４６及び第２タンク温度センサ４７のそれぞれの検出温度と比較する所定温度は、本実施形態では、リモコン４３で設定される目標給湯温度に応じて決定される。具体的には、該所定温度は、例えば目標給湯温度と同じ温度とされる。ただし、該所定温度は、目標給湯温度よりも若干高い温度（例えば目標給湯温度＋３°Ｃ）であってもよい。

補足すると、第１タンク温度センサ４６の検出温度が所定温度よりも高い場合には、通常は、第２タンク温度センサ４７の検出温度も所定温度よりも高くなる。従って、貯湯タンク３１の残湯量が第１所定量よりも多いか少ないかを検知する上では、基本的には、第１タンク温度センサ４６の検出温度だけを所定温度と比較すればよい。

ただし、発生頻度は少ないものの、第１タンク温度センサ４６の検出温度が所定温度よりも高いのに、第２タンク温度センサ４７の検出温度が所定温度よりも低いものとなるイレギュラーな状態が発生する場合もある。そして、このようなイレギュラー状態では、貯湯タンク３１の上部から出湯管３２に所定温度よりも低温の湯水が供給されてしまう。

そこで、本実施形態では、タンクコントローラ４１は、第１タンク温度センサ４６及び第２タンク温度センサ４７の検出温度の両方が所定温度よりも高い場合に残湯量が大であると判断するようにしている。

次に、タンクコントローラ４１の運転制御手段としての機能に関し、タンクコントローラ４１は、給湯システムの給湯運転（より詳しくは、流量センサ４９により所定の下限流量以上の通水が検知される給湯運転）において、第１タンク温度センサ４６及び第２タンク温度センサ４７の検出温度に基づいて、貯湯タンク３１の残湯量が大きいと判断した状況では、第１給湯制御処理を実行する。該第１給湯制御処理は、燃焼式給湯器１０の加熱運転を禁止した状態で、給湯口への給湯を行わせる制御処理である。

この第１給湯制御処理では、タンクコントローラ４１は、燃焼式給湯器１０の加熱運転を禁止することを給湯コントローラ２１に指令する。そして、タンクコントローラ４１は、バイパス弁３９を開弁状態に制御した状態で、流量センサ４９，５１の検出流量と、温度センサ５０，５２，５３，５４の検出温度とを監視しつつ、温度センサ５３（又は５４）の検出温度が、リモコン４３で設定された目標給湯温度になるように、混合制御弁３８を制御する（ひいては、前記タンク出湯混合比を調整する）。

また、タンクコントローラ４１は、給湯システムの給湯運転において、第１タンク温度センサ４６及び第２タンク温度センサ４７の検出温度に基づいて、貯湯タンク３１の残湯量が小さいと判断した状況では、給湯コントローラ２１と協働して、第２給湯制御処理を実行する。該第２給湯制御処理は、燃焼式給湯器１０の加熱運転を許可した状態で、給湯口への給湯を行わせる制御処理である。

この第２給湯制御処理では、タンクコントローラ４１は、燃焼式給湯器１０の加熱運転を許可する旨を給湯コントローラ２１に指令する。そして、タンクコントローラ４１は、流量センサ４９，５１の検出流量と、温度センサ５０，５２，５３，５４の検出温度とを監視しつつ、温度センサ５４の検出温度が、リモコン４３で設定された目標給湯温度になるように、混合制御弁３８を制御する（ひいては、前記タンク出湯混合比を調整する）と共に、バイパス弁３９の開度を制御する（ひいては、前記バイパス出口混合比を調整する）。

なお、リモコン４３により浴槽の湯はり運転を行うことが指示された場合には、タンクコントローラ４１は、給湯コントローラ２１に浴槽の湯はり運転を行うべきことを指令すると共に、バイパス弁３９を閉弁状態に制御する。

そして、タンクコントローラ４１は、貯湯タンク３１の残湯量が大きいと判断した状況では、燃焼式給湯器１０の加熱運転を禁止することを給湯コントローラ２１に指令する。この場合、貯湯タンク３１の残湯量の大小の判断は、第１タンク温度センサ４６及び第２タンク温度センサ４７のそれぞれの検出温度を、目標給湯温度の代わりに目標湯はり温度と比較することで行われる。

さらに、タンクコントローラ４１は、流量センサ４９，５１の検出流量と、温度センサ５０，５２，５３の検出温度とを監視しつつ、温度センサ５３の検出温度が、リモコン４３で設定された目標湯はり温度になるように、混合制御弁３８を制御する。

また、貯湯タンク３１の残湯量が小さいと判断した状況では、タンクコントローラ４１は、給湯コントローラ２１に燃焼式給湯器１０の加熱運転を指令する。

次に、タンクコントローラ４１の混合比制御手段としての機能に関し、タンクコントローラ４１は、詳細は後述するが、給湯運転の停止中に、ヒートポンプ６１の運転（貯湯タンク３１内の湯水の加熱）が現在行われている等の所要の条件が成立するか否かを判断する。そして、タンクコントローラ４１は、その判断結果に応じて混合制御弁３８を制御する。

次に、燃焼式給湯器１０は、出湯管３２により上流側から供給される湯水を燃焼式加熱源１１により適宜加熱するものである。この燃焼式加熱源１１は、ガスバーナ等のバーナ１２と、バーナ１２の燃焼熱が付与される熱交換器１３とを備えている。そして、燃焼式給湯器１０に導入された出湯管３２は、上流側の第２途中部３２ｙから供給される湯水を、熱交換器１３を経由させて、下流側の第３途中部３２ｚに流すように配管されている。

燃焼式給湯器１０は、さらに、熱交換器１３の上流側から下流側に該熱交換器１３をバイパスさせて湯水を流すためのバイパス管１４と、熱交換器１３の下流側から図示しない浴槽に湯はり用の湯水を供給する湯はり管１５とを備える。

バイパス管１４は、燃焼式給湯器１０の内部の出湯管３２における熱交換器１３の上流側の途中部と下流側の途中部とを接続している。そして、燃焼式給湯器１０の内部の出湯管３２には、熱交換器１３の上流側におけるバイパス管１４との接続箇所に、該接続箇所から熱交換器１３に流れる湯水の流量と、バイパス管１４に流れる湯水の流量との比率であるバイパス比を調整するためのバイパスサーボ弁１６が介装されている。

また、燃焼式給湯器１０の内部の出湯管３２には、バイパスサーボ弁１６の上流側の箇所に、燃焼式給湯器１０に上流側から流入する湯水の流量を調整するための水量サーボ弁１７が介装されている。さらに、該出湯管３２には、熱交換器１３の下流側の箇所に、燃焼式給湯器１０の下流側からの湯水の逆流を防止するための逆止弁１８が介装されている。

湯はり管１５は、熱交換器１３の下流側における出湯管３２から分岐されて、図示しない浴槽に至るように配管されている。そして、この湯はり管１５には、該湯はり管１５を開閉する湯はり弁１９が介装されている。

燃焼式給湯器１０は、さらに、バーナ１２の燃焼運転、あるいは、バイパスサーボ弁１６、水量サーボ弁１７及び湯はり弁１９の作動制御等を行う機能を有する給湯コントローラ２１を備えている。該給湯コントローラ２１は、本発明における給湯器制御手段に相当するものであり、マイクロコンピュータ等を含む電子回路ユニットにより構成されている。

また、燃焼式給湯器１０の内部の出湯管３２には、上流側から該燃焼式給湯器１０に供給される湯水の全体の流量をバイパスサーボ弁１６の上流側で検出する流量センサ２２と、熱交換器１３の下流側におけるバイパス管１４との接続箇所から下流側に供給される湯水の温度（給湯器出湯温度）を当該接続箇所の下流側で検出する温度センサ２３とが装着されている。さらに、湯はり管１５には、該湯はり管１５で浴槽に供給される湯水の流量を検出する流量センサ２４が装着されている。

給湯コントローラ２１には、タンクコントローラ４１から、給湯運転又は湯はり運転を行うべき旨の指令、目標給湯温度又は目標湯はり温度を示すデータ、給湯運転時に燃焼式給湯器１０の加熱運転（詳しくは、燃焼式加熱源１１による湯水の加熱を行う運転）を許可するか否かを示す指令等が入力されると共に、上記流量センサ２２，２４及び温度センサ２３の検出データが入力される。

そして、給湯コントローラ２１は、給湯運転を行うことが指令され、且つ、燃焼式給湯器１０の加熱運転を行うことが許可されている状態では、流量センサ２２により所定の下限流量以上の通水が検知される場合に、温度センサ２３の検出温度が、目標温度（ここでは目標給湯温度）になるように、バーナ１２の燃焼量とバイパスサーボ弁１６によるバイパス比とを制御する処理である加熱温調制御処理を実行する。

この加熱温調制御処理では、給湯コントローラ２１は、現在時刻から所定時間前までの温度センサ２３の検出温度の履歴と、流量センサ２２の検出流量の履歴と、バーナ１２の燃焼量の制御値（目標燃焼量）の履歴とを用いて、燃焼式給湯器１０に流入した湯水の温度（以降、給湯器入水温度という）を推定する。そして、給湯コントローラ２１は、推定した給湯器入水温度と目標給湯温度とに応じてバイパス比を決定して、バイパスサーボ弁１６を制御する。

この場合、流量センサ２２の検出流量の履歴と、バーナ１２の燃焼量の制御値（目標燃焼量）の履歴とから湯水の温度上昇量を推定できるので、該温度上昇量の推定値と温度センサ２３の検出温度とから逆算的に給湯器入水温度を推定できる。

さらに、給湯コントローラ２１は、このように推定した給湯器入水温度と、流量センサ２２の検出流量とに応じて、当該給湯器入水温度の湯水を目標給湯温度に昇温させるために必要なバーナ１２の燃焼量の基本値（フィードフォワード値）を算出し、さらにこの基本値を、目標給湯温度と温度センサ２３の検出温度との偏差に応じて算出したフィードバック補正値で補正することにより、バーナ１２の目標燃焼量を逐次決定する。

そして、給湯コントローラ２１は、決定した目標燃焼量に応じてバーナ１２への燃料供給を制御する。これにより、目標燃焼量でのバーナ１２の燃焼運転が行われ、燃焼式給湯器１０の流入する湯水が目標給湯温度になるように昇温される。

なお、燃焼式給湯器１０の加熱運転の開始直後は、今回の加熱運転での温度センサ２３の検出温度の履歴等がまだ蓄積されていないので、給湯器入水温度を適切に推定することができない。このため、燃焼式給湯器１０の加熱運転の開始直後では、給湯コントローラ２１は、給湯器入水温度として暫定的に、前回の給湯運転の終了直前に算出した推定値を使用して、バーナ１２の燃焼量（湯水の加熱量）を制御する。

また、給湯コントローラ２１は、湯はり運転を行うことが指令されている状態では、湯はり弁１９を開弁する。そして、給湯コントローラ２１は、燃焼式給湯器１０の加熱運転がタンクコントローラ４１から指令された場合に、温度センサ２３の検出温度が、目標温度（ここでは目標湯はり温度）になるように、加熱温調制御処理を実行する。この加熱温調制御処理は、給湯運転の場合と同様に行われる。なお、湯はり運転時には、流量センサ２４の検出流量の積算値が、リモコン４３等で設定される目標湯はり量に達すると、湯はり弁１９が閉弁されると共に、燃焼式給湯器１０の加熱運転が終了される。

次に、本実施形態の給湯システムの給湯運転時と該給湯運転の終了後（給湯運転の停止中）とにおけるタンクコントローラ４１及び給湯コントローラ２１の制御処理を図２及び図３を参照して詳説する。

給湯システムの電源が投入された状態で、タンクコントローラ４１は、ＳＴＥＰ１において、給水管３３における通水（カラン３５の開栓等に起因する給湯口への通水）の有無を監視する（ＳＴＥＰ１）。

この場合、タンクコントローラ４１は、給水管３３の流量センサ４９の検出流量があらかじめ設定された下限流量以上となった場合に、通水を検知する。

ＳＴＥＰ１で通水が検知されると、タンクコントローラ４１は、まず、残湯量検知手段としての機能によって、貯湯タンク３１の残湯量の大小を判断する処理をＳＴＥＰ２で実行する。

具体的には、タンクコントローラ４１は、第１タンク温度センサ４６の検出温度ｔｈ１と第２タンク温度センサ４７の検出温度ｔｈ２とのうちの低い方を残湯量検知用の所定温度（本実施形態では目標給湯温度）と比較することにより、貯湯タンク３１の残湯量の大小を判断する。

この場合、ｔｈ１，ｔｈ２のいずれか一方が残湯量検知用の所定温度（目標給湯温度）以下である場合に、残湯量が小であると判断され、ｔｈ１，ｔｈ２の両方が残湯量検知用の所定温度（目標給湯温度）よりも高い場合に、残湯量が大であると判断される。

ＳＴＥＰ２において、貯湯タンク３１の残湯量が大きいと判断された場合（ＳＴＥＰ２の判断結果が否定的となる場合）には、前記第１給湯制御処理に相当するＳＴＥＰ７，８の処理がタンクコントローラ４１により実行される。

また、ＳＴＥＰ２において、貯湯タンク３１の残湯量が小さいと判断された場合には、（ＳＴＥＰ２の判断結果が肯定的となる場合）、前記第２給湯制御処理に相当するＳＴＥＰ３〜６の処理が、タンクコントローラ４１と給湯コントローラ２１との協働によって実行される。

上記第１給湯制御処理では、タンクコントローラ４１は、ＳＴＥＰ７において、給湯コントローラ２１に燃焼式給湯器１０の加熱運転を禁止する旨の指令を与える。これにより、第１給湯制御処理では、燃焼式給湯器１０の加熱運転は行われず、燃焼式加熱源１１のバーナ１２が消火状態に維持される。

さらにＳＴＥＰ８において、タンクコントローラ４１は、混合制御弁３８を制御することでタンク出湯混合比を調整すると共に、出湯バイパス管３４のバイパス弁３９を制御する。

具体的には、ＳＴＥＰ８では、タンクコントローラ４１は、バイパス弁３９を開弁状態（全開状態）に制御する。これにより、出湯管３２の第１途中部３２ｘから下流側に流れるタンク出湯混合湯水の大部分は、出湯バイパス管３４を通って給湯口に供給される状態となる。

なお、一部の混合湯水が出湯バイパス管３４を通らずに、燃焼式給湯器１０に流入する。これにより、燃焼式給湯器１０における出湯管３２内の湯水が燃焼式給湯器１０に流入するタンク出湯混合湯水（湯）に置換される。

また、ＳＴＥＰ８では、タンクコントローラ４１は、温度センサ５３で検出されるタンク出湯混合湯水の温度が目標給湯温度になるように（すなわち、タンク出湯混合湯水の温度の目標値を目標給湯温度として）、混合制御弁３８を介してタンク出湯混合比を調整する。この場合、タンク出湯混合湯水の温度は、給湯口に供給される湯水の温度（給湯温度）にほぼ一致するので、該給湯温度が目標給湯温度に制御されることとなる。

なお、ＳＴＥＰ８では、温度センサ５４の検出温度、すなわち、給湯温度の検出値が目標給湯温度になるように、混合制御弁３８を介してタンク出湯混合比を調整するようにしてもよい。

以上が、第１給湯制御処理である。この場合、エネルギー効率が比較的高いヒートポンプ６１によって蓄熱した貯湯タンク３１内の湯水を利用し、且つ、燃焼式給湯器１０の加熱運転を行わずに、給湯口への給湯（目標給湯温度の湯水の給湯）を行うので、該給湯を良好なエネルギー効率で行うことができる。

一方、第２給湯制御処理（ＳＴＥＰ３〜６の処理）は、次のように実行される。すなわち、タンクコントローラ４１は、ＳＴＥＰ３において、給湯コントローラ２１に燃焼式給湯器１０の加熱運転を許可する旨の指令を与える。

さらにＳＴＥＰ４において、給水管３３の流量（＝給湯口への給湯流量）が大きいか否かを判断する。この場合、タンクコントローラ４１は給水管３３の流量センサ４９の検出流量（給水流量の検出値）があらかじめ設定された所定の閾値（例えば１０リットル／min）以上であるかによって、該流量の大小を判断する。

ＳＴＥＰ４で給水管３３の流量が大きいと判断された場合（ＳＴＥＰ４の判断結果が肯定的である場合）には、ＳＴＥＰ５の制御処理が実行され、給水管３３の流量が小さいと判断された場合（ＳＴＥＰ４の判断結果が否定的である場合）には、ＳＴＥＰ６の制御処理が実行される。

ＳＴＥＰ５では、給湯コントローラ２１により前記加熱温調制御処理が実行される。さらに、タンクコントローラ４１により、タンク出湯混合比を混合制御弁３８を介して調整する制御処理と、出湯バイパス管３４のバイパス弁３９の開度を制御する（ひいては、前記パイパス出口混合比を調整する）処理とが実行される。

具体的には、ＳＴＥＰ５では、タンクコントローラ４１は、温度センサ５３で検出されるタンク出湯混合湯水の温度が、目標給湯温度よりも最小能力温度だけ低い温度になるように（すなわち、タンク出湯混合湯水の温度の目標値を、目標給湯温度−最小能力温度として）、タンク出湯混合比を混合制御弁３８を介して調整する。上記最小能力温度は、出湯管３２により燃焼式給湯器１０に流入する現在の水量（流量センサ２２により検出される流量）の湯水を、バーナ１２の最小燃焼量で熱交換器１３を介して加熱した場合における該湯水の上昇温度である。

また、ＳＴＥＰ５では、給湯コントローラ２１は、温度センサ２３の検出温度（燃焼式給湯器１０から流出する湯水の温度）が目標給湯温度よりも高い所定温度（例えば５５°Ｃ）になるようにバーナ１２の燃焼量とバイパスサーボ弁１６によるバイパス比とを制御する（加熱温調制御処理を実行する）。なお、バイパス比を一定として、バーナ１２の燃焼量だけを制御するようにしてもよい。

さらに、ＳＴＥＰ５では、タンクコントローラ４１は、温度センサ５４の検出温度（給湯温度の検出値）が目標給湯温度となるように、バイパス弁３９の開度（ひいては、バイパス出口混合比）を調整する。

給水管３３の流量が大きい場合の第２給湯制御処理では、上記の如くＳＴＥＰ５の制御処理が実行されることで、給湯口に供給される湯水の温度が目標給湯温度になるように制御される。この場合、給水管３３の流量が大きいものの、出湯管３２の第２途中部３２ｙから燃焼式給湯器１０と出湯バイパス管３４との両方に湯水が分配されるので、圧力損失を低減できる。

また、給水管３３の流量が小さい場合に実行されるＳＴＥＰ６では、給湯コントローラ２１により前記加熱温調制御処理が実行される。さらに、タンクコントローラ４１により、タンク出湯混合比を混合制御弁３８を介して調整する制御処理が実行されると共に、出湯バイパス管３４のバイパス弁３９が閉弁状態に制御される。

具体的には、ＳＴＥＰ６では、タンクコントローラ４１は、ＳＴＥＰ５と同様に、温度センサ５３で検出されるタンク出湯混合湯水の温度が、目標給湯温度よりも最小能力温度だけ低い所定の混合目標温度（＝目標給湯温度−最小能力温度）になるように、タンク出湯混合比を混合制御弁３８を介して調整する。

また、ＳＴＥＰ６では、給湯コントローラ２１は、温度センサ２３の検出温度（燃焼式給湯器１０から流出する湯水の温度）が目標給湯温度になるようにバーナ１２の燃焼量とバイパスサーボ弁１６によるバイパス比とを制御する（加熱温調制御処理を実行する）。なお、バイパス比を一定として、バーナ１２の燃焼量だけを制御するようにしてもよい。

給水管３３の流量が小さい場合の第２給湯制御処理では、上記の如くＳＴＥＰ６の制御処理が実行されることで、給湯口に供給される湯水の温度が目標給湯温度になるように制御される。

補足すると、ＳＴＥＰ５及び６における混合制御弁３８の制御処理（タンク出湯混合比の調整処理）において、貯湯タンク３１が湯切れ状態に近づいて、貯湯タンク３１から出湯管３２に供給される湯水の温度が低下すると、混合制御弁３８は、タンク出湯流量を増加させていくと共に、混合給水流量を減少させていくように制御される。そして、最終的に、貯湯タンク３１が湯切れ状態になると、タンク出湯流量が最大流量となると共に、混合給水流量が最小流量（ゼロもしくはほぼゼロ）となっても、温度センサ５３で検出されるタンク出湯混合湯水の温度を上記混合目標温度に上昇させることができなくなる。

このような状況になると、本実施形態では、タンクコントローラ４１は、混合制御弁３８の制御処理におけるタンク出湯混合湯水の温度の目標値を、温度センサ５３の検出温度に一致させる。そして、タンクコントローラ４１は、混合制御弁３８での圧力損失をできるだけ小さくするために、前記タンク出湯流量と混合給水流量との比率が最終的に１：１の比率になるまで、タンク出湯混合比を徐々に変化させる（タンク出湯流量を徐々に減少させると共に混合給水流量を徐々に増加させる）ように混合制御弁３８を制御する。

以上の第１給湯制御処理（ＳＴＥＰ７，８）又は第２給湯制御処理（ＳＴＥＰ３〜６）の実行中に、タンクコントローラ４１は、ＳＴＥＰ９において、出湯管３２の止水（通水の停止）の有無を検知する。

この場合、タンクコントローラ４１は、給水管３３の流量センサ４９の検出流量があらかじめ設定された下限流量を下回った場合に、止水を検知する。なお、ＳＴＥＰ９における下限流量は、前記ＳＴＥＰ１における下限流量と同じでもよいが、異なっていてもよい。例えば、ＳＴＥＰ９における下限流量は、ＳＴＥＰ１における下限流量よりも若干小さ目の流量に設定されていてもよい。

ＳＴＥＰ９で止水が検知されない場合（ＳＴＥＰ９の判断結果が否定的である場合）には、ＳＴＥＰ２からの処理が継続的に実行される。これにより給湯運転が継続する。

一方、ＳＴＥＰ９で止水が検知された場合（ＳＴＥＰ９の判断結果が肯定的である場合）には、タンクコントローラ４１によって、図３のフローチャートに示す処理（ＳＴＥＰ１０〜１６の処理）が実行される。

ＳＴＥＰ１０では、タンクコントローラ４１は、前回の給湯運転（ＳＴＥＰ９で止水が検知されるまで行われていた給湯運転）で燃焼式給湯器１０の加熱運転が行われた否かを判断する。

この場合、前回の給湯運転で、タンクコントローラ４１が前記ＳＴＥＰ３で給湯コントローラ２１に燃焼式給湯器１０の加熱運転を許可する旨の指令を与えた場合に、ＳＴＥＰ１０の判断結果が肯定的となり、前回の給湯運転で、タンクコントローラ４１が給湯コントローラ２１に燃焼式給湯器１０の加熱運転を許可する旨の指令を与えていない場合に、ＳＴＥＰ１０の判断結果が否定的となる。

そして、ＳＴＥＰ１０の判断結果が肯定的である場合には、タンクコントローラ４１は、さらにヒートポンプ６１の運転が現在行われているか否か（貯湯タンク３１内の湯水の加熱中であるか否か）をＳＴＥＰ１１で判断する。

この場合、タンクコントローラ４１がヒートポンプコントローラ７１に貯湯沸き上げ指令を与えている状態でＳＴＥＰ１１の判断結果が肯定的となり、貯湯沸き上げ指令を与えていない状態でＳＴＥＰ１１の判断結果が否定的となる。

ＳＴＥＰ１１の判断結果が肯定的である場合には、タンクコントローラ４１は、前回の給湯運転で貯湯タンク３１が湯切れ状態になったか否かをＳＴＥＰ１２で判断する。

ここで、本実施形態では、給湯運転時の混合制御弁３８の制御におけるタンク出湯混合湯水の温度の目標値（以降、目標タンク出湯混合温度という）は、貯湯タンク３１が湯切れ状態となった場合には（詳しくは、混合制御弁３８の制御によって、タンク出湯混合湯水の温度を目標給湯温度、あるいは、前記所定の混合目標温度（＝目標給湯温度−最小能力温度）に制御することができなくなった場合）には、前記したように温度センサ５３の検出温度に一致するように設定される。

この場合、貯湯タンク３１の湯切れ状態では、タンク出湯混合湯水の実際の温度は、温度センサ５０により検出される給水温度と同程度かもしくは該給水温度よりも若干高い温度（例えば給水温度＋３°Ｃ程度）となる。なお、タンク出湯混合湯水の実際の温度が、給水温度よりも若干高い温度となる状況は、ヒートポンプ６１による貯湯タンク３１内の湯水の加熱が並行して行われている状況である。

そこで、本実施形態では、タンクコントローラ４１は、ＳＴＥＰ１２の判断を、前回の給湯運転の終了直前における目標タンク出湯混合温度に基づいて行う。

具体的には、タンクコントローラ４１は、目標タンク出湯混合温度に関する次式（１）の関係が成立する場合に、前回の給湯運転で貯湯タンク３１が湯切れ状態になった（ＳＴＥＰ１２の判断結果が肯定的）と判断し、次式（１）の関係が成立しない場合には、前回の給湯運転で貯湯タンク３１が湯切れ状態になっていない（ＳＴＥＰ１２の判断結果が否定的）と判断する。

目標タンク出湯混合温度＜給水温度＋α×（目標給湯温度−給水温度） ……（１）

ここで、式（１）における給水温度は、前回の給湯運転の終了直前に温度センサ５０により検出された給水温度、目標給湯温度は、前回の給湯運転の終了直前に設定されていた目標給湯温度である。また、αはあらかじめ実験等に基づいて設定された所定の係数値であり、例えば０．３である。

従って、本実施形態では、前回の給湯運転の終了直前における目標タンク出湯混合温度が、当該終了直前における給水温度の検出値よりも若干高い温度よりも低いものとなっている場合に、貯湯タンク３１が湯切れ状態になったものと判断される。

なお、前回の給湯運転で貯湯タンク３１が湯切れ状態になったか否かの判断は、上記以外の手法で行うようにしてもよい。例えば、貯湯タンク３１から出湯管３２への出口部分に温度センサを備えておき、その温度検出値と、給水温度の検出値との差の絶対値が所定値以下となる場合に、貯湯タンク３１が湯切れ状態になったと判断するようにしてもよい。

ＳＴＥＰ１２の判断結果が肯定的である場合には、タンクコントローラ４１は、前回の給湯運転の終了後の経過時間が所定範囲内の時間であるか否かをＳＴＥＰ１３で判断する。

上記所定範囲は、例えば６分〜２０分の範囲である。ここで、該所定範囲の下限の経過時間（６分）は、前回の給湯運転の終了後の経過時間（給湯運転の停止状態の経過時間）が該下限の時間以上になれば、ヒートポンプ６１の作動により貯湯タンク３１内の湯水の加熱がある程度進行しており、貯湯タンク３１の貯湯状態が目標給湯温度よりも高温の湯水を貯湯タンク３１から出湯管３２にある程度供給可能な状態となっているような経過時間として実験等に基づいてあらかじめ設定された時間である。

また、当該所定範囲の上限の経過時間（２０分）は、前回の給湯運転の終了後の経過時間（給湯運転の停止状態の経過時間）が該上限の時間以上になれば、貯湯タンク３１の湯水の加熱が十分に進行しており、貯湯タンク３１の残湯量が前記第１所定量以上に達した状態（給湯運転を再開したときに前記ＳＴＥＰ２の判断で残湯量が大と判断される状態）となるような経過時間として実験等に基づいてあらかじめ設定された時間である。

従って、ＳＴＥＰ１３の判断結果が肯定的となる状態（より詳しくは、ＳＴＥＰ１０〜１３のそれぞれの判断結果がいずれも肯定的となる状態）は、この状態で給湯運転を再開した時に、貯湯タンク３１から高温の湯が出湯管３２にある程度供給され、且つ、燃焼式給湯器１０の加熱運転を行う前記第２給湯制御処理が実行される状態である。

なお、上記所定範囲の下限の経過時間及び上限の経過時間は、それぞれ本発明における第１の所定時間、第２の所定時間に相当する。

ここで、給湯コントローラ２１は、燃焼式給湯器１０の加熱運転の開始直後は、前記した如く、給湯器入水温度の推定値として、前回の給湯運転の終了時の推定値を暫定的に用いてバーナ１２の燃焼量の制御を行う。

一方、ＳＴＥＰ１０〜１３のそれぞれの判断結果がいずれも肯定的となる状態で、給水管３３の通水の検知に応じて給湯運転を再開した場合、仮に、給湯運転の停止中に、混合制御弁３８の作動状態を前回の給湯運転の終了時の状態（タンク出湯流量が混合給水流量以上となるタンク出湯混合比の状態）に維持しておくと、給湯運転の再開直後に、加熱運転を行う燃焼式給湯器１０に、前回の給湯運転の終了時における給湯器入水温度に比して高温の湯水が供給されることとなる状況が生じやすい。

このため、当該給湯運転の再開時に、混合制御弁３８の作動状態が前回の給湯運転の終了時の状態に維持されていると、該給湯運転の再開直後に、給湯コントローラ２１がバーナ１２の燃焼量の制御のために用いる給湯器入水温度の推定値に比して、燃焼式給湯器１０に流入する実際の湯水の温度が過剰に高温なものとなりやすい。

そして、この場合には、バーナ１２の燃焼による湯水の加熱量が過剰なものとなって、燃焼式給湯器１０から過剰に昇温した湯が出湯し、ひいては、出湯管３２の終端の給湯口に目標給湯温度よりも過剰に高い温度の湯が一時的に供給される虞がある。

そこで、本実施形態では、給湯運転の停止中において、ＳＴＥＰ１０〜１３のそれぞれの判断結果がいずれも肯定的となる状態では、タンクコントローラ４１は、ＳＴＥＰ１４において、タンク出湯混合比が、タンク出湯流量よりも混合給水流量の方が大きなものとなるようにあらかじめ設定した所定値になるように、混合制御弁３８の作動状態を制御する。該所定値は、例えば、混合給水流量：タンク出湯流量＝６：４となるような比率である。

また、ＳＴＥＰ１０〜１３のいずれかの判断結果が否定的となる状態では、タンクコントローラ４１は、ＳＴＥＰ１５において、タンク出湯混合比を、前回の給湯運転の終了時の状態と同じ状態にするように混合制御弁３８の作動状態を制御する。

なお、本実施形態では、タンクコントローラ４１は、ＳＴＥＰ１４，１５のいずれの処理を実行する場合であっても、給湯運転の停止中に、前記バイパス弁３９を閉弁状態に制御する。

上記の如くＳＴＥＰ１４又は１５の処理を実行した後、タンクコントローラ４１は、ＳＴＥＰ１６で給水管３３の通水の有無を検知する。この処理は、前記ＳＴＥＰ１の処理と同じである。

そして、ＳＴＥＰ１６で通水が検知されない場合には、タンクコントローラ４１は、ＳＴＥＰ１０からの処理を実行しつつ待機する。

また、ＳＴＥＰ１６で通水が検知された場合には、前記ＳＴＥＰ２からの処理が、タンクコントローラ４１により、あるいは、タンクコントローラ４１と給湯コントローラ２１との協働によって実行される。これにより、給湯運転が再開される。

以上の如く、本実施形態の給湯システムによれば、給湯運転の終了後にＳＴＥＰ１０〜１３のそれぞれの判断結果がいずれも肯定的となる場合に、混合制御弁３８が、タンク出湯流量＜混合給水流量となる所定値のタンク出湯混合比の作動状態に制御される。

すなわち、貯湯タンク３１が湯切れ状態となった給湯運転の終了後に、ヒートポンプ６１の運転による貯湯タンク３１内の湯水の加熱が行われている状態で、該給湯運転の終了後の経過時間が所定範囲（６分〜２０分）の間の経過時間となっている状況で、混合制御弁３８が、タンク出湯流量＜混合給水流量となる所定値のタンク出湯混合比の作動状態に制御される。

このため、このように混合制御弁３８が制御された状態で、燃焼式給湯器１０の加熱運転が行われる給湯運転が再開されても、その再開の直後に燃焼式給湯器１０に流入するタンク出湯混合湯水の温度が、給湯コントローラ２１が使用する給湯器入水温度の推定値（前回の給湯運転の終了直前の給湯器入水温度の推定値）に比して過剰に高温なものとなるのが防止される。

このため、燃焼式給湯器１０の加熱運転が行われる給湯運転が再開された直後に一時的に、目標給湯温度に比して高温の湯が出湯管３２の給湯口に供給されるのを防止することができる。

また、貯湯タンク３１が湯切れ状態となった給湯運転の終了後の経過時間が所定範囲（６分〜２０分）の下限の経過時間に達しておらず、貯湯タンク３１の加熱が十分に進行していない場合や、当該経過時間が所定範囲の上限の経過時間を超えて、貯湯タンク３１内に所定温度以上の湯が十分に蓄えられた場合には、混合制御弁３８は、前回の給湯運転の終了時の状態と同じ作動状態に制御される。このため、混合制御弁３８の作動状態は、タンク出湯流量≧混合給水流量となるような作動状態に制御される。

この結果、給湯運転の再開後に、出湯管３２の給湯口に供給される湯水の温度を速やかに目標給湯温度に昇温させるようにすることができる。

次に、以上説明した実施形態の変形態様を説明する。

前記実施形態では、貯湯タンク３１が湯切れ状態となった給湯運転の終了後の経過時間が、前記所定範囲の上限の経過時間を超えた場合に、混合制御弁３８をタンク出湯流量≧混合給水流量となるような作動状態に制御するようにしたが、給湯運転の終了後の経過時間が前記所定範囲の上限の経過時間を超えても、該所定範囲内の経過時間と同じ作動状態に制御するようにしてもよい。

また、前記実施形態では、貯湯タンク３１の残湯量の大小を検知するために、貯湯タンク３１に装着した温度センサ４６，４７を使用したが、例えば次のような手法で残湯量の大小を検知することも可能である。

すなわち、貯湯タンク３１の沸き上げ状態（残湯量の満杯状態）から、貯湯タンク３１から出湯管３２に流れる湯水（所定温度以上の湯水）の流量を適宜の流量センサにより検出し、その検出値を積算する。そして、該流量の検出値の積算値を、貯湯タンク３１の容量から減算することにより、貯湯タンク３１の残湯量を推定する。この残湯量の推定値を、給湯加熱終了後経過時間の計測値等に応じて設定した残湯量閾値と比較することで、該残湯量の大小を検知することができる。

また、前記実施形態では、浴槽の湯はりを行い得る給湯システムを説明したが、本発明の給湯システムは、給湯運転だけを行うものであってもよい。あるいは、給湯運転に加えて、温水暖房を行い得る給湯システムであってもよい。

１０…燃焼式給湯器、２１…給湯コントローラ（運転制御手段）、３１…貯湯タンク、３２…出湯管、３２ｘ…第１途中部、３２ｙ…第２途中部、３２ｚ…第３途中部、３３…給水管、３４…出湯バイパス管、３８…混合制御弁（混合比変更手段）、４１…タンクコントローラ（混合比制御手段）、６１…ヒートポンプ（加熱手段）。

Claims (2)

1. 貯湯タンクと、少なくとも前記貯湯タンク内の湯水の温度状態に応じて該貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段と、前記貯湯タンクから導出された出湯管と、前記貯湯タンクと前記出湯管の第１途中部とに接続された給水管と、前記出湯管の第１途中部よりも下流側に配置され、前記出湯管を流れる湯水を加熱する燃焼式給湯器と、前記出湯管の第１途中部から下流側に流れる湯水を、前記燃焼式給湯器をバイパスさせて流すように前記燃焼式給湯器の上流側における前記出湯管の第２途中部と前記燃焼式給湯器の下流側における前記出湯管の第３途中部とを連通させる出湯バイパス管と、前記貯湯タンクから前記出湯管に供給される湯水と前記給水管から前記出湯管に供給される水との混合比を変更する混合比変更手段と、前記出湯バイパス管を開閉可能に該出湯バイパス管に設けられたバイパス弁と、前記燃焼式給湯器の加熱運転時に、前記出湯管により該燃焼式給湯器に流入する湯水の温度である給湯器入水温度を推定しつつ、該給湯器入水温度の推定値を用いて該燃焼式給湯器による湯水の加熱量を制御すると共に、前記燃焼式給湯器の加熱運転の開始直後は前記給湯器入水温度の推定値として、該燃焼式給湯器の前回の加熱運転における該給湯器入水温度の推定値を用いる給湯器制御手段とを備え、前記貯湯タンク内に存在する所定温度以上の湯水の残湯量が所定量以上である状況での給湯運転時には、前記燃焼式給湯器の加熱運転を行わずに、前記出湯管から目標給湯温度の湯水を給湯し、少なくとも前記貯湯タンクが湯切れ状態となった状況での給湯運転時には、前記燃焼式給湯器の加熱運転を行わせつつ、前記出湯管から目標給湯温度の湯水を給湯するように構成された給湯システムであって、
   前記貯湯タンクが湯切れ状態となった状況での給湯運転の終了後、前記加熱手段による貯湯タンク内の湯水の加熱が行われている状況で、前記給湯運転の終了後の経過時間を監視し、該経過時間が第１の所定時間以上になった場合に、前記混合比変更手段を所定の作動状態に制御する混合比制御手段を備えており、該所定の作動状態は、該作動状態で給湯運転が再開された場合に、該給湯運転の再開当初に前記貯湯タンクから前記出湯管に供給される湯水の流量が、前記給水管から前記出湯管に供給される水の流量よりも小さくなるようにあらかじめ定められた作動状態であることを特徴とする給湯システム。
2. 請求項１記載の給湯システムにおいて、
   前記混合比制御手段は、前記経過時間が前記第１の所定時間から該第１の所定時間よりも長い第２の所定時間までの範囲内である場合に、前記混合比変更手段の作動状態を前記所定の作動状態に制御し、前記経過時間が前記第１の所定時間から第２の所定時間までの範囲から逸脱した時間である場合には、該給湯運転の再開当初に前記貯湯タンクから前記出湯管に供給される湯水の流量が、前記給水管から前記出湯管に供給される水の流量以上の流量となる作動状態に制御するように構成されていることを特徴とする給湯システム。

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