JP6320118B2 - 熱源装置 - Google Patents

Description

本発明は、主熱源と補助熱源装置とを備えた熱源装置に関するものである。

主熱源としての貯湯槽を備えた熱源装置が用いられており（例えば、特許文献１、参照）、図６には、開発中の熱源装置が模式的なシステム構成図により示されている。同図において、貯湯槽２と湯の通路９とを備えたタンクユニット４が、熱回収用通路３を介して燃料電池（ＦＣ）１と熱的に接続されている。燃料電池１は、例えば固体高分子型燃料電池（ＰＥＦＣ）等により形成されており、水の電気分解の逆反応で、都市ガス等の燃料から取り出された水素と空気中の酸素とを反応させて発電する発電装置である。

熱回収用通路３は、燃料電池１と貯湯槽２との間で液体（ここでは湯水）を図の矢印Ａおよび矢印Ａ’に示されるように循環させる通路であり、熱回収用通路３には、熱回収用通路３内に液体を循環させる図示されていないポンプが設けられている。そして、該ポンプの駆動により、貯湯槽２内の水を図の矢印Ａ’に示すように熱回収用通路３を通して燃料電池１に導入して冷却水とし、この水を燃料電池１の発電時に生じる廃熱によって加熱した後、図の矢印Ａに示すように熱回収用通路３を通し、例えば６０℃といった温度の湯として貯湯槽２に蓄積する。なお、熱回収用通路３には、三方弁６を介してバイパス通路７が設けられ、燃料電池１側から貯湯槽２側へ流れる液体を、必要に応じて貯湯槽２を通さずに燃料電池１に戻すことができるように形成されている。

貯湯槽２には、貯湯槽２内または貯湯槽２の外側壁に、貯湯槽２内の湯の温度を検出する貯湯槽内湯水温検出手段５が、貯湯槽２の上下方向に互いに間隔を介して複数（図６では５個）設けられている。なお、最上位に設けられている貯湯槽内湯水温検出手段５ａは、貯湯槽２の上端よりも予め定められた設定長さだけ下側の位置、つまり、例えば貯湯槽２の上端まで湯が満たされた場合よりも２０リットル少ない湯量の湯が貯湯槽２内に導入された場合の湯面の位置に設けられている。

貯湯槽２の上部側に接続されている湯の通路９は、貯湯槽２で形成された湯を出湯する（送水する）通路と成しており、貯湯槽２は熱源装置において例えばリモコン装置等を用いて設定される給湯設定温度を湯の通路９を通して出湯する機能を有している。湯の通路９には、湯の通路９を通る湯の温度を検出する貯湯槽出湯水温検出手段１１と、湯の通路９を通して送水される湯の量を可変するタンク湯水混合器１２と、湯の通路９を通しての湯の送水の有無を弁の開閉により切り替えるパイロット方式のタンク側電磁弁１３とが設けられている。なお、同図には示されていないが、貯湯槽２内の圧力が許容圧力を超えたときに該圧力を外部に逃がすための過圧逃がし弁が適宜の位置（例えば湯の通路９に接続された圧力逃がし用の通路等）に設けられている。

また、この熱源装置への給水通路８は給水通路８ａと給水通路８ｂとに分岐され、一方側の給水通路８（８ａ）が貯湯槽２の下部側に接続されて、他方側の給水通路８（８ｂ）は、合流部１０で湯の通路９に合流するように形成されている。給水通路８ｂには、給水通路８ｂから合流部１０側へ流れる水の量を可変するための水混合器１４が設けられている。この熱源装置においては、前記合流部１０で合流される湯と水とを混合するミキシング手段が、水混合器１４と前記タンク湯水混合器１２とを有して形成されており、図６はシステム構成図であるために水混合器１４とタンク湯水混合器１２とが離れた位置に記されているが、これらは、合流部１０の付近に設けられていてもよい。また、給水通路８は上水道に接続される。

なお、図６において、前記燃料電池１から貯湯槽２側に送られる湯の流路と貯湯槽２から湯の通路９を通して合流部１０側に流れる湯の流路にはドットを記している。合流部１０には、補助熱源装置としての給湯器１６の湯水導入側が、湯水導入通路１５を介して接続されており、湯水導入通路１５には混合サーミスタ２８（２８ａ，２８ｂ）が設けられている。そして、図６の矢印Ｂに示されるように貯湯槽２から湯の通路９を通して送水される（タンクユニット４から送水される）湯は、同図の矢印Ｂ”に示されるように湯水導入通路１５を介して給湯器１６の給湯回路６２に導入される。

給湯器１６の給湯回路６２は、燃焼室６６内に設けられている給湯バーナ６１の燃焼熱により加熱される給湯熱交換器１７を備えており、同図において、給湯熱交換器１７は、給湯バーナ６１の燃焼ガスの顕熱を吸収するメインの熱交換器１７ａと、該メインの熱交換器１７ａの上流側（湯の流れの上流側）に設けられて給湯バーナ６１の燃焼ガスの潜熱を回収する潜熱回収用熱交換器１７ｂとを有する。このように潜熱回収用熱交換器１７ｂを設ける構成とすると、熱効率の高い給湯器１６を形成できるために好ましい。

また、同図には図示されていないが、例えば給湯バーナ６１をガスバーナにより形成する場合、給湯バーナ６１に燃料ガスを供給するガス供給通路が設けられ、ガス供給通路にはガス供給通路を通しての給湯バーナ６１への供給の有無を制御するガス開閉弁（ガス電磁弁）とその供給量を調節するためのガス比例弁とが設けられる。また、その他にも給湯バーナ６１への空気の給排気を行う燃焼ファン等の適宜の構成要素（図示せず）が設けられ、その構成要素を制御することにより給湯熱交換器１７の加熱制御が行われる。

給湯回路６２の入口側の通路には流量検出手段４２が設けられ、給湯熱交換器１７の出側の通路には、給湯熱交換器１７の出側の温度（出側の通路を通る湯温）を検出する給湯熱交出側温度検出手段６７が設けられ、さらに、その下流側には、給湯回路６２を通して給湯される湯の温度（給湯温度）を検出する給湯温度検出手段７６が設けられている。給湯回路６２の出側の通路１８は接続手段２０を介して給湯通路１９に接続されており、流量検出手段４２は、通路１８と給湯通路１９を通して給湯される給湯流量を検出する。

また、給湯回路６２には、給湯回路６２に導入される湯水を給湯熱交換器１７に通さずに通路１８側に導出するためのバイパス通路６８が設けられている。バイパス通路６８の容量は給湯熱交換器１７の容量に比べると格段に小さく、一例としてあげると、給湯熱交換器１７のメインの熱交換器１７ａの容量が０．６リットル、潜熱回収用熱交換器１７ｂの容量が０．７リットルに対し、バイパス通路６８の容量は０．０６リットル程度である。なお、図６は、模式的なシステム図であり、メインの熱交換器１７ａと潜熱回収用熱交換器１７ｂとバイパス通路６８の大きさは、それぞれの容量と対応してはいない。

バイパス通路６８にはバイパス開閉弁としてのバイパス電磁弁６９が設けられており、バイパス電磁弁６９の開閉によって、給湯回路６２に導入される湯水の給湯熱交換器１７側への流通割合とバイパス通路６８側への流通割合とが予め定められる割合変化範囲内で制御される構成と成している。

例えばバイパス電磁弁６９を完全に閉じると給湯回路６２に導入された湯水を１００％給湯熱交換器１７側に通すことができ、一方、パイパス電磁弁６９を完全に開いた場合には、例えば給湯回路６２に導入された湯水を給湯熱交換器１７側とバイパス通路６８側との比が１：３になるような割合で分岐させて通すように形成されている。

熱源装置は、湯の通路９側から給湯器１６の給湯回路６２に導入される湯を給湯熱交換器１７で加熱（追い加熱）して給湯する追い加熱給湯機能と、湯の通路９から給湯回路６２に導入される湯を非加熱のまま給湯回路６２を通して給湯先に給湯する非追い加熱給湯機能とを有している。給湯器１６は、例えば追い加熱給湯機能の動作時にはバイパス弁６９を閉じて給湯回路６２に導入された湯を給湯熱交換器１７側に通して加熱し、非追い加熱給湯機能の動作時にはバイパス弁６９を開き、給湯回路６２に導入された湯を主にバイパス通路６８に通して給湯する。

給湯器１６の給湯回路６２を通った湯は、前記追い加熱給湯機能により加熱されながら給湯回路６２を通った湯も前記非追い加熱給湯機能により非加熱のまま給湯回路６２を通った湯も、通路１８と給湯通路１９とを順に通って一つ以上の給湯先に給湯される。なお、同図には図示されていないが、給湯通路１９の先端側には給湯栓（シャワーの操作レバー等も含む）が設けられており、この給湯栓を開くことにより、貯湯槽２に蓄えられていた湯が給水圧を受けて湯の通路９を通り、前記の如く、必要に応じて給水通路８ｂからの水と混合されたり、給湯器１６により追い加熱されたり、あるいは水の混合や追い加熱なしにそのまま給湯される。

また、図６の図中、符号２５は入水温度サーミスタ、符号２６は燃料電池１から貯湯槽２へ導入される湯水温検出用のＦＣ高温サーミスタ、符号２７は貯湯槽２から燃料電池１側へ導出される湯水温検出用のＦＣ低温サーミスタをそれぞれ示し、符号２９は給水流量センサ、符号５０は減圧弁、をそれぞれ示している。

図７には、図６に示したシステム構成における配管および構成要素の一部を省略または破線で示したシステム構成図が示されており、図７に示されるように、前記通路１８には接続手段２０を介して接続通路２１の一端側が接続され、接続通路２１の他端側は、熱回収用通路３において湯水を燃料電池１側から貯湯槽２側に通す通路の途中部に接続されている。また、熱回収用通路３において湯水を貯湯槽２側から燃料電池１側に通す通路の途中部と前記湯の通路９の先端側とを接続する接続通路２２が設けられ、接続通路２２には、湯水を循環させる循環ポンプ２３と、水電磁弁２４とが設けられている。

そして、通路１８、接続通路２１、熱回収用通路３のうちの通路３ａ、３ｂ（接続通路２１との接続部および接続通路２２との接続部よりも貯湯槽２側の領域の一部）と、バイパス通路７、接続通路２２、湯水導入通路１５を有して、同図の矢印Ｃに示されるように湯水を循環させる湯水循環通路４０が形成されている。水電磁弁２４は、循環ポンプ２３の駆動による湯水循環通路４０への水の循環の有無を弁の開閉により切り替える電磁弁であり、水電磁弁２４を開いた状態で循環ポンプ２３を駆動させて湯水循環通路４０を循環する湯水を、給湯器１６が給湯熱交換器１７により加熱する循環湯水加熱機能を有している。この循環湯水加熱機能の動作も、給湯器１６の前記構成要素を制御することにより行われる。

なお、図７において、加熱により温められた湯水が主に通る通路部分にはドットを記しており、湯水循環通路４０においては温められた湯の温度が湯水循環通路４０内を通るときに徐々に冷めていくが、湯水循環通路４０のうち給湯器１６の湯水導出側の通路１８からバイパス通路７の入口までの領域にドットを記しており、貯湯槽２側から出湯される湯の通路９（合流部１０に至る通路）にもドットを記している。

また、図６、図７に示す熱源装置には、図示されていない制御装置が設けられており、制御装置には、タンク湯水混合器１２を制御して湯の通路９から合流部１０側に流れる湯の流量を制御すると共に、水混合器１４を制御して給水通路８ｂから合流部１０側に流れる水の流量を制御し、合流部１０で適宜の温度の混合湯水が形成されるようにするミキシング流量制御手段が設けられている。

このミキシング流量制御手段は、給湯停止時には例えばタンク側電磁弁１３を閉じて湯の通路９から合流部１０側に流れる湯（貯湯槽２から出湯される湯）の流量がゼロとなる状態にする。そして、給湯通路１９の先端側に設けられている給湯栓が開かれると水の流れが給水流量センサ２９により検出されるので、ミキシング流量制御手段は、その検出信号を受けてタンク側電磁弁１３を開け、タンク湯水混合器１２の制御により、図６の矢印Ｂに示されるように湯の通路９から合流部１０側に流れる湯の流量を調節すると共に、水混合器１４の制御により、図６の矢印Ｂ’に示されるように給水通路８ｂから合流部１０側に流れる水の流量を調節し、合流部１０で形成される混合湯水の温度が例えば給湯設定温度と同程度に設定される混合設定温度になるようにする。

なお、貯湯槽２内に貯湯されている湯水には、例えば図８の模式図に示されるような温度の層Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃが形成されるものであり、貯湯槽２の上部側の層（高温層）Ｗａには燃料電池１の発電時に生じる廃熱によって加熱された高温Ｔａ（例えば６０℃）の湯が貯湯され、貯湯槽２の下部側の層（低温層）Ｗｃには貯湯槽２内に給水される給水温度と同じ温度Ｔｃ（例えば１５℃）の水が貯水されており、その間に、温度Ｔａから温度Ｔｃまでの急な温度勾配を持つ層（温度中間層）Ｗｂがある。したがって、層Ｗａの湯が無くなると湯の代わりに冷たい水が湯の通路９から送水されることがあるが、説明の都合上、特に断らない限り、湯の通路９からは湯が出湯されて前記合流部１０に合流されるという表現を用いる。

例えば図８に示されるように、貯湯槽２内の湯水において、例えば層Ｗａと層Ｗｂとの境界が貯湯槽内湯水温検出手段５ａの配設領域よりも下にあり、貯湯槽内湯水温検出手段５ａの検出温度が給湯設定温度より例えば５℃高く設定される閾値より高い温度のときには、貯湯槽２から出湯される湯の温度は例えば６０℃といったほぼ一定の値である。

そこで、前記ミキシング流量制御手段は、混合サーミスタ２８（２８ａ，２８ｂ）の検出温度と混合設定温度との差に基づいて（偏差に応じ）、混合サーミスタ２８（２８ａ，２８ｂ）の検出温度が混合設定温度になるようにタンク湯水混合器１２と水混合器１４を制御することによって、湯の通路９から合流部１０側に流れる湯の流量と給水通路８ｂから合流部１０側に流れる水の流量とを調節する制御を行う。なお、ミキシング流量制御手段は、ミキシング流量制御に際し、フィードフォワード制御を行わずにフィードバック制御のみを行うようにしてもよい。

そして、このようなキシング流量制御手段による制御によって、合流部１０で形成される混合湯水の温度が混合設定温度（例えば給湯設定温度と同じ温度またはその近傍温度）とされると、その混合湯水は、図６の矢印Ｂ”に示されるように、合流部１０から湯水導入通路１５を通して給湯器１６に導入されるが、このとき、給湯器１６において給湯熱交換器１７による加熱は行われずに（前記非加熱給湯機能の動作によって）、通路１８と給湯通路１９を通して給湯先に給湯される。

一方、貯湯槽内湯水温検出手段５ａの検出温度が前記閾値以下であり、ミキシング流量制御手段による流量制御のみでは、給湯設定温度と同等の温度に設定される混合設定温度の湯を給湯することができない場合には、例えば混合設定温度を給湯設定温度より低い温度に設定する。一例として、混合設定温度を給湯設定温度から給湯器１６のＭＩＮ号数（最小燃焼号数）で給湯流量の水を加熱したときに上昇する温度分を差し引いた値まで下げ、その混合湯水を給湯器１６の前記追い加熱給湯機能の動作によって給湯熱交換器１７により加熱することにより給湯設定温度の湯が作り出され、この湯が通路１８と給湯通路１９を通して給湯先に給湯される。

なお、従来の貯湯槽２を備えた熱源装置においては、タンクユニット４と給湯器１６とが隣接配置されたタイプ（一体型）の熱源装置が用いられていたが、開発中の熱源装置は、タンクユニット４と給湯器１６と燃料電池１とをそれぞれ個別に配置し、互いに配管により接続する個別配置型の熱源装置も可能とするものである。このようにすると、例えば複数種あるタンクユニット４のうち、利用者が必要な容量の貯湯槽２を備えたタンクユニット４を選択し、そのタンクユニット４と、複数種ある給湯器１６のうち選択された給湯器１６と、複数種ある燃料電池１のうち選択された燃料電池１とを組み合わせるといったことができ、バリエーションを増やすことができる。

また、前記のような個別配置型の熱源装置は、既設の給湯器１６にタンクユニット４等を接続して熱源装置を形成することもできるといったメリットもある。この場合、例えば給湯器１６は建物の北側に配置されてタンクユニット４は建物の東側や西側に配置されるといったように、タンクユニット４と給湯器１６とが離れて配置されることも想定されるが、そのような場合には、冬場等に、湯水導入通路１５および接続通路２１内の水が、給湯停止中に凍結することを防止するため等に、水電磁弁２４を開いて循環ポンプ２３を駆動させ、図７の矢印Ｃに示したように、湯水循環通路４０に湯水を循環させながら給湯熱交換器１７により加熱する前記循環湯水加熱機能の動作が適宜行われるような構成が必要になると考えられる。

特許第３７２８２６５号公報

ところで、図６に示したような熱源装置において、貯湯槽２内に前記閾値以上の温度の湯が貯湯されている場合等、実質的に給湯設定温度以上（例えば湯が貯湯槽２から給湯器１６を通って給湯先に給湯されるまでに冷える分以上、給湯設定温度よりも例えば０．５℃といった温度以上高い温度）の湯が貯湯されている場合には、貯湯槽２から給湯器１６に送られる湯を非加熱で（給湯器１６の給湯熱交換器１７による追い加熱を行わずに）給湯することが可能であるが、このように貯湯槽２内の湯温が高い場合でも、熱源装置設置後の初めての給湯や、給湯停止から例えば８．５分以上といった時間が経過してからの再出湯時等のように湯水導入通路１５や給湯器１６内の管路が冷えている場合等は、これらの管路内の水を加熱することが必要となる。特に冬場では配管の冷えが激しいので前記給湯停止からの時間が３分以下であっても影響が大きい。

さらに、湯水導入通路１５が長い場合には、貯湯槽２から給湯器１６に送られる湯が給湯器１６に到達するまでの時間が長くなるため、利用者が給湯栓を開いてからなるべく早く給湯設定温度の湯を給湯するためには、給湯が開始されたときに給湯器１６の給湯バーナ６１を燃焼させて迅速に湯を形成することが重要となり、また、給湯器１６に貯湯槽２から実質的に給湯設定温度の湯が到達したときには、給湯バーナ６１の燃焼を停止し、非加熱のまま給湯設定温度の湯を出湯することが望ましいと考えられる。

しかしながら、前記開発中の熱源装置において、前記の如く、潜熱回収用熱交換器１７ｂを備えた給湯熱交換器１７を適用して、給湯器１６に貯湯槽２から実質的に給湯設定温度の湯が到達したときに給湯バーナ６１の燃焼を停止する制御を試みたところ、給湯バーナ６１を燃焼停止して少し時間が経過した後に、給湯温度が給湯設定温度よりもかなり低下してしまうといった問題が生じた。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、潜熱回収用熱交換器を設けた補助熱源装置の湯水導入側に主熱源を設けて給湯開始時に主熱源からの湯を送って給湯する際の、給湯温度の安定化を図ることができる熱源装置を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために、次の構成をもって課題を解決する手段としている。すなわち、第１の発明は、給湯設定温度の湯を出湯する機能を有する主熱源を有し、該主熱源から出湯される湯の通路の下流側には給湯熱交換器を備えた補助熱源装置の給湯回路の湯水導入側が接続されており、前記主熱源側には該主熱源側から前記補助熱源装置の給湯回路側に送られる湯の温度を調節する送湯温度調節手段が設けられ、前記補助熱源装置には、前記給湯熱交換器を加熱する給湯バーナと、該給湯バーナの燃焼制御を行う燃焼制御手段と、前記給湯回路に導入される湯水を前記給湯熱交換器に通さずに前記給湯回路から導出するためのバイパス通路とが設けられ、前記給湯熱交換器は前記給湯バーナの燃焼ガスの顕熱を吸収するメインの熱交換器と該メインの熱交換器の上流側に設けられて前記燃焼ガスの潜熱を回収する潜熱回収用熱交換器とを有して、前記主熱源から前記補助熱源装置に送られる湯を前記潜熱回収用熱交換器と前記メインの熱交換器に順に通して給湯先に給湯する機能を有しており、給湯が開始されたときに前記燃焼制御手段によって前記給湯バーナの燃焼を開始させて前記給湯回路を通る湯水を前記給湯熱交換器により加熱して給湯した後、前記主熱源から送られた前記給湯設定温度の湯が前記補助熱源装置の前記給湯回路の前記湯水導入側に到達したと判断されたときに前記給湯バーナの燃焼を停止して給湯を継続する構成を有し、前記給湯バーナの燃焼停止時に前記メインの熱交換器内にあった湯が前記給湯バーナの燃焼停止後に該メインの熱交換器を通って出るまでに要すると推定される時間に前記補助熱源装置に導入される湯の容量に基づいて設定される第１設定容量と、前記給湯バーナの燃焼停止時に前記潜熱回収用熱交換器内にあった湯が前記給湯バーナの燃焼停止後に該潜熱回収用熱交換器を通って出るまでに要すると推定される時間に前記補助熱源装置に導入される湯の容量に基づいて設定される第２設定容量とが予め与えられ、前記送湯温度調節手段は前記主熱源側から前記補助熱源装置の給湯回路側に送る湯の温度を給湯開始から該湯の容量が前記第１設定容量に達するまでは前記給湯設定温度として前記第１設定容量に達してから前記第２設定容量に達するまでは前記給湯設定温度よりも予め定められる嵩上げ温度高い温度とし、前記第２設定容量に達した以降は前記給湯設定温度とする構成をもって課題を解決するための手段としている。

また、第２の発明は、前記第１の発明の構成に加え、前記第１設定容量は、給湯回路に導入されて給湯熱交換器側とバイパス通路側とに分岐して流れる湯水の前記給湯熱交換器側への分岐率とメインの熱交換器の保有水量とに対応する値に設定されて、第２設定容量は、前記分岐率と潜熱回収用熱交換器の保有水量に対応する値に設定されていることを特徴とする。

さらに、第３の発明は、前記第１または第２の発明の構成に加え、前記嵩上げ温度は、給湯設定温度と給湯開始直後に補助熱源装置に導入される湯水温度との差に対応する値としたことを特徴とする。

さらに、第４の発明は、前記第１または第２または第３の発明の構成に加え、前記バイパス通路にはバイパス開閉弁が設けられて、給湯回路に導入される湯水の給湯熱交換器側への流通割合と前記バイパス通路側への流通割合とが前記バイパス開閉弁の開閉により予め定められる割合変化範囲内で制御される構成と成し、給湯バーナを停止した以降は前記バイパス通路側への流通割合が前記割合変化範囲内で最大となるように前記バイパス開閉弁を制御するバイパス開閉弁制御手段を有することを特徴とする。

さらに、第５の発明は、前記第１乃至第４のいずれか一つの発明の構成に加え、前記補助熱源装置の湯水導入側には主熱源から出湯される湯の通路の他に給水通路が接続されており、主熱源と補助熱源装置の給湯回路の湯水導入側とが接続用配管を介して接続されていて該接続用配管の長さが予め与えられる設定長さより短い場合には、給湯開始から予め定められている水導入時間が経過するまでの間は前記主熱源から出湯される湯の代わりに前記給水通路から前記補助熱源装置に水を導入し、前記水導入時間が経過した以降に前記湯の通路を通して前記主熱源から出湯される湯を前記補助熱源装置に導入する給湯開始時導入湯水可変手段を有することを特徴とする。

さらに、第６の発明は、前記第１乃至第５のいずれか一つの発明の構成に加え、前記主熱源は貯湯槽を有して該貯湯槽から出湯される湯の通路と給水通路とが合流する合流部が設けられ、該合流部で合流される前記湯の通路からの湯と前記給水通路からの水とを混合するミキシング手段と、該ミキシング手段により混合されて形成された湯を補助熱源装置に導入する湯水導入通路と、前記ミキシング手段を制御することにより前記合流部に流れる湯の流量と水の流量を制御するミキシング流量制御手段とを有し、該ミキシング流量制御手段に送湯温度調節手段が指令を加えて前記主熱源から前記補助熱源装置側に送られる湯の温度を調節することを特徴とする。

さらに、第７の発明は、前記第１乃至第６のいずれか一つの発明の構成に加え、前記補助熱源装置は給湯温度検出手段により検出される給湯温度と給湯熱交換器の容量と該給湯熱交換器の加熱量とに基づいて補助熱源装置に導入される湯水の温度を給水温度演算値として演算により求める給水温度演算値算出手段を有し、該給水温度演算値算出手段により求められる前記給水温度演算値を燃焼制御手段が給湯中にモニタして該給水温度演算値の温度上昇に基づき主熱源から給湯設定温度の湯が前記補助熱源装置に到達して導入されたと判断することを特徴とする。

さらに、第８の発明は、前記第７の発明の構成に加え、給水温度演算値算出手段により求められる給水温度演算値と予め定められる温度変化量とに基づき燃焼制御手段による給湯バーナ燃焼制御用の制御用給水温度を求める制御用給水温度算出手段を有し、燃焼制御手段は、前記給水温度演算値から前記制御用給水温度を差し引いた温度差が予め定められる燃焼停止基準温度差に達したとき又は超えたときに主熱源から給湯設定温度の湯が補助熱源装置に導入されたと判断することを特徴とする。

さらに、第９の発明は、前記第８の発明の構成に加え、前記燃焼停止基準温度差は給湯設定温度から制御用給水温度を差し引いた差を予め定められる失火係数で調整した値としたことを特徴とする。

さらに、第１０の発明は、前記第１乃至第９のいずれか一つの発明の構成に加え、前記給湯バーナを停止した直後の給湯温度が前記給湯バーナの停止直前の給湯設定温度よりも予め定められる給湯再開基準温度以上低下したときには燃焼制御手段により前記給湯バーナの燃焼を再開させる給湯バーナ燃焼再開指令手段が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、給湯設定温度の湯を出湯する機能を備えた主熱源から出湯される湯の通路の下流側に、給湯熱交換器を備えた補助熱源装置の給湯回路の湯水導入側を接続し、前記主熱源から送られる湯を補助熱源装置の給湯回路を通して給湯するが、給湯が開始されたときに、補助熱源装置内の給湯バーナの燃焼を開始させて給湯熱交換器を加熱することにより、補助熱源装置の給湯回路内の湯水や主熱源と補助熱源装置とを接続する通路（管路）内の湯水が給湯設定温度より低い場合でも、その湯水を加熱して給湯設定温度またはその近傍温度まで高めて給湯することができる。

なお、補助熱源装置の給湯回路に導入される湯水は、給湯熱交換器側とバイパス通路側とに分けて（分岐させて）流すことができるが、給湯バーナの燃焼中には、例えば給湯回路に導入される湯水を給湯熱交換器側にのみ流す、あるいは、主に給湯熱交換器側に流すようにすることで、給湯温度の立ち上がりを早くすることが好ましい。

また、前記主熱源から送られた給湯設定温度の湯が前記補助熱源装置の前記給湯回路の前記湯水導入側に到達したと判断されたときに前記給湯バーナの燃焼を停止することによって、的確なタイミングで給湯バーナを燃焼停止して給湯を継続することができ、主熱源から補助熱源装置に到達した給湯設定温度の湯を余分に加熱することにより生じる給湯温度のオーバーシュートを防ぐことができる。

さらに、本発明においては、主熱源側から補助熱源装置の給湯回路側に送られる湯の温度を調節する送湯温度調節手段を設けて特徴的な制御を行うことにより、補助熱源装置の給湯熱交換器が潜熱回収用熱交換器を有する構成の本発明において、以下に述べるように、給湯温度のアンダーシュートを防いで給湯温度の安定化を図ることができる。

つまり、本発明に適用されている補助熱源装置は、給湯熱交換器とバイパス通路とを備えた給湯回路を有しており、補助熱源装置に導入された湯水を給湯熱交換器側とバイパス通路側とに分けて流す（分岐して導入する）ことができるが、給湯熱交換器側に導入された湯水は、給湯熱交換器のうち上流側に設けられている潜熱回収用熱交換器を通った後に下流側のメインの熱交換器を通って導出され、前記バイパス通路側を通って導出される湯水と合流して給湯回路から出て給湯される。そのため、以下に述べるように、給湯熱交換器側を通る湯水とバイパス通路側を通る湯水の温度の時間的変化をそれぞれ考慮する必要があり、その考慮を行った上での制御を本発明は行うものである。

まず、本発明において、給湯開始時に燃焼開始した給湯バーナを、主熱源側から補助熱源装置側に送られる給湯設定温度の湯が補助熱源装置の給湯回路に導入されたと判断されたときに停止するが、このとき、バイパス通路内の湯水は加熱されていない低めの温度の湯水である。一方、給湯熱交換器のメインの熱交換器においては、出口側の湯の温度が例えばほぼ給湯設定温度であり、入口側の温度は、潜熱回収用熱交換器で加熱されてはいるが、潜熱回収用熱交換器とメインの熱交換器で上昇する温度の例えば１４％位（＝４／２８位）しか加熱されていない低めの温度（ほぼ加熱されていない低めの温度）の湯水温度となっている。なお、本明細書において、ほぼ給湯設定温度とは、給湯設定温度またはその近傍の温度をいう。

そして、この給湯バーナの燃焼停止直後には給湯熱交換器のメインの熱交換器は熱いままであり（保有熱量が大きく）、例えば給湯バーナの燃焼停止時に、給湯回路に導入される湯水のうちバイパス通路側を通して給湯する流量をバイパス弁制御によるバイパス割合の変化範囲内で最大にする（例えば給湯熱交換器側とバイパス通路側とのバイパス比を１：３にする）といったように、給湯回路に導入される湯水のバイパス通路側への流量を増やすと、熱い状態のメインの熱交換器を通る湯の流量が給湯バーナの燃焼中よりは小さくなるが、メインの熱交換器から導出される湯の温度が給湯設定温度よりもまだ高く、その高めの温度の湯と前記バイパス通路から導出される加熱されていない低めの温度の湯水とがバイパス通路の出口側で合流することにより、ほぼ給湯設定温度として給湯回路から給湯することができる。

なお、通常、バイパス通路の容量は給湯熱交換器の容量に比べて小さく形成され、かつ、給湯バーナの燃焼停止後にバイパス通路側への流量が大きくされるので、給湯バーナの燃焼停止時にバイパス通路の中にあった低めの温度の湯水は直ぐに全てバイパス通路から導出される。

そして、本発明においては、前記給湯バーナの燃焼停止時に前記メインの熱交換器内にあった湯が前記給湯バーナの燃焼停止後に該メインの熱交換器を通って出るまでに要すると推定される時間に前記補助熱源装置に導入される湯の容量に基づいて第１設定容量が設定され、前記主熱源側から前記補助熱源装置の給湯回路側に送る湯の温度を、湯の容量（つまり、主熱源から送られる湯の積算流量）が給湯開始から前記第１設定容量に達するまでは給湯設定温度とするので、前記バイパス通路の中にあった低めの温度の湯水が導出された後に、バイパス通路には主熱源側から給湯回路の湯水導入側に到達した給湯設定温度の湯が導入され、前記第１設定容量の湯が流れるのに要する時間が経過する頃までは、この給湯設定温度の湯がバイパス通路を通って導出される。

一方、給湯熱交換器側では、給湯バーナの燃焼停止後に、メインの熱交換器の出口側にあった湯が導出された後、その湯よりはメインの熱交換器の入口側に近い位置にあった湯がメインの熱交換器から導出されていくといった如く、メインの熱交換器の保有水量の湯が、順次、メインの熱交換器から導出されていく。このようにして、メインの熱交換器から導出される湯の温度は、（例えば給湯バーナの燃焼停止直後にメインの熱交換器を通って導出される湯によってメインの熱交換器の保有熱量が奪われていくこと等により）給湯バーナの燃焼停止直後にメインの熱交換器を通って導出される湯に比べると低くなっていくが、設定温度より高めの温度である。

そして、この給湯熱交換器側から導出される給湯設定温度よりも高めの温度の湯が、バイパス通路を通って導出される給湯設定温度の湯と合流することになるが、前記の如く、給湯バーナの燃焼停止後に給湯熱交換器側とバイパス通路側とのバイパス比を例えば１：３にする等、バイパス通路側を通る湯の流量を給湯熱交換器側を通る湯の流量よりも多くすることにより、合流されて給湯回路から出る湯の温度は給湯設定温度よりは高めであるものの、その温度差を小さくすることができ（例えば２℃以下といった許容範囲にすることができ）、ほぼ給湯設定温度の湯を給湯回路から給湯することができる。

また、主熱源から補助熱源装置に送られる湯が補助熱源装置に第１設定容量導入された後には、給湯設定温度よりも予め定められる嵩上げ温度高い温度の湯がバイパス通路側と給湯熱交換器側にそれぞれ導入される。なお、本発明においては、前記給湯バーナの燃焼停止時に前記潜熱回収用熱交換器内にあった湯が前記給湯バーナの燃焼停止後に該潜熱回収用熱交換器を通って出るまでに要すると推定される時間に前記補助熱源装置に導入される湯の容量に基づいて第２設定容量が設定されており、前記給湯設定温度よりも嵩上げ温度高い温度の湯は、補助熱源装置に第２設定容量導入されることになる。

ここで、バイパス通路に導入された給湯設定温度より嵩上げ温度高い温度の湯は直ぐにバイパス通路を通って導出されるが、給湯熱交換器側おいては、このとき、給湯バーナの燃焼停止時に潜熱回収用熱交換器内にあった湯がメインの熱交換器内に導入されていき、その低めの温度の湯がメインの熱交換器を通って導出され、バイパス通路から導出される湯と合流する。

この給湯バーナの燃焼停止時に潜熱回収用熱交換器内にあった給湯設定温度よりも低めの温度の湯は、メインの熱交換器を通るときに、その残留熱量によって多少温められるものの給湯設定温度よりもだいぶ低い温度だが、このときにバイパス通路を通って導出される湯が給湯設定温度よりも前記嵩上げ温度高い温度の湯であるため、これらの湯が合流されて給湯回路を通って給湯される湯の温度が給湯設定温度よりも低くなることを防ぐことができ、ほぼ給湯設定温度の湯の給湯を可能とすることができる。

その後、第２設定容量の湯の導入が終了される頃には、給湯熱交換器側では、給湯バーナの燃焼停止時に給湯熱交換器側に保有されていた湯は全て給湯回路を通って給湯され、主熱源から補助熱源装置に送られる給湯設定温度の湯が給湯熱交換器を通って導出された後、給湯設定温度より前記嵩上げ温度高い温度の湯が給湯熱交換器を通って導出され、その後、給湯設定温度の湯が導出される。

一方、バイパス通路側では、第２設定容量の湯の導入が終了される頃には、主熱源から補助熱源装置に送られる給湯設定温度の湯がバイパス通路側を通って導出されるので、前記給湯熱交換器側から導出される給湯設定温度または給湯設定温度より前記嵩上げ温度高い温度の湯とバイパス通路側から導出される給湯設定温度の湯とが例えば１：３の割合で合流して給湯されることになり、給湯回路から給湯される湯の温度（給湯温度）は、給湯設定温度または給湯設定温度よりやや高めであるものの給湯設定温度に近い温度の湯が給湯される。

以上のことから、本発明は、給湯温度のオーバーシュートのみならずアンダーシュートも的確に抑制できる。

なお、補助熱源装置において、より詳細に述べれば、給湯回路には、湯水導入口からバイパス通路の入口までの通路や、バイパス通路の入口と潜熱回収用熱交換器の入口との間の通路、メインの熱交換器の出口とバイパス通路の出口との間の通路が形成されていることが一般的であり、各通路を湯水が通るが、通常、これらの各通路の容量は給湯熱交換器の容量に比べて小さく、影響は小さい。また、これらの影響を考慮して前記第１設定容量や第２設定容量を設定することにより、前記効果をより一層良好に発揮できる。

また、第１設定容量は、給湯回路に導入されて給湯熱交換器側とバイパス通路側とに分岐して流れる湯水の前記給湯熱交換器側への分岐率とメインの熱交換器の保有水量とに対応する値に設定し、第２設定容量は、前記分岐率と潜熱回収用熱交換器の保有水量に対応する値に設定することにより、第１設定容量と第２設定容量を適切な値に設定でき、前記効果を発揮できる。

さらに、嵩上げ温度は、給湯設定温度と給湯開始直後に補助熱源装置に導入される湯水温度との差に対応する値とすることにより、前記効果をより一層確実に発揮できる。すなわち、給湯開始時に補助熱源装置に導入される湯水温度が給湯設定温度に比べて低ければ低いほど（給湯設定温度との差が大きいほど）、給湯バーナの燃焼時に潜熱回収用熱交換器にあった湯水の温度も低く、給湯温度のアンダーシュートが発生しやすくなるため、そのアンダーシュートを防ぐための嵩上げ温度を大きく設定することで、給湯温度のアンダーシュートの発生を的確に抑制できる。

さらに、例えばバイパス通路にバイパス開閉弁を設け、前記給湯回路に導入される湯水の前記給湯熱交換器側への流通割合と前記バイパス通路側への流通割合とが前記バイパス開閉弁の開閉により予め定められる割合変化範囲内で制御される構成として、給湯バーナを停止した以降はバイパス通路側への流通割合が前記割合変化範囲内において最大となるようにバイパス開閉弁を制御し、主熱源からの湯を主にバイパス通路側を通して給湯することにより、給湯熱交換器の熱の単位時間当たりの影響を受けにくい状態で給湯することができ、前記の如く給湯温度の安定化を適切に行うことができる。

さらに、補助熱源装置の湯水導入側には主熱源から出湯される湯の通路の他に給水通路を接続し、主熱源と補助熱源装置の給湯回路の湯水導入側とを接続する接続用配管の長さが予め与えられる設定長さより短い場合には、給湯開始から予め定められている水導入時間が経過するまでの間は前記給水通路から前記補助熱源装置に水を導入し、前記水導入時間が経過した以降に前記湯の通路を通して前記主熱源から出湯される湯を前記補助熱源装置に導入することにより、以下のように、接続用配管が短い場合でも給湯温度の安定化をより一層的確に図ることができる。

つまり、接続用配管の長さが予め与えられる設定長さ（例えば４ｍ）より短い場合には、給湯開始時に補助熱源装置の給湯バーナの燃焼を開始しても、給湯バーナの燃焼により加熱される給湯熱交換器のメインの熱交換器内の湯が給湯設定温度まで加熱されるよりも主熱源から送られた給湯設定温度の湯が補助熱源装置の給湯回路の湯水導入側に届く時間の方が早くなり、潜熱回収用熱交換器内の湯の温度がより低い状態のときに主熱源からの給湯設定温度の湯が届くことになる。そのため、主熱源から送られた給湯設定温度の湯を、給湯バーナを停止してから主にバイパス通路側に通しても、バイパス通路を通って導出される湯と給湯熱交換器側を通って導出される湯とが合流すると給湯設定温度よりも低くなってしまい、給湯温度の安定化を適切に図ることができなくなることがある。

そこで、給湯バーナの燃焼により加熱される給湯熱交換器のメインの熱交換器内の湯が給湯設定温度あるいは、それより幾分高めの温度まで加熱されてから、主熱源から送られた給湯設定温度の湯が補助熱源装置の給湯回路の湯水導入側に届くように、給湯熱交換器のメインの熱交換器内の湯が給湯設定温度まで加熱される時間と前記接続用配管の長さに応じて（つまり、接続用配管内を通る湯水量に応じて）前記水導入時間を設定し、その水導入時間が経過するまでの間は前記給水通路から前記補助熱源装置に水を導入し、前記水導入時間が経過した以降に前記湯の通路を通して前記主熱源から出湯される湯を前記補助熱源装置に導入することにより、接続用配管が短い場合でも給湯温度の安定化を確実に図ることができる。

さらに、貯湯槽を有する主熱源を設けることにより、例えば太陽熱や燃料電池等の廃熱を利用して形成される湯を貯湯槽に貯湯して効率的に利用することができる。そして、貯湯槽を有する主熱源の貯湯槽から出湯される湯の通路と給水通路とを合流部で合流し、合流部には合流される湯と水とを混合するミキシング手段と、該ミキシング手段により混合されて形成された湯を補助熱源装置に導入する湯水導入通路を設けて、前記ミキシング手段を制御することにより前記合流部に流れる湯の流量と水の流量を制御することによって、合流部で形成されて補助熱源装置側に送られる湯の温度を適切に制御することができ、前記の効果によって、給湯温度の安定化を図ることができる。

さらに、補助熱源装置に設けられた給湯温度検出手段によって、給湯回路を通して給湯される湯の温度（給湯温度）を検出し、その給湯温度と給湯熱交換器の容量と該給湯熱交換器の加熱量とに基づいて、給水温度演算値算出手段が補助熱源装置に導入される湯水の温度を演算により求めて給水温度演算値（給水温度認識値）とし、この給水温度演算値の温度上昇に基づき、主熱源から給湯設定温度の湯が前記補助熱源装置に到達して導入されたと判断して給湯バーナの燃焼を停止することにより、給湯設定温度の湯の補助熱源装置への導入タイミングを的確に判断でき、その的確なタイミングで給湯バーナの燃焼停止を行うことによって、給湯温度のオーバーシュートを防ぐことができる。

つまり、給水温度演算値算出手段を設けた構成においては、補助熱源装置に、該補助熱源装置に導入される湯水の入水温度（給水温度）を検出する手段を設けなくとも補助熱源装置内の給湯バーナの燃焼制御を行えるように、給水温度演算値算出手段が演算により給水温度を求める（給水温度演算値を算出する）が、この演算により求められる給水温度演算値が上昇して例えば以下に述べるように変化するタイミングを主熱源から給湯設定温度の湯が補助熱源装置に到達して導入されたタイミングであると判断することにより、主熱源から給湯設定温度の湯が補助熱源装置に到達して導入されたタイミングを的確に判断できる。なお、このことは、本発明者が実験により見いだしたものである。

具体的には、給水温度演算値と予め定められる温度変化量とに基づき燃焼制御手段による給湯バーナ燃焼制御用の制御用給水温度を求める。この制御用給水温度は例えば予め定められる例えば２００ｍｓ（０．２秒）毎というサンプリングタイム毎に検出される給水温度演算値が上昇しているときには前回求めた制御用給水温度に予め定められる温度変化量を加算していき、前記サンプリングタイム毎に検出される給水温度演算値が下降しているときには前回求めた制御用給水温度から予め定められる温度変化量を減算していって求められるものである。すなわち、給水温度演算値が大きく変化しても制御用給水温度は予め定められる温度変化量しか変化しない。

そして、前記給水温度演算値から制御用給水温度を差し引いた温度差が予め定められる燃焼停止基準温度差に達したとき（給水温度演算値の微分値が所定値としての予め定められる設定値を超えた時と略同義）に主熱源から給湯設定温度の湯が補助熱源装置に導入されたと判断する。このような手法を用いて給湯設定温度の湯が補助熱源装置に導入された時の予兆（変動の初期状態）を捉えてバーナ燃焼を停止するようにすると、前記手法を用いずに温度検出手段等を用いて給湯設定温度の湯が補助熱源装置に導入されたことを給水温度の所定値上昇により確認した後に火を消した場合に発生するオーバーシュートを、防止することができる。なお、前記サンプリングタイムが１ｓ（１秒）以上だと前記予兆を捉えることが遅れるため、前記サンプリングタイムは１ｓ（１秒）より小さい値とするとよい。

また、本発明の熱源装置は、主熱源と補助熱源装置とが個別に設置され、両者が湯水導入通路で接続される構成をとることができることから、例えば給湯器等の補助熱源装置として給湯能力の高い機種（消費ガス量が大きくなるだけでなく、通水抵抗が低く最大出湯能力が高い機種）を用いることもでき、その場合には、補助熱源装置に主熱源からの給湯設定温度の湯が到達して導入されたタイミングを判断する際に、前記のような予兆を捉えることがより一層重要性を増す。その理由は、このような給湯能力の高い機種は、補助熱源装置内を流れる流速が速くなるので、この速さに追従させるためにより重要となり、この速さに追従させられるように前記予兆を捉えて給湯バーナの燃焼停止タイミングを制御する必要があるからである。

なお、前記燃焼停止基準温度差は、給湯設定温度から制御用給水温度を差し引いた差を、予め定められる失火係数で調整した値（例えば割った値）とすることができる。つまり、燃焼停止基準温度差をTinDiffとし、給湯設定温度（本体設定温度）をTs、制御用給水温度をTc、失火係数をKとすると、燃焼停止基準温度差TinDiffは、例えば以下の式（１）により求められる。

TinDiff＝（Ts−Tc）／K・・・（１）

なお、失火係数は、失火タイミングを適正化するための補正値であり、例えば給湯温度にオーバーシュートやアンダーシュートが出ない、または出ても許容範囲内であるか否かといったことを、例えば給湯設定温度から制御用給水温度を引いた値（Ts−Tc）や湯水導入通路の長さ、湯水導入通路の材質（例えばポリエチレン等の樹脂製、銅、鉄等の金属製といったこと）、外気温、給湯流量等の様々なファクタを変えて予め実験等を行い（補助熱源装置の給湯能力等の他の条件もファクタとして加えて実験等を行ってもよく）、オーバーシュートやアンダーシュートが出ない、または出ても許容範囲内であるようにするための補正値として予め求められて与えられるものである。

この失火係数は、例えば前記ファクタの少なくとも一つのファクタに応じて直線的に変化する値でもよいし、曲線的に変化する値でもよく、また、失火係数は、例えば前記ファクタや表等から求められる階段状の（前記ファクタの少なくとも一つのファクタに対して段階的に変化する）係数であってもかまわない。

なお、本発明者は以上のように、給水温度演算値から制御用給水温度を差し引いた温度差が予め定められる燃焼停止基準温度差になったときに、主熱源から補助熱源装置に給湯設定温度の湯が到達したと判断して給湯バーナの燃焼停止タイミングを決定することにより的確に給湯バーナの燃焼停止タイミングを判断できることを、様々な条件を変えて検討して確認している。

また、給湯設定温度の湯の補助熱源装置への導入タイミングを前記のように行う構成においては、主熱源側と補助熱源装置側との間で通信を行わずに給湯設定温度の湯の補助熱源装置への導入タイミングを判断することから、主熱源と補助熱源装置とを通信させるための手段（通信線等）が不要であり、その分だけコストダウンを図ることができる。

なお、前記のように、補助熱源装置側では給湯設定温度の湯が補助熱源装置に導入された時の予兆を捉えて給湯バーナの燃焼を停止するようにして給湯温度にオーバーシュートが発生することを防ぎ、主熱源側では前記第１設定容量の給湯設定温度の湯を補助熱源装置に送った後に、給湯設定温度よりも予め定められた嵩上げ温度高い温度の第２設定容量の湯を補助熱源装置に導入するようにする代わりに、主熱源からの湯が補助熱源装置に到達する予兆をもう少し早めに感知するようにして、主熱源からは、給湯開始時から給湯設定温度よりも嵩上げ温度高い温度の湯を補助熱源装置に送ることも考えられる。

しかしながら、補助熱源装置の入口より手前に温度センサ等の温度検出手段を取り付けないと、主熱源からの湯が補助熱源装置に到達する予兆をもっと早く感知して予兆を捉えるようにすることはできない。そのため、温度検出手段を設ける分だけコストアップにもつながる。それに対し、本発明では、まず、補助熱源装置の給湯バーナの燃焼停止のための信号としての意味合いを持つ湯（給湯設定温度の湯）を第１設定容量送り、その後、給湯設定温度よりも嵩上げ温度高い温度の第２設定容量の湯を補助熱源装置に導入することにより、前記の如く、給湯温度の安定化も行えるし、温度検出手段を新たに設ける必要もなく、コストアップも防ぐことができる。

さらに、給湯バーナを停止しても、その直後の給湯温度は給湯バーナの停止直前の給湯温度よりも高くなるものであるため、給湯バーナを停止した直後の給湯温度が給湯バーナ停止直前の給湯設定温度よりも予め定められる給湯再開基準温度以上（例えば３℃以上）低下したときには主熱源から給湯設定温度の湯が補助熱源装置に到達して導入されるよりも早く給湯バーナの燃焼を停止してしまったと考えられる。そのため、給湯バーナを停止した直後の給湯温度が給湯バーナ停止直前の給湯設定温度よりも前記給湯再開基準温度以上（例えば３℃以上）低下したときには給湯バーナの燃焼を再開させることにより、誤って早めに給湯バーナの燃焼を停止した状態が長く続くことによる給湯温度のアンダーシュートを抑制でき、給湯温度をより一層安定化することができる。

本発明に係る熱源装置の一実施例の制御構成を示すブロック図である。 実施例の熱源装置の給湯時における給水温度演算値と制御用給水温度と給湯温度の時間的変化例および失火タイミング例を、実験用に求めた給水温度実測値と共に示すグラフである。 実施例の熱源装置の給湯時における給湯バーナ燃焼停止後の給湯熱交換器出口温度と給湯回路入口温度と給湯温度の時間的変化例を示すグラフである。 実施例の熱源装置の給湯時における給湯バーナ燃焼停止後の、バイパス通路に導入される湯の熱量と、給湯バーナの燃焼停止時に給湯熱交換器が保有していた湯が給湯バーナの燃焼後に導出されることによる給湯熱交換器の出側の熱量と、給湯バーナ燃焼停止後に主熱源からの湯が給湯熱交換器に導入されて給湯熱交換器を通って導出されることによる給湯熱交換器の出側の熱量および、これらの熱量の加算量の時間的変化例を説明するための模式的なグラフである。 図４に示した各熱量および熱量の加算量の時間的変化例を、開発中の熱源装置の給湯時において貯湯槽から給湯器に送る湯の温度を給湯設定温度として一定にして給湯した場合について説明するための模式的なグラフである。 実施例および開発中の熱源装置のシステム構成例を説明するための説明図である。 図６に示す熱源装置に設けられている湯水循環通路と貯湯槽の出湯通路とを説明するために、図６の一部構成を簡略化して示すシステム構成図である。 貯湯槽内の温度層の分布例を模式的に示す説明図である。 熱源装置の給湯時における外気温の違いによる給水温度演算値と制御用給水温度の時間的変化例を示す模式的なグラフである。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。なお、本実施例の説明において、これまでの説明の例と同一構成要素には同一符号を付し、その重複説明は省略または簡略化する。

図１には、本発明に係る熱源装置の一実施例の要部制御構成がブロック図により示されている。本実施例は、図６に示した熱源装置と同様のシステム構成を有し、さらに、図１に示されるように、給湯器１６の制御装置４６に、燃焼制御手段４７、給水温度演算値算出手段７１、制御用給水温算出手段７２、メモリ部７３、バイパス開閉弁制御手段７４、給湯バーナ燃焼再開指令手段７５を設けており、燃焼制御手段４７は、給湯設定温度設定操作手段４５を備えたリモコン装置４３に接続されている。リモコン装置４３は、屋内において、リビングや、浴室、台所、洗面所等の適宜の場所に設置されている。

また、本実施例において、タンクユニット４内の制御装置３３には、ミキシング流量制御手段３５と送湯温度調節手段３６とメモリ部３７が設けられており、制御装置３３はリモコン装置４３とは信号接続されているので、制御装置３３がリモコン装置４３と送受信する情報は取得できる。

給湯設定温度設定操作手段４５は、利用者等により給湯設定温度を設定するための操作手段であり、例えばリモコン装置４３の表面側に設けられている操作ボタン等により形成されている。この給湯設定温度設定操作手段４５により設定された給湯設定温度の値は、タンクユニット４の制御装置３３の送湯温度調節手段３６と給湯器１６の制御装置４６の燃焼制御手段４７とに加えられる。

流量検出手段４２は、給湯通路１９を通って給湯される給湯流量を検出し、制御装置４６の燃焼制御手段４７に給湯流量の検出流量（検出値）を加える。また、給水流量センサ２９も給湯通路１９を通って給湯される給湯流量を検出し、制御装置３３のミキシング流量制御手段３５に給湯流量の検出流量（検出値）を加える。

本実施例において、燃焼制御手段４７は、熱源装置の初回運転時や、前回給湯後の再出湯までの時間が長い場合等、貯湯槽２側と給湯器１６側とを接続する接続配管内の湯が冷えていて給湯器１６に導入される給水温度が低い場合の給湯開始時（コールドスタート時）や、給湯停止以降に給湯設定温度が大幅に高く変更されたときの再出湯の給湯開始時には、流量検出手段４２により検出される給湯流量が給湯バーナ６１の燃焼のための最低作動流量に達したときに給湯バーナ６１を燃焼開始する構成を有している。そして、後述する判断タイミングにおいて給湯バーナ６１の燃焼を停止させる。

バイパス開閉弁制御手段７４は、燃焼制御手段４７の制御情報を取り込み、給湯バーナ６１の燃焼中はバイパス電磁弁６９を閉じ、給湯熱交換器１７側への流通割合が予め定められている割合変化範囲内における最大値または最大値に近い値となるように、つまり、ほぼ１００％給湯熱交換器１７側に通すことができるようにし、給湯バーナ６１を停止した以降はバイパス通路６８側への流通割合が割合変化範囲のうち最大となるように、つまり、ここでは、パイパス電磁弁６９を完全に開いて、例えば給湯回路６２に導入された湯水を給湯熱交換器１７側とバイパス通路６８側との比が１：３になるような割合で通すようにする。

ミキシング流量制御手段３５は、タンク側電磁弁１３とタンク湯水混合器１２と水混合器１４を制御することによって、合流部１０側に出湯通路９から流れる湯の流量と給水通路８ｂから合流部１０側に流れる水の流量を制御し、送湯温度調節手段３６により設定される設定混合温度の混合湯水が合流部１０で形成されるようにするものである。

送湯温度調節手段３６は、貯湯槽２から出湯される湯と給水通路８ｂからの湯の混合により形成される混合湯水の設定温度（混合設定温度）を設定し、その設定した混合湯水温度の湯が形成されるようにミキシング流量制御手段３５に指令を加えることにより、貯湯槽２側から給湯器１６の給湯回路６２側に送られる湯の温度を調節するものである。

本実施例における大きな特徴の一つは、前記コールドスタート時や給湯停止以降に給湯設定温度が大幅に高く変更されたときの再出湯等の給湯開始時に、送湯温度調節手段３６が、貯湯槽２側から給湯器１６側に送る湯の温度を以下に述べるような特徴的な温度とすることである。

つまり、本実施例においては、送湯温度調節手段３６の制御に関し、給湯器１６の給湯バーナ６１の燃焼停止時にメインの熱交換器１７ａ内にあった湯が給湯バーナ６１の燃焼停止後にメインの熱交換器１７ａを通って出るまでに要すると推定される時間に給湯器１６に導入される湯の容量に基づいて第１設定容量が設定され、給湯バーナ６１の燃焼停止時に潜熱回収用熱交換器１７ｂ内にあった湯が給湯バーナ６１の燃焼停止後に潜熱回収用熱交換器１７ｂを通って出るまでに要すると推定される時間に給湯器１６に導入される湯の容量に基づいて第２設定容量が設定されて、メモリ部３７に格納されており、これらの値等に基づいて送湯温度調節手段３６の制御が行われる。

すなわち、送湯温度調節手段３６は、これらの値と給水流量センサ２９による流量検出値とに基づき、貯湯槽２側から給湯器１６の給湯回路６２側に送る湯の温度を、給湯開始から該湯の容量（積算流量）が前記第１設定容量に達するまでは前記給湯設定温度として前記第１設定容量に達してから前記第２設定容量に達するまでは前記給湯設定温度よりも予め定められる嵩上げ温度高い温度とし、前記第２設定容量に達した以降は前記給湯設定温度とする。

なお、以下に述べる説明において、特に断らない限り、給湯開始時とは、前記のような場合、すなわち、コールドスタート時や給湯停止以降に給湯設定温度が大幅に高く変更されたときの再出湯の給湯開始時のことをいうものであり、給湯停止から短時間後に給湯設定温度の大きな変更無しで再出湯される給湯開始時を除くものである。

また、本実施例において、前記第１設定容量は、給湯回路６２に導入されて給湯熱交換器１７側とバイパス通路６８側とに分岐して流れる湯水の、給湯熱交換器１７側への分岐率とメインの熱交換器の保有水量とに対応する値に設定されており、式（２）により求められるようにしている。

第１設定容量＝（メインの熱交換器１７ａの保有水量÷給湯熱交換器１７側の分岐率−補正水量）・・・（２）

本実施例においては、給湯開始後の給湯バーナ６１の燃焼停止以降は、給湯回路６２に導入される湯水を給湯熱交換器１７側とバイパス通路６８側との比（バイパス比）を１：３とすることから、給湯熱交換器１７側への分岐率は０．２５となり、メインの熱交換器１７ａの保有水量が０．６リットルであるから、補正水量を０．４リットルとした場合、第１設定容量は、式（２）により、（０．６リットル÷０．２５−０．４リットル）＝２．０リットルとなる。

なお、式（２）における補正水量とは、メインの熱交換器１７ａ内全てが高温の湯で満たされてはいないための補正（メインの熱交換器１７ａ入口側の温度はほぼ加熱されていない低めの温度（仮に加熱程度１４％）であり、出口側の湯の温度が例えばほぼ給湯設定温度（仮に加熱程度１００％）とした時に、平均加熱程度が１００％とならないので、減算補正するための補正値）であり、予め実験等により求められて設定されるものである。ここで、給湯流量を８リットル／分とした場合、第１設定容量の湯を流すのに要する時間ｔ１は、２リットル÷８リットル／分＝０．２５分＝１５秒とすることができる。

なお、式（２）では減算補正を行ったが、平均加熱程度を用いて除積算で補正を行ってもよい。

また、第２設定容量は前記分岐率と潜熱回収用熱交換器１７ｂの保有水量に対応する値に設定されており、第２設定容量は、式（３）により求められる値としている。

第２設定容量＝（潜熱回収用熱交換器１７ｂの保有水量÷給湯熱交換器１７側の分岐率＋第１補正値＋第２補正値）・・・（３）

潜熱回収用熱交換器１７ｂの保有水量は０．７リットルであり、式（３）における第１補正値は、式（２）の補正水量であるので、第１補正値は０．４リットルである。第２補正値を１．３リットルとすると、第２設定容量は、式（３）により、（０．７ットル÷０．２５＋０．４リットル＋１．３リットル）＝４．５リットルとなる。

なお、第２補正値は、給湯バーナ６１の燃焼停止後に給湯熱交換器１７に導入された貯湯槽２からの湯が給湯熱交換器１７を通って給湯熱交換器１７から導出されることによる給湯熱交換器１７の出側の熱量が、給湯器１６の給湯回路６２に導入される湯の温度×給湯熱交換器１７側の分岐率（本実施例では０．２５）により求めた値と全く等しくはならずに、潜熱回収用熱交換器１７ｂに熱を奪われることによって、なだらかにしか温度が上昇しない現象に対応させて、その上昇遅れ分を補償する補正値であり、予め実験等により求められて設定されるものである。ここで、給湯流量を８リットル／分とした場合、第２設定容量の湯を流すのに要する時間ｔ２は、４．５リットル÷８リットル／分＝０．５６分＝３４秒とすることができる。

また、前記嵩上げ温度は、給湯設定温度（本体設定温度）と給湯開始直後に給湯器１６に導入される湯水温度との差に対応する値としており、次式（４）により求められる値としている。

嵩上げ温度＝（給湯設定温度−給湯開始直後に給湯器に導入される湯水温度）／係数−補正温度・・・（４）

なお、本実施例では、給湯器１６に給水温度を直接検出する手段を設けておらず、給湯器１６の制御手段４６とタンクユニット４の制御手段３３とが通信を行わずに制御可能とするため、給湯開始直後に給湯器１６に導入される湯水温度は湯水導入通路１５内の湯水温度に対応すると考え、タンクユニット４の混合サーミスタ２８による検出温度としている。

また、式（４）において、係数は、出湯温度（給湯温度）を適正化するための補正値であり、実験等により予め求められる値であり、例えば５に設定されている。また、式（４）における補正温度もまた出湯温度を適正化するための補正値であり、これらの係数と補正温度の２つの値を用いて、ＡＸ＋Ｂ（Ａ：係数、Ｂ：補正温度）のような補正を行っているものであり、実験等により予め求められる値である。本実施例では、補正温度は例えば１℃に設定されており、嵩上げ温度は例えば４℃に設定されている。

なお、式（４）における係数は、出湯温度（給湯温度）にオーバーシュートやアンダーシュートが出ない、または出ても許容範囲内であるように、例えば湯水導入通路の長さ、湯水導入通路の材質（例えばポリエチレン等の樹脂製、銅、鉄等の金属製といったこと）、外気温、給湯流量等の様々なファクタ（補助熱源装置の給湯能力等の他の条件もファクタとして加えてもよい）を変えて予め実験等を行うことにより、予め求められて与えられるものであり、例えば前記ファクタの少なくとも一つのファクタに応じて直線的に変化する値でもよいし、曲線的に変化する値でもよい。また、係数は、例えば前記ファクタや表等から求められる階段状の（前記ファクタの少なくとも一つのファクタに対して段階的に変化する）係数であってもかまわない。

なお、前回の給湯停止からの時間が短い場合で、給湯設定温度を大幅に高くする変更がない再出湯時の給湯開始時には、給湯器１６の給湯回路６２内の湯や貯湯槽２と給湯器１６とを接続する接続管路内の湯が給湯設定温度または給湯設定温度近傍の温度である。このような場合は、給湯器１６の給湯バーナ６１の燃焼も行われず、送湯温度調節手段３６による貯湯槽２側から給湯器１６側に送られる湯の温度設定も前記のように時間に応じて変化させずに、貯湯槽２内の湯温が閾値以上であれば、例えば給湯設定温度の値と同じ値または、それより０．５℃といった温度だけ高めとする。

また、送湯温度調節手段３６は、貯湯槽内湯水温検出手段５ａの検出温度が前記閾値以下の時には、混合設定温度を給湯設定温度よりも低い適宜の温度に設定して、その低い温度の湯水を給湯器１６で追い加熱したり、貯湯槽２側からは湯を送らずに、給水通路８ｂからの水を給湯器１６で加熱したりするといった適宜の制御によって、給湯設定温度の湯が給湯されるようにする。

ミキシング流量制御手段３５は、給水流量センサ２９によって給湯通路１９を通って給湯される給湯流量が検出されたときにタンク側電磁弁１３を開き、タンク湯水混合器１２および水混合器１４の制御による湯の流量と水の流量との制御により、合流部１０で形成される混合湯水の温度が送湯温度調節手段３６により設定される混合設定温度となるように制御する。この制御によって形成された混合設定温度の湯は湯水導入通路１５を通って給湯器１６の給湯回路６２に導入される。

給湯器１６の制御装置４６に設けられている給水温度演算値算出手段７１は、給湯温度検出手段７６により検出される給湯温度と、給湯熱交換器１７の加熱量と、給湯熱交換器１７の容量と、給湯熱交換器１７側の分岐率とに基づいて、給湯器１６に導入される湯水の温度を給水温度演算値（認識値）として演算により求めるものである。この演算の仕方は特に限定されるものではないが、例えば０．５秒といった単位時間毎に移動平均を取って求められる。

例えばサンプリングタイムにおける給水温度演算値をTin、給湯温度をTout、給湯熱交換器１７の容量をQ、給湯熱交換器１７の加熱量をH、給湯熱交換器１７側の分岐率をBrとし、各サンプリングタイムにおける給水温度Tinを以下の式（５）により算出する。なお、式（５）におけるバイパス比Brは、給湯器１６に導入される湯水が給湯熱交換器１７側とバイパス通路６８側とに分かれて流れる際の、給湯熱交換器１７側への分岐比（分岐率）であり（給湯熱交換器１７側のバイパス比であり）、給湯熱交換器１７側にほぼ１００％流れる場合はBr＝１となる。また、例えば給湯熱交換器１７とバイパス通路６８とに１：３の割合で流れる場合はBr＝０．２５となる。

Tin＝Tout−H／（Q・Br）・・・（５）

そして、初回のサンプリングタイムにおいて式（５）で求めた値と２回目のサンプリングタイムにおいて式（５）で求めた値との平均（相加平均）をとって、２回目のサンプリングタイムにおける給水温度演算値（認識値）とする。３回目のサンプリングタイム以降においては、前回のサンプリングタイムにおいて求めた給水温度演算値と今回のサンプリングタイムにおいて式（５）により算出した値との平均（相加平均）をとって、その値を今回の給水温度演算値（認識値）とするものであり、本実施例における給水温度演算値の時系列データの一例が、図２の特性線ａに示されている。

なお、給湯停止後の再出湯時における初回のサンプリングタイムにおける値は、式（５）により求められる値の代わりに、例えば給湯停止前の最後のサンプリングタイムで求めた給水温度演算値としてもよいし、例えば給湯停止から再出湯までの時間に応じて最後のサンプリングタイムで求めた給水温度演算値を補正した値としてもよい。

給水温度演算値算出手段７１により求めた給水温度演算値は、逐次、制御用給水温度算出手段７２と燃焼制御手段４７とに加えられる。

制御用給水温度算出手段７２は、給水温度演算値算出手段７１により求められる給水温度演算値と予め定められる温度変化量（温度上昇量や温度下降量）とに基づき、燃焼制御手段４７による給湯バーナ６１の燃焼制御用の制御用給水温度を求める手段である。なお、前記温度変化量の値はメモリ部７３に格納されている。

この制御用給水温度の算出に際し、制御用給水温度算出手段７２は、例えば初回のサンプリングタイムに式（５）により算出した給水温度演算値を初期値とし、その値と２回目のサンプリングタイムにおいて給水温度演算値算出手段７１により求めた給水温度演算値とを比較する。そして、初回のサンプリングタイムにおける給水温度演算値よりも２回目の給水温度演算値の方が大きい場合には、予め与えられている温度上昇分（例えば０．５秒ごとに０．１℃）を初回のサンプリングタイムにおける給水温度演算値に加算して２回目のサンプリングタイムにおける制御用給水温度とし、初回のサンプリングタイムにおける給水温度演算値よりも２回目の給水温度演算値の方が小さい場合には、予め与えられている温度上昇分（例えば０．５秒ごとに０．１℃）を初回のサンプリングタイムにおける給水温度演算値から減算して２回目のサンプリングタイムにおける制御用給水温度とする。

その後、制御用給水温度算出手段７２は、前記サンプリングタイム毎に、給水温度演算値算出手段７１により求めた前回の給水温度演算値と今回の給水温度演算値とを比較し、前回の給水温度演算値よりも今回の給水温度演算値の方が大きい場合には、前記温度上昇分を前回の制御用給水温度に加算して今回の制御用給水温度とし、前回の給水温度演算値よりも今回の給水温度演算値の方が小さい場合には、前回の制御用給水温度から前記温度下降分を減算して今回の制御用給水温度とする。図２の特性線ｂには、本実施例における制御用給水温度の時系列データの一例が示されている。制御用給水温度算出手段７２が求めた制御用給水温度の値は逐次、燃焼制御手段４７に加えられる。

なお、給湯停止後の再出湯時における初回のサンプリングタイムにおける値は、式（５）により求められる値の代わりに、例えば給湯停止前の最後のサンプリングタイムで求めた制御用給水温度としてもよいし、例えば給湯停止から再出湯までの時間に応じて最後のサンプリングタイムで求めた制御用給水温度を補正した値としてもよい。

燃焼制御手段４７は、給湯バーナ６１の燃焼を開始させた後には、制御用給水温度算出手段７２により求められる制御用給水温度に基づいて給湯バーナ６１のフィードフォワード燃焼制御を行うようにしており、このように、制御用給水温度を用いることにより的確なフィードフォワード燃焼制御を行うことができる。また、本実施例においては、給湯器１６は入水温度（給水温度）の検出センサを設けないことによりコストダウンを図ることができている。

なお、制御用給水温度と給湯設定温度との差が予め定められる燃焼不要温度範囲（例えば３℃）以下の場合には、給湯が開始されても前記の如く給湯バーナ６１の燃焼を行わない。また、給湯開始以降に制御用給水温度と給湯設定温度との差が前記燃焼不要温度範囲以下となった場合には、それまでの間に給湯バーナ６１を燃焼していたときには給湯バーナ６１の燃焼を停止する。

また、タンクユニット４側の制御装置３３では、前記の如く、給水流量センサ２９によって給湯通路１９を通って給湯される給湯流量が検出されたときに、ミキシング流量制御手段３５がタンク側電磁弁１３を開き、貯湯槽内湯水温検出手段５ａの検出温度が前記閾値よりも高い温度のときには給湯設定温度（または給湯設定温度より０．５℃といった温度だけ高めの温度）の湯を合流部１０で形成して給湯器１６側に送る。そのため、この湯を給湯器１６側で追い加熱する必要はないが、この湯が給湯器１６側に到達するまでには時間がかかり、その間は給湯器１６の給湯回路６２内の通路や湯水導入通路１５内の水を給湯熱交換器１７で加熱する必要があるので、前記の如く、給湯バーナ６１の燃焼により給湯回路６２内の通路や湯水導入通路１５内の水を給湯熱交換器１７で加熱する。

そして、燃焼制御手段４７は、給湯バーナ６１の燃焼制御中に、給水温度演算値算出手段７１により求められる前記給水温度演算値をモニタし、該給水温度演算値の温度上昇に基づき、主熱源である貯湯槽２から給湯設定温度の湯が給湯器１６に到達して導入されたと判断されたときに、給湯バーナ６１の燃焼を停止する。この給湯バーナ６１の燃焼停止により、給湯設定温度の湯が給湯回路６２に到達した以降に余分な追い加熱が行われることを防ぐ。

具体的には、燃焼制御手段４７は、給水温度演算値算出手段７１により求めた前記給水温度演算値Tbから制御用給水温度算出手段７２により求めた前記制御用給水温度Tcを差し引いた温度差（Tb−Tc）が、予め定められる燃焼停止基準温度差TinDiffに達したとき又は超えたときに、貯湯槽２から給湯設定温度の湯が給湯器１６に導入されたと判断するものであり、本実施例において、燃焼停止基準温度差TinDiffは、前記式（１）により求められるものである。なお、失火係数は、予め実験等により求めてメモリ部７３に格納されており、一例を挙げると、失火係数Ｋ＝５である。

例えば、図２において、給湯設定温度は４０℃であり、失火係数Ｋ＝５のときには、燃焼停止基準温度差TinDiffは、式（１）より、TinDiff＝（４０−Tc）÷５ となり、制御用給水温度であるTcが２２℃のときには燃焼停止基準温度差TinDiffは３．６℃、制御用給水温度Tcが２０℃のときには燃焼停止基準温度差TinDiffは４℃、制御用給水温度Tcが１８℃のときには燃焼停止基準温度差TinDiffは４．４℃になり変化するが、この例では、制御用給水温度Tcが約２０℃のときに、給水温度演算値から制御用給水温度を差し引いた温度差が約４℃となり、Tc＝２０℃のときの燃焼停止基準温度差TinDiff＝４℃と一致した、又は超えたので、貯湯槽２から給湯設定温度の湯が給湯器１６に導入されたと判断し、給湯バーナ６１の燃焼を停止している。

なお、図２には、実験用に検出した給水温度実測値が特性線ｄに示されており、前記給湯バーナ６１の燃焼停止タイミングと実際の給水温度が給湯設定温度である４０℃に到達したタイミングとが一致している。つまり、前記給湯バーナ６１の燃焼停止タイミングは適切であることが立証されており、また、このとき、特性線ｃで示されている給湯温度のオーバーシュートも２℃程度であり、利用者の利用において許容できる範囲であることが分かった。

また、本実施例では、貯湯槽２から給湯設定温度の湯が給湯器１６に導入されたと判断するための、給湯バーナ６１の燃焼停止基準となる燃焼基準温度差を前記の如く給湯設定温度に対応させて変化させることにより、以下に述べるように、給湯バーナ６１の停止タイミングをより一層適切に決定することができる。

例えば給水温度演算値の上昇幅は、実際の給水温度と給湯設定温度との温度差に応じて異なるものであり、そのため、給水温度演算値と制御用給水温度との差は給湯設定温度によっても変動する。すなわち、例えば実際の給水温度が一定の場合に、給湯設定温度が高く設定されて給水温度と給湯設定温度との温度差が大きければ給水温度演算値の上昇幅が大きくなり、給水温度演算値と制御用給水温度との差が大きくなる。ここで燃焼停止基準温度差を小さく設定すると、給湯バーナ６１の停止タイミングが早めに判断されることになり、貯湯槽２側から給湯回路６２側に給湯設定温度の湯が到達する前に給湯バーナ６１を停止してしまうといった誤動作が生じる可能性があるが、前記の如く、燃焼停止基準温度差を給湯設定温度に応じた値とすることにより給湯バーナ６１の停止タイミングが早めに判断されることを防止できる。

すなわち、前記式（１）から明らかなように、給湯設定温度が高いときには、燃焼停止基準温度差TinDiffが大きく設定されるために、その大きく設定される燃焼停止基準温度差以上に給水温度演算値と制御用給水温度との差が大きくならなければ貯湯槽２側から給湯回路６２側に給湯設定温度（給湯設定温度の近傍温度を含む）の湯が到達したと判断されないため、この給湯設定温度の湯が到達するタイミングを適切に判断して適切なタイミングで給湯バーナ６１を停止することができる。

また、その逆に、例えば実際の給水温度が一定の場合に、給湯設定温度が低く設定されて実際の給水温度と給湯設定温度との温度差が小さければ給水温度演算値の上昇幅が小さくなり、給水温度演算値と制御用給水温度との差が小さくなる。ここで燃焼停止基準温度差を大きく設定すると給湯バーナ６１の停止タイミングの判断が遅くなり、貯湯槽２側から給湯回路６２側に給湯設定温度の湯が到達しても給湯バーナ６１の燃焼を継続してしまうことによりオーバーシュートが大きく発生してしまう可能性があるが、前記の如く、前記式（１）から明らかなように、給湯設定温度が低いときには、燃焼停止基準温度差が小さく設定されるために、給水温度演算値と制御用給水温度との差が、その小さく設定される燃焼停止基準温度差以上になったら貯湯槽２側から給湯回路６２側に給湯設定温度（給湯設定温度の近傍温度を含む）の湯が到達したと判断され、貯湯槽２側から給湯回路６２側に給湯設定温度の湯が到達するタイミングを適切に判断して適切なタイミングで給湯バーナ６１を停止することができる。

例えば再出湯の場合に、前回給湯時の給湯設定温度が４０℃であったとし、今回給湯時の給湯設定温度を６０℃とする場合を考える。この場合、前回の給湯停止から再出湯までの時間が短い場合には、貯湯槽２側と給湯器１６との接続配管内の湯の温度は４０℃近傍の温度となっており、その４０℃の湯が給湯器１６の給湯回路６２に導入されるが、その時点では給湯バーナ６１の燃焼は行われている。

そして、給湯設定温度を４０℃から６０℃に変更したことによって、導入される湯の温度である実際の給水温度と給湯設定温度との温度差が大きくなることから給水温度演算値の上昇幅が大きくなり、また、燃焼停止基準温度差も給湯設定温度に対応させて大きく設定されるため、給湯設定温度の変化に応じて大きくなる給水温度演算値の上昇幅と給湯設定温度の変化に応じて大きく設定される燃焼停止基準温度差との対応が図れることから、貯湯槽２側から送られてくる６０℃の湯が給湯器１６の給湯回路６２に導入されたときに６０℃の湯の到達を適切に判断でき、給湯バーナ６１の停止タイミングを適切に決定することができる。

また、熱源装置の初回運転時や、前回給湯後の再出湯までの時間が長い場合等、貯湯槽２側と給湯器１６側とを接続する接続配管内の湯が冷えていて給湯器１６に導入される給水温度が低い場合の給湯時（コールドスタート時）等、実際の給水温度（入水温度）が低い場合には、前記制御用給水温度も低い値となり、また、前記式（１）から明らかなように、燃焼停止基準温度差が大きく設定されることから、燃焼停止基準温度差が小さい場合に比べると給湯バーナ６１の燃焼停止のタイミングが遅めとなる。言い換えると、給湯バーナ６１の燃焼停止タイミングの判断が慎重に行われて貯湯槽２側から給湯設定温度の湯が確実に届いたときに給湯バーナ６１の燃焼停止のタイミングが判断され、適切なタイミングで給湯バーナ６１の燃焼停止が行われる。

一方、実際の給水温度（入水温度）が高い場合には、前記給水温度演算値も高い値となって制御用給水温度も高い値となり、また、前記式（１）から明らかなように、燃焼停止基準温度差が小さく設定されることから、燃焼停止基準温度差が大きい場合に比べると給湯バーナ６１の燃焼停止のタイミングが早めとなる。つまり、入水温度が高い場合には給湯バーナ６１の燃焼停止タイミングの判断が遅くなった場合に生じるオーバーシュートが大きくなるため、その大きなオーバーシュートが発生しないような適切なタイミングで給湯バーナ６１の燃焼停止が行われる。

さらに、熱源装置の配置されている外気温が低いと給水温度の温度変動が大きく、図９（ａ）の特性線ａに示されるように、給水温度演算値の変動も大きい（同図のＣに示す温度の落ち込みが大きい）。また、外気温が低いときには、例えば同図の特性線ｂに示されるように、制御用給水温度も低めとなって燃焼停止基準温度差が大きめに設定されることになり、仮に燃焼停止基準温度差を小さめとした場合のように給湯設定温度の湯が給湯器１６に到達する前に給湯バーナ６１の燃焼を停止してしまうことを防ぐことができ、給湯温度の大きなアンダーシュートが発生することを防止できるため、利用者が不快な思いをすることを防止する。

一方、図９（ｂ）に示されるように、外気温が高いときには給水温度の温度変動も小さいため、特性線ａに示されるような給水温度演算値の変動も小さく（同図のＣに示す温度の落ち込みが小さく）、同図の特性線ｂに示されるように、制御用給水温度も高めとなる。そして、この場合は燃焼停止基準温度差が小さめに設定されることから、給湯バーナ６１の燃焼停止タイミングが遅めに判断されることはなく、給湯温度の大きなオーバーシュートが発生することが抑制される。なお、入水温度が高めのときには、燃焼停止基準温度差を小さくしたことによって、たとえ誤って早めに消火したとしても給湯温度が急激に下がることはない。

以上のように、本実施例では、給湯設定温度が高い場合でも低い場合でも、また、実際の給水温度が低い場合でも高い場合でも、外気温が低い場合でも高い場合でも、いずれの場合も、給湯設定温度の湯が給湯器１６の給湯回路６２に到達するタイミングを適切に判断して給湯バーナ６１の燃焼停止を適切なタイミングで行うことができる。

なお、本実施例では、万が一、給湯バーナ６１の燃焼停止が誤ったタイミングで行われてしまう場合のことも考慮して制御構成を形成しており、給湯バーナ燃焼再開指令手段７５がその役割を果たす。つまり、給湯バーナ燃焼再開指令手段７５は、燃焼制御手段４７の制御情報と給湯温度検出手段７６の検出温度とを取り込み、給湯バーナ６１を停止した直後の給湯温度が給湯バーナ６１の停止直前の給湯温度よりも低下したときには、給湯バーナ６１の燃焼停止が誤って早く行われてしまったと判断し、燃焼制御手段４７により給湯バーナ６１の燃焼を再開させる。

通常、給湯バーナ６１を停止しても、その直後の給湯温度は給湯バーナ６１の停止直前の給湯温度よりも高くなるものであるので、給湯バーナ６１を停止した直後の給湯温度が給湯バーナ６１の停止直前の給湯設定温度よりも前記給湯再開基準温度（例えば３℃）以上低下したときには貯湯槽２側から給湯設定温度の湯が給湯器１６に到達して導入されるよりも早く給湯バーナ６１の燃焼を停止してしまったと考えられるため、このようなときに給湯バーナ燃焼再開指令手段７５の指令によって燃焼制御手段４７が給湯バーナ６１の燃焼を再開させることにより、給湯温度の安定化を図ることができる。

なお、湯水導入通路１５の一部が西日によって温まっているような場合にも、誤って早めに給湯バーナ６１の燃焼を停止することが想定されるので、このような場合にも（例えば湯水導入通路１５のうち西日によって温められた水が導入された後に西日によって温められていない水が導入されたことによって給湯温度が低下したとき等には）給湯バーナ１６の燃焼を再開させるようにしてもよい。

ところで、本実施例において、給湯器１６の給湯熱交換器１７は、メインの熱交換器１７ａと潜熱回収用熱交換器１７ｂとを有しており、貯湯槽２側から給湯器１６側に送られる給湯設定温度の湯が給湯器１６の給湯回路６２に導入されたと判断されて給湯バーナ６１の燃焼停止が行われたとき、潜熱回収用熱交換器１７ｂ内の湯は、給湯バーナ６１の燃焼中に給湯バーナ６１の燃焼ガスの潜熱を吸収することにより多少は加熱されているものの、給湯設定温度よりはかなり低い温度である。

そのため、前記開発中の熱源装置潜熱回収用熱交換器１７ｂを備えた給湯器１６を適用した場合に、潜熱回収用熱交換器１７ｂ内の湯が給湯バーナ６１の燃焼停止後に給湯されることにより生じる給湯温度のアンダーシュートを防ぐために、本実施例では、前記の如く、送湯温度調節手段３６による特徴的な温度調節を行うようにしている。以下、この特徴的な温度調節に伴う、給湯バーナ６１の燃焼停止後の給湯温度の安定化について、図３〜図５を参照しながら説明する。

なお、図３〜図５は、給湯設定温度を４０℃とし、給湯流量を８リットル／分として、給湯開始時に給湯バーナ６１を燃焼させた後、貯湯槽２からの給湯設定温度の湯が給湯回路６２の湯水導入側に到達したと判断されて給湯バーナ６１を燃焼停止させた後の温度変化等について求めた実験データおよび、その解析データを示す。

図３の特性線ａは給湯熱交換器１７の出側の温度（給湯熱交出側温度検出手段６７の検出温度）、特性線ｂは貯湯槽２から給湯器１６に導入される湯の温度、特性線ｃは本実施例の熱源装置の給湯温度（給湯器１６を通って給湯される湯の給湯温度）をそれぞれ示し、特性線ｄは給湯流量を示している。なお、給湯バーナ６１の燃焼中も給湯流量は８リットル／分としているが、図３の特性線ｄは貯湯槽２から送られた湯の給湯流量を示しており、貯湯槽２からの湯が到達する前の給湯バーナ６１燃焼中の給湯流量は０と記している。給湯流量が０から立ち上がっている時点が貯湯槽２から給湯設定温度で送られた湯が給湯器１６に導入されたタイミングを示す。

また、図４において、特性線ａは給湯温度を示しており、図４（ｂ）の特性線ｂおよび図４（ａ）の領域ｂはバイパス通路６８の入側における熱量、図４（ｂ）の特性線ｃおよび図４（ａ）の領域ｃは給湯バーナ６１の燃焼停止時に給湯熱交換器１７（メインの熱交換器１７ａおよび潜熱回収用熱交換器１７ｂ）内にあった湯が給湯バーナ６１の燃焼停止後に、メインの熱交換器１７ａと潜熱回収用熱交換器１７ｂの順に給湯熱交換器１７から導出されることによる給湯熱交換器１７の出側の熱量、図４（ｂ）の特性線ｄおよび図４（ａ）の領域ｄは、給湯バーナ６１の燃焼停止後に給湯熱交換器１７に導入された貯湯槽２からの湯が給湯熱交換器１７を通って給湯熱交換器１７から導出されることによる給湯熱交換器１７の出側の熱量をそれぞれ示している。

図４（ｂ）の特性線ｂ〜ｃは、各熱量を個別に示し、図４（ａ）においては、その熱量を領域として加算した図を示しており、その詳細については後述するが、いずれも、熱量を示す一般的な単位ではなく湯の温度に相当する値として計算したものであり、図４（ａ）、（ｂ）のＡで示した点が給湯設定温度に対応する。

本実施例においては、前記の如く給湯開始時に給湯バーナ６１を燃焼させた後、貯湯槽２からの給湯設定温度の湯が給湯回路６２の湯水導入側に到達したと判断されて給湯バーナ６１の燃焼を停止するが、この時、バイパス通路６８内の湯水は加熱されていない低めの温度の湯水である。一方、給湯熱交換器１７のメインの熱交換器１７ａにおいては、出口側の湯の温度が例えばほぼ給湯設定温度であり、入口側の温度は出口側の温度よりもやや低めの温度となっており、潜熱回収用熱交換器１７ｂ内の湯の温度は給湯設定温度よりもかなり低い温度となっている。

また、給湯バーナ６１の燃焼停止直後には給湯熱交換器１７のメインの熱交換器１７ａは熱いままであり、給湯バーナ６１の燃焼停止時に、給湯回路６２に導入される湯水のバイパス通路６８側への分岐割合（バイパス比に対応）を増やすと、熱い状態のメインの熱交換器１７ａを通る湯の流量が給湯バーナ６１の燃焼中より小さくなることから、図３の特性線ａに示されるように、メインの熱交換器１７ａから導出される湯の温度が給湯バーナ６１の燃焼停止後には給湯設定温度よりも高くなり、その高めの温度の湯がメインの熱交換器１７ａを通って導出され、その後、メインの熱交換器１７ａから導出される湯の温度は、給湯バーナ６１の燃焼停止直後に比べて少しずつ低下していく。

その後、給湯バーナ６１の燃焼停止時にメインの熱交換器１７ａが保有していた水量の湯が全て導出されると、給湯バーナ６１の燃焼停止時に潜熱回収用熱交換器１７ｂ内にあった湯が導出されることから、湯の温度は給湯設定温度よりもかなり低くなる。図４（ｂ）の特性線ｃは、このように、給湯バーナ６１の燃焼停止時に給湯熱交換器１７が保有していた湯が給湯熱交換器１７側から導出されることによる湯の熱量が温度に相当する値により示されており、この値は、図３の特性線ａに示した給湯熱交換出口温度に基づき、給湯熱交換出口温度×給湯熱交換器１７側の前記分岐率（ここでは０．２５）により求めている。

一方、給湯バーナ６１の燃焼停止時に、バイパス通路６８内の湯水は加熱されていない低めの温度の湯水であるが、バイパス通路６８の容量は例えば０．０６リットルで給湯熱交換器１７の容量に比べて小さく、かつ、給湯バーナ６１の燃焼停止後に給湯器１６の給湯回路６２に導入されて給湯熱交換器１７側とバイパス通路６８側とに分岐される分岐比（バイパス比）が１：３とされるので、給湯バーナ６１の燃焼停止時にバイパス通路６８の中にあった低めの温度の湯水は直ぐにバイパス通路６８を通過し、バイパス通路６８から導出される。その後、バイパス通路６８には貯湯槽２から給湯器１６に到達した湯が導入されて、その湯がバイパス通路６８を通り導出されるが、バイパス通路６８を通過する時間は前記の如く短い。

つまり、図４（ｂ）の特性線ｂには、バイパス通路６８に導入される湯の熱量が湯の温度に相当する値により示されており、この値は、貯湯槽２側から給湯器１６の給湯回路６２に導入される湯の温度×バイパス通路６８側の分岐率（ここでは０．７５）により求めているが、この熱量はバイパス通路６８の出側における熱量とほぼ同様となる。なお、厳密に言えば、バイパス通路６８を通って導出される湯の熱量は、バイパス通路６８の容量÷給湯流量÷バイパス通路６８側の分岐率で求められる遅延時間だけ遅れる値となるが、バイパス通路６８の容量が０．０６リットルの場合は、０．０６リットル÷８（リットル／分）÷０．７５＝０．０１分＝０．６秒）遅れる値（０．６秒右にずれたデータ）であるので、特性線ｂとほぼ同様となる。

また、図４（ｂ）の特性線ｄには、給湯バーナ６１の燃焼停止後に給湯熱交換器１７に導入された貯湯槽２からの湯が給湯熱交換器１７を通って給湯熱交換器１７から導出されることによる給湯熱交換器１７の出側の熱量が示されており、この値は、給湯器１６の給湯回路６２に導入される湯の温度×給湯熱交換器１７側の分岐率（ここでは０．２５）により求めた値を、湯が潜熱回収用熱交換器１７ｂとメインの熱交換器１７ａとを通って導出されてバイパス通路６８から導出される湯と合流するまでに要する時間だけ遅延させた（右にずらした）ものである。この遅延時間ｔｄは、（潜熱回収用熱交換器１７ｂの保有水量＋メインの熱交換器１７ａの保有水量）÷給湯流量÷給湯熱交換器１７側の分岐率であり、（０．７リットル＋０．６リットル）÷（８リットル／分）÷０．２５＝０．６５分＝３９秒である。

本実施例においては、給湯器１６の給湯回路６２において、バイパス通路６８側から導出される湯と給湯熱交換器１７側から導出される湯とが合流して給湯回路６２から出て給湯されるので、給湯温度は、バイパス通路６８の出側の熱量と給湯熱交換器側１７の出側の熱量との合計の熱量に対応する値となる。つまり、図４（ｂ）の特性線ｂ〜ｃにそれぞれ示されている熱量を加算することによって図４（ａ）に示されるようになるが、図４に示されている各熱量は、前記の如く、湯の温度に相当する値として求めたものであるので、図４（ｂ）の特性線ｂ〜ｃにそれぞれ示されている熱量を、図４（ａ）の領域ｂ〜ｄに示されるように加算した値が、図４（ａ）、（ｂ）の特性線ａに示されるように給湯温度となる。

そして、これらの図からも明らかなように、本実施例において、給湯バーナ６１の燃焼停止直後には、給湯熱交換器１７側から導出される給湯設定温度よりも高めの温度の湯とバイパス通路６８を通って導出される加熱されていない湯水とが合流して給湯回路６２から出るため、ほぼ給湯設定温度となり、その後、給湯熱交換器１７側から導出される給湯設定温度よりも高めの温度の湯が、バイパス通路６８を通って導出される給湯設定温度の湯と１：３の割合（バイパス比に対応する割合）で合流することになるため、給湯バーナ６１の燃焼停止から前記第１設定容量の湯が導入される時間（ｔ１）が経過するまでの間は、まず給湯設定温度よりもやや高めだが給湯設定温度に近い温度の湯が給湯され、徐々に湯の温度が下がってほぼ給湯設定温度の湯が給湯回路から給湯される。

そして、時間ｔ１の経過後には、前記第２設定容量の湯が導入される時間（ｔ２）が経過するまでの間、バイパス通路６８と給湯熱交換器１７には、それぞれ、給湯設定温度よりも前記嵩上げ温度高い温度の湯が導入され、ここで、バイパス通路６８に導入された湯は直ぐにバイパス通路６８を通って導出されるが、このときには、まだ、給湯熱交換器１７側おいては、給湯バーナ６１の燃焼停止時に潜熱回収用熱交換器１７ｂ内にあった給湯設定温度よりも低い温度の湯がメインの熱交換器１７ａを通って導出される。そのため、この低い温度の湯とバイパス通路６８から導出される給湯設定温度より嵩上げ温度高い温度の湯と１：３の割合で合流することにより、例えば給湯設定温度よりは高めであるが給湯設定温度に近い温度の湯が給湯される（図４（ｂ）の特性線ｂ、ｃおよび、図４（ａ）の領域ｂ、ｃ参照）。

さらに、時間ｔ２が経過する頃には、給湯バーナ６１の燃焼停止時に給湯熱交換器１７側に保有されていた湯は全て給湯回路６２を通って給湯され、貯湯槽２から給湯器１６に送られる給湯設定温度の湯が給湯熱交換器１７を通って導出された後、給湯設定温度より前記嵩上げ温度高い温度の湯が給湯熱交換器１７を通って導出され、その後、給湯設定温度の湯が導出される（図４（ｂ）の特性線ｄ、参照）。

また、バイパス通路６８側では、時間ｔ２が経過する頃には、貯湯槽２から給湯器１６に送られる給湯設定温度の湯がバイパス通路６８側を通って導出されるので（図４（ｂ）の特性線ｂ、参照）、給湯熱交換器１７側から導出される給湯設定温度または給湯設定温度より前記嵩上げ温度高い温度の湯と、バイパス通路６８側から導出される給湯設定温度の湯とが例えば１：３の割合で合流して給湯されることになり、給湯設定温度または給湯設定温度よりやや高めであるものの給湯設定温度に近い温度の湯が給湯される（図４（ｂ）の特性線ｂ〜ｄおよび、図４（ａ）の領域ｂ〜ｄの加算領域、参照）。

以上のように、本実施例では、給湯温度は、人が不快と感じにくい例えば２℃以下といった範囲の僅かなオーバーシュートが発生するものの、不快なアンダーシュートの発生は的確に抑制されるものであり、非常に快適に利用することができる。

なお、図５には、本実施例の比較例として、開発中の熱源装置において、本実施例の特徴的な送湯温度調節手段３６の制御構成を設けずに、給湯開始後に貯湯槽２から給湯器１６側に送る湯の温度を常に給湯設定温度とした場合の給湯温度特性（図５（ａ）、（ｂ）の特性線ａ）と熱量特性（図５（ａ）の領域ｂ〜ｄと図（ｂ）の特性線ｂ〜ｄ）がそれぞれ示されている。

具体的には、図５（ｂ）の特性線ｂおよび図５（ａ）の領域ｂはバイパス通路６８の入側における熱量、図５（ｂ）の特性線ｃおよび図５（ａ）の領域ｃは給湯バーナ６１の燃焼停止時に給湯熱交換器１７内にあった湯が給湯バーナ６１の燃焼停止後に給湯熱交換器１７から導出されることによる給湯熱交換器１７の出側の熱量、図５（ｂ）の特性線ｄおよび図５（ａ）の領域ｄは、給湯バーナ６１の燃焼停止後に貯湯槽２からの湯が給湯熱交換器１７に導入されて給湯熱交換器１７を通り、給湯熱交換器１７から導出されることによる給湯熱交換器１７の出側の熱量をそれぞれ示している。

これらの図から明らかなように、開発中の熱源装置において、本実施例の特徴的な送湯温度調節手段３６の制御構成を設けずに、給湯開始後に貯湯槽２から給湯器１６側に送る湯の温度を常に給湯設定温度とした場合には、給湯温度に大きなアンダーシュートが発生するものであり、本実施例は送湯温度調節手段３６の特徴的な制御構成によって、このようなアンダーシュートの発生を抑制することができ、非常に快適に利用することができる。

なお、本発明は、前記実施例に限定されるものでなく、適宜設定されるものである。例えば前記実施例では、第１設定容量と第２設定容量と嵩上げ温度を、それぞれ１つずつ設定してメモリ部３７に格納していたが、メモリ部３７には、第１設定容量と第２設定容量と嵩上げ温度の複数の設定パタンを格納しておき、タンクユニット４に接続される給湯器１６の仕様に応じて例えば熱源装置の施工業者が適宜のパタンをディップスイッチ等の選択手段を操作することにより選択できるようにしてもよい。

なお、このように第１設定容量と第２設定容量と嵩上げ温度を選択可能にする場合に、第１設定容量と第２設定容量と嵩上げ温度の組み合わせパタンを予め複数設定しておいてメモリ部３７に格納し、その中から適宜のパタンを選択できるようにしてもよいし、第１設定容量は給湯器１６のメインの熱交換器１７ａの容量に応じて例えば大、中、小の中から選び、同様に、第２設定容量は給湯器１６の潜熱回収用熱交換器１７ｂの容量に応じて例えば大、中、小の中から選ぶといったように、例えば給湯器１６の号数等に応じた給湯器１６の給湯熱交換器側１７の容量に応じて選択できるようにしてもよい。また、嵩上げ温度は、給湯設定温度や外気温度や季節等に応じて選択できるようにしてもよい。

さらに、前記実施例では、送湯温度調節手段３６は、貯湯槽２側から給湯器１６側に送る湯の容量が前記第１設定容量に達してから、湯の温度を給湯設定温度よりも予め定められる嵩上げ温度高い温度とする際、例えば図３の特性線ｂに示したように湯の温度を一気に嵩上げ温度分高くなるようにした（温度変化が階段状になるようにした）が、このようにするのではなく、緩やかに温度を上昇させていって（例えば図３の特性線ａの給湯バーナの燃焼を停止した後の温度降下のなだらかな曲線を補完できるように、例えば嵩上げする湯の温度の温度上昇勾配が図３の特性線ａの温度下降勾配の絶対値と略同等となるように）湯の温度が給湯設定温度よりも嵩上げ温度高い温度となるようにしてもよい。

さらに、湯温度調節手段３６は、貯湯槽２側から給湯器１６側に送る湯の容量が前記第２設定容量に達してから、湯の温度を給湯設定温度とする際にも、同様に、緩やかに温度を下降させていって給湯設定温度に戻してもよい。すなわち、前記実施例では、温度変化特性線が図３の特性線ｂに示したような矩形状になるように嵩上げしたが、これにとらわれず、台形状に嵩上げするようにしてもかまわない。

また、前記第１設定容量や第２設定容量を与える代わりに、第１設定容量と給湯流量とから第１設定容量の湯を流す時間ｔ１を求めるための演算式等、（例えばｔ１＝（メインの熱交換器１７ａの保有水量÷給湯熱交換器１７側の分岐率−補正水量）÷給湯流量）を与え、第２設定容量と給湯流量とから第２設定容量の湯を流す時間ｔ２を求めるための演算式等（例えばｔ２＝（潜熱回収用熱交換器１７ｂの保有水量÷給湯熱交換器１７側の分岐率＋第１補正値＋第２補正値）÷給湯流量）を与えて、これらの時間に基づいた制御を行うようにしてもよい。

さらに、前記実施例では、貯湯槽２側から給湯器１６の給湯回路６２側に送る湯の温度を、給湯開始から湯の容量（積算流量）が前記第１設定容量に達するまでは前記給湯設定温度として前記第１設定容量に達してから前記第２設定容量に達するまでは前記給湯設定温度よりも予め定められる嵩上げ温度高い温度とし、前記第２設定容量に達した以降は前記給湯設定温度としたが、貯湯槽２側から給湯器１６側に湯が届く間に外気温等に応じて湯が冷めることを考慮して例えば０．５℃といった割り増し温度を設定し、給湯開始から送られる湯の容量が前記第１設定容量に達するまでは前記給湯設定温度に割り増し温度を加算した値として前記第１設定容量に達してから前記第２設定容量に達するまでは前記給湯設定温度に割り増し温度を加算した値に嵩上げ温度を加えた温度とし、前記第２設定容量に達した以降は前記給湯設定温度に割り増し温度を加算した値としてもよい。

さらに、燃焼制御手段４７によって給湯バーナ６１の燃焼停止タイミングを決定する際、燃焼制御手段４７は、給湯バーナ６１の燃焼制御中に給水温度演算値算出手段７１により求められる前記給水温度演算値をモニタし、該給水温度演算値の温度上昇に基づき、例えば給水温度演算値の上昇勾配が予め定められる基準勾配以上になったときに、主熱源である貯湯槽２から給湯設定温度の湯が給湯器１６に到達して導入されたと判断し、給湯バーナ６１の燃焼を停止するようにしてもよい。

さらに、前記実施例においては、前記給水温度演算値から制御用給水温度を差し引いた温度差が予め定められる燃焼停止基準温度差に達したときに、主熱源から給湯設定温度の湯が補助熱源装置に到達して導入されたと判断したが、このタイミングは、給水温度演算値の微分値が所定値（予め定められる設定値）を超えた時と略同義であり、したがって、給水温度演算値の微分値が予め定められる設定値を超えたときに主熱源から給湯設定温度の湯が補助熱源装置に到達して導入されたと判断してもよい。

さらに、前記実施例では、給湯器１６は、給水サーミスタを用いないものについて記載したが給湯器１６に給水サーミスタを設けてもよい。この場合にも、主熱源から給湯設定温度の湯が補助熱源装置に到達して導入されたと判断する判断方法として、前記実施例のような方法を適用してもよいし、給水サーミスタの検出温度の微分値に基づいて、この検出温度の微分値が予め定められる判断基準微分値に達したとき又は超えたときに、貯湯槽２側から給湯設定温度の湯が給湯器１６に到達して導入されたと判断することもできる。これらのように、給湯バーナ６１の燃焼停止の判断方法は特に限定されるものでなく、適宜設定されるものである。

なお、開発中の熱源装置において、タンクユニット４と給湯器１６が個別に設置され、湯水導入通路１５で結ばれている熱源装置においては、（ガスバーナの燃焼熱により加熱する加熱手段を持つが故に寿命が比較的短い）給湯器１６が先に壊れても、給湯器１６のみ交換すればシステムを維持できるという利点があるが、新しい給湯器１６を設置する業者は、例えば１２年前に発売されたタンクユニット４に関する施工マニュアルを持ち合わせていない場合が多い。そのため、タンクユニット４と給湯器１６が連携するような制御、すなわち、給湯器１６を交換した際に、タンクユニット４側の設定を変更しなければばらないようなことは避けられるようにすることが望ましい。

それに対し、前記のような各判断方法によって、貯湯槽２等の主熱源側から給湯設定温度の湯が給湯器１６等の補助熱源装置に到達して導入されたと判断するようにすると、このタイミングを補助熱源装置側で独自に判断できるため、タンクユニット４側の設定を変更する必要がない。

なお、給湯器１６等の補助熱源装置の交換が行われる場合でも、一般には、その容量は同等のものに代えることが多いと考えられるため、その場合は、前記第１設定容量や第２設定容量、嵩上げ温度の変更の必要はないが、例えば給湯器１６等の補助熱源装置の交換が行われた際に、補助熱源装置をリモコン装置４３に信号接続することによりリモコン装置４３側で補助熱源装置の号数等の情報を得られるようにし、主熱源側（例えばタンクユニット４側）の制御装置３３がリモコン装置４３側からの情報を得て、前記のように複数設定されておいた前記第１設定容量や第２設定容量、嵩上げ温度の値から適宜の値を選択できるようにすると、たとえ補助熱源装置側の大きく容量が変更されても、的確な制御を行うことができる。

さらに、貯湯槽２と給湯器１６の給湯回路６２の湯水導入側とを接続する接続用配管（図６における湯水導入通路１５）の長さが予め与えられる設定長さ（例えば４ｍ）より短い場合には、給湯開始から予め定められている水導入時間が経過するまでの間は、貯湯槽２から出湯される湯の代わりに給水通路８ｂから給湯器１５に水を導入し、前記水導入時間が経過した以降に貯湯槽２から出湯される湯を湯の通路９を通して給湯器１５に導入するようにする給湯開始時導入湯水可変手段を設けてもよい。

なお、前記水導入時間は、給水通路８ｂから給湯器１６に導入される水が給湯バーナ６１の燃焼により加熱されてメインの熱交換器１７ａ内の湯が給湯設定温度あるいは給湯設定温度より予め定められる温度高めの温度まで加熱されるまでの時間とする、または、この時間から湯水導入通路１５の容量分差し引いた時間とする等、適宜の時間に設定される。

さらに、本発明の熱源装置の詳細なシステム構成は適宜設定されるものであり、例えば前記実施例で設けた給湯熱交出側温度検出手段６７は省略することもできる。また、タンク湯水混合器１２と水混合器１４も共に２方弁として、これらの混合器１２，１４で２カ所で混合比を調整したが、例えば２方弁を用いる代わりに、１カ所に３方弁を設けて混合比を調整するようにしてもよい。

さらに、図６、図７において、接続通路２１，２２を省略したシステム（循環ポンプ２３、電磁弁２４もなし）においても本発明は有効である。

さらに、図６の破線で示されるようなバイパス路７９とバイパス電磁弁８０を設けて熱源装置を形成してもよい。このような構成においては、バイパス路７９と通路２８との合流部で合流した後の温度が給湯設定温度となるように、必要に応じてバイパス電磁弁８０の開閉制御やミキシング流量制御手段３５等による温度制御、燃焼制御手段４７による燃焼制御等が適宜行われる。

また、このようにバイパス路７９を設ける場合は、貯湯槽２側から湯水導入通路１５を通って流れてきた湯水が給湯回路６２の湯水導入側とバイパス路７９側とに分岐した後に通路１８で合流することになるため、給湯通路６２側とバイパス路７９側との分岐比（バイパス比）（例えば８：２としたり５：５としたり適宜設定される値）を考慮して前記第１設定容量、前記第２設定容量、前記嵩上げ温度が適宜定められることになる。

さらに、前記実施例では、給水流量センサ２９と流量検出手段４２を別々のものとして両方を熱源装置に設けたが、どちらか１つで兼用してもよい。例えば流量検出手段４２のみ設ける場合には、流量検出手段４２の検出信号を、流量割合検出手段３８とミキシング流量制御手段３５にも加えるようにする。なお、給水流量センサ２９と流量検出手段４２の両方を設ける場合にも、流量検出手段４２の検出信号をミキシング流量制御手段３５等に加えてもよいが、ミキシング流量制御手段３５等には給水流量センサ２９の検出信号を加えるようにする方が、給湯器１６等の補助熱源装置とタンクユニット４間の情報融通を行わずにすみ、制御構成を簡略化できる。

さらに、給湯器１６は、給湯熱交換器１７を例えば石油燃焼式のバーナ装置により加熱するタイプの給湯器としてもよい。

さらに、前記実施例では、貯湯槽２は燃料電池１に熱的に接続されていたが、燃料電池１の代わりに、太陽熱の集熱機やヒートポンプ等を接続してもよい。

本発明の熱源装置は、主熱源と補助熱源装置との通信を行わなくても給湯温度の安定化を図ることができ、コストダウンを図ることもできるので、使い勝手が良好であり、例えば家庭用の熱源装置として利用できる。

１ 燃料電池
２ 貯湯槽
３ 熱回収用通路
４ タンクユニット
５ 貯湯槽内湯水温検出手段
８，８ａ，８ｂ 給水通路
９ 出湯通路
１０ 合流部
１１ 貯湯槽出湯水温検出手段
１２ タンク湯水混合器
１３ タンク電磁弁
１４ 水混合器
１５ 湯水導入通路
１６ 給湯器
１７ 給湯熱交換器
１７ａ メインの熱交換器
１７ｂ 潜熱回収用熱交換器
２８ 混合サーミスタ
２９ 給水流量センサ
３３ 制御装置
３５ ミキシング流量制御手段
３６ 送湯温度調節手段
４２ 流量検出手段
４５ 給湯設定温度設定操作手段
４７ 燃焼制御手段
６１ 給湯バーナ
６２ 給湯回路
６６ 燃焼室
６７ 給湯熱交出側温度検出手段
６８ バイパス通路
６９ バイパス電磁弁
７１ 給水温度演算値算出手段
７２ 制御用給水温算出手段
７３ メモリ部
７４ バイパス開閉弁制御手段
７５ 給湯バーナ燃焼再開指令手段
７６ 給湯温度検出手段

Claims (10)

1. 給湯設定温度の湯を出湯する機能を有する主熱源を有し、該主熱源から出湯される湯の通路の下流側には給湯熱交換器を備えた補助熱源装置の給湯回路の湯水導入側が接続されており、前記主熱源側には該主熱源側から前記補助熱源装置の給湯回路側に送られる湯の温度を調節する送湯温度調節手段が設けられ、前記補助熱源装置には、前記給湯熱交換器を加熱する給湯バーナと、該給湯バーナの燃焼制御を行う燃焼制御手段と、前記給湯回路に導入される湯水を前記給湯熱交換器に通さずに前記給湯回路から導出するためのバイパス通路とが設けられ、前記給湯熱交換器は前記給湯バーナの燃焼ガスの顕熱を吸収するメインの熱交換器と該メインの熱交換器の上流側に設けられて前記燃焼ガスの潜熱を回収する潜熱回収用熱交換器とを有して、前記主熱源から前記補助熱源装置に送られる湯を前記潜熱回収用熱交換器と前記メインの熱交換器に順に通して給湯先に給湯する機能を有しており、給湯が開始されたときに前記燃焼制御手段によって前記給湯バーナの燃焼を開始させて前記給湯回路を通る湯水を前記給湯熱交換器により加熱して給湯した後、前記主熱源から送られた前記給湯設定温度の湯が前記補助熱源装置の前記給湯回路の前記湯水導入側に到達したと判断されたときに前記給湯バーナの燃焼を停止して給湯を継続する構成を有し、前記給湯バーナの燃焼停止時に前記メインの熱交換器内にあった湯が前記給湯バーナの燃焼停止後に該メインの熱交換器を通って出るまでに要すると推定される時間に前記補助熱源装置に導入される湯の容量に基づいて設定される第１設定容量と、前記給湯バーナの燃焼停止時に前記潜熱回収用熱交換器内にあった湯が前記給湯バーナの燃焼停止後に該潜熱回収用熱交換器を通って出るまでに要すると推定される時間に前記補助熱源装置に導入される湯の容量に基づいて設定される第２設定容量とが予め与えられ、前記送湯温度調節手段は前記主熱源側から前記補助熱源装置の給湯回路側に送る湯の温度を給湯開始から該湯の容量が前記第１設定容量に達するまでは前記給湯設定温度として前記第１設定容量に達してから前記第２設定容量に達するまでは前記給湯設定温度よりも予め定められる嵩上げ温度高い温度とし、前記第２設定容量に達した以降は前記給湯設定温度とすることを特徴とする熱源装置。
2. 第１設定容量は、給湯回路に導入されて給湯熱交換器側とバイパス通路側とに分岐して流れる湯水の前記給湯熱交換器側への分岐率とメインの熱交換器の保有水量とに対応する値に設定されて、第２設定容量は、前記分岐率と潜熱回収用熱交換器の保有水量に対応する値に設定されていることを特徴とする請求項１記載の熱源装置。
3. 嵩上げ温度は、給湯設定温度と給湯開始直後に補助熱源装置に導入される湯水温度との差に対応する値としたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の熱源装置。
4. バイパス通路にはバイパス開閉弁が設けられて、給湯回路に導入される湯水の給湯熱交換器側への流通割合と前記バイパス通路側への流通割合とが前記バイパス開閉弁の開閉により予め定められる割合変化範囲内で制御される構成と成し、給湯バーナを停止した以降は前記バイパス通路側への流通割合が前記割合変化範囲内で最大となるように前記バイパス開閉弁を制御するバイパス開閉弁制御手段を有することを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３記載の熱源装置。
5. 補助熱源装置の湯水導入側には主熱源から出湯される湯の通路の他に給水通路が接続されており、主熱源と補助熱源装置の給湯回路の湯水導入側とが接続用配管を介して接続されていて該接続用配管の長さが予め与えられる設定長さより短い場合には、給湯開始から予め定められている水導入時間が経過するまでの間は前記給水通路から前記補助熱源装置に水を導入し、前記水導入時間が経過した以降に前記湯の通路を通して前記主熱源から出湯される湯を前記補助熱源装置に導入する給湯開始時導入湯水可変手段を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の熱源装置。
6. 主熱源は貯湯槽を有して該貯湯槽から出湯される湯の通路と給水通路とが合流する合流部が設けられ、該合流部で合流される湯と水とを混合するミキシング手段と、該ミキシング手段により混合されて形成された湯を補助熱源装置に導入する湯水導入通路と、前記ミキシング手段を制御することにより前記合流部に流れる湯の流量と水の流量を制御するミキシング流量制御手段とを有し、該ミキシング流量制御手段に送湯温度調節手段が指令を加えて前記主熱源から前記補助熱源装置側に送られる湯の温度を調節することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載の熱源装置。
7. 補助熱源装置は給湯温度検出手段により検出される給湯温度と給湯熱交換器の容量と該給湯熱交換器の加熱量とに基づいて補助熱源装置に導入される湯水の温度を給水温度演算値として演算により求める給水温度演算値算出手段を有し、該給水温度演算値算出手段により求められる前記給水温度演算値を燃焼制御手段が給湯中にモニタして該給水温度演算値の温度上昇に基づき主熱源から給湯設定温度の湯が前記補助熱源装置に到達して導入されたと判断することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一つに記載の熱源装置。
8. 給水温度演算値算出手段により求められる給水温度演算値と予め定められる温度変化量とに基づき燃焼制御手段による給湯バーナ燃焼制御用の制御用給水温度を求める制御用給水温度算出手段を有し、燃焼制御手段は、前記給水温度演算値から前記制御用給水温度を差し引いた温度差が予め定められる燃焼停止基準温度差に達したとき又は超えたときに主熱源から給湯設定温度の湯が補助熱源装置に導入されたと判断することを特徴とする請求項７記載の熱源装置。
9. 燃焼停止基準温度差は給湯設定温度から制御用給水温度を差し引いた差を予め定められる失火係数で調整した値としたことを特徴とする請求項８記載の熱源装置。
10. 給湯バーナを停止した直後の給湯温度が前記給湯バーナの停止直前の給湯設定温度よりも予め定められる給湯再開基準温度以上低下したときには燃焼制御手段により前記給湯バーナの燃焼を再開させる給湯バーナ燃焼再開指令手段が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか一つに記載の熱源装置。

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