JP6333600B2 - 即湯ユニット - Google Patents

Description

本発明は即湯ユニットに関し、シャワー等の水栓から即時にお湯を出す場合に好適なものである。

従来、給水配管から供給される水を給湯器で加熱し、その給湯器から給湯配管を介して湯を水栓に供給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、リモートコントローラで設定された温度にまで湯が加熱される。

しかしながら、水栓が開かれるまで湯は給湯配管内に貯留し続けるため放熱して冷める傾向にあり、また水栓が開かれた以降に給湯器が加熱を開始するため、当該湯が水栓に達するまでには給湯配管内に貯留し続けて冷めた水が排出される場合がある。

このような場合の対応策の１つとして下記特許文献１に記載の給湯装置がある。この特許文献１の給湯装置では、水栓の少し手前の給湯回路から浴槽に向けて分岐される即湯用回路が設けられ、給湯器における湯張りが完了された後の一定期間だけ給湯回路内の冷めた湯が即湯用回路を介して浴槽内に排出される。

特開２０００−２１３８０５公報

ところが、上記特許文献１の給湯装置では、給湯回路内の湯が冷めていないときであってもその湯が浴槽内に排出されてしまう場合があるため、この場合には給湯回路の湯が無駄となり、この結果、給湯器でのエネルギー効率が悪くなるという問題があった。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、給湯器でのエネルギー効率を向上させ得る即湯ユニットを提案するものである。

かかる課題を解決するため本発明の即湯ユニットは、給湯器から水栓に向かう給湯配管の所定部位と、前記給湯器と浴槽とで湯を循環させるための風呂往き管又は風呂戻り管の所定部位とを連結する配管に設けられるユニット電磁弁と、前記連結配管に設けられるユニットサーミスタと、前記ユニット電磁弁を制御するユニット制御部とを備える。
前記ユニット制御部は、前記ユニットサーミスタから出力される信号に基づいて、前記給湯配管に貯留している湯全体が給湯設定温度の湯に置換されるように前記ユニット電磁弁を開放させる置換処理部と、前記置換処理部によって前記ユニット電磁弁が開放されている間に前記ユニットサーミスタから出力される信号をサンプリングし、前記給湯配管から前記連結配管を流れる湯の温度分布とそれら温度の取得時期とを示す情報を抽出する抽出処理部と、前記情報に基づいて、前記給湯配管に貯留している湯のうち最も温度低下が大きい部分から下流側に貯留している一部の湯が給湯設定温度の湯に置換されるように前記ユニット電磁弁を開放させる一部置換処理部とを有することを特徴とする。

このように即湯ユニットは、給湯配管の湯を置換する際にその給湯配管から連結配管を流れる湯の温度分布とそれら温度の取得時期とを示す情報に基づいて給湯配管に貯留する湯の挙動を捉え、最も温度低下量が大きい部分から下流側に貯留する湯だけを浴槽に排出する。このため、即湯ユニットは、給湯配管内の湯全体をそのつど置換する場合に比べて、未だある温度よりも低下していない温かい湯を浴槽に排出することを抑制し、給湯器に対して無駄な湯の温めを抑制させることができる。こうして、給湯器でのエネルギー効率を向上させ得る即湯ユニットが実現される。

本実施形態の給湯システムを示す図である。 給湯器の構成を示す図である。 給湯器における制御部との接続関係を示す図である。 即湯ユニットにおけるユニット制御部との接続関係を示す図である。 給湯配管に貯留していた湯の温度分布の波形を示す図である。 １回目における湯の一部置換前に予測される温度分布（Ａ）と、当該一部置換後の温度分布（Ｂ）とを示す図である。 ２回目における湯の一部置換前に予測される温度分布（Ａ）と、当該一部置換後の温度分布（Ｂ）とを示す図である。 ３回目における湯の一部置換前に予測される温度分布（Ａ）と、当該一部置換後の温度分布（Ｂ）とを示す図である。 ４回目における湯の一部置換前に予測される温度分布（Ａ）と、当該一部置換後の温度分布（Ｂ）とを示す図である。 ユニット制御部における排出処理手順を示すフローチャートである。

以下、本発明における実施形態について図面を用いながら詳細に説明する。
（１）給湯システムの構成

図１に示すように、本実施形態の給湯システム１は、給湯器２、水栓３、浴槽４、及び即湯ユニット５を主な構成要素として備える。

この給湯システム１における給湯器２と水栓３とは給湯配管６を介して連結されている。水栓３は、本実施形形態では、浴室水栓３Ａ、台所水栓３Ｂ及び洗面所水栓３Ｃを有する。一般に、浴室水栓３Ａは、水と湯を混ぜ合わせて温度を調整する機構を有する混合水栓である。

給湯配管６は、本実施形形態では、浴室給湯配管６Ａ、台所給湯配管６Ｂ及び洗面所給湯配管６Ｃと、これら給湯配管６Ａ〜６Ｃの直径よりも大きい直径の主給湯配管６Ｄとを有する。浴室給湯配管６Ａ、台所給湯配管６Ｂ及び洗面所給湯配管６Ｃと、主給湯配管６Ｄとはヘッダ７で連結されており、当該ヘッダ７は主給湯配管６Ｄを複数の給湯配管６Ａ〜６Ｃに分岐する分岐部である。

給湯器２は、給水配管８から水を取り込んで加熱し、その加熱結果として得られた湯を主給湯配管６Ｄに送り出すことで、当該主給湯配管６Ｄからヘッダ７及び給湯配管６Ａ〜６Ｃを介して各水栓３Ａ〜３Ｃに湯を供給するように構成される。

また、この給湯システム１における給湯器２と浴槽４とは、当該給湯器２と浴槽４とで湯を循環させるための風呂往き管９Ａ（以下、順方向循環配管９Ａという）及び風呂戻り管９Ｂ（以下、逆方向循環配管９Ｂという）を介して連結されている。なお、浴槽４の側面下段には、当該浴槽４と順方向循環配管９Ａ及び逆方向循環配管９Ｂとを接続するための循環金具ＭＦが設けられており、当該浴槽４の外壁側に突出する循環金具部分に順方向循環配管９Ａ及び逆方向循環配管９Ｂの一端が接続されている。

給湯器２は、浴槽４から逆方向循環配管９Ｂを介して湯を取り込んで加熱し、その加熱結果として得られた湯を順方向循環配管９Ａを介して浴槽４に送り出すことで、浴槽４との間で湯を循環させるように構成される。

さらに、この給湯システム１における浴室給湯配管６Ａと順方向循環配管９Ａとは連結配管（以下、ショートカット配管という）１０を介して連結されており、当該ショートカット配管１０には即湯ユニット５が設けられる。

なお、ショートカット配管１０の一端は、浴室給湯配管６Ａの途中部位に設けられる継ぎ手部材ＪＴ１に接続され、当該ショートカット配管１０の他端は、順方向循環配管９Ａの途中部位に設けられる継ぎ手部材ＪＴ２に接続されている。

即湯ユニット５は、ショートカット配管１０内に貯留する湯の温度に基づいて、給湯配管６に貯留する湯の全部又は一部をショートカット配管１０を介して浴槽４に供給し、当該給湯配管６Ａ、６Ｄ内の湯の温度が一定温度以上となるように調整する構成とされる。

（２）給湯器の構成
図２に示すように、給湯器２は、第１熱交換器１１、給水流量センサ１３、給湯サーミスタ１４、経路連通電磁弁１５、第２熱交換器１６、循環ポンプ１７、水流スイッチ１８、風呂サーミスタ（以下、浴槽サーミスタという）１９、圧力センサ２０、湯張り流量センサ（以下、給湯流量センサという）２１及び制御部３１を主な構成要素として備える。

第１熱交換器１１の入力端には給水配管８の一端が接続され、当該第１熱交換器１１の出力端には主給湯配管６Ｄの一端が接続されている。第１熱交換器１１は、バーナＢＮ１の着火により生じる熱を用いて、給水配管８から供給される水を加熱する。なお、バーナＢＮ１は、第１ガス弁２５を介して供給されるガスにより着火するバーナであり、当該第１ガス弁２５は制御部３１からの命令に応じて開閉する。

給水流量センサ１３は、給水配管８内に設けられており、給水配管８内に流れる湯の水量を検出し、その量を示す信号を制御部３１に送出する。

給湯サーミスタ１４は、主給湯配管６Ｄのうち第１熱交換器１１の出口近傍となる部位の管内に設けられており、当該第１熱交換器１１の出口近傍における湯の温度を計測し、その温度を示す信号を制御部３１に送出する。

経路連通電磁弁１５は、主給湯配管６Ｄと逆方向循環配管９Ｂとを連結する配管２７の所定部位に設けられており、制御部３１からの命令に応じて開閉する。この経路連通電磁弁１５が開放された状態にある場合、主給湯配管６Ｄと逆方向循環配管９Ｂとが連通される。

第２熱交換器１６の入力端には逆方向循環配管９Ｂの一端が接続され、当該第２熱交換器１６の出力端には順方向循環配管９Ａの一端が接続されている。第２熱交換器１６は、バーナＢＮ２の着火により生じる熱を用いて、配管２７又は逆方向循環配管９Ｂから供給される湯を加熱する。なお、バーナＢＮ２は、第２ガス弁２６を介して供給されるガスにより着火するバーナであり、当該第２ガス弁２６は制御部３１からの命令に応じて開閉する。

循環ポンプ１７は、逆方向循環配管９Ｂの所定部位に設けられており、制御部３１からの命令に応じて駆動し、浴槽４の貯留する湯を逆方向循環配管９Ｂ、第２熱交換器１６及び順方向循環配管９Ａを順次介して循環させる。なお、この循環ポンプ１７の設置部位は順方向循環配管９Ａとされてもよい。

水流スイッチ１８は、逆方向循環配管９Ｂの所定部位に設けられており、当該逆方向循環配管９Ｂ内で湯の流れがあるか否かを検出し、その検出結果を示す信号を制御部３１に送出する。なお、この水流スイッチ１８の設置部位は順方向循環配管９Ａとされてもよい。

浴槽サーミスタ１９は、逆方向循環配管９Ｂの管内に設けられており、逆方向循環配管９Ｂ内における湯の温度を計測し、その温度を示す信号を制御部３１に送出する。

圧力センサ２０は、配管２７のうち経路連通電磁弁１５を境界として逆方向循環配管９Ｂ側となる部位に設けられており、配管内の湯により加えられる圧力を検出し、その圧力を示す信号を制御部３１に送出する。なお、この圧力センサ２０の設置部位は逆方向循環配管９Ｂとされてもよい。

給湯流量センサ２１は、配管２７のうち経路連通電磁弁１５を境界として主給湯配管６Ｄ側となる部位に設けられており、配管２７内に流れる湯の水量を検出し、その量を示す信号を制御部３１に送出する。

図３に示すように、制御部３１には、給湯システム１における各種機器が多芯ケーブルを介して接続されている。この多芯ケーブルは、電源ライン及び信号ラインを有し、当該電源ライン介して電源から供給される電源電圧を用いて制御部３１及びその制御部３１に接続されている各種機器が駆動する。

具体的に制御部３１には、上述の給水流量センサ１３、給湯サーミスタ１４、経路連通電磁弁１５、循環ポンプ１７、水流スイッチ１８、浴槽サーミスタ１９、圧力センサ２０及び給湯流量センサ２１が接続されている。

また制御部３１には、即湯ユニット５と、外気温センサ３２、台所リモートコントローラ３３、浴室リモートコントローラ３４及び記憶部３５とが接続されている。

外気温センサ３２は、屋外に設けられており、当該屋外の気温を検出し、その外気温を示す信号を制御部３１に送出する。

台所リモートコントローラ３３及び浴室リモートコントローラ３４は、複数の操作子を有し、当該操作子の操作に応じた設定命令や処理開始命令などの命令を制御部３１に与える。また、台所リモートコントローラ３３及び浴室リモートコントローラ３４は、表示パネルを有し、当該表示パネルには時刻、給湯器２の動作状態及び記憶部３５に記憶されたデータに示される情報などが適宜表示される。

記憶部３５には、設定データやプログラムなどの各種データが記憶される。例えば、即湯ユニット５、台所リモートコントローラ３３及び浴室リモートコントローラ３４と、これらに割り当てられる固有の識別子との対応関係を示す機器データＩＦ１が記憶部３５に記憶される。

この機器データＩＦ１は、どのリモートコントローラから命令を受けたかを制御部３１が認識するためのデータである。この機器データＩＦ１に基づいて、制御部３１では即湯ユニット５がリモートコントローラとして認識される。

なお、リモートコントローラ（即湯ユニット５、台所リモートコントローラ３３又は浴室リモートコントローラ３４）から制御部３１に命令が与えられた場合、その命令を与えたリモートコントローラ以外の他のリモートコントローラに対して当該命令を受けた旨が制御部３１により通知される。

また、浴槽４の水位と、当該水位時に浴槽４に貯留される水量との相関を示す水位量相関データＩＦ２、循環金具ＭＦまでの水位を示す金具水位データＩＦ３、及び、浴槽４に貯留された湯の温度と水位を測定すべきインターバルを示す測定間隔データＩＦ４が記憶部３５に記憶される。

水位量相関データＩＦ２及び金具水位データＩＦ３は、浴槽４の形状及び体積に応じて生成され、例えば試運転時に記憶部３５に記憶される。測定間隔データＩＦ４は、即湯ユニット５から与えられる変更命令に応じて制御部３１により更新される。

さらに、給湯配管６内に貯留すべき湯の温度を示す給湯温設定データＣＭ１、浴槽４に貯留すべき湯の温度を示す浴槽温設定データＣＭ２、及び、浴槽４に貯留すべき水位を示す水位設定データＣＭ３が記憶部３５に記憶される。

給湯温設定データＣＭ１は、台所リモートコントローラ３３で設定される給湯温設定データＣＭ１_Ａと、浴室リモートコントローラ３４で設定される給湯温設定データＣＭ１_Ｂと、即湯ユニット５で設定される給湯温設定データＣＭ１_Ｃとを有する。これら給湯温設定データＣＭ１_Ａ〜ＣＭ１_Ｃは対応する機器からの設定命令に応じて更新される。

なお、給湯温設定データＣＭ１_Ａ〜ＣＭ１_Ｃのうち、浴室リモートコントローラ３４又は即湯ユニット５が優先機器となっていない状態（通常状態）では、給湯温設定データＣＭ１_Ａが用いられる。

これに対して、優先機器とすべき設定命令が浴室リモートコントローラ３４から与えられて浴室リモートコントローラ３４が優先機器となっている場合、その設定解除命令が浴室リモートコントローラ３４から与えられるまで給湯温設定データＣＭ１_Ｂが用いられる。

また、優先機器とすべき設定命令が即湯ユニット５から与えられて即湯ユニット５が優先機器となっている場合、その設定解除命令が即湯ユニット５から与えられるまで給湯温設定データＣＭ１_Ｃが用いられる。

浴槽温設定データＣＭ２及び水位設定データＣＭ３は、浴室リモートコントローラ３４から与えられる設定命令に応じて、制御部３１により更新される。

制御部３１は、この制御部３１に接続されている各機器から出力される信号と、記憶部３５に記憶される各種データとに基づいて経路連通電磁弁１５、循環ポンプ１７、第１ガス弁２５及び第２ガス弁２６を適宜制御し、各種処理を実行する。

例えば、制御部３１は、台所リモートコントローラ３３又は浴室リモートコントローラ３４から湯張り命令を受けた場合、設定水位未満となる量の湯を給湯設定温度で浴槽４に貯留する１次湯張り処理を実行する。

すなわち、制御部３１は、第１ガス弁２５開放させて第１熱交換器１１をバーナＢＮ１で熱するとともに、第２ガス弁２６を開放させて第２熱交換器１６をバーナＢＮ２で熱する。このとき、制御部３１は、記憶部３５に記憶される給湯温設定データＣＭ１の温度となるように、給湯サーミスタ１４から出力される信号に基づいて第１ガス弁２５及び第２ガス弁２６を制御し、ガスの供給量を調整する。

これに加えて制御部３１は、経路連通電磁弁１５を開放させ、給水配管８から第１熱交換器１１及び第２熱交換器１６を経て浴槽４に至る流路を形成し、順方向循環配管９Ａを介して浴槽４に湯を供給する。このとき、制御部３１は、給湯流量センサ２１から出力される信号に基づいて浴槽４に供給される湯の量を監視し、その量が規定量となった時点で第１ガス弁２５及び第２ガス弁２６と、経路連通電磁弁１５とを閉鎖させる。

制御部３１は、上述のように１次湯張り処理を実行した後、設定水位までの量の湯を浴槽設定温度で浴槽４に貯留する２次湯張り処理を実行する。

すなわち制御部３１は、圧力センサ２０から出力される信号に基づいて浴槽４に貯留される現在の水位を検出し、この水位と水位量相関データＩＦ２とに基づいて、水位設定データＣＭ３の水位までに要する湯の量を注水量として演算する。

そして制御部３１は、第１ガス弁２５及び第２ガス弁２６と経路連通電磁弁１５とを開放させ、上述の１次湯張り処理と同様に、浴槽温設定データＣＭ２の温度で、注水量として演算した量の湯を浴槽４に供給する。その後、制御部３１は、１次湯張り処理第１ガス弁２５及び第２ガス弁２６と、経路連通電磁弁１５とを閉鎖させる。

このように制御部３１は、湯張り命令を受けた場合、浴槽４に湯が残っている可能性を考慮して循環金具ＭＦ以上設定水位未満となる量の湯を給湯設定温度で浴槽４に貯留した後、当該設定水位までの量の湯を浴槽設定温度で浴槽４に貯留する。

また制御部３１は、湯張り命令を受けてから所定の時間が経過するまで、上述の２次湯張り処理を実行し終えてから測定間隔データＩＦ４の間隔ごとに、浴槽４に貯留された湯の水位及び温度を調整する調整処理を実行する。

すなわち、制御部３１は、測定間隔データＩＦ４の間隔を内部クロックに基づいて計時する。そして制御部３１は、測定間隔データＩＦ４の間隔が経過するたびに、圧力センサ２０から出力される信号に基づいて現在の浴槽４の水位を認識し、その水位を水位設定データＣＭ３の水位と比較する。

ここで、設定水位から所定以上の水位が低下している比較結果が得られた場合、制御部３１は、水位設定データＣＭ３の水位になるまで、上述の１次湯張り処理と同様にして給湯設定温度の湯を浴槽４に貯留する。

このように制御部３１は、浴槽４に設定水位まで湯を貯留した以後に所定以上の水位の低下を検出した場合には浴槽温度で湯を補充することで、当該浴槽４に貯留する湯の水位を設定水位に維持する。

一方、制御部３１は、測定間隔データＩＦ４の間隔が経過するたびに、循環ポンプ１７を駆動させた後に浴槽サーミスタ１９から出力される信号に基づいて浴槽４の温度を認識し、この温度を浴槽温設定データＣＭ２の温度と比較する。

ここで、浴槽サーミスタ１９の温度が浴槽設定温度よりも低い比較結果が得られた場合、制御部３１は、浴槽４に貯留した湯を温め直す追い焚き処理を実行する。すなわち、制御部３１は、第２ガス弁２６を開放させて第２熱交換器１６をバーナＢＮ２で熱し、浴槽サーミスタ１９から出力される信号に基づく温度が浴槽温設定データＣＭ２の温度となった時点で第２ガス弁２６を閉鎖させるとともに循環ポンプ１７を停止させる。

このように制御部３１は、浴槽４に設定水位まで浴槽設定温度の湯を貯留した以後にその浴槽設定温度よりも低くなった場合には温め直すことで、当該浴槽４に貯留する温度を浴槽設定温度に維持する。

なお、制御部３１は、上述の１次湯張り処理を終了した時点、及び、２次湯張り処理を終了した時点でも上述の追い焚き処理を実行し、浴槽４に湯を貯留し終わるたびにその湯の温度を確認し、必要に応じて温め直す。

さらに制御部３１は、水栓３の使用を検出した場合、当該水栓３の使用が検出されなくなるまで給湯配管６に給湯設定温度の湯を供給する給湯処理を実行する。

すなわち、制御部３１は、給湯流量センサ２１から出力される信号で水流が検知できないにもかかわらず、給水流量センサ１３から出力される信号で水流が検知できる場合、水栓３の使用を検出する。

この場合、制御部３１は、給水流量センサ１３から出力される信号で検知される水流と、給湯流量センサ２１から出力される信号で検知される水流との差がなくなる時点まで、第１ガス弁２５を開放させ、上述の１次湯張り処理と同様に、浴槽温設定データＣＭ２の温度で湯を給湯配管６に供給する。

このように制御部３１は、水栓３の使用を検出した場合には、給湯設定温度の湯を給湯配管６に供給し、当該水栓３で使用された分の湯を補充する。

なお、制御部３１は、上述の１次湯張り処理、２次湯張り処理、水位調整処理又は温度調整処理の実行中に水栓３の使用を検出した場合、当該実行中の処理を中断して給湯処理を実行する。その後、制御部３１は、水栓３の使用が検出されなくなった時点で給湯処理を停止するとともに、中断していた処理を再開する。

（３）即湯ユニットの構成
図１に示すように、即湯ユニット５は、ユニット電磁弁４１、ユニット逆止弁４２、ユニットサーミスタ４３、ユニット流量センサ４４及びユニット制御部４５を主な構成要素として備え、給湯器２から供給される電源電圧を用いて駆動する。

ユニット電磁弁４１は、ショートカット配管１０の所定部位に設けられており、ユニット制御部４５からの命令に応じて開閉する。このユニット電磁弁４１が開放された状態にある場合、給湯配管６内の湯はショートカット配管１０内を流れて浴槽４に供給される。

ユニット逆止弁４２は、ショートカット配管１０のうちユニット電磁弁４１を境界として順方向循環配管９Ａ側となる部位に設けられており、ショートカット配管１０内を流れる湯が順方向循環配管９Ａから浴室給湯配管６Ａに向かって流れることを防ぐ弁である。

ユニットサーミスタ４３は、ショートカット配管１０のうちユニット電磁弁４１を境界として浴室給湯配管６Ａ側となる部位の管内に設けられており、当該ショートカット配管１０内における湯の温度を計測し、その温度を示す信号をユニット制御部４５に送出する。

ユニット流量センサ４４は、ショートカット配管１０のうちユニット逆止弁４２を境界として順方向循環配管９Ａ側となる部位の管内に設けられており、当該順方向循環配管９Ａ内に流れる湯の水量を検出し、その量を示す信号をユニット制御部４５に送出する。

ユニット制御部４５は、図４に示すように、ユニット電磁弁４１、ユニットサーミスタ４３及びユニット流量センサ４４と接続されている。また、ユニット制御部４５は、給湯器２の制御部３１と多芯ケーブルを介して接続されている。

このユニット制御部４５は、給湯器２から多芯ケーブルを介して供給される電源電圧を用いて駆動し、置換処理部５１、抽出処理部５２、一部置換処理部５３及び異常検出処理部５４として機能する。

置換処理部５１は、ユニットサーミスタ４３から出力される信号に基づいて、給湯配管６に貯留している湯全体が給湯設定温度の湯に置換されるようにユニット電磁弁４１を開放させる置換処理を実行する。

すなわち、置換処理部５１は、ユニットサーミスタ４３から出力される信号に基づく温度が、給湯設定温度よりも低く規定される規定温度を下回った時点を契機としてユニット電磁弁４１を開放させる。

このユニット電磁弁４１が開放されている場合、給湯配管６の湯はショートカット配管１０から浴槽４に排出される。またこの場合、給湯器２では水栓３の使用が制御部３１によって検出されるため、給湯配管６には給湯温設定データＣＭ１の温度に温められた湯が供給される。

ここで、ユニットサーミスタ４３から出力される信号に基づく温度が給湯温設定データＣＭ１の温度になった場合、このことは、ユニット電磁弁４１を開放させる前に給湯配管６に貯留していた湯全体が給湯設定温度の湯に置換されたことを意味する。この場合、置換処理部５１は、ユニット電磁弁４１を閉鎖させる。

また、置換処理部５１は、給湯器２の制御部３１から湯張り命令が与えられた旨の通知を受けた後に追い炊きを停止した旨の通知を最初に受けた場合、給湯器２において１次湯張り処理が終わったと認識する。

この場合、置換処理部５１は、ユニットサーミスタ４３から出力される信号に基づく温度が規定温度を下回っていなくても、当該温度が給湯設定温度になるまでユニット電磁弁４１を開放させる。

これにより置換処理部５１は、ユニット電磁弁４１の開放前に給湯配管６に貯留していた湯全体を給湯設定温度の湯に置換させることに加え、当該置換により給湯配管６から浴槽４に排出された湯を、給湯器２において２次湯張り処理後に実行される追い炊き処理に便乗して温めさせる。

さらに、置換処理部５１は、給湯器２の制御部３１から湯張り命令が与えられた旨の通知を受けた後に所定の時間が経過するまで、給湯器２における浴槽サーミスタ１９から出力される信号に基づいて現在の浴槽４の温度を認識し、その温度を給湯器２の記憶部３５に記憶される浴槽温設定データＣＭ２の温度と比較する。

ここで、現在の浴槽４の温度が浴槽設定温度よりも所定温度だけ低かった場合、ユニットサーミスタ４３から出力される信号に基づく温度が規定温度を下回っていなくても、当該温度が給湯設定温度になるまでユニット電磁弁４１を開放させる。

これにより置換処理部５１は、ユニット電磁弁４１の開放前に給湯配管６に貯留していた湯全体を給湯設定温度の湯に置換させることに加え、当該置換により給湯配管６から浴槽４に排出された湯を、給湯器２において水温調整処理後に実行される追い炊き処理に便乗して温めさせる。

抽出処理部５２は、給湯配管６からショートカット配管１０を流れる湯の温度分布とそれら温度の取得時期とを示す情報（以下、管路温度変化情報という）を抽出する抽出処理を実行する。

すなわち、抽出処理部５２は、置換処理部５１によってユニット電磁弁４１が開放されている間にユニットサーミスタ４３から出力される信号をサンプリングし、管路温度変化情報を抽出する。

そして抽出処理部５２は、管路温度変化情報を２回目に抽出したときにはこれを内部メモリに記憶する。また抽出処理部５２は、管路温度変化情報を３回目以降に抽出したときには、既に内部メモリに記憶されている管路温度変化情報を、そのとき抽出した管路温度変化情報に書き換える。

この管路温度変化情報は、給湯配管６の湯全体が給湯設定温度の湯に置換された時点から単位時間だけ貯留された後にショートカット配管１０経由で浴槽４に排出させる際に、そのショートカット配管１０を流れる湯の温度変化を計時的に抽出したものである。このため、２回目以降の管路温度変化情報は、給湯配管６内に貯留する湯の単位時間あたりの温度低下量を、給湯配管６における実際の設置態様や断熱効果に反映して示すことになる。

なお、抽出処理部５２は、管路温度変化情報を抽出し直すべき命令を一部置換処理部５３から受けたときにも抽出処理を実行し、既に内部メモリに記憶されている管路温度変化情報を、当該命令を受けたときに抽出した管路温度変化情報に書き換える。

一部置換処理部５３は、管路温度変化情報に基づいて、給湯配管６の湯の一部を給湯設定温度の湯に置換する一部置換処理を実行する。

すなわち、一部置換処理部５３は、抽出処理部５２によって内部メモリに管路温度変化情報が記憶され、あるいは、内部メモリに記憶された管路温度変化情報が書き換えられると、当該内部メモリから管路温度変化情報に基づいて、図５に示すように時系列の温度分布に近似する温度分布波形（回帰曲線）ＷＶを生成する。

また一部置換処理部５３は、温度分布波形ＷＶの最低値ＢＶを基準として給湯配管６の下流側の温度分布波形部分から、温度がおおむね一定の状態に転じる点（以下、変位点という）ＩＰ１を検出する。また一部置換処理部５３は、温度分布波形ＷＶの最低値ＢＶを基準として給湯配管６の上流側の温度分布波形部分から変位点ＩＰ２を検出する。

そして一部置換処理部５３は、変位点ＩＰ１及びＩＰ２に基づいて、給湯配管６に貯留している湯の温度低下の程度が異なる複数の配管区間Ｔ１〜Ｔ３に温度分布波形ＷＶを区分する。

配管区間Ｔ１は、給湯設定温度Ｋ０の湯が給湯配管６に貯留された時点からユニット電磁弁４１が開放される時点までにおよそ温度Ｋ１まで低下する配管部分と、その配管部分における容積分の水量を置換する際に要する期間を示している。

一方、配管区間Ｔ２は、給湯設定温度Ｋ０の湯が給湯配管６に貯留された時点からユニット電磁弁４１が開放される時点までにおよそ温度Ｋ３まで低下する配管部分と、その配管部分における容積分の水量を置換する際に要する期間を示している。

他方、配管区間Ｔ３は、給湯設定温度Ｋ０の湯が給湯配管６に貯留された時点からユニット電磁弁４１が開放される時点までにおよそ温度Ｋ２まで低下する配管部分と、その配管部分における容積分の水量を置換する際に要する期間を示している。

一部置換処理部５３は、このような配管区間Ｔ１〜Ｔ３のうち最も温度低下が大きい部分から下流側の水量を置換するために要する置換期間を予測する。

これに加えて、一部置換処理部５３は、最も温度低下が大きい部分に貯留している湯が給湯配管６において許容すべき最低温度（以下、許容最低温度という）にまで低下した場合にユニットサーミスタ４３で取得されると見込まれる見込温度を予測する。

ここで、ｎ回目に給湯配管６の湯の一部を置換する場合における置換期間及び見込温度の予測手法について、図６〜図９を用いて具体的に説明する。ただし、理解容易のため、図６〜図９における配管区間Ｔ１〜Ｔ３の温度は一定温度として示している。

また図６〜図９では、単位時間あたりに配管区間Ｔ１がｂだけ低下し、配管区間Ｔ２が３ｂ（３×ｂ）だけ低下し、配管区間Ｔ３が２ｂ（２×ｂ）だけ低下すると仮定している。さらに、配管区間Ｔ１に貯留する湯の排出に要する期間をｔ１とし、配管区間Ｔ２に貯留する湯の排出に要する期間をｔ２とし、配管区間Ｔ３に貯留する湯の排出に要する期間をｔ３と仮定し、許容最低温度がＫ３であると仮定している。

１回目に給湯配管６の湯の一部を置換する場合、当該給湯配管６の湯全体が給湯設定温度の湯に置換された時点から単位時間あたりに低下したときの管路温度情報と同様の挙動となる。

このため、図６（Ａ）に示すように、一部置換処理部５３は、最も速く許容最低温度Ｋ３となる配管区間Ｔ２から下流側の水量を置換するために要する置換期間をｔ１＋ｔ２と予測する。また一部置換処理部５３は、配管区間Ｔ２の温度が許容最低温度Ｋ３にまで低下した場合にユニットサーミスタ４３で取得されると見込まれる見込温度を、配管区間Ｔ１の温度であるｂと予測する。

そして一部置換処理部５３は、ユニットサーミスタ４３から出力される信号に基づく温度が見込温度ｂとなった時点を契機として、ユニット電磁弁４１を置換期間ｔ１＋ｔ２だけ開放させる。

この結果、図６（Ｂ）に示すように、給湯配管６において配管区間Ｔ１＋Ｔ２におけるｔ１＋ｔ２の湯が浴槽４に排出される。また、この湯に相当する給湯設定温度Ｋ０の湯が給湯器２から供給されるとともに、配管区間Ｔ３に貯留していたｔ３の湯が下流側に推移することになる。

２回目に給湯配管６の湯の一部を置換する場合、配管区間Ｔ３に貯留していたｔ３の湯は、下流側に推移したことによって配管区間Ｔ１全体と配管区間Ｔ２の一部とに相当する部分に貯留していることになる（図６（Ｂ））。

このため、図７（Ａ）に示すように、配管区間Ｔ２のうちｔ３の湯が貯留している部分が最も温度低下が大きい部分となる。一部置換処理部５３は、この部分から下流側の水量を置換するために要する置換期間をｔ１＋ｔ２−ｔ３と予測する。

一方、配管区間Ｔ２のうちｔ３の湯が貯留している部分が温度３ｂだけ低下してしまうと許容最低温度Ｋ３を超えてしまうため、当該湯が許容最低温度Ｋ３となる場合の温度は２ｂ＋３ｂ×（１／３）となる。一部置換処理部５３は、この場合にユニットサーミスタ４３で取得されると見込まれる見込温度を、配管区間Ｔ１の温度である２ｂ＋ｂ×（１／３）と予測する。

そして一部置換処理部５３は、ユニットサーミスタ４３から出力される信号に基づく温度が見込温度２ｂ＋ｂ×（１／３）となった時点を契機として、ユニット電磁弁４１を置換期間ｔ１＋ｔ２だけ開放させる。

この結果、図７（Ｂ）に示すように、配管区間Ｔ１全体と配管区間Ｔ２の一部とに貯留していたｔ３の湯が浴槽４に排出される。また、このｔ３の湯に相当する給湯設定温度Ｋ０の湯が給湯器２から供給されるとともに、配管区間Ｔ２の一部と配管区間Ｔ３に貯留していたｔ１＋ｔ２の湯が下流側に推移することになる。

なお、このｔ１＋ｔ２の湯は、配管区間Ｔ２の一部に貯留していた温度３ｂ×（１／３）であるｔ１＋ｔ２−ｔ３の湯と、配管区間Ｔ３に貯留していた温度２ｂ×（１／３）であるｔ３の湯とで分けられる。

３回目に給湯配管６の湯の一部を置換する場合、配管区間Ｔ２の一部に貯留していたｔ１＋ｔ２−ｔ３の湯は、下流側に推移したことによって配管区間Ｔ１全体と配管区間Ｔ２の一部とに貯留していることになる（図７（Ｂ））。

このため、図８（Ａ）に示すように、配管区間Ｔ２のうちｔ２−ｔ３の湯が貯留している部分が最も温度低下が大きい部分となる。一部置換処理部５３は、この部分から下流側の水量を置換するために要する置換期間をｔ１＋ｔ２−ｔ３と予測する。

一方、配管区間Ｔ２のうちｔ２−ｔ３の湯が貯留している部分が温度３ｂだけ低下してしまうと許容最低温度Ｋ３を超えてしまうため、当該湯が許容最低温度Ｋ３となる場合の温度はｂ＋３ｂ×（２／３）となる。一部置換処理部５３は、この場合にユニットサーミスタ４３で取得されると見込まれる見込温度を、配管区間Ｔ１の温度であるｂ＋ｂ×（２／３）と予測する。

そして一部置換処理部５３は、ユニットサーミスタ４３から出力される信号に基づく温度が見込温度ｂ＋ｂ×（２／３）となった時点を契機として、ユニット電磁弁４１を置換期間ｔ１＋ｔ２−ｔ３だけ開放させる。

この結果、図８（Ｂ）に示すように、配管区間Ｔ１全体と配管区間Ｔ２の一部とに貯留していたｔ１＋ｔ２−ｔ３の湯が浴槽４に排出される。また、このｔ１＋ｔ２−ｔ３の湯に相当する給湯設定温度Ｋ０の湯が給湯器２から供給されるとともに、配管区間Ｔ２の一部に貯留していたｔ３の湯と配管区間Ｔ３に貯留していたｔ３の湯とが下流側に推移することになる。

４回目に給湯配管６の湯の一部を置換する場合、配管区間Ｔ２の一部に貯留していたｔ３の湯は、下流側に推移したことによって配管区間Ｔ１全体と配管区間Ｔ２の一部とに貯留していることになる（図８（Ｂ））。

このため、図９（Ａ）に示すように、配管区間Ｔ２のうちｔ３−ｔ１の湯が貯留している部分が最も温度低下が大きい部分となる。一部置換処理部５３は、この部分から下流側の水量を置換するために要する置換期間をｔ３と予測する。

一方、配管区間Ｔ２のうちｔ３−ｔ１の湯が貯留している部分が温度３ｂだけ低下してしまうと許容最低温度Ｋ３を超えてしまうため、当該湯が許容最低温度Ｋ３となる場合の温度は８ｂ／３＋３ｂ×（１／９）となる。一部置換処理部５３は、この場合にユニットサーミスタ４３で取得されると見込まれる見込温度を、配管区間Ｔ１の温度である８ｂ／３＋ｂ×（１／９）と予測する。

そして一部置換処理部５３は、ユニットサーミスタ４３から出力される信号に基づく温度が見込温度８ｂ／３＋ｂ×（１／９）となった時点を契機として、ユニット電磁弁４１を置換期間ｔ３だけ開放させる。

この結果、図９（Ｂ）に示すように、配管区間Ｔ１全体と配管区間Ｔ２の一部とに貯留していたｔ３の湯が浴槽４に排出される。また、このｔ３の湯に相当する給湯設定温度Ｋ０の湯が給湯器２から供給されるとともに、配管区間Ｔ２の一部に貯留していたｔ３の湯と配管区間Ｔ３に貯留していたｔ１＋ｔ２−ｔ３の湯とが下流側に推移することになる。

このように一部置換処理部５３は、ｎ回目に給湯配管６の湯の一部を置換する場合における置換期間及び見込温度を予測し、ユニットサーミスタ４３から出力される信号に基づく温度が見込温度となった時点を契機として、ユニット電磁弁４１を置換期間だけ開放させる。

なお、一部置換処理部５３は、ユニット電磁弁４１を開放させている間に給湯配管６からショートカット配管１０を流れる湯の温度をユニットサーミスタ４３から出力される信号に基づいて温度をサンプリングし、当該温度と許容最低温度との差を比較する。

ここで、サンプリングした温度と許容最低温度との差が閾値以上であった場合、このことは、上述の置換期間又は見込温度の予測誤差が大きくなっている傾向があることを意味する。この場合、一部置換処理部５３は、上述の置換処理部５１に対して管路温度変化情報を抽出し直すべき命令を与えて、当該管路温度変化情報を抽出し直させる。

異常検出処理部５４は、ユニット電磁弁４１が開放された時点を契機として、ユニット流量センサ４４から出力される信号に基づいてショートカット配管１０内の湯の水量を監視する。ここで、ユニット電磁弁４１が開放された時点から一定期間を経過しても水量が検知できない場合、異常検出処理部５４は、ユニット流量センサ４４が異常であると認識する。

この場合、異常検出処理部５４は、ユニット流量センサ４４が異常である旨を、例えば給湯器２の制御部３１を介して台所リモートコントローラ３３又は浴室リモートコントローラ３４から報知させる。なお、台所リモートコントローラ３３又は浴室リモートコントローラ３４に代えて、即湯ユニット５に設けられる報知部が報知箇所として適用されてもよい。

次に、上述の置換処理部５１、抽出処理部５２及び一部置換処理部５３として機能するユニット制御部４５における処理手順について図１０に示すフローチャートを用いて説明する。

図１０に示すように、ユニット制御部４５は、例えば給湯器２と接続されるケーブルを介して供給される電源電圧を用いて駆動すると、ステップＳＰ１に進んで、ユニットサーミスタ４３から出力される信号に基づく温度が規定温度を下回った否かを判定する。

ここで、否定結果が得られた場合、このことは、給湯配管６に貯留する湯のうち、ユニットサーミスタ４３が配置されるショートカット配管１０の近傍の湯の温度が給湯設定温度と同程度の範囲内であり、当該湯を浴槽４に排出する必要性が乏しいことを意味する。この場合、ユニット制御部４５は、ステップＳＰ２に進む。

ユニット制御部４５は、ステップＳＰ２では、給湯器２から湯張り命令が与えられた旨の通知を受けたか否かを判定する。

ここで、否定結果が得られた場合、このことは、給湯器２が湯張り処理を実行していないため、給湯配管６に貯留する湯を浴槽４に排出する必要性が乏しいことを意味する。この場合、ユニット制御部４５は、ステップＳＰ１に戻って上述の処理を繰り返す。

これに対して、ステップＳＰ１又はステップＳＰ２で肯定結果が得られた場合、給湯配管内６に貯留する湯を浴槽４に排出する必要性があることを意味する。この場合、ユニット制御部４５は、ステップＳＰ３に進む。

ユニット制御部４５は、ステップＳＰ３では、ユニットサーミスタ４３から出力される信号に基づく温度が給湯設定温度になるまでユニット電磁弁４１を開放させて、給湯配管６内に貯留していた湯全体を給湯設定温度の湯に置換する。

またユニット制御部４５は、ユニット電磁弁４１を開放している間にユニットサーミスタ４３から出力される信号をサンプリングして管路温度変化情報を抽出し、ステップＳＰ４に進む。

ユニット制御部４５は、ステップＳＰ４では、管路温度変化情報に基づいて、給湯配管６の湯の一部をｎ回だけ置換する場合における１回目〜ｎ回目の置換期間及び見込温度を予測し、ステップＳＰ５に進む。

ユニット制御部４５は、ステップＳＰ５では、ユニットサーミスタ４３から出力される信号に基づく温度を監視し、当該温度が例えば１回目の見込温度となった場合には、ステップＳＰ６に進む。

ユニット制御部４５は、ステップＳＰ６では、例えば１回目の置換期間だけユニット電磁弁４１を開放させる。またユニット制御部４５は、ユニット電磁弁４１を開放させている間に給湯配管６からショートカット配管１０を流れる湯の温度をユニットサーミスタ４３から出力される信号に基づいて温度をサンプリングし、ステップＳＰ７に進む。

ユニット制御部４５は、ステップＳＰ７では、ステップＳＰ４で予測した置換期間及び見込温度が適切か否かを判定する。すなわち、ユニット制御部４５は、ステップＳＰ６でサンプリングした温度と許容最低温度との差が閾値以上であるか否かを判定する。

ここで、サンプリングした温度と許容最低温度との差が閾値以上である場合、このことは、上述の置換期間又は見込温度の予測誤差が大きく、給湯配管６に貯留する湯の挙動に応じた予測ができていない傾向にあることを意味する。

この場合、ユニット制御部４５は、管路温度変化情報を抽出し直すためステップＳＰ１に戻って上述の処理を繰り返す。

これに対して、サンプリングした温度と許容最低温度との差が閾値未満である場合、このことは、上述の置換期間又は見込温度の予測誤差が小さく、給湯配管６に貯留する湯の挙動に応じた予測ができていることを意味する。

この場合、ユニット制御部４５は、ステップＳＰ８に進んで、給湯配管６の湯の一部を置換する回数を１つだけインクリメントした後、ステップＳＰ５に戻って上述の処理を繰り返す。

このようにしてユニット制御部４５は、給湯配管６の湯の一部を浴槽４に排出する処理を実行する。

（４）本実施形態の作用及び効果
以上のとおり、本実施形態における即湯ユニット５は、ユニット電磁弁４１、ユニットサーミスタ４３及びユニット制御部４５を備える。このユニット電磁弁４１及びユニットサーミスタ４３は、給湯器２から水栓３に向かう給湯配管６の所定部位と、当該給湯器２から浴槽４に向かう順方向循環配管９Ａの所定部位とを連結するショートカット配管（連結配管）１０に設けられる。

ユニット制御部４５は、プログラムに基づいて複数の処理部として機能し各種処理を実行するようになっており、当該処理部として置換処理部５１、抽出処理部５２及び一部置換処理部５３を有する。

置換処理部５１は、ユニットサーミスタ４３から出力される信号に基づいて、給湯配管６に貯留している湯全体が給湯設定温度の湯に置換されるようにユニット電磁弁４１を開放させる。

抽出処理部５２は、置換処理部５１によってユニット電磁弁４１が開放されている間にユニットサーミスタ４３から出力される信号をサンプリングし、管路温度変化情報を抽出する。なお、管路温度変化情報は、給湯配管６からショートカット配管１０を流れる湯の温度分布とそれら温度の取得時期とを示す情報である。

一部置換処理部５３は、管路温度変化情報に基づいて、給湯配管６に貯留している湯のうち最も温度低下が大きい部分から下流側に貯留している一部の湯が給湯設定温度の湯に置換されるようにユニット電磁弁４１を開放させる。

このように即湯ユニット５は、管路温度変化情報に基づいて給湯配管６に貯留する湯の挙動を捉え、最も速く給湯配管６において許容すべき最低温度となる部分から下流側に貯留する湯だけを浴槽４に排出することができる。

このため、即湯ユニット５は、給湯配管６内の湯全体をそのつど置換する場合に比べて、未だある温度よりも低下していない温かい湯を浴槽４に排出することを抑制し、給湯器２に対して無駄な湯の温めを抑制させることができる。こうして、給湯器でのエネルギー効率を向上させ得る即湯ユニットが実現される。

本実施形態の場合、一部置換処理部５３は、管路温度変化情報に基づいて、最も温度低下が大きい部分に貯留している湯が許容最低温度にまで低下した場合に、ユニットサーミスタ４３で取得される見込温度を予測する。そして一部置換処理部５３は、ユニットサーミスタ４３から出力される信号に基づく温度が見込温度となった時点を契機としてユニット電磁弁４１を開放させる。

この一部置換処理部５３は、給湯配管６において最も速く温度が低下する部分を基準として、ユニットサーミスタ４３が設置される配管部分に貯留している湯の温度を、ユニット電磁弁４１を開放させ始めるべき見込温度として予測することができる。

このため、本実施形態の即湯ユニット５は、ユニットサーミスタ４３から取得した温度が閾値となった時点を契機としてユニット電磁弁４１を開放する場合に比べて、使用初期に温度の低い湯水が水栓から排出されることを抑制することができる。また、給湯配管６において最も速く温度が低下する部分以外の部分を基準として見込温度を予測する場合に比べて、未だある温度よりも低下していない温暖かい湯を浴槽４に排出することを抑制することができる。したがって、給湯器２に対して無駄な湯の温めをより一段を抑制させることができる。

本実施形態の場合、一部置換処理部５３は、管路温度変化情報に基づいて、最も温度低下が大きい部分から下流側の水量を置換するために要する置換期間を予測し、その置換期間だけユニット電磁弁４１を開放させる。

この一部置換処理部５３は、給湯配管６において最も速く温度が低下する部分を基準として、ユニットサーミスタ４３が設置される配管部分以降の水量を置換するために要する置換期間を、ユニット電磁弁４１の開放期間として予測することができる。

このため、本実施形態の即湯ユニット５は、予め設定された期間だけユニット電磁弁４１を開放して給湯配管６に貯留する湯の一部を置換する場合比べて、未だある温度よりも低下していない温かい湯を浴槽４に排出することを抑制することができる。また、給湯配管６において最も速く温度が低下する部分以外の部分を基準として見込温度を予測する場合に比べて、未だある温度よりも低下していない温かい湯を浴槽４に排出することを抑制することができる。したがって、給湯器２に対して無駄な湯の温めをより一段を抑制させることができる。

本実施形態の場合、一部置換処理部５３は、ユニット電磁弁４１を開放させ始めた以降に給湯配管６からショートカット配管１０を流れる湯の温度をユニットサーミスタ４３から出力される信号に基づいてサンプリングする。そして一部置換処理部５３は、サンプリングにより取得した温度と許容最低温度との差が閾値以上であった場合、管路温度変化情報を抽出処理部５２に抽出し直させる。

この一部置換処理部５３は、管路温度変化情報を、時季等の様々な要因に応じた変化に順応して抽出することができる。このため、本実施形態の即湯ユニット５は、管路温度変化情報に基づいて、給湯配管６内の湯の温度低下状況をより正確に捉えてユニット電磁弁４１を制御することができる。

（５）変形例
上記実施形態では、ヘッダ７（分岐部）から浴室水栓３Ａまでの間の所定部位と順方向循環配管９Ａの所定部位とを連結するショートカット配管１０に即湯ユニット５が設けられた。これに加えて又はこれに代えて、ヘッダ７（分岐部）から台所水栓３Ｂ又は洗面所水栓３Ｃまでの間の所定部位と順方向循環配管９Ａの所定部位とを連結するショートカット配管に即湯ユニット５が設けられていてもよい。また、ヘッダ７（分岐部）から水栓３までの間の所定部位と、逆方向循環配管９Ｂの所定部位とを連結するショートカット配管に即湯ユニットが設けられていてもよい。

上記実施形態では、給湯配管６の湯がショートカット配管１０を介して浴槽４に排出された。しかしながら、このショートカット配管１０の接続部である継ぎ手部材ＪＴ２の上流側に３方弁を設け、浴槽４に排出するのではなく、浴室排水口に流すようにしてもよい。

上記実施形態では、置換処理部５１が、ユニットサーミスタ４３から出力される信号に基づく温度が規定温度を下回った時点を契機としてユニット電磁弁４１を開放させた。しかしながら、置換処理部５１は、所定間隔ごとにユニット電磁弁４１を開放させるようにしてもよい。

上記実施形態では、抽出処理部５２が、置換処理部５１によってユニット電磁弁４１が開放されている間にユニットサーミスタ４３から出力される信号をサンプリングし、管路温度変化情報を抽出した。しかしながら、例えば試運転時や、給湯配管６を組み立てるときなどに予め生成した管路温度変化情報を固定として内部メモリに記憶していてもよい。

上記実施形態では、一部置換処理部５３が、給湯配管６に貯留している湯の温度低下の度合いが異なる配管区間ｔ１〜ｔ３を区分するための境界点として変位点を検出した。しかしながら、境界点の検出手法は上記実施形態に限らない。例えば、温度分布波形ＷＶの変化率が急峻に転じる点や変曲点が境界点として検出されてもよい。

上記実施形態では、一部置換処理部５３が、ユニット電磁弁４１を開放させる期間として、配管区間Ｔ２における湯のうち最も速く許容最低温度Ｋ３となる部分から下流側の水量を置換するために要する置換期間を予測した。しかしながら、例えば、一部置換処理部５３は、配管区間Ｔ２において最低値を基準とする固定期間を予測してもよい。なお、他の予測手法が適用されてもよい。

上記実施形態では、一部置換処理部５３が、ユニットサーミスタ４３から出力される信号に基づいてユニット電磁弁４１を開放させる時期として、配管区間Ｔ２における湯のうち最も速く許容最低温度Ｋ３となる場合に配管区間Ｔ１で低下すると見込まれる見込温度を予測した。しかしながら、例えば、一部置換処理部５３は、配管区間Ｔ３における湯のうち最も速く温度Ｋ２となる場合に配管区間Ｔ１で低下すると見込まれる見込温度を予測してもよい。また、一部置換処理部５３は、配管区間Ｔ２における湯のうち最も速く許容最低温度Ｋ３となる時間（例えば図７（Ａ）のｂ×（１／３））を予測し、ユニット電磁弁４１を閉鎖させてからその予測時間が経過した時点で開放させてもよい。なお、他の予測手法が適用されてもよい。

上記実施形態では、一部置換処理部５３が、ユニット電磁弁４１を開放させる際に給湯器２に設定される給湯設定温度の湯をそのまま給湯器２に供給させて、給湯配管６に貯留されている湯を給湯設定温度の湯に置換させた。しかしながら、一部置換処理部５３は、ユニット電磁弁４１を開放させる際に給湯器２に設定される給湯設定温度を、当該ユニット電磁弁４１を開放させている間だけ現在の設定値よりも高い値に変更するようにしてもよい。
すなわち、一部置換処理部５３は、ユニット電磁弁４１を開放させる際に、優先機器とすべき設定命令を給湯器２の制御部３１に与え、当該制御部３１に対して給湯温設定データＣＭ１_Ａ又はＣＭ１_Ｂの設定値よりも高い温度の給湯温設定データＣＭ１_Ｃを使用させる。また、一部置換処理部５３は、ユニット電磁弁４１を閉鎖させる際に、優先機器を解除すべき設定命令を給湯器２の制御部３１に与え、該制御部３１に対して給湯温設定データＣＭ１_Ａ又はＣＭ１_Ｂを使用させる。
このようにした場合、即湯ユニット５は、給湯配管６における一部の湯を給湯設定温度よりも高い温度の湯に置換することができる。このため、即湯ユニット５は、給湯配管６の湯を置換すべき湯の温度を高くした分だけ次に給湯配管６の湯の一部を置換するまでの間隔を大きくすることができる。したがって、即湯ユニット５は、給湯器２に対して、給湯配管６に湯を供給すべき回数を低減させ、当該給湯器２の処理負荷を抑制させることができる。

上記実施形態では、一部置換処理部５３が、浴槽４に設定水位まで貯留された湯の温度を所定の測定期間ごとに測定する処理が給湯器２で実行されている場合、給湯配管６に貯留されている湯の一部を給湯設定温度の湯に置換し、当該一部の湯を浴槽４に排出させた。
この場合、一部置換処理部５３は、給湯配管６に貯留されている湯の一部を浴槽４に排出させた後に、浴槽４に設定水位まで貯留された湯の温度を測定する処理の測定間隔を、現在の設定値よりも小さい値に変更するようにしてもよい。
このようにした場合、即湯ユニット５は、給湯配管６に貯留されている湯の一部を浴槽４に排出させた分だけ浴槽４の温度が低くなったとしても、その温度を即座に元の温度に戻させることができる。したがって、即湯ユニット５は、入浴時の不快感をユーザに与えることを未然に抑制することができる。

また上記実施形態では、ユニット電磁弁４１が開放されているときに水栓３が開放されたことを検出していなかった。しかしながら、ユニット電磁弁４１が開放されているときに水栓３が開放されたことを検出するようにしてもよい。例えば、ユニット制御部４５が、給湯器２に設けられる給水流量センサ１３から取得した水量と、ユニット流量センサ４４から取得した水量との差から、水栓３が開放されたことを検出できる。
このようにすれば、即湯ユニット５は、水栓３の開放を検出しているときにはユニット電磁弁４１を閉鎖して給湯配管６内の湯を浴槽に排出することを一時的に中断し、当該水栓３を介して給湯配管６から排出される水圧が低下することを抑制することが可能となる。

なお、ユニット流量センサ４４に代えてオリフィスを適用し、当該オリフィスを流れる水量を給湯器２に設けられる給水流量センサ１３から取得することによって、ユニット電磁弁４１が開放されているときに水栓３が開放されたことを検出するようにしてもよい。
ユニット電磁弁４１が開放されている途中に水栓３も開放された場合、給水流量センサ１３で検知される水量は水栓３の開放時点から変化する。しかしながら、水栓３から排出される水量が少ない場合など、給水流量センサ１３で検知される水量の変化量が小さくなり、給湯配管６の上流側となる給湯器２の水量と、当該給湯配管６の下流側となる即湯ユニット５の水量とに差が殆ど生じない傾向がある。
例えば、本実施形態のように主管から各水栓に対する分岐路をヘッダに集約するサヤ管ヘッダ工法を用いて給湯器２と各水栓３Ａ〜３Ｃとを連結するのではなく、主管から各水栓に対する分岐路を水栓ごとに設ける分岐工法を用いると、給湯配管６の上流側となる給湯器２の水量と、当該給湯配管６の下流側となる即湯ユニット５の水量とに差が殆ど生じない場合がある。例えば、主管がその主管から分岐される分岐配管よりも長い場合などである。
また、サヤ管ヘッダ工法を用いていても、配管の口径や長さなどの連結条件の違いに応じて、給湯配管６の上流側となる給湯器２の水量と、当該給湯配管６の下流側となる即湯ユニット５の水量とに差が殆ど生じない場合がある。例えば、給湯器２からヘッダ７までの主給湯配管６Ｄが、ヘッダ７から水栓３Ａ、３Ｂまたは３Ｃまでの給湯配管６Ａ、６Ｂまたは６Ｃよりも十分に長く、それらの口径が同程度である場合などである。
これに対し、ユニット流量センサ４４に代えてオリフィスが適用された場合、ユニット電磁弁４１が開放されているときにショートカット配管１０を流れる水量は、当該オリフィスがない場合に比べて少なく（小流量に）制限される。
このため、給湯器２と水栓３との間を連結する工法や連結条件が異なっていても、ユニット流量センサ４４を適用する場合に比べて、ユニット電磁弁４１が開放されている途中に水栓３が開放されたときと開放されていないときとの差を大きく捉えることができる。
したがって、即湯ユニット５は、オリフィスで制限される流量（オリフィスを流れる水量）と、給水流量センサ１３から信号線を介して取得した水量とに基づいて、水栓３が開放されていることを検出することができる。具体的には、例えば、オリフィスを流れる水量をユニット制御部４５の内部メモリに予め記憶しておき、その水量よりも、給水流量センサ１３から取得した水量が大きい場合には水栓３が開放されていることを検出する。
また、給湯配管６の容積を内部メモリに記憶しておけば、当該容積と、オリフィスを流れる水量と、給水流量センサ１３から信号線を介して取得した水量とを用いて、水栓３で排出される水量を演算することもできる。
このように、上述のユニット流量センサ４４に代えて、オリフィスが適用された場合には、ユニット流量センサ４４を適用する場合と同じように水栓３の開放を検出できることに加え、水栓３で排出される水量を演算することもできる。また、ユニット流量センサ４４を適用する場合に比べて、安価で即湯ユニット５を構築することができる。さらに、オリフィスは、ユニット電磁弁４１が開放されているときにショートカット配管１０を流れる水量を少なく（小流量に）制限できるため、当該ユニット電磁弁４１の開放時に流れる湯量を抑えて静穏な環境を提供することができる。
なお、ショートカット配管１０に設けられる器具の異常を検出する場合には、ユニット流量センサ４４が適用される。

本発明は、家庭用又は業務用の給湯器を扱う分野などにおいて利用可能性がある。

１……給湯システム
２……給湯器
３……水栓
４……浴槽
５……即湯ユニット
６……給湯配管
７……ヘッダ
８……給水配管
９Ａ……順方向循環配管
９Ｂ……逆方向循環配管
１０……ショートカット配管
１１……第１熱交換器
１３……給水流量センサ
１４……給湯サーミスタ
１５……経路連通電磁弁
１６……第２熱交換器
１７……循環ポンプ
１８……水流スイッチ
１９……浴槽サーミスタ
２０……圧力センサ
２１……給湯流量センサ
３１……制御部
３２……外気温センサ
３３……台所リモートコントローラ
３４……浴室リモートコントローラ
３５……記憶部
４１……ユニット電磁弁
４２……ユニット逆止弁
４３……ユニットサーミスタ
４４……ユニット流量センサ
４５……ユニット制御部

Claims (6)

1. 給湯器から水栓に向かう給湯配管の所定部位と、前記給湯器と浴槽とで湯を循環させるための風呂往き管又は風呂戻り管の所定部位とを連結する配管に設けられるユニット電磁弁と、
   前記連結配管に設けられるユニットサーミスタと、
   前記ユニット電磁弁を制御するユニット制御部とを備え、
   前記ユニット制御部は、
   前記ユニットサーミスタから出力される信号に基づいて、前記給湯配管に貯留している湯全体が給湯設定温度の湯に置換されるように前記ユニット電磁弁を開放させる置換処理部と、
   前記置換処理部によって前記ユニット電磁弁が開放されている間に前記ユニットサーミスタから出力される信号をサンプリングし、前記給湯配管から前記連結配管を流れる湯の温度分布とそれら温度の取得時期とを示す情報を抽出する抽出処理部と、
   前記情報に基づいて、前記給湯配管に貯留している湯のうち最も温度低下が大きい部分から下流側に貯留している一部の湯が給湯設定温度の湯に置換されるように前記ユニット電磁弁を開放させる一部置換処理部とを有する
   ことを特徴とする即湯ユニット。
2. 前記一部置換処理部は、
   前記情報に基づいて、前記部分に貯留している湯が前記給湯配管において許容すべき最低温度にまで低下した場合に前記ユニットサーミスタで取得される見込温度を予測し、前記ユニットサーミスタから出力される信号に基づく温度が前記見込温度となった時点を契機として前記ユニット電磁弁を開放させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の即湯ユニット。
3. 前記一部置換処理部は、
   前記情報に基づいて、前記部分から下流側の水量を置換するために要する置換期間を予測し、前記ユニット電磁弁を前記置換期間だけ開放させる
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の即湯ユニット。
4. 前記一部置換処理部は、
   前記ユニット電磁弁を開放させ始めた以降に前記給湯配管から前記連結配管を流れる湯の温度を前記ユニットサーミスタから出力される信号に基づいてサンプリングし、当該温度と前記最低温度との差が閾値以上であった場合、前記情報を前記抽出処理部に抽出し直させる
   ことを特徴とする請求項２に記載の即湯ユニット。
5. 前記一部置換処理部は、
   前記ユニット電磁弁を開放させる際に前記給湯器に設定される前記給湯設定温度を、前記ユニット電磁弁を開放させている間だけ現在の設定値よりも高い値に変更する
   ことを特徴とする請求項１〜請求項４いずれか１項に記載の即湯ユニット。
6. 前記一部置換処理部は、
   前記浴槽に設定水位まで貯留された湯の温度を所定の測定期間ごとに測定する処理が前記給湯器で実行されている場合、前記給湯配管の湯の一部を前記浴槽に排出させた後に、前記測定間隔を現在の設定値よりも小さい値に変更する
   ことを特徴とする請求項１〜請求項５いずれか１項に記載の即湯ユニット。

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