JP6599283B2 - 蓄熱式給湯システム - Google Patents

Description

本発明は、内部に湯や不凍液などの熱媒を貯える蓄熱タンクを備えた蓄熱式給湯システムであって、特に外部から供給される水を蓄熱タンク内の熱媒と間接的に熱交換して給湯に用いる給湯システムに関するものである。

従来、燃料電池などの発熱源からの排熱を利用して貯湯タンク内の水を加熱し、この貯湯タンクに貯められた湯を給湯に使用する蓄熱式の給湯システムが知られている。

その際、貯湯タンクに湯を貯える方式としては、湯を加熱回路に循環させて直接加熱するもの（特許文献１）や、タンク内に設けた熱交換器により間接的に加熱するもの（特許文献２）などがあるが、いずれの場合においても、給湯用の湯は貯湯タンク内に貯められたものを取り出して、混合弁で水道水と混合して使用するようになっている。

ところで、近年では一般家庭においても燃料電池システムの需要が増加してきているが、一般の家庭に設置するためにはスペースの関係からシステムの小型化が求められており、そのためタンクの容量も小さくしなければならない。しかし、タンクの容量が小さければ連続して使用できる湯の量にも限界があり、貯湯タンク内の湯を使い切った途端に冷たい水が出るという問題が起こることになる。

なお、このような事態に備え、システム内部にバックアップ用の給湯器を設け、貯湯タンクの湯がなくなったあとは給湯器で水を加熱して供給することが考えられる。しかしながら、バックアップ用の給湯器を備えていたとしても貯湯タンク内の湯を使い切ってからの急峻な水温の変化には対応することができないため、バックアップ給湯器へ切り替わった瞬間には冷水が供給されてしまうことになる。

そこで、この問題を解決するその他の手段として、ヒートポンプ式の給湯装置において貯湯タンク内に熱交換器を配置し、この熱交換器内に水道水を供給して貯湯タンクの湯と熱交換することで給湯用の温水を作り出す方式も提案されている（特許文献３）。この給湯方式によれば、貯湯タンク内の湯は熱交換に利用されるだけなので、使い切ってしまうことはないから、突然冷たい水が出るという問題は避けられるものと考えられる。

特開２０１０−２０５６３１号公報 特開２０１５−７５２５６号公報 特開２００８−２４１１７７号公報

しかしながら、特許文献３の構成においては、貯湯タンク内に配置された熱交換器の内部には常時湯が貯留されていて、この湯（以下、熱交貯留湯）の温度は貯湯タンク内の湯の温度と同じで高温になっている。ところが熱交貯留湯の量は数百ミリリットル程度と少量であるため、全てが排出された後は貯湯タンクと熱交換により加熱された水道水が熱交換器から出湯することになり、熱交貯留湯の排出が完了する前と後では出湯する湯の温度に少なからず温度変化が生じるため、これを使用者が不快に感じてしまうおそれがある。

ところで、このような湯温の変化に対しては、通常はフィードバック制御が有効であるが、熱交貯留湯の量が少なく温度変化は出湯から短時間で起こるため対応することが難しい。加えて熱交貯留湯の温度は貯湯タンクの蓄熱状態によって変化し、常に一定の温度であるとは限らないから、温度変化を予め予測することは困難と言える。

本発明は、上記課題を解決するためのもので、容量の小さなタンクであっても、出湯温度に急激な変化を起こすことなく安定して給湯することが可能な給湯システムを提供することを目的とする。

本発明は、熱媒を貯留する蓄熱タンクと、前記蓄熱タンク内に配置され、外部より供給される水と前記蓄熱タンク内の熱媒とで熱交換する給湯用熱交換器と、前記給湯用熱交換器から流出する湯と外部より供給される水とを混合する湯水混合弁と、前記湯水混合弁を通過した湯を外部の給湯装置に送出する出湯管と、前記出湯管を流れる湯の温度を検知する出湯温度検知手段と、前記湯水混合弁における湯と外部より供給される水との混合割合を制御する混合弁制御手段を備え、前記混合弁制御手段は前記出湯温度検知手段の検知温度が所定温度以下となるように混合割合を決定し、前記給湯用熱交換器内に貯留していた湯が全て排出されるまでは前記混合割合で前記湯水混合弁を維持し、前記給湯用熱交換器内に貯留していた湯が排出されたと判断された後は前記出湯温度検知手段の検知温度が目標出湯温度となるように前記湯水混合弁における混合割合を調整することを特徴とする蓄熱式給湯システムである。

上述のように構成することにより、熱交貯留湯の排出が完了する前後において大きな温度差を生じさせないので、安定して給湯することが可能な給湯システムとなる。また湯切れの心配がないので、蓄熱タンクの容量を小さくすることができ、システムを小型化することができる。

本発明の実施例１の蓄熱式給湯システムが用いられるコジェネレーションシステムの概略構成図である。 本発明の実施例１の出湯経路を制御する制御部を示すブロック図である。 本発明の実施例１の出湯制御を説明するフローチャートである。 本発明の実施例２の概略構成図である。 本発明の実施例２の出湯制御を説明するフローチャートである。

好適と考える本発明の実施形態を、本発明の作用効果を示して簡単に説明する。

本発明は、蓄熱タンク内に給湯用熱交換器を配置し、この給湯用熱交換器内に外部より水を供給して蓄熱タンクの熱媒と熱交換することで給湯に用いられる湯を作り出し、この湯を外部に接続される給湯装置へと出湯する蓄熱式給湯システムであって、給湯用熱交換器内に貯留する湯（熱交貯留湯）を全て排出するまでと排出が完了した後で湯水混合弁における湯と外部より供給される水の混合割合を制御する方法を変更するように構成した。つまり、給湯用熱交換器内に貯留する熱交貯留湯は蓄熱タンクの熱媒と同程度の高温であり、給湯初期にはこの高温の湯が湯水混合弁へと出湯される。そして給湯が開始されると、給湯用熱交換器には外部より水が供給されて熱交換によって湯が作り出されるが、この湯の温度は熱交貯留湯と同じではない。そこで、熱交貯留湯の排出が完了する前と後では異なる制御を用いるのである。

具体的には、まず給湯装置へ出湯する湯の上限温度を設定し、熱交貯留湯の排出が完了するまでは、給湯装置へ出湯する湯の温度がこの上限温度より低い所定の温度以下となるように湯水混合弁での混合割合を一定に維持する。そして、熱交貯留湯が全て排出されたと判断したあとは、目標出湯温度となるように混合割合を調整する。これにより、熱交貯留湯の排出完了の前後で急激な温度差を生じさせることなく、給湯装置へ出湯することができ、使用者は給湯温度の変化を感じることなく快適に給湯装置を使用することができる。また、給湯初期に高温の湯が出湯されることはないので、安全に使用することができる。

また、湯水混合弁における湯と外部より供給される水の混合割合は、目標出湯温度との差に関わらず段階的に（一定量ずつ）調整する。給湯装置へ出湯する湯を早く目標出湯温度に近づけようとするなら、目標とする温度との差に応じて混合割合の調整幅を変えるほうが効果的である。しかし、温度変化の幅が大きいと後段の給湯装置でその温度変化に追従することができなくなってしまう。つまり、給湯装置からの給湯温度を一定に保つためには、目標出湯温度に対して緩やかに近づけるようにする方がよい。したがって、湯水混合弁での混合割合を段階的に調整して少しずつ目標出湯温度に近づけることにより、給湯温度を一定に保つこととなる。

また、所定温度は目標出湯温度よりも低く設定するものであり、これにより給湯装置でのエラーを確実に回避することができる。

また、排出完了時間を設定し、この排出完了時間が経過したときに熱交貯留湯の排出が完了したと判断する。これにより給水管に流量計を設けることなく熱交貯留湯の排出を判断することができる。

また出湯管を流れる湯量を検知して、この湯量によって排出完了時間を設定するようにした。出湯管を流れる流量が多ければ熱交貯留湯の排出までにかかる時間は短く、流量が少なければ時間は長くかかるので、出湯流量に応じて排出完了時間を設定することで排出完了を適切に判断して、素早くフィードバック制御に移行することが可能となる。

また、燃料電池から排出される排熱を回収して蓄熱タンク内の熱媒を加熱するコジェネレーションシステムに用いれば、蓄熱タンク内には温度成層を形成しながら湯が貯められるため、排熱を効果的に利用した給湯システムを構成することができる。

以下本発明の一実施例としての給湯制御システムを図面により説明する。

図１は、本発明の蓄熱式給湯システム１が用いられるコジェネレーションシステムの概略構成図であって、本システムは蓄熱タンク３内に貯えられる水や不凍液などの熱媒を循環させて加熱する加熱循環経路２と、外部より供給される水（以下、水道水を例として説明する。）を導入して蓄熱タンク３内に貯えられた熱媒と熱交換することで湯を生成する出湯経路４から構成されている。

加熱循環経路２は、発電の際に熱を発生する装置を内部に備えた発電ユニット２１と、経路内部に熱媒を循環させる循環ポンプ２２と、熱媒が蓄えた熱を放熱させて冷却するためのラジエータ２３とを備えている。なお、本実施例ではこの発電ユニット２１として、燃料電池装置を備えたシステムを例に挙げて説明する。

燃料電池装置は、水素含有燃料と酸化剤から発電を行う燃料電池モジュール２１１と、燃料電池モジュール２１１から排出される排ガスが流れる排ガス流路２１２と、排ガス流路２１２を流れる排ガスから熱を回収する排熱回収用熱交換器２１３とを備えている。

また、蓄熱タンク３には、タンク内部の熱媒を取り出すためのタンク流出口３２が底部に設けられるとともに、熱媒が流入するタンク流入口３３が上部に設けられていて、それぞれ加熱循環経路２と連通している。つまり、この加熱循環経路２において、蓄熱タンク３の下部の熱媒はタンク流出口３２から流出し、加熱循環経路２を通る間に排熱回収用熱交換器２１３で燃料電池モジュール２１１からの排ガスと熱交換することで温度が上昇し、そしてタンク流入口３３から蓄熱タンク３に流入することとなる。

出湯経路４は、蓄熱タンク３内に配設された給湯用熱交換器４１、給湯用熱交換器４１に水道水を供給する給水管４２、給湯用熱交換器４１を通過した後の湯を送出する送湯管４３、給水管４２の途中から分岐する給水分岐管４４、送湯管４３と給水分岐管４４の接点に設けられて送湯管４３を流れる湯と水道水を混合する湯水混合弁４５、湯水混合弁４５で混合された湯が流れる出湯管４６を備えている。

給湯用熱交換器４１は、蓄熱タンク３内の上方に配置されていて、両端がそれぞれ給水管４２と送湯管４３とに接続されており、給湯用熱交換器４１に流入した水道水は給湯用熱交換器４１を通過する間に蓄熱タンク３内の熱媒と熱交換を行い加熱される。また、給湯用熱交換器４１の下部が給水管４２と連通し、上部が送湯管４３と連通して構成されている。

このように、水道水を蓄熱タンク３内の熱媒と間接的に熱交換する構造であるから、蓄熱タンク３には水道水の圧力がかからない。そのため、樹脂等で構成したとしても蓄熱タンク３の耐圧が問題になることはなく、さらには角型や凹凸のある形状とすることもできる。蓄熱タンク３を角型にすれば、円筒形のものに比べて設置スペースに生じる無駄を省くことができ、また凹凸を形成したタンクのくぼみ部分に基板等の部品を配置することでさらなる省スペース化を図ることも可能である。

湯水混合弁４５は三方弁からなり、弁の開度を調整することによって送湯管４３を流れる湯と給水分岐管４４を流れる水道水とを所望の割合で混合可能にしている。そしてこの湯水混合弁４５を通過した湯が出湯管４６を通って出湯口４６ａに到達し、出湯口４６ａの先端に接続された給湯配管５１を介して外部へと供給される。

また、給湯配管５１の先には給湯システム１とは別体の給湯装置５が設けられていて、この給湯装置５は加熱源５２を備えており、給湯配管５１から供給される湯を使用者が要求する温度まで加熱して給湯が行われる。

出湯管４６には給湯装置５へ供給される湯の流量を検知する出湯流量計４７と、温度を検知する出湯温度検知手段４８が設けられていて、この出湯流量計４７の検知する流量と出湯温度検知手段４８の検知する温度に基づいて湯水混合弁４５の開度が調整されて湯と水道水の混合割合が調整される。

図２は出湯経路４の動作を制御する制御部６の構成を示すブロック図である。マイコンからなる制御部６の入力側には、出湯流量計４７、出湯温度検知手段４８が接続され、制御部６の出力側には湯水混合弁４５が接続された構成となっている。

そして制御部６は、給湯装置５に対し給湯要求があったかを検知する給湯開始判定手段６１、湯水混合弁４５の開度を制御する混合弁制御手段６２、出湯温度検知手段４８の検知温度と目標出湯温度とを比較して湯水混合弁４５の開度の調整が必要かを判定する比較判定手段６３、熱交貯留湯の排出が完了したかを判定する排出完了判定手段６４、時間を計測する計時手段６５を備えている。

上述の構成からなる給湯システム１では、燃料電池モジュール２１１にて発電が行われると、加熱循環経路２を流れる熱媒は、燃料電池モジュール２１１から排出される排ガスと排熱回収用熱交換器２１３にて熱交換を行うことにより加熱される。加熱されて高温となった熱媒は、タンク流入口３３を介して蓄熱タンク３の上部から流れ込むので、蓄熱タンク３内には上部ほど温度が高い温度成層が形成されることとなる。

一方で、蓄熱タンク３下部のタンク流出口３２からは加熱循環経路２へ熱媒が流出するが、蓄熱タンク３内には温度成層が形成されているため、加熱循環経路２へは温度の低い熱媒が流出することになる。また、蓄熱タンク３の下流にはラジエータ２３が設けられているため、蓄熱タンク３から流出した熱媒はラジエータ２３を通過する際に冷却され温度が低下するので、排熱回収用熱交換器２１３で効率のよい熱交換をすることが可能となる。

また、システムの外部に接続された給湯装置５で給湯が行われる（給湯要求がある）と、給水管４２には水道水が供給され、給水管４２を通過した水道水は、給湯用熱交換器内４１を通過する間に蓄熱タンク３内の熱媒と熱交換することで温度が上昇して湯となる。このとき給湯用熱交換器４１の下部が給水管４２と連通し、上部が送湯管４３と連通しているので、温度の低い水道水は蓄熱タンク３の比較的下方の部分と熱交換することになり、給湯用熱交換器４１内を上昇するにつれ周囲の熱媒と熱交換を行いながら徐々に温度が上昇する。よって、蓄熱タンク３内の熱媒の対流を抑えて温度成層が形成された状態を維持することができる。

そして、給湯用熱交換器４１を通過した湯は送湯管４３へ流れ込む。また給水管４２から供給される水道水の一部は給水分岐管４４へと流入するため、送湯管４３を流れる湯と給水分岐管４４を流れる水道水とが湯水混合弁４５にて混合され、出湯管４６を通って出湯口４６ａから給湯配管５１へ送られる。出湯管４６を通過する湯の温度と流量は出湯温度検知手段４８と出湯流量計４７にて検知されており、この出湯温度検知手段４８が検知する温度と出湯流量計４７の検知する流量に基づいて湯水混合弁４５の開度が制御され、給湯配管５１へ送られる湯の温度が調整される。

給湯装置５では加熱源５２を制御することで、給湯配管５１を通じて供給された湯を使用者が要求する温度まで加熱して給湯が行われる。

ところで、給湯用熱交換器４１には常時湯が貯留されているため、給湯装置５からの給湯要求がない場合にはこの湯、すなわち熱交貯留湯の温度は蓄熱タンク３内の熱媒の温度と同じで高温になっている。ところが熱交貯留湯の量は数百ミリリットル程度と少量であって、全てが排出されるとその後は蓄熱タンク３と熱交換により加熱された水道水が送湯管４３から送出されるため、熱交貯留湯の排出が完了する前と後では送湯管４３を流れる湯の温度に少なからず温度変化が生じる。この温度変化が段階的に起こるものであれば給湯装置５に設けられた加熱源５２の能力を上げることでカバーできるが、ある時点を境にして突然起こるものであると瞬間的に給湯装置５の能力が追いつかなくなり安定した給湯を維持することができなくなってしまう。

なお、これに対して、温度変化を予測しようにも、熱交貯留湯の温度は蓄熱タンク３の蓄熱状態によって変化し、常に一定の温度であるとは限らないから、温度変化を予測して対応することは困難と言える。かといって、熱交貯留湯の排出が完了した後の給湯温度の低下を避けるため、湯の割合を多くして湯水混合弁４５の開度を設定してしまうと、給湯直後は高温の湯が排出されてしまい危険である。加えて、給湯装置５はその仕様上、ある温度以上の湯が流入するとエラーと判断するようになっているため、正常に給湯装置５を動作させることができなくなってしまうおそれがある。そのため、給湯要求があった場合には、高温の湯を出湯してしまうことなく、かつ熱交貯留湯から水道水への切り替わり時に温度低下を起こさないような給湯制御が必要になる。

そこで、本給湯システムにおいては、熱交貯留湯を全て排出するまでと排出が完了した後で湯水混合弁４５における湯と水道水の混合割合を制御する方法を変更するようにした。具体的には、出湯管４６を流れる湯に上限温度を定め、出湯管４６を流れる湯の温度がこの上限温度以下で設定される所定温度以下となるように、熱交貯留湯と水道水の混合割合を設定する。そして、給湯開始を検知し、熱交貯留湯を全て排出するまでは、湯水混合弁４５での混合割合をこの割合のまま維持することとした。上限温度を給湯装置５がエラーと判定する温度よりも低い温度に設定することで、後段の給湯装置５を正常に動作させることが可能となる。さらにこの所定温度を、目標出湯温度より低い温度に設定することで、給湯初期に高温の湯が給湯されて火傷してしまうことを防止することができる。

そして、熱交貯留湯が全て排出されたと判断した後は、出湯管４６を流れる湯の温度と流量を検知して出湯温度が目標出湯温度（＝上限温度以下で設定）となるように、フィードバック制御により湯水混合弁４５での混合割合を調整する。つまり、熱交貯留湯が排出された後で送湯管４３から流出する湯は、給湯開始後に給水管４２から供給された水道水を熱交換によって加熱した湯であるから、フィードバック制御することで出湯温度を制御することが可能になるのである。

なお、フィードバック制御においては、出湯温度を決められた一定時間ごとに検知し、出湯温度が目標出湯温度に満たない場合は混合割合を一定量ずつ段階的に調整する。このようにすることで、後段の給湯装置５に流入する湯の温度は緩やかに変化するため、給湯装置５では加熱源５２を制御することで給湯温度を一定に保つことができる。

さらに、出湯経路４を流れる流量が少ないと、給水管４２から供給される水道水はゆっくりと給湯用熱交換器４１を通過し送湯管４３に到達するため、送湯管４３から送出される湯の温度は熱交貯留湯と変わらなくなる。つまり、湯の温度としては熱交貯留湯が排出され続けているのと同じであるため、熱交貯留湯は全て排出されていないと判断する。したがって、所定流量以下のときには湯水混合弁４５での混合割合は一定の状態で維持されることになる。

次に、前述の出湯制御について図３のフローチャートを用いて説明する。

まず、本給湯システムでは、電源が投入されたことを検知すると（ステップ１）、混合弁制御手段６２にて湯水混合弁４５の開度を設定する(ステップ２)。ここで設定される湯水混合弁４５の開度は、熱交貯留湯の温度が最も高い条件であったとき、出湯管４６を流れ給湯装置５へ供給する湯の温度がその流量にかかわらず上限温度を超えないように決定されるものである。例えば、熱交貯留湯の最も高い温度が７５℃、上限温度が３０℃であるとすると、出湯管４６を流れる流量がいかなる量であっても湯の温度がこの上限温度以下となるよう、例えば２７℃以下となるように、湯水混合弁４５の開度を演算にて求める。なおこの温度が上述の所定温度に該当する。

次に給湯装置５に対して給湯要求があったかを判断する（ステップ３）。具体的には、出湯流量計４７の検知する流量が所定流量以上の状態が、ある時間継続したことを検知すると給湯開始判定手段６１では給湯装置での給湯要求あり、つまり「給湯開始」と判断する。

給湯開始と判断されると、出湯流量計４７の流量を検知し(ステップ４)、出湯流量が所定流量以上であった場合には、熱交貯留湯を全て排出するのに必要な時間である「排出完了時間」を決定する（ステップ５）。この排出完了時間は、ステップ３における時間を加味した累計時間として設定され、出湯流量によらず一定の値としてもよいのだが、本実施例では出湯流量に応じて可変する構成としている。当然出湯流量が多ければ熱交貯留湯の排出までにかかる時間は短く、流量が少なければ時間は長くかかるので、出湯流量に応じて時間を決定することで排出完了時間を適切に判断して、素早くフィードバック制御に移行することが可能となる。

そして、ステップ５で決定した排出完了時間が経過するまでは、湯水混合弁４５の開度を一定に維持した状態とし給湯が開始される。またこれと同時に、計時手段６５では時間の計測が開始される（ステップ６）。

次に、排出完了判定手段６４にて排出完了時間が経過したかを判定し（ステップ７）、排出完了時間が経過したと判断すると、以降フィードバック制御へと移行する。

ここでは、判定周期４ｓｅｃごとに出湯温度検知手段４８が検知する出湯温度を読み込み（ステップ８）、比較判定手段６３は検知温度と目標出湯温度との差から湯水混合弁４５の開度の調節が必要かを判断する（ステップ９）。なお、この目標出湯温度は上限温度と同じであってもよい。例えば目標出湯温度を３０℃とし、目標出湯温度との差の絶対値が１℃以上であったときには開度の調整が必要と判断する。そして、調整が必要な場合は湯水混合弁４５の開度を１段階変更し（ステップ１０）、調整後は再びステップ８に戻って出湯温度を検知し、目標出湯温度との差を判断して開度を調整することを繰り返す。これにより給湯装置５へ供給する湯の温度は目標出湯温度となるように制御される。

また、出湯温度と目標出湯温度との差が１℃以内になったときには、湯水混合弁４５の開度の調整は不要であり、そのままの状態を維持しステップ８に戻る。

このように、熱交貯留湯を全て排出した後は、段階的に湯水混合弁４５の開度を調整する。このとき、１段階ごとの開度の調整量は適宜設定すればよいが、出湯温度と目標出湯温度との差に関わらず、開度は一定量ずつ調整していく。このようにすることで、後段の給湯装置５に流入する湯の温度は緩やかに変化するため、給湯装置５では加熱源５２を制御することで給湯温度を一定に保つことができる。

なお、給湯開始と判断した後、ステップ４で出湯流量を検知しているが、出湯管４６の流量が本システムで規定する所定流量に満たなかったとすると、給水管４２から供給される水道水はゆっくりと給湯用熱交換器４１を通過し送湯管４３に到達するため、送湯管４３から流出する湯の温度は熱交貯留湯と変わらなくなる。つまり、湯の温度としては熱交貯留湯が排出され続けているのと同じであるため、熱交貯留湯は全て排出されていないと判断する。したがって、出湯管４６の流量が所定流量以下の時には、排出完了時間は設定されず湯水混合弁４５は開度が一定に保たれた状態を維持して給湯が継続する。しかし、流量が所定量を超えたことが検知されたときには、ステップ５に移行して排出完了時間を設定し上述の制御が行われる。

また、給湯が継続し、給湯用熱交換器４１に水道水が供給され続けると、蓄熱タンク３の熱媒は水道水との熱交換により温度が低下するので、送湯管４３を流れる湯の温度も徐々に低下していく。これに対してはその都度湯水混合弁４５の開度を湯の割合が多くなるよう調整することで、出湯管４６を流れる湯は目標出湯温度に維持される。そしてその後も引き続き給湯が行われ、ついに混合される湯の割合が上限に到達すると、出湯管４６を流れる湯の温度を維持することができなくなって温度が低下する。しかし、温度は徐々に低下していくので給湯装置５では湯温の低下を検知して加熱源５２の能力を制御することで、使用者へ給湯する湯の温度は一定に保たれ、安定した給湯を行うことができる。

次に、本発明のその他の実施例を図４、図５を用いて説明する。なお、本実施例は出湯経路４の給水管４２上に給水流量計４９が設けられているが、その他は実施例１と同じ構造であるため、同じ符号を付し説明を省略する。

図４において、給水管４２には給水分岐管４４との分岐点よりも下流に、給湯用熱交換器４１に流入する水道水の流量を検知する給水流量計４９が設けられており、この流量を積算することで給湯用熱交換器４１に流入した水量が検知される。給湯用熱交換器４１に流入した水道水の量が給湯用熱交換器４１の容量に達すると、熱交貯留湯が全て排出されたことになるので、熱交貯留湯の排出完了と判断する。給水流量計４９を備えたことで、実施例１に比べ部品点数が増加してコストアップにはなるが、より正確に湯の排出を判断することができる。

また、図５のフローチャートでは、湯水混合弁４５の開度を設定してステップ３で給湯が開始されると、次に給水流量計４９の流量を検知する（ステップ４）。そして、給水流量が所定流量以上であった場合には、給水流量計４９が検知する流量を積算し（ステップ５）、この積算流量が給湯用熱交換器４１の容量に到達すると排出完了判定手段６４は熱交貯留湯の排出が完了したと判断して（ステップ６）、以降フィードバック制御へと移行する。

３ 蓄熱タンク
４１ 給湯用熱交換器
４５ 湯水混合弁
４６ 出湯管
４７ 出湯流量計
４８ 出湯温度検知手段
６２ 混合弁制御手段
６３ 比較判定手段

Claims (6)

1. 熱媒を貯留する蓄熱タンクと、前記蓄熱タンク内に配置され、外部より供給される水と前記蓄熱タンク内の熱媒とで熱交換する給湯用熱交換器と、前記給湯用熱交換器から流出する湯と外部より供給される水とを混合する湯水混合弁と、前記湯水混合弁を通過した湯を外部の給湯装置に送出する出湯管と、前記出湯管を流れる湯の温度を検知する出湯温度検知手段と、前記湯水混合弁における湯と外部より供給される水との混合割合を制御する混合弁制御手段を備え、前記混合弁制御手段は前記出湯温度検知手段の検知温度が所定温度以下となるように混合割合を決定し、前記給湯用熱交換器内に貯留していた湯が全て排出されるまでは前記混合割合で前記湯水混合弁を維持し、前記給湯用熱交換器内に貯留していた湯が排出されたと判断された後は前記出湯温度検知手段の検知温度が目標出湯温度となるように前記湯水混合弁における混合割合を調整することを特徴とする蓄熱式給湯システム。
2. 前記出湯温度検知手段の検知温度と目標出湯温度とを比較して前記湯水混合弁における湯と外部より供給される水の混合割合の調整が必要かを判定する比較判定手段を備え、前記比較判定手段が混合割合の調整が必要と判断したときには、前記混合弁制御手段は一定量ずつ混合割合を調整することを特徴とする請求項1記載の蓄熱式給湯システム。
3. 前記所定温度は、前記目標出湯温度より低いことを特徴とする請求項１または２記載の蓄熱式給湯システム。
4. 給湯装置への出湯開始から所定の排出完了時間が経過したときに前記給湯用熱交換器内に貯留していた湯が全て排出されたと判断することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の蓄熱式給湯システム。
5. 前記出湯管の流量を検知する出湯流量計を備え、前記出湯流量計の検知流量に基づいて前記排出完了時間を設定することを特徴とする請求項４記載の蓄熱式給湯システム。
6. 燃料電池から排出される排熱を回収して前記蓄熱タンク内の熱媒を加熱するコジェネレーションシステムに用いられることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の蓄熱式給湯システム。

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