JP7049652B2 - 給湯装置および方法 - Google Patents

Description

本発明は、ガスエンジンや燃料電池などの熱源と、給湯器などの熱源を併用する給湯装置に関する。

ガスエンジンや燃料電池などの排熱を給水に熱交換して貯湯タンクに貯湯し、この貯湯タンクの温水で給湯し、熱量が不足する場合には給湯器を利用して設定温度での給湯を実現する給湯システムがある。
この給湯システムに関し、貯湯ユニットの出湯路側に補助的な熱源として給湯器が備えられている（たとえば、特許文献１）。設定温度での給湯を貯湯ユニットからの温水のみで行うことができない場合には、貯湯ユニットの下流側に設置している給湯器で加熱することで、設定温度の給湯を行っている。

特開２００７－３１１０３６号公報

ところで、補助的な熱源である給湯器を貯湯ユニットの下流側に設置し、設定温度に出湯温度を制御する場合には給湯器による加熱動作の遅れなどにより出湯温度の安定性に欠ける。貯湯ユニットからの温水が給湯器に到達した時点で、つまり、温水温度が低いことを検出した時点で給湯器を加熱動作に移行させても、給湯器による設定温度までの加熱に時間を要し、設定温度より出湯温度が低下するなど、出湯温度が不安定となる。

貯湯ユニットの温水温度に関する予告情報を給湯器側に与えても、給湯器が直接加熱方式であれば、給湯需要時点前に準備加熱を行うことができないので、給湯時点での設定温度より低い給湯が生じるという課題がある。
斯かる要求や課題について、特許文献１にはその開示や示唆はなく、それを解決する構成等についての開示や示唆はない。
そこで、本発明は上記課題に鑑み、貯湯タンクの温水や蓄熱のみで設定温度での出湯ができない場合には給湯器などの熱源部で給水の先行加熱を行うことにより、設定温度での給湯を実現することにある。

上記目的を達成するため、本発明の給湯装置の一側面によれば、貯湯タンクと、前記貯湯タンクの下層側から温水または水を導き、熱源の熱と熱交換して前記貯湯タンクの上層側に戻す第一熱源部と、前記貯湯タンクの下層側に給水する給水路と、前記貯湯タンクの給水側に設置された第二熱源部と、前記貯湯タンクの上層部の温水により給湯する給湯路と、前記貯湯タンクの上層部の温度を検出する温度センサーと、前記給水路の給水を前記給湯路に導くバイパス路と、前記貯湯タンクまたは前記給湯路の何れか一方または双方に弁開度に応じて前記給水を流す混合弁と、前記温度センサーの検出温度に応じて前記混合弁の開度を調整し、
ａ）前記第二熱源部の給水加熱のみによる給湯、
ｂ）前記第二熱源部で加熱した供給水と前記貯湯タンクの温水による混合給湯、
ｃ）前記第二熱源部を非加熱で通過させた給水と前記貯湯タンクの温水による混合給湯
の何れかを給湯する制御部とを備える。
この給湯装置において、前記制御部は、給湯時、前記温度センサーの検出温度に応じて前記混合弁の開度調整とともに、前記第二熱源部を加熱または非加熱に制御し、前記第二熱源部を通過させた前記給水を供給してもよい。

上記目的を達成するため、本発明の給湯装置の一側面によれば、熱媒を溜める熱媒タンクと、前記熱媒タンクの下層側から熱媒を導き、熱源の熱と熱交換して前記熱媒タンクの上層側に戻す第一熱源部と、前記熱媒タンクの上層部から導かれた熱媒の熱を、給水路に流れる給水に熱交換して温水を給湯路に流す熱交換器と、前記熱交換器の給水側に設置されて前記給水路より導かれる給水を加熱しまたは該給水を非加熱で通過させる第二熱源部と、前記熱媒タンクの上層部の温度を検出する温度センサーと、前記給水路の給水を前記給湯路に導くバイパス路と、弁開度に応じて前記バイパス路を通して前記給湯路側の温水に前記給水を混合させる混合弁と、前記温度センサーの検出温度に応じて前記混合弁の開度を調整し、
ｄ）前記熱媒タンクの熱媒の熱を前記給水に熱交換して行う給湯、
ｅ）前記第二熱源部の給水加熱のみによる給湯、
ｆ）前記第二熱源部で加熱した供給水と前記熱媒タンクの熱媒で加熱した温水との混合給湯
の何れかの給湯を行う制御部とを備える。

上記目的を達成するため、本発明の給湯方法の一側面によれば、貯湯タンクと、前記貯湯タンクの下層側から温水または水を導き、熱源の熱と熱交換して前記貯湯タンクの上層側に戻す第一熱源部と、前記貯湯タンクの下層側に給水する給水路と、給水を加熱する第二熱源部と、前記貯湯タンクの上層部の温水により給湯する給湯路と、前記貯湯タンクの上層部の温度を検出する温度センサーと、前記給水路の給水を前記給湯路に導くバイパス路と、前記貯湯タンクまたは前記給湯路の何れか一方または双方に弁開度に応じて前記給水を流す混合弁を用いる給湯方法であって、
前記温度センサーの検出温度に応じて前記混合弁の開度を調整する工程と、
ａ）前記第二熱源部の給水加熱のみによる給湯、
ｂ）前記第二熱源部で加熱した供給水と前記貯湯タンクの温水による混合給湯、
ｃ）前記第二熱源部を非加熱で通過させた給水と前記貯湯タンクの温水による混合給湯
の何れかを給湯する工程とを含む。
この給湯方法において、給湯時、前記温度センサーの検出温度に応じて前記混合弁の開度調整とともに、前記第二熱源部を加熱または非加熱に制御する工程と、前記第二熱源部を通過させた前記給水を供給する工程とを含んでよい。

上記目的を達成するため、本発明の給湯方法の一側面によれば、熱媒を溜める熱媒タンクと、前記熱媒タンクの下層側から熱媒を導き、熱源の熱と熱交換して前記熱媒タンクの上層側に戻す第一熱源部と、給水路より導かれる給水を加熱しまたは該給水を非加熱で通過させる第二熱源部と、前記熱媒タンクの上層部から導かれた熱媒の熱を、前記給水路に流れる給水に熱交換して温水を給湯路に流す熱交換器と、前記熱媒タンクの上層部の温度を検出する温度センサーと、前記給水路の給水を前記給湯路に導くバイパス路と、弁開度に応じて前記バイパス路を通して前記給湯路側の温水に前記給水を混合させる混合弁とを用いる給湯方法であって、
前記温度センサーの検出温度に応じて前記混合弁の開度を調整する工程と、
ｄ）前記熱媒タンクの熱媒の熱を前記給水に熱交換して行う給湯、
ｅ）前記第二熱源部の給水加熱のみによる給湯、
ｆ）前記第二熱源部で加熱した供給水と前記熱媒タンクの熱媒で加熱した温水との混合合給湯
の何れかの給湯を行う工程とを含む。

請求項１、請求項２、請求項４または請求項５に係る発明によれば、次のいずれかの効果が得られる。
(1) ガスエンジンや燃料電池から得られた排熱を温水に変換して貯湯タンクで貯湯して給湯に利用でき、給湯温度の安定性を実現できる。
(2) 貯湯タンクの温水のみでは設定温度の給湯ができない場合には、上水の給水方向から見て貯湯タンクの給水側に設置された第二熱源部で給水を加熱し、設定温度での給湯を実現でき、給湯温度を安定化できる。
(3) 貯湯タンクの温水を加熱する第一熱源部に対し、第二熱源部は補助的熱源として機能させることができ、貯湯タンクの温水のみで設定温度の給湯が可能である場合には非加熱状態で貯湯タンクに給水できるとともに、第二熱源部での給水の先行加熱によって設定温度での安定給湯を実現できる。
(4) 第二熱源部には安価な直接加熱方式の給湯器を利用でき、斯かる給湯器を用いても設定温度での安定給湯を実現でき、コストを抑えることができる。

請求項３または請求項６に係る発明によれば、次のいずれかの効果が得られる。
(1) ガスエンジンや燃料電池から得られた排熱を熱媒に変換して熱媒タンクに蓄積し、この熱媒の熱を給水に熱交換して給湯でき、給湯温度の安定性を実現できる。
(2) 熱媒タンクの熱媒のみで設定温度の給湯ができない場合には、第二熱源部で給水を加熱し、設定温度での給湯を実現でき、給湯温度を安定化できる。
(3) 熱媒タンクの熱媒を加熱する第一熱源部に対し、第二熱源部では補助的熱源として機能させることができ、熱媒タンクの熱媒のみで設定温度の給湯が可能である場合には非加熱状態で給湯できるとともに、第二熱源部での給水の先行加熱によって設定温度での安定給湯を実現できる。
(4) 第二熱源部には安価な直接加熱方式の給湯器を利用でき、斯かる給湯器を用いても設定温度での安定給湯を実現でき、コストを抑えることができる。
そして、本発明の他の目的、特徴および利点は、添付図面および各実施の形態を参照することにより、一層明確になるであろう。

第１の実施の形態に係る給湯装置を示す図である。 実施例に係る給湯装置を示す図である。 給湯装置の制御部を示す図である。 貯湯処理の処理手順を示すフローチャートである。 ＦＢ制御の処理手順を示すフローチャートである。 給湯処理の処理手順を示すフローチャートである。 給湯パターン１を示す図である。 給湯パターン２を示す図である。 第２の実施の形態に係る給湯装置を示す図である。 給湯装置の処理手順を示すフローチャートである。

〔第１の実施の形態〕
図１は第１の実施の形態に係る給湯装置を示している。図１に示す構成は一例であり、斯かる構成に本発明が限定されるものではない。
第１の実施の形態に係る給湯装置２では、貯湯タンク４に貯湯された温水ＨＷが給湯に利用される。この給湯装置２にはたとえば、貯湯タンク４、第一熱源部６、給水路８、第二熱源部１０、給湯路１２、温度センサー１４、バイパス路１６、混合弁１８、制御部２０が備えられる。
貯湯タンク４には温水ＨＷが貯湯される。第一熱源部６は燃料電池ユニット、エンジン発電機、ヒートポンプなどを熱源に用いて、その熱（排熱など）を給水Ｗに熱交換し、給水Ｗから温水ＨＷを生成させる。この例では貯湯タンク４の下層側から温水ＨＷまたは給水Ｗを導き、熱源の熱と熱交換して得られる温水ＨＷを貯湯タンク４の上層側に戻す。

貯湯タンク４の下層側には給水路８が備えられ、給水Ｗが貯湯タンク４の下層側に導かれる。この給水路８に備えられた第二熱源部１０は、燃焼熱などを熱源に用いて給水Ｗに熱交換するが、非加熱状態で給水Ｗを通過させる機能を備える。この第二熱源部１０にはたとえば、直接加熱方式の給湯器を備えればよい。
貯湯タンク４には給湯路１２が接続される。この給湯路１２は貯湯タンク４の上層部側の温水ＨＷを給湯する。この給湯路１２には温度センサー１４が備えられ、この温度センサー１４で貯湯タンク４の上層部側から出湯する温水ＨＷの温度を検出する。

貯湯タンク４と第二熱源部１０の間の給水路８と給湯路１２の間にはバイパス路１６が備えられ、このバイパス路１６は第二熱源部１０からの温水ＨＷまたは第二熱源部１０を通過させた給水Ｗを給湯路１２に導く水路である。この例では、給水路８とバイパス路１６の分岐点に混合弁１８が備えられる。この混合弁１８には第二熱源部１０を通過した給水Ｗまたは温水ＨＷが流れる。この混合弁１８では貯湯タンク４側のポートとバイパス路１６側のポートの開度比率が調整され、この開度比率に応じて給水路８の給水Ｗまたは温水ＨＷが貯湯タンク４またはバイパス路１６の何れか一方または双方に導かれる。バイパス路１６の流量は混合弁１８のバイパス路１６側の開度により調整される。バイパス路１６に導かれた給水Ｗまたは温水ＨＷは給湯路１２に合流し、貯湯タンク４からの温水ＨＷを混合させることができる。
そして、制御部２０は、温度センサー１４の検出温度に応じて第二熱源部１０および混合弁１８を制御する。この制御部２０によれば、温度センサー１４の検出温度に応じて混合弁１８の開度を調整し、
ａ）第二熱源部１０の給水加熱のみによる給湯、
ｂ）第二熱源部１０で先行加熱した給水Ｗ（温水ＨＷ）給湯、
ｃ）第二熱源部１０を非加熱で通過させた給水Ｗと貯湯タンク４の温水ＨＷによる混合給湯
の何れかが行われる。
斯かる制御において、この制御部２０によれば、温度センサー１４の検出温度の検出温度に応じて混合弁１８の開度調整とともに、第二熱源部１０を加熱状態または非加熱状態に制御し、第二熱源部１０を通過させた給水Ｗを貯湯タンク４に供給する。

＜給湯方法＞
この給湯方法では、既述の貯湯タンク４、第一熱源部６、給水路８、第二熱源部１０、給湯路１２、温度センサー１４、バイパス路１６、混合弁１８を用いる給湯方法であって、
第一に、温度センサー１４の検出温度に応じて混合弁１８の開度を調整する工程と、第二に、この開度調整に基づいて給湯する工程が含まれる。
第二の工程では、既述したように、
ａ）第二熱源部１０の給水加熱のみによる給湯、
ｂ）第二熱源部１０で先行加熱した給水Ｗ（温水ＨＷ）給湯、
ｃ）第二熱源部１０を非加熱で通過させた給水Ｗと貯湯タンク４の温水ＨＷによる混合給湯
の何れかの給湯が行われる。

この給湯方法において、第三の工程として、温度センサー１４の検出温度に応じて混合弁１８の開度調整とともに、第二熱源部１０を加熱または非加熱に制御する工程と、第四の工程として、温水ＨＷまたは給水Ｗの供給が行われる。第四の工程では、第二熱源部１０を通過させた給水Ｗを貯湯タンク４に供給する。

＜第１の実施の形態の効果＞
この第１の実施の形態によれば、次の効果が得られる。
(1) ガスエンジンや燃料電池から得られた排熱を温水に変換して貯湯タンクで貯湯でき、これを給湯に利用できるとともに給湯温度の安定化を図ることができる。
(2) 貯湯ユニットの温水では設定温度の給湯ができないとき、第二熱源部で給水を加熱することで、設定温度の給湯を実現でき、給湯温度を安定化できる。
(3) 第一熱源部と第二熱源部の補助的加熱で温水の温度を補完でき、第二熱源部による給水の先行加熱の利用で設定温度での安定給湯が実現できる。
(4) 安価な直接加熱方式の給湯器を第二熱源部に利用すれば、設定温度での安定給湯とともにコスト低減を図ることができる。

＜給湯装置２＞
図２は、第１の実施の形態の実施例に係る給湯装置２を示している。図２において、図１と同一部分には同一符号を付してある。図２に示す構成は一例であって、斯かる構成に本発明が限定されるものではない。
貯湯ユニット２２には貯湯タンク４、給湯路１２、バイパス路１６－１および混合弁１８－１が備えられる。貯湯タンク４には上層部側から下層部側に向かって複数の温度センサー１４－１、１４－２、１４－３、１４－４が間隔を設けて設置され、階層蓄熱状態にある温水ＨＷの各部位の温度が検出される。
給水路８には流量センサー２４－１および温度センサー１４－５が備えられる。給湯路１２側には温度センサー１４－６、１４－７が備えられる。

第一熱源部６にはたとえば、燃料電池ユニット２６が備えられる。この燃料電池ユニット２６には燃料電池２８および熱交換器３０が備えられる。循環路３２は貯湯タンク４の下層側から取り出した温水ＨＷまたは給水Ｗを熱交換器３０で熱交換させた後、加熱後の温水ＨＷを貯湯タンク４の上層部側に循環させる。熱交換器３０では燃料電池２８で生じた排気の熱を貯湯タンク４の下層側の温水ＨＷまたは給水Ｗに熱交換する。
第二熱源部１０には給湯器３４が備えられる。この給湯器３４には熱交換器３６、バーナー３８、バイパス路１６－２、混合弁１８－２、流量センサー２４－２、温度センサー１４－８、１４－９、１４－１０が備えられる。熱交換器３６はバーナー３８の燃焼熱を給水Ｗに熱交換する。バイパス路１６－２は熱交換器３６での熱交換前の給水Ｗを熱交換後の温水ＨＷに合流させる。混合弁１８－２には熱交換器３６側の開度とバイパス路１６－２の開度の調整により、給水Ｗと温水ＨＷの混合比率を調整する。この混合比率は、制御部２０（図１）の制御により、つまり、先行加熱に求められる貯湯ユニット２２側への温水ＨＷの要求温度により調整される。
流量センサー２４－２は給水Ｗの流量を検出し、温度センサー１４－８は給水温度を検出する。温度センサー１４－９は熱交換器３６の出側温度を検出し、温度センサー１４－１０は給湯器３４から貯湯ユニット２２に入る温水ＨＷの温度を検出する。

この給湯装置２では、給水Ｗが貯湯タンク４に先行して給湯器３４に供給され、この給湯器３４を通過した給水Ｗまたは給湯器３４で得られる温水ＨＷが貯湯ユニット２２に供給される。
燃料電池ユニット２６は、貯湯タンク４の下層側の温水ＨＷまたは給水Ｗを、電池稼働時に発生する排気の熱と熱交換し、高温化した温水ＨＷを貯湯タンク４の上層部側に戻す。燃料電池ユニット２６で加熱される温水ＨＷの温度は７０℃～８０℃の範囲であり、たとえば、７５℃である。

＜制御部２０＞
図３は、制御部２０（図１）の一例を示している。この制御部２０には電池制御部４０、貯湯制御部４２、給湯制御部４４およびリモコン制御部４６が含まれ、これらはコンピュータを備えるとともに、通信機能を備えて有線または無線により連係されて検出温度や動作状況などの情報交換が行われる。
電池制御部４０は燃料電池ユニット２６に備えられ、燃料電池の発電機能や熱交換器３０を通過させる排気制御などを行う。
貯湯制御部４２は貯湯ユニット２２に備えられる。この貯湯制御部４２の制御には混合弁１８－１の開度制御などが含まれる。
給湯制御部４４には燃焼制御部４８が含まれ、給湯制御には電池制御部４０、貯湯制御部４２およびリモコン制御部４６との情報の送受を含む連係制御、バーナー３８の燃焼制御、混合弁１８－２の開度調整などが含まれる。
リモコン制御部４６はリモコン装置５０に備えられる。このリモコン制御部４６の制御には電池制御部４０、貯湯制御部４２および給湯制御部４４との情報の送受を含む連係制御の他、リモコン表示制御などが含まれる。

＜貯湯処理＞
図４は、貯湯ユニット２２に係る処理手順を示している。この処理手順では貯湯制御に当たり、温度センサー１４－１～１４－７の検出温度情報や、給湯動作の状況などの情報の送受信を行う（Ｓ１０１）。処理手順において、Ｓはその工程、Ｓに付した番号は工程順を示している（以下同じ）。
この情報交換の後、蛇口やシャワーによる給湯使用が生じたかを流量センサー２４－１の検出信号を用いることにより判断する（Ｓ１０２）。
給湯使用であれば（Ｓ１０２のＹＥＳ）、貯湯ユニット２２への入水温度と（設定温度－Ｔ１）とを比較し、入水温度≧（設定温度－Ｔ１）であるかを判断する（Ｓ１０３）。Ｔ１℃はたとえば、１℃であり、配管ロスによる温度低下を想定している。このＳ１０３により、給湯器３４が設定温度で出湯しているかを温度センサー１４－５の検出温度で判断する。

この判断の結果、入水温度≧（設定温度－Ｔ１）であれば（Ｓ１０３のＹＥＳ）、混合弁１８－１の貯湯タンク４側のポートを閉じ、給湯器３４からの供給水を以てバイパス路１６－１から給湯路１２に給湯する（Ｓ１０４）。
この判断の結果、入水温度＜（設定温度－Ｔ１）であれば（Ｓ１０３のＮＯ）、混合弁１８－１の開度を調整してのＦＢ（Feedback）制御による給湯（図５）を行う（Ｓ１０５）。つまり、貯湯タンク４からの温水ＨＷに給湯器３４からの供給水（給水Ｗもしくは温水ＨＷ）を混合し、設定温度に設定された混合給湯を行う。
なお、Ｓ１０２の判断で給湯使用でない場合には（Ｓ１０２のＮＯ）、混合弁１８－１を所定の開度位置としてたとえば、現在位置で待機させる（Ｓ１０６）。このとき、給水Ｗの供給は停止状態である。

＜ＦＢ制御＞
図５は、貯湯ユニット２２に係るＦＢ制御の処理手順として、ＦＢ制御による給湯制御を示している。このＦＢ制御では、温度センサー１４－５、温度センサー１４－６の検出温度に関係なく、貯湯タンク４の出側温水温度＞入水温度として混合弁１８－１を制御する。
このとき、温度センサー１４－７の検出温度を取り込み（Ｓ２０１）、給湯温度＞設定温度であるかを判断する（Ｓ２０２）。ここで、給湯温度は温度センサー１４－７の検出温度であり、設定温度はユーザーが設定する温度であり、この温度にはたとえば、±０．５℃程度の温度幅を持たせる。
給湯温度＞設定温度であれば（Ｓ２０２のＹＥＳ）、混合弁１８－１の開度比率をバイパス路１６－１側を増加させる位置に調整し（Ｓ２０３）、図４のＳ１０５にリターンする。この場合、給湯温度を下げる調整であるが、温度差により調整量を加減してもよい。

給湯温度＞設定温度でなければ（Ｓ２０２のＮＯ）、給湯温度＜設定温度であるかを判断する（Ｓ２０４）。給湯温度＜設定温度であれば（Ｓ２０４のＹＥＳ）、混合弁１８－１の開度比率をバイパス路１６－１側を減少させる位置に調整し（Ｓ２０５）、図４のＳ１０５にリターンする。
また、給湯温度＜設定温度でなければ（Ｓ２０４のＮＯ）、設定温度による給湯が行われているため混合弁１８－１の開度比率の調整をすることなく、Ｓ２０５をスキップして図４のＳ１０５にリターンする。
このように混合弁１８－１によるＦＢ制御は、貯湯タンク４の出側温水温度や入水温度に関係なく、貯湯タンク４側の出側温水温度が入水温度より高いという前提で実行する。このため、混合弁１８－１は、給湯温度を下げる場合に貯湯タンク４側の開度を減少させてバイパス路１６側の開度を増加させ、給湯温度を上げる場合にはこれとは逆に、つまり貯湯タンク４側の開度を増加させてバイパス路１６側の開度を減少させる。

＜給湯器処理＞
図６は、給湯器３４に係る処理手順を示している。この給湯器処理では、情報交換（Ｓ３０１）の後、給湯使用かを判断する（Ｓ３０２）。Ｓ３０１では温度センサーの検出温度や給湯器３４の動作状態などの情報を送受信し、他装置の情報を把握する。Ｓ３０２では既述したように蛇口やシャワーなどの開栓により給湯需要が生じているかを流量センサー２４－２の検出流量で判断すればよい。
給湯使用の際（Ｓ３０２のＹＥＳ）、給湯器３４が加熱動作中であるかを判断する（Ｓ３０３）。
加熱動作中でなければ（Ｓ３０３のＮＯ）、貯湯タンク４の蓄熱不足かを判断する（Ｓ３０４）。この蓄熱不足か否かの判断は温度センサー１４－６、温度センサー１４－１の何れかまたは双方の検出温度で判断すればよい。貯湯タンク４の蓄熱不足でなければ（Ｓ３０４のＮＯ）、給湯器３４による給水Ｗの加熱は行わず、混合弁１８－２の熱交換器３６側のポートを閉じ、バイパス路１６－２から貯湯ユニット２２へ給水Ｗを供給する（Ｓ３０５）。貯湯タンク４の蓄熱不足であれば（Ｓ３０４のＹＥＳ）、給湯器３４によって設定温度に加熱した温水ＨＷを貯湯ユニット２２へ給湯する（Ｓ３０７）。

Ｓ３０３において、加熱動作中であれば（Ｓ３０３のＹＥＳ）、貯湯タンク４の蓄熱が復活したかを判断する（Ｓ３０６）。依然として貯湯タンク４の蓄熱不足であれば（Ｓ３０６のＮＯ）、給湯器３４によって設定温度に加熱した温水ＨＷで給湯する（Ｓ３０７）。この場合、配管による放熱ロスを想定し、設定温度に既述の温度（Ｔ１）を加えた温度での給湯でもよい。
貯湯タンク４の蓄熱が復活すれば（Ｓ３０６のＹＥＳ）、貯湯ユニット２２のＦＢ制御動作か（図４のＳ１０５が実行状態であるか）を判断する（Ｓ３０８）。貯湯ユニット２２のＦＢ制御動作でなければ（Ｓ３０８のＮＯ）、給湯器３４によって（設定温度－Ｔ２）に加熱して給湯する（Ｓ３０９）。ここで、温度Ｔ２＞Ｔ１であるが、この温度Ｔ２は低いことが好ましい。

Ｓ３０２で給湯使用でないと判断した場合（Ｓ３０２のＮＯ）や、Ｓ３０８で貯湯ユニット２２のＦＢ制御動作と判断した場合（Ｓ３０８のＹＥＳ）では、給湯器３４の加熱動作を停止状態に移行させる（Ｓ３１０）。
この給湯処理において、Ｓ３０４では、加熱動作中でなければ、貯湯ユニットが設定温度で給湯できないか、もしくはできなくなりそうか判定している。この判定では、たとえば、貯湯ユニット２２の温度センサー１４－１の検出温度（＝Ｔｈ１）が設定温度を下回るか（Ｔｈ１＜設定温度）どうかで判断する。なお、この判定は、貯湯ユニット２２の温度情報を取得して給湯器３４側の給湯制御部４４側で行ってもよいし、貯湯ユニット２２の貯湯制御部４２側で行ってもよい。

Ｓ３０５では、貯湯ユニット２２の温水ＨＷで設定温度による給湯が可能な状態であれば、給湯器３４による加熱は行わず、給湯器３４への供給水（給水Ｗまたは温水ＨＷ）を貯湯ユニット２２に供給する。Ｓ３０６では、給湯器３４が加熱動作中であれば、貯湯ユニット２２の温水ＨＷで設定温度の給湯が可能かを判定している。この判定はたとえば、貯湯ユニット２２の温度センサー１４－２の検出温度（＝Ｔｈ２）が設定温度以上か（Ｔｈ２≧設定温度）どうかで行えばよい。この判定は貯湯ユニット２２の温度情報を取得した給湯制御部４４側で行ってもよいし、貯湯ユニット２２の貯湯制御部４２で行ってもよい。この判定は温度センサー１４－１の検出温度を用いて行ってもよいが、Ｓ３０６の判定にヒステリシスを設定している。
Ｓ３０７では、給湯器３４による加熱動作で設定温度による出湯を行っており、この場合、貯湯タンク４の温水ＨＷを使用しない（図４のＳ１０４に相当）。
そして、Ｓ３０８で貯湯ユニット２２がＦＢ制御動作であれば、Ｓ３１０の制御を選択してもよい。

そして、Ｓ３０８の制御は必ずしも必要ではない。つまり、貯湯タンク４の温水ＨＷが設定温度で給湯できない状態から設定温度で給湯できる状態に移行すれば、混合弁１８－１の切替えに時間を要しても、非加熱水が供給されることを低減できる。混合弁１８－１の応答性能が高く、貯湯タンク４の上層部側から混合弁１８－１に至る配管経路が短ければＳ３０８を省略してＳ３１０に移行しても問題ない。Ｓ３０８は、貯湯ユニット２２が給湯器３４からの給湯が終了し、ＦＢ制御を開始するまでの設定温度より少し低い温度（たとえば、設定温度－３℃程度）にて給湯するための判断となる。
Ｓ３０９では、給湯器３４からの温水供給で、設定温度より少し低い温度（たとえば、設定温度－３℃）で給湯する。この温度は、図４のＳ１０３のＮＯの場合の温度である。そして、Ｓ３１０では、貯湯タンク４の温水ＨＷで設定温度の給湯が可能であるため、給湯器３４による加熱動作は不要となる。

＜給湯パターン１＞
図７は、給湯パターン１を示している。図７では、活性状態にある箇所を実線で示し、休止状態の箇所を破線で示している。この給湯パターン１は貯湯タンク４の温水ＨＷを用いて給湯が行える場合の給水Ｗから温水ＨＷの給湯である。この場合、給湯器３４を非加熱状態に制御した状態で、熱交換器３６に給水Ｗを通水することは可能であるが、結露を避けるため、混合弁１８－２はバイパス路１６－２側を１００〔％〕の開度にし、熱交換器３６への通水を回避する。

＜給湯パターン２＞
図８は、給湯パターン２を示している。図８においても図７と同様に、活性状態にある箇所を実線で示し、休止状態の箇所を破線で示している。この給湯パターン２は貯湯タンク４の温水ＨＷでは給湯が行えない場合の給湯である。この場合、貯湯タンク４の温水ＨＷに蓄熱があったとしても、給湯器３４の給湯温度を設定温度に設定し、給湯を行う。この場合、混合弁１８－１はバイパス路１６－１側を１００〔％〕の開度にし、貯湯タンク４への給水は行わない。

＜実施例の効果＞
この実施例によれば次の効果が得られる。
(1) 貯湯ユニット２２に対して補助熱源である給湯器３４を給水側から見て上流側に設置して給水Ｗを先行加熱することにより給湯温度の安定化を図ることができる。
(2) 給湯使用中、貯湯タンク４の温水ＨＷの検出温度が所定温度を下回ると、給湯器３４を稼動させる。つまり貯湯タンク４の蓄熱熱量が無くなる前に給湯器３４を稼動させるだけで給湯の温度の安定化を迅速に行うことができる。
(3) 給湯器３４による給湯までのタイムラグは、貯湯タンク４に残熱をバッファとして機能させることができ、入水温度の変化に合わせて混合弁１８－１の開度調整で、貯湯ユニット２２側の給湯から給湯器３４による熱源、つまり加熱給湯に切り替えることができる。
(4) 貯湯タンク４の蓄熱が回復したときには給湯器３４の給湯出力を抑えて、最終的には停止させることで、貯湯ユニット２２は入水温度の変化に合わせて混合弁１８－１の制御により、給湯器３４による加熱給湯から貯湯ユニット２２へ熱源、つまり蓄熱給湯に切り替えることができる。

〔第２の実施の形態〕
図９は、第２の実施の形態に係る給湯装置２を示している。この給湯装置２において、図２または図３と同一部分には同一符号を付してある。
第２の実施の形態に係る給湯装置２は、貯湯タンク４に貯湯された温水ＨＷは熱媒の一例であって、この温水ＨＷは給水Ｗを加熱するための熱源としてのみ利用され、給湯には給水Ｗのみが利用される。
貯湯タンク４には循環路５２が備えられ、この循環路５２には循環ポンプ５４および熱交換器５６が備えられる。循環ポンプ５４を駆動し、この循環路５２に熱媒としての温水ＨＷを貯湯タンク４のたとえば、上層部側から取り出し、下層部側に循環させる。
貯湯タンク４の温水ＨＷを熱媒とし、この温水ＨＷの熱を給湯路１２－１に流れる温水ＨＷまたは給水Ｗに熱交換器５６にて熱交換する。
そして、給湯路１２－２と給湯路１２－１との間にはバイパス路１６－１が備えられ、バイパス路１６－１から給湯路１２－２に流す温水ＨＷまたは給水Ｗが混合弁１８－１の開度によって調整される。

そして、この給湯装置２では、第１の実施形態と同様に制御部２０（図３）を備え、温度センサー１４－１の検出温度に応じて混合弁１８－１の開度を調整し、
ｄ）貯湯タンク４の温水ＨＷの熱を給水Ｗに熱交換して行う給湯、
ｅ）給湯器３４で給水Ｗを先行加熱した給湯
ｆ）給湯器３４で先行加熱した給水Ｗと貯湯タンク４の温水ＨＷで加熱した温水ＨＷとの混合給湯の何れかの給湯を行う。
したがって、斯かる給湯装置２を用いれば、貯湯タンク４に貯湯される温水ＨＷの熱を給湯加熱に利用することができる。

＜処理手順＞
図１０は、第２の実施の形態の貯湯ユニット２２に係る給湯の処理手順を示している。この処理手順は本発明の給湯方法の一例であり、この給湯処理では、情報交換（Ｓ４０１）の後、給湯使用かを判断する（Ｓ４０２）。Ｓ４０１では温度センサーの検出温度や給湯器３４の動作状態などの情報を送受信し、他装置の情報を把握する。Ｓ４０２では既述したように蛇口やシャワーなどの開栓により給湯需要が生じているかを流量センサー２４－１の検出流量で判断すればよい。
給湯使用の際（Ｓ４０２のＹＥＳ）、入水温度≧（設定温度－Ｔ１）であるかを判断する（Ｓ４０３）。Ｔ１はたとえば、１℃であり、配管の放熱ロスを想定している。このＳ４０３では、給湯器３４が設定温度で出湯しているかを判断する。
入水温度≧（設定温度－Ｔ１）であれば（Ｓ４０３のＹＥＳ）、循環ポンプ５４を停止させる（Ｓ４０４）。この場合、混合弁１８－１の熱交換器５６側のポートを閉じ、給湯器３４からの供給水（たとえば、温水ＨＷ）でバイパス路１６－１から給湯路１２－２に給湯する（Ｓ４０５）。

Ｓ４０３において、入水温度＜（設定温度－Ｔ１）であれば（Ｓ４０３のＮＯ）、温度センサー１４－６の検出温度、つまり熱交換器５６での熱交換後の温度を設定温度＋６℃の温度に到達させるために循環ポンプ５４を制御し（Ｓ４０６）、混合弁１８－１によるＦＢ制御を実行する（Ｓ４０７）。
Ｓ４０２において、給湯使用でなければ（Ｓ４０２のＮＯ）、循環ポンプ５４を停止させ（Ｓ４０８）、混合弁１８－１を所定の開度位置で待機させる（Ｓ４０９）。
この処理手順では、給湯器３４側の制御は基本的に既述の給湯器制御（図６）と同様である。ただし、第１の実施形態では貯湯ユニットの蓄熱状態を温度センサー１４－１、１４－２の検出温度（＝Ｔｈ１、Ｔｈ２）と設定温度を比較しているが、この第２の実施の形態では設定温度より高い所定温度（熱交換器５６での熱交換後の温水ＨＷの温度が（設定温度＋６℃）にできる温度）と比較する。（設定温度＋６℃）は一例であり、この値に本発明が限定されるものではない。

＜第２の実施の形態の効果＞
この第２の実施の形態によれば、次のような効果が得られる。
(1) このように間接給湯方式においても、熱媒の検出温度に応じて混合弁１８－１の開度を調整することにより、
ｄ）貯湯タンク４の温水ＨＷ（熱媒）の熱を給水Ｗに熱交換して行う給湯、
ｅ）給湯器３４（第二熱源部１０）で給水を先行加熱した給湯、
ｆ）給湯器３４（第二熱源部１０）で先行加熱した給水と前記熱媒タンクの熱媒で加熱した温水との混合給湯の何れかの給湯を行うことができ、安定給湯を行うことができる。
(2) 間接加熱方式の給湯器では熱源の切り換えで出湯温度の安定性を図ることはできるが、液々熱交換器や暖房回路などの部品が多くなるために価格が高く、給湯単機能やふろ給湯機では対応できないため機器が限定されるという課題があったが、斯かる課題を給湯器３４による給水Ｗの先行加熱で解決することができ、給湯装置２の部品点数を増加させることなく、設定温度での安定給湯を実現できる。

以上説明したように、給湯装置およびその方法の最も好ましい実施の形態等について説明した。本発明は、上記記載に限定されるものではない。特許請求の範囲に記載され、または発明を実施するための形態に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能である。斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。

この給湯装置や給湯方法によれば、貯湯タンクの温水温度が低下し、該温水での給湯温度の低下を給水の先行加熱で補完でき、設定温度での安定給湯を実現できる。

２ 給湯装置
４ 貯湯タンク
６ 第一熱源部
８ 給水路
１０ 第二熱源部
１２ 給湯路
１４、１４－１、１４－２、１４－３、１４－４、１４－５、１４－６、１４－７、１４－８、１４－９、１４－１０ 温度センサー
１６、１６－１、１６－２ バイパス路
１８、１８－１、１８－２ 混合弁
２０ 制御部
２２ 貯湯ユニット
１６－１、１６－２ バイパス路
２４－１、２４－２ 流量センサー
２６ 燃料電池ユニット
２８ 燃料電池
３０、３６、５６ 熱交換器
３２ 循環路
３４ 給湯器
３８ バーナー
４０ 電池制御部
４２ 貯湯制御部
４４ 給湯制御部
４６ リモコン制御部
４８ 燃焼制御部
５０ リモコン装置
５２ 循環路
５４ 循環ポンプ
５６ 熱交換器

Claims (6)

1. 貯湯タンクと、
   前記貯湯タンクの下層側から温水または水を導き、熱源の熱と熱交換して前記貯湯タンクの上層側に戻す第一熱源部と、
   前記貯湯タンクの下層側に給水する給水路と、
   前記貯湯タンクの給水側に設置された第二熱源部と、
   前記貯湯タンクの上層部の温水により給湯する給湯路と、
   前記貯湯タンクの上層部の温度を検出する温度センサーと、
   前記給水路の給水を前記給湯路に導くバイパス路と、
   前記貯湯タンクまたは前記給湯路の何れか一方または双方に弁開度に応じて前記給水を流す混合弁と、
   前記温度センサーの検出温度に応じて前記混合弁の開度を調整し、
   ａ）前記第二熱源部の給水加熱のみによる給湯、
   ｂ）前記第二熱源部で加熱した供給水と前記貯湯タンクの温水による混合給湯、
   ｃ）前記第二熱源部を非加熱で通過させた給水と前記貯湯タンクの温水による混合給湯
   の何れかを給湯する制御部と、
   を備えることを特徴とする給湯装置。
2. 前記制御部は、給湯時、前記温度センサーの検出温度に応じて前記混合弁の開度調整とともに、前記第二熱源部を加熱または非加熱に制御し、前記第二熱源部を通過させた前記給水を供給することを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。
3. 熱媒を溜める熱媒タンクと、
   前記熱媒タンクの下層側から熱媒を導き、熱源の熱と熱交換して前記熱媒タンクの上層側に戻す第一熱源部と、
   前記熱媒タンクの上層部から導かれた熱媒の熱を、給水路に流れる給水に熱交換して温水を給湯路に流す熱交換器と、
   前記熱交換器の給水側に設置されて前記給水路より導かれる給水を加熱しまたは該給水を非加熱で通過させる第二熱源部と、
   前記熱媒タンクの上層部の熱媒温度を検出する温度センサーと、
   前記給水路の給水を前記給湯路に導くバイパス路と、
   弁開度に応じて前記バイパス路を通して前記給湯路側の温水に前記給水を混合させる混合弁と、
   前記温度センサーの検出温度に応じて前記混合弁の開度を調整し、
   ｄ）前記熱媒タンクの熱媒の熱を前記給水に熱交換して行う給湯、
   ｅ）前記第二熱源部の給水加熱のみによる給湯、
   ｆ）前記第二熱源部で加熱した供給水と前記熱媒タンクの熱媒で加熱した温水との混合給湯
   の何れかを行う制御部と、
   を備えることを特徴とする給湯装置。
4. 貯湯タンクと、前記貯湯タンクの下層側から温水または水を導き、熱源の熱と熱交換して前記貯湯タンクの上層側に戻す第一熱源部と、前記貯湯タンクの下層側に給水する給水路と、給水を加熱する第二熱源部と、前記貯湯タンクの上層部の温水により給湯する給湯路と、前記貯湯タンクの上層部の温度を検出する温度センサーと、前記給水路の給水を前記給湯路に導くバイパス路と、前記貯湯タンクまたは前記給湯路の何れか一方または双方に弁開度に応じて前記給水を流す混合弁を用いる給湯方法であって、
   前記温度センサーの検出温度に応じて前記混合弁の開度を調整する工程と、
   ａ）前記第二熱源部の給水加熱のみによる給湯、
   ｂ）前記第二熱源部で加熱した供給水と前記貯湯タンクの温水による混合給湯、
   ｃ）前記第二熱源部を非加熱で通過させた給水と前記貯湯タンクの温水による混合給湯
   の何れかを給湯する工程と、
   を含むことを特徴とする給湯方法。
5. 給湯時、前記温度センサーの検出温度に応じて前記混合弁の開度調整とともに、前記第二熱源部を加熱または非加熱に制御する工程と、
   前記第二熱源部を通過させた前記給水を供給する工程と、
   を含むことを特徴とする請求項４に記載の給湯方法。
6. 熱媒を溜める熱媒タンクと、前記熱媒タンクの下層側から熱媒を導き、熱源の熱と熱交換して前記熱媒タンクの上層側に戻す第一熱源部と、給水路より導かれる給水を加熱しまたは該給水を非加熱で通過させる第二熱源部と、前記熱媒タンクの上層部から導かれた熱媒の熱を、前記給水路に流れる給水に熱交換して温水を給湯路に流す熱交換器と、前記熱媒タンクの上層部の熱媒温度を検出する温度センサーと、前記給水路の給水を前記給湯路に導くバイパス路と、弁開度に応じて前記バイパス路を通して前記給湯路側の温水に前記給水を混合させる混合弁とを用いる給湯方法であって、
   前記温度センサーの検出温度に応じて前記混合弁の開度を調整する工程と、
   ｄ）前記熱媒タンクの熱媒の熱を前記給水に熱交換して行う給湯、
   ｅ）前記第二熱源部の給水加熱のみによる給湯、
   ｆ）前記第二熱源部で加熱した供給水と前記熱媒タンクの熱媒で加熱した温水との混合給湯
   の何れかを行う工程と、
   を含むことを特徴とする給湯方法。
   

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