WO2010104110A1

WO2010104110A1 - 給湯システム

Info

Publication number: WO2010104110A1
Application number: PCT/JP2010/054002
Authority: WO
Inventors: 足立　郁朗; 加藤　猛
Original assignee: リンナイ株式会社
Priority date: 2009-03-11
Filing date: 2010-03-10
Publication date: 2010-09-16
Also published as: CA2754683C; US20110315091A1; EP2407729A4; JP5084768B2; KR101615408B1; EP2407729A1; JP2010210182A; CA2754683A1; US9010280B2; KR20110138364A

Abstract

　タンクコントローラ５０は、貯湯サーミスタ４２の検出温度が再加熱判定温度以下である状態が再加熱判定時間以上継続したときに、ヒートポンプユニット６０により貯湯タンク３１内の湯を加熱して滅菌処理を行い、貯湯サーミスタ４２の検出温度が貯湯使用禁止判定温度以下である状態が貯湯使用禁止判定時間以上継続したときに、湯量可変弁３４を閉弁状態に維持して加熱温調制御のみを実行する。

Description

給湯システム

　本発明は、貯湯タンクユニットの下流側に、瞬間加熱式の給湯器を直列に接続した給湯システムに関する。

　従来より、貯湯タンク内の湯水をヒートポンプにより加熱する貯湯タンクユニットの下流側に、瞬間加熱式のガス給湯器を直列に接続した給湯システムが知られている（例えば、特開２０００－３２９４０１号公報参照）。

　このように、貯湯タンクユニットの下流側に給湯器を直接に接続した場合、貯湯タンクから給湯器を経由して出湯管の出口に至る湯の流通経路が長くなる。そのため、流通経路における圧損が大きくなって、十分な給湯流量が得られない場合があるという不都合があった。

　本発明は上記背景を鑑みてなされたものであり、貯湯タンクユニットと給湯器を直列に接続して構成され、湯水の流通経路における圧損を減少させた給湯システムを提供することを目的とする。

　本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、貯湯タンクと、前記貯湯タンクに接続された出湯管と、前記貯湯タンク及び前記出湯管と接続された給水管と、前記貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段と、前記給水管への通水を検出する通水センサと、前記出湯管の前記貯湯タンクとの接続部と前記給水管との接続部間に設けられて、前記出湯管の開度を変更する湯量可変弁と、前記給水管の前記貯湯タンクとの接続部と前記出湯管との接続部間に設けられて、前記給水管の開度を変更する水量可変弁と、前記貯湯タンク内の湯水の温度を検出する貯湯温度センサと、前記出湯管と前記給水管との接続部の下流側で前記出湯管の途中に設けられ、前記出湯管を流通する湯水を加熱する給湯器と、目標給湯温度を設定する給湯温度設定手段と、前記通水センサにより通水が検出され、且つ、前記貯湯温度センサの検出温度が前記目標給湯温度に応じて設定された湯切れ判定温度よりも高いときは、前記給湯器による加熱を禁止して、前記出湯管から前記目標給湯温度の湯が供給されるように、前記湯量可変弁と水量可変弁により前記貯湯タンクから前記出湯管に供給される湯と前記給水管から前記出湯管に供給される水との混合比を調節する混合温調制御を実行し、前記通水センサにより通水が検出され、且つ、前記貯湯温度センサの検出温度が前記湯切れ判定温度以下であるときには、前記出湯管から前記目標給湯温度の湯が供給されるように、前記給湯器による加熱を行う加熱温調制御を実行する温調制御手段とを備えた給湯システムに関する。

　そして、本発明の第１の態様は、前記出湯管と前記給水管の接続部の下流側の付近に設けられて、該接続部から前記出湯管に供給される湯水の温度を検出する混合温度センサを備え、前記温調制御手段は、前記加熱温調制御を開始したときに、前記湯量可変弁と前記水量可変弁とにより前記混合比を調節して、前記混合温度センサの検出温度を、前記目標給湯温度から前記給湯器により最小能力で加熱したときの温度上昇の想定値である最小能力温度を減じた温度から、所定時間をかけて第１所定温度低下させた後に、前記湯量可変弁と前記水量可変弁を最大開度付近まで開弁することを特徴とする。

　かかる本発明によれば、前記温調制御手段は、前記加熱温調を開始したときに、前記混合温度センサの検出温度が、前記目標給湯温度から前記最小能力温度を減じた温度から、所定時間をかけて第１所定温度低下させた後に、前記湯量可変弁と前記水量可変弁を最大開度付近まで開弁する。そして、これにより、前記給湯器に供給される湯の温度が急速に低下して、前記給湯器から供給される湯の温度が変動することを抑制した上で、前記湯量可変弁と前記水量可変弁を最大開度付近まで開弁して、湯水の流通経路の圧損を減少させることができる。

　また、前記第１の態様において、前記所定時間は、前記混合温度センサの検出温度が前記第１所定温度低下するのに追従して、前記給湯器の加熱能力を増大させて、前記給湯器から前記目標給湯温度の湯を供給することができる時間に設定されていることを特徴とする。

　かかる本発明によれば、前記混合温度センサの検出温度が前記第１所定温度低下するときに、それに応じて前記給湯器の加熱能力を増大させることができるため、前記給湯器から供給される湯の温度が前記目標給湯温度よりも低くなることを、より確実に抑制することができる。

　次に、本発明の第２の態様は、前記出湯管と前記給水管の接続部の下流側の付近に設けられて、該接続部から前記出湯管に供給される湯水の温度を検出する混合温度センサを備え、前記温調制御手段は、前記加熱温調制御において、前記貯湯温度センサの検出温度が、前記湯切れ判定温度よりも低く設定された完全湯切れ判定温度よりも高いときは、前記混合温度センサの検出温度が、前記目標給湯温度から前記給湯器の最小能力での加熱による温度上昇分の想定値である最小能力温度を減じた温度となるように、前記湯量可変弁と前記水量可変弁とにより前記混合比を調節し、前記貯湯温度センサの検出温度が前記完全湯切れ判定温度以下であるときには、前記湯量可変弁と前記水量可変弁を最大開度付近まで開弁することを特徴とする。

　かかる本発明によれば、前記貯湯タンク内の湯の温度が前記完全湯切れ判定温度よりも高いときは、前記混合温度センサの検出温度が、前記目標給湯温度から前記最小能力温度を減じた温度となるように、前記混合比を調節することによって、前記給湯器での加熱量を抑えて効率の良い給湯を行うことができる。そして、前記貯湯タンク内の湯の温度がさらに低下して、前記完全湯切れ判定温度以下になったときには、前記湯量可変弁と前記水量可変弁を最大開度付近まで開弁することによって、湯水の流通経路の圧損を減少させることができる。

　また、前記第２の態様において、前記給水管から前記出湯管に供給される水の温度を検出する入水温度センサを備え、前記完全湯切れ判定温度は、前記入水温度センサの検出温度又は該検出温度よりも第２所定温度高い温度に設定されていることを特徴とする。

　かかる本発明によれば、前記貯湯タンク内の湯水の温度と前記給水管に供給される水の温度との温度差が小さくなったときに、前記湯量可変弁と水量可変弁が最大開度付近まで開弁される。そして、これにより、圧損による前記給湯器への湯水の供給流量の減少を抑制して、前記加熱温調制御を実行することができる。

　また、前記第１の態様及び前記第２の態様において、前記給湯器は、前記出湯管の途中箇所に設けられた熱交換器と、該熱交換器をバイパスして該熱交換器の上流側と下流側で前記出湯管を連通する給湯バイパス管と、該給湯バイパス管の開度を変更するバイパス可変弁とを有し、前記温調制御手段は、前記混合温調制御を実行するときに、前記バイパス可変弁を最大開度付近まで開弁することを特徴とする。

　かかる本発明によれば、前記混合温調制御を実行するときに、前記給湯器のバイパス可変弁を最大開度付近まで開弁することによって、前記給湯器を流通する際の圧損を減少させて、供給可能な湯の流量を増加させることができる。

本発明の給湯システムの構成図。図１に示したタンクユニットの作動フローチャート。図１に示したタンクユニットの第１実施形態での作動フローチャート。図１に示したタンクユニットの第２実施形態での作動フローチャート。

　本発明の実施の形態について、図１～図４を参照して説明する。図１を参照して、本実施の形態の給湯システムは、瞬間加熱式の給湯器１０と、タンクユニット３０と、ヒートポンプユニット６０（本発明の加熱手段に相当する）とにより構成されている。

　ヒートポンプユニット６０は、圧縮機７１、凝縮器７２、減圧器７３、及び蒸発器７４を、冷媒循環路７５で接続して構成されたヒートポンプ７０（本発明の加熱手段に相当する）を備えている。凝縮器７２は、貯湯タンク３１の上部及び下部に接続されたタンク循環路６４と接続され、冷媒循環路７５内の冷媒とタンク循環路６４内の湯水とを熱交換させることによって、タンク循環路６４内の湯水を加熱する。

　タンク循環路６４には、貯湯タンク３１に貯められた湯水をタンク循環路６４内に循環させるための循環ポンプ６５と、凝縮器７２から貯湯タンク３１に供給される湯水の温度を検出する往きサーミスタ６６と、貯湯タンク３１から凝縮器７２に供給される湯水の温度を検出する戻りサーミスタ４１とが設けられている。

　そして、マイクロコンピュータ等により構成された電子ユニットであるヒートポンプコントローラ８０に、往きサーミスタ６６による温度検出信号が入力される。また、ヒートポンプコントローラ８０から出力される制御信号によって、ヒートポンプ７０と循環ポンプ６５の作動が制御される。

　ヒートポンプコントローラ８０は、タンクコントローラ５０と通信可能に接続され、タンクコントローラ５０から貯湯加熱指示信号を受信したときに、タンクコントローラ５０から送信される貯湯上限温度及び戻りサーミスタ４１の検出温度のデータを用いて、往きサーミスタ６６の検出温度及び戻りサーミスタ４１の検出温度と、貯湯上限温度とに基づいて、循環ポンプ６５とヒートポンプ７０を作動させて貯湯タンク３１内の湯水を貯湯上限温度まで加熱する。

　次に、タンクユニット３０は、貯湯タンク３１と、貯湯タンク３１の上部に接続された出湯管２と、貯湯タンク３１の下部及び出湯管２に接続された給水管１と、給湯器１０をバイパスして出湯管２を給湯器１０の上流側と下流側で連通する出湯バイパス管３７とを備えている。

　さらに、タンクユニット３０は、貯湯タンク３１からヒートポンプユニット６０に供給される湯水の温度を検出する戻りサーミスタ４１、貯湯タンク３１に貯められた湯水の温度を検出する貯湯サーミスタ４２（本発明の貯湯温度センサに相当する）と、出湯管２の給水管１との接続箇所Ｘの上流側の付近に設けられた入湯サーミスタ３３と、給水管１の通水流量を検出するタンク水量センサ４３（本発明の通水センサに相当する）と、給水管１に設けられた入水サーミスタ４４（本発明の入水温度センサに相当する）と、貯湯タンク３１から出湯管２に供給される湯水の流量を変更する湯量可変弁３４と、給水管１から出湯管２に供給される水の流量を変更する水量可変弁３５と、給水管１に設けられた逆止弁付きの減圧弁４０と、出湯管２と給水管１との接続箇所Ｘと出湯バイパス管３７との間に設けられた混合サーミスタ３６（本発明の混合温度センサに相当する）と、出湯バイパス管３７を開閉するバイパス弁３８と、出湯バイパス管３７と出湯管２との接続箇所Ｙの下流側に供給される湯水の温度を検出する給湯出口サーミスタ３９とを備えている。

　そして、マイクロコンピュータ等により構成された電子ユニットであるタンクコントローラ５０に、貯湯サーミスタ４２、入湯サーミスタ３３、入水サーミスタ４４、混合サーミスタ３６、給湯サーミスタ３９、及び戻りサーミスタ４１による温度検出信号と、タンク水量センサ４３による給水管１の通水流量の検出信号が入力される。また、タンクコントローラ５０から出力される制御信号によって、湯量可変弁３４と、水量可変弁３５と、バイパス弁３８の作動が制御される。

　タンクコントローラ５０は、貯湯サーミスタ４２の検出温度を監視し、貯湯サーミスタ４２の検出温度が予め設定された貯湯下限温度以下になったときに、ヒートポンプコントローラ８０に対して、上述した貯湯加熱指示信号を送信する。そして、これにより、貯湯タンク３１内の湯水が、ヒートポンプユニット６０によって貯湯上限温度まで加熱される。

　また、タンクコントローラ５０には、使用者の操作に応じて、希望する給湯温度（給湯設定温度：出湯管２の出口から供給される湯の温度）と風呂温度（風呂設定温度：後述する湯張り管１８を経由して浴槽に供給される湯の温度）を設定するための温度スイッチ（図示しない）や、一般給湯モード（後述する湯張り弁１９を閉弁して出湯管２の出口から湯を供給するモード）と、湯張りモード（湯張り弁１９を開弁して湯張り管１８から浴槽に湯を供給するモード）とを切換えるためのモード切換スイッチ（図示しない）等を備えたリモコン５１（本発明の目標給湯温度設定手段の機能を含む）が接続されている。

　ここで、出湯管２は貯湯タンク３１の上部に接続され、給水管１は貯湯タンク３１の下部に接続されている。そのため、貯湯タンク３１から出湯管２に湯水が供給されると、それに応じて、貯湯タンク３１の下部に給水管１から水が供給される。そして、貯湯タンク３１内では、上部に高温の湯の層ができると共に下部に水の層ができる。貯湯タンク３１から湯を供給するに従って上部の高温の湯の層が減少していき、貯湯サーミスタ４２の検出温度が、リモコン５１により設定された目標給湯温度（一般給湯モードではリモコン５１により設定された給湯設定温度、湯張りモードではリモコン５１により設定された風呂設定温度）以下となった湯切れ状態となる。

　なお、貯湯タンク３１が湯切れ状態であるか否かの判断は、貯湯サーミスタ４２の検出温度が目標給湯温度付近に設定された湯切れ判定温度以下であるときに、貯湯タンク３１が湯切れ状態であると判断すればよい。本実施の形態では、目標給湯温度が湯切れ判定温度に設定されている。

　タンクコントローラ５０は、貯湯サーミスタ４２の検出温度が目標給湯温度よりも高いとき（湯切れが生じていない状態）に、タンク水量センサ４３により所定の下限流量以上の通水が検出されたときには、混合サーミスタ３６又は給湯出口サーミスタ３９の検出温度が目標温度となるように、湯量可変弁３４と水量可変弁３５の開度を制御する混合温調制御を行う。このとき、タンクコントローラ５０は、一般給湯モードではバイパス弁３８を開弁し、湯張りモードではバイパス弁３８を閉弁する。

　一方、貯湯サーミスタ４２の検出温度が目標給湯温度以下であるとき（湯切れが生じている状態）に、タンク水量センサ４３により下限水量以上の通水が検出されたときには、タンクコントローラ５０は、バイパス弁３８を閉弁して、貯湯タンク３１及び給水管１からの湯水を全て給湯器１０に供給する。この場合には、給湯器１０において、後述する加熱温調制御が実行される。

　次に、給湯器１０は、出湯管２の途中に設けられた熱交換器１１と、熱交換器１１を加熱するバーナ１２と、熱交換器１１をバイパスして、出湯管２を熱交換器１１の上流側と下流側で連通する給湯バイパス管１３と、出湯管２と給湯バイパス管１３の接続箇所Ｚの下流側で、浴槽（図示しない）と出湯管２を接続した湯張り管１８とを備えている。

　出湯管２には、給湯バイパス管１３の開度を変更するバイパスサーボ弁１４（本発明のバイパス可変弁に相当する）と、給湯器１０に供給される湯水の流量を調節する水量サーボ１５と、熱交換器１１及び給湯バイパス管１３に供給される湯水の流量を検出する給湯水量センサ２１と、出湯管２と給湯バイパス管１３の接続箇所Ｚの下流側に供給される湯の温度を検出する給湯器サーミスタ１６と、逆止弁１７とが設けられている。また、湯張り管１８には、湯張り管１８の通水流量を検出する湯張り水量センサ２２と、湯張り管１８を開閉する湯張り弁１９とが備えられている。

　そして、マイクロコンピュータ等により構成された電子ユニットである給湯コントローラ２０に、給湯器サーミスタ１６による温度検出信号と、給湯水量センサ２１による通水流量の検出信号と、湯張り水量センサ２２による通水流量の検出信号とが入力される。また、給湯コントローラ２０から出力される制御信号によって、バイパスサーボ１４と、水量サーボ１５と、バーナ１２と、湯張り弁１９の作動が制御される。

　給湯コントローラ２０は、タンクコントローラ５０と通信可能に接続され、タンクコントローラ５０から加熱許可を指示する信号を受信したときに加熱許可状態となる。そして、給湯水量センサ２１により所定の下限流量以上の通水が検出されているときに、給湯器サーミスタ１６の検出温度が目標給湯温度となるように、バーナ１２の燃焼量を制御する加熱温調制御を実行する。また、タンクコントローラ５０から加熱禁止を指示する信号を受信したときに加熱禁止状態となり、加熱温調制御の実行が禁止される。

　また、給湯コントローラ２０は、浴槽（図示しない）に所定量の湯を供給する湯張り運転を行なうとき（湯張りモード）には、湯張り弁１９を開弁して、湯張り水量センサ２２により検出される浴槽への湯の供給量を累積する。そして、浴槽への湯の供給量の累積値が前記所定量に達したときに、湯張り弁１９を閉弁して湯張り運転を終了する。

　次に、図２～図４に示したフローチャートに従って、タンクコントローラ５０の作動について説明する。

　図２のＳＴＥＰ１でタンクユニット３０の電源がＯＮされるとＳＴＥＰ２に進み、タンクコントローラ５０は、湯量可変弁３４を全閉にし、次のＳＴＥＰ３で水量可変弁３５を全開にする。そして、タンクコントローラ５０は、続くＳＴＥＰ４でバイパス弁３８を開弁する。また、タンクコントローラ５０は、ＳＴＥＰ５で給湯コントローラ２０に対して加熱禁止を指示する信号を送信し、これにより給湯器１０による加熱温調制御の実行が禁止される。また、タンクコントローラ５０は、次のＳＴＥＰ６で、給湯コントローラ２０に対してバイパスサーボ弁１４の全開を支持する信号を送信し、これによりバイパスサーボ弁１４が全開状態となる。

　続くＳＴＥＰ７で、タンクコントローラ５０は、タンク水量センサ４３により下限流量以上の通水が検出される通水状態となるのを待つ。そして、通水状態となったときにＳＴＥＰ７からＳＴＥＰ８に進み、タンクコントローラ５０は、ＳＴＥＰ９で、タンク水量センサ４３により下限流量以上の通水が検出されていない止水状態となるまで、ＳＴＥＰ８の「温調制御」のサブルーチンを繰り返し実行する。

　そして、ＳＴＥＰ９で止水状態となったときにＳＴＥＰ１０に進み、タンクコントローラ５０は、湯量可変弁３４を停止（その時点の開度を保持）し、ＳＴＥＰ１１で水量可変弁３５を停止（その時点の開度を保持）する。また、続くＳＴＥＰ１２でバイパス弁３８を開弁し、ＳＴＥＰ１３で給湯コントローラ２０に対して加熱禁止を指示する信号を送信する。

　また、タンクコントローラ５０は、ＳＴＥＰ１４で給湯コントローラ２０に対してバイパスサーボ弁１４の全開を指示する信号を送信し、ＳＴＥＰ７に戻る。なお、ＳＴＥＰ８で「温調制御」のサブルーチンを実行する構成が、本発明の温調制御手段に相当する。

　［温調制御の第１実施形態］
　次に、図３を参照して、図２のＳＴＥＰ８における「温調制御」のサブルーチンの第１実施形態について説明する。図３のＳＴＥＰ２０～ＳＴＥＰ２７とＳＴＥＰ３０～ＳＴＥＰ３６による処理が、図２のＳＴＥＰ８の「温調制御」のサブルーチンに相当する。

　タンクコントローラ５０は、ＳＴＥＰ２１で、貯湯タンク３１が湯切れ状態（一般給湯モードでは貯湯サーミスタ４２の検出温度が給湯設定温度以下である状態、湯張りモードでは貯湯サーミスタ４２の検出温度が風呂設定温度以下である状態）であるか否かを判断する。そして、貯湯タンク３１が湯切れ状態であるときはＳＴＥＰ３０に分岐し、貯湯タンク３１が湯切れ状態でないときにはＳＴＥＰ２２に進む。

　ＳＴＥＰ２２～ＳＴＥＰ２６は、混合温調制御を実行する場合の処理である。ＳＴＥＰ２２で、タンクコントローラ５０は、バイパス弁３８を開弁し、続くＳＴＥＰ２３で給湯コントローラ２０に対して加熱禁止を指示する信号を送信する。また、次のＳＴＥＰ２４で、タンクコントローラ５０は、給湯コントローラ２０に対してバイパスサーボ弁１４の全開を指示する信号を送信する。これにより、給湯器１０による加熱が禁止されると共に、給湯器１０のバイパスサーボ弁１４が全開状態となる。

　このように、バイパスサーボ弁１４を全開状態にすることで、給湯器１０を流通する湯水の圧損を低減することができる。なお、バイパスサーボ弁１４を全開にすることは必須ではなく、バイパスサーボ弁１４を全開位置付近まで開弁することにより、圧損を低減する効果を得ることができる。

　次にＳＴＥＰ２５で、タンクコントローラ５０は、一般給湯モードでは給湯設定温度を混合設定温度とし、湯張りモードでは風呂設定温度を混合設定温度とする。そして、ＳＴＥＰ２６で、タンクコントローラ５０は、混合サーミスタ３６の検出温度が混合設定温度となるように、湯量可変弁３４と水量可変弁３５の開度を調節して、貯湯タンク３１から出湯管２に供給される湯と給水管１から出湯管２に供給される水との混合比をＦＢ（feedback）制御する。そして、ＳＴＥＰ２７に進み、タンクコントローラ５０は「温調制御」の処理を終了して図２のＳＴＥＰ９に進む。

　一方、ＳＴＥＰ３０～ＳＴＥＰ３６は、加熱温調制御を実行する場合の処理である。ＳＴＥＰ３０で、タンクコントローラ５０は、バイパス弁３８を閉弁し、続くＳＴＥＰ３１で給湯コントローラ２０に対して加熱許可を指示する信号を送信する。

　これにより、給湯器１０側では、給湯コントローラ２０は、給湯器サーミスタ１６の検出温度が目標給湯温度（一般給湯モードでは給湯設定温度、湯張りモードでは風呂設定温度）となるように、バーナ１２の燃焼量とバイパスサーボ弁１４の開度を制御する。

　続くＳＴＥＰ３２で、タンクコントローラ５０は、先ず、以下の式（１）により、混合設定温度を設定する。

　但し、目標給湯温度：一般給湯モードでは給湯設定温度，湯張りモードでは風呂設定温度、最小能力温度：現水量（給湯水量センサ２１により検出されている現在の通水流量）の湯水を、給湯器１０により最小能力で加熱したときの湯水の上昇温度。

　そして、タンクコントローラ５０は、上記式（１）により算出した混合設定温度を、以下の式（２）による混合設定温度となるまで、所定時間をかけて低下させる。

　但し、入湯温度：入湯サーミスタ３３又は貯湯サーミスタ４２の検出温度、入水温度：入水サーミスタ４４の検出温度。

　そして、次のＳＴＥＰ３３とＳＴＥＰ３４により、タンクコントローラ５０は、ＳＴＥＰ３４で所定時間が経過するまで、ＳＴＥＰ３３で、混合サーミスタ３６の検出温度が混合設定温度となるように、湯量可変弁３４と水量可変弁３５の開度を調節して、貯湯タンク３１から出湯管２に供給される湯と給水管１から出湯管２に供給される水との混合比をＦＢ（feedback）制御する。

　ここで、ＳＴＥＰ３２及びＳＴＥＰ３４における所定時間は、混合設定温度の低下に追従して、給湯器１０側で加熱能力を増加させて目標給湯温度での給湯を維持できる時間に設定されている。

　そのため、給湯器１０から出湯管２に供給される湯の温度が目標給湯温度よりも低くなることを抑制しながら、出湯管２と給水管１との接続部Ｘから給湯器１０に供給される湯の温度を、上記式（２）による混合設定温度まで低下させることができる。

　そして、ＳＴＥＰ３４で所定時間が経過したときにＳＴＥＰ３５に進み、タンクコントローラ５０は、湯量可変弁３４を全開にし、また、続くＳＴＥＰ３６で水量可変弁３５を全開にする。これにより、湯量可変弁３４及び水量可変弁３５における圧損が低減されて、給湯流量が不十分となることを抑制することができる。そして、ＳＴＥＰ２７に進み、タンクコントローラ５０は「温調制御」の処理を終了して図２のＳＴＥＰ９に進む。

　［温調制御の第２実施形態］
　次に、図４を参照して、図２のＳＴＥＰ８における「温調制御」のサブルーチンの第２実施形態について説明する。図４のＳＴＥＰ４０～ＳＴＥＰ４７，ＳＴＥＰ５０～ＳＴＥＰ５２，ＳＴＥＰ６０～ＳＴＥＰ６３による処理が、図２のＳＴＥＰ８の「温調制御」のサブルーチンに相当する。

　タンクコントローラ５０は、ＳＴＥＰ４１で、貯湯タンク３１が湯切れ状態（一般給湯モードでは貯湯サーミスタ４２の検出温度が給湯設定温度以下である状態、湯張りモードでは貯湯サーミスタ４２の検出温度が風呂設定温度以下である状態）であるか否かを判断する。そして、貯湯タンク３１が湯切れ状態であるときはＳＴＥＰ５０に分岐し、貯湯タンク３１が湯切れ状態でないときにはＳＴＥＰ４２に進む。

　ＳＴＥＰ４２～ＳＴＥＰ４６は、混合温調制御を実行する場合の処理である。タンクコントローラ５０は、上述した第１実施形態の図３のＳＴＥＰ２２～ＳＴＥＰ２６の処理と同様に、ＳＴＥＰ４２でバイパス弁３８を開弁し、ＳＴＥＰ４３で給湯コントローラ２０に対して加熱禁止を指示する信号を送信する。

　また、次のＳＴＥＰ４４で、タンクコントローラ５０は、給湯コントローラ２０に対してバイパスサーボ弁１４の全開を指示する信号を送信する。これにより、給湯器１０による加熱が禁止されると共に、給湯器１０のバイパスサーボ弁１４が全開状態となる。

　続くＳＴＥＰ４５で、タンクコントローラ５０は、一般給湯モードでは給湯設定温度を混合設定温度とし、湯張りモードでは風呂設定温度を混合設定温度とする。そして、ＳＴＥＰ４６で、タンクコントローラ５０は、混合サーミスタ３６の検出温度が混合設定温度となるように、湯量可変弁３４と水量可変弁３５の開度を調節して、貯湯タンク３１から出湯管２に供給される湯と給水管１から出湯管２に供給される水との混合比をＦＢ（feedback）制御する。そして、ＳＴＥＰ４７に進み、タンクコントローラ５０は「温調制御」の処理を終了して図２のＳＴＥＰ９に戻る。

　一方、ＳＴＥＰ５０～ＳＴＥＰ５２及びＳＴＥＰ６０～ＳＴＥＰ６３は、加熱温調制御を実行する場合の処理である。ＳＴＥＰ５０で、タンクコントローラ５０は、貯湯タンク３１が、貯湯サーミスタ４２の検出温度が完全湯切れ判定温度以下である完全湯切れ状態であるか否かを判断する。そして、貯湯タンク３１が完全湯切れ状態であるときはＳＴＥＰ６０に分岐し、貯湯タンク３１が完全湯切れ状態でないときにはＳＴＥＰ５１に進む。

　ここで、本実施の形態では、完全湯切れ判定温度は入水サーミスタ４４の検出温度に設定されている。なお、完全湯切れ判定温度を、入水サーミスタ４４の検出温度よりも若干高い温度に設定するようにしてもよい。この場合には、完全湯切れ判定温度と入水サーミスタ４４の検出温度との温度差が、本発明の第２所定温度に相当する。

　次に、ＳＴＥＰ５１～ＳＴＥＰ５２は、貯湯タンク３１が湯切れ状態であるが完全湯切れ状態には至っていないとき（貯湯サーミスタ３３の検出温度が、完全湯切れ判定温度よりも高く、湯切れ判定温度以下であるとき）の処理である。

　タンクコントローラ５０は、ＳＴＥＰ５１でバイパス弁３８を閉弁し、ＳＴＥＰ５２で給湯コントローラ２０に対して加熱許可を指示する信号を送信する。これにより、出湯管２と給水管１との接続部Ｘから供給される湯水が全て給湯器１０に供給され、給湯器１０で給湯サーミスタ１６の検出温度が目標給湯温度（一般給湯モードでは給湯設定温度、湯張りモードでは風呂設定温度）となるように、バーナ１２の燃焼量とバイパスサーボ弁１４の開度が制御される（加熱温調制御）。

　続くＳＴＥＰ５３で、タンクコントローラ５０は、上記式（１）により混合設定温度を設定してＳＴＥＰ４６に進み、ＳＴＥＰ４６で、混合サーミスタ３６の検出温度が混合設定温度となるように、湯量可変弁３４と水量可変弁３５の開度を調節して、貯湯タンク３１から出湯管２に供給される湯と給水管１から出湯管２に供給される水との混合比をＦＢ（feedback）制御する。そして、ＳＴＥＰ４７に進み、タンクコントローラ５０は「温調制御」の処理を終了して図２のＳＴＥＰ９に戻る。

　次に、ＳＴＥＰ６０～ＳＴＥＰ６３は、貯湯タンク３１が完全湯切れ状態（貯湯サーミスタ４２の検出温度が完全湯切れ判定温度以下である状態）であるときの処理である。

　タンクコントローラ５０は、ＳＴＥＰ６０でバイパス弁３８を閉弁し、ＳＴＥＰ６１で給湯コントローラ２０に対して加熱許可を指示する信号を送信する。これにより、出湯管２と給水管１との接続部Ｘから供給される湯水が全て給湯器１０に供給され、給湯器１０で給湯サーミスタ１６の検出温度が目標給湯温度（一般給湯モードでは給湯設定温度、湯張りモードでは風呂設定温度）となるように、バーナ１２の燃焼量とバイパスサーボ弁１４の開度が制御される（加熱温調制御）。

　続くＳＴＥＰ６２で、タンクコントローラ５０は、湯量可変弁３４を全開にし、ＳＴＥＰ６３で水量可変弁３５を全開にする。これにより、湯量可変弁３４及び水量可変弁３５における圧損が低減されて、給湯流量が不十分となることを抑制することができる。そして、ＳＴＥＰ４７に進み、タンクコントローラ５０は「温調制御」の処理を終了して図２のＳＴＥＰ９に戻る。

　第２実施形態においては、ＳＴＥＰ４１で貯湯タンク３１が湯切れ状態となったと判断されたときに、先ず、ＳＴＥＰ５３により混合設定温度を設定して、ＳＴＥＰ４６で貯湯タンク３１から出湯管２に供給される湯と給水管１から出湯管２に供給される水との混合比を制御することにより、給湯器１０での加熱量を抑えて効率良く給湯を行うことができる。

　そして、次に、ＳＴＥＰ５０で貯湯タンク３１が完全湯切れ状態となったと判断され、貯湯タンク３１からの湯による昇温がなされなくなったときには、ＳＴＥＰ６２で湯量可変弁３４を全開にすると共に、ＳＴＥＰ６３で水量可変弁３５を全開にすることによって、圧損を低減して給湯器１０により加熱温調制御を行うことができる。

　なお、本実施の形態では、給湯器１０をバイパスする出湯バイパス管３７と出湯バイパス管３７を開閉するバイパス弁３８を備えた給湯システムを示したが、出湯バイパス管及びこれを開閉するバイパス弁を備えていない給湯システムに対しても、本発明を適用してその効果を得ることができる。

　また、本実施の形態では、湯張り管１８と湯張り弁１９を備えて、一般給湯モード及び湯張りモードでの給湯を行う給湯システムを示したが、湯張り管を備えずに一般給湯モードによる給湯のみを行う場合にも、本発明の適用が可能である。

　また、本実施の形態では、貯湯タンク内の湯水の加熱手段としてヒートポンプを使用する給湯システムを示したが、ソーラーシステム等の他の加熱手段を用いてもよい。

　また、本実施の形態では、給湯器１０を加熱禁止状態として混合温調制御を行うときに、給湯器１０のバイパスサーボ弁１４を全開状態として、給湯器１０における圧損を低減させる処理を行ったが、この処理を行わない場合であっても本発明の効果を得ることができる。

　以上のように、本発明の給湯システムによれば、貯湯タンクユニットと給湯器を直列に接続した構成とするときに、湯水の流通経路における圧損を減少させることができるため、貯湯タンクを備えた給湯システムを構成するために有用である。

Claims

　貯湯タンクと、
　前記貯湯タンクに接続された出湯管と、
　前記貯湯タンク及び前記出湯管と接続された給水管と、
　前記貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段と、
　前記給水管への通水を検出する通水センサと、
　前記出湯管の前記貯湯タンクとの接続部と前記給水管との接続部間に設けられて、前記出湯管の開度を変更する湯量可変弁と、
　前記給水管の前記貯湯タンクとの接続部と前記出湯管との接続部間に設けられて、前記給水管の開度を変更する水量可変弁と、
　前記貯湯タンク内の湯水の温度を検出する貯湯温度センサと、
　前記出湯管と前記給水管との接続部の下流側で前記出湯管の途中に設けられ、前記出湯管を流通する湯水を加熱する給湯器と、
　目標給湯温度を設定する給湯温度設定手段と、
　前記通水センサにより通水が検出され、且つ、前記貯湯温度センサの検出温度が前記目標給湯温度に応じて設定された湯切れ判定温度よりも高いときは、前記給湯器による加熱を禁止して、前記出湯管から前記目標給湯温度の湯が供給されるように、前記湯量可変弁と水量可変弁により前記貯湯タンクから前記出湯管に供給される湯と前記給水管から前記出湯管に供給される水との混合比を調節する混合温調制御を実行し、前記通水センサにより通水が検出され、且つ、前記貯湯温度センサの検出温度が前記湯切れ判定温度以下であるときには、前記出湯管から前記目標給湯温度の湯が供給されるように、前記給湯器による加熱を行う加熱温調制御を実行する温調制御手段とを備えた給湯システムにおいて、
　前記出湯管と前記給水管の接続部の下流側の付近に設けられて、該接続部から前記出湯管に供給される湯水の温度を検出する混合温度センサを備え、
　前記温調制御手段は、前記加熱温調制御を開始したときに、前記湯量可変弁と前記水量可変弁とにより前記混合比を調節して、前記混合温度センサの検出温度を、前記目標給湯温度から前記給湯器により最小能力で加熱したときの温度上昇の想定値である最小能力温度を減じた温度から、所定時間をかけて第１所定温度低下させた後に、前記湯量可変弁と前記水量可変弁を最大開度付近まで開弁することを特徴とする給湯システム。
　請求項１記載の給湯システムにおいて、
　前記所定時間は、前記混合温度センサの検出温度が前記第１所定温度低下するのに追従して、前記給湯器の加熱能力を増大させて、前記給湯器から前記目標給湯温度の湯を供給することができる時間に設定されていることを特徴とする給湯システム。
　請求項１記載の給湯システムにおいて、
　前記給湯器は、前記出湯管の途中箇所に設けられた熱交換器と、該熱交換器をバイパスして該熱交換器の上流側と下流側で前記出湯管を連通する給湯バイパス管と、該給湯バイパス管の開度を変更するバイパス可変弁とを有し、
　前記温調制御手段は、前記混合温調制御を実行するときに、前記バイパス可変弁を最大開度付近まで開弁することを特徴とする給湯システム。
　貯湯タンクと、
　前記貯湯タンクに接続された出湯管と、
　前記貯湯タンク及び前記出湯管と接続された給水管と、
　前記貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段と、
　前記給水管への通水を検出する通水センサと、
　前記出湯管の前記貯湯タンクとの接続部と前記給水管との接続部間に設けられて、前記出湯管の開度を変更する湯量可変弁と、
　前記給水管の前記貯湯タンクとの接続部と前記出湯管との接続部間に設けられて、前記給水管の開度を変更する水量可変弁と、
　前記貯湯タンク内の湯水の温度を検出する貯湯温度センサと、
　前記出湯管と前記給水管との接続部の下流側で前記出湯管の途中に設けられ、前記出湯管を流通する湯水を加熱する給湯器と、
　目標給湯温度を設定する給湯温度設定手段と、
　前記通水センサにより通水が検出され、且つ、前記貯湯温度センサの検出温度が前記目標給湯温度に応じて設定された湯切れ判定温度よりも高いときは、前記給湯器による加熱を禁止して、前記出湯管から前記目標給湯温度の湯が供給されるように、前記湯量可変弁と水量可変弁により前記貯湯タンクから前記出湯管に供給される湯と前記給水管から前記出湯管に供給される水との混合比を調節する混合温調制御を実行し、前記通水センサにより通水が検出され、且つ、前記貯湯温度センサの検出温度が前記湯切れ判定温度以下であるときには、前記出湯管から前記目標給湯温度の湯が供給されるように、前記給湯器による加熱を行う加熱温調制御を実行する温調制御手段とを備えた給湯システムにおいて、
　前記出湯管と前記給水管の接続部の下流側の付近に設けられて、該接続部から前記出湯管に供給される湯水の温度を検出する混合温度センサを備え、
　前記温調制御手段は、前記加熱温調制御において、前記貯湯温度センサの検出温度が、前記湯切れ判定温度よりも低く設定された完全湯切れ判定温度よりも高いときは、前記混合温度センサの検出温度が、前記目標給湯温度から前記給湯器の最小能力での加熱による温度上昇分の想定値である最小能力温度を減じた温度となるように、前記湯量可変弁と前記水量可変弁とにより前記混合比を調節し、前記貯湯温度センサの検出温度が前記完全湯切れ判定温度以下であるときには、前記湯量可変弁と前記水量可変弁を最大開度付近まで開弁することを特徴とする給湯システム。
　請求項４記載の給湯システムにおいて、
　前記給水管から前記出湯管に供給される水の温度を検出する入水温度センサを備え、
　前記完全湯切れ温度は、前記入水温度センサの検出温度又は該検出温度よりも第２所定温度高い温度に設定されていることを特徴とする給湯システム。
　請求項４記載の給湯システムにおいて、
　前記給湯器は、前記出湯管の途中箇所に設けられた熱交換器と、該熱交換器をバイパスして該熱交換器の上流側と下流側で前記出湯管を連通する給湯バイパス管と、該給湯バイパス管の開度を変更するバイパス可変弁とを有し、
　前記温調制御手段は、前記混合温調制御を実行するときに、前記バイパス可変弁を最大開度付近まで開弁することを特徴とする給湯システム。