特許 5946685 給湯システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5946685

(24)【登録日】2016年6月10日

(45)【発行日】2016年7月6日

(54)【発明の名称】給湯システム

(51)【国際特許分類】

   F24H 1/18 20060101AFI20160623BHJP

   F24H 1/10 20060101ALI20160623BHJP

   F24D 17/00 20060101ALI20160623BHJP

【ＦＩ】

   F24H1/18 301Z

   F24H1/18 D

   F24H1/10 302H

   F24D17/00 L

【請求項の数】4

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2012-96910(P2012-96910)

(22)【出願日】2012年4月20日

(65)【公開番号】特開2013-224782(P2013-224782A)

(43)【公開日】2013年10月31日

【審査請求日】2015年3月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000115854

【氏名又は名称】リンナイ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000800

【氏名又は名称】特許業務法人創成国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】足立 郁朗

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 宏明

(72)【発明者】

【氏名】井浪 裕基

【審査官】 渡邉 洋

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２３６７１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１６３７１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１５３７９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２１４７９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１３３６４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２１０１７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０１３３３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２８７８９６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２４Ｈ １／００

Ｆ２４Ｈ １／１０

Ｆ２４Ｈ １／１０

Ｆ２４Ｄ１７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

貯湯タンクと、
貯湯タンクに貯める湯水を加熱生成する加熱手段と、
貯湯タンクの湯水を導出する出湯管と、
貯湯タンク及び出湯管に接続された給水管と、
貯湯タンクから導出された出湯管の湯水と、給水管から出湯管に供給される水との混合比を変更する混合比変更手段と、
貯湯タンクの湯切れを検出する湯切れ検出手段と、
出湯管と給水管との接続部より下流側の出湯管の途中に設けられて出湯管の湯水をバーナにより加熱する燃焼給湯器と、
燃焼給湯器をバイパスして、出湯管を燃焼給湯器の上流側と下流側とで連通させる出湯バイパス管と、
出湯バイパス管を開閉するバイパス弁と、
出湯管の出口から得られる給湯温度を設定する給湯温度設定手段と、
湯切れ検出手段により貯湯タンクの湯切れが検出されない場合は、バイパス弁を開弁状態とし、給湯設定温度の湯が得られるように、混合比変更手段により混合比を調節する混合温調制御を行い、湯切れ検出手段により貯湯タンクの湯切れが検出された場合は、給湯設定温度の湯が得られるように、出湯管の湯水を燃焼給湯器により加熱する加熱温調制御を行う給湯制御手段とを備える給湯システムにおいて、
給湯制御手段は、加熱温調制御を行うとき、給湯設定温度の湯が得られるように、バイパス弁の開度を調節して燃焼給湯器の下流側の出湯管の湯水に出湯バイパス管からの湯水を混合するバイパス温調制御が実行可能とされており、
前記給湯制御手段は、前記バイパス温調制御を行うとき、前記給湯設定温度より高い所定温度を目標加熱温度として燃焼給湯器の運転を制御する第１の給湯器運転制御と、前記給湯設定温度を目標加熱温度として燃焼給湯器の運転を制御する第２の給湯器運転制御とを選択的に実行することを特徴とする給湯システム。

【請求項2】

請求項１記載の給湯システムにおいて、
前記給湯制御手段は、前記第１の給湯器運転制御と前記第２の給湯器運転制御とを一方から他方に変更するとき、前記バイパス弁の開閉動作が追従可能となる速度で、第１の給湯器運転制御における目標加熱温度と第２の給湯器運転制御における目標加熱温度とを一方から他方に徐々に変更することを特徴とする給湯システム。

【請求項3】

請求項１又は２記載の給湯システムにおいて、
前記給湯制御手段は、前記バイパス温調制御の実行時に出湯管の出口からの出湯が停止されたとき、当該出湯停止時から第１の所定時間が経過するまで、前記バイパス弁を出湯管の出口からの出湯が停止される直前の開度に維持し、第１の所定時間内に出湯管の出口からの出湯が再開された場合には、当該出湯再開時から第２の所定時間が経過するまで、前記バイパス弁を出湯管の出口からの出湯が停止される直前の開度に維持し、
第１の所定時間は、前記燃焼給湯器の下流側であって前記出湯バイパス管の下流端よりも上流側の出湯管内に滞留する湯水が放熱により所定温度低下するまでの所要時間に基づいて予め設定されており、
第２の所定時間は、燃焼給湯器の下流側であって出湯バイパス管の下流端よりも上流側の出湯管内の湯水が出湯管の出口から排出される所要時間に基づいて予め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】

請求項３記載の給湯システムであって、前記燃焼給湯器の下流側であって前記出湯バイパス管の下流端よりも上流側の前記出湯管と浴槽とを接続して浴槽の湯張りを行う湯張り管と、該湯張り管を開閉する湯張り弁とを備え、前記給湯制御手段が、出湯管の出口からの出湯停止時に湯張り弁を開弁して浴槽に湯水を供給する湯張り制御を実行可能であるものにおいて、
前記給湯制御手段は、前記第１の所定時間内に湯張り制御を行うとき、湯張り弁の開弁時から第３の所定時間が経過するまで、前記バイパス弁を出湯管の出口からの出湯が停止される直前の開度に維持して、第３の所定時間が経過した後にバイパス弁を閉弁させ、
第３の所定時間は、燃焼給湯器の下流側であって出湯バイパス管の下流端よりも上流側の出湯管内の湯水が湯張り管内に送り出される所要時間に基づいて予め設定されていることを特徴とする給湯システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、貯湯タンクの下流側に、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。

【背景技術】

【0002】

従来、外部の加熱手段により加熱した湯水を貯める貯湯タンクと、貯湯タンクの下流側に直列に接続した瞬間加熱式の燃焼給湯器とを備える給湯システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

これによれば、貯湯タンクに湯切れが生じて貯湯タンクから導出する湯水の温度が低下しても、燃焼給湯器によって所望の温度に追い加熱して給湯することができる。

【0004】

ところで、貯湯タンクの下流側に燃焼給湯器を直接に接続した場合、貯湯タンクから燃焼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、燃焼給湯器を経由する流通経路における湯水の圧力損失（以下、圧損と言う）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。

【0005】

そこで、燃焼給湯器を迂回するバイパス管を設けると共に、このバイパス管を開閉するバイパス弁を設けることが考えられる。そして、貯湯タンクに湯切れが生じていない場合にはバイパス弁を開弁して出湯管の出口に貯湯タンクの湯水を送ることにより、燃焼給湯器の流通経路を通過させることなく圧損を低減して給湯することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０００−３２９４０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかし、貯湯タンクに湯切れが生じて燃焼給湯器による追い加熱を行う場合には、バイパス弁を閉弁して燃焼給湯器の流通経路に貯湯タンクの湯水を送る必要があり、この場合には、圧損を低減することができない。

【0008】

上記の点に鑑み、本発明は、貯湯タンクに湯切れが生じて燃焼給湯器による追い加熱を行う場合であっても、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給湯システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

かかる目的を達成するために、本発明は、貯湯タンクと、貯湯タンクに貯める湯水を加熱生成する加熱手段と、貯湯タンクの湯水を導出する出湯管と、貯湯タンク及び出湯管に接続された給水管と、貯湯タンクから導出された出湯管の湯水と、給水管から出湯管に供給される水との混合比を変更する混合比変更手段と、貯湯タンクの湯切れを検出する湯切れ検出手段と、出湯管と給水管との接続部より下流側の出湯管の途中に設けられて出湯管の湯水をバーナにより加熱する燃焼給湯器と、燃焼給湯器をバイパスして、出湯管を燃焼給湯器の上流側と下流側とで連通させる出湯バイパス管と、出湯バイパス管を開閉するバイパス弁と、出湯管の出口から得られる給湯温度を設定する給湯温度設定手段と、湯切れ検出手段により貯湯タンクの湯切れが検出されない場合は、バイパス弁を開弁状態とし、給湯設定温度の湯が得られるように、混合比変更手段により混合比を調節する混合温調制御を行い、湯切れ検出手段により貯湯タンクの湯切れが検出された場合は、給湯設定温度の湯が得られるように、出湯管の湯水を燃焼給湯器により加熱する加熱温調制御を行う給湯制御手段とを備える給湯システムにおいて、給湯制御手段は、加熱温調制御を行うとき、給湯設定温度の湯が得られるように、バイパス弁の開度を調節して燃焼給湯器の下流側の出湯管の湯水に出湯バイパス管からの湯水を混合するバイパス温調制御が実行可能とされており、前記給湯制御手段は、前記バイパス温調制御を行うとき、前記給湯設定温度より高い所定温度を目標加熱温度として燃焼給湯器の運転を制御する第１の給湯器運転制御と、前記給湯設定温度を目標加熱温度として燃焼給湯器の運転を制御する第２の給湯器運転制御とを選択的に実行することを特徴とする。

【0010】

本発明によれば、前記給湯制御手段が前記バイパス温調制御を行うことにより、加熱温調制御を行うとき、即ち、貯湯タンクに湯切れが生じて燃焼給湯器により出湯管の湯水を加熱するとき、燃焼給湯器の下流側の出湯管に対して出湯バイパス管からの湯水が合流するので、燃焼給湯器を経由した湯水の圧損を、出湯バイパス管からの湯水により低減することができる。

【0012】

本発明によれば、前記給湯制御手段が前記バイパス温調制御を行うときに、第１の給湯器運転制御と第２の給湯器運転制御との何れか一方が選択される。これにより、燃焼給湯器を経た湯水の圧損が比較的大きい場合には、第１の給湯器運転制御を選択して出湯バイパス管から出湯管に混合する湯水の量を増加させて十分に圧損を低減させることができ、燃焼給湯器を経た湯水の圧損が比較的小さい場合には、第２の給湯器運転制御を選択して燃焼給湯器の燃料消費を抑えることが可能となる。

【0013】

なお、燃焼給湯器の出湯管を通過するときの湯水の流量が比較的多い場合には、出湯管における湯水の通過抵抗も大きくなる。一方、燃焼給湯器の出湯管を通過するときの湯水の流量が比較的少ない場合には、出湯管における湯水の通過抵抗も小さくなる。このことから、具体的には、例えば、出湯管における湯水の流量が比較的多い場合に第１の給湯器運転制御を選択し、出湯管における湯水の流量が比較的少ない場合に第２の給湯器運転制御を選択することが挙げられる。

【0014】

また、前記給湯制御手段は、前記第１の給湯器運転制御と前記第２の給湯器運転制御とを一方から他方に変更するとき、前記バイパス弁の開閉動作が追従可能となる速度で、第１の給湯器運転制御における目標加熱温度と第２の給湯器運転制御における目標加熱温度とを一方から他方に徐々に変更することが好ましい。

【0015】

燃焼給湯器において目標加熱温度を急激に変更すると、バイパス温調制御中のバイパス弁の開閉動作が追従できず、出湯管の出口から所望の給湯温度が得られない場合がある。そこで、バイパス弁の開閉動作が燃焼給湯器側の加熱による湯水の温度変化に追従して確実にバイパス温調制御が行えるようにゆっくりと燃焼給湯器の目標加熱温度を変更することで、出湯管の出口からの給湯温度の不安定な状態を抑えることができ、バイパス温調制御を精度良く行うことができる。

【0016】

また、本発明において、前記給湯制御手段は、前記バイパス温調制御の実行時に出湯管の出口からの出湯が停止されたとき、当該出湯停止時から第１の所定時間が経過するまで、前記バイパス弁を出湯管の出口からの出湯が停止される直前の開度に維持し、第１の所定時間内に出湯管の出口からの出湯が再開された場合には、当該出湯再開時から第２の所定時間が経過するまで、前記バイパス弁を出湯管の出口からの出湯が停止される直前の開度に維持し、第１の所定時間は、前記燃焼給湯器の下流側であって前記出湯バイパス管の下流端よりも上流側の出湯管内に滞留する湯水が放熱により所定温度低下するまでの所要時間に基づいて予め設定されており、第２の所定時間は、燃焼給湯器の下流側であって出湯バイパス管の下流端よりも上流側の出湯管内の湯水が出湯管の出口から排出される所要時間に基づいて予め設定されていることを特徴とする。

【0017】

前記バイパス温調制御の実行時に出湯管の出口からの出湯が停止されると、前記燃焼給湯器の下流側であって前記出湯バイパス管の下流端よりも上流側の出湯管内には、比較的高温の湯水が滞留する。そして、当該位置の出湯管内に滞留する比較的高温の湯水は、出湯管の出口からの出湯が再開されると、比較的高温のまま出湯管の出口から給湯されるおそれがある。

【0018】

そこで、本発明においては、前記給湯制御手段により、前記バイパス弁の開度を、出湯管の出口からの出湯が停止される直前の開度に維持するので、上記位置の出湯管内に滞留する比較的高温の湯水に対して、前記バイパス温調制御による前記出湯バイパス管からの比較的低温の湯水の混合を即座に実行することができる。これにより、比較的高温のまま出湯管の出口から給湯される事態を確実に回避することができる。

【0019】

更に、本発明において、前記燃焼給湯器の下流側であって前記出湯バイパス管の下流端よりも上流側の前記出湯管と浴槽とを接続して浴槽の湯張りを行う湯張り管と、該湯張り管を開閉する湯張り弁とを備え、前記給湯制御手段が、出湯管の出口からの出湯停止時に湯張り弁を開弁して浴槽に湯水を供給する湯張り制御を実行可能である場合、前記給湯制御手段は、前記第１の所定時間内に湯張り制御を行うとき、湯張り弁の開弁時から第３の所定時間が経過するまで、前記バイパス弁を出湯管の出口からの出湯が停止される直前の開度に維持して、第３の所定時間が経過した後にバイパス弁を閉弁させ、第３の所定時間は、燃焼給湯器の下流側であって出湯バイパス管の下流端よりも上流側の出湯管内の湯水が湯張り管内に送り出される所要時間に基づいて予め設定されていることを特徴とする。

【0020】

本発明においては、前記燃焼給湯器の下流側であって前記出湯バイパス管の下流端よりも上流側の出湯管内に比較的高温の湯水が滞留していても、前記給湯制御手段により湯張り制御が行われたときには、上記位置の出湯管に滞留している高温の湯水を湯張り管に送り出すことができる。

【0021】

これにより、前記位置の出湯管内の比較的高温の湯水を、例えば出湯バイパス管の下流端から燃焼給湯器方向に逆流させて比較的低温の湯水に置換することができ、比較的高温の湯水が出湯管の出口から給湯される事態を確実に回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の給湯システムの構成図。

【図2】本発明の給湯システムにおけるタンクコントローラの主要な動作を示すフローチャート。

【図3】本発明の給湯システムにおける給湯器コントローラの主要な動作を示すフローチャート。

【図4】本発明の給湯システムにおけるタンクコントローラの他の動作を示すフローチャート。

【図5】本発明の給湯システムにおけるタンクコントローラの他の動作を示すフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0023】

本発明の一実施の形態について、図１を参照して説明する。本実施形態の給湯システムは、ヒートポンプユニット１が接続されたタンクユニット２に、更に瞬間加熱式の燃焼給湯器３を直列に接続することにより構成されている。

【0024】

ヒートポンプユニット１は、圧縮機４、水熱交換器（凝縮器）５、膨張弁（減圧器）６、及び空気熱交換器（蒸発器）７を、冷媒循環路８により接続してなるヒートポンプ９（加熱手段）を備えている。水熱交換器５は、後述する貯湯タンク１０の上部及び下部に接続されたタンク循環路１１に接続され、冷媒循環路８の冷媒（例えば、Ｒ４１０Ａ等のＨＦＣ系冷媒）とタンク循環路１１の湯水とを熱交換させることによって、タンク循環路１１の湯水を加熱する。

【0025】

タンク循環路１１には、貯湯タンク１０に貯められた湯水をタンク循環路１１に循環させるための循環ポンプ１２と、水熱交換器５から貯湯タンク１０に向かう湯水の温度を検出するサーミスタ１３と、貯湯タンク１０から水熱交換器５に向かう湯水の温度を検出するサーミスタ１４とが設けられている。

【0026】

また、ヒートポンプユニット１は、マイクロコンピュータ等により構成されたヒートポンプコントローラ１５を備え、ヒートポンプコントローラ１５から出力される制御信号によって、ヒートポンプ９及び循環ポンプ１２の作動が制御される。

【0027】

ヒートポンプコントローラ１５は、後述するタンクコントローラ１６と通信可能に接続され、タンクコントローラ１６から加熱指示信号を受信したときに、タンク循環路１１に設けられているサーミスタ１３，１４の検出温度に基づいて、循環ポンプ１２とヒートポンプ９とを作動させ、貯湯タンク１０の湯水を沸き上げ設定温度に沸き上げる。

【0028】

タンクユニット２は、湯水が充填された貯湯タンク１０と、マイクロコンピュータ等により構成されたタンクコントローラ１６とを備えている。貯湯タンク１０の上部には出湯管１７が接続されている。出湯管１７は、その始端が貯湯タンク１０に接続され、終端が図示しないカラン等の出湯栓に接続される。

【0029】

貯湯タンク１０の下部には給水管１８が接続されている。給水管１８は始端が水道に接続され、下流側が２つに分岐して一方の終端が貯湯タンク１０に接続されると共に、他方の終端が出湯管１７の途中に接続されている。

【0030】

出湯管１７は給水管１８との接続部（後述する湯水混合弁２８が設けられている）の下流からタンクユニット２の外部に延びて燃焼給湯器３の後述する給湯器回路１９を経た後、再びタンクユニット２の内部に延びるが、その途中には、燃焼給湯器３の給湯器回路１９の入口側と出口側とで連通させる出湯バイパス管２０が接続されている。

【0031】

出湯バイパス管２０にはバイパス弁２１が設けられている。バイパス弁２１は全開から全閉まで無段階或いは多数段階で開閉させることができるものが採用される。

【0032】

バイパス弁２１が全閉であるとき、貯湯タンク１０からの湯水は燃焼給湯器３の給湯器回路１９を流れ、バイパス弁２１が全開であるとき、貯湯タンク１０からの湯水は出湯バイパス管２０を流れて出湯管１７の終端に設けられたカランやシャワー等の出湯栓へ向かう。

【0033】

タンクユニット２における出湯管１７と給水管１８との接続部の上流側には、出湯量センサ２２が設けられている。給水管１８には、その通水流量を検出する水量センサ２３、タンク側逆止弁２４、出湯管側逆止弁２５、及び減圧弁２６が設けられている。出湯管１７との接続部に向かって延びる給水管１８には、入水サーミスタ２７が設けられている。

【0034】

また、タンクユニット２における出湯管１７と給水管１８との接続部には湯水混合弁２８（混合比変更手段）が設けられている。湯水混合弁２８は、出湯管１７側の開度と給水管１８側の開度とを可変とするものであり、出湯管１７側と給水管１８側とで一方側の開動作に伴い他方側が閉動作するように構成されている。そして、湯水混合弁２８が作動することにより、貯湯タンク１０からの湯水と、給水管１８からの水とが、出湯管１７側の開度と給水管１８側の開度とに応じた比率で混合される。

【0035】

湯水混合弁２８と出湯バイパス管２０の上流端との間の出湯管１７には混合サーミスタ２９が設けられており、出湯バイパス管２０の下流端の出湯管１７にはカラン等の出湯栓へ向かう湯水の温度を検出する給湯出口サーミスタ３０が設けられている。

【0036】

貯湯タンク１０の上部位置には、貯湯タンク１０に貯められた湯水の温度を検出する貯湯サーミスタ３１が設けられている。また、貯湯タンク１０の貯湯サーミスタ３１よりも所定距離を存した下方位置には中間サーミスタ３２が設けられている。貯湯サーミスタ３１及び中間サーミスタ３２は、本発明の湯切れ検出手段を構成するものである。

【0037】

タンクコントローラ１６は、貯湯サーミスタ３１、中間サーミスタ３２、出湯量センサ２２、入水サーミスタ２７、混合サーミスタ２９、給湯出口サーミスタ３０、及びタンク循環路１１のサーミスタ１４により検出された温度と、水量センサ２３により検出された給水管１８の通水流量とに基づいて、湯水混合弁２８及びバイパス弁２１の作動を制御すると共に、燃焼給湯器３に対して加熱を禁止する信号、又は加熱を許可する信号を発信する。

【0038】

また、タンクコントローラ１６には、使用者の操作に応じて、所望の給湯温度（カランやシャワー等の出湯栓から供給される湯の温度）を設定するための温度スイッチ等の複数の操作スイッチ（図示省略）を備えたリモコン３３（給湯温度設定手段）が接続されている。

【0039】

ここで、貯湯タンク１０内部に充填された湯の状態を説明すれば、出湯管１７は貯湯タンク１０の上部に接続され、給水管１８は貯湯タンク１０の下部に接続されているため、貯湯タンク１０の湯が給湯使用されると、出湯管１７から湯が導出されて貯湯タンク１０の湯が減少したぶん、貯湯タンク１０の下部の給水管１８から水が供給される。それに応じて、貯湯タンク１０内では、上部に高温の湯層が形成され、下部に低温の水層が形成される。また、湯層と水層とは上下に互いに接しているため、湯層と水層との接触部分には湯層よりも温度が低く水層よりも温度の高い中間層が形成される。中間層の温度は湯層に接する部分から水層に接する部分にかけて、次第に温度が低くなっている。

【0040】

貯湯タンク１０の湯層が減少すると、出湯管１７が接続された貯湯タンク１０の出口近傍の温度が低くなる。そして、貯湯タンク１０から所定の温度の湯が得られなくなったとき、一般に湯切れと言われる状態となる。即ち、貯湯タンク１０で湯切れが生じると、貯湯タンク１０からは温度の低い湯水が導出される。

【0041】

湯切れ状態は、貯湯サーミスタ３１の検出温度によって判断することができる。また、中間サーミスタ３２の検出温度によって、貯湯タンク１０内の湯層の残量が予測できる。即ち、貯湯サーミスタ３１の検出温度により湯層が確認されても、中間サーミスタ３２の検出温度により中間層或いは水層が確認されれば、貯湯タンク１０の湯切れが近づいていることが判断でき、中間サーミスタ３２の検出温度により湯層が確認されれば、貯湯タンク１０には十分な湯が貯められていることが判断できる。

【0042】

タンクコントローラ１６は、貯湯タンク１０の湯切れの有無に応じて、混合温調制御とバイパス温調制御とを実行する。混合温調制御は、湯水混合弁２８における出湯管１７側の開度と給水管１８側の開度とを制御することにより、混合サーミスタ２９又は給湯出口サーミスタ３０の検出温度がリモコン３３で設定された給湯設定温度になるように、貯湯タンク１０からの湯水と給水管１８からの水との混合比を調節する。バイパス温調制御は、バイパス弁２１の開度を制御することにより、給湯出口サーミスタ３０の検出温度がリモコン３３で設定された給湯設定温度になるように、後述の燃焼給湯器３により加熱された温度の高い湯水に、出湯バイパス管２０からの温度の低い湯水を混合する。

【0043】

燃焼給湯器３は、瞬間加熱式として周知の構成のものを採用することができる。即ち、燃焼給湯器３は、出湯管１７に接続された給湯器回路１９（出湯管１７の一部を構成する）と、マイクロコンピュータ等により構成された給湯器コントローラ４２とを備えている。給湯器コントローラ４２は、タンクコントローラ１６と通信可能に接続されている。タンクコントローラ１６と給湯器コントローラ４２とは、本発明の給湯制御手段を構成するものである。

【0044】

給湯器回路１９には、熱交換器４３と、熱交換器４３を加熱するバーナ４４と、熱交換器４３をバイパスする給湯バイパス管４５とが設けられており、給湯器回路１９の下流側には、給湯器回路１９から分岐して浴槽（図示しない）へ延びる湯張り管４６が接続されている。

【0045】

また、給湯器回路１９には、熱交換器４３への湯水の流量と給湯バイパス管４５への湯水の流量との分配比を変更するバイパスサーボ４７と、燃焼給湯器３に供給される湯水の流量を調節する絞り弁である水量サーボ４８とが設けられている。

【0046】

更に、給湯器回路１９には、熱交換器４３及び給湯バイパス管４５に供給される湯水の流量を検出する給湯器流量センサ４９と、給湯バイパス管４５の下流側に流れる湯の温度を検出する給湯器サーミスタ５０とが設けられている。

【0047】

また、湯張り管４６には、湯張り管４６の通水流量を検出する湯張り流量センサ５１と、湯張り管４６を開閉する湯張り弁５２とが設けられている。

【0048】

そして、給湯器コントローラ４２には、給湯器サーミスタ５０による温度検出信号と、給湯器流量センサ４９による通水流量の検出信号と、湯張り流量センサ５１による通水流量の検出信号とが入力される。また、給湯器コントローラ４２から出力される制御信号によって、バイパスサーボ４７、水量サーボ４８、バーナ４４、及び湯張り弁５２の各作動が制御される。

【0049】

給湯器コントローラ４２は、タンクコントローラ１６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、給湯器流量センサ４９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５０の検出温度が目標給湯温度となるように、バーナ４４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１６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。

【0050】

給湯器コントローラ４２による加熱温調制御は、第１の給湯器運転制御と第２の給湯器運転制御とが選択的に実行される。第１の給湯器運転制御は、給湯設定温度より高い温度を目標加熱温度として燃焼給湯器３の運転を制御する。

【0051】

ここで、タンクコントローラ１６及び給湯器コントローラ４２による本発明の要旨に係る作動について図２〜図５のフローチャートを参照して説明する。

【0052】

図２〜図４はタンクコントローラ１６の作動を示している。図２のＳＴＥＰ１でタンクユニット２の電源がＯＮされるとＳＴＥＰ２へ進み、タンクコントローラ１６は、給湯器コントローラ４２に対して加熱禁止を指示する信号を送信し、これにより燃焼給湯器３による加熱温調制御の実行が禁止される。更にＳＴＥＰ３へ進んでバイパス弁２１を全開にし、ＳＴＥＰ４へ進んで湯水混合弁２８による混合温調制御を停止させる。

【0053】

次のＳＴＥＰ５で、タンクコントローラ１６は、出湯バイパス管２０の下流端と燃焼給湯器３の下流側の出湯管１７との間（図１参照）の湯水が放熱されたか否かを判断し、放熱されていればＳＴＥＰ６へ進んでバイパス弁２１を全開にする。また、放熱されていなければＳＴＥＰ７へ進んでバイパス弁２１をバイパス温調制御後の止水直前の開度で停止させた状態とする。

【0054】

バイパス温調制御が行われて止水されたときには、出湯バイパス管２０の下流端と燃焼給湯器３の下流側の出湯管１７との間に比較的高温の湯水が滞留することがある。ＳＴＥＰ５における放熱の判断は、この出湯管１７内に滞留する高温の湯水が放熱するのに必要な時間が経過した否かにより行われる。

【0055】

次いで、タンクコントローラ１６は、ＳＴＥＰ８で通水の有無を判断する。ＳＴＥＰ８においては、出湯量センサ２２及び水量センサ２３により下限流量以上の通水が検出されたときを通水有りとする。ＳＴＥＰ８で通水が無ければＳＴＥＰ９へ進み、ＳＴＥＰ９でリモコン３３により湯張りの指示がされていなければ、ＳＴＥＰ８へ戻る。ＳＴＥＰ９において湯張りの指示がされた場合には図３のＳＴＥＰ２１へ進むが、これについては後述する。

【0056】

図２のＳＴＥＰ８で通水が検出されると、ＳＴＥＰ１０へ進んで貯湯タンク１０における湯切れの有無を判断する。ＳＴＥＰ１０における貯湯タンク１０の湯切れの有無の判断は、中間サーミスタ３２の検出温度に基づいて、貯湯タンク１０内が所定の残湯量（例えば１２リットル）以上となっているか否かを判定する。そして、所定の残湯量以上である場合には、湯切れ無しとしてＳＴＥＰ１１へ進み、所定の残湯量未満である場合には湯切れが生じている或いは短時間で湯切れするおそれがあるとしてＳＴＥＰ１７へ進む。

【0057】

タンクコントローラ１６は、ＳＴＥＰ１１へ進んだとき、給湯器コントローラ４２に対して加熱禁止を指示する信号を送信し、ＳＴＥＰ１２へ進んでバイパス弁２１を全開とする。そして、ＳＴＥＰ１３へ進んで混合温調制御を行う。混合温調制御においては、タンクコントローラ１６は、湯水混合弁２８の出湯管１７側（湯側）と給水管１８側（水側）との開度を制御し、給湯出口サーミスタ３０に検出温度がリモコン３３で設定された給湯設定温度となるように、出湯管１７の湯と給水管１８の水との混合比を調節する。

【0058】

次いで、タンクコントローラ１６は、ＳＴＥＰ１４で、貯湯サーミスタ３１の検出温度によって貯湯タンク１０が湯切れしたか否かを判定する。貯湯タンク１０に湯切れが生じた場合にはＳＴＥＰ１７へ進み、貯湯タンク１０に湯切れが生じていない場合にはＳＴＥＰ１５へ進む。

【0059】

ＳＴＥＰ１５では、タンクユニット２における給湯エラー（各センサ類や弁等の部品の故障）の有無を判断する。タンクユニット２に給湯エラーにが生じていない場合には、タンクコントローラ１６は、ＳＴＥＰ１６へ進む。タンクユニット２に給湯エラーが生じている場合には、図４のＳＴＥＰ２９へ進むが、これについては後述する。

【0060】

図２のＳＴＥＰ１６では、出湯量センサ２２及び水量センサ２３により下限流量以上の通水が検出されない止水状態であればＳＴＥＰ５へ戻り、止水状態でないときにはＳＴＥＰ１２へ戻る。即ち、タンクコントローラ１６は、止水状態となるまでＳＴＥＰ１２〜ＳＴＥＰ１６を繰り返す。

【0061】

また、タンクコントローラ１６は、ＳＴＥＰ１０又はＳＴＥＰ１４で貯湯タンク１０に湯切れが生じているとき、ＳＴＥＰ１７へ進む。ＳＴＥＰ１７では、タンクコントローラ１６は、給湯器コントローラ４２に対して加熱許可を指示する信号を送信してＳＴＥＰ１８へ進む。この信号を受けた給湯器コントローラ４２は、バーナ４４の燃焼させて加熱温調制御を開始するが、これについては後述する。

【0062】

ＳＴＥＰ１８へ進むと、タンクコントローラ１６は、バイパス温調制御を実行する。バイパス温調制御は、給湯出口サーミスタ３０の検出温度がリモコン３３で設定された給湯設定温度となるように、バイパス弁２１の開度を調節して、燃焼給湯器３において加熱された出湯管１７の高温の湯水に出湯バイパス管２０からの低温の湯水を混合する。このとき、出湯バイパス管２０からの湯水が、燃焼給湯器３を経た湯水に合流するので、燃焼給湯器３を経た湯水に圧損が生じても、出湯バイパス管２０の下流端よりも下流側の出湯管１７においては、圧損の発生が低減される。

【0063】

そして、ＳＴＥＰ１９においてタンクユニット２に給湯エラーが生じていない場合には、ＳＴＥＰ２０で出湯量センサ２２及び水量センサ２３により下限流量以上の通水が検出されない止水状態となるまでＳＴＥＰ１８でのバイパス温調制御の実行が継続される。止水状態となるとＳＴＥＰ２０からＳＴＥＰ５へ戻る。ＳＴＥＰ１９でタンクユニット２の給湯エラーが生じた場合には、ＳＴＥＰ１５と同様に図４のＳＴＥＰ２９へ進む。

【0064】

ここで、給湯器コントローラ４２の作動について図５を参照して説明する。図５のＳＴＥＰ３９で燃焼給湯器３の電源がＯＮされるとＳＴＥＰ４０へ進む。燃焼給湯器３の電源はタンクユニット２に連動してＯＮとなる。ＳＴＥＰ４０へ進むと、給湯器コントローラ４２は、続くＳＴＥＰ４１で通水状態となるまで、バーナ４４の燃焼を停止状態とする。ＳＴＥＰ４１においては、給湯器流量センサ４９により下限流量以上の通水が検出されたときを通水有りとする。

【0065】

ＳＴＥＰ４１で通水有りと判断されると、給湯器コントローラ４２は、ＳＴＥＰ４２に進んでタンクコントローラ１６からの加熱許可を指示する信号を受信するまで（加熱が禁止されているとき）ＳＴＥＰ４０〜ＳＴＥＰ４２を繰り返す。

【0066】

給湯器コントローラ４２は、タンクコントローラ１６から加熱許可を指示する信号を受信すると、ＳＴＥＰ４２からＳＴＥＰ４３へ進む。前述の通り、タンクコントローラ１６は、給湯器コントローラ４２に加熱許可を指示する信号を送信すると、バイパス温調制御を行う（図２のＳＴＥＰ１８）。

【0067】

ＳＴＥＰ４３では、給湯器流量センサ４９の検出水量が１２リットル／分以上となったか否かを判断する。本実施形態においては、燃焼給湯器３側の出湯管１７に圧損が生じる湯水の流量（燃焼給湯器３への給水量）を１２リットル／分以上としている。従って、ＳＴＥＰ４３では、燃焼給湯器３側の出湯管１７に圧損が生じるか否かを判断している。なお、ＳＴＥＰ４３での判断に用いる水量は、燃焼給湯器３側の出湯管１７の長さや出湯管１７に介装される部品等に応じて予め設定される。

【0068】

ＳＴＥＰ４３で給水量が１２リットル／分以上であった場合（圧損が生じる状況であった場合）には、給湯器コントローラ４２は、ＳＴＥＰ４４でバーナ４４を燃焼させ、ＳＴＥＰ４５でリモコン３３により設定された給湯設定温度より高い所定温度を目標加熱温度として燃焼給湯器３の運転を制御する第１の給湯器運転制御を行う。なお、本実施形態において第１の給湯器運転制御で用いる目標加熱温度は、５５℃を上限として設定される。

【0069】

こうすることにより、燃焼給湯器３によって加熱された出湯管１７の高温の湯水にバイパス温調制御による出湯バイパス管２０からの低温の湯水が比較的多く混合され、出湯管１７における圧損が低減される。

【0070】

一方、ＳＴＥＰ４３で給水量が１２リットル／分未満であった場合（圧損の発生が小さい状況であった場合）には、給湯器コントローラ４２は、ＳＴＥＰ４６でバーナ４４を燃焼させ、ＳＴＥＰ４７でリモコン３３により設定された給湯設定温度を目標加熱温度として燃焼給湯器３の運転を制御する第２の給湯器運転制御を行う。これによれば、燃焼給湯器３のバーナ４４の燃焼による湯水の加熱を効率良く行うことができる。

【0071】

ここで、ＳＴＥＰ４３の判断により、燃焼給湯器３の運転が、第１の給湯器運転制御と第２の給湯器運転制御との一方から他方に変更されるとき、目標加熱温度が急激に変更されると、バイパス温調制御中のバイパス弁２１の開閉動作が追従できないおそれがある。そこで、本実施形態においては、第１の給湯器運転制御と第２の給湯器運転制御との一方から他方に変更されるときには、ゆっくりと燃焼給湯器３の目標加熱温度を変更し、バイパス弁２１の開閉動作が燃焼給湯器３側の加熱による湯水の温度変化に追従して確実にバイパス温調制御が行えるようにしている。

【0072】

そして、給湯器コントローラ４２は、ＳＴＥＰ４８で止水有りとなるまで（給湯器流量センサ４９により下限流量以上の通水が検出されなくなるまで）、ＳＴＥＰ４２〜ＳＴＥＰ４８を繰り返し、ＳＴＥＰ４８で止水有りとなったとき、ＳＴＥＰ４０へ戻る。

【0073】

次に、図２のＳＴＥＰ９において湯張りの指示がされた場合について図３を参照して説明する。タンクコントローラ１６における図３の動作は、湯張り弁５２を開弁させることにより湯張り動作の初期段階で、湯張り管４６の上流端よりも下流側の出湯管１７内に滞留する湯水を逆流させて湯張り管４６に導入させるものである。

【0074】

図２のＳＴＥＰ９から図３のＳＴＥＰ２１へ進むと、タンクコントローラ１６は、給湯器コントローラ４２を介して燃焼給湯器３の湯張り弁５２を開弁させる。続いて、ＳＴＥＰ２２へ進むと、タンクコントローラ１６は、給湯器コントローラ４２に対して加熱を許可又は禁止する。即ち、タンクコントローラ１６は、貯湯タンク１０に湯切れが生じていなければ、給湯器コントローラ４２に対する加熱許可を示す信号の送信を行わず（加熱禁止）、貯湯タンク１０からの湯水を湯張り管４６を介して浴槽へ送る。貯湯タンク１０に湯切れが生じているときは、給湯器コントローラ４２に対する加熱許可を示す信号を送信し、燃焼給湯器３により加熱された湯水を湯張り管４６を介して浴槽へ送る。

【0075】

そして、ＳＴＥＰ２３で湯張り管４６の上流端よりも下流側の出湯管１７内に滞留する湯水が湯張り管４６から浴槽に向かって排水されたか否かを判断する。この判断は、本実施形態においては、湯張り弁５２を開弁した時点から所定時間（湯張り管４６の上流端よりも下流側の出湯管１７内に滞留する湯水が湯張り管４６から抜け出す時間であって、本実施形態においては約２０秒）が経過している場合に排水済とする。なお、このとき用いる時間は、湯張り管４６の上流端と、出湯バイパス管２０の下流端との間の出湯管１７の長さ（容量）に応じて設定される。

【0076】

タンクコントローラ１６は、ＳＴＥＰ２３において上記排水済であるとき、ＳＴＥＰ２４へ進んでバイパス弁２１を閉弁し、排水済でない（上記出湯管１７内に高温の湯水が滞留しているおそれがある）ときは、ＳＴＥＰ２５へ進んで、前回バイパス温調制御で止水直前の開度でバイパス弁２１を停止させておく。ＳＴＥＰ２５を設けることにより、出湯バイパス管２０を介して湯水の流動が許容され、出湯バイパス管２０の下流端から湯張り管４６へ向かって円滑に湯水を逆流させることができる。

【0077】

ＳＴＥＰ２４又はＳＴＥＰ２５を経た後、ＳＴＥＰ２６でカラン等からの通水が検出されず、ＳＴＥＰ２７で浴槽への湯張り完了により湯張りの要求が無くならなければ、ＳＴＥＰ２２へ戻って湯張り動作が継続される。なお、カラン等からの通水は、出湯量センサ２２と水量センサ２３とが検出する合計流量と、湯張り流量センサ５１が検出する流量との差が所定流量以上となったことにより検出される。

【0078】

ＳＴＥＰ２６でカラン等からの通水が検出された場合、或いは、ＳＴＥＰ２７で浴槽への湯張り完了により湯張りの要求が無くなった場合、タンクコントローラ１６は、ＳＴＥＰ２８へ進んで給湯器コントローラ４２を介して湯張り弁５２を閉弁し、これによって湯張り動作を中断して、図２のＳＴＥＰ５へ戻る。

【0079】

このように、湯張り動作を利用して出湯管１７に滞留する高温の湯水を排出することができるので、カラン等から高温の湯水が不用意に出湯されるのを防止することができる。

【0080】

次に、図２のＳＴＥＰ１５又はＳＴＥＰ１９においてタンクユニット２における給湯エラー（各センサ類や弁等の部品の故障）が生じていた場合について図４を参照して説明する。タンクコントローラ１６における図４の動作は、貯湯タンク１０の湯を用いた混合温調制御が一時的に行えなくなった場合に、出湯バイパス管２０の下流端よりも上流側の出湯管１７内に滞留する比較的高温の湯水がカラン等から不用意に出湯される事態を防止するために設けられている。

【0081】

図２のＳＴＥＰ１５又はＳＴＥＰ１９から図４のＳＴＥＰ２９へ進むと、貯湯タンク１０からの給湯が行えない状態であることにより、タンクコントローラ１６は、給湯器コントローラ４２に対して加熱許可を示す信号を送信する。次いで、ＳＴＥＰ３０へ進んで、タンクコントローラ１６は、湯水混合弁２８の出湯管１７側（湯側）を閉じて給水管１８側（水側）を開く。これにより、出湯管１７には給水管１８からの水を流通させることができる状態となる。

【0082】

その後、ＳＴＥＰ３１で出湯量センサ２２及び水量センサ２３の検出流量により通水が検出されると、燃焼給湯器３の運転（バーナ４４の燃焼）が開始され、タンクコントローラ１６はＳＴＥＰ３２へ進む。ＳＴＥＰ３２で、出湯バイパス管２０の下流端よりも上流側の出湯管１７内に滞留する湯水が排水済である場合には、カラン等から高温の湯水が出湯されるおそれがないことにより、ＳＴＥＰ３３でバイパス弁２１を全閉とする。一方、ＳＴＥＰ３２で、出湯バイパス管２０の下流端よりも上流側の出湯管１７内に滞留する高温の湯水が排水済でない場合には、ＳＴＥＰ３４へ進んで、バイパス弁２１をバイパス温調制御後の止水直前の開度で停止させた状態とする。これにより、出湯バイパス管２０の下流端よりも上流側の出湯管１７内に滞留する高温の湯水に給水管１８からの水が出湯バイパス管２０を介して混合されるので、カラン等から高温の湯水が出湯される事態を防止することができる。

【0083】

そして、タンクコントローラ１６はＳＴＥＰ３５へ進み、タンクユニット２における給湯エラーが解除された場合には図２のＳＴＥＰ５へ戻り、タンクユニット２における給湯エラーが解除されない場合には図４のＳＴＥＰ３１へ戻る。

【0084】

また、ＳＴＥＰ３１で通水が検出されない場合には、タンクコントローラ１６はＳＴＥＰ３６へ進む。ＳＴＥＰ３６で、出湯バイパス管２０の下流端よりも上流側の出湯管１７内に滞留する湯水が放熱済である場合には、カラン等から高温の湯水が出湯されるおそれがないことにより、ＳＴＥＰ３７でバイパス弁２１を全閉とする。一方、ＳＴＥＰ３６で、出湯バイパス管２０の下流端よりも上流側の出湯管１７内に滞留する高温の湯水が放熱されていない場合には、ＳＴＥＰ３８へ進んで、バイパス弁２１をバイパス温調制御後の止水直前の開度で停止させた状態とする。これにより、出湯バイパス管２０の下流端よりも上流側の出湯管１７内に滞留する高温の湯水に給水管１８からの水が出湯バイパス管２０を介して混合することが可能な状態、即ち、カラン等から高温の湯水が出湯される事態が防止された状態となる。

【0085】

そして、タンクコントローラ１６はＳＴＥＰ３５へ進み、タンクユニット２における給湯エラーが解除された場合には図２のＳＴＥＰ５へ戻り、タンクユニット２における給湯エラーが解除されない場合には図４のＳＴＥＰ３１へ戻る。

【符号の説明】

【0086】

３…燃焼給湯器、９…ヒートポンプ（加熱手段）、１０…貯湯タンク、１６…タンクコントローラ（給湯制御手段）、１７…出湯管、１８…給水管、２０…出湯バイパス管、２１…バイパス弁、２８…湯水混合弁（混合比変更手段）、３１…貯湯サーミスタ（湯切れ検出手段）、３２…中間サーミスタ（湯切れ検出手段）、３３…リモコン（給湯温度設定手段）、４２…給湯器コントローラ（給湯制御手段）、４６…湯張り管、５２…湯張り弁。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】