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(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】6088889
(24)【登録日】2017年2月10日
(45)【発行日】2017年3月1日
(54)【発明の名称】熱源装置
(51)【国際特許分類】
F24D 17/00 20060101AFI20170220BHJP
F24H 1/10 20060101ALI20170220BHJP
【ＦＩ】
F24D17/00 L
F24H1/10 302D
【請求項の数】4
【全頁数】20
(21)【出願番号】特願2013-75119(P2013-75119)
(22)【出願日】2013年3月29日
(65)【公開番号】特開2014-199163(P2014-199163A)
(43)【公開日】2014年10月23日
【審査請求日】2016年1月15日
(73)【特許権者】
【識別番号】000129231
【氏名又は名称】株式会社ガスター
(74)【代理人】
【識別番号】100093894
【弁理士】
【氏名又は名称】五十嵐 清
(72)【発明者】
【氏名】寺内 誠
(72)【発明者】
【氏名】内山 翼
【審査官】
杉山 豊博
(56)【参考文献】
【文献】
特開２００３−２９４３０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００３−２５４５９８（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００７−０８５５８２（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開昭５６−１２９９１９（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００１−３２４１５８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｆ２４Ｄ １７／００
Ｆ２４Ｈ １／００
Ｆ２４Ｈ １／１０
Ｆ２４Ｈ ４／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
貯湯槽と、該貯湯槽から湯を出湯する出湯通路と、該出湯通路と給水通路とが合流する合流部と、該合流部で合流される湯と水により形成される混合湯水を給湯先に給湯する給湯通路とを備え、前記出湯通路側から前記合流部に流れる湯の流量と前記給水通路から前記合流部に流れる水の流量を制御するミキシング流量制御手段と、前記給湯通路を通って給湯される給湯流量を検出する給湯流量検出手段と、該給湯流量検出手段により検出される検出流量に基づいて予め定められる単位時間毎の給湯流量微分値を求める給湯微分値算出手段とを有し、前記合流部で混合する湯と水の混合割合である各混合比レベルと該各混合比レベルに対しての給湯流量毎の湯と水の実際の混合流量割合との関係データが制御データとして予め与えられ、給湯中に前記混合湯水の温度が安定している状態のときの前記給湯流量検出手段の検出流量と前記ミキシング流量制御手段による混合比レベルとを検出してこれらの検出情報と前記制御データとに基づいて湯と水の実際の混合流量割合を求める流量割合検出手段と、前記給湯流量が変化して前記給湯微分値算出手段により求めた給湯流量微分値が予め定められる設定微分値以上となったときには変化後の給湯流量に対応する前記制御データを参照して前記ミキシング流量制御手段による混合比レベルを前記流量割合検出手段により検出した湯と水の実際の混合流量割合に対応する混合比レベルに変更させる混合比レベル変更指令手段を有していることを特徴とする熱源装置。
【請求項2】
出湯通路には該出湯通路を通しての貯湯槽からの湯を出湯の有無を弁の開閉により切り替える開閉電磁弁が介設され、該開閉電磁弁はパイロット方式の電磁弁により形成されていることを特徴とする請求項１記載の熱源装置。
【請求項3】
ミキシング流量制御手段は、パルスモータのパルス数に応じて弁の開弁量を可変することにより湯の量を可変する貯湯槽出湯量調節手段を制御することにより湯量制御を行い、パルスモータのパルス数に応じて弁の開弁量を可変することにより水の量を可変する給水量調節手段を制御することにより水量制御を行う構成と成しており、各混合比レベルに設定されている湯量制御の操作量と水量制御の操作量は共に前記パルスモータのパルス数で与えられていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の熱源装置。
【請求項4】
合流部には該合流部で形成された混合湯水を導入して給湯熱交換器で加熱する追い加熱機能を有する補助熱源装置の湯水導入側が接続されており、前記合流部で形成される混合湯水の温度が前記混合設定温度より低いときに前記補助熱源装置による追い加熱機能による加熱によって前記混合設定温度の湯水を形成する構成と成していることを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３記載の熱源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、貯湯槽を備えた熱源装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
貯湯槽を備えた熱源装置が用いられており（例えば、特許文献１、参照）、図７には、開発中の熱源装置が模式的なシステム構成図により示されている。同図において、貯湯槽２と出湯通路９とを備えた主熱源装置としてのタンクユニット４が、熱回収用通路３を介して燃料電池（ＦＣ）１と熱的に接続されている。燃料電池１は、例えば固体高分子型燃料電池（ＰＥＦＣ）等により形成されており、水の電気分解の逆反応で、都市ガス等の燃料から取り出された水素と空気中の酸素とを反応させて発電する発電装置である。
【0003】
熱回収用通路３は、燃料電池１と貯湯槽２との間で液体（ここでは湯水）を図の矢印Ａおよび矢印Ａ’に示されるように循環させる通路であり、熱回収用通路３には、熱回収用通路３内に液体を循環させる図示されていないポンプが介設されている。そして、該ポンプの駆動により、貯湯槽２内の水を図の矢印Ａ’に示すように熱回収用通路３を通して燃料電池１に導入して冷却水とし、この水を燃料電池１の発電時に生じる廃熱によって加熱した後、図の矢印Ａに示すように熱回収用通路３を通し、例えば６０℃といった温度の湯として貯湯槽２に蓄積する。なお、熱回収用通路３には、三方弁６を介してバイパス通路７が設けられ、燃料電池１側から貯湯槽２側へ流れる液体を、必要に応じて貯湯槽２を通さずに燃料電池１に戻すことができるように形成されている。
【0004】
貯湯槽２には、貯湯槽２内または貯湯槽２の外側壁に、貯湯槽２内の湯の温度を検出する貯湯槽内湯水温検出手段５が、貯湯槽２の上下方向に互いに間隔を介して複数（図７では５個）設けられている。なお、最上位に設けられている貯湯槽内湯水温検出手段５ａは、貯湯槽２の上端よりも予め定められた設定長さだけ下側の位置、つまり、例えば貯湯槽２の上端まで湯が満たされた場合よりも２０リットル少ない湯量の湯が貯湯槽２内に導入された場合の湯面の位置に設けられている。
【0005】
貯湯槽２の上部側に接続されている出湯通路９は、貯湯槽２で形成された湯を出湯する（送水する）通路と成しており、出湯通路９には、出湯通路９を通る湯の温度を検出する貯湯槽出湯水温検出手段１１と、出湯通路９を通して送水される湯の量を可変する貯湯槽出湯量調節器としてのタンク湯水混合器１２と、出湯通路９を通しての湯の送水の有無を弁の開閉により切り替える貯湯槽出側湯水電磁弁としてのパイロット方式のタンク側電磁弁１３とが介設されている。なお、同図には示されていないが、貯湯槽２を備えた熱源装置には、貯湯槽２内の圧力が許容圧力を超えたときに該圧力を外部に逃がすための過圧逃がし弁が適宜の位置（例えば出湯通路９に接続された圧力逃がし用の通路等）に設けられている。
【0006】
また、この熱源装置への給水通路８は給水通路８ａと給水通路８ｂとに分岐され、一方側の給水通路８（８ａ）が貯湯槽２の下部側に接続されて、他方側の給水通路８（８ｂ）は、合流部１０で出湯通路９に合流するように形成されている。給水通路８ｂには、給水通路８ｂから合流部１０側へ流れる水の量を可変するための給水量調節器としての水混合器１４が介設されている。なお、図７はシステム構成図であるために水混合器１４とタンク湯水混合器１２とが離れた位置に記されているが、これらは、合流部１０の付近に設けられていてもよい。また、給水通路８は上水道に接続される。
【0007】
合流部１０には、補助熱源装置としての給湯器１６の湯水導入側が、湯水導入通路１５を介して接続されており、湯水導入通路１５には混合湯水温検出手段としての混合サーミスタ２８（２８ａ，２８ｂ）が介設されている。給湯器１６は、通水する水を例えばガスバーナの燃焼熱により加熱する加熱手段としての給湯熱交換器１７を備え、図の矢印Ｂに示されるように貯湯槽２から出湯通路９を通して送水される（タンクユニット４から送水される）湯を、図の矢印Ｂ”に示されるように、湯水導入通路１５を介して給湯器１６に導入して給湯熱交換器１７で加熱する追い加熱の機能を有している。
【0008】
この追い加熱機能により加熱された湯は、通路１８と給湯通路１９とを順に通って一つ以上の給湯先に給湯される。なお、同図には図示されていないが、給湯通路１９の先端側には給湯栓が設けられており、この給湯栓を開くことにより、貯湯槽２に蓄えられていた湯が給水圧を受けて出湯通路９を通り、前記の如く、給水通路８ｂからの水と混合されたり、給湯器１６により追い加熱されたり,あるいは水の混合や追い加熱なしにそのまま給湯される。また、周知の如く、給湯器１６には、給湯熱交換器１７を加熱する給湯バーナや給湯バーナへの空気の給排気を行う燃焼ファン等の適宜の構成要素（図示せず）が設けられ、その構成要素を制御することにより前記追い加熱機能の動作が行われるものである。
【0009】
なお、図７の図中、符号２５は入水温度サーミスタ、符号２６は燃料電池１から貯湯槽２へ導入される湯水温検出用のＦＣ高温サーミスタ、符号２７は貯湯槽２から燃料電池１側へ導出される湯水温検出用のＦＣ低温サーミスタをそれぞれ示し、符号２９は給水流量センサ、符号５０は減圧弁、符号３０は給湯器１６から浴槽３１への注湯通路、符号３２は暖房装置と給湯器１６とを接続する暖房用通路、符号４２は流量検出手段をそれぞれ示している。流量検出手段４２は、通路１８と給湯通路１９を通して給湯される給湯流量を検出する給湯流量検出手段として機能する。
【0010】
図８には、図７に示したシステム構成における配管および構成要素の一部を省略または破線で示したシステム構成図が示されており、図８に示されるように、前記通路１８には分岐継手２０を介して接続通路２１の一端側が接続され、接続通路２１の他端側は、熱回収用通路３において湯水を燃料電池１側から貯湯槽２側に通す通路の途中部に接続されている。また、熱回収用通路３において湯水を貯湯槽２側から燃料電池１側に通す通路の途中部と前記出湯通路９の先端側とを接続する接続通路２２が設けられ、接続通路２２には、湯水を循環させる循環ポンプ２３と、水電磁弁２４とが介設されている。
【0011】
そして、通路１８、接続通路２１、熱回収用通路３のうちの通路３ａ、３ｂ（接続通路２１との接続部および接続通路２２との接続部よりも貯湯槽２側の領域の一部）と、バイパス通路７、接続通路２２、湯水導入通路１５を有して、同図の矢印Ｃに示されるように湯水を循環させる湯水循環通路４０が形成されている。水電磁弁２４は、循環ポンプ２３の駆動による湯水循環通路４０への水の循環の有無を弁の開閉により切り替える電磁弁であり、水電磁弁２４を開いた状態で循環ポンプ２３を駆動させて湯水循環通路４０を循環する湯水を、給湯器１６が給湯熱交換器１７により加熱する循環湯水加熱機能を有している。この循環湯水加熱機能の動作も、給湯器１６の前記構成要素を制御することにより行われる。
【0012】
なお、図７、図８において、加熱により温められた湯水が主に通る通路部分にはドットを記しており、湯水循環通路４０においては温められた湯の温度が湯水循環通路４０内を通るときに徐々に冷めていくが、湯水循環通路４０のうち給湯器１６の湯水導出側の通路１８からバイパス通路７の入口までの領域にドットを記している。
【0013】
また、図７、図８に示す熱源装置には、図示されていない制御装置が設けられており、制御装置には、タンク湯水混合器１２を制御して出湯通路９から合流部１０側に流れる湯の流量を制御すると共に、水混合器１４を制御して給水通路８ｂから合流部１０側に流れる水の流量を制御し、合流部１０で適宜の温度の混合湯水が形成されるようにするミキシング流量制御手段が設けられている。
【0014】
このミキシング流量制御手段は、給湯停止時には例えばタンク側電磁弁１３を閉じて出湯通路９から合流部１０側に流れる湯水（貯湯槽２からの出湯湯水）の流量がゼロとなる状態にする。そして、給湯通路１９の先端側に設けられている給湯栓が開かれると、ミキシング流量制御手段は、タンク湯水混合器１２の制御により、図７の矢印Ｂに示されるように出湯通路９から合流部１０側に流れる湯の流量を調節すると共に、水混合器１４の制御により、図７の矢印Ｂ’に示されるように給水通路８ｂから合流部１０側に流れる水の流量を調節し、合流部１０で形成される混合湯水の温度が混合設定温度になるようにする（混合設定温度は、例えば給湯設定温度と同じまたは給湯設定温度に近い温度になるように設定される）。
【0015】
また、例えば図９に示されるように、タンク湯水混合器１２は、パルスモータであるステッピングモータ５１のパルス数（ステップ数）に応じてモータの軸５５を図の矢印Ａ方向およびＢ方向に進退させ、出湯通路９に連通する流路に設けられている弁５２の開弁量（弁開度）を可変することにより湯の量を可変し、水混合器１４も同様に、パルスモータであるステッピングモータ５３のパルス数（ステップ数）に応じてモータの軸５６を図の矢印Ａ方向およびＢ方向に進退させ、給水通路８ｂに連通する流路に設けられている弁５４の開弁量を可変することにより水の量を可変する構成と成している。そこで、ミキシング流量制御手段は、これらのステッピングモータ５１，５３のステップ数を制御することにより、混合設定温度の混合湯水を形成する。
【0016】
なお、貯湯槽２内に貯湯されている湯水には、例えば図１０の模式図に示されるような温度の層Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃが形成されるものであり、貯湯槽２の上部側の層（高温層）Ｗａには燃料電池１の発電時に生じる廃熱によって加熱された高温Ｔａ（例えば６０℃）の湯が貯湯され、貯湯槽２の下部側の層（低温層）Ｗｃには貯湯槽２内に給水される給水温度と同じ温度Ｔｃ（例えば１５℃）の水が貯水されており、その間に、温度Ｔａから温度Ｔｃまでの急な温度勾配を持つ層（温度中間層）Ｗｂがある。したがって、層Ｗａの湯が無くなると湯の代わりに冷たい水が出湯通路９から送水されることがあるが、説明の都合上、特に断らない限り、出湯通路９からは湯が出湯されて前記合流部１０に合流されるという表現を用いる。
【0017】
例えば図１０に示されるように、貯湯槽２内の湯水において、例えば層Ｗａと層Ｗｂとの境界が貯湯槽内湯水温検出手段５ａの配設領域よりも下にあり、貯湯槽内湯水温検出手段５ａの検出温度が給湯設定温度より例えば２℃高く設定される閾値より高い温度のときには、貯湯槽２から出湯される湯の温度は例えば６０℃といったほぼ一定の値である。
【0018】
そこで、前記ミキシング流量制御手段は、混合サーミスタ２８（２８ａ，２８ｂ）の検出温度と混合設定温度との差に基づいて（偏差に応じ）、混合サーミスタ２８（２８ａ，２８ｂ）の検出温度が混合設定温度になるようにタンク湯水混合器１２と水混合器１４を制御することによって（タンク湯水混合器１２と水混合器１４のステッピングモータ５１．５３のステップ数を制御することによって）、出湯通路９から合流部１０側に流れる湯の流量と給水通路８ｂから合流部１０側に流れる水の流量とを調節する制御を行う。なお、ミキシング流量制御手段は、ミキシング流量制御に際し、フィードフォワード制御を行わずにフィードバック制御のみを行うようにしてもよい。
【0019】
そして、このようなキシング流量制御手段による制御によって、合流部１０で形成される混合湯水の温度が混合設定温度（例えば給湯設定温度と同じ温度またはその近傍温度）とされると、その混合湯水は、図７の矢印Ｂ”に示されるように、合流部１０から湯水導入通路１５を通して給湯器１６に導入されるが、このとき、給湯器１６において給湯熱交換器１７による加熱は行われずに、通路１８と給湯通路１９を通して給湯先に給湯される。
【0020】
一方、貯湯槽内湯水温検出手段５ａの検出温度が前記閾値以下であり、ミキシング流量制御手段による流量制御のみでは、給湯設定温度と同等の温度に設定される混合設定温度の湯を給湯することができない場合には、混合設定温度を、給湯設定温度から給湯器１６のＭＩＮ号数（最小燃焼号数）で給湯流量の水を加熱したときに上昇する温度分を差し引いた値まで下げ、その混合湯水が給湯器１６の前記追い加熱機能の動作によって給湯熱交換器１７により加熱されて給湯設定温度の湯が作り出され、この湯が通路１８と給湯通路１９を通して給湯先に給湯される。
【0021】
なお、従来は、タンクユニット４と給湯器１６とが隣接配置されたタイプ（一体型）の熱源装置が用いられていたが、開発中の熱源装置は、タンクユニット４と給湯器１６と燃料電池１とをそれぞれ個別に配置し、互いに配管により接続する個別配置型の熱源装置も可能とするものである。このようにすると、例えば複数種あるタンクユニット４のうち、利用者が必要な容量の貯湯槽２を備えたタンクユニット４を選択し、そのタンクユニット４と、複数種ある給湯器１６のうち選択された給湯器１６と、複数種ある燃料電池１のうち選択された燃料電池１とを組み合わせるといったことができ、バリエーションを増やすことができる。
【0022】
また、前記のような個別配置型の熱源装置は、既設の給湯器１６にタンクユニット４等を接続して熱源装置を形成することもできるといったメリットもある。この場合、例えば給湯器１６は建物の北側に配置されてタンクユニット４は建物の東側や西側に配置されるといったように、タンクユニット４と給湯器１６とが離れて配置されることも想定されるが、そのような場合には、冬場等に、湯水導入通路１５および接続通路２１内の水が、給湯停止中に凍結することを防止するため等に、水電磁弁２４を開いて循環ポンプ２３を駆動させ、図８の矢印Ｃに示したように、湯水循環通路４０に湯水を循環させながら給湯熱交換器１７により加熱する前記循環湯水加熱機能の動作が適宜行われるような構成が必要になると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0023】
【特許文献1】特許第３７２８２６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0024】
ところで、前記ミキシング流量制御手段によるタンク湯水混合器１２と水混合器１４の制御に際し、例えば混合設定温度、給水温、貯湯槽内湯水温に対応するような湯と水の混合比を求めておき、その混合比に対応させてタンク湯水混合器１２と水混合器１４のステッピングモータ５１，５３のステップ数を制御してタンク湯水混合器１２と水混合器１４の開弁量を決定すればよいように考えられる。
【0025】
しかしながら、開発中の熱源装置のように、貯湯槽２と出湯通路９とを通った湯に給水通路８ｂを通った水を合流部１０で混合して混合湯水を形成する場合には、以下に述べるように、主に湯の流路の水圧変化に起因して、湯と水の弁開度に基づく予定混合比（以下、混合比という）と湯と水の流量比とが必ずしも一致しない。
【0026】
つまり、図７に示したように、この熱源装置においては、給水通路８が給水通路８ａ，８ｂに分岐され、一方の給水通路８ａを通った水が貯湯槽２に貯湯されて湯となって出湯通路９とを通って合流部１０に導入され、他方の給水通路８ｂを通った水が合流部１０に導入される。このように、給水通路８ｂに設けられている水混合器１４に流れる水とタンク湯水混合器１２に流れる水（湯も含む）の水圧源が共通している場合、給水通路８ａ，８ｂの分岐点では共通の同一水圧となっているが、水が給水通路８ａ，８ｂおよび貯湯槽２や出湯通路９を通る際に水圧抵抗（流路抵抗）を受けて減圧し、水混合器１４を通る水の水圧とタンク湯水混合器１２を通る水の水圧は共に、前記分岐点での水圧よりも減圧する。また、貯湯槽２を経由してタンク湯水混合器１２に流れる湯の量が少ないときに貯湯槽２の影響を強く受けるため、つまり、容量が大きい貯湯槽２を通して水が流れるので水が流れにくく（動きにくく）、湯の量が多いときに対し、湯の量が少なくなると水混合器１４を通る水よりも減圧量が大きい。
【0027】
そのため、例えば図１１（ａ）の特性線ａに示されるように、給湯流量（湯と水の総流量）が小さい場合には、湯の混合比が小さい図の右側の領域において湯の流量が大きく減少してしまい、湯の混合比に対して湯の流量比が非常に小さくなってしまうといった現象が生じる。なお、図１１（ａ）、（ｂ）は、図の右側に向かうにつれて混合設定温度が低くなることに対応させて、図の右側に向かうにつれて湯の混合比が小さくなり水の混合比が大きくなる場合の湯の流量（特性線ａ）と水の流量（特性線ｂ）をそれぞれ示しており、図１１（ａ）の特性線ｂに示されるように、給湯流量が少なくても、水の流量は湯と水の混合比に対して直線的に変化する値となる。
【0028】
また、貯湯槽２の給水側に減圧弁５０を設けて貯湯槽２に例えば３７０ＫＰａ（３．７Ｋｇ／ｃｍ）以上の圧力がかからないようにしているため、減圧弁５０の影響により、給湯流量（湯と水の総流量）が中程度であっても、湯の混合比が小さい領域において湯の流量が減少しやすくなる。
【0029】
さらに、パイロット方式の電磁弁は、バタフライバルブや直動電磁弁等に比べて低消費電力であり、小型、かつ、安価であるといったメリットがあるものの、湯の量が小さくなると弁が十分に開かないことから、出湯通路９側にパイロット方式の電磁弁により形成されたタンク側電磁弁１３を設けることにより前記のような現象が特に発生しやすいため、湯の経路に貯湯槽２と減圧弁５０とパイロット方式の電磁弁とが設けられている開発中の熱源装置においては、図１１（ａ）の特性線ａに示したような湯の流量が極端に少なくなる現象が、給湯流量が中程度のときにも生じることになる。
【0030】
なお、給湯流量が多いときには、湯と水の混合比と湯および水の流量との関係は、図１１（ｂ）の特性線ａ、ｂに示されるように、特性線ａに示される湯の流量と特性線ｂに示される水の流量がいずれも湯と水の混合比に対して直線的に変化する値となるが、湯または水の混合比が１００％に近くなり弁開度が最大に近づくと、その湯または水の流量が頭打ちになる。
【0031】
このようなことから、湯と水の混合比が同じでも、実際の湯の流量比（混合流量割合）が、給湯流量が小さいと混合比よりも小さくなり給湯流量が大きいと大きくなる現象が生じてしまう。この現象は、湯と水の混合比のうち、湯の比率が水の比率よりも極端に大きいときや、その逆に湯の比率が水の比率よりも極端に小さい時には生じにくい。
【0032】
そして、前記のように、湯と水の混合比が同じであっても給湯流量に応じて湯と水の流量比が大きく変化してしまうと、例えば給湯途中に利用者が給湯栓の開度を急に大きくしたり、シャワーを使い始めたりして、図１２（ａ）の特性線に示されるように給湯流量が急に大きい値に変化した場合には湯の流量比が急に大きくなり、図１２（ｂ）の特性線に示されるように、給湯温度が急激に高くなり、熱い湯が給湯されてしまうおそれがあるといった問題が生じた。
【0033】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、貯湯槽から出湯される湯と給水通路から供給される水を混合して形成される混合湯水の給湯流量が大きく変化しても給湯温度の急激な上昇を招くような給湯温度の大きな変化を防ぐことができる使い勝手のよい熱源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0034】
本発明は上記目的を達成するために、次の構成をもって課題を解決する手段としている。すなわち、第１の発明は、貯湯槽と、該貯湯槽から湯を出湯する出湯通路と、該出湯通路と給水通路とが合流する合流部と、該合流部で合流される湯と水により形成される混合湯水を給湯先に給湯する給湯通路とを備え、前記出湯通路側から前記合流部に流れる湯の流量と前記給水通路から前記合流部に流れる水の流量を制御するミキシング流量制御手段と、前記給湯通路を通って給湯される給湯流量を検出する給湯流量検出手段と、該給湯流量検出手段により検出される検出流量に基づいて予め定められる単位時間毎の給湯流量微分値を求める給湯微分値算出手段とを有し、前記合流部で混合する湯と水の混合割合である各混合比レベルと該各混合比レベルに対しての給湯流量毎の湯と水の実際の混合流量割合との関係データが制御データとして予め与えられ、給湯中に前記混合湯水の温度が安定している状態のときの前記給湯流量検出手段の検出流量と前記ミキシング流量制御手段による混合比レベルとを検出してこれらの検出情報と前記制御データとに基づいて湯と水の実際の混合流量割合を求める流量割合検出手段と、前記給湯流量が変化して前記給湯微分値算出手段により求めた給湯流量微分値が予め定められる設定微分値以上となったときには変化後の給湯流量に対応する前記制御データを参照して前記ミキシング流量制御手段による混合比レベルを前記流量割合検出手段により検出した湯と水の実際の混合流量割合に対応する混合比レベルに変更させる混合比レベル変更指令手段を有している構成をもって課題を解決する手段としている。
【0035】
また、第２の発明は、前記第１の発明の構成に加え、前記出湯通路には該出湯通路を通しての貯湯槽からの湯を出湯の有無を弁の開閉により切り替える開閉電磁弁が介設され、該開閉電磁弁はパイロット方式の電磁弁により形成されていることを特徴とする。
【0036】
さらに、第３の発明は、前記第１または第２の発明の構成に加え、前記ミキシング流量制御手段は、パルスモータのパルス数に応じて弁の開弁量を可変することにより湯の量を可変する貯湯槽出湯量調節手段を制御することにより湯量制御を行い、パルスモータのパルス数に応じて弁の開弁量を可変することにより水の量を可変する給水量調節手段を制御することにより水量制御を行う構成と成しており、各混合比レベルに設定されている湯量制御の操作量と水量制御の操作量は共に前記パルスモータのパルス数で与えられていることを特徴とする。
【0037】
さらに、第４の発明は、前記第１または第２または第３の発明の構成に加え、前記合流部には該合流部で形成された混合湯水を導入して給湯熱交換器で加熱する追い加熱機能を有する補助熱源装置の湯水導入側が接続されており、前記合流部で形成される混合湯水の温度が前記混合設定温度より低いときに前記補助熱源装置による追い加熱機能による加熱によって前記混合設定温度の湯水を形成する構成と成していることを特徴とする。
【発明の効果】
【0038】
本発明によれば、貯湯槽からの湯と給水通路からの水の合流部で形成する混合湯水の湯と水の流量をミキシング流量制御手段により制御するが、その制御のために、合流部で混合する湯と水の混合割合である各混合比レベルと該各混合比レベルに対しての給湯流量毎の湯と水の実際の混合流量割合との関係データが制御データとして予め与えられている。また、給湯中の混合湯水の温度が安定している状態のときに、流量割合検出手段が、給湯流量を検出する給湯流量検出手段の検出流量とミキシング流量制御手段による混合比レベルとの検出情報と、前記制御データとに基づいて湯と水の実際の混合流量割合を求める。
【0039】
そして、本発明では、給湯流量が変化し、給湯流量微分値算出手段により求められる単位時間毎の微分値である給湯流量微分値が予め定められる設定微分値以上となったときには、混合比レベル変更指令手段が変化後の給湯流量に対応する前記制御データを参照し、ミキシング流量制御手段による混合比レベルを前記流量割合検出手段により検出した湯と水の実際の混合流量割合（湯流量変更前に混合設定温度の湯水を形成していた割合）に対応する混合比レベルに変更させるので、前述のような、湯側の水圧変動に起因して、給湯流量が大きくなる方向に大きく変化すると給湯温度が急に高くなる、あるいは、給湯流量が小さくなる方向に大きく変化すると給湯温度が急に低くなる、といった給湯温度の急激な変化を防ぐことができ、給湯温度の安定化を図ることができる。
【0040】
また、出湯通路に、該出湯通路を通しての貯湯槽からの湯を出湯の有無を弁の開閉により切り替える開閉電磁弁を介設することにより、出湯通路からの出湯の有無の制御を容易に行え、かつ、その開閉電磁弁をパイロット方式の電磁弁により形成することにより、安価なパイロット方式の電磁弁の適用によって熱源装置のコストダウンを図ることができる。なお、前記のような、台所の使用に加えてシャワーを使用するというように給湯流量が大きくなる方向に大きく変化すると給湯温度が急に高くなるといった現象は、前記開閉電磁弁としてパイロット方式の電磁弁を適用した場合に生じやすいが、前記の如く、本発明は、このような現象による給湯温度の変動防ぐことができるので支障なく、使い勝手の良好な熱源装置を実現できる。
【0041】
さらに、ミキシング流量制御手段は、パルスモータのパルス数に応じて弁の開弁量を可変することにより湯の量を可変する貯湯槽出湯量調節手段を制御することにより湯量制御を行い、パルスモータのパルス数に応じて弁の開弁量を可変することにより水の量を可変する給水量調節手段を制御することにより水量制御を行う構成とし、各混合比レベルに設定されている湯量制御の操作量と水量制御の操作量を共に前記パルスモータのパルス数で与えることにより、湯量制御と水量制御を容易に行うことができる。
【0042】
さらに、合流部には該合流部で形成された混合湯水を導入して給湯熱交換器で加熱する追い加熱機能を有する補助熱源装置の湯水導入側を接続して、合流部で形成される混合湯水の温度が前記混合設定温度より低いときに前記補助熱源装置による追い加熱機能による加熱することによって、たとえ混合設定温度よりも低い温度の湯が形成されても、その湯を追い加熱することにより温度を高めて給湯することができる。つまり、このような補助熱源装置を設けることにより、貯湯槽内の湯温が混合設定温度（例えば給湯設定温度と同じ温度）より低くなった場合にも、また、ミキシング流量制御手段による制御によって水が多めに混合されて混合湯水の温度が混合設定温度より低く形成された場合にも、補助熱源装置による追い加熱で補って給湯できる。
【図面の簡単な説明】
【0043】
【図1】本発明に係る熱源装置の一実施例の制御構成を示すブロック図である。
【図2】実施例において、給湯中に給湯流量が大きくなる方向に大きく変化したときの給湯流量変化例（ａ）と給湯温度変化例（ｂ）を示すタイムチャートである。
【図3】実施例の熱源装置において合流部で混合する湯と水の混合比レベルと各混合比レベルに対しての湯の流量割合との関係を給湯流量毎に示すグラフである。
【図4】実施例の熱源装置において合流部で混合する湯と水の混合比レベルと各混合比レベルに対しての湯の流量割合と水の流量割合の関係を給湯流量毎に示すグラフである。
【図5】実施例の熱源装置において合流部で混合する湯と水の混合比レベルと各混合比レベルに対しての湯の流量割合と水の流量割合の関係を給湯流量毎に示すグラフである。
【図6】湯と水の混合比レベルシフト動作例を説明するためのグラフである。
【図7】実施例および開発中の熱源装置のシステム構成例を説明するための説明図である。
【図9】タンク湯水混合器と水混合器の構成を模式的に示す断面説明図である。
【図10】貯湯槽内の温度層の分布例を模式的に示す説明図である。
【図11】開発中の熱源装置における給湯流量が小さいときの湯と水の混合比と湯と水の各流量特性（ａ）と給湯流量が大きいときの湯と水の混合比と湯と水の各流量特性（ｂ）を示すグラフである。
【図12】実施例において給湯中に給湯流量が大きくなる方向に大きく変化したときの給湯流量変化例（ａ）と給湯温度変化例（ｂ）を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0044】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。なお、本実施例の説明において、これまでの説明の例と同一構成要素には同一符号を付し、その重複説明は省略または簡略化する。
【実施例】
【0045】
図１には、本発明に係る熱源装置の一実施例のシステム構成が模式的に示されている。本実施例は、図７に示した熱源装置と同様のシステム構成を有し、さらに、図１に示されるように、タンクユニット６０内の制御装置３３に、ミキシング流量制御手段３５、混合設定温度設定手段３６、メモリ部３７、流量割合検出手段３８、混合比レベル指令手段３９、給湯微分値算出手段４１を設けている。また、制御装置３３には給湯器１６の制御装置４６とリモコン装置４３とが信号接続され、リモコン装置４３には給湯設定温度設定操作手段４５が設けられ、給湯器１６の制御装置４６には給湯燃焼制御手段４７が設けられている。なお、リモコン装置４３は、屋内において、リビングや、浴室、台所、洗面所等の適宜の場所に設置されている。
【0046】
流量検出手段４２と給水流量センサ２９は、給湯通路１８を通って給湯される給湯流量を検出する。そして、給水流量センサ２９は、流量割合検出手段３８と給湯微分値算出手段４１とに給湯流量の検出流量（検出値）を加え、流量検出手段４２は燃焼制御手段４７に給湯流量の検出流量（検出値）を加える。
【0047】
給湯微分値算出手段４１は、給水流量センサ２９により検出される検出流量に基づいて予め定められる単位時間毎の給湯流量微分値を求める。給湯微分値算出手段４１により求めた給湯流量微分値は、時々刻々と混合比レベル変更指令手段３９に加えられる。
【0048】
給湯設定温度設定操作手段４５は、利用者等により給湯設定温度を設定するための操作手段であり、例えばリモコン装置４３の表面側に設けられている操作ボタン等により形成されている。この給湯設定温度設定操作手段４５により設定された給湯設定温度の値は、制御装置３３の混合設定温度設定手段３６と給湯器１６の燃焼制御手段４７とに加えられる。
【0049】
混合設定温度設定手段３６は、混合湯水の設定温度（混合設定温度）を設定するものであり、例えば貯湯槽内湯水温検出手段５ａの検出温度が前記閾値よりも高い温度のときの給湯時の前記混合設定温度を給湯設定温度に対応させて、給湯設定温度の値と同じ値または、それより０．５℃といった温度だけ高めに設定する。なお、混合設定温度設定手段３６は、貯湯槽内湯水温検出手段５ａの検出温度が前記閾値以下の時には、混合設定温度を給湯設定温度よりも低い適宜の温度に設定する。
【0050】
なお、タンクユニット４の合流部１０と給湯器１６とを接続する湯水導入通路１５が冷えているときに給湯が行われるコールドスタート時には、混合設定温度設定手段３６は、混合サーミスタ２８の検出温度に対応させて給湯設定温度の設定を特有の設定としてもよい。混合設定温度設定手段３６によって設定された混合設定温度は、ミキシング流量制御手段３５に加えられる。
【0051】
ミキシング流量制御手段３５は、合流部１０側に出湯通路９から流れる湯の流量と給水通路８ｂから合流部１０側に流れる水の流量を制御し、混合設定温度設定手段３６により設定される設定混合温度の混合湯水が合流部１０で形成されるようにするものである。ミキシング流量制御手段３５は、前記の如く、タンク側電磁弁１３の開閉制御とタンク湯水混合器１２および水混合器１４の制御による湯の流量と水の流量との制御により、合流部１０で形成される混合湯水の温度が混合設定温度となるように制御する。
【0052】
この制御に際し、本実施例では、表１に示されるように、合流部で混合する湯と水の混合割合である複数の混合比レベル（表の縦軸の数値１〜２１）と、該各混合比レベルに対しての給湯流量毎（給湯流量レベルQdis LLV１〜Qdis LV6）の湯と水の実際の混合流量割合との関係データが、給湯流量毎に制御データとして予め与えられている。なお、図３には、表１をグラフ化した図が示されている。
【0053】
【表1】
【0054】
なお、表１において、湯と水の実際の混合流量割合は湯の流量割合により示されている。また、給湯流量レベルQdis LLV１〜Qdis LV6は、表の右側に向かうにつれて給湯流量が大きくなり、１分ごとの流量が、Qdis LLV１＝３リットル、Qdis LLV２＝５リットル、Qdis LLV３＝８リットル、Qdis LLV４＝１２リットル、Qdis LLV５＝２０リットル、Qdis LLV６＝３０リットルの場合をそれぞれ示している。つまり、例えばQdis LLV１の列は、給湯流量（湯と水を合わせた給湯の総流量）が３リットル／分の場合の各混合比レベルに対する実際の湯の流量割合が示されている。また、図３の特性線ａは給湯流量がQdis LLV１の特性を示し、特性線ｂは給湯流量がQdis LLV２の特性を示すといった如く、特性線ｃ、ｄ、ｅ、ｆは、順に、給湯流量がQdis LLV３、Qdis LLV４、Qdis LLV５、Qdis LLV６の特性を示す。
【0055】
また、給湯流量Qdis LLV１、Qdis LLV２、Qdis LLV３の実際の湯の流量割合が図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の特性線ａにそれぞれ示され、給湯流量Qdis LLV４、Qdis LLV５、Qdis LLV６の実際の湯の流量割合が図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の特性線ａにそれぞれ示されており、これらの各図の特性線ｂには、実際の水の流量割合が示されている。このような制御データは、メモリ部３７に格納されている。
【0056】
なお、本実施例においては、各混合比レベルに対応させて、ミキシング流量制御手段３５によって制御される湯量制御の操作量がタンク湯水混合器１２のステッピングモータ５１のステップ数で設定され、水量制御の操作量がステッピングモータ５３のステップ数で設定されている。また、タンク湯水混合器１２と水混合器１４は共に、ステッピングモータ５１，５３のステップ数が多いほど開弁量が大きくなるように形成されており、表１において、混合比レベルが１〜２１に向かうにつれて、タンク湯水混合器１２のステッピングモータ５１のステップ数が小さくなるように設定され、水混合器１４のステッピングモータ５３のステップ数は大きくなるように設定されている。つまり、この例では、混合比レベルが１〜２１に向かうにつれて水の混合比が大きくなり、混合比レベルを１〜２１に向けてレベル数を上げることにより混合設定温度が低くなるように設定されている。
【0057】
ミキシング流量制御手段３５は、例えば熱源装置の試運転時等の初回運転時、前回出湯から所定時間経過後（例えば８分３０秒後）、または、リモコンを一度オフして再度オンした場合に、表１の混合レベル（１〜２１）のうちの例えば混合弁開度を温度が低めになる位置である混合レベル１８（例えば、ほぼ湯側0％、水側100％）で待機しており、出湯開始時は、その混合比レベル１８に対応するタンク湯水混合器１２と水混合器１４の開弁量として（つまり、混合比レベル１８に対応するステッピングモータ５１，５３のステップ数で開弁量を制御し）、その後、徐々に混合比レベルを上げていって（レベルの数値が小さい方向になるようにして）、そのレベルに対応するタンク湯水混合器１２と水混合器１４の開弁量で混合湯水を形成する。そして、その混合湯水の温度を混合サーミスタ２８によって検出し、その検出温度と混合設定温度設定手段３６に設定されている混合設定温度とのずれ量を補正する方向にタンク湯水混合器１２と水混合器１４の開弁量を変更するミキシング流量のフィードバック制御を行うことにより、混合設定温度の混合湯水を形成する。
【0058】
流量割合検出手段３８は、混合サーミスタ２８の検出温度を取り込み、給湯中の混合湯水の温度が安定している状態のときの流量検出手段４２による給湯流量の検出流量（給湯流量検出値）とミキシング流量制御手段３５による混合比レベルを検出する。そして、これらの検出情報と表１に示した制御データとに基づき、湯と水の実際の混合流量割合を求める。例えば、給湯流量検出値が５リットル／分の時には、表１において給湯流量５リットル／分に対応する給湯流量レベルQdis LLV２の列を参照し、このときの混合比レベルが６であったとすると、実際の湯の流量割合は５０．４％であると判断する。この判断によって求めた値は混合比レベル変更指令手段３９に加えられる。
【0059】
混合比レベル変更手段３９は、給湯栓の開度（蛇口開度）が変更されて、前記給湯流量が増大する方向に変化して給湯微分値算出手段４１により求めた給湯流量微分値が予め定められる設定微分値以上となったときには、変化後の給湯流量に対応する前記制御データを参照し、混合比レベル変更指令手段が、流量変化量に対応させて混合比レベルを強制的にシフトさせる。つまり、この例では、流量が大きい方へ変化した時は、混合比レベルの番号が大きくなる方に、流量が小さくなる方へ変化した時は、混合比レベルの番号が小さくなる方にシフトさせる。
【0060】
例えば、給湯中の給湯流量が５リットル／分から急に２０リットル／分に変化すると、この急激な給湯流量変化に対応して前記給湯流量微分値が前記設定微分値以上となるので、混合比レベル変更指令手段３９は、混合比レベル６で設定温度が出ていたとすると、混合比レベル１１へ強制的にシフトさせる。例えば表１を参照し、給湯流量２０リットル／分に対応する給湯流量レベルQdis LLV５の列において前述した実際の湯の流量割合である５０．４％に近い値である５０．０％に対応する混合比レベル１１に、混合比レベルが変更する、あるいは、混合比レベルを現状のレベル６からシフト量＝（２０リットル／分―５リットル／分）×０．３（ゲイン）≒５だけ、レベル１１へシフトさせる（なお、ゲインは、予めその設定の仕方が与えられる）。
【0061】
このように、混合比レベル変更指令手段３９の制御によって、例えば図２（ａ）の特性線に示されるように給湯流量が急に大きい値に変化した場合には、混合比レベルを前記の如く変更することによって、図２（ｂ）の特性線に示されるように、給湯温度が急激に高くなるといった給湯温度変化を抑制でき（図１２（ｂ）の特性線と比較参照のこと）、安定して混合設定温度の混合湯水を形成することができる。
【0062】
なお、給湯流量の変化および、その変化に伴う例として、より詳しく述べると、以下のような例がある。つまり、例えば、入浴中に、蛇口を開けて洗面器に湯を入れながら体を洗い（このときの給湯流量レベルはＬＬＶ１（3L/min））、洗面器の湯を使用しながらシャンプーを使用して洗髪し、その後、蛇口からシャワーに切り替えてシャンプーを洗い流す時には、給湯流量を増やすことから、例えば給湯流量レベルＬＬＶ１（3L/min）から給湯流量レベルＬＬＶ４（12L/min）のように変化させて使用する場合がある。
【0063】
本実施例では、貯湯槽２とパイロット方式の電磁弁（タンク側電磁弁１３）側を経由した湯が給湯されることになり、このような場合、総水量が少ないと湯が出なくなるので、シャワーに切り替える前の給湯流量レベルＬＬＶ１（3L/min）のときには、ミキシング流量制御手段３５により制御される混合比レベルQLｖを、思いっきり湯が出やすいQLｖ４として給湯が行われる。このとき、実際の湯の混合割合は54.3%であり（表１、参照）、湯が60℃、水が15℃の時には、給湯温度は４０℃程度となる（40[℃]＝60[℃]×0.543＋15[℃]×（１−0.543））。
【0064】
そして、シャワーに切り替えたときに、例えば給湯流量レベルがＬＬＶ４（12L/min）となると、混合比レベルQLｖが４のままだと、実際の湯の混合割合が82.9%となり（表１、参照）、湯が60℃、水が15℃の時には、給湯温度は５２℃程度となる（52[℃]＝60[℃]×0.829＋15[℃]×（１−0. 829））。
【0065】
そこで、この流量変化を給湯流量微分値として捉え、混合比レベル変更指令手段３９の制御によって、前記と同様に、以下のような制御を行う。
【0066】
つまり、前記のように給湯中の給湯流量が３リットル／分から急に１２リットル／分に変化すると、この急激な給湯流量変化に対応して前記給湯流量微分値が設定微分値以上となるので、混合比レベル４で設定温度の湯が出ていたとすると（図６（ａ））、混合比レベル変更指令手段が混合比レベル８（53.1%（ＬＬＶ４（12L/min））へ強制的にシフトさせる（図６（ｂ））。なお、図６では理解を助けるために、QLｖの４はＬＬＶ１（3L/min）時に50.0%、QLｖの８はＬＬＶ４（12L/min）時でも50.0%として図示されている。
【0067】
また、以上のような混合比レベル変更指令手段３９の制御によるレベルシフトと共に、流量検出手段４２も、給湯中の給湯流量の変化に対応して、アンダーシュートが発生しないように燃焼制御手段４７をコントロールする場合がある。例えばタンクユニット４の合流部１０でほぼ設定温度の湯を作って出湯している時に、タンクユニット４の湯が切れそうになると、事前に給湯器１６の動作を開始させて急激な湯温変化を回避するような制御を入れているが、そのような、タンクユニット４と給湯器１６が共同して設定温度の湯を作っているタイミングでの急激な流量変化時などがこれに当たる。
【0068】
給湯器１６の燃焼制御手段４７は、混合サーミスタ２８の検出温度を検出し、この検出温度が給湯設定温度よりも低いときには、混合設定温度を、給湯設定温度から給湯器１６のＭＩＮ号数（最小燃焼号数）で給湯流量の水を加熱したときに上昇する温度分を差し引いた値まで下げ、給湯熱交換器１７による追い加熱動作を行えるようにする。
【0069】
なお、本実施例において、合流部１０と給湯器１６の湯水導入部側を接続する湯水導入通路１５の長さについて限定されるものではないが、例えば４ｍといった長い長さの湯水導入通路であることも想定しており、その場合、合流部１０で形成された混合湯水が給湯器１６に到達するまでに例えば２０〜３０秒といった時間がかかるので、燃焼制御手段４７によって、この時間差を考慮した追い加熱動作が行われる。
【0070】
なお、このような追い加熱動作は、混合設定温度の微調整が必要なときに必要に応じて行われるものである。例えば、混合レベル変更手段３９による混合比レベルの変更に際し、前記のように、流量割合検出手段３８により求めた実際の湯の流量割合と同等の湯の流量割合になるような混合比レベルを、変更後の給湯流量レベルに対応させて決定する際、表１を参照して、変更後の給湯流量レベルでの湯の割合の方が流量割合検出手段３８により求めた湯の流量割合よりも小さめの値となる混合比レベルに決定すると、混合湯水の温度がやや低めとなる場合もあるので、そのような場合には、給湯器１６による追い加熱動作を行うことにより給湯設定温度の湯の給湯を行うようにしてもよい。
【0071】
ところで、本実施例において適用される給湯器１６は、燃焼開始と同時に給水温度の学習を行うタイプ（給水温度サーミスターのないタイプ）の給湯器であってもよい。給湯器１６の給水温度学習は例えば潜熱熱交換器水量200cc、顕熱熱交換器水量が300ccの場合には、入水してから出湯温度をサーミスタで確認するのに例えば3秒（10リットル/分の場合）を要することから、フィードフォワードに反映される入水温度は常に例えば3秒前の入水温度であり、その間に入水温度変化があった場合には、フィードフォワードのみで制御を行うと給湯温度（給湯器１６からの出湯温度）に影響が出る。
【0072】
例えば前記のようにタンクユニット４と給湯器１６が共同して設定温度の湯を作っているタイミングにおいて、前記流量検出手段４２が給湯中の給湯流量が５リットル／分から急に２０リットル／分への変化に対応して、アンダーシュートが発生しないように燃焼制御手段４７をコントロールしているような場合には、アンダーシュートが出ないように燃焼量を変化した流量に応じて変えて（フィードフォワード制御で増やして）いるのもかかわらず、給水流量センサ２９による前記混合比の強制シフトによりわずかだが給湯器１６の入水温度に影響が出る（給湯器１６の出湯温度制御に影響が出る）。
【0073】
この結果、アンダーシュートの出具合に影響が出る（入水温度影響がアンダーシュートを増大させる方向になる場合と、減少方向になる場合の両方ある）。一方フィードバック制御によりアンダーシュートが少なくなるように燃焼量をコントロールしているので、アンダーシュートは出にくくなるが、出る場合もある。しかし、アンダーシュートが出てもやけどの心配がないので、出湯温度の影響を短時間で収めることのできる本実施例をはじめとする本発明の混合比の強制シフト構成は有効である。
【0074】
他方、給湯器１６が給水温度の学習を行うタイプであって、かつ、潜熱熱交換器を持つものにおいて、例えば前記のようにタンクユニット４と給湯器１６が共同して設定温度の湯を作っているタイミングにおいて、前記流量検出手段４２が給湯中の給湯流量が２０リットル／分から急に５リットル／分への変化に対応して、オーバーシュートが発生しないように燃焼制御手段４７をコントロールしているような場合には、オーバーシュートが出ないように燃焼量を変化した流量に応じて変えて（フィードフォワード制御で減らして）いるのもかかわらず、給水流量センサ２９による前記混合比の強制シフトによりわずかだが給湯器１６の入水温度に影響が出る（給湯器１６の出湯温度制御に影響が出る）。
【0075】
この結果、オーバーシュートの出具合に影響が出る（入水温度影響がオーバーシュートを増大させる方向になる場合と、減少方向になる場合の両方ある）。一方フィードバック制御によりオーバーシュートが少なくなるように燃焼量をコントロールしているので、オーバーシュートは出にくくなるが、出る場合もある。そこで、本実施例では、混合比の強制シフトを、給湯流量が急激に増大した場合のみ行い、逆の給湯流量が急激に減少した場合には行わないようにしており、この点も本実施例の特徴である。これは特に、顕熱熱交換器があるような場合で、給水温度学習の遅れが大きくなるような構成において特に有効となる。
【0076】
なお、本発明は、前記実施例に限定されるものでなく、適宜設定されるものである。例えば前記実施例では、タンク側電磁弁１３はパイロット方式の電磁弁により形成したが、タンク側電磁弁１３の種類は特に限定されるものでなく、適宜設定されるものである。
【0077】
また、前記実施例では、制御データにおける湯と水の実際の混合割合は、湯の割合により与えられていたが、水の割合により与えてもよいし、湯と水との比により与えてもよい。また、制御データは必ずしもテーブルデータとは限らず、グラフデータや演算式等により与えてもよい。
【0078】
さらに、前記実施例では、タンク湯水混合器１２と水混合器１４も共に２方弁として、これらの混合器１２，１４で２カ所で混合比を調整したが、例えば２方弁を用いる代わりに、１カ所に３方弁を設けて混合比を調整するようにしてもよい。
【0079】
さらに、前記実施例では、各混合比レベルに対してミキシング流量制御手段３５による湯量制御と水量制御の制御量として、タンク湯水混合器１２と水混合器１４のステッピングモータ５１，５３のステップ数を設定したが、ミキシング流量制御手段３５による湯量制御と水量制御の制御量の設定の仕方は特に限定されるものでなく適宜設定されるものであり、例えばタンク湯水混合器１２と水混合器１４が、その開弁量により混合比が調整されるタイプの装置である場合には、各混合比レベルに対応する開弁量を制御する制御量を設定すればよい。
【0080】
さらに、本発明の熱源装置の詳細なシステム構成は適宜設定されるものであり、貯湯槽２と出湯通路９と、該出湯通路９と給水通路８ｂとが合流する合流部１０とを備え、ミキシング流量制御手段によって出湯通路９と給水通路８ｂとから合流部１０側に流れる湯水や水の流量を制御して設定混合温度の混合湯水が合流部１０で形成されるようにする構成を有していればよい。ただし、合流部１０を通った混合湯水を必要に応じて給湯器１６等の補助熱源装置で追い加熱できるようにすることが望ましい。なお、給湯器１６は、給湯熱交換器１７を例えば石油燃焼式のバーナ装置により加熱するタイプの給湯器としてもよいし、電気ヒータにより加熱するタイプの給湯器としてもよい。
【0081】
さらに、前記実施例では、貯湯槽２は燃料電池１に熱的に接続されていたが、燃料電池１の代わりに、太陽熱の集熱機やヒートポンプ等を接続してもよい。
【0082】
さらに、前記実施例では、給水流量センサ２９と流量検出手段４２を別々のものとして両方を熱源装置に設けたが、どちらか１つで兼用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【0083】
本発明の熱源装置は、貯湯槽の湯と給水通路からの水とを簡単な制御で適切に混合し、給湯流量の変動があっても、その変動に伴う混合湯水の温度変動を抑制できるので、使い勝手が良好であり、例えば家庭用の熱源装置として利用できる。
【符号の説明】
【0084】
１ 燃料電池２ 貯湯槽
３ 熱回収用通路
４ タンクユニット
５ 貯湯槽内湯水温検出手段
６ 三方弁
７ バイパス通路
８，８ａ，８ｂ 給水通路
９ 出湯通路
１０ 合流部
１１ 貯湯槽出湯水温検出手段
１２ タンク湯水混合器
１３ タンク電磁弁
１４ 水混合器
１５ 湯水導入通路
１６ 給湯器
１７ 給湯熱交換器
２３ 循環ポンプ
２４ 電磁弁
２６ ＦＣ高温サーミスタ
２７ ＦＣ低温サーミスタ
２８ 混合サーミスタ
３３ 制御装置
３５ ミキシング流量制御手段
３６ 混合設定温度設定手段
３７ メモリ部
３８ 流量割合検出手段
３９ 混合比レベル変更指令手段
４１ 給湯微分値算出手段
４２ 流量検出手段
４５ 給湯設定温度設定操作手段
４７ 燃焼制御手段