給湯システム
【課題】貯湯タンクから供給される高温の湯と、給水管から供給される水との混合比を調整する混合温調制御を行うときに、目標給湯温度と実際に供給される湯の温度との差が大きくなることを抑制する。
【解決手段】タンクコントローラ５０により、給湯器１０により加熱温調制御が実行されているときに、給湯器サーミスタ１６と給湯出口サーミスタ３９との検出温度の差に基づいてセンサ間補正値を設定し、混合温調制御において、給湯設定温度に対してセンサ間補正値を加える補正を行う。
【解決手段】タンクコントローラ５０により、給湯器１０により加熱温調制御が実行されているときに、給湯器サーミスタ１６と給湯出口サーミスタ３９との検出温度の差に基づいてセンサ間補正値を設定し、混合温調制御において、給湯設定温度に対してセンサ間補正値を加える補正を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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、特許文献１参照）。
【０００３】
また、貯湯タンクユニットと瞬間加熱式のガス給湯器を並列に接続し、貯湯タンクユニット側から給湯を行うときには、貯湯タンクから出湯管に供給される湯と給水管から出湯管に供給される水との混合比を、出湯管と給水管との接続箇所の下流側の付近に設けられた温度センサの検出温度が目標給湯温度となるように調節するようにした給湯システムが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
このように、貯湯タンクユニットと瞬間加熱式のガス給湯器を組み合わせることにより、貯湯タンクの湯切れが生じたときに、ガス給湯器において出湯管を流通する湯水を目標給湯温度まで加熱する加熱温調制御を行うことができる。そして、これにより、貯湯タンクの湯切れが生じても、目標給湯温度での給湯を継続することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３２９４０１号公報
【特許文献２】特開２００１−１６５４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１記載の貯湯タンクユニットと給湯器を直列に接続した給湯システムにおいては、出湯管と給水管の接続箇所から、給湯器を経由して給湯システムの出口に至るまでの湯の流通経路が長くなる。そして、貯湯タンクユニットと給湯器を直列に接続した給湯システムにおいて、上述した特許文献２記載の給湯システムと同様に、貯湯タンクから出湯管に供給される高温の湯と、給水管から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行って給湯温度を制御するときには、制御に使用する温度センサの設置箇所から出湯管の出口までの経路が長くなる。
【０００７】
そのため、制御に使用する温度センサの検出温度と実際に出湯管から供給される湯の温度との差の影響により、目標給湯温度と給湯システムから供給される湯の温度との差が大きくなり易い。
【０００８】
そこで、本発明は、貯湯タンクユニットと給湯器を直列に接続した給湯システムにおいて、混合温調制御を行って給湯温度を制御するときに、目標給湯温度と実際に供給される湯の温度との差が大きくなることを抑制した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】
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、前記貯湯タンクから前記出湯管に供給される湯水と、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変更する混合比変更手段と、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熱交換器で加熱する給湯器と、前記給湯器をバイパスして、前記出湯管を前記給湯器の上流側と下流側で連通する出湯バイパス管と、前記バイパス管を開閉するバイパス弁と、前記出湯管と前記給水管との接続部付近に設けられて、該接続部から下流側の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と、前記熱交換器の下流側の前記給湯器内に設けられて、前記給湯器から供給される湯水の温度を検出する給湯器温度センサと、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、前記バイパス弁を開弁すると共に前記給湯器による加熱を禁止して、前記混合温度センサの検出温度が前記目標給湯温度となるように、前記混合比変更手段により前記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、前記バイパス弁を閉弁して、前記給湯器温度センサの検出温度が前記目標給湯温度となるように、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。
【００１０】
そして、前記出湯管の出口付近に設けられて、前記出湯管から供給される湯水の温度を検出する給湯出口温度センサと、前記加熱温調制御が実行されているときに、前記給湯器温度センサの検出温度と前記給湯出口温度センサの検出温度との温度差に基づいて、センサ間補正値を設定するセンサ間補正値設定手段を備え、前記温調制御手段は、前記混合温調制御において、前記目標給湯温度に対して、前記センサ間補正値を加える補正を行うことを特徴とする。
【００１１】
かかる本発明において、前記加熱温調制御が実行されているときは、前記給湯器温度センサの検出温度は前記目標給湯温度付近に維持されているため、前記給湯器温度センサの検出温度と前記給湯出口温度センサの検出温度との温度差は、温調制御に使用する温度センサの検出温度と、実際に前記出湯管から供給される湯の温度との誤差となる。そして、このような温調制御に使用する温度センサの検出温度と、実際に前記出湯管から供給される湯の温度との誤差は、前記混合温調制御を実行する場合にも同様に生じると想定される。
【００１２】
そこで、前記センサ間補正値設定手段により、前記加熱温調制御が実行されているときに設定した前記センサ間補正値を用いて、前記目標給湯温度を補正することによって、前記混合温調制御を実行するときに、前記混合温度センサの検出温度と前記出湯管から実際に供給される湯の温度との誤差の影響が低減することが期待できる。そして、これにより、前記混合温調制御を行うときに、目標給湯温度と実際に前記出湯管から供給される湯の温度との差が大きくなることを抑制することができる。
【００１３】
また、浴槽と前記出湯管を、前記出湯管の出口と前記給湯器温度センサとの間の箇所で接続する湯張り管と、前記湯張り管を開閉する湯張り弁と、前記湯張り弁を開弁して、前記出湯管から前記湯張り管を経由して前記浴槽に湯水を供給する湯張りモードと、前記湯張り弁を閉弁して前記出湯管の出口から湯水を供給する一般給湯モードとを切換えるモード切換手段と、前記一般給湯モードで前記混合温調制御が実行されているときに、前記給湯出口温度センサの検出温度が前記目標給湯温度となったときの前記混合温度センサの検出温度と前記給湯出口温度センサの検出温度との温度差に基づいて、冷却分補正値を設定する冷却分補正値設定手段とを備え、前記温調制御手段は、前記一般給湯モードで前記混合温調制御を実行するときは、前記目標給湯温度に対して、前記センサ間補正値を加える補正を行い、前記湯張りモードで前記混合温調制御を実行するときには、前記目標給湯温度に対して、前記センサ間補正値と前記冷却分補正値を加える補正を行うことを特徴とする。
【００１４】
かかる本発明によれば、前記一般給湯モードで前記混合温調制御が実行されているときの、前記混合温度センサの検出温度と前記給湯出口温度センサの検出温度との温度差は、主として前記給湯器を流通する際の湯の冷却により生じると想定される。そこで、前記冷却分補正値設定手段は、前記混合温度センサの検出温度と前記給湯出口温度センサの検出温度との温度差に基づいて、前記冷却分補正値を設定する。
【００１５】
そして、前記湯張りモードで前記混合温調制御が実行されるときには、前記バイパス弁が閉弁され、前記出湯管と前記給水管との接続部から前記出湯管に供給される湯は、全て前記給湯器及び前記湯張り管を経由して浴槽に供給されるため、前記給湯器を流通するときに冷却される。そこで、前記湯張りモードで前記混合温調制御を実行するときには、前記目標給湯温度に対して、前記センサ間補正値と前記冷却分補正値を加える補正を行うことによって、浴槽への湯張りを行うときに、目標給湯温度と実際に浴槽に供給される湯の温度との差が大きくなることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の給湯システムの構成図。
【図２】図１に示したタンクユニットの作動フローチャート。
【図３】図１に示したタンクユニットの作動フローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施の形態について、図１〜図３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とにより構成されている。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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（本発明の給湯出口温度センサに相当する）とを備えている。
【００２４】
なお、湯量可変弁３４と水量可変弁３５とにより、本発明の混合比変更手段が構成されている。
【００２５】
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と、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。
【００２６】
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。
【００２７】
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（出湯管２の出口から供給される湯の温度）と風呂温度（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及びモード切換手段の機能を含む）が接続されている。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
出湯管２には、熱交換器１１側に供給される湯水の流量と給湯バイパス管１３側に供給される湯水の流量との分配比を変更するバイパスサーボ１４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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
次に、図２〜図３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。
【００３８】
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を全閉にすると共に、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ＳＴＥＰ３でバイパス弁３８を開弁する。また、ＳＴＥＰ４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。
【００３９】
次のＳＴＥＰ５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ＳＴＥＰ５からＳＴＥＰ６に進み、タンクコントローラ５０は、ＳＴＥＰ１４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、ＳＴＥＰ６〜ＳＴＥＰ１３及びＳＴＥＰ２０〜ＳＴＥＰ２４からなるループを繰り返し実行する。
【００４０】
ＳＴＥＰ６で、タンクコントローラ５０は、湯張りモードに設定されているか否かを判断する。そして、湯張りモードに設定されているときは図３のＳＴＥＰ３０に分岐し、湯張りモードに設定されていないとき（一般給湯モードに設定されているとき）には、ＳＴＥＰ７に進む。
【００４１】
ＳＴＥＰ７で、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以下である湯切れ状態であるか否かを判断する。そして、湯切れ状態であるときはＳＴＥＰ２０に分岐し、湯切れ状態でないときにはＳＴＥＰ８に進む。
【００４２】
ＳＴＥＰ８〜ＳＴＥＰ１３は、一般給湯モードで混合温調制御を実行するときの処理である。タンクコントローラ５０は、ＳＴＥＰ８でバイパス弁３８を開弁し、ＳＴＥＰ９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、続くＳＴＥＰ１０で、以下の式（１）により、給湯設定温度に後述するＳＴＥＰ１１で算出されるセンサ間補正値を加える補正を行って、補正された給湯設定温度を混合設定温度とする。
【００４３】
混合設定温度＝給湯設定温度＋センサ間補正値 ・・・・・(1)
そして、次のＳＴＥＰ１１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ＦＢ（feedback）制御する。ＳＴＥＰ１１の処理により、基本的には出湯管２の出口６から供給される湯の温度が給湯設定温度付近に制御される。
【００４４】
続くＳＴＥＰ１２で、タンクコントローラ５０は、給湯出口サーミスタ３９の検出温度が給湯設定温度となるように、湯量可変弁３４と水量可変弁３５の開度をさらに調節して、出湯管２の出口６から供給される湯の温度を給湯設定温度付近に安定させている。ＳＴＥＰ１１とＳＴＥＰ１２の処理により、出湯管２の出口６から給湯設定温度の湯が供給されるように、湯量可変弁３４と水量可変弁３５によって、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調節する混合温調制御が実行される。
【００４５】
続くＳＴＥＰ１３で、タンクコントローラ５０は、以下の式（２）により、冷却分補正値を算出する。
【００４６】
冷却分補正値＝混合サーミスタの検出温度−給湯出口サーミスタの検出温度 ・・・・・(2)
ここで、バイパス弁３８が開弁状態にあるときは、出湯管２と給水管１との接続部Ｘから供給される湯は、バイパス管３７側の経路と給湯器１０側の経路に分岐し、バイパス管３７と出湯管２との接続部Ｙで合流する。そして、給湯器１０側を流通する湯は、熱交換器１１で放熱して冷却されるため温度が低下する。そのため、接続部Ｙで合流した後の湯の温度である給湯出口サーミスタ３９の検出温度は、分岐する前の湯の温度である混合サーミスタ３６の検出温度よりも低くなる。
【００４７】
そして、混合サーミスタ３６の検出温度に対する給湯出口サーミスタ３９の検出温度の低下は、主として熱交換器１１を流通する際の湯の冷却に起因するものと考えられる。そこで、タンクコントローラ５０は、上記式（２）により、この冷却による温度低下分を上乗せするための補正値として、冷却分補正値を算出する。なお、ＳＴＥＰ１３で冷却分補正値を算出する構成が、本発明の冷却分補正値設定手段に相当する。
【００４８】
また、ＳＴＥＰ２０〜ＳＴＥＰ２４は、一般給湯モードで加熱温調制御を実行するときの処理である。タンクコントローラ５０は、ＳＴＥＰ２０でバイパス弁３８を閉弁し、ＳＴＥＰ２１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。また、続くＳＴＥＰ２２で、以下の式（３）により、給湯設定温度から最小能力温度を減じて混合設定温度を算出する。
【００４９】
混合設定温度＝給湯設定温度−最小能力温度 ・・・・・ (3)
ここで、最小能力温度とは、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である。
【００５０】
そして、次のＳＴＥＰ２３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の開度を調節する。この場合、給湯器１０側で、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の燃焼量が制御される（加熱温調制御）。
【００５１】
続くＳＴＥＰ２４で、タンクコントローラ５０は、以下の式（４）により、センサ間補正値を算出してＳＴＥＰ１４に進む。
【００５２】
センサ間補正値＝給湯器サーミスタの検出温度−給湯出口サーミスタの検出温度
・・・・・ (4)
ここで、給湯器１０により加熱温調制御が実行されているので、給湯器サーミスタ１６の検出温度は給湯設定温度付近となっている。そのため、センサ間補正値は、加熱温調制御で用いている給湯器サーミスタ１６の検出温度と、出湯管２から実際に供給される湯の温度との差を上乗せするための補正値となる。
【００５３】
なお、本実施の形態では、上記式（４）により、給湯器サーミスタ１６の検出温度と給湯出口サーミスタ３９の検出温度との差を、そのままセンサ間補正値としたが、出湯管２から給湯される湯の温度を給湯設定温度にさらに近付けるために、上記式（４）による算出値に修正を加えてセンサ間補正値を設定するようにしてもよい。
【００５４】
そして、このような温調制御に用いている温度センサによる検出温度と、実際に出湯管２から供給される湯の温度との温度差は、混合温調制御を実行するときにも同様に生じると想定される。
【００５５】
したがって、上述したＳＴＥＰ１０で、予め給湯設定温度にセンサ間補正値を加える補正を行って、補正された給湯設定温度を混合設定温度とし、ＳＴＥＰ１１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の開度を制御することによって、出湯管２から供給される湯の温度が給湯設定温度に近付くことが期待できる。
【００５６】
ＳＴＥＰ１４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ったときにＳＴＥＰ１５に進み、タンクコントローラ５０は、湯量可変弁３４と水量可変弁３５の動作を停止して現時点での開度に維持し、ＳＴＥＰ３に戻る。
【００５７】
次に、図３は湯張りモードにおける処理であり、ＳＴＥＰ３０で、タンクコントローラ５０は貯湯タンク３１が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が湯切れ状態であるときはＳＴＥＰ４０に分岐し、湯切れ状態でないときにはＳＴＥＰ３１に進む。
【００５８】
ＳＴＥＰ３１〜ＳＴＥＰ３４は、湯張りモードで混合温調制御を行うときの処理である。タンクコントローラ５０は、ＳＴＥＰ３１でバイパス弁３８を閉弁する。そして、湯張りモードでは、給湯器１０において湯張り弁１９が開弁されているため、バイパス弁３８の閉弁によって、貯湯タンク３１から出湯管２に供給される湯水と給水管１から出湯管２に供給される水が全て給湯器１０側に供給されて、湯張り管１８を経由して浴槽に供給される状態となる。
【００５９】
続くＳＴＥＰ３２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、加熱禁止を指示する信号を送信し、これにより給湯器１０が加熱禁止状態となる。そして、次のＳＴＥＰ３３で、タンクコントローラ５０は、以下の式（５）により、風呂設定温度にＳＴＥＰ２４で算出したセンサ間補正値とＳＴＥＰ１３で算出した冷却分補正値とを加える補正を行って、補正された風呂設定温度を混合設定温度とする。
【００６０】
混合設定温度＝風呂設定温度＋センサ間補正値＋冷却分補正値 ・・・・・(5)
そして、次のＳＴＥＰ３４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ＦＢ（feedback）制御して、図３のＳＴＥＰ１４に進む。
【００６１】
ＳＴＥＰ３４の処理により、出湯管２から湯張り管１８に風呂設定温度の湯が供給されるように、湯量可変弁３４と水量可変弁３５によって、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調節する混合温調制御が実行される。
【００６２】
次に、ＳＴＥＰ４０〜ＳＴＥＰ４３は、湯張りモードで加熱温調制御を行うときの処理である。タンクコントローラ５０は、ＳＴＥＰ４０でバイパス弁３８を閉弁し、これにより、貯湯タンク３１から出湯管２に供給される湯水と給水管１から出湯管２に供給される水が全て給湯器１０側に供給されて、湯張り管１８を経由して浴槽に供給される状態とする。
【００６３】
続くＳＴＥＰ４１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、加熱許可を指示する信号を送信し、これにより給湯器１０が加熱許可状態となる。そして、次のＳＴＥＰ４２で、タンクコントローラ５０は、以下の式（６）により、風呂設定温度に最小能力温度を減じて混合設定温度を算出する。
【００６４】
混合設定温度＝給湯設定温度−最小能力温度 ・・・・・(6)
そして、次のＳＴＥＰ４３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の開度を調節する。この場合、給湯器１０側で、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の燃焼量が制御される（加熱温調制御）。そして、図２のＳＴＥＰ１４に進む。
【００６５】
なお、本実施の形態では、出湯バイパス管３７とバイパス弁３８を備えて、一般給湯モードで混合温調制御を行うときに、バイパス弁３８を開弁する給湯システムを示したが、出湯バイパス管を備えずにセンサ間補正値を用いて混合設定温度を算出する場合にも、本発明の効果を得ることができる。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【符号の説明】
【００６８】
１…給水管、２…出湯管、１０…給湯器、２０…給湯コントローラ、３０…タンクユニット、３１…貯湯タンク、３４…湯量可変弁、３５…水量可変弁、３６…混合温度センサ、３７…出湯バイパス管、３８…バイパス弁、４２…貯湯温度センサ、５０…タンクコントローラ、５１…リモコン、６０…ヒートポンプユニット、７０…ヒートポンプ、８０…ヒートポンプコントローラ
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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、特許文献１参照）。
【０００３】
また、貯湯タンクユニットと瞬間加熱式のガス給湯器を並列に接続し、貯湯タンクユニット側から給湯を行うときには、貯湯タンクから出湯管に供給される湯と給水管から出湯管に供給される水との混合比を、出湯管と給水管との接続箇所の下流側の付近に設けられた温度センサの検出温度が目標給湯温度となるように調節するようにした給湯システムが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
このように、貯湯タンクユニットと瞬間加熱式のガス給湯器を組み合わせることにより、貯湯タンクの湯切れが生じたときに、ガス給湯器において出湯管を流通する湯水を目標給湯温度まで加熱する加熱温調制御を行うことができる。そして、これにより、貯湯タンクの湯切れが生じても、目標給湯温度での給湯を継続することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３２９４０１号公報
【特許文献２】特開２００１−１６５４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１記載の貯湯タンクユニットと給湯器を直列に接続した給湯システムにおいては、出湯管と給水管の接続箇所から、給湯器を経由して給湯システムの出口に至るまでの湯の流通経路が長くなる。そして、貯湯タンクユニットと給湯器を直列に接続した給湯システムにおいて、上述した特許文献２記載の給湯システムと同様に、貯湯タンクから出湯管に供給される高温の湯と、給水管から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行って給湯温度を制御するときには、制御に使用する温度センサの設置箇所から出湯管の出口までの経路が長くなる。
【０００７】
そのため、制御に使用する温度センサの検出温度と実際に出湯管から供給される湯の温度との差の影響により、目標給湯温度と給湯システムから供給される湯の温度との差が大きくなり易い。
【０００８】
そこで、本発明は、貯湯タンクユニットと給湯器を直列に接続した給湯システムにおいて、混合温調制御を行って給湯温度を制御するときに、目標給湯温度と実際に供給される湯の温度との差が大きくなることを抑制した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】
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、前記貯湯タンクから前記出湯管に供給される湯水と、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変更する混合比変更手段と、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熱交換器で加熱する給湯器と、前記給湯器をバイパスして、前記出湯管を前記給湯器の上流側と下流側で連通する出湯バイパス管と、前記バイパス管を開閉するバイパス弁と、前記出湯管と前記給水管との接続部付近に設けられて、該接続部から下流側の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と、前記熱交換器の下流側の前記給湯器内に設けられて、前記給湯器から供給される湯水の温度を検出する給湯器温度センサと、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、前記バイパス弁を開弁すると共に前記給湯器による加熱を禁止して、前記混合温度センサの検出温度が前記目標給湯温度となるように、前記混合比変更手段により前記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、前記バイパス弁を閉弁して、前記給湯器温度センサの検出温度が前記目標給湯温度となるように、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。
【００１０】
そして、前記出湯管の出口付近に設けられて、前記出湯管から供給される湯水の温度を検出する給湯出口温度センサと、前記加熱温調制御が実行されているときに、前記給湯器温度センサの検出温度と前記給湯出口温度センサの検出温度との温度差に基づいて、センサ間補正値を設定するセンサ間補正値設定手段を備え、前記温調制御手段は、前記混合温調制御において、前記目標給湯温度に対して、前記センサ間補正値を加える補正を行うことを特徴とする。
【００１１】
かかる本発明において、前記加熱温調制御が実行されているときは、前記給湯器温度センサの検出温度は前記目標給湯温度付近に維持されているため、前記給湯器温度センサの検出温度と前記給湯出口温度センサの検出温度との温度差は、温調制御に使用する温度センサの検出温度と、実際に前記出湯管から供給される湯の温度との誤差となる。そして、このような温調制御に使用する温度センサの検出温度と、実際に前記出湯管から供給される湯の温度との誤差は、前記混合温調制御を実行する場合にも同様に生じると想定される。
【００１２】
そこで、前記センサ間補正値設定手段により、前記加熱温調制御が実行されているときに設定した前記センサ間補正値を用いて、前記目標給湯温度を補正することによって、前記混合温調制御を実行するときに、前記混合温度センサの検出温度と前記出湯管から実際に供給される湯の温度との誤差の影響が低減することが期待できる。そして、これにより、前記混合温調制御を行うときに、目標給湯温度と実際に前記出湯管から供給される湯の温度との差が大きくなることを抑制することができる。
【００１３】
また、浴槽と前記出湯管を、前記出湯管の出口と前記給湯器温度センサとの間の箇所で接続する湯張り管と、前記湯張り管を開閉する湯張り弁と、前記湯張り弁を開弁して、前記出湯管から前記湯張り管を経由して前記浴槽に湯水を供給する湯張りモードと、前記湯張り弁を閉弁して前記出湯管の出口から湯水を供給する一般給湯モードとを切換えるモード切換手段と、前記一般給湯モードで前記混合温調制御が実行されているときに、前記給湯出口温度センサの検出温度が前記目標給湯温度となったときの前記混合温度センサの検出温度と前記給湯出口温度センサの検出温度との温度差に基づいて、冷却分補正値を設定する冷却分補正値設定手段とを備え、前記温調制御手段は、前記一般給湯モードで前記混合温調制御を実行するときは、前記目標給湯温度に対して、前記センサ間補正値を加える補正を行い、前記湯張りモードで前記混合温調制御を実行するときには、前記目標給湯温度に対して、前記センサ間補正値と前記冷却分補正値を加える補正を行うことを特徴とする。
【００１４】
かかる本発明によれば、前記一般給湯モードで前記混合温調制御が実行されているときの、前記混合温度センサの検出温度と前記給湯出口温度センサの検出温度との温度差は、主として前記給湯器を流通する際の湯の冷却により生じると想定される。そこで、前記冷却分補正値設定手段は、前記混合温度センサの検出温度と前記給湯出口温度センサの検出温度との温度差に基づいて、前記冷却分補正値を設定する。
【００１５】
そして、前記湯張りモードで前記混合温調制御が実行されるときには、前記バイパス弁が閉弁され、前記出湯管と前記給水管との接続部から前記出湯管に供給される湯は、全て前記給湯器及び前記湯張り管を経由して浴槽に供給されるため、前記給湯器を流通するときに冷却される。そこで、前記湯張りモードで前記混合温調制御を実行するときには、前記目標給湯温度に対して、前記センサ間補正値と前記冷却分補正値を加える補正を行うことによって、浴槽への湯張りを行うときに、目標給湯温度と実際に浴槽に供給される湯の温度との差が大きくなることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の給湯システムの構成図。
【図２】図１に示したタンクユニットの作動フローチャート。
【図３】図１に示したタンクユニットの作動フローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施の形態について、図１〜図３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とにより構成されている。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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（本発明の給湯出口温度センサに相当する）とを備えている。
【００２４】
なお、湯量可変弁３４と水量可変弁３５とにより、本発明の混合比変更手段が構成されている。
【００２５】
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と、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。
【００２６】
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。
【００２７】
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（出湯管２の出口から供給される湯の温度）と風呂温度（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及びモード切換手段の機能を含む）が接続されている。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
出湯管２には、熱交換器１１側に供給される湯水の流量と給湯バイパス管１３側に供給される湯水の流量との分配比を変更するバイパスサーボ１４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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
次に、図２〜図３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。
【００３８】
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を全閉にすると共に、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ＳＴＥＰ３でバイパス弁３８を開弁する。また、ＳＴＥＰ４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。
【００３９】
次のＳＴＥＰ５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ＳＴＥＰ５からＳＴＥＰ６に進み、タンクコントローラ５０は、ＳＴＥＰ１４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、ＳＴＥＰ６〜ＳＴＥＰ１３及びＳＴＥＰ２０〜ＳＴＥＰ２４からなるループを繰り返し実行する。
【００４０】
ＳＴＥＰ６で、タンクコントローラ５０は、湯張りモードに設定されているか否かを判断する。そして、湯張りモードに設定されているときは図３のＳＴＥＰ３０に分岐し、湯張りモードに設定されていないとき（一般給湯モードに設定されているとき）には、ＳＴＥＰ７に進む。
【００４１】
ＳＴＥＰ７で、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以下である湯切れ状態であるか否かを判断する。そして、湯切れ状態であるときはＳＴＥＰ２０に分岐し、湯切れ状態でないときにはＳＴＥＰ８に進む。
【００４２】
ＳＴＥＰ８〜ＳＴＥＰ１３は、一般給湯モードで混合温調制御を実行するときの処理である。タンクコントローラ５０は、ＳＴＥＰ８でバイパス弁３８を開弁し、ＳＴＥＰ９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、続くＳＴＥＰ１０で、以下の式（１）により、給湯設定温度に後述するＳＴＥＰ１１で算出されるセンサ間補正値を加える補正を行って、補正された給湯設定温度を混合設定温度とする。
【００４３】
混合設定温度＝給湯設定温度＋センサ間補正値 ・・・・・(1)
そして、次のＳＴＥＰ１１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ＦＢ（feedback）制御する。ＳＴＥＰ１１の処理により、基本的には出湯管２の出口６から供給される湯の温度が給湯設定温度付近に制御される。
【００４４】
続くＳＴＥＰ１２で、タンクコントローラ５０は、給湯出口サーミスタ３９の検出温度が給湯設定温度となるように、湯量可変弁３４と水量可変弁３５の開度をさらに調節して、出湯管２の出口６から供給される湯の温度を給湯設定温度付近に安定させている。ＳＴＥＰ１１とＳＴＥＰ１２の処理により、出湯管２の出口６から給湯設定温度の湯が供給されるように、湯量可変弁３４と水量可変弁３５によって、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調節する混合温調制御が実行される。
【００４５】
続くＳＴＥＰ１３で、タンクコントローラ５０は、以下の式（２）により、冷却分補正値を算出する。
【００４６】
冷却分補正値＝混合サーミスタの検出温度−給湯出口サーミスタの検出温度 ・・・・・(2)
ここで、バイパス弁３８が開弁状態にあるときは、出湯管２と給水管１との接続部Ｘから供給される湯は、バイパス管３７側の経路と給湯器１０側の経路に分岐し、バイパス管３７と出湯管２との接続部Ｙで合流する。そして、給湯器１０側を流通する湯は、熱交換器１１で放熱して冷却されるため温度が低下する。そのため、接続部Ｙで合流した後の湯の温度である給湯出口サーミスタ３９の検出温度は、分岐する前の湯の温度である混合サーミスタ３６の検出温度よりも低くなる。
【００４７】
そして、混合サーミスタ３６の検出温度に対する給湯出口サーミスタ３９の検出温度の低下は、主として熱交換器１１を流通する際の湯の冷却に起因するものと考えられる。そこで、タンクコントローラ５０は、上記式（２）により、この冷却による温度低下分を上乗せするための補正値として、冷却分補正値を算出する。なお、ＳＴＥＰ１３で冷却分補正値を算出する構成が、本発明の冷却分補正値設定手段に相当する。
【００４８】
また、ＳＴＥＰ２０〜ＳＴＥＰ２４は、一般給湯モードで加熱温調制御を実行するときの処理である。タンクコントローラ５０は、ＳＴＥＰ２０でバイパス弁３８を閉弁し、ＳＴＥＰ２１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。また、続くＳＴＥＰ２２で、以下の式（３）により、給湯設定温度から最小能力温度を減じて混合設定温度を算出する。
【００４９】
混合設定温度＝給湯設定温度−最小能力温度 ・・・・・ (3)
ここで、最小能力温度とは、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である。
【００５０】
そして、次のＳＴＥＰ２３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の開度を調節する。この場合、給湯器１０側で、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の燃焼量が制御される（加熱温調制御）。
【００５１】
続くＳＴＥＰ２４で、タンクコントローラ５０は、以下の式（４）により、センサ間補正値を算出してＳＴＥＰ１４に進む。
【００５２】
センサ間補正値＝給湯器サーミスタの検出温度−給湯出口サーミスタの検出温度
・・・・・ (4)
ここで、給湯器１０により加熱温調制御が実行されているので、給湯器サーミスタ１６の検出温度は給湯設定温度付近となっている。そのため、センサ間補正値は、加熱温調制御で用いている給湯器サーミスタ１６の検出温度と、出湯管２から実際に供給される湯の温度との差を上乗せするための補正値となる。
【００５３】
なお、本実施の形態では、上記式（４）により、給湯器サーミスタ１６の検出温度と給湯出口サーミスタ３９の検出温度との差を、そのままセンサ間補正値としたが、出湯管２から給湯される湯の温度を給湯設定温度にさらに近付けるために、上記式（４）による算出値に修正を加えてセンサ間補正値を設定するようにしてもよい。
【００５４】
そして、このような温調制御に用いている温度センサによる検出温度と、実際に出湯管２から供給される湯の温度との温度差は、混合温調制御を実行するときにも同様に生じると想定される。
【００５５】
したがって、上述したＳＴＥＰ１０で、予め給湯設定温度にセンサ間補正値を加える補正を行って、補正された給湯設定温度を混合設定温度とし、ＳＴＥＰ１１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の開度を制御することによって、出湯管２から供給される湯の温度が給湯設定温度に近付くことが期待できる。
【００５６】
ＳＴＥＰ１４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ったときにＳＴＥＰ１５に進み、タンクコントローラ５０は、湯量可変弁３４と水量可変弁３５の動作を停止して現時点での開度に維持し、ＳＴＥＰ３に戻る。
【００５７】
次に、図３は湯張りモードにおける処理であり、ＳＴＥＰ３０で、タンクコントローラ５０は貯湯タンク３１が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が湯切れ状態であるときはＳＴＥＰ４０に分岐し、湯切れ状態でないときにはＳＴＥＰ３１に進む。
【００５８】
ＳＴＥＰ３１〜ＳＴＥＰ３４は、湯張りモードで混合温調制御を行うときの処理である。タンクコントローラ５０は、ＳＴＥＰ３１でバイパス弁３８を閉弁する。そして、湯張りモードでは、給湯器１０において湯張り弁１９が開弁されているため、バイパス弁３８の閉弁によって、貯湯タンク３１から出湯管２に供給される湯水と給水管１から出湯管２に供給される水が全て給湯器１０側に供給されて、湯張り管１８を経由して浴槽に供給される状態となる。
【００５９】
続くＳＴＥＰ３２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、加熱禁止を指示する信号を送信し、これにより給湯器１０が加熱禁止状態となる。そして、次のＳＴＥＰ３３で、タンクコントローラ５０は、以下の式（５）により、風呂設定温度にＳＴＥＰ２４で算出したセンサ間補正値とＳＴＥＰ１３で算出した冷却分補正値とを加える補正を行って、補正された風呂設定温度を混合設定温度とする。
【００６０】
混合設定温度＝風呂設定温度＋センサ間補正値＋冷却分補正値 ・・・・・(5)
そして、次のＳＴＥＰ３４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ＦＢ（feedback）制御して、図３のＳＴＥＰ１４に進む。
【００６１】
ＳＴＥＰ３４の処理により、出湯管２から湯張り管１８に風呂設定温度の湯が供給されるように、湯量可変弁３４と水量可変弁３５によって、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調節する混合温調制御が実行される。
【００６２】
次に、ＳＴＥＰ４０〜ＳＴＥＰ４３は、湯張りモードで加熱温調制御を行うときの処理である。タンクコントローラ５０は、ＳＴＥＰ４０でバイパス弁３８を閉弁し、これにより、貯湯タンク３１から出湯管２に供給される湯水と給水管１から出湯管２に供給される水が全て給湯器１０側に供給されて、湯張り管１８を経由して浴槽に供給される状態とする。
【００６３】
続くＳＴＥＰ４１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、加熱許可を指示する信号を送信し、これにより給湯器１０が加熱許可状態となる。そして、次のＳＴＥＰ４２で、タンクコントローラ５０は、以下の式（６）により、風呂設定温度に最小能力温度を減じて混合設定温度を算出する。
【００６４】
混合設定温度＝給湯設定温度−最小能力温度 ・・・・・(6)
そして、次のＳＴＥＰ４３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の開度を調節する。この場合、給湯器１０側で、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の燃焼量が制御される（加熱温調制御）。そして、図２のＳＴＥＰ１４に進む。
【００６５】
なお、本実施の形態では、出湯バイパス管３７とバイパス弁３８を備えて、一般給湯モードで混合温調制御を行うときに、バイパス弁３８を開弁する給湯システムを示したが、出湯バイパス管を備えずにセンサ間補正値を用いて混合設定温度を算出する場合にも、本発明の効果を得ることができる。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【符号の説明】
【００６８】
１…給水管、２…出湯管、１０…給湯器、２０…給湯コントローラ、３０…タンクユニット、３１…貯湯タンク、３４…湯量可変弁、３５…水量可変弁、３６…混合温度センサ、３７…出湯バイパス管、３８…バイパス弁、４２…貯湯温度センサ、５０…タンクコントローラ、５１…リモコン、６０…ヒートポンプユニット、７０…ヒートポンプ、８０…ヒートポンプコントローラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
前記貯湯タンクから前記出湯管に供給される湯水と、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変更する混合比変更手段と、
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熱交換器で加熱する給湯器と、
前記給湯器をバイパスして、前記出湯管を前記給湯器の上流側と下流側で連通する出湯バイパス管と、
前記バイパス管を開閉するバイパス弁と、
前記出湯管と前記給水管との接続部付近に設けられて、該接続部から下流側の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と、
前記熱交換器の下流側の前記給湯器内に設けられて、前記給湯器から供給される湯水の温度を検出する給湯器温度センサと、
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、前記バイパス弁を開弁すると共に前記給湯器による加熱を禁止して、前記混合温度センサの検出温度が前記目標給湯温度となるように、前記混合比変更手段により前記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、前記バイパス弁を閉弁して、前記給湯器温度センサの検出温度が前記目標給湯温度となるように、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、
前記出湯管の出口付近に設けられて、前記出湯管から供給される湯水の温度を検出する給湯出口温度センサと、
前記加熱温調制御が実行されているときに、前記給湯器温度センサの検出温度と前記給湯出口温度センサの検出温度との温度差に基づいて、センサ間補正値を設定するセンサ間補正値設定手段を備え、
前記温調制御手段は、前記混合温調制御において、前記目標給湯温度に対して、前記センサ間補正値を加える補正を行う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、
浴槽と前記出湯管を、前記出湯管の出口と前記給湯器温度センサとの間の箇所で接続する湯張り管と、
前記湯張り管を開閉する湯張り弁と、
前記湯張り弁を開弁して、前記出湯管から前記湯張り管を経由して前記浴槽に湯水を供給する湯張りモードと、前記湯張り弁を閉弁して前記出湯管の出口から湯水を供給する一般給湯モードとを切換えるモード切換手段と、
前記一般給湯モードで前記混合温調制御が実行されているときに、前記給湯出口温度センサの検出温度が前記目標給湯温度となったときの前記混合温度センサの検出温度と前記給湯出口温度センサの検出温度との温度差に基づいて、冷却分補正値を設定する冷却分補正値設定手段とを備え、
前記温調制御手段は、前記一般給湯モードで前記混合温調制御を実行するときは、前記目標給湯温度に対して、前記センサ間補正値を加える補正を行い、前記湯張りモードで前記混合温調制御を実行するときには、前記目標給湯温度に対して、前記センサ間補正値と前記冷却分補正値を加える補正を行うことを特徴とする給湯システム。
【請求項１】
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、
前記貯湯タンクから前記出湯管に供給される湯水と、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変更する混合比変更手段と、
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熱交換器で加熱する給湯器と、
前記給湯器をバイパスして、前記出湯管を前記給湯器の上流側と下流側で連通する出湯バイパス管と、
前記バイパス管を開閉するバイパス弁と、
前記出湯管と前記給水管との接続部付近に設けられて、該接続部から下流側の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と、
前記熱交換器の下流側の前記給湯器内に設けられて、前記給湯器から供給される湯水の温度を検出する給湯器温度センサと、
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、前記バイパス弁を開弁すると共に前記給湯器による加熱を禁止して、前記混合温度センサの検出温度が前記目標給湯温度となるように、前記混合比変更手段により前記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、前記バイパス弁を閉弁して、前記給湯器温度センサの検出温度が前記目標給湯温度となるように、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、
前記出湯管の出口付近に設けられて、前記出湯管から供給される湯水の温度を検出する給湯出口温度センサと、
前記加熱温調制御が実行されているときに、前記給湯器温度センサの検出温度と前記給湯出口温度センサの検出温度との温度差に基づいて、センサ間補正値を設定するセンサ間補正値設定手段を備え、
前記温調制御手段は、前記混合温調制御において、前記目標給湯温度に対して、前記センサ間補正値を加える補正を行う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、
浴槽と前記出湯管を、前記出湯管の出口と前記給湯器温度センサとの間の箇所で接続する湯張り管と、
前記湯張り管を開閉する湯張り弁と、
前記湯張り弁を開弁して、前記出湯管から前記湯張り管を経由して前記浴槽に湯水を供給する湯張りモードと、前記湯張り弁を閉弁して前記出湯管の出口から湯水を供給する一般給湯モードとを切換えるモード切換手段と、
前記一般給湯モードで前記混合温調制御が実行されているときに、前記給湯出口温度センサの検出温度が前記目標給湯温度となったときの前記混合温度センサの検出温度と前記給湯出口温度センサの検出温度との温度差に基づいて、冷却分補正値を設定する冷却分補正値設定手段とを備え、
前記温調制御手段は、前記一般給湯モードで前記混合温調制御を実行するときは、前記目標給湯温度に対して、前記センサ間補正値を加える補正を行い、前記湯張りモードで前記混合温調制御を実行するときには、前記目標給湯温度に対して、前記センサ間補正値と前記冷却分補正値を加える補正を行うことを特徴とする給湯システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−２１０１７９（Ｐ２０１０−２１０１７９Ａ）
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５８２１９（Ｐ２００９−５８２１９）
【出願日】平成２１年３月１１日（２００９．３．１１）
【出願人】（０００１１５８５４）リンナイ株式会社 (1,534)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１１日（２００９．３．１１）
【出願人】（０００１１５８５４）リンナイ株式会社 (1,534)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]