給湯システム
【課題】混合温調制御に用いる部品等が故障しても、所望の温度の湯を供給することができる給湯システムを提供する。
【解決手段】貯湯タンク３１から湯水を導出する出湯管２に燃焼給湯器１０を直列に接続する。出湯管２を燃焼給湯器１０の上流側と下流側とで連通させる出湯バイパス管３７と、出湯バイパス管３７を開閉するバイパス弁３８とを設ける。貯湯タンク３１の湯と給水管１の水とを混合する混合温調制御又は燃焼給湯器１０による加熱温調制御を実行する温調制御手段５０を設ける。温調制御手段５０は、混合比変更手段３４，３５、混合温度センサ３６，３９、貯湯温度センサ３２、及びタンク用加熱手段６０のうち、少なくとも何れか一つに故障が発生したとき、バイパス弁３８を閉弁状態として加熱温調制御を実行する。
【解決手段】貯湯タンク３１から湯水を導出する出湯管２に燃焼給湯器１０を直列に接続する。出湯管２を燃焼給湯器１０の上流側と下流側とで連通させる出湯バイパス管３７と、出湯バイパス管３７を開閉するバイパス弁３８とを設ける。貯湯タンク３１の湯と給水管１の水とを混合する混合温調制御又は燃焼給湯器１０による加熱温調制御を実行する温調制御手段５０を設ける。温調制御手段５０は、混合比変更手段３４，３５、混合温度センサ３６，３９、貯湯温度センサ３２、及びタンク用加熱手段６０のうち、少なくとも何れか一つに故障が発生したとき、バイパス弁３８を閉弁状態として加熱温調制御を実行する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱された湯を貯留する貯湯タンクの下流側に、瞬間加熱式の燃焼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、加熱された湯を貯留する貯湯タンクの下流側に、瞬間加熱式の燃焼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）。このように、貯湯タンクと燃焼給湯器を直列に接続することによって、貯湯タンクの湯切れが生じたときであっても、燃焼給湯器を作動させることで目標給湯温度での給湯を継続して行うことができる。
【０００３】
また、上記従来の給湯システムにおいては、貯湯タンクから湯を導出する出湯管に給水管が接続され、混合比変更手段として設けられている混合調節弁により湯と水とを混合する。このとき、混合調節弁の下流に設けた混合温度センサの検出温度が所望の給湯温度となるように湯の温度を調節する混合温調制御が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１９６９８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記従来の給湯システムの構成では、貯湯タンクから燃焼給湯器を経由して出湯管の終端に至る湯の流通経路が長くなる。そのため、当該流通経路における圧力損失が大きくなって十分な給湯流量が得られないだけでなく、燃焼給湯器の燃焼が停止状態で貯湯タンクから出湯した湯は、燃焼給湯器を通過する際の放熱により湯の温度が低下する不都合がある。
【０００６】
そこで、燃焼給湯器を迂回して燃焼給湯器の上流側と下流側で出湯管を連通するバイパス管を設けることが考えられる。上記従来の給湯システムにバイパス管を設ける場合には、燃焼給湯器と混合調節弁の下流の混合温度センサとの間に位置する出湯管にバイパス管の始端を接続し、燃焼給湯器の出口側と出湯栓との間に位置する出湯管にバイパス管の終端を接続する。
【０００７】
更に、バイパス管にバイパス弁を設ける。こうすることにより、貯湯タンクの湯切れが生じていないときには、バイパス弁を開弁し、貯湯タンクからの湯をバイパス管に流通させることで燃焼給湯器を介さない湯の流通経路を形成することができ、燃焼給湯器を流通することによる湯の圧力損失や放熱を回避することができる。また、貯湯タンクの湯切れが生じた場合には、バイパス弁を閉弁し、貯湯タンクから燃焼給湯器に湯水を流通させることにより燃焼給湯器による加熱温調制御を行って所望の温度の湯を得ることができる。
【０００８】
ところで、混合温調制御を行うことにより正確に所望の温度の湯を供給するためには、前記混合調節弁や前記混合温度センサ等の混合温調制御で用いる部品が何れも正常に作動している状態でなければならない。
【０００９】
しかし、前記混合温調制御で用いる部品の何れかが故障した場合に、バイパス管を通して給湯しようとしても、正確な混合温調制御が行えないために、所望の温度の湯を供給することができない。
【００１０】
上記の点に鑑み、本発明は、混合温調制御に用いる部品等が故障しても、所望の温度の湯を供給す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】
【００１１】
本発明の給湯システムは、貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の湯水を加熱するタンク用加熱手段と、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、前記貯湯タンクに接続されて該貯湯タンク内の湯水を導出する出湯管と、前記貯湯タンク及び前記出湯管に接続された給水管と、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、前記出湯管と前記給水管との接続箇所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バーナにより熱交換器を介して加熱する燃焼給湯器と、前記出湯管を前記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、前記出湯バイパス管を開閉するバイパス弁と、前記混合比変更手段により混合された湯水の温度を検出する混合温度センサと、前記熱交換器により加熱された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、給湯時に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状態として、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、給湯時に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状態として、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、前記燃焼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、前記温調制御手段は、前記混合比変更手段、前記混合温度センサ、前記貯湯温度センサ、及び前記タンク用加熱手段のうち、少なくとも何れか一つに故障が発生したとき、前記バイパス弁を閉弁状態として前記加熱温調制御を実行することを特徴とする。
【００１２】
本発明の給湯システムは、実施形態において説明の通り、貯湯タンクに湯切れが生じた場合には、貯湯タンクの湯水を燃焼給湯器に流通させ、加熱温調制御により加熱することにより目標給湯温度の湯を生成することができるようになっている。
【００１３】
また、貯湯タンクに湯切れが生じていない場合には、バイパス弁を開弁することで、貯湯タンクの湯水を燃焼給湯器に流通させることなく、出湯バイパス管を通して貯湯タンクの湯を供給し、このときに混合温調制御を行って目標給湯温度の湯を生成する。これにより、燃焼給湯器を流通することによる湯の圧力損失や放熱が回避でき、給湯温度設定手段により設定した温度の湯を得ることができる。
【００１４】
混合温調制御を行うに際し、前記混合比変更手段、前記混合温度センサ、前記貯湯温度センサ、及び前記タンク用加熱手段のうち、少なくとも何れか一つに故障が発生していると、混合温調制御によって目標給湯温度の湯を生成することが困難になる。そこで、前記温調制御手段は、上記故障が発生したときに、バイパス弁を閉弁状態として加熱温調制御を行う。こうすることにより、貯湯タンクの湯水は、出湯バイパス管を通過することなく燃焼給湯器に導かれ、燃焼給湯器に備える給湯器温度センサを用いて加熱温調制御が行われる。従って、前記燃焼給湯器の加熱温調制御により目標給湯温度の湯を生成することができ、混合温調制御が正常に行えない場合でも支障なく、給湯温度設定手段によって設定した所望の温度の湯を得ることができる。
【００１５】
また、本発明の給湯システムにおいて、前記混合比変更手段は、前記出湯管における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貯湯タンクからの出湯量を変更する湯量可変弁と、前記給水管における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から前記出湯管に向かう水量を変更する水量可変弁とを備え、前記温調制御手段は、前記混合温度センサに故障が発生したとき、前記バイパス弁を閉弁状態とし、前記湯量可変弁を閉弁状態とし、前記水量可変弁を開弁状態として、前記加熱温調制御を実行することを特徴とする。
【００１６】
貯湯タンク内に十分な量の高温の湯が貯められていることにより、バイパス弁を開弁状態として出湯バイパス管を通過させて給湯を行うとき、混合温度センサが正常に機能しない場合には、湯量可変弁と水量可変弁との開度により湯と水との混合比を調節しようとしても、湯量可変弁の開度が極度に大きくなって貯湯タンク内の高温の湯が水と混合されることなくそのまま出湯供給されることがあり得る。そこで、本発明の給湯システムにおいては、前記混合温度センサに故障が発生したとき、湯量可変弁を閉弁状態とし、水量可変弁を開弁状態とする。これにより、貯湯タンクから高温の湯を出湯させずに、給水管から供給される水を燃焼給湯器により加熱することで、加熱温調制御による目標給湯温度の湯を生成することができるので、給湯温度設定手段によって設定した所望の温度の湯を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態における給湯システムの構成図。
【図２】図１に示した給湯システムにおける作動を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１を参照して、本実施の形態の給湯システムは、瞬間加熱式の燃焼給湯器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。
【００１９】
ヒートポンプユニット６０（本発明のタンク用加熱手段に相当する）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。
【００２０】
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。
【００２１】
そして、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。
【００２２】
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からの貯湯加熱指示信号を受信したときに、沸き上げ運転を行う。即ち、タンクコントローラ５０から送信される沸き上げ設定温度を用い、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内の湯水を設定された沸き上げ温度まで加熱する。
【００２３】
タンクユニット３０は、貯湯タンク３１と、貯湯タンク３１の上部に始端が接続された出湯管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、燃焼給湯器１０をバイパスして出湯管２を燃焼給湯器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。また、出湯管２の終端にはカラン３が設けられている。
【００２４】
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と、貯湯タンク３１に貯められた湯水の上層部分の温度を検出する貯湯サーミスタ３２と、出湯管２における給水管１との接続箇所Ｘの上流側に設けられた入湯サーミスタ３３と、貯湯タンク３１からの出湯量を検出するタンク流量センサ４６と、給水管１の通水流量を検出する入水流量センサ４３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への出湯量を変更する湯量可変弁３４と、給水管１から出湯管２に向かう水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。
【００２５】
なお、湯量可変弁３４と水量可変弁３５とは本発明の混合比変更手段を構成しており、混合サーミスタ３６と給湯出口サーミスタ３９とは本発明の混合温度センサを構成している。
【００２６】
そして、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５０に、貯湯サーミスタ３２、入湯サーミスタ３３、入水サーミスタ４４、混合サーミスタ３６、給湯出口サーミスタ３９、及び戻りサーミスタ４１による温度検出信号と、入水流量センサ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。
【００２７】
タンクコントローラ５０は、戻りサーミスタ４１及び貯湯サーミスタ３２の検出温度を監視し、各検出温度に基づいて、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によって設定された沸き上げ温度まで加熱される。
【００２８】
タンクコントローラ５０には、使用者の操作に応じて、所望の給湯温度（カラン３から供給される湯の温度）と風呂温度（後述の湯張り管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（後述の湯張り弁１９を閉弁してカラン３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が接続されている。
【００２９】
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（温度成層）。貯湯タンク３１から出湯すると、それに伴って上部の高温の湯の層が減少する。
【００３０】
そして、貯湯タンク３１の上層部の温度を貯湯サーミスタ３２が検出し、こ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）以下となった場合、湯切れ状態となる。
【００３１】
タンクコントローラ５０は、湯切れが生じていない状態で、入水流量センサ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。
【００３２】
一方、湯切れが生じている状態で、入水流量センサ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からの湯水を全て燃焼給湯器１０に供給する。この場合には、燃焼給湯器１０において加熱温調制御が実行される。
【００３３】
更に、タンクコントローラ５０は、前記混合温調制御を行うための負荷部品である湯量可変弁３４、水量可変弁３５、混合サーミスタ３６、給湯出口サーミスタ３９、及び貯湯サーミスタ３２の夫々の異常動作を電気的に検出して故障とみなす機能（負荷部品故障検出手段）を備えている。また、タンクコントローラ５０はヒートポンプユニット６０も負荷部品の一つとしてその故障の有無を把握できるようになっている。即ち、ヒートポンプコントローラ８０は、ヒートポンプ７０等の異常（各構成部品の故障等により正常な沸き上げ動作が行われない状態）を検出する機能を有しており、ヒートポンプ７０等の異常が検出されたとき、エラー信号をタンクコントローラ５０に送信する。タンクコントローラ５０は、ヒートポンプコントローラ８０からエラー信号を受信することにより、ヒートポンプユニット６０の故障を把握する。なお、タンクコントローラ５０が上記故障を検出したときの本発明にかかる給湯システムの動作は後述する。
【００３４】
燃焼給湯器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。
【００３５】
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、燃焼給湯器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器流量センサ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流量センサ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。
【００３６】
そして、マイクロコンピュータ等により構成された給湯コントローラ２０に、給湯器サーミスタ１６による温度検出信号と、給湯器流量センサ２１による通水流量の検出信号と、湯張り流量センサ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。
【００３７】
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、給湯器流量センサ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。
【００３８】
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、湯張り流量センサ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。
【００３９】
なお、前記タンクコントローラ５０及び給湯コントローラ２０は、本発明における温調制御手段を構成するものである。
【００４０】
また、本実施形態においては、温水暖房機能及び風呂追焚き機能について省略したが、温水暖房機能を備える給湯システムを構築する場合には、例えば、図示しないが、燃焼給湯器１０に暖房用熱交換器とこれを加熱する暖房用バーナを追加して設け、暖房用熱交換器の出口管と入り口管との夫々に暖房端末の往き管と戻り管とを接続すればよい。更に、貯湯タンク３１に暖房熱交換用循環路を設け、液液熱交換器を介して暖房戻り管と熱交換を行えば、貯湯タンク３１の湯水に熱供給できて有利である。更に、暖房往き管に、液液熱交換器を介して風呂循環路と熱交換を行えば、風呂追焚き機能も得ることができる。
【００４１】
次に、本発明の要旨に対応する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。
【００４２】
次のＳＴＥＰ４で、タンクコントローラ５０は、入水流量センサ４３により下限流量以上の通水が検出されるのを待つ。そして、通水状態となったときにＳＴＥＰ４からＳＴＥＰ５に進む。
【００４３】
ＳＴＥＰ５では、タンクコントローラ５０が前記混合温調制御用の負荷部品の故障を検出していた場合はＳＴＥＰ１１に分岐し、前記負荷部品の故障を検出していない場合はＳＴＥＰ６へ進む。
【００４４】
タンクコントローラ５０は、ＳＴＥＰ１において電源が投入されると、負荷部品の動作監視を開始し、負荷部品のうち一つでも故障が検出されるとＳＴＥＰ５からＳＴＥＰ１１へ進む。タンクコントローラ５０が動作を監視する負荷部品は、混合温調制御を行うためのものであり、本実施形態では、湯量可変弁３４、水量可変弁３５、混合サーミスタ３６、給湯出口サーミスタ３９、及び貯湯サーミスタ３２である。タンクコントローラ５０は、例えば、混合サーミスタ３６、給湯出口サーミスタ３９、及び貯湯サーミスタ３２に対しては、検出電流（又は電圧）が異常値（温度検出正常時に比べて過大或いは過小）であるとき故障を検出し、湯量可変弁３４及び水量可変弁３５に対しては、制御電流（又は電圧）が異常値（正常作動時に比べて過大或いは過小）であるとき故障を検出する。
【００４５】
更に、前述したようにタンクコントローラ５０はヒートポンプユニット６０も負荷部品として監視を行う。この場合、タンクコントローラ５０はヒートポンプコントローラ８０からエラー信号を受信したときにヒートポンプユニット６０が故障しているとみなす。
【００４６】
ＳＴＥＰ６で、タンクコントローラ５０は、貯湯サーミスタ３２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ＳＴＥＰ１３に分岐し、湯切れ状態でないときにはＳＴＥＰ７へ進む。
【００４７】
ＳＴＥＰ７〜ＳＴＥＰ９は、混合温調制御を実行するときの処理である。即ち、タンクコントローラ５０は、ＳＴＥＰ７でバイパス弁３８を開弁し、ＳＴＥＰ８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。そして、続くＳＴＥＰ９で、タンクコントローラ５０は、湯量可変弁３４と水量可変弁３５の開度を調節して、基本的にはカラン３から供給される湯の温度が目標給湯温度になるように制御する（混合温調制御）。
【００４８】
そして、タンクコントローラ５０は、ＳＴＥＰ１０で、入水流量センサ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、ＳＴＥＰ５〜ＳＴＥＰ１０からなるループを繰り返し実行する。
【００４９】
ここで、ＳＴＥＰ６において貯湯サーミスタ３２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ためにＳＴＥＰ１３へ進んだ場合の処理を先に説明する。ＳＴＥＰ１３〜ＳＴＥＰ１５は、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、ＳＴＥＰ１３でバイパス弁３８を閉弁し、ＳＴＥＰ１４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。そして、続くＳＴＥＰ１５では、タンクコントローラ５０から加熱許可信号を受けた給湯コントローラ２０が、燃焼給湯器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の燃焼量を制御する（加熱温調制御）。
【００５０】
その後、ＳＴＥＰ１０で、タンクコントローラ５０は、入水流量センサ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、ＳＴＥＰ５に戻る。
【００５１】
次に、ＳＴＥＰ５でタンクコントローラ５０が前記負荷部品の故障を検出しているためにＳＴＥＰ１１へ進んだ場合の処理を説明する。ＳＴＥＰ１１で、タンクコントローラ５０は、故障を検出した負荷部品が、混合サーミスタ３６又は給湯出口サーミスタ３９であるか否かを判断する。そして、混合サーミスタ３６又は給湯出口サーミスタ３９以外の故障であれば、前述のＳＴＥＰ１３へ進む。
【００５２】
一方、ＳＴＥＰ１１で混合サーミスタ３６又は給湯出口サーミスタ３９の故障が検出されていた場合には、タンクコントローラ５０は、ＳＴＥＰ１２で、湯量可変弁３４を全閉にすると共に、水量可変弁３５を全開にしてから前述のＳＴＥＰ１３へ進む。
【００５３】
ＳＴＥＰ１２で、湯量可変弁３４を全閉にし水量可変弁３５を全開にしたことにより、貯湯タンク３１に湯切れが生じていなくても、貯湯タンク３１からの湯の供給は停止され、給水管１から水のみが出湯管２に供給された状態となる。そしてＳＴＥＰ１３でバイパス弁３８が閉弁されることにより、給水管１から水のみが燃焼給湯器１０に供給されて続くＳＴＥＰ１４及びＳＴＥＰ１５により加熱温調制御が実行される。
【００５４】
これによれば、湯量可変弁３４と水量可変弁３５との開度調節が、混合サーミスタ３６又は給湯出口サーミスタ３９の故障により不正確となって、例えば、貯湯タンク３１からの高温の湯が、給水管１からの水と混合されることなく供給される事態を回避することができる。
【００５５】
また、混合サーミスタ３６又は給湯出口サーミスタ３９以外の故障であっても、ＳＴＥＰ１３へ進んで、ＳＴＥＰ１４及びＳＴＥＰ１５により加熱温調制御が実行されるので、湯量可変弁３４と水量可変弁３５との開度調節が不正確になっても、燃焼給湯器１０の加熱により目標給湯温度の湯を得ることができる。
【００５６】
そして、ＳＴＥＰ５でタンクコントローラ５０による負荷部品の故障が検出されてＳＴＥＰ１１〜ＳＴＥＰ１５の処理が繰り返し実行されていても、その繰り返し実行中に、タンクコントローラ５０による負荷部品の故障が検出されなくなった場合には、ＳＴＥＰ５からＳＴＥＰ６へ進み、ＳＴＥＰ６〜ＳＴＥＰ１０の処理が行われる。
【００５７】
なお、図示しないが、ＳＴＥＰ１１及びＳＴＥＰ１２を設けずに、ＳＴＥＰ５でタンクコントローラ５０が前記負荷部品の故障を検出していた場合はＳＴＥＰ１３へ進むように構成してもよい。この場合にも、混合温調制御が正常に行えない状態であるので、ＳＴＥＰ１３によりバイパス弁３８を開弁し、ＳＴＥＰ１４及びＳＴＥＰ１５により燃焼給湯器１０側で加熱温調制御を実行するので、目標給湯温度の湯を得ることができる。
【００５８】
また、本実施形態では、前記貯湯タンク３１内の湯水を加熱する手段としてヒートポンプ７０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タンク用加熱手段を採用してもよい。この場合には、ソーラーシステム等の他のタンク用加熱手段の故障が通信によりタンクコントローラ５０が把握できるように構成すればよい。
【符号の説明】
【００５９】
１…給水管、２…出湯管、１０…燃焼給湯器、１１…熱交換器、１２…バーナ、１６…給湯器サーミスタ（給湯器温度センサ）、３１…貯湯タンク、３２…貯湯サーミスタ（貯湯温度センサ）、３４…湯量可変弁（混合比変更手段）、３５…水量可変弁（混合比変更手段）、３６…混合サーミスタ（混合温度センサ）、３７…出湯バイパス管、３８…バイパス弁、３９…給湯出口サーミスタ（混合温度センサ）、５０…タンクコントローラ（温調制御手段）、５１…リモコン（給湯温度設定手段）、６０…ヒートポンプユニット（タンク用加熱手段）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱された湯を貯留する貯湯タンクの下流側に、瞬間加熱式の燃焼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、加熱された湯を貯留する貯湯タンクの下流側に、瞬間加熱式の燃焼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）。このように、貯湯タンクと燃焼給湯器を直列に接続することによって、貯湯タンクの湯切れが生じたときであっても、燃焼給湯器を作動させることで目標給湯温度での給湯を継続して行うことができる。
【０００３】
また、上記従来の給湯システムにおいては、貯湯タンクから湯を導出する出湯管に給水管が接続され、混合比変更手段として設けられている混合調節弁により湯と水とを混合する。このとき、混合調節弁の下流に設けた混合温度センサの検出温度が所望の給湯温度となるように湯の温度を調節する混合温調制御が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１９６９８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記従来の給湯システムの構成では、貯湯タンクから燃焼給湯器を経由して出湯管の終端に至る湯の流通経路が長くなる。そのため、当該流通経路における圧力損失が大きくなって十分な給湯流量が得られないだけでなく、燃焼給湯器の燃焼が停止状態で貯湯タンクから出湯した湯は、燃焼給湯器を通過する際の放熱により湯の温度が低下する不都合がある。
【０００６】
そこで、燃焼給湯器を迂回して燃焼給湯器の上流側と下流側で出湯管を連通するバイパス管を設けることが考えられる。上記従来の給湯システムにバイパス管を設ける場合には、燃焼給湯器と混合調節弁の下流の混合温度センサとの間に位置する出湯管にバイパス管の始端を接続し、燃焼給湯器の出口側と出湯栓との間に位置する出湯管にバイパス管の終端を接続する。
【０００７】
更に、バイパス管にバイパス弁を設ける。こうすることにより、貯湯タンクの湯切れが生じていないときには、バイパス弁を開弁し、貯湯タンクからの湯をバイパス管に流通させることで燃焼給湯器を介さない湯の流通経路を形成することができ、燃焼給湯器を流通することによる湯の圧力損失や放熱を回避することができる。また、貯湯タンクの湯切れが生じた場合には、バイパス弁を閉弁し、貯湯タンクから燃焼給湯器に湯水を流通させることにより燃焼給湯器による加熱温調制御を行って所望の温度の湯を得ることができる。
【０００８】
ところで、混合温調制御を行うことにより正確に所望の温度の湯を供給するためには、前記混合調節弁や前記混合温度センサ等の混合温調制御で用いる部品が何れも正常に作動している状態でなければならない。
【０００９】
しかし、前記混合温調制御で用いる部品の何れかが故障した場合に、バイパス管を通して給湯しようとしても、正確な混合温調制御が行えないために、所望の温度の湯を供給することができない。
【００１０】
上記の点に鑑み、本発明は、混合温調制御に用いる部品等が故障しても、所望の温度の湯を供給す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】
【００１１】
本発明の給湯システムは、貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の湯水を加熱するタンク用加熱手段と、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、前記貯湯タンクに接続されて該貯湯タンク内の湯水を導出する出湯管と、前記貯湯タンク及び前記出湯管に接続された給水管と、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、前記出湯管と前記給水管との接続箇所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バーナにより熱交換器を介して加熱する燃焼給湯器と、前記出湯管を前記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、前記出湯バイパス管を開閉するバイパス弁と、前記混合比変更手段により混合された湯水の温度を検出する混合温度センサと、前記熱交換器により加熱された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、給湯時に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状態として、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、給湯時に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状態として、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、前記燃焼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、前記温調制御手段は、前記混合比変更手段、前記混合温度センサ、前記貯湯温度センサ、及び前記タンク用加熱手段のうち、少なくとも何れか一つに故障が発生したとき、前記バイパス弁を閉弁状態として前記加熱温調制御を実行することを特徴とする。
【００１２】
本発明の給湯システムは、実施形態において説明の通り、貯湯タンクに湯切れが生じた場合には、貯湯タンクの湯水を燃焼給湯器に流通させ、加熱温調制御により加熱することにより目標給湯温度の湯を生成することができるようになっている。
【００１３】
また、貯湯タンクに湯切れが生じていない場合には、バイパス弁を開弁することで、貯湯タンクの湯水を燃焼給湯器に流通させることなく、出湯バイパス管を通して貯湯タンクの湯を供給し、このときに混合温調制御を行って目標給湯温度の湯を生成する。これにより、燃焼給湯器を流通することによる湯の圧力損失や放熱が回避でき、給湯温度設定手段により設定した温度の湯を得ることができる。
【００１４】
混合温調制御を行うに際し、前記混合比変更手段、前記混合温度センサ、前記貯湯温度センサ、及び前記タンク用加熱手段のうち、少なくとも何れか一つに故障が発生していると、混合温調制御によって目標給湯温度の湯を生成することが困難になる。そこで、前記温調制御手段は、上記故障が発生したときに、バイパス弁を閉弁状態として加熱温調制御を行う。こうすることにより、貯湯タンクの湯水は、出湯バイパス管を通過することなく燃焼給湯器に導かれ、燃焼給湯器に備える給湯器温度センサを用いて加熱温調制御が行われる。従って、前記燃焼給湯器の加熱温調制御により目標給湯温度の湯を生成することができ、混合温調制御が正常に行えない場合でも支障なく、給湯温度設定手段によって設定した所望の温度の湯を得ることができる。
【００１５】
また、本発明の給湯システムにおいて、前記混合比変更手段は、前記出湯管における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貯湯タンクからの出湯量を変更する湯量可変弁と、前記給水管における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から前記出湯管に向かう水量を変更する水量可変弁とを備え、前記温調制御手段は、前記混合温度センサに故障が発生したとき、前記バイパス弁を閉弁状態とし、前記湯量可変弁を閉弁状態とし、前記水量可変弁を開弁状態として、前記加熱温調制御を実行することを特徴とする。
【００１６】
貯湯タンク内に十分な量の高温の湯が貯められていることにより、バイパス弁を開弁状態として出湯バイパス管を通過させて給湯を行うとき、混合温度センサが正常に機能しない場合には、湯量可変弁と水量可変弁との開度により湯と水との混合比を調節しようとしても、湯量可変弁の開度が極度に大きくなって貯湯タンク内の高温の湯が水と混合されることなくそのまま出湯供給されることがあり得る。そこで、本発明の給湯システムにおいては、前記混合温度センサに故障が発生したとき、湯量可変弁を閉弁状態とし、水量可変弁を開弁状態とする。これにより、貯湯タンクから高温の湯を出湯させずに、給水管から供給される水を燃焼給湯器により加熱することで、加熱温調制御による目標給湯温度の湯を生成することができるので、給湯温度設定手段によって設定した所望の温度の湯を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態における給湯システムの構成図。
【図２】図１に示した給湯システムにおける作動を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１を参照して、本実施の形態の給湯システムは、瞬間加熱式の燃焼給湯器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。
【００１９】
ヒートポンプユニット６０（本発明のタンク用加熱手段に相当する）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。
【００２０】
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。
【００２１】
そして、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。
【００２２】
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からの貯湯加熱指示信号を受信したときに、沸き上げ運転を行う。即ち、タンクコントローラ５０から送信される沸き上げ設定温度を用い、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内の湯水を設定された沸き上げ温度まで加熱する。
【００２３】
タンクユニット３０は、貯湯タンク３１と、貯湯タンク３１の上部に始端が接続された出湯管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、燃焼給湯器１０をバイパスして出湯管２を燃焼給湯器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。また、出湯管２の終端にはカラン３が設けられている。
【００２４】
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と、貯湯タンク３１に貯められた湯水の上層部分の温度を検出する貯湯サーミスタ３２と、出湯管２における給水管１との接続箇所Ｘの上流側に設けられた入湯サーミスタ３３と、貯湯タンク３１からの出湯量を検出するタンク流量センサ４６と、給水管１の通水流量を検出する入水流量センサ４３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への出湯量を変更する湯量可変弁３４と、給水管１から出湯管２に向かう水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。
【００２５】
なお、湯量可変弁３４と水量可変弁３５とは本発明の混合比変更手段を構成しており、混合サーミスタ３６と給湯出口サーミスタ３９とは本発明の混合温度センサを構成している。
【００２６】
そして、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５０に、貯湯サーミスタ３２、入湯サーミスタ３３、入水サーミスタ４４、混合サーミスタ３６、給湯出口サーミスタ３９、及び戻りサーミスタ４１による温度検出信号と、入水流量センサ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。
【００２７】
タンクコントローラ５０は、戻りサーミスタ４１及び貯湯サーミスタ３２の検出温度を監視し、各検出温度に基づいて、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によって設定された沸き上げ温度まで加熱される。
【００２８】
タンクコントローラ５０には、使用者の操作に応じて、所望の給湯温度（カラン３から供給される湯の温度）と風呂温度（後述の湯張り管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（後述の湯張り弁１９を閉弁してカラン３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が接続されている。
【００２９】
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（温度成層）。貯湯タンク３１から出湯すると、それに伴って上部の高温の湯の層が減少する。
【００３０】
そして、貯湯タンク３１の上層部の温度を貯湯サーミスタ３２が検出し、こ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）以下となった場合、湯切れ状態となる。
【００３１】
タンクコントローラ５０は、湯切れが生じていない状態で、入水流量センサ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。
【００３２】
一方、湯切れが生じている状態で、入水流量センサ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からの湯水を全て燃焼給湯器１０に供給する。この場合には、燃焼給湯器１０において加熱温調制御が実行される。
【００３３】
更に、タンクコントローラ５０は、前記混合温調制御を行うための負荷部品である湯量可変弁３４、水量可変弁３５、混合サーミスタ３６、給湯出口サーミスタ３９、及び貯湯サーミスタ３２の夫々の異常動作を電気的に検出して故障とみなす機能（負荷部品故障検出手段）を備えている。また、タンクコントローラ５０はヒートポンプユニット６０も負荷部品の一つとしてその故障の有無を把握できるようになっている。即ち、ヒートポンプコントローラ８０は、ヒートポンプ７０等の異常（各構成部品の故障等により正常な沸き上げ動作が行われない状態）を検出する機能を有しており、ヒートポンプ７０等の異常が検出されたとき、エラー信号をタンクコントローラ５０に送信する。タンクコントローラ５０は、ヒートポンプコントローラ８０からエラー信号を受信することにより、ヒートポンプユニット６０の故障を把握する。なお、タンクコントローラ５０が上記故障を検出したときの本発明にかかる給湯システムの動作は後述する。
【００３４】
燃焼給湯器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。
【００３５】
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、燃焼給湯器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器流量センサ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流量センサ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。
【００３６】
そして、マイクロコンピュータ等により構成された給湯コントローラ２０に、給湯器サーミスタ１６による温度検出信号と、給湯器流量センサ２１による通水流量の検出信号と、湯張り流量センサ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。
【００３７】
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、給湯器流量センサ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。
【００３８】
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、湯張り流量センサ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。
【００３９】
なお、前記タンクコントローラ５０及び給湯コントローラ２０は、本発明における温調制御手段を構成するものである。
【００４０】
また、本実施形態においては、温水暖房機能及び風呂追焚き機能について省略したが、温水暖房機能を備える給湯システムを構築する場合には、例えば、図示しないが、燃焼給湯器１０に暖房用熱交換器とこれを加熱する暖房用バーナを追加して設け、暖房用熱交換器の出口管と入り口管との夫々に暖房端末の往き管と戻り管とを接続すればよい。更に、貯湯タンク３１に暖房熱交換用循環路を設け、液液熱交換器を介して暖房戻り管と熱交換を行えば、貯湯タンク３１の湯水に熱供給できて有利である。更に、暖房往き管に、液液熱交換器を介して風呂循環路と熱交換を行えば、風呂追焚き機能も得ることができる。
【００４１】
次に、本発明の要旨に対応する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。
【００４２】
次のＳＴＥＰ４で、タンクコントローラ５０は、入水流量センサ４３により下限流量以上の通水が検出されるのを待つ。そして、通水状態となったときにＳＴＥＰ４からＳＴＥＰ５に進む。
【００４３】
ＳＴＥＰ５では、タンクコントローラ５０が前記混合温調制御用の負荷部品の故障を検出していた場合はＳＴＥＰ１１に分岐し、前記負荷部品の故障を検出していない場合はＳＴＥＰ６へ進む。
【００４４】
タンクコントローラ５０は、ＳＴＥＰ１において電源が投入されると、負荷部品の動作監視を開始し、負荷部品のうち一つでも故障が検出されるとＳＴＥＰ５からＳＴＥＰ１１へ進む。タンクコントローラ５０が動作を監視する負荷部品は、混合温調制御を行うためのものであり、本実施形態では、湯量可変弁３４、水量可変弁３５、混合サーミスタ３６、給湯出口サーミスタ３９、及び貯湯サーミスタ３２である。タンクコントローラ５０は、例えば、混合サーミスタ３６、給湯出口サーミスタ３９、及び貯湯サーミスタ３２に対しては、検出電流（又は電圧）が異常値（温度検出正常時に比べて過大或いは過小）であるとき故障を検出し、湯量可変弁３４及び水量可変弁３５に対しては、制御電流（又は電圧）が異常値（正常作動時に比べて過大或いは過小）であるとき故障を検出する。
【００４５】
更に、前述したようにタンクコントローラ５０はヒートポンプユニット６０も負荷部品として監視を行う。この場合、タンクコントローラ５０はヒートポンプコントローラ８０からエラー信号を受信したときにヒートポンプユニット６０が故障しているとみなす。
【００４６】
ＳＴＥＰ６で、タンクコントローラ５０は、貯湯サーミスタ３２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ＳＴＥＰ１３に分岐し、湯切れ状態でないときにはＳＴＥＰ７へ進む。
【００４７】
ＳＴＥＰ７〜ＳＴＥＰ９は、混合温調制御を実行するときの処理である。即ち、タンクコントローラ５０は、ＳＴＥＰ７でバイパス弁３８を開弁し、ＳＴＥＰ８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。そして、続くＳＴＥＰ９で、タンクコントローラ５０は、湯量可変弁３４と水量可変弁３５の開度を調節して、基本的にはカラン３から供給される湯の温度が目標給湯温度になるように制御する（混合温調制御）。
【００４８】
そして、タンクコントローラ５０は、ＳＴＥＰ１０で、入水流量センサ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、ＳＴＥＰ５〜ＳＴＥＰ１０からなるループを繰り返し実行する。
【００４９】
ここで、ＳＴＥＰ６において貯湯サーミスタ３２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ためにＳＴＥＰ１３へ進んだ場合の処理を先に説明する。ＳＴＥＰ１３〜ＳＴＥＰ１５は、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、ＳＴＥＰ１３でバイパス弁３８を閉弁し、ＳＴＥＰ１４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。そして、続くＳＴＥＰ１５では、タンクコントローラ５０から加熱許可信号を受けた給湯コントローラ２０が、燃焼給湯器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の燃焼量を制御する（加熱温調制御）。
【００５０】
その後、ＳＴＥＰ１０で、タンクコントローラ５０は、入水流量センサ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、ＳＴＥＰ５に戻る。
【００５１】
次に、ＳＴＥＰ５でタンクコントローラ５０が前記負荷部品の故障を検出しているためにＳＴＥＰ１１へ進んだ場合の処理を説明する。ＳＴＥＰ１１で、タンクコントローラ５０は、故障を検出した負荷部品が、混合サーミスタ３６又は給湯出口サーミスタ３９であるか否かを判断する。そして、混合サーミスタ３６又は給湯出口サーミスタ３９以外の故障であれば、前述のＳＴＥＰ１３へ進む。
【００５２】
一方、ＳＴＥＰ１１で混合サーミスタ３６又は給湯出口サーミスタ３９の故障が検出されていた場合には、タンクコントローラ５０は、ＳＴＥＰ１２で、湯量可変弁３４を全閉にすると共に、水量可変弁３５を全開にしてから前述のＳＴＥＰ１３へ進む。
【００５３】
ＳＴＥＰ１２で、湯量可変弁３４を全閉にし水量可変弁３５を全開にしたことにより、貯湯タンク３１に湯切れが生じていなくても、貯湯タンク３１からの湯の供給は停止され、給水管１から水のみが出湯管２に供給された状態となる。そしてＳＴＥＰ１３でバイパス弁３８が閉弁されることにより、給水管１から水のみが燃焼給湯器１０に供給されて続くＳＴＥＰ１４及びＳＴＥＰ１５により加熱温調制御が実行される。
【００５４】
これによれば、湯量可変弁３４と水量可変弁３５との開度調節が、混合サーミスタ３６又は給湯出口サーミスタ３９の故障により不正確となって、例えば、貯湯タンク３１からの高温の湯が、給水管１からの水と混合されることなく供給される事態を回避することができる。
【００５５】
また、混合サーミスタ３６又は給湯出口サーミスタ３９以外の故障であっても、ＳＴＥＰ１３へ進んで、ＳＴＥＰ１４及びＳＴＥＰ１５により加熱温調制御が実行されるので、湯量可変弁３４と水量可変弁３５との開度調節が不正確になっても、燃焼給湯器１０の加熱により目標給湯温度の湯を得ることができる。
【００５６】
そして、ＳＴＥＰ５でタンクコントローラ５０による負荷部品の故障が検出されてＳＴＥＰ１１〜ＳＴＥＰ１５の処理が繰り返し実行されていても、その繰り返し実行中に、タンクコントローラ５０による負荷部品の故障が検出されなくなった場合には、ＳＴＥＰ５からＳＴＥＰ６へ進み、ＳＴＥＰ６〜ＳＴＥＰ１０の処理が行われる。
【００５７】
なお、図示しないが、ＳＴＥＰ１１及びＳＴＥＰ１２を設けずに、ＳＴＥＰ５でタンクコントローラ５０が前記負荷部品の故障を検出していた場合はＳＴＥＰ１３へ進むように構成してもよい。この場合にも、混合温調制御が正常に行えない状態であるので、ＳＴＥＰ１３によりバイパス弁３８を開弁し、ＳＴＥＰ１４及びＳＴＥＰ１５により燃焼給湯器１０側で加熱温調制御を実行するので、目標給湯温度の湯を得ることができる。
【００５８】
また、本実施形態では、前記貯湯タンク３１内の湯水を加熱する手段としてヒートポンプ７０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タンク用加熱手段を採用してもよい。この場合には、ソーラーシステム等の他のタンク用加熱手段の故障が通信によりタンクコントローラ５０が把握できるように構成すればよい。
【符号の説明】
【００５９】
１…給水管、２…出湯管、１０…燃焼給湯器、１１…熱交換器、１２…バーナ、１６…給湯器サーミスタ（給湯器温度センサ）、３１…貯湯タンク、３２…貯湯サーミスタ（貯湯温度センサ）、３４…湯量可変弁（混合比変更手段）、３５…水量可変弁（混合比変更手段）、３６…混合サーミスタ（混合温度センサ）、３７…出湯バイパス管、３８…バイパス弁、３９…給湯出口サーミスタ（混合温度センサ）、５０…タンクコントローラ（温調制御手段）、５１…リモコン（給湯温度設定手段）、６０…ヒートポンプユニット（タンク用加熱手段）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯湯タンクと、
前記貯湯タンク内の湯水を加熱するタンク用加熱手段と、
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、
前記貯湯タンクに接続されて該貯湯タンク内の湯水を導出する出湯管と、
前記貯湯タンク及び前記出湯管に接続された給水管と、
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、
前記出湯管と前記給水管との接続箇所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バーナにより熱交換器を介して加熱する燃焼給湯器と、
前記出湯管を前記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、
前記出湯バイパス管を開閉するバイパス弁と、
前記混合比変更手段により混合された湯水の温度を検出する混合温度センサと、
前記熱交換器により加熱された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、
給湯時に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状態として、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、給湯時に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状態として、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、前記燃焼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、
前記温調制御手段は、前記混合比変更手段、前記混合温度センサ、前記貯湯温度センサ、及び前記タンク用加熱手段のうち、少なくとも何れか一つに故障が発生したとき、前記バイパス弁を閉弁状態として前記加熱温調制御を実行することを特徴とする給湯システム。
【請求項２】
前記混合比変更手段は、前記出湯管における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貯湯タンクからの出湯量を変更する湯量可変弁と、前記給水管における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から前記出湯管に向かう水量を変更する水量可変弁とを備え、
前記温調制御手段は、前記混合温度センサに故障が発生したとき、前記バイパス弁を閉弁状態とし、前記湯量可変弁を閉弁状態とし、前記水量可変弁を開弁状態として、前記加熱温調制御を実行することを特徴とする請求項１記載の給湯システム。
【請求項１】
貯湯タンクと、
前記貯湯タンク内の湯水を加熱するタンク用加熱手段と、
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、
前記貯湯タンクに接続されて該貯湯タンク内の湯水を導出する出湯管と、
前記貯湯タンク及び前記出湯管に接続された給水管と、
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、
前記出湯管と前記給水管との接続箇所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バーナにより熱交換器を介して加熱する燃焼給湯器と、
前記出湯管を前記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、
前記出湯バイパス管を開閉するバイパス弁と、
前記混合比変更手段により混合された湯水の温度を検出する混合温度センサと、
前記熱交換器により加熱された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、
給湯時に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状態として、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、給湯時に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状態として、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、前記燃焼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、
前記温調制御手段は、前記混合比変更手段、前記混合温度センサ、前記貯湯温度センサ、及び前記タンク用加熱手段のうち、少なくとも何れか一つに故障が発生したとき、前記バイパス弁を閉弁状態として前記加熱温調制御を実行することを特徴とする給湯システム。
【請求項２】
前記混合比変更手段は、前記出湯管における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貯湯タンクからの出湯量を変更する湯量可変弁と、前記給水管における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から前記出湯管に向かう水量を変更する水量可変弁とを備え、
前記温調制御手段は、前記混合温度センサに故障が発生したとき、前記バイパス弁を閉弁状態とし、前記湯量可変弁を閉弁状態とし、前記水量可変弁を開弁状態として、前記加熱温調制御を実行することを特徴とする請求項１記載の給湯システム。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−１６３６６０（Ｐ２０１１−１６３６６０Ａ）
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６８９６（Ｐ２０１０−２６８９６）
【出願日】平成２２年２月９日（２０１０．２．９）
【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２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月９日（２０１０．２．９）
【出願人】（０００１１５８５４）リンナイ株式会社 (1,534)
【Ｆターム（参考）】
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