給湯システム
【課題】暖房循環経路に水を充填する試運転時に、混合器から加熱部までの配管容量を導出することができる給湯システムを提供する。
【解決手段】給湯システム１０は、試運転プログラムを実行する。試運転プログラムは、（１）混合器２４から流出した混合水を充填経路６０を通じて暖房循環経路６１に充填する間に、（２）混合器２４の混合比を変化させ、（３）混合サーミスタ２７ａによって検出される水温が所定温度に達する時期と入水サーミスタ５２ａによって検出される水温が所定温度に達する時期との時間差を特定し、（４）混合水の流量を特定し、（５）時間差と流量から、混合器２４の出口近傍からバーナ熱交換器５３の近傍までの配管容量を導出する処理を含んでいる。
【解決手段】給湯システム１０は、試運転プログラムを実行する。試運転プログラムは、（１）混合器２４から流出した混合水を充填経路６０を通じて暖房循環経路６１に充填する間に、（２）混合器２４の混合比を変化させ、（３）混合サーミスタ２７ａによって検出される水温が所定温度に達する時期と入水サーミスタ５２ａによって検出される水温が所定温度に達する時期との時間差を特定し、（４）混合水の流量を特定し、（５）時間差と流量から、混合器２４の出口近傍からバーナ熱交換器５３の近傍までの配管容量を導出する処理を含んでいる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給湯システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示されている給湯システムは、発電ユニットと貯湯槽と混合器と給湯器とを備えている。この給湯システムでは、発電ユニットと貯湯槽が循環経路で接続されており、発電ユニットの発電熱によって加熱された温水が貯湯槽に貯湯される。貯湯槽に貯湯されている温水は混合器に供給され、混合器で水道水と混合されて温度調節される。
【０００３】
貯湯槽から供給される温水が給湯設定温度以上である場合には、貯湯槽から供給される温水と水道水が給湯設定温度となるように混合され、混合後の温水が給湯器を通過して給湯される。貯湯槽から供給される温水が給湯設定温度未満である場合には、給湯器の加熱部が加熱運転し、給湯器で加熱した温水が給湯される。給湯器の加熱量には最低加熱量が存在し、最低温度上昇幅が存在する。そこで、貯湯槽から供給される温水が給湯設定温度未満となると、混合器で混合した後の温水の温度が給湯設定温度から最低温度上昇幅を減じた温度となるように混合し（すなわち混合器の出口温度を低下させる）、給湯器の加熱部が加熱運転を開始する。その結果、給湯器から給湯設定温度に加熱された温水が給湯される。
【０００４】
この給湯システムでは、混合器によって温度を低下させた混合水が給湯器の加熱部にまで移動したはずのタイミングで加熱運転を開始させる。すなわち、混合器によって温度を低下させた後の給湯量が、混合器から加熱部までの配管容量に等しくなったタイミングで加熱運転を開始する。なお実際には、加熱運転の開始指令から実際に加熱し始めるまでに準備期間を要するので、この準備期間をも考慮して加熱運転の開始指令を出力する。これにより、給湯中に貯湯槽に貯湯しておいた温水を消費しつくした場合にも、給湯設定温度に調温された温水を給湯し続けることができる。
特許文献１には、混合器から加熱部までの配管容量を導出するにあたって、貯湯槽の温水を利用して給湯する際に、混合器出口の水温が給湯設定温度の近似値に達してから加熱部の出口の水温がこの近似値に達するまでに要した時間と、水の流量とに基づいて、混合器出口から加熱部の出口までの配管容量を求める技術が開示されている。
【０００５】
また特許文献１の給湯システムは、温水が循環することによって床暖房等を行う暖房循環経路を備えている。暖房循環経路には、シスターンや床暖房機などが設けられている。混合器から加熱部に至る混合水配管の途中には、この配管を流れる混合水をシスターンに供給するための充填経路が接続されている。給湯システムの施工時には、混合器から給湯器の加熱部近傍に流れた水を充填経路からシスターンに供給して暖房循環経路に充填する試運転が行われる。暖房運転時には、試運転の際に充填された水が暖房循環経路を循環して床暖房機等に供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２７４０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の給湯システムでは、貯湯槽と混合器と給湯器が予め一体化されており、混合器から加熱部までの配管容量が予め定まっている。したがって、既知の配管容量に基づいて、加熱運転の開始指令の出力時期を決定することができる。しかしながら、混合器と給湯器を施工現場で接続する場合には、混合器から加熱部までの配管容量を導出することが必要となる。
特許文献１に記載の方法で配管容量を導出することもできるが、この方法では、利用者が実際に利用してみないことには、配管容量を把握することができないため、それまでの間は配管容量を利用して加熱運転の開始時期を決定することができない。
【０００８】
一方、特許文献１の給湯システムは、利用者による給湯システムの利用に先立って、暖房循環経路に水を充填する試運転が行われる。この試運転を利用して上記配管容量を導出することができれば、利用者が給湯システムを利用するのに先立って配管容量を導出することができる。しかしながら、従来の給湯システムでは、こうした点については何ら考慮されていない。
【０００９】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、給湯システムの配管容量が予め設定されていない場合において、暖房循環経路に水を充填する給湯システムの試運転時に、混合器から加熱部までの配管容量を導出することができる給湯システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の給湯システムは、貯湯槽と混合器と加熱部と暖房循環経路と充填経路を備えている。混合器は、貯湯槽から流出した貯水と水道水を混合し、加熱部は、その混合器から流出した混合水を加熱する。暖房循環経路は、温水が循環することによって暖房を行う。充填経路は、混合水を送る配管と暖房循環経路の間を接続しており、混合水を暖房循環経路に充填する。給湯システムは、さらに、混合器の出口の近傍の混合水の温度を検出する第１検出手段と、加熱部の近傍であって充填経路の接続位置よりも上流側における混合水の温度を検出する第２検出手段を備えている。給湯システムは、試運転プログラムを記憶している記憶手段と、その試運転プログラムを実行する制御手段とを備えている。
その試運転プログラムは、
（１）混合水を充填経路から暖房循環経路に充填する間に、
（２）混合器の混合比を変化させ、
（３）第１検出手段によって検出される水温が所定温度に達する時期と第２検出手段によって検出される水温が所定温度に達する時期との時間差を特定し、
（４）混合水の流量を特定し、
（５）（３）で特定した時間差と（４）で特定した流量から、混合器の出口の近傍から加熱部の近傍までの配管容量を導出する処理を含んでいる。
【００１１】
第２検出手段の配置位置は、加熱部の近傍であればよく、加熱部の入口近傍であってもよいし、加熱部の中間位置であってもよいし、加熱部の出口近傍であってもよい。耐熱措置を講じることによって、加熱部の中間位置に温度検出手段を設置することもできる。充填経路と混合水配管の接続点は、第２検出手段よりも下流側の任意の位置とすることができる。混合水とは混合器から流出する水をいい、温水である場合もあれば冷水であることもある。また、混合水の全てが貯水である場合もあれば、混合水の全てが水道水である場合もある。
【００１２】
上記構成では、給湯システムの施工時に、混合器から流出して加熱部の近傍または下流側にまで流れた混合水を暖房循環経路に充填する試運転を行い、この試運転中に、混合器の出口近傍から加熱部近傍までの配管容量が導出される。その配管容量が予め設定されていない場合であっても、従来から実施されている試運転を利用して、利用者が給湯システムを利用するのに先立って、混合器の出口近傍から加熱部近傍までの配管容量を導出することができる。したがって、利用者が給湯システムを実際に利用する際には、既に導出されている配管容量に基づいて加熱部の加熱運転の開始時期の決定等を行うことができる。
特に、施工現場で混合器と給湯器とを接続して給湯システムを構築する場合には、混合器の出口近傍から加熱部近傍までの配管容量を把握することが難しい。したがって、上記構成によって配管容量を導出することが有効である。
【００１３】
給湯システムでは、試運転プログラムが、混合器の混合比を、貯水：水道水を０：１とする冷水モードと、貯水：水道水を１：０とする温水モードとの間で切り換えることが好ましい。
この方式の試運転では、混合水配管を流れる水が給湯栓から出湯することがないため、温水モードで高温の貯水を通水することができる。
上記構成によると、各検出手段によって検出される水温を大きく変化させることができる。したがって、各検出手段によって検出される水温が上記所定温度になった時期をより正確に特定することができるため、各検出手段によって検出される水温が上記所定温度に達する時期の時間差をより正確に特定することができる。その結果、配管容量をより正確に導出することができる。
【００１４】
冷水モードから温水モードへ切り換えることによって、各検出手段が検出する水温が昇温する際の上記時間差に基づいて配管容量を導出するようにしてもよい。あるいは、温水モードから冷水モードへ切り換えることによって、各検出手段が検出する水温が降下する際の上記時間差に基づいて配管容量を導出するようにしてもよい。双方の条件で配管容量を導出し、導出された２種類の配管容量を制御の局面にあわせて選択するようにしてもよい。あるいは、水温上昇時の時間差と水温降下時の時間差の平均値を利用して配管容量を導出してもよい。
【００１５】
給湯システムでは、所定温度が、水道水の温度と貯水の温度と間の温度に設定されていることが好ましい。
上記構成によると、各検出手段が検出する水温が、水道水の温度から貯水の温度に変化する過渡期、または貯水の温度から水道水の温度に変化する過渡期に上記所定温度に達する。単位時間当たりの温度変化幅が大きい過渡期に検出すると、各検出手段で検出される水温が上記所定温度に達した時期を、より正確に特定することができるため、各検出手段によって検出される水温が上記所定温度に達する時期の時間差をより正確に特定することができる。その結果、配管容量をより正確に導出することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の給湯システムによれば、給湯システムの配管容量が予め設定されていない場合であっても、暖房循環経路に水を充填する試運転時に、混合器から加熱部近傍までの配管容量を導出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施例の給湯システムの系統図。
【図２】実施例の試運転プログラムの実行手順を示すフローチャート。
【図３】実施例の温水モードの実行手順を示すフローチャート。
【図４】実施例の冷水モードの実行手順を示すフローチャート。
【図５】実施例の混合サーミスタと入水サーミスタの検出温度を示すタイミングチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に説明する実施例の技術的特徴を記載する。
（特徴１）温水モードでは、６０℃程度に設定された貯水が通水される。
【実施例１】
【００１９】
本発明の給湯システムを具現化した実施例を、図１〜図５を参照して説明する。図１は給湯システム１０の系統図であり、水及び熱媒の流れを矢印で示している。図１に示すように、給湯システム１０は、貯湯ユニット２０とヒートポンプユニット４０と熱源ユニット５０とコントローラ１１とを備えている。この給湯システム１０は、施工時に各ユニット２０，５０，４０を現場で接続することによって構築される。
【００２０】
ヒートポンプユニット４０では、圧縮機４１の吐出側と四方弁４２と第１熱交換器４３の熱媒流路４３ａと膨張弁４４と第２熱交換器４５と圧縮機４１の戻り側が、熱媒配管４６によって順に接続されており、熱媒がこの順に循環する。第１熱交換器４３は、熱媒流路４３ａと循環水流路４３ｂとを備えている。第２熱交換器４５の近傍にはファン４５ａが設置されている。第２熱交換器４５は、ファン４５ａによって送られる外気と熱媒の間で熱交換を行う。熱媒配管４６には、圧縮機４１の吐出側と四方弁４２との間と、膨張弁４４と第２熱交換器４５との間に除霜経路４７が接続されている。除霜経路４７には、除霜弁４７ａが設けられている。
第１熱交換器４３の循環水流路４３ｂの入口側には循環往路接続経路４８が接続されており、出口側には循環復路接続経路４９が接続されている。循環往路接続経路４８には、入口側サーミスタ４８ａが設けられており、循環復路接続経路４９には出口側サーミスタ４９ａが設けられている。入口側サーミスタ４８ａは、循環水流路４３ｂに流入する循環水の温度を検出し、出口側サーミスタ４９ａは、循環水流路４３ｂから流出する循環水の温度を検出する。なお実際には、各サーミスタ４８ａ，４９ａは水温に応じた検出信号を出力し、この信号がコントローラ１１に入力されることにより水温が検出される。以下においても、サーミスタやセンサが検出するという表現は、実際には、これらの検出信号がコントローラ１１に入力されることにより温度や水の流量を検出することを意味する。
【００２１】
貯湯ユニット２０は、貯湯槽２１と混合器２４とを備えている。貯湯槽２１の底部には、貯湯槽２１に水道水を給水する給水経路２２が接続されている。給水経路２２の水道水入口２２ａの近傍には、減圧弁２３が設けられている。給水経路２２には、減圧弁２３の下流側に混合器２４の混合給水経路２６が接続されている。混合給水経路２６には、給水制御弁２６ａが設けられている。減圧弁２３は、貯湯槽２１と混合器２４への給水圧力を調整する。貯湯槽２１内の温水が減少したり、給水制御弁２６ａが開いたりすると、減圧弁２３の下流側圧力が低下する。減圧弁２３は、下流側圧力が低下すると開き、その圧力を所定の調圧値に維持しようとする。このため、貯湯槽２１内の温水が減少したり、混合器２４の給水制御弁２６ａが開いたりすると、これらに水道水が給水される。
【００２２】
給水経路２２において、混合給水経路２６の接続部よりも下流側には、排水経路３１が接続されている。排水経路３１の途中には、排水弁３２が設けられている。排水弁３２は手動で開閉することができる。排水弁３２を開くと、貯湯槽２１内の水が排水経路３１を通じて外部に排水される。
【００２３】
貯湯槽２１の底部には、循環往路３３の一端が接続されており、貯湯槽２１の上部には、循環復路３４の一端が接続されている。循環往路３３の他端は、ヒートポンプユニット４０の循環往路接続経路４８に接続されており、循環復路３４の他端は、循環復路接続経路４９に接続されている。循環往路３３には、往路サーミスタ３６と循環ポンプ３７とが設けられている。往路サーミスタ３６は、貯湯槽２１から循環往路３３に流出した水の温度を検出する。循環ポンプ３７が駆動すると、貯湯槽２１の下部から循環往路３３に水が吸出され、この水が循環水流路４３ｂを流れて、循環復路３４を通じて貯湯槽２１の上部に戻される。このようにして、貯湯槽２１とヒートポンプユニット４０との間の循環経路が構成されている。循環復路３４の途中には、圧力開放経路３８が接続されており、圧力開放経路３８には、リリーフ弁３８ａが設けられている。リリーフ弁３８ａの開弁圧力は、減圧弁２３の調圧値よりも僅かに大きく設定されている。減圧弁２３の調圧が不能になった場合には、リリーフ弁３８ａが開き、貯湯槽２１内の圧力が耐圧可能な圧力を超えるのを防止する。貯湯槽２１では、その上端から所定量（例えば３０リットル）の箇所に上部サーミスタ３９が取り付けられている。上部サーミスタ３９は、貯湯槽２１上部の水温を検出する。
【００２４】
混合器２４は、温水制御弁２５ａと温水流量センサ２５ｂと温水サーミスタ２５ｃと給水流量センサ２６ｂと給水サーミスタ２６ｃと混合サーミスタ（第１検出手段）２７ａと、上記した給水制御弁２６ａを備えている。貯湯槽２１の上部には、混合器２４の温水経路２５が接続されている。温水経路２５には、温水制御弁２５ａと温水流量センサ２５ｂと温水サーミスタ２５ｃが設けられている。温水制御弁２５ａは、貯湯槽２１から温水経路２５へ流れる水の流量を調整する。温水流量センサ２５ｂ及び温水サーミスタ２５ｃは、温水経路２５を流れる水の流量及び温度を検出する。混合給水経路２６には、上記した給水制御弁２６ａと、給水流量センサ２６ｂと給水サーミスタ２６ｃとが設けられている。給水制御弁２６ａは、混合給水経路２６を流れる水道水の流量を調整する。給水流量センサ２６ｂと給水サーミスタ２６ｃは、混合給水経路２６を流れる水道水の流量及び温度を検出する。温水経路２５と混合給水経路２６とは合流して第１混合経路（混合水配管）２７に接続されている。第１混合経路２７には、第１混合経路２７を流れる混合水の温度を検出する混合サーミスタ２７ａが設けられている。
【００２５】
貯湯ユニット２０は、第１給湯経路２９を備えている。第１給湯経路２９には、給湯サーミスタ２９ａが設けられている。第１給湯経路２９の先端には、給湯栓８０が接続されている。給湯栓８０は、浴室、洗面所、台所等に配置されている（図１では、これら複数の給湯栓８０を１つで代表している）。第１混合経路２７の途中と第１給湯経路２９の途中は、給湯バイパス経路２８によって接続されている。給湯バイパス経路２８には、バイパス制御弁２８ａが設けられている。バイパス制御弁２８ａを開いた状態では、第１混合経路２７を流れた混合水が給湯バイパス経路２８へ流れ、バイパス制御弁２８ａを閉じた状態では、第１混合経路２７を流れた混合水が、後記する熱源ユニット５０の第２混合経路５２へ流れる。
【００２６】
熱源ユニット５０は、給湯器５１と暖房循環経路６１と風呂循環経路７１とを備えている。給湯器５１は、給湯熱交換器（加熱部）５３とバーナ５４等を備えている。給湯熱交換器５３の入口側は第２混合経路５２を介して貯湯ユニット２０の第１混合経路２７に接続されている。給湯熱交換器５３には、第２混合経路５２を通じて混合水が流入する。第２混合経路５２には、入水サーミスタ（第２検出手段）５２ａと給湯水量センサ５２ｂと水量サーボ５２ｃとが設けられている。入水サーミスタ５２ａと給湯水量センサ５２ｂは、それぞれ第２混合経路５２を流れる水の温度及び流量を検出する。水量サーボ５２ｃは、第２混合経路５２を流れる水の流量を調整する。ガス燃焼式のバーナ５４は、給湯熱交換器５３を加熱する。給湯熱交換器５３の出口側は第２給湯経路５５を介して第１給湯経路２９に接続されている。給湯熱交換器５３を流れた温水は第２給湯経路５５及び第１給湯経路２９を通じて給湯栓８０から給湯される。第２給湯経路５５には、給湯熱交換器５３の出口近傍に、缶体サーミスタ５６が設けられており、その下流側に出湯サーミスタ５７が設けられている。
【００２７】
第２混合経路５２における水量サーボ５２ｃの下流側と、第２給湯経路５５の缶体サーミスタ５６と出湯サーミスタ５７との間には、熱源機バイパス経路５８が接続されている。第２混合経路５２と熱源機バイパス経路５８との接続部には、熱源機バイパス制御弁５９が設けられている。熱源機バイパス制御弁５９の開度を調整することによって、第２混合経路５２を流れる水の一部が熱源機バイパス経路５８に流れ、その水の流量が調整される。
【００２８】
暖房循環経路６１は、シスターン６２と第１暖房熱交換器６３ｃと第２暖房熱交換器６６ｃとバーナ６９等を備えている。給湯器５１の第２混合経路５２では、入水サーミスタ５２ａの取り付け位置の下流側に充填経路６０の一端が接続されている。充填経路６０の他端は、シスターン６２の内部に位置している。充填経路６０には補給水電磁弁６０ａが設けられている。補給水電磁弁６０ａが開くと、第１混合経路２７及び第２混合経路５２を流れる混合水が充填経路６０を通じてシスターン６２に供給される。
【００２９】
シスターン６２の底部には、第１暖房経路６３の一端が接続されている。第１暖房経路６３の途中には、第２暖房経路６４が接続されており、シスターン６２の底部から第１暖房経路６３に流出した温水が、第２暖房経路６４を通じて床暖房機に供給される。また、第１暖房経路６３には、暖房ポンプ６３ａと暖房低温サーミスタ６３ｂとが設けられている。暖房ポンプ６３ａが駆動すると、暖房循環経路６１に水が循環する。暖房低温サーミスタ６３ｂは、シスターン６２から流出して床暖房機に供給される水の温度を検出する。また、第１暖房経路６３の他端は、第１暖房熱交換器６３ｃの入口側に接続されており、第１暖房熱交換器６３ｃには、第１暖房経路６３を通じて水が流入する。第１暖房熱交換器６３ｃの出口側には、第３暖房経路６５が接続されている。第３暖房経路６５には、暖房高温サーミスタ６５ａが設けられている。暖房高温サーミスタ６５ａは、第３暖房経路６５を流れる温水の温度を検出する。第１暖房熱交換器６３ｃで加熱された温水は、第３暖房経路６５を流れて浴室暖房機に供給される。
【００３０】
また、シスターン６２の底部には、第１暖房戻り経路６６が接続されている。第１暖房戻り経路６６は、第２暖房熱交換器６６ｃの出口側に接続されており、第２暖房熱交換器６６ｃの入口側は第２暖房戻り経路６７に接続されている。床暖房機や浴室暖房機を流れた水は、第２暖房戻り経路６７を通じて第２暖房熱交換器６６ｃを流れ、第１暖房戻り経路６６を通じてシスターン６２に戻る。第３暖房経路６５の途中と第１暖房戻り経路６６の途中は、暖房バイパス経路６８で接続されている。暖房バイパス経路６８には、暖房バイパス制御弁６８ａが設けられている。浴室暖房機が使用されない場合には、暖房バイパス制御弁６８ａが開状態となり、第１暖房熱交換器６３ｃで加熱された温水は、暖房バイパス経路６８から第１暖房戻り経路６６を流れてシスターン６２に戻る。
【００３１】
第３暖房経路６５の途中と第２暖房戻り経路６７の途中には、追い焚き経路７８が接続されている。第３暖房経路６５において、追い焚き経路７８の接続位置には、追い焚き流量制御弁７８ａが設けられている。また、追い焚き経路７８の途中には、追い焚き熱交換器７６が設けられている。追い焚き熱交換器７６は、第１流路７６ａと第２流路７６ｂとを流れる流体の間で熱交換が行われるものであり、追い焚き経路７８の途中に第１流路７６ａが接続されている。
【００３２】
風呂循環経路７１は、浴槽７２と追い焚き熱交換器７６の第２流路７６ｂとの間で風呂湯を循環させるものである。風呂循環経路７１の両端は、風呂の浴槽７２内に接続されている。風呂循環経路７１には、風呂ポンプ７３と水流スイッチ７４と風呂戻りサーミスタ７５と追い焚き熱交換器７６の第２流路７６ｂと風呂往きサーミスタ７７とが順に設けられている。風呂ポンプ７３が駆動すると、浴槽７２内の湯が実線矢印に示すように、風呂循環経路７１を流れ、追い焚き熱交換器７６の第２流路７６ｂを流れる際に、第１流路７６ａを流れる温水に加熱される。風呂戻りサーミスタ７５は、浴槽７２から風呂循環経路７１に流入した風呂湯の温度を検出するものであり、風呂往きサーミスタ７７は、追い焚き熱交換器７６で加熱された後の風呂湯の温度を検出するものである。風呂循環経路７１において、風呂戻りサーミスタ７５と追い焚き熱交換器７６との間と、第２給湯経路５５の出湯サーミスタ５７の下流側とは、湯張り経路７０が接続されている。湯張り経路７０には、湯張り弁７０ａと湯張り量センサ７０ｂとが設けられている。湯張り弁７０ａを開くと、給湯熱交換器５３を流れた温水が、破線矢印に示すように、湯張り経路７０及び風呂循環経路７１を通じて浴槽７２に供給される。
【００３３】
コントローラ１１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えている。ＲＯＭ（記憶手段）には試運転プログラムと利用運転プログラムとが格納されている。ＲＡＭには、コントローラ１１に入力される各種信号や、ＣＰＵが処理を実行する過程で生成される種々のデータが一時的に記憶される。詳細には、ＲＡＭには、上記した各種のサーミスタ２５ｃ，２６ｃ，２７ａ，２９ａ，３６，４８ａ，４９ａ，５２ａ，５６，５７，６３ｂ，６５ａ，７５，７７，水量センサ２５ｂ，２６ｂ，５２ｂ，７０ｂ及び水流スイッチ７４の検出信号が入力され、これらの情報が一時的に記憶される。コントローラ１１では、ＣＰＵ（制御手段）がＲＯＭやＲＡＭに記憶される情報に基づいて、貯湯ユニット２０及び熱源ユニット５０の各制御弁やヒートポンプユニット４０の各種機器等に対して駆動信号を出力する。また、リモコン１３には、給湯システム１０を操作するためのスイッチやボタン、給湯システム１０の動作状態を表示する液晶表示器等が設けられており、リモコン１３で設定された情報がコントローラ１１に入力される。コントローラ１１は、給湯システム１０の給湯、暖房及び風呂の熱源が利用される利用運転と、試運転とを行うように制御する。なお、給湯システム１０では、施工時に試運転が行われ、その後に利用運転が行われるが、ここでは、利用運転から先に説明する。
【００３４】
（熱源利用運転時の動作）
給湯システム１０では、給湯、暖房及び風呂の熱源を利用する利用運転が行われる。コントローラ１１は、利用運転を制御する。
利用運転プログラムでは、
（１）ヒートポンプユニット４０によって貯湯槽２１の水を加熱して高温の温水とし、この温水を貯湯槽２１に貯湯し；
（２）混合器２４で貯湯槽２１の貯水と水道水とを混合して給湯設定温度の混合水となるように調整し；
（３）混合器２４で給湯設定温度に調整された混合水を給湯バイパス経路２８を通じて給湯栓８０から給湯する第１給湯運転と、混合器２４で給湯設定温度よりも低い温度に調整された混合水を給湯器５１の給湯熱交換器５３を通過する際に加熱して給湯栓８０から給湯する第２給湯運転を行い;
（４）混合器２４で湯張り設定温度に調温された混合水、または給湯器５１の給湯熱交換器５３で加熱された温水を風呂の浴槽７２に給湯し；
（５）暖房循環経路６１に水を循環させて床暖房機及び浴室暖房機に温水を供給するとともに、風呂の浴槽の水を追い焚き熱交換器７６によって加熱する。
【００３５】
まず、ヒートポンプユニット４０を稼動することによって、貯湯槽２１に高温の水が貯湯される。ヒートポンプユニット４０では、圧縮機４１で圧縮された熱媒が、第１熱交換器４３の熱媒流路４３ａを流れる際に循環水流路４３ｂを流れる循環水を加熱する。熱媒流路４３ａから流出した熱媒は、膨張弁４４で膨張して冷却され、第２熱交換器４５を流れる際に外気から吸熱して昇温する。昇温した熱媒が圧縮機４１に流入して再び圧縮されることによってさらに昇温する。
また、ヒートポンプユニット４０では、破線矢印に示すように、第２熱交換器４５を除霜するため、一時的に除霜弁４７ａが開いて圧縮機４１から吐出した高温の熱媒が、除霜経路４７を通じて第２熱交換器４５を流れるようにする。
【００３６】
貯湯ユニット２０では、循環ポンプ３７が作動し、貯湯槽２１内の水が貯湯槽２１の底部から循環往路３３に吸出される。循環往路３３に吸出された水は、ヒートポンプユニット４０の第１熱交換器４３の循環水流路４３ｂを通過する際に加熱されて温度上昇する。温度上昇した温水は、循環復路３４を流れて貯湯槽２１の上部に戻される。この循環が行われることによって、貯湯槽２１では、冷水層の上部に高温層が積層した温度成層が形成される。貯湯槽２１に高温の温水が戻され続けると、高温層の厚さ（深さ）は次第に大きくなり、フルに蓄熱された状態では、貯湯槽２１の全体に高温の温水が貯まった状態になる。貯湯槽２１にフルに蓄熱が行われていなくても、温度成層が形成されることにより、貯湯槽２１の上部に接続されている温水経路２５には、高温の温水が送り出される。
【００３７】
第１給湯運転及び第２給湯運転は以下のようにして行われる。貯湯槽２１の上部サーミスタ３９の検出水温が、リモコン１３で設定されている給湯設定温度よりも高い基準温度以上である場合には、第１給湯運転が行われる。第１給湯運転では、コントローラ１１がバイパス制御弁２８ａを開状態とし、水量サーボ５２ｃを全閉状態とする。コントローラ１１は、混合サーミスタ２７ａで検出される水温が給湯設定温度となるように、温水制御弁２５ａの開度と給水制御弁２６ａの開度を調整する。給湯設定温度に調整された混合水は、第１混合経路２７を流れた後に、給湯バイパス経路２８及び第１給湯経路２９を通じて給湯栓８０から給湯される。
貯湯槽２１の温水で浴槽に湯張りできる場合には、バイパス制御弁２８ａを閉じ、水量サーボ５２ｃと熱源機バイパス制御弁５９と湯張り弁７０ａを開き、混合器２４によって調温された温水を浴槽７２に送りこむ。
【００３８】
一方、上部サーミスタ３９の検出水温が基準温度未満である場合には、第２給湯運転が行われる。第２給湯運転では、コントローラ１１が、バイパス制御弁２８ａを全閉状態とし、水量サーボ５２ｃを所定開度に設定する。コントローラ１１は、混合サーミスタ２７ａで検出される水温が給湯設定温度よりも低い温度となるように、温水制御弁２５ａの開度と給水制御弁２６ａの開度を調整する。給湯設定温度よりも低い温度に調整された混合水は、第１混合経路２７を流れ、熱源ユニット５０の第２混合経路５２を流れて給湯熱交換器５３に流入し、バーナ５４により加熱される。給湯熱交換器５３では、給湯熱交換器５３の出口に設けられている缶体サーミスタ５６で検出される水温が６０℃以上となるように制御される。これにより、配管に結露水が発生することを抑制することができる。給湯設定温度が６０℃よりも低い場合には、出湯サーミスタ５７で検出される水温が給湯設定温度となるように、熱源機バイパス制御弁５９の開度が制御される。第２混合経路５２を流れる混合水の一部が熱源機バイパス経路５８を通じて第２給湯経路５５に流入し、給湯熱交換器５３を流れた６０℃以上の水と給湯熱交換器５３を流れていない低温の水とが混合されて給湯設定温度の水となる。このようにして、給湯設定温度に調温された水が、第２給湯経路５５と第１給湯経路２９を通じて給湯栓８０から給湯される。これにより、第１給湯運転中に貯湯槽２１に貯湯しておいた温水を消費しつくした場合にも、給湯設定温度に調温された温水を給湯し続けることができる。浴槽７２に湯張り運転する場合は、湯張り弁７０ａを開き、給湯器５１によって調温された温水を浴槽７２に送りこむ。
【００３９】
第１給湯運転と第２給湯運転とを切り換える場合、コントローラ１１は、バーナ５４を以下のように制御する。第１給湯運転から第２給湯運転への切り換えが行われる場合には、コントローラ１１は、消火している状態のバーナ５４に点火指令を出力する。コントローラ１１は、給湯設定温度よりも低い温度の混合水が給湯熱交換器５３まで移動したタイミングでバーナ５４を点火させる。すなわち、混合器２４によって温度を低下させた後に流れた給湯量が、混合器２４から給湯熱交換器５３近傍までの配管容量に等しくなったタイミングでバーナ５４を点火する。本実施例では、混合器２４から給湯熱交換器５３近傍までの配管容量として、混合サーミスタ２７ａから入水サーミスタ５２ａまでの配管容量を用いる。詳細には、バーナ５４の点火時期は、後記する降温時配管容量Ｖｗを用いて決定する。なお実際には、バーナ５４の点火指令から点火が開始されるまでにプリパージ動作が行われるため、コントローラ１１では、このプリパージ動作に要する期間をも考慮して、バーナ５４に点火指令を出力する。
【００４０】
一方、第２給湯運転から第１給湯運転への切り換えが行われる場合には、コントローラ１１は、点火している状態のバーナ５４を消火する。コントローラ１１は、給湯設定温度の混合水が給湯熱交換器５３近傍まで移動したタイミングでバーナ５４を消火する。すなわち、混合器２４によって混合される混合水の温度を上昇させて給湯設定温度とした後に流れた給湯量が、混合器２４から給湯熱交換器５３近傍までの配管容量に等しくなったタイミングでバーナ５４を消火（加熱運転を停止）する。詳細には、バーナ５４の消火時期は、後記する昇温時配管容量Ｖｈを用いて決定する。バーナ５４は、コントローラ１１から消火指令が出力されたタイミングで消火する。
【００４１】
リモコン１３に浴槽７２の湯張り要求が入力されると、コントローラ１１は、湯張り弁７０ａを開いて浴槽７２に給湯する。第２給湯経路５５から湯張り経路７０を流れた湯は、破線矢印に示すように、風呂循環経路７１を通じて浴槽７２に給湯される。リモコン１３の湯張り設定温度に応じた湯が浴槽７２に給湯される。
【００４２】
また、リモコン１３に床暖房の利用要求が入力されると、暖房ポンプ６３ａが駆動し、シスターン６２から第１暖房経路６３を流れた温水が、第２暖房経路６４を通じて床暖房機に供給される。床暖房機に供給される温水は、６０℃程度であり、暖房低温サーミスタ６３ｂによって床暖房機に供給される温水の温度が検出される。また、リモコン１３に浴室暖房の利用要求が入力されると、暖房ポンプ６３ａが駆動し、シスターン６２から流出した温水が第１暖房熱交換器６３ｃで加熱され、第３暖房経路６５を通じて浴室暖房機に供給される。浴室暖房機に供給される温水の温度は、７０〜８０℃であり、暖房高温サーミスタ６５ａで検出される温度が７０〜８０℃となるように制御されている。床暖房の利用要求があって、浴室暖房の利用要求がないときは、暖房バイパス制御弁６８ａが開状態となり、第１暖房熱交換器６３ｃで加熱された温水が、暖房バイパス経路６８及び第１暖房戻り経路６６を通じてシスターン６２に戻る。床暖房機及び浴室暖房機を流れた温水は、第２暖房戻り経路６７を流れて第２暖房熱交換器６６ｃに流入し、第２暖房熱交換器６６ｃで加熱された後に、第１暖房戻り経路６６を通じてシスターン６２に流入する。
【００４３】
また、リモコン１３に風呂の追い焚き要求が入力されると、風呂ポンプ７３が駆動して、浴槽７２の湯が風呂循環経路７１を循環する。また、追い焚き流量制御弁７８ａの開度が調整され、第１暖房熱交換器６３ｃで加熱された温水が第３暖房経路６５から追い焚き経路７８へと流れる。風呂循環経路７１を流れる風呂湯と追い焚き経路７８を流れる温水とが追い焚き熱交換器７６で熱交換し、風呂循環経路７１を流れる風呂湯が加熱される。
【００４４】
（試運転時の動作）
上記のように、本実施例の給湯システム１０では、第１給湯運転と第２給湯運転との切り換えの際に、混合サーミスタ２７ａから入水サーミスタ５２ａまでの配管容量に基づいてバーナ５４の点火時期及び消火時期を決定する。本実施例の給湯システム１０は、貯湯ユニット２０と熱源ユニット５０を現場で接続して構築しているため、混合サーミスタ２７ａから入水サーミスタ５２ａまでの配管容量が予め設定されていない。一方、本実施例では、暖房循環経路６１を備えているため、給湯システム１０の施工時に、暖房循環経路６１に水を充填する試運転が行われる。そこで、本実施例では、この試運転を利用して、上記配管容量を導出するようにしている。
【００４５】
試運転プログラムは、
（１）混合器２４から流出した混合水を充填経路６０を通じて暖房循環経路６１に供給する間に、
（２）混合器２４の混合比を変化させ；
（３）混合サーミスタ２７ａによって検出される水温が所定温度に達する時期と入水サーミスタ５２ａによって検出される水温が所定温度に達する時期との時間差を特定し；
（４）混合器２４の混合比を変化させた後の水の流量を特定し；
（５）（３）で特定した時間差と、（４）で特定した流量から、混合器２４の出口近傍から給湯熱交換器５３近傍までの配管容量を導出する処理である。
図２〜図５は、試運転プログラムの実行手順を示すフローチャートである。コントローラ１１は、図２〜図５に示すフローチャートに従って給湯システム１０の試運転を実行する。図５は、試運転プログラム実行中の混合サーミスタ２７ａの検出温度（実線Ａ）と入水サーミスタ５２ａの検出温度（破線Ｂ）を示すタイミングチャートである。
【００４６】
図２に示すように、試運転プログラムがスタートすると、まずステップＳ１において、試運転開始条件が成立したか否かが判定される。試運転開始条件の一つには、貯湯槽２１の上部サーミスタ３９の検出水温が所定の高温度（例えば、６０℃以上）となることが挙げられる。貯湯槽２１の温水の貯湯は、利用運転時と同様に、ヒートポンプユニット４０を稼動することにより行われる。もう一つの試運転開始条件には、試運転スイッチ１６がＯＮ状態であることが挙げられる。図１に示すように、コントローラ１１には試運転スイッチ１６が設けられている。試運転を実行する際には、施工者によって試運転スイッチ１６がＯＮ状態に設定される。なお、コントローラ１１には、表示画面１７が設けられており、試運転プログラムが実行中であるといった表示がなされる。試運転スイッチ１６は、施工時やメンテナンスの際に施工業者によってのみ利用される。試運転スイッチ１６をリモコン１３に設けていないため、利用者が給湯システムの利用時等に試運転スイッチ１６を押すことを回避することができる。ステップＳ１の判定は、これらの試運転開始条件が成立するまで繰り返し実行される。
【００４７】
試運転開始条件が成立していると判定されると、ステップＳ２に移り温水モードが実行される。温水モードは、詳細には、図３に示すフローチャートに従って実行される。温水モードがスタートすると、ステップＳ２１に移り、混合器２４で貯湯槽２１からの貯水と水道水とが１：０の混合比で混合され、混合器２４で調整される混合水の全てが貯水となるように制御される。詳細には、温水制御弁２５ａが全開状態に設定され、給水制御弁２６ａが全開状態に設定される。また、ステップＳ２１では、バイパス制御弁２８ａが全閉状態に設定される。これにより、図１の混合器２４では、第１混合経路２７を流れた混合水（貯水）が第２混合経路５２へと流れる。次にステップＳ２２に移り、暖房循環経路６１への給水が開始される。詳細には、補給水電磁弁６０ａが開状態となる。第１混合経路２７から第２混合経路５２を流れた貯水が、充填経路６０を通じてシスターン６２に供給され、シスターン６２に給水される。このようにしてシスターン６２に供給される水が、暖房の利用運転時に暖房循環経路６１を循環する。図５の縦軸は温度を示し、横軸は時間を示し、グラフＡは混合サーミスタ２７ａの検出温度の時間変化を示し、グラフＢは入水サーミスタ５２ａの検出温度の時間変化を示している。図５に示すように、時期ｔ１に温水モードが開始されると、第１混合経路２７から第２給湯経路５５に温水が流れることによって、混合サーミスタ２７ａの検出温度と入水サーミスタ５２ａの検出温度が徐々に上昇する。
【００４８】
次に、ステップＳ２３に移り、混合サーミスタ２７ａで検出される水温が、第１所定温度Ｔ１以上となったか否かが判定される。第１所定温度Ｔ１は、貯水の温度よりも１０℃低い温度に設定される。例えば、貯水の温度が６０℃であれば、第１所定温度Ｔ１は５０℃に設定されている。ステップＳ２３の判定は、混合サーミスタ２７ａで検出される水温が第１所定温度Ｔ１以上となるまで繰り返し行われる。図５に示すように、時期ｔｈ１に、混合サーミスタ２７ａで検出される水温が第１所定温度Ｔ１に達すると、図３のステップＳ２３で、混合サーミスタ２７ａで検出される水温が第１所定温度Ｔ１以上となったと判定される。この判定によりステップＳ２４に移り、この時期ｔｈ１を温水第１時期ｔｈ１として記憶する。
【００４９】
次にステップＳ２５に移り、入水サーミスタ５２ａで検出される水温が、第１所定温度Ｔ１以上になったか否かが判定される。ステップＳ２５の判定は、入水サーミスタ５２ａで検出される水温が第１所定温度Ｔ１以上となるまで繰り返し行われる。図５に示すように、時期ｔｈ２に入水サーミスタ５２ａで検出される水温が第１所定温度Ｔ１に達すると、図４のステップＳ２５で、入水サーミスタ５２ａで検出される水温が第１所定温度Ｔ１以上となったと判定される。この判定によりステップＳ２６に移り、この時期ｔｈ２を温水第２時期ｔｈ２として記憶する。その後、ステップＳ２７に移り、温水第１時期ｔｈ１と温水第２時期ｔｈ２との時間差Δ（ｔｈ２−ｔｈ１）が算出される。
【００５０】
温水モードでは、第１混合経路２７から第２混合経路５２に貯水を流すようにしているが、ステップＳ２３及びＳ２５では、混合サーミスタ２７ａ及び入水サーミスタ５２ａで検出される水温が貯水の温度になったか否かを判定するのではなく、貯水の温度よりも１０℃低い第１所定温度Ｔ１となったか否かを判定している。したがって、図５に示すように、混合サーミスタ２７ａ及び入水サーミスタ５２ａが検出する水温が、試運転開始前の配管温度から貯水の温度に変化する過渡期に第１所定温度Ｔ１に達する。単位時間当たりの温度変化幅が大きな過渡期に現れる第１所定温度Ｔ１を利用して時期を特定するために、混合サーミスタ２７ａ及び入水サーミスタ５２ａが検出する水温が第１所定温度Ｔ１に達した時期をより正確に特定することができる。そのため、温水第１時期ｔｈ１と温水第２時期ｔｈ２との時間差Δ（ｔｈ２−ｔｈ１）もより正確に特定することができる。
【００５１】
また、温水モードでは、混合水の全てを貯水としており、第１混合経路２７から第２混合経路５２までに、例えば６０℃程の高温の水を流通させることができる。第１混合経路２７から第２混合経路５２までに高温の水を流通させることができるため、混合サーミスタ２７ａと入水サーミスタ５２ａの検出水温を大きく変化させることができる。したがって、混合サーミスタ２７ａと入水サーミスタ５２ａの検出水温が第１所定温度Ｔ１となった時期を、より正確に特定することができる。
【００５２】
時間差Δ（ｔｈ２−ｔｈ１）が特定された後は、ステップＳ２８に移り、昇温時配管容量Ｖｈが導出される。昇温時配管容量Ｖｈは、温水時間差Δ（ｔｈ２−ｔｈ１）に試運転時の流量を乗算することによって導出される。温水モードでは、貯水のみが第１混合経路２７及び第２混合経路５２を流れるため、温水時間差Δ（ｔｈ２−ｔｈ１）と温水流量センサ２５ｂによって検出される流量とを乗算することによって、昇温時配管容量Ｖｈが導出される。なお、混合サーミスタ２７ａから入水サーミスタ５２ａまでの配管容量は、混合サーミスタ２７ａから入水サーミスタ５２ａまでの配管を流れる水の温度が上昇する場合でも下降する場合でも一定の容量である。しかしながら、水温上昇時と下降時とで配管を流れる放熱量などが異なる場合があり、これらの要因が配管容量の導出に影響を与える場合もある。従って、本実施例では、昇温時配管容量Ｖｈと後記する降温時配管容量Ｖｗとを個別に導出するようにしている。
【００５３】
温水モードで導出される昇温時配管容量Ｖｈは、上記した給湯システム１０の熱源の利用運転時において、第２給湯運転から第１給湯運転に変更される際に、バーナ５４の消火時期を決定するために用いられる。すなわち、第２給湯運転では、混合器２４から流出する水の温度が給湯設定温度よりも低く、混合器２４から流出した水が給湯熱交換器５３を流れる際に加熱される。貯湯槽２１の上部サーミスタ３９の検出水温が上昇し、給湯設定温度よりも高い基準温度以上になると、混合器２４から流出する水の温度が上昇して給湯設定温度に達し、バーナ５４が消火されて第１給湯運転に切り換わる。試運転プログラムで温水モードが実行されることによって、混合サーミスタ２７ａと入水サーミスタ５２ａの検出温度が上昇する状況は、第２給湯運転から第１給湯運転への切り換え時に配管を流れる水の温度が上昇することによって混合サーミスタ２７ａと入水サーミスタ５２ａの検出水温が上昇する状況と類似している。したがって、バーナ５４の消火時期を決定するにあたって、この昇温時配管容量Ｖｈを用いることにより、消火時期を適切に決定することができる。
【００５４】
図２において、ステップＳ２の温水モードが終了すると、次に、ステップＳ３に移り、冷水モードを実行する。冷水モードは、詳細には、図４に示すフローチャートに従って実行される。冷水モードが開始されると、ステップＳ３１に示すように、混合器２４で貯湯槽２１からの貯水と水道水との混合比が０：１となるように制御される。すなわち、温水制御弁２５ａを全閉状態に制御し、給水制御弁２６ａを全開状態に制御する。これにより、第１混合経路２７から第２混合経路５２には、混合水としての水道水が流れる。図５では、時期ｔ２に冷水モードが開始されている。
【００５５】
次に、ステップＳ３２に移り、混合サーミスタ２７ａで検出される水温が、第２所定温度Ｔ２以下となったか否かが判定される。第２所定温度Ｔ２は、給水サーミスタ２６ｃで検出される水温よりも５℃高い温度、すなわち、水道水の温度Ｔｗよりも５℃高い温度に設定される。ステップＳ３２の判定は、混合サーミスタ２７ａで検出される水温が第２所定温度Ｔ２以上となるまで繰り返し行われる。図５に示すように、時期ｔｗ１に、混合サーミスタ２７ａで検出される水温が第２所定温度Ｔ２に達すると、図４のステップＳ３２で、混合サーミスタ２７ａで検出される水温が第２所定温度Ｔ２以下となったと判定される。これにより、ステップＳ３３に移り、この時期ｔｗ１を冷水第１時期ｔｗ１として記憶する。
【００５６】
次にステップＳ３４に移り、入水サーミスタ５２ａで検出される水温が、第２所定温度Ｔ２以下となったか否かが判定される。ステップＳ３４の判定は、入水サーミスタ５２ａで検出される水温が第２所定温度Ｔ２以下となるまで繰り返し行われる。図５に示すように、時期ｔｗ２に入水サーミスタ５２ａで検出される水温が第２所定温度Ｔ２に達すると、入水サーミスタ５２ａで検出される水温が第２所定温度Ｔ２以下となったと判定される。これにより、ステップＳ３５に移り、この時期ｔｗ２を冷水第２時期ｔｗ２として記憶する。その後、ステップＳ３６に移り、冷水第１時期ｔｗ１と冷水第２時期ｔｗ２との時間差Δ（ｔｗ２−ｔｗ１）が算出される。
【００５７】
冷水モードでは、第１混合経路２７から第２給湯経路５５に水道水を流すようにしているが、ステップＳ３２及びＳ３４では、混合サーミスタ２７ａ及び入水サーミスタ５２ａで検出される水温が水道水の温度Ｔｗ（給水サーミスタ２６ｃで検出される水温）になったか否かを判定するのではなく、水道水の温度Ｔｗよりも５℃高い第２所定温度Ｔ２となったか否かを判定している。したがって、図５に示すように、混合サーミスタ２７ａ及び入水サーミスタ５２ａが検出する水温が、給湯設定温度から水道水の温度Ｔｗに変化する過渡期に第２所定温度Ｔ２に達する。単位時間当たりの温度変化幅が大きな過渡期に現れる第２所定温度Ｔ２を利用して時期を特定するために、混合サーミスタ２７ａ及び入水サーミスタ５２ａが検出する水温が第２所定温度Ｔ２に達した時期を正確に特定することができる。そのため、冷水第１時期ｔｗ１と冷水第２時期ｔｗ２との冷水時間差Δ（ｔｗ２−ｔｗ１）も正確に特定することができる。
【００５８】
時間差Δ（ｔｈ２−ｔｈ１）が特定された後は、ステップＳ３７に移り、降温時配管容量Ｖｗが導出される。降温時配管容量Ｖｗは、冷水時間差Δ（ｔｗ２−ｔｗ１）に混合水の流量を乗算することによって導出される。冷水モードでは、第１混合経路２７から第２混合経路５２にかけて水道水のみが流れるため、給水流量センサ２６ｂで検出される流量を混合水の流量として用いることができる。すなわち、冷水時間差Δ（ｔｗ２−ｔｗ１）と給水流量センサ２６ｂで検出される流量とを乗算して降温時配管容量Ｖｗが導出される。この降温時配管容量Ｖｗは、給湯の利用運転で第１給湯運転から第２給湯運転に変更される際に、バーナ５４の点火時期を決定するために用いられる。すなわち、第１給湯運転では、混合器２４から流出する水の温度が給湯設定温度であり、貯湯槽２１の上部サーミスタ３９の検出水温が低下すると、混合器２４から流出する混合水の温度も低下して給湯設定温度よりも低くなるため、バーナ５４が点火される。試運転プログラムで温水モードから冷水モードへと切り換えると、第１混合経路２７と第２混合経路５２には、高温の貯水が流れる状態から水道水が流れる状態へと変化するため、これらの配管を流れる混合水の温度が低下する。この状況は、第１給湯運転から第２給湯運転への切り換えの状態と類似している。したがって、バーナ５４の点火時期を決定するにあたり、この降温時配管容量Ｖｗを用いることにより、点火時期を適切に決定することができる。以上のようにして、冷水モードが終了する。
【００５９】
図２の試運転プログラムでは、冷水モードが終了すると、ステップＳ４に移り、暖房循環経路６１への給水が終了したか否かが判定される。この判定は、暖房循環経路６１への給水が終了するまで繰り返され、暖房循環経路６１への給水が終了すると判定されると、試運転プログラムが終了する。
【００６０】
本実施例では、暖房循環経路６１に給水する試運転を利用して、混合サーミスタ２７ａから入水サーミスタ５２ａまでの配管容量として、昇温時配管容量Ｖｈ及び降温時配管容量Ｖｗが導出される。そして、熱源の給湯を利用する運転時には、昇温時配管容量Ｖｈを用いてバーナ５４の消火時期を決定し、降温時配管容量Ｖｗを用いてバーナ５４の点火時期を決定するようにしている。特に、本実施例では、施工時に貯湯ユニット２０と熱源ユニット５０とを組み立てるため、その配管容量を予め把握することができない。しかしながら、本実施例によれば、利用者が給湯システムを利用するのに先立って、混合器２４の出口近傍から給湯熱交換器５３近傍までの配管容量を導出することができる。したがって、利用者が給湯システム１０を利用する際には、既に導出されている配管容量に基づいて給湯熱交換器５３を加熱するバーナ５４の点火及び消火時期を適切に決定することができる。
【００６１】
（その他の実施例）
上記実施例では、試運転時に、温水モードと冷水モードとを１回ずつ実行するようにしている。しかしながら、温水モードと冷水モードとを複数回実行するようにしてもよい。複数回実行する場合には、複数回の温水モードで導出される昇温時配管容量Ｖｈを平均化した値を、給湯の利用運転時にバーナ５４の消火時期を決定するために用いるようにし、複数回の冷水モードで導出される降温時配管容量Ｖｗを平均化した値を、給湯の利用運転時のバーナ５４の点火時期を決定するために用いるようにしてもよい。また、昇温時配管容量Ｖｈと降温時配管容量Ｖｗを、バーナ５４の点火時期及び消火時期の決定にあたって使い分ける必要はなく、昇温時配管容量Ｖｈと降温時配管容量Ｖｗを平均化した値をこれらの時期を決定するための配管容量として用いるようにしてもよい。
【００６２】
上記実施例の試運転プログラムでは、温水制御弁２５ａを全開としたときに温水流量センサ２５ｂで検出される流量、又は給水制御弁２６ａを全開としたときに給水流量センサ２６ｂで検出される流量を配管容量の導出に用いるようにしている。しかしながら、これらの制御弁２５ａ，２６ａを全開とすることなく、例えば、温水流量センサ２５ｂで検出される流量が所望の流量となるように温水制御弁２５ａの開度を調整するようにしてもよいし、給水流量センサ２６ｂで検出される流量が所望の流量となるように給水制御弁２６ａの開度を調整するようにしてもよい。また、充填経路６０の一端を、第２混合経路５２の給湯水量センサ５２ｂの下流側に接続し、暖房循環経路６１に供給される混合水の流量を給湯水量センサ５２ｂによって検出することができる。
【００６３】
また、試運転時の混合水の流量を、シャワー流量に設定するようにしてもよい。シャワー利用時には、給湯される水の温度が安定していることが特に要求される。シャワー流量に設定することによって、給湯温度の安定化が要求される状況と同じ流量の水を通水することによって配管容量を導出することができる。したがって、導出される配管容量に基づいてバーナの点火時期や消火時期を決定すれば、給湯される水の温度が安定していることが特に要求される状況で、給湯される水の温度を安定させることができる。
また、上記実施例の試運転プログラムでは、第１混合経路２７、第２混合経路５２及び充填経路６０にかけて、貯水のみ又は水道水のみを通水するようにしているが、貯水と水道水の双方を含む混合水を通水するようにしてもよい。
【００６４】
上記実施例の試運転プログラムでは、試運転開始条件が成立すると、貯水を通水する温水モードを実行するようにしている。しかしながら、温水モードに先立って、第１混合経路２７、第２混合経路５２及び充填経路６０に水道水を通水するようにしてもよい。この場合、第１混合経路２７及び第２混合経路５２の配管温度が、周囲の環境などの影響を受けて均一でない場合でも、水道水を通水することにより均一化させることができる。したがって、混合サーミスタ２７ａ及び入水サーミスタ５２ａで検出される初期温度を均一化させた後に、温水モードを実行することができる。
【００６５】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本実施例では、充填経路６０が給湯熱交換器５３よりも上流側で混合経路から分岐しているが、給湯熱交換器５３よりも下流側で混合経路から分岐してもよい。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は、複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００６６】
１０：給湯システム
１１：コントローラ
１３：リモコン
１６：試運転スイッチ
１７：表示画面
２０：貯湯ユニット
２１：貯湯槽
２２：給水経路
２２ａ：水道水入口
２３：減圧弁
２４：混合器
２５：温水経路
２５ａ：温水制御弁
２５ｂ：温水流量センサ
２５ｃ：温水サーミスタ
２６：混合給水経路
２６ａ：給水制御弁
２６ｂ：給水流量センサ
２６ｃ：給水サーミスタ
２７：第１混合経路
２７ａ：混合サーミスタ
２８：給湯バイパス経路
２８ａ：バイパス制御弁
２９：給湯経路
２９ａ：給湯サーミスタ
３１：排水経路
３２：排水弁
３３：循環往路
３４：循環復路
３６：往路サーミスタ
３７：循環ポンプ
３８：圧力開放経路
３８ａ：リリーフ弁
３９：上部サーミスタ
４０：ヒートポンプユニット
４１：圧縮機
４２：四方弁
４３：第１熱交換器
４３ａ：熱媒流路
４３ｂ：循環水流路
４４：膨張弁
４５：第２熱交換器
４５ａ：ファン
４６：熱媒配管
４７：除霜経路
４７ａ：除霜弁
４８：循環往路接続経路
４８ａ：入口側サーミスタ
４９：循環復路接続経路
４９ａ：出口側サーミスタ
５０：熱源ユニット
５１：給湯器
５２：第２混合経路
５２ａ：入水サーミスタ
５２ｂ：給湯水量センサ
５２ｃ：水量サーボ
５３：給湯熱交換器
５４：バーナ
５５：給湯経路
５６：缶体サーミスタ
５７：出湯サーミスタ
５８：熱源機バイパス経路
５９：熱源機バイパス制御弁
６０：充填経路
６０ａ：補給水電磁弁
６１：暖房循環経路
６２：シスターン
６３：第１暖房経路
６３ａ：暖房ポンプ
６３ｂ：暖房低温サーミスタ
６３ｃ：第１暖房熱交換器
６４：第２暖房経路
６５：第３暖房経路
６５ａ：暖房高温サーミスタ
６６：第１暖房戻り経路
６６ｃ：第２暖房熱交換器
６７：第２暖房戻り経路
６８：暖房バイパス経路
６８ａ：暖房バイパス制御弁
６９：バーナ
７０：湯張り経路
７０ａ：湯張り弁
７０ｂ：湯張り量センサ
７１：風呂循環経路
７２：浴槽
７３：風呂ポンプ
７４：水流スイッチ
７５：風呂戻りサーミスタ
７６：追い焚き熱交換器
７６ａ：第１流路
７６ｂ：第２流路
７７：風呂往きサーミスタ
７８：追い焚き経路
７８ａ：追い焚き流量制御弁
８０：給湯栓
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給湯システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示されている給湯システムは、発電ユニットと貯湯槽と混合器と給湯器とを備えている。この給湯システムでは、発電ユニットと貯湯槽が循環経路で接続されており、発電ユニットの発電熱によって加熱された温水が貯湯槽に貯湯される。貯湯槽に貯湯されている温水は混合器に供給され、混合器で水道水と混合されて温度調節される。
【０００３】
貯湯槽から供給される温水が給湯設定温度以上である場合には、貯湯槽から供給される温水と水道水が給湯設定温度となるように混合され、混合後の温水が給湯器を通過して給湯される。貯湯槽から供給される温水が給湯設定温度未満である場合には、給湯器の加熱部が加熱運転し、給湯器で加熱した温水が給湯される。給湯器の加熱量には最低加熱量が存在し、最低温度上昇幅が存在する。そこで、貯湯槽から供給される温水が給湯設定温度未満となると、混合器で混合した後の温水の温度が給湯設定温度から最低温度上昇幅を減じた温度となるように混合し（すなわち混合器の出口温度を低下させる）、給湯器の加熱部が加熱運転を開始する。その結果、給湯器から給湯設定温度に加熱された温水が給湯される。
【０００４】
この給湯システムでは、混合器によって温度を低下させた混合水が給湯器の加熱部にまで移動したはずのタイミングで加熱運転を開始させる。すなわち、混合器によって温度を低下させた後の給湯量が、混合器から加熱部までの配管容量に等しくなったタイミングで加熱運転を開始する。なお実際には、加熱運転の開始指令から実際に加熱し始めるまでに準備期間を要するので、この準備期間をも考慮して加熱運転の開始指令を出力する。これにより、給湯中に貯湯槽に貯湯しておいた温水を消費しつくした場合にも、給湯設定温度に調温された温水を給湯し続けることができる。
特許文献１には、混合器から加熱部までの配管容量を導出するにあたって、貯湯槽の温水を利用して給湯する際に、混合器出口の水温が給湯設定温度の近似値に達してから加熱部の出口の水温がこの近似値に達するまでに要した時間と、水の流量とに基づいて、混合器出口から加熱部の出口までの配管容量を求める技術が開示されている。
【０００５】
また特許文献１の給湯システムは、温水が循環することによって床暖房等を行う暖房循環経路を備えている。暖房循環経路には、シスターンや床暖房機などが設けられている。混合器から加熱部に至る混合水配管の途中には、この配管を流れる混合水をシスターンに供給するための充填経路が接続されている。給湯システムの施工時には、混合器から給湯器の加熱部近傍に流れた水を充填経路からシスターンに供給して暖房循環経路に充填する試運転が行われる。暖房運転時には、試運転の際に充填された水が暖房循環経路を循環して床暖房機等に供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２７４０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の給湯システムでは、貯湯槽と混合器と給湯器が予め一体化されており、混合器から加熱部までの配管容量が予め定まっている。したがって、既知の配管容量に基づいて、加熱運転の開始指令の出力時期を決定することができる。しかしながら、混合器と給湯器を施工現場で接続する場合には、混合器から加熱部までの配管容量を導出することが必要となる。
特許文献１に記載の方法で配管容量を導出することもできるが、この方法では、利用者が実際に利用してみないことには、配管容量を把握することができないため、それまでの間は配管容量を利用して加熱運転の開始時期を決定することができない。
【０００８】
一方、特許文献１の給湯システムは、利用者による給湯システムの利用に先立って、暖房循環経路に水を充填する試運転が行われる。この試運転を利用して上記配管容量を導出することができれば、利用者が給湯システムを利用するのに先立って配管容量を導出することができる。しかしながら、従来の給湯システムでは、こうした点については何ら考慮されていない。
【０００９】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、給湯システムの配管容量が予め設定されていない場合において、暖房循環経路に水を充填する給湯システムの試運転時に、混合器から加熱部までの配管容量を導出することができる給湯システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の給湯システムは、貯湯槽と混合器と加熱部と暖房循環経路と充填経路を備えている。混合器は、貯湯槽から流出した貯水と水道水を混合し、加熱部は、その混合器から流出した混合水を加熱する。暖房循環経路は、温水が循環することによって暖房を行う。充填経路は、混合水を送る配管と暖房循環経路の間を接続しており、混合水を暖房循環経路に充填する。給湯システムは、さらに、混合器の出口の近傍の混合水の温度を検出する第１検出手段と、加熱部の近傍であって充填経路の接続位置よりも上流側における混合水の温度を検出する第２検出手段を備えている。給湯システムは、試運転プログラムを記憶している記憶手段と、その試運転プログラムを実行する制御手段とを備えている。
その試運転プログラムは、
（１）混合水を充填経路から暖房循環経路に充填する間に、
（２）混合器の混合比を変化させ、
（３）第１検出手段によって検出される水温が所定温度に達する時期と第２検出手段によって検出される水温が所定温度に達する時期との時間差を特定し、
（４）混合水の流量を特定し、
（５）（３）で特定した時間差と（４）で特定した流量から、混合器の出口の近傍から加熱部の近傍までの配管容量を導出する処理を含んでいる。
【００１１】
第２検出手段の配置位置は、加熱部の近傍であればよく、加熱部の入口近傍であってもよいし、加熱部の中間位置であってもよいし、加熱部の出口近傍であってもよい。耐熱措置を講じることによって、加熱部の中間位置に温度検出手段を設置することもできる。充填経路と混合水配管の接続点は、第２検出手段よりも下流側の任意の位置とすることができる。混合水とは混合器から流出する水をいい、温水である場合もあれば冷水であることもある。また、混合水の全てが貯水である場合もあれば、混合水の全てが水道水である場合もある。
【００１２】
上記構成では、給湯システムの施工時に、混合器から流出して加熱部の近傍または下流側にまで流れた混合水を暖房循環経路に充填する試運転を行い、この試運転中に、混合器の出口近傍から加熱部近傍までの配管容量が導出される。その配管容量が予め設定されていない場合であっても、従来から実施されている試運転を利用して、利用者が給湯システムを利用するのに先立って、混合器の出口近傍から加熱部近傍までの配管容量を導出することができる。したがって、利用者が給湯システムを実際に利用する際には、既に導出されている配管容量に基づいて加熱部の加熱運転の開始時期の決定等を行うことができる。
特に、施工現場で混合器と給湯器とを接続して給湯システムを構築する場合には、混合器の出口近傍から加熱部近傍までの配管容量を把握することが難しい。したがって、上記構成によって配管容量を導出することが有効である。
【００１３】
給湯システムでは、試運転プログラムが、混合器の混合比を、貯水：水道水を０：１とする冷水モードと、貯水：水道水を１：０とする温水モードとの間で切り換えることが好ましい。
この方式の試運転では、混合水配管を流れる水が給湯栓から出湯することがないため、温水モードで高温の貯水を通水することができる。
上記構成によると、各検出手段によって検出される水温を大きく変化させることができる。したがって、各検出手段によって検出される水温が上記所定温度になった時期をより正確に特定することができるため、各検出手段によって検出される水温が上記所定温度に達する時期の時間差をより正確に特定することができる。その結果、配管容量をより正確に導出することができる。
【００１４】
冷水モードから温水モードへ切り換えることによって、各検出手段が検出する水温が昇温する際の上記時間差に基づいて配管容量を導出するようにしてもよい。あるいは、温水モードから冷水モードへ切り換えることによって、各検出手段が検出する水温が降下する際の上記時間差に基づいて配管容量を導出するようにしてもよい。双方の条件で配管容量を導出し、導出された２種類の配管容量を制御の局面にあわせて選択するようにしてもよい。あるいは、水温上昇時の時間差と水温降下時の時間差の平均値を利用して配管容量を導出してもよい。
【００１５】
給湯システムでは、所定温度が、水道水の温度と貯水の温度と間の温度に設定されていることが好ましい。
上記構成によると、各検出手段が検出する水温が、水道水の温度から貯水の温度に変化する過渡期、または貯水の温度から水道水の温度に変化する過渡期に上記所定温度に達する。単位時間当たりの温度変化幅が大きい過渡期に検出すると、各検出手段で検出される水温が上記所定温度に達した時期を、より正確に特定することができるため、各検出手段によって検出される水温が上記所定温度に達する時期の時間差をより正確に特定することができる。その結果、配管容量をより正確に導出することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の給湯システムによれば、給湯システムの配管容量が予め設定されていない場合であっても、暖房循環経路に水を充填する試運転時に、混合器から加熱部近傍までの配管容量を導出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施例の給湯システムの系統図。
【図２】実施例の試運転プログラムの実行手順を示すフローチャート。
【図３】実施例の温水モードの実行手順を示すフローチャート。
【図４】実施例の冷水モードの実行手順を示すフローチャート。
【図５】実施例の混合サーミスタと入水サーミスタの検出温度を示すタイミングチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に説明する実施例の技術的特徴を記載する。
（特徴１）温水モードでは、６０℃程度に設定された貯水が通水される。
【実施例１】
【００１９】
本発明の給湯システムを具現化した実施例を、図１〜図５を参照して説明する。図１は給湯システム１０の系統図であり、水及び熱媒の流れを矢印で示している。図１に示すように、給湯システム１０は、貯湯ユニット２０とヒートポンプユニット４０と熱源ユニット５０とコントローラ１１とを備えている。この給湯システム１０は、施工時に各ユニット２０，５０，４０を現場で接続することによって構築される。
【００２０】
ヒートポンプユニット４０では、圧縮機４１の吐出側と四方弁４２と第１熱交換器４３の熱媒流路４３ａと膨張弁４４と第２熱交換器４５と圧縮機４１の戻り側が、熱媒配管４６によって順に接続されており、熱媒がこの順に循環する。第１熱交換器４３は、熱媒流路４３ａと循環水流路４３ｂとを備えている。第２熱交換器４５の近傍にはファン４５ａが設置されている。第２熱交換器４５は、ファン４５ａによって送られる外気と熱媒の間で熱交換を行う。熱媒配管４６には、圧縮機４１の吐出側と四方弁４２との間と、膨張弁４４と第２熱交換器４５との間に除霜経路４７が接続されている。除霜経路４７には、除霜弁４７ａが設けられている。
第１熱交換器４３の循環水流路４３ｂの入口側には循環往路接続経路４８が接続されており、出口側には循環復路接続経路４９が接続されている。循環往路接続経路４８には、入口側サーミスタ４８ａが設けられており、循環復路接続経路４９には出口側サーミスタ４９ａが設けられている。入口側サーミスタ４８ａは、循環水流路４３ｂに流入する循環水の温度を検出し、出口側サーミスタ４９ａは、循環水流路４３ｂから流出する循環水の温度を検出する。なお実際には、各サーミスタ４８ａ，４９ａは水温に応じた検出信号を出力し、この信号がコントローラ１１に入力されることにより水温が検出される。以下においても、サーミスタやセンサが検出するという表現は、実際には、これらの検出信号がコントローラ１１に入力されることにより温度や水の流量を検出することを意味する。
【００２１】
貯湯ユニット２０は、貯湯槽２１と混合器２４とを備えている。貯湯槽２１の底部には、貯湯槽２１に水道水を給水する給水経路２２が接続されている。給水経路２２の水道水入口２２ａの近傍には、減圧弁２３が設けられている。給水経路２２には、減圧弁２３の下流側に混合器２４の混合給水経路２６が接続されている。混合給水経路２６には、給水制御弁２６ａが設けられている。減圧弁２３は、貯湯槽２１と混合器２４への給水圧力を調整する。貯湯槽２１内の温水が減少したり、給水制御弁２６ａが開いたりすると、減圧弁２３の下流側圧力が低下する。減圧弁２３は、下流側圧力が低下すると開き、その圧力を所定の調圧値に維持しようとする。このため、貯湯槽２１内の温水が減少したり、混合器２４の給水制御弁２６ａが開いたりすると、これらに水道水が給水される。
【００２２】
給水経路２２において、混合給水経路２６の接続部よりも下流側には、排水経路３１が接続されている。排水経路３１の途中には、排水弁３２が設けられている。排水弁３２は手動で開閉することができる。排水弁３２を開くと、貯湯槽２１内の水が排水経路３１を通じて外部に排水される。
【００２３】
貯湯槽２１の底部には、循環往路３３の一端が接続されており、貯湯槽２１の上部には、循環復路３４の一端が接続されている。循環往路３３の他端は、ヒートポンプユニット４０の循環往路接続経路４８に接続されており、循環復路３４の他端は、循環復路接続経路４９に接続されている。循環往路３３には、往路サーミスタ３６と循環ポンプ３７とが設けられている。往路サーミスタ３６は、貯湯槽２１から循環往路３３に流出した水の温度を検出する。循環ポンプ３７が駆動すると、貯湯槽２１の下部から循環往路３３に水が吸出され、この水が循環水流路４３ｂを流れて、循環復路３４を通じて貯湯槽２１の上部に戻される。このようにして、貯湯槽２１とヒートポンプユニット４０との間の循環経路が構成されている。循環復路３４の途中には、圧力開放経路３８が接続されており、圧力開放経路３８には、リリーフ弁３８ａが設けられている。リリーフ弁３８ａの開弁圧力は、減圧弁２３の調圧値よりも僅かに大きく設定されている。減圧弁２３の調圧が不能になった場合には、リリーフ弁３８ａが開き、貯湯槽２１内の圧力が耐圧可能な圧力を超えるのを防止する。貯湯槽２１では、その上端から所定量（例えば３０リットル）の箇所に上部サーミスタ３９が取り付けられている。上部サーミスタ３９は、貯湯槽２１上部の水温を検出する。
【００２４】
混合器２４は、温水制御弁２５ａと温水流量センサ２５ｂと温水サーミスタ２５ｃと給水流量センサ２６ｂと給水サーミスタ２６ｃと混合サーミスタ（第１検出手段）２７ａと、上記した給水制御弁２６ａを備えている。貯湯槽２１の上部には、混合器２４の温水経路２５が接続されている。温水経路２５には、温水制御弁２５ａと温水流量センサ２５ｂと温水サーミスタ２５ｃが設けられている。温水制御弁２５ａは、貯湯槽２１から温水経路２５へ流れる水の流量を調整する。温水流量センサ２５ｂ及び温水サーミスタ２５ｃは、温水経路２５を流れる水の流量及び温度を検出する。混合給水経路２６には、上記した給水制御弁２６ａと、給水流量センサ２６ｂと給水サーミスタ２６ｃとが設けられている。給水制御弁２６ａは、混合給水経路２６を流れる水道水の流量を調整する。給水流量センサ２６ｂと給水サーミスタ２６ｃは、混合給水経路２６を流れる水道水の流量及び温度を検出する。温水経路２５と混合給水経路２６とは合流して第１混合経路（混合水配管）２７に接続されている。第１混合経路２７には、第１混合経路２７を流れる混合水の温度を検出する混合サーミスタ２７ａが設けられている。
【００２５】
貯湯ユニット２０は、第１給湯経路２９を備えている。第１給湯経路２９には、給湯サーミスタ２９ａが設けられている。第１給湯経路２９の先端には、給湯栓８０が接続されている。給湯栓８０は、浴室、洗面所、台所等に配置されている（図１では、これら複数の給湯栓８０を１つで代表している）。第１混合経路２７の途中と第１給湯経路２９の途中は、給湯バイパス経路２８によって接続されている。給湯バイパス経路２８には、バイパス制御弁２８ａが設けられている。バイパス制御弁２８ａを開いた状態では、第１混合経路２７を流れた混合水が給湯バイパス経路２８へ流れ、バイパス制御弁２８ａを閉じた状態では、第１混合経路２７を流れた混合水が、後記する熱源ユニット５０の第２混合経路５２へ流れる。
【００２６】
熱源ユニット５０は、給湯器５１と暖房循環経路６１と風呂循環経路７１とを備えている。給湯器５１は、給湯熱交換器（加熱部）５３とバーナ５４等を備えている。給湯熱交換器５３の入口側は第２混合経路５２を介して貯湯ユニット２０の第１混合経路２７に接続されている。給湯熱交換器５３には、第２混合経路５２を通じて混合水が流入する。第２混合経路５２には、入水サーミスタ（第２検出手段）５２ａと給湯水量センサ５２ｂと水量サーボ５２ｃとが設けられている。入水サーミスタ５２ａと給湯水量センサ５２ｂは、それぞれ第２混合経路５２を流れる水の温度及び流量を検出する。水量サーボ５２ｃは、第２混合経路５２を流れる水の流量を調整する。ガス燃焼式のバーナ５４は、給湯熱交換器５３を加熱する。給湯熱交換器５３の出口側は第２給湯経路５５を介して第１給湯経路２９に接続されている。給湯熱交換器５３を流れた温水は第２給湯経路５５及び第１給湯経路２９を通じて給湯栓８０から給湯される。第２給湯経路５５には、給湯熱交換器５３の出口近傍に、缶体サーミスタ５６が設けられており、その下流側に出湯サーミスタ５７が設けられている。
【００２７】
第２混合経路５２における水量サーボ５２ｃの下流側と、第２給湯経路５５の缶体サーミスタ５６と出湯サーミスタ５７との間には、熱源機バイパス経路５８が接続されている。第２混合経路５２と熱源機バイパス経路５８との接続部には、熱源機バイパス制御弁５９が設けられている。熱源機バイパス制御弁５９の開度を調整することによって、第２混合経路５２を流れる水の一部が熱源機バイパス経路５８に流れ、その水の流量が調整される。
【００２８】
暖房循環経路６１は、シスターン６２と第１暖房熱交換器６３ｃと第２暖房熱交換器６６ｃとバーナ６９等を備えている。給湯器５１の第２混合経路５２では、入水サーミスタ５２ａの取り付け位置の下流側に充填経路６０の一端が接続されている。充填経路６０の他端は、シスターン６２の内部に位置している。充填経路６０には補給水電磁弁６０ａが設けられている。補給水電磁弁６０ａが開くと、第１混合経路２７及び第２混合経路５２を流れる混合水が充填経路６０を通じてシスターン６２に供給される。
【００２９】
シスターン６２の底部には、第１暖房経路６３の一端が接続されている。第１暖房経路６３の途中には、第２暖房経路６４が接続されており、シスターン６２の底部から第１暖房経路６３に流出した温水が、第２暖房経路６４を通じて床暖房機に供給される。また、第１暖房経路６３には、暖房ポンプ６３ａと暖房低温サーミスタ６３ｂとが設けられている。暖房ポンプ６３ａが駆動すると、暖房循環経路６１に水が循環する。暖房低温サーミスタ６３ｂは、シスターン６２から流出して床暖房機に供給される水の温度を検出する。また、第１暖房経路６３の他端は、第１暖房熱交換器６３ｃの入口側に接続されており、第１暖房熱交換器６３ｃには、第１暖房経路６３を通じて水が流入する。第１暖房熱交換器６３ｃの出口側には、第３暖房経路６５が接続されている。第３暖房経路６５には、暖房高温サーミスタ６５ａが設けられている。暖房高温サーミスタ６５ａは、第３暖房経路６５を流れる温水の温度を検出する。第１暖房熱交換器６３ｃで加熱された温水は、第３暖房経路６５を流れて浴室暖房機に供給される。
【００３０】
また、シスターン６２の底部には、第１暖房戻り経路６６が接続されている。第１暖房戻り経路６６は、第２暖房熱交換器６６ｃの出口側に接続されており、第２暖房熱交換器６６ｃの入口側は第２暖房戻り経路６７に接続されている。床暖房機や浴室暖房機を流れた水は、第２暖房戻り経路６７を通じて第２暖房熱交換器６６ｃを流れ、第１暖房戻り経路６６を通じてシスターン６２に戻る。第３暖房経路６５の途中と第１暖房戻り経路６６の途中は、暖房バイパス経路６８で接続されている。暖房バイパス経路６８には、暖房バイパス制御弁６８ａが設けられている。浴室暖房機が使用されない場合には、暖房バイパス制御弁６８ａが開状態となり、第１暖房熱交換器６３ｃで加熱された温水は、暖房バイパス経路６８から第１暖房戻り経路６６を流れてシスターン６２に戻る。
【００３１】
第３暖房経路６５の途中と第２暖房戻り経路６７の途中には、追い焚き経路７８が接続されている。第３暖房経路６５において、追い焚き経路７８の接続位置には、追い焚き流量制御弁７８ａが設けられている。また、追い焚き経路７８の途中には、追い焚き熱交換器７６が設けられている。追い焚き熱交換器７６は、第１流路７６ａと第２流路７６ｂとを流れる流体の間で熱交換が行われるものであり、追い焚き経路７８の途中に第１流路７６ａが接続されている。
【００３２】
風呂循環経路７１は、浴槽７２と追い焚き熱交換器７６の第２流路７６ｂとの間で風呂湯を循環させるものである。風呂循環経路７１の両端は、風呂の浴槽７２内に接続されている。風呂循環経路７１には、風呂ポンプ７３と水流スイッチ７４と風呂戻りサーミスタ７５と追い焚き熱交換器７６の第２流路７６ｂと風呂往きサーミスタ７７とが順に設けられている。風呂ポンプ７３が駆動すると、浴槽７２内の湯が実線矢印に示すように、風呂循環経路７１を流れ、追い焚き熱交換器７６の第２流路７６ｂを流れる際に、第１流路７６ａを流れる温水に加熱される。風呂戻りサーミスタ７５は、浴槽７２から風呂循環経路７１に流入した風呂湯の温度を検出するものであり、風呂往きサーミスタ７７は、追い焚き熱交換器７６で加熱された後の風呂湯の温度を検出するものである。風呂循環経路７１において、風呂戻りサーミスタ７５と追い焚き熱交換器７６との間と、第２給湯経路５５の出湯サーミスタ５７の下流側とは、湯張り経路７０が接続されている。湯張り経路７０には、湯張り弁７０ａと湯張り量センサ７０ｂとが設けられている。湯張り弁７０ａを開くと、給湯熱交換器５３を流れた温水が、破線矢印に示すように、湯張り経路７０及び風呂循環経路７１を通じて浴槽７２に供給される。
【００３３】
コントローラ１１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えている。ＲＯＭ（記憶手段）には試運転プログラムと利用運転プログラムとが格納されている。ＲＡＭには、コントローラ１１に入力される各種信号や、ＣＰＵが処理を実行する過程で生成される種々のデータが一時的に記憶される。詳細には、ＲＡＭには、上記した各種のサーミスタ２５ｃ，２６ｃ，２７ａ，２９ａ，３６，４８ａ，４９ａ，５２ａ，５６，５７，６３ｂ，６５ａ，７５，７７，水量センサ２５ｂ，２６ｂ，５２ｂ，７０ｂ及び水流スイッチ７４の検出信号が入力され、これらの情報が一時的に記憶される。コントローラ１１では、ＣＰＵ（制御手段）がＲＯＭやＲＡＭに記憶される情報に基づいて、貯湯ユニット２０及び熱源ユニット５０の各制御弁やヒートポンプユニット４０の各種機器等に対して駆動信号を出力する。また、リモコン１３には、給湯システム１０を操作するためのスイッチやボタン、給湯システム１０の動作状態を表示する液晶表示器等が設けられており、リモコン１３で設定された情報がコントローラ１１に入力される。コントローラ１１は、給湯システム１０の給湯、暖房及び風呂の熱源が利用される利用運転と、試運転とを行うように制御する。なお、給湯システム１０では、施工時に試運転が行われ、その後に利用運転が行われるが、ここでは、利用運転から先に説明する。
【００３４】
（熱源利用運転時の動作）
給湯システム１０では、給湯、暖房及び風呂の熱源を利用する利用運転が行われる。コントローラ１１は、利用運転を制御する。
利用運転プログラムでは、
（１）ヒートポンプユニット４０によって貯湯槽２１の水を加熱して高温の温水とし、この温水を貯湯槽２１に貯湯し；
（２）混合器２４で貯湯槽２１の貯水と水道水とを混合して給湯設定温度の混合水となるように調整し；
（３）混合器２４で給湯設定温度に調整された混合水を給湯バイパス経路２８を通じて給湯栓８０から給湯する第１給湯運転と、混合器２４で給湯設定温度よりも低い温度に調整された混合水を給湯器５１の給湯熱交換器５３を通過する際に加熱して給湯栓８０から給湯する第２給湯運転を行い;
（４）混合器２４で湯張り設定温度に調温された混合水、または給湯器５１の給湯熱交換器５３で加熱された温水を風呂の浴槽７２に給湯し；
（５）暖房循環経路６１に水を循環させて床暖房機及び浴室暖房機に温水を供給するとともに、風呂の浴槽の水を追い焚き熱交換器７６によって加熱する。
【００３５】
まず、ヒートポンプユニット４０を稼動することによって、貯湯槽２１に高温の水が貯湯される。ヒートポンプユニット４０では、圧縮機４１で圧縮された熱媒が、第１熱交換器４３の熱媒流路４３ａを流れる際に循環水流路４３ｂを流れる循環水を加熱する。熱媒流路４３ａから流出した熱媒は、膨張弁４４で膨張して冷却され、第２熱交換器４５を流れる際に外気から吸熱して昇温する。昇温した熱媒が圧縮機４１に流入して再び圧縮されることによってさらに昇温する。
また、ヒートポンプユニット４０では、破線矢印に示すように、第２熱交換器４５を除霜するため、一時的に除霜弁４７ａが開いて圧縮機４１から吐出した高温の熱媒が、除霜経路４７を通じて第２熱交換器４５を流れるようにする。
【００３６】
貯湯ユニット２０では、循環ポンプ３７が作動し、貯湯槽２１内の水が貯湯槽２１の底部から循環往路３３に吸出される。循環往路３３に吸出された水は、ヒートポンプユニット４０の第１熱交換器４３の循環水流路４３ｂを通過する際に加熱されて温度上昇する。温度上昇した温水は、循環復路３４を流れて貯湯槽２１の上部に戻される。この循環が行われることによって、貯湯槽２１では、冷水層の上部に高温層が積層した温度成層が形成される。貯湯槽２１に高温の温水が戻され続けると、高温層の厚さ（深さ）は次第に大きくなり、フルに蓄熱された状態では、貯湯槽２１の全体に高温の温水が貯まった状態になる。貯湯槽２１にフルに蓄熱が行われていなくても、温度成層が形成されることにより、貯湯槽２１の上部に接続されている温水経路２５には、高温の温水が送り出される。
【００３７】
第１給湯運転及び第２給湯運転は以下のようにして行われる。貯湯槽２１の上部サーミスタ３９の検出水温が、リモコン１３で設定されている給湯設定温度よりも高い基準温度以上である場合には、第１給湯運転が行われる。第１給湯運転では、コントローラ１１がバイパス制御弁２８ａを開状態とし、水量サーボ５２ｃを全閉状態とする。コントローラ１１は、混合サーミスタ２７ａで検出される水温が給湯設定温度となるように、温水制御弁２５ａの開度と給水制御弁２６ａの開度を調整する。給湯設定温度に調整された混合水は、第１混合経路２７を流れた後に、給湯バイパス経路２８及び第１給湯経路２９を通じて給湯栓８０から給湯される。
貯湯槽２１の温水で浴槽に湯張りできる場合には、バイパス制御弁２８ａを閉じ、水量サーボ５２ｃと熱源機バイパス制御弁５９と湯張り弁７０ａを開き、混合器２４によって調温された温水を浴槽７２に送りこむ。
【００３８】
一方、上部サーミスタ３９の検出水温が基準温度未満である場合には、第２給湯運転が行われる。第２給湯運転では、コントローラ１１が、バイパス制御弁２８ａを全閉状態とし、水量サーボ５２ｃを所定開度に設定する。コントローラ１１は、混合サーミスタ２７ａで検出される水温が給湯設定温度よりも低い温度となるように、温水制御弁２５ａの開度と給水制御弁２６ａの開度を調整する。給湯設定温度よりも低い温度に調整された混合水は、第１混合経路２７を流れ、熱源ユニット５０の第２混合経路５２を流れて給湯熱交換器５３に流入し、バーナ５４により加熱される。給湯熱交換器５３では、給湯熱交換器５３の出口に設けられている缶体サーミスタ５６で検出される水温が６０℃以上となるように制御される。これにより、配管に結露水が発生することを抑制することができる。給湯設定温度が６０℃よりも低い場合には、出湯サーミスタ５７で検出される水温が給湯設定温度となるように、熱源機バイパス制御弁５９の開度が制御される。第２混合経路５２を流れる混合水の一部が熱源機バイパス経路５８を通じて第２給湯経路５５に流入し、給湯熱交換器５３を流れた６０℃以上の水と給湯熱交換器５３を流れていない低温の水とが混合されて給湯設定温度の水となる。このようにして、給湯設定温度に調温された水が、第２給湯経路５５と第１給湯経路２９を通じて給湯栓８０から給湯される。これにより、第１給湯運転中に貯湯槽２１に貯湯しておいた温水を消費しつくした場合にも、給湯設定温度に調温された温水を給湯し続けることができる。浴槽７２に湯張り運転する場合は、湯張り弁７０ａを開き、給湯器５１によって調温された温水を浴槽７２に送りこむ。
【００３９】
第１給湯運転と第２給湯運転とを切り換える場合、コントローラ１１は、バーナ５４を以下のように制御する。第１給湯運転から第２給湯運転への切り換えが行われる場合には、コントローラ１１は、消火している状態のバーナ５４に点火指令を出力する。コントローラ１１は、給湯設定温度よりも低い温度の混合水が給湯熱交換器５３まで移動したタイミングでバーナ５４を点火させる。すなわち、混合器２４によって温度を低下させた後に流れた給湯量が、混合器２４から給湯熱交換器５３近傍までの配管容量に等しくなったタイミングでバーナ５４を点火する。本実施例では、混合器２４から給湯熱交換器５３近傍までの配管容量として、混合サーミスタ２７ａから入水サーミスタ５２ａまでの配管容量を用いる。詳細には、バーナ５４の点火時期は、後記する降温時配管容量Ｖｗを用いて決定する。なお実際には、バーナ５４の点火指令から点火が開始されるまでにプリパージ動作が行われるため、コントローラ１１では、このプリパージ動作に要する期間をも考慮して、バーナ５４に点火指令を出力する。
【００４０】
一方、第２給湯運転から第１給湯運転への切り換えが行われる場合には、コントローラ１１は、点火している状態のバーナ５４を消火する。コントローラ１１は、給湯設定温度の混合水が給湯熱交換器５３近傍まで移動したタイミングでバーナ５４を消火する。すなわち、混合器２４によって混合される混合水の温度を上昇させて給湯設定温度とした後に流れた給湯量が、混合器２４から給湯熱交換器５３近傍までの配管容量に等しくなったタイミングでバーナ５４を消火（加熱運転を停止）する。詳細には、バーナ５４の消火時期は、後記する昇温時配管容量Ｖｈを用いて決定する。バーナ５４は、コントローラ１１から消火指令が出力されたタイミングで消火する。
【００４１】
リモコン１３に浴槽７２の湯張り要求が入力されると、コントローラ１１は、湯張り弁７０ａを開いて浴槽７２に給湯する。第２給湯経路５５から湯張り経路７０を流れた湯は、破線矢印に示すように、風呂循環経路７１を通じて浴槽７２に給湯される。リモコン１３の湯張り設定温度に応じた湯が浴槽７２に給湯される。
【００４２】
また、リモコン１３に床暖房の利用要求が入力されると、暖房ポンプ６３ａが駆動し、シスターン６２から第１暖房経路６３を流れた温水が、第２暖房経路６４を通じて床暖房機に供給される。床暖房機に供給される温水は、６０℃程度であり、暖房低温サーミスタ６３ｂによって床暖房機に供給される温水の温度が検出される。また、リモコン１３に浴室暖房の利用要求が入力されると、暖房ポンプ６３ａが駆動し、シスターン６２から流出した温水が第１暖房熱交換器６３ｃで加熱され、第３暖房経路６５を通じて浴室暖房機に供給される。浴室暖房機に供給される温水の温度は、７０〜８０℃であり、暖房高温サーミスタ６５ａで検出される温度が７０〜８０℃となるように制御されている。床暖房の利用要求があって、浴室暖房の利用要求がないときは、暖房バイパス制御弁６８ａが開状態となり、第１暖房熱交換器６３ｃで加熱された温水が、暖房バイパス経路６８及び第１暖房戻り経路６６を通じてシスターン６２に戻る。床暖房機及び浴室暖房機を流れた温水は、第２暖房戻り経路６７を流れて第２暖房熱交換器６６ｃに流入し、第２暖房熱交換器６６ｃで加熱された後に、第１暖房戻り経路６６を通じてシスターン６２に流入する。
【００４３】
また、リモコン１３に風呂の追い焚き要求が入力されると、風呂ポンプ７３が駆動して、浴槽７２の湯が風呂循環経路７１を循環する。また、追い焚き流量制御弁７８ａの開度が調整され、第１暖房熱交換器６３ｃで加熱された温水が第３暖房経路６５から追い焚き経路７８へと流れる。風呂循環経路７１を流れる風呂湯と追い焚き経路７８を流れる温水とが追い焚き熱交換器７６で熱交換し、風呂循環経路７１を流れる風呂湯が加熱される。
【００４４】
（試運転時の動作）
上記のように、本実施例の給湯システム１０では、第１給湯運転と第２給湯運転との切り換えの際に、混合サーミスタ２７ａから入水サーミスタ５２ａまでの配管容量に基づいてバーナ５４の点火時期及び消火時期を決定する。本実施例の給湯システム１０は、貯湯ユニット２０と熱源ユニット５０を現場で接続して構築しているため、混合サーミスタ２７ａから入水サーミスタ５２ａまでの配管容量が予め設定されていない。一方、本実施例では、暖房循環経路６１を備えているため、給湯システム１０の施工時に、暖房循環経路６１に水を充填する試運転が行われる。そこで、本実施例では、この試運転を利用して、上記配管容量を導出するようにしている。
【００４５】
試運転プログラムは、
（１）混合器２４から流出した混合水を充填経路６０を通じて暖房循環経路６１に供給する間に、
（２）混合器２４の混合比を変化させ；
（３）混合サーミスタ２７ａによって検出される水温が所定温度に達する時期と入水サーミスタ５２ａによって検出される水温が所定温度に達する時期との時間差を特定し；
（４）混合器２４の混合比を変化させた後の水の流量を特定し；
（５）（３）で特定した時間差と、（４）で特定した流量から、混合器２４の出口近傍から給湯熱交換器５３近傍までの配管容量を導出する処理である。
図２〜図５は、試運転プログラムの実行手順を示すフローチャートである。コントローラ１１は、図２〜図５に示すフローチャートに従って給湯システム１０の試運転を実行する。図５は、試運転プログラム実行中の混合サーミスタ２７ａの検出温度（実線Ａ）と入水サーミスタ５２ａの検出温度（破線Ｂ）を示すタイミングチャートである。
【００４６】
図２に示すように、試運転プログラムがスタートすると、まずステップＳ１において、試運転開始条件が成立したか否かが判定される。試運転開始条件の一つには、貯湯槽２１の上部サーミスタ３９の検出水温が所定の高温度（例えば、６０℃以上）となることが挙げられる。貯湯槽２１の温水の貯湯は、利用運転時と同様に、ヒートポンプユニット４０を稼動することにより行われる。もう一つの試運転開始条件には、試運転スイッチ１６がＯＮ状態であることが挙げられる。図１に示すように、コントローラ１１には試運転スイッチ１６が設けられている。試運転を実行する際には、施工者によって試運転スイッチ１６がＯＮ状態に設定される。なお、コントローラ１１には、表示画面１７が設けられており、試運転プログラムが実行中であるといった表示がなされる。試運転スイッチ１６は、施工時やメンテナンスの際に施工業者によってのみ利用される。試運転スイッチ１６をリモコン１３に設けていないため、利用者が給湯システムの利用時等に試運転スイッチ１６を押すことを回避することができる。ステップＳ１の判定は、これらの試運転開始条件が成立するまで繰り返し実行される。
【００４７】
試運転開始条件が成立していると判定されると、ステップＳ２に移り温水モードが実行される。温水モードは、詳細には、図３に示すフローチャートに従って実行される。温水モードがスタートすると、ステップＳ２１に移り、混合器２４で貯湯槽２１からの貯水と水道水とが１：０の混合比で混合され、混合器２４で調整される混合水の全てが貯水となるように制御される。詳細には、温水制御弁２５ａが全開状態に設定され、給水制御弁２６ａが全開状態に設定される。また、ステップＳ２１では、バイパス制御弁２８ａが全閉状態に設定される。これにより、図１の混合器２４では、第１混合経路２７を流れた混合水（貯水）が第２混合経路５２へと流れる。次にステップＳ２２に移り、暖房循環経路６１への給水が開始される。詳細には、補給水電磁弁６０ａが開状態となる。第１混合経路２７から第２混合経路５２を流れた貯水が、充填経路６０を通じてシスターン６２に供給され、シスターン６２に給水される。このようにしてシスターン６２に供給される水が、暖房の利用運転時に暖房循環経路６１を循環する。図５の縦軸は温度を示し、横軸は時間を示し、グラフＡは混合サーミスタ２７ａの検出温度の時間変化を示し、グラフＢは入水サーミスタ５２ａの検出温度の時間変化を示している。図５に示すように、時期ｔ１に温水モードが開始されると、第１混合経路２７から第２給湯経路５５に温水が流れることによって、混合サーミスタ２７ａの検出温度と入水サーミスタ５２ａの検出温度が徐々に上昇する。
【００４８】
次に、ステップＳ２３に移り、混合サーミスタ２７ａで検出される水温が、第１所定温度Ｔ１以上となったか否かが判定される。第１所定温度Ｔ１は、貯水の温度よりも１０℃低い温度に設定される。例えば、貯水の温度が６０℃であれば、第１所定温度Ｔ１は５０℃に設定されている。ステップＳ２３の判定は、混合サーミスタ２７ａで検出される水温が第１所定温度Ｔ１以上となるまで繰り返し行われる。図５に示すように、時期ｔｈ１に、混合サーミスタ２７ａで検出される水温が第１所定温度Ｔ１に達すると、図３のステップＳ２３で、混合サーミスタ２７ａで検出される水温が第１所定温度Ｔ１以上となったと判定される。この判定によりステップＳ２４に移り、この時期ｔｈ１を温水第１時期ｔｈ１として記憶する。
【００４９】
次にステップＳ２５に移り、入水サーミスタ５２ａで検出される水温が、第１所定温度Ｔ１以上になったか否かが判定される。ステップＳ２５の判定は、入水サーミスタ５２ａで検出される水温が第１所定温度Ｔ１以上となるまで繰り返し行われる。図５に示すように、時期ｔｈ２に入水サーミスタ５２ａで検出される水温が第１所定温度Ｔ１に達すると、図４のステップＳ２５で、入水サーミスタ５２ａで検出される水温が第１所定温度Ｔ１以上となったと判定される。この判定によりステップＳ２６に移り、この時期ｔｈ２を温水第２時期ｔｈ２として記憶する。その後、ステップＳ２７に移り、温水第１時期ｔｈ１と温水第２時期ｔｈ２との時間差Δ（ｔｈ２−ｔｈ１）が算出される。
【００５０】
温水モードでは、第１混合経路２７から第２混合経路５２に貯水を流すようにしているが、ステップＳ２３及びＳ２５では、混合サーミスタ２７ａ及び入水サーミスタ５２ａで検出される水温が貯水の温度になったか否かを判定するのではなく、貯水の温度よりも１０℃低い第１所定温度Ｔ１となったか否かを判定している。したがって、図５に示すように、混合サーミスタ２７ａ及び入水サーミスタ５２ａが検出する水温が、試運転開始前の配管温度から貯水の温度に変化する過渡期に第１所定温度Ｔ１に達する。単位時間当たりの温度変化幅が大きな過渡期に現れる第１所定温度Ｔ１を利用して時期を特定するために、混合サーミスタ２７ａ及び入水サーミスタ５２ａが検出する水温が第１所定温度Ｔ１に達した時期をより正確に特定することができる。そのため、温水第１時期ｔｈ１と温水第２時期ｔｈ２との時間差Δ（ｔｈ２−ｔｈ１）もより正確に特定することができる。
【００５１】
また、温水モードでは、混合水の全てを貯水としており、第１混合経路２７から第２混合経路５２までに、例えば６０℃程の高温の水を流通させることができる。第１混合経路２７から第２混合経路５２までに高温の水を流通させることができるため、混合サーミスタ２７ａと入水サーミスタ５２ａの検出水温を大きく変化させることができる。したがって、混合サーミスタ２７ａと入水サーミスタ５２ａの検出水温が第１所定温度Ｔ１となった時期を、より正確に特定することができる。
【００５２】
時間差Δ（ｔｈ２−ｔｈ１）が特定された後は、ステップＳ２８に移り、昇温時配管容量Ｖｈが導出される。昇温時配管容量Ｖｈは、温水時間差Δ（ｔｈ２−ｔｈ１）に試運転時の流量を乗算することによって導出される。温水モードでは、貯水のみが第１混合経路２７及び第２混合経路５２を流れるため、温水時間差Δ（ｔｈ２−ｔｈ１）と温水流量センサ２５ｂによって検出される流量とを乗算することによって、昇温時配管容量Ｖｈが導出される。なお、混合サーミスタ２７ａから入水サーミスタ５２ａまでの配管容量は、混合サーミスタ２７ａから入水サーミスタ５２ａまでの配管を流れる水の温度が上昇する場合でも下降する場合でも一定の容量である。しかしながら、水温上昇時と下降時とで配管を流れる放熱量などが異なる場合があり、これらの要因が配管容量の導出に影響を与える場合もある。従って、本実施例では、昇温時配管容量Ｖｈと後記する降温時配管容量Ｖｗとを個別に導出するようにしている。
【００５３】
温水モードで導出される昇温時配管容量Ｖｈは、上記した給湯システム１０の熱源の利用運転時において、第２給湯運転から第１給湯運転に変更される際に、バーナ５４の消火時期を決定するために用いられる。すなわち、第２給湯運転では、混合器２４から流出する水の温度が給湯設定温度よりも低く、混合器２４から流出した水が給湯熱交換器５３を流れる際に加熱される。貯湯槽２１の上部サーミスタ３９の検出水温が上昇し、給湯設定温度よりも高い基準温度以上になると、混合器２４から流出する水の温度が上昇して給湯設定温度に達し、バーナ５４が消火されて第１給湯運転に切り換わる。試運転プログラムで温水モードが実行されることによって、混合サーミスタ２７ａと入水サーミスタ５２ａの検出温度が上昇する状況は、第２給湯運転から第１給湯運転への切り換え時に配管を流れる水の温度が上昇することによって混合サーミスタ２７ａと入水サーミスタ５２ａの検出水温が上昇する状況と類似している。したがって、バーナ５４の消火時期を決定するにあたって、この昇温時配管容量Ｖｈを用いることにより、消火時期を適切に決定することができる。
【００５４】
図２において、ステップＳ２の温水モードが終了すると、次に、ステップＳ３に移り、冷水モードを実行する。冷水モードは、詳細には、図４に示すフローチャートに従って実行される。冷水モードが開始されると、ステップＳ３１に示すように、混合器２４で貯湯槽２１からの貯水と水道水との混合比が０：１となるように制御される。すなわち、温水制御弁２５ａを全閉状態に制御し、給水制御弁２６ａを全開状態に制御する。これにより、第１混合経路２７から第２混合経路５２には、混合水としての水道水が流れる。図５では、時期ｔ２に冷水モードが開始されている。
【００５５】
次に、ステップＳ３２に移り、混合サーミスタ２７ａで検出される水温が、第２所定温度Ｔ２以下となったか否かが判定される。第２所定温度Ｔ２は、給水サーミスタ２６ｃで検出される水温よりも５℃高い温度、すなわち、水道水の温度Ｔｗよりも５℃高い温度に設定される。ステップＳ３２の判定は、混合サーミスタ２７ａで検出される水温が第２所定温度Ｔ２以上となるまで繰り返し行われる。図５に示すように、時期ｔｗ１に、混合サーミスタ２７ａで検出される水温が第２所定温度Ｔ２に達すると、図４のステップＳ３２で、混合サーミスタ２７ａで検出される水温が第２所定温度Ｔ２以下となったと判定される。これにより、ステップＳ３３に移り、この時期ｔｗ１を冷水第１時期ｔｗ１として記憶する。
【００５６】
次にステップＳ３４に移り、入水サーミスタ５２ａで検出される水温が、第２所定温度Ｔ２以下となったか否かが判定される。ステップＳ３４の判定は、入水サーミスタ５２ａで検出される水温が第２所定温度Ｔ２以下となるまで繰り返し行われる。図５に示すように、時期ｔｗ２に入水サーミスタ５２ａで検出される水温が第２所定温度Ｔ２に達すると、入水サーミスタ５２ａで検出される水温が第２所定温度Ｔ２以下となったと判定される。これにより、ステップＳ３５に移り、この時期ｔｗ２を冷水第２時期ｔｗ２として記憶する。その後、ステップＳ３６に移り、冷水第１時期ｔｗ１と冷水第２時期ｔｗ２との時間差Δ（ｔｗ２−ｔｗ１）が算出される。
【００５７】
冷水モードでは、第１混合経路２７から第２給湯経路５５に水道水を流すようにしているが、ステップＳ３２及びＳ３４では、混合サーミスタ２７ａ及び入水サーミスタ５２ａで検出される水温が水道水の温度Ｔｗ（給水サーミスタ２６ｃで検出される水温）になったか否かを判定するのではなく、水道水の温度Ｔｗよりも５℃高い第２所定温度Ｔ２となったか否かを判定している。したがって、図５に示すように、混合サーミスタ２７ａ及び入水サーミスタ５２ａが検出する水温が、給湯設定温度から水道水の温度Ｔｗに変化する過渡期に第２所定温度Ｔ２に達する。単位時間当たりの温度変化幅が大きな過渡期に現れる第２所定温度Ｔ２を利用して時期を特定するために、混合サーミスタ２７ａ及び入水サーミスタ５２ａが検出する水温が第２所定温度Ｔ２に達した時期を正確に特定することができる。そのため、冷水第１時期ｔｗ１と冷水第２時期ｔｗ２との冷水時間差Δ（ｔｗ２−ｔｗ１）も正確に特定することができる。
【００５８】
時間差Δ（ｔｈ２−ｔｈ１）が特定された後は、ステップＳ３７に移り、降温時配管容量Ｖｗが導出される。降温時配管容量Ｖｗは、冷水時間差Δ（ｔｗ２−ｔｗ１）に混合水の流量を乗算することによって導出される。冷水モードでは、第１混合経路２７から第２混合経路５２にかけて水道水のみが流れるため、給水流量センサ２６ｂで検出される流量を混合水の流量として用いることができる。すなわち、冷水時間差Δ（ｔｗ２−ｔｗ１）と給水流量センサ２６ｂで検出される流量とを乗算して降温時配管容量Ｖｗが導出される。この降温時配管容量Ｖｗは、給湯の利用運転で第１給湯運転から第２給湯運転に変更される際に、バーナ５４の点火時期を決定するために用いられる。すなわち、第１給湯運転では、混合器２４から流出する水の温度が給湯設定温度であり、貯湯槽２１の上部サーミスタ３９の検出水温が低下すると、混合器２４から流出する混合水の温度も低下して給湯設定温度よりも低くなるため、バーナ５４が点火される。試運転プログラムで温水モードから冷水モードへと切り換えると、第１混合経路２７と第２混合経路５２には、高温の貯水が流れる状態から水道水が流れる状態へと変化するため、これらの配管を流れる混合水の温度が低下する。この状況は、第１給湯運転から第２給湯運転への切り換えの状態と類似している。したがって、バーナ５４の点火時期を決定するにあたり、この降温時配管容量Ｖｗを用いることにより、点火時期を適切に決定することができる。以上のようにして、冷水モードが終了する。
【００５９】
図２の試運転プログラムでは、冷水モードが終了すると、ステップＳ４に移り、暖房循環経路６１への給水が終了したか否かが判定される。この判定は、暖房循環経路６１への給水が終了するまで繰り返され、暖房循環経路６１への給水が終了すると判定されると、試運転プログラムが終了する。
【００６０】
本実施例では、暖房循環経路６１に給水する試運転を利用して、混合サーミスタ２７ａから入水サーミスタ５２ａまでの配管容量として、昇温時配管容量Ｖｈ及び降温時配管容量Ｖｗが導出される。そして、熱源の給湯を利用する運転時には、昇温時配管容量Ｖｈを用いてバーナ５４の消火時期を決定し、降温時配管容量Ｖｗを用いてバーナ５４の点火時期を決定するようにしている。特に、本実施例では、施工時に貯湯ユニット２０と熱源ユニット５０とを組み立てるため、その配管容量を予め把握することができない。しかしながら、本実施例によれば、利用者が給湯システムを利用するのに先立って、混合器２４の出口近傍から給湯熱交換器５３近傍までの配管容量を導出することができる。したがって、利用者が給湯システム１０を利用する際には、既に導出されている配管容量に基づいて給湯熱交換器５３を加熱するバーナ５４の点火及び消火時期を適切に決定することができる。
【００６１】
（その他の実施例）
上記実施例では、試運転時に、温水モードと冷水モードとを１回ずつ実行するようにしている。しかしながら、温水モードと冷水モードとを複数回実行するようにしてもよい。複数回実行する場合には、複数回の温水モードで導出される昇温時配管容量Ｖｈを平均化した値を、給湯の利用運転時にバーナ５４の消火時期を決定するために用いるようにし、複数回の冷水モードで導出される降温時配管容量Ｖｗを平均化した値を、給湯の利用運転時のバーナ５４の点火時期を決定するために用いるようにしてもよい。また、昇温時配管容量Ｖｈと降温時配管容量Ｖｗを、バーナ５４の点火時期及び消火時期の決定にあたって使い分ける必要はなく、昇温時配管容量Ｖｈと降温時配管容量Ｖｗを平均化した値をこれらの時期を決定するための配管容量として用いるようにしてもよい。
【００６２】
上記実施例の試運転プログラムでは、温水制御弁２５ａを全開としたときに温水流量センサ２５ｂで検出される流量、又は給水制御弁２６ａを全開としたときに給水流量センサ２６ｂで検出される流量を配管容量の導出に用いるようにしている。しかしながら、これらの制御弁２５ａ，２６ａを全開とすることなく、例えば、温水流量センサ２５ｂで検出される流量が所望の流量となるように温水制御弁２５ａの開度を調整するようにしてもよいし、給水流量センサ２６ｂで検出される流量が所望の流量となるように給水制御弁２６ａの開度を調整するようにしてもよい。また、充填経路６０の一端を、第２混合経路５２の給湯水量センサ５２ｂの下流側に接続し、暖房循環経路６１に供給される混合水の流量を給湯水量センサ５２ｂによって検出することができる。
【００６３】
また、試運転時の混合水の流量を、シャワー流量に設定するようにしてもよい。シャワー利用時には、給湯される水の温度が安定していることが特に要求される。シャワー流量に設定することによって、給湯温度の安定化が要求される状況と同じ流量の水を通水することによって配管容量を導出することができる。したがって、導出される配管容量に基づいてバーナの点火時期や消火時期を決定すれば、給湯される水の温度が安定していることが特に要求される状況で、給湯される水の温度を安定させることができる。
また、上記実施例の試運転プログラムでは、第１混合経路２７、第２混合経路５２及び充填経路６０にかけて、貯水のみ又は水道水のみを通水するようにしているが、貯水と水道水の双方を含む混合水を通水するようにしてもよい。
【００６４】
上記実施例の試運転プログラムでは、試運転開始条件が成立すると、貯水を通水する温水モードを実行するようにしている。しかしながら、温水モードに先立って、第１混合経路２７、第２混合経路５２及び充填経路６０に水道水を通水するようにしてもよい。この場合、第１混合経路２７及び第２混合経路５２の配管温度が、周囲の環境などの影響を受けて均一でない場合でも、水道水を通水することにより均一化させることができる。したがって、混合サーミスタ２７ａ及び入水サーミスタ５２ａで検出される初期温度を均一化させた後に、温水モードを実行することができる。
【００６５】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本実施例では、充填経路６０が給湯熱交換器５３よりも上流側で混合経路から分岐しているが、給湯熱交換器５３よりも下流側で混合経路から分岐してもよい。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は、複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００６６】
１０：給湯システム
１１：コントローラ
１３：リモコン
１６：試運転スイッチ
１７：表示画面
２０：貯湯ユニット
２１：貯湯槽
２２：給水経路
２２ａ：水道水入口
２３：減圧弁
２４：混合器
２５：温水経路
２５ａ：温水制御弁
２５ｂ：温水流量センサ
２５ｃ：温水サーミスタ
２６：混合給水経路
２６ａ：給水制御弁
２６ｂ：給水流量センサ
２６ｃ：給水サーミスタ
２７：第１混合経路
２７ａ：混合サーミスタ
２８：給湯バイパス経路
２８ａ：バイパス制御弁
２９：給湯経路
２９ａ：給湯サーミスタ
３１：排水経路
３２：排水弁
３３：循環往路
３４：循環復路
３６：往路サーミスタ
３７：循環ポンプ
３８：圧力開放経路
３８ａ：リリーフ弁
３９：上部サーミスタ
４０：ヒートポンプユニット
４１：圧縮機
４２：四方弁
４３：第１熱交換器
４３ａ：熱媒流路
４３ｂ：循環水流路
４４：膨張弁
４５：第２熱交換器
４５ａ：ファン
４６：熱媒配管
４７：除霜経路
４７ａ：除霜弁
４８：循環往路接続経路
４８ａ：入口側サーミスタ
４９：循環復路接続経路
４９ａ：出口側サーミスタ
５０：熱源ユニット
５１：給湯器
５２：第２混合経路
５２ａ：入水サーミスタ
５２ｂ：給湯水量センサ
５２ｃ：水量サーボ
５３：給湯熱交換器
５４：バーナ
５５：給湯経路
５６：缶体サーミスタ
５７：出湯サーミスタ
５８：熱源機バイパス経路
５９：熱源機バイパス制御弁
６０：充填経路
６０ａ：補給水電磁弁
６１：暖房循環経路
６２：シスターン
６３：第１暖房経路
６３ａ：暖房ポンプ
６３ｂ：暖房低温サーミスタ
６３ｃ：第１暖房熱交換器
６４：第２暖房経路
６５：第３暖房経路
６５ａ：暖房高温サーミスタ
６６：第１暖房戻り経路
６６ｃ：第２暖房熱交換器
６７：第２暖房戻り経路
６８：暖房バイパス経路
６８ａ：暖房バイパス制御弁
６９：バーナ
７０：湯張り経路
７０ａ：湯張り弁
７０ｂ：湯張り量センサ
７１：風呂循環経路
７２：浴槽
７３：風呂ポンプ
７４：水流スイッチ
７５：風呂戻りサーミスタ
７６：追い焚き熱交換器
７６ａ：第１流路
７６ｂ：第２流路
７７：風呂往きサーミスタ
７８：追い焚き経路
７８ａ：追い焚き流量制御弁
８０：給湯栓
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯湯槽と、
その貯湯槽から流出した貯水と水道水とを混合する混合器と、
その混合器から流出した混合水を加熱する加熱部と、
温水が循環することによって暖房を行う暖房循環経路と、
前記混合水を送る配管と前記暖房循環経路の間を接続しており、前記混合水を前記暖房循環経路に充填する充填経路と、
前記混合器の出口の近傍における混合水の温度を検出する第１検出手段と、
前記加熱部の近傍であって前記充填経路の接続位置よりも上流側における混合水の温度を検出する第２検出手段と、
試運転プログラムを記憶している記憶手段と、
その試運転プログラムを実行する制御手段とを備えており、
その試運転プログラムが、
（１）前記混合水を前記充填経路から前記暖房循環経路に充填する間に、
（２）前記混合器の混合比を変化させ、
（３）前記第１検出手段によって検出される水温が所定温度に達する時期と前記第２検出手段によって検出される水温が前記所定温度に達する時期との時間差を特定し、
（４）前記混合水の流量を特定し、
（５）前記時間差と前記流量から、前記混合器の出口の近傍から前記加熱部の近傍までの配管容量を導出する処理を含んでいることを特徴とする給湯システム。
【請求項２】
前記試運転プログラムが、前記混合器の混合比を、貯水：水道水を０：１とする冷水モードと、貯水：水道水を１：０とする温水モードとの間で切り換えることを特徴とする請求項１に記載の給湯システム。
【請求項３】
前記所定温度が、前記水道水の温度と前記貯水の温度の間の温度に設定されていることを特徴とする請求項２に記載の給湯システム。
【請求項１】
貯湯槽と、
その貯湯槽から流出した貯水と水道水とを混合する混合器と、
その混合器から流出した混合水を加熱する加熱部と、
温水が循環することによって暖房を行う暖房循環経路と、
前記混合水を送る配管と前記暖房循環経路の間を接続しており、前記混合水を前記暖房循環経路に充填する充填経路と、
前記混合器の出口の近傍における混合水の温度を検出する第１検出手段と、
前記加熱部の近傍であって前記充填経路の接続位置よりも上流側における混合水の温度を検出する第２検出手段と、
試運転プログラムを記憶している記憶手段と、
その試運転プログラムを実行する制御手段とを備えており、
その試運転プログラムが、
（１）前記混合水を前記充填経路から前記暖房循環経路に充填する間に、
（２）前記混合器の混合比を変化させ、
（３）前記第１検出手段によって検出される水温が所定温度に達する時期と前記第２検出手段によって検出される水温が前記所定温度に達する時期との時間差を特定し、
（４）前記混合水の流量を特定し、
（５）前記時間差と前記流量から、前記混合器の出口の近傍から前記加熱部の近傍までの配管容量を導出する処理を含んでいることを特徴とする給湯システム。
【請求項２】
前記試運転プログラムが、前記混合器の混合比を、貯水：水道水を０：１とする冷水モードと、貯水：水道水を１：０とする温水モードとの間で切り換えることを特徴とする請求項１に記載の給湯システム。
【請求項３】
前記所定温度が、前記水道水の温度と前記貯水の温度の間の温度に設定されていることを特徴とする請求項２に記載の給湯システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−１９６５６９（Ｐ２０１１−１９６５６９Ａ）
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６０７２２（Ｐ２０１０−６０７２２）
【出願日】平成２２年３月１７日（２０１０．３．１７）
【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１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１７日（２０１０．３．１７）
【出願人】（０００１１５８５４）リンナイ株式会社 (1,534)
【Ｆターム（参考）】
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