給湯装置
【課題】蓄熱した熱媒の熱を有効利用するとともに、補助熱源側の効率的な利用を図り、また、補助熱源を利用する場合に圧力損失の増加を抑制することにある。
【解決手段】熱媒と給水とを熱交換する第１の熱交換手段（第１熱交換器４）と、補助熱源（補助熱源装置３８）の熱を前記給水に熱交換する第２の熱交換手段（第２熱交換器６）と、制御手段（制御部８）とを備え、第１の熱交換手段の熱交換で給湯目標温度が得られる場合には第１の熱交換手段のみで熱交換を行わせ、又はこの熱交換で給湯目標温度が得られない場合には第１の熱交換手段及び第２の熱交換手段の双方又は第２の熱交換手段のみで熱交換を行う。
【解決手段】熱媒と給水とを熱交換する第１の熱交換手段（第１熱交換器４）と、補助熱源（補助熱源装置３８）の熱を前記給水に熱交換する第２の熱交換手段（第２熱交換器６）と、制御手段（制御部８）とを備え、第１の熱交換手段の熱交換で給湯目標温度が得られる場合には第１の熱交換手段のみで熱交換を行わせ、又はこの熱交換で給湯目標温度が得られない場合には第１の熱交換手段及び第２の熱交換手段の双方又は第２の熱交換手段のみで熱交換を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給湯熱源に蓄熱された熱媒を用いて給湯する給湯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ヒートポンプ等で加熱された熱媒を熱源に用いて上水に熱交換する給湯装置が知られている。
【０００３】
例えば、熱媒を熱源に用いる間接式給湯装置に補助熱源とを組み合わせて給湯制御を行うことにより、熱交換効率の低下やランニングコストの増加を抑制した給湯装置が知られている（特許文献１）。この給湯装置では、出湯の際、貯湯タンク内から給湯用熱交換器に流す蓄熱用流体が所定温度以下である場合には、その流量を抑制し、補助熱源を用いて給湯水を加熱している。
【０００４】
また、蓄熱用流体を熱源に用いた給湯装置に関し、蓄熱用流体の熱を給湯用水に熱交換して目標温度に昇温させ、目標温度に到達させた給湯用水に非加熱の給湯用水を混合することにより、その混合水を適温まで低下させて出湯することが知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１５０６３５号公報
【特許文献２】特開２００１−１５３４５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、このような給湯装置では、給湯用水の熱源に温水等の熱媒を利用しており、この熱媒はエンジンの放熱や燃焼熱等によって加熱され、蓄熱タンク等に溜めらる。このように蓄熱タンクに溜めた熱媒によって蓄熱し、この蓄熱を利用する場合、補助熱源を併用して熱を効率的に利用することが熱効率を高める上で不可欠である。
【０００７】
また、このような給湯装置では、給湯に上水圧を利用し、適当な給湯水圧や給湯量を得ているが、給湯用水を流す管路が複雑化すると、管路で圧力損失を生じ、高所への給湯が困難になったり、シャワー等の水勢が低下するおそれがある。斯かる圧力損失は、給湯装置における補助熱源側の管路においても生じ、その圧力損失は補助熱源側の管路形態や水量に応じて大きくなる。
【０００８】
そこで、本発明の第１の目的は、蓄熱した熱媒の熱を有効利用するとともに、補助熱源側の効率的な利用を図ることにある。
【０００９】
また、本発明の第２の目的は、蓄熱した熱媒の熱を有効利用するとともに、補助熱源を利用する場合に圧力損失の増加を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成した本発明の給湯装置は以下の通りである。
【００１１】
上記第１の目的を達成するため、本発明の給湯装置は、熱媒の熱を給水に熱交換する第１の熱交換手段と、この第１の熱交換手段に直列に接続され、又は前記第１の熱交換手段が接続された管路に並列に接続され、補助熱源の熱を前記給水に熱交換する第２の熱交換手段と、前記第２の熱交換手段の出側に設置され、熱交換で得られた温水に前記給水を混合させる混合手段と、前記熱媒を熱媒管路内に循環させる循環ポンプと、前記第１の熱交換手段の熱交換で給湯目標温度が得られる場合には前記第１の熱交換手段のみで熱交換を行わせ、又はこの熱交換で前記給湯目標温度が得られない場合には前記第１の熱交換手段及び前記第２の熱交換手段の双方又は前記第２の熱交換手段のみで熱交換を行わせる制御手段とを備えている。
【００１２】
上記第１の目的及び上記第２の目的を達成するためには、この給湯装置において、前記第２の熱交換手段で熱交換を行わせる場合には、前記制御手段は、前記第２の熱交換手段の熱交換温度を高く設定し、前記混合手段で混合される前記給水に対する前記第２の熱交換手段の温水比率を低減させる構成としてもよい。
【００１３】
上記第１の目的を達成するには、この給湯装置において、更に、熱媒温度を検出する第１の温度検出手段と、前記第１の熱交換手段の通過水温度を検出する第２の温度検出手段と、前記混合手段の入側の温水温度を検出する第３の温度検出手段と、前記制御手段は、前記熱媒温度に第１の基準温度、前記第２の温度検出手段の通過水温度に第２の基準温度を設定し、前記第１の温度検出手段の検出温度が前記第１の基準温度より高ければ前記第１の熱交換手段を選択し、前記第１の基準温度より低ければ前記第２の熱交換手段のみを選択し、また、前記第１の熱交換手段を選択した場合であって、前記第２の基準温度が得られるように制御した前記熱媒の循環流量が所定量に達した場合は、前記第１の熱交換手段及び前記第２の熱交換手段を選択して熱交換させる構成としてもよい。
【００１４】
上記第１の目的を達成するには、この給湯装置において、更に、前記第１の熱交換手段及び前記第２の熱交換手段の管路をバイパスして前記混合手段に前記給水を流す第１のバイパス路と、前記第２の熱交換手段の管路をバイパスし、前記第１の熱交換手段を通過した前記温水又は前記給水を前記混合手段に流す第２のバイパス路と、前記第２の熱交換手段が設置された前記管路に設置され、該管路を開閉する第１の開閉手段と、前記第２のバイパス路に設置され、該バイパス路を開閉する第２の開閉手段とを備えてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の給湯装置によれば、次の効果が得られる。
【００１６】
(1) 熱媒の熱量を優先的に熱源に用いて給湯加熱を行うことができ、熱効率を高めることができる。
【００１７】
(2) 第２の熱交換手段で熱交換を行わせる場合には、第２の熱交換手段の熱交換温度を高く設定し、混合手段で混合される前記給水に対する第２の熱交換手段の温水比率を低減させるので、第２の熱交換手段側での圧力損失を低下させることができ、給湯の水勢を低下させることがなく、上水圧等を利用した豊かな給湯を行うことができる。
【００１８】
(3) 蓄熱量が十分な場合、その熱媒のみで供給された上水を所望の温度に加熱給湯をすることができる。
【００１９】
(4) 熱媒のみでは所望温度に加熱できない場合、補助熱源を使用し所望温度での給湯ができる。
【００２０】
(5) 補助熱源を使用した場合でも給湯の圧力損失の増加を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１の実施の形態に係る給湯装置の一例を示す図である。
【図２】制御部の一例を示す図である。
【図３】給湯制御の一例を示すフローチャートである。
【図４】第２の実施の形態に係る給湯制御の一例を示すフローチャートである。
【図５】熱媒のみによる給湯加熱を行う場合の閾値を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
〔第１の実施の形態〕
【００２３】
第１の実施形態について、図１を参照する。図１は給湯装置の一例を示す図である。なお、図１に示す構成は一例であって、これに限定されない。
【００２４】
この給湯装置２は、本発明の給湯装置の一例であって、第１熱交換器４と、第２熱交換器６と、制御部８とを備えている。
【００２５】
第１熱交換器４は、第１の熱交換手段の一例であって、管路１０、１２との間に設置され、管路１０に流す熱媒１４の熱を管路１２側に流れる給水Ｗに熱交換する。管路１０には熱媒源として蓄熱タンク１６が接続され、蓄熱タンク１６は熱媒１４の貯留手段の一例である。管路１０は、始端側を蓄熱タンク１６の上部に接続され、終端側を蓄熱タンク１６の底部に接続されている。この管路１０には与熱ポンプ１８が設置され、熱媒１４で給水Ｗを加熱する場合、蓄熱タンク１６にある上層部の熱媒１４が第１熱交換器４に供給され、熱交換後の熱媒１４が蓄熱タンク１６にある熱媒１４の下層部側に戻される。
【００２６】
蓄熱タンク１６には、熱媒１４の上層部から低層部までの温度を複数箇所で検出する温度検出手段としてタンク温度センサ２０、２２、２４、２６が設置され、第１熱交換器４に供給する熱媒１４の温度は上層部にある温度センサ２０の検出温度が参照される。このタンク温度センサ２０は、第１の温度検出手段の一例であって、検出した温度は、例えば、蓄熱タンク１６に溜められた熱媒１４を利用して給水Ｗの加熱を行えるか否かの判断に利用する。
【００２７】
また、管路１２には、温度センサ２８、３０や給湯流量センサ３２が設置されているとともに第１熱交換器４の入側を分岐した第１のバイパス管路３４が形成されている。このバイパス管路３４を通過した非加熱の給水Ｗは、混合弁３６に供給される。温度センサ２８は、給湯装置２に取込まれた給水Ｗの温度を検出する手段の一例である。また温度センサ３０は、第１の温度検出手段の一例であって、第１熱交換器４を通過した通過水の温度を検出する手段である。この通過水は、例えば、第１熱交換器４で加熱された温水又は非加熱の給水Ｗを示す。
【００２８】
次に、第２熱交換器６は、第２の熱交換手段の一例であって、補助熱源装置３８に設置されている。この実施の形態では、第２熱交換器６は第１熱交換器４に管路４０によって直列に接続されている。管路４０には第１の開閉弁４２が設置されている。管路４０には管路１２から分岐した第２のバイパス管路４４が形成され、バイパス管路４４と第２熱交換器６とは並列に接続されている。バイパス管路４４には第２の開閉弁４６が設置され、この開閉弁４６と既述の開閉弁４２とで切替弁が構成されている。即ち、この切替弁は、管路４０と管路４４とを選択的に切り替える切替え手段を構成している。第２熱交換器６には、第１熱交換器４の通過水が管路４０を通して供給される。
【００２９】
補助熱源装置３８にはガスバーナ４８が設置され、このガスバーナ４８が補助熱源の一例である。そして、第２熱交換器６は、ガスバーナ４８が燃料ガスを燃焼して発生する燃焼排気の持つ熱と管路４０を通して供給される温水ＨＷ又は給水Ｗとを熱交換させる。なお、補助熱源装置３８の熱源は、このガスバーナ４８に限られず、例えば電気ヒータを利用してもよい。
【００３０】
第１熱交換器４又は第２熱交換器６で熱交換された温水ＨＷは管路５０を通り混合弁３６に流れ、バイパス管路３４から流れる非加熱の給水Ｗと混合されて出湯される。管路５０には、混合弁３６の入側に温度センサ５２、出側に温度センサ５４が設置されている。温度センサ５２は、第３の温度検出手段の一例であって、第１熱交換器４や第２の熱交換器６によって加熱された湯水ＨＷの温度を検出する手段である。この温度センサ５２の検出温度は、熱交換処理の基準温度が設定されおり、給湯装置２の熱交換制御処理に利用される。また、温度センサ５４は、給湯装置２の出湯温度検出手段の一例であって、混合弁３６で給水Ｗと混合した温水ＨＷの出湯温度を検出する。
【００３１】
混合弁３６は、既述のように、加熱後の温水ＨＷと非加熱の給水Ｗとを所定の割合で混合させる手段の一例であって、管路５０とバイパス管路３４とに接続されており、給湯要求温度で出湯するように管路５０側及びバイパス管路３４側の開度を調整する。そして、この混合弁３６は、開度制御を行うことによって給湯装置２に供給された給水Ｗに対し、加熱を行う管路１２側と加熱を行わないバイパス管路３４側とに流す流量制御手段を構成している。
【００３２】
なお、上記のタンク温度センサ２０、２２、２４、２６、温度センサ２８、３０、５２、５４は、給水Ｗ、温水ＨＷ、熱媒１４の温度を検出できるものであればどのような構成でもよく、例えば、サーミスタ温度計等を利用してもよい。
【００３３】
制御部８は、給湯要求に応じて熱媒１４側の循環制御や補助熱源装置３８の運転制御、及び混合弁３６や開閉弁４２、４６等の開閉制御を行う手段の一例であって、給湯装置２の任意の位置に設置されている。そして、この制御部８では、例えば、温度センサ３０等が検出した第１熱交換器４の出側温度情報を受け取って監視する。また、第１熱交換器４の熱交換で目標温度が得られるか否かの判断を行う。そして、第１熱交換器４のみで熱交換を行わせ、又はこの熱交換で目標温度が得られない場合には第１熱交換器４及び第２熱交換器６の双方又は第２熱交換器６のみで熱交換を行わせるように制御する。
【００３４】
次に、この給湯装置２は、熱媒１４を加熱する構成として、発熱装置５６を備えている。この発熱装置５６は、例えば、発電用のエンジン等で構成した加熱手段５８、排熱熱交換器６０を備えている。排熱熱交換器６０は、加熱手段５８で発生した熱を熱媒１４に熱交換する手段の一例であって、管路６２、６４との間に設置される。管路６２は、熱媒１４を排熱熱交換器６０側との間で循環させる手段の一例であって、始端側を蓄熱タンク１６の底部側に接続し、排熱熱交換器６０を通過して終端側を蓄熱タンク１４の上部側に設置している。管路６４は、加熱手段５８で発生した熱を排熱熱交換器６０側に供給し、熱媒１４と熱交換させる手段の一例であって、例えば、熱媒としてエンジン等の冷却水等を循環させる手段である。また、管路６２には、例えば、貯湯ポンプ６６、熱媒温度センサ６８、また、蓄熱タンク１６の入側で分岐し、蓄熱タンク１６をバイパスするバイパス管路７０、切替弁７２を備えている。
【００３５】
貯湯ポンプ６６は、管路６２内に熱媒１４を循環させる手段であって、蓄熱タンク１６の下層部側より低温の熱媒１４を取り出し、排熱熱交換器６０で熱交換することにより排熱を吸収し、蓄熱タンク１６の上部へ高温の熱媒１４を戻すことにより蓄熱する。熱媒温度センサ６８は排熱熱交換後の熱媒１４の温度を検出する手段の一例である。切替弁７２は、熱媒１４を蓄熱タンク１６側とバイパス管路７０側とに切替える手段の一例である。所定温度に達しない熱媒１４が蓄熱タンク１６に戻るのを防止する。例えば、温度センサ６８で検出した熱媒１４の温度に基づき、蓄熱タンク１６へ戻す管路６２とバイパス管路７０とを切替え、再度排熱熱交換器６０側へと流す。これにより、蓄熱タンク１６内の熱媒１４は上層部側が高温で下層部側が低温の階層を成すようになる。
【００３６】
また、蓄熱タンク１６には、例えば、蓄熱タンク１６内に給水Ｗを補水する補水弁７４を備えた補水管路７６が設置されている。この補水管路７６は、例えば、一端側を管路１２の給水側に接続し、他端側を貯水タンク１６の底部側に接続している。この補水弁７４は、蓄熱タンク内の熱媒として上水を補給するために設けられており、例えば、蓄熱タンク１６内の熱媒１４が蒸発等により減少したことを蓄熱タンク１６内の水位センサ等で検知した場合に開放し、所定の水位に満たされると閉止する。
【００３７】
次に、給湯装置の制御部の構成について、図２を参照する。図２は、制御部の構成例を示す図である。なお、図２に示す構成は一例であって、これに限定されない。また、図２において、図１と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００３８】
制御部８は、マイクロコンピュータによって構成されており、例えば、検出情報を取り込む入力手段、各種演算を実行する演算手段、制御プログラム等を記憶する記憶手段、制御信号を出力する出力手段等を備えている。また、制御部８は、給湯装置２のリモコン装置８０と接続している。この制御部８には、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit ）８２、記憶手段の一例であるＲＯＭ（Read-Only Memory) ８４、ＲＡＭ(Random-Access Memory)８６等を備える。ＣＰＵ８２は演算手段の一例であって、ＲＯＭ８４にある制御プログラムを実行し、検出温度等を制御情報に用いてその演算等の処理を行い、制御出力を発生する。ＲＡＭ８６はプログラムの実行エリアを構成する。
【００３９】
この制御部８は、検出情報として、例えば、給湯流量センサ３２、タンク温度センサ２０、２２、２４、２６、温度センサ２８、３０、５２、５４、熱媒温度センサ６８、その他入力８８等からの検出信号を受け取っている。また、例えば、与熱ポンプ１８の回転数情報や管路１０内を循環する熱媒１４の流量情報等を取り込んでいる。尚、管路１０内に流量センサを設置して流量情報を取得してもよい。この検出信号を利用し、例えば、リモコン装置８０に設けられた各種スイッチの入力等により設定された各種データや、制御プログラムにより給湯制御処理の演算を行う。そして、制御部８は、開閉弁４２、４６、切替弁７２、混合弁３６、貯湯ポンプ６６、与熱ポンプ１８、補助熱源装置３８に設置されたガスバーナ４８等、補水弁７４、その他出力９０等に対して給湯制御指示を出力する。また、その給湯制御情報や検出温度情報等をリモコン装置８０側に伝送し、リモコン装置８０に備えた表示手段に表示をしてもよく、またブザー等による報知を行ってもよい。
【００４０】
この制御部８による給湯制御は、例えば、給水流量や給水温度に基づいて必要熱量を算出してもよく、又は検出情報に基づいて所定の制御テーブルを参照してポンプの回転数制御や燃焼制御を行ってもよい。また、バイパス管路３４と管路１２側とに流す給水Ｗの流量制御について、例えば、温度センサ２８、３０、５２、５４からの検出温度に基づいてフィードバック制御を行ってもよい。
【００４１】
このような構成において、給湯装置２の制御部８では、第１熱交換器４の熱交換で給湯目標温度が得られる場合には第１熱交換器４のみで熱交換を行わせる。また、この熱交換で給湯目標温度が得られない場合には、第１熱交換器４及び第２熱交換器６の双方又は第２熱交換器６側のみで熱交換を行わせる。この場合、熱媒１４の温度に第１の基準温度を設定し、タンク温度センサ２０の検出温度が第１の基準温度より高いか否かを判断してもよい。そして、第１の基準温度より高ければ第１熱交換器４を利用して熱交換することを選択する。第１の基準温度より低い場合には、補助熱源装置３８の第２熱交換器６のみで給水Ｗを加熱することを選択する。
【００４２】
また、給湯装置２の制御部８は温度センサ３０で検出される第１熱交換器４を通過した給水Ｗ又は温水ＨＷに第２の基準温度を設定する。そして、タンク温度センサ２０の検出温度が第１の基準温度より高い場合であって、第２の基準温度が得られるように制御した熱媒１４の循環流量が所定量以上となった場合は、第１熱交換器４及び第２熱交換器６を併用して熱交換を行う。
【００４３】
そして、この給湯装置２では、第２熱交換器６で熱交換を行う場合は、第２熱交換器６での熱交換温度を高く設定する。これにより、混合弁３６で混合される給水Ｗに対する第２熱交換器６側から流す温水ＨＷの比率を低減させる。即ち、給湯装置２に供給された一定量の給水Ｗに対し、補助熱源装置３８側に流す給水Ｗ又は温水ＨＷの流量を低減させ、第２熱交換器６側での熱交換温度を高く設定することで、圧力損失の増加を抑制できるとともに、給湯設定温度での出湯が可能になる。
【００４４】
次に、給湯装置２の給湯制御について、図３を参照する。図３は、給湯制御の一例を示すフローチャートである。なお、図３に示す処理内容、処理手順等は一例であって、これに限定されない。
【００４５】
この給湯装置２の給湯制御では、蓄熱された熱媒１４のみで給湯加熱を行う処理（Ｆ１）と、蓄熱した熱媒１４による加熱と補助熱源装置３８による加熱とを併用する処理（Ｆ２）と、補助熱源装置３８のみで給湯加熱を行う処理（Ｆ３）とを含む。この給湯制御において、熱媒１４を利用した加熱を行う場合には、例えば、熱媒１４のみを利用した加熱処理（Ｆ１）を行った後に熱媒１４による加熱処理と補助熱源装置３８による加熱との併用処理（Ｆ２）、補助熱源装置３８のみによる加熱処理（Ｆ３）の順に行えばよい。
【００４６】
給湯装置２の電源が入れられると、初期設定処理として、例えば、制御部８のＩ／Ｏ（入出力部：Input/Output）の初期化や各種設定に対する初期値をセットし、与熱ポンプ１８や補助熱源装置３８を停止状態にして待機させる（ステップＳ１１）。そして、タンク温度センサ２０の検出温度を参照し、蓄熱タンク１６の上部側から供給される熱媒１４の温度が規定温度Ｔ1 として、例えば、入水温度＋５〔℃〕以上か否かを判断を行う（ステップＳ１２）。この規定温度Ｔ1 は、熱媒１４を利用して給湯加熱が行えるか否かを判断する第１の基準温度である。従って、検出した温度が規定温度Ｔ1 以上である場合（ステップＳ１２のＹＥＳ）、蓄熱された熱媒１４を使用可能と判定し、給湯開始を待つ。また、規定温度Ｔ1 に満たない場合（ステップＳ１２のＮＯ）には、与熱ポンプ１８を停止状態に維持し、熱媒循環を行わない。そして、この場合には、補助熱源装置３８のみでの給湯加熱（Ｆ３）を行うため、開閉弁４２を開状態にするとともに、開閉弁４６を閉状態にし、補助熱源装置３８に通過水を通す回路を構成して給湯開始に備える（ステップＳ１３）。
【００４７】
給湯栓やシャワー等の蛇口を開放することにより、所定の水圧で給水Ｗが供給され、この給水Ｗの供給を給湯流量センサ３２がＯＮすることで検出すると（ステップＳ１４のＹＥＳ）、熱媒１４のみによる加熱処理（Ｆ１）を開始する。開閉弁４２を閉状態及び開閉弁４６を開状態にして、通過水を補助熱源装置３８側に流さない回路を構成する（ステップＳ１５）。そして、第１熱交換器４で熱媒１４と熱交換した湯水ＨＷに対して、温度センサ３０での検出温度が第１の所定温度Ｔｗ1 になるように与熱ポンプ１８の回転数制御を行う（ステップＳ１６）。この所定温度Ｔｗ1 は、給湯装置２の第２の基準温度の一例であって、例えば、温水ＨＷが給湯設定温度＋５〔℃〕となるように回転数を制御する。この温度センサ３０の検出温度が所定温度Ｔｗ1 よりも低い場合は、与熱ポンプ１８の回転数を増加させ、逆に高い場合には、回転数を減少させて熱媒１４の循環量を減らす。
【００４８】
混合弁３６は第１熱交換器４で所定温度Ｔｗ1 まで加熱された温水ＨＷと、バイパス管路３４から供給される非加熱の給水Ｗとを混合させる（ステップＳ１７）。ここでは、温度センサ５４の検出温度が給湯設定温度になるように混合弁３６の開度制御を行う。
【００４９】
そして、上記の制御処理ととともに、与熱ポンプ１８の回転数の監視を行い（ステップＳ１８）、与熱ポンプ制御（ステップＳ１６）を行った結果、与熱ポンプ１８の回転数が所定回転数に満たない場合（ステップＳ１８のＮＯ）には、蓄熱した熱媒１４での加熱処理のみ（Ｆ１）による給湯が可能であると判断する。与熱ポンプ１８の回転数が所定回転数以上となっている場合（ステップＳ１８のＹＥＳ）、即ち、熱媒１４によって所定温度Ｔｗ1 に加熱するために熱媒１４の循環流量が所定量以上となる場合には、補助熱源装置３８を併用する処理（Ｆ２）に移行する。この与熱ポンプ１８に設定した所定回転数は、熱媒１４の循環量が大きくなることで、第１熱交換器４を通過して蓄熱タンク１６に戻す熱媒１４の温度が所定の温度以上にならないように決定する基準回転数である。また、熱媒１４による熱交換を継続することによって、例えば、蓄熱した熱が減少することによって、回転数を増加させても熱交換した湯水ＨＷの温度上昇が見込めなくなる。従って、補助熱源装置３８を併用することで、効率よく熱交換を行う。
【００５０】
給湯処理Ｆ２では、給湯流量センサ３２がＯＮか否かを監視し（ステップＳ１９）、給湯中である場合（ステップＳ１９のＹＥＳ）には、開閉弁４２を開状態、開閉弁４６を閉状態にし（ステップＳ２０）、温水ＨＷが補助熱源装置３８に流入可能な流路を構成する。そして、与熱ポンプ制御として、温度センサ３０の検出温度が第２の所定温度Ｔｗ2 になるように与熱ポンプ１８の回転数を制御する（ステップＳ２１）。この所定温度Ｔｗ2 は、例えば、タンク温度センサ２０の検出温度−５〔℃〕となる基準温度である。与熱ポンプ制御は、温度センサ３０の検出温度が所定温度Ｔｗ2 より低ければ与熱ポンプ１８の回転数を増加させ、所定温度Ｔｗ2 よりも高ければ回転数を減少させる。
【００５１】
また、補助熱源装置制御として、温度センサ５２の検出温度が第３の所定温度Ｔｗ3 として、例えば、８０〔℃〕になるように加熱制御を行う（ステップＳ２２）。この加熱制御では、例えば、第２熱交換器６に流入する温水ＨＷの流量や温度センサ３０に設定された所定温度Ｔｗ2 との温度差等からガスバーナ４８の燃焼制御を行えばよい。そして、混合弁制御として、温度センサ５４での検出温度が給湯設定温度になるように混合弁３６の開度制御を行って、バイパス管路３４から流入する給水Ｗの割合を制御する（ステップＳ２３）。
【００５２】
なお、上記の与熱ポンプ制御や補助熱源制御、混合弁制御は、各処理毎に独立して制御する場合に限られず、各処理が関連して制御される。例えば、混合弁制御によって熱交換を行う管路１２側とバイパス管路３４側との流入比率が変動した場合には、それに関連して与熱ポンプ制御や補助熱源制御を行う。
【００５３】
そして、この給湯制御（Ｆ２）では、タンク温度センサ２０による熱媒温度の監視を行い、熱媒１４の温度が既述の規定温度Ｔ1 以上か否かの判断を繰り返し行う（ステップＳ２４）。即ち、熱媒１４を利用して給湯加熱を継続した結果、例えば、蓄熱温度が低下することで熱媒１４が給湯加熱に利用できなくなっているか否かを監視している。温度監視の結果、規定温度Ｔ1 以上であれば（ステップＳ２４のＹＥＳ）、蓄熱された熱媒１４による加熱が有効であると判断し、給湯制御（Ｆ２）を継続する。また、規定温度Ｔ1 に達しない場合には（ステップＳ２４のＮＯ）、補助熱源装置３８のみで給湯加熱を行う給湯制御（Ｆ３）に移行する。
【００５４】
熱媒１４の温度が規定温度Ｔ1 に達しない場合（ステップＳ１２のＮＯ、ステップＳ２４のＮＯ）給湯制御（Ｆ３）に移行する。この制御では、給湯流量センサ３２がＯＮか否かを監視し（ステップＳ２５）、給湯中である場合（ステップＳ２５のＹＥＳ）には、与熱ポンプ１８を停止させる（ステップＳ２６）。そして、温度センサ５２の検出温度が第３の所定温度Ｔｗ3 になるように加熱制御を行う（ステップＳ２７）。そして、混合弁制御として、温度センサ５４での検出温度が給湯設定温度になるように混合弁３６の開度制御を行って、バイパス管路３４から流入する給水Ｗの割合を制御する（ステップＳ２８）。
【００５５】
上記のように、熱媒１４のみで給湯加熱を行う場合には、混合弁制御（ステップＳ１７）において第１の所定温度Ｔｗ1 まで加熱した湯水ＨＷと非加熱の給水Ｗとを混合させて給湯設定温度での出湯が可能なように流量比率を制御する。これに対し、補助熱源装置３８を利用した給湯加熱では、混合弁制御（ステップＳ２３、ステップＳ２８）において、第３の所定温度Ｔｗ3 まで加熱した湯水ＨＷと非加熱の給水Ｗとを混合させている。そして、所定温度Ｔｗ3 は所定温度Ｔｗ1 よりも高温に設定されており、給湯装置２内に同一の流量で給水Ｗが供給されるので、補助熱源装置３８を利用する場合には、バイパス管路３４に流す流量が多く設定される。即ち、補助熱源装置３８側を通過する温水ＨＷの流量が少ないので、管路内における圧力損失を減らすことができる。
【００５６】
斯かる構成によれば、熱媒の熱量を優先的に熱源に用いて給湯加熱を行うことができ、熱効率を高めることができる。また、第２の熱交換手段で熱交換を行わせる場合には、第２の熱交換手段の熱交換温度を高く設定し、混合手段で混合される前記給水に対する第２の熱交換手段の温水比率を低減させるので、第２の熱交換手段側での圧力損失を低下させることができ、給湯の水勢を低下させることがなく、上水圧等を利用した豊かな給湯を行うことができる。蓄熱量が十分な場合、その熱媒のみで供給された上水を所望の温度に加熱給湯が可能となる。熱媒のみでは所望の温度に加熱できない場合、補助熱源を使用し所望の温度での給湯が可能となる。補助熱源を使用した場合でも給湯の圧力損失を抑えることができる。
【００５７】
〔第２の実施の形態〕
【００５８】
次に、第２の実施の形態として、給湯装置２に対する他の給湯制御例について、図４を参照する。図４は、第２の実施の形態に係る給湯制御の一例を示すフローチャートである。なお、図４に示す処理手順等は一例であって、これに限定されない。また、図４において、図３と同一処理内容については、その説明を省略する。
【００５９】
この給湯制御においても、既述のように、第１の基準温度として熱媒１４の温度を監視して、熱媒１４を利用した給湯加熱を行うか否かを判断し、利用できない場合には、補助熱源装置３８を利用して給湯加熱を行う。また、熱媒１４を利用可能な場合には、熱媒１４のみでの加熱処理又は補助熱源装置３８を併用して給湯加熱を行う。
【００６０】
電源を入れると初期設定によりＩ／Ｏの初期化や各種設定の初期値のセット等を行い、与熱ポンプ１８、補助熱源装置３８を停止状態とする（ステップＳ３１）。給湯栓の開放やシャワーの使用開始に伴う給湯開始で給湯流量センサ３２がＯＮすると（ステップＳ３２のＹＥＳ）、熱媒１４の温度をタンク温度センサ２０により検出する。その検出温度が規定温度Ｔ1 として、入水温度＋５〔℃〕以上であれば（ステップＳ３３のＹＥＳ）、蓄熱された熱媒を使用可能と判定し、入水温度＋５〔℃〕に満たない場合は（ステップＳ３３のＮＯ）与熱ポンプ１８を停止状態とし（ステップＳ４１）熱媒循環を行わない。
【００６１】
熱媒１４が使用可能と判定した場合（ステップＳ３３のＹＥＳ）、タンク温度センサ２０の検出温度が規定温度Ｔ2 以上か否かを監視する（ステップＳ３４）。この規定温度Ｔ2 は、給湯装置２の最大給湯能力（号数）であっても熱媒１４による加熱のみで給湯設定温度での給湯が可能となる温度であって、例えば、温度センサ２８によって検出される入水温度、給湯設定温度等により決定する。熱媒１４の温度が規定温度Ｔ2 以上の場合は（ステップＳ３４のＹＥＳ）、熱媒１４による加熱のみで給湯設定温度での給湯が可能と判定する。そして、温度センサ３０が第１の所定温度Ｔｗ1 として、例えば、給湯設定温度＋５〔℃〕となるように与熱ポンプ１８を制御する（ステップＳ３５）。温度センサ３０の検出温度が所定温度Ｔｗ1 より低ければ、与熱ポンプ１８の回転数を増加させて熱媒流量を増やす。また所定温度Ｔｗ1 より高ければ回転数を下げて流量を減らす。また、補助熱源装置３８を使用しないため、開閉弁４６を開状態とし（ステップＳ３６）、開閉弁４２を閉状態として（ステップＳ３７）、補助熱源装置３８を停止状態とする（ステップＳ３８）。
【００６２】
第１熱交換器４で所定温度Ｔｗ1 まで加熱された湯水ＨＷは混合弁３６により温度センサ５４が給湯設定温度になるように未加熱の給水Ｗと混合させる（ステップＳ３９）。
【００６３】
タンク温度センサ２０の検出温度が規定温度Ｔ2 に満たない場合は（ステップＳ３４のＮＯ）、熱媒１４による加熱のみでは給湯設定温度での給湯ができないので、補助熱源装置３８による加熱が必要となる。この場合、熱媒１４の蓄熱を有効利用するため、温度センサ３０が第２の所定温度Ｔｗ2 として、タンク温度センサの検出温度−５〔℃〕になるように与熱ポンプ１８を制御（ステップＳ４０）する。そして、第１熱交換器４において給水Ｗを加熱したのち、補助熱源装置３８による加熱を行う。与熱ポンプ１８の制御は、温度センサ３０の検出温度が所定温度Ｔｗ2 より低ければ与熱ポンプ１８の回転数を上げて熱媒流量を増やし、高ければ回転数を下げ流量を減らす。
【００６４】
補助熱源装置３８での加熱処理は、開閉弁４２を開状態とし（ステップＳ４２）、開閉弁４６を閉状態として（ステップＳ４３）、補助熱源装置３８を通る流路を構成する。そして、補助熱源装置３８は加熱後の湯水ＨＷに対し温度センサ５２の検出温度が第３の所定温度Ｔｗ3 として、例えば、８０〔℃〕になるように加熱制御を行う（ステップＳ４４）。
【００６５】
補助熱源装置３８で所定温度Ｔｗ3 まで加熱された温水ＨＷが温度センサ５４の検出温度が給湯設定温度になるように、混合弁３６の開度制御を行い、非加熱の給水Ｗと混合させて出湯する（ステップＳ３９）。
【００６６】
斯かる給湯制御によっても、熱媒の熱量を優先的に熱源に用いて給湯加熱を行うことができ、熱効率を高めることができる。また、第２の熱交換手段で熱交換を行わせる場合には、第２の熱交換手段の熱交換温度を高く設定し、混合手段で混合される前記給水に対する第２の熱交換手段の温水比率を低減させるので、第２の熱交換手段側での圧力損失を低下させることができ、給湯の水勢を低下させることがなく、上水圧等を利用した豊かな給湯を行うことができる。蓄熱量が十分な場合、その熱媒のみで供給された上水を所望の温度に加熱給湯が可能となる。熱媒のみでは所望の温度に加熱できない場合、補助熱源を使用し所望の温度での給湯が可能となる。補助熱源を使用した場合でも給湯の圧力損失を抑えることができる。
【００６７】
〔実施例〕
【００６８】
次に、蓄熱タンク１６に蓄熱された熱媒１４のみで給湯加熱が可能な場合について、給湯設定温度及び入水温に対する最低熱媒温度の閾値に関する実施例を図５を参照して説明する。
【００６９】
給湯装置２毎に、給湯能力が設定されているとともに、熱媒を循環させる管路１０に循環する熱媒１４の最大流量や第１熱交換器４の熱交換能力も給湯装置により変わってくる。この実施例では、下記のような給湯能力条件の給湯装置２について説明する。
(1) 給湯能力２４号（規制号数２４号）
(2) 規制流量（最大給湯流量）２４〔Ｌ／ｍｉｎ〕
(3) 与熱回路の循環最大流量 ２０〔Ｌ／ｍｉｎ〕
(4) 第一熱交換器の熱交換能力は所定値
【００７０】
上記の給湯能力条件において、給湯設定温度に対し、第１熱交換器４を通過後の温水ＨＷの温度について、一例として、給湯設定温度＋５〔℃〕となる場合の熱媒１４の温度を示す。ここで、最大給湯能力及び設定温度＋５〔℃〕としたのは、給湯流量変動時や再出湯時の湯温の安定性を確保するためである。
【００７１】
図５に示すように、給湯設定温度毎に、各入水温度に対して熱交換後の上水温度が給湯設定温度＋５〔℃〕となる熱媒の最低温度を計測している。ここでは、熱媒１４の温度がこのグラフの線以上であれば、熱媒１４による熱交換のみで給湯設定温度での給湯が可能となる。従って、この給湯設定温度と入水温度にて決まる熱媒温度を必要な範囲で予め制御部内に記憶しておき、規定温度Ｔ2 のテーブル情報として利用することができる。
【００７２】
これにより、同じ給湯設定温度であっても入水温により熱媒１４の利用可能範囲が変化するため、熱媒１４の有効利用が可能となる。
【００７３】
なお、図５に示す結果は一例であって、他の給湯能力を持つ給湯装置２を用いた場合や、給湯装置２の設置条件、入水圧力等の条件によっても変動するものであって、本発明の制御処理について限定するものではない。
〔他の実施の形態〕
【００７４】
上記実施の形態では、バイパス管路３４と管路１２側とに流れる給水Ｗの流量制御は混合弁３６の開度によって制御していたがこれに限られず、例えば、開閉弁４２又は開閉弁４６の開度を制御してもよい。即ち、第２の熱交換器６側に通過水を流す場合、開閉弁４６を閉状態にするとともに、開閉弁４２の開度を調整し、その流量を制御してもよい。また、バイパス管路４４側に通過水を流す場合、開閉弁４２を閉状態にするとともに、開閉弁４６の開度を調整して流量を制御してもよい。
【００７５】
上記実施の形態では、補助熱源装置３８の加熱装置として、ガスバーナ４８を利用した場合を示したが、これに限られない。例えば、補助熱源装置３８として、暖房装置を併用し、第２熱交換器６に暖房用熱媒管路を設置して熱交換させて給湯加熱を行ってもよい。斯かる構成によっても上記の目的を達成することができる。
【００７６】
以上説明したように、本発明の好ましい実施の形態等について説明したが、本発明は、上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、又は明細書に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能であることは勿論であり、斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００７７】
２ 給湯装置
４ 第１熱交換器
６ 第２熱交換器
８ 制御部
１０、１２ 管路
１４ 熱媒
１６ 蓄熱タンク
１８ 与熱ポンプ
２０、２２、２４、２６、２８、３０、５２、５４ 温度センサ
３２ 給湯流量センサ
３４ 第１のバイパス管路
３６ 混合弁
３８ 補助熱源装置
４０、５０、６２、６４ 管路
４２、４６ 開閉弁
４４ 第２のバイパス管路
４８ ガスバーナ
５６ 発熱装置
５８ 加熱手段
６０ 排熱熱交換器
６６ 貯湯ポンプ
６８ 熱媒温度センサ
７０ バイパス管路
７２ 切替弁
７４ 補水弁
７６ 補水管路
８０ リモコン装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給湯熱源に蓄熱された熱媒を用いて給湯する給湯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ヒートポンプ等で加熱された熱媒を熱源に用いて上水に熱交換する給湯装置が知られている。
【０００３】
例えば、熱媒を熱源に用いる間接式給湯装置に補助熱源とを組み合わせて給湯制御を行うことにより、熱交換効率の低下やランニングコストの増加を抑制した給湯装置が知られている（特許文献１）。この給湯装置では、出湯の際、貯湯タンク内から給湯用熱交換器に流す蓄熱用流体が所定温度以下である場合には、その流量を抑制し、補助熱源を用いて給湯水を加熱している。
【０００４】
また、蓄熱用流体を熱源に用いた給湯装置に関し、蓄熱用流体の熱を給湯用水に熱交換して目標温度に昇温させ、目標温度に到達させた給湯用水に非加熱の給湯用水を混合することにより、その混合水を適温まで低下させて出湯することが知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１５０６３５号公報
【特許文献２】特開２００１−１５３４５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、このような給湯装置では、給湯用水の熱源に温水等の熱媒を利用しており、この熱媒はエンジンの放熱や燃焼熱等によって加熱され、蓄熱タンク等に溜めらる。このように蓄熱タンクに溜めた熱媒によって蓄熱し、この蓄熱を利用する場合、補助熱源を併用して熱を効率的に利用することが熱効率を高める上で不可欠である。
【０００７】
また、このような給湯装置では、給湯に上水圧を利用し、適当な給湯水圧や給湯量を得ているが、給湯用水を流す管路が複雑化すると、管路で圧力損失を生じ、高所への給湯が困難になったり、シャワー等の水勢が低下するおそれがある。斯かる圧力損失は、給湯装置における補助熱源側の管路においても生じ、その圧力損失は補助熱源側の管路形態や水量に応じて大きくなる。
【０００８】
そこで、本発明の第１の目的は、蓄熱した熱媒の熱を有効利用するとともに、補助熱源側の効率的な利用を図ることにある。
【０００９】
また、本発明の第２の目的は、蓄熱した熱媒の熱を有効利用するとともに、補助熱源を利用する場合に圧力損失の増加を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成した本発明の給湯装置は以下の通りである。
【００１１】
上記第１の目的を達成するため、本発明の給湯装置は、熱媒の熱を給水に熱交換する第１の熱交換手段と、この第１の熱交換手段に直列に接続され、又は前記第１の熱交換手段が接続された管路に並列に接続され、補助熱源の熱を前記給水に熱交換する第２の熱交換手段と、前記第２の熱交換手段の出側に設置され、熱交換で得られた温水に前記給水を混合させる混合手段と、前記熱媒を熱媒管路内に循環させる循環ポンプと、前記第１の熱交換手段の熱交換で給湯目標温度が得られる場合には前記第１の熱交換手段のみで熱交換を行わせ、又はこの熱交換で前記給湯目標温度が得られない場合には前記第１の熱交換手段及び前記第２の熱交換手段の双方又は前記第２の熱交換手段のみで熱交換を行わせる制御手段とを備えている。
【００１２】
上記第１の目的及び上記第２の目的を達成するためには、この給湯装置において、前記第２の熱交換手段で熱交換を行わせる場合には、前記制御手段は、前記第２の熱交換手段の熱交換温度を高く設定し、前記混合手段で混合される前記給水に対する前記第２の熱交換手段の温水比率を低減させる構成としてもよい。
【００１３】
上記第１の目的を達成するには、この給湯装置において、更に、熱媒温度を検出する第１の温度検出手段と、前記第１の熱交換手段の通過水温度を検出する第２の温度検出手段と、前記混合手段の入側の温水温度を検出する第３の温度検出手段と、前記制御手段は、前記熱媒温度に第１の基準温度、前記第２の温度検出手段の通過水温度に第２の基準温度を設定し、前記第１の温度検出手段の検出温度が前記第１の基準温度より高ければ前記第１の熱交換手段を選択し、前記第１の基準温度より低ければ前記第２の熱交換手段のみを選択し、また、前記第１の熱交換手段を選択した場合であって、前記第２の基準温度が得られるように制御した前記熱媒の循環流量が所定量に達した場合は、前記第１の熱交換手段及び前記第２の熱交換手段を選択して熱交換させる構成としてもよい。
【００１４】
上記第１の目的を達成するには、この給湯装置において、更に、前記第１の熱交換手段及び前記第２の熱交換手段の管路をバイパスして前記混合手段に前記給水を流す第１のバイパス路と、前記第２の熱交換手段の管路をバイパスし、前記第１の熱交換手段を通過した前記温水又は前記給水を前記混合手段に流す第２のバイパス路と、前記第２の熱交換手段が設置された前記管路に設置され、該管路を開閉する第１の開閉手段と、前記第２のバイパス路に設置され、該バイパス路を開閉する第２の開閉手段とを備えてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の給湯装置によれば、次の効果が得られる。
【００１６】
(1) 熱媒の熱量を優先的に熱源に用いて給湯加熱を行うことができ、熱効率を高めることができる。
【００１７】
(2) 第２の熱交換手段で熱交換を行わせる場合には、第２の熱交換手段の熱交換温度を高く設定し、混合手段で混合される前記給水に対する第２の熱交換手段の温水比率を低減させるので、第２の熱交換手段側での圧力損失を低下させることができ、給湯の水勢を低下させることがなく、上水圧等を利用した豊かな給湯を行うことができる。
【００１８】
(3) 蓄熱量が十分な場合、その熱媒のみで供給された上水を所望の温度に加熱給湯をすることができる。
【００１９】
(4) 熱媒のみでは所望温度に加熱できない場合、補助熱源を使用し所望温度での給湯ができる。
【００２０】
(5) 補助熱源を使用した場合でも給湯の圧力損失の増加を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１の実施の形態に係る給湯装置の一例を示す図である。
【図２】制御部の一例を示す図である。
【図３】給湯制御の一例を示すフローチャートである。
【図４】第２の実施の形態に係る給湯制御の一例を示すフローチャートである。
【図５】熱媒のみによる給湯加熱を行う場合の閾値を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
〔第１の実施の形態〕
【００２３】
第１の実施形態について、図１を参照する。図１は給湯装置の一例を示す図である。なお、図１に示す構成は一例であって、これに限定されない。
【００２４】
この給湯装置２は、本発明の給湯装置の一例であって、第１熱交換器４と、第２熱交換器６と、制御部８とを備えている。
【００２５】
第１熱交換器４は、第１の熱交換手段の一例であって、管路１０、１２との間に設置され、管路１０に流す熱媒１４の熱を管路１２側に流れる給水Ｗに熱交換する。管路１０には熱媒源として蓄熱タンク１６が接続され、蓄熱タンク１６は熱媒１４の貯留手段の一例である。管路１０は、始端側を蓄熱タンク１６の上部に接続され、終端側を蓄熱タンク１６の底部に接続されている。この管路１０には与熱ポンプ１８が設置され、熱媒１４で給水Ｗを加熱する場合、蓄熱タンク１６にある上層部の熱媒１４が第１熱交換器４に供給され、熱交換後の熱媒１４が蓄熱タンク１６にある熱媒１４の下層部側に戻される。
【００２６】
蓄熱タンク１６には、熱媒１４の上層部から低層部までの温度を複数箇所で検出する温度検出手段としてタンク温度センサ２０、２２、２４、２６が設置され、第１熱交換器４に供給する熱媒１４の温度は上層部にある温度センサ２０の検出温度が参照される。このタンク温度センサ２０は、第１の温度検出手段の一例であって、検出した温度は、例えば、蓄熱タンク１６に溜められた熱媒１４を利用して給水Ｗの加熱を行えるか否かの判断に利用する。
【００２７】
また、管路１２には、温度センサ２８、３０や給湯流量センサ３２が設置されているとともに第１熱交換器４の入側を分岐した第１のバイパス管路３４が形成されている。このバイパス管路３４を通過した非加熱の給水Ｗは、混合弁３６に供給される。温度センサ２８は、給湯装置２に取込まれた給水Ｗの温度を検出する手段の一例である。また温度センサ３０は、第１の温度検出手段の一例であって、第１熱交換器４を通過した通過水の温度を検出する手段である。この通過水は、例えば、第１熱交換器４で加熱された温水又は非加熱の給水Ｗを示す。
【００２８】
次に、第２熱交換器６は、第２の熱交換手段の一例であって、補助熱源装置３８に設置されている。この実施の形態では、第２熱交換器６は第１熱交換器４に管路４０によって直列に接続されている。管路４０には第１の開閉弁４２が設置されている。管路４０には管路１２から分岐した第２のバイパス管路４４が形成され、バイパス管路４４と第２熱交換器６とは並列に接続されている。バイパス管路４４には第２の開閉弁４６が設置され、この開閉弁４６と既述の開閉弁４２とで切替弁が構成されている。即ち、この切替弁は、管路４０と管路４４とを選択的に切り替える切替え手段を構成している。第２熱交換器６には、第１熱交換器４の通過水が管路４０を通して供給される。
【００２９】
補助熱源装置３８にはガスバーナ４８が設置され、このガスバーナ４８が補助熱源の一例である。そして、第２熱交換器６は、ガスバーナ４８が燃料ガスを燃焼して発生する燃焼排気の持つ熱と管路４０を通して供給される温水ＨＷ又は給水Ｗとを熱交換させる。なお、補助熱源装置３８の熱源は、このガスバーナ４８に限られず、例えば電気ヒータを利用してもよい。
【００３０】
第１熱交換器４又は第２熱交換器６で熱交換された温水ＨＷは管路５０を通り混合弁３６に流れ、バイパス管路３４から流れる非加熱の給水Ｗと混合されて出湯される。管路５０には、混合弁３６の入側に温度センサ５２、出側に温度センサ５４が設置されている。温度センサ５２は、第３の温度検出手段の一例であって、第１熱交換器４や第２の熱交換器６によって加熱された湯水ＨＷの温度を検出する手段である。この温度センサ５２の検出温度は、熱交換処理の基準温度が設定されおり、給湯装置２の熱交換制御処理に利用される。また、温度センサ５４は、給湯装置２の出湯温度検出手段の一例であって、混合弁３６で給水Ｗと混合した温水ＨＷの出湯温度を検出する。
【００３１】
混合弁３６は、既述のように、加熱後の温水ＨＷと非加熱の給水Ｗとを所定の割合で混合させる手段の一例であって、管路５０とバイパス管路３４とに接続されており、給湯要求温度で出湯するように管路５０側及びバイパス管路３４側の開度を調整する。そして、この混合弁３６は、開度制御を行うことによって給湯装置２に供給された給水Ｗに対し、加熱を行う管路１２側と加熱を行わないバイパス管路３４側とに流す流量制御手段を構成している。
【００３２】
なお、上記のタンク温度センサ２０、２２、２４、２６、温度センサ２８、３０、５２、５４は、給水Ｗ、温水ＨＷ、熱媒１４の温度を検出できるものであればどのような構成でもよく、例えば、サーミスタ温度計等を利用してもよい。
【００３３】
制御部８は、給湯要求に応じて熱媒１４側の循環制御や補助熱源装置３８の運転制御、及び混合弁３６や開閉弁４２、４６等の開閉制御を行う手段の一例であって、給湯装置２の任意の位置に設置されている。そして、この制御部８では、例えば、温度センサ３０等が検出した第１熱交換器４の出側温度情報を受け取って監視する。また、第１熱交換器４の熱交換で目標温度が得られるか否かの判断を行う。そして、第１熱交換器４のみで熱交換を行わせ、又はこの熱交換で目標温度が得られない場合には第１熱交換器４及び第２熱交換器６の双方又は第２熱交換器６のみで熱交換を行わせるように制御する。
【００３４】
次に、この給湯装置２は、熱媒１４を加熱する構成として、発熱装置５６を備えている。この発熱装置５６は、例えば、発電用のエンジン等で構成した加熱手段５８、排熱熱交換器６０を備えている。排熱熱交換器６０は、加熱手段５８で発生した熱を熱媒１４に熱交換する手段の一例であって、管路６２、６４との間に設置される。管路６２は、熱媒１４を排熱熱交換器６０側との間で循環させる手段の一例であって、始端側を蓄熱タンク１６の底部側に接続し、排熱熱交換器６０を通過して終端側を蓄熱タンク１４の上部側に設置している。管路６４は、加熱手段５８で発生した熱を排熱熱交換器６０側に供給し、熱媒１４と熱交換させる手段の一例であって、例えば、熱媒としてエンジン等の冷却水等を循環させる手段である。また、管路６２には、例えば、貯湯ポンプ６６、熱媒温度センサ６８、また、蓄熱タンク１６の入側で分岐し、蓄熱タンク１６をバイパスするバイパス管路７０、切替弁７２を備えている。
【００３５】
貯湯ポンプ６６は、管路６２内に熱媒１４を循環させる手段であって、蓄熱タンク１６の下層部側より低温の熱媒１４を取り出し、排熱熱交換器６０で熱交換することにより排熱を吸収し、蓄熱タンク１６の上部へ高温の熱媒１４を戻すことにより蓄熱する。熱媒温度センサ６８は排熱熱交換後の熱媒１４の温度を検出する手段の一例である。切替弁７２は、熱媒１４を蓄熱タンク１６側とバイパス管路７０側とに切替える手段の一例である。所定温度に達しない熱媒１４が蓄熱タンク１６に戻るのを防止する。例えば、温度センサ６８で検出した熱媒１４の温度に基づき、蓄熱タンク１６へ戻す管路６２とバイパス管路７０とを切替え、再度排熱熱交換器６０側へと流す。これにより、蓄熱タンク１６内の熱媒１４は上層部側が高温で下層部側が低温の階層を成すようになる。
【００３６】
また、蓄熱タンク１６には、例えば、蓄熱タンク１６内に給水Ｗを補水する補水弁７４を備えた補水管路７６が設置されている。この補水管路７６は、例えば、一端側を管路１２の給水側に接続し、他端側を貯水タンク１６の底部側に接続している。この補水弁７４は、蓄熱タンク内の熱媒として上水を補給するために設けられており、例えば、蓄熱タンク１６内の熱媒１４が蒸発等により減少したことを蓄熱タンク１６内の水位センサ等で検知した場合に開放し、所定の水位に満たされると閉止する。
【００３７】
次に、給湯装置の制御部の構成について、図２を参照する。図２は、制御部の構成例を示す図である。なお、図２に示す構成は一例であって、これに限定されない。また、図２において、図１と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００３８】
制御部８は、マイクロコンピュータによって構成されており、例えば、検出情報を取り込む入力手段、各種演算を実行する演算手段、制御プログラム等を記憶する記憶手段、制御信号を出力する出力手段等を備えている。また、制御部８は、給湯装置２のリモコン装置８０と接続している。この制御部８には、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit ）８２、記憶手段の一例であるＲＯＭ（Read-Only Memory) ８４、ＲＡＭ(Random-Access Memory)８６等を備える。ＣＰＵ８２は演算手段の一例であって、ＲＯＭ８４にある制御プログラムを実行し、検出温度等を制御情報に用いてその演算等の処理を行い、制御出力を発生する。ＲＡＭ８６はプログラムの実行エリアを構成する。
【００３９】
この制御部８は、検出情報として、例えば、給湯流量センサ３２、タンク温度センサ２０、２２、２４、２６、温度センサ２８、３０、５２、５４、熱媒温度センサ６８、その他入力８８等からの検出信号を受け取っている。また、例えば、与熱ポンプ１８の回転数情報や管路１０内を循環する熱媒１４の流量情報等を取り込んでいる。尚、管路１０内に流量センサを設置して流量情報を取得してもよい。この検出信号を利用し、例えば、リモコン装置８０に設けられた各種スイッチの入力等により設定された各種データや、制御プログラムにより給湯制御処理の演算を行う。そして、制御部８は、開閉弁４２、４６、切替弁７２、混合弁３６、貯湯ポンプ６６、与熱ポンプ１８、補助熱源装置３８に設置されたガスバーナ４８等、補水弁７４、その他出力９０等に対して給湯制御指示を出力する。また、その給湯制御情報や検出温度情報等をリモコン装置８０側に伝送し、リモコン装置８０に備えた表示手段に表示をしてもよく、またブザー等による報知を行ってもよい。
【００４０】
この制御部８による給湯制御は、例えば、給水流量や給水温度に基づいて必要熱量を算出してもよく、又は検出情報に基づいて所定の制御テーブルを参照してポンプの回転数制御や燃焼制御を行ってもよい。また、バイパス管路３４と管路１２側とに流す給水Ｗの流量制御について、例えば、温度センサ２８、３０、５２、５４からの検出温度に基づいてフィードバック制御を行ってもよい。
【００４１】
このような構成において、給湯装置２の制御部８では、第１熱交換器４の熱交換で給湯目標温度が得られる場合には第１熱交換器４のみで熱交換を行わせる。また、この熱交換で給湯目標温度が得られない場合には、第１熱交換器４及び第２熱交換器６の双方又は第２熱交換器６側のみで熱交換を行わせる。この場合、熱媒１４の温度に第１の基準温度を設定し、タンク温度センサ２０の検出温度が第１の基準温度より高いか否かを判断してもよい。そして、第１の基準温度より高ければ第１熱交換器４を利用して熱交換することを選択する。第１の基準温度より低い場合には、補助熱源装置３８の第２熱交換器６のみで給水Ｗを加熱することを選択する。
【００４２】
また、給湯装置２の制御部８は温度センサ３０で検出される第１熱交換器４を通過した給水Ｗ又は温水ＨＷに第２の基準温度を設定する。そして、タンク温度センサ２０の検出温度が第１の基準温度より高い場合であって、第２の基準温度が得られるように制御した熱媒１４の循環流量が所定量以上となった場合は、第１熱交換器４及び第２熱交換器６を併用して熱交換を行う。
【００４３】
そして、この給湯装置２では、第２熱交換器６で熱交換を行う場合は、第２熱交換器６での熱交換温度を高く設定する。これにより、混合弁３６で混合される給水Ｗに対する第２熱交換器６側から流す温水ＨＷの比率を低減させる。即ち、給湯装置２に供給された一定量の給水Ｗに対し、補助熱源装置３８側に流す給水Ｗ又は温水ＨＷの流量を低減させ、第２熱交換器６側での熱交換温度を高く設定することで、圧力損失の増加を抑制できるとともに、給湯設定温度での出湯が可能になる。
【００４４】
次に、給湯装置２の給湯制御について、図３を参照する。図３は、給湯制御の一例を示すフローチャートである。なお、図３に示す処理内容、処理手順等は一例であって、これに限定されない。
【００４５】
この給湯装置２の給湯制御では、蓄熱された熱媒１４のみで給湯加熱を行う処理（Ｆ１）と、蓄熱した熱媒１４による加熱と補助熱源装置３８による加熱とを併用する処理（Ｆ２）と、補助熱源装置３８のみで給湯加熱を行う処理（Ｆ３）とを含む。この給湯制御において、熱媒１４を利用した加熱を行う場合には、例えば、熱媒１４のみを利用した加熱処理（Ｆ１）を行った後に熱媒１４による加熱処理と補助熱源装置３８による加熱との併用処理（Ｆ２）、補助熱源装置３８のみによる加熱処理（Ｆ３）の順に行えばよい。
【００４６】
給湯装置２の電源が入れられると、初期設定処理として、例えば、制御部８のＩ／Ｏ（入出力部：Input/Output）の初期化や各種設定に対する初期値をセットし、与熱ポンプ１８や補助熱源装置３８を停止状態にして待機させる（ステップＳ１１）。そして、タンク温度センサ２０の検出温度を参照し、蓄熱タンク１６の上部側から供給される熱媒１４の温度が規定温度Ｔ1 として、例えば、入水温度＋５〔℃〕以上か否かを判断を行う（ステップＳ１２）。この規定温度Ｔ1 は、熱媒１４を利用して給湯加熱が行えるか否かを判断する第１の基準温度である。従って、検出した温度が規定温度Ｔ1 以上である場合（ステップＳ１２のＹＥＳ）、蓄熱された熱媒１４を使用可能と判定し、給湯開始を待つ。また、規定温度Ｔ1 に満たない場合（ステップＳ１２のＮＯ）には、与熱ポンプ１８を停止状態に維持し、熱媒循環を行わない。そして、この場合には、補助熱源装置３８のみでの給湯加熱（Ｆ３）を行うため、開閉弁４２を開状態にするとともに、開閉弁４６を閉状態にし、補助熱源装置３８に通過水を通す回路を構成して給湯開始に備える（ステップＳ１３）。
【００４７】
給湯栓やシャワー等の蛇口を開放することにより、所定の水圧で給水Ｗが供給され、この給水Ｗの供給を給湯流量センサ３２がＯＮすることで検出すると（ステップＳ１４のＹＥＳ）、熱媒１４のみによる加熱処理（Ｆ１）を開始する。開閉弁４２を閉状態及び開閉弁４６を開状態にして、通過水を補助熱源装置３８側に流さない回路を構成する（ステップＳ１５）。そして、第１熱交換器４で熱媒１４と熱交換した湯水ＨＷに対して、温度センサ３０での検出温度が第１の所定温度Ｔｗ1 になるように与熱ポンプ１８の回転数制御を行う（ステップＳ１６）。この所定温度Ｔｗ1 は、給湯装置２の第２の基準温度の一例であって、例えば、温水ＨＷが給湯設定温度＋５〔℃〕となるように回転数を制御する。この温度センサ３０の検出温度が所定温度Ｔｗ1 よりも低い場合は、与熱ポンプ１８の回転数を増加させ、逆に高い場合には、回転数を減少させて熱媒１４の循環量を減らす。
【００４８】
混合弁３６は第１熱交換器４で所定温度Ｔｗ1 まで加熱された温水ＨＷと、バイパス管路３４から供給される非加熱の給水Ｗとを混合させる（ステップＳ１７）。ここでは、温度センサ５４の検出温度が給湯設定温度になるように混合弁３６の開度制御を行う。
【００４９】
そして、上記の制御処理ととともに、与熱ポンプ１８の回転数の監視を行い（ステップＳ１８）、与熱ポンプ制御（ステップＳ１６）を行った結果、与熱ポンプ１８の回転数が所定回転数に満たない場合（ステップＳ１８のＮＯ）には、蓄熱した熱媒１４での加熱処理のみ（Ｆ１）による給湯が可能であると判断する。与熱ポンプ１８の回転数が所定回転数以上となっている場合（ステップＳ１８のＹＥＳ）、即ち、熱媒１４によって所定温度Ｔｗ1 に加熱するために熱媒１４の循環流量が所定量以上となる場合には、補助熱源装置３８を併用する処理（Ｆ２）に移行する。この与熱ポンプ１８に設定した所定回転数は、熱媒１４の循環量が大きくなることで、第１熱交換器４を通過して蓄熱タンク１６に戻す熱媒１４の温度が所定の温度以上にならないように決定する基準回転数である。また、熱媒１４による熱交換を継続することによって、例えば、蓄熱した熱が減少することによって、回転数を増加させても熱交換した湯水ＨＷの温度上昇が見込めなくなる。従って、補助熱源装置３８を併用することで、効率よく熱交換を行う。
【００５０】
給湯処理Ｆ２では、給湯流量センサ３２がＯＮか否かを監視し（ステップＳ１９）、給湯中である場合（ステップＳ１９のＹＥＳ）には、開閉弁４２を開状態、開閉弁４６を閉状態にし（ステップＳ２０）、温水ＨＷが補助熱源装置３８に流入可能な流路を構成する。そして、与熱ポンプ制御として、温度センサ３０の検出温度が第２の所定温度Ｔｗ2 になるように与熱ポンプ１８の回転数を制御する（ステップＳ２１）。この所定温度Ｔｗ2 は、例えば、タンク温度センサ２０の検出温度−５〔℃〕となる基準温度である。与熱ポンプ制御は、温度センサ３０の検出温度が所定温度Ｔｗ2 より低ければ与熱ポンプ１８の回転数を増加させ、所定温度Ｔｗ2 よりも高ければ回転数を減少させる。
【００５１】
また、補助熱源装置制御として、温度センサ５２の検出温度が第３の所定温度Ｔｗ3 として、例えば、８０〔℃〕になるように加熱制御を行う（ステップＳ２２）。この加熱制御では、例えば、第２熱交換器６に流入する温水ＨＷの流量や温度センサ３０に設定された所定温度Ｔｗ2 との温度差等からガスバーナ４８の燃焼制御を行えばよい。そして、混合弁制御として、温度センサ５４での検出温度が給湯設定温度になるように混合弁３６の開度制御を行って、バイパス管路３４から流入する給水Ｗの割合を制御する（ステップＳ２３）。
【００５２】
なお、上記の与熱ポンプ制御や補助熱源制御、混合弁制御は、各処理毎に独立して制御する場合に限られず、各処理が関連して制御される。例えば、混合弁制御によって熱交換を行う管路１２側とバイパス管路３４側との流入比率が変動した場合には、それに関連して与熱ポンプ制御や補助熱源制御を行う。
【００５３】
そして、この給湯制御（Ｆ２）では、タンク温度センサ２０による熱媒温度の監視を行い、熱媒１４の温度が既述の規定温度Ｔ1 以上か否かの判断を繰り返し行う（ステップＳ２４）。即ち、熱媒１４を利用して給湯加熱を継続した結果、例えば、蓄熱温度が低下することで熱媒１４が給湯加熱に利用できなくなっているか否かを監視している。温度監視の結果、規定温度Ｔ1 以上であれば（ステップＳ２４のＹＥＳ）、蓄熱された熱媒１４による加熱が有効であると判断し、給湯制御（Ｆ２）を継続する。また、規定温度Ｔ1 に達しない場合には（ステップＳ２４のＮＯ）、補助熱源装置３８のみで給湯加熱を行う給湯制御（Ｆ３）に移行する。
【００５４】
熱媒１４の温度が規定温度Ｔ1 に達しない場合（ステップＳ１２のＮＯ、ステップＳ２４のＮＯ）給湯制御（Ｆ３）に移行する。この制御では、給湯流量センサ３２がＯＮか否かを監視し（ステップＳ２５）、給湯中である場合（ステップＳ２５のＹＥＳ）には、与熱ポンプ１８を停止させる（ステップＳ２６）。そして、温度センサ５２の検出温度が第３の所定温度Ｔｗ3 になるように加熱制御を行う（ステップＳ２７）。そして、混合弁制御として、温度センサ５４での検出温度が給湯設定温度になるように混合弁３６の開度制御を行って、バイパス管路３４から流入する給水Ｗの割合を制御する（ステップＳ２８）。
【００５５】
上記のように、熱媒１４のみで給湯加熱を行う場合には、混合弁制御（ステップＳ１７）において第１の所定温度Ｔｗ1 まで加熱した湯水ＨＷと非加熱の給水Ｗとを混合させて給湯設定温度での出湯が可能なように流量比率を制御する。これに対し、補助熱源装置３８を利用した給湯加熱では、混合弁制御（ステップＳ２３、ステップＳ２８）において、第３の所定温度Ｔｗ3 まで加熱した湯水ＨＷと非加熱の給水Ｗとを混合させている。そして、所定温度Ｔｗ3 は所定温度Ｔｗ1 よりも高温に設定されており、給湯装置２内に同一の流量で給水Ｗが供給されるので、補助熱源装置３８を利用する場合には、バイパス管路３４に流す流量が多く設定される。即ち、補助熱源装置３８側を通過する温水ＨＷの流量が少ないので、管路内における圧力損失を減らすことができる。
【００５６】
斯かる構成によれば、熱媒の熱量を優先的に熱源に用いて給湯加熱を行うことができ、熱効率を高めることができる。また、第２の熱交換手段で熱交換を行わせる場合には、第２の熱交換手段の熱交換温度を高く設定し、混合手段で混合される前記給水に対する第２の熱交換手段の温水比率を低減させるので、第２の熱交換手段側での圧力損失を低下させることができ、給湯の水勢を低下させることがなく、上水圧等を利用した豊かな給湯を行うことができる。蓄熱量が十分な場合、その熱媒のみで供給された上水を所望の温度に加熱給湯が可能となる。熱媒のみでは所望の温度に加熱できない場合、補助熱源を使用し所望の温度での給湯が可能となる。補助熱源を使用した場合でも給湯の圧力損失を抑えることができる。
【００５７】
〔第２の実施の形態〕
【００５８】
次に、第２の実施の形態として、給湯装置２に対する他の給湯制御例について、図４を参照する。図４は、第２の実施の形態に係る給湯制御の一例を示すフローチャートである。なお、図４に示す処理手順等は一例であって、これに限定されない。また、図４において、図３と同一処理内容については、その説明を省略する。
【００５９】
この給湯制御においても、既述のように、第１の基準温度として熱媒１４の温度を監視して、熱媒１４を利用した給湯加熱を行うか否かを判断し、利用できない場合には、補助熱源装置３８を利用して給湯加熱を行う。また、熱媒１４を利用可能な場合には、熱媒１４のみでの加熱処理又は補助熱源装置３８を併用して給湯加熱を行う。
【００６０】
電源を入れると初期設定によりＩ／Ｏの初期化や各種設定の初期値のセット等を行い、与熱ポンプ１８、補助熱源装置３８を停止状態とする（ステップＳ３１）。給湯栓の開放やシャワーの使用開始に伴う給湯開始で給湯流量センサ３２がＯＮすると（ステップＳ３２のＹＥＳ）、熱媒１４の温度をタンク温度センサ２０により検出する。その検出温度が規定温度Ｔ1 として、入水温度＋５〔℃〕以上であれば（ステップＳ３３のＹＥＳ）、蓄熱された熱媒を使用可能と判定し、入水温度＋５〔℃〕に満たない場合は（ステップＳ３３のＮＯ）与熱ポンプ１８を停止状態とし（ステップＳ４１）熱媒循環を行わない。
【００６１】
熱媒１４が使用可能と判定した場合（ステップＳ３３のＹＥＳ）、タンク温度センサ２０の検出温度が規定温度Ｔ2 以上か否かを監視する（ステップＳ３４）。この規定温度Ｔ2 は、給湯装置２の最大給湯能力（号数）であっても熱媒１４による加熱のみで給湯設定温度での給湯が可能となる温度であって、例えば、温度センサ２８によって検出される入水温度、給湯設定温度等により決定する。熱媒１４の温度が規定温度Ｔ2 以上の場合は（ステップＳ３４のＹＥＳ）、熱媒１４による加熱のみで給湯設定温度での給湯が可能と判定する。そして、温度センサ３０が第１の所定温度Ｔｗ1 として、例えば、給湯設定温度＋５〔℃〕となるように与熱ポンプ１８を制御する（ステップＳ３５）。温度センサ３０の検出温度が所定温度Ｔｗ1 より低ければ、与熱ポンプ１８の回転数を増加させて熱媒流量を増やす。また所定温度Ｔｗ1 より高ければ回転数を下げて流量を減らす。また、補助熱源装置３８を使用しないため、開閉弁４６を開状態とし（ステップＳ３６）、開閉弁４２を閉状態として（ステップＳ３７）、補助熱源装置３８を停止状態とする（ステップＳ３８）。
【００６２】
第１熱交換器４で所定温度Ｔｗ1 まで加熱された湯水ＨＷは混合弁３６により温度センサ５４が給湯設定温度になるように未加熱の給水Ｗと混合させる（ステップＳ３９）。
【００６３】
タンク温度センサ２０の検出温度が規定温度Ｔ2 に満たない場合は（ステップＳ３４のＮＯ）、熱媒１４による加熱のみでは給湯設定温度での給湯ができないので、補助熱源装置３８による加熱が必要となる。この場合、熱媒１４の蓄熱を有効利用するため、温度センサ３０が第２の所定温度Ｔｗ2 として、タンク温度センサの検出温度−５〔℃〕になるように与熱ポンプ１８を制御（ステップＳ４０）する。そして、第１熱交換器４において給水Ｗを加熱したのち、補助熱源装置３８による加熱を行う。与熱ポンプ１８の制御は、温度センサ３０の検出温度が所定温度Ｔｗ2 より低ければ与熱ポンプ１８の回転数を上げて熱媒流量を増やし、高ければ回転数を下げ流量を減らす。
【００６４】
補助熱源装置３８での加熱処理は、開閉弁４２を開状態とし（ステップＳ４２）、開閉弁４６を閉状態として（ステップＳ４３）、補助熱源装置３８を通る流路を構成する。そして、補助熱源装置３８は加熱後の湯水ＨＷに対し温度センサ５２の検出温度が第３の所定温度Ｔｗ3 として、例えば、８０〔℃〕になるように加熱制御を行う（ステップＳ４４）。
【００６５】
補助熱源装置３８で所定温度Ｔｗ3 まで加熱された温水ＨＷが温度センサ５４の検出温度が給湯設定温度になるように、混合弁３６の開度制御を行い、非加熱の給水Ｗと混合させて出湯する（ステップＳ３９）。
【００６６】
斯かる給湯制御によっても、熱媒の熱量を優先的に熱源に用いて給湯加熱を行うことができ、熱効率を高めることができる。また、第２の熱交換手段で熱交換を行わせる場合には、第２の熱交換手段の熱交換温度を高く設定し、混合手段で混合される前記給水に対する第２の熱交換手段の温水比率を低減させるので、第２の熱交換手段側での圧力損失を低下させることができ、給湯の水勢を低下させることがなく、上水圧等を利用した豊かな給湯を行うことができる。蓄熱量が十分な場合、その熱媒のみで供給された上水を所望の温度に加熱給湯が可能となる。熱媒のみでは所望の温度に加熱できない場合、補助熱源を使用し所望の温度での給湯が可能となる。補助熱源を使用した場合でも給湯の圧力損失を抑えることができる。
【００６７】
〔実施例〕
【００６８】
次に、蓄熱タンク１６に蓄熱された熱媒１４のみで給湯加熱が可能な場合について、給湯設定温度及び入水温に対する最低熱媒温度の閾値に関する実施例を図５を参照して説明する。
【００６９】
給湯装置２毎に、給湯能力が設定されているとともに、熱媒を循環させる管路１０に循環する熱媒１４の最大流量や第１熱交換器４の熱交換能力も給湯装置により変わってくる。この実施例では、下記のような給湯能力条件の給湯装置２について説明する。
(1) 給湯能力２４号（規制号数２４号）
(2) 規制流量（最大給湯流量）２４〔Ｌ／ｍｉｎ〕
(3) 与熱回路の循環最大流量 ２０〔Ｌ／ｍｉｎ〕
(4) 第一熱交換器の熱交換能力は所定値
【００７０】
上記の給湯能力条件において、給湯設定温度に対し、第１熱交換器４を通過後の温水ＨＷの温度について、一例として、給湯設定温度＋５〔℃〕となる場合の熱媒１４の温度を示す。ここで、最大給湯能力及び設定温度＋５〔℃〕としたのは、給湯流量変動時や再出湯時の湯温の安定性を確保するためである。
【００７１】
図５に示すように、給湯設定温度毎に、各入水温度に対して熱交換後の上水温度が給湯設定温度＋５〔℃〕となる熱媒の最低温度を計測している。ここでは、熱媒１４の温度がこのグラフの線以上であれば、熱媒１４による熱交換のみで給湯設定温度での給湯が可能となる。従って、この給湯設定温度と入水温度にて決まる熱媒温度を必要な範囲で予め制御部内に記憶しておき、規定温度Ｔ2 のテーブル情報として利用することができる。
【００７２】
これにより、同じ給湯設定温度であっても入水温により熱媒１４の利用可能範囲が変化するため、熱媒１４の有効利用が可能となる。
【００７３】
なお、図５に示す結果は一例であって、他の給湯能力を持つ給湯装置２を用いた場合や、給湯装置２の設置条件、入水圧力等の条件によっても変動するものであって、本発明の制御処理について限定するものではない。
〔他の実施の形態〕
【００７４】
上記実施の形態では、バイパス管路３４と管路１２側とに流れる給水Ｗの流量制御は混合弁３６の開度によって制御していたがこれに限られず、例えば、開閉弁４２又は開閉弁４６の開度を制御してもよい。即ち、第２の熱交換器６側に通過水を流す場合、開閉弁４６を閉状態にするとともに、開閉弁４２の開度を調整し、その流量を制御してもよい。また、バイパス管路４４側に通過水を流す場合、開閉弁４２を閉状態にするとともに、開閉弁４６の開度を調整して流量を制御してもよい。
【００７５】
上記実施の形態では、補助熱源装置３８の加熱装置として、ガスバーナ４８を利用した場合を示したが、これに限られない。例えば、補助熱源装置３８として、暖房装置を併用し、第２熱交換器６に暖房用熱媒管路を設置して熱交換させて給湯加熱を行ってもよい。斯かる構成によっても上記の目的を達成することができる。
【００７６】
以上説明したように、本発明の好ましい実施の形態等について説明したが、本発明は、上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、又は明細書に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能であることは勿論であり、斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００７７】
２ 給湯装置
４ 第１熱交換器
６ 第２熱交換器
８ 制御部
１０、１２ 管路
１４ 熱媒
１６ 蓄熱タンク
１８ 与熱ポンプ
２０、２２、２４、２６、２８、３０、５２、５４ 温度センサ
３２ 給湯流量センサ
３４ 第１のバイパス管路
３６ 混合弁
３８ 補助熱源装置
４０、５０、６２、６４ 管路
４２、４６ 開閉弁
４４ 第２のバイパス管路
４８ ガスバーナ
５６ 発熱装置
５８ 加熱手段
６０ 排熱熱交換器
６６ 貯湯ポンプ
６８ 熱媒温度センサ
７０ バイパス管路
７２ 切替弁
７４ 補水弁
７６ 補水管路
８０ リモコン装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱媒の熱を給水に熱交換する第１の熱交換手段と、
この第１の熱交換手段に直列に接続され、又は前記第１の熱交換手段が接続された管路に並列に接続され、補助熱源の熱を前記給水に熱交換する第２の熱交換手段と、
前記第２の熱交換手段の出側に設置され、熱交換で得られた温水に前記給水を混合させる混合手段と、
前記熱媒を熱媒管路内に循環させる循環ポンプと、
前記第１の熱交換手段の熱交換で給湯目標温度が得られる場合には前記第１の熱交換手段のみで熱交換を行わせ、又はこの熱交換で前記給湯目標温度が得られない場合には前記第１の熱交換手段及び前記第２の熱交換手段の双方又は前記第２の熱交換手段のみで熱交換を行わせる制御手段と、
を備えることを特徴とする給湯装置。
【請求項２】
請求項１に記載の給湯装置において、前記第２の熱交換手段で熱交換を行わせる場合には、前記制御手段は、前記第２の熱交換手段の熱交換温度を高く設定し、前記混合手段で混合される前記給水に対する前記第２の熱交換手段の温水比率を低減させることを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。
【請求項３】
更に、熱媒温度を検出する第１の温度検出手段と、
前記第１の熱交換手段の通過水温度を検出する第２の温度検出手段と、
前記混合手段の入側の温水温度を検出する第３の温度検出手段と、
前記制御手段は、前記熱媒温度に第１の基準温度、前記第２の温度検出手段の通過水温度に第２の基準温度を設定し、前記第１の温度検出手段の検出温度が前記第１の基準温度より高ければ前記第１の熱交換手段を選択し、前記第１の基準温度より低ければ前記第２の熱交換手段のみを選択し、また、前記第１の熱交換手段を選択した場合であって、前記第２の基準温度が得られるように制御した前記熱媒の循環流量が所定量に達した場合は、前記第１の熱交換手段及び前記第２の熱交換手段を選択して熱交換させることを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。
【請求項４】
更に、前記第１の熱交換手段及び前記第２の熱交換手段の管路をバイパスして前記混合手段に前記給水を流す第１のバイパス路と、
前記第２の熱交換手段の管路をバイパスし、前記第１の熱交換手段を通過した前記温水又は前記給水を前記混合手段に流す第２のバイパス路と、
前記第２の熱交換手段が設置された前記管路に設置され、該管路を開閉する第１の開閉手段と、
前記第２のバイパス路に設置され、該バイパス路を開閉する第２の開閉手段と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。
【請求項１】
熱媒の熱を給水に熱交換する第１の熱交換手段と、
この第１の熱交換手段に直列に接続され、又は前記第１の熱交換手段が接続された管路に並列に接続され、補助熱源の熱を前記給水に熱交換する第２の熱交換手段と、
前記第２の熱交換手段の出側に設置され、熱交換で得られた温水に前記給水を混合させる混合手段と、
前記熱媒を熱媒管路内に循環させる循環ポンプと、
前記第１の熱交換手段の熱交換で給湯目標温度が得られる場合には前記第１の熱交換手段のみで熱交換を行わせ、又はこの熱交換で前記給湯目標温度が得られない場合には前記第１の熱交換手段及び前記第２の熱交換手段の双方又は前記第２の熱交換手段のみで熱交換を行わせる制御手段と、
を備えることを特徴とする給湯装置。
【請求項２】
請求項１に記載の給湯装置において、前記第２の熱交換手段で熱交換を行わせる場合には、前記制御手段は、前記第２の熱交換手段の熱交換温度を高く設定し、前記混合手段で混合される前記給水に対する前記第２の熱交換手段の温水比率を低減させることを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。
【請求項３】
更に、熱媒温度を検出する第１の温度検出手段と、
前記第１の熱交換手段の通過水温度を検出する第２の温度検出手段と、
前記混合手段の入側の温水温度を検出する第３の温度検出手段と、
前記制御手段は、前記熱媒温度に第１の基準温度、前記第２の温度検出手段の通過水温度に第２の基準温度を設定し、前記第１の温度検出手段の検出温度が前記第１の基準温度より高ければ前記第１の熱交換手段を選択し、前記第１の基準温度より低ければ前記第２の熱交換手段のみを選択し、また、前記第１の熱交換手段を選択した場合であって、前記第２の基準温度が得られるように制御した前記熱媒の循環流量が所定量に達した場合は、前記第１の熱交換手段及び前記第２の熱交換手段を選択して熱交換させることを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。
【請求項４】
更に、前記第１の熱交換手段及び前記第２の熱交換手段の管路をバイパスして前記混合手段に前記給水を流す第１のバイパス路と、
前記第２の熱交換手段の管路をバイパスし、前記第１の熱交換手段を通過した前記温水又は前記給水を前記混合手段に流す第２のバイパス路と、
前記第２の熱交換手段が設置された前記管路に設置され、該管路を開閉する第１の開閉手段と、
前記第２のバイパス路に設置され、該バイパス路を開閉する第２の開閉手段と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−２１４７９３（Ｐ２０１１−２１４７９３Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８４９９０（Ｐ２０１０−８４９９０）
【出願日】平成２２年４月１日（２０１０．４．１）
【出願人】（０００１７０１３０）高木産業株式会社 (87)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月１日（２０１０．４．１）
【出願人】（０００１７０１３０）高木産業株式会社 (87)
【Ｆターム（参考）】
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