貯湯式給湯システム
【課題】 蓄熱給湯運転から燃焼給湯運転へ切換える際の、給湯箇所への給湯温度を安定化することが可能な技術を提供する。
【解決手段】 本明細書が開示する貯湯式給湯システムは、貯湯タンクと、貯湯タンクからの水を必要に応じて加熱する補助熱源機と、貯湯タンクからの水を補助熱源機を経由して給湯箇所へ送る熱源機経路と、貯湯タンクからの水を補助熱源機を経由しないで給湯箇所へ送るバイパス経路と、バイパス経路に設けられたバイパス制御弁と、熱源機経路を流れる水とバイパス経路を流れる水の合計流量を取得する流量取得手段を備えている。その貯湯式給湯システムは、蓄熱給湯運転と燃焼給湯運転を切り換え可能である。その貯湯式給湯システムでは、蓄熱給湯運転において、流量取得手段で取得される合計流量が少ないほど、バイパス制御弁の開度を下げる。
【解決手段】 本明細書が開示する貯湯式給湯システムは、貯湯タンクと、貯湯タンクからの水を必要に応じて加熱する補助熱源機と、貯湯タンクからの水を補助熱源機を経由して給湯箇所へ送る熱源機経路と、貯湯タンクからの水を補助熱源機を経由しないで給湯箇所へ送るバイパス経路と、バイパス経路に設けられたバイパス制御弁と、熱源機経路を流れる水とバイパス経路を流れる水の合計流量を取得する流量取得手段を備えている。その貯湯式給湯システムは、蓄熱給湯運転と燃焼給湯運転を切り換え可能である。その貯湯式給湯システムでは、蓄熱給湯運転において、流量取得手段で取得される合計流量が少ないほど、バイパス制御弁の開度を下げる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貯湯式給湯システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に補助熱源機を備える貯湯式給湯システムが開示されている。この貯湯式給湯システムでは、貯湯タンクに十分な量の高温の水が貯えられている場合には、補助熱源機による加熱を行うことなく、給湯箇所への給湯を行う。このような態様での給湯運転を、以下では蓄熱給湯運転という。蓄熱給湯運転を行うことにより、貯湯タンクに貯えられた高温の水が減少していく。貯湯タンクが湯切れした場合には、補助熱源機による加熱を利用して、給湯箇所への給湯を行う。このような態様での給湯運転を、以下では燃焼給湯運転という。
【０００３】
特許文献１の貯湯式給湯システムは、貯湯タンクからの水を補助熱源機を経由して給湯箇所へ送る熱源機経路と、貯湯タンクからの水を補助熱源機を経由しないで給湯箇所へ送るバイパス経路と、バイパス経路に設けられたバイパス制御弁を備えている。蓄熱給湯運転を行っている間は、バイパス制御弁を全開にする。これにより、貯湯タンクからの水は熱源機経路とバイパス経路の双方を流れることになり、給湯箇所へ水を送る際の圧力損失が低下し、給湯箇所へ十分な流量での給湯を行うことができる。また、燃焼給湯運転を行っている間は、バイパス制御弁を全閉にする。これにより、貯湯タンクからの水は全て熱源機経路に流れることになり、補助熱源機における温度調整が容易となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２１０１８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
蓄熱給湯運転においてバイパス制御弁を全開にすると、多くの水は圧力損失が小さいバイパス経路を流れて、圧力損失が大きい熱源機経路には少量の水が流れる。給湯箇所への給湯流量が少ない場合はこの傾向が顕著となり、大部分の水はバイパス経路を流れて、熱源機経路にはほとんど水が流れなくなる。その結果、熱源機経路の内部に水が滞留してしまう。熱源機経路の内部に滞留した水は、自然放熱によって徐々に冷却されて、低温の水となってしまう。
【０００６】
熱源機経路の内部に低温の水が滞留している状態で、貯湯タンクが湯切れして蓄熱給湯運転から燃焼給湯運転に切り換わると、バイパス制御弁を全閉とすることで、貯湯タンクからの水が全て熱源機経路に送り出され、熱源機経路の内部に滞留している低温の水が給湯箇所へ押し出されてしまう。特に、補助熱源機よりも下流側の熱源機経路の内部に滞留している低温の水は、補助熱源機による加熱がなされないまま、給湯箇所に送り出されてしまう。蓄熱給湯運転から燃焼給湯運転へ切換える際に、給湯温度が不安定となってしまう。
【０００７】
本明細書で開示する技術は、上記の課題を解決するために創作されたものである。本明細書では、蓄熱給湯運転から燃焼給湯運転へ切換える際の、給湯箇所への給湯温度を安定化することが可能な技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本明細書が開示する貯湯式給湯システムは、貯湯タンクと、貯湯タンクからの水を必要に応じて加熱する補助熱源機と、貯湯タンクからの水を補助熱源機を経由して給湯箇所へ送る熱源機経路と、貯湯タンクからの水を補助熱源機を経由しないで給湯箇所へ送るバイパス経路と、バイパス経路に設けられたバイパス制御弁と、熱源機経路を流れる水とバイパス経路を流れる水の合計流量を取得する流量取得手段を備えている。その貯湯式給湯システムは、補助熱源機による加熱を行うことなく給湯箇所へ給湯する蓄熱給湯運転と、補助熱源機による加熱を行って給湯箇所へ給湯する燃焼給湯運転を切り換え可能である。その貯湯式給湯システムでは、蓄熱給湯運転において、流量取得手段で取得される合計流量が少ないほど、バイパス制御弁の開度を下げる。
【０００９】
上記の貯湯式給湯システムでは、蓄熱給湯運転の際に、熱源機経路を流れる水とバイパス経路を流れる水の合計流量が少ないほど、バイパス制御弁の開度を下げる。これにより、蓄熱給湯運転において、給湯流量が少ないときでも、確実に熱源機経路に水を流すことができる。従って、熱源機経路の内部に低温の水が滞留してしまう事態を防ぐことができる。蓄熱給湯運転から燃焼給湯運転に切り換る際に、熱源機経路から給湯箇所へ低温の水が送られてしまう事態を防ぐことができる。蓄熱給湯運転から燃焼給湯運転への切り替えの際の給湯温度を安定化することができる。
【００１０】
上記の貯湯式給湯システムでは、蓄熱給湯運転において、熱源機経路を流れる水の流量に対するバイパス経路を流れる水の流量の比率が一定となるように、バイパス制御弁の開度を調整することが好ましい。
【００１１】
上記の貯湯式給湯システムによれば、蓄熱給湯運転において、給湯箇所への給湯流量が少ない場合であっても、確実に熱源機経路に水を流すことができる。
【発明の効果】
【００１２】
本明細書が開示する貯湯式給湯システムによれば、蓄熱給湯運転から燃焼給湯運転へ切り換える際の、給湯箇所への給湯温度を安定化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１の給湯システム１０の構成を模式的に示す図である。
【図２】実施例１の給湯システム１０の動作を説明するフローチャートである。
【図３】実施例１の給湯システム１０における、バイパス制御弁７４の開度と、熱源機往路５４を流れる水と熱源機バイパス路５８を流れる水の合計流量と、熱源機／バイパス流量比率の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施例に係る給湯機について、図面を参照しながら説明する。図１は、給湯システム１０の概略構成を示す接続図である。給湯システム１０は、給湯箇所（例えば、蛇口、浴槽、シャワー等）に給湯設定温度での給湯を行う。図示するように、給湯システム１０は、ヒートポンプ（ＨＰ）ユニット１２と、タンクユニット１４と、ガス熱源機１６と、コントローラ１５を備えている。
【００１５】
ＨＰユニット１２は、熱媒体（本実施例では二酸化炭素）を循環させる熱媒体循環路２０と、熱媒体循環路２０に配設されている蒸発器２２、圧縮器２４、凝縮器２６および膨張弁２８と、蓄熱循環水路３０と、蓄熱循環水路３０に配設されている蓄熱循環ポンプ３２を備えている。
【００１６】
蒸発器２２は、外気を送風するファン２２ａを備えており、送風した外気と熱媒体循環路２０内の熱媒体との間で熱交換させる熱交換器である。後に説明するように、蒸発器２２には、膨張弁２８を通過後の低圧低温の液体状態にある熱媒体が供給される。蒸発器２２は、熱媒体と外気とを熱交換させることによって、熱媒体を加熱する。熱媒体は、加熱されることにより気化して、比較的高温であり、低圧の気体状態となる。
【００１７】
圧縮器２４は、熱媒体循環路２０内の熱媒体を圧縮して凝縮器２６側に送り出す。圧縮器２４が熱媒体循環路２０内の熱媒体を送り出すので、熱媒体が、蒸発器２２、圧縮器２４、凝縮器２６、膨張弁２８の順に熱媒体循環路２０内を循環する。圧縮器２４には、蒸発器２２を通過後の熱媒体が供給される。すなわち、比較的高温であり、低圧の気体状態にある熱媒体が供給される。圧縮器２４が熱媒体を圧縮すると、熱媒体は高温高圧の気体状態となる。
【００１８】
凝縮器２６は、熱媒体循環路２０内の熱媒体と蓄熱循環水路３０内の水との間で熱交換させる熱交換器である。凝縮器２６の熱媒体循環路２０には、圧縮器２４から送り出された熱媒体が供給される。すなわち、高温高圧の気体状態にある熱媒体が供給される。凝縮器２６では、熱媒体によって蓄熱循環水路３０内の水が加熱される。また、熱媒体は、熱を奪われることによって冷却される。これによって、熱媒体は、比較的低温であり、高圧の液体状態となる。
【００１９】
膨張弁２８には、凝縮器２６を通過後の熱媒体が供給される。すなわち、比較的低温であり、高圧の液体状態の熱媒体が供給される。熱媒体は、膨張弁２８を通過すると、減圧されて膨張する。これによって、低温低圧の液体状態となる。膨張弁２８を通過した熱媒体は、上述したように蒸発器２２に供給される。
【００２０】
ＨＰユニット１２が作動すると、圧縮器２４、ファン２２ａ、蓄熱循環ポンプ３２が駆動する。これによって、熱媒体循環路２０内の熱媒体が外気から熱を吸収し、高温となった熱媒体によって蓄熱循環水路３０内を流れる水が加熱される。
【００２１】
タンクユニット１４は、貯湯タンク４０と、蓄熱循環往路４２と、蓄熱循環復路４４と、タンク給水路４６と、タンク出水路４８と、第１給湯路５０と、第２給湯路５２と、熱源機往路５４と、熱源機復路５６と、熱源機バイパス路５８と、タンクバイパス路６０を備えている。
【００２２】
貯湯タンク４０は、ＨＰユニット１２によって加熱された高温の水を貯える。貯湯タンク４０の底部近傍には蓄熱循環往路４２が接続されており、貯湯タンク４０の頂部近傍には蓄熱循環復路４４が接続されている。ＨＰユニット１２の蓄熱循環ポンプ３２が駆動すると、貯湯タンク４０の下部から低温の水が吸い出されて、蓄熱循環往路４２を経て蓄熱循環水路３０に送られる。凝縮器２６を通過することで加熱された水は、蓄熱循環水路３０から蓄熱循環復路４４を経て貯湯タンク４０の上部に戻される。貯湯タンク４０内には、上部に高温の水の層が形成され、下部に低温の水の層が形成される。このように、高温の層と低温の層が形成されている状態を、温度成層という。貯湯タンク４０の上部には、内部の水の温度を検出するタンクサーミスタ４１が設けられている。
【００２３】
貯湯タンク４０の底部近傍にはタンク給水路４６が接続されており、貯湯タンク４０の頂部近傍にはタンク出水路４８が接続されている。タンク給水路４６は上水道に接続しており、貯湯タンク４０の下部に低温の水（水道水）を供給する。タンク出水路４８はタンクバイパス路６０と合流して第１給湯路５０に接続しており、貯湯タンク４０の上部の水を第１給湯路５０に送り出す。タンク出水路４８には、タンク出水路４８を流れる水の流量を調整する高温水制御弁６２、タンク出水路４８を流れる水の流量を検出する高温水流量センサ６４、タンク出水路４８を流れる水の温度を検出する高温水サーミスタ６６が設けられている。
【００２４】
タンクバイパス路６０は、タンク給水路４６から分岐し、タンク出水路４８と合流して第１給湯路５０に接続している。タンクバイパス路６０には、タンクバイパス路６０を流れる水の流量を調整する低温水制御弁６８、タンクバイパス路６０を流れる水の流量を検出する低温水流量センサ７０、タンクバイパス路６０を流れる水の温度を検出する低温水サーミスタ７２が設けられている。
【００２５】
第１給湯路５０には、タンク出水路４８からの高温の水と、タンクバイパス路６０からの低温の水が混合した水が供給される。貯湯タンク４０の上部に給湯設定温度よりも高い温度の水が貯えられている場合には、高温水制御弁６２の開度と、低温水制御弁６８の開度を調整することによって、タンク出水路４８からの高温の水の流量と、タンクバイパス路６０からの低温の水の流量の比率を調整して、給湯設定温度に調温された水を第１給湯路５０に流すことができる。高温水制御弁６２および低温水制御弁６８は、いわゆるミキシングバルブを構成している。第１給湯路５０には、第１給湯路５０を流れる水の温度を検出する第１給湯サーミスタ７３が設けられている。
【００２６】
第１給湯路５０は、熱源機往路５４と熱源機バイパス路５８に分岐している。熱源機往路５４は、ガス熱源機１６を介して、熱源機復路５６に接続している。熱源機復路５６は、熱源機バイパス路５８と合流して第２給湯路５２に接続している。熱源機バイパス路５８には、熱源機バイパス路５８を流れる水の流量を調整するバイパス制御弁７４が設けられている。第２給湯路５２には、第２給湯路５２を流れる水の温度を検出する第２給湯サーミスタ７６が設けられている。
【００２７】
ガス熱源機１６は、ガスを燃焼させるバーナ７８と、バーナ７８の燃焼熱を利用して内部を流れる水を加熱する燃焼加熱路８０を備えている。燃焼加熱路８０の上流側は熱源機往路５４に接続しており、燃焼加熱路８０の下流側は熱源機復路５６に接続している。ガス熱源機１６は、熱源機往路５４から受け入れた水を必要に応じて加熱し、熱源機復路５６へ送り出す。
【００２８】
コントローラ１５は、ＨＰユニット１２、タンクユニット１４およびガス熱源機１６の各構成要素の動作を制御する。
【００２９】
次に、図２のフローチャートを参照しながら、給湯システム１０の動作について説明する。給湯システム１０に電源が投入されると、コントローラ１５は以下の処理を行う。
【００３０】
ステップＳ２では、給湯箇所への給湯流量が所定値を超えるまで待機する。本実施例の給湯システム１０では、高温水流量センサ６４で検出される高温水流量と、低温水流量センサ７０で検出される低温水流量を合算して合計流量を算出することで、給湯箇所への給湯流量を取得する。ステップＳ２で給湯箇所への給湯流量が所定値を超えると（ＹＥＳとなると）、ステップＳ４へ進む。
【００３１】
ステップＳ４では、貯湯タンク４０における湯切れの有無を判断する。本実施例の給湯システム１０では、タンクサーミスタ４１で検出されるタンク上部温度Ｔａが、給湯設定温度Ｔ０以上である場合に、貯湯タンク４０には十分な量の温水が貯えられており、湯切れをしていないと判断する。なお、貯湯タンク４０における湯切れの判断は、他の様々な手法によって行ってもよい。ステップＳ４で貯湯タンク４０が湯切れをしていないと判断した場合（ＮＯの場合）、ステップＳ６へ進む。
【００３２】
ステップＳ６では、給湯箇所への給湯温度が給湯設定温度Ｔ０に一致するように、高温水制御弁６２と低温水制御弁６８の開度をそれぞれ調整する。高温水制御弁６２と低温水制御弁６８の開度の調整は、様々な手法により行うことができる。例えば、高温水サーミスタ６６で検出される温度Ｔｂと、低温水サーミスタ７２で検出される温度Ｔｃと、給湯設定温度Ｔ０に基づいて、高温水制御弁６２と低温水制御弁６８の開度を調整してもよい。あるいは、第１給湯サーミスタ７３で検出される温度Ｔｄと、給湯設定温度Ｔ０に基づいて、高温水制御弁６２と低温水制御弁６８の開度を調整してもよい。高温水制御弁６２と低温水制御弁６８の開度をそれぞれ調整することで、第１給湯路５０には給湯設定温度Ｔ０に調温された水が供給される。
【００３３】
ステップＳ８では、バイパス制御弁７４の開度を調整する。本実施例の給湯システム１０では、熱源機往路５４を流れる水と熱源機バイパス路５８を流れる水の合計流量、すなわち給湯箇所への給湯流量に応じて、バイパス制御弁７４の開度を調整する。
【００３４】
図３は、バイパス制御弁７４の開度と、熱源機往路５４を流れる水と熱源機バイパス路５８を流れる水の合計流量と、熱源機／バイパス流量比率の関係を示している。ここでいう熱源機／バイパス流量比率とは、熱源機往路５４を流れる水の流量に対する、熱源機バイパス路５８を流れる水の流量の比率を示している。バイパス制御弁７４の開度を一定とした場合、合計流量がある程度の大きさであれば、合計流量に関わらず熱源機／バイパス流量比率はほぼ一定となる。しかしながら、合計流量が少なくなると、熱源機／バイパス流量比率は急激に上昇する。これは、合計流量が少なくなると、第１給湯路５０からの水の大部分が熱源機バイパス路５８を流れて、熱源機往路５４にはほとんど水が流れなくなってしまうことを意味している。
【００３５】
そこで、本実施例の給湯システム１０では、熱源機／バイパス流量比率がほぼ一定となるように、熱源機往路５４を流れる水と熱源機バイパス路５８を流れる水の合計流量に応じて、バイパス制御弁７４の開度を調整する。より具体的には、合計流量が所定値（例えば１２リットル／分）を超えている場合には、バイパス制御弁７４の開度を１００％とする。この場合には、合計流量の大きさに関わらず、熱源機／バイパス流量比率はほぼ一定となる。そして、合計流量が所定値を下回る場合には、熱源機／バイパス流量比率がほぼ一定に保たれるように、バイパス制御弁７４の開度を下げる。バイパス制御弁７４の開度は、例えば図３に示す関係から、任意の合計流量に対して、一定の熱源機／バイパス流量比率を実現するバイパス制御弁７４の開度を線形補間によって算出しておくことで、設定しておくことができる。これによって、合計流量が少ない場合でも、熱源機往路５４に温水を確実に送り出し、ガス熱源機１６および熱源機復路５６内に水が滞留することを防止することができる。ステップＳ８でバイパス制御弁７４の開度を調整した後、ステップＳ１０へ進む。
【００３６】
ステップＳ１０では、給湯箇所への給湯が終了したか否かを判断する。本実施例の給湯システム１０では、給湯箇所への給湯流量が所定値を下回った場合に、給湯箇所への給湯が終了したと判断する。ステップＳ１０で給湯が終了したと判断した場合（ＹＥＳの場合）、給湯システム１０は給湯運転を終了する。給湯が終了していないと判断した場合（ＮＯの場合）、ステップＳ４へ戻る。
【００３７】
ステップＳ６からステップＳ１０までの一連の動作においては、給湯システム１０はガス熱源機１６による加熱を行うことなく、貯湯タンク４０に貯えられた高温の水を利用して給湯箇所への給湯を行っている。すなわち、給湯システム１０は蓄熱給湯運転を行っている。この蓄熱給湯運転を継続していくと、貯湯タンク４０に貯えられた高温の水が減少していき、貯湯タンク４０が湯切れを生じることになる。
【００３８】
ステップＳ４で、貯湯タンク４０が湯切れしたと判断した場合（ＹＥＳの場合）、ステップＳ１２へ進む。
【００３９】
ステップＳ１２では、バイパス制御弁７４を全閉にする。これにより、第１給湯路５０を流れる水の全量が熱源機往路５４へ送り出される。
【００４０】
ステップＳ１４では、ガス熱源機１６を作動する。第１給湯路５０から熱源機往路５４へ流れた水は、ガス熱源機１６で加熱された後、熱源機復路５６から第２給湯路５２へ流入し、給湯箇所へ送られる。
【００４１】
ステップＳ１６では、給湯箇所への給湯温度が給湯設定温度Ｔ０に一致するように、ガス熱源機１６での火力を調整する。ガス熱源機１６での火力の調整は、例えば第２給湯サーミスタ７６で検出される温度Ｔｅと、給湯設定温度Ｔ０に基づいて行うことができる。
【００４２】
ステップＳ１８では、ステップＳ１０と同様に、給湯箇所への給湯が終了したか否かを判断する。ステップＳ１８で給湯が終了したと判断した場合（ＹＥＳの場合）、ステップＳ２０でガス熱源機１６を停止した後、給湯システム１０は給湯運転を終了する。ステップＳ１８で給湯が終了していないと判断した場合（ＮＯの場合）、ステップＳ１６へ戻る。
【００４３】
ステップＳ１２からステップＳ１８までの一連の動作においては、給湯システム１０はガス熱源機１６による加熱を利用して、給湯箇所への給湯を行っている。すなわち、給湯システム１０は燃焼給湯運転を行っている。
【００４４】
仮に、蓄熱給湯運転において、バイパス制御弁７４を常に全開とした場合、第１給湯路５０からの水の大部分は熱源機バイパス路５８を流れて、熱源機往路５４、ガス熱源機１６、熱源機復路５６にはわずかな水しか流れなくなる。特に、給湯箇所への給湯流量が少ない場合には、この傾向は顕著となり、熱源機往路５４、ガス熱源機１６、熱源機復路５６にはほとんど水が流れなくなる。このような場合、熱源機往路５４、ガス熱源機１６、熱源機復路５６内に滞留した水は、自然放熱によって温度が低下していく。その後に蓄熱給湯運転から燃焼給湯運転に切り換える際に、ステップＳ１２でバイパス制御弁７４を全閉にすることで、ガス熱源機１６や熱源機復路５６内に滞留していた水は、ガス熱源機１６で加熱されることなく、第２給湯路５２を経て給湯箇所へ供給されてしまう。その結果、給湯箇所に低温の水が一時的に供給されてしまい、給湯温度が不安定となってしまう。
【００４５】
上記の点について、本実施例の給湯システム１０では、ステップＳ８に示すように、蓄熱給湯運転において、熱源機往路５４を流れる水と熱源機バイパス路５８を流れる水の合計流量に応じて、バイパス制御弁７４の開度を調整する。このような構成とすることによって、給湯箇所への給湯流量が少ない場合であっても、熱源機往路５４、ガス熱源機１６および熱源機復路５６に確実に水を送り出し、熱源機往路５４、ガス熱源機１６および熱源機復路５６内に水が滞留することを防止することができる。蓄熱給湯運転から燃焼給湯運転に切り換る際に、ガス熱源機１６や熱源機復路５６から低温の水が給湯箇所へ送り出されてしまう事態を防ぐことができる。蓄熱給湯運転から燃焼給湯運転に切り換る際の給湯温度を安定化することができる。
【００４６】
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さまざまに変形、変更したものが含まれる。
【００４７】
上記の実施例では、貯湯タンク４０にＨＰユニット１２によって加熱された高温の水を貯える場合について説明した。これとは異なり、例えば太陽熱温水器によって加熱された高温の水を貯湯タンク４０に貯える構成としてもよい。あるいは、コージェネレーションシステムの排熱を利用して加熱された高温の水を貯湯タンク４０に貯える構成としてもよい。
【００４８】
上記の実施例では、高温水流量センサ６４で検出される高温水流量と、低温水流量センサ７０で検出される低温水流量を合算することで、温水利用箇所への給湯流量、すなわち熱源機往路５４を流れる水と熱源機バイパス路５８を流れる水の合計流量を取得している。これとは異なり、例えば第１給湯路５０または第２給湯路５２に流量センサを別途設けておいて、その検出値から給湯箇所への給湯流量、すなわち熱源機往路５４を流れる水と熱源機バイパス路５８を流れる水の合計流量を取得してもよい。あるいは、給湯システム１０から給湯箇所への給湯流量は上水道から給湯システム１０への給水流量と同じであるから、上水道から給湯システム１０への給水流量を検出する流量センサを別途設けておいて、その検出値を給湯箇所への給湯流量、すなわち熱源機往路５４を流れる水と熱源機バイパス路５８を流れる水の合計流量としてもよい。
【００４９】
上記の実施例では、タンク給水路４６から分岐するタンクバイパス路６０が第１給湯路５０の上流側でタンク出水路４８と合流する構成について説明した。これとは異なり、タンク給水路４６から分岐するタンクバイパス路６０が第２給湯路５２に合流する構成としてもよい。なお、この場合は、高温水流量センサ６４で検出される高温水流量が、熱源機往路５４を流れる水と熱源機バイパス路５８を流れる水の合計流量に相当する。
【００５０】
上記の実施例では、熱源機／バイパス流量比率がほぼ一定となるようにバイパス制御弁７４の開度を調整する構成について説明した。これとは異なり、熱源機往路５４を流れる水の流量がほぼ一定となるようにバイパス制御弁７４の開度を調整する構成としてもよい。但し、上記の実施例の方が、合計流量が所定値を超えている場合のバイパス制御弁７４の開度がほぼ一定でよく、調整が容易であるため、より実用的である。
【００５１】
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み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わ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】
【００５２】
１０ 給湯システム
１２ ヒートポンプユニット
１４ タンクユニット
１５ コントローラ
１６ ガス熱源機
２０ 熱媒体循環路
２２ 蒸発器
２２ａ ファン
２４ 圧縮器
２６ 凝縮器
２８ 膨張弁
３０ 蓄熱循環水路
３２ 蓄熱循環ポンプ
４０ 貯湯タンク
４１ タンクサーミスタ
４２ 蓄熱循環往路
４４ 蓄熱循環復路
４６ タンク給水路
４８ タンク出水路
５０ 第１給湯路
５２ 第２給湯路
５４ 熱源機往路
５６ 熱源機復路
５８ 熱源機バイパス路
６０ タンクバイパス路
６２ 高温水制御弁
６４ 高温水流量センサ
６６ 高温水サーミスタ
６８ 低温水制御弁
７０ 低温水流量センサ
７２ 低温水サーミスタ
７３ 第１給湯サーミスタ
７４ バイパス制御弁
７６ 第２給湯サーミスタ
７８ バーナ
８０ 燃焼加熱路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貯湯式給湯システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に補助熱源機を備える貯湯式給湯システムが開示されている。この貯湯式給湯システムでは、貯湯タンクに十分な量の高温の水が貯えられている場合には、補助熱源機による加熱を行うことなく、給湯箇所への給湯を行う。このような態様での給湯運転を、以下では蓄熱給湯運転という。蓄熱給湯運転を行うことにより、貯湯タンクに貯えられた高温の水が減少していく。貯湯タンクが湯切れした場合には、補助熱源機による加熱を利用して、給湯箇所への給湯を行う。このような態様での給湯運転を、以下では燃焼給湯運転という。
【０００３】
特許文献１の貯湯式給湯システムは、貯湯タンクからの水を補助熱源機を経由して給湯箇所へ送る熱源機経路と、貯湯タンクからの水を補助熱源機を経由しないで給湯箇所へ送るバイパス経路と、バイパス経路に設けられたバイパス制御弁を備えている。蓄熱給湯運転を行っている間は、バイパス制御弁を全開にする。これにより、貯湯タンクからの水は熱源機経路とバイパス経路の双方を流れることになり、給湯箇所へ水を送る際の圧力損失が低下し、給湯箇所へ十分な流量での給湯を行うことができる。また、燃焼給湯運転を行っている間は、バイパス制御弁を全閉にする。これにより、貯湯タンクからの水は全て熱源機経路に流れることになり、補助熱源機における温度調整が容易となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２１０１８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
蓄熱給湯運転においてバイパス制御弁を全開にすると、多くの水は圧力損失が小さいバイパス経路を流れて、圧力損失が大きい熱源機経路には少量の水が流れる。給湯箇所への給湯流量が少ない場合はこの傾向が顕著となり、大部分の水はバイパス経路を流れて、熱源機経路にはほとんど水が流れなくなる。その結果、熱源機経路の内部に水が滞留してしまう。熱源機経路の内部に滞留した水は、自然放熱によって徐々に冷却されて、低温の水となってしまう。
【０００６】
熱源機経路の内部に低温の水が滞留している状態で、貯湯タンクが湯切れして蓄熱給湯運転から燃焼給湯運転に切り換わると、バイパス制御弁を全閉とすることで、貯湯タンクからの水が全て熱源機経路に送り出され、熱源機経路の内部に滞留している低温の水が給湯箇所へ押し出されてしまう。特に、補助熱源機よりも下流側の熱源機経路の内部に滞留している低温の水は、補助熱源機による加熱がなされないまま、給湯箇所に送り出されてしまう。蓄熱給湯運転から燃焼給湯運転へ切換える際に、給湯温度が不安定となってしまう。
【０００７】
本明細書で開示する技術は、上記の課題を解決するために創作されたものである。本明細書では、蓄熱給湯運転から燃焼給湯運転へ切換える際の、給湯箇所への給湯温度を安定化することが可能な技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本明細書が開示する貯湯式給湯システムは、貯湯タンクと、貯湯タンクからの水を必要に応じて加熱する補助熱源機と、貯湯タンクからの水を補助熱源機を経由して給湯箇所へ送る熱源機経路と、貯湯タンクからの水を補助熱源機を経由しないで給湯箇所へ送るバイパス経路と、バイパス経路に設けられたバイパス制御弁と、熱源機経路を流れる水とバイパス経路を流れる水の合計流量を取得する流量取得手段を備えている。その貯湯式給湯システムは、補助熱源機による加熱を行うことなく給湯箇所へ給湯する蓄熱給湯運転と、補助熱源機による加熱を行って給湯箇所へ給湯する燃焼給湯運転を切り換え可能である。その貯湯式給湯システムでは、蓄熱給湯運転において、流量取得手段で取得される合計流量が少ないほど、バイパス制御弁の開度を下げる。
【０００９】
上記の貯湯式給湯システムでは、蓄熱給湯運転の際に、熱源機経路を流れる水とバイパス経路を流れる水の合計流量が少ないほど、バイパス制御弁の開度を下げる。これにより、蓄熱給湯運転において、給湯流量が少ないときでも、確実に熱源機経路に水を流すことができる。従って、熱源機経路の内部に低温の水が滞留してしまう事態を防ぐことができる。蓄熱給湯運転から燃焼給湯運転に切り換る際に、熱源機経路から給湯箇所へ低温の水が送られてしまう事態を防ぐことができる。蓄熱給湯運転から燃焼給湯運転への切り替えの際の給湯温度を安定化することができる。
【００１０】
上記の貯湯式給湯システムでは、蓄熱給湯運転において、熱源機経路を流れる水の流量に対するバイパス経路を流れる水の流量の比率が一定となるように、バイパス制御弁の開度を調整することが好ましい。
【００１１】
上記の貯湯式給湯システムによれば、蓄熱給湯運転において、給湯箇所への給湯流量が少ない場合であっても、確実に熱源機経路に水を流すことができる。
【発明の効果】
【００１２】
本明細書が開示する貯湯式給湯システムによれば、蓄熱給湯運転から燃焼給湯運転へ切り換える際の、給湯箇所への給湯温度を安定化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１の給湯システム１０の構成を模式的に示す図である。
【図２】実施例１の給湯システム１０の動作を説明するフローチャートである。
【図３】実施例１の給湯システム１０における、バイパス制御弁７４の開度と、熱源機往路５４を流れる水と熱源機バイパス路５８を流れる水の合計流量と、熱源機／バイパス流量比率の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施例に係る給湯機について、図面を参照しながら説明する。図１は、給湯システム１０の概略構成を示す接続図である。給湯システム１０は、給湯箇所（例えば、蛇口、浴槽、シャワー等）に給湯設定温度での給湯を行う。図示するように、給湯システム１０は、ヒートポンプ（ＨＰ）ユニット１２と、タンクユニット１４と、ガス熱源機１６と、コントローラ１５を備えている。
【００１５】
ＨＰユニット１２は、熱媒体（本実施例では二酸化炭素）を循環させる熱媒体循環路２０と、熱媒体循環路２０に配設されている蒸発器２２、圧縮器２４、凝縮器２６および膨張弁２８と、蓄熱循環水路３０と、蓄熱循環水路３０に配設されている蓄熱循環ポンプ３２を備えている。
【００１６】
蒸発器２２は、外気を送風するファン２２ａを備えており、送風した外気と熱媒体循環路２０内の熱媒体との間で熱交換させる熱交換器である。後に説明するように、蒸発器２２には、膨張弁２８を通過後の低圧低温の液体状態にある熱媒体が供給される。蒸発器２２は、熱媒体と外気とを熱交換させることによって、熱媒体を加熱する。熱媒体は、加熱されることにより気化して、比較的高温であり、低圧の気体状態となる。
【００１７】
圧縮器２４は、熱媒体循環路２０内の熱媒体を圧縮して凝縮器２６側に送り出す。圧縮器２４が熱媒体循環路２０内の熱媒体を送り出すので、熱媒体が、蒸発器２２、圧縮器２４、凝縮器２６、膨張弁２８の順に熱媒体循環路２０内を循環する。圧縮器２４には、蒸発器２２を通過後の熱媒体が供給される。すなわち、比較的高温であり、低圧の気体状態にある熱媒体が供給される。圧縮器２４が熱媒体を圧縮すると、熱媒体は高温高圧の気体状態となる。
【００１８】
凝縮器２６は、熱媒体循環路２０内の熱媒体と蓄熱循環水路３０内の水との間で熱交換させる熱交換器である。凝縮器２６の熱媒体循環路２０には、圧縮器２４から送り出された熱媒体が供給される。すなわち、高温高圧の気体状態にある熱媒体が供給される。凝縮器２６では、熱媒体によって蓄熱循環水路３０内の水が加熱される。また、熱媒体は、熱を奪われることによって冷却される。これによって、熱媒体は、比較的低温であり、高圧の液体状態となる。
【００１９】
膨張弁２８には、凝縮器２６を通過後の熱媒体が供給される。すなわち、比較的低温であり、高圧の液体状態の熱媒体が供給される。熱媒体は、膨張弁２８を通過すると、減圧されて膨張する。これによって、低温低圧の液体状態となる。膨張弁２８を通過した熱媒体は、上述したように蒸発器２２に供給される。
【００２０】
ＨＰユニット１２が作動すると、圧縮器２４、ファン２２ａ、蓄熱循環ポンプ３２が駆動する。これによって、熱媒体循環路２０内の熱媒体が外気から熱を吸収し、高温となった熱媒体によって蓄熱循環水路３０内を流れる水が加熱される。
【００２１】
タンクユニット１４は、貯湯タンク４０と、蓄熱循環往路４２と、蓄熱循環復路４４と、タンク給水路４６と、タンク出水路４８と、第１給湯路５０と、第２給湯路５２と、熱源機往路５４と、熱源機復路５６と、熱源機バイパス路５８と、タンクバイパス路６０を備えている。
【００２２】
貯湯タンク４０は、ＨＰユニット１２によって加熱された高温の水を貯える。貯湯タンク４０の底部近傍には蓄熱循環往路４２が接続されており、貯湯タンク４０の頂部近傍には蓄熱循環復路４４が接続されている。ＨＰユニット１２の蓄熱循環ポンプ３２が駆動すると、貯湯タンク４０の下部から低温の水が吸い出されて、蓄熱循環往路４２を経て蓄熱循環水路３０に送られる。凝縮器２６を通過することで加熱された水は、蓄熱循環水路３０から蓄熱循環復路４４を経て貯湯タンク４０の上部に戻される。貯湯タンク４０内には、上部に高温の水の層が形成され、下部に低温の水の層が形成される。このように、高温の層と低温の層が形成されている状態を、温度成層という。貯湯タンク４０の上部には、内部の水の温度を検出するタンクサーミスタ４１が設けられている。
【００２３】
貯湯タンク４０の底部近傍にはタンク給水路４６が接続されており、貯湯タンク４０の頂部近傍にはタンク出水路４８が接続されている。タンク給水路４６は上水道に接続しており、貯湯タンク４０の下部に低温の水（水道水）を供給する。タンク出水路４８はタンクバイパス路６０と合流して第１給湯路５０に接続しており、貯湯タンク４０の上部の水を第１給湯路５０に送り出す。タンク出水路４８には、タンク出水路４８を流れる水の流量を調整する高温水制御弁６２、タンク出水路４８を流れる水の流量を検出する高温水流量センサ６４、タンク出水路４８を流れる水の温度を検出する高温水サーミスタ６６が設けられている。
【００２４】
タンクバイパス路６０は、タンク給水路４６から分岐し、タンク出水路４８と合流して第１給湯路５０に接続している。タンクバイパス路６０には、タンクバイパス路６０を流れる水の流量を調整する低温水制御弁６８、タンクバイパス路６０を流れる水の流量を検出する低温水流量センサ７０、タンクバイパス路６０を流れる水の温度を検出する低温水サーミスタ７２が設けられている。
【００２５】
第１給湯路５０には、タンク出水路４８からの高温の水と、タンクバイパス路６０からの低温の水が混合した水が供給される。貯湯タンク４０の上部に給湯設定温度よりも高い温度の水が貯えられている場合には、高温水制御弁６２の開度と、低温水制御弁６８の開度を調整することによって、タンク出水路４８からの高温の水の流量と、タンクバイパス路６０からの低温の水の流量の比率を調整して、給湯設定温度に調温された水を第１給湯路５０に流すことができる。高温水制御弁６２および低温水制御弁６８は、いわゆるミキシングバルブを構成している。第１給湯路５０には、第１給湯路５０を流れる水の温度を検出する第１給湯サーミスタ７３が設けられている。
【００２６】
第１給湯路５０は、熱源機往路５４と熱源機バイパス路５８に分岐している。熱源機往路５４は、ガス熱源機１６を介して、熱源機復路５６に接続している。熱源機復路５６は、熱源機バイパス路５８と合流して第２給湯路５２に接続している。熱源機バイパス路５８には、熱源機バイパス路５８を流れる水の流量を調整するバイパス制御弁７４が設けられている。第２給湯路５２には、第２給湯路５２を流れる水の温度を検出する第２給湯サーミスタ７６が設けられている。
【００２７】
ガス熱源機１６は、ガスを燃焼させるバーナ７８と、バーナ７８の燃焼熱を利用して内部を流れる水を加熱する燃焼加熱路８０を備えている。燃焼加熱路８０の上流側は熱源機往路５４に接続しており、燃焼加熱路８０の下流側は熱源機復路５６に接続している。ガス熱源機１６は、熱源機往路５４から受け入れた水を必要に応じて加熱し、熱源機復路５６へ送り出す。
【００２８】
コントローラ１５は、ＨＰユニット１２、タンクユニット１４およびガス熱源機１６の各構成要素の動作を制御する。
【００２９】
次に、図２のフローチャートを参照しながら、給湯システム１０の動作について説明する。給湯システム１０に電源が投入されると、コントローラ１５は以下の処理を行う。
【００３０】
ステップＳ２では、給湯箇所への給湯流量が所定値を超えるまで待機する。本実施例の給湯システム１０では、高温水流量センサ６４で検出される高温水流量と、低温水流量センサ７０で検出される低温水流量を合算して合計流量を算出することで、給湯箇所への給湯流量を取得する。ステップＳ２で給湯箇所への給湯流量が所定値を超えると（ＹＥＳとなると）、ステップＳ４へ進む。
【００３１】
ステップＳ４では、貯湯タンク４０における湯切れの有無を判断する。本実施例の給湯システム１０では、タンクサーミスタ４１で検出されるタンク上部温度Ｔａが、給湯設定温度Ｔ０以上である場合に、貯湯タンク４０には十分な量の温水が貯えられており、湯切れをしていないと判断する。なお、貯湯タンク４０における湯切れの判断は、他の様々な手法によって行ってもよい。ステップＳ４で貯湯タンク４０が湯切れをしていないと判断した場合（ＮＯの場合）、ステップＳ６へ進む。
【００３２】
ステップＳ６では、給湯箇所への給湯温度が給湯設定温度Ｔ０に一致するように、高温水制御弁６２と低温水制御弁６８の開度をそれぞれ調整する。高温水制御弁６２と低温水制御弁６８の開度の調整は、様々な手法により行うことができる。例えば、高温水サーミスタ６６で検出される温度Ｔｂと、低温水サーミスタ７２で検出される温度Ｔｃと、給湯設定温度Ｔ０に基づいて、高温水制御弁６２と低温水制御弁６８の開度を調整してもよい。あるいは、第１給湯サーミスタ７３で検出される温度Ｔｄと、給湯設定温度Ｔ０に基づいて、高温水制御弁６２と低温水制御弁６８の開度を調整してもよい。高温水制御弁６２と低温水制御弁６８の開度をそれぞれ調整することで、第１給湯路５０には給湯設定温度Ｔ０に調温された水が供給される。
【００３３】
ステップＳ８では、バイパス制御弁７４の開度を調整する。本実施例の給湯システム１０では、熱源機往路５４を流れる水と熱源機バイパス路５８を流れる水の合計流量、すなわち給湯箇所への給湯流量に応じて、バイパス制御弁７４の開度を調整する。
【００３４】
図３は、バイパス制御弁７４の開度と、熱源機往路５４を流れる水と熱源機バイパス路５８を流れる水の合計流量と、熱源機／バイパス流量比率の関係を示している。ここでいう熱源機／バイパス流量比率とは、熱源機往路５４を流れる水の流量に対する、熱源機バイパス路５８を流れる水の流量の比率を示している。バイパス制御弁７４の開度を一定とした場合、合計流量がある程度の大きさであれば、合計流量に関わらず熱源機／バイパス流量比率はほぼ一定となる。しかしながら、合計流量が少なくなると、熱源機／バイパス流量比率は急激に上昇する。これは、合計流量が少なくなると、第１給湯路５０からの水の大部分が熱源機バイパス路５８を流れて、熱源機往路５４にはほとんど水が流れなくなってしまうことを意味している。
【００３５】
そこで、本実施例の給湯システム１０では、熱源機／バイパス流量比率がほぼ一定となるように、熱源機往路５４を流れる水と熱源機バイパス路５８を流れる水の合計流量に応じて、バイパス制御弁７４の開度を調整する。より具体的には、合計流量が所定値（例えば１２リットル／分）を超えている場合には、バイパス制御弁７４の開度を１００％とする。この場合には、合計流量の大きさに関わらず、熱源機／バイパス流量比率はほぼ一定となる。そして、合計流量が所定値を下回る場合には、熱源機／バイパス流量比率がほぼ一定に保たれるように、バイパス制御弁７４の開度を下げる。バイパス制御弁７４の開度は、例えば図３に示す関係から、任意の合計流量に対して、一定の熱源機／バイパス流量比率を実現するバイパス制御弁７４の開度を線形補間によって算出しておくことで、設定しておくことができる。これによって、合計流量が少ない場合でも、熱源機往路５４に温水を確実に送り出し、ガス熱源機１６および熱源機復路５６内に水が滞留することを防止することができる。ステップＳ８でバイパス制御弁７４の開度を調整した後、ステップＳ１０へ進む。
【００３６】
ステップＳ１０では、給湯箇所への給湯が終了したか否かを判断する。本実施例の給湯システム１０では、給湯箇所への給湯流量が所定値を下回った場合に、給湯箇所への給湯が終了したと判断する。ステップＳ１０で給湯が終了したと判断した場合（ＹＥＳの場合）、給湯システム１０は給湯運転を終了する。給湯が終了していないと判断した場合（ＮＯの場合）、ステップＳ４へ戻る。
【００３７】
ステップＳ６からステップＳ１０までの一連の動作においては、給湯システム１０はガス熱源機１６による加熱を行うことなく、貯湯タンク４０に貯えられた高温の水を利用して給湯箇所への給湯を行っている。すなわち、給湯システム１０は蓄熱給湯運転を行っている。この蓄熱給湯運転を継続していくと、貯湯タンク４０に貯えられた高温の水が減少していき、貯湯タンク４０が湯切れを生じることになる。
【００３８】
ステップＳ４で、貯湯タンク４０が湯切れしたと判断した場合（ＹＥＳの場合）、ステップＳ１２へ進む。
【００３９】
ステップＳ１２では、バイパス制御弁７４を全閉にする。これにより、第１給湯路５０を流れる水の全量が熱源機往路５４へ送り出される。
【００４０】
ステップＳ１４では、ガス熱源機１６を作動する。第１給湯路５０から熱源機往路５４へ流れた水は、ガス熱源機１６で加熱された後、熱源機復路５６から第２給湯路５２へ流入し、給湯箇所へ送られる。
【００４１】
ステップＳ１６では、給湯箇所への給湯温度が給湯設定温度Ｔ０に一致するように、ガス熱源機１６での火力を調整する。ガス熱源機１６での火力の調整は、例えば第２給湯サーミスタ７６で検出される温度Ｔｅと、給湯設定温度Ｔ０に基づいて行うことができる。
【００４２】
ステップＳ１８では、ステップＳ１０と同様に、給湯箇所への給湯が終了したか否かを判断する。ステップＳ１８で給湯が終了したと判断した場合（ＹＥＳの場合）、ステップＳ２０でガス熱源機１６を停止した後、給湯システム１０は給湯運転を終了する。ステップＳ１８で給湯が終了していないと判断した場合（ＮＯの場合）、ステップＳ１６へ戻る。
【００４３】
ステップＳ１２からステップＳ１８までの一連の動作においては、給湯システム１０はガス熱源機１６による加熱を利用して、給湯箇所への給湯を行っている。すなわち、給湯システム１０は燃焼給湯運転を行っている。
【００４４】
仮に、蓄熱給湯運転において、バイパス制御弁７４を常に全開とした場合、第１給湯路５０からの水の大部分は熱源機バイパス路５８を流れて、熱源機往路５４、ガス熱源機１６、熱源機復路５６にはわずかな水しか流れなくなる。特に、給湯箇所への給湯流量が少ない場合には、この傾向は顕著となり、熱源機往路５４、ガス熱源機１６、熱源機復路５６にはほとんど水が流れなくなる。このような場合、熱源機往路５４、ガス熱源機１６、熱源機復路５６内に滞留した水は、自然放熱によって温度が低下していく。その後に蓄熱給湯運転から燃焼給湯運転に切り換える際に、ステップＳ１２でバイパス制御弁７４を全閉にすることで、ガス熱源機１６や熱源機復路５６内に滞留していた水は、ガス熱源機１６で加熱されることなく、第２給湯路５２を経て給湯箇所へ供給されてしまう。その結果、給湯箇所に低温の水が一時的に供給されてしまい、給湯温度が不安定となってしまう。
【００４５】
上記の点について、本実施例の給湯システム１０では、ステップＳ８に示すように、蓄熱給湯運転において、熱源機往路５４を流れる水と熱源機バイパス路５８を流れる水の合計流量に応じて、バイパス制御弁７４の開度を調整する。このような構成とすることによって、給湯箇所への給湯流量が少ない場合であっても、熱源機往路５４、ガス熱源機１６および熱源機復路５６に確実に水を送り出し、熱源機往路５４、ガス熱源機１６および熱源機復路５６内に水が滞留することを防止することができる。蓄熱給湯運転から燃焼給湯運転に切り換る際に、ガス熱源機１６や熱源機復路５６から低温の水が給湯箇所へ送り出されてしまう事態を防ぐことができる。蓄熱給湯運転から燃焼給湯運転に切り換る際の給湯温度を安定化することができる。
【００４６】
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さまざまに変形、変更したものが含まれる。
【００４７】
上記の実施例では、貯湯タンク４０にＨＰユニット１２によって加熱された高温の水を貯える場合について説明した。これとは異なり、例えば太陽熱温水器によって加熱された高温の水を貯湯タンク４０に貯える構成としてもよい。あるいは、コージェネレーションシステムの排熱を利用して加熱された高温の水を貯湯タンク４０に貯える構成としてもよい。
【００４８】
上記の実施例では、高温水流量センサ６４で検出される高温水流量と、低温水流量センサ７０で検出される低温水流量を合算することで、温水利用箇所への給湯流量、すなわち熱源機往路５４を流れる水と熱源機バイパス路５８を流れる水の合計流量を取得している。これとは異なり、例えば第１給湯路５０または第２給湯路５２に流量センサを別途設けておいて、その検出値から給湯箇所への給湯流量、すなわち熱源機往路５４を流れる水と熱源機バイパス路５８を流れる水の合計流量を取得してもよい。あるいは、給湯システム１０から給湯箇所への給湯流量は上水道から給湯システム１０への給水流量と同じであるから、上水道から給湯システム１０への給水流量を検出する流量センサを別途設けておいて、その検出値を給湯箇所への給湯流量、すなわち熱源機往路５４を流れる水と熱源機バイパス路５８を流れる水の合計流量としてもよい。
【００４９】
上記の実施例では、タンク給水路４６から分岐するタンクバイパス路６０が第１給湯路５０の上流側でタンク出水路４８と合流する構成について説明した。これとは異なり、タンク給水路４６から分岐するタンクバイパス路６０が第２給湯路５２に合流する構成としてもよい。なお、この場合は、高温水流量センサ６４で検出される高温水流量が、熱源機往路５４を流れる水と熱源機バイパス路５８を流れる水の合計流量に相当する。
【００５０】
上記の実施例では、熱源機／バイパス流量比率がほぼ一定となるようにバイパス制御弁７４の開度を調整する構成について説明した。これとは異なり、熱源機往路５４を流れる水の流量がほぼ一定となるようにバイパス制御弁７４の開度を調整する構成としてもよい。但し、上記の実施例の方が、合計流量が所定値を超えている場合のバイパス制御弁７４の開度がほぼ一定でよく、調整が容易であるため、より実用的である。
【００５１】
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み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わ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】
【００５２】
１０ 給湯システム
１２ ヒートポンプユニット
１４ タンクユニット
１５ コントローラ
１６ ガス熱源機
２０ 熱媒体循環路
２２ 蒸発器
２２ａ ファン
２４ 圧縮器
２６ 凝縮器
２８ 膨張弁
３０ 蓄熱循環水路
３２ 蓄熱循環ポンプ
４０ 貯湯タンク
４１ タンクサーミスタ
４２ 蓄熱循環往路
４４ 蓄熱循環復路
４６ タンク給水路
４８ タンク出水路
５０ 第１給湯路
５２ 第２給湯路
５４ 熱源機往路
５６ 熱源機復路
５８ 熱源機バイパス路
６０ タンクバイパス路
６２ 高温水制御弁
６４ 高温水流量センサ
６６ 高温水サーミスタ
６８ 低温水制御弁
７０ 低温水流量センサ
７２ 低温水サーミスタ
７３ 第１給湯サーミスタ
７４ バイパス制御弁
７６ 第２給湯サーミスタ
７８ バーナ
８０ 燃焼加熱路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯湯タンクと、
貯湯タンクからの水を必要に応じて加熱する補助熱源機と、
貯湯タンクからの水を補助熱源機を経由して給湯箇所へ送る熱源機経路と、
貯湯タンクからの水を補助熱源機を経由しないで給湯箇所へ送るバイパス経路と、
バイパス経路に設けられたバイパス制御弁と、
熱源機経路を流れる水とバイパス経路を流れる水の合計流量を取得する流量取得手段を備えており、
補助熱源機による加熱を行うことなく給湯箇所へ給湯する蓄熱給湯運転と、補助熱源機による加熱を行って給湯箇所へ給湯する燃焼給湯運転を切り換え可能であり、
蓄熱給湯運転において、流量取得手段で取得される合計流量が少ないほど、バイパス制御弁の開度を下げることを特徴とする貯湯式給湯システム。
【請求項２】
蓄熱給湯運転において、熱源機経路を流れる水の流量に対するバイパス経路を流れる水の流量の比率が一定となるように、バイパス制御弁の開度を調整することを特徴とする請求項１の貯湯式給湯システム。
【請求項１】
貯湯タンクと、
貯湯タンクからの水を必要に応じて加熱する補助熱源機と、
貯湯タンクからの水を補助熱源機を経由して給湯箇所へ送る熱源機経路と、
貯湯タンクからの水を補助熱源機を経由しないで給湯箇所へ送るバイパス経路と、
バイパス経路に設けられたバイパス制御弁と、
熱源機経路を流れる水とバイパス経路を流れる水の合計流量を取得する流量取得手段を備えており、
補助熱源機による加熱を行うことなく給湯箇所へ給湯する蓄熱給湯運転と、補助熱源機による加熱を行って給湯箇所へ給湯する燃焼給湯運転を切り換え可能であり、
蓄熱給湯運転において、流量取得手段で取得される合計流量が少ないほど、バイパス制御弁の開度を下げることを特徴とする貯湯式給湯システム。
【請求項２】
蓄熱給湯運転において、熱源機経路を流れる水の流量に対するバイパス経路を流れる水の流量の比率が一定となるように、バイパス制御弁の開度を調整することを特徴とする請求項１の貯湯式給湯システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１３−１１３４９５（Ｐ２０１３−１１３４９５Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６０２２２（Ｐ２０１１−２６０２２２）
【出願日】平成２３年１１月２９日（２０１１．１１．２９）
【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２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２９日（２０１１．１１．２９）
【出願人】（０００１１５８５４）リンナイ株式会社 (1,534)
【Ｆターム（参考）】
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