JP6583110B2

JP6583110B2 - 給湯システム

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Publication number: JP6583110B2
Application number: JP2016079552A
Authority: JP
Inventors: 智赤木; 雄斗黒森
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-04-12
Filing date: 2016-04-12
Publication date: 2019-10-02
Anticipated expiration: 2036-04-12
Also published as: JP2017190892A

Description

本発明は、給湯システムに関する。

下記特許文献１に開示された貯湯式給湯装置は、貯湯タンク（１１０）からの湯と、補助熱源（１３０）からの湯との混合割合を調節する混合弁（１３３）と、貯湯タンク（１１０）内の湯の熱量に応じて補助熱源（１３０）及び混合弁（１３３）を作動させて給湯部への給湯を制御する制御装置（１５０）とを備える。

特開２００５−２１４４５２号公報

既設の燃焼式給湯機に対して、貯湯タンクを有する給湯機を後付けで組み合わせることで、ハイブリッド給湯システムを構築することが行われている。ハイブリッド給湯システムにおいて、負荷へ供給される湯の流量が低い場合に、負荷へ供給される湯の温度が目標値に比べて低くなる事象が発生する場合がある。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、負荷へ供給される湯の温度が目標値に比べて低くなることを抑制できる給湯システムを提供することを目的とする。

本発明に係る給湯システムは、貯湯タンクと、給湯負荷につながる給湯負荷配管と、給湯負荷配管の上流側において、貯湯タンクから供給される湯と、外部の燃焼式給湯機から供給される湯とを択一または混合する混合手段と、給湯負荷配管を流れる湯の流量である給湯負荷流量を検出する手段と、混合手段を制御する制御手段と、給湯負荷配管を流れる湯の温度である給湯負荷温度を検出する手段と、給湯負荷温度が目標値に達しない場合に、燃焼式給湯機の給湯設定温度を高くすることをユーザーに勧める手段とを備え、給湯負荷流量が下限流量に満たない場合に、貯湯タンクから供給される湯が択一されるように混合手段が制御されるものである。
また、本発明に係る給湯システムは、貯湯タンクと、給湯負荷につながる給湯負荷配管と、給湯負荷配管の上流側において、貯湯タンクから供給される湯と、外部の燃焼式給湯機から供給される湯とを択一または混合する混合手段と、給湯負荷配管を流れる湯の流量である給湯負荷流量を検出する手段と、混合手段を制御する制御手段と、水を加熱するヒートポンプ装置と、ヒートポンプ装置で加熱された湯を貯湯タンクに蓄積する運転の前に、貯湯タンクの内部を攪拌する攪拌運転を行う手段と、を備え、給湯負荷流量が下限流量に満たない場合に、貯湯タンクから供給される湯が択一されるように混合手段が制御され、攪拌運転の実行中は、攪拌運転の非実行中に比べて、燃焼式給湯機から供給される湯の割合が高くなるように混合手段が制御されるものである。
また、本発明に係る給湯システムは、貯湯タンクと、給湯負荷につながる給湯負荷配管と、給湯負荷配管の上流側において、貯湯タンクから供給される湯と、外部の燃焼式給湯機から供給される湯とを択一または混合する混合手段と、給湯負荷配管を流れる湯の流量である給湯負荷流量を検出する手段と、混合手段を制御する制御手段と、を備え、混合手段は、貯湯タンクから供給される湯を択一する状態である燃焼器側全閉に切り替え可能であり、制御手段は、給湯負荷流量を下限流量と比較し、給湯負荷流量が下限流量に満たない場合に、混合手段を燃焼器側全閉とするように構成されているものである。

本発明の給湯システムによれば、負荷へ供給される湯の温度が目標値に比べて低くなることを抑制することが可能となる。

実施の形態１の給湯システムを示す図である。実施の形態１の給湯システムのブロック図である。実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。実施の形態１の給湯システムの変形例を示す図である。実施の形態２において実行されるルーチンのフローチャートである。

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を簡略化または省略する。本開示は、以下の各実施の形態で説明する構成のうち、組合わせ可能な構成のあらゆる組合わせを含み得る。

実施の形態１．
≪機器構成≫
図１は、実施の形態１の給湯システム１０００を示す図である。給湯システム１０００は、貯湯タンク１及びヒートポンプ装置２を備える。燃焼式給湯機２０００は、給湯システム１０００の外部にある。既設の燃焼式給湯機２０００に対して、給湯システム１０００を後付けで並列的に設置することで、ハイブリッド給湯システムを構築することが可能である。ハイブリッド給湯システムを構築することで、燃焼式給湯機２０００単体で使用する場合に比べて、ランニングコスト及び一次エネルギーの使用量を低減できる。

給湯システム１０００は、貯湯タンク１及びヒートポンプ装置２に加えて、ＨＰ沸上げポンプ３１、給水混合手段４１、二熱源混合手段４２、ＨＰ沸上げ往き配管３０１ａ、ＨＰ沸上げ戻り配管３０１ｂ、給水配管３０２、高温導出配管３０３、給水混合配管３０４、給湯負荷配管３０５、中間給湯配管３０８、及び制御手段１００を備える。

燃焼式給湯機２０００は、給水を加熱して湯にする燃焼器５を備える。燃焼器５は、例えばガスまたは石油などの燃料の燃焼熱によって水を加熱する。燃焼器５の加熱能力すなわち単位時間当たりの加熱量は、ヒートポンプ装置２の加熱能力すなわち単位時間当たりの加熱量に比べて大きい。燃焼器５のエネルギー効率は、ヒートポンプ装置２のエネルギー効率に比べて低い。燃焼器５は、例えば燃料及び空気の量を調節することで加熱能力を調整可能に構成されてもよい。

給湯システム１０００と燃焼式給湯機２０００との間は、燃焼器給水配管３０６及び燃焼器給湯配管３０７を介して接続される。

貯湯タンク１は、湯水を貯留する。ヒートポンプ装置２は、貯湯タンク１から導かれた水を加熱して湯にする。ヒートポンプ装置２は、例えばインバータ制御などを用いて、加熱能力を変化可能に構成されてもよい。

給水配管３０２の一端は、水道等の水源に接続される。給水配管３０２の他端は、貯湯タンク１の下部に接続される。水源から供給される低温水が給水配管３０２を通って貯湯タンク１の下部に流入する。

給湯システム１０００は、蓄熱運転を実行できる。蓄熱運転は、ヒートポンプ装置２で加熱された湯すなわち高温水を貯湯タンク１に蓄積する運転である。蓄熱運転では、以下のようになる。ヒートポンプ装置２及びＨＰ沸上げポンプ３１が運転される。ＨＰ沸上げポンプ３１が運転されると、貯湯タンク１とヒートポンプ装置２との間で水が循環する。貯湯タンク１内の水がＨＰ沸上げ往き配管３０１ａを通ってヒートポンプ装置２に送られる。ヒートポンプ装置２で加熱された湯は、ＨＰ沸上げ戻り配管３０１ｂを通って貯湯タンク１に導かれる。図示のように、ＨＰ沸上げポンプ３１は、ＨＰ沸上げ戻り配管３０１ｂに比べて温度の低いＨＰ沸上げ往き配管３０１ａの途中に接続されることが望ましい。

高温導出配管３０３は、貯湯タンク１の上部から取り出された高温水を給水混合手段４１の第一入口に導く。給水混合配管３０４は、給水配管３０２から分岐して、給水混合手段４１の第二入口に低温水を導く。給水混合手段４１の出口には、中間給湯配管３０８の上流端が接続されている。給水混合手段４１は、貯湯タンク１から高温導出配管３０３を通って供給される湯と、給水混合配管３０４から供給される低温水とを混合または択一して、中間給湯配管３０８へ流入させる。中間給湯配管３０８の下流端は、二熱源混合手段４２の第一入口に接続されている。

燃焼器給水配管３０６は、給水配管３０２から分岐して、燃焼式給湯機２０００の燃焼器５に低温水を導く。燃焼器給湯配管３０７は、燃焼器５で加熱された湯を、二熱源混合手段４２の第二入口に導く。二熱源混合手段４２の出口には、給湯負荷配管３０５の上流端が接続されている。給湯負荷配管３０５の下流側には、給湯負荷（図示省略）が接続される。給湯負荷は、例えば、給湯栓、浴槽、シャワー、のうちの少なくとも一つの給湯端末を含んでもよい。二熱源混合手段４２は、貯湯タンク１から高温導出配管３０３及び中間給湯配管３０８を通って供給される湯と、燃焼式給湯機２０００から燃焼器給湯配管３０７を通って供給される湯とを混合または択一して、給湯負荷配管３０５へ流入させる。当該混合または択一された湯は、給湯負荷配管３０５を通って、給湯負荷へ供給される。

上述したように、本実施の形態１では、貯湯タンク１からの湯が、給水混合手段４１、二熱源混合手段４２、給湯負荷、の順で流れる。本実施の形態１は、燃焼式給湯機２０００の燃焼器５で加熱された湯を、給水混合手段４１の下流側の二熱源混合手段４２にて混合可能な例を示している。

制御手段１００は、ヒートポンプ装置２、ＨＰ沸上げポンプ３１、給水混合手段４１、及び二熱源混合手段４２の各々の動作を制御する。

貯湯タンク１には、高さ方向に間隔をおいて、貯湯温度検出手段５０１ａ〜５０１ｆが設けられている。なお、ここでは、貯湯温度検出手段の個数が６個の例を図示したが、この個数はこの例に限られるものではなく、貯湯タンク１の内部の温度分布を測るのに必要最低限な数の温度検出手段を設けるようにしてもよい。

ＨＰ沸上げ戻り配管３０１ｂには、ヒートポンプ装置２の下流側にて湯水の温度を検出するＨＰ沸上げ温度検出手段５０２が設けられている。給水配管３０２には、水源から供給される低温水の温度（以下、「給水温度」と称する）を検出するための給水温度検出手段５０４が設けられている。貯湯タンク１の上部には、貯湯タンク１の上部から取り出された湯の温度（以下、「タンク給湯温度」と称する）を検出する導出温度検出手段５０３が設けられている。燃焼器５の下流側であって給湯システム１０００の内部の燃焼器給湯配管３０７には、燃焼式給湯温度検出手段５０７が設けられている。燃焼式給湯温度検出手段５０７は、燃焼式給湯機２０００から二熱源混合手段４２へ供給される湯の温度（以下、「燃焼式給湯温度」と称する）を検出する。中間給湯配管３０８には、給水混合手段４１と二熱源混合手段４２との間を流れる湯水の温度を検出する中間給湯温度検出手段５０８が設けられている。給湯負荷配管３０５には、給湯負荷に供給される湯水の温度（以下、「給湯負荷温度」と称する）を検出する給湯負荷温度検出手段５０５が設けられている。給湯負荷配管３０５には、給湯負荷に供給される湯水の流量（以下、「給湯負荷流量」と称する）を検出する給湯負荷流量検出手段６０１が設けられている。

図２は、実施の形態１の給湯システム１０００のブロック図である。制御手段１００は、ヒートポンプ装置２を制御するＨＰ沸上げ制御手段１０５と、給水混合手段４１及び二熱源混合手段４２を制御する混合制御手段１０６と、リモコン１０２と、ＨＰ沸上げポンプ３１を制御するポンプ制御手段１０８とを備える。

リモコン１０２は、ユーザー操作を受け付ける操作端末またはユーザーインターフェース装置の例である。リモコン１０２は、例えば、浴室、台所などに設置されてもよい。リモコン１０２は、制御手段１００の本体に対し、有線または無線により、双方向にデータ通信可能に接続される。リモコン１０２は、温度目標値設定手段１０７を備える。温度目標値設定手段１０７は、ユーザーが給湯負荷温度の目標値を設定することを可能にする。リモコン１０２は、例えば液晶ディスプレイのような表示装置を備えてもよい。リモコン１０２は、ブザー、音声ガイダンスを出力する音声出力装置などを備えてもよい。複数台のリモコン１０２が備えられてもよい。

制御手段１００には、日時検出手段（タイマー）５０９、貯湯温度検出手段５０１ａ〜５０１ｆ、ＨＰ沸上げ温度検出手段５０２、導出温度検出手段５０３、給水温度検出手段５０４、給湯負荷温度検出手段５０５、燃焼式給湯温度検出手段５０７、中間給湯温度検出手段５０８、及び、給湯負荷流量検出手段６０１の各々が検出した情報が入力される。制御手段１００は、入力されたこれらの情報に基づいて、ヒートポンプ装置２、ＨＰ沸上げポンプ３１、給水混合手段４１、及び二熱源混合手段４２の各々の動作を制御する。

ＨＰ沸上げ制御手段１０５は、ヒートポンプ装置２の起動及び停止、並びに、ヒートポンプ装置２の運転中の加熱能力などを制御する。

混合制御手段１０６は、給水混合手段４１及び二熱源混合手段４２における混合比率を制御する。混合制御手段１０６は、給湯負荷温度検出手段５０５または中間給湯温度検出手段５０８で検出される温度が、給湯負荷温度の目標値に近づくように、給水混合手段４１における、貯湯タンク１から高温導出配管３０３を通って供給される湯と、給水混合配管３０４から供給される低温水との混合または択一を制御してもよい。混合制御手段１０６は、給湯負荷温度検出手段５０５で検出される給湯負荷温度が、給湯負荷温度の目標値に近づくように、二熱源混合手段４２における、貯湯タンク１から高温導出配管３０３及び中間給湯配管３０８を通って供給される湯と、燃焼式給湯機２０００から燃焼器給湯配管３０７を通って供給される湯との混合または択一を制御してもよい。

ポンプ制御手段１０８は、蓄熱運転のときに、ＨＰ沸上げポンプ３１の回転速度を制御することで、水の循環流量を調節してもよい。ポンプ制御手段１０８は、ＨＰ沸上げ温度検出手段５０２で検出される温度が目標値に近づくように、ＨＰ沸上げポンプ３１の動作を制御してもよい。

以上、実施の形態１の給湯システム１０００の構成を説明した。次に、実施の形態１の給湯システム１０００の動作について説明する。

≪基本的動作≫
まず、給湯システム１０００の基本的な動作を説明する。

［タンク給湯動作］
タンク給湯動作は、以下のような動作である。蓄熱運転により、ヒートポンプ装置２で加熱した湯を貯湯タンク１に溜める。給湯負荷の湯の需要が発生した場合に、貯湯タンク１に貯留された湯を、給水混合手段４１にて低温水と混合することで、目標温度に調節した湯を給湯負荷へ送る。

［燃焼式給湯動作］
燃焼式給湯動作では、二熱源混合手段４２を燃焼器側全開とし、燃焼式給湯機２０００の燃焼器５で加熱した湯を給湯負荷に送ってもよい。燃焼器側全開とは、二熱源混合手段４２において、燃焼式給湯機２０００から燃焼器給湯配管３０７を通って供給される湯を択一する状態に相当する。主として、貯湯タンク１内の貯湯温度が十分に高くない場合に、燃焼式給湯動作を行う。

一般的に、燃焼器５は、流量が過小であると温度調節が困難であるという特性を有する。温度調節が困難な状態で給湯することを避けるために、すなわち安全性を優先するために、燃焼式給湯機２０００は、燃焼器５を通過する水の流量が閾値（以下、「燃焼器温調可能流量」と称する）より低い場合には、燃焼器５を運転しないように制御する。

［蓄熱運転］
燃焼式給湯動作に比べて、タンク給湯動作の方が、高効率であり、ランニングコスト及び一次エネルギーの使用量を低減できる。なるべく燃焼式給湯動作を行わないで済ませるために、制御手段１００は、貯湯タンク１の湯切れが発生しないように、蓄熱運転を実施する。蓄熱運転では、レジオネラ殺菌、所定のタンク容量に所定の蓄熱量を収容するために必要な貯湯温度、などを根拠として、貯湯タンク１に貯留する湯の温度の目標値を定める。蓄熱運転のとき、制御手段１００は、ＨＰ沸上げ温度検出手段５０２で検知される温度が、当該目標値に等しくなるように、ヒートポンプ装置２及びＨＰ沸上げポンプ３１を制御する。

≪特徴的な動作≫
以下、本実施の形態１の特徴的な動作について図３を用いて説明する。図３は、実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。本実施の形態では、制御手段１００が図３のフローチャートの処理を実行する。本フローチャートのルーチンは、周期的に繰り返し実行される。

図３のステップＳ３１０１では、給湯負荷へ湯が流れているか否かが判定される。例えば、給湯負荷流量検出手段６０１の検出値に基づいて、給湯負荷へ湯が流れているか否かを判定してもよい。給湯負荷へ湯が流れていない場合には、ルーチンを終了する。

給湯負荷へ湯が流れている場合には、ステップＳ３１０１からステップＳ３１０２へ移行する。ステップＳ３１０２では、燃焼式給湯機２０００の運転の要否が判定される。ステップＳ３１０２では、以下のようにしてもよい。タンク給湯温度が、給湯負荷温度の目標値以上であれば、燃焼式給湯機２０００の運転が不要と判定してもよい。タンク給湯温度が、給湯負荷温度の目標値未満であれば、燃焼式給湯機２０００の運転が必要と判定してもよい。タンク給湯温度は、導出温度検出手段５０３により検出できる。

燃焼式給湯機２０００の運転が不要と判定された場合には、ステップＳ３１０２からステップＳ３１０３へ移行する。ステップＳ３１０３では、以下のようにする。二熱源混合手段４２を燃焼器側全閉とする。燃焼器側全閉とは、二熱源混合手段４２において、貯湯タンク１から供給される湯を択一する状態に相当する。給湯負荷温度検出手段５０５で検出される給湯負荷温度が目標値に近づくように、給水混合手段４１の動作が制御される。ステップＳ３１０３の後、ルーチンを終了する。

燃焼式給湯機２０００の運転が必要と判定された場合には、ステップＳ３１０２からステップＳ３１０４へ移行する。ステップＳ３１０４では、給湯負荷流量検出手段６０１で検出される給湯負荷流量を、基準値である下限流量と比較する。下限流量は、燃焼器温調可能流量に等しい値、または燃焼器温調可能流量に比べてやや大きい値になるように、予め設定されている。

給湯負荷流量が下限流量に満たない場合には、ステップＳ３１０４から、上述したステップＳ３１０３へ移行する。給湯負荷流量が下限流量以上である場合には、ステップＳ３１０４からステップＳ３１０５へ移行する。

ステップＳ３１０５では、給湯負荷温度検出手段５０５で検出される給湯負荷温度が目標値に近づくように、給水混合手段４１の動作が制御される。ステップＳ３１０５では、給水混合手段４１は、高温導出配管３０３側に全開で給水混合配管３０４側に全閉の状態に制御されてもよい。すなわち、給水混合手段４１は、貯湯タンク１から高温導出配管３０３を通って供給される湯を択一する状態に制御されてもよい。ステップＳ３１０５からステップＳ３１０６へ移行する。

ステップＳ３１０６では、燃焼式給湯機２０００の燃焼器５から二熱源混合手段４２へ供給される湯の流量（以下、「燃焼式給湯流量」と称する）を検出し、その検出された燃焼式給湯流量を下限流量と比較する。燃焼式給湯流量は、以下のようにして検出してもよい。給湯負荷流量検出手段６０１で検出される給湯負荷流量と、給湯負荷温度検出手段５０５で検出される給湯負荷温度と、中間給湯温度検出手段５０８で検出される温度と、燃焼式給湯温度検出手段５０７で検出される燃焼式給湯温度とに基づいて、燃焼式給湯流量の推定値を計算できる。当該推定値を燃焼式給湯流量の検出値として用いることができる。または、燃焼器給水配管３０６または燃焼器給湯配管３０７に設置した流量センサ（図示省略）により、燃焼式給湯流量を直接検出してもよい。

燃焼式給湯流量が下限流量に満たない場合には、ステップＳ３１０６からステップＳ３１０７へ移行する。ステップＳ３１０７では、燃焼式給湯流量が下限流量に近づくように、二熱源混合手段４２が制御される。例えば、二熱源混合手段４２を燃焼器給湯配管３０７側に全開とし、給湯負荷の全量を燃焼式給湯機２０００側から供給するようにしてもよい。ステップＳ３１０７の後、ルーチンを終了する。

燃焼式給湯流量が下限流量以上である場合には、ステップＳ３１０６からステップＳ３１０８へ移行する。ステップＳ３１０８では、給水混合手段４１及び二熱源混合手段４２の各々の動作が安定したかどうかを確認する。給水混合手段４１及び二熱源混合手段４２の各々の動作がまだ安定していない場合には、ルーチンを終了する。給水混合手段４１及び二熱源混合手段４２の各々の動作が安定している場合には、ステップＳ３１０８からステップＳ３１０９へ移行する。

ステップＳ３１０９では、給湯負荷温度検出手段５０５で検出される給湯負荷温度が目標値以上であるという第一条件と、燃焼式給湯流量の検出値が下限流量より大きいという第二条件とが共に満たされているかどうかを判断する。第一条件及び第二条件が共に満たされている場合には、その時点より燃焼式給湯流量を低下させても、給湯負荷へ供給される湯の温度を目標値以上に維持することが可能であると考えられる。第一条件及び第二条件が共に満たされている場合には、ステップＳ３１０９からステップＳ３１１０へ移行する。ステップＳ３１１０では、燃焼式給湯流量が減少する方向に二熱源混合手段４２の開度を操作する。ステップＳ３１１０の後、ルーチンを終了する。

ステップＳ３１０９で第一条件及び第二条件の少なくとも一方が満たされていない場合には、ステップＳ３１０９からステップＳ３１１１へ移行する。ステップＳ３１１１では、給湯負荷温度検出手段５０５で検出される給湯負荷温度が目標値未満であるかどうかを判断する。給湯負荷温度が目標値未満でない場合、すなわち給湯負荷温度が目標値以上である場合には、ルーチンを終了する。給湯負荷温度が目標値未満である場合には、ステップＳ３１１１からステップＳ３１１２へ移行する。ステップＳ３１１２では、燃焼式給湯流量を増加させる方向に、二熱源混合手段４２の開度を操作する。これにより、給湯負荷温度を目標値に近づけることができる。ステップＳ３１１２の後、ルーチンを終了する。

本実施の形態であれば、給湯負荷流量が下限流量に満たない場合には、ステップＳ３１０４からステップＳ３１０３へ移行することで、二熱源混合手段４２において、貯湯タンク１から供給される湯が択一されるようにする。これにより、以下の効果が得られる。給湯負荷流量が下限流量に満たない場合には、燃焼式給湯機２０００の燃焼器５を通過する水の流量が燃焼器温調可能流量に満たなくなることで、燃焼器５が運転されない可能性がある。燃焼器５が運転されない状態で燃焼器給湯配管３０７からの低温水が二熱源混合手段４２で混合されると、給湯負荷温度が目標値に比べて大幅に低くなる可能性がある。本実施の形態であれば、給湯負荷流量が下限流量に満たない場合には、二熱源混合手段４２において、貯湯タンク１から供給される湯が択一されるようにすることで、燃焼器給湯配管３０７からの低温水が二熱源混合手段４２で混合されることを確実に防止できる。そのため、給湯負荷温度が目標値に比べて大幅に低くなる事態が生ずることを確実に防止できる。

本実施の形態であれば、導出温度検出手段５０３により検出されるタンク給湯温度が、給湯負荷温度の目標値以上である場合には、ステップＳ３１０２からステップＳ３１０３へ移行することで、二熱源混合手段４２において、貯湯タンク１から供給される湯が択一されるようにする。これにより、ランニングコストの低いタンク給湯動作を優先的に実行できる。また、タンク給湯温度が給湯負荷温度の目標値に満たない場合には、二熱源混合手段４２において、貯湯タンク１から供給される湯と、燃焼式給湯機２０００から供給される湯とが混合されるようにする。これにより、タンク給湯温度が不十分であるときでも、給湯負荷に供給される湯の温度を目標値に等しくできる。

本実施の形態であれば、ステップＳ３１０９〜ステップＳ３１１１の処理により、以下の効果が得られる。貯湯タンク１から供給される湯と、燃焼式給湯機２０００から供給される湯とを二熱源混合手段４２で混合する場合に、給湯負荷温度が目標値以上になり、かつ、燃焼式給湯流量が下限流量以上になる範囲において、燃焼式給湯流量が最少になるように制御できる。そのため、給湯負荷に供給される湯の温度を確実に目標値以上にすることと、ランニングコストの低減とを両立できる。

図４は、実施の形態１の給湯システム１０００の変形例を示す図である。図４に示す変形例の給湯システム１０００は、以下の点で、図１の給湯システム１０００と異なる。高温導出配管３０３は、貯湯タンク１の上部と、二熱源混合手段４２の第一入口との間をつなぐ。中間給湯配管３０８は、二熱源混合手段４２の出口と、給水混合手段４１の第二入口との間をつなぐ。本発明では、図４に示す給湯システム１０００のように、給水混合手段４１の上流側で、貯湯タンク１から供給される湯と燃焼式給湯機２０００から供給される湯とを混合可能に構成してもよい。図４に示す給湯システム１０００では、給湯負荷流量検出手段６０１で検出される給湯負荷流量と、給湯負荷温度検出手段５０５で検出される給湯負荷温度と、中間給湯温度検出手段５０８で検出される温度と、燃焼式給湯温度検出手段５０７で検出される燃焼式給湯温度と、導出温度検出手段５０３で検出されるタンク給湯温度と、給水温度検出手段５０４で検出される給水温度とに基づいて、燃焼式給湯流量の推定値を計算できる。当該推定値を燃焼式給湯流量の検出値として用いることができる。または、燃焼器給水配管３０６または燃焼器給湯配管３０７に設置した流量センサ（図示省略）により、燃焼式給湯流量を直接検出してもよい。

実施の形態１では、ユーザーの利便性を向上させることなどを目的として、以下のようにしてもよい。
（１）給湯システム１０００は、下限流量の値をユーザーが設定可能にする手段を備えてもよい。例えば、ユーザーがリモコン１０２を操作することで下限流量の値を変更または入力できるように構成してもよい。下限流量の値をユーザーが設定可能にすることで、既設の燃焼式給湯機２０００ごとの多様な燃焼器温調可能流量に応じて、下限流量をより適切な値に設定できる。

（２）給湯システム１０００は、給湯負荷へ供給される湯が、貯湯タンク１からの湯であるか、燃焼式給湯機２０００からの湯であるか、貯湯タンク１からの湯と燃焼式給湯機２０００からの湯とが混合された湯であるか、に関する情報を報知する手段を備えてもよい。例えば、当該情報をリモコン１０２の表示装置に表示してもよいし、当該情報をリモコン１０２から音声ガイダンスとして出力してもよい。当該情報をユーザーに報知することで、ユーザーは、例えば、自身の給湯行為を、より省エネルギー・低費用にしうる。例えば、貯湯タンク１からの湯に比べてランニングコストが高い燃焼式給湯機２０００からの湯が給湯負荷へ供給される場合には、ユーザーは、湯の使用を必要最小限に控えるようにすればよい。また、入浴などの使用湯量の多い行為については、ユーザーは、ランニングコストの低い貯湯タンク１からの湯が給湯負荷へ供給される状態のときに実施すればよい。

（３）給湯システム１０００は、貯湯タンク１からの湯を給湯負荷へ供給する状態と、燃焼式給湯機２０００からの湯を給湯負荷へ供給する状態と、貯湯タンク１からの湯と燃焼式給湯機２０００からの湯とが混合された湯を給湯負荷へ供給する状態と、のうちの、いずれかの状態から他の状態への変化に関する情報を報知する手段を備えてもよい。例えば、当該変化をリモコン１０２の表示装置に予告表示してもよいし、当該変化をリモコン１０２から音声ガイダンスにより予告してもよいし、ブザーを鳴らすことで当該変化を予告してもよい。上記の変化の際には、湯水の回路が切り替わることで、給湯負荷での湯温の変動が発生する可能性がある。当該変化の情報をユーザーに報知することで、ユーザーは、当該変化の際にシャワーを一時的に避けるなどの措置をとることが可能となり、給湯行為における利便性が向上する。

（４）給湯システム１０００は、給湯負荷温度検出手段５０５で検出される給湯負荷温度が目標値に達しない場合に、燃焼式給湯機２０００の給湯設定温度を高くすることをユーザーに勧める手段を備えてもよい。例えば、給湯負荷温度検出手段５０５で検出される給湯負荷温度が目標値に達しない場合に、燃焼式給湯機２０００の給湯設定温度を高くすることを勧める内容のメッセージを、リモコン１０２の表示装置に表示したり、リモコン１０２から音声ガイダンスとして出力してもよい。給湯負荷温度検出手段５０５で検出される給湯負荷温度が目標値に達しないことの原因が、燃焼式給湯機２０００の給湯設定温度が給湯負荷温度の目標値より低くなっていることにある場合が考えられる。そのような場合に、上記メッセージをユーザーに報知することで、利便性が向上する。

実施の形態２．
次に、図５を参照して、実施の形態２について説明するが、上述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分については説明を簡略化または省略する。実施の形態２の給湯システム１０００のハードウェア機器の構成は、実施の形態１と同じであるので、説明を省略する。

図５は、実施の形態２において実行されるルーチンのフローチャートである。本実施の形態では、制御手段１００が図５のフローチャートの処理を実行する。本フローチャートのルーチンは、周期的に繰り返し実行される。

図５のステップＳ５１０１では、蓄熱運転の実行が必要であるか否かを判定する。当該判定は、貯湯温度検出手段５０１ａ〜５０１ｆで検知される蓄熱量または貯湯量に基づいて行われてもよい。当該判定は、ユーザーの過去の給湯使用実績を学習した情報をさらに加味して行われてもよい。蓄熱運転が不要と判定された場合には、ステップＳ５１０１からステップＳ５１０２へ移行する。ステップＳ５１０２では、蓄熱運転を停止する。ステップＳ５１０２からステップＳ５１０７へ移行する。

蓄熱運転が必要と判定された場合には、ステップＳ５１０１からステップＳ５１０３へ移行する。ステップＳ５１０３では、蓄熱運転が実行中であるか否かを判定する。蓄熱運転が実行中である場合には、そのまま蓄熱運転を継続し、ステップＳ５１０７へ移行する。蓄熱運転が実行中でない場合には、ステップＳ５１０３からステップＳ５１０４へ移行する。

ステップＳ５１０４では、攪拌運転の実行が必要であるか否かを判定する。攪拌運転は、貯湯タンク１の内部を攪拌することで貯湯タンク１の内部の水温を均一に近づける運転である。攪拌運転は、ヒートポンプ装置２を停止したままでＨＰ沸上げポンプ３１を最高速度で駆動する運転でもよい。貯湯タンク１の上部の温度と下部の温度との温度差が基準に比べて大きい場合に攪拌運転が必要と判定し、当該温度差が当該基準に比べて小さい場合に攪拌運転が不要と判定してもよい。

攪拌運転が不要と判定された場合には、ステップＳ５１０４からステップＳ５１０５へ移行する。ステップＳ５１０５では、蓄熱運転を実行する。ステップＳ５１０５からステップＳ５１０７へ移行する。

攪拌運転が必要と判定された場合には、ステップＳ５１０４からステップＳ５１０６へ移行する。ステップＳ５１０５では、攪拌運転を実行する。

ステップＳ５１０７では、給湯負荷へ湯が流れているか否かが判定される。例えば、給湯負荷流量検出手段６０１の検出値に基づいて、給湯負荷へ湯が流れているか否かを判定してもよい。給湯負荷へ湯が流れていない場合には、ルーチンを終了する。

給湯負荷へ湯が流れている場合には、ステップＳ５１０７からステップＳ５１０８へ移行する。ステップＳ５１０８では、攪拌運転が実行中であるか否かを判定する。攪拌運転が実行中でない場合には、ステップＳ５１０８からステップＳ５１０９へ移行する。ステップＳ５１０９では、実施の形態１の図３で説明した方法により、給湯動作を行う。ステップＳ５１０９の後、ルーチンを終了する。

攪拌運転が実行中である場合には、ステップＳ５１０８からステップＳ５１１０へ移行する。ステップＳ５１１０では、撹拌運転と給湯動作が同時に実行される。ステップＳ５１１０では、二熱源混合手段４２を燃焼器側全開とすることで、貯湯タンク１の湯を使用せず、燃焼式給湯機２０００から供給される湯を用いて給湯を行う。ステップＳ５１１０の後、ルーチンを終了する。

本実施の形態であれば、蓄熱運転を行う前に、攪拌運転を行うことで、貯湯タンク１の内部の水温を均一に近づけることができる。攪拌運転の後に蓄熱運転を行うことで、蓄熱運転の実行中にヒートポンプ装置２に入る水の温度を、安定した状態、例えば一定に近い状態、にすることができる。蓄熱運転の実行中にヒートポンプ装置２への入水温度が安定することで、入水温度の変動に応じてヒートポンプ装置２の冷媒回路の膨張弁開度あるいは圧縮機周波数などを逐次調整する必要が無くなり、より容易に安定した高効率運転を実現することができる。

攪拌運転を行うと、貯湯タンク１の全域が中低温の状態になる。本実施の形態であれば、貯湯タンク１の全域が中低温の状態になっても、燃焼式給湯機２０００から供給される湯を用いて給湯できるので、問題無い。

本実施の形態であれば、攪拌運転の実行中は、ステップＳ５１１０の処理を行うことで、攪拌運転の非実行中に比べて、燃焼式給湯機２０００から供給される湯の割合が高くなるように二熱源混合手段４２が制御される。これにより、攪拌運転に伴う貯湯タンク１内の温度変動が給湯負荷へ供給される湯の温度に影響を及ぼすことを防止できる。本実施の形態では、ステップＳ５１１０で、二熱源混合手段４２を燃焼器側全開としているが、給湯負荷へ供給される湯の温度変動が許容範囲となる水準であれば、貯湯タンク１からの湯を二熱源混合手段４２で混合してもよい。

１貯湯タンク、２ヒートポンプ装置、５燃焼器、３１ＨＰ沸上げポンプ、４１給水混合手段、４２二熱源混合手段、１００制御手段、１０２リモコン、１０５ＨＰ沸上げ制御手段、１０６混合制御手段、１０７温度目標値設定手段、１０８ポンプ制御手段、３０１ａＨＰ沸上げ往き配管、３０１ｂＨＰ沸上げ戻り配管、３０２給水配管、３０３高温導出配管、３０４給水混合配管、３０５給湯負荷配管、３０６燃焼器給水配管、３０７燃焼器給湯配管、３０８中間給湯配管、５０１ａ〜５０１ｆ貯湯温度検出手段、５０２ＨＰ沸上げ温度検出手段、５０３導出温度検出手段、５０４給水温度検出手段、５０５給湯負荷温度検出手段、５０７燃焼式給湯温度検出手段、５０８中間給湯温度検出手段、６０１給湯負荷流量検出手段、１０００給湯システム、２０００燃焼式給湯機

Claims

貯湯タンクと、
給湯負荷につながる給湯負荷配管と、
前記給湯負荷配管の上流側において、前記貯湯タンクから供給される湯と、外部の燃焼式給湯機から供給される湯とを択一または混合する混合手段と、
前記給湯負荷配管を流れる湯の流量である給湯負荷流量を検出する手段と、
前記混合手段を制御する制御手段と、
前記給湯負荷配管を流れる湯の温度である給湯負荷温度を検出する手段と、
前記給湯負荷温度が目標値に達しない場合に、前記燃焼式給湯機の給湯設定温度を高くすることをユーザーに勧める手段と
を備え、
前記給湯負荷流量が下限流量に満たない場合に、前記貯湯タンクから供給される湯が択一されるように前記混合手段が制御される給湯システム。
貯湯タンクと、
給湯負荷につながる給湯負荷配管と、
前記給湯負荷配管の上流側において、前記貯湯タンクから供給される湯と、外部の燃焼式給湯機から供給される湯とを択一または混合する混合手段と、
前記給湯負荷配管を流れる湯の流量である給湯負荷流量を検出する手段と、
前記混合手段を制御する制御手段と、
水を加熱するヒートポンプ装置と、
前記ヒートポンプ装置で加熱された湯を前記貯湯タンクに蓄積する運転の前に、前記貯湯タンクの内部を攪拌する攪拌運転を行う手段と、
を備え、
前記給湯負荷流量が下限流量に満たない場合に、前記貯湯タンクから供給される湯が択一されるように前記混合手段が制御され、
前記攪拌運転の実行中は、前記攪拌運転の非実行中に比べて、前記燃焼式給湯機から供給される湯の割合が高くなるように前記混合手段が制御される給湯システム。
貯湯タンクと、
給湯負荷につながる給湯負荷配管と、
前記給湯負荷配管の上流側において、前記貯湯タンクから供給される湯と、外部の燃焼式給湯機から供給される湯とを択一または混合する混合手段と、
前記給湯負荷配管を流れる湯の流量である給湯負荷流量を検出する手段と、
前記混合手段を制御する制御手段と、
を備え、
前記混合手段は、前記貯湯タンクから供給される湯を択一する状態である燃焼器側全閉に切り替え可能であり、
前記制御手段は、前記給湯負荷流量を下限流量と比較し、前記給湯負荷流量が前記下限流量に満たない場合に、前記混合手段を前記燃焼器側全閉とするように構成されている給湯システム。
前記給湯負荷配管を流れる湯の温度である給湯負荷温度を検出する手段を備え、
前記貯湯タンクから供給される湯の温度が前記給湯負荷温度の目標値以上である場合には前記貯湯タンクから供給される湯が択一されるように前記混合手段が制御され、前記貯湯タンクから供給される湯の温度が前記目標値に満たない場合には前記貯湯タンクから供給される湯と前記燃焼式給湯機から供給される湯とを混合するように前記混合手段が制御される請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の給湯システム。
前記燃焼式給湯機から前記混合手段へ供給される湯の流量である燃焼式給湯流量を検出する手段を備え、
前記貯湯タンクから供給される湯と前記燃焼式給湯機から供給される湯とを混合する場合に、前記給湯負荷温度が前記目標値以上になり、かつ、前記燃焼式給湯流量が前記下限流量以上になる範囲において、前記燃焼式給湯流量が最少になるように前記混合手段が制御される請求項４に記載の給湯システム。
前記下限流量の値をユーザーが設定可能にする手段を備える請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の給湯システム。
前記給湯負荷へ供給される湯が、前記貯湯タンクからの湯であるか、前記燃焼式給湯機からの湯であるか、前記貯湯タンクからの湯と前記燃焼式給湯機からの湯とが混合された湯であるか、に関する情報を報知する手段を備える請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の給湯システム。
前記貯湯タンクからの湯を前記給湯負荷へ供給する状態と、前記燃焼式給湯機からの湯を前記給湯負荷へ供給する状態と、前記貯湯タンクからの湯と前記燃焼式給湯機からの湯とが混合された湯を前記給湯負荷へ供給する状態と、のうちの、いずれかの状態から他の状態への変化に関する情報を報知する手段を備える請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の給湯システム。