(57)【要約】【課題】給湯設定温度の設定可能範囲を変更可能な給湯装置を提供する。【解決手段】加熱部は、低温水を加熱し、所定の下限温度以上の高温水をつくる。入水路は、加熱部に低温水を供給するために用いられる。給湯路は、加熱部からの高温水を給湯するために用いられる。バイパス路は、加熱部をバイパスして入水路と給湯路とを接続する。分配部は、入水路とバイパス路との間に接続され、流量センサで検出された入水路の流量に対するバイパス路の流量の比率である分配率を調整可能に構成される。制御部は、入水温度センサから入水温度を受信し、給湯温度センサから給湯温度を受信し、給湯温度が給湯設定温度に一致するように加熱部および分配部を制御する。制御部は、入水温度と、加熱部における下限温度と、分配部による分配率の調整可能範囲とに基づいて、給湯設定温度の設定可能範囲を変更する。【選択図】図９
2020085335.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低温水を加熱し、所定の下限温度以上の高温水をつくる加熱部と、
前記加熱部に低温水を供給するための入水路と、
前記加熱部からの高温水を給湯するための給湯路と、
前記加熱部をバイパスして前記入水路と前記給湯路とを接続するバイパス路と、
前記入水路に配置され、入水温度を検出する入水温度センサと、
前記入水路に配置され、前記入水路の流量を検出する流量センサと、
前記給湯路からの給湯温度を検出する給湯温度センサと、
前記入水路と前記バイパス路との間に接続され、前記入水路の流量に対する前記バイパス路の流量の比率である分配率を調整可能に構成された分配部と、
前記入水温度センサから前記入水温度を受信し、前記給湯温度センサから給湯温度を受信し、給湯温度が給湯設定温度に一致するように前記加熱部および前記分配部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記入水温度と、前記加熱部における前記下限温度と、前記分配部による前記分配率の調整可能範囲とに基づいて、給湯設定温度の設定可能範囲を変更する、給湯装置。
【請求項２】
前記給湯設定温度の設定可能範囲、および、前記設定可能範囲内の設定可能な給湯設定温度の少なくとも一方を表示する表示部をさらに備える、請求項１に記載の給湯装置。
【請求項３】
前記表示部と、給湯設定温度の入力を受け付ける操作部とを含むリモコンをさらに備える、請求項２に記載の給湯装置。
【請求項４】
前記給湯路からの給湯中に前記入水温度が上昇することにより前記給湯設定温度の設定可能範囲が変化した場合において、給湯設定温度が当該変化後の前記給湯設定温度の設定可能範囲に含まれなくなるときは、
前記制御部は、給湯設定温度を、当該変化後の前記給湯設定温度の設定可能範囲のうち変化前の給湯設定温度に最も近い温度に変更する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の給湯装置。
【請求項５】
給湯設定温度が変更されたこと、および、前記変更後の給湯設定温度の少なくとも一方をユーザに報知する報知部をさらに備える、請求項４に記載の給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給湯装置に関し、より特定的には、加熱部を通過した高温水（加熱水）と、加熱部を迂回するバイパス路を通過した低温水（非加熱水）とを混合させるバイパスミキシング式の給湯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、給湯装置は、ユーザがリモコン等で定めた設定温度に基づいて給湯を行なうよう制御される。この給湯設定温度が設定可能な温度範囲は、加熱能力、耐久性に代表される給湯装置の仕様によって予め決定されていた。
【０００３】
たとえば、特開２００１−９０９４４号公報（特許文献１）には、利用者がリモコン装置のスイッチを操作して設定温度の上限値と下限値を予め定められた温度範囲内で設定することが可能な給湯器が開示されている。このように構成すると、利用者は予想以上の高温を出湯することを防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−９０９４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし実際には、給湯設定温度の設定可能範囲は、状況によって変化し得る。たとえば、給湯設定温度の設定可能な温度範囲の下限値は、給湯器に入水する低温水の温度（以下、入水温度）が低いほど低くなる。従来の給湯装置は、給湯設定温度の下限値を給湯装置の仕様に基づいて一律に設定するため、入水温度が比較的高い状況でも給湯可能な温度を、設定可能範囲の下限値として設定していた。そのため、入水温度が比較的低く、実際には低温の湯水を供給できる状況であっても、該温度が設定可能範囲外であれば、使用することはできなかった。すなわち、従来の給湯装置においては、給湯設定温度の設定可能範囲が固定されていたため、ユーザに不便をかける虞があった。
【０００６】
この発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、給湯設定温度の設定可能範囲を変更可能な給湯装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明のある局面に従う給湯装置は、加熱部と、入水路と、給湯路と、バイパス路と、入水温度センサと、流量センサと、給湯温度センサと、分配部と、制御部とを備える。加熱部は、低温水を加熱し、所定の下限温度以上の高温水をつくる。入水路は、加熱部に低温水を供給するために用いられる。給湯路は、加熱部からの高温水を給湯するために用いられる。バイパス路は、加熱部をバイパスして入水路と給湯路とを接続する。入水温度センサは、入水路に配置され、入水温度を検出する。流量センサは、入水路に配置され、入水路の流量を検出する。給湯温度センサは、給湯路からの給湯温度を検出する。分配部は、入水路とバイパス路との間に接続され、流量センサで検出された入水路の流量に対するバイパス路の流量の比率である分配率を調整可能に構成される。制御部は、入水温度センサから入水温度を受信し、給湯温度センサから給湯温度を受信し、給湯温度が給湯設定温度に一致するように加熱部および分配部を制御する。制御部は、入水温度と、加熱部における下限温度と、分配部による分配率の調整可能範囲とに基づいて、給湯設定温度の設定可能範囲を変更する。
【０００８】
上記給湯装置によれば、制御部は、入水温度と、加熱部の下限温度と、バイパス路への分配率の調整範囲とを基に、給湯設定温度の設定範囲を変更できる。従って、入水温度が低下した場合には、給湯設定温度の設定可能範囲の下限値が下がることで、ユーザは従来より低温の給湯も利用することが可能になり、利便性が向上する。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、給湯設定温度の設定可能範囲を変更可能な給湯装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態に従う給湯装置の概略構成図である。
【図２】図１に示した給湯装置における分配弁、ガス比例弁および能力切換弁の制御構成を説明するための機能ブロック図である。
【図３】図１に示した給湯装置における分配弁の制御構成を説明するための概略図である。
【図４】分配弁の開度と分配率との関係を説明するための図である。
【図５】図２に示した分配弁制御部による分配弁制御を説明するための機能ブロック図である。
【図６】図２に示した缶体温度制御部による供給熱量の制御を説明するための機能ブロック図である。
【図７】表示部における設定温度と設定可能範囲の表示の一例を示す図である。
【図８】入水温度と最低設定温度の関係を示す図である。
【図９】設定温度の設定および該設定に基づく給湯の制御を説明するためのフローチャートである。
【図１０】表示部における設定可能範囲の表示の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では図中の同一または相当部分には同一の符号を付して、その説明は原則的に繰返さないものとする。
【００１２】
［給湯装置の構成］
【００１３】
図１は、本発明の実施の形態に従う給湯装置の概略構成図である。
【００１４】
図１を参照して、給湯装置１００は、一次熱交換器１１、二次熱交換器２１および燃焼バーナ３０等が格納された燃焼缶体１０（以下、単に「缶体」とも称する）と、送風ファン４０と、入水管５０と、バイパス管６０と、出湯管７０と、給湯管９０と、コントローラ３００と、風呂リモコン３１０Ｂと台所リモコン３１０Ａとを備える。
【００１５】
入水管５０には、水道水等の低温水（非加熱水）が給水される。入水管５０および出湯管７０の間には、缶体１０をバイパスして、入水管５０からの非加熱水を通流するためのバイパス管６０が配置される。入水管５０およびバイパス管６０の間は、バイパス管６０の流量を制御するための分配弁８０が接続される。入水管５０およびバイパス管６０は、それぞれ「入水路」および「バイパス路」の一実施例に対応する。
【００１６】
分配弁８０の開度に応じて、給水量の一部が入水管５０からバイパス管６０へ分流される。全体給水量に対するバイパス管６０の流量の比率を示す分配率Ｋ（０≦Ｋ≦１．０）は、分配弁８０の開度に応じて制御される。分配率Ｋを用いて、バイパス管６０および出湯管７０の流量比率は、Ｋ：（１−Ｋ）で示される。分配弁８０は、「分配部」の一実施例に対応する。
【００１７】
分配弁８０を経由して缶体１０へ供給された低温水は、まず二次熱交換器２１によって余熱された後、一次熱交換器１１によって主加熱される。一次熱交換器１１および二次熱交換器２１によって所定温度まで加熱された高温水は、出湯管７０から出力される。
【００１８】
出湯管７０は、合流部７５においてバイパス管６０と接続される。したがって、給湯装置１００では、缶体１０によって加熱された出湯管７０からの高温水（加熱水）と、バイパス管６０を通過した低温水（非加熱水）とが合流部７５で混合されて、給湯管９０から出力される。これにより、給湯管９０から、台所、浴室等の給湯栓１９０および図示しない風呂への注湯回路などの所定の給湯箇所に、適温の湯が供給される。給湯管９０は、「給湯路」の一実施例に対応する。
【００１９】
いわゆるバイパスミキシング式の給湯装置１００において、高温水および低温水の混合比率は、分配弁８０の開度に応じた分配率Ｋに対応する。したがって、分配弁８０によって、上記混合比率が制御される。
【００２０】
入水管５０には、温度センサ１１０および流量センサ１５０が配置される。温度センサ１１０は、低温水の温度（以下、入水温度）Ｔｗを検出する。温度センサ１１０は、「入水温度センサ」の一実施例に対応する。流量センサ１５０は、分配弁８０よりも下流側（缶体側）に配置される。流量センサ１５０によって検出される流量Ｑは、缶体１０を通過する流量（以下、缶体流量）に相当する。流量センサ１５０は、代表的には、羽根車式流量センサによって構成される。流量センサ１５０は、「流量センサ」の一実施例に対応する。
【００２１】
出湯管７０には、温度センサ１２０が設けられる。温度センサ１２０は、出湯管７０とバイパス管６０との合流部７５よりも上流側（缶体側）に配置されて、缶体１０からの出力温度Ｔｂ（以下、缶体温度）を検出する。
【００２２】
給湯管９０には、流量調整弁９５および温度センサ１３０が設けられる。流量調整弁９５は、缶体１０での加熱能力の不足により、給湯温度Ｔｈを給湯設定温度（以下、単に設定温度とも称する）Ｔｒに一致するように給湯することが困難な場合に、給湯流量を絞るように制御される。たとえば、燃焼開始直後、あるいは、燃焼開始直後以外でも最大号数（すなわち最大熱量）で運転する場合および／または最大許容流量で運転する場合等に、給湯流量を制限するように、コントローラ３００が流量調整弁９５の開度を制限することができる。
【００２３】
温度センサ１３０は、高温水および低温水が混合された後の給湯温度Ｔｈを検出する。温度センサ１３０は、「給湯温度センサ」の一実施例に対応する。温度センサ１１０，１２０，１３０は、代表的には、温度に依存して電気抵抗が変化するサーミスタによって構成される。
【００２４】
缶体１０において、燃焼バーナ３０から出力された燃料ガスは、送風ファン４０からの燃焼用空気と混合される。図示しない点火装置によって混合気が着火されることにより、燃料ガスが燃焼されて火炎が生じる。燃焼バーナ３０からの火炎によって生じる燃焼熱は、缶体１０内で一次熱交換器１１および二次熱交換器２１へ与えられる。
【００２５】
一次熱交換器１１は、燃焼バーナ３０による燃焼ガスの顕熱（燃焼熱）により入水を熱交換によって加熱する。二次熱交換器２１は、燃焼バーナ３０からの燃焼排ガスの潜熱によって通流された水を熱交換によって加熱する。
【００２６】
缶体１０の燃焼ガスの流れ方向下流側には熱交換後の燃焼排ガスを排出処理するための排気経路１５が設けられる。このように、缶体１０では、燃焼バーナ３０での燃焼による発生熱量により、一次熱交換器１１および二次熱交換器２１で、入水管５０から供給された水を加熱する。
【００２７】
また、燃焼バーナ３０の加熱量が少ない場合、一次熱交換器１１における熱交換により、燃焼ガスに含まれる水蒸気が凝縮されて液化したドレンが発生する。従って、缶体温度Ｔｂは、ドレンの発生を抑制できる下限温度以上に維持することが求められる。以下の説明では、缶体温度Ｔｂの下限温度を「缶体下限温度Ｔｂ１」とも称する。よって、缶体１０は、所定の下限温度以上の高温水をつくる「加熱部」の一実施例に対応する。
【００２８】
燃焼バーナ３０へのガス供給管３１には、元ガス電磁弁３２、ガス比例弁３３および、能力切換弁３５ａ〜３５ｃが配置される。元ガス電磁弁３２は、燃焼バーナ３０への燃料ガスの供給をオンオフする機能を有する。ガス供給管３１のガス流量は、ガス比例弁３３の開度に応じて制御される。
【００２９】
能力切換弁３５ａ〜３５ｃは、複数の燃焼バーナ３０のうちの、燃料ガスの供給対象となるバーナ本数を切換えるためにその動作が制御される。缶体１０での発生熱量は、バーナ本数およびガス流量の組み合わせによって決まる、燃焼バーナ３０全体への供給熱量Ｇに比例する。したがって、要求発生熱量に対応させて、能力切換弁３５ａ〜３５ｃの開閉パターン（バーナ本数）およびガス比例弁３３の開度（ガス流量）の組み合わせを決定する設定マップを予め作成することができる。
【００３０】
送風ファン４０による送風量は、燃焼バーナ３０全体からの供給熱量との空燃比が所定値（たとえば、理論空燃比）となるように制御される。送風ファン４０の送風量は、送風ファン４０の回転速度と比例する。よって、送風ファン４０の回転速度については、供給熱量に応じて目標回転速度が設定される。送風ファン４０の回転速度は、当該目標回転速度に一致するように制御される。送風ファン４０には、ファン回転速度を検出するための回転速度センサ４５が設けられる。
【００３１】
コントローラ３００は、各センサからの出力信号（検出値）および風呂リモコン３１０Ｂおよび台所リモコン３１０Ａからの信号を受けて、給湯装置１００の全体動作を制御するために、各機器への制御指令を発生する。なお、以下では風呂リモコン３１０Ｂおよび台所リモコン３１０Ａを、リモコン３１０と総称する。
【００３２】
コントローラ３００は、給湯装置１００の運転指令が出力されると、流量センサ１５０によって検出される流量Ｑが最低作動流量（ＭＯＱ）を超えるのに応じて、缶体１０での燃焼動作を開始する。燃焼動作が開始されると、元ガス電磁弁３２が開放されて、燃焼バーナ３０への燃料ガスの供給が開始される。
【００３３】
コントローラ３００は、燃焼オン時には、給湯温度Ｔｈが設定温度Ｔｒに一致するように、分配弁８０の開度および、缶体１０での発生熱量（すなわち、燃焼バーナ３０への供給熱量）を制御する。すなわちコントローラ３００は、温度センサ１１０から入水温度Ｔｗを受信し、温度センサ１３０から給湯温度Ｔｈを受信し、給湯温度Ｔｈが設定温度Ｔｒに一致するように缶体１０および分配弁８０を制御する「制御部」の一実施例である。
【００３４】
風呂リモコン３１０Ｂは浴室の壁面に、台所リモコン３１０Ａは浴室外（たとえば台所の壁面）に設置される。風呂リモコン３１０Ｂおよび台所リモコン３１０Ａは、各々通信線によってコントローラ３００と接続されている。該通信線には、たとえば２心通信線が用いられる。なお、コントローラ３００、風呂リモコン３１０Ｂおよび台所リモコン３１０Ａ間の通信は、公知のいかなる規格に従ったものであってもよく、また、有線であっても無線であってもよい。
【００３５】
風呂リモコン３１０Ｂおよび台所リモコン３１０Ａは、ユーザ操作を受けつけ、その結果をコントローラ３００に出力する。ユーザ操作には、給湯装置１００の運転オン／オフ指令および設定温度（Ｔｒ）指令が含まれる。制御指令には、各弁の開閉および開度指令、送風ファン４０への電気的入力指令（ファン駆動電圧指令）等が含まれる。
【００３６】
ここで、従来の給湯装置において、設定温度Ｔｒの設定可能範囲は、給湯装置の仕様によって一律に決められていた。しかし実際には、設定温度Ｔｒの設定可能範囲は、給湯装置のおかれる状況に応じて変化し得る。たとえば、設定温度Ｔｒの設定可能範囲の下限は、入水温度Ｔｗが低いほど低くなる。従来の給湯装置では、入水温度Ｔｗが比較的高い状況（たとえば夏期）を想定し、設定温度Ｔｒの設定可能範囲を定めていた。そのため、入水温度Ｔｗが比較的低い状況（たとえば冬期）においては、給湯装置の能力として給湯可能な給湯温度Ｔｈであっても、当該給湯温度Ｔｈが設定温度Ｔｒの設定可能範囲外であれば、設定温度Ｔｒとして設定できなかった。従って、給湯温度Ｔｈの湯水が利用できず、冬場に低温の湯水を利用したいユーザに不便をかける虞があった。
【００３７】
低温の湯水を利用したい局面の具体的な例としては、冬場の調理時に米を洗う場合に、米の味を保つためにお湯（たとえば４０℃）で洗うことは望ましくないが、冷水では手が冷たすぎるという状況が考えられる。このような状況で、適度に低い温度の湯水を提供できれば、ユーザの利便性は向上する。
【００３８】
したがって、本実施の形態に従う給湯装置１００では、入水温度Ｔｗに応じて、設定温度Ｔｒの設定可能範囲を変更することで、ユーザの利便性を向上する。
【００３９】
［給湯装置の制御構成］
【００４０】
図２は、図１に示した給湯装置１００における分配弁８０、ガス比例弁３３および能力切換弁３５ａ〜３５ｃの制御構成を説明するための機能ブロック図である。図２に示された各機能ブロックの機能は、コントローラ３００およびリモコン３１０によるソフトウェア処理および／かつハードウェア処理によって実現することができる。
【００４１】
図２を参照して、コントローラ３００は、分配弁制御部２００と、缶体温度制御部４００と設定範囲制御部５００とを含む。分配弁制御部２００は、給湯温度Ｔｈを設定温度Ｔｒに一致させるように、分配弁８０の開度を制御する。缶体温度制御部４００は、給湯温度Ｔｈを設定温度Ｔｒに一致させるように、燃焼バーナ３０全体への供給熱量（燃料供給量）によって缶体１０での発生熱量を制御する。設定範囲制御部５００は、入水温度Ｔｗと、缶体１０の缶体下限温度（ドレンが発生しない最低缶体温度）Ｔｂ１とに基づいて、設定温度Ｔｒの設定可能範囲を算出し、リモコン３１０に出力する。リモコン３１０は、当該設定可能範囲を視覚的表現または音声によってユーザに報知する。リモコン３１０は、ユーザによる設定温度Ｔｒの入力を受け付け、分配弁制御部２００および缶体温度制御部４００に出力する。各制御部の機能については後に詳述する。
【００４２】
（分配弁の制御構成）
【００４３】
図３は、図１に示した給湯装置１００における分配弁８０の制御構成を説明するための概略図である。
【００４４】
図３を参照して、分配弁８０の開度に応じて、バイパス管６０の流量が制御される。これにより、入水管５０からの全体給水量に対するバイパス管６０の流量の比率（分配率Ｋ）が制御される。出湯管７０からの高温水（加熱水）およびバイパス管６０からの低温水（非加熱水）は、合流部７５で混合されて、給湯管９０から出力される。給湯温度Ｔｈは、入水温度Ｔｗ、缶体温度Ｔｂおよび分配率Ｋを用いて、下記式（１）に従って算出される。
【００４５】
Ｔｈ＝Ｋ・Ｔｗ＋（１−Ｋ）Ｔｂ        ・・・（１）
【００４６】
合流部７５における、出湯管７０からの高温水（加熱水）およびバイパス管６０からの低温水（非加熱水）の混合比率（分配率Ｋ）は、分配弁８０の開度によって制御できる。
【００４７】
図４は、分配弁８０の開度と分配率Ｋとの関係を説明するための図である。図４において、横軸は分配弁８０の開度を示し、縦軸は分配率Ｋを示す。分配弁８０が全開状態のとき、分配率Ｋ＝１．０となり、全体給水量がバイパス管６０の流量に一致する。一方、分配弁８０が全閉状態のとき、分配率Ｋ＝０となり、全体給水量が出湯管７０の流量（熱交換器１１，２１の通過流量）に一致する。分配率Ｋの最大値をＫ１とし、最小値をＫ０とすると、分配率Ｋの調整可能範囲は、Ｋ０≦Ｋ≦Ｋ１となる。
【００４８】
分配弁８０が、たとえばステッピングモータによって開度が調整されるように構成された電気式膨張弁である場合、分配弁８０の開度は、ステッピングモータにおけるステップ数（すなわち、ステータの各相巻線を励磁するパルス信号の数）によって表される。分配弁８０の絶対開度（全閉または全開等の基準開度からの差）は、開度を変化させるごとに変化量（ステップ数）を累積加算することによって算出される。
【００４９】
図４を参照して、ステッピングモータにおけるステップ数を増加させると、分配弁８０の開度が閉側に変化することにより、分配率Ｋが減少する。図４において、実線７０１は分配弁８０の開度に対する分配率Ｋの測定値を表しており、点線７０２は測定値から演算された近似直線を表している。図４に示される関係に従って分配弁８０の開度を制御することにより、給湯温度Ｔｈを制御することができる。具体的には、バイパス管６０の流量を増加させるように分配率Ｋを上昇すると給湯温度Ｔｈは低下する。これに対して、バイパス管６０の流量を減少させるように分配率Ｋを低下すると給湯温度Ｔｈは上昇する。
【００５０】
図５は、図２に示した分配弁制御部２００による分配弁制御を説明するための機能ブロック図である。本実施の形態では、分配弁制御の一形態として、設定温度Ｔｒに対する給湯温度Ｔｈの偏差に基づいて、分配弁８０の開度（分配率Ｋ）、すなわちバイパス管６０の流量をフィードバック制御する。
【００５１】
図５を参照して、分配弁制御部２００は、流量制御部２１０と、開度指令生成部２２０とを含む。なお、以下では、分配弁制御部２００が制御周期毎に分配弁８０の開度を制御するものとして、現在の制御周期を第ｎ番目（ｎ：自然数）の制御周期として表記する。
【００５２】
流量制御部２１０は、制御周期毎に、設定温度Ｔｒに対する給湯温度Ｔｈの検出値の温度偏差ΔＴｈ（ΔＴｈ＝Ｔｒ−Ｔｈ）に基づいて、今回の制御周期における分配率Ｋ［ｎ］を算出する。たとえば、流量制御部２１０はＰＩ演算によって、下記式（２）に従って分配率Ｋ［ｎ］を設定する。
【００５３】
Ｋ［ｎ］＝Ｋｐ・ΔＴｈ＋Σ（Ｋｉ・ΔＴｈ）        …（２）
【００５４】
式（２）中のＫｐは比例制御ゲインであり、Ｋｉは積分制御ゲインである。式（２）に従って分配率Ｋ［ｎ］を設定することにより、温度偏差ΔＴｈを低減するためのフィードバック制御を実現できる。なお、フィードバック制御による制御量は、温度センサ１３０によって検出される給湯温度Ｔｈの温度偏差ΔＴｈに基づく、Ｐ制御、ＰＩ制御または、ＰＩＤ制御等の公知の制御演算によって算出することができる。
【００５５】
開度指令生成部２２０は、分配弁８０の開度と分配率Ｋとの関係（図４）を参照することにより、流量制御部２１０によって設定された分配率Ｋ［ｎ］に基づいて、分配弁８０の開度の目標値である開度指令を生成する。開度指令生成部２２０は、生成した開度指令を分配弁８０（ステッピングモータ）へ出力する。これにより、分配弁８０の開度は、分配率Ｋ［ｎ］を実現するように制御される。
【００５６】
（供給熱量の制御構成）
【００５７】
缶体温度制御部４００（図２）は、燃焼バーナ３０全体への供給熱量Ｇを制御することにより缶体１０での発生熱量を制御する。燃焼バーナ３０全体への供給熱量Ｇは、給湯温度Ｔｈを設定温度Ｔｒに一致させるように設定される。当該供給熱量Ｇを実現するようなバーナ本数およびガス流量の組み合わせが実現されるように、缶体温度制御部４００は、ガス比例弁３３の開度および能力切換弁３５ａ〜３５ｃの動作を制御する。なお、以下では、缶体温度制御部４００が制御周期毎に供給熱量Ｇを制御するものとして、現在の制御周期を第ｎ番目の制御周期として表記する。
【００５８】
缶体温度制御部４００（図２）は、設定温度Ｔｒおよび給湯流量Ｑｔｌに基づいて供給熱量Ｇをフィードフォワード制御する。すなわち、供給熱量Ｇは、給湯温度Ｔｈを設定温度Ｔｒに一致させるための、缶体１０での要求発生熱量に基づいて設定される。
【００５９】
具体的には、缶体１０での必要昇温量ΔＴは、設定温度Ｔｒと、温度センサ１１０によって検出された入水温度Ｔｗとの差で示される（ΔＴ＝Ｔｒ−Ｔｗ）。そして、今回の制御周期における供給熱量Ｇ［ｎ］は、給湯管９０における給湯流量Ｑｔｌ（以下、トータル流量Ｑｔｌ）と必要昇温量ΔＴとに基づいて、下記式（３）に従って算出される。
【００６０】
Ｇ［ｎ］＝（Ｔｒ−Ｔｗ）・Ｑｔｌ        …（３）
【００６１】
式（３）において、トータル流量Ｑｔｌは、給湯栓１９０の開度および給湯管９０に設けられた流量調整弁９５の開度によって決まるため、分配弁８０の開度（分配率Ｋ）が変動してもトータル流量Ｑｔｌには変動が生じない。したがって、供給熱量Ｇ［ｎ］は、分配弁８０の開度（分配率Ｋ）の変動が生じたときにも安定している。これにより、缶体１０での発生熱量を安定的に制御することができる。
【００６２】
図６は、図２に示した缶体温度制御部４００による供給熱量の制御を説明するための機能ブロック図である。
【００６３】
図６を参照して、缶体温度制御部４００は、供給熱量演算部４２０と、供給ガス量制御部４３０とを含む。
【００６４】
供給熱量演算部４２０は、制御周期毎に、設定温度Ｔｒ、流量センサ１５０により検出された缶体流量Ｑ、温度センサ１１０によって検出された入水温度Ｔｗ、および分配率Ｋ［ｎ］に基づいて、今回の制御周期における供給熱量Ｇ［ｎ］を算出する。
【００６５】
具体的には、供給熱量演算部４２０は、まず、流量センサ１５０により検出された缶体流量Ｑおよび分配率Ｋに基づいて、給湯流量（トータル流量）Ｑｔｌを算出する。今回の制御周期における分配率Ｋ［ｎ］を用いて、今回の制御周期におけるトータル流量Ｑｔｌ［ｎ］は、下記式（４）に従って算出される。
【００６６】
Ｑｔｌ［ｎ］＝Ｑ／（１−Ｋ［ｎ］）        …（４）
【００６７】
次に、供給熱量演算部４２０は、設定温度Ｔｒ、温度センサ１１０によって検出された入水温度Ｔｗ、および今回の制御周期におけるトータル流量Ｑｔｌ［ｎ］を式（３）に代入することにより、今回の制御周期における供給熱量Ｇ［ｎ］を算出する。すなわち、供給熱量Ｇ［ｎ］は、下記式（５）に従って算出される。
【００６８】
Ｇ［ｎ］＝（Ｔｒ−Ｔｗ）・Ｑｔｌ［ｎ］        …（５）
【００６９】
供給ガス量制御部４３０は、供給熱量Ｇ［ｎ］を実現するようなバーナ本数およびガス流量の組合せとなるように、ガス比例弁３３の開度および能力切換弁３５ａ〜３５ｃの動作を制御する。
【００７０】
（給湯時の設定温度の制御）
【００７１】
給湯温度Ｔｈ、入水温度Ｔｗ、缶体温度Ｔｂおよび分配率Ｋの関係を示す式（１）を再掲する。
【００７２】
Ｔｈ＝Ｋ・Ｔｗ＋（１−Ｋ）Ｔｂ        ・・・（１）
【００７３】
式（１）より、特定の入水温度Ｔｗにおいて給湯温度Ｔｈを低くするには、分配率Ｋが大きく（１に近い）、かつ、缶体温度Ｔｂは低いことが好ましい。
【００７４】
しかし、缶体温度Ｔｂは、一次熱交換器１１でドレンが発生しない缶体下限温度Ｔｂ１以上に維持する必要がある。
【００７５】
そこで、入水温度Ｔｗに対して給湯可能である最低給湯温度をＴｈｍｉｎとすると、最低給湯温度Ｔｈｍｉｎは、分配率Ｋの最大値Ｋ１および缶体下限温度Ｔｂ１を用いて、下記式（６）に従って算出される。
【００７６】
Ｔｈｍｉｎ＝Ｋ１・Ｔｗ＋（１−Ｋ１）Ｔｂ１        ・・・（６）
【００７７】
最低給湯温度Ｔｈｍｉｎは、入水温度Ｔｗのときに設定できる設定温度Ｔｒの下限値となる。すなわち、設定温度Ｔｒの設定可能範囲の下限値を最低設定温度Ｔｒｍｉｎとすると、Ｔｈｍｉｎ＝Ｔｒｍｉｎとなる。
【００７８】
したがって、最低設定温度Ｔｒｍｉｎは、下記式（７）で表すことができる。
【００７９】
Ｔｒｍｉｎ＝Ｋ１・Ｔｗ＋（１−Ｋ１）Ｔｂ１        ・・・（７）
【００８０】
よって、このときの設定温度Ｔｒの設定可能範囲は、最低設定温度Ｔｒｍｉｎ℃以上となる。このように給湯装置１００は、入水温度Ｔｗと、缶体下限温度Ｔｂ１と、分配率Ｋの調整可能範囲とに基づいて、設定温度Ｔｒの設定可能範囲を変更する。
【００８１】
図７は、表示部における設定温度と設定可能範囲の表示の一例を示す図である。図７を参照して、台所リモコン３１０Ａは、缶体１０の運転を入り切りするための運転スイッチ５２と、操作スイッチ５３と、上下スイッチ５６と、表示部５５と、音声出力部５４とを含む。運転スイッチ５２、操作スイッチ５３、上下スイッチ５６は、代表的には、プッシュボタンまたはタッチボタンによって構成することができる。表示部５５は、代表的には、液晶パネルによって構成することができ、画面に触れることによって操作が可能なタッチパネルとして構成してもよい。音声出力部５４は、代表的にはスピーカによって構成することができる。
【００８２】
表示部５５は、給湯運転の設定温度Ｔｒ、および、設定温度Ｔｒの設定可能範囲を表示する。図７（Ａ）では、給湯運転の設定温度Ｔｒは２２℃、設定可能範囲は２０℃以上である。ユーザは上下スイッチ５６を利用して、設定温度Ｔｒを設定可能範囲内で調整することができる。上下スイッチ５６は、「操作部」の一実施例に対応する。なお、設定温度Ｔｒの調整の方法は、上下スイッチ５６の利用に限定されず、例えば、表示部５５にタッチパネルが用いられる場合には、タッチパネル上にソフトウェア処理によって表示されるソフトウェアスイッチを利用することも可能である。
【００８３】
図７（Ａ）の例では、給湯が開始されると、給湯温度Ｔｈが設定温度Ｔｒ（＝２２℃）に一致するように、分配弁８０の開度および缶体１０の発生熱量が制御される。ただし、入水温度Ｔｗは給湯中に変化し得る。このような場合として、たとえば、冬場に給湯を開始する際、開始直後は地上の配水管に滞留していた低温の水が入水してくるが（たとえば５℃）、しばらくすると（たとえば１分後）地中の配水管に滞留していた比較的暖かい水（たとえば１０℃）が入水し、入水温度Ｔｗが上昇する場合が考えられる。
【００８４】
このように、給湯中に入水温度Ｔｗが変化すると、式（７）に従って最低設定温度Ｔｒｍｉｎも変化する。以下に、設定温度Ｔｒの設定可能範囲の変化を説明する。
【００８５】
図８は、入水温度Ｔｗと最低設定温度Ｔｒｍｉｎの関係を示す図である。入水温度ＴｗがＴｗａのときの最低設定温度ＴｒｍｉｎをＴｒａ（たとえば２０℃）、入水温度ＴｗがＴｗｂのときの最低設定温度ＴｒｍｉｎをＴｒｂ（たとえば２５℃）とする。Ｔｗａ＜Ｔｗｂである。上記式（７）よりＴｒｍｉｎとＴｗの関係は線形である。よって、入水温度ＴｗがＴｗａからＴｗｂへ上昇すると、最低設定温度Ｔｒｍｉｎは、ＴｒａからＴｒｂへと線形に上昇する。すなわち、設定温度Ｔｒの設定可能範囲は、Ｔｒａ以上からＴｒｂ以上へと変化する。
【００８６】
また、このように、給湯管９０からの給湯中に入水温度Ｔｗが上昇することにより設定温度Ｔｒの設定可能範囲が変更された場合、設定温度Ｔｒが当該変化後の設定温度Ｔｒの設定可能範囲に含まれなくなる場合が生じる。たとえば当該変更前の設定温度Ｔｒｃ（たとえば２２℃）は、当該変更後の最低設定温度Ｔｒｍｉｎ（＝Ｔｒｂ）より低い場合（すなわちＴｒａ≦Ｔｒｃ＜Ｔｒｂである場合）、当該変更後は給湯温度Ｔｈを設定温度Ｔｒｃに一致させることが困難となる。そこで、コントローラ３００の設定範囲制御部５００は、設定温度Ｔｒを、当該変化後の設定温度Ｔｒの設定可能範囲のうち変化前の設定温度Ｔｒに最も近い温度に変更する。
【００８７】
すなわち上記のように給湯中に、設定温度Ｔｒの設定可能範囲がＴｒａ以上からＴｒｂ以上へと変化した場合において、当該変化前の設定温度Ｔｒｃが当該変化後の設定温度Ｔｒの設定可能範囲（Ｔｒｂ以上）に含まれないときには、設定範囲制御部５００は、設定温度Ｔｒｃを、当該変化後の設定温度Ｔｒの設定可能範囲のうち変化前の設定温度Ｔｒｃに最も近い温度Ｔｒｂに変更する。
【００８８】
再び図７を参照して、表示部５５は、入水温度Ｔｗの変化による設定温度Ｔｒが変更されたこと、および、当該変更後の設定温度Ｔｒの少なくとも一方をユーザに報知する。
【００８９】
図７では、給湯中に入水温度Ｔｗが上昇することにより、設定温度Ｔｒの設定可能範囲および設定温度Ｔｒが変化した場合の表示部５５の表示の一例を示している。
【００９０】
図７（Ａ）は入水温度Ｔｗが上昇する前の表示例である。設定温度Ｔｒの設定可能範囲は２０℃以上である。設定温度Ｔｒは２２℃である。
【００９１】
図７（Ｂ）は入水温度Ｔｗが上昇した後の表示例である。設定可能範囲は２５℃以上に変化したことが表示されている。また、図７（Ａ）での設定温度Ｔｒ＝２２℃が、入水温度Ｔｗの上昇後の設定可能範囲である２５℃以上に含まれないために、図７（Ｂ）では設定温度Ｔｒが２５℃に変化している。
【００９２】
入水温度Ｔｗの変化による設定温度Ｔｒが変更されたこと、および、当該変更後の設定温度Ｔｒの少なくとも一方の報知は、リモコン３１０の表示部５５における視覚的表現に限定されず、たとえば、音声出力部５４から音声で出力されてもよい。また、入水温度Ｔｗの変化による設定温度Ｔｒの変更および当該変更後の設定温度Ｔｒの少なくとも一方の報知は、不要であれば報知しないように構成してもよい。
【００９３】
図９は、設定温度の設定および該設定に基づく給湯運転の制御を説明するためのフローチャートである。図９のフローチャートは、コントローラ３００によって所定のタイミングで繰り返し実行される。
【００９４】
図９を参照して、ステップＳ０１にて、コントローラ３００は現在の設定温度Ｔｒをリモコン３１０から取得する。続くステップＳ０２にて、コントローラ３００は、入水温度Ｔｗの検出値を温度センサ１１０から取得する。さらに、ステップＳ０３にて、コントローラ３００は、入水温度Ｔｗの検出値から、上記式（７）に従って、最低設定温度Ｔｒｍｉｎを計算する。ステップＳ０４にて、コントローラ３００は、最低設定温度Ｔｒｍｉｎに基づいた設定温度Ｔｒの設定可能範囲を算出し、設定可能範囲を示す信号をリモコン３１０に出力し、該設定可能範囲をリモコン３１０に表示する指令をリモコン３１０に出力する。
【００９５】
ステップＳ０５にて、コントローラ３００は、給湯装置１００が給湯中であるか否かを判定する。コントローラ３００は、給湯装置１００が給湯中でない場合（ステップＳ０５にてＮＯ）、処理をメインルーチンに戻す。
【００９６】
一方、コントローラ３００は、給湯装置１００が給湯中である場合（ステップＳ０５にてＹＥＳ）、ステップＳ０６にて、設定温度Ｔｒが最低設定温度Ｔｒｍｉｎ以上であるか否かを判定する。コントローラ３００は、設定温度Ｔｒが最低設定温度Ｔｒｍｉｎ以上である場合（ステップＳ０６にてＹＥＳ）、ステップＳ０９にて、給湯運転の制御を行ない、メインルーチンに戻る。
【００９７】
一方、コントローラ３００は、設定温度Ｔｒが最低設定温度Ｔｒｍｉｎ未満である場合（ステップＳ０６にてＮＯ）、ステップＳ０７にて設定温度Ｔｒの値を最低設定温度Ｔｒｍｉｎの値に変更する。続くステップＳ０８にて、コントローラ３００は、設定温度Ｔｒの変更および変更後の設定温度Ｔｒの少なくとも一方をユーザに報知し、ステップＳ０９に進む。
【００９８】
なお、図７の例では、設定温度Ｔｒの設定可能範囲として、最低設定温度Ｔｒｍｉｎを表示する構成としたが、設定可能範囲内の複数の温度を選択肢として表示する構成としてもよい。表示される複数の温度は、２０℃，２１℃，２２℃・・のように連続的な値であってもよいし、２０℃、２５℃、３０℃・・のように離散的な値であってもよい。このように設定温度Ｔｒの候補を数度刻みにしておくと、ユーザが高温の湯水を使用した後に、低温の湯水を使用したいときに、所望の設定温度Ｔｒに達するまでリモコン３１０の上下スイッチ５６を押す回数が少なくてすむので、利便性がよい。また、低温の湯水を使用した後に、再び高温の湯水を使用する場合も同様にして利便性がよい。さらに、設定可能範囲の一部を連続的（たとえば１℃刻み）に、一部を離散的（たとえば数℃刻み）に設定してもよい。このように設定温度Ｔｒの候補の少なくとも一部を離散的に設定する場合、当該設定可能な設定温度の候補の少なくとも一部を、設定可能範囲の代わりにユーザに報知するよう構成してもよい。
【００９９】
たとえば、図１０では、台所リモコン３１０Ａの表示部５５で、設定可能な設定温度の候補の一部（たとえば低温域の候補のみ）が２０℃、２５℃、３０℃と表示されている。このように、表示部５５は、設定温度Ｔｒの設定可能範囲、および、設定可能範囲内の設定可能な設定温度Ｔｒの少なくとも一方を表示するように構成される。よって、台所リモコン３１０Ａの表示部５５は「表示部」の一実施例に対応し、台所リモコン３１０Ａは「リモコン」の一実施例に対応する。
【０１００】
また、図１に示した給湯管９０から浴槽への注湯機能を備えた給湯装置であって、浴槽内湯水の温度（風呂温度）を設定する機能を備えた給湯装置の場合、上記の給湯運転の設定温度Ｔｒの設定可能範囲の変更と同様に、注湯温度に基づく風呂温度の設定温度の設定可能範囲を変更するように構成してもよい。
【０１０１】
このように、給湯装置１００は、入水温度Ｔｗに応じて、設定温度Ｔｒの設定可能範囲を変更し、変更された設定可能範囲を表示する。ユーザは変更された設定可能範囲の表示を基に、設定温度Ｔｒを設定できる。このことにより、入水温度Ｔｗに応じた湯温の給湯が利用できるので、ユーザの利便性が向上する。
【０１０２】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１０３】
１０  燃焼缶体（缶体）、１１  一次熱交換器、１５  排気経路、２１  二次熱交換器、３０  燃焼バーナ、３１  ガス供給管、３２  元ガス電磁弁、３３  ガス比例弁、３５ａ，３５ｃ  能力切換弁、４０  送風ファン、４５  回転速度センサ、５０  入水管、５２  運転スイッチ、５３  操作スイッチ、５４  音声出力部、５５，５５Ｂ  表示部、５６  上下スイッチ、６０  バイパス管、７０  出湯管、７５  合流部、８０  分配弁、９０  給湯管、９５  流量調整弁、１００  給湯装置、１１０，１２０，１３０  温度センサ、１５０  流量センサ、１９０  給湯栓、２００  分配弁制御部、２１０  流量制御部、２２０  開度指令生成部、３００  コントローラ、３１０Ａ  台所リモコン、３１０Ｂ  風呂リモコン、４００  缶体温度制御部、４２０  供給熱量演算部、４３０  供給ガス量制御部、５００  設定範囲制御部。
【図１】
2020085335.tif 000003
【図２】
2020085335.tif 000004
【図３】
2020085335.tif 000005
【図４】
2020085335.tif 000006
【図５】
2020085335.tif 000007
【図６】
2020085335.tif 000008
【図７】
2020085335.tif 000009
【図８】
2020085335.tif 000010
【図９】
2020085335.tif 000011
【図１０】
2020085335.tif 000012