(57)【要約】【課題】大気が持つ熱量を利用して水を加熱する低速加熱器１６と、低速加熱器が加熱した温水を貯湯しておく貯湯槽２２と、貯湯槽からの温水経路を流れる水を加熱する急速加熱器４０を備えているハイブリッド式給湯システムの加熱効率を改善する。【解決手段】  急速加熱器４０を通過した混合温水経路３４ｂから分岐して浴槽６４に至る湯張り経路５０と、湯張り経路を開閉する開閉弁５２を備えているハイブリッド式給湯システムにおいて、１）貯湯槽から温水経路３４ａに出湯する温水温度が湯張り設定温度未満となる事象の発生を監視する処理と、２）前記１）の事象が発生した時に、貯湯槽から出湯した温水の全量が湯張り経路５０に流れているか否かを判断する処理と、３）前記２）で「全量」のときに開閉弁５２を閉じ、「全量でない」ときに急速加熱器４０の運転を開始する処理を実施する。【選択図】図１
2011231950.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気が持つ熱量を利用して水を加熱する低速加熱器と、
低速加熱器が加熱した温水を貯湯しておく貯湯槽と、
貯湯槽から温水を出湯する温水経路と、
温水経路に合流する混合用水道水経路と、
温水経路を流れる温水量と混合用水道水経路を流れる冷水量の比率を調整する混合比調整器と、
混合比調整器を通過した混合温水を給湯栓に導く混合温水経路と、
温水経路または混合温水経路を流れる水を加熱する急速加熱器と、
混合温水経路から分岐して混合温水を浴槽に導く湯張り経路と、
湯張り経路を開閉する開閉弁と、
浴槽に供給する混合温水の温度（湯張り設定温度）を記憶しており、前記混合比調整器と前記開閉弁を制御するコントローラを備えており、
前記コントローラが、
１）貯湯槽から温水経路に出湯する温水の温度が湯張り設定温度未満となる事象の発生を監視する処理と、
２）前記１）の事象が発生した時に、貯湯槽から出湯した温水の全量が湯張り経路に流れているか否かを判断する処理と、
３）前記２）で「全量」のときに開閉弁を閉じ、「全量でない」ときに急速加熱器の運転を開始する処理を実施することを特徴とする給湯システム。
【請求項２】
前記コントローラに、効率優先と時間優先の間で利用者が切り換え操作可能なスイッチが設けられており、
そのスイッチで時間優先が選択されている間に前記１）の事象が発生したときには、前記２）と３）の処理に代えて急速加熱器の運転を開始する処理を実施することを特徴とする請求項１の給湯システム。
【請求項３】
前記コントローラに、湯張り運転の予約用スイッチと、湯張り運転の即時開始用スイッチが設けられており、
即時開始用スイッチが操作されて前記１）の事象が発生したときには、前記２）と３）の処理に代えて急速加熱器の運転を開始する処理を実施することを特徴とする請求項１の給湯システム。
【請求項４】
前記コントローラが、前記１）の事象が発生した時に、その後に浴槽に供給する必要がある温水の熱量を低速加熱器で得るのに必要な時間を計算する処理と、
その時間が所定時間以上であれば、前記１）の事象が発生したときに、前記２）と３）の処理に代えて急速加熱器の運転を開始する処理を実施することを特徴とする請求項１の給湯システム。
【請求項５】
前記コントローラが、利用者が前記所定時間を設定するための操作器を備えていることを特徴とする請求項４の給湯システム。
【請求項６】
前記コントローラが、
４）前記３）で開閉弁を閉じた後に浴槽に供給する必要がある温水の熱量を低速加熱器で得るのに必要な時間の経過後に、開閉弁を開ける処理を実施することを特徴とする請求項１から５のいずれかの１項に記載の給湯システム。
【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、大気が持つ熱量を利用して水を加熱する加熱器を備えている給湯システムが開示されている。大気が持つ熱量を利用する加熱器は、エネルギー効率が高い。その反面、大気が持つ熱量を利用する加熱器の単位時間あたりの加熱量は小さく、単位時間当たりの加熱量が単位時間あたりの出湯熱量に足りない事態が発生する。単位時間当たりの出湯熱量が大きい給湯サービス、例えばシャワーや浴槽への給湯（湯張り）といった熱需要を満たすことができない事態が発生する。
【０００３】
そこで、大気が持つ熱量を利用する加熱器と貯湯槽を組み合わせた給湯システムが開発されている。この給湯システムでは、大気が持つ熱量を利用する加熱器で時間をかけて加熱した温水を貯湯槽に貯湯しておく。大気が持つ熱量を利用する加熱器と貯湯槽を組み合わせて用いると、大気が持つ熱量を利用して高効率に加熱することと、単位時間当たりの出湯熱量が大きいシャワーや湯張りに対応することが可能となる。
【０００４】
上記システムでは、シャワーや湯張り運転時に、貯湯槽に貯湯しておいた温水が消費されつくさないようにする必要がある。必然的に大型の貯湯槽が必要とされる。しかしながら、大型の貯湯槽を設置できない場合もある。そこで、いわゆるハイブリッド式給湯システムが提案されている。
【０００５】
ハイブリッド式給湯システムは、特許文献１に開示されているように、貯湯槽と温水利用箇所を接続する経路に第２の加熱器を設ける。この第２の加熱器には、単位時間当たりの加熱量が大きく、シャワーや湯張りに対応可能なものを用いる。第２の加熱器を用意しておけば、貯湯槽に貯湯しておいた温水を使いきった後も（以下では湯切れということがある）給湯し続けることができ、貯湯槽を小型化することができる。
大気の持つ熱量を利用する加熱器は高効率で加熱できる反面、単位時間あたりの加熱量が小さく、低速度で加熱する低速加熱器である。第２の加熱器は、単位時間あたりの加熱量が大きく、急速度で加熱する急速加熱器である。残念ながら、急速加熱器は、大気の持つ熱量を利用する低速加熱器に比してエネルギー効率が低い。
【０００６】
ハイブリッド式給湯システムは、大気の持つ熱量を利用する低速加熱器によって高効率に加熱しておいて給湯し、湯切れ発生時には急速加熱器で加熱して給湯する。ハイブリッド式給湯システムには、貯湯槽を小型化できるという大きなメリットがあり、普及し始めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３００４７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ハイブリッド式給湯システムは、貯湯槽を小型化できるというメリットと、急速加熱器の利用時に加熱効率が低下するというデメリットを併せ持っている。従来のハイブリッド式給湯システムでは、貯湯槽に貯湯しておいた温水を消費しつくした後に給湯する場合には、急速加熱器を利用して給湯する。急速加熱器を利用すると加熱効率が低下するというデメリットがそのまま現れてしまう。
【０００９】
本発明では、急速加熱器を利用すると加熱効率が低下するというデメリットが発現する機会を減少させることによって、ハイブリッド式給湯システムのデメリットを低減する。本発明では、湯切れ後は急速加熱器を利用して給湯するという常套手法を見直した。その結果、湯切れ後の給湯でも高効率な低速加熱器で対応できる場合があることを見出したことで創作された。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の給湯システムは、大気が持つ熱量を利用して水を加熱する低速加熱器と、低速加熱器が加熱した温水を貯湯しておく貯湯槽と、貯湯槽から温水を出湯する温水経路と、温水経路に合流する混合用水道水経路と、温水経路を流れる温水量と混合用水道水経路を流れる冷水量の比率を調整する混合比調整器と、混合比調整器を通過した混合温水を給湯栓に導く混合温水経路と、温水経路または混合温水経路を流れる水を加熱する急速加熱器と、混合温水経路から分岐して混合温水を浴槽に導く湯張り経路と、湯張り経路を開閉する開閉弁と、コントローラを備えている。コントローラは、浴槽に供給する混合温水の温度（湯張り設定温度）を記憶しているとともに、前記した混合比調整器と開閉弁を制御する。そのコントローラは、
１）貯湯槽から温水経路に出湯する温水の温度が湯張り設定温度未満となる事象の発生を監視する処理と、
２）前記１）の事象が発生した時に、貯湯槽から出湯した温水の全量が湯張り経路に流れているか否かを判断する処理と、
３）前記２）で「全量」のときに開閉弁を閉じ、「全量でない」ときに急速加熱器の運転を開始する処理を実施する。
【００１１】
上記した給湯システムは、低速加熱器で加熱した温水を貯湯しておいて給湯することから、大気の持つ熱量を利用して高効率に加熱する利点を享受することができる。さらに、湯切れに対応する急速加熱器を備えていることから、貯湯槽を小型化できる利点を享受することができる。しかも、前記１）によって湯切れの発生を監視し、湯切れが発生した場合には前記２）の処理を実施し、湯張り運転のみを実施しているときに湯切れが発生したのか、その他の給湯サービスを実施しているときに湯切れが発生したのかを判断する。湯張り運転以外の給湯サービスのみを実施している場合と、湯張り運転以外の給湯サービスと湯張り運転を同時に実施している場合には、その他の給湯サービスを実施していると判断する。その他の給湯サービスを実施しているのであれば、前記３）の処理で「全量でない」と判断され、急速加熱器の運転を開始する。湯張り以外の給湯サービスを実施しているのであれば、湯切れの発生後に、急速加熱器を利用して給湯サービスを続行する。それに対して、湯張り運転のみを実施しているときに湯切れが発生すれば、前記３）の処理で「全量」と判断され、開閉弁を閉じてしまう。すなわち、湯張り経路を閉じて湯張り運転を中断する。湯張り運転の場合、湯張り処理に要する時間が長くなってもかまわないことが多いので、湯張り運転を中断することが許容される。
この給湯システムでは、湯切れ後は急速加熱器を利用して給湯するという常套手法を採用せず、湯張り運転のみを実施している場合には、急速加熱器を利用しない。この結果、湯張り運転のための加熱に大気の持つ熱量を利用することができ、高効率の利点が享受される。逆に言うと、湯張りのために急速加熱器を利用すると生じる加熱効率の低下というデメリットが発現することを防止できる。
【００１２】
湯張り運転のみを実施している間に湯切れが発生したからといって、一律に湯張り運転を中断するのではなく、下記の条件が成立したら急速加熱器を利用して湯張り運転を継続し、下記の条件が成立しないときにのみ湯張り運転を中断するようにしてもよい。
【００１３】
（第１ケース）コントローラに、効率優先と時間優先の間で利用者が切り換え操作可能なスイッチが設けられている。そのスイッチで時間優先が選択されているときには、前記１）の事象が発生した時に、前記２）と３）の処理に代えて、急速加熱器の運転を開始する処理を実施する。
この条件が付されていると、効率優先が選択されている状態で湯張り運転のみを実施している間に湯切れが発生した場合には湯張り運転を中断し、その他の条件で湯切れが発生した場合には急速加熱器を活用して給湯を続ける。すなわち、湯張り運転以外の給湯サービスを実施している間に湯切れが生じた場合、あるいは湯張り運転と同時に他の給湯サービスを実施している間に湯切れが生じた場合、あるいは湯張り運転のみを実施している間に湯切れが発生しても時間優先が選択されている場合には、急速加熱器を活用して給湯を続ける。利用者は、効率優先と時間優先を選択することができる。効率優先を選択すれば、湯張りのための加熱に大気の持つ熱量を利用することができ、加熱効率の低下が現実化する機会を少なくすることができる。
【００１４】
(第２ケース)コントローラに、湯張り運転の予約用スイッチと、湯張り運転の即時開始用スイッチが設けられており、即時運転用スイッチが操作されて前記１）の事象が発生したときには、急速加熱器の運転を開始する処理を実施する。
この条件が付されていると、予約用スイッチの操作に基づいた湯張り運転のみを実施している間に湯切れが発生した場合に湯張り運転を中断する。その他の条件で湯切れが発生した場合、例えば、湯張り運転のみを実施してもそれが即時開始用スイッチの操作に基づくものであれば、湯切れが生じた後は急速加熱器を活用して湯張り運転を続ける。
【００１５】
(第３ケース)コントローラが、前記１）の事象が発生した時に、その後に浴槽に供給する必要がある温水の熱量を低速加熱器で得るのに必要な時間を計算する処理と、その時間が所定時間以上であれば、前記１）の事象が発生したときに前記２）と３）の処理に代えて急速加熱器の運転を開始する処理を実施する。
この条件が付されていると、湯張り運転のみを実施している間に湯切れが発生した場合には、残りの温水熱量を低速加熱器で加熱するのに要する時間を計算し、その時間が所定時間未満であれば湯張り運転を停止してその所定時間が経過するのを待つ。所定時間後には低速加熱器によって残りの温水熱量が確保されているから湯張り運転を再開できる。計算された時間が所定時間以上であれば急速加熱器を運転して湯張り運転を続行する。所定時間以内であれば湯張り完了時刻が遅れることが許容されるケースが多いことから、この条件を付することが有効である。
【００１６】
コントローラが、利用者が前記所定時間を設定するための操作器を備えていることが好ましい。
上記によって、効率優先のために待つ時間を利用者が決定できる。例えば１５分以内であれば効率優先のために待つ、あるいは、３０分以内であれば効率優先のために待つといった条件を利用者が設定することができる。
【００１７】
コントローラが、前記３）で開閉弁を閉じた後に浴槽に供給する必要がある温水の熱量を低速加熱器で得るのに必要な時間が経過した後に、開閉弁を開ける処理を実施することが好ましい。
これによると、湯切れが発生して湯張り運転を中断した場合に、低速加熱器で必要熱量だけ加熱された状態で湯張り運転が再開される。
【００１８】
湯張り運転の中断後に浴槽に追加して供給する必要がある熱量（追加熱量という）を低速加熱器で得るのに必要な時間（必要時間という）が経過したか否かを判断するために、各種の態様がとりえる。
（態様１）貯湯槽内の深さ方向の温度プロファイルを計測し、追加熱量だけ貯湯された時点で必要時間が経過したとする。
（態様２）低速加熱器で所定温度に加熱された温水が貯湯槽の上部に送り込まれるために貯湯槽に温度成層が形成される。高温の温水層の厚みが増大し、貯湯槽の下部にまで達した時点で必要時間が経過したとする。
（態様３）追加熱量を低速加熱器による単位時間あたりの加熱量で除した時間が経過した時点で必要時間が経過したとする。
（態様４）態様１〜３の時点から余裕時間が経過した時点で必要時間が経過したとする。
（態様５）浴槽に追加して供給する必要がある温水を浴槽に供給するのに要する時間をＴとする。態様１〜４の時点よりも時間Ｔだけ早い時点で、必要時間が経過したとする。
態様１〜５のいずれによっても、低速加熱器のみで湯張りを完了することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の給湯システムによれば、急速加熱器による加熱効率の低下が発現する機会を減少することができ、大気が持つ熱量を利用して水を高効率に加熱する加熱器の利点を最大限に享受することができる。
また、従属項に記載の各種の条件を付加すると、湯張り完了時刻の遅れが許容される場合と許容されない場合を区分することができ、許容される場合に限って湯張り運転を中断して高効率に加熱する低速加熱器の利点を最大限に享受することができる。効率と使い勝手を両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施例の給湯システムの系統図
【図２】実施例１の処理手順図
【図３】実施例２の処理手順図
【図４】実施例３の処理手順図
【図５】実施例４の処理手順図
【図６】実施例５の処理手順図
【図７】実施例６の処理手順図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に説明する実施例の技術的特徴を列記しておく。
（特徴１）貯湯槽下部サーミスタの検出温度が基準温度以上になったときに、必要な時間が経過したと判断して開閉弁を開ける。
（特徴２）貯湯槽下部サーミスタの検出温度が基準温度以上になってから所定の余裕時間が経過したときに、必要な時間が経過したと判断して開閉弁を開ける。
（特徴３）貯湯槽に基準温度の温水を貯湯するのに要する時間が経過したときに、必要な時間が経過したと判断して開閉弁を開ける。
（特徴４）特徴３の時点よりも所定の余裕時間だけ遅い時点で、必要時間が経過したと判断して開閉弁を開ける。
（特徴５）特徴３の時点よりも所定の誤差時間だけ早い時点で、必要時間が経過したと判断して開閉弁を開ける。
（特徴６）湯張り完了に不足している熱量を低速加熱器で加熱するのに要する時間が経過したときに、必要な時間が経過したと判断して開閉弁を開ける。
（特徴７）特徴６の時点よりも所定の余裕時間だけ遅い時点で、必要時間が経過したと判断して開閉弁を開ける。
（特徴８）特徴６の時点よりも所定の誤差時間だけ早い時点で、必要時間が経過したと判断して開閉弁を開ける。
（特徴９）湯張り完了に不足している熱量を低速加熱器で加熱するのに要する時間Ｔｑと、湯張り完了に不足している湯量を湯張りするのに要する時間Ｔｗを算出し、Ｔｑ−Ｔｗ
が経過したときに、必要な時間が経過したと判断して開閉弁を開ける。
（特徴１０）特徴９の時点よりも所定の余裕時間だけ遅い時点で、必要時間が経過したと判断して開閉弁を開ける。
（特徴１１）特徴９の時点よりも所定の誤差時間だけ早い時点で、必要時間が経過したと判断して開閉弁を開ける。
【実施例１】
【００２２】
実施例の給湯システム２を図１の系統図を参照して説明する。図１に示すように、給湯システム２は、低速加熱器１６と、貯湯槽２２と、貯湯槽２２から温水を出湯する温水経路３４ａと、温水経路３４ａに合流する混合用水道水経路２８ｃと、温水経路３４ａを流れる温水量と混合用水道水経路２８ｃを流れる冷水量の比率を調整する混合比調整器３６と、混合比調整器３６を通過した混合温水を給湯栓４８に導く混合温水経路３４ｂと、混合温水経路３４ｂを流れる水を加熱する急速加熱器４０と、混合温水経路３４ｂから分岐して混合温水を浴槽６４に導く湯張り経路５０と、湯張り経路を開閉する開閉弁５２と、浴槽６４に供給する混合温水の温度（湯張り設定温度）を記憶しているとともに混合比調整器３６と開閉弁５２を制御するコントローラ６６を備えている。
【００２３】
低速加熱器１６は、圧縮器４と、第１熱交換器６と、減圧弁１０と、第２熱交換器１４と、熱媒をその順で循環させる熱媒経路８を備えている。第２熱交換器１４に大気を吹き付けるファン１２も備えている。圧縮器４は熱媒を圧縮して加熱し、加熱した熱媒を第１熱交換器６の熱媒経路６ａを通過させる。高温の熱媒が熱媒経路６ａを通過する間に、水経路６ｂを流れる水が加熱される。水を加熱した熱媒は減圧弁１０を通過して減圧され、冷却される。冷却された熱媒が第２熱交換器１４を通過する間に大気の持つ熱量を吸熱して加熱される。大気で加熱された熱媒は、圧縮器４に戻り、再び加熱される。低速加熱器１６は、大気の持っている熱量を利用することから加熱効率が高い。すなわち、小さな消費エネルギーで大きな加熱量を得ることができる。ただし、単位時間あたりの加熱量が小さく、例えば湯張り運転時の単位時間あたりの出湯熱量を満たせない。単位時間あたりの出湯要求熱量をリアルタイムで満たすだけの単位時間あたりの加熱量を持たない。
【００２４】
貯湯槽２２と第１熱交換器６の間を循環経路２０が循環している。循環経路２０には循環ポンプ１８が挿入されている。循環ポンプ１８が運転すると、貯湯槽２２の下部から水が吸い出され、第１熱交換器６の水経路６ｂを流れる間に加熱され、加熱された水(温水)が貯湯槽２２の上部に戻される。図示しないサーミスタによって、貯湯槽２２に戻される温水の温度は基準温度に調整されている。貯湯槽２２の上部には、基準温度の温水が層を成して貯湯されている。貯湯量が増えると基準温度の温水層の厚みが増し、完全に貯湯されれば貯湯槽２２の下部にまで基準温度の温水層が達する。貯湯槽２２内では温度成層をなしているので、貯湯熱量が減少しても基準温度の温水を出湯することができる。貯湯槽２２には、貯湯槽上部サーミスタ３２と、貯湯槽下部サーミスタ３０が設置されている。
【００２５】
貯湯槽２２の底部には、水道水経路２８が接続されている。水道水経路２８は、水道管接続口２４と貯湯槽２２の底部を接続している。水道水経路２８は、図示しない減圧弁等が挿入されており、貯湯槽２２内の水圧等を一定に保つ。給湯栓４８等から出湯して貯湯槽２２内の水圧が低下すると水道水経路２８から補水する。水道水経路２８から、混合比調整器３６に向けて混合用水道水経路２８ｃが分岐している。水道水経路２８は、分岐前水道水経路２８ａと、分岐後水道水経路２８ｂと、混合用水道水経路２８ｃで構成されている。水道水経路２８に水道水サーミスタ２６が設置されている。
【００２６】
温水経路３４が、貯湯槽２２の上部と給湯栓４８の間を伸びている。温水経路３４には混合比調整器３６が挿入されており、出湯温水経路３４ａと混合用水道水経路２８ｃが混合比調整器３６で合流している。混合比調整器３６は、出湯温水経路３４ａを流れる温水量と混合用水道水経路２８ｃを流れる冷水（水道水）量の比率を調整する。混合比調整器３６は、合流する温水量と冷水量の比率を調整し、混合温水の温度を調整する。混合比調整器３６で調整された混合温水は、混合温水経路３４ｂを流れる。
【００２７】
貯湯槽２２は小型であり、出湯運転をしている間に貯湯している温水の全部を消費しつくしてしまう事態が起こりえる。そのために、混合温水経路３４ｂに急速加熱器４０が挿入されている。急速加熱器４０は、バーナー４４と、バーナー４４の燃焼熱で混合温水を加熱する第３熱交換器４２を備えている。急速加熱器４０は、大気の持つ熱量を利用しないことから、低速加熱器１６に比べると、加熱効率が低い。すなわち、同一加熱量を得るのに、急速加熱器４０の方が低速加熱器１６による場合よりも多くの資源を投入する必要があり、低速加熱器１６に比して加熱コストが高い。ただし、急速加熱器４０の単位時間あたりの加熱量は大きい。単位時間あたりの出湯要求熱量をリアルタイムで満たすことができる。
この実施例では、混合温水経路３４ｂに急速加熱器４０を設定しているが、出湯温水経路３４ａに急速加熱器４０を設定してもよい。
【００２８】
混合温水経路３４ｂから湯張り経路５０が分岐している。湯張り経路５０は急速加熱器４０の下流で分岐しており、急速加熱器４０で加熱した温水を湯張り経路５０に流すことができる。湯張り経路５０には開閉弁５２が挿入されている。湯張り経路５０は、風呂循環経路５４に接続されている。開閉弁５２が開かれると、湯張り経路５０を流れた温水は、図示の実線の矢印に示すように風呂循環経路５４を流れ、浴槽６４に温水が送られる。風呂循環経路５４には、風呂循環ポンプ５６と、第４熱交換器５８が設置されている。風呂循環ポンプ５６が作動すると、図示の破線の矢印に示すように浴槽水が循環する。第４熱交換器５８の熱媒経路５８ｂには高温の熱媒が流れている。浴槽水は第４熱交換器５８の浴槽水経路５８ａを流れる間に加熱される。風呂循環ポンプ５６を作動させると浴槽水が追い焚きされる。浴槽水を追い焚きする場合には、第４熱交換器５８の入り口６０に高温の熱媒を送り込み、出口６２からでてくる熱媒を再加熱する。熱媒の加熱源に、バーナー４４を利用してもよいし、バーナー４４と異なるバーナーを設けてもよい。
混合温水経路３４ｂの急速加熱器４０よりも上流側に混合温水サーミスタ３８が設置されており、下流側に給湯温水サーミスタ４６が設置されている。
【００２９】
図示の６８は大気温サーミスタであり、図示の６６はコントローラである。コントローラ６６は、各種のサーミスタ２６，３０，３２，３８，４６等の検出値を入力し、圧縮器４、ファン１２、循環ポンプ１８、混合比調整器３６、バーナー４４、開閉弁５２、風呂循環ポンプ５６等を制御する。コントローラ６６には、給湯栓４８から出湯する混合温水の温度（給湯設定温度）と、浴槽６４に湯張りする混合温水の温度（湯張り設定温度）を利用者が設定するための操作部が用意されている。貯湯槽２２に貯湯される温水温度(基準温度)は６０℃程度であり、給湯設定温度と湯張り設定温度はいずれも基準温度よりも低くなる。利用者は、コントローラ６６を用いて、湯張り運転を終了させる時の湯張り水量（水量または水位）を設定することもできるし、湯張り運転を予約することもできるし、即時に湯張り運転を開始させることもできる。また後記する効率優先と時間優先の中から選択できるし、後記する所定時間を設定することができ、後記する最低湯量を設定することもできる。コントローラ６６には、利用者が各種の設定操作をするための操作器が用意されている。
【００３０】
図２は実施例１の処理手順を示している。ステップＳ２で湯張り運転を開始すると、開閉弁５２を開け、混合比調整器３６を制御して、湯張り設定温度に調整された混合温水を浴槽６４に供給し始める。ステップＳ４では湯張り運転の終了条件が得られたか否かを判断する。湯張り運転によって設定湯量または設定水位に達していれば、湯張り終了条件が満たされ、ステップＳ２０に進んで湯張り運転を終了する。
湯張り終了条件が満たされないうちは、ステップＳ６で、出湯温度と湯張り設定温度を比較する。ステップＳ６の出湯温度は、貯湯槽上部サーミスタ３２の検出温度または混合温水サーミスタ３８の検出温度からわかる。出湯温度が湯張り設定温度以下に低下する場合には、混合比調整器３６で水道水の混合比をゼロにしており、混合温水サーミスタ３８が出湯温度を示している。
貯湯槽２２に貯湯されている温水の温度は基準温度であり、湯張り設定温度より高い。湯切れが生じない間はステップＳ６がノーとなり、湯張り運転を継続する。ステップＳ６がノーのうちに湯張り終了条件が満たされれば、ステップＳ４からステップＳ２０に進んで湯張り運転を終了する。貯湯槽２２の貯湯で湯張り運転を完了できたことになる。
【００３１】
湯張り終了条件が満たされる前に湯切れが生じると、ステップＳ６がイエスとなる。ステップＳ８では、湯張り以外の給湯運転が実施中か否かを判断する。すなわち、貯湯槽２２からの出湯温水の全部が浴槽６４に供給されているか否かを判断する。本実施例では、全ての給湯栓４８が閉じられていれば、湯張り運転のみが実施されていると判断する。ステップＳ８では、同時に湯張り運転が実施されているか否かと無関係に、とにもかくにも湯張り以外の給湯運転が実施されているか否かを判断する。少なくとも一つの給湯栓４８から給湯していれば、ステップＳ８はイエスなる。湯張り以外の給湯運転が実施されている間に湯切れが生じると、急速加熱器４０を運転して給湯運転を継続する。他の給湯運転と同時に湯張り運転をしている間に湯切れが生じれば、急速加熱器４０を運転して湯張り運転も継続する。
【００３２】
湯張り運転のみをしている間（全部の給湯栓４８が閉じられている間）に湯切れが生じれば、ステップＳ８でノーとなる。この場合には、ステップＳ１０で開閉弁５２を閉じて湯張り運転を中断する。その後に、ステップＳ１４で低速加熱器１６の運転を開始し、低速加熱器１６によって湯張り運転を再開するのに必要な熱量を加熱するのに必要な時間が経過したか否かを判断する（Ｓ１６）。ステップＳ１６の判断の仕方には種々の態様があり、後記する。低速加熱器１６によって湯張り運転を再開するのに必要な熱量を加熱するのに必要な時間が経過した後に、ステップＳ１８を実施する。ステップＳ１８では、開閉弁５２を開けて湯張り運転を再開する。ステップＳ１８の実施後にステップＳ４に戻る。
上記の実施例では、ステップＳ６とステップＳ８で、湯張り運転のみをしている間に湯切れが生じたか否かを判断し、湯張り運転のみをしている間に湯切れが生じた場合にはステップＳ１０で湯張りを中断する。その後に、効率のよい低速加熱器１６で加熱し(ステップＳ１４)、効率のよい低速加熱器１６のみで湯張り運転に必要な加熱量をまかなう。
湯張り運転には時間の余裕があることに着目したために、従来のハイブリッド給湯システムに比して、低速加熱器１６の高効率の利点をよりよく享受することができる。
【実施例２】
【００３３】
図３は、実施例２の処理手順を示す。実施例１と同じ処理には同じステップ番号を付して重複説明を省略する。
実施例２では、ステップＳ９が追加されている。その結果、湯切れが発生した場合に、
（１）湯張り運転のみを実施しているのか他の給湯運転をしているのか（Ｓ８）
（２）利用者がコントローラ６６を使って効率優先を選んでいるか（Ｓ９）
を判断し、湯張り運転のみを実施しており、しかも、効率優先が選択されているときに限って湯張り運転を中断する。その他は、実施例１に同じである。
実施例２によると、利用者が湯張り運転を中断してまで高効率を追及するのか、あるいは湯張り運転を中断しないで使い勝手を追及するかを選択できることになる。
【００３４】
図２のステップＳ１６が、図３ではステップＳ１６ａに具体化されている。貯湯槽下部サーミスタ３０が基準温度となれば、貯湯槽２２に再びフルに蓄熱されたことがわかり、湯張り運転の再開のために必要な時間が経過したことがわかる。
なお、ステップＳ１６ａがイエスとなってから所定の余裕時間が経過するのを待って、ステップＳ１８を実施してもよい。
【実施例３】
【００３５】
図４は、実施例３の処理手順を示す。実施例１と同じ処理には同じステップ番号を付して重複説明を省略する。
実施例３では、ステップＳ９ａが追加されている。その結果湯切れが発生した場合に、
（１）湯張り運転のみを実施しているのか他の給湯運転をしているのか（Ｓ８）
（２）その湯張り運転が予約に基づく運転か（Ｓ９ａ）
を判断し、湯張り運転のみを実施しており、しかも、予約に基づく湯張り運転であるときに限って湯張り運転を中断する。すなわち、利用者が即時に湯張り運転を開始させるスイッチを操作したために実施している湯張り運転であれば、湯張り運転のみを実施している間に湯切れが生じても、湯張り運転を中断しない。利用者が即時に湯張り運転を開始させるスイッチを操作した場合には、時間を優先し、急速加熱器４０を活用して湯張り運転を継続する。その他は、実施例１に同じである。
実施例３によると、湯張り処理に要する時間が長くなってもかまわないことが多い予約運転時には効率を優先し、必要に応じて操作される即時スイッチが操作された場合には時間が優先される。
【００３６】
図２のステップＳ１６が、図４ではステップＳ１６ｂとＳ１６ｃに具体化されている。ステップＳ１６ｂでは、水道水温度と大気温と貯湯槽２２の容量と低速加熱器１６の単位時間あたりの加熱量から、貯湯槽２２をフルに沸かし上げるまでの必要時間を計算する。ステップＳ１６ｃでは、その必要時間が経過したか否かを判断する。
なお、ステップＳ１６ｃでは、ステップＳ１６ｂで計算された必要時間に所定の余裕時間を加えた時間が経過するのを待って、ステップＳ１８を実施してもよい。逆に、ステップＳ１６ｂで計算された必要時間から所定の誤差時間を減じた時間が経過するのを待って、ステップＳ１８を実施してもよい。
実施例２と実施例３を組み合わせてもよい。図３のステップＳ１０までの処理と、図４のステップＳ１４からＳ１８の処理を組み合わせてよいし、図４のステップＳ１０までの処理と、図３のステップＳ１４からＳ１８の処理を組み合わせてよい。
【実施例４】
【００３７】
図５は、実施例４の処理手順を示す。実施例１と同じ処理には同じステップ番号を付して重複説明を省略する。
実施例４では、ステップＳ９ｂ、Ｓ９ｃが追加されている。実施例４では、湯張り運転のみを実施している間に湯切れが発生すると（Ｓ６がイエスとなりＳ８がノーとなると）、湯張り完了までに必要な熱量Ｑを低速加熱器で１６で加熱するのに必要な時間を計算し（ステップＳ９ｂ）、それを所定時間と比較する（ステップＳ９ｃ）。この所定時間は、利用者がコントローラ６６を使って設定している時間であり、効率優先のために１０分までは待てると考える利用者は１０分を設定し、効率優先のために３０分までは待てると考える利用者は３０分を設定する。その時間内に、低速加熱器で１６によって不足熱量を加熱できる場合には、ステップＳ１０に進んで湯張り運転を中断する。その時間内では、低速加熱器で１６によって不足熱量を加熱できない場合には、ステップＳ１２に進んで急速加熱器４０を利用して湯張り運転を継続する。その他は、実施例１に同じである。
実施例４によると、利用者が設定している遅れ時間内で対応できれば効率を優先し、利用者が設定している遅れ時間内では対応できない場合には時間を優先する。効率と使い勝手をバランスよく追従させることができる。
なお、ステップＳ９ｂで必要時間を計算した後に、湯張り不足量を湯張りするのに要する必要時間を計算し、前者の必要時間から後者の必要時間を減じて、実際に必要とされる遅れ時間を求めてもよい。例えば、ステップＳ９ｂで計算した不足熱量を低速加熱器で加熱するための必要時間が３０分であり、それだけの湯量を浴槽６４に送りこむのに８分を要するとすれば、２２分後に湯張り運転を再開すれば、湯張り運転が終了する３０分後までには低速加熱器で必要加熱量が得られている。実際の遅れ時間は２２分となる。ステップＳ９ｃでは、そうして計算された遅れ時間を所定時間と比較してもよい。
【００３８】
図２のステップＳ１６が、図５ではステップＳ１６ｄに具体化されている。ステップＳ１６ｄでは、ステップＳ９ｂで計算した必要時間が経過するのを待つ。ステップＳ１６ｄがイエスとなれば、低速加熱器１６によって湯張り完了に必要な熱量Ｑが得られている。
なお、ステップＳ１６ｄでは、ステップＳ９ｂで計算された時間に所定の余裕時間を加えた時間が経過するのを待って、ステップＳ１８を実施してもよい。逆に、ステップＳ９ｂで計算された時間から所定の誤差時間を減じた時間が経過するのを待って、ステップＳ１８を実施してもよい。前記したように、必要湯量を浴槽に送りこむのに要する時間を見越して、湯張り運転の再開時点を計算してもよい。
【実施例５】
【００３９】
図６は、実施例５の処理手順を示す。実施例１と同じ処理には同じステップ番号を付して重複説明を省略する。
実施例５では、ステップＳ２で湯張り運転を開始すると、低速加熱器１６の運転を開始する(ステップＳ２２)。湯張り運転のみを実施している間に湯切れが生じると、それ以降はステップＳ３８によって、単位時間当たりの湯張り水量を絞る。すなわち、低速加熱器１６の単位時間あたりの加熱量（ｋcal/分）＝（湯張り設定温度―水道水温度）×単位時間当たりの湯張り水量の式を満たす水量に絞る。実施例５では、貯湯槽の熱量を利用して湯張りできる間は高速に湯張りし、湯切れが生じた後は低速加熱器の能力に合わせた速度で湯張りする。
【実施例６】
【００４０】
図７は、実施例６の処理手順を示す。図７のステップＳ３４でイエスとなってから、実施例１から３の処理を実施する。
実施例６では、ステップＳ２で湯張り運転を開始すると、低速加熱器１６の運転を開始する(ステップＳ２２)。ステップＳ２４では、貯湯槽２２のその時点での蓄熱量Ｐと、湯張り設定温度と、水道水温度とから、貯湯槽２２に貯湯されている温水でまかなうことができる湯量Ｈを計算する。ステップＳ２６では、湯量Ｈだけの湯を浴槽６４に供給するのに要する必要時間を計算する。ステップＳ２８では、その間も低速加熱器１６の運転を持続できることによって、供給可能な湯量が増大することを計算しなおす。それを湯量Ｈ’とする。ステップＳ３２では、修正された供給可能な湯量Ｈ’と最低湯量を比較する。最低湯量は、利用者があらかじめコントローラ６６を使って設定している湯量であり、湯張り運転を終了させる際の設定湯量よりも少ない。入浴可能な最低湯量を設定しておく。ステップＳ３２でイエスなら、最低湯量だけは確保できることから、最低湯量だけをまず湯張りする（ステップＳ３４）。修正された供給可能な湯量Ｈ’が最低湯量に満たなければ、急速加熱器４０運転して（ステップＳ１２）、最低湯量だけは湯張りする。
最低湯量だけは湯張りした後に、図２の実施例、図３の実施例、図４の実施例の処理に進む。図２の実施例に進む場合には、最低湯量だけは湯張りしてから設定水量まで湯張り運転している間に湯切れが生じた場合、湯張り運転のみを実施していれば湯張り運転を中断し、低速加熱器で必要熱量が得られるのを待って湯張り運転を再開する。図３の実施例に進む場合には、効率優先が選択されていれば、湯張り運転を中断し、低速加熱器で必要熱量が得られるのを待って湯張り運転を再開する。図４の実施例に進む場合には、予約運転中に湯切れが生じれば、湯張り運転を中断し、低速加熱器で必要熱量が得られるのを待って湯張り運転を再開する。
上記の実施例では、入浴可能な状態をまず確保し、その後に設定水量まで湯張りする間に湯切れが生じた場合、湯張り運転以外の給湯サービスを実施しない場合には急速加熱器を利用せず、低速加熱器のみを利用する。上記の実施例によっても、湯張り完了までの間に急速加熱器を運転する機会を減らすことができ、低速加熱器の利点をフルに活用することができる。
（その他の実施例）
【００４１】
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。
例えば、図１では、混合温水経路３４ａに急速加熱器４０を設置しているが、出湯温水経路３４ａに急速加熱器４０を設置してもよい。図１では、水道水経路２８等に設置されている減圧弁等の多くの部品の説明が省略されており、実際に必要な部品がもっと多く付設されていてもよい。湯張り運転のみが実施されているか否かをみるために、本実施例では給湯栓４８の少なくとも一つが開けられているか否かで判断する。給湯栓４８の全部が閉じられていれば、混合温水経路３４ｂの流量と湯張り経路５０の流量が等しく、湯張り運転のみが実施されていると判断する。それに代えて、混合温水経路３４ｂの流量と湯張り経路５０の流量を直接に比較して湯張り運転のみが実施されているか否かを判断してもよい。
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】
【００４２】
２：給湯システム
４：圧縮器
６：第１熱交換器
８：熱媒経路
１０：減圧弁
１２：ファン
１４：第２熱交換器
１６：低速加熱器
１８：循環ポンプ
２０：循環経路
２２：貯湯槽
２４：水道管接続口
２６：水道水サーミスタ
２８：水道水経路
２８ａ：分岐前水道水経路
２８ｂ：分岐後水道水経路
２８ｃ：混合用水道水経路
３０：貯湯槽下部サーミスタ
３２：貯湯槽上部サーミスタ
３４：温水経路
３４ａ：出湯温水経路
３４ｂ：混合温水経路
３６：混合比調整器
３８：混合温水サーミスタ
４０：急速加熱器
４２：第３熱交換器
４４：バーナ
４６：給湯温水サーミスタ
４８：給湯栓
５０：湯張り経路
５２：開閉弁
５４：風呂循環経路
５６：風呂循環ポンプ
５８：第４熱交換器
６４：浴槽
６６：コントローラ
６８：大気温サーミスタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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