(57)【要約】【課題】例えば貯湯槽からの湯を給湯器に通して給湯器では加熱せずに給湯する場合に給湯器側で暖房運転が行われても安定した給湯温度で給湯する。【解決手段】貯湯槽から給湯器に導入される湯を、給湯器の器具ケース内の給湯熱交換器により加熱して給湯する追い加熱給湯機能と、給湯器に導入される湯を加熱せずに給湯する非追い加熱給湯機能とを有する構成とする。給湯器の器具ケース内には、給湯器から暖房装置に供給する熱媒体加熱用の暖房用熱交換器を設け、暖房用熱交換器のバーナによる加熱時に給排気用のファン６５が駆動されたときには、暖房時下駄上げ出湯制御手段３９が貯湯槽２側から給湯器１６側に送られる湯の温度を予め定められる給湯設定温度よりも予め定められる下駄上げ温度高い温度とする。【選択図】図１
2015190736.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主熱源から出湯される湯の通路の下流側に、給湯熱交換器を備えた補助熱源装置の給湯回路の湯水導入側が接続され、前記湯の通路から前記補助熱源装置の前記給湯回路に導入される湯を前記給湯熱交換器により加熱して給湯先に給湯する追い加熱給湯機能と前記湯の通路から前記補助熱源装置に導入される湯を非加熱のまま前記給湯回路を通して給湯先に給湯する非追い加熱給湯機能とを有し、前記補助熱源装置には該補助熱源装置に接続される暖房装置に熱媒体を供給するための暖房回路と、該暖房回路に設けられた暖房用熱交換器を加熱するバーナと、該バーナの給排気用のファンとが設けられていて前記暖房用熱交換器と前記給湯熱交換器とは前記補助熱源装置の器具ケース内に配置されており、前記非追い加熱給湯機能の動作時に前記ファンが駆動されたときには前記主熱源側から前記補助熱源装置側に送られる湯の温度を予め定められる給湯設定温度よりも予め定められる下駄上げ温度高い温度とする暖房時下駄上げ出湯制御手段を有することを特徴とする熱源装置。
【請求項２】
主熱源から出湯される湯の通路と給水通路とが合流する合流部が設けられて、該合流部で合流される湯と水とを混合するミキシング手段と、該ミキシング手段により混合されて形成された湯を補助熱源装置に導入する湯水導入通路と、前記ミキシング手段を制御することにより前記合流部に流れる湯の流量と水の流量を制御するミキシング流量制御手段とを有し、暖房時下駄上げ出湯制御手段は前記補助熱源装置の非追い加熱給湯機能の動作時にバーナの給排気用のファンが駆動されたときには前記ミキシング流量制御手段の制御により前記主熱源側から前記合流部を介して前記補助熱源装置側に送られる湯の温度が給湯設定温度よりも下駄上げ温度高い温度となるようにすることを特徴とする請求項１記載の熱源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主熱源からの湯を補助熱源装置に通して給湯する機能を備えた熱源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図２には、開発中の熱源装置が模式的なシステム構成図により示されている。同図において、主熱源である貯湯槽２と湯の通路９とを備えたタンクユニット４が、熱回収用通路３を介して燃料電池（ＦＣ）１と熱的に接続されている。燃料電池１は、例えば固体高分子型燃料電池（ＰＥＦＣ）等により形成されており、水の電気分解の逆反応で、都市ガス等の燃料から取り出された水素と空気中の酸素とを反応させて発電する発電装置である。
【０００３】
熱回収用通路３は、燃料電池１と貯湯槽２との間で液体（ここでは湯水）を図の矢印Ａおよび矢印Ａ’に示されるように循環させる通路であり、熱回収用通路３には、熱回収用通路３内に液体を循環させる図示されていないポンプが設けられている。そして、該ポンプの駆動により、貯湯槽２内の水を図の矢印Ａ’に示すように熱回収用通路３を通して燃料電池１に導入して冷却水とし、この水を燃料電池１の発電時に生じる廃熱によって加熱した後、図の矢印Ａに示すように熱回収用通路３を通し、例えば６０℃といった温度の湯として貯湯槽２に蓄積する。なお、熱回収用通路３には、三方弁６を介してバイパス通路７が設けられ、燃料電池１側から貯湯槽２側へ流れる液体を、必要に応じて貯湯槽２を通さずに燃料電池１に戻すことができるように形成されている。
【０００４】
貯湯槽２には、貯湯槽２内または貯湯槽２の外側壁に、貯湯槽２内の湯の温度を検出する貯湯槽内湯水温検出手段５が、貯湯槽２の上下方向に互いに間隔を介して複数（図２では５個）設けられている。なお、最上位に設けられている貯湯槽内湯水温検出手段５ａは、貯湯槽２の上端よりも予め定められた設定長さだけ下側の位置、つまり、例えば貯湯槽２の上端まで湯が満たされた場合よりも２０リットル少ない湯量の湯が貯湯槽２内に導入された場合の湯面の位置に設けられている。
【０００５】
貯湯槽２の上部側に接続されている湯の通路９は、貯湯槽２で形成された湯を出湯する（送水する）出湯通路と成しており、湯の通路９には、湯の通路９を通る湯の温度を検出する貯湯槽出湯水温検出手段１１と、湯の通路９を通して送水される湯の量を可変するタンク湯水混合器１２と、湯の通路９を通しての湯の送水の有無を弁の開閉により切り替える貯湯槽出側湯水電磁弁としてのパイロット方式のタンク側電磁弁１３とが設けられている。なお、同図には示されていないが、貯湯槽２を備えた熱源装置には、貯湯槽２内の圧力が許容圧力を超えたときに該圧力を外部に逃がすための過圧逃がし弁が適宜の位置（例えば湯の通路９に接続された圧力逃がし用の通路等）に設けられている。
【０００６】
また、この熱源装置への給水通路８は給水通路８ａと給水通路８ｂとに分岐され、一方側の給水通路８（８ａ）が貯湯槽２の下部側に接続されて、他方側の給水通路８（８ｂ）は、合流部１０で湯の通路９に合流するように形成されている。給水通路８ｂには、給水通路８ｂから合流部１０側へ流れる水の量を可変するための水混合器１４が設けられている。この熱源装置においては、前記合流部１０で合流される湯と水とを混合するミキシング手段が、水混合器１４と前記タンク湯水混合器１２とを有して形成されており、図２はシステム構成図であるために水混合器１４とタンク湯水混合器１２とが離れた位置に記されているが、これらは、合流部１０の付近に設けられていてもよいものである。
【０００７】
なお、図２において、前記燃料電池１から貯湯槽２側に送られる湯の流路と貯湯槽２から湯の通路９を通して合流部１０側に流れる湯の流路にはドットを記している。また、合流部１０には、補助熱源装置としての給湯器１６の湯水導入側が、湯水導入通路１５を介して接続されており、湯水導入通路１５には混合サーミスタ２８（２８ａ，２８ｂ）が設けられている。そして、図２の矢印Ｂに示されるように貯湯槽２から湯の通路９を通して送水される（タンクユニット４から送水される）湯は、同図の矢印Ｂ”に示されるように湯水導入通路１５を介して給湯器１６の給湯回路６２に導入される。
【０００８】
給湯器１６の給湯回路６２は、通水する水を例えばガスバーナの給湯バーナ６１の燃焼熱により加熱する加熱手段としての給湯熱交換器１７を備えており、給湯回路６２の入口側には流量検出手段４２が設けられ、給湯熱交換器１７の出側の通路には、給湯熱交換器１７の出側の温度（出側の通路を通る湯温）を検出する給湯熱交出側温度検出手段６７が設けられている。給湯回路６２の出側の通路１８は接続手段２０を介して給湯通路１９に接続されており、流量検出手段６２は、通路１８と給湯通路１９を通して給湯される給湯流量を検出する。
【０００９】
また、給湯回路６２には、給湯回路６２に導入される湯水を給湯熱交換器１７に通さずに通路１８側に導出するためのバイパス通路６８が設けられ、バイパス通路６８にはバイパス電磁弁６９が設けられている。このバイパス電磁弁６９の開閉によって、バイパス通路６８側を通る湯水と給湯熱交換器１７側を通る湯水との割合が可変されるものであり、例えばバイパス電磁弁６９を完全に閉じると給湯回路６２に導入された湯水を１００％給湯熱交換器１７側に通すことができる。一方、パイパス弁６９を完全に開いた場合には、例えば給湯回路６２に導入された湯水を給湯熱交換器１７側とバイパス通路６８側との比が１：３になるような割合で通すように形成されている。
【００１０】
この熱源装置は、湯の通路９側から給湯器１６の給湯回路６２に導入される湯を給湯熱交換器１７で加熱して給湯する追い加熱給湯機能と、湯の通路９から給湯回路６２に導入される湯を非加熱のまま給湯回路６２を通して給湯先に給湯する非追い加熱給湯機能とを有している。給湯器１６は、例えば追い加熱給湯機能の動作時にはバイパス弁６９を閉じて給湯回路６２に導入された湯を給湯熱交換器１７側に通して加熱し、非追い加熱給湯機能の動作時にはバイパス弁６９を開き、給湯回路６２に導入された湯を主にバイパス通路６８に通して給湯する。
【００１１】
また、給湯器１６には、給湯器１６に接続される暖房装置（ここでは温水マット）３１に熱媒体を供給するための暖房回路３０と、暖房回路３０に設けられた暖房用熱交換器６３を加熱するバーナであるガスバーナの暖房用バーナ６４と、暖房用バーナ６４の給排気用のファン６５とが設けられている。暖房用熱交換器６３と給湯熱交換器１７、暖房用バーナ６４、給湯バーナ６１は、いずれも給湯器１６の器具ケース内（同図では燃焼室６６内）に配置されており、ファン６５は給湯バーナ６１の給排気用としても機能する。なお、給湯バーナ６１の給排気用のファンと暖房用バーナ６４の給排気用のファンとを別々に設けることもできる。このように別々のファンを設けた場合には、給湯バーナ６１と暖房用バーナ６４のいずれかの燃焼運転時に両方のファンを駆動させて、一方が燃焼している時の燃焼排ガスが他方の燃焼室とファンを経由して逆流する、排気再循環を防止している。
【００１２】
前記追い加熱給湯機能により加熱されながら給湯回路６２を通った湯も、前記非追い加熱給湯機能により非加熱のまま給湯回路６２を通った湯も、通路１８と給湯通路１９とを順に通って一つ以上の給湯先に給湯される。なお、同図には図示されていないが、給湯通路１９の先端側には給湯栓が設けられており、この給湯栓を開くことにより、貯湯槽２に蓄えられていた湯が給水圧を受けて湯の通路９を通り、前記の如く、必要に応じて給水通路８ｂからの水と混合されたり、給湯器１６により追い加熱されたり、あるいは水の混合や追い加熱なしにそのまま給湯される。
【００１３】
また、図２の図中、符号２５は入水温度サーミスタ、符号２６は燃料電池１から貯湯槽２へ導入される湯水温検出用のＦＣ高温サーミスタ、符号２７は貯湯槽２から燃料電池１側へ導出される湯水温検出用のＦＣ低温サーミスタをそれぞれ示し、符号２９は給水流量センサ、符号５０は減圧弁、をそれぞれ示している。
【００１４】
図３には、図２に示したシステム構成における配管および構成要素の一部を省略または破線で示したシステム構成図が示されており、図３に示されるように、前記通路１８には接続手段２０を介して接続通路２１の一端側が接続され、接続通路２１の他端側は、熱回収用通路３において湯水を燃料電池１側から貯湯槽２側に通す通路の途中部に接続されている。また、熱回収用通路３において湯水を貯湯槽２側から燃料電池１側に通す通路の途中部と前記湯の通路９の先端側とを接続する接続通路２２が設けられ、接続通路２２には、湯水を循環させる循環ポンプ２３と、水電磁弁２４とが設けられている。
【００１５】
そして、通路１８、接続通路２１、熱回収用通路３のうちの通路３ａ、３ｂ（接続通路２１との接続部および接続通路２２との接続部よりも貯湯槽２側の領域の一部）と、バイパス通路７、接続通路２２、湯水導入通路１５を有して、同図の矢印Ｃに示されるように湯水を循環させる湯水循環通路４０が形成されている。水電磁弁２４は、循環ポンプ２３の駆動による湯水循環通路４０への水の循環の有無を弁の開閉により切り替える電磁弁であり、水電磁弁２４を開いた状態で循環ポンプ２３を駆動させて湯水循環通路４０を循環する湯水を、給湯器１６が給湯熱交換器１７により加熱する循環湯水加熱機能を有している。この循環湯水加熱機能の動作も、給湯器１６の前記構成要素を制御することにより行われる。
【００１６】
なお、図３において、加熱により温められた湯水が主に通る通路部分にはドットを記しており、湯水循環通路４０においては温められた湯の温度が湯水循環通路４０内を通るときに徐々に冷めていくが、湯水循環通路４０のうち給湯器１６の湯水導出側の通路１８からバイパス通路７の入口までの領域にドットを記している。また、図３においては、貯湯槽２側から出湯される湯の通路９（合流部１０に至る通路）にもドットを記している。
【００１７】
また、図２、図３に示す熱源装置には、図示されていない制御装置が設けられており、制御装置には、タンク湯水混合器１２を制御して湯の通路９から合流部１０側に流れる湯の流量を制御すると共に、水混合器１４を制御して給水通路８ｂから合流部１０側に流れる水の流量を制御し、合流部１０で適宜の温度の混合湯水が形成されるようにするミキシング流量制御手段が設けられている。
【００１８】
このミキシング流量制御手段は、給湯停止時には例えばタンク側電磁弁１３を閉じて湯の通路９から合流部１０側に流れる湯（貯湯槽２から出湯される湯）の流量がゼロとなる状態にする。そして、給湯通路１９の先端側に設けられている給湯栓が開かれると水の流れが給水流量センサ２９により検出されるので、ミキシング流量制御手段は、その検出信号を受けてタンク側電磁弁１３を開け、タンク湯水混合器１２の制御により、図２の矢印Ｂに示されるように湯の通路９から合流部１０側に流れる湯の流量を調節すると共に、水混合器１４の制御により、図２の矢印Ｂ’に示されるように給水通路８ｂから合流部１０側に流れる水の流量を調節し、合流部１０で形成される混合湯水の温度が例えば給湯設定温度と同じ温度の混合設定温度になるようにする。
【００１９】
なお、貯湯槽２内に貯湯されている湯水には、例えば図５の模式図に示されるような温度の層Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃが形成されるものであり、貯湯槽２の上部側の層（高温層）Ｗａには燃料電池１の発電時に生じる廃熱によって加熱された高温Ｔａ（例えば６０℃）の湯が貯湯され、貯湯槽２の下部側の層（低温層）Ｗｃには貯湯槽２内に給水される給水温度と同じ温度Ｔｃ（例えば１５℃）の水が貯水されており、その間に、温度Ｔａから温度Ｔｃまでの急な温度勾配を持つ層（温度中間層）Ｗｂがある。したがって、層Ｗａの湯が無くなると湯の代わりに冷たい水が湯の通路９から送水されることがあるが、説明の都合上、特に断らない限り、湯の通路９からは湯が出湯されて前記合流部１０に合流されるという表現を用いる。
【００２０】
例えば図５に示されるように、貯湯槽２内の湯水において、例えば層Ｗａと層Ｗｂとの境界が貯湯槽内湯水温検出手段５ａの配設領域よりも下にあり、貯湯槽内湯水温検出手段５ａの検出温度が給湯設定温度より例えば５℃高く設定される閾値より高い温度のときには、貯湯槽２から出湯される湯の温度は例えば６０℃といったほぼ一定の値である。
【００２１】
そこで、前記ミキシング流量制御手段は、混合サーミスタ２８（２８ａ，２８ｂ）の検出温度と混合設定温度との差に基づいて（偏差に応じ）、混合サーミスタ２８（２８ａ，２８ｂ）の検出温度が混合設定温度になるようにタンク湯水混合器１２と水混合器１４を制御することによって、湯の通路９から合流部１０側に流れる湯の流量と給水通路８ｂから合流部１０側に流れる水の流量とを調節する制御を行う。なお、ミキシング流量制御手段は、ミキシング流量制御に際し、フィードフォワード制御を行わずにフィードバック制御のみを行うようにしてもよい。
【００２２】
そして、このようなキシング流量制御手段による制御によって、合流部１０で形成される混合湯水の温度が混合設定温度（例えば給湯設定温度と同じ温度またはその近傍温度）とされると、その混合湯水は、図２の矢印Ｂ”に示されるように、合流部１０から湯水導入通路１５を通して給湯器１６に導入されるが、このとき、給湯器１６において給湯熱交換器１７による加熱は行われずに（前記非加熱給湯機能の動作によって）、通路１８と給湯通路１９を通して給湯先に給湯される。
【００２３】
一方、貯湯槽内湯水温検出手段５ａの検出温度が前記閾値以下であり、ミキシング流量制御手段による流量制御のみでは、給湯設定温度と同等の温度に設定される混合設定温度の湯を給湯することができない場合には、例えば混合設定温度を給湯設定温度より低い温度に設定する。例えば混合設定温度を、給湯設定温度から給湯器１６のＭＩＮ号数（最小燃焼号数）で給湯流量の水を加熱したときに上昇する温度分を差し引いた値まで下げ、その混合湯水が給湯器１６の前記追い加熱給湯機能の動作によって給湯熱交換器１７により加熱されて給湯設定温度の湯が作り出され、この湯が通路１８と給湯通路１９を通して給湯先に給湯される。
【００２４】
なお、従来の貯湯槽２を備えた熱源装置（例えば特許文献１、参照）においては、タンクユニット４と給湯器１６とが隣接配置されたタイプ（一体型）の熱源装置が用いられていたが、開発中の熱源装置は、タンクユニット４と給湯器１６と燃料電池１とをそれぞれ個別に配置し、互いに配管により接続する個別配置型の熱源装置も可能とするものである。このようにすると、例えば複数種あるタンクユニット４のうち、利用者が必要な容量の貯湯槽２を備えたタンクユニット４を選択し、そのタンクユニット４と、複数種ある給湯器１６のうち選択された給湯器１６と、複数種ある燃料電池１のうち選択された燃料電池１とを組み合わせるといったことができ、バリエーションを増やすことができる。
【００２５】
また、前記のような個別配置型の熱源装置は、既設の給湯器１６にタンクユニット４等を接続して熱源装置を形成することもできるといったメリットもある。この場合、例えば給湯器１６は建物の北側に配置されてタンクユニット４は建物の東側や西側に配置されるといったように、タンクユニット４と給湯器１６とが離れて配置されることも想定されるが、そのような場合には、冬場等に、湯水導入通路１５および接続通路２１内の水が、給湯停止中に凍結することを防止するため等に、水電磁弁２４を開いて循環ポンプ２３を駆動させ、図３の矢印Ｃに示したように、湯水循環通路４０に湯水を循環させながら給湯熱交換器１７により加熱する前記循環湯水加熱機能の動作が適宜行われるような構成が必要になると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２６】
【特許文献１】特許第３７２８２６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
ところで、図２に示した開発中の熱源装置において、非追い加熱給湯機能の動作時には湯の通路９から給湯器１６に導入される湯を非加熱のまま給湯回路６２を通して給湯先から給湯するが、例えば非加熱給湯機能の動作による給湯が停止されてから例えば１分といった短い時間経過後に再出湯が行われたときや、非加熱給湯機能の動作継続中に、暖房装置３１の運転に伴い暖房回路３０側の暖房用バーナ６４の燃焼が行われてファン６５が駆動すると、暖房用熱交換器１７と同じ器具ケース内（ここでは同一燃焼室６６内）に配置されている給湯熱交換器１７もファン６５からの送風により熱を奪われることになり、給湯回路６２から出湯される湯の温度が低下してしまうことがあるといった問題が生じることが分かった。
【００２８】
なお、このような問題は、タンクユニット４と給湯器１６とが隣接されたタイプの熱源装置においても生じるものであり、また、前記の如く、給湯バーナ６１の給排気用のファンと暖房用バーナ６４の給排気用のファンとを別々に設けた場合にも、暖房用バーナ６４の燃焼時に暖房用バーナ６４の給排気用のファンを駆動する際には給湯バーナ６１の給排気用のファンも駆動させるため、同様の問題が生じる。
【００２９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、例えば貯湯槽等の主熱源から例えば給湯器等の補助熱源装置に導入される湯を、補助熱源装置を通して非加熱で給湯する場合に、補助熱源装置が暖房運転を行っても安定した温度の湯を給湯できる熱源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
本発明は上記目的を達成するために、次の構成をもって課題を解決する手段としている。すなわち、第１の発明は、主熱源から出湯される湯の通路の下流側に、給湯熱交換器を備えた補助熱源装置の給湯回路の湯水導入側が接続され、前記湯の通路から前記補助熱源装置の前記給湯回路に導入される湯を前記給湯熱交換器により加熱して給湯先に給湯する追い加熱給湯機能と前記湯の通路から前記補助熱源装置に導入される湯を非加熱のまま前記給湯回路を通して給湯先に給湯する非追い加熱給湯機能とを有し、前記補助熱源装置には該補助熱源装置に接続される暖房装置に熱媒体を供給するための暖房回路と、該暖房回路に設けられた暖房用熱交換器を加熱するバーナと、該バーナの給排気用のファンとが設けられていて前記暖房用熱交換器と前記給湯熱交換器とは前記補助熱源装置の器具ケース内に配置されており、前記非追い加熱給湯機能の動作時に前記ファンが駆動されたときには前記主熱源側から前記補助熱源装置側に送られる湯の温度を予め定められる給湯設定温度よりも予め定められる下駄上げ温度高い温度とする暖房時下駄上げ出湯制御手段を有する構成をもって課題を解決するための手段としている。
【００３１】
また、第２の発明は、前記第１の発明の構成に加え、前記主熱源から出湯される湯の通路と給水通路とが合流する合流部が設けられて、該合流部で合流される湯と水とを混合するミキシング手段と、該ミキシング手段により混合されて形成された湯を補助熱源装置に導入する湯水導入通路と、前記ミキシング手段を制御することにより前記合流部に流れる湯の流量と水の流量を制御するミキシング流量制御手段とを有し、暖房時下駄上げ出湯制御手段は、前記補助熱源装置の非追い加熱給湯機能の動作時にバーナの給排気用のファンが駆動されたときに前記ミキシング流量制御手段の制御により前記主熱源側から前記合流部を介して前記補助熱源装置側に送られる湯の温度が給湯設定温度よりも下駄上げ温度高い温度となるようにすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３２】
本発明は、主熱源から出湯される湯を、その下流側に設けられた補助熱源装置に導入して非加熱のまま補助熱源装置の給湯回路を通して給湯先に給湯する非追い加熱給湯機能を有しているが、補助熱源装置に接続される暖房装置に補助熱源装置から熱媒体を供給するために暖房用熱交換器をバーナで加熱し、バーナの給排気用のファンを駆動させると、暖房用熱交換器のみならず暖房用熱交換器と同じ器具ケース内に設けられた給湯熱交換器にもファンの風が当たるため、加熱されていない状態の給湯熱交換器の熱が奪われることになる。
【００３３】
しかしながら、本発明においては、前記ファンの駆動時には、主熱源側から補助熱源装置側に送られる湯の温度を予め定められる給湯設定温度よりも予め定められる下駄上げ（嵩上げ）温度高い温度とすることにより、この湯が給湯熱交換器を通るときに前記ファンの風により多少熱を奪われても、湯の温度が給湯設定温度より低くなることが防止され、結果的に、給湯温度が給湯設定温度より低下することを抑制でき、給湯設定温度またはその近傍温度の湯を安定して給湯することができる。
【００３４】
また、主熱源から出湯される湯の通路と給水通路とが合流する合流部が設けられて、該合流部で合流される湯と水とを混合するミキシング手段と、該ミキシング手段により混合されて形成された湯を補助熱源装置に導入する湯水導入通路と、前記ミキシング手段を制御することにより前記合流部に流れる湯の流量と水の流量を制御するミキシング流量制御手段とを有する発明においては、ミキシング流量制御手段による湯の流量と水の流量の制御によって、所望の温度の湯を形成して補助熱源装置側に送ることができる。
【００３５】
そして、この構成の本発明において、暖房時下駄上げ出湯制御手段が、補助熱源装置の非追い加熱給湯機能の動作時にバーナの給排気用のファンが駆動されたときに、ミキシング流量制御手段の制御により前記主熱源側から前記合流部を介して前記補助熱源装置側に送られる湯の温度が給湯設定温度よりも下駄上げ温度高い温度となるようにすることにより、主熱源側から補助熱源装置側に送られる湯の温度を的確に制御して、前記効果を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る熱源装置の一実施例の制御構成を示すブロック図である。
【図２】実施例および開発中の熱源装置のシステム構成例を説明するための説明図である。
【図３】図２に示す熱源装置に設けられている湯水循環通路と貯湯槽の湯の通路とを説明するために、図２の一部構成を簡略化して示すシステム構成図である。
【図４】熱源装置に与えられる制御データの一例を示すグラフである。
【図５】貯湯槽内の温度層の分布例を模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。なお、本実施例の説明において、これまでの説明の例と同一構成要素には同一符号を付し、その重複説明は省略または簡略化する。
【実施例】
【００３８】
図１には、本発明に係る熱源装置の一実施例の要部制御構成がブロック図により示されている。本実施例は、図２に示した熱源装置と同様のシステム構成を有し、さらに、図１に示されるように、タンクユニット６０内の制御装置３３に、ミキシング流量制御手段３５、混合設定温度設定手段３６、メモリ部３７、暖房時下駄上げ出湯制御手段３９を設けている。また、制御装置３３には給湯器１６の制御装置４６とリモコン装置４３とが信号接続されているので、制御装置３３がリモコン装置４３と送受信する情報は取得できる。リモコン装置４３には給湯設定温度設定操作手段４５が設けられ、給湯器１６の制御装置４６には給湯燃焼制御手段４７が設けられている。なお、リモコン装置４３は、屋内において、リビングや、浴室、台所、洗面所等の適宜の場所に設置されている。
【００３９】
給湯設定温度設定操作手段４５は、利用者等により給湯設定温度を設定するための操作手段であり、例えばリモコン装置４３の表面側に設けられている操作ボタン等により形成されている。この給湯設定温度設定操作手段４５により設定された給湯設定温度の値は、制御装置３３の混合設定温度設定手段３６と暖房時下駄上げ出湯制御手段３９と、給湯器１６の燃焼制御手段４７とに加えられる。
【００４０】
混合設定温度設定手段３６は、混合湯水の設定温度（混合設定温度）を設定するものであり、例えば貯湯槽内湯水温検出手段５ａの検出温度が前記閾値よりも高い温度のときの給湯時の前記混合設定温度を給湯設定温度に対応させて、給湯設定温度の値と同じ値に設定する。また、混合設定温度設定手段３６は、貯湯槽内湯水温検出手段５ａの検出温度が前記閾値以下の時には、混合設定温度を給湯設定温度よりも低い適宜の温度に設定する。
【００４１】
なお、タンクユニット４の合流部１０と給湯器１６とを接続する湯水導入通路１５が冷えているときに給湯が行われるコールドスタート時には、混合設定温度設定手段３６は、混合サーミスタ２８の検出温度に対応させて給湯設定温度の設定を特有の設定としてもよい。混合設定温度設定手段３６によって設定された混合設定温度は、ミキシング流量制御手段３５に加えられる。
【００４２】
ミキシング流量制御手段３５は、合流部１０側に湯の通路９から流れる湯の流量と給水通路８ｂから合流部１０側に流れる水の流量を制御し、混合設定温度設定手段３６により設定される設定混合温度の混合湯水が合流部１０で形成されるようにするものである。ミキシング流量制御手段３５は、前記の如く、タンク側電磁弁１３の開閉制御とタンク湯水混合器１２および水混合器１４の制御による湯の流量と水の流量との制御により、合流部１０で形成される混合湯水の温度が混合設定温度となるように制御する。なお、ミキシング流量制御手段３５は、前記の如く、例えば給水流量センサ２９の検出信号を受けて、給湯栓が開かれたときにタンク側電磁弁１３を開き給湯栓が閉じられたときにタンク側電磁弁１３を閉じる制御を行う。
【００４３】
給湯器１６の燃焼制御手段４７は、例えば混合サーミスタ２８の検出温度に基づき、混合サーミスタ２８の検出温度がほぼ給湯設定温度であれば（例えば前回の出湯から短時間後の再出湯時）給湯バーナ６１の燃焼を行わないようにし、給湯設定温度よりも予め定められている許容範囲を超えて低いときには給湯バーナ６１の燃焼とその燃焼制御を行う。この燃焼制御は、例えば給湯熱交換出側温度検出手段６７により検出される検出温度と、流量検出手段４２により検出される流量と、給湯熱交換器１７の熱効率等に従い、予め与えられる給湯バーナ６１の燃焼制御用データ（例えば演算式等）に基づいて行われるものであり、様々な方法があるが周知であるので、その詳細説明は省略するが、様々な方法を適用することができる。
【００４４】
暖房時下駄上げ出湯制御手段３９は、給湯器１６による非追い加熱給湯機能の動作時（例えば非加熱給湯機能の動作による給湯が停止されてから例えば１分といった短い時間経過後に再出湯が行われたときや、非加熱給湯機能の動作継続中）に暖房回路３０による暖房運転が行われてファン６５が駆動されたときには、貯湯槽２側から給湯器１６側に送られる湯の温度を給湯設定温度よりも予め定められる下駄上げ温度高い温度とするものである。本実施例において、暖房時下駄上げ出湯制御手段３９は、給湯器１６の非追い加熱給湯機能の動作時にファン６５が駆動されたときには、その情報を燃焼制御手段４７から得てミキシング流量制御手段３５に指令を加え、ミキシング流量制御手段３５の制御により貯湯槽２側から合流部１０を介して給湯器１６側に送られる湯の温度が給湯設定温度よりも下駄上げ温度高い温度となるように混合設定温度を設定する（混合設定温度設定手段３６による混合設定温度を給湯設定温度よりも下駄上げ温度高い温度となるようにする）。
【００４５】
例えば、下駄上げ温度をＴｕ℃とすると、この温度Ｔｕは、例えば給湯設定温度（本体設定温度）と、給湯熱交換出側温度検出手段６７の検出温度と、給湯熱交換器１７とバイパス通路６８とのバイパス比と、以下の式（１）とにより決定される。
【００４６】
Ｔｕ＝〔給湯設定温度−（給湯熱交換器１７の出側温度×給湯熱交換器１７側のバイパス比）÷バイパス通路６８側のバイパス比〕−給湯設定温度・・・（１）
【００４７】
なお、式（１）はメモリ部３７に格納されている。本実施例において、給湯器１６の非加熱給湯機能の動作時はバイパス電磁弁６９を全開とし給湯熱交換器１７側のバイパス比とバイパス通路６８側のバイパス比とを１：３とすることから、給湯熱交換器１７側のバイパス比とバイパス通路６８側のバイパス比とは１：３となり、給湯設定温度が４０℃、給湯熱交換出側温度検出手段６７により検出される給湯熱交換器１７の出側温度が３４℃の場合は、Ｔｕ＝（４０−３４×０．２５）÷０．７５−４０＝２℃となる。
【００４８】
また、暖房時下駄上げ出湯制御手段３９によって、給湯設定温度よりも下駄上げ温度高い温度となるようにする（本実施例ではミキシング流量制御手段３５による混合設定温度を給湯設定温度よりも下駄上げ温度高い温度に設定する）タイミングは、例えば給湯器１６の非加熱給湯機能の動作時にファン６５が行われたときとし、混合設定温度を給湯設定温度に戻すタイミングはファン６５の駆動が停止したときとすることができる。また、図１の破線に示されるように、例えば給湯熱交換出側温度検出手段６７による検出温度をモニタしておき、この温度が給湯器１６の非加熱給湯機能の動作時に許容範囲（例えば２℃）を超えて下がったときに給湯設定温度よりも下駄上げ温度高い温度となるようにし、混合設定温度を給湯設定温度に戻すタイミングは給湯設定温度から給湯熱交換出側温度検出手段６７による検出温度を差し引いた値が前記許容範囲以内となったときとしてもよい。
【００４９】
なお、本発明は、前記実施例に限定されるものでなく、適宜設定されるものである。例えば前記実施例では、下駄上げ温度を、前記式（１）および、給湯設定温度、給湯熱交換出側温度（給湯熱交換出側温度検出手段６７による検出温度）、給湯回路６２における給湯熱交換器１７側とバイパス通路６８側とのバイパス比に基づいて決定したが、下駄上げ温度の決定方法は特に限定されるものでなく、適宜設定されるものである。
【００５０】
例えば、給湯器１６が配置されている場所の外気温度を検出する温度センサを設け、この検出温度とファン６５の駆動電流（または、この駆動電流に応じた風量）に基づく給湯熱交換器１７の温度低下割合データを予め実験等により求め、そのデータに基づいて、例えば図４の特性線ａ〜ｃに示されるような、外気温度とファン６５の駆動電流（または風量）に基づく下駄上げ温度の値をメモリ部３７に格納しておき、この格納データと外気温度とファン６５の駆動電流（風量）とに基づいて下駄上げ温度を決定してもよい。なお、図４に示されている特性線ａ、ｂ、ｃは、それぞれ、外気温度ｔａ、ｔｂ、ｔｃ（ｔａ＜ｔｂ＜ｔｃ）に対応するデータである。
【００５１】
また、前記実施例では、混合設定温度を給湯設定温度と同じ値としたが、例えば合流部１０から給湯先まで給湯される間に湯の温度が冷えること等を考慮して、混合設定温度を給湯設定温度より常に例えば０．５℃といった割り増し温度だけ高めに設定するようにしてもよい。この場合、下駄上げ出湯制御手段３９は、ファン６５が駆動されたときに、その混合設定温度（給湯設定温度＋割り増し温度）に下駄上げ温度を加えた温度の湯が貯湯槽２から出湯されるようにミキシング流量制御手段３５に指令を加えるようにする。
【００５２】
さらに、本発明の熱源装置の詳細なシステム構成は適宜設定されるものである。例えば、前記実施例では、タンクユニット４において、タンク湯水混合器１２と水混合器１４も共に２方弁として、これらの混合器１２，１４で２カ所で混合比を調整したが、例えば２方弁を用いる代わりに、１カ所に３方弁を設けて混合比を調整するようにしてもよい。
【００５３】
また、前記実施例では、貯湯槽２は燃料電池１に熱的に接続されていたが、燃料電池１の代わりに、太陽熱の集熱機やヒートポンプ等を接続してもよいし、貯湯槽２を設けない主熱源としてもよい。
【００５４】
さらに、前記実施例では、給水流量センサ２９と流量検出手段４２を別々のものとして両方を熱源装置に設けたが、どちらか１つで兼用してもよい。例えば流量検出手段４２のみ設ける場合には、流量検出手段４２を、通路１８と給湯通路１９を通して給湯される給湯流量を検出する給湯流量検出手段として機能するものとし、流量検出手段４２の検出信号を、流量割合検出手段３８とミキシング流量制御手段３５の混合比レベル決定手段３９に加えるようにする。なお、給水流量センサ２９と流量検出手段４２の両方を設ける場合にも、流量検出手段４２の検出信号をミキシング流量制御手段３５等に加えてもよいが、ミキシング流量制御手段３５等には給水流量センサ２９の検出信号を加えるようにする方が、給湯器１６等の補助熱源装置とタンクユニット４間の情報融通を行わずにすみ、制御構成を簡略化できる。
【００５５】
さらに、図２、図３において、接続通路２１，２２を省略したシステム（循環ポンプ２３、電磁弁２４もなし）においても本発明は有効である。
【００５６】
さらに、図２の破線で示されるようなバイパス路７９とバイパス電磁弁８０を設けて熱源装置を形成してもよい。このような構成においては、バイパス路７９と通路１８との合流部で合流した後の温度が給湯設定温度となるように、必要に応じてバイパス電磁弁８０の開閉制御やミキシング流量制御手段３５等による温度制御、燃焼制御手段４７による燃焼制御等が適宜行われる。
【００５７】
また、このようにバイパス路７９を設ける場合は、貯湯槽２側から湯水導入通路１５を通って流れてきた湯水が給湯回路６２の湯水導入側とバイパス路７９側とに分岐して流れた後に通路１８で合流することになるため、給湯通路６２側とバイパス路７９側との分岐比（バイパス比）（例えば８：２としたり５：５としたり適宜設定される値）を考慮して前記下駄上げ温度が予め定められることになる。
【００５８】
さらに、給湯器１６等の補助熱源装置は、給湯熱交換器１７を例えば石油燃焼式のバーナ装置により加熱するタイプの装置としてもよい。また、給湯器１６等の補助熱源装置に接続される暖房装置３１は温水マットとは限らず、浴室乾燥機等としてもよいし、様々な暖房装置を必要に応じて１つ以上設けて形成することができる。
【００５９】
さらに、補助熱源装置に、給湯熱交換器１７と同じ器具内（例えば同じ燃焼室６６内）に、浴槽湯水の追い焚き用の追い焚き熱交換器と給湯熱交換器１７と追い焚き用バーナと給湯バーナ６１を設け、例えば前記実施例において暖房運転時に主熱源側から補助熱源装置側に送られる湯の温度を下駄上げ温度高い温度とした制御と同様に、浴槽湯水の追い焚き運転時（動作時）に、主熱源側から補助熱源装置側に送られる湯の温度を下駄上げ温度高い温度としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明の熱源装置は、主熱源からの湯を補助熱源装置に通して非加熱で給湯する装置において、補助熱源装置側で暖房運転が行われてファン駆動が行われても、給湯温度の変動を抑制できるので、使い勝手が良好であり、例えば家庭用の熱源装置として利用できる。
【符号の説明】
【００６１】
１              燃料電池
２              貯湯槽
３              熱回収用通路
４              タンクユニット
５              貯湯槽内湯水温検出手段
６              三方弁
７              バイパス通路
８，８ａ，８ｂ  給水通路
９              湯の通路
１０            合流部
１１            貯湯槽出湯水温検出手段
１２            タンク湯水混合器
１３            タンク側電磁弁
１４            水混合器
１５            湯水導入通路
１６            給湯器
１７            給湯熱交換器
２３            循環ポンプ
２４            電磁弁
２８            混合サーミスタ
２９            給水流量センサ
３１            暖房装置
３３            制御装置
３５            ミキシング流量制御手段
３６            混合設定温度設定手段
３７            メモリ部
３９            暖房時下駄上げ出湯制御手段
４２            流量検出手段
４５            給湯設定温度設定操作手段
４７            燃焼制御手段
６１            給湯バーナ
６２            給湯回路
６３            暖房用熱交換器
６４            暖房用バーナ
６５            ファン
６６            燃焼室
６７            給湯熱交出側温度検出手段
【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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