(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
給湯端末に出湯される給湯用水と熱交換される蓄熱用流体を加熱する加熱手段（１）と、
前記加熱手段（１）によって加熱された前記蓄熱用流体を内部に貯えるタンク（２）と、
前記タンク（２）内上部から流出した前記蓄熱用流体が流通する１次側通路（３ａ）および前記給湯用水が流通する２次側通路（３ｂ）を有し、前記１次側通路（３ａ）、前記２次側通路（３ｂ）のそれぞれを流れる時の前記蓄熱用流体と前記給湯用水との間で熱交換が行われ前記給湯用水を加熱する給湯用熱交換器（３）と、
前記給湯用熱交換器（３）の前記２次側通路（３ｂ）から流出してきた前記給湯用水をさらに加熱できるように設けられた補助熱源器（４）と、
前記タンク（２）内の上部と前記１次側通路（３ａ）の上流端部とを連絡し、前記１次側通路（３ａ）の下流端部と前記タンク（２）内の下部とを連絡するように設けられた１次側循環回路（８）と、
前記蓄熱用流体を１次側循環回路（８）内で強制的に循環させる蓄熱用流体駆動手段（９）と、
前記補助熱源器（４）および前記蓄熱用流体駆動手段（９）の運転を制御する制御装置（１００）と、
を備え、
前記制御装置（１００）は、前記給湯端末へ出湯するときに、前記タンク（２）内から前記１次側通路（３ａ）に向けて流出する前記蓄熱用流体の温度が第１の判定温度以下であるときには、
前記蓄熱用流体の流量を低下させるように蓄熱用流体駆動手段（９）を制御するとともに、前記補助熱源器（４）を起動させて前記給湯用水を加熱することを特徴とする給湯装置。
【請求項２】
前記制御装置（１００）は、前記２次側通路（３ｂ）の出口における前記給湯用水の目標温度である熱交換器２次出口目標温度が給水温度よりもさらに所定温度（Ｔｅ，Ｔｇ）高くなるように、前記蓄熱用流体駆動手段（９）を制御することを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。
【請求項３】
前記制御装置（１００）は、前記蓄熱用流体駆動手段（９）を一定出力に制御することを特徴とする請求項１または２に記載の給湯装置。
【請求項４】
前記制御装置（１００）は、前記タンク（２）内から前記１次側通路（３ａ）に向けて流出しようとする前記蓄熱用流体の温度が前記第１の判定温度よりも低い温度である第２の判定温度以下であるときには、前記補助熱源器を起動するとともに、前記蓄熱用流体駆動手段（９）の作動を停止することを特徴とする請求項１または２に記載の給湯装置。
【請求項５】
前記制御装置（１００）は、最初に前記蓄熱用流体の流量を低下させるときに、前記２次側通路（３ｂ）の出口における前記給湯用水の目標温度である前記熱交換器２次出口目標温度を前記補助熱源器（４）が有する最低加熱能力に基づいて決定することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の給湯装置。
【請求項６】
給湯端末に出湯される給湯用水と熱交換される蓄熱用流体を加熱する加熱手段（１）と、
前記加熱手段（１）によって加熱された前記蓄熱用流体を内部に貯えるタンク（２）と、
前記タンク（２）内上部から流出した前記蓄熱用流体が流通する１次側通路（３ａ）および前記給湯用水が流通する２次側通路（３ｂ）を有し、前記１次側通路（３ａ）、前記２次側通路（３ｂ）のそれぞれを流れる時の前記蓄熱用流体と前記給湯用水との間で熱交換が行われ前記給湯用水を加熱する給湯用熱交換器（３）と、
前記給湯用熱交換器（３）の前記２次側通路（３ｂ）から流出してきた前記給湯用水をさらに加熱できるように設けられた補助熱源器（４）と、
前記タンク（２）内の上部と前記１次側通路（３ａ）の上流端部とを連絡し、前記１次側通路（３ａ）の下流端部と前記タンク（２）内の下部とを連絡するように設けられた１次側循環回路（８）と、
前記蓄熱用流体を１次側循環回路（８）内で強制的に循環させる蓄熱用流体駆動手段（９）と、
前記補助熱源器（４）および前記蓄熱用流体駆動手段（９）の運転を制御する制御装置（１００）と、
を備え、
前記制御装置（１００）は、前記給湯端末へ出湯するときに、前記１次側通路（３ａ）から前記タンク（２）内の下部に向けて流出する前記蓄熱用流体の循環戻り温度から給水温度を差し引いた温度（Δｔ）が所定の許容温度（ｈ）を超えるときには、
前記２次側通路（３ｂ）の出口における前記給湯用水の目標温度である熱交換器２次出口目標温度を低下させるために、前記蓄熱用流体の流量を低下させるように蓄熱用流体駆動手段（９）を制御するとともに、前記補助熱源器（４）を起動させて前記給湯用水を加熱することを特徴とする給湯装置。
【請求項７】
前記制御装置（１００）は、最初に低下させたときの前記熱交換器２次出口目標温度を前記補助熱源器（４）が有する最低加熱能力に基づいて決定することを特徴とする請求項６に記載の給湯装置。
【請求項８】
さらに前記制御装置（１００）は、前記最初に前記熱交換器２次出口目標温度を低下させた以降の制御においても、前記熱交換器２次出口目標温度を前記補助熱源器（４）の最低加熱能力に基づいて決定することを特徴とする請求項７に記載の給湯装置。
【請求項９】
前記給湯端末への出湯は、風呂の浴槽に湯張りをするときであることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タンク内に貯められた蓄熱用流体と給湯用水とを熱交換する給湯用熱交換器と、さらに給湯用水を再加熱可能な補助熱源装置と、を備えた給湯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、給湯装置には、貯湯タンク内に貯められた湯と給湯用水とを熱交換する給湯用熱交換器を有し、このように温度調節された給湯用水を給湯端末（風呂、シャワー、カラン等）に出湯する間接式給湯装置（例えば、特許文献１参照）や、ヒートポンプサイクル等により加熱された給湯用水をさらに加熱する補助熱源のバックアップ給湯器を有し、湯切れのときにはバックアップ給湯器からの湯を導入して温度調節し、給湯端末に出湯するハイブリッド式給湯装置（例えば特許文献２参照）が知られている。
【０００３】
上記間接式給湯装置の優れた利点は、貯湯タンク内に貯められた湯を給湯用水として使用しないため、給湯用水の衛生面に優れ飲用可能である点、貯湯タンクに給水圧力がかからないため、高い耐圧のタンクを用いる必要がない点、および減圧することもなく高圧で出湯ができる（例えばシャワー圧を高くできる）点にある。
【０００４】
一方、上記ハイブリッド式給湯装置には、湯熱量不足のときでもバックアップ給湯器による追加加熱が行え、給湯先の給湯要求を満足させることができるという利点がある。
【特許文献１】特開２００１−１５３４５８号公報
【特許文献２】特開２００４−１２５２２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記間接式給湯装置（特許文献１に記載）には上記利点に対して、以下のような問題点がある。これは、給湯設定温度よりも貯湯タンク内の湯温が十分に高くないと熱交換効率が低下してしまう点と、給湯用熱交換器で熱交換された後の貯湯タンクへの戻り湯が十分に低温にならないため、貯湯タンク下部から取り出されてヒートポンプ等の加熱手段によって加熱される給水温度が高くなり、成績係数がよくないという点、である。
【０００６】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、間接式給湯装置と補助熱源とを組み合わせて給湯制御を行うことにより、熱交換効率の低下およびランニングコストの増加を抑制できる給湯装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。すなわち、給湯装置に係る第１の発明は、給湯端末に出湯される給湯用水と熱交換される蓄熱用流体を加熱する加熱手段（１）と、加熱手段（１）によって加熱された蓄熱用流体を内部に貯えるタンク（２）と、タンク（２）内上部から流出した蓄熱用流体が流通する１次側通路（３ａ）および給湯用水が流通する２次側通路（３ｂ）を有し、１次側通路（３ａ）、２次側通路（３ｂ）のそれぞれを流れる時の蓄熱用流体と給湯用水との間で熱交換が行われ給湯用水を加熱する給湯用熱交換器（３）と、給湯用熱交換器（３）の２次側通路（３ｂ）から流出してきた給湯用水をさらに加熱できるように設けられた補助熱源器（４）と、タンク（２）内の上部と１次側通路（３ａ）の上流端部とを連絡し、１次側通路（３ａ）の下流端部とタンク（２）内の下部とを連絡するように設けられた１次側循環回路（８）と、蓄熱用流体を１次側循環回路（８）内で強制的に循環させる蓄熱用流体駆動手段（９）と、補助熱源器（４）および蓄熱用流体駆動手段（９）の運転を制御する制御装置（１００）と、を備え、
制御装置（１００）は、給湯端末へ出湯するときに、タンク（２）内から１次側通路（３ａ）に向けて流出する蓄熱用流体が所定温度以下であるときは、蓄熱用流体の流量を低下させるように蓄熱用流体駆動手段（９）を制御するとともに、補助熱源器を起動させて給湯用水を加熱することを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、補助熱源器の活用と特徴のある給湯制御によってタンク内に中温水が多くなった場合でも中温水の熱量を有効活用できるので、熱交換効率の低下およびランニングコストの増加を抑制でき、間接式給湯装置の不具合を解消するとともに、間接式給湯装置および補助熱源器のそれぞれの優れた利点を兼ね備えた給湯装置を提供できる。
【０００９】
また、制御装置（１００）は、タンク（２）内から１次側通路（３ａ）に向けて流出する蓄熱用流体の温度が第１の判定温度以下であるときには、
２次側通路（３ｂ）の出口における給湯用水の目標温度である熱交換器２次出口目標温度が給水温度よりもさらに所定温度（Ｔｅ，Ｔｇ）高くなるように、蓄熱用流体駆動手段（９）を制御することが好ましい。
【００１０】
この発明によれば、熱交換器２次出口目標温度の上限が適切に決定されるので、補助熱源器で加熱する能力が補助熱源器の最低加熱能力を超えないような制御を実施できる。
【００１１】
また、制御装置（１００）は、タンク（２）内から１次側通路（３ａ）に向けて流出する蓄熱用流体の温度が第１の判定温度よりも低い温度である第２の判定温度以下であるときには、蓄熱用流体駆動手段（９）を一定出力に制御することが好ましい。
【００１２】
この発明によれば、熱交換器２次出口温度に基づいた制御ではなく、より簡単な制御処理によって熱交換効率の低下およびランニングコストの増加を抑制できる。
【００１３】
また、制御装置（１００）は、タンク（２）内から１次側通路（３ａ）に向けて流出する蓄熱用流体の温度が第１の判定温度よりも低い温度である第２の判定温度以下であるときには、補助熱源器を起動するとともに、蓄熱用流体駆動手段（９）の作動を停止することが好ましい。
【００１４】
この発明によれば、タンク内の貯湯熱量が低く、給湯用熱交換器による熱交換によって熱量が得られないときには、補助熱源器による加熱によってユーザー所望の出湯を実施することにより、無駄な運転を排除してランニングコストの低減を抑制することができる。
【００１５】
また、制御装置（１００）は、最初に蓄熱用流体の流量を低下させるときに、２次側通路（３ｂ）の出口における給湯用水の目標温度である熱交換器２次出口目標温度を補助熱源器（４）が有する最低加熱能力に基づいて決定することが好ましい。この発明によれば、補助熱源器の能力を十分に活用できる効率的な再加熱制御が得られる。
【００１６】
給湯装置に係る他の発明は、給湯端末に出湯される給湯用水と熱交換される蓄熱用流体を加熱する加熱手段（１）と、加熱手段（１）によって加熱された蓄熱用流体を内部に貯えるタンク（２）と、タンク（２）内上部から流出した蓄熱用流体が流通する１次側通路（３ａ）および給湯用水が流通する２次側通路（３ｂ）を有し、１次側通路（３ａ）、２次側通路（３ｂ）のそれぞれを流れる時の蓄熱用流体と給湯用水との間で熱交換が行われ給湯用水を加熱する給湯用熱交換器（３）と、給湯用熱交換器（３）の２次側通路（３ｂ）から流出してきた給湯用水をさらに加熱できるように設けられた補助熱源器（４）と、タンク（２）内の上部と１次側通路（３ａ）の上流端部とを連絡し、１次側通路（３ａ）の下流端部とタンク（２）内の下部とを連絡するように設けられた１次側循環回路（８）と、蓄熱用流体を１次側循環回路（８）内で強制的に循環させる蓄熱用流体駆動手段（９）と、補助熱源器（４）および蓄熱用流体駆動手段（９）の運転を制御する制御装置（１００）と、を備え、
制御装置（１００）は、給湯端末へ出湯するときに、１次側通路（３ａ）からタンク（２）内の下部に向けて流出する蓄熱用流体の循環戻り温度から給水温度を差し引いた温度（Δｔ）が所定の許容温度（ｈ）を超えるときには、
２次側通路（３ｂ）の出口における給湯用水の目標温度である熱交換器２次出口目標温度を低下させるために、蓄熱用流体の流量を低下させるように蓄熱用流体駆動手段（９）を制御するとともに、補助熱源器（４）を起動させて給湯用水を加熱することを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、Δｔを所定の許容温度を超えないように制御することにより、Δｔの上昇に伴う循環戻り温度の上昇と熱交換効率の悪化を抑制することができ、さらに加熱手段による加熱効率の低減を抑制することができる。したがって、熱交換効率の低下およびランニングコストの増加を抑制でき、間接式給湯装置の不具合を解消するとともに、間接式給湯装置および補助熱源器のそれぞれの優れた利点を兼ね備えた給湯装置を提供できる。
【００１８】
また、制御装置（１００）は、最初に低下させたときの熱交換器２次出口目標温度を補助熱源器（４）が有する最低加熱能力に基づいて決定することが好ましい。この発明によれば、補助熱源器の能力を十分に活用できる効率的な再加熱制御が得られる。
【００１９】
さらに制御装置（１００）は、最初に熱交換器２次出口目標温度を低下させた以降の制御においても、熱交換器２次出口目標温度を補助熱源器（４）の最低加熱能力に基づいて決定することが好ましい。
【００２０】
この発明によれば、補助熱源器が作動できなくなってしまうことを防止でき、再加熱能力を安定して供給し続けることができる。
【００２１】
また、制御装置（１００）は上記発明のいずれかを風呂の浴槽に湯張りをするときに実施することが好ましい。この発明によれば、浴槽に湯張りを行う場合は大量の湯を安定して比較的長い時間出湯する必要があるため、熱交換効率の低下やランニングコストの増加を抑制する効果が顕著となる。
【００３０】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
【００３２】
（第１実施形態）
第１実施形態について図１〜図５にしたがって説明する。図１は以下のすべての実施形態に適用される給湯装置の概略構成を示した模式図である。図２は以下のすべての実施形態に適用される給湯装置に係る制御構成を示したブロック図である。
【００３３】
本実施形態の給湯装置は、給湯端末に出湯される給湯用水に熱を移動させて加熱する主熱源と、主熱源によって加熱された給湯用水をさらに加熱する補助熱源と、を備えたものである。当該主熱源は、給湯端末に出湯される給湯用水と熱交換される蓄熱用流体を加熱する加熱手段と、加熱手段によって加熱された蓄熱用流体を内部に貯える貯湯タンク２と、貯湯タンク２内の蓄熱用流体と給湯用水との間で熱交換を行なって給湯用水を加熱する給湯用熱交換器３と、を含んでいる。
【００３４】
本給湯装置は、例えば貯湯式のヒートポンプ式給湯装置であり、主に一般家庭用として使用され、貯湯タンク２内に蓄えられた蓄熱用の温水と給湯用水とを給湯用熱交換器３によって熱交換し、加熱された給湯用水を台所、洗面所、浴室などに設けられた給湯端末（手洗い栓、カラン、風呂等）に供給するとともに、所定の条件を満たすときには補助熱源器４により給湯用水をさらに加熱して温度調節する機能を有している。
【００３５】
図１に示すように、給湯装置は、高温高圧の冷媒と熱交換させて温水を沸き上げる加熱手段であるヒートポンプユニット１と、このヒートポンプユニット１によって加熱された温水を貯える貯湯タンク２と、この貯湯タンク２内下部の低温水が流出してヒートポンプユニット１で加熱されて貯湯タンク２内の上部に戻るように設けられた蓄熱用循環回路６と、蓄熱用の温水と給湯用水とを熱交換する給湯用熱交換器３と、給湯用熱交換器３で加熱された給湯用水をさらに補助的に加熱することができる補助熱源器４と、本給湯装置の作動を制御する制御装置１００と、を備えている。
【００３６】
ヒートポンプユニット１は、少なくとも圧縮機、蓄熱用熱交換器、膨張弁、蒸発器およびアキュムレータ等の冷凍サイクル機能部品が環状に接続されて構成されている。ヒートポンプユニット１は、例えば、冷媒として臨界温度の低い二酸化炭素を使用することにより、高圧側の冷媒圧力が冷媒の臨界圧以上になる超臨界ヒートポンプサイクルを構成する。
【００３７】
ヒートポンプサイクルを超臨界ヒートポンプで構成した場合、一般的なヒートポンプサイクルよりも高温、例えば、８５℃〜９０℃程度の湯を貯湯タンク２内に蓄えることができる。ヒートポンプサイクルは、主に、料金設定の安価な深夜時間帯の深夜電力を利用して貯湯タンク２内の湯を沸き上げる沸き上げ運転を行う。
【００３８】
蓄熱用循環回路６には、ヒートポンプユニット１内の蓄熱用熱交換器である水−冷媒熱交換器に供給される水の温度を検出する入水温度サーミスタと、水−冷媒熱交換器出口での沸き上げ温度を検出する沸上げ温度サーミスタと、電動ポンプと、が設けられている。そして、各サーミスタの検出温度信号は制御装置１００に出力される。
【００３９】
貯湯タンク２は、給湯用水を加熱する蓄熱用流体である温水を蓄える縦長形状の容器であり、耐食性に優れた金属製、例えば、ステンレス製からなり、その外周部に断熱材が設けられ、高温水を長時間に渡って保温することができる。また、蓄熱用流体は、主成分が水であり、防腐剤、凍結防止剤、ＬＬＣ等を含んでいてもよい。また、蓄熱用流体は、交比熱を有する蓄熱材料をマイクロカプセル等の方法により封入し、これを水に分散させて混合してもよいし、スリラー状にして混合させてもよい。
【００４０】
蓄熱用循環回路６の電動ポンプが作動することにより、貯湯タンク２内の温水が循環する。これにより、蓄熱用熱交換器で加熱された貯湯タンク２内の温水は、蓄熱用循環回路６を通って貯湯タンク２内の上部に送り込まれるので、貯湯タンク２内の上部側から下部側へ向かって複数の温度層を形成するように順次蓄熱されていく。
【００４１】
給湯用熱交換器３は、互いの内部を流れる流体同士が熱交換するように設けられた１次側通路３ａおよび２次側通路３ｂを備えている。１次側通路３ａは貯湯タンク２内部に連通し、貯湯タンク２内の温水が流れる流路である。２次側通路３ｂは上流側端部が給水用配管１０に接続され、下流側端部が給湯用配管１３に接続される流路であり、給湯端末に供給される給湯用水が流れる流路である。１次側通路３ａおよび２次側通路３ｂは、各通路を流れる流体間で熱交換が行われる形態であればよい。例えば、一方の通路が内側管内に形成され、他方の通路が内側管の外側を覆う外側管内に形成される二重管構造で構成してもよい。また、給湯用熱交換器３は、は、１次側通路３ａおよび２次側通路３ｂのそれぞれを流れる流体の流れ方向が対向する対向式熱交換器であることが好ましい。
【００４２】
貯湯タンク２は、給湯用熱交換器３の１次側通路３ａとの間で循環流路である１次側循環回路８を形成するように１次側通路３ａに接続されている。この１次側循環回路８は、貯湯タンク２の最上部に設けられた導出口に接続されており、この導出口と１次側通路３ａとをつなぐ流路に熱交換器入口温度を検出する１次側熱交換器入口温度サーミスタ１８を備えている。
【００４３】
さらに１次側循環回路８は、貯湯タンク２の最下部に設けられた導入口に接続されており、この導入口と１次側通路３ａとをつなぐ流路に、１次側通路３ａから貯湯タンク２内の下部に向けて流出する蓄熱用流体の１次側熱交換器出口温度を検出する１次側循環戻り温度サーミスタ１９と、蓄熱用流体を１次側循環回路８に強制的に循環させる蓄熱用流体駆動手段である循環用ポンプ９と、を備えている。１次側熱交換器入口温度サーミスタ１８および１次側循環戻り温度サーミスタ１９により検出される温度信号は、制御装置１００の入力回路に入力されるようになっている。
【００４４】
給水用配管１０の上流は、水道配管に接続されており、市水（水道水）が給湯用熱交換器３の２次側通路３ｂに導入されるようになっている。給水用配管１０には、流量検出器１６と給水温度サーミスタ２０とが設けられている。流量検出器１６は２次側通路３ｂ方向に向かう流量（２次側流量）を検出する検出手段であり、また給水温度サーミスタ２０は市水の温度を検出し、検出された流量信号および温度信号は、制御装置１００の入力回路に入力されるようになっている。
【００４５】
給湯用配管１３は、給湯用熱交換器３の２次側通路３ｂ出口と台所、洗面所、浴室などへの給湯端末（手洗い栓、カラン、風呂等）とを接続する配管である。そして、給湯用配管１３の下流側には、給湯温度を検出する給湯温度サーミスタ２２と、流量カウンタ（図示せず）とが設けられている。給湯温度サーミスタ２２および流量カウンタによって検出された給湯温度信号および流量信号は、制御装置１００の入力回路に入力されるようになっている。
【００４６】
給湯用配管１３には、給湯用熱交換器３の２次側通路３ｂ出口における給湯水の温度（熱交換器２次出口温度）を検出する２次側出口温度サーミスタ２１（２次出口温度検出器）が設けられている。検出された熱交換器２次出口温度は制御装置１００の入力回路に入力されるようになっている。また、給湯用配管１３は、２次側出口温度サーミスタ２１よりも下流側で給湯用配管１３が補助熱源用通路１５に分岐する分岐部を備えており、この分岐部には熱源切替弁１１が設けられている。この熱源切替弁１１は、給湯用水を加熱する場合に、主熱源のみを利用するか、さらに補助熱源を利用するかを切り替える熱源切替手段である。本実施形態では、熱源切替弁１１は２次側通路３ｂを流出した給湯用水を給湯用配管１３側か、補助熱源側通路１５側かのいずれかを流れるように切り替えることができる。
【００４７】
補助熱源用通路１５の途中には、補助熱源側通路１５を流れてきた給湯用水を再加熱する補助熱源器４が設けられ、補助熱源用通路１５の下流端部は給湯用配管１３に合流している。補助熱源器４は、発熱部と、発熱部からの熱を受熱する熱交換部と、を有しており、熱交換部を補助熱源用通路１５が通っている。補助熱源用通路１５を通る水は、熱交換部を通過するときに発熱部からの熱を吸熱する。また、補助熱源器４は、通過する給湯用水を加熱可能な機器であれば特に限定するものではない。補助熱源器４として、例えば、ガス等の燃料による燃焼炎を用いて内部を通過する給湯用水を加熱する小型ガス湯沸かし器、灯油を燃料として燃焼させる燃焼部を発熱部とする機器、貯湯タンクに貯めた蓄熱性流体を加熱源とするもの、電気を利用した電気式ヒータ等を採用することができる。
【００４８】
給水用配管１０は、給湯用熱交換器３の２次側通路３ｂの手前で分岐し、この分岐した配管は給湯用配管１３に合流している。この給水用配管１０の分岐部から給湯用配管１３の合流部に至るまでの配管は給湯用熱交換器３をバイパスする２次側バイパス通路１４である。２次側バイパス通路１４と給湯用配管１３との合流部には給湯用混合弁１２が設けられている。
【００４９】
この給湯用混合弁１２は、給湯端末側に出湯する湯温を調節する温度調節弁であり、給湯用配管１３側と２次側バイパス通路１４側との開口面積比を調節することにより、給湯用熱交換器３で加熱された給湯用水と市水との混合比を調節して設定温度に調節するように制御される。制御装置１００は、リモートコントローラ１１０等により設定される温度と、給水温度サーミスタ２０、２次側出口温度サーミスタ２１および給湯温度サーミスタ２２によって検出される温度情報とに基づいて給湯用混合弁１２を制御する。
【００５０】
貯湯タンク２の外壁面には、蓄熱用温水の貯湯量、貯湯温度を検出するための水温センサである複数個の貯湯サーミスタ１７が設けられており、本実施形態では縦方向にほぼ等間隔で最上部から順にＴＨ１，ＴＨ２，ＴＨ３，ＴＨ４，ＴＨ５という５個のサーミスタが配設されている。これら５個のサーミスタの検出温度信号は、それぞれ制御装置１００の入力回路に入力されるようになっており、各水位レベルでの蓄熱用流体の温度や湯量を検出可能である。また、複数個の貯湯サーミスタ１７のうち、最上部に位置するＴＨ１は、高温の蓄熱用流体を出湯する出湯温度を検出することができる。
【００５１】
貯湯タンク２の天面には、貯湯タンク２内に市水を給水するための間接タンク５が載置されている。間接タンク５の上部には市水が流れてくる給水用配管と、逃し用配管とが接続されており、その下部には貯湯タンク２内下部とつながっている循環用配管７が接続されている。また間接タンク５内には水位センサが設けられており、制御装置１００に送信される水位センサの検出信号によって間接タンク５内に自動的に給水が行われる。給水用配管を通って流れてきた水が間接タンク５内に貯まると、間接タンク５内の水が循環用配管７を通って貯湯タンク２内下部に流入し、余分な水は逃がし用配管を通って外部に排出される。
【００５２】
図２に示すように、制御装置１００は、リモートコントローラ１１０上の各種スイッチからの信号、流量検出器１６、各種サーミスタ１７〜２２からの通信信号が入力される入力回路と、入力回路からの信号を用いて各種演算を実行するマイクロコンピュータと、マイクロコンピュータによる演算に基づいてヒートポンプユニット１、補助熱源器４、循環用ポンプ９、熱源切替弁１１、給湯用混合弁１２等を制御する通信信号を出力する出力回路と、を備えている。マイクロコンピュータは、記憶手段としてＲＯＭまたはＲＡＭを内蔵し、あらかじめ設定された制御プログラムや更新可能な制御プログラムを有している。
【００５３】
次に、上記構成における給湯装置の作動について説明する。まず、給湯装置の沸き上げ制御を説明する。ユーザーによってリモートコントローラ１１０の給湯スイッチがＯＮされている場合には、制御装置１００は主に電力料金の安価な深夜時間帯（例えば、当日の２３時から翌日の７時までの時間帯）にヒートポンプユニット１を運転し、貯湯タンク２内の蓄熱用流体を加熱し、必要な熱量を蓄える。
【００５４】
つまり、制御装置１００は、深夜電力時間帯になって貯湯サーミスタが貯湯タンク２内に翌日に必要な熱量が残っていないことを検出すると、ヒートポンプユニット１に対して沸き上げ開始を指令する。指令を受けたヒートポンプユニット１は圧縮機を起動した後に蓄熱用循環回路６の循環用ポンプを駆動開始し、貯湯タンク２下部から取り出した低温水を水−冷媒熱交換器で７０〜９０℃程度の高温に加熱し、蓄熱用循環回路６を介して貯湯タンク２の上部から貯湯タンク２内に戻し、貯湯タンク２の上部から順次積層して高温水を貯湯していく。貯湯サーミスタ１７が必要な熱量が貯湯されたことを検出すると、制御装置１００はヒートポンプユニット１に対して沸き上げ停止を指令し、ヒートポンプユニット１は圧縮機を停止するとともに、循環用ポンプも停止して沸き上げ動作を終了する。
【００５５】
次に、ユーザーが給湯端末で湯を使用する場合の制御について、図３および図４にしたがって説明する。図３は給湯装置の給湯制御処理を示したフローチャートである。図４は、図３のステップ１１０における循環用ポンプ制御のサブルーチンを示したフローチャートである。
【００５６】
まず、制御装置１００はステップ１０で循環用ポンプ９および補助熱源器４の運転を停止する処理後、複数個の貯湯サーミスタ１７のうち最上部のサーミスタＴＨ１により検出された温度がユーザーにより設定された給湯設定温度に第１の所定温度Ｔａを加えた値（給湯設定温度＋Ｔａ）以上であるか否かを判定する（ステップ２０）。第１の所定温度Ｔａは、貯湯温度が補助熱源による再加熱を必要としない程度に給湯設定温度に対して高い温度になっているかどうかを判定するために用いられる温度であり、本実施形態ではＴａは２０℃とする。そして、制御装置１００はステップ２０においてサーミスタＴＨ１の検出温度が高い（給湯設定温度＋Ｔａ以上である）と判定すると、給湯用配管１３側（出湯側）の開度が１００％となるように熱源切替弁１１の開度を制御する（ステップ３０）。
【００５７】
次に、制御装置１００は、ステップ４０で、流量検出器１６によって検出される２次側流量がＱｘ（Ｌ／分）以上であるか否かを判定する。ここでＱｘは、マイクロコンピュータに予め記憶された以下の数式１を用いて算出される。
【００５８】
（数式１）
Ｑｘ＝ｙ／（給湯設定温度−給水温度）
ｙ（ｋｃａｌ）は補助熱源器４の最低加熱能力であり、ここでは５０ｋｃａｌとする。給湯設定温度はユーザーが例えばリモートコントローラ１１０を操作することにより設定した出湯設定温度である。給水温度は、給水温度サーミスタ２０によって検出される市水の温度である。
【００５９】
そして、制御装置１００はステップ４０において２次側流量が算出されたＱｘ（Ｌ／分）未満であると判定した場合には、再びステップ２０に戻りステップ２０の判定処理を実行する。しかし、制御装置１００は、２次側流量が算出されたＱｘ（Ｌ／分）以上であると判定した場合には、補助熱源器４を停止する処理を実行するとともに、２次側通路３ｂの出口における給湯用水の目標温度である熱交換器２次出口目標温度が給湯設定温度に第４の所定温度Ｔｄを加えた値に等しくなるように循環用ポンプ９の回転速度（循環用ポンプ９の駆動流量）を制御する（ステップ５０）。
【００６０】
なお、本実施形態では第４の所定温度Ｔｄは０℃とする。この場合は、貯湯タンク２内の貯湯温度が給湯設定温度よりも十分に高く（ＴＨ１の検出温度が高温である）、２次側流量も大きいため、補助熱源器４による加熱に頼らなくても貯湯タンク２内の貯湯熱量だけで給湯端末側に出湯することができる。
【００６１】
そして、制御装置１００は、給湯温度サーミスタ２２によって検出される温度が給湯設定温度となるように給湯用混合弁１２について給湯用配管１３側と２次側バイパス通路１４側との開口面積比を調節することにより給湯用水と市水とを必要に応じて混合させるとともに、設定流量が得られるように流量調整弁（図示しない）の開度を調節する。これにより、ユーザーが所望する条件の給湯が給湯端末に出湯される。
【００６２】
次に、制御装置１００は、ステップ２０と同様の判定を行い（ステップ６０）、ＴＨ１の検出温度が給湯設定温度に第１の所定温度Ｔａを加えた値未満であると判定するまでは、ステップ４０からステップ６０の処理を繰り返し実行する。ステップ６０またはステップ２０でＴＨ１の検出温度が給湯設定温度に第１の所定温度Ｔａを加えた値未満であると判定すると、さらに制御装置１００は、ＴＨ１の検出温度が給水温度（給水温度サーミスタ２０によって検出される市水温度）に第２の所定温度Ｔｂを加えた値以上であるか否かを判定する（ステップ７０）。なお、本実施形態では第２の所定温度Ｔｂは２０℃とする。
【００６３】
そして、制御装置１００はステップ７０においてＴＨ１の検出温度が高い（給水温度にＴｂを加えた値以上である）と判定すると、補助熱源側通路１５側（補助熱源側）の開度が１００％となるように熱源切替弁１１の開度を制御する（ステップ８０）。
【００６４】
次に、制御装置１００は、上記ステップ４０と同様の判定処理を実行する（ステップ９０）。制御装置１００はステップ９０において２次側流量が算出されたＱｘ（Ｌ／分）未満であると判定した場合には、再びステップ２０に戻りステップ２０の判定処理を実行する。一方、２次側流量が算出されたＱｘ（Ｌ／分）以上であると判定した場合には、制御装置１００は、ステップ１００で補助熱源器４を起動する処理を実行するとともに、予めマイクロコンピュータに記憶させたサブルーチンプログラムにしたがった循環用ポンプ９の制御を実行する（ステップ１１０）。また、補助熱源器４の加熱出力は、給湯温度が給湯設定温度に等しくなるように制御される。
【００６５】
このステップ１１０における循環用ポンプ９の制御は、図４に示すサブルーチンのとおりである。図４に示すように、このサブルーチンにおいて制御装置１００は、まず、給水温度に第５の所定温度Ｔｅを加えた値が、ｙを２次側流量で除した値を給湯設定温度から引いた値（給湯設定温度−ｙ／２次側流量）よりも大きいか否かを判定する（ステップ１１１）。なお、本実施形態では第５の所定温度Ｔｅは１０℃とする。
【００６６】
制御装置１００は、ステップ１１１において給水温度に第５の所定温度Ｔｅを加えた値の方が大きいと判定した場合には、次に熱交換器２次出口目標温度が給水温度に第５の所定温度Ｔｅを加えた値に等しくなるように循環用ポンプ９の回転速度（循環用ポンプ９の駆動流量）を制御する（ステップ１１２）。このように循環用ポンプ９を制御することにより、熱交換器２次出口目標温度の上限が適切に決定されるので、補助熱源器４で加熱する能力が補助熱源器４の最低加熱能力を超えないように制御することができ、補助熱源器４の能力を十分に活用できる効率的な制御が得られる。
【００６７】
一方、ステップ１１１において給水温度に第５の所定温度Ｔｅを加えた値の方が大きくないと判定した場合には、次に熱交換器２次出口目標温度がｙを２次側流量で除した値を給湯設定温度から引いた値（給湯設定温度−ｙ／２次側流量）に等しくなるように循環用ポンプ９の回転速度（循環用ポンプ９の駆動流量）を制御する（ステップ１１３）。
【００６８】
ここで、給湯設定温度を満たす給湯のために必要な能力の合計は、数式２で表される。
（数式２）
必要能力の合計＝（給湯設定温度−給水温度）×２次側流量
貯湯タンク２内の貯湯熱量による加熱能力は、数式３で表される。
（数式３）
貯湯熱量の加熱能力＝（熱交換器２次出口目標温度−給水温度）×２次側流量
そして、補助熱源器４による加熱能力は、数式２から数式３を差し引いた数式４となる。
（数式４）
補助熱源器の加熱能力＝（給湯設定温度−熱交換器２次出口目標温度）×２次側流量
前述のように補助熱源器４の最低加熱能力をｙとすると、補助熱源器の加熱能力はｙを超えてはいけないので、ｙ＝補助熱源器の加熱能力のときが熱交換器２次出口目標温度の最大値となる。
【００６９】
ゆえに、熱交換器２次出口目標温度の最大値は、数式５で表すことができる。
（数式５）
熱交換器２次出口目標温度の最大値＝給湯設定温度−ｙ／２次側流量
したがって、ステップ１１３の処理において制御装置１００は、最初に低下させるときの熱交換器２次出口目標温度を補助熱源器４が有する最低加熱能力に基づいて決定するようにしている。
【００７０】
このように循環用ポンプ９を制御することにより、熱交換器２次出口目標温度の上限が適切に決定されるので、補助熱源器４で加熱する能力が補助熱源器４の最低加熱能力を超えないように制御することができる。
【００７１】
以上のように図４に示すサブルーチンに係る制御では、貯湯タンク２内の貯湯温度がそれほど高くなく給水温度よりも第２の所定温度Ｔｂ以上高い場合（ＴＨ１の検出温度が中温である）に、貯湯タンク２内の貯湯熱量だけでは所望の給湯能力を満たすことができないため、循環用ポンプ９による蓄熱用流体の循環流量を低下させるとともに、補助熱源器４による再加熱を実行し給湯能力を補ったうえで、出湯するものである。
【００７２】
そして、制御装置１００は、給湯温度サーミスタ２２によって検出される温度が給湯設定温度となるように給湯用混合弁１２について給湯用配管１３側と２次側バイパス通路１４側との開口面積比を調節することにより給湯用水と市水とを必要に応じて混合させるとともに、設定流量が得られるように流量調整弁（図示しない）の開度を調節する。これにより、ユーザーが所望する条件の給湯が給湯端末に出湯される。
【００７３】
図４に示すサブルーチンの処理を実行した後、制御装置１００は、ステップ７０と同様の判定を行い（ステップ１２０）、ＴＨ１の検出温度が給湯設定温度に第２の所定温度Ｔｂを加えた値未満であると判定するまでは、ステップ９０からステップ１１０の処理を繰り返し実行する。ステップ１２０またはステップ７０でＴＨ１の検出温度が給湯設定温度に第２の所定温度Ｔｂを加えた値未満であると判定すると、さらに制御装置１００は、ステップ８０と同様に補助熱源側通路１５側（補助熱源側）の開度が１００％となるように熱源切替弁１１の開度を制御する（ステップ３００）。
【００７４】
そして、制御装置１００は、上記ステップ４０と同様の判定処理を実行する（ステップ３１０）。制御装置１００はステップ３１０において２次側流量が算出されたＱｘ（Ｌ／分）未満であると判定した場合には、再びステップ２０に戻りステップ２０の判定処理を実行する。一方、２次側流量が算出されたＱｘ（Ｌ／分）以上であると判定した場合には、制御装置１００は、補助熱源器４を起動する処理を実行するとともに、循環用ポンプ９の運転を停止する（ステップ３２０）。このステップ３２０の処理は、ステップ３１０において２次側流量がＱｘ（Ｌ／分）未満であると判定されるまで繰り返し実行される。この場合も補助熱源器４の加熱出力は給湯温度が給湯設定温度に等しくなるように制御される。
【００７５】
この制御により、貯湯タンク２内の貯湯熱量が低く、給湯用熱交換器３によって熱量が得られないときには、補助熱源器４による加熱を重視することにより、ユーザー所望の出湯を実施でき、無駄な運転を排除してランニングコストの低減が図れる。
【００７６】
さらに、制御装置１００は、給湯温度サーミスタ２２によって検出される温度が給湯設定温度となるように給湯用混合弁１２について給湯用配管１３側と２次側バイパス通路１４側との開口面積比を調節することにより給湯用水と市水とを必要に応じて混合させるとともに、設定流量が得られるように流量調整弁（図示しない）の開度を調節する。これにより、ユーザーが所望する条件の給湯が給湯端末に出湯される。なお、上記Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｄ，Ｔｅは、ユーザーが要求する出湯量に応じて変化する値であり、出湯量に応じて選択された値が一連の制御に用いられる。
【００７７】
図５は、ある条件において、本実施形態に係る給湯装置の給湯制御を実行した場合の各種パラメータの分布図である。図５では、出湯流量２０（Ｌ／ｍｉｎ）、出湯温度４０℃、給水温度９℃という条件において、Δｔ（循環戻り温度（１次側熱交換器出口温度）から給水温度をひいた値、単位は℃、実線で示す）、給水温度（単位は℃、破線で示す）、循環流量（単位はＬ／ｍｉｎ、一点鎖線で示す）、循環戻り温度（１次側熱交換器出口温度、単位は℃、実線で示す）、熱交換器２次出口温度（単位は℃、破線で示す）および熱交換効率（単位は％、実線で示す）の各分布を、横軸に設定した貯湯温度（サーミスタＴＨ１の検出温度、単位は℃）に対して表している。
【００７８】
従来の間接式給湯装置においては、一般に上記Δｔは貯湯温度が低下するほど徐々に大きくなる傾向があり、Δｔが大きくなると循環戻り温度の上昇とともに熱交換効率が悪化することになる。そして循環戻り温度の上昇によって、貯湯タンク２内下部におけるヒートポンプユニット１への給水温度が上昇し、この温度上昇した給水が蓄熱用循環回路６に取り出されてヒートポンプユニット１によって加熱されるため、ヒートポンプユニット１の成績係数が低下することになり、さらに貯湯タンク２内に十分な貯湯熱量を蓄えることができなくなる。これにより、貯湯タンク２の容量を大きくする、昼間の追加沸き増し運転が必要になるなどの対策を講じなければならない。
【００７９】
そこで、給湯用熱交換器３を有する間接式給湯装置に補助熱源器４を組み合わせた本実施形態の給湯装置は、給湯端末へ出湯するときに、貯湯タンク２内から給湯用熱交換器３の１次側通路３ａに向けて流出する蓄熱用流体が所定温度以下であるときは、蓄熱用流体の流量を低下させるように循環用ポンプ９を制御するとともに、補助熱源器４を起動させて給湯用水を加熱する。
【００８０】
このような制御を実行することにより、図５に示すように、貯湯温度が６０℃以下に低下しても、熱交換器２次出口温度の低下分は補助熱源器４の再加熱分で補うことで、循環戻り温度およびΔｔの上昇を抑制して熱交換効率の低下を抑制することができる。ゆえに、貯湯タンク２の容量の拡大、昼間の追加沸き増し運転等行うことなく、ランニングコストおよび製品コストの低減を実現できる。
【００８１】
以上のように、本実施形態に係る給湯装置について図３および図４にしたがって説明した上記給湯制御を適用することにより、貯湯温度が低下した場合でも、貯湯タンク２内の上部にまで及んでいる中温水を無駄なく使用する給湯運転を実施できる。さらに、上記給湯制御では循環戻り温度の低下を図ることにより、ヒートポンプユニット１への給水温度の上昇を抑え、ヒートポンプユニット１の成績係数の向上やランニングコストの低減を提供できる。また、貯湯タンク２内の中温水を回収するための中温水取り出し管や混合弁を設けずとも良好な給湯運転を実施できるので、部品点数の減少や製品コストの低減が図れる。また、本実施形態によれば、貯湯タンク内に中温水が多くなった場合でも中温水の熱量を有効活用できるので、間接式給湯装置の不具合を解消するとともに、間接式給湯装置および補助熱源器のそれぞれの優れた利点を兼ね備えた給湯装置を提供できる。
【００８２】
また、制御装置１００は、最初に蓄熱用流体の流量を低下させるときに、２次側通路３ｂの出口における給湯用水の目標温度である熱交換器２次出口目標温度を補助熱源器４が有する最低加熱能力に基づいて決定する。これにより、補助熱源器４の能力を十分に活用できる効率的な再加熱制御が得られる。
【００８３】
（第２実施形態）
第２実施形態では、第１実施形態で説明した上記給湯制御の他の形態について図６〜図８にしたがって説明する。図６に示すフローチャートにおいて図３に示すフローチャートと同符号を付したステップは、同様の処理を行うもので、同様の作用効果を奏し、その説明は省略する。図６は本実施形態に係る給湯制御処理を示したフローチャートである。図７は、図６のステップ１７０における循環用ポンプ制御のサブルーチンを示したフローチャートである。図８は、ある条件において給湯制御を実行した場合の各種パラメータの分布図である。
【００８４】
図６に示すように、本実施形態に係る給湯制御処理は、図３に示すフローチャートに対して、ステップ７０またはステップ１２０でＴＨ１の検出温度が給湯設定温度に第２の所定温度Ｔｂを加えた値未満であると判定された場合にステップ３００に飛ばず、ＴＨ１の検出温度が給水温度に第３の所定温度Ｔｃ（ＴｃはＴｂよりも小さい値）を加えた値以上であるか否かを判定する処理を実行し（ステップ１３０）、
給水温度＋Ｔｃ≦ＴＨ１＜給水温度＋Ｔｂを満たす条件における制御をさらに実行する点が異なっている。なお、本実施形態では第２の所定温度Ｔｂは２０℃とする。
【００８５】
以下に新たに加わるステップ１３０〜ステップ１８０の処理について説明する。制御装置１００は、ステップ１３０においてＴＨ１の検出温度が、給水温度＋Ｔｃ以上、給水温度＋Ｔｂ未満であると判定すると、補助熱源側通路１５側（補助熱源側）の開度が１００％となるように熱源切替弁１１の開度を制御する（ステップ１４０）。
【００８６】
次に、制御装置１００は、上記ステップ４０と同様の判定処理を実行する（ステップ１５０）。制御装置１００はステップ１５０において２次側流量が算出されたＱｘ（Ｌ／分）未満であると判定した場合には、再びステップ２０に戻りステップ２０の判定処理を実行する。一方、２次側流量が算出されたＱｘ（Ｌ／分）以上であると判定した場合には、制御装置１００は、ステップ１６０で補助熱源器４を起動する処理を実行するとともに、予めマイクロコンピュータに記憶させたサブルーチンプログラムにしたがった循環用ポンプ９の制御を実行する（ステップ１７０）。また、補助熱源器４の加熱出力は、給湯温度が給湯設定温度に等しくなるように制御される。
【００８７】
このステップ１７０における循環用ポンプ９の制御は、図７に示すサブルーチンのとおりである。図７に示すように、このサブルーチンにおいて制御装置１００は、まず、２次側出口温度サーミスタ２１によって検出された熱交換器２次出口温度がｙを２次側流量で除した値を給湯設定温度から引いた値（給湯設定温度−ｙ／２次側流量）よりも大きいか否かを判定する（ステップ１７１）。
【００８８】
制御装置１００は、ステップ１７１において熱交換器２次出口温度の方が大きいと判定した場合には、熱交換器２次出口温度が高くなりすぎているとみなして、循環用ポンプ９を停止する処理を実行し（ステップ１７３）、次回の出湯まで給湯用熱交換器３による給湯用水の加熱をこれ以上行わない。
【００８９】
一方、ステップ１７１において熱交換器２次出口温度の方が大きくないと判定した場合には、循環用ポンプ９を回転数を低下させた一定回転数ｆ（例えば１０００ｒｐｍ）となるように一定出力で制御する（ステップ１７２）。このように循環用ポンプ９を制御することにより、熱交換器２次出口温度は、成り行きに任せになる。
【００９０】
以上のように図７に示すサブルーチンに係る循環用ポンプ９の制御では、貯湯タンク２内の貯湯温度が給水温度に第２の所定温度Ｔｂを加えた値よりも低い場合に、さらに熱交換器２次出口温度に応じて循環用ポンプ９の一定回転数制御または停止を行うことにより、熱交換器２次出口温度に基づいた制御ではなく簡単な処理によって補助熱源器４による再加熱を実行し、給湯能力を補うことができる。
【００９１】
そして、制御装置１００は、給湯温度サーミスタ２２によって検出される温度が給湯設定温度となるように給湯用混合弁１２について給湯用配管１３側と２次側バイパス通路１４側との開口面積比を調節することにより給湯用水と市水とを必要に応じて混合させるとともに、設定流量が得られるように流量調整弁（図示しない）の開度を調節する。これにより、ユーザーが所望する条件の給湯が給湯端末に出湯される。
【００９２】
図７に示すサブルーチンの処理を実行した後、制御装置１００は、ステップ１３０と同様の判定を行い（ステップ１８０）、ＴＨ１の検出温度が給湯設定温度に第３の所定温度Ｔｃを加えた値未満であると判定するまでは、ステップ１５０からステップ１７０の処理を繰り返し実行する。ステップ１８０またはステップ１３０でＴＨ１の検出温度が給湯設定温度に第３の所定温度Ｔｃを加えた値未満であると判定すると、さらに制御装置１００は、第１実施形態と同様のステップ３００以降の処理を実行していく。
【００９３】
図８は、前述の図５と同様の条件において、本実施形態に係る給湯装置の給湯制御を実行した場合の各種パラメータの分布図である。図８において横軸に貯湯温度（サーミスタＴＨ１の検出温度、単位は℃）を設定して分布を表した各種パラメータは、図５と同様のものである。
【００９４】
本実施形態では、給湯用熱交換器３を有する間接式給湯装置に補助熱源器４を組み合わせた装置において上記制御を実行することにより、図８に示すように、貯湯温度が３０℃以下に低下しても、熱交換器２次出口温度の低下分を補助熱源器４の再加熱分で補うことで、循環戻り温度およびΔｔの上昇を抑制して熱交換効率の低下を抑制することができる。
【００９５】
（第３実施形態）
第３実施形態では、第２実施形態で説明した上記給湯制御におけるステップ１７０（サブルーチン）の他の形態について図９にしたがって説明する。図９は、図６のステップ１７０における循環用ポンプ制御のサブルーチンを示したフローチャートである。本実施形態に係る給湯制御処理の基本的流れは、図６に示すフローチャートと同様であるのでその説明は省略する。
【００９６】
図９に示すように、循環用ポンプ９制御のサブルーチンにおいて制御装置１００は、まず、給水温度に第６の所定温度Ｔｇを加えた値が、ｙを２次側流量で除した値を給湯設定温度から引いた値（給湯設定温度−ｙ／２次側流量）よりも大きいか否かを判定する（ステップ１７５）。なお、第６の所定温度Ｔｇは第５の所定温度Ｔｅよりも小さい値であり、本実施形態では５℃とする。
【００９７】
制御装置１００は、ステップ１７５において給水温度に第６の所定温度Ｔｇを加えた値の方が大きいと判定した場合には、熱交換器２次出口温度が高くなりすぎているとみなして、循環用ポンプ９を停止する処理を実行し（ステップ１７７）、次回の出湯まで給湯用熱交換器３による給湯用水の加熱をこれ以上行わない。
【００９８】
一方、ステップ１７５において給水温度に第６の所定温度Ｔｇを加えた値の方が大きくないと判定した場合には、次に熱交換器２次出口目標温度が給水温度に第６の所定温度Ｔｇを加えた値に等しくなるように循環用ポンプ９の回転速度（循環用ポンプ９の駆動流量）を制御する（ステップ１７６）。このように循環用ポンプ９を制御することにより、熱交換器２次出口目標温度の上限が適切に決定されるので、補助熱源器４で加熱する能力が補助熱源器４の最低加熱能力を超えないように制御することができる。なお、第６の所定温度Ｔｇは、ユーザーが要求する出湯量に応じて変化する値であり、出湯量に応じて選択された値が一連の制御に用いられる。
【００９９】
以上のように図９に示すサブルーチンに係る循環用ポンプ９の制御では、貯湯タンク２内の貯湯温度が給水温度に第２の所定温度Ｔｂを加えた値よりも低い場合に、熱交換器２次出口目標温度が図４のステップ１１２よりもさらに低い温度（給水温度＋Ｔｇ）となるように循環用ポンプ９の回転速度（循環用ポンプ９の駆動流量）を低下させる制御を実行することにより、給湯用熱交換器３による加熱分を抑えめにし、給湯用熱交換器３による加熱では足りない熱量分を補助熱源器４による再加熱によって補充するようにしている。
【０１００】
そして、制御装置１００は、給湯温度サーミスタ２２によって検出される温度が給湯設定温度となるように給湯用混合弁１２について給湯用配管１３側と２次側バイパス通路１４側との開口面積比を調節することにより給湯用水と市水とを必要に応じて混合させるとともに、設定流量が得られるように流量調整弁（図示しない）の開度を調節する。これにより、ユーザーが所望する条件の給湯が給湯端末に出湯される。
【０１０１】
以上のように、図６および図９にしたがって説明した本実施形態に係る上記給湯制御を実施することにより、第１実施形態で説明した給湯制御と同様の作用効果が得られるとともに、貯湯タンク２内にさらに低温の中温水が蓄えられている場合でも、当該中温水を有効に活用した給湯運転を実施できる。
【０１０２】
（第４実施形態）
第４実施形態では、第２実施形態で説明した上記給湯制御の他の形態について図１０および図１１にしたがって説明する。図１０は、本実施形態に係る給湯制御処理を示したフローチャートである。図１１は、ある条件において、本実施形態に係る給湯制御を実行した場合の各種パラメータの分布図である。
【０１０３】
本実施形態に係る給湯制御のフローチャートは、図１０に示すように、図６のフローチャートに対して、図６のステップ７０，８０，９０，１００，１１０，１２０がない点が異なっており、さらにステップ２０においてＮＯと判定された場合やステップ６０においてＮＯと判定された場合は次にステップ１３０が実行されるようになっている。図１０において図６に示すフローチャートと比較して同様の処理を実行するステップには同符号を付しており、各ステップの詳細説明は省略する。
【０１０４】
図１１は、前述の図５と同様の条件において、本実施形態に係る給湯制御を実行した場合の各種パラメータの分布図である。図１１において横軸に貯湯温度（サーミスタＴＨ１の検出温度、単位は℃）を設定して分布を表した各種パラメータは、図５と同様のものである。
【０１０５】
本実施形態では、給湯用熱交換器３を有する間接式給湯装置に補助熱源器４を組み合わせた装置において上記制御を実行することにより、図１１に示すように、貯湯温度が６０℃以下に低下しても、熱交換器２次出口温度の低下分を補助熱源器４の再加熱分で補うことで、循環戻り温度およびΔｔの上昇を抑制して熱交換効率の低下を抑制することができる。上記制御構成により、貯湯タンク２内の中温水を有効活用するための給湯制御プログラムをより簡単なアルゴリズムによって構築することができる。
【０１０６】
（第５実施形態）
第５実施形態では、第４実施形態で説明した上記給湯制御の他の形態について図１２および図１３にしたがって説明する。図１２は、本実施形態に係る給湯制御処理を示したフローチャートである。図１３は、図１２のステップ２００における循環用ポンプ９制御のサブルーチンを示したフローチャートである。
【０１０７】
図１２に示すフローチャートにおいて図１０に示すフローチャートと同符号を付したステップは、同様の処理を行うもので同様の作用効果を奏し、その説明は省略する。図１２に示すように、本実施形態に係る給湯制御処理は、図１０に示すフローチャートに対して、ステップ６０をステップ６０ａに、ステップ１７０をステップ２００に、ステップ１８０をステップ２２０に、それぞれ置き換えたものである。
【０１０８】
上記置き換えた各ステップの処理について説明する。制御装置１００は、ステップ５０の処理を実行した後、Δｔ（＝循環戻り温度−給水温度）が所定の許容温度ｈ以下であるか否かを判定する（ステップ６０ａ）。本実施形態ではｈは５℃とする。
【０１０９】
制御装置１００は、Δｔがｈ以下であると判定している間は、ステップ４０からステップ６０ａの処理を繰り返し実行する。ステップ６０ａでΔｔがｈよりも大きいと判定すると、制御装置１００はステップ１３０の処理を実行する。そして、順次ステップ１４０、１５０、１６０の各処理を実行した後、制御装置１００は、予めマイクロコンピュータに記憶させたサブルーチンプログラムにしたがった循環用ポンプ９の制御を実行する（ステップ２００）。
【０１１０】
このステップ２００における循環用ポンプ９の制御は、図１３に示すサブルーチンのとおりである。図１３に示すように、このサブルーチンにおいて制御装置１００は、まず、Δｔ（＝循環戻り温度−給水温度）がｈより大きいか否かを判定する（ステップ２０１）。
【０１１１】
制御装置１００は、ステップ２０１においてΔｔがｈより大きいと判定した場合には、２次側出口温度サーミスタ２１によって検出される熱交換器２次出口温度を１℃低下させるように循環用ポンプ９の回転速度を低下させる（ステップ２０２）。つまり、Δｔがｈより大きいときには給湯用熱交換器３による熱交換を抑えてΔｔを一定範囲内に維持する給湯制御を実行する。
【０１１２】
一方、ステップ２０１においてΔｔが所定の許容温度ｈ以下であると判定した場合には、熱交換器２次出口目標温度がｙを２次側流量で除した値を給湯設定温度から引いた値（給湯設定温度−ｙ／２次側流量）よりも大きいか否かを判定する（ステップ２０３）。
【０１１３】
制御装置１００は、ステップ２０３において熱交換器２次出口目標温度の方が大きいと判定した場合には、上記ステップ２０２の処理を実行し、さらに循環用ポンプ９の回転速度を低下させる。そしてステップ２０１の処理に飛ぶ。
【０１１４】
熱交換器２次出口目標温度の最大値は、前述の数式５で表すことができる。したがって、ステップ２０３の処理において制御装置１００は、最初に低下させるときの熱交換器２次出口目標温度を補助熱源器４が有する最低加熱能力に基づいて決定し、熱交換器２次出口目標温度がその最大値を超えないように制御している。
【０１１５】
一方、ステップ２０３において熱交換２次出口目標温度の方が大きくないと判定した場合には、次に、ｈから２（℃）を差し引いた値（ｈ−２）よりもΔｔが大きいか否かを判定する（ステップ２０４）。ステップ２０４でΔｔの方が大きいと判定すると、ステップ２０１の処理に飛ぶが、ステップ２０４でΔｔの方が大きくないと判定すると、次に制御装置１００は、２次側出口温度サーミスタ２１によって検出される熱交換器２次出口温度を１℃上昇させるように循環用ポンプ９の回転速度を増加させる（ステップ２０５）。つまり、Δｔがｈ−２以下であるときには給湯用熱交換器３による熱交換を増加させてΔｔを一定範囲内に維持する給湯制御を実行する。
【０１１６】
以上のように図１３に示すサブルーチンに係る循環用ポンプ９の制御では、貯湯タンク２内の貯湯温度ＴＨ１が、
給水温度＋Ｔｃ≦ＴＨ１＜給水温度＋Ｔａを満たす場合に、Δｔを監視し、Δｔが所定値以上（ここでは５℃以上）にならないように熱交換器２次出口目標温度に基づいて循環用ポンプ９の回転数を制御する。これにより、貯湯タンク２内の中温水の有効活用と補助熱源器４の再加熱とを組み合わせて、必要給湯能力を確保することができる。
【０１１７】
そして、制御装置１００は、給湯温度サーミスタ２２によって検出される温度が給湯設定温度となるように給湯用混合弁１２について給湯用配管１３側と２次側バイパス通路１４側との開口面積比を調節することにより給湯用水と市水とを必要に応じて混合させるとともに、設定流量が得られるように流量調整弁（図示しない）の開度を調節する。これにより、ユーザーが所望する条件の給湯が給湯端末に出湯される。
【０１１８】
図１３に示すサブルーチンの処理を実行した後、制御装置１００は、ステップ６０ａと同様の判定を行い（ステップ２２０）、Δｔが所定の許容温度ｈよりも小さくなるまでは、ステップ１５０，１６０，２００の各処理を繰り返し実行する。ステップ２２０でΔｔがｈよりも小さい判定されるか、またはステップ１３０でＴＨ１の検出温度が給湯設定温度に第３の所定温度Ｔｃを加えた値未満であると判定すると、さらに制御装置１００は、第４実施形態と同様のステップ３００以降の処理を実行していく。
【０１１９】
以上のように制御装置１００は、最初に熱交換器２次出口目標温度を低下させた以降の制御においても、熱交換器２次出口目標温度を補助熱源器４の最低加熱能力に基づいて決定する。これにより、補助熱源器４が作動できなくなってしまうことを防止でき、再加熱能力を安定して供給し続けることができる。
【０１２０】
（第６実施形態）
第６実施形態では、第５実施形態で説明した上記給湯制御におけるステップ２００（サブルーチン）の他の形態について図１４にしたがって説明する。図１４は、図１２のステップ２００における循環用ポンプ制御のサブルーチンを示したフローチャートである。本実施形態に係る給湯制御処理の基本的流れは、図１２に示すフローチャートと同様であるのでその説明は省略する。
【０１２１】
このステップ２００における循環用ポンプ９の制御は、図１４に示すとおりである。このサブルーチンにおいて制御装置１００は、まず、Δｔ（＝循環戻り温度−給水温度）が所定の許容温度ｈより大きいか否かを判定する（ステップ２０１）。
【０１２２】
制御装置１００は、ステップ２０１においてΔｔがｈより大きいと判定した場合には、循環用ポンプ９の回転数を５０ｒｐｍ低下させる（ステップ２０６）。つまり、Δｔがｈより大きいときには給湯用熱交換器３による熱交換を抑えてΔｔを一定範囲内に維持する給湯制御を実行する。
【０１２３】
一方、ステップ２０１においてΔｔがｈ以下であると判定した場合には、２次側出口温度サーミスタ２１によって検出される熱交換器２次出口温度がｙを２次側流量で除した値を給湯設定温度から引いた値（給湯設定温度−ｙ／２次側流量）よりも大きいか否かを判定する（ステップ２０７）。
【０１２４】
制御装置１００は、ステップ２０７において熱交換器２次出口温度の方が大きいと判定した場合には、上記ステップ２０６の処理を実行し、さらに循環用ポンプ９の回転速度を５０ｒｐｍ低下させる。そしてステップ２０１の処理に飛ぶ。
【０１２５】
一方、ステップ２０７において熱交換２次出口温度の方が大きくないと判定した場合には、次に、ｈから２（℃）を差し引いた値（ｈ−２）よりもΔｔが大きいか否かを判定する（ステップ２０８）。ステップ２０８でΔｔの方が大きいと判定すると、ステップ２０１の処理に飛ぶが、ステップ２０８でΔｔの方が大きくないと判定すると、次に制御装置１００は、循環用ポンプ９の回転数を５０ｒｐｍ増加させる（ステップ２０９）。つまり、Δｔがｈ−２以下であるときには給湯用熱交換器３による熱交換を増加させてΔｔを一定範囲内に維持する給湯制御を実行する。
【０１２６】
以上のように図１４に示すサブルーチンに係る循環用ポンプ９の制御では、貯湯タンク２内の貯湯温度ＴＨ１が、
給水温度＋Ｔｃ≦ＴＨ１＜給水温度＋Ｔａを満たす場合に、Δｔを監視し、Δｔが所定値以上（ここでは５℃以上）にならないように熱交換器２次出口温度に基づいて循環用ポンプ９の回転数を制御する。これにより、貯湯タンク２内の中温水の有効活用と補助熱源器４の再加熱とを組み合わせて、必要給湯能力を確保することができる。
【０１２７】
また、制御装置１００は、最初に熱交換器２次出口目標温度を低下させた以降の制御においても、熱交換器２次出口目標温度を補助熱源器４の最低加熱能力に基づいて決定する。これにより、補助熱源器４が作動できなくなってしまうことを防止でき、再加熱能力を安定して供給し続けることができる。
【０１２８】
（第７実施形態）
第７実施形態では、上記すべての実施形態に適用可能な給湯装置の他の形態を図１５にしたがって説明する。図１５は、図１に示す給湯装置に床暖房回路３０を追加した装置の概略構成を示した模式図である。図１５に示す給湯装置の模式図において図１に示す給湯装置と同符号を付した構成要素については、同一構成要素であり同様の作動および作用効果を奏しており、その説明は省略する。
【０１２９】
図１５に示すように、本実施形態の給湯装置は、第１実施形態に係る給湯装置に対してさらに、上流端部が貯湯タンク２内の上部に接続され、下流端部が貯湯タンク２内の下部または中央部に接続されている床暖房回路３０を備えている。この床暖房回路３０の途中には放熱端末器の一例である床暖房パネル３１と、回路内に貯湯タンク２内の温水を循環させるための暖房用循環用ポンプ３２と、回路内の温水を補助的に加熱できる補助熱源器３３と、暖房用循環用ポンプ３２の上流側通路および下流側通路に接続され、途中に補助熱源器３３が配されている補助熱源用回路３４と、が設けられている。
【０１３０】
さらに床暖房回路３０は、床暖房パネル３１内の温水が貯湯タンク２内に流れないで床暖房パネル３１内を循環可能なように床暖房パネル３１に並列に配されたバイパス通路３６と、このバイパス通路３６と床暖房回路３０との合流部に設けられる混合弁３５と、を備えている。なお、放熱端末器である床暖房パネル３１は、温水式温風暖房器や温水式パネルコンベクタ、温水式パネルラジエータ等に置き換えることもできる。また、混合弁３５は、下流側の二つの通路の開度をそれぞれ０〜１００％の範囲で制御可能に構成されている。
【０１３１】
上記構成において床暖房を実施する場合には、制御装置１００は、まず、暖房用循環用ポンプ３２を作動させ、下流の床暖房回路３０側の開度が１００％になるように混合弁３５を制御する。そして、貯湯タンク２内上部の高温の蓄熱用流体が床暖房回路３０に取り出され、床暖房パネル３１内を通過して放熱することにより床面を暖房し、さらに床暖房回路３０を貯湯タンク２に向かって流れ、中温流体として貯湯タンク２内下部に流入する。
【０１３２】
また、貯湯タンク２内の貯湯熱量が十分でない場合には、制御装置１００は補助熱源器３３を作動させて、温水加熱量を補充することができる。また、貯湯タンク２内の貯湯熱量を使用せずに床暖房を行いたい場合には、制御装置１００は、補助熱源器３３を作動させるとともに、混合弁３５を下流の床暖房回路３０側の開度が０％で、バイパス通路３６側の開度が１００％になるように制御する。
【０１３３】
上記床暖房運転を行った場合に貯湯タンク２内の中温水（例えば３０〜５０℃程度の温水）の増加が起こりうるが、本実施形態の給湯装置において第１実施形態乃至第６実施形態の給湯制御を実施することにより、貯湯タンク２内に蓄えられた中温水を有効に活用した給湯制御を提供できる。また、通常床暖房回路に必要とされる膨張タンクや水−水熱交換器を設けなくとも床暖房回路を構成することができるので、製品コストの低減や放熱ロスの低減を実現できる。
【０１３４】
（第８実施形態）
第８実施形態では、上記第１実施形態において説明した給湯装置に対して他の形態である給湯装置および熱源切替え時の制御について説明する。図１６は、図１に示す給湯装置に対して、補助熱源器４を流れる水の温度を検出できる熱交換部温度センサ２８を追加するとともに、風呂２６に湯張りするための出湯経路を明示したものであり、第８実施形態から第１１実施形態に係る給湯装置に適用できる構成である。図１７は当該給湯装置に係る制御構成を示したブロック図である。図１６および図１７において図１および図２に示す図面と同符号を付した構成要素については、同一構成要素であり同様の作動および作用効果を奏しており、その説明は第１実施形態に記載のとおりである。
【０１３５】
本給湯装置は、主熱源に含まれる貯湯タンク２と他の補助熱源である補助熱源器４とを基本構成として備えている。そして本給湯装置は、主熱源が有する熱量に応じて給湯用水を補助熱源器４に通過させるか否かを熱源切替手段によって切り替える。すなわち、主熱源の熱量が足りない場合（例えば、貯湯タンク２内に高温水が少なく中温水が大量に貯まっている場合）には、補助熱源器４によって熱量を補充するために、熱源切替手段を補助熱源器４側に切り替える。本給湯装置は、このような切り替え制御を実施することにより、シャワー、給湯水栓、風呂等の給湯端末側に所望温度の温水を供給する。
【０１３６】
このような構成を有する従来の給湯装置としては、例えば、特開平１０−４７７６４号公報に記載の装置が知られている。この従来の給湯装置は、主熱源である集熱器と貯湯タンクとを熱媒体が流れる循環配管を介して接続し、貯湯タンクに接続された給湯管の途中に加圧ポンプを備えるとともに、加圧ポンプの吸入側に補助熱源（給湯機）に切替弁を介して分岐管を備えたものである。そしてこの従来の給湯装置の作動において、貯湯タンクからの湯が加圧ポンプの入口側給湯管に直接流れるように切替弁が切り替わっている場合には、貯湯タンクの湯は補助熱源である給湯機には流れない。一方、貯湯タンクからの湯が分岐管に直接流れるように切替弁が切り替わっている場合には、貯湯タンクの湯は加圧ポンプに流れる前に予め補助熱源の給湯機で加熱された湯とともに分岐管を経由して、加圧ポンプに吸い込まれ、給湯端末である給湯栓側に流れることになる。
【０１３７】
しかしながら、補助熱源を経由しない給湯から補助熱源を経由する給湯に切り替えるときに、切り替えの初期に冷水が給湯栓側に排出されるという問題がある。これは、貯湯タンクと補助熱源との間の配管、補助熱源と給湯栓（出湯口）との間の配管等に冷水が停留しているからである。この冷水の停留発生は、冬期や補助熱源をしばらく使用していないときに補助熱源を経由した給湯経路を使用とする場合に顕著となる。このような冷水が例えばシャワーの出湯口から急に排出されると、湯が排出されると思っているユーザーは不意をつかれ、ユーザーに不快感を与えてしまう。
【０１３８】
そこで、本実施形態に記載する発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は配管内に停留している冷水によってユーザーに不快感を与えることを防止する給湯装置を提供することである。
【０１３９】
図１６に示すように、補助熱源器４の熱交換部を通る補助熱源用通路１５の表面には、補助熱源器４内部を流れる水の温度を検出できる熱交換部温度センサ２８が設けられている。給湯用配管１３には、給湯用混合弁１２よりも下流側部位に風呂用配管２７が接続されている。風呂用配管２７は、その上流端が給湯用配管１３に接続され、その下流端が浴槽２６に接続されており、浴槽２６内に湯張り、差し湯、たし湯などを行うときに、所定温度に温度調節された給湯用水を導く配管である。風呂用配管２７の流路の中途には、温度調節手段である風呂用電磁弁２３、浴槽２６内に流入する湯の量を検出する流量センサ２４、および湯張りされる湯の温度を検出できる風呂用温度サーミスタ２５が設けられている。
【０１４０】
図１７に示すように、流量センサ２４および風呂用温度サーミスタ２５によって検出された流量信号および給湯温度信号は、制御装置１００の入力回路に入力されるようになっている。風呂用電磁弁２３は、風呂用配管２７の流路を開閉する弁であり、浴槽２６内に浴水を湯張り、差し湯、たし湯などを行うときに制御装置１００によって制御される。そして、流量センサ２４が風呂用配管２７内の水の流れを検出したときは、風呂用電磁弁２３が開弁されて浴槽２６内に湯張りが行われている状態である。制御装置１００は、浴槽２６に湯張りを行うときに、風呂用電磁弁２３を開き、給湯用混合弁１２によって所定温度に調節された湯を風呂用配管２７に流入させ、設定湯量になるまで浴槽２６内に湯を取り込む。
【０１４１】
冬期や補助熱源器４をしばらく使用していないときには、貯湯タンク２と補助熱源器４との間の配管や補助熱源器４と給湯端末の出湯口との間の配管等に水が停留することがある。この停留水が低温の冷水となっているときであって、主熱源である貯湯タンク２内に十分な貯湯熱量が確保されていないときに、シャワーが使用されると、補助熱源器４での再加熱を利用する熱源の切り替え制御が行われる。このとき、まず、低温の停留水がシャワーの出湯口から流出するため、ユーザーが冷水を浴びてしまうことがある。本実施形態の給湯装置は、このようなことを回避するために、所定の切替条件が成立した場合に、熱源切替弁１１を給湯用水が補助熱源器４を経由して流れるように切り替えることにより、当該停留水を給湯用水とともにシャワーを除く給湯端末に流出させるように制御する。
【０１４２】
次に、上記構成の給湯装置において熱源を切り替えるときの制御の一例を図１８にしたがって説明する。図１８は、熱源切替手段である熱源切替弁１１の制御の一例を示したフローチャートである。リモートコントローラ１１０が操作されて電源がＯＮされると、熱源切替弁１１は、例えば、給湯用配管１３を１００％開放するように出湯側に開いた状態にある。さらに、補助熱源用通路１５や補助熱源器４内部の通路には低温の水が停留している。そして、制御装置１００は、熱源切替弁１１を出湯側が開弁している状態から補助熱源器４側が開弁する状態に切り替える所定の切替条件が成立したか否かを判定する。制御装置１００はその一例として、浴槽２６への湯張りが開始されているか否かを判定する（ステップ４００）。また、湯張りの開始命令は、ユーザーがリモートコントローラ１１０を操作して湯張り運転を命令した場合、自動運転によって湯張りが開始された場合等に制御装置１００に送信される。
【０１４３】
制御装置１００はステップ４００で湯張りが開始されていると判定すると、補助熱源器４の開度を補助熱源用通路１５側に１００％開放するように切り替える（ステップ４１０ａ）。この状態では風呂用電磁弁２３は開弁されている。このステップ４１０ａでの処理により、２次側通路３ｂを流れる水が、循環用ポンプ９によって強制的循環される貯湯タンク２内の湯と給湯用熱交換器３で熱交換されて補助熱源用通路１５を流れた後、風呂用配管２７に流入して浴槽２６内に流出することになる。
【０１４４】
このとき、補助熱源用通路１５、補助熱源器４内部等に停留している冷水は、給湯用熱交換器３で熱交換された湯によって押し流され、風呂用配管２７内を流れて浴槽２６内に流出される。浴槽２６内の湯張り量は当該冷水に対して多量であるので、湯の温度が冷水によってあまり低下しないため、後でユーザーが浴槽２６内に入っても冷水を感じることもなく、所望の湯張りを行うことができる。
【０１４５】
次に、制御装置１００は、熱源切替弁１１の開弁を給湯用配管１３側に切り替えるタイミングを判定するためにステップ４２０ａの判定処理を実行する。ステップ４２０ａの判定処理では、熱交換部温度センサ２８によって検出された補助熱源器４内の通路表面温度が給湯設定温度（湯張り設定温度）に所定の温度Ｔαを加えた値（給湯設定温度＋Ｔα）以上であるか否かを判定する。所定温度Ｔαは、補助熱源器４内の通路を通る水の温度が給湯設定温度に近い温度になっているかどうかを判定するために用いられる温度であり、本実施形態ではＴαは例えば１℃とする。
【０１４６】
そして、制御装置１００は補助熱源器４内の通路表面温度がステップ４２０ａで規定する温度以上に暖められるまで熱源切替弁１１を補助熱源側が開放される状態に維持する。制御装置１００はステップ４２０ａにおいて補助熱源器４内の通路表面温度が高くなった（給湯設定温度＋Ｔα以上である）と判定すると、給湯用配管１３側（出湯側）の開度が１００％となるように熱源切替弁１１の開度を制御し（ステップ４３０）、通常の給湯経路によって、湯張りを継続する。このような一連の制御により、補助熱源器４内部等に停留している冷水は所定のタイミングで浴槽２６内に排出される。なお、熱源切替弁１１を補助熱源側開放状態に維持している間、補助熱源器４は運転状態、停止状態のいずれであってもよい。
【０１４７】
以上のように、停留水をシャワーを除く給湯端末に流出させる制御に一実施形態として、所定の切替条件成立の一例である湯張り時に、補助熱源器４内部等に停留している冷水を浴槽２６内に流出させる制御を実施することにより、ユーザーに低温の停留水が直接当たることを防止できる。
【０１４８】
本実施形態に係る給湯装置がもたらす作用効果を以下に述べる。本給湯装置は、給湯端末に出湯される給湯用水に熱を移動させて加熱する主熱源と、主熱源によって加熱された給湯用水をさらに加熱するように設けられた補助熱源器４と、給湯用水を給湯端末に出湯するときに補助熱源器４を経由するか否かを切り替える熱源切替手段である熱源切替弁１１と、熱源切替弁１１の切替え動作を制御する制御装置１００と、を備えている。
【０１４９】
そして制御装置１００は、所定の切替条件が成立した場合に、熱源切替弁１１を給湯用水が補助熱源器４を経由して流れるように切り替えることにより、補助熱源器４の内部および補助熱源器４に接続される配管の内部に停留している水を給湯用水とともにシャワーを除く給湯端末から流出させる。
【０１５０】
これによれば、所定の切替条件が成立した場合に当該停留水をシャワー以外の給湯端末（例えば、浴槽、各種カラン等）のいずれかから流出させることにより、ユーザーが低温の停留水を浴びてしまうことを回避できる。したがって、停留水が冷水になっていた場合でもユーザーに対して不快感を与えないように停留水の排出を行うことができる。
【０１５１】
また、好ましくは、制御装置１００は所定の切替条件が成立した場合に、当該補助熱源器４の内部等に停留している水を給湯用水とともに浴槽２６内に流出させる。
【０１５２】
これによれば、所定の切替条件が成立した場合に当該停留水を浴槽２６内に流出させることにより、ユーザーに低温の停留水が直接当たることを防止でき、ユーザーに対して不快感を与えない停留水の排出を行うことができる。また、熱源切替え時に出湯される給湯水の温度変動を抑制することができる。また、主熱源によって加熱された温水を補助熱源器４に通すことにより、停留水が当該温水によって温められて浴槽２６に流出されることになる。また、長時間配管内等に停留している停留水について仮に水が変質している場合には、これをユーザーが飲用することのない浴槽内に流出させるため、ユーザーの衛生面を悪化させるようなことがない。
【０１５３】
また、制御装置１００は、浴槽２６への湯張りが開始されていることを検出した場合に上記所定の切替条件が成立したものとする。これによれば、湯張り時に補助熱源器内部等に留まっている停留水を浴槽２６内に流出させることにより、ユーザーに低温の停留水が直接当たることを防止できる。
【０１５４】
例えば、湯張り開始時にまず当該停留水を浴槽２６内に流出させる場合でもユーザーは浴槽２６に入っていないため、ユーザーは冷水に触れることはない。あるいは、湯張り中に当該停留水を浴槽２６内に流出させる場合であってユーザーが浴槽２６に入っている場合でも、浴槽２６内の暖められた温水の中に比較的少量の冷水が混入されるため、ユーザーは冷水に直接触れることはなく、不快感を与えることがない。停留水が長時間配管内等に停留している場合には、衛生上好ましくない。これをユーザーが飲用することのない浴槽内に流出させるので、衛生面を確保することができる。
【０１５５】
また、ユーザーは夜に入浴する生活パターンである場合が多く、このパターンでは貯湯タンク２内の貯湯量が不足し、補助熱源を使用する熱源の切替えが必要になるのは湯張り完了後にユーザーがシャワーを使用する場合である。したがって、本実施形態のようにシャワーを使用する前の湯張り時に停留水を流出しておけば、その後のシャワー使用時に熱源の切り替えが行われたとしても、停留水がユーザーに向けて排出されることを回避できる。
【０１５６】
（第９実施形態）
第９実施形態では、第８実施形態で説明した上記制御の他の形態について図１９および図２０にしたがって説明する。図１９は本実施形態における熱源切替弁１１の切り替え制御を示したフローチャートである。図２０は、図１９のフローチャートにおいてステップ５１０ａの判断処理を他の形態（ステップ５１０ｂ）で実行する例を示したフローチャートである。
【０１５７】
図１９に示すように、リモートコントローラ１１０が操作されて電源がＯＮされると、制御装置１００は熱源切替弁１１の開放側が給湯用配管１３（出湯側）であるならば計時（カウント）を開始する（ステップ５００）。次に、制御装置１００は、熱源切替弁１１の所定の切替条件が成立したか否か、すなわち具体的には、複数個の貯湯サーミスタ１７のうち上から３番目のサーミスタＴＨ３により検出された温度がユーザーにより設定された給湯設定温度に所定温度Ｔβを加えた値（給湯設定温度＋Ｔβ）以下であること、およびステップ５００で開始した計時のカウントが２時間以上になったことの両方の条件が満たされたか否かを判定する（ステップ５１０ａ）。このとき、補助熱源用通路１５や補助熱源器４内部の通路には低温の水が停留している。なお、計時のカウントは一例として２時間以上としたものであり、この時間に限定するものではない。
【０１５８】
所定温度Ｔβは、貯湯タンク２内の中間部の温度が給湯設定温度に対して若干高い温度よりも低い温度であるかどうかを判定するために用いられる温度であり、本実施形態ではＴβは５℃とする。ステップ５１０ａの所定の条件は、貯湯タンク２内の蓄熱用流体が所定の温度以下になったこと、すなわち具体的には、貯湯タンク２内の中間部の温度があまり高くなく給湯加熱能力が低い状態であり、かつ給湯用水を補助熱源器４を経由しないで出湯する状態になってから所定の時間が経過したこと、すなわち具体的には、停留水が低温になるほどの時間留まっている状態を満たす条件である。つまり、このような条件を満たす停留水がシャワー等の水栓からユーザーに向けて流出されると、ユーザーに不快感を与えてしまうため、これを防止すべく、以下の処理にしたがって浴槽２６内に停留水を排出する。
【０１５９】
また、ステップ５１０ａの判断処理は、以下のような判断基準によって判断しても同様の作用効果が得られる。すなわち、制御装置１００は複数個の貯湯サーミスタ１７のうち上から２番目のサーミスタＴＨ２により検出された温度がユーザーにより設定された給湯設定温度に所定温度Ｔγを加えた値（給湯設定温度＋Ｔγ）以下であること、およびステップ５００で開始した計時のカウントが２時間以上になったことの両方の条件が満たされたか否かを判定する（ステップ５１０ａ）。この場合のＴγは１５℃とする。
【０１６０】
また、ステップ５１０ａの判断処理は、図２０に示すステップ５１０ｂによって判断しても同様の作用効果が得られる。すなわち、図２０に示すように、制御装置１００は、熱源切替弁１１の所定の切替条件が成立したか否か、すなわち具体的には、ステップ５００で開始した計時のカウントが所定時間以上になったか否かを判定する（ステップ５１０ｂ）。ステップ５１０ｂでの所定時間の経過は、停留水が低温になるほどの時間留まっている状態であることを満たす条件である。また、ステップ５１０ｂでの所定時間は、ステップ５１０ａでの２時間よりも長い時間とし、例えば４時間に設定する。
【０１６１】
制御装置１００はステップ５１０ａまたはステップ５１０ｂの所定の条件が満たされていると判定すると、補助熱源器４の開度を補助熱源用通路１５側に１００％開放するように切り替えるとともに、風呂用電磁弁２３を開弁する（ステップ５２０）。さらにステップ５２０では先の計時（カウント）を終了する。このステップ５２０での処理により、２次側通路３ｂを流れる水が、循環用ポンプ９によって循環される貯湯タンク２内の湯と給湯用熱交換器３で熱交換されて補助熱源用通路１５を流れた後、風呂用配管２７に流入して浴槽２６内に流出することになる。このとき、補助熱源用通路１５、補助熱源器４内部等に停留している冷水は、給湯用熱交換器３で熱交換された湯によって押し流され、風呂用電磁弁２３によって開放された風呂用配管２７内を流れて浴槽２６内に流出される。
【０１６２】
次に、制御装置１００は、熱源切替弁１１の開弁を給湯用配管１３側に切り替えるタイミングを判定するためにステップ５３０の判定処理を実行する。ステップ５３０の判定処理では、熱交換部温度センサ２８によって検出された補助熱源器４内の通路表面温度が給湯設定温度（湯張り設定温度）に所定の温度Ｔαを加えた値（給湯設定温度＋Ｔα）以上であるか否かを判定する。所定温度Ｔαは、上記第８実施形態におけるステップ４２０ａのＴαと同様の温度である。
【０１６３】
そして、制御装置１００は補助熱源器４内の通路表面温度がステップ５３０で規定する温度以上に暖められるまで熱源切替弁１１を補助熱源側が開放される状態に維持する。制御装置１００はステップ５３０において補助熱源器４内の通路表面温度が高くなった（給湯設定温度＋Ｔα以上である）と判定すると、給湯用配管１３側（出湯側）の開度が１００％となるように熱源切替弁１１の開度を制御し、（ステップ５４０）、ステップ５００に戻る。このような一連の処理により、補助熱源器４内部等に停留している冷水は所定の状態のときに浴槽２６内に排出される。なお、ステップ５２０からステップ５４０にかけての処理は、停留水をすべて排出できるだけの時間行えばよく、全体の給湯時間に対して非常に短時間で行われる。
【０１６４】
以上のように、制御装置１００は、このように所定の切替条件が満たされる毎に停留水を浴槽２６に排出する制御を実施する。停留水が浴槽２６内に排出された後は補助熱源用通路１５および補助熱源器４内部には冷水が残っていないため、その後シャワー、手洗い栓等が使用されてもユーザーが冷水に触れることはない。制御装置１００に電源が投入されて給湯装置が可動状態にあれば、上記一連の排水処理に係る制御は繰り返し行われる。
【０１６５】
本実施形態に係る給湯装置がもたらす作用効果を以下に述べる。本実施形態において制御装置１００は、給湯用水を補助熱源器４を経由しないで出湯する状態になってから所定の時間が経過したときに上記所定の切替条件が成立したものとする。これによれば、熱源切替弁１１が出湯側に切り替わった時にカウントを開始し、所定の時間が経過すると、熱源切替弁１１を補助熱源器４側に切り替えて停留水を排出する。このため、当該停留水がユーザーに対して不快感を与えるレベルの低温の水になったときに、当該停留水を浴槽２６に流出することができる。これにより、当該停留水の排出制御を必要な場合にだけ行えるので、無駄な切替え制御を抑制することができる。
【０１６６】
また、制御装置１００は、貯湯タンク２内の蓄熱用流体が所定の温度（ＴＨ３≦給湯設定温度＋Ｔβ）以下になったときに上記所定の切替条件が成立したものとする。これによれば、貯湯タンク２内の流体の温度を切り替えの判定基準とするため、貯湯タンク２内の湯があまり低くならないうちに停留水を浴槽２６に流出することができる。このため、補助熱源器４が再加熱を開始する温度よりも少し高い温度で当該停留水を流出させることが可能となる。したがって、補助熱源器４が再加熱を開始するときに低温の停留水がすでに排出されているため、効率の良い再加熱が実施でき、消費電力低減が図れる。
【０１６７】
（第１０実施形態）
第１０実施形態では、第８実施形態で説明した上記制御の他の形態について図２１にしたがって説明する。図２１に示すフローチャートにおいて図１８に示すフローチャートと同符号を付したステップは、同様の処理を行うもので、同様の作用効果を奏し、その説明は第８実施形態に記載のとおりである。図２１は本実施形態に係る熱源切替弁１１の制御を示したフローチャートである。
【０１６８】
図２１に示すように、本実施形態に係る制御は、図１８に示すフローチャートに対してステップ４２０ａをステップ４２０ｂに置き換えたものである。すなわち、制御装置１００は、ステップ４１０ａの処理の後、熱源切替弁１１の開弁を補助熱源側から給湯用配管１３側に切り替えるタイミングを判定するためにステップ４２０ｂの判定処理を実行する。ステップ４２０ｂの判定処理では、流量センサ２４によって検出された浴槽２６に流入する水量を読み込み、この風呂への流入水量が補助熱源器４および補助熱源用通路１５の配管が保有する水量に、所定の水量Ｇαを加えた値（補助熱源器４等の保有水量＋Ｇα）以上であるか否かを判定する。
【０１６９】
補助熱源器４等の保有水量は、本給湯装置固有である、補助熱源器４の容積および補助熱源用通路１５の容積から求められる保有可能な水量であり、これを予め制御装置１００に記憶された値である。当該記憶された保有水量は、例えば本給湯装置と同機であるマスター機を用いた評価実験により測定された実験値である。また、所定水量Ｇαは、補助熱源器４内の通路を通る水の温度が給湯設定温度に近い温度になっているかどうかを判定するために用いられる温度であり、本実施形態ではＧαは例えば５リットルとする。
【０１７０】
そして、制御装置１００は浴槽２６内に流入する水量がステップ４２０ｂで規定する所定の水量以上に検出されるまで熱源切替弁１１を補助熱源側が開放される状態に維持する。制御装置１００はステップ４２０ｂにおいて風呂への流入水量が所定の水量に達した（補助熱源器４等の保有水量＋Ｇα以上である）と判定すると、給湯用配管１３側（出湯側）の開度が１００％となるように熱源切替弁１１の開度を制御し（ステップ４３０）、通常の給湯経路によって、湯張りを継続する。
【０１７１】
このような一連の制御により、補助熱源器４内部等に停留している冷水は所定のタイミングで浴槽２６内に排出され、確実にユーザーが当該冷水に直接触れることを回避できる。なお、熱源切替弁１１を補助熱源側開放状態に維持している間、補助熱源器４は運転状態、停止状態のいずれであってもよい。
【０１７２】
（第１１実施形態）
第１１実施形態では、第８実施形態で説明した上記制御の他の形態について図２２にしたがって説明する。図２２に示すフローチャートにおいて図１８に示すフローチャートと同符号を付したステップは、同様の処理を行うもので、同様の作用効果を奏し、その説明は第８実施形態に記載のとおりである。図２２は本実施形態に係る熱源切替弁１１の制御を示したフローチャートである。
【０１７３】
図２２に示すように、本実施形態に係る制御は、図１８に示すフローチャートに対してステップ４１０ａをステップ４１０ｂに、並びにステップ４２０ａをステップ４２０ｃに、置き換えたものである。すなわち、制御装置１００は、ステップ４００で湯張りが開始されていると判定すると、ステップ４１０ｂで補助熱源器４の開度を補助熱源用通路１５側に１００％開放するように切り替えるとともに、停留水の流出時間の計時（カウント）を開始する。
【０１７４】
次に、制御装置１００は、熱源切替弁１１の開弁を補助熱源側から給湯用配管１３側に切り替えるタイミングを判定するためにステップ４２０ｃの判定処理を実行する。ステップ４２０ｃの判定処理では、ステップ４１０ｂで計時を開始した停留水の流出時間が所定時間（例えば１０秒）経過したか否かを判定する。この所定時間は、例えば本給湯装置と同機であるマスター機を用いた評価実験により停留水が配管等から流出しきるまでに要する時間を測定して得られた実験値であり、これを予めプログラムに記憶させておく。また、この所定時間は現場の施工状況によっても変化する時間であるため、機器に備えたディップスイッチ等を操作することにより製品設置後に可変できる構成としてもよい。
【０１７５】
そして、制御装置１００は停留水の流出時間が所定時間（例えば１０秒）を経過するまで熱源切替弁１１を補助熱源側が開放される状態に維持する。制御装置１００はステップ４２０ｃにおいて所定時間（例えば１０秒）が経過したと判定すると、給湯用配管１３側（出湯側）の開度が１００％となるように熱源切替弁１１の開度を制御し（ステップ４３０）、通常の給湯経路によって、湯張りを継続する。このような一連の制御により、補助熱源器４内部等に停留している冷水は所定のタイミングで浴槽２６内に排出され、確実にユーザーが当該冷水に直接触れることを回避できる。なお、熱源切替弁１１を補助熱源側開放状態に維持している間、補助熱源器４は運転状態、停止状態のいずれであってもよい。
【０１７６】
このように所定時間の経過によるタイマー機構によって熱源切替弁１１を出湯側に切り替えることにより、上記第８実施形態および第９実施形態と同様の作用効果が得られる。さらに、本実施形態では、熱交換部温度センサ２８がなく、補助熱源器４内部または補助熱源用通路１５の水の温度を計測することができない場合でも、予め記憶している停留水の流出に必要な時間を判断処理に用いたソフト仕様の工夫により、部品点数を少なくすることができ、冷水を浴槽２６内に確実に流出させる給湯装置が得られる。
【０１７７】
（その他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
【０１７８】
例えば、上記第９実施形態においてステップ５３０を、以下のような判断処理に置き換えてもよい。すなわち、熱源切替弁１１を補助熱源側を開弁するように切り替えた時から時間を計測し、所定時間（例えば１０秒）経過したか否かで判断する。制御装置１００は所定時間（例えば１０秒）経過したと判断した場合には次のステップで熱源切替弁１１を出湯側を開弁するように切り替える。この所定時間は、第１１実施形態での説明と同様に、例えば本給湯装置と同機であるマスター機を用いた評価実験により得られた実験値であり、これを予めプログラムに記憶させておく。また、この所定時間は、機器に備えたディップスイッチ等を操作することにより製品設置後に可変できる構成としてもよい。
【０１７９】
このように所定時間の経過によるタイマー機構によって熱源切替弁１１を出湯側に切り替えることにより、上記第８実施形態および第９実施形態と同様の作用効果が得られる。また、熱交換部温度センサ２８がなく、補助熱源器４内部または補助熱源用通路１５の水の温度を計測することができない場合でも、冷水を浴槽２６内に確実に流出させる給湯装置が得られる。
【０１８０】
また、上記第１０実施形態のステップ４２０ｂを上記第８実施形態のステップ４２０ａだけでなく、上記第９実施形態においてもステップ５３０の代わりに適用することもできる。ステップ４２０ｂを上記第９実施形態のフローチャートに適用することによっても、第１０実施形態に記載のものと同様の作用効果が得られる。
【０１８１】
また、上記第８実施形態から第１１実施形態において、熱源切替弁１１を出湯側に切り替えるときに、給湯用配管１３を１００％の開度に開放するようにしているが、この開度限定するものではない。例えば５０％の開度に固定してもよいし、５０％の開度から時間の経過とともに徐々に開度を大きくするように熱源切替弁１１を制御してもよい。
【０１８２】
また、上記実施形態において、湯張り時に熱源切替弁１１を出湯側に切り替えて停留水を浴槽２６内に流出させるときに、給湯用熱交換器３で加熱される２次側の温水が通常よりも高い温度になるように循環用ポンプ９を制御するようにしてもよい。これにより、浴槽２６内で混入される停留水による浴水の温度低下分を抑制することができる。
【０１８３】
また、上記実施形態において、湯張り時に熱源切替弁１１を出湯側に切り替える代わりに、追い焚き運転を開始する前に熱源切替弁１１を出湯側に切り替えるとともに風呂用電磁弁２３を開弁することにより、停留水を浴槽２６内に流出させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１８４】
【図１】本発明の第１実施形態から第６実施形態に係る給湯装置の概略構成を示した模式図である。
【図２】第１実施形態から第７実施形態に係る給湯装置の制御構成を示したブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態である第１実施形態に係る給湯装置の給湯制御処理を示したフローチャートである。
【図４】図３のステップ１１０における循環用ポンプ制御のサブルーチンを示したフローチャートである。
【図５】ある条件において、第１実施形態に係る給湯装置の給湯制御を実行した場合の各種パラメータの分布図である。
【図６】第２実施形態に係る給湯装置の給湯制御処理を示したフローチャートである。
【図７】図６のステップ１７０における循環用ポンプ制御のサブルーチンを示したフローチャートである。
【図８】ある条件において、第２実施形態に係る給湯装置の給湯制御を実行した場合の各種パラメータの分布図である。
【図９】図６のステップ１７０における循環用ポンプ制御の他のサブルーチン（第３実施形態）を示したフローチャートである。
【図１０】第４実施形態に係る給湯装置の給湯制御処理を示したフローチャートである。
【図１１】ある条件において、第４実施形態に係る給湯装置の給湯制御を実行した場合の各種パラメータの分布図である。
【図１２】第５実施形態に係る給湯装置の給湯制御処理を示したフローチャートである。
【図１３】図１２のステップ２００における循環用ポンプ制御のサブルーチンを示したフローチャートである。
【図１４】図１２のステップ２００における循環用ポンプ制御の他のサブルーチン（第６実施形態）を示したフローチャートである。
【図１５】図１に示す給湯装置に床暖房回路を追加した装置の概略構成（第７実施形態）を示した模式図である。
【図１６】第８実施形態から第１１実施形態に係る給湯装置の概略構成を示した模式図である。
【図１７】第８実施形態から第１１実施形態に係る給湯装置の制御構成を示したブロック図である。
【図１８】第８実施形態に係る給湯装置における熱源切替弁の制御を示したフローチャートである。
【図１９】第９実施形態に係る熱源切替弁の制御を示したフローチャートである。
【図２０】図１９のフローチャートにおいてステップ５１０ａの判断処理を他の形態で実行する例を示したフローチャートである。
【図２１】第１０実施形態に係る熱源切替弁の制御を示したフローチャートである。
【図２２】第１１実施形態に係る熱源切替弁の制御を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【０１８５】
１…ヒートポンプユニット（加熱手段）
２…貯湯タンク（タンク）
３…給湯用熱交換器
３ａ…１次側通路
３ｂ…２次側通路
４…補助熱源器
８…１次側循環回路
９…循環用ポンプ（蓄熱用流体駆動手段）
１１…熱源切替弁（熱源切替手段）
２６…浴槽
１００…制御装置
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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