(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯湯槽と、
この貯湯槽内部の湯を導入する行き配管と、
この行き配管の湯を吸入し、加圧送出する循環ポンプと、
この循環ポンプが送出した湯を前記貯湯槽に戻す戻り配管と、を備え、
前記行き配管、前記循環ポンプ、前記戻り配管からなる循環回路を形成し、
前記行き配管と前記戻り配管をつなぐバイパス回路と、
前記行き配管と前記バイパス回路の接続部より下流、かつ、前記戻り配管と前記バイパス回路との接続部より上流の前記循環回路上に接続された給水回路と、
前記循環回路と前記給水回路の接続部より下流、かつ、前記戻り配管と前記バイパス回路との接続部より上流の前記循環回路上に接続された出湯口を持ち、
前記バイパス回路に、このバイパス回路を通る湯量を制限する流量制限手段を設け、
前記給水回路に、給水量を制限する給水制限手段を設け、
前記循環回路の前記給水回路との接続部より上流で、かつ、前記行き配管の前記バイパス回路との接続部より下流の位置に設けられた保温温度センサと、
保温温度の目標値を設定する保温温度設定手段と、
前記保温温度センサの出力と前記保温温度設定手段により設定された保温温度目標値を取り込み、前記バイパス回路の流量制限手段を制御する流量制御手段と、
前記循環回路の前記給水回路との接続部より下流で、かつ、前記出湯口より上流の位置に設けられた出湯温度センサと、
出湯温度の目標値を設定する出湯温度設定手段と、
前記出湯温度センサの出力と前記出湯温度設定手段により設定された出湯温度目標値を取り込み、前記給水回路の給水制限手段を制御する給水制御手段と、
を備え、
前記給水回路の給水制御手段の制御目標値を、前記バイパス回路の流量制御手段の制御目標値よりも高く設定して制御することを特徴とする給湯システム。
【請求項２】
前記行き配管と前記バイパス回路との接続位置を、前記貯湯槽と前記行き配管との接続の直後としたことを特徴とする請求項１に記載の給湯システム。
【請求項３】
前記戻り配管の、前記バイパス回路との接続部より下流に、流路抵抗を増加させる抵抗要素を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の給湯システム。
【請求項４】
前記抵抗要素の抵抗を可変としたことを特徴とする請求項３記載の給湯システム。
【請求項５】
前記給水制御手段は、前記流量制御手段の制御情報を取り込んで制御することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の給湯システム。
【請求項６】
前記流量制御手段は、前記給水制御手段の制御情報を取り込んで制御することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の給湯システム。
【請求項７】
貯湯槽と、
この貯湯槽内部の湯を導入する行き配管と、
この行き配管の湯を吸入し、加圧送出する循環ポンプと、
この循環ポンプが送出した湯を前記貯湯槽に戻す戻り配管と、を備え、
前記行き配管、前記循環ポンプ、前記戻り配管からなる循環回路を形成し、
前記行き配管と前記戻り配管をつなぐバイパス回路と、
前記行き配管と前記バイパス回路の接続部より下流、かつ、前記戻り配管と前記バイパス回路との接続部より上流の前記循環回路上に接続された給水回路と、
前記循環回路と前記給水回路の接続部より下流、かつ、前記戻り配管と前記バイパス回路との接続部より上流の前記循環回路上に接続された出湯口を持ち、
前記戻り配管の前記バイパス回路との接続部より下流の位置に、前記戻り配管から前記貯湯槽に戻る湯量を制限する流量制限手段を設け、
前記給水回路に、給水量を制限する給水制限手段を設け、
前記循環回路の前記給水回路との接続部より上流で、かつ、前記行き配管の前記バイパス回路との接続部より下流の位置に設けられた保温温度センサと、
保温温度の目標値を設定する保温温度設定手段と、
前記保温温度センサの出力と前記保温温度設定手段により設定された保温温度目標値を取り込み、前記バイパス回路の流量制限手段を制御する流量制御手段と、
前記循環回路の前記給水回路との接続部より下流で、かつ、前記出湯口より上流の位置に設けられた出湯温度センサと、
出湯温度の目標値を設定する出湯温度設定手段と、
前記出湯温度センサの出力と前記出湯温度設定手段により設定された出湯温度目標値を取り込み、前記給水回路の給水制限手段を制御する給水制御手段と、
を備え、
前記給水制御手段の制御目標値を、前記流量制御手段の制御目標値よりも高く設定して制御することを特徴とする給湯システム。
【請求項８】
前記行き配管と前記バイパス回路との接続位置を、前記貯湯槽と前記行き配管との接続の直後としたことを特徴とする請求項７に記載の給湯システム。
【請求項９】
前記バイパス回路に、流路抵抗を増加させる抵抗要素を設けたことを特徴とする請求項７または請求項８に記載の給湯システム。
【請求項１０】
前記抵抗要素の抵抗を可変としたことを特徴とする請求項９記載の給湯システム。
【請求項１１】
前記給水制御手段は、前記流量制御手段の制御情報を取り込んで制御することを特徴とする請求項７〜請求項１０のいずれかに記載の給湯システム。
【請求項１２】
前記流量制御手段は、前記給水制御手段の制御情報を取り込んで制御することを特徴とする請求項７〜請求項１０のいずれかに記載の給湯システム。
【請求項１３】
貯湯槽と、
この貯湯槽内に設けた熱交換器と、
この熱交換器の湯を導入する行き配管と、
この行き配管の湯を吸入し、加圧送出する循環ポンプと、
この循環ポンプが送出した湯を前記熱交換器に戻す戻り配管とを備え、
前記行き配管、前記循環ポンプ、前記戻り配管からなる循環回路を形成し、
前記行き配管と前記戻り配管をつなぐバイパス回路と、
前記行き配管と前記バイパス回路の接続部より下流、かつ、前記戻り配管と前記バイパス回路との接続部より上流の前記循環回路上に接続され、前記貯湯槽の湯を前記循環回路に供給する給湯回路と、
前記貯湯槽から前記給湯回路への流れの逆流を防ぐ逆止弁と、
前記給湯回路に接続される給水回路と、
前記循環回路と前記給湯回路の接続部より下流、かつ、前記戻り配管と前記バイパス回路との接続部より上流の前記循環回路上に接続された出湯口を持ち、
前記バイパス回路に、このバイパス回路を通る湯量を制限する流量制限手段を設け、
前記給水回路に、給水量を制限する給水制限手段を設け、
前記循環回路の前記給湯回路との接続部より上流で、かつ、前記行き配管の前記バイパス回路との接続部より下流の位置に設けられた保温温度センサと、
保温温度の目標値を設定する保温温度設定手段と、
前記保温温度センサの出力と前記保温温度設定手段により設定された保温温度目標値を取り込み、前記流量制限手段を制御する流量制御手段と、
前記給湯回路の前記給水回路との接続部より下流で、かつ、前記出湯口より上流の位置に出湯温度センサと、
出湯温度の目標値を設定する出湯温度設定手段と、
前記出湯温度センサの出力と前記出湯温度設定手段により設定された出湯温度目標値を取り込み、前記給水制限手段を制御する給水制御手段と、
を備え、
前記給水制御手段の制御目標値を、前記流量制御手段の制御目標値よりも高く設定して制御する
ことを特徴とする給湯システム。
【請求項１４】
前記行き配管と前記バイパス回路との接続位置を、前記熱交換器と前記行き配管との接続の直後としたことを特徴とする請求項１３記載の給湯システム。
【請求項１５】
前記戻り配管の、前記バイパス回路との接続部より下流に、流路抵抗を増加させる抵抗要素を設けたことを特徴とする請求項１３または請求項１４に記載の給湯システム。
【請求項１６】
前記抵抗要素の抵抗を可変としたことを特徴とする請求項１５記載の給湯システム。
【請求項１７】
貯湯槽と、
この貯湯槽内に設けた熱交換器と、
この熱交換器の湯を導入する行き配管と、
この行き配管の湯を吸入し、加圧送出する循環ポンプと、
この循環ポンプが送出した湯を前記熱交換器に戻す戻り配管とを備え、
前記行き配管、前記循環ポンプ、前記戻り配管からなる循環回路を形成し、
前記行き配管と前記戻り配管をつなぐバイパス回路と、
前記行き配管と前記バイパス回路の接続部より下流、かつ、前記戻り配管と前記バイパス回路との接続部より上流の前記循環回路上に接続され、前記貯湯槽の湯を前記循環回路に供給する給湯回路と、
前記貯湯槽から前記給湯回路への流れの逆流を防ぐ逆止弁と、
前記給湯回路に接続される給水回路と、
前記循環回路と前記給湯回路の接続部より下流、かつ、前記戻り配管と前記バイパス回路との接続部より上流の前記循環回路上に接続された出湯口を持ち、
前記戻り配管の前記バイパス回路との接続部より下流の位置に、前記戻り配管から前記貯湯槽に戻る湯量を制限する流量制限手段を設け、
前記給水回路に、給水量を制限する給水制限手段を設け、
前記循環回路の前記給湯回路との接続部より上流で、かつ、前記行き配管の前記バイパス回路との接続部より下流の位置に設けられた保温温度センサと、
保温温度の目標値を設定する保温温度設定手段と、
前記保温温度センサの出力と前記保温温度設定手段により設定された保温温度目標値を取り込み、前記戻り配管の流量制限手段を制御する流量制御手段と、
前記給湯回路の前記給水回路との接続部より下流で、かつ、前記出湯口より上流の位置に設けられた出湯温度センサと、
出湯温度の目標値を設定する出湯温度設定手段と、
前記出湯温度センサの出力と前記出湯温度設定手段により設定された出湯温度目標値を取り込み、前記給水制限手段を制御する給水制御手段とを備え、
前記給水制御手段の制御目標値を、前記流量制御手段の制御目標値よりも高く設定して制御する
ことを特徴とする給湯システム。
【請求項１８】
前記行き配管と前記バイパス回路との接続位置を、前記熱交換器と前記行き配管との接続の直後としたことを特徴とする請求項１７記載の給湯システム。
【請求項１９】
前記バイパス回路に、流路抵抗を増加させる抵抗要素を設けたことを特徴とする請求項１７または請求項１８記載の給湯システム。
【請求項２０】
前記抵抗要素の抵抗を可変としたことを特徴とする請求項１９記載の給湯システム。
【請求項２１】
貯湯槽と、
この貯湯槽内部の湯を導入する行き配管と、
この行き配管の湯を吸入し、加圧送出する循環ポンプと、
この循環ポンプが送出した湯を前記貯湯槽に戻す戻り配管とを備え、
前記行き配管、前記循環ポンプ、前記戻り配管からなる循環回路を形成し、
前記行き配管と前記戻り配管をつなぐバイパス回路と、
前記行き配管と前記バイパス回路の接続部より下流、かつ、前記戻り配管と前記バイパス回路との接続部より上流の前記循環回路上に接続され、この循環回路の湯を出湯口へと導く出湯回路と、
前記循環回路から前記出湯回路への流れの逆流を防ぐ逆止弁と、
前記出湯回路に接続された給水回路を持ち、
前記バイパス回路に、このバイパス回路を通る湯量を制限する流量制限手段を設け、
前記給水回路に、給水量を制限する給水制限手段を設け、
前記循環回路の前記出湯回路との接続部より上流で、かつ、前記行き配管の前記バイパス回路との接続部より下流の位置に設けられた保温温度センサと、
保温温度の目標値を設定する保温温度設定手段と、
前記保温温度センサの出力と前記保温温度設定手段により設定された保温温度目標値を取り込み、前記流量制限手段を制御する流量制御手段と、
前記出湯回路の前記給水回路との接続部より下流で、かつ、前記出湯口より上流の位置に設けられた出湯温度センサと、
出湯温度の目標値を設定する出湯温度設定手段と、
前記出湯温度センサの出力と前記出湯温度設定手段により設定された出湯温度目標値を取り込み、前記給水制限手段を制御する給水制御手段と、を備え、
前記給水制御手段の制御目標値を、前記流量制御手段の制御目標値よりも高く設定して制御する
ことを特徴とする給湯システム。
【請求項２２】
前記行き配管と前記バイパス回路との接続位置を、前記貯湯槽と前記行き配管との接続の直後としたことを特徴とする請求項２１記載の給湯システム。
【請求項２３】
前記戻り配管の、前記バイパス回路との接続部より下流に、流路抵抗を増加させる抵抗要素を設けたことを特徴とする請求項２１または請求項２２に記載の給湯システム。
【請求項２４】
前記抵抗要素の抵抗を可変としたことを特徴とする請求項２３記載の給湯システム。
【請求項２５】
貯湯槽と、
この貯湯槽内部の湯を導入する行き配管と、
この行き配管の湯を吸入し、加圧送出する循環ポンプと、
この循環ポンプが送出した湯を前記貯湯槽に戻す戻り配管とを備え、
前記行き配管、前記循環ポンプ、前記戻り配管からなる循環回路を形成し、
前記行き配管と前記戻り配管をつなぐバイパス回路と、
前記行き配管と前記バイパス回路の接続部より下流、かつ、前記戻り配管と前記バイパス回路との接続部より上流の前記循環回路上に接続され、この循環回路の湯を出湯口へと導く出湯回路と、
前記循環回路から前記出湯回路への流れの逆流を防ぐ逆止弁と、
前記出湯回路に接続された給水回路を持ち、
前記戻り配管の前記バイパス回路との接続部より下流の位置に、前記戻り配管から前記貯湯槽に戻る湯量を制限する流量制限手段を設け、
前記給水回路に、給水量を制限する給水制限手段を設け、
前記循環回路の前記出湯回路との接続部より上流で、かつ、前記行き配管の前記バイパス回路との接続部より下流の位置に設けられた保温温度センサと、
保温温度の目標値を設定する保温温度設定手段と、
前記保温温度センサの出力と前記保温温度設定手段により設定された保温温度目標値を取り込み、前記戻り配管の流量制限手段を制御する流量制御手段と、
前記出湯回路の前記給水回路との接続部より下流で、かつ、前記出湯口より上流の位置に設けられた出湯温度センサと、
出湯温度の目標値を設定する出湯温度設定手段と、
前記出湯温度センサの出力と前記出湯温度設定手段により設定された出湯温度目標値を取り込み、前記給水制限手段を制御する給水制御手段と、を備え、
前記給水制御手段の制御目標値を、前記流量制御手段の制御目標値よりも高く設定して制御する
ことを特徴とする給湯システム。
【請求項２６】
前記行き配管と前記バイパス回路との接続位置を、前記貯湯槽と前記行き配管との接続の直後としたことを特徴とする請求項２５記載の給湯システム。
【請求項２７】
前記バイパス回路に、流路抵抗を増加させる抵抗要素を設けたことを特徴とする請求項２５または請求項２６に記載の給湯システム。
【請求項２８】
前記抵抗要素の抵抗を可変としたことを特徴とする請求項２７記載の給湯システム。
【請求項２９】
複数の出湯回路を持ち、
それぞれの出湯回路に給水回路が接続され、
それぞれの給水回路に設けられた給水制限手段は、他の給水制限手段とは独立して給水量を制限可能としたことを特徴とする請求項２１または請求項２５に記載の給湯システム。
【請求項３０】
複数の出湯回路を持ち、
それぞれの出湯回路に給水回路が接続され、
それぞれの給水回路に設けられた給水制御手段は、他の給水制御手段とは独立した目標値で給水量を制御可能としたことを特徴とする請求項２１または請求項２５に記載の給湯システム。
【請求項３１】
前記出湯口に前記給水回路とは異なる別の給水回路を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項３０のいずれかに記載の給湯システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、給湯システムに関するもので、特に貯湯槽の湯を配管内に循環させて配管内を保温する即湯式の給湯システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の給湯システムは、貯湯槽の湯をポンプ駆動により給湯配管に導き、給湯配管の終端から戻り配管で貯湯槽に戻す循環回路を設け、循環回路の途中に出湯口を設けている（例えば、特許文献１参照。）。
このような給湯システムでは、循環回路内に貯湯槽からの湯が循環しているため、配管から外部への放熱があっても、循環回路内の温度は充分に高く保温されている。そのため、出湯口を開くと、即時に高い温度の湯が出湯される利点がある。
【０００３】
【特許文献１】特開昭６３−９１４５３号公報（第３〜４頁、図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の給湯システムでは、出湯可能な湯の量は、貯湯槽に貯められた湯の量に限られる。そのため、大量の湯を出湯する必要がある場合には、大容量の貯湯槽を備える必要がある。一般に、貯湯槽が設置される場所は、建物の屋上など限られた空間であることが多い。そのため、設置空間の制限から大容量の貯湯槽を設置することができず、大量の湯の供給ができない場合があるという課題があった。
この発明は、上記のよう課題を解決するためになされたもので、主な目的は比較的小さな貯湯槽を用いながら大量の出湯が可能となる、コンパクトな給湯システムを得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明に係る給湯システムは、
貯湯槽と、
貯湯槽内部の湯を導入する行き配管と、
行き配管の湯を吸入し、加圧送出する循環ポンプと、
循環ポンプが送出した湯を貯湯槽に戻す戻り配管とを備え、
行き配管、循環ポンプ、戻り配管からなる循環回路を形成し、
行き配管と戻り配管をつなぐバイパス回路と、
行き配管とバイパス回路の接続部より下流、かつ、戻り配管とバイパス回路との接続部より上流の循環回路上に接続された給水回路と、
循環回路と給水回路の接続部より下流、かつ、戻り配管とバイパス回路との接続部より上流の循環回路上に接続された出湯口を持ち、
バイパス回路に、バイパス回路を通る湯量を制限する流量制限手段を設け、
給水回路に、給水量を制限する給水制限手段とを備え、
循環回路の給水回路との接続部より上流で、かつ、行き配管のバイパス回路との接続部より下流の位置に設けられた保温温度センサと、
保温温度の目標値を設定する保温温度設定手段と、
保温温度センサの出力と保温温度設定手段により設定された保温温度目標値を取り込み、バイパス回路の流量制限手段を制御する流量制御手段と、
循環回路の前記給水回路との接続部より下流で、かつ、出湯口より上流の位置に設けられた出湯温度センサと、
出湯温度の目標値を設定する出湯温度設定手段と、
出湯温度センサの出力と前記出湯温度設定手段により設定された出湯温度目標値を取り込み、給水回路の給水制限手段を制御する給水制御手段と、
を備え、
給水回路の給水制御手段の制御目標値を、バイパス回路の流量制御手段の制御目標値よりも高く設定して制御するものである。
【発明の効果】
【０００６】
この発明の給湯システムは、貯湯槽内の湯の温度を出湯する湯の温度より高くすることができるため、必要な出湯量よりも少ない容量の貯湯槽を用いることができるという効果がある。
また、循環回路内に湯を循環させて保温する保温温度を、貯湯槽内の湯の温度より低くすることができるので、出湯口を開いた直後に、高温の湯が出湯されることを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における給湯システムの配管回路を示すものである。
図において、貯湯槽１には行き配管２が接続され、行き配管２の終端は循環ポンプ３の吸入口に接続され、循環ポンプ３の吐出口には戻り配管４が接続され、戻り配管４の終端は貯湯槽１に接続され、行き配管２と循環ポンプ３と戻り配管４とからなる循環回路５（図示せず）を構成している。
行き配管２と戻り配管４の間には、バイパス回路６が設けられ、バイパス回路６の途中には流量制限手段である弁９が設けられている。
循環回路５の途中で、行き配管２とバイパス回路６の接続部よりも下流、かつ、戻り配管４とバイパス回路６の接続部よりも上流の位置、即ち、循環回路の内、バイアパス回路との接続部より循環ポンプ側の位置に、給水回路７が接続される。給水回路７は、市水を導入し、逆止弁１２と減圧弁１０（給水制限手段）を有している。
循環回路５の途中で、循環回路５と給水回路７の接続部よりも下流、かつ、戻り配管４とバイパス回路６の接続部よりも上流位置に、出湯弁８が接続され、出湯弁８の終端が出湯口となっている。
【０００８】
次に動作について説明する。ここでは、貯湯槽１の貯湯温度を８０℃としたときに、出湯温度を６０℃とすることが可能であることを説明する。
給水回路７の逆止弁１２により貯湯槽の湯が市水に逆流することは防止される。また、減圧弁１０は二次側圧力が貯湯槽１のヘッドよりも小さいものを使用し、それにより、出湯しないときに給水が循環回路５に入ることを防いでいる。この例では、貯湯槽１のヘッドを１０ｍ、減圧弁１０の二次側圧力（ヘッド）を９ｍとする。
貯湯槽１には、高温の湯が蓄えられている。この湯の温度をＴａであらわし、Ｔａ＝８０℃とする。
循環ポンプ３の駆動により、貯湯槽１の湯は、行き配管２に流れ込み、循環ポンプ３と戻り配管４を通り貯湯槽１に戻る。また、循環ポンプ３から戻り配管４に入った湯の一部は、バイパス回路６を通り、行き配管２に流れ込む。
【０００９】
出湯弁８が閉じられ、出湯口からの出湯がないときを考える。
行き配管２に流れ込む湯の、貯湯槽１からの量とバイパス回路６からの量の比率は、弁９の開度によって決まる。弁９の開度が小さければ、バイパス回路６からの流量が少なくなり、貯湯槽１からの湯が多くなる。逆に弁９の開度が大きければ、バイパス回路６からの流量が多くなり、貯湯槽１からの湯が少なくなる。ここでは、貯湯槽１からの量（Ｑａ）とバイパス回路６からの量（Ｑｂ）の比が、
Ｑａ：Ｑｂ＝１：２
となるように弁９の開度が調整されている。
【００１０】
配管から外部への放熱により、循環回路５を流れる湯の温度は低下する。戻り配管４とバイパス回路６の接続部の温度をＴｂであらわし、この温度が放熱によりＴｂ＝５０℃まで低下するとする。バイパス回路６での放熱を無視すれば、行き配管２とバイパス回路６の接続部の直後の温度Ｔｃは、以下で求まる。
Ｔｃ＝（  Ｔａ×Ｑａ  ＋  Ｔｂ×Ｑｂ  ）÷（Ｑａ＋Ｑｂ）
＝(８０×１＋５０×２)÷（１＋２）
＝  ６０  ［℃］
【００１１】
循環回路５の、出湯弁８が接続された位置は、行き配管２とバイパス回路６の接続部よりも下流、かつ、戻り配管４とバイパス回路６の接続部よりも上流であるため、この位置の湯の温度は５０〜６０℃の範囲に保温されている。したがって、出湯弁８を開くと、５０〜６０℃の湯が即時に出湯される。
【００１２】
次に、出湯弁８が開けられ、出湯口から連続して出湯しているときを考える。
出湯量は充分に多く、バイパス回路６から行き配管２に流れ込む量や循環回路５から貯湯槽１に戻る量は無視できるとする。
貯湯槽１からの給湯のヘッドはＨａ＝１０ｍであり、給水については市水の供給圧が減圧弁１０により減圧されＨｄ＝９ｍとなる。貯湯槽１から循環回路５と給水回路７との接続部までの流路抵抗Ｒ１、循環回路５と給水回路７との接続部から出湯口までの流路抵抗Ｒ２とし、Ｒ１とＲ２の比を
Ｒ１：Ｒ２＝１：４
となるように配管を構成する。貯湯槽１から供給されて出湯口から出る湯量をＱａ、給水回路７から供給されて出湯口から出る湯量をＱｄ＝α×Ｑａとする。貯湯槽１から給水回路７との接続部までの圧力と流量の式は、ベルヌーイの定理より、
Ｈａ−Ｈｄ＝Ｒ１×Ｑａ２
となる。また、給水回路７との接続部から出湯口までの圧力と流量の式は、同様にして、
Ｈｄ＝Ｒ２×（１＋α）２×Ｑａ２
となる。これら２つの式に設定した値を入れ、αについて解くと、
α＝０．５
となり、貯湯槽１からの流量と、給水回路７からの流量との比は、
Ｑａ：Ｑｄ＝１：α＝１：０．５＝２：１
になる。給水回路７から供給される給水温度をＴｄ＝２０℃とすれば、出湯口から出る出湯温度Ｔｅは以下で求まる。
Ｔｅ＝（  Ｔａ×Ｑａ  ＋  Ｔｄ×Ｑｄ  ）÷（Ｑａ＋Ｑｄ）
＝(８０×２＋２０×１)÷（１＋２）
＝  ６０  ［℃］
すなわち、出湯温度は６０℃となる。
【００１３】
以上のように、貯湯槽１の湯の温度を８０℃としても、出湯時の出湯温度を６０℃にすることができる。これにより、出湯に必要な湯の全量を出湯温度と等しい６０℃で貯湯槽に貯める場合に比べて、少ない容量の貯湯槽を使用することができ、コンパクトな給湯システムを構成できるという効果が得られる。
また、循環回路内に湯を循環させて保温する保温温度を、貯湯槽内の湯の温度より低くすることができるので、出湯口を開いた直後に、高温の湯が出湯されることを防ぐことができる。
【００１４】
実施の形態２．
以上の実施の形態１では、貯湯槽１内の温度より低い出湯温度や保温温度を得るようにしたものであった。しかし、配管放熱や給水温度は季節や天候により変動し、また、貯湯槽のヘッドも湯の消費量により変化する。そのため、出湯温度や保温温度は必ずしも安定して得られるとは限らない。そこで、ここでは、上記の変動要因の影響を抑え、出湯温度や保温温度を安定して得る実施の形態を示す。
【００１５】
図２は、このような場合の、給湯システムの配管回路を示すものである。
貯湯槽１には８０℃の湯が貯められている。貯湯槽１には行き配管２が接続され、行き配管２の終端は循環ポンプ３の吸入口に接続され、循環ポンプ３の吐出口には戻り配管４が接続され、戻り配管４の終端は貯湯槽１に接続され、行き配管２と循環ポンプ３と戻り配管４とからなる循環回路５を構成している。
【００１６】
行き配管２と戻り配管４の間には、バイパス回路６が設けられている。行き配管２とバイパス回路６の接続部は、貯湯槽１と行き配管２との接続部の直後の位置としている。バイパス回路６の途中には、電動で開度が変化可能な流量制御弁１３（流量制限手段）が設けられている。また、戻り配管４とバイパス回路６の接続部と戻り配管４と貯湯槽１の接続部の間には抵抗調整弁（抵抗要素）１４が設けられている。抵抗調整弁１４は開度を変えることでその抵抗が変更可能となっている。
【００１７】
循環回路５の途中で、行き配管２とバイパス回路６の接続部よりも下流、かつ、戻り配管４とバイパス回路６の接続部よりも上流位置に、給水回路７が接続される。ここでは、給水回路７は、ヘッドが一定に保たれる高架水槽１５と、電動で開度が変化可能な給水制御弁１６（給水制限手段）を有している。
循環回路５の途中で、循環回路５と給水回路７の接続部よりも下流、かつ、戻り配管４とバイパス回路６の接続部よりも上流位置に、出湯弁８が接続され、出湯弁８の終端が出湯口となっている。
【００１８】
行き配管２とバイパス回路６の接続部と、循環回路５と給水回路７との接続部の間には、この位置の配管内の水温を計る保温温度センサ１７が設けられている。循環回路５と給水回路７との接続部と、循環回路５と出湯弁８との接続部の間には、この位置の配管内部の水温を計る出湯温度センサ１８が設けられている。
【００１９】
図３は、保温温度センサ１７からの信号の流れを示すブロック図である。
保温温度センサ１７の信号は保温制御器１９（流量制御手段）に入力される。保温温度設定器２０には、たとえば操作盤からの入力や、メモリーへの書き込みにより、保温温度の設定値として５５℃が設定される。保温温度センサ１７の信号と保温温度設定器２０の設定値が保温制御器１９に入力され、保温制御器１９は流量制御弁１３を駆動する出力を出す。
【００２０】
図４は、出湯温度センサ１８からの信号の流れを示すブロック図である。
出湯温度センサ１８の信号は給水制御器２１（給水制御手段）に入力される。出湯温度設定器２２には、たとえば操作盤からの入力や、メモリーへの書き込みにより、出湯温度の設定値として６０℃が設定される。出湯温度センサ１８の信号と出湯温度設定器２２の設定値が給水制御器２１に入力され、給水制御器２１は給水制御弁１６を駆動する出力を出す。
【００２１】
次に動作について説明する。
循環ポンプ３の駆動により、貯湯槽１の湯は、行き配管２に流れ込み、循環ポンプ３と戻り配管４を通り貯湯槽１に戻る。また、循環ポンプ３から戻り配管４に入った湯の一部は、バイパス回路６を通り、行き配管２に流れ込む。
行き配管２に流れ込む湯の、貯湯槽１からの量とバイパス回路６からの量の比率は、図３の保温制御器１９により制御される。保温制御器１９は保温温度センサ１７が測定した温度（出湯がない場合に、この温度が循環回路５の保温温度となる）と、保温温度設定器２０で設定された保温温度設定値とを比較し、測定した保温温度が保温温度設定値よりも低いときは、これに対処するために流量制御弁１３の開度を小さくし、バイパス回路６からの流量が少なく、貯湯槽１からの湯が多くなるようにして保温温度を上昇させ、保温温度が保温温度設定値と等しくなるように制御する。
【００２２】
行き配管２とバイパス回路６の接続部を、貯湯槽１と行き配管２との接続部の直後としたときのように、貯湯槽１から行き配管２とバイパス回路６の接続部までの長さが短くて流路抵抗が非常に小さい場合には、貯湯槽１からの湯が多すぎて、保温温度の制御が困難になる場合がある。そこで、このときは、戻り配管４とバイパス回路６の接続部と、戻り配管４と貯湯槽１の接続部の間に抵抗調整弁１４を設けることで、貯湯槽１からの湯が多すぎないように調節する。
【００２３】
経年変化による配管の流路抵抗の変化の影響や、季節による放熱条件の変化の影響で、保温制御器１９や流量制御弁１３の制御範囲内で保温温度の制御が困難になった場合には、抵抗調整弁１４の開度を調整することで、流量バランスを調整し、保温制御器１９や流量制御弁１３の制御範囲内で保温温度の制御ができるようにする。
【００２４】
給水回路７から循環回路５に流れ込む給水量は図４の給水制御器２１により制御される。給水制御器２１は出湯温度センサ１８が測定した温度（出湯しているときは、この温度が出湯温度になる）と、出湯温度設定器２２で設定された出湯温度設定値とを比較し、測定した出湯温度が出湯温度設定値よりも高いときは、これに対処するために給水制御弁１６の開度を大きくし、給水回路７から循環回路５に流れ込む給水量を多くして出湯温度を低下させて、出湯温度が出湯温度設定値と等しくなるように制御する。なお、出湯温度センサ１８が測定した湯の温度が出湯温度設定値よりも低いときは、給水制御弁１６の開度を全閉として給水を停止し、湯の温度がさらに低下することを防ぐ。
【００２５】
出湯弁８が閉じられ、出湯口からの出湯がないときを考える。行き配管２とバイパス回路６の接続部の下流の湯の温度は、先に述べた保温制御器１９や流量制御弁１３の働きで、保温温度設定値である５５℃に制御されている。そのため、出湯温度センサ１８が測定する温度は５５℃となる。この温度は、出湯温度設定値の６０℃よりも低い。給水制御器２１は、給水制御弁１６の開度を全閉として給水を停止するため、循環回路５および貯湯槽１に給水が入ることはない。従って、循環回路５および貯湯槽１の温度低下を起こすことはない。循環回路５の保温温度は５５℃に保たれ、この状態から出湯弁８を開くと、５５℃の湯が即時に出湯される。
【００２６】
出湯弁８が開けられ、出湯口から連続して出湯しているときは、貯湯槽１から行き配管２に大量の湯が流入する。保温温度センサ１７が測定する温度は、貯湯温度８０℃となる。この温度は、保温温度設定値の５５℃より高いため、保温制御器１９は流量制御弁１３の開度を大きくするが、バイパス回路６を流れる循環流量よりも貯湯槽１からの出湯流量が大きいため、影響は小さい。そのため、行き配管２とバイパス回路６の接続部の下流でも、湯の温度は８０℃とみなされる。この湯が、給水回路７との接続部を通過し、給水と混合される。給水の動作は、先に説明したように、給水制御器２１により制御されるため、給水回路７との接続部より下流の湯の温度は６０℃となり、この６０℃の湯が出湯口から出湯される。
【００２７】
以上のように、貯湯槽１の湯の温度を８０℃としても、出湯時の出湯温度を６０℃にすることができ、さらに、出湯温度を測定して制御しているため、季節や天候によらず、安定した出湯温度を得ることができる。これにより、出湯に必要な湯の全量を出湯温度と等しい６０℃で貯湯槽に貯める場合に比べて、少ない容量の貯湯槽を使用することができ、コンパクトな給湯システムを構成できるという効果が得られる。
また、循環回路内に湯を循環させて保温する保温温度を５５℃に保つことができ、出湯口を開いた直後から充分に温かくかつ熱すぎない温度で出湯が可能となる。
また、給水制御器２１の制御目標である出湯温度設定値を、保温制御器１９の制御目標である保温温度設定値よりも高く設定しているので、保温時には給水が行われず、循環回路５および貯湯槽１の温度低下を防ぐことができる。
また、行き配管２とバイパス回路６の接続部が、貯湯槽１と行き配管２との接続部の直後の位置であるため、流量制御弁１３の開度を小さく変更してから、貯湯槽１の熱い湯が行き配管２とバイパス回路６の接続部に到達するまでの、時間差が小さいため良好な保温温度制御が行える。
また、戻り配管４とバイパス回路６の接続部と戻り配管４と貯湯槽１の接続部の間に抵抗調整弁１４を設けているので、貯湯槽１から行き配管２とバイパス回路６の接続部までの長さが短くて流路抵抗が非常に小さい場合でも、保温温度の制御が可能となる。
また、抵抗調整弁１４の抵抗を変更可能としているので、経年変化や放熱条件の変化の影響で保温温度の制御が困難になった場合には、抵抗調整弁１４の開度を調整することで、保温温度の制御が可能となる。
【００２８】
実施の形態３．
以上の実施の形態２では、保温温度を測定して保温温度を制御し、出湯温度を測定して出湯温度を制御したものであった。この場合、以下に述べる不具合が生じる可能性がある。
保温制御器１９が、保温温度の制御を行う方式として、例えばPI制御が用いられる。PI制御の追従性を高めるには、制御ゲインを大きく設定するが、このとき、オーバーシュートが発生する。オーバーシュート発生により、一時的に配管内の保温温度が出湯温度設定値を超えることがある。この出湯温度設定値を超えた湯が、出湯温度センサ１８に達すると、これに対処するために、出湯温度センサ１８の信号を受けた給水制御器２１は給水制御弁１６を開き、循環回路５に水を供給する。循環回路５には、出湯温度設定値を超えた高温の湯と、給水回路７からの給水が混合された低温の湯が連続して流れることになる。高温の湯と低温の湯の連続が、循環して保温温度センサ１７に達すると、急激な温度変動の信号が保温制御器１９に送られ、保温制御器１９の制御がハンチングを起こし、保温温度が不安定になる。
【００２９】
そこで、ここでは、上記不具合を回避する実施の形態を示す。これは、出湯温度の制御において、保温温度の制御情報もあわせて利用するものである。
図５は、保温温度と出湯温度を制御する制御系のブロック図である。なお、給湯システムの配管回路は、実施の形態２と同じで、図２に示すものである。
保温温度センサ１７の信号は保温制御器１９に入力される。保温温度設定器２０には、たとえば操作盤からの入力や、メモリーの書き込みにより、保温温度の設定値として５５℃が設定される。保温温度センサ１７の信号と保温温度設定器２０の設定値が保温制御器１９に入力され、保温制御器１９は、保温温度センサ１７が検出した保温温度が設定値になるように流量制御弁１３を駆動する出力を出す。
出湯温度センサ１８の信号は給水制御器２１に入力される。出湯温度設定器２２には、たとえば操作盤からの入力や、メモリーへの書き込みにより、出湯温度の設定値として６０℃が設定される。
給水制御器２１には、出湯温度センサ１８の信号と出湯温度設定器２２の設定値、さらに、保温制御器１９からの信号が入力され、給水制御器２１は出湯温度センサ１８が検出した出湯温度が設定値６０℃になるように給水制御弁１６を駆動する出力を出す。
保温制御器１９から給水制御器２１に入力する信号は、オーバーシュートの発生の有無を示す信号（例えば積分器のデータが保温温度を上昇させる値であるかどうか）である。
給水制御器２１は、保温制御器１９からオーバーシュート発生を示す信号を受けた場合、これに対処するために給水制御弁１６を閉じたままとする制御を行う。
【００３０】
以上のような構成と制御動作としているため、オーバーシュートが発生した場合、保温制御器１９から給水制御器２１にオーバーシュート発生を示す信号が入力されているので、出湯温度センサ１８が６０℃を超える温度を測定したとしても、給水制御器２１は給水制御弁１６を閉じたままとし、循環回路５の温度変動を小さく抑える。これにより、制御のハンチングを予防し、安定した制御が可能となる。
【００３１】
実施の形態４．
先に述べた実施の形態２のオーバーシュートの不具合を回避する、別の実施の形態を示す。これは、保温温度の制御において、出湯温度の制御情報もあわせて利用するものである。
図６は、保温温度と出湯温度を制御する制御系のブロック図である。なお、給湯システムの配管回路は、実施の形態２と同じで、図２に示すものである。
保温温度センサ１７の信号は保温制御器１９に入力される。保温温度設定器２０には、たとえば操作盤からの入力や、メモリーの書き込みにより、保温温度の設定値として５５℃が設定される。
出湯温度センサ１８の信号は給水制御器２１に入力される。出湯温度設定器２２には、たとえば操作盤からの入力や、メモリーの書き込みにより、出湯温度の設定値として６０℃が設定される。出湯温度センサ１８の信号と出湯温度設定器２２の設定値が給水制御器２１に入力され、給水制御器２１は給水制御弁１６を駆動する出力を出す。
【００３２】
保温制御器１９には、保温温度センサ１７の信号と保温温度設定器２０の設定値、さらに、給水制御器２１からの信号が入力され、保温制御器１９は流量制御弁１３を駆動する出力を出す。
給水制御器２１から保温制御器１９に入力する信号は、オーバーシュートに対応した給水の発生の有無を示す信号（例えば短時間の給湯動作の発生の有無）である。
保温制御器１９は、給水制御器２１からオーバーシュートに対応した給水発生を示す信号を受けた場合、これに対処するために制御ゲインを小さくして制御を行う。
【００３３】
以上のような構成と制御動作としているため、オーバーシュートの影響で給水回路７からの給水が発生した場合、給水制御器２１から保温制御器１９に給水発生を示す信号が入力されるので、保温温度センサ１７が急激な温度変動測定したとしても、保温制御器１９は制御ゲインを小さくし、循環回路５の温度変動を小さく抑える。これにより、制御のハンチングを予防し、安定した制御が可能となる。
【００３４】
実施の形態５．
以上の実施の形態２〜４では、バイパス回路に流量制御弁を設けたものであるが、戻り配管に流量制御弁を設けた場合の実施の形態を示す。
図７は、このような場合の、給湯システムの配管回路を示すものである。
貯湯槽１には８０℃の湯が貯められている。貯湯槽１には行き配管２が接続され、行き配管２の終端は循環ポンプ３の吸入口に接続され、循環ポンプ３の吐出口には戻り配管４が接続され、戻り配管４の終端は貯湯槽１に接続され、行き配管２と循環ポンプ３と戻り配管４とからなる循環回路５を構成している。
【００３５】
行き配管２と戻り配管４の間には、バイパス回路６が設けられている。行き配管２とバイパス回路６の接続部は、貯湯槽１と行き配管２との接続部の直後の位置としている。バイパス回路６の途中には抵抗調整弁１４が設けられている。抵抗調整弁１４は開度を変えることでその抵抗が変更可能となっている。また、戻り配管４とバイパス回路６の接続部と戻り配管４と貯湯槽１の接続部の間には、電動で開度が変化可能な流量制御弁１３が設けられている。
【００３６】
循環回路５の途中で、行き配管２とバイパス回路６の接続部よりも下流、かつ、戻り配管４とバイパス回路６の接続部よりも上流位置に、給水回路７が接続される。ここでは、給水回路７は、ヘッドが一定に保たれる高架水槽１５と、電動で開度が変化可能な給水制御弁１６を有している。
循環回路５の途中で、循環回路５と給水回路７の接続部よりも下流、かつ、戻り配管４とバイパス回路６の接続部よりも上流位置に、出湯弁８が接続され、出湯弁８の終端が出湯口となっている。
【００３７】
行き配管２とバイパス回路６の接続部と、循環回路５と給水回路７との接続部の間には、この位置の配管内の水温を計る保温温度センサ１７が設けられている。循環回路５と給水回路７との接続部と、循環回路５と出湯弁８との接続部の間には、この位置の配管内部の水温を計る出湯温度センサ１８が設けられている。
保温温度センサ１７からの信号の流れを示すブロック図は、実施の形態２と同一で、図３に示される。
出湯温度センサ１８からの信号の流れを示すブロック図は、実施の形態２と同一で、図４に示される。
【００３８】
次に動作について説明する。
循環ポンプ３の駆動により、貯湯槽１の湯は、行き配管２に流れ込み、循環ポンプ３と戻り配管４を通り貯湯槽１に戻る。また、循環ポンプ３から戻り配管４に入った湯の一部は、バイパス回路６を通り、行き配管２に流れ込む。
行き配管２に流れ込む湯の、貯湯槽１からの量とバイパス回路６からの量の比率は、保温制御器１９により制御される。保温制御器１９は保温温度センサ１７が測定した温度（出湯がない場合に、この温度が循環回路５の保温温度となる）と、保温温度設定器２０で設定された保温温度設定値とを比較し、測定した保温温度が保温温度設定値よりも低いときは、これに対処するために流量制御弁１３の開度を大きくし、貯湯槽１からの湯が多く、バイパス回路６からの流量が少なくなるようにして保温温度を上昇させ、保温温度が保温温度設定値と等しくなるように制御する。また、測定した保温温度が保温温度設定値よりも高いときは、流量制御弁１３を全閉とすることで、貯湯槽１からの湯を使用することなく、バイパス回路６のみを使った循環とし、保温温度を低下させ、保温温度が保温温度設定値と等しくなるように制御する。
【００３９】
バイパス回路６の長さが短く、バイパス回路６の流路抵抗が非常に小さい場合には、バイパス回路６から行き配管２に流れ込む湯が多すぎて、保温温度の制御が困難になる場合がある。そこで、このときは、バイパス回路６に抵抗調整弁１４を設けることで、バイパス回路６からの湯が多すぎないように調節する。
【００４０】
経年変化による配管の流路抵抗の変化の影響や、季節による放熱条件の変化の影響で、保温制御器１９や流量制御弁１３の制御範囲内で保温温度の制御が困難になった場合には、抵抗調整弁１４の開度を調整することで、流量バランスを調整し、保温制御器１９や流量制御弁１３の制御範囲内で保温温度の制御ができるようにする。
【００４１】
給水回路７から循環回路５に流れ込む給水量は図４の給水制御器２１により制御される。給水制御器２１は出湯温度センサ１８が測定した温度（出湯しているときは、この温度が出湯温度になる）と、出湯温度設定器２２で設定された出湯温度設定値とを比較し、測定した出湯温度が出湯温度設定値よりも高いときは、これに対処するために給水制御弁１６の開度を大きくし、給水回路７から循環回路５に流れ込む給水量を多くして出湯温度を低下させて、出湯温度が出湯温度設定値と等しくなるように制御する。なお、出湯温度センサ１８が測定した湯の温度が出湯温度設定値よりも低いときは、給水制御弁１６の開度を全閉として給水を停止し、湯の温度がさらに低下することを防ぐ。
【００４２】
出湯弁８が閉じられ、出湯口からの出湯がないときを考える。行き配管２とバイパス回路６の接続部の下流の湯の温度は、先に述べた保温制御器１９や流量制御弁１３の働きで、保温温度設定値である５５℃に制御されている。そのため、出湯温度センサ１８が測定する温度は５５℃となる。この温度は、出湯温度設定値の６０℃よりも低い。図４の給水制御器２１は、給水制御弁１６の開度を全閉として給水を停止するため、循環回路５および貯湯槽１に給水が入ることはない。従って、循環回路５および貯湯槽１の温度低下を起こすことはない。このため、循環回路５の保温温度は５５℃に保たれ、この状態から出湯弁８を開くと、５５℃の湯が即時に出湯される。
【００４３】
出湯弁８が開けられ、出湯口から連続して出湯しているときは、貯湯槽１から行き配管２に大量の湯が流入する。保温温度センサ１７が測定する温度は、貯湯温度８０℃となる。この温度は、保温温度設定値の５５℃より高いため、保温制御器１９は流量制御弁１３の開度を小さくするが、バイパス回路６を流れる循環流量よりも貯湯槽１からの出湯流量が大きいため、影響は小さい。そのため、行き配管２とバイパス回路６の接続部の下流でも、湯の温度は８０℃とみなされる。この湯が、給水回路７との接続部を通過し、給水と混合される。給水の動作は、先に説明したように、給水制御器２１により制御されるため、給水回路７との接続部より下流の湯の温度は６０℃となり、この６０℃の湯が出湯口から出湯される。
【００４４】
以上のように、貯湯槽１の湯の温度を８０℃としても、出湯時の出湯温度を６０℃にすることができ、さらに、出湯温度を測定して制御しているため、季節や天候によらず、安定した出湯温度を得ることができる。これにより、出湯に必要な湯の全量を出湯温度と等しい６０℃で貯湯槽に貯める場合に比べて、少ない容量の貯湯槽を使用することができ、コンパクトな給湯システムを構成できるという効果が得られる。
また、循環回路内に湯を循環させて保温する保温温度を５５℃に保つことができ、出湯口を開いた直後から充分に温かくかつ熱すぎない温度で出湯が可能となる。
【００４５】
さらに、流量制御弁１３を、戻り配管４とバイパス回路６の接続部と戻り配管４と貯湯槽１の接続部の間に設けたことで、出湯がないときの保温温度が保温温度設定値よりも高いときは、流量制御弁１３を全閉とすることで、貯湯槽１の湯を全く使用せず、貯湯槽１の貯湯温度を高く保つことができる。
また、行き配管２とバイパス回路６の接続部が、貯湯槽１と行き配管２との接続部の直後の位置であるため、流量制御弁１３の開度を大きく変更してから、貯湯槽１の熱い湯が行き配管２とバイパス回路６の接続部に到達するまでの、時間差が小さいため良好な保温温度制御が行える。
また、バイパス回路６に抵抗調整弁１４を設けているので、バイパス回路６の長さが短くて流路抵抗が非常に小さい場合でも、保温温度の制御が可能となる。
また、抵抗調整弁１４の抵抗を変更可能としているので、経年変化や放熱条件の変化の影響で保温温度の制御が困難になった場合には、抵抗調整弁１４の開度を調整することで、保温温度の制御が可能となる。
【００４６】
なお、保温温度の変動がある程度許容されるのであれば、流量制御弁１３の開度を固定としてもよい。同様に、出湯温度の変動がある程度許容されるのであれば、給水制御弁１６に代えて逆止弁と減圧弁を用いて出湯時の給水量を一定とすることも可能である。
また、図５に示すように、給水制御器２１には、出湯温度センサ１８の信号と出湯温度設定器２２の設定値、さらに、保温制御器１９からの信号が入力され、給水制御器２１は給水制御弁１６を駆動する出力を出す構成としてもよい。実施の形態３と同様に、温度制御の安定性の向上が可能となる。
【００４７】
さらに、図６に示すように、保温制御器１９には、保温温度センサ１７の信号と保温温度設定器２０の設定値、さらに、給水制御器２１からの信号が入力され、保温制御器１９は流量制御弁１３を駆動する出力を出す構成としてもよい。実施の形態４と同様に、温度制御の安定性の向上が可能となる。
【００４８】
実施の形態６．
以上の実施の形態１〜５では、循環回路の保温のために貯湯槽の湯を直接循環回路に流入させていたが、循環回路を循環する湯と貯湯槽内の湯との熱交換により保温する場合の実施の形態を示す。
図８は、このような場合の、給湯システムの配管回路を示すものである。
貯湯槽１には８０℃の湯が貯められている。貯湯槽１の内部には、熱交換器２３が設けられ、熱交換器２３の出口には行き配管２が接続され、行き配管２の終端は循環ポンプ３の吸入口に接続され、循環ポンプ３の吐出口には戻り配管４が接続され、戻り配管４の終端は熱交換器２３の入口に接続され、行き配管２と循環ポンプ３と戻り配管４とからなる循環回路５を構成している。
【００４９】
行き配管２と戻り配管４の間には、バイパス回路６が設けられている。行き配管２とバイパス回路６の接続部は、熱交換器２３と行き配管２との接続部の直後の位置としている。バイパス回路６の途中には、電動で開度が変化可能な流量制御弁１３が設けられている。また、戻り配管４とバイパス回路６の接続部と戻り配管４と熱交換器２３の接続部の間には抵抗調整弁１４が設けられている。抵抗調整弁１４は開度を変えることでその抵抗が変更可能となっている。
【００５０】
循環回路５の途中で、行き配管２とバイパス回路６の接続部よりも下流、かつ、戻り配管４とバイパス回路６の接続部よりも上流位置に、給湯回路２４が接続される。給湯回路２４は、逆止弁１１を介して貯湯槽１に接続され、貯湯槽１の湯を循環回路５に供給する。
給湯回路２４の途中には、給水回路７が接続される。ここでは、給水回路７は、ヘッドが一定に保たれる高架水槽１５と、電動で開度が変化可能な給水制御弁１６を有している。
循環回路５の途中で、循環回路５と給湯回路２４の接続部よりも下流、かつ、戻り配管４とバイパス回路６の接続部よりも上流位置に、出湯弁８が接続され、出湯弁８の終端が出湯口となっている。
【００５１】
行き配管２とバイパス回路６の接続部と、循環回路５と給湯回路２４との接続部の間には、この位置の配管内の水温を計る保温温度センサ１７が設けられている。給湯回路２４と給水回路７との接続部と、循環回路５と給湯回路２４との接続部の間には、この位置の配管内部の水温を計る出湯温度センサ１８が設けられている。
保温温度センサ１７からの信号の流れを示すブロック図は、実施の形態２と同一で、図３に示される。
出湯温度センサ１８からの信号の流れを示すブロック図は、実施の形態２と同一で、図４に示される。
【００５２】
次に動作について説明する。
循環ポンプ３の駆動により、循環回路５の湯が熱交換器２３に送られる。熱交換器２３を通り、貯湯槽１と熱交換を行って、高温となった湯は、行き配管２に流れ込み、循環ポンプ３と戻り配管４を通り、熱交換器２３に送られる。また、循環ポンプ３から戻り配管４に入った湯の一部は、バイパス回路６を通り、行き配管２に流れ込む。
行き配管２に流れ込む湯の、熱交換器２３からの量とバイパス回路６からの量の比率は、保温制御器１９により制御される。保温制御器１９は保温温度センサ１７が測定した温度（循環回路５の保温温度）と、保温温度設定器２０で設定された保温温度設定値（５５℃）とを比較し、測定した保温温度が保温温度設定値よりも低いときは、これに対処するために流量制御弁１３の開度を小さくし、バイパス回路６からの流量が少なく、熱交換器２３からの湯が多くなるようにして保温温度を上昇させ、保温温度が保温温度設定値と等しくなるように制御する。
【００５３】
行き配管２とバイパス回路６の接続部を、熱交換器２３と行き配管２との接続部の直後としたときのように、熱交換器２３から行き配管２とバイパス回路６の接続部までの長さが短くて流路抵抗が非常に小さい場合には、熱交換器２３からの湯が多すぎて、保温温度の制御が困難になる場合がある。そこで、このときは、戻り配管４とバイパス回路６の接続部と、戻り配管４と貯湯槽１の接続部の間に抵抗調整弁１４を設けることで、熱交換器２３からの湯が多すぎないように調節する。
【００５４】
経年変化による配管の流路抵抗の変化の影響や、季節による放熱条件の変化の影響で、保温制御器１９や流量制御弁１３の制御範囲内で保温温度の制御が困難になった場合には、抵抗調整弁１４の開度を調整することで、流量バランスを調整し、保温制御器１９や流量制御弁１３の制御範囲内で保温温度の制御ができるようにする。
【００５５】
給水回路７から給湯回路２４に流れ込む給水量は給水制御器２１により制御される。給水制御器２１は出湯温度センサ１８が測定した温度（出湯温度）と、出湯温度設定器２２で設定された出湯温度設定値（６０℃）とを比較し、測定した出湯温度が出湯温度設定値よりも高いときは、これに対処するために給水制御弁１６の開度を大きくし、給水回路７から循環回路５に流れ込む給水量を多くして出湯温度を低下させて、出湯温度が出湯温度設定値と等しくなるように制御する。
【００５６】
出湯弁８が閉じられ、出湯口からの出湯がないときを考える。行き配管２とバイパス回路６の接続部の下流の湯の温度は、先に述べた保温制御器１９や流量制御弁１３の働きで、保温温度設定値に制御されている。この状態から出湯弁８を開くと、保温温度設定値に制御された湯が即時に出湯される。
また、仮に給水制御弁１６が開いた状態であっても、循環回路５から外部への出湯がなされないため、給水が循環回路５に入り込むことはない。従って、循環回路５の温度低下を起こすことはない。さらに、貯湯槽１と給湯回路２４の間には逆止弁１１があるため、給水が貯湯槽１に入り込むことはない。従って、貯湯槽１の温度低下を起こすことがない。
【００５７】
出湯弁８が開けられ、出湯口から連続して出湯しているときは、貯湯槽１から給湯回路２４に流入した湯に、給水が混合され、先に述べた出湯温度設定器２２の制御により出湯温度設定値になる。この湯は、循環回路５に流入し、循環回路５を循環する湯と混合されるが、給湯回路２４からの湯の量が多いため、混合後の湯の温度は、出湯温度設定器２２で制御された温度（６０℃）とみなされる。この６０℃の湯が出湯口から出湯される。
【００５８】
以上のように、貯湯槽１の湯の温度を８０℃としても、出湯時の出湯温度を６０℃にすることができ、さらに、出湯温度を測定して制御しているため、季節や天候によらず、安定した出湯温度を得ることができる。これにより、出湯に必要な湯の全量を出湯温度と等しい６０℃で貯湯槽に貯める場合に比べて、少ない容量の貯湯槽を使用することができ、コンパクトな給湯システムを構成できるという効果が得られる。
また、循環回路内に湯を循環させて保温する保温温度を５５℃に保つことができ、出湯口を開いた直後から充分に温かくかつ熱すぎない温度で出湯が可能となる。
【００５９】
出湯口からの出湯がないときは循環回路５から外部への出湯がなされないため、給水が循環回路５に入り込むことはなく、さらに、貯湯槽１と給湯回路２４の間には逆止弁１１があるため、給水が貯湯槽１に入り込むことがない。このため、循環回路５および貯湯槽１の温度低下を防ぐことができる。
また、行き配管２とバイパス回路６の接続部が、熱交換器２３と行き配管２との接続部の直後の位置であるため、流量制御弁１３の開度を小さく変更してから、熱交換器２３からの熱い湯が行き配管２とバイパス回路６の接続部に到達するまでの、時間差が小さいため良好な保温温度制御が行える。
また、戻り配管４とバイパス回路６の接続部と戻り配管４と貯湯槽１の接続部の間に抵抗調整弁１４を設けているので、貯湯槽１から行き配管２とバイパス回路６の接続部までの長さが短くて流路抵抗が非常に小さい場合でも、保温温度の制御が可能となる。
また、抵抗調整弁１４の抵抗を変更可能としているので、経年変化や放熱条件の変化の影響で保温温度の制御が困難になった場合には、抵抗調整弁１４の開度を調整することで、保温温度の制御が可能となる。
【００６０】
なお、ここでは保温温度を５５℃として説明したが、実施の形態２のように出湯温度と保温温度の設定に関係を持たせる必要はなく、これら２つの温度は独立して設定可能である。
なお、保温温度の変動がある程度許容されるのであれば、流量制御弁１３の開度を固定としてもよい。同様に、出湯温度の変動がある程度許容されるのであれば、給水制御弁１６に代えて逆止弁と減圧弁を用いて出湯時の給水量を一定とすることも可能である。
【００６１】
実施の形態７．
以上の実施の形態６では、バイパス回路に流量制御弁を設けたものであるが、戻り配管に流量制御弁を設けた場合の実施の形態を示す。
図９は、このような場合の、給湯システムの配管回路を示すものである。
貯湯槽１には８０℃の湯が貯められている。貯湯槽１の内部には、熱交換器２３が設けられ、熱交換器２３の出口には行き配管２が接続され、行き配管２の終端は循環ポンプ３の吸入口に接続され、循環ポンプ３の吐出口には戻り配管４が接続され、戻り配管４の終端は熱交換器２３の入口に接続され、行き配管２と循環ポンプ３と戻り配管４とからなる循環回路５を構成している。
【００６２】
行き配管２と戻り配管４の間には、バイパス回路６が設けられている。行き配管２とバイパス回路６の接続部は、熱交換器２３と行き配管２との接続部の直後の位置としている。バイパス回路６の途中には抵抗調整弁１４が設けられている。抵抗調整弁１４は開度を変えることでその抵抗が変更可能となっている。また、戻り配管４とバイパス回路６の接続部と戻り配管４と熱交換器２３の接続部の間には、電動で開度が変化可能な流量制御弁１３が設けられている。
【００６３】
循環回路５の途中で、行き配管２とバイパス回路６の接続部よりも下流、かつ、戻り配管４とバイパス回路６の接続部よりも上流位置に、給湯回路２４が接続される。給湯回路２４は、逆止弁１１を介して貯湯槽１に接続され、貯湯槽１の湯を循環回路５に供給する。
給湯回路２４の途中には、給水回路７が接続される。ここでは、給水回路７は、ヘッドが一定に保たれる高架水槽１５と、電動で開度が変化可能な給水制御弁１６を有している。
循環回路５の途中で、循環回路５と給湯回路２４の接続部よりも下流、かつ、戻り配管４とバイパス回路６の接続部よりも上流位置に、出湯弁８が接続され、出湯弁８の終端が出湯口となっている。
【００６４】
行き配管２とバイパス回路６の接続部と、循環回路５と給湯回路２４との接続部の間には、この位置の配管内の水温を計る保温温度センサ１７が設けられている。給湯回路２４と給水回路７との接続部と、循環回路５と給湯回路２４との接続部の間には、この位置の配管内部の水温を計る出湯温度センサ１８が設けられている。
【００６５】
保温温度センサ１７からの信号の流れを示すブロック図は、実施の形態２と同一で、図３に示される。
出湯温度センサ１８からの信号の流れを示すブロック図は、実施の形態２と同一で、図４に示される。
【００６６】
次に動作について説明する。
循環ポンプ３の駆動により、循環回路５の湯が熱交換器２３に送られる。熱交換器２３を通り、貯湯槽１と熱交換を行って、高温となった湯は、行き配管２に流れ込み、循環ポンプ３と戻り配管４を通り、熱交換器２３に送られる。また、循環ポンプ３から戻り配管４に入った湯の一部は、バイパス回路６を通り、行き配管２に流れ込む。
行き配管２に流れ込む湯の、熱交換器２３からの量とバイパス回路６からの量の比率は、保温制御器１９により制御される。保温制御器１９は保温温度センサ１７が測定した温度（循環回路５の保温温度）と、保温温度設定器２０で設定された保温温度設定値（５５℃）とを比較し、測定した保温温度が保温温度設定値よりも低いときは、これに対処するために流量制御弁１３の開度を大きくし、バイパス回路６からの流量が少なく、熱交換器２３からの湯が多くなるようにして保温温度を上昇させ、保温温度が保温温度設定値と等しくなるように制御する。
【００６７】
バイパス回路６の長さが短く、バイパス回路６の流路抵抗が非常に小さい場合には、バイパス回路６から行き配管２に流れ込む湯が多すぎて、保温温度の制御が困難になる場合がある。そこで、このときは、バイパス回路６に抵抗調整弁１４を設けることで、バイパス回路６からの湯が多すぎないように調節する。
【００６８】
経年変化による配管の流路抵抗の変化の影響や、季節による放熱条件の変化の影響で、保温制御器１９や流量制御弁１３の制御範囲内で保温温度の制御が困難になった場合には、抵抗調整弁１４の開度を調整することで、流量バランスを調整し、保温制御器１９や流量制御弁１３の制御範囲内で保温温度の制御ができるようにする。
【００６９】
給水回路７から給湯回路２４に流れ込む給水量は給水制御器２１により制御される。給水制御器２１は出湯温度センサ１８が測定した温度（出湯温度）と、出湯温度設定器２２で設定された出湯温度設定値（６０℃）とを比較し、測定した出湯温度が出湯温度設定値よりも高いときは、これに対処するために給水制御弁１６の開度を大きくし、給水回路７から循環回路５に流れ込む給水量を多くして出湯温度を低下させて、出湯温度が出湯温度設定値と等しくなるように制御する。
【００７０】
出湯弁８が閉じられ、出湯口からの出湯がないときを考える。行き配管２とバイパス回路６の接続部の下流の湯の温度は、先に述べた保温制御器１９や流量制御弁１３の働きで、保温温度設定値に制御されている。この状態から出湯弁８を開くと、保温温度設定値に制御された湯が即時に出湯される。
また、仮に給水制御弁１６が開いた状態であっても、循環回路５から外部への出湯がなされないため、給水が循環回路５に入り込むことはない。従って、循環回路５の温度低下を起こすことはない。さらに、貯湯槽１と給湯回路２４の間には逆止弁１１があるため、給水が貯湯槽１に入り込むことはない。従って、貯湯槽１の温度低下を起こすことがない。
【００７１】
出湯弁８が開けられ、出湯口から連続して出湯しているときは、貯湯槽１から給湯回路２４に流入した湯に、給水が混合され、先に述べた出湯温度設定器２２の制御により出湯温度設定値になる。この湯は、循環回路５に流入し、循環回路５を循環する湯と混合されるが、給湯回路２４からの湯の量が多いため、混合後の湯の温度は、出湯温度設定器２２で制御された温度（６０℃）とみなされる。この６０℃の湯が出湯口から出湯される。
【００７２】
以上のように、貯湯槽１の湯の温度を８０℃としても、出湯時の出湯温度を６０℃にすることができ、さらに、出湯温度を測定して制御しているため、季節や天候によらず、安定した出湯温度を得ることができる。これにより、出湯に必要な湯の全量を出湯温度と等しい６０℃で貯湯槽に貯める場合に比べて、少ない容量の貯湯槽を使用することができ、コンパクトな給湯システムを構成できるという効果が得られる。
また、循環回路内に湯を循環させて保温する保温温度を５５℃に保つことができ、出湯口を開いた直後から充分に温かくかつ熱すぎない温度で出湯が可能となる。
【００７３】
出湯口からの出湯がないときは循環回路５から外部への出湯がなされないため、給水が循環回路５に入り込むことはなく、さらに、貯湯槽１と給湯回路２４の間には逆止弁１１があるため、給水が貯湯槽１に入り込むことがないため、循環回路５および貯湯槽１の温度低下を防ぐことができる。
さらに、流量制御弁１３を、戻り配管４とバイパス回路６の接続部と戻り配管４と熱交換器２３の接続部の間に設けたことで、出湯がないときの保温温度が保温温度設定値よりも高いときは、流量制御弁１３を全閉とすることで、貯湯槽１の湯との熱交換を全く行わず、貯湯槽１の貯湯温度を高く保つことができる。
また、行き配管２とバイパス回路６の接続部が、熱交換器２３と行き配管２との接続部の直後の位置であるため、流量制御弁１３の開度を大きく変更してから、貯湯槽１の熱い湯が行き配管２とバイパス回路６の接続部に到達するまでの、時間差が小さいため良好な保温温度制御が行える。
また、バイパス回路６に抵抗調整弁１４を設けているので、バイパス回路６の長さが短くて流路抵抗が非常に小さい場合でも、保温温度の制御が可能となる。
また、抵抗調整弁１４の抵抗を変更可能としているので、経年変化や放熱条件の変化の影響で保温温度の制御が困難になった場合には、抵抗調整弁１４の開度を調整することで、保温温度の制御が可能となる。
【００７４】
なお、ここでは保温温度を５５℃として説明したが、実施の形態２のように出湯温度と保温温度の設定に関係を持たせる必要はなく、これら２つの温度は独立して設定可能である。
なお、保温温度の変動がある程度許容されるのであれば、流量制御弁１３の開度を固定としてもよい。同様に、出湯温度の変動がある程度許容されるのであれば、給水制御弁１６に代えて逆止弁と減圧弁を用いて出湯時の給水量を一定とすることも可能である。
【００７５】
実施の形態８．
循環回路に給水が入り込む恐れがなく、出湯温度より高い貯湯温度とすることのできる、別の実施の形態を示す。
図１０は、このような場合の、給湯システムの配管回路を示すものである。
貯湯槽１には８０℃の湯が貯められている。貯湯槽１には行き配管２が接続され、行き配管２の終端は循環ポンプ３の吸入口に接続され、循環ポンプ３の吐出口には戻り配管４が接続され、戻り配管４の終端は貯湯槽１に接続され、行き配管２と循環ポンプ３と戻り配管４とからなる循環回路５を構成している。
【００７６】
循環回路５の途中に、出湯回路２６が接続される。出湯回路２６は、逆止弁１１を介して循環回路５からの湯を取り込み、出湯弁８を通して出湯する。
出湯回路２６の逆止弁１１より下流、かつ、出湯弁８よりも上流位置に、給水回路７が接続される。ここでは、給水回路７は、ヘッドが一定に保たれる高架水槽１５と、電動で開度が変化可能な給水制御弁１６を有している。
出湯弁８の出湯口は、高架水槽１５からの水を出水する出水弁２７の出水口と共通のもので、出湯弁８と出水弁２７をあわせて、いわゆる混合水栓を成している。
【００７７】
出湯回路２６と給水回路７との接続部と、出湯弁８との間には、この位置の配管内部の水温を計る出湯温度センサ１８が設けられている。
出湯温度センサ１８からの信号の流れを示すブロック図は、実施の形態２と同一で、図４に示される。
【００７８】
次に動作について説明する。
循環ポンプ３の駆動により、貯湯槽１の湯は、行き配管２に流れ込み、循環ポンプ３と戻り配管４を通り貯湯槽１に戻る。
給水回路７から出湯回路２６に流れ込む給水量は給水制御器２１により制御される。給水制御器２１は出湯温度センサ１８が測定した温度（出湯温度）と、出湯温度設定器２２で設定された出湯温度設定値（６０℃）とを比較し、測定した出湯温度が出湯温度設定値よりも高いときは、これに対処するために給水制御弁１６の開度を大きくし、給水回路７から循環回路５に流れ込む給水量を多くして出湯温度を低下させて、出湯温度が出湯温度設定値と等しくなるように制御する。
【００７９】
循環回路５と出湯回路２６の間には逆止弁１１があるため、仮に給水制御弁１６が開いた状態であっても、給水が循環回路５に入り込むことはない。従って、循環回路５および貯湯槽１の温度低下を起こすことはない。さらに、循環回路５に給水が入り込まないため、給水が貯湯槽１に入り込むこともなく、貯湯槽１の温度低下を起こすことがない。
【００８０】
循環回路５には貯湯槽１からの高温の湯が循環している。この状態から出湯弁８を開くと、循環回路５から出湯回路２６に高温の湯が流入する。出湯温度センサ１８が測定する温度が上昇し、先に述べた制御により、給水回路７からの給水が行われ、出湯温度設定値（６０℃）となった湯が出湯弁８を通して出湯される。
このとき、出水弁２７を操作して給水を加えることで、６０℃を上限として出湯の温度を任意に変化させることができる。
【００８１】
出湯弁８を開いてから、温度の高い湯が出湯されるまでの時間は、出湯回路２６の長さに依存する。循環回路５などの配管の引き回しは比較的自由に行えるため、出湯弁８の位置に対応して配管し、出湯回路２６の長さを短くすることは可能である。この場合、出湯弁８を開いて、充分に短時間で、充分に温度の高い湯が出湯される。
【００８２】
以上のように、貯湯槽１の湯の温度を８０℃としても、出湯時の出湯温度を６０℃にすることや、混合水栓使用の場合は出湯の上限温度を６０℃とすることができる。さらに、出湯温度を測定して制御しているため、季節や天候によらず、安定した出湯温度を得ることができる。これにより、出湯に必要な湯の全量を出湯温度と等しい６０℃で貯湯槽に貯める場合に比べて、少ない容量の貯湯槽を使用することができ、コンパクトな給湯システムを構成できるという効果が得られる。
また、配管の引き回しが比較的自由にできる循環回路から湯取り出すため、出湯弁を開いてから、充分に短時間で、充分に温度の高い湯を出湯することが可能となる。
【００８３】
循環回路５と出湯回路２６の間には逆止弁１１があるため、給水が循環回路５や貯湯槽１に入り込むことがなく、循環回路５および貯湯槽１の温度低下を防ぐことができる。
なお、出湯温度の変動がある程度許容されるのであれば、給水制御弁１６に代えて逆止弁と減圧弁を用いて出湯時の給水量を一定とすることも可能である。
【００８４】
実施の形態９．
循環回路に給水が入り込む恐れがなく、出湯温度より高い貯湯温度とすることのできる、別の実施の形態を示す。
図１１は、このような場合の、給湯システムの配管回路を示すものである。
貯湯槽１には８０℃の湯が貯められている。貯湯槽１には行き配管２が接続され、行き配管２の終端は循環ポンプ３の吸入口に接続され、循環ポンプ３の吐出口には戻り配管４が接続され、戻り配管４の終端は貯湯槽１に接続され、行き配管２と循環ポンプ３と戻り配管４とからなる循環回路５を構成している。
【００８５】
行き配管２と戻り配管４の間には、バイパス回路６が設けられている。行き配管２とバイパス回路６の接続部は、貯湯槽１と行き配管２との接続部の直後の位置としている。バイパス回路６の途中には、電動で開度が変化可能な流量制御弁１３が設けられている。また、戻り配管４とバイパス回路６の接続部と、戻り配管４と貯湯槽１の接続部の間には抵抗調整弁１４が設けられている。抵抗調整弁１４は開度を変えることでその抵抗が変更可能となっている。
【００８６】
循環回路５の途中で、行き配管２とバイパス回路６の接続部よりも下流、かつ、戻り配管４とバイパス回路６の接続部よりも上流位置に、出湯回路２６が接続される。出湯回路２６は、逆止弁１１を介して循環回路５からの湯を取り込み、出湯弁８を通して出湯する。
出湯回路２６の逆止弁１１より下流、かつ、出湯弁８より上流位置に、給水回路７が接続される。ここでは、給水回路７は、ヘッドが一定に保たれる高架水槽１５と、電動で開度が変化可能な給水制御弁１６を有している。
出湯弁８の出湯口は、高架水槽１５からの水を出水する出水弁２７の出水口と共通のもので、出湯弁８と出水弁２７をあわせて、いわゆる混合水栓を成している。
【００８７】
行き配管２とバイパス回路６の接続部と、循環回路５と出湯回路２６との接続部の間には、この位置の配管内の水温を計る保温温度センサ１７が設けられている。出湯回路２６と給水回路７との接続部と、出湯弁８との間には、この位置の配管内部の水温を計る出湯温度センサ１８が設けられている。
保温温度センサ１７からの信号の流れを示すブロック図は、実施の形態２と同一で、図３に示される。
出湯温度センサ１８からの信号の流れを示すブロック図は、実施の形態２と同一で、図４に示される。
ここでは、保温温度設定器２０に設定された保温温度設定値は６５℃、出湯温度設定器２２に設定された出湯温度設定値は６０℃である。
【００８８】
次に動作について説明する。
循環ポンプ３の駆動により、貯湯槽１の湯は、行き配管２に流れ込み、循環ポンプ３と戻り配管４を通り貯湯槽１に戻る。また、循環ポンプ３から戻り配管４に入った湯の一部は、バイパス回路６を通り、行き配管２に流れ込む。
行き配管２に流れ込む湯の、貯湯槽１からの量とバイパス回路６からの量の比率は、保温制御器１９により制御される。保温制御器１９は保温温度センサ１７が測定した温度（循環回路５の保温温度）と、保温温度設定器２０で設定された保温温度設定値（６５℃）とを比較し、測定した保温温度が保温温度設定値よりも低いときは、これに対処するために流量制御弁１３の開度を小さくし、バイパス回路６からの流量が少なく、貯湯槽１からの湯が多くなるようにして保温温度を上昇させ、保温温度が保温温度設定値（６５℃）と等しくなるように制御する。
【００８９】
行き配管２とバイパス回路６の接続部を、貯湯槽１と行き配管２との接続部の直後としたときのように、貯湯槽１から行き配管２とバイパス回路６の接続部までの長さが短くて流路抵抗が非常に小さい場合には、貯湯槽１からの湯が多すぎて、保温温度の制御が困難になる場合がある。そこで、このときは、戻り配管４とバイパス回路６の接続部と、戻り配管４と貯湯槽１の接続部の間に抵抗調整弁１４を設けることで、貯湯槽１からの湯が多すぎないように調節する。
【００９０】
経年変化による配管の流路抵抗の変化の影響や、季節による放熱条件の変化の影響で、保温制御器１９や流量制御弁１３の制御範囲内で保温温度の制御が困難になった場合には、抵抗調整弁１４の開度を調整することで、流量バランスを調整し、保温制御器１９や流量制御弁１３の制御範囲内で保温温度の制御ができるようにする。
【００９１】
給水回路７から出湯回路２６に流れ込む給水量は給水制御器２１により制御される。給水制御器２１は出湯温度センサ１８が測定した温度（出湯温度）と、出湯温度設定器２２で設定された出湯温度設定値（６０℃）とを比較し、測定した出湯温度が出湯温度設定値よりも高いときは、これに対処するために給水制御弁１６の開度を大きくし、給水回路７から出湯回路２６に流れ込む給水量を多くして出湯温度を低下させて、出湯温度が出湯温度設定値と等しくなるように制御する。
【００９２】
循環回路５と出湯回路２６の間には逆止弁１１があるため、仮に給水制御弁１６が開いた状態であっても、給水が循環回路５に入り込むことはない。従って、循環回路５の温度低下を起こすことはない。さらに、循環回路５に給水が入り込まないため、給水が貯湯槽１に入り込むこともなく、貯湯槽１の温度低下を起こすことがない。
循環回路５には、保温制御器１９により制御され、保温温度設定値（６５℃）となった湯が循環している。この状態から出湯弁８を開くと、循環回路５から出湯回路２６に６５℃の湯が流入する。出湯温度センサ１８が測定する温度が上昇し、先に述べた制御により、給水回路７からの給水が行われ、出湯温度設定値（６０℃）となった湯が出湯弁８を通して出湯される。
このとき、出水弁２７を操作して給水を加えることで、６０℃を上限として出湯の温度を任意に変化させることができる。
【００９３】
出湯弁８を開いてから、温度の高い湯が出湯されるまでの時間は、出湯回路２６の長さに依存する。循環回路５などの配管の引き回しは比較的自由に行えるため、出湯弁８の位置に対応して配管し、出湯回路２６の長さを短くすることは可能である。この場合、出湯弁８を開いて、充分に短時間で、充分に温度の高い湯が出湯される。
【００９４】
以上のように、貯湯槽１の湯の温度を８０℃としても、出湯時の出湯温度を６０℃にすることや、混合水栓使用の場合は出湯の上限温度を６０℃とすることができる。さらに、出湯温度を測定して制御しているため、季節や天候によらず、安定した出湯温度を得ることができる。これにより、出湯に必要な湯の全量を出湯温度と等しい６０℃で貯湯槽に貯める場合に比べて、少ない容量の貯湯槽を使用することができ、コンパクトな給湯システムを構成できるという効果が得られる。
【００９５】
また、循環回路５を循環する湯の温度を、貯湯槽１の貯湯温度よりも低い温度とすることができ、循環回路５の配管から放熱する放熱ロスを削減することができる。
また、配管の引き回しが比較的自由にできる循環回路から湯を取り出すため、出湯弁を開いてから、充分に短時間で、充分に温度の高い湯を出湯することが可能となる。
循環回路５と出湯回路２６の間には逆止弁１１があるため、給水が循環回路５や貯湯槽１に入り込むことがなく、循環回路５および貯湯槽１の温度低下を防ぐことができる。
【００９６】
また、行き配管２とバイパス回路６の接続部が、貯湯槽１と行き配管２との接続部の直後の位置であるため、流量制御弁１３の開度を小さく変更してから、貯湯槽１の熱い湯が行き配管２とバイパス回路６の接続部に到達するまでの、時間差が小さいため良好な保温温度制御が行える。
また、戻り配管４とバイパス回路６の接続部と戻り配管４と貯湯槽１の接続部の間に抵抗調整弁１４を設けているので、貯湯槽１から行き配管２とバイパス回路６の接続部までの長さが短くて流路抵抗が非常に小さい場合でも、保温温度の制御が可能となる。
また、抵抗調整弁１４の抵抗を変更可能としているので、経年変化や放熱条件の変化の影響で保温温度の制御が困難になった場合には、抵抗調整弁１４の開度を調整することで、保温温度の制御が可能となる。
【００９７】
なお、保温温度の変動がある程度許容されるのであれば、流量制御弁１３の開度を固定としてもよい。同様に、出湯温度の変動がある程度許容されるのであれば、給水制御弁１６に代えて逆止弁と減圧弁を用いて出湯時の給水量を一定とすることも可能である。
【００９８】
実施の形態１０．
循環回路に給水が入り込む恐れがなく、出湯温度より高い貯湯温度とすることのできる、別の実施の形態を示す。
図１２は、このような場合の、給湯システムの配管回路を示すものである。
貯湯槽１には８０℃の湯が貯められている。貯湯槽１には行き配管２が接続され、行き配管２の終端は循環ポンプ３の吸入口に接続され、循環ポンプ３の吐出口には戻り配管４が接続され、戻り配管４の終端は貯湯槽１に接続され、行き配管２と循環ポンプ３と戻り配管４とからなる循環回路５を構成している。
【００９９】
行き配管２と戻り配管４の間には、バイパス回路６が設けられている。行き配管２とバイパス回路６の接続部は、貯湯槽１と行き配管２との接続部の直後の位置としている。バイパス回路６の途中には抵抗調整弁１４が設けられている。抵抗調整弁１４は開度を変えることでその抵抗が変更可能となっている。また、戻り配管４とバイパス回路６の接続部と、戻り配管４と熱交換器２３の接続部の間には、電動で開度が変化可能な流量制御弁１３が設けられている。
【０１００】
循環回路５の途中で、行き配管２とバイパス回路６の接続部よりも下流、かつ、戻り配管４とバイパス回路６の接続部よりも上流位置に、出湯回路２６が接続される。出湯回路２６は、逆止弁１１を介して循環回路５からの湯を取り込み、出湯弁８を通して出湯する。
出湯回路２６の逆止弁１１より下流、かつ、出湯弁８より上流位置に、給水回路７が接続される。ここでは、給水回路７は、ヘッドが一定に保たれる高架水槽１５と、電動で開度が変化可能な給水制御弁１６を有している。
出湯弁８の出湯口は、高架水槽１５からの水を出水する出水弁２７の出水口と共通のもので、出湯弁８と出水弁２７をあわせて、いわゆる混合水栓を成している。
【０１０１】
行き配管２とバイパス回路６の接続部と、循環回路５と出湯回路２６との接続部の間には、この位置の配管内の水温を計る保温温度センサ１７が設けられている。出湯回路２６と給水回路７との接続部と、出湯弁８との間には、この位置の配管内部の水温を計る出湯温度センサ１８が設けられている。
保温温度センサ１７からの信号の流れを示すブロック図は、実施の形態２と同一で、図３に示される。
出湯温度センサ１８からの信号の流れを示すブロック図は、実施の形態２と同一で、図４に示される。
ここでは、保温温度設定器２０に設定された保温温度設定値は６５℃、出湯温度設定器２２に設定された出湯温度設定値は６０℃である。
【０１０２】
次に動作について説明する。
循環ポンプ３の駆動により、貯湯槽１の湯は、行き配管２に流れ込み、循環ポンプ３と戻り配管４を通り貯湯槽１に戻る。また、循環ポンプ３から戻り配管４に入った湯の一部は、バイパス回路６を通り、行き配管２に流れ込む。
行き配管２に流れ込む湯の、貯湯槽１からの量とバイパス回路６からの量の比率は、保温制御器１９により制御される。保温制御器１９は保温温度センサ１７が測定した温度（循環回路５の保温温度）と、保温温度設定器２０で設定された保温温度設定値（６５℃）とを比較し、測定した保温温度が保温温度設定値よりも低いときは、これに対処するために流量制御弁１３の開度を大きくし、バイパス回路６からの流量が少なく、貯湯槽１からの湯が多くなるようにして保温温度を上昇させ、保温温度が保温温度設定値（６５℃）と等しくなるように制御する。
【０１０３】
バイパス回路６の長さが短く、バイパス回路６の流路抵抗が非常に小さい場合には、バイパス回路６から行き配管２に流れ込む湯が多すぎて、保温温度の制御が困難になる場合がある。そこで、このときは、バイパス回路６に抵抗調整弁１４を設けることで、バイパス回路６からの湯が多すぎないように調節する。
【０１０４】
経年変化による配管の流路抵抗の変化の影響や、季節による放熱条件の変化の影響で、保温制御器１９や流量制御弁１３の制御範囲内で保温温度の制御が困難になった場合には、抵抗調整弁１４の開度を調整することで、流量バランスを調整し、保温制御器１９や流量制御弁１３の制御範囲内で保温温度の制御ができるようにする。
【０１０５】
給水回路７から出湯回路２６に流れ込む給水量は給水制御器２１により制御される。給水制御器２１は出湯温度センサ１８が測定した温度（出湯温度）と、出湯温度設定器２２で設定された出湯温度設定値（６０℃）とを比較し、測定した出湯温度が出湯温度設定値よりも高いときは、これに対処するために給水制御弁１６の開度を大きくし、給水回路７から出湯回路２６に流れ込む給水量を多くして出湯温度を低下させて、出湯温度が出湯温度設定値と等しくなるように制御する。
【０１０６】
循環回路５と出湯回路２６の間には逆止弁１１があるため、仮に給水制御弁１６が開いた状態であっても、給水が循環回路５に入り込むことはない。従って、循環回路５の温度低下を起こすことはない。さらに、循環回路５に給水が入り込まないため、給水が貯湯槽１に入り込むこともなく、貯湯槽１の温度低下を起こすことがない。
【０１０７】
循環回路５には、保温制御器１９により制御され、保温温度設定値（６５℃）となった湯が循環している。この状態から出湯弁８を開くと、循環回路５から出湯回路２６に６５℃の湯が流入する。出湯温度センサ１８が測定する温度が上昇し、先に述べた制御により、給水回路７からの給水が行われ、出湯温度設定値（６０℃）となった湯が出湯弁８を通して出湯される。
このとき、出水弁２７を操作して給水を加えることで、６０℃を上限として出湯の温度を任意に変化させることができる。
【０１０８】
出湯弁８を開いてから、温度の高い湯が出湯されるまでの時間は、出湯回路２６の長さに依存する。循環回路５などの配管の引き回しは比較的自由に行えるため、出湯弁８の位置に対応して配管し、出湯回路２６の長さを短くすることは可能である。この場合、出湯弁８を開いて、充分に短時間で、充分に温度の高い湯が出湯される。
【０１０９】
以上のように、貯湯槽１の湯の温度を８０℃としても、出湯時の出湯温度を６０℃にすることや、混合水栓使用の場合は出湯の上限温度を６０℃とすることができる。さらに、出湯温度を測定して制御しているため、季節や天候によらず、安定した出湯温度を得ることができる。これにより、出湯に必要な湯の全量を出湯温度と等しい６０℃で貯湯槽に貯める場合に比べて、少ない容量の貯湯槽を使用することができ、コンパクトな給湯システムを構成できるという効果が得られる。
また、循環回路５を循環する湯の温度を、貯湯槽１の貯湯温度よりも低い温度とすることができ、循環回路５の配管から放熱する放熱ロスを削減することができる。
【０１１０】
また、配管の引き回しが比較的自由にできる循環回路から湯取り出すため、出湯弁を開いてから、充分に短時間で、充分に温度の高い湯を出湯することが可能となる。
循環回路５と出湯回路２６の間には逆止弁１１があるため、給水が循環回路５や貯湯槽１に入り込むことがなく、循環回路５および貯湯槽１の温度低下を防ぐことができる。
さらに、流量制御弁１３を、戻り配管４とバイパス回路６の接続部と戻り配管４と貯湯槽１の接続部の間に設けたことで、出湯がないときの保温温度が保温温度設定値よりも高いときは、流量制御弁１３を全閉とすることで、貯湯槽１の湯を全く使用せず、貯湯槽１の貯湯温度を高く保つことができる。
【０１１１】
また、行き配管２とバイパス回路６の接続部が、貯湯槽１と行き配管２との接続部の直後の位置であるため、流量制御弁１３の開度を大きく変更してから、貯湯槽１の熱い湯が行き配管２とバイパス回路６の接続部に到達するまでの、時間差が小さいため良好な保温温度制御が行える。
また、バイパス回路６に抵抗調整弁１４を設けているので、バイパス回路６の長さが短くて流路抵抗が非常に小さい場合でも、保温温度の制御が可能となる。
また、抵抗調整弁１４の抵抗を変更可能としているので、経年変化や放熱条件の変化の影響で保温温度の制御が困難になった場合には、抵抗調整弁１４の開度を調整することで、保温温度の制御が可能となる。
【０１１２】
なお、保温温度の変動がある程度許容されるのであれば、流量制御弁１３の開度を固定としてもよい。同様に、出湯温度の変動がある程度許容されるのであれば、給水制御弁１６に代えて逆止弁と減圧弁を用いて出湯時の給水量を一定とすることも可能である。
【０１１３】
実施の形態１１．
循環回路に給水が入り込む恐れがなく、出湯温度より高い貯湯温度とすることのできる、別の実施の形態を示す。
図１３は、このような場合の、給湯システムの配管回路を示すものである。
貯湯槽１には８０℃の湯が貯められている。貯湯槽１には行き配管２が接続され、行き配管２の終端は循環ポンプ３の吸入口に接続され、循環ポンプ３の吐出口には戻り配管４が接続され、戻り配管４の終端は貯湯槽１に接続され、行き配管２と循環ポンプ３と戻り配管４とからなる循環回路５を構成している。
【０１１４】
行き配管２と戻り配管４の間には、バイパス回路６が設けられている。行き配管２とバイパス回路６の接続部は、貯湯槽１と行き配管２との接続部の直後の位置としている。バイパス回路６の途中には、電動で開度が変化可能な流量制御弁１３が設けられている。また、戻り配管４とバイパス回路６の接続部と戻り配管４と貯湯槽１の接続部の間には抵抗調整弁１４が設けられている。抵抗調整弁１４は開度を変えることでその抵抗が変更可能となっている。
【０１１５】
循環回路５の途中で、行き配管２とバイパス回路６の接続部よりも下流、かつ、戻り配管４とバイパス回路６の接続部よりも上流位置に、第１の出湯回路２８および第２の出湯回路３７が接続される。
第１の出湯回路２８は、第１の逆止弁２９を介して循環回路５からの湯を取り込み、第１の出湯弁３１を通して出湯する。
第１の出湯回路２８の第１の逆止弁２９より下流、かつ、第１の出湯弁３１より上流位置に、第１の給水回路３３が接続される。第１の給水回路３３は、ヘッドが一定に保たれる高架水槽１５と、電動で開度が変化可能な第１の給水制御弁３４を有している。
【０１１６】
第１の出湯弁３１の出湯口は、高架水槽１５からの水を出水する第１の出水弁３２の出水口と共通のもので、第１の出湯弁３１と第１の出水弁３２をあわせて、いわゆる混合水栓を成している。
第２の出湯回路３７は、第２の逆止弁３８を介して循環回路５からの湯を取り込み、第２の出湯弁４０を通して出湯する。
第２の出湯回路３７の第２の逆止弁３８より下流、かつ、第２の出湯弁４０より上流位置に、第２の給水回路４２が接続される。第２の給水回路４２は、ヘッドが一定に保たれる高架水槽１５（第１の給水回路と共通）と、電動で開度が変化可能な第２の給水制御弁４３を有している。
第２の出湯弁４０の出湯口は、高架水槽１５からの水を出水する第２の出水弁４１の出水口と共通のもので、第２の出湯弁４０と第２の出水弁４１をあわせて、いわゆる混合水栓を成している。
【０１１７】
行き配管２とバイパス回路６の接続部と、循環回路５と第２の出湯回路３７との接続部の間には、この位置の配管内の水温を計る保温温度センサ１７が設けられている。第１の出湯回路２８と第１の給水回路３３との接続部と、第１の出湯弁３１との間には、この位置の配管内部の水温を計る第１の出湯温度センサ３０が設けられている。第２の出湯回路３７と第２の給水回路４２との接続部と、第２の出湯弁４０との間には、この位置の配管内部の水温を計る第２の出湯温度センサ３９が設けられている。
保温温度センサ１７からの信号の流れを示すブロック図は、実施の形態２と同一で、図３に示される。ここでは、保温温度設定器２０に設定された保温温度設定値は６５℃である。
【０１１８】
図１４は、第１の出湯温度センサ３０、および、第２の出湯温度センサ３９からの信号の流れを示すブロック図である。
第１の出湯温度センサ３０の信号は第１の給水制御器３５に入力される。第１の出湯温度設定器３６には、たとえば操作盤からの入力や、メモリーへの書き込みにより、第１の出湯回路の出湯温度の設定値として６０℃が設定される。第１の出湯温度センサ３０の信号と第１の出湯温度設定器３６の設定値が第１の給水制御器３５に入力され、第１の給水制御器３５は第１の給水制御弁３４を駆動する出力を出す。
第２の出湯温度センサ３９の信号は第２の給水制御器４４に入力される。第２の出湯温度設定器４５には、たとえば操作盤からの入力や、メモリーへの書き込みにより、第２の出湯回路の出湯温度の設定値として４５℃が設定される。第２の出湯温度センサ３９の信号と第２の出湯温度設定器４５の設定値が第２の給水制御器４４に入力され、第１の給水制御器４４は第１の給水制御弁４３を駆動する出力を出す。
【０１１９】
次に動作について説明する。
循環回路５の保温動作については、実施の形態９と同一であり、説明を省略する。
第１の給水回路３３から第１の出湯回路２８に流れ込む給水量は第１の給水制御器３５により制御される。第１の給水制御器３５は第１の出湯温度センサ３０が測定した温度（第１の出湯温度）と、第１の出湯温度設定器３６で設定された第１の出湯温度設定値（６０℃）とを比較し、測定した第１の出湯温度が第１の出湯温度設定値よりも高いときは、これに対処するために第１の給水制御弁３４の開度を大きくし、第１の給水回路３３から第１の出湯回路２８に流れ込む給水量を多くして出湯温度を低下させて、第１の出湯温度が第１の出湯温度設定値と等しくなるように制御する。
【０１２０】
循環回路５には、保温制御器１９により制御され、保温温度設定値（６５℃）となった湯が循環している。この状態から第１の出湯弁３１を開くと、循環回路５から第１の出湯回路２８に６５℃の湯が流入する。第１の出湯温度センサ３０が測定する温度が上昇し、先に述べた制御により、第１の給水回路３３からの給水が行われ、第１の出湯温度設定値（６０℃）となった湯が第１の出湯弁３１を通して出湯される。
このとき、第１の出水弁３２を操作して給水を加えることで、６０℃を上限として出湯の温度を任意に変化させることができる。
【０１２１】
第２の給水回路４２から第２の出湯回路３７に流れ込む給水量は第２の給水制御器４４により制御される。第２の給水制御器４４は第２の出湯温度センサ３９が測定した温度（第２の出湯温度）と、第２の出湯温度設定器４５で設定された第２の出湯温度設定値（４５℃）とを比較し、測定した第２の出湯温度が第２の出湯温度設定値よりも高いときは、これに対処するために第２の給水制御弁４３の開度を大きくし、第２の給水回路４２から第２の出湯回路３７に流れ込む給水量を多くして出湯温度を低下させて、第２の出湯温度が第２の出湯温度設定値と等しくなるように制御する。
【０１２２】
循環回路５には、保温制御器１９により制御され、保温温度設定値（６５℃）となった湯が循環している。この状態から第２の出湯弁４０を開くと、循環回路５から第２の出湯回路３７に６５℃の湯が流入する。第２の出湯温度センサ３９が測定する温度が上昇し、先に述べた制御により、第２の給水回路４２からの給水が行われ、第２の出湯温度設定値（４５℃）となった湯が第２の出湯弁４０を通して出湯される。
このとき、第２の出水弁４１を操作して給水を加えることで、４５℃を上限として出湯の温度を任意に変化させることができる。
【０１２３】
以上のような給湯システムでは、複数の出湯回路を有し、それぞれの出湯回路の出湯温度を独自に設定することができ、混合水栓使用の場合は出湯の上限温度を独自に設定できる。たとえば、厨房での出湯は、その上限温度を６０℃に制限し、浴室での出湯は、その上限温度を４５℃に制限するというような設定が可能である。高温の出湯の必要のない所での出湯温度を低く制限することで、出湯弁の誤操作があったとしても、その影響を小さくできる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】この発明の実施の形態１を示す給湯システムの配管回路である。
【図２】この発明の実施の形態２を示す給湯システムの配管回路である。
【図３】この発明の実施の形態２の信号の流れを示すブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態２の信号の流れを示すブロック図である。
【図５】この発明の実施の形態３の信号の流れを示すブロック図である。
【図６】この発明の実施の形態４の信号の流れを示すブロック図である。
【図７】この発明の実施の形態５を示す給湯システムの配管回路である。
【図８】この発明の実施の形態６を示す給湯システムの配管回路である。
【図９】この発明の実施の形態７を示す給湯システムの配管回路である。
【図１０】この発明の実施の形態８を示す給湯システムの配管回路である。
【図１１】この発明の実施の形態９を示す給湯システムの配管回路である。
【図１２】この発明の実施の形態１０を示す給湯システムの配管回路である。
【図１３】この発明の実施の形態１１を示す給湯システムの配管回路である。
【図１４】この発明の実施の形態１１の信号の流れを示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１２５】
１  貯湯槽、２  行き配管、３  循環ポンプ、４  戻り配管、５  循環回路、６  バイパス回路、７  給水回路、８  出湯弁、９  弁、１０  減圧弁、１１  逆止弁、１２  逆止弁、１３  流量制御弁、１４  抵抗調整弁、１５  高架水槽、１６  給水制御弁、１７  保温温度センサ、１８  出湯温度センサ、１９  保温制御器、２０  保温温度設定器、２１  給水制御器、２２  出湯温度設定器、２３  熱交換器、２４  給湯回路、２６  出湯回路、２７  出水弁、２８  第１の出湯回路、２９  第１の逆止弁、３０  第１の出湯温度センサ、３１  第１の出湯弁、３２  第１の出水弁、３３  第１の給水回路、３４  第１の給水制御弁、３５  第１の給水制御器、３６  第１の出湯温度設定器、３７  第２の出湯回路、３８  第２の逆止弁、３９  第２の出湯温度センサ、４０  第２の出湯弁、４１  第２の出水弁、４２  第２の給水回路、４３  第２の給水制御弁、４４  第２の給水制御器、４５  第２の出湯温度設定器。
【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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