JP6586017B2 - 多世帯住宅の給湯システム - Google Patents

Description

本発明は、多世帯住宅の給湯システムに関する。

この種の給湯システムとして、特許文献１には、子世帯と親世帯とが居住する二世帯住宅に適用された給湯システムが開示されている。図６には、かかる給湯システムの構成が示されている。同図６に示すように、特許文献１の給湯システムでは、給湯経路として、子世帯に湯を供給するための第１給湯経路５１と、親世帯に湯を供給するための第２給湯経路５２とが設けられている。第１給湯経路５１は、貯湯式の給湯器である第１給湯ユニット５４と、その第１給湯ユニット５４から子世帯へと延びる第１給湯管５５とを備える。第１給湯ユニット５４は、給水管５６から供給される水を加熱する加熱装置５７と、その加熱された水を湯として蓄える貯湯タンク５８と、バックアップボイラ５９とを有している。子世帯において湯が使用される場合には、貯湯タンク５８に蓄えられた湯が第１給湯管５５を介して子世帯に供給されるようになっている。また、貯湯タンク５８内の湯の温度が低い場合には、その湯がバックアップボイラ５９により予備加熱され、その加熱された湯が子世帯へと供給されるようになっている。

一方、第２給湯経路５２は、ガス給湯器からなる第２給湯ユニット６１と、その第２給湯ユニット６１から親世帯へと延びる第２給湯管６２とを備える。第２給湯ユニット６１には給水管６３が接続されており、その給水管６３はバイパス管６５を介して第１給湯管５５と接続されている。この場合、第１給湯管５５から湯をバイパス管６５を通じて第２給水管６２に導入することが可能となっている。また、給水管６３とバイパス管６５との接続部分には流量調整弁６６が設けられている。この流量調整弁６６によりバイパス管６５を通じて第１給湯管５５から給水管６３に導入する湯の流量を調整可能となっている。

上記の構成において、親世帯で湯が使用される場合には、第１給湯ユニット５４（貯湯タンク５８）から湯が第１給湯管５５及びバイパス管６５を介して給水管６３に導入され、その導入された湯と水とが給水管６３において混合され混合水となる。そして、その混合水が給水管６３より第２給湯ユニット６１に供給され、その供給された混合水が同ユニット６１（ガス給湯機）において加熱され湯が生成される。そして、その湯が同ユニット６１より親世帯へと供給される。この場合、貯湯タンク５８の湯を子世帯のみならず親世帯でも使用することができるため、世帯全体としてのガス消費を抑えることができ省エネを図ることが可能となる。

特開２０１３−２２４７６９号公報

ところで、上述した特許文献１の給湯システムでは、子世帯と親世帯とで同時に湯が使用される場合、第１給湯ユニット５４から湯が子世帯に供給されるとともに、親世帯側の第２給湯ユニット６１にも湯が供給されることになる。そのため、このような場合には、第１給湯ユニット５４から供給される湯の流量が多くなることが想定される。

その一方で、第１給湯ユニット５４から供給できる湯の流量には限界がある。すなわち、第１給湯ユニット５４では、貯湯タンク５８に蓄えられた湯の温度が低い場合や湯の量が少ない場合には、その湯をバックアップボイラ５９により加熱してから湯を供給するようにしているが、供給する湯の流量が多くなるとバックアップボイラ５９による加熱が追いつかなくなり、湯を十分に供給できなくなるおそれがある。したがって、子世帯と親世帯とで同時に湯が使用される場合には、例えば第１給湯ユニット５４から子世帯に供給できる湯の量が減ってしまう等、本来第１給湯ユニット５４の湯を主として利用する子世帯にとって都合の悪い事態が生じるおそれがある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、第１世帯と第２世帯とに湯を供給するシステムにおいて、第１世帯における湯の使用を確保しながら省エネを図ることができる多世帯住宅の給湯システムを提供することを主たる目的とするものである。

上記課題を解決すべく、第１の発明の多世帯住宅の給湯システムは、第１世帯に湯を供給するための第１給湯経路と、第２世帯に湯を供給するための第２給湯経路とを備え、前記第１給湯経路は、第１給水管より供給される水を加熱する加熱部と、その加熱された水を湯として蓄える貯湯タンクと、バックアップボイラとを有する第１給湯ユニットと、前記貯湯タンクに蓄えられた湯を前記第１世帯に供給するための第１給湯管とを備え、前記第１給湯ユニットは、前記貯湯タンクに蓄えられた湯を、前記バックアップボイラにより必要に応じて加熱し前記第１世帯へ供給するものであり、前記第２給湯経路は、第２給水管より供給される水を加熱し湯を生成するガス給湯器からなる第２給湯ユニットと、前記第２給湯ユニットにより生成された湯を前記第２世帯に供給するための第２給湯管とを備え、前記第１給湯管から前記第２給水管に湯を導くための導湯管と、前記導湯管を通じて前記第１給湯管から前記第２給水管に導入される湯の流量を調整する流量調整部と、前記貯湯タンクに蓄えられた湯の温度及び量のうち少なくともいずれかに関する情報である貯湯情報を取得する貯湯情報取得手段と、前記取得した貯湯情報に基づいて、前記第１給湯管から前記第２給水管に導入される湯の流量を調整するよう前記流量調整部を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、第２世帯で湯が使用される場合には、第１給湯ユニットの貯湯タンクに蓄えられた湯が第１給湯管及び導湯管を介して第２給水管に導入され、その導入された湯と水とが同給水管にて混合され混合水となる。そして、その混合水が第２給水管より第２給湯ユニットに供給され、その供給された混合水が同ユニット（ガス給湯機）にて加熱され湯が生成される。そして、その湯が第２世帯へと供給される。この場合、貯湯タンクの湯を第１世帯のみならず第２世帯でも使用できるため、世帯全体としてのガス消費を抑えることができ省エネを図ることができる。

また、第１世帯と第２世帯とで同時に湯が使用される場合には、第１給湯ユニットから湯が第１世帯及び第２給湯ユニットにそれぞれ供給される。この場合、第１給湯ユニット（貯湯タンク）から供給される湯の流量が多くなるため、貯湯タンク内の湯の温度が低かったり湯の量が少なかったりすると、バックアップボイラによる湯の加熱が追いつなくなって、第１世帯側に湯を十分に供給できなくなるおそれがある。その点本発明では、貯湯タンクに蓄えられた湯の温度及び量のうち少なくともいずれかに関する情報（貯湯情報）に基づき、第１給湯管から第２給水管に導入される湯の流量、すなわち第１給湯ユニットから第１給湯管（及び導湯管）を介して第２給水管（ひいては第２給湯ユニット）に供給される湯の流量が調整される。この場合、貯湯タンク内の湯の温度が低い場合や湯の量が少ない場合には、第１給湯ユニットから第２給湯ユニットへ供給する湯の流量を制限することで、第１給湯ユニットから第１世帯へ供給する湯の量（流量）を確保することができる。そのため、第１世帯における湯の使用を確保しながら、省エネを図ることが可能となる。

第２の発明の多世帯住宅の給湯システムは、第１の発明において、前記第１給湯ユニットは、所定の給湯温度で前記第１世帯に湯を供給するものであり、前記貯湯情報取得手段により取得した貯湯情報に基づいて、前記第１給湯ユニットより前記給湯温度で供給可能な湯の最大流量を算出する給湯能力算出手段を備え、前記制御手段は、前記給湯能力算出手段により算出された前記最大流量に基づいて、前記第１給湯管から前記第２給水管に導入される湯の流量を前記流量調整部により調整することを特徴とする。

本発明によれば、貯湯タンク内の湯に関する貯湯情報に基づいて、第１給湯ユニットから所定の給湯温度で供給可能な湯の最大流量が算出され、その算出された最大流量に基づいて、第１給湯ユニットから第２給湯ユニットへ供給される湯の流量が調整される。つまり、この場合、第１給湯ユニットの給湯能力に基づいて、同ユニットから第２給湯ユニットへ供給される湯の流量が調整される。したがって、第１給湯ユニットの給湯能力が低下している場合には、同ユニットから第２給湯ユニットへの給湯量を制限することで、第１給湯ユニットから第１世帯への給湯量を確保することができる。このため、第１世帯における湯の使用を好適に確保することができる。

第３の発明の多世帯住宅の給湯システムは、第２の発明において、前記第１給湯ユニットから前記第１世帯に供給される湯の流量を検知する流量検知手段と、前記給湯能力算出手段により算出された前記最大流量と、前記流量検知手段により検知された湯の流量とに基づいて、前記第１給湯ユニットから前記第１給湯管及び前記導湯管を介して前記第２給水管に供給可能な湯の流量の最大値を流量許容値として算出する許容値算出手段とを備え、前記制御手段は、前記第１給湯管から前記第２給水管に導入される湯の流量を前記流量許容値以下となるように前記流量調整部により調整することを特徴とする。

本発明によれば、第１給湯ユニットから供給可能な湯の最大流量と、第１給湯ユニットから第１世帯に供給される湯の流量とに基づいて、第１給湯ユニットから第２給水管（ひいては第２給湯ユニット）に供給可能な湯の流量の最大値が流量許容値として算出される。そして、第１給湯ユニットから第２給水管に供給される湯の流量がその流量許容値以下となるように当該流量が調整される。この場合、第１給湯ユニットから第１世帯に供給する湯の量（流量）を確実に確保することができるため、第１世帯での湯の使用を確実に確保することができる。

第４の発明の多世帯住宅の給湯システムは、第３の発明において、前記制御手段は、前記第１給湯管から前記第２給水管に導入された湯と当該第２給水管の水とが混合されて得られる混合水の温度が予め定められた目標温度となるように、前記第１給湯管から前記第２給水管に導入される湯の流量を前記流量調整部により調整する温度制御処理を実施するものであり、前記温度制御処理は、前記第１給湯管から前記第２給水管に導入される湯の流量が前記流量許容値を越えない範囲で実施されることを特徴とする。

本発明では、第１給湯管から第２給水管に導入される湯と当該給水管の水とが混合されて得られる混合水の温度が予め定められた目標温度となるように、第２給水管に導入される湯の流量が調整される、温度制御処理が実施されるようになっている。この場合、第２給湯ユニットには、決まった温度の水（混合水）が流入されることになるため、同ユニットで湯を生成するにあたって好都合となる。

また、本発明では、こうした構成において、上記の温度制御処理が、第２給水管へ導入される湯の流量が流量許容値を越えない範囲で実施されるようになっている。そのため、当該制御により奏する上述の効果を得ながら、第１世帯での湯の使用を確実に確保することが可能となる。

第５の発明の多世帯住宅の給湯システムは、第１世帯に湯を供給するための第１給湯経路と、第２世帯に湯を供給するための第２給湯経路とを備え、前記第１給湯経路は、第１給水管より供給される水を加熱する加熱部と、その加熱された水を湯として蓄える貯湯タンクと、バックアップボイラとを有する第１給湯ユニットと、前記貯湯タンクに蓄えられた湯を前記第１世帯に供給するための第１給湯管とを備え、前記第１給湯ユニットは、前記貯湯タンクに蓄えられた湯を、前記バックアップボイラにより必要に応じて加熱し前記第１世帯へ供給するものであり、前記第２給湯経路は、第２給水管より供給される水を加熱し湯を生成するガス給湯器からなる第２給湯ユニットと、前記第２給湯ユニットにより生成された湯を前記第２世帯に供給するための第２給湯管とを備え、前記第１給湯管から前記第２給水管に湯を導くための導湯管と、前記導湯管を通じて前記第１給湯管から前記第２給水管に導入される湯の流量を調整する流量調整部と、前記第１給湯ユニットから前記第１世帯に供給される湯の流量を検知する流量検知手段と、前記流量検知手段により検知された湯の流量に基づいて、前記第１給湯管から前記第２給水管に導入される湯の流量を調整するよう前記流量調整部を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、第１給湯ユニットから第１世帯に供給される湯の流量に基づいて、第１給湯ユニットから第２給湯ユニットへ供給される湯の流量が調整される。この場合、第１給湯ユニットから第１世帯に供給される湯の流量が多い場合、つまり第１世帯での湯の使用量が多い場合に、第１給湯ユニットから第２給湯ユニットへの給湯量を制限することで、第１給湯ユニットから第１世帯へ供給する湯の量（流量）を確保することができる。そのため、第１世帯における湯の使用を確保しながら、省エネを図ることが可能となる。

また、第１の発明と第５の発明とを併せた構成を採用してもよい。すなわち、制御手段が、貯湯情報取得手段により取得した貯湯情報と、流量検知手段により検知された湯の流量とに基づいて、第１給湯管から第２給水管に導入される湯の流量を流量調整部により調整する構成を採用してもよい。

二世帯住宅の給湯システムの構成を示す図。 給湯システムの電気的構成を示す図。 給湯制御処理を示すフローチャート。 他の実施形態における給湯システムの構成を示す図。 他の実施形態における給湯システムの構成を示す図。 従来技術における給湯システムの構成を示す図。

以下に、本発明を具体化した一実施の形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、子世帯と親世帯とが居住する二世帯住宅に適用される給湯システムについて具体化している。図１は、二世帯住宅の給湯システムの構成を示す図である。

図１に示すように、本実施形態の住宅１０は、第１世帯１１と第２世帯１２とを有する二世帯住宅となっている。第１世帯１１は子世帯の居住部となっており、第２世帯１２は親世帯の居住部となっている。第１世帯１１は住宅１０の二階部分に設けられ、第２世帯１２は一階部分に設けられている。

次に、かかる住宅１０に対して湯を供給するための給湯システムについて説明する。

給湯システムは、第１世帯１１に湯を供給するための第１給湯経路１３と、第２世帯１２に湯を供給するための第２給湯経路１４とを備える。第１給湯経路１３は、水道管（図示略）に接続された第１給水管１５と、その第１給水管１５が接続された第１給湯ユニット１６と、その第１給湯ユニット１６に接続され第１世帯１１へと延びる第１給湯管１７とを備える。

第１給湯ユニット１６は、家庭用の燃料電池コージェネレーションシステムにより構成されている。第１給湯ユニット１６は、燃料電池ユニット２１と、貯湯タンク２２と、バックアップボイラ２３とを有している。燃料電池ユニット２１は、発電に伴い発生する排熱を用いて水（給水）を加熱するもので、その加熱された水が貯湯タンク２２に湯として蓄えられるようになっている。なお、燃料電池ユニット２１が加熱部に相当する。

具体的には、貯湯タンク２２には第１給水管１５が接続されており、その第１給水管１５より貯湯タンク２２に水が供給される。貯湯タンク２２に供給された水は燃料電池ユニット２１に供給されて加熱され、その加熱された水が貯湯タンク２２へ戻って湯として蓄えられるようになっている。また、貯湯タンク２２には、タンク湯温センサ２８が設けられている。このタンク湯温センサ２８により貯湯タンク２２に蓄えられた湯の温度が検知される。なお、タンク湯温センサ２８が貯湯情報取得手段に相当する。

第１給湯管１７は、第１世帯１１の給湯端末１９に接続されている。この給湯端末１９が給湯操作されると、貯湯タンク２２に蓄えられた湯が第１給湯管１７を通じて給湯端末１９に供給される。これにより、第１世帯１１において湯の使用が可能となる。また、第１給湯管１７の途中には、バックアップボイラ２３が設けられている。貯湯タンク２２に蓄えられた湯の温度が低い場合には、このバックアップボイラ２３により貯湯タンク２２からの湯が加熱（予備加熱）され、その加熱された湯が給湯端末１９まで供給される。これにより、給湯端末１９には、予め設定された給湯温度（例えば６０℃）で湯が供給されるようになっている。なお、給湯端末１９としては、例えばキッチンの水栓や洗面所の水栓等が挙げられる。

また、第１給湯管１７には、当該給湯管１７を流れる湯の流量を検知する流量センサ３５が設けられている。流量センサ３５は、第１給湯管１７において後述する導湯管３１よりも下流側に配置されている。この流量センサ３５により、第１給湯ユニット１６（貯湯タンク２２）から第１給湯管１７を通じて第１世帯１１に供給される湯の流量が検知されるようになっている。なお、流量センサ３５が流量検知手段に相当する。

第２給湯経路１４は、水道管（図示略）に接続された第２給水管２５と、その第２給水管２５が接続された第２給湯ユニット２６と、その第２給湯ユニット２６に接続され第２世帯１２へと延びる第２給湯管２７とを備える。第２給湯ユニット２６は、ガス給湯器により構成され、例えば潜熱回収型のガス給湯器により構成されている。第２給湯ユニット２６には第２給水管２５より水が供給され、その供給された水が第２給湯ユニット２６において加熱され湯が生成される。

第２給湯管２７は、第２世帯１２の給湯端末２９に接続されている。この給湯端末２９が給湯操作されると、第２給湯ユニット２６から湯が第２給湯管２７を通じて給湯端末２９に供給される。これにより、第２世帯１２において湯の使用が可能となる。なお、給湯端末２９としては、例えばキッチンの水栓や洗面所の水栓等が挙げられる。

第２給湯管２７には、当該給湯管２７を流れる湯の流量を検知する流量センサ３７が設けられている。この流量センサ３７により、第２給湯ユニット２６から第２給湯管２７を通じて第２世帯１２に供給される湯の流量が検知される。

給湯システムには、第１給湯ユニット１６の貯湯タンク２２に蓄えられた湯を第２給湯経路１４へ導くための導湯経路が設けられている。このため、本給湯システムでは、貯湯タンク２２に蓄えられた湯を第１世帯１１のみならず第２世帯１２においても使用することが可能となっており、それにより第２給湯ユニット２６におけるガスの消費を抑制することが可能となっている。以下、この導湯経路に関する構成について説明する。

給湯システムには、上記導湯経路として、第１給湯経路１３の第１給湯管１７と第２給湯経路１４の第２給水管２５とを接続する導湯管３１が設けられている。これにより、この導湯管３１を通じて第１給湯管１７から第２給水管２５に湯を導くことが可能となっている。導湯管３１には開閉弁３２が設けられている。この開閉弁３２が開閉動作されることにより、導湯管３１を通じた第１給湯管１７から第２給水管２５への湯の導入が許可又は禁止される。また、導湯管３１には、当該導湯管３１を流れる湯の流量を検知する流量センサ３８が設けられている。

第２給水管２５において導湯管３１が接続された接続部分には流量調整弁３３が設けられている。流量調整弁３３は、導湯管３１を通じて第１給湯管１７から第２給水管２５に導入される湯の流量を調整するものである。この流量調整弁３３に関して具体的には、第２給水管２５は、この流量調整弁３３よりも上流側の上流側管部２５ａと、下流側の下流側管部２５ｂとを有している。この場合、流量調整弁３３には、上流側管部２５ａ（水流路）より水が供給されるとともに、導湯管３１（湯流路）より湯が供給される。そして、流量調整弁３３では、それら供給される水と湯とが混合されて混合水となり、その混合水が流量調整弁３３より下流側管部２５ｂ（湯水混合流路）に送出されるようになっている。

流量調整弁３３は、上述したように、導湯管３１から供給される湯の量を調整する湯量調整機能を有している。また、流量調整弁３３は、さらに、上流側管部２５ａから供給される水の量を調整する水量調整機能を有している。つまり、流量調整弁３３は、導湯管３１と上流側管部２５ａとからそれぞれ供給される湯及び水の各量を調整可能な湯水調整機能を有している。本給湯システムでは、この流量調整弁３３の流量調整機能を用いて、同調整弁３３に供給される水と湯との混合比率を調整することで、同調整弁３３より下流側管部２５ｂ（ひいては第２給湯ユニット２６）に送出される混合水の温度を予め設定された目標温度（例えば４０℃）に調整するようにしている。また、下流側管部２５ｂには混合水の温度を検知する水温センサ３６が設けられている。

上述の構成では、第２世帯１２の給湯端末２９が給湯操作されると、開閉弁３２が開状態とされ、第１給湯ユニット１６の貯湯タンク２２に蓄えられた湯が第１給湯管１７及び導湯管３１を通じて流量調整弁３３に供給される。その供給された湯は上流側管部２５ａからの水と混合されて混合水となり、その混合水が流量調整弁３３から第２給湯ユニット２６に供給され、同ユニット２６において加熱され湯となる。そして、その湯が第２給湯ユニット２６より給湯端末２９へ供給される。この場合、貯湯タンク２２内の湯を利用して第２給湯ユニット２６により湯が生成されるため、同ユニット２６により湯を生成する際に必要な熱量、つまりは燃料となるガスの消費量を抑制することができる。

次に、給湯システムの電気的構成について図２を用いながら説明する。図２は、給湯システムの電気的構成を示す図である。

図２に示すように、給湯システムは、制御手段としてのコントローラ４０を備える。コントローラ４０は、ＣＰＵ等を周知のマイクロコンピュータを主体に構成されている。コントローラ４０には、タンク湯温センサ２８と各流量センサ３５，３７，３８と水温センサ３６とが接続されている。コントローラ４０には、これら各センサ２８，３５〜３８から逐次検知結果が入力される。

コントローラ４０には、開閉弁３２が接続されている。コントローラ４０は、流量センサ３７からの検知結果に基づいて、開閉弁３２を開閉制御する。

また、コントローラ４０には、流量調整弁３３が接続されている。コントローラ４０は、水温センサ３６からの検知結果に基づいて、流量調整弁３３による流量制御を行う。すなわち、コントローラ４０は、水温センサ３６により検知される混合水の温度が目標温度となるように、導湯管３１を介して第１給湯管１７から第２給水管２５に導入される湯の流量を流量調整弁３３により制御する。

次に、給湯システムのコントローラ４０により実行される給湯制御処理について図３を用いながら説明する。図３は、給湯制御処理を示すフローチャートである。なお、本処理は、所定の周期で繰り返し実行される。

図３に示すように、まずステップＳ１１では、タンク湯温センサ２８の検知結果に基づいて、貯湯タンク２２に蓄えられている湯の温度（貯湯情報に相当）を取得する。

続くステップＳ１２では、上記取得した貯湯タンク２２内の湯の温度と、バックアップボイラ２３の加熱能力とに基づいて、第１給湯ユニット１６より所定の給湯温度α（例えば６０℃）で供給可能（送出可能）な湯の最大流量を算出する。つまり、本ステップでは、第１給湯ユニット１６の給湯能力を算出する。例えば、貯湯タンク２２内の湯の温度が高ければ、第１給湯ユニット１６から供給される湯の流量が大きくてもバックアップボイラ２３による加熱が追いつくため、この場合、給湯温度αで供給可能な湯の最大流量は大きくなる。一方、貯湯タンク２２内の湯の温度が低いと、第１給湯ユニット１６から供給される湯の流量が大きい場合にバックアップボイラ２３による加熱が追いつかなくなるため、この場合、給湯温度αで供給可能な湯の最大流量は小さくなる。

ステップＳ１３では、流量センサ３５からの検知結果に基づいて、第１給湯ユニット１６から第１世帯１１に供給されている湯の流量を取得する。換言すると、第１世帯１１において使用されている（単位時間当たりの）湯の量を取得する。なお、第１世帯１１において湯が使用されていない場合には、湯の流量が０として取得される。

ステップＳ１４では、ステップＳ１２で算出した第１給湯ユニット１６より供給可能な湯の最大流量と、ステップＳ１３で取得した第１給湯ユニット１６から第１世帯１１への湯の供給流量とに基づいて、第１給湯ユニット１６から第１給湯管１７及び導湯管３１を介して第２給水管２５に供給可能な湯の流量の最大値を算出する。具体的には、ステップＳ１２で算出した上記最大流量からステップＳ１３で取得した上記供給流量を差し引くことにより、第１給湯ユニット１６から第２給水管２５へ供給可能な湯の流量の最大値を算出する。すなわち、この最大値は、第１給湯ユニット１６から第１世帯１１に供給される湯（給湯温度αの湯）の流量を確保しながら、第１給湯ユニット１６から第２給水管２５に湯を供給する場合において、当該第１給湯ユニット１６から第２給水管２５に供給することが許容される湯の流量の最大値に相当する。

ステップＳ１５では、ステップＳ１４で算出した最大流量を流量許容値Ｋとして設定する。

ステップＳ１６では、流量センサ３７からの検知結果に基づいて、第２給湯ユニット２６より第２世帯１２に湯が供給されているか否かを判定する。つまり、第２世帯１２において湯が使用されているか否かを判定する。第２世帯１２において湯が使用されていない場合にはステップＳ１８に進み、開閉弁３２を閉状態とする。これにより、導湯管３１を通じた第１給湯管１７から第２給水管２５への湯の導入が禁止される。その後、本処理を終了する。

一方、第２世帯１２で湯が使用されている場合にはステップＳ１７に進み、開閉弁３２を開状態とする。これにより、導湯管３１を通じた第１給湯管１７から第２給水管２５（下流側管部２５ｂ）への湯の導入が許容される。この場合、第１給湯ユニット１６から湯が第１給湯管１７及び導湯管３１を介して流量調整弁３３に供給され、その供給された湯が同調整弁３３において水と混合され混合水となる。そして、その混合水が第２給湯ユニット２６に供給され同ユニット２６において加熱されて湯となり、その湯が第２世帯１２へ供給される。

ちなみに、上記ステップＳ１６では、流量センサ３７の検知結果に基づいて第２世帯１２で湯が使用されているか否かの判定を行ったが、これを変更して、第２給湯管２７に管内の圧力を検知する圧力センサを設け、同センサにより検知した管内の圧力に基づいてかかる判定を行ってもよい。

ステップＳ１７の後のステップＳ１９では、流量センサ３８からの検知結果に基づいて、第１給湯管１７から導湯管３１を介して第２給水管２５に導入される湯の流量が流量許容値Ｋを上回っているか否かを判定する。換言すると、ここでは、第１給湯ユニット１６から第１給湯管１７及び導湯管３１を介して第２給水管２５に供給される湯の流量が流量許容値Ｋを上回っているか否かを判定する。

第１給湯管１７から第２給水管２５に導入される湯の流量が流量許容値Ｋを上回っている場合にはステップＳ２０に進む。ステップＳ２０では、当該湯の流量が流量許容値Ｋ以下となるように、流量調整弁３３により流量制御を行う。具体的には、当該湯の流量が流量許容値Ｋと同じ値となるように流量制御を行う。その後、本処理を終了する。一方、第２給水管２５に導入される湯の流量が流量許容値Ｋ以下となっている場合にはステップＳ２１に進む。

ステップＳ２１では、水温センサ３６からの検知結果に基づいて、第２給水管２５（下流側管部２５ｂ）における混合水の温度が所定の目標温度βになっているか否かを判定する。混合水の温度が目標温度βになっている場合には本処理を終了する。混合水の温度が目標温度βになっていない場合にはステップＳ２２に進む。

ステップＳ２２では、混合水の温度が目標温度βよりも低くなっているか又は高くなっているかを判定する。混合水の温度が目標温度βよりも高くなっている場合にはステップＳ２５に進む。ステップＳ２５では、流量調整弁３３を制御することで、第１給湯管１７から第２給水管２５に導入される湯の流量を減少させる。すなわち、第１給湯ユニット１６から第２給水管２５に供給される湯の流量を減少させる。これにより、混合水の温度が低くなる。その後、本処理を終了する。

一方、混合水の温度が目標温度βよりも低くなっている場合にはステップＳ２３に進む。ステップＳ２３では、流量センサ３８からの検知結果に基づいて、第１給湯管１７から第２給水管２５に導入される湯の流量が流量許容値Ｋに達しているか否かを判定する。当該湯の流量が流量許容値Ｋに達している場合には、それ以上流量を増大させると流量が流量許容値Ｋを越えてしまうため本処理を終了する。これにより、第１給湯ユニット１６から第１世帯１１へ供給する湯の流量が確保される。一方、当該湯の流量が流量許容値Ｋに達していない場合にはステップＳ２４に進む。

ステップＳ２４では、流量調整弁３３を制御することで、第１給湯管１７から第２給水管２５に導入される湯の流量を増大させる。すなわち、第１給湯ユニット１６から第２給水管２５に供給される湯の流量を増大させる。これにより、混合水の温度が高くなる。このようにして、ステップＳ２１〜Ｓ２４では、混合水の温度が目標温度βとなるように、第２給水管２５に導入される湯の流量を流量調整弁３３により調整している。その後、本処理を終了する。

以上、詳述した本実施形態の構成によれば、以下の優れた効果が得られる。

第１給湯管１７から第２給水管２５に湯を導くための導湯管３１を設けたため、第２世帯１２で湯の使用があった場合には、第１給湯ユニット１６（貯湯タンク２２）の湯を第１給湯管１７及び導湯管３１を介して第２給水管２５に供給することが可能である。この場合、その供給された湯と水とが混合された混合水が第２給湯ユニット２６に供給され、その混合水が同ユニット２６において加熱され湯が生成される。そして、その湯が第２世帯１２に供給される。この場合、貯湯タンク２２の湯を第１世帯１１のみならず第２世帯１２でも使用できるため、世帯全体としてのガス消費を抑えることができ省エネを図ることができる。

また、こうした構成にあって、タンク湯温センサ２８により検知した貯湯タンク２２内の湯の温度に基づいて、第１給湯管１７から導湯管３１を介して第２給水管２５に導入される湯の流量、すなわち第１給湯ユニット１６から第１給湯管１７及び導湯管３１を介して第２給水管２５（ひいては第２給湯ユニット２６）に供給される湯の流量を流量調整弁３３により調整するようにした。この場合、貯湯タンク２２内の湯の温度が低い場合には、第１給湯ユニット１６から第２給湯ユニット２６へ供給する湯の流量を制限することで、同ユニット１６から第１世帯１１へ供給する湯の量（流量）を確保することができる。そのため、第１世帯１１における湯の使用を確保しながら、省エネを図ることが可能となる。

貯湯タンク２２内の湯の温度に基づいて、第１給湯ユニット１６から所定の給湯温度αで供給可能な湯の最大流量を算出し、その算出した最大流量に基づいて第１給湯ユニット１６から第２給湯ユニット２６へ供給する湯の流量を流量調整弁３３により調整するようにした。つまり、第１給湯ユニット１６の給湯能力に基づいて、上記湯の流量を調整するようにした。この場合、第１給湯ユニット１６の給湯能力が低下している場合には、同ユニット１６から第２給湯ユニット２６への給湯量を制限することで、第１給湯ユニット１６から第１世帯１１への給湯量を確保することができる。そのため、第１世帯１１における湯の使用を好適に確保することができる。

第１給湯ユニット１６から第１世帯１１に供給される湯の流量を流量センサ３５により検知し、その検知した流量に基づいて第１給湯ユニット１６から第２給湯ユニット２６へ供給される湯の流量を流量調整弁３３により調整するようにした。この場合、第１給湯ユニット１６から第１世帯１１に供給される湯の流量が多い場合、つまり第１世帯１１での湯の使用量が多い場合には、第１給湯ユニット１６から第２給湯ユニット２６への給湯量を制限することで、第１世帯１１での湯の使用を好適に確保することができる。

具体的には、上記算出した第１給湯ユニット１６から供給可能な湯の最大流量と、流量センサ３５により検知した湯の流量とに基づいて、第１給湯ユニット１６から第２給水管２５（ひいては第２給湯ユニット２６）に供給可能な湯の流量の最大値を算出し、その算出した最大値を流量許容値Ｋとして設定した。そして、第１給湯ユニット１６から第２給水管２５に供給される湯の流量がその流量許容値Ｋ以下となるように当該流量を流量調整弁３３により調整した。この場合、第１給湯ユニット１６から第１世帯１１に供給する湯の量（流量）を確実に確保することができるため、第１世帯１１での湯の使用を確実に確保することができる。

第１給湯管１７から第２給水管２５に導入される湯と当該給水管２５の水とが混合されて得られる混合水の温度が予め定められた目標温度βとなるように、第２給水管２５に導入される湯の流量を流量調整弁３３により調整する温度制御処理を実施した。この場合、第２給湯ユニット２６には、決まった温度の水（混合水）が流入されることになるため、同ユニット２６で湯を生成するにあたって好都合となる。

また、こうした構成において、上記の温度制御処理を、第２給水管２５へ導入される湯の流量が流量許容値Ｋを越えない範囲で実施するようにした。そのため、当該制御処理による上述の効果を得ながら、第１世帯１１での湯の使用を確実に確保することが可能となる。

本発明は上記実施形態に限らず、例えば次のように実施されてもよい。

（１）上記実施形態では、流量センサ３５により検知された湯の流量、すなわち第１給湯ユニット１６から第１世帯１１に供給される実際の湯の流量に基づいて、第１給湯ユニット１６から第２給水管２５（第２給湯ユニット２６）へ供給可能な湯の流量の最大値（つまり流量許容値Ｋ）を算出したが、これを変更してもよい。例えば、第１世帯１１で湯が使用される場合における（単位時間当たりの）湯の使用量、例えば平均的な使用量を想定し、その使用量をコントローラ４０に予め登録（記憶）しておく。そして、その登録した第１世帯１１での湯の使用量データに基づいて、流量許容値Ｋを算出するようにしてもよい。

（２）例えば、上記実施形態の給湯システムにおいて、流量調整弁３３を不具備としてもよい。この場合、第２世帯１２での湯の使用量（単位時間当たりの使用量）に応じて、第１給湯ユニット１６から第２給湯ユニット２６に供給される湯の流量が定まることになる。そこで、このような構成においては、第１給湯ユニット１６から第２給湯ユニット２６に供給される湯の流量が流量許容値Ｋを上回った場合に、開閉弁３２を閉状態として、かかる湯の供給を禁止する（換言すると、湯の流量を０とする）ことが考えられる。この場合においても、第１給湯ユニット１６から第１世帯１１への湯の供給を確実に確保することができるため、第１世帯１１での湯の使用を確実に確保することができる。なお、この場合には、開閉弁３２が流量調整部に相当する。

（３）上記実施形態では、給湯システムに開閉弁３２と流量調整弁３３とをそれぞれ設けたが、これを変更して、それら各弁３２，３３の機能を集約した１つの弁だけを設けるようにしてもよい。図４には、かかる弁を備えた給湯システムが示されている。同図４に示すように、本例の給湯システムでは、第２給水管２５における導湯管３１との接続部分に調整弁４９が設けられている。この調整弁４９は、上記実施形態における流量調整弁３３と同じ位置に配置されており、当該流量調整弁３３と同じ流量調整機能を有したものとなっている。また、この調整弁４９は、導湯管３１を通じた第１給湯管１７から第２給水管２５への湯の導入を許可又は禁止する開閉機能をさらに有している。したがって、この調整弁４９は、上記実施形態における開閉弁３２及び流量調整弁３３の各機能を両方兼ね備えたものとなっている。かかる構成によれば、上記実施形態の構成と比べて弁の個数を減らすことができるため、構成の簡素化を図りながら上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

（４）上記実施形態では、タンク湯温センサ２８により検知された貯湯タンク２２内の湯の温度（湯温情報）に基づいて、第１給湯ユニット１６から第２給湯ユニット２６に供給される湯の流量を調整するようにしたが、これを変更してもよい。例えば、貯湯タンク２２内では、高温の湯が上層に、低温の水が下層に分かれた状態で蓄えられる場合がある。そこで、そのような場合に、貯湯タンク２２内に、所定温度以上の湯がどれだけあるかを検知する湯量検知センサを設け、そのセンサにより検知された湯の量（貯湯情報に相当）に基づいて第１給湯ユニット１６から第２給湯ユニット２６に供給される湯の流量を調整することが考えられる。貯湯タンク２２内の湯量が少ない場合も、貯湯タンク２２内の湯温が低い場合と同様、第１給湯ユニット１６の給湯能力が低下するため、湯量が少なくなった場合に第２給湯ユニット２６への湯の供給量を制限することで、第１給湯ユニット１６から第１世帯１１へ供給される湯の量（流量）を確保することができる。

また、湯量検知センサにより検知された湯量と、タンク湯温センサ２８により検知された湯温との双方に基づいて、上記の流量調整を行うようにしてもよい。

（５）上記実施形態では、水温センサ３６の検知結果に基づいて、第２給水管２５（下流側管部２５ｂ）における混合水の温度が所定の目標温度βとなるように、第２給水管２５（下流側管部２５ｂ）に導入される湯の流量（及び水の流量）を流量調整弁３３により調整するようにしたが、混合水の温度を目標温度βにするための構成は必ずしもかかる構成に限定されない。

例えば、流量調整弁３３として、サーモスタット式の温度調整弁（例えばサーモミキシングバルブ）を用いる構成が考えられる。具体的には、この流量調整弁３３は、その内部に混合水の温度を感知する感温部と、その感温部により感知された混合水の温度に基づき下流側管部２５ｂ（換言すると流量調整弁３３）に導入される湯及び水の流量を調整する流量調整機構とを備える。より具体的には、この流量調整弁３３は、感温部により感知される混合水の温度が予め設定された所定温度βを超えないように、湯及び水の流量を流量調整機構により調整するものとなっている。

上記の構成においても、混合水の温度を予め定められた目標温度βに設定することが可能である。また、上記の構成では、流量調整弁３３（温度調整弁）の内部機構（のみ）を用いて流量調整を行っているため、水温センサ３６を不要とすることができ、さらには同センサ３６の検知結果に基づく流量調整制御についても不要とすることができる。

（６）図５には、給湯システムの別形態を示す。図５に示す給湯システムには、第２給水管２５における導湯管３１との接続部分に温度調整弁からなる流量調整弁４５が設けられている。この流量調整弁４５は、例えば上記（５）において説明した温度調整弁からなる。また、本例の給湯システムには、第１給湯管１７における導湯管３１との接続部分に開閉弁４６が設けられている。開閉弁４６は、開閉動作することで第１給湯管１７から導湯管３１への湯の供給を許可又は禁止するものであり、ひいては導湯管３１を通じた第１給湯管１７から第２給水管２５への湯の供給を許可又は禁止するものである。なお、この場合、開閉弁４６が流量調整部に相当する。

本例の給湯システムでは、コントローラ４０により、例えば以下の（ａ），（ｂ）に示す制御処理を行うことが考えられる。

（ａ）タンク湯温センサ２８により検知された貯湯タンク２２内の湯の温度に基づいて、開閉弁４６を開閉制御する（換言すると、第１給湯管１７から第２給水管２５に導入される湯の流量を０又は０よりも大きい流量に制御する）。具体的には、貯湯タンク２２内の湯の温度が所定温度以下である場合には開閉弁４６を閉状態とし（上記湯の流量を０とし）、貯湯タンク２２内の湯の温度が所定温度よりも高い場合には開閉弁４６を開状態とする（上記湯の流量を０よりも大きい流量とする）よう制御することが考えられる。
ことが考えられる。

（ｂ）流量センサ３５により検知された湯の流量に基づいて、開閉弁４６を開閉制御する。具体的には、流量センサ３５により検知された湯の流量が０よりも大きい場合（換言すると、流量センサ３５により湯の流量が検知された場合）には開閉弁４６を閉状態とし、流量センサ３５により検知された湯の流量が０である場合（換言すると、流量センサ３５により湯の流量が検知されていない場合）には開閉弁４６を開状態とするよう制御することが考えられる。

上記（ａ）の制御によれば、貯湯タンク２２内の湯の温度が低い場合には、第１給湯ユニット１６から第２給湯ユニット２６への湯の供給が禁止される。また、上記（ｂ）の制御によれば、第１給湯ユニット１６から第１世帯１１に湯が供給されている場合、つまり第１世帯１１において湯が使用されている場合には、第１給湯ユニット１６から第２給湯ユニット２６への湯の供給が禁止される。したがって、これらの場合にも、第１世帯１１における湯の使用を確保しながら、省エネを図ることが可能となる。

ちなみに、上記（ａ）及び（ｂ）の制御は必ずしも両方行う必要はなく、（ａ）及び（ｂ）のうちいずれか一方の制御のみ行うようにしてもよい。

なお、開閉弁４６として、第１給湯管１７において第１世帯１１へ向けた湯の流れが生じると、それに基づき当該開閉弁４６が自ずと閉状態へ移行する機構を備えたものを用いてもよい。その場合にも、第１世帯１１で湯が使用されると、第１給湯ユニット１６から第２給湯ユニット２６への湯の供給が禁止されるため、上記（ｂ）の制御と同様の効果が得られる。また、かかる場合には、流量センサ３５を不具備とすることができる。

また、上記（ａ）の制御では、タンク湯温センサ２８により検知された貯湯タンク２２内の湯の温度に基づいて、開閉弁４６を開閉制御するようにしたが、これを変更して、上記（４）にて説明したように、湯量検知センサにより検知された貯湯タンク２２内の湯の量に基づいて、開閉弁４６を開閉制御するようにしてもよい。

（７）上記実施形態では、タンク湯温センサ２８により検知された貯湯タンク２２内の湯の温度と、流量センサ３５により検知された湯の流量（第１給湯ユニット１６から第１世帯１１に供給される湯の流量）との双方に基づいて、第１給湯管１７から第２給水管２５に導入される湯の流量を流量調整弁３３により調整したが、貯湯タンク２２内の湯の温度と、第１世帯１１に供給される湯の流量とのいずれか一方に基づいて、第１給湯管１７から第２給水管２５に導入される湯の流量を調整するようにしてもよい。

（８）上記実施形態では、第１給湯ユニット１６を、加熱部としての燃料電池ユニット２１（発電機）を有する燃料電池コージェネレーションシステムにより構成したが、これを変更して、太陽光パネルやガスエンジン発電機等、他の発電機を加熱部として有するコージェネレーションシステムにより構成してもよい。また、第１給湯ユニット１６の加熱部は必ずしも発電機である必要はなく、例えば大気熱を集めて水を加熱する自然冷媒ヒートポンプ式給湯機等、発電機以外のものであってもよい。要するに、第１給湯ユニット１６は、水を加熱する加熱部と、加熱された水を湯として蓄える貯湯タンクとを有する貯湯式の給湯ユニットであればよい。

（９）上記実施形態では、子世帯と親世帯とが居住する二世帯住宅に本発明の給湯システムを適用したが、複数（３つ以上）の世帯を有するアパートやマンション等の集合住宅に本発明を適用してもよい。

１０…住宅、１１…第１世帯、１２…第２世帯、１３…第１給湯経路、１４…第２給湯経路、１５…第１給水管、１６…第１給湯ユニット、１７…第１給湯管、２１…加熱部としての燃料電池ユニット、２２…貯湯タンク、２３…バックアップボイラ、２５…第２給水管、２６…第２給湯ユニット、２７…第２給湯管、２８…貯湯情報取得手段としてのタンク湯温センサ、３１…導湯管、３３…流量調整部としての流量調整弁、３５…流量検知手段としての流量センサ、４０…制御手段としてのコントローラ。

Claims (5)

1. 第１世帯に湯を供給するための第１給湯経路と、
   第２世帯に湯を供給するための第２給湯経路とを備え、
   前記第１給湯経路は、
   第１給水管より供給される水を加熱する加熱部と、その加熱された水を湯として蓄える貯湯タンクと、バックアップボイラとを有する第１給湯ユニットと、
   前記貯湯タンクに蓄えられた湯を前記第１世帯に供給するための第１給湯管とを備え、
   前記第１給湯ユニットは、前記貯湯タンクに蓄えられた湯を、前記バックアップボイラにより必要に応じて加熱し前記第１世帯へ供給するものであり、
   前記第２給湯経路は、
   第２給水管より供給される水を加熱し湯を生成するガス給湯器からなる第２給湯ユニットと、
   前記第２給湯ユニットにより生成された湯を前記第２世帯に供給するための第２給湯管とを備え、
   前記第１給湯管から前記第２給水管に湯を導くための導湯管と、
   前記導湯管を通じて前記第１給湯管から前記第２給水管に導入される湯の流量を調整する流量調整部と、
   前記貯湯タンクに蓄えられた湯の温度及び量のうち少なくともいずれかに関する情報である貯湯情報を取得する貯湯情報取得手段と、
   前記取得した貯湯情報に基づいて、前記第１給湯管から前記第２給水管に導入される湯の流量を調整するよう前記流量調整部を制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とする多世帯住宅の給湯システム。
2. 前記第１給湯ユニットは、所定の給湯温度で前記第１世帯に湯を供給するものであり、
   前記貯湯情報取得手段により取得した貯湯情報に基づいて、前記第１給湯ユニットより前記給湯温度で供給可能な湯の最大流量を算出する給湯能力算出手段を備え、
   前記制御手段は、前記給湯能力算出手段により算出された前記最大流量に基づいて、前記第１給湯管から前記第２給水管に導入される湯の流量を前記流量調整部により調整することを特徴とする請求項１に記載の多世帯住宅の給湯システム。
3. 前記第１給湯ユニットから前記第１世帯に供給される湯の流量を検知する流量検知手段と、
   前記給湯能力算出手段により算出された前記最大流量と、前記流量検知手段により検知された湯の流量とに基づいて、前記第１給湯ユニットから前記第１給湯管及び前記導湯管を介して前記第２給水管に供給可能な湯の流量の最大値を流量許容値として算出する許容値算出手段とを備え、
   前記制御手段は、前記第１給湯管から前記第２給水管に導入される湯の流量を前記流量許容値以下となるように前記流量調整部により調整することを特徴とする請求項２に記載の多世帯住宅の給湯システム。
4. 前記制御手段は、前記第１給湯管から前記第２給水管に導入された湯と当該第２給水管の水とが混合されて得られる混合水の温度が予め定められた目標温度となるように、前記第１給湯管から前記第２給水管に導入される湯の流量を前記流量調整部により調整する温度制御処理を実施するものであり、
   前記温度制御処理は、前記第１給湯管から前記第２給水管に導入される湯の流量が前記流量許容値を越えない範囲で実施されることを特徴とする請求項３に記載の多世帯住宅の給湯システム。
5. 第１世帯に湯を供給するための第１給湯経路と、
   第２世帯に湯を供給するための第２給湯経路とを備え、
   前記第１給湯経路は、
   第１給水管より供給される水を加熱する加熱部と、その加熱された水を湯として蓄える貯湯タンクと、バックアップボイラとを有する第１給湯ユニットと、
   前記貯湯タンクに蓄えられた湯を前記第１世帯に供給するための第１給湯管とを備え、
   前記第１給湯ユニットは、前記貯湯タンクに蓄えられた湯を、前記バックアップボイラにより必要に応じて加熱し前記第１世帯へ供給するものであり、
   前記第２給湯経路は、
   第２給水管より供給される水を加熱し湯を生成するガス給湯器からなる第２給湯ユニットと、
   前記第２給湯ユニットにより生成された湯を前記第２世帯に供給するための第２給湯管とを備え、
   前記第１給湯管から前記第２給水管に湯を導くための導湯管と、
   前記導湯管を通じて前記第１給湯管から前記第２給水管に導入される湯の流量を調整する流量調整部と、
   前記第１給湯ユニットから前記第１世帯に供給される湯の流量を検知する流量検知手段と、
   前記流量検知手段により検知された湯の流量に基づいて、前記第１給湯管から前記第２給水管に導入される湯の流量を調整するよう前記流量調整部を制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とする多世帯住宅の給湯システム。

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