(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主熱源としての給湯器と、補助熱源によって生成された温水を貯留する蓄熱槽と、前記蓄熱槽から送出された温水に、必要に応じて上水を混合して前記給湯器に送出する給湯接続ユニットとを備えた給湯システムにおいて、
前記給湯器及び前記給湯接続ユニットには、相互に通信可能なコントローラがそれぞれ搭載されており、
前記給湯接続ユニットに搭載された前記コントローラは、前記給湯器に搭載された前記コントローラから取得した前記給湯器の機種データに基づいて、前記給湯器が、１つの熱交換器で給湯系統と追い焚き系統の双方に対して加熱を行う１缶２水タイプであるのか、給湯系統及び追い焚き系統のそれぞれに対して個別に加熱することができるように２つの熱交換器を備えている２缶２水タイプであるのかを判別し、
前記給湯器が１缶２水タイプである場合は、前記給湯接続ユニットに搭載された前記コントローラが、給湯設定温度より低い固定温度の温水を前記給湯接続ユニットが生成して前記給湯器に送出する固定温度制御から、給湯設定温度の温水を前記給湯接続ユニットが生成して前記給湯器に送出する給湯設定温度制御への切替えを、前記給湯器に搭載された前記コントローラから送信される前記給湯器の熱交換器温度に基づいて行うと共に、追い焚き系統と給湯系統とを同時に使用する際は、強制的に前記固定温度制御を行うようになっており、
前記給湯器が２缶２水タイプである場合は、その給湯器が熱交換器温度センサを備えているか否かを、前記給湯接続ユニットに搭載された前記コントローラが、取得した前記機種データに基づいて判別し、
前記給湯器が前記熱交換器温度センサを備えている場合は、前記給湯接続ユニットに搭載された前記コントローラが、前記固定温度制御から前記給湯設定温度制御への切替えを、前記給湯器に搭載された前記コントローラから送信される前記給湯器の熱交換器温度に基づいて行うが、前記給湯器が前記熱交換器温度センサを備えていない場合は、前記給湯器のバーナーを停止した後、所定時間経過した時点で行うようになっていることを特徴とする給湯システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、太陽熱等の補助熱源によって生成された温水を蓄熱槽に貯留しておき、この温水を、上水と混合可能な給湯接続ユニットを介して、給湯器に送出するようにした給湯システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
補助熱源を利用した給湯システムとしては、例えば、太陽熱を利用して温水を生成する太陽熱利用温水器と給湯器とを組み合わせた給湯システムが従来から一般的に知られている。
【０００３】
こういった、給湯システムでは、太陽熱を利用して生成された温水を貯留する蓄熱槽を備えている太陽熱利用温水器と給湯器とが、給湯接続ユニットを介して接続されており、給湯時には、太陽熱利用温水器の蓄熱槽に貯留された温水が給湯接続ユニットを介して給湯器に送出されるが、給湯接続ユニットは、蓄熱槽に貯留された温水を単に給湯器に送出するだけではなく、必要に応じて、蓄熱槽から送出される温水に上水を混合した状態で、給湯器に送出することができるように構成されている。
【０００４】
従って、給湯器に対して設定された給湯設定温度以上の温水が蓄熱槽に貯留されている場合は、給湯接続ユニットが、蓄熱槽から送出される給湯設定温度以上の温水と上水とを適宜混合することによって給湯設定温度の温水を生成し、これを給湯器に送出する給湯設定温度制御を行う。一方、給湯設定温度以上の温水が蓄熱槽に貯留されていない場合は、給湯接続ユニットが、蓄熱槽から送出される給湯設定温度を下回る温水を、上水と適宜混合することによって、強制的に固定温度まで下げた状態で給湯器に送出する固定温度制御を行い、給湯器のバーナーを燃焼させることによって給湯設定温度の温水を生成することになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こういった給湯システムには、特定機種の給湯器だけが設置されるわけではなく、機能の異なる様々な機種の給湯器が設置される可能性があるので、給湯接続ユニットが同一の制御を行っていたのでは、給湯システム全体を効率よく運転することができないといった問題がある。
【０００６】
例えば、１つの熱交換器で給湯系統と追い焚き系統の双方に対して加熱を行う１缶２水タイプの給湯器が設置されている給湯システムにおいて、追い焚き系統と給湯系統とを同時に使用する場合に、蓄熱槽に給湯設定温度以上の温水が貯留されているからといって、給湯接続ユニットが給湯設定温度制御を行い、給湯設定温度の温水を給湯器に送出すると、送出された温水が追い焚き系統を加熱している熱交換器によってさらに加熱され、給湯設定温度以上にまで上昇してしまうので、そのような場合は、給湯接続ユニットが給湯設定温度制御を行うのではなく、固定温度制御を行うことで給湯設定温度を下回る固定温度にまで強制的に下げた状態の温水を給湯器に送出しなければならない。
【０００７】
逆に、給湯系統及び追い焚き系統のそれぞれに対して個別に加熱することができるように２つの熱交換器を備えている２缶２水タイプの給湯器が設置されている給湯システムにおいて、追い焚き系統と給湯系統とを同時に使用する場合に、１缶２水タイプの給湯器が設置されている給湯システムの場合と同様に、給湯接続ユニットが固定温度制御を行うと、本来、給湯系統の熱交換器が加熱しなくてもよいのに、給湯系統の熱交換器が加熱することになり、蓄熱槽に貯留された温水を最大限に利用した給湯運転を行うことができず、省エネルギ効果が半減してしまうといった問題がある。
【０００８】
そこで、この発明の課題は、設置される給湯器の機能に応じて給湯接続ユニットの機能を最大限に発揮させることのできる給湯システムを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段及びその効果】
上記の課題を解決するため、この発明は、主熱源としての給湯器と、補助熱源によって生成された温水を貯留する蓄熱槽と、前記蓄熱槽から送出された温水に、必要に応じて上水を混合して前記給湯器に送出する給湯接続ユニットとを備えた給湯システムにおいて、前記給湯器及び前記給湯接続ユニットには、相互に通信可能なコントローラがそれぞれ搭載されており、前記給湯接続ユニットに搭載された前記コントローラは、前記給湯器に搭載された前記コントローラから取得した前記給湯器の機種データに基づいて、前記給湯器が、１つの熱交換器で給湯系統と追い焚き系統の双方に対して加熱を行う１缶２水タイプであるのか、給湯系統及び追い焚き系統のそれぞれに対して個別に加熱することができるように２つの熱交換器を備えている２缶２水タイプであるのかを判別し、前記給湯器が１缶２水タイプである場合は、前記給湯接続ユニットに搭載された前記コントローラが、給湯設定温度より低い固定温度の温水を前記給湯接続ユニットが生成して前記給湯器に送出する固定温度制御から、給湯設定温度の温水を前記給湯接続ユニットが生成して前記給湯器に送出する給湯設定温度制御への切替えを、前記給湯器に搭載された前記コントローラから送信される前記給湯器の熱交換器温度に基づいて行うと共に、追い焚き系統と給湯系統とを同時に使用する際は、強制的に前記固定温度制御を行うようになっており、前記給湯器が２缶２水タイプである場合は、その給湯器が熱交換器温度センサを備えているか否かを、前記給湯接続ユニットに搭載された前記コントローラが、取得した前記機種データに基づいて判別し、前記給湯器が前記熱交換器温度センサを備えている場合は、前記給湯接続ユニットに搭載された前記コントローラが、前記固定温度制御から前記給湯設定温度制御への切替えを、前記給湯器に搭載された前記コントローラから送信される前記給湯器の熱交換器温度に基づいて行うが、前記給湯器が前記熱交換器温度センサを備えていない場合は、前記給湯器のバーナーを停止した後、所定時間経過した時点で行うようになっていることを特徴とする給湯システムを提供するものである。
【００１０】
以上のように、この給湯システムでは、給湯接続ユニットに搭載されたコントローラが、給湯器に搭載されたコントローラから取得した給湯器の機種データに基づいて、給湯器が有する機能に応じて給湯接続ユニットを制御するようにしたので、設置された給湯器毎に給湯接続ユニットが最適制御を行うことができ、蓄熱槽に貯留された温水を最大限に利用した給湯運転を行うことが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、補助熱源として太陽熱を利用した給湯システム１の概略構成を示している。この給湯システム１は、同図に示すように、太陽熱利用温水器１０と給湯器３０とが給湯接続ユニット２０を介して接続されたものであり、太陽熱利用温水器１０によって生成された温水が給湯接続ユニット２０を介して給湯器３０に送出されるようになっている。
【００１２】
前記太陽熱利用温水器１０は、ソーラー集熱機１１と密閉式の蓄熱槽１４とを備えており、蓄熱槽１４には、その下端部に上水を供給するための給水管１５が接続されていると共に、上端部には貯留された温水を給湯接続ユニット２０に送出するための温水供給管１６が接続されている。
【００１３】
前記ソーラー集熱機１１には、その入口側と出口側とを接続するソーラー配管１２によって熱媒体の循環経路が形成されており、このソーラー配管１２は、部分的に蓄熱槽１４内に導入された熱交換部１３を有している。従って、ソーラー集熱機１１によって加熱された熱媒体は、ソーラー配管１２を通って蓄熱槽１４内に導かれ、熱交換部１３で蓄熱槽１４内の水と熱交換を行うことで、蓄熱槽１４内に温水が生成されるようになっている。
【００１４】
前記給湯接続ユニット２０は、同図に示すように、給水管２２を介して供給される上水と、蓄熱槽１４から温水供給管１６を介して供給される温水とを、必要に応じて混合する混合調節弁２１を備えており、蓄熱槽１４から送出された温水は、そのまま又は上水と適宜混合された状態で混合調節弁２１の出口側に接続された温水配管２３を介して給湯器３０に送出され、給湯器３０の熱交換器３１を通って給湯されるようになっている。なお、混合調節弁２１は、全開状態で、蓄熱槽１４から温水供給管１６を介して送出される温水のみを給湯器３０に送出し、逆に、全閉状態では、給水管２２を介して供給される上水のみを給湯器３０に送出するようになっている。
【００１５】
また、給水管２２と温水配管２３とは、通電時に全閉となるダイヤフラム方式の電磁弁２５が設置されたバイパス管２４を介して相互に接続されており、混合調節弁２１に接続された温水供給管１６、給水管２２及び温水配管２３には、蓄熱槽１４から送出される温水の温度（以下、入湯温度という。）Ｔｓを検出するための入湯温度センサ２６、給湯接続ユニット２０に送出される上水の温度（以下、上水温度という。）Ｔｗを検出するための上水温度センサ２７及び給湯接続ユニット２０から送出される温水の温度（以下、出湯温度という。）Ｔｏを検出するための出湯温度センサ２８が設置されている。
【００１６】
前記給湯接続ユニット２０及び給湯器３０には、シリアルインターフェースを介して相互に通信可能なコントローラ２０ａ、３０ａがそれぞれ搭載されていると共に、給湯器３０の操作リモコン４０には、シリアルインターフェースを介して給湯器３０のコントローラ３０ａと相互に通信可能なコントローラ４０ａが搭載されており、これらのコントローラ２０ａ、３０ａ、４０ａが相互に連携をとりながら、給湯システム１の運転動作を統括的に制御している。
【００１７】
給湯接続ユニット２０のコントローラ２０ａには、入湯温度センサ２６、上水温度センサ２７及び出湯温度センサ２８からの温度検出信号が入力されると共に、操作リモコン４０によって設定された給湯設定温度Ｔｅ及び運転スイッチ信号、バーナー燃焼信号、最低作動水量以上の水流を検知してＯＮする水流信号等が給湯器３０のコントローラ３０ａから送信されるようになっており、これらの温度検出信号及び給湯設定温度Ｔｅに基づいて、給湯接続ユニット２０のコントローラ２０ａが混合調節弁２１を制御するようになっている。
【００１８】
蓄熱槽１４から送出される温水の温度、即ち、入湯温度センサ２６によって検出された入湯温度Ｔｓが給湯設定温度Ｔｅ以上の場合は、給湯器３０のバーナーを燃焼させなくても、上水を適宜混合することによって給湯設定温度Ｔｅの温水を供給することができるので、給湯接続ユニット２０から送出される温水の温度、即ち、出湯温度センサ２８によって検出される出湯温度Ｔｏが給湯設定温度Ｔｅになるように、混合調節弁２１を制御する給湯設定温度制御を行うようになっている。
【００１９】
一方、入湯温度Ｔｓが給湯設定温度Ｔｅより低い場合は、給湯器３０のバーナーを燃焼させなければ、給湯設定温度Ｔｅの温水を供給することができないので、給湯器３０のバーナーを燃焼させることによって、確実に給湯設定温度Ｔｅの温水を生成することができるように、給湯設定温度Ｔｅが６０℃以上、６０℃未満３５℃以上、３５℃未満に場合分けし、６０℃以上の場合は４５℃、６０℃未満３５℃以上の場合は３０℃、３５℃未満の場合は２５℃といった固定温度Ｔｆの温水がそれぞれ送出されるように、混合調節弁２１の開度を調整して上水を混合する固定温度制御を行うようになっている。
【００２０】
ただし、設置される給湯器３０が１つの熱交換器で給湯系統と追い焚き系統の双方に対して加熱を行う１缶２水タイプであって、追い焚き系統と給湯系統とを同時に使用する場合は、上述したように、蓄熱槽１４に給湯設定温度Ｔｅ以上の温水が貯留されているからといって、給湯設定温度制御を行うと、出湯温度が給湯設定温度Ｔｅを上回ってしまうので、そのような場合は、上述した固定温度制御を行うようになっている。
【００２１】
また、給湯設定温度制御を行う場合は、給湯器３０のバーナーを燃焼させる必要がないので、操作リモコン４０の運転スイッチをＯＮして給湯を開始した時点で、給湯接続ユニット２０のコントローラ２０ａが給湯器３０のコントローラ３０ａに燃焼停止指令を出力し、固定温度制御を行う場合は、給湯器３０のバーナーを燃焼させなければならないので、操作リモコン４０の運転スイッチをＯＮして給湯を開始した時点で、給湯接続ユニット２０のコントローラ２０ａが給湯器３０のコントローラ３０ａに燃焼開始指令を出力するようになっている。
【００２２】
また、給湯接続ユニット２０のコントローラ２０ａは、固定温度制御によって給湯設定温度Ｔｅの温水を供給している状態において、給湯設定温度Ｔｅ以上の温水が蓄熱槽１４から送出され始めた場合には、その段階で給湯設定温度制御に切り替えることになるが、設置される給湯器３０に、熱交換器３１の出口温水温度を熱交換器３１自体の温度（以下、熱交換器温度という。）Ｔｃとして検出する熱交換器温度センサが設けられており、この熱交換器温度センサによる温度検出信号が給湯器３０のコントローラ３０ａから給湯接続ユニット２０のコントローラ２０ａに送信される場合と、そういった温度検出信号が給湯器３０のコントローラ３０ａから給湯接続ユニット２０のコントローラ２０ａに送信されない場合とでは、異なる制御を行うようになっている。
【００２３】
即ち、熱交換器温度センサによる温度検出信号が給湯器３０のコントローラ３０ａから給湯接続ユニット２０のコントローラ２０ａに送信される場合は、固定温度制御で給湯している状態から給湯設定温度制御に切り替える際、切替可能な状態となった時点で、まず、給湯器３０のバーナーの燃焼を停止させ、給湯器３０の熱交換器温度Ｔｃが給湯設定温度Ｔｅ＋２０℃を下回るまでは固定温度制御を継続し、熱交換器温度Ｔｃが給湯設定温度Ｔｅ＋２０℃を下回った時点で給湯設定温度制御に切り替えるようになっているが、熱交換器温度センサによる温度検出信号が給湯器３０のコントローラ３０ａから給湯接続ユニット２０のコントローラ２０ａに送信されない場合は、切替可能な状態となった時点から所定時間（例えば、２秒）が経過した時点で、固定温度制御から給湯設定温度制御に切り替えるようになっており、これによって、給湯器３０に送出される給湯設定温度Ｔｅの温水が、バーナーの燃焼が停止した直後の温度の高い熱交換器３１によってさらに加熱され、出湯温度が一時的に高くなることを防止するようになっている。
【００２４】
また、設置された給湯器３０が、その操作リモコン４０の表示部に、太陽熱利用温水器１０によって生成された温水がどの程度利用されているのかを示す「設定温度到達率」や、太陽熱利用温水器１０によって生成された温水をどの程度利用することができるのかを示す「沸上り率」等の種々の運転状態情報を表示することができる場合は、給湯接続ユニット２０のコントローラ２０ａが、入力される種々の温度検出信号と、給湯器３０のコントローラ３０ａから送信された給湯設定温度Ｔｅとから、上述したような「設定温度到達率」及び「沸上り率」等の運転状態情報を算出し、こういった運転状態情報を給湯器３０のコントローラ３０ａに送信するようになっている。
【００２５】
この給湯システム１に使用可能な給湯器３０としては、上述した給湯接続ユニット２０が製造される前に製造されていた旧機種と、上述した給湯接続ユニット２０の製造と同時または後に製造された新機種とに分類され、旧機種は、１缶２水タイプであって、上述したような運転状態表示を行うことができず、熱交換器温度Ｔｃを給湯接続ユニット２０に送信することができないようになっている。
【００２６】
これに対して、新機種に該当する給湯器３０は、上述したような運転状態表示を行うことができるようになっており、１缶２水タイプと２缶２水タイプに分類される。１缶２水タイプには、熱交換器温度センサが設けられており、熱交換器温度Ｔｃを給湯接続ユニット２０に送信することができるようになっているが、２缶２水タイプは、熱交換器温度センサを備えたものと、備えていないものとに分類される。なお、新機種に該当する給湯器３０は、そのコントローラ３０ａが機種データを備えており、給湯接続ユニット２０のコントローラ２０ａが機種データを取得することができるようになっている。
【００２７】
上述した給湯システム１における給湯器３０の機種判別について、図２に示すフローチャートを参照しながら説明する。まず、それぞれ設置された給湯接続ユニット２０のコントローラ２０ａと給湯器３０のコントローラ３０ａとが通信線を介して接続された後、コントローラ２０ａ、３０ａに電源が投入されると（ステップＳ１）、コントローラ２０ａがコントローラ３０ａに対してアクセスすることで、設置された給湯器３０の機種データを取得する（ステップＳ２）。さらに、電源投入後も機種データの取得は、安全を期すために常時行われる。なお、上述したように、旧機種の給湯器３０は、コントローラ３０ａが機種データを備えていないので、設置された給湯器３０が旧機種である場合は、機種データを取得することができない。
【００２８】
続いて、コントローラ２０ａが機種データを取得できたか否かで、設置された給湯器３０が旧機種であるのか、新機種であるのかを判別し（ステップＳ３）、設置された給湯器３０が旧機種である場合は、以後、給湯接続ユニット２０のコントローラ２０ａは、制御パターン（１）の制御を行うことになる（ステップＳ６）。即ち、基本的な制御に加えて１缶２水タイプ特有の制御を行うが、運転状態表示制御を行うことはなく、固定温度制御から給湯設定温度制御への切替は給湯器３０のバーナーを停止した後、所定時間経過した時点で行うことになる。
【００２９】
ステップＳ３において、設置された給湯器３０が新機種である場合は、続いて、１缶２水タイプか、２缶２水タイプかを、取得した機種データに基づいて判別する（ステップＳ４）。ここで、設置された給湯器３０が１缶２水タイプである場合は、以後、給湯接続ユニット２０のコントローラ２０ａは、制御パターン（２）の制御を行うことになる（ステップＳ７）。即ち、基本的な制御に加えて１缶２水タイプ特有の制御及び運転状態表示制御を行い、固定温度制御から給湯設定温度制御への切替も給湯器３０のコントローラ３０ａから送信される熱交換器温度Ｔｃに基づいて行うことになる。
【００３０】
ステップＳ４において、設置された給湯器３０が２缶２水タイプである場合は、続いて、給湯器３０が熱交換器温度センサを備えているか否かを、取得した機種データに基づいて判別し（ステップＳ５）、設置された給湯器３０が熱交換器温度センサを備えている場合は、制御パターン（３）の制御を行うことになる（ステップＳ８）。即ち、基本的な制御に加えて運転状態表示制御を行い、固定温度制御から給湯設定温度制御への切替も給湯器３０のコントローラ３０ａから送信される熱交換器温度Ｔｃに基づいて行うことになる。
【００３１】
一方、ステップＳ５において、設置された給湯器３０が熱交換器温度センサを備えていない場合は、制御パターン（４）の制御を行うことになる（ステップＳ９）。即ち、基本的な制御に加えて運転状態表示制御を行うが、固定温度制御から給湯設定温度制御への切替は給湯器３０のバーナーを停止した後、所定時間経過した時点で行うことになる。
【００３２】
以上のように、この給湯システム１では、給湯接続ユニット２０のコントローラ２０ａが、給湯器３０に搭載されたコントローラ３０ａから取得した給湯器３０の機種データに基づいて、給湯器３０が有する機能に応じて給湯接続ユニットを制御するようにしているので、設置された給湯器３０毎に給湯接続ユニット２０が最適制御を行うことができ、蓄熱槽１４に貯留された温水を最大限に利用した給湯運転を行うことが可能となる。
【００３３】
なお、上述した実施形態では、設置される給湯器３０に応じて、給湯接続ユニットが行う制御パターンを４パターンに分類しているが、これに限定されるものではなく、設置される給湯器の機種及び設置される給湯接続ユニットの機能等に応じて、制御パターンの数及び制御内容を適宜設定すればよい。
【００３４】
また、上述した実施形態では、給湯接続ユニット２０のコントローラ２０ａが、給湯器３０に搭載されたコントローラ３０ａから取得した給湯器３０の機種データに基づいて、給湯接続ユニット２０が行う制御パターンを自動的に設定するようにしているが、給湯接続ユニットに制御パターンを切り替えるディップスイッチを設けておき、設置される給湯器に応じて、ディップスイッチを切り替えるようにしてもよい。
【００３５】
また、上述した実施形態では、設置される給湯器３０の機種に応じて、給湯接続ユニット２０の制御パターンを変更するようにしているが、給湯器側に給湯接続ユニットの機種を判別させるようにしてもよい。
【００３６】
また、上述した実施形態は、太陽熱利用温水器を補助熱源として使用した給湯システムであるが、給湯システムにおける補助熱源は、こういった太陽熱利用温水器に限定されるものではなく、例えば、コージェネレーションシステムにおけるガスエンジンやガスタービンの廃熱を補助熱源として使用した給湯システムのように、種々の補助熱源を使用した給湯システムについて、本発明を適用することができることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる給湯システムの一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】同上の給湯システムにおける給湯器の機種判別を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  給湯システム
１０  太陽熱利用温水器
１４  蓄熱槽
１６  温水供給管
２０  給湯接続ユニット
２０ａ  コントローラ
２１  混合調節弁
２３  温水配管
２６  入湯温度センサ
２７  上水温度センサ
２８  出湯温度センサ
３０  給湯器
３０ａ  コントローラ
３１  熱交換器
４０  操作リモコン
４０ａ  コントローラ
【図１】
0003714215.tif 000002
【図２】
0003714215.tif 000003