(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することで目標温度の温水を前記給湯器に送出する混合調節弁が搭載された給湯接続ユニットとを備え、
前記給湯接続ユニットは、予め設定された最低作動流量以上で、前記混合調節弁が目標温度制御を行うようになっている給湯システムにおいて、
前記混合調節弁及び前記蓄熱槽の双方に上水を供給する給水管または前記混合調節弁の温水出口側に流量センサを設置し、
前記流量センサによって検出される流量に基づいて、最低作動流量以上か否かを判断するようにしたことを特徴とする給湯システム。
【請求項２】
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することで目標温度の温水を前記給湯器に送出する混合調節弁が搭載された給湯接続ユニットとを備え、
前記給湯接続ユニットは、予め設定された最低作動流量以上で、前記混合調節弁が目標温度制御を行うようになっている給湯システムにおいて、
前記混合調節弁及び前記蓄熱槽の双方に上水を供給する給水管または前記混合調節弁の温水出口側に流量センサを設置し、
前記流量センサによって検出される流量または前記給湯器に設置された流量センサによって検出される流量のいずれか一方が最低作動流量以上のときに、前記混合調節弁が目標温度制御を行うようになっていることを特徴とする給湯システム。
【請求項３】
前記給湯器の運転スイッチがＯＮされているときは、前記給湯器に設置された流量センサによって検出される流量に基づいて、最低作動流量以上か否かを判断するようにした請求項１または２に記載の給湯システム。
【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、給湯接続ユニットには、全開で蓄熱槽から送出された温水のみを給湯器に送出し、全閉で上水のみを給湯器に送出する混合調節弁が搭載されている。
【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、給湯接続ユニットの混合調節弁が、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、目標温度となる給湯設定温度の温水を生成する給湯設定温度制御が行われ、給湯接続ユニットによって生成された給湯設定温度の温水が給湯器に送出されることになる。
【０００５】
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、給湯接続ユニットの混合調節弁が、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、目標温度となる予め定められた固定温度まで強制的に下げた状態で給湯器に送出する固定温度制御が行われ、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。
【０００６】
また、給湯接続ユニットにおける混合調節弁は、通常、給湯器が燃焼を開始するための流量として予め設定されている最低作動流量以上になったときに、始めて上述したような目標温度制御を行うようになっており、混合調節弁が目標温度制御を行うか否かは、給湯器から給湯接続ユニットに送信される、最低作動流量以上の水流を検知してＯＮする水流信号に基づいて判断される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、給湯器内の通水路には、通常、熱交換器から送出される高温の温水に低温の温水または上水を混合するための混合弁が設置されたバイパス路が設けられているが、給湯器の運転スイッチをＯＦＦしている状態では、凍結等を考慮して、混合弁が全開状態で待機している場合が多く、しかも、何らかの理由によって熱交換器がつまった場合でも沸騰水が熱交換器から送出されないように、最低作動流量を検出するための流量センサは、バイパス路の分岐部よりも下流側である熱交換器側に設置されているので、給湯器の運転スイッチをＯＦＦしている状態では、給湯器の熱交換器を通過する温水が給湯器の最低作動流量を下回った場合であっても、即ち、給湯器から送信される水流信号がＯＦＦ状態の場合であっても、最低作動流量の３倍程度の湯水がカラン等から送出されることになる。
【０００８】
従って、給湯器から送信される水流信号に基づいて、給湯接続ユニットの混合調節弁が目標温度制御に移行していたのでは、給湯器の運転スイッチがＯＦＦされた状態では、実際に最低作動流量以上の湯水がカラン等から送出されているにも拘わらず、混合調節弁が目標温度制御を行わない場合があり、蓄熱槽に貯留された温水を有効に利用して給湯運転を行うことができないといった問題がある。
【０００９】
そこで、この発明の課題は、給湯器の運転スイッチがＯＦＦされていても、給湯接続ユニットの混合調節弁が最低作動流量以上で確実に目標温度制御を行うことができる給湯システムを提供することにある。
【００１０】
【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、請求項１にかかる発明は、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することで目標温度の温水を前記給湯器に送出する混合調節弁が搭載された給湯接続ユニットとを備え、前記給湯接続ユニットは、予め設定された最低作動流量以上で、前記混合調節弁が目標温度制御を行うようになっている給湯システムにおいて、前記混合調節弁及び前記蓄熱槽の双方に上水を供給する給水管または前記混合調節弁の温水出口側に流量センサを設置し、前記流量センサによって検出される流量に基づいて、最低作動流量以上か否かを判断するようにしたのである。
【００１１】
以上のように、この給湯システムでは、給湯接続ユニット側に設けた流量センサによって検出される流量に基づいて、最低作動流量以上の湯水が流れているか否かを判断するようにしたので、給湯器の運転スイッチがＯＦＦされている場合であっても、実際に最低作動流量以上の湯水が流れているか否かを確実に判定することができる。
【００１２】
従って、給湯器から送信される水流信号に基づいて混合調節弁の目標温度制御を開始していた従来の給湯システムとは異なり、給湯器の水流信号がＯＦＦ状態であっても、実際に最低作動流量以上の湯水が流れている場合は、混合調節弁が目標温度制御を行うことが可能となり、蓄熱槽に貯留された温水を有効に利用して給湯運転を行うことができるという効果が得られる。
【００１３】
特に、請求項２にかかる発明の給湯システムのように、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することで目標温度の温水を前記給湯器に送出する混合調節弁が搭載された給湯接続ユニットとを備え、前記給湯接続ユニットは、予め設定された最低作動流量以上で、前記混合調節弁が目標温度制御を行うようになっている給湯システムにおいて、前記混合調節弁及び前記蓄熱槽の双方に上水を供給する給水管または前記混合調節弁の温水出口側に流量センサを設置し、前記流量センサによって検出される流量または前記給湯器に設置された流量センサによって検出される流量のいずれか一方が最低作動流量以上のときに、前記混合調節弁が目標温度制御を行うようにしておくと、例えば、ゴミかみ等が発生しやすい、上流側である給湯接続ユニット側に設置されている流量センサに、正常に流量を検出することができなくなる等の故障が発生したような場合であっても、最低限、従来の給湯システムと同様の給湯運転を行うことができるので、給湯システムの信頼性が向上するという効果が得られる。
【００１４】
ただし、給湯器の運転スイッチがＯＮされているときは、給湯接続ユニット側に設置された流量センサによって検出される流量と、給湯器に設置された流量センサによって検出される流量とが極端に異なることはなく、しかも、給湯器自体は自らの流量センサによって検出された流量に基づいて燃焼制御を行うようになっているので、請求項３にかかる発明の給湯システムのように、前記給湯器の運転スイッチがＯＮされているときは、前記給湯器に設置された流量センサによって検出される流量に基づいて、最低作動流量以上か否かを判断するようにしておくことが望ましい。
【００１５】
【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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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３２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を介して供給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。
【００１９】
また、給湯接続ユニット２０には、給水管１５から分岐して混合調節弁２１の上水入口側に接続された給水管２２と混合調節弁２１の温水出口側に接続された温水配管２３とを相互に接続するバイパス管２４が設けられており、このバイパス管２４には、通電状態でバイパス管２４の流路を遮断するダイヤフラム方式の電磁弁２５が設置されている。
【００２０】
また、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が設置されており、給水管１５には、給水管２２の分岐部の上流側に流量センサ２９が設置されている。
【００２１】
前記給湯器３０は、給湯接続ユニット２０から送出される温水を必要に応じて加熱する熱交換器３２を有するメイン流路３１と、熱交換器３２をバイパスするように、メイン流路３１に接続されたバイパス流路３３とを備えており、メイン流路３１には、バイパス流路３３の分岐部と合流部との間に熱交換器３２を通過する湯水の流量を検出する流量センサ３４が設置されている。
【００２２】
また、バイパス流路３３には、熱交換器３２から送出される高温の温水に、給湯接続ユニット２０から送出される比較的低温の温水または上水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するための混合弁３５が設置されており、この混合弁３５は、給湯器３０の運転スイッチがＯＦＦされているときは、全開状態で待機するようになっている。
【００２３】
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。
【００２４】
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や流量センサ２９からの流量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、流量センサ３４によって検出された流量が最低作動流量以上のときに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、これらの流量検出信号、水流信号、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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
また、給湯接続ユニット２０の混合調節弁２１は、給湯システム１から送出される温水量が、予め設定された最低作動流量以上になったときに、上述したような給湯設定温度制御や固定温度制御といった目標温度制御を行うようになっており、給湯システム１から送出される温水量が最低作動流量を下回る場合は、混合調節弁２１が予め設定された固定開度で待機するようになっている。従って、温水量が最低作動流量を下回る場合は、蓄熱槽１４に給湯設定温度以上の温水が貯留されていても、給湯設定温度の温水が送出されることはない。
【００２８】
以下、給湯接続ユニット２０における混合調節弁２１が目標温度制御を開始するまでの動作について、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、給湯器３０の運転スイッチがＯＮされているか否かを判断し（ステップＳ１）、給湯器３０の運転スイッチがＯＮされていない場合は、流量センサ２９によって検出される流量が最低作動流量以上であるか否かを判断する（ステップＳ２）。
【００２９】
ここで、流量センサ２９によって検出される流量が最低作動流量以上である場合は、混合調節弁２１が即座に目標温度制御を開始するが（ステップＳ５）、流量センサ２９によって検出される流量が最低作動流量を下回っている場合は、続いて、水流信号がＯＮされているか否か、即ち、流量センサ３４によって検出される流量が最低作動流量以上であるか否かを判断する（ステップＳ３）。
【００３０】
ステップＳ３において、水流信号がＯＮされている場合は、混合調節弁２１が目標温度制御を開始するが（ステップＳ５）、水流信号がＯＮされていない場合は、混合調節弁２１が予め設定された固定開度で待機し（ステップＳ４）、ステップＳ１に移行する。
【００３１】
一方、ステップＳ１において、給湯器３０の運転スイッチがＯＮされている場合は、ステップＳ３に移行して、水流信号がＯＮされているか否かを判断し、水流信号がＯＮされている場合は、混合調節弁２１が目標温度制御を開始するが（ステップＳ５）、水流信号がＯＮされていない場合は、混合調節弁２１が予め設定された固定開度で待機し（ステップＳ４）、ステップＳ１に移行する。
【００３２】
以上のように、この給湯システム１では、給湯器３０の運転スイッチがＯＦＦされているときは、総流量を正確に検出することができる給湯接続ユニット２０側に設置された流量センサ２９によって検出される流量が最低作動流量以上である場合または給湯器３０から送信される水流信号がＯＮされている場合に、給湯接続ユニット２０の混合調節弁２１が目標温度制御（給湯設定温度制御）を行うようになっているので、給湯器から送信される水流信号に基づいて混合調節弁の目標温度制御を行うようにしていた従来の給湯システムとは異なり、水流信号がＯＦＦ状態であっても、実際に最低作動流量以上の湯水が流れている場合は、混合調節弁２１が目標温度制御を行うこととなり、蓄熱槽１４に貯留された温水を有効に利用して給湯運転を行うことが可能となる。
【００３３】
また、ゴミかみ等が発生しやすい上流側に設置されている流量センサ２９に、正常に流量を検出することができなくなる等の故障が発生したような場合であっても、従来の給湯システムと同様に、給湯器３０から送信される水流信号に基づいて、混合調節弁２１が目標温度制御を行うことができるので、給湯システム１の信頼性が向上するという効果が得られる。
【００３４】
また、この給湯システム１では、給湯器３０の運転スイッチがＯＮされているときは、給湯器３０から送信される水流信号に基づいて混合調節弁２１が目標温度制御を行うようになっているが、給湯器３０の運転スイッチがＯＮされている状態では、給湯器３０のバイパス経路３３に設置されている混合弁３５が強制的に全開になっていないので、給湯接続ユニット２０側に設置された流量センサ２９によって検出される流量と、給湯器３０に設置された流量センサ３４によって検出される流量とが極端に異なることがなく、特に、問題となることはない。
【００３５】
逆に、給湯器３０は、自らの流量センサ３４によって検出された流量に基づいてバーナーの燃焼制御を行うので、給湯器３０の運転スイッチがＯＮされている状態において、給湯接続ユニット２０の混合調節弁２１が、給湯器３０から送信される水流信号に基づいて目標温度制御を行うようになっていると、例えば、給湯器３０のバーナーが燃焼しながら、給湯接続ユニット２０が固定温度制御を行っているような状態で、給湯量が最低作動流量を下回ると、給湯器３０のバーナーが燃焼を停止すると同時に混合調節弁２１が固定開度に切り替わることになり、給湯接続ユニット２０の制御動作と、給湯器３０の制御動作との間の整合性が保たれるという利点がある。
【００３６】
なお、上述した実施形態では、給湯接続ユニット２０側に設置された流量センサ２９によって検出される流量及び給湯器３０から送信される水流信号の双方を考慮して、混合調節弁２１が目標温度制御を行うようになっているが、これに限定されるものではなく、給湯接続ユニット２０側に設置された流量センサ２９によって検出される流量のみに基づいて、混合調節弁２１が目標温度制御を行うようにすることも可能である。
【００３７】
また、上述した実施形態では、給湯器３０の運転スイッチがＯＦＦされているときに限って、給湯接続ユニット２０側に設置された流量センサ２９によって検出される流量を考慮して混合調節弁２１が目標温度制御を行うようにしているが、これに限定されるものではなく、給湯器３０の運転スイッチのＯＮ、ＯＦＦに拘わらず、流量センサ２９によって検出される流量を考慮して混合調節弁２１が目標温度制御を行うようにすることも可能である。
【００３８】
また、上述した実施形態では、給水管１５における給水管２２の分岐部の上流側に流量センサ２９を設置しているが、これに限定されるものではなく、混合調節弁２１の温水出口側に接続された温水配管２３に設置することも可能である。
【００３９】
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接続ユニットの混合調節弁が目標温度制御を開始するまでの動作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
１５  給水管
２０  給湯接続ユニット
２０ａ  コントローラ
２１  混合調節弁
２２  給水管
２３  温水配管
２４  バイパス管
２５  電磁弁
２６  入湯温度センサ
２７  上水温度センサ
２８  出湯温度センサ
２９  流量センサ
３０  給湯器
３０ａ  コントローラ
３１  メイン流路
３２  熱交換器
３３  バイパス流路
３４  流量センサ
３５  混合弁
４０  操作リモコン
４０ａ  コントローラ
【図１】
0003687616.tif 000002
【図２】
0003687616.tif 000003