(57)【要約】【課題】  給湯水の使用頻度が極めて少ない時間帯など冷水補給が不能な場合であっても、異常な湯温上昇を防止することができて、給湯水使用時に使用者が火傷するような危険性をなくすことができる給湯システムを提供することにある。【解決手段】  給湯機１と、給湯水を循環して使用箇所に供給する循環給湯管５と、該循環給湯管５に配設した循環ポンプ９と、給湯機１による加熱給湯水を循環給湯管５に供給する加熱給湯水供給管３と、循環給湯管５に配設され、該加熱給湯水供給管３を接続する湯水混合弁４と、給湯機１および貯湯タンク１３に補給水を供給する補給水管２とからなる給湯システムにおいて、前記湯水混合弁４二次側の循環給湯管５に配設される温度検知装置１７と、加熱給湯水供給管３に配設される制御弁１４と、前記温度検知装置１７により該制御弁１４を開閉制御する制御装置２０とを備えたものである。【選択図】        図１
2005076960.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給湯水を供給する給湯機と、給湯水を循環して使用箇所に供給する循環給湯管と、該循環給湯管に配設される循環ポンプと、前記給湯機で加熱された給湯水を前記循環給湯管に供給する加熱給湯水供給管と、前記循環給湯管に配設され、該加熱給湯水供給管を接続する湯水混合弁と、前記給湯機および湯水混合弁に補給水を供給する補給水管とからなる給湯システムにおいて、前記湯水混合弁二次側の前記循環給湯管に配設される温度検知装置と、前記加熱給湯水供給管に配設される制御弁と、前記温度検知装置により該制御弁を開閉制御する制御弁制御装置とを備えたことを特徴とする給湯システム。
【請求項２】
給湯水を供給する給湯機と、給湯水を循環して使用箇所に供給する循環給湯管と、該循環給湯管に配設される循環ポンプと、前記給湯機で加熱された給湯水を前記循環給湯管に供給する加熱給湯水供給管と、前記循環給湯管に配設され、該加熱給湯水供給管を接続する湯水混合弁と、前記給湯機および湯水混合弁に補給水を供給する補給水管とからなる給湯システムにおいて、前記循環給湯管に配設される温度検知装置と、該温度検知装置により前記循環ポンプを制御する循環ポンプ制御装置とを備えたことを特徴とする給湯システム。
【請求項３】
循環給湯管に循環流量検知装置を配設し、かつ循環ポンプ制御装置は、該循環流量検知装置により循環ポンプを制御することを特徴とする請求項２記載の給湯システム。
【請求項４】
給湯水を貯留する貯湯タンクと、加熱給湯水供給管より分岐し、前記貯湯タンクに接続する分岐供給管と、前記貯湯タンクに補給水を供給する補給水管とを備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の給湯システム。
【請求項５】
循環給湯管に貯湯タンク内給湯水と循環給湯管内給湯水との間で熱交換を行う熱交換機構を備えたことを特徴とする請求項４記載の給湯システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばビル等の多層階建物に設備される給湯システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ビル等の多層階建物における給湯システムは、機械室等に蒸気・温水等を熱源とした熱交換機、貯湯タンクを設置して給湯水をつくり、貯湯槽から建物内の各階使用個所を経由し、再度貯湯タンクに戻る循環給湯管を配管し、循環ポンプにより強制循環する中央式給湯システムが主流である。この給湯システムにおいては、循環給湯管内を流れている間に給湯水の湯温は低下していくが、再び貯湯タンクに戻されてタンク内で再度昇温されるため、循環給湯水の湯温は、常にほぼ一定温度に保たれるメリットがあった。しかし、その反面、システムが複雑であるためイニシャルコストが掛かり、また常時熱源により保温・昇温しているためランニングコストが掛かるといったデメリットがあった。また、この給湯システムの場合、その維持管理は有資格者が管理する必要があり、特に中小規模建物においては問題となっていた。
【０００３】
一方、給湯機から各使用個所まで配管して給湯水を供給する局所式給湯システムもある。この局所式給湯システムは、主にガス給湯機のような瞬間式給湯機で使用されており、イニシャルコストやランニングコストが安いこともあり、特に戸建て住宅のような配管長の短い１・２階の階高の建物ではそれなりの成果を上げてきた。しかし、湯を使用しない時間が長く続くと、管内の湯温が低下してしまうため、配管長が長さに伴って使い勝手が悪化していくというデメリットがあった。さらに、瞬間式給湯機の給湯能力の問題もあったため、ビル等の多層階の建物では、給湯使用個所ごと、あるいは各階に給湯機を設置して供給する方法をとっていた。しかし、消費エネルギーの無駄が多く、ランニングコストも嵩むという問題があった。
【０００４】
近年、瞬間式給湯機の給湯能力の向上はめざましく、大容量の給湯使用量にも対応できるようになってきた。また、それに伴い、中央式給湯システムの給湯源に瞬間式給湯機が採用されるようになってきた。その従来例を図１７に示す。
【０００５】
図１７はガス給湯機等の瞬間式給湯機を使用した従来例１に係る中央式給湯システムを示すフロー図である。
図１７において、給湯機１には補給水管２と加熱給湯水供給管３が接続され、前記給湯機１で沸かされた高温の給湯水は、前記加熱給湯水供給管３から湯水混合弁４を経て循環給湯管５に供給され、その循環給湯水が給湯使用個所（給湯蛇口）６〜８に供給されるようになっている。
【０００６】
さらに詳しく説明すると、前記湯水混合弁４は、前記加熱給湯水供給管３が接続された加熱給湯水入口４ａと、前記補給水管２の分岐補給水管２ａが接続された補給水入口４ｂと、前記循環給湯管５の一次側端部が接続された給湯水出口（循環給湯水出口）４ｃと、前記循環給湯管５の二次側端部が接続された循環給湯水入口４ｄとを有している。そして、前記循環給湯管５には、給湯水循環ポンプ（以下、単に循環ポンプという）９と昇温ヒータ１０と温度センサ１１のそれぞれが設けられている。
【０００７】
ここで、前記循環給湯管５は、前記昇温ヒータ１０の二次側から前記給湯使用個所６〜８に循環給湯水を供給する循環給湯往管５ａと、この循環給湯往管５ａにおける前記給湯使用個所６〜８側からの二次側管端部と前記昇温ヒータ１０の一次側までの循環給湯還管５ｂとからなっており、前記循環給湯往管５ａにおける給湯使用個所６〜８の上流側にはエア抜き弁１２が設けられている。
【０００８】
次に、上記従来例１の動作について説明する。
給湯機１から加熱給湯水供給管３および湯水混合弁４を順次経て循環給湯管５に供給された給湯水は、循環ポンプ９により前記循環給湯管５を循環し、その循環給湯水は、温度センサ１１により湯温が計測され、その計測湯温が設定温度よりも低くなると、昇温ヒータ１０によって設定温度に維持される。
このような給湯水の循環状態において、給湯使用個所６〜８で給湯水が使用されると、給湯機１が補給水管２からの補給水を加熱し、湯水混合弁４では、循環給湯水、加熱給湯水および補給水（冷水）を設定温度となるように混合して循環給湯管５に給湯水を補給する。
【０００９】
一方、近年、電気ヒートポンプ式給湯機に代表されるような、夜間等の給湯使用量が少ない時間帯に給湯機を稼働させて湯を沸かして貯湯タンクに貯留しておき、日中に貯留しておいた湯水を使用する夜間貯湯型給湯機を使用する給湯システムが開発され、普及している。
夜間貯湯型給湯機は、当初、家庭用等の局所式給湯システムで使用されていたが、最近は大容量化が進み、中小ビルクラスの建物での中央式給湯システムにおいても使用できるスペックのものも開発されている。夜間貯湯型給湯機を使用した中央式給湯システムでは、従来の中央式給湯システムのような、システム維持管理に有資格者が必要でないため、注目され始めている。
【００１０】
図１８は前記ヒートポンプ給湯機を使用した従来例２に係る中央式給湯システムを示すフロー図であり、図１７と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
図１８において、１３は貯湯タンクであり、この貯湯タンク１３には、補給水管２と加熱給湯水供給管３の分岐供給管３ａが接続されている。なお、１２ａは、加熱給湯水供給管３における分岐供給管３ａよりも上流側に設けられたエア抜き弁である。
【００１１】
以上のように構成された従来例２の中央式給湯システムは、夜間に給湯機１を稼働させ、昼間は給湯機１を停止（休止）状態に維持する夜間貯湯型給湯システムとなっており、その動作を以下に説明する。
給湯機１を夜間稼働させることで沸かされた高温給湯水は、加熱給湯水供給管３から分岐供給管３ａを経て貯湯タンク１３内に送り込まれる。この場合、高温給湯水は貯湯タンク１３内に充満するまで送り続けられる。
昼間は給湯機１が停止しているため、給湯機１から加熱給湯水供給管３へは給湯水が供給されていない状態となっている。この状態において、循環給湯管５内の給湯使用個所６〜８で給湯水が使用されると、貯湯タンク１３内の給湯水が分岐供給管３ａから加熱給湯水供給管３に供給され、湯水混合弁４で補給水と混合されて設定温度に温度制御された後、循環給湯往管５ａ内の給湯水に補充される。
【００１２】
昼間や夜間の給湯水使用がない時間帯においては、循環給湯管５内の湯温が温度センサ１１で常時計測され、その計測湯温が設定温度以下に低下すると、昇温ヒータ１０が通電され、また、前記計測湯温が設定温度以上になると、前記昇温ヒータ１０が停止することにより、循環給湯管５内の給湯水が常時一定の湯温に保たれるようになっている。
【００１３】
なお、上記各先行技術は当業者一般に知られた技術であって、文献公知発明に係るものではない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
（１）瞬間式給湯機を使用した従来例１の中央式給湯システムでは、次のような課題があった。
一般的に瞬間式給湯機では、給湯機内の冷水と加熱水とを混合するバイパス管と制御弁が組み込まれており、これにより出湯温度を制御できるようになっている。しかし、給湯機１から湯水混合弁４に至るまでの加熱給湯水供給管３での熱損失を考慮すると、給湯機１の設定温度を最高温度に設定することが望ましい。湯水混合弁４が何らかの理由により故障した場合、高温の給湯水が循環給湯管５に流入する恐れがあり、その給湯水が循環給湯管５を経て給湯使用個所６〜８で吐水された場合、使用者が火傷を負う危険性があり、問題となっていた。
（２）夜間貯湯型給湯機を使用した従来例２の中央式給湯システムでは、次のような課題があった。
１）夜間貯湯型給湯機の場合、夜間に給湯機１で沸かした給湯水を貯湯タンク１３に貯留し、その貯留給湯水を日中に使用する利用方法のため、給湯機１が出湯可能な最高温度の湯を貯湯タンク１３に貯留するのが一般的である。ヒートポンプ給湯機では、冷媒によっては９０℃を超える高温の加熱給湯水が供給可能であるため、湯水混合弁４が故障した際、大変危険であって問題となっていた。
２）給湯水の使用頻度が極めて少ない夜間において、昇温ヒータ１０の制御回路が故障し、昇温ヒータ１０が通電状態のままとなった場合、循環給湯管５内の給湯水量に変化がないため、湯水混合弁４が正常であっても冷水の補給ができず、その結果、循環給湯水の温度が上昇し続けてしまい、使用者が火傷を負う危険があって問題となっていた。
３）夜間貯湯型給湯機の中でも、特に、高温の加熱給湯水を貯湯タンクに貯留できる給湯機もある。このような夜間貯湯型給湯機の場合、循環給湯管の温度低下防止対策として貯湯タンク内加熱給湯水との熱交換を行うシステムを使用することがある。このシステムにおいて、夜間や建物の休館日などのような長時間給湯水を使用しない場合、循環給湯水は熱交換により湯温が上昇するが、循環給湯管内の湯量は減らないため、湯水混合弁が正常であっても冷水の補給ができないことから、循環給湯水の温度が上昇し続け、その結果、使用者が火傷を負う危険があって問題となっていた。
（３）従来例１および従来例２の中央式給湯システムでは、次のような共通の課題があった。
１）一般的な中央式給湯システムでは、循環ポンプ９を常時作動させておき、循環給湯管５内の循環給湯水を強制循環するのが通常である。しかし、給湯使用個所６〜８での給湯水が所定量以上使用されている場合、加熱給湯水供給管３より供給される加熱給湯水と分岐補給水管２ａより供給される補給水が湯水混合弁４で混合されて、循環給湯管５内に絶えず補給されるため、湯温の低下はほとんどない。この状態において、循環ポンプ９や昇温ヒータ１０を継続作動させておくことは、電力消費やランニングコストの無駄となっており、問題となっていた。
２）中央式給湯システムでは、循環給湯管５内に循環給湯水内の溶存空気が分離してエア（気泡）が発生することがある。通常、エアは、エア抜き弁１２から排出されるが、全てを排出仕切れないことが多く、エアが混入したままの循環給湯水が循環ポンプ９に流入すると、循環ポンプ９が空回りする現象が発生する（エア噛み現象という。）。このエア噛み現象が継続してしまうと、循環給湯水が循環せず、また、循環ポンプ９内のモータが焼き付いてしまうこともあり、問題となっていた。
【００１５】
本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、湯水混合弁が何らかの理由により故障した場合や給湯水の使用頻度が極めて少ない時間帯など冷水補給が不能な場合であっても、異常な湯温上昇を防止することができて、給湯水使用時に使用者が火傷するような危険性をなくすことができる給湯システムを提供することを目的とする。
【００１６】
本発明は、給湯水が使用されている時間帯において、電力消費やランニングコストを低減することができる給湯システムを提供することを目的とする。
本発明は、循環ポンプのエア噛み現象を解消することができる給湯システムを提供することを目的とする。
また、本発明は、夜間貯湯型給湯機を使用し、かつ、熱交換器によって循環給湯水を昇温する中央式給湯システムに適用する場合、既設の機器を交換する必要がなく、一部の配管切替工事や制御盤の電気工事のみで済み、イニシャルコストを低減することができる給湯システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明に係る給湯システムは、給湯水を供給する給湯機と、給湯水を循環して使用箇所に供給する循環給湯管と、該循環給湯管に配設される循環ポンプと、前記給湯機で加熱された給湯水を前記循環給湯管に供給する加熱給湯水供給管と、前記循環給湯管に配設され、該加熱給湯水供給管を接続する湯水混合弁と、前記給湯機および湯水混合弁に補給水を供給する補給水管とからなる給湯システムにおいて、前記湯水混合弁二次側の前記循環給湯管に配設される温度検知装置と、前記加熱給湯水供給管に配設される制御弁と、前記温度検知装置により該制御弁を開閉制御する制御弁制御装置とを備えたものである。
本発明に係る給湯システムは、給湯水を供給する給湯機と、給湯水を循環して使用箇所に供給する循環給湯管と、該循環給湯管に配設される循環ポンプと、前記給湯機で加熱された給湯水を前記循環給湯管に供給する加熱給湯水供給管と、前記循環給湯管に配設され、該加熱給湯水供給管を接続する湯水混合弁と、前記給湯機および湯水混合弁に補給水を供給する補給水管とからなる給湯システムにおいて、前記循環給湯管に配設される温度検知装置と、前記温度検知装置により前記循環ポンプを制御する循環ポンプ制御装置とを備えたものである。
本発明に係る給湯システムは、循環給湯管に循環流量検知装置を配設し、かつ、該循環流量検知装置により循環ポンプを制御する循環ポンプ制御装置を備えたものである。
【００１８】
本発明に係る給湯システムは、給湯水を貯留する貯湯タンクと、加熱給湯水供給管より分岐し、前記貯湯タンクに接続する分岐供給管と、前記貯湯タンクに補給水を供給する補給水管とを備えたものである。
【００１９】
本発明に係る給湯システムは、循環給湯管に貯湯タンクと循環給湯管内給湯水との間で熱交換を行う熱交換機構を備えたものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、次のような優れた効果が得られる。
１）従来の給湯システムでは、湯水混合弁の故障によって、冷水補給水の補給が不能になった場合において、給湯機からの加熱給湯水や貯湯タンクからの加熱給湯水が流入した際、循環給湯管内の給湯水温度が異常に上昇し、使用者が給湯水を使用すると火傷等を負う恐れがあったが、本発明では、湯水混合弁の二次側に配設した温度センサと、加熱給湯水供給管に配設した制御弁とにより、異常な高温給湯水の循環給湯管への流入を自動的に遮断することができ、そのため、給湯水使用者の安全性を確実に保障することができる。
２）特に、昇温ヒータによって循環給湯水を保温する給湯システムで、夜間や建物休館日など、給湯水使用がないときに昇温ヒータの温度センサや制御回路等の故障によって昇温ヒータが制御不能となった場合において、昇温ヒータにより循環給湯水が異常昇温する恐れがあったが、湯水混合弁の二次側に配設した温度センサにより、異常湯温を感知して、昇温ヒータへの電源供給を停止することができる。
３）また特に、貯湯タンクを有し、熱交換機構によって貯湯タンク内の加熱給湯水を熱交換することによって循環給湯水を保温する給湯システムで、夜間や建物休館日など、給湯水使用がないときに循環給湯水が異常昇温する恐れがあったが、本発明では、循環給湯水の異常昇温時に、循環ポンプを所定時間停止して循環給湯水の湯温を低下させるように制御することにより循環給湯水の異常昇温を防止することができるという効果がある。
４）温度センサ１７における循環給湯水の検知湯温が所定範囲内である場合には循環ポンプ９を停止するように制御することにより、電力消費やランニングコストの無駄をなくすことができる大きな効果がある。
５）循環給湯管５内の循環給湯水に溶存している空気が分離してエア（気泡）が発生し、エア抜き弁１２から排出しきれない場合において、循環ポンプ９内にエアが混入することによってエア噛み現象が発生して、循環ポンプ９のモータが焼損する恐れがあったが、フロースイッチ１６ａにより循環給湯水の循環流を検知して、エア噛み現象が発生している際には、循環ポンプ９を所定時間停止するように制御することにより、自然対流によりエアが循環ポンプ９内から排出され、エア噛み現象を解消することができる効果および循環ポンプ９のモータ焼損を防止することができる効果がある。
６）本発明の実施の形態７〜実施の形態１１によれば、夜間貯湯型給湯機を使用し、かつ、熱交換器によって循環給湯水を昇温している中央式給湯システムに適用する場合、既設の機器を交換する必要がなく、一部の配管切替工事、制御盤の電気工事のみで済むため、イニシャルコストが低減でき、大きな効果が得られる。
７）本発明の実施の形態１２〜実施の形態１４によれば、夜間貯湯型給湯機を使用し、かつ、本発明の各実施の形態による熱交換によって循環給湯水を昇温している中央式給湯システムに適用する場合においても、既設の機器を交換する必要がなく、一部の配管切替工事、制御盤の電気工事のみで済むため、イニシャルコストが低減できるという大きな効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による給湯システムを示すフロー図であり、図１７および図１８と同一部分または相当部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
図１に示す給湯システムは、給湯機１と湯水混合弁４とを接続する加熱給湯水供給管３に制御弁１４と加圧ポンプ１５とフロースイッチ１６のそれぞれを設けるとともに、前記湯水混合弁４から給湯使用個所６〜８に至る循環給湯往管５ａに温度センサ１７を設け、前記制御弁１４と加圧ポンプ１５および循環給湯管５上の昇温ヒータ１０を制御盤２０で自動制御する構成としたものである。
【００２２】
その制御盤２０は、循環給湯管５上の温度センサ（温度検知装置）１１，１７から前記循環給湯管５内循環給湯水の温度計測信号を受信するとともに、前記フロースイッチ１６のＯＮ・ＯＦＦ信号を受信し、それらの受信信号に基づいて前記制御弁１４と加圧ポンプ１５および昇温ヒータ１０を自動制御する構成となっている。この他に、フロースイッチ１６ａが循環給湯還管５ｂに設けられているが、本実施の形態１においては必須のものではない。
【００２３】
以上において、前記制御弁１４は常開型（通常時に開状態となる）弁からなるが、電磁弁、電動弁、空気圧弁や水圧・油圧等の液体圧力で開閉可能な弁等、制御可能な弁であれば、どのような構造であってもよい。
また、前記温度センサ１１，１７は、熱電対、測温抵抗体、バイメタル等、温度計測可能なもの、あるいはサーモスタットのような設定した温度を感知したときに接点が導通して制御盤２０に信号を送信可能なものであれば、どのような構造であってもよい。
加熱給湯水供給管３内の加熱給湯水の流れを検知するためにフロースイッチ１６を、循環給湯管５内の循環給湯水の循環流を検知するためにフロースイッチ１６ａをそれぞれ配設したが、量水器、電磁流量計、超音波流量計等のような流れを検知できる機能を有するものであれば、どのような構造であってもよい。
さらに、前記加圧ポンプ１５は、給湯機１への補給水の水圧が低かったり、給湯機１からの加熱給湯水の圧力が低い場合に稼働させるものであるが、前記加熱給湯水の圧力が十分である場合には、必要とするものではない。
【００２４】
次に、上記実施の形態１の動作について説明する。
通常時においては、加熱給湯水供給管３の制御弁１４が開となっているため、給湯機１による加熱給湯水は、前記加熱給湯水供給管３により加圧ポンプ１５およびフロースイッチ１６を経て湯水混合弁４に供給される。その湯水混合弁４では、循環給湯管５内の循環給湯水と補給水とが設定温度に混合されて循環給湯管５に供給される。循環給湯管５に供給された設定温度の給湯水は循環ポンプ９で強制循環させられる。その給湯水循環状態において、給湯水不使用の場合、前記循環給湯管５内の循環給湯水は、昇温ヒータ１０を温度センサ１１と制御盤２０に組み込まれた独立した昇温ヒータ制御回路で制御することにより常に一定温度範囲内の湯温に保持される。
【００２５】
すなわち、昇温ヒータ制御回路では、前記循環給湯管５の温度センサ１１によって循環給湯水の湯温が常に検知され、その湯温検知信号を制御盤２０内の昇温ヒータ制御回路に入力することにより、当該昇温ヒータ制御回路は、これに予め設定された設定循環下限湯温（例えば５５℃）と、前記温度センサ１１による検知湯温とを比較演算し、その演算の結果、前記検知湯温が前記設定循環下限湯温よりも低い場合には、前記昇温ヒータ制御回路が昇温ヒータ１０にＯＮ信号を出力し、前記循環給湯水が予め設定された設定循環上限湯温（例えば６０℃）になるまで前記昇温ヒータ１０が稼働する。そして、前記循環給湯水が設定循環上限湯温まで温められた時点で昇温ヒータ制御回路から前記昇温ヒータ１０へのＯＮ信号が遮断されて当該昇温ヒータ１０が停止する。これにより、前記循環給湯管５内の循環給湯水は常に設定循環下限湯温と設定循環上限湯温の間の湯温に保持される。したがって、給湯水使用時には常に一定温度範囲の湯温の給湯水を給湯使用個所６〜８から供給することができる。また、加圧ポンプ１５は、フロースイッチ１６からの出力信号を基に制御盤２０内の独立した加圧ポンプ制御回路により、給湯使用個所６〜８で循環給湯水が使用された等の場合の湯水混合弁４からの加熱給湯水の補給時のみ起動するように制御されている。ただし、加圧ポンプ１５が不要である場合においては、当然であるが加圧ポンプ制御回路を制御盤２０内に組み込む必要はない。
【００２６】
このような給湯システムの稼働状態において、湯水混合弁４が故障し当該湯水混合弁４の二次側から異常な高温の給湯水が供給された場合や給湯水使用がない夜間において、昇温ヒータ１０や昇温ヒータ制御回路が故障した場合、異常な高温水が循環給湯管５を循環することを防止するための制御弁制御回路（制御弁制御装置）について図２のフローチャートに従って説明する。
給湯機１を起動させた後に制御盤２０を起動させると図２に示す制御弁制御回路のフローチャートが開始され、最初に循環ポンプ９を稼働し、昇温ヒータ１０、加圧ポンプ１５への電源供給を開始し、制御弁１４を開弁する（ステップＳＴ１０１）。なお、このフローチャートでは、昇温ヒータ１０の電源ＯＮ／ＯＦＦとは、昇温ヒータ制御回路への電源供給のＯＮ／ＯＦＦのことをいい、加圧ポンプ１５の電源ＯＮ／ＯＦＦとは、加圧ポンプ制御回路への電源供給のＯＮ／ＯＦＦのことをいう。
次に、温度センサ１７からの温度計測信号（検知湯温）を受信し、検知湯温と制御盤２０内にあらかじめ設定されている設定最高湯温（例えば、７０℃）と比較する（ステップＳＴ１０２）。検知湯温が設定最高湯温未満である場合は、システムが正常動作していると判断し、所定時間だけフロー処理を中断（ウェイト時間処理）する（ステップＳＴ１０３）。そして、ステップＳＴ１０２に戻り、同様の処理（正常時のループ制御）を繰り返す。一方、ステップＳＴ１０２において、検知湯温が設定最高湯温以上である場合には、システムが異常動作していると判断し、ステップＳＴ１０４に進む。ステップＳＴ１０４では、フロースイッチ１６からの入力信号がＯＦＦ信号であった場合、つまり加熱給湯水供給管３から循環給湯管５への加熱給湯水の流入がない場合は、昇温ヒータ１０や昇温ヒータ制御回路に異常があると判断し、ステップＳＴ１０５に進む。そして、ステップＳＴ１０５では、昇温ヒータ１０への電源供給を停止し、制御盤２０に昇温ヒータ制御回路故障警報を表示する。
一方、ステップＳＴ１０４において、フロースイッチ１６からの入力信号がＯＮ信号である場合には、湯水混合弁４に何らかの異常があると判断し、ステップＳＴ１０６に進み、カウンタＣを初期化する。そしてウェイト時間処理を経て、カウンタＣに１を加算した（ステップＳＴ１０７）後、ステップＳＴ１０８に進み、温度センサ１７から検知湯温を受信して設定最高湯温と比較する（異常判定処理）。検知湯温が設定最高湯温未満であった場合、湯水混合弁４にゴミ噛み等が生じたことによる一時的な異常が生じたもので、現在は正常な状態に復旧したと判断し、ステップＳＴ１０３に戻る。
一方、検知湯温が設定最高湯温以上であった場合には、ステップＳＴ１０９に進み、異常判定処理を何回繰り返し実行しているかをカウンタＣ１とあらかじめ設定されているループ上限数とを比較して判断する。カウンタＣ１がループ上限数に到達していない場合は、ＳＴ１０７へ戻り、到達している場合は、湯水混合弁４が故障したと判断し、ステップＳＴ１１０に進み、制御弁１４を閉弁して、加熱給湯水が循環給湯管５内にこれ以上流入しないようにし、加圧ポンプ１５への電源供給も停止し、制御盤２０に湯水混合弁故障警報を表示する。
【００２７】
以上説明した実施の形態１によれば、給湯機１から加熱給湯水を供給する加熱給湯水供給管３に湯水混合弁４を介して接続され、前記加熱給湯水を循環させて給湯使用個所６〜８に供給する循環給湯管５を備えた給湯システムにおいて、前記湯水混合弁４の二次側の循環給湯往管５ａに温度センサ１７を配設するとともに、前記加熱給湯水供給管３に制御弁１４を配設し、前記温度センサ１７が設定最高湯温以上の湯温を検知した際に前記制御弁１４を自動閉止するように制御弁制御回路（制御弁制御装置）で制御する構成としたので、前記湯水混合弁４の故障時や、前記循環給湯管５に設けられた昇温ヒータ制御回路の故障時に、異常な高温給湯水が循環給湯管５に流入するのを自動的に遮断することができ、給湯水使用者の安全性を確実に保障できるという大きな効果が得られる。また、温度センサ１７が設定最高湯温以上の湯温を検知した際に、すぐに制御弁１４を閉止せずに所定時間間隔で所定回数、湯温の計測を継続して湯温が回復しなかった場合に制御弁１４を閉止する構成としたので、湯水混合弁４や昇温ヒータ制御回路の一時的な不具合の場合に加熱給湯水の供給が停止してしまうことを防止できるという効果もある。
なお、実施の形態１において、温度センサ１７の検知湯温を昇温ヒータ制御回路に入力して、昇温ヒータ１０を制御するようにしてもよい。この場合、温度センサ１１を不要とすることができ、特に昇温ヒータ制御回路と制御弁制御回路が同一の制御盤内に組み込まれている場合に最適である。
【００２８】
実施の形態２．
実施の形態２では、図２に示す制御弁制御回路のフローチャートを一部変更した図３に示す制御弁制御回路のフローチャートを図１の給湯システムに適用している。図３のフローチャートは、図２のフローチャートのステップＳＴ１０４とＳＴ１０７の間の制御ステップを変更したものになっている。すなわち、ステップＳＴ１０４でフロースイッチ１６からの入力信号がＯＮ信号であった場合、ステップＳＴ１０６Ａへ進み、制御弁１４を閉止し、加圧ポンプ１５への電源供給を停止する。そして、ウェイト時間処理を行い（ステップＳＴ１０６Ｂ）、ステップ１０６Ｃで温度センサ１７から検知湯温を受信し、制御盤２０内にあらかじめ設定されている設定循環上限湯温と比較し、検知湯温が設定循環上限湯温以上である場合には、ステップＳＴ１０６Ｂへ戻り、検知湯温が設定循環上限湯温未満である場合には、ステップＳＴ１０６Ｄへ進む、つまり、検知湯温が低下するのを待つ処理を行う。そして、ステップＳＴ１０６Ｄでは、制御弁１４を再度開放し、加圧ポンプ１５への電源供給を再開し、カウンタＣ１を初期化して、ステップＳＴ１０７へ進む。
【００２９】
以上説明した実施の形態２によれば、実施の形態１の制御弁制御回路による効果のほかに、温度センサ１７の検知湯温が設定循環上限湯温未満に低下するまで制御弁１４を一時的に閉止し、かつ加圧ポンプ１５への電源供給も停止した後に温度センサ１７から湯温を検知する構成としたため、故障以外の湯水混合弁に一時的な不具合が生じたときに加熱給湯水の供給が停止してしまう可能性をより低くすることができるという効果がある。
【００３０】
実施の形態３．
この実施の形態３は、実施の形態１と同様、図１に示す給湯システムを使用する。ただし、制御盤２０には、循環給湯水の湯温制御時に昇温ヒータ１０だけでなく循環ポンプ９も制御することを考慮して実施の形態１に示した独立の昇温ヒータ制御回路を組み込まず、循環給湯管５内にエアが発生することによる循環ポンプ９のエア噛み現象を解消することをも考慮した図４のフローチャートに示す循環ポンプ制御回路（循環ポンプ制御装置）を組み込んでいる。
ところで、循環ポンプ９のエア噛み現象であるが、これは循環ポンプ９のポンプ羽根にエアが絡みついて空回りすることにより循環給湯水が循環ポンプ９内に吸入出来ないことに起因している。しかし、エア噛み現象が発生しているときに循環ポンプを所定時間以上停止しておくと、循環給湯水の自然対流によって発生する循環給湯水の流れにより、ポンプ羽根部のエアが循環ポンプ９の外に押し出されることが判明している。そこで、本実施の形態３では、循環ポンプ制御回路により、循環ポンプ９にエア噛み現象が発生したときに、循環ポンプ９を所定時間停止するようにしている。そして、エア抜き弁１２や給湯使用個所６〜８よりエアが系外に吐出されることを期待している。
なお、実施の形態１と同様に、加圧ポンプ１５が加熱給湯水供給管３に配設されている場合においては、制御盤２０内に加圧ポンプ制御回路を独立した回路として組み込むようにしている。
さらに、循環ポンプ制御回路では、循環給湯還管に設けられているフロースイッチ１６ａからの出力信号が必要であるため必須となっている。一方、制御弁１４、フロートスイッチ１６は、本実施の形態３では必須ではない。
【００３１】
以下、図４のフローチャートに従って説明する。
給湯機１を起動させた後に制御盤２０を起動させると図４の循環ポンプ制御回路のフローチャートが開始され、最初に循環ポンプ９、昇温ヒータ１０をそれぞれ稼働させる（ステップＳＴ２０１）。ここで、実施の形態１の制御弁制御回路では、昇温ヒータ１０の稼働／停止を制御する昇温ヒータ制御回路への電源供給を制御するもので昇温ヒータ１０を直接制御するものではなかったが、本実施の形態３の循環ポンプ制御回路では、昇温ヒータ１０の稼働／停止を温度センサ１７から得られる検知湯温で直接制御するようになっている。また、循環ポンプ９の稼働／停止も同様に直接制御するようになっている。
次に、ステップＳＴ２０２で、カウンタＣ２を初期化する。ステップＳＴ２０３では、フロースイッチ１６ａからの入力信号がＯＦＦ信号であった場合、つまり循環給湯水に循環流がない場合は、循環ポンプ９にエア噛み現象が発生していると判断（エア噛み現象判定処理）し、ステップＳＴ２０４に進む。ステップＳＴ２０４では、エア噛み現象判定処理を何回繰り返し実行しているかをカウンタＣと予め設定されているループ上限数とを比較して判断する。カウンタＣ２がループ上限数に到達している場合は、循環ポンプ９がモータの焼き付きが発生する等復旧の見込みがないと判断し、ステップＳＴ２０５に進み、循環ポンプ９を停止し、制御盤２０に循環ポンプ故障警報を表示する。
一方、カウンタＣ２がループ上限数に到達していない場合は、ステップＳＴ２０６に進み、循環ポンプ９を停止する。そして、ステップＳＴ２０７でウェイト時間処理を行うことで所定時間経過させて、その間に循環ポンプ９内からエアが循環給湯管５内に抜けていき、最終的にエア抜き弁１２や給湯使用個所６〜８よりエアが吐出されることを期待する。また、このときカウンタＣ２に１を加算する。さらに、ステップＳＴ２０８に進み、循環ポンプ９を再度稼働させて、ステップＳＴ２０３に戻る。
一方、ステップＳＴ２０３において、フロースイッチ１６ａからの入力信号がＯＮ信号である場合には、循環ポンプ９が正常に動作していると判断し、ステップＳＴ２０９に進む。ステップＳＴ２０９では、温度センサ１７から検知湯温を受信して制御盤２０内に予め設定されている設定循環上限湯温と比較し、検知湯温が設定循環上限湯温未満である場合は、循環給湯水を昇温する必要があると判断し、ステップＳＴ２０１へ戻る。一方、検知湯温が設定循環上限湯温以上である場合は、昇温ヒータ１０により循環給湯水が十分昇温されている、あるいは加熱給湯水供給管３から加熱給湯水が循環給湯管５に流入してきているなどの理由から循環給湯水を昇温する必要がないと判断し、ステップＳＴ２１０に進み、循環ポンプ９および昇温ヒータ１０を停止する。そして、ステップＳＴ２１１に進み、ウェイト時間処理を行い、ステップＳＴ２１２で、温度センサ１７から検知湯温を受信して制御盤２０内に予め設定されている設定循環下限湯温と比較し、検知湯温が設定循環下限湯温以上である場合は、ステップＳＴ２１１へ戻る。一方、検知湯温が設定循環下限湯温未満である場合は、循環給湯水を昇温する必要があると判断し、ステップＳＴ２０１に戻り、循環ポンプ９および昇温ヒータ１０を稼働する。
【００３２】
以上に説明した実施の形態３によれば、昇温ヒータ１０の稼働と連動して循環ポンプ９を稼働するように循環ポンプ制御回路（循環ポンプ制御装置）で制御する構成としたので、電力消費量やランニングコストの低減に大きな効果が得られる。また、循環ポンプ９の稼働時に循環給湯管５内の循環給湯水の循環流をフロースイッチ１６ａで検知して、循環流が検知されない場合には循環ポンプ９を停止するように循環ポンプ制御回路で制御する構成としたので、循環ポンプ９がエア噛み現象によって空回りしてしまい、最悪の場合循環ポンプ９内のモータが焼損してしまうことを防止することができる大きな効果がある。
【００３３】
実施の形態４．
この実施の形態４は、図１に示す給湯システムに対し、図２に示した制御弁制御回路と図４に示した循環ポンプ制御回路の両方の機能を有する制御回路である図５に示す制御弁・循環ポンプ複合制御回路のフローチャートを適用したものである。この場合においては、制御弁１４、フロースイッチ１６、フロースイッチ１６ａはいずれも必須である。
以下、図５のフローチャートに従って説明する。
給湯機１を起動させた後に制御盤２０を起動させると図５に示す制御弁・循環ポンプ複合制御回路のフローチャートが開始され、最初に制御弁１４を開弁し、加圧ポンプ１５への電源供給を開始する（ステップＳＴ３０１）。次に、循環ポンプ９および昇温ヒータ１０を稼働する（ステップＳＴ３０２）。そして、ステップＳＴ３０３に進み、温度センサ１７から検知湯温を受信し、検知湯温と予め設定されている設定最高温度と比較する。検知湯温が設定最高湯温未満である場合は、システムが正常動作していると判断し、ステップＳＴ３０４に進み、カウンタＣ２を初期化する。次にステップＳＴ３０５では、フロースイッチ１６ａからの入力信号がＯＦＦ信号であった場合、つまり循環給湯水に循環流がない場合は、循環ポンプ９にエア噛み現象が発生していると判断（エア噛み現象判定処理）し、ステップＳＴ３０６へ進む。ステップＳＴ３０６では、エア噛み現象判定処理を何回繰り返し実行しているかをカウンタＣ２と予め設定されているループ上限数とを比較して判断する。カウンタＣ２がループ上限数に到達している場合は、循環ポンプ９がモータの焼き付きが発生する等復旧の見込みがないと判断し、ステップＳＴ３０７に進み、循環ポンプ９を停止し、制御盤２０に循環ポンプ故障警報を表示する。
一方、カウンタＣ２がループ上限数に到達していない場合は、ステップＳＴ３０９に進み、循環ポンプを停止する。そして、ステップＳＴ３０９でウェイト時間処理を行うことで所定時間経過させて、その間に循環ポンプ９内からエアが循環給湯管５内に抜け、最終的にエア抜き弁１２や給湯使用個所６〜８よりエアが吐出されることを期待する。また、このときカウンタＣ２に１を加算する。さらにステップＳＴ３１１に進み、温度センサ１７から検知湯温を受信し、検知湯温と予め設定されている設定最高温度と比較する。検知湯温が設定最高湯温未満である場合は、システムが正常動作していると判断し、ステップＳＴ３０５に戻る。
一方、ステップＳＴ３０５において、フロースイッチからの入力信号がＯＮ信号であった場合には、循環ポンプ９が正常動作していると判断し、ステップＳＴ３１２に進む。ステップＳＴ３１２では、温度センサ１７から検知湯温を受信し、検知湯温と制御盤２０内に予め設定されている設定循環上限湯温と比較する。検知湯温が設定循環上限湯温未満である場合は、循環給湯水を昇温する必要があると判断し、ステップＳＴ３０２に戻り、循環ポンプ９および昇温ヒータ１０を稼働する。一方、検知湯温が設定循環上限湯温以上である場合は、昇温ヒータ１０により循環給湯水が十分昇温されている、あるいは加熱給湯水供給管３から加熱給湯水が循環給湯管５に流入してきている等の理由から循環給湯水を昇温する必要がないと判断し、ステップＳＴ３１３に進み、循環ポンプ９および昇温ヒータ１０を停止する。そして、ステップＳＴ３１４に進み、ウェイト時間処理を行う。さらに、ステップＳＴ３１５で、温度センサ１７から検知湯温を受信し、検知湯温と予め設定されている設定最高温度と比較し、検知湯温が設定最高湯温未満である場合は、システムが正常動作していると判断し、ステップＳＴ３１６に進む。ステップＳＴ３１６では、検知湯温と制御盤２０内に予め設定されている設定循環下限湯温と比較し、検知湯温が設定循環下限湯温以上である場合は、ステップＳＴ３１４に戻り、設定循環下限湯温未満である場合は、循環給湯水を昇温する必要があると判断し、ステップＳＴ３０２に戻り、循環ポンプ９および昇温ヒータ１０を稼働する。
【００３４】
ところで、ステップＳＴ３０３、ＳＴ３１１、ＳＴ３１５のそれぞれにおいて、検知湯温が設定最高湯温以上であった場合であるが、これらの場合は、システムが異常動作していると判断し、ステップＳＴ３２０に進む。ステップＳＴ３２０では、フロースイッチ１６からの入力信号がＯＦＦ信号であった場合、つまり、加熱給湯水供給管３から循環給湯管５への加熱給湯水の流入がない場合は、昇温ヒータ１０や昇温ヒータ制御回路に異常があると判断し、ステップＳＴ３２１に進み、昇温ヒータ１０を停止して、制御盤２０に昇温ヒータ制御回路故障警報を表示する。
一方、ステップＳＴ３２０において、フロースイッチ１６からの入力信号がＯＮ信号である場合には、湯水混合弁４に何らかの異常があると判断し、ステップＳＴ３２２に進み、カウンタＣ１を初期化する。そして、ステップＳＴ３２３に進み、ウェイト時間処理を行い、カウンタＣ１に１を加算した後、ステップＳＴ３２４に進み、温度センサ１７から検知湯温を受信して設定最高湯温と比較する（異常判定処理）。検知湯温が設定最高湯温以上であった場合、ステップＳＴ３２５に進み、異常判定処理を何回繰り返し実行しているかをカウンタＣ１と予め設定されているループ上限数とを比較して判断する。カウンタＣ１がループ上限数に到達していない場合は、ステップＳＴ３２３に戻り、到達している場合は、湯水混合弁４が故障したと判断し、ステップＳＴ３２６に進み、制御弁１４を閉弁して加熱給湯水が循環給湯管５内にこれ以上流入しないようにし、加圧ポンプ１５への電源供給も停止し、制御盤２０に湯水混合弁故障警報を表示する。
一方、ステップＳＴ３２４において、検知湯温が設定最高湯温未満であった場合、湯水混合弁４にゴミ噛み等が生じたことによる一時的な異常であり、現在は正常な状態に復旧したと判断し、ステップＳＴ３２０にステップＳＴ３０３から進んできた場合はステップＳＴ３０４に戻り、ステップＳＴ３１１から進んできた場合はステップＳＴ３０５に戻り、ステップＳＴ３１５から進んできた場合はステップＳＴ３１６に戻る。
【００３５】
以上説明した実施の形態４によれば、制御弁・循環ポンプ複合制御回路（制御弁・循環ポンプ複合制御装置）によって、温度センサ１７が設定最高湯温以上の湯温を検知した際に制御弁１４を自動閉止するように制御し、昇温ヒータ１０の稼働と連動して循環ポンプ９を稼働するように制御し、さらに循環ポンプ９の稼働時に循環給湯管５内の循環給湯水の循環流をフロースイッチ１６ａで検知して、循環流が検知されない場合には、循環ポンプ９を停止するように制御する構成としたので、実施の形態１に示した制御弁制御回路と実施の形態３に示した循環ポンプ制御回路の両方の効果が同時に得られる。しかも、実施の形態１に示した制御弁制御回路と実施の形態３に示した循環ポンプ制御回路の２つの制御回路を使用して制御する場合には、２つの独立の制御装置が必要であるのに対し、本実施の形態３では１つの制御装置で済むため、制御盤２０の小型化が可能となり、イニシャルコストやランニングコストの低減に大きな効果が得られる。
【００３６】
実施の形態５．
この実施の形態５は、図１に示す給湯システムに対し、図３に示した制御弁制御回路と図４に示した循環ポンプ制御回路の両方の機能を有する制御回路である図６に示す制御弁・循環ポンプ複合制御回路のフローチャートを適用したものである。
図６のフローチャートは、図５のフローチャートのＳＴ３２０とＳＴ３２３の間の制御ステップを変更したものになっている。すなわち、ステップＳＴ３２０でフロースイッチ１６からの入力信号がＯＮ信号であった場合、ステップＳＴ３２２Ａに進み、制御弁１４を閉弁し、加圧ポンプ１５への電源供給を停止する。そして、ステップＳＴ３２２Ｂでウェイト時間処理を行い、ステップＳＴ３２２Ｃで温度センサ１７から検知湯温を受信し、制御盤２０内に予め設定されている設定循環上限湯温と比較し、検知湯温が設定循環上限湯温以上である場合には、ステップＳＴ３２２Ｂに戻り、検知湯温が設定循環上限湯温未満である場合には、ステップＳＴ３２２Ｄへ進む。つまり、検知湯温が低下するのを待つ処理を行う。そして、ステップＳＴ３２２Ｄでは、制御弁１４を再度開弁し、加圧ポンプ１５への電源供給を再開し、カウンタＣ１を初期化して、ステップＳＴ３２３へ進む。
【００３７】
以上説明した実施の形態５によれば、実施の形態５に示した制御弁・循環ポンプ制御回路（制御弁・循環ポンプ複合制御装置）による効果のほかに、温度センサ１７の検知湯温が設定循環上限湯温未満に低下するまで制御弁１４を一時的に閉止し、かつ加圧ポンプ１５への電源供給も停止した後に温度センサ１７から湯温を検知する構成としたため、故障以外の湯水混合弁に一時的な不具合が生じたときに加熱給湯水の供給が停止してしまう可能性をより低くすることができるという効果がある。
【００３８】
実施の形態６．
図７は本発明の実施の形態６による給湯システムを示すフロー図であり、同図において、１３は加熱給湯水供給管３の分岐供給管３ａと補給水管２との間に配設した貯湯タンクである。
すなわち、この実施の形態６では、夜間に給湯機１を稼働させ、その給湯機１による加熱給湯水を貯湯タンク１３に貯留しておき、日中は給湯機１を停止状態に維持する夜間貯湯型の給湯システムとしたものである。
この実施の形態６において、日中に給湯水が使用された場合、貯湯タンク１３内の加熱給湯水が湯水混合弁４に供給され、その湯水混合弁４で循環給湯管５内の循環給湯水と補給水が混合されて循環給湯管５に補給される。
給湯水不使用時における循環給湯管５内給湯水の温度低下対策は、上記実施の形態１の場合と同様に、温度センサ１１と昇温ヒータ１０による温度制御で給湯水温度が一定範囲内に保たれる。
そして、この図７に示す給湯システムに対しては、実施の形態１において図２に示した制御弁制御回路、実施の形態２において図３に示した制御弁制御回路、実施の形態３において図４に示した循環ポンプ制御回路、実施の形態４において図５に示した制御弁・循環ポンプ複合制御回路、実施の形態５において図６に示した制御弁・循環ポンプ複合制御回路をそれぞれ適用することが可能である。
【００３９】
以上説明した実施の形態６によれば、図７に示した夜間貯湯型の給湯システムにより、夜間電力を有効利用することができ、ランニングコストの大幅な低減が図れる効果が得られ、かつ、図２および図３に示した制御弁制御回路、図４に示した循環ポンプ制御回路、図５および図６に示した制御弁・循環ポンプ複合制御回路をそれぞれ適用することにより、実施の形態１から実施の形態５のそれぞれで示した効果と同等の効果も得られる。
なお、この実施の形態６における他の構成は、図１および図１６，図１７と同一のため、その同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００４０】
実施の形態７．
図８は本発明の実施の形態７による給湯システムのフロー図であり、図２と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
この実施の形態７の基本構成は上記実施の形態６と同一であるが、この実施の形態７では、上記実施の形態６による夜間貯湯型の給湯システムにおいて、貯湯タンク１３内の高温給湯水と循環給湯管５内の循環給湯水とを熱交換することにより、循環給湯水の温度低下対策を図ったものであり、その詳細な構成を以下に説明する。
【００４１】
図８において、１３ａ，１３ｂは貯湯タンク１３に設けられた複数の取り出し口であり、これらの取り出し口１３ａ，１３ｂにおいて、一方の取り出し口１３ａは循環湯出口、他方の取り出し口１３ｂは循環湯戻り口となるもので、それらの取り出し口１３ａ，１３ｂには配管１８，１９を介して熱交換機構である熱交換器２１が接続している。
【００４２】
さらに詳しく説明すると、貯湯タンク１３の取り出し口１３ａと熱交換器２１の一次側室流入接続口とが配管１８で接続され、熱交換器２１の一次側室流出接続口と貯湯タンク１３の取り出し口１３ｂとが配管１９で接続されている。また、熱交換器２１の二次側室流出接続口と湯水混合弁４の循環給湯水入口４ｄとが循環給湯往管５ａで接続され、循環給湯管５の循環給湯還管５ｂが熱交換器２１の二次側室流入口に接続されている。
【００４３】
次に、上記実施の形態７の動作について説明する。
給湯機１の夜間稼働で沸かされた加熱給湯水が加熱給湯水供給管３から分岐供給管３ａを介して貯湯タンク１３内に供給され、当該貯湯タンク１３内に高温給湯水が充満している状態においては、配管１８から熱交換器２１の一次側室を経由して配管１９に至るまで、高温給湯水が充満している。この状態において、循環給湯管５内で冷えた循環給湯水は、循環ポンプ９による強制循環により、循環給湯還管５ｂから熱交換２１の二次側室に流入し、一次側室の高温給湯水と熱交換し、加熱された循環給湯往管５ａから流出して行く。一方、熱交換器２１の一次側室に充満している高温給湯水は、熱交換により湯温が低下するが、自然対流によって、配管１９より貯湯タンク１３に戻り、当該貯湯タンク１３内の高温給湯水が配管１８より流入してくることにより、一次側室内の高温給湯水は常に高温状態に保たれる。
【００４４】
以上のような実施の形態７による給湯システムの稼働状態において、湯水混合弁４が故障し当該湯水混合弁４の二次側から異常な高温の給湯水が供給されることを防止するため、また、給湯水使用がない夜間や建物休館日において、循環給湯水が熱交換器２１により過剰に昇温されてしまうことを防止するために図９に示すフローチャートの制御弁制御回路（制御弁制御装置）を適用している。
図９に示す制御弁制御回路のフローチャートは、図２に示す制御弁制御回路のフローチャートを一部変更して、図８に示す熱交換器により貯湯タンク内の加熱給湯水と熱交換することで循環給湯水を昇温する機構を有する給湯システムに対応するようにしたものである。
すなわち、図９のフローチャートを開始した直後のステップＳＴ１０１Ａにでは、昇温ヒータ１０に関する事項を外し、循環ポンプ９を稼働し、制御弁を開弁し、加圧ポンプ１５への電源供給を開始するようにしている。
また、ステップＳＴ１０４でフロースイッチ１６からの入力信号がＯＦＦ信号である場合においては、ステップＳＴ１０４Ａに進み、循環ポンプ９を一時停止し、ステップＳＴ１０４Ｂでウェイト時間処理を行った後にステップＳＴ１０３に戻る処理を行う。さらにステップＳＴ１０３でウェイト時間処理を行った後、ステップＳＴ１０３Ａで循環ポンプ９を再稼働するようになっている。
これにより循環給湯水が過剰に昇温されることを防止している。
【００４５】
以上説明した実施の形態７によれば、湯水混合弁４の二次側の温度センサ１７による計測湯温が設定最高湯温以上であり、かつフロースイッチ１６からの入力信号がＯＦＦ信号であった場合に、熱交換器２１での循環給湯管５内の循環給湯水と貯湯タンク１３内の加熱給湯水との熱交換を所定時間中断させ、循環給湯水の湯温を設定最高温度未満になるまで十分低下させた後に、昇温機構を復旧するように制御弁制御回路を構成したので、実施の形態１に示した制御弁１４と制御弁制御回路による異常な高温給湯水が循環給湯管５内に流入することを防止できる効果のほかに、夜間や建物休館日等の給湯水の使用量がないあるいは極度に少ないときに循環給湯水が熱交換器２１により過剰に昇温されてしまうことを防止できる大きな効果がある。
【００４６】
なお、前記熱交換器２１は、プレート式、多管式、渦巻型、二重管式等、加熱給湯水と循環給湯水とが熱交換可能であれば、どのような構造のものであってもよい。
また、上記実施の形態７では、貯湯タンク１３と熱交換器２１との間の加熱給湯水を自然対流で循環させるようにしたが、その系統中に循環ポンプを配設して強制循環させてもよく、この場合、確実に熱交換できて熱交換効率を一層向上させることができる。
【００４７】
実施の形態８．
実施の形態８では、図３に示す制御弁制御回路のフローチャートを一部変更した図１０に示す制御弁制御回路のフローチャートを図８に示す給湯システムに適用している。
図１０に示す制御弁制御回路のフローチャートは、図３に示す制御弁制御回路のフローチャートを実施の形態７での図２のフローチャートから図９のフローチャートに変更した場合と同様に変更して、図８に示す熱交換器により貯湯タンク内の加熱給湯水と熱交換することで循環給湯水を昇温する機構を有する給湯システムに対応するようにしたものである。
【００４８】
以上説明した実施の形態８によれば、実施の形態７において示した制御弁制御回路による様々な効果のほかに、故障以外に湯水混合弁の一時的な不具合が発生した場合において、加熱給湯水の供給が停止してしまう可能性をより低下させることができるという効果がある。
【００４９】
実施の形態９．
実施の形態９では、図４に示す循環ポンプ制御回路のフローチャートを一部変更した図１１に示す循環ポンプ制御回路のフローチャートを図８に示す給湯システムに適用している。
図１１に示す循環ポンプ制御回路のフローチャートを、熱交換器により貯湯タンク内の加熱給湯水と熱交換することで循環給湯水を昇温する機構を有する給湯システムに対応可能となるように一部を変更したものである。
すなわち、図８のフローチャートでは、図４のフローチャートにおけるステップＳＴ２０１およびＳＴ２１０の昇温ヒータ１０に関する事項を削除し、ステップＳＴ２０１ＡおよびＳＴ２１０Ａとしたものである。
【００５０】
以上説明した実施の形態９によれば、熱交換器により貯湯タンク内の加熱給湯水と熱交換することで循環給湯水を昇温する機構を有する給湯システムに対し、温度センサ１７からの検知湯温によって、循環ポンプ９を稼働／停止させる循環ポンプ制御回路を構成したので、循環給湯水の湯温を所定温度範囲内に保持でき、無駄な熱交換による損失エネルギの低減、電力消費量やランニングコストの低減に大きな効果がある。
また、循環ポンプ９のエア噛み現象による、循環給湯水の循環の不具合の解消や循環ポンプ９内のモータ焼損の防止にも大きな効果がある。
【００５１】
実施の形態１０．
実施の形態１０では、図５に示す制御弁・循環ポンプ複合制御回路のフローチャートを一部変更した図１２に示す制御弁・循環ポンプ複合制御回路のフローチャートを図８に示す給湯システムに適用している。
図５に示す制御弁・循環ポンプ複合制御回路のフローチャートを、熱交換器により貯湯タンク内の加熱給湯水と熱交換することで循環給湯水を昇温する機構を有する給湯システムに対応可能となるように一部を変更したものである。
すなわち、図１２における制御弁・循環ポンプ複合制御回路のフローチャートでは、図５におけるフローチャートでのステップＳＴ３０２およびＳＴ３１３における昇温ヒータ１０に関する事項を削除し、ステップＳＴ３０２ＡおよびＳＴ３１３Ａとしている。
また、ステップＳＴ３０３、ＳＴ３１１およびＳＴ３１５で温度センサ１７の検知湯温が設定最高湯温以上であった場合に進むステップであるステップＳＴ３２０でフロースイッチ１６からの入力信号がＯＦＦ信号であった場合においては、ステップＳＴ３２１Ａへ進み、循環ポンプ９を一時停止し、ステップＳＴ３２１Ｂへ進み、ウェイト時間処理を行い、ステップＳＴ３０４、ＳＴ３０５あるいはＳＴ３１６に戻るようにしている。
【００５２】
以上説明した実施の形態１０によれば、制御弁・循環ポンプ複合制御回路によって、実施の形態７に示した制御弁制御回路による効果と実施の形態９に示した循環ポンプ制御回路による効果の両方の効果が同時に得られる。しかも、実施の形態７に示した制御弁制御回路と実施の形態９に示した循環ポンプ制御回路では、２つの制御回路をそれぞれ独立の制御装置に組み込む必要があるが、本実施の形態１０の制御弁・循環ポンプ制御回路では、１つの制御装置に組み込むことが可能であるため、制御盤２０の小型化が可能となり、イニシャルコストやランニングコストの低減に大きな効果がある。
【００５３】
実施の形態１１．
実施の形態１１では、図６に示す制御弁・循環ポンプ複合制御回路のフローチャートを一部変更した図１３に示す制御弁・循環ポンプ複合制御回路のフローチャートを図８に示す給湯システムに適用している。
図６に示す制御弁・循環ポンプ複合制御回路のフローチャートを、熱交換器により貯湯タンク内の加熱給湯水と熱交換することで循環給湯水を昇温する機構を有する給湯システムに対応可能となるように一部を変更したものである。
すなわち、図１３における制御弁・循環ポンプ複合制御回路のフローチャートでは、図６におけるフローチャートでのステップＳＴ３０２およびＳＴ３１３における昇温ヒータ１０に関する事項を削除し、ステップＳＴ３０２ＡおよびＳＴ３１３Ａとしている。
また、ステップＳＴ３０３、ＳＴ３１１およびＳＴ３１５で温度センサ１７の検知湯温が設定最高湯温以上であった場合に進むステップであるステップＳＴ３２０でフロースイッチ１６からの入力信号がＯＦＦ信号であった場合においては、ステップＳＴ３２１Ａへ進み、循環ポンプ９を一時停止し、ステップＳＴ３２１Ｂへ進み、ウェイト時間処理を行い、ステップＳＴ３０４、ＳＴ３０５あるいはＳＴ３１６に戻るようにしている。
【００５４】
以上説明した実施の形態１１によれば、実施の形態１０に示した制御弁・循環ポンプ複合制御回路による効果のほかに、故障以外に湯水混合弁の一時的な不具合が発生した場合において、加熱給湯水の供給が停止してしまう可能性をより低下させることができるという効果がある。
【００５５】
実施の形態１２．
図１４は本発明の実施の形態１２による給湯システムを示すフロー図である。
この図１４に示す給湯システムの基本構成は上記図８に示す給湯システムと同一であるが、この図１４に示す給湯システムでは、上記図８に示す給湯システムにおいて、貯湯タンク１３自体に熱交換機構２３を有する構成とすることにより、給湯水不使用時の循環給湯水の温度低下対策を施したもので、その詳細な構成を以下に説明する。
【００５６】
すなわち、この実施の形態１２では、貯湯タンク１３の周壁を内層壁２４と外層壁２５との二層構造とし、その内層壁２４と外層壁２５との間に熱交換室を形成している。そして、前記外層壁２５の点対称位置に取り出し口１３ａ，１３ｂを設け、貯湯タンク１３の循環湯出口となる前記一方の取り出し口１３ａと湯水混合弁４の循環給湯水入口４ｄとを循環給湯往管５ａで接続し、かつ、循環給湯管５の循環給湯還管５ｂを貯湯タンク１３の循環湯戻り口となる前記他方の取り出し口１３ｂに接続した構成としている。
【００５７】
次に、上記実施の形態１２の動作について説明する。
給湯機１で沸かされた加熱給湯水が加熱給湯水供給管３から分岐供給管３ａを介して貯湯タンク１３の内層壁２４内に供給されることにより、その内層壁２４内に充満する高温給湯水で前記内層壁２４が加熱される。このとき、循環給湯管５を流れる循環給湯水は、循環給湯還管５ｂから熱交換機構２３（内層壁２４と外層壁２５との間の熱交換室）で昇温されて循環給湯往管５ａへと流れる。
そして、この図１４に示す給湯システムに対しては、実施の形態７において図９に示した制御弁制御回路、実施の形態８において図１０に示した制御弁制御回路、実施の形態９において図１１に示した循環ポンプ制御回路、実施の形態１０において図１２に示した制御弁・循環ポンプ複合制御回路、実施の形態１１において図１３に示した制御弁・循環ポンプ複合制御回路をそれぞれ適用することが可能である。
【００５８】
以上説明した実施の形態１２によれば、図９および図１０に示した制御弁制御回路、図１１に示した循環ポンプ制御回路、図１２および図１３に示した制御弁・循環ポンプ複合制御回路をそれぞれ適用することにより、実施の形態７から実施の形態１１のそれぞれで示した効果と同等の効果を得ることができる。
また、新規の給湯システムを設置する場合や、既設の給湯システムにおいて、貯湯タンクを交換して給湯システムを構築する場合には、貯湯タンク１３とは別の熱交換機構を必要とせず、熱交換機構の一次側の配管が不要となり、そのため、配管施工が簡素化できる大きな効果がある。
なお、この実施の形態１２の図１４における他の構成は上記図８と同一のため、その同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００５９】
実施の形態１３．
図１５は本発明の実施の形態１３による給湯システムを示すフロー図である。
この図１５に示す給湯システムでは、貯湯タンク１３内に熱交換機構３０を設けたものである。この熱交換機構３０は管状の熱交換コイル３０からなり、その熱交換コイル３０の両端開口部を貯湯タンク１３の取り出し口１３ａ，１３ｂに貯湯タンク１３の内側から接続し、その取り出し口１３ａ，１３ｂに循環給湯往管５ａと循環給湯還管５ｂを接続したもので、その他の構成は図８と同一のため、その同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００６０】
この実施の形態１３によると、貯湯タンク１３内に充満している高温給湯水で熱交換コイル３０が加熱され、循環給湯管５内の循環給湯水は、通常時、循環給湯還管５ｂから前記加熱状態の熱交換コイル３０内に流入することで、この熱交換コイル３０により、貯湯タンク１３内の高温給湯水と熱交換されて温められ、循環給湯還管５ａに流出する。
そして、この図１５に示す給湯システムに対しても、実施の形態７において図９に示した制御弁制御回路、実施の形態８において図１０に示した制御弁制御回路、実施の形態９において図１１に示した循環ポンプ制御回路、実施の形態１０において図１２に示した制御弁・循環ポンプ複合制御回路、実施の形態１１において図１３に示した制御弁・循環ポンプ複合制御回路をそれぞれ適用することが可能である。
【００６１】
以上説明した実施の形態１３によれば、実施の形態１２で示した効果と同等の効果が得られるほかに、貯湯タンク直径が従来のものと変わらず、既設の貯湯タンクを交換して設置する場合、貯湯タンク１３の設置面積について検討する必要がないという効果がある。
なお、上記実施の形態１３では、熱交換機構３０をコ字状配管としたが、その熱交換機構３０は、巻線コイル状の配管や波状配管、貯湯タンク２の内周面に沿った旋回配管等のようにコイル配管全長を長くすることが好ましく、この場合、熱交換距離が長くなって熱交換効率がいっそう向上するという効果がある。
【００６２】
実施の形態１４．
図１６は本発明の実施の形態１４による給湯システムを示すフロー図である。
この実施の形態１４では、図８に示す給湯システムにおける熱交換器２１に変えて貯湯タンク１３の外周面に循環給湯管５を巻回することで、その巻回循環給湯管５を熱交換機構３１としたものであり、その他の構成は図８に示す給湯システムと同様のため、説明を省略する。
そして、この図１６に示す給湯システムに対しても、実施の形態７において図９に示した制御弁制御回路、実施の形態８において図１０に示した制御弁制御回路、実施の形態９において図１１に示した循環ポンプ制御回路、実施の形態１０において図１２に示した制御弁・循環ポンプ複合制御回路、実施の形態１１において図１３に示した制御弁・循環ポンプ複合制御回路をそれぞれ適用することが可能である。
【００６３】
以上説明した実施の形態１４によれば、実施の形態１２で示した効果と同等の効果が得られるほかに、貯湯タンク１３の製作時において、貯湯タンク１３の仕様をそのままで循環給湯管巻回の作業工程の追加のみですみ、生産ラインへの投資額も低減できるという効果がある。
また、上述のような循環給湯管５の巻回施工後に、貯湯タンク１３の外周面を保温材で包囲することで、熱交換効率がいっそう向上させることができる。
【００６４】
なお、上記各実施の形態において、給湯機１は、ヒートポンプ給湯機、ガス給湯機、電気湯沸器、太陽熱集熱装置等、どのような給湯機であってもよい。
また、貯湯タンク１３の材質は、耐食性、耐熱性、耐圧正に優れたステンレス製あるいはステンレスクラッド鋼板製がよいが、鋼やチタン、アルミニウム等、その他の金属であってもよい。また、耐熱性を有する樹脂であれば、耐熱性塩化ビニル、ポリプロピレン等、いずれの材質であってもよい。
昇温ヒータ制御回路、加圧ポンプ制御回路、制御弁制御回路、循環ポンプ制御回路、制御弁・循環ポンプ複合制御回路の内、使用する回路を制御盤２０内に全て組み込む構成としたが、それぞれを個別の制御盤に組み込むようにしてもよい。
さらに、湯水混合弁４の二次側に循環給湯往管５ａに配設した温度センサ１７からの検知湯温を、制御弁制御回路、循環ポンプ制御回路、制御弁・循環ポンプ複合制御回路のそれぞれで使用したが、循環給湯還り管５ｂに別の温度センサを配設し、循環ポンプ制御回路や制御弁・循環ポンプ複合制御回路の循環ポンプ制御回路に該当する制御に関してはその検知湯温を使用するようにしてもよい。これにより、循環給湯還管５ｂ内の循環給湯水が循環給湯管５内で最も湯温が低下するため、より正確な湯温制御が可能になる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施の形態１による給湯システムを示すフロー図である。
【図２】本発明の実施の形態１における制御弁制御回路のフローチャート図である。
【図３】本発明の実施の形態２における制御弁制御回路のフローチャート図である。
【図４】本発明の実施の形態３における循環ポンプ制御回路のフローチャート図である。
【図５】本発明の実施の形態４における制御弁・循環ポンプ複合制御回路のフローチャート図である。
【図６】本発明の実施の形態５における制御弁・循環ポンプ複合制御回路のフローチャート図である。
【図７】本発明の実施の形態６による給湯システムを示すフロー図である。
【図８】本発明の実施の形態７による給湯システムを示すフロー図である。
【図９】本発明の実施の形態７における制御弁制御回路のフローチャート図である。
【図１０】本発明の実施の形態８における制御弁制御回路のフローチャート図である。
【図１１】本発明の実施の形態９における循環ポンプ制御回路のフローチャート図である。
【図１２】本発明の実施の形態１０における制御弁・循環ポンプ複合制御回路のフローチャート図である。
【図１３】本発明の実施の形態１１における制御弁・循環ポンプ複合制御回路のフローチャート図である。
【図１４】本発明の実施の形態１２による給湯システムを示すフロー図である。
【図１５】本発明の実施の形態１３による給湯システムを示すフロー図である。
【図１６】本発明の実施の形態１４による給湯システムを示すフロー図である。
【図１７】瞬間式給湯機を使用した従来例１に係る中央式給湯システムを示すフロー図である。
【図１８】ヒートポンプ給湯機を使用した従来例２に係る中央式給湯システムを示すフロー図である。
【符号の説明】
【００６６】
１  給湯機
２  補給水管
２ａ  分岐補給水管
３  加熱給湯水供給管
３ａ  分岐供給管
４  湯水混合弁
４ａ  給湯水入口
４ｂ  補給水入口
４ｃ  給湯水出口（循環給湯水出口）
４ｄ  循環給湯水入口
５  循環給湯管
５ａ  循環給湯往管
５ｂ  循環給湯還管
６〜８  給湯使用個所（給湯蛇口）
９  循環ポンプ
１０  昇温ヒータ
１１  温度センサ
１２，１２ａ  エア抜き弁
１３  貯湯タンク
１３ａ，１３ｂ  取り出し口
１４  制御弁
１５  加圧ポンプ
１６，１６ａ  フロースイッチ（循環流量検知装置）
１７  温度センサ（温度検知装置）
１８，１９  配管
２０  制御盤（制御装置）
２１  熱交換器
２２  流路制御弁
２３，３０，３１  熱交換機構
２４  内層壁
２５  外層壁
【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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