(57)【要約】【課題】貯湯タンク内の湯温が設定温度よりも若干低く、従来においては貯湯タンクの湯に水を加えたものを補助給湯器で加熱しなければならなかった場合でも、貯湯タンクの湯だけを補助給湯器で加熱できるようにし、エネルギーの無駄を小さくできる太陽熱給湯装置を提供する。【解決手段】貯湯タンク１３につながった給水管２４と給湯管２５との間に、貯湯タンク１３と平行となるようにして湯回収管２６を接続し、湯回収管２６に第１流量調節弁３６を設ける。給湯管２５において貯湯タンク１３と湯回収管２６との中間に補助給湯器１４を設ける。そして、補助給湯器１４を燃焼させて貯湯タンク１３の湯を加熱して給湯管２５から出湯させる際、補助給湯器１４で加熱された湯の余剰部分を湯回収管２６を通じて貯湯タンク１３へ回収する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソーラーパネルと貯湯タンクをソーラー入水管及びソーラー出湯管で接続してソーラー循環路を形成し、前記貯湯タンクに前記ソーラー入水管につながるようにして給水管を接続すると共に前記ソーラー出湯管につながるようにして給湯管を接続し、前記給湯管に補助給湯器を設けた太陽熱給湯装置において、
前記給湯管における前記補助給湯器の出湯側位置と前記給水管とを湯回収管により接続して当該湯回収管に流量調節弁を設け、
前記貯湯タンクから前記給湯管へ供給される湯の温度が設定温度よりも低い場合には、前記補助給湯器を器具最小能力以上の燃焼力で燃焼させることにより前記貯湯タンクから前記給湯管へ供給された湯を前記補助給湯器で設定温度まで加熱し、前記補助給湯器から出湯された湯の余剰部分を湯回収管及び給水管を通じて前記貯湯タンクへ回収させるようにしたことを特徴とする太陽熱給湯装置。
【請求項２】
前記貯湯タンクから前記給湯管へ供給される湯の温度が設定温度よりも低く、且つ、前記湯回収管を閉じて前記貯湯タンクから前記給湯管へ供給された湯を設定温度まで加熱するための前記補助給湯器の燃焼力が器具最小能力よりも小さくなる場合にのみ、前記補助給湯器を器具最小能力以上の燃焼力で燃焼させることにより前記貯湯タンクから前記給湯管へ供給された湯を前記補助給湯器で設定温度まで加熱し、前記補助給湯器から出湯された湯の余剰部分を湯回収管及び給水管を通じて前記貯湯タンクへ回収させるようにしたことを特徴とする、請求項１に記載の太陽熱給湯装置。
【請求項３】
前記補助給湯器を器具最小能力に等しい燃焼力で燃焼させ、前記流量調節弁で湯回収管を流れて回収される湯量を調整することにより前記補助給湯器から出湯される湯の温度が設定温度となるようにすることを特徴とする、請求項２に記載の太陽熱給湯装置。
【請求項４】
ソーラーパネルと貯湯タンクをソーラー入水管及びソーラー出湯管で接続してソーラー循環路を形成し、前記貯湯タンクに前記ソーラー入水管につながるようにして給水管を接続すると共に前記ソーラー出湯管につながるようにして給湯管を接続し、前記給湯管に補助給湯器を設けた太陽熱給湯装置において、
前記給湯管における前記補助給湯器の出湯側位置と前記給水管とを湯回収管及び水混合管により接続して当該湯回収管に第１流量調節弁を設けると共に当該水混合管に第２流量調節弁を設け、
前記貯湯タンクから前記給湯管へ供給される湯の温度が設定温度よりも低い場合には、前記補助給湯器を燃焼させることにより前記貯湯タンクから前記給湯管へ供給された湯を前記補助給湯器で設定温度よりも高温に加熱し、前記補助給湯器から出湯された湯の余剰部分を湯回収管及び給水管を通じて前記貯湯タンクへ回収させるようにし、残りの湯に水混合管から供給された水を混合させて湯水混合温度を設定温度とすることを特徴とする太陽熱給湯装置。
【請求項５】
前記貯湯タンクから前記給湯管へ供給される湯の温度が設定温度よりも低く、且つ、前記湯回収管を閉じて前記貯湯タンクから前記給湯管へ供給された湯を設定温度まで加熱するための前記補助給湯器の燃焼力が器具最小能力よりも小さくなる場合にのみ、前記補助給湯器を燃焼させることにより前記貯湯タンクから前記給湯管へ供給された湯を前記補助給湯器で設定温度よりも高温に加熱し、前記補助給湯器から出湯された湯の余剰部分を湯回収管及び給水管を通じて前記貯湯タンクへ回収させるようにし、残りの湯に水混合管から供給された水を混合させて湯水混合温度を設定温度とすることを特徴とする、請求項４に記載の太陽熱給湯装置。
【請求項６】
前記貯湯タンクと前記補助給湯器とを同一ハウジング内に納めたことを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の太陽熱給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽熱給湯装置に関し、特に補助給湯器を有する太陽熱給湯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ソーラーパネルだけの太陽熱給湯装置は、天候などによって給湯温度が影響を受け、必要とする温度の湯を得られないことがある。そのため、太陽熱だけでは必要な湯温が得られない場合に、ソーラーパネルで加熱された湯をさらに加熱するための補助給湯器を備えた太陽熱給湯装置が用いられている（非特許文献１、特許文献１参照）。
【０００３】
このような補助給湯器を有する太陽熱給湯装置では、太陽熱によりソーラーパネルで加熱された湯は、貯湯タンクに溜められている。そして、貯湯タンク内の湯温が設定温度よりも低い場合には、貯湯タンク内の湯を補助給湯器で設定温度まで加熱して給湯端末から出湯させている。また、貯湯タンク内の湯温が設定温度よりも高い場合には、湯水混合温度が設定温度となるように貯湯タンクから出湯された湯に水を混合して給湯端末から出湯させている。
【０００４】
しかしながら、このような太陽熱給湯装置では、貯湯タンクに溜められている湯の温度が設定温度よりも数℃低いというように中途半端に低い温度である場合には、補助給湯器で設定温度まで加熱しようとしたとき、補助給湯器の燃焼力（燃焼号数）が器具最小能力（最低作動号数）よりも小さくなり、補助給湯器を燃焼させることができない。そのため、従来の太陽熱給湯装置では、貯湯タンク内に溜められている湯の温度が設定温度よりも低い場合でも、貯湯タンクの湯に水を混合させて充分に湯温を下げ、その後補助給湯器で設定温度まで加熱している。
【０００５】
そのため、従来の太陽熱給湯装置では、このような場合には、貯湯タンクにほぼ設定温度の湯が溜まっているにも拘わらず、貯湯タンクの湯に水を加え、さらにそれを補助給湯器で加熱しなければならず、エネルギーの無駄が多くて省エネルギー性が損なわれていた。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１５９８６７号公報
【非特許文献１】「ソーラーシステム太陽熱温水器 スカイピア」（カタログ）、株式会社ノーリツ発行、発行日；２００５年９月２０日、掲載ページ；ｐ.１３−１４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記のような技術的課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、貯湯タンク内の湯温が設定温度よりも若干低く、従来においては貯湯タンクの湯に水を加えたものを補助給湯器で加熱しなければならなかった場合でも、貯湯タンクの湯だけを補助給湯器で加熱できるようにし、エネルギーの無駄を小さくできる太陽熱給湯装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１に係る太陽熱給湯装置は、ソーラーパネルと貯湯タンクをソーラー入水管及びソーラー出湯管で接続してソーラー循環路を形成し、前記貯湯タンクに前記ソーラー入水管につながるようにして給水管を接続すると共に前記ソーラー出湯管につながるようにして給湯管を接続し、前記給湯管に補助給湯器を設けた太陽熱給湯装置において、前記給湯管における前記補助給湯器の出湯側位置と前記給水管とを湯回収管により接続して当該湯回収管に流量調節弁を設け、前記貯湯タンクから前記給湯管へ供給される湯の温度が設定温度よりも低い場合には、前記補助給湯器を器具最小能力以上の燃焼力で燃焼させることにより前記貯湯タンクから前記給湯管へ供給された湯を前記補助給湯器で設定温度まで加熱し、前記補助給湯器から出湯された湯の余剰部分を湯回収管及び給水管を通じて前記貯湯タンクへ回収させるようにしている。
【０００９】
本発明の請求項１に係る発明にあっては、貯湯タンクから給湯管へ供給される湯の温度が設定温度よりも低い場合には、必要湯量よりも多量の湯を補助給湯器で加熱することによって補助給湯器を器具最小能力以上で燃焼させ、余分の湯を貯湯タンクに回収しているので、従来例のように補助給湯器を器具最小能力以上で燃焼させるために水を混合させる必要が無く、エネルギーの無駄を無くして太陽熱給湯装置の省エネルギー性を高めることができる。また、湯を貯湯タンクへ回収させることにより貯湯タンク内の湯温を設定温度に近づけることができる。
【００１０】
請求項２に記載の実施態様は、請求項１の太陽熱給湯装置において、前記貯湯タンクから前記給湯管へ供給される湯の温度が設定温度よりも低く、且つ、前記湯回収管を閉じて前記貯湯タンクから前記給湯管へ供給された湯を設定温度まで加熱するための前記補助給湯器の燃焼力が器具最小能力よりも小さくなる場合にのみ、前記補助給湯器を器具最小能力以上の燃焼力で燃焼させることにより前記貯湯タンクから前記給湯管へ供給された湯を前記補助給湯器で設定温度まで加熱し、前記補助給湯器から出湯された湯の余剰部分を湯回収管及び給水管を通じて前記貯湯タンクへ回収させるようにしている。さらに、この実施態様においては、請求項３に記載のように、前記補助給湯器を器具最小能力に等しい燃焼力で燃焼させ、前記流量調節弁で湯回収管を流れて回収される湯量を調整することにより前記補助給湯器から出湯される湯の温度が設定温度となるようにすることが望ましい。かかる実施態様によれば、上記のような過剰な給湯運転の態様を必要最小限の場合に限ることができ、エネルギーの無駄をより少なくすることができる。
【００１１】
請求項４に係る太陽熱給湯装置は、ソーラーパネルと貯湯タンクをソーラー入水管及びソーラー出湯管で接続してソーラー循環路を形成し、前記貯湯タンクに前記ソーラー入水管につながるようにして給水管を接続すると共に前記ソーラー出湯管につながるようにして給湯管を接続し、前記給湯管に補助給湯器を設けた太陽熱給湯装置において、前記給湯管における前記補助給湯器の出湯側位置と前記給水管とを湯回収管及び水混合管により接続して当該湯回収管に第１流量調節弁を設けると共に当該水混合管に第２流量調節弁を設け、前記貯湯タンクから前記給湯管へ供給される湯の温度が設定温度よりも低い場合には、前記補助給湯器を燃焼させることにより前記貯湯タンクから前記給湯管へ供給された湯を前記補助給湯器で設定温度よりも高温に加熱し、前記補助給湯器から出湯された湯の余剰部分を湯回収管及び給水管を通じて前記貯湯タンクへ回収させるようにし、残りの湯に水混合管から供給された水を混合させて湯水混合温度を設定温度とすることを特徴としている。
【００１２】
本発明の請求項４に係る発明にあっては、貯湯タンクから給湯管へ供給される湯の温度が設定温度よりも低い場合には、必要湯量よりも多量の湯を補助給湯器で加熱することによって補助給湯器を器具最小能力以上で燃焼させ、余分の湯を貯湯タンクに回収しているので、従来例のように補助給湯器を器具最小能力以上で燃焼させるために水を混合させる必要が無く、エネルギーの無駄を無くして太陽熱給湯装置の省エネルギー性を高めることができる。また、補助給湯器から設定温度よりも高温の湯を出湯させて水を混合させるようにしているので、給湯端末からの出湯温度の制御精度が高くなる。また、設定温度よりも高温の湯を貯湯タンクへ回収させているので、貯湯タンク内の湯温を設定温度よりも高めることが可能となり、その後は補助給湯器を燃焼させることなく設定温度の湯を供給できるようになる。
【００１３】
請求項５に記載の実施態様は、請求項４の太陽熱給湯装置において、前記貯湯タンクから前記給湯管へ供給される湯の温度が設定温度よりも低く、且つ、前記湯回収管を閉じて前記貯湯タンクから前記給湯管へ供給された湯を設定温度まで加熱するための前記補助給湯器の燃焼力が器具最小能力よりも小さくなる場合にのみ、前記補助給湯器を燃焼させることにより前記貯湯タンクから前記給湯管へ供給された湯を前記補助給湯器で設定温度よりも高温に加熱し、前記補助給湯器から出湯された湯の余剰部分を湯回収管及び給水管を通じて前記貯湯タンクへ回収させるようにし、残りの湯に水混合管から供給された水を混合させて湯水混合温度を設定温度とすることを特徴としている。かかる実施態様によれば、上記のような過剰な給湯運転の態様を必要最小限の場合に限ることができ、エネルギーの無駄をより少なくすることができる。
【００１４】
請求項６に記載の実施態様は、請求項１〜５の太陽熱給湯装置において、前記貯湯タンクと前記補助給湯器とを同一ハウジング内に納めたことを特徴としている。かかる実施態様によれば、施工を容易にすることができる。
【００１５】
上記のように本発明の太陽熱給湯装置によれば、貯湯タンク内の湯が設定温度よりも少し低いような場合でも、貯湯タンクの湯に水を混合させることなく補助給湯器で加熱することが可能となり、無駄なエネルギー使用を減らすことができる。特に、本発明は、器具最小能力の大きな補助給湯器を備えた太陽熱給湯装置に有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施例を図面に従って詳細に説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１は本発明の実施例１による太陽熱給湯装置１１を説明する構成図である。この太陽熱給湯装置１１は、主としてソーラーパネル１２、貯湯タンク１３、補助給湯器１４及び各ポンプ１５〜１８によって構成されている。
【００１８】
ソーラーパネル１２は、太陽熱を集熱してその内部を通過する水を加熱するものであり、通常は家屋の屋根に設置される。図示例では、２枚のソーラーパネル１２を横に並べて水の流路を縦列接続している。貯湯タンク１３はソーラーパネル１２により加熱された湯を貯えておくためのタンクである。ソーラーパネル１２の出湯口と貯湯タンク１３の上面の湯出入口１９とはソーラー出湯管２０によって接続されており、貯湯タンク１３の下面の水出入口２１とソーラーパネル１２の入水口との間もソーラー入水管２２によって接続されており、ソーラー出湯管２０及びソーラー入水管２２によってソーラー循環路が構成されている。
【００１９】
ソーラー出湯管２０には、ソーラーパネル１２から出湯される湯の温度を検知するためのソーラー出湯温度センサ２３が設けられており、ソーラー入水管２２には貯湯タンク１３内の水をソーラーパネル１２に強制循環させるためのソーラー循環ポンプ１５が設けられている。貯湯タンク１３の水出入口２１及びソーラー入水管２２には、上水道につながった給水管２４が接続されている。貯湯タンク１３の湯出入口１９及びソーラー出湯管２０には、カランやシャワーなどの給湯端末につながった給湯管２５が接続されている。
【００２０】
この貯湯タンク１３には、図１に矢印で示すように、給水管２４から入水した上水が、底面の水出入口２１から供給されている。また、ソーラー入水管２２、ソーラーパネル１２及びソーラー出湯管２０にも水又は湯が充填されている。しかして、ソーラーパネル１２内の水が太陽熱で温められ、ソーラー出湯温度センサ２３の検知温度が所定温度以上になると、ソーラー循環ポンプ１５が駆動され、ソーラーパネル１２内で加熱された湯がソーラー出湯管２０及び湯出入口１９を通って貯湯タンク１３内に溜められる。一方、貯湯タンク１３内の水又は湯がソーラー入水管２２からソーラーパネル１２へ送られる。その結果、貯湯タンク１３には、太陽熱で加熱された高温の湯が貯えられる。ただし、貯湯タンク１３内に溜められている湯の温度は、天候などの影響を受ける。
【００２１】
また、給水管２４と給湯管２５との間には、貯湯タンク１３に近い側から順に、湯回収管２６及び水混合管２７が互いに平行となるように配管されている。貯湯タンク１３と湯回収管２６との間において、給湯管２５には、貯湯タンク１３に近い側にから順に、昇圧ポンプ１６及び補助給湯器１４が設けられている。また、給湯管２５の、水混合管２７とつながっている位置よりも下流側には、水流スイッチ２８及び出湯温度センサ２９が設けられている。
【００２２】
補助給湯器１４内の缶体給湯路３０には、缶体水量センサ３１、缶体熱交換器３２及び缶体温度センサ３３が設けられている。缶体熱交換器３２の下方にはガスバーナ３４が設けられており、ガスバーナ３４の燃焼力はガス流量調節弁３５によってガス流量を制御することにより調整される。
【００２３】
湯回収管２６には第１流量調節弁３６と逆止弁３７が設けられており、水混合管２７には第２流量調節弁３８が設けられており、さらに水混合管２７よりも上流側において給水管２４には、ソーラーパネル１２等に大きな水圧が加わらないよう減圧弁３９が設けられている。
【００２４】
風呂循環回路４０は、浴槽（図示せず）内の湯を追い焚きするものであって浴槽のバスアダプターに接続されている。風呂循環回路４０には、風呂循環ポンプ１７と風呂温度センサ４１が設けられている。暖房循環回路４２は、床暖房パネルなどの暖房機器に接続されていて当該暖房機器に湯を循環させるものである。暖房循環回路４２には、暖房循環ポンプ１８及び暖房温度センサ４３が設けられている。
【００２５】
また、湯回収管２６と風呂循環回路４０と暖房循環回路４２のそれぞれの一部は、熱交換器４４によって互いに熱的に結合されている。
【００２６】
この太陽熱給湯装置１１は、図１の１点鎖線で囲んだ部分が温水装置本体４５となっていて同一ハウジング内に一緒に納められているが、貯湯タンク１３やソーラー循環ポンプ１５などはソーラーパネル１２と一体化されていてもよい。太陽熱給湯装置１１は温水装置本体４５内に納められた制御回路４６によって制御されており、制御回路４６と浴室や台所などに設置されたリモコン４７とは通信可能となっている。リモコン４７は、液晶表示部４８、電源スイッチ４９、風呂追い焚きスイッチ５０、暖房スイッチ５１及び湯温設定器５２を有している。
【００２７】
制御回路４６は、マイコンや処理プログラムをインストールされたメモリなどからなる。図２は、この制御回路４６と他の要素との関係を示す図である。制御回路４６は、リモコン４７の電源スイッチ４９からオン信号又はオフ信号を受け取ることによって太陽熱給湯装置１１を運転開始又は運転終了する。そして、給湯端末が開かれると、水流スイッチ２８によって水流を検出し、昇圧ポンプ１６を駆動して貯湯タンク１３内の湯を供給する。一方、制御回路４６は、リモコン４７の湯温設定器５２からの信号により給湯温度の目標値（設定温度）を設定されると、設定温度の湯が出湯されるように補助給湯器１４や第１流量調節弁３６を制御し、さらに出湯温度センサ２９により設定温度の湯が出湯されているか監視し、設定温度の湯が出湯されていない場合には、補助給湯器１４や第２流量調節弁３８を制御する。また、制御回路４６は、風呂追い焚きスイッチ５０がオンになると、風呂循環ポンプ１７を駆動して追い焚き運転を開始し、風呂温度センサ４１の検知温度を監視することによって追い焚き終了タイミングを監視する。また、制御回路４６は、暖房スイッチ５１がオンになると、暖房循環ポンプ１８を駆動して暖房運転を開始し、暖房温度センサ４３の検知温度を監視することによって暖房温度を制御する。また、制御回路４６は、ソーラー出湯温度センサ２３の検知温度を監視しながらソーラー循環ポンプ１５を駆動し、ソーラーパネル１２で加熱された湯を貯湯タンク１３に溜める。また、制御回路４６は、補助給湯器１４内の缶体水量センサ３１や缶体温度センサ３３の検出値に応じてガス流量調節弁３５を調整することによりガスバーナ３４の燃焼力を制御する。
【００２８】
以下、本発明の太陽熱給湯装置１１における各動作を説明する。まず、図３により貯湯タンク１３内の水をソーラーパネル１２により焚き上げる動作（タンク焚き上げモード）を説明する。ソーラー出湯管２０に設けられたソーラー出湯温度センサ２３の検知温度が所定温度よりも高くなると（ステップＳ１１でYESのとき）、ソーラーパネル１２内の湯が太陽熱によって充分に加熱されていると判断してタンク焚き上げを開始する。タンク焚き上げを開始すると、ソーラー入水管２２のソーラー循環ポンプ１５が駆動し（ステップＳ１２）、ソーラーパネル１２で加熱された湯が貯湯タンク１３へ供給されて貯湯タンク１３内の湯温が上昇させられる。そして、ソーラー出湯温度センサ２３の検知温度が所定温度以下になると（ステップＳ１３でYESのとき）、ソーラー循環ポンプ１５を停止して（ステップＳ１４）タンク焚き上げを終了する。この結果、貯湯タンク１３内には、ソーラーパネル１２で加熱された湯が溜められる。
【００２９】
なお、タンク焚き上げを開始させる別な方法としては、貯湯タンク１３内下部の水温を検知するセンサを備えている場合には、ソーラー出湯温度センサ２３の検知温度が貯湯タンク１３内下部の水温よりも高くなったときにソーラー循環ポンプ１５を駆動し、ソーラー出湯温度センサ２３の検知温度が貯湯タンク１３内下部の水温よりも低くなったときにソーラー循環ポンプ１５を停止させるようにしてもよい。また、さらに別な方法としては、貯湯タンク１３がソーラーパネル１２よりも上に設置されている場合には、ソーラー出湯管２０に設けた水流スイッチで湯の流れ（自然循環）を検知したときにタンク焚き上げを開始させるようにしてもよい。
【００３０】
次に、図４により給湯端末に給湯する際の動作（給湯使用モード）を説明する。給湯端末が開かれて給湯管２５に湯が流れると、水流スイッチ２８がオンとなることによって（ステップＳ２１でYESの場合）給湯端末の開かれたことが検知され、昇圧ポンプ１６が駆動されて（ステップＳ２２）貯湯タンク１３内の湯が給湯管２５へ送り出される。ついで、第１流量調節弁３６、第２流量調節弁３８が開いている場合には、両流量調節弁３６、３８を一旦閉じて湯回収管２６及び水混合管２７に湯水が流れないようにする。ついで、制御回路４６は、缶体温度センサ３３によって検出される貯湯タンク１３からの出湯温度（以下、タンク出湯温度という。）と給湯端末から出湯される湯の設定温度とを比較する（ステップＳ２４）。
【００３１】
比較の結果、タンク出湯温度が設定温度よりも高い場合（ステップＳ２４でYESの場合）には、第２流量調節弁３８を開いて（ステップＳ２５）給水管２４及び水混合管２７を通じて給湯管２５に水を供給し、貯湯タンク１３内の湯と水混合管２７を流れる水とを混合して給湯端末から出湯させる。この場合には、補助給湯器１４は燃焼運転せず、第１流量調節弁３６は閉じている。なお、タンク出湯温度と設定温度がほぼ等しい場合には、第２流量調節弁３８も閉じたままであっても差し支えない。
【００３２】
このとき、給湯端末から出湯される湯の設定温度と流量をそれぞれＴｓ、Ｑｓとし、貯湯タンク１３のタンク出湯温度をＴｔ、貯湯タンク１３から流れ出る流量をＱｔ、水混合管２７を流れる水の温度及び流量をそれぞれＴｂ、Ｑｂとすれば、
Ｑｔ＋Ｑｂ＝Ｑｓ
Ｑｔ・Ｔｔ＋Ｑｂ・Ｔｂ＝Ｑｓ・Ｔｓ
の関係がある。従って、上記２式よりＱｔ、Ｑｂを演算し、缶体水量センサ３１を制御して貯湯タンク１３から流れ出る湯の流量がＱｔとなり、第２流量調節弁３８を制御して水混合管２７から混合される水の流量がＱｂとなるようにすれば、給湯端末からは設定温度Ｔｓの湯が出湯される。
【００３３】
また、ステップＳ２４における比較の結果、タンク出湯温度が設定温度よりも低かった場合（ステップＳ２４でNOの場合）には、制御回路４６は、第１流量調節弁３６及び第２流量調節弁３８を閉じた状態で、補助給湯器１４を燃焼運転させて貯湯タンク１３内の湯の温度を設定温度まで上昇させるために必要となる補助給湯器１４の燃焼力（必要熱量）を求める。すなわち、給湯端末から出湯される湯の設定温度と流量をそれぞれＴｓ、Ｑｓとし、貯湯タンク１３のタンク出湯温度をＴｔとすれば、流量Ｑｓの湯の温度をＴｔからＴｓまで上昇させるのに必要な補助給湯器１４の燃焼力が演算される。そして、演算した燃焼力と器具最小能力とを比較する（ステップＳ２６）。
【００３４】
比較の結果、演算した燃焼力が、補助給湯器１４の器具最小能力以上であった場合には、演算した燃焼力で補助給湯器１４を燃焼運転させ、貯湯タンク１３内の湯を補助給湯器１４で設定温度まで加熱して給湯端末から出湯させる（ステップＳ２７）。このときには、第１流量調節弁３６及び第２流量調節弁３８は閉じたままである。
【００３５】
また、ステップＳ２６における比較の結果、演算した燃焼力が、補助給湯器１４の器具最小能力よりも低かった場合（ステップＳ２６でNOの場合）には、補助給湯器１４を器具最小能力に等しい燃焼力で燃焼運転させて貯湯タンク１３の湯を加熱し（ステップＳ２８）、かつ、第１流量調節弁３６を開いて補助給湯器１４で加熱された湯の余剰部分を湯回収管２６から貯湯タンク１３へ回収し（ステップＳ２９）、残りの湯を給湯端末から出湯させる。
【００３６】
具体的にいうと、給湯端末から出湯される湯の設定温度をＴｓ、貯湯タンク１３のタンク出湯温度をＴｔ（＜Ｔｓ）とすれば、補助給湯器１４を器具最小能力で燃焼させたときに湯温がＴｔからＴｓまで上昇する流量（貯湯タンク１３から流れ出る流量）Ｑｔが求まる。給湯端末の流量をＱｓとし、湯回収管２６を流れる湯の流量をＱａとすれば、湯回収管２６に流す流量は
Ｑａ＝Ｑｔ−Ｑｓ
より求めることができる。この結果、貯湯タンク１３から出湯され補助給湯器１４で設定温度Ｔｓに加熱された湯の余剰流量Ｑａは湯回収管２６を通って貯湯タンク１３内に回収され、残りの流量Ｑｓは給湯端末から出湯される。
【００３７】
なお、上記の何れの給湯モードにおいても、給湯温度が設定温度を超える場合には、第２流量調節弁３８を開いて設定温度となるように水を混合させれば、給湯端末からの出湯温度を安定させることができる。
【００３８】
この後、給湯端末が閉じられて水流スイッチ２８がオフになると（ステップＳ３０でYESの場合）、昇圧ポンプ１６を停止させ（ステップＳ３１）、補助給湯器１４を燃焼停止させると共に第１流量調節弁３６及び第２流量調節弁３８を閉じて（ステップＳ３２）給湯使用モードを終了する。
【００３９】
本発明の太陽熱給湯装置における給湯動作の利点を従来例の場合と比較して説明する。従来例では、貯湯タンク内の湯温が給湯端末から出湯される湯の設定温度よりもわずかに低い場合には、貯湯タンクから出湯される湯に水を混合してから、これを補助給湯器で設定温度まで加熱し、給湯端末から出湯させている。ここで、給湯端末から出湯される湯の流量をＱｓ、貯湯タンクから出湯される湯の流量をＱｔ、混合される水の流量をＱｗとすれば、Ｑｓ＋Ｑｗ＝Ｑｔであるから、補助給湯器を器具最小能力以上の燃焼力で燃焼させて設定温度まで加熱するためには、給湯タンク内の湯温と設定温度との差が小さいほど混合する水の量が多くなる。よって、このような場合には、貯湯タンク内にほぼ設定温度の湯が貯えられているにも拘わらず、補助給湯器で水を加熱して給湯しているのとほとんど変わりがなく、エネルギーの無駄が非常に大きくなる。しかも、給湯端末が開かれて給湯する都度、同じ動作を繰り返すことになる。
【００４０】
これに対し、本発明に係る太陽熱給湯装置１１では、貯湯タンク１３内の湯温が設定温度よりも少し低い場合には、補助給湯器１４を器具最小能力で燃焼させて給湯端末で必要とされる流量よりも多量の湯を加熱させ、余分な湯を廃棄することなく貯湯タンク１３へ回収している。よって、このような方法によれば、貯湯タンク１３内の湯温が設定温度よりも少し低い場合に、従来例のように水を混合させる必要がなく、しかも、補助給湯器１４で加熱された余分な湯は貯湯タンク１３へ回収されるので、エネルギーの無駄がなくなり、省エネルギー性が高くなる。
【００４１】
さらに、貯湯タンク１３内の容積は有限であるから、補助給湯器１４で加熱された湯が貯湯タンク１３に回収されているうちに貯湯タンク１３内の湯温が設定温度以上となる。よって、それ以降の給湯動作では、補助給湯器１４を燃焼させることなく設定温度の湯を給湯端末から出湯させられるようになる（ステップＳ２４→Ｓ２５）。
【００４２】
次に、図５により風呂追い焚き時の動作（風呂追い焚きモード）を説明する。リモコン４７の風呂追い焚きスイッチ５０が押されて風呂追い焚きモードが開始すると、風呂循環ポンプ１７が駆動されて（ステップＳ４１）風呂循環回路４０に浴槽内の浴水が流れる。ついで、給湯管２５の昇圧ポンプ１６が駆動される（ステップＳ４２）と共に湯回収管２６の第１流量調節弁３６が開かれ（ステップＳ４３）、貯湯タンク１３内の湯が給湯管２５→湯回収管２６→給水管２４→貯湯タンク１３と流れて循環する。よって、湯回収管２６を流れる貯湯タンク１３内の湯と、風呂循環回路４０を循環する浴水とが熱交換器４４によって熱交換し、貯湯タンク１３内の湯によって浴水が加熱され、浴槽内の湯が追い焚きされる。
【００４３】
ここで、風呂温度センサ４１の検知温度が低くて浴水が充分に加熱されていないと判断すると（ステップＳ４４）、補助給湯器１４が燃焼運転され（ステップＳ４５）、湯回収管２６を流れる湯が加熱される。
【００４４】
こうして浴槽内の湯が追い焚きされているとき、浴槽内の湯温が設定湯温に達したり、風呂追い焚きスイッチ５０がオフになったりすると、風呂追い焚きが停止される（ステップＳ４６）。そして、風呂循環ポンプ１７及び昇圧ポンプ１６が停止され（ステップＳ４７、Ｓ４８）、補助給湯器１４が燃焼停止させられると共に第１流量調節弁３６が閉じられる（ステップＳ４９）。
【００４５】
なお、暖房運転時の動作（暖房運転モード）を図６に示すが、これは風呂追い焚きモードとほぼ同じ動作であるので（ステップＳ５１〜Ｓ５９）、説明は省略する。
【００４６】
上記実施例１の変形例としては、ステップＳ２６で燃焼力が器具最小能力以上であると判断した場合にも、湯回収管２６の第１流量調節弁３６を開いて補助給湯器１４で加熱された湯の余剰部分を貯湯タンク１３へ回収させるようにしてもよい。このような変形例によれば、貯湯タンク１３内の湯温がかなり低い場合にも、貯湯タンク１３内の湯温を次第に上昇させることができる。
【実施例２】
【００４７】
次に、本発明の実施例２による太陽熱給湯装置を説明する。実施例２の太陽熱給湯装置の構成は、実施例１の太陽熱給湯装置１１の構成（図１、図２）と同じであるので、実施例２の構成については図示を省略する。
【００４８】
図７は実施例２による太陽熱給湯装置の給湯使用モードを示すフロー図である。実施例２の太陽熱給湯装置は、実施例１と給湯使用モードが一部異なるだけであるので、異なる部分だけを説明する。すなわち、実施例２では、タンク出湯温度が給湯端末から出湯される湯の設定温度よりも低く（ステップＳ２４でNO）、且つ、補助給湯器１４の燃焼力が器具最小能力よりも小さい（ステップＳ２６でNO）と判断された場合には、補助給湯器１４を器具最小能力又はそれ以上の燃焼力で燃焼させて（ステップＳ２８´）補助給湯器１４から設定温度よりも高い温度の湯を出湯させる。そして、第１流量調節弁３６及び第２流量調節弁３８を開き（ステップＳ２９´）、補助給湯器１４から出湯された設定温度よりも高温の湯の余剰部分を湯回収管２６から貯湯タンク１３へ回収させ、また補助給湯器１４から出湯された湯に水混合管２７からの水を混合すると共に第２流量調節弁３８を調整して給湯端末から設定温度の湯を出湯させるようにしている。水混合管２７から供給される水は湯温の調整のためであるので、少しの水量で足りる。
【００４９】
実施例２では、補助給湯器１４から設定温度よりも高温の湯を出湯させており、しかも水混合管２７が湯回収管２６よりも下流側に位置しているので、湯回収管２６から供給される水が水混合管２７に入って湯温を下げることがない。よって、貯湯タンク１３には設定温度よりも高温の湯が回収されるので、貯湯タンク１３内の湯温を速やかに設定温度に昇温させることができ、補助給湯器１４の燃焼を停止させて設定温度の湯を給湯端末から出湯させられるようになる。
【００５０】
また、貯湯タンク１３内の湯温が設定温度に近くなり、しかも、貯湯タンク１３から出湯される湯を器具最小能力以上の燃焼力で加熱すると、補助給湯器１４から一時的にかなり高温の湯が出湯されたり、補助給湯器１４から出湯される湯温が不安定になったりする恐れがあるが、実施例２では第２流量調節弁３８によって水混合管２７に流れる水の流量を調整することにより給湯端末からは安定した温度の湯を出湯させることができる。
【００５１】
実施例２の変形例としても、ステップＳ２６で燃焼力が器具最小能力以上であると判断した場合にも、湯回収管２６の第１流量調節弁３６を開いて補助給湯器１４で加熱された湯の余剰部分を貯湯タンク１３へ回収させるようにしてもよい。
【００５２】
なお、図８は本発明の変形例であって、実施例１又は２における貯湯タンク１３の構造は図８に示すような構造に変更してもよい。この変形例による太陽熱給湯装置６１は、ソーラーパネル１２で集熱された熱で貯湯タンク１３内の水を加熱するための構造が実施例１及び２と異なるだけであって、他の構造は実施例１又は２と同様である。
【００５３】
この太陽熱給湯装置６１では、貯湯タンク１３の内部に加熱コイル６２が設けられており、加熱コイル６２にソーラー出湯管２０とソーラー入水管２２が接続されている。しかして、ソーラー出湯管２０及びソーラー入水管２２を通ってソーラーパネル１２で加熱された熱媒（通常は水）が加熱コイル６２内を循環し、貯湯タンク１３内で加熱コイル６２を通過する高温の熱媒と貯湯タンク１３内の水とが熱交換し、貯湯タンク１３内の水が加熱される。従って、この実施例では、ソーラーパネル１２に流れる熱媒と貯湯タンク１３内の水とが混じり合わなくなり、衛生的にも優れている。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】図１は、本発明の実施例１による太陽熱給湯装置を説明する構成図である。
【図２】図２は、実施例１の太陽熱給湯装置に用いられている制御回路と他の要素との関係を示すブロック図である。
【図３】図３は、貯湯タンク内の水をソーラーパネルにより焚き上げる動作（タンク焚き上げ）を説明するフロー図である。
【図４】図４は、給湯端末に給湯する際の動作（給湯使用モード）を説明するフロー図である。
【図５】図５は、風呂追い焚き時の動作（風呂追い焚きモード）を説明するフロー図である。
【図６】図６は、暖房運転時の動作（暖房運転モード）を説明するフロー図である。
【図７】図７は、本発明の実施例２による太陽熱給湯装置において、給湯端末に給湯する際の動作（給湯使用モード）を説明するフロー図である。
【図８】図８は、本発明の変形例を示す構成図である。
【符号の説明】
【００５５】
１１      太陽熱給湯装置
１２      ソーラーパネル
１３      貯湯タンク
１４      補助給湯器
１５      ソーラー循環ポンプ
１６      昇圧ポンプ
２０      ソーラー出湯管
２２      ソーラー入水管
２３      ソーラー出湯温度センサ
２４      給水管
２５      給湯管
２６      湯回収管
２７      水混合管
２８      水流スイッチ
２９      出湯温度センサ
３０      缶体給湯路
３１      缶体水量センサ
３２      缶体熱交換器
３３      缶体温度センサ
３４      ガスバーナ
３６      第１流量調節弁
３８      第２流量調節弁
４６      制御回路
４７      リモコン
【図１】
2007240033.tif 000003
【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】
2007240033.tif 000008
【図７】
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【図８】
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