JP2002257417A - 給湯温度を補正・制御する方法及び補助熱源器組込型太陽熱給湯器 - Google Patents

給湯温度を補正・制御する方法及び補助熱源器組込型太陽熱給湯器

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JP2002257417A
JP2002257417A JP2001053442A JP2001053442A JP2002257417A JP 2002257417 A JP2002257417 A JP 2002257417A JP 2001053442 A JP2001053442 A JP 2001053442A JP 2001053442 A JP2001053442 A JP 2001053442A JP 2002257417 A JP2002257417 A JP 2002257417A
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JP
Japan
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temperature
hot water
heat source
auxiliary heat
water heater
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Application number
JP2001053442A
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English (en)
Inventor
Hisahiro Kobayashi
久浩 小林
Hirofumi Ishida
浩文 石田
Naotoshi Inoue
直稔 井上
Hiroshi Shinozaki
浩 篠崎
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Showa Denko Materials Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】エネルギーを無駄にせず、システム型太陽熱給
湯器の給湯温度を適温に補正・制御する方法又は太陽熱
給湯器を提供する。 【解決手段】上流から太陽熱温水器1と補助熱源器11
とが直列に接続された補助熱源器組込型太陽熱給湯器に
おいて給湯温度を適温に補正・制御する際、貯湯タンク
の湯温(Th)が所定温度よりも低い場合は、補助熱源
器側の燃焼加熱と制御系とにより給湯温度を調整し、貯
湯タンクの湯温(Th)が所定温度と同じかそれよりも
高い場合は、補助熱源器の燃焼・加熱部の停止を条件
に、設定温度(TR)と補助熱源器入口側の湯温(T
m)との差温(TR−Tm)情報を、補助熱源器側から
太陽熱温水器側へ伝送し、太陽熱温水器側にてその差温
分だけ分岐配管22から給水し、給湯温度を補正もしく
は調整する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽熱温水器と補
助熱源器とが直列に接続された補助熱源器組込型太陽熱
給湯器の給湯温度を適温に補正・制御する方法と、補助
熱源器組込型太陽熱給湯器とに関する。
【0002】
【従来の技術】太陽熱温水器と補助熱源器(ガス瞬間湯
沸し器など)とを、太陽熱温水器を上流として直列に給
湯配管接続した太陽熱温水器システムは従来から知られ
ている。ガス瞬間湯沸し器は、機器内部で所定量以上の
水流を検知すると、燃焼・加熱運転する仕組みとなって
おり、かつその燃焼・加熱能力には下限値(最小能力)
があるため、補助熱源器に入水した水(または湯)は、
その最小能力分だけ燃焼・加熱する。一般的なガス瞬間
湯沸し器の場合、加熱能力下限値は約2.5号(1号
は、毎分1リッターの水を25℃昇温する能力のこと、
例えば、1リッター毎分の水20℃→45℃に加熱)く
らいであり、これは10リッター毎分の湯においても、
約6.3℃を昇温させる加熱能力である。このため、太
陽熱温水器から補助熱源器へ供給される湯温が、リモコ
ン設定温度に近い場合、そのリモコン設定温度をはるか
に超えた湯温での過熱給湯が起こりうる。これを避ける
ため、太陽熱温水器から補助熱源器への供給湯温を30
℃位の低温に制御し供給する仕組みとなっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、貯湯タンクの
高温の湯を水で一旦30℃位の温度に下げて再加熱する
ことは、エネルギーの無駄である。また、このように水
でうすめれば、貯湯タンクに蓄えた高温の湯を十分に使
い切ることができないことが起こる。本発明は、エネル
ギーを無駄にせず、太陽熱温水器システムの出口湯温度
(給湯温度)を適温に補正・制御する方法又は太陽熱給
湯器を提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では次の構成をとった。すなわち、本発明
は、上流から太陽熱温水器1と補助熱源器11とが直列
に接続された補助熱源器組込型太陽熱給湯器における給
湯温度を補正・制御する方法であって、貯湯タンクの湯
温(Th)が所定温度と同じかそれよりも高い場合は、
補助熱源器の燃焼・加熱部の停止を条件に、設定温度
(TR)と補助熱源器入口側の湯温(Tm)との差温
(TR−Tm)情報を補助熱源器側から太陽熱温水器側
へ伝送し、太陽熱温水器側にて前記差温分だけ(分岐配
管22からの)給水を補正もしくは調整し、貯湯タンク
の湯温(Th)が所定温度よりも低い場合は、補助熱源
器側の燃焼加熱と制御系とにより給湯温度を調整するこ
とを特徴とする給湯温度の補正・制御の方法である。
【0005】また、本発明は、上流から太陽熱温水器1
と補助熱源器11とが直列に接続された補助熱源器組込
型太陽熱給湯器であって、 前記太陽熱温水器1には、
太陽熱にて加熱された湯を貯める貯湯タンク4と、前記
貯湯タンク4からの湯及び分岐配管22からの給水を適
温に混合するミキシング装置5と、前記貯湯タンクの湯
温(Th)を検知する温度センサ23及び前記ミキシン
グ後の湯温(Tm;補助熱源器入口側の湯温)を検知す
る温度センサ7と、これらの運転を制御する第一の制御
部6とが設けられ、前記補助熱源器11には、熱交換器
13と、その燃焼・加熱部12と、熱交換器下流の出口
湯温(TO)を検知する温度センサ17と、これらの運
転を制御する第二の制御部14とが設けられ、前記第二
の制御部14には希望する給湯温度を設定(設定温度:
TR)するリモコン15が接続されるとともに前記第一
の制御部6及び第二の制御部14は接続され、貯湯タン
クの湯温(Th)が所定温度(TR)と同じかそれより
も高い場合は、補助熱源器11の燃焼・加熱部12の停
止を条件に、前記TRと補助熱源器入口側の湯温(T
m)との差温(TR−Tm)情報が補助熱源器側から太
陽熱温水器側へ伝送され、太陽熱温水器側にて前記差温
分だけ(分岐配管22からの)給水が補正もしくは調整
され、貯湯タンクの湯温(Th)が所定温度よりも低い
場合は、補助熱源器側の燃焼加熱及び制御系により給湯
温度が調整される補助熱源器組込型太陽熱給湯器、にも
関する。
【0006】上記太陽熱温水器には、好ましくは、差温
情報記憶手段を設ける。なお、貯湯タンク4の湯温(T
h)についての「所定温度」とは、希望する給湯温度
(設定温度TRと一致する温度)か、その温度よりも少
し(数℃)だけ高い温度を意味する。
【0007】
【作用】太陽熱温水器と補助熱源器とを、太陽熱温水器
を上流側として直列に接続配管してシステムを構成する
場合、貯湯タンク4の湯温が希望する給湯温度(すなわ
ち、リモコン設定温度;TR)よりも十分に高い温度に
沸きあがっている場合、リモコン15の操作にて補助熱
源器11の運転を停止させ、その条件下に、貯湯タンク
4内の湯をミキシング装置5と温度センサ7と制御系と
によりリモコン設定温度に調整したのち、補助熱源器1
1から給湯させれば、エネルギーを有効に利用できる。
【0008】ところが、適温に調整された温湯が、補助
熱源器11中の管路を通過するときに若干の温度低下を
起こすことは避けられない。また、太陽熱温水器側に設
けた温度センサ23,7や、補助熱源器11内に設けた
温度センサ17は、それぞれ独立したものであり、それ
自体が偏り(誤差)をもつ場合がある。仮に、温度セン
サ7と温度センサ17の誤差(検出用電気回路等におけ
る誤差も含む)が±3%である場合、最大で両センサ間
で6%のズレが発生する。例えば、リモコン15での設
定温度が42℃であった場合、同じリモコン設定温度の
42℃に対して、混合湯出口8の湯温が40.7℃(−
3%)で、補助熱源器側からの給湯温度が43.3℃
(+3%)となる。このような状況で、太陽熱温水器の
貯湯タンク4内が湯切れし、そこでリモコン15操作に
て補助熱源器11による燃焼加熱制御へ切り替えると、
温度差で約3℃高い温湯が給湯され、利用者に不快感を
与える。
【0009】そこで、本発明では、貯湯タンクの湯温T
hが所定温度よりも高い場合は、補助熱源器の燃焼・加
熱部の停止を条件に、リモコン15の設定温度(TR)
と補助熱源器入口側の湯温(Tm)との差温(TR−T
m)情報を、補助熱源器側から太陽熱温水器側へ送り、
太陽熱温水器側にてその差温分だけ分岐配管22から余
計に給水し、補助熱源器11中の管路を通過するとき生
じる若干の温度低下や、温度センサ7、17間の偏り
(誤差)を補正して、給湯温度を設定温度に一致させる
のである。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態について具体的に説明する。図1は、本発
明の一例の補助熱源器組込型太陽熱給湯器で、補助熱源
器11として給湯比例燃焼可能のガス瞬間湯湯沸し器を
使用している。また、図2は、本発明に係る温度制御の
フローチャートである。給湯温度を設定するリモコン1
5は、補助熱源器11の第二の制御部14にリモコンコ
ード18にて接続され、補助熱源器11における第二の
制御部14と太陽熱温水器1における第一の制御部6と
の間はリモコンコード19にて接続されており、リモコ
ン15で設定された温度は、太陽熱温水器1及び補助熱
源器11の双方にデータが伝送される。
【0011】太陽熱温水器1内には貯湯タンク4があ
り、屋根上などに設置された集熱器10にて加熱された
水(又は不凍液)が貯湯タンク4内の熱交換器2との間
で強制循環ポンプ3にて強制循環している。貯湯タンク
4内の水は、この熱交換器2にて間接的に加熱される。
【0012】雨天、曇天などで太陽熱の効果的利用が不
能の場合、貯湯タンクの湯温(Th)が所定温度よりも
低いこととなる。そのような場合は、水流検知装置16
が太陽熱温水器1からの湯水の流入を検出すると、第二
の制御部14の制御にて燃焼・加熱部12が燃焼し熱交
換器13を加熱し、熱交換器内を通過する湯が加熱され
る仕組みとなっている。
【0013】晴天で太陽熱が効果的に熱交換されれば、
貯湯タンク4内の湯温(Th;温度センサ23で貯湯タ
ンクの湯温を検知する)は、通常、希望給湯温度を超え
る温度に沸き上がる。すなわち、貯湯タンクの湯温(T
h)は希望給湯温度よりも高くなる。沸き上がった湯は
貯湯タンク4上部から出て、ミキシング装置5によって
分岐配管22から供給される冷却用水と混合され、第一
の制御部6の制御にて必要な湯温(Tm)に混合され
て、混合湯出口8から湯入口20を経て補助熱源器11
へ供給され、供給された湯水は熱交換器13を経て湯出
口21から出る。
【0014】このとき、補助熱源器11の燃焼・加熱部
は、太陽熱温水器1からの湯水の流入の有無にかかわら
ず停止しており、設定温度TRと補助熱源器入口側の湯
温(Tm)との差温(TR−Tm)情報が、補助熱源器
側から太陽熱温水器側へ伝送されて、太陽熱温水器側で
その差温分だけ、分岐配管からの給水が補充的に追加さ
れ、又は調整される構造となっている。
【0015】更に具体的に説明する。太陽熱温水器内の
第一の制御部6を介してミキシング装置5及び温度セン
サ7によりリモコン設定温度(TR)を制御温度(T)
として制御された湯は補助熱源器11に供給され、熱交
換器13を通り温度センサ17を通過し、給湯される。
このとき、補助熱源器11では、リモコン操作(図示せ
ず)にて、燃焼加熱動作は停止されているので、湯出口
21における温度センサ17は補助熱源器11に供給さ
れた湯温を(補助熱源器内の管路通過による若干の温度
低下を伴うが)そのまま検知する。補助熱源器内の第二
の制御部14に設けた機能によって、リモコン設定温度
(TR)と給湯温度(TO)との差温(Td)を演算
し、その結果を太陽熱温水器内の第一の制御部6に情報
伝送する。第一の制御部6では、その差温(Td)を湯
温制御の補正値として、ミキシング装置5を制御する。
【0016】例えば、リモコン設定温度(TR)が42
℃、ミキシング後の湯温(Tm)が41℃、差温が1℃
及び希望給湯温度が42℃である場合、制御温度(T)
はTR+1℃、すなわち43℃であり、太陽熱給湯器の
制御温度(T)をフィードバック的に43℃に補正す
る。これにより、太陽熱給湯器からの給湯温度(TO)
を、リモコン設定温度(TR)によく一致させることが
できる。更に、この差温(TR−Tm)を記憶させる記
憶手段を設けることで、フィードバック的に太陽熱給湯
器の給湯温度を補正するのではなく、フィードフォワー
ド的な湯温制御も可能となり、給湯温度を給湯開始時か
ら最適に制御することができる。
【0017】
【発明の効果】本発明によれば、エネルギーの無駄をせ
ず、太陽熱給湯器の出口湯温度(給湯温度)を適温に制
御できる。また、太陽熱温水器及び補助熱源器に各々設
けた温度センサに多少の誤差があっても、希望温度の湯
を出すことができる。太陽熱温水器と補助熱源器とを切
り替えて使用しても、湯温変化が無く、同一の湯温であ
る。また、不快感が無く使い勝手が良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の補助熱源器組込型太陽熱給
湯器の構成図。
【図2】本発明に係る温度制御のフローチャート。
【符号の説明】
1:太陽熱温水器 2:熱交換器 3:強制循環ポンプ 4:貯湯タンク 5:ミキシング装置 6:第一の制御部 7:温度センサ 8:混合湯出口 9:水入口 10:集熱器 11:補助熱源器 12:燃焼・加熱部 13:熱交換器 14:第二の制御部 15:リモコン 16:水流検知装置 17:温度センサ 18:リモコンコード 19:リモコンコード 20:湯入口 21:湯出口 22:分岐配管 23:温度センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 直稔 茨城県下館市大字下江連1250番地 日立化 成工業株式会社結城事業所内 (72)発明者 篠崎 浩 茨城県下館市大字下江連1250番地 日立化 成工業株式会社結城事業所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】太陽熱温水器と補助熱源器とが直列に接続
    された補助熱源器組込型太陽熱給湯器における給湯温度
    を補正・制御する方法であって、 貯湯タンクの湯温(Th)が所定温度と同じかそれより
    も高い場合は、補助熱源器の燃焼・加熱部の停止を条件
    に、設定温度(TR)と補助熱源器入口側の湯温(T
    m)との差温(TR−Tm)情報を補助熱源器側から太
    陽熱温水器側へ伝送し、太陽熱温水器側にて前記差温分
    だけ給水を補正もしくは調整し、 貯湯タンクの湯温(Th)が所定温度よりも低い場合
    は、補助熱源器側の燃焼加熱及び制御系により給湯温度
    を調整する前記方法。
  2. 【請求項2】太陽熱温水器と補助熱源器とが直列に接続
    された補助熱源器組込型太陽熱給湯器であって、 前記太陽熱温水器には、太陽熱にて加熱された湯を貯め
    る貯湯タンクと、前記貯湯タンクからの湯及び分岐配管
    からの給水を適温に混合するミキシング装置と、前記貯
    湯タンクの湯温(Th)を検知する温度センサ及び前記
    ミキシング後の湯温(Tm)を検知する温度センサと、
    これらの運転を制御する第一の制御部とが設けられ、 前記補助熱源器には、熱交換器と、その燃焼・加熱部
    と、熱交換器下流の出口湯温(TO)を検知する温度セ
    ンサと、これらの運転を制御する第二の制御部とが設け
    られ、 更に、前記第二の制御部には希望する給湯温度を設定
    (設定温度:TR)するリモコンが接続されるとともに
    前記第一の制御部と第二の制御部とは接続され、 貯湯タンクの湯温(Th)が所定温度と同じかそれより
    も高い場合は、補助熱源器の燃焼・加熱部の停止を条件
    に、前記TRと補助熱源器入口側の湯温(Tm)との差
    温(TR−Tm)情報が補助熱源器側から太陽熱温水器
    側へ伝送され、太陽熱温水器側にて前記差温分だけ給水
    が補正もしくは調整され、 貯湯タンクの湯温(Th)が所定温度よりも低い場合
    は、補助熱源器側の燃焼加熱及び制御系により給湯温度
    が調整される、補助熱源器組込型太陽熱給湯器。
  3. 【請求項3】太陽熱温水器に差温情報記憶手段が設けら
    れている、請求項2の補助熱源器組込型太陽熱給湯器。
JP2001053442A 2001-02-28 2001-02-28 給湯温度を補正・制御する方法及び補助熱源器組込型太陽熱給湯器 Pending JP2002257417A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007003058A (ja) * 2005-06-22 2007-01-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd 温水供給装置
CN109988587A (zh) * 2017-12-29 2019-07-09 核工业西南物理研究院 一种太阳能辅助制备生物炭的水热反应装置

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