JP2003222349A - 湯水混合ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 太陽熱温水器５等の温水供給装置を給湯器７
等の補助熱源機に接続するための湯水混合ユニット１に
おいて、前記補助熱源機から取出される湯水の出湯温度
の変動を小さくする。 【解決手段】 前記湯水混合器３で混合調節されて補助
熱源機に送出される混合水温度Ｆｎの単位時間あたりの
温度変化Ｖ＝Ｆｎ−Ｆn-1／ｔを前記補助熱源機におい
て温度調節可能な単位時間あたりの温度変化Ｓmax以下
となるように抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、 例えば、自然エネ
ルギーを利用した太陽熱温水器等や各種廃熱を利用した
温水供給装置を給湯器等の補助熱源機に接続するための
湯水混合ユニットにおける混合水温度の調節に関する技
術である。

【０００２】

【従来の技術】天候等に左右されずに目的温度の温水を
取出すために、図１の概略図に示されるように、上記温
水供給装置である太陽熱温水器５と補助熱源機である給
湯器７とを湯水混合ユニット１によって接続させたソー
ラ給湯システムを種々提案した（例えば、特願２００１
−１９２９７１号）。

【０００３】このようなソーラ給湯システムは、前記太
陽熱温水器５からのソーラ温水を有効利用することで前
記給湯器７の燃焼量をできるだけ減少させて省エネのメ
リットを得ることを目的としている。そのため、湯水混
合ユニット１は、ソーラ温水と冷水の混合割合を決定
し、湯水混合器３の動作制御を行っている。

【０００４】具体的には、ソーラ温水温度が給湯器７の
出湯設定温度よりも高い場合には、給湯器７において加
熱する必要のない出湯設定温度の混合水を混合調節する
ように前記湯水混合器３を制御している。一方、ソーラ
温水温度が出湯設定温度よりも低い場合には、最低燃焼
時の給湯器７で加熱昇温させ得る上昇温度を前記出湯設
定温度から差引いて求められる混合目標温度の混合水を
混合調節するように前記湯水混合器３を制御している。

【０００５】また、ソーラ給湯システムの運転中のソー
ラ温水温度及び冷水温度の変化、利用者による出湯設定
温度の変更等に速やかに対応できるように、前記湯水混
合器３の動作制御はユニットコントローラ１１によって
ミリ秒単位で行われている。

【０００６】前記湯水混合器３で混合調節した混合水は
前記給湯器７へ送出されて、前記給湯器によって必要に
応じて出湯設定温度まで加熱した後に出湯される。前記
給湯器７の燃焼制御は内蔵される給湯コントローラ７２
が行っている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このソ
ーラ給湯システムでは、前記湯水混合器３からの混合水
の温度は、前記給湯器７に入水された後に水温センサで
検知されて、この検知値に基づいて混合水に対する燃焼
制御が行われている。

【０００８】そのため、ソーラ給湯システムの運転中の
ソーラ温水温度等の条件変化に合わせて、前記湯水混合
ユニット１が湯水混合器３からの混合水温度を急変させ
るような動作制御を行う場合に、前記給湯器７の燃焼制
御が遅れて十分な温度調節ができないことがある。この
前記給湯器７の温調不備により、混合水の過加熱や加熱
不足が起って、一時的に高温又は低温の湯水が前記給湯
器７から出湯されることとなる。特に、混合水の温度変
化が大きな場合には前記給湯器７の出湯温度も大きく変
動するため、利用者にとって使用感がよくない。また、
混合水の過加熱による高温出湯が起こる場合には火傷な
どの危険性もあるため、前記湯水混合ユニット１側でこ
れに対応する必要がある。

【０００９】上記のように、湯水混合ユニット１におい
て混合水温度が急変する要因としては、前記湯水混合ユ
ニット１に取込まれるソーラ温水及び冷水の温度変化、
利用者による出湯設定温度の変更などがある。

【００１０】具体例として、長時間の不使用の後に（例
えば朝一番に）このソーラ給湯システムを運転する場合
に、湯水混合ユニット１に取込まれるソーラ温水温度が
低温から高温に急に上昇することがある。これは、前記
ソーラ給湯システムの運転開始初期に、不使用の間に前
記ソーラ温水配管５６内で冷却された低温のソーラ温水
が取込まれて、前記ソーラ温水配管５６内のソーラ温水
の排出後に太陽熱温水器５に貯湯される高温のソーラ温
水が取込まれるために起こるものである。

【００１１】例えば、前記太陽熱温水器５のソーラ温水
が４５℃、前記ソーラ温水配管５６内のソーラ温水が２
０℃、出湯設定温度Ｔsetを５０℃とし、この条件下で
ソーラ給湯システムの運転を開始する場合の混合水温度
Ｔoutと前記給湯器７からの出湯温度との関係を図４の
グラフに示している。ここで、冷水温度Ｔinは１５℃で
一定、前記給湯器７の最低燃焼量から算出される目標混
合温度は４２℃とする。

【００１２】運転開始初期は、前記ソーラ温水配管５６
内の低温のソーラ温水（２０℃）が取込まれるため、前
記湯水混合ユニット１は、前記温水混合弁２４を全開・
冷水混合弁２５を全閉として混合目標温度（４２℃）に
近い低温のソーラ温水(２０℃)を混合水として前記給湯
器７に送出する。給湯器７は、２０℃の混合水を出湯設
定温度Ｔset（５０℃）まで加熱してから出湯する。前
記ソーラ温水配管５６の低温のソーラ温水（２０℃）が
すべて排出された時点で（Ａ点）、太陽熱温水器５の高
温のソーラ温水（４５℃）が取込まれる。前記湯水混合
ユニット１は、省エネの目的に則して速やかに混合目標
温度４２℃の混合水を混合調節するように前記湯水混合
器３の動作制御を行い、４２℃の混合水を前記給湯器７
へ送出する。前記給湯器７は、最少燃焼量で燃焼して４
２℃の混合水を出湯設定温度Ｔout（５０℃）まで加熱
してから出湯する。

【００１３】しかし、前述のように、前記給湯器７の燃
焼制御は混合水の急激な温度変化に追従できないため、
図４の破線で示されるように、前記給湯器７から一時的
に出湯設定温度Ｔoutよりも非常に高温の湯水が出湯さ
れてしまう。このような出湯温度の変動は、小さな温度
変動も含めれば、ソーラ給湯システムを運転開始する場
合に毎回起こり得るものである。また、高温出湯が利用
者に予測しにくいため火傷を負う危険性も高い。

【００１４】本発明は、上記事情を鑑みてなされたもの
であり、『上流端が水源からの給水配管に接続される水
入口となった冷水回路と、上流端が温水供給装置からの
温水配管に接続される湯入口となった温水回路と、前記
冷水回路と温水回路の合流点から延設されると共に下流
端が前記合流点の混合水を補助熱源機へ送出する湯出口
となった混合水回路からなる通水回路と、前記合流点に
おいて前記冷水と温水の混合割合を調節する湯水混合器
と、前記冷水回路を流れる冷水温度を検出する冷水温セ
ンサと、前記温水回路を流れる温水温度を検出する温水
温センサと、前記補助熱源機における出湯設定温度を受
けて前記湯水混合器での冷水と温水の混合割合を決定す
ると共に前記混合割合となるように前記湯水混合器の動
作制御を行う混合制御手段とを備える湯水混合ユニッ
ト』において、補助熱源機から取出される湯水の出湯温
度の変動を小さくすることを課題とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】＊１項 上記課題を解決するための本発明の技術的手段は、『混
合水の単位時間あたりの温度変化を抑制するように前記
湯水混合器の動作制御を行う温度変化抑制手段を備え
る』ことを特徴とするものである。これによると、温水
及び冷水の温度変化、出湯設定温度の変更、出湯量の調
節などの変化を受けて湯水混合器の動作制御が行われる
場合に、前記湯水混合器において混合調節される混合水
の温度が急激に変化せずに、最適の混合水温度まで徐々
に上昇又は下降される。

【００１６】ここで、上記温度変化抑制手段による動作
制御は、単純に前記湯水混合器の動作を遅くするだけで
はなく、例えば、温水温度が急上昇する場合に温水混合
弁２５を閉方向・冷水混合弁２４を開方向に動作して混
合水温度の急上昇を防止するような素早い制御も行う。
また、この温度変化抑制手段は、混合水の単位時間あた
りの温度変化を補助熱源機で温度調節可能な温度変化と
なるように抑制できればよい。

【００１７】＊２項 １項において、『前記温度変化抑制手段は、前記混合制
御手段で決定される混合割合によって前記湯水混合器で
混合調節される混合水温度を演算する混合水温演算部
と、元の混合水温度から前記混合水温演算部で演算され
た混合水温度に変更される際の混合水の単位時間あたり
の温度変化を演算する温度変化演算部とを備え、前記温
度変化演算部での混合水の単位時間あたりの温度変化が
前記補助熱源機において温度調節可能な温度変化以下と
なるように前記湯水混合器の混合制御を行う』ことを特
徴とするものである。

【００１８】これによると、混合水温度及び混合水の単
位時間あたりの温度変化は演算で求められるから、前記
各変化に素早く対応して前記湯水混合器の動作制御を行
うことができる。そのため、湯水混合器の対応遅れによ
る混合水の温度変動が小さく、出湯温度が安定する。

【００１９】また、混合水温度は、前記補助熱源機で温
度調節可能な温度変化の範囲内で上昇又は下降するか
ら、出湯時までに混合水を出湯設定温度に温度調節でき
る。そのため、出湯設定温度の湯水を安定的に取出すこ
とができる。なお、前記混合水の単位時間あたり温度変
化は、先に演算された混合水温度と新たに演算された混
合水温度の温度差と、前記湯水混合器３の動作制御にか
かる時間から求められる。

【００２０】＊３項 １項又は２項において、『前記温度変化抑制手段は、混
合水の単位時間あたりの温度変化が前記補助熱源機にお
いて温度調節可能な温度変化であるかどうかを判断する
判定部を備え、前記判定部において温度調節可能である
と判断された場合には前記温度変化を抑制する前記湯水
混合器の動作制御を行わない』ことを特徴とするもので
ある。

【００２１】これによると、混合水の温度変化が前記補
助熱源機で温度調節できる場合は、温度変化の抑制を行
わずに前記湯水混合器の動作制御を行う。一方、前記補
助熱源機で温度調節できない場合には、温度調節可能な
混合割合となるように前記湯水混合器の動作制御を行
う。これにより、前記温度変化抑制手段によって混合水
の温度変化が不必要に遅延されることがないため、速や
かに最適な混合割合となるように湯水混合器の動作制御
を行い、温水供給装置からの温水を有効利用することが
できる。

【００２２】＊４項 １項ないし３項のいずれかにおいて、『前記温度変化抑
制手段は、前記混合水の単位時間あたりの温度変化が前
記補助熱源機において温度調節可能な最大の温度変化と
等しくなるように前記湯水混合器の動作制御を行う』こ
とを特徴とするものである。これによると、混合水の温
度変化の遅延を最短に抑えることができるため、速やか
に最適な混合割合となるように湯水混合器の動作制御を
行い、温水供給装置からの温水を有効利用することがで
きる。

【００２３】

【発明の効果】上記のような構成であるから本発明は次
の特有の効果を有する。本発明の湯水混合ユニットにお
いては、温水及び冷水の温度変化、出湯設定温度の変
更、出湯量の調節などの変化を受けて湯水混合器の動作
制御が行われる場合に、湯水混合器において混合調節さ
れる混合水温度が急激に変動せずに、最適な混合水温度
まで徐々に上昇又は下降するから、混合水の温度変化に
給湯器の燃焼制御が追従でき、出湯時までに混合水を温
度調節することができる。そのため、補助熱源機からの
出湯温度の変動が小さい。また、前記給湯器７の余熱な
どの影響による出湯温度の変動も小さい。

【００２４】これにより、従来例のように、湯水混合ユ
ニットに取込まれる温水温度が急上昇する場合にも、補
助熱源機から出湯される湯水の温度変動が小さく、高温
出湯も起こらないため、利用者にとって使用感がよいと
共に火傷の危険性も低く安全である。

【００２５】２項のものによれば、前述の各変化を受け
て、混合水の温度変化を抑制するように素早く湯水混合
器の動作制御を行うことができるため、補助熱源機から
の出湯温度が安定する。また、前記混合水の温度変化
は、前記補助熱源機で温度調節できる範囲内で温度変化
されるため、出湯設定温度の湯水を安定的に取出すこと
ができる。

【００２６】３項のものによれば、混合水の温度変化が
不必要に遅延されることがないため、温水供給装置から
の温水を有効利用することができる。

【００２７】４項のものによれば、混合水の温度変化の
遅延を最短に抑えることができるため、温水供給装置か
らの温水を有効利用することができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて添付図面を参照しながら詳述する。以下の実施の形
態では、温水供給装置である太陽熱温水器を補助熱源機
である給湯器に接続に本発明の一例である湯水混合ユニ
ットを利用したソーラ給湯システムを例にして説明す
る。本ソーラ給湯システムの概略図を図１に示してい
る。先ず、このソーラ給湯システムの各部の構成につい
て説明する。

【００２９】＊太陽熱温水器５ 太陽熱温水器５は、建物の屋上や屋根等に設置され太陽
熱を吸収する集熱器５０と、ソーラ温水を貯留する貯湯
タンク５１と、前記集熱器５０と貯湯タンク５１との間
を循環するように形成されると共に太陽熱を伝達するた
めの液状媒体が充填された蓄熱循環路５２とを具備して
いる。前記蓄熱循環路５２には前記液状媒体を循環させ
るためのシスターン５３と循環ポンプ５４とが設けられ
おり、前記貯湯タンク５１の底部には上水道などの水源
から冷水を供給するソーラ用給水配管５５と水抜栓５７
を具備する水抜回路５８が底部に接続されている。ま
た、前記貯湯タンク５１の頂部にはこの貯湯タンク５１
内のソーラ温水を取出すためのソーラ温水配管５６が接
続されている。

【００３０】前記循環ポンプ５４を駆動して前記蓄熱循
環路５２内の液状媒体を循環させると、前記集熱器５０
内で太陽熱によって加熱された液状媒体が前記貯湯タン
ク５１へと移動される。前記貯湯タンク５１内に移動し
た液状媒体が貯湯された水と熱交換を行うことによって
貯湯タンク５１内の水が加熱されてソーラ温水を作り出
している。

【００３１】＊給湯器７ 給湯器７は、ここでは図示しないガスバーナで加熱され
る熱交換器を内蔵する給湯器本体７０と、前記給湯器本
体７０に電気接続され各種操作・表示部（運転スイッ
チ、浴槽の湯張りスイッチ、湯温設定部、燃焼表示部
等）を備えたリモコン７１と、このリモコンと配線ケー
ブル７８で接続されて出湯蛇口８５や浴槽８１での出湯
温度が出湯設定温度Ｔsetとなるように燃焼制御を行う
給湯コントローラ７２とを備えている。

【００３２】前記給湯器本体７０内に収容される通水管
７４には、前記湯水混合ユニット１からの通水を取入れ
る入水配管７６と、先端部に前記出湯蛇口８５を備えた
出湯配管８４と、浴槽８１の湯張り及び追焚きに使用さ
れる往き管８２と戻り管８３がそれぞれ接続されてい
る。また、ここでは図示しないが前記通水管７４には、
熱交換器７３へ流入する混合水温を検出する入水温セン
サと、前記熱交換器７３から流出される出湯温度を検出
する出湯温センサと、前記給湯器７の流量を検出する流
量センサが設けられている。

【００３３】前記給湯コントローラ７２は、前記入水温
センサ、出湯温センサ及び流量センサで検出された温度
や流量に基づくフィードフォワード制御及びフィードバ
ック制御により燃焼制御を行っている。

【００３４】＊湯水混合ユニット１ 湯水混合ユニット１は、図１に示されるように、上流端
が前記太陽熱温水器５のソーラ温水配管５６に接続され
る温水回路１４と、上流端が前記太陽熱温水器５の前記
ソーラ用給水配管５５から分岐された給水配管５９に接
続される冷水回路１５と、前記温水回路１４と冷水回路
１５との合流点から延びて下流端が前記給湯器７の入水
配管７６に接続される混合水回路２９とからなる通水回
路２と、前記混合水回路２９に流入するソーラ温水と冷
水の混合割合を調節して所定の温度の混合水とする湯水
混合器３と、この湯水混合ユニット１の動作制御を行う
ユニットコントローラ１１と、この湯水混合ユニット１
に電力供給を行う主電源１００を備えている。

【００３５】前記ソーラ温水回路１４には、上流端から
順番にソーラ温水の除塵機能を兼備するフィルタ付きの
水抜き栓２１、貯湯タンク５１の内圧低下時に外気を吸
入して前記内圧を調節するバキュームブレーカ１２、逆
止弁１３及び温水回路１４を流れるソーラ温水温度Ｔｓ
を検出するソーラ温水温センサ１９が配設されている。

【００３６】前記冷水回路１５には、上流端から順番に
水中の除塵機能を兼備するフィルタ付きの水抜き栓３
０、逆止弁２２及び冷水回路１５を流れる冷水温度Ｔin
を検出する冷水温センサ２３が配設されている。

【００３７】前記混合水回路２９には、上流端から順番
に湯水混合器３、水量センサ３２、混合水温センサ３３
及び混合水回路２９の水圧が過剰に上昇した際に開弁し
て圧力を解放する加圧逃がし弁兼水抜き栓３５が配設さ
れている。

【００３８】前記湯水混合器３は、前記温水回路１４と
混合水回路２９との接続点に設けられる温水混合弁２５
と、前記冷水回路１５と混合水回路２９との接続点に設
けられる冷水混合弁２４とを備えている。前記温水混合
弁２５及び冷水混合弁２４は、前記ユニットコントロー
ラ１１からの制御信号によって動作制御されるモータの
回転に応じて進退される構成となっている。

【００３９】前記ユニットコントローラ１１は、ソーラ
温水と冷水の混合割合ＱＳｎを演算すると共に前記混合
割合ＱＳｎとなるように前記湯水混合器３の動作制御を
行う混合制御部１１１と、前記混合割合ＱＳｎから混合
調節される混合水温度Ｆｎ（ｎ回目のＴout演算値）を
演算する混合水温演算部１１２と、混合水温度Ｆn-1，
Ｆｎと前記湯水混合器３の動作時間ｔとから混合水の温
度変化速度Ｖを演算する温度変化演算部１１３と、前記
温度変化速度Ｖが前記給湯器７で温度調節可能かどうか
を判断する判定部１１４と、前記温度変化速度Ｖと前記
給湯器７で温調可能な最大温度変化速度Ｓmaxとから混
合目標温度Ｔｃを演算する混合目標温演算部１１５と、
前記混合目標温度Ｔｃとなるように前記湯水混合器３の
動作制御を行う温度変化抑制部１１６を有している。

【００４０】また、この例のユニットコントローラ１１
は、前記混合水の温度変化速度Ｖが前記給湯器７で追随
できないほど速い場合に混合水温度Ｆn-1に維持するよ
うに前記湯水混合器３の動作制御を行う混合水温維持部
１１７と、混合水温度Ｆn-1と実際の混合水温度Ｔｍと
が略同じ温度であるかどうかを判断する混合水温比較部
１１８とを備えている。また、前記リモコン７１と通信
線７７で接続されて出湯設定温度Ｔsetや浴槽８１の自
動湯張り等の運転モード情報といった各種情報を受信す
る通信部１１９を有している。

【００４１】＊湯水混合ユニット１の動作について 次に、上記湯水混合ユニット１において、前記湯水混合
器３で混合調節される混合水温度Ｔoutが変化する場合
がある。このような場合に、前記湯水混合器３で混合調
節される混合水の温度変化速度Ｖを抑制する動作につい
て以下に説明する。以下に、この湯水混合ユニット１の
具体的な動作を示した図２のフローチャートに沿って説
明する。

【００４２】前記出湯蛇口８５又は浴槽８１への出湯が
開始されると、ステップＳ１において、流量センサ３２
からの信号によって混合水回路２９内での通水を確認す
る。通水が確認されると、ステップＳ２では、混合制御
部１１１において、出湯設定温度Ｔsetとソーラ温水温
度Ｔｓと冷水温度Ｔinと混合水の流量に基づいて、ソー
ラ温水を有効利用し得るソーラ温水と冷水の混合割合Ｑ
Ｓｏが演算される。

【００４３】これに続いて、ステップＳ３では、混合水
温演算部１１２において、ステップＳ２で求めた前記混
合割合ＱＳｏから混合調節される混合水温度Ｔoutの初
期値Ｆｏが演算される。この混合水温度の初期値Ｆｏを
一時的に記憶する。

【００４４】次に、ステップＳ４において、ステップＳ
２で求めた混合割合ＱＳｏとなるように前記湯水混合器
３の動作制御が行われる。これにより、混合水温度Ｆｏ
の混合水が入水配管７６を介して前記給湯器７へと送出
される。

【００４５】次のステップＳ５では、ステップＳ２と同
様に、前記混合制御部１１１において、各検出値に基づ
いて混合割合ＱＳｎが演算される。そして、次のステッ
プＳ６に進み、前記混合水温演算部１１２において、ス
テップＳ５で求められた混合割合ＱＳｎから混合水温度
Ｆｎが演算されて一時的に記憶される。

【００４６】ステップＳ７では、温度変化演算部１１３
において、ステップＳ６で求めた混合水温度Ｆｎと前回
の混合水温度Ｆn-1の演算値との温度差Ｆｎ−Ｆn-1と、
前回の混合割合ＱＳn-1から新たに演算された混合割合
ＱＳｎに前記湯水混合器３を動作するためにかかる動作
時間ｔとから、混合水の温度変化速度Ｖが演算される。
すなわち、温度変化速度Ｖ＝混合水温度Ｆｎ−前回の混
合水温度Ｆn-1／動作時間ｔが演算される。なお、前記
動作時間ｔは、前記湯水混合器３の動作が十分に早く、
前記温度変化速度Ｖへの影響が小さい場合には一定値と
してもよい。

【００４７】続くステップＳ８では、判定部１１４にお
いて、ステップＳ７で求めた混合水の温度変化速度Ｖが
前記給湯器７の温度調節で追随可能な速度であるかどう
かの判断が行われる。この判断は、ステップＳ７で求め
た温度変化速度Ｖと前記給湯器７において出湯時までの
間に温度調節可能な最大温度変化速度Ｓmaxとの比較に
よって判断される。具体的には、前記最大温度変化速度
Ｓmaxは、給湯器７での混合水温度Ｔoutの検出から前記
給湯コントローラ７２の燃焼制御にかかる時間、前記給
湯器７内の混合水の流量及び流速等を考慮して算出され
る。

【００４８】そして、前記判定部１１４において前記温
度変化速度Ｖが前記給湯器７の温度調節速度で追随でき
ないと判断された場合には、ステップＳ９に進み、混合
水温維持部１１７において、混合水温度Ｔoutを前回の
混合水温度Ｆn-1に維持するように前記湯水混合器３の
動作制御が行われる。

【００４９】次に、ステップＳ１０では、混合水温比較
部１１８において、前回の混合水温度Ｆｎ-1と実際の混
合水温度Ｔｍとが略同じ温度であるかどうかの判断が行
われる。この判断は、演算値である前回の混合水温度Ｆ
n-1と検出値である混合水温度Ｔｍとの温度差が所定温
度（例えば１℃）以下であれば略同じ温度である判断
し、前記所定温度以上の温度差がある場合には略同じ温
度ではないと判断するものである。

【００５０】そして、前記混合水温比較部１１８におい
て略同じ温度ではないと判断された場合には、ステップ
Ｓ９に戻り、再び前回の混合水温度Ｆn-1を維持するよ
うに前記湯水混合器３の動作制御が行われる。

【００５１】前記混合水温比較部１１８において略同じ
温度であると判断された場合には、ステップＳ１１に進
み、混合目標温演算部１１５において、前記温度変化速
度Ｖと前記最大温度変化Ｓmaxとが等しくなる混合水の
新たな混合目標温度Ｔcが演算される。すなわち、混合
目標温度Ｔｃ―前回の混合水温度Ｆn-1／動作時間ｔ＝
最大温度変化速度Ｓmaxを満たす混合目標温度Ｔｃが演
算される。ここでは、混合目標温度Ｔｃとして、混合水
の温度変化速度Ｖと前記最大温度変化速度Ｓmaxとが等
しくなる場合の混合水温度Ｔoutを求めているが、前記
給湯器７において確実に温調できるように前記最大温度
変化速度Ｓmaxよりも少し低めの温度変化速度Ｓとなる
場合の混合水温度Ｔoutを求めてもよい。ステップ１２
では、温度変化抑制部１１６において、ステップ１１で
求めた混合目標温度Ｔｃの混合水を混合調節するように
前記湯水混合器３の動作制御が行われる。

【００５２】次に、ステップ１３では、ステップＳ６で
混合水温演算部１１２に一時記憶していた混合水温度Ｆ
ｎをステップＳ９で求めた混合目標温度Ｔｃに書き換え
る。これにより、次回、ステップＳ５からステップＳ１
３が実行される場合に、前回の混合水温度Ｆn-1として
混合目標温度Ｔcが代入される。

【００５３】一方、前記判定部１１４において混合水の
温度変化速度Ｖが前記給湯器７の温度調節速度で追随で
きると判断された場合は、ステップＳ１４に進み、ステ
ップＳ５で求められた混合割合ＱＳｎとなるように前記
湯水混合器３の動作制御が行われる。このソーラ給湯シ
ステムの運転中は、前記湯水混合ユニット１において、
上記ステップＳ５以降の処理が数ミリ秒単位で繰返し実
行されている。

【００５４】以上のように、この例の湯水混合ユニット
１は、ソーラ給湯システムの運転中に、ソーラ温水温度
Ｔｓ及び冷水温度Ｔinの変化、出湯設定温度Ｔsetの変
更、出湯量の調節等の変化を受けて湯水混合器３の動作
制御を行う場合に、前記湯水混合器３で混合調節される
混合水温度Ｔoutが急激に変動せずに、前記給湯器７の
給湯コントローラ７２の燃焼制御によって温調可能な最
大温度変化速度Ｓmaxで徐々に上昇又は下降する。これ
により、前記給湯器７は、前記湯水混合ユニット１から
の混合水を出湯設定温度Ｔsetに温調して出湯すること
ができるため、利用者にとって使用感がよいと共に不意
な高温出湯による火傷の危険性も低い。

【００５５】また、上記の例のものでは、前回の混合水
温度Ｆn-1と実際の混合水温度Ｔｍとが略同じ温度であ
るかどうかの判断を行い（Ｓ９）、略同じ温度ではない
と判断された場合には前回の混合水温度Ｆn-1となるよ
うに前記湯水混合器３の動作制御を行っているため（Ｓ
１０）、前記湯水混合器３の対応遅れによる混合水温度
Ｆn-1と実際の混合水温度Ｔmとの間のズレを補正するこ
とができる。

【００５６】図３は、上記湯水混合ユニット１から流出
する混合水等の温度変化を示すグラフであり、このソー
ラ給湯システムの運転開始初期に、この例の湯水混合ユ
ニット１に取込まれるソーラ温水温度Ｔｓが低温から高
温に急上昇する場合について図３を用いて説明する。各
値は、従来例と同様に、太陽熱温水器５のソーラ温水温
度Ｔｓが４５℃、前記ソーラ温水配管５６内のソーラ温
水温度Ｔs´が２０℃、出湯設定温度Ｔsetが５０℃、冷
水温度Ｔinは１５℃、給湯器７から算出される目標混合
温度は４２℃となっている。

【００５７】運転開始初期は、従来例と同様に、前記湯
水混合ユニット１は、混合目標温度（４２℃）に近い低
温のソーラ温水(２０℃)を混合水として前記給湯器７に
送出し、２０℃の混合水は前記給湯器７で出湯設定温度
Ｔset（５０℃）まで加熱される。このとき、前記湯水
混合ユニット１においては、前述のステップＳ５からス
テップＳ８を経てステップ１４の処理が繰返し実行され
ている。

【００５８】前記低温のソーラ温水がすべて排出される
と（Ａ点）、高温のソーラ温水（４５℃）が取込まれ
る。前記湯水混合ユニット１は、混合水温度Ｔoutを２
０℃に維持するように前記湯水混合器３の動作制御を行
い、図３中の破線で示される、前記湯水混合器３の動作
遅れによる混合水温度Ｔｍの一時的な上昇を補正する。
次に、前記混合水温度Ｔoutと実際の混合水温度Ｔｍと
が等しくなると（Ｂ点）、図３に示されるように、混合
水温度Ｔoutを２０℃から目標混合温度（４２℃）まで
前記給湯器７の最大温度変化速度Ｓmaxで徐々に上昇さ
せる。前記給湯器７では、この混合水の温度上昇に応じ
てバーナの燃焼量を徐々に小さくする燃焼制御が行われ
ている。このとき、前記湯水混合ユニット１において
は、前記混合水温度Ｔoutが混合目標温度（４２℃）に
到達するまでは、前述のステップ５からステップＳ１３
の処理が繰返し実行されている。そして、前記混合水温
度Ｔoutと前記混合目標温度（４２℃）が等しくなる
と、前述のステップＳ５からステップＳ８を経てステッ
プ１４の処理が繰返し実行される。

【００５９】これにより、図３に示されるように、湯水
混合ユニット１に取込まれるソーラ温水温度Ｔｓが２０
℃から４５℃への急上昇の前後にわたって、前記給湯器
７からの出湯温度はほとんど変動することなく、出湯設
定温度Ｔset（５０℃）の出湯を維持し続けることがで
きている。

【００６０】＊その他の実施の形態 なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるもので
はない。例えば、上記の例においては、前記混合水温度
Ｔoutの温度変化速度Ｖが前記給湯器７で温度調節可能
な速度であるかどうかを判断して前記湯水混合器３の動
作制御を行っているが（Ｓ８,Ｓ９）、このような判断
を行わずに、常に混合水の温度変化速度Ｖを抑制するよ
うに前記湯水混合器３の動作制御を行ってもよい。 ま
た、前記混合水の温度速度変化Ｖを固定値（例えば２℃
／秒）となるように前記湯水混合器３の動作制御を行っ
てもよい。

【００６１】また、上記の例においては、混合水温度Ｔ
outを混合水温度Ｆn-1に維持するように前記湯水混合器
３の動作制御を行うステップＳ９、混合水温度Ｆn-1と
実際の混合水温度Ｔｍとを比較するステップＳ１０の処
理が実行されているが、混合水の温度変化速度Ｖの演算
（Ｓ７）又は前記温度変化速度Ｖが前記給湯器７で温度
調節可能な速度かどうかの判断（Ｓ８）の処理後に、直
ぐに混合目標温度Ｔｃの演算（Ｓ１１）の処理を実行す
るものであってもよい。

【００６２】また、上記の例においては、前記温度変化
速度Ｖは前記湯水混合器３において混合調節される混合
水温度Ｆn-1を用いて演算しているが、前記混合水温セ
ンサ３３で検出された混合水温度Ｔｍを用いて演算して
もよい。つまり、温度変化速度Ｖ＝混合水温度Ｆｎ−混
合水温度Ｔｍ／動作時間ｔから求められるものであって
もよい。このように実際の混合水温度Ｔｍを用いること
により、前記湯水混合器３の動作遅れによる混合水温度
Ｆｎと実際の混合水温度Ｔｍとの間のズレを補正するこ
とができる。

【００６３】また、前記混合水回路２９の通水の有無及
び流量は、流量センサ３２によって検出しているが、前
記給湯器７の本体７０内に配設された流量センサの検出
値をケーブル７７を介して受信して、この検出値に基づ
いて判断されるものでもよい。

【００６４】前述の例においては、温水供給装置として
太陽熱温水器５を用いているが、これに限られるもので
はなく、例えば各種廃熱を利用する温水器等その他の温
水供給装置であってもよい。また、同様に、補助熱源機
についても前述の例の給湯器７に限られるものではな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施の形態におけるソーラ給湯システム
の全体構成を示す構成図である。

【図２】本発明実施の形態の湯水混合ユニットにおける
動作を示すフローチャートである。

【図３】本発明実施の形態の湯水混合ユニットを用いた
給湯システムにおいて、ソーラ温水温度が変化する場合
の混合水温度と給湯器からの出湯温度との関係を示すグ
ラフである。

【図４】先行技術の湯水混合ユニットを用いた給湯シス
テムにおいて、ソーラ温水温度が変化する場合の混合水
温度と給湯器からの出湯温度との関係を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

(1)・・・湯水混合ユニット (11)・・・ユニットコントローラ (111)・・・混合制御部 (112)・・・混合水温演算部 (113)・・・温度変化演算部 (114)・・・判定部 (115)・・・混合目標温演算部 (116)・・・温度変化抑制部 (117)・・・混合水温維持部 (118)・・・混合水温比較部 (119)・・・通信部 (14)・・・温水回路 (15)・・・冷水回路 (16)・・・湯入口 (17)・・・水入口 (18)・・・湯出口 (19)・・・温水温センサ (2)・・・通水回路 (23)・・・冷水温センサ (29)・・・混合水回路 (3)・・・湯水混合器 (32)・・・水量センサ (33)・・・混合水温センサ (5)・・・太陽熱温水器 (56)・・・ソーラ温水配管 (7)・・・給湯器 (71)・・・リモコン (72)・・・給湯コントローラ (76)・・・入水配管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森 錦司 名古屋市中川区福住町２番26号 リンナイ 株式会社内 (72)発明者 鈴木 幸弘 名古屋市中川区福住町２番26号 リンナイ 株式会社内 Ｆターム(参考） 3L073 AA06 AA15 AA18 AB09 AB12 AC01 AD01 AD03 AD07 AE02 AE06

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上流端が水源からの給水配管に接続され
   る水入口となった冷水回路と、上流端が温水供給装置か
   らの温水配管に接続される湯入口となった温水回路と、
   前記冷水回路と温水回路の合流点から延設されると共に
   下流端が前記合流点の混合水を補助熱源機へ送出する湯
   出口となった混合水回路からなる通水回路と、 前記合流点において前記冷水と温水の混合割合を調節す
   る湯水混合器と、 前記冷水回路を流れる冷水温度を検出する冷水温センサ
   と、 前記温水回路を流れる温水温度を検出する温水温センサ
   と、 前記補助熱源機における出湯設定温度を受けて前記湯水
   混合器での冷水と温水の混合割合を決定すると共に前記
   混合割合となるように前記湯水混合器の動作制御を行う
   混合制御手段とを備える湯水混合ユニットにおいて、 混合水の単位時間あたりの温度変化を抑制するように前
   記湯水混合器の動作制御を行う温度変化抑制手段を備え
   ることを特徴とする、湯水混合ユニット。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の湯水混合ユニットにお
   いて、 前記温度変化抑制手段は、前記混合制御手段で決定され
   る混合割合によって前記湯水混合器で混合調節される混
   合水温度を演算する混合水温演算部と、 元の混合水温度から前記混合水温演算部で演算された混
   合水温度に変更される際の混合水の単位時間あたりの温
   度変化を演算する温度変化演算部とを備え、 前記温度変化演算部での混合水の単位時間あたりの温度
   変化が前記補助熱源機において温度調節可能な温度変化
   以下となるように前記湯水混合器の混合制御を行うこと
   を特徴とする、湯水混合ユニット。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の湯水混合ユニッ
   トにおいて、 前記温度変化抑制手段は、混合水の単位時間あたりの温
   度変化が前記補助熱源機において温度調節可能な温度変
   化であるかどうかを判断する判定部を備え、 前記判定部において温度調節可能であると判断された場
   合には前記温度変化を抑制する前記湯水混合器の動作制
   御を行わないことを特徴とする、湯水混合ユニット。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載の湯
   水混合ユニットにおいて、 前記温度変化抑制手段は、前記混合水の単位時間あたり
   の温度変化が前記補助熱源機において温度調節可能な最
   大の温度変化と等しくなるように前記湯水混合器の動作
   制御を行うことを特徴とする、湯水混合ユニット。