JP2004036982A

JP2004036982A - 給湯装置および予熱量算出方法

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Publication number: JP2004036982A
Application number: JP2002193855A
Authority: JP
Inventors: Yoshifumi Atobe; 跡部　嘉史
Original assignee: Noritz Corp
Current assignee: Noritz Corp
Priority date: 2002-07-02
Filing date: 2002-07-02
Publication date: 2004-02-05
Anticipated expiration: 2022-07-02
Also published as: JP3804584B2

Abstract

【課題】エネルギー節減分としての予熱量を簡単に求めることができる給湯装置を提供する。
【解決手段】給湯装置本体１には、混合前の低温水の温度を検出する低温水サーミスタ１２と、予熱水と低温水との混合水が燃焼熱交換部１６に入る前の温度を検出する混合サーミスタ１５と、燃焼熱交換部１６からの流出量を検出する流量センサ１８とが備えられ、制御部１０は、低温水の温度、混合水の温度、ならびにトータル流量としての流出量を所定の演算式に代入し、演算結果として予熱水により節減されたであろう予熱量を算出する。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、予熱水と低温水との混合水を加熱して給湯し得る給湯装置、およびそのような給湯装置に適用される予熱量算出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近の給湯装置には、たとえば太陽熱温水器やコジェネレーションによる排熱などを利用して熱せられた予熱水を内部に取り込み、予熱水と低温水（常水温の水道水または予熱温水より低い温度の水）とを混合した上で熱交換器により加熱して湯を出湯し得るものがある。
【０００３】
このような給湯装置では、上流プロセスで予熱水と低温水とが混合されることによりある程度温かい混合水が作られる一方、ガス、電気、灯油などの二次エネルギーを使用する熱交換器に混合水が通されることでさらに加熱され、リモコンなどでユーザが設定した所望とする温度の湯が得られる。また、予熱水と低温水とを混合するだけで所定の流量および設定温度の湯が得られる場合には、混合水が熱交換器で加熱されることなくそのまま用いられる。いずれにしても、予熱水混合方式の給湯装置によれば、低温水のみを利用する一般的な給湯装置に比べて二次エネルギー消費量が低減し、ひいてはエネルギー使用料金を節約することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、予熱水混合方式の給湯装置では、二次エネルギーの消費量や使用料金を節約できるといっても、どれだけの省エネルギー効果が得られたのかユーザにとって知る術がなく、エネルギー節減分として予熱水よりもたらされた予熱量について全く認識されていなかった。
【０００５】
【発明の開示】
本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、エネルギー節減分としての予熱量を簡単に求めることができる給湯装置、およびそのための予熱量算出方法を提供することを、その課題としている。
【０００６】
上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。
【０００７】
本発明の第１の側面では、予熱水と低温水とを混合した上で熱交換器に通し、この熱交換器で加熱した湯を出湯し得る給湯装置であって、混合前の低温水の温度を検出する低温水温度検出手段と、予熱水と低温水との混合水が熱交換器に入る前の温度を検出する混合水温度検出手段と、熱交換器の流出量または流入量を検出する流量検出手段と、低温水の温度、混合水の温度、ならびに流出量または流入量を所定の演算式に代入し、演算結果として予熱水により節減されたであろう予熱量を算出する予熱量算出手段とを備えたことを特徴とする、給湯装置が提供される。
【０００８】
本発明の第１の側面によれば、たとえば低温水と混合水との温度差に全体として流れる流量を乗算することで単位時間当たりの熱量が求められ、さらにこれを所定時間ごとに積算することにより、熱交換器による熱量と等価的な予熱水により節減されたであろう予熱量が求められる。つまり、予熱水の温度や予熱水と低温水との混合比を直接検出しなくても予熱量が算出されるので、エネルギー節減分としての予熱量を簡単に求めることができる。
【０００９】
本発明の第２の側面では、予熱水と低温水とを混合した上で熱交換器に通し、この熱交換器で加熱した湯を出湯し得る給湯装置であって、混合前の予熱水の温度を検出する予熱水温度検出手段と、混合前の低温水の温度を検出する低温水温度検出手段と、予熱水と低温水との混合比を検出する混合比検出手段と、熱交換器の流出量または流入量を検出する流量検出手段と、予熱水の温度、低温水の温度、予熱水と低温水との混合比、ならびに流出量または流入量を所定の演算式に代入し、演算結果として予熱水により節減されたであろう予熱量を算出する予熱量算出手段とを備えたことを特徴とする、給湯装置が提供される。
【００１０】
本発明の第２の側面によれば、たとえば全体として流れる流量と混合比とを用いて予熱水の流量分が求められ、それに予熱水と低温水との温度差を乗算することで単位時間当たりの熱量が求められ、さらにこれを所定時間ごとに積算することにより、熱交換器による熱量と等価的な予熱水により節減されたであろう予熱量が求められる。つまり、混合水の温度を検出しなくても予熱量が算出されるので、エネルギー節減分としての予熱量を簡単に求めることができる。
【００１１】
好ましい実施の形態としては、予熱量算出手段で算出された予熱量を、所定のエネルギー使用料金または所定のエネルギー消費量に換算する換算手段を有する。また、その予熱量に関する情報を表示するための表示手段を有する。
【００１２】
表示手段に表示される予熱量に関する情報は、予熱量算出手段で算出された予熱量そのものや、あるいは換算手段で換算結果として得られたエネルギー使用料金またはエネルギー消費量である。
【００１３】
また、表示手段に表示されるエネルギー使用料金またはエネルギー消費量は、予熱量を熱交換器で消費したと仮定した場合のエネルギー使用料金またはエネルギー消費量としても良い。
【００１４】
このような実施の形態によれば、算出された予熱量が単位換算され、たとえばガス使用料金、電気使用料金、灯油使用料金などのエネルギー使用料金や、あるいはガス消費量、電気消費量、灯油消費量などのエネルギー消費量が表示されるので、ユーザは、直感的に分かり易い単位体系でどの程度のエネルギー節減効果があったのか的確に知ることができる。
【００１５】
特に、予熱量が熱交換器で消費したと仮定した場合のエネルギー使用料金またはエネルギー消費量に換算されて表示される場合、たとえばガス燃焼方式の熱交換器を装備したタイプではガス使用料金もしくはガス消費量が表示され、電気式の熱交換器を装備したタイプでは電気使用料金もしくは電気消費量が表示され、灯油燃焼方式の熱交換器を装備したタイプでは灯油使用料金もしくは灯油消費量が表示されるので、ユーザは、実際の二次エネルギー利用方式に即した単位でどの程度のエネルギー節減効果があったのか的確に知ることができる。
【００１６】
本発明の第３の側面では、予熱水と低温水とを混合した上で熱交換器に通し、この熱交換器で加熱した湯を出湯し得る給湯装置に適用され、予熱水による予熱量を求めるための予熱量算出方法であって、混合前の低温水の温度を検出する低温水温度検出ステップと、予熱水と低温水との混合水が熱交換器に入る前の温度を検出する混合水温度検出ステップと、熱交換器の流出量または流入量を検出する流量検出ステップと、低温水の温度、混合水の温度、ならびに流出量または流入量を所定の演算式に代入し、演算結果として予熱水により節減されたであろう予熱量を算出する予熱量算出ステップとを実行することを特徴とする、予熱量算出方法が提供される。
【００１７】
本発明の第３の側面によれば、上記した第１の側面による給湯装置と同様の効果を得ることができる。
【００１８】
本発明の第４の側面では、予熱水と低温水とを混合した上で熱交換器に通し、この熱交換器で加熱した湯を出湯し得る給湯装置に適用され、予熱水による予熱量を求めるための予熱量算出方法であって、混合前の予熱水の温度を検出する予熱水温度検出ステップと、混合前の低温水の温度を検出する低温水温度検出ステップと、予熱水と低温水との混合比を検出する混合比検出ステップと、熱交換器の流出量または流入量を検出する流量検出ステップと、予熱水の温度、低温水の温度、予熱水と低温水との混合比、ならびに流出量または流入量を所定の演算式に代入し、演算結果として予熱水により節減されたであろう予熱量を算出する予熱量算出ステップとを実行することを特徴とする、予熱量算出方法が提供される。
【００１９】
本発明の第４の側面によれば、上記した第２の側面による給湯装置と同様の効果を得ることができる。
【００２０】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う発明の実施の形態の説明によって、より明らかになるであろう。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。
【００２２】
図１は、本発明に係る給湯装置の一実施形態を示す構成図である。この図に示すように、給湯装置は、予熱水と低温水とを混合した上でさらに加熱して湯を出湯し得る予熱水混合方式を採用したものであり、給湯装置本体１とリモコン２とを具備して構成される。給湯装置本体１とリモコン２とは、通信ケーブル３を介して電気的に接続されている。給湯装置本体１には、２つの別系統からなる配水管と１つの出湯管（図示省略）とが接続されている。一方の配水管には、図外のたとえば太陽熱温水器やコジェネレーション装置などが接続されており、他方の配水管には、低温水としての水道水を取り込むために上水道が接続されている。また、出湯管は、台所や洗面所などの水栓へと湯を導くように配置されている。リモコン２には、給湯運転の開始／終了や給湯温度の設定などを行うための操作スイッチ２０〜２２や表示パネル２３が設けられている。
【００２３】
給湯装置本体１は、制御部１０、予熱水サーミスタ１１、低温水サーミスタ１２、混合弁１３、フェールセーフ弁１４、混合サーミスタ１５、燃焼熱交換部１６、バイパス制御弁１７、流量センサ１８、および水量調整サーボ１９などを具備して構成される。制御部１０は、予熱水サーミスタ１１、低温水サーミスタ１２、混合弁１３、フェールセーフ弁１４、混合サーミスタ１５、燃焼熱交換部１６、バイパス制御弁１７、流量センサ１８、および水量調整サーボ１９と電気的に接続されている。予熱水サーミスタ１１、低温水サーミスタ１２、混合弁１３、フェールセーフ弁１４、混合サーミスタ１５、燃焼熱交換部１６、バイパス制御弁１７、流量センサ１８、および水量調整サーボ１９は、配管経路上の適所に設けられている。
【００２４】
まず、配管系統について説明すると、予熱水サーミスタ１１は、外部の太陽熱温水器やコジェネレーション装置などで作られた予熱水の温度を混合前に検出し、検出信号を制御部１０に伝える。低温水サーミスタ１２は、上水道から導かれてきた低温水の温度を混合前に検出し、検出信号を制御部１０に伝える。混合弁１３は、制御部１０の指令に応じて所定の割合（混合比）で予熱水と低温水とを混合し、混合水を燃焼熱交換部１６に供給する。フェールセーフ弁１４は、故障などが生じた際に開動作し、低温水が混合弁１３を迂回して燃焼熱交換部１６へと至るように設けられている。混合サーミスタ１５は、混合弁１３を出て燃焼熱交換部１６に入る前の混合水の温度を検出し、検出信号を制御部１０に伝える。燃焼熱交換部１６は、たとえばガス燃焼方式の熱交換器などからなり、混合弁１３を経て導かれてきた混合水をガスの燃焼熱により加熱し、加熱した湯を出湯側へと導く。バイパス制御弁１７は、制御部１０の指令に応じて開閉動作し、混合水の一部が燃焼熱交換部１６を迂回して出湯側へと至るように設けられている。流量センサ１８は、燃焼熱交換部１６を経てさらに出湯側へと流れていく途中の湯の流量（予熱水と低温水との混合によるトータル流量）を検出し、検出信号を制御部１０に伝える。水量調整サーボ１９は、制御部１０の指令に応じて出湯流量が所定の流量となるように調整する。
【００２５】
図２は、給湯装置本体１の電気的な構成を示すブロック図である。この図を参照して電気系統について説明すると、制御部１０は、ＣＰＵ１００、ＲＯＭ１０１、ＲＡＭ１０２、ＥＥＰＲＯＭ１０３、内部インターフェイス部１０４、および外部インターフェイス部１０５を相互に接続したマイクロコンピュータからなる。内部インターフェイス部１０４には、予熱水サーミスタ１１、低温水サーミスタ１２、混合弁１３、フェールセーフ弁１４、混合サーミスタ１５、燃焼熱交換部１６、バイパス制御弁１７、流量センサ１８、および水量調整サーボ１９が接続されている。外部インターフェイス部１０５には、通信ケーブル３を介してリモコン２が接続されている。
【００２６】
ＣＰＵ１００は、給湯運転に伴い給湯装置全体の動作を制御する。ＲＯＭ１０１には、ＣＰＵ１００を機能させるためのプログラムやデータが記憶されている。ＲＡＭ１０２は、ＣＰＵ１００のワークエリアやデータの一時記憶領域などを提供する。ＥＥＰＲＯＭ１０３には、各種の設定情報やデータなどが記憶される。内部インターフェイス部１０４は、予熱水サーミスタ１１や低温水サーミスタ１２などの内部デバイスとＣＰＵ１００との間で信号やコマンドをやり取りする。外部インターフェイス部１０５は、ＣＰＵ１００とリモコン２との間でデータやコマンドをやり取りする。
【００２７】
たとえば、ＣＰＵ１００は、混合サーミスタ１５や流量センサ１８からの検出信号に応じて混合弁１３、水量調整サーボ１９などを制御し、リモコン２に設定された温度で所定の流量からなる湯を出湯させる。予熱水と低温水とを混合するだけで所定の流量および設定温度の湯が得られる場合、ＣＰＵ１００は、燃焼熱交換部１６に燃焼／加熱させることなく、混合水が燃焼熱交換部１６を単に通過していくだけのように制御する。また、ＲＯＭ１０１には、給湯運転に伴い燃焼熱交換部１６の燃焼／加熱により消費されたガス消費量や、それに応じたガス使用料金を算出するためのプログラムが記憶されている。このプログラムに基づいてＣＰＵ１００は、ユーザがリモコン２上で所定の操作を行うと、算出したガス消費量やガス使用料金を表示パネル２３に表示させる。
【００２８】
上記したＣＰＵ１００の制御処理は、従来でも同様に行われているところであるが、本実施形態が従来と大きく異なる点は、実際に消費／使用されたガス消費量やガス使用料金に相当する分が表示されるだけでなく、予熱水を利用することでその分浮いたエネルギー量、すなわち外部から取り込んだ予熱水により燃焼熱交換部１６で節減されたであろう相当分に等しい予熱量を求め、これを単位換算により節約分のガス消費量やガス使用料金として表示パネル２３に表示させるようにした点にある。
【００２９】
そのため、ＲＯＭ１０１には、給湯運転に伴い使用された予熱水による予熱量を算出するためのプログラムが記憶されている。また、詳細な説示は省略するが、ＥＥＰＲＯＭ１０３には、算出した予熱量をガス消費量やガス使用料金に単位換算するための換算テーブルが記憶されている。たとえば、換算テーブルには、１万ｋｃａｌ当たりの平均ガス消費量Ｘ（ｍ^３）とその単価Ｙ（円／ｍ^３）が定められており、ガス消費量は、算出した予熱量（ｋｃａｌ）にＸ／１００００　を乗算することで求められる一方、さらにそのガス消費量に単価Ｙを乗算することでガス使用料金が求められる。この換算テーブルの内容については、ガス種や料金体系の変更に応じて適宜書き換えることができる。
【００３０】
また、最終的に出湯される湯は、所定の流量および設定温度となるように混合弁１３や燃焼熱交換部１６などを制御することで可変調整されるが、その際、混合弁１３における予熱水と低温水との混合比が適当に調整される。この混合比については、混合弁１３の制御用にＲＯＭ１０１などに記憶された混合比制御テーブルから求めることができる。
【００３１】
図３は、混合比制御テーブルを説明するための説明図である。この図に示すように、混合比制御テーブルによれば、予熱水と低温水との混合比（低温水の流量に対する予熱水の流量の割合）が横軸に示され、流量が縦軸に示される。そして、混合弁１３に流入する前の予熱水の流量（以下、「予熱水量」と呼ぶ）が「Ｖｈ」の太線で表され、混合弁１３に流入する前の低温水の流量（以下、「低温水量」と呼ぶ）が「Ｖｃ」の細線で表される。このように、予熱水量「Ｖｈ」と低温水量「Ｖｃ」とは、双方ともにあらかじめプログラミングされた線形モデルに沿うものであるが、双方ともに線形である必要はなく、いずれか一方を非線形モデルとしたり、双方ともに非線形モデルとしても勿論良い。つまり、ＣＰＵ１００は、ユーザにより設定された温度で、かつ所定の流量からなる湯が出湯されるように、図３の混合比制御テーブルを参照して適当な混合比を選定するとともに、燃焼熱交換部１６を燃焼／加熱制御しつつも選定した混合比に基づく開度となるように混合弁１３を制御するのである。そして、ＣＰＵ１００は、給湯運転中の流量や温度条件などに応じて混合弁１３の開度を可変調整するが、混合比については、その都度ＣＰＵ１００により選定されることで再帰的に求められる。
【００３２】
そして、予熱量は、以下に説示する等価モデルと、この等価モデルより導き出される所定の演算式に基づいて求められる。
【００３３】
図４は、予熱量を求めるために導入された等価モデルを説明するための模式図である。この図の（ａ）に示すように、仮に入水温度「Ｃｔ」，入水流量「Ｖ」からなる水を加熱部に通し、出湯温度「Ｎｔ」，出湯流量「Ｖ」からなる湯を出す場合を考えると、加熱部で水に与えられる単位時間当たりの熱量「ΔＱ」は、（Ｎｔ−Ｃｔ）×Ｖにより求められる。
【００３４】
一方、図４の（ｂ）に示すように、上記と同じ入水温度「Ｃｔ」，入水流量「Ｖ」からなる水を一旦予熱部に通し、この予熱部を経ることで温度「Ｍｔ」，流量「Ｖ」となった温水をさらに加熱部に通し、出湯温度「Ｎｔ」，出湯流量「Ｖ」からなる湯を出す場合を考える。この場合、予熱部で水に与えられる単位時間当たりの熱量「ΔＱ１」は、（Ｍｔ−Ｃｔ）×Ｖにより求められる。一方、加熱部で温水に与えられる単位時間当たりの熱量「ΔＱ２」は、（Ｎｔ−Ｍｔ）×Ｖにより求められる。
【００３５】
つまり、入水および出湯における温度や流量が図４の（ａ）の場合と同じ条件であれば、ΔＱ＝ΔＱ１＋ΔＱ２となり、明らかに図４の（ｂ）の場合における加熱部の単位時間当たりの熱量が図４の（ａ）の場合よりも少なくて済むことがわかる。したがって、予熱部における単位時間当たりの熱量「ΔＱ１」が多いほど、加熱部で消費される熱量「ΔＱ２」が少なくなり、このことから予熱部における単位時間当たりの熱量「ΔＱ１」は、加熱部におけるエネルギー節減分を意味することとなる。
【００３６】
そして、図４の（ｂ）と実際の装置構成とを比較検討し、加熱部を燃焼熱交換部１６に置き換えて考えてみると、予熱部は、給湯装置本体１の外部にある太陽熱温水器やコジェネレーション装置などに相当するものと考えられる。そのため、予熱水を低温水に混合することで燃焼熱交換部１６にて節減されたであろう予熱量は、実質的に予熱部における単位時間当たりの熱量「ΔＱ１」と同じものとみなすことができる。したがって、低温水サーミスタ１２で検出される低温水の温度を「Ｃｔ」、混合サーミスタ１５で検出される混合水の温度を「Ｍｔ」、流量センサ１８で検出される予熱水と低温水との混合によるトータル流量を「Ｖ」とすると、単位時間当たりの予熱量「ΔＱ１」は、下記の数式１により求められる。
【００３７】
【数１】

【００３８】
さらに、上記数式１に基づいて時間積算量としての予熱量「Ｑ」は、下記の数式２により求められる。
【００３９】
【数２】

【００４０】
なお、上記数式２の右辺で総和をとるのは、低温水温度「Ｃｔ」、混合水温度「Ｍｔ」、トータル量「Ｖ」が常に一定ではなく可変検出値として得られるためである。したがって、数式２によれば、所定のタイミングごとに積算した有限時間内の予熱量「Ｑ」が求められる。
【００４１】
以上のようにして予熱量「Ｑ」が求められるが、この予熱量「Ｑ」は、ユーザがリモコン２上で所定の操作を行うと、燃焼熱交換部１６におけるガス消費量の節約分に相当するガス使用料金に換算された上で表示パネル２３に表示される。ユーザは、予熱量「Ｑ」に応じた節約分のガス使用料金を確認することで、どれぐらいの節約効果があったのか的確に知ることができる。
【００４２】
次に、予熱量の算出処理について図５のフローチャートを参照して説明する。
【００４３】
図５に示すように、給湯運転中のＣＰＵ１００は、所定のタイミングごとに低温水サーミスタ１２を介して低温水の温度「Ｃｔ」を検出している（Ｓ１）。
【００４４】
また、ＣＰＵ１００は、所定のタイミングごとに混合サーミスタ１５を介して混合水の温度「Ｍｔ」を検出している（Ｓ２）。
【００４５】
また、ＣＰＵ１００は、所定のタイミングごとに流量センサ１８を介して予熱水量「Ｖｈ」と低温水量「Ｖｃ」とを合わせたトータル流量「Ｖ」を検出している（Ｓ３）。なお、上記したＳ１〜Ｓ３は、その順に決まって行われるものではなく、ほぼ同時に行われる。
【００４６】
そして、ＣＰＵ１００は、先述した数式２に混合水の温度「Ｍｔ」、低温水の温度「Ｃｔ」、トータル流量「Ｖ」を代入することにより、所定のタイミングごとに積算量としての予熱量「Ｑ」を算出する（Ｓ４）。なお、Ｓ４において、積算をはじめる起算点は、たとえば１日が始まる午前０：００の時点としたり、給湯運転を開始する毎としても良い。前者によれば、１日分の予熱量「Ｑ」が求められ、後者によれば、給湯運転ごとの予熱量「Ｑ」が求められる。
【００４７】
以上のようにして予熱量「Ｑ」が求められるが、ユーザが節約分を確認するための所定の操作を行うと、ＣＰＵ１００は、その時点で得られている予熱量「Ｑ」を換算テーブルに基づいてガス使用料金に換算し（Ｓ５）、換算したガス使用料金を節約分としてリモコン２の表示パネル２３に表示させる（Ｓ６）。なお、予熱量「Ｑ」は、換算テーブルに基づいてガス消費量に換算された上で表示されるとしても良い。また、予熱量「Ｑ」そのものが表示されるとしても良い。
【００４８】
したがって、本実施形態によれば、一応は予熱水の温度や予熱水と低温水との混合比について検出されるが、これらを直接用いなくても積算量としての予熱量「Ｑ」が簡単に求められ、これを単位換算して節約分としてのガス使用料金やガス消費量が表示されるので、ユーザは、予熱水を利用することでその分どれだけの節約効果があったのかを容易に知ることができる。
【００４９】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。
【００５０】
たとえば、予熱量「Ｑ」は、以下に説明するような方法で求めるようにしても良い。
【００５１】
再び図４を参照してこの図の（ｃ）に示すように、（ａ）の場合と同じ入水温度「Ｃｔ」，入水流量「Ｖ」からなる水を分岐させ、その一部の分流量「Ｖｈ」を予熱部に通過させる一方、他の残りの分流量「Ｖｃ」については予熱部を通過させずにそのままとする。分流量「Ｖｈ」については、予熱部を通過することで温度が「Ｈｔ」まで昇温されるとする。そして、分流量「Ｖｈ」，「Ｖｃ」を加熱部に入る前に合流させ、この合流により温度「Ｍｔ」，流量「Ｖ」となった温水をさらに加熱部に通し、出湯温度「Ｎｔ」，出湯流量「Ｖ」からなる湯を出す場合を考える。この場合、予熱部で水に与えられる単位時間当たりの熱量「ΔＱ１′」は、（Ｈｔ−Ｃｔ）×Ｖｈにより求められる。分流量「Ｖｃ」に対する分流量「Ｖｈ」の割合を示す混合比を「μ」とすると、分流量「Ｖｈ」は、（μ／μ＋１）×Ｖにより求められる。一方、加熱部で加えられる単位時間当たりの熱量「ΔＱ２′」は、先述した（ｂ）の場合と同様に（Ｎｔ−Ｍｔ）×Ｖにより求められる。
【００５２】
つまり、図４の（ｃ）でも、入水および出湯における温度や流量が図４の（ａ）の場合と同じ条件であれば、ΔＱ＝ΔＱ１′＋ΔＱ２′となり、明らかに図４の（ｃ）の場合における加熱部の単位時間当たりの熱量が図４の（ａ）の場合よりも少なくて済むことがわかる。したがって、予熱部における単位時間当たりの熱量「ΔＱ１′」が多いほど、加熱部で消費される熱量「ΔＱ２′」が少なくなり、このことから予熱部における単位時間当たりの熱量「ΔＱ１′」は、加熱部におけるエネルギー節減分を意味することとなる。
【００５３】
そして、図４の（ｃ）と実際の装置構成とを比較検討し、加熱部を燃焼熱交換部１６に置き換えて考えてみると、この場合も予熱部は、給湯装置本体１の外部にある太陽熱温水器やコジェネレーション装置などに相当するものと考えられる。そのため、予熱水を低温水に混合することで燃焼熱交換部１６にて節減されたであろう予熱量は、実質的に予熱部における単位時間当たりの熱量「ΔＱ１′」と同じものとみなすことができる。したがって、予熱水サーミスタ１１で検出される予熱水の温度を「Ｈｔ」、低温水サーミスタ１２で検出される低温水の温度を「Ｃｔ」、流量センサ１８で検出される予熱水と低温水との混合によるトータル流量を「Ｖ」、図３の混合比制御テーブルから求められる混合比を「μ」とすると、単位時間当たりの予熱量「ΔＱ１′」は、下記の数式３により求められる。
【００５４】
【数３】

【００５５】
さらに、上記数式３に基づいて時間積算量としての予熱量「Ｑ」は、下記の数式４により求められる。
【００５６】
【数４】

【００５７】
なお、上記数式４の右辺で総和をとるのは、予熱水温度「Ｈｔ」、低温水温度「Ｃｔ」、混合比「μ」、トータル量「Ｖ」が常に一定ではなく可変検出値として得られるためである。したがって、数式４によれば、所定のタイミングごとに積算した有限時間内の予熱量「Ｑ」が求められる。
【００５８】
以上のようにして予熱量「Ｑ」が求められるが、この予熱量「Ｑ」は、ユーザがリモコン２上で所定の操作を行うと、燃焼熱交換部１６の燃焼／加熱におけるガス消費量の節約分に相当するガス使用料金に換算された上で表示パネル２３に表示される。ユーザは、予熱量「Ｑ」に応じた節約分のガス使用料金を確認することで、どれぐらいの節約効果があったのか的確に知ることができる。
【００５９】
次に、他の実施形態による予熱量の算出処理について図６のフローチャートを参照して説明する。
【００６０】
図６は、上記数式３，４を用いた予熱量の算出処理を示すフローチャートであって、この図に示すように、給湯運転中のＣＰＵ１００は、所定のタイミングごとに予熱水サーミスタ１１を介して予熱水の温度「Ｈｔ」を検出している（Ｓ１１）。
【００６１】
また、ＣＰＵ１００は、所定のタイミングごとに低温水サーミスタ１２を介して低温水の温度「Ｃｔ」を検出している（Ｓ１２）。
【００６２】
また、ＣＰＵ１００は、図３の混合比制御テーブルで着目中にある混合比「μ」を所定のタイミングごとに検出している（Ｓ１３）。
【００６３】
また、ＣＰＵ１００は、所定のタイミングごとに流量センサ１８を介して予熱水量「Ｖｈ」と低温水量「Ｖｃ」とを合わせたトータル流量「Ｖ」を検出している（Ｓ１４）。なお、上記したＳ１１〜Ｓ１４は、その順に決まって行われるものではなく、ほぼ同時に行われる。
【００６４】
そして、ＣＰＵ１００は、上記数式４に予熱水の温度「Ｈｔ」、低温水の温度「Ｃｔ」、トータル流量「Ｖ」、混合比「μ」を代入することにより、所定のタイミングごとに積算量としての予熱量「Ｑ」を算出する（Ｓ１５）。なお、Ｓ１５において、積算をはじめる起算点は、たとえば１日が始まる午前０：００の時点としたり、給湯運転を開始する毎としても良い。前者によれば、１日分の予熱量「Ｑ」が求められ、後者によれば、給湯運転ごとの予熱量「Ｑ」が求められる
。
【００６５】
以上のようにして予熱量「Ｑ」が求められるが、ユーザが節約分を確認するための所定の操作を行うと、ＣＰＵ１００は、その時点で得られている予熱量「Ｑ」を換算テーブルに基づいてガス使用料金に換算し（Ｓ１６）、換算したガス使用料金を節約分としてリモコン２の表示パネル２３に表示させる（Ｓ１７）。なお、上記数式４から導出される予熱量「Ｑ」でも、換算テーブルに基づいてガス消費量に換算された上で表示されるとしても良い。また、予熱量「Ｑ」そのものが表示されるとしても良い。
【００６６】
したがって、数式４を適用した他の実施形態によれば、一応は混合水の温度を検出するが、この混合水の温度「Ｍｔ」を用いなくても積算量としての予熱量「Ｑ」が簡単に求められ、これを単位換算して節約分としてのガス使用料金やガス消費量が表示されるので、先述した実施形態と同様にユーザは、予熱水を利用することでその分どれだけの節約効果があったのかを容易に知ることができる。
【００６７】
上記の各実施形態では、予熱水と低温水との混合水が給湯用水として利用されるが、混合水を風呂の湯張り用や追い焚き用、あるいは温水暖房用に用いても良い。
【００６８】
また、給湯装置本体１は、混合水を加熱する系統に加えて、風呂の湯張り用や追い焚き用、あるいは温水暖房用の循環水を加熱するための系統を別途備えたものであっても良い。
【００６９】
流量センサ１８は、燃焼熱交換部１６より上流側の箇所、たとえば混合弁１３の流出口付近に設けられたものであっても良い。
【００７０】
混合比「μ」については、図３に示すような混合比制御テーブルから求められるほか、所定の関数演算式から求めるようにしても良い。
【００７１】
上記の各実施形態では、燃焼熱交換部１６がガス燃焼方式よりなるため、予熱量「Ｑ」をガス使用料金やガス消費量に換算するようにしたが、たとえば、電気加熱方式の場合には、予熱量「Ｑ」を電気料金や電気消費量に換算するのが好ましく、また、灯油燃焼方式の場合には、予熱量「Ｑ」を灯油料金や灯油消費量に換算するのが好ましい。
【００７２】
予熱水は、太陽熱温水器やコジェネレーション装置などのほか、たとえば温泉などの熱を利用してあらかじめ温められたものでも良い。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、予熱水の温度や予熱水と低温水との混合比を直接検出しなくても予熱量を算出したり、あるいは混合水の温度を検出しなくても予熱量を算出できるので、エネルギー節減分としての予熱量を簡単に求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る給湯装置の一実施形態を示す構成図である。
【図２】給湯装置本体の電気的な構成を示すブロック図である。
【図３】混合比制御テーブルを説明するための説明図である。
【図４】予熱量を求めるために導入された等価モデルを説明するための模式図である。
【図５】予熱量の算出処理を示すフローチャートである。
【図６】他の実施形態による予熱量の算出処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１　　給湯装置本体
２　　リモコン（表示手段）
３　　通信ケーブル
１０　制御部（混合比検出手段，予熱量算出手段，換算手段）
１１　予熱水サーミスタ（予熱水温度検出手段）
１２　低温水サーミスタ（低温水温度検出手段）
１３　混合弁
１４　フェールセーフ弁
１５　混合サーミスタ（混合水温度検出手段）
１６　燃焼熱交換部
１７　バイパス制御弁
１８　流量センサ（流量検出手段）
１９　水量調整サーボ

Claims

予熱水と低温水とを混合した上で熱交換器に通し、この熱交換器で加熱した湯を出湯し得る給湯装置であって、
混合前の前記低温水の温度を検出する低温水温度検出手段と、
前記予熱水と低温水との混合水が前記熱交換器に入る前の温度を検出する混合水温度検出手段と、
前記熱交換器の流出量または流入量を検出する流量検出手段と、
前記低温水の温度、前記混合水の温度、ならびに前記流出量または流入量を所定の演算式に代入し、演算結果として前記予熱水により節減されたであろう予熱量を算出する予熱量算出手段と、
を備えたことを特徴とする、給湯装置。
予熱水と低温水とを混合した上で熱交換器に通し、この熱交換器で加熱した湯を出湯し得る給湯装置であって、
混合前の前記予熱水の温度を検出する予熱水温度検出手段と、
混合前の前記低温水の温度を検出する低温水温度検出手段と、
前記予熱水と低温水との混合比を検出する混合比検出手段と、
前記熱交換器の流出量または流入量を検出する流量検出手段と、
前記予熱水の温度、前記低温水の温度、前記予熱水と低温水との混合比、ならびに前記流出量または流入量を所定の演算式に代入し、演算結果として前記予熱水により節減されたであろう予熱量を算出する予熱量算出手段と、
を備えたことを特徴とする、給湯装置。
前記予熱量算出手段で算出された予熱量を、所定のエネルギー使用料金または所定のエネルギー消費量に換算する換算手段を有する、請求項１または２に記載の給湯装置。
予熱量に関する情報を表示するための表示手段を有する、請求項１ないし３のいずれかに記載の給湯装置。
前記表示手段に表示される予熱量に関する情報は、前記予熱量算出手段で算出された予熱量そのものである、請求項４に記載の給湯装置。
前記表示手段に表示される予熱量に関する情報は、前記換算手段で換算結果として得られたエネルギー使用料金またはエネルギー消費量である、請求項４に記載の給湯装置。
前記表示手段に表示されるエネルギー使用料金またはエネルギー消費量は、前記予熱量を前記熱交換器で消費したと仮定した場合のエネルギー使用料金またはエネルギー消費量である、請求項６に記載の給湯装置。
予熱水と低温水とを混合した上で熱交換器に通し、この熱交換器で加熱した湯を出湯し得る給湯装置に適用され、前記予熱水による予熱量を求めるための予熱量算出方法であって、
混合前の前記低温水の温度を検出する低温水温度検出ステップと、
前記予熱水と低温水との混合水が前記熱交換器に入る前の温度を検出する混合水温度検出ステップと、
前記熱交換器の流出量または流入量を検出する流量検出ステップと、
前記低温水の温度、前記混合水の温度、ならびに前記流出量または流入量を所定の演算式に代入し、演算結果として前記予熱水により節減されたであろう予熱量を算出する予熱量算出ステップと、
を実行することを特徴とする、予熱量算出方法。
予熱水と低温水とを混合した上で熱交換器に通し、この熱交換器で加熱した湯を出湯し得る給湯装置に適用され、前記予熱水による予熱量を求めるための予熱量算出方法であって、
混合前の前記予熱水の温度を検出する予熱水温度検出ステップと、
混合前の前記低温水の温度を検出する低温水温度検出ステップと、
前記予熱水と低温水との混合比を検出する混合比検出ステップと、
前記熱交換器の流出量または流入量を検出する流量検出ステップと、
前記予熱水の温度、前記低温水の温度、前記予熱水と低温水との混合比、ならびに前記流出量または流入量を所定の演算式に代入し、演算結果として前記予熱水により節減されたであろう予熱量を算出する予熱量算出ステップと、
を実行することを特徴とする、予熱量算出方法。