JP2004037052A - 給湯システム - Google Patents

Abstract

【課題】補助熱源によって生成された予熱温水を有効に利用して浴槽への自動お湯張りを行うことができる給湯システムを提供する。
【解決手段】浴槽への自動お湯張り機能を有する給湯器２０が、太陽熱利用温水器１０の蓄熱槽１４から送出される予熱温水を利用して給湯を行うようになっている。風呂設定温度＞予熱温水温度≧基準温度（風呂設定温度−６℃）の場合は、混合調節弁２１が予熱温水をそのままの状態で熱交換器２２に送出し、給湯器２０のバーナーを燃焼させることなく浴槽に自動注湯するが、予熱温水温度＜基準温度の場合は、混合調節弁２１が予熱温水と低温水とを混合することによって固定温度（風呂設定温度−１０℃）の温水を生成し、生成された固定温度の温水を給湯器２０の熱交換器２２に送出しながら、給湯器２０のバーナーを燃焼させることによって風呂設定温度の温水を生成し、これを浴槽に自動注湯する。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、浴槽への自動お湯張り機能を有する給湯器が、太陽熱等の補助熱源によって生成された予熱温水を利用して給湯を行う給湯システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
補助熱源を利用した給湯システムとしては、例えば、補助熱源である太陽熱を利用して生成された予熱温水を貯留する蓄熱槽を備えている太陽熱利用温水器と、浴槽へ自動注湯を行った後、必要に応じて追い焚きを行うことによって、風呂設定温度の温水を浴槽に貯留する浴槽への自動お湯張り機能を備えている給湯器とを組み合わせた給湯システムが従来から知られている。
【０００３】
こういった給湯システムでは、太陽熱利用温水器の蓄熱槽と給湯器の熱交換器とが接続されており、給湯時や浴槽への自動お湯張り時には、太陽熱利用温水器の蓄熱槽に貯留された予熱温水が給湯器の熱交換器に送出されるが、蓄熱槽に貯留された予熱温水を単に熱交換器に送出するだけではなく、必要に応じて、蓄熱槽から送出される予熱温水に低温水（常水温の水道水または予熱温水より低い温度の水）を混合した状態で、熱交換器に送出することができるように、給湯器には、熱交換器の上流側に、蓄熱槽から送出される予熱温水と低温水とを任意の混合比率で混合するための混合調節弁が搭載されている。
【０００４】
従って、自動お湯張りモードで浴槽へのお湯張りを行う際、給湯器に対して設定された風呂設定温度以上の予熱温水が蓄熱槽に貯留されている場合は、給湯器の混合調節弁が、蓄熱槽から送出される風呂設定温度以上の予熱温水と低温水とを適宜混合することによって風呂設定温度の温水を生成し、熱交換器を加熱するバーナーを燃焼させることなく、浴槽への自動注湯が行われることになり、風呂設定温度以上の予熱温水が蓄熱槽に貯留されていない場合は、給湯器の混合調節弁が、蓄熱槽から送出される風呂設定温度を下回る予熱温水と低温水とを適宜混合することによって、風呂設定温度より低い予め定められた所定温度の温水を熱交換器に送出しながら、熱交換器を加熱するバーナーを燃焼させることによって風呂設定温度の温水を生成し、これを浴槽に自動注湯することになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の給湯システムでは、蓄熱槽に貯留されている予熱温水の温度が風呂設定温度より僅かに低いような場合であっても、給湯器が風呂設定温度の温水を確実に生成するために、混合調節弁が蓄熱槽から送出される予熱温水を所定温度まで一旦下げなければならないので、その後の加熱に要する給湯器の燃料消費量が必要以上に大きくなり、蓄熱槽に貯留された予熱温水を有効に利用して浴槽への自動お湯張りを行うことができないという問題があった。
【０００６】
そこで、この発明の課題は、補助熱源によって生成された予熱温水を有効に利用して浴槽への自動お湯張りを行うことができる給湯システムを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段及びその効果】
上記の課題を解決するため、請求項１にかかる発明は、浴槽へ自動注湯を行った後、必要に応じて追い焚きを行うことによって、風呂設定温度の温水を浴槽に貯留する自動お湯張り機能を有する給湯器と、補助熱源によって生成された予熱温水に、必要に応じて低温水を混合して前記給湯器の熱交換器に送出する混合調節弁とを備え、浴槽への自動お湯張りを行う際に、風呂設定温度以上の予熱温水が前記混合調節弁に送出される場合は、前記混合調節弁が低温水を混合することによって風呂設定温度の温水を生成し、これを浴槽に自動注湯するようになっている給湯システムにおいて、浴槽への自動お湯張りを行う際に、風呂設定温度を下回る予熱温水が前記混合調節弁に送出される場合は、風呂設定温度を下回る予熱温水をそのままの状態で浴槽に自動注湯するようになっていることを特徴とする給湯システムを提供するものである。
【０００８】
以上のように、この給湯システムでは、浴槽への自動お湯張りを行う際に、風呂設定温度を下回る予熱温水が混合調節弁に送出される場合は、風呂設定温度を下回る予熱温水をそのままの状態で浴槽に注湯した後、浴槽に注湯された温水が風呂設定温度になるように、給湯器が追い焚きを行うことになるので、補助熱源によって生成された予熱温水の温度が風呂設定温度より僅かに低いような場合であっても、補助熱源によって生成された予熱温水を予め定められている所定温度まで一旦下げた後、給湯器で加熱することによって風呂設定温度の温水を生成し、これを浴槽に自動注湯するようになっている従来の給湯システムに比べて、給湯器の燃料消費量を抑えることができ、補助熱源によって生成された予熱温水を有効に利用して浴槽への自動お湯張りを行うことが可能となる。
【０００９】
また、請求項２にかかる発明の給湯システムのように、浴槽への自動お湯張りを行う際に、前記混合調節弁に送出される予熱温水が風呂設定温度より低い予め定められた基準温度を下回っている場合は、前記混合調節弁が低温水を混合することによって基準温度より低い予め定められた所定温度の温水を前記給湯器の熱交換器に送出し、この所定温度の温水を前記給湯器の熱交換器が加熱することによって、風呂設定温度の温水を生成し、これを浴槽に自動注湯するようにしておくと、自動注湯後の追焚時間が極端に長くなることがないので、自動お湯張りに要する時間を抑えつつ、補助熱源によって生成された予熱温水を有効に利用した自動お湯張りを行うことができる。
【００１０】
また、請求項３にかかる発明の給湯システムのように、浴槽への自動お湯張りを行う際に、風呂設定温度を下回る予熱温水が前記混合調節弁に送出される場合は、前記混合調節弁が低温水を混合することによって風呂設定温度より低い予め定められた所定温度の温水を前記給湯器の熱交換器に送出し、この所定温度の温水を前記給湯器の熱交換器が加熱することによって、風呂設定温度の温水を生成し、これを浴槽に自動注湯する設定温度注湯モードを備え、必要に応じて、前記設定温度注湯モードに切り換えて、浴槽への自動お湯張りを行うことができるようにしておくと、すぐに入浴したいような場合は、設定温度注湯モードに切り換えて浴槽への自動お湯張りを行うと、最短時間で自動お湯張りが完了するので、使い勝手が向上する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、補助熱源である太陽熱によって生成された予熱温水を利用した給湯システム１の概略構成を示している。この給湯システム１は、同図に示すように、太陽熱利用温水器１０と給湯器２０とが接続されたものであり、太陽熱利用温水器１０によって生成された予熱温水が給湯器２０に送出されるようになっている。
【００１２】
前記太陽熱利用温水器１０は、ソーラー集熱器１１と密閉式の蓄熱槽１４とを備えており、蓄熱槽１４には、その下端部に低温水を供給するための給水管１５が接続されていると共に、上端部には貯留された予熱温水を給湯器２０に送出するための予熱温水供給管１６が接続されている。
【００１３】
前記ソーラー集熱器１１には、その入口側と出口側とを接続するソーラー配管１２によって熱媒体の循環経路が形成されており、このソーラー配管１２は、部分的に蓄熱槽１４内に導入された熱交換部１３を有している。従って、ソーラー集熱器１１によって加熱された熱媒体は、ソーラー配管１２を通って蓄熱槽１４内に導かれ、熱交換部１３で蓄熱槽１４内の水と熱交換を行うことで、蓄熱槽１４内に予熱温水が生成されるようになっている。
【００１４】
前記給湯器２０は、浴槽への自動お湯張り機能を有しており、自動お湯張りモードで浴槽へのお湯張りを開始すると、所定水位または所定量のお湯が浴槽に貯留されるまで自動的に注湯が行われ、注湯が完了した時点で、浴槽内の湯温が風呂設定温度ｔｂｅを下回っている場合は、浴槽内の湯温が風呂設定温度ｔｂｅになるまで自動的に追い焚きが行われるようになっている。
【００１５】
この給湯器２０は、給水管１７を介して供給される低温水と、蓄熱槽１４から予熱温水供給管１６を介して供給される予熱温水とを、必要に応じて混合する混合調節弁２１と、混合調節弁２１の出口側に接続された、混合調節弁２１から送出される温水を必要に応じて加熱する熱交換器２２を有するメイン流路２３と、熱交換器２２をバイパスするように、メイン流路２３に接続されたバイパス流路２４とを備えており、バイパス流路２４には、熱交換器２２から送出される高温の温水に、混合調節弁２１から送出される比較的低温の温水を適宜混合することによって給湯設定温度ｔｓｅや風呂設定温度ｔｂｅの温水を生成するためのバイパス弁２５が設置されている。
【００１６】
また、給水管１７及び混合調節弁２１の温水出口側に接続されたメイン流路２３には、混合調節弁２１をバイパスするバイパス管２６が接続されており、このバイパス管２６には、通電状態でバイパス管２６の流路を遮断するダイヤフラム方式の電磁弁２６ａが設置されている。
【００１７】
また、混合調節弁２１に接続された予熱温水供給管１６、メイン流路２３におけるバイパス管２６の接続部の上流側及び熱交換器２２とバイパス流路２４の下流側接続部との間には、蓄熱槽１４から送出される予熱温水の温度（予熱温水温度）ｔｐを検出するための予熱温水温度センサ２７、混合調節弁２１から送出される温水の温度（混合温水温度）ｔｍを検出するための混合温水温度センサ２８及び熱交換器２２の出口温水温度を、熱交換器２２自体の温度（熱交換器温度）ｔｃとして検出する熱交換器温度センサ２９がそれぞれ設置されている。
【００１８】
また、給湯器２０には、シリアルインターフェースを介して、操作リモコン３０のコントローラ３０ａとの間で通信可能なコントローラ２０ａが搭載されており、これらのコントローラ２０ａ、３０ａが相互に連携をとりながら、給湯器２０の運転動作を統括的に制御している。
【００１９】
前記コントローラ２０ａには、予熱温水温度センサ２７、混合温水温度センサ２８及び熱交換器温度センサ２９からの温度検出信号が入力されると共に、操作リモコン３０によって設定された給湯設定温度ｔｓｅ、風呂設定温度ｔｂｅや運転スイッチ信号等が操作リモコン３０のコントローラ３０ａから送信されるようになっており、これらの温度検出信号及び給湯設定温度ｔｓｅまたは風呂設定温度ｔｂｅ等に基づいて、コントローラ２０ａが混合調節弁２１、バイパス弁２５及び熱交換器２２を加熱するバーナー（図示せず）を制御するようになっている。
【００２０】
まず、給湯を行う際、または、自動お湯張りモードで浴槽へのお湯張りを行う際に、蓄熱槽１４から送出される予熱温水の温度、即ち、予熱温水温度センサ２７によって検出された予熱温水温度ｔｐが給湯設定温度ｔｓｅまたは風呂設定温度ｔｂｅ以上の場合は、給湯器２０のバーナーを燃焼させなくても、低温水を適宜混合することによって給湯設定温度ｔｓｅまたは風呂設定温度ｔｂｅの温水を供給することができるので、混合調節弁２１から送出される温水の温度、即ち、混合温水温度センサ２８によって検出される混合温水温度ｔｍが給湯設定温度ｔｓｅまたは風呂設定温度ｔｂｅになるように、混合調節弁２１の開度を調整する設定温度制御を行うようになっている。従って、自動お湯張りモードで浴槽へのお湯張りを行う場合は、給湯器２０のバーナーが燃焼することなく、風呂設定温度ｔｂｅの温水が浴槽に自動注湯されることになる。
【００２１】
これに対して、給湯を行う際、または、自動お湯張りモードで浴槽へのお湯張りを行う際に、予熱温水温度ｔｐが給湯設定温度ｔｓｅまたは風呂設定温度ｔｂｅを下回っている場合は、以下に示すように、通常の給湯を行う場合と、自動お湯張りモードで浴槽へのお湯張りを行う場合とで、混合調節弁２１が異なる制御を行うようになっている。
【００２２】
まず、給湯を行う際に、予熱温水温度ｔｐが給湯設定温度ｔｓｅを下回っている場合は、給湯器２０のバーナーを燃焼させなければ、給湯設定温度ｔｓｅの温水を供給することができないので、給湯器２０のバーナーを燃焼させることによって、確実に給湯設定温度ｔｓｅの温水を生成することができるように、予め定められた所定温度（以下、固定温度という。）ｔｓｆ（給湯設定温度ｔｓｅ−１０℃）の温水がそれぞれ熱交換器２２に送出されるように、混合調節弁２１の開度を調整して低温水を混合する固定温度制御を行うようになっている。
【００２３】
一方、自動お湯張りモードで浴槽へのお湯張りを行う際に、予熱温水温度ｔｐが風呂設定温度ｔｂｅを下回っている場合は、以下に示すように、予熱温水温度ｔｐが、風呂設定温度ｔｂｅと固定温度ｔｂｆ（風呂設定温度ｔｂｅ−１０℃）との間に設定された基準温度ｔｐｓ（例えば、風呂設定温度ｔｂｅ−６℃）以上であるか否かによって、異なる注湯動作を実行することになる。
【００２４】
まず、予熱温水温度ｔｐが、基準温度ｔｐｓ以上の場合は、蓄熱槽１４に貯留された予熱温水を最大限に利用するために、混合調節弁２１が、風呂設定温度ｔｂｅを下回る予熱温水をそのままの状態で熱交換器２２に送出し、給湯器２０のバーナーを燃焼させることなく、風呂設定温度ｔｂｅを下回る予熱温水を浴槽に自動注湯することになる。
【００２５】
これに対して、予熱温水温度ｔｐが、基準温度ｔｐｓを下回っている場合は、混合調節弁２１が、予熱温水と低温水とを混合することによって固定温度ｔｂｆの温水を生成する固定温度制御を行い、生成された固定温度ｔｂｆの温水を給湯器２０の熱交換器２２に送出しながら、給湯器２０のバーナーを燃焼させることによって、風呂設定温度ｔｂｅの温水を生成し、これを浴槽に自動注湯することになる。
【００２６】
従って、予熱温水温度ｔｐが基準温度ｔｐｓを下回る場合は、浴槽への自動注湯を開始する前に浴槽に貯留されている残り湯等の初期貯留分のみを、自動注湯完了後に風呂設定温度ｔｂｅまで追い焚きすることになるが、予熱温水温度ｔｐが基準温度ｔｐｓ以上の場合は、初期貯留分と注湯分の双方を、自動注湯完了後に風呂設定温度ｔｂｅまで追い焚きすることになる。
【００２７】
以上のように、この給湯システム１では、浴槽への自動お湯張りを行う際に、予熱温水温度ｔｐが風呂設定温度ｔｂｅを下回っているが、基準温度ｔｐｓ以上である場合は、その予熱温水をそのままの状態で浴槽に自動注湯した後、浴槽に注湯された温水が風呂設定温度ｔｂｅになるように、給湯器２０が追い焚きを行うことになるので、予熱温水温度ｔｐが風呂設定温度ｔｂｅより僅かに低いような場合であっても、蓄熱槽から送出される予熱温水を予め定められている所定温度まで一旦下げた後、給湯器で加熱することによって風呂設定温度の温水を生成し、これを浴槽に自動注湯するようになっている従来の給湯システムに比べて、給湯器２０の燃料消費量を抑えることができる。
【００２８】
一方、浴槽への自動お湯張りを行う際に、予熱温水温度ｔｐが基準温度ｔｐｓを下回っているような場合は、給湯器２０のバーナーを燃焼させることによって、風呂設定温度ｔｂｅの温水を生成し、これを浴槽に自動注湯するようになっているので、予熱温水温度ｔｐが風呂設定温度ｔｂｅに比べてかなり低いような場合でも、自動注湯後の追焚時間が極端に長くなることがなく、自動お湯張りに要する時間を抑えつつ、蓄熱槽１４に貯留された予熱温水を有効に利用した自動お湯張りを行うことができる。
【００２９】
なお、上述した実施形態では、予熱温水温度ｔｐが基準温度ｔｐｓを下回っている場合は、自動注湯後の追焚時間が長くならないように、給湯器２０のバーナーを燃焼させることによって、風呂設定温度ｔｂｅの温水を浴槽に自動注湯するようにしているが、自動注湯後の追焚時間が長くなってもかまわないのであれば、予熱温水温度ｔｐが風呂設定温度ｔｂｅを下回っている場合は、基準温度ｔｐｓを下回っているか否かに拘わらず、予熱温水をそのままの状態で浴槽に自動注湯するようにしてもよい。
【００３０】
ただし、予熱温水温度ｔｐが固定温度ｔｂｆ以下である場合は、予熱温水温度ｔｐをそれ以下に下げなくても、即ち、予熱温水に低温水を混合しなくても、給湯器２０のバーナーを燃焼させることによって、風呂設定温度ｔｂｅの温水を確実に生成することができるので、燃料が無駄に使用されることはなく、逆に、固定温度ｔｂｆ以下の予熱温水をそのままの状態で浴槽に自動注湯すると、その後の追焚時間が長くなるだけなので、予熱温水温度ｔｐが固定温度ｔｂｆを上回っている場合にだけ、予熱温水をそのままの状態で浴槽に自動注湯することが望ましい。
【００３１】
また、上述した各実施形態では、風呂設定温度ｔｂｅ＞予熱温水温度ｔｐ≧基準温度ｔｐｓの場合、風呂設定温度ｔｂｅ＞予熱温水温度ｔｐの場合、または風呂設定温度ｔｂｅ＞予熱温水温度ｔｐ＞固定温度ｔｂｆの場合は、常に、予熱温水をそのままの状態で浴槽に自動注湯するようになっているが、これに限定されるものではなく、例えば、浴槽への自動お湯張りを行う際に、予熱温水温度ｔｐが風呂設定温度ｔｂｅを下回っている場合は、混合調節弁２１が予熱温水に低温水を混合することによって固定温度ｔｂｆの温水を生成しながら熱交換器２２に送出し、この固定温度ｔｂｆの温水を熱交換器２２が加熱することによって、風呂設定温度ｔｂｅの温水を生成し、これを浴槽に自動注湯する設定温度注湯モードを設けておき、必要に応じて、設定温度注湯モードに切り換えて、浴槽への自動お湯張りを行うことができるようにしておくと、すぐに入浴したいような場合は、設定温度注湯モードに切り換えて浴槽への自動お湯張りを行うと、最短時間で自動お湯張りが完了するので、使い勝手が向上する。
【００３２】
また、上述した各実施形態では、固定温度ｔｓｆを給湯設定温度ｔｓｅ−１０℃、固定温度ｔｂｆを風呂設定温度ｔｂｅ−１０℃に設定しているが、これに限定されるものではなく、例えば、給湯設定温度ｔｓｅが６０℃以上、６０℃未満３５℃以上、３５℃未満に場合分けし、６０℃以上の場合は４５℃、６０℃未満３５℃以上の場合は３０℃、３５℃未満の場合は２５℃といった具合に、給湯設定温度ｔｓｅや風呂設定温度ｔｂｅに応じて、固定的に設定することも可能であり、そのようにして固定温度ｔｂｆを設定した場合は、基準温度ｔｐｓについても固定的に設定すればよい。
【００３３】
また、上述した各実施形態では、混合調節弁２１が組み込まれた給湯器２０を使用した給湯システムについて説明したが、これに限定されるものではなく、混合調節弁を有する給湯接続ユニットを介して、太陽熱利用温水器と通常の給湯器とを接続した給湯システムについても、本発明を適用することができる。
【００３４】
また、上述した各実施形態では、補助熱源が太陽熱である給湯システムについて説明したが、補助熱源はこういった太陽熱に限定されるものではなく、例えば、コージェネレーションシステムにおけるガスエンジンやガスタービンの排熱を補助熱源とした給湯システムのように、種々の補助熱源を使用した給湯システムについて、本発明を適用することができることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる給湯システムの一実施形態を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１　給湯システム
１０　太陽熱利用温水器
１４　蓄熱槽
１５、１７　給水管
１６　予熱温水供給管
２０　給湯器
２０ａ　コントローラ
２１　混合調節弁
２２　熱交換器
２３　メイン流路
２４　バイパス流路
２５　バイパス弁
２６　バイパス管
２６ａ　電磁弁
２７　予熱温水温度センサ
２８　混合温水温度センサ
２９　熱交換器温度センサ
３０　操作リモコン
３０ａ　コントローラ

Claims (3)

1. 浴槽へ自動注湯を行った後、必要に応じて追い焚きを行うことによって、風呂設定温度の温水を浴槽に貯留する自動お湯張り機能を有する給湯器と、補助熱源によって生成された予熱温水に、必要に応じて低温水を混合して前記給湯器の熱交換器に送出する混合調節弁とを備え、
   浴槽への自動お湯張りを行う際に、風呂設定温度以上の予熱温水が前記混合調節弁に送出される場合は、前記混合調節弁が低温水を混合することによって風呂設定温度の温水を生成し、これを浴槽に自動注湯するようになっている給湯システムにおいて、
   浴槽への自動お湯張りを行う際に、風呂設定温度を下回る予熱温水が前記混合調節弁に送出される場合は、風呂設定温度を下回る予熱温水をそのままの状態で浴槽に自動注湯するようになっていることを特徴とする給湯システム。
2. 浴槽への自動お湯張りを行う際に、前記混合調節弁に送出される予熱温水が風呂設定温度より低い予め定められた基準温度を下回っている場合は、前記混合調節弁が低温水を混合することによって基準温度より低い予め定められた所定温度の温水を前記給湯器の熱交換器に送出し、この所定温度の温水を前記給湯器の熱交換器が加熱することによって、風呂設定温度の温水を生成し、これを浴槽に自動注湯するようにした請求項１に記載の給湯システム。
3. 浴槽への自動お湯張りを行う際に、風呂設定温度を下回る予熱温水が前記混合調節弁に送出される場合は、前記混合調節弁が低温水を混合することによって風呂設定温度より低い予め定められた所定温度の温水を前記給湯器の熱交換器に送出し、この所定温度の温水を前記給湯器の熱交換器が加熱することによって、風呂設定温度の温水を生成し、これを浴槽に自動注湯する設定温度注湯モードを備え、
   必要に応じて、前記設定温度注湯モードに切り換えて、浴槽への自動お湯張りを行うことができるようになっている請求項１または２に記載の給湯システム。

Images