JP2006329576A - 給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 熱源部に対する帰還水の温度を監視し、入水温度を低下させることにより、熱エネルギの効率的使用を実現した給湯装置を提供する。
【解決手段】 上水Ｗを加熱し又は給湯先（給湯箇所７）からの帰還水ＨＷｂを加熱する熱源部４と、前記熱源部から温水を給湯先に供給し、この給湯先から前記熱源部に前記帰還水として戻すとともに、前記上水の供給を受ける循環路６と、前記循環路を通して前記温水を前記給湯先に導き、前記循環路を通して前記給湯先からの前記帰還水を前記熱源部に戻す循環ポンプ３０と、前記帰還水の温度が所定温度以上である場合に前記循環ポンプを停止させ、前記循環ポンプの停止から所定時間が経過後、前記循環ポンプの運転を開始させる制御手段（制御部２６、中央制御部５０）とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば、潜熱を回収する熱交換器を備えた熱源機等を用いた給湯装置に関し、入水温度を低下させる給湯制御を行うことにより、給湯の熱効率を改善した給湯装置に関する。

従来、ホテルや総合病院等では、多種多様な複数の給湯先が存在しており、このような給湯先に給湯を行うには大規模な給湯装置が用いられている。このような給湯装置を概括的に述べると、上水の供給を受け、その上水を温水化する熱源部と、この熱源部で加熱した温水を給湯先に導き、給湯先から未使用の温水を熱源部に帰還水として戻す循環路を備えている。熱源部には、給湯需要に対応する複数の給湯器が備えられている。

このような給湯装置に関連する技術として、循環ポンプにより給湯戻管に温水が流れ、温水の使用量に応じて給水管から補給された上水と合流して複数の瞬間湯沸器（給湯装置）へ流入し、瞬間湯沸器にて加熱された湯が給湯往管を流れて各給湯個所に至り、その一部が消費される。消費された残りは給湯戻管に還流させ、また、給湯需要に応じて加熱を行う瞬間湯沸器を選択するもの（例えば、特許文献１）が存在する。
特開平１１−９４２８１号公報（段落番号００２０、図１）

このような給湯装置について、図７を参照して説明する。この給湯装置１０２には熱源部１０４に複数の給湯器１０４１、１０４２、１０４３、１０４４が設置され、この熱源部１０４から給湯先である給湯箇所１０７に温水を導く往管１６２と、給湯箇所１０７から熱源部１０４に未使用の温水を戻す戻管１６４とから、循環路１６０が構成されている。戻管１６４には循環路１６０に温水ＨＷを循環させるための循環ポンプ１３０が設置されている。

戻管１６４には水道等の給水管１０８が接続され、この給水管１０８から上水Ｗが供給される。給水管１０８には逆止弁１３６が設置され、この逆止弁１３６は上水Ｗと循環路１６０内の温水ＨＷとの縁切り手段である。この逆止弁１３６には上水Ｗの供給圧が作用しているとともに、循環路１６０の内圧が作用しているので、循環路１６０側の圧力が低下すると、上水Ｗが循環路１６０に供給される。即ち、給湯箇所１０７で温水ＨＷが消費されると、上水Ｗが給水管１０８より供給され、戻管１６４側の帰還水（温水）と合流する。

各給湯器１０４１、１０４２、１０４３、１０４４では、個別に制御部１２６とともにバーナ１１０が備えられ、通水を契機にしてバーナ１１０を燃焼させ、設定温度に出湯温が個別に制御される。中央制御部１５０は各制御部１２６を通して各給湯器１０４１、１０４２、１０４３、１０４４の運転制御と、遠隔操作バルブ１２４の開閉制御を行う。遠隔操作バルブ１２４が開放された給湯器では内部に通水が生じ、これを契機に給湯動作が開始される。中央制御部１５０は遠隔操作バルブ１２４の開閉を指示し、給湯先の給湯需要（給湯負荷）に応じた台数の給湯器１０４１、１０４２、１０４３、１０４４を動作させ、給湯需要に対応する。

斯かる構成によれば、循環ポンプ１３０の駆動により、常に循環路１６０内に温水ＨＷを循環させ、熱源部１０４において、循環する温水ＨＷが所定温度になるように必要に応じて加熱され、温水ＨＷが給湯箇所１０７で消費されると、給水管１０８より上水Ｗが補給されるので、給湯需要に応じて補水及び加熱が繰り返され、温水ＨＷの給湯先への安定給湯が可能である。

ところで、この給湯装置１０２では、給湯器に給湯先からの帰還水（温水）ＨＷｂが上水Ｗに混合されるため、各給湯器の入水温度が高くなる。給湯器１０４１、１０４２、１０４３、１０４４に対する入水温度が高いと、入水温度の高い分だけ熱吸収が低下し、熱効率が低下することになる。

この種の給湯装置において、各給湯器１０４１、１０４２、１０４３、１０４４には、燃焼熱を効率的に利用するため、燃焼熱の潜熱を回収する熱交換器を有する高効率給湯器が使用されてきている。このような潜熱を回収する熱交換器を用いた場合には、入水温度が高いと、入水温度と燃焼排気との温度差が小さくなるため、その潜熱吸収が低下する。

そこで、本発明の目的は、熱源部に対する帰還水の温度を監視し、入水温度を低下させることにより、熱エネルギの効率的使用を実現した給湯装置を提供することにある。

また、本発明の目的は、潜熱を回収する熱交換器を用いる給湯に関し、熱エネルギの利用効率を高めた給湯装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の給湯装置は、上水を加熱し又は給湯先からの帰還水を加熱する熱源部と、前記熱源部から温水を給湯先に供給し、この給湯先から前記熱源部に前記帰還水として戻すとともに、前記上水の供給を受ける循環路と、前記循環路を通して前記温水を前記給湯先に導き、前記循環路を通して前記給湯先からの前記帰還水を前記熱源部に戻す循環ポンプと、前記帰還水の温度が所定温度以上である場合に前記循環ポンプを停止させ、前記循環ポンプの停止から所定時間が経過後、前記循環ポンプの運転を開始させる制御手段とを備える構成である。

斯かる構成によれば、給湯先からの帰還水の温度が所定温度以上である場合、循環ポンプを停止させるので、温水の消費に応じて外部から供給される上水により、温度低下を図った帰還水が熱源部に循環することになるので、給湯装置の熱効率の低下を防止できる。

この給湯装置において、前記制御手段は、前記熱源部の入水温度、入水量、給水がある場合の給水温度、前記帰還水の流量を演算情報に用いて前記帰還水の温度を算出し、その温度が所定温度以上である場合に前記循環ポンプを停止させ、前記循環ポンプの停止から所定時間が経過後、前記循環ポンプの運転を開始させる構成としてもよい。斯かる構成によれば、温度検出手段を設置することなく、熱源部に対する帰還水の温度を演算し、その温度に基づいて、循環ポンプの運転を制御することができる。

この給湯装置において、前記循環路の前記帰還水の温度を検出する温度検出手段を備え、前記制御手段は、前記帰還水の検出温度が所定温度以上である場合に前記循環ポンプを停止させ、前記循環ポンプの停止から所定時間が経過後、前記循環ポンプの運転を開始させる構成としてもよい。斯かる構成によれば、帰還水の温度を直接に検出することにより、循環ポンプの運転を制御できるので、演算処理が不要になる。

この給湯装置において、前記熱源部側の温水温度を検出する温度検出手段を備え、前記制御手段は、前記検出温度が所定温度以下の場合に前記循環ポンプの運転を開始させ、前記熱源部に加熱動作を行わせる構成としてもよい。斯かる構成によれば、給湯先で水漏れ等の微量な温水消費があり、その検出流量が熱源部の加熱動作例えば、バーナの燃焼動作に至らしめない程度の流量である場合であって、熱源部の出湯温度を検出する温度検出手段の検出温度が所定温度以下である場合には、循環ポンプを動作させ、その動作に基づいて加熱動作に至らしめる制御を行う。

この給湯装置において、前記熱源部は、複数の熱源機を備える構成としてもよい。

この給湯装置において、前記熱源部は、燃焼排気が持つ主として顕熱により、前記上水又は前記帰還水の何れか一方又はこれらの双方を加熱する一次熱交換器と、この一次熱交換器を通過させた前記燃焼排気が持つ主として潜熱により、前記上水又は前記帰還水の何れか一方又はこれらの双方を加熱する二次熱交換器とを備える構成としてもよい。斯かる構成によれば、燃焼排気の潜熱を吸収する二次熱交換器に流れる水の温度を上水により低下させることができ、高効率化を図ることができる。

本発明によれば、次の効果が得られる。

(1) 帰還水の温度を低下させて熱源部に循環させるので、熱効率を高めることができ、燃料消費量等のエネルギ消費量を低減できる。

(2) 循環ポンプの運転時間を短縮できるので、ポンプ運転に対する電気エネルギの消費量を低減できる。

(3) 上記(1) 及び(2) からエネルギの利用効率の向上が図れる。

(4) 熱源部や循環ポンプの運転時間を減少させて損耗を抑制できるので、給湯装置の長寿命化が期待できる。特に、燃焼機器を熱源部に用いた場合には、燃焼時間の短縮化が損耗抑制に強く働き、機器の長寿命化を図ることができる。

(5) 熱源部に潜熱吸収の熱交換器を用いた場合、帰還水の温度を低下させて熱交換させることができるので、潜熱吸収が良好になり、熱効率を高め、燃料消費量を減らすことができる等、エネルギの利用効率の向上を図ることができる。

〔第１の実施の形態〕

本発明の第１の実施の形態について、図１を参照して説明する。図１は、第１の実施の形態に係る給湯装置を示す図である。

この給湯装置２には上水又は給湯先からの帰還水を加熱する熱源部４が設置され、この熱源部４には複数の熱源機として例えば、４組の給湯器４１、４２、４３、４４が設置されている。これら給湯器４１、４２、４３、４４で得られた温水ＨＷは給湯往管６２を通して給湯先である給湯箇所７に導かれ、給湯箇所７からの帰還水ＨＷｂ（温水ＨＷ）が給湯戻管６４を通して給湯器４１、４２、４３、４４に戻される。従って、給湯往管６２及び給湯戻管６４が循環路６を構成している。この循環路６の給湯戻管６４側には給水管８が接続されており、この給水管８を通して水道水等の上水Ｗが循環路６に補水される。

この給湯装置２の各給湯器４１〜４４には、燃料ガスＧを燃焼させるバーナ１０が設置されており、バーナ１０の燃焼排気１２が持つ燃焼熱の顕熱を吸収する一次熱交換器１４が設置されているとともに、一次熱交換器１４を通過した燃焼排気１２から潜熱を吸収する二次熱交換器１６が設置されている。

各給湯器４１〜４４のそれぞれには、個別に流量センサ１８、湯温センサ２０、入水温センサ２２、遠隔操作バルブ２４及び制御部２６が設置されている。各流量センサ１８は、入水を検出する入水検出手段を構成している。遠隔操作バルブ２４は例えば電動バルブで構成することができる。この遠隔操作バルブ２４は、一次熱交換器１４、二次熱交換器１６の上流側に設置してもよい。制御部２６は、給湯器４１〜４４を個別に制御する個別制御部を構成している。

また、給湯戻管６４側には流量センサ２８、循環ポンプ３０、逆止弁３２が設置され、また、給水管８には給水温センサ３４、逆止弁３６が設置されている。逆止弁３６は、循環路６側の温水ＨＷと上水Ｗとの縁切り手段である。従って、給水管８に上水道を直接接続する構成とする他、場合によってはバルブや大気開放タンク（図示省略）を介して上水道に接続することができる。

中央制御部５０は、各制御部２６を通して各遠隔操作バルブ２４の開閉等の制御をする。この中央制御部５０には遠隔操作のためのリモコン装置５２が接続されている。なお、この給湯装置２において、実際には各種の構成要素として例えば、ファンモータ、点火プラグ、フレームロッド等のバーナ安全装置、電磁弁、比例制御弁、風圧スイッチ、空焚防止スイッチ等が必要であるが、説明を簡略化するため図示を省略している。

このような給湯装置２では、各給湯器４１〜４４において、個別にバーナ１０の燃焼制御が行われ、具体的には、流量センサ１８で水入力側から湯出力側に至る湯沸経路の所定量以上の流水が検出され、その流水検出を契機にバーナ１０の燃焼が開始され、湯温センサ２０で各給湯器４１〜４４の湯出力側の湯温が検出され、その検出温度が予め制御部２６に設定された温度に到達するように、フィードバック制御、フィードフォワード制御又はこれら双方の制御が実行される。例えば、湯温センサ２０の検出温度に加えて一次熱交換器１４や二次熱交換器１６の上流側の戻り温水又は入水温センサ２２の検出温度を利用したフィードフォワード制御が実行され、このフィードフォワード制御を既述のフィードバック制御に代えて実行し、又はこれら双方を組み合わせた制御が実行される。この給湯制御は一例である。

次に、中央制御部５０について、図２を参照して説明する。図２は、中央制御部５０の構成及びその周辺機器との接続関係の一例を示す図である。

この中央制御部５０にはマイクロコンピュータ等からなるプロセッサ５４が設置され、このプロセッサ５４には入出力（Ｉ／Ｏ）部５６、記憶部５７、タイマー５８、通信部５９が接続されている。Ｉ／Ｏ部５６は制御入出力のインターフェースである。流量センサ２８、給水温センサ３４等の検出信号はこのＩ／Ｏ部５６を通してプロセッサ５４に入力される。プロセッサ５４の制御出力は、このＩ／Ｏ部５６を通して循環ポンプ３０に加えられている。記憶部５７には、プロセッサ５４の動作プログラム、設定値及び各種データ等が記憶されている。タイマー５８は、プロセッサ５４に対し、計時データを加える。通信部５９は、中央制御部５０が外部との通信を行う手段であり、リモコン装置５２、各給湯器４１〜４４の制御部２６との情報の授受を行う。ここで、遠隔操作バルブ２４を開閉するための制御出力は、プロッセッサ５４から通信部５９、給湯器４１〜４４の各制御部２６を通して遠隔操作バルブ２４に加えられ、給湯器４１〜４４毎に開閉が行われる。即ち、給湯需要に応じて給湯器４１〜４４毎に遠隔操作バルブ２４が選択的に開閉され、最適な給湯が行われる。

そこで、各給湯器４１〜４４には、中央制御部５０と連係されて通信を行う制御部２６が設置されており、各制御部２６には流量センサ１８、湯温センサ２０、入水温センサ２２、その他のセンサ等からの検出信号が制御入力として加えられている。各制御部２６の制御出力は遠隔制御バルブ２４に加えられるとともに、その他の制御対象例えば、ファンモータ、点火プラグ、電磁弁、比例制御弁等のその他の機能部品に加えられる。

斯かる構成において、中央制御部５０では各給湯器４１〜４４の制御部２６に対して遠隔操作バルブ２４の開又は閉の指令出力が伝送される。この場合、開指令を送信する給湯器４１〜４４の台数は給湯負荷に応じて設定される。この給湯負荷は例えば、給湯往管６２の検出湯量により決定すればよい。

流水の検出を契機に循環ポンプ３０の運転が開始されるが、循環ポンプ３０により給湯戻管６４を流れている帰還水ＨＷｂには給水管８から補給された上水Ｗが合流し、給湯戻管６４の下流側に至る。遠隔操作バルブ２４が開の給湯器として例えば、給湯器４１では、その帰還水ＨＷｂ及び上水Ｗが給湯戻管６４からその給湯器４１の水入力側から湯沸経路に流入する。

この帰還水ＨＷｂ又は上水Ｗの流入は流量センサ１８で検出され、この検出を契機に制御部２６の制御により、バーナ１０の燃焼が開始され、予め設定された制御条件に基づき、その燃焼が制御される。そこで、給湯器４１の湯沸経路には帰還水ＨＷｂと上水Ｗとが混合されて帰還され、この帰還水ＨＷｂ及び上水Ｗは二次熱交換器１６及び一次熱交換器１４を通過して加熱されて温水ＨＷとして湯出力側より給湯往管６２に導かれる。この温水ＨＷは給湯往管６２から給湯箇所７に導かれ、給湯需要に応ずる。給湯箇所７で使用されない温水ＨＷは、帰還水ＨＷｂとして給湯戻管６４に還流し、温水ＨＷの使用量に応じて給水管８から上水Ｗが補給され、帰還水ＨＷｂに合流されて加熱される。

給湯箇所７での温水ＨＷの使用量が増加し、給湯負荷が増大すると、給湯往管６２を流れる温水ＨＷの流量が増加する。そこで、中央制御部５０では、その湯量の増加が遠隔操作バルブ２４が開の給湯器例えば、給湯器４１の流量センサ１８や給湯往管流量センサ（図示省略）で検出された場合に、遠隔操作バルブ２４が閉である即ち、運転停止中の給湯器４２〜４４の制御部２６に指令を送り、給湯需要に応じた数の遠隔操作バルブ２４を開に切り換える。従って、遠隔操作バルブ２４が閉から開に切り換えられた給湯器例えば、給湯器４２が既述の動作を開始し、２台の給湯器４１、４２により給湯需要に対応する。給湯需要が高くなれば、追加的に給湯器４３、４４の１つ又は全部を動作させて熱源部４の給湯能力を増大させ、給湯負荷の増大に対応する。

また、このような給湯需要の増加状態から、温水ＨＷの使用量が減少し、即ち、給湯負荷が減少すると、それに伴い、上水Ｗの補給量が減少すると、帰還水ＨＷｂの温度低下は緩慢になる。これは、熱源部４に流入する帰還水ＨＷｂの温度が上水Ｗの補給量に依存するからである。中央制御部５０は、この湯温を帰還水ＨＷｂの温度センサ７０（図６）や、遠隔操作バルブ２４が開の給湯器例えば、給湯器４１〜４４の入水温センサ２２で検出した場合には、熱源部４に対し、循環路６を循環するに必要な流量の確保のため、給湯器４１〜４４から選択された運転台数に削減する。具体的には、中央制御部５０の指令に基づき、必要な運転台数を超える給湯器例えば、給湯器４３、４４の遠隔操作バルブ２４を開から閉に切り換え、給湯器４３、４４に対する通水を停止させる。その結果、遠隔操作バルブ２４が開である給湯器、この場合、給湯器４１、４２の運転が継続される。これらの給湯器４１、４２にあっては、その出湯温が設定温度になる加熱が行われるが、入水温は出湯温に近い状態が維持される。即ち、出湯温と入水温との差が小さくなる。

このような入水温度と熱効率の関係について、図３を参照して説明する。図３は、横軸に燃焼号数、縦軸に熱効率を取り、入水温度別３３．５号潜熱回収給湯器の熱効率の実験結果を示す図である。出湯温度は６０〔℃〕とし、一部７０〔℃〕、７５〔℃〕としたものである。図３において、Ａは入水温度：２５〔℃〕、Ｂは入水温度：３７〔℃〕、Ｃは入水温度：４８〔℃〕である。即ち、出湯温度を一定値例えば、６０〔℃〕とし、一部７０〔℃〕、７５〔℃〕とした場合、熱効率は入水温度に依存し、入水温度が低い程高くなっている。

このような実験結果を参照し、この実施の形態の給湯装置２の熱効率を検討すると、燃焼熱の効率的な利用のため、潜熱を回収する二次熱交換器１６を備えたことにより、高効率給湯装置を構成しているものの、各給湯器４１〜４４に対する入水温度が高くなると、高効率化が図れない場合がある。しかしながら、運転当初等の循環路６の温水ＨＷの温度が低い場合にはその高効率化が遺憾なく発揮される。

そこで、このような入水温度が高くなることによる不都合を防止するため、換言すれば、熱源部４の入水温度を低くするため、次のような給湯制御を実行する。

(1) 高温の帰還水の還流停止
循環路６内の帰還水ＨＷｂの温度が所定温度以上になると、循環ポンプ３０を停止し、高温の帰還水ＨＷｂが熱源部４に戻らないように制御する。循環ポンプ３０が停止している場合にも、給湯箇所７で温水ＨＷが消費されれば、上水Ｗが自動補給されるので、熱源部４には帰還水ＨＷｂと上水Ｗとが混合されて循環し、熱源部４に対する入水温を低下させることができる。

(2) 循環ポンプ３０の停止時間の設定
循環路６内の帰還水ＨＷｂの温度が放熱により低下してくると、循環ポンプ３０の運転を開始させるが、帰還水ＨＷｂの初期湯温に対する温度低下の許容範囲として例えば、１０℃を想定し、循環ポンプ３０の所定停止時間として、例えば、使用される配管部材による温度低下までの時間２０分とした。この時間は、例えば、図４に示すように、配管部材による温度低下実験結果に基づいて設定されたものである。図４において、（Ａ）は配管内湯温が１０〔℃〕降下するに要する時間であり、（Ｂ）は２０分間で到達する配管内湯温である。この場合、循環ポンプ３０の再始動条件を所定時間（２０分）経過後としたが、循環路６内の帰還水ＨＷｂの温度を温度センサ７０（図６）で検出し、再始動条件とする構成としてもよい。

このように循環ポンプ３０の停止が行われると、給湯箇所７における温水ＨＷの消費が無い場合には熱源部４では加熱動作が行われず、温水ＨＷが消費された際に、補給された上水Ｗが熱源部４に供給されるので、入水温度の低下を図ることができる。

このような給湯制御を行えば、給湯装置２で効率の良い加熱を行うことができ、循環路６内の帰還水ＨＷｂの温度低下も給湯箇所７で支障のない状態に保持される。

次に、この給湯制御について、図５を参照して説明する。図５は、給湯制御を示すフローチャートである。

リモコン装置５２の操作により給湯装置２の運転が開始される（ステップＳ１）。給湯装置２の運転が開始されると、循環ポンプ３０の駆動が始動する（ステップＳ２）。循環ポンプ３０は、循環路６内の水が行き渡るように所定時間として例えば、５分間の継続運転が行われる（ステップＳ３）。この循環運転の後、循環戻り温度Ｔｂ、即ち、給湯戻管６４の帰還水ＨＷｂの温度を算出する（ステップＳ４）。この算出には、次式(1) を用いる。
Ｔｂ＝｛Ｔｉｎ×Ｗｔ−Ｔｃ×（Ｗｔ−Ｗｂ）｝／Ｗｂ〔℃〕 ・・・(1)
この式(1) において、Ｔｂ：循環戻り温度、Ｔｉｎ：熱源部の入水温度（入水温センサ２２の検出温度）、Ｗｔ：熱源部の入水量（流量センサ１８の検出流量）、Ｔｃ：上水Ｗの給水温（給水温センサ３４の検出温度）、Ｗｂ：戻り循環流量（流量センサ２８の検出流量）である。

なお、循環戻り温度Ｔｂは、給湯戻管６４と給水管８との接続前の適宜場所例えば、循環ポンプ３０の上流側で給湯箇所７を通過した帰還水ＨＷｂの温度を検出する温度センサ７０（図６）を設置し、その帰還水ＨＷｂの温度を直接検出してもよい。

次に、循環ポンプ３０の停止条件となる循環戻り湯温度Ｔｓｐの算出を行う（ステップＳ５）。この算出には、次式(2) を用いる。
Ｔｓｐ＝Ｔｓ−（２号×２５）／（Ｗｂ／Ｎｗｈ）−１〔℃〕 ・・・(2)
この式(2) において、Ｔｓ：設定温度、Ｎｗｈ：戻り循環流量Ｗｂでの燃焼許可台数である。

各給湯器４１〜４４は、通水量、入水温度、設定温度から算出される必要号数が２号以下となる場合には、通水があったとしてもバーナ１０を燃焼させないため、循環戻り湯温度Ｔｓｐ〔℃〕を循環ポンプ３０の運転停止条件としている。

ここで、Ｔｂ≧Ｔｓｐの場合（ステップＳ６）には、温水温度が高く、十分に加熱された状態の温水ＨＷの加熱は不要であるから、循環ポンプ３０を停止させる（ステップＳ７）。このような運転停止条件でなくても、熱源部４の給湯器４１〜４４から燃焼許可された台数中、半数以上が燃焼を行っていない場合も同等とし、循環ポンプ３０の運転を停止させる（ステップＳ８）。循環ポンプ３０の運転停止条件にない場合には、ステップＳ４に戻り、再び運転の停止条件の確認を行う。

循環ポンプ３０を停止すると、その時点よりタイマー５８で所定時間として例えば、２０〔分〕の経過を計測し（ステップＳ９）、この時間経過を以てステップＳ２に戻り、循環ポンプ３０の運転を開始させる。

このような所定時間の経過前であっても、次の条件が成立する場合には、ステップＳ２に戻り、循環ポンプ３０の駆動を開始させる。即ち、遠隔操作バルブ２４が開放されることにより、燃焼許可された給湯器例えば、給湯器４１〜４４の中で、通水が発生して最初に加熱燃焼を行う給湯器（最優先機）の湯温センサ２０の検出温度（給湯温度）が、給水温センサ３４の値（最新の補水時、この検出温度値を記憶）に対し、所定温度以下として例えば、＋１０〔℃〕以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０）。最優先機の湯温センサ２０の検出温度（給湯温度）が所定温度以下として例えば、３５〔℃〕以下であるか否かを判定する（ステップＳ１１）。そして、熱源部４の総合流量（燃焼許可された給湯器４１〜４４の流量センサ１８の検出流量の値の合計）が所定流量例えば、３リットル／分未満であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。

このような条件を設定すれば、給湯箇所７の水栓のゆるみ等により、熱源部４の何れの給湯器４１〜４４も燃焼状態に達しない少量流量が消費された程度では循環路６内に加熱されない上水Ｗが入るのを防止することができ、循環温水の温度低下を防止できる。

このような給湯制御を実行することにより、循環路６内の温水ＨＷを必要最小限の保温に抑えながら、給湯使用時には、水温の低い上水Ｗ（水道水等）を熱源部４に供給することができ、熱源部４ないし各給湯器４１〜４４の熱効率を上昇させることができる。

このような制御によれば、循環ポンプ３０の駆動時間も必要最小限に抑えられるため、循環ポンプ３０を駆動するための電力消費を削減することができる。

また、熱源部４、循環ポンプ３０等の動作時間も減らすことが可能となり、機器の長寿命化を図ることができる。

〔第２の実施の形態〕

本発明の第２の実施の形態について、図６を参照して説明する。図６は、第２の実施の形態に係る給湯装置を示す図である。

この実施の形態では、帰還水ＨＷｂの温度を直接に検出する温度検出手段として、温度センサ７０が設置されている。具体的には、循環路６の給湯戻管６４において、循環ポンプ３０の近傍、その上流側に温度センサ７０が設置され、その検出温度が中央制御部５０に加えられている。中央制御部５０では、温度センサ７０の検出温度を監視し、循環戻り温度Ｔｂを算出（式(1) ）する処理に代え、温度センサ７０の検出温度が所定温度Ｔａ以上の場合に、循環ポンプ３０の運転を停止させ、その検出温度が所定温度Ｔｂｏ（＜Ｔａ）以下に到達したとき、循環ポンプ３０の運転を開始させる。このような構成によれば、上記実施の形態では、温度センサ７０が不要であるのに対し、この実施の形態では、上記のような温度の算出処理は不要となる。

〔他の実施の形態〕

(1) 上記実施の形態では、複数の給湯器として、給湯器４１〜４４を設置した場合について説明したが、その設置数は４台以下でも良く、５台以上であっても良い。

(2) 上記実施の形態では、燃焼排気の主として潜熱を吸収する二次熱交換器１６を設置した場合について説明したが、本発明は、この種の二次熱交換器を用いない場合についても適用でき、二次熱交換器１６を設置したものに限定されるものではない。

〔実験結果〕

熱源部に潜熱回収のための二次熱交換器を設置した場合には、一次熱交換器側の通過で排気温度４０〜６０〔℃〕に低下した燃焼排気から潜熱を回収することにより、熱交率を上昇させている。通常の給水（水道水）であれば、水温が５〜２５〔℃〕程度であるから、この程度の温度の燃焼排気から十分に潜熱回収が行われ、給湯装置の高効率化が図られる。しかし、熱源部への給水が循環路により温水と混合されて循環温水の温度が５０〜６０〔℃〕に達してしまうと、これを二次熱交換器に通過させても、燃焼排気と温度差がないため、潜熱は回収されない。ホテルやスポーツジム等の常時多量の温水を使用することを予定している設備では温水消費が低下すると、帰還水温度が上昇するため、省エネを目的とした潜熱回収が不十分となり、高効率化が図れないという指摘がある。実験によれば、本発明の給湯装置を用いた場合には、主として潜熱回収を目的とした二次熱交換器を用いた場合にも、熱交率を約９０〔％〕まで上昇させることができ、高効率化とともに、燃料ガスの消費量の低減が確認された。

また、システム全体のエネルギ効率を５％以上上昇させることができ、循環ポンプの運転時間を必要最小限に抑えることができる等、電力消費量も大幅に削減できた。燃焼時間の削減により、機器の長寿命化が期待できることも確認されている。

本発明によれば、熱源部と給湯先とを循環する温水の高温化を循環ポンプの間欠運転と温水消費による上水の供給により抑制し、熱源部に対する帰還水の温度低下を図るので、熱効率を向上させることができ、有用である。

第１の実施の形態に係る給湯装置を示す図である。 制御部の一例を示す図である。 給湯装置の入水温度と熱効率の関係を示す図である。 配管部材による温度低下実験の結果を示す図である。 給湯制御を示すフローチャートである。 第２の実施の形態に係る給湯装置を示す図である。 従来の給湯装置を示す図である。

符号の説明

２ 給湯装置
４ 熱源部
４１、４２、４３、４４ 給湯器
６ 循環路
６２ 給湯往管
６４ 給湯戻管
７ 給湯箇所（給湯先）
１２ 燃焼排気
１４ 一次熱交換器
１６ 二次熱交換器
１８ 流量センサ
２０ 湯温センサ（温度検出手段）
２２ 入水温センサ
２４ 遠隔操作バルブ
２６ 制御部
２８ 流量センサ
３０ 循環ポンプ
５０ 中央制御部
７０ 温度センサ（温度検出手段）

Claims (6)

1. 上水を加熱し又は給湯先からの帰還水を加熱する熱源部と、
   前記熱源部から温水を給湯先に供給し、この給湯先から前記熱源部に前記帰還水として戻すとともに、前記上水の供給を受ける循環路と、
   前記循環路を通して前記温水を前記給湯先に導き、前記循環路を通して前記給湯先からの前記帰還水を前記熱源部に戻す循環ポンプと、
   前記帰還水の温度が所定温度以上である場合に前記循環ポンプを停止させ、前記循環ポンプの停止から所定時間が経過後、前記循環ポンプの運転を開始させる制御手段と、
   を備えることを特徴とする給湯装置。
2. 請求項１記載の給湯装置において、
   前記制御手段は、前記熱源部の入水温度、入水量、給水がある場合の給水温度、前記帰還水の流量を演算情報に用いて前記帰還水の温度を算出し、その温度が所定温度以上である場合に前記循環ポンプを停止させ、前記循環ポンプの停止から所定時間が経過後、前記循環ポンプの運転を開始させることを特徴とする給湯装置。
3. 請求項１記載の給湯装置において、
   前記循環路の前記帰還水の温度を検出する温度検出手段を備え、前記制御手段は、前記帰還水の検出温度が所定温度以上である場合に前記循環ポンプを停止させ、前記循環ポンプの停止から所定時間が経過後、前記循環ポンプの運転を開始させることを特徴とする給湯装置。
4. 請求項１記載の給湯装置において、
   前記熱源部側の温水温度を検出する温度検出手段を備え、前記制御手段は、前記検出温度が所定温度以下の場合に前記循環ポンプの運転を開始させ、前記熱源部に加熱動作を行わせることを特徴とする給湯装置。
5. 請求項１記載の給湯装置において、
   前記熱源部は、複数の熱源機を備えることを特徴とする給湯装置。
6. 請求項１記載の給湯装置において、
   前記熱源部は、燃焼排気が持つ主として顕熱により、前記上水又は前記帰還水の何れか一方又はこれらの双方を加熱する一次熱交換器と、この一次熱交換器を通過させた前記燃焼排気が持つ主として潜熱により、前記上水又は前記帰還水の何れか一方又はこれらの双方を加熱する二次熱交換器と、
   を備えることを特徴とする給湯装置。

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