JP2009024981A

JP2009024981A - 給湯システム

Info

Publication number: JP2009024981A
Application number: JP2007191301A
Authority: JP
Inventors: Shinya Sawada; 慎也澤田; Hideto Shinpo; 秀人新保; Shinji Yamawaki; 信二山脇
Original assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2007-07-23
Filing date: 2007-07-23
Publication date: 2009-02-05
Anticipated expiration: 2027-07-23
Also published as: JP4943258B2

Abstract

【課題】給湯システムにおいて、循環経路の内の出湯配管中の湯を沸かし上げた湯と置換し、即湯を低コストで行なう。
【解決手段】給湯システム１は、給湯機２と、沸かし上げられた湯を出湯口３へ送る出湯配管４と、出湯配管中の湯を給湯機２に戻す戻り配管５と、出湯配管４と戻り配管５よりなる循環経路６に湯を循環させる循環運転を行う送湯ポンプ７と、出湯配管４中の給湯機２近傍の湯温を検出する出湯湯温検出センサ８１と、戻り配管５中の給湯機２近傍の湯温を検出する戻り湯温検出センサ８２と、制御部９とを備える。制御部９は、沸かし上げられた湯を循環経路６に循環し、戻り湯温が出湯湯温と略同一の湯温に到達する到達時間を計測する。制御部９は、到達時間の半分の時間、循環運転を行ない、出湯配管４中を沸かし上げられた湯と置換する。この構成により、出湯配管４中の湯のみを沸かし上げられた湯と置換するので、即湯を低コストで行うことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、循環型で即湯を行うことができる給湯システムに関する。

従来から、出湯時に直ぐに沸かし上げられた湯が出湯される即湯を行えるように、出湯配管から分岐して給湯機に戻る戻り配管を設け、常に出湯配管と戻り配管に沸かし上げた湯を循環させて、出湯配管の湯温を維持し、即湯が行えるようにした給湯システムが知られている。しかしながら、常に沸かし上げた湯を循環させるためにコスト高となる。

また、戻り配管に温度センサを設け、戻り配管中の湯温が低下すると、戻り配管中の湯温が沸かし上げられた湯の温度になるまで循環運転を行う給湯システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、特許文献１に示される給湯システムにおいては、出湯配管中の湯だけでなく戻り配管中の湯も沸かし上げた湯と置換することになりコスト高となる。また、出湯が行われた場合に、出湯配管中の湯温は高いにもかかわらず、戻り配管中の湯温が低下したために循環運転を行いコスト高となる。
特開平６−２７２９６１号公報

本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたものであり、循環経路の内の出湯配管中の湯を沸かし上げた湯と置換し、即湯を低コストで行うことができる給湯システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、湯を沸かし上げる給湯機と、前記給湯機と出湯口を繋ぎ、沸かし上げられた湯を出湯口へ送る出湯配管と、前記出湯配管から分岐して前記給湯機に接続され、前記出湯配管中の湯を前記給湯機に戻す戻り配管と、前記出湯配管と戻り配管よりなる循環経路に前記給湯機の湯を循環させる循環運転を行う送湯ポンプと、を備えた給湯システムにおいて、前記循環経路内に湯温を検出する温度センサを備え、前記温度センサが検出した湯温に基づき前記送湯ポンプによって前記循環運転を行い、前記出湯配管中の湯を前記給湯機が沸かし上げた湯と置換するものである。

請求項２の発明は、請求項１に記載の給湯システムにおいて、前記温度センサは、前記出湯配管中の給湯機近傍の湯温を検出する出湯湯温検出センサと、前記戻り配管中の給湯機近傍の湯温を検出する戻り湯温検出センサとを含み、前記循環運転によって、前記戻り湯温検出センサによる検出温度が前記出湯湯温検出センサによる検出温度に達するまでの到達時間を測定し、前記到達時間の略半分の時間に基づいた循環運転時間により前記循環運転を行なうものである。

請求項３の発明は、請求項２に記載の給湯システムにおいて、前記循環運転を所定の運転時間間隔毎に行ない、前記運転時間間隔を前記戻り湯温検出センサによる検出温度に応じて、延長又は短縮するものである。

請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の給湯システムにおいて、前記温度センサによる検出温度が所定の温度よりも低下すると、前記循環運転を行なうものである。

請求項５の発明は、請求項３に記載の給湯システムにおいて、前記戻り湯温検出センサによる検出温度が所定の温度よりも高いときに、該検出温度と所定の温度との温度差に応じて延長する前記運転時間間隔の割合と、前記戻り湯温検出センサによる検出温度が所定の温度よりも低いときに、該検出温度と所定の温度との温度差に応じて短縮する前記運転時間間隔の割合とが異なるものである。

請求項１の発明によれば、出湯配管中の湯のみを沸かし上げられた湯と置換し、戻り配管中の湯は沸かし上げた湯と置換しないので、即湯を低コストで行うことができる。

請求項２の発明によれば、温度センサを給湯機の近傍に設置し、温度センサの配線が容易であるので、給湯システムを低コストにすることができる。

請求項３の発明によれば、運転時間間隔の補正を行なうので、環境条件が変動しても、出湯配管中の湯温を維持温度に効率的に保つことができる。

請求項４の発明によれば、環境条件が変動した場合にも出湯配管中の湯温を維持温度に保つことができる。

請求項５の発明によれば、戻り湯温検出センサによる検出温度が所定の温度よりも高い場合と低い場合とで運転時間間隔の補正量を変えるので、運転時間間隔の補正によって、出湯配管中の湯温が維持温度よりも低下することを防ぐことができる。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る給湯システムについて図１を参照して説明する。図１は、給湯システムの構成を示す。給湯システム１は、湯を沸かし上げる給湯機２と、給湯機２と出湯口３を繋ぎ、沸かし上げられた湯を出湯口３へ送る出湯配管４と、出湯配管４から分岐して給湯機２に接続され、出湯配管中の湯を給湯機２に戻す戻り配管５と、出湯配管４と戻り配管５よりなる循環経路６に給湯機２の湯を循環させる循環運転を行う送湯ポンプ７と、出湯配管４中の給湯機２近傍の湯温を検出する出湯湯温検出センサ８１と、戻り配管５中の給湯機２近傍の湯温を検出する戻り湯温検出センサ８２と、給湯システム１全体の動作を制御する制御部９と、を備える。

次に、給湯システム１の動作について説明する。制御部９は、出湯配管４の中を沸かし上げられた湯に置換するために必要な循環運転の時間の算出を、例えば日に１回のように、定期的に行う。循環運転の時間の算出は次のようにして行なう。制御部９は、送湯ポンプ７を駆動して給湯機２によって沸かし上げられた湯を循環経路６に循環する。そして、戻り湯温検出センサ８２によって検出された湯温（以下、戻り湯温という）が出湯湯温検出センサ８１によって検出された湯温（以下、出湯湯温という）と略同一の湯温に到達する到達時間を計測する。この略同一の湯温は循環中の放熱による温度低下を考慮して定める。

上記した出湯配管４の長さは循環経路６の略半分の長さであるので、到達時間の半分の時間、送湯ポンプ７を駆動すれば出湯配管４中は、沸かし上げられた湯によって置換される。かくして、制御部９は、出湯配管４と戻り配管５の長さが完全に一致しないことを考慮し、例えば１０％の余裕率を加えて到達時間の５５％の時間を循環時間として循環運転を行い、出湯配管４の中を沸かし上げられた湯に置換する。

上述したような給湯システムの構成と運転方法にすることにより、出湯配管４中の湯のみを沸かし上げられた湯と置換し、戻り配管５中の湯は沸かし上げた湯と置換しないので、即湯を低コストで行うことができる。また、温度センサ８を給湯機２の近傍に配設するので、温度センサ８の信号線の配線が容易であり、給湯システム１が低コストになる。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る給湯システムについて説明する。本実施形態の給湯システムの構成は、第１の実施形態と同じであるので、構成の図示は省略する。本実施形態では、循環運転を定めた運転時間間隔毎に行い、また、戻り湯温に基づいて運転時間間隔を補正する。

上記した運転時間間隔は、季節や配管の断熱材等の環境条件と、湯の沸かし上げ温度と、配管中の湯温を維持する維持温度とにより定める。図２は、配管中の湯温低下の計算例を示す。実線ａは、冬季を想定した７℃の気温で、配管を１０ｍｍの断熱材で保温した場合の配管中の湯の温度低下を計算したものであり、点線ｂは、夏季を想定した２５℃の気温で、配管を２０ｍｍの断熱材で保温した場合の配管中の湯の温度低下を計算したものである。そして、実線ｃは、実線ａの直線近似式であり、点線ｄは、点線ｂの直線近似式である。配管中の湯温は５５℃以上ではほぼ直線的に低下し、１℃の温度低下にこの冬季条件では約４９秒かかり、この夏季条件では約１０８秒かかる。そして、このような計算式に基づいて、沸かし上げ湯温と維持温度とから運転時間間隔の初期値を定める。例えば、この冬季条件で、沸かし上げ温度が９０℃で維持温度が６５℃なら、運転時間間隔は約２０分となる。

図３（ａ）乃至（ｃ）は運転時間間隔を補正する動作を示す。まず、図３（ａ）に示すように、制御部９は、循環運転を行い出湯配管４中を沸かし上げた湯に置換する。続いて、図３（ｂ）に示すように、初期値の運転時間間隔が経過すると出湯配管４の湯温は低下する。続いて、図３（ｃ）に示すように、制御部９が循環運転を行なうと、出湯配管４中の出湯口３近傍の湯が戻り湯温検出センサ８２の箇所にくるので、その湯温を検出することにより、運転時間間隔が経過したときに出湯配管４中の湯温が維持温度を保っていたかを判断することができる。そして、戻り湯温が所定の温度よりも高い場合には、運転時間間隔を延長し、低い場合には、運転時間間隔を短縮する。ここでの、所定の温度は、湯が戻り配管５中を移動するときの放熱による温度低下を考慮して、維持温度よりも少し低い温度に設定する。こうして、循環運転を行う度に運転時間間隔の補正を行なう。このような運転方法にすることにより、環境条件が変動しても出湯配管４中の湯温を維持温度に効率的に保つことができる。

次に、第２の実施形態の給湯システムの変形例について説明する。本変形例の給湯システムの構成は、第１の実施形態と同じであるので、構成の図示は省略する。本変形例では、運転時間間隔の補正量を、戻り湯温が所定の温度よりも高いときと低いときとで異ならせ、出湯配管４の湯の温度が維持温度よりも低下しないようにする。

運転時間間隔の補正は、例えば、運転間隔を延長する場合の時間は短縮する場合の時間の５０％にする。例えば、戻り湯温が所定の温度よりも５℃低い場合には２５０秒短縮し、戻り湯温が所定の温度よりも５℃高い場合には１２５秒延長する。このように、延長する場合の補正時間を短縮する場合の補正時間よりも短くすることにより、運転時間間隔の補正時に、運転時間間隔を延長し過ぎて出湯配管４中の湯温が維持温度よりも低下することを防ぐことができる。

（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態に係る給湯システムについて説明する。本実施形態の給湯システムの構成は、第１の実施形態と同じであるので、構成の図示は省略する。本実施形態においては、上述した第１及び第２の実施形態における給湯システムにおいて、出湯湯温が維持温度よりも低くなったときにも循環運転を行なう。このような運転方法にすることにより、環境条件が変動した場合にも出湯配管４中の湯温を維持温度に保つことができる。

（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態に係る給湯システムについて図面を参照して説明する。図４は、給湯システムの構成を示す。本実施形態における給湯システム１は第１の実施形態における給湯システム１と異なり、温度センサ８を出湯口３の近傍に配設している。制御部９は、循環運転を温度センサ８が検出する湯温が沸かし上げ温度と略同一になるまで行なうことにより、出湯配管４中を沸かし上げた湯に置換する。そして、温度センサ８による検出温度が維持温度よりも低下すると循環運転を行う。このような構成にすることにより、出湯配管４中の湯のみを沸かし上げられた湯と置換し、戻り配管５中の湯は沸かし上げた湯と置換しないので、即湯を低コストで行うことができる。

なお、本発明は、上記各種実施形態の構成に限られず、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、循環運転時間の算出を１日に２回行ったり、週に１回行ってもよい。

本発明の第１の実施形態に係る給湯システムの構成図。同給湯システムにおける配管中の湯温の低下速度を示す図。本発明の第２の実施形態に係る給湯システムにおける運転時間間隔を補正する動作を示す図。本発明の第４の実施形態に係る給湯システムの構成図。

符号の説明

１給湯システム
２給湯機
３出湯口
４出湯配管
５戻り配管
６循環経路
７送湯ポンプ
８温度センサ
８１出湯湯温検出センサ
８２戻り湯温検出センサ

Claims

湯を沸かし上げる給湯機と、前記給湯機と出湯口を繋ぎ、沸かし上げられた湯を出湯口へ送る出湯配管と、前記出湯配管から分岐して前記給湯機に接続され、前記出湯配管中の湯を前記給湯機に戻す戻り配管と、前記出湯配管と戻り配管よりなる循環経路に前記給湯機の湯を循環させる循環運転を行う送湯ポンプと、を備えた給湯システムにおいて、
前記循環経路内に湯温を検出する温度センサを備え、
前記温度センサが検出した湯温に基づき前記送湯ポンプによって前記循環運転を行い、
前記出湯配管中の湯を前記給湯機が沸かし上げた湯と置換することを特徴とする給湯システム。
前記温度センサは、前記出湯配管中の給湯機近傍の湯温を検出する出湯湯温検出センサと、前記戻り配管中の給湯機近傍の湯温を検出する戻り湯温検出センサとを含み、
前記循環運転によって、前記戻り湯温検出センサによる検出温度が前記出湯湯温検出センサによる検出温度に達するまでの到達時間を測定し、
前記到達時間の略半分の時間に基づいた循環運転時間により前記循環運転を行なうことを特徴とする請求項１に記載の給湯システム。
前記循環運転を所定の運転時間間隔毎に行ない、前記運転時間間隔を前記戻り湯温検出センサによる検出温度に応じて、延長又は短縮することを特徴とする請求項２に記載の給湯システム。
前記温度センサによる検出温度が所定の温度よりも低下すると、前記循環運転を行なうことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の給湯システム。
前記戻り湯温検出センサによる検出温度が所定の温度よりも高いときに、該検出温度と所定の温度との温度差に応じて延長する前記運転時間間隔の割合と、前記戻り湯温検出センサによる検出温度が所定の温度よりも低いときに、該検出温度と所定の温度との温度差に応じて短縮する前記運転時間間隔の割合とが異なることを特徴とする請求項３に記載の給湯システム。