JP2011149672A

JP2011149672A - 太陽熱給湯システム

Info

Publication number: JP2011149672A
Application number: JP2010013462A
Authority: JP
Inventors: Yoshimiki Kani; 佳幹可児; Ikumitsu Hatake; 生光畠; Kotaro Kimura; 晃太郎木村; Hideji Ito; 秀二伊東
Original assignee: Tokyo Gas Co Ltd; Rinnai Corp; Gastar Co Ltd
Current assignee: Tokyo Gas Co Ltd; Rinnai Corp; Gastar Co Ltd
Priority date: 2010-01-25
Filing date: 2010-01-25
Publication date: 2011-08-04
Anticipated expiration: 2030-01-25
Also published as: JP5537971B2

Abstract

【課題】給湯運転開始時の貯湯タンク内のタンク湯水の温度にかかわらず給湯初期に早期に給湯設定温度の湯が得られる太陽熱給湯システムを提供する。
【解決手段】太陽熱給湯システムは、太陽熱集熱器１と、貯湯タンク２と、タンク湯水と水とを混合可能とする混合手段６４と、貯湯タンク２の下流に配管接続されて湯を給湯する補助熱源機３と、給湯運転の制御を行う制御部Ｃとを備える。制御部Ｃは、給湯運転開始時が前回の給湯運転を終了してから規定時間を経過している場合は（Ｓ２）、貯湯タンク２内のタンク湯水の温度が給湯設定温度以上の高温であっても貯湯タンク２からのタンク湯水を水と混合して補助熱源機３の下限能力を超えない低温に調整（Ｓ３１）した混合湯水を補助熱源機３に供給し、この混合湯水を補助熱源機３で追加加熱（Ｓ３２）して給湯設定温度に温調する（Ｓ３）。
【選択図】図２

Description

本発明は、貯湯タンクに給水された水を太陽熱で加熱して貯湯し、この貯湯タンクのタンク湯水を給湯器等の補助熱源機に供給して給湯使用する太陽熱給湯システムに関する。

この種の太陽熱給湯システムは、貯湯タンク内のタンク湯水が給湯設定温度よりも低温の場合は補助熱源機でバーナ燃焼等により追加加熱して給湯設定温度に温調して給湯し、また、貯湯タンク内のタンク湯水が給湯設定温度以上の高温の場合は貯湯タンクから送り出されたタンク湯水と上水等からの水とを混合することによって給湯設定温度に温調して補助熱源機では加熱することなく給湯するようにしている。

従来、このような太陽熱給湯システムにおいて、給湯中に貯湯タンク内のタンク湯水の温度が変動しても給湯設定温度で安定して給湯できるようにしたものがある（特許文献１）。この太陽熱給湯システムは、給湯運転開始時に貯湯タンク内のタンク湯水の温度が給湯設定温度よりも低い場合は、給湯停止に至るまで貯湯タンクからのタンク湯水を水と混合し補助熱源機の下限能力を超えない低温に温調して補助熱源機で追加加熱して給湯する。また、給湯運転開始時に貯湯タンク内のタンク湯水の温度が給湯設定温度以上の場合は補助熱源機で加熱することなくタンク湯水と水とを混合して給湯設定温度に温調するが、その後の給湯中にタンク湯水の温度が給湯設定温度を下回ると、給湯停止に至るまで貯湯タンクからのタンク湯水を水と混合し補助熱源機の下限能力を超えない低温に温調して補助熱源機で追加加熱して給湯するようにしている。

特開２００３−１４８８０４号公報

ところで、上記太陽熱給湯システムでは、給湯を終えると補助熱源機での加熱も停止され、また、高温のタンク湯水と水との混合湯水が補助熱源機を流通することもないので、補助熱源機の缶体（熱交換器や配管等）が冷え始める。そして、給湯運転開始時に貯湯タンク内のタンク湯水の温度が給湯設定温度以上の高温の場合は、補助熱源機で加熱することなくタンク湯水と水とを混合して給湯設定温度に温調した混合湯水が補助熱源機を通って給湯されていた。そのため、給湯運転開始時に補助熱源機の缶体が冷えていると、給湯初期には上記混合湯水は補助熱源機の缶体に熱が奪われて給湯設定温度よりも低い温度の湯となって給湯され、給湯設定温度の湯が得られるまでにかなりの時間を必要としていた。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、給湯運転開始時の貯湯タンク内のタンク湯水の温度にかかわらず、給湯初期に早期に給湯設定温度の湯が得られる太陽熱給湯システムを提供することを課題とする。

本発明に係る太陽熱給湯システムは、
太陽熱集熱器と、太陽熱集熱器で加熱された熱媒体で熱交換加熱されたタンク湯水を貯湯する貯湯タンクと、貯湯タンクから送り出されたタンク湯水と水とを混合可能とする混合手段と、貯湯タンクの下流に配管接続されて湯を給湯する補助熱源機と、給湯運転の制御を行う制御部とを備え、
上記制御部は、給湯運転開始時が前回の給湯運転を終了してから規定時間を経過している場合は、貯湯タンク内のタンク湯水の温度が給湯設定温度以上の高温であっても貯湯タンクからのタンク湯水を水と混合して補助熱源機の下限能力を超えない低温に調整した混合湯水を補助熱源機に供給し、この混合湯水を補助熱源機で追加加熱して給湯設定温度に温調する制御構成とする。
ここで、上記の補助熱源機の下限能力を超えない低温とは、補助熱源機に供給する混合湯水の温度として、補助熱源機の最小加熱能力で加熱運転しても補助熱源機から給湯される湯の温度が給湯設定温度を超えない温度である。

上記構成によれば、貯湯タンク内のタンク湯水の温度が給湯設定温度よりも低い場合は補助熱源機は加熱運転されるが、貯湯タンク内のタンク湯水の温度が給湯設定温度以上の高温であっても、給湯運転開始時に前回の給湯運転終了から規定時間が経過していれば補助熱源機は加熱運転される。従って、給湯運転開始時に前回の給湯運転終了から規定時間が経過している場合は、貯湯タンク内のタンク湯水の温度にかかわらず、補助熱源機は加熱運転されるので、給湯停止により冷えた状態にあった補助熱源機の缶体が給湯運転開始により直ちに温められる。その結果、給湯初期における補助熱源機の缶体の熱的影響を抑制して給湯運転開始後早期に給湯設定温度の湯が得られる。

本発明に係る他の太陽熱給湯システムは、
太陽熱集熱器と、太陽熱集熱器で加熱された熱媒体で熱交換加熱されたタンク湯水を貯湯する貯湯タンクと、貯湯タンクから送り出されたタンク湯水と水とを混合可能とする混合手段と、貯湯タンクの下流に配管接続されて湯を給湯する補助熱源機と、給湯運転の制御を行う制御部とを備え、
上記制御部は、給湯運転開始時が前回の給湯運転を終了してから規定時間を経過している場合は、補助熱源機の加熱運転による温調が安定状態となるまで、貯湯タンク内のタンク湯水を使用せず、水だけを補助熱源機に供給して補助熱源機で加熱して給湯設定温度に温調するようにし、上記補助熱源機の加熱運転による温調が安定状態となった後は、貯湯タンクからのタンク湯水を水と混合して補助熱源機の下限能力を超えない低温に調整した混合湯水を補助熱源機に供給し、この混合湯水を補助熱源機で追加加熱して給湯設定温度に温調する制御構成とする。
ここで、上記の補助熱源機の加熱運転による温調の安定状態は、例えば、給湯運転開始時から所定水量が使用されると上記安定状態になったとすることができ、また、給湯運転開始から所定時間の経過や補助熱源機の出湯管に設ける出湯温センサの検知温度が安定して給湯設定温度を検知するようなったときに上記安定状態になったとすることができる。

補助熱源機にタンク湯水と水を混合した混合湯水を供給する場合は混合湯水の温度が補助熱源機の下限能力を超えない低温に温調されるまでの僅かな時間でも給湯運転開始時の補助熱源機の加熱開始が遅れるおそれがある。

これに対して、上記構成によれば、水は、通常は補助熱源機の下限能力を超えない低温であるから、給湯運転開始時から補助熱源機に水を供給することにより、給湯運転開始時に補助熱源機の加熱開始が遅れることがなく直ちに加熱開始される。従って、給湯運転開始時に前回の給湯運転終了から規定時間が経過している場合は、貯湯タンク内のタンク湯水の温度にかかわらず、補助熱源機は直ちに加熱運転されるので、給湯停止により冷えた状態にあった補助熱源機の缶体が給湯運転開始により直ちに温められる。その結果、給湯初期における補助熱源機の缶体の熱的影響を抑制して給湯運転開始後早期に給湯設定温度の湯が得られる。

そして、給湯運転開始時から所定水量が使用される等して補助熱源機の加熱運転による温調が安定状態となった後は、上記混合湯水を補助熱源機に供給することにより、補助熱源機では、水に比べて給湯設定温度に追加加熱するのに必要な熱量を少なくすることができる。これにより、補助熱源機におけるエネルギー消費を抑えることができ、太陽熱利用による省エネを図ることができる。

上記各太陽熱給湯システムにおいて、
給湯運転開始から一定時間が経過した後は、貯湯タンク内のタンク湯水の温度が給湯設定温度以上であれば、補助熱源機で加熱しないようにし、貯湯タンクからのタンク湯水を水と混合して給湯設定温度に温調する制御構成にしてもよい。
これにより、補助熱源機におけるエネルギー消費を一層抑えることができ、太陽熱利用による省エネを図ることができる。

以上のように、本発明に係る太陽熱給湯システムによれば、給湯運転開始時に前回の給湯運転終了から規定時間が経過していれば、貯湯タンク内のタンク湯水の温度にかかわらず補助熱源機は加熱運転されて補助熱源機の缶体が直ちに温められる。従って、給湯初期における補助熱源機の缶体の熱的影響が抑制されて給湯運転開始後早期に給湯設定温度の湯を得ることができる。

実施形態１による太陽熱給湯システムの概略構成を示す模式図である。実施形態１の太陽熱給湯システムにおける給湯運転の動作を示すフローチャートである。実施形態２の太陽熱給湯システムにおける給湯運転の動作を示すフローチャートである。他の実施形態の太陽熱給湯システムにおける給湯運転の動作を示すフローチャートである。

（実施形態１）
まず、太陽熱給湯システムの基本構成について説明する。
図１に示すように、本太陽熱給湯システムは、太陽熱を集熱する太陽熱集熱器１、太陽熱集熱器１での太陽熱を利用して加熱したタンク湯水を貯湯する貯湯タンク２、貯湯タンク２から送り出されたタンク湯水と上水等からの水（水道水等）とを混合可能とする混合弁６４、貯湯タンク２の下流側に配管接続されて湯を給湯するガス給湯器等で構成される補助熱源機３、このシステムの給湯運転等を制御する制御部Ｃ、給湯設定温度を設定する等のためのリモコン４等を備えている。

太陽熱集熱器１は、パネル状に形成されており、例えば、集合住宅のベランダに縦置きされたり、建物の屋根などに設置される。この太陽熱集熱器１は、日射により熱せられる熱媒体の流路を形成する集熱部（図示せず）と、太陽光発電を行うための太陽電池が設置されたソーラ発電部１ａとを備える。ソーラ発電部１ａは、後述の循環ポンプＰに駆動電力を給電し、また、制御部Ｃと電気配線で接続されている。

貯湯タンク２は、下部の給水口に水を給水する給水管５が接続され、上部の出湯口にタンク湯水を出湯する出湯管６が接続され、タンク壁の上下４箇所にタンク温度センサ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄが設置され、これらタンク温度センサ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄで貯湯タンク２内のタンク湯水の温度が検知される。各タンク温度センサ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄの検知温度信号は、制御部Ｃに出力されて給湯運転時の温調制御等に利用される。なお、最上部のタンク温度センサ２０ａの検知温度を貯湯タンク２内のタンク湯水の温度として扱うことができる。

給水管５には、上流側から順に、給水元弁５１、水フィルタ５２、減圧弁５３、入水温度センサ５４、逆止弁５５及び排水弁５６が配設されている。減圧弁５３は、貯湯タンク２への給水圧を調整する弁であり、貯湯タンク２内のタンク湯水が減少した場合に減圧弁５３の下流側圧力が低下し、それに応じて貯湯タンク２に水が給水される。入水温度センサ５４は、給水管５を流れる水の温度を検知しその検知温度信号が制御部Ｃに出力される。

貯湯タンク２と補助熱源機３とは出湯管６を介して接続されている。出湯管６には、貯湯タンク２と補助熱源機３との間に、上流側から順に、貯湯タンク２から出湯されるタンク湯水の温度を検知する出湯温センサ６１、圧力逃がし弁６２、常閉のソーラ電磁弁６３、混合弁６４、水量センサ６５、混合センサ６６及びハイカットセンサ６７等が配設されている。水量センサ６５は出湯管６を流れる流量を検知しその検知信号が制御部Ｃに出力される。また、混合センサ６６及びハイカットセンサ６７は、出湯管６内の混合湯水の温度を検知しこれらの検知温度信号は制御部Ｃに出力される。

混合弁６４には、給水管５から分岐された混合用給水管５０が接続されている。混合弁６４は、貯湯タンク２から出湯されたタンク湯水と混合用給水管５０から給水された水とを混合制御して補助熱源機３に供給する混合湯水の温調を行う弁であり、制御部Ｃからの指令信号に応じてその開度が制御される。なお、混合用給水管５０には上流への逆流を阻止する逆止弁５８が設けられている。

太陽熱集熱器１と貯湯タンク２とは、熱媒体が循環する熱媒循環管路７により接続されている。熱媒循環管路７は、太陽熱集熱器１で加熱された熱媒体を貯湯タンク２に送る熱媒循環往路７ａと、貯湯タンク２内に給水された水を熱媒体により熱交換加熱する放熱部７ｂと、熱交換により冷却された熱媒体を太陽熱集熱器１に戻す熱媒循環復路７ｃとが連設されて構成されている。また、熱媒循環管路７には、熱媒循環往路７ａと熱媒循環復路７ｃとをバイパスするバイパス路１４が設けられている。放熱部７ｂは、貯湯タンク２内の下方にＵ字状等に屈曲された配管から構成されている。なお、熱媒体としては、例えば、プロピレングリコール等を含有する不凍液が使用される。

熱媒循環管路７の熱媒循環復路７ｃには、上流側から順に、熱媒体を一時貯留するための開放型のシスターン８、循環ポンプＰ、熱媒温度を検知する熱媒センサ７１、常開熱動弁７２等が配設されている。熱媒センサ７１の検知信号は制御部Ｃに出力される。なお、熱媒循環往路７ａにも熱媒センサを設けてもよい。

シスターン８内には、熱媒体の異常高水位を検知する高水位スイッチ８１と、熱媒体の異常低水位を検知する低水位スイッチ８２と、循環ポンプＰの空転を防止するための水位スイッチ８３とが配設されている。また、シスターン８の上部には、熱媒体がオーバーフローした場合にシスターン８外に排出するためのオーバーフロー管８４が配設されている。

循環ポンプＰは、太陽熱集熱器１内のソーラ発電部１ａでの発電電力により駆動される。なお、循環ポンプＰは、ソーラ発電部１ａでの発電が日射量に依存する不確定要素を含むため必要に応じて制御基板３３を介して制御部Ｃより商用電源の電力を給電して駆動することもできる。そして、太陽熱集熱器１に日射が当たり集熱及びソーラ発電が行われると、制御部Ｃからの指令制御により貯湯運転が行われる。この貯湯運転は、ソーラ発電部１ａからの給電で循環ポンプＰが駆動され、これにより、太陽熱集熱器１で加熱された熱媒体が貯湯タンク２内の放熱部７ｂに循環され、貯湯タンク２内に給水された水が加熱されてタンク湯水が貯湯される。なお、貯湯運転の間は、貯湯タンク２からタンク湯水が出湯されないように出湯管６に設けられたソーラ電磁弁６３は閉弁保持されている。

補助熱源機３は、給湯用熱交換器３１１及び給湯用ガスバーナ３１２等を備える給湯用加熱ユニット３１と、暖房用熱交換器３２１及び暖房用ガスバーナ３２２等を備える暖房用加熱ユニット３２と、これら加熱ユニット３１，３２の動作を制御する制御基板３３とを備えている。これらの加熱ユニット３１，３２は、補助熱源機３の缶体を構成している。

給湯用熱交換器３１１は、貯湯タンク２から導出された出湯管６と配管接続されている。給湯用熱交換器３１１は、後述する給湯運転が行われる場合に必要に応じて給湯用ガスバーナ３１２の燃焼により加熱され、給湯用熱交換器３１１に流入した混合湯水や水が熱交換加熱されることにより、給湯管Ｌから洗面、台所、浴室等に設けられたカラン等の出湯端末に所定の給湯設定温度の湯が給湯される。

暖房用熱交換器３２１は、温水（不凍液を混入する温水等も含む。）を循環する温水循環管路１７と配管接続されている。温水循環管路１７内の温水は、補助熱源機２内に設ける循環ポンプＰ２の駆動により循環される。なお、この循環ポンプＰ２は商用電源により駆動される。この温水循環管路１７は、暖房用循環管路１６と再加熱用循環管路１５とに分岐されている。暖房用循環管路１６は、補助熱源機３外に設置する暖房機Ｗに接続される。再加熱用循環管路１５は、熱媒循環管路７における熱媒循環往路７ａと熱媒循環復路７ｃとをバイパスするバイパス路１４に設けられた液々熱交換部１４１に接続され、太陽熱集熱器１とは別に熱媒循環管路７内の熱媒体を加熱できるようにしている。なお、液々熱交換部１４１の構造としては、例えば、バイパス路１４を構成する配管の周囲を覆うように再加熱循環管路１５を構成する配管を設けた二重管構造や、隔壁を介して一方の室にバイパス路１４を接続し、他方の室に再加熱循環管路１５を接続した構造等とすることができる。

暖房用循環管路１６には常閉の熱動弁１６１が設けられ、再加熱用循環管路１５には液々熱交換部１４１よりも上流側に常閉の熱動弁１５１が設けられている。熱媒循環復路７ｃにはバイパス路１４との接続部より下流側に太陽熱集熱器１への熱媒体の流れを連通・遮断する常開熱動弁７２が設けられ、バイパス路１４には熱媒循環復路７ａから熱媒循環往路７ｃへの熱媒体の流れを連通・遮断する常閉熱動弁１４２が設けられている。

暖房用加熱ユニット３２は、通常、暖房機Ｗ等へ熱供給するための加熱ユニットとして使用されるが、貯湯タンク２内のタンク湯水が入れ替わらずレジオレラ菌等の細菌が繁殖するおそれがある場合や日射量不足により太陽熱集熱器１での集熱量が少なく貯湯タンク２内にタンク湯水が貯湯されない場合等において、再加熱循環管路１５の熱動弁１５１を開弁して液々熱交換部１４１に温水を循環させて熱媒循環管路７の熱媒体を強制的に加熱し貯湯タンク２内のタンク湯水の温度を昇温させる再加熱運転時にも作動する。この再加熱運転時には、太陽熱集熱器１側に熱媒体が循環されないようにするため、熱媒循環復路７ｃの常開熱動弁７２を閉弁すると共にバイパス路１４の常閉熱動弁１４２を開弁する。

制御部Ｃは、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵のＲＯＭ（図示せず）等に所定の制御プログラムが格納されている。この制御部Ｃは、台所等に配置されたリモコン４と補助熱源機３内の制御基板３３を介して通信接続されると共に上述の各センサや各弁等の各種機器に通信接続され、これらの機器と信号のやり取りをして制御する。リモコン４には、図示しないが、運転スイッチ、給湯設定温度や暖房設定温度等を入力する温度設定スイッチ等のスイッチ類や、給湯設定温度や貯湯タンク２内のタンク湯水量等を表示する表示部等を備えている。

次に、上記構成の太陽熱給湯システムにおける給湯運転の動作を説明する。以下の給湯運転は、制御部Ｃの指令等により実行される。
図２のフローチャートを参照して、まず、使用者が給湯運転を開始するためリモコン４の運転スイッチをＯＮし、カランなどの出湯端末を開栓すると、混合用給水管５０から混合弁６４を介して出湯管６に水が供給される。これにより、水量センサ６５で所定水量（例えば、２．７リットル／分）以上の流水が検知されると給湯運転が開始される（Ｓ１）。給湯運転が開始されると、制御部Ｃは、前回の給湯運転を終了してから規定時間（例えば、８分）が経過しているか否か判断する（Ｓ２）。前回の給湯運転を終了してから規定時間が経過している場合（Ｓ２で「ＹＥＳ」）、タンク温度センサ２０ａで検知される貯湯タンク２内のタンク湯水の温度が使用者によりリモコン４で設定された給湯設定温度以上の高温であっても、補助熱源機３を加熱運転させる追加加熱モードを行う（Ｓ３）。すなわち、前回の給湯運転が終了してから今回給湯運転を開始するまでに規定時間が経過していると補助熱源機３内の熱交換器や配管等を設置する缶体（加熱ユニット３１，３２等）の温度が外気温により冷やされているため、貯湯タンク２内のタンク湯水の温度にかかわらず、補助熱源機３を加熱運転して補助熱源機３内の缶体を温めるようにする。

上記追加加熱モード（Ｓ３）において、制御部Ｃは、ソーラ電磁弁６３を開弁し混合弁６４を開度制御して、貯湯タンク２から送り出されるタンク湯水と混合用給水管５０からの水を混合して混合湯水とし、混合センサ６６で検知される混合湯水の温度が補助熱源機３の下限能力を超えないように温調して（Ｓ３１）、補助熱源機３へ供給する。ここで、請求項１に記載の補助熱源機３の下限能力を超えない低温とは、補助熱源機３に供給する混合湯水の温度として、補助熱源機３の最小加熱能力で加熱運転しても補助熱源機３から給湯される湯の温度が給湯設定温度を超えない温度である。例えば、給湯設定温度が４０℃、補助熱源機の最小号数（号数は、１リットルの水を１分間に２５℃上昇させる能力である。）の能力が９５ｋｃａｌ／分、混合湯水の水量が１０リットル／分である場合、混合湯水の温度を、４０−（９５／１０）＝３０．５℃まで低下させないと給湯用ガスバーナ３１２の燃焼を開始させることができないからである。なお、貯湯タンク２内のタンク湯水の温度が補助熱源機３の下限能力を超えていない低温の場合は、混合用給水管５０から水を混合することなく貯湯タンク２からのタンク湯水を補助熱源機３へ供給するようにしてもよい。

そして、補助熱源機３では、混合センサ６６で検知される混合湯水の温度、水量センサ６５で検知される水量及び給湯設定温度に基づき、給湯用ガスバーナ３１２の燃焼量が制御される（Ｓ３２）。これにより、混合湯水を補助熱源機３で追加加熱して、給湯運転初期から給湯設定温度に温調された湯を出湯端末から給湯することができる。また、貯湯タンク２内のタンク湯水の温度が給湯設定温度以上であっても、混合弁６４により混合湯水の温度が補助熱源機３の下限能力を超えないように低温に調整されて補助熱源機３に供給されるから、補助熱源機３で追加加熱しても給湯設定温度より高温の湯が出湯端末から給湯されることはない。

一方、ステップＳ２において、前回の給湯運転を終了してから今回給湯運転が開始されるまで、未だ規定時間を経過していない場合（Ｓ２で「ＮＯ」）、制御部Ｃは、タンク温度センサ２０ａで検知される貯湯タンク２内のタンク湯水の温度が給湯設定温度未満であるか否かを判断する（Ｓ４）。そして、貯湯タンク２内のタンク湯水の温度が給湯設定温度未満であれば（Ｓ４で「ＹＥＳ」）、追加加熱モードに移行し（Ｓ５）、上記ステップＳ３１，３２と同様に、混合湯水の温度を補助熱源機３の下限能力を超えないように温調して補助熱源機３へ供給し、補助熱源機３ではこの混合湯水を追加加熱して給湯設定温度に温調した湯を出湯端末から給湯する。これにより、補助熱源機３において水から加熱する場合に比べて給湯設定温度に加熱するまでのエネルギーが少なくて済み、その分省エネ化を図ることができる。

また、ステップＳ４において、貯湯タンク２内のタンク湯水の温度が給湯設定温度以上であれば（Ｓ４で「ＮＯ」）、タンク貯湯のみモードに移行し（Ｓ６）、ソーラ電磁弁６３を開弁し混合弁６４を開度制御してタンク湯水と水とを混合し、この混合湯水の温度を給湯設定温度に温調して補助熱源機３では加熱することなく出湯端末から給湯する。これにより、一層の省エネ化を図ることができる。

そして、使用者が出湯端末からの給湯を停止し、水量センサ６５で検知される流水が所定水量（例えば、２リットル／分）未満となると、給湯運転を停止する（Ｓ７）。これにより、ソーラ電磁弁６３を閉弁し、補助熱源機３が作動している場合はこれを停止させる。

以上の給湯運転制御によれば、貯湯タンク２内のタンク湯水の温度が給湯設定温度よりも低い場合は補助熱源機３は加熱運転され、また、貯湯タンク２内のタンク湯水の温度が給湯設定温度以上の高温であっても、給湯運転開始時に前回の給湯運転終了から規定時間が経過していれば補助熱源機３は加熱運転される。従って、給湯運転開始時に前回の給湯運転終了から規定時間が経過している場合は、貯湯タンク２内のタンク湯水の温度にかかわらず、補助熱源機３は加熱運転されるので、給湯停止により冷えた状態にあった補助熱源機３の缶体が給湯運転開始により直ちに温められる。その結果、給湯初期における補助熱源機３の缶体の熱的影響を抑制して給湯運転開始後早期に給湯設定温度の湯が得られる。また、上記追加加熱モードへ移行されると、貯湯タンク２内のタンク湯水の温度にかかわらず、給湯停止に至るまで補助熱源機３での追加加熱が実行され、補助熱源機３が加熱停止したり加熱を再開したりすることがないから、安定して給湯設定温度の湯を給湯することができる。

（実施形態２）
実施形態２では、給湯運転開始時が前回の給湯運転終了から規定時間を経過している場合に実行される追加加熱モードにおいて、給湯運転を開始してから補助熱源機３の加熱運転による温調が安定状態となるまでの間は、貯湯タンク２内のタンク湯水を使用せず、水だけを補助熱源機３に供給して補助熱源機３で加熱して給湯設定温度に温調するように制御する。

具体的には、図３を参照して、ステップＳ３の追加加熱モードにおいて、給湯運転開始時、ソーラ電磁弁６３を閉じた状態とし混合弁６４を水固定にして、混合用給水管５０からの水だけを出湯管６を通じて補助熱源機３へ供給するようにする（Ｓ３０−１）。補助熱源機３では、混合センサ６６で検知される水の温度、水量センサ６５で検知される水量及び給湯設定温度に基づき、給湯用ガスバーナ３１２の燃焼量が制御され（Ｓ３０−２）、供給される水を補助熱源機３で加熱して給湯設定温度に温調された湯を出湯端末から給湯する。

そして、水量センサ６５で検知される水量に基づいて、給湯運転開始時から使用される積算水量が所定水量（例えば、４リットル）に達したことにより（Ｓ３０−３で「ＹＥＳ」）、補助熱源機３の加熱運転による温調が安定状態となったと想定され、この後は、貯湯タンク２内のタンク湯水を使用する。すなわち、補助熱源機３での温調が安定状態となった後は、ソーラ電磁弁６３を開弁し混合弁６４を開度制御して、貯湯タンク２から送り出されるタンク湯水と混合用給水管５０からの水を混合しこの混合湯水の温度が補助熱源機３の下限能力を超えないように温調して（Ｓ３１）、補助熱源機３へ供給する。補助熱源機３では、給湯用ガスバーナ３１２の燃焼量を制御して（Ｓ３２）、上記混合湯水を追加加熱して給湯設定温度に温調された湯を出湯端末から給湯する。その他の内容は、上記実施形態１と同様である。

給湯運転開始時が前回の給湯運転終了から規定時間を経過している場合に実行される追加加熱モードにおいて、給湯運転開始時からタンク湯水と水を混合した混合湯水を補助熱源機３に供給する場合、混合湯水の温度が補助熱源機３の下限能力を超えない低温に温調されるまでの僅かな時間でも、この温調制御等のために給湯運転開始時に補助熱源機３の加熱開始が遅れるおそれがある。

これに対して、実施形態２によれば、水は、通常は補助熱源機３の下限能力を超えない低温であるから、給湯運転開始時から補助熱源機３に水を供給することにより、給湯運転開始時に補助熱源機３の加熱開始が遅れることがなく直ちに加熱開始される。従って、給湯運転開始時に前回の給湯運転終了から規定時間が経過している場合は、貯湯タンク２内のタンク湯水の温度にかかわらず、補助熱源機３は直ちに加熱運転されるので、給湯停止により冷えた状態にあった補助熱源機３の缶体が給湯運転開始により直ちに温められる。その結果、給湯初期における補助熱源機３の缶体の熱的影響を抑制して給湯運転開始後早期に給湯設定温度の湯が得られる。

そして、給湯運転開始時から所定水量が使用される等して補助熱源機３の加熱運転による温調が安定状態となった後は、上記混合湯水を補助熱源機３に供給することにより、補助熱源機３では、水に比べて給湯設定温度に追加加熱するのに必要な熱量を少なくすることができる。これにより、補助熱源機３におけるエネルギー消費を抑えることができ、太陽熱利用による省エネを図ることができる。

（その他の実施形態）
図４に示すように、給湯開始時が前回の給湯運転終了から規定時間を経過している場合でも追加加熱モード（Ｓ３）に移行されずタンク湯水を用いた温調のみでも給湯運転が行えるタンク優先モード（Ｓ１−１）の設定をリモコン４等の操作により行えるようにしてもよい。この場合、制御部Ｃの制御により、上記規定時間の経過にかかわらず、貯湯タンク２内のタンク湯水の温度が給湯設定温度以上の高温の場合は、混合弁６４の混合制御により貯湯タンク２から送り出されたタンク湯水と水との混合により給湯設定温度に温調して補助熱源機３では加熱することなく給湯される。これにより、給湯開始時に早期に給湯設定温度の湯を必要としないような使用形態に利用することができ、使用者の使い勝手が向上される。また、補助熱源機３におけるエネルギー消費を抑えることができ、太陽熱利用による省エネを図ることができる。

上記追加加熱モード（図２、図３のＳ３）へ移行されても、給湯運転を開始してから補助熱源機３の加熱運転による温調が安定状態となる一定時間（例えば、３分）が経過した後は、貯湯タンク２内のタンク湯水の温度が給湯設定温度以上であれば、補助熱源機３を加熱停止させ、貯湯タンク２からのタンク湯水を水と混合して給湯設定温度に温調するようにしてもよい。この場合、補助熱源機３におけるエネルギー消費を一層抑えることができ、太陽熱利用による省エネを図ることができる。また、上記一定時間の経過により補助熱源機３の缶体が十分に温まっているので、補助熱源機３を通る混合湯水が補助熱源機３の缶体からの熱的影響を受けることも少なく、安定して給湯設定温度の湯を給湯することができる。

実施形態２において、補助熱源機３の加熱運転による温調の安定状態は、給湯運転開始時から使用される積算水量が所定水量に達したときとするが（図３中のＳ３０−３）、給湯運転開始から所定時間が経過したときや補助熱源機３の給湯管Ｌに設ける出湯温センサの検知温度が安定して給湯設定温度を検知するようなったときに上記安定状態になったとしてもよい。

１太陽熱集熱器
２貯湯タンク
３補助熱源機
４リモコン
５給水管
６出湯管
７熱媒循環管路
５０混合用給水管
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄタンク温度センサ
３１給湯用加熱ユニット
３２暖房用加熱ユニット
６３ソーラ電磁弁
６４混合弁
６５水量センサ
６６混合センサ
３１１給湯用熱交換器
３１２給湯用ガスバーナ
３２１暖房用熱交換器
３２２暖房用ガスバーナ
Ｃ制御部
Ｌ給湯管

Claims

太陽熱集熱器と、太陽熱集熱器で加熱された熱媒体で熱交換加熱されたタンク湯水を貯湯する貯湯タンクと、貯湯タンクから送り出されたタンク湯水と水とを混合可能とする混合手段と、貯湯タンクの下流に配管接続されて湯を給湯する補助熱源機と、給湯運転の制御を行う制御部とを備え、
上記制御部は、給湯運転開始時が前回の給湯運転を終了してから規定時間を経過している場合は、貯湯タンク内のタンク湯水の温度が給湯設定温度以上の高温であっても貯湯タンクからのタンク湯水を水と混合して補助熱源機の下限能力を超えない低温に調整した混合湯水を補助熱源機に供給し、この混合湯水を補助熱源機で追加加熱して給湯設定温度に温調する制御構成とする太陽熱給湯システム。
太陽熱集熱器と、太陽熱集熱器で加熱された熱媒体で熱交換加熱されたタンク湯水を貯湯する貯湯タンクと、貯湯タンクから送り出されたタンク湯水と水とを混合可能とする混合手段と、貯湯タンクの下流に配管接続されて湯を給湯する補助熱源機と、給湯運転の制御を行う制御部とを備え、
上記制御部は、給湯運転開始時が前回の給湯運転を終了してから規定時間を経過している場合は、補助熱源機の加熱運転による温調が安定状態となるまで、貯湯タンク内のタンク湯水を使用せず、水だけを補助熱源機に供給して補助熱源機で加熱して給湯設定温度に温調するようにし、上記補助熱源機の加熱運転による温調が安定状態となった後は、貯湯タンクからのタンク湯水を水と混合して補助熱源機の下限能力を超えない低温に調整した混合湯水を補助熱源機に供給し、この混合湯水を補助熱源機で追加加熱して給湯設定温度に温調する制御構成とする太陽熱給湯システム。
請求項１又は２に記載の太陽熱給湯システムにおいて、
給湯運転開始から一定時間が経過した後は、貯湯タンク内のタンク湯水の温度が給湯設定温度以上であれば、補助熱源機で加熱しないようにし、貯湯タンクからのタンク湯水を水と混合して給湯設定温度に温調する制御構成とする太陽熱給湯システム。