JP2012098012A

JP2012098012A - 熱源装置

Info

Publication number: JP2012098012A
Application number: JP2010248699A
Authority: JP
Inventors: Kotaro Kimura; 晃太郎木村; Kazuhiro Chokai; 一洋鳥海; Makoto Terauchi; 誠寺内
Original assignee: Gastar Co Ltd
Current assignee: Gastar Co Ltd
Priority date: 2010-11-05
Filing date: 2010-11-05
Publication date: 2012-05-24
Anticipated expiration: 2030-11-05
Also published as: JP5671304B2

Abstract

【課題】集熱機と熱的に接続されている貯湯槽からの給湯温度の安定化と、集熱機の効率的な稼動とを図る。
【解決手段】太陽光の熱を集熱する集熱機１を通して液体を循環させる液体循環通路３の途中部を、貯湯槽２内の下部側に通して貯湯槽内通過通路１１とし、貯湯槽内通過通路１１と貯湯槽２とで液−液熱交換器を形成して、液体循環通路３と貯湯槽２とを熱的に接続する。貯湯槽２には給湯路１２と給水路１３とを接続する。浴槽２７に接続されて浴槽湯水を循環させる浴槽湯水循環ポンプ８を備えた湯水循環通路７を、液体循環通路３における貯湯槽内通過通路１１の上流側または下流側に熱的にし、予め定めた集熱利用浴槽湯水加熱条件に達したときに液体循環ポンプ４と浴槽湯水循環ポンプ８を駆動させ、液体循環通路３内を通る液体と湯水循環通路７内を通る浴槽湯水との熱交換を行い、集熱機１で集熱した熱によって浴槽湯水を加熱する。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽光の熱を集める集熱機を備えた太陽熱利用の熱源装置に関するものである。

貯湯槽を備えた熱源装置が用いられており（例えば、特許文献１、参照）、貯湯槽内の湯水を、燃料電池の廃熱を利用して加熱したり、太陽熱を利用して加熱したりすることが行われている。

図４には、太陽熱を利用して貯湯槽を加熱する構成を備えた熱源装置の一例が、模式的なシステム構成図により示されている。同図において、貯湯槽２を備えたタンクユニット５０が、太陽光の熱を集熱する集熱機（コレクター）１と、液体循環通路３を介して熱的に接続されている。液体循環通路３は、集熱機１を通して液体（ここでは湯水）を循環させる通路であり、液体循環通路３には液体循環ポンプ４が介設されている。例えば集熱機１内の湯水温が貯湯槽２の下部側の湯水温よりも高く、その差が集熱用設定温度以上あるときに（言い換えれば、貯湯槽２の下部側の温度が集熱機１内の湯水温よりも集熱用設定温度以上低いときに）液体循環ポンプ４を駆動させ、図の矢印Ａに示すように、貯湯槽２の下部側から液体循環通路３内に湯水を導入して、集熱機１に通し、集熱機１において太陽熱により温められた湯（例えば９０℃といった高温の湯）を貯湯槽２の上部側から貯湯槽２内に導入する。

また、貯湯槽２には、その上部に貯湯槽２の湯を外部に給湯する給湯路１２が接続され、貯湯槽２の下部には貯湯槽２への給水路１３が接続されており、給水路１３と給湯路１２とは、バイパス通路２３および混合弁１９を介して接続されている。さらに、貯湯槽２には貯湯槽湯水循環通路３０が設けられ、貯湯槽湯水循環通路３０には、貯湯槽湯水循環ポンプ５１が介設されている。貯湯槽湯水循環通路３０は、貯湯槽湯水循環ポンプ５１の駆動によって、図の矢印Ｂに示すように、貯湯槽２の上部側から貯湯槽湯水循環通路３０内に湯を引き出し、水−水熱交換器３１に通した後、その湯水を貯湯槽２の中央部側から貯湯槽２内に導入する。

水−水熱交換器３１には、湯水循環通路（追い焚き循環通路）７が接続されており、湯水循環通路７は浴槽２７に接続されている。湯水循環通路７には、浴槽２７の湯水を循環させる浴槽湯水循環ポンプ８が介設され、この浴槽湯水循環ポンプ８の駆動によって、浴槽湯水を、湯水循環通路７を通して図の矢印Ｃの方向に循環させる。このように、浴槽湯水の湯水循環通路７を通して循環させながら、前記貯湯槽湯水循環通路３０に貯湯槽２内の湯を通すことにより、水−水熱交換器３１を介して貯湯槽２内の湯と浴槽湯水との熱交換を行い、浴槽湯水の追い焚きが行われる。

特開２００６−３４３０５６号公報

ところで、図４に示した熱源装置においては、浴槽湯水の追い焚きを行う際に、貯湯槽湯水循環通路３０に湯水を循環させ、水−水熱交換器３１を介して浴槽湯水と熱交換を行うために、この熱交換によって冷やされた貯湯槽湯水循環通路３０内の湯水が、貯湯槽湯水循環通路３０を通って、その出口部３０ａから貯湯槽２内に導入され、貯湯槽２の中央部の湯水温が低くなる。また、この際、貯湯槽２の上部側から貯湯槽湯水循環通路３０内に湯を引き出す動作に伴って、貯湯槽２内には、図の矢印Ｕに示すように、貯湯槽２内の湯が、貯湯槽湯水循環通路３０の出口部３０ａから入口部３０ｂに向けて、つまり、貯湯槽２の中央部から貯湯槽２の上部側に向けて上側に流れる湯水の流れが生じるため、貯湯槽２の中央部にある温度が低くなった湯水が貯湯槽２の上部側に流れる。

そのため、この状態で、給湯路１２を通して、図の破線矢印Ｄに示すように、貯湯槽２内の湯の出湯を行おうとすると、貯湯槽２からは通常よりも低い温度の湯が出湯されてしまうといった問題があった。

また、貯湯槽２内の前記湯水の流れは、貯湯槽２の中央部から貯湯槽２の上部側に向けて生じるため、この流れが生じている貯湯槽２の上半部の温度が低くなって貯湯槽２内の蓄熱量が全体としては減っているにもかかわらず、貯湯槽２の下半部側の湯水は停滞し、その湯水温は下がりにくいため、貯湯槽２の上半部が低めの温度で、下半部が高めの温度になるといった状態になる（温度層の崩れが生じる）。

そうなると、貯湯槽２の上部側の湯水温は低いのに下部側の湯水温は集熱機１内の湯水温より前記集熱用設定温度以上低くならないため、液体循環ポンプ４が駆動せず、貯湯槽２の湯水を液体循環通路３に通して集熱機１により加熱する動作が行われないことになるため、せっかくの太陽熱利用を効率的に行えなくなってしまい、貯湯槽２への蓄熱が行われ難くなってしまうといった問題もあった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、集熱機と熱的に接続されている貯湯槽からの給湯温度を安定化でき、かつ、集熱機を効率的に稼動させることができて、太陽熱利用を効率的に行える熱源装置を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために、次の構成をもって課題を解決する手段としている。すなわち、第１の発明は、太陽光の熱を集熱する集熱機と、該集熱機内の液体の温度を検出する集熱機内液温検出手段と、前記集熱機に接続されて該集熱機を通して液体を循環させる液体循環通路とを有して、該液体循環通路には液体循環ポンプが介設され、該液体循環通路はその途中部が貯湯槽内の下部側に通された貯湯槽内通過通路を成して該貯湯槽内通過通路と前記貯湯槽とが液−液熱交換器を形成することにより前記液体循環通路と前記貯湯槽とが熱的に接続され、前記集熱機内液温検出手段の検出温度が前記貯湯槽内の湯水の温度より予め定められた温度以上高いときに前記液体循環通路内の液体を循環させ、前記貯湯槽内通過通路を介して前記貯湯槽内の湯水と前記液体循環通路内の液体とを熱交換することにより前記貯湯槽内の湯水を加熱する集熱利用貯湯槽湯水加熱制御手段を有し、前記貯湯槽にはその上部に該貯湯槽の湯を外部に給湯する給湯路が接続され、前記貯湯槽の下部には該貯湯槽への給水路が接続されており、浴槽に接続されて該浴槽の湯水を循環させる湯水循環ポンプを備えた湯水循環通路が前記液体循環通路における前記貯湯槽内通過通路の上流側または下流側に熱的に接続されており、予め定められた集熱利用浴槽湯水加熱条件に達したときに、前記液体循環ポンプを駆動させて前記液体循環通路内の液体を循環させると共に前記湯水循環ポンプを駆動させて前記湯水循環通路内に浴槽湯水を循環させることによって、前記液体循環通路内を通る液体と前記湯水循環通路内を通る浴槽湯水との熱交換を行うことにより前記集熱機で集熱した熱によって前記浴槽の湯水を加熱する集熱利用浴槽湯水加熱制御手段を有する構成をもって課題を解決する手段としている。

また、第２の発明は、前記第１の発明の構成に加え、浴槽への入浴予約指令を受けて浴槽内に湯水循環通路を通して循環可能な湯水が有るか否かを判断する浴槽湯水有無判断手段と、該浴槽湯水有無判断手段により前記浴槽に湯水が無いと判断されたきには該判断時または前記入浴予約指令受信以降の予め定められた時刻に水を注水して水張りをする注水制御手段を有し、集熱利用浴槽湯水加熱制御手段は、前記入浴予約指令を受けた以降に、前記浴槽に設定水位までの水張りが行われている状態で前記集熱機内液温検出手段の検出温度が予め定められた集熱対応設定温度以上であり、かつ、貯湯槽内の湯水温が予め定められた蓄熱完了判断設置温度に達したときに集熱利用浴槽湯水加熱条件に達したと判断して、液体循環ポンプと湯水循環ポンプとを共に駆動させて集熱機で集熱した熱によって前記浴槽湯水を加熱する構成としたことを特徴とする。

さらに、第３の発明は、前記第１または第２の発明の構成に加え、前記追い焚き循環通路には該追い焚き循環通路を通って循環する湯水を太陽光の熱を利用せずに加熱する補助加熱手段が介設されていることを特徴とする。

本発明によれば、太陽光の熱を集熱する集熱機に接続されて、該集熱機を通して液体を循環させる液体循環通路は、その途中部が貯湯槽内の下部側に通された貯湯槽内通過通路を成して、該貯湯槽内通過通路と前記貯湯槽とが液−液熱交換器を形成することにより前記液体循環通路と前記貯湯槽とが熱的に接続されているので、貯湯槽内に湯水の流れを生じさせずに、液体循環通路の液体と貯湯槽内の湯水とを熱交換できる。そのため、浴槽湯水の追い焚きにより浴槽湯水と液体循環通路を通る液体との熱交換を行って、液体循環通路を通る液体温が下がり、この温度が下がった液体と貯湯槽内の湯水との熱交換により貯湯槽内の貯湯槽内通過通路配設領域の湯水温が下がっても、その温度が下がった湯水が貯湯槽の上側に流れることはない。

つまり、本発明においては、浴槽湯水の追い焚きを行っても、その熱交換は、貯湯槽と液―液熱交換器を形成している液体循環通路の貯湯槽内通過通路を通る液体を介して行われるので、従来のように、浴槽湯水の追い焚き時に行われる浴槽湯水と貯湯槽湯水との熱交換により、貯湯槽内に、その中央部から上側に向かう湯水の流れが形成されてしまうことを抑制でき、従来例のように、浴槽湯水の追い焚きに伴い、貯湯槽内の上半部の湯水温が低くなり、下半部の湯水温は高いままの状態となるといった、崩れた温度層が形成されることを抑制できる。

すなわち、本発明によれば、浴槽湯水の追い焚きが行われて、液体循環通路を循環する液体の温度が低下しても、貯湯槽内の貯湯槽内通過通路配設領域である貯湯槽内下部側の湯水温が低くなるだけで、貯湯槽内の上部側の湯水温を高いままに維持できるので、貯湯槽からの出湯温度に影響を与えず、貯湯槽の上部から給湯路を介して安定した高い温度の湯を外部に給湯することができる。また、前記の如く、浴槽湯水の追い焚きに伴い液体循環通路の液体を介しての浴槽湯水と貯湯槽内の湯水との熱交換が行われると、貯湯槽の下部側の湯水温が下がるので、この温度が低下した貯湯槽下部側の湯水を、集熱機の熱を利用して効率的に加熱することができる。

また、集熱機を通して液体を循環させる液体循環通路を備えた熱源装置においては、液体循環通路を通して循環する液体の温度が例えば８０℃といった高い温度になると、液体循環通路に介設されている液体循環ポンプ等の部品に悪影響が及ぶ。そのため、貯湯槽内の湯水温が液体循環通路を通して循環する液体との熱交換によって高くなり、液体循環通路の液体と貯湯槽内の湯水との熱交換が行われなくなる（貯湯槽内の湯水温が低下するまで液体循環通路を通して循環する液体と貯湯槽内湯水との熱交換ができなくなる）と、液体循環ポンプの駆動は停止して高温の液体を液体循環通路に循環させないようにし、この際、集熱機で集めた熱は集熱機から外部に放出させている（集熱機内の液体を沸騰させて、外部に熱を放出させている）。この場合には、集熱機によってせっかく集めた熱エネルギーを無駄にしているが、本発明においては、集熱機で集めた熱エネルギーを浴槽湯水の加熱にも用いることにより、熱エネルギーの無駄を省くことができる。

つまり、本発明においては、予め定められた集熱利用浴槽湯水加熱条件に達したときには、集熱利用浴槽湯水加熱制御手段が液体循環ポンプを駆動させて前記液体循環通路内の液体を循環させると共に、湯水循環ポンプを駆動させて前記湯水循環通路内に浴槽湯水を循環させることによって、前記液体循環通路内を通る液体と前記湯水循環通路内を通る浴槽湯水との熱交換を行うことにより、集熱機で集熱した熱によって浴槽の湯水を加熱するので、集熱機で集熱した熱を貯湯槽に蓄えることに加えて、浴槽にも蓄えることができる。

このように、本発明によれば、集熱機で集熱した熱を貯湯槽と浴槽の両方に移動させて蓄えることができるため、熱容量が増え、集熱機で集めた熱エネルギーの浴槽湯水への熱移動によって集熱効率を向上することができるし、液体循環通路内の液体の温度を、貯湯槽内湯水との熱交換で低下させることに加えて浴槽湯水との熱交換でも低下させることができ、液体循環通路内の液体の温度が高温になるまでの期間を遅らせることができるために、従来は外部に放出してしまっていた熱の無駄を省き、太陽光の熱を有効に利用することができる。

また、浴槽への入浴予約指令を受けた以降に、浴槽に設定水位までの水張りが行われている状態で（浴槽への入浴予約指令を受けたときに浴槽に湯水が無かったときには、その時または入浴予約指令受信以降の予め定められた時刻に水張りして）、集熱機内液温検出手段の検出温度が予め定められた集熱対応設定温度以上であり、かつ、貯湯槽内の湯水温が予め定められた蓄熱完了判断設置温度に達したときに、前記集熱利用浴槽湯水加熱条件に達したと判断し、前記のようにして、液体循環通路を通る液体と浴槽湯水との熱交換によって浴槽湯水を加熱することにより、以下のように、集熱機で集熱した熱により浴槽湯水を効率的に加熱して、利用者が快適に利用できるようにできる。

つまり、晴れや曇りの天候であれば、集熱機内液温検出手段の検出温度は前記集熱対応設定温度以上であることが多く、また、貯湯槽内の湯水温が前記蓄熱完了判断設置温度に達する時刻は、熱源装置が配設されている場所の温度や季節、天候、集熱機や貯湯槽の容量等によって異なるが、例えば集熱機の太陽光受光面の面積が４ｍ^２で貯湯槽の容量が１００リットルの場合に、晴れや曇りの天候であれば、通常、昼頃には貯湯槽内の湯水温が前記蓄熱完了判断設置温度（例えば５０℃）に達する。そこで、このときに、浴槽に設定水位までの（例えば１８０リットルの）水張りが行われている状態で、集熱機で集熱した熱によって浴槽湯水を加熱すると、浴槽湯水は例えば６５℃といった温度に加熱され、その後、夕方以降に冷めて、例えば午後８時頃には４０℃程度の温度になる。

それに対し、浴槽への入浴予約時刻は様々であるが、例えば午後８時頃といったように夕方以降であることが多く、風呂の設定温度（浴槽湯水の設定温度）は４０℃程度であるので、前記のように集熱機で集熱した熱によって加熱された後に冷めた浴槽湯水をそのまま利用して、あるいは、浴槽湯水に多少の足し水を行ったり、追い焚き循環通路に太陽光の熱を利用せずにガスなどの燃料を用いて加熱する補助加熱手段を介設して該補助加熱手段で浴槽湯水の多少の加熱を行ったりすることにより、少ないエネルギーで入浴に適した温度の浴槽湯水を形成できる。

本発明に係る熱源装置の一実施例のシステム構成図である。実施例の熱源装置の制御構成を示すブロック図である。その他の実施例の熱源装置のシステム構成図である。従来の太陽熱利用の熱源装置の例を示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。なお、本実施例の説明において、従来例と同一構成要素には同一符号を付し、その重複説明は省略または簡略化する。

図１には、本発明に係る熱源装置の一実施例のシステム構成が模式的に示されている。同図において、集熱機１内には、集熱機１内の液体の温度を検出する集熱機内液温検出手段５が設けられており、集熱機１には、集熱機１を通して、図の矢印Ａに示すように、液体を循環させる液体循環通路３が接続されている。液体循環通路３には、液体循環ポンプ４と、シスターン３３と、三方弁１０と、戻り温検出手段３２が介設されている。シスターン３３には水位電極３４が設けられており、シスターン３３には大気開放通路３５が接続されている。液体循環通路３は、その途中部が貯湯槽２内の下部側に通された貯湯槽内通過通路１１を成し、貯湯槽内通過通路１１と貯湯槽２とが液−液熱交換器を形成することにより、液体循環通路３と貯湯槽２とが熱的に接続されている。なお、液体循環通路３を循環させる液体は、湯水としてもよいし、例えば不凍液等の湯水以外の液体としてもよい。

貯湯槽２には、貯湯槽２内の湯水温を検出する貯湯槽内湯温検出手段６が、貯湯槽２の上下方向に互いに間隔を介して複数（図１では４個）設けられている。また、貯湯槽２の上部には、貯湯槽２の湯を外部に給湯する給湯路１２が接続され、貯湯槽２の下部には貯湯槽２への給水路１３が接続されており、給水路１３と給湯路１２とは、バイパス通路２３と混合弁１９を介して接続されている。バイパス通路２３には、入水温度を検出するサーミスタ２４と逆止弁２５とが介設されている。給水路１３には、逆止弁２６、減圧弁３６、水フィルタ３７、手動により開閉する給水弁３８が介設されている。

前記給湯路１２には、サーミスタ１４、電磁弁１５、バキュームブレーカ１８、水流センサ２０、サーミスタ２１，２２が介設されており、給湯路１２から分岐した分岐通路１２ａに、排水電磁弁１６、圧力逃がし弁１７が設けられている。給湯路１２の先端側には、補助加熱装置２９が接続されており、同図には図示されていないが、補助加熱装置２９内には、給湯路１２を通って補助加熱装置２９に導入される湯水を、必要に応じて太陽光の熱を利用せずにガスの燃焼によって加熱して出湯通路２８から出湯するようにする補助給湯用の回路が設けられている。この回路には、ガス燃焼の給湯バーナ装置、給湯バーナ装置への空気の給排気を行うファン、補助加熱装置２９に導入される湯水を給湯バーナ装置からの熱により加熱する給湯熱交換器、湯水の温度を検出する温度検出手段、補助給湯燃焼制御手段等の適宜の給湯燃焼構成が設けられている。

前記液体循環通路３における貯湯槽内通過通路１１の下流側（ここでは、シスターン３３の下流側）には、液−液熱交換器９を介し、浴槽湯水を循環する湯水循環通路（追い焚き循環通路）７が熱的に接続されている。湯水循環通路７には、風呂温度センサ３９が介設され、湯水循環通路７は前記補助加熱手段２９内に通されている。なお、同図では、補助加熱手段２９内に通された湯水循環通路７は、その一部のみを示しているが、実際には、補助加熱手段２９内に、湯水循環通路７を通して循環する浴槽湯水を追い焚きする補助追い焚き用の回路が設けられている。補助追い焚き用の回路は、接続路を介して前記補助給湯用の回路に接続されている。

補助追い焚き用の回路は、図示されていない補助追い焚き燃焼制御手段の制御に基づき、必要に応じ、太陽光の熱を利用せずにガスを燃料とするバーナを用いて、湯水循環通路７を循環する湯水を加熱する手段であり、ガス燃焼の追い焚きバーナ装置、追い焚きバーナ装置への空気の給排気を行うファン（このファンは、給湯用のファンと同じであっても別個であってもよい）、湯水循環通路７を循環する湯水を追い焚きバーナ装置からの熱により加熱する追い焚き熱交換器、湯水の温度を検出する温度検出手段等の、適宜の補助追い焚き燃焼構成を有している。

補助加熱手段２９内の湯水循環通路７に介設されている湯水循環ポンプとしての浴槽湯水循環ポンプ（追い焚き循環ポンプ）８を、補助加熱装置２９内の前記補助追い焚き燃焼制御手段の制御に基づいて駆動させることにより、図の矢印Ｃに示すように、湯水循環通路７を通して浴槽湯水を循環させる。この浴槽湯水の循環と、前記液体循環通路３を通しての液体の循環とを行うことにより、液−液熱交換器９を介して、浴槽湯水と液体循環通路３内の液体との熱交換が行われ、浴槽湯水の追い焚きが行われる。

補助加熱装置２９内には、図２に示す特徴的な制御構成を備えた制御装置４１が設けられており、この制御装置４１は、例えば浴室や台所に配置されたリモコン装置４０に信号接続されている。制御装置４１には、注水制御手段４２、浴槽湯水有無判断手段４３、時計機構４４、集熱利用浴槽湯水加熱制御手段４５、集熱利用貯湯槽湯水加熱制御手段４６が設けられている。なお、補助加熱装置２９内の湯水循環通路７には、図１には図示されていないが、湯水循環通路７の湯水の流れを検知する流水スイッチ４８と、浴槽湯水の水位を圧力変動に基づいて検出する水位センサ４９とが設けられ、補助加熱手段２９内の前記補助追い焚き用の回路と前記補助給湯用の回路との接続路には、注湯電磁弁４７が設けられている。

集熱利用貯湯槽湯水加熱制御手段４６は、集熱機内液温検出手段５の検出温度が貯湯槽２内の湯水の温度より予め定められた温度である集熱用設定温度（例えば１０℃）以上高いときに、液体循環通路３内の液体を循環させ、貯湯槽内通過通路１１を介して貯湯槽２内の湯水と液体循環通路３内の液体とを熱交換することにより、貯湯槽２内の湯水を加熱する。具体的には、貯湯槽２内の湯水温を検出する貯湯槽内湯温検出手段６のうち、最下部に設けられている貯湯槽内湯温検出手段６ｄの検出温度よりも集熱機内液温検出手段５の検出温度が前記集熱用設定温度以上高いときに、集熱利用貯湯槽湯水加熱制御手段４６が液体循環ポンプ４を駆動させ、液体循環通路３内の液体を循環させて、貯湯槽２内の湯水を加熱する。

リモコン装置４０には、浴槽２７への入浴予約操作を行うスイッチ等の操作部が設けられており、浴槽湯水有無判断手段４３は、この入浴予約の操作部の操作による浴槽２７への入浴予約指令を受けて、浴槽湯水循環ポンプ８を駆動し、浴槽２７内に湯水循環通路７を通して循環可能な湯水が有るか否かを判断する。

例えば、浴槽湯水有無判断手段４３は、浴槽湯水循環ポンプ８を駆動させたときに流水スイッチ４８がオンした場合には、浴槽２７内に湯水循環通路７を通して循環可能な湯水が有ると判断し、流水スイッチ４８がオフのときには、浴槽２７内に湯水循環通路７を通して循環可能な湯水が無いと判断する。また、浴槽湯水有無判断手段４３は、浴槽湯水循環ポンプ８を駆動させたときに水位センサ４９により検出される検出水位を取り込み、浴槽２７内に湯水循環通路７を通して循環可能な湯水が有るか否かを判断してもよい。浴槽湯水有無判断手段４３は、この判断結果を注水制御手段４２に加える。

注水制御手段４２は、浴槽湯水有無判断手段４３により浴槽２７に湯水が無いと判断されたきには、該判断時または、前記入浴予約指令受信以降の予め定められた時刻（例えば午後１時）に、水位センサ４９により検出される検出水位を確認しながら、浴槽２７への水張りをする。なお、浴槽湯水有無判断手段４３により浴槽２７に湯水があると判断されたときにも、例えばその水位が設定水位よりも許容範囲を超えて低いときには、浴槽２７への水張りをしてもよい。また、予め定められた時刻（水張り設定時刻）に水張りをする場合は、時計機構４４から時刻を時々刻々と取り込み、前記水張り設定時刻に水張りを行う。

注水制御手段４２は、水張りを行う際に、混合弁１９を開き、給水路１３からの水をバイパス通路２３を通して補助加熱手段２９に導入し、注湯電磁弁４７を開いて加熱されていない水を浴槽２７に注水する。注水制御手段４２は、このように貯湯槽２を通さないことによって太陽熱利用による加熱が行われておらず、補助加熱手段２９内の補助給湯用の回路による加熱も行われていない水を浴槽２７に注水して水張りする。また、水張りの水位は、通常、例えば予めリモコン装置４０に設定されている浴槽２７の設定水位（風呂設定水位）とするが、場合によっては、その風呂設定水位よりも予め定められた値だけ少なめの水位または多めの水位を太陽熱利用の設定水位として水張りしてもよい。

集熱利用浴槽湯水加熱制御手段４５は、前記入浴予約指令を受けた以降に、浴槽２７に前記設定水位までの水張りが行われている状態で、集熱機内液温検出手段５の検出温度が予め定められた集熱対応設定温度（例えば６０℃）以上であり、かつ、貯湯槽２内の湯水温が予め定められた蓄熱完了判断設置温度（例えば５０℃）に達したときに、集熱利用浴槽湯水加熱条件に達したと判断する。つまり、本実施例において、集熱利用浴槽湯水加熱制御手段４５が入浴予約指令を受けた以降に、浴槽２７に前記設定水位までの水張りが行われている状態で、集熱機内液温検出手段５の検出温度が前記集熱対応設定温度以上であり、かつ、貯湯槽２内の湯水温が前記蓄熱完了判断設置温度に達したときを集熱利用浴槽湯水加熱条件として予め定めている。

なお、本実施例では、集熱利用浴槽湯水加熱制御手段４５は、貯湯槽内湯温検出温度６ｄの検出温度が前記蓄熱完了判断設置温度に達したときに、貯湯槽２内の湯水温が前記蓄熱完了判断設置温度に達したときと判断するが、戻り温検出手段３２の検出温度が前記蓄熱完了判断設置温度に達したときに、貯湯槽２内の湯水温が前記蓄熱完了判断設置温度に達したと判断してもよい。

そして、集熱利用浴槽湯水加熱制御手段４５は、前記集熱利用浴槽湯水加熱条件に達したときに、液体循環ポンプ４を駆動させて、液体循環通路３内の液体を循環させると共に、浴槽湯水循環ポンプ８を駆動させて、湯水循環通路７内に浴槽湯水を循環させる。このことによって、集熱利用浴槽湯水加熱制御手段４５は、液体循環通路３内を通る液体と湯水循環通路７内を通る浴槽湯水との熱交換を行うことにより、集熱機１で集熱した熱によって浴槽２７内の湯水を加熱する（浴槽湯水の追い焚きが行われる）。

なお、利用者が入浴するときに、前記風呂温度センサ３９の検出温度に基づき、この検出温度が風呂設定温度であったときや風呂設定温度との差が許容範囲内の僅かな値の時には、前記のように、集熱機１で集熱した熱によって加熱された後に冷めた浴槽湯水をそのまま利用して入浴することができる。また、風呂温度センサ３９の検出温度が風呂設定温度よりも高いときには、例えば補助加熱手段２９から加熱していない水を足して浴槽湯水が風呂設定温度となるようにし、風呂温度センサ３９の検出温度が風呂設定温度よりも低いときには、補助加熱手段２９で浴槽湯水の多少の加熱を行ったりする。そして、いずれの場合も快適な入浴が可能となる。

本実施例は、以上のように構成されており、集熱機１に接続された液体循環通路３の途中部を貯湯槽２の下部側に通して、その貯湯槽内通過通路１１と貯湯槽２とで液−液熱交換器を形成し、液体循環通路３を通る液体と貯湯槽２内の湯水との熱交換時に貯湯槽２内に湯水の流れを形成せずに、太陽熱を利用して貯湯槽２内に熱を蓄えることができるために、貯湯槽２からの給湯の温度を安定化することができると共に、液体循環通路３における貯湯槽内通過通路１１の下流側に浴槽湯水の湯水循環通路７を液−液熱交換器９を介して熱的に接続することにより、必要に応じて浴槽２７にも熱を蓄えることができるので、効率良く太陽熱利用を行える熱源装置を提供できる。

例えば、集熱機内液温検出手段５の検出温度が７５℃であり、貯湯槽内湯温検出手段６ｄの検出温度が６５℃のときには、集熱機内液温検出手段５の検出温度が貯湯槽２内の湯水の温度より前記集熱用設定温度（１０℃）以上高いので、液体循環ポンプ４を駆動して、液体循環通路３内の液体と貯湯槽２内の湯水との熱交換が行われるが、このとき、湯水循環通路７内の浴槽湯水の循環も行われて液体循環通路３内の液体と浴槽湯水熱交換が行われると、貯湯槽内通過通路１１を通る液体の温度が低下する。しかしながら、この貯湯槽内通過通路１１を通る液体の温度の低下によっては、貯湯槽２内の下部側の温度が低下するだけであり、貯湯槽２の上部側の温度に影響は及ばず、このときに給湯路１２からの給湯が行われた場合には、安定した温度の湯を給湯できる。

また、貯湯槽２内の下部側の温度が低下すれば、その湯水を太陽熱を利用して加熱できるし、液体循環通路３を通して循環する液体の温度が例えば８０℃といった高い温度になる（戻り温検出手段３２の温度が８０℃になる）までの時間も長くできるので、太陽熱利用量を高めることができる。

なお、本発明は、前記実施例に限定されるものでなく、適宜設定されるものである。例えば、前記実施例では、湯水循環通路７は、液体循環通路３における貯湯槽内通過通路１１の下流側に熱的に接続されていたが、例えば図３に示すように、湯水循環通路７は、液体循環通路３における貯湯槽内通過通路１１の上流側に熱的に接続されてもよい。

また、前記実施例では、集熱利用浴槽湯水加熱制御手段４５は、集熱利用浴槽湯水加熱条件に達したと判断したときに、液体循環ポンプ４と浴槽湯水循環ポンプ８を駆動させて、集熱機１の熱を利用して浴槽湯水の追い焚きを行うようにしたが、集熱利用浴槽湯水加熱制御手段４５が集熱利用浴槽湯水加熱条件に達したと判断した時刻が早すぎた場合には、この判断に基づいて浴槽湯水の追い焚きが行われる時刻が早く、その浴槽湯水が冷めすぎてしまうことが考えられる。そこで、集熱利用浴槽湯水加熱制御手段４５は、前記集熱利用浴槽湯水加熱条件に達したと判断した時刻が予め定められた太陽熱利用の浴槽湯水追い焚き基準時刻（例えば１２時３０分）よりも早かったときには、その浴槽湯水追い焚き基準時刻になってから、液体循環ポンプ４と浴槽湯水循環ポンプ８を駆動させて、集熱機１の熱を利用して浴槽湯水の追い焚きを行うようにしてもよい。

さらに、給湯路１２の構成およびその補助加熱手段２９との接続構成や、湯水循環通路７と補助加熱手段２９との接続構成、補助加熱手段２９内の詳細なシステム構成等は、前記実施例に示した態様とは限らず、適宜設定されるものであり、例えば補助加熱手段２９は石油燃焼式の装置としてもよいし、電気式温水器としてもよい。

本発明の熱源装置は、集熱機と熱的に接続されている貯湯槽からの給湯温度の安定化と、集熱機の効率的な稼動とを図ることができるので、例えば家庭用の熱源装置として利用できる。

１集熱機
２貯湯槽
３液体循環通路
４液体循環ポンプ
５集熱機内液温検出手段
６貯湯槽内湯温検出手段
７浴槽湯水循環通路
８浴槽湯水循環ポンプ
９液−液熱交換器
１１貯湯槽内通過通路
１２給湯路
１３給水路
４０リモコン装置
４１制御装置
４２注水制御手段
４３浴槽湯水有無判断手段
４５集熱利用浴槽湯水加熱制御手段
４６集熱利用貯湯槽湯水加熱制御手段

Claims

太陽光の熱を集熱する集熱機と、該集熱機内の液体の温度を検出する集熱機内液温検出手段と、前記集熱機に接続されて該集熱機を通して液体を循環させる液体循環通路とを有して、該液体循環通路には液体循環ポンプが介設され、該液体循環通路はその途中部が貯湯槽内の下部側に通された貯湯槽内通過通路を成して該貯湯槽内通過通路と前記貯湯槽とが液−液熱交換器を形成することにより前記液体循環通路と前記貯湯槽とが熱的に接続され、前記集熱機内液温検出手段の検出温度が前記貯湯槽内の湯水の温度より予め定められた温度以上高いときに前記液体循環通路内の液体を循環させ、前記貯湯槽内通過通路を介して前記貯湯槽内の湯水と前記液体循環通路内の液体とを熱交換することにより前記貯湯槽内の湯水を加熱する集熱利用貯湯槽湯水加熱制御手段を有し、前記貯湯槽にはその上部に該貯湯槽の湯を外部に給湯する給湯路が接続され、前記貯湯槽の下部には該貯湯槽への給水路が接続されており、浴槽に接続されて該浴槽の湯水を循環させる湯水循環ポンプを備えた湯水循環通路が前記液体循環通路における前記貯湯槽内通過通路の上流側または下流側に熱的に接続されており、予め定められた集熱利用浴槽湯水加熱条件に達したときに、前記液体循環ポンプを駆動させて前記液体循環通路内の液体を循環させると共に前記湯水循環ポンプを駆動させて前記湯水循環通路内に浴槽湯水を循環させることによって、前記液体循環通路内を通る液体と前記湯水循環通路内を通る浴槽湯水との熱交換を行うことにより前記集熱機で集熱した熱によって前記浴槽の湯水を加熱する集熱利用浴槽湯水加熱制御手段を有することを特徴とする熱源装置。
浴槽への入浴予約指令を受けて浴槽内に湯水循環通路を通して循環可能な湯水が有るか否かを判断する浴槽湯水有無判断手段と、該浴槽湯水有無判断手段により前記浴槽に湯水が無いと判断されたきには該判断時または前記入浴予約指令受信以降の予め定められた時刻に水を注水して水張りをする注水制御手段を有し、集熱利用浴槽湯水加熱制御手段は、前記入浴予約指令を受けた以降に、前記浴槽に設定水位までの水張りが行われている状態で前記集熱機内液温検出手段の検出温度が予め定められた集熱対応設定温度以上であり、かつ、貯湯槽内の湯水温が予め定められた蓄熱完了判断設置温度に達したときに集熱利用浴槽湯水加熱条件に達したと判断して、液体循環ポンプと湯水循環ポンプとを共に駆動させて集熱機で集熱した熱によって前記浴槽湯水を加熱する構成としたことを特徴とする請求項１記載の熱源装置。
追い焚き循環通路には該追い焚き循環通路を通って循環する湯水を太陽光の熱を利用せずに加熱する補助加熱手段が介設されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の熱源装置。