JP3172014B2 - 太陽熱温水器対応型給湯器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、太陽熱温水器と接続し
て使用される給湯器に関し、更に詳細には、太陽熱温水
器から供給される湯温が出湯設定温度よりも高い場合に
おいても設定温度どおりの給湯、自動給湯を行う太陽熱
温水器対応型給湯器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、太陽熱温水器には、冬場等十
分な日射量が得られない場合において高い出湯温度が得
られず、浴槽に湯を張った後ガス風呂釜等によって改め
て湯を加熱する必要があり、あるいは給湯機能のみを備
えた給湯器を有する家庭においては湯を加熱することが
できず、結局太陽熱温水器から得られた湯を十分に活用
できないという問題があった。そこで、かかる問題を解
決するため種々の太陽熱温水器対応型の給湯器が提案さ
れている。

【０００３】これらの太陽熱温水器対応型給湯器は、一
般に給湯器内に配設された熱交換器において加熱させら
れる水を供給するために接続される給水管路に太陽熱温
水器からの出湯配管が直接接続される構成を備えるもの
であり、熱交換器に供給される水（湯）は全て太陽熱温
水器を経由した水（湯）である。

【０００４】従って、太陽熱温水器からの出湯温度が使
用者の設定した設定湯温より低い場合であっても給湯器
において加熱することにより設定湯温の湯が得られ、ま
た熱交換器に供給される水（湯）は全て太陽熱温水器を
経由した水（湯）であり、太陽熱により温度が上昇させ
られた水（湯）であることから水道水を加熱する場合と
比較して熱効率に優れるという利点があった。

【０００５】このような太陽熱温水器対応型給湯器にお
いては、熱交換器へ供給される供給水の温度が、給湯器
の備える燃焼能力と太陽熱温水器から出湯される湯温と
の関係により予め定められた上限温度を超えたときに
は、給湯器の燃焼を停止する制御が必要である。

【０００６】このような制御は、供給水が水道水温度程
度であれば不用であるが、供給水の温度が５０度等の場
合には、給湯器の備える燃焼能力の関係から設定温度以
上の湯を供給するのみならず、燃焼を行うと供給水が熱
交換器内において沸騰すると共に沸騰した湯を供給する
ことになり危険であり、また熱交換器を損傷させる虞が
存在することから必要となってくる。

【０００７】従って、例えば設定温度が８０度であり、
燃焼上限温度が５０度の場合に太陽熱温水器から供給さ
れる供給湯温が６０度であれば、給湯器の燃焼はなされ
ず６０度の湯がそのまま給湯され設定温度に応じた給湯
がなされず使い勝手が悪い場合があった。

【０００８】ところで、近年における給湯器は可変燃焼
能力を備えており、設定湯温に応じて燃焼能力を変更す
ることが可能である。このことに着目して、例えば実公
平２−１８４２８号公報には、給湯器の燃焼を停止する
太陽熱温水器から供給される供給湯温の上限温度ＴOFF
を、ＴOFF＝Ｔｓ−２５×Ｗ／Ｆの式から得られる可変
上限温度とすることで従来と比較して幅広い設定温度に
対応する給湯器が提案されている。この式において、Ｔ
ｓは供給湯温、Ｗは最小号数（最小燃焼能力）、Ｆは供
給流量である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、給湯器
内に配設された熱交換器に接続される給水管路の途中に
太陽熱温水器からの出湯配管のみを備え、水道水給水管
を備えない太陽熱温水器対応型給湯器には以下の問題点
があった。

【００１０】すなわち、たとえ熱交換器へ供給される供
給湯温の上限温度を可変温度として給湯器の燃焼制御を
行う構成を備えても、給湯器の有する燃焼能力のダウン
には限界があり、能力が絞りきれない場合に燃焼を停止
したとすると、太陽熱温水器からの供給湯温によっては
設定温度よりも低い給湯温度の湯が給湯され、あるいは
太陽熱温水器からの供給湯温が設定温度よりも高い場合
には、設定温度に対応した給湯を行うことができないと
いう問題があった。

【００１１】今日においては給湯器には、単に湯を供給
する機能のみならず、例えば自動給湯機能を備えること
が要求されている。従って、自動給湯機能を備える給湯
器が自動給湯を行うような場合にあっては、設定温度に
対応した給湯ができないという事実は自動給湯を行うこ
とが不可能であることを意味し、太陽熱温水器に対応す
る給湯器においては自動給湯化ができないという問題が
あった。

【００１２】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、太陽熱温水器からの出湯温度が
使用者が設定した設定温度より高い場合であっても設定
温度に対応した給湯を行うことを目的とし、また自動給
湯をすることができる太陽熱温水器対応型給湯器を提供
することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明に係る太陽熱温水器対応型給湯器は、バーナに
より加熱される熱交換器に接続される給水管路と、その
給水管路に切換可能に接続される太陽熱温水器からの出
湯配管と水道水給水管と、前記熱交換器に接続される出
湯管路に設けられると共にその熱交換器から取り出され
た湯と前記水道水給水管からの水とをミキシング可能な
ミキシング手段と、前記太陽熱温水器から供給されるソ
ーラ水のソーラ温度Ｔｓと前記出湯管路を介して出湯さ
れる出湯水の設定温度Ｔｃとを比較し、Ｔｓ≧Ｔｃの場
合には、前記バーナを点火せず、Ｔｓ＜Ｔｃの場合に
は、給湯器の有する最小燃焼能力により昇温される最小
上昇温度（Ｗ／Ｆ）を考慮して、Ｔｃ≧Ｔｓ＋Ｗ／Ｆの
とき出湯温度監視によるバーナの比例燃焼制御を行い、
Ｔｓ＜Ｔｃ＜Ｔｓ＋Ｗ／Ｆのとき前記ミキシング手段に
より水のミキシング量を調整しつつ前記最小燃焼能力で
バーナの燃焼制御を行う燃焼制御手段とを備えているこ
とを要旨とするものである。

【００１４】

【作用】 上記の構成を有する本発明に係る太陽熱温水器
対応型給湯器によれば、太陽熱温水器において太陽熱に
より加熱された水は、給水管路を経て熱交換器に供給さ
れ、熱交換器の近傍に配設されたバーナによって加熱さ
れる。

【００１５】このとき、太陽熱温水器から供給されるソ
ーラ水のソーラ温度Ｔｓと設定温度Ｔｃとを比較して、
Ｔｓ≧Ｔｃの場合には、バーナは点火されず、太陽熱温
水器から供給されたソーラ水は熱交換器を素通りして出
湯管路において水道水とミキシングされて設定温度Ｔｃ
に対応した出湯が行われる。

【００１６】一方、Ｔｓ＜Ｔｃの場合には、給湯器の有
する最小燃焼能力下における最小上昇温度Ｗ／Ｆを考慮
して、Ｔｃ≧Ｔｓ＋Ｗ／Ｆのときには、出湯温度を監視
してバーナの比例燃焼制御が行われ、Ｔｓ＜Ｔｃ＜Ｔｓ
＋Ｗ／Ｆのときには、出湯管路において水道水のミキシ
ング量が調整されつつ最小燃焼能力でバーナの燃焼制御
が行われて設定温度Ｔｃに対応した出湯が行われる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。図１には、本発明が適用される太陽
熱温水器対応型給湯器の概略構成が示されている。

【００１８】この給湯器Ｄには、その本体内の上部に複
数のフィン１０ａが形成された熱交換器１０が配置さ
れ、その熱交換器１０には、水を供給する給水管路１１
と熱交換器１０から温水を取り出す出湯管路１２とが各
々接続されている。そして給水管路１１の元には、給水
管路１１へ供給する水の種類を切り換えるための三方弁
１３が配設されており、給水管路１１の途中には、給水
管路１１内の水流の有無を検知する水流検知器１４が設
定されている。

【００１９】三方弁１３には、給水管路１１、太陽熱温
水器Ｓからの温水を供給するソーラ水供給管１５、及び
水道水供給管１６から分岐した分岐供給管１７とが接続
されており、ソーラ水供給管１５の途中には太陽熱温水
器Ｓにより加熱された水温を測定するためのソーラ水温
度サーミスタＳＳが設置されている。また、出湯管路１
２の途中には、熱交換器１０からの出湯温度Ｔｏを測定
する出湯温度サーミスタＯＳが設置され、出湯管路１２
の先端には、熱交換器１０において加熱された湯と水道
水とをミキシングするための混合部Ｍが配設されてい
る。

【００２０】この混合部Ｍには、出湯管路１２のほか水
道水供給管１６から分岐した分岐水道管１８と、温水を
供給するための温水供給管１９が接続されており、温水
供給管１９の途中には、温水供給管１９内の温水温度Ｔ
ｈを測定する温水温度サーミスタＨＳ、及び温水の流量
を測定する温水フローセンサＦＳが各々設置され、温水
供給管１９の先端には、温水栓２０が接続されている。
分岐供給管１７、１８を備える水道水供給管１６の分岐
点前には、水道水温度Ｔｗを測定する水道水温度Ｔｗサ
ーミスタＷＳ、及び水道水開閉弁ＷＶが設置されてい
る。

【００２１】熱交換器１０の下方には、ガスバーナＧが
配設されており、このガスバーナＧには燃焼用ガスを供
給するガス供給管２１が接続され、ガス供給管２１の途
中には燃焼用ガス量を調節する燃焼ガス比例制御弁ＧＶ
が設置されている。また、ガスバーナＧの下方にはガス
バーナＧに燃焼用空気を供給するための送風ファン（図
示せず）が設置されている。

【００２２】次に、本発明に係る太陽熱温水器対応型給
湯器の動作について説明する。温水栓２０が開栓される
と、後に説明する三方弁１３の制御によりソーラ水供給
管１５、または水道水供給管１６のいずれかから供給さ
れる水（温水）が給水管路１１内を流れ、これを給水管
路１１途中に設置された水流検知器１４が検知してコン
トローラＣに検知信号が送信され、コントローラＣから
燃焼開始信号がガスバーナ部に送られる。

【００２３】この燃焼開始信号を受けて、送風ファン
（図示せず）が作動しガスバーナＧへ燃焼用空気の供給
が開始され、後に説明する燃焼ガス量の制御により燃焼
ガス比例制御弁ＧＶが開放されガスバーナＧに燃焼用ガ
スが供給が開始される。ガスバーナＧに供給された燃焼
用ガスは、点火装置（図示せず）により点火されて燃焼
を開始する。

【００２４】そして、給水管路１１を経て熱交換器１０
に供給された水（温水）は、設定温度Ｔｃがソーラ水温
度Ｔｓあるいは、給湯器Ｄの有する最小燃焼能力下にお
ける出湯温度より低い場合には、ガスバーナＧにより加
熱されることなく出湯管路１２を通過して混合部Ｍに送
られ、設定温度Ｔｃが供給されるソーラ水温度Ｔｓある
いは、水道水温度Ｔｗよりも高い場合にはガスバーナＧ
によって加熱され出湯管路１２を通って混合部Ｍに送ら
れる。

【００２５】混合部Ｍは、ソーラ水温度Ｔｓが水道水温
度Ｔｗより高く、設定温度Ｔｃが給湯器Ｄの有する最小
燃焼能力下における出湯温度Ｔｏより高い場合には、通
常の比例制御燃焼により対応可能であることから水道水
とのミキシングを行うことなくそのまま温水供給管１９
に熱交換器１０から排出される湯を供給して温水栓２０
から取り出される。一方、熱交換器からの出湯温度Ｔｏ
が設定温度Ｔｃより高い場合には、熱交換器１０から出
湯管路１２を経て混合部Ｍに送られた湯に、水道水供給
管１６から送られる水道水をミキシングして温水供給管
１９へ温水として供給し温水栓２０から取り出される。

【００２６】この混合部Ｍにおける水道水のミキシング
量の制御は、後述する具体的条件の下で説明する。続い
て給水管路１１の元に設置される三方弁１３の制御につ
いて説明する。水流検知器１４により給水管路１１内の
水流が確認されると、ソーラ水供給管１５に設置された
ソーラ水温度サーミスタＳＳにより測定された水温と水
道水供給管１６に設置された水道水温度サーミスタＷＳ
により測定された水温とが各々コントローラＣに送信さ
れ、これら各温度と予め設定されている設定温度Ｔｃか
ら三方弁１３の作動パターンが選択される。

【００２７】このときの三方弁１３の作動パターンは、
燃焼効率を高めるためにソーラ水温度Ｔｓと水道水温度
Ｔｗを比較して水温の高い方を給水管路１１に供給する
ように作動する。従って、ソーラ水温度Ｔｓが水道水温
度Ｔｗより高い場合（Ｔｓ＞Ｔｗの関係が成立する場
合）においてはソーラ水を給水管路１１に供給するよう
弁を開放し、一方、ソーラ水温度Ｔｓが水道水温度Ｔｗ
より低い場合（Ｔｓ≦Ｔｗの関係が成立する場合）にお
いては水道水を給水管路１１に供給するように弁を開放
する。

【００２８】次に、燃焼開始時におけるガスバーナＧの
制御について説明する。給湯開始当初から設定温度Ｔｃ
の温水を温水栓２０から供給するためには、フィードフ
ォワード制御が必要である。ここで、本発明に係る給湯
器Ｄは、ソーラ水を使用するか水道水を使用するかを燃
焼開始に先立ち決定する必要があり、このときソーラ水
温度Ｔｓ及び水道水温度Ｔｗが測定されることからフィ
ードフォワードのためにセンサを新たに設ける必要はな
い。

【００２９】そして、ガスバーナＧの燃焼開始前に、ソ
ーラ水あるいは水道水のうち選択された供給水の温度Ｔ
ｓ若しくはＴｗ及び温水供給管１９に設置された温水フ
ローセンサＦＳにより測定された流量Ｆから、設定温度
Ｔｃの温水を温水栓２０を介して供給するために必要な
燃焼ガス量がコントローラＣにおいて演算され燃焼ガス
比例制御弁ＧＶの開度が決定される。

【００３０】更に、混合部Ｍにおける制御について説明
する。この混合部Ｍは、太陽熱温水器Ｓからのソーラ水
を有効に利用するがために必要な構成要素であり、混合
部Ｍを備えることが本発明に係る給湯器Ｄの特徴の１つ
である。

【００３１】従って、通常の給湯器Ｄと同様に、ソーラ
水あるいは水道水を使用して単に比例制御燃焼を行う場
合、すなわち出湯管路１２に設置された出湯温度サーミ
スタＯＳから得られた出湯温度Ｔｏが設定温度Ｔｃより
低い場合には、混合部Ｍにおける水道水のミキシングは
行われず、熱交換器１０から出湯管路１２に排出された
出湯温度Ｔｏが、設定温度Ｔｃより高い場合においての
みミキシングが行われる。

【００３２】このミキシングに使用される水道水の量
は、温水供給管１９に設置された温水温度サーミスタＨ
Ｓから得られる温水温度Ｔｈと、温水供給管１９に設置
された温水フローセンサＦＳから得られる流量Ｆとから
コントローラＣによって演算され、フィードバック制御
により設定湯温Ｔｃに到達するまで制御される。ここ
で、設定温度Ｔｃ、ソーラ水温度Ｔｓ、水道水温度Ｔ
ｗ、最小燃焼能力下における熱交換器からの出湯温度Ｗ
／Ｆと、燃焼、三方弁、混合部の各制御の関係を表１に
示す。

【００３３】

【表１】

【００３４】Ａ−は、ソーラ水温度Ｔｓが水道水温度
Ｔｗより高く、かつ設定温度Ｔｃがソーラ水温度Ｔｓよ
り低い場合であり、このときは給湯器Ｄにおいて燃焼は
行われず、三方弁１３は給水管路１１へソーラ水を供給
するように弁が作動され、混合部Ｍにおいて出湯管路１
２に水道水がミキシングされ、温水栓２０からの出湯さ
れる温水温度Ｔｈは設定温度Ｔｃである。

【００３５】Ａ−は、ソーラ水温度Ｔｓが水道水温度
Ｔｗより高く、かつ設定温度Ｔｃがソーラ水温度Ｔｓよ
り高くソーラ水温度Ｔｓに最小燃焼力下における熱交換
器からの出湯温度Ｗ／Ｆを足したものより低い場合であ
り、このときは給湯器Ｄにおいて燃焼が行われ、三方弁
１３は給水管路１１へソーラ水を供給するように弁が作
動され、混合部Ｍにおいて出湯管路１２に水道水がミキ
シングされ、温水栓２０からの出湯される温水温度Ｔｈ
は設定温度Ｔｃである。

【００３６】Ａ−は、ソーラ水温度Ｔｓが水道水温度
Ｔｗより高く、かつ設定温度Ｔｃがソーラ水温度Ｔｓに
最小燃焼力下における熱交換器からの出湯温度Ｗ／Ｆを
足したものより高い場合であり、このときは給湯器Ｄに
おいて燃焼が行われ、三方弁１３は給水管路１１へソー
ラ水を供給するように弁が作動され、混合部Ｍにおいて
出湯管路１２に水道水はミキシングされず、温水栓２０
からの出湯される温水温度Ｔｈは設定温度Ｔｃである。

【００３７】Ｂ−は、ソーラ水温度Ｔｓが水道水温度
Ｔｗより低く、かつ設定温度Ｔｃが水道水温度Ｔｗに最
小燃焼力下における熱交換器からの出湯温度Ｗ／Ｆを足
したものより高い場合であり、このときは給湯器Ｄにお
いて燃焼が行われ、三方弁１３は給水管路１１へ水道水
を供給するように弁が作動され、混合部Ｍにおいて出湯
管路１２に水道水はミキシングされず、温水栓２０から
の出湯される温水温度Ｔｈは設定温度Ｔｃである。

【００３８】Ｂ−は、ソーラ水温度Ｔｓが水道水温度
Ｔｗより低く、かつ設定温度Ｔｃが水道水温度Ｔｗに最
小燃焼力下における熱交換器からの出湯温度Ｗ／Ｆを足
したものより低い場合であり、このときは給湯器Ｄにお
いて燃焼は行われず、三方弁１３は給水管路１１へ水道
水を供給するように弁が作動され、混合部Ｍにおいて出
湯管路１２に水道水はミキシングされず、温水栓２０か
らの出湯される温水温度Ｔｈは水道水温度Ｔｗである。

【００３９】表１で説明した具体的条件の下、給湯器Ｄ
がどのように制御され、作動するかを図２、図４、図
６、図８、図１０の制御フローチャート及び図３、図
５、図７、図９、図１１に示す給湯器Ｄの作動状態図を
参考にして説明する。まず、ソーラ水温度Ｔｓが水道水
温度Ｔｗより高く、設定温度Ｔｃがソーラ水温度Ｔｓよ
り低い場合について図２及び図３を参考にして説明す
る。

【００４０】温水栓２０を開栓し（Ｓ１）、給水管路１
１に設置された水流検知器１４により水流が検知される
と（Ｓ２、Ｙｅｓ）給湯器Ｄの電源が投入され、水道水
温度サーミスタＷＳにより測定された水道水温度Ｔｗと
ソーラ水温度サーミスタＳＳにより測定されたソーラ水
温度Ｔｓが比較され、ソーラ水温度Ｔｓが高ければ（Ｓ
３、Ｙｅｓ）ソーラ水を給水管路１１へ導くように給水
管路１１元に配設された三方弁１３が制御され（Ｓ
４）、水道水温度Ｔｗが高ければ（Ｓ３、Ｎｏ）水道水
を給水管路１１に導くように三方弁１３が制御される
（Ｓ５）。なお、水流が検知されなければ（Ｓ２、Ｎ
ｏ）給湯器Ｄの制御は開始されない。

【００４１】ソーラ水を供給水として用いる場合（Ｓ
３、Ｙｅｓ）次に、設定温度Ｔｃとソーラ水温度Ｔｓが
比較され（Ｓ１０）、ソーラ水温度Ｔｓが高い場合（Ｓ
１０、Ｎｏ）には、ガスバーナＧによる燃焼は行われず
（Ｓ１１）、ソーラ水は熱交換器１０を素通りし、出湯
管路１２を介して混合部Ｍに到達する。

【００４２】このときソーラ水温度Ｔｓと設定温度Ｔｃ
が等しければ（Ｔｓ＝Ｔｃ）、水道水を用いたミキシン
グを行う必要はなく、ソーラ水（温水）は混合部Ｍをそ
のまま通過して温水栓２０に供給される。一方、ソーラ
水温度Ｔｓが設定温度Ｔｃより高ければ（Ｔｓ＞Ｔｃ）
混合部Ｍにおいて、分岐供給水管１７から供給される水
道水とミキシングが行われる。

【００４３】ここで、ミキシングに用いられる水道水量
は、ソーラ水温度Ｔｓ、水道水温度Ｔｗ、温水フローセ
ンサＦＳにより測定される流量Ｆから演算され（Ｓ１
２）、混合部Ｍが制御される（Ｓ１３）。そして、温水
供給管１９に設置された温水温度サーミスタＨＳにより
測定された温水温度Ｔｈと設定温度Ｔｃを比較してＴｈ
＝Ｔｃであれば（Ｓ１４、Ｙｅｓ）制御は終了し、温水
供給管１９を経て温水栓２０から設定温度Ｔｃの温水が
得られる（Ｓ１５）。

【００４４】一方、Ｔｈ≠Ｔｃの場合（Ｓ１４、Ｎｏ）
は、Ｔｈ＝ＴｃとなるまでＴｈ、Ｔｗ、Ｆから再度ミキ
シングに用いる水道水量が演算され（Ｓ１６）、その演
算に基づいて混合部Ｍを制御（Ｓ１３）することが繰り
返し行われ、温水供給管１９を経て温水栓２０から設定
温度Ｔｃの温水が得られる。

【００４５】次に、ソーラ水温度Ｔｓが水道水温度Ｔｗ
より高く、設定温度Ｔｃがソーラ水温度Ｔｓより高く給
湯器Ｄの備える最小燃焼能力下において得られる出湯温
度（Ｔｓ＋Ｗ／Ｆ）よりも低い場合について図４及び図
５を参考にして説明する。Ｓ１からＳ４までは、表１に
おけるＡ−の場合と同様に制御され、Ｓ１０において
設定温度Ｔｃがソーラ温度より高い場合（Ｓ１０、Ｙｅ
ｓ）には、更に設定温度Ｔｃと最小燃焼力下における熱
交換器１０からの出湯温度Ｔｓ＋Ｗ／Ｆが、Ｔｃ≧Ｔｓ
＋Ｗ／Ｆの条件を満足するか判断される。

【００４６】そして、その条件を満足しない場合（Ｓ２
０、Ｎｏ）は、ガスバーナＧを燃焼させてソーラ水を加
熱する必要がある一方で、設定温度Ｔｃが給湯器Ｄの最
小燃焼能力下における熱交換器からの出湯温度より低い
ことから燃焼を行うことができず、従来の給湯器におい
ては設定温度Ｔｃ通りの給湯を行うことができなかっ
た。

【００４７】しかしながら本発明に係る給湯器Ｄにおい
ては、このような条件下でも熱交換器１０内に供給され
たソーラ水を給湯器Ｄの有する最小燃焼能力でガスバー
ナＧを燃焼させることにより加熱して設定温度Ｔｃより
も温度の高い湯を出湯し、これと混合部Ｍに接続される
分岐給水管１８によって供給される水道水とをミキシン
グすることにより設定温度Ｔｃを得ることとしており、
Ｓ２０に続いて送風ファン（図示せず）がオンされた後
（Ｓ２１）、最小燃焼能力の下ガスバーナＧにより燃焼
が行われる（Ｓ２２）。

【００４８】こうして得られた出湯温度Ｔｏは、設定温
度Ｔｃより高いので混合部Ｍにおいて水道水を用いたミ
キシングが必要となり、出湯温度サーミスタＯＳにより
測定された出湯温度Ｔｏと、水道水温度サーミスタＷＳ
により測定された水道水温度Ｔｗ、及び温水供給管１９
に設置された温水フローセンサＦＳから得られた流量Ｆ
とから水道水のミキシング量が演算され（Ｓ２３）、設
定温度Ｔｃに到達するよう混合部Ｍが制御される（Ｓ２
４）。

【００４９】そして、混合部Ｍにおいてミキシングされ
た温水は、温水供給管１９に送り出され温水温度Ｔｈと
設定温度Ｔｃを比較してＴｈ＝Ｔｃであれば（Ｓ２５、
Ｙｅｓ）制御は終了し、温水供給管１９を経て温水栓２
０からＴｃの温水が給湯される（Ｓ２６）。

【００５０】一方、Ｔｈ≠Ｔｃの場合（Ｓ２５、Ｎｏ）
は、Ｔｈ＝ＴｃとなるまでＴｈ、Ｔｗ、Ｆから再度ミキ
シングに用いる水道水量が演算され（Ｓ２７）、その演
算に基づいて混合部Ｍを制御（Ｓ２４）することが繰り
返し行われ、温水供給管１９を経て温水栓２０からＴｃ
の温水が給湯される（Ｓ２６）。

【００５１】続いて、ソーラ水温度Ｔｓが水道水温度Ｔ
ｗより高く、設定温度Ｔｃが最小燃焼能力下において熱
交換器１０を経て得られる出湯温度（Ｔｓ＋Ｗ／Ｆ）よ
りも高い場合について図６、及び図７を参考にして説明
する。Ｓ２０においてＴｃとＴｓとＷ／Ｆが、Ｔｃ≧Ｔ
ｓ＋Ｗ／Ｆの条件を満足する場合（Ｓ２０、Ｙｅｓ）に
おいても設定温度Ｔｃがソーラ水温度Ｔｓよりも高いの
で、ガスバーナＧを燃焼させて熱交換器１０内のソーラ
水を加熱する必要がある。

【００５２】ところで、かかる場合は設定温度Ｔｃが給
湯器Ｄの備える最小燃焼能力下において得られる出湯温
度（Ｔｓ＋Ｗ／Ｆ）よりも高いことから、通常の給湯器
において行われている出湯温度サーミスタＯＳと温水フ
ローセンサＦＳから得られる測定値に基づいた比例制御
燃焼を行えばよく、出湯温度サーミスタＯＳにおいて測
定される出湯温度Ｔｏは、設定温度Ｔｃであることか
ら、混合部Ｍにおいて水道水によるミキシングを行う必
要はない。

【００５３】従って、燃焼開始時は、Ｔｃ、Ｔｓ、Ｆか
ら燃焼量が演算され（Ｓ３０）、送風ファン（図示せ
ず）がオンされた後（Ｓ３１）燃焼ガス比例制御弁ＧＶ
が開放され（Ｓ３２）、ガスバーナＧによる燃焼が開始
される（Ｓ３３）。そして、ガスバーナＧにより熱交換
器１０内で加熱された出湯温度Ｔｏと設定温度Ｔｃが比
較されＴｏ＝Ｔｃであるとき（Ｓ３４、Ｙｅｓ）は制御
が終了し、出湯管路１２先端にある混合部Ｍにおいて水
道水とミキシングされることなく温水供給管１９を経て
温水栓２０から設定温度Ｔｃの温水が給湯される（Ｓ３
５）。

【００５４】一方、Ｔｏ≠Ｔｃの場合（Ｓ３４、Ｎｏ）
は、Ｔｏ＝ＴｃとなるようにＴｏ、Ｔｃ、Ｆから再度燃
焼量を演算し（Ｓ３６）、その演算に基づいて燃焼ガス
比例制御弁ＧＶを制御（Ｓ３２）することが繰り返し行
われ、温水供給管１９を経て温水栓２０から設定温度Ｔ
ｃの温水が給湯される（Ｓ３５）。

【００５５】次に、ソーラ水温度Ｔｓが水道水温度Ｔｗ
より低く、設定温度Ｔｃが給湯器Ｄの備える最小燃焼能
力下において得られる出湯温度（Ｔｓ＋Ｗ／Ｆ）よりも
高い場合について図８、及び図９を参考にして説明す
る。Ｓ３において水道水温度Ｔｗがソーラ水温度Ｔｓよ
り高い場合（Ｓ３、Ｎｏ）には、給水管路１１へ水道水
を供給した方が温度の低いソーラ水を供給するより熱効
率に優れるので、三方弁１３は分岐供給水管１７と給水
管路１１を連結するように制御される（Ｓ５）。

【００５６】そして、設定温度Ｔｃ、水道水温度Ｔｗ、
最小燃焼能力下における熱交換器１０での昇温温度Ｗ／
ＦからＴｃ≧Ｔｗ＋Ｗ／Ｆの関係が成立する場合（Ｓ４
０、Ｙｅｓ）は、設定温度Ｔｃが供給される水道水温度
Ｔｗより高いのでガスバーナＧを燃焼させて熱交換器１
０において加熱する必要がある。

【００５７】また、設定温度Ｔｃが給湯器Ｄの備える最
小燃焼能力下において得られる出湯温度（Ｔｓ＋Ｗ／
Ｆ）よりも高いことから、水道水を加熱して温水にする
通常の給湯器Ｄにおいて行われている出湯温度サーミス
タＯＳと温水フローセンサＦＳから得られる測定値に基
づいた比例制御燃焼が可能である。

【００５８】従って、燃焼開始時にはＴｃ、Ｔｗ、Ｆか
ら燃焼量が演算され（Ｓ４１）、送風ファン（図示せ
ず）がオンされた後（Ｓ４２）燃焼ガス比例制御弁ＧＶ
が制御され（Ｓ４３）燃焼が開始される（Ｓ４４）。こ
のような比例制御燃焼がなされれば、出湯温度サーミス
タＯＳにおいて測定される出湯温度Ｔｏは、設定温度Ｔ
ｃであることから混合部Ｍにおいて水道水を用いたミキ
シングは不用であり、ガスバーナＧにより熱交換器１０
内で加熱された出湯温度Ｔｏと設定温度Ｔｃが比較され
Ｔｏ＝Ｔｃであるとき（Ｓ４５、Ｙｅｓ）は制御が終了
し、出湯管路１２先端にある混合部Ｍにおいて水道水と
ミキシングされることなく温水供給管１９を経て温水栓
２０から設定温度Ｔｃの温水が給湯される（Ｓ４６）。

【００５９】一方、Ｔｏ≠Ｔｃの場合（Ｓ４５、Ｎｏ）
は、Ｔｏ＝ＴｃとなるようにＴｏ、Ｔｃ、Ｆから再度燃
焼量を演算し（Ｓ４７）、その演算に基づいて燃焼ガス
比例制御弁ＧＶを制御（Ｓ４３）することが繰り返し行
われ、温水栓２０から設定温度Ｔｃの温水が給湯される
（Ｓ４６）。

【００６０】続いて、ソーラ水温度Ｔｓが水道水温度Ｔ
ｗより低く、設定温度Ｔｃが給湯器Ｄの備える最小燃焼
能力下において得られる出湯温度（Ｔｓ＋Ｗ／Ｆ）より
も低い場合について図１０、及び図１１を参考にして説
明する。この場合も、水道水温度Ｔｗがソーラ水温度Ｔ
ｓより高い（Ｓ３、Ｙｅｓ）ので、三方弁１３は、分岐
供給水管１７から供給される水道水を給水管路１１に供
給するよう弁が制御される（Ｓ５）。

【００６１】また、設定温度Ｔｃが最小燃焼能力下にお
ける熱交換器１０からの出湯温度Ｔｗ＋Ｗ／Ｆ（Ｔｏ）
よりも低い（Ｓ４０、Ｎｏ）ので、ガスバーナＧを燃焼
させて熱交換器１０内の水道水を加熱することもできず
（Ｓ５１）、供給された水道水は熱交換器１０内を通過
し、出湯管路１２を経て混合部Ｍに到達してミキシング
されることなく温水供給管１９を経て温水栓２０から供
給される（Ｓ５２）。このとき温水栓２０から得られる
湯温は、水道水温度Ｔｗである。

【００６２】以上、詳細に説明したように本実施例に係
る太陽熱温水器対応型給湯器は、熱交換器１０に接続さ
れる給水管路１１の元に太陽熱温水器Ｓからの温水が供
給されるソーラ水供給管１５のみならず、水道水を供給
する水道水供給管１６から分岐した分岐供給水管１７が
接続される構成を備えたので、設定温度Ｔｃの湯が給湯
できない場合は、ソーラ水温度Ｔｓが水道水温度Ｔｗよ
り低い場合で且つ、設定温度Ｔｃが水道水温度Ｔｗに最
小上昇温度Ｗ／Ｆを足した温度より低い場合のみの希な
場合だけであり、これを除いた広い範囲で給湯すること
ができる。

【００６３】また、出湯管路１２の先端に水道水を供給
する水道水供給管１６から分岐した分岐供給管１８が接
続される混合部Ｍを備えたので、ソーラ水温度Ｔｓが設
定温度Ｔｃより高い場合であっても水道水をミキシング
することにより設定温度Ｔｃ通りの給湯をすることが可
能となり、また従来の給湯器では設定温度Ｔｃ通りの給
湯を行うことができなかったＴｓ＋Ｗ／Ｆ＞Ｔｃ＞Ｔｓ
の条件下においても、ガスバーナＧによる燃焼を行い得
られた設定温度Ｔｃより高い湯を水道水とミキシングす
ることにより設定温度Ｔｃ通りの給湯を行うことができ
る。

【００６４】以上、実施例に基づいて本発明を説明した
が、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではな
く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形改良が
可能であることは容易に推察できるものである。例え
ば、本実施例では、手動給湯の場合について説明した
が、出湯栓の開閉を制御の中に組み込むことにより自動
給湯の場合にも用いることができる。また、ソーラ水供
給管と分岐供給水管との切換が可能であれば三方弁に限
られない。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明に係る太陽熱温水器対応型給湯器によれば、太陽熱
温水器からの出湯温度が使用者が設定した設定温度より
高い場合であってもミキシング手段により設定温度に対
応した給湯を行うことができ、また従来行うことのでき
なかった設定温度が太陽熱温水器からの出湯温度以上で
給湯器の有する最小燃焼能力以下の場合であっても自動
給湯をすることができるので大変使い勝手が良いという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る太陽熱温水器対応型給湯器の概略
構成を示す説明図である。

【図２】Ｔｓ＞Ｔｗ、Ｔｃ≦Ｔｓの条件下における本発
明に係る給湯器の制御フローチャートである。

【図３】Ｔｓ＞Ｔｗ、Ｔｃ≦Ｔｓの条件下における本発
明に係る給湯器の作動状態を示す説明図である。

【図４】Ｔｓ＞Ｔｗ、Ｔｓ＋Ｗ／Ｆ＞Ｔｃ＞Ｔｓの条件
下における本発明に係る給湯器の制御フローチャートで
ある。

【図５】Ｔｓ＞Ｔｗ、Ｔｓ＋Ｗ／Ｆ＞Ｔｃ＞Ｔｓの条件
下における本発明に係る給湯器の作動状態を示す説明図
である。

【図６】Ｔｓ＞Ｔｗ、Ｔｃ≧Ｔｓ＋Ｗ／Ｆの条件下にお
ける本発明に係る給湯器の制御フローチャートである。

【図７】Ｔｓ＞Ｔｗ、Ｔｃ≧Ｔｓ＋Ｗ／Ｆの条件下にお
ける本発明に係る給湯器の作動状態を示す説明図であ
る。

【図８】Ｔｓ≦Ｔｗ、Ｔｃ≧Ｔｗ＋Ｗ／Ｆの条件下にお
ける本発明に係る給湯器の制御フローチャートである。

【図９】Ｔｓ≦Ｔｗ、Ｔｃ≧Ｔｗ＋Ｗ／Ｆの条件下にお
ける本発明に係る給湯器の作動状態を示す説明図であ
る。

【図１０】Ｔｓ≦Ｔｗ、Ｔｃ＜Ｔｗ＋Ｗ／Ｆの条件下に
おける本発明に係る給湯器の制御フローチャートであ
る。

【図１１】Ｔｓ≦Ｔｗ、Ｔｃ＜Ｔｗ＋Ｗ／Ｆの条件下に
おける本発明に係る給湯器の作動状態を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

Ｄ 給湯器 Ｍ 混合部 １３ 三方弁 Ｇ ガスバーナ Ｃ コントローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F24H 1/00 621 F24H 1/10 302

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バーナにより加熱される熱交換器に接
   続される給水管路と、その給水管路に切換可能に接続さ
   れる太陽熱温水器からの出湯配管と水道水給水管と、前
   記熱交換器に接続される出湯管路に設けられると共にそ
   の熱交換器から取り出された湯と前記水道水給水管から
   の水とをミキシング可能なミキシング手段と、前記太陽
   熱温水器から供給されるソーラ水のソーラ温度Ｔｓと前
   記出湯管路を介して出湯される出湯水の設定温度Ｔｃと
   を比較し、Ｔｓ≧Ｔｃの場合には、前記バーナを点火せ
   ず、Ｔｓ＜Ｔｃの場合には、給湯器の有する最小燃焼能
   力により昇温される最小上昇温度（Ｗ／Ｆ）を考慮し
   て、Ｔｃ≧Ｔｓ＋Ｗ／Ｆのとき出湯温度監視によるバー
   ナの比例燃焼制御を行い、Ｔｓ＜Ｔｃ＜Ｔｓ＋Ｗ／Ｆの
   とき前記ミキシング手段により水のミキシング量を調整
   しつつ前記最小燃焼能力でバーナの燃焼制御を行う燃焼
   制御手段とを備えていることを特徴とする太陽熱温水器
   対応型給湯器。