JP3705247B2 - 給湯システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、補助熱源によって生成された予熱温水を利用して給湯を行う給湯システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
補助熱源を利用した給湯システムとしては、例えば、補助熱源である太陽熱を利用して生成された予熱温水を貯留する蓄熱槽を備えている太陽熱利用温水器と、主熱源である給湯器とを組み合わせた給湯システムが従来から一般的に知られている。
【０００３】
こういった、給湯システムでは、太陽熱利用温水器の蓄熱槽と給湯器とが接続されており、出湯時には、太陽熱利用温水器の蓄熱槽に貯留された温水が給湯器に送出されるようになっているが、蓄熱槽から送出される温水をそのままの状態で熱交換器に送出するのではなく、必要に応じて、低温水（常水温の水道水または予熱温水より低い温度の水）を混合した状態で熱交換器に送出することができるように、蓄熱槽から送出される温水と低温水とを任意の混合比率で混合するための混合調節弁が熱交換器の上流側に内蔵された給湯器を使用する場合がある。
【０００４】
こういった混合調節弁が内蔵された給湯器を使用した給湯システムでは、給湯器に対して設定された給湯設定温度以上の温水が蓄熱槽に貯留されている場合は、混合調節弁が、蓄熱槽から送出される給湯設定温度以上の温水と低温水とを適宜混合することによって給湯設定温度の温水を生成し、これを熱交換器に送出する。この場合、熱交換器を加熱するバーナーを燃焼させることなく、給湯設定温度の温水を供給することができる。一方、給湯設定温度以上の温水が蓄熱槽に貯留されていない場合は、混合調節弁が、蓄熱槽から送出される給湯設定温度より低い温水を低温水と適宜混合することによって予め定められた固定温度まで下げた状態で熱交換器に送出する。この場合、バーナーを燃焼させて熱交換器を加熱することによって、給湯設定温度の温水を生成することになる。
【０００５】
また、こういった給湯システムでは、混合調節弁に対して、低温水系統と予熱温水系統とが誤って逆接続される場合があることを想定して、混合調節弁の低温水系統側に接続された配管内の温度が５０℃以上の場合は、混合調節弁に対して低温水系統と予熱温水系統とが逆接続されていると判定し、給湯器の操作リモコンの表示部にエラー表示を行うようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、予熱温水の温度は、５０℃を下回る場合もあり、そのような場合は、混合調節弁に対して低温水系統と予熱温水系統とが逆接続されていても、それを判定することができないといった問題がある。かかる問題を解決するためには、判定温度を低く設定すればよいが、判定温度を低く設定すると、低温水の温度が判定温度を上回ってしまう場合があり、そのような場合は、逆に、混合調節弁に対して低温水系統と予熱温水系統とが正しく接続されているにも拘わらず、逆接続されていると判定されてしまうといった問題がある。
【０００７】
そこで、この発明の課題は、混合調節弁に対して低温水系統と予熱温水系統とが逆接続されている場合に、それを確実に判定することができる給湯システムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段及びその効果】
上記の課題を解決するため、請求項１にかかる発明は、補助熱源によって生成された予熱温水に、必要に応じて低温水を混合しながら、目標温度の温水を給湯器の熱交換器に送出する混合調節弁を備えた給湯システムにおいて、出湯中に、前記混合調節弁の低温水流入口に接続された流路内の温度が、前記混合調節弁の予熱温水流入口に接続された流路内の温度より、所定温度以上高い状態が、所定時間以上継続している場合は、前記混合調節弁に対して、低温水系統と予熱温水系統とが逆接続されていると判定し、その旨を報知すると共に、前記給湯器の出湯流量を調節する流量調節弁を強制的に全閉にするようにしたことを特徴とする給湯システムを提供するものである。
【０００９】
以上のように、この給湯システムでは、予熱温水の温度は少なくとも低温水の温度以上であることを考慮して、出湯中に、混合調節弁の低温水流入口に接続された流路内の温度が、混合調節弁の予熱温水流入口に接続された流路内の温度より、所定温度以上高い状態が、所定時間以上継続しているか否かによって、混合調節弁に対して、低温水系統と予熱温水系統とが逆接続されているか否かを判定するようにしたので、低温水系統の温度が判定温度を上回っているか否かによって、低温水系統と予熱温水系統とが逆接続されているか否かを判定するようにしている従来の給湯システムに比べて、逆接続の判定をより確実に行うことができる。また、この給湯システムでは、混合調節弁に対して、低温水系統と予熱温水系統とが逆接続されていると判定した場合は、給湯器の出湯流量を調節する流量調節弁を強制的に全閉にするようになっているので、混合調節弁に対して、低温水系統と予熱温水系統とが逆接続されている場合は、出湯が停止され、給湯システムに異常が発生していることをユーザが即座に認識することができるという効果が得られる。
【００１０】
また、請求項２にかかる発明の給湯システムのように、前記混合調節弁に対して、低温水系統と予熱温水系統とが逆接続されていると判定した場合は、前記混合調節弁を逆動作させるようにしておくと、混合調節弁に対して、低温水系統と予熱温水系統とが逆接続されている場合は、給湯システムに異常が発生していることを報知しながら、出湯を継続させることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、補助熱源として太陽熱を利用した給湯システム１の概略構成を示している。この給湯システム１は、同図に示すように、太陽熱利用温水器１０と給湯器２０とが接続されたものであり、太陽熱利用温水器１０によって生成された予熱温水が給湯器２０に送出されるようになっている。
【００１２】
前記太陽熱利用温水器１０は、ソーラー集熱器１１と密閉式の蓄熱槽１４とを備えており、蓄熱槽１４には、その下端部に低温水を供給するための給水管１５が接続されていると共に、上端部には貯留された予熱温水を給湯器２０に送出するための予熱温水供給管１６が接続されている。
【００１３】
前記ソーラー集熱器１１には、その入口側と出口側とを接続するソーラー配管１２によって熱媒体の循環経路が形成されており、このソーラー配管１２は、部分的に蓄熱槽１４内に導入された熱交換部１３を有している。従って、ソーラー集熱器１１によって加熱された熱媒体は、ソーラー配管１２を通って蓄熱槽１４内に導かれ、熱交換部１３で蓄熱槽１４内の水と熱交換を行うことで、蓄熱槽１４内に温水が生成されるようになっている。
【００１４】
前記給湯器２０は、給水管１７に接続される低温水流入路２２を介して供給される低温水と予熱温水供給管１６に接続される予熱温水流入路２３を介して供給される予熱温水とを必要に応じて混合する混合調節弁２１と、混合調節弁２１の出口側に接続された、混合調節弁２１から送出される温水を必要に応じて加熱する熱交換器２５を有するメイン流路２４と、熱交換器２５をバイパスするように、メイン流路２４に接続されたバイパス流路２６とを備えており、バイパス流路２６には、熱交換器２５から送出される高温の温水に、混合調節弁２１から送出される比較的低温の温水を適宜混合することによって給湯設定温度Ｔｅの温水を生成するためのバイパス弁２６ａが設置されていると共に、メイン流路２４には、バイパス流路２６の合流部の下流側に、加熱能力との関係で出湯温度を給湯設定温度Ｔｅに保持することができないような場合に、熱交換器２５に送出される温水の温度に応じて出湯流量を調節する流量調節弁２４ａが設置されている。なお、混合調節弁２１は、全開状態で、予熱温水流入路２３を介して供給される予熱温水のみを給湯器２０に送出し、逆に、全閉状態では、低温水流入路２２を介して供給される低温水のみを熱交換器２５に送出するようになっている。
【００１５】
また、低温水流入路２２及び混合調節弁２１の温水出口側に接続されたメイン流路２４には、混合調節弁２１をバイパスするバイパス管２７が接続されており、このバイパス管２７には、通電状態でバイパス管２７の流路を遮断するダイヤフラム方式の電磁弁２７ａが設置されている。
【００１６】
また、混合調節弁２１の低温水流入口に接続された低温水流入路２２、混合調節弁２１の予熱温水流入口に接続された予熱温水流入路２３、メイン流路２４におけるバイパス管２７の接続部の上流側及び熱交換器２５とバイパス流路２６の下流側接続部との間には、混合調節弁２１に供給される低温水の温度（以下、低温水温度という。）Ｔｗを検出するための低温水温度センサ２８ａ、混合調節弁２１に供給される予熱温水の温度（以下、予熱温水温度という。）Ｔｐを検出するための予熱温水温度センサ２８ｂ、混合調節弁２１から送出される温水の温度（以下、混合温水温度という。）Ｔｍを検出するための混合温水温度センサ２８ｃ及び熱交換器２５の出口温水温度を、熱交換器２５自体の温度（以下、熱交換器温度という。）Ｔｃとして検出する熱交換器温度センサ２９がそれぞれ設置されている。
【００１７】
また、給湯器２０には、シリアルインターフェースを介して、操作リモコン３０のコントローラ３０ａとの間で通信可能なコントローラ２０ａが搭載されており、これらのコントローラ２０ａ、３０ａが相互に連携をとりながら、給湯器２０の運転動作を統括的に制御している。
【００１８】
前記コントローラ２０ａには、低温水温度センサ２８ａ、予熱温水温度センサ２８ｂ、混合温水温度センサ２８ｃ及び熱交換器温度センサ２９からの温度検出信号が入力されると共に、操作リモコン３０によって設定された給湯設定温度Ｔｅや運転スイッチ信号等が操作リモコン３０のコントローラ３０ａから送信されるようになっており、これらの温度検出信号及び給湯設定温度Ｔｅ等に基づいて、コントローラ２０ａが混合調節弁２１、バイパス弁２６ａ及び熱交換器２５を加熱するバーナー（図示せず）を制御するようになっている。
【００１９】
蓄熱槽１４から送出される予熱温水の温度、即ち、予熱温水温度センサ２８ｂによって検出された予熱温水温度Ｔｐが給湯設定温度Ｔｅ以上の場合は、給湯器２０のバーナーを燃焼させなくても、低温水を適宜混合することによって給湯設定温度Ｔｅの温水を出湯することができるので、混合調節弁２１から送出される温水の温度、即ち、混合温水温度センサ２８ｃによって検出される混合温水温度Ｔｍが給湯設定温度Ｔｅになるように、混合調節弁２１の開度を調整する給湯設定温度制御を行うようになっている。
【００２０】
一方、予熱温水温度Ｔｐが給湯設定温度Ｔｅより低い場合は、給湯器２０のバーナーを燃焼させなければ、給湯設定温度Ｔｅの温水を出湯することができないので、給湯器２０のバーナーを燃焼させることによって、確実に給湯設定温度Ｔｅの温水を生成することができるように、給湯設定温度Ｔｅ−１０℃（以下、固定温度Ｔｆという）の温水が熱交換器２５に送出されるように、混合調節弁２１の開度を調整して低温水を混合する固定温度制御を行うようになっている。
【００２１】
この場合、給湯器２０のバーナーは、熱交換器温度センサ２９によって検出される熱交換器温度Ｔｃが給湯設定温度Ｔｅ＋１２℃になるように、その燃焼制御を行うようになっており、バイパス弁２６ａは、熱交換器２５から送出される給湯設定温度Ｔｅ＋１２℃の温水と、バイパス流路２６を通って供給される固定温度Ｔｆの温水とを適宜混合することによって、給湯設定温度Ｔｅの温水を生成する出湯温度制御を行うようになっている。
【００２２】
また、混合調節弁２１に対して低温水系統と予熱温水系統とが誤って逆接続されると、即ち、給水管１７が給湯器２０の予熱温水流入路２３に、予熱温水供給管１６が給湯器２０の低温水流入路２２にそれぞれ接続されると、予熱温水温度センサ２８ｂが設置されている予熱温水流入路２３に温度の低い低温水が流入されることになるので、混合調節弁２１は、固定温度Ｔｆの温水を生成しようとして、全開位置まで開弁し、蓄熱槽１４に貯留されている予熱温水を全く利用することなく、供給される低温水のみを熱交換器２５が加熱することによって、給湯設定温度Ｔｅの温水を出湯する、通常の給湯システムと同様の給湯運転を行うことになる。
【００２３】
そこで、この給湯システム１では、出湯中（最低作動流量以上の温水が出湯されている状態）において、低温水温度センサ２８ａによって検出された低温水温度Ｔｗ（低温水系統と予熱温水系統とが逆接続されている場合は、予熱温水温度）が、予熱温水温度センサ２８ｂによって検出された予熱温水温度Ｔｐ（低温水系統と予熱温水系統とが逆接続されている場合は、低温水温度）より、５℃以上高い状態が１０秒間以上継続している場合は、混合調節弁２１に対して、低温水系統と予熱温水系統とが逆接続されていると判定し、その旨をユーザに報知すべく、操作リモコン３０の表示部にエラー表示を行うようになっている。
【００２４】
なお、混合調節弁２１に対して、低温水系統と予熱温水系統とが逆接続されている場合であっても、上述したように、通常は、給湯設定温度Ｔｅの温水が出湯されることになるが、低温水系統と予熱温水系統とが逆接続されていると判定した場合は、給湯器２０の出湯流量を調節する流量調節弁２４ａを強制的に全閉にすることによって、出湯を停止させるようになっている。
【００２５】
以上のように、この給湯システム１では、予熱温水の温度が少なくとも低温水の温度以上であることを考慮して、出湯中において、低温水温度センサ２８ａによって検出された低温水温度Ｔｗが、予熱温水温度センサ２８ｂによって検出された予熱温水温度Ｔｐより、５℃以上高い状態が１０秒間以上継続しているか否かによって、混合調節弁２１に対して、低温水系統と予熱温水系統とが逆接続されているか否かを判定するようにしたので、低温水系統の温度が判定温度を上回っているか否かによって、低温水系統と予熱温水系統とが逆接続されているか否かを判定するようにしている従来の給湯システムに比べて、逆接続の判定をより確実に行うことができる。
【００２６】
また、この給湯システム１では、混合調節弁２１に対して、低温水系統と予熱温水系統とが逆接続されていると判定した場合は、操作リモコン３０の表示部にエラー表示を行うだけでなく、給湯器２０の出湯流量を調節する流量調節弁２４ａを強制的に全閉にすることによって、出湯を停止させるようになっているので、給湯システム１に異常が発生していることをユーザが即座に認識することができ、操作リモコン３０の表示部に表示されたエラー表示に基づいて、早急にシステム異常を解消するための措置を講ずることができる。
【００２７】
なお、上述した実施形態では、予熱温水温度Ｔｐが低温水温度Ｔｗより５℃以上高い状態が１０秒間以上継続している場合に、低温水系統と予熱温水系統とが逆接続されていると判定しているが、判定温度差、判定時間は、５℃、１０秒に限定されるものではなく、設置された給湯システムに応じて、適宜設定すればよい。
【００２８】
また、上述した実施形態では、低温水系統と予熱温水系統とが逆接続されていると判定した場合は、出湯を強制停止させるようになっているが、これに限定されるものではなく、例えば、低温水温度センサ２８ａによって検出された温度が、給湯設定温度Ｔｅ以上であるか否かによって、給湯設定温度制御を行うか、固定温度制御を行うかを判断させながら、混合調節弁２１を逆動作させることによって、出湯を継続させたり、混合調節弁２１を強制的に全開位置に保持した状態で、出湯を継続させることも可能である。
【００２９】
また、上述した実施形態では、混合調節弁２１が固定温度制御を行う場合の目標温度である固定温度Ｔｆを、給湯設定温度Ｔｅ−１０℃に設定しているが、これに限定されるものではなく、例えば、給湯設定温度Ｔｅが６０℃以上、６０℃未満３５℃以上、３５℃未満に場合分けし、６０℃以上の場合は４５℃、６０℃未満３５℃以上の場合は３０℃、３５℃未満の場合は２５℃といった具合に、給湯設定温度Ｔｅに応じて、固定温度Ｔｆを段階的に設定することも可能である。
【００３０】
また、上述した実施形態では、混合調節弁２１が組み込まれた給湯器２０を使用した給湯システムについて説明したが、これに限定されるものではなく、混合調節弁を有する給湯接続ユニットを介して、太陽熱利用温水器と通常の給湯器とを接続した給湯システムについても、本発明を適用することができることはいうまでもない。
【００３１】
また、上述した実施形態では、補助熱源が太陽熱である給湯システムについて説明したが、補助熱源はこういった太陽熱に限定されるものではなく、例えば、コージェネレーションシステムにおけるガスエンジンやガスタービンの排熱を補助熱源とした給湯システムのように、種々の補助熱源を使用した給湯システムについて、本発明を適用することができることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる給湯システムの一実施形態を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１ 給湯システム
１０ 太陽熱利用温水器
１４ 蓄熱槽
１５、１７ 給水管
１６ 予熱温水供給管
２０ 給湯器
２０ａ コントローラ
２１ 混合調節弁
２２ 低温水流入路
２３ 予熱温水流入路
２４ メイン流路
２４ａ 流量調節弁
２５ 熱交換器
２６ バイパス流路
２６ａ バイパス弁
２７ バイパス管
２７ａ 電磁弁
２８ａ 低温水温度センサ
２８ｂ 予熱温水温度センサ
２８ｃ 混合温水温度センサ
２９ 熱交換器温度センサ
３０ 操作リモコン
３０ａ コントローラ

Claims (2)

1. 補助熱源によって生成された予熱温水に、必要に応じて低温水を混合しながら、目標温度の温水を給湯器の熱交換器に送出する混合調節弁を備えた給湯システムにおいて、
   出湯中に、前記混合調節弁の低温水流入口に接続された流路内の温度が、前記混合調節弁の予熱温水流入口に接続された流路内の温度より、所定温度以上高い状態が、所定時間以上継続している場合は、前記混合調節弁に対して、低温水系統と予熱温水系統とが逆接続されていると判定し、その旨を報知すると共に、前記給湯器の出湯流量を調節する流量調節弁を強制的に全閉にするようにしたことを特徴とする給湯システム。
2. 補助熱源によって生成された予熱温水に、必要に応じて低温水を混合しながら、目標温度の温水を給湯器の熱交換器に送出する混合調節弁を備えた給湯システムにおいて、
   出湯中に、前記混合調節弁の低温水流入口に接続された流路内の温度が、前記混合調節弁の予熱温水流入口に接続された流路内の温度より、所定温度以上高い状態が、所定時間以上継続している場合は、前記混合調節弁に対して、低温水系統と予熱温水系統とが逆接続されていると判定し、その旨を報知すると共に、前記混合調節弁を逆動作させるようにしたことを特徴とする給湯システム。

Images