JP3714216B2 - 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、太陽熱等の補助熱源によって生成された温水を蓄熱槽に貯留しておき、この温水を、上水と混合可能な給湯接続ユニットを介して、給湯器に送出するようにした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、太陽熱を利用して温水を生成する太陽熱利用温水器と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、太陽熱を利用して生成された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給湯器とが、給湯接続ユニットを介して接続されており、給湯時には、太陽熱利用温水器の蓄熱槽に貯留された温水が給湯接続ユニットを介して給湯器に送出されるが、給湯接続ユニットは、蓄熱槽に貯留された温水を単に給湯器に送出するだけではなく、必要に応じて、蓄熱槽から送出される温水に上水を混合した状態で、給湯器に送出することができるように、給湯接続ユニットには、全開で蓄熱槽から送出された温水のみを給湯器に送出し、全閉で上水のみを給湯器に送出する混合調節弁が搭載されている。
【０００４】
従って、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、給湯接続ユニットの混合調節弁が、蓄熱槽から送出される給湯設定温度以上の温水と上水とを適宜混合することによって、目標温度である給湯設定温度の温水を生成する給湯設定温度制御が行われ、給湯接続ユニットによって生成された給湯設定温度の温水が給湯器に送出されることになる。
【０００５】
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、給湯接続ユニットの混合調節弁が、蓄熱槽から送出される給湯設定温度を下回る温水を、上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強制的に下げた状態で給湯器に送出する固定温度制御が行われ、給湯器のバーナーを燃焼させることによって目標温度である給湯設定温度の温水を生成することになる。
【０００６】
ところで、こういった給湯システムでは、給湯接続ユニットに故障が発生した場合は、目標温度（給湯設定温度または固定温度）の温水を給湯器に送出することができず、高温出湯のおそれが高くなるので、給湯接続ユニットに何らかの故障が発生した場合は、給湯接続ユニットが安全動作を行うことで高温出湯を防止しつつ、給湯を行うことができるようになっている。即ち、混合調節弁を強制的に全閉（上水側を全開）にすることによって、高温の温水が貯留されている可能性のある蓄熱槽からの温水の送出が強制的に遮断され、上水のみが給湯器に送出されるようになっている。従って、給湯接続ユニットに何らかの故障が発生した場合は、蓄熱槽に貯留された温水を利用した給湯運転を行うことはできなくなるが、少なくとも、上水を給湯器で加熱することによって給湯設定温度の温水を生成する通常の給湯運転は行うことができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、給湯接続ユニットの故障としては、混合調節弁自体が正常に作動しなくなる場合もあり、特に、停電時であっても、蓄熱槽に貯留された温水を利用した給湯運転を行うことができるように、蓄熱槽と混合調節弁とを接続する温水供給管に、その流路を遮断可能なノーマリオープンの電磁弁を設けずに、上水を混合調節弁に送出する給水管と、混合調節弁と給湯器とを接続している温水配管とを、ノーマリクローズの電磁弁が設置されたバイパス管によって接続するようにした給湯システムを採用した場合は、混合調節弁自体が正常に作動しなくなると、蓄熱槽からの温水の送出を確実に遮断することができるとは限らず、高温出湯を確実に防止することができない。
【０００８】
特に、カランやシャワーを使用する場合に高温の温水が出湯されても、高温のお湯が手や体に接触した瞬間にその接触部位を待避させることで、使用者は高温出湯から即座に逃れることができるので、それほど危険性は高くないが、自動注湯モードによって自動的に浴槽に張られたお湯が高温の場合には、浴槽のお湯に浸かるまで高温であるか否かを認識することができず、しかも、浴槽のお湯に浸かった人は即座に逃げることができないので、少なくとも、こういった危険性の高い高温出湯については確実に防止する必要がある。
【０００９】
そこで、この発明の課題は、給湯接続ユニットに故障が発生した場合でも、可能な限り、給湯運転を行うことができ、しかも、危険性の高い高温出湯を確実に防止することのできる給湯システムを提供することにある。
【００１０】
【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、主熱源としての給湯器と、補助熱源によって生成された温水を貯留する蓄熱槽と、前記蓄熱槽から送出された温水に、必要に応じて上水を混合して前記給湯器に送出する混合調節弁が搭載された給湯接続ユニットとを備え、前記給湯接続ユニットに故障が発生した場合は、前記給湯接続ユニットが安全動作を行うようになっている給湯システムにおいて、前記混合調節弁が正常に作動しない場合は、浴槽への自動注湯に関連する運転モードによる給湯運転を制限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。
【００１１】
以上のように、この給湯システムは、給湯接続ユニットが安全動作を行っている場合であっても、混合調節弁が正常に作動しない場合は、浴槽への自動注湯に関連する運転モードによる給湯運転を制限するようにしたので、混合調節弁が正常に作動しないために、蓄熱槽に貯留された高温の温水が給湯器に送出されるおそれがある場合でも、高温のお湯が浴槽に自動注湯されることがなく、危険性の高い高温出湯を確実に防止しつつ、給湯運転を行うことができる。
【００１６】
【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３０とが給湯接続ユニット２０を介して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温水が給湯接続ユニット２０を介して給湯器３０に送出されるようになっている。
【００１７】
前記太陽熱利用温水器１０は、ソーラー熱交換器１１と密閉式の蓄熱槽１４とを備えており、蓄熱槽１４には、その下端部に上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温水を給湯接続ユニット２０に送出するための温水供給管１６が接続されている。
【００１８】
前記ソーラー熱交換器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、ソーラー熱交換器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。
【００１９】
前記給湯接続ユニット２０は、同図に示すように、給水管２２を介して供給される上水と、蓄熱槽１４から温水供給管１６を介して供給される温水とを、必要に応じて混合する混合調節弁２１を備えており、蓄熱槽１４から送出された温水は、そのまま又は上水と適宜混合された状態で混合調節弁２１の出口側に接続された温水配管２３を介して給湯器３０に送出され、給湯器３０の熱交換器３１を通って給湯されるようになっている。なお、混合調節弁２１は、全開状態で、蓄熱槽１４から温水供給管１６を介して供給される温水のみを給湯器３０に送出し、逆に、全閉状態では、給水管２２を介して供給される上水のみを給湯器３０に送出するようになっている。
【００２０】
また、給湯接続ユニット２０には、混合調節弁２１の上水入口側に接続された給水管２２と混合調節弁２１の温水出口側に接続された温水配管２３とを相互に接続するバイパス管２４が設けられており、このバイパス管２４には、通電状態でバイパス管２４の流路を遮断するダイヤフラム方式の電磁弁２５が設置されている。
【００２１】
また、混合調節弁２１に接続された温水供給管１６、給水管２２及び温水配管２３には、蓄熱槽１４から送出される温水の温度（以下、入湯温度という。）Ｔｓを検出するための入湯温度センサ２６、給湯接続ユニット２０に送出される上水の温度（以下、上水温度という。）Ｔｗを検出するための上水温度センサ２７及び給湯接続ユニット２０から送出される温水の温度（以下、出湯温度という。）Ｔｏを検出するための出湯温度センサ２８が設置されている。
【００２２】
前記給湯接続ユニット２０及び給湯器３０には、シリアルインターフェースを介して相互に通信可能なコントローラ２０ａ、３０ａがそれぞれ搭載されていると共に、給湯器３０の操作リモコン４０には、シリアルインターフェースを介して給湯器３０のコントローラ３０ａと相互に通信可能なコントローラ４０ａが搭載されており、これらのコントローラ２０ａ、３０ａ、４０ａが相互に連携をとりながら、給湯システム１の運転動作を統括的に制御している。
【００２３】
給湯接続ユニット２０のコントローラ２０ａには、入湯温度センサ２６、上水温度センサ２７及び出湯温度センサ２８からの温度検出信号が入力されると共に、操作リモコン４０によって設定された給湯設定温度Ｔｅ及び運転スイッチ信号、バーナー燃焼信号、最低作動流量以上の水流を検知してＯＮする水流信号等が給湯器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に基づいて、給湯接続ユニット２０のコントローラ２０ａが混合調節弁２１を制御するようになっている。
【００２４】
蓄熱槽１４から送出される温水の温度、即ち、入湯温度センサ２６によって検出された入湯温度Ｔｓが給湯設定温度Ｔｅ以上の場合は、給湯器３０のバーナーを燃焼させなくても、上水を適宜混合することによって給湯設定温度Ｔｅの温水を供給することができるので、給湯接続ユニット２０から送出される温水の温度、即ち、出湯温度センサ２８によって検出される出湯温度Ｔｏが給湯設定温度Ｔｅになるように、混合調節弁２１を制御する給湯設定温度制御を行うようになっている。
【００２５】
一方、入湯温度Ｔｓが給湯設定温度Ｔｅより低い場合は、給湯器３０のバーナーを燃焼させなければ、給湯設定温度Ｔｅの温水を供給することができないので、給湯器３０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℃といった固定温度Ｔｆの温水がそれぞれ送出されるように、混合調節弁２１の開度を調整して上水を混合する固定温度制御を行うようになっている。
【００２６】
以上のように、この給湯システム１では、混合調節弁２１の上水入口側に接続された給水管２２と混合調節弁２１の温水出口側に接続された温水配管２３とを相互に接続するバイパス管２４を設け、このバイパス管２４に、通電状態でバイパス管２４の流路を遮断する電磁弁２５を設置する構成を採用したため、停電時であっても、蓄熱槽１４から給湯接続ユニット２０に温水を送出することが可能となり、しかも、停電時にはバイパス管２４に設置された電磁弁２５がバイパス管２４の流路を開放するので、停電時に蓄熱槽１４から送出された温水にある程度の上水が確実に混合された状態で給湯器３０に送出されることになり、停電時には、給湯設定温度の温水を供給することはできないが、少なくとも、高温出湯を防止した状態で、蓄熱槽１４に貯留された温水を利用した給湯を行うことができる。
【００２７】
また、給湯接続ユニット２０に故障（異常）が発生した場合は、目標温度（給湯設定温度Ｔｅまたは固定温度Ｔｆ）の温水を給湯器３０に確実に送出することができず、高温出湯のおそれがあるので、給湯接続ユニット２０に何らかの故障（異常）が発生したことが検出された場合は、給湯接続ユニット２０のコントローラ２０ａが混合調節弁２１を強制的に全閉にすると共にバイパス管２４の電磁弁２５を強制的に開弁させることによって、給湯接続ユニット２０が上水のみを給湯器３０に送出する、安全動作に移行するようになっている。従って、給湯接続ユニット２０が安全動作を行っている場合には、蓄熱槽１４に貯留された温水を利用した給湯運転を行うことはできないが、少なくとも、上水を給湯器３０で加熱することによって給湯設定温度Ｔｅの温水を生成する通常の給湯運転を行うことはできるようになっている。
【００２８】
なお、蓄熱槽１４に貯留された温水を混合調節弁２１に送出する温水供給管１６と上水を混合調節弁２１に送出する給水管２２とが相互に逆接続されていることが検出された場合（上水温度センサ２７が、異常に高い温度を検出した場合）は、給湯接続ユニット２０のコントローラ２０ａが、混合調節弁２１を強制的に全閉にするのではなく、逆に、混合調節弁２１を全開にすることによって、上水を給湯器３０に送出するようになっている。
【００２９】
ただし、温水供給管１６には、その流路を遮断可能な電磁弁が設置されていないので、混合調節弁２１自体が正常に作動しないような場合は、混合調節弁２１を強制的に全閉または全開にすることができるとは限らず、必ずしも、蓄熱槽１４から給湯接続ユニット２０への温水の送出を確実に遮断することができないので、上述したように、給湯接続ユニット２０が安全動作に移行した状態であっても、確実に高温出湯を防止することができないおそれがある。
【００３０】
そこで、この給湯システム１では、給湯接続ユニット２０が安全動作に移行した状態であっても、高温出湯のおそれを伴う場合は、特定の運転モードによる給湯運転が制限されるようになっている。以下、給湯接続ユニット２０に故障（異常）が発生した場合の運転動作について、図２に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【００３１】
まず、同図に示すように、給湯接続ユニット２０に何らかの故障（異常）が発生したか否かを判断し（ステップＳ１）、給湯接続ユニット２０に故障（異常）が発生していない場合は、給湯接続ユニット２０が通常の運転動作を行う（ステップＳ２）。即ち、蓄熱槽１４に貯留された温水の温度に応じて、給湯接続ユニット２０が給湯設定温度制御または固定温度制御を行うことになる。
【００３２】
一方、ステップＳ１において、給湯接続ユニット２０に何らかの故障（異常）が発生した場合は、上述したように、給湯接続ユニット２０が安全動作を行う（ステップＳ３）。即ち、基本的には、混合調節弁２１が全閉になると共にバイパス管２４の電磁弁２５が開弁するが、混合調節弁２１に対して温水供給管１６と給水管２２とが相互に逆接続されていることが検出された場合は、混合調節弁２１が全開になると共にバイパス管２４の電磁弁２５が開弁する。
【００３３】
続いて、給湯接続ユニット２０の故障（異常）が、混合調節弁２１の故障に起因しているのか否かを判断し（ステップＳ４）、給湯接続ユニット２０の故障（異常）が混合調節弁２１の故障に起因している場合は、給湯接続ユニット２０が安全動作を適正に実行することができなくなり、高温出湯のおそれがあるので、浴槽への自動注湯に関連する運転モードによる給湯運転が制限されるが（ステップＳ５）、給湯接続ユニット２０の故障（異常）が混合調節弁２１の故障に起因していない場合は、浴槽への自動注湯に関連する運転モードによる給湯運転が制限されることはない（ステップＳ６）。
【００３４】
従って、給湯接続ユニット２０の故障（異常）が混合調節弁２１の故障に起因している場合は、「自動注湯スイッチ」、「たっぷりスイッチ」、「ぬるくスイッチ」といった浴槽への注湯に関連するスイッチ類が作動しなくなり、浴槽への自動注湯を行うことができなくなる。
【００３５】
以上のように、この給湯システム１では、給湯接続ユニット２０に故障（異常）が発生したために、給湯接続ユニット２０が安全動作を行っている場合であっても、給湯接続ユニット２０の故障（異常）が混合調節弁２１の故障に起因している場合のように、給湯接続ユニット２０が安全動作を適正に実行することができない場合には、浴槽への自動注湯を行うことができないようにしたので、給湯運転を完全に停止することなく、危険性の高い高温出湯を確実に防止することができる。
【００３６】
なお、この実施形態では、給湯接続ユニット２０の故障（異常）が混合調節弁２１の故障に起因している場合にだけ、浴槽への自動注湯を制限するようにしているが、例えば、混合調節弁２１に対して温水供給管１６と給水管２２とが相互に逆接続されている場合は、給湯接続ユニット２０が安全動作を行っていても、即ち、混合調節弁２１を強制的に全開にしていても、電磁弁２５が開弁することによって流路が解放されているバイパス管２４を介して、蓄熱槽１４から高温の温水が給湯器３０に送出されることになるので、温水供給管１６と給水管２２とが相互に逆接続されている場合にも、浴槽への自動注湯を制限するようにしてもよい。
【００３７】
また、給湯接続ユニット２０と給湯器３０とを接続している温水配管２３に加圧ポンプが設置されているような給湯システムについては、給湯接続ユニット２０に故障（異常）が発生した場合であっても、加圧ポンプの運転を停止させることなく、上述した給湯システム１と同様に、給湯接続ユニット２０の故障（異常）が混合調節弁２１の故障に起因している場合や温水供給管１６と給水管２２とが相互に逆接続されている場合のように、高温出湯のおそれがある場合には、浴槽への自動注湯を制限するようにしておけばよいが、給湯接続ユニット２０が安全動作を行っていても、高温出湯のおそれのある場合は、加圧ポンプの運転を強制的に停止させることによって、浴槽への自動注湯を含むすべての運転モードにおける給湯運転を制限することも可能である。
【００３８】
また、上述した実施形態では、高温出湯のおそれがあるために給湯運転が制限される特定の運転モードとして、浴槽への自動注湯に関連する運転モードを設定しているが、これに限定されるものではなく、採用する給湯システムに応じて、危険性の高い運転モードを適宜設定すればよい。
【００３９】
また、上述した実施形態では、高温出湯のおそれを伴う給湯接続ユニット２０の故障として、混合調節弁２１自体が正常に作動しない場合や温水供給管１６と給水管２２とが相互に逆接続されている場合を想定しているが、これに限定されるものではなく、採用する給湯システムに対して想定される故障（異常）を適宜設定すればよい。
【００４０】
また、上述した各実施形態では、給湯接続ユニット２０の故障が高温出湯のおそれを伴う場合は、単に、自動注湯や給湯運転自体を制限しているだけであるが、そのような場合は、自動注湯や給湯運転を行うことができない旨を操作リモコン４０の表示部に表示したり、「使用できません」等の音声によって報知するようにしてもよい。
【００４１】
また、上述した実施形態は、太陽熱利用温水器を補助熱源として使用した給湯システムであるが、給湯システムにおける補助熱源は、こういった太陽熱利用温水器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廃熱を補助熱源として使用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。
【図２】同上の給湯システムにおいて給湯接続ユニットに故障（異常）が発生した場合の運転動作を示すフローチャートである。
【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
１６ 温水供給管
２０ 給湯接続ユニット
２０ａ コントローラ
２１ 混合調節弁
２２ 給水管
２３ 温水配管
２４ バイパス管
２５ 電磁弁
２６ 入湯温度センサ
２７ 上水温度センサ
２８ 出湯温度センサ
３０ 給湯器
３０ａ コントローラ
３１ 熱交換器
４０ 操作リモコン
４０ａ コントローラ

Claims (1)

1. 主熱源としての給湯器と、補助熱源によって生成された温水を貯留する蓄熱槽と、前記蓄熱槽から送出された温水に、必要に応じて上水を混合して前記給湯器に送出する混合調節弁が搭載された給湯接続ユニットとを備え、
   前記給湯接続ユニットに故障が発生した場合は、前記給湯接続ユニットが安全動作を行うようになっている給湯システムにおいて、
   前記混合調節弁が正常に作動しない場合は、浴槽への自動注湯に関連する運転モードによる給湯運転を制限するようにしたことを特徴とする給湯システム。

Images