JP5275068B2

JP5275068B2 - 貯湯式給湯装置

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Publication number: JP5275068B2
Application number: JP2009024613A
Authority: JP
Inventors: 真典上田; 政和遠藤
Original assignee: Corona Corp
Current assignee: Corona Corp
Priority date: 2009-02-05
Filing date: 2009-02-05
Publication date: 2013-08-28
Anticipated expiration: 2029-02-05
Also published as: JP2010181080A

Description

この発明は、貯湯する温水を太陽熱集熱器と加熱手段とにより加熱する貯湯式給湯装置に関するものである。

従来よりこの種のものに於いては、太陽熱を利用して熱媒を加熱し、加熱された熱媒を貯湯タンク内の水と熱交換して貯湯タンク内の水を加熱し、貯湯タンク内の湯を利用する一方、日々の天候や、季節による太陽熱エネルギー利用の変動に対応するため、他のエネルギー供給源との併用を図った給湯システムも種々知られており、例えば、日中は太陽熱集熱器により加熱された高温の熱媒を、貯湯タンク内の低所に設けた熱交換器に循環させることにより貯湯タンク内の温水を加熱し、更に夜間に料金設定の安い深夜時間帯の電力を使用してヒートポンプユニットや電気ヒータにより貯湯タンク内の温水を設定温度まで沸き上げる給湯システムが、開示されている。（例えば、特許文献１参照）
特開２００６−２８４０６９号公報

ところでこの従来のものでは、貯湯タンク内の温水を加熱する加熱手段が電気ヒータの場合、貯湯タンク下部に設けた電気ヒータで深夜電力により貯湯タンク内の温水を加熱して、深夜電力の時間帯が終了する早朝までに、設定温度まで沸き上げて貯湯タンク内に高温水を貯湯するが、その後貯湯タンク内の高温水を使用すると貯湯タンク上部から給湯され、その分貯湯タンク底部より低温の水道水が供給され、貯湯タンク内には上部に高温水層、下部に低温水層というように温度層が形成される。

この状態で貯湯タンクの低所に設けた熱交換器に太陽熱集熱器により加熱された熱媒を循環させて、貯湯タンク下部の低温水を加熱すると、貯湯タンク内で対流が発生し、貯湯タンク内の温度層が破壊され、結果として貯湯タンク内の上部の高温水層の温度が低下してしまうという問題があった。

この発明はこの点に着目し上記課題を解決するため、請求項１では特にその構成を、温水を貯湯する貯湯タンクと、該貯湯タンク内の温水を加熱する加熱手段と、貯湯タンク外周面の上下に備えられた複数の貯湯温度センサと、貯湯タンク内の温水を太陽熱により加熱する太陽熱集熱器と、貯湯タンク底部と太陽熱集熱器入水口側を接続する低温水供給管と、貯湯タンク上部と太陽熱集熱器出湯水口側を接続する太陽熱加熱温水管と、低温水供給管に設けた太陽熱循環ポンプと、太陽熱加熱温水管に設けた太陽熱回路出口切替弁と、太陽熱加熱温水管で太陽熱回路出口切替弁よりも太陽熱集熱器側に設けた太陽熱回路出口開閉弁と、太陽熱回路出口切替弁と貯湯タンク中央部を接続する中温水供給管とを有し、該太陽熱集熱器の出口温度が貯湯タンク上部の高温水温度以上の時、貯湯タンク底部の低温水を太陽熱集熱器に供給し、太陽熱集熱器により加熱された高温水を貯湯タンク上部に戻し、貯湯タンク最下部の貯湯温度が貯湯タンク最上部の貯湯温度以上になったら太陽熱加熱運転を終了し、太陽熱集熱器の出口温度が貯湯タンク最上部の貯湯温度未満で貯湯タンク中央部の中温水温度以上の時、貯湯タンク底部の低温水を太陽熱集熱器に供給し、太陽熱集熱器により加熱された中温水を貯湯タンク中央部に戻し、貯湯タンク最下部の貯湯温度が貯湯タンク中央部の貯湯温度以上になったら太陽熱加熱運転を終了するす太陽熱加熱運転を行う制御回路を備えたものである。

温水を貯湯する貯湯タンクと、該貯湯タンク内の温水を加熱する加熱手段と、貯湯タンク外周面の上下に備えられた複数の貯湯温度センサと、貯湯タンク内の温水を太陽熱により加熱する太陽熱集熱器と、貯湯タンク底部と太陽熱集熱器入水口側を接続する低温水供給管と、貯湯タンク上部と太陽熱集熱器出湯水口側を接続する太陽熱加熱温水管と、低温水供給管に設けた太陽熱循環ポンプと、太陽熱加熱温水管に設けた太陽熱回路出口切替弁と、太陽熱加熱温水管で太陽熱回路出口切替弁よりも太陽熱集熱器側に設けた太陽熱回路出口開閉弁と、太陽熱回路出口切替弁と貯湯タンク中央部を接続する中温水供給管と、該中温水供給管に設けた中温水供給管切替弁と、該中温水供給管切替弁と貯湯タンク下部を接続する低温水供給管とを有し、該太陽熱集熱器の出口温度が貯湯タンク上部の高温水温度以上の時、貯湯タンク底部の低温水を太陽熱集熱器に供給し、太陽熱集熱器により加熱された高温水を貯湯タンク上部に戻し、貯湯タンク最下部の貯湯温度が貯湯タンク最上部の貯湯温度以上になったら太陽熱加熱運転を終了し、太陽熱集熱器の出口温度が貯湯タンク最上部の貯湯温度未満で貯湯タンク中央部の中温水温度以上の時、貯湯タンク底部の低温水を太陽熱集熱器に供給し、太陽熱集熱器により加熱された中温水を貯湯タンク中央部に戻し、貯湯タンク最下部の貯湯温度が貯湯タンク中央部の貯湯温度以上になったら太陽熱加熱運転を終了し、太陽熱集熱器の出口温度が貯湯タンク下部の低温水温度より高い時、貯湯タンク底部の温水を太陽熱集熱器に供給し、太陽熱集熱器により加熱された低温水を貯湯タンク下部に戻し、貯湯タンク最下部の貯湯温度が太陽熱集熱器の出口温度以上になったら太陽熱加熱運転を終了する太陽熱加熱運転を行う制御回路を備えたものである。

又請求項３に係る貯湯式給湯装置では、特にその構成を請求項１又は２において、前記太陽熱加熱運転中に太陽熱集熱器の出口温度が変化した時、それに対応して貯湯タンクに戻す位置を変更と共に、貯湯タンク底部の低温水を太陽熱集熱器に供給し、太陽熱集熱器により加熱された高温水を貯湯タンク上部に戻す太陽熱加熱運転中に太陽熱回路出口温度センサが貯湯タンク上部の温水温度未満を検知したら太陽熱加熱運転を停止するものである。

この発明の請求項１によれば、太陽熱集熱器の出口温度が貯湯タンク上部の高温水温度以上の時、貯湯タンク底部の低温水を太陽熱集熱器に供給し、太陽熱集熱器により加熱された高温水を貯湯タンク上部に戻す太陽熱加熱運転を行い、太陽熱集熱器の出口温度が貯湯タンク中央部の中温水温度以上の時、貯湯タンク底部の低温水を太陽熱集熱器に供給し、太陽熱集熱器により加熱された中温水を貯湯タンク中央部に戻す太陽熱加熱運転を行うので、太陽熱加熱運転により貯湯タンク最下部の温水を貯湯タンク最上部の貯湯温度まで加熱することができるときは、太陽熱加熱運転により加熱された高温水を貯湯タンク最上部に供給するので、貯湯タンク内で対流を発生させず、貯湯タンク内の温度層を破壊することなく、貯湯タンク内の中温水層及び低温水層を減少させて、貯湯タンク内上部の高温水層を増加させることができるものである。

又、太陽熱加熱運転により貯湯タンク最下部の温水を貯湯タンク中央部の貯湯温度まで加熱することができるときは、太陽熱加熱運転により加熱された中温水を貯湯タンク中央部に供給するので、貯湯タンク内で対流を発生させず、貯湯タンク内の温度層を破壊することなく、貯湯タンク内の低温水層を減少させて、貯湯タンク内中央部の中温水層を増加させることができるものである。

又本発明の請求項２に記載の貯湯式給湯装置によれば、太陽熱集熱器の出口温度が貯湯タンク上部の高温水温度以上の時、貯湯タンク底部の低温水を太陽熱集熱器に供給し、太陽熱集熱器により加熱された高温水を貯湯タンク上部に戻す太陽熱加熱運転を行い、太陽熱集熱器の出口温度が貯湯タンク中央部の中温水温度以上の時、貯湯タンク底部の低温水を太陽熱集熱器に供給し、太陽熱集熱器により加熱された中温水を貯湯タンク中央部に戻す太陽熱加熱運転を行い、太陽熱集熱器の出口温度が貯湯タンク下部の低温水温度より高い時、貯湯タンク底部の温水を太陽熱集熱器に供給し、太陽熱集熱器により加熱された低温水を貯湯タンク下部に戻す太陽熱加熱運転を行うので、太陽熱加熱運転により貯湯タンク最下部の温水を貯湯タンク最上部の貯湯温度まで加熱することができるときは、太陽熱加熱運転により加熱された高温水を貯湯タンク最上部に供給するので、貯湯タンク内で対流を発生させず、貯湯タンク内の温度層を破壊することなく、貯湯タンク内の中温水層及び低温水層を減少させて、貯湯タンク内上部の高温水層を増加させることができるものである。

又、太陽熱加熱運転により貯湯タンク最下部の温水を貯湯タンク最下部の貯湯温度より高温に加熱することができるときは、太陽熱加熱運転により加熱された温水を貯湯タンク下部に供給するので、貯湯タンク内で対流を発生させず、貯湯タンク内の温度層を破壊することなく、貯湯タンク内の低温水層の温度を上昇させることができるものである。

又本発明の請求項３に記載の貯湯式給湯装置によれば、請求項１又は２に於いて、前記太陽熱加熱運転中に太陽熱集熱器の出口温度が変化した時、それに対応して貯湯タンクに戻す位置を変更するので、太陽熱加熱運転中に太陽熱集熱器の出湯水口側の出口温水の温度が変化した時は、それに対応して貯湯タンクに戻す位置を変更するので、それにより太陽熱を天候の状態に対応して貯湯タンク内の温水に取り入れることができ、その結果夜間の深夜電力で貯湯タンクのお湯を設定温度まで沸き上げる沸き上げ運転による消費電力を低減することができるものである。

更に、太陽熱加熱運転中に太陽熱回路出口温度センサが貯湯タンク上部の温水温度未満を検知したら太陽熱加熱運転を停止するので、太陽熱加熱運転中に天候が急変して太陽熱加熱運転で加熱された温水が貯湯タンク上部の温水温度未満になってもその温水が貯湯タンク最上部に供給されないので、太陽熱加熱運転中に天候が急変しても貯湯タンク最上部の貯湯温度を低下させることがないものである。

この発明の一実施例を付した貯湯式給湯装置を示す概略説明図。同ブロック図。同太陽熱加熱運転のフローチャート図。この発明の第２の実施例を付した貯湯式給湯装置を示す概略説明図。同ブロック図。同太陽熱加熱運転のフローチャート図。

次に、本発明に係る発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
１は円筒状の貯湯タンクで、該貯湯タンク１内の上下にそれぞれ設けた電気ヒータからなる加熱手段２を利用し、時間帯別契約電力の電力単価が安価な深夜時間帯に湯水を沸き上げて貯湯するものであり、底部には給水を補給する給水管３が接続し、上部には貯湯した高温水を給湯栓（図示せず）等に出湯する出湯管４が接続されている。

５は一方に出湯管４を、他方には給水管３から分岐した給水バイパス管６を、中央には給湯管７が接続した電動三方弁から成る混合弁で、出湯管４からの高温水と給水バイパス管６からの給水とを混合して、設定された給湯温度となるようにして供給する混合弁であり、出湯温度と給水温度と設定温度から、出湯管４の開度と給水バイパス管６の開度を調整するフィードフォワード制御するものである。

８は給水バイパス管６に備えられ給水温度を検知する給水サーミスタを兼ねる温度センサで、給湯時には給水温度を検知して混合弁５の開度を調整するものであり、又貯湯タンク１内の湯水境界層が、混合弁５より下方に位置する状態で、給湯停止して混合弁５を出湯管４と給水バイパス管６が連通する開度とした時に、貯湯タンク１内の高温水が釣り合おうとして直下対流を起こし、給水バイパス管６まで流入してしまう時には、この混合水温度を検知し、所定温度以上で水側である給水バイパス管６側を１００％開口状態に混合弁５を駆動させ、後は上記のフィードフォワード制御で混合弁５を制御するようにしたものである。

９、１０、１１、１２、１３は貯湯タンク１外周面の上下に備えられた貯湯温度センサであり、１４は給水管３途中に設けられた減圧弁であり、１５は出湯管４に備えられた圧力逃がし弁である。
１６はフローセンサで、給湯管７に備えられ、湯水の流れを検知することにより給湯の開始／停止を検知するものである。

１７は太陽熱集熱器で、入水口側１８は貯湯タンク１の底部に設けられ、貯湯タンク１内の底部の温水を太陽熱集熱器１７にする低温水供給管１９が接続され、該低温水供給管１９には太陽熱循環ポンプ２０が設けられている。

２１は太陽熱加熱温水管で、一端が太陽熱集熱器２１の出湯水口側２２に接続され、他端が貯湯タンク１の天井部分に接続され、太陽熱集熱器１７で加熱された高温水を貯湯タンク１の上部に供給するものである。

前記太陽熱加熱温水管２１の他端は貯湯タンク１の天井部分に接続されているが、その接続部分の手前には太陽熱回路出口切替弁２３が設けられ、更に該太陽熱回路出口切替弁２３の太陽熱集熱器１７側には太陽熱回路出口開閉弁２４が設けられている。

前記太陽熱回路出口切替弁２３には一端が貯湯タンク１の略中央に接続されている中温水供給管２５の他端が接続されており、又、太陽熱集熱器１７の出湯水口側２２近傍には、太陽熱集熱器１７により加熱された温水の温度を検知する太陽熱出湯温度センサ２６が設けられている。

そして、前記太陽熱集熱器１７と、低温水供給管１９と、太陽熱循環ポンプ２０と、太陽熱加熱温水管２１と、太陽熱回路出口切替弁２３と、太陽熱回路出口開閉弁２４と、中温水供給管２５と、太陽熱出湯温度センサ２６とにより、太陽熱回路２７が形成されているものである。

２８はマイコンからなる制御回路で、入力側にはリモコン（図示せず）の給湯温度設定部２９と、最上位置の貯湯温度センサ９が出湯温度センサとして接続すると共に、温度センサ８が給水温度センサ及び混合水温度センサとして接続し、更に給湯管７に備えられ湯水の流れを検知することにより給湯の開始／停止を検知するフローセンサ１６が接続され、出力側には、混合弁５のステップモータ駆動量を制御することで、該混合弁５の開度を調整するようにしたものである。

又、制御回路２８の入力側には、沸き上げ温度設定部３０と、最下位置の貯湯温度センサ１３が入水温度センサとして接続すると共に、貯湯温度センサ９〜１３が沸き上げ温度に達した高温水の貯湯量を検知する貯湯センサとして接続し、出力側には、加熱手段２を制御して、貯湯タンク１内に沸き上げ温度に加熱された高温水を貯湯するものである。

又、制御回路２８の入力側には、太陽熱出湯温度センサ２６が接続し、出力側には、太陽熱循環ポンプ２０と、太陽熱回路出口切替弁２３と、太陽熱回路出口開閉弁２４が接続され、貯湯タンク底部の低温水を太陽熱循環ポンプ２０により太陽熱集熱器１７に送り、貯湯タンク１の上部の高温水以上の温度に加熱して、貯湯タンク１上部に高温水を貯湯するか、又は貯湯タンク１の略中央の中温水以上の温度に加熱して、貯湯タンク１中央部に中温水を貯湯するものである。

次に、本発明の要部となる図３に示す太陽熱加熱運転の作動を説明する。
図３に示すように、まず、太陽熱集熱器１７の出湯水口側２２の出口温水の温度が、貯湯タンク１最上部の貯湯温度以上であるかを判定し（Ｓ１）、太陽熱集熱器１７の出湯水口側２２の出口温水の温度が、貯湯タンク１最上部の貯湯温度以上である場合は、次に太陽熱集熱器１７の出湯水口側２２の出口温水の温度が、貯湯タンク１最下部の貯湯温度より高いかを判定する。（Ｓ２）

これにより、太陽熱集熱器１７の出湯水口側２２の出口温水の温度が貯湯タンク１最下部の貯湯温度以下の場合、太陽熱集熱器１７により太陽熱加熱運転を行っても、貯湯タンク１の温水を加熱することができないので、無駄な太陽熱加熱運転を行うことを防止できるものである。

そして（Ｓ２）で太陽熱集熱器１７の出湯水口側２２の出口温水の温度が貯湯タンク１最下部の貯湯温度以下の場合は（Ｓ１）に戻り、（Ｓ２）で太陽熱集熱器１７の出湯水口側２２の出口温水の温度が、貯湯タンク１最下部の貯湯温度より高い場合は、太陽熱回路出口開閉弁２４を開放し（Ｓ３）、太陽熱回路出口切替弁２３を中温水供給管側に動作させ（Ｓ４）、太陽熱循環ポンプ２０をオンさせる。（Ｓ５）

そして次に太陽熱循環ポンプ２０をオンしてから所定時間経過したら（Ｓ６）、次に再度太陽熱集熱器１７の出湯水口側２２の出口温水の温度が、貯湯タンク１最上部の貯湯温度以上であるかを判定する。（Ｓ７）

（Ｓ６）で太陽熱加熱温水管２１や中温水供給管２５内にあった低温水を、貯湯タンク１中央部に供給して、太陽熱加熱温水管２１や中温水供給管２５内に太陽熱集熱器１７から供給される高温水で満たした状態にし、その上で（Ｓ７）で太陽熱集熱器１７から高温水が供給されるかを確認し、確実に貯湯タンク１最上部に高温水が供給されるのを確認した上で、太陽熱回路出口切替弁２３を出湯管側に動作させ（Ｓ８）、貯湯タンク１最上部に高温水の供給を開始する。

そして次に貯湯タンク１最下部の貯湯温度が貯湯タンク１最上部の貯湯温度以上であるかを判定し（Ｓ９）、貯湯タンク１最下部の貯湯温度が貯湯タンク１最上部の貯湯温度以上でないときは、（Ｓ７）に戻って引き続き太陽熱加熱運転を行い、貯湯タンク１最下部の貯湯温度が貯湯タンク１最上部の貯湯温度以上のときは、貯湯タンク１最下部まで太陽熱加熱運転にて加熱できたと判断して、太陽熱循環ポンプ２０をオフし（Ｓ１０）、太陽熱回路出口切替弁２３を中温水供給管側に動作させ（Ｓ１１）、太陽熱回路出口開閉弁２４を閉塞して（Ｓ１２）、太陽熱加熱運転を終了する。（Ｓ１３）

又、（Ｓ１）で太陽熱集熱器１７の出湯水口側２２の出口温水の温度が、貯湯タンク１最上部の貯湯温度未満である時、次に太陽熱集熱器１７の出湯水口側２２の出口温水の温度が、貯湯タンク１中央部の貯湯温度以上であるかを判定し（Ｓ１４）、太陽熱集熱器１７の出湯水口側２２の出口温水の温度が、貯湯タンク１中央部の貯湯温度未満である場合は、天気が不順等により太陽熱加熱運転では中温水にまで加熱することができない状況と判断して（Ｓ１）に戻り、太陽熱集熱器１７の出湯水口側２２の出口温水の温度が、貯湯タンク１中央部の貯湯温度以上である場合は、次に太陽熱集熱器１７の出湯水口側２２の出口温水の温度が、貯湯タンク１最下部の貯湯温度より高いかを判定する。（Ｓ１５）

そして（Ｓ１５）で太陽熱集熱器１７の出湯水口側２２の出口温水の温度が、貯湯タンク１最下部の貯湯温度より高い場合は、太陽熱回路出口開閉弁２４を開放し（Ｓ１６）、太陽熱回路出口切替弁２３を中温水供給管側に動作させ（Ｓ１７）、太陽熱循環ポンプ２０をオンさせる。（Ｓ１８）

そして次に太陽熱循環ポンプ２０をオンしてから所定時間経過したら（Ｓ１９）、次に再度太陽熱集熱器１７の出湯水口側２２の出口温水の温度が、貯湯タンク１最上部の貯湯温度以上であるかを判定する。（Ｓ２０）

（Ｓ１９）で太陽熱加熱温水管２１や中温水供給管２５内にあった低温水を、貯湯タンク１中央部に供給して、太陽熱加熱温水管２１や中温水供給管２５内に太陽熱集熱器１７から供給される温水で満たした状態にし、その上で（Ｓ２０）で太陽熱集熱器１７の出湯水口側２２の出口温水の温度が、貯湯タンク１最上部の貯湯温度未満でない時、すでに（Ｓ１４）で太陽熱集熱器１７の出湯水口側２２の出口温水の温度が、貯湯タンク１中央部の貯湯温度以上であると判定しているので、（Ｓ１）の時の天候が回復して貯湯タンク１最上部に高温水が供給できると判断して（Ｓ７）に進む。

又、（Ｓ２０）で太陽熱集熱器１７の出湯水口側２２の出口温水の温度が、貯湯タンク１最上部の貯湯温度未満の時、次に太陽熱集熱器１７の出湯水口側２２の出口温水の温度が、貯湯タンク１中央部の貯湯温度未満かを判定し（Ｓ２１）、太陽熱集熱器１７の出湯水口側２２の出口温水の温度が、貯湯タンク１中央部の貯湯温度未満の時は、（Ｓ１４）のときより天候が悪化して太陽熱集熱器１７により太陽熱加熱運転を行っても、貯湯タンク１の温水を加熱することができないと判断して（Ｓ１０）に進む。

又、（Ｓ２１）で太陽熱集熱器１７の出湯水口側２２の出口温水の温度が、貯湯タンク１中央部の貯湯温度未満でない時は、次に貯湯タンク１最下部の貯湯温度が貯湯タンク１中央部の貯湯温度以上であるかを判定し（Ｓ２２）、貯湯タンク１最下部の貯湯温度が貯湯タンク１中央部の貯湯温度以上でないときは、（Ｓ２０）に戻って引き続き太陽熱加熱運転を行い、貯湯タンク１最下部の貯湯温度が貯湯タンク１中央部の貯湯温度以上のときは、貯湯タンク１最下部まで太陽熱加熱運転にて加熱できたと判断して、（Ｓ１０）に進んで太陽熱加熱運転を終了するものである。

以上のように、太陽熱加熱運転により貯湯タンク１最下部の温水を貯湯タンク１最上部の貯湯温度まで加熱することができるときは、太陽熱加熱運転により加熱された高温水を貯湯タンク１最上部に供給するので、貯湯タンク内で対流を発生させず、貯湯タンク内の温度層を破壊することなく、貯湯タンク内の中温水層及び低温水層を減少させて、貯湯タンク内上部の高温水層を増加させることができる。

又、太陽熱加熱運転により貯湯タンク１最下部の温水を貯湯タンク１中央部の貯湯温度まで加熱することができるときは、太陽熱加熱運転により加熱された中温水を貯湯タンク１中央部に供給するので、貯湯タンク１内で対流を発生させず、貯湯タンク内の温度層を破壊することなく、貯湯タンク１内の低温水層を減少させて、貯湯タンク内中央部の中温水層を増加させることができる。
又、太陽熱加熱運転中に太陽熱集熱器１７の出湯水口側２２の出口温水の温度が変化した時は、それに対応して貯湯タンク１に戻す位置を変更するので、それにより太陽熱を天候の状態に対応して貯湯タンク１内の温水に取り入れることができ、その結果夜間の深夜電力で貯湯タンク１のお湯を設定温度まで沸き上げる沸き上げ運転による消費電力を低減することができるものである。

次に第２の実施例について説明する。
第２の実施例では図４に示すように、第１の実施例の中温水供給管２５に中温水供給管切替弁３１を設け、更に一端が該中温水供給管切替弁３１に接続され、他端が貯湯タンク１下部に接続された低温水供給管３２が設けられているものである。
次に図６に示す太陽熱加熱運転の作動について説明する。
図６に示すように、まず、太陽熱集熱器１７の出湯水口側２２の出口温水の温度が、貯湯タンク１最上部の貯湯温度以上であるかを判定し（Ｓ１０１）、太陽熱集熱器１７の出湯水口側２２の出口温水の温度が、貯湯タンク１最上部の貯湯温度以上である場合は、次に太陽熱集熱器１７の出湯水口側２２の出口温水の温度が、貯湯タンク１最下部の貯湯温度より高いかを判定する。（Ｓ１０２）

そして（Ｓ１０２）で太陽熱集熱器１７の出湯水口側２２の出口温水の温度が貯湯タンク１最下部の貯湯温度以下の場合は（Ｓ１０１）に戻り、（Ｓ１０２）で太陽熱集熱器１７の出湯水口側２２の出口温水の温度が、貯湯タンク１最下部の貯湯温度より高い場合は、太陽熱回路出口開閉弁２４を開放し（Ｓ１０３）、太陽熱回路出口切替弁２３を中温水供給管側に動作させ（Ｓ１０４）、中温水供給管切替弁３１を低温水供給管側に動作させ（Ｓ１０５）、太陽熱循環ポンプ２０をオンさせる。（Ｓ１０６）

そして次に太陽熱循環ポンプ２０をオンしてから所定時間経過したら（Ｓ１０７）、次に再度太陽熱集熱器１７の出湯水口側２２の出口温水の温度が、貯湯タンク１最上部の貯湯温度以上であるかを判定する。（Ｓ１０８）

（Ｓ１０７）で太陽熱加熱温水管２１や中温水供給管２５内にあった低温水を、貯湯タンク１中央部に供給して、太陽熱加熱温水管２１や中温水供給管２５内に太陽熱集熱器１７から供給される高温水で満たした状態にし、その上で（Ｓ１０８）で太陽熱集熱器１７から高温水が供給されるかを確認し、確実に貯湯タンク１最上部に高温水が供給されるのを確認した上で、太陽熱回路出口切替弁２３を出湯管側に動作させ（Ｓ１０９）、貯湯タンク１最上部に高温水の供給を開始する。

そして次に貯湯タンク１最下部の貯湯温度が貯湯タンク１最上部の貯湯温度以上であるかを判定し（Ｓ１１０）、貯湯タンク１最下部の貯湯温度が貯湯タンク１最上部の貯湯温度以上でないときは、（Ｓ１０８）に戻って引き続き太陽熱加熱運転を行い、貯湯タンク１最下部の貯湯温度が貯湯タンク１最上部の貯湯温度以上のときは、貯湯タンク１最下部まで太陽熱加熱運転にて加熱できたと判断して、太陽熱循環ポンプ２０をオフし（Ｓ１１１）、太陽熱回路出口切替弁２３を中温水供給管側に動作させ（Ｓ１１２）、中温水供給管切替弁３１を低温水供給管側に動作させ（Ｓ１１３）、太陽熱回路出口開閉弁２４を閉塞して（Ｓ１１４）、太陽熱加熱運転を終了する。（Ｓ１１５）

又、（Ｓ１０１）で太陽熱集熱器１７の出湯水口側２２の出口温水の温度が、貯湯タンク１最上部の貯湯温度未満である時、次に太陽熱集熱器１７の出湯水口側２２の出口温水の温度が、貯湯タンク１中央部の貯湯温度以上であるかを判定し（Ｓ１１６）、太陽熱集熱器１７の出湯水口側２２の出口温水の温度が、貯湯タンク１中央部の貯湯温度以上である場合は、次に太陽熱集熱器１７の出湯水口側２２の出口温水の温度が、貯湯タンク１最下部の貯湯温度より高いかを判定する。（Ｓ１１７）

そして（Ｓ１１７）で太陽熱集熱器１７の出湯水口側２２の出口温水の温度が、貯湯タンク１最下部の貯湯温度より高い場合は、太陽熱回路出口開閉弁２４を開放し（Ｓ１１８）、太陽熱回路出口切替弁２３を中温水供給管側に動作させ（Ｓ１１９）、中温水供給管切替弁３１を低温水供給管３２側に動作させ（Ｓ１２０）、太陽熱循環ポンプ２０をオンさせる。（Ｓ１２１）

そして次に太陽熱循環ポンプ２０をオンしてから所定時間経過したら（Ｓ１２２）、次に再度太陽熱集熱器１７の出湯水口側２２の出口温水の温度が、貯湯タンク１最上部の貯湯温度以上であるかを判定する。（Ｓ１２３）

（Ｓ１２２）で太陽熱加熱温水管２１や中温水供給管２５内にあった低温水を、貯湯タンク１中央部に供給して、太陽熱加熱温水管２１や中温水供給管２５内に太陽熱集熱器１７から供給される温水で満たした状態にし、その上で（Ｓ１２３）で太陽熱集熱器１７の出湯水口側２２の出口温水の温度が、貯湯タンク１最上部の貯湯温度未満でない時、すでに（Ｓ１１６）で太陽熱集熱器１７の出湯水口側２２の出口温水の温度が、貯湯タンク１中央部の貯湯温度以上であると判定しているので、（Ｓ１０１）の時の天候が回復して貯湯タンク１最上部に高温水が供給できると判断して（Ｓ１０８）に進む。

又、（Ｓ１２３）で太陽熱集熱器１７の出湯水口側２２の出口温水の温度が、貯湯タンク１最上部の貯湯温度未満の時、次に太陽熱集熱器１７の出湯水口側２２の出口温水の温度が、貯湯タンク１中央部の貯湯温度以上かを判定し（Ｓ１２４）、陽熱集熱器１７の出湯水口側２２の出口温水の温度が、貯湯タンク１中央部の貯湯温度以上の時、中温水供給管切替弁３１を中温水供給管２５側に動作し（Ｓ１２５）、次に貯湯タンク１最下部の貯湯温度が貯湯タンク１中央部の貯湯温度以上であるかを判定し（Ｓ１２６）、貯湯タンク１最下部の貯湯温度が貯湯タンク１中央部の貯湯温度以上でないときは、（Ｓ１２３）に戻って引き続き太陽熱加熱運転を行い、貯湯タンク１最下部の貯湯温度が貯湯タンク１中央部の貯湯温度以上のときは、貯湯タンク１最下部まで太陽熱加熱運転にて加熱できたと判断して、（Ｓ１１１）へと進んで太陽熱加熱運転を終了する。

又、（Ｓ１１６）及び（Ｓ１２４）で、太陽熱集熱器１７の出湯水口側２２の出口温水の温度が、貯湯タンク１中央部の貯湯温度未満の時、次に太陽熱集熱器１７の出湯水口側２２の出口温水の温度が、貯湯タンク１下部の貯湯温度以上かを判定し（Ｓ１２７）、陽熱集熱器１７の出湯水口側２２の出口温水の温度が、貯湯タンク１下部の貯湯温度以上の時、貯湯タンク１最下部まで太陽熱加熱運転にて加熱できたと判断して（Ｓ１１１）に進み、陽熱集熱器１７の出湯水口側２２の出口温水の温度が、貯湯タンク１下部の貯湯温度以上でない時、天候の回復等により太陽熱集熱器１７の出湯水口側２２の出口温水の温度が上昇したと判断して（Ｓ１２３）に戻るものである。

又、太陽熱加熱運転により貯湯タンク１最下部の温水を貯湯タンク１中央部の貯湯温度まで加熱することができるときは、太陽熱加熱運転により加熱された中温水を貯湯タンク１中央部に供給するので、貯湯タンク内で対流を発生させず、貯湯タンク内の温度層を破壊することなく、貯湯タンク内の低温水層を減少させて、貯湯タンク内中央部の中温水層を増加させることができる。

又、太陽熱加熱運転により貯湯タンク１最下部の温水を貯湯タンク１最下部の貯湯温度より高温に加熱することができるときは、太陽熱加熱運転により加熱された温水を貯湯タンク１下部に供給するので、貯湯タンク内で対流を発生させず、貯湯タンク内の温度層を破壊することなく、貯湯タンク内の低温水層の温度を上昇させることができる。
又、太陽熱加熱運転中に太陽熱集熱器１７の出湯水口側２２の出口温水の温度が変化した時は、それに対応して貯湯タンク１に戻す位置を変更するので、それにより太陽熱を天候の状態に対応して貯湯タンク１内の温水に取り入れることができ、その結果夜間の深夜電力で貯湯タンク１のお湯を設定温度まで沸き上げる沸き上げ運転による消費電力を低減することができるものである。

１貯湯タンク
２加熱手段
９、１０、１１、１２、１３貯湯温度センサ
１７太陽熱集熱器
１９低温水供給管
２０太陽熱循環ポンプ
２１太陽熱加熱温水管
２３太陽熱回路出口切替弁
２４太陽熱回路出口開閉弁
２５中温水供給管
２８制御回路

Claims

温水を貯湯する貯湯タンクと、該貯湯タンク内の温水を加熱する加熱手段と、貯湯タンク外周面の上下に備えられた複数の貯湯温度センサと、貯湯タンク内の温水を太陽熱により加熱する太陽熱集熱器と、貯湯タンク底部と太陽熱集熱器入水口側を接続する低温水供給管と、貯湯タンク上部と太陽熱集熱器出湯水口側を接続する太陽熱加熱温水管と、低温水供給管に設けた太陽熱循環ポンプと、太陽熱加熱温水管に設けた太陽熱回路出口切替弁と、太陽熱加熱温水管で太陽熱回路出口切替弁よりも太陽熱集熱器側に設けた太陽熱回路出口開閉弁と、太陽熱回路出口切替弁と貯湯タンク中央部を接続する中温水供給管とを有し、該太陽熱集熱器の出口温度が貯湯タンク上部の高温水温度以上の時、貯湯タンク底部の低温水を太陽熱集熱器に供給し、太陽熱集熱器により加熱された高温水を貯湯タンク上部に戻し、貯湯タンク最下部の貯湯温度が貯湯タンク最上部の貯湯温度以上になったら太陽熱加熱運転を終了し、太陽熱集熱器の出口温度が貯湯タンク最上部の貯湯温度未満で貯湯タンク中央部の中温水温度以上の時、貯湯タンク底部の低温水を太陽熱集熱器に供給し、太陽熱集熱器により加熱された中温水を貯湯タンク中央部に戻し、貯湯タンク最下部の貯湯温度が貯湯タンク中央部の貯湯温度以上になったら太陽熱加熱運転を終了する太陽熱加熱運転を行う制御回路を備えたことを特徴とする貯湯式給湯装置。
温水を貯湯する貯湯タンクと、該貯湯タンク内の温水を加熱する加熱手段と、貯湯タンク外周面の上下に備えられた複数の貯湯温度センサと、貯湯タンク内の温水を太陽熱により加熱する太陽熱集熱器と、貯湯タンク底部と太陽熱集熱器入水口側を接続する低温水供給管と、貯湯タンク上部と太陽熱集熱器出湯水口側を接続する太陽熱加熱温水管と、低温水供給管に設けた太陽熱循環ポンプと、太陽熱加熱温水管に設けた太陽熱回路出口切替弁と、太陽熱加熱温水管で太陽熱回路出口切替弁よりも太陽熱集熱器側に設けた太陽熱回路出口開閉弁と、太陽熱回路出口切替弁と貯湯タンク中央部を接続する中温水供給管と、該中温水供給管に設けた中温水供給管切替弁と、該中温水供給管切替弁と貯湯タンク下部を接続する低温水供給管とを有し、該太陽熱集熱器の出口温度が貯湯タンク上部の高温水温度以上の時、貯湯タンク底部の低温水を太陽熱集熱器に供給し、太陽熱集熱器により加熱された高温水を貯湯タンク上部に戻し、貯湯タンク最下部の貯湯温度が貯湯タンク最上部の貯湯温度以上になったら太陽熱加熱運転を終了し、太陽熱集熱器の出口温度が貯湯タンク最上部の貯湯温度未満で貯湯タンク中央部の中温水温度以上の時、貯湯タンク底部の低温水を太陽熱集熱器に供給し、太陽熱集熱器により加熱された中温水を貯湯タンク中央部に戻し、貯湯タンク最下部の貯湯温度が貯湯タンク中央部の貯湯温度以上になったら太陽熱加熱運転を終了し、太陽熱集熱器の出口温度が貯湯タンク下部の低温水温度より高い時、貯湯タンク底部の温水を太陽熱集熱器に供給し、太陽熱集熱器により加熱された低温水を貯湯タンク下部に戻し、貯湯タンク最下部の貯湯温度が太陽熱集熱器の出口温度以上になったら太陽熱加熱運転を終了する太陽熱加熱運転を行う制御回路を備えたことを特徴とする貯湯式給湯装置。
太陽熱加熱運転中に太陽熱集熱器の出口温度が変化した時、それに対応して貯湯タンクに戻す位置を変更すると共に、貯湯タンク底部の低温水を太陽熱集熱器に供給し、太陽熱集熱器により加熱された高温水を貯湯タンク上部に戻す太陽熱加熱運転中に太陽熱回路出口温度センサが貯湯タンク上部の温水温度未満を検知したら太陽熱加熱運転を停止することを特徴とする請求項１又は２記載の貯湯式給湯装置。