JP5518006B2 - 給湯システム - Google Patents

Description

本発明は、給湯部と該給湯部に接続する給湯栓部と制御部とを備える給湯システムに関する。

都市ガス等を燃料とするバーナと熱交換器とを備え、熱交換器内でバーナの燃焼ガスである高温ガスとそこに供給される水との間で熱交換を行って温水を得るようにした給湯器と、給湯器へ水道水等の上水を給水する給水配管と、給湯器からの温水を給湯栓部へ給湯する給湯配管と、前記給湯器のバーナの燃焼制御や温水の温度設定などを行う制御部とから構成される給湯システムは、従来から知られている。

通常の給湯システムの場合、給湯器内の熱交換器の位置と給湯栓部のような温水使用部の位置との間にはある程度の距離があることと、給湯開始時には給湯器も給湯配管も常温であることから、給湯栓を開けてから適温の温湯が給湯栓から出てくるまでに多少の時間が必要となっている。また、使用者にとって、適温になるまでに給湯栓から排出される常温水はほとんど使用に共さないものであり、適温になるまでの出水は無駄に排水されているといえる。このことは、給湯システム全体としての給湯効率を低下させているともいえ、解決すべき課題となっている。上記のことは、ベランダに給湯器を設置しているようなシステム環境において、特に大きな課題となる。

太陽熱集熱器などで得られる熱を利用して昇温した温水を貯湯タンクに貯湯しておき、その温水を給湯栓部へ給湯するようにした給湯システムも知られている。この場合でも、貯湯タンクと給水栓部との間にある程度の距離があるときは、給湯栓を開けてから適温の温湯が給湯栓から出てくるまでに多少の時間が必要であり、適温になるまでに給湯栓から排出される常温水はほとんど使用に共さない場合が多い。

この課題を解決するための１つの提案として、特許文献１には、図８に示すように、給湯器１と、水栓ユニット２と、制御部３を備える給湯システムにおいて、水栓ユニット２には、三方弁４と給湯温度センサ５と給湯栓６と給湯栓開センサ７が備えられ、三方弁の入力ポート８は給湯器１からの給湯配管９に、第１出力ポート１０は循環用配管１１および給湯器１内に取り付けた温水循環用ポンプ１２と逆止弁１３とを介して給湯器１への給水配管１４に、第２出力ポート１５は給湯栓６側に、それぞれ接続するようにした給湯システムが記載されている。そこにおいて、給湯温度センサ５は水栓ユニット２内において入力ポート８側に取り付けてあり、制御部３は、給湯温度センサ５の温度ｔが設定温度Ｔより低いとき、温水循環用ポンプ１２を駆動し、かつ三方弁４を入力ポート８と第１出力ポート１０とが接続するように切り替え操作を行うことで、給湯配管９内の温水を給湯器１側に戻し、設定温度Ｔまで昇温させる。そして、温水温度ｔが設定温度Ｔまで昇温したときに、制御部３は、再度三方弁４を切り替えて、温水を給湯栓６側から出湯するようにしている。それにより、使用者が給湯栓を開いたときにすぐに温水が出る、いわゆる即湯運転が可能となり、同時に無駄水もなくすことができる。

給湯システムの他の態様として、例えば特許文献２に記載のように、燃料電池の作動に伴って発生する熱を利用して昇温した温水を貯湯タンクに貯湯しておき、その温水を給湯栓部から出湯するようにしたものも知られている。この形態の給湯システムでも、貯湯タンク内の温水が不足した場合、あるいは貯湯タンク内の温水温度が低い場合に、上水を加熱して適温の温水を得るか、貯湯タンク内の温水を再加熱して適温の温水とするために、貯湯タンクと給湯栓部との間に、補助加熱源としてのガスバーナを備えた給湯器を配置することが行われる。貯湯タンク内に貯湯する温水の熱源として太陽熱集熱器やコジェネレーションシステムからの排ガスからの熱を利用することも知られている。

特開２０１１−７５２２４号公報 特許第４５３６０２２号公報

特許文献１に記載される給湯システムは、即湯運転が可能であり、開栓時に設定温度よりも低い温湯が給湯栓から排出されるのを回避することができるので、温水使用時の最初に温度の低い水が出ることによる不快感をなくすことができる。また、温水配管内の温められる前の冷水を出さないことで、捨て水防止効果も達成することができる。しかし、三方弁４や給湯温度センサ５等を備えることで大型化した水栓ユニット２を必要とすること、また、給湯器１内に、第１出力ポート１０からの循環用配管１１を給湯器内に配置した温水循環用ポンプ１２と逆止弁１３とを介して給湯器１への給水配管１４に接続する加工を行うことが必要なこと、から、従来の給湯栓部および給湯器をそのまま使用できないという不都合がある。

また、特許文献２に記載のような貯湯タンクを備えた給湯システムでは、使用開始時に給湯栓部から排出される設定温度よりも低い温湯に対する対策はまったく考慮されてなく、無駄水をなくす観点からも、さらに改善する余地が残されている。

また、いずれの形態の給湯システムにおいても、長時間にわたったシステムの運転が停止していたときに、配管内に滞留する水が細菌で汚染される恐れがあるが、それに対する対策はなされていない。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、第１の課題は、給湯タンクを備えない給湯システム、および給湯タンクを備える給湯システムの双方において、従来の給湯栓部および給湯部をそのまま用いながら、温水使用時の最初に温度の低い水が出るのを回避でき、また、温水配管内の温められる前の水を出さないことにより、捨て水防止効果も達成することとのできる給湯システムを提供することにある。第２の課題は、上記の給湯システムにおいて、長時間にわたったシステムの運転が停止していたときにでも、配管内に滞留する水が細菌で汚染されるのを防止することを可能とした給湯システムを提供することにある。

本発明による第１の態様の給湯システムは、熱源を備えた給湯部と前記給湯部へ給水する給水配管と前記給湯部からの温水を給湯栓部へ給湯する給湯配管と制御部とを少なくとも備える給湯システムであって、前記制御部または給湯栓部は即湯選択スイッチを備え、前記給湯配管は給湯配管内の温水温度を測定する第１の給湯温度センサを備え、さらに、該第１の給湯温度センサより下流側の給湯配管と前記給水配管と接続する循環用配管を備え、該循環用配管は温水循環用ポンプを備えており、前記制御部は、前記即湯選択スイッチからの選択信号を受けたときに前記第１の給湯温度センサの測定温度の検知を開始し、検知温度ｔが設定温度Ｔより低いときには、前記温水循環用ポンプを駆動して前記給湯配管内の温水を前記循環用配管および前記給水配管を介して前記給湯部に循環させて温水を再加熱し、検出温度ｔが設定温度Ｔと等しいかそれより高くなったときには前記温水循環用ポンプの駆動を停止するとともに、温水が設定温度Ｔになったことを報知することを特徴とする。

上記第１の態様の給湯システムにおいて、前記熱源を備えた給湯部はガスバーナを備えた給湯器であってもよく、太陽熱集熱器で得られた熱、コジェネレーションシステムからの排ガスから発生する熱、夜間電力を利用して得られる熱、または燃料電池の作動に伴って発生する熱のいずれかを利用して昇温した温水が貯湯される貯湯タンクであってもよい。

本発明による給湯システムでは、使用者が即湯運転、すなわち給湯栓を開いたときに、すぐに設定温度の温水が出ることを望むときには、使用者は制御部または給湯栓部に設けた即湯選択スイッチを押す。それを受け、制御部は第１の給湯温度センサの測定温度の検知を開始する。検知温度ｔが設定温度Ｔに等しいかそれより高いときは、何らかの手段によりその旨を外部（使用者）に報知する。使用者は、その報知を受けて、給湯栓部の給湯栓を開く。給湯栓からは設定温度Ｔあるいはそれより高温の温水が出湯する。

前記検知温度ｔが設定温度Ｔより低いときには、制御部は、温水循環用ポンプを駆動して給湯配管内の温水を循環用配管系を介して給湯部に再循環させる。それにより、循環する温水は再加熱される。第１の給湯温度センサの検出温度ｔが設定温度Ｔと等しいかそれより高くなったときに、制御部は温水循環用ポンプの駆動を停止するとともに、温水温度が設定温度Ｔになったことを、何らかの手段により外部（使用者）に報知する。使用者は、その報知を受けて、給湯栓部の給湯栓を開く。それにより、初めて給湯栓からの出湯が開始する。

使用者が即湯運転を望まないときは、使用者は従来通りにそのまま給湯栓を開く。それにより、給湯部からは従来の給湯部と同様にして温水が供給される。

本発明による給湯ユニットでは、従来から使用している給湯器（ガスバーナを備えた給湯器あるいは適宜の熱源を備えた給湯タンク）と給湯栓部をほぼそのまま用いることができる。そして、給湯部の温水出側と給湯栓部とを接続している給湯配管に第１の給湯温度センサを取り付ける作業、該第１の給湯温度センサより下流側における給湯配管と、給湯部に上水を供給する給水配管との間を、循環用配管で接続して循環経路を形成する作業、循環用配管経路に温水循環用ポンプを取り付ける作業、などを行うことで、給湯システムを構築することができる。そのために、特許文献１に記載した給湯システムと比較して、施工の容易さと低コスト化がもたらされる。もちろん、必要な制御機構を備えた制御部を準備することは必要である。

また、本発明による給湯システムでは、前記循環用配管を含むユニットを、給湯部および給湯栓部の配置位置に制限を受けることなく、適宜の位置に容易に設置することができるので、給湯システムの施工も容易となる。設置位置との関係で給湯配管および循環用配管の管路長が長くなった場合でも、システムの停止時にそこに滞留して温度低下した水は給湯部に再度送られて温度上昇した後に給湯栓から出湯するので、どのような設置状態となっても、無駄水の排出を抑制でき、また使用者に不快感を与えることもない。

本発明による給湯システムにおいて、前記循環用配管は温水循環用ポンプよりも上流側に減圧弁と圧力逃がし弁を備えることは好ましい。一般に、上水（水道水）は、最大水圧として１．７５ＭＰａまでが許容されており、前記給湯配管を流れる温水の水圧は最大１．７５ＭＰａとなることが起こり得る。したがって、前記循環用配管系にも最大１．７５ＭＰａの水圧が生じることとなり、この水圧の水撃に耐える強度を備えた温水循環用ポンプを使用する場合には、機器の大型化と高コスト化を引き起こす。循環用配管系に減圧弁を設置して、例えば３００ｋＰ程度の圧力に減圧することで、より小型の温水循環用ポンプの使用が可能となり、機器の小型化と低コスト化の双方が可能となる。また、圧力逃がし弁を設けることで、不測に生じる高水圧からの水撃で温水循環用ポンプが破損するのも回避することができる。

本発明による給湯システムでは、前記のように従来知られた給湯栓部をほぼそのまま用いることができる。給湯栓部を簡素化するために、給湯栓部は給湯栓用ヘッダーと複数の給湯栓とを備えることがより好ましい。

本発明による給湯システムの第２の態様は、熱源を備えた給湯部がガスバーナを備えた給湯器である場合の上記の給湯システムであって、さらに前記給湯栓部に温水を供給するための貯湯タンクを備え、前記貯湯タンクの温水出側配管は前記給湯配管における前記循環用配管との接続部と前記給湯栓部との間で前記給湯配管と接続しており、前記貯湯タンクの前記温水出側近傍に第２の給湯温度センサを備え、前記給水配管は前記貯湯タンクへも給水可能となっており、前記制御部は、前記即湯選択スイッチからの選択信号を受けたときに、前記第１の給湯温度センサと第２の給湯温度センサの測定温度の検知を開始し、少なくとも前記第２の給湯温度センサの検知温度ｔ２が設定温度Ｔと等しいかそれより高いときには、その旨を報知するとともに、前記給湯器への給水を行わないようにし、前記第１の給湯温度センサの検知温度ｔ１が設定温度Ｔと等しいかそれより高く、第２の給湯温度センサの検知温度ｔ２が設定温度より低いときは、その旨を報知するとともに、前記貯湯タンクからの出湯を行わないようにし、前記第１の給湯温度センサの検知温度ｔ１と第２の給湯温度センサの検知温度ｔ２がともに設定温度Ｔより低いときは、前記貯湯タンクからの出湯を行わないと共に、前記温水循環用ポンプを駆動して前記給湯配管内の温水を前記循環用配管および前記給水配管を介して前記給湯器に循環させるとともにバーナを点火して温水を再加熱し、少なくとも前記第１の給湯温度センサの検出温度ｔ１が設定温度Ｔと等しいかそれより高くなったときには前記温水循環用ポンプの駆動を停止するとともに、温水が設定温度Ｔになったことを報知することを特徴とする。

この態様の給湯システムでは、通常は、すなわち、使用者が前記した即湯運転を望まないときは、使用者が給湯栓を開いたときに、従来の貯湯タンクを備えた給湯システムと同様に、貯湯タンク内に貯湯された温水が給湯栓部の給湯栓から出湯する。使用者が即湯運転を望むときには、使用者は制御部または給湯栓部に設けた即湯選択スイッチを押す。

即湯選択スイッチが押されると、その信号を受けて制御部は第１と第２の給湯温度センサの測定温度の検知を開始する。そして、少なくとも第２の温度センサの検知温度ｔ２が設定温度Ｔと等しいかそれより高いときは、その旨を何らかの手段で外部（使用者）に報知する。使用者は、その報知を受けて、給湯栓部の給湯栓を開く。それにより、貯湯タンク内の温水が給湯栓から出湯する。この状態では、給湯器への給水は停止しており、給湯器は非作動状態におかれる。

また、第１の給湯温度センサの検知温度ｔ１が設定温度Ｔと等しいかそれより高く、第２の給湯温度センサの検知温度ｔ２が設定温度Ｔより低いときは、制御部は、その旨を報知するとともに、前記貯湯タンクからの出湯を行わないようにする。使用者は、その報知を受けて、給湯栓部の給湯栓を開くと、給湯器のバーナが点火し、加熱された温水が給湯栓から出湯する。貯湯タンク内の温度の低い貯水は給湯栓からは出ない。

第１の給湯温度センサ検知温度ｔ１と第２の給湯温度センサの検知温度ｔ２がともに設定温度Ｔより低いときは、制御部は前記貯湯タンクからの出湯を行わずに、温水循環用ポンプを駆動して給湯配管内の温水を循環用配管を介して給湯器に再循環させるとともにバーナを点火する。それにより、循環水の温度は次第に上昇する。第１の給湯温度センサの検出温度ｔ１が設定温度Ｔと等しいかそれより高くなったときに、制御部は、前記温水循環用ポンプの駆動を停止するとともに、温水が設定温度Ｔになったことを報知する。使用者は、その報知を受けて、給湯栓部の給湯栓を開くことにより、設定温度Ｔの温水が給湯栓から出湯する。

上記第２の態様の給湯システムにおいて、好ましくは、バーナが点火した状態でのシステムの運転中に、貯湯タンク内の温水の温度が上昇し、制御部が前記第２の給湯温度センサの検知温度ｔ２が設定温度Ｔと等しいかそれより高くなったことを検知したときに、制御部は前記バーナの燃焼と給湯器への給水を停止するとともに、貯湯タンク内の温水の給湯栓部への供給を開始する。それにより、貯湯タンク内の温水のみが給湯栓からの出湯するようになり、バーナの燃焼量を節減することができる。

上記第２の態様の給湯システムにおいても、従来の給湯栓部および給湯器をそのまま用いながら、温水使用時の最初に温度の低い水が出るのを回避でき、また、温水配管内の温められる前の水を出さないことにより、捨て水防止効果も達成することができる。さらに、貯湯タンクと循環用配管を含むユニットを、給湯器および給湯栓部の配置位置に制限を受けることなく、適宜の位置に容易に設置することができるので、やはり、給湯システムの施工が容易となる。また、第２の態様の給湯システムにおいても、設置位置との関係で給湯配管および循環用配管の管路長が長くなった場合でも、システムの停止時にそこに滞留して温度低下した水は給湯器に再度送られて温度上昇した後に給湯栓から出湯するので、どのような設置状態となっても、無駄水の排出を抑制でき、また使用者に不快感を与えることもない。

上記第２の態様の給湯システムの他の形態では、前記給水配管は、前記給湯配管における前記貯湯タンクの温水出側配管の接続部と前記給湯栓部との間に給水可能となっていることを特徴とする。この態様では、給湯栓部からの給水の温度をより低い温度に調整することができる。

上記第２の態様の給湯システムの他の形態では、前記貯湯タンク内には、太陽熱集熱器で得られた熱、コジェネレーションシステムからの排ガスから発生する熱、夜間電力を利用して得られる熱、または燃料電池の作動に伴って発生する熱のいずれかを利用して昇温した温水が貯湯されることを特徴とする。夜間電力を利用する場合を除き、上記のような熱源からの熱量は一般に定常的ではなく不規則に変動し、それにより、貯湯タンク内の温水温度も変動することが多い。上記第２の形態の給湯システムでは、そのような不規則な熱量の熱を利用したシステムでありながら、給湯器からの熱量を有効に利用することで、設定温度Ｔの温水をコンスタントに供給することが可能となる。

上記したいずれの形態の給湯システムにおいても、制御部が、前記温水循環用ポンプが所定時間に亘って使用されなかったことを検知したときに、温水循環用ポンプを駆動して前記循環用配管内の温水を再加熱する手段を、さらに備えることは、好ましい態様である。この態様では、システム内に停滞する停滞水が水質劣化するのを効果的に防止することができる。

本発明によれば、従来の給湯栓部および給湯器をそのまま用いながら、温水使用時の最初に温度の低い水が出るのを回避でき、また、温水配管内の温められる前の水を出さないことにより、捨て水防止効果も達成することのできる、より改良された給湯システムを得ることができる。

本発明による給湯システムの第１の態様を模式的に示す図であり、熱源を備えた給湯部としてガスバーナを備えた給湯器を用いた例である。 図１に示す給湯システムの運転操作のフローチャートを示す図。 本発明による給湯システムの第２の態様の構造を模式的に示す図。 図３に示す給湯システムの運転操作のフローチャートを示す図。 本発明による給湯システムの第１の態様の他の形態を模式的に示す図であり、熱源を備えた給湯部として熱源を備えた貯湯タンクを用いた例である。 図５に示す給湯システムの運転操作のフローチャートを示す図。 循環用配管内の温水を再加熱するときのフローチャートを示す図。 従来の瞬間湯沸器の一例を説明する図。

以下、図面を参照しながら、本発明による給湯システムのいくつかの実施の形態を説明する。
［第１の態様−その１］
図１は、本発明による給湯システムの第１の態様の一形態を模式的に示している。この給湯システムＡ１は、基本的に、ガスバーナを備えた給湯器２０と、前記給湯器２０へ給水する給水配管３０と、前記給湯器２０からの温水を給湯栓部４０へ給湯する給湯配管５０と、制御部６０とを少なくとも備えている。通常、制御部６０は、図１に示すように、給湯器２０内にその構成の一部として備えられる。給湯器１０は、従来知られたものであってよく、気−液型熱交換器２２と、前記気−液型熱交換器２２に高温燃焼ガスを供与するバーナ２３と有し、水道配管からの上水は、給水配管３０から、給湯器２０内の管路２１を通って気−液型熱交換器２２に送られ、そこでバーナ２３の燃焼ガスと熱交換して加熱されて温水となる。そして、温水は給湯器２０内の管路２４を通って給湯配管５０に送られ、給湯配管５０を通って給湯栓部４０に送られる。

図示のものにおいて、管路２４には水量センサ２５が設けてあり、水量センサ２５からの信号は制御部６０に送られ、制御部６０はその信号に基づいてバーナ２３の燃焼制御を行う。管路２１と管路２４は、流量調整弁２６を備えたバイパス管路２７で接続されており、また、管路２４における前記バイパス管路２７との接続部より下流側には、温度センサ２８と流量調整弁２９が設けられている。温度センサ２８からの信号は制御部６０に送られ、制御部６０はその信号に基づいて、流量調整弁２６、２９の開度を適宜制御して、給水配管３０からの給水量が変動した場合にも、所定温度の温湯が給湯栓部４０側に流れるよう制御する。なお、給湯器２０における上記した構成および作動は通常の給湯器と同じである。また、給水配管３０が逆止弁３１を備えることも従来の給湯システムにおけると同様である。

給湯栓部４０は、給湯栓用ヘッダー４１を備え、給湯栓用ヘッダー４１の出側には複数個の給湯栓４２が接続している。また、給湯栓部４０は、使用者が給湯システムＡ１を即湯運転態様で使用するときに操作する即湯選択スイッチ４３を備えており、即湯選択スイッチ４３が押された旨の信号が前記した制御部６０に送られる。即湯選択スイッチ４３は、使用者が即湯運転を選択したことが制御部６０に送られるものであれば、押しボタン式スイッチや電気的なタッチセンサなどであってもよい。

給湯器２０の前記管路２４と給湯栓部４０との間は、前記した給湯配管５０によって接続されており、給湯配管５０の適宜の位置には第１の給湯温度センサ５１が取り付けられている。

給湯配管５０における前記第１の給湯温度センサ５１と給湯栓部４０への接続部５３との間から管路５４が分岐しており、該管路５４の他端は給水配管３０における前記逆止弁３１と給湯器２０内の管路２１との接続部の間の位置に接続している。以下では、この管路５４を循環用配管５４という。循環用配管５４には温水循環用ポンプ５５が取り付けられ、また、循環用配管５４における水循環用ポンプ５５より上流側には減圧弁５６と加圧逃がし弁５７が、また、水循環用ポンプ５５より下流側には逆止弁５８が、それぞれ取り付けられている。なお、減圧弁５６は、循環用配管５４を流れて温水循環用ポンプ５５に流入する水圧を減圧するためのものであり、好ましくは、３００ｋＰ程度の圧力に減圧する。

必須ではないが、図１において点線で囲う部分、すなわち、循環用配管５４における温水循環用ポンプ５５と減圧弁５６と加圧逃がし弁５７と逆止弁５８とを含む部分を一つのユニット５９として構成することは好ましく、そのユニット５９を既設の給湯システムの給湯配管５０に循環用配管５４の一端を、他端を給水配管３０に取り付けることで、容易に本発明のよる給湯システムを構築することができる。

制御部６０は、図１に示すように、給湯器２０内にその構成の一部として備えられる。制御部６０には１個または複数個の操作盤６１が接続しており、使用者からの制御指令が操作盤６１から制御部６０に送られる。制御部６０および操作盤６１は、従来公知の給湯器で用いられているものと同様のものであってよいが、好ましくは、前記した給湯栓部４０に取り付けた即湯選択スイッチ４３と同じ働きをする即湯選択スイッチ６２が備えられ、そこからの選択信号は制御部６０に送られる。

以下、上記の給湯システムＡ１の使用の状態を図２のフローチャートも参照して説明する。なお、給湯システムＡ１の使用開始時には、給湯栓４２はすべて閉じられており、すべての配管および管路は、前回使用したときの水または温水で満たされた状態にある。

使用者が即湯運転を望まないときは、使用者は従来通りにそのまま給湯栓４２を開く。それにより、給湯器２０は従来の給湯器と同様の運転を開始する。使用者が即湯運転を望む場合には、制御部６０の操作盤６１に取り付けた即湯選択スイッチ６２または給湯栓部４０に取り付けた即湯選択スイッチ４３を押す。フローとしては、最初に、制御部６０は使用者が即湯運転を選択したかどうかを判断する（Ｓ１０）。選択しない（押されていない）場合には、給湯器２０は通常運転を行う。

即湯選択スイッチ６２または４３が押された場合、その信号（選択信号）は制御部６０に送られる。制御部６０は選択信号を受けると、給湯配管５０に取り付けた第１の給湯温度センサ５１の測定温度の検知を開始し、検知温度ｔが予め設定した設定温度Ｔ以上に達しているかどうかを判断する（Ｓ１１）。なお、設定温度Ｔは、予め設定してある給湯栓４２から出てくる出湯温度と同じ温度であってもよく、前記出湯温度よりもある程度低い温度であってもよい。ただし、設定温度Ｔは、使用者が不快を感じない程度の温水が得られる温度であることは必要である。

制御部６０は、前記検知温度ｔが設定温度Ｔよりも低い場合には、温水循環用ポンプ５５を駆動する（Ｓ１２）。温水循環用ポンプ５５が駆動することにより、給湯器２０内および給湯配管５０や循環用配管５４などに滞留している低温の温水は、矢印方向に流れる循環流となる。その流れは、給湯器２０内の水量センサ２５によって検知され、その信号を受けて制御部６０はバーナ２３を点火して燃焼させる（Ｓ１３）。バーナ２３の燃焼により熱交換器２２を通過する循環水は加熱され次第に昇温する。循環流の温度は第１の給湯温度センサ５１によって検知され、制御部６０に送られる。

制御部６０は循環水の温度が設定温度Ｔに達したどうかを継続して検知する（Ｓ１４）。設定温度Ｔに達したことを検知したときに、制御部６０は、温水循環用ポンプ５５を停止し（Ｓ１５）、同時に光や音等によりその旨を報知する（Ｓ１６）。また、前記選択信号を解除する（Ｓ１７）。使用者は、その報知を受けた時点で給湯栓４２を開き（Ｓ１８）、温水を得る（Ｓ１９）。以下、従来の給湯器と同様の運転が継続する。以降の運転において、使用者が即湯運転を選択するかしないかは自由であり、選択しない場合には、通常運転となり、選択する場合には、Ｓ１０に戻る。

上記のようであり、本発明による給湯システムＡ１では、使用者が希望する場合には、使用開始時に、給湯栓４２から冷水が出てくるのを阻止することで、使用者に不快感を与えないとともに、無駄水をなくすことができる。

［第２の態様］
図３は、本発明による給湯システムの第２の態様を模式的に示している。この態様の給湯システムＡ２は、図１に示した第１の態様の給湯システムＡ１にさらに貯湯タンク７０を備えるようにし、該貯湯タンク７０に貯湯された温水を、主に給湯栓４２から出湯するようにしたものである。図３において、図１に示した給湯システムＡ１で用いられる部材と同じ部材には同じ符号を付すことで、詳細な説明は省略する。

給湯システムＡ２において、貯湯タンク７０の温水出口側の近傍には第２の給湯温度センサ７１が設けてあり、第２の給湯温度センサ７１で温度が検知された温水は、出口配管７２を通って前記給湯配管５０に流入する。出口配管７２は、給湯配管５０における前記循環用配管５４との接続部と前記給湯栓部４０への接続部５３との間において、給湯配管５０に接続している。また、前記給水配管３０は分岐部３２から第１の分岐管７３を分岐しており、第１の分岐管７３は逆止弁７４を介して貯湯タンク７０の入口側に接続している。さらに給水配管３０は前記分岐部３２から第２の分岐管７５を分岐しており、第２の分岐管７５は逆止弁７６を介して、前記給湯配管５０おける前記出口配管７２との接続部よりも下流において、前記給湯配管５０に接続している。また、給水配管３０の前記分岐部３２より上流側には減圧弁３３が取り付けられている。

貯湯タンク７０内には、その下端側から、第１の分岐管７３を通って上水が供給されると共に、貯留水は適宜の熱交換器７７によって加熱され、所定温度の温水となる。図示の例において、８０は太陽熱集熱器であり、そこで受熱した熱媒体を熱交換器７７と太陽熱集熱器８０との間でポンプ７８の作用によって循環させることで、貯湯タンク７０内の貯水は温水とされる。なお、熱交換器７７のための熱源としての太陽熱集熱器８０は、一つの例であって、これに限らず、コジェネレーションシステムからの排ガスから発生する熱、夜間電力を利用して得られる熱、または燃料電池の作動に伴って発生する熱などを適宜用いることができる。

また、第２の態様の給湯システムＡ２においても、図２で点線で囲む部分、すなわち、循環用配管５４における温水循環用ポンプ５５と加圧逃がし弁５７と逆止弁５８とを含む部分、および貯湯タンク７０、出口配管７２、第１の分岐管７３、第２の分岐管７５等に係る構成部分を一つのユニット７９として構成することは好ましく、その場合、そのユニット７９と給湯器２０とを離れた位置に取り付けることが容易となり、施工の容易性が得られる。また、離れることで、給湯配管５０や循環用配管５４等の長さが長くなっても、使用開始時に、給湯栓４２から冷水が出てくるのを阻止することで、使用者に不快感を与えないとともに、無駄水をなくすことができる。

以下、上記の給湯システムＡ２の使用の状態を図４のフローチャートも参照して説明する。なお、給湯システムＡ２の使用開始時には、給湯栓４２はすべて閉じられており、すべての配管および管路は、前回使用したときの水または温水で満たされた状態にある。また、貯湯タンク７０にも所要量の水（または温水）が貯湯されているものとする。

第１の態様の給湯システムＡ１の場合と同様に、給湯システムＡ２においても、使用者が即湯運転を望まないときは、使用者は従来通りにそのまま給湯栓４２を開く。それにより、貯湯タンク７０内に貯湯されている温水が、そのまま給湯栓４２から出湯する。使用者が即湯運転を望む場合には、第１の態様の給湯システムＡ１の場合と同様、制御部６０の操作盤６１に取り付けた即湯選択スイッチ６２または給湯栓部４０に取り付けた即湯選択スイッチ４３を押す。したがって、フローとしては、最初に、制御部６０は使用者が即湯運転を選択したかどうかを判断する（Ｓ３０）。選択しない（押されていない）場合には、従来の貯湯タンクを備えた給湯システムと同様の通常運転を行う。

即湯選択スイッチ６２または４３が押された場合、その信号（選択信号）は制御部６０に送られる。制御部６０は選択信号を受けると、給湯配管５０に取り付けた第１の給湯温度センサ５１と出口配管７２に取り付けた第２の給湯温度センサ７１の測定温度の検知を開始する（Ｓ３１）。制御部６０は少なくとも第２の給湯温度センサ７１の温度ｔ２が設定温度Ｔ以上に達しているかどうかを判断し（Ｓ３２）、達している場合には、制御部６０は流量調整弁２９を全閉にするか図示しない遮断弁を閉じて、給湯器２０内を水が流れないようにすると共に、第２の給湯温度センサ７１の温度ｔ２が設定温度Ｔ以上に達していることを音や光で報知して使用者に知らせる（Ｓ３３）。また、前記選択信号を解除する（Ｓ３４）。使用者は、その報知を受けた時点で給湯栓４２を開き（Ｓ３５）、温水を得る（Ｓ３６）。前記のように、この温水は貯湯タンク７０に貯湯されている温水であり、貯湯タンク７０から出湯した量の水は、第１の分岐管７３から貯湯タンク７０内に補充されるとともに、貯湯タンク７０内の水は熱交換器７７によって加熱される。

第２の給湯温度センサ７１の検知温度が設定温度Ｔに達していないときは、制御部６０は貯湯タンク７０からの出湯を停止する（Ｓ３７）とともに、前記第１の給湯温度センサ５１の検知温度ｔ１が設定温度Ｔ以上に達しているかどうかを判断する（Ｓ３８）。達している場合には、その旨を音や光で報知して使用者に知らせる（Ｓ３９）。また、前記選択信号を解除する（Ｓ４０）。使用者は報知を受けた時点で給湯栓４２を開く（Ｓ４１）。給湯栓４２が開いたことは給湯器２０内の水量センサ２５によって検知され、その信号を受けて制御部６０はバーナ２３を点火して燃焼させる（Ｓ４２）。それより、設定温度以上の温水が継続して給湯栓４２から出てくるようになる（Ｓ４３）。

Ｓ３８において、第１の給湯温度センサ５１の検知温度ｔ１が設定温度Ｔに達してないときは、図２のＳ１２以下と同じプロセスを取る。すなわち、制御部６０は、温水循環用ポンプ５５を駆動し（Ｓ１２）、バーナ２３を点火して燃焼させ（Ｓ１３）、バーナ２３の燃焼により加熱された循環流の温度が設定温度Ｔに達したことを検知したときに（Ｓ１４）、制御部６０は、温水循環用ポンプ５５を停止し（Ｓ１５）、同時に光や音等によりその旨を報知する（Ｓ１６）。また、前記選択信号を解除する（Ｓ１７）。使用者は、その報知を受けた時点で給湯栓４２を開き（Ｓ１８）、温水を得る（Ｓ１９）。この場合、温水は給湯器２０によって加熱された温水のみとなる。

前記Ｓ３６おいて、貯湯タンク７０に貯湯されている温水の出湯が継続すると、貯湯タンク７０内の温水温度が設定温度Ｔを下回ることが起こり得る。そのことは第２の給湯温度センサ７１で検知される（Ｓ４４）ので、そのときは、制御部６０はＳ３７以下の処理を行う。また、Ｓ３７以下の処理を行っている途中で、熱交換器７７のための熱源としての太陽熱集熱器８０の集熱効果が大きくなり、貯湯タンク７０内の温水温度が設定温度Ｔに達したことを、第２の給湯温度センサ７１が検知したときには、制御部６０は、バーナ２３の燃焼と給湯器２０への給水を停止し、同時に、貯湯タンク７０内の温水を給湯栓４２に送り出すようにする。それにより、バーナ２３にかかる無駄なエネルギー消費をなくすことからも好ましい。

さらに、第２の給湯温度センサ７１の検知温度が設定温度Ｔを上回る場合、あるいは使用者がより低い温度の温水を使用することを希望する場合などには、制御部６０は、前記第２の分岐管７５からの上水を給湯配管５０を流れる温水に混和して給湯栓４２に送り出すようにすることもできる。さらに、図示しないが、第１の分岐管７３の出側および第２の給湯温度センサ７１の出側に、流量制御弁を設けることで、給湯栓４２から出る温水温度および温水量をより精緻に制御することもできる。

［第１の態様−その２］
図５は、本発明による給湯システムの第１の態様の他の形態を模式的に示している。この給湯システムＡ３は、前記熱源を備えた給湯部として、バナーを備えた給湯器２０に替えて、適宜の熱源からの熱により加熱された温水が貯湯される貯湯タンク９０を用いている点で、図１に示した給湯システムＡ１と相違する。他の構成は給湯システムＡ１と同じであり、同じ部材には同じ符号を付すことで詳細な説明は省略する。以下、相違点を中心に説明する。

この給湯システムＡ３において、前記貯湯タンク９０、図３に示した貯湯タンク７０の場合と同様に熱交換器７７を備えており、太陽熱集熱器８０で受熱した熱媒体を熱交換器７７と太陽熱集熱器８０との間でポンプ７８の作用によって循環させることで、貯湯タンク９０内の貯水を温水としている。ここでも、熱交換器７７のための熱源としての太陽熱集熱器８０は、一つの例であって、これに限らず、コジェネレーションシステムからの排ガスから発生する熱、夜間電力を利用して得られる熱、または燃料電池の作動に伴って発生する熱などを適宜用いることができる。

給水配管３０からの上水は、減圧弁３３，逆止弁３１を介して、貯湯タンク９０に給水され、そこで上記のように太陽熱集熱器８０で集熱された太陽熱によって温水とされる。使用者が給湯栓用ヘッダー４１に備えた給湯栓４２を開くことにより、貯湯タンク９０内の温水は、給湯配管５０を通って給湯栓４２から出湯する。ここでも、給湯栓部４０には即湯選択スイッチ４３が取り付けてあり、そこからの選択信号は制御部６０に送られる。また、給湯配管５０には第１の給湯温度センサ５１が取り付けてある。

以下、上記の給湯システムＡ３の使用の状態を図６のフローチャートも参照して説明する。なお、給湯システムＡ３の使用開始時には、給湯栓４２はすべて閉じられており、すべての配管および管路は、前回使用したときの水または温水で満たされた状態にある。給湯システムＡ１と場合と同様、制御部６０は使用者が即湯運転を選択したかどうかを判断する（Ｓ１０１）。選択しない（押されていない）場合には、給湯栓４２から貯湯タンク９０内の温水がそのまま出湯し、出湯した分の上水が給水配管３０から給水される。この態様は、従来公知の貯湯タンクを備えた給湯システムと同様である。

即湯選択スイッチ４３が押された場合、その信号（選択信号）は制御部６０に送られ、制御部６０は給湯配管５０に取り付けた第１の給湯温度センサ５１の検知温度ｔが予め設定した設定温度Ｔ以上に達しているかどうかを判断する（Ｓ１１１）。制御部６０は、前記検知温度ｔが設定温度Ｔよりも低い場合には、温水循環用ポンプ５５を駆動する（Ｓ１２１）。温水循環用ポンプ５５が駆動することにより、貯湯タンク９０内および給湯配管５０や循環用配管５４などに滞留している低温の温水は、矢印方向に流れる循環流となる（Ｓ１３１）。すなわち、滞留していた低温の温水は貯湯タンク９０内に流入してそこで再び加熱されて昇温し、昇温した温水あるいは以前から貯湯タンク９０内に貯湯されていた温水が給湯配管５０に送り出される。

循環流の温度は第１の給湯温度センサ５１によって検知され、制御部６０に送られる。制御部６０は給湯配管５０を流れる循環水の温水温度が設定温度Ｔに達したどうかを継続して検知する（Ｓ１４１）。設定温度Ｔに達したことを検知したときに、制御部６０は、温水循環用ポンプ５５を停止し（Ｓ１５１）、同時に光や音等によりその旨を報知する（Ｓ１６１）。また、前記選択信号を解除する（Ｓ１７１）。使用者は、その報知を受けた時点で給湯栓４２を開き（Ｓ１８１）、温水を得る（Ｓ１９１）。以下、従来の貯湯タンクを備えた給湯器と同様の運転が継続する。以降の運転において、使用者が即湯運転を選択するかしないかは自由であり、選択しない場合には、通常運転となり、選択する場合には、Ｓ１０１に戻る。

次に、上記した第１の態様の給湯システムＡ１および第２の態様の給湯システムＡ２の双方において、長時間にわたって温水循環用ポンプ５５が稼働しないときに、循環用配管５４内に水が停滞して、停滞水に細菌発生などによる水質劣化が生じることが起こり得る。停滞水は、温水循環用ポンプ５５が稼働したときに、給湯栓４２から排出されるので、この水質劣化を生じないようにすることが推奨される。

そのために、第１の態様の給湯システムＡ１および第２の態様の給湯システムＡ２のいずれにおいても、制御部６０が、温水循環用ポンプ５５が所定時間（例えば１００時間）に亘って使用されなかったことを検知したときに、温水循環用ポンプ５５を駆動して前記循環用配管５４内の温水を、給湯器２０のバーナ２３で再加熱する手段を備えることが望ましい。

図７は、そのような手段の一例を説明するフローチャートである。制御部６０は停滞水タイマーを備え、温水循環用ポンプ５５が作動を停止した時点から、計時を開始する（Ｓ５０）。停滞水タイマーの計時が設定時間（例えば１００時間）を経過したかどうかを看視し（Ｓ５１）、経過した時点で、その間に給湯循環運転、すなわち温水循環用ポンプ５５が駆動して循環用配管５４内の温水が循環したかどうかを検知する（Ｓ５２）。給湯循環運転が行われた履歴がある場合に、停滞水タイマーをリセットし（Ｓ５３）、再度計時を開始する。給湯循環運転が行われた履歴ない場合には、温水循環用ポンプ５５を駆動運転し（Ｓ５４）、運転開始と同時に再加熱運転時間の計時を開始し（Ｓ５５）、温水循環用ポンプを駆動し（Ｓ５６）、設定されていない場合には出湯温度を設定（例えば前記設定温度６０℃）（Ｓ５７）し、バーナ２３を点火する（Ｓ５８）。それにより、循環用配管５４内の温水の循環と加熱が開始する。その状態で、再加熱運転タイマーの計時が一定時間（例えば１時間）以内かどうかを監視し（Ｓ５９）、その間に第１の給湯温度センサ５１が前記６０℃で一定時間（例えば１５分）を計測したかどうかを監視する（Ｓ６０）。前記６０℃の水温を１５分間継続して測定した場合には、停滞水に対する所定の再加熱が終了したものとみなすことができるので、温水循環用ポンプ５５の作動を停止し（Ｓ６１）、バーナ２３を停止する（Ｓ６２）。

上記のように循環用配管５４内に停滞する水に対しての再加熱を行うことにより、水質が劣化した温水が給湯栓４２から出てくるのを確実に阻止することができる。

なお、図５に示した給湯システムＡ３の場合には、前記した停滞水の再加熱が必要となったときに、太陽熱集熱器８０からの受熱量が大きければ温水循環用ポンプ５５を駆動運転することだけで、短時間での所要の再加熱が可能となる。

Ａ１，Ａ２、Ａ３…給湯システム、
２０…給湯器、
３０…給湯器への給水配管、
４０…給湯栓部、
４１…給湯栓用ヘッダー、
４２…給湯栓、
４３…即湯選択スイッチ、
５０…給湯器から給湯栓部への給湯配管、
５１…第１の給湯温度センサ、
５４…循環用配管、
５５…温水循環用ポンプ、
５６…減圧弁、
５７…加圧逃がし弁、
５８…逆止弁、
６０…制御部、
６１…操作盤、
６２…即湯選択スイッチ、
７０…貯湯タンク、
７１…第２の給湯温度センサ、
７２…出口配管、
７３…第１の分岐管、
７５…第２の分岐管、
７７…熱交換器、
８０…太陽熱集熱器。

Claims (7)

1. 熱源を備えた給湯部と前記給湯部へ給水する給水配管と前記給湯部からの温水を給湯栓部へ給湯する給湯配管と制御部とを少なくとも備える給湯システムであって、
   前記熱源を備えた給湯部は、ガスバーナを備えた給湯器であり、
   前記制御部または給湯栓部は即湯選択スイッチを備え、前記給湯配管は給湯配管内の温水温度を測定する第１の給湯温度センサを備え、さらに、該第１の給湯温度センサより下流側の給湯配管と前記給水配管と接続する循環用配管を備え、該循環用配管は温水循環用ポンプを備えており、
   前記給湯システムは前記給湯栓部に温水を供給するための貯湯タンクをさらに備え、前記貯湯タンクの温水出側配管は前記給湯配管における前記循環用配管との接続部と前記給湯栓部との間で前記給湯配管と接続しており、前記貯湯タンクの前記温水出側近傍に第２の給湯温度センサを備え、前記給水配管は前記貯湯タンクへも給水可能となっており、
   前記制御部は、前記即湯選択スイッチからの選択信号を受けたときに、前記第１の給湯温度センサと第２の給湯温度センサの測定温度の検知を開始し、少なくとも前記第２の給湯温度センサの検知温度ｔ２が設定温度Ｔと等しいかそれより高いときには、その旨を報知するとともに、前記給湯器への給水を行わないようにし、
   前記第１の給湯温度センサの検知温度ｔ１が設定温度Ｔと等しいかそれより高く、第２の給湯温度センサの検知温度ｔ２が設定温度より低いときは、その旨を報知するとともに、前記貯湯タンクからの出湯を行わないようにし、
   前記第１の給湯温度センサの検知温度ｔ１と第２の給湯温度センサの検知温度ｔ２がともに設定温度Ｔより低いときは、前記貯湯タンクからの出湯を行わないと共に、前記温水循環用ポンプを駆動して前記給湯配管内の温水を前記循環用配管および前記給水配管を介して前記給湯器に循環させるとともにバーナを点火して温水を再加熱し、少なくとも前記第１の給湯温度センサの検出温度ｔ１が設定温度Ｔと等しいかそれより高くなったときには前記温水循環用ポンプの駆動を停止するとともに、温水が設定温度Ｔになったことを報知することを特徴とする給湯システム。
2. 請求項１に記載の給湯システムであって、前記循環用配管は温水循環用ポンプよりも上流側に減圧弁と圧力逃がし弁を備えることを特徴とする給湯システム。
3. 請求項１または２に記載の給湯システムであって、前記給湯栓部は給湯栓用ヘッダーと複数の給湯栓とを備えることを特徴とする給湯システム。
4. 請求項１ないし３のいずれか一項に記載の給湯システムであって、前記バーナを点火しての運転中に、制御部が前記第２の給湯温度センサの検知温度ｔ２が設定温度Ｔと等しいか高くなったことを検知したときに、制御部は前記バーナの燃焼と給湯器への給水を停止することを特徴とする給湯システム。
5. 請求項１ないし４のいずれか一項に記載の給湯システムであって、前記給水配管は、前記給湯配管における前記貯湯タンクの温水出側配管との接続部と前記給湯栓部との間に給水可能となっていることを特徴とする給湯システム。
6. 請求項１ないし５のいずれか一項に記載の給湯システムであって、前記貯湯タンク内には、太陽熱集熱器で得られた熱、コジェネレーションシステムからの排ガスから発生する熱、夜間電力を利用して得られる熱、または燃料電池の作動に伴って発生する熱のいずれかを利用して昇温した温水が貯湯されることを特徴とする給湯システム。
7. 請求項１ないし６のいずれか一項に記載の給湯システムであって、制御部は、前記温水循環用ポンプが所定時間に亘って使用されなかったことを検知したときに、温水循環用ポンプを駆動して前記循環用配管内の温水を再加熱する手段を備えることを特徴とする給湯システム。

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