JP5815446B2 - 給湯システム - Google Patents
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Description
またコジェネレーションシステムや多くの自然エネルギー利用機器は、要求されるエネルギー(この場合、熱エネルギー)を単体の機器で賄うことが困難であり、一般的には他の熱源機(例えば給湯器)と組み合わされて利用される場合が多い。
これらコジェネレーションシステムや自然エネルギー利用機器は、単体の機器では、削減できたエネルギーや二酸化炭素量を表示することができるものの、コジェネレーションシステムと他の熱源機、または自然エネルギー利用機器と他の熱源機とを組み合わせたシステムにおいてコジェネレーションシステムのみによる削減量、または自然エネルギー利用機器のみによる削減量を他の熱源機にて算出することは困難であった。
そこで、特許文献1に記載された従来技術には、給湯器の上流に太陽熱温水器(太陽熱集熱器)を配置し、太陽熱温水器からの温水と給水源からの水とを配管ユニットにて混合し、混合した混合水を給湯器に入力して加熱して給湯に利用している。そして配管ユニットは、混合手段と給水温度検出手段と混合水温度検出手段と混合水流量検出手段とを備え、宅内表示盤で太陽熱温水器による熱供給量等を表示している。
特許文献1に記載された従来技術では、熱量計こそ用いていないが、配管ユニット(混合装置)に種々の検出手段を備えており、配管ユニットの構成が複雑化しているとともに高コストとなっている。また宅内表示盤は、配管ユニット内の各種の検出手段からの検出信号を用いて太陽熱温水器の熱供給量等を算出するため、配管ユニットから宅内表示盤までの距離を配線で接続しなければならないので、宅内表示盤と配管ユニットとの接続に手間がかかる。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、給湯器の上流に太陽熱集熱器等の熱源機を配置した給湯システムにおいて、太陽熱集熱器等の熱源機からの温水と給水源からの水を混合する混合装置の構成をより簡素化するとともに、簡素化した混合装置であっても、給湯器に予め設けられている各種の検出手段等を利用して、太陽熱集熱器等の熱源機から供給された熱量を適切に算出、表示することができる給湯システムを提供することを課題とする。
まず、本発明の第1の発明は、太陽熱集熱器と、混合装置と、給湯器と、情報表示手段と、を備えた給湯システムである。
前記太陽熱集熱器は、給水配管を介して供給された水を蓄えて蓄えた水を太陽熱にて加熱可能であるとともに加熱した集熱器加熱水を前記混合装置に向けて吐出することが可能であり、前記混合装置は、前記給水配管から供給された水と、前記太陽熱集熱器から吐出された前記集熱器加熱水と、を混合した混合水を前記給湯器に向けて吐出する。
また、前記給湯器は、前記混合装置から吐出された前記混合水を加熱して加熱した給湯器加熱水を吐出して給湯することが可能であり、燃料を燃焼させるバーナと、前記バーナにて発生した熱を用いて前記混合水を加熱する熱交換器と、前記バーナに供給する燃料の量を調節可能な燃料調節手段と、前記熱交換器にて加熱された後に前記給湯器から吐出される給湯器加熱水の温度を検出可能な給湯器加熱水温度検出手段と、前記混合水の流量を検出可能な混合水流量検出手段と、前記燃料調節手段を制御する制御手段と、を有している。
そして、前記制御手段は、前記給湯器加熱水温度検出手段にて検出した給湯器加熱水温度と、前記混合水流量検出手段にて検出した混合水流量と、前記燃料調節手段の調節量に基づいた使用燃料量と、を記憶可能であり、前記使用燃料量に基づいて前記給湯器加熱水を加熱するために前記給湯器から供給した熱量である給湯器供給熱量を算出し、前記給湯器加熱水温度と、前記混合水流量と、前記使用燃料量と、に基づいて前記混合水の温度である混合水温度を算出するとともに記憶し、更に、前記混合水温度と、前記給湯器加熱水温度と、前記混合水流量と、前記給湯器供給熱量と、に基づいて、前記太陽熱集熱器が前記集熱器加熱水を加熱するために前記太陽熱集熱器から供給した熱量である集熱器供給熱量を算出する。
また、前記情報表示手段は、前記制御手段と通信可能に接続されており、前記制御手段が算出した前記集熱器供給熱量あるいは前記集熱器供給熱量に基づいた情報を前記制御手段から受信し、受信した前記集熱器供給熱量あるいは前記情報、あるいは前記集熱器供給熱量に基づいた情報、を表示可能である。
そして、給湯器が備えている給湯器加熱水温度検出手段と、混合水流量検出手段と、燃料調節手段と、を利用して、太陽熱集熱器から供給された熱量である集熱器供給熱量等を適切に算出し、情報表示手段に表示することができる。
また、前記給湯器は、前記混合装置から吐出された前記混合水を加熱して加熱した給湯器加熱水を吐出して給湯することが可能であり、燃料を燃焼させるバーナと、前記バーナにて発生した熱を用いて前記混合水を加熱する熱交換器と、前記バーナに供給する燃料の量を調節可能な燃料調節手段と、前記混合装置から供給される前記混合水の温度を検出可能な混合水温度検出手段と、前記混合水の流量を検出可能な混合水流量検出手段と、前記燃料調節手段を制御する制御手段と、を有している。
そして、前記制御手段は、前記混合水温度検出手段にて検出した混合水温度と、前記混合水流量検出手段にて検出した混合水流量と、を記憶可能であり、前記給湯器は、更に、前記熱交換器にて加熱された後に前記給湯器から吐出される給湯器加熱水の温度を検出可能な給湯器加熱水温度検出手段を有しており、前記制御手段は、更に、前記給湯器加熱水温度検出手段にて検出した給湯器加熱水温度と、前記燃料調節手段の調節量に基づいた使用燃料量と、を記憶可能であり、前記使用燃料量に基づいて前記給湯器加熱水を加熱するために前記給湯器から供給した熱量である給湯器供給熱量を算出し、更に、前記混合水温度と、前記給湯器加熱水温度と、前記混合水流量と、前記給湯器供給熱量と、に基づいて、前記太陽熱集熱器が前記集熱器加熱水を加熱するために前記太陽熱集熱器から供給した熱量である集熱器供給熱量を算出する。
また、前記情報表示手段は、前記制御手段と通信可能に接続されており、前記制御手段が算出した前記集熱器供給熱量あるいは前記集熱器供給熱量に基づいた情報を前記制御手段から受信し、受信した前記集熱器供給熱量あるいは前記情報、あるいは前記集熱器供給熱量に基づいた情報、を表示可能である、給湯システムである。
(第3の発明)
次に、本発明の第3の発明は、上記第2の発明に係る給湯システムであって、前記混合装置は、前記給水配管から供給された水の温度を検出する温度検出手段と、前記太陽熱集熱器から吐出された前記集熱器加熱水の温度を検出する温度検出手段と、を有していない。
そして、前記制御手段は、前記使用燃料量に基づいて前記給湯器加熱水を加熱するために前記給湯器から供給した熱量である給湯器供給熱量を算出する代わりに、前記混合水温度と、前記給湯器加熱水温度と、前記混合水流量と、に基づいて前記給湯器加熱水を加熱するために前記給湯器から供給した熱量である給湯器供給熱量を算出する、給湯システムである。
(第4の発明)
次に、本発明の第4の発明は、上記第2の発明に係る給湯システムであって、前記混合装置は、前記給水配管から供給された水の温度を検出する温度検出手段と、前記太陽熱集熱器から吐出された前記集熱器加熱水の温度を検出する温度検出手段と、を有していない。
そして、前記制御手段は、前記使用燃料量に基づいて前記給湯器加熱水を加熱するために前記給湯器から供給した熱量である給湯器供給熱量を算出し、更に、前記混合水温度と、前記給湯器加熱水温度と、前記混合水流量と、前記給湯器供給熱量と、に基づいて、前記太陽熱集熱器が前記集熱器加熱水を加熱するために前記太陽熱集熱器から供給した熱量である集熱器供給熱量を算出する代わりに、前記混合水温度と、前記混合水流量と、に基づいて、前記太陽熱集熱器が前記集熱器加熱水を加熱するために前記太陽熱集熱器から供給した熱量である集熱器供給熱量を算出する、給湯システムである。
そして、給湯器が備えている混合水温度検出手段と、混合水流量検出手段と、を利用して、太陽熱集熱器から供給された熱量である集熱器供給熱量等を適切に算出し、情報表示手段に表示することができる。
そして、給湯器が備えている混合水温度検出手段と、給湯器加熱水温度検出手段と、混合水流量検出手段と、を利用して、太陽熱集熱器から供給された熱量である集熱器供給熱量等を適切に算出し、情報表示手段に表示することができる。
そして、給湯器が備えている混合水温度検出手段と、給湯器加熱水温度検出手段と、混合水流量検出手段と、燃料調節手段と、を利用して、太陽熱集熱器から供給された熱量である集熱器供給熱量等を適切に算出し、情報表示手段に表示することができる。
そこで、第5の発明では、所定期間内における混合水温度の最低温度を、給水源から供給された水の温度とみなすことで、給水源から供給された水の温度を適切に推定することが可能となり、給水配管に温度検出手段を設けることなく、集熱器供給熱量を適切に算出することができる。
また、前記給湯器は、前記混合装置から吐出された前記混合水を加熱して加熱した給湯器加熱水を吐出して給湯することが可能であり、燃料を燃焼させるバーナと、前記バーナにて発生した熱を用いて前記混合水を加熱する熱交換器と、前記バーナに供給する燃料の量を調節可能な燃料調節手段と、前記熱交換器にて加熱された後に前記給湯器から吐出される給湯器加熱水の温度を検出可能な給湯器加熱水温度検出手段と、前記混合水の流量を検出可能な混合水流量検出手段と、前記燃料調節手段を制御する制御手段と、を有している。
そして、前記制御手段は、前記給湯器加熱水温度検出手段にて検出した給湯器加熱水温度と、前記混合水流量検出手段にて検出した混合水流量と、前記燃料調節手段の調節量に基づいた使用燃料量と、を記憶可能であり、前記使用燃料量に基づいて前記給湯器加熱水を加熱するために前記給湯器から供給した熱量である給湯器供給熱量を算出し、前記給湯器加熱水温度と、前記混合水流量と、前記使用燃料量と、に基づいて前記混合水の温度である混合水温度を算出するとともに記憶し、更に、前記混合水温度と、前記給湯器加熱水温度と、前記混合水流量と、前記給湯器供給熱量と、に基づいて、前記熱源機が前記熱源機加熱水を加熱するために前記熱源機から供給した熱量である熱源機供給熱量を算出する。
また、前記情報表示手段は、前記制御手段と通信可能に接続されており、前記制御手段が算出した前記熱源機供給熱量あるいは前記熱源機供給熱量に基づいた情報を前記制御手段から受信し、受信した前記熱源機供給熱量あるいは前記情報、あるいは前記熱源機供給熱量に基づいた情報、を表示可能である、給湯システムである。
(第7の発明)
次に、本発明の第7の発明は、熱源機と、貯湯タンクと、混合装置と、給湯器と、情報表示手段と、を備えた給湯システムにおいて、前記貯湯タンクは、給水配管を介して供給された水を前記熱源機にて加熱した熱源機加熱水を蓄えるとともに前記混合装置に向けて前記熱源機加熱水を吐出可能であり、前記混合装置は、前記給水配管から供給された水の温度を検出する温度検出手段と、前記貯湯タンクから吐出された前記熱源機加熱水の温度を検出する温度検出手段と、を有しておらず、前記給水配管から供給された水と、前記貯湯タンクから吐出された前記熱源機加熱水と、を混合した混合水を前記給湯器に向けて吐出する。
また、前記給湯器は、前記混合装置から吐出された前記混合水を加熱して加熱した給湯器加熱水を吐出して給湯することが可能であり、燃料を燃焼させるバーナと、前記バーナにて発生した熱を用いて前記混合水を加熱する熱交換器と、前記バーナに供給する燃料の量を調節可能な燃料調節手段と、前記混合装置から供給される前記混合水の温度を検出可能な混合水温度検出手段と、前記混合水の流量を検出可能な混合水流量検出手段と、前記燃料調節手段を制御する制御手段と、を有している。
そして、前記制御手段は、前記混合水温度検出手段にて検出した混合水温度と、前記混合水流量検出手段にて検出した混合水流量と、を記憶可能であり、前記給湯器は、更に、前記熱交換器にて加熱された後に前記給湯器から吐出される給湯器加熱水の温度を検出可能な給湯器加熱水温度検出手段を有しており、前記制御手段は、更に、前記給湯器加熱水温度検出手段にて検出した給湯器加熱水温度と、前記燃料調節手段の調節量に基づいた使用燃料量と、を記憶可能であり、前記使用燃料量に基づいて前記給湯器加熱水を加熱するために前記給湯器から供給した熱量である給湯器供給熱量を算出し、更に、前記混合水温度と、前記給湯器加熱水温度と、前記混合水流量と、前記給湯器供給熱量と、に基づいて、前記熱源機が前記熱源機加熱水を加熱するために前記熱源機から供給した熱量である熱源機供給熱量を算出する。
また、前記情報表示手段は、前記制御手段と通信可能に接続されており、前記制御手段が算出した前記熱源機供給熱量あるいは前記熱源機供給熱量に基づいた情報を前記制御手段から受信し、受信した前記熱源機供給熱量あるいは前記情報、あるいは前記熱源機供給熱量に基づいた情報、を表示可能である、給湯システムである。
●●[第1の実施の形態(図1、図2)]
●[給湯システム1Aの全体構成(図1)と情報表示手段2の外観(図2)]
まず図1を用いて、第1の実施の形態における給湯システム1Aの全体構成について説明する。
給湯システム1Aは、太陽熱集熱器13と混合装置14とで構成された太陽熱集熱システム10と、給湯器30と、情報表示手段2等にて構成されている。
太陽熱集熱器13は、給水配管H10を介して供給された水を蓄える貯湯槽11と、貯湯槽11に蓄えた水を太陽熱にて加熱する集熱器12とを有している。そして太陽熱集熱器13は、加熱した水である集熱器加熱水を加熱水配管H12を介して混合装置14に向けて吐出可能である。
混合装置14は、給水配管H10から供給された水と、加熱水配管H12から供給された集熱器加熱水とを混合(例えば所定の比率で混合)し、混合した混合水を混合水配管H14を介して給湯器30に向けて吐出する。
混合水流量検出手段37は、混合装置14から吐出された混合水の流量に応じた検出信号を制御手段38に出力する。制御手段38は、混合水流量検出手段37からの検出信号に基づいて、流入した混合水の流量を検出することができる。
分配手段39a(または分配手段39b)は、混合装置14からの混合水を、所定の割合または制御手段38からの制御信号に基づいた割合にて、配管H33と配管H31に分配する。配管H31に分配された混合水は熱交換器33にて加熱された後、配管H32から吐出されて配管H33からの混合水と混合され、混合された給湯器加熱水が給湯配管H34から吐出される。
また制御手段38は、情報表示手段2を介して利用者から設定された給湯設定温度と給湯器加熱水温度検出手段36bにて検出した給湯器加熱水温度とに基づいて、燃料調節手段35を制御して燃料量を調節しながらバーナ34の燃焼を制御する。燃料は例えば都市ガスやプロパンガスであり、燃料配管H39から供給される。
熱交換器33は、バーナ34にて発生した熱を用いて、配管H31から供給される混合水を加熱し、加熱した混合水を配管H32から吐出する。
図2に示すように、情報表示手段2は、利用者が給湯システムの運転のON/OFFを指示する起動手段21、風呂のお湯張りを指示する湯張り手段22、給湯温度の設定を指示する給湯温度設定手段24a、24b等の入力手段を有している。
また情報表示手段2は、設定された給湯温度や動作状態等を表示する給湯表示手段23や、制御手段38からの各種の情報を表示するシステム表示手段25等を有している。
なお、本実施の形態にて説明する情報表示手段2は、給湯器30への動作を指示する給湯器コントローラと兼用した例を説明するが、給湯器コントローラと別体となっていてもよい。ただし、給湯器コントローラと兼用したほうが、新たな配線等が不要であるため、非常に便利である。
次に、以上の構成を有する第1の実施の形態の給湯システム1Aにおいて、制御手段38にて、太陽熱集熱器13から供給された熱量である集熱器供給熱量Qs[MJ]を求める手順を説明する。
特開2010−107087号公報に記載された従来技術では、混合ユニットに設けられた各種の検出手段から検出した、太陽熱集熱器13に供給した水の温度である給水温度Tn[℃]と、太陽熱集熱器13からの温水と水とを混合した混合水の温度である混合水温度Tc[℃]と、混合水の流量である混合水流量F[L]と、を用いて、以下の(式1)にて算出している。なお、熱量換算係数Cは、C=1[kcal/kg ℃]=4.18605[kJ/kg K]である。
Qs=(Tc−Tn)*F*C/1000 [MJ] (式1)
本願は、混合装置を簡素化し、混合装置に温度検出手段と流量検出手段を必要とせず、予め給湯器30に設けられている温度検出手段と流量検出手段等を用いて、太陽熱集熱器13から供給された熱量Qs[MJ]を求めるものである。
図1に示す第1の実施の形態の給湯システム1Aでは、給水温度を検出する温度検出手段を有していないので給水温度Tn[℃]を直接検出できない。また混合水温度を検出する温度検出手段を有していないので混合水温度Tc[℃]を直接検出できない。従って、上記の(式1)をそのまま利用することはできない。
そこで、以下に説明する各式を用いて、集熱器供給熱量Qs[MJ]を算出する。
まず、太陽熱集熱器13から供給された集熱器供給熱量をQs[MJ]、給湯器30から供給された熱量である給湯器供給熱量をQh[MJ]、太陽熱集熱器13と給湯器30の両者から供給された総供給熱量をQd[MJ]とすると、以下の(式2)が成立する。
Qd=Qs+Qh
すなわち、Qs=Qd−Qh [MJ] (式2)
Qh=(Tm−Tc(仮))*F*C/1000 [MJ] (式3)
また、熱量換算係数Cは予めわかっている値であり、C=1[kcal/kg ℃]=4.18605[kJ/kg K]であり、水1[L]=1[kg]としている。
また、給湯器30で消費した燃料量(使用燃料量に相当)をV[m3]、予めわかっている燃料の単位体積当たりの総発熱量をH[kJ/m3]、予めわかっている燃焼効率をk[%]とすると、以下の(式4)が成立する。
Qh=V*H*k*C/1000 [MJ] (式4)
そして、以上の(式3)と(式4)より、以下の(式5)を得ることができる。
Tc(仮)=Tm−(V*H*k)/F [℃] (式5)
Qd=(Tm−Tn(仮))*F*C/1000 [MJ] (式6)
給水配管H10は、いわゆる水道水の配管である。水道水の配管は一般的に地中に埋められており、給水温度は比較的温度変が小さく、1日を通してみても1[℃]も変化しない。
そこで、制御手段38は、(式5)を用いて、混合水温度Tcを適宜算出し、算出したTcを記憶しておく。そして制御手段38は、所定期間内におけるTcの中で最低温度であったTcであるTc[min]を抽出し、抽出したTc[min]を、給水温度Tn(仮)であるとみなす。例えば、過去1週間以内におけるTcの最低温度、あるいは過去1ヶ月以内におけるTcの最低温度をTc[min]とする。これを(式6)に代入して、以下の(式7)を得ることができる。
Qd=(Tm−Tc[min])*F*C/1000 [MJ] (式7)
Qs=(Tm−Tc[min])*F*C/1000−V*H*k*C/1000
[MJ] (式8)
情報表示手段2は、制御手段38から集熱器供給熱量Qsを受信し、受信した集熱器供給熱量Qs(例えば1ヶ月間の集熱器供給熱量や1日の集熱器供給熱量等)、あるいは集熱器供給熱量Qsに基づいて換算した削減二酸化炭素量や削減ガス使用量や削減ガス料金等(例えば1ヶ月間の削減ガス料金や1日の削減ガス料金等)を、システム表示手段25に表示する。なお、換算は制御手段38にて行ってもよい。
そして制御手段38は、まず(式4)を用いて、使用燃料量V[m3]に基づいて給湯器供給熱量Qh[MJ]を算出する。
更に制御手段38は、(式5)を用いて、給湯器加熱水温度Tm[℃]と、混合水流量F[L]と、使用燃料量V[m3]と、に基づいて混合水温度Tc[℃]を算出し、算出した混合水温度Tc[℃]を記憶する。
また制御手段38は、(式8)を用いて、混合水温度Tc[℃](Tc[min])と、給湯器加熱水温度Tm[℃]と、混合水流量F[L]と、給湯器供給熱量Qh[MJ]と、に基づいて集熱器供給熱量Qs[MJ]を算出する。
なお、以上に説明した方法では、(式6)における給水温度Tn(仮)の代わりに混合水温度Tcの最低温度Tc[min]を使用したが、制御手段38にカレンダー機能を設け、月日に応じた給水温度Tnを選定するように構成してもよいし、制御手段38をインターネット等の通信網に接続して給水温度Tnを受信するように構成してもよい。このように給水温度Tnは、種々の方法で認識することができる。
次に図3を用いて、第2の実施の形態における給湯システム1Bの全体構成について説明する。
図3に示す第2の実施の形態の給湯システム1Bは、図1に示す第1の実施の形態の給湯システム1Aに対して、給湯器30に混合水温度検出手段36aが追加されている点が異なり、他の構成については同じである。以下、この相違点について主に説明する。
なお、以下の説明では、集熱器供給熱量Qsの算出方法について、算出方法(1)〜算出方法(3)の3通りの算出方法について説明する。
算出方法(1)は、混合水温度Tcを(式5)にて算出した第1の実施の形態に対して、混合水温度検出手段36aにて検出した混合水温度Tcを用いる方法である。
図3に示すように、給湯器30には混合水温度検出手段36aが追加されており、制御手段38は、混合水温度検出手段36aからの検出信号に基づいて、混合装置14から吐出された混合水の温度を直接検出することができる。従って、第1の実施の形態にて説明した(式5)は不要である。
制御手段38は、まず(式4)を用いて、使用燃料量V[m3]に基づいて給湯器供給熱量Qh[MJ]を算出する。
そして制御手段38は、(式8)を用いて、混合水温度Tc[℃](Tc[min])と、給湯器加熱水温度Tm[℃]と、混合水流量F[L]と、給湯器供給熱量Qh[MJ]と、に基づいて集熱器供給熱量Qs[MJ]を算出する。なお、Tc[min]は、記憶しているTcにおいて、所定期間内におけるTcの中で最低温度のTcである。
また、その他の点については第1の実施の形態と同様であるので説明を省略する。
算出方法(2)は、給湯器供給熱量Qhを(式4)から算出した第1の実施の形態に対して、給湯器供給熱量Qhを以下の(式9)から算出する方法である。
第2の実施の形態では混合水温度Tcを直接検出できるため、(式3)のTc(仮)も、直接検出したTcとなり、(式3)は以下の(式9)に置き換えることができる。
Qh=(Tm−Tc)*F*C/1000 [MJ] (式9)
Qs=(Tm−Tc[min])*F*C/1000−(Tm−Tc)*F*C/1000 [MJ] (式10)
制御手段38は、まず(式9)を用いて、給湯器加熱水温度Tm[℃]と混合水温度Tc[℃]と、混合水流量F[L]と、に基づいて給湯器供給熱量Qh[MJ]を算出する。
そして制御手段38は、(式10)を用いて、混合水温度Tc[℃](Tc[min]、Tc)と、給湯器加熱水温度Tm[℃]と、混合水流量F[L]と、給湯器供給熱量Qh[MJ]と、に基づいて集熱器供給熱量Qs[MJ]を算出する。なお、Tc[min]は、記憶しているTcにおいて、所定期間内におけるTcの中で最低温度のTcである。
また、その他の点については第1の実施の形態と同様であるので説明を省略する。
算出方法(3)は、上記の(式10)を更に整理した下記の(式11)を用いて集熱器供給熱量Qsを算出する方法である。
上記の(式10)を整理すると、以下の(式11)を得ることができる。
Qs=(Tm−Tc[min])*F*C/1000−(Tm−Tc)*F*C/1000=(Tc−Tc[min])*F*C/1000 [MJ] (式11)
制御手段38は、(式11)を用いて、混合水温度Tc[℃](Tc[min]、Tc)と、混合水流量F[L]と、に基づいて集熱器供給熱量Qs[MJ]を算出する。なお、Tc[min]は、記憶しているTcにおいて、所定期間内におけるTcの中で最低温度のTcである。
次に図4〜図6を用いて、第3の実施の形態における給湯システム1Cの全体構成について説明する。
図4に示す第3の実施の形態の給湯システム1Cは、図3に示す第2の実施の形態の給湯システム1Bに対して、太陽熱集熱器13の代わりに、熱源機15と貯湯タンク16を備えている点が異なり、他の構成については同じである。以下、この相違点について主に説明する。
熱源機15及び貯湯タンク16は、例えばバイオマス燃料(例えば木片や薪)等の任意の燃料を用いて水を加熱することが可能な一般家庭用の熱源機と貯湯タンクであってもよいし、図5の例に示すように、ビル群等の地域冷暖房システムにおける熱源機15と貯湯タンク16や、図6の例に示すように、ホテル等のセントラルボイラシステムの熱源機15と貯湯タンク16等であってもよい。
また熱源機15と貯湯タンク16には、他の例として、集熱器(集熱パネル等)と貯湯タンクとが別体型に構成された太陽熱利用システムや、ガスタービンエンジン、ガスエンジン、ディーゼルエンジン式、燃料電池式等の発電ユニットと前記の各々の発電ユニットから得られる排熱を温水や他の熱媒(例えば不凍液やオイル等)で蓄熱することが可能な貯湯タンクとで構成されるコジェネレーションシステム等、種々のものを利用することができる。
そして混合装置14は、給水配管H10からの水と、加熱水配管H13からの加熱水を混合し、混合した混合水を給湯器30に向けて吐出する。
熱源機15と貯湯タンクと混合装置14にて構成された熱源システム10Aから供給された熱量である熱源機供給熱量Qssは、第2の実施の形態にて説明した集熱器供給熱量Qsと同様にして算出することができるので説明は省略する。
この場合、熱源機15と貯湯タンクと混合装置14にて構成された熱源システム10Aから供給された熱量である熱源機供給熱量Qssは、第1の実施の形態にて説明した集熱器供給熱量Qsと同様にして算出することができるので説明は省略する。
そして、給湯器30にもともと内蔵されているセンサ類のみを用いて再生可能エネルギー利用量(集熱器供給熱量)を計量(演算)、表示または転送(制御手段38から情報表示手段2へと転送)可能であり、混合装置14の部品点数を削減し、低コストで施工性にも優れた給湯システムを実現している。なお、情報表示手段2は既存の給湯コントローラを利用できるので、更に低コストで施工性にも優れている。
そして、簡素化した混合装置14であっても、以上に説明したように、給湯器30に予め設けられている各種の検出手段等を利用して、太陽熱集熱器等の熱源機から供給された集熱器供給熱量Qs(あるいは熱源機供給熱量Qss)あるいは集熱器供給熱量Qsに基づいた情報を、給湯器30の制御手段38にて適切に算出し、情報表示手段2に表示することができる。
また、配管ユニット(混合装置に相当)を有していない太陽熱利用システムでの利用にも、本発明を適用可能である。
また配管ユニット(混合装置に相当)が、予め温度検出手段や流量検出手段を備えており、それらの検出信号を制御手段38にて取り込むことができる場合は、それらの検出手段からの検出信号に基づいて集熱器供給熱量Qs(または熱源機供給熱量Qss)を演算、表示するようにしてもよい。
また制御手段38をインターネット等の通信網に接続し、ガス使用量の自動検針や集熱器供給熱量Qs(または熱源機供給熱量Qss)データの自動収集を行うように構成することも可能である。
また、本実施の形態の説明に用いた数値は一例であり、この数値に限定されるものではない。
2 情報表示手段
10 太陽熱集熱システム
10A 熱源システム
11 貯湯槽
12 集熱器
13 太陽熱集熱器
14 混合装置
15 熱源機
16 貯湯タンク
25 システム表示手段
30 給湯器
33 熱交換器
34 バーナ
35 燃料調節手段
36a 混合水温度検出手段
36b 給湯器加熱水温度検出手段
37 混合水流量検出手段
38 制御手段
39a、39b 分配手段
H10 給水配管
H12、H13 加熱水配管
H14 混合水配管
H34 給湯配管
H39 燃料配管
Claims (7)
- 太陽熱集熱器と、混合装置と、給湯器と、情報表示手段と、を備えた給湯システムにおいて、
前記太陽熱集熱器は、
給水配管を介して供給された水を蓄えて蓄えた水を太陽熱にて加熱可能であるとともに加熱した集熱器加熱水を前記混合装置に向けて吐出することが可能であり、
前記混合装置は、
前記給水配管から供給された水と、前記太陽熱集熱器から吐出された前記集熱器加熱水と、を混合した混合水を前記給湯器に向けて吐出し、
前記給湯器は、
前記混合装置から吐出された前記混合水を加熱して加熱した給湯器加熱水を吐出して給湯することが可能であり、
燃料を燃焼させるバーナと、前記バーナにて発生した熱を用いて前記混合水を加熱する熱交換器と、前記バーナに供給する燃料の量を調節可能な燃料調節手段と、前記熱交換器にて加熱された後に前記給湯器から吐出される給湯器加熱水の温度を検出可能な給湯器加熱水温度検出手段と、前記混合水の流量を検出可能な混合水流量検出手段と、前記燃料調節手段を制御する制御手段と、を有しており、
前記制御手段は、
前記給湯器加熱水温度検出手段にて検出した給湯器加熱水温度と、前記混合水流量検出手段にて検出した混合水流量と、前記燃料調節手段の調節量に基づいた使用燃料量と、を記憶可能であり、
前記使用燃料量に基づいて前記給湯器加熱水を加熱するために前記給湯器から供給した熱量である給湯器供給熱量を算出し、
前記給湯器加熱水温度と、前記混合水流量と、前記使用燃料量と、に基づいて前記混合水の温度である混合水温度を算出するとともに記憶し、
更に、前記混合水温度と、前記給湯器加熱水温度と、前記混合水流量と、前記給湯器供給熱量と、に基づいて、前記太陽熱集熱器が前記集熱器加熱水を加熱するために前記太陽熱集熱器から供給した熱量である集熱器供給熱量を算出し、
前記情報表示手段は、
前記制御手段と通信可能に接続されており、
前記制御手段が算出した前記集熱器供給熱量あるいは前記集熱器供給熱量に基づいた情報を前記制御手段から受信し、受信した前記集熱器供給熱量あるいは前記情報、あるいは前記集熱器供給熱量に基づいた情報、を表示可能である、
給湯システム。 - 太陽熱集熱器と、混合装置と、給湯器と、情報表示手段と、を備えた給湯システムにおいて、
前記太陽熱集熱器は、
給水配管を介して供給された水を蓄えて蓄えた水を太陽熱にて加熱可能であるとともに加熱した集熱器加熱水を前記混合装置に向けて吐出することが可能であり、
前記混合装置は、
前記給水配管から供給された水と、前記太陽熱集熱器から吐出された前記集熱器加熱水と、を混合した混合水を前記給湯器に向けて吐出し、
前記給湯器は、
前記混合装置から吐出された前記混合水を加熱して加熱した給湯器加熱水を吐出して給湯することが可能であり、
燃料を燃焼させるバーナと、前記バーナにて発生した熱を用いて前記混合水を加熱する熱交換器と、前記バーナに供給する燃料の量を調節可能な燃料調節手段と、前記混合装置から供給される前記混合水の温度を検出可能な混合水温度検出手段と、前記混合水の流量を検出可能な混合水流量検出手段と、前記燃料調節手段を制御する制御手段と、を有しており、
前記制御手段は、
前記混合水温度検出手段にて検出した混合水温度と、前記混合水流量検出手段にて検出した混合水流量と、を記憶可能であり、
前記給湯器は、
更に、前記熱交換器にて加熱された後に前記給湯器から吐出される給湯器加熱水の温度を検出可能な給湯器加熱水温度検出手段を有しており、
前記制御手段は、
更に、前記給湯器加熱水温度検出手段にて検出した給湯器加熱水温度と、前記燃料調節手段の調節量に基づいた使用燃料量と、を記憶可能であり、
前記使用燃料量に基づいて前記給湯器加熱水を加熱するために前記給湯器から供給した熱量である給湯器供給熱量を算出し、
更に、前記混合水温度と、前記給湯器加熱水温度と、前記混合水流量と、前記給湯器供給熱量と、に基づいて、前記太陽熱集熱器が前記集熱器加熱水を加熱するために前記太陽熱集熱器から供給した熱量である集熱器供給熱量を算出し、
前記情報表示手段は、
前記制御手段と通信可能に接続されており、
前記制御手段が算出した前記集熱器供給熱量あるいは前記集熱器供給熱量に基づいた情報を前記制御手段から受信し、受信した前記集熱器供給熱量あるいは前記情報、あるいは前記集熱器供給熱量に基づいた情報、を表示可能である、
給湯システム。 - 請求項2に記載の給湯システムであって、
前記混合装置は、
前記給水配管から供給された水の温度を検出する温度検出手段と、前記太陽熱集熱器から吐出された前記集熱器加熱水の温度を検出する温度検出手段と、を有しておらず、
前記制御手段は、
前記使用燃料量に基づいて前記給湯器加熱水を加熱するために前記給湯器から供給した熱量である給湯器供給熱量を算出する代わりに、
前記混合水温度と、前記給湯器加熱水温度と、前記混合水流量と、に基づいて前記給湯器加熱水を加熱するために前記給湯器から供給した熱量である給湯器供給熱量を算出する、
給湯システム。 - 請求項2に記載の給湯システムであって、
前記混合装置は、
前記給水配管から供給された水の温度を検出する温度検出手段と、前記太陽熱集熱器から吐出された前記集熱器加熱水の温度を検出する温度検出手段と、を有しておらず、
前記制御手段は、
前記使用燃料量に基づいて前記給湯器加熱水を加熱するために前記給湯器から供給した熱量である給湯器供給熱量を算出し、更に、前記混合水温度と、前記給湯器加熱水温度と、前記混合水流量と、前記給湯器供給熱量と、に基づいて、前記太陽熱集熱器が前記集熱器加熱水を加熱するために前記太陽熱集熱器から供給した熱量である集熱器供給熱量を算出する代わりに、
前記混合水温度と、前記混合水流量と、に基づいて、前記太陽熱集熱器が前記集熱器加熱水を加熱するために前記太陽熱集熱器から供給した熱量である集熱器供給熱量を算出する、
給湯システム。 - 請求項1〜4のいずれか一項に記載の給湯システムであって、
前記制御手段は、
記憶している前記混合水温度であって所定期間内の最低温度を、前記給水配管を介して供給された水の温度である給水温度であるとみなし、
前記集熱器供給熱量を算出する際、前記給水温度を用いて、前記集熱器供給熱量を算出する、
給湯システム。 - 熱源機と、貯湯タンクと、混合装置と、給湯器と、情報表示手段と、を備えた給湯システムにおいて、
前記貯湯タンクは、
給水配管を介して供給された水を前記熱源機にて加熱した熱源機加熱水を蓄えるとともに前記混合装置に向けて前記熱源機加熱水を吐出可能であり、
前記混合装置は、
前記給水配管から供給された水の温度を検出する温度検出手段と、前記貯湯タンクから吐出された前記熱源機加熱水の温度を検出する温度検出手段と、を有しておらず、
前記給水配管から供給された水と、前記貯湯タンクから吐出された前記熱源機加熱水と、を混合した混合水を前記給湯器に向けて吐出し、
前記給湯器は、
前記混合装置から吐出された前記混合水を加熱して加熱した給湯器加熱水を吐出して給湯することが可能であり、
燃料を燃焼させるバーナと、前記バーナにて発生した熱を用いて前記混合水を加熱する熱交換器と、前記バーナに供給する燃料の量を調節可能な燃料調節手段と、前記熱交換器にて加熱された後に前記給湯器から吐出される給湯器加熱水の温度を検出可能な給湯器加熱水温度検出手段と、前記混合水の流量を検出可能な混合水流量検出手段と、前記燃料調節手段を制御する制御手段と、を有しており、
前記制御手段は、
前記給湯器加熱水温度検出手段にて検出した給湯器加熱水温度と、前記混合水流量検出手段にて検出した混合水流量と、前記燃料調節手段の調節量に基づいた使用燃料量と、を記憶可能であり、
前記使用燃料量に基づいて前記給湯器加熱水を加熱するために前記給湯器から供給した熱量である給湯器供給熱量を算出し、
前記給湯器加熱水温度と、前記混合水流量と、前記使用燃料量と、に基づいて前記混合水の温度である混合水温度を算出するとともに記憶し、
更に、前記混合水温度と、前記給湯器加熱水温度と、前記混合水流量と、前記給湯器供給熱量と、に基づいて、前記熱源機が前記熱源機加熱水を加熱するために前記熱源機から供給した熱量である熱源機供給熱量を算出し、
前記情報表示手段は、
前記制御手段と通信可能に接続されており、
前記制御手段が算出した前記熱源機供給熱量あるいは前記熱源機供給熱量に基づいた情報を前記制御手段から受信し、受信した前記熱源機供給熱量あるいは前記情報、あるいは前記熱源機供給熱量に基づいた情報、を表示可能である、
給湯システム。 - 熱源機と、貯湯タンクと、混合装置と、給湯器と、情報表示手段と、を備えた給湯システムにおいて、
前記貯湯タンクは、
給水配管を介して供給された水を前記熱源機にて加熱した熱源機加熱水を蓄えるとともに前記混合装置に向けて前記熱源機加熱水を吐出可能であり、
前記混合装置は、
前記給水配管から供給された水の温度を検出する温度検出手段と、前記貯湯タンクから吐出された前記熱源機加熱水の温度を検出する温度検出手段と、を有しておらず、
前記給水配管から供給された水と、前記貯湯タンクから吐出された前記熱源機加熱水と、を混合した混合水を前記給湯器に向けて吐出し、
前記給湯器は、
前記混合装置から吐出された前記混合水を加熱して加熱した給湯器加熱水を吐出して給湯することが可能であり、
燃料を燃焼させるバーナと、前記バーナにて発生した熱を用いて前記混合水を加熱する熱交換器と、前記バーナに供給する燃料の量を調節可能な燃料調節手段と、前記混合装置から供給される前記混合水の温度を検出可能な混合水温度検出手段と、前記混合水の流量を検出可能な混合水流量検出手段と、前記燃料調節手段を制御する制御手段と、を有しており、
前記制御手段は、
前記混合水温度検出手段にて検出した混合水温度と、前記混合水流量検出手段にて検出した混合水流量と、を記憶可能であり、
前記給湯器は、
更に、前記熱交換器にて加熱された後に前記給湯器から吐出される給湯器加熱水の温度を検出可能な給湯器加熱水温度検出手段を有しており、
前記制御手段は、
更に、前記給湯器加熱水温度検出手段にて検出した給湯器加熱水温度と、前記燃料調節手段の調節量に基づいた使用燃料量と、を記憶可能であり、
前記使用燃料量に基づいて前記給湯器加熱水を加熱するために前記給湯器から供給した熱量である給湯器供給熱量を算出し、
更に、前記混合水温度と、前記給湯器加熱水温度と、前記混合水流量と、前記給湯器供給熱量と、に基づいて、前記熱源機が前記熱源機加熱水を加熱するために前記熱源機から供給した熱量である熱源機供給熱量を算出し、
前記情報表示手段は、
前記制御手段と通信可能に接続されており、
前記制御手段が算出した前記熱源機供給熱量あるいは前記熱源機供給熱量に基づいた情報を前記制御手段から受信し、受信した前記熱源機供給熱量あるいは前記情報、あるいは前記熱源機供給熱量に基づいた情報、を表示可能である、
給湯システム。
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