JP5907818B2

JP5907818B2 - 給湯システム

Info

Publication number: JP5907818B2
Application number: JP2012137534A
Authority: JP
Inventors: 彰徳鈴木
Original assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 2012-06-19
Filing date: 2012-06-19
Publication date: 2016-04-26
Anticipated expiration: 2032-06-19
Also published as: JP2014001891A

Description

本発明は給湯システムに係り、給湯器と各水栓をネットワーク化することにより、給湯設定温度と水栓からの実際の出湯温度との乖離をなくし、使用快適性を向上させる給湯システムに関する。

従来、給湯器と一又は複数の水栓を配管で結んでお湯を供給する給湯システムにおいては、台所、浴室等に配置したリモコンにより給湯温度設定を行うことが一般的である。一般に、末端の水栓では自由に給湯温度設定することはできず、特に冬季には配管長が長いケースでは、設定温度と実際の出湯温度との間の乖離が問題となっていた。

末端の水栓で所望の湯温を出湯可能とするものとして、特許文献１の技術が提案されている。図６に示すように、この技術による給湯システム１００は、各水栓１０２ａ乃至１０２ｃの近傍にそれぞれリモコン１０３ａ乃至１０３ｃを配設し、給湯器１０１からの配管長に応じて給湯設定温度に対する偏差値を設定して、該当する水栓の開栓時に当該偏差値に対応して、制御部１０４において給湯設定温度を変更するものである。この技術によれば、配管長が異なる複数の水栓に対して放熱分を補償する給湯温度設定が可能となる。

特開２００９−１３３５１０号公報

しかしながら、同文献の技術では水栓ごとにリモコンを設置する必要があるため、コストアップを招き、給湯器システムの普及促進を阻害するという問題がある。
また、年間を通じて水温が変化するため、季節ごとに偏差値を見直す必要がある。
さらに他の問題として、サーモミキシング水栓（以下、サーモ水栓）を含む給湯システムでは、サーモ水栓側の湯温設定の自由度を確保するため、水栓側の所望温度に対してリモコン側の設定温度を一定程度（約１０deg）上げることが推奨されている。
この基準に従えば、サーモ水栓と通常の水栓が混在する給湯システムの場合、通常水栓を使用する際の出湯温度の調節が煩雑となり、使用快適性を損うという問題がある。この問題は配管長とは無関係に生じるため、同文献の技術によっても対応できない。

本発明は、このような問題を解決するためのものであって、給湯設定温度と実際の水栓出湯温度との乖離をなくし、利用者の使用快適性の向上を担保する給湯システム制御技術を提供するものである。
本発明は、以下の内容を要旨とする。すなわち、本発明に係る給湯システムは、

（１）予め設定された給湯設定温度（Ｔｓ）のお湯を供給する給湯器と、配管を介して給湯器から給湯供給を受ける一以上の水栓と、を備えた給湯システムにおいて、
各水栓の出湯を検知する水栓出湯検知手段と、
所定の条件に該当する場合には、給湯設定温度（Ｔｓ）とは異なる暫定設定温度（Ｔｔ）のお湯を供給可能とする手段と、
をさらに備えて成ることを特徴とする。

（２）上記発明において、前記暫定設定温度（Ｔｔ）によるお湯供給の有無を、使用者が選択可能とする手段を備えたことを特徴とする。

（３）上記各発明において、前記水栓のうち少なくとも一以上の水栓が、出湯温度を任意に設定可能とするサーモミキシング水栓（以下、サーモ水栓）であり、
前記所定の条件が、サーモ水栓のみ単独使用を検知した場合であり、かつ、
前記暫定設定温度（Ｔｔ）が、前記給湯設定温度（Ｔｓ）から所定温度（ΔＴt１）上げた温度である、ことを特徴とする。

（４）上記（１）、（２）の発明において、前記所定の条件が、外気温度（Ｔｏ）に拘わらず給湯使用時の体感を一定範囲に維持する、外気温度（Ｔｏ）、給湯設定温度（Ｔｓ）及び給湯設定温度（Ｔｓ）と外気温度（Ｔｏ）との温度差（ΔＴ＝Ｔｓ−Ｔｏ）の組み合わせとして定めた条件であることを特徴とする。

上記各発明により、リモコン等の給湯設定温度と水栓出湯温度との乖離がなくなるため、利用者の使用快適性が向上するという効果がある。
また、（３）の発明によれば、給湯設定温度に拘わらず、サーモ水栓使用時の推奨給湯器出口温度に制御されるため、サーモ水栓側の湯温設定の自由度を確保することができるという効果がある。

また、（４）の発明によれば、年間を通じて給湯使用時における利用者の体感温度を一定範囲に維持できるという効果がある。さらに、通常、夏場は設定温度を下げるため、省エネにも寄与するという効果がある。

第一の実施形態に係る給湯システム１の全体構成を示す図である。第一の実施形態の給湯制御フローを示す図である。第二の実施形態に係る給湯システム２０の全体構成を示す図である。表１の温度条件と設定温度条件の対応を示す図である。第二の実施形態の給湯制御フローを示す図である。従来の給湯システム１００の構成を示す図である。

以下、本発明に係る給湯システムの実施形態について、図１乃至５を参照してさらに詳細に説明する。なお、重複を避けるため、各図において同一構成には同一符号を用いて示している。なお、本発明の範囲は特許請求の範囲記載のものであって、以下の実施形態に限定されないことはいうまでもない。

（第一の実施形態）
本実施形態はサーモ水栓単独使用時に、給湯出湯温度を上げることにより、サーモ水栓の湯温設定自由度を確保する形態に係る。
図１を参照して給湯システム１は、給湯器２、給水配管Ｗ１の分岐部Ｐ１で分岐して給湯器２に給水する給水配管Ｗ２、給湯器２で加熱されたお湯を水栓３側に供給するための給湯配管Ｈ１、給水配管Ｗ１及び給湯配管Ｈ１から分岐する端末側に水栓３、４、５を備えている。このうち、水栓３はサーモ水栓、水栓４はサーモ機能のない混合水栓、水栓５はお湯のみ出湯する単水栓である。サーモ水栓３には温度設定用つまみ３ａが取り付けられており、給湯器からのお湯の温度にかかわらず所望温度のお湯を出湯可能に構成されている。

給湯器２は筐体２ａ内部にバーナ２ｂ，熱交換器２ｃを備えている。給水配管Ｗ２は器内配管Ｗ２’に連なり、さらに熱交換器２ｃ入側に接続している。また、熱交換器２ｃ出側は器内配管Ｈ１’を経由して給湯配管Ｈ１と接続している。給水管Ｗ２’と給湯管Ｈ１’間にはバイパス管Ｗ２”が設けられており、給水が熱交換器２ｃをバイパスするように構成されている。バイパス管Ｗ２”経路内には流量制御弁２ｄが介装されている。
給水管Ｗ２’経路内には水量センサＳ１、入水温度センサＳ２が介装されている。器内配管部Ｈ１’には出湯温度センサＳ３が介装されている。また、水栓３、４、５の給湯管側にはそれぞれ流量センサＳ４乃至Ｓ６が介装されており、出湯流量検知を可能に構成されている。さらに、サーモ水栓３には温度設定値検知センサＳ７が設けられている。以上の各センサの検知情報に基づいて、流量制御弁２ｄの開度調整及びバーナ２ｂの燃焼量制御により後述する出湯量、給湯温度、流量を任意に制御可能に構成されている。

次に、給湯システム１の制御系統は、給湯器２内に搭載され、本システムの運転制御及び出湯温度制御を司る制御部６、後述の給湯温度の設定等を行うリモコン６ｂ、及び、上述の各センサＳ１乃至Ｓ７により構成されている。なお、制御部６はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を主要構成とするマイコン、記憶部、Ｉ／Ｆ部等（いずれも不図示）を備えており、各センサから送られる検出値及びリモコン６ｂ側からの要求に基づいてアクチュエータ（各制御弁等）を作動させて、利用者の所望する給湯供給を行うように構成されている。
なお、リモコン６ｂには「おまかせモード」設定ＳＷ（不図示）が設けられており、利用者の「おまかせモード」選択により、以下の給湯器出湯温度制御が行われる。

給湯システム１は以上のように構成されており、次に図２を参照してサーモ水栓３開栓時における給湯器出湯温度制御フローについて説明する。
初期状態で給湯設定温度は標準温度（例えば４２℃）に設定されているものとする（Ｓ１０１）。この状態から利用者がいずれかの水栓を開栓した段階で（Ｓ１０２）、サーモ水栓３の単独使用か否かが判定される（Ｓ１０３）。当該条件に適合するときは（Ｓ１０３においてＹＥＳ）、サーモ水栓３の温度設定値検知センサＳ７からサーモ水栓設定温度（Ｔｘ）情報が取得される（Ｓ１０４）。さらに、暫定設定温度（給湯器出口温度）Ｔｔとして、Ｔｔ＝Ｔｘ＋１０deg（ΔＴt１）に設定される（Ｓ１０５）。なお、Ｓ１０３においてＮＯ，すなわちサーモ水栓３以外の水栓使用の場合には、初期の給湯設定温度Ｔｓにより給湯される。

その後、サーモ水栓３使用終了に至るまでは（Ｓ１０６においてＮＯ）、変更後の出湯温度により給湯が継続される。サーモ水栓使用終了に至ったときは（Ｓ１０６においてＹＥＳ）、給湯設定温度は元の標準温度（例えば４２℃）に戻される（Ｓ１０１）。上述の出湯制御が繰り返し行われることになる。

なお、本実施形態ではサーモ水栓使用時の設定温度上昇値として、ΔＴt１＝１０degとした例を示したが、他の設定値を用いることができる。さらに、使用者の選択により可変に構成してもよい。

また、本実施形態ではサーモ水栓の温度設定値を考慮した暫定設定温度（Ｔｔ＝Ｔｘ＋ΔＴt１）により出湯する例を示したが、サーモ水栓の温度設定値を検知することに替えて、給湯器設定温度Ｔｓから所定温度上げた暫定設定温度（Ｔｔ＝Ｔｓ＋ΔＴt１）を用いる態様とすることもできる。

（第二の実施形態）
次に、本発明の他の実施形態について説明する。本実施形態は、外気温度（Ｔｏ）条件等に対応して給湯設定温度（Ｔｓ）を調整して、年間を通じて給湯使用時の体感温度を一定に維持するものである。
図３を参照して、本実施形態の構成が第一の実施形態と異なる点は、外気温Ｔｏ検知のための温度センサＳ８をさらに備えていることである。さらに、制御部６が外気温度、給湯設定温度により定まる暫定設定温度テーブル（表１参照）を格納していることである。その他の構成は第一の実施形態と同様であるので、重複説明を省略する。

データテーブルの具体的内容は以下の通りである。外気温Ｔｏ、設定温度Ｔｓ及び設定温度と外気温との温度差ΔＴ＝Ｔｓ−Ｔｏの各条件に対応して、給湯設定温度を表１のように設定する。暫定設定温度Ｔｔが給湯設定温度Ｔｓと異なるのは、以下の２条件に該当する場合である。
（ａ）外気温Ｔｏ≧２５℃、かつ、設定温度Ｔｓ≦５０℃
この条件に該当する場合には、暫定設定温度Ｔｔを設定温度Ｔｓに対して２ｄｅｇ下げる。
（ｂ）外気温Ｔｏ＜１０℃、設定温度５０℃≧Ｔｓ≧３８℃、かつ、ΔＴ≧３５deg
この条件に該当する場合には、暫定設定温度Ｔｔを設定温度Ｔｓに対して２ｄｅｇ上げる。
このような暫定設定温度を設けることにより、年間を通じて一定の体感温度を維持することができる。各温度ゾーンＡ〜Ｆを図示すると図４の通りとなる。斜線部が暫定設定温度が適用される温度範囲である。

次に図５を参照して、本実施形態における水栓３開栓時の給湯設定温度制御フローについて説明する。
初期状態で、給湯設定温度は標準温度（例えば４２℃）に設定されているものとする（Ｓ２０１）。制御部６は常に外気温（Ｔｏ）を検知している（Ｓ２０２）。この状態から利用者がいずれかの水栓を開栓した段階で（Ｓ２０３）、出湯温度設定が「おまかせモード」に設定されているか否かが判定される（Ｓ２０４）。「おまかせモード」設定されていない場合には（Ｓ２０４においてＮＯ）、設定温度Ｔｔがそのま出湯温度となる。
「おまかせモード」に設定されている場合には（Ｓ２０４においてＹＥＳ）、表１のテーブルに基づいて、温度条件が暫定設定温度調整ゾーンＢ又はＥに該当するか否かが判定される（Ｓ２０５）。

ゾーンＢに該当する場合には、給湯器出口温度が暫定設定温度Ｔｔ＝Ts−２degとなるように、流量制御弁２ｃの調整がなされる（Ｓ２０７）。また、ゾーンＥに該当する場合には、暫定設定温度Ｔｔ＝Ts＋２degとなるように流量制御弁２ｃの調整がなされる（Ｓ２０８）。その他のゾーンの場合には設定温度Ｔｔにより出湯される（Ｓ２０６）。

その後、すべての水栓が使用終了に至るまでは（Ｓ２０９においてＮＯ）、上記出湯温度条件により給湯が継続される。すべての水栓が使用終了に至ったときは（Ｓ２０９においてＹＥＳ）、給湯設定温度は元の標準温度（例えば４２℃）に戻される（Ｓ２０１）。上述の出湯制御が繰り返し行われることになる。

本発明は、エネルギー源、加熱方式（瞬間式、貯湯式）を問わず、給湯配管を介してお湯を供給する給湯器に広く利用可能である。

１、２０・・・・・給湯システム
２・・・・・給湯器
３・・・・・サーモ水栓
４，５・・・水栓
６・・・・・制御部
６ｂ・・・・リモコン
Ｓ１・・・・水量センサ
Ｓ２・・・・入水温度センサ
Ｓ３・・・・出湯温度センサ
Ｓ４〜Ｓ６・・・・流量センサ
Ｓ７・・・・サーモ温度設定値検知センサ
Ｓ８・・・・外気温センサ

Claims

予め設定された給湯設定温度（Ｔｓ）のお湯を供給する給湯器と、配管を介して給湯器から給湯供給を受ける一以上の水栓と、を備えた給湯システムにおいて、
各水栓の出湯を検知する水栓出湯検知手段と、
所定の条件に該当する場合には、給湯設定温度（Ｔｓ）とは異なる暫定設定温度（Ｔｔ）のお湯を供給可能とする手段と、をさらに備え、
前記水栓のうち少なくとも一以上の水栓が、出湯温度を任意に設定可能とするサーモミキシング水栓（以下、サーモ水栓）であり、
前記所定の条件が、サーモ水栓のみ単独使用を検知した場合であり、かつ、
前記暫定設定温度（Ｔｔ）が、該サーモ水栓設定温度（Ｔｘ）から所定温度（ΔＴt１）上げた温度である、
ことを特徴とする給湯システム。
予め設定された給湯設定温度（Ｔｓ）のお湯を供給する給湯器と、配管を介して給湯器から給湯供給を受ける一以上の水栓と、を備えた給湯システムにおいて、
各水栓の出湯を検知する水栓出湯検知手段と、
所定の条件に該当する場合には、給湯設定温度（Ｔｓ）とは異なる暫定設定温度（Ｔｔ）のお湯を供給可能とする手段と、をさらに備え、
前記所定の条件が、外気温度（Ｔｏ）に拘わらず給湯使用時の体感を一定範囲に維持する、外気温度（Ｔｏ）、給湯設定温度（Ｔｓ）及び給湯設定温度（Ｔｓ）と外気温度（Ｔｏ）との温度差（ΔＴ＝Ｔｓ−Ｔｏ）の組み合わせとして定めた条件であることを特徴とする給湯システム。