JPH1019380A - 給湯システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 蓄熱貯湯槽３と電温貯湯槽２とから混合給湯
を可能とするとともに、蓄熱貯湯槽３と電温貯湯槽２と
から個別給湯を可能とする。 【解決手段】 ソーラ集熱で昇温蓄熱される湯水を貯湯
する蓄熱貯湯槽３を設ける。電力ヒータ15で高温沸き上
げされる湯水を貯湯する電温貯湯槽２を設ける。蓄熱貯
湯槽３および電温貯湯槽２に並列に給水管路４を接続す
る。蓄熱貯湯槽３および電温貯湯槽２からそれぞれ導出
される給湯管７，８に、その両給湯管７，８からの湯水
を調温混合する混合栓37を接続する。混合栓37の出力側
に給湯管路６を接続する。給湯管７，８と給湯管路６と
の間に、給湯管７，８を通る湯水を混合栓37をバイパス
して給湯管路６に導くバイパス給湯管路38を接続する。
混合栓37を通じた給湯とバイパス給湯管路38を通じた給
湯とを切り換える切換手段39，40を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ソーラ集熱で昇温
される湯水と電力ヒータで沸き上げられる湯水を利用し
て給湯する給湯システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電気温水器を用いた給湯システム
において、電力ヒータによる沸き上げに伴うランニング
コストの低減化を図るために、ソーラ集熱（太陽熱）で
昇温された湯水を電気温水器の電温貯湯槽に供給し、こ
の湯水を電温貯湯槽内の電力ヒータで高温沸き上げして
貯湯使用するようにした１缶方式および２缶方式の給湯
システムがある。

【０００３】１缶方式の給湯システムでは、電温貯湯槽
の下部から給水し、ソーラ集熱運転時には電温貯湯槽内
の湯水をソーラ集熱器に循環させて昇温させ、例えば深
夜電力などを用いた特定時間帯には電力ヒータによって
電温貯湯槽内の湯水を沸き上げる。そして、給湯先の止
水栓などを開くと、電温貯湯槽の下部に加わる給水圧力
により、電温貯湯槽に貯湯された湯水を押し上げて電温
貯湯槽の上部から給湯する。

【０００４】２缶方式の給湯システムでは、例えば、実
開昭５７−７９３３８号公報または実開昭５７−７９３
３９号公報などに記載されているように、電温貯湯槽の
他に蓄熱貯湯槽を用い、この蓄熱貯湯槽の下部に給水
し、ソーラ集熱運転時には電温貯湯槽内の湯水をソーラ
集熱器に循環させて昇温させ、また、蓄熱貯湯槽の上部
から電温貯湯槽の下部に湯水を導き、例えば深夜電力な
どを用いた特定時間帯には電力ヒータによって電温貯湯
槽内の湯水を沸き上げる。そして、給湯先の止水栓など
を開くと、蓄熱貯湯槽の下部に加わる給水圧力により、
蓄熱貯湯槽に貯湯された湯水を押し上げて蓄熱貯湯槽の
上部から電温貯湯槽の下部に導くとともに、電温貯湯槽
に貯湯された湯水を押し上げて電温貯湯槽の上部から給
湯する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
給湯システムでは、１缶方式および２缶方式ともソーラ
集熱で昇温された湯水は、一旦、電温貯湯槽に貯えられ
た後でないと、給湯に供されない不都合が発生する。

【０００６】すなわち、１缶方式の電温貯湯槽（２缶方
式の電温貯湯槽も含む）は、沸騰沸き上げのないように
安全上の観点から沸き上げの上限温度が９０℃前後に設
定され、使用湯量も電温貯湯槽の容量によって定まるの
で、一年を通して湯不足が生じないようにするには電温
貯湯槽が大形化する。

【０００７】さらに、１缶方式では、深夜電力などを用
いた特定時間帯に高温度に沸上貯湯された電温貯湯槽の
湯水は、ソーラ集熱運転前であればそのまま高温湯水と
して給湯使用される点は通常の深夜電力用の電気温水器
とかわらないが、給湯によって電温貯湯槽の下部に給水
された状態でソーラ集熱運転が行なわれると、ソーラ集
熱運転で湯水が昇温化されるとしても、電温貯湯槽の上
層部の高温化されている残湯分と下層部に給水された冷
水とが混合されて平均温度化する。これにより、電温貯
湯槽内全体に対する熱エネルギの損失にはつながらない
としても、高温化されていた残湯分の湯水が低温化さ
れ、その後に高温の給湯要求がなされても、要求された
温度の湯水を給湯できず、高温湯水を利用した熱湯殺菌
や浴槽への高温差し湯などに支障を生じ、電気温水器と
しての利便性も低下する。

【０００８】しかも、このような高温給湯制限に加え、
給湯使用上、電力ヒータで沸き上げされた湯水エネルギ
が有効利用されない問題もある。

【０００９】例えば、電温貯湯槽に沸上直後の高温湯水
が貯えられているか、ソーラ集熱運転によって残湯温度
が平均温度化されても所定温度以上の湯水が貯湯された
状態で、それ以下の温度の給湯要求があったとすると、
その給湯要求温度に対する給湯には、少なくとも電力ヒ
ータによる加熱の加わった湯水に水源からの冷水を加え
て適温湯水に希釈せねばならないとする不合理な面が内
在されている。

【００１０】また、２缶方式では、ソーラ集熱運転によ
って昇温された湯水が蓄熱貯湯槽に貯えられるので、１
缶方式のように循環がなされても電温貯湯槽側に貯湯さ
れる湯水に影響を与えることはないが、この蓄熱貯湯槽
の湯水が給湯要求温度範囲にあっても、電温貯湯槽側の
湯水を使い切った後でないと、給湯利用することができ
ないので、電温貯湯槽側の湯水が給湯要求温度以上にあ
れば、前述の１缶方式と同様に水源からの冷水を加えて
適温湯水に希釈せねばならないという問題が発生する。

【００１１】さらに、蓄熱貯湯槽が連結されることで、
見掛上の貯湯容量は増大してもシステムが大形化するだ
けで、実質的な使用湯量の増大につながらない問題をも
持ち合わせている。

【００１２】すなわち、電温貯湯槽には通常では給湯要
求温度より高い温度の湯水が貯えられ、この電温貯湯槽
から給湯される湯水に水源からの冷水を加えて希釈する
ことにより給湯要求温度まで混合調整させるため、給湯
要求温度が電温貯湯槽の湯水の温度より低い限りは、電
温貯湯槽の湯水の温度から冷水の温度を差し引いた温度
差分の電気エネルギが低温化させるだけのために、せっ
かく高温化させた湯水を無駄に消費させている。蓄熱貯
湯槽から導かれる湯水を設定温度まで沸き上げて高温給
湯使用される分には省エネルギの観点で有効利用される
が、これのみの利用では例え給湯要求温度の湯水が蓄熱
貯湯槽に確保されていても、その湯水を直ちに取り出し
て利用できないため、１缶方式同様に、電温貯湯槽の容
量を大形化しない限り、湯不足を回避可能とする必要湯
量を確保し得るものとはなり得ない。

【００１３】そこで、本発明は、このような点に鑑みな
されたもので、蓄熱貯湯槽と電温貯湯槽とから個別給湯
を可能とし、蓄熱貯湯槽からの給湯を優先させることが
できるとともに、蓄熱貯湯槽の給湯温度が給湯要求温度
に対して不足する場合には電温貯湯槽の高温湯水をもっ
て給湯要求温度の湯水を給湯することができ、蓄熱貯湯
槽に貯えられた湯水および電温貯湯槽で沸き上げられた
湯水をそれぞれ有効利用できる給湯システムを提供する
ことを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の給湯シス
テムは、ソーラ集熱で昇温蓄熱される湯水を貯湯する蓄
熱貯湯槽と、電力ヒータで高温沸き上げされる湯水を貯
湯する電温貯湯槽と、前記蓄熱貯湯槽および電温貯湯槽
に並列接続される給水管路と、前記蓄熱貯湯槽および電
温貯湯槽からそれぞれ導出される給湯管が入力側に接続
され、その両給湯管からの湯水を調温混合する混合栓
と、この混合栓の出力側に接続される給湯管路と、前記
少なくとも一方の給湯管と前記給湯管路との間に接続さ
れ、その給湯管を通る湯水を前記混合栓をバイパスして
給湯管路に導くバイパス給湯管路と、前記混合栓を通じ
た給湯と前記バイパス給湯管路を通じた給湯とを切り換
える切換手段とを具備しているものである。

【００１５】そして、蓄熱貯湯槽と電温貯湯槽とから混
合栓を通じて混合給湯されるとともに、蓄熱貯湯槽と電
温貯湯槽とからバイパス給湯路を通じて個別給湯され
る。しかも、蓄熱貯湯槽からの給湯を優先させることが
可能であるとともに、蓄熱貯湯槽の給湯温度が給湯要求
温度に対して不足する場合には電温貯湯槽の高温湯水を
混合することによって給湯要求温度の湯水を給湯可能と
なる。

【００１６】請求項２記載の給湯システムは、請求項１
記載の給湯システムにおいて、電温貯湯槽の給湯管に蓄
熱貯湯槽の湯水を選択的に導く切換弁が設けられるとと
もに、電温貯湯槽の給湯管にバイパス給湯管路が接続さ
れたものである。これにより、配管の一部が共用化され
て、蓄熱貯湯槽と電温貯湯槽とから個別給湯を可能とし
た上で、配管構造が簡単になる。

【００１７】請求項３記載の給湯システムは、請求項１
または２記載の給湯システムにおいて、ソーラ集熱中は
蓄熱貯湯槽からの給湯を停止させるとともに電温貯湯槽
からバイパス給湯管路を通じて給湯させ、かつ、ソーラ
集熱で蓄熱貯湯槽の湯水が所定温度に昇温されたら蓄熱
貯湯槽からの給湯を優先させる給湯制御手段を具備して
いるものである。そして、ソーラ集熱中は蓄熱貯湯槽か
らの給湯を停止させるとともに電温貯湯槽からバイパス
給湯管路を通じて給湯させることにより、蓄熱貯湯槽の
昇温が早められ、さらに、ソーラ集熱で蓄熱貯湯槽の湯
水が所定温度に昇温されたら蓄熱貯湯槽からの給湯を優
先させることにより、蓄熱貯湯槽の昇温された湯水が有
効利用される。

【００１８】請求項４記載の給湯システムは、請求項３
記載の給湯システムにおいて、給湯制御手段は、給湯要
求温度に対して混合栓により蓄熱貯湯槽からの湯水に電
温貯湯槽からの湯水を混合させるものである。これによ
り、蓄熱貯湯槽の湯水が優先給湯される中にあって、湯
温または湯量の不足が電温貯湯槽の湯水で補われる。

【００１９】請求項５記載の給湯システムは、請求項１
ないし４いずれか記載の給湯システムにおいて、蓄熱貯
湯槽と混合栓の間の給湯管に給水管路が接続され、混合
栓に対して蓄熱貯湯槽からの給湯と給水管からの給水と
を切り換える給水切換手段が設けられたものである。こ
れにより、ソーラ集熱運転中に、電温貯湯槽から高温湯
水を給湯する場合、電温貯湯槽の湯水と給水管からの冷
水とが混合されて、適温給湯される。このように、給湯
元で高温湯水を適温化することにより、高温湯水を給湯
する場合に比べて、給湯管路で生じる熱ロスが減少され
る。

【００２０】請求項６記載の給湯システムは、請求項１
ないし５いずれか記載の給湯システムにおいて、電温貯
湯槽の湯水を、少なくとも特定時間帯の電力を主体に沸
き上げる沸上制御手段を具備しているものである。これ
により、安い電力料金の時間帯に沸き上げて貯えておい
た湯水が利用される。

【００２１】請求項７記載の給湯システムは、請求項６
記載の給湯システムにおいて、沸上制御手段は、ソーラ
集熱によって蓄熱貯湯槽の湯水が所定温度に昇温されな
かった場合、特定時間帯以外での電温貯湯槽の湯水の沸
き上げを許容するものである。これにより、蓄熱貯湯槽
での昇温不足を補って、湯量が確保される。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の給湯システムの一
実施の形態を図面を参照して説明する。

【００２３】図１ないし図８に第１の実施の形態を示
す。

【００２４】図１は給湯システムの構成図を示し、１は
システム本体で、このシステム本体１は、電温貯湯槽２
および蓄熱貯湯槽３を有している。これら電温貯湯槽２
および蓄熱貯湯槽３は、先止押上式の給湯方式を採用し
ており、各下部には給水管路４に連なる給水管５が並列
に接続され、上部には給湯管路６に連なる給湯管７，８
が接続されている。

【００２５】給水管路４は、水道管に対して止水栓９お
よびストレーナ10を介して接続されている。給水管路４
の一部はシステム本体１に導かれ、減圧弁11を介して給
水管５に接続されている。また、給水管路４の一部は例
えば風呂場、台所および洗面所などに設置される給湯給
水栓12に接続され、さらに、減圧弁11の下流側の給水管
５にシステム本体１の外部から給水管13が接続され、こ
の給水管13が例えば風呂場に設置されるシャワー切換機
能付きの給湯給水栓14に接続されている。

【００２６】電温貯湯槽２内には、深夜電力などを用い
た特定時間帯において貯められた湯水を高温に沸き上げ
る電力ヒータ15が配設されている。電温貯湯槽２の下部
には水抜き用の排水栓16を有する排水管17が接続され、
電温貯湯槽２の給湯管７には沸き上げ時の水の膨脹分を
排出するための逃し弁18を有する逃し管19が接続されて
いる。なお、先止押上式の電温貯湯槽２は、電温貯湯槽
２の下部に給水される水圧で湯水が押し上げられ、上部
の湯層と下部の水層とが湯水混合層を介して分離されて
おり、湯の使用に伴って湯水混合層が上昇する。そし
て、電温貯湯槽２の上下方向に沿った複数箇所に、残湯
量や湯水温度などを検知する後述する温度センサ57が配
設されている。

【００２７】蓄熱貯湯槽３の下部および側部には循環路
20の循環配管21，22の一端が接続され、これら循環配管
21，22の他端は例えば屋根の上などに設置されるソーラ
集熱器23に接続されている。循環配管21には循環路20を
通じて蓄熱貯湯槽３とソーラ集熱器23との間で湯水を循
環させる循環ポンプ24が配設され、各循環配管21，22に
は電磁弁25，26が配設されている。さらに、各循環配管
21，22には水抜き用の電磁弁27，28を有する排水管29，
30が接続されている。

【００２８】蓄熱貯湯槽３の下部には排水弁31を有する
排水管32が接続され、蓄熱貯湯槽３の給湯管８にはソー
ラ集熱時の水の膨脹分を排出するための逃し弁33を有す
る逃し管34が接続されている。なお、先止押上式の蓄熱
貯湯槽３は、蓄熱貯湯槽３の下部に給水される水圧で湯
水が押し上げられ、上部の湯層と下部の水層とが湯水混
合層を介して分離されており、湯の使用に伴って湯水混
合層が上昇する。そして、蓄熱貯湯槽３には湯水温度を
検知する後述する蓄熱センサ63が配設されている。

【００２９】なお、ソーラ集熱器23には日照量を検知す
る日照センサ35が配設されている。

【００３０】電温貯湯槽２の給湯管７は、電導弁で構成
される切換弁としての三方切換弁36を介して混合栓37の
入力側の一方に接続されている。蓄熱貯湯槽３の給湯管
８は混合栓37の入力側の他方に接続されるとともに、三
方切換弁36に接続されている。

【００３１】混合栓37の出力側には給湯管路６に接続さ
れ、三方切換弁36と混合栓37との間の給湯管７と給湯管
路６との間にはバイパス給湯管路38が接続されている。
バイパス給湯管路38に並列に並ぶ給湯管路６の部分とバ
イパス給湯管路38とには、混合栓37を通じた給湯とバイ
パス給湯管路38を通じた給湯とを切り換える切換手段と
しての電磁弁39，40がそれぞれ配設されている。給湯管
路６の一部は、給湯給水栓12および給湯給水栓14に接続
されている。

【００３２】次に、図２は給湯システムの制御構成のブ
ロック図を示す。

【００３３】なお、電温貯湯槽２で沸き上げを行なう電
力には、安価な深夜電力などの特定時間帯を主として用
いるものであるが、電温貯湯槽２の貯湯量には限りがあ
るので、深夜時間帯以外でも必要に応じて追い焚きが可
能となる時間帯別料金制度を利用する。そのため、例え
ば昼間時間帯と夜間時間帯の２つ以上の時間帯の電力量
を別々に積算できる時間帯別積算電力計51が用いられ、
この時間帯別積算電力計51を介して分電盤52に電力が導
かれる。

【００３４】分電盤52には、電温貯湯槽制御ユニット5
3、ソーラ集熱制御ユニット54、給湯制御ユニット55が
それぞれ接続されている。

【００３５】電温貯湯槽制御ユニット53は、電力ヒータ
15、この電力ヒータ15を制御するヒータ制御手段56、電
温貯湯槽２の残湯量や湯水温度などを検知する温度セン
サ57、ヒータ制御手段56および温度センサ57が接続され
た入出力部58を有している。

【００３６】ソーラ集熱制御ユニット54は、循環ポンプ
24および電磁弁25〜28、これら循環ポンプ24および電磁
弁25〜28を制御するソーラ集熱制御手段59を有してい
る。

【００３７】給湯制御ユニット55は、三方切換弁36、混
合栓37、電磁弁39，40、これら三方切換弁36、混合栓37
および電磁弁39，40を制御する給湯制御手段60を有して
いる。

【００３８】また、61は給湯システム全体を制御するマ
イクロコンピュータで構成される制御部で、この制御部
61には、電温貯湯槽制御ユニット53の入出力部58が接続
されているとともに、ソーラ集熱制御ユニット54のソー
ラ集熱制御手段59および給湯制御ユニット55の給湯制御
手段60に接続された入出力部62が接続されている。入出
力部62には、日照センサ35や蓄熱貯湯槽３には湯水温度
を検知する蓄熱センサ63が接続されている。

【００３９】制御部61には、各種設定データなどを記憶
するメモリ64、特定時間帯の計時用などに用いられるタ
イマ65、遠隔操作を行なうリモコン66が接続されてい
る。

【００４０】リモコン66は、制御部61に接続された入出
力部67を有し、この入出力部67にマイクロコンピュータ
で構成されるリモコン制御部68、給湯温度などの各種設
定事項の設定を行なう操作部69、給湯温度や時刻などを
表示する表示部70が接続されている。

【００４１】また、制御部61には制御電源部71から電力
が供給され、この制御用電源部71に接続されたバックア
ップ電源部72からメモリ64およびリモコン制御部68にバ
ックアップ電力が供給される。

【００４２】なお、給湯制御手段60は、ソーラ集熱中は
蓄熱貯湯槽３からの給湯を停止させるとともに電温貯湯
槽２からバイパス給湯管路38を通じて給湯させ、かつ、
ソーラ集熱で蓄熱貯湯槽３の湯水が所定温度に昇温され
たら蓄熱貯湯槽３からの給湯を優先させる機能を有し、
さらに、給湯要求温度に対して混合栓37により蓄熱貯湯
槽３からの湯水に電温貯湯槽２からの湯水を混合させる
機能を有している。

【００４３】また、制御部61は、電温貯湯槽２の湯水を
少なくとも特定時間帯の電力を主体に沸き上げる沸上制
御手段の機能を有している。さらに、この沸上制御手段
の機能では、ソーラ集熱によって蓄熱貯湯槽３の湯水が
所定温度に昇温されなかった場合、特定時間帯以外での
電温貯湯槽２の湯水の沸き上げを許容する機能を有して
いる。

【００４４】次に、第１の実施の形態の作用を説明す
る。

【００４５】図３には運転・給湯パターンの説明図を示
す。電温貯湯槽２と蓄熱貯湯槽３の運転および給湯が標
準、夏季、冬季の３つのパターンに設定されており、季
節に応じたパターンが選択的に用いられる。

【００４６】標準パターンの運転では、電温貯湯槽２で
の沸き上げを行なう特定時間帯の他に、追焚許容時間帯
および追焚禁止時間帯を設けている。また、給湯では、
ソーラ集熱運転時以外は蓄熱貯湯槽３からの給湯を優先
する。

【００４７】夏季パターンの運転では、電温貯湯槽２で
の沸き上げを行なう特定時間帯以外での追い焚きを禁止
し、ソーラ集熱運転時間帯中でも蓄熱貯湯槽３の湯温が
所定の最高温度に達したら運転を停止して蓄熱貯湯槽３
からの優先給湯を行なうようにする。また、給湯では、
標準と同様に、ソーラ集熱運転時以外は蓄熱貯湯槽３か
らの給湯を優先する。

【００４８】冬季パターンの運転では、追焚許容時間帯
を標準に比べて延長するか、標準より禁止規制条件を緩
和し、蓄熱貯湯槽３の昇温条件が悪化する分を補う。ま
た、給湯では、標準と同様に、ソーラ集熱運転時以外は
蓄熱貯湯槽３からの給湯を優先するが、電温貯湯槽２か
らの給湯の負担が増大する。

【００４９】まず、電温貯湯槽２の沸上運転について説
明する。

【００５０】沸上運転時には、蓄熱貯湯槽３の湯温が給
湯要求温度以下になっている場合が多く、このような場
合には、図４(a) に示すように、三方切換弁36が電温貯
湯槽２からの給湯側に切り換えられ、電磁弁39が開かれ
るとともに電磁弁40が閉じられ、混合栓37を通じて混合
給湯が可能な状態とされる。

【００５１】そして、夜間時間帯などの特定時間帯にお
いて、電力ヒータ15に通電されて電温貯湯槽２内の湯水
の沸き上げが行なわれる。

【００５２】この沸き上げに際し、設定された沸上温度
に対して給水温度と残湯量などから沸き上げに要する通
電時間が演算され、特定時間帯内の沸き上げに余剰時間
が生じるようであれば、通電開始時間を特定時間帯の後
半側に遅らせるピークシフトを実行する。

【００５３】また、このピークシフトの実行中または沸
上運転中においては、蓄熱貯湯槽３からの優先給湯が継
続されるものであり、蓄熱貯湯槽３の湯温が給湯要求温
度以上にあれば蓄熱貯湯槽３からの個別給湯が行なわ
れ、蓄熱貯湯槽３の湯温が給湯要求温度以下であれば混
合栓37を通じて混合給湯が行なわれる。また、浴槽への
差し湯などのために高温湯水が要求された場合には、電
温貯湯槽２からの個別給湯が行なわれる。

【００５４】次に、蓄熱貯湯槽３のソーラ集熱運転につ
いて説明する。

【００５５】ソーラ集熱運転時には、図４(b) に示すよ
うに、三方切換弁36が電温貯湯槽２からの給湯側に切り
換えられ、電磁弁39が閉じられるとともに電磁弁40が開
かれ、電温貯湯槽２から個別給湯が可能な状態とされ
る。

【００５６】そして、循環ポンプ24が運転されるととも
に電磁弁25，26が開かれ、循環路20を通じて蓄熱貯湯槽
３とソーラ集熱器23との間で湯水が循環され、そのソー
ラ集熱器23によるソーラ集熱（太陽熱）によって循環さ
れる湯水が蓄熱昇温される。

【００５７】このソーラ集熱運転は、日照時間に合わせ
て予め設定された運転時間に自動運転されたり、日照セ
ンサ35で日照量を検知して自動運転される。

【００５８】なお、夏と冬の蓄熱温度に差が生じるが、
雪、雨、曇天などを除き、最高７０℃から最低４０℃前
後の湯温が得られるが、入浴適温相当の湯温が得られれ
ば十分であるから、蓄熱貯湯槽３の容量もこれを見越し
て決定すればよい。

【００５９】また、ソーラ集熱運転は、例えば設定され
た運転時間の全時間中運転して、能力一杯まで昇温させ
てもよいし、所定温度になったら運転時間内であっても
運転を停止させて蓄熱貯湯槽３の湯水を早く使用させる
ようにしてもよい。

【００６０】また、ソーラ集熱運転中においては、電温
貯湯槽２からの個別給湯が行なわれ、電温貯湯槽２から
給湯される高温湯水は給湯給水栓12，14において適温化
される。

【００６１】次に、給湯方法について説明する。

【００６２】給湯方法には、図５(a)(b)(c) に示すよう
に、電温貯湯槽２からの個別給湯、蓄熱貯湯槽３からの
個別給湯、電温貯湯槽２と蓄熱貯湯槽３からの混合給湯
の３種類がある。

【００６３】電温貯湯槽２からの個別給湯は、図５(a)
に示すように、三方切換弁36が電温貯湯槽２からの給湯
側に切り換えられ、電磁弁39が閉じられるとともに電磁
弁40が開かれ、電温貯湯槽２の湯水が給湯管７、パイバ
ス給湯管路38および給湯管路６を通じて個別給湯され
る。

【００６４】蓄熱貯湯槽３からの個別給湯は、図５(b)
に示すように、三方切換弁36が蓄熱貯湯槽３からの給湯
側に切り換えられ、電磁弁39が閉じられるとともに電磁
弁40が開かれ、蓄熱貯湯槽３の湯水が給湯管８、給湯管
７、パイバス給湯管路38および給湯管路６を通じて個別
給湯される。

【００６５】電温貯湯槽２と蓄熱貯湯槽３からの混合給
湯は、図５(c) に示すように、三方切換弁36が電温貯湯
槽２からの給湯側に切り換えられ、電磁弁39が開かれる
とともに電磁弁40が閉じられ、電温貯湯槽２および蓄熱
貯湯槽３の湯水が給湯管７，８を通じて混合栓37に導か
れ、この混合栓37から給湯管路６を通じて混合給湯され
る。混合栓37では、電温貯湯槽２の湯水と蓄熱貯湯槽３
の湯水の双方の温度が比較されて、給湯要求温度に近付
くようにそれぞれ流通量が制御される。

【００６６】次に、給湯動作について図６のフローチャ
ートを参照して説明する。

【００６７】例えば特定時間帯において、蓄熱貯湯槽３
の湯温が給湯要求温度の例えば４０℃以上である場合
（ステップ１）、循環ポンプ24は運転していないので
（ステップ２）、蓄熱貯湯槽３からの優先給湯がセット
される（ステップ３）。そのため、蓄熱貯湯槽３から個
別給湯が行なわれる（図５(b) に示す状態）。

【００６８】蓄熱貯湯槽３の湯温が４０℃以下の場合、
循環ポンプ24は運転していないので（ステップ４）、電
温貯湯槽２と蓄熱貯湯槽３からの混合給湯がセットされ
る（ステップ５）。そのため、混合栓37を通じて混合給
湯される（図５(c) に示す状態）。この混合給湯は、電
温貯湯槽２に残湯が有る限り継続されるが（ステップ
６）、残湯量が所定量以下になると、警報や追い焚きな
どの湯切れ処理をセットする（ステップ７）。

【００６９】また、ソーラ集熱運転中において、蓄熱貯
湯槽３の湯温が４０℃以上の場合、循環ポンプ24が運転
中であるため、電温貯湯槽２からの給湯にセットする
（ステップ８）。そのため、電温貯湯槽２から個別給湯
が行なわれる（図５(a) に示す状態）。

【００７０】蓄熱貯湯槽３の湯温が４０℃以下の場合に
も、循環ポンプ24が運転中であるため、電温貯湯槽２か
らの給湯にセットする（ステップ９）。そのため、電温
貯湯槽２から個別給湯が行なわれる（図５(a) に示す状
態）。

【００７１】蓄熱貯湯槽３の湯温がソーラ集熱運転によ
って上限温度の例えば６５℃に達すると（ステップ1
0）、循環ポンプ24が停止され（ステップ11）、蓄熱貯
湯槽３からの優先給湯がセットされる（ステップ３）。
そのため、蓄熱貯湯槽３から個別給湯が行なわれる（図
５(b) に示す状態）。

【００７２】また、特定時間帯およびソーラ集熱運転中
以外の時間帯においては、特定時間帯と同様に、蓄熱貯
湯槽３の湯温が給湯要求温度の例えば４０℃以上の場
合、蓄熱貯湯槽３からの優先給湯がセットされ、蓄熱貯
湯槽３から個別給湯が行なわれる（図５(b) に示す状
態）。

【００７３】蓄熱貯湯槽３の湯温が４０℃以下の場合、
電温貯湯槽２と蓄熱貯湯槽３からの混合給湯がセットさ
れ、混合栓37を通じて混合給湯される（図５(c) に示す
状態）。この混合給湯は、電温貯湯槽２に残湯が有る限
り継続されるが、残湯量が所定量以下になると、警報や
追い焚きなどの湯切れ処理がセットされる。

【００７４】したがって、ソーラ集熱運転後では、電温
貯湯槽２の残湯にかかわりなく、蓄熱貯湯槽３からの給
湯が優先されるため、電温貯湯槽２は、高温差し湯また
は熱湯殺菌を除いて給湯要求温度に対する高温化や使用
湯量の不足分を補充する補助給湯器として機能され、高
温沸き上げされた湯水を生かして、必要時の湯切れを防
止する湯量を確保できる。そのため、蓄熱貯湯槽３に貯
えられた湯水を優先使用する中にあって、湯温または湯
量の不足を高温の温水器で補うだけであるから、エネル
ギの有効利用に無駄がなく、使用電力量の低減化にもつ
ながる。

【００７５】次に、特定時間帯以外での電温貯湯槽２の
追い焚きについて説明する。

【００７６】特定時間帯以外の時間帯では、特定時間帯
の電力料金に対して割高になるので、余分な追い焚きは
極力抑える必要がある。そのため、湯切れ処理がセット
された場合などの緊急時の強制追い焚きを除き、例えば
蓄熱貯湯槽３の昇温が４０℃以下の冬季の湯量使用量が
増大する季節以外は、この追い焚きを規制する機能を持
たせる。

【００７７】例えば、水源からの給水温度が、複数日連
続して７℃以下を検出した場合、また、予め定めた日照
時間を終えても蓄熱貯湯槽３の湯温が４０℃以下であっ
て、かつ、電温貯湯槽２の残湯量が所定量に減量された
場合には、追い焚きを許容する。

【００７８】そして、特定時間帯以外での追焚動作を図
７および図８のフローチャートを参照して説明する。

【００７９】特定時間帯の終了後に、電温貯湯槽２の湯
温が設定温度に達していたならば（ステップ21）、電温
貯湯槽２の残湯量を監視するとともにソーラ運転に待機
する（ステップ22）。

【００８０】電温貯湯槽２の湯温が設定温度に達してい
なければ、予め強制追焚設定がありかつ給水の水温が冬
季範囲にあれば（ステップ23、24）、特定時間帯に引き
続き、昼間時間帯において、電温貯湯槽２での沸き上げ
を設定温度まで実行する（ステップ25）。これにより初
期湯量を確保する。

【００８１】また、電温貯湯槽２から給湯が行なわれた
ために、ソーラ集熱運転が開始されるまでの間に電温貯
湯槽２の残湯量が所定量以下になると（ステップ26、2
7）、昼間時間帯の使用分の湯量を補うべく追い焚きを
許容する（ステップ28）。このとき、図３の運転・給湯
パターンに示すように、追焚許容時間帯であれば、電温
貯湯槽２での追い焚きを実行する。

【００８２】また、ソーラ集熱運転を開始し、蓄熱貯湯
槽３の湯温が予め設定された最高温度まで運転時間内で
到達したら（ステップ29、30）、ソーラ集熱運転を停止
する（ステップ31）。

【００８３】蓄熱貯湯槽３の湯温が最高温度まで到達す
る前に運転時間が終了し、かつ、その蓄熱貯湯槽３の湯
温が所定の最低温度まで到達していない場合には（ステ
ップ32）、追い焚きを許容する（ステップ33）。このと
き、図３の運転・給湯パターンに示すように、追焚許容
時間帯であれば、電温貯湯槽２での追い焚きを実行す
る。

【００８４】また、特定時間帯への突入時間までの残り
時間が所定時間以上あれば（ステップ34）、電温貯湯槽
２の残湯量を監視し（ステップ35）、所定量以下になれ
ば昼間時間帯の使用分の湯量を補うべく追い焚きを許容
する（ステップ36）。このときも、図３の運転・給湯パ
ターンに示すように、追焚許容時間帯であれば、電温貯
湯槽２での追い焚きを実行する。

【００８５】特定時間帯への突入時間までの残り時間が
所定時間未満になったとき、追焚設定がなくかつ給水の
水温が冬季範囲になければ（ステップ37，38）、追焚動
作は特定時間帯まで保留する（ステップ39）。

【００８６】電温貯湯槽２の残湯量が３／４以下に減少
したら（ステップ40）、電温貯湯槽２での追い焚きを実
行する（ステップ41）。

【００８７】特定時間帯が開始する前に沸き上げが完了
したら（ステップ42、43）、追焚動作は特定時間帯まで
保留する。

【００８８】沸き上げが完了する前に特定時間帯の開始
時刻に達したら、特定時間帯に沸き上げ動作を継続し、
または、特定時間帯での通常沸き上げ制御（ピークシフ
ト制御）に移行する（ステップ44）。

【００８９】以上のように、ソーラエネルギによる昇温
貯湯と電気エネルギにより沸き上げ貯湯される少なくと
も２つの貯湯槽２，３の持味を生かして、給湯エネルギ
の有効利用を図れるもので、電気エネルギは、安価な深
夜電力などを主として用いるもであるが、貯湯量には限
りもあるので、深夜の特定時間帯以外でも必要に応じて
追焚可となる時間帯別料金制度を利用することで、ソー
ラ蓄熱との併合給湯により利便性が増すものとなる。

【００９０】ソーラ運転による蓄熱中は、その蓄熱貯湯
槽３から給湯が停止され、電温貯湯槽２からの給湯に委
ねられる。この間の給湯要求は一般生活パターンからみ
て朝方や夕方の使用量に比べれば微量となり、この時間
帯での使用が他へ影響するようなことは少ない。

【００９１】ソーラ運転停止後は、特定時間帯を含むそ
れ以外の昼間時間帯のいずれにおいても蓄熱貯湯槽３か
らの給湯を優先するものであるが、蓄熱貯湯槽３の湯温
が電温貯湯槽２の湯温より低いのが通常であるから、給
湯要求温度の調整は、蓄熱貯湯槽３からの給湯に対して
希望温度が低いとした場合に限り、その不足温度分を電
温貯湯槽２の高温湯水を用いて混合給湯する給湯システ
ムとしている。

【００９２】また、システムは、入浴適温を基準にして
構成されるが、上述した双方の持味を生かして各貯湯槽
２，３からの個別給湯使用も可能とするもので、例えば
夏場であれば蓄熱貯湯槽３からの給湯に限った使用とし
たり、必要に応じて個別併用の選択も可能となる。

【００９３】次に、図９は第２の実施の形態を示す。

【００９４】この実施の形態では、蓄熱貯湯槽３と混合
栓37の間の給湯管８に給水管路４の一部の給水管5aが接
続され、その給湯管８と給水管5aに給水切換手段として
の電磁弁81，82がそれぞれ配設されている。また、電温
貯湯槽２の給湯管７とバイパス給湯管路38との接続部分
に切換手段としての三方切換弁83が配設されている。

【００９５】そして、ソーラ集熱運転を行なう場合に
は、蓄熱貯湯槽３の給湯管８の電磁弁81を閉じる。

【００９６】高温の給湯要求があった場合には、給水管
5aの電磁弁82を閉じるとともに、三方切換弁83をバイパ
ス給湯管路38側に切り換え、電温貯湯槽２の高温湯水を
バイパス給湯管路38を通じて給湯する。

【００９７】適温の給湯要求があった場合には、給水管
5aの電磁弁82を開くとともに、三方切換弁83を混合栓37
側に切り換え、電温貯湯槽２の高温湯水と給水管5aの冷
水とを混合栓37に導き、その混合栓37で高温湯水と冷水
とを混合調整して適温湯水を給湯する。

【００９８】また、蓄熱貯湯槽３から優先給湯を行なう
場合には、蓄熱貯湯槽３の給湯管８の電磁弁81を開くと
ともに、給水管5aの電磁弁82を閉じ、かつ、三方切換弁
83を混合栓37側に切り換える。これにより、蓄熱貯湯槽
３の湯水および電温貯湯槽２の湯水が混合栓37に導かれ
る。

【００９９】蓄熱貯湯槽３の湯温が給湯要求温度より高
い場合には（蓄熱貯湯槽３の湯温より電温貯湯槽２の湯
温の方が高い）、混合栓37で双方の湯温が比較されて、
電温貯湯槽２の流路が閉ざされ、蓄熱貯湯槽３の湯水の
みが給湯される。この場合、給湯要求温度より高い温度
の湯水が給湯されるので、手元の給湯給水栓12，14で調
整が必要となる。このとき、リモコン66で高温注意の表
示、または蓄熱貯湯槽３の湯温を表示してもよい。

【０１００】蓄熱貯湯槽３の湯温が給湯要求温度より低
い場合には、蓄熱貯湯槽３の湯水に電温貯湯槽２の高温
湯水が混合されて給湯要求温度に昇温希釈された湯水が
給湯される。

【０１０１】また、ソーラ集熱運転中に、電温貯湯槽２
から高温湯水を給湯するに際し、混合栓37に対して蓄熱
貯湯槽３からの給湯と給水管5aからの冷水とを切り換え
ることにより、電温貯湯槽２の湯水と給水管5aからの冷
水とを混合して、適温給湯できる。このように、給湯元
で高温湯水を適温化することにより、高温湯水を給湯す
る場合に比べて、給湯管路６で生じる熱ロスが減少でき
る。

【０１０２】なお、混合栓37を通じた給湯とバイパス給
湯管路38を通じた給湯とを切り換える切換手段として
は、三方切換弁83に代えて、給湯管７のバイパス給湯管
路38が接続される位置より下流位置とバイパス給湯管路
38とに電磁弁をそれぞれ設けるようにしても、三方切換
弁83と同様に流路を切り換えることができる。

【０１０３】

【発明の効果】請求項１記載の給湯システムによれば、
蓄熱貯湯槽と電温貯湯槽とから混合栓を通じて混合給湯
できるとともに、蓄熱貯湯槽と電温貯湯槽とからバイパ
ス給湯路を通じて個別給湯でき、しかも、蓄熱貯湯槽か
らの給湯を優先させることができるとともに、蓄熱貯湯
槽の給湯温度が給湯要求温度に対して不足する場合には
電温貯湯槽の高温湯水を混合することによって給湯要求
温度の湯水を給湯でき、したがって、蓄熱貯湯槽に貯え
られた湯水および電温貯湯槽で沸き上げられた湯水をそ
れぞれ有効利用できる。

【０１０４】請求項２記載の給湯システムによれば、請
求項１記載の給湯システムの効果に加えて、電温貯湯槽
の給湯管に蓄熱貯湯槽の湯水を選択的に導く切換弁を設
けるとともに、電温貯湯槽の給湯管にバイパス給湯管路
を接続することにより、配管の一部を共用化して蓄熱貯
湯槽と電温貯湯槽とから個別給湯できるとともに配管構
造を簡単にできる。

【０１０５】請求項３記載の給湯システムによれば、請
求項１または２記載の給湯システムの効果に加えて、ソ
ーラ集熱中は蓄熱貯湯槽からの給湯を停止させるととも
に電温貯湯槽からバイパス給湯管路を通じて給湯させる
ことにより、蓄熱貯湯槽の昇温を早めることができ、さ
らに、ソーラ集熱で蓄熱貯湯槽の湯水が所定温度に昇温
されたら蓄熱貯湯槽からの給湯を優先させることによ
り、蓄熱貯湯槽の昇温された湯水を有効利用できる。

【０１０６】請求項４記載の給湯システムによれば、請
求項３記載の給湯システムの効果に加えて、給湯要求温
度に対して、混合栓により蓄熱貯湯槽からの湯水に電温
貯湯槽からの湯水を混合させることにより、蓄熱貯湯槽
の湯水を優先給湯する中にあって、湯温または湯量の不
足を電温貯湯槽の湯水で補うだけであるから、エネルギ
の有効利用に無駄がない。

【０１０７】請求項５記載の給湯システムによれば、請
求項１ないし４いずれか記載の給湯システムの効果に加
えて、混合栓に対して蓄熱貯湯槽からの給湯と給水管か
らの冷水とを切り換えることにより、ソーラ集熱運転中
に、電温貯湯槽から高温湯水を給湯する場合、電温貯湯
槽の湯水と給水管からの冷水とを混合栓により混合し
て、適温給湯でき、そして、このように、給湯元で高温
湯水を適温化することにより、高温湯水を給湯する場合
に比べて、給湯管路で生じる熱ロスを減少させることが
できる。

【０１０８】請求項６記載の給湯システムによれば、請
求項１ないし５いずれか記載の給湯システムの効果に加
えて、電温貯湯槽の湯水を少なくとも特定時間帯の電力
を主体に沸き上げることにより、安い電力料金の時間帯
に沸き上げて貯えておいた湯水を利用できる。

【０１０９】請求項７記載の給湯システムによれば、請
求項６記載の給湯システムの効果に加えて、ソーラ集熱
によって蓄熱貯湯槽の湯水が所定温度に昇温されなかっ
た場合、特定時間帯以外での電温貯湯槽の湯水の沸き上
げを許容することにより、湯不足を解消できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す給湯システム
の構成図である。

【図２】同上実施の形態の給湯システムの制御構成のブ
ロック図である。

【図３】同上実施の形態の運転・給湯パターンの説明図
である。

【図４】同上実施の形態の運転状態を示し、(a) は電温
貯湯槽の沸上運転時の説明図、(b) は蓄熱貯湯槽のソー
ラ集熱運転時の説明図である。

【図５】同上実施の形態の給湯方法を示し、(a) は電温
貯湯槽からの個別給湯を示す説明図、(b) は蓄熱貯湯槽
からの個別給湯を示す説明図、(c) は電温貯湯槽と蓄熱
貯湯槽からの混合給湯を示す説明図である。

【図６】同上実施の形態の給湯動作を説明するフローチ
ャートである。

【図７】同上実施の形態の特定時間帯以外での追焚動作
を説明するフローチャートである。

【図８】同上実施の形態の図７に続くフローチャートで
ある。

【図９】本発明の第２の実施の形態を示す給湯システム
の構成図である。

【符号の説明】

２ 電温貯湯槽 ３ 蓄熱貯湯槽 ４ 給水管路 5a 給水管 ６ 給湯管路 ７，８ 給湯管 15 電力ヒータ 36 切換弁としての三方切換弁 37 混合栓 38 バイパス給湯管路 39，40 切換手段としての電磁弁 60 給湯制御手段 61 沸上制御手段としての制御部 81，82 給水切換手段としての電磁弁 83 切換手段としての三方切換弁

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ソーラ集熱で昇温蓄熱される湯水を貯湯
   する蓄熱貯湯槽と、 電力ヒータで高温沸き上げされる湯水を貯湯する電温貯
   湯槽と、 前記蓄熱貯湯槽および電温貯湯槽に並列接続される給水
   管路と、 前記蓄熱貯湯槽および電温貯湯槽からそれぞれ導出され
   る給湯管が入力側に接続され、その両給湯管からの湯水
   を調温混合する混合栓と、 この混合栓の出力側に接続される給湯管路と、 前記少なくとも一方の給湯管と前記給湯管路との間に接
   続され、その給湯管を通る湯水を前記混合栓をバイパス
   して給湯管路に導くバイパス給湯管路と、 前記混合栓を通じた給湯と前記バイパス給湯管路を通じ
   た給湯とを切り換える切換手段とを具備していることを
   特徴とする給湯システム。
2. 【請求項２】 電温貯湯槽の給湯管に蓄熱貯湯槽の湯水
   を選択的に導く切換弁が設けられるとともに、電温貯湯
   槽の給湯管にバイパス給湯管路が接続されたことを特徴
   とする請求項１記載の給湯システム。
3. 【請求項３】 ソーラ集熱中は蓄熱貯湯槽からの給湯を
   停止させるとともに電温貯湯槽からバイパス給湯管路を
   通じて給湯させ、かつ、ソーラ集熱で蓄熱貯湯槽の湯水
   が所定温度に昇温されたら蓄熱貯湯槽からの給湯を優先
   させる給湯制御手段を具備していることを特徴とする請
   求項１または２記載の給湯システム。
4. 【請求項４】 給湯制御手段は、給湯要求温度に対して
   混合栓により蓄熱貯湯槽からの湯水に電温貯湯槽からの
   湯水を混合させることを特徴とする請求項３記載の給湯
   システム。
5. 【請求項５】 蓄熱貯湯槽と混合栓の間の給湯管に給水
   管路が接続され、混合栓に対して蓄熱貯湯槽からの給湯
   と給水管からの給水とを切り換える給水切換手段が設け
   られたことを特徴とする請求項１ないし４いずれか記載
   の給湯システム。
6. 【請求項６】 電温貯湯槽の湯水を、少なくとも特定時
   間帯の電力を主体に沸き上げる沸上制御手段を具備して
   いることを特徴とする請求項１ないし５いずれか記載の
   給湯システム。
7. 【請求項７】 沸上制御手段は、ソーラ集熱によって蓄
   熱貯湯槽の湯水が所定温度に昇温されなかった場合、特
   定時間帯以外での電温貯湯槽の湯水の沸き上げを許容す
   ることを特徴とする請求項６記載の給湯システム。