給湯システム
【課題】設定された温度の湯水を蛇口又はシャワーからなる湯水口に供給する給湯システムを提供する。
【解決手段】給湯システム１０は、頂部に湯の出湯口１４を備えた貯湯タンク１１と、出湯口１４からの湯に水道水を混合する第１の混合弁１９及びこれに直列に接続される切換え弁３９を備え湯水口３０に所定温度の湯水を供給する第１の出湯回路３１と、出湯口１４からの湯に水道水を混合する第２の混合弁２２、給湯器３４、及び切換え弁３９を直列に有し湯水口３０に所定温度の湯水を供給する第２の出湯回路３２とを備え、出湯口１４から出湯される湯の温度をＴ１、湯水口３０へ供給する湯水の温度として設定された温度をＴ２とすると、１）Ｔ１−α≧Ｔ２の場合、第１の出湯回路３１を介して、湯水口３０に温度Ｔ２の湯水を供給し、２）Ｔ１−α＜Ｔ２の場合、第２の出湯回路３２を介して、湯水口３０に温度Ｔ２の湯水を供給する。
【解決手段】給湯システム１０は、頂部に湯の出湯口１４を備えた貯湯タンク１１と、出湯口１４からの湯に水道水を混合する第１の混合弁１９及びこれに直列に接続される切換え弁３９を備え湯水口３０に所定温度の湯水を供給する第１の出湯回路３１と、出湯口１４からの湯に水道水を混合する第２の混合弁２２、給湯器３４、及び切換え弁３９を直列に有し湯水口３０に所定温度の湯水を供給する第２の出湯回路３２とを備え、出湯口１４から出湯される湯の温度をＴ１、湯水口３０へ供給する湯水の温度として設定された温度をＴ２とすると、１）Ｔ１−α≧Ｔ２の場合、第１の出湯回路３１を介して、湯水口３０に温度Ｔ２の湯水を供給し、２）Ｔ１−α＜Ｔ２の場合、第２の出湯回路３２を介して、湯水口３０に温度Ｔ２の湯水を供給する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貯湯タンクから出湯される湯を温度調節して所定温度の湯水とし、蛇口又はシャワーからなる湯水口へ湯水を供給する給湯システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、貯湯タンクからの湯を温度調整して所定温度の湯水とし、この湯水を蛇口又はシャワーからなる湯水口へ供給する給湯システムが開発されている。
例えば、非特許文献１に記載の給湯システム１００は、図３に示すように、供給口１０８から水道水が給水される貯湯タンク１０１を有しており、貯湯タンク１０１内の湯水をソーラシステム１０２により昇温し、貯湯タンク１０１の出湯口１０３から出湯する湯の温度が設定温度より高い場合、途中に切換え弁１１０を有する出湯回路１０６を介して、湯水口１０５に湯を供給し、出湯口１０３からの湯の温度が設定温度より低い場合、湯に水道水を混合する混合弁１０９、給湯器１０４及び切換え弁１１０を直列に有する出湯回路１０７を介して、給湯器１０４で設定温度に昇温した湯を湯水口１０５に供給している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】株式会社長府製作所 ソーラー機器総合カタログ２００４（Ｉ）「サンワイタ」ＳＷ−０４−０００１−改 ｐ．５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、出湯口１０３から出湯する湯の温度が設定温度より高い場合、出湯口１０３からの湯が出湯回路１０６で温度調整されることなく湯水口１０５に供給されるので、湯水口１０５に供給される湯は、設定温度より高い温度となり、湯水口１０５から設定温度の湯水を出水するには、湯水口１０５で水道水を混合することが必要となる。
【０００５】
通常、湯水口１０５での水道水の混合は、手作業で行われ、実際に湯水口１０５から流れ出る湯水に触れながら水道水の混合量を変え温度調整をするので、温度調整をする間に流れる湯水は無駄となり、また、この手操作は温度調整を行う者にとって面倒である。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、貯湯タンクからの湯温と設定温度の関係に関わらず湯水口に設定温度の湯水を供給することが可能な給湯システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的に沿う給湯システムは、底部に水道水の供給口を、頂部に湯の出湯口をそれぞれ備えた貯湯タンクを有する給湯システムにおいて、前記出湯口からの湯に水道水を混合する第１の混合弁及びこれに直列に接続される切換え弁を備え、蛇口又はシャワーからなる湯水口に所定温度の湯水を供給する第１の出湯回路と、前記出湯口からの湯に水道水を混合する第２の混合弁、給湯器、及び前記切換え弁を直列に有し、前記湯水口に湯水を供給する第２の出湯回路とを備え、前記貯湯タンクの前記出湯口から出湯される湯の温度をＴ１、前記湯水口へ供給する湯水の温度として設定された温度をＴ２、０度（℃）以上５度（℃）以下の範囲で予め設定される温度をαとすると、１）Ｔ１−α≧Ｔ２の場合、前記第１の出湯回路を介して、前記出湯口からの湯と、水道水を前記第１の混合弁で混合し温度Ｔ２の湯水として、前記湯水口に湯水を供給し、２）Ｔ１−α＜Ｔ２の場合、前記第２の出湯回路を介して、前記給湯器に供給して温度Ｔ２の湯水として、前記湯水口に湯水を供給する。
【０００７】
本発明に係る給湯システムにおいて、前記給湯器への供給が可能な湯水の最高温度をＴｍとすると、Ｔ１−α＜Ｔ２でかつＴ１＞Ｔｍの場合、前記第２の混合弁で前記出湯口からの湯に水道水を所定割合で混合しＴｍ以下の温度の湯水とし、前記給湯器に供給することが好ましい。
【０００８】
本発明に係る給湯システムにおいて、前記給湯器は、浴槽内へ所定温度の湯水を所定量入れる湯張り機能が設けられ、前記第２の混合弁の出口と前記給湯器との間に比例弁が配置され、前記第１の出湯回路を介して前記湯水口へ湯水を供給すると共に、前記給湯器の湯張り機能が作動しているときには、前記比例弁を作動させて該比例弁を通過する湯水の流量を制限することが好ましい。
【０００９】
本発明に係る給湯システムにおいて、前記比例弁の作動により流量が制限された状態で該比例弁を通過する湯水の流量は、該比例弁を作動しない全開の状態の１０〜５０％であることが好ましい。
本発明に係る給湯システムにおいて、前記貯湯タンクの内側下部には、ソーラパネルに循環回路を介して接続される熱交換器を有しているのが好ましい。
【００１０】
本発明に係る給湯システムにおいて、前記給湯器には、前記出湯口から出湯する湯の熱量から、前記供給口を通って前記貯湯タンクに入水する水道水の熱量を差し引いて、前記ソーラパネルから供給される熱媒水によって与えられ、前記貯湯タンクから出た湯水の熱量Ｐを算出する熱量算出手段が信号接続され、前記熱量算出手段は、前記給湯器に設定される前記温度Ｔ２と、前記湯水口に供給される湯水の量とから前記湯水口に供給される熱量Ｑを算出し、該熱量Ｑに対する前記熱量Ｐの比率を求めるのが好ましい。
【００１１】
本発明に係る給湯システムにおいて、前記給湯器には、前記出湯口から出湯する湯の熱量から、前記供給口を通って前記貯湯タンクに入水する水道水の熱量を差し引いて、前記ソーラパネルから供給される熱媒水によって与えられ、前記貯湯タンクから出た湯水の熱量Ｐを算出する熱量算出手段が信号接続され、前記熱量算出手段は、前記湯水口及び前記浴槽に供給される湯水の温度として前記給湯器に設定される前記温度Ｔ２と、前記湯水口及び前記浴槽に供給される湯水の量とから前記湯水口及び前記浴槽に供給される熱量Ｑを算出し、該熱量Ｑに対する前記熱量Ｐの比率を求めるのが好ましい。
【００１２】
本発明に係る給湯システムにおいて、前記熱量Ｑに対する前記熱量Ｐの比率は、前記熱量算出手段に信号接続されたディスプレイに表示されるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１〜１０記載の給湯システムは、Ｔ１−α≧Ｔ２の場合、出湯口からの湯と水道水を第１の混合弁で混合し温度Ｔ２の湯水を湯水口に供給し、Ｔ１−α＜Ｔ２の場合、給湯器で温度Ｔ２の湯水として、湯水口に湯水を供給するので、湯水口へ供給する湯水の温度として設定された温度Ｔ２と出湯口から出湯される湯の温度の相対的な高低関係に関わらず、湯水口に温度Ｔ２の湯水を供給可能である。
【００１４】
特に、請求項２記載の給湯システムは、Ｔ１−α＜Ｔ２でかつＴ１＞Ｔｍの場合、第２の混合弁で出湯口からの湯に水道水を混合しＴｍ以下の温度の湯水として、給湯器に供給するので、給湯器へＴｍより高温の湯水を供給することにより給湯器に温度調整不能の状態又は故障等が発生するのを防止することが可能である。
【００１５】
請求項３記載の給湯システムは、給湯器の湯張り機能が作動中に第１の出湯回路を介して湯水口へ湯又は湯水を供給しているときには、比例弁を作動させて比例弁を通過する湯水の流量を制限するので、湯張りの影響により湯水口に供給される湯水の温度がＴ２を大きく外れるのを回避可能である。
【００１６】
請求項４記載の給湯システムは、比例弁の作動により流量が制限された状態で比例弁を通過する湯水の流量は、比例弁を作動しない全開の状態の１０〜５０％であるので、浴槽へ湯水の供給をしつつ、湯水口に供給される湯水の温度がＴ２を大きく外れるのを回避可能である。
【００１７】
請求項５及び８記載の給湯システムは、貯湯タンクの内側下部にソーラパネルに接続される熱交換器を有するので、貯湯タンク内の湯水を加熱するのに太陽熱を利用することができ、エネルギー消費を低減できる。
【００１８】
請求項６記載の給湯システムは、熱量算出手段が、給湯器に設定される温度Ｔ２と、湯水口に供給される湯水の量とから湯水口に供給される熱量Qを算出するので、湯水口に供給する湯水の温度を実測する温度検出センサ等を設けることなく、熱量算出手段が湯水口に供給される湯水の温度を取得でき、熱量Ｑを算出するために必要な部品、部材の点数を低減することができる。
【００１９】
請求項９記載の給湯システムは、熱量算出手段が、湯水口及び浴槽に供給される湯水の温度として給湯器に設定される温度Ｔ２と、湯水口及び浴槽に供給される湯水の量とから湯水口及び浴槽に供給される熱量Ｑを算出するので、湯水口及び浴槽に供給する湯水の温度を実測する温度検出センサ等を設けることなく、熱量算出手段が湯水口及び浴槽に供給される湯水の温度を取得でき、熱量Ｑを算出するために必要な部品、部材の点数を低減することができる。
【００２０】
請求項７及び１０記載の給湯システムは、熱量Ｑに対する熱量Ｐの比率が、ディスプレイに表示されるので、給湯システムの利用者は、使用された湯水の熱量に対するソーラパネルから与えられた熱量の寄与率を容易に確認することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る給湯システムの説明図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る給湯システムの説明図である。
【図３】従来例に係る給湯システムを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る給湯システム１０は、湯水を貯える貯湯タンク１１と、貯湯タンク１１内の湯水の温度を上昇させるソーラシステム１２とを有する。
貯湯タンク１１は、底部に貯湯タンク１１内に水道水を取り込む水道水の供給口１３を備え、頂部に貯湯タンク１１内の湯を出湯する出湯口１４を備えている。
【００２３】
ソーラシステム１２は、太陽熱を吸収し内在する熱媒水を加熱するソーラパネル１５を有し、貯湯タンク１１の内側下部には、ソーラパネル１５に循環回路１６を介して接続される熱交換器１７が配置されている。循環回路１６には、循環ポンプ１８、及び図示しないアキュームタンクが取付けられ、ソーラパネル１５に内在する熱媒水は、循環ポンプ１８の作動により循環回路１６内を流動し熱交換器１７を通過してソーラパネル１５に戻る。熱交換器１７は、ソーラパネル１５で加熱された熱媒水を熱源にした熱交換により貯湯タンク１１内の湯水を加熱する。なお、アキュームタンクは、加熱による熱媒水の膨張を吸収するために設けられている。
【００２４】
出湯口１４は、出湯口１４から出湯された湯に水道水を混合する第１の混合弁１９が有する第１の湯入口２０に配管接続されると共に、出湯口１４から出湯された湯に水道水を混合する第２の混合弁２２が有する第２の湯入口２３に配管接続されている。
第１の混合弁１９は、第１の湯入口２０に加え水道管２４に接続され水道水が給水される第１の水道水入口２５と、出湯口１４からの湯に水道水を混合した湯水を送り出す第１の出口２６とを有する。
【００２５】
また、第２の混合弁２２は、第２の湯入口２３に加え水道管２４に接続され水道水が給水される第２の水道水入口２７と、出湯口１４からの湯に水道水を混合した湯水を送り出す第２の出口２８とを有している。なお、水道管２４は、供給口１３にも接続され供給口１３を介して貯湯タンク１１に水道水を給水する。
【００２６】
第１の混合弁１９は、第１の湯入口２０及び第１の水道水入口２５それぞれの流路の断面積の大きさを変更、あるいは、流路を完全に塞ぐことができるので、第１の湯入口２０から入湯する出湯口１４からの湯量と第１の水道水入口２５から入水する水道水量を調整して所定温度の湯水とし、第１の出口２６から出水することができる。
また、第２の混合弁２２も、第２の湯入口２３及び第２の水道水入口２７それぞれの流路の断面積の大きさを変更、あるいは、流路を完全に塞ぐことができるので、第２の湯入口２３から入湯する出湯口１４からの湯量と第２の水道水入口２７から入水する水道水量を調整して所定温度の湯水とし、第２の出口２８から出水することができる。
【００２７】
よって、第１、第２の混合弁１９、２２が第１、第２の出口２６、２８からそれぞれ出水する湯水の温度は、水道水の温度以上で出湯口１４から出湯される湯の温度以下の範囲となる。
第１の混合弁１９には、切換え弁３９が直列に接続されており、第１の混合弁１９及び切換え弁３９を備え、貯湯タンク１１の出湯口１４から蛇口又はシャワーからなる湯水口３０に所定温度の湯水を供給する第１の出湯回路３１が形成されている。
【００２８】
また、第２の混合弁２２には、通過する湯水の流量を制限する比例弁３３、湯水を加熱する給湯器３４、及び切換え弁３９が順に直列に接続され、第２の混合弁２２、比例弁３３、給湯器３４、及び切換え弁３９を有し、貯湯タンク１１の出湯口１４から湯水口３０に所定温度の湯水を供給する第２の出湯回路３２が形成されている。
給湯器３４は、燃焼等により発生させた熱で第２の出湯回路３２を通過する湯水を加熱する加熱部３５を備えている。
【００２９】
また、比例弁３３は、例えばモータバルブからなり、流路の断面積の大きさを変更可能であり、流路の断面積を小さくすることで比例弁３３を通過する湯水の流量を制限（減量）する。
切換え弁３９は、第１の出口２６に配管接続された第１の切換え基口３６、加熱部３５の湯水の出側に配管接続された第２の切換え基口３７、及び湯水口３０に配管接続された出湯先口３８を有し、第１、第２の切換え基口３６、３７のうち一方を湯水が通過可能な状態にしているとき、他方を湯水が通過できない状態にするので、湯水口３０への湯水の供給経路を第１の出湯回路３１にするか、第２の出湯回路３２にするかが切換え可能である。
【００３０】
貯湯タンク１１の上部で出湯口１４の近傍には、出湯口１４から出湯される湯の温度を計測可能な温度センサの一例であるサーミスタ４０が設けられ、水道管２４には、水道水の温度を計測するサーミスタ４１が取付けられている。
給湯システム１０には、第１の混合弁１９、第２の混合弁２２、比例弁３３、給湯器３４、切換え弁３９、及びサーミスタ４０、４１に接続された図示しない制御部が備えられている。
【００３１】
制御部には、湯水口３０へ供給する湯水の温度Ｔ２（以下「設定温度Ｔ２」ともいう）及び０度以上５度以下の範囲の温度αが予め設定されている。制御部は、サーミスタ４０で計測された湯の温度Ｔ１を検知し、Ｔ１からαを減じた温度とＴ２とを比較し、この比較結果によって第１の出湯回路３１を介して湯水口３０へ湯水を供給するか、あるいは第２の出湯回路３２を介して湯水口３０へ湯水を供給するかを決定する。なお、温度Ｔ１は天気によっても異なるが４０℃〜８０℃、温度Ｔ２は３０℃〜７５℃の範囲である。第１、第２の混合弁１９、２２は、その構造上、それぞれ第１、第２の水道水入口２５、２７からの水道水の流入を完全に止めることができないものがあることから、Ｔ１からαを減じた温度をＴ２と比較しており、例えば、αとして２℃が設定される。
【００３２】
また、制御部は、内部に設定温度Ｔ２等を記憶するメモリと、湯水口３０への湯水の供給回路の決定、第１、第２の混合弁１９、２２での出湯口１４からの湯に混合する水道水の割合の算出や下記の制御を実行するプログラムを搭載したＲＯＭと、ＲＯＭと外部（第１の混合弁１９、第２の混合弁２２、比例弁３３、給湯器３４、切換え弁３９、及びサーミスタ４０、４１）との間の信号変換、信号伝達を行うインターフェースを有する。
【００３３】
Ｔ１−α≧Ｔ２の場合、制御部は、切換え弁３９を作動し第１の切換え基口３６を湯水が通過可能な状態にする。
そして、Ｔ１−α≧Ｔ２の場合、第１の混合弁１９で貯湯タンク１１からの湯に水道水が所定割合で混合されて温度Ｔ２の湯水とされ、第１の出湯回路３１を介して、湯水口３０に温度Ｔ２の湯水が供給される。
【００３４】
Ｔ１−α＜Ｔ２の場合、制御部は、切換え弁３９を作動し第２の切換え基口３７を湯水が通過可能な状態にし、第２の出湯回路３２を介して、第２の混合弁２２から給湯器３４に湯水を供給する。そして、給湯器３４は、第２の混合弁２２から供給された湯水を温度Ｔ２の湯水とし、湯水口３０に温度Ｔ２の湯水を供給する。
したがって、給湯システム１０は、温度Ｔ１と温度Ｔ２の相対的な高低関係に関わらず湯水口３０に温度Ｔ２の湯水を供給でき、湯水口３０で水道水の混合等をすることなく、湯水口３０から安定して設定温度Ｔ２の湯水を出水できる。なお、湯水口３０には、水道水を供給する水道管４３が連結されているので、湯水口３０で水道水を混合することで、湯水口３０から温度Ｔ２より低温の湯水を出水することもできる。
【００３５】
ここで、給湯器３４を構成する部品、部材等には個々の耐熱性能があることや、また、給湯器３４には湯水が流入した際に必ず燃焼し湯水を昇温する仕様のものがあり、湯水口３０へ使用者に危険が生じ得る高温（例えば８０℃）の湯を供給すること、及び流入した温度Ｔ２の湯水を温度Ｔ２を超えた温度にして湯水口３０へ供給することを回避するため、給湯器３４に供給可能な湯水の最高温度（給湯器３４の最低燃焼熱量から算出される温度で、例えば３５℃）が定められている。
この給湯器３４へ供給可能な湯水の最高温度をＴｍとすると、Ｔ１−α＜Ｔ２かつＴ１＞Ｔｍの場合、制御部は、第２の混合弁２２を作動し第２の湯入口２３から入湯する湯量と第２の水道水入口２７から入水する水道水の水量とを調整して、第２の混合弁２２で出湯口１４からの湯に水道水を所定割合で混合しＴｍ以下の温度の湯水とし、給湯器３４に供給する。給湯器３４は、第２の混合弁２２から供給されたＴｍ以下の温度の湯水を加熱部３５で加熱して温度Ｔ２の湯水とし、湯水口３０に温度Ｔ２の湯水を供給する。
【００３６】
比例弁３３と給湯器３４の間には、第２の混合弁２２の第２の出口２８から出水される湯水の温度を計測するサーミスタ４４が設けられ、また、第１の混合弁１９と切換え弁３９の間には、第１の混合弁１９の第１の出口２６から出水される湯水の温度を計測するサーミスタ４９が設けられている。サーミスタ４４、４９は制御部に接続されており、制御部は、サーミスタ４４による計測値から、実際に第２の出口２８から出水されている湯水の温度がＴｍ以下の温度であることを検知でき、また、サーミスタ４９による計測値から実際に第１の出口２６から出水されている湯水の温度がＴ２であることを検知可能である。
給湯器３４の加熱部３５には、浴槽４５まで達する浴槽配管４６が接続され、浴槽配管４６の給湯器３４内に位置する部分には、加熱部３５から浴槽４５に向かって順に開閉弁４７及び逆止弁４８が配置されている。なお、開閉弁４７には、制御部が接続されており、制御部は、開閉弁４７を作動して湯水が通過可能な状態及び湯水が通過できない状態にすることができる。
【００３７】
給湯器３４には、浴槽４５内へ所定温度の湯水を所定量入れる湯張り機能が設けられ、制御部は、給湯器３４から湯張り機能の作動、及び停止の信号を受信することができる。
制御部は、湯張り機能が作動すると、その作動信号を受信し開閉弁４７を湯水が通過可能な状態とし、加熱部３５から出た湯水が浴槽配管４６を介して浴槽４５内に入水する。開閉弁４７は浴槽４５への湯張りが行われていないとき湯水が通過できない状態にされる。また、逆止弁４８は、加熱部３５側から浴槽４５方向へ湯水を通すが、その逆方向、すなわち浴槽４５側から加熱部３５へは湯水（湯）を通さず、断水時でも浴槽４５の湯が水道管２４側へ流入しないように設けられている。
【００３８】
第１の出湯回路３１を介して湯水口３０へ湯水を供給している最中に浴槽４５への湯張りが開始されたとき、制御部は、開閉弁４７を湯水が通過可能な状態にし、出湯口１４から出湯された湯を第１の湯入口２０に供給するのに加えて、第２の湯入口２３にも湯を供給し始める。この際、湯張り開始前に出湯口１４からの湯が全て第１の湯入口２０に流れていた状態から、湯の一部が第２の湯入口２３にも流れ出すので、第１の湯入口２０に供給される湯量が減少し、また、第１の水道水入口２５へ流入する水量も減少するので第１の出口２６から出水される湯水の温度は一時的に温度Ｔ２と異なる場合が生じる。
【００３９】
よって、制御部は、第１の出口２６から出水される湯水を温度Ｔ２にすべく、温度Ｔ２を下回る場合は第１の混合弁１９を作動して、第１の水道水入口２５から入水する水道水の水量を少なくし、温度Ｔ２を上回る場合は第１の湯入口２０に入湯する貯湯タンク１１の出湯口１４からの湯量を少なくするが、第１の出口２６から出水される湯水が温度Ｔ２になるまで、設定温度Ｔ２と異なる温度の湯水が湯水口３０に供給されることになる。
【００４０】
制御部は、第１の出湯回路３１を介して湯水口３０へ湯水を供給している最中に開閉弁４７を湯水が通過可能な状態にする際、第２の出口２８と給湯器３４との間に配置された比例弁３３を作動し比例弁３３を通過する湯水の流量を制限（減量）して、第２の湯入口２３に入湯する湯を減量するので、出湯口１４からの湯を第１の湯入口２０に優先的に供給し湯水口３０に供給する湯水の温度が温度Ｔ２を大きく外れるのを回避し、更に湯水口３０に供給する湯水の温度を設定温度Ｔ２にするまでの時間を短縮する。なお、制御部は、切換え弁３９に接続されているので、第１の出湯回路３１を介して出湯口１４からの湯が湯水口３０へ供給されている状態であることを検知できる。
【００４１】
また、給湯器３４の湯張り機能が作動中に第１の出湯回路３１を介して湯水口３０へ湯水を供給し始めた場合も、制御部は、比例弁３３を作動して比例弁３３を通過する湯水の流量を制限し、湯水口３０に供給する湯水の温度が設定温度Ｔ２を大きく下回るのを回避し、更に湯水口３０に供給する湯水の温度を設定温度Ｔ２にするまでの時間を短縮する。
なお、比例弁３３が通過する湯水の流量を制限するのは、第１の出湯回路３１を介して湯水口３０へ湯水を供給し、かつ湯張り機能を作動しているときとなる。
【００４２】
ここで、比例弁３３の作動により通過する湯水の流量が制限された状態で比例弁３３を通過する湯水の流量を、比例弁３３を作動しない全開の状態の１０〜５０％、好ましくは２０〜４０％とすることで浴槽４５へ湯水の供給をしつつ、湯水口３０から湯水を出水するのに大きな不都合を生じさせない範囲の温度の湯水を湯水口３０に供給することができる。
【００４３】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る給湯システム１０ａについて説明する。
なお、給湯システム１０と同一の構成要素については同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
図２に示すように、給湯システム１０ａは、湯温設定手段４２を備える給湯器３４ａを有し、湯温設定手段４２には、湯水口３０及び浴槽４５に供給される湯水の温度として温度Ｔ２が設定される。給湯器３４ａには、湯温設定手段４２に設定された温度Ｔ２の値を表示するディスプレイ５０が設けられ、給湯システム１０ａの利用者は、このディスプレイ５０の表示から設定温度Ｔ２を確認することができる。なお、湯温設定手段４２は、例えば給湯器３４ａに内蔵されたマイクロコンピュータが搭載するプログラム等からなる。
【００４４】
第１、第２の出湯回路３１、３２には、第１の混合弁１９の第１の出口２６及び第２の混合弁２２の第２の出口２８から出水された湯水の量を計測する流量センサ５１、５２がそれぞれ設けられている。
流量センサ５１、５２には、熱量算出手段５３が信号接続され、熱量算出手段５３は、湯水口３０及び浴槽４５に供給される合計の熱量を算出する。給湯システム１０ａには、混合弁等の制御を行う図示しない制御部が設けられ、熱量算出手段５３は、例えば、制御部が有するＲＯＭに搭載されたプログラムからなり、インターフェースを介して、流量センサ５１、５２、サーミスタ４１、４４、４９及び湯温設定手段４２とデータ通信を行うことができる。
【００４５】
第１の混合弁１９を通った（最終的に湯水口３０に供給される）湯水の熱量をＰ１、第２の混合弁２２を通った（最終的に湯水口３０及び浴槽４５に供給される）湯水の熱量をＰ２として、熱量算出手段５３は、サーミスタ４９と流量センサ５１から取得した情報、及びサーミスタ４４と流量センサ５２から取得した情報を基に、熱量Ｐ１及び熱量Ｐ２をそれぞれ算出する。また、熱量算出手段５３は、サーミスタ４１から水道水の温度を取得し、この水道水の温度に流量センサ５１、５２を通過した湯水の量を乗算して熱量Ｐ３を算出する。
そして、熱量算出手段５３は、熱量Ｐ１に熱量Ｐ２を加えた値から熱量Ｐ３を差し引いて、熱量Ｐを算出する。熱量Ｐは、ソーラパネル１５から供給される熱媒水によって貯湯タンク１１に与えられた熱量のうち、出湯口１４を通って貯湯タンク１１から出た熱量（すなわち、出湯口１４から出湯する湯の熱量から、供給口１３を通って貯湯タンク１１に入水する水道水の熱量を差し引いた熱量）である。
【００４６】
熱量算出手段５３は、流量センサ５１、５２から取得した情報を基に、流量センサ５１、５２を通過して湯水口３０及び浴槽４５に供給された湯水の量を検知し、湯温設定手段４２から取得する温度Ｔ２と、湯水口３０及び浴槽４５に供給される湯水の量とを乗算して得た熱量を時間軸で積分して熱量Ｑを算出する。そして、熱量算出手段５３は、熱量Ｐを熱量Ｑで除算して、熱量Ｑに対する熱量Ｐの比率（Ｐ／Ｑ）を求め、湯水口３０及び浴槽４５に供給された湯水全体の熱量に対する、ソーラパネル１２が熱媒水を介して貯湯タンク１１に与えた熱量の寄与率を算出する。このＰ／Ｑの値は、熱量算出手段５３にインターフェースを介して信号接続されたディスプレイ５４に表示される。
なお、給湯器に湯張り機能が設けられていない場合は、熱量算出手段５３によって、流量センサ５１、５２を通過して湯水口３０に供給された湯水の量を検知し、湯温設定手段４２から取得する温度Ｔ２（湯水口３０に供給される湯水の温度として設定されたもの）と、湯水口３０に供給される湯水の量とを乗算して得た熱量を時間軸で積分して、熱量Ｑを算出する。
【００４７】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲である。
例えば、貯湯タンク１１内の湯水を上昇させるのは、ソーラシステム１２に限ることなく、ヒートポンプ式熱源機やその他の加熱源を採用することができる。また、比例弁３３の作動により流量を制限した状態での比例弁３３を通過する湯水の流量を、全開の状態の１０〜５０％、好ましくは２０〜４０％としているが、給湯システムを構成する部材や、水圧等によって、この数値は変更可能である。更に、給湯器は、湯温設定手段に設定された温度を表示するディスプレイ及び湯温設定手段を備えるリモコン装置を有することができる。Ｐ／Ｑの値を表示するディスプレイは、熱量算出手段とデータ通信が可能なリモコン装置に設けることが可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１０、１０ａ：給湯システム、１１：貯湯タンク、１２：ソーラシステム、１３：供給口、１４：出湯口、１５：ソーラパネル、１６：循環回路、１７：熱交換器、１８：循環ポンプ、１９：第１の混合弁、２０：第１の湯入口、２２：第２の混合弁、２３：第２の湯入口、２４：水道管、２５：第１の水道水入口、２６：第１の出口、２７：第２の水道水入口、２８：第２の出口、３０：湯水口、３１：第１の出湯回路、３２：第２の出湯回路、３３：比例弁、３４、３４ａ：給湯器、３５：加熱部、３６：第１の切換え基口、３７：第２の切換え基口、３８：出湯先口、３９：切換え弁、４０、４１：サーミスタ、４２：湯温設定手段、４３：水道管、４４：サーミスタ、４５：浴槽、４６：浴槽配管、４７：開閉弁、４８：逆止弁、４９：サーミスタ、５０：ディスプレイ、５１、５２：流量センサ、５３：熱量算出手段、５４：ディスプレイ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貯湯タンクから出湯される湯を温度調節して所定温度の湯水とし、蛇口又はシャワーからなる湯水口へ湯水を供給する給湯システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、貯湯タンクからの湯を温度調整して所定温度の湯水とし、この湯水を蛇口又はシャワーからなる湯水口へ供給する給湯システムが開発されている。
例えば、非特許文献１に記載の給湯システム１００は、図３に示すように、供給口１０８から水道水が給水される貯湯タンク１０１を有しており、貯湯タンク１０１内の湯水をソーラシステム１０２により昇温し、貯湯タンク１０１の出湯口１０３から出湯する湯の温度が設定温度より高い場合、途中に切換え弁１１０を有する出湯回路１０６を介して、湯水口１０５に湯を供給し、出湯口１０３からの湯の温度が設定温度より低い場合、湯に水道水を混合する混合弁１０９、給湯器１０４及び切換え弁１１０を直列に有する出湯回路１０７を介して、給湯器１０４で設定温度に昇温した湯を湯水口１０５に供給している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】株式会社長府製作所 ソーラー機器総合カタログ２００４（Ｉ）「サンワイタ」ＳＷ−０４−０００１−改 ｐ．５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、出湯口１０３から出湯する湯の温度が設定温度より高い場合、出湯口１０３からの湯が出湯回路１０６で温度調整されることなく湯水口１０５に供給されるので、湯水口１０５に供給される湯は、設定温度より高い温度となり、湯水口１０５から設定温度の湯水を出水するには、湯水口１０５で水道水を混合することが必要となる。
【０００５】
通常、湯水口１０５での水道水の混合は、手作業で行われ、実際に湯水口１０５から流れ出る湯水に触れながら水道水の混合量を変え温度調整をするので、温度調整をする間に流れる湯水は無駄となり、また、この手操作は温度調整を行う者にとって面倒である。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、貯湯タンクからの湯温と設定温度の関係に関わらず湯水口に設定温度の湯水を供給することが可能な給湯システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的に沿う給湯システムは、底部に水道水の供給口を、頂部に湯の出湯口をそれぞれ備えた貯湯タンクを有する給湯システムにおいて、前記出湯口からの湯に水道水を混合する第１の混合弁及びこれに直列に接続される切換え弁を備え、蛇口又はシャワーからなる湯水口に所定温度の湯水を供給する第１の出湯回路と、前記出湯口からの湯に水道水を混合する第２の混合弁、給湯器、及び前記切換え弁を直列に有し、前記湯水口に湯水を供給する第２の出湯回路とを備え、前記貯湯タンクの前記出湯口から出湯される湯の温度をＴ１、前記湯水口へ供給する湯水の温度として設定された温度をＴ２、０度（℃）以上５度（℃）以下の範囲で予め設定される温度をαとすると、１）Ｔ１−α≧Ｔ２の場合、前記第１の出湯回路を介して、前記出湯口からの湯と、水道水を前記第１の混合弁で混合し温度Ｔ２の湯水として、前記湯水口に湯水を供給し、２）Ｔ１−α＜Ｔ２の場合、前記第２の出湯回路を介して、前記給湯器に供給して温度Ｔ２の湯水として、前記湯水口に湯水を供給する。
【０００７】
本発明に係る給湯システムにおいて、前記給湯器への供給が可能な湯水の最高温度をＴｍとすると、Ｔ１−α＜Ｔ２でかつＴ１＞Ｔｍの場合、前記第２の混合弁で前記出湯口からの湯に水道水を所定割合で混合しＴｍ以下の温度の湯水とし、前記給湯器に供給することが好ましい。
【０００８】
本発明に係る給湯システムにおいて、前記給湯器は、浴槽内へ所定温度の湯水を所定量入れる湯張り機能が設けられ、前記第２の混合弁の出口と前記給湯器との間に比例弁が配置され、前記第１の出湯回路を介して前記湯水口へ湯水を供給すると共に、前記給湯器の湯張り機能が作動しているときには、前記比例弁を作動させて該比例弁を通過する湯水の流量を制限することが好ましい。
【０００９】
本発明に係る給湯システムにおいて、前記比例弁の作動により流量が制限された状態で該比例弁を通過する湯水の流量は、該比例弁を作動しない全開の状態の１０〜５０％であることが好ましい。
本発明に係る給湯システムにおいて、前記貯湯タンクの内側下部には、ソーラパネルに循環回路を介して接続される熱交換器を有しているのが好ましい。
【００１０】
本発明に係る給湯システムにおいて、前記給湯器には、前記出湯口から出湯する湯の熱量から、前記供給口を通って前記貯湯タンクに入水する水道水の熱量を差し引いて、前記ソーラパネルから供給される熱媒水によって与えられ、前記貯湯タンクから出た湯水の熱量Ｐを算出する熱量算出手段が信号接続され、前記熱量算出手段は、前記給湯器に設定される前記温度Ｔ２と、前記湯水口に供給される湯水の量とから前記湯水口に供給される熱量Ｑを算出し、該熱量Ｑに対する前記熱量Ｐの比率を求めるのが好ましい。
【００１１】
本発明に係る給湯システムにおいて、前記給湯器には、前記出湯口から出湯する湯の熱量から、前記供給口を通って前記貯湯タンクに入水する水道水の熱量を差し引いて、前記ソーラパネルから供給される熱媒水によって与えられ、前記貯湯タンクから出た湯水の熱量Ｐを算出する熱量算出手段が信号接続され、前記熱量算出手段は、前記湯水口及び前記浴槽に供給される湯水の温度として前記給湯器に設定される前記温度Ｔ２と、前記湯水口及び前記浴槽に供給される湯水の量とから前記湯水口及び前記浴槽に供給される熱量Ｑを算出し、該熱量Ｑに対する前記熱量Ｐの比率を求めるのが好ましい。
【００１２】
本発明に係る給湯システムにおいて、前記熱量Ｑに対する前記熱量Ｐの比率は、前記熱量算出手段に信号接続されたディスプレイに表示されるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１〜１０記載の給湯システムは、Ｔ１−α≧Ｔ２の場合、出湯口からの湯と水道水を第１の混合弁で混合し温度Ｔ２の湯水を湯水口に供給し、Ｔ１−α＜Ｔ２の場合、給湯器で温度Ｔ２の湯水として、湯水口に湯水を供給するので、湯水口へ供給する湯水の温度として設定された温度Ｔ２と出湯口から出湯される湯の温度の相対的な高低関係に関わらず、湯水口に温度Ｔ２の湯水を供給可能である。
【００１４】
特に、請求項２記載の給湯システムは、Ｔ１−α＜Ｔ２でかつＴ１＞Ｔｍの場合、第２の混合弁で出湯口からの湯に水道水を混合しＴｍ以下の温度の湯水として、給湯器に供給するので、給湯器へＴｍより高温の湯水を供給することにより給湯器に温度調整不能の状態又は故障等が発生するのを防止することが可能である。
【００１５】
請求項３記載の給湯システムは、給湯器の湯張り機能が作動中に第１の出湯回路を介して湯水口へ湯又は湯水を供給しているときには、比例弁を作動させて比例弁を通過する湯水の流量を制限するので、湯張りの影響により湯水口に供給される湯水の温度がＴ２を大きく外れるのを回避可能である。
【００１６】
請求項４記載の給湯システムは、比例弁の作動により流量が制限された状態で比例弁を通過する湯水の流量は、比例弁を作動しない全開の状態の１０〜５０％であるので、浴槽へ湯水の供給をしつつ、湯水口に供給される湯水の温度がＴ２を大きく外れるのを回避可能である。
【００１７】
請求項５及び８記載の給湯システムは、貯湯タンクの内側下部にソーラパネルに接続される熱交換器を有するので、貯湯タンク内の湯水を加熱するのに太陽熱を利用することができ、エネルギー消費を低減できる。
【００１８】
請求項６記載の給湯システムは、熱量算出手段が、給湯器に設定される温度Ｔ２と、湯水口に供給される湯水の量とから湯水口に供給される熱量Qを算出するので、湯水口に供給する湯水の温度を実測する温度検出センサ等を設けることなく、熱量算出手段が湯水口に供給される湯水の温度を取得でき、熱量Ｑを算出するために必要な部品、部材の点数を低減することができる。
【００１９】
請求項９記載の給湯システムは、熱量算出手段が、湯水口及び浴槽に供給される湯水の温度として給湯器に設定される温度Ｔ２と、湯水口及び浴槽に供給される湯水の量とから湯水口及び浴槽に供給される熱量Ｑを算出するので、湯水口及び浴槽に供給する湯水の温度を実測する温度検出センサ等を設けることなく、熱量算出手段が湯水口及び浴槽に供給される湯水の温度を取得でき、熱量Ｑを算出するために必要な部品、部材の点数を低減することができる。
【００２０】
請求項７及び１０記載の給湯システムは、熱量Ｑに対する熱量Ｐの比率が、ディスプレイに表示されるので、給湯システムの利用者は、使用された湯水の熱量に対するソーラパネルから与えられた熱量の寄与率を容易に確認することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る給湯システムの説明図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る給湯システムの説明図である。
【図３】従来例に係る給湯システムを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る給湯システム１０は、湯水を貯える貯湯タンク１１と、貯湯タンク１１内の湯水の温度を上昇させるソーラシステム１２とを有する。
貯湯タンク１１は、底部に貯湯タンク１１内に水道水を取り込む水道水の供給口１３を備え、頂部に貯湯タンク１１内の湯を出湯する出湯口１４を備えている。
【００２３】
ソーラシステム１２は、太陽熱を吸収し内在する熱媒水を加熱するソーラパネル１５を有し、貯湯タンク１１の内側下部には、ソーラパネル１５に循環回路１６を介して接続される熱交換器１７が配置されている。循環回路１６には、循環ポンプ１８、及び図示しないアキュームタンクが取付けられ、ソーラパネル１５に内在する熱媒水は、循環ポンプ１８の作動により循環回路１６内を流動し熱交換器１７を通過してソーラパネル１５に戻る。熱交換器１７は、ソーラパネル１５で加熱された熱媒水を熱源にした熱交換により貯湯タンク１１内の湯水を加熱する。なお、アキュームタンクは、加熱による熱媒水の膨張を吸収するために設けられている。
【００２４】
出湯口１４は、出湯口１４から出湯された湯に水道水を混合する第１の混合弁１９が有する第１の湯入口２０に配管接続されると共に、出湯口１４から出湯された湯に水道水を混合する第２の混合弁２２が有する第２の湯入口２３に配管接続されている。
第１の混合弁１９は、第１の湯入口２０に加え水道管２４に接続され水道水が給水される第１の水道水入口２５と、出湯口１４からの湯に水道水を混合した湯水を送り出す第１の出口２６とを有する。
【００２５】
また、第２の混合弁２２は、第２の湯入口２３に加え水道管２４に接続され水道水が給水される第２の水道水入口２７と、出湯口１４からの湯に水道水を混合した湯水を送り出す第２の出口２８とを有している。なお、水道管２４は、供給口１３にも接続され供給口１３を介して貯湯タンク１１に水道水を給水する。
【００２６】
第１の混合弁１９は、第１の湯入口２０及び第１の水道水入口２５それぞれの流路の断面積の大きさを変更、あるいは、流路を完全に塞ぐことができるので、第１の湯入口２０から入湯する出湯口１４からの湯量と第１の水道水入口２５から入水する水道水量を調整して所定温度の湯水とし、第１の出口２６から出水することができる。
また、第２の混合弁２２も、第２の湯入口２３及び第２の水道水入口２７それぞれの流路の断面積の大きさを変更、あるいは、流路を完全に塞ぐことができるので、第２の湯入口２３から入湯する出湯口１４からの湯量と第２の水道水入口２７から入水する水道水量を調整して所定温度の湯水とし、第２の出口２８から出水することができる。
【００２７】
よって、第１、第２の混合弁１９、２２が第１、第２の出口２６、２８からそれぞれ出水する湯水の温度は、水道水の温度以上で出湯口１４から出湯される湯の温度以下の範囲となる。
第１の混合弁１９には、切換え弁３９が直列に接続されており、第１の混合弁１９及び切換え弁３９を備え、貯湯タンク１１の出湯口１４から蛇口又はシャワーからなる湯水口３０に所定温度の湯水を供給する第１の出湯回路３１が形成されている。
【００２８】
また、第２の混合弁２２には、通過する湯水の流量を制限する比例弁３３、湯水を加熱する給湯器３４、及び切換え弁３９が順に直列に接続され、第２の混合弁２２、比例弁３３、給湯器３４、及び切換え弁３９を有し、貯湯タンク１１の出湯口１４から湯水口３０に所定温度の湯水を供給する第２の出湯回路３２が形成されている。
給湯器３４は、燃焼等により発生させた熱で第２の出湯回路３２を通過する湯水を加熱する加熱部３５を備えている。
【００２９】
また、比例弁３３は、例えばモータバルブからなり、流路の断面積の大きさを変更可能であり、流路の断面積を小さくすることで比例弁３３を通過する湯水の流量を制限（減量）する。
切換え弁３９は、第１の出口２６に配管接続された第１の切換え基口３６、加熱部３５の湯水の出側に配管接続された第２の切換え基口３７、及び湯水口３０に配管接続された出湯先口３８を有し、第１、第２の切換え基口３６、３７のうち一方を湯水が通過可能な状態にしているとき、他方を湯水が通過できない状態にするので、湯水口３０への湯水の供給経路を第１の出湯回路３１にするか、第２の出湯回路３２にするかが切換え可能である。
【００３０】
貯湯タンク１１の上部で出湯口１４の近傍には、出湯口１４から出湯される湯の温度を計測可能な温度センサの一例であるサーミスタ４０が設けられ、水道管２４には、水道水の温度を計測するサーミスタ４１が取付けられている。
給湯システム１０には、第１の混合弁１９、第２の混合弁２２、比例弁３３、給湯器３４、切換え弁３９、及びサーミスタ４０、４１に接続された図示しない制御部が備えられている。
【００３１】
制御部には、湯水口３０へ供給する湯水の温度Ｔ２（以下「設定温度Ｔ２」ともいう）及び０度以上５度以下の範囲の温度αが予め設定されている。制御部は、サーミスタ４０で計測された湯の温度Ｔ１を検知し、Ｔ１からαを減じた温度とＴ２とを比較し、この比較結果によって第１の出湯回路３１を介して湯水口３０へ湯水を供給するか、あるいは第２の出湯回路３２を介して湯水口３０へ湯水を供給するかを決定する。なお、温度Ｔ１は天気によっても異なるが４０℃〜８０℃、温度Ｔ２は３０℃〜７５℃の範囲である。第１、第２の混合弁１９、２２は、その構造上、それぞれ第１、第２の水道水入口２５、２７からの水道水の流入を完全に止めることができないものがあることから、Ｔ１からαを減じた温度をＴ２と比較しており、例えば、αとして２℃が設定される。
【００３２】
また、制御部は、内部に設定温度Ｔ２等を記憶するメモリと、湯水口３０への湯水の供給回路の決定、第１、第２の混合弁１９、２２での出湯口１４からの湯に混合する水道水の割合の算出や下記の制御を実行するプログラムを搭載したＲＯＭと、ＲＯＭと外部（第１の混合弁１９、第２の混合弁２２、比例弁３３、給湯器３４、切換え弁３９、及びサーミスタ４０、４１）との間の信号変換、信号伝達を行うインターフェースを有する。
【００３３】
Ｔ１−α≧Ｔ２の場合、制御部は、切換え弁３９を作動し第１の切換え基口３６を湯水が通過可能な状態にする。
そして、Ｔ１−α≧Ｔ２の場合、第１の混合弁１９で貯湯タンク１１からの湯に水道水が所定割合で混合されて温度Ｔ２の湯水とされ、第１の出湯回路３１を介して、湯水口３０に温度Ｔ２の湯水が供給される。
【００３４】
Ｔ１−α＜Ｔ２の場合、制御部は、切換え弁３９を作動し第２の切換え基口３７を湯水が通過可能な状態にし、第２の出湯回路３２を介して、第２の混合弁２２から給湯器３４に湯水を供給する。そして、給湯器３４は、第２の混合弁２２から供給された湯水を温度Ｔ２の湯水とし、湯水口３０に温度Ｔ２の湯水を供給する。
したがって、給湯システム１０は、温度Ｔ１と温度Ｔ２の相対的な高低関係に関わらず湯水口３０に温度Ｔ２の湯水を供給でき、湯水口３０で水道水の混合等をすることなく、湯水口３０から安定して設定温度Ｔ２の湯水を出水できる。なお、湯水口３０には、水道水を供給する水道管４３が連結されているので、湯水口３０で水道水を混合することで、湯水口３０から温度Ｔ２より低温の湯水を出水することもできる。
【００３５】
ここで、給湯器３４を構成する部品、部材等には個々の耐熱性能があることや、また、給湯器３４には湯水が流入した際に必ず燃焼し湯水を昇温する仕様のものがあり、湯水口３０へ使用者に危険が生じ得る高温（例えば８０℃）の湯を供給すること、及び流入した温度Ｔ２の湯水を温度Ｔ２を超えた温度にして湯水口３０へ供給することを回避するため、給湯器３４に供給可能な湯水の最高温度（給湯器３４の最低燃焼熱量から算出される温度で、例えば３５℃）が定められている。
この給湯器３４へ供給可能な湯水の最高温度をＴｍとすると、Ｔ１−α＜Ｔ２かつＴ１＞Ｔｍの場合、制御部は、第２の混合弁２２を作動し第２の湯入口２３から入湯する湯量と第２の水道水入口２７から入水する水道水の水量とを調整して、第２の混合弁２２で出湯口１４からの湯に水道水を所定割合で混合しＴｍ以下の温度の湯水とし、給湯器３４に供給する。給湯器３４は、第２の混合弁２２から供給されたＴｍ以下の温度の湯水を加熱部３５で加熱して温度Ｔ２の湯水とし、湯水口３０に温度Ｔ２の湯水を供給する。
【００３６】
比例弁３３と給湯器３４の間には、第２の混合弁２２の第２の出口２８から出水される湯水の温度を計測するサーミスタ４４が設けられ、また、第１の混合弁１９と切換え弁３９の間には、第１の混合弁１９の第１の出口２６から出水される湯水の温度を計測するサーミスタ４９が設けられている。サーミスタ４４、４９は制御部に接続されており、制御部は、サーミスタ４４による計測値から、実際に第２の出口２８から出水されている湯水の温度がＴｍ以下の温度であることを検知でき、また、サーミスタ４９による計測値から実際に第１の出口２６から出水されている湯水の温度がＴ２であることを検知可能である。
給湯器３４の加熱部３５には、浴槽４５まで達する浴槽配管４６が接続され、浴槽配管４６の給湯器３４内に位置する部分には、加熱部３５から浴槽４５に向かって順に開閉弁４７及び逆止弁４８が配置されている。なお、開閉弁４７には、制御部が接続されており、制御部は、開閉弁４７を作動して湯水が通過可能な状態及び湯水が通過できない状態にすることができる。
【００３７】
給湯器３４には、浴槽４５内へ所定温度の湯水を所定量入れる湯張り機能が設けられ、制御部は、給湯器３４から湯張り機能の作動、及び停止の信号を受信することができる。
制御部は、湯張り機能が作動すると、その作動信号を受信し開閉弁４７を湯水が通過可能な状態とし、加熱部３５から出た湯水が浴槽配管４６を介して浴槽４５内に入水する。開閉弁４７は浴槽４５への湯張りが行われていないとき湯水が通過できない状態にされる。また、逆止弁４８は、加熱部３５側から浴槽４５方向へ湯水を通すが、その逆方向、すなわち浴槽４５側から加熱部３５へは湯水（湯）を通さず、断水時でも浴槽４５の湯が水道管２４側へ流入しないように設けられている。
【００３８】
第１の出湯回路３１を介して湯水口３０へ湯水を供給している最中に浴槽４５への湯張りが開始されたとき、制御部は、開閉弁４７を湯水が通過可能な状態にし、出湯口１４から出湯された湯を第１の湯入口２０に供給するのに加えて、第２の湯入口２３にも湯を供給し始める。この際、湯張り開始前に出湯口１４からの湯が全て第１の湯入口２０に流れていた状態から、湯の一部が第２の湯入口２３にも流れ出すので、第１の湯入口２０に供給される湯量が減少し、また、第１の水道水入口２５へ流入する水量も減少するので第１の出口２６から出水される湯水の温度は一時的に温度Ｔ２と異なる場合が生じる。
【００３９】
よって、制御部は、第１の出口２６から出水される湯水を温度Ｔ２にすべく、温度Ｔ２を下回る場合は第１の混合弁１９を作動して、第１の水道水入口２５から入水する水道水の水量を少なくし、温度Ｔ２を上回る場合は第１の湯入口２０に入湯する貯湯タンク１１の出湯口１４からの湯量を少なくするが、第１の出口２６から出水される湯水が温度Ｔ２になるまで、設定温度Ｔ２と異なる温度の湯水が湯水口３０に供給されることになる。
【００４０】
制御部は、第１の出湯回路３１を介して湯水口３０へ湯水を供給している最中に開閉弁４７を湯水が通過可能な状態にする際、第２の出口２８と給湯器３４との間に配置された比例弁３３を作動し比例弁３３を通過する湯水の流量を制限（減量）して、第２の湯入口２３に入湯する湯を減量するので、出湯口１４からの湯を第１の湯入口２０に優先的に供給し湯水口３０に供給する湯水の温度が温度Ｔ２を大きく外れるのを回避し、更に湯水口３０に供給する湯水の温度を設定温度Ｔ２にするまでの時間を短縮する。なお、制御部は、切換え弁３９に接続されているので、第１の出湯回路３１を介して出湯口１４からの湯が湯水口３０へ供給されている状態であることを検知できる。
【００４１】
また、給湯器３４の湯張り機能が作動中に第１の出湯回路３１を介して湯水口３０へ湯水を供給し始めた場合も、制御部は、比例弁３３を作動して比例弁３３を通過する湯水の流量を制限し、湯水口３０に供給する湯水の温度が設定温度Ｔ２を大きく下回るのを回避し、更に湯水口３０に供給する湯水の温度を設定温度Ｔ２にするまでの時間を短縮する。
なお、比例弁３３が通過する湯水の流量を制限するのは、第１の出湯回路３１を介して湯水口３０へ湯水を供給し、かつ湯張り機能を作動しているときとなる。
【００４２】
ここで、比例弁３３の作動により通過する湯水の流量が制限された状態で比例弁３３を通過する湯水の流量を、比例弁３３を作動しない全開の状態の１０〜５０％、好ましくは２０〜４０％とすることで浴槽４５へ湯水の供給をしつつ、湯水口３０から湯水を出水するのに大きな不都合を生じさせない範囲の温度の湯水を湯水口３０に供給することができる。
【００４３】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る給湯システム１０ａについて説明する。
なお、給湯システム１０と同一の構成要素については同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
図２に示すように、給湯システム１０ａは、湯温設定手段４２を備える給湯器３４ａを有し、湯温設定手段４２には、湯水口３０及び浴槽４５に供給される湯水の温度として温度Ｔ２が設定される。給湯器３４ａには、湯温設定手段４２に設定された温度Ｔ２の値を表示するディスプレイ５０が設けられ、給湯システム１０ａの利用者は、このディスプレイ５０の表示から設定温度Ｔ２を確認することができる。なお、湯温設定手段４２は、例えば給湯器３４ａに内蔵されたマイクロコンピュータが搭載するプログラム等からなる。
【００４４】
第１、第２の出湯回路３１、３２には、第１の混合弁１９の第１の出口２６及び第２の混合弁２２の第２の出口２８から出水された湯水の量を計測する流量センサ５１、５２がそれぞれ設けられている。
流量センサ５１、５２には、熱量算出手段５３が信号接続され、熱量算出手段５３は、湯水口３０及び浴槽４５に供給される合計の熱量を算出する。給湯システム１０ａには、混合弁等の制御を行う図示しない制御部が設けられ、熱量算出手段５３は、例えば、制御部が有するＲＯＭに搭載されたプログラムからなり、インターフェースを介して、流量センサ５１、５２、サーミスタ４１、４４、４９及び湯温設定手段４２とデータ通信を行うことができる。
【００４５】
第１の混合弁１９を通った（最終的に湯水口３０に供給される）湯水の熱量をＰ１、第２の混合弁２２を通った（最終的に湯水口３０及び浴槽４５に供給される）湯水の熱量をＰ２として、熱量算出手段５３は、サーミスタ４９と流量センサ５１から取得した情報、及びサーミスタ４４と流量センサ５２から取得した情報を基に、熱量Ｐ１及び熱量Ｐ２をそれぞれ算出する。また、熱量算出手段５３は、サーミスタ４１から水道水の温度を取得し、この水道水の温度に流量センサ５１、５２を通過した湯水の量を乗算して熱量Ｐ３を算出する。
そして、熱量算出手段５３は、熱量Ｐ１に熱量Ｐ２を加えた値から熱量Ｐ３を差し引いて、熱量Ｐを算出する。熱量Ｐは、ソーラパネル１５から供給される熱媒水によって貯湯タンク１１に与えられた熱量のうち、出湯口１４を通って貯湯タンク１１から出た熱量（すなわち、出湯口１４から出湯する湯の熱量から、供給口１３を通って貯湯タンク１１に入水する水道水の熱量を差し引いた熱量）である。
【００４６】
熱量算出手段５３は、流量センサ５１、５２から取得した情報を基に、流量センサ５１、５２を通過して湯水口３０及び浴槽４５に供給された湯水の量を検知し、湯温設定手段４２から取得する温度Ｔ２と、湯水口３０及び浴槽４５に供給される湯水の量とを乗算して得た熱量を時間軸で積分して熱量Ｑを算出する。そして、熱量算出手段５３は、熱量Ｐを熱量Ｑで除算して、熱量Ｑに対する熱量Ｐの比率（Ｐ／Ｑ）を求め、湯水口３０及び浴槽４５に供給された湯水全体の熱量に対する、ソーラパネル１２が熱媒水を介して貯湯タンク１１に与えた熱量の寄与率を算出する。このＰ／Ｑの値は、熱量算出手段５３にインターフェースを介して信号接続されたディスプレイ５４に表示される。
なお、給湯器に湯張り機能が設けられていない場合は、熱量算出手段５３によって、流量センサ５１、５２を通過して湯水口３０に供給された湯水の量を検知し、湯温設定手段４２から取得する温度Ｔ２（湯水口３０に供給される湯水の温度として設定されたもの）と、湯水口３０に供給される湯水の量とを乗算して得た熱量を時間軸で積分して、熱量Ｑを算出する。
【００４７】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲である。
例えば、貯湯タンク１１内の湯水を上昇させるのは、ソーラシステム１２に限ることなく、ヒートポンプ式熱源機やその他の加熱源を採用することができる。また、比例弁３３の作動により流量を制限した状態での比例弁３３を通過する湯水の流量を、全開の状態の１０〜５０％、好ましくは２０〜４０％としているが、給湯システムを構成する部材や、水圧等によって、この数値は変更可能である。更に、給湯器は、湯温設定手段に設定された温度を表示するディスプレイ及び湯温設定手段を備えるリモコン装置を有することができる。Ｐ／Ｑの値を表示するディスプレイは、熱量算出手段とデータ通信が可能なリモコン装置に設けることが可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１０、１０ａ：給湯システム、１１：貯湯タンク、１２：ソーラシステム、１３：供給口、１４：出湯口、１５：ソーラパネル、１６：循環回路、１７：熱交換器、１８：循環ポンプ、１９：第１の混合弁、２０：第１の湯入口、２２：第２の混合弁、２３：第２の湯入口、２４：水道管、２５：第１の水道水入口、２６：第１の出口、２７：第２の水道水入口、２８：第２の出口、３０：湯水口、３１：第１の出湯回路、３２：第２の出湯回路、３３：比例弁、３４、３４ａ：給湯器、３５：加熱部、３６：第１の切換え基口、３７：第２の切換え基口、３８：出湯先口、３９：切換え弁、４０、４１：サーミスタ、４２：湯温設定手段、４３：水道管、４４：サーミスタ、４５：浴槽、４６：浴槽配管、４７：開閉弁、４８：逆止弁、４９：サーミスタ、５０：ディスプレイ、５１、５２：流量センサ、５３：熱量算出手段、５４：ディスプレイ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部に水道水の供給口を、頂部に湯の出湯口をそれぞれ備えた貯湯タンクを有する給湯システムにおいて、
前記出湯口からの湯に水道水を混合する第１の混合弁及びこれに直列に接続される切換え弁を備え、蛇口又はシャワーからなる湯水口に所定温度の湯水を供給する第１の出湯回路と、
前記出湯口からの湯に水道水を混合する第２の混合弁、給湯器、及び前記切換え弁を直列に有し、前記湯水口に湯水を供給する第２の出湯回路とを備え、
前記貯湯タンクの前記出湯口から出湯される湯の温度をＴ１、前記湯水口へ供給する湯水の温度として設定された温度をＴ２、０度以上５度以下の範囲で予め設定される温度をαとすると、
１）Ｔ１−α≧Ｔ２の場合、前記第１の出湯回路を介して、前記出湯口からの湯と、水道水を前記第１の混合弁で混合し温度Ｔ２の湯水として、前記湯水口に湯水を供給し、
２）Ｔ１−α＜Ｔ２の場合、前記第２の出湯回路を介して、前記給湯器に供給して温度Ｔ２の湯水として、前記湯水口に湯水を供給することを特徴とする給湯システム。
【請求項２】
請求項１記載の給湯システムにおいて、前記給湯器への供給が可能な湯水の最高温度をＴｍとすると、
Ｔ１−α＜Ｔ２でかつＴ１＞Ｔｍの場合、前記第２の混合弁で前記出湯口からの湯に水道水を所定割合で混合しＴｍ以下の温度の湯水とし、前記給湯器に供給することを特徴とする給湯システム。
【請求項３】
請求項１又は２記載の給湯システムにおいて、前記給湯器は、浴槽内へ所定温度の湯水を所定量入れる湯張り機能が設けられ、前記第２の混合弁の出口と前記給湯器との間に比例弁が配置され、前記第１の出湯回路を介して前記湯水口へ湯水を供給すると共に、前記給湯器の湯張り機能が作動しているときには、前記比例弁を作動させて該比例弁を通過する湯水の流量を制限することを特徴とする給湯システム。
【請求項４】
請求項３記載の給湯システムにおいて、前記比例弁の作動により流量が制限された状態で該比例弁を通過する湯水の流量は、該比例弁を作動しない全開の状態の１０〜５０％であることを特徴とする給湯システム。
【請求項５】
請求項１又は２記載の給湯システムにおいて、前記貯湯タンクの内側下部には、ソーラパネルに循環回路を介して接続される熱交換器を有していることを特徴とする給湯システム。
【請求項６】
請求項５記載の給湯システムにおいて、前記給湯器には、前記出湯口から出湯する湯の熱量から、前記供給口を通って前記貯湯タンクに入水する水道水の熱量を差し引いて、前記ソーラパネルから供給される熱媒水によって与えられ、前記貯湯タンクから出た湯水の熱量Ｐを算出する熱量算出手段が信号接続され、
前記熱量算出手段は、前記給湯器に設定される前記温度Ｔ２と、前記湯水口に供給される湯水の量とから前記湯水口に供給される熱量Ｑを算出し、該熱量Ｑに対する前記熱量Ｐの比率を求めることを特徴とする給湯システム。
【請求項７】
請求項６記載の給湯システムにおいて、前記熱量Ｑに対する前記熱量Ｐの比率は、前記熱量算出手段に信号接続されたディスプレイに表示されることを特徴とする給湯システム。
【請求項８】
請求項３又は４記載の給湯システムにおいて、前記貯湯タンクの内側下部には、ソーラパネルに循環回路を介して接続される熱交換器を有していることを特徴とする給湯システム。
【請求項９】
請求項８記載の給湯システムにおいて、前記給湯器には、前記出湯口から出湯する湯の熱量から、前記供給口を通って前記貯湯タンクに入水する水道水の熱量を差し引いて、前記ソーラパネルから供給される熱媒水によって与えられ、前記貯湯タンクから出た湯水の熱量Ｐを算出する熱量算出手段が信号接続され、
前記熱量算出手段は、前記湯水口及び前記浴槽に供給される湯水の温度として前記給湯器に設定される前記温度Ｔ２と、前記湯水口及び前記浴槽に供給される湯水の量とから前記湯水口及び前記浴槽に供給される熱量Ｑを算出し、該熱量Ｑに対する前記熱量Ｐの比率を求めることを特徴とする給湯システム。
【請求項１０】
請求項９記載の給湯システムにおいて、前記熱量Ｑに対する前記熱量Ｐの比率は、前記熱量算出手段に信号接続されたディスプレイに表示されることを特徴とする給湯システム。
【請求項１】
底部に水道水の供給口を、頂部に湯の出湯口をそれぞれ備えた貯湯タンクを有する給湯システムにおいて、
前記出湯口からの湯に水道水を混合する第１の混合弁及びこれに直列に接続される切換え弁を備え、蛇口又はシャワーからなる湯水口に所定温度の湯水を供給する第１の出湯回路と、
前記出湯口からの湯に水道水を混合する第２の混合弁、給湯器、及び前記切換え弁を直列に有し、前記湯水口に湯水を供給する第２の出湯回路とを備え、
前記貯湯タンクの前記出湯口から出湯される湯の温度をＴ１、前記湯水口へ供給する湯水の温度として設定された温度をＴ２、０度以上５度以下の範囲で予め設定される温度をαとすると、
１）Ｔ１−α≧Ｔ２の場合、前記第１の出湯回路を介して、前記出湯口からの湯と、水道水を前記第１の混合弁で混合し温度Ｔ２の湯水として、前記湯水口に湯水を供給し、
２）Ｔ１−α＜Ｔ２の場合、前記第２の出湯回路を介して、前記給湯器に供給して温度Ｔ２の湯水として、前記湯水口に湯水を供給することを特徴とする給湯システム。
【請求項２】
請求項１記載の給湯システムにおいて、前記給湯器への供給が可能な湯水の最高温度をＴｍとすると、
Ｔ１−α＜Ｔ２でかつＴ１＞Ｔｍの場合、前記第２の混合弁で前記出湯口からの湯に水道水を所定割合で混合しＴｍ以下の温度の湯水とし、前記給湯器に供給することを特徴とする給湯システム。
【請求項３】
請求項１又は２記載の給湯システムにおいて、前記給湯器は、浴槽内へ所定温度の湯水を所定量入れる湯張り機能が設けられ、前記第２の混合弁の出口と前記給湯器との間に比例弁が配置され、前記第１の出湯回路を介して前記湯水口へ湯水を供給すると共に、前記給湯器の湯張り機能が作動しているときには、前記比例弁を作動させて該比例弁を通過する湯水の流量を制限することを特徴とする給湯システム。
【請求項４】
請求項３記載の給湯システムにおいて、前記比例弁の作動により流量が制限された状態で該比例弁を通過する湯水の流量は、該比例弁を作動しない全開の状態の１０〜５０％であることを特徴とする給湯システム。
【請求項５】
請求項１又は２記載の給湯システムにおいて、前記貯湯タンクの内側下部には、ソーラパネルに循環回路を介して接続される熱交換器を有していることを特徴とする給湯システム。
【請求項６】
請求項５記載の給湯システムにおいて、前記給湯器には、前記出湯口から出湯する湯の熱量から、前記供給口を通って前記貯湯タンクに入水する水道水の熱量を差し引いて、前記ソーラパネルから供給される熱媒水によって与えられ、前記貯湯タンクから出た湯水の熱量Ｐを算出する熱量算出手段が信号接続され、
前記熱量算出手段は、前記給湯器に設定される前記温度Ｔ２と、前記湯水口に供給される湯水の量とから前記湯水口に供給される熱量Ｑを算出し、該熱量Ｑに対する前記熱量Ｐの比率を求めることを特徴とする給湯システム。
【請求項７】
請求項６記載の給湯システムにおいて、前記熱量Ｑに対する前記熱量Ｐの比率は、前記熱量算出手段に信号接続されたディスプレイに表示されることを特徴とする給湯システム。
【請求項８】
請求項３又は４記載の給湯システムにおいて、前記貯湯タンクの内側下部には、ソーラパネルに循環回路を介して接続される熱交換器を有していることを特徴とする給湯システム。
【請求項９】
請求項８記載の給湯システムにおいて、前記給湯器には、前記出湯口から出湯する湯の熱量から、前記供給口を通って前記貯湯タンクに入水する水道水の熱量を差し引いて、前記ソーラパネルから供給される熱媒水によって与えられ、前記貯湯タンクから出た湯水の熱量Ｐを算出する熱量算出手段が信号接続され、
前記熱量算出手段は、前記湯水口及び前記浴槽に供給される湯水の温度として前記給湯器に設定される前記温度Ｔ２と、前記湯水口及び前記浴槽に供給される湯水の量とから前記湯水口及び前記浴槽に供給される熱量Ｑを算出し、該熱量Ｑに対する前記熱量Ｐの比率を求めることを特徴とする給湯システム。
【請求項１０】
請求項９記載の給湯システムにおいて、前記熱量Ｑに対する前記熱量Ｐの比率は、前記熱量算出手段に信号接続されたディスプレイに表示されることを特徴とする給湯システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−２８６２３１（Ｐ２０１０−２８６２３１Ａ）
【公開日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０９５１４（Ｐ２０１０−１０９５１４）
【出願日】平成２２年５月１１日（２０１０．５．１１）
【出願人】（３９０００２８８６）株式会社長府製作所 (197)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月１１日（２０１０．５．１１）
【出願人】（３９０００２８８６）株式会社長府製作所 (197)
【Ｆターム（参考）】
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