JP5537967B2 - Hot water storage hot water supply system using solar heat - Google Patents
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Description
貯湯タンク内に貯湯したタンク湯水を太陽熱を利用して加熱して給湯使用する太陽熱利用の貯湯式給湯システムに関する。 The present invention relates to a hot water storage hot water supply system using solar heat that uses hot water by heating tank hot water stored in a hot water storage tank.
太陽熱利用の貯湯式給湯システムは、太陽熱集熱器と貯湯タンクとの間で熱媒体を循環する熱媒体循環路を設け、貯湯タンクに給水された水を熱媒体で熱交換加熱して貯湯し、この貯湯タンクのタンク湯水を必要に応じて給湯器などの補助熱源機で加熱して給湯使用する(特許文献1)。 A hot water storage hot water supply system using solar heat is provided with a heat medium circulation path that circulates the heat medium between the solar heat collector and the hot water storage tank, and the water supplied to the hot water storage tank is heated by heat exchange with the heat medium to store hot water. Then, the hot water in the hot water storage tank is heated with an auxiliary heat source device such as a hot water heater as needed to use hot water (Patent Document 1).
ところで、貯湯式給湯システムでは、タンク湯水が長期間利用されないと貯湯タンク内にレジオネラ菌等の有害な細菌が繁殖する可能性が懸念され得る。そのため、発電用ガスエンジン等の排熱を利用して貯湯タンク内に貯湯したタンク湯水を給湯使用するコージェネレーションシステムでは、適時に、貯湯タンク内のタンク湯水を殺菌温度以上に加熱する加熱殺菌運転が行われている(特許文献2)。 By the way, in the hot water storage type hot water supply system, if the tank hot water is not used for a long period of time, there is a concern that harmful bacteria such as Legionella bacteria may propagate in the hot water storage tank. Therefore, in a cogeneration system that uses hot water stored in a hot water storage tank using exhaust heat from a gas engine for power generation, etc., heat sterilization operation that heats the hot water in the hot water storage tank above the sterilization temperature in a timely manner. (Patent Document 2).
太陽熱利用の貯湯式給湯システムでも上記加熱殺菌運転を行うことが望ましいが、コージェネレーションシステムの場合とは異なり、太陽熱集熱器の集熱量が日射量に依存するため、夜間や雨天などの日射量の少ない場合には貯湯タンク内のタンク湯水を加熱昇温することができない。そのため、所定時間が経過して加熱殺菌運転を実施するタイミングとなっても、貯湯タンク内のタンク湯水を殺菌温度以上に加熱することができない場合がある。 Although it is desirable to perform the above-mentioned heat sterilization operation even in a hot water storage hot water supply system using solar heat, unlike the case of a cogeneration system, the amount of heat collected by a solar heat collector depends on the amount of solar radiation. When the amount of water is small, the temperature of the hot water in the hot water storage tank cannot be increased. For this reason, even when the predetermined time elapses and the heat sterilization operation is performed, the tank hot water in the hot water storage tank may not be heated above the sterilization temperature.
本発明は、上記事情に鑑みてなされ、日射量に依存せず適時に貯湯タンク内のタンク湯水を殺菌温度以上に加熱することが可能な太陽熱利用の貯湯式給湯システムを提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a solar hot water storage hot water supply system capable of heating tank hot water in a hot water storage tank to a sterilization temperature or higher in a timely manner without depending on the amount of solar radiation. To do.
本発明に係る太陽熱利用の貯湯式給湯システムは、
湯水を貯湯する貯湯タンクと、
太陽熱を集熱する太陽熱集熱器と、
太陽熱集熱器と貯湯タンクとの間で熱媒体の循環経路を形成し、循環経路の一部を貯湯タンク内に配設して循環する熱媒体により貯湯タンク内のタンク湯水を加熱する放熱部を備える熱媒体循環路と、
熱媒体循環路内の熱媒体を循環させる循環ポンプと、
温水循環路を循環する温水を必要に応じて加熱する補助熱源機と、
温水循環路の一部を熱媒体循環路の一部に隣接させた液々熱交換部と、
タンク湯水と水道水との混合後の混合湯水の流量を計測する水量センサと、
貯湯タンク内のタンク湯水の温度を検知するタンク温度検出器と、
水量センサの計測結果に基づいて貯湯タンク内のタンク湯水の使用湯量を算出すると共に、循環ポンプ、補助熱源機を制御する制御装置とを備え、
制御装置は、
貯湯タンク内のタンク湯水を殺菌温度以上に昇温させる殺菌運転時には、液々熱交換部において温水循環路を循環する温水により熱媒体循環路を循環する熱媒体を熱交換加熱する制御を行なうのであって、
殺菌運転は、前回の殺菌運転から一定時間経過後、一定時間以内で使用した貯湯タンク内のタンク湯水の使用積算湯量が貯湯タンクのタンク容量未満の場合に行い、前回の殺菌運転から一定時間経過する前に、貯湯タンク内の湯水の温度が殺菌不要温度以上を所定時間継続した場合には、殺菌運転を行なっていなくても前記一定時間の開始をリセットする制御を行なうことを特徴としている。
The hot water storage hot water supply system using solar heat according to the present invention,
A hot water storage tank for storing hot water,
A solar collector that collects solar heat,
A heat dissipating section that forms a heat medium circulation path between the solar heat collector and the hot water storage tank, and heats the tank hot water in the hot water storage tank with a heat medium that circulates by arranging a part of the circulation path in the hot water storage tank. A heat medium circuit comprising:
A circulation pump for circulating the heat medium in the heat medium circuit,
An auxiliary heat source machine that heats the hot water circulating in the hot water circuit as needed,
A liquid-to-heat heat exchange section in which a part of the hot water circuit is adjacent to a part of the heat medium circuit ;
A water volume sensor for measuring the flow rate of the mixed hot water after mixing the tank hot water and tap water;
A tank temperature detector for detecting the temperature of the tank hot water in the hot water storage tank;
The amount of hot water used in the hot water tank in the hot water storage tank is calculated based on the measurement result of the water amount sensor, and includes a control device for controlling the circulation pump and the auxiliary heat source device .
The control device
At the time of sterilization operation in which the temperature of the hot water in the hot water storage tank is raised to the sterilization temperature or higher, control is performed to heat-exchange and heat the heat medium circulating in the heat medium circulation path with the hot water circulating in the hot water circulation path in the liquid-liquid heat exchange section. There,
Sterilization operation is performed when the accumulated amount of hot water in the hot water tank used within a certain period of time has been less than the tank capacity of the hot water tank after a certain time has elapsed since the previous sterilization operation. before, if the hot water temperature in the hot water storage tank is continued or sterilization required temperature predetermined time, characterized in that even when no performing sterilization operation performs control to reset the start of the predetermined time Yes.
このような構成により、殺菌運転を行う場合には、天候や夜間等の日射量に関係なく液々熱交換部において補助熱源機で加熱された温水循環路を循環する温水により熱媒体循環路の熱媒体を強制的に加熱して貯湯タンク内のタンク湯水を殺菌温度以上に加熱することができる。しかも、貯湯タンク内等に殺菌用の加熱手段を別個に設ける必要がないから、貯湯タンク内の構造を複雑にすることもない。 With such a configuration, when performing sterilization operation, regardless of the amount of solar radiation such as weather or night, the heat medium circulation path is heated by the hot water circulating in the hot water circulation path heated by the auxiliary heat source unit in the liquid heat exchange unit. The hot water in the hot water storage tank can be heated above the sterilization temperature by forcibly heating the heat medium. In addition, since there is no need to separately provide a sterilizing heating means in the hot water storage tank or the like, the structure in the hot water storage tank is not complicated.
前記熱媒体循環路は、太陽熱集熱器から放熱部へ熱媒体が流れる循環往路と、放熱部から太陽熱集熱器へ熱媒体が流れる循環復路と、循環往路と循環復路とを連通させるバイパス路とを備え、
バイパス路に前記液々熱交換部を設け、
循環往路又は循環復路に太陽熱集熱器への熱媒体の流れを連通・遮断する第1開閉弁を設けると共に、バイパス路にバイパス路を通る熱媒体の流れを連通・遮断する第2開閉弁を設け、
制御装置は、前記殺菌運転時には第1開閉弁を閉じると共に第2開閉弁を開いて熱媒体を太陽熱集熱器へ循環させないように制御することが好ましい。
The heat medium circulation path includes a circulation forward path through which the heat medium flows from the solar heat collector to the heat dissipation section, a circulation return path through which the heat medium flows from the heat dissipation section to the solar heat collector, and a bypass path that connects the circulation forward path and the circulation return path. And
Provide the liquid heat exchange part in the bypass,
A first on-off valve for communicating / blocking the flow of the heat medium to the solar heat collector is provided in the circulation forward path or the circulation return path, and a second on-off valve for communicating / blocking the flow of the heat medium passing through the bypass path in the bypass path Provided,
Controller, wherein during sterilization operation it is preferable to control the heat medium by opening the second on-off valve closes the first on-off valve so as not circulated to the solar heat collector.
このような構成により、殺菌運転時は、第1開閉弁を閉じると共に第2開閉弁を開くことによりバイパス路における液々熱交換部で加熱された熱媒体を太陽熱集熱器へ循環させず貯湯タンク内の放熱部に循環させてタンク湯水を循環加熱することができる。従って、液々熱交換部で加熱された熱媒体は、太陽熱集熱器で放熱されることがなく無駄なく貯湯タンク内のタンク湯水を殺菌温度以上に昇温させることができる。 With such a configuration, during the sterilization operation, the first on-off valve is closed and the second on-off valve is opened, so that the heat medium heated in the liquid heat exchanger in the bypass passage is not circulated to the solar heat collector, and the hot water storage The hot water in the tank can be circulated and heated by circulating through the heat radiating part in the tank. Therefore, the heat medium heated in the liquid heat exchanger does not dissipate heat in the solar heat collector, and the temperature of the hot water in the hot water storage tank can be raised above the sterilization temperature without waste.
前記太陽熱集熱器はソーラー発電部を有し、ソーラー発電部で発電した電力により前記循環ポンプを駆動し、前記殺菌運転時には商用電源を用いて前記循環ポンプを駆動する構成とすることが好ましい。 It is preferable that the solar heat collector has a solar power generation unit, the circulation pump is driven by the power generated by the solar power generation unit, and the circulation pump is driven using a commercial power source during the sterilization operation.
このような構成により、殺菌運転時は、商用電源を用いて循環ポンプを確実に駆動させるので、天候や夜間等に関係なく適時に熱媒体循環路内に熱媒体を循環させて殺菌運転を行なうことができる。 With such a configuration, since the circulation pump is reliably driven using a commercial power source during sterilization operation, the sterilization operation is performed by circulating the heat medium in the heat medium circulation path in a timely manner regardless of the weather or nighttime. be able to.
以上のように、本発明に係る太陽熱利用の貯湯式給湯システムによれば、日射量に依存せず適時に貯湯タンク内のタンク湯水を殺菌温度以上に加熱することができるから、殺菌運転のタイミングが遅れることがなく貯湯タンク内の衛生状態を適切に確保することができる。しかも、貯湯タンク内等に殺菌用の加熱手段を別個に設ける必要がないから、貯湯タンク内の構造を複雑にすることがなく、低コストにシステム構築することができる。 As described above, according to the hot water storage hot water supply system using solar heat according to the present invention, the hot water in the hot water storage tank can be heated to the sterilization temperature or more in a timely manner without depending on the amount of solar radiation. Therefore, the sanitary condition in the hot water storage tank can be appropriately secured. In addition, since it is not necessary to provide heating means for sterilization separately in the hot water storage tank or the like, the structure in the hot water storage tank is not complicated, and the system can be constructed at low cost.
以下に、本発明の一実施形態をなす太陽熱利用の貯湯式給湯システムについて、図面を参照しながら説明する。
図1に示すように、本実施形態による太陽熱利用の貯湯式給湯システム1は、湯水を貯湯する貯湯タンク2と、太陽熱を集熱する太陽熱集熱器9と、太陽熱集熱器9と貯湯タンク2との間で熱媒体(例えば、不凍液)の循環経路を形成する熱媒体循環路7と、熱媒体循環路7内の熱媒体を循環させる循環ポンプ31と、貯湯タンク2から出湯される給湯路6の湯水を必要に応じて加熱して給湯使用したり、後述する温水循環路41を循環する温水を加熱して暖房及び加熱殺菌運転に使用したりする給湯器等の補助熱源機4とを備える。
Hereinafter, a hot water storage hot water supply system using solar heat according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, a hot water storage hot
貯湯タンク2は、耐食性に優れた金属製(例えば、ステンレス製)のタンクであり、外周部に図示しない断熱材を配置して高温のタンク湯水を長時間にわたって保温する。貯湯タンク2は縦長形状であり、その底部には水道水を導入する給水管5が接続される導入口21が設けられている。なお、給水管5には、水道管側から順に給水元弁51、水フィルタ52、減圧弁53、給水温度検出器54、逆止弁55及び排水弁56が設けられている。
The hot water storage tank 2 is a metal (for example, stainless steel) tank excellent in corrosion resistance, and a heat insulating material (not shown) is disposed on the outer peripheral portion to keep hot hot water in the tank for a long time. The hot water storage tank 2 has a vertically long shape, and an introduction port 21 to which a water supply pipe 5 for introducing tap water is connected is provided at the bottom thereof. The water supply pipe 5 is provided with a water
貯湯タンク2の上部には貯湯タンク2内に蓄えられた高温のタンク湯水を出湯するための出口となる導出口22が設けられ、この導出口22に給湯路6が接続されている。さらに、貯湯タンク2の壁面における上下4箇所には、貯湯タンク2内のタンク湯水の温度を検知するタンク温度検出器23が取り付けられている。
In the upper part of the hot water storage tank 2, an
そして、給湯路6の途中には、圧力逃し弁62が設けられた排出管63を接続している。貯湯タンク2内の圧力が所定圧以上に上昇した場合には、圧力逃し弁62を開弁して、排出管63から貯湯タンク2内のタンク湯水を外部に排出して貯湯タンク2などに損傷を与えないようになっている。
A
さらに給湯路6における排出管63との接続部より上流側には貯湯タンク2から出湯されたタンク湯水の温度を検出するタンク湯水温度検出器64が設けられている。また、給湯路6における排出管63との接続部より下流側には、常閉のソーラー電磁弁65が設けられている。
Further, a tank hot
給湯路6におけるソーラー電磁弁65の下流側には、給水管5から分岐する給水分岐管57の一端が接続されており、この給水分岐管57の他端は、給水管5の給水温度検出器54よりも下流側に接続されている。なお、給水分岐管57には、逆止弁58が設けられている。給湯路6における給水分岐管57との接続部には貯湯タンク2から出湯されたタンク湯水と水道水とを混合する混合弁66が設けられている。混合弁66は後述する制御装置10による制御でタンク湯水と水道水を混合する量を調整するようになっており、混合弁66においてタンク湯水と給水分岐管57からの水道水とを所定の混合比で混合することによりタンク湯水は設定された給湯温度に調整される。
One end of a water
給湯路6における混合弁66の下流側には、タンク湯水と水道水との混合後の混合湯水の流量を検出する水量センサ67、混合湯水の温度を検出する混合温度検出器68及びハイカットサーミスタ69が設けられている。水量センサ67は、例えば、羽根車式水量センサを用いており、水流によって回る羽根車の回転数をパルス信号に変換した水量情報により流量を検出するようになっている。また、混合温度検出器68で検出した温度情報と、水量センサ67の水量情報は電気的に接続される制御装置10に出力される。
On the downstream side of the mixing
給湯路6におけるハイカットサーミスタ69よりも下流側に、ガス給湯器からなる補助熱源機4が接続されている。この補助熱源機4は、内部に給湯路6から供給される混合湯水を給湯用熱交換器40aにおいて給湯用ガスバーナ401aにより加熱する給湯用加熱ユニット4aと、給湯路6とは別途に形成される温水循環路41を循環する温水(不凍液を混入する温水等も含む。)を再加熱用熱交換器40bにおいて再加熱用ガスバーナ401bにより加熱する再加熱用加熱ユニット4bとを備えている。
Auxiliary heat source device 4 composed of a gas water heater is connected to the hot water supply path 6 downstream of the high-
また、温水循環路41内の温水も補助熱源機4内に設ける循環ポンプ47の駆動により循環させるようになっている。温水循環路41は補助熱源機4の外部において、暖房機44に接続される暖房用循環路41aと、熱媒体循環路7内を流れる熱媒体を加熱するための液々熱交換部8に接続される加熱用循環路41bとに分岐され、再び合流して補助熱源機4内の再加熱用加熱ユニット4bに戻るようになっている。暖房用循環路41aには常閉の熱動弁45が設けられ、加熱用循環路41bにおける液々熱交換部8よりも上流側に常閉の熱動弁46が設けられている。
Further, the hot water in the hot
さらに、補助熱源機4の内部には、コントローラ42が配置されており、このコントローラ42は、台所等に設置されたリモコン43との間で各種信号の送受信を行うようになっている。リモコン43は、図示していないが、運転ボタン、給湯温度設定ボタン等の各種スイッチや、給湯設定温度、タンク温度等を表示する表示部を備えている。
Furthermore, a
貯湯タンク2内に貯湯されたタンク湯水は、太陽熱による加熱が不十分で給湯設定温度に至らない場合には、給湯路6から供給される湯水を補助熱源機4の給湯用加熱ユニット4aにおいて給湯設定温度まで加熱した後に出湯口61から出湯する。一方、太陽熱の加熱により給湯設定温度以上にタンク湯水が加熱されている場合には、混合弁66で水道水を混合して給湯設定温度に調整し、補助熱源機4の給湯用加熱ユニット4aにより加熱することなくそのまま出湯口61から出湯する。
When the hot water stored in the hot water storage tank 2 is not sufficiently heated by solar heat to reach the hot water supply set temperature, the hot water supplied from the hot water supply passage 6 is supplied to the hot water
太陽熱集熱器9は、集合住宅のベランダに縦置きされたり、建物の屋根などに設置されたりするパネル状をしており、内部には日射により熱せられる熱媒体の流路が形成されている。この流路は熱媒体循環路7の一部を構成している。更に、太陽熱集熱器9は、太陽光発電を行なう太陽電池が設置されたソーラー発電部91を備えている。ソーラー発電部91は制御装置10に電気的に接続されている。
The
貯湯タンク2内に配設される熱媒体循環路7の一部は、貯湯タンク2内のタンク湯水と熱媒体との間で熱交換が行なわれる放熱部70を構成する。放熱部70は、貯湯タンク2内の下方にU字状等に屈曲して配置された配管で形成されている。熱媒体循環路7における少なくとも貯湯タンク2内に配置される部分は耐圧性に優れるステンレス配管により形成されている。
A part of the heat medium circulation path 7 disposed in the hot water storage tank 2 constitutes a
なお、貯湯タンク2内は底部に水道水が導入される導入口21が形成されていることから、放熱部70は常温の水道水を加熱するように貯湯タンク2内の下部に配設している。このような構成により、放熱部70において貯湯タンク2に給水される水を熱媒体により加熱して対流により下方から上方にわたり貯湯タンク2内全体のタンク湯水を加熱する。
Since the hot water storage tank 2 has an introduction port 21 through which tap water is introduced at the bottom, the
そして、熱媒体循環路7は、太陽熱集熱器9から放熱部70へ熱媒体が流れる循環往路71と、放熱部70から太陽熱集熱器9へ熱媒体が流れる循環復路72と、これら循環往路71及び循環復路72を連通させるバイパス路73とを有している。
The heat medium circulation path 7 includes a circulation
熱媒体循環路7の循環復路72には熱媒体を圧送する循環ポンプ31が設けられている。この循環ポンプ31の駆動により、太陽熱集熱器9で加熱された熱媒体を循環往路71を介して放熱部70に送り、放熱部70で熱交換された後の熱媒体が循環復路72を介して太陽熱集熱器9に戻るようになる。循環ポンプ31は、通常は、太陽熱集熱器9のソーラー発電部91で太陽光発電された電力で駆動するようになっており、太陽光発電が行なえない場合と後述する殺菌処理を行なう場合には、制御装置10を介して商用電源により駆動される。
A circulation pump 31 that pumps the heat medium is provided in the
さらに、循環復路72における放熱部70と循環ポンプ31との間には、シスターン32が設けられており、このシスターン32には、熱媒体の異常高水位を検出する第1水位センサ33と、熱媒体の異常低水位を検出する第2水位センサ34と、循環ポンプ31の空転を防止するための水位スイッチ35とを設けている。第1・第2水位センサ33,34の検出結果は制御装置10に出力される。
Further, a
また、熱媒体循環路7の循環復路72におけるバイパス路73の接続部と循環ポンプ31との間に熱媒体の温度を検出する熱媒温度検出器74が設けられている。熱媒温度検出器74で検出された熱媒体の温度検出結果は電気的に接続される制御装置10に出力される。
Further, a heat
このように、熱媒体循環路7は循環ポンプ31の駆動により太陽熱集熱器9において太陽熱で熱せられた熱媒体を循環往路71に循環させて放熱部70に送った後、シスターン32を介して循環復路72に循環させて太陽熱集熱器9に戻す回路を熱媒体循環の基本回路としている。
In this way, the heat medium circulation path 7 circulates the heat medium heated by solar heat in the
さらに、バイパス路73には液々熱交換部8が形成されている。この液々熱交換部8は、補助熱源機4の温水循環路41から分岐する加熱用循環路41bの一部をバイパス路73に接触又は隣接させることにより熱媒体循環路7を流れる熱媒体と加熱用循環路41bを流れる温水との間で熱交換を行なって熱媒体を加熱する。液々熱交換部8の具体的な構成は、例えば、バイパス路73を構成する配管の周囲を覆うように加熱用循環路41bを構成する配管を設けた二重管構造や、隔壁を隔てて一方の室にバイパス路73を接続して熱媒体を流通させ、他方の室に加熱用循環路41bを接続して温水を流通させる構造等とすることができる。
Further, a
また、循環復路72におけるバイパス路73との接続部より下流側に太陽熱集熱器9への熱媒体の流れを連通・遮断する常開熱動弁(第1開閉弁)75を設けている。さらに、バイパス路73には循環復路72から循環往路71への熱媒体の流れを連通・遮断する常閉熱動弁(第2開閉弁)76を設けている。これら常開熱動弁75及び常閉熱動弁76は、殺菌運転時に常開熱動弁75を閉弁し、常閉熱動弁76を開弁するようになっており、この時、加熱用循環路41bに設ける常閉の熱動弁46は開弁される。
Further, a normally open heat operating valve (first on-off valve) 75 that communicates and blocks the flow of the heat medium to the
制御装置10は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵のROM(図示せず)には、予め設定された制御プログラムが設けられており、各種温度検出器や水位センサなど各種検出器からの検出結果情報等に基づいて循環ポンプ31、補助熱源機4及び各種開閉弁等の各機器を制御するように構成されている。なお、制御装置10には、リモコン43で入力された情報が補助熱源機4に設けるコントローラ42を介して入力されるようになっている。
The
さらに、制御装置10は、太陽熱集熱器9のソーラー発電部91で発電した電力も入力されるようになっており、ソーラー発電部91の電圧を常時測定することにより、ソーラー発電部91の電圧の上昇からソーラー発電部91による循環ポンプ31の駆動を検出するようにしている。制御装置10は、ソーラー発電部91で発電した電力により循環ポンプ31を駆動する場合と、商用電源を用いて循環ポンプ31を駆動する場合とを切換制御するようになっている。そして、制御装置10は、殺菌運転を開始する際には天候に関係なく商用電源を用いて循環ポンプ31を駆動するように制御する。
Furthermore, the
以上の本実施形態の貯湯式給湯システム1では、定期的に貯湯タンク2内のタンク湯水の殺菌処理のための殺菌運転を行なう。以下、殺菌運転の制御について図2に示すフローチャートに基づいて説明する。
In the hot water storage type hot
まず、給湯路6に設けるソーラー電磁弁65を閉弁する(ステップS11)。これにより、貯湯タンク2内のタンク湯水の使用が禁止される。次に、補助熱源機4において温水循環路41の温水を循環させる循環ポンプ47を駆動させると共に再加熱用加熱ユニット4bにより温水循環路41の温水を加熱し、加熱用循環路41bに設ける熱動弁46を開弁する(ステップS12)。これにより、補助熱源機4の再加熱用加熱ユニット4bで加熱された温水が加熱用循環路41b内に循環される。
First, the solar
また、熱媒体循環路7において循環復路72の常開熱動弁75を閉弁すると共にバイパス路73の常閉熱動弁76を開弁し、商用電源により循環ポンプ31を駆動させる(ステップS13)。これにより、熱媒体循環路7のバイパス路73に設ける液々熱交換部8において熱媒体循環路7を流れる熱媒体が加熱用循環路41bを流れる温水で加熱され、加熱された熱媒体は、太陽熱集熱器9側に流れることなく放熱部70に流れて貯湯タンク2内のタンク湯水が加熱される。
Further, in the heat medium circulation path 7, the normally
そして、貯湯タンク2に設ける全て(4つ)のタンク温度検出器23が検出する温度が殺菌温度(例えば、60℃)以上を所定時間(例えば、15分)継続するまで液々熱交換部8による熱媒体の加熱を行い(ステップS14)、貯湯タンク2内のタンク湯水を加熱して殺菌処理を行なう。これにより、貯湯タンク2内にレジオネラ菌等の細菌の増殖の可能性が防止され、貯湯タンク2内の衛生状態を確保することができる。そして、貯湯タンク2内のタンク湯水を殺菌温度以上で所定時間継続して加熱されると(ステップS14でYes)、以下の動作を行なう。
The liquid-liquid
補助熱源機4において、加熱用循環路41bの熱動弁46を閉弁し、再加熱用加熱ユニット4bによる温水循環路41の温水の加熱を停止すると共に温水循環路41の温水を循環させる循環ポンプ47を停止する(ステップS15)。また、熱媒体循環路7において、循環復路72の常開熱動弁75を開弁すると共にバイパス路73の常閉熱動弁76を閉弁し、循環ポンプ31を停止させる(ステップS16)。以上で殺菌運転が完了する。
In the auxiliary heat source unit 4, the
次に、前回の殺菌運転から一定時間(例えば、98時間)経過したか否かの判定を行なう(ステップS17)。この一定時間は、貯湯タンク2内のタンク湯水が未使用のため貯湯タンク2内にレジオネラ菌等の細菌の増殖が懸念される時間である。そして、この一定時間が経過していない場合には(ステップS17でNo)、貯湯タンク2に設ける全てのタンク温度検出器23が検出する温度が殺菌不要温度(例えば、60℃)以上を所定時間(例えば15分)継続したか否かの判定を行い(ステップS18)、殺菌不要温度以上で所定時間継続している場合には(ステップS18でYes)、上記の一定時間を計測するタイマをリセットし(ステップS19)、この時点からステップS17に戻って再び一定時間が経過したかの判定を続行する。
Next, it is determined whether or not a certain time (for example, 98 hours) has elapsed since the previous sterilization operation (step S17). This fixed time is a time when there is concern about the growth of bacteria such as Legionella in the hot water storage tank 2 because the hot water in the hot water storage tank 2 is unused. And when this fixed time has not passed (it is No at step S17), the temperature which all the
一方、前回の殺菌運転から一定時間が経過した場合には(ステップS17でYes)、この一定時間以内で使用した貯湯タンク2内のタンク湯水の使用積算湯量が貯湯タンク2のタンク容量(例えば、86リットル)以上であるか否かの判定を行なう(ステップS20)。タンク湯水の使用積算湯量がタンク容量未満の場合には(ステップS20でNo)、貯湯タンク2内に上記一定時間(98時間)の間滞留しているタンク湯水があるとしてステップS11に戻り、上述した殺菌運転(S11〜S16)が実行される。 On the other hand, when a predetermined time has elapsed since the previous sterilization operation (Yes in step S17), the accumulated hot water usage of the hot water in the hot water storage tank 2 used within the predetermined time is the tank capacity of the hot water storage tank 2 (for example, 86 liters) or more is determined (step S20). If the accumulated hot water usage of the tank hot water is less than the tank capacity (No in step S20), the process returns to step S11 assuming that there is tank hot water remaining in the hot water storage tank 2 for the predetermined time (98 hours). The sterilization operation (S11 to S16) is performed.
一方、タンク湯水の使用積算湯量がタンク容量以上の場合には(ステップS20でYes)、貯湯タンク2に設ける全てのタンク温度検出器23が検出する温度が殺菌温度(例えば、60℃)以上を所定時間(例えば、15分)継続したか否かの殺菌要不要判定を行い(ステップS21)、タンク湯水温度が殺菌温度以上を所定時間継続しない場合には(ステップS21でNo)、ステップS20に戻って使用積算湯量を監視する。なお、図3のフローチャートに示すように、2時間経過する毎に一番古いデータが破棄されるので、ステップS20に戻ったときに古いデータが破棄された場合には、使用積算湯量が貯湯タンク2のタンク容量(例えば、86リットル)以上であるか否かの判定は、新たな使用積算湯量により判定を行なう。また、タンク湯水温度が殺菌温度以上を所定時間継続している場合には(ステップS21でYes)、殺菌処理は不要であるとして、上記一定時間(98時間)を計測するタイマをリセットし(ステップS19)、この時点からステップS17に戻って再び一定時間が経過したかの判定を続行する。
On the other hand, when the accumulated hot water usage of the tank hot water is equal to or greater than the tank capacity (Yes in step S20), the temperatures detected by all the
ところで、ステップS20において貯湯タンク2内のタンク湯水の使用積算湯量を殺菌処理の判定に用いているが、この使用積算湯量は2時間毎に2時間の間に計測した積算湯量を記憶していき、古い2時間毎の使用湯量データは破棄して、常に所定の測定回数分(50回分)の湯量を記憶することにより、過去100時間の使用積算湯量を記憶させて判定に用いている。このように過去100時間の使用湯量を細かく監視するので、貯湯タンク2内に滞留するタンク湯水の量の判定をより正確に行なうことができる。 By the way, although the use accumulated hot water amount of the tank hot water in the hot water storage tank 2 is used for determination of sterilization processing in step S20, this accumulated water amount used memorizes the accumulated hot water amount measured for 2 hours every 2 hours. The old hot water usage data every two hours is discarded, and the hot water amount for a predetermined number of measurements (50 times) is always stored, so that the accumulated hot water usage for the past 100 hours is stored and used for determination. Thus, since the amount of hot water used for the past 100 hours is closely monitored, the amount of the tank hot water remaining in the hot water storage tank 2 can be determined more accurately.
図3のフローチャートを参照して、貯湯タンク2内のタンク湯水の使用積算湯量の積算制御について具体的に説明する。まず、使用湯量を積算していき(ステップS31)、2時間が経過すると(ステップS32でYes)、それまでに測定した2時間毎の使用湯量計測数が50個を超えるか否かの判定を行なう(ステップS33)。 With reference to the flowchart of FIG. 3, the integrated control of the used accumulated hot water amount of the tank hot water in the hot water storage tank 2 will be specifically described. First, the amount of hot water used is accumulated (step S31), and after 2 hours have passed (Yes in step S32), a determination is made as to whether or not the number of hot water usage measured every 2 hours exceeds 50. This is performed (step S33).
2時間毎の使用湯量計測数が50個を超える場合には(ステップS33でYes)、最も古い2時間毎の使用湯量データを破棄し(ステップS34)、最新の2時間毎の使用湯量データを制御装置10のメモリに記憶する(ステップS35)。また、2時間毎の使用湯量計測数が50個を超えない場合には(ステップS33でNo)、そのまま最新の2時間毎の使用湯量データをメモリに記憶する(ステップS35)。 When the number of hot water usages measured every 2 hours exceeds 50 (Yes in step S33), the oldest hot water usage data every 2 hours is discarded (step S34), and the latest hot water usage data every 2 hours is obtained. It memorize | stores in the memory of the control apparatus 10 (step S35). If the number of hot water used measured every 2 hours does not exceed 50 (No in step S33), the latest hot water used every 2 hours is stored in the memory as it is (step S35).
次に、それまで記憶した2時間毎の使用湯量データを合計して使用積算湯量を求めてメモリに記憶し(ステップS36)、2時間のタイマをリセットして(ステップS37)、ステップS31に戻って2時間毎の使用湯量を積算していく動作を繰返す。 Next, the hot water volume data stored every 2 hours stored so far is summed to obtain the accumulated hot water volume used and stored in the memory (step S36), the 2-hour timer is reset (step S37), and the process returns to step S31. Repeat the operation of accumulating the amount of hot water used every 2 hours.
さらに、本実施の形態では、貯湯タンク2内のタンク湯水の使用湯量は水量センサで直接計測しておらず、水量センサ67で計測する湯量は、貯湯タンク2内のタンク湯水に水道水が混合された場合にはこの混合湯水の湯量を測定することになる。しかしながら、殺菌処理の判定に必要な湯量は、貯湯タンク2内のタンク湯水の使用湯量であるので、タンク湯水と水道水との混合比=(混合温度−給水温度)[℃]/(タンク湯水温度−給水温度)[℃]と、水量センサ67で計測した湯量とに基づいて貯湯タンク2内のタンク湯水の使用湯量を求める。
Further, in this embodiment, the amount of hot water used in the hot water storage tank 2 is not directly measured by the water amount sensor, and the amount of hot water measured by the
図4のフローチャートを参照して、貯湯タンク2内のタンク湯水の使用湯量の算出制御について具体的に説明する。まず、制御装置10において水量センサ67のパルス信号(水量情報)が入力されたか否かを判定する(ステップS41)。水量センサ67のパルス信号が入力されると(ステップS41でYes)、混合比に基づいて求める水量センサ67のタンク湯水に対するパルス数を積算していく(ステップS42)。
With reference to the flowchart of FIG. 4, the calculation control of the amount of hot water used in the tank hot water in the hot water storage tank 2 will be specifically described. First, it is determined whether or not a pulse signal (water amount information) of the
水量センサ67のパルス数を積算して2時間が経過すると(ステップS43でYes)、2時間の間に積算したバルス数に基づいて2時間の間に使用した貯湯タンク2内のタンク湯水の使用湯量を算出する(ステップS44)。算出された2時間の間に使用した貯湯タンク2内のタンク湯水の使用湯量データをメモリに記憶し(ステップS45)、2時間のタイマをリセットして(ステップS46)、ステップS41に戻って水量センサ67のパルス数を積算していく動作を繰返す。
When two hours have elapsed after integrating the number of pulses of the water amount sensor 67 (Yes in step S43), the use of the tank hot water in the hot water storage tank 2 used for two hours based on the number of pulses accumulated for two hours. The amount of hot water is calculated (step S44). The amount of hot water used in the hot water storage tank 2 used for the calculated two hours is stored in the memory (step S45), the two-hour timer is reset (step S46), and the flow returns to step S41. The operation of accumulating the number of pulses of the
このように、本実施形態では、混合後の湯量を検出する水量センサ67の計測結果とタンク湯水と水道水との混合比を用いて貯湯タンク2内のタンク湯水の使用湯量を算出するので、貯湯タンク2の出口に水量センサは設ける必要は無い。
Thus, in this embodiment, the amount of hot water used in the tank hot water in the hot water storage tank 2 is calculated using the measurement result of the
以上のように、本実施形態による太陽熱利用の貯湯式給湯システムによれば、殺菌運転を行う場合には、天候や夜間等の日射量に関係なく液々熱交換部8において補助熱源機4で加熱された温水により熱媒体循環路7の熱媒体を強制的に加熱して貯湯タンク2内のタンク湯水を殺菌温度以上に加熱することができる。従って、殺菌運転のタイミングが遅れることがなく貯湯タンク2内の衛生状態を適切に確保することができる。
As described above, according to the hot water storage hot water supply system using solar heat according to the present embodiment, when the sterilization operation is performed, the auxiliary heat source unit 4 uses the auxiliary heat source unit 4 in the liquid
しかも、貯湯タンク2内等に殺菌用の加熱手段を別個に設ける必要がないから、貯湯タンク2内の構造を複雑にすることがなく、低コストにシステム構築することができる。また、熱媒体循環路7と貯湯タンク2との間は気密性を維持しなければならず、さらに、加熱殺菌処理用の循環路を貯湯タンク2内に設けると気密性を維持しなければならない箇所が増えるため煩雑な溶接作業が多くなる。しかし、本実施形態では、貯湯タンク2内には加熱殺菌処理用の加熱手段を別途設ける必要がないので、貯湯タンク2の気密性も容易に確保することができる。 In addition, since it is not necessary to separately provide a sterilizing heating means in the hot water storage tank 2 or the like, the structure in the hot water storage tank 2 is not complicated, and a system can be constructed at low cost. In addition, airtightness must be maintained between the heat medium circulation path 7 and the hot water storage tank 2, and further, if a circulation path for heat sterilization treatment is provided in the hot water storage tank 2, the airtightness must be maintained. Since the number of locations increases, complicated welding work increases. However, in the present embodiment, it is not necessary to separately provide heating means for heat sterilization treatment in the hot water storage tank 2, so that the air tightness of the hot water storage tank 2 can be easily ensured.
さらに、本実施形態による太陽熱利用の貯湯式給湯システムによれば、殺菌運転時は、液々熱交換部8で加熱された熱媒体を太陽熱集熱器9へ循環させず貯湯タンク2内の放熱部70に循環させてタンク湯水を循環加熱することができるので、液々熱交換部8で加熱された熱媒体は、太陽熱集熱器9で放熱されることがなく無駄なく貯湯タンク2内のタンク湯水を殺菌温度以上に昇温させることができる。
また、殺菌運転時は、商用電源を用いて循環ポンプ31を確実に駆動させるので、天候や夜間等に関係なく適時に熱媒体循環路7内に熱媒体を循環させて殺菌運転を行なうことができる。
Furthermore, according to the hot water storage hot water supply system using solar heat according to the present embodiment, during the sterilization operation, the heat medium heated in the
In addition, during the sterilization operation, the circulation pump 31 is reliably driven using a commercial power supply, so that the sterilization operation can be performed by circulating the heat medium in the heat medium circulation path 7 in a timely manner regardless of the weather or nighttime. it can.
尚、本発明は上記実施形態に制約されず、種々の態様が可能である。
例えば、本実施形態では、液々熱交換部8にて熱媒体循環路7内の熱媒体を加熱して貯湯タンク2内のタンク湯水を加熱するのは殺菌運転時とするが、殺菌運転時以外でも液々熱交換部8により熱媒体を加熱して貯湯タンク2内のタンク湯水を加熱するのに利用しても良い。また、本実施形態では、循環復路72に常開熱動弁75(第1開閉弁)を設けたが、常開熱動弁75は循環往路71におけるバイパス路73との接続部と太陽熱集熱器9との間に設けてもよい。さらに、循環往路71及び循環復路72におけるバイパス路73との接続部と太陽熱集熱器9との間のそれぞれに常開熱動弁75を設けてもよい。
In addition, this invention is not restrict | limited to the said embodiment, A various aspect is possible.
For example, in the present embodiment, the liquid
また、温水循環路41は、暖房機44に接続する暖房用循環路41aを設けることなく、加熱用循環路41bだけで構成してもよい。さらに、補助熱源機4は給湯用加熱ユニット4aを設けず、温水循環路41の温水を加熱する再加熱用加熱ユニット4bのみを備えるように構成して、給湯路6を補助熱源機4に通過させることなく直接出湯口61に連通させるようにしてもよい。また、補助熱源機4が給湯用加熱ユニット4aを備える場合には、給湯路6を補助熱源機4の上流側で分岐させると共に、この分岐部に三方弁を設けて、三方弁の切換により、貯湯タンク2からの湯水を給湯用加熱ユニット4aを通過させて出湯口61から出湯させたり、給湯用加熱ユニット4aを通過させずに直接出湯口61から出湯させるようにすることもできる。
Further, the hot
1 貯湯式給湯システム
2 貯湯タンク
4 補助熱源機
6 給湯路
7 熱媒体循環路
8 液々熱交換部
9 太陽熱集熱器
10 制御装置
22 導出口
23 タンク温度検出器
31 循環ポンプ
41 温水循環路
41b 加熱用循環路
42 コントローラ
43 リモコン
46 開閉弁
61 出湯口
64 タンク湯水温度検出器
65 ソーラー電磁弁
66 混合弁
67 水量センサ
68 混合温度検出器
70 放熱部
71 循環往路
72 循環復路
73 バイパス路
74 熱媒温度検出器
75 常開熱動弁(第1開閉弁)
76 常閉熱動弁(第2開閉弁)
91 ソーラー発電部
DESCRIPTION OF
76 Normally closed thermal valve (second on-off valve)
91 Solar Power Generation Department
Claims (3)
太陽熱を集熱する太陽熱集熱器と、
太陽熱集熱器と貯湯タンクとの間で熱媒体の循環経路を形成し、循環経路の一部を貯湯タンク内に配設して循環する熱媒体により貯湯タンク内のタンク湯水を加熱する放熱部を備える熱媒体循環路と、
熱媒体循環路内の熱媒体を循環させる循環ポンプと、
温水循環路を循環する温水を必要に応じて加熱する補助熱源機と、
温水循環路の一部を熱媒体循環路の一部に隣接させた液々熱交換部と、
タンク湯水と水道水との混合後の混合湯水の流量を計測する水量センサと、
貯湯タンク内のタンク湯水の温度を検知するタンク温度検出器と、
水量センサの計測結果に基づいて貯湯タンク内のタンク湯水の使用湯量を算出すると共に、循環ポンプ、補助熱源機を制御する制御装置とを備え、
制御装置は、
貯湯タンク内のタンク湯水を殺菌温度以上に昇温させる殺菌運転時には、液々熱交換部において温水循環路を循環する温水により熱媒体循環路を循環する熱媒体を熱交換加熱する制御を行なうのであって、
殺菌運転は、前回の殺菌運転から一定時間経過後、一定時間以内で使用した貯湯タンク内のタンク湯水の使用積算湯量が貯湯タンクのタンク容量未満の場合に行い、前回の殺菌運転から一定時間経過する前に、貯湯タンク内の湯水の温度が殺菌不要温度以上を所定時間継続した場合には、殺菌運転を行なっていなくても前記一定時間の開始をリセットする制御を行なうことを特徴とする太陽熱利用の貯湯式給湯システム。 A hot water storage tank for storing hot water,
A solar collector that collects solar heat,
A heat dissipating section that forms a heat medium circulation path between the solar heat collector and the hot water storage tank, and heats the tank hot water in the hot water storage tank with a heat medium that circulates by arranging a part of the circulation path in the hot water storage tank. A heat medium circuit comprising:
A circulation pump for circulating the heat medium in the heat medium circuit,
An auxiliary heat source machine that heats the hot water circulating in the hot water circuit as needed,
A liquid-to-heat heat exchange section in which a part of the hot water circuit is adjacent to a part of the heat medium circuit ;
A water volume sensor for measuring the flow rate of the mixed hot water after mixing the tank hot water and tap water;
A tank temperature detector for detecting the temperature of the tank hot water in the hot water storage tank;
The amount of hot water used in the hot water storage tank in the hot water storage tank is calculated based on the measurement result of the water amount sensor, and includes a control device for controlling the circulation pump and the auxiliary heat source device ,
The control device
At the time of sterilization operation in which the temperature of the hot water in the hot water storage tank is raised to the sterilization temperature or higher, control is performed to heat-exchange and heat the heat medium circulating in the heat medium circulation path with the hot water circulating in the hot water circulation path in the liquid-liquid heat exchange section. There,
Sterilization operation is performed when the accumulated amount of hot water in the hot water tank used within a certain period of time has been less than the tank capacity of the hot water tank after a certain time has elapsed since the previous sterilization operation. If the temperature of the hot water in the hot water storage tank continues above the sterilization-free temperature for a predetermined time before performing the solar heat, the control is performed to reset the start of the predetermined time even if the sterilization operation is not performed. Hot water storage hot water supply system.
前記熱媒体循環路は、太陽熱集熱器から放熱部へ熱媒体が流れる循環往路と、放熱部から太陽熱集熱器へ熱媒体が流れる循環復路と、循環往路と循環復路とを連通させるバイパス路とを備え、
バイパス路に前記液々熱交換部を設け、
循環往路又は循環復路に太陽熱集熱器への熱媒体の流れを連通・遮断する第1開閉弁を設けると共に、バイパス路にバイパス路を通る熱媒体の流れを連通・遮断する第2開閉弁を設け、
制御装置は、
前記殺菌運転時には第1開閉弁を閉じると共に第2開閉弁を開いて熱媒体を太陽熱集熱器へ循環させないように制御している太陽熱利用の貯湯式給湯システム。 In the hot water storage type hot water supply system according to claim 1,
The heat medium circulation path includes a circulation forward path through which the heat medium flows from the solar heat collector to the heat dissipation section, a circulation return path through which the heat medium flows from the heat dissipation section to the solar heat collector, and a bypass path that connects the circulation forward path and the circulation return path. And
Provide the liquid heat exchange part in the bypass,
A first on-off valve for communicating / blocking the flow of the heat medium to the solar heat collector is provided in the circulation forward path or the circulation return path, and a second on-off valve for communicating / blocking the flow of the heat medium passing through the bypass path in the bypass path Provided,
The control device
A solar-powered hot water storage hot water supply system in which the first on-off valve is closed and the second on-off valve is opened during the sterilization operation so as not to circulate the heat medium to the solar heat collector.
前記太陽熱集熱器はソーラー発電部を有し、ソーラー発電部で発電した電力により前記循環ポンプを駆動し、前記殺菌運転時には商用電源を用いて前記循環ポンプを駆動する構成としている太陽熱利用の貯湯式給湯システム。 In the hot water storage hot water supply system using solar heat according to claim 1 or 2,
The solar heat collector has a solar power generation unit, the circulation pump is driven by the power generated by the solar power generation unit, and the circulation pump is driven using a commercial power source during the sterilization operation. Type hot water supply system.
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