JP2002147844A - １缶３回路式給湯暖房装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】給湯、暖房、風呂の３回路を有する１缶３回路
式給湯暖房装置に関し、二つ以上の回路の同時運転時に
も利便性を損なわないようにする。 【解決手段】下部に加熱用のバーナ部２を備え且つ暖房
用放熱器７と暖房回路Ａで連通された暖房用缶体１内
に、市水道と連通し給湯を行うための間接加熱式の給湯
用熱交４と、浴槽２４と循環回路Ｃを介して連通し浴槽
２４内の湯または水を加熱する間接加熱式の風呂用熱交
５とを上下に備えたので、同時運転時にもそれぞれに必
要な熱量を確実に供給することができ、いつでも安定し
た運転が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は１つの缶体で、給
湯、暖房、風呂の３回路を有する１缶３回路式給湯暖房
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来よりこの種のものに於いては、例え
ば特開平８−２４７５４５号公報に開示されている如
く、下部にバーナ部を備えた１つの給湯用貯湯缶体内
に、暖房用の熱交換器となる暖房用蛇管と、風呂熱交換
器となる風呂用蛇管とを備え、缶体内の温水で給湯を行
うと共に、この給湯用の貯湯温水と各蛇管とで熱交換し
て温水暖房及び風呂の追い焚きや保温を行い、１台３役
で利便性を計ると共に、設置スペースを小さくすること
ができるものであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところでこの従来のも
のでは、短時間に多量に給湯を使用した場合には、使用
した多量の温水と同量の低温の水道水（５℃〜２０℃程
度）が貯湯缶体内に入るので、缶体内の温度が低下して
温度ムラが発生し、温水暖房または風呂のための熱量が
不足してしまい、利便性に欠けたものであった。更に、
温水暖房だけに着目しても、蛇管方式の熱交換器では一
度に加熱できる熱媒体の量が少ないので、温水暖房の放
熱器が多い場合には不向きであった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明は、この点に着
目し上記欠点を解決する為、特にその構成を、下部に加
熱用のバーナ部を備え且つ暖房用放熱器と暖房回路で連
通された暖房用缶体内に、市水道と連通し給湯を行うた
めの間接加熱式の給湯用熱交と、浴槽と循環回路を介し
て連通し浴槽内の湯または水を加熱する間接加熱式の風
呂用熱交とを備えたものである。

【０００５】この構成により、暖房運転を行っていても
缶体内へ流入する熱媒体が比較的高い温度であるため缶
体内の温度が急激に低下することがなく、暖房、給湯、
風呂運転の組み合わせによる同時運転時にもそれぞれに
必要な熱量を確実に供給することができ、いつでも安定
した暖房、給湯、風呂の使用が可能となると共に、暖房
用の熱媒体の容量を多くすることができ、多数の暖房用
放熱器を接続しても確実に対応でき、利便性が大幅に向
上したものである。

【０００６】また、上記暖房用缶体外方には、缶体内上
下を結ぶ連通パイプとこの連通パイプ途中に位置する撹
拌用循環ポンプとを備え、給湯運転中または、風呂運転
中または、給湯・風呂同時運転中は撹拌用循環ポンプを
駆動し、暖房用缶体内の熱媒体の撹拌を行うものであ
る。

【０００７】よって、給湯及び風呂運転時には、缶体内
の熱媒体を確実に撹拌するようにしたので、給湯及び風
呂運転時には常に缶体内の上下の温度差がなくなって均
一となり、熱交換ムラが発生せず良好な給湯及び風呂焚
きが行えるものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に、この発明に係る１缶３回路
式給湯装置を図面に示された一実施形態で説明する。１
は下部に加熱用のバーナ部２を備える燃焼室３を形成し
た暖房用缶体で、この缶体１内方には蛇管による間接加
熱式の給湯用の熱交換器を構成する給湯用熱交４と、蛇
管による間接加熱式の風呂焚き用の熱交換器を構成する
風呂用熱交５とを上下に配設し、温水暖房を行うと共に
給湯及び風呂焚きを同時またはそれぞれ単独でも行える
ようにしたものである。

【０００９】まず、暖房回路Ａについて説明すると、６
は暖房往き管、７は例えば床暖房パネル等の暖房用放熱
器、８は暖房戻り管、９は暖房用循環ポンプ、１０は気
液分離器、１１は暖房用膨張タンク、１２は開閉弁１３
が設けられた暖房バイパス管、１４は暖房用缶体１の温
度制御に用いる缶体温度センサで、暖房用缶体１にてバ
ーナ部２の燃焼で缶体温度センサ１４の制御目標温度
（約６０℃〜８５℃程度）まで加熱された熱媒体が、暖
房用循環ポンプ９により暖房往き管６を介して暖房用放
熱器７に送られて暖房を行い、暖房用放熱器７で放熱し
た低温水（約３０℃〜５０℃程度）が暖房戻り管８を介
して暖房用缶体１に戻り再度制御目標温度まで加熱され
て循環するものである。

【００１０】次に、給湯回路Ｂについて説明すると、１
５は水道に接続された給水管、１６は水の流量を検知す
る流量センサ、１７は給湯用熱交４で加熱された温水を
出湯する給湯管、１８は給湯栓、１９はミキシング弁２
０を介して給湯管１７に接続され給水管１５と給湯管１
７とを連通する給湯バイパス管、２１は給湯栓１８の閉
止時の熱膨張を吸収する給湯用膨張タンク、２２は給水
温度センサ、２３は給湯温度センサで、給湯栓１８が開
かれて流量センサ１６が最低作動流量を検知すると、暖
房用缶体１内の熱媒体の温度を約８０℃程度の高温に維
持するようバーナ部２で燃焼を行い、給水管１５からの
冷水が給湯用熱交４で暖房用缶体１内の高温の熱媒体に
より間接加熱され、ミキシング弁２０で水道水と混合さ
れ適温に調節されて給湯栓１８から給湯されるものであ
る。

【００１１】次に、風呂回路Ｃについて説明すると、２
４は風呂浴槽、２５は風呂往き管、２６は風呂戻り管、
２７は戻り管２６に設けられた風呂循環ポンプ、２８は
循環の有無を検知する流水スイッチ、２９は風呂温度セ
ンサで、浴槽２４内の湯の沸かし上げ要求があると、浴
槽２４内の湯を風呂循環ポンプ２７で風呂用熱交５に循
環させ、浴槽２４内の湯が暖房用缶体１内の高温の熱媒
体により間接加熱されることで浴槽２４内の湯を適温ま
で沸かし上げたり保温したりするものである。

【００１２】そして、３０は給湯回路Ｂの給湯管１７か
ら分岐されて風呂回路Ｃに湯張り弁３１及び三方弁３２
を介して接続される湯張り管で、風呂の湯張り要求があ
ると三方弁３２を風呂回路Ｃと湯張り管３０とを連通す
るよう切り換えると共に湯張り弁３１を開弁し、給湯用
熱交４で加熱された湯を風呂回路Ｃ内に流入させて風呂
浴槽２４への一定量の湯張りを行うものである。

【００１３】ここで、３３は暖房用缶体１の上下部を結
ぶ連通パイプ、３４はこの連通パイプ３３途中に備えら
れた撹拌用循環ポンプで、給湯時または風呂運転時に駆
動して、暖房用缶体１内の温度を上下均一化させるもの
で、給湯または風呂運転が終了するまで継続駆動して撹
拌を行うものである。尚、暖房運転時は暖房用循環ポン
プ９が駆動されているため、撹拌用循環ポンプ３４は駆
動しないようにすることも可能である。

【００１４】次に、本発明の一実施形態の作動について
説明する。まず、暖房運転を説明すれば、缶体温度セン
サ１４が暖房用缶体１内の湯温を検知し、この温度が高
温暖房負荷の場合は約８０℃、低温暖房負荷の場合は約
６０℃になるようにバーナ部２の燃焼を制御すると共
に、暖房用循環ポンプ９を駆動して暖房用缶体１内の高
温となった温水や循環液や不凍液等の熱媒体を暖房用放
熱器７に流通し、再び暖房用缶体１に戻す循環を繰り返
して、暖房用放熱器７によって室内の暖房を行うもので
ある。

【００１５】次に、給湯運転は、暖房運転が行われてい
る場合には既に暖房用缶体１内が高温となっているの
で、給湯栓１８が開かれれば給水管１５からの低温の水
は直ぐに給湯用熱交４で暖房用缶体１内の高温の熱媒体
により間接加熱されると同時に、撹拌用循環ポンプ３４
を駆動し連通パイプ３３を介して缶体１の下部にある湯
を缶体１上部に供給して暖房用缶体１の撹拌を行い暖房
用缶体１内の上と下の温度差をなくし、常に同一の熱交
換効率で熱交換できるようにして所望の温度の湯が供給
されるものである。

【００１６】このとき、暖房に供されて温度低下した熱
媒体が暖房用缶体１に流入するが、この戻りの熱媒体は
約３０℃〜６０℃程度で比較的高い温度で、従来の給湯
用の缶体の場合の低温の水道水よりも十分に高い温度で
あるため、缶体１内の温度が急激に低下するようなこと
がなく、暖房を行いながら給湯用の必要熱量を確実に確
保して安定した温度の給湯を行うことができると共に、
給湯用の熱交換を暖房用缶体１内の給湯用熱交４で行う
ことにより水道圧をそのまま利用する直圧式の給湯を行
えるものである。

【００１７】尚、暖房運転時には暖房用循環ポンプ９が
駆動されているため、暖房用缶体１内の上下の温度差は
ある程度解消されるため、撹拌用循環ポンプ３４を駆動
させないようにすることが可能であるが、撹拌用循環ポ
ンプ３４を駆動すれば更に温度差が解消される効果があ
る。また、暖房と給湯の同時運転の際には、暖房用缶体
１の制御目標温度を暖房単独運転時よりも高温にして給
湯用熱交４での熱交換効率を向上させることも可能であ
る。

【００１８】ここで、給湯運転前に暖房運転が行われて
いない場合について説明すると、ユーザーが図示しない
リモコン等の給湯運転スイッチを入れると、バーナ部２
で燃焼を開始して缶体温度センサ１４で検知する暖房用
缶体１の温度を約８５℃の制御目標温度まで加熱し、撹
拌用循環ポンプ３４を駆動し連通パイプ３３を介して缶
体１の下部にある湯を缶体１上部に供給して暖房用缶体
１の撹拌を行い暖房用缶体１内の上と下の温度差をなく
し常に同一の熱交換効率で熱交換できるようにし、給湯
栓１８が開かれるまで待機する。

【００１９】そして、給湯栓１８が開かれれば、給湯用
熱交４内を通過した市水道からの冷水は高温に維持され
た暖房用缶体１内の熱媒体によって間接加熱されて所望
の温度の湯が供給されるものである。尚、夏期などの暖
房運転の不必要な期間には給湯終了から一定時間（例え
ば４時間）の間に再度給湯されることがない場合は、自
動的に給湯運転スイッチをオフして、暖房用缶体１の制
御目標温度での保持状態を解除して省エネを計ることも
可能である。

【００２０】次に、風呂運転は、図示しないリモコンの
風呂保温スイッチをＯＮした等の浴槽２４内の湯の沸か
し上げ要求があると、風呂用循環ポンプ２７を駆動して
浴槽２４内の湯を風呂用熱交５に循環させて、高温に保
持された暖房用缶体１内の熱媒体で加熱して浴槽２４内
の湯を所望の温度に追い焚きしたり保温したりするもの
で、風呂温度センサ２９が所望の温度を検知すると自動
的に停止されるものである。

【００２１】尚、このとき給湯運転時と同様に暖房用缶
体１には比較的高い温度の熱媒体が戻ってくるため、缶
体１内の温度が急激に低下するようなことがなく、暖房
を行いながら風呂用の必要熱量を確実に確保して安定し
た風呂の追い焚きまたは保温を行うことができると共
に、撹拌用循環ポンプ３４で暖房用缶体１内の上と下の
温度差をなくし常に同一の熱交換効率で沸き上がり時間
が大きく変動しない風呂焚きを実現できるものである。

【００２２】また、給湯と風呂の同時運転の場合には給
湯単独運転の場合と同様に暖房用循環ポンプ９を駆動し
ないで暖房用缶体１を温度制御して上記の給湯運転と風
呂運転を同時に行えば良く、給湯と風呂と暖房の同時運
転の場合には、給湯・暖房同時運転時または風呂・暖房
同時運転時と同様に給湯温度と風呂温度をそれぞれ同時
に制御することが可能である。

【００２３】ここで、バーナ部２の燃焼量は、暖房に使
用される必要熱量と給湯に使用される必要熱量と風呂に
使用される必要熱量の和により求められるもので、例え
ば給湯単独使用時は暖房用缶体１内を制御目標温度に保
つよう缶体温度センサ１４の出力と缶体制御目標温度と
によるフィードバック要求熱量と、給湯設定温度と給水
温度と総流量とにより算出されるフィードフォワード要
求熱量とに応じて燃焼量が決定される。

【００２４】このように、バーナ部２の燃焼で直接加熱
される缶体１を暖房用に用いることによって、暖房に供
された後に缶体１内に流入する熱媒体の温度が比較的高
いので、缶体１内の温度が急激に低下することがなく、
暖房と給湯の同時運転時または、暖房と風呂の同時運転
時または、暖房と給湯と風呂の同時運転時に於いて、そ
れぞれに必要な熱量を確実に供給することができ、ま
た、給湯回路Ｂは直圧式であるので、シャワーに用いた
ときなどに必要な圧力を容易に確保でき、使い勝手の良
いもので、いつでも安定した暖房、給湯、風呂の運転が
可能となると共に、缶体１を暖房用に用いることで、暖
房用の熱媒体の容量を多くすることができ、多数の暖房
用放熱器７を接続しても確実に対応でき、この１缶３回
路式給湯暖房装置１台で寒冷地での暖房・給湯・風呂に
も必要な熱量をまかなえるもので、利便性が大幅に向上
したものである。

【００２５】また、給湯または風呂運転時には暖房用缶
体１内の熱媒体を撹拌用循環ポンプで撹拌することで、
暖房用缶体１内の上と下の温度差をなくし常に同一の熱
交換効率で給湯用熱交４あるいは風呂用熱交５が加熱さ
れ、温度変化の少ない高効率な給湯を行えると共に、沸
き上がり時間が大きく変動しない風呂焚きを実現できる
ものである。

【００２６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、缶体へ
流入する熱媒体は比較的高い温度であるため缶体内の温
度が急激に低下することがなく、暖房・給湯同時運転、
暖房・風呂同時運転、暖房・給湯・風呂同時運転のそれ
ぞれに必要な熱量を確実に供給することができ、いつで
も安定した暖房、給湯、風呂それぞれの運転が可能とな
ると共に、暖房用の熱媒体の容量を多くすることがで
き、多数の暖房用放熱器を接続しても確実に対応でき、
利便性が大幅に向上したものである。

【００２７】また、缶体上下を途中に撹拌用循環ポンプ
を備えた連通パイプで連通すれば、缶体内上下の温度差
をなくし全体を均一な温度とすることができ、給湯及び
風呂運転を良好に行えるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明一実施形態を付した１缶３回路式給湯暖
房装置の概略構成図。

【符号の説明】

１ 暖房用缶体 ２ バーナ部 ４ 暖房用熱交 ５ 風呂用熱交 ３３ 連通パイプ ３４ 撹拌用ポンプ Ａ 暖房回路 Ｂ 給湯回路 Ｃ 風呂回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松尾 亮 新潟県三条市東新保７番７号 株式会社コ ロナ内 Ｆターム(参考） 3L024 CC16 DD01 DD14 DD17 DD22 DD27 GG03 GG05 GG06 GG28 HH26 3L070 BB03 BC03 DD01 DD07 DD08 DF06 DF07 DF12 DG02 DG05 DG06

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下部に加熱用のバーナ部を備え且つ暖房
   用放熱器と暖房回路で連通された暖房用缶体内に、市水
   道と連通し給湯を行うための間接加熱式の給湯用熱交
   と、浴槽と循環回路を介して連通し浴槽内の湯または水
   を加熱する間接加熱式の風呂用熱交とを備えたことを特
   徴とする１缶３回路式給湯暖房装置。
2. 【請求項２】 上記暖房用缶体外方には、缶体内上下を
   結ぶ連通パイプとこの連通パイプ途中に位置する撹拌用
   循環ポンプとを備え、給湯運転中または、風呂運転中ま
   たは、給湯・風呂同時運転中は撹拌用循環ポンプを駆動
   し、暖房用缶体内の熱媒体の撹拌を行うことを特徴とす
   る請求項１記載の１缶３回路式給湯暖房装置。