JP2002333200A - 暖房給湯器とその運転方法 - Google Patents

暖房給湯器とその運転方法

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JP2002333200A
JP2002333200A JP2001137563A JP2001137563A JP2002333200A JP 2002333200 A JP2002333200 A JP 2002333200A JP 2001137563 A JP2001137563 A JP 2001137563A JP 2001137563 A JP2001137563 A JP 2001137563A JP 2002333200 A JP2002333200 A JP 2002333200A
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JP
Japan
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hot water
heat exchanger
heater
heat
tank
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JP2001137563A
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English (en)
Inventor
Yoichi Sato
洋一 佐藤
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Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 暖房給湯器において、貯湯槽や配管の取り回
しをコンパクトにし、熱効率を向上すること。 【解決手段】 暖房給湯器1において、太陽熱パネル2
0又は熱源器40との間で熱媒を循環させて貯湯槽10
に熱を受ける下熱交換器21を貯湯槽10の下部に配置
し、暖房器30との間で熱媒を循環させて貯湯槽10か
ら熱を与える上熱交換器31を貯湯槽10の上部に配置
し、上熱交換器31の下部、かつ下熱交換器21の上部
にヒータ60を配置したもの。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は住宅において主とし
て用いられる、暖房と給湯の2機能を併せ備える暖房給
湯器とその運転方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の暖房給湯器は、特開昭59-134432
に示す如く、貯湯槽下部に太陽熱を利用する熱交換器を
設け、貯湯槽の温度が不足する場合に、外部のボイラー
で貯湯槽上部の熱交換器を用いて加熱する。そして、一
般給湯は貯湯槽と別個のサブタンクから行ない、外部の
ボイラーでサブタンクを加熱可能としている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】風呂用の貯湯槽と一
般給湯用のサブタンクを別個にし、外部のボイラーをそ
れらの貯湯槽とサブタンクの両者につなぐ循環配管を設
ける必要がある。従って、貯湯槽とサブタンクの両者の
設置スペースを必要とするし、循環配管の取り回しも長
く複雑になり、放熱し易く、熱効率が悪い。
【0004】太陽熱によって加温された貯湯槽内の温
水を一般給湯用に利用できない。本発明の課題は、暖房
給湯器において、貯湯槽や配管の取り回しをコンパクト
にし、熱効率を向上することにある。
【0005】また、本発明の他の課題は、太陽熱によっ
て加熱された温水を有効利用することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、給水
口を下部に備え、給湯口を上部に備えた貯湯槽と、貯湯
槽の下部に配置され、太陽熱パネル又は熱源器との間で
熱媒を循環させて貯湯槽に熱を受ける下熱交換器と、貯
湯槽の上部に配置され、暖房器との間で熱媒を循環させ
て貯湯槽から熱を与える上熱交換器と、上熱交換器の下
部、かつ下熱交換器の上部に配置されたヒータとを有し
てなる暖房給湯器である。
【0007】請求項2の発明は、給水口を下部に備え、
給湯口を上部に備えた貯湯槽と、貯湯槽の下部に配置さ
れ、太陽熱パネルとの間で熱媒を循環させて貯湯槽に熱
を受ける下熱交換器と、貯湯槽の上部に配置され、暖房
器との間で熱媒を循環させて貯湯槽から熱を与える上熱
交換器と、貯湯槽の上熱交換器と下熱交換器に挟まれる
中間部に配置され、熱源器との間で熱媒を循環させて貯
湯槽に熱を受ける中間熱交換器と、上熱交換器の下部、
かつ中間熱交換器の上部に配置されたヒータとを有して
なる暖房給湯器である。
【0008】請求項3の発明は、前記上熱交換器が配置
されている貯湯槽の槽内温度が給湯又は暖房に必要な温
度以下になったときに、前記ヒータにより槽内温度を加
熱する請求項1又は2に記載の暖房給湯器の運転方法で
ある。
【0009】
【作用】太陽熱パネル又は熱源器により加温された貯
湯槽の温水を、給湯と暖房に利用できる。そして、貯湯
槽の槽内温度が給湯又は暖房の必要温度以下になったと
きには、ヒータにより槽内温度を加熱できる。従って、
貯湯槽の温水を、暖房用に利用するとともに、風呂用と
一般給湯用のいずれにも利用でき、全体の装置構成をコ
ンパクトにできる。これにより、貯湯槽や配管の取り回
しをコンパクトにし、放熱を抑えて、熱効率を向上でき
る。
【0010】太陽熱パネルにより加温された貯湯槽の
温水が、冬季等において十分に高温にならない場合に
も、他の熱源器やヒータで目標温度まで簡易に昇温で
き、有効利用できる。
【0011】
【発明の実施の形態】図1は暖房給湯器を示す配管図で
ある。暖房給湯器1は、給水口11を下部に備え、給湯
口12を上部に備えた貯湯槽10を有する。即ち、貯湯
槽10には給水口11から市水が導入され、貯湯槽10
の高温の湯が給湯口12から出湯され、高温の湯はミキ
シングバルブ13で市水と混合されて風呂給湯に供さ
れ、ミキシングバルブ14で市水と混合されて一般給湯
に供される。
【0012】貯湯槽10の下部には下熱交換器21が配
置されている。下熱交換器21は、太陽熱パネル20と
の間で熱媒としての不凍液(プロピレングリコール)を
循環させて、貯湯槽10内の水に熱を与える。
【0013】貯湯槽10の上部には上熱交換器31が配
置されている。上熱交換器31は、床暖房パネル等の暖
房器30との間で熱媒としての不凍液(プロピレングリ
コール)を循環させて、貯湯槽10内の高温の湯から熱
を受ける。
【0014】貯湯槽10の上熱交換器31と下熱交換器
21に挟まれる中間部には中間熱交換器41が配置され
ている。中間熱交換器41は、ヒートポンプ等の熱源器
40との間で熱媒としての不凍液(プロピレングリコー
ル)を循環させて、貯湯槽10内の水に熱を与える。
【0015】貯湯槽10の内部で、中間熱交換器41の
直下部(かつ下熱交換器21の上部)には第1ヒータ5
0が設置され、上熱交換器31の直下部(かつ中間熱交
換器41の上部)には第2ヒータ60が設置されてい
る。ヒータ50、60は電熱ヒータ等にて構成できる。
【0016】尚、下熱交換器21、上熱交換器31、中
間熱交換器41の熱媒の循環経路にはポンプが介装さ
れ、熱媒の循環動力源を構成している。
【0017】以下、暖房給湯器1の動作について、暖房
を使用する期間を想定して説明する。
【0018】(1)深夜において、貯湯槽10に導入され
た市水は、熱源器40によって約60℃まで沸き上げられ
る。この過程で加温された湯は自然対流によって上部へ
と移動し、中間熱交換器41を包む部分より上部がほぼ
均一にゆっくりと昇温せしめられる。その後、第1ヒー
タ50によって設定された温度(ここでは90℃とする)
まで昇温され、結局朝までに、第1ヒータ50より上の
部分の全体が90℃になる。尚、熱源器40によって高温
まで沸かせる場合には、第1ヒータ50は不要である。
【0019】(2)貯湯槽10が上述(1)の状態下で、風呂
給湯又は一般給湯の給湯負荷が生じた場合には、給湯口
12からミキシングバルブ13又はミキシングバルブ1
4を通じて出湯される。これによって、貯湯槽10の減
量分は、自動的に給水口11から市水が補給され、貯湯
槽10の温度境界層が少し上昇する。
【0020】また、暖房負荷が生じた場合には、上熱交
換器31の周囲が高温になっており、この上熱交換器3
1の周囲の熱が暖房器30へと供給される。この暖房運
転が続いたとき、上熱交換器31を含む下の部分の温度
は温度境界層まで均一に低下する。
【0021】一方、太陽熱パネル20で昇温せしめられ
た熱媒は循環し、下熱交換器21を通じて市水を加温す
る。これによって加温された市水は、深夜時間帯になる
と上述(1)の如くに熱源器40及び第1ヒータ50で昇
温され、直接給湯するには低温だとしても無駄にはなら
ない。
【0022】(3)貯湯槽10の温度は、暖房を続けると
降温し、給湯を続けると給水口11からの市水の補給に
よって温度境界層が徐々に上昇する。この暖房又は給湯
が引き続き、上熱交換器31の周囲の温度が暖房に必要
な温度、又は給湯に必要な温度(例えば60℃)に近づく
と、この上熱交換器31の周囲の温度を第2ヒータ60
によって昇温する。これにより、上熱交換器31の周囲
には1日を通じて必ず60℃以上の温水が存在するものと
なり、暖房と給湯に支障を与えない。
【0023】尚、暖房給湯器1において、暖房を必要と
しない期間においては、上熱交換器31自体は特に機能
せず、上熱交換器31の周囲の温度を第2ヒータ60に
より湯切れを起こさない程度に昇温する。第2ヒータ6
0による昇温の目標温度、及び深夜時間帯に熱源器40
や第1ヒータ50で沸かす温度は、給湯負荷と給湯設定
温度に不足を生じることのない程度(例えば70℃)とす
る。
【0024】本実施形態によれば以下の作用がある。 太陽熱パネル20又は熱源器40により加温された貯
湯槽10の温水を、給湯と暖房に利用できる。そして、
貯湯槽10の槽内温度が給湯又は暖房の必要温度以下に
なったときには、ヒータ50、60により槽内温度を加
熱できる。従って、貯湯槽10の温水を、暖房用に利用
するとともに、風呂用と一般給湯用のいずれにも利用で
き、全体の装置構成をコンパクトにできる。これによ
り、貯湯槽10や配管の取り回しをコンパクトにし、放
熱を抑えて、熱効率を向上できる。
【0025】太陽熱パネル20により加温された貯湯
槽10の温水が、冬季等において十分に高温にならない
場合にも、他の熱源器40やヒータ50、60で目標温
度まで簡易に昇温でき、有効利用できる。
【0026】以上、本発明の実施の形態を図面により詳
述したが、本発明の具体的な構成はこの実施の形態に限
られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の
設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、本
発明の暖房給湯器は、図1において、下熱交換器21と
上熱交換器31を有するが、中間熱交換器41を有さな
いものとし、下熱交換器21に太陽熱パネル20又は熱
源器40を接続するものとしても良い。
【0027】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、暖房給湯
器において、貯湯槽や配管の取り回しをコンパクトに
し、熱効率を向上することができる。また、本発明によ
れば、太陽熱によって加熱された温水を有効利用するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は暖房給湯器を示す回路図である。
【符号の説明】
1 暖房給湯器 10 貯湯槽 11 給水口 12 給湯口 20 太陽熱パネル 21 下熱交換器 30 暖房器 31 上熱交換器 40 熱源器 41 中間熱交換器 50 第1ヒータ 60 第2ヒータ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 給水口を下部に備え、給湯口を上部に備
    えた貯湯槽と、 貯湯槽の下部に配置され、太陽熱パネル又は熱源器との
    間で熱媒を循環させて貯湯槽に熱を受ける下熱交換器
    と、 貯湯槽の上部に配置され、暖房器との間で熱媒を循環さ
    せて貯湯槽から熱を与える上熱交換器と、 上熱交換器の下部、かつ下熱交換器の上部に配置された
    ヒータとを有してなる暖房給湯器。
  2. 【請求項2】 給水口を下部に備え、給湯口を上部に備
    えた貯湯槽と、 貯湯槽の下部に配置され、太陽熱パネルとの間で熱媒を
    循環させて貯湯槽に熱を受ける下熱交換器と、 貯湯槽の上部に配置され、暖房器との間で熱媒を循環さ
    せて貯湯槽から熱を与える上熱交換器と、 貯湯槽の上熱交換器と下熱交換器に挟まれる中間部に配
    置され、熱源器との間で熱媒を循環させて貯湯槽に熱を
    受ける中間熱交換器と、 上熱交換器の下部、かつ中間熱交換器の上部に配置され
    たヒータとを有してなる暖房給湯器。
  3. 【請求項3】 前記上熱交換器が配置されている貯湯槽
    の槽内温度が給湯又は暖房に必要な温度以下になったと
    きに、前記ヒータにより槽内温度を加熱する請求項1又
    は2に記載の暖房給湯器の運転方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2431228A (en) * 2005-11-19 2007-04-18 Matthew Lee Heating system for hot water and space heating comprising a solar panel and a fuel fired boiler
AU2008100521B4 (en) * 2007-06-07 2009-01-22 Brett Anthony York Roof solar water and air heater

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2431228A (en) * 2005-11-19 2007-04-18 Matthew Lee Heating system for hot water and space heating comprising a solar panel and a fuel fired boiler
GB2431228B (en) * 2005-11-19 2009-07-08 Matthew Lee Heating system
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