JP2004011904A - 潜熱蓄熱材を利用した給湯配管保温方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の給湯配管保温方法では、給湯配管（１）の外周に断熱保温材を巻くだけであり、給湯配管内の温水が徐々に冷めることが不可避であるので、大規模な給湯設備では、給湯温度の低下を防止するため、循環配管をし、温水を循環させる必要があった。
【解決手段】給湯配管（１）の外周部に潜熱蓄熱体（３）を取り付け、さらにその外周から、深夜電力を利用して電気ヒータ（４）で加熱して、潜熱蓄熱体（３）に封入された潜熱蓄熱材（２）を融解させ、電気ヒータ（４）の作動停止後、液状となった潜熱蓄熱材（２）の凝固熱により、長時間、潜熱蓄熱材（２）の融点付近の適温に給湯配管を保温することが可能となることを特徴とする。配管内の温水を常に適温に保って給湯栓から捨て水することなく、すぐに適温のお湯が出ることを可能とし、循環配管も不要にした。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、深夜電力を利用して電気ヒータ（４）の発熱により潜熱蓄熱材（２）を融解し、その凝固熱を利用することにより、給湯配管（１）を、長時間、適当な給湯温度に保温する、潜熱蓄熱材を利用した給湯配管保温方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の給湯配管保温方法は、給湯配管の外周に、ポリスチレン等の断熱性に優れた断熱保温材を巻き、さらにその外周を綿テープや鉄板等でラッキングするだけであった。
この方法では、給湯配管内の温水の熱が外部に逃げにくくすることは可能であっても、給湯配管内の温水の温度と周囲温度との温度差がある限り、配管内の温水の熱がゆるやかに外部に逃げ続けることとなる。
【０００３】
このため、給湯配管内の温水の温度を適温に保つためには、温水を循環させることが必要となり、ホテルなどの大規模な施設の給湯配管では、給湯ポンプによって温水を常に循環させる循環方式の給湯配管が設置されていた。しかし、温水を循環させて給湯温度を一定に保てば、給湯配管からの放熱損失に加えて温水を循環させるエネルギーを余分に消費することとなるほか、往復で二重の配管を布設することが必要であった。
【０００４】
また、家庭用等の小規模な施設の給湯配管では、先止め配管と呼ばれる送り方向だけの給湯配管方式が一般的であるが、この場合、間欠して給湯を使用すると、給湯の使い始めにおいて、配管からの放熱ロスにより、湯温の下がったさめた温水を、しばらくの間、給湯栓から無駄に捨てることが不可避であった。
【０００５】
このように、従来の先止め配管方式の給湯設備では、余分な捨て水が必要となるばかりでなく、給湯栓からすぐに温水が出ないという欠点があった。
【０００６】
この解決法として、給湯栓の直近に電気加温式の貯湯式給湯器を設置する場合があるが、この方法では設置スペースや設置費用が必要であり、加えて昼間の高価な電気代がかさむこととなっていた。
【０００７】
その他、寒冷地等においては、配管に凍結防止が必要な場合には、配管と保温材の間に、電気ヒータが巻かれることがあったが、これは夜間の配管凍結防止を目的としたものであり、昼間は高価な電気代を節約するために電気ヒータが切られるので、給湯配管の保温効果においては凍結防止がない場合と同様の欠点があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、給湯配管の保温効果を高め、循環配管等を用いずに給湯栓を開くとすぐに適温の温水が出るようにすることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明の、潜熱蓄熱材を利用した給湯配管保温方法は、保温されるべき給湯配管（１）の外周に筒状若しくは帯状の潜熱蓄熱体（３）を巻き、さらにその外周に電気ヒータ（４）を巻き付け、さらにその外側に断熱保温材（５）をかぶせる構成の配管保温方法である。
【００１０】
蓄熱効果をさらに上げるため、電気ヒータ（４）と断熱保温材の間に、再度、別の潜熱蓄熱体（３）をはさみこんでも良い。
【００１１】
断熱保温材の外装部には、必要に応じて、通常の保温方法で用いる綿テープ巻きや、樹脂のカバー、あるいは鋼板等のラッキングをおこなってもよい。
【００１２】
潜熱蓄熱体（３）は、内部に、給湯用の温水の温度と同程度かやや高温の融点を持つ潜熱蓄熱材（２）を充填する袋状の構造とし、外皮部分は、薄い金属膜若しくは内部の潜熱蓄熱材より高い融点を持つ物質で形成し、内部に潜熱蓄熱材（２）を包含する構造であって、筒状若しくは帯状の形状にして、潜熱蓄熱体（３）を保温されるべき給湯配管（１）の外周に取り付けやすい構造とする。
【００１３】
潜熱蓄熱体（３）の外周に設置した電気ヒータ（４）は、タイマー等によって電力料金の割安となる深夜時間帯に主として作動させる構成とし、割安な深夜電力を利用する構成としてもよい。
【００１４】
電気ヒータ（４）を発熱させ、隣接する潜熱蓄熱体（３）の中に充填された潜熱蓄熱材（２）を融解し、この液化した潜熱蓄熱材（２）の凝固熱を利用して給湯配管（１）を、長時間適温に保温することを可能とする。
【００１５】
電気ヒータ（４）の外周に巻き付ける断熱保温材（５）は、給湯配管（１）内の温水の熱を逃がさないばかりでなく、潜熱蓄熱材（２）の凝固熱を外部に逃がしにくくする働きもするものである。
【００１６】
給湯配管（１）の長さに応じ、適当な長さの筒状若しくは帯状の形状の潜熱蓄熱体（３）を必要に応じてつなぎ合わせ、組み合わせて施工する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
請求項１に記載の本発明は、図１に示すように、給湯配管（１）の外周部に巻き付けた潜熱蓄熱体（３）のさらに外周部に巻き付けた電気ヒータ（４）を、タイマーの作用等によって、割安な深夜電力等を利用して加温することにより、潜熱蓄熱体（３）の内部に充填された潜熱蓄熱材（２）を融解させる。
【００１８】
この際、電気ヒータ（４）の外周に配置された断熱保温材（５）は、電気ヒータ（４）の発熱が外部へ逃げにくくし、潜熱蓄熱体（３）の加温に有効となるような役目をする。この潜熱蓄熱材（２）が融解するまでは、潜熱蓄熱体（３）は潜熱蓄熱材（２）の融点の温度に保たれる。
【００１９】
潜熱蓄熱材（２）の融解後は、タイマーの作用等により電気ヒータ（４）の加熱を止める。この際、潜熱蓄熱体（３）に温度センサーを付加して電気ヒータ（４）を制御しても良い。
【００２０】
電気ヒータ（４）の加熱が止まれば、潜熱蓄熱材（２）は、凝固熱を放出して徐々に液体から固体に戻ろうとする。この凝固作用が次の深夜電力利用による加温時刻まで続くように、十分な量の潜熱蓄熱材（２）を潜熱蓄熱体（３）内に封入しておけば、深夜電力時間帯以外の時間帯には、潜熱蓄熱体（３）から凝固熱が放出されつづけることとなる。この間、潜熱蓄熱体（３）は、潜熱蓄熱材（２）の融点の温度に維持されることから、潜熱蓄熱体（３）と接している給湯配管（１）の温度は、潜熱蓄熱材（２）の融点付近に維持されることとなる。
【００２１】
給湯温度と同程度かやや高い温度を融点とする物質を潜熱蓄熱材（２）として選定すれば、長時間安定して給湯配管（１）が給湯温度に保たれることとなる。
【００２２】
給湯栓の直近まで、潜熱蓄熱材を利用した給湯配管保温方法を実施すれば、送り方向のみの先止め配管でも、即座に、適温の給湯をすることが可能となる。
【００２３】
上述のような構成よりなる潜熱蓄熱材を利用した給湯配管保温方法が請求項１記載の本発明である。
【００２４】
また、潜熱蓄熱体（３）と電気ヒータ（４）は一体化して、潜熱蓄熱体（３）の内部に電気ヒータ（４）を内蔵する構造としてもよい。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の請求項１記載の潜熱蓄熱材を利用した給湯配管保温方法を用いれば、割安な深夜電力によって電気ヒータ（４）を加温することにより、隣接する潜熱蓄熱材（２）が融解し、この凝固熱により長時間にわたって給湯配管（１）を給湯温度付近の適温に保温することが可能となる。
【００２６】
給湯配管（１）が、給湯される温水と同程度に保たれるため、給湯されるべき温水の温度も降下せず、先止め配管でも、給湯栓から即座に適温のお湯を出すことが可能となり、無駄な捨て水が不要となる。
【００２７】
先止め配管でも即座に適温のお湯を出すことが可能となれば、給湯温度を保持するための給湯循環システムも不要であり、この結果、循環配管が不要となるばかりでなく、給湯循環のためにポンプを廻し続ける搬送動力も大幅に低減され、省エネルギーにも貢献できる。
【００２８】
電気ヒータの作動を深夜電力で行えば、深夜電力の有効利用や電力の負荷平準化にも貢献する。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１記載の本発明の潜熱蓄熱材を利用した給湯配管保温方法の断面図である。
【符号の説明】
１　　給湯配管
２　　潜熱蓄熱材
３　　潜熱蓄熱体
４　　電気ヒータ
５　　断熱保温材

Claims (1)

1. 給湯配管（１）の外周に、融点が配管内の給湯温度と同程度若しくはやや高い温度の潜熱蓄熱材（２）を封入した筒状若しくは帯状の潜熱蓄熱体（３）を巻き、この外周に潜熱蓄熱材を加温する電気ヒータ（４）を巻いて、さらにその外周に断熱保温材（５）を巻いて配管を保温する、潜熱蓄熱材を利用した給湯配管保温方法。

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