JP2004218881A

JP2004218881A - 即時給湯装置

Info

Publication number: JP2004218881A
Application number: JP2003004470A
Authority: JP
Inventors: Masamitsu Kondo; 正満近藤; Fumitaka Kikutani; 文孝菊谷
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-01-10
Filing date: 2003-01-10
Publication date: 2004-08-05

Abstract

【課題】本発明は浴槽追い焚き温水を加熱源として給湯水を加熱することで簡易で本格的な即時給湯装置を実現する。
【解決手段】浴槽追い焚き用の循環加熱回路２０、２１と、給湯主回路１６と、１缶２水式熱交換器である主熱交換装置１１と、給湯カラン近くに設けた副熱交換装置２４とから構成され、給湯水は循環加熱回路２０、２１の温水により、主熱交換装置１１と副熱交換装置２４で加熱され、簡易な構成で本格的な即湯を実現できる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、１缶２水式熱交換器を加熱源とする風呂温水を利用した加熱により給湯管から即時にお湯が出る即時給湯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の即時給湯装置は図１２に示すように、熱源に給湯暖房用熱源手段１を用い、暖房ライン開閉弁２で暖房ライン３に温水を循環する制御を行い、熱交換器４付きの保温容器５に温度センサ６を設け、保温容器５の前後に一次出湯ライン７と二次出湯ライン８を設けて構成している（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−１７６８３６号公報（第３〜４Ｐ、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の即時給湯装置では、給湯暖房用熱源手段１を用いなければならないため給湯機能と暖房機能を有する熱源手段である二つの熱交換器を備えなければならないため本体自身が大きくなると共に、給湯機能は出湯開始するまで加熱されないため冷水が通常給湯機と同一量出てしまう。さらに、別途設けた保温容器５に高温の温水を貯めておき保温容器５で混ぜた後、出湯する構成であるため、初期出湯温度と定常時の出湯温度に差が生じてしまい、一定温度の出湯制御が困難となる課題を生じる。
【０００５】
本発明は上記課題を解決するため、熱源自体の出湯温度到達時間を短縮すると共に、装置全体を小型化し、初期から一定温度の出湯が可能な即時給湯装置の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明の即時給湯装置は、給湯主回路と循環加熱回路の２回路を１缶で同時加熱する主熱交換装置と、前記循環加熱回路の温水を循環する循環ポンプと、前記給湯主回路の端末に設けた出湯口と、前記出湯口と前記主熱交換装置の間に設けた副熱交換装置と、前記給湯主回路の水が前記副熱交換装置で前記循環加熱回路の温水により温められ出湯することで、主熱交換装置と副熱交換装置の給湯主回路を同時に加熱できる。さらに、出湯口であるカランを開栓すると副熱交換装置で給湯水を加熱しながら出湯する即時給湯装置を実現できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１における即時給湯装置は、給湯主回路と循環加熱回路の２回路を１缶で同時加熱する主熱交換装置と、前記循環加熱回路の温水を循環する循環ポンプと、前記給湯主回路の端末に設けた出湯口と、前記出湯口と前記主熱交換装置の間に設けた副熱交換装置と、前記給湯主回路の水が前記副熱交換装置で前記循環加熱回路の温水により温められ出湯する構成としてある。
【０００８】
上記構成によって、主熱交換装置で加熱された温水が循環ポンプにより循環加熱回路を循環する。その際、主熱交換装置と副熱交換装置における給湯主回路を同時に加熱する。給湯のためにカランを開栓すると加熱されていた副熱交換装置の給湯主回路内の温水が出湯する。さらに、副熱交換装置に入水する給湯主回路の冷水は循環加熱回路の循環温水で加熱され出湯することができるため熱源自体の出湯温度到達時間を短縮すると共に、装置全体を小型化し、初期から一定温度の出湯が可能な即時給湯装置を実現できる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の即時給湯装置の循環加熱回路を浴槽追い焚き回路と兼用し、副熱交換装置を循環する熱交循環回路と、浴槽を循環する浴槽追い焚き回路の流路を切り替える切り替装置を設けることにより、副熱交換装置へ至る配管を新設する必要が無く、風呂追い焚き回路を兼用することができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の即時給湯装置において、給湯主回路が副熱交換装置前後で迂回するバイパス回路を設け、迂回する流量を制御する流量調整装置を設けることにより、副熱交換装置を高温状態まで加熱しても、出湯時に副熱交換装置から出る高温水とバイパス回路を流れる冷水が混合され、適温水を即座に出湯する本格的な即時給湯装置を実現できる。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３に記載の即時給湯装置の副熱交換装置が三重管熱交換器となり、外側から外管と中管と内管とから構成され、内管の外面と中管の内面は伝熱関係を持って接触し、内管を循環水が流れ、外管と中管の間を給湯水が流れる構成とすることにより、内管の内側を流れる循環温水の熱が内管の壁と中管の壁を熱伝導で伝熱し外管内の給湯水を加熱する多重管構成とすることで簡易な構成で副熱交換装置を実現できると共に、万一内管の壁が破れても中管があるため循環水が給湯水に混入することがない安全設計を実現できる。請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の即時給湯装置の副熱交換装置である三重管熱交換器の中管の外側もしくは外管の内側の少なくともどちらか一方に伝熱促進部を設けた構成としてある。
【００１２】
上記構成によって、伝熱面積が拡大されるとともに給湯水の流れが乱され熱伝達性能が向上できる。
【００１３】
請求項６に記載の発明は特に、請求項４に記載の即時給湯装置の副熱交換装置である三重管熱交換器の外管と中管が二重管となり、前記二重管の前記外管と前記中管の間で流路方向に仕切部を設けた構成としてある。
【００１４】
上記構成によって、内管と中管の伝熱関係を良好にするために内管を拡管し中管へ押しつける際、仕切部が中管の外力を押さえる作用をし、内管と中管の密着度合いを良好にでき、三重管熱交換器の伝熱性能を向上できる。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００１６】
（実施例１）
図１は本発明の第１の実施例における即時給湯装置のシステム構成図であり、図２は設置見取り図である。
【００１７】
図１と図２において、１０は屋外等に設置したガス給湯風呂機であり、主熱交換装置である給湯熱源部１１と風呂熱源部１２が一体で構成されている。給湯風呂機１０は、ガス等の燃料とファン１３による燃焼空気によりバーナ１４で燃焼熱を発生し、給湯熱源部１１と風呂熱源部１２で水を加熱し熱交換する。給湯熱源部１１へは入水路１５から水が供給され、加熱された後、給湯配管１６を通り出湯口であるカランやシャワーヘッド１７等から出湯し、給湯主回路を構成する。一方、循環加熱回路の中核をなす風呂熱源部１２で加熱された循環温水は循環ポンプ１８により循環し浴槽１９のお湯の追い焚きを行う。この時、循環加熱回路である循環加熱往き回路２０と循環加熱戻り回路２１は風呂循環回路２３と副熱交換装置２４の循環回路２２とに分岐して設けられる。屋内の水回りが集中する屋内中心部付近に設けた副熱交換装置２４へ風呂温水を循環させる。このとき、副熱交換装置２４では風呂熱源部１２で加熱され循環した循環水で給湯水を加熱するため、給湯配管１６の給湯水を給湯熱源部１１と副熱交換装置２４の双方で加熱可能な構成となる。
【００１８】
以上のように構成した即時給湯装置において、即湯運転を行う際には、ファン１３により送られた燃焼空気とガスをバーナ１４で混合し燃焼させ、主熱交換装置に設けられた風呂熱源部１２を通過する循環水を加熱する。加熱された循環温水は浴槽１９へ約６０℃の温水となり循環ポンプ１８で循環される。この時、主熱交換装置の給湯主回路が通る給湯熱源部１１の中の給湯水を同時に加熱するとともに、副熱交換装置２４の給湯配管１６も加熱することができる。シャワー１７から出湯するとき、副熱交換装置２４を水回りが集中する近傍へ設けているためシャワー１７から副熱交換装置２４の距離は２〜３メートル程しかないため初期給湯時の冷めた水である死に水は極わずかであり、２〜３秒後には、副熱交換装置２４で加熱された給湯水がすぐに出湯する。給湯熱源部１１でもあらかじめ風呂熱源部１２で加熱された循環温水で加熱されるため設定水温にすぐに到達すると共に、給湯熱源部１１と副熱交換装置２４の間に存在する給湯配管１６の冷水は浴槽追い焚きにより副熱交換装置２４で加熱され適温水が即座に出湯する。その後、給湯熱源部１１で設定温度まで加熱された給湯水が副熱交換器２４へ到達し始めると、循環ポンプ１８を停止することで再加熱を防止して設定温度の温水を出湯できる。
【００１９】
すなわち、即時給湯用の貯湯タンクを設ける必要がないため、コンパクト、低イニシャルコストと低ランニングコストを実現でき、本格的な即時給湯装置を提供できるものである。
【００２０】
ここで実施例では給湯風呂機１０を給湯熱源部１１と風呂熱源部１２を一体で構成した例で説明したが、給湯暖房機で暖房熱源部と給湯熱源部を一体で構成した１缶２水熱交換器を使用しても同様の効果を発揮できるものである。
【００２１】
（実施例２）
図３から図５は本発明の第２の実施例における副熱交換装置２４と循環加熱回路２０・２１の回路構成図である。
【００２２】
図３と図４において、実施例１の構成と異なるところは、循環加熱回路２０・２１を浴槽追い焚き回路２３と兼用し、副熱交換装置２４を循環する熱交循環回路２５と浴槽１９を循環する浴槽追い焚き回路２３の流路を切り替える切り替え装置である三方弁２６を設け、給湯主回路１６が副熱交換装置２４の前後で迂回するバイパス回路２７を設け、バイパス回路２７を流れるバイパス流量を制御する流量調整装置である流量調節弁２８を設けたものである。図３は副熱交換器２４側を循環水が循環する場合であり、図４は追い焚き回路２３側を循環水が循環した場合である。このように副熱交換装置２４へ至る循環加熱回路２０・２１を新設する必要が無く、風呂追い焚き回路２３と兼用することができることで施工性を飛躍的に簡便にできる。また、副熱交換装置２４を循環水で高温状態に加熱しても、出湯時に副熱交換装置２４から出る高温水とバイパス回路２７を流れる冷水が流量調節弁２８により適度に混合され、適温水を即座に出湯できる本格的な即時給湯装置を実現できる。
【００２３】
ここで、バイパス回路２７に流量調節弁２８を使用した例を示したが、電磁弁等によりバイパス流量を遮断する機能を有する構成や、バイパス流路自身に細管を使用しバイパス流量を固定し副熱交換器２４を流れる循環水の流量を循環ポンプ１８で調整しても初期出湯時に高温水が出ない効果を発揮することができる。
【００２４】
図５に示すように、熱交循環回路２５と浴槽追い焚き回路２３のそれぞれに切り替え装置である４個の電磁弁３０を設けたとしても同様の効果を発揮できるとともに、浴槽の追い焚き運転と副熱交換装置２４の同時加熱運転もできる。
【００２５】
（実施例３）
図６から図１０は本発明の第３の実施例における即時給湯装置の副熱交換装置の構成図である。図６と図７は三重管熱交換器３１の構成図であり、実施例１の構成と異なるところは、副熱交換装置２４において外側の管から外管３２と中管３３と内管３４で構成され、内管３４の外面と中管３３の内面は伝熱関係を持って接触しており、内管３４内部を循環水である浴槽水が循環し、外管３２の内部で中管３３の間を給湯水が通過する三重管熱交換器３１の構成とした点である。以上のように構成した即時給湯装置において、浴槽追い焚き用の約６０℃の温水を循環ポンプ１８で循環し、三重管熱交換器３１を加熱する。給湯熱源部１１と三重管熱交換器３１の間の冷水は三重管熱交換器３１により加熱されるため、シャワー１７から初期のわずかな死に水以外に冷水がでない。また、内管３４が破損しても中管３３があるため、循環水が給湯水に混入しない。すなわち、即時給湯用の専用循環ポンプや即湯用循環回路を設ける必要がないため、省施工、コンパクト、低イニシャルコストと低ランニングコストを実現でき、本格的な即時給湯装置を提供できるものである。
【００２６】
図８は、三重管熱交換器３１において中管３３の外周に吸熱促進部である銅線３６を巻き付けた構成としてある。このように構成した即時給湯装置において、給湯水が流路を通過する際に流れに乱れが生じると共に、伝熱面積が拡大されるため熱交換能力が向上し、副熱交換装置２４を小型化することができる。さらに、図９は外管３２の内壁に吸熱促進部である溝部３７を螺旋状に設けたものである。このような構成をすることでも同様な効果を発揮することができる。さらに図１０に示すように、副熱交換装置２４において中管３３の外周に吸熱促進部である銅線３６を巻き付け、外管３２の内壁に吸熱促進部である溝部３７を螺旋状に設けた構成をすることでもより効果を発揮することができる。
【００２７】
（実施例４）
図１１は本発明の第４の実施例における即時給湯装置の三重管熱交換器３１の構成図である。図１１は三重管熱交換器３１の構成図であり、実施例３の構成と異なるところは、三重管熱交換器３１の中管３３と外管３２の間に流路方向に仕切部３８を設けた構成とした点である。
【００２８】
以上のように構成した即時給湯装置において、内管３４内部の熱が中管３３へ伝わり、仕切部３８が伝熱フィンの役割を果たし、給湯水を効率よく加熱することができる。また、内管３４を拡管し中管３３へ押しつける際、外管３２と仕切部３８が中管３３の外力を押さえる作用をし、内管３４と中管３３の密着度合いを良好にできる。すなわち、即時給湯用の貯湯タンクを設ける必要がないため、省施工、コンパクト、低イニシャルコストと低ランニングコストを実現でき、本格的な即時給湯装置を提供できるものである。
【００２９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明の即時給湯装置によれば、副熱交換装置に入水する給湯主回路の冷水は循環加熱回路の循環温水で加熱出湯できるため出湯口での出湯温度到達時間を短縮すると共に、装置全体を小型化し、初期から一定温度の出湯が可能な即時給湯装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における即時給湯装置のシステム構成図
【図２】本発明の実施例１における即時給湯装置の設置見取り図
【図３】本発明の実施例２における即時給湯装置の循環加熱回路の構成図
【図４】本発明の実施例２における循環加熱回路の他の構成図
【図５】本発明の実施例２における循環加熱回路の他の構成図
【図６】本発明の実施例３における三重管熱交換器の構成図
【図７】本発明の実施例３における三重管熱交換器の構成図
【図８】本発明の実施例３における三重管熱交換器の他の拡大断面図
【図９】本発明の実施例３における三重管熱交換器の他の拡大断面図
【図１０】本発明の実施例３における三重管熱交換器の他の拡大断面図
【図１１】本発明の実施例４における三重管熱交換器の拡大断面図
【図１２】従来の即時給湯装置のシステム構成図
【符号の説明】
１１給湯熱源部（給湯主回路）
１２風呂熱源部（循環加熱回路）
１６給湯配管（給湯主回路）
１７出湯口
１８循環ポンプ
２０循環加熱往き回路（循環加熱回路）
２１循環加熱戻り回路（循環加熱回路）
２３浴槽追い焚き回路
２４副熱交換装置
２５熱交循環回路
２６三方弁（切り替え装置）
２７バイパス回路
２８流量調整弁（流量調整装置）
３１三重管熱交換器
３２外管
３３中管
３４内管
３６銅線（吸熱促進部）
３７溝部（吸熱促進部）
３８仕切部

Claims

給湯主回路と循環加熱回路の２回路を１缶で同時加熱する主熱交換装置と、前記循環加熱回路の温水を循環する循環ポンプと、前記給湯主回路の端末に設けた出湯口と、前記出湯口と前記主熱交換装置の間に設けた副熱交換装置と、前記給湯主回路の水が前記副熱交換装置で前記循環加熱回路の温水により温められ出湯する即時給湯装置。
循環加熱回路を浴槽追い焚き回路と兼用し、副熱交換装置を循環する熱交循環回路と、浴槽を循環する前記浴槽追い焚き回路の流路を切り替える切り替装置を設けた請求項１記載の即時給湯装置。
給湯主回路が副熱交換装置前後で迂回するバイパス回路を設け、迂回する流量を制御する流量調整装置を設けた請求項１〜３のいずれか１項に記載の即時給湯装置。
副熱交換装置が三重管熱交換器となり、外側から外管と中管と内管とから構成され、前記内管の外面と前記中管の内面は伝熱関係を持って接触し、前記内管を循環水が流れ、前記外管と前記中管の間を給湯水が流れる請求項１〜３記載の即時給湯装置。
副熱交換装置である三重管熱交換器の中管の外側もしくは外管の内側の少なくともどちらか一方に吸熱促進部を設けた請求項４記載の即時給湯装置。
副熱交換装置である三重管熱交換器の外管と中管が二重管となり、前記二重管の前記外管と前記中管の間で流路方向に仕切部を設けた請求項４記載の即時給湯装置。