JP2004263953A - 即時給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】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出口から即時にお湯が出る即時給湯装置を実現することを目的とする。
【解決手段】浴槽追い焚き用の循環水加熱回路１３と、給湯加熱回路１２を一つの缶体で構成される１缶２水式熱交換器である主熱交換装置１１と、浴槽２１の水を循環する循環ポンプ１９と、圧力逃がし装置２４とから構成され、給湯加熱回路１２は追い焚き時に循環水加熱回路１３の温水により加熱され、簡易な構成で即時給湯機能を実現できる。
【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出口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、熱源に給湯用熱源と暖房用熱源の二つを別々に有する２缶２水式熱交換器を使用して実現している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図８は、特許文献１に記載された従来の即時給湯装置を示すものである。図８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。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−１７６８３６号公報（０００２−００２１、図１）
【０００５】
【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別々に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、給湯加熱回路はカランを開くまで加熱されないため、熱源出口から当初冷水が出水し保温用器内の温水と冷水とが混合することによる出湯温度の変動が生じる課題がある。
【０００６】
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即時給湯装置の提供を目的とする。
【０００７】
【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、一つの熱源で給湯加熱回路と循環水加熱回路を同時に加熱する加熱手段を設け、この加熱手段で循環水加熱回路を加熱し循環ポンプで温水を循環することで、主熱交換装置の給湯加熱回路を同時に加熱する即時給湯装置を実現できる。
【０００８】
【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、給湯加熱回路と循環水加熱回路の２回路が互いに伝熱関係を持って接合された主熱交換装置と、主熱交換装置を加熱する加熱手段と、給湯加熱回路と、循環水加熱回路の温水を循環する循環ポンプと、給湯加熱回路の圧力上昇した水を循環水加熱回路側へ逃がす為に設けた圧力逃がし手段と、循環水加熱回路の水が給湯加熱回路へ逆流することを防ぐ逆止手段を設け、循環水加熱回路が所定温度以下の場合に加熱手段で加熱する構成としてある。
【０００９】
上記構成によって、循環水加熱回路の温度が所定温度以下の場合、加熱手段で主熱交換装置の循環水加熱回路を加熱する。加熱された循環水加熱回路の温水が循環ポンプにより循環する際、主熱交換装置における給湯加熱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この加熱されていた給湯加熱回路内の温水が直ちに出湯する。すなわち一般的な１缶２水式熱交換器で大きな機能部品を設けることなく、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。また、給湯加熱回路の圧力上昇により機具の耐久性の劣化を防ぐと共に、風呂水加熱回路に少量の水を排水するだけで使用者に気づかれることがなく、風呂水加熱回路の水が給湯加熱回路に混入することを防ぐことができる。
【００１０】
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水加熱回路の温水が装置内で循環するバイパス回路と、バイパス回路にバイパス流量を制御する流量調整手段を設けることにより、循環加熱回路の温水温度が低いときにバイパス回路に大量の循環水を循環させることで、主熱交換装置へ戻る循環水加熱回路の温水が短時間で所定温度まで到達することで、給湯加熱回路の温水も直ちに上昇させ即時給湯の準備待ち時間を短縮することができる。
【００１１】
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、循環水加熱回路を風呂水加熱回路とし、バイパス回路と風呂水加熱回路を切り替える切り替え手段と、バイパス回路に気液分離手段を設け、風呂水加熱回路から風呂水往き回路もしくは風呂水戻り回路へ第２の圧力逃がし手段を設けることにより、風呂水加熱回路を単独で加熱したときも風呂水加熱回路の圧力上昇により機具の耐久性劣化を防ぐと共に、風呂水側へ少量の水を排水するだけで使用者に気づかれることがない。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の即時給湯装置のバイパス回路と風呂水加熱回路を切り替える切り替え手段を風呂水往き回路もしくは風呂水戻り回路のどちらか一方に設け、他方に閉止手段を設けることにより、切り替え装置を一カ所に設けるのみで即時給湯装置を実現できる。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の即時給湯装置の切り替え手段を風呂水往き回路と風呂水戻り回路の双方に設けた閉止手段とし、バイパス回路にも閉止手段を設けることにより、風呂の追い焚き機能と即時給湯機能の単独実施と同時使用を実現できる。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項３から請求項５に記載の即時給湯装置のバイパス回路にのみ風呂水が流れるときはバイパス流量を循環ポンプで制御することにより、即湯機能を実施する際の循環ポンプの消費電力を削減できるため省エネルギーを実現できる。
【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は本発明実施例１の即時給湯装置のシステム構成図である。図１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１１である給湯加熱回路１２と循環水加熱回路である風呂水加熱回路１３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１４による燃焼空気により加熱手段であるバーナ１５で燃焼熱を発生し、給湯加熱回路１２と風呂水加熱回路１３で水を加熱し熱交換する。給湯加熱回路１２へは入水路１６から水が供給され、加熱された後、出水路１７経て出湯口であるカランやシャワーヘッド１８等から出湯する。一方、風呂水加熱回路１３で加熱された循環温水は循環ポンプ１９により風呂水往き回路２０を通り、浴槽２１へ到達し、風呂水戻り回路２２から給湯風呂機１０へ戻ってくる。風呂水戻り回路２２には浴槽２１からの戻り湯温を検出するサーミスタ２３が設けられている。さらに、出水路１７には風呂水戻り回路２２へ圧力を逃がす圧力逃がし手段である圧力逃がし弁と逆流を防止する逆止手段である逆止弁２５が設けられている。
【００１７】
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１４により送られた燃焼空気とガスをバーナ１５で混合し燃焼させ、主熱交換装置１１に設けられた風呂水加熱回路１３を通過する循環水を加熱する。加熱された循環水は浴槽２１へ約６０℃の温水となり循環ポンプ１９で循環される。この時、主熱交換装置１１の他方の回路が通る給湯加熱回路１２の中の給湯水は、バーナ１５で加熱されると同時に、風呂水加熱回路１３の温水にも加熱される。風呂水戻り回路２２のサーミスタ２３が、あらかじめ設定された所定温度以下（例えば４０℃以下）になるとバーナ１５で加熱する制御を行うことで、カラン等１７から出湯するとき、給湯風呂機１１の機具出口においてすぐに加熱された給湯水が即座に出湯する。風呂水加熱回路１３を加熱するとき給湯加熱回路１２の内圧が上昇するが、上昇した圧力を圧力逃がし弁２４で風呂水加熱回路１３へ少量の水と共に逃がすことで使用者が気付くことなく水を給湯風呂機１０外部へ放出し、機具の破損を防ぐことができると共に、風呂水は逆止弁２５により給湯加熱回路１２へ逆流することが無い。
【００１８】
すなわち、一つの主熱交換装置で可能で、即時給湯用の貯湯タンクも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、即時給湯装置を提供できるものである。
【００１９】
ここで実施例では給湯風呂機１０を給湯加熱回路１１と風呂水加熱回路１２を一体で構成した例で説明したが、給湯暖房機で暖房加熱回路と給湯加熱回路を一体で構成した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。
【００２０】
（実施例２）
図２は本発明実施例２における即時給湯装置の構成図である。図２において、実施例１の構成と異なるところは、循環水加熱回路である風呂水加熱回路１３を給湯風呂機１０の装置内部で循環するバイパス回路２６を風呂水往き回路２０と風呂水戻り回路２２の間に設け、バイパス回路２６にバイパスする流量を制御することのできる流量調整手段である流量制御弁２７を設けた構成とした点である。
【００２１】
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、バーナ１５で燃焼した高温の燃焼ガスにより、風呂水加熱回路１３を通過する循環水を加熱する。バイパス回路２６が無い場合で浴槽２１の湯温が低いときには、加熱された循環水の温度は低いため給湯加熱回路１２の水はある程度加熱されるが、所定の温度まで上昇しない。そこで、流量制御弁２７を開き、バイパス回路２６を流れるバイパス流量を増加させることで、風呂水加熱回路１３の温度は即座に上昇し、給湯加熱回路１２の中の給湯水温度は即座に上昇する。したがって、風呂水戻り回路２２のサーミスタ２３で検出される温度があらかじめ設定された所定温度になるまでバーナ１５で加熱する制御を行うことで、カラン等１７から出湯するとき、給湯風呂機１１の機具出口においてすぐに加熱された給湯水が即座に出湯する即時給湯装置を実現できる。
【００２２】
ここで、バイパス回路２６に流量調節弁２７を使用した例を示したが、図３に示す様に、電磁弁等によりバイパス流量を開閉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循環水の流量を循環ポンプ１９で調整しても同様の効果を発揮することができる。
【００２３】
（実施例３）
図４は本発明実施例３における即時給湯装置の構成図である。図４において、実施例１の構成と異なるとこは、風呂水加熱回路１３とバイパス回路２６を切り替える切り替え手段である三方弁２８を風呂往き回路２０と風呂戻り回路２２の二カ所に設け、バイパス回路２６に気液分離手段であるエアセアパレータ２９を設け、風呂水加熱回路１３から風呂水往き回路２０もしくは風呂水戻り回路２２へ加圧時に圧力を逃がす第２の圧力逃がし手段である圧力逃がし弁３０を設けた構成とした点である。
【００２４】
以上のように構成した即時給湯装置において、三方弁２８を駆動しバイパス回路２６にのみ循環水が循環するよう回路を切り替えることで、浴槽２２に水が存在しない場合でもエアセパレータ２９で回路内に存在する気体と液体を分離し即湯機能を実現できるものである。このとき、風呂水加熱回路１３は密閉回路となりバーナ１５で加熱されると内圧が上昇する。そこで、圧力逃がし弁３０により、風呂水往き回路２０もしくは風呂水戻り回路２２へ少量の水と共に圧力を逃がすことができる。すなわち、浴槽２２に水がない場合でも、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く、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する即時給湯装置を提供できるものである。
【００２５】
即湯機能を使用せず浴槽２１の水を加熱したい場合は、三方弁２８を逆に駆動し、バイパス回路２６に循環水が通過しないようにすることで浴槽の追い焚きが実現できる。
【００２６】
（実施例４）
図５は本発明実施例４における即時給湯装置の構成図である。図５において実施例３の構成と異なるとこは、バイパス回路２６と風呂水加熱回路１３を切り替える切り替え手段である三方弁２８を風呂水往き回路２０に設け、風呂水戻り回路２２に閉止手段である電磁弁３１を設けた構成とした点である。
【００２７】
以上のように構成した即時給湯装置において、三方弁２８を駆動し風呂水往き回路２０からバイパス回路２６に循環水を導入し、電磁弁３１で風呂水戻り回路２２側への通水を遮断することで、浴槽２２に水が存在しない場合でもエアセパレータ２９で回路内に存在する気体と液体を分離し即湯機能を実現できるものである。このとき、風呂水加熱回路１３は密閉回路となりバーナ１５で加熱されると内圧が上昇する。そこで、圧力逃がし弁３０により、風呂水往き回路２０もしくは風呂水戻り回路２２へ少量の水と共に圧力を逃がすことができる。すなわち、浴槽２２に水がない場合でも、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く、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する即時給湯装置を提供できるものである。
【００２８】
ここではバイパス回路２６と風呂水加熱回路１３を切り替える切り替え手段である三方弁を風呂水往き回路２０に設け、風呂水戻り回路２２に閉止手段である電磁弁３１を設けた例を示したが、三方弁２８を風呂水戻り回路２２に設け、風呂水往き回路２０に電磁弁３１を設けた構成としても同様の効果を発揮できる。
【００２９】
即湯機能を使用せず浴槽２１の水を加熱したい場合は、三方弁２８を逆に駆動し、バイパス回路２６に循環水が通過しないようにし、電磁弁３１を開とすることで浴槽の追い焚きが実現できる。
【００３０】
（実施例５）
図６は本発明実施例５における即時給湯装置の構成図である。図６において実施例３の構成と異なるとこは、バイパス回路２６と風呂水加熱回路１３を切り替える切り替え手段を風呂水往き回路２０と風呂水戻り回路２２とバイパス回路２６に設けた閉止手段である電磁弁３１とした点である。
【００３１】
以上のように構成した即時給湯装置において、風呂水往き回路２０と風呂水戻り回路２２の電磁弁３１を閉止し、バイパス回路２６に設けた電磁弁３１を開成することで風呂水往き回路２０からバイパス回路２６に循環水を導入することで、浴槽２２に水が存在しない場合でもエアセパレータ２９で回路内に存在する気体と液体を分離し即湯機能を実現できるものである。このとき、風呂水加熱回路１３は密閉回路となりバーナ１５で加熱されると内圧が上昇する。そこで、圧力逃がし弁３０により、風呂水往き回路２０もしくは風呂水戻り回路２２へ少量の水と共に圧力を逃がすことができる。すなわち、浴槽２２に水がない場合でも、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く、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する即時給湯装置を提供できるものである。
【００３２】
（実施例６）
図７は本発明実施例６における即時給湯装置の構成図である。図７において実施例３の構成と異なるとこは、風呂水加熱回路１３内の循環流量を可変できるＤＣ循環ポンプ３２と、循環量制御器３３を設けた点である。
【００３３】
以上のように構成した即時給湯装置において、バイパス回路２６に循環水が循環する即湯運転を行うとき、循環する流量は少流量でも給湯加熱回路を十分にしかも短時間で加熱することができるため、循環量制御器３３からの信号によりＤＣ循環ポンプ３２への入力を抑制し、循環流量を制限する。すなわち、即湯運転時にはＤＣ循環ポンプ３２で消費される消費電力を抑制でき低ランニングコストを実現する即時給湯装置を提供できるものである。
【００３４】
【発明の効果】
本発明の即時給湯装置によれば、主熱交換装置の給湯加熱回路と循環水加熱回路を同時に加熱することにより、熱源自体の出湯温度到達時間を従来に比べて短縮できる即時給湯装置を提供することができる。そして、循環水加熱回路側が所定温度以下の時には加熱手段により加熱することにより、出湯温度の早い立ち上がりを実現でき、即時給湯が行える。
【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２における即時給湯装置のシステム構成図
【図３】本発明実施例２における他のシステム構成図
【図４】本発明の実施例３における即時給湯装置のシステム構成図
【図５】本発明の実施例４における即時給湯装置のシステム構成図
【図６】本発明の実施例５における即時給湯装置のシステム構成図
【図７】本発明の実施例６における即時給湯装置のシステム構成図
【図８】従来の即時給湯装置のシステム構成図
【符号の説明】
１１ 主熱交換装置
１２ 給湯加熱回路
１３ 循環水加熱回路
１５ 加熱手段
１９ 循環ポンプ
２４ 圧力逃がし手段
２５ 逆止手段
２６ バイパス回路
２７ 流量調整手段
２８ 切り替え手段
２９ 気液分離手段
３０ 第２の圧力逃がし手段
３１ 閉止手段

Claims (6)

1. 給湯加熱回路と循環水加熱回路の２回路が互いに伝熱関係を持って接合された主熱交換装置と、前記主熱交換装置を加熱する加熱手段と、前記給湯加熱回路と、前記循環水加熱回路の温水を循環する循環ポンプと、前記給湯加熱回路の圧力上昇した水を前記循環水加熱回路側へ逃がす為に設けた圧力逃がし手段と、前記循環水加熱回路の水が前記給湯加熱回路へ逆流することを防ぐ逆止手段とを設け、前記循環水加熱回路が所定温度以下の場合に前記加熱手段で加熱する即時給湯装置。
2. 循環水加熱回路の温水が装置内で循環するバイパス回路と、前記バイパス回路にバイパス流量を制御する流量調整手段を設けた請求項１記載の即時給湯装置。
3. 循環水加熱回路を風呂水加熱回路とし、バイパス回路と前記風呂水加熱回路を切り替える切り替え手段と、前記バイパス回路に気液分離手段を設け、前記風呂水加熱回路から風呂水往き回路もしくは風呂水戻り回路へ第２の圧力逃がし手段を設けた請求項１記載の即時給湯装置。
4. バイパス回路と風呂水加熱回路を切り替える切り替え手段を風呂水往き回路もしくは風呂水戻り回路のどちらか一方に設け、他方に閉止手段を設けた請求項３記載の即時給湯装置。
5. 切り替え手段を風呂水往き回路と風呂水戻り回路の双方に設けた閉止手段とし、バイパス回路にも閉止手段を設けた請求項３記載の即時給湯装置。
6. バイパス回路にのみ風呂水が流れるときはバイパス流量を循環ポンプで制御する請求項３〜５いずれか１項に記載の即時給湯装置。

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