JP2005345041A

JP2005345041A - 貯湯式給湯暖房装置

Info

Publication number: JP2005345041A
Application number: JP2004167302A
Authority: JP
Inventors: Akira Sakai; 昭坂井; Kei Maeda; 圭前田; Teruyuki Yamada; 照之山田; Masao Kanbe; 正雄神戸
Original assignee: Corona Corp
Current assignee: Corona Corp
Priority date: 2004-06-04
Filing date: 2004-06-04
Publication date: 2005-12-15

Abstract

【課題】給湯用の貯湯タンク内の高温水を熱源として暖房を行う貯湯式給湯暖房装置において、暖房運転OFFの待機状態における貯湯タンクの湯水取り出し口と湯水戻し口との間で起こる湯水の自然対流を防止する。
【解決手段】加熱手段で加熱された湯水を貯湯する貯湯タンク１と、前記貯湯タンク１下部に接続された給水管５と、前記貯湯タンク１上部に接続された出湯管６と、暖房用の放熱器１０と、前記貯湯タンク１内の湯水を取り出し前記放熱器１０の熱源として用いて貯湯タンク１に戻すための暖房用循環回路２４と、前記暖房用循環回路２４途中に設けられて前記貯湯タンク１内の湯水を循環させる暖房用循環ポンプ２５と、前記暖房用循環回路２４途中には対流防止手段２７を備えたことで、暖房運転OFFの待機状態における前記貯湯タンク１の湯水取り出し口と湯水戻し口との間で起こる湯水の自然対流を防止することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、給湯用の貯湯タンク内の高温水を熱源として暖房を行う貯湯式給湯暖房装置に関するものである。

従来より、この種のものにおいては、例えば特許文献１に開示されたように、暖房用放熱器近傍に設けられた暖房リモコンによって運転開始指示がなされると、一次側の循環ポンプが駆動されて貯湯タンクの高温水が暖房用熱交換器の一次側に循環されると同時に、二次側の循環ポンプも駆動されて二次側循環回路の循環水が暖房熱交換器の二次側に循環される。そして二次側の循環水が一次側の高温水により加熱されて、放熱器に循環して暖房が行われるものであった。
特開２００３−６５６０１号公報

しかし、この従来のものでは、暖房運転OFFの待機状態やシーズンオフの長期停止状態であっても、一次側循環回路が貯湯タンクの湯水取り出し口と湯水戻し口との間で常時つながってしまう状態にあった。このため、その間で湯水の自然対流が発生し、貯湯タンクからの放熱ロスが大きくなってしまうという問題があった。

そこで、本発明は上記課題を解決するため、請求項１では、加熱手段で加熱された湯水を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンク下部に接続された給水管と、前記貯湯タンク上部に接続された出湯管と、暖房用の放熱器と、前記貯湯タンク内の湯水を取り出し前記放熱器の熱源として用いて貯湯タンクに戻すための暖房用循環回路と、前記暖房用循環回路途中に設けられて前記貯湯タンク内の湯水を循環させる暖房用循環ポンプと、前記暖房用循環回路途中には対流防止手段を備えた。

また、請求項２では、請求項１記載の貯湯式給湯暖房装置において、前記暖房用循環回路は、前記貯湯タンクと、暖房用熱交換器を循環可能に接続する一次側循環回路と、前記暖房用熱交換器と前記放熱器とを循環可能に接続する二次側循環回路とで構成し、前記暖房用循環ポンプは、前記一次側循環回路途中に設けられて前記貯湯タンク内の湯水を循環させる一次側循環ポンプと、前記二次側循環回路途中に設けられて循環水を前記暖房用熱交換器と前記放熱器に循環させる二次側循環ポンプとで構成し、前記対流防止手段を前記一次側循環回路途中に備えた。

また、請求項３では、請求項１又は２記載の貯湯式給湯暖房装置において、前記対流防止手段を湯水が循環する進行方向に開く逆止弁で構成した。

本発明によれば、請求項１記載の貯湯式給湯暖房装置において、対流防止手段によって、暖房運転OFFの待機状態やシーズンオフの長期停止状態における暖房用循環回路内の湯水の自然対流を防止し、放熱ロスを防ぐことができる。

また、請求項２記載の貯湯式給湯暖房装置において、対流防止手段によって、暖房運転OFFの待機状態やシーズンオフの長期停止状態における一次側循環回路内の湯水の自然対流を防止し、放熱ロスを防ぐことができる。

また、請求項３記載の対流防止手段を湯水が循環する進行方向に開く逆止弁で構成した場合については、暖房運転OFFの待機状態やシーズンオフの長期停止状態では、逆止弁のバネ圧により、暖房用循環回路を遮断し、湯水の自然対流による放熱ロスを防ぐことができる。また暖房運転ONの状態では、暖房用循環ポンプのポンプ圧により逆止弁が開放され、熱交換のための高温水が循環する。このように、特に電気的機構を用いなくとも、暖房用循環回路を適時開閉することが可能となる。

次に、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１において、１は湯水を貯湯する貯湯タンク、２は貯湯タンク１内の湯水を加熱する加熱手段としてのヒートポンプユニット、３は加熱循環ポンプ４を備え貯湯タンク１とヒートポンプユニット２を湯水が循環可能に接続する加熱循環回路、５は貯湯タンク１下部に接続された給水管、６は貯湯タンク１上部に接続された出湯管、７は給水管５から分岐された給水バイパス管、８は出湯管６からの高温水と給水バイパス管７からの給水とを混合して設定温度の湯を供給する給湯混合弁、９は給湯栓（図示せず）に接続される給湯管である。

ここで、加熱手段としてのヒートポンプユニット２は、冷媒として二酸化炭素を用い、電動圧縮機により超臨界状態まで過圧させる超臨界ヒートポンプを採用し、市水を約９０℃の温度まで加熱することができるもので、少ない貯湯容量で多量の熱を貯めることができる。

１０は暖房用の放熱器である床暖房パネル、１１は貯湯タンク１内の湯水が一次側に循環され二次側の循環水を加熱する暖房用熱交換器、１２は暖房用熱交換器１１に貯湯タンク１内の湯水を循環させる一次側循環ポンプ、１３は貯湯タンク１内の上部から取り出した湯水を貯湯タンク１内の中部に戻すように貯湯タンク１と暖房用熱交換器１１を循環可能に接続する一次側循環回路、１４は暖房用熱交換器１１と床暖房パネル１０を循環水が循環可能に接続する二次側循環回路、１５は二次側循環回路１４途中に設けられ循環水を循環させる二次側循環ポンプ、１６は二次側循環回路１４の床暖房パネル１０の上流側に設けられ循環水を複数の床暖房パネル１０に分岐させる往きヘッダー、１７は二次側循環回路１４の放熱器１０の下流側に設けられた戻りヘッダー、１８は往きヘッダー１６と戻りヘッダー１７を放熱器１０を流通しないように接続するバイパス配管である。

１９は二次側循環回路１４の各床暖房パネル１０の下流側で戻りヘッダー１７に合流する手前でそれぞれ設けられた開閉弁である複数の熱動弁、２０はそれぞれの床暖房パネル１０の温水温度や床面温度あるいは室温などの床暖房パネル１０の近傍の温度を検出する複数の温度センサ、２１はそれぞれの温度センサ２０の検出する温度に基づき各熱動弁１９を開閉する複数の弁コントローラ、２２は各弁コントローラ２１にそれぞれ設けられ暖房運転の開始 / 停止を指示する暖房運転スイッチ、２３は各弁コントローラ２１にそれぞれ設けられ各床暖房パネル１０の暖房設定温度の基準となる温度を設定する暖房設定スイッチである。

ここで、前記暖房用熱交換器１１、前記一次側循環回路１３および二次側循環回路１４で暖房用循環回路２４を構成していると共に、前記一次側循環ポンプ１２および二次側循環ポンプ１５で暖房用循環ポンプ２５を構成しているものである。

２６は弁コントローラ２１からの信号を受けて一次側循環ポンプ１２および二次側循環ポンプ１５の駆動を制御する制御装置で、二次側の循環水を暖房用に加熱するものである。

２７は一次側循環回路１３途中に、湯水が循環する進行方向に開く向きで設けられた逆止弁である。

次に、この一実施形態の作動について説明する。まず貯湯システムについては、夜間になるとヒートポンプユニット２と加熱循環ポンプ４が駆動され、加熱循環回路３を介して貯湯タンク１の下部から取り出した貯湯水をヒートポンプユニット２で加熱して貯湯タンク１の上部に戻し、貯湯タンク１の上部から積層状に高温水を貯湯するようにしている。

また給湯システムについては、給湯栓が開かれると、貯湯タンク１の下部に接続された給水管５の給水圧により給水が流入すると共に出湯管６から貯湯タンク１上部の高温水が出湯され、給湯混合弁８で給水バイパス管７からの給水と混合されて設定温度の湯水が給湯管９から給湯される。

また暖房システムについては、いずれかの暖房運転スイッチ２２がONされることで、対応する弁コントローラ２１が同系統の熱動弁１９を開弁し、熱動弁１９の開状態を制御装置２６に伝達する。この情報により制御装置２６は一次側循環ポンプ１２を駆動して、貯湯タンク１内の上部の高温水を暖房用熱交換器１１の一次側に循環させると共に、二次側循環ポンプ１５を駆動して、二次側循環回路１４の循環水を暖房用熱交換器１１の二次側で加熱する。そして、暖房用熱交換器１１の一次側で熱源に供された高温水は温度低下して貯湯タンク１の下部へ戻される。加熱された二次側の循環水は往きヘッダー１６を通過して床暖房パネル１０に流入し、被暖房空間に放熱して温度低下し、戻りヘッダー１７を通過して再び暖房用熱交換器１１に循環される。そして、温度センサ２０により床暖房パネル１０の床面温度が所定温度に達したことを検出すると、弁コントローラ１１は熱動弁１９を閉じると共に、制御装置２６に弁を閉じた旨を伝達する。この情報により制御装置２６はいずれの床暖房パネル１０も熱を要求していないと判断して一次側循環ポンプ１２および二次側循環ポンプ１５を駆動停止する。もし床暖房パネル１０が複数運転されている状態であれば、制御装置２６は全ての熱動弁１９が閉じられた状態となった場合にのみ一次側循環ポンプ１２および二次側循環ポンプ１５を駆動停止する。

ここで、一次側循環回路途中に設けられた逆止弁２７は、暖房運転OFFの待機状態やシーズンオフの長期停止状態ではそのバネ圧により一次側循環回路１３を遮断する。これにより、一次側循環回路１３のタンク上部の湯水取り出し口とタンク中部の湯水戻し口との間で発生する対流を防ぎ、タンクからの放熱ロスを防ぐことができるものである。

また、暖房運転ONの状態では、一次側循環ポンプ１２が動作し、そのポンプ圧によって逆止弁２７は開放され、熱交換のための高温水が循環する。このように、一次側循環回路１３途中に湯水が循環する進行方向に開く向きで逆止弁２７を設けることにより、特に電気的機構を用いなくとも一次側循環回路１３を適時開閉することができるものである。

以上、本発明を図面に示した実施形態に基づいて説明してきたが、本発明はこの一実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、加熱手段として貯湯タンク１内に電熱ヒータを直接配したものでもよいし、放熱器として温水式の浴室暖房乾燥器を用いてもよい。また湯水の自然対流防止手段は逆止弁２７に限られるものではなく、例えば電動開閉弁等を用いてもよいものである。

本発明の一実施形態の概略構成図。

符号の説明

１．貯湯タンク
２．ヒートポンプユニット（加熱手段）
３．加熱循環回路
４．加熱循環ポンプ
５．給水管
６．出湯管
７．給水バイパス管
８．給水混合弁
９．給湯管
１０．床暖房パネル（放熱器）
１１．暖房用熱交換器
１２．一次側循環ポンプ
１３．一次側循環回路
１４．二次側循環回路
１５．二次側循環ポンプ
１６．往きヘッダー
１７．戻りヘッダー
１８．バイパス配管
１９．熱動弁（開閉弁）
２０．温度センサ
２１．弁コントローラ
２２．暖房運転スイッチ
２３．暖房設定スイッチ
２４．暖房用循環回路
２５．暖房用循環ポンプ
２６．制御装置
２７．逆止弁（対流防止手段）

Claims

加熱手段で加熱された湯水を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンク下部に接続された給水管と、前記貯湯タンク上部に接続された出湯管と、暖房用の放熱器と、前記貯湯タンク内の湯水を取り出し前記放熱器の熱源として用いて貯湯タンクに戻すための暖房用循環回路と、前記暖房用循環回路途中に設けられて前記貯湯タンク内の湯水を循環させる循環ポンプと、前記暖房用循環回路途中には対流防止手段を備えたことを特徴とする貯湯式給湯暖房装置。
前記暖房用循環回路は、前記貯湯タンクと、暖房用熱交換器を循環可能に接続する一次側循環回路と、前記暖房用熱交換器と前記放熱器とを循環可能に接続する二次側循環回路とで構成され、前記暖房用循環ポンプは、前記一次側循環回路途中に設けられて前記貯湯タンク内の湯水を循環させる一次側循環ポンプと、前記二次側循環回路途中に設けられて循環水を前記暖房用熱交換器と前記放熱器に循環させる二次側循環ポンプとで構成され、前記対流防止手段を前記一次側循環回路途中に備えたことを特徴とする請求項１記載の貯湯式給湯暖房装置。
前記対流防止手段を、湯水が循環する進行方向に開く逆止弁で構成したことを特徴とする請求項１又は２記載の貯湯式給湯暖房装置。