JP2007064548A - 蓄熱及び貯湯式給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コンパクトで設置スペースが少なくて済み、従来と同等の給湯性能を得ることが出来る蓄熱及び貯湯式給湯装置を提供する。
【解決手段】内方に蓄熱材２を充填し加熱手段３及び給湯用熱交換器４を備えた蓄熱缶体１と、高温水を貯湯する貯湯缶体５とを備え、前記加熱手段３に貯湯缶体５の高温水を供給する循環回路１２を設け、更に給水は貯湯缶体５内の主熱交換器１１を通過後に、蓄熱缶体１内の給湯用熱交換器４を通過させて給湯するようにしたので、貯湯缶体内に貯湯された高温水を、蓄熱缶体内の加熱手段に循環させて蓄熱させるので、熱源が一つで済みコストを低減出来るものであり、又給水は一旦貯湯缶体５内で加熱されてから、蓄熱缶体１の給湯用熱交換器４を通過して給湯として供給されるので、無駄がなく効率の良い蓄熱の使用が行われ常に良好な給湯を得ることが出来るものである。
【選択図】図１

Description

この発明は、蓄熱材を利用した蓄熱式の給湯と、貯湯式の給湯とを組み合わせた給湯装置に関するものである。

従来よりこの種の給湯装置では、深夜電力等を利用して電気ヒータで加熱された温水を貯湯タンクに貯湯し、昼間や夜の給湯で使用して極力ランニングコストを削減し、効率が良く経済的な給湯を行うものであった。（例えば、特許文献１参照）
特許第３２７７４５５号公報

ところでこの従来のものでは、湯切れをせず又途中で沸き増し運転などをしないようにする為に、どうしても貯湯タンクを大きなものにしてしまうと、断熱材も大きくなり、結果として器具全体が大型となって、設置場所も取るし扱いずらいと言う問題点を有するものであった。

この発明はこの点に着目し、上記欠点を解決する為、特にその構成を、請求項１では、内方に蓄熱材を充填し加熱手段及び給湯用熱交換器を備えた蓄熱缶体と、高温水を貯湯する貯湯缶体とを備え、前記加熱手段に貯湯缶体の高温水を供給する循環回路を設け、更に給水は貯湯缶体内の主熱交換器を通過後に、蓄熱缶体内の給湯用熱交換器を通過させて給湯するようにしたものである。

請求項２では、内方に蓄熱材を充填し加熱手段及び給湯用熱交換器を備えた蓄熱缶体と、電気ヒータを熱源として高温水を貯湯する貯湯缶体とを備え、前記加熱手段に貯湯缶体の高温水を供給する循環回路を設け、更に給水は貯湯缶体内の主熱交換器を通過後に、蓄熱缶体内の給湯用熱交換器を通過させて給湯するようにしたものである。

請求項３では、内方に蓄熱材を充填し加熱手段及び給湯用熱交換器を備えた蓄熱缶体と、ヒーポンユニットを熱源として高温水を貯湯する貯湯缶体とを備え、前記加熱手段に貯湯缶体の高温水を供給する循環回路を設け、更に給水は貯湯缶体内の主熱交換器を通過後に、蓄熱缶体内の給湯用熱交換器を通過させて給湯するようにしたものである。

請求項４では、前記加熱手段は、蓄熱缶体内では複数に分割されたものである。

請求項１の発明によれば、貯湯缶体内に貯湯された高温水を、蓄熱缶体内の加熱手段に循環させて蓄熱させるので、熱源が一つで済みコストを低減出来るものであり、又給水は一旦貯湯缶体内で加熱されてから、蓄熱缶体の給湯用熱交換器を通過して給湯として供給されるので、無駄がなく効率の良い蓄熱の使用が行われ常に良好な給湯を得ることが出来るものであり、特に蓄熱式給湯では、水よりも大量の熱エネルギーを吸熱、放熱することが出来る蓄熱材を利用することで、少量の蓄熱材で従来のものと同等の能力の給湯を行うことが出来、蓄熱缶体も極めて小さなもので良く、給湯機器全体をコンパクト化することが出来、設置スペースもいらず、取り扱い易くなるものである。

又請求項２の発明によれば、上記に加えて先ず電温に貯湯された湯水が給湯として使用されるので、この貯湯水がある間は蓄熱缶体内の蓄熱をあまり使用することはなく、無駄な熱の放出がなく効率が良いものである。

又請求項３の発明によれば、上記に加えてヒーポンユニットで加熱して貯湯された湯水からの使用が可能であり、効率が良く無駄な熱の使用を防止出来、更に貯湯湯水がなくなった時には、ヒーポンユニットによる沸き増しで的確に給湯の継続が可能で使用便利である。

又請求項４の発明によれば、蓄熱材全体を短時間で確実に加熱出来、極めて効率の良い蓄熱が行われるものである。

次にこの発明の蓄熱及び貯湯式給湯装置の一実施形態を図１に基づいて説明する。
この蓄熱及び貯湯式給湯装置は、時間帯別契約電力の電力単価が安価な深夜時間帯に蓄熱及び貯湯して給湯に用いるもので、１は内方に蓄熱材２を充填すると共に、加熱手段を構成する複数に分割されて蓄熱材２との接触面積を増やした加熱用熱交換器３を備えた蓄熱缶体で、更に分割された加熱用熱交換器３間に円筒状に巻回された給湯用熱交換器４が備えられている。

前記蓄熱材２は、ナトリウム系水和剤で凝固状態から融解状態へと相を変化させることによって生じる潜熱を利用するもので、９０℃近い高温レベルで温水の約１０倍に相当する画期的な大量の熱エネルギーを吸熱・放熱することが出来るものである。

５は電気ヒータ６を下部に備えた貯湯缶体で、底部には減圧弁７で減圧された給水が供給される給水管８が接続すると共に、内方には風呂循環路９と接続した風呂用熱交換器１０と、円筒状に巻回され一方端に減圧弁７前の給水管８が接続し、他方端を蓄熱缶体１内の給湯用熱交換器４が接続した主熱交換器１１とを備えている。

１２は前記貯湯缶体５内と蓄熱缶体１内の加熱用熱交換器３とを結ぶ循環回路で、貯湯缶体５上部の高温水を加熱用熱交換器３の下部に送る加熱往き管１３と、加熱用熱交換器３で蓄熱材２に熱を吸熱されて湯水を貯湯缶体５の下部に戻す循環ポンプ１４を備えた加熱戻り管１５とから構成されている。

１６は給湯用熱交換器４の出湯側に接続された給湯管、１７は貯湯缶体５の最上部に連通した空気逃がし弁である。

次にこの一実施形態の作動を説明する。
まず、深夜電力時間帯では電気ヒータ６が通電され、貯湯缶体５内では貯湯水が高温に加熱されてこれを貯湯する。又蓄熱缶体１では、循環回路１２によってこの貯湯缶体５内の高温水が加熱用熱交換器３に循環されて蓄熱材２に吸熱され、貯湯缶体５ではこの吸熱で減少した高温水を電気ヒータ６への通電で補充するものである。

更に蓄熱缶体１内の蓄熱材２は、凝固状態から吸熱を開始し、融解するまでは熱エネルギーを吸収するが、約９０℃近くに達し融解（相変化）する段階で蓄熱（吸熱）量は大きく急増して白濁化する。融解、白濁後も吸熱量は少ないが吸熱し、完全に融解した時に潜熱量は最大となるものであり、深夜電力時間帯では蓄熱缶体１には多くの熱が蓄熱される。

そして、給湯栓（図示せず）を開栓することで、貯湯缶体５内の主熱交換器１１を給水が流通して該貯湯缶体５内の高温水と熱交換して温水となり、蓄熱缶体１内の給湯用熱交換器４を通り給湯管１６から給湯されるものであるが、この時給湯用熱交換器４を流通する温水は、当初は貯湯缶体５内には高温水が貯湯されているので、主熱交換器１１を通ることにより高温に加熱されて蓄熱材２の熱を使用することはなく、しばらくは貯湯缶体５内の貯湯温水での給湯が行われるものである。

その後、給湯が継続して貯湯缶体５内の高温水がなくなると、給水は給湯用熱交換器４を流通することで蓄熱材２からの放熱による熱で加熱されて、給湯を継続するものであり、この蓄熱缶体１の蓄熱がなくなれば、貯湯缶体５内の電気ヒータ６に再度通電しての沸き増しを実施するものである。

従って、蓄熱缶体１内の蓄熱材２への蓄熱は、貯湯缶体５内に貯湯された高温水を、循環回路１２を介して循環させることで行われるので、熱源は一つで済みコストを低減出来るものであり、又給水は一旦貯湯缶体５内で加熱されてから、蓄熱缶体１の給湯用熱交換器４を通過して給湯として供給されるので、無駄がなく効率の良い蓄熱の使用が行われ常に良好な給湯を得ることが出来るものである。

更に蓄熱式給湯では、水よりも大量の熱エネルギーを吸熱、放熱することが出来る蓄熱材２を利用することで、少量の蓄熱材２で従来のものと同等の能力の給湯を行うことが出来、蓄熱缶体１も極めて小さなもので良く、給湯機器全体をコンパクト化することが出来、設置スペースもいらず、取り扱い易くなるものである。

次に図２に示す他の実施形態について、前記した一実施形態と同一部分には同一符号を付し、相違する点のみ説明すると、貯湯缶体５の熱源を電気ヒータ６ではなく、自然冷媒の二酸化炭素を循環させて熱を発するヒーポンユニット１８としたもので、貯湯缶体５の底部とは循環ポンプ１４を設けたヒーポン往き管１９が備えられ、そしてヒーポンユニット１８で加熱された貯湯缶体５内の湯水は、加熱往き管１３を介して複数に分割された加熱用熱交換器３に供給され、深夜電力時間帯による駆動当初はここで蓄熱材２の蓄熱を行わせ、その後蓄熱終了後は加熱戻り管１５を介して貯湯缶体５上部に戻されて、順次貯湯缶体５内に高温水を貯湯するものである。
前記ヒーポン往き管１９及び加熱往き管１３、循環ポンプ１４、加熱戻り管１５は循環回路１２を構成するものである。
又給湯については、前記の一実施形態と同様なので説明は省略する。

この構成により、ヒーポンユニット１８で加熱して貯湯された湯水を蓄熱に利用するので、効率が良く無駄な熱の使用を防止出来、更に貯湯湯水がなくなった時には、ヒーポンユニット１８による沸き増しで的確に給湯の継続が可能で使用便利である。

又複数に分割された加熱用熱交換器３を備えたことで、蓄熱材２全体を短時間で確実に加熱出来、極めて効率の良い蓄熱が行われるものである。

この発明の一実施形態を示す蓄熱及び貯湯式給湯装置の概略構成図。 他の実施形態を示す蓄熱及び貯湯式給湯装置の概略構成図。

符号の説明

１ 蓄熱缶体
２ 蓄熱材
３ 加熱用熱交換器（加熱手段）
４ 給湯用熱交換器
５ 貯湯缶体
６ 電気ヒータ
１１ 主熱交換器
１２ 循環回路
１８ ヒーポンユニット

Claims (4)

1. 内方に蓄熱材を充填し加熱手段及び給湯用熱交換器を備えた蓄熱缶体と、高温水を貯湯する貯湯缶体とを備え、前記加熱手段に貯湯缶体の高温水を供給する循環回路を設け、更に給水は貯湯缶体内の主熱交換器を通過後に、蓄熱缶体内の給湯用熱交換器を通過させて給湯するようにした事を特徴とする蓄熱及び貯湯式給湯装置。
2. 内方に蓄熱材を充填し加熱手段及び給湯用熱交換器を備えた蓄熱缶体と、電気ヒータを熱源として高温水を貯湯する貯湯缶体とを備え、前記加熱手段に貯湯缶体の高温水を供給する循環回路を設け、更に給水は貯湯缶体内の主熱交換器を通過後に、蓄熱缶体内の給湯用熱交換器を通過させて給湯するようにした事を特徴とする蓄熱及び貯湯式給湯装置。
3. 内方に蓄熱材を充填し加熱手段及び給湯用熱交換器を備えた蓄熱缶体と、ヒーポンユニットを熱源として高温水を貯湯する貯湯缶体とを備え、前記加熱手段に貯湯缶体の高温水を供給する循環回路を設け、更に給水は貯湯缶体内の主熱交換器を通過後に、蓄熱缶体内の給湯用熱交換器を通過させて給湯するようにした事を特徴とする蓄熱及び貯湯式給湯装置。
4. 前記加熱手段は、蓄熱缶体内では複数に分割された事を特徴とする請求項１から３記載の蓄熱及び貯湯式給湯装置。

Images