JP2009127999A - 貯湯式給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の給湯端から各々設定された温度の湯を給湯可能とすると共に、貯湯タンク内の中温水を有効に使用可能な貯湯式給湯装置を提供する。
【解決手段】出湯管８からの高温水と前記中温水出湯管２９からの中温水と前記給水管９から分岐された第１バイパス管３１からの低温水との三流体を任意の第１給湯設定温度に混合して第１給湯端４から給湯させる第１給湯混合弁３０と、前記出湯管８からの高温水と前記中温水出湯管２９からの中温水と前記給水管９から分岐された第２バイパス管３４からの低温水との三流体を任意の第２給湯設定温度に混合して第２給湯端３６から給湯させる第２給湯混合弁３３とを備えたので、複数の給湯端から良好に給湯することが出来る。
【選択図】 図１

Description

この発明は貯湯タンク内に生成される中温水を積極的に使用して、エネルギー消費効率（ＣＯＰ）の向上を図る貯湯式給湯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、高温水と中温水とを先ず中温水混合弁で混合した後に、給湯混合弁でこの混合水と給水とを給湯設定温度に混合して給湯するものであり、又風呂混合弁でこの混合水と給水とを風呂設定温度に混合して湯張りするものであった。（例えば、特許文献１参照。）
特許３９７７３８２号

ところでこの従来のものでは、給湯と風呂の湯張りの同時使用時では、中温水混合弁の混合水温度は、給湯設定温度と風呂設定温度の高い方の温度より所定温度高くなるように設定されるので、例えば使用中の給湯が低い設定温度の方であった場合には、給湯中に急にお湯の温度が上がって危険であったり、使用者に不安感や不信感を抱かせる原因にもなるものであり、又湯張り中の風呂が低い設定温度の方であった場合には、湯張り温度が上がり入浴に支障を来すと言う課題を有するものであった。

この発明は上記課題を解決するために、特にその構成を、給水管が下端部に接続されていると共に貯湯している高温水を流出させる出湯管が上端部に接続されている貯湯タンクと、この貯湯タンク内の湯水を高温に加熱する加熱手段と、前記貯湯タンクの前記出湯管よりも低い位置に接続され、中温水を前記貯湯タンクから流出させるための中温水出湯管と、前記出湯管からの高温水と前記中温水出湯管からの中温水と前記給水管から分岐された第１バイパス管からの低温水との三流体を任意の第１給湯設定温度に混合して第１給湯端から給湯させる第１給湯混合弁と、前記出湯管からの高温水と前記中温水出湯管からの中温水と前記給水管から分岐された第２バイパス管からの低温水との三流体を任意の第２給湯設定温度に混合して第２給湯端から給湯させる第２給湯混合弁とを備えたものである。

以上のようにこの発明によれば、第１給湯混合弁と第２給湯混合弁とが、それぞれ独立して出湯管、中温水出湯管、給水管と連通しているので、関連することなくまったく自由に温度設定した給湯水を得ることが出来、従来のように急に給湯温度が上がる危険や、不安感や不信感を与える心配が無く、常に安心して使用出来るものであり、しかも中温水混合弁が不要となりその分安価で済むものであり、更に２つの混合弁で中温水が使用されることで、従来より多量に消費されてＣＯＰを向上も図られるものである。

次にこの発明の一実施形態の貯湯式給湯装置を図面に基づき説明する。なお、図面中の貯湯タンク内にハッチングした斜線は低温水、二重斜線は中温水、三重斜線は高温水を示し、矢印は湯水の流れ方向を示すものである。

この貯湯式給湯装置は、時間帯別契約電力の電力単価が安価な深夜時間帯に湯水を沸き上げて貯湯し、この貯湯した湯水を給湯に用いるもので、１は湯水を貯湯する貯湯タンク２を備えた貯湯タンクユニット、３は貯湯タンク２内の湯水を加熱する加熱手段を構成するヒートポンプユニット、４は台所や洗面所等に設けられた第１給湯端たる給湯栓、５はこの給湯栓４の近傍に設けられた給湯リモコン、６は浴槽、７は浴室に設けられた風呂リモコンである。

前記貯湯タンクユニット１の貯湯タンク２は、上端に出湯管８と、下端に給水管９とが接続され、さらに、下部にヒーポン往き管１０と、上部にヒーポン戻り管１１とか接続され、前記ヒートポンプユニット３によってヒーポン往き管１０から取り出した貯湯タンク２内の湯水を沸き上げてヒーポン戻り管１１から貯湯タンク２内に戻して貯湯され、給水管９からの給水により貯湯タンク２内の湯水が押し上げられて貯湯タンク２内上部の高温水が出湯管８から押し出されて給湯されるものである。

前記ヒートポンプユニット３は、圧縮機１２と凝縮器としての冷媒−水熱交換器１３と電子膨張弁１４と強制空冷式の蒸発器１５で構成された加熱手段としてのヒートポンプ回路１６と、貯湯タンク２内の湯水を前記ヒーポン往き管１０およびヒーポン戻り管１１を介して冷媒−水熱交換器１３に循環させるヒーポン循環ポンプ１７と、それらの駆動を制御するヒーポン制御部１８とを備えており、ヒートポンプ回路１６内には冷媒として二酸化炭素が用いられて超臨界ヒートポンプサイクルを構成しているものである。なお、冷媒に二酸化炭素を用いているので、低温水を電熱ヒータなしで約９０℃の高温まで沸き上げることが可能なものである。

ここで、前記冷媒−水熱交換器１３は冷媒と被加熱水たる貯湯タンク２内の湯水とが対向して流れる対向流方式を採用しており、超臨界ヒートポンプサイクルでは熱交換時において冷媒は超臨界状態のまま凝縮されるため効率良く高温まで被加熱水を加熱することができ、被加熱水の冷媒−水熱交換器１３入口温度と冷媒の出口温度との温度差が一定になるように前記減圧器１４または圧縮機１２を制御することで、被加熱水の冷媒−水熱交換器１３の入口温度が５〜２０℃程度の低い温度であるとＣＯＰ（エネルギー消費効率）が３．０以上のとても良い状態で被加熱水を加熱することが可能なものである。

１９は前記浴槽６の湯水を加熱するための熱交換器で、その一次側には貯湯タンク２上部に接続された高温水往き管２０と貯湯タンク２下部に接続された中温水戻り管２１とが接続されて熱交循環回路２２を構成し、中温水戻り管２１途中に設けられた熱交循環ポンプ２３の作動により貯湯タンク２から取り出した高温水を熱交換器１９に循環させ、熱交換により温度低下した中温水を再び貯湯タンク２内に戻すものである。

前記熱交換器１９の二次側には、浴槽６の湯水を循環可能に風呂往き管２４と風呂戻り管２５より構成される風呂循環回路２６が接続され、風呂戻り管２５途中に設けられた風呂循環ポンプ２７の作動により浴槽６の湯水が熱交換器１９に循環されて、一次側の高温水により加熱されて浴槽６内の湯水の保温あるいは追焚きが行われるものである。なお、２８は風呂戻り管２５を循環する浴槽６の湯水の温度を検出する風呂温度センサである。

２９は前記中温水戻り管２１より高く前記出湯管８より低い貯湯タンク２の中間位置に接続された中温水出湯管で、前記熱交換器１９で二次側と熱交換して温度低下した中温水を貯湯タンク２から出湯するものである。

３０は前記中温水出湯管２９からの中温水と、貯湯タンク２上端に接続された出湯管８からの高温水と、給水管９からバイパスした第１バイパス管３１からの低温水との三流体を混合する第１給湯混合弁で、この第１給湯混合弁３０の下流には混合水温度を検知する給湯温度センサ３２が備えられ、給湯リモコン５の給湯設定温度（第１給湯設定温度）になるように第１給湯混合弁３０の混合を制御し、設定温度の混合水を第１給湯端である給湯栓４から給湯として供給する。

３３は前記第１給湯混合弁３０より中温水出湯管２９の下流側に備えられた第２給湯混合弁で、中温水出湯管２９からの中温水と、出湯管８からの高温水と、給水管９からバイパスした第２バイパス管３４からの低温水との三流体を、風呂リモコン７の風呂設定温度（第２給湯設定温度）になるように第２給湯混合弁３３下流の風呂温度センサ３５で混合水温度を検知しながら混合し、この混合水を第２給湯端たる湯張り管３６に給湯して風呂の湯張りが行われるものである。

前記湯張り管３６には、風呂循環回路２６を介した浴槽６への湯張りの開始／停止を行う湯張り弁３７と、浴槽６への湯張り量をカウントするふろ流量カウンタ３８が設けられているものである。

３９は貯湯タンク２の上下方向に複数個配置された貯湯温度センサで、この貯湯温度センサ３９が検出する温度情報によって、貯湯タンク２内にどれだけの熱量や中温水が残っているかを検知し、そして貯湯タンク２内の上下方向の温度分布を検知するものである。

４０は貯湯タンクユニット１内の各センサの入力を受け各アクチュエータの駆動を制御するマイコンを有した給湯制御部で、この給湯制御部４０に前記給湯リモコン５及び風呂リモコン７が無線または有線により接続されユーザーが任意の給湯設定温度及び風呂設定温度を設定できるようにしているものであり、中温水貯湯部付近の貯湯温度センサ３９からの中温水温度及び、給湯温度センサ３２による給湯温度及び、風呂温度センサ３５による湯張りの湯水温度が入力され、第１給湯混合弁３０と第２給湯混合弁３３とをそれぞれ独立して駆動制御する出力が出されるものである。

なお、４１は貯湯タンク２の過圧を逃す過圧逃し弁、４２は給水の温度を検出する給水温度センサ、４３は給水の圧力を減圧する減圧弁、４４は給湯する湯水の量をカウントする給湯流量カウンタである。

前記第１、第２給湯混合弁３０、３３は、給湯リモコン５の給湯設定温度或いは、風呂リモコン７の風呂設定温度より、中温水温度が高い場合には、図３（イ）に示すように、中温水出湯管２９からの中温水と、第１バイパス管３１或いは第２バイパス管３４からの低温水とを混合して、給湯或いは風呂設定温度の混合水として、中央に連通する給湯栓４或いは湯張り管３６から給湯するものである。

更に第１、第２給湯混合弁３０、３３は、給湯リモコン５の給湯設定温度或いは、風呂リモコン７の風呂設定温度と、中温水温度が同等の場合には、図３（ロ）に示すように、中温水出湯管２９からの中温水のみをそのまま中央に連通する給湯栓４或いは湯張り管３６から給湯するものである。

又第１、第２給湯混合弁３０、３３は、給湯リモコン５の給湯設定温度或いは、風呂リモコン７の風呂設定温度より中温水温度が低い場合には、図３（ハ）に示すように、出湯管８からの高温水と、第１バイパス管３１或いは第２バイパス管３４からの低温水とを混合して、給湯或いは風呂設定温度の混合水として、中央に連通する給湯栓４或いは湯張り管３６から給湯するものである。

従って、給湯と風呂の同時使用の時でも、第１給湯混合弁３０と第２給湯混合弁３２とはそれぞれ独立しているので、給湯設定温度に混合された給湯や、風呂設定温度に混合された湯張りが、設定温度の変動なく確実に行われるものであり、又中温水の方が設定温度より高い場合には、給湯と風呂の両方で使用されることとなり、中温水の使用量が増えてＣＯＰの向上を図ることが出来るものである。

この発明の貯湯式給湯装置の一実施形態を示す概略構成図。 同要部の電気回路のブロック図。 （イ）、（ロ）、（ハ）は同第１、第２給湯混合弁の作動状態を示す説明図。

符号の説明

２ 貯湯タンク
４ 給湯栓（第１給湯端）
８ 出湯管
９ 給水管
１６ ヒートポンプ回路（加熱手段）
２９ 中温水出湯管
３０ 第１給湯混合弁
３１ 第１バイパス管
３３ 第２給湯混合弁
３４ 第２バイパス管
３６ 湯張り管（第２給湯端）

Claims (1)

1. 給水管が下端部に接続されていると共に貯湯している高温水を流出させる出湯管が上端部に接続されている貯湯タンクと、この貯湯タンク内の湯水を高温に加熱する加熱手段と、前記貯湯タンクの前記出湯管よりも低い位置に接続され、中温水を前記貯湯タンクから流出させるための中温水出湯管と、前記出湯管からの高温水と前記中温水出湯管からの中温水と前記給水管から分岐された第１バイパス管からの低温水との三流体を任意の第１給湯設定温度に混合して第１給湯端から給湯させる第１給湯混合弁と、前記出湯管からの高温水と前記中温水出湯管からの中温水と前記給水管から分岐された第２バイパス管からの低温水との三流体を任意の第２給湯設定温度に混合して第２給湯端から給湯させる第２給湯混合弁とを備えた事を特徴とする貯湯式給湯装置。

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