JP2013133995A - Hot water storage system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料電池等の熱源(ガスエンジン発電機、燃料処理装置(改質器)等)から排熱を回収して貯湯タンク内の湯を加熱し給湯する貯湯システムに係り、特に、貯湯タンクの蓄熱が不足する場合にその不足分をガス給湯器で補って給湯する貯湯システムに関する。 The present invention relates to a hot water storage system that recovers exhaust heat from a heat source such as a fuel cell (gas engine generator, fuel processing device (reformer), etc.) and heats hot water in a hot water storage tank to supply hot water. The present invention relates to a hot water storage system that supplies hot water by supplementing the shortage with a gas water heater when the heat storage in the tank is insufficient.
図16は、燃料電池の排熱を回収する貯湯システム100の構成例を示している。貯湯システム100は、貯湯タンクユニット101と、燃料電池130の排熱を回収する排熱回収装置110と、バックアップ熱源機としてのガス給湯器120とを備えている。排熱回収装置110は、排熱回収熱交換器111と排熱回収ポンプ112とから構成される。排熱回収ポンプ112を作動させると、貯湯タンク102内の湯水が、貯湯タンク下部から熱回収配管(低温)114、排熱回収熱交換器111、熱回収配管(高温)115を経由して貯湯タンク102の上部に戻る経路を循環し、排熱回収熱交換器111を通る際に加熱される。
FIG. 16 shows a configuration example of a hot
貯湯タンク102の下部の給水口103には給水管104が接続され、上部の出湯口105には出湯管106が接続されている。出湯管106の途中には、貯湯タンク102からの湯と給水管104からの水とを設定された混合比で混合する混合器107が設けてあり、該混合器107の出側は、接続配管121を通じて、ガス給湯器120の給水接続口122に配管されている。
A
上記貯湯システム100では、貯湯タンク102に十分蓄熱された状態で給湯する場合は、貯湯タンク102の湯と給水とを混合器107で混合して設定温度の湯を作ってガス給湯器120へ送り、ガス給湯器120は追加の加熱を行わずにそのまま給湯する。また、貯湯タンク102に蓄熱がない場合は、貯湯タンク102内にある設定温度より低い温度の湯または水をガス給湯器120に送り、ガス給湯器120で設定温度に加熱して給湯する。貯湯タンク102内の湯が設定温度よりわずかに低く、そのままガス給湯器120に送るとガス給湯器120を最小能力で作動させても給湯温度が設定温度を超えてしまう場合は、混合器107で貯湯タンク102からの湯に給水を混合して温度を意図的に下げた湯水をガス給湯器120に送り、ガス給湯器120で設定温度に加熱して給湯する、といったことが行われる。
In the hot
ところで、貯湯タンク内の水を昇温する熱源となる燃料電池は、ガス供給会社から供給されるガスから水素を取り出し、この水素と空気中の酸素とから発電する。発電に使用されるガスの量はガス給湯器などに比べて非常に少ない。また、燃料電池による発電は長時間継続されることが多い。 By the way, the fuel cell, which is a heat source for raising the temperature of the water in the hot water storage tank, extracts hydrogen from the gas supplied from the gas supply company and generates electricity from this hydrogen and oxygen in the air. The amount of gas used for power generation is very small compared to gas water heaters. In addition, power generation by the fuel cell is often continued for a long time.
一方、マイクロコンピュータを搭載した近年のガスメータは、安全のため、長時間一定流量のガスが流れ続けると、ガスを遮断する制御が組み込まれている。この制御は、一般に、長時間使用によるマイコンメータ遮断と呼ばれている。 On the other hand, recent gas meters equipped with a microcomputer incorporate a control for shutting off gas when a constant flow rate of gas continues for a long time for safety. This control is generally referred to as microcomputer meter shut-off after long use.
家庭用用途に用いられる発電出力が1Kw以下といった燃料電池ではガス消費量が少なく、発電出力を変化させてもガスメータ側では一定流量と判断されてしまう。そのため、他の器具によるガス使用のない状態で燃料電池の発電が長時間継続すると、発電量を変化させたとしても、マイコンメータ遮断が作動してしまう。マイコンメータ遮断が作動すると、燃料電池やバックアップ熱源機としてのガス給湯器のほか、ガスコンロなどの他のガス器具も運転できなくなり、使用者にとって不都合が大きい。また、ガスメータに対して所定の操作を行うことでマイコンメータ遮断から復帰可能であるが、一般の使用者はこの対応処置を知らないことが多い。さらに燃料電池においては、発電中にいきなり燃料ガスが来なくなると耐久性に良くない。 A fuel cell having a power generation output of 1 Kw or less used for home use consumes a small amount of gas, and even if the power generation output is changed, the gas meter side determines that the flow rate is constant. Therefore, if power generation by the fuel cell continues for a long time in a state where no gas is used by another instrument, even if the power generation amount is changed, the microcomputer meter shutoff is activated. When the microcomputer meter shut-off operates, other gas appliances such as a gas stove as well as a fuel cell and a gas water heater as a backup heat source machine cannot be operated, which is inconvenient for the user. In addition, it is possible to recover from shut-down of the microcomputer meter by performing a predetermined operation on the gas meter, but general users often do not know this countermeasure. Further, in a fuel cell, if the fuel gas suddenly stops during power generation, the durability is not good.
そこで、燃料電池を熱源とする従来の貯湯システムでは、バックアップ熱源機として、暖房回路を備えたガス給湯器を使用し、この暖房回路用のバーナを燃焼させることで、ガス流量を大きく変化させてマイコンメータ遮断を回避するようになっていた。詳細には、図16に示すように、貯湯タンクユニット101内に、暖房回路(暖房配管)127と熱回収配管(高温)115との間で熱交換するための再加熱熱交換器141を備え、ガス給湯器120において暖房用熱交換器124をバーナ125で加熱しながら暖房ポンプ126を運転し、かつ排熱回収装置110の排熱回収ポンプ112を運転する。これにより、貯湯タンク102の水を再加熱熱交換器141で加熱するという動作においてガスを消費させ、マイコンメータ遮断が回避される。
Therefore, in a conventional hot water storage system using a fuel cell as a heat source, a gas water heater equipped with a heating circuit is used as a backup heat source machine, and the gas flow rate is greatly changed by burning a burner for the heating circuit. The microcomputer meter was cut off. Specifically, as shown in FIG. 16, a
このほか、上記暖房回路127による加熱は貯湯タンク102内の湯の殺菌にも使用される。すなわち、貯湯タンク内の水(または湯)が使用されずに長期間滞留すると、レジオネラ菌の繁殖などにより、水(または湯)が不衛生となる恐れがある。レジオネラ菌は高温(約60℃程度)に加熱すると死滅するため、従来は、貯湯タンク内の水(または湯)を衛生的に保つために、貯湯タンク内の水(または湯)が長時間使用されなかったことを検知した場合に、貯湯タンク内の水(または湯)を全量60℃以上に沸かし上げる再加熱制御を組み込んでおり、この再加熱を上記マイコンメータ遮断回避と同様に暖房回路を使用して行っていた。
In addition, the heating by the
従来の貯湯システムでは、マイコンメータ遮断回避や殺菌のためにガス給湯機の暖房機能を使用するので、バックアップ熱源機として暖房機能を備えたガス給湯器が必須になる。しかし、暖房機能を備えたガス給湯器はその機能のないガス給湯器よりも価格が高い。また、暖房機能を利用してマイコンメータ遮断回避や殺菌のための再加熱を行う構成では貯湯タンクユニット内に再加熱用の熱交換器が必要になり、さらにガス給湯器と貯湯タンクユニットとの間に暖房配管が必要になるため、システム全体がコストアップしてしまう。 In the conventional hot water storage system, since the heating function of the gas water heater is used for avoiding microcomputer meter shut-off and sterilization, a gas water heater having a heating function is essential as a backup heat source machine. However, a gas water heater with a heating function is more expensive than a gas water heater without the function. In addition, in a configuration in which the heating function is used to avoid microcomputer meter shut-off and reheating for sterilization, a heat exchanger for reheating is required in the hot water storage tank unit, and further, a gas water heater and a hot water storage tank unit are connected. Since heating piping is required in between, the entire system will increase in cost.
本発明は、上記の問題を解決しようとするものであり、バックアップ熱源機として暖房機能を有するガス給湯器を使用しなくてもマイコンメータ遮断を回避できる貯湯システムを提供することを目的としている。 An object of the present invention is to provide a hot water storage system that can avoid microcomputer meter interruption without using a gas water heater having a heating function as a backup heat source device.
かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存する。 The gist of the present invention for achieving the object lies in the inventions of the following items.
[1]給水が供給される貯湯タンクと、熱源の排熱を回収して前記貯湯タンク内の水を加熱する加熱装置とを備え、前記貯湯タンク内の蓄熱が設定温度の給湯に不足する場合にその不足分の加熱をガス給湯器で行う貯湯システムにおいて、
前記ガス給湯器の給湯口に接続された給湯管から分岐した排水管と、
前記排水管を開閉する排水制御弁と、
前記熱源による微量のガスの長期継続使用によりガスメータがガスの供給を遮断することの回避動作として、前記排水制御弁を開き、前記ガス給湯器でガスを燃焼させて得た湯を前記排水管から排水する動作を行う制御部と
を有する
ことを特徴とする貯湯システム。
[1] A case in which a hot water storage tank to which hot water is supplied and a heating device that recovers exhaust heat from a heat source and heats the water in the hot water storage tank are provided, and the hot water storage in the hot water storage tank is insufficient for hot water at a set temperature In a hot water storage system that uses a gas water heater to heat the shortage,
A drain pipe branched from a hot water pipe connected to the hot water outlet of the gas water heater;
A drainage control valve for opening and closing the drainage pipe;
As an operation of avoiding that the gas meter shuts off the gas supply due to long-term continuous use of a small amount of gas by the heat source, the hot water obtained by opening the drain control valve and burning the gas with the gas water heater from the drain pipe A hot water storage system comprising: a control unit that performs an operation of draining water.
上記発明では、燃料電池等の熱源(ガスエンジン発電機、燃料処理装置(改質器)等)による微量のガスの長期継続使用によりガスメータがガスの供給を遮断することの回避動作として、ガス給湯器でガスを燃焼させて得た湯を排水管から排水する動作を行う。 In the above-described invention, gas hot water supply is performed as an operation for preventing the gas meter from shutting off the supply of gas due to long-term continuous use of a small amount of gas by a heat source such as a fuel cell (gas engine generator, fuel processing device (reformer), etc.). The operation of draining the hot water obtained by burning the gas in the vessel from the drain pipe.
[2]前記貯湯タンクの出湯口に連通した第2排水管と、前記第2排水管を開閉する第2排水制御弁とを備え、
前記制御部は、前記貯湯タンク内の水の入れ替え動作を行う場合に前記第2排水制御弁を開く
ことを特徴とする[1]に記載の貯湯システム。
[2] A second drain pipe communicating with the hot water outlet of the hot water storage tank, and a second drain control valve for opening and closing the second drain pipe,
The hot water storage system according to [1], wherein the control unit opens the second drainage control valve when performing an operation of replacing water in the hot water storage tank.
上記発明では、貯湯タンク内の水の入れ替え動作を行う場合に、第2排水制御弁を開くことで貯湯タンク内の滞留水を排水し、新たな給水に入れ替える。 In the above invention, when the operation of replacing the water in the hot water storage tank is performed, the accumulated water in the hot water storage tank is drained by opening the second drainage control valve and replaced with new water supply.
[3]前記給湯管と、前記貯湯タンクの出湯口に通じる第1タンク出湯管と、給水管とが接続され、これらからの湯水を設定された混合比で混合して給湯する混合器と、
第1入口と第2入口と出口とを備え、前記第1入口と前記出口とを連通させ前記第2入口を閉鎖した第1状態と、前記第2入口と前記出口とを連通させ前記第1入口を閉鎖した第2状態とに切り替わる三方弁と、
をさらに有し、
前記ガス給湯器は給水管から給水され、
前記排水管は、前記給湯管側の上流排水管と、下流排水管とに分割されており、
前記排水制御弁は前記下流排水管を開閉し、
前記三方弁の第1入口には前記上流排水管が接続され、前記第2入口には前記貯湯タンクの出湯口に通じる第2タンク出湯管が接続され、出口には前記下流排水管が接続され、
前記制御部は、
前記混合器の出側から設定温度の湯が給湯されるように、前記ガス給湯器による加熱および前記混合器の混合比を制御すると共に、
前記回避動作では、前記三方弁を第1状態に設定して前記排水制御弁を開き、前記貯湯タンク内の水の入れ替え動作を行うときは、前記三方弁を前記第2状態に設定して前記排水制御弁を開く
ことを特徴とする[1]に記載の貯湯システム。
[3] A mixer that connects the hot water supply pipe, a first tank hot water pipe connected to the hot water outlet of the hot water storage tank, and a water supply pipe, mixes hot water from these at a set mixing ratio, and supplies hot water;
A first state including a first inlet, a second inlet, and an outlet, wherein the first inlet and the outlet are in communication with each other and the second inlet is closed; and the second inlet and the outlet are in communication with each other. A three-way valve that switches to the second state with the inlet closed;
Further comprising
The gas water heater is supplied with water from a water supply pipe,
The drain pipe is divided into an upstream drain pipe on the hot water supply pipe side and a downstream drain pipe,
The drainage control valve opens and closes the downstream drainage pipe;
The upstream drain pipe is connected to the first inlet of the three-way valve, the second tank outlet pipe connected to the outlet of the hot water storage tank is connected to the second inlet, and the downstream drain pipe is connected to the outlet. ,
The controller is
While controlling the heating by the gas water heater and the mixing ratio of the mixer so that hot water at a set temperature is supplied from the outlet side of the mixer,
In the avoidance operation, the three-way valve is set to the first state, the drainage control valve is opened, and when the operation of replacing the water in the hot water storage tank is performed, the three-way valve is set to the second state, The hot water storage system according to [1], wherein the drainage control valve is opened.
上記発明の貯湯システムは、ガス給湯器からの湯と貯湯タンクからの湯と給水管からの給水とを混合器で混合して設定温度の給湯を行う方式(後混合方式)を採用している。また、燃料電池等による微量のガスの長期継続使用によりガスメータがガスの供給を遮断することの回避動作では、三方弁を第1状態に設定して排水制御弁を開くことにより、ガス給湯器でガスを燃焼させて得た湯を排水する動作を行う。また、貯湯タンク内の水の入れ替え動作では、三方弁を第2状態に設定して排水制御弁を開くことで、貯湯タンク内の水を排水して新たな給水に入れ替える。 The hot water storage system of the above invention employs a system (post-mixing system) in which hot water from a gas water heater, hot water from a hot water storage tank, and hot water from a water supply pipe are mixed in a mixer to supply hot water at a set temperature. . Also, in the avoidance operation of the gas meter shutting off the gas supply due to long-term continuous use of a small amount of gas by a fuel cell or the like, the gas water heater can be operated by setting the three-way valve to the first state and opening the drainage control valve. The operation of draining hot water obtained by burning gas. Further, in the operation of replacing the water in the hot water storage tank, the water in the hot water storage tank is drained and replaced with new water supply by setting the three-way valve to the second state and opening the drainage control valve.
[4]前記貯湯タンクの出湯口に通じる第1タンク出湯管と、給水管とが接続され、これらからの湯水を設定された混合比で混合すると共に、出側が前記ガス給湯器の給水口へ配管された混合器と、
第1入口と第2入口と出口とを備え、前記第1入口と前記出口とを連通させ前記第2入口を閉鎖した第1状態と、前記第2入口と前記出口とを連通させ前記第1入口を閉鎖した第2状態とに切り替わる三方弁と、
をさらに有し、
前記排水管は、前記給湯管側の上流排水管と、下流排水管とに分割されており、
前記排水制御弁は前記下流排水管を開閉し、
前記三方弁の第1入口には前記上流排水管が接続され、前記第2入口には前記貯湯タンクの出湯口に通じる第2タンク出湯管が接続され、前記出口には前記下流排水管が接続され、
前記制御部は、
前記ガス給湯器による追加の加熱無しにもしくは前記ガス給湯器による加熱を足して前記ガス給湯器から設定温度の給湯が行われるように前記混合器の混合比を制御すると共に、
前記回避動作では、前記三方弁を第1状態に設定して前記排水制御弁を開き、
前記貯湯タンク内の水の入れ替え動作を行うときは、前記三方弁を前記第2状態に設定して前記排水制御弁を開く
ことを特徴とする[1]に記載の貯湯システム。
[4] A first tank hot water pipe connected to the hot water outlet of the hot water storage tank and a water supply pipe are connected to mix hot water from these at a set mixing ratio, and the outlet side to the water hot water outlet of the gas water heater. A piped mixer;
A first state including a first inlet, a second inlet, and an outlet, wherein the first inlet and the outlet are in communication with each other and the second inlet is closed; and the second inlet and the outlet are in communication with each other. A three-way valve that switches to the second state with the inlet closed;
Further comprising
The drain pipe is divided into an upstream drain pipe on the hot water supply pipe side and a downstream drain pipe,
The drainage control valve opens and closes the downstream drainage pipe;
The upstream drain pipe is connected to the first inlet of the three-way valve, the second tank outlet pipe connected to the outlet of the hot water storage tank is connected to the second inlet, and the downstream drain pipe is connected to the outlet. And
The controller is
While controlling the mixing ratio of the mixer so that hot water at a set temperature is performed from the gas water heater without additional heating by the gas water heater or by adding heating by the gas water heater,
In the avoidance operation, the three-way valve is set to the first state and the drainage control valve is opened,
The hot water storage system according to [1], wherein when performing the operation of replacing water in the hot water storage tank, the three-way valve is set to the second state and the drainage control valve is opened.
上記発明の貯湯システムは、貯湯タンクからの湯と給水管からの給水とを混合器で混合した湯水をガス給湯器に送り、ガス給湯器で不足分を加熱して給湯する方式(給水予熱方式)を採用している。また、燃料電池等による微量のガスの長期継続使用によりガスメータがガスの供給を遮断することの回避動作では、三方弁を第1状態に設定して排水制御弁を開くことにより、ガス給湯器でガスを燃焼させて得た湯を排水する動作を行う。また、貯湯タンク内の水の入れ替え動作では、三方弁を第2状態に設定して排水制御弁を開くことで、貯湯タンク内の水を排水して新たな給水に入れ替える。 The hot water storage system of the above invention is a system for supplying hot water by mixing hot water from a hot water storage tank and water supplied from a water supply pipe with a mixer to the gas water heater and heating the shortage with the gas water heater (water supply preheating system) ) Is adopted. Also, in the avoidance operation of the gas meter shutting off the gas supply due to long-term continuous use of a small amount of gas by a fuel cell or the like, the gas water heater can be operated by setting the three-way valve to the first state and opening the drainage control valve. The operation of draining hot water obtained by burning gas. Further, in the operation of replacing the water in the hot water storage tank, the water in the hot water storage tank is drained and replaced with new water supply by setting the three-way valve to the second state and opening the drainage control valve.
[5]前記回避動作では、前記ガス給湯器へ給水が供給されるように前記混合器を設定する
ことを特徴とする[4]に記載の貯湯システム。
[5] The hot water storage system according to [4], wherein in the avoidance operation, the mixer is set so that water is supplied to the gas water heater.
上記発明では、ガスメータによるガス供給の遮断を回避する動作において、給水をガス給湯器に送り、該ガス給湯器で加熱された湯を排水するので、回避動作のために貯湯タンク内の湯が消費されることが防止される。 In the above invention, in the operation of avoiding the interruption of the gas supply by the gas meter, the feed water is sent to the gas water heater and the hot water heated by the gas water heater is drained, so that the hot water in the hot water storage tank is consumed for the avoidance operation. Is prevented.
[6]前記入れ替え動作中に前記貯湯タンクに流入する給水の水量を計測し、
前記制御部は、前記計測された水量から前記貯湯タンク内全部が新たな給水に入れ替わったことを確認できた後に前記入れ替え動作を終了する
ことを特徴とする[2]乃至[5]のいずれか1項に記載の貯湯システム。
[6] Measure the amount of feed water flowing into the hot water storage tank during the replacement operation,
Any one of [2] to [5], wherein the control unit terminates the replacement operation after confirming that all of the hot water storage tank has been replaced with new water supply from the measured amount of water. The hot water storage system according to
上記発明では、貯湯タンク内の水が新たな給水に完全に入れ替わったことを確認して、入れ替え動作が終了する。なお、貯湯タンクの容量に排水経路の配管容量を加算した水量以上になったときに入れ替え動作を終了させれば、無駄なくかつ完全な入れ替えを行うことができる。 In the above-described invention, it is confirmed that the water in the hot water storage tank has been completely replaced with new water supply, and the replacement operation ends. It should be noted that complete replacement can be performed without waste if the replacement operation is terminated when the amount of water is equal to or greater than the capacity of the hot water storage tank plus the piping capacity of the drainage path.
[7]前記上流排水管は、前記ガス給湯器から前記混合器へ至る前記給湯管のうち前記混合器寄りの箇所から分岐しており、
前記制御部は、
給湯の制御モードとして、貯湯タンクからの湯と給水とを混合して設定温度の湯を給湯する第1モードと、給水を前記ガス給湯器で設定温度より高い温度に加熱した湯と給水とを混合して設定温度の湯を給湯する第2モードとを少なくとも有し、
前記第1モードで給湯動作中に前記第2モードに切り替える場合は、前記三方弁を前記第1状態にしかつ前記排水制御弁を開いて前記ガス給湯器で加熱した湯が前記下流排水管から排水されるように設定してから所定時間の経過後に、前記排水制御弁を閉じて前記第2モードの給湯動作に移行する
ことを特徴とする[3]に記載の貯湯システム。
[7] The upstream drain pipe is branched from a location near the mixer in the hot water pipe from the gas water heater to the mixer,
The controller is
As a hot water supply control mode, there are a first mode in which hot water and hot water from a hot water storage tank are mixed to supply hot water of a set temperature, and hot water and hot water heated to a temperature higher than the set temperature by the gas water heater. And at least a second mode of mixing and supplying hot water at a set temperature,
When switching to the second mode during the hot water supply operation in the first mode, the hot water heated by the gas water heater with the three-way valve in the first state and the drain control valve opened is drained from the downstream drain pipe. The hot water storage system according to [3], wherein after the elapse of a predetermined time since the setting is made, the drainage control valve is closed to shift to the hot water supply operation in the second mode.
上記発明では、後混合方式の貯湯システムにおいて、給湯の制御モードとして、貯湯タンクからの湯と給水とを混合して設定温度の湯を給湯する第1モードと給水をバックアップ熱源機で設定温度より高い温度に加熱した湯と給水とを混合して設定温度の湯を給湯する第2モードとを有する。そして、第1モードで給湯動作中に第2モードに切り替える場合は、排水制御弁を開き、給水をガス給湯器で加熱した湯が排水管から排出されるように設定する。この状態を所定時間続ける間にガス給湯器から混合器までの配管内にあった冷たい水が排水された後、排水制御弁を閉状態に戻し第2モードの給湯動作に移行するように制御する。 In the above invention, in the hot water storage system of the post-mixing type, as the hot water control mode, the first mode in which hot water and hot water from the hot water storage tank are mixed to supply hot water at a set temperature and the hot water from the set temperature with the backup heat source machine. A second mode in which hot water heated to a high temperature and water supply are mixed to supply hot water at a set temperature. When switching to the second mode during the hot water supply operation in the first mode, the drain control valve is opened, and the hot water heated by the gas water heater is set to be discharged from the drain pipe. Control is performed to return to the second mode hot water supply operation by returning the drainage control valve to the closed state after the cold water in the pipe from the gas water heater to the mixer is drained while continuing this state for a predetermined time. .
[8]前記所定時間の経過後とは、少なくとも前記ガス給湯器で加熱した湯が前記上流排水管に到達した後である
ことを特徴とする[7]に記載の貯湯システム。
[8] The hot water storage system according to [7], wherein after the predetermined time has elapsed, at least hot water heated by the gas water heater has reached the upstream drain pipe.
上記発明では、少なくとも、第1モードから第2モードへ切り替える際にガス給湯器から分岐箇所までの間の配管に溜まっていた水がすべて上流排水管に流れ出るまで、排水が継続される。 In the above invention, drainage is continued until at least all the water accumulated in the pipe from the gas water heater to the branching point when switching from the first mode to the second mode flows out to the upstream drainage pipe.
[9]前記制御部は、
給湯の制御モードとして、貯湯タンクからの湯と給水とを混合して設定温度の湯を給湯する第1モードと、給水を前記ガス給湯器で設定温度より高い温度に加熱した湯と給水とを混合して設定温度の湯を給湯する第2モードと、給水を前記ガス給湯器で加熱した湯と前記貯湯タンクからの湯と給水とを混合して設定温度の湯を給湯する第3モードとを有し、
給湯動作において前記第1モードを優先選択し、前記第1モードで設定温度の湯を給湯できない場合であって設定温度より所定温度以上低くない湯を前記貯湯タンクから供給可能な場合は前記第3モードを選択し、前記第3モードを選択できない場合に前記第2モードを選択する
ことを特徴とする[3]、[7]または[8]に記載の貯湯システム。
[9] The control unit
As a hot water supply control mode, there are a first mode in which hot water and hot water from a hot water storage tank are mixed to supply hot water of a set temperature, and hot water and hot water heated to a temperature higher than the set temperature by the gas water heater. A second mode in which hot water at a set temperature is mixed and hot water heated by the gas water heater, hot water from the hot water storage tank and hot water are mixed to supply hot water at a set temperature; Have
In the hot water supply operation, the first mode is preferentially selected, and when the hot water having the set temperature cannot be supplied in the first mode and hot water not lower than the predetermined temperature by the predetermined temperature or higher can be supplied from the hot water storage tank, the third mode is selected. The hot water storage system according to [3], [7], or [8], wherein a mode is selected and the second mode is selected when the third mode cannot be selected.
上記発明では、貯湯タンクからの湯と給水とを混合して設定温度の湯を給湯する第1モードを優先的に使用することで、排熱で加熱された貯湯タンク内の湯が有効利用される。さらに、貯湯タンク内の湯温が設定温度より低く第1モードでの給湯はできないが、貯湯タンク内に設定温度より所定温度以上低くない温度の湯がある場合は、その湯を利用する第3モードで給湯するので、設定温度に満たない場合でも貯湯タンクの湯を利用した給湯が可能になり、貯湯タンクの湯の利用率を高めることができる。 In the above invention, the hot water in the hot water storage tank heated by the exhaust heat is effectively used by preferentially using the first mode in which hot water from the hot water storage tank and the hot water are mixed to supply hot water at the set temperature. The Furthermore, although the hot water temperature in the hot water storage tank is lower than the set temperature and hot water supply in the first mode is not possible, if there is hot water in the hot water storage tank that is not lower than the set temperature by a predetermined temperature or more, the third hot water is used. Since hot water is supplied in the mode, hot water supply using hot water in the hot water storage tank is possible even when the set temperature is not reached, and the hot water utilization rate of the hot water storage tank can be increased.
本発明に係る貯湯システムによれば、バックアップ熱源機として暖房機能を有するガス給湯器を使用しなくても、燃料電池による微量のガスの長期継続使用によりガスメータがガスの供給を遮断することを回避することができる。また、貯湯タンク内の水の入れ替え動作を行う場合に、第2排水制御弁を開くことで貯湯タンク内の滞留水を排水し、新たな給水に入れ替えるものでは、貯湯タンク内に長期間滞留した水をガス給湯器の暖房機能で再加熱して殺菌する必要がないので、バックアップ熱源機として暖房機能のないガス給湯器を使用することができる。 According to the hot water storage system according to the present invention, it is possible to prevent the gas meter from shutting off the gas supply due to long-term continuous use of a small amount of gas by the fuel cell without using a gas water heater having a heating function as a backup heat source device. can do. In addition, when performing the operation of replacing the water in the hot water storage tank, the accumulated water in the hot water storage tank is drained by opening the second drainage control valve and replaced with new water supply. Since it is not necessary to reheat and sterilize the water with the heating function of the gas water heater, a gas water heater without a heating function can be used as a backup heat source.
以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明の基本概念を説明する。 The basic concept of the present invention will be described.
本発明に係る貯湯システムは、バックアップ熱源機としてのガス給湯器から出る湯を排水する経路を備え、マイコンメータ遮断の回避動作として、給水をガス給湯器で加熱して得た湯を排水する動作を行う。また、貯湯タンク内の水(または湯)が長期間使用されずに滞留した場合に、貯湯タンク内の湯水を排水し給水を補充して新たな水と入れ替える動作を行う。 The hot water storage system according to the present invention includes a path for draining hot water from a gas water heater as a backup heat source unit, and as an avoidance operation for shutting down the microcomputer meter, an operation for draining hot water obtained by heating the water with the gas water heater. I do. In addition, when the water (or hot water) in the hot water storage tank stays without being used for a long period of time, the hot water in the hot water storage tank is drained and replenished with water to be replaced with new water.
次に、本発明の第1の実施の形態について説明する。 Next, a first embodiment of the present invention will be described.
図1は、本発明の貯湯システムを適用した第1の実施の形態に係る風呂給湯システム10の構成を示している。第1の実施の形態に係る風呂給湯システム10は、貯湯タンク13内の湯温が十分高い場合には貯湯タンク13からの湯に給水を混合して設定温度の湯を出湯し、設定温度に足りない場合は、貯湯タンク13の湯を後段の風呂給湯器70で設定温度に昇温して給湯する方式(給水予熱方式)を採用している。
FIG. 1 shows a configuration of a bath hot
風呂給湯システム10は、貯湯タンクユニット11と、燃料電池からなる熱源機4と、排熱回収装置50と、バックアップ熱源機としての風呂給湯器70とを備えて構成される。なお、図中、装置間の配管や外部配管は2重の矢印で示してある。
The bath hot
貯湯タンクユニット11は、給水管12から供給される給水を蓄える貯湯タンク13を備えている。貯湯タンク13は中空略円柱状のタンクであり、下部には給水口14が設けてあり、上部には出湯口15が設けてある。さらに貯湯タンク13の下部には取水口16が、上部には戻り口17が設けてある。
The hot water storage tank unit 11 includes a hot
貯湯タンク13は、たとえば、容量100リットル程度を有し、底から20リットルの水位の箇所に、その箇所の水温を検出する第1温度センサ18aが、底から40リットルの水位の箇所に、その箇所の水温を検出する第2温度センサ18bが、底から60リットルの水位の箇所に、その箇所の水温を検出する第3温度センサ18cが、底から80リットルの水位の箇所に、その箇所の水温を検出する湯切れ温度センサ18dが、さらに貯湯タンク13内のほぼ最上部に、その箇所の水温を検出するタンク上部温度センサ18eがそれぞれ設けてある。
The hot
排熱回収装置50は、熱源機4の内部などに設けられて熱源機4の排熱を回収する。排熱回収装置50は排熱回収熱交換器51と、排熱回収ポンプ52とを有する。貯湯タンク13と排熱回収装置50の排熱回収熱交換器51は、これらの間に貯湯タンク13の水を循環させる排熱回収循環経路が構成されるように熱回収配管53(53a、53b)で接続されている。詳細には、貯湯タンク13の取水口16には熱回収配管(低温)53aの一端が接続され、排熱回収熱交換器51の入り側に熱回収配管(低温)53aの他端が接続されている。排熱回収ポンプ52は、排熱回収熱交換器51の入り側近傍の熱回収配管(低温)53aに介挿されており、排熱回収ポンプ52は熱回収配管(低温)53a内の水を貯湯タンク13の取水口16側から排熱回収熱交換器51の入り側に向けて送水する。
The exhaust
排熱回収熱交換器51の出側には熱回収配管(高温)53bの一端が接続され、熱回収配管(高温)53bの他端は貯湯タンクユニット11内の第1三方弁21の第1接続口21aに接続されている。
One end of a heat recovery pipe (high temperature) 53 b is connected to the outlet side of the exhaust heat
第1三方弁21は、前述の第1接続口21aと、第2接続口21bと第3接続口21cとを備え、第1接続口21aと第2接続口21bとを接続し第3接続口21cを閉鎖するA方向と、第1接続口21aと第3接続口21cとを接続し第2接続口21bを閉鎖するB方向とに接続状態を切り替え可能に構成されている。なお、第1三方弁21は第1接続口21aから流入する水の温度が所定温度以上ならばA方向となり、所定温度未満ならばB方向に切り替わるように制御部20により制御される。
The first three-
第1三方弁21の第2接続口21bは貯湯タンク13の戻り口17に配管されている。第1三方弁21の第3接続口21cにはバイパス管54の一端が接続され、バイパス管54の他端は貯湯タンクユニット11内で熱回収配管(低温)53aに合流している。
The
第1三方弁21の第1接続口21a近傍の熱回収配管(高温)53bには熱回収配管高温側温度センサ22aが設けてあり、貯湯タンク13の取水口16からバイパス管54との合流箇所までの間の熱回収配管(低温)53aに熱回収配管低温側温度センサ22bが設けてある。
A heat recovery pipe high temperature
貯湯タンクユニット11は、貯湯タンク13の出湯口15からの湯と、給水とを混合する混合器23を備えている。この混合器23は、実際には、貯湯タンク13の出湯口15からの湯の混合量を調整する第1混合器23aと、給水管12からの給水の混合量を調整する第2混合器23bとを有して構成される。
The hot water storage tank unit 11 includes a
第1混合器23aの入り側は貯湯タンク13の出湯口15に配管で接続されており、この配管の途中には、過圧逃がし弁24、吸気弁25、タンク出口温度センサ26が設けてある。第2混合器23bの入り側には給水管12が接続されている。
The inlet side of the
第1混合器23aの出側と第2混合器23bの出側は合流して混合器23の出口に通じている。混合器23の出口には、風呂給湯器70の給水接続口へ通じる接続配管61が接続されている。混合器23の出側近傍の接続配管61には出湯温度センサ32およびハイカット温度センサ33が設けてある。
The outlet side of the
貯湯タンクユニット11内部の給水管12には流量センサ34、給水温度センサ35、減圧弁36が設けられている。給水管12は、これらの下流で2つに分岐し、その一方は逆止弁37aを介して第2混合器23bの入り側に接続され、他方は逆止弁37bを介して貯湯タンク13の給水口14に接続されている。
The
さらに貯湯タンク13の取水口16には所定の排水箇所に通じる排水管41が接続されており、排水管41の途中にはこの管路を開閉する排水栓42が設けてある。
Further, a
風呂給湯器70の給湯接続口には給湯栓などに通じる給湯配管62が接続されている。また、給湯配管62の途中で分岐した第2接続配管63が、貯湯タンクユニット11内に設けられた第2三方弁43の第2接続口43bに接続されている。第2三方弁43は、第1接続口43aと、第2接続口43bと第3接続口43cとを備え、第1接続口43aと第2接続口43bとを接続し第3接続口43cを閉鎖するE方向と、第1接続口43aと第3接続口43cとを接続し第2接続口43bを閉鎖するF方向とに接続状態を切り替え可能に構成されている。
A hot
貯湯タンク13の出湯口15に接続された配管は二手に分岐しており、その一方は前述した第1混合器23aの入口に接続され、他方は第2三方弁43の第3接続口43cに接続されている。
The pipe connected to the
また、第2三方弁43の第1接続口43aには、排水案内管46の一端が接続され、該排水案内管46の他端は排水管41の排水栓42より下流側に合流している。排水案内管46の途中には、逆止弁44と、排水案内管46を開閉する排水電磁弁45が設けてある。
Further, one end of the
貯湯タンクユニット11は、当該貯湯タンクユニット11の動作を統括制御する制御部20を備えている。制御部20はCPU(Central Processing Unit)と、該CPUが実行するプログラムや固定データなどが記憶されたフラッシュROM(Read Only Memory)と、CPUがプログラムを実行する際に各種情報を一時記憶するRAM(Random Access Memory)、各種の信号を入出力するI/F(Interface)部などを主要部とする回路で構成されている。制御部20には、貯湯タンクユニット11の各種センサからの検出信号が入力されている。また制御部20からは各弁やその他の制御対象に対して制御信号が出力される。制御部20はさらに熱源機4や風呂給湯器70と各種の情報や指令を授受するようになっている。
The hot water storage tank unit 11 includes a
次に、バックアップ熱源機としての風呂給湯器70の構成例を説明する。風呂給湯器70は給水接続口から流入する水を加熱して出湯する機能、風呂(浴槽)2へ注湯(湯張り)する機能、風呂(浴槽)2内の湯水を追い焚きする機能などを備えたガス燃焼式の風呂給湯器である。
Next, a configuration example of the
図2に示すように、風呂給湯器70は、第1熱交換水管72aと第2熱交換水管72bとが通る一缶二水路型の熱交換器72と、この熱交換器72を加熱するバーナ73を備える。バーナ73にはガス供給管73aが接続され、このガス供給管73aの途中には、ガスの供給/遮断を切り替えるガス弁や供給ガス量を調整する比例弁などが設けてある。
As shown in FIG. 2, the
第1熱交換水管72aの入り側は入水管74により給水接続口に接続され、第1熱交換水管72aの出側は出湯管75により給湯接続口に接続されている。また、第2熱交換水管72bの入り側には風呂(浴槽)2へ通じる風呂戻り管76が、第2熱交換水管72bの出側には同じく風呂(浴槽)2へ通じる風呂往き管77がそれぞれ接続されている。
The inlet side of the first heat
出湯管75と風呂戻り管76とは、連結管78によって接続されており、該連結管78の途中には、連結管78の閉鎖/開通を切り替える注湯電磁弁79が設けてある。また、連結管78の接続箇所より上流側の出湯管75の途中には、略閉鎖状態から全開状態まで開度を調整可能な水量サーボ81が出湯水量を調整するために設けてある。水量サーボ81の下流側には、出湯温度を検出する出湯温度センサ82が設けてある。
The hot
さらに、入水管74から分岐し、水量サーボ81より第1熱交換水管72a側の所定箇所で出湯管75に合流・接続されたバイパス管83を備え、このバイパス管83の途中に、略閉鎖から全開まで開度を調整可能なバイパス調整弁84を備えている。第1熱交換水管72aからの湯とバイパス管83を経由した水とを混合して設定温度の湯になるようにバイパス調整弁84が調整される。バイパス管83の分岐箇所より上流側の入水管74には、入水管74内の流量を検出する流量センサ85および入水温度を検知する入水温度センサ86が設けてある。
Furthermore, a
風呂戻り管76の途中には、風呂(浴槽)2内の水を、追い焚き循環経路(風呂戻り管76、第2熱交換水管72b、風呂往き管77)を通じて循環させるための風呂循環ポンプ87が設けてある。風呂戻り管76に設けた流水スイッチ88は、風呂循環ポンプ87を作動させたとき、追い焚き循環経路に実際に水が循環しているか否かを検出する。
In the middle of the
このほか、風呂戻り管76および風呂往き管77には、それぞれ管内の温度を検出する風呂往き温度センサ89a、風呂戻り温度センサ89bが設けてある。
In addition, the
制御部91は、CPUと、該CPUが実行するプログラムや固定データなどが記憶されたフラッシュROMと、CPUがプログラムを実行する際に各種情報を一時記憶するRAMなどを主要部とする回路で構成されている。制御部91には、風呂給湯器70が有する各種センサ、弁、風呂循環ポンプ87などが接続されている。
The
さらに、通常は、制御部91に配線を介してリモコン92が直接接続されるが、ここでは、風呂給湯器70を貯湯タンクユニット11側の制御部20の制御下で動作させるために、制御部91を配線を介して制御部20に接続し、制御部20に配線を介してリモコン(貯湯タンクユニット11側と風呂給湯器70の共通のリモコン)92が接続されている。リモコン92は、給湯設定温度や風呂設定温度の指定、湯張り動作や追い焚き動作の開始・終了指示、電源のオン/オフなど各種の操作をユーザから受けるスイッチ類、および動作状態や設定温度などを表示する表示部などで構成される。
Further, normally, the
風呂給湯器70の制御部91は、給湯配管62へ給湯する給湯動作では、貯湯タンクユニット11に接続される共通リモコン92で設定された給湯設定温度の湯が出湯されるようにバーナ73のON/OFFやその燃焼量、バイパス調整弁84の開度などを制御する。詳細には、貯湯タンクユニット11側から接続配管61を通じて供給される湯水の温度が給湯設定温度以上ならば、自装置のバーナ73を燃焼させることなくそのまま給湯配管62へ給湯する。貯湯タンクユニット11側から供給された湯水の温度が給湯設定温度未満ならば、給湯設定温度になるように自装置のバーナ73を燃焼させ、その燃焼量やバイパス調整弁84の開度を制御する。
In the hot water supply operation for supplying hot water to the hot
風呂(浴槽)2へ注湯(湯張り)する動作では、注湯電磁弁79を開けてバーナ73を燃焼させた状態で水量サーボ81の開度を調整することにより、給水接続口から流入する湯水が熱交換器72の第1熱交換水管72aを通って加熱され、さらに出湯管75から連結管78、風呂戻り管76および風呂往き管77の双方(もしくは一方)を通じて風呂(浴槽)2へ流れ込む(この経路を注湯回路とする)。この際、リモコン92でユーザが設定した風呂設定温度の湯が注湯されるようにバーナ73の燃焼量やバイパス調整弁84の開度などを制御する。なお、貯湯タンクユニット11側から接続配管61を通じて供給された湯が既に風呂設定温度に達しており風呂給湯器70で追加の加熱が不要な場合は、バーナ73を燃焼させずに注湯動作を行う。風呂給湯器70は風呂(浴槽)2内の水位をチェックし、設定水位に達すると注湯動作は終了する。
In the operation of pouring (hot water) into the bath (tub) 2, the opening of the
追い焚き動作では、注湯電磁弁79を閉鎖し、風呂循環ポンプ87を作動させた状態でバーナ73を燃焼させる。これにより風呂(浴槽)2内の湯水が風呂戻り管76を通じて風呂給湯器70に取り込まれ熱交換器72の第2熱交換水管72bを通る間に加熱され、加熱後の湯水が風呂往き管77を通じて風呂(浴槽)2へ戻される。
In the reheating operation, the hot
次に、風呂給湯システム10の各種動作について説明する。
Next, various operations of the bath hot
<排熱回収動作>
図3は、排熱回収動作における湯水の流れを表している。排熱回収動作における湯水の流れる経路を太線で示してある。熱源機4の排熱を回収して貯湯タンク13内の湯水を加熱する排熱回収動作では、制御部20は熱源機4に指示して排熱回収ポンプ52を作動させる。これにより、貯湯タンク13内の湯水は、取水口16から出て、熱回収配管(低温)53a、排熱回収熱交換器51、熱回収配管(高温)53b、A方向の第1三方弁21を経由して戻り口17から貯湯タンク13の上部に戻る循環経路で循環する。なお、第1三方弁21の第1接続口21aには、排熱回収熱交換器51で加熱されて高温になった湯が到達するので制御部20は第1三方弁21をA方向にする。
<Exhaust heat recovery operation>
FIG. 3 shows the flow of hot water in the exhaust heat recovery operation. A path through which hot water flows in the exhaust heat recovery operation is indicated by a thick line. In the exhaust heat recovery operation for recovering the exhaust heat of the
給水は貯湯タンク13の下部の給水口14から供給され、排熱回収動作で加熱された湯は貯湯タンク13の上部に戻されるので、貯湯タンク13内には下部が低温で上部が高温となるような温度勾配が形成される。そして排熱回収動作を続けることで上部に溜まる高温の湯量が次第に増加する。
The hot water is supplied from the
<給湯動作>
給湯は以下の(1)または(2)の制御モードで行われる。
<Hot-water supply operation>
Hot water is supplied in the following control mode (1) or (2).
(1)燃焼オフモード
燃焼オフモードは、貯湯タンク13に十分蓄熱されている場合の給湯動作である。図4は、給湯動作における湯水の流れを表している。図中、湯水の流れる経路を太線で示してある。燃焼オフモードでは、混合器23で貯湯タンク13からの湯と給水とを混合して給湯設定温度+α℃(α℃は接続配管61での温度低下分を考慮した温度で、たとえば、2℃)の湯を作り、接続配管61を通じて風呂給湯器70へ供給する。風呂給湯器70は、給湯設定温度の湯が供給されたので自装置での追加の加熱は行わず、バーナ73をオフにし、貯湯タンクユニット11側から供給された湯をそのまま給湯配管62へ給湯する。
(1) Combustion off mode The combustion off mode is a hot water supply operation in the case where the hot
(2)追い加熱モード
貯湯タンク13内の蓄熱量が不足して上記燃焼オフモードで給湯設定温度の湯を給湯できない場合の給湯動作であり、風呂給湯器70で追加の加熱が行われる。追い加熱モードの給湯動作における湯水の流れは図4と同様である。ただし、風呂給湯器70は燃焼オンになる。
(2) Additional heating mode This is a hot water supply operation in the case where the amount of heat stored in the hot
詳細には、貯湯タンク13内の湯が給湯設定温度よりわずかに低く、そのまま風呂給湯器70に送ると風呂給湯器70を最小能力で作動させても給湯温度が給湯設定温度を超えてしまう場合は、混合器23で貯湯タンク13からの湯に給水を混合して温度を意図的に下げた湯水を風呂給湯器70に送り、風呂給湯器70で給湯設定温度に加熱して給湯する。貯湯タンク13内の湯の温度が給湯設定温度より十分低く、上記の意図的な温度低下が不要な場合は、貯湯タンク13内にある給湯設定温度より十分低い温度の湯(または水)を風呂給湯器70に送り、風呂給湯器70で給湯設定温度に加熱して給湯する。
More specifically, when the hot water in the hot
<注湯動作>
注湯動作においても、給湯動作と同様にして湯水が風呂給湯器70に供給され、風呂給湯器70は貯湯タンクユニット11から供給された湯水の温度が風呂設定温度未満ならば追加の加熱を行い、風呂設定温度以上ならば追加の加熱を行わずに、湯を風呂(浴槽)2へ注湯する。なお、水位の検知や追い焚きなど全自動風呂に用いる機能は、全て風呂給湯器70の有する機能をそのまま使用する。
<Pouring operation>
In the pouring operation, similarly to the hot water supply operation, hot water is supplied to the
<マイコンメータ遮断回避動作>
マイコンメータ遮断回避動作では、制御部20は、第1混合器23aを全閉し、第2三方弁43をE方向に設定し、排水電磁弁45を開く。また、制御部20は風呂給湯器70に対して、バーナ73の燃焼が行われる給湯温度を指示する。たとえば、給水の温度より15℃高い温度での給湯を指示する。
<Microcomputer meter cutoff avoidance operation>
In the microcomputer meter cutoff avoiding operation, the
図5は、マイコンメータ遮断回避動作における湯水の流れを表している。第2三方弁43をE方向に設定して排水電磁弁45を開くことで、風呂給湯器70に通水が生じ、この通水を検出した風呂給湯器70は制御部20から指示された温度で給湯されるようにバーナ73を燃焼させる。風呂給湯器70から出る湯は第2接続配管63、排水案内管46、排水管41を通じて外部へ排水される。
FIG. 5 shows the flow of hot water in the microcomputer meter shut-off avoiding operation. By setting the second three-
風呂給湯器70の給湯燃焼運転によりガスを消費するため、ガスメータ側にガス流量が変化したと判断させることができ、マイコンメータ遮断を回避することができる。ガスメータにガス流量変動を判断させるためには、風呂給湯器70による上記給湯燃焼運転を2分間程度継続すればよい。
Since gas is consumed by the hot water supply combustion operation of the
マイコンメータ遮断の回避動作は、マイコンメータ遮断がもうすぐ生じることを検知した際に行われる。たとえば、燃料電池の発電運転が一定時間以上継続した場合に行われる。あるいは、燃料電池の発電運転が一定時間以上継続した場合であってその間に制御部20の制御下にある他の用途(例えば風呂給湯器70の追焚き用途使用や、風呂給湯器70の代わりに給湯暖房機が設けられていた場合の暖房用途使用)でガスが使用されていない場合に行われる。なお、ガスコンロやガスストーブ等が使用されてもマイコンメータ遮断回避動作相当となるが、それらは制御部20の制御下にないため、制御部20ではそれらガス器具の使用を認識できない。マイコンメータ遮断の回避動作を行うタイミングの判断は、貯湯タンクユニット11が行ってもよいし、燃料電池が行ってもよい。前者の場合、貯湯タンクユニット11は発電運転中を示す信号を燃料電池から受け取り、この信号の継続時間や自装置での燃焼有無などからマイコンメータ遮断の回避動作を開始すべきタイミングを判断する。後者の場合には貯湯タンクユニット11は、燃料電池からマイコンメータ遮断の回避動作の実行要求を受けたときにマイコンメータ遮断回避動作を実行すればよい。
The avoidance operation of the microcomputer meter cutoff is performed when it is detected that the microcomputer meter cutoff is about to occur. For example, it is performed when the power generation operation of the fuel cell continues for a certain time or more. Alternatively, when the power generation operation of the fuel cell has continued for a certain time or longer, other uses under the control of the control unit 20 (for example, use of the
<タンク滞留水排水動作>
タンク滞留水排水動作は、貯湯タンク13に滞留している湯を新たな給水に入れ替える動作である。制御部20は、貯湯タンク13内の湯水が長期間使用されずに滞留していると判断した場合に、タンク滞留水排水動作を行う。図6は、タンク滞留水排水動作における湯水の流れを表している。タンク滞留水排水動作では、制御部20は、第2三方弁43をF方向に設定し、排水電磁弁45を開くように制御し、貯湯タンク13内の滞留水を、排水案内管46や排水管41を通じた図6の太線で示す経路で排水すると共に、流量センサ34により排水量を計測する。そして、計測された水量から貯湯タンク13内全部が新たな給水に入れ替わったことを確認できたとき、入れ替え動作を終了する。ここでは、計測した排水量が貯湯タンク13の容量と排水経路の配管容量との合計量以上になったら排水電磁弁45を閉じてタンク滞留水排水動作を終了する。
<Draining operation of tank accumulated water>
The tank accumulated water draining operation is an operation for replacing the hot water remaining in the hot
なお、階下給湯時に第2接続配管63のラインが負圧になることがあるため、排水電磁弁45から空気を吸わないように逆止弁44を設けてある。
Note that the
以上のように、第1の実施の形態に係る風呂給湯システム10では、マイコンメータ遮断の回避動作やタンク滞留水排水動作を行うので、バックアップ熱源機として暖房機能のないガス給湯器を使用することができる。暖房機能のないガス給湯器は、暖房機能を有するガス給湯器に比べて価格が安い。また貯湯タンクユニット11内に再加熱熱交換器が必要なく、さらに風呂給湯器と貯湯タンクユニット11の間に暖房配管が必要ないなど装置構成が簡略化され、システム全体のコストを低減することができる。
As described above, in the hot
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described.
図7は、本発明の貯湯システムを適用した第2の実施の形態に係る風呂給湯システム10Bの構成を示している。第2の実施の形態に係る風呂給湯システム10Bは、風呂給湯器で給水を加熱して得た湯と貯湯タンクからの湯水と給水とを混合器30で混合して給湯設定温度の湯を作って給湯する方式(後混合方式)を採用している。
FIG. 7 shows a configuration of a bath hot
貯湯タンクを使用する風呂給湯システムでは、ガス給湯器などから直接給湯する場合に比べて、貯湯タンク内の圧損や接続配管の圧損が加わるので、システム全体の圧損が大きくなる。また、施工条件によっては貯湯タンクユニットとバックアップ熱源機であるガス給湯器とを離して設置しなければならず、貯湯タンクユニットからガス給湯器までの接続配管が長くなるとさらに圧損が増えてしまう。 In a bath hot water system that uses a hot water storage tank, pressure loss in the hot water storage tank and pressure loss in the connecting piping are added, compared to when hot water is supplied directly from a gas water heater or the like. Further, depending on the construction conditions, it is necessary to install the hot water storage tank unit and the gas water heater as a backup heat source machine apart from each other, and the pressure loss further increases when the connecting pipe from the hot water storage tank unit to the gas hot water heater becomes longer.
第1の実施の形態で示した給水予熱方式の風呂給湯システム10の場合、給湯する全量の湯が必ず接続配管61および風呂給湯器70内を経由するので、圧損の影響を受けやすい。第2の実施の形態に示す後混合方式では上記の圧損を低減する。これにより、低水圧地域での給湯量低下が防止される。
In the case of the hot water supply hot
図7に示すように、第2の実施の形態に係る風呂給湯システム10Bは、貯湯タンクユニット11Bと、熱源機4と、排熱回収装置50と、バックアップ熱源機としての風呂給湯器70とを備えて構成される。本例では、熱源機4は燃料電池である。なお、第1の実施の形態と同一箇所には同一の符号を付してある。また、図中、装置間の配管や外部配管は2重の矢印で示してある。
As shown in FIG. 7, a bath
貯湯タンクユニット11Bは、給水管12から供給される給水を蓄える貯湯タンク13を備えている。なお、貯湯タンク13の構造および内部の温度センサ18a〜18eは第1の実施の形態と同様であり、その説明は省略する。また、排熱回収装置50、および排熱回収装置50と貯湯タンク13との接続は第1の実施の形態と同様であり、それらの説明は省略する。
The hot water storage tank unit 11 </ b> B includes a hot
貯湯タンクユニット11Bは、貯湯タンク13の出湯口15からの湯と、風呂給湯器70からの湯と、給水とを混合する混合器30を備えている。この混合器30は、実際には、貯湯タンク13の出湯口15からの湯の混合量を調整する第1混合器30aと、風呂給湯器70からの湯の混合量を調整する第2混合器30bと、給水管12からの給水の混合量を調整する第3混合器30cとを有して構成される。
The hot water storage tank unit 11 </ b> B includes a
第1混合器30aの入り側は貯湯タンク13の出湯口15に配管で接続されており、この配管の途中には、過圧逃がし弁24、吸気弁25、タンク出口温度センサ26が設けてある。第2混合器30bの入り側は風呂給湯器70の給湯接続口に接続配管(高温)65で接続されている。接続配管(高温)65のうち貯湯タンクユニット11B内の所定箇所には接続配管(高温)65内の湯水の温度を検出する接続配管高温側温度センサ28が設けてある。第3混合器30cの入り側には給水管12が接続されている。
The inlet side of the
第1混合器30aの出側と第2混合器30bの出側は合流し、給湯高温温度センサ29の設けられた配管を経た後、第3混合器30cの出側からの配管と合流して混合器30の出口に通じている。混合器30の出口には給湯配管31が接続されている。混合器30の出側近傍の給湯配管31には出湯温度センサ32およびハイカット温度センサ33が設けてある。
The outlet side of the
貯湯タンクユニット11B内部の給水管12には流量センサ34、給水温度センサ35、減圧弁36が設けられている。給水管12は、これらの下流で3つに分岐し、その1つは逆止弁37aを介して第3混合器30cの入り側に接続され、他の1つは逆止弁37bを介して貯湯タンク13の給水口14に接続され、他の1つは逆止弁37cを介して第3三方弁38の第2接続口38bに接続されている。
The
第3三方弁38は、第1接続口38aと第2接続口38bと第3接続口38cとを備え、第1接続口38aと第2接続口38bとを接続し第3接続口38cを閉鎖したC方向と、第1接続口38aと第3接続口38cとを接続し第2接続口38bを閉鎖したD方向とに接続状態を切り替え可能になっている。第3接続口38cには、ハイカット温度センサ33の下流側で給湯配管31から分岐した配管31bが接続されている。この配管31bの途中には逆止弁39が設けてある。第3三方弁38の第1接続口38aは風呂給湯器70の給水接続口に接続配管(低温)66を通じて接続されている。
The third three-
さらに貯湯タンク13の取水口16には所定の排水箇所に通じる排水管41が接続されており、排水管41の途中にはこの管路を開閉する排水栓42が設けてある。
Further, a
また、貯湯タンクユニット11B内において、接続配管(高温)65の接続配管高温側温度センサ28より混合器30寄りの箇所から分岐した配管が、第2三方弁43の第2接続口43bに接続されている。なお、この分岐箇所は接続配管(高温)65の全長の中で混合器30寄りの箇所となっており、分岐箇所から混合器30までの配管長は、分岐箇所から風呂給湯器70の給湯口までの配管長に比べて十分短くなっている。
In addition, in the hot water
第2三方弁43は第1の実施の形態と同様に、第1接続口43aと、第2接続口43bと第3接続口43cとを備え、第1接続口43aと第2接続口43bとを接続し第3接続口43cを閉鎖するE方向と、第1接続口43aと第3接続口43cとを接続し第2接続口43bを閉鎖するF方向とに接続状態を切り替え可能に構成されている。
Similarly to the first embodiment, the second three-
貯湯タンク13の出湯口15に接続された配管は二手に分岐しており、その一方は前述した第1混合器30aの入口に接続され、他方は第2三方弁43の第3接続口43cに接続されている。
The pipe connected to the
また、第2三方弁43の第1接続口43aは、排水案内管46の一端が接続され、排水案内管46の他端は排水管41の排水栓42より下流側に合流している。排水案内管46の途中には、逆止弁44と、排水案内管46を開閉する排水電磁弁45が設けてある。
Further, the
制御部20の構成および信号の授受については第1の実施の形態と同様であり、その説明は省略する。
The configuration of the
バックアップ熱源機としての風呂給湯器70は第1の実施の形態と同様の構成を備える。ただし、第2の実施の形態の風呂給湯器70の制御部91は、給湯接続口から接続配管(高温)65へ出湯する動作では、貯湯タンクユニット11B側の制御部20から指示された温度の湯が接続配管(高温)65へ出湯されるようにバーナ73の燃焼量やバイパス調整弁84の開度などを制御する。
The
風呂(浴槽)2へ注湯(湯張り)する動作では、リモコン92でユーザが設定した風呂設定温度の湯が注湯されるようにバーナ73の燃焼量やバイパス調整弁84の開度などを制御する。なお、貯湯タンクユニット11B側から接続配管(低温)66を通じて供給された湯が既に風呂設定温度に達しており風呂給湯器70で追加の加熱が不要な場合は、バーナ73を燃焼させずに注湯動作を行う。風呂給湯器70は風呂(浴槽)2内の水位をチェックし、設定水位に達すると注湯動作は終了する。追い焚き動作は第1の実施の形態と同様である。
In the operation of pouring (filling) the bath (tub) 2, the combustion amount of the
次に、風呂給湯システム10Bの各種動作について説明する。
Next, various operations of the bath hot
<排熱回収動作>
排熱回収動作は第1の実施の形態と同一でありその説明は省略する。
<Exhaust heat recovery operation>
The exhaust heat recovery operation is the same as in the first embodiment, and a description thereof is omitted.
<給湯動作>
貯湯タンクユニット11Bは風呂給湯器70の近くに設置される場合もあれば、遠く離れて設置される場合もある。たとえば、2階に風呂があるような家屋では、風呂給湯器70は2階の外壁に設置され貯湯タンクユニット11Bおよび熱源機4は1階に設置されるといったケースがあり、このような場合には装置間を結ぶ接続配管(高温)65および接続配管(低温)66の配管長が長くなって圧損の大きい設置状況になる。本発明の第2の実施の形態に係る風呂給湯システム10Bでは、低水圧地域において、配管が長くて圧損が大きい設置状況になっても、出湯量を十分確保できるように、圧損の増加を抑えた給湯を行うようになっている。
<Hot-water supply operation>
The hot water
給湯は以下の3つの制御モードのいずれかで行われる。 Hot water is supplied in one of the following three control modes.
(1)第1モード(タンク出湯モード)
第1モードは、貯湯タンク13に十分蓄熱されている場合の給湯動作である。図8は、第1モードの給湯動作における湯水の流れを表している。図中、湯水の流れる経路を太線で示してある。第1モードでは、混合器30で貯湯タンク13からの湯と給水とを混合して給湯設定温度の湯を作り、給湯する。風呂給湯器70には給水は送らず、風呂給湯器70での加熱はなく燃焼運転しない。
(1) First mode (tank hot water mode)
The first mode is a hot water supply operation in the case where the hot
詳細には、混合器30の第2混合器30bは閉じ、第1混合器30aと第3混合器30cの開度を調整して、出湯温度センサ32によって検出される混合器30の出側の湯の温度が給湯設定温度になるように制御する。ここでは、たとえば、貯湯タンク13に設けた湯切れ温度センサ18dの検出温度が、給湯設定温度(実際には、給湯配管などでの温度低下を考慮してたとえば給湯設定温度+1℃とする)以上の場合は第1モードでの給湯を行う。
Specifically, the
(2)第2モード(給湯器出湯モード)
第2モードは、貯湯タンク13に利用可能な湯がない場合の給湯動作である。図9は、第2モードの給湯動作における湯水の流れを表している。図中、湯水の流れる経路を太線で示してある。第2モードでは、給水を風呂給湯器70で給湯設定温度より高い温度に加熱した湯と給水とを混合器30で混合して給湯設定温度の湯を給湯する。
(2) Second mode (hot water supply hot water mode)
The second mode is a hot water supply operation when there is no hot water available in the hot
詳細には、第3三方弁38をC方向に設定し、風呂給湯器70に給水を供給する。また、混合器30の第1混合器30aは閉じ、第2混合器30bと第3混合器30cの開度を調整して、出湯温度センサ32によって検出される混合器30の出側の湯の温度が給湯設定温度になるように制御する。
Specifically, the third three-
なお、制御部20は、風呂給湯器70の出湯温度が給湯設定温度より十分高くなるように風呂給湯器70に対して出湯温度を指示する。これにより、給水と混ぜて給湯設定温度を得るために必要な風呂給湯器70からの湯の量が少なくなり、接続配管(低温)66、風呂給湯器70および接続配管(高温)65を経由することにより生じる圧損を小さく抑えることができる。たとえば、給湯設定温度が40℃ならば風呂給湯器70から55℃の湯をもらう。また給湯設定温度が60℃ならば風呂給湯器70から75℃の湯をもらう、というようにする。
Note that the
[効果の算定]
給水温度15℃、給湯設定温度40℃、給湯流量8L/minのとき、風呂給湯器70から40℃の湯をもらう場合は、給湯流量の全量を風呂給湯器70からもらうので、接続配管(高温)65および接続配管(低温)66を湯水が8L/minで流れることになる。これに対し風呂給湯器70から55℃の湯をもらう場合は、接続配管(高温)65、接続配管(低温)66を流れる流量は5L/minでよく、貯湯タンクユニット11B内で給水3L/minと混合して40℃の湯8L/minが作られる。流速(配管径が同じ場合は流量に比例)が大きいほど圧損は大きくなるので、流量を下げられることは圧損低減に大きく寄与する。
[Calculation of effect]
When the hot water supply temperature is 15 ° C, the hot water supply set temperature is 40 ° C, and the hot water supply flow rate is 8L / min. ) 65 and connecting pipe (low temperature) 66 will flow hot water at 8 L / min. On the other hand, when 55 ° C. hot water is received from the
給水予熱方式の場合は、貯湯タンクに蓄熱がある場合でも、貯湯タンクユニットで40℃、8L/minの湯を作って、全量をバックアップ熱源機としての給湯器の給水接続口への配管および給湯器に流すことになる。貯湯タンクに蓄熱がない場合も、貯湯ユニットから8L/minの給水を給湯器に送って40℃まで加熱する。いずれにしても、給湯器への配管および給湯器に8L/min流さなければならない。 In the case of the hot water preheating method, even if there is heat storage in the hot water storage tank, hot water of 40 ° C and 8L / min is made with the hot water tank unit, and the entire amount is connected to the water supply connection port of the hot water heater as a backup heat source and hot water supply Will flow into the vessel. Even when there is no heat storage in the hot water storage tank, 8 L / min of water is sent from the hot water storage unit to the water heater and heated to 40 ° C. In any case, it is necessary to flow 8 L / min through the pipe to the water heater and the water heater.
内径16mmの架橋ポリエチレン配管を使った実験結果では、配管長が25mの時(配管往復で25mとすると、風呂給湯器70と貯湯タンクユニット11Bとを12.5m離して設置するケースに相当する)、風呂給湯器70への接続配管の流量が8L/minで配管圧損は11kPa、5L/minで5kPaという結果であり、55%の圧損低減を実現している。
According to the experimental results using a cross-linked polyethylene pipe having an inner diameter of 16 mm, when the pipe length is 25 m (when the pipe is reciprocated to 25 m, it corresponds to a case where the
(3)第3モード(後混合出湯モード)
第3モードは、貯湯タンク13内に蓄熱はあるが、温度が低く、貯湯タンク13内の湯だけでは不十分な場合の給湯動作である。図10は、第3モードの給湯動作における湯水の流れを表している。図中、湯水の流れる経路を太線で示してある。第3モードは、たとえば、貯湯タンク13の湯切れ温度センサ18dの検出温度が給湯設定温度より低いが給湯設定温度より所定温度(たとえば10℃)以上は低くないような場合に選択される。
(3) Third mode (post-mixing hot water mode)
The third mode is a hot water supply operation in the case where heat is stored in the hot
第3モードでは、給水を風呂給湯器70で加熱した湯と貯湯タンク13からの湯と給水とを混合して給湯設定温度の湯を作る。詳細には、第3三方弁38をC方向とし、給水を風呂給湯器70で加熱して作った湯と、給水と、貯湯タンク13からの湯とを混合器30で混合して給湯設定温度の湯を作り、給湯する。貯湯タンク13内の湯の温度が低くても、風呂給湯器70からもらった高温の湯と混ぜて使うことにより、貯湯タンク13に貯めた蓄熱をより使い切ることができるため、第1、第2モードのみで制御する場合よりも省エネ性が増す。
In the third mode, the hot water heated by the
なお、制御部20は第1モードを優先選択し、第1モードで設定温度の湯を給湯できない場合であって給湯設定温度より所定温度(たとえば、10℃)以上低くない湯を貯湯タンク13から供給可能な場合は第3モードを選択し、第3モードを選択できない場合に第2モードを選択する。
The
<第1モードから第2モードへの切り替え動作>
次に、第1モード(タンク出湯)で給湯を開始した後、貯湯タンク13内の蓄熱(湯量)が不足して第2モード(給湯器出湯)に給湯の制御モードを切り替える場合の移行動作について説明する。
<Switching operation from the first mode to the second mode>
Next, after starting hot water supply in the first mode (tank hot water), the transition operation in the case where the heat storage (hot water amount) in the hot
なお、湯切れ温度センサ18dの取り付け位置は、接続配管(高温)65内の保有水量、給湯最大流量などから決定される。すなわち、湯切れ温度センサ18dの取り付け位置より上の部分の貯湯タンク13の水量が、第1モードから第2モードへ切り替える間に消費される貯湯タンク13からの湯の最大量以上となるように、湯切れ温度センサ18dの取り付け位置が設定される。
Note that the position at which the hot
貯湯タンク13に蓄熱が十分あると判断して第1モード(タンク出湯)で給湯を開始した後、湯切れ温度センサ18dの検出温度より、もうすぐ蓄熱(設定温度で出湯可能な湯)がなくなると判断した場合、第3三方弁38をC方向にし、排水電磁弁45を開とし、給水が接続配管(低温)66から風呂給湯器70、接続配管(高温)65、E方向の第2三方弁43、排水電磁弁45の開いた排水案内管46、排水管41を通じて外部へ排水されるようにする。図11は、排水電磁弁45を開いたときの湯水の流れを表している。図中太線の部分が上記排水経路を示し、太破線は第1モード(タンク出湯)による出湯経路を示している。
After determining that there is sufficient heat storage in the hot
排水案内管46および排水管41を通じた排水によって風呂給湯器70に通水が生じると、これを流量センサ85で検知した風呂給湯器70が燃焼加熱を開始する。風呂給湯器70は貯湯タンクユニット11Bの制御部20から指示された温度の湯を出湯する。これにより、接続配管(高温)65の管内は風呂給湯器70からの湯によって徐々に温まる。接続配管高温側温度センサ28の検出温度が所定温度に高まるまでは上記の排水状態を継続する。ここでは、接続配管高温側温度センサ28の検出温度が貯湯タンク13のタンク上部温度センサ18eの検出温度より高くなったら、排水電磁弁45を閉じて、第2モード(給湯器出湯)に切り替える。
When water flows into the
詳細には、接続配管高温側温度センサ28の検出温度が貯湯タンク13のタンク上部温度センサ18eの検出温度より高くなったら、混合器30を制御して、給湯設定温度を維持しながら、第1混合器30aを次第に閉じつつ第2混合器30bを徐々に開いて、風呂給湯器70からの湯の混合比が次第に増えるようにする。
Specifically, when the detected temperature of the connecting pipe high temperature
図12はこのときの湯水の流れを示している。排水案内管46の分岐箇所よりも第2混合器30b側の部分の接続配管(高温)65につめたい水が停留していたならば、第2混合器30bを次第に開くことで、その部分のつめたい水が第2混合器30bに流入するようになるが(図12の太い一点破線で示す経路)、当初は第2混合器30bを少しだけ開くことで給湯設定温度の給湯が維持される。そして、上記つめたい水を使い切って接続配管(高温)65内が風呂給湯器70で熱された高温の湯になるころに、第1混合器30aを全閉する状態にする。
FIG. 12 shows the flow of hot water at this time. If the water to be squeezed in the connecting pipe (high temperature) 65 in the portion of the
貯湯タンク13からの湯の混合比がゼロ(第1混合器30aが全閉)になったら、すなわち、第2モードへの移行が完了したら、排水電磁弁45を閉じて排水状態を終了させる。第2モードに移行後の状態は先ほど説明した図9のようになる。なお、第2混合器30bの流量が風呂給湯器70の燃焼を継続可能な最小流量を超えたときに排水電磁弁45を閉じて排水状態を終了させてもよい。
When the mixing ratio of hot water from the hot
また、接続配管高温側温度センサ28の検出温度が貯湯タンク13のタンク上部温度センサ18eの検出温度より高くなるという条件に代えて、風呂給湯器70によって加熱された湯が接続配管高温側温度センサ28の箇所に到達したことが確認されたことを条件としてもよい。具体的には、接続配管(高温)65での温度低下を考慮して、接続配管高温側温度センサ28の検出温度が、貯湯タンクユニット11Bの制御部20が風呂給湯器70に設定した出湯温度−3℃、になったら、混合器30の混合比を変化させて第2モードへの移行を開始する、といった制御でもよい。
Further, instead of the condition that the detected temperature of the connecting pipe high temperature
上記のような移行制御を行うので、第1モード(タンク出湯)から第2モード(給湯器出湯)に切り替える際に、接続配管(高温)65内の水がもし冷えていても、給湯設定温度通りの湯の給湯を継続することができ、使用者に不快感を与えることがない。 Since the above transition control is performed, even when the water in the connection pipe (high temperature) 65 is cold when switching from the first mode (tank hot water) to the second mode (hot water heater hot water), the hot water supply set temperature The hot water supply for the street can be continued and the user is not uncomfortable.
なお、第2モード(給湯器出湯)の出湯における階下給湯時に接続配管(高温)65のラインが負圧になることがあるため、排水電磁弁45から空気を吸わないように逆止弁44を設けてある。
In addition, since the line of the connection pipe (high temperature) 65 may become negative pressure during downstairs hot water supply in the second mode (hot water supply hot water), the
<マイコンメータ遮断回避動作>
マイコンメータ遮断回避動作では、制御部20は、第2混合器30bを全閉し、第3三方弁38をC方向に設定し、第2三方弁43をE方向に設定し、排水電磁弁45を開く。また、制御部20は風呂給湯器70に対して、バーナ73の燃焼が行われる出湯温度を指示する。たとえば、給水の温度より15℃高い温度での出湯を指示する。
<Microcomputer meter cutoff avoidance operation>
In the microcomputer meter shut-off avoiding operation, the
図13は、マイコンメータ遮断の回避動作における湯水の流れを表している。第2混合器30bを全閉し、第3三方弁38をC方向に設定し、第2三方弁43をE方向に設定して排水電磁弁45を開くことで、風呂給湯器70に通水が生じ、これを検出した風呂給湯器70は制御部20から指示された温度で出湯するようにバーナ73を燃焼させる。風呂給湯器70から出る湯は接続配管(高温)65、E方向の第2三方弁43、排水案内管46、排水管41を通じて外部へ排水される。
FIG. 13 shows the flow of hot water in the avoidance operation of microcomputer meter interruption. The
風呂給湯器70の給湯燃焼運転によりガスを消費するため、ガスメータにガス流量が変化したと判断させることができ、マイコンメータ遮断を回避することができる。ガスメータがガス流量の変動を判断するためには、風呂給湯器70による上記給湯燃焼運転を2分間程度継続すればよい。
Since the gas is consumed by the hot water supply combustion operation of the
マイコンメータ遮断の回避動作の開始タイミングに関しては、第1の実施の形態と同様でありその説明は省略する。 The start timing of the microcomputer meter shut-off avoidance operation is the same as in the first embodiment, and a description thereof is omitted.
<タンク滞留水排水動作>
制御部20は、貯湯タンク13内の湯水が長期間使用されずに滞留したと判断した場合に、タンク滞留水排水動作を行う。図14は、タンク滞留水排水動作における湯水の流れを表している。タンク滞留水排水動作では、制御部20は、第2三方弁43をF方向に設定し、排水電磁弁45を開くように制御して、貯湯タンク13内の滞留水を、排水案内管46や排水管41を通じた経路で排水すると共に、流量センサ34により排水量を計測する。そして、計測された水量から貯湯タンク13内全部が新たな給水に入れ替わったことを確認できたとき、入れ替え動作を終了する。ここでは、計測した排水量が貯湯タンク13の容量と排水経路の配管容量との合計量以上になったら排水電磁弁45を閉じてタンク滞留水排水動作を終了する。
<Draining operation of tank accumulated water>
When the
以上のように、第2の実施の形態に係る風呂給湯システム10Bでは、マイコンメータ遮断の回避動作やタンク滞留水排水動作を行うので、バックアップ熱源機として暖房機能のないガス給湯器を使用することができる。暖房機能のないガス給湯器は、暖房機能を有するガス給湯器に比べて価格が安く、また貯湯タンクユニット11B内に再加熱熱交換器が必要なく、さらに風呂給湯器と貯湯タンクユニット11Bの間に暖房配管が必要ないなど装置構成が簡略化され、システム全体のコストを低減することができる。
As described above, in the hot
<注湯動作>
図15は、第2の実施の形態に係る風呂給湯システム10Bの注湯動作における湯水の流れを表している。図中、湯水の流れる経路を太線で示してある。注湯動作では、混合器30の出側の湯を風呂給湯器70の給水接続口へ供給すると共に、貯湯タンク13からの湯もしくは貯湯タンク13からの湯と給水とを混合した湯を混合器30でつくり、混合器30の出側から出た湯に風呂給湯器70による加熱を足してもしくは追加の加熱無しに風呂給湯器70から風呂(浴槽)2へ風呂設定温度の注湯が行われるように制御する。
<Pouring operation>
FIG. 15 illustrates the flow of hot water in the pouring operation of the hot
具体的には、貯湯タンク13に蓄熱がある状態で注湯(湯張り)する場合には、第3三方弁38をD方向とし、混合器30で貯湯タンク13からの湯と給水とを混合してつくった風呂設定温度の湯を風呂給湯器70に送り、風呂給湯器70の注湯回路により湯張りする。貯湯タンクユニット11Bの制御部20は風呂給湯器70に対してバーナ73の燃焼オフのまま注湯電磁弁79を開くように指示する。貯湯タンクユニット11Bの混合器30の出側からの湯は、接続配管(低温)66から風呂給湯器70の注湯回路、すなわち、風呂給湯器70内の入水管74、第1熱交換水管72a、注湯電磁弁79、連結管78を経由した後、風呂往き管77と風呂戻り管76の双方もしくは一方、を通って風呂(浴槽)2へ流出し注湯される。
Specifically, when pouring (hot water filling) with hot water stored in the hot
貯湯タンク13に蓄熱がない場合の注湯は、第2三方弁38をD方向とし、貯湯タンク13内の風呂設定温度よりも低い温度の湯、または給水、またはそれらを混合した風呂設定温度よりも低い温度の湯を風呂給湯器70に送り、風呂給湯器70において風呂設定温度まで加熱し、風呂給湯器70内の注湯回路を通じて注湯する。
When the hot
なお、水位の検知や追い焚きなど全自動風呂に用いる機能は、全て風呂給湯器70の有する機能をそのまま使用する。
It should be noted that all the functions used for the fully automatic bath such as detection of water level and reheating use the functions of the
このように、第3三方弁38をD方向に切り替えて混合器30の出側からの湯を風呂給湯器70に供給するので、貯湯タンク内の湯を活用して注湯することができる。
In this way, the third three-
以上、本発明の実施の形態を図面によって説明してきたが、具体的な構成は実施の形態に示したものに限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。 The embodiment of the present invention has been described with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to that shown in the embodiment, and there are changes and additions within the scope of the present invention. Are also included in the present invention.
本発明の貯湯システムは、風呂給湯システムのうちの貯湯タンクユニット11(または11B)を備えれば、排熱回収装置50や風呂給湯器70、熱源機4は含まれても含まれなくてもよく、たとえば、排熱回収装置50は熱源機4に含まれる構成でもよいし、風呂給湯器70は既存のものを使用してもよい。
If the hot water storage system of the present invention includes the hot water storage tank unit 11 (or 11B) of the bath hot water system, the exhaust
第2の実施の形態では、給湯の制御モードを第1モード、第2モード、第3モードとした好適例を示したが、少なくとも第1、第2モードがあれば、第3モードのない構成でもかまわない。 In 2nd Embodiment, although the suitable example which made the control mode of hot water supply the 1st mode, the 2nd mode, and the 3rd mode was shown, if there exists at least the 1st and 2nd mode, the structure without the 3rd mode But it doesn't matter.
第2モードにおいて、給湯設定温度よりどの程度高温の湯を風呂給湯器70でつくるかは、適宜に定めればよいが、接続配管61(高温)、接続配管62(低温)、風呂給湯器70を流れる水量を減らして圧損を低減するためには、給水と混合して給湯設定温度の湯が得られる範囲内で十分高い温度にすることが望ましい。なお、バックアップ熱源機がガス燃焼式の風呂給湯器70のように、加熱動作を行うために所定の最低作動流量以上の通水を要する器具である場合には、第2モードにおいてバックアップ熱源機から得る湯の温度を上げす過ぎると、その湯量がバックアップ熱源機の最低作動流量を下回ってしまう場合がある。そのため、第2モードでは、バックアップ熱源機から供給する湯の量がバックアップ熱源機の最低作動流量を下回らない範囲で、バックアップ熱源機でつくる湯の温度を制御することが望ましい。
In the second mode, how much hot water is produced by the
なお、実施の形態の風呂給湯器70では、入水温度を検出する入水温度センサ86を備える構成を示したが、入水温度センサ86を設けずに入水温度を演算で推定するようにしてもよい。すなわち、前回出湯温度安定時に測定された出湯温度To、流量W、ガス量(加熱量)Qと、このときの効率ηとから、入水温度Tiの推定値を、Ti=To−(ηQ/W)、などの演算で逆算して求めるようにしてもよい。なお、効率ηは、出湯温度と流量とを様々に変化させてそれぞれの条件での値(効率η)を予め測定して記憶しておく。そして、演算時は、この記憶を参照して、その演算に代入する出湯温度および流量に対応する効率ηを取得し、使用すればよい。
In addition, in the
なお、実施の形態では、風呂給湯器70を一缶二水路型としたが風呂の追い焚きと給湯とを別々の熱交換器で行うタイプの給湯器であってもかまわない。また、排熱回収の対象となる熱源は燃料電池4に限定されず、たとえば、ガスエンジン発電機、燃料処理装置(改質器)等でもよい。
In the embodiment, the
2…風呂(浴槽)
4…熱源機(燃料電池)
10、10B…風呂給湯システム
11、11B…貯湯タンクユニット
12…給水管
13…貯湯タンク
14…給水口
15…出湯口
16…取水口
17…戻り口
18a…第1温度センサ
18b…第2温度センサ
18c…第3温度センサ
18d…湯切れ温度センサ
18e…タンク上部温度センサ
20…制御部
21…第1三方弁
21a…第1接続口
21b…第2接続口
21c…第3接続口
22a…熱回収配管高温側温度センサ
22b…熱回収配管低温側温度センサ
23…混合器
23a…第1混合器
23b…第2混合器
24…過圧逃がし弁
25…吸気弁
26…タンク出口温度センサ
28…接続配管高温側温度センサ
29…給湯高温温度センサ
30…混合器
30a…第1混合器
30b…第2混合器
30c…第3混合器
31…給湯配管
31b…配管
32…出湯温度センサ
33…ハイカット温度センサ
34…流量センサ
35…給水温度センサ
36…減圧弁
37a…逆止弁
37b…逆止弁
37c…逆止弁
38…第3三方弁
38a…第1接続口
38b…第2接続口
38c…第3接続口
39…逆止弁
41…排水管
42…排水栓
43…第2三方弁
43a…第1接続口
43b…第2接続口
43c…第3接続口
44…逆止弁
45…排水電磁弁
46…排水案内管
50…排熱回収装置
51…排熱回収熱交換器
52…排熱回収ポンプ
53…熱回収配管
53a…熱回収配管(低温)
53b…熱回収配管(高温)
54…バイパス管
61…接続配管
62…給湯配管
63…第2接続配管
65…接続配管(高温)
66…接続配管(低温)
70…風呂給湯器
72…熱交換器
72a…第1熱交換水管
72b…第2熱交換水管
73…バーナ
73a…ガス供給管
74…入水管
75…出湯管
76…風呂戻り管
77…風呂往き管
78…連結管
79…注湯電磁弁
81…水量サーボ
82…出湯温度センサ
83…バイパス管
84…バイパス調整弁
85…流量センサ
86…入水温度センサ
87…風呂循環ポンプ
88…流水スイッチ
89a…風呂往き温度センサ
89b…風呂戻り温度センサ
91…制御部
92…リモコン(共通リモコン)
2 ... Bath (tub)
4 ... Heat source machine (fuel cell)
DESCRIPTION OF
53b ... Heat recovery piping (high temperature)
54 ...
66 ... Connection piping (low temperature)
70 ...
Claims (9)
前記ガス給湯器の給湯口に接続された給湯管から分岐した排水管と、
前記排水管を開閉する排水制御弁と、
前記熱源による微量のガスの長期継続使用によりガスメータがガスの供給を遮断することの回避動作として、前記排水制御弁を開き、前記ガス給湯器でガスを燃焼させて得た湯を前記排水管から排水する動作を行う制御部と
を有する
ことを特徴とする貯湯システム。 A hot water storage tank to which hot water is supplied, and a heating device that recovers the exhaust heat of the heat source and heats the water in the hot water storage tank, and the shortage is insufficient when the hot water storage in the hot water storage tank is insufficient for the hot water at the set temperature In a hot water storage system that heats the minute with a gas water heater,
A drain pipe branched from a hot water pipe connected to the hot water outlet of the gas water heater;
A drainage control valve for opening and closing the drainage pipe;
As an operation of avoiding that the gas meter shuts off the gas supply due to long-term continuous use of a small amount of gas by the heat source, the hot water obtained by opening the drain control valve and burning the gas with the gas water heater from the drain pipe A hot water storage system comprising: a control unit that performs an operation of draining water.
前記制御部は、前記貯湯タンク内の水の入れ替え動作を行う場合に前記第2排水制御弁を開く
ことを特徴とする請求項1に記載の貯湯システム。 A second drain pipe communicating with the hot water outlet of the hot water storage tank; and a second drain control valve for opening and closing the second drain pipe;
The hot water storage system according to claim 1, wherein the control unit opens the second drainage control valve when performing an operation of replacing water in the hot water storage tank.
第1入口と第2入口と出口とを備え、前記第1入口と前記出口とを連通させ前記第2入口を閉鎖した第1状態と、前記第2入口と前記出口とを連通させ前記第1入口を閉鎖した第2状態とに切り替わる三方弁と、
をさらに有し、
前記ガス給湯器は給水管から給水され、
前記排水管は、前記給湯管側の上流排水管と、下流排水管とに分割されており、
前記排水制御弁は前記下流排水管を開閉し、
前記三方弁の第1入口には前記上流排水管が接続され、前記第2入口には前記貯湯タンクの出湯口に通じる第2タンク出湯管が接続され、出口には前記下流排水管が接続され、
前記制御部は、
前記混合器の出側から設定温度の湯が給湯されるように、前記ガス給湯器による加熱および前記混合器の混合比を制御すると共に、
前記回避動作では、前記三方弁を第1状態に設定して前記排水制御弁を開き、前記貯湯タンク内の水の入れ替え動作を行うときは、前記三方弁を前記第2状態に設定して前記排水制御弁を開く
ことを特徴とする請求項1に記載の貯湯システム。 A mixer for connecting the hot water supply pipe, a first tank hot water supply pipe leading to the hot water outlet of the hot water storage tank, and a water supply pipe, and mixing and supplying hot water from these at a set mixing ratio;
A first state including a first inlet, a second inlet, and an outlet, wherein the first inlet and the outlet are in communication with each other and the second inlet is closed; and the second inlet and the outlet are in communication with each other. A three-way valve that switches to the second state with the inlet closed;
Further comprising
The gas water heater is supplied with water from a water supply pipe,
The drain pipe is divided into an upstream drain pipe on the hot water supply pipe side and a downstream drain pipe,
The drainage control valve opens and closes the downstream drainage pipe;
The upstream drain pipe is connected to the first inlet of the three-way valve, the second tank outlet pipe connected to the outlet of the hot water storage tank is connected to the second inlet, and the downstream drain pipe is connected to the outlet. ,
The controller is
While controlling the heating by the gas water heater and the mixing ratio of the mixer so that hot water at a set temperature is supplied from the outlet side of the mixer,
In the avoidance operation, the three-way valve is set to the first state, the drainage control valve is opened, and when the operation of replacing the water in the hot water storage tank is performed, the three-way valve is set to the second state, The hot water storage system according to claim 1, wherein the drainage control valve is opened.
第1入口と第2入口と出口とを備え、前記第1入口と前記出口とを連通させ前記第2入口を閉鎖した第1状態と、前記第2入口と前記出口とを連通させ前記第1入口を閉鎖した第2状態とに切り替わる三方弁と、
をさらに有し、
前記排水管は、前記給湯管側の上流排水管と、下流排水管とに分割されており、
前記排水制御弁は前記下流排水管を開閉し、
前記三方弁の第1入口には前記上流排水管が接続され、前記第2入口には前記貯湯タンクの出湯口に通じる第2タンク出湯管が接続され、前記出口には前記下流排水管が接続され、
前記制御部は、
前記ガス給湯器による追加の加熱無しにもしくは前記ガス給湯器による加熱を足して前記ガス給湯器から設定温度の給湯が行われるように前記混合器の混合比を制御すると共に、
前記回避動作では、前記三方弁を第1状態に設定して前記排水制御弁を開き、
前記貯湯タンク内の水の入れ替え動作を行うときは、前記三方弁を前記第2状態に設定して前記排水制御弁を開く
ことを特徴とする請求項1に記載の貯湯システム。 A first tank hot water pipe connected to the hot water outlet of the hot water storage tank and a water supply pipe were connected to mix hot water from these at a set mixing ratio, and the outlet side was piped to the water hot water outlet of the gas water heater. A mixer;
A first state including a first inlet, a second inlet, and an outlet, wherein the first inlet and the outlet are in communication with each other and the second inlet is closed; and the second inlet and the outlet are in communication with each other. A three-way valve that switches to the second state with the inlet closed;
Further comprising
The drain pipe is divided into an upstream drain pipe on the hot water supply pipe side and a downstream drain pipe,
The drainage control valve opens and closes the downstream drainage pipe;
The upstream drain pipe is connected to the first inlet of the three-way valve, the second tank outlet pipe connected to the outlet of the hot water storage tank is connected to the second inlet, and the downstream drain pipe is connected to the outlet. And
The controller is
While controlling the mixing ratio of the mixer so that hot water at a set temperature is performed from the gas water heater without additional heating by the gas water heater or by adding heating by the gas water heater,
In the avoidance operation, the three-way valve is set to the first state and the drainage control valve is opened,
2. The hot water storage system according to claim 1, wherein when performing the operation of replacing water in the hot water storage tank, the three-way valve is set to the second state and the drainage control valve is opened.
ことを特徴とする請求項4に記載の貯湯システム。 The hot water storage system according to claim 4, wherein in the avoiding operation, the mixer is set so that water is supplied to the gas water heater.
前記制御部は、前記計測された水量から前記貯湯タンク内全部が新たな給水に入れ替わったことを確認できた後に前記入れ替え動作を終了する
ことを特徴とする請求項2乃至5のいずれか1項に記載の貯湯システム。 Measure the amount of water supplied to the hot water storage tank during the replacement operation,
The said control part complete | finishes the said replacement | exchange operation | movement, after confirming that all the inside of the said hot water storage tank was replaced by the new water supply from the measured amount of water. The hot water storage system described in 1.
前記制御部は、
給湯の制御モードとして、貯湯タンクからの湯と給水とを混合して設定温度の湯を給湯する第1モードと、給水を前記ガス給湯器で設定温度より高い温度に加熱した湯と給水とを混合して設定温度の湯を給湯する第2モードとを少なくとも有し、
前記第1モードで給湯動作中に前記第2モードに切り替える場合は、前記三方弁を前記第1状態にしかつ前記排水制御弁を開いて前記ガス給湯器で加熱した湯が前記下流排水管から排水されるように設定してから所定時間の経過後に、前記排水制御弁を閉じて前記第2モードの給湯動作に移行する
ことを特徴とする請求項3に記載の貯湯システム。 The upstream drain pipe is branched from a location near the mixer in the hot water pipe from the gas water heater to the mixer,
The controller is
As a hot water supply control mode, there are a first mode in which hot water and hot water from a hot water storage tank are mixed to supply hot water of a set temperature, and hot water and hot water heated to a temperature higher than the set temperature by the gas water heater. And at least a second mode of mixing and supplying hot water at a set temperature,
When switching to the second mode during the hot water supply operation in the first mode, the hot water heated by the gas water heater with the three-way valve in the first state and the drain control valve opened is drained from the downstream drain pipe. 4. The hot water storage system according to claim 3, wherein after a predetermined time has elapsed since the setting was made, the drainage control valve is closed to shift to the hot water supply operation in the second mode.
ことを特徴とする請求項7に記載の貯湯システム。 The hot water storage system according to claim 7, wherein the predetermined time has elapsed after at least hot water heated by the gas water heater has reached the upstream drain pipe.
給湯の制御モードとして、貯湯タンクからの湯と給水とを混合して設定温度の湯を給湯する第1モードと、給水を前記ガス給湯器で設定温度より高い温度に加熱した湯と給水とを混合して設定温度の湯を給湯する第2モードと、給水を前記ガス給湯器で加熱した湯と前記貯湯タンクからの湯と給水とを混合して設定温度の湯を給湯する第3モードとを有し、
給湯動作において前記第1モードを優先選択し、前記第1モードで設定温度の湯を給湯できない場合であって設定温度より所定温度以上低くない湯を前記貯湯タンクから供給可能な場合は前記第3モードを選択し、前記第3モードを選択できない場合に前記第2モードを選択する
ことを特徴とする請求項3、7または8に記載の貯湯システム。 The controller is
As a hot water supply control mode, there are a first mode in which hot water and hot water from a hot water storage tank are mixed to supply hot water of a set temperature, and hot water and hot water heated to a temperature higher than the set temperature by the gas water heater. A second mode in which hot water at a set temperature is mixed and hot water heated by the gas water heater, hot water from the hot water storage tank and hot water are mixed to supply hot water at a set temperature; Have
In the hot water supply operation, the first mode is preferentially selected, and when the hot water having the set temperature cannot be supplied in the first mode and hot water not lower than the predetermined temperature by the predetermined temperature or higher can be supplied from the hot water storage tank, the third mode is selected. The hot water storage system according to claim 3, 7 or 8, wherein a mode is selected and the second mode is selected when the third mode cannot be selected.
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