JP3181923U - 業務用給湯システム - Google Patents

Abstract

【課題】燃費等のランニングコストを大幅に節減できるばかりでなく、火災や不完全燃焼による中毒等の危惧もなく、しかも二酸化炭素排出など、燃焼ガスによる大気汚染防止に寄与することができる温泉の給湯システムを提供する。
【解決手段】貯湯タンク５と、貯湯タンク５に貯水された水を加熱するヒートチラー６及び７を備え、ヒートチラー６で加熱された温水を入浴施設に還流させる給湯システムにおいて、貯湯タンク５を、２０℃〜６０℃の温水を貯水する低温水槽５ｂと６０℃〜７０℃の温水を貯水する高温水槽５ａとに中央通水孔５ｄを設けた隔壁板５ｃを介して上下に通水可能に区画する。
【選択図】図１

Description

本考案は、温泉、銭湯などにおいて用いられる業務用給湯システムに関し、洗い湯、浴槽湯に用いる出湯を効率良く加熱することができる給湯システムに関するものである。

温泉、銭湯等、業務用浴場に設置されている給湯システムは、一般に、温水を作るために重油やガスを燃料としたボイラーなどの加熱装置が用いられている。

また例えば、特許文献１には、燃焼ガスを発生させることなく効率良く温泉水を加熱することのできるヒートポンプシステムを利用した温泉循環給湯システムが提案されている。また、特許文献２には、浴場から排出される温排水を貯留する温排水槽から温排水をパイプに導入し真水を温水にするパイプ式熱交換器を設け、このパイプ式熱交換器で熱交換された温水を浴場に真水温水を供給する温水器に供給する温泉設備の廃熱回収装置が、特許文献３には、浴槽から浴槽水を回収して濾過水槽等を通して濾過した後に、パネル二次熱交換器を通して加熱し、レジオネラ菌対策用の濾過装置を通して殺菌処理して再び浴槽に戻す際、浴槽水を加熱する加熱水は膨張タンクとパネル二次熱交換器の間を循環し、膨張タンクに貯留されている加熱水は、ヒートポンプシステムとの間で熱交換を行って所定温度以上に保持される温泉循環給湯システムが提案されている。

特開２０１０−６０１８５号公報 特開２００３−１３０４５４号公報 実用新案登録第３１７４０５４号公報

しかしながら、重油やガスを燃料としたボイラーなどの燃焼装置は一般に加熱効率が悪いという問題点がある。そこで、前述したようなフロンガスを冷媒として用いたヒートポンプ式給湯器が使用されていたが、ヒートポンプシステムを用いる場合には外気温の高低に影響されるので、一定温度以上の温水を効率良く供給できない場合があるばかりでなく、フロンガスはオゾン層を破壊することから使用が禁止され、現在、二酸化炭素等の自然冷媒を使用したヒートポンプ式給湯器（所謂エコ給湯器）の普及が進んでいる。

この自然冷媒ヒートポンプ式給湯器は、大気の潜熱を熱交換して得たエネルギーで水道水を加熱して貯湯するものであり、商用電力需要の減少する２２時から８時までの間、通常の約３分の１程度の低廉なコストで供給される深夜電力を利用して稼動させるのが一般的な使用方法である。

本考案は上記のような従来の課題に鑑み、燃費等のランニングコストを大幅に節減できるばかりでなく、火気を使わないため、火災や不完全燃焼による中毒等の危惧もなく、しかも二酸化炭素排出など、燃焼ガスによる大気汚染防止に寄与することができる温泉の給湯システムを提供することを目的とする。

このため本考案は、貯湯タンクと、当該貯湯タンクの貯水を加熱するヒートチラーとを備えた給湯システムにおいて、前記貯湯タンクが常時２０℃〜６０℃の温水を保水する低温槽と、ヒートチラーで加熱された６０℃〜７０℃の温水を貯湯する高温槽とに隔壁を介して上下に通水可能に区画されていることを第１の特徴とする。また、ヒートチラーが、二酸化炭素を冷媒として大気潜熱と熱交換して得たエネルギーで貯水を加熱する自然冷媒ヒートポンプ式給湯器であることを第２の特徴とする。

本考案の業務用給湯システムでは、出湯用の真水を加熱するための加熱源として、ヒートチラー（自然冷媒ヒートポンプ式給湯器）を使用しているので、大気汚染物質を含む燃焼ガスを発生させることなく、しかも、効率良く水を加熱することができる。

自然冷媒ヒートポンプ式給湯器（所謂、エコ給湯器）は、二酸化炭素を冷媒として大気潜熱と熱交換して得たエネルギーで水を加熱して貯湯するものであり、コンプレッサーを含む凝縮器での放熱作用を利用した加熱装置として用いられる。つまり、熱交換器において大気から吸熱した冷媒をコンプレッサーで圧縮することによって高温化した冷媒が水を加熱して得られた温水を貯湯タンクに貯湯するものである。

自然冷媒ヒートポンプ式給湯器は、高い省エネルギー効果が得られる上、電力会社との契約により、電力需要の減る午後１０時から午前８時までの間、約３分の１程度の低廉なコストで電力供給を受けることができる深夜電力料金制度を利用するとランニングコストが大幅に節減できる。さらに、火気を使用しないため、火災や不完全燃焼による中毒等の危惧もない。

本考案の一実施例に係る給湯システムの概略構成図である。 本考案に係る貯湯タンクを示す（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 本考案に係る貯湯タンクの内部構造を示す（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図である。

以下、図面に示す実施例に基づいて本考案の実施の形態を説明する。

図１は、本考案に係る業務用給湯システムを適用した浴場の配管設備を示す概略構成図である。給湯設備は、給湯水循環経路Ａと、給湯水を加熱するための加熱水循環経路Ｂと、加熱水循環経路Ｂから給湯される加熱水を再加熱するための再加熱水循環経路Ｃとを備えている。

第１のヒートチラー（１号機）６は、貯湯タンク５の低温槽５ｂ側に付設する。第１のヒートチラー（１号機）６が大気潜熱と熱交換して得たエネルギーで貯水を加熱する際に発生する冷風を夏季は冷房装置８として（実用新案登録第３１５３７１３号公報参照）利用するので、第１のヒートチラー（１号機）６は常に運転状態がＯＮの機能を必要とする。このため、第１のヒートチラー（１号機）６に循環される温水の温度は２０℃〜６０℃に保持される必要がある。つまり、水温が７０℃以上になると、ヒートチラー６の機能上、運転状態がＯＦＦになるように設定されているので、貯湯タンク５が一つの槽であると、槽内部の対流により全体がほぼ均一に７０℃になった時点でヒートチラー６の運転状態がＯＦＦになり、冷房装置８も停止してしまう。そこで、隔壁５ｃを介して貯湯タンク５の内部を低温槽５ｂと高温槽５ａに区画することで、低温槽５ｂ側の水温を常に２０℃〜６０℃に確実に保持することができ、ヒートチラー６の運転状態も常にＯＮの状態に保たれる。そして、低温槽５ｂ側で７０℃以上になった温水は隔壁５ｃの中央通水孔５ｄから高温槽５ａ側に上昇して７０℃以上の温水で満たされ出湯口１１から給湯水循環経路Ａに送出される。尚、高温槽５ａ側に付設された第２のヒートチラー（２号機）７は、通常は停止しており、出湯温度に不足が生じたときのみ稼動するようにされている。

給湯水循環経路Ａは、浴槽施設１をはじめ洗場・シャワー施設２等への給湯を、熱交用給湯圧力ポンプ３ａ及び給湯圧力ポンプ３ｂを用いて再加熱水循環経路Ｃから送水された温水を還流させて行う。給湯水循環経路Ａからは、洗場、シャワー、給湯、第１浴槽、第２浴槽に給湯される。また、洗場・シャワー施設２等への給湯はミキシングサーモスタット２ａ、電磁弁２ｂを介して給湯される。尚、循環経路に沿って異物除去手段、濾過装置及び殺菌装置（図示せず）及び二次加熱器４が配置されている。尚、図中３ｃは井戸水や高架タンクから水温調整用の給水を行うための給水圧力ポンプである。

再加熱水循環経路Ｃは、貯湯タンク５に貯留されている温水を、自然圧（自然圧が低い場合は別途圧力ポンプを使用）によって貯湯タンク５の供給口５ａから二次加熱器４に供給し、給湯水循環経路Ａを経由して給湯した後、使用されなかった温水は貯湯タンク５に戻る。

加熱水循環経路Ｂは、源泉熱交換設備１０の熱交換装置９から貯湯タンク５に送られて貯留される温水を所定温度以上、例えば、６５℃以上に保持するための経路であり、給水圧力ポンプ８とヒートチラー６及び７を備えている。給水圧力ポンプ８は、例えば、貯湯タンク５内の加熱水の温度が６５℃以下になると作動し、７０℃に達すると停止する。ここで、ヒートチラー６及び７としては、二酸化炭素を冷媒として大気潜熱と熱交換して得たエネルギーで水を加熱する自然冷媒ヒートプンプ式給湯器を使用している。

給水圧力ポンプ８が作動すると、貯湯タンク５の加熱水が供給口５ｃから吸引され、ヒートチラー６を経由して加熱された後に、再び貯湯タンク５の回収口５ｄから当該貯湯タンク５内に戻る。例えば、加熱水を９０℃に加熱して貯湯タンク２１に戻す。このように、貯湯タンク２１に貯留されている加熱水を循環させてヒートチラー６及び７との間で熱交換を行うことにより、貯湯タンク５内の加熱水の温度が所定温度に維持される。

図２乃至図３に示すように、貯湯タンク５は、好ましくは耐酸性の金属等で筒状器体を成形し、内部の略中央に略円錐状の隔壁板５ｃを設置して上下に区画し、区画された上層を６０℃〜７０℃の温水を貯水する高温水槽５ａ、下方を２０℃〜６０℃の温水を貯水する低温水槽５ｂとする。

そして、貯湯タンク５の高温水槽５ａには、低温水槽５ｂに貯留された源泉水を加熱して得た加熱水を流出する出温口１１を設け、出湯口１１と対向する下層側の低温水槽５ｂに源泉水の受給口１２を構成する。また、低温水槽５ｂには、給湯水循環経路Ａで使用されなかった還流水の受給口１３を設ける。尚、図中１４は排水口である。

貯湯タンク５では、その下部の低温水槽５ｂに供給された真水が、まず第１のヒートチラー６の還管口６ａ及び往管口６ｂを通じて熱エネルギーを受け取り、徐々に水温が高くなる。原水は水温の上昇と共に、貯湯タンク５内部を上昇して中央通水孔５ｄを通って上方の高温水槽５ａに至り、第２のヒートチラー７の還管口７ａ及び往管口７ｂを通じて熱エネルギーを受け取り一層高温になり貯留される。こうして、貯湯タンク５の高温水槽５ａに上昇した真水は充分に高温の温水となり、出湯口１１から再加熱水循環経路Ｃに供給される。

以上説明したように、本実施例の業務用給湯システムでは、自然冷媒ヒートポンプ式給湯器を利用したヒートチラー６及７と貯湯タンク５を備えた循環経路によって水を加熱している。したがって、一般的なガスや化石燃料を使用したボイラーなどの加熱装置のような大気汚染物質を含む燃焼ガスが発生することなく、省エネ型の業務用給湯設備を実現することができる。

次に、本実施例システムを適用した温泉施設における燃費の従前（改修前）との比較データを示す。表１に電力使用量及び料金、表２にガス消費量及び料金を示す。
改修前：ガスボイラー１基（４５００００ｋｃａｌ；効率６２％）
改修後：ガス給湯器 ２基（８１０００ｋａｌ×２；効率９５％）に交換
ヒートチラー２基（７．５ｋｗ×２）
サウナ室改修（天井断熱、２重扉）
１６００００ｋｃａｌ÷４５００００ｋｃａｌ＝０．３５
ここで、温水ボイラーの平均月額燃費を１，２１４，０００円とすると、
１，２１４，０００×０．３５＝４２９，０００円
効率９５％−６２％＝３３％
４２９，０００円×０．３３＝１４１，５７０
４２９，０００円−１４１，５７０円＝２８７，０００円

表１及び表２から分かるように、改修後の電力使用料及び料金には若干の負担増加があるものの、ガス消費量及び料金については約７割減という極めて高い燃費削減効果が得られる。

１ 浴槽施設
１ａ 第１浴槽
１ｂ 第２浴槽
２ 洗場・シャワー施設
２ａ ミキシングサーモスタット
２ｂ 電磁弁
３ａ 給湯圧力ポンプ（浴槽貯湯用）
３ｂ 給湯圧力ポンプ（洗場・シャワー用）
３ｃ 給水圧力ポンプ
４ 二次加熱器（屋外）
５ 貯湯タンク
５ａ 高温水槽（貯湯タンクの上層）
５ｂ 低温水槽（貯湯タンクの下層）
５ｃ 隔壁板
５ｄ 中央通水孔
６ 第１のヒートチラー（１号機）
６ａ 還管口
６ｂ 往管口
７ 第２のヒートチラー（２号機）
７ａ 還管口
７ｂ 往管口
８ 冷房装置
９ 二次熱交換装置
１０ 給水用熱交換設備
１１ 出湯口
１２ 給水受給口
１３ 還流水受給口
１４ 排水口
Ａ 給湯水循環経路
Ｂ 加熱水循環経路
Ｃ 再加熱水循環経路

Claims (2)

1. 貯湯タンクと、当該貯湯タンクに貯水された水を加熱するヒートチラーとを備え、当該ヒートチラーで加熱された温水を浴場に出湯する給湯システムにおいて、前記貯湯タンクが２０℃〜６０℃の温水を貯水する低温水槽と６０℃〜７０℃の温水を貯水する高温水槽とに隔壁を介して上下に通水可能に区画されていることを特徴とする給湯システム。
2. ヒートチラーが、二酸化炭素を冷媒として大気潜熱と熱交換して得たエネルギーで水を加熱する自然冷媒ヒートプンプ式給湯器であることを特徴とする請求項１記載の給湯システム。

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