JP3815359B2 - Hot water storage hot water floor heating system - Google Patents
Hot water storage hot water floor heating system Download PDFInfo
- Publication number
- JP3815359B2 JP3815359B2 JP2002101852A JP2002101852A JP3815359B2 JP 3815359 B2 JP3815359 B2 JP 3815359B2 JP 2002101852 A JP2002101852 A JP 2002101852A JP 2002101852 A JP2002101852 A JP 2002101852A JP 3815359 B2 JP3815359 B2 JP 3815359B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hot water
- temperature
- storage tank
- floor heating
- water storage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、出湯と床暖房の両方を行なうことが可能な貯湯式給湯床暖房システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、加熱部にて加熱した湯を貯溜する貯湯タンクに、出湯端末に湯を供給する給湯配管を貯湯タンクの上端部に接続し、一方、上記貯湯タンク内に床暖房用循環パイプの熱交換部を配置して、貯湯タンク内の高温の湯と床暖房用循環パイプ内を循環する熱媒との間で熱交換を行なうようにした貯湯式給湯床暖房システムが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、貯湯タンク内の湯の温度は上層部で最も高く、中層部ではそれよりも低くなり、下層部では最も低くなっているが、従来では、貯湯タンクの湯を貯湯タンクの上層領域から取り出して給水管からの低温水と混合して所定温度にして出湯端末へ供給するようにしているため、出湯と床暖房とを同時に行なう場合にあっては、出湯によって上層部の高温の湯が使用されてしまい、この高温の湯を床暖房のために利用できなくなるため、従来では貯湯タンク内の湯水を加熱部によって加熱する必要が生じる。しかも、貯湯タンクの上層部から出湯がされると、貯湯タンクの下端部からその使用分だけ市水(低温水)が供給されるため、貯湯タンクの上層部の湯の温度が低くなり、貯湯タンク内部にはまだ給湯に利用できる温度の湯が残っているにもかかわらず、加熱部によって上層部を床暖房が可能な温度(例えば、90℃前後)まで加熱する必要が生じ、このため主貯湯タンク内部のほぼ全量の湯(熱)を有効に利用できないという欠点がある。
【0004】
そのうえ、従来では貯湯タンク内部に給湯に利用できる温度の湯が残った状態であるにもかかわらず加熱を行なうために、例えばヒートポンプ式の加熱方式を採用できないという問題がある。つまり、ヒートポンプはその入口水温が低いほどCOP{冷媒が凝縮する際に放出する熱量/圧縮機動力}が高くなるという特性を有するが、従来のように床暖房用循環パイプの往路側の加熱温度よりも低いが、給湯に利用できる温度以上の湯(例えば60℃前後)を加熱する場合は、ヒートポンプの入口水温が高くなるためにCOPが低下して、加熱効率がきわめて悪くなり、この結果従来ではヒートポンプによる加熱方式は採用できないものであった。
【0005】
本発明は、上記の従来例の問題点に鑑みて発明したものであって、その目的とするところは、貯湯タンク内のほぼ全量の湯(熱)をすべて床暖房又は給湯に有効に使いきることができると共に、ヒートポンプによる効率の良い加熱方式を実現できる貯湯式給湯床暖房システムを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明にあっては、加熱部1にて加熱した湯を貯溜する貯湯タンク2を備えると共に、床暖房を行なうための熱媒を循環させる床暖房用循環パイプ5の熱交換部7を貯湯タンク2内の上部の床暖房用の高温の湯が貯湯される高温湯領域S1にし、貯湯タンク2の下端部に給水管8からの水を取り入れる水取り入れ口9を設け、貯湯タンク2の一側壁2aに床暖房用循環パイプ5の復路5b側に戻される熱媒の温度近くの温度の湯を取り出すための湯取り出し口10を設け、先端部が出湯端末3に接続される給湯配管4を湯取り出し口10に接続すると共に、給湯配管4の湯取り出し口10と出湯端末3との途中に湯水混合弁12を介して給水管8を接続し、上記熱交換部7の下方に、貯湯タンク2内の他側壁2bに面して下り傾斜して低温の下降水流Wが高温の湯と混ざらないようにしながら下降させる熱遮蔽板20を配置したことを特徴としており、このように構成することで、貯湯タンク2の湯取り出し口10からは床暖房用循環パイプ5の復路5b側に戻される熱媒の温度近くの温度の湯が取り出されることとなる。これにより出湯時には貯湯タンク2内の高温湯領域S1の湯を使用しなくても済むようになり、その高温の湯をそのまま床暖房の熱源として利用できるようになる。しかも、熱交換部7から下降してくる湯が貯湯タンク2内の高温の湯を押し上げることで、床暖房用循環パイプ5の往路5a側を加熱するための高温の湯を床暖房の熱交換にすべて有効に利用できるようになる。従って、従来のように貯湯タンク2内の湯水を加熱部1によって無駄に加熱する必要がなくなる。さらに、給湯配管4の湯と給水管8からの水とを混合して出湯することで、設定された端末出湯温度の湯を継続して供給可能となり、貯湯タンク2内部のほぼ全量の湯(熱)をすべて床暖房又は給湯に有効に使いきることができる。
また上記のように熱交換部7の下方に熱遮蔽板20が設けられ、この熱遮蔽板20は貯湯タンク2内の他側壁2bに面して下り傾斜しており、これにより、熱交換部7にて生じる低温の下降水流Wが高温の湯と混ざらないようにしながら下降させる働きをする。従って、熱交換されて低温となった湯は下降水流Wとなって熱交換部7の下方に配した熱遮蔽板20に沿って高温の湯と混ざることなく、下層部まで下降していくので、中層部及び上層部の高温湯領域S1の湯の温度が下がることがないため、床暖房に支障をきたすことがない。
【0007】
また上記湯取り出し口10を貯湯タンク2の一側壁2aの上下方向に間隔をあけて複数設け、各湯取り出し口10には各湯取り出し口10を個別に開閉する複数の出湯バルブVと、湯取り出し口10ごとに湯の温度を検知する複数の検知手段13とをそれぞれ設け、湯の温度を検知手段13にて検知して任意の設定温度に該当する出湯バルブVを開閉制御する制御部14を設けるのが好ましく、この場合、出湯によって貯湯タンク2内の湯量が減り、貯湯タンク2の下端部の水取り入れ口9から水が供給されて、貯湯タンク2の下層部の低温湯領域(水道水の温度)S3が増加して、出湯を行なっている湯取り出し口10の温度が所定温度以下となったときにはその湯取り出し口10を閉じ、検知手段13によって温度が所定温度以上である別の湯取り出し口10を検知して開放することで、高温の湯(90℃前後)を残しつつ、設定された端末出湯温度の湯を当該別の湯取り出し口10から出湯端末3に継続して供給可能となる。
【0008】
また上記貯湯タンク2の上端部に、貯湯タンク2内の湯を取り出すための副湯取り出し口32を設け、副湯取り出し口32に副給湯配管30の一端を接続し、副給湯配管30の他端を混合弁11を介して上記給湯配管4の湯水混合弁12と湯取り出し口10との途中に接続するのが好ましく、この場合、例えば出湯量が増えて湯取り出し口10から取り出される湯の温度が所定温度以下となったとき、或いは端末出湯温度が貯湯タンク2内の中間温湯領域(高温湯領域S1の温度よりも低く、且つ設定された端末出湯温度よりも高い温度の領域)S2の温度よりも高く設定されたときは、混合弁11を副給湯配管30が全開、給湯配管4が全閉となるように切り替えることにより、貯湯タンク2の上端部の副湯取り出し口32から高温の湯を出湯させて、端末出湯温度に見合った湯を出湯端末3に供給することが可能となる。
【0009】
また上記貯湯タンク2の上端部に流路入口15、下端部に流路出口16を設け、これら流路入口15と流路出口16とをタンク外部に配した循環流路17を介して接続すると共に、循環流路17の途中に加熱部1を設けるのが好ましく、この場合、加熱部1によって貯湯タンク2内の上層部→中層部→下層部の順に高温の湯が効率良く溜められる。
【0010】
また上記加熱部1は、ヒートポンプ18と、ヒートポンプ18の熱媒と循環流路17内に循環する湯水との間で熱交換する熱交換器19とで構成されているのが好ましく、この場合、貯湯タンク2内部のほぼ全量の湯(熱)をすべて使いきることができるので、加熱の際には貯湯タンク2内のほぼ全体に水が溜まった状態で加熱をすることとなるため、入口水温が低いほどCOPが高くなるというヒートポンプの特性を生かした加熱方式を実現できる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【0012】
図1は、加熱部1にて加熱した湯を貯溜する貯湯タンク2に、出湯端末3に湯を供給する給湯配管4を接続すると共に、貯湯タンク2内に床暖房用循環パイプ5の熱交換部7を配置して、貯湯タンク2内の高温の湯と床暖房用循環パイプ5内を循環する熱媒との間で熱交換を行なう貯湯式給湯床暖房システムの一例を示している。
【0013】
上記熱交換部7は貯湯タンク2内の上層部の高温湯領域S1に配置され、床暖房パネル6内に引き込まれる床暖房用循環パイプ5の往路5a側に供給される熱媒と高温湯領域S1の湯との間で熱交換を行なうためのものである。熱交換部7の下方には、熱遮蔽板20が設けられている。この熱遮蔽板20は貯湯タンク2内の他側壁2bに面して下り傾斜しており、これにより、熱交換部7にて生じる低温の下降水流Wが高温の湯と混ざらないようにしながら下降させる働きをする。
【0014】
貯湯タンク2の下端部には水取り入れ口9が設けられ、給水管8が接続配管を介して水取り入れ口9に接続されている。接続配管の途中には減圧弁25、ストレーナー(ごみ取り)26とが介設されている。なお給水管8からは直圧200kPa以上の市水が供給される。
【0015】
貯湯タンク2の一側壁2aには、床暖房用循環パイプ5の復路5b側に戻される熱媒の温度近くの温度の湯を取り出すための湯取り出し口10が設けられている。本例では、湯取り出し口10は貯湯タンク2の一側壁2aの上下方向に間隔をあけて複数設けられている。各湯取り出し口10は、それぞれ、出湯バルブVを介して1本の給湯配管4に接続されている。給湯配管4の先端部は逆止弁27を介して出湯端末3に接続されている。また給湯配管4の湯取り出し口10と出湯端末3との途中には、湯水混合弁12を介して給水管8が接続されている。図1の例では、湯水混合弁12の開度を矢印で示している。この湯水混合弁12は、予め設定される又はリモコン等によって逐次設定される端末出湯温度に応じて、給湯配管4を全開、給水管8を全閉とする方向(図1の矢印n1の方向)と、給湯配管4を全閉、給水管8を全開とする方向(図1の矢印n2の方向)との間で開度が切り替え可能となっている。
【0016】
また、上記貯湯タンク2の複数の湯取り出し口10には、各湯取り出し口10を個別に開閉する複数の出湯バルブVと、湯取り出し口10ごとに湯の温度を検知する複数の検知手段13とがそれぞれ設けられている。本例では検知手段13は、貯湯タンク2の一側壁2aに沿って設けられた上下複数のサーミスタ等の温度センサT(T1,T2,…,Tn)からなり、貯湯タンク2全体の温度分布を把握できるようになっている。ここでは1つの温度センサTと1つの出湯バルブVを1組として、貯湯タンク2内の湯取り出し口10の近くにそれぞれ配置されている。そして、設定された任意の温度に応じた最適な出湯バルブVを1つ(或いは複数)を選び、この出湯バルブVがマイコン等によって構成される制御部14(図9)からの制御信号により開放されることにより、最適な出湯バルブVから出湯端末3に給湯されるようになっている。
【0017】
また、上記貯湯タンク2の上端部には、貯湯タンク2内の高温の湯を取り出すための副湯取り出し口32が設けられており、この副湯取り出し口32に副給湯配管30の一端が接続され、副給湯配管30の他端が混合弁11を介して上記給湯配管4の湯水混合弁12と湯取り出し口10との途中に接続されている。図1の例では、混合弁11の開度を矢印で示している。この混合弁11は、設定された端末設定温度に応じて、副給湯配管30を全開、給湯配管4を全閉とする方向(図1の矢印m1の方向)と、副給湯配管30を全閉、給湯配管4を全開とする方向(図1の矢印m2の方向)との間で開度が切り替え可能となっている。
【0018】
さらに、貯湯タンク2の上端部に流路入口15が設けられ、貯湯タンク2の下端部には流路出口16が設けられ、これら流路入口15と流路出口16とはタンク外部に配した循環流路17を介して互いに接続されていると共に、この循環流路17の途中に加熱部1が設けられている。ここでは、加熱部1は、ヒートポンプ18と、ヒートポンプ18の熱媒と循環流路17内に循環する湯水との間で熱交換する熱交換器19とで構成されている。
【0019】
上記貯湯タンク2内の温度分布の一例を説明すると、貯湯タンク2の高温湯領域S1の温度をA、中間温湯領域S2の温度をB、低温湯領域S3の温度をCとしたとき、貯湯タンク2からの放熱ロスが少ない場合は、A>B>Cの関係となる。以下において、Aは床暖房用循環パイプ5の往路5a側の温度であり、例えば90℃前後とする。Bは湯取り出し口10から取り出されるタンク出湯温度であり、例えば57℃前後とする。Cは水道水の温度であり、例えば10℃前後とする。なお、タンク出湯温度Bは、床暖房用循環パイプ5の復路5b側の温度δ近くの温度(例えば90℃よりも低く、且つ設定された端末出湯温度よりも高い温度、例えば57℃前後)とする。以下において、風呂、台所、シャワー等の給湯装置側(出湯端末3)で使用される湯の温度(端末出湯温度)を例えば、38℃〜45℃とする。なお端末出湯温度の設定は予め設定される場合或いはリモコンによって逐次設定される場合のいずれであってもよい。
【0020】
次に、本貯湯式給湯床暖房システムの動作を図2に示す床暖房と給湯の使用パターンを例に挙げて説明する。図2中の早朝の使用パターンaは床暖房のみ、使用パターンbはシャンプー等の給湯と床暖房の両方、夕方以後の使用パターンcは床暖房のみ、使用パターンdは風呂炊きと給湯と床暖房のすべて、蓄熱パターンeは床暖房も出湯も行なわない場合である。
【0021】
先ず、早朝では貯湯タンク2内の湯の温度はすべて90℃以上の高温湯領域S1となっている。つまり、早朝使用前は後述のように示すように、深夜電力を利用して貯湯タンク2内の全量を高温湯領域S1となるようにあらかじめ加熱しておく。上記床暖房のみの使用パターンaでは、図3に示すように、給湯配管4から出湯されないように全ての出湯バルブV(V1,V2,……,Vn)を閉じ、床暖房のポンプ51のみを稼動する。これにより、床暖房用循環パイプ5内の熱媒が循環して、往路5a側に供給される熱媒が熱交換部7において貯湯タンク2内の高温の湯(90℃前後)との間で熱交換されて床暖房パネル6内へ供給される。そして、床暖房パネル6を加熱した後の低温となった熱媒(温度δ:例えば57℃前後)は床暖房用循環パイプ5の復路5bに戻って熱交換部7において再び高温の湯(90℃前後)と熱交換される。このとき図4に示すように、熱交換されて低温となった湯(57℃前後)は下降水流Wとなって熱交換部7の下方に配した熱遮蔽板20に沿って高温の湯と混ざることなく、下層部まで下降していき、下層部は中間温湯領域S2(57℃前後)となる。従って、中層部及び上層部の高温湯領域S1の湯(90℃前後)の温度が下がることがないため、床暖房に支障をきたすことがない。
【0022】
その後、給湯と床暖房の両方を行なう使用パターンb、さらに夕方において風呂炊きと出湯と床暖房とを行なう使用パターンcに移行する場合を説明する。このとき、貯湯タンク2内の湯の温度分布は、例えば上層部が90℃の高温湯領域S1、中層部が57℃前後の温度を含む中間温湯領域S2となっているものとする。この場合、設定されたタンク出湯温度(例えば、57℃前後)に合わせて、上下複数に設けた温度センサT(T1,T2,…,Tn)が中間温湯領域S2の湯の温度(例えば、57℃前後)を検知し、この温度に該当する湯取り出し口10の出湯バルブVを開放する。このとき、57℃前後の湯取り出し口10が複数検知されたときは、中間温湯領域S2のうちの最も下に位置する湯取り出し口10の出湯バルブV5のみ(或いは中間温湯領域S2の出湯バルブV5、V6の両方でもよい)を開放する。また、給湯配管4の混合弁11を副給湯配管30が全閉、給湯配管4が全開となるように図5の矢印m2方向に切り替えると共に、湯水混合弁12の開度を調整して、設定された端末出湯温度(例えば42℃)となるように給湯配管4内の湯(57℃前後)と給水管8からの水とを混合して出湯端末3に供給する。このとき、出湯に使用した分だけ貯湯タンク2の下端部の水取り入れ口9から市水が供給される。これにより図5のように、下層部が10℃程度の低温湯領域S3となる。
【0023】
その後、貯湯タンク2内の上層部には90℃の高温湯領域S1があり、さらにその下には57℃前後の湯を含む中間温湯領域S2が残っており、中層部及び下層部は10℃の低温湯領域S3となっている場合において、上記出湯が終了して床暖房のみとなる使用パターンdでは、図6に示すように、給湯配管4から出湯されないように全ての出湯バルブVを閉じ、床暖房のポンプ51のみを稼動する。このときは、上層部に残っている高温の湯(90℃前後)をすべて残らず床暖房に利用することができる。
【0024】
一方、出湯時において、出湯量が増えて中間温湯領域S2の湯(57℃前後)が熱交換部7のある上層部まで達したときは、最上部の出湯バルブV1のみを開いて上層部の湯を出湯用として利用することができる。
【0025】
しかして、貯湯タンク2の側壁の任意の位置から中間温湯領域S2における57℃前後の湯を取り出して使用するので、貯湯タンク2の高温湯領域S1の湯は取り出されないため、床暖房に支障をきたさないようにしながら、出湯することができる。しかも、前述のように床暖房によって上層部の熱交換部7で生じた57℃前後の下降水流Wが中間温湯領域S2まで下降してくる。ここで給湯に利用される湯の温度は、下降してくる湯の温度とほぼ同レベル(例えば57℃前後)であるため、その下降水流Wをそのまま給湯に利用できるようになり、またこのとき、下降水流Wが高温の湯を押し上げるので、貯湯タンク2の上層部は高温湯領域S1に保たれ、床暖房の熱交換にすべて有効に利用できるようになる。従って、従来のように貯湯タンク2内の湯水を加熱部1によって無駄に加熱する必要がなくなる。
【0026】
なお、出湯時において設定された端末出湯温度が中間温湯領域S2の温度(57℃前後)以上の場合、例えば60℃とされたときには、高温湯領域S1の出湯バルブVを開くか、或いは混合弁11を副給湯配管30が全開、給湯配管4が全閉となるように図6の矢印m1方向に切り替えることにより、貯湯タンク2の上端部の副湯取り出し口32から高温の湯を出湯させて出湯端末3に供給することが可能となる。
【0027】
また、出湯によって貯湯タンク2内の湯量が減り、貯湯タンク2の下端部から水が新たに供給されるが、この下層部の水量が増加するにつれて、中間温湯領域S2の下層部分が徐々に上に移動するのに伴い、湯取り出し口10のタンク出湯温度が低下してくるが、温度センサTによって57℃前後の湯取り出し口10を検知することで、所定温度以下になった湯取り出し口10の出湯バルブVを閉じ、57℃前後の湯取り出し口10を検知してその出湯バルブVを開放する。このような出湯バルブVの切り替えは中間温湯領域S2が熱交換部7のある上層部に達するまで繰り返される。これにより、中間温湯領域S2の湯を継続して供給可能となる。
【0028】
この結果、本貯湯式給湯床暖房システムでは、設定された端末出湯温度に見合った湯を出湯端末3に供給可能としたものでありながら、貯湯タンク2内の高温の湯をすべて床暖房用として、或いは給湯として有効に利用できることとなり、エネルギー効率がきわめて良くなり、従来と比較して電気代を節約できるものである。
【0029】
また、貯湯タンク2内の温度センサTによって貯湯タンク2内の水温が一定温度以下となったことを検知したときは、制御部14は、貯湯タンク2内の湯を殆んど使いきったと判断して、図2の蓄熱パターンeを実行する。このとき図7に示すように、加熱部1のポンプ50を稼動して、貯湯タンク2の循環流路17に循環する湯水とヒートポンプ18の熱媒との間で熱交換することにより、貯湯タンク2内の湯水が加熱される。本例では全ての出湯バルブVを閉じて、開閉弁46を開いて加熱部1のポンプ50を稼動することで、貯湯タンク2内に高温の湯を溜めることができる。
【0030】
また本例では、加熱部1としてヒートポンプ方式を利用している。このヒートポンプ18の特性を図8に示す。図8はヒートポンプ18の入口水温と加熱時のCOPとの関係を示している。なお、COPは、{冷媒が凝縮する際に放出する熱量/圧縮機動力}である。 図8では、ヒートポンプ18の入口水温が低いほど、COPが高くなっている。ヒートポンプ18の入口水温が例えば30℃以下では、COPが1.50以上と良くなる。しかして、本発明では主貯湯タンク2内部のほぼ全量の湯(熱)をすべて使いきることができるので、加熱の際には貯湯タンク2内のほぼ全体に水が溜まった状態で加熱をするため、ヒートポンプ18の熱媒と低温の水との熱交換となり、ヒートポンプ18の入口水温が低いほどCOPが高くなるという特性を利用して効率良く加熱することができる。なお、このヒートポンプ18による加熱は、昼夜を問わず、貯湯タンク2内の湯を使いきった段階で実行されるものである。
【0031】
【発明の効果】
上述のように請求項1記載の発明にあっては、加熱部にて加熱した湯を貯溜する貯湯タンクを備えると共に、床暖房を行なうための熱媒を循環させる床暖房用循環パイプの熱交換部を貯湯タンク内の上部の床暖房用の高温の湯が貯湯される高温湯領域に配置し、貯湯タンクの下端部に給水管からの水を取り入れる水取り入れ口を設け、貯湯タンクの一側壁に床暖房用循環パイプの復路側に戻される熱媒の温度近くの温度の湯を取り出すための湯取り出し口を設け、先端部が出湯端末に接続される給湯配管を湯取り出し口に接続すると共に、給湯配管の湯取り出し口と出湯端末との途中に湯水混合弁を介して給水管を接続したので、貯湯タンクの湯取り出し口からは床暖房用循環パイプの復路側に戻される熱媒の温度近くの温度の湯が取り出されることとなる。これにより出湯時には貯湯タンク内の高温湯領域の湯を使用しなくても済むようになり、その高温の湯をそのまま床暖房の熱源として利用できるようになる。しかも、熱交換部から下降してくる湯が貯湯タンク内の高温の湯を押し上げることで、床暖房用循環パイプの往路側を加熱するための高温の湯を床暖房の熱交換にすべて有効に利用できるようになる。従って、従来のように貯湯タンク内の湯水を加熱部によって無駄に加熱する必要がなくなる。さらに、給湯配管の湯と給水管からの水とを混合して出湯することで、設定された端末出湯温度の湯を継続して出湯端末に供給可能となる。従って、本貯湯式給湯床暖房システムでは、設定された端末出湯温度に見合った湯を出湯端末に供給可能としたものでありながら、貯湯タンク内の高温の湯をすべて床暖房用として、或いは給湯用として有効に利用できることとなり、エネルギー効率がきわめて良くなり、従来と比較して電気代を節約できるものである。さらに、上記熱交換部の下方に、貯湯タンク内の他側壁に面して下り傾斜して低温の下降水流が高温の湯と混ざらないようにしながら下降させる熱遮蔽板を配置した。この熱遮蔽板は貯湯タンク内の他側壁に面して下り傾斜しており、これにより、熱交換部にて生じる低温の下降水流が高温の湯と混ざらないようにしながら下降させる働きをする。従って、熱交換されて低温となった湯は下降水流となって熱交換部の下方に配した熱遮蔽板に沿って高温の湯と混ざることなく、下層部まで下降していくので、中層部及び上層部の高温湯領域の湯の温度が下がることがないため、床暖房に支障をきたすことがない。
【0032】
また請求項2記載の発明は、請求項1記載の効果に加えて、湯取り出し口を貯湯タンクの一側壁の上下方向に間隔をあけて複数設け、各湯取り出し口には各湯取り出し口を個別に開閉する複数の出湯バルブと、湯取り出し口ごとにタンク出湯温度を検知する複数の検知手段とをそれぞれ設け、湯の温度を検知手段にて検知して任意の設定温度に該当する出湯バルブを開閉制御する制御部を設けたので、出湯によって貯湯タンク内の湯量が減り、貯湯タンクの下端部の水取り入れ口から水が供給されて、貯湯タンクの下層部の低温湯領域が増加して、出湯を行なっている湯取り出し口の温度が低下してきたときその湯取り出し口を閉じ、検知手段によって出湯温度よりも高く且つ熱交換部の往路側における温度よりも低い温度にある湯取り出し口を検知して開放することで、高温の湯を残しつつ、出湯端末から要求された端末出湯温度の湯を継続して供給可能となる。
【0033】
また請求項3記載の発明は、請求項1記載の効果に加えて、貯湯タンクの上端部に、貯湯タンク内の湯を取り出すための副湯取り出し口を設け、副湯取り出し口に副給湯配管の一端を接続し、副給湯配管の他端を混合弁を介して上記給湯配管の湯水混合弁と湯取り出し口との途中に接続したので、例えば出湯量が増えて湯取り出し口から取り出される湯の温度が所定温度以下となったとき、或いは端末出湯温度が貯湯タンク内の中間温湯領域(高温湯領域の温度よりも低く、且つ床暖房用循環パイプの復路側に戻される熱媒の温度近くの温度の湯が溜められている領域)の温度よりも高く設定されたときは、混合弁を副給湯配管が全開、給湯配管が全閉となるように切り替えることにより、貯湯タンクの上端部の副湯取り出し口から高温の湯を出湯させて、端末出湯温度に見合った湯を出湯端末に供給することが可能となる。
【0034】
また請求項4記載の発明は、請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の効果に加えて、貯湯タンクの上端部に流路入口、下端部に流路出口を設け、これら流路入口と流路出口とをタンク外部に配した循環流路を介して接続すると共に、循環流路の途中に加熱部を設けたので、加熱部によって貯湯タンク内の上層部→中層部→下層部の順に高温の湯を効率良く溜めることができる。
【0035】
また請求項5記載の発明は、請求項1又は請求項4記載の効果に加えて、上記加熱部は、ヒートポンプと、ヒートポンプの熱媒と循環流路内に循環する湯水との間で熱交換する熱交換器とで構成されているので、貯湯タンク内部のほぼ全量の熱(熱)をすべて有効に使いきることができるので、加熱の際には貯湯タンク内のほぼ全体に水が溜まった状態で加熱をするため、入口水温が低いほどCOPが高くなるというヒートポンプの特性を生かした加熱方式を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の一例を示す概略構成図である。
【図2】同上の床暖房、給湯の使用パターンの説明図である。
【図3】同上の床暖房のみの使用状態の概略構成図である。
【図4】同上の下降水流の説明図である。
【図5】同上の出湯と床暖房の両方の使用状態の概略構成図である。
【図6】同上の出湯後において床暖房のみの使用状態の概略構成図である。
【図7】同上の加熱部により加熱を行なう場合の説明図である。
【図8】同上のヒートポンプの入口水温とCOPとの関係を示すグラフである。
【図9】同上の制御部のブロック図である。
【符号の説明】
1 加熱部
2 貯湯タンク
2a 一側壁
2b 他側壁
3 出湯端末
4 給湯配管
5 床暖房用循環パイプ
5a 往路
5b 復路
7 熱交換部
8 給水管
9 水取り入れ口
10 湯取り出し口
11 混合弁
12 湯水混合弁
13 検知手段
14 制御部
15 流路入口
16 流路出口
17 循環流路
18 ヒートポンプ
19 熱交換器
30 副給湯配管
32 副湯取り出し口
S1 高温湯領域
S2 中間温湯領域
S3 低温湯領域
V 出湯バルブ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hot water storage hot water floor heating system capable of performing both hot water and floor heating.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a hot water storage tank that stores hot water heated by a heating unit is connected to a hot water supply pipe that supplies hot water to a hot water outlet terminal at the upper end of the hot water storage tank, while heat exchange of a circulation pipe for floor heating is performed in the hot water storage tank. There is known a hot water storage type hot water floor heating system in which a section is arranged to exchange heat between hot water in a hot water storage tank and a heat medium circulating in a floor heating circulation pipe.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the temperature of hot water in the hot water storage tank is highest in the upper layer, lower in the middle layer, and lowest in the lower layer, but conventionally, the hot water in the hot water tank is taken out from the upper layer area of the hot water tank. The hot water in the upper layer is used by the hot water when the hot water and floor heating are performed at the same time. Therefore, since this hot water cannot be used for floor heating, conventionally, it is necessary to heat the hot water in the hot water storage tank by the heating unit. In addition, when hot water is discharged from the upper layer of the hot water storage tank, city water (low temperature water) is supplied from the lower end of the hot water storage tank, so the temperature of the hot water in the upper layer of the hot water storage tank is lowered. Although there is still hot water in the tank at a temperature that can be used for hot water supply, it is necessary to heat the upper layer to a temperature at which floor heating is possible (for example, around 90 ° C.). There is a drawback that almost the entire amount of hot water (heat) inside the hot water storage tank cannot be used effectively.
[0004]
In addition, conventionally, there is a problem that, for example, a heat pump type heating method cannot be employed in order to perform heating even though hot water having a temperature that can be used for hot water supply remains in the hot water storage tank. In other words, the heat pump has a characteristic that the lower the inlet water temperature, the higher the COP {amount of heat released when the refrigerant condenses / compressor power}, but the heating temperature on the forward side of the floor heating circulation pipe as in the prior art. However, when heating hot water (for example, around 60 ° C.) that is higher than the temperature that can be used for hot water supply, the water temperature at the inlet of the heat pump becomes high, so the COP is lowered and the heating efficiency becomes extremely low. However, the heating method using a heat pump could not be adopted.
[0005]
The present invention has been invented in view of the problems of the above-described conventional example, and the object of the present invention is to use all the hot water (heat) in the hot water storage tank effectively for floor heating or hot water supply. Another object of the present invention is to provide a hot water storage hot water floor heating system capable of realizing an efficient heating method using a heat pump.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention includes a hot
Further, as described above, the
[0007]
The
[0008]
Further, an auxiliary
[0009]
The hot
[0010]
The
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the accompanying drawings.
[0012]
FIG. 1 shows a hot
[0013]
The
[0014]
A
[0015]
On one
[0016]
Further, the plurality of
[0017]
A
[0018]
Further, a
[0019]
An example of the temperature distribution in the hot
[0020]
Next, the operation of the hot water storage type hot water supply floor heating system will be described by taking the usage pattern of the floor heating and hot water supply shown in FIG. 2 as an example. In FIG. 2, the early morning usage pattern a is floor heating only, the usage pattern b is both hot water and floor heating such as shampoo, the usage pattern c after evening is only floor heating, the usage pattern d is bath cooking, hot water and floor heating. All of the heat storage pattern e is a case where neither floor heating nor hot water is performed.
[0021]
First, in the early morning, all the hot water temperatures in the hot
[0022]
Then, the case where it shifts to the usage pattern b which performs both hot water supply and floor heating, and also the usage pattern c which performs bath cooking, hot water supply, and floor heating in the evening is demonstrated. At this time, the temperature distribution of the hot water in the hot
[0023]
Thereafter, the upper layer portion in the hot
[0024]
On the other hand, when the amount of discharged water is increased and the hot water in the intermediate hot water region S2 (around 57 ° C.) reaches the upper layer where the
[0025]
Therefore, since hot water at around 57 ° C. is taken out and used from an arbitrary position on the side wall of the hot
[0026]
When the terminal hot water temperature set at the time of hot water is not less than the temperature of the intermediate hot water region S2 (around 57 ° C.), for example, 60 ° C., the hot water valve S in the high temperature hot water region S1 is opened or the mixing
[0027]
Further, the amount of hot water in the hot
[0028]
As a result, in this hot water storage type hot water supply floor heating system, hot water corresponding to the set terminal hot water temperature can be supplied to the
[0029]
When it is detected by the temperature sensor T in the hot
[0030]
In this example, a heat pump system is used as the
[0031]
【The invention's effect】
As described above, the invention according to
[0032]
In addition to the effect described in
[0033]
In addition to the effect of
[0034]
According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the effects of any one of the first to third aspects, a channel inlet is provided at the upper end of the hot water storage tank, and a channel outlet is provided at the lower end. And the outlet of the channel are connected via a circulation channel arranged outside the tank, and a heating part is provided in the middle of the circulation channel, so the upper part of the hot water storage tank → the middle part → the lower part of the hot water storage tank High-temperature hot water can be efficiently stored in order.
[0035]
According to a fifth aspect of the present invention, in addition to the effect of the first or fourth aspect, the heating unit exchanges heat between a heat pump, a heat medium of the heat pump, and hot water circulating in the circulation passage. Since the heat exchanger can be used up almost all of the heat (heat) in the hot water tank effectively, water has accumulated in almost the entire hot water tank during heating. Since the heating is performed in a state, a heating system that takes advantage of the characteristics of the heat pump that COP increases as the inlet water temperature decreases can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a floor heating and hot water supply usage pattern same as above.
[Fig. 3] Fig. 3 is a schematic configuration diagram showing a state where only floor heating is used.
FIG. 4 is an explanatory view of the descending water flow of the above.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of the use state of both the hot water and floor heating.
[Fig. 6] Fig. 6 is a schematic configuration diagram showing a state in which only floor heating is used after the hot water is discharged.
FIG. 7 is an explanatory diagram when heating is performed by the heating unit.
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the inlet water temperature of the heat pump and the COP.
FIG. 9 is a block diagram of the control unit of the above.
[Explanation of symbols]
1 Heating part
2 Hot water storage tank
2a One side wall
2b Other side wall
3 Hot spring terminal
4 Hot water supply piping
5 Floor heating circulation pipe
5a Outbound
5b Return
7 Heat exchange section
8 Water supply pipe
9 Water intake
10 Hot water outlet
11 Mixing valve
12 Hot water mixing valve
13 Detection means
14 Control unit
15 Channel inlet
16 Channel outlet
17 Circulation channel
18 Heat pump
19 Heat exchanger
30 Sub hot water supply piping
32 Secondary hot water outlet
S1 Hot water area
S2 Intermediate hot water area
S3 low temperature hot water area
V Hot spring valve
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002101852A JP3815359B2 (en) | 2002-04-03 | 2002-04-03 | Hot water storage hot water floor heating system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002101852A JP3815359B2 (en) | 2002-04-03 | 2002-04-03 | Hot water storage hot water floor heating system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003294251A JP2003294251A (en) | 2003-10-15 |
JP3815359B2 true JP3815359B2 (en) | 2006-08-30 |
Family
ID=29242002
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002101852A Expired - Fee Related JP3815359B2 (en) | 2002-04-03 | 2002-04-03 | Hot water storage hot water floor heating system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3815359B2 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006017440A (en) * | 2004-06-30 | 2006-01-19 | E's Inc | Heat pump air conditioner |
JP2006292206A (en) * | 2005-04-07 | 2006-10-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Heat storage device |
JP2007046879A (en) * | 2005-08-12 | 2007-02-22 | Daikin Ind Ltd | Heat pump type water heater |
WO2014141804A1 (en) * | 2013-03-14 | 2014-09-18 | 株式会社北誠商事 | Fermentation heat utilization system |
-
2002
- 2002-04-03 JP JP2002101852A patent/JP3815359B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2003294251A (en) | 2003-10-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4023139B2 (en) | Hybrid water heater | |
JP5067858B2 (en) | Water heater | |
JP4893070B2 (en) | Return hot water recovery method and hot water supply system | |
JP2009047321A (en) | Water heater | |
JP4236194B2 (en) | Water heater | |
JP4215699B2 (en) | Heat pump water heater / heater | |
JP2004286307A (en) | Storage type water heater | |
JP2009210195A (en) | Water heater | |
US20060230771A1 (en) | Heat-storage type heat supplying apparatus and heat-storage type heat supplying system | |
JP3815359B2 (en) | Hot water storage hot water floor heating system | |
JP4045352B2 (en) | Water heater | |
JP2007139258A (en) | Hot water storage type water heater | |
JP2009068804A (en) | Hot water supply system | |
JP5069955B2 (en) | Heat pump type water heater | |
JP4037781B2 (en) | Hot water storage water heater | |
JP3843876B2 (en) | Hot water storage hot water floor heating system | |
JP5901920B2 (en) | Solar heat utilization system | |
JP4484213B2 (en) | Water heater | |
JP2004116889A (en) | Hot water storage-type hot water supply device | |
JP4893165B2 (en) | Heat pump type water heater | |
JP4197674B2 (en) | Water heater | |
JP2012242012A (en) | Hot water storage type water heater | |
JP4156387B2 (en) | Water heater | |
JP2003114053A (en) | Reservoir type hot-water supply device | |
JP4148909B2 (en) | Heat pump water heater / heater |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040223 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20051208 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051220 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060220 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060516 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060529 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |