JP3920161B2

JP3920161B2 - 貯湯式給湯暖房装置

Info

Publication number: JP3920161B2
Application number: JP2002187341A
Authority: JP
Inventors: 道夫中川; 悟鶴巻; 敏雄広川
Original assignee: Corona Corp
Current assignee: Corona Corp
Priority date: 2002-06-27
Filing date: 2002-06-27
Publication date: 2007-05-30
Anticipated expiration: 2022-06-27
Also published as: JP2004028483A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ヒートポンプ給湯機等に暖房機能を付加した貯湯式給湯暖房装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりこの種のものに於いては、例えば特許第２６６３６３７号公報に開示されているように、深夜電力を利用して高温水を貯湯し、これを昼間給湯に使用するもので、冬期など暖房が必要な季節には、この高温水を直接循環させて暖房も行う多機能の給湯装置を提供するものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この従来のものでは、給湯及び暖房共に貯湯された温水を利用する為、多量の給湯使用や長時間の暖房使用、或いはこの２つの同時使用等で、ヒ−タによる追い焚きを行っても能力が不足して、途中で給湯が出来なくなったり、暖房が中止したりと言う不具合が発生する危険性を有するものであった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明はこの点に着目し、上記欠点を解決する為、特にその構成を、給水管と給湯管が接続され湯水を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段と、前記貯湯タンクと前記加熱手段とを湯水が循環可能に接続する往き管及び戻り管から成る循環回路と、前記循環回路に設けられ湯水を循環させる循環ポンプとを備え、前記貯湯タンク内の湯水を前記循環ポンプの駆動により前記循環回路の往き管を介して前記加熱手段に循環させて加熱し、再び戻り管を介して貯湯タンクに戻すようにしたものに於いて、前記循環回路途中には暖房用熱交換部を備えたバイパス回路を設け、この暖房用熱交換部は加熱手段で加熱された湯水が循環する内熱交と、該内熱交を貯留熱媒液中に没入させた小容量の暖房タンクから構成し、この暖房タンクには放熱器と暖房用ポンプを接続し、更に循環回路を貯湯タンク側とバイパス回路側に切替る流路切替手段を備え、更に貯湯タンク上部からバイパス回路途中で暖房用熱交換部より上流側に電動三方弁を介して上接続管を接続し、又貯湯タンク下部からバイパス回路途中で暖房用熱交換部より下流側には下接続管を接続し、更にこの上接続管及び下接続管及びこの両管の接続したバイパス回路途中には補助循環ポンプを備えると共に、下接続管の接続部分より下流側のバイパス回路中には第１開閉弁を備え、暖房タンクは深夜電力で駆動する加熱手段による熱を暖房用に蓄熱して使用し、この蓄熱がなくなり暖房タンクの温度を検出する温度センサの検出温度が所定温度以下に達した時には、貯湯タンク上部の高温水を循環させて暖房用に利用するようにしたものである。
【０００５】
これによって、深夜電力を利用してヒ−トポンプユニットから成る加熱手段に、循環回路を介して貯湯タンク内の湯水を循環させることで、該貯湯タンク内に高温水を多量に貯湯した後、循環回路を切替て暖房タンクに翌日使用する暖房用の熱を蓄熱することで、貯湯タンク内の高温水を給湯として使用し、又暖房は暖房タンクの蓄熱を利用して行われるので、多量の給湯使用でも湯切れすることなく良好に利用出来るものであり、更に暖房は無駄なエネルギ−を使用することなく、極めて経済的に行われるものである。
【０００７】
これにより、深夜電力を利用した暖房タンク内の蓄熱がなくなった時には、貯湯タンク内の高温水を暖房用熱交換部へ循環させて、継続して暖房が行われ、極力日中の加熱手段の運転を阻止して、経済的な給湯及び暖房を図るものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次にこの発明に係る貯湯式給湯暖房装置を図面に示す一実施形態で説明する。１は底部に給水管２を接続し、天部には湯水と給水とを設定温度に自動混合するミキシング弁３を備えた給湯管４が接続した約３７０Ｌの貯湯タンクで、ヒ−トポンプユニットから成る加熱手段５に循環ポンプ６を有した循環回路７を介して貯湯タンク１内の湯水を循環させて、高温水としこれを貯湯するものである。
【０００９】
前記加熱手段５であるヒ−トポンプユニットは、圧縮機（図示せず）、貯湯水との熱交換器８を構成する凝縮器、減圧器（図示せず）、蒸発器（図示せず）が順次接続されてヒ−トポンプ回路を構成したものである。
【００１０】
又循環回路７は、貯湯タンク１の底部に接続された往き管９及び、該貯湯タンク１の上部に接続された戻り管１０より構成され、貯湯タンク１下部の冷水を往き管９を介して加熱手段５の熱交換器８で熱交換して加熱し、加熱された高温の温水を戻り管１０を介して貯湯タンク１上部に戻して、該貯湯タンク１内に上から湯を貯湯していくものである。
【００１１】
１１は循環回路７途中で貯湯タンク１とは並列状に接続されたバイパス回路で、途中には流路切替用の電動三方弁１２及び補助循環ポンプ１３及び暖房用熱交換部１４が備えられている。
【００１２】
前記暖房用熱交換部１４は、扁平の二重管方式で、内方に循環回路７の湯水が循環する蛇行路を有し密閉式とした内熱交１５と、内方に熱媒体である不凍液を貯留した５０Ｌ〜１００Ｌの暖房タンク１６とから構成され、該内熱交１５をこの熱媒体中に没入させると共に、床暖房や浴室暖房等に使用される放熱器１７及び暖房用ポンプ１８を有した暖房回路１９が接続しており、深夜電力を利用して加熱手段５で加熱された湯水を循環させることで、熱媒体を加熱して蓄熱させ、この熱媒体を翌日に暖房回路１９を循環させることで暖房するものであり、又暖房タンク１６上部にはこの不凍液の補給用の補給口を兼用する圧力調整キャップ２０が備えられ半密閉式とされている。
【００１３】
２１は貯湯タンク１上部から引き出され、バイパス回路１１途中で暖房用熱交換部１４より上流側の電動三方弁１２の一方に接続した上接続管で、貯湯タンク１下部から引き出されバイパス回路１１の暖房用熱交換部１４下流側に接続した下接続管２２とで、暖房タンク１６の温度が暖房を継続出来ない所定温度以下に低下したことを温度センサ２３が検出することで、電動三方弁１２を上接続管２１側に切替ると共に、バイパス回路１１途中で下接続管２２の接続部分より下流側に備えた第１開閉弁２４を閉成し、補助循環ポンプ１３の駆動で貯湯タンク１内上部の高温水を、暖房用熱交換部１４に循環させて暖房用の熱源とするものである。
【００１４】
２５はバイパス回路１１と往き管９との接続部分より貯湯タンク１側の該往き管９に設けられた第２開閉弁で、電動三方弁１２のバイパス回路１１開成に連動して往き管９を閉成し、バイパス回路１１から往き管９を介して貯湯タンク１へ湯水が流通することを阻止しするものであり、電動三方弁１２のバイパス回路１１を閉成し、上接続管２１とバイパス回路１１とを連通させる流路切替に連動して開成して、貯湯タンク１内の湯水を加熱手段５に循環させての高温水の貯湯動作を行わせるもので、この第２開閉弁２５と電動三方弁１２とで流路切替手段を構成するものである。
【００１５】
２６は前記した貯湯タンク１及びバイパス回路１１及び暖房用熱交換部１４及びこれらに関連する配管を１つの外枠内に収納して構成した給湯暖房ユニットである。
【００１６】
次にこの一実施形態の作動について説明する。
今安価な深夜電力を利用しての高温水の貯湯では、タイマ−（図示せず）でこの時間帯に設定されていて加熱手段５及び循環ポンプ６が駆動し、流路切替手段は貯湯タンク１側を開成しバイパス回路１１側を閉成した状態で、循環回路７の往き管９を介して貯湯タンク１下部の湯水が加熱手段５に流入し、熱交換器８で加熱され高温となった湯水が、循環回路７の戻り管１０を介して貯湯タンク１上部に戻され、深夜の所定時間帯に順次この循環を繰り返して、貯湯タンク１内には９０度Ｃの高温水が貯湯される。
【００１７】
そして、日中給湯やシャワ−、風呂の湯張り等の要求があれば、設定された温度にミキシング弁３で調節し給湯管４から適宜供給されるものであり、この給湯で減った湯水分の給水が給水管２を介して貯湯タンク１底部から供給され高温水を上部へ押し上げるものであり、万一給湯が足らなくなった時には、日中でも加熱手段５を駆動させて給湯量の補給も行われるものである。
【００１８】
次に冬期で日中暖房が必要となった時には、給湯暖房ユニット２６に設けられた暖房スイッチ（図示せず）、或いはカレンダ−機能で自動的に、上記した深夜電力を利用した高温水の貯湯の終了後に、流路切替手段によって流路が切替られて、バイパス回路１１が開成されると共に、往き管９が第２開閉弁２５で閉成されて、加熱手段５で加熱された湯水がバイパス回路１１を介して暖房用熱交換部１４を流通し、暖房タンク１６内の熱媒液を加熱して暖房用の熱をここに蓄熱するものである。
【００１９】
この時内熱交１５が蛇行路で大きな流通抵抗となって循環ポンプ６の能力だけでは、湯水の循環が出来なくなる時には、補助循環ポンプ１３を駆動させて湯水の循環を補助するものである。
【００２０】
そして、日中の暖房は、放熱器１７の運転スイッチ（図示せず）をＯＮすることで、深夜電力で暖められた暖房タンク１６内の熱媒液が暖房用ポンプ１８の駆動によって暖房回路１９を循環することで、放熱器１７からの放熱で良好な暖房が行われるものである。
【００２１】
更にこの深夜電力を利用した暖房タンク１６内の蓄熱だけでは、熱量が不足して暖房の継続が出来なくなる時は、これを温度センサ２３が暖房タンク１６の温度が所定温度以下に低下することで検出し、電動三方弁１２を上接続管２１側の連通に切替ると共に、第１開閉弁２４を閉成し補助循環ポンプ１３を駆動させて、貯湯タンク１内の高温水を暖房用熱交換部１４を循環させることで、暖房タンク１６内の熱媒液を加熱して暖房が継続されるものである。
【００２２】
又この貯湯タンク１内の高温水利用の暖房が継続し、給湯量が不足して来たときには、今度は再び流路を切替て昼間でも加熱手段５を駆動させて、深夜電力利用の蓄熱時と同様な運転で、暖房を継続させるものであり、暖房の熱源を経済的な深夜電力利用の蓄熱、次に同じく蓄熱された貯湯タンク１内の高温水、そして最終的には昼間の電力を利用した熱源へと移行させ、極力経済的な給湯と暖房を実現しょうとするものである。
【００２３】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、深夜電力利用で貯湯タンク内に高温水を多量に貯湯した後、循環回路を切替て暖房タンクに翌日使用する暖房用の熱を蓄熱することで、貯湯タンク内の高温水を給湯として使用し、又暖房は暖房タンクの蓄熱を利用して行われるので、多量の給湯使用でも湯切れすることなく良好に利用出来るものであり、更に暖房は無駄なエネルギ−を使用することなく、極めて経済的に行われるものである。
【００２４】
更に深夜電力を利用した暖房タンク内の蓄熱がなくなった時には、貯湯タンク内の高温水を暖房用熱交換部へ循環させて、継続して暖房が行われ、極力日中の加熱手段の運転を阻止して、経済的な給湯及び暖房を図るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明一実施形態を付した貯湯式給湯暖房装置の概略構成図。
【図２】同暖房用熱交換部の一部を切り欠いた斜視図。
【符号の説明】
１貯湯タンク
２給水管
４給湯管
５加熱手段
６循環ポンプ
７循環回路
９往き管
１０戻り管
１１バイパス回路
１２電動三方弁
１３補助循環ポンプ
１４暖房用熱交換部
１５内熱交
１６暖房タンク
１７放熱器
１８暖房用ポンプ
２１上接続管
２２下接続管
２３温度センサ
２４第１開閉弁
２５第２開閉弁

Claims

給水管と給湯管が接続され湯水を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段と、前記貯湯タンクと前記加熱手段とを湯水が循環可能に接続する往き管及び戻り管から成る循環回路と、前記循環回路に設けられ湯水を循環させる循環ポンプとを備え、前記貯湯タンク内の湯水を前記循環ポンプの駆動により前記循環回路の往き管を介して前記加熱手段に循環させて加熱し、再び戻り管を介して貯湯タンクに戻すようにしたものに於いて、前記循環回路途中には暖房用熱交換部を備えたバイパス回路を設け、この暖房用熱交換部は加熱手段で加熱された湯水が循環する内熱交と、該内熱交を貯留熱媒液中に没入させた小容量の暖房タンクから構成し、この暖房タンクには放熱器と暖房用ポンプを接続し、更に循環回路を貯湯タンク側とバイパス回路側に切替る流路切替手段を備え、更に貯湯タンク上部からバイパス回路途中で暖房用熱交換部より上流側に電動三方弁を介して上接続管を接続し、又貯湯タンク下部からバイパス回路途中で暖房用熱交換部より下流側には下接続管を接続し、更にこの上接続管及び下接続管及びこの両管の接続したバイパス回路途中には補助循環ポンプを備えると共に、下接続管の接続部分より下流側のバイパス回路中には第１開閉弁を備え、暖房タンクは深夜電力で駆動する加熱手段による熱を暖房用に蓄熱して使用し、この蓄熱がなくなり暖房タンクの温度を検出する温度センサの検出温度が所定温度以下に達した時には、貯湯タンク上部の高温水を循環させて暖房用に利用するようにした事を特徴とする貯湯式給湯暖房装置。