JP4830994B2 - 給湯システム - Google Patents

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Description

本発明は、貯湯タンクと増設タンクを備える給湯システムに関する。
従来から、ヒートポンプにより水を沸かし、貯湯タンクに溜めた湯をカランや食洗機等の湯使用端末に供給する給湯システムがある。従来の給湯システムの一例について図4を参照して説明する。図4は、給湯システムの構成を示す。給湯システム101は、給水された水と沸かし上げられた湯を貯湯する貯湯タンク102と、第1増設タンク103aと第2増設タンク103bとからなる増設タンク103と、貯湯タンク102及び第1増設タンク103aの上部を配管164a及び167を介して接続する切替弁108と、この切替弁108と給湯口とを繋ぐ配管164bと、給水を加熱する加熱源104とシステム全体の動作を制御する制御部105と、を備える。貯湯タンク102は、下部において給水を供給する配管161と繋がれ、また、配管162a及び162bによって加熱源104と繋がれている。第1増設タンク103aの底部と第2増設タンク103bの頂部は、配管169によって繋がれており、第2増設タンク103bの底部は配管168、162bによって加熱源104と繋がっている。加熱源104の湯取り出し口は、配管163によって配管164bと繋がっている。
貯湯タンク102の湯を給湯するときは、制御部105は切替弁108を貯湯タンク102側に切り替える。給湯口が開かれると配管161から給水が貯湯タンク102の底部に入り、給水圧によって貯湯タンク2の頂部の湯が配管164a、164bを経由して給湯される。増設タンク103の湯を給湯するときは、制御部105は切替弁108を増設タンク103側に切り替える。給湯口が開かれると配管161から給水が貯湯タンク102の底部に入り、配管162a、168を経由して第2増設タンク103bの底部に入り、配管169によって繋がれた第1増設タンク103aの頂部の湯が給水圧によって、配管167、164bを経由して給湯される。
貯湯タンク102の湯を沸かし上げるときは、制御部105は切替弁108を貯湯タンク102側に切り替え、加熱源104に内蔵された送湯ポンプにより、貯湯タンク102底部の水を吸引し、加熱して配管163、164b、164aを経由して貯湯タンク102の頂部に送湯する。増設タンク103の湯を沸かし上げるときは、制御部105は切替弁108を増設タンク103側に切り替え、加熱源104に内蔵された送湯ポンプにより、第2増設タンク103bの底部の水を吸引し、加熱して配管163、164b、167を経由して第1増設タンク103aの頂部に送湯する。
しかしながら、上述した給湯システム101においては、加熱源104により給水を沸かし上げながら貯湯タンク102、又は増設タンク103に貯湯された湯を給湯する場合には、給湯を行う配管164bと沸かし上げた湯を送る配管163とが配管途中で合流するために、沸かし上げの経路が給湯用の配管のバイパス経路となる。そのため、加熱源104によって調整可能な範囲以上の流量が流れ、沸かし上げ温度が低下し、その結果温度低下した湯が給湯される。また、給湯の配管と沸かし上げの配管が同一であるので、貯湯タンク102と増設タンク103との内の一方のタンクから給湯しながら、他方のタンクの水を沸かし上げることが出来ない。
また、貯湯タンクと増設タンクを備え、それぞれのタンクの上部に出湯するための配管と沸かし上げられた湯を入れるための配管を配設し、下部に給水を入れるための配管と加熱源に給水を送るための配管を配設した給湯システムが知られている(例えば、特許文献1参照)。貯湯タンクと増設タンクのそれぞれが、湯と水の出入の為の配管を別個に有しているので、一方のタンクの湯を給湯しながら他方のタンクの水を沸かし上げることができ、給湯している湯温が低下することもない。
しかしながら、特許文献1に示されるような給湯システムにおいては、タンクに配設される配管が多いために給湯システムの設置時の施工性が悪い。また、貯湯タンクと増設タンクとへの給水配管が切替弁によって接続されており、一方のタンクにしか給水圧が掛からないので、両方のタンクの湯を同時に給湯することができない。
特開平6−221673号公報
本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたものであり、沸かし上げ時に給湯しても給湯する湯の温度が低下せず、また、給湯するタンクと沸かし上げるタンクを別にすることができ、かつ、設置時の施工性が良い給湯システムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために請求項1の発明は、給水と加熱された湯を貯留する貯湯タンクと、増設タンクと、前記貯湯タンクに給水する給水配管と、前記貯湯タンクに接続された送水配管と、前記送水配管と接続され前記送水配管により送水された前記貯湯タンクの水を加熱する加熱源と、前記加熱源と前記貯湯タンクを接続し沸かし上げられた湯を前記貯湯タンクに送る沸上配管と、前記貯湯タンクからの湯を給湯口に給湯する給湯配管と、を備えた給湯システムにおいて、前記増設タンクから給湯する増設タンク給湯配管と、該増設タンクへ沸かし上げた湯を送る増設タンク沸上配管とを合流させ、1本の増設タンク頂部配管として該増設タンクの頂部へ連結させ、前記貯湯タンクから前記増設タンクへ給水する配管と、該増設タンクから前記加熱源へ送水する配管とを合流させ、1本の増設タンク下部配管として該増設タンクの底部へ連結させたものである。
請求項2の発明は、請求項1に記載の給湯システムにおいて、前記増設タンク沸上配管は前記沸上配管から分岐しており、その分岐箇所に、湯の送湯先を前記貯湯タンク、又は増設タンクに切り替える沸上切替弁を有し、前記増設タンク給湯配管は前記給湯配管から分岐しており、その分岐箇所に、湯の供給元を前記貯湯タンク、又は増設タンクに切り替える給湯切替弁を有するものである。
請求項3の発明は、請求項2に記載の給湯システムにおいて、前記給水配管と増設タンク下部配管とを接続する第2下部配管をさらに備え、前記送水配管の水が前記貯湯タンクに流れないようにする貯湯タンク逆止弁を該送水配管に有し、前記増設タンク下部配管の水が前記増設タンクに流れないようにする増設タンク逆止弁を該増設タンク下部配管に有するものである。
請求項4の発明は、請求項1に記載の給湯システムにおいて、前記給水配管と増設タンク下部配管とを接続する第2下部配管をさらに備え、前記増設タンク給湯配管は前記給湯配管から分岐しており、その分岐箇所に、湯の供給元を前記貯湯タンク、又は増設タンクに切り替える給湯切替弁を有し、前記増設タンク下部配管は前記送水配管から分岐しており、その分岐箇所に、前記加熱源に送水する水の供給元を前記貯湯タンク、又は増設タンクに切り替える送水切替弁を有するものである。
請求項1の発明によれば、増設タンクの頂部に接続される配管と、底部に接続される配管とが1本ずつであり、配管の本数が少ないので給湯システムの設置時の施工性が良い。また、沸かし上げの経路と給湯の経路が分離されるので、沸かし上げ時に給湯しても給湯する湯の温度が低下せず、給湯するタンクと沸かし上げるタンクを別にすることができる。
請求項2の発明によれば、貯湯タンク及び増設タンクに常に給水圧が掛かるので、両方のタンクの湯を同時に給湯することができる。
請求項3の発明によれば、貯湯タンクの底部から加熱源への配管と、増設タンクへの給水の配管を兼用せずに分離している。このことにより、貯湯タンクから加熱源への水と、増設タンクへの給水とが混合されないので、貯湯タンクの水を沸かし上げた湯の温度が変動しない。
請求項4の発明によれば、貯湯タンクの底部から加熱源への配管と、増設タンクへの給水の配管を兼用せずに分離しているので、請求項3と同等の効果を得ることができる。
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態に係る給湯システムについて図面を参照して説明する。図1(a)は、給湯システムの構成を示す。給湯システム1は、給水と加熱された湯を貯湯する貯湯タンク2と、第1増設タンク3a、第2増設タンク3bよりなる増設タンク3と、給水を加熱するヒートポンプである加熱源4と、給湯システム1全体を制御する制御部5と、を備えている。貯湯タンク2は、底部において給水配管61と繋がり、給水を受けて水を貯留する。加熱源4は貯湯タンク2の底部と、配管62a、62bよりなる送水配管62によって繋がっており、内蔵する送湯ポンプによって、貯湯タンク2の底部の水を吸引して加熱する。加熱源4の湯取り出し口は、配管63a、63b、63cよりなる沸上配管63によって貯湯タンク2の頂部に繋がっている。貯湯タンク2の頂部は、また、配管64a、64bよりなる給湯配管64により高温給湯口へ繋がっている。沸上配管63は、沸上切替弁8aによって増設タンク沸上配管65に分岐している。沸上切替弁8aは、沸かし上げられた湯の送湯先を貯湯タンク2側と増設タンク沸上配管65側とに切り替える。また、給湯配管64は、給湯切替弁8bによって増設タンク給湯配管66に分岐している。給湯切替弁8bは、高温給湯口への給湯元を、貯湯タンク2側と増設タンク3側とに切り替える。増設タンク給湯配管66と増設タンク沸上配管65とは、合流して1本の増設タンク頂部配管67となり、第1増設タンク3aの頂部に連結している。
貯湯タンク2から第2増設タンク3bへ給水する配管と、第2増設タンク3bから加熱源4へ送水する配管とは、合流して1本の増設タンク下部配管68となり、第2増設タンク3bの底部に連結している。第2増設タンク3bの頂部は、配管69によって第1増設タンク3aの底部と繋がっている。沸上配管63は、切替弁8cにおいて貯湯タンク2の中層部に繋がる配管70に分岐している。切替弁8cは、沸かし上げられた湯の送湯先を配管63b側と貯湯タンク2の中層部側とに切り替える。貯湯タンク2の中層部は、配管71a、71b、71cよりなる中温湯給湯配管71によって中温給湯口に繋がっている。中温湯給湯配管71は、切替弁8dにおいて給湯配管64に繋がる配管72に分岐し、混合弁8eにおいて給水配管61に繋がる配管73に分岐している。切替弁8dは、中温給湯口への供給元を、配管71a側と配管72側とに切り替える。
次に上記のように構成された給湯システム1において、貯湯タンク2の湯を給湯する動作と、増設タンク3の湯を沸かし上げる動作について説明する。制御部5は、沸上切替弁8aを増設タンク沸上配管65側に切り替え、給湯切替弁8bを貯湯タンク2側に切り替え、切替弁8cを配管63b側に切り替える。高温給湯口が開かれると、実線で示す経路L1に示されるように、給水圧により給水が給水配管61から貯湯タンク2の底部に入り、貯湯タンク2中の湯が押し上げられ、頂部の湯が給湯配管64を通って高温給湯口から給湯される。増設タンク3の湯を沸かし上げるときは、制御部5は、1点鎖線で示す経路L2に示されるように、第2増設タンク3bの底部の水を、加熱源4の送湯ポンプによって増設タンク下部配管68を経由して加熱源4に吸引して加熱し、配管63a、63b、増設タンク沸上配管65、及び増設タンク頂部配管67を経由して第1増設タンク3aの頂部へ送る。
また、貯湯タンク2の中層部の中温湯を給湯するときは、制御部5は切替弁8dを配管71a側に切り替え、混合弁8eによって中温湯と水との混合比率を調整する。中温給湯口が開かれると、2点鎖線で示す経路L3に示されるように、給水圧により給水が給水配管61から貯湯タンク2の底部に入り、貯湯タンク2の中層部の湯が中温湯給湯配管71を通って中温給湯口から給湯される。貯湯タンク2の中層部に中温湯が無いときには、制御部5は、切替弁8dを配管72側に切り替えて、貯湯タンク2の頂部の高温湯と給水とを混合弁8eによって混合して給湯する。
次に、増設タンク3の湯を給湯する動作と、貯湯タンク2の湯を沸かし上げる動作について図1(b)を参照して説明する。制御部5は、沸上切替弁8aを貯湯タンク2側に切り替え、給湯切替弁8bを増設タンク3側に切り替え、切替弁8cを配管63b側に切り替える。高温給湯口が開かれると、実線で示す経路M1に示されるように、給水圧により給水が給水配管61から貯湯タンク2の底部に入り、配管62a、増設タンク下部配管68を経由して第2増設タンク3bの底部に入り、第2増設タンク3b、第1増設タンク3aの湯が押し上げられ、増設タンク頂部配管67、増設タンク給湯配管66、配管64bを通って高温給湯口から給湯される。貯湯タンク2の湯を沸かし上げるときは、制御部5は、1点鎖線で示す経路M2に示されるように、貯湯タンク2の底部の水を、加熱源4の送湯ポンプによって送水配管62を経由して加熱源4に吸引して加熱し、沸上配管63を経由して貯湯タンク2の頂部へ送る。
また、貯湯タンク2の中層部の中温湯を給湯については、2点鎖線で示す経路M3に示されるように、上述した図1(a)における給湯システム1と同様に行なう。
給湯システム1を上述した構成にすることにより、第1増設タンク3aの頂部に接続される配管と、第2増設タンク3bの底部に接続される配管とが1本ずつであり、配管の本数が少ないので、給湯システム1の設置時の施工性が良い。また、沸かし上げの経路と給湯の経路が分離されるので、沸かし上げ時に給湯しても給湯される湯の温度が低下せず、また、給湯するタンクと沸かし上げるタンクを別にすることができる。また、貯湯タンク2及び増設タンク3に常に給水圧が掛かり、両方のタンクの湯を同時に給湯することができるので、貯湯タンク2、又は増設タンク3の頂部の湯を高温給湯口から給湯しながら、貯湯タンク2の中層部の中温湯を中温給湯口から給湯することができる。
(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態に係る給湯システムについて図面を参照して説明する。図2(a)は、給湯システムの構成を示す。第2の実施形態においては、第1の実施形態と異なり、給水配管61と増設タンク下部配管68とを繋ぐ第2下部配管73と、送水配管62の水が貯湯タンク2へ流れないようにする貯湯タンク逆止弁8fと、増設タンク下部配管68の水が増設タンク3bへ流れないようにする増設タンク逆止弁8gと、を備える。
次に、上記のように構成された給湯システム1において、貯湯タンク2の湯を給湯する動作と、増設タンク3の湯を沸かし上げる動作について説明する。制御部5は、第1の実施形態と同様に沸上切替弁8aを増設タンク沸上配管65側に切り替え、給湯切替弁8bを貯湯タンク2側に切り替え、切替弁8cを配管63b側に切り替える。高温給湯口が開かれると、実線で示す経路N1に示されるように、第1の実施形態と同様の経路により給湯される。増設タンク3の湯を沸かし上げるときは、制御部5は、1点鎖線で示す経路N2に示されるように、第1の実施形態と同様の経路により、第2増設タンク3bの底部の水を、沸かし上げて第1増設タンク3aの頂部へ送る。また、貯湯タンク2の中層部の中温湯を給湯するときも、2点鎖線で示す経路N3に示されるように、第1の実施形態と同様に行なう。
次に増設タンク3の湯を給湯する動作と、貯湯タンク2の湯を沸かし上げる動作について図2(b)を参照して説明する。制御部5は、第1の実施形態と同様に沸上切替弁8aを貯湯タンク2側に切り替え、給湯切替弁8bを増設タンク3側に切り替え、切替弁8cを配管63b側に切り替える。高温給湯口が開かれると、実線で示す経路P1に示されるように、給水圧により給水が給水配管61から第2下部配管73、増設タンク下部配管68を経由して第2増設タンク3bの底部に入り、第2増設タンク3b、第1増設タンク3aの湯が押し上げられ、増設タンク頂部配管67、増設タンク給湯配管66、配管64bを通って高温給湯口から給湯される。第1の実施形態と異なり、給水が貯湯タンク2の底部を経由しない。
貯湯タンク2の湯を沸かし上げるときは、制御部5は、1点鎖線で示す経路P2に示されるように、第1の実施形態と同様の経路により、貯湯タンク2の底部の水を沸かし上げて貯湯タンク2の頂部へ送る。また、貯湯タンク2の中層部の中温湯を給湯するときも、2点鎖線で示す経路P3に示されるように、第1の実施形態と同様に行なう。
給湯システム1を上述した構成にすることにより、貯湯タンク2の底部から加熱源4への配管と、第2増設タンク3bへの給水の配管とを兼用せずに分離することができる。このことにより、貯湯タンク2の水を沸かし上げながら増設タンク3の湯を給湯するときに、貯湯タンク2から加熱源4への水と、第2増設タンク3bへの給水とが混合されないので、貯湯タンク2の水を沸かし上げた湯の温度が変動しない。
(第3の実施形態)
本発明の第3の実施形態に係る給湯システムについて図面を参照して説明する。図3(a)は、給湯システムの構成を示す。第3の実施形態においては、第1の実施形態と異なり、給水配管61と増設タンク下部配管68とを繋ぐ第2下部配管73を備え、また、送水配管62と増設タンク下部配管68との合流箇所に、加熱源4に送水する水の供給元を貯湯タンク2、又は第2増設タンク3bに切り替える送水切替弁8jを備える。また、沸上配管63から増設タンク沸上配管65への分岐点に配された沸上切替弁8aに代えて、貯湯タンク2の頂部の湯が沸上配管63へ流れないように、逆止弁8hを配管63cに備える。
次に、上記のように構成された給湯システム1において、貯湯タンク2の湯を給湯する動作と、増設タンク3の湯を沸かし上げる動作について説明する。制御部5は、給湯切替弁8bを貯湯タンク2側に切り替え、切替弁8cを配管63b側に切り替え、送水切替弁8jを増設タンク下部配管68側に切り替える。高温給湯口が開かれると、実線で示す経路Q1に示されるように、第1の実施形態と同様の経路により給湯される。増設タンク3の湯を沸かし上げるときは、制御部5は、1点鎖線で示す経路Q2に示されるように、第1の実施形態と同様の経路により、第2増設タンク3bの底部の水を、沸かし上げて第1増設タンク3aの頂部へ送る。また、貯湯タンク2の中層部の中温湯を給湯するときも、2点鎖線で示す経路Q3に示されるように、第1の実施形態と同様に行なう。
次に、増設タンク3の湯を給湯する動作と、貯湯タンク2の湯を沸かし上げる動作について図3(b)を参照して説明する。制御部5は、給湯切替弁8bを増設タンク3側に切り替え、切替弁8cを配管63b側に切り替え、送水切替弁8jを貯湯タンク2側に切り替える。高温給湯口が開かれると、実線で示す経路R1に示されるように、給水圧により給水が給水配管61から第2下部配管73、増設タンク下部配管68を経由して第2増設タンク3bの底部に入り、第2増設タンク3b、第1増設タンク3aの湯が押し上げられ、増設タンク頂部配管67、増設タンク給湯配管66、配管64bを通って高温給湯口から給湯される。第1の実施形態と異なり、給水が貯湯タンク2の底部を経由しない。
貯湯タンク2の湯を沸かし上げるときは、制御部5は、1点鎖線で示す経路R2に示されるように、第1の実施形態と同様に貯湯タンク2の底部の水を沸かし上げて貯湯タンク2の頂部へ送る。また、貯湯タンク2の中層部の中温湯を給湯するときも、2点鎖線で示す経路P3に示されるように、第1の実施形態と同様に行なう。
給湯システム1を上述した構成にすることより、第2の実施形態と同様に、貯湯タンク2の底部から加熱源4への配管と、第2増設タンク3bへの給水の配管とを兼用せずに分離することができる。このことにより、貯湯タンク2の水を沸かし上げながら増設タンク3の湯を給湯するときに、貯湯タンク2から加熱源4への水と、第2増設タンク3bへの給水とが混合されないので、貯湯タンク2の水を沸かし上げた湯の温度が変動しない。
なお、本発明は、上記各種実施形態の構成に限られず、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、加熱源4はヒートポンプに限らずに、燃焼式の湯沸器でもよい。また、タンク頂部とは、タンクの頂点部分だけでなく、タンクの上部全体を含み、タンク底部とは、タンクの底面部分だけでなく、タンクの下部全体を含む。
(a)は本発明の第1の実施形態に係る給湯システムにおいて貯湯タンクの湯を給湯し、増設タンクの湯を沸かし上げる状態の構成図、(b)は同システムにおいて貯湯タンクの湯を沸かし上げ、増設タンクの湯を給湯する状態の構成図。 (a)は本発明の第2の実施形態に係る給湯システムにおいて貯湯タンクの湯を給湯し、増設タンクの湯を沸かし上げる状態の構成図、(b)は同システムにおいて貯湯タンクの湯を沸かし上げ、増設タンクの湯を給湯する状態の構成図。 (a)は本発明の第3の実施形態に係る給湯システムにおいて貯湯タンクの湯を給湯し、増設タンクの湯を沸かし上げる状態の構成図、(b)は同システムにおいて貯湯タンクの湯を沸かし上げ、増設タンクの湯を給湯する状態の構成図。 従来の給湯システムの構成図。
符号の説明
1 給湯システム
2 貯湯タンク
3 増設タンク
4 加熱源
61 給水配管
62 送水配管
63 沸上配管
64 給湯配管
65 増設タンク沸上配管
66 増設タンク給湯配管
67 増設タンク頂部配管
68 増設タンク下部配管
73 第2下部配管
8a 沸上切替弁
8b 給湯切替弁
8f 貯湯タンク逆止弁
8g 増設タンク逆止弁
8j 送水切替弁

Claims (4)

  1. 給水と加熱された湯を貯留する貯湯タンクと、増設タンクと、前記貯湯タンクに給水する給水配管と、前記貯湯タンクに接続された送水配管と、前記送水配管と接続され前記送水配管により送水された前記貯湯タンクの水を加熱する加熱源と、前記加熱源と前記貯湯タンクを接続し沸かし上げられた湯を前記貯湯タンクに送る沸上配管と、前記貯湯タンクからの湯を給湯口に給湯する給湯配管と、を備えた給湯システムにおいて、
    前記増設タンクから給湯する増設タンク給湯配管と、該増設タンクへ沸かし上げた湯を送る増設タンク沸上配管とを合流させ、1本の増設タンク頂部配管として該増設タンクの頂部へ連結させ、
    前記貯湯タンクから前記増設タンクへ給水する配管と、該増設タンクから前記加熱源へ送水する配管とを合流させ、1本の増設タンク下部配管として該増設タンクの底部へ連結させたことを特徴とする給湯システム。
  2. 前記増設タンク沸上配管は前記沸上配管から分岐しており、その分岐箇所に、湯の送湯先を前記貯湯タンク、又は増設タンクに切り替える沸上切替弁を有し、
    前記増設タンク給湯配管は前記給湯配管から分岐しており、その分岐箇所に、湯の供給元を前記貯湯タンク、又は増設タンクに切り替える給湯切替弁を有することを特徴とする請求項1に記載の給湯システム。
  3. 前記給水配管と増設タンク下部配管とを接続する第2下部配管をさらに備え、
    前記送水配管の水が前記貯湯タンクに流れないようにする貯湯タンク逆止弁を該送水配管に有し、
    前記増設タンク下部配管の水が前記増設タンクに流れないようにする増設タンク逆止弁を該増設タンク下部配管に有することを特徴とする請求項2に記載の給湯システム。
  4. 前記給水配管と増設タンク下部配管とを接続する第2下部配管をさらに備え、
    前記増設タンク給湯配管は前記給湯配管から分岐しており、その分岐箇所に、湯の供給元を前記貯湯タンク、又は増設タンクに切り替える給湯切替弁を有し、
    前記増設タンク下部配管は前記送水配管から分岐しており、その分岐箇所に、前記加熱源に送水する水の供給元を前記貯湯タンク、又は増設タンクに切り替える送水切替弁を有することを特徴とする請求項1に記載の給湯システム。
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