JP4901299B2 - 給湯再加熱装置及び再加熱方法 - Google Patents

Description

本発明は、貯湯タンクから給湯口へ温水を供給する給湯配管内の湯水を再加熱して給湯口に供給する給湯再加熱装置及び方法に関する。

従来より、例えば家庭用の給湯システムとして、ヒータによって加熱された温水を貯湯タンクに貯留し、この温水を給湯配管によりシャワーやカラン等の給湯口に導くことで給湯を行うようにした給湯システムが一般的である。このような従来の給湯システムにおいては、給湯口から給湯されていない間に給湯配管内の温水が冷めてしまい、給湯口を開けて給湯を開始してからしばらくの間、冷水が出てくることがよくある。そして、貯湯タンクは、スペースの都合上、浴室等の給湯場所から離れた場所に設置されることが多く、給湯配管が長くなるので、上記のように給湯開始直後に出てくる冷水の量も多くなる。このため、利用者は温水が出てくるまで長い間待たなければならず不愉快であり、また、湯になるまでの水が無駄に捨てられてしまうなどの問題がある。

こうした問題への対応として、例えば、特許文献１には、給湯配管内の湯水が冷却された場合であっても、給湯口の近傍に設けた即湯器により湯水を再加熱することで、給湯を開始すると直ちに希望温度以上の湯を給湯できる発明が開示されている。
特開平５−４４９９３号公報

しかし、特許文献１に開示された発明では、給湯配管内の湯を即湯器に導いて再加熱するか、それとも即湯器に導かず再加熱しないかは、切替バルブによって制御することとしており、構造が複雑となるという問題がある。

本発明は上記の問題を解消すべくなされたものであり、簡易な構成で給湯用温水の再加熱を行うことが可能な給湯再加熱装置及び方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明は、 貯湯タンクから給湯口へ温水を供給する給湯配管の途中に設けられ、該給湯配管内の湯水を再加熱するための給湯再加熱装置であって、
貯湯槽と、
前記貯湯槽の内部に設けられた、多孔管からなる混合部と、
前記貯湯槽内において前記給湯配管から分岐された、前記給湯配管から供給される湯水の一部を前記貯湯槽に導く導入管、及び、前記給湯配管から供給される湯水の残部を前記混合部に導く混合管と、
前記貯湯槽内に貯留された湯水を、通電されることにより発熱するヒータで再加熱する再加熱部と、を備え、
前記混合部は、その内部に前記混合管からの湯水が供給されると共に、前記多孔管の孔部を通して前記貯湯槽内の再加熱された湯水が流入することにより、前記給湯配管から供給される湯水の残部と、前記流入した湯水とを混合して温水を生成し、
前記混合部で生成された温水を給湯口に導くための配管を更に備えることを特徴とする給湯再加熱装置。である。

第二の発明は、第一の発明に記載の給湯再加熱装置において、
前記再加熱部は、主電源として蓄電池を備えることを特徴とする給湯再加熱装置である。

第三の発明は、第二の発明に記載の給湯再加熱装置において、
商用電源により前記蓄電池を充電する充電部を備えることを特徴とする給湯再加熱装置である。

第四の発明は、第二又は第三の発明に記載の給湯再加熱装置において、
前記蓄電池は、鉛蓄電池、銀・亜鉛蓄電池、リチウム・イオン蓄電池、ニッケル・金属水酸化物蓄電池、ＮａＳ電池、ニッケル・亜鉛蓄電池、リチウム金属蓄電池、キャパシタのうち少なくとも何れかであることを特徴とする給湯再加熱装置である。

第五の発明は、第一から第四の発明のうち何れかに記載の給湯再加熱装置において、
前記貯湯槽内の水温が第１の所定の温度未満の場合に前記再加熱部により前記貯湯槽内の水を加熱させ、前記貯湯槽内の水温が第２の所定の温度に達した場合に前記再加熱部による加熱を停止する加熱制御部を更に備えることを特徴とする給湯再加熱装置である。

本発明によれば、簡単な構成で給湯用温水の再加熱を行えるようにすることができる。

図１は、本発明の第１の実施形態である給湯再加熱装置１の全体構成図である。同図に示すように、本実施形態の給湯再加熱装置１は、貯湯槽１０、第一給湯配管２０、再加熱部３０、混合部４０、第二給湯配管５０、加熱制御部６０、蓄電池７０を備えている。

第一給湯配管２０は、屋外等に設置された貯湯タンクと貯湯槽１０とを接続し、貯湯槽１０内で導入管２２と混合管２４とに分岐する。導入管２２は、貯湯槽１０内の下部において先端が開放し、第一給湯配管２０から供給された湯水の一部を貯湯槽１０内に導入するものである。混合管２４は、第一給湯配管２０から供給された湯水の残部を混合部４０に導く。混合管２４と混合部４０とは柔軟に変形可能な接続管２６を介して接続されている。これにより、地震等の外部からの振動、衝撃により混合管２４と混合部４０との間に相対的な変位が生じた場合も、その相対変位を吸収して、接続部の損傷等を防止できるようになっている。

貯湯槽１０は、第一給湯配管２０を通じて導かれた湯水を貯留する槽である。貯湯槽１０は、槽内の圧力調整のための安全弁１２と槽内のメンテナンスのための排水口１４とを備えていても良い。

再加熱部３０は、例えばコイル状に形成され、通電されると直ちに発熱する性質を有するヒータを備えており、貯湯槽１０に貯留された湯水を再加熱することができる。再加熱部３０の電源には、商用電源を用いても良いし、後述する蓄電池等を用いても良い。

混合部４０は、有孔管により構成されており、第一給湯配管２０から混合管２４を通じて管内に導かれた湯水と、貯湯槽１０から孔部を介して管内に流入する、再加熱部３０により再加熱された湯水とを所定の割合で混合する。この混合割合は、例えば、混合部４０を構成する有孔管の孔の寸法や個数、導入管２２や混合管２４の管径等により設定することができる。

第二給湯配管５０は、混合部４０で上記のように混合された湯水をシャワーやカラン等の給湯口に導く。給湯口では湯水の使用者が適宜水道水等と混合して、湯加減を調節できるようになっている。

加熱制御部６０は、貯湯槽１０内の水温を測定するための温度センサ４７を備えており、貯湯槽１０内の水温が第１の所定の温度Ｔ０未満の場合には、再加熱部３０の電源をオンにすることにより再加熱部３０により貯湯槽１０内の水を加熱させる。一方、貯湯槽１０内の水温が第２の所定の温度Ｔ１（＞Ｔ０）に達した場合には、再加熱部３０の電源をオフにすることにより再加熱部３０による加熱を停止する。

蓄電池には、例えば、鉛蓄電池、銀・亜鉛蓄電池、リチウム・イオン蓄電池、ニッケル・金属水酸化物蓄電池、ＮａＳ電池、ニッケル・亜鉛蓄電池、リチウム金属蓄電池、大容量高出力のキャパシタなどの二次電池を用いることができる。特に、リチウム・イオン蓄電池は大容量・高出力でかつ効率が高いので、再加熱部３０の電源として好ましい。この蓄電池は、商用電源等から電気の供給を受けて充電し、再加熱部３０が稼動するときには再加熱部３０に電気を供給する。商用電源は夜間の電気料金が日中よりも安くなっているので、夜間に充電すれば電気代を節約できる。また、商用電源に代えて、太陽光発電等の自家発電によって充電を行うこととしても良い。

本実施形態の給湯再加熱装置１は、蓄電池に充電を行う充電回路を備えている。充電回路は、基本的には、商用電源とダイオードとにより構成される。ただし、使用する二次蓄電池の種類に応じ、コストも考慮した最適の充放電形態がとれるよう構成する。例えば、二次蓄電池にリチウム・イオン電池を使用する場合には、電流一定充電、電圧一定充電などの充電方式を用い、過充電保護装置や必要があれば、各セル単位の管理が行える装置を付加する。また、電池の寿命を考慮して過放電防止装置なども付加する。

以下、給湯再加熱装置１の動作について説明する。
第一給湯配管２０内の湯水の温度が第１の所定の温度Ｔ０（例えば６０℃）以下の場合には、加熱制御部６０によって再加熱部３０に通電されることで、再加熱部３０により貯湯槽１０内の湯水が再加熱される。そして、第２の所定の温度Ｔ１（例えば８０℃）に達すると加熱制御部６０により再加熱部３０への通電は停止され、再加熱部３０による湯水の加熱も停止する。したがって、貯湯槽１０内の湯水は常に第１の所定の温度Ｔ０と第２の所定の温度Ｔ１の間（例えば６０℃〜８０℃）に保たれることとなる。

例えば、第一給湯配管２０内で滞留している湯水が外気等により冷却された場合（例えば、湯水が２０℃に冷却された場合）であっても、貯湯槽１０で貯留される湯水がＴ０（６０℃）まで冷めると再加熱が開始されてＴ１（８０℃）まで再加熱される。このとき、使用者が給湯口で湯水の利用を開始すると、混合部４０には、第一給湯配管内２０から混合配管２４を経て２０℃の冷めた湯水が供給される。また、第一給湯配管内２０から導入間２２を経て貯湯槽１０に供給される湯水によって、貯湯槽１０に貯留されていた湯水が押出されることにより、貯湯槽１０からＴ０〜Ｔ１（６０℃〜８０℃）の湯水が混合部４０の内部に供給される。したがって、混合部４０では、第一給湯配管内２０の冷めた湯水と貯湯槽１０の再加熱された湯水とが混合されることになる。混合部４０での混合比率が例えば１：１に設定されていれば、２０℃に冷めた湯水と、再加熱された例えば６０℃〜８０℃の湯水が混合部４０で混合されて４０℃〜５０℃の湯水が生成されて、給湯口に供給される。

以上のように、本実施形態の給湯再加熱装置１によれば、貯湯タンクから供給された温水が第一給湯配管２０に滞留している間に冷めても、この冷めた湯水が貯湯槽１０の高温の湯水と混合されたあと、第二給湯配管５０に導かれて給湯口から給湯されることになる。このため、シャワーやカラン等の給湯口を開いて給湯を開始した直後から高温の温水が給湯されるので、従前のように、水温が上がるのを待たねばならないという不便がなくなって利用者は快適にシャワー等を使用することができ、また、給湯開始後に出てくる冷めた水を無駄にすることがなくなるので、節水にも役立つ。

また、給湯再加熱装置１は、切替バルブ等器具は特に備えず、簡潔な構造となっているので、低コストで生産が可能となり、また、故障しにくい等の効果が期待できる。

さらに、再加熱部３０の電源として蓄電池を備えれば、夜間の安い電気を利用して充電することにより、給湯再加熱装置１に掛かる電気代を抑制できる。

なお、以上の実施形態の説明は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。

本発明の実施形態である給湯再加熱装置１の全体構成図である。

符号の説明

１ 給湯再加熱装置 １０ 貯湯槽
１２ 安全弁 １４ 排水口
２０ 第一給湯配管 ２２ 導入管
２４ 混合管 ２６ 接続管
３０ 再加熱部 ４０ 混合部
５０ 第二給湯配管 ６０ 加熱制御部

Claims (6)

1. 貯湯タンクから給湯口へ温水を供給する給湯配管の途中に設けられ、該給湯配管内の湯水を再加熱するための給湯再加熱装置であって、
   貯湯槽と、
   前記貯湯槽の内部に設けられた、多孔管からなる混合部と、
   前記貯湯槽内において前記給湯配管から分岐された、前記給湯配管から供給される湯水の一部を前記貯湯槽に導く導入管、及び、前記給湯配管から供給される湯水の残部を前記混合部に導く混合管と、
   前記貯湯槽内に貯留された湯水を、通電されることにより発熱するヒータで再加熱する再加熱部と、を備え、
   前記混合部は、その内部に前記混合管からの湯水が供給されると共に、前記多孔管の孔部を通して前記貯湯槽内の再加熱された湯水が流入することにより、前記給湯配管から供給される湯水の残部と、前記流入した湯水とを混合して温水を生成し、
   前記混合部で生成された温水を給湯口に導くための配管を更に備えることを特徴とする給湯再加熱装置。
2. 請求項１に記載の給湯再加熱装置において、
   前記再加熱部は、主電源として蓄電池を備えることを特徴とする給湯再加熱装置。
3. 請求項２に記載の給湯再加熱装置において、
   商用電源により前記蓄電池を充電する充電部を備えることを特徴とする給湯再加熱装置。
4. 請求項２又は３に記載の給湯再加熱装置において、
   前記蓄電池は、鉛蓄電池、銀・亜鉛蓄電池、リチウム・イオン蓄電池、ニッケル・金属水酸化物蓄電池、ＮａＳ電池、ニッケル・亜鉛蓄電池、リチウム金属蓄電池、キャパシタのうち少なくとも何れかであることを特徴とする給湯再加熱装置。
5. 請求項１〜４のうち何れかに記載の給湯再加熱装置において、
   前記貯湯槽内の水温が第１の所定の温度未満の場合に前記再加熱部により前記貯湯槽内の水を加熱させ、前記貯湯槽内の水温が第２の所定の温度に達した場合に前記再加熱部による加熱を停止する加熱制御部を更に備えることを特徴とする給湯再加熱装置。
6. 貯湯タンクから給湯口へ温水を供給する給湯配管内の湯水を再加熱するための給湯再加熱方法であって、
   前記給湯配管は貯湯槽内において、前記給湯配管から供給される湯水の一部を前記貯湯槽に導く導入管と、前記給湯配管から供給される湯水の残部を前記貯湯槽の内部に設けられた多孔管からなる混合部に導く混合管とに分岐しており、
   前記給湯配管から供給される湯水の一部を、前記導入管を介して、前記貯湯槽に供給するステップと、
   前記貯湯槽に貯留された湯水を、通電されることにより発熱するヒータで再加熱するステップと、
   前記給湯配管から供給される湯水の残部を前記混合管から前記混合部に導くと共に、前記多孔管の孔部を通して前記貯湯槽内の再加熱された湯水を前記多孔管の内部に流入させることにより、前記給湯配管から供給される湯水の残部と、前記流入させた湯水とを混合して温水を生成するステップと、
   前記生成された温水を給湯口に導くステップと、を備えることを特徴とする給湯再加熱方法。

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