JP4935720B2 - 貯湯式温水器および貯湯タンクユニット - Google Patents

Description

本発明は、貯湯式給湯機の貯湯タンクユニットの断熱構造に関するものである。

従来、電気温水器やヒートポンプ式給湯機のような貯湯式給湯機は貯湯タンク周囲に、熱伝導率の低い断熱材を巻くことで、熱漏洩を抑え、省エネルギー化が図られていた。例えば、貯湯タンク断熱材に真空断熱材とシート状断熱材を貯湯タンクと貯湯タンクユニット外箱内部の空間に使用して、貯湯タンクと貯湯タンクユニット外装ケースとが近接して空間間隔が狭い部位には、少なくとも真空断熱材を使用する構造が知られている（例えば特許文献１参照）。

ここで前記真空断熱材とは、多孔質構造の芯材（発泡体：ウレタン、粉末：シリカ、繊維：グラスウール 等）を例えばラミネートフィルムなどのプラスチックフィルムで被覆後、内部を減圧（1〜200Pa）して封止した断熱材であり、気体熱伝導率の寄与がほとんどゼロになるため、優れた断熱性能を得ることができる（例えば特許文献１参照）。

特開２００５−２２６９６５号公報（第1図）

しかし、従来の発明では、貯湯タンクが複数存在する場合の断熱方法については考慮されておらず、タンクが複数隣接した場合に発生するタンク間熱伝導による熱ロスを防ぐことができなかった。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、以下にその手段を説明する。

本発明では、並列に設けられた複数の貯湯タンクと、隣接する前記貯湯タンク間を一方の貯湯タンク上部と他方の貯湯タンク下部を接続する接続配管と、前記貯湯タンク全数の外周を覆う外装ケースを設けた貯湯式温水器であって、前記複数の貯湯タンクは前記接続配管にて直列に接続され、各貯湯タンクとの間に設けられた隙間に前記貯湯タンクの幅よりも小さい真空断熱材を備え、前記真空断熱材を前記外装ケースから前記接続配管の径以上にオフセットして設置し、該オフセットした空間に前記接続配管を設置することを特徴とする。

本発明に係る貯湯タンクユニットは、複数のタンクを隣接した場合にタンク間に真空断熱材を配置することにより、タンク間熱伝導による熱ロスを防ぐことができる。また、断熱性能の高い真空断熱材を用いることで、タンク間の設置間隔を小さくすることが可能となり、タンクを覆う外装ケースを小さくして省スペース化を図ることができる。

実施の形態１．
まず機器構成を説明する。本発明の実施の形態１の貯湯式給湯器の構成を図１、図２に基づいて説明する。
図１において、Ａは貯湯ユニットであり、貯湯ユニットＡは、貯湯タンク１ａ、１ｂ、一般給湯側混合弁２ａ、風呂側混合弁２ｂ、減圧弁３、電磁弁４、制御部１０、断熱材２０、真空断熱材２１にて構成されており（センサ類は後述説明）、上記構成品を金属製の外装ケース３０内に収めている。貯湯タンク１ａ、１ｂはステンレスなどの金属製もしくは樹脂性などである。貯湯タンク１ａ、１ｂの外側には断熱材２０が配置されており、高温の湯（以下、高温水と略す）を長時間に渡って保温することができる。貯湯タンク１ａ、１ｂは複数のタンクから構成されており、配管によって直列接続されている。（配管の直列接続は後述説明）。図１ではタンク２つの構成例としているが、さらに多くの数の貯湯タンクを貯湯ユニットＡ内に設置してもよい。

Ｂは熱源ユニットであり、内部に市水温度の水（以下、水もしくは低温水と略す）を目標の貯湯温度まで昇温加熱する熱交換器などの加熱器（図示せず）が内蔵されている。熱源ユニットは、例えばＨＦＣやＣＯ２などを冷媒としたヒートポンプであり、例えば、圧縮機（図示せず）、水と冷媒熱交換する水熱交換器（凝縮器、図示せず）、外気と熱交換する空気熱交換器（蒸発器、図示せず）、膨張弁（図示せず）などから構成されている。また、ヒートポンプに換えて、加熱源を電気ヒーターなどに置き換えても良いし、加熱源を貯湯タンク１に内蔵する構成としてもよい。

５は風呂側混合弁２ｂから給湯される給湯水を貯留する浴槽、６は一般給湯側混合弁２ａから給湯された温水と水源から供給される市水とを混合して給湯する混合栓であり、シャワー（図示せず）が接続される場合などもある。７は貯湯ユニットＡと熱源ユニットＢから構成される貯湯システムとの情報入出力（給湯温度の設定や浴槽への給湯の開始又は停止操作など）が可能なリモコンである。リモコンは、風呂側と台所用など複数個設置してもよい。

続いて、貯湯システムの配管構成について説明する。
水源から供給された市水温度の水は貯湯タンク１ｂ下部と、混合弁２ａ・２ｂ側と、混合栓６に３分岐される。貯湯タンク１ｂ下部には市水の導入管と、熱源ユニットＢへ貯湯タンク下部の水を送水するための管が接続されている。貯湯タンク１ｂ下部から送水された水は、熱源ユニットＢで目標温度まで加熱昇温されて、熱源ユニットＢから貯湯タンク１ａの上部へと繋がる配管を経て貯湯タンク１ａ上部に戻される。貯湯タンク１ａ下部と
貯湯タンク１ｂ上部は、配管で直列接続されている。貯湯タンク１ｂと熱源ユニットＢ間の水の循環は熱源ユニットに内蔵されるポンプ（図示せず）を動力として行われる。なお、ポンプは熱源ユニットＢに内蔵させず、貯湯ユニットＡに内蔵する構成としてもよい。

貯湯タンク１ａ上部には出湯用の配管が設けられており、貯湯タンク１ａから出た高温水は２分岐して一般給湯側混合弁２ａと風呂側混合弁２ｂへと分配される。一方混合弁２ａ，２ｂの水側入口には水源からの水配管が減圧弁３を経て２分岐して接続されており、混合弁２ａ、２ｂにて湯と水が混合されて所定の温度の温水となってそれぞれ給湯される。風呂側は、風呂側混合弁２ｂと浴槽５が電磁弁４を経由して配管接続されており、浴槽に風呂側混合弁２ｂから給湯された温水が溜まる構成となっている。また、一般給湯側は、一般給湯側混合弁２ａから給湯された温水が水源からの水と混合されて混合栓６から給湯される。
貯湯タンク１ａ上部から高温水が出た後、貯湯タンク１ｂ上部と貯湯タンク１ａ下部とを接続した配管を通して、貯湯タンク１ｂ上部の高温水が貯湯タンク１ａ下部に流れる。貯湯タンク１ｂの高温水が貯湯タンク１ａに流れて減った量は、市水から貯湯タンク１ｂ下部に流入される。そのため、過渡において図４のような貯湯タンク１ａ側に高温水が満たされ、貯湯タンク１ｂ側に低温水が貯留される状態になり、並列した貯湯タンク１ａと１ｂとの間に温度差が生じる。

なお、図１の例は混合栓６がひとつの構成を例に挙げたが、混合栓は、例えば台所や洗面所の蛇口、浴室のカラン兼シャワーなどに接続されるものであり、２つ以上の複数でもよく、混合弁の数を増やしてそれぞれの混合栓に対応する構成としてもよい。また、混合弁２ａ，２ｂは、例えばサーボモータ等の駆動源により弁体を駆動する電動弁であり、弁体が動くことにより高温水と水の混合比率を調整して給湯温度を制御できる構造のものである。

次に、貯湯ユニットＡに設けられたセンサ類と制御部について説明する。
混合弁２ａ，２ｂの出口側には給湯流量を計測する流量センサが設けられており、一般給湯側混合弁２ａの出口側には流量センサ１１ａが、風呂側混合弁２ｂの出口には流量センサ１１ｂがそれぞれ設けられている。そして、配管内を流れる湯水の温度を計測する温度センサが、混合弁水側入口の水温測定用に１２ｃ、混合弁高温水側入口の高温水温度測定用に１２ｄ（図１では温度センサ１２ｄをタンク上部配管に設ける構成としているが、タンク上部の缶体表面や、タンク上部缶体内部の湯温を直接測定する構成としてもよい）、一般給湯側混合弁２ａ出口側の給湯温度計測用に１２ａ、風呂側混合弁２ｂ出口側の給湯温度計測用に１２ｂ、がそれぞれ設けられている。貯湯タンク１ａには貯湯水温度測定用の温度センサ１３ａ〜１３ｅが、貯湯タンク１ｂには貯湯水温度測定用の温度センサ１４ａ〜１４ｅが設けられており、これらの温度情報から貯湯タンク１ａ、１ｂに蓄熱される貯湯熱量を把握することが可能となる。なお、温度センサは、配管やタンクの表面にロー付け、溶接、ねじ固定、フォルダ固定するなどの方法や、水温を直接測るように配管やタンクの内部にセンサを内没させる設置方法などでもよい。

制御部１０へ接続されるセンサ類、および、リモコン７、熱源ユニットＢ、弁類（混合弁、電磁弁）の接続構成を図２に示す。制御部１０と前記センサ類などは通信ケーブルにより有線接続されており、信号の授受が可能である。なお、制御部１０と前記センサ類などの通信は、無線経由としてもよい。
制御部１０は貯湯ユニットＡに内蔵されており、温度、流量などのセンサ類の測定を行う測定部（図示せず）、測定結果に基づき演算、比較、判定などの処理を行う演算部（図示せず）、演算結果に基づき、弁類などを駆動するための駆動部（図示せず）、熱源ユニットへの運転情報などを送受信する送受信部（図示せず）により構成されている。また、演算部によって得られた結果や予め定められた関数などを計算する近似式やテーブルなどを記憶する記憶部（図示せず）も内蔵しており、必要に応じてこれらの記憶内容を参照、書き換えることが可能である。上記測定、演算、駆動などの処理はマイコンにより処理され、記憶部は半導体メモリーなどによって構成される。また、制御部１０には、マイコンによる処理結果をＬＥＤやモニターなどにより表示したり、警告音などを出力したり、電話回線、ＬＡＮ回線、無線などの通信手段（図示せず）により遠隔地へ情報を出力する出力部（図示せず）、リモコンや基板上のスイッチ類からの操作入力、もしくは電話回線、ＬＡＮ回線、無線などの通信手段（図示せず）からの通信データ情報を入力する入力部（図示せず）がある。なお、上記構成例では制御部１０を貯湯ユニットＡに内蔵する構成としたが、貯湯ユニットＡにメイン制御部を、熱源ユニットＢ側に制御部の機能の一部を持つサブ制御部を設けて、メインとサブ間ではデータ通信を行うことにより連携処理を行う構成や、リモコンにそれらの機能を持たせる構成、これらの外部に制御部を別置する形態などとしてもよい。

次に貯湯動作を説明する。加熱源である熱源ユニットＢにて沸き上げられた高温水は、熱源ユニットＢと貯湯ユニットＡとを接続する配管を経て、上部から貯湯タンク１ａへ流入する。貯湯タンク１ａ下部と貯湯タンク１ｂ上部は直列に配管接続されているため、貯湯タンク１ａに流入した体積分の水（高温水もしくは低温水）が貯湯タンク１ａ下部から貯湯タンク１ｂ上部へ移動する。そして、貯湯タンク１ｂ下部からは流入体積分の低温水が排出されて、配管接続される熱源ユニットＢへと戻る。このように、熱源ユニットＢと貯湯タンク間では循環回路が形成されて、貯湯タンク内の低温水は順次高温に沸き上げられて貯湯タンクに貯湯される。この貯湯運転は、通常電力料金が安価な夜間に行われるが、昼間貯湯熱量が不足する場合には昼間にも運転を行うことで（追加沸き上げ）、湯切れを防ぐことが可能となる。

次に給湯動作を説明する。貯湯タンク１ａ，１ｂの沸き上げ湯温はリモコン７で予め設定することが可能であり、深夜時間帯に、熱源ユニットＢのヒートポンプ熱源により貯湯タンク１ａ，１ｂの水温を目標沸き上げ湯温まで沸き上げる。また、一般給湯側の給湯温度と、浴槽の設定温度は、予めリモコン７にて設定することが可能である。また、昼間時間帯に貯湯量が不足する場合には、熱源ユニットＢを運転して貯湯タンク１ａ，１ｂに追加貯湯することも可能である。

次に一般給湯側への給湯動作を説明する。混合栓６を開くと、制御部１０は、一般給湯側の温度センサ１２ａでの検出温度が、設定されている給湯温度となるように一般給湯側混合弁２ａを制御し、貯湯タンク１ａ上部から給湯した高温水と水を適温（例えば４２℃）に混合する。

次に風呂給湯側への給湯動作を説明する。浴槽５への給湯温度は、予めリモコン７で設定することが可能であり、浴槽５への給湯動作としては、湯張り、高温差し湯、足し湯、注水の４つのパターンがある。
以下それぞれの給湯動作について説明する。

はじめに給湯動作の内、湯張り動作を説明する。湯張りを行うためには、まずリモコン７で、湯張りスイッチを押す。これにより湯張りの指令が出力され、制御部１０が、風呂側の温度センサ１２ｂでの検出温度が設定されている浴槽湯温となるように風呂給湯側混合弁２ｂを制御するとともに、電磁弁４を開いて浴槽５への湯張りを開始する。浴槽５への湯張り開始後、浴槽側の流量センサ１１ｂにより、積算流量をカウントし、リモコン７であらかじめ設定された浴槽湯量に到達するまで、湯張りを継続する。積算流量が、設定された浴槽湯量に到達すると、電磁弁４を閉じて湯張りを完了する。

次に高温差し湯動作を説明する。浴槽５内のお湯の温度が下がった時に高温差し湯を行うためには、リモコン７で、高温差し湯スイッチを押す。これにより高温差し湯の指令が出力され、制御部１０が、浴槽側の温度センサ１２ｂの検出温度が高温（例えば６０℃）になるように風呂給湯側混合弁２ｂを制御するとともに、電磁弁４を開いて浴槽５への高温差し湯を開始する。浴槽５への高温差し湯開始後、浴槽側の流量センサ１１ｂにより、積算流量をカウントし、一定量（例えば２０Ｌ）に到達すると、電磁弁９を閉じて高温差し湯を完了する。

次に足し湯動作を説明する。浴槽５内のお湯の量が減った時に足し湯を行うためには、リモコン７で、足し湯スイッチを押す。これにより足し湯の指令が出力され、制御部１０が、浴槽側の温度センサ１２ｂの検出温度がリモコン７で設定されている浴槽湯温となるように風呂給湯側混合弁２ｂを制御するとともに、電磁弁４を開いて浴槽５への足し湯を開始する。浴槽５への足し湯開始後、浴槽側の流量センサ１１ｂにより、積算流量をカウントし、一定量（例えば２０Ｌ）に到達すると、電磁弁４を閉じて足し湯を完了する。

次に注水動作を説明する。注水を行うためには、リモコン７で、注水スイッチを押す。これにより注水の指令が出力され、制御部１０が、浴槽側の温度センサ１２ｂの検出温度が市水温となるように風呂給湯側混合弁２ｂを制御するとともに、電磁弁４を開いて浴槽５への注水を開始する。浴槽５への注水開始後、浴槽側の流量センサ１１ｂにより、積算流量をカウントし、一定量（例えば２０Ｌ）に到達すると、電磁弁４を閉じて注水を完了する。

次に断熱材構成を説明する。以下、本発明の特徴である断熱材及び断熱材の形成方法について詳細説明する。
図３は貯湯ユニットＡの水平断面図である。図３では図１に記載の弁類を省略しているが、弁類は貯湯タンクと貯湯ユニットの外装ケースに囲まれる角部などのスペースに収められる（図１では弁類を模式的に大きく描いている）。

断熱材は真空断熱材２１と真空断熱材以外の断熱材２０ａ、２０ｂに分かれており、真空断熱材以外の断熱材は２０ａと２０ｂの２部品に分割されている。分割された真空断熱材以外の断熱材には、貯湯タンク１ａ、１ｂを位置決め・固定するための貯湯タンクの形状とほぼ同じ形状の窪み部が設けられる。真空断熱材以外の断熱材の貯湯タンク１ａ、１ｂの間の窪み部の間には、真空断熱材２１の厚さ以上の間隔を設け、真空断熱材の位置決めと保持の役目を果たす窪み部が設けられている。真空断熱材２１は真空断熱材以外の断熱材２０ａ，２０ｂに挟まれて位置決め固定される構成となっている。

貯湯タンク１ａ、１ｂの周囲に設ける真空断熱材以外の断熱材２０ａ，２０ｂは、柔軟性と圧縮性を有する公知の断熱材が使用可能であり、無機系、有機系のいずれの断熱材も使用でき、また組み合わせて使用することもできる。

真空断熱材以外の断熱材の種類の一例を示す。真空断熱材以外の断熱材には無機系と有機系があり、施工性の優れている無機系は、断熱性能がよいなどの観点から繊維体が適用しやすく、その例としては、グラスウール、グラスファイバー、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維、シリカ繊維、ロックウール等、公知の材料を使用することができる。また有機系としては、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン。メラミン等の軟質フォームが使用できる。貯湯タンク表面温度が比較的低い箇所では、耐燃性の低い熱可塑性樹脂材料としては、発泡ポリスチレン、発泡ポリエチレンなど、耐燃性の高い熱可塑性樹脂材料としては、発泡ポリフェニレンエーテル、発泡ポリプロピレン、発泡ポリエチレンテレフタレート、発泡α−メチルスチレン、発泡パラメチルスチレン、発泡架橋ポリエチレンなど公知の材料を使用することができる。

真空断熱材２１は、多孔質構造の芯材（発泡体：ウレタン、粉末：シリカ、繊維：グラスウール 等）を例えばラミネートフィルムなどのプラスチックフィルムで被覆後、内部を減圧（1〜200Pa）して封止した断熱材であり、貯湯タンク１ａ、１ｂの間に配置されている。

次に真空断熱材２１をタンク間に設置する効果について説明する。
図４は図３の構成の貯湯ユニットＡの垂直断面図である。貯湯タンクは貯湯運転完了後に貯湯タンク１ａ、１ｂともに高温水（例えば90℃）が貯湯されてタンク内全体が高温水で満たされるが、給湯を行うとタンク１ａ上部から高温水が排出され、タンク１ｂ下部に同一容積分の市水温度（例えば9℃）の低温水が供給される。このため、徐々に貯湯タンク１ｂ下部の低温水が占める容積割合いが大きくなり、過渡において図４のような貯湯タンク１ａ側に高温水が満たされ、貯湯タンク１ｂ側に低温水が貯留される状態になる。

また、熱源ユニットＢにて貯湯タンク１ａ、１ｂを沸き上げる際においても、熱源ユニットＢで沸き上げた高温水が貯湯タンク１ａ上部から流入し、貯湯タンク１ｂ下部から低温水が流出して熱源ユニットＢへ戻り循環するため、過渡において図４のような貯湯タンク１ａ側に高温水が満たされ、貯湯タンク１ｂ側に低温水が貯留される状態になる。

このとき貯湯タンク１ａの下部は高温（例えば90℃）、貯湯タンク１ｂの下部は低温（例えば9℃）となり、貯湯タンク間の熱伝導により高温部の熱が低温タンク側に移動する現象が発生する。高温水が放熱すると、追加沸き上げの回数、量を増やさなければならないため、貯湯エネルギーがロスする。また、高温部の熱が低温タンク側に移動して、低温水温度が中温水（30℃程度以上）に上昇した場合には、貯湯タンク沸上の際に熱源機の運転ＣＯＰが低下し、システム効率が低下するという悪影響がある（中温水をＨＰ熱源機で沸き上げると、ガスクーラー側の冷媒エンタルピー差が取れなくなるため圧縮機の高圧が上昇して入力が増加し運転効率・ＣＯＰが悪化する）。つまり、貯湯タンク間の熱伝導により高温部の熱が低温タンク側に移動する現象が発生すると、高温水を追加沸き上げしなければならないエネルギー損失と、低温水温度が中温水になるので運転効率（ＣＯＰ）が低下する現象とで、給湯器のシステム効率が低下する。
さらに、高温側の水温が貯湯に使用可能な下限ぎりぎりの場合には（例えば４５℃）、貯湯タンク間熱交換により水温が利用下限以下となり（例えば４２℃以下）、給湯利用不可能となる不都合がある。

図４に示すように貯湯タンク間に断熱性能が高い（熱伝導率が低い）真空断熱材２１を設置することにより、貯湯タンク間の熱抵抗を大きくすることが可能となり、これにより貯湯タンク間の熱交換量を低減し、前記説明のタンク間熱移動に伴う不都合を抑止することができ、貯湯エネルギー効率を高めることが可能となる。

上記説明の貯湯タンク間の熱交換量低減効果は、特に貯湯タンクの外部にヒートポンプなどの加熱源を持ち、加熱源と貯湯タンク間で水を循環させて沸き上げを行う貯湯システムに対しては、沸き上げの際にも大きな効果が得られる。また、給湯使用時においてはヒートポンプなどの加熱源を外部にもつ貯湯システムでも、ヒータなどを貯湯タンク内部にもつ貯湯システムでも同様の効果が得られる。

東京地方の標準的な冬期の外気温度７℃であれば水温は９℃程度であり、外気温度と水温はほぼ同等である。このため、タンク高温部からの放熱量を低減させるためには、外気に接する面の断熱性能を向上させるのと同様に貯湯タンク同士が接する面の断熱性能を向上させることが重要となる。

図３において真空断熱材２１の幅Ｘは貯湯タンクの幅よりも小さいサイズとしている。円筒形をしている貯湯タンク同士の最近部に真空断熱材２１を設けることにより、効率的に断熱することができる。また、貯湯タンク同士の距離が離れている部分は、真空断熱材以外の断熱材の厚さが増すので、真空断熱材ではなくとも断熱効果を得ることができる。
図４において真空断熱材２１の高さＹは貯湯タンクの高さよりも小さいサイズとしている。貯湯タンク同士の最近部に真空断熱材２１を設けることにより、効率的に断熱することができる。半球形をしている上部及び下部は、貯湯タンク同士の距離が離れ、真空断熱材以外の断熱材の厚さが増すので、真空断熱材ではなくとも断熱効果を得ることができる。
これにより、貯湯タンク間熱伝導を抑止するために必要最小限な面積を効率的に断熱することが可能となり、真空断熱材のコストは真空断熱材以外の断熱材の約15倍から30倍であるので、断熱に関わるコストを低く抑えることができる。

また、タンク間に断熱性能が高い真空断熱材を配置することにより、他の断熱性能が低い断熱材を用いる場合に比べて、断熱厚さを薄くすることができる。したがって、タンク間距離を小さくすることが可能となり、貯湯ユニット全体の設置面積を小さくし、コンパクト化が可能となる。

また、図３において断熱材２０ａ，２０ｂは２分割されており、真空断熱材２１が挟まれる構成となっている。貯湯ユニットＡの製作においては、貯湯タンク１ａ，１ｂを固定した後に断熱材２０ａを最初にタンクに嵌め込む。断熱材２０ａに設けられた真空断熱材２１用の溝部は、貯湯タンク１ａ，１ｂ用溝部の間に設けられ、真空断熱材２１用の溝部と貯湯タンク１ａ，１ｂ用の各溝部の間には、断熱材２０ａを介している。続いて真空断熱材２１を断熱材２０ａに設けられた溝部に嵌め込む。真空断熱材２１用の溝部と貯湯タンク１ａ，１ｂ用の各溝部の間の断熱材２０ａによって真空断熱材２１は安定して支えられるので、断熱材２０ｂと組み立てる時に確実に位置決めができる。そして、断熱材２０ａと反対側に、断熱材２０ａと対象な構造の断熱材２０ｂを設置することで、真空断熱２１の位置決め、固定が同時に可能となる。上記工程により断熱材２０ａ，２０ｂをタンク周りに組み立てることによって、効率的に貯湯タンクユニットを製作することが可能となる。

また、図５に示すように、貯湯タンク１ａ、１ｂを直列に接続（１ｂ上部と１ａ下部を接続）する配管を構成する場合には、配管径サイズ以上の距離だけ真空断熱材をオフセットさせる配置とする。これにより、配管を空間効率よく収めることが可能となり、貯湯ユニットＡの短辺方向の幅を小さくすることができる（薄型）。したがって、貯湯ユニット全体の設置面積を小さくし、コンパクト化が可能となる。
この例では、オフセットした真空断熱材を用いたが、配管を通すために真空断熱材の一部切り欠きを設ける、真空断熱材に配管を通す穴を開ける、真空断熱材を分割した部分に配管を通す等の方法でも同様な効果が得られる。

また、図６の真空断熱材の配置例では、複数の貯湯タンク１ａ，１ｂが並列に設けられ、接続配管にて直列に接続されており、複数の貯湯タンク１ａ，１ｂの間に真空断熱材２１ａを設けて断熱をしている。さらに、複数の貯湯タンク１ａ，１ｂからの周囲に対する熱抵抗を大きくするために複数の貯湯タンク１ａ，１ｂを全て一括包囲する形状の真空断熱材２１ｂを設けている。断熱性能が高い真空断熱材を用いることにより、外気と接する面の断熱材を薄くすることが可能となり、同等な断熱性能であれば貯湯ユニット全体の設置面積を小さくし、コンパクト化が可能となる。
なお、図６では、貯湯タンク角部の断熱材を無しとしているが、断熱性能を高めるために断熱材を追加設置してもよい。

また、図７の真空断熱材の配置例では、複数の貯湯タンク１ａ，１ｂが並列に設けられ、接続配管にて直列に接続されており、複数の貯湯タンク１ａ，１ｂの間に真空断熱材２１ａを設けて断熱をしている。さらに、複数の貯湯タンク１ａ，１ｂと外装ケース３０とが近接して空間間隔が狭い部位に真空断熱材２１ｂ〜２１ｇを設けている。断熱性能が高い真空断熱材を用いることにより、外気と接する面の断熱材を薄くすることが可能となり、同等断熱性能であれば貯湯タンクユニットを小さくすることが可能となる。

上記説明のように、真空断熱材２１ａをタンク間に配置し、断熱材２０ａ，２０ｂに嵌め込む構成とすることにより、貯湯エネルギーロスを抑え、省エネルギー性を高め、かつ製作がし易くコンパクトな貯湯タンクユニットを提供することが可能となる。

また、外気と隣接する面の貯湯タンクと外装ケース間の空間間隔が狭い部位に真空断熱材２１ｂ〜２１ｇを配置することにより、貯湯エネルギーロスを抑え省エネルギー性を高め、コンパクトな貯湯タンクユニットを提供することが可能となる。

なお、上記説明では、貯湯タンクを２個の構成として説明したが、貯湯タンクは３個以上の複数構成でもよく、またタンクの設置形態も横一列ではなく、縦横碁盤の目のように複数設置してもよい。この場合もタンクが隣接する箇所に真空断熱材を配置することにより、上記説明に同様の効果を得ることができる。

実施の形態２．
図８に本発明の実施の形態２による機器構成図を示す。
本発明の構成および動作は、断熱材とタンク周りの水配管（本実施例では並列接続）に関わる部分を除いて実施の形態１に同じであり、これ以外の構成、動作の詳細な説明は省略する。

本発明では、貯湯タンク１ａ，１ｂを配管で並列に接続している。貯湯タンク沸上時には１ａ，１ｂ両方のタンク下部から送水された水が、熱源ユニットＢで目標温度まで加熱昇温されて、熱源ユニットＢから貯湯タンク１ａ，１ｂの上部へと繋がる配管を経て貯湯タンク１ａ，１ｂ上部に均等に戻される。貯湯タンク１ｂと熱源ユニットＢ間の水の循環は熱源ユニットに内蔵されるポンプ（図示せず）を動力として行われる。なお、ポンプは熱源ユニットＢに内蔵させず、貯湯ユニットＡに内蔵する構成としてもよい。これにより、貯湯タンク１ａ，１ｂは均等に沸上げられる。

給湯時には、混合栓６が開かれる、もしくは浴槽５へ給湯が行われると、貯湯タンク１ａ，１ｂの上部から均等に高温水が混合弁２ａ、２ｂへ供給される。そして、貯湯タンク１ａ，１ｂの下部には低温水が供給される。このため、貯湯タンク１ａ，１ｂ内の高温湯は均等に消費される。したがって、タンク内の高温水と低温水の境界はほぼ同じ高さの位置関係を保ちながら上昇する（貯湯時は下降する）。

《断熱材構成》
図９は貯湯ユニットＡの水平断面図である。なお、図９では図８に記載の弁類を省略しているが、弁類は貯湯タンクと貯湯ユニットの外装ケースに囲まれる角部などのスペースに収められる（図８では弁類を模式的に大きく描いている）。

図９の真空断熱材の配置では、複数の貯湯タンク１ａ，１ｂを全て一括包囲する形状の真空断熱材２１を設けており、貯湯タンク１ａ，１ｂと真空断熱材２１に囲まれる空間には断熱材２０が配置されている。断熱材２０の材質は実施の形態１にて説明した発泡ポリスチレン、グラスウールなどである。貯湯タンク１ａ，１ｂを全て一括包囲する断熱材に断熱性能が高い真空断熱材を用いることにより、外気と接する面の断熱材を薄くすることが可能となり、同等断熱性能であれば貯湯タンクサイズを小さくすることが可能となる。なお、図９では、貯湯タンク角部の断熱材を無しとしているが、断熱性能を高めるために断熱材を追加設置してもよい。

本実施例のように、貯湯タンクが並列接続される場合には貯湯タンク内の高温水がほぼ均等に消費される。このため、実施の形態１の図４で説明したような、複数のタンク間における高さ位置方向の温度差が発生せず、タンク間熱移動による貯湯エネルギーロスが発生しない。

このようなタンク内温度分布が形成される貯湯タンク構成では、タンク間の熱移動を抑制する必要がないため（外気放熱だけを抑えればよいため）、図９に示すようにタンク間に断熱材を設けず、距離を小さくしてほぼ隣接させる構成が可能となる。これにより、貯湯ユニットＡの長辺方向の長さを短くすることが可能となり、貯湯ユニット全体の設置面積を小さくして、コンパクト化が可能となる。また、複数のタンクを一括包囲するため、少ない真空断熱材の使用量で効果的に全てのタンクを包囲することが可能となり（低コスト）、真空断熱使用量に対して高い省エネ効果を得ることができる。

上記説明のように、複数の貯湯タンクを並列接続とし、複数のタンクを一括包囲する形状の真空断熱材２１を設けることにより、貯湯エネルギーロスを抑えて省エネルギー性を高め、かつ製作がし易くコンパクトな貯湯タンクユニットを提供することが可能となる。

なお、上記説明では、貯湯タンクを２個の構成として説明したが、貯湯タンクは３個以上の複数構成でもよく、またタンクの設置形態も横一列ではなく、縦横碁盤の目のように複数設置してもよい。この場合にも複数のタンクを真空断熱材で一括包囲することにより、上記説明に同様の効果が得ることができる。

本発明では、前記タンク間に設置した真空断熱材の幅は前記貯湯タンクの幅よりも小さいので製造コストを安くできる。

本発明では、前記タンク間に設置した真空断熱材の高さは前記貯湯タンクの高さよりも小さいので製造コストを安くできる。

本発明では、前期複数の貯湯タンクと、前期貯湯タンク間を接続配管で貯湯タンク上部と貯湯タンク下部を接続する貯湯式給湯器であって、前記接続配管を設置する空間分の真空断熱材の幅を小さくできるので接続が容易となる。

本発明では、複数の貯湯タンクと外装ケースの間の空間に少なくとも2つ以上に分割された真空断熱材以外の断熱材を設け、前記複数の貯湯タンク間に設置した前記真空断熱材以外の断熱材の間に真空断熱材を設け、前記真空断熱材以外の断熱材と前記真空断熱材は、前記複数の貯湯タンク間の少なくとも一部で組み合わさる構成としたので製造が容易になる。

本発明では、複数の貯湯タンクを備える貯湯式給湯器において、前記タンク全数の周囲を一括包囲する外装ケースを備え、前記外装ケースの内側において、前記タンク全数の周囲を一括包囲するような真空断熱材と前記複数の貯湯タンクの間に真空断熱材を設置したので省エネルギーに効果がある。

本発明では、前記貯湯タンクと前記外装ケースとが近接して空間間隔の狭い部位に真空断熱材を配置したので省エネルギーに効果がある。

本発明では、複数の貯湯タンクを備える貯湯式給湯器において、前記タンク全数の周囲を一括包囲する外装ケースを備え、前記外装ケースの内側において、前記タンク全数の周囲を一括包囲するように真空断熱材を設置したので省エネルギーに効果がある。

本発明では、複数のタンクを配管で並列接続したことを特徴とする。

本発明の実施の形態１の貯湯式給湯器の構成図 本発明の実施の形態１の制御部周辺構成の図 本発明の実施の形態１の貯湯式給湯器の断熱材構成図１の水平断面図 本発明の実施の形態１の貯湯式給湯器の断熱材構成図１の垂直断面図 本発明の実施の形態１の貯湯式給湯器の断熱材構成図２ 本発明の実施の形態１の貯湯式給湯器の断熱材構成図３ 本発明の実施の形態１の貯湯式給湯器の断熱材構成図４ 本発明の実施の形態２の貯湯式給湯器の構成図 本発明の実施の形態２の貯湯式給湯器の断熱材構成図

符号の説明

1a,1b.貯湯タンク、2a.一般給湯側混合弁、2b.風呂給湯側混合弁、3.減圧弁、4.電磁弁、5.浴槽、6.混合栓、7.リモコン、10.制御部、11a,b. 流量センサ、12a,b,c,d. 温度センサ、13a,b,c,d,e. 温度センサ、14a,b,c,d,e. 温度センサ、20.断熱材、21.真空断熱材、30.外装ケース、Ａ.貯湯ユニット、Ｂ.熱源ユニット。

Claims (5)

1. 並列に設けられた複数の貯湯タンクと、隣接する前記貯湯タンク間を一方の貯湯タンク上部と他方の貯湯タンク下部を接続する接続配管と、前記貯湯タンク全数の外周を覆う外装ケースを設けた貯湯式温水器であって、
   前記複数の貯湯タンクは前記接続配管にて直列に接続され、各貯湯タンクとの間に設けられた隙間に前記貯湯タンクの幅よりも小さい真空断熱材を備え、前記真空断熱材を前記外装ケースから前記接続配管の径以上にオフセットして設置し、該オフセットした空間に前記接続配管を設置することを特徴とする貯湯タンクユニット。
2. 前記貯湯タンク間に設置した真空断熱材の高さは、前記貯湯タンクの高さよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の貯湯タンクユニット。
3. 複数の貯湯タンクと外装ケースの間の空間に設けた真空断熱材以外の断熱材であって、前記真空断熱材以外の断熱材は少なくとも2つ以上に分割され、前記複数の貯湯タンク間に設置した前記真空断熱材以外の断熱材の間に真空断熱材を設け、前記真空断熱材以外の断熱材と前記真空断熱材は、前記複数の貯湯タンク間の少なくとも一部で組み合わさる構成としたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の貯湯タンクユニット。
4. 複数の貯湯タンクを備える貯湯式給湯器において、前記タンク全数の周囲を一括包囲する外装ケースを備え、前記外装ケースの内側において、前記タンク全数の周囲を一括包囲するような真空断熱材と前記複数の貯湯タンクの間に真空断熱材を設置したことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の貯湯タンクユニット。
5. 前記貯湯タンクと前記外装ケースとが近接して空間間隔の狭い部位に真空断熱材を配置することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の貯湯タンクユニット。

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