JP5162289B2 - 貯湯式給湯システム - Google Patents

Description

本発明は貯湯式の給湯システムに関する。

貯湯式の給湯システムは、加熱された温水を貯湯槽に貯湯しておき、貯湯槽に貯湯しておいた温水を必要に応じて給湯する。このような給湯システムは、例えば発電によって生じる発電熱を給湯の熱源として利用するコージェネレーションシステム等において採用されている。貯湯式の給湯システムでは、貯湯されている温水の温度が給湯したい温水の温度よりも高い場合に、混合ユニットを用いて温水と冷水を混合して、所望の温度にまで調温してから給湯する。貯湯されている温水の温度が給湯したい温水の温度よりも低い場合に、熱源機を用いて温水を加熱し、所望の温度にまで調温してから給湯する。貯湯式の給湯システムは、貯湯槽や熱源機を始めとして、種々の熱交換器、弁、ポンプ、センサ等の構成要素を備えている。貯湯式の給湯システムを家屋に設置する際には、これらの構成要素はケース内に収容されている。

貯湯式給湯システムを家屋に設置する作業を容易とするための技術が開発されている。特許文献１には、貯湯槽や熱源機といった貯湯式給湯システムの構成要素を全て単一のケース内に収容することによって、現場での配管接続作業を不要とし、設置工事の工程を短縮する技術が開示されている。

特開２００３−２１４７１２号公報

特許文献１の技術では、貯湯槽や熱源機といった構成要素を全て単一のケースに収容しているため、ケースがかなり大型になってしまう。この場合、給湯システムを家屋へ設置する際に、ケースの搬送や据付に手間取るという問題がある。

特許文献１の技術とは異なり、貯湯槽や熱源機といった構成要素をそれぞれ別個のケースに収容してしまえば、個々のケースの搬送や据付は容易となる。しかしながら、この場合にはケース間を連結する配管の接続作業を現場で行う必要が生じる。配管の接続作業が複雑なものとなると、現場での作業ミスが生じやすくなり、配管の誤接続を誘発するおそれがある。配管の誤接続が極力生じないように、ケース間を連結する配管を単純な作業で接続可能な技術が待望されている。

本発明は上記課題を解決する。本発明では、設置時の搬送や据付を容易に行うことができ、かつ配管の誤接続を防止することが可能な貯湯式の給湯システムを提供する。

本発明は貯湯槽に貯えられた温水を必要に応じて熱源機で加熱して給湯する貯湯式の給湯システムとして具現化される。その貯湯式給湯システムは、貯湯槽を収容する貯湯槽収容ケースと、熱源機を収容する熱源機収容ケースと、貯湯槽収容ケースと熱源機収容ケースを連結する連結配管を備えている。その貯湯式給湯システムでは、貯湯槽収容ケースと熱源機収容ケースは別体に形成されている。その貯湯式給湯システムでは、貯湯槽収容ケースと熱源機収容ケースを隣接して組み付けた状態において、貯湯槽収容ケースの側面と熱源機収容ケースの下面によって区画される施工空間が形成されている。その貯湯式給湯システムでは、貯湯槽収容ケースにおいて連結配管が接続する接続部と、熱源機収容ケースにおいて連結配管が接続する接続部が、いずれも施工空間に臨む面にのみ形成されている。その貯湯式給湯システムでは、施工空間内での作業によって全ての連結配管が着脱可能である。

この貯湯式給湯システムでは、大型の構成要素である貯湯槽と熱源機を、単一のケース内に収容するのではなく、別体に形成された貯湯槽収容ケースと熱源機収容ケースにそれぞれ収容している。このような構成とすることによって、個々のケースの大型化を防ぎ、家屋に設置する際の搬送や据付を容易なものとしている。

この貯湯式給湯システムでは、貯湯槽収容ケースと熱源機収容ケースを隣接して組み付けた状態において、貯湯槽収容ケースの側面と熱源機収容ケースの下面によって区画される施工空間が形成されている。貯湯槽収容ケースと熱源機収容ケースを連結する連結配管は、全てこの施工空間内での作業によって着脱可能である。貯湯式給湯システムの設置作業を行う作業者は、施工空間内での作業のみによって配管接続作業を行うことができるので、配管接続作業を単純な作業で行うことができる。この貯湯式給湯システムでは、現場での配管接続作業において作業ミスが発生しにくいので、配管の誤接続を防止することができる。

上記の貯湯式給湯システムでは、連結配管が全て同一形状であることが好ましい。

この貯湯式給湯システムによれば、貯湯槽収容ケースと熱源機収容ケースを連結する連結配管が複数存在する場合であっても、各連結配管はどの連結個所に対しても共通して使用することができるので、配管接続作業における配管の選択ミスを防ぐことができる。

本発明の貯湯式給湯システムによれば、設置時の搬送や据付を容易に行うことができ、かつ配管の誤接続を防止することができる。

以下、本発明の好適な実施形態を説明する。
（形態１）貯湯式給湯システムは、コージェネレーションシステムに組み込まれている。

本発明を具現化した一実施例を図面を参照しながら説明する。図１に示すように、本実施例のコージェネレーションシステム２は、発電ユニット１５０、給湯ユニット１０、熱負荷１０８を備えている。

発電ユニット１５０は、燃料電池（図示省略）、改質器（図示省略）、熱媒循環経路１５２、熱回収用熱交換器１５４を備えている。燃料電池は、改質器で生成される水素ガスを空気中の酸素と反応させて発電を行う。発電に伴って発電熱が発生し、発電熱によって熱媒循環経路１５２内の熱媒が加熱される。熱媒循環経路１５２内の熱媒の熱は熱回収用熱交換器１５４に入力される。

給湯ユニット１０は、貯湯部１２、バーナ部６８、暖房用熱交換器１１４、風呂用熱交換器１２４、各種流路、コントローラ１４６等を備えている。

コントローラ１４６は、制御プログラムを記憶している。コントローラ１４６には、リモコン１４８の操作信号と、以下で説明する各種流量センサの検出信号と各種サーミスタの検出信号等が入力される。リモコン１４８は、浴室、洗面所、台所等にそれぞれ配設されている。コントローラ１４６は、入力された信号を制御プログラムで処理し、以下で説明する各種ポンプ、各種弁、バーナ等を制御する。

貯湯部１２は、貯湯タンク１４、タンク上部サーミスタ１５、第１タンクサーミスタ１６、第２タンクサーミスタ１８、第３タンクサーミスタ２０、第４タンクサーミスタ２２を備えている。貯湯タンク１４は内部に温水を貯えることができる密閉型の容器である。タンク上部サーミスタ１５は貯湯タンク１４の頂部から内部に差し込まれており、貯湯タンク１４の頂部から５リットルの位置の温水の温度を直接検出する。第１タンクサーミスタ１６、第２タンクサーミスタ１８、第３タンクサーミスタ２０、第４タンクサーミスタ２２は、貯湯タンク１４の外側壁面に設けられており、それぞれ貯湯槽の頂部から４５リットル、８５リットル、１２５リットル、１６５リットルの位置の温水の温度を検出する。タンク上部サーミスタ１５および第１タンクサーミスタ１６、第２タンクサーミスタ１８、第３タンクサーミスタ２０、第４タンクサーミスタ２２の検出信号はコントローラ１４６に出力される。

貯湯タンク１４の底部には、貯湯タンク１４に水道水を給水する給水経路２４が接続されている。給水経路２４には、減圧弁２６、給水サーミスタ２８、給水量センサ３０、給水量サーボ３２、混合サーボ３４、圧力スイッチ３３が介装されている。減圧弁２６は、給水経路２４の上流端近傍に配置されている。減圧弁２６は給水圧力を調整するものであり、減圧弁２６の下流側圧力が低下すると開き、圧力を所定の調圧値に維持しようとする。このため、貯湯タンク１４内の温水が減少したり、後述する混合サーボ３４が開いたりすると、減圧弁２６の作用によって水道水が給水される。給水サーミスタ２８は、給水される水道水の温度を検出する。給水量センサ３０は、給水される水道水の流量を検出する。給水サーミスタ２８の検出信号と給水量センサ３０の検出信号はコントローラ１４６に出力される。給水量サーボ３２と混合サーボ３４は、いずれもステッピングモータを内蔵しており、これが駆動されることによって開度が調整されて流量を変化させる。給水量サーボ３２は、給水される水道水の流量を調整する。給水量サーボ３２の開度はコントローラ１４６によって制御される。混合サーボ３４は、給水経路２４と混合経路３６の接続部に配置されている。混合サーボ３４については後で詳述する。圧力スイッチ３３は給水経路２４の給水量サーボ３２と混合サーボ３４の間に設けられており、水圧が規定圧力以上のときはオン信号を出力しており、水圧が規定圧力を下回るとオフ信号を出力する。圧力スイッチ３３の出力信号はコントローラ１４６に出力される。

給水経路２４の混合サーボ３４より下流側に排水経路３８が接続されている。排水経路３８の他端は圧力開放経路４２に接続されている。圧力開放経路４２はコージェネレーションシステム２の外部に開放されている。排水経路３８には排水弁４０が介装されている。排水弁４０の開閉は手動で行う。排水弁４０が開かれると、貯湯タンク１４内の温水が排水経路３８と圧力開放経路４２を経て排水される。

貯湯タンク１４の頂部には、貯湯タンク１４内の温水を給湯栓４４に給湯する給湯経路４６が接続されている。給湯栓４４は、浴室、洗面所、台所等にそれぞれ配設されている。給湯経路４６には、負圧弁１０４、温水電磁弁５０、高温サーミスタ５２、給湯サーミスタ５４が介装されている。また、給湯経路４６には、先述の混合経路３６が接続されている。混合経路３６は、温水電磁弁５０の下流側であり、かつ高温サーミスタ５２と給湯サーミスタ５４の間に接続されている。

負圧弁１０４は、断水時等で給水経路２４が負圧になったときに開かれ、大気を吸引して貯湯タンク１４の負圧による破損を防止する。温水電磁弁５０は、給湯が開始されると開かれ、給湯が終了すると閉じられる。給湯が開始されたか否かは、給水量センサ３０の検出流量に基づいてコントローラ１４６によって判断される。高温サーミスタ５２は、貯湯タンク１４から送り出された温水の温度を検出する。給湯サーミスタ５４は、給湯経路４６からの温水と混合経路３６からの水道水との混合水の温度を検出する。高温サーミスタ５２と給湯サーミスタ５４の検出信号はコントローラ１４６に出力される。給湯経路４６からの温水と混合経路３６からの水道水との混合比は、混合サーボ３４の開度によって調整される。混合サーボ３４の開度を調整することによって給湯温度を調温することができる。混合サーボ３４の開度は、給水サーミスタ２８の検出温度と給湯サーミスタ５４の検出温度に基づいてコントローラ１４６によって指示される。

貯湯タンク１４と発電ユニット１５０は熱回収循環経路５６によって接続されている。熱回収循環経路５６は熱回収用熱交換器１５４を通過するように配設されている。熱回収循環経路５６は、貯湯タンク１４から熱回収用熱交換器１５４へ向かう経路が熱回収循環往路５６ａであり、熱回収用熱交換器１５４から貯湯タンク１４へ向かう経路が熱回収循環復路５６ｂである。

熱回収循環往路５６ａは貯湯タンク１４の底部と熱回収用熱交換器１５４の上流端を接続している。熱回収循環往路５６ａには熱回収循環ポンプ５８と循環往路サーミスタ６０が介装されている。熱回収循環ポンプ５８は熱回収循環経路５６内の温水を循環させる。熱回収循環ポンプ５８は、発電運転中や熱回収循環経路５６内の温水の凍結防止運転中に駆動される。熱回収循環ポンプ５８の駆動はコントローラ１４６によって制御される。循環往路サーミスタ６０は、貯湯タンク１４の近傍に配置されて、貯湯タンク１４から送り出される温水の温度を検出する。循環往路サーミスタ６０の検出信号はコントローラ１４６に出力される。

熱回収循環復路５６ｂは熱回収用熱交換器１５４の下流端と貯湯タンク１４の頂部を接続している。熱回収循環復路５６ｂには循環復路サーミスタ６２と熱回収三方弁６４が介装されている。循環復路サーミスタ６２は熱回収三方弁６４の上流側に配置されて、熱回収用熱交換器１５４を通過した後の温水の温度を検出する。循環復路サーミスタ６２の検出信号はコントローラ１４６に出力される。熱回収三方弁６４は入口６４ａと２つの出口６４ｂ、６４ｃを有している。熱回収循環復路５６ｂの上流側部分が入口６４ａに接続されており、熱回収循環復路５６ｂの下流側部分が出口６４ｃに接続されている。熱回収三方弁６４の出口６４ｂにはタンクバイパス経路６６の一端が接続されている。タンクバイパス経路６６の他端は熱回収循環往路５６ａの途中に接続されている。熱回収三方弁６４の入口６４ａと出口６４ｃが連通すると、発電ユニット１５０と貯湯タンク１４を経由する循環経路が形成され、熱回収三方弁６４の入口６４ａと出口６４ｂが連通すると、発電ユニット１５０を経由して貯湯タンク１４をバイパスする循環経路が形成される。熱回収三方弁６４の切換えはコントローラ１４６によって制御される。

バーナ部６８は、バーナ７０、潜熱熱交換器７２、顕熱熱交換器７４を備えている。バーナ７０は、ガスを燃料として燃焼する。バーナ７０で発生する燃焼排ガスの熱によって潜熱熱交換器７２内の温水が予備加熱される。このときの燃焼排ガスの温度低下によって燃焼排ガス中の水蒸気が凝縮し、窒素酸化物が溶け込んだ酸性ドレンが生成される。潜熱熱交換器７２で予備加熱された温水は、顕熱熱交換器７４でバーナ７０の燃焼熱によって再加熱される。

潜熱熱交換器７２には、ドレンを排出又は回収するためのドレン経路９２が接続されている。ドレン経路９２は、圧力開放経路４２に接続されている。ドレン経路９２には、中和器９４が介装されている。中和器９４内には炭酸カルシウムが充填されている。酸性のドレンは、中和器９４内を通過する間に、炭酸カルシウムによってｐＨ６から７に中和される。ドレン経路９２の中和器９４の下流側には、オーバーフロー経路９８が接続している。オーバーフロー経路９８の他端はシスターン１００に接続されており、シスターン１００内の温水が所定の水位を超える場合に、その所定の水位を超える分の温水をシスターン１００から排出する。

貯湯タンク１４とバーナ部６８はバーナ循環経路７６によって接続されている。バーナ循環経路７６は、バーナ部６８内の潜熱熱交換器７２と顕熱熱交換器７４を順に通過するように配設されている。バーナ循環経路７６は、貯湯タンク１４からバーナ部６８へ向かう経路がバーナ循環往路７６ａであり、バーナ部６８から貯湯タンク１４へ向かう経路がバーナ循環復路７６ｂである。

バーナ循環往路７６ａは、貯湯タンク１４の中間部（タンク上部サーミスタ１５と第１タンクサーミスタ１６との中間）に接続する第１バーナ循環往路７７と、貯湯タンク１４の下部に連通する給水経路２４と接続する第２バーナ循環往路７９と、第１バーナ循環往路７７と第２バーナ循環往路７９が合流する個所に設けられたバーナ循環三方弁７８を備えている。バーナ循環三方弁７８は２つの入口７８ａ，７８ｂと出口７８ｃを有している。バーナ循環三方弁７８の入口７８ａには第２バーナ循環往路７９の一端が接続されている。バーナ循環三方弁７８の入口７８ｂには第１バーナ循環往路７７の一端が接続されている。バーナ循環三方弁７８の出口７８ｃは潜熱熱交換器７２の上流端に連通している。バーナ循環三方弁７８の入口７８ａと出口７８ｃが連通すると、貯湯タンク１４の下部からバーナ部６８に向かう経路が形成され、バーナ循環三方弁７８の入口７８ｂと出口７８ｃが連通すると、貯湯タンク１４の中間部からバーナ部６８に向かう経路が形成される。バーナ循環三方弁７８の切換えはコントローラ１４６によって制御される。

バーナ循環往路７６ａのバーナ循環三方弁７８よりも下流側には、バーナ循環ポンプ８０、バーナ循環水量センサ８２、バーナ循環水量サーボ８４、バーナ入口サーミスタ８３が介装されている。バーナ循環ポンプ８０はバーナ循環経路７６内で温水を循環させる。バーナ循環ポンプ８０の駆動はコントローラ１４６によって制御される。バーナ循環水量センサ８２は、バーナ循環経路７６内の温水の流量を検出する。バーナ循環水量センサ８２の検出信号はコントローラ１４６に出力される。バーナ循環水量サーボ８４はステッピングモータを内蔵しており、これが駆動されることによって開度が調整されて流量を変化させる。バーナ循環水量サーボ８４は、バーナ循環経路７６内の温水の流量を調整する。バーナ循環水量サーボ８４の開度はコントローラ１４６によって制御される。バーナ入口サーミスタ８３は、バーナ部６８に流入する温水の温度を検出する。バーナ入口サーミスタ８３の検出信号はコントローラ１４６に出力される。

バーナ循環復路７６ｂのバーナ部６８の出口近傍にはバーナ出口サーミスタ８８が介装されている。バーナ出口サーミスタ８８は、バーナ部６８を通過した後の温水の温度を検出する。バーナ循環復路７６ｂは、バーナ出口サーミスタ８８よりも下流で、暖房バイパス経路１７２と、暖房熱交換経路１７４に分岐している。暖房バイパス経路１７２は貯湯タンク１４の頂部に接続している。暖房熱交換経路１７４は暖房用熱交換器１１４を経由して暖房バイパス経路１７２に合流する。暖房熱交換経路１７４には熱交換器出口サーミスタ９０が介装されている。熱交換器出口サーミスタ９０は、暖房用熱交換器１１４の下流側に配置されて、暖房用熱交換器１１４を通過した後の温水の温度を検出する。バーナ出口サーミスタ８８の検出信号と熱交換器出口サーミスタ９０の検出信号はコントローラ１４６に出力される。

暖房バイパス経路１７２は暖房熱交換経路１７４の合流個所よりも下流で圧力逃し弁４８に連通している。圧力逃し弁４８は通常閉じられており、水圧が規定値を超えると開く。圧力逃し弁４８は圧力開放経路４２と接続されている。

暖房熱交換経路１７４の熱交換器出口サーミスタ９０よりも下流に、第２タンクバイパス経路１６６の一端が接続している。第２タンクバイパス経路１６６の他端は、バーナ循環往路７６ａのバーナ循環三方弁７８とバーナ循環ポンプ８０の間に接続している。

暖房熱交換経路１７４の熱交換器出口サーミスタ９０よりも下流に、第２バーナ循環復路１６８の一端が接続している。第２バーナ循環復路１６８の他端は、貯湯タンク１４の下部に接続している。

暖房バイパス経路１７２には、第１制御弁１７０が設けられている。暖房熱交換経路１７４の第２バーナ循環復路１６８および第２タンクバイパス経路１６６の接続個所よりも下流には、第２制御弁１６０が設けられている。第２タンクバイパス経路１６６には、第３制御弁１６２が設けられている。第２バーナ循環復路１６８には、第４制御弁１６４が設けられている。第１制御弁１７０、第２制御弁１６０、第３制御弁１６２、第４制御弁１６４の開閉は、コントローラ１４６によって制御される。第１制御弁１７０、第２制御弁１６０、第３制御弁１６２、第４制御弁１６４の何れかが開いた状態でバーナ循環ポンプ８０を駆動することで、バーナ循環経路７６を温水が循環する。

バーナ循環往路７６ａのバーナ入口サーミスタ８３よりも下流からは、シスターン給水経路１０２が分岐している。シスターン給水経路１０２には、シスターン給水弁１０６が介装されている。シスターン給水弁１０６は、シスターン１００に貯湯タンク１４からの温水を給水するときに開かれる。シスターン１００内の温水は図示しない水位センサによって水位が監視されている。シスターン１００内の温水の水位が、所定の水位範囲内であるときにはシスターン給水弁１０６は閉じられており、所定の水位範囲を逸脱したことが判別されるとシスターン給水弁１０６が開かれる。シスターン給水弁１０６の開閉はコントローラ１４６によって制御される。

本実施例では、熱負荷１０８は暖房装置、風呂装置、給湯装置を有している。暖房装置の端末機としては、エアコンと床暖房機を有している。図１中では、エアコンと床暖房機を暖房端末機１１０として示している。シスターン１００と暖房端末機１１０は暖房循環経路１１２によって接続されている。暖房循環経路１１２は、シスターン１００から暖房端末機１１０へ向かう経路が暖房循環往路１１２ａであり、暖房端末機１１０からシスターン１００へ向かう経路が暖房循環復路１１２ｂである。暖房循環往路１１２ａは暖房用熱交換器１１４を通過するように配設されている。暖房循環往路１１２ａには、暖房循環ポンプ１１６、暖房循環サーミスタ１１８が介装されている。暖房循環ポンプ１１６は、暖房循環経路１１２内の温水を循環させる。暖房循環ポンプ１１６は、リモコン１４８のスイッチの操作に伴って駆動される。暖房循環ポンプ１１６の駆動はコントローラ１４６によって制御される。暖房循環サーミスタ１１８は、暖房用熱交換器１１４の下流側に配置されて、暖房用熱交換器１１４を通過した後の温水の温度を検出する。暖房循環サーミスタ１１８の検出信号はコントローラ１４６に出力される。暖房端末機１１０内の暖房循環経路１１２には暖房熱動弁１２０が介装されている。暖房熱動弁１２０は、リモコン１４８のスイッチの操作に伴って開閉する。暖房熱動弁１２０の開閉はコントローラ１４６によって制御される。

暖房循環往路１１２ａの暖房用熱交換器１１４の下流側であり、かつ暖房循環サーミスタ１１８の下流側からは、追焚き経路１２２が分岐している。追焚き経路１２２の下流端は暖房循環復路１１２ｂのシスターン１００近傍に接続されている。追焚き経路１２２は風呂用熱交換器１２４を通過するように配設されている。暖房循環往路１１２ａ内の温水の熱は、風呂用熱交換器１２４に入力される。追焚き経路１２２には、追焚き熱動弁１２６が介装されている。追焚き熱動弁１２６は、風呂の追焚きスイッチの操作に伴って開閉する。追焚き熱動弁１２６の開閉はコントローラ１４６によって制御される。

風呂の浴槽１２８には風呂循環経路１３０が接続されている。風呂循環経路１３０は、風呂用熱交換器１２４を通過するように配設されている。風呂循環経路１３０は、浴槽１２８から風呂用熱交換器１２４へ向かう経路が風呂循環往路１３０ａであり、風呂用熱交換器１２４から浴槽１２８へ向かう経路が風呂循環復路１３０ｂである。風呂循環往路１３０ａには、風呂水位センサ１３２、風呂循環ポンプ１３４、風呂水流スイッチ１３６、風呂循環サーミスタ１３８が介装されている。風呂水位センサ１３２は、風呂循環経路１３０内の温水の水圧を検出する。風呂水位センサ１３２の検出信号はコントローラ１４６に出力される。風呂水位センサ１３２によって検出される水圧は、浴槽１２８内の温水の水位を推定するために利用される。風呂循環ポンプ１３４は、風呂循環経路１３０内の温水を循環させる。風呂循環ポンプ１３４は、リモコン１４８のスイッチの操作に伴って駆動される。風呂循環ポンプ１３４の駆動はコントローラ１４６によって制御される。風呂水流スイッチ１３６は、風呂循環経路１３０内を温水が流れるとオンとなる。風呂水流スイッチ１３６のオンオフ信号はコントローラ１４６に出力される。風呂循環サーミスタ１３８は、風呂用熱交換器１２４の上流側に配置されて、風呂用熱交換器１２４に入水する温水の温度を検出する。風呂循環サーミスタ１３８の検出信号はコントローラ１４６に出力される。

給湯経路４６と風呂循環経路１３０は、湯張り経路１４０によって接続されている。湯張り経路１４０の上流端は給湯経路４６の給湯サーミスタ５４の下流側に接続されており、湯張り経路１４０の下流端は風呂循環経路１３０の風呂循環往路１３０ａの風呂循環ポンプ１３４と風呂水流スイッチ１３６との間に接続されている。湯張り経路１４０には、湯張り量センサ１４２、注湯電磁弁１４４が介装されている。湯張り量センサ１４２は、湯張り経路１４０を通過する温水の流量を検出する。湯張り量センサ１４２の検出信号はコントローラ１４６に出力される。注湯電磁弁１４４は、リモコン１４８のスイッチの操作や浴槽１２８内の温水の水位によって開閉する。注湯電磁弁１４４の開閉はコントローラ１４６によって制御される。

以下では給湯ユニット１０が行う発電熱回収運転、給湯運転、暖房運転、風呂湯張り運転、風呂追焚き運転の各種運転について説明する。

（発電熱回収運転）
発電熱回収運転の概略について説明する。発電ユニット１５０において発電運転が行われると、熱媒循環経路１５２内の熱媒が循環し、熱回収用熱交換器１５４に発電熱が入力される。給湯ユニット１０では、熱回収循環ポンプ５８が駆動され、貯湯タンク１４内の温水が、貯湯タンク１４の底部から熱回収循環往路５６ａへ吸い出される。熱回収循環往路５６ａ内の温水は、熱回収用熱交換器１５４へ流入して加熱される。加熱された温水は熱回収循環復路５６ｂを経て貯湯タンク１４の頂部へ戻される。これによって、発電ユニット１５０において発電に伴って発生する発電熱が貯湯タンク１４内へ回収されて蓄熱される。

（給湯運転）
給湯運転の概略について説明する。給湯栓４４が開かれて給水量センサ３０の検出水量が２．７リットル／ｍｉｎ以上となると、給湯要求がなされたものと判断して、給湯運転を開始する。温水電磁弁５０を開き、貯湯タンク１４の上部の温水を給湯経路４６に送り出す。給湯サーミスタ５４の検出温度が給湯設定温度となるように、混合サーボ３４の開度が調整される。これによって、貯湯タンク１４の上部から給湯経路４６に送り出された温水が、水道水との混合によって給湯設定温度に調温されて、給湯栓４４に供給される。

タンク上部サーミスタ１５の検出温度が高い場合には、貯湯タンク１４の温水を加熱することなく給湯設定温度で給湯を行うことができる。この場合には、非燃焼給湯運転が行われる。非燃焼給湯運転では、貯湯タンク１４の上部の温水を循環加熱することなく給湯する。すなわち、非燃焼給湯運転では、バーナ７０の燃焼を行わず、バーナ循環ポンプ８０の駆動も行わない。

タンク上部サーミスタ１５の検出温度が低い場合には、給湯設定温度で給湯するためには貯湯タンク１４の温水を加熱する必要があるとみなされる。この場合には、燃焼給湯運転が行われる。燃焼給湯運転では、給湯栓４４への給湯と並行して、貯湯タンク１４の上部の温水を循環加熱する。第１制御弁１７０を開き、バーナ循環ポンプ８０を駆動して、バーナ７０を燃焼させることで、貯湯タンク１４の上部の温水を循環加熱する。

給湯中に給水量センサ３０の検出流量が２．０リットル／ｍｉｎ以下となると、給湯栓４４が閉じられたと判断する。燃焼給湯運転を行っていた場合には、バーナ７０を消火して、バーナ循環ポンプ８０を停止する。その後、温水電磁弁５０を閉じて、給湯運転を終了する。

（暖房運転）
暖房運転の概略について説明する。リモコン１４８のスイッチの操作によって暖房端末機１１０の運転要求がなされると、バーナ循環ポンプ８０を駆動して、バーナ部６８に温水が送り出される。バーナ部６８に送り出された温水は、必要に応じて加熱され、暖房用熱交換器１１４へ送られる。暖房用熱交換器１１４での熱交換によって冷却された温水は、熱交換器出口サーミスタ９０の検出温度に応じて、第２制御弁１６０を開いて貯湯タンク１４の上部に戻されることもあるし、第４制御弁１６４を開いて貯湯タンク１４の下部に戻されることもあるし、第３制御弁１６２を開いて貯湯タンク１４をバイパスしてバーナ部６８に戻されることもある。

また暖房端末機１１０の暖房熱動弁１２０が開かれ、暖房循環ポンプ１１６が駆動されて、シスターン１００内の温水が暖房用熱交換器１１４に送り出される。暖房用熱交換器１１４での熱交換によって加熱された温水は、暖房端末機１１０での暖房に利用される。暖房端末機１１０を通過した温水は、シスターン１００へ戻る。

リモコン１４８のスイッチの操作によって、暖房端末機１１０の運転停止要求がなされると、バーナ７０が燃焼していれば消火し、バーナ循環ポンプ８０を停止し、暖房熱動弁１２０を閉じ、暖房循環ポンプ１１６を停止して、暖房運転が終了する。

（風呂湯張り運転）
風呂の湯張り運転の概略について説明する。リモコン１４８のスイッチの操作によって風呂の湯張り要求がなされると、注湯電磁弁１４４が開かれるとともに、温水電磁弁５０が開かれる。その後は、給湯運転と同様にして、湯張り設定温度の温水が給湯経路４６、湯張り経路１４０、風呂循環経路１３０を経て、浴槽１２８内に供給される。

湯張り開始からの湯張り量センサ１４２の積算流量が湯張り設定水量に達すると、注湯電磁弁１４４が閉じられるとともに、温水電磁弁５０が閉じられ、湯張り運転が終了する。

（風呂追焚き運転）
風呂の追焚き運転の概略について説明する。リモコン１４８のスイッチの操作によって、風呂の追焚き要求があると、バーナ循環ポンプ８０を駆動して、バーナ部６８に温水が送り出される。バーナ部６８に送り出された温水は、必要に応じて加熱され、暖房用熱交換器１１４へ送られる。暖房用熱交換器１１４での熱交換によって冷却された温水は、熱交換器出口サーミスタ９０の検出温度に応じて、第２制御弁１６０を開いて貯湯タンク１４の上部に戻されることもあるし、第４制御弁１６４を開いて貯湯タンク１４の下部に戻されることもあるし、第３制御弁１６２を開いて貯湯タンク１４をバイパスしてバーナ部６８に戻されることもある。

また追焚き熱動弁１２６が開かれ、暖房循環ポンプ１１６が駆動されて、シスターン１００内の温水が暖房用熱交換器１１４に送り出される。暖房用熱交換器１１４での熱交換によって加熱された温水は、風呂用熱交換器１２４に送られる。風呂用熱交換器１２４での熱交換によって冷却された温水は、シスターン１００に戻される。

さらに風呂循環ポンプ１３４が駆動されて、浴槽１２８内の温水が、風呂用熱交換器１２４を通過して、浴槽１２８へ戻される。浴槽１２８から吸い出された温水は、風呂用熱交換器１２４での熱交換によって加熱されて、浴槽１２８へ戻される。

風呂循環サーミスタ１３８の検出温度が追焚き設定温度となると、浴槽１２８内の温水の温度が追焚き設定温度となったとみなされ、バーナ７０が燃焼していれば消火し、バーナ循環ポンプ８０を停止し、追焚き熱動弁１２６を閉じ、暖房循環ポンプ１１６を停止し、風呂循環ポンプ１３４を停止して、風呂の追焚き運転が終了する。

本実施例では、貯湯タンク１４内の温水をバーナ７０に送り出し、バーナ７０で加熱された温水を貯湯タンク１４へ戻すためのバーナ循環経路７６を利用して、暖房循環経路１１２内の温水を加熱することができる。また、この暖房循環経路１１２から分岐した風呂の追焚き経路１２２を利用して、浴槽１２８と接続されている風呂循環経路１３０内の温水を加熱することができる。１つの循環経路（バーナ循環経路７６）を多様に活用することができるため、システムの構成を簡素化し、システムをコンパクト化することができる。

本実施例では、バーナ循環復路７６ｂを通る温水の戻り先を、熱交換器出口サーミスタ９０での検出温度に応じて切換えることができる。熱交換器出口サーミスタ９０での検出温度に応じて、温水の戻り先を貯湯タンク１４の上部としたり、貯湯タンク１４の下部としたり、貯湯タンク１４をバイパスしてバーナ循環往路７６ａとしたりすることができる。このように温水の戻り先を切換えることによって、貯湯タンク１４の内部に形成される温度成層状態を崩すことがない。

図２および図３は給湯ユニット１０を家屋に設置した状態の外観を示している。給湯ユニット１０の各構成要素は、図１に示す連結個所Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５で分割されて、図２および図３に示す貯湯槽収容ケース２０２と熱源機収容ケース２０４に別個に収容されている。貯湯槽収容ケース２０２と熱源機収容ケース２０４は、それぞれが別個に設置場所へと搬送される。

貯湯槽収容ケース２０２には、図１に示す貯湯タンク１４、負圧弁１０４、圧力逃し弁４８、熱回収三方弁６４と、これらを接続する複数の配管と、タンク上部サーミスタ１５、第１タンクサーミスタ１６、第２タンクサーミスタ１８、第３タンクサーミスタ２０、第４タンクサーミスタ２２、循環往路サーミスタ６０、循環復路サーミスタ６２が収容されている。図２および図３に示すように、貯湯槽収容ケース２０２の側面下方には、連結配管２１０、２１２、２１４、２１６、２１８が接続する配管接続部２５０、２５２、２５４、２５６、２５８が設けられている。連結配管２１０、２１２、２１４、２１６、２１８は、それぞれが図１の連結個所Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５に対応している。また貯湯槽収容ケース２０２の側面下方には、発電ユニット１５０との連結個所Ｄ１、Ｄ２に対応する配管接続部２２０、２２２や、排水経路３８が接続する配管接続部２３０が設けられている。

熱源機収容ケース２０４には、図１に示す給湯ユニット１０の構成要素のうち、バーナ部６８を始めとして、貯湯槽収容ケース２０２に収容されていない残余のものが収容されている。図２および図３に示すように、熱源機収容ケース２０４の下面には、連結配管２１０、２１２、２１４、２１６、２１８が接続する配管接続部２６０、２６２、２６４、２６６、２６８が設けられている。また熱源機収容ケース２０４の下面には、給水経路２４を水道と接続する配管接続部や、給湯栓４４、暖房端末機１１０、浴槽１２８と接続する配管接続部が設けられている。

給湯ユニット１０の設置場所において、貯湯槽収容ケース２０２と熱源機収容ケース２０４は一体的に組み付けられる。熱源機収容ケース２０４は、貯湯槽収容ケース２０２の側面上方に密着した状態で固定される。貯湯槽収容ケース２０２と熱源機収容ケース２０４を組み付けた状態では、貯湯槽収容ケース２０２の側方かつ熱源機収容ケース２０４の下方に施工空間が形成される。この施工空間は貯湯槽収容ケース２０２と熱源機収容ケース２０４によって区画されているということができる。貯湯槽収容ケース２０２と熱源機収容ケース２０４を組み付けた後、作業者は施工空間において貯湯槽収容ケース２０２と熱源機収容ケース２０４の間の連結配管２１０、２１２、２１４、２１６、２１８の接続作業を行う。貯湯槽収容ケース２０２の配管接続部２５０、２５２、２５４、２５６、２５８は施工空間を側方から臨む面に形成されており、熱源機収容ケース２０４の配管接続部２６０、２６２、２６４、２６６、２６８は施工空間を上方から臨む面に形成されており、全ての連結配管２１０、２１２、２１４、２１６、２１８の接続作業を施工空間内で行うことができる。作業者は移動することなく連結配管２１０、２１２、２１４、２１６、２１８の接続作業を行うことができる。給湯ユニット１０の設置作業を容易に行うことができる。

連結配管２１０、２１２、２１４、２１６、２１８の一端は、貯湯槽収容ケース２０２の配管接続部２５０、２５２、２５４、２５６、２５８に、クイックファスナによって接続される。連結配管２１０、２１２、２１４、２１６、２１８の他端は、熱源機収容ケース２０４の配管接続部２６０、２６２、２６４、２６６、２６８に、クイックファスナによって接続される。連結配管２１０、２１２、２１４、２１６、２１８は全て同一形状の部品が用いられており、各連結配管２１０、２１２、２１４、２１６、２１８はどの連結個所についても（すなわち配管接続部２５０／２６０間、２５２／２６２間、２５４／２６４間、２５６／２６６間、２５８／２６８間のいずれについても）共通して使用することができるので、配管接続作業において使用する配管の選択ミスを防ぐことができる。

本実施例では、貯湯槽収容ケース２０２と熱源機収容ケース２０４の間の連結配管２１０、２１２、２１４、２１６、２１８の接続作業の後に、以下に説明する試運転を実施して、配管の接続不良の有無を検査する。図４は連結配管２１０、２１２、２１４、２１６、２１８の接続作業の後に行う試運転のフローチャートである。

ステップＳ４０２では、給水経路２４から水道水を導入して、貯湯タンク１４およびバーナ循環経路７６への水張りを行う。貯湯タンク１４およびバーナ循環経路７６への水張りが終了すると、ステップＳ４０４へ進む。

ステップＳ４０４では、バーナ循環三方弁７８を、入口７８ｂと出口７８ｃを連通して入口７８ａを非連通とする状態に切替える。

ステップＳ４０６では、第１制御弁１７０を開く。

ステップＳ４０８では、バーナ循環ポンプ８０を駆動する。これによって、貯湯タンク１４の上部の水がバーナ循環往路７６ａへ吸い出され、バーナ部６８を通過した後、暖房バイパス経路１７２を経て貯湯タンク１４の上部へ戻る循環が開始する。

ステップＳ４１０では、バーナ循環水量センサ８２で検出される水量が２．７リットル／分に達するまで待機する。

ステップＳ４１２では、バーナ７０を点火する。バーナ循環経路７６を循環する水はバーナ７０の燃焼熱によって加熱される。バーナ循環経路７６を循環する水は加熱されて昇温し、温度上昇に伴って水圧も上昇していく。

ステップＳ４１４では、圧力逃し弁４８が開くまで待機する。圧力逃し弁４８は、貯湯タンク１４の水圧が５００ｋＰａを超えると開き、圧力開放経路４２に湯水を吹き出す。

ステップＳ４１６では、バーナ７０を消火する。ステップＳ４１８では、バーナ循環ポンプ８０を停止する。これによって、バーナ７０を用いた貯湯タンク１４の水の循環加熱が終了する。

ステップＳ４２０では、作業者が貯湯槽収容ケース２０２の配管接続部２５０、２５２、２５４、２５６、２５８および熱源機収容ケース２０４の配管接続部２６０、２６２、２６４、２６６、２６８から水漏れしているか否かを確認する。どの配管接続部からも水漏れがなければ（ステップＳ４２０でＮＯであれば）、連結配管２１０、２１２、２１４、２１６、２１８は正常に接続されていると考えられるので、試運転を終了する。いずれかの配管接続部から水漏れがあった場合には（ＹＥＳの場合には）、連結配管２１０、２１２、２１４、２１６、２１８は正常に接続されていないと考えられるので、ステップＳ４２２へ進む。ステップＳ４２２で排水弁４０を開いて貯湯タンク１４とバーナ循環経路７６から水抜きをし、ステップＳ４２４で連結配管２１０、２１２、２１４、２１６、２１８の接続作業をもう一度行った後、ステップＳ４０２へ戻って再度試運転を行う。

上記の試運転を行うことによって、貯湯槽収容ケース２０２と熱源機収容ケース２０４の間の連結配管２１０、２１２、２１４、２１６、２１８の接続作業が正常に行われたか否かを確実に検査することができる。上記の試運転は、もともと給湯ユニット１０が備えているバーナ７０、バーナ循環ポンプ８０、バーナ循環水量センサ８２、圧力逃し弁４８を用いて行っており、検査用のポンプ等の治具を用意することなく行うことができる。また、仮に連結配管２１０、２１２、２１４、２１６、２１８の接続作業が正常に行われておらず、貯湯槽収容ケース２０２の配管接続部２５０、２５２、２５４、２５６、２５８や熱源機収容ケース２０４の配管接続部２６０、２６２、２６４、２６６、２６８から水漏れがあった場合であっても、漏れ出した水が貯湯槽収容ケース２０２や熱源機収容ケース２０４の内部に浸入することがないので、ケース内部が水で濡れることによる不具合を防止することができる。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

図１はコージェネレーションシステム２の系統図である。 図２は給湯ユニット１０を設置した状態での外観の正面図である。 図３は給湯ユニット１０を設置した状態での外観の側面図である。 図４は連結配管２１０、２１２、２１４、２１６、２１８の接続作業の後に行う試運転のフローチャートである。

符号の説明

２ コージェネレーションシステム
１０ 給湯ユニット
１２ 貯湯部
１４ 貯湯タンク
１５ タンク上部サーミスタ
１６ 第１タンクサーミスタ
１８ 第２タンクサーミスタ
２０ 第３タンクサーミスタ
２２ 第４タンクサーミスタ
２４ 給水経路
２６ 減圧弁
２８ 給水サーミスタ
３０ 給水量センサ
３２ 給水量サーボ
３４ 混合サーボ
３６ 混合経路
３８ 排水経路
４０ 排水弁
４２ 圧力開放経路
４４ 給湯栓
４６ 給湯経路
４８ 圧力逃し弁
５０ 温水電磁弁
５２ 高温サーミスタ
５４ 給湯サーミスタ
５６ 熱回収循環経路
５６ａ 熱回収循環往路
５６ｂ 熱回収循環復路
５８ 熱回収循環ポンプ
６０ 循環往路サーミスタ
６２ 循環復路サーミスタ
６４ 熱回収三方弁
６４ａ 入口
６４ｂ、６４ｃ 出口
６６ タンクバイパス経路
６８ バーナ部
７０ バーナ
７２ 潜熱熱交換器
７４ 顕熱熱交換器
７６ バーナ循環経路
７６ａ バーナ循環往路
７６ｂ バーナ循環復路
７７ 第１バーナ循環往路
７８ バーナ循環三方弁
７８ａ，７８ｂ 入口
７８ｃ 出口
７９ 第２バーナ循環往路
８０ バーナ循環ポンプ
８２ バーナ循環水量センサ
８３ バーナ入口サーミスタ
８４ バーナ循環水量サーボ
８８ バーナ出口サーミスタ
９０ 熱交換器出口サーミスタ
９２ ドレン経路
９４ 中和器
９８ オーバーフロー経路
１００ シスターン
１０２ シスターン給水経路
１０４ 負圧弁
１０６ シスターン給水弁
１０８ 熱負荷
１１０ 暖房端末機
１１２ 暖房循環経路
１１２ａ 暖房循環往路
１１２ｂ 暖房循環復路
１１４ 暖房用熱交換器
１１６ 暖房循環ポンプ
１１８ 暖房循環サーミスタ
１２０ 暖房熱動弁
１２２ 追焚き経路
１２４ 風呂用熱交換器
１２６ 追焚き熱動弁
１２８ 浴槽
１３０ 風呂循環経路
１３０ａ 風呂循環往路
１３０ｂ 風呂循環復路
１３２ 風呂水位センサ
１３４ 風呂循環ポンプ
１３６ 風呂水流スイッチ
１３８ 風呂循環サーミスタ
１４０ 湯張り経路
１４２ 湯張り量センサ
１４４ 注湯電磁弁
１４６ コントローラ
１４８ リモコン
１５０ 発電ユニット
１５２ 熱媒循環経路
１５４ 熱回収用熱交換器
１６０ 第２制御弁
１６２ 第３制御弁
１６４ 第４制御弁
１６６ 第２タンクバイパス経路
１６８ 第２バーナ循環復路
１７０ 第１制御弁
１７２ 暖房バイパス経路
１７４ 暖房熱交換経路
２０２ 貯湯槽収容ケース
２０４ 熱源機収容ケース
２１０、２１２、２１４、２１６、２１８ 連結配管
２２０，２２２，２３０，２５０，２５２，２５４，２５６，２５８，２６０，２６２，２６４，２６６，２６８ 配管接続部

Claims (2)

1. 貯湯槽に貯えられた温水を必要に応じて熱源機で加熱して給湯する貯湯式の給湯システムであって、
   貯湯槽を収容する貯湯槽収容ケースと、
   熱源機を収容する熱源機収容ケースと、
   貯湯槽収容ケースと熱源機収容ケースを連結する連結配管を備えており、
   貯湯槽収容ケースと熱源機収容ケースは別体に形成されており、
   貯湯槽収容ケースと熱源機収容ケースを隣接して組み付けた状態において、貯湯槽収容ケースの側面と熱源機収容ケースの下面によって区画される施工空間が形成されており、
   貯湯槽収容ケースにおいて連結配管が接続する接続部と、熱源機収容ケースにおいて連結配管が接続する接続部が、いずれも施工空間に臨む面にのみ形成されており、
   施工空間内での作業によって全ての連結配管が着脱可能である貯湯式給湯システム。
2. 連結配管が全て同一形状である請求項１の貯湯式給湯システム。

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