JP5302154B2

JP5302154B2 - 貯湯式給湯暖房装置

Info

Publication number: JP5302154B2
Application number: JP2009222502A
Authority: JP
Inventors: 誠森田; 成樹村山; 勝佐々木
Original assignee: Corona Corp
Current assignee: Corona Corp
Priority date: 2009-09-28
Filing date: 2009-09-28
Publication date: 2013-10-02
Anticipated expiration: 2029-09-28
Also published as: JP2011069573A

Description

本発明は貯湯タンクの温水を熱源とした温水暖房を行う貯湯式給湯暖房装置に関するものである。

従来よりこの種の貯湯タンクの温水を熱源とした温水暖房を行う貯湯式給湯暖房装置においては、貯湯タンク内の湯水を加熱するための主熱源を備え、暖房用熱交換器の一次側に貯湯タンク内の温水を循環させる一次側循環回路を接続し、暖房用熱交換器の二次側に暖房用循環水を温水暖房端末に循環させる二次側循環回路を接続して、貯湯タンク内の温水を熱源として暖房を行い、貯湯タンクの温水温度が低下した際には、二次側循環回路に設けられたバーナー等の補助熱源を稼働して、補助熱源で加熱した暖房用循環水を温水暖房端末へ循環させて暖房運転を行い、また、補助熱源で加熱した暖房用循環水を温水暖房端末をバイパスして循環させ、暖房用熱交換器の一次側に貯湯タンク底部から取り出した低温水を循環させて熱交換させ、補助熱源を用いた沸き上げ運転を行うようにしたものがあった。

特開２００６−１８３９６０号公報（図１２、図１７参照）

ところで、この従来のものでは、補助熱源を用いた暖房運転と補助熱源を用いた沸き上げ運転を同時に行うことができず、暖房運転を行っている最中に貯湯タンクに貯湯するためには、主熱源を稼働しなければならなかった。

本発明は上記課題を解決するため、給水管と出湯管が接続された貯湯タンクと、この貯湯タンク内の湯水を加熱するための主熱源と、前記貯湯タンク内の湯水と暖房端末器へ循環する暖房用循環水とを熱交換するための暖房用熱交換器と、前記貯湯タンクの上部から取り出した湯水を前記暖房用熱交換器に循環させる暖房一次往き管と、前記暖房用熱交換器からの湯水を前記貯湯タンクの中間部へ戻す暖房一次戻り管と、前記暖房用熱交換器と前記暖房端末器とを前記暖房用循環水が循環可能に接続する暖房二次往き管および暖房二次戻り管と、前記暖房二次戻り管の前記暖房用熱交換器の上流側に設けられた補助熱源と、を備えたものとした。

以上のように本発明によれば、補助熱源を用いた暖房運転と同時に補助熱源による沸き上げ運転ができる。また、貯湯タンク上部から取り出した湯を補助熱源で加熱して貯湯タンク中間部に戻すため、比較的高い温度の貯湯タンク上部の温水のみを選択的に昇温できると共に、暖房往き温度も適切な温度に保つことができ、補助熱源の熱を有効に利用することができる。

本発明の一実施形態の貯湯式給湯暖房装置の概略構成図。同一実施形態の沸き上げ運転を説明するための図。同一実施形態の貯湯熱量を用いた暖房運転を説明するための図。同一実施形態の補助熱源を用いた暖房運転を説明するための図。同一実施形態の補助熱源を用いた暖房運転を行いながらの沸き上げ運転を説明するための図。同一実施形態の補助熱源を用いた沸き上げ運転を説明するための図。

次に本発明の一実施形態の貯湯式給湯暖房装置を図面に基づいて説明する。
１は湯水を貯湯する貯湯タンク、２は貯湯タンク１下部に給水する給水管、３は貯湯タンク１上部から出湯する出湯管、４は貯湯タンク１内の湯水を加熱する主熱源としてのヒートポンプ式加熱手段、５は貯湯タンク１下部とヒートポンプ式加熱手段４の入口側とを接続する主熱源往き管、６はヒートポンプ式加熱手段４の出口側と貯湯タンク１上部とを接続する主熱源戻り管である。なお、主熱源としてのヒートポンプ加熱手段４には貯湯タンク１下部から取り出した湯水を加熱して貯湯タンク１上部に戻すための主熱源循環ポンプ（図示せず）が内蔵されているものである。

７は浴槽、８は貯湯タンク１内の上部に配置され浴槽水を加熱するためのふろ熱交換器、９は浴槽７とふろ熱交換器８とを接続するふろ循環回路であり、ふろ循環回路９に設けられたふろ循環ポンプ（図示せず）によって浴槽水が循環されるものである。

１０は暖房端末器（図示せず）へ循環する暖房用循環水と貯湯タンク１内の湯水とを熱交換するための暖房用熱交換器、１１は貯湯タンク１上部と暖房用熱交換器１０の一次側入口を接続する暖房一次往き管、１２は暖房用熱交換器１０の一次側出口と貯湯タンク１中間部を接続する暖房一次戻り管、１３は暖房一次戻り管１２から分岐して貯湯タンク１下部とを接続する暖房一次下部戻り管、１４は暖房一次戻り管１２途中に設けられて貯湯タンク１上部から取り出した湯水を貯湯タンク１中間部または下部に戻すための暖房一次循環ポンプ、１５は暖房用熱交換器１０で放熱した湯水を暖房一次戻り管１２を介して貯湯タンク１中間部に戻すか、暖房一次下部戻り管１３を介して貯湯タンク１下部部に戻すかを切り替えるための暖房一次切替弁である。

なお、主熱源戻り管６と暖房一次往き管１１とは配管の一部を共用して貯湯タンク１の上部に接続されており、その接続点にはヒートポンプ式加熱手段４からの湯を貯湯タンク１側と暖房用熱交換器１０側とに分配する比率を調整する分配弁１６が設けられている。

１７は暖房用熱交換器１０の二次側出口と暖房端末器とを接続する暖房二次往き管、１８は暖房端末器と暖房用熱交換器１０の二次側入口とを接続する暖房二次戻り管、１９は暖房二次戻り管１８の途中に設けられて暖房用循環水を循環させるための暖房二次循環ポンプ、２０は暖房二次戻り管１８の暖房二次循環ポンプ１９と暖房用熱交換器１０の間に設けられ暖房用循環水を加熱する補助熱源としての燃焼式加熱手段、２１は暖房二次往き管１７と暖房二次次戻り管１８の暖房二次循環ポンプ１９の吸入側とを接続する暖房二次バイパス管、２２は暖房用熱交換器１０と暖房端末器との間で暖房用循環水を循環させるか暖房用熱交換器１０と暖房二次バイパス管２１との間で暖房用循環水を循環させるかを切り替える暖房二次切替弁である。

次に、本発明の作動を説明する。
深夜時間帯となると図２に示すように、ヒートポンプ式加熱手段４を運転して貯湯タンク１の下部から取り出した湯水を加熱して貯湯タンク１の上部に戻す沸き上げ運転を開始し、深夜時間帯の終了時刻となると沸き上げ運転を終了する。ここで、沸き上げ運転と同時に暖房を行っていない場合は、分配弁１６を貯湯タンク１側１００％の弁位置で保持し、ヒートポンプ式加熱手段４からの湯が全部貯湯タンク１に戻るようにしている。

そして、貯湯タンク１内に高温水が多量にある状態で暖房運転を行う際は、図３に示すように、暖房一次循環ポンプ１４および暖房二次循環ポンプ１９を駆動して熱源となる貯湯タンク１内の高温水と暖房用循環水とを熱交換させる。この際、暖房一次切替弁１５は貯湯タンク１の下部側に切り替えられており暖房用熱交換器１０を流出した湯水は貯湯タンク１の下部へ戻される。また、暖房二次切替弁２２は暖房用循環水が暖房用熱交換器１０と暖房端末器との間で循環するように切り替えられているものである。

貯湯タンク１内の高温水の量が減少すると、図４に示すように、暖房一次循環ポンプ１４を駆動停止すると共に補助熱源である燃焼式加熱手段２０を駆動開始し、燃焼によって暖房用循環水を加熱して暖房を行う。

そして、暖房の運転要求と同時に貯湯タンク１内の高温水の量が更に減少した状態となるか、または、暖房の運転要求と同時に浴槽７内の水の追焚き運転の要求がある場合などは、図５に示すように、補助熱源である燃焼式加熱手段２０を駆動しながら暖房一時循環ポンプ１４を駆動開始し、暖房一次切替弁１５を貯湯タンク１の中間部側へ切り替えて、暖房用熱交換器１０において燃焼式加熱手段２０で加熱された暖房用循環水で貯湯タンク１上部から取り出した湯水を加熱し、貯湯タンク１の中間部へ戻すようにして暖房運転と同時に沸き上げ運転を行う。

このとき、補助熱源である燃焼式加熱手段２０は貯湯タンク１内上部の湯水を加熱可能な温度でかつ暖房用熱交換器１０で放熱後に暖房端末器へ循環させるに適切な温度となるように暖房用循環水を加熱する。このとき、補助熱源としての燃焼式加熱手段２０で加熱された暖房用循環水によって貯湯タンク１内の湯水を加熱するため、貯湯タンク１内の湯水の温度が主熱源であるヒートポンプ式加熱手段４で加熱できないような高い温度（例えば６０℃）であってもそれ以上の高い温度まで加熱することができ、比較的高い温度の貯湯タンク上部の温水のみを選択的に昇温できると共に、暖房往き温度も適切な温度に保つことができ、補助熱源の熱を有効に利用することができる。

ここで、暖房の運転要求がなく、貯湯要求だけがある場合には、図６に示すように、補助熱源である燃焼式加熱手段２０を駆動しながら暖房一時循環ポンプ１４を駆動開始し、暖房一次切替弁１５を貯湯タンク１の中間部側へ切り替え、さらに暖房二次切替弁２２を暖房二次バイパス管２１側に切り替えて、暖房用熱交換器１０において燃焼式加熱手段２０で加熱された暖房用循環水で貯湯タンク１上部から取り出した湯水を加熱し、貯湯タンク１の中間部へ戻すようにして沸き上げ運転を行う。

このとき、補助熱源としての燃焼式加熱手段２０で加熱された暖房用循環水によって貯湯タンク１内の湯水を加熱するため、貯湯タンク１内の湯水の温度が主熱源であるヒートポンプ式加熱手段４で加熱できないような高い温度（例えば６０℃）であってもそれ以上の高い温度まで加熱することができ、比較的高い温度の貯湯タンク上部の温水のみを選択的に昇温できる。そのため、浴槽７内の水の追焚き運転の要求がある場合に、ふろ熱交換器８付近の貯湯温度を迅速に昇温することができ、ふろの追焚き運転を確実かつ短時間に行うことができるものである。

１貯湯タンク
２給水管
３出湯管
４ヒートポンプ式加熱手段（主熱源）
１０暖房用熱交換器
１１暖房一次往き管
１２暖房一次戻り管
１７暖房二次往き管
１８暖房二次戻り管
２０燃焼式加熱手段（補助熱源）

Claims

給水管と出湯管が接続された貯湯タンクと、この貯湯タンク内の湯水を加熱するための主熱源と、前記貯湯タンク内の湯水と暖房端末器へ循環する暖房用循環水とを熱交換するための暖房用熱交換器と、前記貯湯タンクの上部から取り出した湯水を前記暖房用熱交換器に循環させる暖房一次往き管と、前記暖房用熱交換器からの湯水を前記貯湯タンクの中間部へ戻す暖房一次戻り管と、前記暖房用熱交換器と前記暖房端末器とを前記暖房用循環水が循環可能に接続する暖房二次往き管および暖房二次戻り管と、前記暖房二次戻り管の前記暖房用熱交換器の上流側に設けられた補助熱源と、を備えたことを特徴とする貯湯式給湯暖房装置。