JP5493603B2 - 給湯システム - Google Patents
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Description
<給湯システム1の概略構成>
図1は、本発明の一実施形態に係る給湯システム1の概略構成図である。給湯システム1は、いわゆるヒートポンプ式の給湯システムであって、ホテル、病院や大浴場等の大型施設(具体的には、大型施設を利用する利用者)に湯を供給するために使用されるシステムである。また、給湯システム1は、主として、複数の給湯器2a1,・・・,2anと、再加熱器9と、コントローラ110と、予約管理サーバ140と、遠隔管理サーバ180とから構成されている。再加熱器9は、給湯器2a1,・・・,2anから供給される湯を貯えるための開放型貯湯槽7から出される湯を再加熱して開放型貯湯槽7へと戻す。コントローラ110は、給湯器2a1,・・・,2anや再加熱器9等を制御および監視する。予約管理サーバ140は、施設を利用する利用者の情報等を管理する。遠隔管理サーバ180は、給湯器2a1,・・・,2anや再加熱器9等を遠隔管理する。なお、給湯器2a1,・・・,2anは施設の屋外に設置されている。また、コントローラ110および予約管理サーバ140は、施設内の管理者が存する部屋に設置されている。また、遠隔管理サーバ180は、給湯器2a1,・・・,2anを遠隔から管理する遠隔管理サービスを提供する組織により運営される遠隔管理センター170内に設置されている。
(1)給湯器2a1,・・・,2anの構成
以下、給湯器2a1,・・・,2anについて説明する。なお、ここでは給湯器2a1についてのみ説明するが、給湯器2a2,・・・,2anは、給湯器2a1と同様の構成である。
再加熱器9は、循環サイクル12内に配置され、開放型貯湯槽7から出されて循環サイクル12内を循環する湯を再加熱する機器である。
コントローラ110は、給湯器2a1,・・・,2an、再加熱器9、その他給湯配管11内に設けられる閉鎖弁14(図1を参照)や循環サイクル12内に設けられる循環ポンプ15(図1を参照)等の各種機器を制御および監視する機能を有している。また、コントローラ110は、図4に示すように、主として、通信部111と、入力部112と、記憶部113と、時刻計測部114と、タイマー115と、制御部116とを有している。
通信部111は、コントローラ110の、各給湯器2a1,・・・,2an、再加熱器9、予約管理サーバ140、遠隔管理サーバ180等への通信を可能にするインターフェースである。コントローラ110は、この通信部111によって、各給湯器2a1,・・・,2anや再加熱器9の各種のデータの受信が可能になったり、コントローラ110の制御部116による制御指令を各給湯器2a1,・・・,2an、再加熱器9等に対して送信できるようになったりしている。
入力部112は、主として、マウスおよびキーボードから構成されており、管理者がコントローラ110への操作命令を入力するために用いられる。
記憶部113は、給湯器2a1,・・・,2an等を制御するための制御データや制御プログラムが記憶されている。具体的には、記憶部113には、給湯器データ記憶領域113aと、再加熱器データ記憶領域113bと、気象情報記憶領域113cと、利用者情報記憶領域113dと、最低貯湯量記憶領域113eと、残湯量データ記憶領域113fと、定期給湯情報記憶領域113gと、臨時制御情報記憶領域113hとが確保されている。
給湯器データ記憶領域113aには、コントローラ110の制御部116の命令により給湯器制御部20a1,・・・,20anから所定の間隔で送られる給湯器2a1,・・・,2anのそれぞれに関する機器データが格納されている。
再加熱器データ記憶領域113bには、コントローラ110の制御部116の命令により再加熱器制御部90から所定の間隔で送られる再加熱器9に関する機器データが格納されている。
気象情報記憶領域113cには、遠隔管理サーバ180からインターネット6を介してコントローラ110に送られる毎日の最新の気象情報が格納される。
利用者情報記憶領域113dには、予約管理サーバ140からLAN5を介してコントローラ110に送られる、施設を利用する利用者の毎日の情報である利用者情報のデータが格納される。ここで、例えば、給湯システム1がホテルや旅館等の宿泊施設に使用される場合、利用者情報は、主として、予約者数、予約者の年齢層、予約者の男女比、予約部屋数等である。
最低貯湯量記憶領域113eには、開放型貯湯槽7内に最低貯えておくべき最低貯湯量(第3所定湯量に相当)のデータが記憶されている。該最低貯湯量は、管理者によって決定される任意の値であり、管理者がコントローラ110の入力部112を介して入力することにより最低貯湯量記憶領域113eにデータとして格納される。
残湯量データ記憶領域113fには、水圧センサ72によって検出される開放型貯湯槽7内の残湯量が定期的(例えば、1分毎)にデータとして蓄積されている。なお、残湯量データ記憶領域113fに格納される毎分の残湯量のデータは、例えば、毎時における残湯量のデータとして、リモコン135の液晶表示部(図示せず)に表示される。よって、管理者は、開放型貯湯槽7内の残湯量を知ることができ、利用者による湯の使用傾向や減少率を知ることができる。
定期給湯情報記憶領域113gには、制御実行部129が定期給湯制御を実行するために必要な各種のデータや制御プログラムが記憶されている。
臨時制御情報記憶領域113hには、定期給湯時間帯以外の時間帯に行われる、臨時給湯制御および臨時昇温制御(ここでは、以下、両制御を総称して臨時制御という)の実行のために必要な各種のデータや制御プログラムが記憶されている。
時刻計測部114は、日時計機能を有し、時刻を計測する。
タイマー115は、第1タイマーおよび第2タイマーから構成される。
制御部116は、主として、CPU、ROMおよびRAMから構成されており、データ取得部121と、データ送信部122と、第1残湯量判定部123と、第2残湯量判定部124と、残湯量予測部125と、時刻判定部126と、流量判定部127と、定期給湯開始時刻判定部128と、定期給湯制御、臨時昇温制御および臨時給湯制御を実行する制御実行部129とを有している。
データ取得部121は、給湯システム1の各種機器におけるデータを取得する。具体的には、データ取得部121は、給湯器2a1,・・・,2anのそれぞれの機器データおよび再加熱器9の機器データを、それぞれ給湯器制御部20a1,・・・,20anおよび再加熱器制御部90から所定の間隔で取得する。また、データ取得部121は、水圧センサ72によって検出される開放型貯湯槽7内の残湯量のデータや貯湯槽内湯温センサ71によって検出される貯湯槽内湯温のデータを所定の間隔で(本実施形態では、毎分)取得する。また、データ取得部121は、予約管理サーバ140から送信される利用者情報のデータや遠隔管理サーバ180から送信される気象情報のデータを所定の間隔で(本実施形態では、毎日)取得する。さらに、データ取得部121は、時刻測定部114によって計測される時刻のデータや、タイマー115によって計測される各種の時間のデータを所定の間隔で取得する。
データ送信部122は、記憶部113内に確保される所定の記憶領域に格納される一部のデータを、遠隔管理サーバが実行する各種の遠隔管理サービスに利用されるように、遠隔管理サーバ180に送信する。具体的には、データ送信部122は、給湯器データ記憶領域113aに記憶される給湯器2a1,・・・,2anそれぞれの第1運転状況データおよび再加熱器9の第2運転状況データを、1日1回遠隔管理サーバ180に送信する。また、データ送信部122は、給湯器2a1,・・・,2anそれぞれの第1異常データおよび再加熱器9の第2異常データを、給湯器制御部20a1,・・・20anから取得すると直ちに遠隔管理サーバ180に送信する。
第1残湯量判定部123は、定期的に残湯量データ記憶領域113eに格納される残湯量を監視し、該残湯量と、臨時制御情報記憶領域113hに記憶されている制御開始判断湯量とを比較して、該残湯量が制御開始判断湯量未満になったか否かを判定する。
第2残湯量判定部124は、定期的に残湯量データ記憶領域113eに格納される残湯量を監視し、該残湯量と、臨時制御情報記憶領域113hに記憶されている第2湯量とを比較して、該残湯量が第2湯量未満になったか否かを判定する。
残湯量予測部125は、定期的に残湯量データ記憶領域113eに格納される残湯量を監視し、該残湯量と、最低貯湯量記憶領域113eに記憶されている最低貯湯量とを比較して、該残湯量が定期給湯開始時刻において、最低貯湯量未満になるか否かを予測する。
時刻判定部126は、時刻計測部114によって計測される時刻を監視し、該時刻と、臨時制御情報記憶領域113hに記憶される第1時刻とを比較して、該時刻が第1時刻を過ぎたか否かを判定する。
流量判定部127は、臨時給湯制御において、臨時給湯を行う給湯器2a1,・・・,2anから出される湯量が、開放型貯湯槽7内に給湯すべき給湯量(以下、臨時給湯量という)になったか否かを判定する。なお、臨時給湯を行う給湯器2a1,・・・,2anから出される湯量は、給湯配管11内に設けられる流量センサ16によって検出される。
定期給湯開始時刻判定部128は、定期給湯制御において、時刻計測部114によって計測される時刻が定期給湯開始時刻になったか否かを判定する。
制御実行部129は、主として、給湯器2a1,・・・,2anおよび再加熱器9の運転の制御を行う。具体的には、制御実行部129は、毎日、定期給湯時間帯に適当な給湯器2a1,・・・,2anに開放型貯湯槽7への給湯を実行させる定期給湯制御を実行したり、再加熱器制御部90に再加熱器通常制御を行わせたりする。
予約管理サーバ140は、図5に示すように、記憶部141と、通信部142と、制御部143と、入力部144とを有している。
遠隔管理サーバ180は、給湯器2a1,・・・,2anや再加熱器9を制御および監視する機能を有しており、図6に示すように、通信部181と、入力部182と、記憶部183と、制御部184とを有している。
以下、制御実行部129の具体的な制御について図7〜図9を用いて説明する。
まず、制御実行部129が実行する定期給湯制御の処理の流れについて図7を参照しながら説明する。
(1)臨時昇温制御の処理の流れ
次に、制御実行部129が実行する臨時昇温制御の処理の流れについて図8を参照しながら説明する。
給湯システム1では、基本的に、制御実行部129が臨時昇温制御を実行することで定期給湯開始時刻において開放型貯湯槽7内の残湯量が最低貯湯量未満にならないようにすることができる場合は、省エネルギーおよび省コストの観点から臨時給湯制御は実行しない。
(1)
従来、特許文献1(特開2007−248003号公報)の給湯システムのように、湯を貯える開放型の貯湯槽から出される湯のみを循環させる循環経路を設け、かつ、その循環経路内に湯を再加熱する再加熱手段を設けることによって、施設を利用する利用者に常時所定温度以上の湯を供給することが可能となっている。
一般に、前日の夜間電力を使用できる時間帯に貯湯槽内に湯を貯え、この湯を利用者の当日の利用に供する給湯システムにおいては、当日に貯湯槽内の残湯量が最低貯湯量未満になると給湯器を稼働させて足し湯を行うものが多い。
(A)
上記実施形態では、時刻が定期給湯開始時刻になったときに臨時昇温制御を終了しているが、臨時昇温制御の終了のタイミングはこれに限られるものではない。
上記実施形態の臨時昇温制御においては、再加熱器制御部90は、再加熱器出湯温度が80℃になるように制御すると説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、再加熱器制御部90は、再加熱器出湯温度を、過去の運転実績から算出される一定の温度(例えば、5℃)の分だけ上がるように制御してもよいし、開放型貯湯槽7内の湯の残湯量や湯の使用傾向に応じて変更するように制御してもよい。
上記実施形態では、図8におけるステップS12で時刻が第1時刻を過ぎていないと判定される場合やステップS15で定期給湯開始時刻において残湯量が最低貯湯量未満になると予測される場合に実行される臨時給湯制御を終えた後は、臨時制御は実行しない処理構成を採っているが、本発明はこれに限られるものではない。
上記実施形態では、残湯量予測部125が残湯量が最低貯湯量未満になると予測する場合は、臨時昇温制御を中止して、臨時給湯制御を開始すると説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、利用者による利用が多い場合等においては、省エネルギーの観点においては多少劣るが、臨時昇温制御を続行しながらそれに加えて臨時給湯制御を開始する処理を行ってもよい。
上記実施形態では、開放型貯湯槽7内の残湯量が制御開始判断湯量未満になると、臨時給湯制御の実行が可能になるが、臨時昇温制御に関しては、時刻が第1時刻を過ぎて残湯量が第2湯量未満にならないと実行できない。しかし、本発明はこれに限られるものではなく、残湯量が制御開始判断湯量未満になった後は、時刻を考慮せずに残湯量のみを考慮して臨時昇温制御の実行/非実行を判断してもよい。
上記実施形態では、定期給湯制御の終了は、第1タイマーによって計測される第1経過時間が終了した時点であると説明したが、これに限られるものではない。例えば、給湯配管11内に設けられる流量センサ16が検出する、定期給湯を行う給湯器2a1,・・・,2anから出される湯量が必要給湯量に達した場合に定期給湯制御を終了する制御処理としてもよい。
上記実施形態では、開放型貯湯槽7内の残湯量が最低貯湯量未満になるか否かの判断時点を定期給湯開始時刻としているが、本発明はこれに限られるものではない。
上記実施形態では、ステップS13で第2残湯量判定部124が残湯量が第2湯量未満になったと判定する場合に、ステップS14で臨時昇温制御を開始しているが、本発明はこれに限られるものではなく、ステップS13の後は、ステップS14の処理を行う前にステップS15の処理を行ってもよい。
上記実施形態では、臨時給湯制御の終了条件は、流量センサ16によって検出される流量が臨時給湯量に達することであるが、本発明はこれに限られるものではなく、時刻が定期給湯開始時刻になることを終了条件としてもよい。
上記実施形態では、給湯器2a1は、密閉型貯湯槽ユニットを有すると説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、密閉型貯湯槽ユニットを有しない構成であってもよい。この場合、給湯器2a1に供給される水は、熱源ユニット内の水熱交換器において冷媒と熱交換が行われ加熱されることで湯となり給湯配管11を介して開放型貯湯槽7へと供給されるようになっている。
上記実施形態では、再加熱器9によって再加熱される湯は、開放型貯湯槽7内に戻されると説明したが、本発明はこれに限られるものではない。
制御実行部129による臨時昇温制御および臨時給湯制御は、上記実施形態における制御のみに限られるものではない。
続いて、本発明の第2実施形態について説明する。なお、以下の説明において、第1実施形態と共通する構成部分については、同じ符号を付して説明を省略する。第1実施形態と第2実施形態とで主として異なる点は、第1実施形態では、ステップS12で、時刻判定部126が時刻が第1時刻を過ぎたか否かを判定することによって次のステップに移行するか否かを判断しているが、第1実施形態では、現在の時刻と定期給湯開始時刻の差の時間(すなわち、定期給湯開始時刻まで何時間あるか)を監視することによって次のステップに移行するか否かを判断する点にある。
第2実施形態では、第1実施形態と同様に、制御実行部129が臨時給湯制御以外にも臨時昇温制御を実行可能なことにより、原則として、別途夜間電力使用可能時間帯以外の時間帯に給湯器2a1,・・・,2anを稼働させることを抑制することができるので、省エネルギーかつ省コストに貢献することができる。
2a1,・・・,2an 給湯器
7 開放型貯湯槽(貯湯槽)
9 再加熱器(再加熱手段)
12 循環サイクル(配管)
123 第1残湯量判定部
124 第2残湯量判定部
125 残湯量予測部
126 時刻判定部
129 制御実行部
226 時間判定部
Claims (7)
- 給湯器(2a1,・・・,2an)からの給湯を受ける貯湯槽(7)から出した湯を、または、前記貯湯槽(7)から出した湯を給水と混合することで利用者に利用させる給湯システム(1)であって、
前記貯湯槽(7)から出される湯を再加熱して前記貯湯槽(7)へ戻すことが可能な再加熱手段(9)と、
前記貯湯槽(7)内の残湯量が第1所定湯量未満になったか否かを判定する第1残湯量判定部(123)と、
前記第1残湯量判定部(123)が前記残湯量が前記第1所定湯量未満になったと判定する場合に、前記貯湯槽(7)から出される湯を前記再加熱手段(9)により昇温する第1制御を実行する制御実行部(129)と、
を備える給湯システム(1)。 - 給湯器(2a1,・・・,2an)からの給湯を受ける貯湯槽(7)から出した湯を、または、前記貯湯槽(7)から出した湯を給水と混合することで利用者に利用させる給湯システム(1)であって、
前記貯湯槽(7)から出される湯を再加熱して前記貯湯槽(7)へ戻すことが可能な再加熱手段(9)と、
前記貯湯槽(7)内の残湯量が第1所定湯量未満になったか否かを判定する第1残湯量判定部(123)と、
前記貯湯槽(7)から出される湯を前記再加熱手段(9)により昇温する第1制御と、前記給湯器(2a1,・・・,2an)に前記貯湯槽(7)への湯の供給を要求する第2制御とを有し、前記第1残湯量判定部(123)が前記残湯量が前記第1所定湯量未満になったと判定する場合に、前記第1制御および/または前記第2制御を実行する制御実行部(129)と、
を備える給湯システム(1)。 - 時刻が所定時刻を過ぎたか否かを判定する時刻判定部(126)と、
前記残湯量が前記第1所定湯量よりも少ない第2所定湯量未満になったか否かを判定する第2残湯量判定部(124)と、
をさらに備え、
前記制御実行部(129)は、
前記第1残湯量判定部(123)が前記残湯量が前記第1所定湯量未満になったと判定し、前記時刻判定部(126)が時刻が前記所定時刻が過ぎたと判定する場合、
前記第2残湯量判定部(124)が前記残湯量が前記第2所定湯量未満になったと判定する場合、
または、
前記時刻判定部(126)が時刻が前記所定時刻を過ぎたと判定し、前記第2残湯量判定部(124)が前記残湯量が前記第2所定湯量未満になったと判定する場合、
に前記第1制御を実行する、
請求項2に記載の給湯システム(1)。 - 前記給湯器(2a1,・・・,2an)の前記貯湯槽(7)への給湯は、所定時間帯に行われ、
前記所定時間帯までの時間が所定時間以下であるか否かを判定する時間判定部(226)と、
前記残湯量が前記第1所定湯量よりも少ない第2所定湯量未満になったか否かを判定する第2残湯量判定部(124)と、
をさらに備え、
前記制御実行部(129)は、
前記第1残湯量判定部(123)が前記残湯量が前記第1所定湯量未満になったと判定し、前記時間判定部(226)が前記所定時間帯までの時間が所定時間以下であると判定する場合、
前記第2残湯量判定部(124)が前記残湯量が前記第2所定湯量未満になったと判定する場合、
または、
前記時間判定部(226)が時刻が前記所定時間帯までの時間が所定時間以下であると判定し、前記第2残湯量判定部(124)が前記残湯量が前記第2所定湯量未満になったと判定する場合、
に前記第1制御を実行する、
請求項2に記載の給湯システム(1)。 - 前記制御実行部(129)は、前記時刻判定部(126)が時刻が前記所定時刻を過ぎていないと判定し、前記第1残湯量判定部(123)が前記残湯量が前記第1所定湯量未満になったと判定する場合は、前記第1制御を実行せずに前記第2制御を実行する、
請求項3に記載の給湯システム(1)。 - 前記残湯量が前記第2所定湯量よりも少ない第3所定湯量未満になるか否かを予測する残湯量予測部(125)をさらに備え、
前記制御実行部(129)は、前記第1制御および前記第2制御を実行する場合、まず、前記第1制御を実行し、前記残湯量予測部(125)が前記残湯量が前記第3所定湯量未満になると予測する場合に、前記第1制御に代えてまたは前記第1制御に加えて前記第2制御を実行する、
請求項3または4に記載の給湯システム(1)。 - 前記貯湯槽(7)は、開放型の貯湯槽であり、
前記再加熱手段(9)は、前記貯湯槽(7)から出される湯を前記貯湯槽(7)に戻すことが可能であり前記貯湯槽(7)から出される湯を前記利用者に供給するための配管(12)内に介在する、
請求項1〜6のいずれかに記載の給湯システム(1)。
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