JP5796192B2 - 貯湯式給湯システム - Google Patents

Description

本発明は、高温湯と中温湯を貯湯する貯湯式給湯システムに関する。

従来から、貯湯タンクに高温湯と中温湯を貯湯する貯湯式給湯システムが知られている（例えば特許文献１参照）。

このような貯湯式給湯システムについて、図３を参照して説明する。貯湯式給湯システム１０１は、給水を貯留する貯湯タンク２と、貯湯タンク２の水を加熱する加熱源１０３と、加熱源１０３等の各部の動作を制御する制御部１０４と、を備えている。貯湯タンク２の側壁には頂部から底部にかけて、複数の温度センサ２１が設けられており、制御部１０４は、温度センサ２１が検出した湯温から、貯湯タンク２内の高温湯、中温湯、及び水の量を測定する。貯湯タンク２の底部には、給水を行なう給水配管５１が接続されている。また、貯湯タンク２の底部は、加熱配管５２を介して加熱源１０３と接続されており、貯湯タンク２底部の水が加熱源１０３で加熱される。

加熱源１０３は、加熱した湯を送る内蔵ポンプ１３１を備えている。加熱源１０３には、供給配管５３が接続されており、供給配管５３は、沸上切替弁７１において貯湯タンク２の頂部と繋がる高温湯供給配管５４と、貯湯タンク２の中層部に繋がる中温湯供給配管５５に分岐している。

貯湯タンク２の頂部には、高温出湯口８１と繋がる高温湯出湯配管５６が接続されている。貯湯タンク２の中層部には中温湯出湯配管５７が接続されており、中温湯出湯配管５７は、高温湯出湯配管５６から分岐した配管５８と、出湯切替弁７２によって合流し、配管５９と繋がっている。配管５９は、給水配管５１から分岐した配管６０と混合弁７３によって合流し、混合出湯口８２に繋がる混合出湯配管６１に接続されている。

次に、貯湯式給湯システム１０１の動作について説明する。高温出湯口８１が開かれると、給水圧によって水が給水配管５１を通って貯湯タンク２の底部に入り、高温層２ａに貯湯されていた高温湯が高温湯出湯配管５６を通って高温出湯口８１から出湯する。

混合出湯口８２が開かれると、制御部１０４は出湯切替弁７２を中温湯出湯配管５７側に切り替え、混合弁７３の混合割合を調整する。そして、給水圧によって中温湯出湯配管５７、及び配管５９を通って供給される中温湯と、配管６０からの給水とを混合し、混合湯として混合出湯口８２から出湯する。制御部１０４は、中温湯を出湯するときに、貯湯タンク２内の中温湯の量が少ないと判断したときには、出湯切替弁７２を配管５８側に切り替える。そして、混合弁７３の混合割合を調整して、高温湯出湯配管５６、配管５８、及び配管５９を通って供給される高温湯と、配管６０からの給水とを混合し、混合湯として混合出湯口８２から出湯する。

制御部１０４は、温度センサ２１の検知信号に基づいて、貯湯タンク２内の高温湯、又は中温湯の量が所定量より少ないと判断したときには、それぞれの湯を加熱源１０３によって沸かし上げる。高温湯を沸かし上げるときには、制御部１０４は、高温湯沸上モードとして沸上切替弁７１を高温湯供給配管５４側に切り替え、内蔵ポンプ１３１を駆動させて、低温層２ｃの水を加熱源１０３によって高温に沸かし上げ、沸かし上げた湯を供給配管５３、及び高温湯供給配管５４を経由して貯湯タンク２の高温層２ａに供給する（経路Ａ）。中温湯を沸かし上げるときには、制御部１０４は、中温湯沸上モードとして沸上切替弁７１を中温湯供給配管５５側に切り替え、内蔵ポンプ１３１を駆動させて、低温層２ｃの水を加熱源１０３によって中温に沸かし上げ、沸かし上げた湯を供給配管５３、及び中温湯供給配管５５を経由して貯湯タンク２の中温層２ｂに供給する（経路Ｂ）。

しかしながら、このような貯湯式給湯システムにおいては、制御部１０４が中温湯沸上モードから高温湯沸上モードに移行したときに、高温層２ａに中温湯が供給されてしまう。図４は、制御部１０４が中温湯沸上モードから高温湯沸上モードに移行するときにおける沸上温度の時間推移と、沸上切替弁７１の切替タイミングとを示す。制御部１０４は、時点ｔ１０１において中温湯沸上モードから高温湯沸上モードに移行すると同時に沸上切替弁７１を中温湯供給配管５５側から高温湯供給配管５４側に切り替える。しかし、加熱源１０３によって沸かし上げられる沸上温度は、中温沸上の温度から高温沸上の温度に達するまでに時間がかかる。このために、貯湯タンク２の高温層２ａには中温湯が供給され、高温層２ａの湯温が低下する。
特開昭６０−２６９号公報

本発明は、上記問題を解消するものであり、中温湯沸上モードから高温湯沸上モードに移行した直後に高温層に中温湯が供給されることがなくなり、高温層の湯温が低下することを防止することができる貯湯式給湯システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、給水を貯留する貯湯タンクと、前記貯湯タンクの水を加熱する加熱源と、前記加熱源により加熱された高温湯を前記貯湯タンクの高温層へ供給する高温湯供給配管と、前記加熱源により加熱された中温湯を前記貯湯タンクの中温層へ供給する中温湯供給配管と、前記加熱源により加熱された湯の供給先を前記高温湯供給配管と中温湯供給配管とに切り替える沸上切替弁と、前記貯湯タンクに配されて高温層、及び中温層の湯量を検知するための温度センサと、前記温度センサによる検知信号に基づいて前記加熱源と沸上切替弁の動作を制御する制御部と、を備えた貯湯式給湯システムにおいて、前記加熱源により沸かし上げられた湯の温度を検知し、又は推定する加熱源出湯湯温検知手段を備え、前記制御部は、前記加熱源により中温湯を沸かし上げる中温湯沸上モードのとき、前記沸上切替弁による供給先を前記中温湯供給配管にし、前記加熱源により中温湯を沸かし上げる中温湯沸上モードから前記加熱源により高温湯を沸かし上げる高温湯沸上モードに移行したとき、前記加熱源出湯湯温検知手段により検知され、又は推定された加熱源出湯湯温が高温層へ供給するに適した湯温に達するまでは、前記沸上切替弁による供給先を前記中温湯供給配管に保持し、前記加熱源出湯湯温検知手段により検知され、又は推定された加熱源出湯湯温が高温層へ供給するに適した湯温に達してから、前記沸上切替弁による供給先を前記中温湯供給配管から高温湯供給配管に切り替えるものである。

請求項１の発明によれば、中温湯沸上モードから高温湯沸上モードに移行した後、沸上温度が高温沸上温度に達してから、沸上切替弁を高温湯供給配管側に切り替えるので、高温層に中温湯が供給されることはなくなり、高温層の湯温が低下することが防止される。

本発明の実施形態に係る貯湯式給湯システムについて、図１を参照して説明する。貯湯式給湯システム１は、給水を貯留する貯湯タンク２と、貯湯タンク２の水を加熱する加熱源３と、加熱源３等の各部の動作を制御する制御部４と、を備えている。貯湯タンク２の側壁には頂部から底部にかけて、複数の温度センサ２１が設けられており、制御部４は、温度センサ２１が検出した湯温から、貯湯タンク２内の高温湯、中温湯、及び水の量を測定する。貯湯タンク２の底部には、給水を行なう給水配管５１が接続されている。また、貯湯タンク２の底部は、加熱配管５２を介して加熱源３と接続されており、貯湯タンク２底部の水が加熱源３で加熱される。

加熱源３は、加熱した湯を送る内蔵ポンプ３１と加熱した湯温を検知する加熱源出湯湯温センサ３２（加熱源出湯湯温検知手段）を備えている。加熱源３には、供給配管５３が接続されており、供給配管５３は、沸上切替弁７１において貯湯タンク２の頂部と繋がる高温湯供給配管５４と、貯湯タンク２の中層部に繋がる中温湯供給配管５５に分岐している。

貯湯タンク２の頂部には、高温出湯口８１と繋がる高温湯出湯配管５６が接続されている。貯湯タンク２の中層部には中温湯出湯配管５７が接続されており、中温湯出湯配管５７は、高温湯出湯配管５６から分岐した配管５８と、出湯切替弁７２によって合流し、配管５９と繋がっている。配管５９は、給水配管５１から分岐した配管６０と混合弁７３によって合流し、混合出湯口８２に繋がる混合出湯配管６１に接続されている。

次に、貯湯式給湯システム１の動作について説明する。高温出湯口８１が開かれると、給水圧によって水が給水配管５１を通って貯湯タンク２の底部に入り、高温層２ａに貯湯されていた高温湯が高温湯出湯配管５６を通って高温出湯口８１から出湯する。

混合出湯口８２が開かれると、制御部４は出湯切替弁７２を中温湯出湯配管５７側に切り替え、混合弁７３の混合割合を調整する。そして、給水圧によって中温湯出湯配管５７、及び配管５９を通って供給される中温湯と、配管６０からの給水とを混合し、混合湯として混合出湯口８２から出湯する。制御部４は、中温湯を出湯するときに、貯湯タンク２内の中温湯の量が少ないと判断したときには、出湯切替弁７２を配管５８側に切り替える。そして、混合弁７３の混合割合を調整して、高温湯出湯配管５６、配管５８、及び配管５９を通って供給される高温湯と、配管６０からの給水とを混合し、混合湯として混合出湯口８２から出湯する。

制御部４は、温度センサ２１の検知信号に基づいて、貯湯タンク２内の高温湯、又は中温湯の量が所定量より少ないと判断したときには、それぞれの湯を加熱源３によって沸かし上げる。高温湯を沸かし上げるときには、制御部４は、高温湯沸上モードとして沸上切替弁７１を高温湯供給配管５４側に切り替え、内蔵ポンプ３１を駆動させて、低温層２ｃの水を加熱源３によって高温に沸かし上げ、沸かし上げた湯を供給配管５３、及び高温湯供給配管５４を経由して貯湯タンク２の高温層２ａに供給する（経路Ａ）。中温湯を沸かし上げるときには、制御部４は、中温湯沸上モードとして沸上切替弁７１を中温湯供給配管５５側に切り替え、内蔵ポンプ３１を駆動させて、低温層２ｃの湯水を加熱源３によって中温に沸かし上げ、沸かし上げた湯を供給配管５３、及び中温湯供給配管５５を経由して貯湯タンク２の中温層２ｂに供給する（経路Ｂ）。

次に、制御部４が、中温湯沸上モードから高温湯沸上モードに移行するときの動作を、図２を参照して説明する。図２は、加熱源出湯湯温センサ３２に検知された沸上温度の時間推移と、沸上切替弁７１を切り替えるタイミングを示す。制御部４は、中温湯沸上モードを終了し、高温湯沸上モードに移行するときは、加熱源３の沸上温度を高温に変更し、沸かし上げを続行する（時点ｔ１）。このとき、沸上切替弁７１を、中温湯供給配管５５側に切り替わった状態に保持する。そして、制御部４は、加熱源出湯湯温センサ３２が検知した沸上温度が、高温層２ａへ供給するに適した所定の湯温である高温沸上温度に達すると、沸上切替弁７１を高温湯供給配管５４側に切り替える（時点ｔ２）。このように、中温湯沸上モードから高温湯沸上モードに移行した後、沸上温度が高温沸上温度に達してから、沸上切替弁７１を高温湯供給配管５４側に切り替えるので、高温層に中温湯が供給されることはなくなり、高温層の湯温が低下することが防止される。

制御部４は、中温湯沸上モードから高温湯沸上モードに移行するときだけでなく、最初から高温湯沸上モードによって沸かし上げるときにも、沸上切替弁７１を中温湯供給配管５５側に切り替えた状態で沸かし上げを開始し、加熱源出湯湯温センサ３２が検知した湯温が高温沸上温度に達してから沸上切替弁７１を高温湯供給配管５４側に切り替えてもよい。沸上温度が高温沸上温度に達してから、沸上切替弁７１を高温湯供給配管５４側に切り替えるので、高温層に中温湯が供給されず、高温層の湯温が低下しない。

次に、本実施形態の変形例について説明する。変形例では、貯湯式給湯システム１は、加熱源出湯湯温センサ３２に代えて、制御部４にタイマを有している。このタイマは加熱源出湯湯温検知手段を構成する。制御部４は、中温湯沸上モードが終了し、高温湯沸上モードに移行するときは、加熱源３の沸上温度を高温に変更して沸かし上げを続行した後、タイマによって所定の時間が経過すると、沸上温度が高温沸上温度に達したと推定して、沸上切替弁７１を高温湯供給配管５４側に切り替える。加熱源出湯湯温センサ３２の検知信号に基づいて沸上切替弁７１の切替を行なうのと同等の効果を得ることができる。

なお、本発明は、上記各種実施形態の構成に限られず、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、貯湯タンクは複数台有ってもよい。貯湯タンクが１台の場合と同等の効果を得ることができる。また、加熱源出湯湯温センサ３２は、供給配管５３や中温湯供給配管５５に設置してもよい。加熱源３内に設置する場合と同等の効果を得ることができる。

本発明の実施形態に係る貯湯式給湯システムの構成図。 同貯湯式給湯システムにおける沸上温度の時間推移と、沸上切替弁を切り替えるタイミングを示す図。 従来の貯湯式給湯システムの構成図。 同貯湯式給湯システムにおける沸上温度の時間推移と、沸上切替弁を切り替えるタイミングを示す図。

符号の説明

１ 貯湯式給湯システム
２ 貯湯タンク
２ａ 高温層
２ｂ 中温層
２１ 温度センサ
３ 加熱源
３２ 加熱源出湯湯温センサ（加熱源出湯湯温検知手段）
４ 制御部
５４ 高温湯供給配管
５５ 中温湯供給配管
７１ 沸上切替弁

Claims (1)

1. 給水を貯留する貯湯タンクと、前記貯湯タンクの水を加熱する加熱源と、前記加熱源により加熱された高温湯を前記貯湯タンクの高温層へ供給する高温湯供給配管と、前記加熱源により加熱された中温湯を前記貯湯タンクの中温層へ供給する中温湯供給配管と、前記加熱源により加熱された湯の供給先を前記高温湯供給配管と中温湯供給配管とに切り替える沸上切替弁と、前記貯湯タンクに配されて高温層、及び中温層の湯量を検知するための温度センサと、前記温度センサによる検知信号に基づいて前記加熱源と沸上切替弁の動作を制御する制御部と、を備えた貯湯式給湯システムにおいて、
   前記加熱源により沸かし上げられた湯の温度を検知し、又は推定する加熱源出湯湯温検知手段を備え、
   前記制御部は、
   前記加熱源により中温湯を沸かし上げる中温湯沸上モードのとき、前記沸上切替弁による供給先を前記中温湯供給配管にし、
   前記加熱源により中温湯を沸かし上げる中温湯沸上モードから前記加熱源により高温湯を沸かし上げる高温湯沸上モードに移行したとき、前記加熱源出湯湯温検知手段により検知され、又は推定された加熱源出湯湯温が高温層へ供給するに適した湯温に達するまでは、前記沸上切替弁による供給先を前記中温湯供給配管に保持し、前記加熱源出湯湯温検知手段により検知され、又は推定された加熱源出湯湯温が高温層へ供給するに適した湯温に達してから、前記沸上切替弁による供給先を前記中温湯供給配管から高温湯供給配管に切り替えることを特徴とする貯湯式給湯システム。

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