JP5836794B2 - 貯湯システム - Google Patents
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Description
前記ガス給湯器の給湯口に接続された給湯管から分岐した排水管と、
前記排水管を開閉する排水制御弁と、
前記熱源による微量のガスの長期継続使用によりガスメータがガスの供給を遮断することの回避動作として、前記排水制御弁を開き、前記ガス給湯器でガスを燃焼させて得た湯を前記排水管から排水する動作を行う制御部と
を有する
ことを特徴とする貯湯システム。
前記制御部は、前記貯湯タンク内の水の入れ替え動作を行う場合に前記第2排水制御弁を開く
ことを特徴とする[1]に記載の貯湯システム。
第1入口と第2入口と出口とを備え、前記第1入口と前記出口とを連通させ前記第2入口を閉鎖した第1状態と、前記第2入口と前記出口とを連通させ前記第1入口を閉鎖した第2状態とに切り替わる三方弁と、
をさらに有し、
前記ガス給湯器は給水管から給水され、
前記排水管は、前記給湯管側の上流排水管と、下流排水管とに分割されており、
前記排水制御弁は前記下流排水管を開閉し、
前記三方弁の第1入口には前記上流排水管が接続され、前記第2入口には前記貯湯タンクの出湯口に通じる第2タンク出湯管が接続され、出口には前記下流排水管が接続され、
前記制御部は、
前記混合器の出側から設定温度の湯が給湯されるように、前記ガス給湯器による加熱および前記混合器の混合比を制御すると共に、
前記回避動作では、前記三方弁を第1状態に設定して前記排水制御弁を開き、前記貯湯タンク内の水の入れ替え動作を行うときは、前記三方弁を前記第2状態に設定して前記排水制御弁を開く
ことを特徴とする[1]に記載の貯湯システム。
第1入口と第2入口と出口とを備え、前記第1入口と前記出口とを連通させ前記第2入口を閉鎖した第1状態と、前記第2入口と前記出口とを連通させ前記第1入口を閉鎖した第2状態とに切り替わる三方弁と、
をさらに有し、
前記排水管は、前記給湯管側の上流排水管と、下流排水管とに分割されており、
前記排水制御弁は前記下流排水管を開閉し、
前記三方弁の第1入口には前記上流排水管が接続され、前記第2入口には前記貯湯タンクの出湯口に通じる第2タンク出湯管が接続され、前記出口には前記下流排水管が接続され、
前記制御部は、
前記ガス給湯器による追加の加熱無しにもしくは前記ガス給湯器による加熱を足して前記ガス給湯器から設定温度の給湯が行われるように前記混合器の混合比を制御すると共に、
前記回避動作では、前記三方弁を第1状態に設定して前記排水制御弁を開き、
前記貯湯タンク内の水の入れ替え動作を行うときは、前記三方弁を前記第2状態に設定して前記排水制御弁を開く
ことを特徴とする[1]に記載の貯湯システム。
ことを特徴とする[4]に記載の貯湯システム。
前記制御部は、前記計測された水量から前記貯湯タンク内全部が新たな給水に入れ替わったことを確認できた後に前記入れ替え動作を終了する
ことを特徴とする[2]乃至[5]のいずれか1項に記載の貯湯システム。
前記制御部は、
給湯の制御モードとして、貯湯タンクからの湯と給水とを混合して設定温度の湯を給湯する第1モードと、給水を前記ガス給湯器で設定温度より高い温度に加熱した湯と給水とを混合して設定温度の湯を給湯する第2モードとを少なくとも有し、
前記第1モードで給湯動作中に前記第2モードに切り替える場合は、前記三方弁を前記第1状態にしかつ前記排水制御弁を開いて前記ガス給湯器で加熱した湯が前記下流排水管から排水されるように設定してから所定時間の経過後に、前記排水制御弁を閉じて前記第2モードの給湯動作に移行する
ことを特徴とする[3]に記載の貯湯システム。
ことを特徴とする[7]に記載の貯湯システム。
給湯の制御モードとして、貯湯タンクからの湯と給水とを混合して設定温度の湯を給湯する第1モードと、給水を前記ガス給湯器で設定温度より高い温度に加熱した湯と給水とを混合して設定温度の湯を給湯する第2モードと、給水を前記ガス給湯器で加熱した湯と前記貯湯タンクからの湯と給水とを混合して設定温度の湯を給湯する第3モードとを有し、
給湯動作において前記第1モードを優先選択し、前記第1モードで設定温度の湯を給湯できない場合であって設定温度より所定温度以上低くない湯を前記貯湯タンクから供給可能な場合は前記第3モードを選択し、前記第3モードを選択できない場合に前記第2モードを選択する
ことを特徴とする[3]、[7]または[8]に記載の貯湯システム。
図3は、排熱回収動作における湯水の流れを表している。排熱回収動作における湯水の流れる経路を太線で示してある。熱源機4の排熱を回収して貯湯タンク13内の湯水を加熱する排熱回収動作では、制御部20は熱源機4に指示して排熱回収ポンプ52を作動させる。これにより、貯湯タンク13内の湯水は、取水口16から出て、熱回収配管(低温)53a、排熱回収熱交換器51、熱回収配管(高温)53b、A方向の第1三方弁21を経由して戻り口17から貯湯タンク13の上部に戻る循環経路で循環する。なお、第1三方弁21の第1接続口21aには、排熱回収熱交換器51で加熱されて高温になった湯が到達するので制御部20は第1三方弁21をA方向にする。
給湯は以下の(1)または(2)の制御モードで行われる。
燃焼オフモードは、貯湯タンク13に十分蓄熱されている場合の給湯動作である。図4は、給湯動作における湯水の流れを表している。図中、湯水の流れる経路を太線で示してある。燃焼オフモードでは、混合器23で貯湯タンク13からの湯と給水とを混合して給湯設定温度+α℃(α℃は接続配管61での温度低下分を考慮した温度で、たとえば、2℃)の湯を作り、接続配管61を通じて風呂給湯器70へ供給する。風呂給湯器70は、給湯設定温度の湯が供給されたので自装置での追加の加熱は行わず、バーナ73をオフにし、貯湯タンクユニット11側から供給された湯をそのまま給湯配管62へ給湯する。
貯湯タンク13内の蓄熱量が不足して上記燃焼オフモードで給湯設定温度の湯を給湯できない場合の給湯動作であり、風呂給湯器70で追加の加熱が行われる。追い加熱モードの給湯動作における湯水の流れは図4と同様である。ただし、風呂給湯器70は燃焼オンになる。
注湯動作においても、給湯動作と同様にして湯水が風呂給湯器70に供給され、風呂給湯器70は貯湯タンクユニット11から供給された湯水の温度が風呂設定温度未満ならば追加の加熱を行い、風呂設定温度以上ならば追加の加熱を行わずに、湯を風呂(浴槽)2へ注湯する。なお、水位の検知や追い焚きなど全自動風呂に用いる機能は、全て風呂給湯器70の有する機能をそのまま使用する。
マイコンメータ遮断回避動作では、制御部20は、第1混合器23aを全閉し、第2三方弁43をE方向に設定し、排水電磁弁45を開く。また、制御部20は風呂給湯器70に対して、バーナ73の燃焼が行われる給湯温度を指示する。たとえば、給水の温度より15℃高い温度での給湯を指示する。
タンク滞留水排水動作は、貯湯タンク13に滞留している湯を新たな給水に入れ替える動作である。制御部20は、貯湯タンク13内の湯水が長期間使用されずに滞留していると判断した場合に、タンク滞留水排水動作を行う。図6は、タンク滞留水排水動作における湯水の流れを表している。タンク滞留水排水動作では、制御部20は、第2三方弁43をF方向に設定し、排水電磁弁45を開くように制御し、貯湯タンク13内の滞留水を、排水案内管46や排水管41を通じた図6の太線で示す経路で排水すると共に、流量センサ34により排水量を計測する。そして、計測された水量から貯湯タンク13内全部が新たな給水に入れ替わったことを確認できたとき、入れ替え動作を終了する。ここでは、計測した排水量が貯湯タンク13の容量と排水経路の配管容量との合計量以上になったら排水電磁弁45を閉じてタンク滞留水排水動作を終了する。
排熱回収動作は第1の実施の形態と同一でありその説明は省略する。
貯湯タンクユニット11Bは風呂給湯器70の近くに設置される場合もあれば、遠く離れて設置される場合もある。たとえば、2階に風呂があるような家屋では、風呂給湯器70は2階の外壁に設置され貯湯タンクユニット11Bおよび熱源機4は1階に設置されるといったケースがあり、このような場合には装置間を結ぶ接続配管(高温)65および接続配管(低温)66の配管長が長くなって圧損の大きい設置状況になる。本発明の第2の実施の形態に係る風呂給湯システム10Bでは、低水圧地域において、配管が長くて圧損が大きい設置状況になっても、出湯量を十分確保できるように、圧損の増加を抑えた給湯を行うようになっている。
第1モードは、貯湯タンク13に十分蓄熱されている場合の給湯動作である。図8は、第1モードの給湯動作における湯水の流れを表している。図中、湯水の流れる経路を太線で示してある。第1モードでは、混合器30で貯湯タンク13からの湯と給水とを混合して給湯設定温度の湯を作り、給湯する。風呂給湯器70には給水は送らず、風呂給湯器70での加熱はなく燃焼運転しない。
第2モードは、貯湯タンク13に利用可能な湯がない場合の給湯動作である。図9は、第2モードの給湯動作における湯水の流れを表している。図中、湯水の流れる経路を太線で示してある。第2モードでは、給水を風呂給湯器70で給湯設定温度より高い温度に加熱した湯と給水とを混合器30で混合して給湯設定温度の湯を給湯する。
給水温度15℃、給湯設定温度40℃、給湯流量8L/minのとき、風呂給湯器70から40℃の湯をもらう場合は、給湯流量の全量を風呂給湯器70からもらうので、接続配管(高温)65および接続配管(低温)66を湯水が8L/minで流れることになる。これに対し風呂給湯器70から55℃の湯をもらう場合は、接続配管(高温)65、接続配管(低温)66を流れる流量は5L/minでよく、貯湯タンクユニット11B内で給水3L/minと混合して40℃の湯8L/minが作られる。流速(配管径が同じ場合は流量に比例)が大きいほど圧損は大きくなるので、流量を下げられることは圧損低減に大きく寄与する。
第3モードは、貯湯タンク13内に蓄熱はあるが、温度が低く、貯湯タンク13内の湯だけでは不十分な場合の給湯動作である。図10は、第3モードの給湯動作における湯水の流れを表している。図中、湯水の流れる経路を太線で示してある。第3モードは、たとえば、貯湯タンク13の湯切れ温度センサ18dの検出温度が給湯設定温度より低いが給湯設定温度より所定温度(たとえば10℃)以上は低くないような場合に選択される。
次に、第1モード(タンク出湯)で給湯を開始した後、貯湯タンク13内の蓄熱(湯量)が不足して第2モード(給湯器出湯)に給湯の制御モードを切り替える場合の移行動作について説明する。
マイコンメータ遮断回避動作では、制御部20は、第2混合器30bを全閉し、第3三方弁38をC方向に設定し、第2三方弁43をE方向に設定し、排水電磁弁45を開く。また、制御部20は風呂給湯器70に対して、バーナ73の燃焼が行われる出湯温度を指示する。たとえば、給水の温度より15℃高い温度での出湯を指示する。
制御部20は、貯湯タンク13内の湯水が長期間使用されずに滞留したと判断した場合に、タンク滞留水排水動作を行う。図14は、タンク滞留水排水動作における湯水の流れを表している。タンク滞留水排水動作では、制御部20は、第2三方弁43をF方向に設定し、排水電磁弁45を開くように制御して、貯湯タンク13内の滞留水を、排水案内管46や排水管41を通じた経路で排水すると共に、流量センサ34により排水量を計測する。そして、計測された水量から貯湯タンク13内全部が新たな給水に入れ替わったことを確認できたとき、入れ替え動作を終了する。ここでは、計測した排水量が貯湯タンク13の容量と排水経路の配管容量との合計量以上になったら排水電磁弁45を閉じてタンク滞留水排水動作を終了する。
図15は、第2の実施の形態に係る風呂給湯システム10Bの注湯動作における湯水の流れを表している。図中、湯水の流れる経路を太線で示してある。注湯動作では、混合器30の出側の湯を風呂給湯器70の給水接続口へ供給すると共に、貯湯タンク13からの湯もしくは貯湯タンク13からの湯と給水とを混合した湯を混合器30でつくり、混合器30の出側から出た湯に風呂給湯器70による加熱を足してもしくは追加の加熱無しに風呂給湯器70から風呂(浴槽)2へ風呂設定温度の注湯が行われるように制御する。
4…熱源機(燃料電池)
10、10B…風呂給湯システム
11、11B…貯湯タンクユニット
12…給水管
13…貯湯タンク
14…給水口
15…出湯口
16…取水口
17…戻り口
18a…第1温度センサ
18b…第2温度センサ
18c…第3温度センサ
18d…湯切れ温度センサ
18e…タンク上部温度センサ
20…制御部
21…第1三方弁
21a…第1接続口
21b…第2接続口
21c…第3接続口
22a…熱回収配管高温側温度センサ
22b…熱回収配管低温側温度センサ
23…混合器
23a…第1混合器
23b…第2混合器
24…過圧逃がし弁
25…吸気弁
26…タンク出口温度センサ
28…接続配管高温側温度センサ
29…給湯高温温度センサ
30…混合器
30a…第1混合器
30b…第2混合器
30c…第3混合器
31…給湯配管
31b…配管
32…出湯温度センサ
33…ハイカット温度センサ
34…流量センサ
35…給水温度センサ
36…減圧弁
37a…逆止弁
37b…逆止弁
37c…逆止弁
38…第3三方弁
38a…第1接続口
38b…第2接続口
38c…第3接続口
39…逆止弁
41…排水管
42…排水栓
43…第2三方弁
43a…第1接続口
43b…第2接続口
43c…第3接続口
44…逆止弁
45…排水電磁弁
46…排水案内管
50…排熱回収装置
51…排熱回収熱交換器
52…排熱回収ポンプ
53…熱回収配管
53a…熱回収配管(低温)
53b…熱回収配管(高温)
54…バイパス管
61…接続配管
62…給湯配管
63…第2接続配管
65…接続配管(高温)
66…接続配管(低温)
70…風呂給湯器
72…熱交換器
72a…第1熱交換水管
72b…第2熱交換水管
73…バーナ
73a…ガス供給管
74…入水管
75…出湯管
76…風呂戻り管
77…風呂往き管
78…連結管
79…注湯電磁弁
81…水量サーボ
82…出湯温度センサ
83…バイパス管
84…バイパス調整弁
85…流量センサ
86…入水温度センサ
87…風呂循環ポンプ
88…流水スイッチ
89a…風呂往き温度センサ
89b…風呂戻り温度センサ
91…制御部
92…リモコン(共通リモコン)
Claims (9)
- 給水が供給される貯湯タンクと、熱源の排熱を回収して前記貯湯タンク内の水を加熱する加熱装置とを備え、前記貯湯タンク内の蓄熱が設定温度の給湯に不足する場合にその不足分の加熱をガス給湯器で行う貯湯システムにおいて、
前記ガス給湯器の給湯口に接続された給湯管から分岐した排水管と、
前記排水管を開閉する排水制御弁と、
前記熱源による微量のガスの長期継続使用によりガスメータがガスの供給を遮断することの回避動作として、前記排水制御弁を開き、前記ガス給湯器でガスを燃焼させて得た湯を前記排水管から排水する動作を行う制御部と
を有する
ことを特徴とする貯湯システム。 - 前記貯湯タンクの出湯口に連通した第2排水管と、前記第2排水管を開閉する第2排水制御弁とを備え、
前記制御部は、前記貯湯タンク内の水の入れ替え動作を行う場合に前記第2排水制御弁を開く
ことを特徴とする請求項1に記載の貯湯システム。 - 前記給湯管と、前記貯湯タンクの出湯口に通じる第1タンク出湯管と、給水管とが接続され、これらからの湯水を設定された混合比で混合して給湯する混合器と、
第1入口と第2入口と出口とを備え、前記第1入口と前記出口とを連通させ前記第2入口を閉鎖した第1状態と、前記第2入口と前記出口とを連通させ前記第1入口を閉鎖した第2状態とに切り替わる三方弁と、
をさらに有し、
前記ガス給湯器は給水管から給水され、
前記排水管は、前記給湯管側の上流排水管と、下流排水管とに分割されており、
前記排水制御弁は前記下流排水管を開閉し、
前記三方弁の第1入口には前記上流排水管が接続され、前記第2入口には前記貯湯タンクの出湯口に通じる第2タンク出湯管が接続され、出口には前記下流排水管が接続され、
前記制御部は、
前記混合器の出側から設定温度の湯が給湯されるように、前記ガス給湯器による加熱および前記混合器の混合比を制御すると共に、
前記回避動作では、前記三方弁を第1状態に設定して前記排水制御弁を開き、前記貯湯タンク内の水の入れ替え動作を行うときは、前記三方弁を前記第2状態に設定して前記排水制御弁を開く
ことを特徴とする請求項1に記載の貯湯システム。 - 前記貯湯タンクの出湯口に通じる第1タンク出湯管と、給水管とが接続され、これらからの湯水を設定された混合比で混合すると共に、出側が前記ガス給湯器の給水口へ配管された混合器と、
第1入口と第2入口と出口とを備え、前記第1入口と前記出口とを連通させ前記第2入口を閉鎖した第1状態と、前記第2入口と前記出口とを連通させ前記第1入口を閉鎖した第2状態とに切り替わる三方弁と、
をさらに有し、
前記排水管は、前記給湯管側の上流排水管と、下流排水管とに分割されており、
前記排水制御弁は前記下流排水管を開閉し、
前記三方弁の第1入口には前記上流排水管が接続され、前記第2入口には前記貯湯タンクの出湯口に通じる第2タンク出湯管が接続され、前記出口には前記下流排水管が接続され、
前記制御部は、
前記ガス給湯器による追加の加熱無しにもしくは前記ガス給湯器による加熱を足して前記ガス給湯器から設定温度の給湯が行われるように前記混合器の混合比を制御すると共に、
前記回避動作では、前記三方弁を第1状態に設定して前記排水制御弁を開き、
前記貯湯タンク内の水の入れ替え動作を行うときは、前記三方弁を前記第2状態に設定して前記排水制御弁を開く
ことを特徴とする請求項1に記載の貯湯システム。 - 前記回避動作では、前記ガス給湯器へ給水が供給されるように前記混合器を設定する
ことを特徴とする請求項4に記載の貯湯システム。 - 前記入れ替え動作中に前記貯湯タンクに流入する給水の水量を計測し、
前記制御部は、前記計測された水量から前記貯湯タンク内全部が新たな給水に入れ替わったことを確認できた後に前記入れ替え動作を終了する
ことを特徴とする請求項2乃至5のいずれか1項に記載の貯湯システム。 - 前記上流排水管は、前記ガス給湯器から前記混合器へ至る前記給湯管のうち前記混合器寄りの箇所から分岐しており、
前記制御部は、
給湯の制御モードとして、貯湯タンクからの湯と給水とを混合して設定温度の湯を給湯する第1モードと、給水を前記ガス給湯器で設定温度より高い温度に加熱した湯と給水とを混合して設定温度の湯を給湯する第2モードとを少なくとも有し、
前記第1モードで給湯動作中に前記第2モードに切り替える場合は、前記三方弁を前記第1状態にしかつ前記排水制御弁を開いて前記ガス給湯器で加熱した湯が前記下流排水管から排水されるように設定してから所定時間の経過後に、前記排水制御弁を閉じて前記第2モードの給湯動作に移行する
ことを特徴とする請求項3に記載の貯湯システム。 - 前記所定時間の経過後とは、少なくとも前記ガス給湯器で加熱した湯が前記上流排水管に到達した後である
ことを特徴とする請求項7に記載の貯湯システム。 - 前記制御部は、
給湯の制御モードとして、貯湯タンクからの湯と給水とを混合して設定温度の湯を給湯する第1モードと、給水を前記ガス給湯器で設定温度より高い温度に加熱した湯と給水とを混合して設定温度の湯を給湯する第2モードと、給水を前記ガス給湯器で加熱した湯と前記貯湯タンクからの湯と給水とを混合して設定温度の湯を給湯する第3モードとを有し、
給湯動作において前記第1モードを優先選択し、前記第1モードで設定温度の湯を給湯できない場合であって設定温度より所定温度以上低くない湯を前記貯湯タンクから供給可能な場合は前記第3モードを選択し、前記第3モードを選択できない場合に前記第2モードを選択する
ことを特徴とする請求項3、7または8に記載の貯湯システム。
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