JPH01163555A - 給湯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は電気ヒータや、ヒートポンプシステム等によ
って加熱した温水を供給する給湯装置に関するものであ
る。

（従来の技術） 給湯装置の具体例としては、例えば特開昭５５−８９６
５３号公報に記載されたヒートポンプシステムを熱源と
する装置を挙げることができる。第５図にその装置構成
を示しており、同図において、３１は給湯熱源ユニット
であって、この給湯熱源ユニット３１内に、圧縮′ａ３
２、凝縮器として作用する給湯用熱交換器３３、絞り３
４、蒸発器として作用する空気熱交換器３５を一連の冷
媒配管で接続してヒートポンプシステムを構成している
。−方、図において３６は貯湯タンクであって、この貯
湯タンク３６における下部位置には給水配管３７が、ま
た上部位置には給湯配管３８がそれぞれ接続され、さら
に上記貯湯タンク３６の下部側と上部側とを上記給湯用
熱交換器３３にそれぞれ接続した水循環配管３９が設け
られている。この水循環配管３９にばポンプ４０が介設
されており、このボ、ンプ４０を作動することによって
、上記貯湯タンク３６内の貯湯水が下部側から上記給湯
用熱交換器３３を介して上部側へと循環し、この際に上
記ヒートポンプシステムにおける給湯用熱交換器３３で
の凝縮熱によって、循環水の加熱が行われる。上記貯湯
タンク３６内の湯は、上記給水配管３７を通して作用す
る水道水の加圧力により、押し上げ式に給湯されるよう
になされている。

（発明が解決しようとする問題点） ところで上記給湯装置で熱源となるヒートポンプシステ
ムは、通常、冷房、暖房の空調機能を兼用する構成とな
されている。つまり空調運転を優先的に行い、そして空
調負荷が低下したとき、或いは空調運転が停止されたと
きに、給湯装置の熱源となるように切換えられる。そこ
で一般には深夜における空調運転の停止期間に翌日−日
分の給湯使用量を見込んで沸き上げを行い、これを貯湯
タンク３６内に貯溜するようになされている。このため
貯湯タンク３６の容量は３７０〜４６０１の大形のもの
が必要となり、また上記のように、この貯湯タンク３６
内は加圧状態に保持されるために外周断面円形の密閉圧
力容器として構成することが必要となっている。そして
このような貯湯タンクは、例えばマンションのベランダ
や路地の軒下等の屋外の壁面に密着させて配置されてい
るが、上記のように大形の断面円形で貯湯タンク３６が
構成されるために、これを囲繞するケーシングも断面が
７５０ｍｍ　Ｘ　７５０ｍｍ程度の正方形の形状で構成
され、この結果、屋外壁面に密着させて配置した場合に
壁面からの突出長が大きく、例えば路地での通行スペー
スがなくなってしまったり、或いはマンションのベラン
ダにおける行動範囲が大幅に制約されるものとなって、
居住性を損なうという問題を生じていた。また、近年深
夜における低電力料金を活用して、深夜電力用ヒータを
用いた電気温水器の開発も行われているが、この場合に
も、上記と同様に一日の使用量に見合う貯湯容量を有す
る貯湯タンクが必要であり、この貯湯タンクにおいても
上記と同様の問題を生じている。

この発明は上記に鑑みなされたものであって、その目的
は、居住性を従来よりも向上し得る給湯装置を提供する
ことにある。

（問題点を解決するための手段） そこでこの発明の給湯装置は、一端側に給水口３を、他
端側に給湯口４をそれぞれ有する円筒状密閉形の複数の
貯湯タンク２・・２を、ケーシング１内に互いに略平行
に一列に並べて配置すると共に、上記各貯湯タンク２・
・２内に貯溜される湯水を加熱する加熱手段を設けてい
る。

（作用） 上記の給湯装置においては、加熱手段によって加熱され
る湯を、略平行に一列に並べて配置された複数の貯湯タ
ンク２・・２に貯溜するようになされている。したがっ
て例えば従来と同等の貯湯容量とする場合に各貯湯タン
ク２・・２の径を従来よりも小さくして構成することが
可能であり、この結果、各貯湯タンク２・・２を囲うケ
ーシング１の形状は、幅方向には従来よりも長くなるも
のの、奥行きを各貯湯タンク２・・２の径に応じて小さ
くすることができる。したがって、屋外壁面からの上記
貯湯タンク２収納ケーシング１の突出長が小さくなるの
で、例えば路地に設置する場合の通行スペースや、ベラ
ンダ等における行動可能空間が広くなり、居住性を従来
よりも向上することができる。

（実施例） 次にこの発明の給湯装置の具体的な実施例について、図
面を参照しつつ詳細に説明する。

第１図及び第２図には、電気温水器として構成したこの
発明の第１実施例における給湯装置の平面図及び正面図
を示しており、図のように、略箱形形状のケーシング１
内には、三木の貯湯タンク２・・２が収納されている。

これらの貯湯タンク２は上下方向に延びる円筒部の上下
をそれぞれ密閉して構成した円筒状密閉形の圧力容器で
あり、各下端部にそれぞれ給水口３・・３が、また各上
端部にそれぞれ給湯口４・・４が形成されている。

これらの貯湯タンク２・・２は、第１図のように左右方
向に略平行に一列に並べて上記ケーシング１内に設置さ
れており、各給水口３・・３は、上記ケーシングｌの下
部側で、給水配管（図示せず）に接続される給水接続管
５によって相互に接続され、また上記各給湯口４・・４
は、ケーシング１の上部側で、給湯配管（図示せず）に
接続される給湯接続管６によって相互に接続されている
。

また第２図において、７・・７は、それぞれ各貯湯タン
ク２の下部側に取付けられているヒータ取付フランジを
示しており、これらのヒータ取付フランジ７・・７に固
着されている電気ヒータ（図示せず）がそれぞれ各貯湯
ラング２内に挿入されている。つまりこの第１実施例の
装置は、各貯湯ラング２・・２内に貯溜される湯水の加
熱を行う加熱手段を各貯湯タンク２・・２内に挿入され
た上記電気ヒータで構成しており、前記給水配管から各
給水口３・・３を通して各貯湯タンク２・・２内に充填
される水を、各貯湯タンク２・・２の外周壁面の適当箇
所に取着しているサーミスタ等の温度検出手段（図示せ
ず）で温度検出を行いながら、上記各電気ヒータへの通
電を制御して設定温度まで加熱するようになされている
。

上記のように三木の貯湯タンク２・・２を一列に配置す
る構成とすることによって、ケーシング１の外周形状は
、第１図に示すように、幅方向には各貯湯ラング２の外
周径の３倍をやや超える長さとなるものの、奥行寸法は
、各貯湯タンク２の外周径と同等の寸法近くまで薄くす
ることができる。つまり従来、−木の貯湯タンクを設け
る構成とする場合に比べて、同一容量、同一高さを維持
して上記のように３木の分割構成することによって、ケ
ーシング１の奥行きを、従来の１／２強の寸法まで薄く
することができる。上記実施例においてば、各貯湯タン
ク２の合計内容量を約３００１とする場合に、ケーシン
グ１の高さ約１８００ｍｍ、幅１０００ｍｍ、そして奥
行３００　ｍｍで構成している。このように薄形にする
ことができる結果、例えばマンションのへラングや路地
の軒下等においても、その屋外壁面に上記ケーシング１
を密着させて設置することによって、壁面からの突出長
が従来よりも小さなものとなり、このため通行スペース
が確保され、或いは行動範囲を制約するデッドスペース
を少なくすることができるので、居住性が従来よりも向
上した装置構成となっている。なお、第１図において８
は、各貯湯タンク２・・２の外周に一体的に巻装されて
いる保温材を示しており、また第２図において９は、ケ
ーシング１の下部側に開口すると共に各貯湯ラング２・
・２の下端側を相互に接続している排水接続管である。

第３図には各貯湯タンク２・・２内に貯溜される湯水を
加熱する加熱手段として、前記第１実施例における電気
ヒータに替えて、ヒートポンプシステムを用いて構成し
た第２実施例の給湯装置の要部構成模式図を示している
。同図における三木の貯湯タンク２・・２も、第１実施
例と同様に、ケーシング内に互いに平行に一列に並べて
立設配置されているものである。そしてこの場合には、
ケーシング内に、さらにヒートポンプシステムにおける
給湯用熱交換器１０と、湯水循環用のポンプ１１とが配
設されると共に、各貯湯タンク２・・２内の湯水が上記
給湯用熱交換器１０へと循環する循環径路が設けられて
いる。すなわち、各貯湯タンク２・・２の下端側の各給
水口３・・３には、それぞれ給水側開閉弁１２・・１２
の介設された給水接続支管１３・・１３が接続されると
共に、一端が給水配管１４に、他端が加熱用往管１５に
接続された給水接続主管１６に、上記各給水接続支管１
３・・１３はそれぞれ接続されている。

一方、各貯湯ラング２・・２の上端側の各給湯口４・・
４には、それぞれ給湯側開閉弁１７・・１７の介設され
た給湯接続支管１８・・１８が接続されると共に、一端
が給湯配管１９に、他端が加熱用復管２０に接続された
給湯接続主管２１に、上記各給湯接続支管１８・・１８
がそれぞれ接続されている。そして上記加熱用往管１５
に上記ポンプ１１が介設されると共に、この加熱用往管
１５と加熱用復管２０との間に、上記給湯用熱交換器１
０が接続されている。したがって、一つの貯湯タンク２
に対する給水側、給湯側台開閉弁１２．１７を同時に開
弁した状態で上記ポンプ１１を作動することによって、
その貯湯タンク２内の湯水が、下端側の給水口３から給
水接続支管１３、給水接続主管１６を通してポンプ１１
に吸引され、そして上記給湯用熱交換器１ｏ、加熱用復
管２ｏ、給湯接続主管２１、給湯接続支管１８を経て、
同一の貯湯タンク２の上部側に返流される循環が行われ
る。

上記給湯用熱交換器１０は、ヒートポンプシステムにお
ける凝縮器として作用するものであって、図示しない圧
縮機、蒸発器、減圧機構等に冷媒配管によって接続され
ている。すなわち上記圧縮機を運転して冷媒循環がなさ
れる際には、上記給湯用熱交換器１０において冷媒の凝
縮を生じ、その凝縮熱がこの給湯用熱交換器ｌｏ内を循
環する湯水に付与され、この湯水を加熱するようになさ
れている。なお各貯湯タンク２の上部側と下部側との各
位置に、湯温検出手段として構成されたサーミスタ２２
・・２２がそれぞれ取着されており、これらのサーミス
タ２２・・２２によって、各貯湯タンク２の上部と下部
とにおける湯温をそれぞれ検出し得るようになされてい
る。

上記構成の給湯装置において、各貯湯タンク２・・２内
が全て水の状態である場合から、それぞれ設定温度に沸
き−にげていく加熱運転について説明する。このとき、
まず例えば第３図において左端側の貯湯タンク２におけ
る上下の各開閉弁１７．１２を共に開弁し、この貯湯タ
ンク２と給湯用熱交換器１０との間の湯水の循環径路を
形成して、ポンプ１１とヒートポンプシステムとを運転
する。

この運転の継続によって、左端側の貯湯タンク２内の湯
水が、前記のように給湯用熱交換器１０内を循環し、こ
れによって湯温が上昇していく。そしてこの貯湯タンク
２に取着している各サーミスタ２２．２２での各検出湯
温が設定温度に達したときに、図示してはいないが加熱
制御装置（加熱制御手段）によって、上記左端側の各開
閉弁１７．１２が閉弁されると共に、中央の貯湯タンク
２における各開閉弁１７．１２が開弁されて、この貯湯
タンク２内の湯水の加熱に切換えられる。この湯水が設
定温度に達するとさらに右端側の貯湯タンク２内の湯水
の加熱運転へと移行する。こうして各貯湯タンク２・・
２内の湯が設定温度に達したときに、ポンプ１１が停止
されると共に、給湯熱交換器１０への冷媒循環も停止さ
れ、加熱運転を終了する。その後、例えば右端側の貯湯
タンク２における各開閉弁１７．１２を共に開弁状態に
保持して、給湯可能状態で待機する。この状態で、給湯
配管１９先端側のカラン（図示せず）が開弁される場合
には、給水配管１４を通して作用する水道水の圧力によ
って、それまで貯溜されていた湯が押し上げ弐に給湯口
４から流出していくこととなって給湯が行われる。した
がって、湯の使用毎に、その累積使用量の増加に応じて
、貯湯タンク２の下部側に給水配管１４から流入する水
の領域が増加し、その上部側の湯との境界線が上部側の
サーミスタ２２の位置まで達すると、その検出湯温か低
下することによって、上記右端側の貯湯タンク２内の湯
の使い終わりが判別されて、この貯湯タンク２における
各開閉弁１７．１２が閉弁されると共に、中央の貯湯タ
ンク２における各開閉弁１７．１２が開弁されて、次に
ばこの貯湯タンク２が給湯可能状態で待機するようにな
されている。この中央の貯湯タンク２から左端側の貯湯
タンク２への切換えも同様に行われることとなる。

そして、例えば深夜において確保されている加熱運転期
間において、上記のような湯の使用がなされた結果、下
部側のサーミスタ２２で検出される湯温が設定温度以下
の場合には、前記した各貯湯タンク２毎の加熱運転が順
次なされて、それぞれ設定温度の湯として貯溜され、翌
日の使用に供されるようになされている。

第４図には、さらに他の実施例を示しており、この第３
実施例では、各貯湯タンク２・・２に対する給水・給湯
作動とは独立に、給湯用熱交換器１０への循環をなし得
る配管構成となされている。

つまり、各貯湯タンク２・・２には、給水口３とは別に
それぞれ取水口２３・・２３を設け、前記第２実施例に
おける給水接続主管１６と加熱用往管１５との接続を断
って、この加熱用往管１５に上記各取水口２３・・２３
を接続している。また、各給湯口４に接続されている給
湯接続支管１８・・１８にば、前記第２実施例における
給湯側開閉弁１７を設けることなく、新たに上記各給湯
接続支管１８・・１８にそれぞれ循環路開閉弁２４・・
２４の介設された分岐管２５・・２５を接続し、これら
の分岐管２５・・２５を加熱用復管２０に接続している
。

上記構成の給湯装置においては、例えば、図において中
央の貯湯タンク２における給水開閉弁１２を開弁すると
共に、右端側の貯湯タンク２における循環路開閉弁２４
を開弁じ、その他の開閉弁を閉弁状態としておくときに
、中央の貯湯タンク２が給湯可能の待機状態である場合
にも、これとは独立に、右端側の貯湯タンク２内の湯水
を給湯用熱交換器１０を通して循環させることが可能で
ある。したがって、例えば右端側の貯湯タンク２内の湯
から使用を開始し、この湯を使い終って中央の貯湯タン
ク２へと使用が移ったときには、すくに上記右端側の湯
水の加熱運転を開始することができる。すなわち給湯加
熱運転期間を、前記のように例えば深夜に限定する必要
はなく、ヒートポンプシステムが室内の冷暖空調機能を
も有するいわゆるマルチシステムとして構成されている
場合にも、空調運転の停止時、或いは空調能力の余剰時
には、上記給湯加熱を随時行わせることが可能である。

この結果、間欠的に使用される一日の湯の累積使用量が
予め見込む量より多い場合にも、随時補充加熱運転が行
われるために湯切れの恐れがなくなり、或いは貯湯タン
ク２の容量をより小形のものとすることが可能となる。

さらに上記実施例においては、各貯湯タンク２・・２に
おける設定温度を、互いに異なる温度に設定できるよう
になされている。例えば第４図において左端側の貯湯タ
ンク２での設定温度を６５゛Ｃ１中央と右端との各貯湯
タンク２．２の設定温度をそれぞれ４０°Ｃとするよう
な温度設定が可能である。

そして−日の湯の使用を設定温度の低い右端側から行う
ように、各給水側開閉弁１２を切換えていく。つまり一
日の湯の使用パターンは、夕方の浴槽への給湯時に大量
に使用され、朝方がら上記浴槽給湯時までは小量ずつ間
欠的に使用されるものと考えられる。このような間欠的
な小量ずつの使用に対しては、設定温度の低い２木の貯
湯ランク２．２で賄うことができる。つまり右端側から
湯の使用を開始して、その使用が終わったときには、中
央の貯湯タンク２の使用に切換えた後、上記右端側の貯
湯タンク２に対して上記のように加熱運転を行うことに
よって、これを再び設定温度の湯として沸き上げること
ができる。そして中央の貯湯タンク２の使用が終わった
ときには、この貯湯タンク２の加熱を開始すると共に、
次の使用を上記右端側の貯湯タンク２とするように交互
に切換えていくのである。したがって浴槽給湯時には、
少なくとも上記高温設定の貯湯タンク２内の湯が未使用
状態で貯溜されていることとなり、こうして−日の湯の
使用に充分対応することが可能である。

このように上記においては、湯が随時補充される結果、
貯湯タンク２・・２の容量をより小さくすることができ
ると共に、上記ヒートポンプシステムによる加熱も、よ
り高いエネルギ効率（ＥＥＲ）を維持した運転が行われ
る。つまりヒートポンプシステムにおいては、ａ縮器と
して作用する前記給湯用熱交換器ＩＯを流通する湯温が
高くなる程、ＥＥＲは低下するものとなるが、上記にお
いては、例えば６５°Ｃの高温設定温度までの加熱は、
浴槽への給湯に主に供される湯量に対してのみであり、
その他は比較的高いＥＥＲを維持できる４０°Ｃ程度ま
での加熱であり、したがって高いエネルギ効率での運転
がなされる給湯装置となっている。

また上記のように高温設定温度の貯湯タンクの数を少な
くすることによって、大気への放熱熱量も低減され、こ
れによってもエネルギ効率が向上されたものとなる。な
おこのように各貯湯タンクの設定温度を変えて、エネル
ギ損失を抑える構成とすることは、前記第１実施例にお
ける電気温水器においても同様な効果を得ることができ
る。また上記第３実施例を例にしての説明では、一つの
貯湯タンクのみを高温設定として他とは異なる設定温度
としたが、例えば三本の貯湯タンク構成では高・中・低
のそれぞれ異なる設定温度とし、低設定温度の貯湯タン
ク内の湯水の再加熱が終了したときには、その時に使用
中の中膜定温度の貯湯タンク内の湯の使用完了を待たず
に、再び上記低設定温度の貯湯タンク側へと使用の切換
えを行うようにすること等も可能である。また−日の湯
の使用パターン等に応じて、例えば高温設定側からの使
用を行うようにすることもできる。また例えば第１実施
例の電気温水器においては、加熱源となる電気ヒータを
各貯湯タンク内に挿入した構成としたが、例えば貯湯タ
ンクとは別の加熱領域で加熱し、加熱湯を上記各貯湯タ
ンクに送り込んで貯溜する構成とすることも可能である
。またヒートポンプシステムを熱源とする構成において
も、例えば補助タンク等を設けて、ここで加熱した湯を
各貯湯タンクに供給する構成とすることができる。

（発明の効果） 上記のようにこの発明の給湯装置においては、略平行に
一列に配置された複数の貯湯タンクに湯を貯溜するよう
になされているので、これらの貯湯タンクを収納するケ
ーシングの奥行きを従来よりも小さく構成することが可
能であり、この結果、屋外壁面に上記ケーシングを密着
させて据付ける場合に壁面からの突出長が小さなものと
なり、例えば路地における通行スペースやマンションの
ベランダ等にお＆Ｊる行動可能空間を従来よりも広くす
ることが可能となるので、居住性の向上を図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は電気温水器として構成したこの発明の第１実施
例における給湯装置の平面断面図、第２図は上記装置の
正面模式図、第３図はヒートポンプシステムを熱源とす
る第２実施例における要部構成を示す模式図、第４図は
第３図の装置における湯水循環径路の構成を変えた第３
実施例における要部構成模式図、第５図は従来の給湯装
置の構成を示す模式図である。 １・・・ケーシング、２・・・貯湯タンク、３・・・給
水口、４・・・給湯口、２２・・・サーミスタ（湯温検
出手段）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一端側に給水口（３）を、他端側に給湯口（４）を
   それぞれ有する円筒状密閉形の複数の貯湯タンク（２）
   ・・（２）を、ケーシング（１）内に互いに略平行に一
   列に並べて配置すると共に、上記各貯湯タンク（２）・
   ・（２）内に貯溜される湯水を加熱する加熱手段を設け
   ていることを特徴とする給湯装置。 ２、上記加熱手段が電気ヒータであることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の給湯装置。 ３、上記加熱手段がヒートポンプシステムであることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の給湯装置。 ４、各貯湯タンク（２）に湯温検出手段（２２）をそれ
   ぞれ取着し、これらの湯温検出手段（２２）での検出温
   度に基づいて、少なくとも一つの貯湯タンク（２）にお
   ける加熱湯温を、他の貯湯タンク（２）の湯温とは異な
   る温度に加熱する加熱制御手段を設けていることを特徴
   とする特許請求の範囲第２項又は第３項記載の給湯装置
   。