JPH0714760Y2 - 貯湯式給湯装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は貯湯式給湯装置に関するものである。

（従来の技術） この種の貯湯式給湯装置の従来例としては、例えば本出
願人による実願昭62−192339号（実開平１−97147号）
の装置を挙げることができる。この装置は、この考案の
実施例でもある第２図に示すように、複数の貯湯タンク
１、２、３の内、例えば第１、第２貯湯タンク１、２に
は、ヒートポンプシステムの一部を構成する給湯用熱交
換器17で加熱された、例えば45〜50℃の湯水が貯溜され
ている。また、第３貯湯例えばには電気ヒータ11が設け
られ、上記給湯用熱交換器17で加熱された湯水を更に加
熱して、例えば85℃の湯水を貯溜するようになされてい
る。上記各貯湯タンク１、２、３には出湯タンク切換出
湯管としての開閉弁６、７、８が各々設けられており、
任意の貯湯タンク１、２、３を選択して給湯すべく構成
されている。

この従来例では複数の貯湯タンク１、２、３に低温と高
温との湯温の異なる湯水を貯溜し得ると共に、大型の貯
湯タンクを１台設置する場合よりも、小型の貯湯タンク
１、２、３を複数設けて、同じ貯湯容量を確保しなが
ら、貯湯タンクの設置スペースを低減し得るようになさ
れている。

（考案が解決しようとする問題点） ところで上記貯湯タンクユニットＹにおいては、第１及
び第２貯湯タンク１、２に45〜50℃程度の低温湯が、ま
た電気ヒータ11を備えた第３貯湯タンク３にはそれより
も高温（例えば85℃程度）の湯がそれぞれ貯溜されるこ
とになり、開閉弁６〜８の開閉動作によって出湯タンク
が選択されることになる訳であるが、この際の出湯タン
クの選択に関連して次のような不具合が生じる。すなわ
ち、まず最初に低温湯の出湯を行い、その後低温湯を使
いきってから高温湯の出湯を行うような制御を行う場合
には、全体的なエネルギ効率は改善されるものの、使用
側においては、湯水の混合比率が一定である以上、急激
に使用湯温が上昇し、使用者に不快感や何らかの危険性
を及ぼすといった不都合が生じることになる。

この考案は上記従来の欠点を解決するためになされたも
のであって、その目的は、上記使用湯温の急激な上昇を
防止することが可能な貯湯式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） そこで第１図に示すように、この考案の貯湯式給湯装置
は、複数の貯湯タンク１、２、３を並設すると共に、第
１設定温度とこの第１設定温度よりも高い第２設定温度
との相互に異なる温度まで湯水を加熱する加熱源を設け
て、第１設定温度の湯と第２設定温度の湯を異なる貯湯
タンク１、２、３内にそれぞれ貯溜すべく構成して成る
貯湯式給湯装置であって、さらに第１設定温度の湯を貯
溜する貯湯タンク１、２側と第２設定温度の湯を貯溜す
る貯湯タンク３側とのいずれか一方を出湯タンクとして
選択する出湯タンク切換手段６〜８と、上記第２設定温
度の湯を貯溜する貯湯タンク３側を優先的に出湯タンク
とすべく上記出湯タンク切換手段６〜８の作動を制御す
る出湯タンク切換制御手段35とを設けている。

（作用） 上記貯湯式給湯装置においては、複数の貯湯タンク１、
２、３の中で、第２設定温度まで加熱された湯を貯溜す
る貯湯タンク３からの出湯が優先的に行われ、その後、
第１設定温度にまで加熱された湯を貯溜する貯湯タンク
１、２からの出湯が行われることになる。

（実施例） 次にこの考案の貯湯式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２図には、この考案の一実施例における貯湯式給湯装
置の貯湯タンクユニットＹの構成を示しており、この貯
湯タンクユニットＹ内には、図のように、３本の円筒状
密閉形の貯湯タンク（以下、同図において左側から第１
タンク、第２タンク、第３タンクと言う）１、２、３が
並設されている。各タンク１、２、３には、それぞれ底
部位置に給水口４・４が、また上端位置に給湯口５・５
がそれぞれ形成されており、各給水口４・４は、それぞ
れ開閉弁（出湯タンク切換手段）６、７、８を介して給
水配管９に、また各給湯口５・５はそれぞれ給湯配管10
に接続されている。そして上記各タンク１、２、３のう
ちの特定のタンク、図の場合には第３タンク３内の底部
側に電気ヒータ11が配設されている。

一方、同図において、12は、上記各タンク１、２、３よ
りも容量の小さな補助タンクであって、この補助タンク
12には、その底部側に取水口13と補助タンク12には、そ
の底部側に取水口13と給水口14とが設けられており、こ
れらの取水口13と給水口14とは、加熱用往管15と加熱用
復管16とによって給湯用熱交換器17に接続されている。
上記給湯用熱交換器17は、ヒートポンプシステムＸの一
構成機器であって、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、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17に
おいて冷媒の凝縮を生じ、この凝縮熱によって、この給
湯用熱交換器17内を流通する湯水を加熱するようになさ
れている。

上記補助タンク12には、さらにその上部側に給湯口18が
形成されており、この給湯口18は給湯接続管19によって
前記給湯配管10に接続されている。また上記加熱用往管
15には、上記補助タンク12側から、三方弁20と循環ポン
プ21とが順次介設されている。上記三方弁20はさらに休
止接続管22によって前記給水配管９に接続されており、
この三方弁20によって、上記循環ポンプ21の吸込口への
連通状態を、補助タンク12の取水口13側と上記給水接続
管22側との間で切換えるようになされている。なお上記
各タンク１、２、３の側壁面には、各上部側にそれぞれ
サーミスタから成る第１湯温センサ23・23が、また各底
部側に第２湯温センサ24・24がそれぞれ取付けられてお
り、これらのセンサによって、各タンク１、２、３内の
湯水における各センサ取付位置の水位での温度を検出す
るようになされている。また補助タンク12にも、その側
壁面の上部側と底部側とに上記と同様の機能を有する第
３、第４湯温センサ25、26が取付けられている。

次に上記構成の貯湯式給湯装置における運転の制御につ
いて、第３図の運転制御系統図を参照して説明する。

同図のように、上記貯湯タンクユニットＹ内には給湯制
御装置32が設けられており、この給湯制御装置32に、上
記各湯温センサ23〜26が接続されている。そして上記給
湯制御装置32内には、ヒートポンプ加熱運転制御部33、
ヒータ加熱運転制御部34、及び出湯タンク切換制御部
（出湯タンク切換制御手段）35が設けられており、初め
に上記ヒートポンプ加熱運転制御部33で制御されるヒー
トポンプ加熱運転について説明する。

この運転は、まず補助タンク12における底部側の第４湯
温センサ26での検出温度が、ヒートポンプ加熱運転に対
する設定温度（以下、第１設定温度と言う）よりも低い
場合に、この補助タンク12内の湯水を上記第１設定温度
まで沸上げる運転から開始される。すなわち三方弁20
を、循環ポンプ21の吸込口に補助タンク12の取水口13が
連通する切換位置に位置させて、上記循環ポンプ21を作
動すると共に、ヒートポンプシステムＸの運転制御装置
（図示せず）にヒートポンプ加熱運転指令信号を出力し
て、前記したように、給湯用熱交換器17への冷媒循環を
行わせる。これにより補助タンク12内の湯水は加熱用往
管15、給湯用熱交換器17、加熱用復管16を通して循環
し、この際に給湯用熱交換器17で加熱される。補助タン
ク12の底部側へと返流される加熱湯は、このタンク12内
において上部側の低温湯水と対流を生じて順次置換さ
れ、したがってこの運転の継続によって、補助タンク12
内はその上部側から徐々に第１設定温度の高温湯となっ
ていく。

上記の運転の継続によって、第４湯温センサ26での検出
温度が第１設定温度に達し、したがって補助タンク12内
全体が第１設定温度まで沸上がった状態において、第１
又は第２タンク１、２の各底部側の第２湯温センサ24で
の検出温度が上記第１設定温度よりも幾分低い温度設定
の移送開始温度以上である場合、すなわち両タンク１、
２内のほぼ全量が上記第１設定温度近傍の湯である場合
には、上記のヒートポンプ加熱運転を停止する。一方、
上記移送開始温度よりも低い温度状態が検出されるタン
クが生じている場合には、このタンクに上記沸上げ湯を
移送する運転を行う。例えば第１タンク内全体が給水水
温状態にある場合を例に挙げると、この第１タンク１の
給水口４に接続されている第１開閉弁６を開弁すると共
に、三方弁20を、循環ポンプ21の吸込口への連通状態を
給水接続管22側とする切換位置に切換えて上記循環ポン
プ21を作動する。これにより第１タンク１内の停止側の
水が加熱用往管15、給湯用熱交換器17、加熱用復管16を
経て補助タンク12の停止側に流入すると共に、この水の
流入によって、補助タンク12内の沸上げ湯は上方へと押
上げられ、給湯接続管19を通して第１タンク１の上部側
へ流入する。この状態を、補助タンク12の上部位置の第
３湯温センサ25で第１設定温度からの低下が検出される
まで継続することによって、補助タンク12での沸上げ湯
が第１タンク１の上部側に、またこれを同量の第１タン
ク１内の底部側の水が補助タンク１内へと移送される置
換が行われる。

そして上記の置換を終了した後に、再度、補助タンク12
内の新たな水に対する加熱とその後の移送運転とを、第
１タンクの底部側の第２湯温センサ24での検出温度が上
記移送開始温度を超えるまで繰返すことによって、この
第１タンク１内のほぼ全量が第１設定温度まで沸上げら
れた湯の貯溜状態となり、したがってこの第１タンク１
内の湯水に対する加熱運転を完了する。

また第２タンク２の底部側の第２湯温センサ24での検出
温度が上記移送開始温度よりも低い場合に、上記同様の
運転を行い、したがって第１、第２タンク１、２内には
常時第１設定温度に近い湯の貯溜状態となるように、後
述する湯の使用によって上記タンク１、２に水が補給さ
れた場合に、上記のような運転が随時行われる。

一方、第３タンク３内の湯水に対しては、電気ヒータ11
による加熱が行われる。この電気的ヒータ11は深夜電力
専用であり、したがって例えばAM1時から６時までの深
夜電力供給時間帯において、上記ヒータ加熱運転制御部
34によって、第３タンク３内の湯を、ヒータ加熱運転で
の設定温度（以下、第２設定温度と言う）まで沸上げ、
そしてこの第２設定温度で維持するように、電気ヒータ
11への通電が制御される。このヒータ加熱運転によっ
て、例えば85℃までの湯水の加熱が可能であり、この温
度範囲で上記第２設定温度が適宜設定される。

なお上記ヒータ加熱運転制御部34は、深夜電力の供給が
開始される直前の一定期間、前記ヒートポンプ加熱運転
制御部33に第３タンク３内の湯水に対するヒートポンプ
加熱運転の指令信号を出力し、これにより深夜電力供給
開始時刻までに、第３タンク３内の湯水に対しても、前
記したヒートポンプ加熱運転による第１設定温度までの
加熱が行われる、したがって上記ヒータ加熱運転は、第
１設定温度から第２設定温度までの加熱範囲で行われる
こととなる。つまり、第１設定温度までの低温湯水の加
熱においてはヒートポンプ加熱運転の方が、また上記下
位１設定温度を超える湯の加熱に対してはヒータ加熱運
転の方がそれぞれ加熱コストが安価となることから、上
記のような運転の切換を行うことによって、エネルギ単
価の小さな高温湯を得ると共に、深夜電力供給時間帯内
に第２設定温度までの加熱がより確実に行われるように
している。

このように上記においては、第１、第２タンク１、２内
にはそれぞれヒートポンプ加熱運転によって随時第１設
定温度まで加熱された中間温度の湯が貯溜される一方、
第３タンク３にはヒートポンプ加熱運転と、夜間の電気
ヒータ11による加熱運転とを併用して、第２設定温度ま
で加熱された高温湯が貯溜される。

そこで次に、給湯配管10先端のカラン（図示せず）が開
弁されたときに、上記第１、第２タンク１、２側と第３
タンク３側とのいずれから出湯するかの選択を行う出湯
タンク制御部35での制御について説明する。

これは各タンク１、２、３の上部側の第１湯温センサ23
で検出温度に基づいて行われる。すなわち、まず第３タ
ンク３の第１湯温センサ23での検出温度が、第２設定温
度温度より幾分低い温度設定の出湯基準温度を超えてい
る場合には、この第３タンク３の給水口４に接続されて
いる第３開閉弁８を開弁する。この状態において給湯配
管10先端のカランが開弁されたときには、給水配管９を
通して作用する水道水の加圧力により、第３タンク３内
の湯がその上部側から給湯配管10を通して出湯され、こ
のときの出湯量と同量の水が給水配管９を通して上記第
３タンク３の底部側に補充される。そして湯の使用が煩
雑になされて第３タンク３内に出湯基準温度を超えた湯
がなくなった場合には上記第３開閉弁８を閉弁すると共
に、第１又は第２タンク１、２の給水口４に接続されて
いる第１又は第２開閉弁６、７を開弁することにより、
この第１又は第２タンク１、２を出湯タンクとして選択
する。

以上のように上記貯湯式給湯装置では、湯温の高い第３
タンク３を優先的に出湯タンクとして使用し、その後で
湯温の低い第１又は第２タンク１、２を出湯タンクとす
るような制御を行っているので、出湯タンク切換時に混
合栓等から出湯される湯温が急激に上昇し、使用者に不
快感や何らかの危険性を及ぼすといった不具合を解消す
ることが可能となる。

なお上記においては、ヒートポンプシステムＸと電気ヒ
ータ11とを湯水の加熱源とする構成を示したが、例えば
ヒートポンプ示すのみによって複数の貯湯タンク毎に加
熱温度を替えて貯溜するように構成することも可能であ
る。

（考案の効果） 上記のようにこの考案の貯湯式給湯装置においては、湯
温の高い貯湯タンクを優先的に出湯タンクとして使用
し、その後で湯温の低い貯湯タンクを出湯タンクとする
ような制御を行っているので、出湯タンク切換時に混合
栓等から出湯される湯温が急激に上昇し、使用者に不快
感や何らかの危険性を及ぼすといった不具合を解消する
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の貯湯式給湯装置の機能ブロック図、
第２図はこの考案の一実施例における貯湯式給湯装置の
要部模式図、第３図は上記装置の運転制御系統図であ
る。 １、２、３……貯湯タンク、６、７、８……開閉弁（出
湯タンク切換手段）、35……出湯タンク切換制御部（出
湯タンク切換制御手段）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の貯湯タンク（１）（２）（３）を並
   設すると共に、第１設定温度とこの第１設定温度よりも
   高い第２設定温度との相互に異なる温度まで湯水を加熱
   する加熱源を設けて、第１設定温度の湯と第２設定温度
   の湯を異なる貯湯タンク（１）（２）（３）内にそれぞ
   れ貯溜すべく構成して成る貯湯式給湯装置であって、さ
   らに第１設定温度の湯を貯溜する貯湯タンク（１）
   （２）側と第２設定温度の湯を貯溜する貯湯タンク
   （３）側とのいずれか一方を出湯タンクとして選択する
   出湯タンク切換手段（６〜８）と、上記第２設定温度の
   湯を貯溜する貯湯タンク（３）側を優先的に出湯タンク
   とすべく上記出湯タンク切換手段（６〜８）の作動を制
   御する出湯タンク切換制御手段（35）とを設けているこ
   とを特徴とする貯湯式給湯装置。