(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
低温水を加熱して高温水を製造する給湯機と、
前記給湯機に高温水配管および低温水配管を介して接続され、該給湯機で製造された高温水を貯湯する貯湯タンクと、
前記高温水配管および前記低温水配管と切替え弁を介して接続されるとともに、前記貯湯タンクからの出湯管と接続される少なくとも１以上の給湯端末が設けられている温水循環回路と、を備え、
前記温水循環回路は、前記高温水配管と接続されるとともに、その回路中に直列に接続される一対の第１循環タンクおよび第２循環タンクを有し、
上流側の前記第１循環タンクの底部と前記低温水配管とが前記切替え弁を介して接続されるとともに、下流側の前記第２循環タンクの底部と前記温水循環回路とが前記第１循環タンクの上流側で切替え弁およびバイパス回路を介して接続されていることを特徴とする給湯システム。
【請求項２】
前記バイパス回路は、三方弁からなる前記切替え弁を介して前記温水循環回路と前記第２循環タンクとの間に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の給湯システム。
【請求項３】
前記第１循環タンクおよび前記第２循環タンクは、互いの頂部同士を接続する連結配管に前記高温水配管が接続されるとともに、各々の底部に前記温水循環回路が接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の給湯システム。
【請求項４】
前記第１循環タンクおよび前記第２循環タンクは、前記第１循環タンクの頂部と前記第２循環タンクの底部を接続する連結配管に前記高温水配管が接続されるとともに、前記第１循環タンクの底部および前記第２循環タンクの頂部に前記温水循環回路が接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の給湯システム。
【請求項５】
前記第１循環タンクの頂部近傍および底部近傍に、それぞれ第１温度センサおよび第２温度センサが設けられており、
前記温水循環回路内を循環する温水の温度が低下し、前記第１および第２温度センサが設定温度以下の温度を検出したとき、前記温水循環回路を前記切替え弁により前記バイパス回路側に切替え、前記第１循環タンクをバイパスして温水を循環するとともに、前記第１循環タンクを前記切替え弁の切替えにより前記高温水配管および前記低温水配管を介して前記給湯機に接続し、前記第１循環タンク内の温水の沸き増し運転を行い、
前記第１および第２温度センサが設定温度以上の高温度を検出したとき、沸き増し運転を停止し、前記温水循環回路を前記切替え弁により前記バイパス回路側から前記第１循環タンク側に切替えて、前記第１循環タンクから前記第２循環タンクに高温水を移動するとともに、前記第１循環タンク内に前記温水循環回路側からの温水を流入させ、
前記第１および第２温度センサが再び設定温度以下の温度を検出したとき、前記温水循環回路を前記切替え弁により前記バイパス回路側に切替え、前記第１循環タンクをバイパスして温水を循環するとともに、前記第１循環タンクを前記切替え弁の切替えにより前記高温水配管および前記低温水配管を介して前記給湯機に接続し、前記第１循環タンク内の温水の沸き増し運転を行い、
前記第１および第２温度センサが再度設定温度以上の高温度を検出したとき、沸き増し運転を停止し、前記温水循環回路を前記切替え弁により前記バイパス回路側から前記第１循環タンク側に切替えることにより、前記第１循環タンクおよび第２循環タンクを含む前記温水循環回路内の温水を設定温度以上に維持する構成とされていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の給湯システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、即時給湯を可能とするための温水循環回路を備えている給湯システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
給湯機により製造された高温水を貯湯タンクに貯湯し、その温水を必要時に蛇口やシャワーヘッド、その他の給湯端末から出湯できるようにした給湯システムにおいて、例えば蛇口を開いたとき、即時所要温度の温水を給湯できるようにするため、給湯機および貯湯タンクと給湯端末との間に温水循環回路を設け、この温水循環回路に給湯端末を取り付け設置するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
また、上記の温水循環回路中に、貯湯タンクとは別に独立した専用の密閉式循環タンクを設置することによって、温水循環回路側を循環する温水と貯湯タンクに貯湯されている高温水とが混合されることがないように構成したものも、上記特許文献１，２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２９８２２６号公報
【特許文献２】特開２００８−１５７４７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の如く、密閉式の循環タンクを備えた温水循環回路が組み込まれている給湯システムの場合、給湯機の性能によって、外気温度、給水温度、沸き上げ温度等に応じて給湯量が変化することから、循環温水の沸き増し運転時、循環温水量と給湯機による沸き増し流量との割合が一定にならない。このため、循環タンクへの貯湯量が一定にならず、給湯機で沸き上げた高温水と、温水循環回路内を循環する温水とが循環タンク内で混合し、貯湯温度が不安定になり易いという課題があった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、温水循環回路内を循環する温水の沸き増し運転時、回路を実質的に分離することにより、循環タンク内で温度の異なる温水が混合することがないようにし、貯湯温度を安定化することができる給湯システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記した課題を解決するために、本発明の給湯システムは、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる給湯システムは、低温水を加熱して高温水を製造する給湯機と、前記給湯機に高温水配管および低温水配管を介して接続され、該給湯機で製造された高温水を貯湯する貯湯タンクと、前記高温水配管および前記低温水配管と切替え弁を介して接続されるとともに、前記貯湯タンクからの出湯管と接続される少なくとも１以上の給湯端末が設けられている温水循環回路と、を備え、前記温水循環回路は、前記高温水配管と接続されるとともに、その回路中に直列に接続される一対の第１循環タンクおよび第２循環タンクを有し、上流側の前記第１循環タンクの底部と前記低温水配管とが前記切替え弁を介して接続されるとともに、下流側の前記第２循環タンクの底部と前記温水循環回路とが前記第１循環タンクの上流側で切替え弁およびバイパス回路を介して接続されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、給湯機と、給湯機で製造された高温水を貯湯する貯湯タンクと、１以上の給湯端末が設けられている温水循環回路と、を備え、温水循環回路が、高温水配管と接続されるとともに、その回路中に直列に接続される一対の第１循環タンクおよび第２循環タンクを有し、上流側の第１循環タンクの底部と低温水配管とが切替え弁を介して接続されるとともに、下流側の第２循環タンクの底部と温水循環回路とが第１循環タンクの上流側で切替え弁およびバイパス回路を介して接続されているため、第１および第２循環タンクを含む温水循環回路内の温水温度が低下したとき、温水循環回路を切替え弁でバイパス回路側に切替えることによって、第１循環タンクをバイパスして温水循環回路に温水を循環させることができ、この間、第１循環タンクを温水循環回路側から分離し、切替え弁を切替え高温水配管および低温水配管を介して給湯機に接続することにより、第１循環タンク内の温水を給湯機に循環して沸き増し運転することができる。また、第１循環タンク内の温水の沸き増しが完了した時点で一旦沸き増し運転を終了し、温水循環回路を切替え弁でバイパス回路側から第１循環タンク側に切替えることによって、第１循環タンク内の高温水を第２循環タンク側に移動させることができ、この高温水の移動に伴って第１循環タンクに温水循環回路側から流入した温度の低い温水が満たされた時点で、再度温水循環回路を切替え弁によりバイパス回路側に切替えて第１循環タンクを温水循環回路側から分離し、上記と同様に第１循環タンク内の温水を給湯機に循環させて沸き増し運転することにより、第１循環タンクおよび第２循環タンク内の温水を共に高温水に沸き増しすることができる。従って、温水循環回路内の温水を常に設定温度以上に保ち、即時の給湯機能を維持することができるとともに、給湯機で沸き増した高温水と温水循環回路内を循環する温水の循環タンク内での混合を防止し、貯湯温度を安定化して負荷側で利用できない中温水や給湯機で沸き上げができない中温水の生成を防ぐことができる。
【０００９】
また、本発明の給湯システムは、上記の給湯システムにおいて、前記バイパス回路は、三方弁からなる前記切替え弁を介して前記温水循環回路と前記第２循環タンクとの間に接続されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、バイパス回路が、三方弁からなる切替え弁を介して温水循環回路と第２循環タンクとの間に接続されているため、温水循環回路側の温水温度の低下に対処するための回路を三方切替え弁とバイパス回路の追加のみで簡易に構成することができる。従って、温水循環回路内を循環する温水と、給湯機で沸き増した高温水との混合を避けるための複雑な構成や制御を不要とし、構成の簡素化、低コスト化を図ることができる。
【００１１】
さらに、本発明の給湯システムは、上述のいずれかの給湯システムにおいて、前記第１循環タンクおよび前記第２循環タンクは、互いの頂部同士を接続する連結配管に前記高温水配管が接続されるとともに、各々の底部に前記温水循環回路が接続されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、第１循環タンクおよび第２循環タンクは、互いの頂部同士を接続する連結配管に高温水配管が接続されるとともに、各々の底部に温水循環回路が接続されているため、温水循環回路内の温水温度の低下時、第１循環タンクの温水を沸き増しし、その高温水を頂部間に接続された連結配管を介して第２循環タンクに移動した後、第１循環タンク内に流入した温水循環回路側からの温水を再度沸き増しする際、第２循環タンク側においては、底部に接続されているバイパス回路から流入した循環温水を、そのまま底部に接続されている温水循環回路へとショートサーキットさせ、第２循環タンク内に貯湯されている高温水を循環しないようにホールドすることができる。従って、第１循環タンクおよび第２循環タンク内の温水の沸き増しが完了したとき、第１循環タンクと第２循環タンクとの間に温度の低い温水層が残留することがなく、貯湯温度をより安定化し、循環性能および給湯性能を共に向上することができる。
【００１３】
さらに、本発明の給湯システムは、上述のいずれかの給湯システムにおいて、前記第１循環タンクおよび前記第２循環タンクは、前記第１循環タンクの頂部と前記第２循環タンクの底部を接続する連結配管に前記高温水配管が接続されるとともに、前記第１循環タンクの底部および前記第２循環タンクの頂部に前記温水循環回路が接続されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、第１循環タンクおよび第２循環タンクは、第１循環タンクの頂部と第２循環タンクの底部を接続する連結配管に高温水配管が接続されるとともに、第１循環タンクの底部および第２循環タンクの頂部に温水循環回路が接続されているため、温水循環回路内の温水温度の低下時、第１循環タンクの温水を沸き増しし、その高温水を第１循環タンクの頂部から連結配管を介して第２循環タンクの底部へと移動した後、第１循環タンク内に流入した温水循環回路側からの温水を再度沸き増しする際、第２循環タンク側においては、底部に接続されているバイパス回路から温水を流入させ、頂部に接続されている温水循環回路へと温水を流出させることにより、高温水との温度層を維持したまま温水を循環させることができる。従って、給湯機で沸き増した高温水と温水循環回路内を循環する温水の循環タンク内での混合を防止することができ、貯湯温度を安定化して循環性能および給湯性能を共に向上することができる。
【００１５】
さらに、本発明の給湯システムは、上述のいずれかの給湯システムにおいて、前記第１循環タンクの頂部近傍および底部近傍に、それぞれ第１温度センサおよび第２温度センサが設けられており、前記温水循環回路内を循環する温水の温度が低下し、前記第１および第２温度センサが設定温度以下の温度を検出したとき、前記温水循環回路を前記切替え弁により前記バイパス回路側に切替え、前記第１循環タンクをバイパスして温水を循環するとともに、前記第１循環タンクを前記切替え弁の切替えにより前記高温水配管および前記低温水配管を介して前記給湯機に接続し、前記第１循環タンク内の温水の沸き増し運転を行い、前記第１および第２温度センサが設定温度以上の高温度を検出したとき、沸き増し運転を停止し、前記温水循環回路を前記切替え弁により前記バイパス回路側から前記第１循環タンク側に切替えて、前記第１循環タンクから前記第２循環タンクに高温水を移動するとともに、前記第１循環タンク内に前記温水循環回路側からの温水を流入させ、前記第１および第２温度センサが再び設定温度以下の温度を検出したとき、前記温水循環回路を前記切替え弁により前記バイパス回路側に切替え、前記第１循環タンクをバイパスして温水を循環するとともに、前記第１循環タンクを前記切替え弁の切替えにより前記高温水配管および前記低温水配管を介して前記給湯機に接続し、前記第１循環タンク内の温水の沸き増し運転を行い、前記第１および第２温度センサが再度設定温度以上の高温度を検出したとき、沸き増し運転を停止し、前記温水循環回路を前記切替え弁により前記バイパス回路側から前記第１循環タンク側に切替えることにより、前記第１循環タンクおよび第２循環タンクを含む前記温水循環回路内の温水を設定温度以上に維持する構成とされていることを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、温水循環回路内の温水温度が低下し、第１循環タンクの頂部近傍および底部近傍に設けられている第１温度センサおよび第２温度センサが設定温度以下の温度を検出したとき、温水循環回路を切替え弁によりバイパス回路側に切替え、第１循環タンクをバイパスして温水を循環するとともに、第１循環タンクを切替え弁の切替えで高温水配管および低温水配管を介して給湯機に接続し、第１循環タンク内の温水を沸き増し運転することができ、第１および第２温度センサが設定温度以上の高温度を検出したとき、沸き増し運転を停止し、温水循環回路を切替え弁でバイパス回路側から第１循環タンク側に切替えることによって、第１循環タンク内の高温水を第２循環タンクに移動することができる。この高温水の移動に伴って第１循環タンク内に温水循環回路側から低温の温水が流入し、これを第１および第２温度センサが検出したとき、再び温水循環回路を切替え弁によりバイパス回路側に切替え、上記と同様に第１循環タンクをバイパスして温水を循環するとともに、第１循環タンクを高温水配管および低温水配管を介して給湯機に接続し、再度第１循環タンク内の温水の増し運転を行い、第１および第２温度センサが設定温度以上の高温度を検出したとき、沸き増し運転を停止し、温水循環回路を切替え弁でバイパス回路側から第１循環タンク側に切替えることにより、第１循環タンクおよび第２循環タンクを含む温水循環回路内の温水温度を設定温度以上に維持することができる。従って、２つの温度センサの検出温度に基づいて、切替え弁を切替えるだけの簡易な制御で温水循環回路内の温水を常に設定温度以上に保つことができ、即時の給湯機能を維持することができるとともに、給湯機で沸き増した高温水と温水循環回路内を循環する温水の循環タンク内での混合を防止し、貯湯温度を安定化して負荷側で利用できない中温水や給湯機で沸き上げができない中温水の生成を防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、第１および第２循環タンクを含む温水循環回路内の温水温度が低下したとき、温水循環回路を切替え弁でバイパス回路側に切替えることにより、第１循環タンクをバイパスして温水循環回路に温水を循環させることができ、この間、第１循環タンクを温水循環回路側から分離し、切替え弁を切替え高温水配管および低温水配管を介して給湯機に接続することによって、第１循環タンク内の温水を給湯機に循環して沸き増し運転することができる。また、第１循環タンク内の温水の沸き増しが完了した時点で一旦沸き増し運転を終了し、温水循環回路を切替え弁でバイパス回路側から第１循環タンク側に切替えることによって、第１循環タンク内の高温水を第２循環タンク側に移動させることができ、この高温水の移動に伴って第１循環タンクに温水循環回路側から流入した温度の低い温水が満たされた時点で、再度温水循環回路を切替え弁によりバイパス回路側に切替えて第１循環タンクを温水循環回路側から分離し、上記と同様に第１循環タンク内の温水を給湯機に循環させて沸き増し運転することにより、第１循環タンクおよび第２循環タンク内の温水を共に高温水に沸き増しすることができるため、温水循環回路内の温水を常に設定温度以上に保ち、即時の給湯機能を維持することができるとともに、給湯機で沸き増した高温水と温水循環回路内を循環する温水の循環タンク内での混合を防止し、貯湯温度を安定化して負荷側で利用できない中温水や給湯機で沸き上げができない中温水の生成を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る給湯システムの概略構成図である。
【図２】図１に示す給湯システムの温水循環回路の第１および第２循環タンク部分の構成とその温水沸き増し運転時の動作状態説明図である。
【図３】図２に示す温水沸き増し運転時の次のステップの動作状態説明図である。
【図４】図３に示す温水沸き増し運転時の次のステップの動作状態説明図である。
【図５】図４に示す温水沸き増し運転時の次のステップの動作状態説明図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る温水循環回路の第１および第２循環タンク部分の構成とその温水沸き増し運転時の動作状態説明図である。
【図７】図６に示す温水沸き増し運転時の次のステップの動作状態説明図である。
【図８】図７に示す温水沸き増し運転時の次のステップの動作状態説明図である。
【図９】図８に示す温水沸き増し運転時の次のステップの動作状態説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１ないし図５を用いて説明する。
図１には、本発明の第１実施形態に係る給湯システムの概略構成図が示されている。
給湯システム１は、低温水を加熱して高温水を製造する給湯機２と、給湯機２に高温水配管３および低温水配管４を介して接続され、給湯機２で製造された高温水を貯湯する複数の貯湯タンク５Ａ，５Ｂ，・・・５Ｎからなる貯湯タンク５と、高温水配管３および低温水配管４と三方切替え弁（切替え弁）６，７を介して接続されるとともに、貯湯タンク５からの出湯管８と接続される少なくとも１以上の給湯端末９が設けられている温水循環回路１０と、を備えた構成とされている。
【００２０】
給湯機２は、低温水配管４および循環ポンプ１１を介して循環される低温水を加熱し、所定温度の高温水を製造するものであり、公知のヒートポンプやボイラ等によって構成することができる。本実施形態では、圧縮機、冷媒／水熱交換器１２、膨張弁および空気熱交換器からなる冷凍サイクルを備え、冷媒／水熱交換器１２により高温高圧の冷媒と低温水とを熱交換させ、高温水を生成するヒートポンプが用いられているものとする。
【００２１】
貯湯タンク５は、互いに直列に接続された複数の密閉式貯湯タンク５Ａ，５Ｂ，・・・５Ｎにより構成されており、給湯機２からの高温水配管３が最上流の貯湯タンク５Ｎの頂部に接続され、その最上流の貯湯タンク５Ｎから順次下流側の貯湯タンク５Ｂ、貯湯タンク５Ａへと高温水が貯湯されて行くように接続されている。また、最下流の貯湯タンク５Ａの底部には、循環ポンプ１１を介して給湯機２に接続される低温水配管４と上水管１３とが接続されている。なお、複数の貯湯タンク５Ａ，５Ｂ，・・・５Ｎは、貯湯タンク５Ａの頂部と貯湯タンク５Ｂの底部、貯湯タンク５Ｂの頂部と貯湯タンク５Ｂの底部とが順次接続されることによって、互いに直列に接続されている。
【００２２】
温水循環回路１０は、少なくとも１以上の蛇口やシャワーヘッド等の給湯端末９を備えており、給湯端末９が操作されたとき、即時所要温度の温水が出湯されるようにするためのものである。温水循環回路１０は、貯湯タンク５の最上流の貯湯タンク５Ｎと出湯管８を介して接続されるとともに、温水を循環する循環ポンプ１４を備えている。なお、温水循環回路１０は、貯湯タンク５から出湯管８を介して出湯された高温水と温水循環回路１０内の温水とを混合し、所定温度の温水として給湯端末９から給湯する機能および給湯に伴って消費された温水量に見合う量の上水を補給する機能等を備えているが、本発明とは直接関係がないため、ここでの説明は省略する。
【００２３】
温水循環回路１０には、密閉式の一対の第１循環タンク１５および第２循環タンク１６が互いに直列に接続配設されている。この一対の第１循環タンク１５および第２循環タンク１６は、第１循環タンク１５の底部に温水循環回路１０が接続されるとともに、第１循環タンク１５および第２循環タンク１６の頂部同士が連結配管１７により接続され、更に第２循環タンク１６の底部に温水循環回路１０が接続されることによって、温水循環回路１０中に第１循環タンク１４および第２循環タンク１５が温水循環方向に順次に直列に接続配設された構成とされている。
【００２４】
上記の温水循環回路１０は、第１循環タンク１５および第２循環タンク１６の頂部同士を接続している連結配管１７に、高温水配管３から三方切替え弁（切替え弁）６を介して分岐された高温水配管３Ａが接続されることにより、給湯機２からの高温水配管３と三方切替え弁（切替え弁）６を介して接続されるとともに、第１循環タンク１５の底部が低温水配管４Ａおよび三方切替え弁（切替え弁）７を介して低温水配管４に接続されることによって、給湯機２への低温水配管４に接続されている。
【００２５】
さらに、この温水循環回路１０には、その回路１０中に設けられている第１循環タンク１５の上流位置と、第２循環タンク１６の底部との間に、第１循環タンク１５をバイパスして循環温水を第２循環タンク１６に循環可能なバイパス回路１８が、三方切替え弁（切替え弁）１９を介して接続されている。また、第１循環タンク１５の頂部近傍および底部近傍には、それぞれ第１循環タンク１５に貯湯されている温水の温度を検出する第１温度センサ２０および第２温度センサ２１が設けられている。
【００２６】
次に、本実施形態に係る給湯システム１の動作について説明する。
貯湯タンク５内に所定温度の高温水を貯湯する貯湯運転は、安価な深夜電力を利用して給湯機２を運転することにより行われる。この場合、給水管１３を経て貯湯タンク５に給水された上水を低温水配管４および循環ポンプ１１を介して給湯機２に循環し、この低温水をヒートポンプの冷媒／水熱交換器１２で高温高圧の冷媒と熱交換させて加熱することにより高温水を製造する。この高温水は、高温水配管３および三方切替え弁６を経て複数のタンク群からなる貯湯タンク５の最上流の貯湯タンク５Ｎに導入され、最上流の貯湯タンク５Ｎから順次下流側の貯湯タンク５Ｂ、貯湯タンク５Ａへと所要量貯湯される。
【００２７】
最下流の貯湯タンク５Ａに設けられている図示省略の温度センサが、貯湯タンク５Ａ内に高温水が貯湯されたことを検出すると、貯湯タンク５への貯湯運転が終了される。貯湯タンク５に対する貯湯運転が完了すると、三方切替え弁（切替え弁）６，７が高温水配管３Ａおよび低温水配管４Ａ側に切替えられ、一対の第１循環タンク１５および第２循環タンク１６に対して、同様の貯湯運転が行われる。このようにして、夜間に深夜電力を利用して複数の貯湯タンク５と第１循環タンク１５および第２循環タンク１６内に所要量の高温水を貯湯することができる。
【００２８】
第１循環タンク１５および第２循環タンク１６に貯湯された高温水は、循環ポンプ１４の運転により温水循環回路１０内を循環される間に所定温度の温水に調整され、給湯が必要な時間帯において、温水循環回路１０に接続設置されている給湯端末９からの給湯に供される。この給湯時に、給湯端末９を操作したとき、即時所定温度の温水が出湯されるようにするためには、温水循環回路１０内に、常に所定温度に調整した温水を循環させておく必要がある。そして、給湯端末９からの給湯により、温水循環回路１０内の温水が消費されると、貯湯タンク５の最上流の貯湯タンク５Ｎから出湯管８を介して消費された湯量に相当する量の高温水が出湯され、その量に相当する量の上水が貯湯タンク５Ａおよび温水循環回路１０に補給されることになる。
【００２９】
一方、第１循環タンク１５および第２循環タンク１６を含む温水循環回路１０内を循環している温水は、時間の経過に伴う放熱等により温度降下することは避けられない。この温水の温度を第１循環タンク１５の頂部付近および底部近傍に設けられている第１温度センサ２０および第２温度センサ２１が検出しており、それが設定温度以下になると、即時の給湯に対応し得なくなる。このため、温水循環回路１０内の温水を沸き増し運転する必要が生じる。
【００３０】
この沸き増し運転について、図２ないし図５を参照して詳しく説明する。
図２に示されるように、温水循環回路１０内の温水は、太線矢印の如く、第１循環タンク１５の底部から流入し、その頂部から連結配管１７を経て第２循環タンク１６の頂部に流入され、第２循環タンク１６から流出されることにより、温水循環回路１０内を循環されている。この状態で、第１循環タンク１５内の温水温度が低下し、斜線で表示されているように設定温度以下となり、第１温度センサ２０および第２温度センサ２１がその温度を検出すると、三方切替え弁（切替え弁）１９が、Ａ→ＢからＡ→Ｃに切替えられるとともに、三方切替え弁（切替え弁）６，７が、高温水配管３Ａおよび低温水配管４Ａ側に切替えられ、給湯機２が運転される。
【００３１】
このため、温水循環回路１０内の温水は、図３に示されるように、第１循環タンク１５をバイパスして三方切替え弁１９およびバイパス回路１８を介して第２循環タンク１６に底部から流入し、その底部に接続されている温水循環回路１０にショートサーキットして流出・循環されることになる。一方、第１循環タンク１５は、温水循環回路１０側から分離された状態となり、その内部の温水は、低温水配管４Ａ、三方切替え弁７、低温水配管４および循環ポンプ１１を経て給湯機２に循環され、ここで所定温度に加熱される。給湯機２で加熱された高温水は、高温水配管３、三方切替え弁６、高温水配管３Ａおよび連結配管１７を経て第１循環タンク１５内に再循環される。
【００３２】
これによって、図３に網掛け線で表示されているように、第１循環タンク１５内の温水を高温水に置き換えることができる。そして、第１循環タンク１５に設けられている第１温度センサ２０および第２温度センサ２１が設定温度以上の温度を検出したとき、三方切替え弁１９をＡ→ＣからＡ→Ｂに切替えるとともに、給湯機２の運転を停止するようにしている。三方切替え弁１９がＡ→ＣからＡ→Ｂに切替えられることにより、第１循環タンク１５内の高温水は、図４に示されるように、連結配管１７を介して第２循環タンク１６内にその頂部から移動し、第２循環タンク１６内に貯湯される。
【００３３】
第２循環タンク１６内への高温水の移動により、第１循環タンク１５内には、その底部から温水循環回路１０側の温度の低い温水が斜線で表示されているように流入する。この低温水が、図４に示されるように、第１温度センサ２０の設置位置まで流入し、第１温度センサ２０および第２温度センサ２１が設定温度以下の温度であることを検出すると、再び三方切替え弁１９が、Ａ→ＢからＡ→Ｃに切替えられるとともに、給湯機２が再度運転を開始する。
【００３４】
これにより、図５に示されるように、第１循環タンク１５が温水循環回路１０側から分離された状態となり、その内部の低温水は、再び低温水配管４Ａ、三方切替え弁７、低温水配管４および循環ポンプ１１を経て給湯機２に循環され、所定温度に加熱される。給湯機２で加熱された高温水は、高温水配管３、三方切替え弁６、高温水配管３Ａおよび連結配管１７を経て第１循環タンク１５内に再循環され、その内部に、図５に網掛け線で表示されているように貯湯される。
【００３５】
一方、第２循環タンク１６内の高温水は、第２循環タンク１６の底部にバイパス回路１８を経て温水循環回路１０側から流入した低温水が、そのまま第２循環タンク１６の底部に接続されている温水循環回路１０へとショートサーキットして流出して行くため、高温水が温水循環回路１０に循環されることなく、そのままホールドされる。そして、第１循環タンク１５内に高温水が貯湯され、第１温度センサ２０および第２温度センサ２１が設定温度以上の温度を検出すると、給湯機２の運転を停止するとともに、三方切替え弁１９をＡ→ＣからＡ→Ｂに切替えるようにしている。
【００３６】
この結果、第１循環タンク１５および第２循環タンク１６内の温水を共に設定温度以上の高温水に沸き増しすることができ、温水循環回路１０の温水が設定温度以下に低下しないようにその温度をキープすることができる。また、本実施形態の場合、図５からも明らかな通り、沸き増し運転により第１循環タンク１５内に貯湯された高温水と、第２循環タンク１６内に貯湯された高温水との間に、低温水の温水層が残らないように沸き増し運転することができる。
【００３７】
斯くして、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
第１循環タンク１５および第２循環タンク１６を含む温水循環回路１０内の温水温度が低下したとき、温水循環回路１０を三方切替え弁１９でバイパス回路１８側に切替えることにより、第１循環タンク１５をバイパスして第２循環タンク１６、温水循環回路１０に温水を循環させることができ、この間、第１循環タンク１５を温水循環回路１０側から分離し、三方切替え弁６，７を切替え高温水配管３，３Ａおよび低温水配管４，４Ａを介して給湯機２に接続することにより、第１循環タンク１５内の温水を給湯機２に循環して沸き増し運転することができる。
【００３８】
また、第１循環タンク１５内の温水の沸き増しが完了した時点で一旦沸き増し運転を終了し、温水循環回路１０を三方切替え弁１９でバイパス回路１８側から第１循環タンク１５側に切替えることにより、第１循環タンク１５内の高温水を第２循環タンク１６側に移動させることができ、この高温水の移動に伴って第１循環タンク１５に温水循環回路１０側から流入した温度の低い温水が満たされた時点で、再度温水循環回路１０を三方切替え弁１９によりバイパス回路１８側に切替えて第１循環タンク１５を温水循環回路１０側から分離し、上記と同様に第１循環タンク１５内の温水を給湯機２に循環させて沸き増し運転することにより、第１循環タンク１５および第２循環タンク１６内の温水を共に高温水に沸き増しすることができる。
【００３９】
これによって、温水循環回路１０内の温水を常に設定温度以上に保ち、給湯端末９を操作したとき、即時所定温度以上の温水を出湯できる即時給湯機能を維持することができるとともに、給湯機２で沸き増した高温水と温水循環回路１０内を循環する温水の循環タンク１５，１６内での混合を防止し、貯湯温度を安定化して負荷側で利用できない中温水や給湯機２で沸き上げができない中温水の生成を防ぐことができる。
【００４０】
また、第１循環タンク１５をバイパスして温水を循環させ、第１循環タンク１５を温水循環回路１０側から分離可能なバイパス回路１８が、三方切替え弁１９を介して温水循環回路１０と第２循環タンク１６との間に接続されているため、温水循環回路１０側の温水温度の低下に対処するための回路を三方切替え弁１９とバイパス回路１０の追加のみで簡易に構成することができる。従って、温水循環回路１０内を循環する温水と、給湯機２で沸き増した高温水との混合を避けるための複雑な構成や制御を不要とし、回路構成および制御系の簡素化、低コスト化を図ることができる。
【００４１】
さらに、本実施形態では、第１循環タンク１５および第２循環タンク１６が、互いの頂部同士を接続する連結配管１７に高温水配管３Ａが接続されるとともに、各々の底部に温水循環回路１０が接続された構成とされている。このため、温水循環回路１０内の温水温度の低下時、第１循環タンク１５の温水を沸き増しし、その高温水を頂部間に接続された連結配管１７を介して第２循環タンク１６に移動した後、第１循環タンク１５内に流入した温水循環回路１０側からの低温の温水を再度沸き増しする際、第２循環タンク１６側においては、底部に接続されているバイパス回路１０から流入した循環温水を、そのまま底部に接続されている温水循環回路１０へとショートサーキットさせ、第２循環タンク１６内に貯湯されている高温水を循環しないようにホールドすることができる。
【００４２】
その結果、第１循環タンク１５および第２循環タンク１６内の温水の沸き増しが完了したとき、第１循環タンク１５と第２循環タンク１６との間に温度の低い温水層が残留することをなくすることができ、従って、貯湯温度をより安定化し、循環性能および給湯性能を共に向上することができる。
【００４３】
また、温水循環回路１０内の温水温度が低下し、第１循環タンク１５の頂部近傍および底部近傍に設けられている第１温度センサ２０および第２温度センサ２１が設定温度以下の温度を検出したとき、温水循環回路１０を三方切替え弁１９によりバイパス回路１８側に切替え、第１循環タンク１５をバイパスして温水を循環するとともに、第１循環タンク１５を三方切替え弁６，７の切替えで高温水配管３，３Ａおよび低温水配管４，４Ａを介して給湯機２に接続し、第１循環タンク１５内の温水を沸き増し運転することができ、第１および第２温度センサ２０，２１が設定温度以上の高温度を検出したとき、沸き増し運転を停止し、温水循環回路１０を三方切替え弁１９でバイパス回路１８側から第１循環タンク１５側に切替えることによって、第１循環タンク１５内の高温水を第２循環タンク１６に移動することができる。
【００４４】
この高温水の移動に伴い第１循環タンク１５内に温水循環回路１０側から低温の温水が流入し、これを第１および第２温度センサ２０，２１が検出したとき、再び温水循環回路１０を三方切替え弁１９によりバイパス回路１８側に切替え、上記と同様に第１循環タンク１５をバイパスして温水を循環するとともに、第１循環タンク１５を高温水配管３，３Ａおよび低温水配管４，４Ａを介して給湯機２に接続し、再度第１循環タンク１５内の温水の増し運転を行い、第１および第２温度センサ２０，２１が設定温度以上の高温度を検出したとき、沸き増し運転を停止し、温水循環回路１０を三方切替え弁１９でバイパス回路１８側から第１循環タンク１５側に切替えることにより、第１循環タンク１５および第２循環タンク１６を含む温水循環回路１０内の温水温度を設定温度以上に維持することができる。
【００４５】
このように、２つの温度センサ２０，２１の検出温度に基づいて、三方切替え弁６，７および１９を切替えるだけの簡易な制御で温水循環回路１０内の温水を常に設定温度以上に保つことができ、即時の給湯機能を維持することができるとともに、給湯機２で沸き増した高温水と温水循環回路１０内を循環する温水の循環タンク１５，１６内での混合を防止し、貯湯温度を安定化して負荷側で利用できない中温水や給湯機２で沸き上げができない中温水の生成を簡単に防ぐことができる。
【００４６】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図６ないし図９を用いて説明する。
本実施形態は、上記した第１実施形態に対して、第１循環タンク１５および第２循環タンク１６に対する連結配管１７Ａおよび温水循環回路１０の接続構成が異なる。その他の点については、第１実施形態と同様であるので説明は省略する。
本実施形態において、温水循環回路１０中に直列に接続されている第１循環タンク１５および第２循環タンク１６は、図６に示されるように、第１循環タンク１５の頂部と第２循環タンク１６の底部とが連結配管１７Ａにより接続されるとともに、その連結配管１７Ａに高温水配管３Ａが接続された構成とされている。
【００４７】
また、第１循環タンク１５の底部に温水循環回路１０が接続されるとともに、第２循環タンク１６の頂部に温水循環回路１０が接続されており、更にこの第２循環タンク１６の底部に対して三方切替え弁１９からのバイパス回路１８が接続された構成とされている。
【００４８】
この第２実施形態において、図６に示されるように、第１循環タンク１５内の温水温度が低下し、斜線で表示されているように設定温度以下となり、第１温度センサ２０および第２温度センサ２１がその温度を検出すると、三方切替え弁（切替え弁）１９が、Ａ→ＢからＡ→Ｃに切替えられるとともに、三方切替え弁（切替え弁）６，７が、高温水配管３Ａおよび低温水配管４Ａ側に切替えられ、給湯機２が運転される。このため、温水循環回路１０内の温水は、図７に示されるように、第１循環タンク１５をバイパスして三方切替え弁１９からバイパス回路１８を介して第２循環タンク１６の底部に流入し、その頂部に接続されている温水循環回路１０から順次流出され、循環されることになる。
【００４９】
一方、第１循環タンク１５は、温水循環回路１０側から分離された状態となり、その内部の温水は、低温水配管４Ａ、三方切替え弁７、低温水配管４および循環ポンプ１１を経て給湯機２に循環され、所定温度に加熱される。給湯機２で加熱された高温水は、高温水配管３、三方切替え弁６、高温水配管３Ａおよび連結配管１７Ａを介して第１循環タンク１５内に再循環され、その内部に、図７に網掛け線で表示されているように貯湯される。
【００５０】
これにより、図７に示されるように、第１循環タンク１５内の温水を高温水に置き換えることができ、この温水の温度を第１循環タンク１５に設けられている第１温度センサ２０および第２温度センサ２１が検出し、それが設定温度以上であることを検出すると、三方切替え弁１９をＡ→ＣからＡ→Ｂに切替え、給湯機２の運転を停止する。三方切替え弁１９がＡ→ＣからＡ→Ｂに切替えられると、第１循環タンク１５内の高温水は、図８に示されるように、頂部に接続されている連結配管１７Ａを介して第２循環タンク１６の底部に移動し、第２循環タンク１６内に貯湯される。
【００５１】
第２循環タンク１６内への高温水の移動により、第１循環タンク１５内には、その底部から温水循環回路１０側の温度の低い温水が斜線で表示されているように流入する。この低温水が、図８に示されるように、第１温度センサ２０の設置位置まで流入し、第１温度センサ２０および第２温度センサ２１が設定温度以下の温度であることを検出すると、再び三方切替え弁１９が、Ａ→ＢからＡ→Ｃに切替えられるとともに、給湯機２が再度運転を開始する。
【００５２】
これにより、図９に示されるように、第１循環タンク１５が温水循環回路１０側から分離された状態となり、その内部の低温水は、再び低温水配管４Ａ、三方切替え弁７、低温水配管４および循環ポンプ１１を経て給湯機２に循環され、所定温度に加熱される。給湯機２で加熱された高温水は、高温水配管３、三方切替え弁６、高温水配管３Ａおよび連結配管１７Ａを経て第１循環タンク１５内に再循環され、その内部に、図９に網掛け線で表示されているように貯湯される。
【００５３】
一方、第２循環タンク１６内の高温水は、第２循環タンク１６の底部にバイパス回路１８を経て温水循環回路１０側から流入した低温水により上部側に押し上げられ、頂部に残留していた低温水を温水循環回路１０へと流出させ、全ての低温水を温水循環回路１０へ流出させた場合においては、温水循環回路１０へと循環される。そして、第１循環タンク１５内に高温水が貯湯され、第１温度センサ２０および第２温度センサ２１が設定温度以上の温度を検出すると、給湯機２の運転を停止するとともに、三方切替え弁１９をＡ→ＣからＡ→Ｂに切替えるようにしている。
【００５４】
この結果、第１循環タンク１５および第２循環タンク１６内の温水を共に設定温度以上の高温水に沸き増しすることができ、温水循環回路１０の温水が設定温度以下に低下しないようにその温度をキープすることができる。従って、本実施形態によっても、第１実施形態と略同様の効果を得ることができる。なお、本実施形態の場合、図９からも明らかな通り、沸き増し運転により第１循環タンク１５内に貯湯された高温水と、第２循環タンク１６内に貯湯された高温水との間に、部分的に低温の温水層が少量残るようになるが、これが温水循環回路１０による温水の循環機能や即時給湯機能に大きく影響を及ぼすことはない。
【００５５】
なお、本発明は、上記実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。例えば、上記実施形態において、貯湯タンク５の個数は、任意数とすることができ、この貯湯タンク５からの出湯管８と温水循環回路１０との接続構成も様々変形することが可能である。また、温水循環回路１０も基本の循環回路のみが示されているだけで、その中の温度調整回路等については、高温水と低温水とを混合して温度調節を行うミキシングバルブ等を使用した適宜の回路を採用してもよい。さらに、給湯端末９についても、上記実施形態のものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００５６】
１  給湯システム
２  給湯機
３，３Ａ  高温水配管
４，４Ａ  低温水配管
５，５Ａ，５Ｂ，５Ｎ  貯湯タンク
６，７  三方切替え弁（切替え弁）
８  出湯管
９  給湯端末
１０  温水循環回路
１５  第１循環タンク
１６  第２循環タンク
１７，１７Ａ  連結配管
１８  バイパス回路
１９  三方切替え弁（切替え弁）
２０  第１温度センサ
２１  第２温度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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