(57)【要約】【課題】出湯温度の調整が容易であり、別体構成の補助熱源機の運転効率の低下を抑制可能であると共に、その補助熱源機から浴槽設定温度の湯張りが可能な貯湯給湯システムを提供すること。【解決手段】貯湯タンクと貯湯タンクの給水通路及び出湯通路と出湯口を備えた貯湯ユニットと、加熱した湯水を貯湯タンクに貯留する主熱源機と、貯湯ユニットとは別体に構成され且つ出湯通路に介装された補助熱源機を備えた貯湯給湯システムにおいて、出湯通路は補助熱源機上流側の上流側出湯通路と下流側の下流側出湯通路で構成されている。上流側出湯通路には、上水と貯湯タンクの湯水の何れか一方を選択して又は両方を混合して補助熱源機に供給する第１混合手段を配設する。下流側出湯通路には、上水と補助熱源機からの湯水の何れか一方を選択して又は両方を混合して出湯口に供給する第２混合手段を配設し、この第２混合手段を湯量調整弁と水量調整弁と混合部で構成する。【選択図】図１
2019128130.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯湯タンクと前記貯湯タンクに上水を供給する給水通路と前記貯湯タンクの湯水を出湯するための出湯通路及び出湯口を備えた貯湯ユニットと、前記貯湯タンクの湯水を加熱して前記貯湯タンクに貯留する主熱源機と、前記貯湯ユニットと別体に構成され且つ前記出湯通路に介装された補助熱源機とを備えた貯湯給湯システムにおいて、
前記出湯通路は、前記貯湯タンクから前記補助熱源機に至る上流側出湯通路及び前記補助熱源機から前記出湯口に至る下流側出湯通路により構成され、
前記上流側出湯通路には、前記給水通路から分岐した第１給水バイパス通路からの上水と前記貯湯タンクからの湯水について何れか一方を選択する又は両方を混合する第１混合手段を備え、
前記下流側出湯通路には、前記給水通路から分岐した第２給水バイパス通路からの上水と前記補助熱源機からの湯水について何れか一方を選択する又は両方を混合する第２混合手段を備え、
前記第２混合手段は、前記補助熱源機からの湯水の流量を調整するための湯量調整弁と前記第２給水バイパス通路からの上水の流量を調整するための水量調整弁と混合部とを備えていることを特徴とする貯湯給湯システム。
【請求項２】
前記湯量調整弁と前記水量調整弁は夫々独立して流量を調整可能であることを特徴とする請求項１に記載の貯湯給湯システム。
【請求項３】
前記貯湯ユニットは、前記補助熱源機をバイパスするために前記上流側出湯通路から分岐して前記下流側出湯通路の前記第２混合手段より上流側に合流する出湯バイパス通路を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の貯湯給湯システム。
【請求項４】
前記出湯バイパス通路の分岐部又は合流部には、前記貯湯タンクの湯水が前記出湯バイパス通路を通る流路に切換え可能な流路切換弁を備えていることを特徴とする請求項３に記載の貯湯給湯システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、補助熱源機として利用する既設の給湯器に、貯湯タンクを備えた貯湯ユニット及び加熱した湯水を貯湯タンクに貯留する主熱源機を新規に配設して構成した貯湯給湯システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の環境問題に対する関心の高まりと燃料コストの高騰等により、給湯装置にも高エネルギー効率のものが求められている。高エネルギー効率を実現する給湯装置として、例えば特許文献１のように、主として高エネルギー効率の外部熱源機で加熱して貯湯タンクに貯留した湯水を給湯等に使用し、貯留した湯水では不足する熱量を補助熱源機で加熱して補うように構成された貯湯給湯システムが知られている。このような貯湯給湯システムは、外部熱源機による貯湯と補助熱源機の使用を密接に連携させてエネルギー効率を高め、給湯使用のランニングコストを低減できるように専用設計の補助熱源機を使用している。
【０００３】
一方、既設の給湯器に貯湯タンクと外部熱源機を付加して、既設の給湯器よりも高エネルギー効率の給湯装置を構成するニーズがある。このようなニーズに対しては、例えば図２に示すように既設の給湯器を補助熱源機２Ａとして利用し、貯湯タンク５Ａを備えた貯湯ユニット３Ａと外部熱源機４Ａを新規に配設して貯湯給湯システム１Ａを構成する。このとき、補助熱源機２Ａを経由して貯湯タンク５Ａの湯水を出湯するように配設した出湯通路７Ａに混合弁１２Ａを配設し、この混合弁１２Ａが矢印ＣＷで表す上水源からの上水を出湯通路７Ａの湯水に混合して温度を調整することにより、矢印ＨＷで表す出湯設定温度の出湯を可能にしている。専用設計の補助熱源機のコストを省いて安価に貯湯給湯システム１Ａを構成でき、既設の給湯器の撤去等が不要であるため給湯使用ができない期間を短縮できる場合もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−１４６０６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
貯湯給湯システム１Ａは、既設の給湯器を利用した専用設計ではない別体構成の補助熱源機２Ａを出湯通路７Ａに介装しているので、補助熱源機２Ａは供給された湯水の温度を上げることはできても下げることができない。それ故、混合弁１２Ａが補助熱源機２Ａから供給される湯水の温度を出湯設定温度に調整して出湯する。
【０００６】
しかし、貯湯タンク５Ａに貯留された湯水が出湯設定温度より低温であって出湯設定温度に近い温度のときには、補助熱源機２Ａによる加熱量が少なくなるため補助熱源機２Ａの加熱の運転効率が低下する。また、多くの場合、補助熱源機２Ａが浴槽９Ａの湯張り機能を有して浴槽９Ａまで湯張り用の通路が接続されており、この浴槽９Ａとの接続を維持して湯張り可能に貯湯給湯システム１Ａを構成すると、浴槽設定温度より高温の貯湯タンク５Ａの湯水が浴槽９Ａに湯張りされて、ユーザが予期せぬ高温の浴槽温度となる虞がある。
【０００７】
本発明の目的は、別体構成の補助熱源機の運転効率の低下を抑制可能であると共に、その補助熱源機から浴槽設定温度の湯張りが可能な貯湯給湯システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、貯湯タンクと前記貯湯タンクに上水を供給する給水通路と前記貯湯タンクの湯水を出湯するための出湯通路及び出湯口を備えた貯湯ユニットと、前記貯湯タンクの湯水を加熱して前記貯湯タンクに貯留する主熱源機と、前記貯湯ユニットと別体に構成され且つ前記出湯通路に介装された補助熱源機とを備えた貯湯給湯システムにおいて、前記出湯通路は、前記貯湯タンクから前記補助熱源機に至る上流側出湯通路及び前記補助熱源機から前記出湯口に至る下流側出湯通路により構成され、前記上流側出湯通路には、前記給水通路から分岐した第１給水バイパス通路からの上水と前記貯湯タンクからの湯水について何れか一方を選択する又は両方を混合する第１混合手段を備え、前記下流側出湯通路には、前記給水通路から分岐した第２給水バイパス通路からの上水と前記補助熱源機からの湯水について何れか一方を選択する又は両方を混合する第２混合手段を備え、前記第２混合手段は、前記補助熱源機からの湯水の流量を調整可能な湯量調整弁と前記第２給水バイパス通路からの上水の流量を調整可能な水量調整弁と混合部とを備えていることを特徴としている。
【０００９】
上記構成によれば、第１混合手段によって上水と貯湯タンクの湯水のうちの選択した湯水、又は両方を混合した湯水を補助熱源機に供給する。そして、第２混合手段の湯量調整弁の流量と水量調整弁の流量の調整によって混合部における混合比率を調整することにより、補助熱源機からの湯水の温度を調整して出湯口から出湯可能である。また、第１混合手段によって貯湯タンクの湯水に上水を混合して温度を下げた湯水を補助熱源機に供給できるので、貯湯タンクの湯水の温度が出湯設定温度又は浴槽設定温度より低温且つ出湯設定温度に近い温度の場合でも補助熱源機の運転効率の低下を抑制可能であり、補助熱源機の湯張り機能を使って浴槽設定温度の湯張りが可能である。その上、貯湯タンクの湯水の温度が浴槽設定温度より高温の場合でも、第１混合手段によって貯湯タンクの湯水を浴槽設定温度に調整して補助熱源機から浴槽設定温度の湯張りも可能である。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１において、前記湯量調整弁と前記水量調整弁は夫々独立して流量を調整可能であることを特徴としている。
【００１１】
上記構成によれば、湯量調整弁と水量調整弁を夫々独立して調整することにより温度調整と出湯量調整を行うことができる。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１又は２において、前記貯湯ユニットは、前記補助熱源機をバイパスするために前記上流側出湯通路から分岐して前記下流側出湯通路の前記第２混合手段の上流側に合流する出湯バイパス通路を備えていることを特徴としている。
【００１３】
上記構成によれば、出湯バイパス通路を通る流路で貯湯タンクの湯水を第２混合手段に供給できるので、流路抵抗が高い補助熱源機による圧力損失を回避できる。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項３において、前記出湯バイパス通路の分岐部又は合流部には、前記貯湯タンクの湯水が前記出湯バイパス通路を通る流路に切換え可能な流路切換弁を備えていることを特徴としている。
【００１５】
上記構成によれば、補助熱源機による加熱が不要な出湯の場合にのみ出湯バイパス通路を通る流路に切換えて、貯湯タンクの湯水を第２混合手段に供給できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の貯湯給湯システムによれば、別体構成の補助熱源機の運転効率の低下を抑制可能であると共に、その補助熱源機から浴槽設定温度の湯張りが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施例に係る貯湯給湯システムを示す図である。
【図２】既設の給湯器を利用して構成した貯湯給湯システムの従来例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。
【実施例】
【００１９】
本発明の貯湯給湯システム１について、図１に基づいて説明する。
貯湯給湯システム１は、既設の給湯器を補助熱源機２として利用し、貯湯ユニット３と外部熱源機（主熱源機４）を新規に配設して構成されている。従って、補助熱源機２は、貯湯給湯システム１のために専用設計されたものではなく、貯湯ユニット３とは別体に構成されたものである。貯湯ユニット３は、貯湯タンク５、貯湯タンク５に矢印ＣＷで表す上水を供給する給水通路６、貯湯タンク５の湯水を出湯するための出湯通路７、矢印ＨＷで表すように貯湯ユニット３から外部に出湯するための出湯通路７の下流端部に相当する出湯口８等を備えている。
【００２０】
主熱源機４は、例えばヒートポンプ熱源機や燃料電池の排熱を利用する熱源機、太陽熱を利用する熱源機等である。この主熱源機４は、貯湯タンク５の下部から供給された湯水を加熱して貯湯タンク５の上部に戻すことにより、加熱した湯水を貯湯タンク５の上部から貯留する。
【００２１】
貯湯タンク５は、耐腐食性に優れたステンレス鋼板等により形成された略円筒状の容器であり、その軸方向が略鉛直となるように設置されている。この貯湯タンク５の外周に貯湯タンク５の軸方向に沿う上下方向に所定の間隔を空けて複数（例えば３つ）の貯湯温度センサ５ａ〜５ｃが配設され、貯湯タンク５内の湯水の温度及びその温度に対応する湯水量を検知可能である。尚、図示を省略するが、この貯湯タンク５及び複数の貯湯温度センサ５ａ〜５ｃを覆って貯湯タンク５からの放熱を抑えるための保温材が配設されている。
【００２２】
貯湯タンク５の下部には上流端が上水源に接続された給水通路６が接続され、給水通路６を通る上水が貯湯タンク５の下部から供給される。この給水通路６には、給水温度を検知する給水温度センサ６ａと、給水流量を検知する給水流量センサ６ｂと、給水圧を低下させる減圧弁６ｃ等が配設されている。
【００２３】
貯湯タンク５の上部には出湯通路７が接続され、貯湯タンク５に貯留された湯水が貯湯タンク５の上部から出湯される。この出湯通路７には補助熱源機２が介装されており、貯湯タンク５から補助熱源機２に至る補助熱源機２より上流側の上流側出湯通路１１と、補助熱源機２から貯湯ユニット３の出湯口８に至る補助熱源機２より下流側の下流側出湯通路１２により出湯通路７が構成されている。
【００２４】
上流側出湯通路１１には、給水通路６から分岐した第１給水バイパス通路１３からの上水と貯湯タンク５からの湯水について、何れか一方を選択する又は両方を混合する第１混合手段１１ａが配設されている。また、第１混合手段１１ａから供給される湯水の温度を検知する上流側出湯温度センサ１１ｂが、上流側出湯通路１１の第１混合手段１１ａより下流側に配設されている。この第１混合手段１１ａは、例えばその混合比率を調整可能な混合弁であり、上水と貯湯タンク５の湯水のうちの何れか一方の湯水、又はこれら両方を混合して温度調整した湯水を下流側に供給する。
【００２５】
下流側出湯通路１２には、給水通路６から分岐した第２給水バイパス通路１４からの上水と上流側の補助熱源機２等からの湯水について、何れか一方を選択する又は両方を混合する第２混合手段１２ａが配設されている。また、第２混合手段１２ａに供給される湯水の温度を検知する下流側出湯温度センサ１２ｂが、下流側出湯通路１２の第２混合手段１２ａより上流側に配設されている。さらに、第２混合手段１２ａから供給される湯水の温度を検知する出湯温度センサ８ａとその流量を検知する出湯流量センサ８ｂが、下流側出湯通路１２の第２混合手段１２ａより下流側に配設されている。尚、第２給水バイパス通路１４は第１給水バイパス通路１３から分岐していてもよい。
【００２６】
第２混合手段１２ａは、上流側からの湯水の流量を調整するための湯量調整弁１２ｃと第２給水バイパス通路１４からの上水の流量を調整するための水量調整弁１２ｄと混合部１２ｅを備えている。これらの湯量調整弁１２ｃと水量調整弁１２ｄは夫々独立して流量を調整可能である。湯量調整弁１２ｃの流量と水量調整弁１２ｄの流量を調整して混合部１２ｅにおける混合比率を調整することにより、第２混合手段１２ａは温度調整した湯水を出湯口８に供給する。出湯口８は図示外の給湯栓等に接続され、第２混合手段１２ａによって例えば貯湯ユニット３に設定された出湯設定温度に調整された湯水を給湯栓等に供給する。
【００２７】
出湯通路７は、補助熱源機２をバイパスするために上流側出湯通路１１の第１混合手段１１ａより下流側から分岐して下流側出湯通路１２の第２混合手段１２ａより上流側に合流する出湯バイパス通路１５を備えている。この出湯バイパス通路１５の合流部には、貯湯タンク５の湯水が補助熱源機２を通る流路又は出湯バイパス通路１５を通る流路に切換え可能な流路切換弁１５ａを備えている。この流路切換弁１５ａは、出湯バイパス通路１５の分岐部に配設されていてもよく、出湯バイパス通路１５は上流側出湯通路１１の第１混合手段１１ａより上流側から分岐していてもよい。
【００２８】
貯湯ユニット３は、給水流量センサ６ｂ、出湯流量センサ８ｂ、上流側出湯温度センサ１１ｂ等の各種センサの検知信号に基づいて、出湯口８からの出湯や補助熱源機２の湯張り等を特定して第１混合手段１１ａや第２混合手段１２ａ、流路切換弁１５ａ等を制御する制御部１６を備えている。この制御部１６は、例えば上流側出湯温度センサ１１ｂと給水温度センサ６ａの検知信号に基づいて第１混合手段１１ａの混合比率を調整し、上流側出湯温度センサ１１ｂａの検知信号に基づいてさらにその混合比率を調整する。同様に、下流側出湯温度センサ１２ｂと給水温度センサ６ａの検知信号と出湯温度センサ８ａの検知信号に基づいて第２混合手段１２ａの混合比率を調整する。また、給水流量センサ６ｂと出湯流量センサ８ｂの夫々の検知流量が同流量の場合に、貯湯温度センサ５ａの検知温度が出湯設定温度より高温であれば補助熱源機２による加熱が不要なので、貯湯タンク５の湯水が出湯バイパス通路１５を通る流路となるように流路切換弁１５ａを切換える。
【００２９】
この制御部１６には、貯湯ユニット３用の図示外の操作端末が接続され、この操作端末により補助熱源機２に供給する湯水の温度、補助熱源機２にも設定される浴槽設定温度、出湯口８から出湯する湯水の出湯設定温度等の設定が可能なように構成されている。制御部１６が補助熱源機２と通信可能であれば、各種設定温度や運転状態等を通信するようにしてもよい。
【００３０】
補助熱源機２は、貯湯ユニット３と主熱源機４の配設以前には、単独で上水を給湯設定温度に加熱して給湯栓等に供給すると共に、上水を浴槽設定温度に加熱して浴槽９に湯張りする湯張り機能を有する例えば瞬間式ガス給湯器である。この補助熱源機２は、貯湯給湯システム１では上流側出湯通路１１から供給される湯水を給湯設定温度や浴槽設定温度に加熱し、これら設定温度より高温の湯水が上流側出湯通路１１から供給される場合には加熱しない。浴槽設定温度等の設定は、例えば図示外の補助熱源機２用の操作端末により行い、この操作端末から浴槽９の湯張り開始操作等が可能である。尚、補助熱源機２は、浴槽９の追焚機能等も有していてもよい。
【００３１】
次に、本発明の貯湯給湯システム１の作用、効果について説明する。
第１混合手段１１ａは、上水と貯湯タンク５の湯水のうちの選択した湯水、又は両方を混合した湯水を下流側の補助熱源機２に供給する。そして、第２混合手段１２ａは、上流側の補助熱源機２からの湯水を出湯設定温度に調整して出湯口８から出湯する。この第２混合手段１２ａは、湯量調整弁１２ｃの流量と水量調整弁１２ｄの流量の調整によって混合比率を調整することにより、上水と補助熱源機２からの湯水のうちの何れか一方を選択して又は両方を混合部１２ｅで混合して出湯口８に供給できる。このとき、湯量調整弁１２ｃと水量調整弁１２ｄを夫々独立して調整可能なので、温度調整と共に出湯量調整を行うことができる。
【００３２】
また、第１混合手段１１ａは、貯湯タンク５の湯水に上水を混合して温度を下げた湯水を補助熱源機２に供給できる。従って、貯湯タンク５の湯水の温度が出湯設定温度又は浴槽設定温度より低温且つその温度に近い温度の場合に、温度を下げた湯水を補助熱源機２に供給することにより補助熱源機２の加熱量を確保して、補助熱源機２の運転効率の低下を抑制可能であり、補助熱源機２の湯張り機能によって浴槽設定温度の湯張りが可能である。さらに、貯湯タンク５の湯水の温度が浴槽設定温度より高温の場合でも、第１混合手段１１ａで浴槽設定温度に調整することにより補助熱源機２の湯張り機能を使って浴槽設定温度の湯張りが可能である。
【００３３】
その上、出湯バイパス通路１５を通る流路で貯湯タンク５の湯水を第２混合手段１２ａに供給できるので流路抵抗が高い補助熱源機２による圧力損失を回避でき、補助熱源機２による加熱が不要な出湯の場合にのみ流路切換弁１５ａによって出湯バイパス通路１５を通る流路に切換えて、貯湯タンク５の湯水を第２混合手段１２ａに供給できる。
【００３４】
その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく上記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態を包含するものである。
【符号の説明】
【００３５】
１      ：貯湯給湯システム
２      ：補助熱源機
３      ：貯湯ユニット
４      ：主熱源機
５      ：貯湯タンク
６      ：給水通路
７      ：出湯通路
８      ：出湯口
９      ：浴槽
１１    ：上流側出湯通路
１１ａ  ：第１混合手段
１２    ：下流側出湯通路
１２ａ  ：第２混合手段
１２ｃ  ：湯量調整弁
１２ｄ  ：水量調整弁
１２ｅ  ：混合部
１３    ：第１給水バイパス通路
１４    ：第２給水バイパス通路
１５    ：出湯バイパス通路
１５ａ  ：流路切換弁
１６    ：制御部
【図１】
2019128130.tif 000003
【図２】
2019128130.tif 000004