(57)【要約】【課題】集合住宅等の各住戸において、機器を大型化することなく貯湯タンクを小容量化し、かつ配管が簡潔でエネルギー効率が高く、しかも出湯が早く死水量の少ない給湯システムを提供する。【解決手段】各住戸５０が共用する最上流の給水配管２と、最上流の給水配管２に連設され、水道水を加熱して第１の温度以上の温水となす集中給湯部６と、集中給湯部６の下流で分岐し、上記温水を各住戸５０に導く個別給水配管１４と、各住戸５０内に設けられ、個別給水配管１４から供給された温水を、第２の温度に加熱する個別給湯部２０とを備える。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の住戸が集合した施設において給湯を行う給湯システムであって、
各住戸が共用する最上流の給水配管と、
上記最上流の給水配管に連設され、水道水を加熱して第１の温度以上の温水となす集中給湯部と、
上記集中給湯部の下流で分岐し、上記温水を上記各住戸に導く個別給水配管と、
上記各住戸内に設けられ、上記個別給水配管から供給された上記温水を、第２の温度に加熱する個別給湯部と
を備えることを特徴とする給湯システム。
【請求項２】
上記集中給湯部は、上記水道水の温度が上記第１の温度以上のときには上記水道水を直接上記個別給水配管側に送出することを特徴とする請求項１記載の給湯システム。
【請求項３】
上記第１の温度は、５℃乃至２５℃に設定されていることを特徴とする請求項１または２記載の給湯システム。
【請求項４】
上記集中給湯部または上記個別給湯部の加熱機器が、電気式ヒートポンプ給湯器であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の給湯システム。
【請求項５】
上記各住戸の給水源は、上記個別給水配管であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の給湯システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の住戸が集合した施設（集合住宅、ホテル或いは寮など。以下集合住宅等という）において給湯を行う給湯システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の給湯システムとして、各住戸で独立して給湯を行う図２に示すような個別給湯システムが広く知られている。図２は個別給湯システムの一般的な基本構成の模式図である。図２において、最上流の給水配管１０２から分岐した個別給水配管１１４が各住戸１５０に導かれている。各住戸１５０では、その個別給水配管１１４から供給された水道水が貯湯タンクを備えた電気温水器１２０に導かれ、沸き上げ温度（８５℃程度）まで加熱された湯が貯溜される。そして、その湯と水道水とを、給湯栓１２４と混合栓１２８とによって混合した湯水が給湯口１２６から供給される。なお、給水口１３２からは給水栓１３０の開栓によって水道水が供給される。
【０００３】
しかし、上記の個別給湯システムでは、貯湯タンクの容量が大きく、電気温水器１２０が大型化することが避けられなかった。例えば、一般的な電気温水器による個別給湯システムの場合、夜間電力を利用して加熱した湯を貯溜するために３７０〜４６０リットル程度の大容量貯湯タンクを備える。そのため、各住戸においてその設置スペースを確保する必要があるが、特に集合住宅等において、限られた空間内にそのような大きな設置スペースを確保することは、居住スペースの圧迫に直結する問題であった。
【０００４】
また、電気温水器１２０を瞬間式のヒートポンプ給湯器に替え、貯湯タンクを廃止することも考えられるが、そのようにしても８０リットル程度のバッファタンク（ヒートポンプ運転開始直後の給湯のためのタンク）が必要である上、水道温度が低い冬季であっても瞬間的に温度上昇させる必要があるため、加熱機器が大型化し、全体としての設置スペースの削減は困難であった。
【０００５】
このような問題を解決するために、図３に示すような集中給湯システムも用いられている。図３は一般的な集中給湯システムの基本構成を示す模式図である。図３において、最上流の給水配管１０２が分岐して、一方は給水配管２１５として各住戸１５０付近に導かれ、もう一方は集中給湯部２０６に導かれている。集中給湯部２０６には、電気式のヒートポンプ給湯器であって水道水を沸き上げ温度（６５℃程度）まで加熱する集中給湯ヒートポンプ２０７が設けられている。そして更に、その湯を貯溜する貯湯タンク２０８が連設されている。貯湯タンク２０８には、送り配管２１１と戻り配管２１２とからなる循環配管２１０が接続されており、循環配管２１０には循環ポンプ２０９が設けれられている。貯湯タンク２０８の湯は、循環ポンプ２０９によって循環配管２１０内を保温循環する。各住戸１５０においては、循環配管２１０から分岐した個別給湯配管２１３によって湯が導かれ、給水配管２１５から分岐した個別給水配管２１４によって水道水が導かれる。そして、給湯口１２６から給湯する際には、その湯と水道水とを給湯栓１２４と混合栓１２８とによって混合した湯水が得られ、給水口１３２からは給水栓１３０の開栓によって水道水が供給される。
【０００６】
このような集中給湯システムは、個別の加熱機器や貯湯タンクを必要としないので、住戸１５０内の居住スペースを充分に確保できるという利点があり、集合住宅等の給湯システムに好適である。たとえば特許文献１には、このような基本構成を有する集中給湯システムが示されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平７−２３９１３０号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記のような集中給湯システムは、保温循環させるための循環配管が必要であり、工事コストが増大するという別の問題を有する。特にリフォームによってこの給湯システムを敷設する場合には、集中給湯部から最も遠い住戸付近まで送り配管と戻り配管とを設ける必要があるので、施工が困難で、費用も大となることが避け難かった。また、高温の湯を長い循環配管に循環させるため、放熱ロスが大であり、その上循環ポンプの動力等も必要で、エネルギー効率の面で不利な要素が多かった。更に循環配管から分岐した個別配管が比較的長くなるため、死水量が多くなりがちであった。即ち各戸の給湯口から要求温度の湯が出るまでの時間が長く、利便性を悪化させるとともに水資源の浪費につながり易かった。
【０００９】
本発明は、かかる事情に鑑み、各住戸において、機器を大型化することなく貯湯タンクを小容量化し、かつ配管が簡潔でエネルギー効率が高く、しかも出湯が早く死水量の少ない給湯システムを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、複数の住戸が集合した施設において給湯を行う給湯システムであって、各住戸が共用する最上流の給水配管と、上記最上流の給水配管に連設され、水道水を加熱して第１の温度以上の温水となす集中給湯部と、上記集中給湯部の下流で分岐し、上記温水を上記各住戸に導く個別給水配管と、上記各住戸内に設けられ、上記個別給水配管から供給された上記温水を、第２の温度に加熱する個別給湯部とを備えることを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、各住戸に個別給水配管を経由して第１の温度（水道温度以上）の温水が導入される。そして個別給湯部で第２の温度（沸き上げ温度）に加熱するため、低温の水道水を直接沸き上げ温度に加熱する従来の個別給湯器に比べ、給湯機器の負荷を軽減することができる。これは相対的に給湯機器の能力を向上させたような作用が得られるので、貯湯タンクを小型化することができる。或いは、同容量の貯湯タンクを備える場合には給湯機器の必要能力を減少させる、つまり給湯器を小型化することができる。
【００１２】
また、集中給湯部を備えてはいるが、個別給湯部も併せて備えることにより、個別給水配管に送出する温水の温度は従来の集中給湯システムに比べて低く設定することができる。そのため、保温のための循環配管を設ける必要がなく、工事コストを低減することができる。特にリフォームによって給湯システムを敷設する場合、施工が容易で、費用の増大も抑制される。また、放熱ロスが低減される上に循環ポンプの動力等も不要で、エネルギー効率が良い。更に個別給湯部から給水口までの距離を比較的短くすることができ、死水量を減少させることができるので、出湯が早くて利便性が良く、水資源の浪費を少なくすることができる。
【００１３】
この給湯システムにおいて、上記集中給湯部は、上記水道水の温度が上記第１の温度以上のときには上記水道水を直接上記個別給水配管側に送出するようにする（請求項２）ことも効果的である。夏季など水道水の温度がこの第１の温度以上になったときに必要以上の加熱をしないことにより、より放熱ロスが低減され、エネルギー効率の向上が図られる。
【００１４】
なお、上記第１の温度は、５℃乃至２５℃に設定（請求項３）すると良く、望ましくは２０℃前後（１７〜２３℃）に設定するのが好適である。この範囲より低温では集中給湯部による加熱効果が少なく、この範囲よりも高温では放熱ロスが大となる。また、この範囲内に設定することにより、２５〜６５℃で繁殖し易いレジオネラ菌による汚染を防止することができる。
【００１５】
上記集中給湯部または上記個別給湯部の加熱機器を、電気式ヒートポンプ給湯器とする（請求項４）と、火を使わないので比較的安全な給湯システムとすることができ、ヒートポンプによる熱効率の高い加熱を行うことができる。
【００１６】
そして、上記住戸の給水源は、上記個別給水配管である（請求項５）ようにすれば、別途水道配管を設ける必要がないので、一層工事コストを削減することができる。特に、リフォームを行う際には、従来の水道配管をそのまま個別給水配管に転用することができるので、施工が格段に容易となる。また、各住戸において個別給湯部を通さない給水口からも第１の温度以上の温水が供給されるので、例えば冬季などに、居住者は低温の水道水に触れることがなく、快適に水を利用することができる。また、給湯口から供給される水は、初期であっても第１の温度以上であるため、最初から利用に供される可能性が高く、死水量の削減が見込まれるので、水資源の浪費を防止し易くなる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態について図を参照して説明する。図１は、当実施形態における給湯システムの基本構成を示す模式図である。給湯システム１は集合住宅６０のための給湯システムであり、次の前提条件▲１▼〜▲４▼に基づいて試算し、構築したものである。
【００１８】
▲１▼１日の平均湯使用量（５０℃換算）：３００（リットル／戸）
▲２▼１日の平均水使用量：８００（リットル／戸）（湯分を含む）
▲３▼住戸数：２００（戸）
▲４▼水道温度：５（℃）（冬季を想定）。
【００１９】
給湯システム１は以下のように構成されている。水道水が導かれる最上流の給水配管２は、分岐点４で分岐し、一方は集中給湯部６に導かれている。集中給湯部６は、電気式のヒートポンプ給湯器であって水道水を沸き上げ温度（６５℃）まで加熱する集中給湯ヒートポンプ７、その湯を貯溜する貯湯タンク８（容量４５ｍ３）、その下流に設けられた３方弁１０及び更にその下流に設けられた温度センサ１２から成る。最上流の給水配管２の分岐点４で分岐したもう一方の水道水は、３方弁１０に導かれる。３方弁１０は６５℃の湯と５℃の水道水との合流点となるとともに、その混合割合が調節可能となっている。温度センサ１２は、湯と水との合流後の温度を測定する。そして、集中給湯部６には定温給水配管１１が接続され、各住戸５０付近まで導かれている。
【００２０】
各住戸５０においては、定温給水配管１１の分岐点１３から個別給水配管１４が導入されている。各住戸５０の給水源は個別給水配管１４のみであって、別途水道配管は設けられていない。個別給水配管１４には個別給湯部２０が接続されている。個別給湯部２０には、電気式のヒートポンプ給湯器（ＣＯ２冷媒、瞬間式）であって、導入された温水を沸き上げ温度（９０℃）まで加熱する個別給湯ヒートポンプ２１、及びその湯を貯溜する貯湯タンク２２（容量６０リットル）が設けられている。個別給湯部２０の下流側には給湯栓２４が設けられ、その下流に給湯口２６が設けられている。個別給水配管１４は、個別給湯部２０より上流の分岐点１６で分岐し、その下流に給水栓３０、更にその下流に給水口３２が設けられている。給水栓３０の上流側の分岐点１８と給湯栓２４の下流側の合流点１９との間には、これらを連通可能な混合栓２８が設けられている。
【００２１】
次に、給湯システム１の作用を説明する。まず水道水が最上流の給水配管２から集中給湯部６に導かれる。集中給湯部６では、集中給湯ヒートポンプ７が水道水を加熱し、５℃から６５℃まで上昇させる。その湯は貯湯タンク８に貯溜され、水または湯の需要に応じて適宜送出される。
【００２２】
送出された湯は３方弁１０で、分岐点４から分岐した水道水と合流する。そして温度センサ１２によって合流後の水温が検知され、その温度が２０℃（第１の温度）となるように３方弁１０で混合割合が調節される。この合流後の水温は、水道水温度が変化しても、３方弁１０での混合割合を調節することにより常に一定の２０℃に保たれる。
【００２３】
但し水道水温度が２０℃以上のときは水道水と湯との混合割合を１０：０とする。即ち集中給湯部６からは分岐点４で分岐した水道水が、そのままその温度で送出される。なお、水道水温度が終日２０℃以上であることが明らかなときには集中給湯ヒートポンプ７の作動と貯湯を停止させるようにしても良い。
【００２４】
２０℃に調整された温水は、定温給水配管１１によって各住戸５０付近まで導かれ、個別給水配管１４によって各住戸５０に導入される。導入された温水は分岐点１６で分岐し、一部は個別給湯部２０へ、残りは給水栓３０側へ導かれる。
【００２５】
個別給湯部２０では、個別給湯ヒートポンプ２１が温水を加熱し、２０℃から９０℃まで上昇させる。その湯は貯湯タンク２２に貯溜され、給湯栓２４の開栓によって適宜送出される。送出された湯は給湯口２６から給湯されるが、その前に必要に応じて同時に開栓される混合栓２８によって分岐点１８まで導かれた２０℃の温水と混合され、温度調節がなされる。こうして給湯口２６からは、２０℃〜９０℃の範囲で所望の温度の湯が供給される。給湯量は、１日、１戸あたり３００リットル（５０℃換算）である。
【００２６】
給水口３２からは、給水栓３０の開栓によって２０℃の温水が供給される。給水量は、１日、１戸あたり５００リットル（２０℃）である。
【００２７】
以上のような給湯システム１において、各住戸５０に備える貯湯タンク２２の容量は上記のように６０リットルであるが、これは従来の個別給湯における各住戸内の貯湯タンク容量（同じ前提条件で、沸き上げ温度８５℃の電気温水器の場合、３７０〜４６０リットル）に比べ、格段に小さくなっている。これは、個別給湯部２０に導入される水の温度を予め集中給湯部６によって２０℃まで上昇させておいたことによって、個別給湯ヒートポンプ２１の能力を向上させたような作用が得られ、個別給湯ヒートポンプ２１を大型化することなく貯湯タンク２２を小容量化できたからである。
【００２８】
このように貯湯タンク２２を小容量化できるため、その設置場所の自由度も高くなっている。例えばメータボックスや床下等のいわゆるデッドスペースに設置した場合には、居住スペースの拡大という点に関して、貯湯タンク２２を廃止したのと事実上同等の効果が得られる。
【００２９】
また、集中給湯部６における第１の温度が２０℃と比較的低く、また個別給湯部２０も併せて備えているので、従来の集中給湯システムのような保温循環を行う必要がない。しかも、別途水道配管を併設していないので、各住戸５０付近に導かれる配管は定温給水配管１１の１本のみである。このため、循環配管（送り配管と戻り配管）と給水配管（水道水）とを必要とする集中給湯システムに比べて工事コストを低減することができる。特にリフォームによって給湯システムを敷設する場合、従来の水道管をそのまま定温給水配管１１に転用できるので、施工が格段に容易となり、費用も大幅に削減できる。また、放熱ロスが低減される上に循環ポンプの動力等も不要で、エネルギー効率が高くなっている。更に個別給湯部２０から給湯口２６までの距離を、従来の集中給湯システムにおける循環配管から給湯口までの距離に比べて短くすることができるので、出湯を早め、死水量を減少させることができる。特に、各住戸５０において個別給湯部２０を通さない給水口３２からも２０℃の温水が供給されるので、冬季であっても居住者は低温の水道水に触れることがなく、快適に水を利用することができる。また、給湯口２６から供給される湯は、給湯初期であっても少なくとも２０℃以上であるため、最初から利用に供される可能性が高く、更なる死水量の削減が見込まれ、水資源の浪費を防止している。
【００３０】
なお、夏季など、水道水の温度が２０℃以上のときには水道水を直接定温給水配管１１に送出しているので、必要以上の加熱がなされず、より放熱ロスが低減され、エネルギー効率の向上が図られている。
【００３１】
以上、当実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、各貯湯タンクの容量は、各施設の種類（住宅、ホテルの客室等）や立地条件（年間の最低水道温度など）、集合数その他の前提条件に応じ、適宜設定して良い。
【００３２】
第１の温度は、必ずしも２０℃に限定するものではなく、立地条件（年間の最低水道温度など）等に応じて好適な値に設定して良い。但し、低すぎると集中給湯部６による加熱効果が少なく、高すぎると定温給水配管１１からの放熱ロスが大となる。また、２５〜６５℃で繁殖し易いレジオネラ菌による汚染を防止するためにも、５〜２５℃の範囲に設定するのが良く、望ましくは２０℃前後（１７〜２３℃）に設定するのが好適である。
【００３３】
また、集中給湯ヒートポンプ７や個別給湯ヒートポンプ２１は、必ずしもこのような電気式のヒートポンプ給湯器でなくても良く、必要能力に応じて適宜変更して良い。例えばヒータを用いた電気温水器や、石油、ガス（廃熱利用型を含む）、その他のエネルギ源を利用するものであっても良い。また、ヒートポンプ給湯器にあっても他の冷媒を用いるものでも良い。当実施形態のように電気式のヒートポンプ給湯器を用いた場合には火を使わないので比較的安全な給湯システムとすることができ、ヒートポンプによる熱効率の高い加熱を行うことができる。
【００３４】
住戸５０内の給湯栓２４、混合栓２８及び給水栓３０は、利用する給湯口２６及び給水口３２の数や種類に応じて、その数や種類、組み合わせを適宜設定して良い。
【００３５】
給湯システム１は、集合住宅以外にも、ホテルや寮など、複数の住戸が集合した施設に対して適用することができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明の給湯システムは、複数の住戸が集合した施設において給湯を行う給湯システムであって、各住戸が共用する最上流の給水配管と、上記最上流の給水配管に連設され、水道水を加熱して第１の温度以上の温水となす集中給湯部と、上記集中給湯部の下流で分岐し、上記温水を上記各住戸に導く個別給水配管と、上記各住戸内に設けられ、上記個別給水配管から供給された上記温水を、第２の温度に加熱する個別給湯部とを備えることを特徴とするので、機器を大型化することなく貯湯タンクを小容量化し、かつ配管が簡潔でエネルギー効率が高く、しかも出湯が早く死水量の少ない給湯システムとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる給湯システムの基本構成を示す模式図である。
【図２】従来技術の個別給湯システムの一般的な基本構成を示す模式図である。
【図３】従来技術の集中給湯システムの一般的な基本構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１  給湯システム
２  最上流の給水配管
６  集中給湯部
７  集中給湯ヒートポンプ（電気式ヒートポンプ給湯器）
８  貯湯タンク
１４  個別給水配管
２０  個別給湯部
２１  個別給湯ヒートポンプ（電気式ヒートポンプ給湯器）
２２  貯湯タンク
５０  住戸
６０  集合住宅（複数の住戸が集合した施設）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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