(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物の高所に開放式貯湯タンクを設置し、開放式貯湯タンクから下層階側に、ゾーニング用減圧弁を設けた給湯竪経路を構成し、給湯竪経路の下層階側から開放式貯湯タンクに循環ポンプを設けた返湯経路を構成すると共に、各ゾーン毎に循環ポンプと加熱手段を設けた給湯循環系統を構成し、給湯竪経路と夫々の給湯循環系統とを逆止弁を設けた給湯経路で接続したことを特徴とする開放式貯湯タンクを用いた中央式給湯システム
【請求項２】
建物の高所に開放式貯湯タンクを設置し、開放式貯湯タンクから下層階側に、ゾーニング用減圧弁を設けた給湯竪経路を構成し、各ゾーン毎に循環ポンプと加熱手段を設けた給湯循環系統を構成し、夫々の給湯循環系統は、給湯竪経路の一部を経路の一部とする構成としたことを特徴とする開放式貯湯タンクを用いた中央式給湯システム
【請求項３】
建物の高所に開放式貯湯タンクを設置し、開放式貯湯タンクから下層階側に給湯竪経路を構成すると共に、給湯竪経路の下層階側から開放式貯湯タンクに循環ポンプを設けた返湯経路を構成し、各ゾーン毎に循環ポンプと加熱手段を設けた給湯循環系統を構成すると共に、給湯竪経路と夫々の給湯循環系統とを減圧弁を有する給湯経路により接続したことを特徴とする開放式貯湯タンクを用いた中央式給湯システム
【請求項４】
給湯循環系統の循環ポンプを湯温センサにより制御する構成とし、給湯循環系統の湯温が設定温度よりも低下した際に循環ポンプと加熱手段を動作させる構成としたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の開放式貯湯タンクを用いた中央式給湯システム
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばホテル等の高層建築物における大容量の中央式給湯システムに関するもので、特に開放式貯湯タンクを用いた中央式給湯システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ホテル等の高層建築物における大容量の中央式給湯システムの従来例としては、例えば図５に示すようなシステムがあり、この中央式給湯システムは、密閉式貯湯タンクａとポンプｂ等を構成要素とする給湯循環系統ｃを、建物のゾーン毎に設けた構成である。尚、符号ｄはゾーニング用の減圧弁である。
【０００３】
また図示は省略するが、他のシステムとして、開放式貯湯タンクを建物の高所に設けると共に、建物の高所から低層階側にゾーニング用減圧弁を設けた給湯竪経路を構成し、各ゾーン毎の夫々の給湯系統に開放式貯湯タンクへの返湯経路を構成したものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の中央式給湯システムでは、次に示すように課題がある。
１．前者の中央式給湯システムでは、適正圧力範囲（例えば建物の７〜８階）のゾーン毎に密閉式タンクとポンプ等の機器を設置する必要があるため、中間階に機械室が必要になる。
２．密閉式タンクは夫々のゾーン毎に給湯量のピーク値を満足させる必要があるため、建物全体としてのタンクの貯湯容量が大きくなってしまう。
３．中間機械室において貯湯タンクが破裂する事故が発生すると、水損被害が大きい。
４．密閉式タンクは圧力容器となり、一体型で搬出入をしなければならず、将来の更新時対応のために、常時は不要である搬出入スペースを確保しなければ成らない。
５．後者の中央式給湯システムでは、各ゾーン毎に循環水を建物の最上部に設置された開放式貯湯タンクまで戻す必要があり、ポンプの所要揚程が大きくなり、所要動力が増大する。
本発明はこのような課題を解決することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために本発明では、建物の高所に開放式貯湯タンクを設置し、開放式貯湯タンクから下層階側に、ゾーニング用減圧弁を設けた給湯竪経路を構成し、給湯竪経路の下層階側から開放式貯湯タンクに循環ポンプを設けた返湯経路を構成すると共に、各ゾーン毎に循環ポンプと加熱手段を設けた給湯循環系統を構成し、給湯竪経路と夫々の給湯循環系統とを逆止弁を設けた給湯経路で接続した開放式貯湯タンクを用いた中央式給湯システムを提案する。
【０００６】
また本発明では、建物の高所に開放式貯湯タンクを設置し、開放式貯湯タンクから下層階側に、ゾーニング用減圧弁を設けた給湯竪経路を構成し、各ゾーン毎に循環ポンプと加熱手段を設けた給湯循環系統を構成し、夫々の給湯循環系統は、給湯竪経路の一部を経路の一部とする構成とした開放式貯湯タンクを用いた中央式給湯システムを提案する。
【０００７】
また本発明では、建物の高所に開放式貯湯タンクを設置し、開放式貯湯タンクから下層階側に給湯竪経路を構成すると共に、給湯竪経路の下層階側から開放式貯湯タンクに循環ポンプを設けた返湯経路を構成し、各ゾーン毎に循環ポンプと加熱手段を設けた給湯循環系統を構成すると共に、給湯竪経路と夫々の給湯循環系統とを減圧弁を有する給湯経路により接続した開放式貯湯タンクを用いた中央式給湯システムを提案する。
【０００８】
更に本発明では、以上の構成において、給湯循環系統の循環ポンプを湯温センサにより制御する構成とし、給湯循環系統の湯温が設定温度よりも低下した際に循環ポンプと加熱手段を動作させる構成とすることを提案する。
【０００９】
以上の本発明によれば、建物の高所に設置した開放式貯湯タンクに貯められた湯は、給湯竪経路を経て、各ゾーン毎に構成した給湯循環系統に供給され、この給湯循環系統において必要に応じて加熱手段により加熱された湯が循環ポンプにより循環されて、給湯個所に給湯される。
【００１０】
各給湯循環系統は密閉系統となるため、循環ポンプは小容量のものでよいため、所要動力の削減が図れ、そして循環ポンプは、給湯循環系統の湯温が設定温度よりも低下した際に加熱手段と共に動作させる構成とすることにより、更に動力の削減が図れる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図を参照して説明する。
図１は本発明に係る中央式給湯システムの第１の実施の形態を概念的に表した系統説明図である。
符号１は開放式貯湯タンクであり、この開放式貯湯タンク１はホテル等の高層建築物の高所、例えば屋上やペントハウス等に設置して、重力式にて給湯を行う構成としている。この開放式貯湯タンク１から下層階側に給湯竪経路２を構成し、そして給湯竪経路２の下層階側から開放式貯湯タンクに循環ポンプ３を設けた返湯経路４を構成している。給湯竪経路２は、夫々の階にて最適給湯圧力を確保するために、ある程度の階数でゾーニングを行う構成としており、各ゾーン毎に減圧弁５ａ，５ｂ，５ｃを設けている。
【００１２】
符号６ａ，６ｂ，６ｃは、夫々減圧弁５ａ，５ｂ，５ｃの下流側に対応するゾーンの給湯循環系統であり、これらの給湯循環系統６ａ，６ｂ，６ｃには、夫々循環ポンプ７と加熱手段８を設けている。加熱手段８は適宜の熱源による熱交換器やヒーターによって構成することができる。そして給湯竪経路２の夫々の減圧弁５ａ，５ｂ，５ｃの下流側と、給湯循環系統６ａ，６ｂ，６ｃの夫々の加熱手段８の下流側とを、逆止弁９を設けた給湯経路１０ａ，１０ｂ，１０ｃで接続している。尚、符号１１は夫々の給湯循環系統６ａ，６ｂ，６ｃの給湯個所を示すものである。
【００１３】
尚、符号６は最も上階側のゾーンに構成する給湯循環系統であり、この給湯循環系統６は開放式貯湯タンク１と給湯個所１１間に、給湯経路１２と循環ポンプ１３を設けた返湯経路１４を接続して構成している。
【００１４】
以上の構成において、建物の高所に設置した開放式貯湯タンク１に貯められた湯は、給湯竪経路２を経て下層階側に至り、循環ポンプ３により返湯経路４を経て開放式貯湯タンク１に還流する。
【００１５】
各ゾーンの給湯循環系統６ａ，６ｂ，６ｃにおいては、必要に応じて加熱手段８により所定の温度に加熱された湯が循環ポンプ７により循環されて、給湯個所１１から給湯される。
そして給湯個所１１からの給湯量に応じて、給湯竪経路２の湯が逆止弁９を設けた給湯経路１０を経て各給湯循環系統６ａ，６ｂ，６ｃに補給される。
尚、給湯循環系統６においては開放式貯湯タンク１内の湯が直接的に給湯個所１１に給湯され、循環ポンプ１３により返湯経路１４を経て開放式貯湯タンク１に還流する。
【００１６】
以上の給湯システムでは、給湯竪経路２にゾーニング用の減圧弁５ａ，５ｂ，５ｃを設けているので、各ゾーン毎に貯湯タンクを設置せず、高所に設置した開放式貯湯タンク１により、各ゾーンの給湯循環系統６ａ，６ｂ，６ｃ毎に最適な給湯圧力を得ることができ、また各ゾーンの給湯循環系統６ａ，６ｂ，６ｃは密閉式で、ゾーン毎に完結する構成となる。
【００１７】
このように本発明に係る給湯システムでは、貯湯タンクは、各ゾーン用のものを集中化して、開放式のものを建物の屋上やペントハウス等に設置すれば良く、各ゾーン毎に貯湯タンクを設置する必要がないので、以下に示すように利点が生じる。
１．各ゾーン毎に貯湯タンクを設置する必要がないので、その所要スペースを削減することができ、スペースを他の用途に有効活用することができる。
２．貯湯タンクを集中化することにより、タンク本体からの放熱ロスを低減できる。
３．貯湯タンクを集中化することによってピーク時同時使用率が低下し、全体として貯湯タンクの容量の削減が可能となる。
４．このため貯湯タンクの設置工事費が削減され、全体としての設置コストが削減されると共に、メンテナンスの点数も少なくなって、維持管理が容易となる。
５．貯湯タンクを集中化することによって、漏水事故が発生する確率を低くすることができ、また、万が一の漏水事故の発生においても、屋外（屋上）に貯湯タンクを設置することによって居室に影響を与えない。
６．貯湯タンクはパネル型タンクで対応可能なため、将来の更新時における搬出入が容易である。
７．各ゾーンの給湯循環系統は密閉式となって、ゾーン毎に完結しているので、各給湯循環系統に必要な循環ポンプは小容量のもので良く、ポンプの所要動力が小さい。従って従来の開放式給湯システムではポンプの必要揚程が高くなってポンプ動力が増大し、電力費が大きくなるのに対して、本発明に係る給湯システムでは全体としてのポンプの所要動力が低減でき、電力費も小さくなる。
８．建物の中間階に必要な機器等は、小容量の循環ポンプと熱交換器又はヒータ等の加熱手段のみで良いため、小さなスペースで設置することができ、例えば天井内設置とすることで、機械室を無くすことも可能となる。
９．各ゾーンの給湯循環系統はゾーン毎に完結していることから、複数ゾーンを同一方式で重ねることができるため、超高層建築物でも設置可能である。
【００１８】
次に図２は本発明に係る中央式給湯システムの第２の実施の形態を概念的に表した系統説明図である。
この第２の実施の形態は、上記第１の実施の形態の構成において、各ゾーンの給湯循環系統６，６ａ，６ｂ，６ｃの夫々に湯温センサ１５を設けて、これらの給湯循環系統６，６ａ，６ｂ，６ｃの循環ポンプ７を湯温センサ１５により制御する構成とし、給湯循環系統６，６ａ，６ｂ，６ｃの湯温が設定温度よりも低下した際に循環ポンプ７と加熱手段８を動作させる構成としたものである。また、この実施の形態では、返湯経路４の循環ポンプ３も湯温センサ１５により制御する構成としている。その他の構成要素は第１の実施の形態と同様であるので、この第２の実施の形態を示す図２においては、第１の実施の形態と同様な構成要素には、図１と同様な符号を付して重複する説明は省略する。
【００１９】
この第２の実施の形態では、上述したとおり、給湯循環系統６，６ａ，６ｂ，６ｃの湯温が設定温度よりも低下した際に循環ポンプ７と加熱手段８を動作させる構成とすることにより、常時運転を継続する必要がなくなり、所要動力の削減を図ることができる。尚、加熱手段８の動作は、湯温センサ１５により直接的に制御する構成としてもよいし、循環ポンプ７の動作による流水を検出して動作を行うように構成することもできる。
【００２０】
次に図３は本発明に係る中央式給湯システムの第３の実施の形態を概念的に表した系統説明図である。
この第３の実施の形態では、建物の高所に開放式貯湯タンク１を設置し、開放式貯湯タンク１から下層階側に、ゾーニング用減圧弁５ａ，５ｂ，５ｃを設けた給湯竪経路２を構成することは、上記第１の実施の形態と同様であるが、この第３の実施の形態では、上記第１の実施の形態において必須な、給湯竪経路２の下層階側から開放式貯湯タンクに、循環ポンプ３を設けた返湯経路４を構成していない。
【００２１】
そして、第１の実施の形態と同様に、各ゾーン毎に循環ポンプ７と加熱手段８を設けた給湯循環系統を構成するのであるが、この第３の実施の形態では、夫々の給湯循環系統１６ａ，１６ｂ，１６ｃは、給湯竪経路２の一部を経路の一部とする構成としたものである。このため、第１の実施の形態において、給湯経路１０に設けていた逆止弁９は、給湯循環系統１６ａ，１６ｂ，１６ｃ内の経路に構成している。また最も上階側のゾーンに構成する給湯循環系統１６も図３に示すように、他の給湯循環系統１６ａ，１６ｂ，１６ｃと同様な構成としている。
【００２２】
この構成では、各ゾーンの給湯循環系統１６，１６ａ，１６ｂ，１６ｃにおいて、必要に応じて加熱手段８により所定の温度に加熱された湯が循環ポンプ７により循環されて、給湯個所１１から給湯され、そして給湯個所１１からの給湯量に応じて、給湯竪経路２の湯が逆止弁９を経て補給される。
【００２３】
この第３の実施の形態では、第１の実施の形態において述べた利点を有することに加えて、夫々の給湯循環系統１６，１６ａ，１６ｂ，１６ｃは、給湯竪経路２の一部を経路の一部とする構成としているため、夫々の給湯循環系統１６，１６ａ，１６ｂ，１６ｃの循環動作において、経路の一部である給湯竪経路２内の湯温を所定温度にすることができ、こうして給湯竪経路２の下層階側から開放式貯湯タンク１に、循環ポンプ３を設けた返湯経路４を構成する必要がなくなるので、更に省エネルギー、省メンテナンス性を高めることができるという利点がある。
【００２４】
尚、この第３の実施の形態において、第２の実施の形態の構成を適用し、第３の実施の形態における夫々の給湯循環系統１６，１６ａ，１６ｂ，１６ｃの循環ポンプ７の動作を湯温センサにより制御する構成とすることができる。
【００２５】
次に図４は本発明に係る中央式給湯システムの第４の実施の形態を概念的に表した系統説明図である。
この第４の実施の形態では、建物の高所に開放式貯湯タンク１を設置し、開放式貯湯タンク１から下層階側に給湯竪経路２を構成し、また給湯竪経路２の下層階側から開放式貯湯タンクに、循環ポンプ３を設けた返湯経路４を構成することは、上記第１の実施の形態と同様であるが、この第４の実施の形態では、第１〜第３の実施の形態と異なり、給湯竪経路２にはゾーニング用の減圧弁を設けていない。
【００２６】
また各ゾーンの給湯循環系統２６ａ，２６ｂ，２６ｃは、上述した循環ポンプ３と加熱手段８と逆止弁９を構成要素としており、そして上記給湯竪経路２と各ゾーンの給湯循環系統２６ａ，２６ｂ，２６ｃとを、ゾーニング用減圧弁２５ａ，２５ｂ，２５ｃを設けた給湯経路２０により接続している。また、最も上階側のゾーンに構成する給湯循環系統２６は、第１の実施の形態と同様に、開放式貯湯タンク１と給湯個所１１間に、給湯経路１２と循環ポンプ１３を設けた返湯経路１４を接続して構成している。
【００２７】
以上の構成においては、各ゾーンの給湯循環系統２６ａ，２６ｂ，２６ｃにおいては、必要に応じて加熱手段８により所定の温度に加熱された湯が循環ポンプ７により循環されて、給湯個所１１から給湯され、そして給湯個所１１からの給湯量に応じて、給湯竪経路２の湯が減圧弁２５ａを有する給湯経路２０を経て補給される。
【００２８】
この第４の実施の形態では、第１の実施の形態において述べた利点を有することに加えて、ゾーニング用減圧弁２５ａ，２５ｂ，２５ｃを給湯竪経路２に設けずに、給湯竪経路２から各給湯循環系統２６ａ，２６ｂ，２６ｃに至る給湯経路２０に設けたため、減圧弁のサイズを小型化することができると共に、いずれかのゾーンに対応する減圧弁が故障した場合でも、その影響はそのゾーンのみに限られ、他のゾーンには影響を与えないという利点がある。
【００２９】
この第４の実施の形態においても、第２の実施の形態の構成を適用し、第４の実施の形態における夫々の給湯循環系統２６ａ，２６ｂ，２６ｃの循環ポンプ７の動作を湯温センサにより制御する構成とすることができる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明は以上のとおり、ホテル等の高層建築物における中央式給湯システムにおいて、貯湯タンクを集中化して開放式貯湯タンクによる給湯方式を適用することにより、従来の給湯システムでは中間階に設置していた貯湯タンクを不要とすることにより、下記に示すような効果を有するものである。
１．各ゾーン毎に貯湯タンクを設置する必要がないので、その所要スペースを削減することができ、スペースを他の用途に有効活用することができる。
２．貯湯タンクを集中化することにより、タンク本体からの放熱ロスを低減できる。
３．貯湯タンクを集中化することによってピーク時同時使用率が低下し、全体として貯湯タンクの容量の削減が可能となる。
４．このため貯湯タンクの設置工事費が削減され、全体としての設置コストが削減されると共に、メンテナンスの点数も少なくなって、維持管理が容易となる。
５．貯湯タンクを集中化することによって、漏水事故が発生する確率を低くすることができ、また、万が一の漏水事故の発生においても、屋外（屋上）に貯湯タンクを設置することによって居室に影響を与えない。
６．貯湯タンクはパネル型タンクで対応可能なため、将来の更新時における搬出入が容易である。
７．各ゾーンの給湯循環系統は密閉式となって、ゾーン毎に完結しているので、各給湯循環系統に必要な循環ポンプは小容量のもので良く、ポンプの所要動力が小さい。従って従来の開放式給湯システムではポンプの必要揚程が高くなってポンプ動力が増大し、電力費が大きくなるのに対して、本発明に係る給湯システムでは全体としてのポンプの所要動力が低減でき、電力費も小さくなる。
８．建物の中間階に必要な機器等は、小容量の循環ポンプと熱交換器又はヒータ等の加熱手段のみで良いため、小さなスペースで設置することができ、例えば天井内設置とすることで、機械室を無くすことも可能となる。
９．各ゾーンの給湯循環系統はゾーン毎に完結していることから、複数ゾーンを同一方式で重ねることができるため、超高層建築物でも設置可能である。
【００３１】
また請求項２の発明においては、給湯循環系統の湯温が設定温度よりも低下した際に循環ポンプと加熱手段を動作させる構成とすることにより、常時運転を継続する必要がなくなり、所要動力の削減を図ることができる。
【００３２】
また請求項３の発明においては、給湯竪経路の下層階側から開放式貯湯タンクに、循環ポンプを設けた返湯経路を構成する必要がなくなるので、更に省エネルギー、省メンテナンス性を高めることができる。
【００３３】
また請求項４の発明においては、減圧弁のサイズを小型化することができると共に、いずれかのゾーンに対応する減圧弁が故障した場合でも、その影響はそのゾーンのみに限られ、他のゾーンには影響を与えない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る中央式給湯システムの第１の実施の形態を概念的に表した系統説明図である。
【図２】  本発明に係る中央式給湯システムの第２の実施の形態を概念的に表した系統説明図である。
【図３】  本発明に係る中央式給湯システムの第３の実施の形態を概念的に表した系統説明図である。
【図４】  本発明に係る中央式給湯システムの第４の実施の形態を概念的に表した系統説明図である。
【図５】  従来の中央式給湯システムの一例を概念的に表した系統説明図である。
【符号の説明】
１                      開放式貯湯タンク
２                      給湯竪経路
３                      循環ポンプ
４                      返湯経路
５ａ，５ｂ，５ｃ        減圧弁
６，６ａ，６ｂ，６ｃ    給湯循環系統
７                      循環ポンプ
８                      加熱手段
９                      逆止弁
１０                    給湯経路
１１                    給湯個所
１２                    給湯経路
１３                    循環ポンプ
１４                    返湯経路
１５                    湯温センサ
１６，１６ａ，１６ｂ，１６ｃ    給湯循環系統
２０                    給湯経路
２５ａ，２５ｂ，２５ｃ    減圧弁
２６，２６ａ，２６ｂ，２６ｃ    給湯循環系統
【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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