(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）給湯水を供給する給湯主管路と、
（ｂ）給湯水を給湯使用手段へ供給する給湯循環枝管路と、
（ｃ）前記給湯主管路より分岐して前記給湯循環枝管路に接続し、給湯水を供給する補給水管と、
（ｄ）前記給湯主管路に接続される一次側室および前記給湯循環枝管路に接続される二次側室で構成される熱交換手段と、
（ｅ）前記給湯循環枝管路に設置する給湯水循環手段と、
（ｆ）前記補給水管に設置する給湯用計量手段と、
（ｇ）前記給湯循環枝管路および／または前記熱交換手段から余剰給湯水を排出する余剰給湯水排出手段とを備える給湯システムにおいて、
前記余剰給湯水排出手段は、
（ｈ）熱交換手段の一次側室および二次側室を連通する連通管と、
（ｉ）該連通管に設置する逆流防止手段と
からなることを特徴とする給湯システム。
【請求項２】
（ａ）給湯水を供給する給湯主管路と、
（ｂ）給湯水を給湯使用手段へ供給する給湯循環枝管路と、
（ｃ）前記給湯主管路より分岐して前記給湯循環枝管路に接続し、給湯水を供給する補給水管と、
（ｄ）前記給湯主管路に接続される一次側室および前記給湯循環枝管路に接続される二次側室で構成される熱交換手段と、
（ｅ）前記給湯循環枝管路に設置する給湯水循環手段と、
（ｆ）前記補給水管に設置する給湯用計量手段と、
（ｇ）前記給湯循環枝管路および／または前記熱交換手段から余剰給湯水を排出する余剰給湯水排出手段とを備える給湯システムにおいて、
前記余剰給湯水排出手段は、
（ｈ）給湯主管路および給湯循環枝管路を連通する連通管と、
（ｉ）該連通管に設置する逆流防止手段と
からなることを特徴とする給湯システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば集合住宅等に適用する給湯システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、集合住宅等において、給湯主管路より分岐して各住戸に給湯を供給し、各住戸毎の給湯使用量を給湯メータにてそれぞれ計量する中央式給湯システムとして、以下のシステムがあり、そのシステムにはそれぞれ問題点があった。
（１）住戸内給湯枝管を、給湯往側主管から分岐して住戸内の各給湯使用箇所を経由した後に給湯還側主管に合流する循環経路とし、前記分岐直後と前記合流直前の二箇所に給湯メータを接続し、その二つの給湯メータの差を給湯使用量して計量するシステム。
このシステムでは、二つの給湯メータを使用することにより、各給湯メータには測定誤差が生じ、常時給湯水が循環する経路では、前記二つの給湯メータによる正確な給湯使用量を算出できない（給湯を使用していない場合でも給湯メータの誤差で誤って積算計量されてしまう）という問題点があった。
（２）住戸内給湯枝管を、給湯往側主管から分岐して給湯水を住戸内の各給湯使用箇所に供給するが、前記住戸内給湯枝管を給湯水の循環路とはせずに給湯還側主管へは給湯水を返さず、前記給湯往側主管からの住戸内給湯枝管の分岐直後に給湯メータを設置して給湯使用量を計量するシステム。
このシステムの場合、給湯往側主管からの住戸内給湯枝管の分岐後は給湯水が循環していないため、給湯水を長時間使用していない状態から給湯水を使用すると、その使い始めに冷めた給湯水が吐出されるという問題点があった。
【０００３】
そこで、上記の問題点を解決するために、特開平３−２９１４２８号公報に開示された給湯システム（以下、先願の給湯システムという）が提案されている。この先願の給湯システムは、住戸内枝管路を給湯主管から独立した循環路として給湯水を循環ポンプで強制循環し、熱交換器により給湯主管との熱交換を常時行い、また、給湯主管と住戸内枝管路を補給水管で接続し、その補給水管に給湯メータを設置する構成としたものである。
【０００４】
このような先願の給湯システムによれば、給湯水を長時間使用せずとも、住戸内枝管路の給湯水は常時暖められるため、使い始めの給湯水が冷えているようなことがなく、また、給湯使用量の計量を行う補給水管は給湯水の循環路ではないので、給湯使用量の計量誤差の問題も起こらないという効果が得られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
先願の給湯システムは以上のように構成されているので、その給湯システムを実用的、かつ、効率的にするためには、以下の点を配慮すべきであったことが判明した。すなわち、枝管路内の給湯水が未だ十分に暖かいにもかかわらず、循環ポンプを常時稼動させたのでは、使用者にとって電気代等の負担増となるので、枝管路内の給湯水が未だ十分に暖かい時には循環ポンプをＯＮ／ＯＦＦ制御する必要がある。
【０００６】
また、上記先願の給湯システムは、通常時は問題なく機能するが、以下のケースの場合、給湯循環管路内の管内圧力が異常に上昇する現象が生じるという課題があった。
▲１▼定期点検時には、給湯循環管路内の給湯水を一度排水して点検した後、再度、充水して昇温する場合。
▲２▼長期間不在等の際に、循環ポンプを停止して外出し、帰宅時に再度循環ポンプを起動させ、給湯循環管路内の給湯水を昇温する場合。
つまり、一度冷え切った給湯水を昇温する場合、給湯水の体積膨張が起こるが、逆止弁などによって、給湯循環管路内の給湯水圧力を逃がす方法が皆無のため、管内圧力が異常に上昇する現象が起こってしまう。後、２０℃から４５℃まで昇温させた場合、管内圧力が１ＭＰａを越えることもある。
【０００７】
上述のような管内圧力の異常上昇が起こると、循環ポンプや枝管路等に過剰な負荷がかかってしまい、循環ポンプの破損や枝管路の継手部など強度的に弱い部分の破損、あるいは給湯栓の破損等が生じる結果となり、これに起因した漏水で居住者が大きな物的損害を蒙る結果となる。また、機器等が破損に至らなくとも、管内圧力が高い状態の時に居住者が給湯栓を開けると、給湯水が異常な吐出をするため、これによって最悪の場合、居住者が火傷する危惧がある。
【０００８】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、管内圧力の異常な上昇を防止でき、管内圧力の異常上昇に起因した循環ポンプや枝管路、給湯栓等の破損、および、その破損に起因した漏水等による損害を防止することができる給湯システムを得ることを目的とする。
【０００９】
また、この発明は、給湯水の異常な吐出を防止でき、居住者が火傷等するような危険性のない給湯システムを得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る給湯システムは、一次側室と二次側室を有する熱交換手段の前記一次側室に給湯水供給用の給湯主管路を接続し、かつ、前記二次側室には給湯使用手段に給湯水を供給する給湯循環枝管路を接続し、この給湯循環枝管路には、給湯水を強制循環させる給湯水循環手段を設けるとともに、前記給湯主管路から分岐した給湯水供給用の補給水管を接続し、この補給水管には給湯用計量手段を設け、前記給湯循環枝管路および／または前記熱交換手段から余剰給湯水を排出する余剰給湯水排出手段を備えた給湯システムにおいて、前記余剰給湯水排出手段は、前記給湯主管路と前記給湯循環枝管路とを連通する連通管と、該連通管に設置された逆流防止手段とからなる構成としたものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る給湯システムは、一次側室と二次側室を有する熱交換手段の前記一次側室に給湯水供給用の給湯主管路を接続し、かつ、前記二次側室には給湯使用手段に給湯水を供給する給湯循環枝管路を接続し、この給湯循環枝管路には、給湯水を強制循環させる給湯水循環手段を設けるとともに、前記給湯主管路から分岐した給湯水供給用の補給水管を接続し、この補給水管には給湯用計量手段を設け、前記給湯循環枝管路および／または前記熱交換手段から余剰給湯水を排出する余剰給湯水排出手段を備えた給湯システムにおいて、前記余剰給湯水排出手段は、前記給湯主管路と前記給湯循環枝管路とを連通する連通管と、該連通管に設けた逆流防止手段とからなる構成としたものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による給湯システム全体を示す概略構成図、図２は図１中の熱交換器を示す拡大断面図である。図１において、１は一次側の給湯主管路、２は二次側の給湯主管路、３は熱交換器（熱交換手段）であり、この熱交換器３は図２に示すように一次側室３ａと二次側室３ｂとを有する構成となっており、前記一次側室３ａの一次側に前記一次側の給湯主管路１が接続され、前記一次側室３ａの二次側に前記二次側の給湯主管路２が接続されている。
【００１５】
４は前記熱交換器３の二次側室３ｂに接続された給湯循環枝管路、５ａ，５ｂはその給湯循環枝管路４から分岐して給湯水が供給される給湯使用手段としての給湯栓であり、この給湯栓５ａ，５ｂは前記給湯循環枝管路４上であれば、何箇所であってもよく、また、設置箇所も特定されるものではない。６は前記給湯循環枝管路４に設けられて給湯水を強制循環させる給湯水循環手段としての循環ポンプであり、この循環ポンプ６の場合も設置箇所は前記給湯循環枝管路４上であれば何処でもよい。
【００１６】
７は一次側の給湯主管路１から分岐して給湯循環枝管路４に接続された補給水管であり、この補給水管７は前記給湯主管路１から前記給湯循環枝管路４に給湯水を供給するもので、給湯用計量手段としての量水器８と、この量水器８の二次側に位置する逆止弁９とを有している。ここで、補給水管７上にて上述のように量水器８の二次側に位置する逆止弁９は、給湯循環枝管路４から給湯主管路１への逆流を防止する逆流防止手段となるものである。
【００１７】
１０は前記熱交換器３の一次側室３ａと二次側室３ｂとを連通する連通管、１１はその連通管１０の途中に設けられた逆止弁であり、この逆止弁１１は、前記熱交換器３の一次側室３ａから二次側室３ｂに給湯水が逆流するのを防止する逆流防止手段となるものである。ここで、前記逆止弁１１は、通常、接続配管の一次側と二次側との差圧が最小作動差圧以上となった時に開くようになっているが、この実施の形態１では、前記逆止弁１１の最小作動差圧が循環ポンプ６の揚程よりも大きく、かつ、管内圧力の上昇を適正範囲で防止できる値の逆止弁１１を使用するものである。その理由は、逆止弁１１の最小作動差圧が循環ポンプ６の揚程以下であると、循環ポンプ６が作動している間中、逆止弁１１が開いてしまい、これにより、連通管１０から給湯循環枝管路４内の給湯水が給湯主管路１に流れ、その流出分が補給水管７から給湯循環枝管路４に補給されると、その補給分の給湯水が給湯メータ（量水器）８で計量され、給湯水の実使用量よりも多く計量されるからである。
【００１８】
次に、給湯膨張水を給湯主管路に排出するプロセスについて以下に説明する。定期点検時に一度給湯水を排出して点検した後に、再度充水した直後や、長期間不在等に際して、循環ポンプ６の電源をＯＦＦにして外出し、帰宅時に再度、電源をＯＮした直後は、給湯循環枝管路４内の給湯水の水温は通常使用時に比べて、かなり低くなっている。
【００１９】
このような状態では、給湯水温度が制御手段（図示せず）による下限設定温度以下であるので、制御手段によって循環ポンプ６を起動することにより、給湯循環枝管路４内の給湯水を暖める。このときの給湯循環枝管路４内の給湯水の温度変化は、通常使用時の温度変化に比べ相当大きく、当然、給湯循環枝管路４内の給湯水の体積変化も大きい。よって、時間とともに給湯循環枝管路４の管内圧力が上昇していく。
【００２０】
給湯循環枝管路４の管内圧力が上昇することにより、給湯循環枝管路４内の圧力と給湯主管路１の圧力との差圧が連通管１０の逆止弁１１の最小作動差圧以上になった時に前記逆止弁１１が開放され、膨張分の給湯水（余剰給湯水）が熱交換器３の二次側室３ｂから一次側室３ａに排出される。
【００２１】
そして、給湯水温度が上限設定温度（給湯主管路１の給湯温度とほぼ同じ程度）になったとき、制御手段からの出力制御信号で循環ポンプ６が自動停止する。これにより、給湯循環枝管路４内の給湯水の体積は、それ以上に膨張することがないので、前記差圧が逆止弁１１の最小設定差圧以下になったときに逆止弁１１が閉じる。
【００２２】
実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２による給湯システム全体を示す概略構成図であり、図１および図２と同一または相当部分には同一符号を付して重複説明を省略する。この実施の形態２において、上記実施の形態１と相違する点は、二次側の給湯主管路２と給湯循環枝管路４とを連通管１０で連通し、この連通管１０に逆止弁１１を設けたものである。なお、この実施の形態２において、連通管１０に設けた逆止弁１１は、最小作動差圧が上記実施の形態１の場合と同様に算定され、また、給湯膨張水の排出プロセスも上記実施の形態１と同様である。
【００２３】
この実施の形態２によれば、先願（特開平３−２９１４２８号）の給湯システムを既に使用している場合、この実施の形態２による給湯システムに改良する際に、熱交換器３を交換することなく、一部の配管更新と逆止弁の設置のみですみ、コスト的に大きなメリットがある。なお、この実施の形態２において、給湯循環枝管路４は、二次側の給湯主管路２と連通管１０で連通したが、一次側の給湯主管路１と連通しても同様の効果が得られる。
【００２４】
実施の形態３．
図４はこの発明の実施の形態３による給湯システム全体を示す概略構成図であり、図１から図３と同一または相当部分には同一符号を付して重複説明を省略する。図４において、１２は給湯循環枝管路４に設けた圧力逃し弁である。すなわち、上記実施の形態１および上記実施の形態２では、給湯循環枝管路４内に生じる余剰給湯水を給湯主管路１または２に戻す構成としたが、この実施の形態３では、前記余剰給湯水を給湯主管路１または２に戻すことなく、排出管に排出する構成としたものである。
この実施の形態３では、給湯循環枝管路４内の管内圧力が圧力逃し弁１２の設定作動圧力以上になったときに前記圧力逃し弁１２が開き、前記余剰給湯水を排水ホッパ（図示せず）に排出するものである。
【００２５】
上記実施の形態１および実施の形態２では、逆止弁１１の最小作動圧力を算定するが、その算定には機器等の性能や配管等の摩耗損失などを考慮する必要があるが、この実施の形態３では、接続機器や配管等が安全に機能する最大内圧をそのまま圧力逃し弁１２の設定作動圧と置き換えることができ、前記算定が簡単である。また、最寄りに排水ホッパが既にある場合や、容易に設置可能な箇所では、非常に有効である。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、管内圧力の異常な上昇を防止でき、管内圧力の異常上昇に起因した循環ポンプや枝管路，給湯栓等の破損、および、その破損に起因した漏水等による損害を防止することができるという効果がある。また、給湯水の異常な吐出を防止でき、居住者が火傷等するような危険性のない給湯システムを得ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による給湯システムを示す概略的構成図である。
【図２】図１中の熱交換器を示す拡大断面図である。
【図３】この発明の実施の形態２による給湯システムを示す概略的構成図である。
【図４】この発明の実施の形態３による給湯システムを示す概略的構成図である。
【符号の説明】
１，２    給湯主管路
３    熱交換器（熱交換手段）
３ａ  一次側室
３ｂ  二次側室
４    給湯循環枝管路
５ａ，５ｂ  給湯栓（給湯使用手段）
６    循環ポンプ（給湯水循環手段）
７    補給水管
８    量水器（給湯用計量手段）
９    逆止弁（逆流防止手段）
１０    連通管
１１    逆止弁（逆流防止手段）
１２    圧力逃し弁
【図１】
0003753914.tif 000002
【図２】
0003753914.tif 000003
【図３】
0003753914.tif 000004
【図４】
0003753914.tif 000005