JP2003042546A - 熱回収システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 入浴終了後の自然放熱にまかされている浴槽
水の熱を回収して再利用できるようにする。 【解決手段】 浴槽１２と浴槽水を加熱する風呂熱交換
器１５とを結ぶ風呂循環回路１９に、貯湯槽３内に設置
された熱交換器２０が接続されるとともに、該熱交換器
２０をバイパスするバイパス経路２１が設けられ、浴槽
水を熱交換器２０またはバイパス経路２１のいずれを介
して循環させるかを切替える第１，第２流路切替弁２
２，２３を備えており、浴槽水の温度が貯湯槽３内の湯
水の温度よりも高いときには、浴槽水を、貯湯槽３内の
熱交換器２０を介して循環させて浴槽水の熱を貯湯槽３
に回収するようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガスエンジン等の
熱源が発生する熱を回収する熱回収システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の熱回収システムとして、例えば、
ガスエンジン等の熱源からの排熱によって加熱された熱
媒が供給循環される熱交換器を、貯湯槽内に設置し、前
記熱交換器による前記熱媒と貯湯槽内の低温水との熱交
換によって、前記低温水を加熱して蓄熱し、蓄えられた
高温水を、必要に応じて風呂の浴槽やシャワーなどへ給
湯するシステムがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】かかるシステムにおい
ては、貯湯槽に貯えられた高温水を、風呂の浴槽やシャ
ワーなどに給湯するのに応じて、貯湯槽には、給水配管
から給水されるので、入浴終了後には、貯湯槽内の高温
水が、冬場などでは、１５℃程度の低温水でほぼ入れ替
わった状態となっている。

【０００４】一方、入浴が終了した後の使用されない浴
槽水の温度は、４０℃程度であり、この浴槽水の熱は、
自然放熱にまかせたままであって、その熱の再利用は図
られていなかった。

【０００５】すなわち、従来では、風呂に給湯した後の
貯湯槽内は、１５℃程度の低温水となっているのに対し
て、入浴終了後の浴槽水の温度は、前記低温水と熱交換
可能な４０℃程度であるにも拘わらず、浴槽水の熱の回
収、再利用はされていなかった。

【０００６】本発明は、上述のような点に鑑みて為され
たものであって、入浴終了後の自然放熱にまかされてい
る浴槽水の熱を回収して再利用できるようにすることを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明では、上述の目的
を達成するために、次のように構成している。

【０００８】すなわち、請求項１に係る本発明の熱回収
システムは、熱源の発生する熱によって加熱された熱媒
が蓄えられる蓄熱槽と、浴槽水を加熱する加熱手段と、
浴槽内の浴槽水を循環ポンプで前記加熱手段を介して循
環供給する風呂循環回路とを備える熱回収システムにお
いて、前記風呂循環回路には、前記蓄熱槽内に設置され
た熱交換器が接続されるとともに、該熱交換器をバイパ
スするバイパス経路が設けられ、前記浴槽水を前記熱交
換器または前記バイパス経路のいずれを介して循環させ
るかを切替える切替手段を備えている。

【０００９】請求項１に係る本発明によれば、風呂循環
回路には、蓄熱槽内に設置された熱交換器が接続される
ので、入浴終了後の浴槽水の温度が、蓄熱槽内の熱媒の
温度よりも高い場合には、浴槽水を、前記熱交換器を介
して循環させることにより、浴槽水の熱を、蓄熱槽に回
収して省エネを図ることができる。また、加熱手段によ
って浴槽水を循環加熱して追焚きを行う場合に、蓄熱槽
内の熱媒の温度が低いときには、バイパス経路を介して
浴槽水を循環させることにより、前記熱交換器による放
熱をなくして追焚きを行えることになる。

【００１０】請求項２に係る本発明は、請求項１の発明
において、前記蓄熱槽には、前記熱源の発生する熱によ
って加熱された熱媒としての温水が蓄えられ、前記浴槽
には、前記蓄熱槽からの温水が給湯されるものであっ
て、前記切替手段を制御する制御手段を備え、前記制御
手段は、入浴終了後であって、浴槽の浴槽水の温度が蓄
熱槽の熱媒の温度よりも高いときに、前記熱交換器を介
して浴槽水を循環させるものである。

【００１１】請求項２に係る本発明によれば、蓄熱槽に
蓄えられた熱媒としての温水を，浴槽に給湯し、浴槽で
の入浴が終了した後は、浴槽水の温度が蓄熱槽の熱媒の
温度よりも高いときには、前記熱交換器を介して浴槽水
を循環させるので、自然放熱にまかされていた入浴終了
後の浴槽水の熱を蓄熱槽に回収することができる。

【００１２】請求項３に係る本発明は、請求項２の発明
において、前記制御手段は、風呂の追焚きを行う場合
に、蓄熱槽の熱媒の温度が所定温度以上であるときに
は、前記熱交換器を介して浴槽水を循環させるものであ
る。

【００１３】請求項３に係る本発明によれば、風呂の追
焚きを行う場合に、蓄熱槽の熱媒の温度が所定温度以上
の高温であるときには、前記熱交換器を介して浴槽水を
循環させるので、蓄熱槽に蓄えられている熱を浴槽に供
給して追焚きを行うことができる。

【００１４】請求項４に係る本発明は、請求項２または
３の発明において、前記浴槽の浴槽水の温度を検知する
浴槽温度検知手段と、前記蓄熱槽の熱媒の温度を検知す
る蓄熱槽温度検知手段とを備え、前記制御手段は、前記
両検知手段の検知出力に基づいて、前記切替手段を制御
するものである。

【００１５】請求項４に係る本発明によれば、浴槽温度
検知手段および蓄熱槽温度検知手段の検知出力に基づい
て、制御手段は、切替手段を制御して浴槽水の熱を、蓄
熱槽に回収し、あるいは、蓄熱槽に蓄えられている熱を
浴槽に供給して追焚きを行うことができる。

【００１６】請求項５に係る本発明は、請求項２または
３の発明において、前記風呂循環回路の戻り経路に設け
られて浴槽水の温度を検知する温度検知手段を備え、前
記制御手段は、前記切替手段を前記バイパス経路側に切
替えたときの温度検知手段の検知温度と前記熱交換器側
に切替えたときの温度検知手段の検知温度とに基づい
て、浴槽の浴槽水の温度と蓄熱槽の熱媒の温度との高低
を判定するものである。

【００１７】請求項５に係る本発明によれば、蓄熱槽内
に設置された熱交換器を介さないバイパス経路からの戻
りの浴槽水の温度と、蓄熱槽内の設置された熱交換器か
らの戻りの浴槽水の温度とに基づいて、浴槽の浴槽水の
温度と蓄熱槽の熱媒の温度との高低を判定する、すなわ
ち、熱交換器を介して循環される浴槽水の温度が熱交換
器を介さないで循環される場合に比べて高ければ、蓄熱
槽の熱媒の温度が高く、また、熱交換器を介して循環さ
れる浴槽水の温度が熱交換器を介さないで循環される場
合に比べて低ければ、蓄熱槽の熱媒の温度が低いと判定
し、切替手段を制御して浴槽水の熱を、蓄熱槽に回収
し、あるいは、蓄熱槽に蓄えられている熱を浴槽に供給
して追焚きを行うことができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を図面に示す
実施形態に基づいて説明する。

【００１９】（実施の形態１）図１は、本発明の一つの
実施の形態に係る熱回収システムを適用した風呂給湯暖
房システムの概略構成図である。

【００２０】同図において、１は熱源としての発電機能
を有するガスエンジンであり、このガスエンジン１によ
って発電された電気は、当該風呂給湯暖房システムが設
置されている一般家庭の家庭内負荷に供給される。

【００２１】２はガスエンジン１からの排熱、例えば、
ガスエンジンンの水冷およびガスエンジンの排ガスによ
って加熱された不凍液などの熱媒が循環する排熱回収回
路である。この排熱回収回路２は、蓄熱槽としての貯湯
槽３の内部に設置された排熱熱交換器４と、循環ポンプ
５と、ガスエンジン１への熱媒の戻り温度を調整するた
めの調整弁６とを備えている。

【００２２】貯湯槽３の下部の給水口には、給水配管７
が接続される一方、上部の出湯口には、出湯配管８が接
続されており、混合弁９によって、給水配管７からの給
水に、貯湯槽３からの出湯が混合されて風呂給湯暖房機
１０の給湯熱交換器１１を介して給湯されるように構成
されている。

【００２３】このシステムでは、ガスエンジン１を駆動
するとともに、排熱回収回路２の循環ポンプ５を駆動し
てガスエンジン1からの熱媒を、矢符で示されるように
排熱熱交換器４を介して循環させることにより、ガスエ
ンジン１から回収した排熱を、排熱熱交換器４で放熱さ
せて貯湯槽３内の熱媒としての低温の水を加熱して蓄熱
するものであり、貯湯槽３内に蓄えられた高温水が、必
要に応じて、出湯配管８および混合弁９を介して風呂給
湯暖房機１０に供給されて給湯される一方、給水配管７
から貯湯槽３に給水される。ガスエンジン１は、通常、
風呂の湯張りなど最も給湯が必要とされる夕方までに、
貯湯槽３に高温水が蓄えられるように駆動される。

【００２４】風呂給湯暖房機１０は、暖房水を図示しな
い高温暖房端末や低温暖房端末に循環供給して高温暖房
や低温暖房を行うとともに、浴槽１２からの浴槽水を暖
房水によって間接加熱して風呂の追焚きを行うものであ
り、給水、出湯、暖房戻り、低温暖房端末往き、高温暖
房端末往き、風呂戻りおよび風呂往き用の各接続部１０
ａ〜１０ｇを備えている。

【００２５】この風呂給湯暖房機１０は、図示しないバ
ーナによって給水を加熱する上述の給湯熱交換器１１
と、図示しないバーナによって暖房水を加熱する暖房熱
交換器１３と、暖房水を高温暖房端末あるいは低温暖房
端末に送給する暖房ポンプ１４と、暖房水を利用して浴
槽水を加熱する加熱手段としての風呂熱交換器１５と、
浴槽１２内の浴槽水を、風呂熱交換器１５を介して循環
させる循環ポンプとしての風呂ポンプ１６と、風呂循環
回路１９の戻り経路に設けられて浴槽水の温度を検知す
る浴槽温度検知手段としての第１サーミスタ２５と、こ
の第１サーミスタ２５を含む各種センサの出力に基づい
て各部を制御するとともに、コントローラ２６との間で
通信を行うコントローラ２７と、浴槽１２への給湯や給
水を行うための電磁弁１７と、暖房水を風呂熱交換器１
５を介して循環させるための熱動弁１８とを備えてい
る。

【００２６】風呂給湯暖房機１０のコントローラ２７と
の間で通信を行うコントローラ２６は、貯湯槽３に設け
られて該貯湯槽３の温水の温度を検知する蓄熱槽温度検
知手段としての第２サーミスタ２８を含む各種センサの
出力および図示しないリモコンからの設定操作に応じ
て、ガスエンジン１および後述の第１，第２流路切替弁
２２，２３を含むシステム全体の制御を行うものであ
る。

【００２７】このシステムでは、従来と同様に、ガスエ
ンジン１から回収された排熱によって貯湯槽３内の低温
の水を加熱して一旦蓄熱した後に、この貯湯槽３の高温
水を、風呂給湯暖房機１０を介して浴槽１２に給湯して
湯張りを行う。

【００２８】入浴が終了した後の浴槽１２の浴槽水は、
従来は自然放熱にまかせてその熱を回収して再利用する
ことはなかったけれども、この実施の形態では、入浴終
了後の浴槽１２の浴槽水の熱を回収して再利用を図るた
めに次のようにしている。

【００２９】すなわち、浴槽１２と風呂給湯暖房機１０
の風呂熱交換器１５とを結ぶ風呂循環回路１９には、貯
湯槽３内に設置された熱交換器２０を接続するととも
に、この熱交換器２０をバイパスするバイパス経路２１
が設けられ、さらに、浴槽水を熱交換器２０またはバイ
パス経路２１のいずれを介して循環させるかを切替える
切替手段としての第１，第２流路切替弁２２，２３を備
えている。

【００３０】この実施の形態では、ガスエンジン１の排
熱を回収して貯湯槽３に蓄えた高温水を、風呂給湯暖房
機１０を介して浴槽１２に給湯して湯張りなどを行い、
入浴が終了した後には、次のようにして浴槽１２の浴槽
水の熱を、貯湯槽３に回収するのである。

【００３１】例えば、図示しないリモコンの風呂自動ス
イッチが切られると、入浴が終了したとして、コントロ
ーラ２６は、風呂給湯暖房機１０の第１サーミスタ２５
で検知されてコントローラ２７を介して与えられる浴槽
１２の浴槽水の温度と、第２サーミスタ２８で検知され
た貯湯槽２８の湯水の温度とを比較する。

【００３２】上述のように、貯湯槽６に蓄えられた温水
を、浴槽１２に給湯して入浴が終了した後は、貯湯槽３
内の高温水が、１５℃程度の低温水でほぼ入れ替わった
状態となっているのに対して、入浴終了後の浴槽水の温
度は、４０℃程度である。

【００３３】したがって、通常は、第１サーミスタ２５
で検知される浴槽水の温度が、第２サーミスタ２８で検
知される貯湯槽３の温水の温度よりも高く、この場合に
は、コントローラ２６は、第１流路切替弁２２を開く一
方、第２流路切替弁２３を閉じ、コントローラ２７は、
風呂ポンプ１６を駆動して浴槽１２からの浴槽水を、実
線矢符で示されるように、貯湯槽３内の熱交換器２０を
介して風呂循環回路１９を循環させる。

【００３４】これによって、貯湯槽３の温水の温度より
も高温の浴槽１２の浴槽水の熱が、貯湯槽３内の熱交換
器２０で熱交換されて貯湯槽３に回収されることにな
り、省エネを図ることができる。なお、この浴槽水の熱
の回収は、浴槽水の温度と貯湯槽３の温水の温度が等し
くなるまで行ってもよいし、いずれかの温度が予め定め
た温度になるまで行ってもよいし、あるいは、予め定め
た時間に亘って行ってもよい。

【００３５】なお、上述のようにリモコンの風呂自動ス
イッチが切られたことで，入浴の終了としてもよいし、
例えば、入浴終了を示す予め定めたキー操作をユーザが
行うことによって、入浴終了としてもよい。

【００３６】次に、追焚きを行う場合には、コントロー
ラ２６は、コントローラ２７を介して与えられる第１サ
ーミスタ２５の検知温度と第２のサーミスタ２８の検知
温度とを比較し、第１サーミスタ２５で検知される浴槽
水の温度が、第２サーミスタ２８で検知される貯湯槽３
の温水の温度よりも高いときには、第１流路切替弁２２
を閉じる一方、第２流路切替弁２３を開く。コントロー
ラ２７は、高温暖房端末および低温暖房端末への図示し
ない開閉弁を閉じる一方、熱動弁１８を開き、暖房ポン
プ１４および風呂ポンプ１６を駆動するとともに、暖房
熱交換器１３の図示しないバーナを燃焼させて暖房水を
加熱する。

【００３７】これによって、暖房熱交換器１３で加熱さ
れた暖房水が、矢符で示されるように、熱動弁１８、風
呂熱交換器１５および暖房ポンプ１４の経路で循環す
る。このとき、浴槽水は、貯湯槽３の熱交換器２０をバ
イパスしてバイパス経路２１を介して破線矢符で示され
るように風呂循環回路１９を循環し、風呂熱交換器１５
において、暖房水によって間接加熱されて設定温度まで
の追焚きが行われる。

【００３８】このように、第１サーミスタ２５で検知さ
れる浴槽水の温度が、第２サーミスタ２８で検知される
貯湯槽３の温水の温度よりも高いときには、貯湯槽３内
の熱交換器２０を介することなく、バイパス経路２１お
よび風呂熱交換器１５を介して浴槽水を循環加熱するの
で、浴槽水の熱が貯湯槽３の熱交換器２０で放熱される
ことなく、効率的に追焚きが行われる。

【００３９】なお、追焚きを行うに際して、貯湯槽３内
に所定温度以上の高温水、例えば、６０℃程度の高温水
が蓄えられている場合には、コントローラ２６は、第１
流路切替弁２２を開く一方、第２流路切替弁２３を閉
じ、コントローラ２７は、風呂ポンプ１６を駆動して浴
槽１２からの浴槽水を、貯湯槽３内の熱交換器２０を介
して風呂循環回路１９を循環させる。これによって、貯
湯槽３の高温水と浴槽水とが熱交換して浴槽水が加熱さ
れて追焚きを行うことができる。

【００４０】また、このとき、熱動弁１８を開き、暖房
ポンプ１４および風呂ポンプ１６を駆動するとともに、
暖房熱交換器１３の図示しないバーナを燃焼させて暖房
水を循環加熱することにより、風呂熱交換器１５による
浴槽水の間接加熱を併せて行うようにしてもよい。

【００４１】（その他の実施の形態）上述の実施の形態
では、浴槽１２の浴槽水の温度と貯湯槽３の湯水の温度
との高低の判定を、第１，第２サーミスタ２５，２８の
検知温度の比較によって行ったけれども、本発明の他の
実施の形態として、次のようにして判定してもよい。す
なわち、第１流路切替弁２２を閉じる一方、第２流路切
替弁２３を開くとともに、風呂ポンプ１６を駆動して浴
槽水を、貯湯槽３内の熱交換器２０を介することなく循
環させたときの浴槽水の温度を第１サーミスタ２５で検
知し、次に、第１流路切替弁２２を開くとともに、第２
流路切替弁２３を閉じて浴槽水を、貯湯槽３内の熱交換
器２０を介して循環させたときの浴槽水の温度を第１サ
ーミスタ２５で検知し、それらを比較するのである。

【００４２】その結果、熱交換器２０を介して循環させ
たときの浴槽水の検知温度が、熱交換器２０を介さない
で循環させたときの浴槽水の検知温度に比べて高けれ
ば、貯湯槽３の温水が浴槽水よりも温度が高く、また、
熱交換器２０を介して循環させたときの浴槽水の検知温
度が、熱交換器２０を介さないで循環させたときの浴槽
水の検知温度に比べて低ければ、貯湯槽３の温水が浴槽
水よりも温度が低いと判定するのである。

【００４３】上述の実施の形態では、熱源として、ガス
エンジン１に適用して説明したけれども、ヒートポン
プ、燃料電池あるいはマイクロガスタービンのような他
の熱源に適用してもよい。

【００４４】また、上述の実施の形態では、風呂給湯暖
房機に適用して説明したけれども、本発明は、風呂給湯
器にも同様に適用できるものである。

【００４５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、風呂循環
回路には、蓄熱槽内に設置された熱交換器が接続される
ので、入浴終了後の浴槽水の温度が、蓄熱槽内の熱媒の
温度よりも高い場合には、浴槽水を、前記熱交換器を介
して循環させることにより、浴槽水の熱を、蓄熱槽に回
収できることになり、従来では、自然放熱にまかせて再
利用を図っていなかった入浴終了後の浴槽水の熱を回収
して省エネを図ることができる。

【００４６】また、加熱手段によって浴槽水を循環加熱
して追焚きを行う場合に、蓄熱槽内の熱媒の温度が低い
ときには、バイパス経路を介して浴槽水を循環させるこ
とにより、前記熱交換器による放熱を防止して効率的に
追焚きを行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る風呂給湯暖房システ
ムの概略構成図である。

【符号の説明】

１ ガスエンジン ２ 排熱回収回路 ３ 貯湯槽 １０ 風呂給湯暖房機 １２ 浴槽 １５ 風呂熱交換器 １６ 風呂ポンプ １９ 風呂循環回路 ２０ 熱交換器 ２２，２３ 第１，第２流路切替弁 ２５ 第１サーミスタ ２８ 第２サーミスタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荒井 達朗 兵庫県神戸市中央区江戸町93番地 株式会 社ノーリツ内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱源の発生する熱によって加熱された熱
   媒が蓄えられる蓄熱槽と、浴槽水を加熱する加熱手段
   と、浴槽内の浴槽水を循環ポンプで前記加熱手段を介し
   て循環供給する風呂循環回路とを備える熱回収システム
   において、 前記風呂循環回路には、前記蓄熱槽内に設置された熱交
   換器が接続されるとともに、該熱交換器をバイパスする
   バイパス経路が設けられ、 前記浴槽水を前記熱交換器または前記バイパス経路のい
   ずれを介して循環させるかを切替える切替手段を備える
   ことを特徴とする熱回収システム。
2. 【請求項２】 請求項１記載の熱回収システムにおい
   て、 前記蓄熱槽には、前記熱源の発生する熱によって加熱さ
   れた熱媒としての温水が蓄えられ、前記浴槽には、前記
   蓄熱槽からの温水が給湯されるものであって、 前記切替手段を制御する制御手段を備え、 前記制御手段は、入浴終了後であって、浴槽の浴槽水の
   温度が蓄熱槽の熱媒の温度よりも高いときに、前記熱交
   換器を介して浴槽水を循環させることを特徴とする熱回
   収システム。
3. 【請求項３】 請求項２記載の熱回収システムにおい
   て、 前記制御手段は、風呂の追焚きを行う場合に、蓄熱槽の
   熱媒の温度が所定温度以上であるときには、前記熱交換
   器を介して浴槽水を循環させることを特徴とする熱回収
   システム。
4. 【請求項４】 請求項２または３記載の熱回収システム
   において、 前記浴槽の浴槽水の温度を検知する浴槽温度検知手段
   と、 前記蓄熱槽の熱媒の温度を検知する蓄熱槽温度検知手段
   とを備え、 前記制御手段は、前記両検知手段の検知出力に基づい
   て、前記切替手段を制御することを特徴とする熱回収シ
   ステム。
5. 【請求項５】 請求項２または３記載の熱回収システム
   において、 前記風呂循環回路の戻り経路に設けられて浴槽水の温度
   を検知する温度検知手段を備え、 前記制御手段は、前記切替手段を前記バイパス経路側に
   切替えたときの温度検知手段の検知温度と前記熱交換器
   側に切替えたときの温度検知手段の検知温度とに基づい
   て、浴槽の浴槽水の温度と蓄熱槽の熱媒の温度との高低
   を判定することを特徴とする熱回収システム。