JP2012017903A - Hot water supply system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高温及び中温の湯を貯湯する貯湯タンクを有した貯湯式給湯機を複数備えた
給湯システムに関する。
The present invention relates to a hot water supply system including a plurality of hot water storage type hot water heaters having a hot water storage tank for storing hot and medium hot water.
従来、高温及び中温の湯を貯湯して高温湯及び中温湯を出湯することができる貯湯式給
湯機が知られている(特許文献1参照)。このような貯湯式給湯機を複数用いて、湯の使
用量の増大に対応した給湯システムがある。これを図4に示す。この給湯システム100
は、1つの貯湯式給湯機101を基本システム構成とし、これと同等の構成の貯湯式給湯
機102を用い、それらの配管経路が別々に構成されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a hot water storage type water heater that can store hot and medium hot water and discharge hot and medium hot water (see Patent Document 1). There is a hot water supply system that uses a plurality of such hot water storage type water heaters to cope with an increase in the amount of hot water used. This is shown in FIG. This hot
Has a basic hot water storage
貯湯式給湯機101、102は、給水管からそれぞれの貯湯タンク103の底部に給水
された水を熱源機104で沸き上げ、その沸上湯を貯湯タンク103の上部より入れて貯
湯する。このとき、貯湯タンク103は、その上部から底部にかけて高温湯領域及び中温
湯領域が形成される。高温湯は、貯湯タンク103の頂部から配管を介して高温出湯端末
から出湯される。中温湯は、貯湯タンク103の中温湯領域から供給される温湯と給水と
を混合弁106で混合され中温出湯端末から出湯される。制御部105は、湯量センサ及
び温度センサにより検出された湯量及び温度を基に、熱源機104、混合弁106等を制
御して、高温湯及び中温湯の湯量及び温度を制御する。
The hot water
しかしながら、上図のような給湯システムは、複数の貯湯式給湯機を個々に用いている
のみである。このため、一方の貯湯式給湯機101で中温湯の使用量が増大し、湯切れし
て再沸き上げをしているにも拘らず他方が湯余りすることや、または、一方の給湯機が湯
切れするまでの間、他方が放熱により温度低下することがある。従って、いずれも使用湯
量が少ない方のタンク内では、中温湯領域の湯はその滞留時間が長くなり、タンクの放熱
ロスにより貯湯温度が給湯に利用できない程度にまで低くなってしまうことがある。
However, the hot water supply system as shown in the upper drawing only uses a plurality of hot water storage type hot water heaters individually. For this reason, the amount of medium-temperature hot water used in one of the hot water storage
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、貯湯タンクを有した貯湯式
給湯機を複数備えた給湯システムにおいて、各貯湯タンクの中湯領域の湯を互いに融通し
合うことにより、給湯効率を向上することが可能な給湯システムを提供することを目的と
する。
The present invention has been made to solve the above-described problem, and in a hot water supply system including a plurality of hot water storage hot water heaters having hot water storage tanks, the hot water in the hot water area of each hot water storage tank is interchanged. An object of the present invention is to provide a hot water supply system capable of improving the hot water supply efficiency.
上記目的を達成するために本発明の給湯システムは、貯湯タンクを有する貯湯式給湯機
を複数備えた給湯システムにおいて、前記貯湯タンクの各々への給水を制御する給水弁と
、前記各貯湯タンクを互いに連通し、中温湯を融通する一対の中温融通管と、前記各貯湯
タンクの使用状況に応じて、それぞれのタンクの湯が互いに融通可能となるように、前記
給水弁を制御し前記中温融通管での湯の流れを制御する連携制御部と、を備えたことを特
徴とする。
In order to achieve the above object, a hot water supply system of the present invention comprises a hot water supply system having a plurality of hot water storage hot water heaters having a hot water storage tank, a water supply valve for controlling water supply to each of the hot water storage tanks, and each hot water storage tank. A pair of medium temperature interchange pipes that communicate with each other and accommodate the medium temperature hot water, and the water supply valve is controlled so that the hot water in each tank can be interchanged according to the usage situation of each of the hot water storage tanks. And a linkage control unit for controlling the flow of hot water in the pipe.
この給湯システムにおいて、前記連携制御部は、一方の貯湯タンクの中温湯領域の湯の
滞留時間が一定時間を越えたとき、前記給水弁を制御して前記中温融通管を経由して他方
の貯湯タンクの中温貯湯領域に中温湯を供給することが好ましい。
In this hot water supply system, the cooperative control unit controls the water supply valve when the hot water staying time in the intermediate temperature hot water region of one hot water storage tank exceeds a predetermined time, and passes through the intermediate temperature interchange pipe to control the other hot water storage hot water. It is preferable to supply intermediate temperature hot water to the intermediate temperature hot water storage area of the tank.
本発明の給湯システムによれば、給水弁を制御することにより、複数の貯湯タンク間で
中湯領域の湯を互いに融通し合うことができるので、一方のタンクの出湯量が多いときに
、使用量の少ない方のタンクの湯を利用することができる。その結果、放置による放熱ロ
スを抑えることができ、各タンク間での中温湯の利用効率が高まり、給湯効率が向上する
。
According to the hot water supply system of the present invention, by controlling the water supply valve, the hot water in the middle hot water region can be interchanged between a plurality of hot water storage tanks. You can use the hot water from the tank with the smaller amount. As a result, heat loss due to neglect can be suppressed, the use efficiency of the medium temperature hot water between the tanks is increased, and the hot water supply efficiency is improved.
本発明の一実施形態に係る給湯システムについて、図1及び図2を参照して説明する。
図1に示されるように、給湯システム1は、複数の貯湯式給湯機(以下、給湯機という)
2、3と、各給湯機2、3を連携して制御する連携制御部9とを備える。それぞれの給湯
機2、3は、貯湯タンク(以下、タンクという)4、5と、このタンク内に貯める湯を沸
き上げるための熱源機20を備える。各タンク4、5には、給水のための給水配管8が接
続され、その途中には、それぞれ二方弁(給水弁)6a、6bが設けられている。各タン
ク4、5は、互いに中温領域の中温の湯を融通し合うために、一対の中温融通管7(71
、72)で連通されている。連携制御部9は、各タンク4、5の貯湯の使用状況に応じて
、それぞれのタンク4、5の湯が互いに融通可能となるように、二方弁6a、6bを制御
し中温融通管7での湯の流れを制御する。また、給湯機2、3からの高温湯及び中温湯は
、それぞれの高温出湯配管10及び中温出湯配管11を通して、それぞれ高温出湯口及び
中温出湯口から出湯される。
A hot water supply system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
As shown in FIG. 1, a hot
2 and 3 and a cooperation control unit 9 that controls the
72). The cooperation control unit 9 controls the two-
この給湯システム1は、給湯機2を基本システム構成とし、これと同等の構成の給湯機
3を配置して、湯の使用状況に応じて連携制御部9により二方弁6a、6bを制御し、タ
ンク4、5の中温湯領域間で中温融通管7を介して中温湯を融通して、給湯効率を高める
ものである。
This hot
給湯機2は、熱源機20を制御するための制御部21、高温湯や中温湯の温度及び流量
を検出するための温度センサTS及び流量センサFSを備える。また、給湯機2は、熱源
機20からの沸上湯を切替えるための沸上切替弁6cと、タンク4からの中温湯と給水と
を混合するための混合弁6eと、給湯機2内の各部を配管するための各種配管とを備える
。
The
熱源機20は、送揚ポンプ(不図示)を有しており、タンク4の底部から接続配管を介
して水を吸引して沸かし上げる。熱源機20には、送り配管81及び戻し配管82が接続
されており、この戻し配管82は、沸上切替弁6cでタンク4の頂部に繋がる配管とタン
ク4の中層部に繋がる配管とに分岐している。また、熱源機20は、制御部21からの指
示により、給水を高温又は中温湯に沸き上げ、制御部21は、この沸上湯を沸上切替弁6
cで切替えてタンク4に供給することにより、貯湯領域を調整する。なお、熱源機20と
しては、ヒートポンプ等が用いられる。なお、送揚ポンプはタンク4側にあってもよい。
The
The hot water storage area is adjusted by switching to c and supplying the tank 4 with c. A heat pump or the like is used as the
タンク4は、その底部側に給水配管8に繋がる給水配管8aが接続されており、この給
水配管8a中に二方弁6aが設けられている。この構成により、タンク4は給水圧により
圧入される水を貯留し、その頂部側、または中層部側に熱源機20からの沸上湯を貯湯し
ていく。タンク4内には、その頂部から底部に向って、高温層となる高温湯領域41と、
中温層となる中温湯領域42と、低温層となる低温湯領域43とによる温度成層が形成さ
れる。これらの領域における層幅は、高温出湯配管10及び中温出湯配管11からの高温
湯又は中温湯の出湯量に伴って変化し、それぞれの出湯量が多いと、高温湯領域41又は
中温湯領域42が少なくなるようになる。なお、二方弁6a、6bは、これに限らず、給
水を制御する給水制御弁であればよい。
The tank 4 is connected to a
A temperature stratification is formed by the medium
高温出湯配管10は、タンク4の頂部から導出されている。中温出湯配管11は貯湯タ
ンク4の中層部から導出されている。中温出湯配管11は、高温出湯配管10から分岐し
た配管と出湯切替弁6dによって合流している。また、中温出湯配管11は、タンク4の
底部に接続される給水配管8aから分岐する配管83と混合弁6eを介して接続されてい
る。これら各配管には、温度センサTSと、流量センサFSが設けられている。
The high temperature hot
タンク4の上部から下部にかけてタンク4の各位置の湯温を検出する温度センサTSが
設けられている。制御部21は各温度センサTSにより検知された温度情報によりタンク
4の貯湯量や給湯温度を検出する。温度センサTSとしては、例えば、熱電対等が利用で
きる。流量センサFSとしては、フローメータなどが利用できる。
A temperature sensor TS for detecting the hot water temperature at each position of the tank 4 is provided from the upper part to the lower part of the tank 4. The
制御部21は、温度センサTS及び流量センサFSからの温度及び流量の検出データに
より、熱源機20と共に、沸上切替弁6c、出湯切替弁6d、及び混合弁6e等の給湯機
2における各部の動作を制御する。制御部21は、例えば、熱源機20でその沸上湯を高
温としたときは、沸上切替弁6cを戻し配管82を高温湯側に切替えてタンク4の高温湯
領域41に高温湯を供給し、中温としたときは、タンク4の中温湯領域42に中温湯を供
給する。
Based on the temperature and flow rate detection data from the temperature sensor TS and the flow rate sensor FS, the
制御部21は、中湯出湯口が開かれたときで、出湯切替弁6dが中温出湯配管11に切
替わっているときに、混合弁6eの設定された混合割合と流量センサFSで検出した流量
とから、タンク4内の中温湯の使用量を判定する。この判定により、例えば、中温湯の使
用量が一定時間で一定量を超えているかどうかが分かる。
The
他方の給湯機3も、上記給湯機2と同等の構成を有する。ここでは、貯湯タンク5以外
は同等構成には前記と同番号を付している。
The other water heater 3 also has the same configuration as the
中温融通管7は、1対の中温融通管71、72のうち、中温融通管71は、貯湯タンク
4の中温湯領域42の高位置と、貯湯タンク5の中温湯領域52の低位置とを連通する。
また、他方の中温融通管72は貯湯タンク5の中温湯領域52の高位置と、貯湯タンク4
の中温湯領域42の低位置とを連通する。また、中温融通管71、72は、それらの配管
中に設けられる逆止弁7a、7bをそれぞれ備える。
Among the pair of medium temperature interchange pipes 71 and 72, the medium temperature interchange pipe 71 has a high position of the medium temperature
The other medium temperature interchange pipe 72 is connected to a high position of the medium temperature
It communicates with the low position of the
連携制御部9は、給湯機2、3のそれぞれの制御部21と電気的に接続されており、そ
れら制御部21と連携して、システム全体を制御する。このとき、連携制御部9は、制御
部21で検出されたそれぞれの高温湯や中温湯の温度や流量の各データ、及び各タンク4
、5の貯湯量に基き、二方弁6a、6bを制御する。連携制御部9は、タイマ(不図示)
と記憶部を有し、給湯機2、3における湯量や温度の時間的変化を検知し、それらのデー
タを記憶する。なお、連携制御部9及び制御部21は、1つの制御部にまとめてもよい。
The cooperation control unit 9 is electrically connected to the
The two-
And a storage unit, detects temporal changes in the amount and temperature of hot water in the
次に、上記構成の給湯システム1の動作について説明する。先ず、給湯機2と給湯機3
とのそれぞれの中温出湯口が開放され、中温湯が使用されているときの、連携制御部9に
よる制御について説明する。
Next, operation | movement of the hot
The control by the cooperation control unit 9 when the medium temperature hot water outlets are opened and the medium temperature hot water is being used will be described.
連携制御部9は、給湯機2、3の中温出湯口が開放されると、二方弁6a、6bを共に
開放する。このとき、例えば、給湯機2においては、給水圧により水が給水配管8aを通
ってタンク4の底部に入ると、この給水圧でタンク4に貯湯されていた中温湯が中温出湯
配管11を通り、中温出湯口から出湯される。制御部21はタンク4内の中温湯が所定の
量まで減ると沸き上げを開始し、熱源機20で水を中温加熱し、加熱された中温湯をタン
ク4の中層部に供給するように沸上切替弁6cを切替える。このとき、タンク4の中層部
に貯湯された中温湯が中温出湯配管11に出湯される。また、給湯機3においても、同様
に、給水圧により水が給水配管8bを通ってタンク5の底部に入り、同様の動作を行う。
The cooperation control part 9 will open | release both the two-
この場合、各給湯機2、3とも、それぞれ中温湯が中温出湯口から出湯され、タンク4
、5の中温湯領域の温湯が共に出湯され、どちらの貯湯量も一定温度以上で保たれている
ときは、連携制御部9は二方弁6a、6bを開放を続けるように制御する。このとき、そ
れぞれタンク3、4の中温湯領域の湯が中温出湯配管11から出湯しているので、中温融
通管71、72には、中温湯領域の湯が出湯していないときに比べ、それらに掛かる流圧
が少なく、流れは発生し難い。また、多少の湯の行き来が生じたとしても問題にならない
レベルである。なお、給湯機2、3のそれぞれの高温出湯口が開かれ、中温出湯口が閉じ
ている場合も、同様に中温融通管71、72内での湯の行き来は少ない。
In this case, in each of the
When the hot water in the medium hot water region of 5 is discharged together and both the hot water storage amounts are kept at a certain temperature or higher, the linkage control unit 9 controls the two-
次に、図2を参照して、給湯機3の給湯系統の中温湯使用量が多く、タンク5の中温湯
領域52の湯が少なくなっており、給湯機2の給湯系統の中温湯使用量が少ない場合にお
いて、連携制御部9による制御について説明する。この場合、給湯機3の中温湯は連続的
に使用され、給湯機2の中温湯は消費されずに残ったままになっている。このとき、長時
間に亘ってその状態が継続すると、給湯機2のタンク4の中温湯領域42の湯は温度低下
が進み、湯として機能しなくなる。
Next, referring to FIG. 2, the amount of hot water used in the hot water supply system of the hot water heater 3 is large, the amount of hot water in the
このようなとき、連携制御部9は、従来のように給湯機3で直ぐには不足した高温もし
くは中温湯の沸き上げを行わず、中温湯の使用量を検出する流量センサFSにより、給湯
機2の中温湯滞留時間を検出する。ここで、連携制御部9は、給湯機2の中温湯滞留時間
が一定時間以上となったことを検出したときは、給湯機3のタンク5の中温湯の沸上を一
時的に停止させて、給湯機2のタンク4の中温湯領域42の湯を活用するように制御する
。
In such a case, the cooperation controller 9 does not perform the boiling of the hot or medium hot water that is insufficient immediately in the hot water heater 3 as in the prior art, and uses the flow rate sensor FS that detects the amount of medium hot water to be used. Detects medium-temperature hot water residence time. Here, when the cooperation control unit 9 detects that the medium temperature hot water staying time of the
ここでは、給湯機2の中温滞留時間が一定時間を越え、かつ、給湯機2の高温出湯口、
中温出湯口、及び給湯機3の高温出湯口が出湯停止状態にあり、給湯機3の中温出湯口の
みが出湯状態にあるとする。この場合、連携制御部9は、制御部21からの湯量情報によ
り、給湯機2のタンク4での中温湯の使用量が少なく、中温湯が貯湯されていると判断す
ると、二方弁6bを閉じ二方弁6aを開ける。このとき、給水圧により水が二方弁6aを
経由し給湯機2のタンク4内に流入し(点線矢印参照)、この流入した水は、タンク4内
の中温湯を押出そうとする。一方、給湯機2の高温出湯口および中温出湯口は閉止状態で
あるため、給湯機2のタンク4内の中温湯は、中温融通管71を経由して給湯機3のタン
ク5の中温湯領域52へと押出される。これにより、給湯機3のタンク5の中温出湯口へ
中温湯が給湯され、融通されることになる。
Here, the medium temperature residence time of the
It is assumed that the medium temperature hot water outlet and the high temperature hot water outlet of the water heater 3 are in a hot water supply stop state, and only the intermediate temperature hot water outlet of the water heater 3 is in a hot water outlet state. In this case, when the cooperation control unit 9 determines that the amount of medium-temperature hot water used in the tank 4 of the
ここでは、中温融通管71、72に設けられた逆止弁7a、7bは、タンク4内から中
温融通管71、72へ押し出される中温湯の流圧が所定の流圧以上になると自動的に開き
、所定以下になると閉じるようになっている。このとき、逆止弁7a、7bにより、中温
融通管7内を通って一方のタンクから他方のタンクに流れる湯が逆流することを阻止でき
るので、両タンク間での融通がスムーズに行われる。
Here, the
このようにして給湯機2の中温湯を利用した後は、再び給湯機2は自身の熱源機20で
中温湯沸上を行い、給湯機2の中温出湯配管11からの出湯に備える。なお、ここで言う
一定時間の設定は、タンク4、5の放熱量や、単に流量センサFSから検出される中温湯
の未利用時間などを基にして決定すればよい。また、連携制御部9は、上記とは逆に、給
湯機3における中温湯滞留時間が一定時間を越えた場合には、同様に給湯機3から給湯機
2へ中温湯を供給するよう動作させる。
After using the hot water in the
本実施形態の給湯システム1によれば、二方弁6a、6bを制御することにより、貯湯
タンク4、5間で中湯湯領域の湯を互いに融通し合うことができるので、一方のタンクの
出湯量が多いときに、使用量の少ない方のタンクの湯を利用し、未利用の中温湯の放置に
よる放熱ロスを抑えることができる。従って、各タンク4、5間での中温湯の利用効率が
高まり、給湯効率が向上する。
According to the hot
また、連携制御部9は、一方のタンクにおける中温湯領域の湯の滞留時間が一定時間を
越えたときに必ず、他方の使用中のタンクでの中温湯を供給するので、タンク4の未利用
の中温湯を長く放置することを防止できて、放熱ロスを抑制できる。
In addition, the cooperation control unit 9 always supplies the hot water in the other used tank when the hot water staying time in the intermediate hot water region in one tank exceeds a certain time. It is possible to prevent the middle temperature hot water from being left for a long time and to suppress heat loss.
<変形例>
図3は、上記実施形態の変形例を示す。この変形例は、二方弁6b、6b、逆止弁7a
、7b、連携制御部9、中温融通管7の接続口P1、P2、及び給水配管8a、8bとの
接続口P3、P4を、1つにまとめて連携ユニット15としたものである。中温融通管7
の接続口P1、P2は、中温融通管7によりそれぞれ給湯機2、3側の中温融通管7の接
続口P5、P6と接続され、給水配管の接続口P3、P4は、給湯機2、3側の給水配管
の接続口P7、P8と接続される。これにより、連携ユニット15と給湯機2、3とを各
配管で接続するだけでシステム構成でき、システムの構築や修理等が容易になる。なお、
連携制御部9と給湯機2、3の各制御部とは、通信回線で結べばよい。
<Modification>
FIG. 3 shows a modification of the above embodiment. This modification includes two-
7b, the connection control unit 9, the connection ports P1 and P2 of the intermediate temperature
The connection ports P1 and P2 are connected to the connection ports P5 and P6 of the intermediate
The link control unit 9 and the control units of the
なお、本発明は、上記の実施形態の構成に限られず、発明の要旨を変更しない範囲で種
々の変形が可能である。例えば、上記実施形態の給湯システムでは、基本システム構成が
同じ貯湯式給湯機を2つ用いたが、3つ以上であってもよい。また、複数の貯湯式給湯機
が同じ構成でなくても、それらのタンクの中温湯領域を中温融通管で連通できるものであ
れば、仕様が異なっていてもよい。なお、二方弁6b、6b、逆止弁7a、7b、連携制
御部9、及びタンクの中温融通管7の接続口P1、P2は、それぞれ貯湯式給湯機2、3
に備えていてもよい。
In addition, this invention is not restricted to the structure of said embodiment, A various deformation | transformation is possible in the range which does not change the summary of invention. For example, in the hot water supply system of the above embodiment, two hot water storage type hot water heaters having the same basic system configuration are used, but there may be three or more. Further, even if the plurality of hot water storage type hot water heaters are not the same in configuration, the specifications may be different as long as the medium temperature hot water areas of these tanks can be communicated with each other by the medium temperature interchange pipe. The two-
You may be prepared for.
1 給湯システム
2、3 給湯機(貯湯式給湯機)
4、5 タンク(貯湯タンク)
7、71、72 中温融通管
6a、6b 二方弁(給水弁)
8、8a、8b 給水配管
9 連携制御部
1 Hot-
4, 5 Tank (hot water storage tank)
7, 71, 72 Medium temperature
8, 8a, 8b Water supply piping 9 Cooperation control unit
Claims (2)
前記貯湯タンクの各々への給水を制御する給水弁と、
前記各貯湯タンクを互いに連通し、中温湯を融通する一対の中温融通管と、
前記各貯湯タンクの使用状況に応じて、それぞれのタンクの湯が互いに融通可能となる
ように、前記給水弁を制御し前記中温融通管での湯の流れを制御する連携制御部と、を備
えたことを特徴とする給湯システム。 In a hot water supply system having a plurality of hot water storage water heaters having a hot water storage tank,
A water supply valve for controlling water supply to each of the hot water storage tanks;
A pair of medium temperature interchange pipes for communicating the hot water storage tanks with each other and accommodating medium temperature hot water;
A cooperative control unit that controls the water supply valve and controls the flow of hot water in the medium temperature interchange pipe so that the hot water in the respective tanks can be interchanged according to the use situation of each of the hot water storage tanks; A hot water supply system characterized by that.
とき、前記給水弁を制御して前記中温融通管を経由して他方の貯湯タンクの中温貯湯領域
に中温湯を供給することを特徴とする請求項1に記載の給湯システム。 The cooperative control unit controls the water supply valve when the hot water residence time in the medium temperature hot water region of one hot water storage tank exceeds a predetermined time, and controls the water supply valve via the intermediate temperature interchange pipe to the intermediate temperature hot water storage region of the other hot water storage tank. The hot water supply system according to claim 1, wherein medium hot water is supplied to the hot water supply.
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