JP3902984B2 - 貯湯式給湯器 - Google Patents
貯湯式給湯器 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3902984B2 JP3902984B2 JP2002178545A JP2002178545A JP3902984B2 JP 3902984 B2 JP3902984 B2 JP 3902984B2 JP 2002178545 A JP2002178545 A JP 2002178545A JP 2002178545 A JP2002178545 A JP 2002178545A JP 3902984 B2 JP3902984 B2 JP 3902984B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hot water
- water storage
- storage tank
- heat
- flow path
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、給水を貯湯タンク内で加熱して温水を供給する貯湯式給湯器に関する。
【0002】
【従来の技術】
給水を貯湯タンク内で加熱して温水を供給する貯湯式給湯器としては、電気温水器などのほか、ガスエンジンで発電をした際の排熱を回収して貯湯タンク内の水を昇温する排熱回収型のものがある。排熱回収型の貯湯式給湯器では、ガスエンジン等の熱源側に設置した排熱回収用の熱交換器と貯湯タンク内に設けた熱交換器との間で水などの熱媒体をポンプで循環させることにより、貯湯タンク内の水を昇温するようになっている。排熱回収型の貯湯式給湯器は、通常、複数の貯湯タンクを備えており、これら複数の貯湯タンクに内蔵されているすべての熱交換器は1つの循環経路の中に直列または並列に接続されている。したがって、熱媒体は、常にすべての貯湯タンクの内蔵する熱交換器を経由して循環するようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来の排熱回収型の貯湯式給湯器では、熱媒体が、常に、すべての貯湯タンクの内蔵する熱交換器を循環するので、貯湯タンク内の給水が冷たい状態から運転を開始した場合に、設定されている出湯目標温度の湯を出せる状態になるまでに長い時間を要するという問題があった。
【0004】
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、運転開始から短時間で使用可能な温度のお湯を供給することのできる貯湯式給湯器を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存する。
[1]給水を貯湯タンク(210、310)内で加熱して温水を供給する貯湯式給湯器において、
熱交換器(215、315)を内蔵した複数の貯湯タンク(210、310)と、
給水口から給湯口までの間を、少なくとも直列接続される箇所が生じるように前記複数の貯湯タンク(210、310)を経由して接続する給水経路(430)と、
熱源から受熱するための受熱用熱交換器(101)と、
熱媒体としての流体を送り出すポンプ(220)と、
前記ポンプ(220)の送り出す流体を、前記貯湯タンク(210、310)の内蔵する熱交換器(215、315)と前記受熱用熱交換器(101)とを経由して循環させるための循環流路(410、420)と、
前記ポンプ(220)の送り出す流体を、どの貯湯タンクの内蔵する熱交換器を経由して循環させるかを切り替える流路切替手段(411)と、
給水の流れで下流に配置された貯湯タンク(210)内の給水が上流に配置された貯湯タンク(310)内の給水より優先的に加熱されるように前記流路切替手段(411)を制御する制御手段(201)とを有し、
給水の流れで上流に配置された貯湯タンク(310)の内蔵する熱交換器(315)を経由させて熱媒体としての流体を循環させるとき、前記貯湯タンク(310)より下流に配置されている貯湯タンク(210)の内蔵する熱交換器(215)に前記流体の一部を分流して循環させることを特徴とする貯湯式給湯器。
【0007】
[2]給水を貯湯タンク(210、310)内で加熱して温水を供給する貯湯式給湯器において、
熱交換器(215)を内蔵した1または2以上の基本貯湯タンク(210)と、熱交換器(315)を内蔵した1または2以上の増設貯湯タンク(310)と、
給水口と給湯口の間を、前記増設貯湯タンク(310)、前記基本貯湯タンク(210)の順に経由して接続する給水経路(430)と、
熱源から受熱するための受熱用熱交換器(101)と、
熱媒体としての流体を送り出すポンプ(220)と、
前記ポンプ(220)の送り出す流体を、前記基本貯湯タンク(210)の内蔵する熱交換器(215)と前記受熱用熱交換器(101)とを経由して循環させる第1流路(410)と、
前記ポンプ(220)の送り出す流体を、前記増設貯湯タンク(310)の内蔵する熱交換器(315)と前記受熱用熱交換器(101)とを経由して循環させる第2流路(420)と、
前記ポンプ(220)の送り出す流体が前記第1流路(410)を循環する状態と前記第2流路(420)を循環する状態とに前記流体の流路を切り替える流路切替手段(411)と、
前記基本貯湯タンク(210)内の水が前記増設貯湯タンク(310)内の水より優先的に加熱されるように前記流路切替手段(411)を制御する制御手段(201)とを有し、
給水の流れで上流に配置された増設貯湯タンク(310)の内蔵する熱交換器(315)を経由させて熱媒体としての流体を循環させるとき、前記増設貯湯タンク(310)より下流に配置されている基本貯湯タンク(210)の内蔵する熱交換器(215)に前記流体の一部を分流して循環させることを特徴とする貯湯式給湯器。
【0008】
[3]給水を貯湯タンク(210、310)内で加熱して温水を供給する貯湯式給湯器において、
熱交換器(215)を内蔵した1または2以上の基本貯湯タンク(210)と、熱交換器(315)を内蔵した1または2以上の増設貯湯タンク(310)と、
給水口と給湯口の間を、前記増設貯湯タンク(310)、前記基本貯湯タンク(210)の順に経由して接続する給水経路(430)と、
熱源から受熱するための受熱用熱交換器(101)と、
熱媒体としての流体を送り出すポンプ(220)と、
前記ポンプ(220)の送り出す流体を、前記基本貯湯タンク(210)の内蔵する熱交換器(215)と前記受熱用熱交換器(101)とを経由して循環させる第1流路(410)と、
前記ポンプ(220)の送り出す流体を、前記増設貯湯タンク(310)の内蔵する熱交換器(315)と前記受熱用熱交換器(101)とを経由して循環させる第2流路(420)と、
前記ポンプ(220)の送り出す流体が前記第1流路(410)を循環する状態と前記流体の一部が前記第1流路(410)を循環しかつ残りが前記第2流路(420)を循環する状態とに切り替える流路切替手段(411)と、
前記基本貯湯タンク(210)内の水が前記増設貯湯タンク(310)内の水より優先的に加熱されるように前記流路切替手段(411)を制御する制御手段(201)と
を有することを特徴とする貯湯式給湯器。
【0009】
[4]前記第1流路(410)は、前記ポンプ(220)と前記基本貯湯タンク(210)に内蔵された熱交換器(215)と前記受熱用熱交換器(101)とを経由する環状流路であり、
前記第2流路(420)は、前記ポンプ(220)と前記受熱用熱交換器(101)とを経由する部分が前記第1流路(410)と共通であって、前記ポンプ(220)によって送り出される流体の流れで前記共通の部分の出側で前記第1流路(410)から分岐し前記増設貯湯タンク(310)に内蔵された熱交換器(315)を経由して前記共通の部分の入側で前記第1流路(410)に合流するものであり、
前記流路切替手段(411)は、前記共通の部分の出側で前記流体を前記第1流路(410)側に流すか前記第2流路(420)側に流すかを切り替える切替弁(411)と、前記流体を前記第2流路(420)に流すように前記切替弁(411)を設定した状態下で前記流体の一部を前記第1流路(410)に分流するバイパス通路(412)とを有するものである
ことを特徴とする[3]に記載の貯湯式給湯器。
【0010】
[5]前記基本貯湯タンク(210)は1つであってその容量が前記増設貯湯タンク(310)より小さい
ことを特徴とする[2]から[4]の何れかに記載の貯湯式給湯器。
【0011】
[6]給水経路(430)において貯湯タンク(310)を並列接続した場合に、これら並列接続された貯湯タンク(310)に内蔵されている熱交換器(315)同士を並列接続する
ことを特徴とする[1]から[5]の何れかに記載の貯湯式給湯器。
【0012】
次に、前記各項に記載された発明の作用について説明する。
[1]に記載の発明では、熱交換器(215、315)を内蔵した複数の貯湯タンク(210、310)は、給水経路(430)により給水口と給湯口の間に少なくとも直列接続される箇所が生じるように接続されている。すなわち、給水は、給水口に近い上流側の貯湯タンク(310)から給湯口に近い下流側の貯湯タンク(210)へと流れる。貯湯タンクは、給水経路において少なくとも1箇所が直列接続されていればよいので、たとえば、すべてを直列接続にしても、並列接続した複数の貯湯タンクを上流に配置し、これらの下流に並列接続した複数の貯湯タンクを配置するような直並列構成であってもよい。
【0013】
受熱用熱交換器(101)は、ガスエンジンなどの熱源から受熱するものであり、熱媒体としての流体は、ポンプ(220)によって送り出され、貯湯タンク(210、310)の内蔵する熱交換器(215、315)と受熱用熱交換器(101)とを経由する循環流路(410、420)を循環する。流路切替手段(411)は、ポンプ(220)の送り出す流体を、受熱用熱交換器(101)に加えてどの貯湯タンクの内蔵する熱交換器を経由して循環させるかを切り替えるものであり、制御手段(201)は、給水の流れで、下流側の貯湯タンク(210、310)の給水が優先的に加熱されるように流路切替手段(411)を制御する。
【0014】
たとえば、給水の流れで下流の貯湯タンク(210)内の水が目標温度を越えるまで、受熱用熱交換器(101)を経由した熱媒体としての流体が当該下流の貯湯タンク(210)の熱交換器(215)を経由して循環するように流路を切り替える。そして、この下流側の貯湯タンク(210)内の水が目標温度に達すると、一段上流の貯湯タンク(310)の熱交換器(315)を経由するように熱媒体の循環流路を切り替える。
【0015】
給湯口からの出湯は、最も下流側の貯湯タンク(210)から行われるので、上流側の貯湯タンク(310)内の給水がまだ低い温度であっても下流の貯湯タンク(210)の水さえ暖まれば出湯することが可能になる。したがって、複数の貯湯タンク(210、310)のうち、給湯口に近い下流の貯湯タンク(210)内の給水を優先的に加熱することにより、運転開始から短時間のうちに使用可能な温度のお湯を供給することができる。
【0016】
さらに、上流の貯湯タンク(310)の内蔵する熱交換器(315)を経由させて熱媒体としての流体を循環させるとき、それより下流の貯湯タンク(210)の内蔵する熱交換器(215)に受熱用熱交換器(101)を経由した流体の一部を分流して循環させるようになっている。これにより、既に昇温された下流側の貯湯タンク(210)内のお湯が上流の貯湯タンク(310)内の水を加熱している間に冷めることが防止される。
【0017】
[2]に記載の発明では、給水口と給湯口の間に、増設貯湯タンク(310)と基本貯湯タンク(210)とが、基本貯湯タンク(210)が下流になるようにして給水経路(430)で接続されている。基本貯湯タンク(210)、増設貯湯タンク(310)は、1つずつであっても複数であってもかまわない。また複数の場合には、基本貯湯タンク(210)同士や増設貯湯タンク(310)同士を並列接続しても直列接続してもかまわない。
【0018】
熱媒体としての流体の循環する経路には、基本貯湯タンク(210)の内蔵する熱交換器(215)と受熱用熱交換器(101)とを経由する第1流路(410)と、増設貯湯タンク(310)の内蔵する熱交換器(315)と受熱用熱交換器(101)とを経由する第2流路(420)がある。流路切替手段(411)は、ポンプ(220)の送り出す流体が第1流路(410)を循環する第1状態と第2流路(420)を循環する第2状態とに熱媒体の流路を切り替えるものであり、制御手段(201)は、基本貯湯タンク(210)内の給水が増設貯湯タンク(310)内の給水より優先的に加熱されるように、流路切替手段(411)を制御する。
【0019】
このように、熱媒体の循環経路を切り替えることにより、給水の流れで給湯口に近い下流側に配置された基本貯湯タンク(210)内の給水を上流に配置された増設貯湯タンク(310)内の給水より優先的に加熱するので、すべての貯湯タンク(210、310)を同時に加熱する場合に比べて、運転開始から短時間のうちに出湯可能な状態にすることができる。
さらに、上流の増設貯湯タンク(310)の内蔵する熱交換器(315)を経由させて熱媒体としての流体を循環させるとき、それより下流の基本貯湯タンク(210)の内蔵する熱交換器(215)に受熱用熱交換器(101)を経由した流体の一部を分流して循環させるようになっている。これにより、既に昇温された下流側の基本貯湯タンク(210)内のお湯が上流の増設貯湯タンク(310)内の水を加熱している間に冷めることが防止される。
【0020】
[3]に記載の発明では、流路切替手段(411)は、ポンプ(220)の送り出す流体が第1流路(410)を循環する第1状態と、ポンプ(220)の送り出す流体の一部が第1流路(410)を循環しかつ残りが第2流路(420)を循環する分流状態とに熱媒体の循環経路を切り替えるようになっている。第1流路(410)には、基本貯湯タンク(210)内のお湯の温度が低下しない程度の量の熱媒体を流せば良い。これにより、既に昇温された下流側の基本貯湯タンク(210)内のお湯が上流側の増設貯湯タンク(310)内の水を加熱している間に冷めることを防止することができる。
【0021】
[4]に記載の発明では、第1流路(410)は、ポンプ(220)と基本貯湯タンク(210)に内蔵された熱交換器(215)と受熱用熱交換器(101)とを経由する環状流路で構成されている。このうち、ポンプ(220)と受熱用熱交換器(101)とを経由する部分は第2流路(420)と共通であり、第2流路(420)は、ポンプ(220)によって送り出される流体の流れで、共通の部分の出側で第1流路(410)から分岐し、増設貯湯タンク(310)に内蔵された熱交換器(315)を経由した後、共通の部分の入側で第1流路(410)に合流するようになっている。流路切替手段(411)は、共通の部分の出側で熱媒体としての流体を第1流路(410)側に流すか第2流路(420)側に流すかを切り替える切替弁(411)と、流体が第2流路(420)に流れるように切替弁(411)を設定した状態下で、流体の一部を第1流路(410)に分流させるバイパス通路(412)とを有している。
【0022】
このように、増設貯湯タンク(310)の熱交換器(315)に熱媒体を流す際に、その一部を基本貯湯タンク(210)の熱交換器(215)にも流すので、増設貯湯タンク(310)内の水を加熱する際にこれと並行して基本貯湯タンク(210)内の湯を保温することができる。またバイパス通路(412)を設けて熱媒体の一部を第1流路(410)へ分流したので、分流比の調整機能を備えた弁を使用する必要がなく、単純に熱媒体を第1流路(410)と第2流路(420)のいずれに流すかを切り替える機能を備えた切替弁(411)を使用することができ、装置価格の低減を図ることができる。
【0023】
[5]に記載の発明では、基本貯湯タンク(210)を1つとし、その容量を増設貯湯タンク(310)より小さくしてある。これにより、運転開始時に、基本貯湯タンク(210)内の水をより短時間で昇温することができる。
【0024】
[6]に記載の発明では、給水の流れで貯湯タンク(310)を並列接続する場合には、これら並列接続された貯湯タンク(310)に内蔵されている熱交換器(315)同士を熱媒体の流路においても並列接続するようになっている。これにより、給水の流れで並列接続された複数の貯湯タンク(310)内の水を均等に加熱することができる。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。
図1は、本発明の一実施の形態にかかる貯湯式給湯器10の概略構成を示している。貯湯式給湯器10は、ガスエンジンで発電するとともにその排熱で給水を加熱するコージェネレーションシステムの中の給湯部を成すものである。貯湯式給湯器10は、コージェネレーションシステムのガスエンジンユニット100に設けられたガスエンジンの排熱を回収する受熱用熱交換器101と、基本ユニット200と、増設ユニット300とから構成されている。増設ユニット300は、1つの基本ユニット200に対して複数設けることができる。図1では、増設ユニット300を2つ設置したものを示してある。
【0026】
基本ユニット200は、基本貯湯タンク210と、制御基板201等を備えている。増設ユニット300は、それぞれ1つの増設貯湯タンク310を備えている。基本貯湯タンク210は、中空の略円柱形状を成しており、給水を貯湯し得る容量は100リットルである。基本貯湯タンク210の底部には、タンク内に給水を注入するための入水管211と、タンク内の水を排水するための排水管212が設けてある。排水管212の途中には流路を開閉するための排水バルブ213が取り付けてある。基本貯湯タンク210の天井部には、タンク内で加熱された水を給湯口へ送り出すための出水管214が設けてある。基本貯湯タンク210は、タンク内の水を加熱するための熱交換器215を内蔵している。熱交換器215は、タンク内部の下方に配置されている。
【0027】
増設貯湯タンク310は、基本貯湯タンク210と同様に中空の略円柱形状を成しており、給水を貯湯し得る容量は300リットルである。増設貯湯タンク310の底部には、タンク内に給水を注入するための入水管311と、タンク内の水を排水するための排水管312が設けてある。排水管312の途中には流路を開閉するための排水バルブ313が取り付けてある。増設貯湯タンク310の天井部には、タンク内で加熱された水を次段の貯湯タンクへ送り出すための出水管314が設けてある。またタンク内の水を加熱するための熱交換器315をタンクの内部の下方に備えている。
【0028】
次に、熱媒体の循環経路について説明する。ガスエンジンユニット100と基本ユニット200との間には、熱媒体の循環経路として環状の第1流路410が形成されている。第1流路410は、熱媒体を送り出す循環ポンプ220と、受熱用熱交換器101と、基本貯湯タンク210の内蔵する熱交換器215と、シスターン230とを循環ポンプ220の送出する流体がこの順に流れるように経由して一巡している。第1流路410のうち、循環ポンプ220の送り出す熱媒体の流れで、受熱用熱交換器101の出側と基本貯湯タンク210の内蔵する熱交換器215との間には、電磁式の三方弁411が取り付けてある。
【0029】
熱媒体を循環させるための第2流路420は、循環ポンプ220と受熱用熱交換器101とを経由する部分が第1流路410と共通になっており、三方弁411において第1流路410から分岐し、増設ユニット300の有する増設貯湯タンク310に内蔵された熱交換器315を経由し、基本貯湯タンク210の内蔵する熱交換器215の出側とシスターン230との間の所定箇所で第1流路410に合流するように構成されている。すなわち、第2流路420は、循環ポンプ220と受熱用熱交換器101と熱交換器315とシスターン230とを循環ポンプ220の送出する流体がこの順に流れるように経由して一巡している。なお、第2流路420には、複数の熱交換器315a、315bが並列接続されている。第2流路420のうち三方弁411から分岐した直後の箇所と第1流路410のうち三方弁411と熱交換器215の入側との間の所定箇所との間は、バイパス通路412によって接続されている。
【0030】
給水経路430は、給水口から複数の増設貯湯タンク310を並列に経由した後、基本貯湯タンク210を経由して給湯口に至るように接続されている。すなわち、給水経路430は、給水口431と増設貯湯タンク310bの入水管311bとを接続するとともに当該接続箇所で分岐してさらに増設貯湯タンク310aの入水管311aに接続されている。また増設貯湯タンク310bの出水管314bと増設貯湯タンク310aの出水管314aとを接続して合流させた後、基本貯湯タンク210の入水管211に接続され、基本貯湯タンク210の出水管214と給湯口432とを接続するように配管されている。
【0031】
なお、増設ユニット300をさらに増設すると、その増設ユニット300の増設貯湯タンク310は、給水経路430において他の増設貯湯タンク310と並列接続される。また熱媒体の流れる第2流路420においては増設された増設ユニット300の増設貯湯タンク310が内蔵している熱交換器315は、他の増設貯湯タンク310の内蔵する熱交換器315と並列接続されるようになっている。
【0032】
このほか、基本貯湯タンク210の底部に設けた入水管211との接続箇所で給水経路430は分岐し、水電磁弁433を介してシスターン230に接続されている。第1流路410および第2流路420を循環する熱媒体は、水電磁弁433を介して取り込んだ給水を使用するようになっている。
【0033】
基本貯湯タンク210および増設貯湯タンク310の内部の上方には、タンク内の水温を検出するための温度センサ241、341が取り付けられている。制御基板201は、マイクロコンピュータを主たる構成要素とする回路であり、貯湯式給湯器10の動作を統括制御する機能を有している。制御基板201には、シスターン230の内部に設けた水位センサ231、各タンクに設けた温度センサ241、341、循環ポンプ220、三方弁411、水電磁弁433等が接続されている。制御基板201には水位センサ231や温度センサ241、341の出力信号が入力されるとともに、循環ポンプ220や三方弁411、水電磁弁433等の動作を制御するための制御信号が制御基板201から出力されるようになっている。
【0034】
次に作用を説明する。
貯湯式給湯器10は、設置作業終了後の運転可能な状態において、基本貯湯タンク210および増設貯湯タンク310を含めて給水口431から給湯口432までの間が給水で充填されるとともに、第1流路410および第2流路420にも熱媒体としての給水が充填される。かかる状態で貯湯式給湯器10の運転を開始すると、制御基板201は、温度センサ241の検出する温度に基づき基本貯湯タンク210の中の給水の温度を判定し、この温度が設定された出湯目標温度以下の場合には、熱媒体が第1流路410を循環するように三方弁411を設定して、循環ポンプ220を動作させる。
【0035】
この状態でガスエンジンユニット100のガスエンジンを運転すると、その排熱が受熱用熱交換器101で回収され、その熱が基本貯湯タンク210の内蔵する熱交換器215において放熱され、基本貯湯タンク210の中の給水が加熱される。かかる状態で運転を継続すると、基本貯湯タンク210の給水の温度が次第に上昇し、やがて出湯目標温度に到達する。
【0036】
このように、給水の流れで下流にある基本貯湯タンク210の中の給水だけを当初加熱するので、すべての貯湯タンク内の給水を同時に並行して加熱する場合に比べて、短時間のうちに基本貯湯タンク210内の水温を出湯可能な温度まで昇温することができる。
【0037】
給湯口432の先に設けられた蛇口を開くと、給水口431から流入する給水によって後ろから押し出される形で、基本貯湯タンク210の上層部分の湯から順に出湯される。したがって、上流に配置された増設貯湯タンク310内の給水がまだ低温であっても、基本貯湯タンク210の中の給水が出湯目標温度になれば、蛇口から出湯目標温度の湯を出すことができる。すなわち、下流の基本貯湯タンク210内の給水を優先的に加熱することによって、運転開始後、短時間でお湯が使用可能になる。さらに基本貯湯タンク210の容量を他の貯湯タンクより小さくしてあるので、より一層短時間のうちに出湯可能な状態になる。
【0038】
基本貯湯タンク210の中の水温が出湯目標温度に到達すると制御基板201は、熱媒体が第2流路420を循環するように三方弁411を切り替える。これにより受熱用熱交換器101において回収された熱が熱媒体を通じて増設貯湯タンク310の内蔵する熱交換器315において放熱され、増設貯湯タンク310の中の給水が加熱される。また、第2流路420を流れる熱媒体の一部はバイパス通路412を通じて基本貯湯タンク210の内蔵する熱交換器215へと分岐して送り込まれ、循環する。これにより、増設貯湯タンク310の中の給水を加熱している間に基本貯湯タンク210の中の給水が冷めてしまうことが防止される。ここでは、基本貯湯タンク210の中の給水を出湯目標温度に維持し得る熱量が確保されるようにバイパス通路412への分流比を設定してある。
【0039】
増設貯湯タンク310の内蔵する熱交換器315は、第2流路420の中で並列接続されているので、複数の増設貯湯タンク310の中の給水はほぼ均等に加熱される。一方、給水経路430において複数の増設貯湯タンク310は並列接続されているので、給湯を開始すると、複数の増設貯湯タンク310からほぼ同量の給水が基本貯湯タンク210へ供給されることになる。すなわち、複数の増設貯湯タンク310a、310bは、1つの大きな貯湯タンクと等価になっている。
【0040】
以上、本発明の実施の形態を図面によって説明してきたが、具体的な構成はこれに限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があってもかまわない。
【0041】
たとえば、実施の形態では、給水経路において複数の増設貯湯タンク310を並列接続したが、複数の増設貯湯タンク310を直列接続するように構成してもよい。この場合には、第2流路420において増設貯湯タンク310の内蔵する熱交換器315同士を直列に接続するとよい。特に、図2に示すように、給水の流れで下流側の増設貯湯タンク310aの内蔵する熱交換器315aが熱媒体の流れで上流側になるように直列接続すると、給水の流れで下流側の増設貯湯タンク内の水を上流側の増設貯湯タンクよりも優先的に昇温することができ、基本貯湯タンク210に送り込む水の温度を早期に高めることができる。図2の場合には、給水の流れでは、上流から増設貯湯タンク310c、310b、310aの順に直列接続されており、熱媒体の流れでは、上流から熱交換器315a、315b、315cの順に直列接続されている。
【0042】
また実施の形態では、熱媒体の循環経路を第1流路410と第2流路420の2種類用意してこれらを切り替えるようにしたが、多数の循環経路を設け、下流側の貯湯タンクから順次優先的に加熱されるように、循環経路を多段階に切り替えるように構成してもよい。たとえば、図3に示すものでは、給水の流れで最下流の基本貯湯タンク210の中の給水を加熱する場合には、熱媒体が受熱用熱交換器101と循環ポンプ220と熱交換器215を経由して循環するように三方弁411aを設定する。基本貯湯タンク210内の給水が目標温度に到達すると、循環ポンプ220によって送出される熱媒体が受熱用熱交換器101と熱交換器315aとを経由して循環するように三方弁411aと三方弁411bを設定する。これにより増設貯湯タンク310a内の給水が加熱される。またこのとき熱媒体の一部がバイパス通路412aを通じて熱交換器215に流れ、基本貯湯タンク210内の給水が保温される。
【0043】
さらに増設貯湯タンク310a内の給水が目標温度に到達すると、次は増設貯湯タンク310b内の給水が加熱されるように熱媒体の循環経路を切り替える。すなわち、受熱用熱交換器101と熱交換器315bとを経由して循環するように三方弁411a、三方弁411b、三方弁411cを設定する。このとき熱媒体の一部がバイパス通路412aを通じて熱交換器215に、バイパス通路412bを通じて熱交換器315aに流れるので、既に目標温度に達している下流側の貯湯タンク210、310a内の給水が保温される。
【0044】
増設貯湯タンク310b内の給水が目標温度に到達すると、増設貯湯タンク310c内の給水が加熱されるように熱媒体の循環経路を切り替える。すなわち、受熱用熱交換器101と熱交換器315cとを経由して循環するように三方弁411a、三方弁411b、三方弁411c、三方弁411dを設定する。このとき熱媒体の一部がバイパス通路412aを通じて熱交換器215に、バイパス通路412bを通じて熱交換器315aに、バイパス通路412cを通じて熱交換器315bに流れる。これにより、既に目標温度に達している下流の貯湯タンク210、310a、310b内の給水が目標温度に保温される。
【0045】
このように、熱媒体の循環経路を多段に切り替えるようにすれば、運転開始後の時間経過に従って出湯可能な温度の湯の貯湯量を増やすことができる。
【0046】
なお、図1に示したものでは、増設貯湯タンク310を2個にしたが、1つ以上であれば適宜の数に変更しても構わない。さらに基本貯湯タンク210を複数のタンクに分けて構成し、第1流路410がこれらの内蔵する各熱交換器を直列もしくは並列に経由するように構成してもよい。この場合、給水の流れで複数の基本貯湯タンク210を並列接続する場合には、熱媒体の流れにおいてもそれらの熱交換器を並列接続し、給水の流れで複数の基本貯湯タンク210を直列接続する場合には、熱媒体の流れにおいてもそれらの熱交換器を直列接続するとともに、給水の流れで下流側の基本貯湯タンク210の内蔵する熱交換器215が熱媒体の流れで上流側になるように直列接続するとよい。
【0047】
バイパス通路412は、図1に示したように設けても良いし、図2、図3に示すように設けてもよい。さらに、バイパス通路412および三方弁411を設ける代わりに、第1流路から第2流路への分流箇所に、分流比を変更し得る流量制御弁を設ける構成としてもよい。
【0048】
また実施の形態では、基本貯湯タンク210の中の水温を温度センサ241で検出し、その検出温度に基づいて熱媒体の流路を切り替えたが、たとえば、熱交換器215からの熱媒体の戻り温度を検出し、当該温度に基づいて流路を切り替えるように構成してもよい。かかる構成にすると、基本貯湯タンク210内の上部から下部までのすべての給水が目標温度に達したことを1つの温度センサで的確に検出することが可能になる。
【0049】
このほか実施の形態では、ガスエンジンの排熱を熱源としたコージェネレーションシステムについて説明したが、貯湯式給湯器10の熱源は排熱を利用するものに限定されない。
【0050】
【発明の効果】
本発明にかかる貯湯式給湯器によれば、複数の貯湯タンクのうち、給湯口に近い下流の貯湯タンク内の給水を優先的に加熱するので、運転開始から短時間のうちに使用可能な温度のお湯を供給することができる。
【0051】
さらに、給水の流れで上流に配置された貯湯タンクの内蔵する熱交換器を経由させて熱媒体の流体を循環させるとき、それより下流の貯湯タンクの内蔵する熱交換器に受熱用熱交換器を経由した熱媒体の一部を分流して循環させるので、既に昇温された下流側の貯湯タンク内のお湯が上流の貯湯タンク内の水を加熱している間に冷めることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る貯湯式給湯器を含むコージェネレーションシステムの概略構成を示す説明図である。
【図2】本発明に係る貯湯式給湯器の変形例であって、増設貯湯タンクを直列接続したものを示す説明図である。
【図3】本発明に係る貯湯式給湯器の変形例であって、熱媒体の循環経路を多段に切り替えるものを示す説明図である。
【符号の説明】
10…貯湯式給湯器
100…ガスエンジンユニット
101…受熱用熱交換器
200…基本ユニット
201…制御基板
210…基本貯湯タンク
211…入水管
212…排水管
213…排水バルブ
214…出水管
215…熱交換器
220…循環ポンプ
230…シスターン
231…水位センサ
241、341…温度センサ
300…増設ユニット
310…増設貯湯タンク
311…入水管
312…排水管
313…排水バルブ
314…出水管
315…熱交換器
410…第1流路
411…三方弁
412…バイパス通路
420…第2流路
430…給水経路
431…給水口
432…給湯口
433…水電磁弁
Claims (6)
- 給水を貯湯タンク内で加熱して温水を供給する貯湯式給湯器において、
熱交換器を内蔵した複数の貯湯タンクと、
給水口から給湯口までの間を、少なくとも直列接続される箇所が生じるように前記複数の貯湯タンクを経由して接続する給水経路と、
熱源から受熱するための受熱用熱交換器と、
熱媒体としての流体を送り出すポンプと、
前記ポンプの送り出す流体を、前記貯湯タンクの内蔵する熱交換器と前記受熱用熱交換器とを経由して循環させるための循環流路と、
前記ポンプの送り出す流体を、どの貯湯タンクの内蔵する熱交換器を経由して循環させるかを切り替える流路切替手段と、
給水の流れで下流に配置された貯湯タンク内の給水が上流に配置された貯湯タンク内の給水より優先的に加熱されるように前記流路切替手段を制御する制御手段とを有し、
給水の流れで上流に配置された貯湯タンクの内蔵する熱交換器を経由させて熱媒体としての流体を循環させるとき、前記貯湯タンクより下流に配置されている貯湯タンクの内蔵する熱交換器に前記流体の一部を分流して循環させることを特徴とする貯湯式給湯器。 - 給水を貯湯タンク内で加熱して温水を供給する貯湯式給湯器において、
熱交換器を内蔵した1または2以上の基本貯湯タンクと、熱交換器を内蔵した1または2以上の増設貯湯タンクと、
給水口と給湯口の間を、前記増設貯湯タンク、前記基本貯湯タンクの順に経由して接続する給水経路と、
熱源から受熱するための受熱用熱交換器と、
熱媒体としての流体を送り出すポンプと、
前記ポンプの送り出す流体を、前記基本貯湯タンクの内蔵する熱交換器と前記受熱用熱交換器とを経由して循環させる第1流路と、
前記ポンプの送り出す流体を、前記増設貯湯タンクの内蔵する熱交換器と前記受熱用熱交換器とを経由して循環させる第2流路と、
前記ポンプの送り出す流体が前記第1流路を循環する状態と前記第2流路を循環する状態とに前記流体の流路を切り替える流路切替手段と、
前記基本貯湯タンク内の水が前記増設貯湯タンク内の水より優先的に加熱されるように前記流路切替手段を制御する制御手段とを有し、
給水の流れで上流に配置された増設貯湯タンクの内蔵する熱交換器を経由させて熱媒体としての流体を循環させるとき、前記増設貯湯タンクより下流に配置されている基本貯湯タンクの内蔵する熱交換器に前記流体の一部を分流して循環させることを特徴とする貯湯式給湯器。 - 給水を貯湯タンク内で加熱して温水を供給する貯湯式給湯器において、
熱交換器を内蔵した1または2以上の基本貯湯タンクと、熱交換器を内蔵した1または2以上の増設貯湯タンクと、
給水口と給湯口の間を、前記増設貯湯タンク、前記基本貯湯タンクの順に経由して接続する給水経路と、
熱源から受熱するための受熱用熱交換器と、
熱媒体としての流体を送り出すポンプと、
前記ポンプの送り出す流体を、前記基本貯湯タンクの内蔵する熱交換器と前記受熱用熱交換器とを経由して循環させる第1流路と、
前記ポンプの送り出す流体を、前記増設貯湯タンクの内蔵する熱交換器と前記受熱用熱交換器とを経由して循環させる第2流路と、
前記ポンプの送り出す流体が前記第1流路を循環する状態と前記流体の一部が前記第1流路を循環しかつ残りが前記第2流路を循環する状態とに切り替える流路切替手段と、
前記基本貯湯タンク内の水が前記増設貯湯タンク内の水より優先的に加熱されるように前記流路切替手段を制御する制御手段と
を有することを特徴とする貯湯式給湯器。 - 前記第1流路は、前記ポンプと前記基本貯湯タンクに内蔵された熱交換器と前記受熱用熱交換器とを経由する環状流路であり、
前記第2流路は、前記ポンプと前記受熱用熱交換器とを経由する部分が前記第1流路と共通であって、前記ポンプによって送り出される流体の流れで前記共通の部分の出側で前記第1流路から分岐し前記増設貯湯タンクに内蔵された熱交換器を経由して前記共通の部分の入側で前記第1流路に合流するものであり、
前記流路切替手段は、前記共通の部分の出側で前記流体を前記第1流路側に流すか前記第2流路側に流すかを切り替える切替弁と、前記流体を前記第2流路に流すように前記切替弁を設定した状態下で前記流体の一部を前記第1流路に分流するバイパス通路とを有するものである
ことを特徴とする請求項3に記載の貯湯式給湯器。 - 前記基本貯湯タンクは1つであってその容量が前記増設貯湯タンクより小さい
ことを特徴とする請求項2から4の何れかに記載の貯湯式給湯器。 - 給水経路において貯湯タンクを並列接続した場合に、これら並列接続された貯湯タンクに内蔵されている熱交換器同士を並列接続する
ことを特徴とする請求項1から5の何れかに記載の貯湯式給湯器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002178545A JP3902984B2 (ja) | 2002-06-19 | 2002-06-19 | 貯湯式給湯器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002178545A JP3902984B2 (ja) | 2002-06-19 | 2002-06-19 | 貯湯式給湯器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004020125A JP2004020125A (ja) | 2004-01-22 |
JP3902984B2 true JP3902984B2 (ja) | 2007-04-11 |
Family
ID=31176241
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002178545A Expired - Fee Related JP3902984B2 (ja) | 2002-06-19 | 2002-06-19 | 貯湯式給湯器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3902984B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015199359A1 (ko) * | 2014-06-27 | 2015-12-30 | 주식회사 경동나비엔 | 소형 열병합발전기의 열매체 순환구조 및 온수온도 제어방법 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4555135B2 (ja) * | 2005-03-30 | 2010-09-29 | 積水ハウス株式会社 | 貯湯システム |
-
2002
- 2002-06-19 JP JP2002178545A patent/JP3902984B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015199359A1 (ko) * | 2014-06-27 | 2015-12-30 | 주식회사 경동나비엔 | 소형 열병합발전기의 열매체 순환구조 및 온수온도 제어방법 |
CN106662039A (zh) * | 2014-06-27 | 2017-05-10 | (株)庆东Navien | 用于微型热电联供发电机的热媒循环结构和热水温度控制方法 |
US10180116B2 (en) | 2014-06-27 | 2019-01-15 | Kyungdong Navien Co., Ltd | Heat medium circulation structure and hot water temperature control method for micro combined heat and power generator |
CN106662039B (zh) * | 2014-06-27 | 2019-05-10 | (株)庆东Navien | 用于热电联供发电机的热媒循环结构和热水温度控制方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2004020125A (ja) | 2004-01-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2010200835B2 (en) | A Controllable Water Heater | |
JP5103567B2 (ja) | ヒートポンプ式給湯装置 | |
CA2611730A1 (en) | Pumpless combination instantaneous/storage water heater system | |
JP2006349323A (ja) | コージェネレーションシステム | |
JP4934009B2 (ja) | 熱源水供給システム | |
JP5311128B2 (ja) | 貯湯式給湯システム | |
EP3249314B1 (en) | Heat supply system | |
JP4030394B2 (ja) | 貯湯式給湯装置 | |
JP3902984B2 (ja) | 貯湯式給湯器 | |
JP5162289B2 (ja) | 貯湯式給湯システム | |
JP4031484B2 (ja) | 複合熱源機 | |
US11649985B2 (en) | Hybrid water system with an inlet and outlet bypass | |
JP2008045841A (ja) | 貯湯式給湯システムとコージェネレーションシステム | |
JP4880312B2 (ja) | 貯湯式の給湯熱源装置 | |
JP5505129B2 (ja) | 給湯システム | |
JP6672983B2 (ja) | 貯湯給湯装置 | |
JP2007232251A (ja) | 給湯システム | |
JP2002098411A (ja) | 湯水供給装置 | |
JP5264408B2 (ja) | ヒートポンプ給湯機 | |
JP2005226957A (ja) | 加熱装置 | |
JP5625683B2 (ja) | 温水システムの制御装置 | |
JP3759073B2 (ja) | 貯湯式給湯器 | |
JPH09264631A (ja) | 複数貯湯槽昇温システム | |
JP3738236B2 (ja) | 熱源機 | |
JP2007333335A (ja) | 貯湯式給湯暖房装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060901 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060912 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061113 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20061212 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070105 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3902984 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110112 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110112 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120112 Year of fee payment: 5 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120112 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130112 Year of fee payment: 6 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130112 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140112 Year of fee payment: 7 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |