JP6305148B2 - 給湯システム - Google Patents
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また、特許文献3に記載の給湯システムでは、間接熱交換器を設ける必要があるため、コストが増大するという課題や、熱交換による損失が発生するという課題などがある。
相対的に高温の高温水と相対的に低温の低温水とを混合して、熱消費装置に供給する設定温度の湯水を作る湯水混合装置と、
給水源から所定の給水圧で供給される水が流れる給水路と、
前記給水路の途中に設けられ、前記所定の給水圧で上流側から供給される水の圧力を低下させた上で下流側に流す減圧装置と、
前記減圧装置をバイパスして水を流すバイパス路と、
前記減圧装置に水を流すのか、又は、前記バイパス路に水を流すのかを切り替える給水経路切替装置と、
前記減圧装置及び前記バイパス路よりも下流側で前記給水路に接続され、当該給水路から供給される水の圧力を利用して前記湯水混合装置に対して前記高温水を供給する高温水供給装置と、
前記湯水混合装置及び前記給水経路切替装置及び前記高温水供給装置の動作を制御する制御装置とを備え、
前記高温水供給装置は、湯水を前記高温水として貯える貯湯タンクと、前記貯湯タンクに貯えている湯水又は前記給水路から供給される水を加熱して前記高温水を生成する加熱装置とを有し、
前記高温水供給装置は、
前記給水路を流れる水が前記貯湯タンクに供給される第1流入状態、又は、前記給水路を流れる水が前記貯湯タンクを経由せずに前記加熱装置に供給される第2流入状態、又は、前記給水路を流れる水が前記貯湯タンクに供給されると共に前記貯湯タンクを経由せずに前記加熱装置にも供給される第3流入状態に切り替える流入状態切替装置、及び、
前記貯湯タンクに貯えられている湯水を前記加熱装置を経由して前記湯水混合装置へと流出させる第1流出状態、又は、前記貯湯タンクに貯えられている湯水を前記加熱装置を経由せずに前記湯水混合装置へと流出させる第2流出状態に切り替える流出状態切替装置を有し、
前記制御装置は、前記貯湯タンクを経由して前記高温水を前記湯水混合装置に供給することで前記熱消費装置に湯水が供給されているとき、前記バイパス路に水を流すように前記給水経路切替装置を動作させ、
前記貯湯タンクを経由して前記高温水を前記湯水混合装置に供給することで前記熱消費装置に湯水が供給されている状態で前記熱消費装置での湯水の消費が終了するとき、前記流入状態切替装置を前記第2流入状態又は前記第3流入状態に動作させる点にある。
また、流入側と流出側とに所定の状態切替装置を備えることとする。そして、流入状態切替装置によって、給水路を流れる水が貯湯タンクに供給される第1流入状態に切り替えられると、貯湯タンクに貯えられている湯水に、給水路から供給される水の圧力が加わる。その結果、貯湯タンクに貯えられている湯水を、給水路から供給される水の圧力を利用して湯水混合装置に対して供給できる。
流入状態切替装置によって、給水路を流れる水が貯湯タンクを経由せずに加熱装置に供給される第2流入状態に切り替えられると、加熱装置で加熱された後の湯水を、給水路から供給される水の圧力を利用して湯水混合装置に対して供給できる。また、貯湯タンクに貯えられている湯水には給水路から供給される水の圧力が加わらないので、給水路から供給される水の圧力によって貯湯タンクが故障するといった問題も回避できる。
流入状態切替装置によって、給水路を流れる水が貯湯タンクに供給されると共に貯湯タンクを経由せずに加熱装置にも供給される第3流入状態に切り替えられると、貯湯タンクに貯えられている湯水に、給水路から供給される水の圧力が加わることで、貯湯タンクに貯えられている湯水を、給水路から供給される水の圧力を利用して湯水混合装置に対して供給できると共に、加熱装置で加熱された後の湯水を、給水路から供給される水の圧力を利用して湯水混合装置に対して供給できる。
加えて、上記特徴構成によれば、流出状態切替装置によって、貯湯タンクに貯えられている湯水を加熱装置を経由して湯水混合装置へと流出させる第1流出状態に切り替えられると、貯湯タンクに貯えられている湯水を、加熱装置で昇温した上で、熱消費装置へと供給できる。つまり、貯湯タンクに蓄えている熱量が少なくても、熱消費装置に対して十分な熱を供給できる。
流出状態切替装置によって、貯湯タンクに貯えられている湯水を加熱装置を経由せずに湯水混合装置へと流出させる第2流出状態に切り替えられると、加熱装置で湯水の昇温を行うことなく、貯湯タンクに貯えられている湯水を熱消費装置へと供給できる。
また、制御装置は、貯湯タンクを経由して高温水を湯水混合装置に供給することで熱消費装置に湯水が供給されている状態で熱消費装置での湯水の消費が終了するとき、流入状態切替装置を第2流入状態又は第3流入状態に動作させる。つまり、給水路から高温水供給装置へ加わる水の圧力が加熱装置の方へと分散されることになるため、熱消費装置での湯水の消費が終了するときに高温水供給装置の内部での水圧が上昇するとしても、その圧力上昇が貯湯タンクのみで発生しないようになる。その結果、貯湯タンクが水圧によって故障するといった問題を回避できる。
前記湯水混合装置よりも下流側には、浴槽を含む複数の前記熱消費装置が比例弁を介して並列に接続され、
前記制御装置は、前記貯湯タンクを経由して前記高温水を前記湯水混合装置に供給することで前記複数の熱消費装置の内の前記浴槽以外の少なくとも一つの熱消費装置に湯水が供給されているとき、前記バイパス路に水を流すように前記給水経路切替装置を動作させ、
前記貯湯タンクを経由して前記高温水を前記湯水混合装置に供給することで前記少なくとも一つの熱消費装置に湯水が供給されている状態で当該少なくとも一つの熱消費装置での湯水の消費が終了するとき、前記浴槽に湯水が供給されるように前記比例弁を動作させる点にある。
また、制御装置は、貯湯タンクを経由して高温水を湯水混合装置に供給することで、浴槽以外の少なくとも一つの熱消費装置に湯水が供給されている状態で当該少なくとも一つの熱消費装置での湯水の消費が終了するとき、浴槽に湯水が供給されるように比例弁を動作させる。つまり、給水路から高温水供給装置へ加わる水の圧力が浴槽の方へと分散されることになるため、少なくとも一つの熱消費装置での湯水の消費が終了するときに高温水供給装置の内部での水圧が上昇するとしても、その圧力上昇が貯湯タンクのみで発生しないようになる。その結果、貯湯タンクが水圧によって故障するといった問題を回避できる。また、浴槽に供給される湯水は、湯水混合装置によって温度調節された後の湯水であるので、このように使用者の意図しないタイミングで浴槽に湯水が供給されたとしても、使用者に被害が及ぶ可能性を低くできる。
相対的に高温の高温水と相対的に低温の低温水とを混合して、熱消費装置に供給する設定温度の湯水を作る湯水混合装置と、
給水源から所定の給水圧で供給される水が流れる給水路と、
前記給水路の途中に設けられ、前記所定の給水圧で上流側から供給される水の圧力を低下させた上で下流側に流す減圧装置と、
前記減圧装置をバイパスして水を流すバイパス路と、
前記減圧装置に水を流すのか、又は、前記バイパス路に水を流すのかを切り替える給水経路切替装置と、
前記減圧装置及び前記バイパス路よりも下流側で前記給水路に接続され、当該給水路から供給される水の圧力を利用して前記湯水混合装置に対して前記高温水を供給する高温水供給装置と、
前記湯水混合装置及び前記給水経路切替装置及び前記高温水供給装置の動作を制御する制御装置とを備え、
前記高温水供給装置は、湯水を前記高温水として貯える貯湯タンクと、前記貯湯タンクに貯えている湯水又は前記給水路から供給される水を加熱して前記高温水を生成する加熱装置とを有し、
前記湯水混合装置よりも下流側には、浴槽を含む複数の前記熱消費装置が比例弁を介して並列に接続され、
前記制御装置は、前記貯湯タンクを経由して前記高温水を前記湯水混合装置に供給することで前記複数の熱消費装置の内の前記浴槽以外の少なくとも一つの熱消費装置に湯水が供給されているとき、前記バイパス路に水を流すように前記給水経路切替装置を動作させ、
前記貯湯タンクを経由して前記高温水を前記湯水混合装置に供給することで前記少なくとも一つの熱消費装置に湯水が供給されている状態で当該少なくとも一つの熱消費装置での湯水の消費が終了するとき、前記浴槽に湯水が供給されるように前記比例弁を動作させる点にある。
加えて、制御装置は、貯湯タンクを経由して高温水を湯水混合装置に供給することで少なくとも一つの熱消費装置に湯水が供給されているとき、バイパス路に水を流すように給水経路切替装置を動作させる。つまり、貯湯タンクを経由して高温水を湯水混合装置に供給することで少なくとも一つの熱消費装置に湯水が供給されている状態では、貯湯タンクを経由して少なくとも一つの熱消費装置へと湯水が流れ出しているため、貯湯タンクの内部の水圧が非常に高くなることもない。その結果、バイパス路を通った相対的に高圧の水が貯湯タンクへと供給されているとしても、貯湯タンクが水圧によって故障するといった問題を回避でき、且つ、少なくとも一つの熱消費装置へは相対的に圧力の高い高温水を供給できる。
また、制御装置は、貯湯タンクを経由して高温水を湯水混合装置に供給することで、浴槽以外の少なくとも一つの熱消費装置に湯水が供給されている状態で当該少なくとも一つの熱消費装置での湯水の消費が終了するとき、浴槽に湯水が供給されるように比例弁を動作させる。つまり、給水路から高温水供給装置へ加わる水の圧力が浴槽の方へと分散されることになるため、少なくとも一つの熱消費装置での湯水の消費が終了するときに高温水供給装置の内部での水圧が上昇するとしても、その圧力上昇が貯湯タンクのみで発生しないようになる。その結果、貯湯タンクが水圧によって故障するといった問題を回避できる。また、浴槽に供給される湯水は、湯水混合装置によって温度調節された後の湯水であるので、このように使用者の意図しないタイミングで浴槽に湯水が供給されたとしても、使用者に被害が及ぶ可能性を低くできる。
前記高温水供給装置は、
前記給水路を流れる水が前記貯湯タンクに供給される第1流入状態、又は、前記給水路を流れる水が前記貯湯タンクを経由せずに前記加熱装置に供給される第2流入状態、又は、前記給水路を流れる水が前記貯湯タンクに供給されると共に前記貯湯タンクを経由せずに前記加熱装置にも供給される第3流入状態に切り替える流入状態切替装置、及び、
前記貯湯タンクに貯えられている湯水を前記加熱装置を経由して前記湯水混合装置へと流出させる第1流出状態、又は、前記貯湯タンクに貯えられている湯水を前記加熱装置を経由せずに前記湯水混合装置へと流出させる第2流出状態に切り替える流出状態切替装置を有する点にある。
流入状態切替装置によって、給水路を流れる水が貯湯タンクを経由せずに加熱装置に供給される第2流入状態に切り替えられると、加熱装置で加熱された後の湯水を、給水路から供給される水の圧力を利用して湯水混合装置に対して供給できる。また、貯湯タンクに貯えられている湯水には給水路から供給される水の圧力が加わらないので、給水路から供給される水の圧力によって貯湯タンクが故障するといった問題も回避できる。
流入状態切替装置によって、給水路を流れる水が貯湯タンクに供給されると共に貯湯タンクを経由せずに加熱装置にも供給される第3流入状態に切り替えられると、貯湯タンクに貯えられている湯水に、給水路から供給される水の圧力が加わることで、貯湯タンクに貯えられている湯水を、給水路から供給される水の圧力を利用して湯水混合装置に対して供給できると共に、加熱装置で加熱された後の湯水を、給水路から供給される水の圧力を利用して湯水混合装置に対して供給できる。
加えて、上記特徴構成によれば、流出状態切替装置によって、貯湯タンクに貯えられている湯水を加熱装置を経由して湯水混合装置へと流出させる第1流出状態に切り替えられると、貯湯タンクに貯えられている湯水を、加熱装置で昇温した上で、熱消費装置へと供給できる。つまり、貯湯タンクに蓄えている熱量が少なくても、熱消費装置に対して十分な熱を供給できる。
流出状態切替装置によって、貯湯タンクに貯えられている湯水を加熱装置を経由せずに湯水混合装置へと流出させる第2流出状態に切り替えられると、加熱装置で湯水の昇温を行うことなく、貯湯タンクに貯えられている湯水を熱消費装置へと供給できる。
また、制御装置は、貯湯タンクを経由して高温水を湯水混合装置に供給することで熱消費装置に湯水が供給されている状態で熱消費装置での湯水の消費が終了するとき、減圧装置に水を流すように給水経路切替装置を動作させる。つまり、貯湯タンクに供給される水の圧力を相対的に低くすることができる。その結果、貯湯タンクが水圧によって故障するといった問題を回避できる。
給水路1は、バイパス路9が給水路1に合流する合流部5よりも下流側に位置する分岐部6で二手に分岐し、一方は湯水混合装置13としての混合弁に至る給水路1a(1)になり、他方は高温水供給装置20に至る給水路1b(1)となる。
図3は、熱消費装置14への湯水の供給が開始された直後での、湯水が流れる経路例を示す図である。この状態では、高温水供給装置20から熱消費装置14への湯水の流通が円滑になっておらず、貯湯タンク21の内部にも比較的大きな水圧が加わる。そのため、制御装置Cは、給水源10から供給される湯水の全量が減圧弁を流れるように三方弁11動作させて、貯湯タンク21の内部の水圧が非常に大きくならないように制御している。これにより、貯湯タンク21が水圧によって故障するなどの問題を回避できる。
<1>
上記実施形態では、給水経路切替装置11が三方弁を用いて構成される例を説明したが、他の装置を用いて給水経路切替装置11を構成することもできる。図9は、別実施形態の給湯システムの構成を具体的に説明する図である。この給湯システムでは、給水経路切替装置11が、バイパス路9に設けられた電磁弁(開閉弁)23を用いて構成されている。
制御装置Cが、電磁弁23(11)を閉止状態に動作させると、給水路1を流れる水はバイパス路9を流れることはできず、全て減圧弁12を通って流れる。これに対して、制御装置Cが、電磁弁23(11)を開放状態に動作させると、給水路1を流れる水は、減圧弁12よりも抵抗の小さいバイパス路9を流れる。このようにして、制御装置Cは、減圧弁12に水を流すのか、又は、バイパス路9に水を流すのかを、電磁弁23(11)を用いて切り替えることができる。
上記実施形態において、制御装置Cは、熱消費装置14としてのシャワーに高温水を供給する場合にのみ、給水経路切替装置11がバイパス路9を介した水の供給(例えば図4〜図8に示したような給湯)を行い、他の場合には減圧装置12を介した水の供給を行うような制御を実行してもよい。具体的には、制御装置Cは、使用者が情報入出力装置19を用いて熱消費装置14の一例としての浴槽への風呂湯張り・風呂追焚きの実行又は実行予約を行ったとき、その実行完了後の所定期間内での給湯はシャワーでの熱消費であると判定する。例えば、制御装置Cは、時刻19時に風呂湯張りを完了したとき、それから3時間(所定期間)の間のシャワー時間帯(時刻19時〜時刻22時)での給湯はシャワーでの熱消費であると判定する。そして、制御装置Cは、このシャワー時間帯で流量センサ18が給湯流量を検出すると、それはシャワーでの熱消費が発生したと判定して、上記図4〜図8に示したような給湯を行う。これに対して、制御装置Cは、シャワー時間帯以外の時間帯では、給水経路切替装置11が減圧装置12を介した水の供給を行うような制御を行う。
上記実施形態では、貯湯タンク21と加熱装置22とが一つの高温水供給装置20に含まれているように図示したが、貯湯タンク21と加熱装置22とは別々のシステムに設置されていてもよい。制御装置Cの制御下で、貯湯タンク21と加熱装置22とが高温水供給装置20として運用できれば、実際の製品でのパッケージの区分けに制限は無い。
2 出湯路
9 バイパス路
10 給水源
11 三方弁(給水経路切替装置)
12 減圧装置(減圧弁)
13 湯水混合装置(混合弁)
14 熱消費装置
15 三方弁(流出状態切替装置)
16 出湯水比例弁(比例弁)
17 三方弁(流入状態切替装置)
18 流量センサ
19 情報入出力装置
20 高温水供給装置
21 貯湯タンク
22 加熱装置
22A 温水器
25 注湯電磁弁
C 制御装置
Claims (5)
- 相対的に高温の高温水と相対的に低温の低温水とを混合して、熱消費装置に供給する設定温度の湯水を作る湯水混合装置と、
給水源から所定の給水圧で供給される水が流れる給水路と、
前記給水路の途中に設けられ、前記所定の給水圧で上流側から供給される水の圧力を低下させた上で下流側に流す減圧装置と、
前記減圧装置をバイパスして水を流すバイパス路と、
前記減圧装置に水を流すのか、又は、前記バイパス路に水を流すのかを切り替える給水経路切替装置と、
前記減圧装置及び前記バイパス路よりも下流側で前記給水路に接続され、当該給水路から供給される水の圧力を利用して前記湯水混合装置に対して前記高温水を供給する高温水供給装置と、
前記湯水混合装置及び前記給水経路切替装置及び前記高温水供給装置の動作を制御する制御装置とを備え、
前記高温水供給装置は、湯水を前記高温水として貯える貯湯タンクと、前記貯湯タンクに貯えている湯水又は前記給水路から供給される水を加熱して前記高温水を生成する加熱装置とを有し、
前記高温水供給装置は、
前記給水路を流れる水が前記貯湯タンクに供給される第1流入状態、又は、前記給水路を流れる水が前記貯湯タンクを経由せずに前記加熱装置に供給される第2流入状態、又は、前記給水路を流れる水が前記貯湯タンクに供給されると共に前記貯湯タンクを経由せずに前記加熱装置にも供給される第3流入状態に切り替える流入状態切替装置、及び、
前記貯湯タンクに貯えられている湯水を前記加熱装置を経由して前記湯水混合装置へと流出させる第1流出状態、又は、前記貯湯タンクに貯えられている湯水を前記加熱装置を経由せずに前記湯水混合装置へと流出させる第2流出状態に切り替える流出状態切替装置を有し、
前記制御装置は、前記貯湯タンクを経由して前記高温水を前記湯水混合装置に供給することで前記熱消費装置に湯水が供給されているとき、前記バイパス路に水を流すように前記給水経路切替装置を動作させ、
前記貯湯タンクを経由して前記高温水を前記湯水混合装置に供給することで前記熱消費装置に湯水が供給されている状態で前記熱消費装置での湯水の消費が終了するとき、前記流入状態切替装置を前記第2流入状態又は前記第3流入状態に動作させる給湯システム。 - 前記湯水混合装置よりも下流側には、浴槽を含む複数の前記熱消費装置が比例弁を介して並列に接続され、
前記制御装置は、前記貯湯タンクを経由して前記高温水を前記湯水混合装置に供給することで前記複数の熱消費装置の内の前記浴槽以外の少なくとも一つの熱消費装置に湯水が供給されているとき、前記バイパス路に水を流すように前記給水経路切替装置を動作させ、
前記貯湯タンクを経由して前記高温水を前記湯水混合装置に供給することで前記少なくとも一つの熱消費装置に湯水が供給されている状態で当該少なくとも一つの熱消費装置での湯水の消費が終了するとき、前記浴槽に湯水が供給されるように前記比例弁を動作させる請求項1に記載の給湯システム。 - 相対的に高温の高温水と相対的に低温の低温水とを混合して、熱消費装置に供給する設定温度の湯水を作る湯水混合装置と、
給水源から所定の給水圧で供給される水が流れる給水路と、
前記給水路の途中に設けられ、前記所定の給水圧で上流側から供給される水の圧力を低下させた上で下流側に流す減圧装置と、
前記減圧装置をバイパスして水を流すバイパス路と、
前記減圧装置に水を流すのか、又は、前記バイパス路に水を流すのかを切り替える給水経路切替装置と、
前記減圧装置及び前記バイパス路よりも下流側で前記給水路に接続され、当該給水路から供給される水の圧力を利用して前記湯水混合装置に対して前記高温水を供給する高温水供給装置と、
前記湯水混合装置及び前記給水経路切替装置及び前記高温水供給装置の動作を制御する制御装置とを備え、
前記高温水供給装置は、湯水を前記高温水として貯える貯湯タンクと、前記貯湯タンクに貯えている湯水又は前記給水路から供給される水を加熱して前記高温水を生成する加熱装置とを有し、
前記湯水混合装置よりも下流側には、浴槽を含む複数の前記熱消費装置が比例弁を介して並列に接続され、
前記制御装置は、前記貯湯タンクを経由して前記高温水を前記湯水混合装置に供給することで前記複数の熱消費装置の内の前記浴槽以外の少なくとも一つの熱消費装置に湯水が供給されているとき、前記バイパス路に水を流すように前記給水経路切替装置を動作させ、
前記貯湯タンクを経由して前記高温水を前記湯水混合装置に供給することで前記少なくとも一つの熱消費装置に湯水が供給されている状態で当該少なくとも一つの熱消費装置での湯水の消費が終了するとき、前記浴槽に湯水が供給されるように前記比例弁を動作させる給湯システム。 - 前記高温水供給装置は、
前記給水路を流れる水が前記貯湯タンクに供給される第1流入状態、又は、前記給水路を流れる水が前記貯湯タンクを経由せずに前記加熱装置に供給される第2流入状態、又は、前記給水路を流れる水が前記貯湯タンクに供給されると共に前記貯湯タンクを経由せずに前記加熱装置にも供給される第3流入状態に切り替える流入状態切替装置、及び、
前記貯湯タンクに貯えられている湯水を前記加熱装置を経由して前記湯水混合装置へと流出させる第1流出状態、又は、前記貯湯タンクに貯えられている湯水を前記加熱装置を経由せずに前記湯水混合装置へと流出させる第2流出状態に切り替える流出状態切替装置を有する請求項3に記載の給湯システム。 - 前記制御装置は、前記貯湯タンクを経由して前記高温水を前記湯水混合装置に供給することで前記熱消費装置に湯水が供給されているとき、前記バイパス路に水を流すように前記給水経路切替装置を動作させ、
前記貯湯タンクを経由して前記高温水を前記湯水混合装置に供給することで前記熱消費装置に湯水が供給されている状態で前記熱消費装置での湯水の消費が終了するとき、前記減圧装置に水を流すように前記給水経路切替装置を動作させる請求項1〜4の何れか一項に記載の給湯システム。
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