JP2020038030A

JP2020038030A - 給湯システム

Info

Publication number: JP2020038030A
Application number: JP2018165026A
Authority: JP
Inventors: 荒木　洋一; Yoichi Araki; 洋一荒木
Original assignee: RB Controls Co Ltd
Current assignee: RB Controls Co Ltd
Priority date: 2018-09-04
Filing date: 2018-09-04
Publication date: 2020-03-12
Anticipated expiration: 2038-09-04
Also published as: JP7130329B2

Abstract

【課題】従来の給湯システムは吐出部を開栓すると直ちに所定の温度の湯水が吐出される点では便利ではあるが、ホテルなどの大型の商用施設に設置される装置であるので、小規模な一般的な家庭に設置するには不向きである。
【解決手段】循環通路の途中に加熱手段を備えたリザーブタンクを設け、このリザーブタンク内の温水を吸い出して循環通路内に循環させるように上記ポンプを配設し、このポンプの吐出側と上記分岐部との間に混合槽を設け、この混合槽に対して流量を可変制御する閉弁機能付きの水量サーボを介して上水管を接続するとともに、給湯装置からの温水を閉弁機能付きの水量サーボを介して任意の比率で二方向へ分配し、かつ、その分配比率を可変制御する分流サーボの一方の分配口を上記混合槽に接続し、更に、他方の分配口を上記リザーブタンクに接続する。
【選択図】図１

Description

本発明は、主に家庭の浴室内に設けられたシャワーなどの吐出部から即出湯することのできる給湯システムに関する。

蛇口やシャワーなどの吐出部を開栓すると直ちに温水が吐出される即出湯を可能にするために、常に温水を循環させる循環通路を設けると共に、その循環通路の一部に給湯装置の熱交換器を直列に接続させ、循環通路内の湯温が低下すると給湯装置のガスバーナを燃焼させて循環通路内の湯水を加熱するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

このものでは、循環通路内の水温は常に設定された水温が保持されているので、シャワーなどの吐出部を開栓すると直ちに所定の温度の温水が吐出されるように構成されている。なお、このような即出湯が可能な給湯システムはホテルなどの比較的大規模な建物に設置されるように設計されている。

特開２０１２−１３２４３号公報（図１）

上記従来の給湯システムは吐出部を開栓すると直ちに所定の温度の湯水が吐出される点では便利ではあるが、ホテルなどの大型の商用施設に設置される装置であるので、小規模な一般的な家庭に設置するには不向きである。

また、温水が常時循環しているので、循環通路から常に放熱することになり、省エネ上望ましくない一方、家庭では即出湯とはいいながら多少であれば出湯までに時間を要しても省エネ的に優れていれば出湯までに時間を要しても許容される。

そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、一般的な家庭用として設置することが可能な給湯システムを提供することを課題とする。

上記課題を解決するために本発明による給湯システムは、ポンプによって温水が循環する循環通路に温水の供給口である吐出部に温水を分岐する分岐部を設け、この分岐部と吐出部との間に設けられた開閉手段が開口すると、循環通路内の温水が吐出部から吐出される給湯システムにおいて、上記循環通路の途中に加熱手段を備えたリザーブタンクを設け、このリザーブタンク内の温水を吸い出して循環通路内に循環させるように上記ポンプを配設し、このポンプの吐出側と上記分岐部との間に混合槽を設け、この混合槽に対して流量を可変制御する閉弁機能付きの水量サーボを介して上水管を接続するとともに、給湯装置からの温水を閉弁機能付きの水量サーボを介して任意の比率で二方向へ分配し、かつ、その分配比率を可変制御する分流サーボの一方の分配口を上記混合槽に接続し、更に、他方の分配口を上記リザーブタンクに接続したことを特徴とする。

吐出部は循環通路から分岐された温水を吐出するが、その循環通路には、給湯装置から供給される温水の他に、リザーブタンクに貯留されポンプによって循環通路に送出される温水が流れる。このように構成されているので、給湯装置からの温水の供給が遅れる場合にはリザーブタンクからの温水を供給することによって吐出部からの温水の吐出が遅れないようにする。

なお、リザーブタンク内に温水が長時間残留すると温水内に雑菌が繁殖するおそれでが生じる。そこで、上記加熱手段によりリザーブタンク内の残水を加熱して、リザーブタンク内の残水の殺菌を行うようにすることが望ましい。

このように加熱手段による加熱によって殺菌を行ってもよいが、上記リザーブタンク内の殺菌灯を設置し、この殺菌灯によってリザーブタンク内の残水を殺菌できるようにしてもよい。

また、本発明による給湯システムを長時間使用しない場合には、上記吐出部に設けた開閉手段を開口した状態で上記ポンプを作動させ、上記リザーブタンク内の残水を排出する排水モードを備えることが望ましい。

ところで、上記リザーブタンクを外気に対して閉鎖する閉鎖手段を設け、この閉鎖手段によりリザーブタンクを外気に対して遮断している状態で、上記分流サーボによって給湯装置をリザーブタンクに接続し、リザーブタンク内の圧力を給湯装置からの吐出圧に上昇させ、更に、そのリザーブタンク内の温水を上記ポンプによって揚程して、上記吐出圧にこの揚程分を加圧して上記吐出部に供給する高圧モードを備えることができる。

以上の説明から明らかなように、本発明は、吐出部に対して給湯装置とリザーブタンクとの双方から温水を供給できるように構成されているので、常時給湯装置を稼働させなければならない従来の給湯システムより小型に構成することができ、家庭に適用しやすくなる。

本発明の一実施の形態の構成を示す図特定の給湯状態での湯水の流れを示す図特定の給湯状態での湯水の流れを示す図特定の給湯状態での湯水の流れを示す図

図１を参照して、本発明による給湯システムの構成の一例を説明する。１は上水管から供給される冷水を加熱して温水として給湯する給湯装置である。給湯装置１から給湯される温水は温水の浴室への供給口である吐出部２に供給され、これら吐出部２から浴室内へと供給される。吐出部２は本実施の形態では３種類設けられている。第１のものはハンドシャワ２１であり、第２はカラン２２であり、第３は浴室の天井に設けられた大型シャワ２３である。各吐出部２は循環通路４１に設けられた分岐部４２から分岐された温水が供給されるように配管されているが、各吐出部２の端部には電磁制御式の開閉弁２１ａ，２２ａ，２３ａが設けられている。これら３個の開閉弁２１ａ，２２ａ，２３ａは常閉であり、いずれかの吐出部２のうちの少なくとも１つに対して吐出操作がされると開弁するように制御される。

上記給湯装置１の吐出側には水量サーボ３１を介して分流サーボ３が接続されている。水量サーボとは外部からの制御信号によって開度が増減し、通過する水量を制御するものであって、別途水量を変更する信号を受信するまでは先に設定された水量を保持するものである。なお、この水量サーボ３１は閉弁機能を備えており、開度を閉弁状態から全開状態まで任意の開度で保持することができる。また、分流サーボとは入水された温水を二方向に対して任意の比率で分配するものである。そして、本実施の形態における分流サーボ３は、分流した一方をリザーブタンク５に接続し、他方を混合槽４に接続している。

この混合槽４には、上記水量サーボ３１と同様の水量サーボ７１を介して上水管７が接続されている。この上水管７からは室温程度の冷水が供給される。したがって、上記混合槽４では、この上水管７を通ってきた冷水と、上記給湯装置からの温水とか混合されることになる。混合された温水は循環通路４１を通って上記リザーブタンク５に戻る。なお、この循環通路４１には分岐部４２と電磁式の開閉弁４３とが設けられている。

この分岐部４２から浴室内に設けられた吐出部２に循環通路４１内の温水を分岐する。本実施の形態では、吐出部２として、ハンドシャワ２１、カラン２２、及び天井に設けた大型シャワ２３を浴室内に設けている。これら３種類の吐出部２１，２２，２３にはそれぞれ上記開閉弁４３と同様の電磁式の開閉弁２１ａ，２２ａ，２３ａが設けられている。従って、これら３つの開閉弁２１ａ，２２ａ，２３ａが閉弁している状態では、いずれの吐出部２からも温水は吐出しない。そして、例えばハンドシャワ２１から温水を吐出させたい場合には、開閉弁２１ａを開弁する。

上記リザーブタンク５には、ポンプ６が接続されており、このポンプ６によってリザーブタンク５内の温水が吸い出されると、その吸い出された温水は配管６１を通って上記混合槽４に供給される。また、このリザーブタンク５にはリザーブタンク５内の圧力を大気圧と同じにする排気管が設けられており、その排気管には開閉弁５１が設けられている。この開閉弁５１は通常は開弁状態であるが、閉弁信号を受信すると閉弁するように機能する。また、このリザーブタンク５の内部には、リザーブタンク５内の残水を殺菌するための殺菌灯５２が設けられている。この殺菌灯５２は紫外線ＬＥＤを備えており、温水に対して紫外線を照射することによってリザーブタンク５内の温水を殺菌するものである。また、ヒータ５３が設けられている。このヒータ５３はリザーブタンク５内の温水を適温に加熱する機能のほかに、適温以上の高温に加熱してリザーブタンク５内の温水を加熱殺菌するためにも用いられる。さらに、このリザーブタンク５には３個の水位センサが設けられている。すなわち、最低水位を検知する水位センサ５４Ｌと最高水位を検知する水位センサ５４Ｈと、安全のため満水状態を検知する水位センサ５５とが設けられている。以上の構成を備えた給湯システムの作用について以下に説明する。なお、図示しないが、上記給湯システムの各所に必要に応じて温水の温度を検知する温度センサが設けられている。

図２（ａ）を参照して、本給湯システムの作動開始直後は給湯装置１から送出される温水の水温は十分に上昇していない。そのため、そのような冷たい水を吐出部２に供給することはできない。そこで、水量サーボ３１を全開にすると共に、分流サーボ３の分流比率を変更して、給湯装置１から供給される温水（低温）のすべてをリザーブタンク５に導く。なお、上水管７の水量サーボ７１は閉弁状態にしておく。従って、混合槽４には給湯装置１からの温水、および上水管７からの冷水が共に供給されないので、循環通路４１には温水が循環しない。吐出部２にに対して上述のように温水を供給する状態ではないので、３つの開閉弁２１ａ，２２ａ，２３ａはすべて閉弁状態にしておく。なお、循環通路４１の開閉弁４３は閉弁状態であっても支障はないが、本実施の形態では開弁状態にしておく。この状態では、給湯装置１からの温水はすべてリザーブタンク５に流れる。なお、開閉弁５１は開弁状態であり、かつ、殺菌灯５２を点灯し、さらに、ヒータ５３によってリザーブタンク５内の水温を所定の温水温度になるように加熱している。

図２（ｂ）を参照して、給湯装置１からの出湯温度が所定の水温に到達すると、上記分流サーボ３の分流比率を変更して、給湯装置１から出湯される温水のすべてが混合槽４に流れるように切り替える。給湯装置１から送出される温水の水温は吐出部２から吐出される際の水温よりも高く設定しておき、混合槽４内での水温が吐出部２から吐出される温度になるように、水量サーボ７１の開度を調節して、この混合槽４において給湯装置１からの温水と上水管７からの冷水とを混合する。混合されて適温になった温水は、循環通路４１から分岐部４２を通ってリザーブタンク５へと流れる。なお、この状態で吐出部２から温水が吐出できる状態になっているが、開閉弁２１ａ，２２ａ，２３ａが閉弁しているので、吐出部２から温水は吐出されない。

図３（ａ）を参照して、図示しない吐出操作が、例えばハンドシャワ２１に関して行われると、ハンドシャワ２１に対して設けられている開閉弁２１ａを開弁する。また、本実施の形態では同時に開閉弁４３を閉弁することによって循環通路４１を流れる温水のすべてがハンドシャワ２１に供給されるようにする。ただし、ハンドシャワ２１に対して設けられている開閉弁２１ａが断続して開閉を繰り返す場合には、開閉弁２１ａが閉弁すると給湯装置１からの温水の送出が停止する。すると、給湯装置１内のガスバーナが消火し、再び開閉弁２１ａが開弁した際に給湯装置１内のガスバーナが再点火することになり、給湯装置１から送出される温水の水温が安定しない。そこで、分流サーボ３の分配比率を調整し、給湯装置１から送出される温水の一部が直接リザーブタンク５にも流れるようにしておくことによって、ハンドシャワ２１の開閉弁２１ａが閉弁しても、給湯装置１からの温水の送出が停止しないようにして、給湯装置１から送出される温水の水温が安定するようにした。

図３（ｂ）を参照して、上述の一連の動作中において常にリザーブタンク５に冷水または温水が供給され続ける。その結果、リザーブタンク５内の水位は上昇し続ける。水位が、水位センサ５４Ｈが設けられてる位置まで上昇すると、一旦給湯装置１の作動を停止する。それだけでは、混合槽４への温水の供給が停止するので、リザーブタンク５内に貯留されている温水をポンプ６によって混合槽４に供給する。この状態では、リザーブタンク５内の温水はポンプ６から混合槽４を経て循環通路４１からリザーブタンク５に戻るように循環する。この状態で、例えば上述のようにハンドシャワ２１からの温水吐出操作が行われると、図３（ａ）で説明したように、開閉弁２１ａが開弁すると共に、開閉弁４３が閉弁し、循環通路４１内の温水はハンドシャワ２１から吐出する。このように、リザーブタンク５内の温水が吐出部２のいずれかから吐出し続けると、リザーブタンク５内に貯留されている温水は減少していき、水位が低下する。リザーブタンク５内の水位が水位センサ５４Ｌの位置まで低下すると、上記図２（ｂ）に示す状態に戻り、ポンプ６を停止させると共に、給湯装置１を再度作動させて、リザーブタンク５内の温水の代わりに給湯装置１から送出される温水を使用して吐出部２からの温水の吐出に備える状態になる。

上述の作動では、吐出部２から温水が吐出される場合の水圧は、給湯装置１から送出される水圧またはポンプ６によって揚程される水圧のいずれかになる。ポンプ６による水圧は上水管７から混合槽４への冷水の流れ込みを許容しなければならないので、上水管７の給水圧力とほぼ同じ水圧にする必要がある。給湯装置１が送出する水圧もこの上水管７の給水圧力とほぼ同じ圧力である。従って、吐出部２から吐出される際の水圧も上水管７の給水圧力とほぼ同じになる。吐出部２からの吐出圧力を高めることを希望する場合には、図４に示すように、リザーブタンク５内の圧力を大気圧に開放している開閉弁５１を閉弁し、リザーブタンク５が密閉された状態下で分流サーボ３の分配比率を変更して、給湯装置１から送出される温水のすべてがリザーブタンク５に流れるように切り替える。すると、リザーブタンク５内の圧力は、給湯装置１からの温水の送出圧力まで高まる。この状態で、ポンプ６を作動させて、さらにポンプ６の揚程分の圧力を加え、上記給水圧力のほぼ２倍の水圧の温水を混合槽４に供給する。供給された高圧の温水は循環通路４１から分岐部４２を通って吐出部のいずれかに供給される。本実施の形態では、ハンドシャワ２１から高圧の温水を吐出するようにしている。

ところで、上述のように、本実施の形態で示した給湯システムでは、作動中は常にリザーブタンク５内に温水が貯留されることになる。この給湯システムがメイン操作によって停止されると、リザーブタンク５内の温水を排出する必要が生じる。この場合には、例えばカラン２２について設けられている開閉弁２２ｂを自動で開弁させ、さらにポンプ６を作動させると共に、循環通路４１の開閉弁４３を閉弁して、リザーブタンク５内に残留している温水をポンプ６によってすべてカラン２２から排出する。

なお、本発明は上記した形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもかまわない。

１給湯装置
２吐出部
３分流サーボ
４混合槽
５リザーブタンク
６ポンプ
７上水管
２１ハンドシャワ
２２カラン
２３大型シャワ
３１水量サーボ
４１循環通路
４２分岐部
５１開閉弁
５２殺菌灯
５３ヒータ
５４Ｈ水位センサ
５４Ｌ水位センサ
５５水位センサ
７１水量サーボ

Claims

ポンプによって温水が循環する循環通路に温水の供給口である吐出部に温水を分岐する分岐部を設け、この分岐部と吐出部との間に設けられた開閉手段が開口すると、循環通路内の温水が吐出部から吐出される給湯システムにおいて、上記循環通路の途中に加熱手段を備えたリザーブタンクを設け、このリザーブタンク内の温水を吸い出して循環通路内に循環させるように上記ポンプを配設し、このポンプの吐出側と上記分岐部との間に混合槽を設け、この混合槽に対して流量を可変制御する閉弁機能付きの水量サーボを介して上水管を接続するとともに、給湯装置からの温水を閉弁機能付きの水量サーボを介して任意の比率で二方向へ分配し、かつ、その分配比率を可変制御する分流サーボの一方の分配口を上記混合槽に接続し、更に、他方の分配口を上記リザーブタンクに接続したことを特徴とする給湯システム。
上記加熱手段によりリザーブタンク内の残水を加熱して、リザーブタンク内の残水の殺菌を行うことができるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の給湯システム。
上記リザーブタンク内の殺菌灯を設置し、この殺菌灯によってリザーブタンク内の残水を殺菌できるようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の給湯システム。
上記吐出部に設けた開閉手段を開口した状態で上記ポンプを作動させ、上記リザーブタンク内の残水を排出する排水モードを備えたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の給湯システム。
上記リザーブタンクを外気に対して閉鎖する閉鎖手段を設け、この閉鎖手段によりリザーブタンクを外気に対して遮断している状態で、上記分流サーボによって給湯装置をリザーブタンクに接続し、リザーブタンク内の圧力を給湯装置からの吐出圧に上昇させ、更に、そのリザーブタンク内の温水を上記ポンプによって揚程して、上記吐出圧にこの揚程分を加圧して上記吐出部に供給する高圧モードを備えたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の給湯システム。