JP3663933B2

JP3663933B2 - 風呂熱利用給湯システム

Info

Publication number: JP3663933B2
Application number: JP25652398A
Authority: JP
Inventors: 竹司渡辺; 志郎竹下; 昌宏尾浜; 吉継西山; 松本　　聡
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-09-10
Filing date: 1998-09-10
Publication date: 2005-06-22
Anticipated expiration: 2018-09-10
Also published as: JP2000088347A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は風呂熱利用の貯湯式給湯システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の給湯システムは特開平４−１０６３７０号公報に示す如きものがある。以下、従来の技術について図面に基づき説明する。図６は従来の給湯システムの構成図である。図６において、貯湯タンク１の下部室１ｂの水を給湯ポンプ３０の運転により熱交換器４に流して浴槽５の残湯水と熱交換して再び貯湯タンク１の下部室１ｂへ戻す。そして、圧縮機３１からの凝縮熱を利用して凝縮器３２で放熱し、貯湯タンク１の上部室１ａおよび下部室１ｂの水を加熱し、貯湯するシステムである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の給湯システムでは、浴槽５の残湯と熱交換する貯湯タンク１内の下部室１ｂの水をヒートポンプでも同時に加熱する。このため、ヒートポンプ、電気ヒータなどの他熱源と併用して残湯熱回収運転した場合に、貯湯タンク１内の下部室１ｂの水温は時間経過とともに上昇し、逆に浴槽の残湯温度は熱を奪われるため低下する。そして、他熱源の加熱能力が大きいため貯湯タンク内の湯温は急激に上昇して、短時間で浴槽の残湯温度と同温度に達する。従って、浴槽の残湯熱を効率よく回収できない。
【０００４】
本発明は上記課題を解決するものであり、浴槽の残り湯が有している熱エネルギーを効率よく回収して、省エネルギー化をはかるとともに限られた時間内、例えば深夜時間帯内で貯湯タンク全体を沸き上げ湯切れを防止することを主目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明は、貯湯タンク内の上部および下部に設けた第１加熱手段と第２加熱手段と、第２加熱手段より貯湯タンク内の下方あるいは少なくとも同位置に設けて貯湯タンク内媒体と浴槽水を熱交換する熱交換器と、浴槽残湯水から貯湯タンク内媒体への熱交換終了を検出する検出手段と、浴槽残湯水からの熱回収運転時に第１加熱手段を運転開始して、その後、検出手段の信号を受けて第１加熱手段を通電停止するとともに第２加熱手段を通電開始する制御手段を備えた風呂熱利用給湯システムである。
【０００６】
以上の構成により、風呂廃熱回収運転において、運転開始とともに上部の第１加熱手段を運転開始して、第１加熱手段より上部の貯湯タンク内の水を沸き上げ、また同時に、第１加熱手段より下部の貯湯タンク内の水を浴槽残湯水で中温まで沸き上げる。そして、貯湯タンク内の熱交換器近傍の湯温と熱交換器へ流入する浴槽残湯水の温度が所定温度差に達した時、上部の第１加熱手段を通電停止するとともに下部の第２加熱手段を通電開始する。そして、下部の第２加熱手段を用いて貯湯タンク内の中温水を高温まで沸き上げる。従って、浴槽の残り湯を熱回収する場合に加熱手段で加熱された湯と浴槽の残り湯が熱交換しないため、効率よく熱回収でき、省エネルギーとなる。また、熱回収運転時に上部あるいは下部の加熱手段のいづれかを同時運転するため、深夜時間帯など所定時間内で充分に貯湯タンク内の水を沸き上げることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、貯湯タンク内の上部および下部に設けた第１加熱手段と第２加熱手段と、第２加熱手段より貯湯タンク内の下方あるいは少なくとも同位置に設けて貯湯タンク内媒体と浴槽水を熱交換する熱交換器と、浴槽残湯水から貯湯タンク内媒体への熱交換終了を検出する検出手段と、浴槽残湯水からの熱回収運転時に第１加熱手段を運転開始して、その後、検出手段の信号を受けて第１加熱手段を通電停止するとともに第２加熱手段を通電開始する制御手段を備えた風呂熱利用給湯システムであり、風呂廃熱回収運転において、運転開始とともに上部の第１加熱手段を運転開始して、第１加熱手段より上部の貯湯タンク内の水を沸き上げる。また同時に、第１加熱手段より下部の貯湯タンク内の水を浴槽残湯水で中温まで沸き上げる。そして、貯湯タンク内の熱交換器近傍の湯温と熱交換器へ流入する浴槽残湯水の温度が所定温度差に達した時、上部の第１加熱手段を通電停止するとともに下部の第２加熱手段を通電開始する。そして、下部の第２加熱手段を用いて貯湯タンク内の中温水を高温まで沸き上げる。
【０００８】
従って、浴槽の残り湯を熱回収する場合に加熱手段で加熱された湯と浴槽の残り湯が熱交換しないため、効率よく熱回収でき、省エネルギーとなる。また、熱回収運転時に上部あるいは下部の加熱手段のいづれかを同時運転するため、深夜時間帯など所定時間内で充分に貯湯タンク内の水を沸き上げることができる。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、貯湯タンク上方の所定位置の湯温を検出する湯温検出手段と、湯温検出手段の信号を受けて所定温度以上の場合には第１加熱手段および第２加熱手段を非通電にして浴槽残湯水の熱回収をおこなう運転制御手段と、検出手段の信号を受けて第２加熱手段を通電開始する制御手段を備えた風呂熱利用給湯システムであり、熱回収運転開始時に貯湯タンク内の上部の所定量の湯温が所定温度以上の場合、すなわち、貯湯タンク内に高温残湯水が所定量貯湯されている場合に、加熱手段を非通電にして浴槽残湯水の熱回収をおこない、熱交換器へ送られた浴槽の残湯水で貯湯タンク内の高温残湯水より下部（低位置）の給水された水量全体を次第に沸き上げ、貯湯タンク内の熱交換器近傍の湯温と熱交換器へ流入する浴槽残湯水の温度が所定温度差に達した時、下部の第２加熱手段を通電開始して貯湯タンク内の中温水を高温まで沸き上げる。従って、加熱手段の運転時間が少なくても充分に沸き上げることができ、貯湯タンク上部の高温湯の放熱ロスも少なく、省エネ化と湯量不足解消を達成する。
【００１０】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。なお、従来例および各実施例において、同じ構成、同じ動作をするものについては同一符号を付し、一部説明を省略する。
【００１１】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１の風呂熱利用給湯システムの構成図である。図１において、１は貯湯タンク、２は第１加熱手段であり、貯湯タンク１内の上部に設けられている。３は第２加熱手段であり、貯湯タンク１内の下部に設けられている。４は熱交換器であり、第２加熱手段３より貯湯タンク１内の下方あるいは少なくとも同位置に設けて、貯湯タンク１内媒体と浴槽５の水と熱交換する。６は検出手段であり、貯湯タンク１内の熱交換器４近傍の湯温を検出する温度検出手段７の検出温度と熱交換器４へ流入する浴槽残湯水の温度を検出する残湯温度検出手段８の検出温度が所定温度差に達した時、浴槽残湯水の熱回収終了を検出する。９は制御手段であり、浴槽残湯水からの熱回収運転時に第１加熱手段２を運転開始して、その後、検出手段６の信号を受けて第１加熱手段２を通電停止するとともに第２加熱手段３を通電開始する。１０は風呂ポンプであり、浴槽５の残湯水を熱交換器４へ送り、貯湯タンク１と浴槽５の設置距離が長い場合に必要となる。
【００１２】
そして、制御手段９の信号を受けて熱回収運転時に運転し、熱回収運転停止時に運転停止する。
【００１３】
以上の構成において、その動作、作用について説明する。風呂廃熱回収運転において、運転開始とともに上部の第１加熱手段２を運転開始して、第１加熱手段２より上部の貯湯タンク１内の水を沸き上げる。また同時に、第１加熱手段２より下部の貯湯タンク１内の水を浴槽５の残湯水で中温まで沸き上げる。そして、貯湯タンク１内の熱交換器４近傍の湯温と熱交換器４へ流入する浴槽５の残湯水の温度が所定温度差に達した時、上部の第１加熱手段２を通電停止するとともに下部の第２加熱手段３を通電開始する。そして、下部の第２加熱手段３を用いて貯湯タンク内の中温水を高温まで沸き上げる。従って、浴槽の残り湯を熱回収する場合に加熱手段で加熱された湯と浴槽の残り湯が熱交換しないため、効率よく熱回収でき、省エネルギーとなる。また、熱回収運転時に上部あるいは下部の加熱手段のいづれかを同時運転するため、深夜時間帯など所定時間内で充分に貯湯タンク内の水を沸き上げることができる。
【００１４】
また、検出手段６の他の方法として、運転開始時の熱交換器４近傍の温度検出手段７の検出温度と運転開始時の浴槽の残湯温度検出手段８の検出温度から、両温度の差が所定温度差内に達する時間を予め演算して、この演算結果に基づいてタイマーで設定し、熱回収終了の検出をおこなっても同様の効果がある。
【００１５】
（実施例２）
図２は本発明の実施例２の風呂熱利用給湯システムの構成図である。図２において、１１は湯温検出手段であり、貯湯タンク１内の上部の所定量の位置の湯温を検出する。１２は運転制御手段であり、湯温検出手段の信号を受けて所定温度以上の場合には第１加熱手段２および第２加熱手段３を非通電にして浴槽残湯水の熱回収をおこなう。１３は制御手段であり、検出手段６の信号を受けて第２加熱手段３を通電開始する。
【００１６】
以上の構成において、その動作、作用について説明する。熱回収運転開始時に貯湯タンク１内の上部の所定量の湯温が所定温度以上の場合、すなわち、貯湯タンク１内に高温残湯水が所定量貯湯されている場合に、第１加熱手段２および第２加熱手段３を非通電にして浴槽５の残湯水の熱回収をおこない、熱交換器４へ送られた浴槽５の残湯水で貯湯タンク１内の高温残湯水より下部（低位置）の給水された水量全体を次第に沸き上げ、貯湯タンク内の熱交換器４近傍の湯温と熱交換器４へ流入する浴槽５の残湯水の温度が所定温度差に達した時、下部の第２加熱手段３を通電開始して貯湯タンク１内の中温水を高温まで沸き上げる。従って、加熱手段の運転時間が少なくても充分に沸き上げることができ、貯湯タンク上部の高温湯の放熱ロスも少なく、省エネ化と湯量不足解消を達成する。
【００１７】
（実施例３）
図３は本発明の実施例３の風呂熱利用給湯システムの構成図である。図３において、貯湯タンク内の水の流れを実線矢印で表わす。１４は加熱手段であり、貯湯タンク１の上部に設けられている。１５は給湯ポンプであり、貯湯タンク１の下部から上部へ水を流す。１６は熱交換器であり、給湯ポンプ１５の循環回路に設けられている。１７は風呂熱交換器であり、熱交換器１６と熱交換関係を有する。１８は浴槽であり、風呂熱交換器１７と連通する。
【００１８】
以上の構成において、その動作、作用について説明する。熱回収運転において、給湯ポンプ１５を用いて貯湯タンク１の下部の給水を熱交換器１６へ送り、浴槽５の残湯水と熱交換して昇温した中温水を貯湯タンク１の上部へ循環させる。そして、貯湯タンク１上部の加熱手段１４で高温に加熱する。よって、浴槽５の残湯水と熱交換する貯湯タンク１内の水は絶えず初期給水温であるため、浴槽残湯水が運転時間とともに温度降下しても浴槽の残湯を給水温度と略同温度まで熱回収できる。よって、浴槽の残湯熱を効率よく回収できる。
【００１９】
（実施例４）
図４は本発明の実施例４の風呂熱利用給湯システムの構成図である。図４において、貯湯タンク内の水の流れを実線矢印で表わす。１９は給湯ポンプであり、貯湯タンクの上部から下部へ湯を流す。
【００２０】
以上の構成において、その動作、作用について説明する。浴槽１８の水を加熱、保温する運転において、加熱手段１４で貯湯タンク１の上部の水が加熱され、給湯ポンプ１９を用いて加熱された高温湯を貯湯タンク１の上部から熱交換器１６へ流出させる。そして、ここで浴槽１８から送られてきた浴槽水を風呂熱交換器１７を介して加熱する。よって、浴槽加熱に利用する湯量を短時間で沸き上げて利用することができるため、利便性が向上する。
【００２１】
（実施例５）
図５は本発明の実施例５の風呂熱利用給湯システムの構成図である。図５において、風呂熱回収運転時の貯湯タンク内の水の流れを実線矢印で表わし、浴槽加熱運転時の貯湯タンク内の水の流れを破線矢印で表わす。また、浴槽残湯水がない場合の貯湯タンク内の水を沸き上げる運転時の貯湯タンク内の水の流れは風呂熱回収運転時と同じ実線矢印で表わす。２０は流路切替え手段であり、貯湯タンク１の上部と熱交換器１６の接続管途中に設けて、貯湯タンク１の上部接続口から貯湯タンク１の下部への流路と、加熱手段１４の高さ位置よりも低位置の貯湯タンク接続口から貯湯タンク１の下部への流路を切替える。２１は運転制御手段であり、風呂熱回収運転時に加熱手段１４の高さ位置よりも低位置の貯湯タンク接続口から貯湯タンク１の下部への流路を構成するように流路切替え手段２０を切替える。
【００２２】
以上の構成において、その動作、作用について説明する。風呂熱回収運転時、運転制御手段２１は流路切替え手段２０を加熱手段１４の高さ位置よりも低位置の貯湯タンク接続口から貯湯タンク１の下部への流路を切替える。そして、加熱手段１４より下部の貯湯タンク内の水を熱交換器１７へ送り、浴槽の残湯水から集熱する。そして、貯湯タンクの下部から貯湯タンクへ流入する。このサイクルを繰り替えしながら次第に加熱手段１４より下部の貯湯タンク内の水を昇温する。
【００２３】
次に、浴槽加熱運転時は貯湯タンクの上部接続口から高温湯を流路切替え手段２０を介して熱交換器１６へ送り、浴槽の水を加熱する。また、浴槽残湯水がない場合に貯湯タンク内の水を沸き上げる運転において、加熱手段１４で加熱された高温湯は貯湯タンクの上部接続口から流路切替え手段２０、熱交換器１６を通り、貯湯タンク１の下部から貯湯タンクへ流入する。そして、貯湯タンク１内の下部の低温水の水面が貯湯タンク１内で上昇して、加熱手段１４の位置に達すると加熱手段１４で加熱されて高温湯となり、貯湯タンク１の上部接続口から貯湯タンク１の下部から貯湯タンクへ流入する。このサイクルを繰り返しながら、貯湯タンク１内の水を沸き上げる。従って、浴槽水の加熱と浴槽残湯熱の回収および貯湯タンク内の水全体を沸き上げる運転を簡単な装置（単一の給湯ポンプと流路切替え手段）で実現できる。
【００２４】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかのように、本発明によれば、浴槽の残り湯を熱回収する場合に加熱手段で加熱された湯と浴槽の残り湯が熱交換しないため、効率よく熱回収でき、省エネルギーとなる。また、熱回収運転時に上部あるいは下部の加熱手段のいづれかを同時運転するため、深夜時間帯など所定時間内で充分に貯湯タンク内の水を沸き上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の風呂熱利用給湯システムの構成図
【図２】本発明の実施例２の風呂熱利用給湯システムの構成図
【図３】本発明の実施例３の風呂熱利用給湯システムの構成図
【図４】本発明の実施例４の風呂熱利用給湯システムの構成図
【図５】本発明の実施例５の風呂熱利用給湯システムの構成図
【図６】従来の風呂熱利用給湯システムの構成図
【符号の説明】
１貯湯タンク
２第１加熱手段
３第２加熱手段
４熱交換器
５浴槽
６検出手段
７温度検出手段
８残湯温度検出手段
９制御手段
１０風呂ポンプ
１１湯温検出手段
１２運転制御手段
１３制御手段
１４加熱手段
１５給湯ポンプ
１６熱交換器
１７風呂熱交換器
１８浴槽
１９給湯ポンプ
２０流路切替え手段
２１運転制御手段

Claims

貯湯タンク内の上部および下部にそれぞれ設けた第１加熱手段および第２加熱手段と、前記第２加熱手段より前記貯湯タンク内の下方あるいは少なくとも同位置に設けて前記貯湯タンク内の媒体と浴槽水を熱交換する熱交換器と、浴槽残湯水から前記貯湯タンク内の媒体への熱交換が終了したことを検出する検出手段と、浴槽残湯水からの熱回収運転時に前記第１加熱手段を運転開始し、その後前記検出手段の信号を受けて前記第２加熱手段を通電開始する制御手段を備えた風呂熱利用給湯システム。
貯湯タンクの上方の所定位置の湯温を検出する湯温検出手段と、この湯温検出手段の信号を受けて所定温度以上の場合には、第１加熱手段および第２加熱手段を非通電にして浴槽残湯水の熱回収をおこなう運転制御手段と、検出手段の信号を受けて前記第２加熱手段を通電開始する制御手段を備えた請求項１記載の風呂熱利用給湯システム。