JPH09101059A - 給湯システム - Google Patents

給湯システム

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JPH09101059A
JPH09101059A JP25733395A JP25733395A JPH09101059A JP H09101059 A JPH09101059 A JP H09101059A JP 25733395 A JP25733395 A JP 25733395A JP 25733395 A JP25733395 A JP 25733395A JP H09101059 A JPH09101059 A JP H09101059A
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JP
Japan
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hot water
storage tank
hot
heat
water storage
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Pending
Application number
JP25733395A
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English (en)
Inventor
Shigeru Hamada
滋 浜田
Tomohide Machida
智英 町田
Hideki Furukawa
秀樹 古川
Masayuki Gondaira
正幸 權平
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Tokyo Gas Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Gas Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 貯湯槽を用いた給湯システムにおいて、熱や
湯の需要に正確に対応できるとともに全体の効率を向上
させること。 【解決手段】 貯湯槽2には、湯を出湯させる給湯管
8、床暖房装置等の暖房装置用の熱交換器30、加熱器
4、温度計12、水位計10給水用の水道管6が設けて
ある。制御装置3は、貯湯槽内の温度や水位等に基づき
加熱器や給水弁を作動させ貯湯槽内の湯を所定の条件に
保持するとともに熱使用量や湯の使用量が小さいときは
貯湯槽内の湯の温度あるいは貯蔵する湯の量を減少させ
る。これにより、給熱や給湯に支障を生じさせることな
く、しかも貯湯槽からの無駄な放熱を減少させて熱効率
を向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、貯湯槽を備えた給
湯システムに関し、特にガスを熱源とした貯湯槽であっ
て使用状況から貯湯槽の湯温や水位等を変更し、給湯給
熱能力と効率の向上を図ることを目的としたものであ
る。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】貯湯槽を備えた給湯シ
ステムは、貯湯槽内に湯を貯蔵するとともに貯湯槽内部
に設けられた加熱手段により湯を適宜加熱するので、出
湯口から随時湯を出湯させることができる。しかしなが
ら、貯湯槽に設定された蓄熱量が小さいと、多量な湯や
熱の需要に対応できなくなる場合があり、逆に、設定さ
れた蓄熱量が大きく使用しない高温の湯を多量に貯蔵す
る場合には、貯湯槽からの放熱損失が大きくなるという
問題があった。
【0003】又、いわゆる瞬間式湯沸器を用いた給湯シ
ステムでは需要に応じて湯沸器を作動させて適宜湯を得
ることができるが、水温が低い場合などには瞬間的に大
きな熱量を発生させなければならず、最大要求量を満た
す能力の大きな器具の設置を必要とするという問題があ
った。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明では、上記課題を
解決するため給湯システムを次のように構成した。
【0005】第一の例としては、貯湯槽に蓄える湯の温
度を季節等熱使用状況の違いによって変更することとし
た。すなわち、暖房装置等を貯湯槽に接続し貯湯槽内の
熱を用いて室内等を暖房する場合、冬の期間中は暖房に
よって湯温の低下が大きいので湯温を上げ、又熱の使用
量が多くない夏の期間中は湯温を戻すなど貯湯槽内の湯
温を暖房装置の熱使用量の違いに対応させ、十分な熱容
量を確保するとともに貯湯槽からの放熱損失を減少させ
る。
【0006】熱使用状況は、貯湯槽内の湯温の変動や湯
の使用量、加熱手段による加熱動作等から求める。湯の
使用量は貯湯槽からの出湯量、貯湯槽への供給水量、又
は供給水管の供給弁の作動等から求める。出湯量と供給
水量は、それぞれの管に設けられた流量計から求める。
又、これら流量計がなく、貯湯槽に水位計しか設けられ
ていない場合には、水位計の検出値が下限値を下回ると
供給弁を開く指示が送られるので、この指示を検知し供
給弁の開いている時間から貯湯槽への水の供給量を演算
する。尚、給水の上限値と下限値の間には所定の許容幅
が設けられているので、正確な使用量は上限値と下限値
の水量の差に弁開放時の流入量を加えたものとなる。
【0007】貯湯槽の加熱手段としては、熱源をガスの
燃焼熱としたガスバーナの他ガスエンジンによって発電
を行なうコージェネシステムによる加熱でもよく、コー
ジェネシステムによる加熱では、ガスエンジンの冷却熱
と排気熱による。
【0008】第二の例としては、貯湯槽に蓄える湯の量
を、熱使用状況の違いによって変更することとした。つ
まり、給湯需要や給熱需要が大きい場合には水位を上げ
貯湯槽内の蓄熱量を標準値より増加させて熱容量の不足
を防止する。一方、連続して使用される湯量が比較的少
なく、かつ熱需要も少ないと判断されたときは、必要十
分な量の湯を貯湯槽に蓄える。これにより、貯湯槽内の
湯量を小さくし、外部への放熱損失を抑えることができ
る。
【0009】第三には、熱使用のパターンを日、週、あ
るいは年等を単位として求め、貯湯槽内の湯温を求めら
れたパターンに適合させることとした。例えば日を単位
として求めたパターンで、朝と夜の時間帯の熱需要が暖
房装置の使用により多くなった場合には、その時間帯の
湯温を上昇させる。これにより、暖房装置の使用によっ
て貯湯槽内の湯の温度が急激に低下したり、暖房装置へ
の熱の供給が不足することを防止できる。逆に多くの蓄
熱を必要としない場合には、湯温を低くし、放熱損失を
抑制する。更に、週を単位とした場合には平日と週末
で、又年を単位とした場合には季節毎に湯温を変更する
ことにより上記と同様適切な湯温に設定できる。
【0010】第四には、求められた上記パターンに適合
させて貯湯槽内の湯量を変化させることとした。すなわ
ち、暖房装置の使用等によって熱需要が増加するときに
貯湯槽内の湯量を増加させ、湯温の低下や暖房能力の低
下などの不具合の発生を上記例と同様に防止し、かつ必
要のないときは湯量を小さくし無駄な放熱を抑制する。
【0011】第五は、使用状況によって許容温度や許容
水位の上限値と下限値とを変更して加熱手段等の動作を
安定させた。設定温度や設定水位等の許容幅は湯温等を
正確な値に保持する点からは狭い方がよいが、狭い場合
には動作の不安定を招くという問題点がある。つまり、
熱使用量が小さい場合などには加熱動作開始から短時間
で停止状態に入り、加熱器のスイッチが短時間で開閉を
繰り返すことがある。そこで熱使用量に応じて、許容幅
を適宜広げることにより動作間の時間を長くし加熱動作
等を安定させることができる。特にコージェネシステム
を貯湯槽に接続させたとき、コージェネシステムのエン
ジンが短時間で停止を繰り返すのは非常に効率が悪く、
有効な方法となる。
【0012】又、設定水位においては、例えば連続して
使用されるときの最大湯量が推定され、その湯量が貯湯
槽内の貯蔵量を越えることがないときは、使用中に水を
補充せず、湯の使用終了後に水を補充し加熱手段で加温
する。これにより、使用中の湯の温度を一定に保持でき
る。
【0013】第六は、貯湯槽に温度調節機能を備えた加
熱器を接続させる。加熱器としては、瞬間湯沸器のよう
に入力された設定温度に加熱して湯を出湯させるもので
ある。このように構成すると、貯湯槽に発電主体のコー
ジェネシステムを組み入れ、貯湯槽内の湯温を正確に制
御できない場合等においても、出湯口に所望の湯を供給
することができる。又、既に貯湯槽において湯の温度が
上昇されているので、加熱器の能力を小さくできる。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明にかかる給湯システムの一
実施例を図1を用いて説明する。
【0015】貯湯槽2は、全体が湯を貯蔵する円筒状の
容器であり、湯を加熱する加熱器4、水道管6、給湯管
8、水位計10、温度計12、床暖房装置等暖房装置
(図示せず)の熱交換器30が設けられている。加熱器
4は、貯湯槽2の下部に備えられたバーナで、ガスを燃
焼させて貯湯槽2を加熱する。尚、加熱器4は貯湯槽2
の温水内に通した導通管(図示せず)で形成し、導通管
に接続したバーナ(図示せず)等からガスの燃焼ガスを
導入させて貯湯槽2の湯を加熱するようにしてもよい。
【0016】水道管6は、貯湯槽2の上部に接続してあ
り、貯湯槽2内の水位が基準値より低下すると開閉弁1
6が開かれ水道水が補充される。給湯管8は貯湯槽2の
底部に開口し、浴室や台所等の出湯口14に接続してい
る。水位計10は、貯湯槽2の側面に設けられ、貯湯槽
2内の湯の水位を検出する。又温度計12は、貯湯槽2
内の湯温を検出する。水位計10や温度計12が検出し
た値はそれぞれ後述する制御装置3に送信される。
【0017】制御装置3は、湯温計10、水位計12に
接続し、湯温計10や水位計12が検出した湯温や水位
等に基づいて、暖房装置や出湯口14の給湯使用状況を
演算し、演算した使用状況に合わせて貯湯槽2内の湯温
を変化させる。例えば、外気温が低く、湯や暖房装置等
の使用が多い場合には、湯温を上昇させ、暖房装置に費
やされる熱量を十分に確保しておく。一方、外気温が高
く、熱や給湯使用量が少ない時は、湯温を下げ、貯湯槽
2内に蓄積させる熱容量を小さくする。これにより、暖
房能力を十分確保できるとともに、貯湯槽2からの放熱
損失を小さくできる。尚、外気温を検出するため制御装
置3に外気温度計(図示せず)を接続してもよい。
【0018】他の例としては、貯湯槽2内の熱使用状況
をパターン化し、求められたパターンに合わせて貯湯槽
2内の湯温を変化させる。例えば、朝と夜に熱使用量が
多いというパターンが得られたときは、熱使用量が多い
時刻に貯湯槽2内の湯温を上昇させ、その時刻が経過し
たなら標準値に戻す。
【0019】このように構成した給湯システムでは、主
に朝と夜などほぼ一定の時刻、すなわち暖房装置が使用
される時刻に湯温が上昇されるので、暖房装置に費やさ
れる熱量を十分に賄うことができ、熱量不足による暖房
能力の低下や供給される湯温を低下させることがなく、
しかもそれ以外のときは貯湯槽2からの放熱量を抑える
ことができる。尚、パターンの単位を週としたり、ある
いは年としてもよい。
【0020】次に、第二の例を説明する。
【0021】この例においては制御装置3が、給湯使用
状況や熱使用状況に応じて貯湯槽2内の水位を変更する
こととした。すなわち、需要の多いときに湯、すなわち
熱容量を蓄積量を多くし、一方需要の少ないときには貯
湯槽2内の湯量を減らし、湯および熱とを不足なく供給
できるとともに貯湯槽2からの放熱量を減少させること
ができる。
【0022】更に、上記例において日、週、季節等を単
位として熱使用状況の変化をパターン化し、パターン化
した使用状況の変化に適合させて貯湯槽2内の水位を変
化させる。このことにより、上記と同様湯および熱の供
給と放熱損失のバランスをとることができる。
【0023】第三の例として、制御装置3によって定め
られた湯温や水位の設定値の許容幅を給湯使用状況等に
よって変更することとした。つまり、設定値の許容幅、
すなわち上限値と下限値の間隔が狭い場合には、加熱器
4等の作動が頻繁に切り替わってしまうことから広く設
定する。例えば、熱需要が小さい場合には、加熱器4を
最小能力で運転しても貯湯槽2の許容値をすぐに越えて
作動停止となり、加熱器4の作動が細かく繰り返される
ので、許容幅を広げることにより、加熱器4等の作動を
安定させることができる。許容幅の拡大は最大限界値と
最小限界値の両方を変更するものでも、いずれか一方の
みを変更するものでもよい。許容幅の判断は、温度計1
2および水位計10等から求めた熱使用状況から加熱器
4や給水弁16等の作動間隔を演算し、基準値と比較す
る等により制御装置3が行なう。
【0024】これにより、加熱器4の作動や水の補給動
作が適切となり、効率を高め、かつ使い勝手を向上でき
る。
【0025】第四の例としては、貯湯槽2の出湯管に湯
温調整可能ないわゆる瞬間湯沸器32を設置する。する
と、貯湯槽2内の湯温を厳密に制御しない場合において
も、瞬間湯沸器32によって湯温を正確に調整できるの
で、所望の温度の湯を提供できる。したがって、発電主
体のコージェネシステムのガスエンジンを貯湯槽2の加
熱手段に用い、発電が不要なとき湯への加熱動作がなさ
れず、貯湯槽2内の温度を任意に調整できない場合で
も、瞬間湯沸器32によって希望温度に設定した湯を供
給できる。又、瞬間湯沸器32には貯湯槽2によって加
温された温水が供給されるので、高温の湯を必要とする
場合でも瞬間湯沸器32の加熱能力を小さくできる。
【0026】
【発明の効果】本発明の給湯システムによれば、ガスの
燃焼熱を加熱手段とした貯湯槽の湯温と水位の変化を検
出し、それらの値から給湯使用状況もしくは熱使用状況
等を求め、求めた状況に適合させて貯湯槽内の湯温や水
位を変更することとしたので、必要な給湯給熱能力を満
たすとともに貯湯槽からの放熱損失を最小にし高い効率
を保持することができる。
【0027】又、加熱器を貯湯槽に接続させることによ
り、貯湯槽の湯を厳密に制御することなく正確に温度設
定された湯を供給することができる。更に、接続させる
加熱器の熱容量を小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる給湯システムの一実施例を示す
図である。
【符号の説明】
2 貯湯槽 3 制御装置 4 加熱器 6 水道管 8 給湯管 10 水位計 12 温度計 14 出湯口 16 給水弁 30 熱交換器 32 瞬間湯沸器

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガスの燃焼熱を熱源とした貯湯槽と、 前記貯湯槽内に供給する水量を検出する水量検出手段と 前記貯湯槽内の湯温を検出する湯温検出手段と、 前記水量検出手段および湯温検出手段が検出した値から
    給湯使用状況を求める演算手段と、 該演算手段が求めた給湯使用状況に基づき前記貯湯槽内
    の湯温を変更する制御手段と、からなることを特徴とす
    る給湯システム。
  2. 【請求項2】 ガスの燃焼熱を熱源とした貯湯槽と、 前記貯湯槽内に供給する水量を検出する水量検出手段と
    前記貯湯槽内の湯温を検出する湯温検出手段と、 前記水量検出手段および湯温検出手段が検出した値から
    給湯使用状況を求める演算手段と、 該演算手段が求めた給湯使用状況に基づき前記貯湯槽内
    に蓄える湯の量を変更する制御手段と、からなることを
    特徴とする給湯システム。
  3. 【請求項3】 年、週、日のいずれかの周期を基準とし
    て前記給湯使用状況を求め、求められた使用パターンに
    基づいて前記湯温もしくは貯湯槽内の水位を変化させる
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の給湯システ
    ム。
  4. 【請求項4】 前記貯湯槽内の湯温もしくは水位の設定
    値の許容幅を、前記給湯使用状況に基づいて変更するこ
    とを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の給
    湯システム。
  5. 【請求項5】 前記貯湯槽から出湯される湯を加熱する
    加熱手段を設け、該加熱手段によって前記湯を設定温度
    に正確に加温して出湯口に供給することとした請求項1
    〜4のいずれか1項に記載の給湯システム。
JP25733395A 1995-10-04 1995-10-04 給湯システム Pending JPH09101059A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002061960A (ja) * 2000-08-23 2002-02-28 Noritz Corp 温水暖房器
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CN115164410A (zh) * 2022-07-26 2022-10-11 重庆海尔空调器有限公司 用于控制热水器的方法及装置、电子设备、存储介质

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