説明

給湯装置

【課題】1つの熱源装置を用いて熱供給を行う給湯装置において、高温の温水を少量給湯する場合や、暖房負荷が小さい高温暖房を行う場合でも熱源装置の熱利用効率を高める。
【解決手段】熱源装置17、顕熱熱交換器15、加熱水路3、給水路2、出湯路4、加熱水路3の下流側と上流側に接続された与熱循環水路6、与熱循環水路6の温水を圧送する循環ポンプ19、暖房装置に熱媒を循環させる暖房用循環路7、与熱循環水路6の温水と熱媒との熱交換を行う暖房用熱交換器20、熱源装置17から排出される排ガスの熱を加熱水路3内の水に供給する排熱回収熱交換器14、及び、暖房用循環路7において、暖房装置から暖房用熱交換器20へ熱媒を戻す暖房戻路7aに設けられ、排熱回収熱交換器14を通過した排ガスの熱を暖房戻路7a内の熱媒に供給する排熱回収熱交換器24を備えた。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、排熱回収型の給湯装置に関し、特に、排熱回収効率が高い給湯装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の排熱回収型の給湯装置としては、特許文献1,2に記載のものが公知である。
【0003】
図3は、特許文献1に記載の給湯装置の構成を表す図である。この給湯装置101は、主給湯系統102、暖房系統104、及び追焚系統106の3系統に対して給湯を行うものである。主給湯系統102は、給湯栓(図示せず。)に給湯を行う給湯系である。暖房系統104は、暖房機器103に対して暖房用の湯を供給する給湯系である。また、追焚系統106は、風呂の浴槽内の湯の追焚を行うための給湯系である。
【0004】
主給湯系統102は、上水から給水配管107に給水される。上水より給水された水は、給水配管107、二次熱交換器(排熱回収熱交換器)108、中間配管109、一次熱交換器(顕熱熱交換器)110、及び給湯配管111の順に通過する。この際、上水より給水された水は、二次熱交換器108及び一次熱交換器110において熱供給を受ける。
【0005】
一次熱交換器110及び二次熱交換器108は、ともに同じ燃焼室112の中に配設されている。また、燃焼室112内には、バーナ113が配設されている。バーナ113は、燃料を燃焼させて熱を発生し、この熱により、一次熱交換器110を直接加熱する。一次熱交換器110の管内の水は、この熱によって加熱される。また、バーナ113の燃焼により生じる高温の燃焼熱は、一次熱交換器110に吸熱された後、二次熱交換器108に送られる。二次熱交換器108は、排ガスの熱により加熱される。そして、二次熱交換器108の管内の水は、この熱によって加熱される。二次熱交換器108を通過して冷却された排ガスは、排気口114から排出される。
【0006】
上水から供給される水は、最初に二次熱交換器108を通過する際に、バーナ113の排ガス中の排熱により予熱される。これによって、一次熱交換器110に供給される水の温度が昇温される。一次熱交換器110で、予熱された水が更に昇温される。そして、一次熱交換器110を通過した高温の水(湯)は、給湯配管111を通して給湯栓(図示せず。)に供給される。
【0007】
このように、バーナ113の排ガスを、二次熱交換器108における予熱に利用することにより、バーナ113の排ガス中の排熱を回収し、熱効率の向上が図られている。
【0008】
尚、本明細書において「顕熱」とは、バーナ等の燃焼装置によって加えられる熱をいう。また、「排熱」とは、燃焼装置から排出される排ガス中に含まれる熱をいう。
【0009】
暖房系統104は、暖房機器103との間で熱媒体である水を循環させることにより、暖房機器103に熱供給を行う。この給湯装置101は、高温暖房と低温暖房の両方を行うことが可能とされている。高温暖房用の暖房機器103には、高温往き配管122から高温の水(湯)が供給される。一方、低温暖房用の暖房機器(図示せず。)には、低温往き配管123から比較的低温の水(湯)が供給される。尚、ここでは、低温暖房に関する説明は本筋から外れるので省略する。
【0010】
各暖房機器103において放熱して降温した水は、戻り配管115から給湯装置101に戻される。そして、この戻された水は、戻り配管115、二次熱交換器(排熱回収用熱交換器)116、中間配管117、シスターン118、中間配管119、ポンプ120、一次熱交換器(顕熱回収用熱交換器)121、及び高温往き配管122の順に送られ、再び暖房機器103に戻される。この際、暖房系統104を循環する水は、二次熱交換器116及び一次熱交換器121において加熱される。
【0011】
一次熱交換器121と二次熱交換器116は、ともに同じ燃焼室123内に配設されている。また、燃焼室123内には、バーナ124が配設されている。バーナ124は、燃料を燃焼させて熱を発生し、この熱により、一次熱交換器121を直接加熱する。一次熱交換器121の管内の水は、この熱によって加熱される。また、バーナ124の燃焼により生じる高温の排ガスは、二次熱交換器116に送られる。二次熱交換器116は、排ガスの熱により加熱される。そして、二次熱交換器116の管内の水は、この熱によって加熱される。二次熱交換器116を通過して冷却された排ガスは、排気口125から排出される。
【0012】
暖房機器103から戻される水は、最初に二次熱交換器116を通過する際に、バーナ124の排ガス中の排熱により予熱される。これによって、一次熱交換器121に供給される水の温度が昇温される。予熱された水は、一次熱交換器121で更に昇温される。そして、一次熱交換器121を通過した高温の水(湯)は、高温往き配管122と通して暖房機器103に供給される。
【0013】
このように、暖房系統104においても、バーナ124の排ガスを、二次熱交換器116における予熱に利用することにより、バーナ124の排ガス中の排熱を回収し、熱効率の向上が図られている。
【0014】
追焚系統106も、暖房系統104と同じく、一次熱交換器121及び二次熱交換器116を用いて与熱が行われる。追焚系統106は、浴槽105内の水(以下、「浴槽水」という。)を給湯装置101との間で循環させ、浴槽水に熱供給することで、風呂の追焚を行うものである。
【0015】
追焚を行う場合、浴槽水は、浴槽105から、戻り配管126、水流スイッチ127、ポンプ128、往き戻り切替弁129、中間配管130、水・水熱交換器131、及び往き配管132の順に送られて、再び浴槽105に戻される。また、風呂の追焚を行う場合、熱動弁133が開弁されて、高温往き配管122の上流部から、バイパス管134を通って戻り配管115の下流部へ、直接通水するようにされる。バイパス管134は、水・水熱交換器131を通過している。水・水熱交換器131においては、バイパス管134内の水と、中間配管130から往き配管132へ送られる浴槽水との間で、熱交換が行われる。
【0016】
追焚を行う場合において、給湯装置101内では、水・水熱交換器131から、バイパス管134、戻り配管115の下流部、二次熱交換器116、中間配管117、シスターン118、中間配管119、ポンプ120、一次熱交換器121、高温往き配管122の上流部、及びバイパス管134を通して再び水・水熱交換器131へ、水の循環が行われる。この際、上述のとおり、循環される水は、二次熱交換器116で予熱後、一次熱交換器121で加熱されることにより、バーナ124から効率よく熱供給がされる。この供給された熱は、水・水熱交換器131において、浴槽水に供給される。これにより、風呂の追焚が行われる。
【0017】
しかしながら、図3の給湯装置101は、2つの熱源装置(バーナ113,124)が必要であるため、装置が大型化するという欠点がある。そこで、1つの熱源装置を用いて、給湯、温水暖房、及び風呂の追焚を行うことを可能とした給湯装置が特許文献2に開示されている。
【0018】
図4は、特許文献2に記載の給湯装置の構成を表す図である。特許文献2に記載の給湯装置140は、1つのバーナ141を使用して、主給湯系統142、暖房系統143、及び追焚系統144に温水を供給するものである。
【0019】
暖房系統143は、温水暖房機器(図示せず。)に対して高温往き配管145又は低温往き配管146から温水を供給することにより、熱の供給を行う。高温往き配管145は、高温の温水を供給するための配管である。低温往き配管146は、高温往き配管145に比べて温度が低い温水を供給するための配管である。
【0020】
高温暖房時においては、温水暖房機器に対して与熱することにより降温した循環水は、戻り配管147により給湯装置140に戻される。戻り配管147に戻された循環水は、膨張タンク148、中間配管149、排熱熱交換器151、及び顕熱熱交換器152を通って、再び高温往き配管145から温水暖房機器へ送られる(尚、低温暖房時については、本筋から外れるので、説明は省略する)。
【0021】
このとき、循環水は、排熱熱交換器151及び顕熱熱交換器152によって給熱される。顕熱熱交換器152は、バーナ141により直接加熱される。これにより、顕熱熱交換器152は、バーナ141が発生する顕熱を循環水に与熱する。一方、排熱熱交換器151は、バーナ141から排出される排ガスの持つ排熱を循環水に与熱する。循環水は、まず、排熱熱交換器151において予熱された後、顕熱熱交換器152で更に加熱される。これにより、バーナ141の排ガスの熱を回収し、熱回収効率を向上させている。
【0022】
主給湯系統142は、上水より給水管153に供給された水(以下、「給湯用水」という。)を給湯用熱交換器154において加熱し、給湯管155から給湯栓(図示せず。)へ供給する。給湯用熱交換器154には、高温往き配管145から膨張タンク148に接続された給湯与熱管156が通されている。顕熱熱交換器152から高温往き配管145を通して給湯与熱管156に供給される高温の温水の熱は、給湯用熱交換器154において給湯用水へ供給される。昇温した給湯用水は、給湯管155を通して給湯栓へ供給される。
【0023】
追焚系統144は、風呂の浴槽(図示せず。)内の水(以下、「浴槽水」という。)を循環させ加熱する系である。浴槽水は、戻り配管157を通して給湯装置140内に送られる。そして、浴槽水は、追焚用熱交換器158で給熱された後、往き配管159から浴槽に戻される。
【0024】
追焚用熱交換器158には、追焚与熱管160が通されている。追焚与熱管160は、顕熱熱交換器152の出口近傍の高温往き配管145から、追焚用熱交換器158を通って、膨張タンク148の近傍の戻り配管147に接続されている。顕熱熱交換器152で加熱された高温の循環水は、追焚与熱管160から追焚用熱交換器158に送られる。追焚用熱交換器158において、循環水から浴槽水へ与熱される。これにより、追焚が行われる。浴槽水に与熱して降温した循環水は、膨張タンク148へ戻される。
【0025】
このように、従来の給湯装置101,140においては、排熱熱交換器と顕熱熱交換器とを直列に接続し、バーナの排熱を排熱熱交換器で回収して水を予熱した後、その水を顕熱熱交換器で更に加熱することで、熱の回収効率の向上を図っている。
【特許文献1】特開2003−130464号公報
【特許文献2】特開2003−130448号公報,図7
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0026】
しかしながら、上記従来の給湯装置140においては、暖房回路が主となっており、主要なエネルギー消費である給湯が従となっているため、給湯使用後に膨張タンクに高温水が残り、エネルギーが無駄になってしまう。すなわち、従来の給湯装置140では、膨張タンク148内の温水を排熱熱交換器151及び顕熱熱交換器152で加熱する。そして、この高温の温水により、給湯用熱交換器154を介して、給湯用の水に与熱している。そのため、給湯使用後に、高温の温水が機器内に残ることになる。
【0027】
また、排熱熱交換器に流入する水の水温が高い場合には、熱の回収効率は低下するという欠点がある。
【0028】
例えば、図4における給湯装置140において、主給湯系統142により給湯を行う場合を考える。この場合、膨張タンク148内の循環水は、中間配管149、排熱熱交換器151、顕熱熱交換器152、給湯与熱管156を通って膨張タンク148に戻る循環経路を循環する。出湯温度の設定値が高い場合、給湯用熱交換器154には、高温の循環水を供給する必要がある。従って、顕熱熱交換器152では、循環水が高温に加熱される。しかしながら、給湯管155から出湯する温水の水量が少ない場合、給湯用熱交換器154において循環水から給湯用水へ与熱される熱量も少ない。従って、給湯用熱交換器154において循環水はあまり降温されず、高温の循環水が膨張タンク148に戻される。
【0029】
このような状態が継続すると、膨張タンク148内の循環水の温度は上昇する。従って、排熱熱交換器151に供給される循環水の温度は高くなる。排熱熱交換器151に供給される循環水の温度が高くなると、排熱熱交換器151内では、排ガスと循環水との温度差が小さくなる。そのため、排ガスから循環水への熱移動も緩やかとなる。その結果、排ガスからの排熱回収率が低下する。
【0030】
また、他の例としては、高温暖房を行う場合において、設定温度が高いが温水暖房機器における放熱量が小さい場合にも同様の現象が生じる。
【0031】
そこで、本発明の目的は、高温の温水を少量給湯する場合や、暖房負荷が小さい高温暖房を行う場合でも、熱源装置の熱利用効率が高い給湯装置を、1つの熱源装置を用いて実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【0032】
本発明に係る給湯装置の第1の構成は、燃料を燃焼させ燃焼熱を発生させる熱源装置と、前記熱源装置が発生する燃焼熱で水を加熱する顕熱熱交換器と、前記顕熱熱交換器を通る加熱水路と、前記加熱水路の前記顕熱熱交換器上流側に水を供給する給水路と、前記加熱水路の前記顕熱熱交換器下流側から加熱された温水を取り出す出湯路と、前記加熱水路の前記顕熱熱交換器下流側と、前記加熱水路の前記顕熱熱交換器上流側とに接続された与熱循環水路と、前記与熱循環水路に設けられ、前記加熱水路の前記顕熱熱交換器下流側から上流側へ温水を圧送する循環ポンプと、暖房装置に対して熱を供給するための熱媒を循環させる暖房用循環路と、前記与熱循環水路を圧送される温水と、前記暖房用循環路を循環する熱媒との熱交換を行う暖房用熱交換器と、前記顕熱熱交換器上流側の前記加熱水路に設けられ、前記熱源装置から排出される排ガスの熱を前記加熱水路内の水に供給する第1の排熱回収熱交換器と、前記暖房用循環路において、前記暖房装置から前記暖房用熱交換器へ熱媒を戻す暖房戻路に設けられ、前記第1の排熱回収熱交換器を通過した排ガスの熱を前記暖房戻路内の熱媒に供給する第2の排熱回収熱交換器と、を備えていることを特徴とする。
【0033】
この構成によれば、給湯用の水を顕熱熱交換器で直接加熱し、顕熱熱交換器で加熱された水は給湯に使用するため、従来の給湯器のように、給湯使用後に高温水が機器内に残ることがない。
【0034】
また、出湯路から温水を出湯する場合、給水路から加熱水路へ給水を行う。加熱水路に給水された水は、第1の排熱回収熱交換器において、熱源装置で燃料を燃焼させたときに発生する排ガスの熱により予熱される。予熱された水は、顕熱熱交換器において更に加熱された後、出湯路から出湯される。このように、排ガスの排熱を第1の排熱回収熱交換器において回収することで、熱回収効率が向上する。
【0035】
一方、暖房を行う場合には、循環ポンプを起動して、加熱水路と与熱循環水路との環路内で温水を循環させる。加熱水路内の水は、熱源装置から排出される排ガスにより第1の排熱回収熱交換器で予熱された後、顕熱熱交換器でさらに加熱される。顕熱熱交換器を出た温水は、暖房用熱交換器において暖房用循環路内の熱媒に与熱して降温する。そして、再び第1の排熱回収熱交換器に送られる。暖房用循環路内の熱媒は、第1の排熱回収熱交換器を通過した排ガスにより、第2の排熱回収熱交換器で予熱された後、暖房用熱交換器で更に加熱される。このように、第2の排熱回収熱交換器を設けることにより、第1の排熱回収熱交換器で排ガスの熱が十分に回収できない場合でも、第2の排熱回収熱交換器で回収することが可能となる。これにより、熱の回収効率を向上させることができる。
【0036】
本発明に係る給湯装置の第2の構成は、燃料を燃焼させ燃焼熱を発生させる熱源装置と、前記熱源装置が発生する燃焼熱で水を加熱する顕熱熱交換器と、前記顕熱熱交換器を通る加熱水路と、前記加熱水路の前記顕熱熱交換器上流側に水を供給する給水路と、前記加熱水路の前記顕熱熱交換器下流側から加熱された温水を取り出す出湯路と、前記加熱水路の前記顕熱熱交換器下流側と、前記加熱水路の前記顕熱熱交換器上流側とに接続された与熱循環水路と、前記与熱循環水路に設けられ、前記加熱水路の前記顕熱熱交換器下流側から上流側へ温水を圧送する循環ポンプと、浴槽の水(以下、「浴槽水」という。)が循環する追焚用循環路と、前記与熱循環水路を圧送される温水と、前記追焚用循環路を循環する浴槽水との熱交換を行う追焚用熱交換器と、前記顕熱熱交換器上流側の前記加熱水路に設けられ、前記熱源装置から排出される排ガスの熱を前記加熱水路内の水に供給する第1の排熱回収熱交換器と、前記追焚用循環路において、前記浴槽から前記追焚用熱交換器へ浴槽水を戻す浴槽戻路に設けられ、前記第1の排熱回収熱交換器を通過した排ガスの熱を前記浴槽戻路内の浴槽水に供給する第3の排熱回収熱交換器と、を備えていることを特徴とする。
【0037】
この構成によれば、出湯路から温水を出湯する場合、給水路から加熱水路へ給水を行う。加熱水路に給水された水は、第1の排熱回収熱交換器において、熱源装置で燃料を燃焼させたときに発生する排ガスの熱により予熱される。予熱された水は、顕熱熱交換器において更に加熱された後、出湯路から出湯される。このように、排ガスの排熱を第1の排熱回収熱交換器において回収することで、熱回収効率が向上する。
一方、風呂の追焚を行う場合には、循環ポンプを起動して、加熱水路と与熱循環水路との環路内で温水を循環させる。加熱水路内の水は、熱源装置から排出される排ガスにより第1の排熱回収熱交換器で予熱された後、顕熱熱交換器でさらに加熱される。顕熱熱交換器を出た温水は、追焚用熱交換器において追焚用循環路内の浴槽水に与熱して降温する。そして、再び第1の排熱回収熱交換器に送られる。追焚用循環路内の浴槽水は、第1の排熱回収熱交換器を通過した排ガスにより、第3の排熱回収熱交換器で予熱された後、追焚用熱交換器で更に加熱される。このように、第3の排熱回収熱交換器を設けることにより、第1の排熱回収熱交換器で排ガスの熱が十分に回収できない場合でも、第3の排熱回収熱交換器で回収することが可能となる。これにより、熱の回収効率を向上させることができる。
【0038】
本発明に係る給湯装置の第3の構成は、燃料を燃焼させ燃焼熱を発生させる熱源装置と、前記熱源装置が発生する燃焼熱で水を加熱する顕熱熱交換器と、前記顕熱熱交換器を通る加熱水路と、前記加熱水路の前記顕熱熱交換器上流側に水を供給する給水路と、前記加熱水路の前記顕熱熱交換器下流側から加熱された温水を取り出す出湯路と、前記加熱水路の前記顕熱熱交換器下流側と、前記加熱水路の前記顕熱熱交換器上流側とに接続された与熱循環水路と、前記与熱循環水路に設けられ、前記加熱水路の前記顕熱熱交換器下流側から上流側へ温水を圧送する循環ポンプと、暖房装置に対して熱を供給するための熱媒を循環させる暖房用循環路と、浴槽の水(以下、「浴槽水」という。)が循環する追焚用循環路と、前記与熱循環水路を圧送される温水と、前記暖房用循環路を循環する熱媒との熱交換を行う暖房用熱交換器と、前記顕熱熱交換器上流側の前記加熱水路に設けられ、前記熱源装置から排出される排ガスの熱を前記加熱水路内の水に供給する第1の排熱回収熱交換器と、前記暖房用循環路において、前記暖房装置から前記暖房用熱交換器へ熱媒を戻す暖房戻路に設けられ、前記第1の排熱回収熱交換器を通過した排ガスの熱を前記暖房戻路内の熱媒に供給する第2の排熱回収熱交換器と、前記追焚用循環路において、前記浴槽から前記追焚用熱交換器へ浴槽水を戻す浴槽戻路に設けられ、前記第1の排熱回収熱交換器を通過した排ガスの熱を前記浴槽戻路内の浴槽水に供給する第3の排熱回収熱交換器と、を備えていることを特徴とする。
【0039】
この構成により、上述したように、暖房時又は風呂の追焚時において、第1の排熱回収熱交換器で排ガスの熱を十分に回収できない場合でも、第2の排熱回収熱交換器又は第3の排熱回収熱交換器により排ガスの熱を回収することができる。従って、高温の温水を少量給湯する場合や、暖房負荷が小さい高温暖房を行う場合でも、熱源装置の熱利用効率を高めることができる。
【発明の効果】
【0040】
以上のように、本発明に係る給湯装置によれば、第1の排熱回収熱交換器を通過した排ガスの熱を第2の排熱回収熱交換器又は第3の排熱回収熱交換器において更に回収する構成としたことで、高温の温水を少量給湯する場合や、暖房負荷が小さい高温暖房を行う場合でも、熱源装置の熱利用効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0041】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【実施例1】
【0042】
図1は、本発明の実施例1に係る給湯装置の構成を表す図である。
【0043】
給湯装置1は、給水路2、加熱水路3、出湯路4、バイパス路5、与熱循環水路6、暖房用循環路7、及び追焚用循環路8を備えている。給水路2は、上水から水が給水される水管路である。加熱水路3は、一端が給水路2に接続され、他端が出湯路4に接続されている。出湯路4は、給湯栓(図示せず。)に温水を出湯する水管路である。また、加熱水路3と並列に、給水路2から出湯路4へバイパス路5が接続されている。出湯路4には、混合弁9が設けられており、バイパス路5は、この混合弁9において出湯路4と接続されている。混合弁9は、加熱水路3から供給される温水とバイパス路5から供給される水との混合比を調節する弁である。
【0044】
与熱循環水路6は、加熱水路3の下流端と上流端とに接続されている。与熱循環水路6は、途中が暖房用与熱水路6aと追焚用与熱水路6bとに分かれている。
【0045】
暖房用循環路7は、暖房装置(図示せず。)と給湯装置1との間で、熱媒である水を循環する水管路である。追焚用循環路8は、風呂の浴槽(図示せず。)と給湯装置1との間で、浴槽水を循環する水管路である。
【0046】
給水路2には、上流側から、サーミスタ10、及び水量センサ11が設けられている。サーミスタ10は、給水路2に供給される水温を検出する。水量センサ11は、給水路2に供給される水量を検出する。各検出値は、出湯、暖房、又は追焚の温度制御に用いられる。
【0047】
加熱水路3は、上流側から、水量センサ12、サーミスタ13、排熱回収熱交換器14、顕熱熱交換器15、及びサーミスタ16が設けられている。水量センサ12は、加熱水路3を流れる水量を検出する。サーミスタ13は、加熱水路3に流入する水の温度を検出する。また、サーミスタ16は、加熱水路3から流出する水(湯)の温度を検出する。各検出値は、出湯、暖房、又は追焚の温度制御に用いられる。
【0048】
排熱回収熱交換器14及び顕熱熱交換器15は、加熱水路3を通る水の加熱を行う。顕熱熱交換器15は、熱源装置17により加熱される。熱源装置17は、ガスバーナや石油バーナ等の、燃料を燃焼させることによって燃焼熱を発生させる装置である。
【0049】
また、熱源装置17において燃料を燃焼させた際に排出される排ガスは、排熱回収熱交換器14に送られる。排熱回収熱交換器14においては、排ガスの熱により、加熱水路3内の水の加熱が行われる。加熱水路3を通る水は、排熱回収熱交換器14において予熱された後、顕熱熱交換器15において更に加熱される。これにより、排ガスの熱を効率よく回収することができる。
【0050】
出湯路4は、上流側から、混合弁9、及びサーミスタ18が設けられている。混合弁9は、上述したように、加熱水路3から出湯路4に供給される温水と、バイパス路5から供給される水との混合比の調節を行う。サーミスタ18は、混合弁9で混合された後の温水の水温を検出する。
【0051】
与熱循環水路6の下流側には、循環ポンプ19が設けられている。循環ポンプ19は、与熱循環水路6内の水を、加熱水路3の下流側から上流側へ圧送する。与熱循環水路6は、循環ポンプ19の上流側において、暖房用与熱水路6aと追焚用与熱水路6bとに分かれている。
【0052】
暖房用与熱水路6aには、上流側から、暖房用熱交換器20、及び暖房電磁弁21が設けられている。暖房用熱交換器20は、暖房用与熱水路6aを流れる温水から暖房用循環路7内を循環する循環水に熱供給を行う熱交換器である。暖房電磁弁21は、暖房用与熱水路6aの断通を行う開閉電磁弁である。
【0053】
追焚用与熱水路6bには、上流側から、追焚用熱交換器22、及び風呂電磁弁23が設けられている。追焚用熱交換器22は、追焚用与熱水路6bを流れる温水から追焚用循環路8内を循環する浴槽水に熱供給を行う熱交換器である。風呂電磁弁23は、追焚用与熱水路6bの断通を行う開閉電磁弁である。
【0054】
暖房用循環路7は、暖房用熱交換器20に通されている。暖房用循環路7は、この暖房用熱交換器20を境にして、暖房戻路7aと暖房往路7bとに分けられる。暖房戻路7aは、暖房装置から暖房用熱交換器20に戻る水が通る水管路である。暖房往路7bは、暖房用熱交換器20から暖房装置に往く水が通る水管路である。
【0055】
暖房戻路7aには、暖房装置側から、排熱回収熱交換器24、膨張タンク25、及び暖房循環ポンプ26が設けられている。排熱回収熱交換器24は、排熱回収熱交換器14を通過した排ガスの熱により暖房用循環路7内の水を加熱する熱交換器である。膨張タンク25は、暖房用循環路7内の水を一時貯留するタンクである。膨張タンク25は、暖房用循環路7内の水の圧力調整を行う。暖房循環ポンプ26は、暖房用循環路7内の水を圧送して循環させるポンプである。
【0056】
暖房往路7bには、サーミスタ27が設けられている。このサーミスタ27は、暖房装置に送られる温水の温度を検出する。また、排熱回収熱交換器24と膨張タンク25の間の暖房戻路7aと暖房往路7bとの間は、バイパス管28で接続されている。バイパス管28は、細管で構成されている。このバイパス管28は、室内の温度が暖房設定温度に達し、暖房装置に取り付けた遮断弁(図示せず。)が閉じられたような場合でも、暖房循環水の循環が止まり暖房往路7bに取り付けたサーミスタ27で温水の温度が検出できなくなることと、暖房循環ポンプ26に負荷がかかることを防止するために設けられている。
【0057】
追焚用循環路8は、追焚用熱交換器22を通されている。追焚用循環路8は、この追焚用熱交換器22を境にして、浴槽戻路8aと浴槽往路8bとに分けられる。浴槽戻路8aは、浴槽から追焚用熱交換器22に戻る水が通る水管路である。浴槽往路8bは、追焚用熱交換器22から浴槽に往く水が通る水管路である。浴槽戻路8aには、風呂ポンプ29が設けられている。風呂ポンプ29は、追焚用循環路8内の水を圧送して循環させるポンプである。浴槽往路8bにはサーミスタ30が設けられている。サーミスタ30は、浴槽に送られる浴槽水の温度を検出する。
【0058】
以上のように構成された本実施例に係る給湯装置について、以下その動作を説明する。
【0059】
まず、給湯栓に対して給湯を行う場合、給水管2から給水を行うと同時に、水量センサ12で水流を検知し熱源装置17による加熱を行う。給水管2に供給される水は、加熱水路3とバイパス路5に分流する。加熱水路3を流れる水は、排熱回収熱交換器14において、熱源装置17から排出される排ガスの熱によって予熱される。その後、顕熱熱交換器15において、熱源装置17から直接熱供給される。そして、混合弁9において、バイパス路5を通過してきた水と適度な割合で混合され、出湯路4から出湯される。
【0060】
この場合、排熱回収熱交換器14に供給される水は、給水路2から供給される低温の水である。そのため、排ガスとの温度差が大きい。従って、排ガスの熱は排熱回収熱交換器14において効率よく回収される。
【0061】
次に、暖房装置に対して暖房用の熱を供給する場合について説明する。この場合、暖房電磁弁21を開弁して、暖房用与熱水路6aを通水可能とする。そして、循環ポンプ19を起動して、加熱水路3と暖房用与熱水路6aとの間で水を循環させる。そして、熱源装置17により加熱を行う。また、暖房循環ポンプ26を起動して、暖房用循環路7に暖房用の熱媒である水(以下、「熱媒」という。)を循環させる。
【0062】
このとき、加熱水路3内の水は、前述の場合と同様、排熱回収熱交換器14で予熱され、更に顕熱熱交換器15で加熱されて高温の温水となる。この高温の温水は、暖房用与熱水路6aに送られる。次いで、この温水は、暖房用熱交換器20において暖房用循環路7内の熱媒に与熱して降温する。そして、循環ポンプ19を通過した後、再び加熱水路3に戻される。
【0063】
一方、暖房用循環路7内を循環する熱媒は、暖房装置から戻ってくると、まず排熱回収熱交換器24により予熱される。排熱回収熱交換器24には、排熱回収熱交換器14を通過した後の排ガスが供給されている。排熱回収熱交換器24では、この排ガスの熱が熱媒に供給される。予熱された熱媒は、膨張タンク25、暖房循環ポンプ26を通過して暖房用熱交換器20に送られる。この暖房用熱交換器20において、暖房用与熱水路6aの水から熱の供給を受けて更に加熱される。加熱された熱媒は、暖房往路7bから暖房装置へ送られる。そして、暖房装置で放熱し降温した後に、再び排熱回収熱交換器24に戻る。
【0064】
ここで、暖房装置における暖房負荷が大きい場合、暖房用熱交換器20においては、暖房用与熱水路6a内の水から熱媒へ、多量の熱が与熱される。そのため、暖房用与熱水路6a内の水の温度降下が大きい。従って、排熱回収熱交換器14には、低温の水が供給されるため、排熱回収熱交換器14における熱の回収効率は高くなる。
【0065】
しかしながら、暖房装置における設定温度が高く、かつ暖房装置における暖房負荷が小さい場合、暖房用熱交換器20においては、暖房用与熱水路6a内の水から熱媒への熱移動は少ない。そのため、暖房用熱交換器20における降温幅は狭くなる。そうすると、排熱回収熱交換器14に流入する水の温度は高くなるため熱の回収効率が低下する。この場合、排熱回収熱交換器14から排出される排ガスの温度は高くなる。従って、排ガスの熱は、排熱回収熱交換器24において効率よく回収されることになる。
【0066】
以上のように、本実施例における給湯装置1によれば、暖房装置における設定温度が高く、かつ暖房装置における暖房負荷が小さい場合においても、従来に比べて排ガスからの排熱の回収効率を向上させることができる。
【実施例2】
【0067】
図2は、本発明の実施例2に係る給湯装置の構成を表す図である。本実施例に係る給湯装置1’は、基本的には図1の給湯装置1と同様の構成を有するが、新たに追焚用循環路8の風呂戻路8aに、排熱回収熱交換器31を備えた点が異なる。
【0068】
排熱回収熱交換器31も、排熱回収熱交換器24と同様、排熱回収熱交換器14を通過した後の排ガスが供給される。
【0069】
このように、追焚用循環路8に、排熱回収熱交換器31を加えることによっても、実施例1で説明したのと同様に、排ガスの熱の回収効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0070】
【図1】本発明の実施例1に係る給湯装置の構成を表す図である。
【図2】本発明の実施例2に係る給湯装置の構成を表す図である。
【図3】特許文献1に記載の給湯装置の構成を表す図である。
【図4】特許文献2に記載の給湯装置の構成を表す図である。
【符号の説明】
【0071】
1,1’ 給湯装置
2 給水路
3 加熱水路
4 出湯路
5 バイパス路
6 与熱循環水路
6a 暖房用与熱水路
6b 追焚用与熱水路
7 暖房用循環路
7a 暖房戻路
7b 暖房往路
8 追焚用循環路
8a 浴槽戻路
8b 浴槽往路
9 混合弁
10 サーミスタ
11 水量センサ
12 水量センサ
13 サーミスタ
14 排熱回収熱交換器
15 顕熱熱交換器
16 サーミスタ
17 熱源装置
18 サーミスタ
19 循環ポンプ
20 暖房用熱交換器
21 暖房電磁弁
22 追焚用熱交換器
23 風呂電磁弁
24 排熱回収熱交換器
25 膨張タンク
26 暖房循環ポンプ
27 サーミスタ
28 バイパス管
29 風呂ポンプ
30 サーミスタ
31 排熱回収熱交換器


【特許請求の範囲】
【請求項1】
燃料を燃焼させ燃焼熱を発生させる熱源装置と、
前記熱源装置が発生する燃焼熱で水を加熱する顕熱熱交換器と、
前記顕熱熱交換器を通る加熱水路と、
前記加熱水路の前記顕熱熱交換器上流側に水を供給する給水路と、
前記加熱水路の前記顕熱熱交換器下流側から加熱された温水を取り出す出湯路と、
前記加熱水路の前記顕熱熱交換器下流側と、前記加熱水路の前記顕熱熱交換器上流側とに接続された与熱循環水路と、
前記与熱循環水路に設けられ、前記加熱水路の前記顕熱熱交換器下流側から上流側へ温水を圧送する循環ポンプと、
暖房装置に対して熱を供給するための熱媒を循環させる暖房用循環路と、
前記与熱循環水路を圧送される温水と、前記暖房用循環路を循環する熱媒との熱交換を行う暖房用熱交換器と、
前記顕熱熱交換器上流側の前記加熱水路に設けられ、前記熱源装置から排出される排ガスの熱を前記加熱水路内の水に供給する第1の排熱回収熱交換器と、
前記暖房用循環路において、前記暖房装置から前記暖房用熱交換器へ熱媒を戻す暖房戻路に設けられ、前記第1の排熱回収熱交換器を通過した排ガスの熱を前記暖房戻路内の熱媒に供給する第2の排熱回収熱交換器と、
を備えていることを特徴とする給湯装置。
【請求項2】
燃料を燃焼させ燃焼熱を発生させる熱源装置と、
前記熱源装置が発生する燃焼熱で水を加熱する顕熱熱交換器と、
前記顕熱熱交換器を通る加熱水路と、
前記加熱水路の前記顕熱熱交換器上流側に水を供給する給水路と、
前記加熱水路の前記顕熱熱交換器下流側から加熱された温水を取り出す出湯路と、
前記加熱水路の前記顕熱熱交換器下流側と、前記加熱水路の前記顕熱熱交換器上流側とに接続された与熱循環水路と、
前記与熱循環水路に設けられ、前記加熱水路の前記顕熱熱交換器下流側から上流側へ温水を圧送する循環ポンプと、
浴槽の水(以下、「浴槽水」という。)が循環する追焚用循環路と、
前記与熱循環水路を圧送される温水と、前記追焚用循環路を循環する浴槽水との熱交換を行う追焚用熱交換器と、
前記顕熱熱交換器上流側の前記加熱水路に設けられ、前記熱源装置から排出される排ガスの熱を前記加熱水路内の水に供給する第1の排熱回収熱交換器と、
前記追焚用循環路において、前記浴槽から前記追焚用熱交換器へ浴槽水を戻す浴槽戻路に設けられ、前記第1の排熱回収熱交換器を通過した排ガスの熱を前記浴槽戻路内の浴槽水に供給する第3の排熱回収熱交換器と、
を備えていることを特徴とする給湯装置。
【請求項3】
燃料を燃焼させ燃焼熱を発生させる熱源装置と、
前記熱源装置が発生する燃焼熱で水を加熱する顕熱熱交換器と、
前記顕熱熱交換器を通る加熱水路と、
前記加熱水路の前記顕熱熱交換器上流側に水を供給する給水路と、
前記加熱水路の前記顕熱熱交換器下流側から加熱された温水を取り出す出湯路と、
前記加熱水路の前記顕熱熱交換器下流側と、前記加熱水路の前記顕熱熱交換器上流側とに接続された与熱循環水路と、
前記与熱循環水路に設けられ、前記加熱水路の前記顕熱熱交換器下流側から上流側へ温水を圧送する循環ポンプと、
暖房装置に対して熱を供給するための熱媒を循環させる暖房用循環路と、
浴槽の水(以下、「浴槽水」という。)が循環する追焚用循環路と、
前記与熱循環水路を圧送される温水と、前記暖房用循環路を循環する熱媒との熱交換を行う暖房用熱交換器と、
前記顕熱熱交換器上流側の前記加熱水路に設けられ、前記熱源装置から排出される排ガスの熱を前記加熱水路内の水に供給する第1の排熱回収熱交換器と、
前記暖房用循環路において、前記暖房装置から前記暖房用熱交換器へ熱媒を戻す暖房戻路に設けられ、前記第1の排熱回収熱交換器を通過した排ガスの熱を前記暖房戻路内の熱媒に供給する第2の排熱回収熱交換器と、
前記追焚用循環路において、前記浴槽から前記追焚用熱交換器へ浴槽水を戻す浴槽戻路に設けられ、前記第1の排熱回収熱交換器を通過した排ガスの熱を前記浴槽戻路内の浴槽水に供給する第3の排熱回収熱交換器と、
を備えていることを特徴とする給湯装置。




【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate


【公開番号】特開2006−17361(P2006−17361A)
【公開日】平成18年1月19日(2006.1.19)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−194329(P2004−194329)
【出願日】平成16年6月30日(2004.6.30)
【出願人】(390002886)株式会社長府製作所 (197)
【Fターム(参考)】