【書類名】 明細書
【発明の名称】 給湯機
【特許請求の範囲】
【請求項１】 圧縮機、凝縮器、減圧器、蒸発器を冷媒流路で接続して構成するヒートポンプと、前記凝縮器の熱で加熱昇温される蓄熱タンクと、この蓄熱タンクと出湯する端末カランとの間のタンク出湯管途中に設けた燃焼バーナーの熱により加熱される熱交換器と、前記蓄熱タンクの湯温を検出する湯温検知手段と、この湯温検知手段で検出される検出温度が中間温度以下となったときヒートポンプの運転を行うように制御するヒートポンプ制御手段を備えた給湯機。
【請求項２】 熱交換器の入口水温を検出する入口水温検知手段と、この入口水温検知手段で検出される検出温度が予め設定された所定温度以下で燃焼を行うように燃焼バーナーを制御するバーナー制御手段を備えた請求項１記載の給湯機。
【請求項３】 タンク出湯管の水の流れを検出する流量検知手段と、この流量検知手段の信号により、燃焼バーナーの燃焼を開始するバーナー制御手段を備えた請求項１又は２記載の給湯機。
【請求項４】 タンク出湯管の水の流れを検出する流量検知手段と、この流量検知手段の信号を受け、ヒートポンプの運転と燃焼バーナーの燃焼を開始する制御手段を備えた請求項１又は２記載の給湯機。
【請求項５】 熱交換器と並列に設けた開閉弁を備えたバイパス管と、タンク出湯管の水の流れを検出する流量検知手段と、前記熱交換器の流体入口と前記バイパス管の分岐の入口水温を検出する入口水温検知手段と、前記流量検知手段の信号を受けて前記入口水温検知手段の検出温度が所定温度より高温の場合には前記開閉弁を開放する制御手段を備えた請求項１又は２記載の給湯機。
【請求項６】 蓄熱タンクの内部に潜熱蓄熱材を備えた請求項１記載の給湯機。
【請求項７】 ヒートポンプ、蓄熱タンク、燃焼バーナー、熱交換器、を１つの給湯ユニットに収納した請求項１ないし６のいずれか１項に記載の給湯機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はヒートポンプと燃焼とを利用した給湯機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の給湯機は特開昭５９−１９５０４８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８に基づき説明する。図８は従来の給湯機の構成図である。図８において、蓄熱タンク１の下部の水は循環ポンプ２を介してヒートポンプ３の凝縮器４と熱交換する熱交換器４ａから燃焼給湯機５の熱交換器６を経て蓄熱タンク１の上部に戻される。そして、蓄熱タンク１内の水はヒートポンプ３で中間温度まで昇温されたのち、燃焼給湯機５で８０℃の高温まで昇温されて貯湯される。
【０００３】
なお、図８中の７は圧縮器、９は蒸発器を示し、ヒートポンプ３を構成している。また、１０は燃焼バーナ、１ａは蓄熱タンク１内の湯温の湯温検知手段である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記する従来の給湯機では、蓄熱タンク１内の湯温を常時８０℃の高温に保持しているため、放熱損失が大きい。また、出湯に必要な湯量を蓄熱タンク１に確保しておく必要性から蓄熱タンク１の容積が大きくなり、設置スペース上の課題がある。
【０００５】
本発明は上記課題を解決するものであり、放熱損失の低減と蓄熱タンクの小型化をはかることを主目的とするものである。
【０００６】
【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、圧縮機、凝縮器、減圧器、蒸発器を冷媒流路で接続して構成するヒートポンプと、前記凝縮器の熱で加熱昇温される蓄熱タンクと、この蓄熱タンクと出湯する端末カランとの間のタンク出湯管途中に設けた燃焼バーナーの熱により加熱される熱交換器と、前記蓄熱タンクの湯温を検出する湯温検知手段と、この湯温検知手段で検出される検出温度が中間温度以下となったときヒートポンプの運転を行うように制御するヒートポンプ制御手
段を備えた給湯機としたものである。
【０００７】
以上の構成により、蓄熱タンク内の水はヒートポンプの運転で湯温検知手段とヒートポンプ制御手段により、予め設定された所定温度に蓄熱して貯湯される。所定温度は通常ヒートポンプの効率が十分確保され、また、通常出湯温度以上である５０〜５５℃の中間温度であるため、蓄熱タンクの放熱損失が低減される。また、蓄熱タンクと出湯する端末カランとの間のタンク出湯管途中に設けた燃焼バーナーの熱により加熱される熱交換器を備えたことで、蓄熱タンクの湯温が低下した場合、または、高温度の出湯が必要な場合には燃焼による昇温が出来るので、蓄熱タンクを必要最小限の大きさに設定できるため、蓄熱タンクの小型化が図れる。さらに、出湯により蓄熱タンクの湯温が低下したときは、湯温検知手段とヒートポンプの制御手段によりヒートポンプの運転が行われることで、効率の良い運転ができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
前記課題を解決する給湯機は各請求項に記載した実施形態により実現できる。すなわち本発明の請求項１に記載の発明は、圧縮機、凝縮器、減圧器、蒸発器を冷媒流路で接続して構成するヒートポンプと、前記凝縮器の熱で加熱昇温される蓄熱タンクと、この蓄熱タンクと出湯する端末カランとの間のタンク出湯管途中に設けた燃焼バーナーの熱により加熱される熱交換器と、前記蓄熱タンクの湯温を検出する湯温検知手段と、この湯温検知手段で検出される検出温度が中間温度以下となったときヒートポンプの運転を行うように制御するヒートポンプ制御手段を備え、蓄熱タンク内の水はヒートポンプの運転で湯温検知手段とヒートポンプ制御手段により、予め設定された所定温度に蓄熱されて貯湯される。所定温度は通常ヒートポンプの効率が十分確保され、また、通常出湯温度以上である５０〜５５℃の中間温度であるため、蓄熱タンクの放熱損失が低減される。また、蓄熱タンクと出湯する端末カランとの間のタンク出湯管途中に設けた燃焼バーナーの熱により加熱される熱交換器を備えたことで、蓄熱タンクの湯温が低下した場合、または、高温度の出湯が必要な場合には燃焼による昇温が出来るので、蓄熱タンクを必要最小限の大きさに設定できるため、蓄熱タンクの小型化が図れる。さらに、出湯により蓄熱タンクの湯温が低下したときは、湯温検知手段とヒートポンプ制御手段によりヒートポンプの運転が行われることで、効率の良い運転ができる。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明に加えて熱交換器の入口水温を検出する入口水温検知手段と、この入口水温検知手段で検出される検出温度が予め設定された所定温度以下で燃焼を行うように燃焼バーナーを制御するバーナー制御手段を備える構成とすることにより、端末カランを開き出湯するときに、熱交換器の入口水温が通常要求される所定温度以下のときに燃焼バーナーを点火して、蓄熱タンクの湯温が低下したときでも十分な出湯温度が確保できる。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明は請求項１または請求項２に記載の発明に加えて、タンク出湯管の水の流れを検出する流量検知手段と、この流量検知手段の信号により、燃焼バーナーの燃焼を開始をするバーナー制御手段を備える構成とすることにより、給湯時に給水が流れることを流量検知手段が検出して燃焼バーナーの燃焼の開始をする。したがって、熱交換器での熱交換量が増加して給湯能力が向上するとともに加熱手段の立ち上げ湯温も速くなる。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明に加えてタンク出湯管の水の流れを検出する流量検知手段と、この流量検知手段の信号を受け、ヒートポンプの運転と燃焼バーナーの燃焼を開始する制御手段を備える構成とすることにより、給湯時に給水が流れることを流量検知手段が検出してヒートポンプの運転と燃焼バーナーの燃焼を開始する。したがって、給湯により蓄熱タンクの湯が持ち出されると同時にヒートポンプの運転が開始されることで、蓄熱タンクの湯が補充され、また、熱交換器での熱交換量が増加して給湯能力が向上するとともに加熱手段の立ち上げ湯温も速くなる。
【００１２】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明に加えて熱交換器と並列に設けた開閉弁を備えたバイパス管と、タンク出湯管の水の流れを検出する流量検知手段と、前記熱交換器の流体入口と前記バイパス管の分岐の入口水温を検出する入口水温検知手段と、前記流量検知手段の信号を受けて前記入口水温検知手段の検出温度が所定温度より高温の場合には前記開閉弁を開放する制御手段を備える構成とすることにより、出湯時において、給水管の水の流れを検出して、熱交換器の流体入口と前記バイパス管の分岐の入口水温が所定温度より高温の場合には熱交換器をバイパスして出湯する。従って、熱交換器を流
れる時の放熱も少なくなる。
【００１３】
また、請求項６に記載の発明は請求項１または請求項２に記載の発明に加えて、蓄熱タンクの内部に潜熱蓄熱材を備え、ヒートポンプの熱を蓄熱タンク内の水と潜熱蓄熱材に蓄える構成とすることにより、潜熱蓄熱材は大容量の熱を蓄えることができるため、蓄熱タンクをより小型化できる。
【００１４】
また、請求項７に記載の発明は請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の発明に加えて、ヒートポンプ、蓄熱タンク、燃焼バーナー、熱交換器を１つの給湯ユニットに収納した構成とすることにより、水配管、制御系統を有機的に配置できるため、給湯ユニットの小型化が図れる。あるいは設置の自由度が向上する。
【００１５】
【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、各実施例において、同じ構成、同じ動作をする部分については同一符号を付し、重複説明を避ける。
【００１６】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１における給湯機の構成図である。
【００１７】
図１において、ヒートポンプ１１は圧縮機１２、凝縮器１３、減圧器１４、蒸発器１５を冷媒流路で接続して構成する。１６は蓄熱タンクで、この蓄熱タンク１６の湯温を検出する湯温検知手段１７を有する。蓄熱タンク１６の下部からの水は、循環ポンプ１８によって凝縮器１３に導かれ、凝縮器１３の熱で加熱昇温されて蓄熱タンク１６へ戻される。蓄熱タンク１６の下部には、水道水などが給水される管路１９が、上部には、タンク出湯管２０が設けられ、このタンク出湯管２０の端末カラン２１までの間には、燃焼給湯機２２を構成する燃焼バーナー２３の熱により加熱される熱交換器２４が配置される。２５はヒートポンプ制御手段で湯温検出部２６、湯温比較部２７とヒートポンプの運転手段２８を有し、蓄熱タンク２６の湯温検知手段２７の湯温を湯温検出部２６で検出し、湯温比較部２７で検出温度が予め設定された所定温度以下であるとヒートポンプの運転手段２８によりヒートポンプの運転を行うように制御する。前記所定温度は通常ヒートポンプの効率が十分確保され、また、通常出湯温度以上である５０〜５５℃に設定される。
【００１８】
以上の構成において、その動作、作用について説明する。まず、電源（図示せず）を入れると、ヒートポンプ制御手段２５の湯温検出部２６が湯温検知手段１７の検出温度を読み、湯温比較部２７で検出温度が予め設定された所定温度以下であれば、ヒートポンプの運転手段２８によりヒートポンプ１１と循環ポンプ１８の運転を開始し、蓄熱タンク１６内の水を所定温度（５０〜５５℃）まで沸き上げる。通常出湯時は蓄熱タンク１６内の湯温が５０〜５５℃であるために、燃焼バーナー２３は点火せず、蓄熱タンク１６の湯温が低下した場合、または、高温度の出湯が必要な場合に燃焼による昇温が行われる。よって、通常出湯温度以上である５０〜５５℃の中間温度であるため、蓄熱タンク１６の放熱損失が低減される。また、蓄熱タンク１６と出湯する端末カラン２１との間のタンク出湯管２０途中に設けた燃焼バーナー２３の熱により加熱される熱交換器２４を備えたことで、蓄熱タンク１６の湯温が低下した場合、または、高温度の出湯が必要な場合には燃焼による昇温が出来るので、蓄熱タンク１６を必要最小限の大きさに設定できるため、蓄熱タンク１６の小型化が図れる。さらに、出湯により蓄熱タンク１６の湯温が低下したときは、湯温検知手段１７とヒートポンプ制御手段２５によりヒートポンプの運転が行われることで、効率の良い運転ができる。
【００１９】
（実施例２）
図２は本発明の実施例２における給湯機の構成図である。図２において、２９は熱交換器２４の入口水温を検出する入口水温検知手段、３０はバーナー制御手段で、入口水温検知部３１、温度比較部３２とバーナー運転手段３３で構成されている。
【００２０】
以上の構成において、その動作、作用について説明する。
【００２１】
端末カラン２１を開き出湯するときに、入口水温検知部３１で入口水温検知手段２９の温度を読み、温度比較部３２で検出温度が予め設定された所定温度以下であれば、バーナー運転手段３３により燃焼バーナー２３の運転を開始する。このように、端末カラン２１を開き出湯するときに、熱交換器２４の入口水温が通常要求される所定温度以下のときに燃焼バーナー２３を点火することで、蓄熱タンク２６の湯温が低下したときでも十分な出湯温度が確保できる。
【００２２】
（実施例３）
図３は本発明の実施例３における給湯機の構成図である。図３において、図２と異なる点は、タンク出湯管２０の水の流れを検出する流量検知手段３４を設け、バーナー制御手段３０内に入口水温検知部３１、温度比較部３２とバーナー運転手段３３に加え流量検出部３５と流量比較部３６を有する点である。
【００２３】
以上の構成において、その動作、作用について説明する。
【００２４】
端末カラン２１を開き出湯すると、流量検出部３５で流量検知手段３４より発信された信号を読み取り、流量比較部３６で予め設定された流量以上であればバーナー運転手段３３により燃焼バーナー２３の運転を開始する。したがって、熱交換器での熱交換量が増加して給湯能力が向上するとともに加熱手段の立ち上げ湯温も速くなる。
【００２５】
（実施例４）
図４は本発明の実施例４における給湯機の構成図である。図４において、３７は制御手段で、湯温検出部２６、湯温比較部２７、ヒートポンプの運転手段２８、入口水温検知部３１、温度比較部４２、バーナー運転手段３３、流量検出部３５と流量比較部３６を有する。
【００２６】
以上の構成において、その動作、作用について説明する。端末カラン２１を開き出湯すると、流量検出部３５で流量検知手段３４より発信された信号を読み取り、流量比較部３６で予め設定された流量以上であればバーナー運転手段３３に信号を出して燃焼バーナー２３の運転を開始すると同時に、ヒートポンプの運転手段２８に信号を出してヒートポンプの運転を開始する。したがって、給湯により蓄熱タンク１６の湯が持ち出されると同時にヒートポンプの運転が開始されることで、蓄熱タンク１６の湯が補充され、また、熱交換器２４での熱交換量が増加して給湯能力が向上するとともに加熱手段の立ち上げ湯温も速くなる。
【００２７】
（実施例５）
図５は本発明における実施例５の給湯機の構成図である。図５において、３８は熱交換器２４と並列に設けたバイパス管、３９はバイパス管３８の開閉をする開閉弁、４０は制御手段で入口水温検知部３１、温度比較部３２、バーナー運転手段３３、流量検出部３５、流量比較部３６と開閉弁駆動手段４１を有する。また、入口水温検知手段は熱交換器２４の流体入口と前記バイパス管３８の分岐の入口側に位置せしめる。
【００２８】
以上の構成において、その動作、作用について説明する。端末カラン２１を開き出湯すると、流量検出部３５で流量検知手段３４より発信された信号を読み取り、流量比較部３６で予め設定された流量以上であれば温度比較部３２において入口水温検知部３１で読み取った入口水温検知手段２９の温度を予め設定された所定温度と比較し、入口水温が所定温度よりも高い場合は開閉弁駆動手段４１により開閉弁３９を開放し、バーナー運転手段３３ではバーナー燃焼を行わず、入口水温が所定温度よりも高い場合は開閉弁駆動手段４１により開閉弁３９を閉止し、バーナー運転手段３３ではバーナー燃焼を開始するごとく制御する。したがって、出湯時において、給水管２０の水の流れを検出して、熱交換器２４の流体入口と前記バイパス管３８の分岐の入口水温が所定温度より高温の場合には熱交換器２４をバイパスして出湯するように制御することで、熱交換器２４を流れる時の放熱も少なくなる。
【００２９】
（実施例６）
図６は本発明の実施例６における給湯機の構成図である。図６において、４２は潜熱蓄熱材であり、蓄熱タンク１６の内部に備えられ蓄熱タンク内の水と熱交換関係を有する。
【００３０】
以上の構成において、その動作、作用について説明する。ヒートポンプ１の熱を蓄熱タンク１６内の水と潜熱蓄熱材４２に蓄える。潜熱蓄熱材４２は大容量の熱を蓄えることができるため、蓄熱タンク１６をより小型化できる。
【００３１】
（実施例７）
図７は本発明の実施例７における給湯機の構成図である。図７において、４３は給湯ユニットであり、ヒートポンプ１１、蓄熱タンク１６、燃焼バーナー２３、熱交換器２４を１つのユニットに収納する。
【００３２】
以上の構成において、その動作、作用について説明する。水配管、制御系統を有機的に配置できるため、給湯ユニットの小型化が図れる。あるいは設置の自由度が向上する。
【００３３】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明によれば、蓄熱タンク内の水はヒートポンプの運転で湯温検知手段とヒートポンプ制御手段により中間温度に蓄熱貯湯され、所定温度は通常ヒートポンプの効率が十分確保され、また、通常出湯温度以上である５０〜５５℃の中間温度であるため、蓄熱タンクの放熱損失が低減される。また、蓄熱タンクと出湯する端末カランとの間のタンク出湯管途中に設けた燃焼バーナーの熱により加熱される熱交換器を備えたことで、蓄熱タンクの湯温が低下した場合、または、高温度の出湯が必要な場合には燃焼による昇温給湯が出来るので、蓄熱タンクを必要最小限の大きさに設定できるため、蓄熱タンクの小型化が図れる。さらに、出湯により蓄熱タンクの湯温が低下したときは、湯温検知手段とヒートポンプ制御手段によりヒートポンプの運転が行われることで、効率の良い運転ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の実施例１における給湯機の構成図
【図２】
本発明の実施例２における給湯機の構成図
【図３】
本発明の実施例３における給湯機の構成図
【図４】
本発明の実施例４における給湯機の構成図
【図５】
本発明の実施例５における給湯機の構成図
【図６】
本発明の実施例６における給湯機の構成図
【図７】
本発明の実施例７における給湯機の構成図
【図８】
従来の給湯機の構成図
【符号の説明】
１１ ヒートポンプ
１２ 圧縮機
１３ 凝縮器
１４ 減圧器
１５ 蒸発器
１６ 蓄熱タンク
１７ 湯温検知手段
２０ タンク出湯管
２１ 端末カラン
２３ 燃焼バーナー
２４ 熱交換器
２５ ヒートポンプ制御手段
２９ 入口水温検知手段
３０ バーナー制御手段
３４ 流量検知手段
３７ 制御手段
３８ バイパス管
３９ 開閉弁
４２ 潜熱蓄熱材
４３ 給湯ユニット
[Document name] Specification [Title of invention] Water heater [Claims]
1. A heat pump configured by connecting a compressor, a condenser, a decompressor, and an evaporator by a refrigerant flow path, a heat storage tank that is heated and heated by the heat of the condenser, and hot water is discharged from the heat storage tank. A heat exchanger that is heated by the heat of a combustion burner provided in the middle of the hot water pipe between the terminal and the hot water tank, a hot water temperature detecting means that detects the hot water temperature of the heat storage tank, and the hot water temperature detecting means. A water heater equipped with a heat pump control means that controls the operation of the heat pump when the detected temperature falls below the intermediate temperature.
2. An inlet water temperature detecting means for detecting the inlet water temperature of a heat exchanger, and a combustion burner for controlling combustion so that the detection temperature detected by the inlet water temperature detecting means is equal to or lower than a preset predetermined temperature. The water heater according to claim 1, further comprising a burner control means.
3. The water heater according to claim 1 or 2, further comprising a flow rate detecting means for detecting the flow of water in a tank hot water pipe and a burner control means for starting combustion of a combustion burner by a signal of the flow rate detecting means. ..
4. Claim 1 or 2 comprising a flow rate detecting means for detecting the flow of water in a tank hot water pipe and a control means for starting operation of a heat pump and combustion of a combustion burner in response to a signal from the flow rate detecting means. The listed water heater.
5. A bypass pipe provided with an on-off valve provided in parallel with the heat exchanger, a flow rate detecting means for detecting the flow of water in the hot water pipe of the tank, and a branch of the fluid inlet of the heat exchanger and the bypass pipe. A claim including an inlet water temperature detecting means for detecting the inlet water temperature of the above, and a control means for opening the on-off valve when the detection temperature of the inlet water temperature detecting means is higher than a predetermined temperature in response to a signal of the flow rate detecting means. Item 1 or 2 of the water heater.
6. The water heater according to claim 1, wherein a latent heat storage material is provided inside the heat storage tank.
7. The water heater according to claim 1, wherein the heat pump, the heat storage tank, the combustion burner, and the heat exchanger are housed in one hot water supply unit.
Description: TECHNICAL FIELD [Detailed description of the invention]
[0001]
[Technical field to which the invention belongs]
The present invention relates to a water heater using a heat pump and combustion.
0002.
[Conventional technology]
Conventionally, there is a water heater of this type as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-195048. Hereinafter, the conventional technique will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a configuration diagram of a conventional water heater. In FIG. 8, the water in the lower part of the heat storage tank 1 is transferred from the heat exchanger 4a, which exchanges heat with the condenser 4 of the heat pump 3 via the circulation pump 2, to the upper part of the heat storage tank 1 via the heat exchanger 6 of the combustion water heater 5. Be returned. Then, the water in the heat storage tank 1 is heated to an intermediate temperature by the heat pump 3, and then heated to a high temperature of 80 ° C. by the combustion water heater 5 to be stored.
0003
Note that 7 in FIG. 8 indicates a compressor, 9 indicates an evaporator, and constitutes a heat pump 3. Reference numeral 10 is a combustion burner, and 1a is a means for detecting the temperature of the hot water in the heat storage tank 1.
0004
[Problems to be Solved by the Invention]
In the conventional water heater described above, since the hot water temperature in the heat storage tank 1 is always maintained at a high temperature of 80 ° C., heat dissipation loss is large. Further, since it is necessary to secure the amount of hot water required for hot water discharge in the heat storage tank 1, the volume of the heat storage tank 1 becomes large, which poses a problem in terms of installation space.
0005
The present invention solves the above problems, and an object of the present invention is to reduce heat dissipation loss and downsize the heat storage tank.
0006
[Means for solving problems]
In order to solve the above problems, the present invention comprises a heat pump configured by connecting a compressor, a condenser, a decompressor, and an evaporator by a refrigerant flow path, a heat storage tank that is heated and heated by the heat of the condenser, and a heat storage tank. A heat exchanger that is heated by the heat of a combustion burner provided in the middle of the hot water pipe between the heat storage tank and the terminal curan that discharges hot water, a hot water temperature detecting means that detects the hot water temperature of the heat storage tank, and this hot water temperature. It is a water supply machine equipped with a heat pump control means for controlling the operation of the heat pump when the detection temperature detected by the detection means becomes an intermediate temperature or less.
0007
With the above configuration, the water in the heat storage tank is stored at a predetermined temperature set in advance by the hot water temperature detecting means and the heat pump controlling means by operating the heat pump. Since the predetermined temperature is an intermediate temperature of 50 to 55 ° C., which is usually higher than the normal hot water temperature, the efficiency of the heat pump is sufficiently ensured, so that the heat dissipation loss of the heat storage tank is reduced. In addition, by providing a heat exchanger that is heated by the heat of the combustion burner provided in the middle of the hot water pipe of the tank between the heat storage tank and the terminal curan that discharges hot water, the hot water temperature of the heat storage tank drops or is high. When hot water is required to be discharged, the temperature can be raised by combustion, so that the heat storage tank can be set to the minimum required size, and the heat storage tank can be miniaturized. Further, when the hot water temperature of the heat storage tank is lowered due to the hot water discharge, the heat pump is operated by the hot water temperature detecting means and the heat pump controlling means, so that efficient operation can be performed.
0008
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A water heater that solves the above problems can be realized by the embodiment described in each claim. That is, the invention according to claim 1 of the present invention is a heat pump configured by connecting a compressor, a condenser, a decompressor, and an evaporator by a refrigerant flow path, and a heat storage tank that is heated and heated by the heat of the condenser. A heat exchanger that is heated by the heat of a combustion burner provided in the middle of the hot water pipe between the heat storage tank and the terminal curan that discharges hot water, a hot water temperature detecting means that detects the hot water temperature of the heat storage tank, and the hot water temperature detecting means. It is equipped with a heat pump control means that controls the operation of the heat pump when the detection temperature detected by the hot water temperature detection means falls below the intermediate temperature, and the water in the heat storage tank is controlled by the hot water temperature detection means and the heat pump by the operation of the heat pump. By means, heat is stored at a predetermined temperature set in advance and hot water is stored. Since the predetermined temperature is an intermediate temperature of 50 to 55 ° C., which is usually higher than the normal hot water temperature, the efficiency of the heat pump is sufficiently ensured, so that the heat dissipation loss of the heat storage tank is reduced. In addition, by providing a heat exchanger that is heated by the heat of the combustion burner provided in the middle of the hot water pipe of the tank between the heat storage tank and the terminal curan that discharges hot water, the hot water temperature of the heat storage tank drops or is high. When hot water is required to be discharged, the temperature can be raised by combustion, so that the heat storage tank can be set to the minimum required size, and the heat storage tank can be miniaturized. Further, when the hot water temperature of the heat storage tank is lowered due to the hot water discharge, the heat pump is operated by the hot water temperature detecting means and the heat pump controlling means, so that efficient operation can be performed.
0009
Further, in the invention according to claim 2, in addition to the invention according to claim 1, an inlet water temperature detecting means for detecting the inlet water temperature of the heat exchanger and a detection temperature detected by the inlet water temperature detecting means are preset. By providing a burner control means for controlling the combustion burner so as to perform combustion at a predetermined temperature or lower, the inlet water temperature of the heat exchanger is usually lower than the predetermined temperature required when the terminal curan is opened and hot water is discharged. At this time, the combustion burner is ignited, and a sufficient hot water discharge temperature can be secured even when the hot water temperature of the heat storage tank drops.
0010
Further, the invention according to claim 3 is, in addition to the invention according to claim 1 or claim 2, a combustion burner based on a flow rate detecting means for detecting the flow of water in a tank hot water pipe and a signal of the flow rate detecting means. By providing a burner control means for starting the combustion of the combustion burner, the flow rate detecting means detects that the water supply flows during hot water supply and starts the combustion of the combustion burner. Therefore, the amount of heat exchanged by the heat exchanger is increased, the hot water supply capacity is improved, and the temperature of the hot water at the start of the heating means is also increased.
0011
In addition to the invention according to claim 1 or 2, the invention according to claim 4 receives a flow rate detecting means for detecting the flow of water in the hot water pipe of the tank and a signal of the flow rate detecting means, and receives a heat pump. By providing a control means for starting the operation of the heat pump and the combustion of the combustion burner, the flow rate detecting means detects that the water supply flows at the time of hot water supply, and the operation of the heat pump and the combustion of the combustion burner are started. Therefore, by starting the operation of the heat pump at the same time as the hot water in the heat storage tank is taken out by the hot water supply, the hot water in the heat storage tank is replenished, and the amount of heat exchange in the heat exchanger is increased to improve the hot water supply capacity. At the same time, the temperature of the hot water at which the heating means is started up becomes faster.
0012
Further, the invention according to claim 5 is a bypass pipe provided with an on-off valve provided in parallel with a heat exchanger in addition to the invention according to claim 1 or 2, and a water flow in a tank hot water pipe. The flow rate detecting means for detecting, the inlet water temperature detecting means for detecting the inlet water temperature of the fluid inlet of the heat exchanger and the branch of the bypass pipe, and the detection temperature of the inlet water temperature detecting means in response to the signal of the flow rate detecting means. By providing a control means for opening the on-off valve when the temperature is higher than a predetermined temperature, the flow of water in the water supply pipe is detected at the time of hot water discharge, and the fluid inlet of the heat exchanger and the bypass pipe are connected. If the water temperature at the inlet of the branch is higher than the specified temperature, the hot water is discharged by bypassing the heat exchanger. Therefore, heat dissipation when flowing through the heat exchanger is also reduced.
0013
Further, in addition to the invention according to claim 1 or 2, the invention according to claim 6 is provided with a latent heat storage material inside the heat storage tank, and heat of the heat pump is transferred to the water in the heat storage tank and the latent heat storage material. By adopting a configuration for storing heat, the latent heat storage material can store a large amount of heat, so that the heat storage tank can be further miniaturized.
0014.
Further, the invention according to claim 7 has a configuration in which a heat pump, a heat storage tank, a combustion burner, and a heat exchanger are housed in one hot water supply unit in addition to the invention according to any one of claims 1 to 6. As a result, the water piping and the control system can be arranged organically, so that the hot water supply unit can be miniaturized. Alternatively, the degree of freedom of installation is improved.
0015.
【Example】
Hereinafter, examples of the present invention will be described with reference to the drawings. In each embodiment, parts having the same configuration and the same operation are designated by the same reference numerals to avoid duplicate explanations.
0016.
(Example 1)
FIG. 1 is a configuration diagram of a water heater according to a first embodiment of the present invention.
[0017]
In FIG. 1, the heat pump 11 is configured by connecting a compressor 12, a condenser 13, a decompressor 14, and an evaporator 15 by a refrigerant flow path. Reference numeral 16 denotes a heat storage tank, which has a hot water temperature detecting means 17 for detecting the hot water temperature of the heat storage tank 16. The water from the lower part of the heat storage tank 16 is guided to the condenser 13 by the circulation pump 18, is heated and heated by the heat of the condenser 13, and is returned to the heat storage tank 16. A pipeline 19 for supplying tap water or the like is provided at the lower part of the heat storage tank 16, and a tank hot water pipe 20 is provided at the upper part. A heat exchanger 24 that is heated by the heat of the combustion burner 23 that constitutes 22 is arranged. Reference numeral 25 denotes a heat pump control means, which includes a hot water temperature detecting unit 26, a hot water temperature comparing unit 27, and a heat pump operating means 28. The hot water temperature of the hot water temperature detecting means 27 of the heat storage tank 26 is detected by the hot water temperature detecting unit 26, and hot water is detected. When the detection temperature is equal to or lower than a preset predetermined temperature in the temperature comparison unit 27, the heat pump operating means 28 controls the heat pump to be operated. The predetermined temperature is usually set to 50 to 55 ° C., which is higher than the normal hot water temperature, while sufficiently ensuring the efficiency of the heat pump.
0018
In the above configuration, the operation and operation will be described. First, when the power is turned on (not shown), the hot water temperature detecting unit 26 of the heat pump control means 25 reads the detected temperature of the hot water temperature detecting means 17, and the detected temperature of the hot water temperature comparing unit 27 is equal to or lower than a preset predetermined temperature. If so, the operation of the heat pump 11 and the circulation pump 18 is started by the operating means 28 of the heat pump, and the water in the heat storage tank 16 is boiled to a predetermined temperature (50 to 55 ° C.). When the temperature of the hot water in the heat storage tank 16 is 50 to 55 ° C. when the hot water is normally discharged, the combustion burner 23 does not ignite and the temperature of the hot water in the heat storage tank 16 drops, or when high temperature hot water is required to be discharged. The temperature is raised by combustion. Therefore, since the intermediate temperature is 50 to 55 ° C., which is usually higher than the hot water temperature, the heat dissipation loss of the heat storage tank 16 is reduced. Further, by providing the heat exchanger 24 which is heated by the heat of the combustion burner 23 provided in the middle of the tank hot water pipe 20 between the heat storage tank 16 and the terminal curan 21 which discharges hot water, the hot water temperature of the heat storage tank 16 is lowered. In this case, or when hot water at a high temperature is required, the temperature can be raised by combustion, so that the heat storage tank 16 can be set to the minimum necessary size, so that the heat storage tank 16 can be miniaturized. Further, when the hot water temperature of the heat storage tank 16 drops due to the hot water discharge, the heat pump is operated by the hot water temperature detecting means 17 and the heat pump controlling means 25, so that efficient operation can be performed.
0019
(Example 2)
FIG. 2 is a configuration diagram of a water heater according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 2, 29 is an inlet water temperature detecting means for detecting the inlet water temperature of the heat exchanger 24, 30 is a burner control means, and is composed of an inlet water temperature detecting unit 31, a temperature comparing unit 32, and a burner operating means 33.
0020
In the above configuration, the operation and operation will be described.
0021.
When the terminal curan 21 is opened and hot water is discharged, the temperature of the inlet water temperature detecting means 29 is read by the inlet water temperature detecting unit 31, and if the detected temperature is equal to or lower than a preset predetermined temperature by the temperature comparing unit 32, the burner operating means 33 is used. The operation of the combustion burner 23 is started. In this way, when the terminal curan 21 is opened and hot water is discharged, the hot water temperature of the heat storage tank 26 is lowered by igniting the combustion burner 23 when the inlet water temperature of the heat exchanger 24 is equal to or lower than the predetermined temperature normally required. Sufficient hot water temperature can be secured even at times.
0022.
(Example 3)
FIG. 3 is a block diagram of the water heater according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 3, the difference from FIG. 2 is that a flow rate detecting means 34 for detecting the flow of water in the tank hot water pipe 20 is provided, and the inlet water temperature detecting unit 31, the temperature comparing unit 32 and the burner operating means 33 are provided in the burner control means 30. In addition, it has a flow rate detection unit 35 and a flow rate comparison unit 36.
[0023]
In the above configuration, the operation and operation will be described.
0024
When the terminal curan 21 is opened and hot water is discharged, the flow rate detecting unit 35 reads the signal transmitted from the flow rate detecting means 34, and if the flow rate is equal to or higher than the preset flow rate in the flow rate comparing unit 36, the burner operating means 33 operates the combustion burner 23. Start. Therefore, the amount of heat exchanged by the heat exchanger is increased, the hot water supply capacity is improved, and the temperature of the hot water at the start of the heating means is also increased.
0025
(Example 4)
FIG. 4 is a block diagram of the water heater according to the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 4, 37 is a control means, which is a hot water temperature detecting unit 26, a hot water temperature comparing unit 27, a heat pump operating means 28, an inlet water temperature detecting unit 31, a temperature comparing unit 42, a burner operating means 33, a flow rate detecting unit 35, and a flow rate. It has a comparison unit 36.
0026
In the above configuration, the operation and operation will be described. When the terminal curan 21 is opened and hot water is discharged, the flow rate detecting unit 35 reads the signal transmitted from the flow rate detecting means 34, and the flow rate comparing unit 36 outputs a signal to the burner operating means 33 if the flow rate is equal to or higher than the preset flow rate. At the same time as starting the operation of 23, a signal is sent to the operating means 28 of the heat pump to start the operation of the heat pump. Therefore, the hot water in the heat storage tank 16 is taken out by the hot water supply, and the operation of the heat pump is started at the same time, so that the hot water in the heat storage tank 16 is replenished and the amount of heat exchange in the heat exchanger 24 is increased to supply the hot water. And the temperature of the hot water at which the heating means is started up becomes faster.
[0027]
(Example 5)
FIG. 5 is a block diagram of the water heater of the fifth embodiment in the present invention. In FIG. 5, 38 is a bypass pipe provided in parallel with the heat exchanger 24, 39 is an on-off valve for opening and closing the bypass pipe 38, 40 is a control means, an inlet water temperature detecting unit 31, a temperature comparing unit 32, and a burner operating means 33. It has a flow rate detecting unit 35, a flow rate comparing unit 36, and an on-off valve driving means 41. Further, the inlet water temperature detecting means is located on the fluid inlet side of the heat exchanger 24 and the inlet side of the branch of the bypass pipe 38.
[0028]
In the above configuration, the operation and operation will be described. When the terminal burner 21 is opened and the hot water is discharged, the flow rate detection unit 35 reads the signal transmitted from the flow rate detection means 34, and if the flow rate is equal to or higher than the preset flow rate in the flow rate comparison unit 36, the temperature comparison unit 32 causes the inlet water temperature detection unit 31 to read the signal. The read inlet water temperature detecting means 29 is compared with a preset predetermined temperature, and when the inlet water temperature is higher than the predetermined temperature, the on-off valve 39 is opened by the on-off valve driving means 41, and the burner operating means 33 burns the burner. When the inlet water temperature is higher than the predetermined temperature, the on-off valve 39 is closed by the on-off valve driving means 41, and the burner operating means 33 controls so as to start burner combustion. Therefore, when the hot water is discharged, the flow of water in the water supply pipe 20 is detected, and the heat exchanger 24 is bypassed when the water temperature at the fluid inlet of the heat exchanger 24 and the inlet water temperature of the branch of the bypass pipe 38 is higher than a predetermined temperature. By controlling the hot water to flow out, the heat radiation when flowing through the heat exchanger 24 is also reduced.
[0029]
(Example 6)
FIG. 6 is a block diagram of the water heater according to the sixth embodiment of the present invention. In FIG. 6, reference numeral 42 denotes a latent heat storage material, which is provided inside the heat storage tank 16 and has a heat exchange relationship with water in the heat storage tank.
[0030]
In the above configuration, the operation and operation will be described. The heat of the heat pump 1 is stored in the water in the heat storage tank 16 and the latent heat storage material 42. Since the latent heat storage material 42 can store a large amount of heat, the heat storage tank 16 can be made smaller.
0031
(Example 7)
FIG. 7 is a block diagram of the water heater according to the seventh embodiment of the present invention. In FIG. 7, reference numeral 43 denotes a hot water supply unit, which houses the heat pump 11, the heat storage tank 16, the combustion burner 23, and the heat exchanger 24 in one unit.
[0032]
In the above configuration, the operation and operation will be described. Since the water pipe and control system can be arranged organically, the size of the hot water supply unit can be reduced. Alternatively, the degree of freedom of installation is improved.
0033
【Effect of the invention】
As is clear from the above description , according to the present invention, the water in the heat storage tank is stored at an intermediate temperature by the hot water temperature detecting means and the heat pump control means by the operation of the heat pump, and the predetermined temperature is usually the efficiency of the heat pump. Since it is sufficiently secured and the intermediate temperature is 50 to 55 ° C., which is usually higher than the hot water temperature, the heat dissipation loss of the heat storage tank is reduced. In addition, by providing a heat exchanger that is heated by the heat of the combustion burner provided in the middle of the hot water pipe of the tank between the heat storage tank and the terminal curan that discharges hot water, the hot water temperature of the heat storage tank drops or is high. When hot water is required to be discharged at a high temperature, hot water can be heated and supplied by combustion, so that the heat storage tank can be set to the minimum required size, and the heat storage tank can be miniaturized. Further, when the hot water temperature of the heat storage tank is lowered due to the hot water discharge, the heat pump is operated by the hot water temperature detecting means and the heat pump controlling means, so that efficient operation can be performed.
[Simple explanation of drawings]
FIG. 1
FIG. 2 is a block diagram of a water heater according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram of a water heater according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram of a water heater according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram of a water heater according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram of a water heater according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram of a water heater according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a block diagram of a water heater according to a seventh embodiment of the present invention.
Configuration diagram of a conventional water heater [Explanation of symbols]
11 Heat pump 12 Compressor 13 Condenser 14 Decompressor 15 Evaporator 16 Heat storage tank 17 Hot water temperature detection means 20 Tank water heater 21 Terminal currant 23 Burner burner 24 Heat exchanger 25 Heat pump control means 29 Inlet water temperature detection means 30 Burner control means 34 Flow detection means 37 Control means 38 Bypass pipe 39 On-off valve 42 Latent heat storage material 43 Hot water supply unit