JP2004132629A - Water heater - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、給湯装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
給湯装置としては貯湯タンクを有し、加熱源にて沸上げた高温湯をこの貯湯タンクに貯湯するものがある。そして、現状の電力料金制度は深夜の電力料金単価が昼間に比べて安価に設定されているので、近年では、低額である深夜時間帯(例えば、23時から7時までの時間帯)に沸上運転を行い、これによって、貯湯タンクに1日に必要な湯を貯めるようにしている。そして、近年では、設置場所等に応じて、薄型の貯湯タンクが求められている。すなわち、薄型の貯湯タンクは、断面形状が楕円形状とされて、その厚さ寸法(奥行き寸法)がその幅寸法に比べて小さいものとなっている。このため、扁平の貯湯タンクでは、円筒のものに比べて肉厚を大とする必要があり、この形状で上記容量を確保しようとすれば、大型化する欠点がある。従って、この貯湯タンクを設置場所までの搬送が困難となると共に、設置場所によっては設置できないおそれもあった。すなわち、薄型の貯湯タンクを採用しようとすれば、容量を小さくしなければならない場合があった。容量を小さくすれば、一日の必要湯量を確保することができず、そのために、料金単価が高い昼間(現状の電力料金制度では、深夜時間帯の料金単価が低く設定されていると共に、昼間の料金単価が高く設定されている)に追加の追い焚き運転を行う必要があり、ランニングコスト高となっていた。
【0003】
そこで、近年、図6に示すように、小型の2個の円筒形の貯湯タンク51、52を備えた給湯装置が開発された。すなわち、一方の貯湯タンク51の上部と、他方の貯湯タンク52の下部とを連結配管53で連結し、そして、加熱源としてヒートポンプユニット54を使用して、他方の貯湯タンク52の下部の取水口55からこの貯湯タンク52の低温水を流出させて、ヒートポンプユニット54にて加熱して一方の貯湯タンク51の下部の湯入口56に流入させていた。この際、一方の貯湯タンク51の下部には給水口57が設けられ、他方の貯湯タンク52には給湯口58が設けられている。
【0004】
また、ヒートポンプユニット54は、図示省略しているが、圧縮機と、水熱交換器と、膨張弁と、空気熱交換器とを順次接続された冷媒回路を備える。そして、取水口55と湯入口56とを接続する配管路59が形成され、この配管路59に、図示省略しているが、水循環用ポンプと熱交換路とが介設される。この場合、熱交換路が上記冷媒回路の水熱交換器にて構成される。
【0005】
上記装置においては、冷媒回路の圧縮機を駆動させると共に、水循環用ポンプを駆動(作動)させると、貯湯タンク52の取水口55から貯溜水(低温水)が配管路59に流出し、これが熱交換路を流通する。そのときこの低温水湯は水熱交換器によって加熱され(沸き上げられ)、湯入口56から貯湯タンク51に流入される。そして、この貯湯タンク51の高温湯が貯湯タンク52に流入する。すなわち、貯湯タンク51の流出口53aから流出した高温湯は、連結配管53を介して貯湯タンク52の流入口53bからこの貯湯タンク52に流入する。これによって、この貯湯タンク51、52に高温の温湯を貯めるものである。また、浴槽等に給湯する場合、貯湯タンク52に上部に設けた給湯口58から行っていた。
【0006】
また、上記図6に示した給湯装置以外にも、従来には3本以上のタンクを有する給湯装置がある(特許文献1参照。)。
【0007】
【特許文献1】
特開2001−263809号公報(第3〜5頁、図1)
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記図6の給湯装置では、上記連結配管53は、一方の貯湯タンク51の上部から他方の貯湯タンク52の下部とを接続するものであるので、この連結配管53内に水が滞留する場合があり、そのため、冬場等の外気温が低いときにこの滞留水が凍結して、一方の貯湯タンク51から他方の貯湯タンク52に高温湯を供給できないおそれもあった。さらに、この連結配管53は、貯湯タンク51、52の高さ寸法よりも長くなり、高温湯が流れる際に放熱され、貯湯タンク52へ流入される湯の温度を低下させることになっていた。すなわち、貯湯熱量のロスが生じていた。また、このように、一方の貯湯タンク51から連結配管53を介して他方の貯湯タンク52に高温湯を供給するものであるので、各貯湯タンク51、52の温度分布が相違し、そのため、各貯湯タンク51、52に複数の温度センサ60・・(温度サミスター等にて構成することができ、タンク貯湯量を制御するためのセンサ)を付設する必要があった。しかも、連結配管53の接続が設置現場での作業となるので、作業が困難な場合もあった。
【0009】
また、特許文献1に記載の給湯装置においても、隣合うタンク間において、一方のタンクの上部と他方のタンクの下部とを連結配管にて接続するものであって、上記図6の給湯装置と同様、連結配管内の滞留水が凍結したり、この連結配管を湯が流れる際に放熱されたりする等の問題点があった。
【0010】
この発明は、上記従来の欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、1日の貯湯量を十分に貯めることができ、貯湯熱量のロスが低減されて、さらに多数の温度センサ(温度サーミスタ)を必要としない給湯装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
そこで請求項1の給湯装置は、少なくとも2つの併設された貯湯タンク3a、3bを備えた給湯装置であって、各貯湯タンク3a、3bを略同一高さ位置において連結部4を介して連結して、少なくとも1つの貯湯タンク3aに、加熱源にて沸上げられた高温湯が供給されて、各貯湯タンク3a、3bの高さ方向の温度分布が略同一となるように貯湯されるタンクユニット1を構成したことを特徴としている。
【0012】
請求項1の給湯装置では、併設された貯湯タンク3a、3bは、高さ方向の温度分布が略同一であるので、温度センサ(温度サミスター等にて構成することができ、沸上運転開始や停止等を制御してタンクユニット1の貯湯量を制御するためのセンサ)18・・を各貯湯タンク3a、3bに付設することなく、1つの貯湯タンク3aに付設すればよい。また、連結部4は、各貯湯タンク3a、3bを略同一高さ位置において連結するものであるので、水平方向に沿って配置され、しかも、短寸となる。このため、この連結部4での放熱を少なくすることができると共に、この連結部4で温湯が滞留しにくいものとなっている。
【0013】
請求項2の給湯装置は、各貯湯タンク3a、3bの胴部5が円筒型であることを特徴としている。
【0014】
上記請求項2の給湯装置では、各貯湯タンク3a、3bの胴部5が円筒型であるので、肉厚を比較的小さくしても強度的に優れ、外径の小径化を図ることができる。これに対して、断面楕円形状の扁平の貯湯タンクでは、強度を考慮すれば、円筒のものに比べて肉厚を大とする必要があり、大型化する欠点がある。
【0015】
請求項3の給湯装置は、隣合う貯湯タンク3a、3b間に連結部4が少なくとも上下に一対設けられることを特徴としている。
【0016】
上記請求項3の給湯装置では、連結部4が少なくとも上下に一対設けられるので、各貯湯タンク3a、3bの高さ方向の温度分布の同一性が向上する。
【0017】
請求項4の給湯装置は、併設された第1・第2貯湯タンク3a、3bを有するタンクユニット1を備え、上記第1貯湯タンク3aの下部から上記タンクユニット1に給水し、上記第2貯湯タンク3bの下部から流出させた低温水を加熱源にて高温湯に沸上げて、この高温湯を第1貯湯タンク3aの上部に返流して、上記タンクユニット1内にこの高温湯を貯湯すると共に、このタンクユニット1内の高温湯を使用する際には、第2貯湯タンク3bの上部から給湯することを特徴としている。
【0018】
上記請求項4の給湯装置では、第1貯湯タンク3aの下部から上記タンクユニット1に給水し、上記第2貯湯タンク3bの下部から流出させた低温水を加熱源にて高温湯に沸上げて、この高温湯を第1貯湯タンク3aの上部に返流して、上記タンクユニット1内にこの高温湯を貯湯するものであるので、給水・給湯時の水乃至湯の流れと、沸上運転時の水乃至湯の流れによって、この第1・第2貯湯タンク3a、3b間において、クロスする湯の流れが生じる。これにより、この第1貯湯タンク3aと第2貯湯タンク3bとの高さ方向の温度分布を安定してほぼ同一とすることができる。
【0019】
請求項5の給湯装置は、複数の貯湯タンク3c、3d、3eの下部からそれぞれ流出させた低温水を加熱源にて高温湯に沸上げて、この高温湯を各貯湯タンク3c、3d、3eの上部に返流させることを特徴としている。
【0020】
上記請求項5の給湯装置では、複数の貯湯タンク3c、3d、3eの下部からそれぞれ流出させた低温水を加熱源にて高温湯に沸上げて、この高温湯を各貯湯タンク3c、3d、3eの上部に返流させるので、各貯湯タンク3c、3d、3eの高さ方向の温度分布を安定してほぼ同一とすることができる。
【0021】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の給湯装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図1はこの給湯装置の簡略図を示し、この給湯装置は、タンクユニット1とヒートポンプユニット(加熱源)2を備え、タンクユニット1の水(温湯)をヒートポンプユニット2にて加熱するものである。このタンクユニット1は、並設された一対の貯湯タンク3a、3aを備え、この貯湯タンク3a、3aを上下一対の連結部4、4にて連結している。この場合、一方の貯湯タンク3aを第1貯湯タンクと呼び、他方の貯湯タンク3bを第2貯湯タンクと呼ぶ場合がある。
【0022】
また、各貯湯タンク3a、3bは図2に示すように、その胴部5、5が円筒型である。そして、各連結部4、4は、連結部形成用の突出部材6、6を貯湯タンク3a、3aの胴部5、5にそれぞれ設けることにより形成される、すなわち、突出部材6は、短筒部7と、この短筒部7の外端部に連設されるフランジ部8とからなり、各貯湯タンク3a、3bの突出部材6、6のフランジ部8、8を突き合わせ結合している。なお、結合させる場合、ボルト・ナット結合であっても、溶接結合であってもよく、種々の結合手段を使用することができる。
【0023】
ところで、第1貯湯タンク3aは、その下部(この場合、底壁)に給水口10が開設され、その上部(この場合、上壁)に湯入口11が開設されている。また、第2貯湯タンク3bは、その下部(この場合、底壁)に取水口12が開設され、その上部(この場合、上壁)に給湯口13が開設されている。そして、取水口12と、湯入口11とは循環路15にて接続され、給水口10には給水用配管16が接続され、給湯口13には給湯用配管17が接続されている。また、第2貯湯タンク3bには、上下方向に所定ピッチで3個の残湯量検出器(温度センサ)18・・が設けられている。この温度センサ18・・は、温度サミスター等にて構成することができ、沸上運転開始や停止等を制御してタンクユニット1の貯湯量を制御するためのセンサである。
【0024】
次に、ヒートポンプユニット(加熱源)2は図示省略の冷媒回路を備える。この冷媒回路は、圧縮機と、水熱交換器と、電動膨張弁(減圧機構)と、空気熱交換器とを順に接続して構成される。また、上記循環路15には、図示省略しているが、熱交換路と水循環用ポンプとが介設される。そして、この熱交換路が上記冷媒回路の水熱交換器にて構成することができる。なお、この冷媒回路の冷媒には、例えば、自然系冷媒として炭酸ガス等の超臨界冷媒を用いることができる。
【0025】
従って、冷媒回路の圧縮機を駆動させると共に、水循環用ポンプを駆動させると、第2貯湯タンク3bの下部に設けた取水口12から貯溜水が矢印aのように、流出し、これが循環路15の熱交換路を流通する。そのときこの温湯は水熱交換器によって加熱され(沸き上げられ)、湯入口11から矢印bのように、第1貯湯タンク3aの上部に返流される。このような動作を継続して行うことによって、第1・第2貯湯タンク3a、3bに高温の温湯を貯湯することができる。
【0026】
また、このタンクユニット1に給水する場合、給水用配管16からの市水が給水口10を介して矢印cのように、第1貯湯タンク3aに供給され、このタンクユニット1に貯湯された湯を浴槽等に供給する場合、給湯口13から矢印dのように、給湯用配管17へ流出する。
【0027】
このため、沸上運転時には、上記したように、高温湯が第1貯湯タンク3aへ湯入口11を介して矢印bのように流入すると共に、低温水が第2貯湯タンク3bから取水口12を介して矢印aのように流出することになり、これによって、このタンクユニット1の連結部4、4において、第1貯湯タンク3aから矢印e、fのように第2貯湯タンク3bへの流れが生じる。また、給水・給湯時には、給水圧により、市水が第1貯湯タンク3aへ給水口10を介して矢印cのように流入すると共に、高温湯が第2貯湯タンク3bから給湯口13を介して矢印dのように流出する。これによって、タンクユニット1の連結部4、4において、第1貯湯タンク3aから矢印g、hのように第2貯湯タンク3bへの流れが生じる。
【0028】
すなわち、給水・給湯時の水乃至湯の流れと、沸上運転時の水乃至湯の流れによって、この第1・第2貯湯タンク3a、3bの上下の連結部4、4において、クロスする湯の流れが生じる。このため、第1・第2貯湯タンク3a、3bの高さ方向(上下方向)の温度分布がほぼ均一となる。従って、この図1の図例のように、各第1・第2貯湯タンク3a、3bに残湯量検出器(温度センサ)18・・を設ける必要がなく、この場合、第2貯湯タンク3bのみに温度センサ18・・を設けている。なお、もちろん第1貯湯タンク3aに設けてもよい。また、図1の30は高温と冷温との間の温度境界層を示している。
【0029】
また、連結部4は、各貯湯タンク3a、3bを略同一高さ位置において連結するものであるので、水平方向に沿って配置され、しかも、短寸となる。このため、この連結部4での放熱を少なくすることができると共に、この連結部4で温湯が滞留しにくいものとなっている。これにより、貯湯熱量のロスを低減することができ、無駄な追加の沸上運転を行うことなく、タンクユニット1に安定して湯を貯めることができる。
【0030】
さらに、各貯湯タンク3a、3bの胴部5、5が円筒型であるので、肉厚t1(図2参照)を比較的小さくしても強度的に優れ、外径の小径化を図ることができる。全体のコンパクト化を図ることができるにもかかわらず、1日に必要な湯を安定して貯めることができ、しかも、設置しやすい給湯装置となる。これに対して、図5に示すような断面形状が楕円形状となる扁平の貯湯タンク3では、肉厚t2を円筒のものに比べて大とする必要があり、大型化する欠点がある。
【0031】
すなわち、各貯湯タンク3a、3bの胴部5、5が円筒型である場合の肉厚t1は次の数1の式で求めることができ、また、断面形状が楕円形状となる扁平の貯湯タンク3では、その肉厚(最小肉厚)t2は次の数2の式で求めることができる。なお、数2のKは次の数3で求めることができる。
【0032】
【数1】
【0033】
【数2】
【0034】
【数3】
【0035】
そして、円筒型である場合の各データを次の表1のものと使用すれば、途中の計算(演算)結果は次の表2のようになり、扁平である場合の各データを次の表3のものと使用すれば、途中の計算(演算)結果は次の表4のようになる。
【0036】
【表1】
【0037】
【表2】
【0038】
【表3】
【0039】
【表4】
【0040】
これによって、肉厚t1が0.73となり、肉厚t2が12.40となる。すなわち、断面形状が楕円形状となる扁平の貯湯タンクでは、その肉厚を円筒型である貯湯タンクよりも約17倍にする必要がある。このため、各貯湯タンク3a、3bを上記実施の形態のように、円筒型とすれば、比較的小である肉厚t1であっても強度的に優れ、外径の小径化を図ることができる。
【0041】
次に、図3は他の実施の形態を示し、この場合、3個の貯湯タンク3c、3d、3eを備える。また、各貯湯タンク3c、3d、3eは、その下部(底壁)に取水口20・・が開設され、その上部(上壁)に湯入口21・・が開設されている。さらに、貯湯タンク3cの下部(底壁)に給水口22が開設され、貯湯タンク3eの上部(上壁)に給湯口23が開設されている。なお、各貯湯タンク3c、3d、3eの上記貯湯タンク3a、3bと同様、その胴部5が図2に示すように円筒型とされる。
【0042】
そして、各取水口20・・は配管24にて接続され、各湯入口21・・は配管25にて接続されている。この場合、配管24は、本体部24aと、この本体部24aと貯湯タンク3c、3d、3eの各取水口20・・とを接続する接続部24b・・とからなり、配管25も、本体部25aと、この本体部25aと貯湯タンク3c、3d、3eの各湯入口21・・とを接続する接続部25b・・とからなる。このため、この配管24、25がヒートポンプユニット1内の熱交換路を介して接続されて循環路26を構成する。なお、この循環路26にももちろん水循環用ポンプが介設されている。
【0043】
従って、冷媒回路の圧縮機を駆動させると共に、水循環用ポンプを駆動させると、各貯湯タンク3c、3d、3eの各取水口20・・から流出した貯溜水が循環路26の熱交換路を流通する。そのときこの温湯は水熱交換器によって加熱され(沸き上げられ)、この循環路26を介して、各貯湯タンク3c、3d、3e湯入口21・・から各貯湯タンク3c、3d、3eへ流入する。これにより、各貯湯タンク3c、3d、3eには高温の湯が貯められる。また、貯湯タンク3cの給水口22に給水用配管16が接続され、貯湯タンク3eの給湯口23に給湯用配管17が接続されている。
【0044】
従って、各貯湯タンク3c、3d、3eにおいては、各矢印のように湯(又は水)の出入りがあり、給水から給湯の水乃至湯の流れと、沸上運転時の水乃至湯の流れによって、各貯湯タンク3c、3d、3e間においてクロスする流れが生じることになる。このため、このようなタンクユニット1であっても、各貯湯タンク3c、3d、3eの高さ方向(上下方向)の温度分布がほぼ均一となる。
【0045】
次に図4は別の実施の形態を示し、この場合の3個の貯湯タンク3c、3d、3eを備えている。そして、循環路26の配管24においては、貯湯タンク3cの取水口20との接続部(▲1▼の接続部)24bを小径とし、貯湯タンク3dの取水口20との接続部(▲2▼の接続部)24bを中径とし、貯湯タンク3eの取水口20との接続部(▲3▼の接続部)24bを大径としている。すなわち、各接続部25b・・の抵抗を相違させ、▲1▼の接続部24bからの貯留水の流出量を小とし、▲2▼の接続部24bからの貯留水の流出量を中とし、▲3▼の接続部24bからの貯留水の流出量を大としている。また、循環路26の配管25においては、貯湯タンク3cの湯入口21との接続部(▲1▼´接続部)25bを大径とし、貯湯タンク3dの湯入口21との接続部(▲2▼´の接続部)25bを中径とし、貯湯タンク3eの湯入口21との接続部(▲3▼´の接続部)25bを小径としている。すなわち、各接続部25b・・の抵抗を相違させ、▲1▼´の接続部25bからの貯湯タンク3cへの高温湯の流入量を大とし、▲2▼´の接続部25bからの貯湯タンク3dへの高温湯の流入量を中とし、▲3▼´の接続部25bからの貯湯タンク3eへの高温湯の流入量を小としている。
【0046】
また、各貯湯タンク3c、3d、3eの底壁に給水口22・・が開設され、この各給水口22・・に給水用配管16が接続されている。すなわち、給水用配管16は、本体部16aと、この本体部16aと給水口22・・とを接続する接続部16bとからなる。そして、この給水用配管16においては、貯湯タンク3cの給水口22との接続部(▲4▼の接続部)16bを大径とし、貯湯タンク3dの給水口22との接続部(▲5▼の接続部)16bを中径とし、貯湯タンク3eの給水口22との接続部(▲6▼の接続部)16bを小径としている。すなわち、各接続部16b・・の抵抗を相違させ、▲4▼の接続部16bからの貯湯タンク3cへの市水の流入量を大とし、▲5▼の接続部16bからの貯湯タンク3dへの市水の流入量を中とし、▲6▼の接続部16bからの貯湯タンク3eへの市水の流入量を小としている。
【0047】
さらに、各貯湯タンク3c、3d、3eの上壁に給湯口23・・が開設され、この各給湯口23・・に給湯用配管17が接続されている。すなわち、給湯用配管17は、本体部17aと、この本体部17aと給湯口23・・とを接続する接続部17bとからなる。そして、この給湯用配管17においては、貯湯タンク3cの給湯口23との接続部(▲4▼´の接続部)17bを小径とし、貯湯タンク3dの給湯口23との接続部(▲5▼´の接続部)17bを中径とし、貯湯タンク3eの給湯口23との接続部(▲6▼´の接続部)17bを大径としている。すなわち、接続部17b・・の抵抗を相違させ、▲4▼´の接続部17bからの高温湯の給湯量を小とし、▲5▼´の接続部17bからの高温湯の給湯量を中とし、▲6▼´の接続部17bからの高温湯の給湯量を大としている。
【0048】
従って、この給湯装置においても、上記図3の給湯装置と同様、冷媒回路の圧縮機を駆動させると共に、水循環用ポンプを駆動させると、各貯湯タンク3c、3d、3eの各取水口20・・から流出した貯溜水が循環路26の熱交換路を流通する。そのときこの温湯は水熱交換器によって加熱され(沸き上げられ)、この循環路26を介して、各貯湯タンク3c、3d、3eの湯入口21・・から各貯湯タンク3c、3d、3eへ流入する。これにより、各貯湯タンク3c、3d、3eには高温の湯が貯められる。
【0049】
また、各貯湯タンク3c、3d、3eにおいては、各矢印のように湯(又は水)の出入りがあり、しかも、循環路26の各接続部24b、24b、24b、25b、25b、25bの抵抗、及び給水用配管16の各接続部16b、16b、16bの抵抗が相違し、各貯湯タンク3c、3d、3e間にクロスする流れが確実に生じることになる。このため、各貯湯タンク3c、3d、3eの高さ方向(上下方向)の温度分布が安定してほぼ均一となる。なお、各接続部16b、17b、24b、25bの流量の大小としては、その内径寸法を変更することによって、調整することができる。そのため、各流量の大小を任意に設定できる。
【0050】
このように、図3と図4に示すように、3個の貯湯タンク3c、3d、3eを有していても、各貯湯タンク3c、3d、3eの高さ方向の温度分布がほぼ均一となるので、一の貯湯タンク(例えば、貯湯タンク3e)のみに温度センサ18を設ければよい等の上記図1の給湯装置と同様の作用効果を発揮することができる。
【0051】
以上にこの発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、貯湯タンクの数としては、4個以上であってもよく、また、連結部4の数も3個以上であってもよい。そして、連結部4の上下の配設ピッチや内径寸法等としても、各貯湯タンクの高さ方向の温度分布が略同一となるように、給水・給湯時の水乃至湯の流れと、沸上運転時の水乃至湯の流れによって、この第1・第2貯湯タンク3a・・間において、クロスする湯の流れが生じるものであればよい。さらに、給水口10、22や取水口12、20はタンク下部に設けられればよいので、底壁に設けることなく、胴部5の下部に設けてもよく、また、湯入口11、21や給湯口13、23はタンク上部に設けられればよいので、上壁に設けることなく、胴部5の上部に設けてもよい。そして、温度センサ18・・を、図1に示すように、上下3個配置するような場合等において、最下位の温度センサ18を第1貯湯タンク3aに付設し、中間の温度センサ18を第2貯湯タンク3bに付設し、最上位の温度センサ18を第1貯湯タンク3aに付設したりすることができる。つまり、高さ位置が相違する温度センサをどちらかの貯湯タンク3a、3bに付設すればよい。また、温度センサとして3個に限るものではなく、上下方向(高さ方向)の配設ピッチとしても任意に設定することができる。なお、冷媒回路の冷媒として炭酸ガス等の自然冷媒を用いるのが好ましいが、その他、ジクロロジフルオロメタン(R−12)やクロロジフルオロメタン(R−22)のような冷媒であっても、オゾン層の破壊、環境汚染等の問題から、1,1,1,2−テトラフルオロエタン(R−134a)のような代替冷媒であってもよい。また、給湯装置としては電気式給湯装置やガス式給湯装置であってもよい。
【0052】
【発明の効果】
請求項1の給湯装置によれば、併設された貯湯タンクは、高さ方向の温度分布が略同一であるので、温度センサ(温度サミスター等にて構成することができ、タンクユニットの貯湯量を制御するための温度センサ)を各貯湯タンクに付設することなく、1つの貯湯タンクに付設すればよい。このため、付設する温度センサの減少を図ることができて、この温度センサに基づく制御が容易になると共に、コストの低減を達成できる。また、連結部での放熱を少なくすることができると共に、この連結部での温湯の滞留を回避することができる。これにより、貯湯熱量のロスを低減することができ、無駄な追加の沸上運転を行うことなく、タンクユニットに安定して貯湯することができる。
【0053】
請求項2の給湯装置によれば、肉厚を比較的小さくしても強度的に優れ、外径の小径化を図ることができる。これにより、全体のコンパクト化を図ることができるにもかかわらず、1日に必要な湯を安定して貯めることができ、しかも、設置しやすい給湯装置となる。
【0054】
請求項3の給湯装置によれば、各貯湯タンクの高さ方向の温度分布の同一性が向上する。そのため、温度センサを減少させても、このセンサに基づく制御を安定して行うことができる。
【0055】
請求項4の給湯装置によれば、第1貯湯タンクと第2貯湯タンクとの高さ方向の温度分布を安定してほぼ同一とすることができる。これにより、温度センサを、第1貯湯タンクと第2貯湯タンクとのどちらかのタンクに付設すればよく、施工の簡略化及びコストの低減を達成できる。
【0056】
請求項5の給湯装置によれば、各貯湯タンクの高さ方向の温度分布を安定してほぼ同一とすることができる。これにより、温度センサを、一つの貯湯タンクに付設すればよく、3個以上の複数の貯湯タンクを備えていても、施工の簡略化及びコストの低減を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の給湯装置の実施形態を示す簡略図である。
【図2】上記給湯装置の貯湯タンクの断面図である。
【図3】この発明の給湯装置の他の実施形態を示す簡略図である。
【図4】この発明の給湯装置の別の実施形態を示す簡略図である。
【図5】断面形状が楕円形状となる扁平の貯湯タンクの断面図である。
【図6】従来の給湯装置の簡略図である。
【符号の説明】
1 タンクユニット
3a 貯湯タンク
3b 貯湯タンク
3c 貯湯タンク
3d 貯湯タンク
3e 貯湯タンク
4 連結部
5 胴部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a hot water supply device.
[0002]
[Prior art]
As a hot water supply apparatus, there is a hot water supply apparatus that has a hot water storage tank and stores high-temperature hot water boiled by a heating source in the hot water storage tank. In the current electricity rate system, the unit price of the electricity rate at midnight is set lower than in the daytime, and in recent years, the electricity rate is low during late night hours (for example, from 23:00 to 7:00). The upper operation is performed, and thereby, the hot water required for one day is stored in the hot water storage tank. In recent years, thin hot water storage tanks have been demanded in accordance with installation locations and the like. In other words, the thin hot water storage tank has an elliptical cross-sectional shape, and its thickness (depth) is smaller than its width. For this reason, a flat hot water storage tank needs to have a larger wall thickness than a cylindrical hot water storage tank. Therefore, it is difficult to transport the hot water storage tank to the installation location, and there is a possibility that the hot water storage tank cannot be installed depending on the installation location. That is, in order to adopt a thin hot water storage tank, the capacity must be reduced in some cases. If the capacity is reduced, it is not possible to secure the required amount of hot water per day. Therefore, during the daytime when the unit price is high (the current electricity rate system sets the unit price in the late night hours low, It is necessary to perform additional reheating operation in the case where the unit price is set high, and the running cost is high.
[0003]
Therefore, in recent years, as shown in FIG. 6, a hot water supply apparatus having two small cylindrical hot
[0004]
Although not shown, the
[0005]
In the above device, when the compressor of the refrigerant circuit is driven and the water circulation pump is driven (operated), the stored water (low-temperature water) flows out of the
[0006]
In addition to the hot water supply apparatus shown in FIG. 6, there is a hot water supply apparatus having three or more tanks in the related art (see Patent Document 1).
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-2001-263809 (
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the hot water supply apparatus shown in FIG. 6, the
[0009]
Also, in the hot water supply device described in
[0010]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional drawbacks, and an object of the present invention is to allow a sufficient amount of hot water to be stored per day, reduce the loss of hot water storage, and increase the temperature of the hot water. An object of the present invention is to provide a water heater that does not require a sensor (temperature thermistor).
[0011]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, the hot water supply apparatus of
[0012]
In the hot water supply device according to the first aspect, the hot
[0013]
The hot water supply device according to
[0014]
In the hot water supply apparatus according to the second aspect, since the
[0015]
The hot water supply apparatus according to
[0016]
In the hot water supply device according to the third aspect, since the connecting
[0017]
The hot water supply device according to
[0018]
In the hot water supply apparatus according to the fourth aspect, water is supplied to the
[0019]
In the hot water supply apparatus of the fifth aspect, the low-temperature water flowing out from the lower portions of the plurality of hot
[0020]
In the hot water supply apparatus according to the fifth aspect, the low-temperature water discharged from the lower portions of the plurality of hot
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, specific embodiments of the hot water supply apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a simplified diagram of the hot water supply apparatus. The hot water supply apparatus includes a
[0022]
As shown in FIG. 2, each of the hot
[0023]
Incidentally, the first hot
[0024]
Next, the heat pump unit (heating source) 2 includes a refrigerant circuit (not shown). This refrigerant circuit is configured by sequentially connecting a compressor, a water heat exchanger, an electric expansion valve (pressure reducing mechanism), and an air heat exchanger. Although not shown, the
[0025]
Therefore, when the compressor of the refrigerant circuit is driven and the water circulation pump is driven, the stored water flows out from the
[0026]
When water is supplied to the
[0027]
Therefore, during the boiling operation, as described above, high-temperature hot water flows into the first hot-
[0028]
That is, due to the flow of water or hot water at the time of water supply / hot water supply and the flow of water or hot water at the time of boiling operation, the hot water that crosses in the upper and lower connecting
[0029]
In addition, since the connecting
[0030]
Further, since the
[0031]
That is, the thickness t1 when the
[0032]
(Equation 1)
[0033]
(Equation 2)
[0034]
[Equation 3]
[0035]
If each data in the case of the cylindrical type is used with those in Table 1 below, the calculation (operation) result in the middle is as shown in Table 2 below. If it is used, the calculation (operation) result on the way is as shown in Table 4 below.
[0036]
[Table 1]
[0037]
[Table 2]
[0038]
[Table 3]
[0039]
[Table 4]
[0040]
Thereby, the thickness t1 becomes 0.73 and the thickness t2 becomes 12.40. That is, in a flat hot water storage tank having an elliptical cross-sectional shape, its thickness needs to be about 17 times that of a cylindrical hot water storage tank. For this reason, if each of the hot
[0041]
Next, FIG. 3 shows another embodiment, in which three hot
[0042]
Each of the water intakes 20 is connected by a
[0043]
Therefore, when the compressor of the refrigerant circuit is driven and the water circulation pump is driven, the stored water flowing out of each
[0044]
Therefore, in each of the hot
[0045]
Next, FIG. 4 shows another embodiment, which is provided with three hot
[0046]
Further,
[0047]
Further, hot
[0048]
Therefore, in this hot water supply apparatus, similarly to the hot water supply apparatus in FIG. 3, when the compressor of the refrigerant circuit is driven and the water circulation pump is driven, each
[0049]
In each of the hot
[0050]
Thus, as shown in FIG. 3 and FIG. 4, even if it has three hot
[0051]
Although the specific embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and can be implemented with various modifications within the scope of the present invention. For example, the number of hot water storage tanks may be four or more, and the number of connecting
[0052]
【The invention's effect】
According to the hot water supply device of the first aspect, the hot water storage tanks provided side by side have substantially the same temperature distribution in the height direction. Therefore, the hot water storage tank can be constituted by a temperature sensor (a temperature thermistor or the like, and the hot water storage amount of the tank unit can be reduced). A temperature sensor for controlling) may be attached to one hot water storage tank without being attached to each hot water storage tank. Therefore, it is possible to reduce the number of temperature sensors to be attached, and control based on the temperature sensors is facilitated, and cost can be reduced. In addition, it is possible to reduce the heat radiation at the connecting portion and to prevent the hot water from staying at the connecting portion. This makes it possible to reduce the loss of the hot water storage amount and stably store the hot water in the tank unit without performing unnecessary additional boiling operation.
[0053]
According to the hot water supply device of the second aspect, even if the thickness is relatively small, the strength is excellent and the outer diameter can be reduced. This makes it possible to stably store hot water necessary for one day, and to provide an easy-to-install hot water supply device, although the overall size can be reduced.
[0054]
According to the hot water supply apparatus of
[0055]
According to the hot water supply apparatus of the fourth aspect, the temperature distribution in the height direction of the first hot water storage tank and the second hot water storage tank can be stably made substantially the same. Thus, the temperature sensor may be attached to either the first hot water storage tank or the second hot water storage tank, and simplification of construction and reduction in cost can be achieved.
[0056]
According to the hot water supply device of the fifth aspect, the temperature distribution in the height direction of each hot water storage tank can be stably made substantially the same. Thus, the temperature sensor may be attached to one hot water storage tank, and simplification of construction and reduction in cost can be achieved even when three or more hot water storage tanks are provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a simplified diagram showing an embodiment of a hot water supply device of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view of a hot water storage tank of the hot water supply device.
FIG. 3 is a simplified diagram showing another embodiment of the hot water supply apparatus of the present invention.
FIG. 4 is a simplified diagram showing another embodiment of the hot water supply apparatus of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a flat hot water storage tank having an elliptical cross-sectional shape.
FIG. 6 is a simplified diagram of a conventional hot water supply apparatus.
[Explanation of symbols]
1 tank unit
3a Hot water storage tank
3b Hot water storage tank
3c Hot water storage tank
3d hot water storage tank
3e Hot water storage tank
4 Connecting part
5 torso
Claims (5)
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