JP2004257584A - 貯湯式温水器 - Google Patents

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Koji Mihara
廣司 三原
Yoshihisa Urakawa
芳久 浦川
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

【課題】貯湯タンク内の温水と負荷の循環水を効率的に熱交換するとともに、コンパクトを図った温水熱交換器を提供することを目的としたものである。
【解決手段】貯湯タンク2と、この貯湯タンク2内の湯を循環し浴槽水や暖房水等の負荷側の循環水と熱交換する温水熱交換器22と、前記温水熱交換器22に貯湯タンク2内の湯を供給する循環ポンプ27と、前記温水熱交換器22に負荷側の循環水を供給する風呂循環ポンプ20とを備えた貯湯式温水器であって、前記温水熱交換器22は中空ドーナツ状の円筒缶23で形成したタンク側温水経路23aと、前記温水経路23a内にパイプをコイル状に巻き回して形成した負荷側温水経路21で構成してある。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、貯湯タンク内の湯を利用して風呂加熱及び暖房機能を備えた貯湯式温水器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のこの種の貯湯式温水器は、図3(a)、(b)に示すような構成となっていた。
【0003】
以下、その構成を図に基づいて説明する。図3(a)において、31は電気温水器本体、32は円筒形状の貯湯タンクで、給水管33から給水が行われ、加熱ヒータ34により温められた湯は出湯管35から出湯される。36は浴槽で、電気温水器31と接続して浴槽36への湯張りと追い焚きを行うための浴槽循環口37を備えている。38は往き配管、39は戻り配管で、戻り配管39と接続する電気温水器31内部では、浴槽水の温度を検出する風呂サーミスタ40、風呂循環ポンプ41を介して浴槽水の追い焚きを行う電気ヒータ式熱交換器42を通り、往き配管38に戻るように接続されている。(例えば、特許文献1参照)
図3(b)は上記電気ヒータ式熱交換器42の代わりに貯湯タンク32と接続し、追い焚き用ポンプ43により貯湯タンク32の湯を循環させ、内部に浴槽水を循環させるコイル状に巻いた1次側パイプ44(IN側)と2次側パイプ45(OUT側)より為る熱交換パイプ46を有した温水熱交換器47を内蔵することにより追い焚きを行うタイプの貯湯式温水器である(例えば、特許文献2参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開平05−34007号公報
【特許文献2】
特開2002−364912号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
近年、電気温水器においては、風呂の保温機能だけでなく、追い焚き機能への要望が高まっている。また、貯湯タンク容量の大型化が進み、製品の外形寸法は大きくなる傾向にあるが、日本の住宅事情を考えると設置床面積は小さい事が望まれている。
【0006】
しかしながら、短時間で浴槽水を加熱し、使い勝手を良くしようとすると、ワット数の大きな電気ヒータが必要となり、ランニングコストが高くなる。
【0007】
電気温水器を使用するユーザの期待としては、できるだけ安価な深夜電力を効率的に利用してランニングコストでメリットを出そうとするものであり、単価の高い昼間電力を使用して浴槽水を加熱することは、深夜電力を利用して温めた湯の寄与率がゼロとなり、必ずしもユーザの期待に添ったものではないという課題を有していた。
【0008】
そこで、深夜電力を利用して温めた湯を浴槽水と熱交換して追い焚きを行う温水熱交換器を備えたものは、高温の湯を利用することにより短時間で追い焚きすることが可能であるとともに、熱交換器を貯湯タンクから独立させて設けたタイプのものは、メンテナンス製に優れるが、十分な追い焚き能力を確保しようとすると熱交換器が大きくなり、結果として製品の設置床面積が大きくなるという課題を有していた。
【0009】
一方、2次側パイプのみを温水熱交換器の外側に出す構成とすれば、温水熱交換器の容積を小さくできるが、2次側パイプが浴槽水の加熱に寄与せず追い焚き能力が低下してしまう。追い焚き能力が低下すると、温水熱交換器から貯湯タンクに戻る湯温が上昇し、貯湯タンクから温水熱交換器に湯を循環している追い焚き用ポンプの熱的ストレスが増加し、追い焚き用ポンプが劣化しやすくなるという課題を有していた。
【0010】
本発明は上記課題を解決するもので、貯湯タンク内の温水と負荷の循環水を効率的に熱交換するとともに、コンパクトを図った温水熱交換器を提供することを目的としたものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、貯湯タンクと、この貯湯タンク内の湯を循環し浴槽水や暖房水等の負荷側の循環水と熱交換する温水熱交換器と、前記温水熱交換器に貯湯タンク内の湯を供給する循環ポンプと、前記温水熱交換器に負荷側の循環水を供給する風呂循環ポンプとを備えた貯湯式温水器であって、前記温水熱交換器は中空ドーナツ状の円筒缶で形成したタンク側温水経路と、前記タンク側温水経路内にパイプをコイル状に巻き回した熱交換パイプの負荷側温水経路を有する構成したものである。
【0012】
上記発明によれば、貯湯タンク内の高温水を循環させる温水経路を中空ドーナツ状の円筒缶で形成し、そのドーナツ状の温水経路内にパイプをコイル状に巻き回して形成した負荷側温水経路を構成しているため、熱交換効率が向上し、かつ温水熱交換器を小型化することができ、容易に機器本体に内蔵することが可能となり、日本の住宅事情に適した機器を提供することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
請求項1に記載した発明は、貯湯タンクと、この貯湯タンク内の湯を循環し浴槽水や暖房水等の負荷側の循環水と熱交換する温水熱交換器と、前記温水熱交換器に貯湯タンク内の湯を供給する循環ポンプと、前記温水熱交換器に負荷側の循環水を供給する風呂循環ポンプとを備えた貯湯式温水器であって、前記温水熱交換器は中空ドーナツ状の円筒缶で形成したタンク側温水経路と、前記温水経路内にパイプをコイル状に巻き回して形成した負荷側温水経路で構成したことを特徴とするものである。
【0014】
そして、温水熱交換器は、中空ドーナツ状の円筒缶で形成したタンク側温水経路と、前記温水経路内にパイプをコイル状に巻き回して形成した負荷側温水経路で構成しているので、貯湯タンクからの温水を効率よく負荷側へのパイプに伝達され、熱交換率が向上し、温水熱交換器を小型化することができ、さらに、温水熱交換器が小さいことによりパイプ近傍に沿って貯湯タンクの湯が循環することと、温水熱交換器表面からの放熱量を低減できることにより、さらに熱交換率を向上させることができ、経済的で、かつ日本の住宅事情にマッチした機器を提供することができる。
【0015】
請求項2に記載した発明は、温水熱交換器は、タンク側温水経路と貯湯タンクを接続するとともに、負荷側温水経路と負荷を接続する構成とし、前記それぞれの温水経路に循環水を流すことで熱交換するようにしたことを特徴とするものである。
【0016】
そして、風呂水や暖房水等、汚れが発生し易い側のパイプの断面形状が比較的円に近く管内抵抗の少ない側に流すことができ、信頼性の高い温水熱交換器を提供することができる。
【0017】
【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。
【0018】
(実施例1)
図1(a)は本発明の実施例1における貯湯式温水器のシステム構成図、図1(b)は実施例1の温水熱交換器の部分断面図、図1(c)は実施例1の温水熱交換器の断面図、図2は実施例1の貯湯式温水器の部分断面斜視図である。
【0019】
図において、1は貯湯式温水器の本体、2は円筒状の貯湯タンク、3は水道管、4は給水圧を減圧する減圧弁、5は給水管、6は貯湯タンク2内に取り付けられた加熱ヒータ、7は電動式の混合弁で貯湯タンク2上部の給湯パイプ8と給水管5に接続されていて、設定温度に応じて内蔵されている弁体(図示せず)の開度比率を制御することで所望の温度の混合水を得る構成としてある。9は混合された混合水の温度を検知する温度検出器である入水サ―ミスタ、10は出湯管で、給湯口であるカラン11に接続されている。12は出湯管10から分岐された風呂パイプ13に接続された風呂注湯開閉弁である。14は浴槽で、貯湯式温水器1と接続された温水熱交換器22を介して、浴槽14への湯張りと追い焚きを行うための浴槽循環口Wを備えている。15は往き配管、16は戻り配管、17は往き管接続口、18は戻り管接続口である。また、貯湯式温水器1内部では戻り管接続口18から風呂循環ポンプ20を介して温水熱交換器22の負荷側温水経路となる熱交換パイプ21に接続し、往き管接続口17に戻すとともに、その途中に浴槽水の温度を検出するふろサーミスタ19を配設して風呂循環経路を構成している。
【0020】
また、前記熱交換パイプ21は中空ドーナツ状円筒缶23で構成したタンク側温水経路23a内にパイプをコイル状に巻き回して形成し、前記タンク側温水経路23aを流れる高温水と熱交換するようにしている。
【0021】
また、中空ドーナツ状円筒缶23は、往き側パイプ25と戻り側パイプ26を有し、往き側パイプ25は貯湯タンク2の上部と接続し、貯湯タンク2の高温水を中空ドーナツ状円筒缶23で構成したタンク側温水経路23aに導き、熱交換パイプ21と熱交換させた後に戻り側パイプ26より循環ポンプ27を介して貯湯タンク2に戻すようにしている。
【0022】
28は風呂注湯分岐管で、一方を風呂循環ポンプ20と配管接続し、他方を熱交換パイプ21の入口側と接続し、風呂循環経路より浴槽14への湯張りを行うようになっている。
【0023】
以上のように、中空ドーナツ状円筒缶23で構成したタンク側温水経路23aと、該タンク側温水経路23a内にパイプをコイル状に巻き回した熱交換パイプ21を配して構成した負荷側温水経路とで温水熱交換器22を形成し、この温水熱交換器22を介して貯湯タンク2の湯と浴槽水を熱交換することで、効率的な風呂追い焚き動作を行うようにしたものである。
【0024】
次に、上記構成における貯湯式温水器の詳細な動作について説明する。まず、カラン11が開かれて給湯が行われると、入水サーミスタ9で検出される湯温と設定温度を比較し、設定温度になるように混合弁7により貯湯タンク2の湯と給水管5からの水道水を混合する。
【0025】
次に、浴槽14に湯張りを行う場合は、風呂リモコンの自動湯張りスイッチ(図示せず)をオンにすると、風呂注湯開閉弁12がオンして開弁し湯張りが開始される。その経路は、混合弁7で設定温度に混合された湯が、風呂パイプ13を通り、開弁状態となった風呂注湯開閉弁12から風呂循環経路に供給され、往き配管15および戻り配管16から浴槽14に供給され、湯張りが完了すると風呂注湯開閉弁12はオフして閉弁状態となる。
【0026】
次に、浴槽水の追い焚き動作について説明する。浴槽水は一定時間ごとに風呂循環ポンプ20を駆動して戻り配管16から温水熱交換器22の熱交換パイプ21を通って往き配管15で浴槽14に戻される。この間に、ふろサーミスタ19で浴槽水の温度を検出し、設定温度より低ければ循環ポンプ27が駆動し、貯湯タンク2の湯を温水熱交換器22の中空ドーナツ状円筒缶23で構成したタンク側温水経路23a内に循環させ、熱交換パイプ21と熱交換することで浴槽水を加熱するようになっている。浴槽水が設定温度になると風呂循環ポンプ20と循環ポンプ27は停止し、追い焚き動作が完了する。
【0027】
また、貯湯タンク2内の湯温は上部側が高温となり、貯湯タンク2の上部より取り入れた湯を温水熱交換器22内に循環させることにより、短時間で浴槽水の追い焚きができる。
【0028】
また、貯湯式温水器は設置床面積を小さくするために、本体の高さを高くすることにより貯湯容量の大型化に対応しており、その為、貯湯タンク2も縦長の円筒形状が主流となっている。本実施例のように温水熱交換器22を貯湯タンク2の近傍かつ本体1のコーナー部に並設するように配置すれば、本体1外装と貯湯タンク2との隙間を利用して温水熱交換器22を収納することができ、設置床面積を大きくすることなしに、使い勝手の良い貯湯式温水器を供給することができる。
【0029】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、貯湯タンク内の高温水を循環させる温水経路を中空ドーナツ状の円筒缶で形成し、そのドーナツ状の温水経路内にパイプをコイル状に巻き回して形成した負荷側温水経路を構成しているため、熱交換効率が向上し、かつ温水熱交換器を小型化することができ、容易に機器本体に内蔵することが可能となり、日本の住宅事情に適した機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)本発明の実施例1における貯湯式温水器のシステム構成図
(b)同貯湯式温水器の温水熱交換器の部分部断面図
(c)同温水熱交換器の断面図
【図2】実施例1の製品本体の部分断面斜視図
【図3】(a)従来の貯湯式温水器のシステム構成図
(b)従来の貯湯式温水器のシステム構成図
【符号の説明】
2 貯湯タンク
14 浴槽
20 風呂循環ポンプ
21 熱交換パイプ(負荷側温水経路)
22 温水熱交換器
23 中空ドーナツ状円筒缶(タンク側温水経路)
27 循環ポンプ

Claims (2)

  1. 貯湯タンクと、この貯湯タンク内の湯を循環し浴槽水や暖房水等の負荷側の循環水と熱交換する温水熱交換器と、前記温水熱交換器に貯湯タンク内の湯を供給する循環ポンプと、前記温水熱交換器に負荷側の循環水を供給する風呂循環ポンプとを備え、前記温水熱交換器は中空ドーナツ状の円筒缶で形成したタンク側温水経路と、前記タンク側温水経路内にパイプをコイル状に巻き回した熱交換パイプを配した負荷側温水経路を有する構成した貯湯式温水器。
  2. 温水熱交換器は、タンク側温水経路と貯湯タンクを接続するとともに、負荷側温水経路と負荷を接続する構成とし、前記それぞれの温水経路に循環水を流すことで熱交換するようにした請求項1記載の貯湯式温水器。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102235741A (zh) * 2011-07-22 2011-11-09 方春风 即热式恒温在线加热器
CN104061677A (zh) * 2014-07-04 2014-09-24 浙江大学台州研究院 自带热水循环功能的储水式热水器
CN105890174A (zh) * 2016-04-27 2016-08-24 中山市瀚唐名居电器科技有限公司 一种智能全自动节能热水系统

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