JP2005121254A - Hot water storage type water heater - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水または湯を貯える貯湯タンクを備えた貯湯式給湯装置に係り、特に、ヒートポンプユニット等の加熱手段により加熱した湯を貯え、屋外の設置スペースを増やさずに多量の湯を貯えることができ、給湯と共に床下からの暖房を行うことができる貯湯式給湯装置に関する。 The present invention relates to a hot water storage type hot water supply apparatus having a hot water storage tank for storing water or hot water, and in particular, stores hot water heated by heating means such as a heat pump unit, and stores a large amount of hot water without increasing the outdoor installation space. The present invention relates to a hot water storage type hot water supply apparatus that can perform heating from under the floor together with hot water supply.
従来の貯湯式給湯装置は、給湯用の湯を内部に貯える貯湯タンクと、この貯湯タンク内の最下部の水を貯湯タンクの最上部に送る第1の循環回路と、第1の循環回路に設けられ、この回路を流れる水を加熱して高温の湯とするヒートポンプユニットと、ヒートポンプユニットにより加熱され貯湯タンク内の最上部に貯えられた高温の湯を循環して貯湯タンク内に戻す第2の循環回路と、第2の循環回路に設けられこの回路を流れる高温の湯と被加熱物とを熱交換して第2の循環回路を流れる高温の湯を低温の湯とする熱交換手段と、貯湯タンク内の湯が貯湯タンク外で消費されるときには貯湯タンク内の湯を貯湯タンク外に送る給湯配管と、貯湯タンク内の湯が給湯配管を通って貯湯タンク外で消費されるときには貯湯タンク内の最下部に水を供給する給水配管とを備え、第2の循環回路はこの回路を流れ、貯湯タンク内に戻る低温の湯を貯湯タンク内の高温の湯と水との間に戻す構成としている(例えば、特許文献1参照)。 A conventional hot water storage type hot water supply apparatus includes a hot water storage tank for storing hot water for hot water supply therein, a first circulation circuit for sending the lowest water in the hot water storage tank to the uppermost part of the hot water storage tank, and a first circulation circuit. A heat pump unit that heats the water flowing through this circuit to produce high-temperature hot water, and a second heat pump that is heated by the heat pump unit and stored in the uppermost part of the hot water storage tank and returns to the hot water storage tank. And a heat exchanging means provided in the second circulation circuit for exchanging heat between the hot water flowing through the circuit and the object to be heated and using the hot water flowing through the second circulation circuit as the low temperature hot water. When the hot water in the hot water storage tank is consumed outside the hot water storage tank, the hot water supply pipe for sending the hot water in the hot water storage tank to the outside of the hot water storage tank and when the hot water in the hot water storage tank is consumed outside the hot water storage tank through the hot water supply pipe Water at the bottom of the tank The second circulation circuit is configured to return the low-temperature hot water returning to the hot water storage tank between the hot hot water and the water in the hot water storage tank (for example, Patent Documents). 1).
この貯湯式給湯装置は、タンク内に貯湯された湯を給湯のみでなく床暖房等の熱源として使用するものであり、熱源として利用され熱交換された後の低温の湯を貯湯タンクの適切な位置に戻すことによって、もしくは、給湯用と暖房用の2つのタンクを備えることによって、ヒートポンプユニットでタンク内の湯を加熱する際の効率低下を防止している。一般的に、このタイプの給湯装置では、電気を使って貯湯タンク内の湯を加熱するので、極力電気料金の安い深夜時間帯のみにヒートポンプユニットでの加熱を行うような制御を行う設計となっている。前記の特許文献1の貯湯式給湯装置においても、深夜時間帯のみに貯湯を行い、タンクに貯湯した湯で翌日の給湯と暖房とを行うための改良が行われている。
ところで、前記構造の貯湯式給湯装置は、給湯と床暖房等の熱源に貯湯タンク内の湯を使用するため、従来の給湯のみを行う給湯装置に比べて貯湯タンクの容量を大きくする必要があるが、貯湯タンクは住宅敷地内の屋外に設置されるため、貯湯タンクの容量が大きくなると敷地の狭い住宅においては給湯装置を設置できなくなる問題があった。また、経済的な運転を実現するために、深夜時間帯に貯めた湯で翌日の負荷をまかなうようにすると、一般的なタンクの大きさでは住宅の一部分しか暖房できないという問題があった。 By the way, since the hot water storage type hot water supply apparatus of the said structure uses the hot water in a hot water storage tank for heat sources, such as hot water supply and floor heating, it is necessary to enlarge the capacity | capacitance of a hot water storage tank compared with the conventional hot water supply apparatus which performs only hot water supply. However, since the hot water storage tank is installed outdoors in the residential premises, there is a problem that if the capacity of the hot water storage tank increases, it becomes impossible to install a hot water supply device in a small residential house. Further, in order to realize economical operation, if the hot water stored in the midnight hours is used to cover the next day's load, there is a problem that only a part of the house can be heated with a general tank size.
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、貯湯タンク内の湯を給湯用途と暖房用途に利用する貯湯式給湯装置であっても、屋外に設置される給湯装置の占有範囲を小さくでき、かつ住宅の大面積を暖房できることで居住者にとって快適な暖房を行うことのできる貯湯式給湯装置を提供することにある。また、深夜電力で貯めた湯を給湯と暖房に利用できるため、低コストで運転できる貯湯式給湯装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and the object of the present invention is to provide outdoor hot water supply devices that use hot water in hot water storage tanks for hot water supply and heating applications. It is an object of the present invention to provide a hot water storage type hot water supply apparatus that can reduce the occupation range of the installed hot water supply apparatus and can heat a large area of a house, so that a comfortable heating can be performed for a resident. Another object of the present invention is to provide a hot water storage type hot water supply apparatus that can be operated at low cost because hot water stored with midnight power can be used for hot water supply and heating.
前記目的を達成すべく、本発明に係る貯湯式給湯装置は、給湯用の水または湯を貯える第1の貯湯タンクと、建物の暖房用の水または湯を貯える第2の貯湯タンクと、第1の貯湯タンクと第2の貯湯タンク内の水または湯を加熱する加熱手段とを備え、第2の貯湯タンクは建物の床下に配置されることを特徴とする。加熱手段としては、熱媒として水を循環させて加熱するヒートポンプユニットが好ましい。また、第2の貯湯タンク2を除く他の構成部分が屋外ユニット10としてユニット化されると好適である。
In order to achieve the above object, a hot water storage type hot water supply apparatus according to the present invention includes a first hot water storage tank for storing hot water or hot water, a second hot water storage tank for storing water or hot water for heating a building, 1 hot water storage tank and heating means for heating water or hot water in the second hot water storage tank, and the second hot water storage tank is arranged under the floor of the building. As the heating means, a heat pump unit that heats by circulating water as a heat medium is preferable. In addition, it is preferable that the other components excluding the second hot
前記のごとく構成された本発明の貯湯式給湯装置は、ヒートポンプユニット等の加熱手段で第1の貯湯タンク内の水または湯を加熱して高温の湯とし、同時に第2の貯湯タンク内の水または湯を加熱して高温の湯とし、お湯を使用する給湯時には第1の貯湯タンク内の湯を使用し、暖房を使用するときには第1の貯湯タンク内の湯と第2の貯湯タンク内の湯を循環させて建物床下から加熱する。このように給湯用の湯と暖房用の湯を分けて貯湯し、暖房用の湯は建物の床下に配置され、屋外に設置する給湯用の貯湯タンクの湯量を減らすことができるため、屋外設置の貯湯タンクを小型化でき占有範囲を小さくすることができる。 The hot water storage type hot water supply apparatus of the present invention configured as described above heats the water or hot water in the first hot water storage tank by heating means such as a heat pump unit to form hot water, and at the same time the water in the second hot water storage tank. Alternatively, the hot water is heated to a high temperature hot water, the hot water in the first hot water storage tank is used when hot water is used, and the hot water in the first hot water storage tank and the second hot water storage tank are used when heating is used. Circulate hot water and heat from under the building floor. In this way, hot water for hot water supply and hot water for heating are separated and stored, and the hot water for heating is placed under the floor of the building, so that the amount of hot water in the hot water storage tank installed outdoors can be reduced. The hot water storage tank can be downsized and the occupation range can be reduced.
本発明に係る貯湯式給湯装置の好ましい具体的な態様としては、前記第2の貯湯タンクと第1の貯湯タンクとは、その内部の水または湯が循環するように連結され、加熱手段は第1の貯湯タンクの水または湯を加熱することを特徴とする。すなわち、第1の貯湯タンクと第2の貯湯タンクとは、内部の水または湯が循環するように並列的に連結され、1つの加熱手段で両方の貯湯タンク内の水または湯を加熱する構成となっている。 As a preferred specific embodiment of the hot water storage type hot water supply apparatus according to the present invention, the second hot water storage tank and the first hot water storage tank are connected so that the water or hot water in the inside circulates, and the heating means is the first one. Heating water or hot water in one hot water storage tank is characterized. That is, the first hot water storage tank and the second hot water storage tank are connected in parallel so that the internal water or hot water circulates, and the water or hot water in both hot water storage tanks is heated by one heating means. It has become.
このように構成すると、1つの加熱手段で両方のタンク内の水または湯を循環させて加熱できるため構成が簡単となり、夏場に第1の貯湯タンクから第2の貯湯タンクへの循環を止めることで暖房を停止し、第1の貯湯タンク内の水または湯を加熱するだけなので、不要な加熱を防止してエネルギーコストを低減できる。 If comprised in this way, the structure becomes simple because the water or hot water in both tanks can be circulated and heated by one heating means, and the circulation from the first hot water storage tank to the second hot water storage tank is stopped in summer. Since heating is stopped and water or hot water in the first hot water storage tank is merely heated, unnecessary heating can be prevented and energy cost can be reduced.
また、本発明に係る貯湯式給湯装置の好ましい具体的な他の態様としては、前記第2の貯湯タンクは、長尺のパイプ状物、例えば太目の配管等により形成され、建物の床下に均等に配置されることを特徴としている。例えば、床下全面に等間隔で配管すると好適である。この構成によれば、建物の床下に配置される第2の貯湯タンクをパイプ状物で形成し、パイプ状物を例えば基礎スラブ上に引き回して床面の広い面積に配置できるため、床暖房に必要な貯湯量を確保できると共に、建物内の全域を均一に暖房することができる。 Further, as another preferred specific embodiment of the hot water storage type hot water supply apparatus according to the present invention, the second hot water storage tank is formed by a long pipe-like object, for example, a thick pipe or the like, and is evenly placed under the floor of the building. It is characterized by being arranged in. For example, it is preferable to pipe the entire surface under the floor at equal intervals. According to this configuration, the second hot water storage tank arranged under the floor of the building is formed of a pipe-like material, and the pipe-like material can be arranged on a large area of the floor surface by, for example, being drawn on the foundation slab. The required amount of hot water can be secured, and the entire area of the building can be heated uniformly.
さらに、本発明に係る貯湯式給湯装置の好ましい具体的な他の態様としては、前記第2の貯湯タンクの上部に、放熱用のファンを備えたことを特徴としている。このように構成すると、建物内の暖房時にファンを作動させることで、第2の貯湯タンクから床下空間への放熱量を調節することができ、暖房能力を調節することで建物内部での温度変化の少ない快適な暖房設備とすることができる。 Furthermore, another preferred embodiment of the hot water storage type hot water supply apparatus according to the present invention is characterized in that a heat radiating fan is provided in the upper part of the second hot water storage tank. With this configuration, the amount of heat released from the second hot water storage tank to the underfloor space can be adjusted by operating the fan during heating in the building, and the temperature change inside the building can be adjusted by adjusting the heating capacity. It can be a comfortable heating facility with little.
本発明によれば、給湯用および暖房用の貯湯タンクを設置する占有範囲を小さくすることができ、敷地面積に余裕のない場合でも給湯用と暖房用の貯湯式給湯装置を容易に設置することができる。また、暖房用の第2の貯湯タンクを床下に配置できるため、建物内の広い面積の暖房を効率よく行うことができる。さらに、設置面積が小さく、敷地内での少ない占有範囲で大きな貯湯量を確保できるため深夜電力を有効利用でき、貯湯するためのエネルギーコストを低減することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the occupying range in which hot water storage tanks for hot water supply and heating are installed, and to easily install hot water storage type hot water supply devices for hot water supply and heating even when the site area is not sufficient. Can do. Moreover, since the 2nd hot water storage tank for heating can be arrange | positioned under a floor, the heating of a large area in a building can be performed efficiently. Furthermore, since the installation area is small and a large amount of hot water can be secured with a small occupation range within the site, midnight power can be used effectively, and the energy cost for storing hot water can be reduced.
以下、本発明に係る貯湯式給湯装置の一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。図1
は、本実施形態に係る貯湯式給湯装置を示す全体構成図、図2は、図1の装置を建物に設置した状態を示す要部斜視図である。図1,2において、本実施形態の貯湯式給湯装置は、給湯用の水または湯を貯える第1の貯湯タンク1と、建物の暖房用の水または湯を貯える第2の貯湯タンク2と、第1の貯湯タンク1と第2の貯湯タンク2内の水または湯を加熱する加熱手段としてヒートポンプユニット3とを備えており、第2の貯湯タンク2は建物の床下に配置されている。ヒートポンプユニット3は、貯湯タンク1内の下部の低温の水を循環させて熱交換し、水を加熱して高温の湯として貯湯タンク1の上部に戻すものである。
Hereinafter, an embodiment of a hot water storage type hot water supply apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG.
These are the whole block diagrams which show the hot water storage type hot-water supply apparatus which concerns on this embodiment, FIG. 2: is a principal part perspective view which shows the state which installed the apparatus of FIG. 1 in the building. 1 and 2, a hot water storage type hot water supply apparatus of the present embodiment includes a first hot
第2の貯湯タンク2は、第1の貯湯タンク1と、内部の水または湯が循環するように並列的に連結され、ヒートポンプユニット3は第1の貯湯タンク1の水または湯を加熱するように構成されている。このため、2つの貯湯タンク1,2内の水または湯を循環させることにより、1つのヒートポンプユニット3で両方の貯湯タンク1,2内の水または湯を加熱できる構成となっている。
The second hot
第1の貯湯タンク1には、水や湯が出入する3つの経路の導入口および導出口が設けられている。第1の経路P1は、貯湯タンク1の下部から低温の水をヒートポンプユニット3に送り、ヒートポンプユニット3で加熱された湯を貯湯タンク1の上部に戻す経路であり、循環ポンプ4で水または湯を循環させ、貯湯タンク1内に所定の高温の湯を貯める経路となっている。
The first hot
第2の経路P2は給湯用の経路であり、貯湯タンク1の上部の高温の湯を給湯負荷5に送る配管2aと、給湯負荷5に送られた湯と同量の市水が市水源6から貯湯タンク1の下部に流入する配管2bと、配管2aと配管2bとを結ぶバイパス通路の配管2cとを備えており、配管2aへの流入部には混合弁7が配置されている。この混合弁7により、貯湯タンク1から給湯負荷5に供給される湯の温度が高いときには市水を混ぜて湯温を調整することができる。この混合弁7は、給湯用コントローラ(図示せず)等により制御され、所定の湯温の湯が給湯負荷5に供給される構成となっている。
The second path P2 is a hot water supply path. The
第3の経路P3は暖房用の経路であり、建物の床下に配置された第2の貯湯タンク2に貯湯タンク1の上部の高温の湯を循環ポンプ8で循環させる経路である。循環ポンプ8はマイコン等で構成される暖房用コントローラ(図示せず)により制御され、貯湯タンク2を流れる湯温と湯量を制御するものである。なお、図示していないが、前記の3つの経路には逆流防止弁や圧力調整弁等を備えることが好ましい。
The third path P3 is a path for heating, and is a path for circulating the hot water at the upper part of the hot
第1の貯湯タンク1は、外周部に図示していない断熱材が配置されており、高温の湯を長時間放置しても冷めにくい構成となっており、1日の給湯使用量として、例えば300リットル程度の内容量を有している。貯湯タンク1は湯が成層化して貯められる構造であり、上部に高温の湯が貯まり下部に行くにしたがって低温となるように湯が貯められており、前記した給湯コントローラ等によりヒートポンプユニット3および循環ポンプ4が制御され、水または湯を循環して常に所定の温度の湯が貯められるように設定されている。貯湯温度は冬場の湯を多量に使用する時期には90℃程度が好ましいが、それ以外の時期では低温にしてもよい。
The first hot
第2の貯湯タンク2は建物の床下全面に均等に配置され、建物の暖房に使用されるタンクであり、長尺のパイプ状物より形成されている。すなわち、貯湯タンク2は、直径が50mm程度の配管を建物の幅に合わせて直線状に配置し、外壁部に接近するとUターンにより旋回させて反対方向に戻し、30〜50cm程度のピッチで平行状態に往復させている。配管は放熱性や耐久性を考慮すると銅管やステンレス管等の金属製配管が好ましいが、塩化ビニル等の樹脂管でもよい。
The second hot
貯湯タンク2を例えば床面積が100平方メートル程度の住宅に設置する場合、外周壁面から50cm程度離して、50cmピッチで平行に配管すると総長で150〜200m程度の配管長となり、配管部分の内容量は300〜400リットル程度となる。このように第2の貯湯タンク2は建物の床下全面に偏りがないように均等に配置され、貯湯タンク1から高温の湯を循環ポンプ8で循環させ、建物を下方から均一に暖房することができる形態となっている。第1の経路P1で貯湯タンク1内の水または湯を加熱するときに、循環ポンプ8を作動させて同時に貯湯タンク2内の水または湯も加熱し、両方のタンク1、2内の水が90℃程度となるようにヒートポンプユニット3で加熱し、所定の温度となった時点でヒートポンプユニット3、循環ポンプ4,8を停止する。
When the hot
前記した本実施形態の貯湯式給湯装置は、第2の貯湯タンク2を除く他の構成部分が屋外ユニット10としてユニット化されている。すなわち屋外ユニット10に市水源6から市水が導入され、屋外ユニット10から給湯負荷5として浴室や台所、洗面所に温水が供給されると共に、屋外ユニット10と貯湯タンク2とを高温の湯が循環する構成となっている。この貯湯式給湯装置は、建物20に設置されるものであり、建物20は基礎21と上屋22とから構成され、図2に示されるように屋外ユニット10が建物20の外部に設置され、貯湯タンク2は基礎21内の床下空間の下面に設置される。屋外の敷地内部に設置される屋外ユニット10は、通常の容積の貯湯タンク1を内蔵しているため特に大型のものではなく、敷地内に容易に設置できる。
In the hot water storage type hot water supply apparatus of the present embodiment described above, the other constituent parts excluding the second hot
建物20の基礎21外周部には断熱材(図示せず)が配置され、貯湯タンク2から放熱された熱が建物外部に逃げて損失するのを防止している。貯湯タンク2の上部の床下空間には、貯湯タンク2の熱交換速度を調節するファン11が1つ以上設けられている。ファン11を作動させることにより貯湯タンク2からの熱の放散を促し、建物20の上屋22内の空間への熱の伝達を促進するように機能させることができる。この結果、建物20は前記の貯湯式給湯装置を備え、台所や洗面所に温水を供給する給湯設備と床暖房設備とを備える。
A heat insulating material (not shown) is arranged on the outer periphery of the
なお、貯湯式給湯装置を備える前記の建物20は、夏場の暖房を必要としない時期には、経路P3の配管途中の循環ポンプ8を作動させないことで暖房機能を停止することができる。この構成により、夏場には貯湯タンク2内の水を加熱する必要がなく、ヒートポンプユニット3の負荷を軽減することができる。この場合、貯湯タンク2への配管途中の経路P3に電磁弁等のバルブを設置し、このバルブを閉じることで暖房を停止するようにしてもよい。
In addition, the said
貯湯タンク2は床下に配置される例として、基礎スラブ面上に載置する例を示したが、床下の基礎コンクリート内に埋設するように構成してもよい。このように構成すると、貯湯タンク2の配管から放熱される熱は、基礎コンクリートを介して放散して建物内の空間に伝達されるため、配管ピッチに依存されることなく建物内を均一に暖房することができる。また、コンクリートは熱容量が大きいため、放熱の温度分布が均一となって温度変化の小さい、より快適な暖房を可能とする。
As an example in which the hot
前記の如く構成された本実施形態の貯湯式給湯装置の動作について以下に説明する。先ず、図3を参照し、経路P1を通してヒートポンプユニット3により水または湯を加熱する動作について説明する。貯湯タンク1内の下部の低温の水(冷水)は循環ポンプ4によりヒートポンプユニット3へ循環され、ここで加熱されて貯湯タンク1の上部からタンク内に戻される。タンク上部から戻される高温の湯は、タンク内部の水より比重が小さいため両者は混合することなく、貯湯タンク内には上部が高温で下部が低温の温度成層が形成される。この加熱動作は、夜間の時間帯、例えば午後11時から午前7時までの時間帯に
行われる。
The operation of the hot water storage type hot water supply apparatus of the present embodiment configured as described above will be described below. First, with reference to FIG. 3, the operation | movement which heats water or hot water with the
このようにして貯湯タンク1内に所定の温度の湯が貯められ、この湯は給湯や暖房に使用される。図4を参照して、貯湯タンク1内の湯が経路P2を通して給湯に使用される場合の動作を説明する。給湯負荷5で蛇口を開くと貯湯タンク1の上部から高温の湯が供給され、温水を使用することができる。使用される湯の温度は混合弁7で市水と混合されて適温とされる。なお、大量の湯の使用で貯湯タンク1内の湯量が減少すると、市水源6から低温の市水(冷水)が供給され、貯湯タンク1内の湯温が下がるので、経路P1のヒートポンプユニット3で加熱して所定の湯温に復帰するようにしてもよい。この場合は、深夜電力でなく、昼間の電力を使用する。
In this way, hot water of a predetermined temperature is stored in the hot
つぎに、図5を参照して貯湯タンク2内の湯が経路P3を通して暖房に使用される場合の動作を説明する。暖房を行う場合は、暖房用コントローラで循環ポンプ8およびファン11を制御して建物内を所定の室温となるように調節する。循環ポンプ8を作動させると、貯湯タンク1の上部の高温の湯が貯湯タンク2に送られ、送られた高温の湯は貯湯タンク2で放熱し、低温の湯となって貯湯タンク1に戻される。ファン11は作動させなくてもよいが、必要に応じてファン11を作動させることで暖房能力を増やすことができる。
Next, the operation when hot water in the hot
高温の湯が徐々に流出し、低温の湯が戻ることで貯湯タンク1内に低温の湯が増えるが、貯湯タンク1の湯量は1日の暖房に必要な湯量に設定されているため、再加熱する必要はない。なお、暖房を最大に使用して貯湯タンク1内の湯の温度が低下したとき、図3に示す経路P1に沿って低温の湯を循環させ、ヒートポンプユニット3により低温の湯を加熱し、貯湯タンク1内の湯温が上昇するように制御してもよい。この場合も、昼間の電力を使用する。
The hot water gradually flows out and the low temperature hot water returns, so that the hot water in the hot
ここで、建物を暖房する場合の貯湯タンク2の放熱過程について説明する。本実施形態では、貯湯タンク2は深夜電力を用いて朝方の5:00に最も高温となるように設定されており、高温の湯は徐々に床下空間へ放熱して低温の湯となり、翌日の5:00までに再度高温の湯で満たされるように制御されている。貯湯タンク2の下部は基礎コンクリート、土壌というように熱容量が大きい構成となっており、床下空間の温度変化は非常に小さく安定した温度となるため、建物内部の暖房も温度変化の少ない快適な暖房とすることができる。
Here, the heat dissipation process of the hot
また、建物基礎21の外周部は断熱処理が施され、貯湯タンク2から床下空間へ放熱された熱は建物外部へは逃げにくく、ほとんどが建物1階部分の床から建物内へ放熱される。したがって、建物1階部分の床は常に20℃程度の暖かい状態が保たれる。この暖房方式では、居室と廊下やトイレ等の非居室との温度差がほとんどないので、高齢者にとってヒートショックのない安全な環境を作ることができる。さらに、床下空間を暖房空間とすることにより床下に湿気が溜まることを防止できるため、床下換気穴がなくても木造建物の場合は木材の腐食を防止でき、鉄骨造の建物の場合は鉄骨の錆を防止して建物の耐久性を向上することができ、基礎の構成を簡略化できる。
In addition, the outer peripheral portion of the
図6は、暖房用の貯湯タンク2に高温の湯を循環させて、床下空間の温度が30℃一定であるとしたときの貯湯タンク2の平均温度を示しており、図7は貯湯タンク2から床下空間へ放熱された熱量を示している。図6,7の制御方式Aは床下空間に設置されたファン11を作動させないときの推移を示している。制御方式Aでは、貯湯終了(5:00)直後に温度低下が最も早く、放熱量が最も大きい。時間が経過するにつれて放熱量は減少し、夜間(20:00頃)にはほとんど放熱されず、深夜から朝方に30℃程度の温度となる。
FIG. 6 shows the average temperature of the hot
これに対し、制御方式Bでは床下に設置されたファン11を作動させ、放熱速度を調節したときの推移を示している。建物が冷え込む朝方(6:00−9:00)と夜間(17:00−22:00)にファン11を作動させ、熱交換を促進することで朝方と夜間の放熱量を増やし、外気温が上昇する昼間には放熱量が抑えられている。この制御方式Bのように、ファン11を作動させることによって貯湯タンク2から床下空間への放熱量を制御することができる。制御方式Aと制御方式Bのトータルの放熱量は同じであるが、ファンを作動させる制御方式Bのほうが朝夕の放熱量を増やすことで、建物内部の温度変化を少なくでき、より快適な暖房を可能とする。
On the other hand, in the control method B, the transition when the
一般に、貯湯タンク内の湯を給湯と暖房の熱源として利用する貯湯式給湯装置は、電気料金の安い深夜時間帯に給湯分と暖房分の湯を貯湯タンクに貯める必要があるため、給湯だけを行う貯湯式給湯装置に比べて、屋外に設置される給湯装置の占有範囲が大きくなってしまう。しかしながら、本実施形態の貯湯式給湯装置は、暖房分の湯を建物の床下空間に配置した貯湯タンク内に貯湯することで、屋外に設置される給湯装置の占有範囲を給湯だけを行う貯湯式給湯装置と同等とすることができ、敷地に余裕のない場合でも給湯と暖房の両方が可能な給湯装置を設置できる。 Generally, hot water storage water heaters that use hot water in hot water storage tanks as a heat source for hot water supply and heating need to store hot water and hot water for hot water storage tanks in the hot water storage tank during the midnight hours when electricity charges are cheap. Compared with the hot water storage type hot water supply apparatus to be performed, the occupation range of the hot water supply apparatus installed outdoors is increased. However, the hot water storage type hot water supply apparatus of the present embodiment stores hot water for heating in a hot water storage tank arranged in the space under the floor of the building, so that the range occupied by the hot water supply apparatus installed outdoors only performs hot water supply. It can be equivalent to a hot water supply device, and a hot water supply device capable of both hot water supply and heating can be installed even when there is not enough room.
また、床下空間の外周部は断熱されており、かつ、貯湯タンク内の湯、床コンクリート、床下土壌の熱容量が大きいため、床下空間は温度変化が非常に小さくなり、安定した熱量が建物内部へ放熱される。したがって建物の1階部分の床全てが、いつでも快適な温度であり、居住者にとって快適な暖房方式である。また、建物が2階建ての場合でも、1階部分を暖房した熱が上昇して2階部分も均等に暖房できるため、2階部分も快適に暖房できる。さらに、貯湯タンクの沸き上げを深夜時間帯のみとし、床下への放熱量をファンで制御できるので、昼間に沸き上げを行う必要がなく、経済的な運転が可能となる。 In addition, the outer periphery of the underfloor space is insulated and the heat capacity of the hot water, floor concrete, and underfloor soil in the hot water storage tank is large, so the temperature change in the underfloor space is very small, and a stable amount of heat flows into the building. Heat is dissipated. Therefore, all the floors of the first floor of the building are always at a comfortable temperature, which is a comfortable heating system for residents. Even when the building is a two-story building, the heat of heating the first floor part rises and the second floor part can be evenly heated, so the second floor part can be comfortably heated. Furthermore, since the hot water tank is heated only at midnight, and the amount of heat released to the floor can be controlled by a fan, it is not necessary to heat it up in the daytime and economical operation is possible.
暖房温度を調節するファンは床下空間の外周部に複数個設置し、例えば床下空間に旋回流を作るように設置すると建物内部を効率よく暖房できて好適である。本実施形態の貯湯式給湯装置は、基礎21内部の床下空間を暖房空間として用いるため、一般的な住居等の建物20の基礎21に設けられる床下換気穴は必要ない。すなわち、床下換気穴がなくても、床下に湿気がたまることがないため、通風する必要がなくなるのである。
It is preferable to install a plurality of fans for adjusting the heating temperature on the outer periphery of the underfloor space, for example, to make a swirl flow in the underfloor space, so that the inside of the building can be efficiently heated. Since the hot water storage type hot water supply apparatus of the present embodiment uses the underfloor space inside the
なお、前記した図3の加熱動作において、冬の極寒期には貯湯タンク2側の経路P3の循環ポンプ8を作動させ、高温の湯を貯湯タンク2内にも貯えるようにすると暖房能力を増大させることができる。この場合、暖房用コントローラで屋外の温度を検出し、屋外温度が極端に低いときの加熱動作中、循環ポンプ8を作動させるように制御すると好適である。このように構成し、加熱動作中に貯湯タンク2内の水も高温の湯としておいた場合、先ず貯湯タンク2内の高温の湯から熱が放散し、床下空間の温度を上昇させることにより上部の上屋部分の暖房を行うため、循環ポンプ8を作動させなくても放熱により暖房状態となる。そして、貯湯タンク2内の湯温が低くなったときに循環ポンプ8を作動させるように制御してもよい。
In the heating operation of FIG. 3 described above, the heating capacity is increased by operating the
以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、図示していない給湯用コントローラや暖房用コントローラは、給湯温度や暖房温度を任意に設定できるような設定手段を有し、設定温度を表示する表示装置を有するものが好ましい。加熱手段としてヒートポンプユニットの例を示したが、石油やガス等の燃料を使用するボイラー等の他の加熱手段を用いてもよい。 Although one embodiment of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention described in the claims. Design changes can be made. For example, a hot water supply controller and a heating controller (not shown) preferably have setting means that can arbitrarily set the hot water supply temperature and the heating temperature, and have a display device that displays the set temperature. Although an example of a heat pump unit has been shown as the heating means, other heating means such as a boiler using fuel such as oil or gas may be used.
また、前記の実施形態では、第1の貯湯タンク1および第2の貯湯タンク内2の水を加
熱するのに深夜電力のみを利用する例を示したが、真冬等で暖房使用量が増え、暖房用の第2の貯湯タンク2内の湯温が低下した場合は、第1の経路P1を通してヒートポンプユニット3により昼間の電力を用いて加熱するように構成することもできる。この場合、第1および/または第2の貯湯タンク内の湯温を検出し、給湯用コントローラや暖房用コントローラ等からの指示で加熱するように構成すると好ましい。
Moreover, in the said embodiment, although the example using only late-night electric power was shown in order to heat the water of the 1st hot
1:第1の貯湯タンク(給湯用)、2:第2の貯湯タンク(暖房用)、3:ヒートポンプユニット(加熱手段)、4:循環ポンプ(給湯用)、5:給湯負荷、6:市水源、7:混合弁、8:循環ポンプ(暖房用)、10:屋外ユニット、11:ファン、20:建物、21:基礎(床下空間)、P1:第1の経路、P2:第2の経路、P3:第3の経路 1: first hot water storage tank (for hot water supply), 2: second hot water storage tank (for heating), 3: heat pump unit (heating means), 4: circulation pump (for hot water supply), 5: hot water supply load, 6: city Water source, 7: mixing valve, 8: circulation pump (for heating), 10: outdoor unit, 11: fan, 20: building, 21: foundation (underfloor space), P1: first route, P2: second route , P3: third route
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JP2008215784A (en) * | 2007-03-08 | 2008-09-18 | Tokyo Gas Co Ltd | Water heater |
CN109028506A (en) * | 2018-07-12 | 2018-12-18 | 北京艾尔绿能科技有限公司 | A kind of net for air-source heat pump units with variable air rate and locellus temperature control function |
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2003
- 2003-10-14 JP JP2003353910A patent/JP2005121254A/en not_active Withdrawn
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