JP2005207672A - Hot water storage type water heater - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、加熱手段により加熱された蓄熱用流体を貯える貯湯タンクと、この貯湯タンク内に貯えられた蓄熱用流体と給湯用水とを熱交換する給湯用熱交換器とを備える貯湯式給湯装置に関するものであり、特に、貯湯タンク内に貯えられた蓄熱用流体のうち、中温の蓄熱用流体の消費に関する。 The present invention relates to a hot water storage tank comprising a hot water storage tank for storing the heat storage fluid heated by the heating means, and a hot water supply heat exchanger for exchanging heat between the heat storage fluid stored in the hot water storage tank and the hot water supply water. In particular, it relates to the consumption of medium temperature heat storage fluid among the heat storage fluid stored in the hot water storage tank.
従来、この種の貯湯式給湯装置として、例えば、特許文献1に示すような給湯システムが知られている。この貯湯式給湯装置では、図9に示すように、蓄熱用流体を内部に貯える貯湯タンク100と、この貯湯タンク100内の最下部の蓄熱用流体を貯湯タンク100内の最上部に送る流体加熱用流路110と、この流体加熱用流路110に設けられ、流体加熱用流路110を流れる蓄熱用流体を加熱する加熱手段120と、貯湯タンク100内の蓄熱用流体が流通する第1の流通部130aと給湯用水が流通する第2の流通部130bとを隣接して設け、かつ蓄熱用流体と給湯用水とが対向流となるように構成され、両者間で熱交換を行なう給湯用熱交換器130と、貯湯タンク100の上部から加熱された蓄熱用流体を取り出し、第1の流通部130aを通過させた後、貯湯タンク100の下部に戻すための循環通路140と、この循環通路140に蓄熱用流体を循環させるポンプ手段150と、循環通路140を介して第1の流通部130aを流通する蓄熱用流体の流量を制御する流量制御手段160とを備えている。
Conventionally, as this kind of hot water storage type hot water supply apparatus, for example, a hot water supply system as shown in
以上の構成によれば、給湯用熱交換器130を使用し、かつ第1の流通部130aを流れる蓄熱用流体の流量を制御することにより、第1の流通部130aを通過した後の蓄熱用流体の温度を加熱前の給湯用水の温度近傍まで低減できる。これにより、蓄熱用流体と給湯用水との熱交換時における熱ロスを極力小さくすることが可能となり効率の良い給湯システムを実現できるようにしている(例えば、特許文献1参照)。
According to the above configuration, by using the hot water
また、上記給湯機能の他に、貯湯タンク内に貯えられた蓄熱用流体を熱源として、この蓄熱用流体と浴槽内の浴水とで熱交換する追い焚き用熱交換器を貯湯タンク内に配設させ、この追い焚き用熱交換器に浴槽内の浴水を流通させて浴水を所定温度に追い焚きする浴水追い焚きシステムが知られている(例えば、特許文献2参照)。
しかしながら、上記特許文献1によれば、加熱手段120により沸き上げを完了した直後における貯湯タンク100内の蓄熱用流体の湯温は、全量高温状態(例えば、85℃程度)であるが、蓄熱用流体と給湯用水とが熱交換される給湯使用後において、所定時間経過後の沸き上げ運転を開始するときに、図9に示すように、貯湯タンク100内の上方に高温部(例えば、85℃程度)、下方に低温部(例えば、9℃程度)および上方と下方との間に中温部(例えば、45℃程度)が比重差により形成される。
However, according to
また、上記特許文献2によれば、貯湯タンク内に貯えられた高温の蓄熱用流体で浴水を追い焚きすることで、貯湯タンク内の高温部(例えば、85℃程度)と低温部(例えば、9℃程度)との間に中温(浴水温度程度)の蓄熱用流体が増加することになる。 Moreover, according to the above-mentioned Patent Document 2, the hot water stored in the hot water storage tank is replenished with hot water so that the hot water (for example, about 85 ° C.) and the low temperature part (for example, about 85 ° C.) , About 9 ° C.), the heat storage fluid having a medium temperature (about the bath water temperature) increases.
ところで、加熱手段として、例えば、ヒートポンプサイクルからなるヒートポンプ方式の加熱手段においては、蓄熱用流体を目標温度(例えば、65〜90℃)まで加熱する場合、加熱前の蓄熱用流体の湯温が高いほど高圧圧力が高くなることで運転効率(COP=加熱能力/消費電力)が低下する問題がある。 By the way, as a heating means, for example, in a heat pump type heating means comprising a heat pump cycle, when the heat storage fluid is heated to a target temperature (for example, 65 to 90 ° C.), the hot water temperature of the heat storage fluid before heating is high. The higher the high pressure, the lower the operating efficiency (COP = heating capacity / power consumption).
そこで、本発明の目的は、上記点を鑑みたものであり、中温の蓄熱用流体を積極的に給湯用熱交換器に流通するように構成させることで、加熱手段の運転効率の低下を防止することが可能な貯湯式給湯装置を提供することにある。 In view of the above, the object of the present invention is to prevent a decrease in the operating efficiency of the heating means by configuring the medium temperature heat storage fluid to actively circulate through the hot water supply heat exchanger. An object of the present invention is to provide a hot water storage type hot water supply device that can be used.
上記、目的を達成するために、請求項1ないし請求項12に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項1に記載の発明では、蓄熱用流体を内部に貯える貯湯タンク(10)と、この貯湯タンク(10)内の最下部の蓄熱用流体を貯湯タンク(10)内の最上部に送る流体加熱用流路(21)と、この流体加熱用流路(21)に設けられ、流体加熱用流路(21)を流れる蓄熱用流体を加熱する加熱手段(20)と、貯湯タンク(10)内の蓄熱用流体が流通する第1の流通部(30a)と給湯用水が流通する第2の流通部(30b)とを隣接して設け、かつ蓄熱用流体と給湯用水とが対向流となるように構成され、両者間で熱交換を行なう給湯用熱交換器(30)とを備える貯湯式給湯装置において、
貯湯タンク(10)内の蓄熱用流体と浴槽内の浴水とで熱交換を行なう追い焚き用熱交換器(60)が設けられ、給湯用熱交換器(30)は、第1の流通部(30a)の下流端が貯湯タンク(10)の下方部に連通するように構成され、かつ加熱手段(20)により加熱された貯湯タンク(10)内に貯えられた蓄熱用流体のうち、高温の蓄熱用流体、もしくは追い焚き用熱交換器(60)により熱交換された蓄熱用流体を含む中温の蓄熱用流体、もしくは高温と中温の蓄熱用流体の両方を第1の流通部(30a)に流通するように構成されたことを特徴としている。
In order to achieve the above object, the technical means described in
A reheating heat exchanger (60) for exchanging heat between the heat storage fluid in the hot water storage tank (10) and the bath water in the bathtub is provided, and the hot water supply heat exchanger (30) is a first circulation part. Of the heat storage fluid stored in the hot water storage tank (10) which is configured such that the downstream end of (30a) communicates with the lower part of the hot water storage tank (10) and is heated by the heating means (20), 1st circulation part (30a) for the medium temperature heat storage fluid containing the heat storage fluid of the other, or the heat storage fluid heat-exchanged by the reheating heat exchanger (60), or both the high temperature and the medium temperature heat storage fluid It is characterized by being configured to circulate.
請求項1に記載の発明によれば、追い焚き用熱交換器(60)により浴水を追い焚きすることで、熱交換された湯温の低いほぼ中温の蓄熱用流体が増加するが、この中温の蓄熱用流体を第1の流通部(30a)に流通するように構成されたことにより、中温の蓄熱用流体を積極的に消費するとともに、第1の流通部(30a)を流通した後の蓄熱用流体の湯温を中温よりもさらに低下することができる。これにより、加熱前の蓄熱用流体の湯温を低下させることで沸き上げ運転時における加熱手段(20)の運転効率の低下が防止できる。
According to the invention described in
請求項2に記載の発明では、貯湯タンク(10)には、高温の蓄熱用流体を取り出す高温取り出し配管(12)と、中温の蓄熱用流体を取り出す中温取り出し配管(13)とが設けられ、追い焚き用熱交換器(60)は、熱交換された蓄熱用流体が中温取り出し配管(13)に取り出されるように構成されるとともに、給湯用熱交換器(30)は、高温取り出し配管(12)から取り出される高温の蓄熱用流体、もしくは高温取り出し配管(12)から取り出される高温の蓄熱用流体と中温取り出し配管(13)から取り出される中温の蓄熱用流体との両方を第1の流通部(30a)に流通するように構成されることを特徴としている。 In the invention according to claim 2, the hot water storage tank (10) is provided with a high temperature extraction pipe (12) for extracting a high temperature heat storage fluid and an intermediate temperature extraction pipe (13) for extracting an intermediate temperature heat storage fluid, The reheating heat exchanger (60) is configured such that the heat-exchanged heat-exchanged fluid is taken out to the intermediate temperature take-out pipe (13), and the hot water supply heat exchanger (30) is made up of the high-temperature take-out pipe (12 ) Or a high-temperature heat storage fluid extracted from the high-temperature extraction pipe (12) and a medium-temperature heat storage fluid extracted from the medium-temperature extraction pipe (13). 30a) is configured to be distributed.
請求項2に記載の発明によれば、より具体的には、追い焚き用熱交換器(60)により熱交換された湯温の低いほぼ中温の蓄熱用流体を中温取り出し配管(13)から取り出して給湯用熱交換器(30)に流通するように構成されたことにより、中温の蓄熱用流体を積極的に消費するとともに、さらに、この中温の蓄熱用流体よりも温度低下した湯温の蓄熱用流体を貯湯タンク(10)に戻すことができるため沸き上げ運転時における加熱手段(20)の運転効率の低下が防止できる。 More specifically, according to the second aspect of the present invention, the medium-temperature heat storage fluid having a low hot water temperature, which has been heat-exchanged by the reheating heat exchanger (60), is taken out from the medium-temperature take-out pipe (13). The hot water storage heat exchanger (30) is configured to circulate, so that the medium temperature heat storage fluid is actively consumed, and the hot water storage temperature is lower than that of the medium temperature heat storage fluid. Since the working fluid can be returned to the hot water storage tank (10), it is possible to prevent the operating efficiency of the heating means (20) from being lowered during the boiling operation.
請求項3に記載の発明では、給湯用熱交換器(30)は、第1の流通部(30a)の上流端が高温取り出し配管(12)の下流側に接続され、かつ第1の流通部(30a)の中途が中温取り出し配管(13)の下流側に接続されていることを特徴としている。請求項3に記載の発明によれば、第1の流通部(30a)の中途から下流側は給湯用水が流通する第2の流通部(30b)の上流側と、中温の蓄熱用流体とが熱交換されることになるので、効率的に温度低下した湯温の蓄熱用流体を貯湯タンク(10)に戻すことができる。 In the invention according to claim 3, in the hot water supply heat exchanger (30), the upstream end of the first circulation part (30a) is connected to the downstream side of the high temperature extraction pipe (12), and the first circulation part The middle part of (30a) is connected to the downstream side of the intermediate temperature extraction pipe (13). According to the third aspect of the present invention, on the downstream side from the middle of the first circulation part (30a), the upstream side of the second circulation part (30b) through which the hot water supply water circulates and the medium temperature heat storage fluid. Since the heat exchange is performed, the hot water storage fluid having the temperature lowered efficiently can be returned to the hot water storage tank (10).
請求項4に記載の発明では、追い焚き用熱交換器(60)は、貯湯タンク(10)内の蓄熱用流体が流通する第3の流通部(60a)と浴槽内の浴水が流通する第4の流通部(60b)とを隣接して設け、かつ蓄熱用流体と浴槽内の浴水とが対向流となるように構成され、さらに、第3の流通部(60a)の上流端が高温取り出し配管(12)に接続され、第3の流通部(60a)の下流端が中温取り出し配管(13)に取り出されるように構成されることを特徴としている。 In the invention according to claim 4, in the reheating heat exchanger (60), the third circulation part (60a) through which the heat storage fluid in the hot water storage tank (10) circulates and the bath water in the bathtub circulates. The fourth circulation part (60b) is provided adjacently, the heat storage fluid and the bath water in the bathtub are configured to face each other, and the upstream end of the third circulation part (60a) It is connected to the high temperature take-out pipe (12), and the downstream end of the third circulation part (60a) is taken out to the medium temperature take-out pipe (13).
請求項4に記載の発明によれば、対向流式の熱交換器を用いることで、第3の流通部(60a)を流通した後の蓄熱用流体を熱交換前の浴水の湯温程度まで低下させてしまうが、この湯温の蓄熱用流体を積極的に給湯用熱交換器(30)により消費することで、中温よりも低い湯温の蓄熱用流体を貯湯タンク(10)に戻すことができる。これにより、沸き上げ運転時における加熱手段(20)の運転効率の低下が防止できる。 According to the fourth aspect of the present invention, by using a counter-flow heat exchanger, the heat storage fluid after flowing through the third circulation part (60a) is heated to about the hot water temperature of the bath water before heat exchange. The hot water storage fluid is actively consumed by the hot water supply heat exchanger (30), so that the hot water storage fluid lower than the intermediate temperature is returned to the hot water storage tank (10). be able to. Thereby, the fall of the operating efficiency of the heating means (20) at the time of boiling operation can be prevented.
請求項5に記載の発明では、追い焚き用熱交換器(60)は、貯湯タンク(10)内の上方に配設され、その貯湯タンク(10)内の蓄熱用流体と内部に流通する浴槽内の浴水との両者で熱交換するように構成されることを特徴としている。 In the invention described in claim 5, the reheating heat exchanger (60) is disposed above the hot water storage tank (10), and the heat storage fluid in the hot water storage tank (10) and the bathtub that circulates inside the hot water storage tank (10). It is characterized by being configured to exchange heat with both the bath water inside.
請求項5に記載の発明によれば、例えば、スパイラル状に形成させた追い焚き用熱交換器(60)を貯湯タンク(10)内に配設させることにより、浴水との熱交換により貯湯タンク(10)内にほぼ中温の用流体が貯えられるが、上記請求項4と同じように、この中温の蓄熱用流体を積極的に給湯用熱交換器(30)により消費することで、中温よりも低い湯温の蓄熱用流体を貯湯タンク(10)に戻すことができる。これにより、沸き上げ運転時における加熱手段(20)の運転効率の低下が防止できる。 According to the fifth aspect of the present invention, for example, by arranging the reheating heat exchanger (60) formed in a spiral shape in the hot water storage tank (10), the hot water storage is performed by heat exchange with the bath water. The medium temperature fluid is stored in the tank (10), and the medium temperature heat storage fluid is actively consumed by the hot water supply heat exchanger (30) in the same manner as in the fourth aspect. The heat storage fluid having a lower hot water temperature can be returned to the hot water storage tank (10). Thereby, the fall of the operating efficiency of the heating means (20) at the time of boiling operation can be prevented.
請求項6に記載の発明では、中温取り出し配管(13)の上流端近傍には、蓄熱用流体の湯温を検出する水温センサ(55)が設けられ、給湯用熱交換器(30)は、水温センサ(55)により検出された湯温が所定温度未満のときに高温取り出し配管(12)から取り出される高温の蓄熱用流体を第1の流通部(30a)に流通させ、水温センサ(55)により検出された湯温が所定温度以上のときに中温取り出し配管(13)から取り出される中温の蓄熱用流体、もしくは中温取り出し配管(13)から取り出される中温の蓄熱用流体と高温取り出し配管(12)から取り出される高温の蓄熱用流体との両方を第1の流通部(30a)に流通するように構成されたことを特徴としている。 In the invention described in claim 6, a water temperature sensor (55) for detecting the hot water temperature of the heat storage fluid is provided in the vicinity of the upstream end of the intermediate temperature extraction pipe (13), and the hot water supply heat exchanger (30) includes: When the hot water temperature detected by the water temperature sensor (55) is lower than a predetermined temperature, a high-temperature heat storage fluid taken out from the high-temperature take-out pipe (12) is circulated to the first circulation part (30a), and the water temperature sensor (55) The medium temperature heat storage fluid taken out from the medium temperature take-out pipe (13) when the hot water temperature detected by the temperature is equal to or higher than the predetermined temperature, or the medium temperature heat storage fluid taken out from the medium temperature take-out pipe (13) and the high temperature take-out pipe (12) Both the high-temperature heat storage fluid taken out from the first distribution section (30a) is distributed to the first distribution section (30a).
請求項6に記載の発明によれば、貯湯タンク(10)内に貯えられた蓄熱用流体のうち、中温の蓄熱用流体を積極的に取り出すことができるとともに温度低下した湯温の蓄熱用流体を貯湯タンク(10)に戻すことができる。これにより、低温の蓄熱用流体の貯えが多量となって、沸き上げ運転時における加熱手段(20)の運転効率の低下が防止できる。 According to the invention described in claim 6, among the heat storage fluid stored in the hot water storage tank (10), the medium temperature heat storage fluid can be actively taken out and the hot water heat storage fluid whose temperature has decreased. Can be returned to the hot water storage tank (10). As a result, a large amount of low-temperature heat storage fluid is stored, and it is possible to prevent a decrease in operating efficiency of the heating means (20) during the boiling operation.
請求項7に記載の発明では、高温取り出し配管(12)と中温取り出し配管(13)との下流側合流部位にそれぞれの流量比を調節する流量比調節手段(16)が設けられ、流量比調節手段(16)は、水温センサ(55)により検出された湯温が所定温度以上のときに、中温取り出し配管(13)から取り出される中温の蓄熱用流体、もしくは中温取り出し配管(13)から取り出される中温の蓄熱用流体と高温取り出し配管(12)から取り出される高温の蓄熱用流体との両方を第1の流通部(30a)に流通するように調節されたことを特徴としている。 In the invention according to claim 7, the flow rate ratio adjusting means (16) for adjusting the respective flow rate ratios is provided at the downstream side joining portion of the high temperature take-out pipe (12) and the medium temperature take-out pipe (13), thereby adjusting the flow rate ratio. The means (16) is taken out from the intermediate temperature extraction pipe (13) or from the intermediate temperature extraction pipe (13) when the hot water temperature detected by the water temperature sensor (55) is equal to or higher than a predetermined temperature. The medium heat storage fluid and the high-temperature heat storage fluid extracted from the high-temperature extraction pipe (12) are adjusted so as to be distributed to the first distribution section (30a).
請求項7に記載の発明によれば、水温センサ(55)と流量比調節手段(16)とにより貯湯タンク(10)内に貯えられた蓄熱用流体のうち、中温の蓄熱用流体を積極的に取り出すことができるとともに温度低下した湯温の蓄熱用流体を貯湯タンク(10)に戻すことが容易にできる。 According to the seventh aspect of the present invention, among the heat storage fluids stored in the hot water storage tank (10) by the water temperature sensor (55) and the flow rate adjusting means (16), the medium temperature heat storage fluid is positively The hot water storage fluid having a reduced temperature can be easily returned to the hot water storage tank (10).
請求項8に記載の発明では、中温取り出し配管(13)には、この中温取り出し配管(13)内を流通する中温の蓄熱用流体の流量を調節する第1流量調節手段(16a)が設けられ、この第1流量調節手段(16a)は、水温センサ(55)により検出された湯温が所定温度以上のときに、中温取り出し配管(13)から取り出される中温の蓄熱用流体、もしくは中温取り出し配管(13)から取り出される中温の蓄熱用流体と高温取り出し配管(12)から取り出される高温の蓄熱用流体との両方を第1の流通部(30a)に流通するように調節されたことを特徴としている。 In the invention described in claim 8, the intermediate temperature extraction pipe (13) is provided with a first flow rate adjusting means (16a) for adjusting the flow rate of the medium temperature heat storage fluid flowing through the intermediate temperature extraction pipe (13). The first flow rate adjusting means (16a) is a medium-temperature heat storage fluid or intermediate temperature extraction pipe that is taken out from the intermediate temperature extraction pipe (13) when the hot water temperature detected by the water temperature sensor (55) is equal to or higher than a predetermined temperature. It is characterized in that both the medium temperature heat storage fluid taken out from (13) and the high temperature heat storage fluid taken out from the high temperature take-out pipe (12) are adjusted to circulate in the first flow section (30a). Yes.
請求項8に記載の発明によれば、上述した請求項7と同じように、水温センサ(55)と第1流量調節手段(16a)とにより貯湯タンク(10)内に貯えられた蓄熱用流体のうち、中温の蓄熱用流体を積極的に取り出すことができるとともに温度低下した湯温の蓄熱用流体を貯湯タンク(10)に戻すことが容易にできる。 According to the invention described in claim 8, as in the case of claim 7 described above, the heat storage fluid stored in the hot water storage tank (10) by the water temperature sensor (55) and the first flow rate adjusting means (16a). Among them, it is possible to positively take out the medium temperature heat storage fluid and to easily return the hot water heat storage fluid whose temperature has decreased to the hot water storage tank (10).
請求項9に記載の発明では、中温取り出し配管(13)は、少なくとも二つ以上の複数個設けられ、そのうちのいずれか一つの中温の蓄熱用流体を選択して第1の流通部(30a)に流通するように構成されたことを特徴としている。請求項9に記載の発明によれば、中温の蓄熱用流体が貯えられる部位は、貯湯タンク(10)の垂直方向に一様でないため複数個の中温取り出し配管(13)が設けられることにより、的確にかつ積極的に中温の蓄熱用流体を積極的に取り出すことができる。 In the invention according to claim 9, at least two or more intermediate temperature extraction pipes (13) are provided, and any one of the medium temperature storage fluids is selected to select the first circulation part (30 a). It is characterized by being configured to circulate. According to the ninth aspect of the present invention, the portion where the intermediate temperature storage fluid is stored is not uniform in the vertical direction of the hot water storage tank (10), so that a plurality of intermediate temperature extraction pipes (13) are provided. It is possible to positively and actively take out the medium-temperature heat storage fluid.
請求項10に記載の発明では、第1の流通部(30a)に流通する中温取り出し配管(13)から取り出された中温の蓄熱用流体の湯温を検出する熱交換前水温センサ(54)が設けられ、流量比調節手段(16)もしくは第1流量調節手段(16a)は、熱交換前水温センサ(54)により検出された湯温が所定温度以上となるように調節されることを特徴としている。
In the invention according to
請求項10に記載の発明によれば、給湯用熱交換器(30)に流通する湯温を所定温度以上とすることにより、第2の流通部(30b)下流側の給湯用水を所定温度(例えば、設定温度+5℃程度)以上確保することができる。
According to the invention described in
請求項11に記載の発明では、第2の流通部(30b)の下流側には、給湯用熱交換器(30)により熱交換された給湯用水に給湯用熱交換器(30)で熱交換される前の給湯用水とを混合して給湯用水の温度調節する給湯温度調節手段(35)が設けられることを特徴としている。
In the invention according to
請求項11に記載の発明によれば、給湯用熱交換器(30)により熱交換された給湯用水が給湯直後における過渡時のオーバーシュートもしくは定常の給湯中に給湯流量の変動などにより給湯温度が多少変動しても給湯温度調節手段(35)より給湯温度を再度水道水と混合して調節することにより、これらから生ずる給湯温度の変動を容易に吸収することができるとともに、設定温度に対して給湯用水の温度制御を精度良く行なうことができる。 According to the eleventh aspect of the present invention, the temperature of the hot water supplied by the hot water supply heat exchanger (30) is increased due to overshoot at the time of transition immediately after the hot water supply or due to fluctuations in the flow rate of the hot water during steady hot water supply. Even if the temperature fluctuates somewhat, the hot water temperature is again mixed with the tap water from the hot water temperature adjusting means (35) and adjusted, so that fluctuations in the hot water temperature resulting therefrom can be easily absorbed and The temperature control of the hot water supply water can be performed with high accuracy.
請求項12に記載の発明では、加熱手段(20)は、冷媒の高圧側圧力が臨界圧力以上となる超臨界ヒートポンプサイクルであり、臨界圧力以上に昇圧された冷媒により蓄熱用流体を加熱することを特徴としている。
In the invention according to
請求項12に記載の発明によれば、超臨界ヒートポンプサイクルにおいては、蓄熱用流体を目標温度(例えば、65〜90℃)まで加熱する場合、加熱前の蓄熱用流体の湯温が低いほど、高圧圧力が低くなることでサイクル効率(COP=加熱能力/消費電力)が向上する。従って、加熱前の給湯用水の温度近傍まで低減された蓄熱用流体を超臨界ヒートポンプサイクルにて加熱することにより、サイクル効率が向上し、省動力運転を行なうことができる。
According to the invention of
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows a corresponding relationship with the specific means of embodiment mentioned later.
(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態による貯湯式給湯装置を図1ないし図3に基づいて説明する。図1は本発明を適用させた貯湯式給湯装置の全体構成を示す模式図であり、図2は給湯用熱交換器30および追い焚き用熱交換器60を構成する外側管と内側管の断面形状を示す断面図である。また、図3は本実施形態の変形例である貯湯式給湯装置の全体構成を示す模式図である。
(First embodiment)
Hereinafter, a hot water storage type hot water supply apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. 1 is a schematic view showing an overall configuration of a hot water storage type hot water supply apparatus to which the present invention is applied, and FIG. 2 is a cross section of an outer pipe and an inner pipe constituting a hot water
本実施形態の貯湯式給湯装置は、一般家庭用として使用されるものであり、貯湯タンク10内に貯えられた蓄熱用流体を熱源として、給湯用水と熱交換させて台所、洗面所、浴室などへの給湯機能の他に、浴槽へのお湯張りおよびお湯張りされた浴水を追い焚きする機能を有するものである。
The hot water storage type hot water supply apparatus according to the present embodiment is used for general households, and uses a heat storage fluid stored in the hot
まず、給湯機能は、図1に示すように、蓄熱用流体を内部に貯える貯湯タンク10と、この貯湯タンク10内の最下部の蓄熱用流体を貯湯タンク10内の最上部に送る流体加熱用流路21と、この流体加熱用流路21を流れる蓄熱用流体を加熱する加熱手段であるヒートポンプユニット20と、貯湯タンク10内の蓄熱用流体が流通する第1の流通部である外側管30aと給湯用水が流通する第2の流通部である内側管30bとを隣接して設け、かつ蓄熱用流体と給湯用水とが対向流となるように構成され、両者間で熱交換を行なう給湯用熱交換器30と、貯湯タンク10内の蓄熱用流体を給湯用熱交換器30の外側管30a側に流通させた後、貯湯タンク10内の下部に戻すための循環回路11と、給湯用熱交換器30の内側管30bの上流側に接続される給水用配管31と、内側管30bの下流側に接続される給湯用配管32、33と、本給湯システムの作動を制御する制御装置(給湯制御部41、熱源制御部42)とから構成されている。
First, as shown in FIG. 1, the hot water supply function includes a hot
そして、お湯張りおよび追い焚き機能は、貯湯タンク10内の蓄熱用流体が流通する第3の流通部である外側管60aと浴槽内の浴水が流通する第4の流通部である内側管60bとを隣接して設け、かつ蓄熱用流体と浴水とが対向流となるように構成され、両者間で熱交換を行なう追い焚き用熱交換器60と、貯湯タンク10内の蓄熱用流体を追い焚き用熱交換器60の外側管60a側に流通させた後、貯湯タンク10内の中央部に戻すための循環回路11aと、浴槽内の浴水を追い焚き用熱交換器60の内側管60bに循環させて浴槽内に戻す浴水循環回路61と、浴槽へのお湯張りのための給湯用配管32a、33aと、浴水追い焚きシステムの作動を制御する制御装置(給湯制御部41)から構成されている。
The hot water filling and reheating function is performed by the
そして、給湯機能を構成する構成部品についてより具体的に説明すると、本実施形態の貯湯タンク10は、空気孔10aを通じて大気に開放され、貯湯タンク10内部が大気圧に保たれている。この貯湯タンク10は、例えば、樹脂材料で形成され直方体形状に設けられている。また、貯湯タンク10内の蓄熱用流体に蓄えられた熱が貯湯タンク10の壁面より大気中へ放出されることを低減するために、貯湯タンク10の外周をグラスウールやウレタン等の断熱材で覆っても良い。
The components constituting the hot water supply function will be described more specifically. The hot
また、使用される蓄熱用流体は主成分が水であり、防腐剤、凍結防止剤、LLC等が必要に応じて添加されている。なお、これらの他に高比熱を有する蓄熱材料をマイクロカプセルなどの手法にて封入し、それを水に分散混合させるか、またはスリラー化させて流動可能な蓄熱材を用いても良い。 Further, the heat storage fluid used is mainly water, and preservatives, antifreeze agents, LLC, and the like are added as necessary. In addition to these, a heat storage material having a high specific heat may be encapsulated by a technique such as a microcapsule and dispersed in water, or may be made into a thriller and flowable.
また、貯湯タンク10の外壁面には、蓄熱用流体の貯湯量、もしくは貯湯温度を検出するための水温センサである複数(本例では7つ)の貯湯サーミスタ55が縦方向(貯湯タンク10の高さ方向)にほぼ等間隔に配置され、貯湯タンク10内に満たされた蓄熱用流体の各水位レベルでの温度情報を後述する給湯制御部41に出力するようになっている。
Further, on the outer wall surface of the hot
従って、給湯制御部41は複数の貯湯サーミスタ55からの温度情報に基づいて、貯湯タンク10内上方の沸き上げられた湯温と貯湯タンク10内下方の沸き上げられる前の低温の蓄熱用流体との境界位置を検出できるとともに、各水位レベルでの蓄熱用流体の湯温を検出できる。なお、複数の貯湯サーミスタ55のうち、最上部に設けられた貯湯サーミスタ55は高温の蓄熱用流体を出湯する出湯温度を検出する機能を有している。
Therefore, based on the temperature information from the plurality of hot water storage thermistors 55, the hot water
蓄熱用流体を加熱するヒートポンプユニット20は、例えば、炭酸ガスを冷媒として使用することにより、高圧側の冷媒圧力が冷媒の臨界圧力以上となる超臨界ヒートポンプサイクルを使用している。このヒートポンプサイクルは、周知のように図示しない圧縮機、蓄熱用熱交換器、膨張弁、蒸発器、およびアキュムレータ等の冷凍サイクル機能部品より構成されている。因みに、圧縮機(図示しない)は、内蔵する電動モータ(図示しない)によって駆動され、アキュムレータより吸引した気相冷媒を臨界圧力以上まで圧縮して吐出する。
The
蓄熱用熱交換器(図示しない)は、冷媒と蓄熱用流体とを熱交換するもので、例えば、冷媒が流れる冷媒通路(図示しない)と蓄熱用流体が流れる蓄熱用流体通路(図示しない)とが二重管構造に設けられ、かつ冷媒の流れ方向と蓄熱用流体の流れ方向とが対向するように構成された対向流式の蓄熱用熱交換器(図示しない)である。膨張弁(図示しない)は、蓄熱用熱交換器から流出する冷媒を減圧して蒸発器(図示しない)に供給する。蒸発器(図示しない)は、膨張弁(図示しない)で減圧された冷媒を大気との熱交換によって蒸発させる。アキュムレータ(図示しない)は、蒸発器より流出する冷媒を気液分離して、気相冷媒のみ圧縮機に吸引させるとともに、サイクル中の余剰冷媒を蓄えている。 The heat storage heat exchanger (not shown) exchanges heat between the refrigerant and the heat storage fluid. For example, a refrigerant passage (not shown) through which the refrigerant flows and a heat storage fluid passage (not shown) through which the heat storage fluid flows are provided. Is a counterflow type heat storage heat exchanger (not shown) that is provided in a double-pipe structure and is configured such that the flow direction of the refrigerant and the flow direction of the heat storage fluid are opposed to each other. The expansion valve (not shown) depressurizes the refrigerant flowing out from the heat storage heat exchanger and supplies it to the evaporator (not shown). An evaporator (not shown) evaporates the refrigerant decompressed by an expansion valve (not shown) by heat exchange with the atmosphere. An accumulator (not shown) gas-liquid separates the refrigerant flowing out of the evaporator, sucks only the gas-phase refrigerant into the compressor, and stores excess refrigerant in the cycle.
また、蓄熱用熱交換器の蓄熱用流体通路(図示しない)は、上述した流体加熱用流路21を介して貯湯タンク10に接続され、図示しない電動ポンプが作動することで、貯湯タンク10内の蓄熱用流体が循環する。なお、流体加熱用流路21の上流端が貯湯タンク10の底部10bに接続され、流体加熱用流路21の下流端が貯湯タンク10の上部10cに接続されている。これにより、蓄熱用熱交換器(図示せず)で冷媒との熱交換により加熱された蓄熱用流体が貯湯タンク10の上部10cへ送り込まれるため、貯湯タンク10内の上部側から下部側へ向かって順次蓄熱用流体に蓄熱されていく。
In addition, a heat storage fluid passage (not shown) of the heat storage heat exchanger is connected to the hot
なお、ヒートポンプユニット20は後述する熱源制御部42からの制御信号により作動するとともに、作動状態を熱源制御部42に出力するようになっている。また、これらの動力源として交流電力を用い、主に料金設定の最も安い深夜時間帯における深夜電力を用いて、貯湯タンク10内の蓄熱用流体を沸き上げる蓄熱運転を行なっているが、昼間時間帯においても蓄熱用流体の湯温が低下してくると沸き上げ運転を行なうよう制御される。因みに、超臨界ヒートポンプサイクルによれば、一般的なヒートポンプサイクルよりも高温(例えば、85〜90℃)の蓄熱用流体を内部に貯えることができる。
The
次に、循環回路11は、貯湯タンク10内の蓄熱用流体を後述する給湯用熱交換器30の外側管30aに流通させ、給湯用熱交換器30により熱交換された蓄熱用流体を貯湯タンク10内の下方部10eに戻すための循環回路であり、高温取り出し管12、中温取り出し管13、往き管14、戻し管15、流量比調節手段である高中温混合弁16、および第1循環ポンプ17とから構成されている。
Next, the
高温取り出し管12は、貯湯タンク10内に貯えられる蓄熱用流体のうち、高温の蓄熱用流体を取り出すための配管であり、貯湯タンク10内の上方部10dに上流端が接続されている。中温取り出し管13は、貯湯タンク10内に貯えられる蓄熱用流体のうち、高温の蓄熱用流体よりも湯温の低い中温の蓄熱用流体を取り出すための配管であり、貯湯タンク10内の上方部10dと下方部10eとの間に上流端が接続されている。
The high-temperature take-out
往き管14は上流端が後述する高中温混合弁16の出口側に接続され、下流端が給湯用熱交換器30の外側管30aの上流端に接続されている。戻し管15は上流端が外側管30aの上流端に接続され、下流端が貯湯タンク10内の下方部10eに接続されている。なお、往き管14には、給湯用熱交換器30の外側管30aに流通させる蓄熱用流体の湯温を検出する熱交換前水温センサである熱交換前サーミスタ54が設けられ、往き管14内の温度情報を後述する給湯制御部41に出力するようにしている。
The
次に、高中温混合弁16は、高温取り出し管12と中温取り出し管13との下流側合流部位に設けられ、給湯用熱交換器30の外側管30aに流通させる蓄熱用流体の湯温を調節する温度調節弁であり、それぞれの開口面積比を調節することで、高温取り出し管12から取り出した高温の蓄熱用流体と中温取り出し管13から取り出した中温の蓄熱用流体との混合比を調節するようにしている。
Next, the high / medium
そして、この高中温混合弁16は、後述する給湯制御部41に電気的に接続されており、上記、貯湯サーミスタ55および熱交換前サーミスタ54により検出される蓄熱用流体の温度情報に基づいて制御される。因みに、本実施形態では、貯湯サーミスタ55(中温取り出し配管13の近傍)により検出された蓄熱用流体の湯温が所定温度(例えば、30℃)未満のときに、高温取り出し配管12から取り出される高温の蓄熱用流体を外側管30aに流通するように制御される。
The high / medium
一方、貯湯サーミスタ55(中温取り出し配管13の近傍)により検出された蓄熱用流体の湯温が所定温度(例えば、30℃)以上のときに中温取り出し配管13から取り出される中温の蓄熱用流体、もしくは中温取り出し配管13から取り出される中温の蓄熱用流体と高温取り出し配管12から取り出される高温の蓄熱用流体との両方から混合させて外側管30aに流通するように制御される。
On the other hand, when the hot water temperature of the heat storage fluid detected by the hot water storage thermistor 55 (in the vicinity of the intermediate temperature extraction pipe 13) is equal to or higher than a predetermined temperature (for example, 30 ° C.), Control is performed so that both the medium-temperature heat storage fluid extracted from the medium-
さらに、高中温混合弁16は、熱交換前サーミスタ54により検出された一次側通路30A(外側管30a)に流通する蓄熱用流体の湯温を所定温度以上となるように温度調節することで二次側通路30B(内側管30b)を流れる給湯用水を所定温度(例えば、設定温度+5℃程度)以下とならないようにしている。これにより、高温の蓄熱用流体よりも所定温度(例えば、30℃)近傍の中温の蓄熱用流体をより多く外側管30aに流通するようにしている。また、高中温混合弁16は熱交換前サーミスタ54により検出された熱交換前の蓄熱用流体の湯温に基づいてフィードバック制御を行なうようにしている。
Further, the high / medium
第1循環ポンプ17は戻し管15の中途に配置されており、貯湯タンク10内の蓄熱用流体を給湯用熱交換器30に流通させるポンプである。そして、後述する熱交換後サーミスタ52により検出された給湯用熱交換器30の内側管30bより熱交換された給湯用水の湯温に基づいて回転数が制御されるように後述する給湯制御部41に電気的に接続されている。
The
なお、戻り管15に熱交換後の蓄熱用流体の湯温を検出する1次熱交換後サーミスタ56を設けて、熱交換後の蓄熱用流体の湯温に基づいて循環回路を循環する流量を第1循環ポンプ17により制御しても良い。つまり、貯湯タンク10内の下方部10eに戻される湯温が所定温度以上とならないように第1循環ポンプ17の回転数に規制値を設けることで、所定温度以下の湯温を貯湯タンク10内の下方部10eに戻すことができる。また、循環回路11および流体加熱用流路21には排水栓18が設けられており、必要に応じて貯湯タンク10内および循環回路11内の蓄熱用流体を手動により排水することができるようにしている。
The
次に、給湯用熱交換器30は、循環回路11に接続されて貯湯タンク10内の蓄熱用流体が流れる一次側通路30Aと、給水用配管31および給湯用配管32に接続された二次側通路30Bとを有し、例えば、図2に示すように、一次側通路30Aを形成する第1の流通部である外側管30aの内部に二次側通路30Bを形成する第2の流通部である内側管30bが挿通する二重管構造である。ここで、外側管30aは、熱ロスを低く抑えるために樹脂材を使用し、内側管30bは熱伝導率の高い銅材を使用することが望ましい。
Next, the hot water
また、内側管30bは、外側管30aと同様に円筒管でも良いが、例えば、図2に示すように、その壁面に径方向の凹凸形状を設けても良い。この場合、一次側通路30Aと二次側通路30Bとの伝熱面積が増加して、蓄熱用流体と給湯用水との熱交換効率を向上できる。なお、図中に示す30cは蓄熱用流体の放熱を防止するための断熱材である。
Further, the
そして、給湯用熱交換器30は、図1に示すように、貯湯タンク10の外部に上下方向に配置されて外側管30a(一次側通路30A)の下流端が貯湯タンク10の下方部10dと連通するように戻し管15に接続され、外側管30a(一次側通路30A)の上流端が往き管14に接続されている。また、内側管30b(二次側通路30B)は、その上流端が給水用配管31に接続され、下流端が給湯用配管32に接続されている。従って、給湯用熱交換器30は、図1に矢印で示すように、外側管30aを上から下へ向かって流れる蓄熱用流体の流れ方向と、内側管30bを下から上へ向かって流れる給湯用水の流れ方向とが対向する対向流式の熱交換器である。
As shown in FIG. 1, the hot water
なお、給水用配管31の上流は水道配管に接続されて水道水が給湯用熱交換器30に導水されるようにしている。また、給水用配管31には給水サーミスタ51が設けられており、水道水の温度情報を後述する給湯制御部41に出力するようにしている。また、給湯用配管32には、内側管30bにて熱交換された給湯用水の流量を調節する流量調節弁34と、給湯用配管32の下流端と給水用配管31の合流部位において給湯温度調節手段である給湯用混合弁35が設けられている。そして、この給湯用混合弁35の出口側に給湯用配管33が接続されている。
The upstream of the
給湯用配管33は台所、洗面所、浴室などの図示しない給湯水栓に通ずる給湯配管である。そして、その中途に給湯サーミスタ53および流量カウンタ58が設けられ、給湯サーミスタ53は給湯用配管33内の温度情報を、流量カウンタ58は給湯用配管33内の流量情報を後述する給湯制御部41に出力するようにしている。なお、給湯用配管32には、給湯用熱交換器30により熱交換された蓄熱用流体の湯温を検出する熱交換後サーミスタ52が設けられ、給湯用配管33内の温度情報を後述する給湯制御部41に出力するようにしている。
The hot
流量調節弁34は、内側管30bを流通する流量を調節する弁であり、内側管30bを流通する流量が所定流量以下となるように後述する給湯制御部41により制御される。つまり、給水される水道圧および給湯経路の圧力損失のばらつきにより流量が過大とならないように熱交換後サーミスタ52により検出される給湯用水の湯温に基づいて制御される。
The flow
給湯用混合弁35は、給湯用配管33に出湯させる給湯用水の湯温を調節する温度調節弁であり、それぞれの開口面積比を調節することで、内側管30bで熱交換された給湯用水と水道水との混合比を調節して設定温度に調節するように制御される。そして、給湯用混合弁35は、後述する給湯制御部41に電気的に接続されており、上記、給水サーミスタ51、熱交換後サーミスタ52、および給湯サーミスタ53により検出される給湯用水の温度情報に基づいて制御される。
The hot water
因みに、給湯用混合弁35に流通される内側管30bで熱交換された給湯用水の湯温は、例えば、設定温度+5℃程度となるようにしている。つまり、循環回路11を循環する流量とその熱交換前サーミスタ54により検出される蓄熱用流体の湯温を制御させている。なお、給湯用混合弁35は、給湯サーミスタ53により検出される給湯用水の湯温に基づいてフィードバック制御を行なうようにしている。
Incidentally, the hot water temperature of the hot water supplied through the
ここで、追い焚き機能の構成部品について説明する。まず、循環回路11aは、貯湯タンク10内の蓄熱用流体を後述する追い焚き用熱交換器60の外側管60aに流通させ、この追い焚き用熱交換器60により熱交換された蓄熱用流体を貯湯タンク10内の上方部10dと下方部10eとの間に戻すための循環回路であり、高温取り出し管12、往き管14a、戻し管15aおよび第2循環ポンプ17aとから構成されている。
Here, the components of the tracking function will be described. First, the
往き管14aは上流端が高温取り出し管12の中途に接続され、下流端が追い焚き用熱交換器60の外側管60aの上流端に接続されている。戻し管15aは上流端が外側管60aの上流端に接続され、下流端が貯湯タンク10内の高さ方向に対して中央部10fに接続されている。また、第2循環ポンプ17aは戻し管15aの中途に配置されており、貯湯タンク10内の蓄熱用流体を追い焚き用熱交換器60に流通させるポンプである。
The
そして、後述する追い焚きサーミスタ71により検出された追い焚き温度に基づいて回転数が制御されるように後述する給湯制御部41に電気的に接続されている。因みに、上記追い焚き温度が異常高温(例えば、60℃)を超えないように第2循環ポンプ17aの回転数を制御して追い焚き用熱交換器60に流通させる高温の蓄熱流体の流量を調整している。
And it connects electrically to the hot water
次に、追い焚き用熱交換器60は、上述した給湯用熱交換器30と同様な構成となっており、循環回路11aに接続されて貯湯タンク10内の蓄熱用流体が流れる一次側通路60Aと、浴水循環回路61に接続された二次側通路60Bとを有し、例えば、図2に示すように、一次側通路60Aを形成する第3の流通部である外側管60aの内部に二次側通路60Bを形成する第4の流通部である内側管60bが挿通する二重管構造である。ここで、外側管60aは、熱ロスを低く抑えるために樹脂材を使用し、内側管60bは熱伝導率の高い銅材を使用することが望ましい。
Next, the reheating
また、内側管60bは、外側管60aと同様に円筒管でも良いが、例えば、図2に示すように、その壁面に径方向の凹凸形状を設けても良い。この場合、一次側通路60Aと二次側通路60Bとの伝熱面積が増加して、蓄熱用流体と浴水との熱交換効率を向上できる。なお、図中に示す60cは蓄熱用流体の放熱を防止するための断熱材である。
The
そして、追い焚き用熱交換器60は、図1に示すように、貯湯タンク10の外部に上下方向に配置されて外側管60a(一次側通路60A)の下流端が貯湯タンク10の中央部10fに連通するように戻し管15aに接続され、外側管60a(一次側通路60A)の上流端が往き管14aを介して高温取り出し管12に接続されている。
As shown in FIG. 1, the reheating
また、内側管60b(二次側通路60B)は、浴水循環回路61に接続されている。従って、追い焚き用熱交換器60は、図1に矢印で示すように、外側管60aを上から下へ向かって流れる蓄熱用流体の流れ方向と、内側管60bを下から上へ向かって流れる浴水の流れ方向とが対向する対向流式の熱交換器である。
The
次に、浴水循環回路61は、浴槽内の浴水を内側管60b(二次側通路60B)の上流端に導く往き管62、内側管60b(二次側通路60B)で熱交換された浴水を浴槽内に導く戻り管63およびバイパス管64から構成されている。その往き管62には、上流側から順に、水圧スイッチ65、開閉弁66、第3循環ポンプ67、浴水温サーミスタ68、流水スイッチ69、および追い焚き三方弁70が設けられている。また、戻り管63には、下流側に追い焚きサーミスタ71が設けられている。
Next, the bath
水圧スイッチ65は、浴槽内にお湯張りされた浴水の湯量、言い換えれば浴槽内の水位レベルを求めるための水圧を検出するセンサである。開閉弁66は浴水循環回路61を開閉する電磁弁であり、第3循環ポンプ67は浴槽内の浴水を追い焚き用熱交換器60に圧送する電動ポンプである。浴水温サーミスタ68は、往き管62を流通する浴水の湯温を検出する水温センサである。
The
流水スイッチ69は、追い焚き三方弁70側の方向に浴水および後述する給湯用水が流通しているか否かを検出するための流水センサである。追い焚き三方弁70は、浴水を追い焚き用熱交換器60に流通させるか、追い焚き用熱交換器60を迂回するバイパス管64のいずれか一方に流通方向を切り換えるための切換弁である。追い焚きサーミスタ71は、戻り管63を流通する浴水の湯温を検出する水温センサであり、浴槽内に戻される浴水温度である。
The flowing
なお、水圧スイッチ65、流水スイッチ69、浴水温サーミスタ68および追い焚きサーミスタ71は、それぞれの容積情報、流水情報および温度情報を後述する給湯制御部41に出力するようにされ、開閉弁66、第3循環ポンプ67および追い焚き三方弁70は後述する給湯制御部41により制御される。また、お湯張り後に浴槽内の浴水の温度を検出するときは、追い焚き三方弁70をバイパス管64側に流れ方向を切り換えるとともに、第3循環ポンプ67を作動させることで、浴槽内の浴水が往き管62、バイパス管64、戻り管63、浴槽内の順に循環されて浴水温サーミスタ68により浴水の湯温を検出するようにしている。
The
また、追い焚きするときは、追い焚き三方弁70の流れ方向を追い焚き用熱交換器60側に切り換えることで、浴槽内の浴水が往き管62、追い焚き用熱交換器60、戻り管63、浴槽内の順に循環されて、浴水温サーミスタ68により検出された浴水の湯温が所定温度になるまで循環させるように制御される。
Further, when reheating, the flow direction of the reflowing three-
次に、お湯張り機能における構成部品について説明する。このお湯張り機能は給湯用配管32a、33aを介して給湯用水と水道水とを混合させて浴槽へ出湯するものであり、お湯張りを含めて差し湯およびたし湯することができるようにしている。具体的には、給湯用配管32から分岐した給湯用配管32a、33aを浴水循環回路61に設けられた分岐点62aに接続している。
Next, the components in the hot water filling function will be described. This hot water filling function is to mix hot water and tap water through the hot
そして、給湯用配管32aの下流端と給水用配管31の合流部位において給湯温度調節手段であるお湯張り用混合弁35aが設けられ、そのお湯張り用混合弁35aの出口側に給湯用配管33aが接続されている。そして、その給湯用配管33aには、上流側から順に、お湯張り用給湯サーミスタ53a、お湯張り用開閉弁57、お湯張り用流量カウンタ58a、逆止弁59が設けられている。
A hot water
お湯張り用混合弁35aは、上述した給湯用混合弁35と同じように、給湯用配管33aに出湯させる給湯用水の湯温を調節する温度調節弁であり、それぞれの開口面積比を調節することで、内側管30bで熱交換された給湯用水と水道水との混合比を調節して設定温度に調節するように制御される。さらに、お湯張り用混合弁3aは、後述する給湯制御部41に電気的に接続されており、上述した給水サーミスタ51、熱交換後サーミスタ52、およびお湯張り用給湯サーミスタ53aにより検出される給湯用水の温度情報に基づいて制御される。
The hot water
また、お湯張り用開閉弁57は、後述する給湯制御部41により制御され、給湯用配管33aに流れる混合湯を開閉する電磁弁である。お湯張り用流量カウンタ58aは給湯用配管33a内に流れる混合湯流量を検出するものであり、このお湯張り用流量カウンタ58aにより検出された流量情報を後述する給湯制御部41に出力するようにしている。そして、逆止弁59は浴水循環回路61内の浴水が給湯用配管33a内に流通させないための弁である。
The hot water filling on / off
なお、お湯張り用開閉弁57を開弁させて浴槽にお湯張り、差し湯、たし湯をするときは、開閉弁66も開弁するように制御されるとともに、水圧スイッチ65により検出された水位レベルが所定レベルに達したときに、お湯張り用開閉弁57および開閉弁66が閉弁されて設定流量の混合湯が浴槽内にお湯張りされることになる。また、差し湯、たし湯は、お湯張り用流量カウンタ58aにより検出された流量情報に基づいて所定の流量の混合湯が出湯されるように制御される。
When the hot water filling on / off
次に、給湯制御部41は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵のROM(図示せず)には、予め設定された制御プログラムが設けられており、各サーミスタ51〜55、53a、68、71からの温度情報、各流量カウンタ58、58aからの流量情報および図示しない操作盤に設けられた操作スイッチからの操作信号等に基づいて、循環回路11、11a内、浴水循環回路61内、給湯用配管32、32a、33、33a内の各種アクチュエータ類を制御するように構成されている。
Next, the hot water
また、熱源制御部42は、給湯制御部41と同じように、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵のROM(図示せず)には、予め設定された制御プログラムが設けられており、図示しない各種サーミスタからの温度情報などに基づいてヒートポンプユニット20内のアクチュエータ類を制御する。この熱源制御部42では、蓄熱用熱交換器(図示しない)で加熱された蓄熱用流体の湯温を一定温度に保つために、加熱後の蓄熱用流体温度を検出する貯湯サーミスタ(最上部)55の検出温度に基づいて電動ポンプ(図示しない)の回転数制御を行っている。
Similarly to the hot water
なお、本実施形態では、循環回路11において、貯湯タンク10内の上方部10dと下方部10eとの間に中温取り出し管13を一つ設けたが、これに限らず、図3に示すように、複数の中温取り出し管13を設けるとともに、そのうちのいずれか一つを選択するための切換弁19を設けても良い。これによれば、貯湯タンク10内に貯えられる蓄熱用流体のうち、中温の蓄熱用流体を容易に検出でき、かつ取り出すことができる。
In the present embodiment, in the
次に、以上の構成による貯湯式給湯装置の作動について説明する。まず、図示しない電源スイッチがオンされると、例えば、深夜時間帯に達すると、熱源制御部42によりヒートポンプユニット20内のヒートポンプサイクル部品(図示しない)と電動ポンプ(図示しない)などのアクチュエータ類を制御させて貯湯タンク10内の蓄熱用流体を加熱して高温(例えば85℃)の蓄熱用流体が貯えられる。
Next, the operation of the hot water storage type hot water supply apparatus having the above configuration will be described. First, when a power switch (not shown) is turned on, for example, when a midnight time zone is reached, the heat
そして、貯えられた高温の蓄熱用流体を熱源として、給湯用熱交換器30により熱交換された給湯用水と水道水とを混合させて台所、洗面所、浴槽などの給湯対象個所に給湯するとともに、追い焚き用熱交換器60により浴水を追い焚きするものである。ところで、本実施形態の貯湯式給湯装置では、給湯の用途に供するときと追い焚きするときでは、各構成部品の作動が異なるため、給湯の用途に供する一例として、浴槽内にお湯張りするときと、浴水を追い焚きするときの作動について説明する。
Then, using the stored high-temperature heat storage fluid as a heat source, the hot-water supply heat exchanged by the hot-water
まず、浴槽内に給湯用水をお湯張りするときは、お湯張りスイッチ(図示せず)を操作することにより、給湯制御部41により、お湯張り用開閉弁57、開閉弁66を開弁させるとともに、第1循環ポンプ17が作動する。この第1循環ポンプ17が作動すると、貯湯タンク10内の蓄熱用流体が給湯用熱交換器30の一次側通路30A(外側管30a)に流通される。これにより、給湯用熱交換器30の二次側通路30B(内側管30b)を流れる給湯用水が蓄熱用流体の熱エネルギーを受けて加熱される。
First, when hot water is filled in the bathtub, by operating a hot water switch (not shown), the
ここで、給湯制御部41は、熱交換後サーミスタ52により検出される給湯用水の湯温が所定温度(例えば、設定温度+5℃程度)になるように第1循環ポンプ17の駆動状態(回転数)を制御する。つまり、熱交換後サーミスタ52により検出される湯温が所定温度(例えば、設定温度+5℃程度)より低いときは、第1循環ポンプ17の回転数を大きくして一次側通路30A(外側管30a)を流れる蓄熱用流体の循環量を増加させる。
Here, the hot water
これにより、一次側通路30A(外側管30a)を流れる蓄熱用流体と二次側通路30B(内側管30b)を流れる給湯用水との熱交換量が増加するため、給湯用水の湯温が上昇する。
This increases the amount of heat exchange between the heat storage fluid flowing through the
また、逆に、熱交換後サーミスタ52により検出される湯温が所定温度(例えば、設定温度+5℃程度)より高いときは、第1循環ポンプ17の回転数を小さくして一次側通路30A(外側管30a)を流れる蓄熱用流体の循環量を減少させる。これにより、一次側通路30A(外側管30a)を流れる蓄熱用流体と二次側通路30B(内側管30b)を流れる給湯用水との熱交換量が減少するため、給湯用水の湯温が上昇する。
Conversely, when the hot water temperature detected by the
そして、このときに熱交換前サーミスタ54により検出される蓄熱用流体の湯温が所定温度以上となるように高中温混合弁16により制御されている。具体的には、貯湯サーミスタ55により検出された貯湯タンク10内の蓄熱用流体の湯温が所定温度(例えば、30℃)未満のときに、高温取り出し配管12から取り出される所定温度以上の高温の蓄熱用流体を一次側通路30A(外側管30a)に流通するように制御される。
At this time, the high / medium
一方、貯湯サーミスタ55により検出された貯湯タンク10内の蓄熱用流体の湯温が所定温度(例えば、30℃)以上のときは、中温取り出し配管13から取り出される中温の蓄熱用流体、もしくは中温取り出し配管13から取り出される中温の蓄熱用流体と高温取り出し配管12から取り出される高温の蓄熱用流体との両方から混合させて所定温度以上の湯温の蓄熱用流体を一次側通路30A(外側管30a)に流通するように制御される。
On the other hand, when the hot water temperature of the heat storage fluid in the hot
これにより、中温の蓄熱用流体が一次側通路30A(外側管30a)に多く流通されることで貯湯タンク10内の下方部10eに低温(例えば、給水温度+5℃程度)の蓄熱用流体が戻されることになる。
As a result, a large amount of medium-temperature heat storage fluid is circulated through the
なお、このときに中温の蓄熱用流体の流通が少ないときは、上記低温の蓄熱用流体よりも高めの温度となって貯湯タンク10内に戻されるが、貯湯タンク10内に戻された蓄熱用流体は、時間経過とともに、その蓄熱用流体の比重差により上方に高温、下方に低温および上方と下方との間に中間層(中温)が形成される。
At this time, when the circulation of the medium temperature heat storage fluid is small, the temperature becomes higher than that of the low temperature heat storage fluid and returned to the hot
一方、お湯張り用混合弁35aでは、二次側通路30B(内側管30b)で熱交換された所定温度(設定温度+5℃程度)の給湯用水と、給水用配管31から給水される水とが混合されて設定温度に調節された給湯用水が往き管62を介して浴槽内に出湯される。そして、浴槽内の浴水の水位が予め設定した水位レベルに達すると、この水位レベルを水圧スイッチ65が検出することでお湯張り開閉弁57を閉弁させて所定量のお湯張りが完了するものである。
On the other hand, in the hot water
次に、浴槽内の浴水を追い焚きする作動について説明する。追い焚きスイッチ(図示せず)を操作しておくと、所定時間毎に浴水温度を検出して、その浴水温度が追い焚き設定温度に未達であれば浴水を加熱するように作動する。つまり、給湯制御部41により、所定時間後に追い焚き三方弁70、開閉弁66、第3循環ポンプ67が作動して浴槽内の浴水を往き管62、バイパス管64、戻り管63の順に循環させる。
Next, the operation for chasing the bath water in the bathtub will be described. When the reheating switch (not shown) is operated, the bath water temperature is detected every predetermined time, and if the bath water temperature does not reach the reheating set temperature, the bath water is heated. To do. That is, the hot
このときに、浴水温サーミスタ68により浴水温を検出する。検出された浴水温が追い焚き設定温度以下であると、追い焚き三方弁70の流れ方向を追い焚き用熱交換器60側に切り換えて浴水を追い焚き用熱交換器60に流通させる。これにより、浴水が蓄熱用流体の熱エネルギーを受けて加熱される。そして、浴水温が設定温度に達すると、追い焚き三方弁70の流れ方向がバイパス管64側に切り換えられるとともに、開閉弁66が閉弁、第3循環ポンプ67が停止する。これにより、浴水が追い焚き設定温度を維持するように保温されるものである。
At this time, the bath water temperature is detected by the bath
この浴水の追い焚きにより、追い焚き用熱交換器60から戻り管15aを介して貯湯タンク10内に浴水温と同程度のほぼ中温の蓄熱用流体が戻されることになるが、追い焚き後に、中温取り出し管13から中温の蓄熱用流体を取り出して熱交換された給湯用水を給湯用配管33、33aから出湯させることで貯湯タンク10内の下方部10eに低温(例えば、給水温度+5℃程度)の蓄熱用流体が戻されることになる。
By reheating the bath water, the heat storage fluid having a substantially middle temperature similar to the bath water temperature is returned from the reheating
以上の第1実施形態の貯湯式給湯装置によれば、追い焚き用熱交換器60により浴水を追い焚きすることで、熱交換された湯温の低いほぼ中温の蓄熱用流体が増加するが、高温の蓄熱用流体を取り出す高温取り出し配管12と、中温の蓄熱用流体を取り出す中温取り出し配管13とが設けられ、かつ追い焚き用熱交換器60を熱交換された蓄熱用流体が中温取り出し配管13に取り出されるように構成され、さらに、中温の蓄熱用流体を一次側通路30A(外側管30a)に流通するように構成されたことにより、中温の蓄熱用流体を積極的に消費するとともに、さらに、この中温の蓄熱用流体よりも温度低下した湯温の蓄熱用流体を貯湯タンク10に戻すことができるため沸き上げ運転時におけるヒートポンプユニット20の運転効率の低下が防止できる。
According to the hot water storage type hot water supply apparatus of the first embodiment described above, when the bath water is replenished by the reheating
また、追い焚き用熱交換器60を対向流式の熱交換器として構成され、さらに、一次側通路60A(外側管60a)の下流端が中温取り出し配管13に取り出されるように構成されることにより、一次側通路60A(外側管60a)を流通した後の蓄熱用流体を熱交換前の浴水の湯温程度まで低下させてしまうが、この湯温の蓄熱用流体を積極的に給湯用熱交換器30により消費することで、中温よりも低い湯温の蓄熱用流体を貯湯タンク10に戻すことができる。これにより、沸き上げ運転時における加熱手段(20)の運転効率の低下が防止できる。
Further, the reheating
また、中温取り出し配管13の上流端近傍、つまり、貯湯タンク10に複数の貯湯サーミスタ55が設けられ、給湯用熱交換器30は、この貯湯サーミスタ55により検出された湯温が所定温度未満のときに高温取り出し配管12から取り出される高温の蓄熱用流体を一次側通路30A(外側管30a)に流通させ、貯湯サーミスタ55により検出された湯温が所定温度以上のときに中温取り出し配管13から取り出される中温の蓄熱用流体、もしくは中温取り出し配管13から取り出される中温の蓄熱用流体と高温取り出し配管12から取り出される高温の蓄熱用流体との両方を一次側通路30A(外側管30a)に流通するように構成したことにより、貯湯タンク10内に貯えられた蓄熱用流体のうち、中温の蓄熱用流体を積極的に取り出すことができるとともに温度低下した湯温の蓄熱用流体を貯湯タンク10に戻すことができる。これにより、中温以下の蓄熱用流体の貯えが多量となって、沸き上げ運転時におけるヒートポンプユニット20の運転効率の低下が防止できる。
In addition, a plurality of hot water storage thermistors 55 are provided in the vicinity of the upstream end of the intermediate temperature take-out
また、高温取り出し配管12と中温取り出し配管13との下流側合流部位にそれぞれの流量比を調節する高中温混合弁16が設けられ、この高中温混合弁16は、貯湯サーミスタ55により検出された湯温が所定温度以上のときに、中温取り出し配管13から取り出される中温の蓄熱用流体、もしくは中温取り出し配管13から取り出される中温の蓄熱用流体と高温取り出し配管12から取り出される高温の蓄熱用流体との両方を一次側通路30A(外側管30a)に流通するように調節されたことにより、貯湯タンク10内に貯えられた蓄熱用流体のうち、中温の蓄熱用流体を積極的に取り出すことができるとともに温度低下した湯温の蓄熱用流体を貯湯タンク10に戻すことが容易にできる。
Further, a high / intermediate
また、一次側通路30A(外側管30a)に流通する中温取り出し配管13から取り出された中温の蓄熱用流体の湯温を検出する熱交換前サーミスタ54が設けられ、高中温混合弁16は、熱交換前サーミスタ54により検出された湯温が所定温度以上となるように調節されることにより、二次側通路30B(内側管30b)下流側の給湯用水を所定温度(例えば、設定温度+5℃程度)以上確保することができる。
Further, a
また、図3に示すように、中温取り出し配管13は、少なくとも二つ以上の複数個設けられ、そのうちのいずれか一つの中温の蓄熱用流体を選択して一次側通路30A(外側管30a)に流通するように構成されたことにより、中温の蓄熱用流体が貯えられる部位は、貯湯タンク10の垂直方向に一様でないため複数個の中温取り出し配管13が設けられることで、的確にかつ積極的に中温の蓄熱用流体を積極的に取り出すことができる。
Further, as shown in FIG. 3, at least two or more intermediate temperature take-out
また、二次側通路30B(内側管30b)の下流側には、給湯用熱交換器30により熱交換された給湯用水に水道水とを混合して給湯用水の温度調節する給湯用混合弁35が設けられることにより、給湯用熱交換器30により熱交換された給湯用水が給湯直後における過渡時のオーバーシュートもしくは定常の給湯中に給湯流量の変動などにより給湯温度が多少変動しても給湯用混合弁35により給湯温度を再度水道水と混合して調節することにより、これらから生ずる給湯温度の変動を容易に吸収することができるとともに、設定温度に対して給湯用水の温度制御を精度良く行なうことができる。
Further, on the downstream side of the
また、ヒートポンプユニット20は、冷媒の高圧側圧力が臨界圧力以上となる超臨界ヒートポンプであり、臨界圧力以上に昇圧された冷媒により蓄熱用流体を加熱することにより、超臨界ヒートポンプサイクルにおいては、蓄熱用流体を目標温度(例えば、65〜90℃)まで加熱する場合、加熱前の蓄熱用流体の湯温が低いほど、高圧圧力が低くなることでサイクル効率(COP=加熱能力/消費電力)が向上する。従って、加熱前の給湯用水の温度近傍まで低減された蓄熱用流体を超臨界ヒートポンプサイクルにて加熱することにより、サイクル効率が向上し、省動力運転を行なうことができる。
Further, the
(第2実施形態)
以上の第1実施形態では、高温取り出し配管12と中温取り出し配管13との下流側合流部位にそれぞれの流量比を調節する流量比調節手段である高中温混合弁16を設けたが、これに限らず、中温取り出し配管13に第1流量調節手段である流量調節弁16aを設けて、中温取り出し配管13の下流端を高温取り出し配管12の下流側に合流させても良い。
(Second Embodiment)
In the first embodiment described above, the high / medium
具体的には、図4に示すように、高中温混合弁16の代わりに中温取り出し配管13に流量調節弁16aを設けたものであり、この流量調節弁16aは給湯制御部41により制御され、第1実施形態と同じように、貯湯サーミスタ55により検出された湯温が所定温度未満のときに高温取り出し配管12から取り出される高温の蓄熱用流体を一次側通路30A(外側管30a)に流通させ、貯湯サーミスタ55により検出された湯温が所定温度以上のときに、中温取り出し配管13から取り出される中温の蓄熱用流体、もしくは中温取り出し配管13から取り出される中温の蓄熱用流体と高温取り出し配管12から取り出される高温の蓄熱用流体との両方を一次側通路30A(外側管30a)に流通するように制御される。
Specifically, as shown in FIG. 4, a flow
以上の第2実施形態の貯湯装置によれば、第1実施形態と同じように、貯湯サーミスタ55と流量調節弁16aとにより貯湯タンク10内に貯えられた蓄熱用流体のうち、中温の蓄熱用流体を積極的に取り出すことができるとともに温度低下した湯温の蓄熱用流体を貯湯タンク10に戻すことが容易にできる。従って、沸き上げ運転時におけるヒートポンプユニット20の運転効率の低下が防止できる。
According to the hot water storage device of the second embodiment described above, as in the first embodiment, among the heat storage fluids stored in the hot
(第3実施形態)
以上の実施形態では、追い焚き用熱交換器60の一次側通路60A(外側管60a)の下流端を中温取り出し配管13により中温の蓄熱用流体が取り出させる貯湯タンク10の中央部に構成させ、さらに、給湯用熱交換器30の一次側通路30A(外側管30a)の上流端に中温の蓄熱用流体が流通するように循環回路11を構成したが、これに限らず、給湯用熱交換器30の一次側通路30A(外側管30a)の上流端に高温取り出し配管12を接続し、一次側通路30A(外側管30a)の中途に中温取り出し配管13の下流端が接続するように構成するとともに、追い焚き用熱交換器60により熱交換された蓄熱用流体が貯湯タンク10に戻すか、または給湯用熱交換器30の一次側通路30A(外側管30a)に流通させるかのいずれか一方を選択するように構成しても良い。
(Third embodiment)
In the above embodiment, the downstream end of the
具体的には、図5に示すように、給湯用熱交換器30の循環回路11を一次側通路30A(外側管30a)の上流端に高温取り出し配管12を接続し、一次側通路30A(外側管30a)の中途に中温取り出し配管13の下流端が接続するように構成し、さらに、高温取り出し配管12と往き管14との分岐部に流量比を調節する流量比調節弁16cを設けるとともに、中温取り出し配管13の上流側に第2循環ポンプ17aとその下流側に流れ方向を切り換える三方弁16dを設け、さらに、流量比調節弁16cの一方に追い焚き用熱交換器60の一次側通路60A(外側管60a)の上流端が連通するように接続し、三方弁16dの一方が追い焚き用熱交換器60の一次側通路60A(外側管60a)の下流端に連通するように接続している。なお、54aは中温熱交換前サーミスタであり、一次側通路30A(外側管30a)に流通する中温の蓄熱用流体の湯温を検出する水温センサである。
Specifically, as shown in FIG. 5, the
流量比調節弁16cは、給湯用熱交換器30および追い焚き用熱交換器60に流通させる蓄熱用流体の流量比を調節する弁であり、給湯用配管33、33aから出湯する給湯のときには、給湯用熱交換器30側に高温の蓄熱用流体の全流量が流れ、浴水を追い焚きするときは追い焚き用熱交換器60に全流量が流れ、追い焚きしているときに給湯が行なわれているときは両者に蓄熱用流体が流れるようにしている。
The flow rate
また、三方弁16dは、上記と同じように、給湯のときは貯湯タンク10内と給湯用熱交換器30の一次側通路30A(外側管30a)側とが連通し、浴水を追い焚きするときに貯湯タンク10内と追い焚き用熱交換器60一次側通路60A(外側管60a)側とが連通し、追い焚きしているときに給湯が行なわれているときに、追い焚き用熱交換器60一次側通路60A(外側管60a)と給湯用熱交換器30の一次側通路30A(外側管30a)側とが連通するように給湯制御部41により制御される。
Similarly to the above, the three-
以上の第3実施形態の貯湯式給湯装置によれば、一次側通路30A(外側管30a)の中途が中温取り出し配管13の下流側に接続されていることにより、一次側通路30A(外側管30a)の中途から下流側は給湯用水が流通する二次側通路30B(内側管30b)の上流側と、中温の蓄熱用流体とが熱交換されることになるので、効率的に温度低下した湯温の蓄熱用流体を貯湯タンク10に戻すことができる。
According to the hot water storage type hot water supply apparatus of the third embodiment described above, the middle of the
また、追い焚きしているときに給湯するときにおいて、浴水の追い焚きにより中温の蓄熱用流体が戻ってくるが、この中温の蓄熱用流体を給湯用熱交換器30側で消費することができるとともに、温度低下した湯温の蓄熱用流体を貯湯タンク10に戻すことができるので、以上の実施形態と同様の効果を奏する。
In addition, when hot water is supplied while reheating, the medium temperature heat storage fluid is returned by reheating the bath water, but this medium temperature heat storage fluid may be consumed on the hot water
また、本実施形態の中温熱交換前サーミスタ54aは、一次側通路30A(外側管30a)に流通する中温の蓄熱用流体の湯温を所定温度以上とならないように流量比調節弁16cで調節すると良い。これにより、熱交換後の蓄熱用流体の湯温(戻り管15)を所定温度以上にならないように制御することができる。従って、貯湯タンク10内の下方部10eに戻される蓄熱用流体の湯温が高くならないように制御される。なお、本実施形態では、給湯用熱交換器30を一体で形成したが、別体であっても良い。
Further, the
(第4実施形態)
以上の実施形態では、追い焚き用熱交換器60を貯湯タンク10の外部に配置したが、これに限らず、具体的に、図6に示すように、例えば、パイプからなりスパイラル状に形成した配管で追い焚き用熱交換器60を構成し、この熱交換器36を貯湯タンク10内の上方に収納させたものである。これによれば、貯湯タンク10内に中温の蓄熱用流体の温度層が増加するが、循環回路11a、第2循環ポンプ17aなどの部品が削減できる。これにより、部品コストが安くなる。
(Fourth embodiment)
In the above embodiment, the reheating
なお、本実施形態では、循環回路11を第1実施形態で構成させたが、図7に示すように、第3実施形態と同じように、給湯用熱交換器30の一次側通路30A(外側管30a)の上流端に高温取り出し配管12を接続し、一次側通路30A(外側管30a)の中途に中温取り出し配管13の下流端が接続するように構成させても良い。これによれば、第3実施形態よりも循環回路11a、第2循環ポンプ17aおよび三方弁16dなどの部品が削減できる。
In addition, in this embodiment, although the
(他の実施形態)
以上の実施形態では、冷媒に二酸化炭素を用いたヒートポンプユニット20を熱源装置として説明したが、これに限らず、フロン、代替フロンなどの冷媒を用いる一般的なヒートポンプサイクルでも良い。
(Other embodiments)
In the above embodiment, the
また、以上の実施形態では、貯湯タンク10は、必ずしも樹脂材料を使用する必要はなく、金属材料で成形しても良い。また、貯湯タンク10の形状は、直方体形状でなくても、例えば円筒形状でも良い。また、貯湯タンク10を大気開放形に形成したが、密閉タイプ構造の貯湯タンクでも良い。ただしこの場合には、減圧弁、圧力逃がし弁などのタンクを保護するための部品が必要となる。
Moreover, in the above embodiment, the hot
また、以上の実施形態では、給湯用熱交換器30の一次側通路30A(外側管30a)の内側に二次側通路30B(内側管30b)を設けたが、その逆に一次側通路30Aの外側に二次側通路30Bを設けても良い。また、上述した内側管30bおよび外側管30aに使用される材料は一例であり、例えば、内側管30bは熱伝導率の高いアルミニウムを使用することができ、外側管30aは金属製でも良い。
Moreover, in the above embodiment, the
また、給湯用熱交換器30は、内側管30bと外側管30aからなる二重管構造に限定されるものでなく、図8に示すように、複数の流通部30A、30Bを有する一次側通路30a(外側管30a)、および二次側通路30b(内側管30b)を接合した対向流式の熱交換器で構成しても良い。さらに、同様の構造を金属製からなる板材より形成しても良い。なお、追い焚き用熱交換器60においても、上述した給湯用熱交換器30と同じ構成であっても良い。
Moreover, the
10…貯湯タンク
12…高温取り出し配管
13…中温取り出し配管
16…高中温混合弁(流量比調節手段)
16a…流量調節弁(第1流量調節手段)
20…ヒートポンプユニット(加熱手段)
21…流体加熱用流路
30…給湯用熱交換器
30a…外側管(第1の流通部)
30b…内側管(第2の流通部)
35…給湯用混合弁(給湯温度調節手段)
54…熱交換前サーミスタ(熱交換前水温センサ)
55…貯湯サーミスタ(水温センサ)
60…追い焚き用熱交換器
60a…外側管(第3の流通部)
60b…内側管(第4の流通部)
DESCRIPTION OF
16a ... Flow control valve (first flow control means)
20 ... Heat pump unit (heating means)
21 ... Flow path for
30b ... Inner pipe (second circulation part)
35 ... Hot water mixing valve (hot water temperature control means)
54 ... Thermistor before heat exchange (Water temperature sensor before heat exchange)
55 ... Hot water storage thermistor (water temperature sensor)
60 ... Reheating
60b ... Inner pipe (fourth distribution section)
Claims (12)
前記貯湯タンク(10)内の最下部の蓄熱用流体を前記貯湯タンク(10)内の最上部に送る流体加熱用流路(21)と、
前記流体加熱用流路(21)に設けられ、前記流体加熱用流路(21)を流れる蓄熱用流体を加熱する加熱手段(20)と、
前記貯湯タンク(10)内の蓄熱用流体が流通する第1の流通部(30a)と給湯用水が流通する第2の流通部(30b)とを隣接して設け、かつ蓄熱用流体と給湯用水とが対向流となるように構成され、両者間で熱交換を行なう給湯用熱交換器(30)とを備える貯湯式給湯装置において、
前記貯湯タンク(10)内の蓄熱用流体と浴槽内の浴水とで熱交換を行なう追い焚き用熱交換器(60)が設けられ、
前記給湯用熱交換器(30)は、前記第1の流通部(30a)の下流端が前記貯湯タンク(10)の下方部に連通するように構成され、かつ前記加熱手段(20)により加熱された前記貯湯タンク(10)内に貯えられた蓄熱用流体のうち、高温の蓄熱用流体、もしくは前記追い焚き用熱交換器(60)により熱交換された蓄熱用流体を含む中温の蓄熱用流体、もしくは高温と中温の蓄熱用流体の両方を前記第1の流通部(30a)に流通するように構成されたことを特徴とする貯湯式給湯装置。 A hot water storage tank (10) for storing heat storage fluid therein;
A fluid heating flow path (21) for sending the lowest heat storage fluid in the hot water storage tank (10) to the uppermost part in the hot water storage tank (10);
A heating means (20) provided in the fluid heating channel (21) for heating the heat storage fluid flowing through the fluid heating channel (21);
A first circulation part (30a) through which heat storage fluid in the hot water storage tank (10) circulates and a second circulation part (30b) through which hot water supply circulates are provided adjacent to each other, and the heat storage fluid and hot water supply water are provided. In a hot water storage type hot water supply apparatus comprising a hot water supply heat exchanger (30) for performing heat exchange between the two,
A reheating heat exchanger (60) for exchanging heat between the heat storage fluid in the hot water storage tank (10) and the bath water in the bathtub is provided,
The hot water supply heat exchanger (30) is configured such that a downstream end of the first circulation part (30a) communicates with a lower part of the hot water storage tank (10), and is heated by the heating means (20). Among the heat storage fluid stored in the hot water storage tank (10), the medium temperature storage heat storage fluid includes a high-temperature heat storage fluid or a heat storage fluid heat-exchanged by the reheating heat exchanger (60). A hot water storage type hot water supply apparatus configured to circulate a fluid or a high-temperature and medium-temperature heat storage fluid to the first circulation part (30a).
前記追い焚き用熱交換器(60)は、熱交換された蓄熱用流体が前記中温取り出し配管(13)に取り出されるように構成されるとともに、前記給湯用熱交換器(30)は、前記高温取り出し配管(12)から取り出される高温の蓄熱用流体、もしくは前記高温取り出し配管(12)から取り出される高温の蓄熱用流体と前記中温取り出し配管(13)から取り出される中温の蓄熱用流体との両方を前記第1の流通部(30a)に流通するように構成されることを特徴とする請求項1に記載の貯湯式給湯装置。 The hot water storage tank (10) is provided with a high temperature extraction pipe (12) for extracting a high temperature heat storage fluid and a medium temperature extraction pipe (13) for extracting an intermediate temperature heat storage fluid,
The reheating heat exchanger (60) is configured such that the heat-exchanged heat storage fluid is extracted to the intermediate temperature extraction pipe (13), and the hot water supply heat exchanger (30) is the high temperature A high-temperature heat storage fluid taken out from the take-out pipe (12), or a high-temperature heat storage fluid taken out from the high-temperature take-out pipe (12) and an intermediate temperature heat storage fluid taken out from the intermediate-temperature take-out pipe (13) It is comprised so that it may distribute | circulate to the said 1st distribution part (30a), The hot water storage type hot-water supply apparatus of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
前記給湯用熱交換器(30)は、前記水温センサ(55)により検出された湯温が所定温度未満のときに前記高温取り出し配管(12)から取り出される高温の蓄熱用流体を前記第1の流通部(30a)に流通させ、前記水温センサ(55)により検出された湯温が所定温度以上のときに前記中温取り出し配管(13)から取り出される中温の蓄熱用流体、もしくは前記中温取り出し配管(13)から取り出される中温の蓄熱用流体と前記高温取り出し配管(12)から取り出される高温の蓄熱用流体との両方を前記第1の流通部(30a)に流通するように構成されたことを特徴とする請求項2ないし請求項5のいずれか一項に記載の貯湯式給湯装置。 A water temperature sensor (55) for detecting the hot water temperature of the heat storage fluid is provided in the vicinity of the upstream end of the intermediate temperature extraction pipe (13),
The hot water supply heat exchanger (30) supplies the high temperature heat storage fluid taken out from the high temperature extraction pipe (12) when the hot water temperature detected by the water temperature sensor (55) is lower than a predetermined temperature. When the hot water temperature detected by the water temperature sensor (55) is equal to or higher than a predetermined temperature, the medium temperature heat storage fluid taken out from the intermediate temperature takeout pipe (13) or the intermediate temperature takeout pipe ( 13) The medium-temperature heat storage fluid taken out from 13) and the high-temperature heat storage fluid taken out from the high-temperature take-out pipe (12) are both circulated to the first flow part (30a). The hot water storage type hot water supply apparatus according to any one of claims 2 to 5.
前記流量比調節手段(16)は、前記水温センサ(55)により検出された湯温が所定温度以上のときに、前記中温取り出し配管(13)から取り出される中温の蓄熱用流体、もしくは前記中温取り出し配管(13)から取り出される中温の蓄熱用流体と前記高温取り出し配管(12)から取り出される高温の蓄熱用流体との両方を前記第1の流通部(30a)に流通するように調節されたことを特徴とする請求項6に記載の貯湯式給湯装置。 Flow rate ratio adjusting means (16) for adjusting the respective flow rate ratios is provided at the downstream side joining portion of the high temperature take-out pipe (12) and the intermediate temperature take-out pipe (13),
When the hot water temperature detected by the water temperature sensor (55) is equal to or higher than a predetermined temperature, the flow rate ratio adjusting means (16) is an intermediate temperature storage fluid that is taken out from the intermediate temperature take-out pipe (13), or the intermediate temperature take-out Adjustment was made so that both the medium-temperature heat storage fluid taken out from the pipe (13) and the high-temperature heat storage fluid taken out from the high-temperature take-out pipe (12) are circulated to the first circulation part (30a). The hot water storage type hot water supply apparatus according to claim 6.
前記第1流量調節手段(16a)は、前記水温センサ(55)により検出された湯温が所定温度以上のときに、前記中温取り出し配管(13)から取り出される中温の蓄熱用流体、もしくは前記中温取り出し配管(13)から取り出される中温の蓄熱用流体と前記高温取り出し配管(12)から取り出される高温の蓄熱用流体との両方を前記第1の流通部(30a)に流通するように調節されたことを特徴とする請求項6に記載の貯湯式給湯装置。 The intermediate temperature extraction pipe (13) is provided with first flow rate adjusting means (16a) for adjusting the flow rate of the medium temperature heat storage fluid flowing through the intermediate temperature extraction pipe (13).
When the hot water temperature detected by the water temperature sensor (55) is equal to or higher than a predetermined temperature, the first flow rate adjusting means (16a) is an intermediate temperature heat storage fluid taken out from the intermediate temperature take-out pipe (13), or the intermediate temperature. It was adjusted so that both the medium temperature storage fluid extracted from the extraction pipe (13) and the high temperature storage fluid extracted from the high temperature extraction pipe (12) could be circulated to the first circulation part (30a). The hot water storage type hot water supply apparatus according to claim 6.
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