JP2006046687A - Storage type electric hot and cold water mixing heater - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は熱源機によって高温に沸し上げた湯を一定の温度に調整後、給湯循環せしめる際に使用する貯湯式電気湯水混合昇温器に関する。 The present invention relates to a hot water storage type electric hot and cold water mixing temperature rising device used when circulating hot water after adjusting hot water boiled to a high temperature by a heat source machine to a constant temperature.
一定温度の湯を給湯する給湯器において、熱源機で高温にした湯を混合槽にオーバーフローさせて温度調整を行う省エネタイプの給湯器が特許文献1に記載されている。
特許文献1の給湯器はヒートポンプを熱源とする密閉型の給湯器に関するものである。この給湯器では、給水装置とヒートポンプが接続される第1の貯湯槽と、ボイラー及び給湯ポンプが接続される第2の給湯槽とから構成するもので、給水装置から供給される水は、第1の貯湯槽に貯留されヒートポンプで加熱された後、第2の貯湯槽にオーバーフローで流入し、この第2の貯湯槽から給湯するものである。この給湯器によると、第1の貯湯槽からオーバーフローした湯は、第2の貯湯槽から第1の貯湯槽に逆流することはないので、ボイラーが作動した場合であっても、ボイラーによって加熱された湯がヒートポンプで再加熱されることがなく、ヒートポンプの性能係数が向上するというものである。
The water heater in
特許文献2は、二酸化炭素を冷媒としたヒートポンプに関するものである。このヒートポンプでは、二酸化炭素の冷媒を用いるとともに、冷却器内の冷媒を超臨界圧流体の状態とし、且つ該冷却器を冷媒の流れと給湯用の給湯水の流れが対向する向流形熱交換器とすることで、フロン−12の場合よりも性能係数が高く、温度変化を有効に利用でき、省エネルギー効果を有するものとしている。
ヒートポンプを利用した給湯器を循環システムに用いると、循環した湯水を再加熱するために、例えば図4に示す如きラインヒータが必要になっていた。すなわち、熱源機2となるヒートポンプで高温にした熱湯を水と混合し、適温に調整した温水を給湯する装置において、この給湯された湯水が使用されない場合は、再び混合槽に戻り湯として循環する。この戻り湯が一定の温度より低くなっている場合は、ヒートポンプによる加熱ではなく、ラインヒータ100で再加熱して循環せしめるもので、従来ではこのような循環システムが採用されていた。
When a water heater using a heat pump is used in a circulation system, a line heater as shown in FIG. 4 is required to reheat the circulated hot water. That is, in a device for mixing hot water heated to a high temperature by a heat pump serving as the
特許文献1では、ラインヒータとしてボイラーを使用している。この給湯器では、ヒートポンプで高温になった湯を混合槽に貯湯し、水と混合して給湯する給湯路と、混合槽の湯水の温度をボイラーにて一定に保つ循環路とは別経路にて設定している。これは、混合槽内で熱等と水とを均一に混合して一定の温度調整をすることが困難であり、温水を循環路内で循環させながらボイラーにて温度調整する為である。ところが、このようにボイラーを装着することで、ヒートポンプの性能係数が向上したとしても、給湯器全体では、ボイラーに使用するエネルギーロスが増大することになる。
In
特許文献2のヒートポンプは、冷媒として二酸化炭素を使用したものである。このようなヒートポンプを使用した給湯器により、特に性能係数(COP)が3以上もある省エネタイプの給湯器が提供されている。ところが、ヒートポンプの給湯器を循環システムに取り入れると、戻り湯を摂氏50度以下にしなければヒートポンプに戻せないシステムがある。一般の給湯器は、給湯温度をおよそ摂氏60度の温度に設定しているので、戻り湯の温度が摂氏50度以上で、しかも60度より低い場合は、ラインヒータを使用して戻り湯の温度を上げる必要があった。この結果、性能係数(COP)が高いヒートポンプの給湯器を採用しても、このヒートポンプを循環システムに組み込むと、ヒートポンプとは別系統のラインヒータを使用しなければならず、ラインヒータに使用するエネルギーロスが大きくなる不都合があった。
The heat pump of
そこで本発明は、上述の課題を解消すべく創出されたもので、循環システムに組み込んだ給湯器において、戻り湯の温度が低くてもラインヒータを使用することなく一定の温度で給湯することができ、性能係数(COP)が高いヒートポンプを使用した場合でも、この性能を落とすことなく循環システムに組み込むことが可能な貯湯式電気湯水混合昇温器の提供を目的とするものである。 Therefore, the present invention has been created to solve the above-described problems. In a water heater incorporated in a circulation system, hot water can be supplied at a constant temperature without using a line heater even if the temperature of the return hot water is low. The object of the present invention is to provide a hot water storage type electric hot and cold water mixing temperature riser that can be incorporated into a circulation system without degrading the performance even when a heat pump having a high coefficient of performance (COP) is used.
上述の目的を達成すべく本発明における第1の手段は、熱源機2で加熱された熱湯が混合槽20に給湯され、該混合槽20の内部で水と混合して温度調整後に循環路40で給湯すると共に、給湯された未使用の温水が循環路40から混合槽20に循環する給湯循環システムに装着する貯湯式電気湯水混合昇温器において、前記混合槽20の内部に略筒状の混合ダクト30を鉛直状に挿入し、前記熱源機2で加熱された熱湯と、温度調整用の水とを混合ダクト30の内部で混合し、前記循環路40に給湯すると共に、該循環路40から混合槽20に循環した戻り湯を混合ダクト30内に給湯する湯で昇温せしめることにある。
In order to achieve the above-mentioned object, the first means in the present invention is that hot water heated by the
第2の手段は、前記給湯循環システムの熱源機2として、冷媒として二酸化炭素を使用したヒートポンプを使用するものである。
A 2nd means uses the heat pump which uses the carbon dioxide as a refrigerant | coolant as the heat-
第3の手段は、前記給湯循環システムの熱源機2として、深夜電力で稼動する電気加熱機を使用し、混合槽20に隣接する開放型の熱湯槽10を設け、熱湯槽10の下層部から熱源機2を循環して加熱された熱湯が熱湯槽10の上部に貯留されると共に、貯留された熱湯が熱湯槽10の上部から前記混合槽20の内の混合ダクト30にオーバーフローするように設けたことを課題解消の為の手段とする。
The third means uses an electric heater operating at midnight power as the
本発明の請求項1によると、混合槽20の内部に略筒状の混合ダクト30を鉛直状に挿入し、前記熱源機2で加熱された熱湯と、温度調整用の水とを混合ダクト30の内部で混合し、前記循環路40に給湯すると共に、該循環路40から混合槽20に循環した戻り湯を混合ダクト30内に給湯する湯で昇温せしめることにより、給湯負荷があるときは従来では別途設けていたラインヒータを必要とせずに、循環用の温水温度を一定に保つことが可能になった。この結果、ラインヒータで使用する電気料が少なくなり、省エネ効果を高めることができる。
According to the first aspect of the present invention, the substantially
また、請求項2の如く、冷媒に二酸化炭素を用いるヒートポンプ利用の給湯循環システムに、本発明を使用することで、性能係数(COP)が高いヒートポンプの性能を落とすことなく循環システムに組み込むことが可能になった。
Further, as described in
請求項3により、給湯循環システムの熱源機2として、深夜電力で稼動する電気加熱機を使用し、混合槽20に隣接する開放型の熱湯槽10を設け、熱湯槽10の下層部から熱源機2を循環して加熱された熱湯が熱湯槽10の上部に貯留されると共に、貯留された熱湯が熱湯槽10の上部から前記混合槽20の内の混合ダクト30にオーバーフローするように設けているので、熱湯槽10及び混合槽20からなる開放型の貯湯槽1により、密閉型のような負圧によるタンクの破壊がなく、しかも各槽内の清掃も容易である。また、混合槽20にラインヒータの設置がないので、配管の設置も容易に行えるものである。さらに、改めて加熱する必要もなく、省エネタイプの給湯器から直接給湯利用することが可能になる。
According to
このように本発明によると、循環システムに組み込んだ給湯器において、戻り湯の温度が低くてもラインヒータを使用することなく一定の温度で給湯することができ、性能係数(COP)が高いヒートポンプを使用した場合でも、この性能を落とすことなく循環システムに組み込むことが可能になるなどといった種々の効果を奏するものである。 Thus, according to the present invention, in a water heater incorporated in a circulation system, even if the temperature of returned hot water is low, it is possible to supply hot water at a constant temperature without using a line heater, and a heat pump having a high coefficient of performance (COP). Even when this is used, there are various effects such as being able to be incorporated into a circulation system without degrading this performance.
本発明の最良の形態は、冷媒に二酸化炭素を使用したヒートポンプを熱源機2として加熱された熱湯を混合槽20に給湯する。該混合槽20の内部で水と混合して温度調整後に循環路40で給湯する。給湯された未使用の温水が循環路40から混合槽20に循環する給湯循環システムを設ける。前記混合槽20の内部に略筒状の混合ダクト30を鉛直状に挿入し、前記熱源機2で加熱された熱湯と、温度調整用の水とを混合ダクト30の内部で混合し、前記循環路40に給湯する。該循環路40から混合槽20に循環した戻り湯を混合ダクト30内に給湯する湯で昇温せしめることで当初の目的を達成する。
In the best mode of the present invention, hot water heated with a heat pump using carbon dioxide as a refrigerant as the
以下、本発明の一実施例を説明する。本発明混合昇温器の主要構成は、混合槽20、混合ダクト30、給水管とからなり、給湯循環システムに装着して使用する。この給湯循環システムは、本発明混合昇温器の他に、熱源機2と循環路40とを備えている。すなわち、熱源機2で加熱された熱湯が混合槽20に給湯され、該混合槽20の内部で水と混合して温度調整後に循環路40で給湯器に供給すると共に、供給された未使用の温水が循環路40から混合槽20に戻った戻り湯を再び昇温せしめて再び循環路40供給する給湯循環システムである。
An embodiment of the present invention will be described below. The main configuration of the present invention mixing temperature riser is composed of a
本発明湯水混合昇温器の概念図を図1に示している。すなわち、混合ダクト30は、熱源機2で加熱された熱湯を注ぎ込む略筒体である。図示の混合ダクト30は、上部が広く下部が狭くなっている。この混合ダクト30の上部に、熱湯が注がれると共に、摂氏20度の調整用の水が混合ダクト30に注水され、混合ダクト30の内部で摂氏90度の熱湯と混合し、摂氏60度の温水に調整されて混合ダクト30の下端部から混合槽20の内部に貯留される。この摂氏60度の温水は、循環路40から各給湯器へ給湯される。そして、使用されなかった温水は、循環路40から再び混合槽20に戻ることになる。この戻り湯を混合ダクト30内に給湯する湯で摂氏60度まで昇温せしめ、再び循環路40から各給湯器へ給湯されるものである。
The conceptual diagram of this invention hot-water mixing temperature rising device is shown in FIG. That is, the
すなわち、図1に示す混合ダクト30内には、熱湯用電磁弁7を開放することで熱湯が注ぎ込む。一方、給水用電磁弁4を開放すると流量調整弁5を介して水が流入し熱湯と混合するものである。この流量調整弁5は、温度センサ24が感知する温度により、給水の流量を自動的にコントロールして混合槽20内の温水の温度を調整する。特に、この流量調整弁5は、循環路40から混合槽20に戻った戻り湯を摂氏60度に保つように機能するものである。
That is, hot water is poured into the mixing
表1は、本発明混合ダクト30及び流量調整弁5を使用して混合槽20に貯留した場合と、本発明混合ダクト30及び流量調整弁5を使用しないで貯留した場合の混合槽20内の温度変化を示している。本発明混合ダクト30及び流量調整弁5を使用した場合は、(A)に示す如く、摂氏60度で安定した温度で出湯することが可能になっている。また、混合ダクト30を使用せず、熱湯と給水とを混合槽20内で混合したものでは、(B)に示す如く、混合槽20からの出湯温度に大きなバラツキが生じていた。このように、混合ダクト30及び流量調整弁5を使用することで、温水の温度調整を極めて正確に行うことができる。
Table 1 shows the mixing
次に、図2に基づいて、給湯循環システムの熱源機2に、二酸化炭素を冷媒とするヒートポンプ50を使用した給湯循環システムの実施例を説明する。この実施例では、ヒートポンプ50で加熱した摂氏90度の湯を直接混合ダクト30に注ぎ込み、水道に直結した温度調整用の水と混合ダクト30の内部で混合するものである。また、戻り湯を昇温せしめるときは、温度調整用の水を止めて摂氏90度の湯を増加することで、温度調整するものである。図示のヒータ21は、ヒートポンプ50で加熱した摂氏90度の湯が使用できない場合の予備のヒータ21であり、通常は使用しない。また、この実施例では、ヒートポンプ50の性能係数(COP)が高いほど、省エネ効果を反映できるので、現在実現しているCOP3以上のヒートポンプ50を使用することで、極めて高い省エネ効果を実現することができる。
Next, based on FIG. 2, the Example of the hot water supply circulation system which uses the
次に、図3に基づいて、給湯循環システムの熱源機2に、深夜電力で稼動する電気加熱機60を使用した給湯循環システムの実施例を説明する。この実施例では、混合槽20に隣接する開放型の熱湯槽10を設け、これら熱湯槽10と混合槽20とからなる開放型の貯湯槽1を使用する。そして、熱湯槽10の下層部から熱源機2を循環して加熱された熱湯が熱湯槽10の上部に貯留されると共に、貯留された熱湯が熱湯槽10の上部から前記混合槽20の内の混合ダクト30にオーバーフローするように設けたものである。
Next, based on FIG. 3, the Example of the hot-water supply circulation system which uses the electric heater 60 which operate | moves with midnight electric power for the heat-
熱湯槽10には、熱源機2を循環して加熱され有効貯湯とする摂氏90度の熱湯が貯留されている。この熱湯は、熱湯槽10の下層部から熱源機2に給水し、加熱後、熱湯槽10の上層部に戻されたもので、熱湯として使用可能な有効貯湯は熱湯槽10の上槽部から下層部にかけて順に貯留される。この熱湯槽10を、少なくとも容量250〜300L程度に設定し、有効貯湯を、熱湯槽10内部の上部70%〜80%に貯留するように設定している。有効貯湯量をこのように設定することで、事業所や一般家庭などで使用するのに適した給湯器とすることができる。
The
そして、混合器30を介して一定の温度、例えば摂氏60度に調整された温水をこの混合槽20に貯留し、この混合槽20から循環路40を介して各給湯器に給湯するものである。また、循環路40から戻った戻り湯は、この混合槽20に戻し、熱湯槽10からの熱湯を混合器30に注入して昇温せしめるものである。また、熱湯が熱湯槽10内に十分貯湯されていない場合に備えて補助のヒータ21を設けているが、このヒータ21は通常使用しない。
Then, hot water adjusted to a constant temperature, for example, 60 degrees Celsius, is stored in the
この熱湯槽10に給水する際に、給水ダクト11を使用する(図3参照)。この給水ダクト11は、略筒状を成し、熱湯槽10の内部に鉛直状に挿入されたもので、給水ダクト11の上部に注がれた水は、給水ダクト11の下端部から熱湯槽10の下層部に給水されるものである。熱湯槽10の内部は、上層部に熱湯として使用可能な有効貯湯が貯留され、下層部に加熱される前の低温水が貯留されている。そこで、給水ダクト11を利用して熱湯槽10の下層部に給水することで、熱湯槽10内部の温度差によって生じる対流現象をできるだけ抑止できる。この結果、熱湯槽10の上層部に貯留した有効貯湯の温度を下げずに給水することが可能になるものである。
When water is supplied to the
混合槽20は、熱湯槽10の上層部から混合槽20へオーバーフローした熱湯の温度を調整しながら貯留するもので、貯湯槽1の中仕切りを介して熱湯槽10と区画されている。高温の熱湯槽10と低温の混合槽20とが中仕切り部分で隣接しているので、この中仕切り部分に熱交換が生じる虞がある。そのため、中仕切り部分には、保温材を配して熱交換を防止している(図示せず)。
The mixing
尚、本発明は、図示例に限定されるものではなく、各構成の設計変更や温度設定は任意に変更可能なものであり、本発明の要旨を変更しない範囲における用途の変更などは自由に行えるものである。 Note that the present invention is not limited to the illustrated example, and the design change and temperature setting of each component can be arbitrarily changed, and the application can be freely changed without departing from the scope of the present invention. It can be done.
1 貯湯槽
2 熱源機
3 減圧弁
4 給水用電磁弁
5 流量調整弁
6 循環ポンプ
7 熱湯用電磁弁
10 熱湯槽
11 給水ダクト
20 混合槽
21 ヒータ
22 溢水口
23 水位電極
24 温度センサ
30 混合ダクト
31 混合板
40 循環路
50 ヒートポンプ
60 電気加熱機
100 ラインヒータ
DESCRIPTION OF
Claims (3)
As a heat source device of the hot water circulation system, an electric heater that operates at midnight power is used, an open hot water bath adjacent to the mixing bath is provided, and the hot water heated by circulating the heat source device from the lower layer of the hot water bath Is stored in the upper part of the hot water tank, and the hot water stored in the hot water tank is provided so as to overflow from the upper part of the hot water tank to the mixing duct in the mixing tank.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004224428A JP2006046687A (en) | 2004-07-30 | 2004-07-30 | Storage type electric hot and cold water mixing heater |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004224428A JP2006046687A (en) | 2004-07-30 | 2004-07-30 | Storage type electric hot and cold water mixing heater |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006046687A true JP2006046687A (en) | 2006-02-16 |
Family
ID=36025447
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017145977A (en) * | 2016-02-15 | 2017-08-24 | 東京電力ホールディングス株式会社 | Heat pump hot water supply system |
-
2004
- 2004-07-30 JP JP2004224428A patent/JP2006046687A/en active Pending
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