JP2006266596A

JP2006266596A - 貯湯式給湯器

Info

Publication number: JP2006266596A
Application number: JP2005085482A
Authority: JP
Inventors: Koji Furuichi; 弘司古市
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-03-24
Filing date: 2005-03-24
Publication date: 2006-10-05

Abstract

【課題】循環水路の配管長が長い場合や外気温度の低下時に、熱交換後の温水は循環水路での放熱により貯湯タンクへ到達時に温度が低下し、設定温度の温水を貯湯タンクへ貯湯できないため、安定した湯水使用量が確保できなかった。
【解決手段】制御手段１５は、熱源側循環温度検出部１１による検出温度とタンク側循環温度検出部１２による検出温度との温度差を比較演算し、温度差の値が所定値以上であれば循環ポンプ９により循環湯水流量を減少させる。そして、熱源側循環温度検出部による検出温度とタンク側循環温度検出部による検出温度との温度差が所定値以内となるまで調整を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、循環水路の放熱による温度低下を補完する貯湯式給湯器に関するものである。

従来、この種のヒートポンプ式の貯湯式給湯器は、冷凍サイクルを備え、熱交換前後の温度を検出し温度制御を行っている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載された発明は、従来の温水対冷媒熱交換器の入口側および出口側の温水温度を検出して、流量弁の開度を制御する冷凍サイクルに関するもので、、温水対冷媒熱交換器の入口側の温水温度を第３の温度センサーで、出口側の温水温度を第４の温度センサーで検出し、その検出信号の差分を演算し、演算結果が設定範囲外のとき流量弁の開度を制御して冷媒循環量に対して適性な温水流量を確保している。
特開平７−１９０５３１号公報

しかしながら、上記従来の構成では、熱交換器出口の温水は設定温度に制御できるが、屋外に設置し、熱源側と貯湯タンク側を循環水路で接続して構成する貯湯式給湯器の場合、循環水路の放熱を減少するため、配管工事の際に保温材を巻いて温水の温度低下を低減しているが、循環水路の配管長は設置家屋の条件によって大小さまざまであり、配管長が長い場合や外気温度が低下した時に、熱交換後の設定温度の温水は循環水路の放熱により、貯湯タンクへ到達時には温度が低下して設定温度の温水を貯湯タンクへ貯湯できないという課題を有していた。

前記従来の課題を解決するために、本発明の貯湯式給湯器は、貯湯タンクと、圧縮機および膨張弁と熱交換部よりなる冷媒回路と、前記貯湯タンク下部の水を前記熱交換部を経由して貯湯タンク上部へ供給する循環ポンプ及び循環水路と、熱交換後の温水の温度を検出する熱源側循環温度検出部と、貯湯タンクに流入する温水の温度を検出するタンク側循環温度検出部と、熱源側循環温度検出部による検出温度とタンク側循環温度検出部による検出温度との温度差が所定値以内となるように、熱源側循環温度検出部を流れる温水の温度を調整する制御手段とを備えるものである。

これにより、熱交換後の熱源側循環温度検出部を流れる温水の温度が上昇すると、タンク側循環温度検出部での温水の温度および貯湯タンクに流入する温水の温度も上昇し、温度低下を補完した所定の設定温度の温水を貯湯することが可能となる。

本発明の貯湯式給湯器は、循環水路の配管長が長い場合や外気温度が低温である場合であっても、循環水路の放熱を補完して設定温度の温水を貯湯タンクへ供給するため、貯湯熱量の低下を防止し、安定した温水使用量が確保できる。

第１の発明は、貯湯タンクと、圧縮機および膨張弁と熱交換部よりなる冷媒回路と、前記貯湯タンク下部の水を前記熱交換部を経由して貯湯タンク上部へ供給する循環ポンプ及び循環水路と、熱交換後の温水の温度を検出する熱源側循環温度検出部と、貯湯タンクに流入する温水の温度を検出するタンク側循環温度検出部と、熱源側循環温度検出部による検出温度とタンク側循環温度検出部による検出温度との温度差が所定値以内となるように、熱源側循環温度検出部を流れる温水の温度を調整する制御手段とを備える貯湯式給湯器である。

これによって、熱交換後の熱源側循環温度検出部を流れる温水の温度が上昇すると、タンク側循環温度検出部での温水の温度および貯湯タンクに流入する温水の温度も上昇し、温度低下を補完した所定の設定温度の温水を貯湯することが可能となる。

第２の発明は、特に、第１の発明において、制御手段は循環ポンプにより循環水路を流れる湯水流量を調整するものである。

これによって、湯水流量を減少して熱交換後の熱源側循環温度検出部を流れる温水の温度が上昇すると、タンク側循環温度検出部での温水の温度および貯湯タンクに流入する温水の温度も上昇し、温度低下を補完した所定の設定温度の温水を貯湯することが可能となる。

第３の発明は、特に、第１の発明において、制御手段は圧縮機の運転周波数を制御するものである。

これによって、圧縮機の運転周波数を増加運転し、冷媒回路を流れる冷媒の温度が上昇すると、熱交換後の熱源側循環温度検出部を流れる温水の温度が上昇し、タンク側循環温度検出部での温水の温度および貯湯タンクに流入する温水の温度も上昇して、温度低下を補完した所定の設定温度の温水を貯湯することが可能となる。

第４の発明は、特に、第１の発明において、制御手段は、膨張弁の開度を制御するものである。

これによって、膨張弁の開度を減少し、冷媒回路を流れる冷媒の温度が上昇すると、熱交換後の熱源側循環温度検出部を流れる温水の温度が上昇し、タンク側循環温度検出部での温水の温度および貯湯タンクに流入する温水の温度も上昇して、温度低下を補完した所定の設定温度の温水を貯湯することが可能となる。

第５の発明は、特に、第１から第４のいずれか１つの発明において、タンク側循環温度検出部は、循環水路と貯湯タンク上部との接続箇所近傍に設けられるものである。

これによって、タンク側循環温度検出部から貯湯タンク間の放熱が減少し、タンク側循環温度検出部の温水の温度と貯湯タンクに流入する温水の温度との温度差が微小となり、設定温度と差異のない温水を貯湯タンクに流入することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

図１は、本発明の実施の形態における貯湯式給湯器の図を示すものである。

図１において、貯湯式給湯器は２は貯湯タンク、４は圧縮機、５は膨張弁、６は熱交換部、８は空気熱交換部、９は循環ポンプ、１０は循環水路、１１は熱源側循環温度検出部、１２はタンク側循環温度検出部、１５は制御手段、１６は運転、停止および設定温度の操作部、１７は熱源ユニットから構成されている。また、冷媒回路７は、圧縮機４、膨張弁５、熱交換部６及び空気熱交換部８を備え、熱源ユニット１７は、冷媒回路７、熱源側循環温度検出部１１を備えている。そして、タンク側循環温度検出部１２は、循環水路１０と貯湯タンク２上部との接続箇所近傍に設けられるものである。近傍に設けることにより、タンク側循環温度検出部１２から貯湯タンク２間の放熱が減少し、タンク側循環温度検出部１２の温水の温度と貯湯タンク２に流入する温水の温度との温度差が微小となり、操作部１６で設定された設定温度と差異のない温水を貯湯タンクに流入させることが可能となる。

以上のように構成された貯湯式給湯器について、以下その動作、作用を説明する。まず、貯湯タンク２へ湯を供給する沸き上げ運転動作を説明する。操作部１６で沸き上げの設定温度を設定し、貯湯式給湯器の運転を開始すると、熱源ユニット１７に内蔵した冷媒回路７内では、圧縮機４が駆動し、高温高圧の冷媒が熱交換部６へ流入する。一方、循環水路１０内では、循環ポンプ９が駆動し、貯湯タンク２下部の水が熱交換部６へ流入し、ここで冷媒から水へ熱交換が行われ、水が温水となって熱源側循環温度検出部１１を経てタンク側循環温度検出部１２を通り貯湯タンク２へ供給される。

熱交換後の低温冷媒は凝縮されて膨張弁５で膨張した後、空気熱交換部８へ流入し、ここで大気熱を奪い蒸発してから圧縮機４に吸引され、沸き上げ運転中は上記冷凍サイクルを繰り返す。この時、熱源側循環温度検出部１１での温水の検出温度が操作部１６で設定された設定温度になるよう運転を行い、そして、制御手段１５は熱源側循環温度検出部１１による検出温度とタンク側循環温度検出部１２による検出温度との温度差を比較演算し、タンク側循環温度検出部１２による検出温度が操作部１６で設定された設定温度になるよう熱源側循環温度検出部１１を流れる温水の温度を調整する。

たとえば、屋外に設置し、熱源ユニット１７と貯湯タンク２を循環水路１０で接続して構成する貯湯式給湯器では、循環水路１０の配管長は設置家屋の条件によって大小さまざまであり、配管長が長い場合や外気温度が低下した時に、操作部１６で設定された設定温度の熱源側循環温度検出部１１を流れる温水は、循環水路１０の放熱により、タンク側循環温度検出部１２および貯湯タンク２へ到達時には温度が低下するため、比較演算した温度差に基づき熱源側循環温度検出部１１を流れる温水の温度を上昇させて運転し、タンク側循環温度検出部１２による検出温度が操作部１６で設定された設定温度になるよう運転を行う。

温度調節においては、例えば循環ポンプ９により循環水路１０を流れる湯水流量を調整して行う。制御手段１５は、熱源側循環温度検出部１１による検出温度とタンク側循環温度検出部１２による検出温度との温度差を比較演算し、温度差の値が所定値以上であれば循環ポンプ９により循環湯水流量を減少させ、温度差が所定値以内となるまで制御を行う。その結果、熱源側循環温度検出部１１を流れる温水の温度が上昇して、タンク側循環温度検出部１２による検出温度が操作部１６で設定された設定温度となる。なお、温度差の値に対して閾値を設けて制御する以外にも、それぞれの温度差の値に対応させて循環ポンプ９により循環湯水流量を変化させても本実施例を実現できる。この場合、温度差の値が大きいほど、循環ポンプ９により循環湯水流量を少なくする。

循環ポンプ９により循環水路１０を流れる湯水流量を調整する以外にも、図２に示すように、圧縮機４の運転周波数を制御して温度調節を行ってもよい。

制御手段１５は、熱源側循環温度検出部１１による検出温度とタンク側循環温度検出部１２による検出温度との温度差を比較演算し、温度差の値が所定値以上であれば圧縮機４の運転周波数を増加し、冷媒回路７を流れる冷媒の温度を上昇させ、温度差が所定値以内となるまで制御を行う。その結果、熱源側循環温度検出部１１を流れる温水の温度が上昇して、タンク側循環温度検出部１２による検出温度が操作部１６で設定された設定温度となる。なお、温度差の値に対して閾値を設けて制御する以外にも、それぞれの温度差の値に対応させて圧縮機４の運転周波数を変化させても本実施例を実現できる。この場合、温度差の値が大きいほど、圧縮機４の運転周波数を増加させる。

また、図３に示すように、膨張弁５の開度を制御して温度調節を行ってもよい。

制御手段１５は、熱源側循環温度検出部１１による検出温度とタンク側循環温度検出部１２による検出温度との温度差を比較演算し、温度差の値が所定値以上であれば膨張弁５の開度を減少し、冷媒回路７を流れる冷媒の温度を上昇させ、温度差が所定値以内となるまで制御を行う。その結果、熱源側循環温度検出部１１を流れる温水の温度を上昇させて、タンク側循環温度検出部１２による検出温度が操作部１６で設定された設定温度となる。なお、温度差の値に対して閾値を設けて制御する以外にも、それぞれの温度差の値に対応させて膨張弁５の開度を変化させても本実施例を実現できる。この場合、温度差の値が大きいほど、膨張弁５の開度を絞るようにする。

以上のように、本実施の形態によれば、循環回路を流れる温水の放熱による温度低下に対して補正を行い、設定温度の安定した温水使用量が確保できる。

また、本発明はかかる上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。

以上のように、本発明にかかる貯湯式給湯器は、循環水路の配管長が長い場合や外気温度の低下時でも、循環水路の放熱を補完して設定温度の温水を貯湯タンクへ供給するため、貯湯熱量の低下を防止し、安定した温水使用量が確保できる。

本発明の実施の形態における貯湯式給湯器の図本発明の実施の形態における貯湯式給湯器の図本発明の実施の形態における貯湯式給湯器の図

符号の説明

２貯湯タンク
４圧縮機
５膨張弁
６熱交換部
７冷媒回路
９循環ポンプ
１０循環水路
１１熱源側循環温度検出部
１２タンク側循環温度検出部
１５制御手段

Claims

貯湯タンクと、圧縮機および膨張弁と熱交換部よりなる冷媒回路と、前記貯湯タンク下部の水を前記熱交換部を経由して前記貯湯タンク上部へ供給する循環ポンプ及び循環水路と、熱交換後の温水の温度を検出する熱源側循環温度検出部と、前記貯湯タンクに流入する温水の温度を検出するタンク側循環温度検出部と、前記熱源側循環温度検出部による検出温度と前記タンク側循環温度検出部による検出温度との温度差が所定値以内となるように、前記熱源側循環温度検出部を流れる温水の温度を調整する制御手段とを備える貯湯式給湯器。
制御手段は、循環ポンプにより循環水路を流れる湯水流量を調整する請求項１記載の貯湯式給湯器。
制御手段は、圧縮機の運転周波数を制御する請求項１記載の貯湯式給湯器。
制御手段は、膨張弁の開度を制御する請求項１記載の貯湯式給湯器。
タンク側循環温度検出部は、循環水路と貯湯タンク上部との接続箇所近傍に設けられる請求項１から４のいずれか１項に記載の貯湯式給湯器。