JP2006329581A - Electric water heater - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気給湯機に関し、特に、上部ヒータの加熱用電源をヒートポンプの加熱用電源とは別に設けることにより、上部ヒータの電力量料金を削減し、熱交換器を介した暖房等を安価に行うことができる電気給湯機に関するものである。 The present invention relates to an electric water heater, and in particular, by providing a heating power source for an upper heater separately from a heating power source for a heat pump, the power charge for the upper heater is reduced, and heating via a heat exchanger is inexpensive. The present invention relates to an electric water heater that can be used.
従来、深夜電力を用いた電気給湯機により給湯するシステムにおいて、浴槽へ給湯する場合、所定の温度に設定した温水を、浴槽の給湯口や蛇口から供給するように構成されている。
すなわち、この電気給湯機では、水道管から供給された水道水を電気給湯機の貯湯タンク内にて加熱するとともに、この加熱した温水を、直接或いは別の水道管からの水道水と混合することにより設定温度に調節し、この温度調節した温水を配管を介して給湯口や蛇口に供給するように構成されている。
また、この電気給湯機では、貯湯タンク内に、上部の比較的高温となる湯を用いて加熱するようにした熱交換器を配設し、熱交換器内の熱媒を循環させて貯湯タンク内の熱エネルギーを取り出し、暖房等に利用するようになっている(例えば、特許文献1参照。)。
Conventionally, in a system in which hot water is supplied by an electric water heater using midnight power, when hot water is supplied to a bathtub, hot water set to a predetermined temperature is supplied from a hot water outlet or a faucet of the bathtub.
That is, in this electric water heater, the tap water supplied from the water pipe is heated in the hot water storage tank of the electric water heater, and the heated hot water is mixed directly or with tap water from another water pipe. The temperature is adjusted to a preset temperature, and the temperature-adjusted hot water is supplied to a hot water supply port or a faucet through a pipe.
Further, in this electric water heater, a hot water storage tank is provided with a heat exchanger that is heated using hot water at a relatively high temperature in the upper part, and the heat medium in the heat exchanger is circulated. The inside heat energy is taken out and used for heating or the like (for example, see Patent Document 1).
ところで、上記従来の電気給湯機では、貯湯タンクの水を加熱するヒートポンプの駆動用電源として安価な深夜電力を用い、深夜のうちに貯湯タンク内に貯湯する一方、前記熱交換器等の作用によって貯湯タンク上部の温度が下がったときは、上部ヒータによって貯湯タンク上部の湯を加熱するようになっている。
この場合、上部ヒータの加熱用電源はヒートポンプと同じであるが、使用時間が深夜ではなくリアルタイムとなるため、結果として電力量料金が高くなるという問題を有している。
In this case, the power supply for heating the upper heater is the same as that of the heat pump. However, since the usage time is not real time but real time, there is a problem that the electric power charge increases as a result.
本発明は、上記従来の電気給湯機が有する問題点に鑑み、上部ヒータの加熱用電源をヒートポンプの加熱用電源とは別に設け、深夜電力時間帯は可能な限り深夜電力を利用するヒートポンプのみに通電することによって、電力量料金を削減することができる電気給湯機を提供することを目的とする。 In view of the problems of the above-described conventional electric water heaters, the present invention provides a heating power source for the upper heater separately from the heating power source for the heat pump, and the midnight power time zone is limited to a heat pump that uses midnight power as much as possible. An object of the present invention is to provide an electric water heater that can reduce the amount of electric power charges when energized.
上記目的を達成するため、本発明の電気給湯機は、貯湯タンクと、該貯湯タンクに設けられた給水管と、貯湯タンクの上部に設けられた給湯管と、貯湯タンクの水を加熱するヒートポンプと、貯湯タンク内の上部に設けられた上部ヒータとを備えた電気給湯機において、前記上部ヒータの加熱用電源に、所定の時刻に通電を遮断するように予め設定された商用電源(本明細書において、「条件付き商用電源」という。)を用いるとともに、上部ヒータの制御用電源並びにヒートポンプの駆動用電源及び制御用電源に通常の商用電源を用いたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, an electric water heater of the present invention includes a hot water storage tank, a water supply pipe provided in the hot water storage tank, a hot water supply pipe provided in an upper part of the hot water storage tank, and a heat pump for heating water in the hot water storage tank. And an electric water heater having an upper heater provided in the upper part of the hot water storage tank, a commercial power source (this specification) preset so as to cut off energization at a predetermined time to the heating power source of the upper heater (Referred to as “conditional commercial power supply”), and a normal commercial power supply is used as the control power supply for the upper heater, the drive power supply for the heat pump, and the control power supply.
この場合において、ヒートポンプの熱交換器を貯湯タンクの近傍に設けることができる。 In this case, the heat exchanger of the heat pump can be provided in the vicinity of the hot water storage tank.
また、上部ヒータの近傍に、貯湯タンクの温水との間で熱交換を行う熱交換器を配設することができる。 Moreover, the heat exchanger which performs heat exchange between the warm water of a hot water storage tank can be arrange | positioned in the vicinity of an upper heater.
本発明の電気給湯機によれば、上部ヒータの加熱用電源に、所定の時刻に通電を遮断するように予め設定された商用電源を用いるとともに、上部ヒータの制御用電源並びにヒートポンプの駆動用電源及び制御用電源に通常の商用電源を用いるようにしたことから、例えば、融雪用電源等の安価な電源を上部ヒータの加熱用電源として用いることができ、これにより、上部ヒータの電力量料金を削減して、熱交換器を介した暖房等を安価に行うことができ、低ランニングコストで電気給湯機の運転をすることができる。 According to the electric water heater of the present invention, the power source for heating the upper heater uses a commercial power source set in advance so as to cut off energization at a predetermined time, and the power source for controlling the upper heater and the power source for driving the heat pump. Since an ordinary commercial power source is used as the control power source, for example, an inexpensive power source such as a snow melting power source can be used as a heating power source for the upper heater. It is possible to reduce heating and the like through the heat exchanger at low cost, and the electric water heater can be operated at a low running cost.
この場合、ヒートポンプの熱交換器を貯湯タンクの近傍に設けることにより、ヒートポンプと貯湯タンクの間の接続配管を、従来の水配管から熱媒配管に変更することができ、これにより、冬期や寒冷地での凍結に対する配慮が必要なくなり、ランニングコストを低減することができる。 In this case, by providing a heat exchanger for the heat pump in the vicinity of the hot water storage tank, the connection pipe between the heat pump and the hot water storage tank can be changed from the conventional water pipe to the heat medium pipe. It is no longer necessary to consider freezing on the ground, and running costs can be reduced.
また、上部ヒータの近傍に、貯湯タンクの温水との間で熱交換を行う熱交換器を配設するときは、タンク上部の温水を熱交換器に導くためのポンプを削減することができる。
なお、熱交換器の配管が損傷した場合でも、熱交換器の熱媒の貯湯タンク内への漏出を防止するために、熱交換器内の圧力を貯湯タンク内の圧力より低く設定することが好ましい。
Further, when a heat exchanger for exchanging heat with the hot water in the hot water storage tank is provided in the vicinity of the upper heater, the number of pumps for guiding the hot water in the upper part of the tank to the heat exchanger can be reduced.
Even if the piping of the heat exchanger is damaged, the pressure in the heat exchanger may be set lower than the pressure in the hot water storage tank in order to prevent the heat medium of the heat exchanger from leaking into the hot water storage tank. preferable.
以下、本発明の電気給湯機の実施の形態を、図面に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of an electric water heater of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1〜図2に、本発明の電気給湯機の一実施例を示す。
この電気給湯機は、所要の容量を有する円筒状の貯湯タンク1と、該貯湯タンク1の下部に設けられた給水管2と、貯湯タンク1の上部に設けられた給湯管3と、貯湯タンク1の水を加熱するヒートポンプ4と、貯湯タンク1内の上部に設けられた上部ヒータ5と、該上部ヒータ5の近傍に設けられ貯湯タンク1の温水との間で熱交換を行って暖房用室内機の放熱器9を加温するための暖房用熱交換器6とを備えている。
なお、暖房用熱交換器6は、貯湯タンク1の外部に配備してもよい。
この場合、暖房用熱交換器6の配管が損傷した場合でも、暖房用熱交換器6の熱媒の貯湯タンク1内への漏出を完全に防止することができる。
1 to 2 show an embodiment of the electric water heater of the present invention.
This electric water heater includes a cylindrical hot
The
In this case, even when the piping of the
そして、この電気給湯機は、前記上部ヒータ5の加熱用電源に、所定の時刻に通電を遮断するように予め設定された商用電源7を用いるとともに、上部ヒータ5の制御機器7aを稼動するための制御用電源並びにヒートポンプ4の駆動用電源及びヒートポンプ4の制御機器8aを稼動するための制御用電源に通常の商用電源8を用いるようにしている。
なお、この電気給湯機は、上記の暖房用室内機の放熱器9の加温の用途のほか、風呂、蛇口への給湯等、従来、電気給湯機が用いられている用途と併用されるものである。
The electric water heater uses a commercial power source 7 set in advance so as to cut off energization at a predetermined time as a heating power source for the
This electric water heater is used in addition to the above-described uses for heating the indoor unit radiator 9 for heating, as well as uses for which an electric water heater has been conventionally used, such as hot water for baths and faucets. It is.
また、給湯管3は上部ヒータ5より上に設けられており、これにより、給湯管3からの給湯温度を高くするようにしている。
なお、給湯管3から出た湯は、貯湯タンク下部からの配管又は水道管からの水と混合され温度調節された後、風呂や蛇口から出湯される。
また、図2に示すように、ヒートポンプ4の熱交換器41を貯湯タンク1の近傍に設けることにより、ヒートポンプ4と貯湯タンク1の間の接続配管42を、図1に示す水配管から熱媒配管に変更することができ、これにより、冬期や寒冷地での凍結に対する配慮が必要なくなり、ランニングコストを低減することができる。
The hot water supply pipe 3 is provided above the
The hot water discharged from the hot water supply pipe 3 is mixed with the water from the lower part of the hot water storage tank or the water from the water pipe and the temperature is adjusted, and then the hot water is discharged from a bath or a faucet.
Further, as shown in FIG. 2, by providing a
ところで、上部ヒータ5の加熱用電源として使用する安価な条件付き商用電源7としては、例えば、北海道などにおける融雪用電源等がある。
この融雪用電源としては、例えば、16時〜21時までのピーク時間内で、遮断時間の合計が2時間となるようにタイムスイッチによって断続的に通電を遮断する北海道電力の「ホットタイム22」等のシステムがある。
このシステムでは、ほぼ1日中電力を使用可能とするが、上記のように合計時間で2時間通電を遮断するとともに、各家庭において通電の遮断時刻をずらすことにより、電力消費のピークを平均化し、かつ電力量料金の低減を図っている。
By the way, as an inexpensive conditional commercial power supply 7 used as a heating power supply for the
As a power source for snow melting, for example, Hokkaido Electric's “Hot Time 22” that cuts off electricity intermittently with a time switch so that the total interruption time is 2 hours within the peak time from 16:00 to 21:00. There is a system such as.
In this system, power can be used almost all day long, but the power consumption is cut off for 2 hours in the total time as described above, and the peak of power consumption is averaged by shifting the power cut-off time in each home. In addition, we are trying to reduce the electricity bill.
次に、本実施例の電気給湯機の使用方法の一例を説明する。
ヒートポンプ4の制御機器8aと上部ヒータ5の制御機器7aは、貯湯タンク1内の温度を検知し、予め設定した温度以下になったときに通電を開始する。
融雪用電源等の条件付き商用電源7と通常の商用電源8(深夜料金)とでは料金単価に差があるため、できるだけ夜間は融雪用電源等の条件付き商用電源7を使用せずに深夜料金の商用電源8だけを使用することが好ましい。
ただ、夜間に融雪用電源等の条件付き商用電源7を停止してしまうと、暖房能力に不足が生じる場合も考えられるので、タンク上部温度が一定温度を保つように条件付き商用電源7を使用する上部ヒータ5によってタンク上部の水を加熱する。
タンク下部温度は夕刻を過ぎた頃から急激に低下し、深夜電力を利用できる時間帯にヒートポンプ4を安い深夜料金の商用電源8で通電する。
この際、タンク上部温度が低下し、暖房能力に不足が生じることがないように上部ヒータ5にも通電を続ける。
タンク下部温度がタンク上部温度と同じ温度に上昇した時、上部ヒータ5とヒートポンプ4の通電をOFFにする。
Next, an example of how to use the electric water heater of this embodiment will be described.
The
Because there is a difference in unit price between the conditional commercial power supply 7 such as a snowmelt power supply and the normal commercial power supply 8 (midnight charge), the midnight charge without using the conditional commercial power supply 7 such as a snowmelt power supply is possible at night. It is preferable to use only the commercial power source 8.
However, if the conditional commercial power source 7 such as a snow melting power source is stopped at night, the heating capacity may be insufficient, so the conditional commercial power source 7 is used so that the tank top temperature is kept constant. The water in the upper part of the tank is heated by the
The temperature at the bottom of the tank suddenly decreases from the time when the evening passes, and the
At this time, the
When the tank lower temperature rises to the same temperature as the tank upper temperature, the
午前7時を過ぎて深夜電力が使えなくなった後、給湯機の使用などによって再びタンク内温度が低下し始め、タンク上部温度が図3のC点に達した時、制御機器7aがそれを感知し、融雪用電源等の条件付き商用電源7から上部ヒータ5に通電を開始する。
After 7:00 am, when the power at night is no longer available, the temperature inside the tank begins to drop again due to the use of a water heater, etc., and when the tank top temperature reaches point C in FIG. Then, energization of the
このように、深夜電力を利用できる時間帯においては、最初は融雪用電源等の条件付き商用電源7と深夜料金の商用電源8を同時に利用することによって上部ヒータ5とヒートポンプ4に通電し、タンク内温度全体を沸き上げる。
As described above, in the time zone in which midnight power can be used, the
以上、本発明の電気給湯機について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。 As described above, the electric water heater of the present invention has been described based on the embodiments thereof, but the present invention is not limited to the configurations described in the above embodiments, and the configuration is appropriately changed without departing from the gist thereof. Is something that can be done.
本発明の電気給湯機は、上部ヒータの加熱用電源に、所定の時刻に通電を遮断するように予め設定された商用電源を用いるとともに、上部ヒータの制御用電源並びにヒートポンプの駆動用電源及び制御用電源に通常の商用電源を用いるようにして、暖房を上部ヒータにより、給湯をヒートポンプにより専ら行うようにすることにより、消費電力料金を低く抑えることができることから、新設の電気給湯機に用いることができるほか、例えば、既存の電気給湯機に対しても容易に適用することができる。 The electric water heater of the present invention uses a commercial power source set in advance so as to cut off energization at a predetermined time as a heating power source for the upper heater, and also controls the power source for controlling the upper heater and the power source for driving the heat pump. Use a normal commercial power supply for the power supply, and use the upper heater and the hot water supply exclusively with the heat pump. For example, it can be easily applied to an existing electric water heater.
1 貯湯タンク
2 給水管
3 給湯管
4 ヒートポンプ
41 熱交換器
42 接続配管
5 上部ヒータ
6 暖房用熱交換器
7 条件付き商用電源
7a 制御機器
8 通常の商用電源
8a 制御機器
9 暖房用放熱器
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