JP2008261560A - Hot water supply device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、貯湯槽を有し、複数の世帯に給湯をおこなう給湯装置に関するものである。 The present invention relates to a hot water supply apparatus that has a hot water storage tank and supplies hot water to a plurality of households.
従来、この種の給湯装置は、例えば、図5のようなものがある(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, this kind of hot water supply apparatus has a thing like FIG. 5, for example (for example, refer patent document 1).
図5は、上記特許文献1に記載された従来の給湯装置の構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram of a conventional hot water supply apparatus described in
図5に示すように、貯湯槽1と、貯湯槽1の水を加熱する加熱手段2と、貯湯槽1上部の給湯口3から第一の世帯4と第二の世帯5とに分岐してそれぞれに湯を供給する第一の給湯回路6および第二の給湯回路7と、前記第一の給湯回路6には、給湯口3からの湯と給水管8からの給水を混合して所望の温度にする第一の混合弁9と、第一の給湯回路6を流れる湯量を測定する第一の積算流量計10と、この第一の積算流量計10の測定結果が予め設定された湯量に達すると第一の給湯回路6を遮断する第一の遮断弁11とを設け、前記第二の給湯回路7には、給湯口3からの湯と給水管8からの給水を混合して所望の温度にする第二の混合弁12と、第二の給湯回路7を流れる湯量を測定する第二の流量計13と、この第二の流量計13の測定結果が予め設定された湯量に達すると第二の給湯回路7を遮断する第二の遮断弁14とを設けている。
しかしながら、前記従来の給湯装置の構成では、複数世帯の使用湯量が不釣合いである状況のうち、いずれかの世帯の使用湯量が多い場合に、全世帯に湯を配分する手段として有効であるが、逆に湯を供給する複数世帯のいずれかの世帯が未入居であるなど、全く使わないというように全世帯合計の使用湯量が少ない状況においての不釣合いについては意味がなく、このような場合には、たとえば深夜に複数世帯分の湯量を貯湯槽に貯えると、その日に使い切れない湯が余る結果、貯湯槽1の表面からの放熱量が増大し、投入エネルギーに対して利用したエネルギーの割合が減って、機器効率が大きく低下するという課題があった。
However, the configuration of the conventional hot water supply apparatus is effective as a means for allocating hot water to all households when the amount of hot water used by any household is large in a situation where the amount of hot water used by a plurality of households is disproportionate. On the other hand, there is no point about disparity in the situation where the total amount of hot water used by all households is small, such as when one of the multiple households supplying hot water is not occupying it at all. For example, if the amount of hot water for multiple households is stored in a hot water tank at midnight, the amount of heat released from the surface of the
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、複数世帯がひとつの貯湯槽に貯えられた湯を使う構成において、想定される世帯数に満たない場合にも高い効率を維持できる給湯装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and in a configuration in which a plurality of households use hot water stored in a single hot water tank, a hot water supply apparatus capable of maintaining high efficiency even when the number of households is less than expected. The purpose is to provide.
前記従来の課題を解決するために、本発明の給湯装置は、貯湯槽と、前記貯湯槽の水を加熱する加熱手段と、前記貯湯槽に設けられた複数の給湯回路と、前記複数の給湯回路の各々について使用するか否かを設定する給湯回路使用設定手段と、前記給湯回路使用設定手段で設定された内容に基づいて前記加熱手段の加熱制御方法を切り換える加熱手段制御手段を備えたもので、複数世帯に対応したそれぞれの給湯回路毎に、使用するか否かを設定し、その情報に基づいて加熱手段の制御方法を変えるので、無駄な湯の沸き上げを抑制して機器効率を向上させることが可能となる。 In order to solve the conventional problems, a hot water supply apparatus of the present invention includes a hot water storage tank, heating means for heating water in the hot water storage tank, a plurality of hot water supply circuits provided in the hot water storage tank, and the plurality of hot water supplies. Hot water supply circuit use setting means for setting whether to use each circuit, and heating means control means for switching the heating control method of the heating means based on the contents set by the hot water supply circuit use setting means In each hot water supply circuit corresponding to multiple households, whether or not to use is set, and the control method of the heating means is changed based on the information, so it is possible to suppress the boiling of useless hot water and improve the equipment efficiency. It becomes possible to improve.
本発明の給湯装置は、複数世帯に対応したそれぞれの給湯回路毎に、使用するか否かを
設定する給湯回路使用設定手段によって、湯を使用する世帯数を把握し、その数に応じて貯湯槽に沸き上げる湯の量や使用中に沸き増しをする場合の加熱手段の運転制御方法を変更するもので、これによって、複数世帯の中に未入居や長期不在などがあったときに、沸き上げた湯が利用されない状況が生じる前に、あらかじめ貯湯槽への沸き上げ湯量や沸き増しの方法を変更できるので、無駄な湯の沸き上げを抑制し、機器効率を向上させることが可能となる。
The hot water supply apparatus of the present invention grasps the number of households using hot water by hot water supply circuit use setting means for setting whether or not to use each hot water supply circuit corresponding to a plurality of households, and stores hot water according to the number. It changes the amount of hot water to be heated in the tank and the operation control method of the heating means when adding water during use, so that when there are no tenants or long-term absence in multiple households, Before the situation where the raised hot water is not used, the amount of hot water to the hot water tank and the method of adding water can be changed in advance. .
第1の発明は、貯湯槽と、前記貯湯槽の水を加熱する加熱手段と、前記貯湯槽に設けられた複数の給湯回路と、前記複数の給湯回路の各々について使用するか否かを設定する給湯回路使用設定手段と、前記給湯回路使用設定手段で設定された内容に基づいて前記加熱手段の加熱制御方法を切り換える加熱手段制御手段を備えたもので、複数世帯に対応したそれぞれの給湯回路毎に、使用するか否かを設定し、その情報に基づいて加熱手段の制御方法を変えるので、無駄な湯の沸き上げを抑制して機器効率を向上させることが可能となる。 1st invention sets whether to use about each of a hot water storage tank, the heating means which heats the water of the said hot water tank, the some hot water supply circuit provided in the said hot water storage tank, and the said some hot water supply circuit Hot water supply circuit use setting means, and heating means control means for switching the heating control method of the heating means based on the contents set by the hot water supply circuit use setting means, each hot water supply circuit corresponding to a plurality of households Whether or not to use is set every time, and the control method of the heating means is changed based on the information, so that it is possible to suppress the boiling of useless hot water and improve the equipment efficiency.
第2の発明は、特に、第1の発明の給湯回路使用設定手段は、複数の給湯回路にそれぞれ対応して設けられ、各々の給湯回路ごとに使用するか否かを設定するもので、各世帯に設置されたリモコンなどを給湯回路使用設定手段として、その世帯の給湯回路の使用不使用を設定できるので、たとえば旅行などで不在にする場合には、その世帯の使用者が自ら設定したり、未入居の場合は住居の管理者などが、利用する場所で設定作業ができ、間違いが起こりにくい。 In the second invention, in particular, the hot water supply circuit use setting means of the first invention is provided corresponding to each of the plurality of hot water supply circuits, and sets whether or not each hot water supply circuit is used. A remote control installed in a household can be used as a hot water supply circuit usage setting means, so that the hot water supply circuit of that household can be set not to be used. In the case of no occupancy, the manager of the residence can perform setting work at the place of use, and mistakes are unlikely to occur.
第3の発明は、特に、第1の発明の給湯回路使用設定手段は、複数の給湯回路に対して少なくともひとつ設けられ、任意の給湯回路について使用するか否かを設定するもので、たとえば、集合住宅においては管理室に備えられた制御盤を給湯回路使用設定手段として、一括して設定作業ができるため、管理者にとって利便性に優れる。 In the third invention, in particular, the hot water supply circuit use setting means of the first invention is provided for at least one hot water supply circuit and sets whether or not to use any hot water supply circuit. In an apartment house, the control panel provided in the management room can be used as a hot water supply circuit use setting means, so that the setting operation can be performed in a lump.
第4の発明は、特に、第1〜第3の発明のいずれか1つの発明の加熱手段制御手段は、給湯回路使用設定手段で設定された複数の給湯回路の使用状況に応じて貯湯槽の貯湯量を変更するもので、そのとき使用している世帯数に見合った量の湯を沸き上げることで、湯余りを少なくでき、貯湯槽からの放熱を低減して、機器効率を高めることが可能となる。 According to a fourth aspect of the invention, in particular, the heating means control means according to any one of the first to third aspects of the invention is provided with a hot water storage tank according to the usage status of a plurality of hot water supply circuits set by the hot water supply circuit use setting means. By changing the amount of hot water stored, boiling the amount of hot water commensurate with the number of households used at that time can reduce the excess of hot water, reduce heat dissipation from the hot water storage tank, and increase equipment efficiency. It becomes possible.
第5の発明は、特に、第4の発明の貯湯槽表面に垂直方向に温度検知手段を複数設け、加熱手段制御手段は、給湯回路使用設定手段の設定に基づいて、参照する前記温度検知手段を変更して加熱手段を制御するもので、たとえばすべての世帯が湯を使用する場合は、複数の温度検知手段のうち、貯湯槽の最も下方に設置された温度検知手段が湯になるまで加熱手段を動作させて貯湯槽に多くの湯を貯え、仮に湯を利用するのが半分の数の世帯のときには、貯湯槽の中間高さに設けられた温度検知手段が湯を検知した段階で加熱手段の運転を停止して貯湯槽を湯で満たさないようにすることで、お湯を使用する世帯数に見合った湯量を貯湯槽に貯えることになり、湯が余ることによる無駄な放熱を抑制することができる。 In particular, the fifth invention provides a plurality of temperature detection means in the vertical direction on the surface of the hot water tank of the fourth invention, and the heating means control means refers to the temperature detection means referred to based on the setting of the hot water supply circuit use setting means. For example, when all households use hot water, heating is performed until the temperature detecting means installed at the bottom of the hot water tank is hot water when all households use hot water. Operate the means to store a lot of hot water in the hot water tank, and if half of the households use the hot water, it is heated when the temperature detecting means provided at the intermediate height of the hot water tank detects the hot water. By stopping the operation of the means and not filling the hot water tank with hot water, the hot water amount corresponding to the number of households using hot water will be stored in the hot water tank, and unnecessary heat dissipation due to excess hot water will be suppressed. be able to.
第6の発明は、特に、第4の発明の貯湯槽表面に少なくともひとつの温度検知手段を設け、加熱手段制御手段は、給湯回路使用設定手段の設定に基づいて、加熱手段を制御するための前記温度検知手段による検知温度の閾値を変更するもので、たとえば、すべての世帯が湯を使用する場合は、貯湯槽の最も下方に設置された一個の温度検知手段が高温の湯になるまで加熱手段を動作させて貯湯槽に多くの湯を貯え、仮に湯を利用するのが半分の数の世帯のときには、同温度検知手段が中程度の温度を検知した段階で加熱手段の運転を停止して貯湯槽を高温の湯で満たさないようにすることで、使用する世帯数に見合った湯
量を貯湯槽に貯えることになり、湯が余ることによる無駄な放熱を抑制することができる。
In particular, the sixth invention provides at least one temperature detection means on the surface of the hot water storage tank of the fourth invention, and the heating means control means controls the heating means based on the setting of the hot water supply circuit use setting means. For example, when all households use hot water, the temperature detecting means installed at the lowermost part of the hot water tank is heated until it becomes hot water. When half of the households use hot water to store a large amount of hot water in the hot water tank and temporarily use the hot water, the heating means stops operating when the temperature detecting means detects a medium temperature. By not filling the hot water tank with hot water, the amount of hot water corresponding to the number of households to be used can be stored in the hot water tank, and wasteful heat dissipation due to excess hot water can be suppressed.
第7の発明は、特に、第1〜第6の発明のいずれか1つの発明の加熱手段として、ヒートポンプサイクルを用いるもので、貯湯槽に湯が余った場合、ヒートポンプの特性として、再沸き上げ時に効率が著しく低下する問題点を大幅に軽減でき、機器効率を高めることが可能となる。 The seventh aspect of the invention uses a heat pump cycle as the heating means of any one of the first to sixth aspects of the invention. It is possible to greatly reduce the problem that the efficiency is sometimes significantly reduced and to increase the efficiency of the device.
第8の発明は、第7の発明のヒートポンプサイクルは、圧力が臨界圧力以上となる超臨界冷媒回路であり、前記臨界圧力以上に昇圧された冷媒により水を加熱するもので、沸き上げ温度を高温にできるので、利用できる熱量の増大と湯切れ防止性を向上することができる。 An eighth invention is a supercritical refrigerant circuit in which the heat pump cycle of the seventh invention is a supercritical refrigerant circuit in which the pressure is equal to or higher than the critical pressure, and water is heated by the refrigerant whose pressure is increased to the critical pressure or higher. Since the temperature can be increased, the amount of heat that can be used can be increased, and the hot water prevention property can be improved.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
(実施の形態1)
本発明の第1の実施の形態における給湯装置について、図1〜3を用いて説明する。図1は、本実施の形態における給湯装置の構成図である。
(Embodiment 1)
The hot water supply apparatus in the 1st Embodiment of this invention is demonstrated using FIGS. FIG. 1 is a configuration diagram of a hot water supply apparatus according to the present embodiment.
図1において、本実施の形態における給湯装置は、貯湯槽1と、ヒートポンプユニットからなり貯湯槽1の水を加熱する加熱手段2と、貯湯槽1上部の給湯口3から第一の世帯4と第二の世帯5とに分岐してそれぞれに湯を供給する第一の給湯回路6および第二の給湯回路7を設けている。
In FIG. 1, a hot water supply apparatus in the present embodiment includes a hot
第一の給湯回路6には、給湯口3からの湯と給水管8からの給水を混合して所望の温度にする第一の混合弁9を設け、前記第二の給湯回路7には、給湯口3からの湯と給水管8からの給水を混合して所望の温度にする第二の混合弁12を設けている。また、第一の世帯4には、第一の給湯回路使用設定手段15を有する第一の宅内リモコン16が設置され、第二の世帯5には、第二の給湯回路使用設定手段17を有する第二の宅内リモコン18が設置され、給湯装置本体19内には、これら第一の給湯回路使用設定手段15、第二の給湯回路使用設定手段17の設定に基づいて、加熱手段2を制御する加熱手段制御手段20を有する制御装置21が設けられている。
The first hot water supply circuit 6 is provided with a
さらに、貯湯槽1の表面に、貯湯槽1内の下部の水温検知に対応する第一の温度検知手段22と、貯湯槽1内の中間の高さの水温検知に対応する第二の温度検知手段23を設けている。
Furthermore, on the surface of the
図2は、本実施の形態における給湯装置の制御のブロック図である。 FIG. 2 is a block diagram of control of the hot water supply apparatus in the present embodiment.
図2において、第一の給湯回路使用設定手段15と第二の給湯回路使用設定手段17の設定内容および第一の温度検知手段22と第二の温度検知手段23の出力に基づいて、加熱手段制御手段20は、加熱手段2の運転を制御する構成である。
In FIG. 2, based on the setting contents of the first hot water supply circuit use setting means 15 and the second hot water supply circuit use setting means 17 and the outputs of the first temperature detection means 22 and the second temperature detection means 23, the heating means. The
以上のように構成された本実施の形態における給湯装置について、以下その動作、作用を説明する。 About the hot water supply apparatus in this Embodiment comprised as mentioned above, the operation | movement and an effect | action are demonstrated below.
基本的な沸き上げ動作としては、最初は、貯湯槽1に低温の水が満たされており、運転を開始すると、沸き上げ用循環ポンプ24により、貯湯槽1内の低温の水がヒートポンプ往き口25から加熱手段2に送出され、そこで加熱されて高温の湯がヒートポンプ戻り口
26から貯湯槽1に戻される。これによって、貯湯槽1には上方から順次高温の湯が貯えられていく。
As a basic boiling operation, initially, the
高温の湯がどれだけ貯えられたかは、第一の温度検知手段22と第二の温度検知手段23の出力によって検出し、貯湯槽1内に高温の湯を全量貯える場合は、第一の温度検知手段22が高温を検出した段階で、加熱手段制御手段20が、加熱手段2の運転を停止し、貯湯槽1の中ほどまででよい場合は、第二の温度検知手段23が、高温の湯を検出した段階で運転を停止する。沸き上げ後の給湯利用の際には、給湯口3から貯湯槽1の高温の湯が送られ、給湯に使用された湯量相当の水が貯湯槽1下部の給水口27から流入する。
The amount of hot water stored is detected by the outputs of the first temperature detecting means 22 and the second temperature detecting means 23. When all the hot water is stored in the
ここで、第一の世帯4と第二の世帯5において、それぞれ第一の宅内リモコン16と第二の宅内リモコン18にて、第一の給湯回路使用設定手段15と第二の給湯回路使用設定手段17の設定に応じたそれぞれの動作を説明する。
Here, in the
図3に、第一、第二の宅内リモコン16、18の設定画面を示す。「使用する」と「使用しない」のいずれかを画面下部の上・下キー16aで選択することによって設定をおこなう。例えば、第一の世帯4と第二の世帯5の両方とも「使用する」を選択すると、沸き上げるべき湯量は、貯湯槽1の全量とし、したがって、加熱手段制御手段20は、第一の温度検知手段22が高温の湯を検出するまで、加熱手段2の運転をおこなう。
FIG. 3 shows setting screens of the first and second home
たとえば、加熱手段2での沸き上げ温度が85℃とした場合に、第一の温度検知手段22で60℃の温度を検出するまで運転を続けるようにする。
For example, when the heating temperature in the
また、第二の世帯5のみ「使用しない」が選択されると、沸き上げる湯量は、貯湯槽1の半分とするため、加熱手段制御手段20は、第二の温度検知手段23が高温の湯、たとえば、上記の温度の例では、60℃を検出すると、加熱手段2の運転を停止させる。
Further, when “not use” is selected only for the
以上のように、使用する世帯数に応じて貯湯槽1に貯える湯量を変えることができるので、湯余りを抑制でき、その結果、貯湯槽1からの放熱を減少させて、機器の効率を向上させることができる。また、次回の沸き上げに際し、ヒートポンプユニット2の特性上、低温の水を沸き上げるのに比較して、余った湯の再沸き上げは効率が低くなるので、この実施の形態においては、貯湯槽1から放熱に加えて、多大な効果を得ることができる。
As described above, since the amount of hot water stored in the
なお、加熱手段2の冷凍サイクルは、冷媒として二酸化炭素を用い、臨界圧を越える圧力で運転することが好ましい。二酸化炭素を冷媒として用いることで沸き上げ温度を高温にできるので、利用できる熱量の増大と湯切れ防止性を向上することができる。 The refrigeration cycle of the heating means 2 is preferably operated at a pressure exceeding the critical pressure using carbon dioxide as the refrigerant. Since the boiling temperature can be increased by using carbon dioxide as a refrigerant, it is possible to increase the amount of heat that can be used and to prevent the hot water from running out.
(実施の形態2)
図4は、本発明の第2の実施の形態における給湯装置の制御のブロック図、図5は、同給湯装置の給湯回路使用設定手段の設定画面を示した図である。
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a block diagram of control of the hot water supply apparatus according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a view showing a setting screen of hot water supply circuit use setting means of the hot water supply apparatus.
図4、5において、本実施の形態における給湯装置と、上記第1の実施の形態における給湯装置と異なる点は、加熱手段制御手段20が、加熱手段2の停止を判断するために貯湯槽1の水温検知において、第一の温度検知手段22だけを使うことと、給湯回路の使用の設定は、一台の第一の給湯回路使用設定手段30によってのみおこなう点で、その他の構成は、上記第1の実施の形態における給湯装置と同一なので、同一部分には、同一符号を付してその説明を省略する。 4 and 5, the difference between the hot water supply apparatus in the present embodiment and the hot water supply apparatus in the first embodiment is that the heating means control means 20 determines whether the heating means 2 is stopped. In the water temperature detection, only the first temperature detection means 22 and the use of the hot water supply circuit are set only by one first hot water supply circuit use setting means 30. Since it is the same as the hot water supply apparatus in the first embodiment, the same parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
以上のように構成された給湯装置について動作を説明すると、図5に示すような第一の給湯回路使用設定手段30の画面を用いて、第一の世帯4と第二の世帯5の両方とも「使
用する」設定の場合は、実施の形態1の動作と同様であるが、一方の所帯、例えば、第二の世帯5だけ「使用しない」と設定されると、加熱手段制御手段20は、第一の温度検知手段22の検出温度はより低い温度、たとえば40℃を検出した時点で、加熱手段2の運転を停止する。これによって、貯湯槽1にはより少ない量の湯を貯えることとなり、使用する世帯数に応じた湯量の調節ができることで、実施の形態1と同様の効果を得ることが可能となる。
The operation of the hot water supply apparatus configured as described above will be described below. Using the screen of the first hot water supply circuit use setting means 30 as shown in FIG. 5, both the
以上のように、本発明にかかる給湯装置は、複数世帯に対して湯を供給する場合に、実際に利用する世帯数に応じて貯湯量を増減するので、前記したような家庭用の給湯装置に適用できるほか、熱源と貯湯槽を有するシステムにおいて業務用などの規模の大きい用途にも適用できる。 As described above, when the hot water supply apparatus according to the present invention supplies hot water to a plurality of households, the amount of stored hot water increases or decreases depending on the number of households actually used. In addition, it can be applied to large-scale uses such as business use in a system having a heat source and a hot water tank.
1 貯湯槽
2 加熱手段
6 第一の給湯回路(給湯回路)
7 第二の給湯回路(給湯回路)
15、30 第一の給湯回路使用設定手段(給湯回路使用設定手段)
17 第二の給湯回路使用設定手段(給湯回路使用設定手段)
20 加熱手段制御手段
22 第一の温度検知手段(温度検知手段)
23 第二の温度検知手段(温度検知手段)
1 Hot
7 Second hot water supply circuit (hot water supply circuit)
15, 30 First hot water supply circuit use setting means (hot water supply circuit use setting means)
17 Second hot water supply circuit use setting means (hot water supply circuit use setting means)
20 Heating means control means 22 First temperature detecting means (temperature detecting means)
23 Second temperature detection means (temperature detection means)
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