JP2010139141A - Storage type hot water supply device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、貯湯タンクの貯湯湯水を給湯混合弁で給水と混合して給湯する貯湯式給湯装置に関するものである。 The present invention relates to a hot water storage type hot water supply apparatus that mixes hot water in a hot water storage tank with hot water using a hot water supply mixing valve to supply hot water.
従来よりこの種のものでは、リセットスイッチのリセット信号が入力されると、給湯フローセンサの故障を判断し、給湯フローセンサの検出結果に関係なく給湯サーミスタの検出温度が設定温度と一致するように給湯混合弁を制御して、給湯フローセンサが故障中でも給湯が出来るようにしたものであった。(例えば、特許文献1参照)
ところでこの従来のものでは、給湯開始時にはリセットスイッチを、又停止時には停止スイッチをわざわざ押さなければならず煩わしいものであり、更に停止スイッチを忘れた場合には、高温のお湯が出湯されて火傷する危険も有するものであった。 By the way, with this conventional one, it is troublesome to press the reset switch when starting hot water supply, and the stop switch when stopping, and if you forget the stop switch, hot water is discharged and burns. There was also danger.
そこで、この発明は上記課題を解決するため、特にその構成を、加熱手段で加熱された湯水を貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンクの上端に接続した出湯管と、貯湯タンクの下端に接続した給水管と、前記出湯管からの温水と給水管から分岐した給水バイパス管からの給水とを混合して設定温度の給湯を給湯管から行う給湯混合弁と、給湯管の先端に備えられた蛇口の開閉による給湯の開始及び停止を、給湯管内の湯水の流通で検知する給湯フローセンサと、給湯混合弁による給湯温度を検知し、この温度がリモコンによる給湯設定温度になるように給湯制御部を介して制御する給湯サーミスタと、前記給湯混合弁は給湯停止時には給水側100%開口で停止するものに於いて、前記給湯フローセンサが故障で給湯の開始及び停止が検知出来ない場合は、前記給湯サーミスタによる検知温度が所定時間の間に所定温度低下することで給湯の開始を検知し、所定時間の間に所定温度上昇することで給湯の停止を検知するようにしたものである。 Therefore, in order to solve the above problems, the present invention is particularly connected to the hot water storage tank for storing hot water heated by the heating means, the hot water pipe connected to the upper end of the hot water storage tank, and the lower end of the hot water storage tank. A hot water mixing valve that mixes hot water from the hot water discharge pipe and hot water from the hot water supply pipe and feeds water from a water supply bypass pipe to supply hot water at a set temperature from the hot water supply pipe, and a faucet provided at the tip of the hot water supply pipe The hot water supply flow sensor that detects the start and stop of hot water supply by opening and closing the hot water in the hot water pipe and the hot water temperature by the hot water mixing valve are detected, and the hot water control unit is set so that this temperature becomes the set hot water temperature by the remote controller. The hot water supply thermistor controlled via the hot water supply mixing valve is stopped at the hot water supply side 100% opening when hot water supply is stopped. If not, the temperature detected by the hot water thermistor is detected to decrease by a predetermined temperature during a predetermined time to detect the start of hot water supply, and the temperature rises to a predetermined temperature during a predetermined time to detect the stop of hot water. It is.
この発明によれば、給湯フローセンサが故障した場合には、給湯サーミスタによる給湯管内の微妙な温度変化を検知して、給湯の開始及び停止を制御するので、煩わしい操作が不用となり、普通に蛇口の開閉のみで自動的に行われ、極めて使用勝手が良いものであり、更に給湯の開始は給湯混合弁が給水側100%となっているので、蛇口を開口することによる給水の流れにより、給湯サーミスタの検知温度が変化することで給湯開始を検知し、又給湯の停止は給湯混合弁が湯と水の混合状態で停止されるので、停止直後に発生する給湯管内の高温水の移動を給湯サーミスタが検知して、給湯混合弁を停止位置の給水側100%に移動させるので、確実に給湯開始及び停止を検知出来、給湯フローセンサが故障しても火傷等の心配もなく安心して使用出来るものである。 According to the present invention, when the hot water flow sensor breaks down, a delicate temperature change in the hot water pipe is detected by the hot water thermistor to control the start and stop of the hot water supply. It is automatically performed only by opening and closing, and it is very convenient to use. Furthermore, since the hot water supply mixing valve is 100% on the water supply side, the hot water supply is started by the flow of water supply by opening the faucet. The temperature detection of the thermistor changes to detect the start of hot water supply, and the hot water supply stops because the hot water mixing valve stops in a mixed state of hot water and water. The thermistor detects and moves the hot water mixing valve to 100% of the water supply side at the stop position, so it can reliably detect the start and stop of hot water supply and can be safely relieved even if the hot water flow sensor fails. It is those that can be used Te.
次にこの発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
この貯湯式給湯装置は、時間帯別契約電力の電力単価が安価な深夜時間帯に湯水を沸き上げて貯湯し、この貯湯した湯水を給湯に用いるもので、1は湯水を貯湯する貯湯タンク2を備えた貯湯タンクユニット、3は貯湯タンク2内の湯水を加熱する加熱手段としてのヒートポンプユニット、4は台所や洗面所等に設けられた蛇口、5はこの貯湯式給湯装置を遠隔操作するリモコン、6は浴槽である。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
This hot water storage type hot water supply apparatus boils and stores hot water in the midnight hours when the unit price of contracted power by time zone is low, and uses the hot water stored for hot water supply. 1 is a hot water storage tank 2 for storing hot water. 3 is a heat pump unit as a heating means for heating hot water in the hot water storage tank 2, 4 is a faucet provided in a kitchen or a washroom, etc. 5 is a remote control for remotely operating this hot water storage hot water supply device , 6 is a bathtub.
前記貯湯タンクユニット1の貯湯タンク2は、上端に出湯管7と、下端に給水管8とが接続され、更に下部にヒーポン循環回路を構成する往き管9と、上端にヒーポン循環回路を構成する戻し管10とが接続され、前記ヒートポンプユニット3によって往き管9から取り出した貯湯タンク2内の湯水を沸き上げて戻し管10から貯湯タンク2内に戻して貯湯され、給水管8からの給水により貯湯タンク2内の湯水が押し上げられて貯湯タンク2内上部の高温水が出湯管7から押し出されて給湯されるものである。
The hot water storage tank 2 of the hot water
前記ヒートポンプユニット3は、圧縮機11と凝縮器としての冷媒−水熱交換器12と電子膨張弁13と強制空冷式の蒸発器14で構成されたヒートポンプ回路15と、貯湯タンク2内の湯水を前記往き管9および戻し管10を介して冷媒−水熱交換器12に循環させる加熱循環ポンプ16と、それらの駆動を制御するヒーポン制御部17とを備えており、ヒートポンプ回路15内には冷媒として二酸化炭素が用いられて超臨界ヒートポンプサイクルを構成しているものである。なお、冷媒に二酸化炭素を用いているので、低温水を電熱ヒータなしで約90℃の高温まで沸き上げることが可能なものである。
The
ここで、前記冷媒−水熱交換器12は冷媒と被加熱水たる貯湯タンク2内の湯水とが対向して流れる対向流方式を採用しており、超臨界ヒートポンプサイクルでは熱交換時において冷媒は超臨界状態のまま凝縮されるため効率良く高温まで被加熱水を加熱することが出来、被加熱水の冷媒−水熱交換器12入口温度と冷媒の出口温度との温度差が一定になるように前記電子膨張弁12または圧縮機11を制御することで、COP(エネルギー消費効率)がとても良い状態で被加熱水を加熱することが可能なものである。
Here, the refrigerant-
次に、18は前記浴槽6の湯水を加熱するためのステンレス製の蛇管よりなる風呂熱交換器で、貯湯タンク2内の上部に配置されていると共に、この風呂熱交換器18には風呂往き管19および風呂循環ポンプ20を備えた風呂戻り管21よりなる風呂循環回路22が接続されて浴槽6の湯水が循環可能にされ、浴槽6内の湯水が貯湯タンク2内の高温水により加熱されて保温あるいは追い焚きが行われるものである。
Next, 18 is a bath heat exchanger composed of a stainless steel snake pipe for heating the hot water in the bathtub 6, which is arranged at the upper part in the hot water storage tank 2, and the
前記保温や追い焚きの時に、貯湯タンク2内の熱量が不足している場合には、ヒートポンプユニット3による沸き増し運転が行われるが、この時加熱温水は戻し管10ではなく、風呂熱交換器18と対向する貯湯タンク2上部に連通された中間戻し管23を介して戻されるものであり、戻し管10と中間戻し管23との分岐部には流路切替手段を構成する三方弁24が備えられ、この三方弁24は深夜時間帯の沸き上げ運転では戻し管10を選択し、更にこの時間帯以外の沸き増し運転では中間戻し管23を選択するようにしたものである。
If the amount of heat in the hot water storage tank 2 is insufficient at the time of heat insulation or reheating, the
25は風呂戻り管21を介して風呂熱交換器18に流入する浴槽水の温度を検出する風呂戻り温度センサ、26は風呂熱交換器18を流出して風呂往き管19を介して浴槽6へ流れる浴槽水の温度を検出する風呂往き温度センサである。
A bath
次に、27は出湯管7からの湯と給水管9から分岐された給水バイパス管28からの低温水を混合する電動ミキシング弁より構成された給湯混合弁であり、その下流の給湯管29に設けた給湯サーミスタ30で検知した湯温がリモコン5でユーザーが設定した給湯設定温度になるように混合比率が制御されるものであり、31は給湯管29に備えられ給湯の流れを検知することで給湯の開始を、又給湯の流れが止まることで給湯停止を検知する給湯フローセンサである。
Next, 27 is a hot water mixing valve composed of an electric mixing valve for mixing hot water from the hot water discharge pipe 7 and low temperature water from the water
32は給湯管29から分岐されて風呂戻り管21に連通された湯張り管で、この湯張り管32には、浴槽6への湯張りの開始/停止を行う湯張り弁33と、浴槽6への湯張り量をカウントする流量カウンタ34と、浴槽水が給湯管29へ逆流するのを防止する逆止弁35とが設けられているものである。
次に、36は貯湯タンク2の上下方向に複数個配置された貯湯温度センサで、この実施形態では5つの貯湯温度センサが配置され上から36a、36b、36c、36d、36eと呼び、この貯湯温度センサ36が検出する温度情報によって、貯湯タンク2内にどれだけの熱量、貯湯量が残っているかやどこまで沸き増しで補充されたかを検知し、又貯湯タンク2内の上下方向の温度分布も検知するものである。
Next, a plurality of hot water
前記リモコン5には、給湯設定温度を設定する給湯温度設定スイッチ37、及び風呂設定温度を設定する風呂温度設定スイッチ38がそれぞれ設けられていると共に、浴槽6へ風呂設定温度の湯をリモコン5の湯張り量設定スイッチ(図示せず)で設定された湯張り量だけ湯張りし所定時間保温及び、浴槽6内の水位が所定量低下すると設定された水位まで所定温度の補水を行わせる風呂自動スイッチ39と、浴槽水を追い焚きさせる追い焚きスイッチ40が設けられているものである。
The
41は貯湯タンクユニット1内の各センサの入力を受け各アクチュエータの駆動を制御する記憶、演算、時間カウント機能を内蔵したマイコンから構成された給湯制御部である。 この給湯制御部41に前記リモコン5が無線または有線により接続されユーザーが任意の給湯設定温度および風呂設定温度を設定できるようにしているものである。
前記給湯制御部41は、入力側にリモコン5、風呂戻り温度センサ25、風呂往き温度センサ26、給湯サーミスタ30、給湯フローセンサ31、流量カウンタ34、貯湯温度センサ36等が接続され、出力側には加熱循環ポンプ16、ヒーポン制御部17、風呂循環ポンプ20、給湯混合弁27、湯張り弁33が接続されている。
The
尚、42は水位センサ、43は貯湯タンク2の過圧を逃す過圧逃し弁、44は給水の圧力を減圧する減圧弁、45は給水の温度を検出する給水温度センサである。
Incidentally, 42 is a water level sensor, 43 is an overpressure relief valve for releasing the overpressure of the hot
次にこの一実施形態の作動を説明する。
先ず、深夜電力時間帯になって貯湯温度センサ36が貯湯タンク2内に翌日に必要な熱量が残っていないことを検出すると、給湯制御部41はヒーポン制御部17に対して沸き上げ開始指令を発する。指令を受けたヒーポン制御部17は圧縮機11を起動した後に加熱循環ポンプ16を駆動開始し、貯湯タンク2下部に接続された往き管9から取り出した5〜20℃程度の低温水を冷媒−水熱交換器12で70〜90℃程度の高温に加熱し、貯湯タンク2上部に接続された戻り管10から貯湯タンク2内に戻し、貯湯タンク2の上部から順次積層して高温水を貯湯して行く。貯湯温度センサ36eが必要な熱量が貯湯されたことを検出すると、給湯制御部41はヒーポン制御部17に対して沸き上げ停止指令を発し、ヒーポン制御部17は圧縮機11を停止すると共に加熱循環ポンプ16も停止して沸き上げ動作を終了するものである。
Next, the operation of this embodiment will be described.
First, when the hot water
次に給湯運転について説明すると、蛇口4を開くと、給湯混合弁27が給水側100%の状態なので、給水バイパス管28から給湯管29に最初は給水が流れ、これを給湯フローセンサ31が検知することで給湯開始を検知し、給湯制御部41を介して給湯混合弁27を、先ず貯湯温度センサ36の検知温度と平均給水温度で決定する開度にフィードフォワード制御し、そして次にリモコン5で設定された給湯設定温度に給湯サーミスタ30が検知する給湯温度がなるように、給湯混合弁27の温水と給水との混合比率を制御するものであり、このフィードバック制御により使用者が希望する設定温度の給湯を得ることが出来るものである。
Next, the hot water supply operation will be described. When the faucet 4 is opened, since the hot water
又給湯の停止は蛇口4を閉めることで、給湯管29にお湯の流れがなくなったことを給湯フローセンサ31が検知して、給湯制御部41を介して給湯混合弁27を給水側100%の状態にして、次回の再給湯時にも給湯が水から始まり高温水の吐出で火傷する危険を防止するものである。
In addition, the hot water supply is stopped by closing the faucet 4 so that the hot
次に給湯フローセンサ31が故障した状態での給湯運転の開始判定を図3に示すフローチャート、及び給湯運転の停止判定を図4に示すフローチャートで説明する。
図3の給湯待機中に、ステップ46で蛇口4を開くと、ステップ47に進み給湯フローセンサ31が流水を検知したかを判断し、YESでは正常で上記の給湯運転を行うものであり、NOではステップ48に進み給湯サーミスタ30の検知温度が5秒間に5℃以上低下したかを判断し、即ち、給湯フローセンサ31による流水検知がない場合には、蛇口4を開くことにより、給湯混合弁27が給水側100%開口なので給湯管29内を給水が流れるが、当初は給湯管29内に前の給湯で混合された残留水が流れ、その後徐々に給水に変わるので、この時の温度変化を給湯サーミスタ30で検知して給湯開始を判断し、ステップ49で給湯フローセンサ31が故障であることをリモコン5の表示部分に表示して、報知するものであり、その後は上記の給湯運転と同様で給湯混合弁27を制御して給湯を行うものである。
Next, the start determination of the hot water supply operation in a state where the hot water
If the faucet 4 is opened in
又図4の給湯フローセンサ31が故障した状態での給湯停止では、ステップ50で蛇口4を閉めると、ステップ51に進み給湯フローセンサ31が流水停止を検知したかを判断し、YESでは上記の給湯停止時と同様に、ステップ52で給湯混合弁27を給水側100%の状態に駆動させるものであり、NOではステップ53に進み給湯サーミスタ30の検知温度が5秒間に5℃以上上昇したかを判断し、即ち、給湯フローセンサ31による流水停止検知がない場合には、蛇口4を閉めることにより、給湯混合弁27はまだ高温水と給水の混合状態で停止しているので、蛇口4の閉止直後の混合水が比重差で高温水と置き換わるように該高温水が回り込むので、この時の温度変化を給湯サーミスタ30で検知して給湯停止を判断し、ステップ54で給湯フローセンサ31が故障であることをリモコン5の表示部分に表示して、報知するものであり、そしてステップ52に戻って給湯混合弁27を給水側100%の状態に駆動させるものである。
Further, in the hot water supply stop in a state where the hot water
このように給湯フローセンサ31が故障しても、給湯混合弁27の混合調整用の給湯サーミスタ30を利用して、給湯の開始及び停止を検知出来るので、別のセンサ湯の部品を追加することなく、安価にしかも確実に検知出来、しかも貯湯式給湯装置独特の給湯開始時と停止時の微妙な変化を利用しての検知で、常に的確で誤検知の心配がなく安心して使用出来るものである。
Thus, even if the hot
2 貯湯タンク
3 ヒートポンプユニット(加熱手段)
4 蛇口
7 出湯管
9 給水管
27 給湯混合弁
29 給湯管
30 給湯サーミスタ
31 給湯フローセンサ
41 給湯制御部
2 Hot
4 Faucet 7
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