JP2011064394A - Hot water storage tank with heater - Google Patents

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Japanese (ja)
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Hideyuki Batakeya
英行 畑矢
Toshihiro Horiuchi
敏弘 堀内
Katsutoshi Ono
勝利 小野
Toshikatsu Fukunaga
敏克 福永
Masakazu Nomura
正和 野村
Hidekazu Ikeda
英和 池田
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Panasonic Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
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  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hot water storage tank with a heater capable of cutting power transmission to an electric heater in safety even if a temperature of hot-water/water in a hot water storage tank is abnormally increased. <P>SOLUTION: The hot water storage tank with the heater includes a three-phase heater 15a (15b) composed of three heater elements 49a-49c for heating hot-water/water in the hot water storage tank, relays 51a-51c disposed between each of the heater elements and the three-phase power source for switching on/off-operations of power supply to the heater, a main connecting wire 53 for switching on/off-operations of the relays, first to third overtemperature preventing devices 50a-50c disposed between the heater elements and the three-phase power source, a forth overtemperature preventing device 50d disposed on the main connecting wire, and the first to forth overtemperature preventing devices cut power transmission when it is detected that a temperature in the hot water storage tank is a prescribed temperature or higher. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、湯水を加熱するヒータを有した貯湯タンクに関する。 The present invention relates to a hot water storage tank having a heater for heating hot water.

従来では、石油やガスなどの燃焼系の燃料を熱源とした暖房機器の利用が大半を占めていたが、近年ではヒートポンプ技術を利用した暖房市場が急激に拡大している。また、従来の空気調和機においてもヒートポンプ技術を利用して、冷房と暖房の双方を利用することができるものもある。   Conventionally, heating equipment using combustion fuels such as oil and gas as the heat source has occupied the majority, but in recent years the heating market using heat pump technology has expanded rapidly. Also, some conventional air conditioners can use both cooling and heating by utilizing heat pump technology.

しかしながら、従来の空気調和機だけでは、暖房時に足元が暖まりにくい等の課題があり、それを解消するためにヒートポンプ技術を利用した温水暖房装置が開発されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載の温水暖房装置では、高温冷媒と温水とを熱交換して、熱交換して昇温した温水を床暖房パネル等の暖房端末へ送り、暖房を行っている。   However, the conventional air conditioner alone has a problem that the feet are difficult to warm during heating, and a hot water heater using heat pump technology has been developed to solve the problem (see, for example, Patent Document 1). In the hot water heating apparatus described in Patent Document 1, heat exchange is performed between a high-temperature refrigerant and hot water, and the hot water heated by heat exchange is sent to a heating terminal such as a floor heating panel to perform heating.

図9は、従来のヒートポンプ式温水暖房装置の構成図である。図9に示すように、従来のヒートポンプ式温水暖房装置は、圧縮機101と、水冷媒熱交換器102の冷媒流路と、減圧装置103と、蒸発器104とを順次冷媒配管105で環状に接続して冷凍サイクル106を構成し、水冷媒熱交換器102の水流路と、沸き上げポンプ109と、貯湯タンク110とを順次環状に接続して沸き上げサイクルを構成していた。   FIG. 9 is a configuration diagram of a conventional heat pump hot water heater. As shown in FIG. 9, the conventional heat pump type hot water heating apparatus has a compressor 101, a refrigerant flow path of a water / refrigerant heat exchanger 102, a decompression device 103, and an evaporator 104 that are sequentially annularly formed by a refrigerant pipe 105. The refrigeration cycle 106 was connected to form a boiling cycle by sequentially connecting the water flow path of the water-refrigerant heat exchanger 102, the boiling pump 109, and the hot water storage tank 110 in an annular manner.

そして暖房運転を開始すると温水循環ポンプ111が駆動することによって貯湯タンク110内の温水を暖房端末108へ送る。また、給湯運転を行う時には、貯湯タンク110内に設けられた給湯熱交換器112で温水を貯湯タンク110内の高温水と熱交換して、給湯端末へ温水が供給される。   When the heating operation is started, the hot water circulation pump 111 is driven to send the hot water in the hot water storage tank 110 to the heating terminal 108. Further, when performing a hot water supply operation, hot water is exchanged with hot water in the hot water storage tank 110 by a hot water supply heat exchanger 112 provided in the hot water storage tank 110, and the hot water is supplied to the hot water supply terminal.

また、貯湯タンク110には電気ヒータ115が設けられており、貯湯タンク110内の湯水を加熱している。   The hot water storage tank 110 is provided with an electric heater 115 to heat the hot water in the hot water storage tank 110.

特開2008−39305号公報JP 2008-39305 A

しかしながら、前記従来の構成の電気ヒータがついた貯湯タンクにおいて、電気ヒータが故障、もしくは何らかの異常が発生して、貯湯タンク内の湯水が異常な温度になることがあり、安全対策をしなければならないという課題を有していた。   However, in the hot water storage tank equipped with the electric heater of the conventional configuration, the electric heater may break down or some abnormality may occur, and the hot water in the hot water storage tank may become an abnormal temperature. It had the problem of not becoming.

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、貯湯タンク内の湯水が異常な高温になっても安全に電気ヒータへの通電を遮断することができるヒータ付き貯湯タンクを提供することを目的とする。   The present invention solves the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a hot water storage tank with a heater that can safely cut off energization to an electric heater even when hot water in the hot water storage tank becomes abnormally high in temperature. And

前記従来の課題を解決するために、本発明のヒータ付き貯湯タンクは、湯水を貯える貯湯タンクと、貯湯タンク内の湯水を加熱する3つのヒータエレメントで構成される3相ヒータと、それぞれのヒータエレメントと3相電源との間にヒータへの電力供給をON・O
FFするリレーと、リレーのONとOFFとを切り替えるための主接続線と、それぞれのヒータエレメントと3相電源との間に第1〜第3の温度過昇防止装置と、主接続線に第4の温度過昇防止装置とを備え、第1〜第3の温度過昇防止装置は、貯湯タンク内の温度が所定温度以上を検知した時にヒータエレメントへの電力を遮断するように構成され、第4の温度過昇防止装置は、貯湯タンク内の温度が所定温度以上を検知した時に主接続線への通電を遮断することを特徴とするものである。
In order to solve the above-described conventional problems, a hot water storage tank with a heater according to the present invention includes a hot water storage tank for storing hot water, a three-phase heater composed of three heater elements for heating the hot water in the hot water storage tank, and each heater. Turn on / off the power supply to the heater between the element and the three-phase power supply
FF relay, main connection line for switching ON and OFF of the relay, first to third overheat prevention devices between each heater element and the three-phase power source, and the main connection line 4 and the first to third overheat prevention devices are configured to cut off power to the heater element when the temperature in the hot water storage tank detects a predetermined temperature or higher. The fourth overheat prevention device is characterized in that the energization to the main connection line is cut off when the temperature in the hot water storage tank is detected to be equal to or higher than a predetermined temperature.

これによって、第1〜第3の温度過昇防止装置が異常な温度を検知したときには、3つのヒータエレメントへの電力供給を直接遮断するだけではなく、第1〜第3の温度過昇防止装置が働かなくても、3つのリレーへ信号を送るための主接続線に第4の温度過昇防止装置を設けることによって、第4の温度過昇防止装置が異常な温度を検知したときには、3つのリレー全てをOFFすることができるので、確実にヒータへの電力供給を遮断することができる。   Thereby, when the first to third overheat prevention devices detect an abnormal temperature, not only the power supply to the three heater elements is directly cut off, but also the first to third overheat prevention devices. If the fourth overheat prevention device detects an abnormal temperature by providing the fourth overheat prevention device on the main connection line for sending signals to the three relays even if the Since all the two relays can be turned off, the power supply to the heater can be cut off reliably.

本発明は、貯湯タンク内の湯水が異常な高温になっても安全に電気ヒータへの通電を遮断することができるヒータ付き貯湯タンクを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION This invention can provide the hot water storage tank with a heater which can interrupt | block the electricity supply to an electric heater safely even if the hot water in a hot water storage tank becomes abnormally high temperature.

本発明の実施の形態1におけるヒートポンプ式温水暖房装置の構成図The block diagram of the heat pump type hot water heating apparatus in Embodiment 1 of this invention 同実施の形態1における貯湯タンクの一部断面図Partial sectional view of the hot water storage tank in the first embodiment 同実施の形態1におけるAA断面図AA sectional view in the first embodiment 同実施の形態1におけるBB断面図BB sectional view in the first embodiment 同実施の形態1におけるヒータの回路図Circuit diagram of heater in the first embodiment 同実施の形態1における貯湯タンクの要部拡大図The principal part enlarged view of the hot water storage tank in Embodiment 1 同実施の形態1における流量調整弁の駆動タイミング図Driving timing chart of the flow rate adjusting valve in the first embodiment 同実施の形態1における流量調整弁の特性図Characteristic diagram of flow regulating valve in embodiment 1 従来のヒートポンプ式温水暖房装置の構成図Configuration diagram of conventional heat pump hot water heater

第1の発明のヒータ付き貯湯タンクは、湯水を貯える貯湯タンクと、貯湯タンク内の湯水を加熱する3つのヒータエレメントで構成される3相ヒータと、それぞれのヒータエレメントと3相電源との間にヒータへの電力供給をON・OFFするリレーと、リレーのONとOFFとを切り替えるための主接続線と、それぞれのヒータエレメントと3相電源との間に第1〜第3の温度過昇防止装置と、主接続線に第4の温度過昇防止装置とを備え、第1〜第3の温度過昇防止装置は、貯湯タンク内の温度が所定温度以上を検知した時にヒータエレメントへの電力を遮断するように構成され、第4の温度過昇防止装置は、貯湯タンク内の温度が所定温度以上を検知した時に主接続線への通電を遮断することを特徴とするものである。   A hot water storage tank with a heater according to a first aspect of the invention is a hot water storage tank for storing hot water, a three-phase heater composed of three heater elements for heating the hot water in the hot water storage tank, and between each heater element and a three-phase power source. Relays for turning the power supply to the heater ON / OFF, main connection lines for switching the relay ON and OFF, and the first to third temperature overheating between each heater element and the three-phase power source And a fourth overheat prevention device on the main connection line, and the first to third overheat prevention devices are connected to the heater element when the temperature in the hot water storage tank detects a predetermined temperature or higher. The fourth overheat prevention device is configured to cut off the electric power, and is characterized in that the energization to the main connection line is cut off when the temperature in the hot water storage tank detects a predetermined temperature or higher.

これによって、第1〜第3の温度過昇防止装置が異常な温度を検知したときには、3つのヒータエレメントへの電力供給を直接遮断するだけではなく、第1〜第3の温度過昇防止装置が働かなくても、3つのリレーへ信号を送るための主接続線に第4の温度過昇防止装置を設けることによって、第4の温度過昇防止装置が異常な温度を検知したときには、3つのリレー全てをOFFすることができるので、確実にヒータへの電力供給を遮断することができる。   Thereby, when the first to third overheat prevention devices detect an abnormal temperature, not only the power supply to the three heater elements is directly cut off, but also the first to third overheat prevention devices. If the fourth overheat prevention device detects an abnormal temperature by providing the fourth overheat prevention device on the main connection line for sending signals to the three relays even if the Since all the two relays can be turned off, the power supply to the heater can be cut off reliably.

第2の発明のヒータ付き貯湯タンクは、特に第1の発明において、第1〜第3の温度過昇防止装置のいずれか1つの温度過昇防止装置に、ヒータエレメントへの電力が遮断したことを検知する安全制御装置を接続し、第4の温度過昇防止装置でリレーへの通電を遮断
する前に、安全制御装置の接続された温度過昇防止装置でヒータエレメントへの電力が遮断したことを安全制御装置が検知すると、第4の温度過昇防止装置でリレーへの通電を遮断することを特徴とするものである。
In the hot water storage tank with a heater according to the second invention, in particular, in the first invention, the power to the heater element is interrupted by any one of the first to third overheat prevention devices. Before connecting the safety control device to detect the heat and shutting off the energization to the relay with the fourth overheat prevention device, the power to the heater element was cut off with the overtemperature prevention device connected to the safety control device When the safety control device detects this, the fourth over-temperature prevention device cuts off the power supply to the relay.

これによって、どの温度過昇防止装置が一番初めに働くかは分からないが、異常温度を検知すれば第1〜第3の温度過昇防止装置は順番にヒータエレメントへの電力を遮断するため、第1〜第3の温度過昇防止装置のいずれか1つのみをに安全制御装置を接続しておき、安全制御装置が接続された温度過昇防止装置が働いた時点で、第4の温度過昇防止装置で通電を遮断することで、3つのリレー全てをOFFさせることができるので、確実にヒータエレメントへの電力を遮断することができる。また、3つの温度過昇防止装置すべてを監視しておく必要がないので、電源の引き回しが容易となる。   As a result, it is not known which overheat prevention device works first, but if an abnormal temperature is detected, the first to third overheat prevention devices shut off the power to the heater elements in order. The safety control device is connected to only one of the first to third overheat prevention devices, and when the overtemperature prevention device to which the safety control device is connected operates, the fourth Since all three relays can be turned off by cutting off the energization with the overtemperature prevention device, the power to the heater element can be cut off reliably. In addition, since it is not necessary to monitor all three overheating prevention devices, the power supply can be easily routed.

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)
図1は、本発明の実施の形態1におけるヒートポンプ式温水暖房装置の構成図である。まず、図1を用いて本実施の形態におけるヒートポンプ式温水暖房装置の構成を説明する。本実施の形態のヒートポンプ式温水暖房装置は、ヒートポンプユニットAと、熱交換ユニットBと、タンクユニットCの3つのユニットで構成され、ヒートポンプユニットAは屋外に設置され、熱交換ユニットBおよびタンクユニットCは屋内に設置される。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a configuration diagram of a heat pump type hot water heating apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. First, the structure of the heat pump type hot water heating apparatus in the present embodiment will be described with reference to FIG. The heat pump type hot water heating apparatus of the present embodiment is composed of three units of a heat pump unit A, a heat exchange unit B, and a tank unit C. The heat pump unit A is installed outdoors, and the heat exchange unit B and the tank unit. C is installed indoors.

そして本実施の形態のヒートポンプ式温水暖房装置は、冷媒を圧縮して高温冷媒を吐出する圧縮機1と、水と高温冷媒とを熱交換して温水を生成する水冷媒熱交換器2と、冷媒を減圧する減圧装置3と、空気と冷媒とで熱交換を行う蒸発器4aと、冷媒の流路を変更する四方弁5とを備えている。そして、圧縮機1、水冷媒熱交換器2、減圧装置3、蒸発器4a、四方弁5を冷媒配管6で環状に接続してヒートポンプサイクルを構成している。さらに、蒸発器4aに送風を行い、空気と冷媒との熱交換を促進させる送風ファン4bを設けている。なお、水冷媒熱交換器2の形態としては、プレート式や二重管方式のいずれの形態であっても問題はない。   And the heat pump type hot water heating apparatus of the present embodiment includes a compressor 1 that compresses the refrigerant and discharges the high-temperature refrigerant, a water-refrigerant heat exchanger 2 that generates heat by exchanging heat between the water and the high-temperature refrigerant, A decompression device 3 for decompressing the refrigerant, an evaporator 4a for exchanging heat between air and the refrigerant, and a four-way valve 5 for changing the flow path of the refrigerant are provided. And the compressor 1, the water refrigerant | coolant heat exchanger 2, the decompression device 3, the evaporator 4a, and the four-way valve 5 are cyclically connected by the refrigerant | coolant piping 6, and the heat pump cycle is comprised. Furthermore, the ventilation fan 4b which ventilates the evaporator 4a and accelerates | stimulates heat exchange with air and a refrigerant | coolant is provided. In addition, as a form of the water-refrigerant heat exchanger 2, there is no problem even if it is either a plate type or a double pipe type.

また、水冷媒熱交換器2を熱交換ユニットB内に配置し、圧縮機1、減圧装置3、蒸発器4a、四方弁5をヒートポンプユニットA内に配置することによって、屋内と屋外とは冷媒配管で接続されることになるため、ヒートポンプ式温水暖房装置が寒冷地に設置された場合であっても冷媒配管が凍結する恐れが低い。また、本実施の形態では冷媒をR410Aとして説明するが、これに限定されることはなく、例えばR407C等のフロン系冷媒を用いることができる。   Moreover, the water refrigerant heat exchanger 2 is disposed in the heat exchange unit B, and the compressor 1, the pressure reducing device 3, the evaporator 4a, and the four-way valve 5 are disposed in the heat pump unit A, so that indoors and outdoors are refrigerants. Since it will be connected by piping, even if it is a case where a heat pump type hot water heating apparatus is installed in a cold district, there is little possibility that refrigerant piping will freeze. In this embodiment, the refrigerant is described as R410A. However, the present invention is not limited to this, and for example, a fluorocarbon refrigerant such as R407C can be used.

また、タンクユニットC内には、湯水を貯える貯湯タンク7を有しており、貯湯タンク7の内部は仕切り板8で上下に分割されている。そして貯湯タンク7の内部は、仕切り板8よりも上が給湯用温水部7aになっており、仕切り板8よりも下が暖房用温水部7bとなっている。このように貯湯タンク7の内部を上下に分割することによって、給湯用温水部7a内の温水は給湯時の熱交換のために使用することができ、暖房用温水部7b内の温水は暖房時に暖房端末へ循環させるために使用することができる。   The tank unit C has a hot water storage tank 7 for storing hot water, and the interior of the hot water storage tank 7 is divided into upper and lower portions by a partition plate 8. In the hot water storage tank 7, the hot water supply hot water part 7 a is above the partition plate 8, and the hot water hot part 7 b is below the partition plate 8. By dividing the interior of the hot water storage tank 7 in this way, the hot water in the hot water supply hot water section 7a can be used for heat exchange during hot water supply, and the hot water in the hot water supply section 7b is used during heating. Can be used to circulate to the heating terminal.

さらに、貯湯タンク7の下方部から水冷媒熱交換器2へ低温水を送るための沸き上げポンプ9を備えている。そして沸き上げポンプ9を駆動することによって、貯湯タンク7の下方部の水出口10から低温水を水冷媒熱交換器2へ送り、水冷媒熱交換器2で冷媒から熱を貰い温水が生成されている。   Furthermore, a boiling pump 9 for sending low-temperature water from the lower part of the hot water storage tank 7 to the water-refrigerant heat exchanger 2 is provided. Then, by driving the boiling pump 9, low temperature water is sent from the water outlet 10 below the hot water storage tank 7 to the water refrigerant heat exchanger 2, and the water refrigerant heat exchanger 2 generates heat from the refrigerant to generate hot water. ing.

また、水冷媒熱交換器2で生成された温水は、貯湯タンク7の略中間部、かつ、仕切り板8よりも下方の湯入口11へ戻されている。このように、本実施の形態では、貯湯タンク7、水出口10、沸き上げポンプ9、水冷媒熱交換器2、湯入口11を配管で接続して沸き上げサイクルを構成している。なお、沸き上げポンプ9には循環流量が一定のACポンプが用いられている。   Further, the hot water generated by the water-refrigerant heat exchanger 2 is returned to the hot water inlet 11 below the partition plate 8 and at a substantially intermediate portion of the hot water storage tank 7. Thus, in this Embodiment, the hot water storage tank 7, the water outlet 10, the boiling pump 9, the water refrigerant | coolant heat exchanger 2, and the hot water inlet 11 are connected with piping, and the boiling cycle is comprised. The boiling pump 9 is an AC pump with a constant circulation flow rate.

図2は、貯湯タンク7の一部断面図であり、図3は図2のAA断面図である。図2、図3に示すように、貯湯タンク7の略中間部には仕切り板8が配置されている。また、図3に示すように、仕切り板8には複数の開口部8aを設けており、ヒートポンプサイクルで加熱された温水が暖房用温水部7bへ戻ってきたときに、開口部8aを通って給湯用温水部7aへ温水が流入する。なお、本実施の形態では開口部8aを4箇所設けているが、これに限定されることはない。   FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the hot water storage tank 7, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along AA in FIG. As shown in FIGS. 2 and 3, a partition plate 8 is disposed at a substantially intermediate portion of the hot water storage tank 7. Moreover, as shown in FIG. 3, the partition plate 8 is provided with a plurality of openings 8a. When the hot water heated in the heat pump cycle returns to the heating hot water section 7b, the opening 8a passes through the openings 8a. Hot water flows into the hot water supply hot water section 7a. Although four openings 8a are provided in the present embodiment, the present invention is not limited to this.

また、仕切り板8の周囲と貯湯タンク7の内壁とは4箇所の溶接ポイント8bで溶接されており、溶接箇所以外の仕切り板8の周囲と貯湯タンク7との間には隙間が空いている。そして、湯入口11から戻された温水は、仕切り板8の周囲と貯湯タンク7の内壁との間に出来た隙間を通って、給湯用温水部7aへ温水が流入する。なお、本実施の形態では溶接ポイント8bを4箇所設けているが、これに限定されることはない。   Further, the periphery of the partition plate 8 and the inner wall of the hot water storage tank 7 are welded at four welding points 8b, and there is a gap between the periphery of the partition plate 8 other than the welded portion and the hot water storage tank 7. . The hot water returned from the hot water inlet 11 passes through the gap formed between the periphery of the partition plate 8 and the inner wall of the hot water storage tank 7 and flows into the hot water supply hot water section 7a. In this embodiment, four welding points 8b are provided, but the present invention is not limited to this.

図4は、図3のBB断面図である。図4に示すように、仕切り板8は貯湯タンク7とアーム8cを介して溶接されている。そして、アーム8cは貯湯タンク7の内壁から離間するように角度θを成すように構成されており、溶接ポイント8dで貯湯タンク7と溶接されている。また、仕切り板8とアーム8cとは溶接ポイント8bで溶接されている。   4 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. As shown in FIG. 4, the partition plate 8 is welded via the hot water storage tank 7 and the arm 8c. The arm 8c is configured to form an angle θ so as to be separated from the inner wall of the hot water storage tank 7, and is welded to the hot water storage tank 7 at a welding point 8d. Further, the partition plate 8 and the arm 8c are welded at a welding point 8b.

また、貯湯タンク7および仕切り板8には耐食性の観点からステンレスを用いている。しかしながら、ステンレス同士の隙間が狭いと、隙間腐蝕が発生してしまい、その結果、水漏れが発生してしまう可能性がある。そのため、本実施の形態では、仕切り板8と貯湯タンク7の内壁とは所定の間隙La、仕切り板8とアーム8cとの間に所定の間隙Lbを設けている。本実施の形態では、それぞれ50μm以上の間隙をとるようにしている。なお、隙間腐蝕はステンレス同士の間隙が40μm未満の時に発生するため、所定の間隙LaおよびLbは40μm以上とすることで、確実に隙間腐蝕を防止することができる。   Stainless steel is used for the hot water storage tank 7 and the partition plate 8 from the viewpoint of corrosion resistance. However, if the gap between the stainless steels is narrow, gap corrosion occurs, and as a result, water leakage may occur. Therefore, in the present embodiment, a predetermined gap La is provided between the partition plate 8 and the inner wall of the hot water storage tank 7, and a predetermined gap Lb is provided between the partition plate 8 and the arm 8c. In this embodiment, a gap of 50 μm or more is taken. Since the gap corrosion occurs when the gap between the stainless steels is less than 40 μm, the predetermined gaps La and Lb can be reliably prevented by setting the gaps La and Lb to 40 μm or more.

図5は、上部ヒータ15a(もしくは下部ヒータ15b)の回路図である。上部ヒータ15aおよび下部ヒータ15bはそれぞれ3つのヒータエレメント49a〜49cで構成されている。また、三相電源52と、それぞれのヒータエレメント49a〜49cとの間には、温度が異常に上昇したことを検知すると内部の接点が解除して通電を遮断する第1〜第3の温度過昇防止装置50a〜50cと、ヒータへの電力供給をON・OFFするON・OFF手段であるリレー51a〜51cが設けられている。さらに、リレー51a〜51cのONとOFFとを切り替えるための主接続線53を有しており、主接続線53にも温度過昇防止装置50dが設けられている。また、第3の温度過昇防止装置には安全制御装置54が接続されている。   FIG. 5 is a circuit diagram of the upper heater 15a (or the lower heater 15b). Each of the upper heater 15a and the lower heater 15b includes three heater elements 49a to 49c. Further, between the three-phase power source 52 and each of the heater elements 49a to 49c, when detecting that the temperature has risen abnormally, the internal contacts are released and the first to third overtemperatures are cut off. Ascending prevention devices 50a to 50c and relays 51a to 51c which are ON / OFF means for turning ON / OFF the power supply to the heater are provided. Furthermore, the main connection line 53 for switching ON and OFF of the relays 51 a to 51 c is provided, and the main connection line 53 is also provided with an overtemperature preventing device 50 d. In addition, a safety control device 54 is connected to the third overheat prevention device.

図6は、貯湯タンク7の要部斜視図である。図6に示すように、貯湯タンク7には温度過昇防止装置50a〜50dが上部ヒータ15aもしくは下部ヒータ15bの近傍に取り付けられ、温水の温度が検知できるように配置されている。   FIG. 6 is a perspective view of a main part of the hot water storage tank 7. As shown in FIG. 6, the hot water storage tank 7 is provided with temperature rise prevention devices 50a to 50d in the vicinity of the upper heater 15a or the lower heater 15b so as to detect the temperature of the hot water.

また、水冷媒熱交換器2の水側入口には入水温度を検出する温度センサ12aと、水冷媒熱交換器2の水側出口には出湯温度を検出する温度センサ12bとを設けている。また、沸き上げサイクル内に湯水が流れていることを検出するためのフロースイッチ13を設けている。   Further, a temperature sensor 12 a that detects the incoming water temperature is provided at the water side inlet of the water refrigerant heat exchanger 2, and a temperature sensor 12 b that detects the tapping temperature is provided at the water side outlet of the water refrigerant heat exchanger 2. Moreover, the flow switch 13 for detecting that hot water is flowing in the boiling cycle is provided.

図7(a)は熱交換ユニットBの構成正面図、図7(b)は熱交換ユニットBの構成斜視図である。図7(a)(b)に示すように、熱交換ユニットB内で、フロースイッチ13が沸き上げポンプ9よりも上方に配置させている。このように沸き上げポンプ9よりもフロースイッチ13を上方に配置することで、フロースイッチ13で湯水の流れを検知しなければ、沸き上げポンプ9が正常に動作していないことを検出することができる。   7A is a configuration front view of the heat exchange unit B, and FIG. 7B is a configuration perspective view of the heat exchange unit B. As shown in FIGS. 7A and 7B, the flow switch 13 is arranged above the boiling pump 9 in the heat exchange unit B. By arranging the flow switch 13 above the boiling pump 9 in this way, it is possible to detect that the boiling pump 9 is not operating normally unless the flow switch 13 detects the flow of hot water. it can.

また、沸き上げサイクル内の圧力調整を行う過圧逃し弁14が設けられており、沸き上げサイクル内に異常が発生して内圧が上昇し、過圧逃し弁14の設定圧力よりも高くなると、過圧逃し弁14から膨張した湯水を排水することができる。   Further, an overpressure relief valve 14 for adjusting the pressure in the boiling cycle is provided. When an abnormality occurs in the boiling cycle and the internal pressure rises and becomes higher than the set pressure of the overpressure relief valve 14, The expanded hot water from the overpressure relief valve 14 can be drained.

また、貯湯タンク7の給湯用温水部7aおよび暖房用温水部7bのそれぞれには、上部ヒータ15aおよび下部ヒータ15bが配置されている。上部ヒータ15aは給湯用温水部7a内の温水を加熱するために使用され、下部ヒータ15bは暖房用温水部7b内の温水を加熱するために使用される。   Further, an upper heater 15a and a lower heater 15b are disposed in each of the hot water supply hot water section 7a and the heating hot water section 7b of the hot water storage tank 7. The upper heater 15a is used for heating the hot water in the hot water supply hot water section 7a, and the lower heater 15b is used for heating the hot water in the heating hot water section 7b.

さらに、貯湯タンク7の側壁には温度センサ16a〜16dが配置されており、貯湯タンク7内の湯水の温度を検出している。温度センサ16aは上部ヒータ15aよりも上方に配置され、温度センサ16bは上部ヒータ15aと略同じ高さに配置されている。また、温度センサ16cは仕切り板8よりも下方で、かつ、下部ヒータ15bよりも上方に配置され、温度センサ16dは下部ヒータ15bと略同じ高さに配置されている。   Further, temperature sensors 16 a to 16 d are arranged on the side wall of the hot water storage tank 7 to detect the temperature of the hot water in the hot water storage tank 7. The temperature sensor 16a is disposed above the upper heater 15a, and the temperature sensor 16b is disposed at substantially the same height as the upper heater 15a. The temperature sensor 16c is disposed below the partition plate 8 and above the lower heater 15b, and the temperature sensor 16d is disposed at substantially the same height as the lower heater 15b.

また、給湯端末17へ送る温水を生成する給湯熱交換器18を設けている。そして給湯熱交換器18の1次側の流路には貯湯タンク7内の高温水が送られ、給湯熱交換器18の2次側の流路には給水源から低温水が送られる構成となっている。   A hot water supply heat exchanger 18 that generates hot water to be sent to the hot water supply terminal 17 is also provided. And the high temperature water in the hot water storage tank 7 is sent to the primary side flow path of the hot water supply heat exchanger 18, and the low temperature water is sent from the water supply source to the secondary side flow path of the hot water supply heat exchanger 18. It has become.

また、給湯熱交換器18へ貯湯タンク7内の高温水を送るために給湯ポンプ19が設けられている。そして給湯ポンプ19を駆動することによって、貯湯タンク7の上方に設けられた出湯口20から高温水を給湯熱交換器18の1次側の流路へ送る構成となっている。   In addition, a hot water supply pump 19 is provided to send the high temperature water in the hot water storage tank 7 to the hot water supply heat exchanger 18. Then, by driving the hot water supply pump 19, high temperature water is sent from the hot water outlet 20 provided above the hot water storage tank 7 to the flow path on the primary side of the hot water supply heat exchanger 18.

そして給湯熱交換器18で熱交換した後の温水は、貯湯タンク7の下方部に設けられた入水口21から貯湯タンク7へ戻される。このように、本実施の形態では、貯湯タンク7、出湯口20、給湯熱交換器18、給湯ポンプ19、入水口21を配管で接続して給湯サイクルを構成している。なお、給湯ポンプ19には循環流量が一定であるACポンプが用いられている。   Then, the hot water after heat exchange by the hot water supply heat exchanger 18 is returned to the hot water storage tank 7 from a water inlet 21 provided in a lower portion of the hot water storage tank 7. Thus, in this Embodiment, the hot water storage tank 7, the hot water outlet 20, the hot water supply heat exchanger 18, the hot water supply pump 19, and the water inlet 21 are connected with piping, and the hot water supply cycle is comprised. Note that an AC pump having a constant circulating flow rate is used as the hot water supply pump 19.

また、給湯ポンプ19と入水口21との間には、沸き上げサイクル内の湯水の循環流量を調整する流量調節弁22と、逆止弁23が設けられている。逆止弁23は給湯サイクル内の湯水の対流を防止するために備えられている。これは、給湯ポンプ19を駆動していないときであっても、貯湯タンク7の上部にある高温水が給湯熱交換器18を通って、貯湯タンク7の下部へ入水することがあるため、貯湯タンク7の下部へ高温水が流入すると、水冷媒熱交換器2へ送られる温水の温度が高くなってしまい、沸き上げ効率が落ちる。   Between the hot water supply pump 19 and the water inlet 21, a flow rate adjusting valve 22 for adjusting the circulating flow rate of hot water in the boiling cycle and a check valve 23 are provided. The check valve 23 is provided to prevent convection of hot water in the hot water supply cycle. This is because even when the hot water supply pump 19 is not driven, high temperature water at the upper part of the hot water storage tank 7 may enter the lower part of the hot water storage tank 7 through the hot water supply heat exchanger 18. If high temperature water flows into the lower part of the tank 7, the temperature of the hot water sent to the water-refrigerant heat exchanger 2 will become high, and boiling efficiency will fall.

そこで、本実施の形態では、逆止弁23を設けることによって、ある所定の荷重以上の流量になったときだけ給湯サイクル内に湯水が順方向に循環するようにしている。本実施の形態では、逆止弁23の順方向に対して20gの荷重が掛かったときのみ、順方向に湯水が流れるようになっている。なお、荷重の値は20gに限定されるものではない。   Therefore, in the present embodiment, the check valve 23 is provided so that the hot water circulates in the forward direction in the hot water supply cycle only when the flow rate exceeds a predetermined load. In the present embodiment, hot water flows in the forward direction only when a load of 20 g is applied to the forward direction of the check valve 23. Note that the value of the load is not limited to 20 g.

また、給湯サイクル内の圧力調整を行う過圧逃し弁24が設けられており、給湯サイク
ル内の圧力が過圧逃し弁24の設定圧力よりも高くなると、過圧逃し弁24から湯水を排水することが出来る。また、貯湯タンク7の下部には排水栓25が設けられており、貯湯タンク7内の湯水を外部に排水することができる。
Further, an overpressure relief valve 24 for adjusting the pressure in the hot water supply cycle is provided. When the pressure in the hot water supply cycle becomes higher than the set pressure of the overpressure relief valve 24, hot water is drained from the overpressure relief valve 24. I can do it. Further, a drain plug 25 is provided in the lower part of the hot water storage tank 7 so that the hot water in the hot water storage tank 7 can be discharged to the outside.

また、給水源より伸びている水道管を給水管26へ接続し、給水管26は三方弁27を介して、貯湯タンク7の底部および給湯熱交換器18の2次側流路へと接続されている。また、三方弁27と貯湯タンク7との間には過圧逃し弁28が設けられており、膨張水を排水することができる。   A water pipe extending from a water supply source is connected to the water supply pipe 26, and the water supply pipe 26 is connected to the bottom of the hot water storage tank 7 and the secondary side flow path of the hot water supply heat exchanger 18 through a three-way valve 27. ing. Further, an overpressure relief valve 28 is provided between the three-way valve 27 and the hot water storage tank 7 so that the expansion water can be drained.

そして、タンクユニットCを設置する際に、三方弁27を貯湯タンク7と接続される流路に切り替えて水張りを行い、貯湯タンク7が満水になった後は、三方弁27を給湯熱交換器18と接続される流路に切り替えておく。このように、貯湯タンク7へ入水したあとは、三方弁27を給湯熱交換器18へ接続される流路に切り替えておくことで、貯湯タンク7を含む水回路は閉回路となるので、新鮮な水は入ってくることなく、ミネラル分を多く含む硬水の地域であっても、スケールの析出は最初に貯湯タンク7へ入れた水量分のみに抑えることができる。   Then, when installing the tank unit C, the three-way valve 27 is switched to a flow path connected to the hot water storage tank 7 to perform water filling, and after the hot water storage tank 7 is full, the three-way valve 27 is connected to the hot water supply heat exchanger. The flow path is connected to the flow path connected to 18. Thus, after entering the hot water storage tank 7, the water circuit including the hot water storage tank 7 becomes a closed circuit by switching the three-way valve 27 to a flow path connected to the hot water supply heat exchanger 18. Therefore, even in a hard water area containing a large amount of minerals, the precipitation of scale can be limited to the amount of water initially put in the hot water storage tank 7.

また、三方弁27と給湯熱交換器18との間には過圧逃し弁29が設けられている。これは給湯熱交換器18へは給水源から直接給水圧が掛かることになるので、給水圧が高い場合、給水源から給湯熱交換器18へ直接入水すると、給湯熱交換器18を破壊してしまい故障させてしまう可能性がある。そのため、過圧逃し弁29を設けることによって、ある給水圧以上の湯水が入水した場合に、過圧逃し弁29を通して外部へ排水させ、給湯熱交換器18の故障を未然に防ぐことができる。   An overpressure relief valve 29 is provided between the three-way valve 27 and the hot water supply heat exchanger 18. This is because the hot water supply pressure is directly applied to the hot water supply heat exchanger 18 from the water supply source. When the water supply pressure is high, if the water enters the hot water supply heat exchanger 18 directly from the water supply source, the hot water supply heat exchanger 18 is destroyed. There is a possibility of failure. Therefore, by providing the overpressure relief valve 29, when hot water having a certain supply water pressure or more enters, it is drained to the outside through the overpressure relief valve 29, thereby preventing a failure of the hot water heat exchanger 18.

そして給水源から供給された低温水が給湯熱交換器18で昇温すると、給湯管30を通って給湯端末17へ供給される。また、給湯管30には、湯水の温度を検出する給湯温度検出手段である温度センサ31および予備温度センサ32、および流量を検出するための流量検出手段である流量センサ33を備えている。   When the temperature of the low-temperature water supplied from the water supply source rises in the hot water supply heat exchanger 18, the low temperature water is supplied to the hot water supply terminal 17 through the hot water supply pipe 30. Further, the hot water supply pipe 30 is provided with a temperature sensor 31 that is a hot water supply temperature detecting means for detecting the temperature of hot water and a preliminary temperature sensor 32, and a flow rate sensor 33 that is a flow rate detecting means for detecting a flow rate.

また、居室内を暖房する暖房端末34を備えており、暖房端末34の内部を貯湯タンク7内の温水を循環させて居室内を暖房することができる。そのため、貯湯タンク7の暖房用温水部7bから暖房端末34へ温水を送るための暖房ポンプ35を備えている。なお、暖房端末34へ送られる温水は、湯入口11の近傍に設けられた温水取り出し口36から取り出され、暖房端末34へ暖房用温水部7bの温水が供給される。そして暖房端末34で熱交換した後の温水は貯湯タンク7の底部へ戻されるようになっている。なお、暖房ポンプ35には、循環流量が一定のACポンプが用いられている。   Moreover, the heating terminal 34 which heats the inside of a living room is provided, and the inside of a heating terminal 34 can be heated by circulating the hot water in the hot water storage tank 7 inside. Therefore, a heating pump 35 is provided for sending hot water from the heating hot water section 7 b of the hot water storage tank 7 to the heating terminal 34. The hot water sent to the heating terminal 34 is taken out from a hot water outlet 36 provided in the vicinity of the hot water inlet 11, and the hot water in the heating hot water section 7 b is supplied to the heating terminal 34. The hot water after heat exchange at the heating terminal 34 is returned to the bottom of the hot water storage tank 7. The heating pump 35 is an AC pump having a constant circulation flow rate.

また、熱交換ユニットBおよびタンクユニットCには、設定を行うためのリモコン装置37および38が設けられている。さらに、ヒートポンプユニットA、熱交換ユニットB、タンクユニットCには、それぞれのユニット内に配置されている駆動機器に指示を与える制御装置39a〜cが設けられている。なお、制御装置39cは安全制御装置54の機能を兼用してもよい。   The heat exchange unit B and the tank unit C are provided with remote control devices 37 and 38 for setting. Furthermore, the heat pump unit A, the heat exchange unit B, and the tank unit C are provided with control devices 39a to 39c that give instructions to driving devices arranged in the respective units. The control device 39c may also function as the safety control device 54.

以上のように構成されたヒートポンプ式温水暖房装置において、以下、ヒートポンプ式温水暖房装置の動作について説明する。   In the heat pump type hot water heating apparatus configured as described above, the operation of the heat pump type hot water heating apparatus will be described below.

まず、沸き上げ運転について説明する。まず、使用者は熱交換ユニットBに設けられているリモコン装置37で、水冷媒熱交換器2における湯水の沸き上げ温度Thを設定する。そして沸き上げ運転が開始されると、沸き上げポンプ9が駆動し貯湯タンク7内の温水が水冷媒熱交換器2へ供給される。そして、温度センサ12bで検出される温度が沸き上
げ温度Thを超えるまでヒートポンプサイクルによる沸き上げ運転が継続される。なお、貯湯タンク7内の温水をヒートポンプサイクルで沸き上げる時には、圧縮機1から吐出する高温冷媒が水冷媒熱交換器2へ流入する流路となるように四方弁5が切り替わっている。
First, the boiling operation will be described. First, the user sets a boiling temperature Th of hot water in the water / refrigerant heat exchanger 2 by using a remote control device 37 provided in the heat exchange unit B. When the boiling operation is started, the boiling pump 9 is driven and the hot water in the hot water storage tank 7 is supplied to the water / refrigerant heat exchanger 2. Then, the heating operation by the heat pump cycle is continued until the temperature detected by the temperature sensor 12b exceeds the boiling temperature Th. When the hot water in the hot water storage tank 7 is boiled up in a heat pump cycle, the four-way valve 5 is switched so that a high-temperature refrigerant discharged from the compressor 1 becomes a flow path into the water-refrigerant heat exchanger 2.

その結果、圧縮機1から吐出される高温冷媒が水冷媒熱交換器2へ流入し、湯水へと放熱することによって高温水を生成することができる。なお、水冷媒熱交換器2内では、水と冷媒とは対向流にして熱交換効率を向上させている。   As a result, the high-temperature water discharged from the compressor 1 flows into the water-refrigerant heat exchanger 2 and radiates heat to the hot water, thereby generating high-temperature water. In the water / refrigerant heat exchanger 2, water and the refrigerant are counterflowed to improve heat exchange efficiency.

そして、温度センサ12bで検出する水冷媒熱交換器2から出湯する湯水の温度が、沸き上げ温度Thに近づいてくると、圧縮機1の回転数を小さくして能力を下げる。そして温度センサ12bで検出する温度が、沸き上げ温度Thよりも所定温度Ta(例えば、2℃)だけ高くなると、圧縮機1の運転を停止して沸き上げ運転を終了する。そして、貯湯タンク7へは沸き上げ温度Thの湯水で満たされることになる。   When the temperature of the hot water discharged from the water / refrigerant heat exchanger 2 detected by the temperature sensor 12b approaches the boiling temperature Th, the rotation speed of the compressor 1 is reduced to lower the capacity. When the temperature detected by the temperature sensor 12b is higher than the boiling temperature Th by a predetermined temperature Ta (for example, 2 ° C.), the operation of the compressor 1 is stopped and the boiling operation is terminated. The hot water storage tank 7 is filled with hot water having a boiling temperature Th.

なお、水冷媒熱交換器2で生成された高温水は、暖房用温水部7bへ戻されるが、仕切り板8の周囲と貯湯タンク7との間にできた隙間を通って、給湯用温水部7aも沸き上げ温度Thの湯水で満たされる。このとき、制御装置39bでは圧縮機1の運転を停止した時に温度センサ12aで検出した入水温度Tiを記憶しておく。   The high-temperature water generated in the water-refrigerant heat exchanger 2 is returned to the heating hot water section 7b, but passes through a gap formed between the partition plate 8 and the hot water storage tank 7 to pass through the hot water hot water section. 7a is also filled with hot water at the boiling temperature Th. At this time, the control device 39b stores the incoming water temperature Ti detected by the temperature sensor 12a when the operation of the compressor 1 is stopped.

また、ヒートポンプサイクルによる沸き上げ運転が終了した後も、沸き上げポンプ9を駆動させて貯湯タンク7内の温水を水冷媒熱交換器2へ循環させている。これは沸き上げ運転停止中であっても、温度センサ12aおよび温度センサ12bで貯湯タンク7内の温水の温度を検出しておく必要があり、貯湯タンク7内の温水の温度が低下するとすぐにヒートポンプサイクルによる沸き上げ運転を再開しなければならないからである。   Further, even after the boiling operation by the heat pump cycle is completed, the boiling pump 9 is driven to circulate the hot water in the hot water storage tank 7 to the water refrigerant heat exchanger 2. Even when the boiling operation is stopped, it is necessary to detect the temperature of the hot water in the hot water storage tank 7 with the temperature sensor 12a and the temperature sensor 12b, and as soon as the temperature of the hot water in the hot water storage tank 7 decreases. This is because the heating operation by the heat pump cycle must be resumed.

そして、給湯運転停止中も沸き上げポンプ9を駆動して、温度センサ12aで貯湯タンク7内の温水を常時検出しており、温度センサ12bで検出する温度が、圧縮機1の運転を停止した時に記憶した入水温度Tiよりも所定温度Tb(例えば、5℃)だけ小さくなった時に圧縮機1の運転を再開し、沸き上げ運転を開始する。   And while the hot water supply operation is stopped, the boiling pump 9 is driven and the temperature sensor 12a constantly detects the hot water in the hot water storage tank 7, and the temperature detected by the temperature sensor 12b stops the operation of the compressor 1. When the stored water temperature Ti becomes lower than the stored temperature Ti by a predetermined temperature Tb (for example, 5 ° C.), the operation of the compressor 1 is resumed and the boiling operation is started.

例えば、沸き上げ温度Thに55℃を設定すると、温度センサ12bで検出する温度が57℃(=55℃+2℃)を超えたときに圧縮機1の運転を停止する。そして、圧縮機1の運転を停止した時の温度が53℃であったとすると、入水温度Tiが53℃であると記憶する。そして、圧縮機1の運転が停止後も沸き上げポンプ9の駆動を行い、温度センサ12bが検出する温度が入水温度Tiよりも所定温度Tb(例えば、5℃)小さくなったときに圧縮機1の運転を再開する。また、本実施の形態に示した所定温度Ta、Tbは、一つの実施例であって、本実施の形態に限定されることはない。   For example, when 55 ° C. is set as the boiling temperature Th, the operation of the compressor 1 is stopped when the temperature detected by the temperature sensor 12b exceeds 57 ° C. (= 55 ° C. + 2 ° C.). Then, if the temperature when the operation of the compressor 1 is stopped is 53 ° C., the incoming water temperature Ti is stored as 53 ° C. The boiling pump 9 is driven even after the operation of the compressor 1 is stopped, and the compressor 1 is detected when the temperature detected by the temperature sensor 12b is lower than the incoming water temperature Ti by a predetermined temperature Tb (for example, 5 ° C.). Resume driving. Further, the predetermined temperatures Ta and Tb shown in the present embodiment are one example, and are not limited to the present embodiment.

また、タンクユニットCに設けられているリモコン装置38では、上部ヒータ15aでの沸き上げ温度を設定できるようになっている。図8は、リモコン装置38の正面図である。図8に示すように、リモコン装置38には操作部38a、表示部38bを有しており、操作部38aを操作して温度を設定することができる。本実施の形態では、操作部38aを操作することによって、上部ヒータ15aの沸き上げ温度Tu、下部ヒータ15bの沸き上げ温度Tbo、給湯端末17への給湯温度Tkを設定することができる。   Further, the remote control device 38 provided in the tank unit C can set the boiling temperature in the upper heater 15a. FIG. 8 is a front view of the remote control device 38. As shown in FIG. 8, the remote control device 38 has an operation unit 38a and a display unit 38b, and the temperature can be set by operating the operation unit 38a. In the present embodiment, the heating temperature Tu of the upper heater 15a, the boiling temperature Tbo of the lower heater 15b, and the hot water supply temperature Tk to the hot water supply terminal 17 can be set by operating the operation unit 38a.

そして、本実施の形態では上部ヒータ15aの沸き上げ温度Tuに、リモコン装置37で設定した沸き上げ温度Thよりも高い温度に設定しておくことで、給湯用温水部7a内の温水を沸き上げ温度Tuまで沸き上げることができる。例えば、リモコン装置37で沸き上げ温度Thを55℃に設定し、リモコン装置38で沸き上げ温度Tuを75℃に設定
すると、水冷媒熱交換器2で沸き上げ温度Th(55℃)まで沸き上げ、さらに上部ヒータ15aで75℃まで沸き上げ運転を行う。
In this embodiment, the hot water in the hot water supply hot water section 7a is boiled by setting the boiling temperature Tu of the upper heater 15a to a temperature higher than the boiling temperature Th set by the remote control device 37. It can be boiled up to the temperature Tu. For example, when the boiling temperature Th is set to 55 ° C. by the remote control device 37 and the boiling temperature Tu is set to 75 ° C. by the remote control device 38, the water refrigerant heat exchanger 2 is heated to the boiling temperature Th (55 ° C.). Further, the boiling operation is performed to 75 ° C. with the upper heater 15a.

このように、仕切り板8の上下で異なる沸き上げ温度を設定することができるので、それぞれの端末に合わせて最適な温度に沸き上げることができ、使用性を向上させることができる。   In this way, since different boiling temperatures can be set on the upper and lower sides of the partition plate 8, it is possible to boil up to an optimum temperature according to each terminal, and to improve usability.

次に、上部ヒータ15aでの沸き上げ運転について説明する。上部ヒータ15aの運転を開始するときは、上部ヒータ15aよりも高い位置に設けられた温度センサ16aで検出する温度が、沸き上げ温度Tuよりも所定温度Tc(例えば、5℃)だけ低い温度を検出した時に上部ヒータ15aの出力をONする。そして上部ヒータ15aによって給湯用温水部7a内の温水を温め、上部ヒータ15aと同じ位置に設けられた温度センサ16bで検出する温度が、沸き上げ温度Tuよりも所定温度Td(例えば、2℃)だけ高い温度を検出した時に上部ヒータ15aの出力をOFFしている。   Next, the heating operation in the upper heater 15a will be described. When the operation of the upper heater 15a is started, the temperature detected by the temperature sensor 16a provided at a position higher than the upper heater 15a is lower than the boiling temperature Tu by a predetermined temperature Tc (for example, 5 ° C.). When detected, the output of the upper heater 15a is turned ON. The hot water in the hot water supply hot water section 7a is heated by the upper heater 15a, and the temperature detected by the temperature sensor 16b provided at the same position as the upper heater 15a is a predetermined temperature Td (for example, 2 ° C.) rather than the boiling temperature Tu. The output of the upper heater 15a is turned off when a high temperature is detected.

このように上部ヒータ15aがONするときに判断する温度センサと、上部ヒータ15aがOFFするときに判断する温度センサを異ならせることによって、頻繁に上部ヒータ15aのON・OFFが切り替えられることがないようにし、上部ヒータ15aの耐久性を向上させている。また、本実施の形態に示した所定温度Tc、Tdは、一つの実施例であって、本実施の形態に限定されることはない。   Thus, the temperature sensor that is determined when the upper heater 15a is turned on and the temperature sensor that is determined when the upper heater 15a is turned off are not frequently switched on and off of the upper heater 15a. Thus, the durability of the upper heater 15a is improved. Further, the predetermined temperatures Tc and Td shown in the present embodiment are one example, and are not limited to the present embodiment.

次に、下部ヒータ15bでの沸き上げ運転について説明する。下部ヒータ15bはヒートポンプユニットAによる沸き上げ運転が出来ないときにONさせることによって、暖房用温水部7b内の温水の温度低下を防止することができる。   Next, the boiling operation in the lower heater 15b will be described. The lower heater 15b can be prevented from being lowered in temperature of the hot water in the heating hot water section 7b by turning on the lower heater 15b when the heat pump unit A cannot perform the boiling operation.

例えば、暖房運転を継続すると蒸発器4aに着霜してしまい、除霜運転を行わなければならない。その時には、四方弁5で冷媒流路を切り替えることによって、圧縮機1から出た高温冷媒を蒸発器4aへ流入させ、冷媒の温度で除霜を行う。   For example, if the heating operation is continued, the evaporator 4a is frosted and the defrosting operation must be performed. At that time, the refrigerant flow path is switched by the four-way valve 5 so that the high-temperature refrigerant discharged from the compressor 1 flows into the evaporator 4a and defrosting is performed at the refrigerant temperature.

しかしながら、除霜運転時には水冷媒熱交換器2で冷媒を放熱させることはできないため、水冷媒熱交換器2での温水生成ができなくなってしまう。その結果、暖房用温水部7b内の温水が低下してしまい、暖房端末34へ供給する湯水の温度を下げてしまう。それを防止するために、下部ヒータ15bをONさせることによって暖房用温水部7b内の温水の低下を防ぎ、暖房端末34での快適性を維持させることができる。なお、除霜運転だけではなく、ヒートポンプユニットAが故障したときであっても、下部ヒータ15bによって暖房用温水部7b内の湯水を加熱することができる。   However, since the water refrigerant heat exchanger 2 cannot dissipate heat during the defrosting operation, hot water cannot be generated in the water refrigerant heat exchanger 2. As a result, the hot water in the heating hot water section 7b is lowered, and the temperature of the hot water supplied to the heating terminal 34 is lowered. In order to prevent this, by turning on the lower heater 15b, it is possible to prevent the warm water in the heating hot water section 7b from being lowered and maintain comfort at the heating terminal 34. Not only the defrosting operation but also when the heat pump unit A fails, the hot water in the heating hot water section 7b can be heated by the lower heater 15b.

そして本実施の形態では、リモコン装置38で下部ヒータ15bでの沸き上げ温度Tboを設定することができる。一方、沸き上げ温度Tboは、沸き上げ温度Thと同一の温度が設定されている場合が多い。また、暖房用温水部7b内において、上部の温度が高く、下部の温度が低いという温度分布がある。   In this embodiment, the remote controller 38 can set the boiling temperature Tbo in the lower heater 15b. On the other hand, the boiling temperature Tbo is often set to the same temperature as the boiling temperature Th. Further, in the heating hot water section 7b, there is a temperature distribution in which the upper temperature is high and the lower temperature is low.

そのため、水冷媒熱交換器2から戻ってくる温水の温度が沸き上げ温度Th(=Tbo)であっても、温度センサ16dで検出する温度は沸き上げ温度Th(=Tbo)よりも低くなってしまう。これは、暖房端末34で放熱した後の温水や、給湯熱交換器18で放熱した後の温水が、貯湯タンク7の下方部へ戻されるからである。   Therefore, even if the temperature of the warm water returning from the water-refrigerant heat exchanger 2 is the boiling temperature Th (= Tbo), the temperature detected by the temperature sensor 16d is lower than the boiling temperature Th (= Tbo). End up. This is because the hot water radiated by the heating terminal 34 and the hot water radiated by the hot water supply heat exchanger 18 are returned to the lower part of the hot water storage tank 7.

その結果、温度センサ16dで検出する温度が、沸き上げ温度Tboで維持するように下部ヒータ15b制御すると、温度センサ16dで検出する温度が少しでも沸き上げ温度Tboを下回れば下部ヒータ15bがONしてしまうことになり、頻繁に下部ヒータ15
bで沸き上げ運転を行ってしまうことになる。
As a result, if the lower heater 15b is controlled so that the temperature detected by the temperature sensor 16d is maintained at the boiling temperature Tbo, the lower heater 15b is turned on if the temperature detected by the temperature sensor 16d is slightly below the boiling temperature Tbo. The lower heater 15 frequently
The boiling operation is performed at b.

しかしながら、一般的に暖房用温水部7b内の湯水は下部ヒータ15bを使用せずに、できるだけヒートポンプユニットAを用いて沸き上げ運転を行った方が効率が良い。そこで、本実施の形態では、温度センサ16dで検出する温度が、沸き上げ温度Tboよりも所定温度Te(例えば、10℃)だけ低いことを検出した場合に限って、下部ヒータ15bがONするように制御されている。   However, it is generally more efficient that the hot water in the heating hot water section 7b is heated using the heat pump unit A as much as possible without using the lower heater 15b. Therefore, in the present embodiment, the lower heater 15b is turned on only when it is detected that the temperature detected by the temperature sensor 16d is lower than the boiling temperature Tbo by a predetermined temperature Te (for example, 10 ° C.). Is controlled.

その結果、沸き上げ温度Tbo=沸き上げ温度Thと設定されている場合は、暖房用温水部7bにはヒートポンプユニットAによって沸き上げ温度Thまで沸き上げられることになり、温度センサ16dが検出する温度が、沸き上げ温度Tboよりも所定温度Teだけ低いことを検出しない限り、下部ヒータ15bがONすることはない。   As a result, when the boiling temperature Tbo is set to the boiling temperature Th, the heating hot water section 7b is heated to the boiling temperature Th by the heat pump unit A, and the temperature detected by the temperature sensor 16d. However, unless it is detected that the temperature is lower than the boiling temperature Tbo by the predetermined temperature Te, the lower heater 15b is not turned on.

また、蒸発器4aの除霜運転時や、ヒートポンプユニットAの能力が出ない時において、温度センサ16dで検出する温度が、沸き上げ温度Tboよりも所定温度Teだけ低いことを検出した時に限って下部ヒータ15bをONすることができ、非常に効率の良い沸き上げ運転を行うことができる。   Further, only when it is detected that the temperature detected by the temperature sensor 16d is lower than the boiling temperature Tbo by a predetermined temperature Te during the defrosting operation of the evaporator 4a or when the capacity of the heat pump unit A is not achieved. The lower heater 15b can be turned on, and a very efficient boiling operation can be performed.

また、下部ヒータ15bによる沸き上げ運転が行われた場合において、下部ヒータ15bを停止する場合には、温度センサ16dで検出する温度が、沸き上げ温度Tboよりも所定温度Tf(例えば、2℃)だけ高いことを検出すると下部ヒータ15bがOFFするように沸き上げ運転が行われる。   When the lower heater 15b is stopped when the lower heater 15b is heated, the temperature detected by the temperature sensor 16d is a predetermined temperature Tf (for example, 2 ° C.) rather than the boiling temperature Tbo. When it is detected that the temperature is higher, the boiling operation is performed so that the lower heater 15b is turned off.

以上のように、ヒートポンプユニットAによる沸き上げ運転と、下部ヒータ15bによる沸き上げ運転とを併用することで、蒸発器4aの除霜運転等によりヒートポンプユニットAによる沸き上げ運転が行われない状態であっても、暖房用温水部7b内の温水は沸き上げ温度Tboの状態に維持され、暖房端末34へ安定的に温水を送ることができ、快適性を損なうことがない。また、本実施の形態に示した所定温度Te、Tfは、一つの実施例であって、本実施の形態に限定されることはない。   As described above, by using the boiling operation by the heat pump unit A and the boiling operation by the lower heater 15b together, the boiling operation by the heat pump unit A is not performed by the defrosting operation of the evaporator 4a. Even if it exists, the warm water in the warm water part 7b for heating is maintained in the state of the boiling temperature Tbo, warm water can be stably sent to the heating terminal 34, and comfort is not impaired. Further, the predetermined temperatures Te and Tf shown in the present embodiment are one example, and are not limited to the present embodiment.

次に、上部ヒータ15a(もしくは下部ヒータ15b)の安全制御について説明する。まず、貯湯タンク7の側面に取り付けられた、第1〜第4の温度過昇防止装置のいずれかで、貯湯タンク7内の湯水が異常な高温になっていることを検知すると、検知した温度過昇防止装置内の接点がOFFとなり通電を遮断する。第1〜第4の温度過昇防止装置50a〜50dは、異常な高温を検知すると内部の接点がOFFして通電を遮断するように構成されている。   Next, safety control of the upper heater 15a (or the lower heater 15b) will be described. First, when any one of the first to fourth temperature rise prevention devices attached to the side surface of the hot water storage tank 7 detects that the hot water in the hot water storage tank 7 is at an abnormally high temperature, the detected temperature The contact in the over-rise prevention device is turned off to cut off the energization. The first to fourth over-temperature prevention devices 50a to 50d are configured to shut off energization by turning off the internal contacts when an abnormally high temperature is detected.

例えば、第1の温度過昇防止装置50aが異常温度を検知すると、第1の温度過昇防止装置50a内の接点がOFFとなり、ヒータエレメント49aへの通電が遮断される。そして、次に第3の温度過昇防止装置50cが異常温度を検知すると、第3の温度過昇防止装置50a内の接点がOFFとなり、ヒータエレメント49cへの通電が遮断される。   For example, when the first overheat prevention device 50a detects an abnormal temperature, the contact in the first overheat prevention device 50a is turned off and the energization to the heater element 49a is cut off. Next, when the third overheat prevention device 50c detects an abnormal temperature, the contact in the third overheat prevention device 50a is turned off, and the energization to the heater element 49c is interrupted.

そして、第3の温度過昇防止装置には安全制御装置54が接続されているため、第3の温度過昇防止装置が働いたことを検知すると、第4の温度過昇防止装置50dが働いていなくても、第4の温度過昇防止装置50d内の接点をOFFすることによって、全てのリレーへの通電が遮断され、すべてのリレーがOFFされヒータエレメント49bへの通電も遮断される。   Since the safety control device 54 is connected to the third overheat prevention device, when it is detected that the third overheat prevention device has worked, the fourth overheat prevention device 50d works. Even if not, by turning off the contacts in the fourth overheat prevention device 50d, the energization to all the relays is cut off, and all the relays are turned off to cut off the energization to the heater element 49b.

このように、第1〜第4の温度過昇防止装置50a〜50dは、異常な温度を検知した箇所から通電が遮断されるため、第1〜第3の温度過昇防止装置50a〜50cが働く前
に、第4の温度過昇防止装置50dが働く場合もある。また、第1〜第3の温度過昇防止装置50a〜50cのいずれか1つに安全制御装置を接続するだけで、二重安全の構成を可能とすることができ、リード線の引き回しなどを簡単化することができる。またシンプルな構造ゆえに、結線作業性を向上させ、誤結線を防止することもできる。
Thus, since the 1st-4th overheat prevention device 50a-50d interrupts | blocks electricity supply from the location which detected abnormal temperature, the 1st-3rd overheat prevention device 50a-50c Before the operation, the fourth overheat prevention device 50d may operate. In addition, it is possible to make a double safety configuration by simply connecting a safety control device to any one of the first to third overheat prevention devices 50a to 50c, such as lead wiring. It can be simplified. In addition, because of the simple structure, the connection workability can be improved and erroneous connection can be prevented.

以上のように、本発明のヒータ付き貯湯タンクは、ヒータエレメントそれぞれの通電を遮断するだけではなく、ヒータへの通電のON・OFFを行っているリレーへの通電も遮断することができるので、安全性を向上させることができる。   As described above, the heater-equipped hot water storage tank of the present invention not only cuts off the power supply to each heater element, but also can cut off the power supply to the relay that is turning on and off the heater, Safety can be improved.

以上のように、本発明のヒータ付き貯湯タンクは、電気温水器やヒートポンプ式温水暖房装置へ適用することができる。   As mentioned above, the hot water storage tank with a heater of the present invention can be applied to an electric water heater or a heat pump hot water heater.

1 圧縮機
2 水冷媒熱交換器
3 減圧装置
4a 蒸発器
4b 送風ファン
5 四方弁
6 冷媒管
7 貯湯タンク
8 仕切り板
9 沸き上げポンプ
10 水出口
11 湯入口
12a、b 温度センサ
13 フロースイッチ
14 過圧逃し弁
15a 上部ヒータ
15b 下部ヒータ
16a〜d 温度センサ
17 給湯端末
18 給湯熱交換器
19 給湯ポンプ
20 出湯口
21 入水口
22 流量調整弁
23 逆止弁
24 過圧逃し弁
25 排水栓
26 給水管
27 三方弁
28 過圧逃し弁
29 過圧逃し弁
30 給湯管
31 温度センサ
32 予備温度センサ
33 流量センサ
34 暖房端末
35 暖房ポンプ
36 温水取り出し口
37 リモコン装置
38 リモコン装置
39a〜c 制御装置
A ヒートポンプユニット
B 熱交換ユニット
C タンクユニット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Compressor 2 Water refrigerant | coolant heat exchanger 3 Pressure reducing device 4a Evaporator 4b Blower fan 5 Four way valve 6 Refrigerant pipe 7 Hot water storage tank 8 Partition plate 9 Boiling pump 10 Water outlet 11 Hot water inlet 12a, b Temperature sensor 13 Flow switch 14 Excess Pressure relief valve 15a Upper heater 15b Lower heater 16a-d Temperature sensor 17 Hot water supply terminal 18 Hot water supply heat exchanger 19 Hot water supply pump 20 Hot water outlet 21 Water inlet 22 Flow rate adjustment valve 23 Check valve 24 Overpressure relief valve 25 Drain plug 26 Water supply pipe 27 Three-way valve 28 Overpressure relief valve 29 Overpressure relief valve 30 Hot water supply pipe 31 Temperature sensor 32 Preliminary temperature sensor 33 Flow rate sensor 34 Heating terminal 35 Heating pump 36 Hot water outlet 37 Remote control device 38 Remote control device 39a-c Control device A Heat pump unit B Heat exchange unit C Tank unit

Claims (2)

湯水を貯える貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の湯水を加熱する3つのヒータエレメントで構成される3相ヒータと、前記それぞれのヒータエレメントと3相電源との間にヒータへの電力供給をON・OFFするリレーと、前記リレーのONとOFFとを切り替えるための主接続線と、前記それぞれのヒータエレメントと3相電源との間に第1〜第3の温度過昇防止装置と、前記主接続線に第4の温度過昇防止装置とを備え、前記第1〜第3の温度過昇防止装置は、前記貯湯タンク内の温度が所定温度以上を検知した時に前記ヒータエレメントへの電力を遮断するように構成され、前記第4の温度過昇防止装置は、前記貯湯タンク内の温度が所定温度以上を検知した時に前記主接続線への通電を遮断することを特徴とするヒータ付き貯湯タンク。 A hot water storage tank for storing hot water, a three-phase heater composed of three heater elements for heating the hot water in the hot water storage tank, and the power supply to the heater between each of the heater elements and the three-phase power supply are turned on. A relay to be turned off, a main connection line for switching between ON and OFF of the relay, first to third overheat prevention devices between the respective heater elements and a three-phase power source, and the main connection The wire is provided with a fourth overheat prevention device, and the first to third overheat prevention devices cut off the electric power to the heater element when the temperature in the hot water storage tank detects a predetermined temperature or higher. The fourth overheat prevention device is configured to cut off energization to the main connection line when the temperature in the hot water storage tank detects a temperature equal to or higher than a predetermined temperature. . 前記第1〜第3の温度過昇防止装置のいずれか1つの温度過昇防止装置に、前記ヒータエレメントへの電力が遮断したことを検知する安全制御装置を接続し、前記第4の温度過昇防止装置で前記リレーへの通電を遮断する前に、前記安全制御装置の接続された温度過昇防止装置で前記ヒータエレメントへの電力が遮断したことを前記安全制御装置が検知すると、前記第4の温度過昇防止装置で前記リレーへの通電を遮断することを特徴とする請求項1に記載のヒータ付き貯湯タンク。 A safety control device that detects that power to the heater element is cut off is connected to any one of the first to third overheat prevention devices, and the fourth overtemperature prevention device is connected. When the safety control device detects that the power to the heater element is cut off by the temperature rise prevention device connected to the safety control device before turning off the energization to the relay by the rise prevention device, 4. The hot water storage tank with a heater according to claim 1, wherein energization of the relay is interrupted by an overheat prevention device of 4.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018146151A (en) * 2017-03-03 2018-09-20 日立アプライアンス株式会社 Electric water heater

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