JP2011153772A - Storage type hot water supply device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、底部に給水路が接続されると共に頂部に出湯路が接続された貯湯タンクを備える貯湯式給湯装置に関する。 The present invention relates to a hot water storage type hot water supply apparatus including a hot water storage tank having a water supply channel connected to the bottom and a hot water supply channel connected to the top.
貯湯式給湯装置は、貯湯タンクの底部から頂部にタンク水を循環させるタンク水循環路と、このタンク水循環路に流れるタンク水を加熱するヒートポンプユニット等の加熱装置とを備えている。そして、貯湯タンクから出湯路を介して出湯される温水と、給水路から分岐した分岐給水路を介して供給される冷水との混合比を湯水混合手段により調節して、設定温度の湯が給湯端末に供給されるようにしている。また、貯湯タンク内に気泡が貯まって圧力が過度に上昇することを防止するために、貯湯タンク内の圧力が所定値以上になったときに開弁する圧力逃がし弁を備えている。 The hot water storage type hot water supply apparatus includes a tank water circulation path that circulates tank water from the bottom to the top of the hot water storage tank, and a heating device such as a heat pump unit that heats the tank water flowing through the tank water circulation path. Then, by adjusting the mixing ratio of the hot water discharged from the hot water storage tank through the hot water supply channel and the cold water supplied through the branched water supply channel branched from the water supply channel, the hot water at the set temperature is supplied. It is supplied to the terminal. In addition, in order to prevent bubbles from being accumulated in the hot water storage tank and the pressure from rising excessively, a pressure relief valve is provided that opens when the pressure in the hot water storage tank exceeds a predetermined value.
従来、圧力逃がし弁は、貯湯タンクの頂部に直付けされ(例えば、特許文献1参照)、或いは、出湯路に接続されている(例えば、特許文献2参照)。ここで、貯湯式給湯装置では、貯湯タンクの頂部の鏡板に、出湯路を接続する出湯口と、タンク水循環路を接続する戻し口とを開設する必要がある。そして、圧力逃がし弁を貯湯タンクの頂部に直付けする場合には、鏡板に、出湯口と戻し口に加えて圧力逃がし弁の接続口を開設することが必要になって、鏡板の加工コストが高くなると共に、鏡板の強度確保が困難になる。 Conventionally, the pressure relief valve is directly attached to the top of the hot water storage tank (see, for example, Patent Document 1) or connected to a hot water outlet (see, for example, Patent Document 2). Here, in the hot water storage type hot water supply apparatus, it is necessary to open a hot water outlet connecting the hot water outlet and a return outlet connecting the tank water circulation path to the end plate of the hot water storage tank. When the pressure relief valve is directly attached to the top of the hot water storage tank, it is necessary to open a pressure relief valve connection port in addition to the hot water outlet and the return port on the end plate, which reduces the processing cost of the end plate. As the height increases, it becomes difficult to ensure the strength of the end plate.
これに対し、圧力逃がし弁を出湯路に接続すれば、鏡板に圧力逃がし弁の接続口を開設する必要がなく、上記の不具合を解消できる。然し、この場合には、給湯停止時に発生するウォータハンマー現象により出湯路の内圧が一時的に急増したときに、圧力逃がし弁が開弁して、温水が無駄に排水されてしまう。 On the other hand, if the pressure relief valve is connected to the hot water outlet, it is not necessary to open a connection port for the pressure relief valve on the end plate, and the above-mentioned problems can be solved. However, in this case, when the internal pressure of the hot water supply passage increases temporarily due to a water hammer phenomenon that occurs when hot water supply is stopped, the pressure relief valve opens and the hot water is drained wastefully.
本発明は、以上の点に鑑み、貯湯タンクの頂部に圧力逃がし弁用の接続口を開設せずに済み、且つ、ウォータハンマー現象による圧力逃がし弁の開弁を阻止できるようにした貯湯式給湯装置を提供することをその課題としている。 In view of the above, the present invention eliminates the need to open a pressure relief valve connection port at the top of a hot water storage tank, and prevents the opening of the pressure relief valve due to the water hammer phenomenon. The problem is to provide a device.
上記課題を解決するために、本発明は、底部に給水路が接続されると共に頂部に出湯路が接続された貯湯タンクと、貯湯タンクの底部から頂部にタンク水を循環させるタンク水循環路と、このタンク水循環路に流れるタンク水を加熱する加熱装置とを備える貯湯式給湯装置であって、貯湯タンク内の圧力が所定値以上になったときに開弁する圧力逃がし弁を備えるものにおいて、タンク水循環路に、貯湯タンクの頂部側の端部に位置させて、圧力逃がし弁が接続されることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention comprises a hot water storage tank having a water supply channel connected to the bottom and a hot water supply channel connected to the top, a tank water circulation channel for circulating tank water from the bottom to the top of the hot water tank, A hot water storage type hot water supply device comprising a heating device for heating the tank water flowing in the tank water circulation path, and having a pressure relief valve that opens when the pressure in the hot water storage tank exceeds a predetermined value. A pressure relief valve is connected to the water circulation path at the end on the top side of the hot water storage tank.
本発明によれば、タンク水循環路に圧力逃がし弁を接続するため、貯湯タンクの頂部の鏡板に圧力逃がし弁用の接続口を開設せずに済み、鏡板の加工コストアップや強度低下といった不具合を回避できる。また、給湯停止時にウォータハンマー現象で出湯路の内圧が一時的に急増しても、貯湯タンクがバッファとして機能して、タンク水循環路に接続した圧力逃がし弁までは出湯路の内圧急増の影響が及びにくくなる。従って、ウォータハンマー現象を生じても圧力逃がし弁は開弁せず、温水が無駄に排水されることを防止できる。 According to the present invention, since the pressure relief valve is connected to the tank water circulation path, it is not necessary to open a connection port for the pressure relief valve on the end plate at the top of the hot water storage tank. Can be avoided. In addition, even if the internal pressure of the hot water supply passage suddenly increases due to the water hammer phenomenon when the hot water supply is stopped, the hot water storage tank functions as a buffer, and the internal pressure of the hot water supply passage is affected by the pressure relief valve connected to the tank water circulation passage. It becomes difficult. Therefore, even if a water hammer phenomenon occurs, the pressure relief valve does not open, and it is possible to prevent the warm water from being drained wastefully.
また、貯湯タンクの頂部の鏡板は一般的に半球面状に形成されるが、この場合、鏡板の最も高い部分に位置させて、タンク水循環路を接続する戻し口を開設すると共に、戻し口よりも低い部分に位置させて、出湯路を接続する出湯口を開設することが望ましい。これによれば、貯湯タンク内の気泡がその最高所に位置する戻し口から圧力逃がし弁に導かれ、出湯路に気泡が侵入することを阻止できる。また、給湯中に、タンク水循環路にタンク水を循環させても、加熱装置で加熱されて戻し口から貯湯タンクに流入する高温水は、戻し口よりも低い出湯口には直接的に流れない。従って、出湯路から出湯される温水の温度が急上昇して、給湯温度がオーバーシュートすることを防止できる。 In addition, the top end plate of the hot water storage tank is generally formed in a hemispherical shape. In this case, a return port for connecting the tank water circulation path is located at the highest part of the end plate, and from the return port It is desirable to open the hot water outlet that connects the hot water outlet to the lower part. According to this, the bubbles in the hot water storage tank are guided to the pressure relief valve from the return port located at the highest position, and the bubbles can be prevented from entering the hot water outlet. In addition, even when the tank water is circulated in the tank water circulation path during hot water supply, the high-temperature water heated by the heating device and flowing into the hot water storage tank from the return port does not flow directly to the hot water outlet lower than the return port. . Therefore, it is possible to prevent the hot water temperature discharged from the hot water supply path from rising rapidly and the hot water supply temperature from overshooting.
図1は、本発明の実施形態の貯湯式給湯装置を示している。この貯湯式給湯装置は、貯湯タンク1と、貯湯タンク1の底部から頂部にタンク水(貯湯タンク1内の水)を循環させるタンク水循環路2と、タンク水循環路2に流れるタンク水を加熱する加熱装置たるヒートポンプユニット3とを備えている。
FIG. 1 shows a hot water storage type hot water supply apparatus according to an embodiment of the present invention. This hot water storage type hot water supply apparatus heats a hot
貯湯タンク1は、上下方向に長手の容量が例えば50Lのタンクである。貯湯タンク1の底部には給水路4が接続され、頂部には出湯路5が接続されている。給水路4には、水道管4aからの冷水が減圧弁4bを介して供給される。また、減圧弁4bの下流側の給水路4の部分から分岐する分岐給水路4cが設けられており、この分岐給水路4cと出湯路5とを、給湯栓等の給湯端末6aに連なる給湯路6の上流端に合流して接続している。そして、貯湯タンク1から出湯路5を介して出湯される温水と、分岐給水路4cを介して供給される冷水との混合比を後述する湯水混合手段7により調節し、設定温度の湯が給湯端末6aに供給されるようにしている。
The hot
また、給湯路6には、バイパス弁6bが介設されると共に、このバイパス弁6bと並列に、バーナ(図示せず)を加熱源とする給湯熱源機8が接続されている。そして、出湯路5に出湯される温水の温度が設定温度未満になったときは、バイパス弁6bを閉弁して、給湯熱源機8を作動させ、給湯熱源機8により水を設定温度に加熱するようにしている。
The hot
ヒートポンプユニット3は、冷媒を蒸発器31からコンプレッサ32と放熱器33と膨張弁34とを介して蒸発器31に戻す閉回路で構成される公知のものである。蒸発器31にはファン31aが付設されており、冷媒がファン31aにより送風される大気の熱を吸熱して蒸発する。蒸発した冷媒はコンプレッサ32で圧縮されて高温高圧になり、放熱器33で放熱した後、膨張弁34で減圧されて蒸発器31に戻される。
The heat pump unit 3 is a publicly known unit configured with a closed circuit that returns the refrigerant from the
タンク水循環路2は、貯湯タンク1の底部から頂部にヒートポンプユニット3の放熱器33を介してタンク水を循環するように構成されており、ヒートポンプユニット3側に、タンク水循環路2に介設される循環ポンプ2aが設けられている。循環ポンプ2aを作動させれば、貯湯タンク1の底部から低温のタンク水が放熱器33に供給され、放熱器33における冷媒との熱交換でタンク水が加熱されて貯湯タンク1の頂部に戻される。循環ポンプ2a及びヒートポンプユニット3は、貯湯タンク1の上部のタンク水の温度を検出する温度センサ(図示せず)の検出温度が所定温度を下回ったときに、作動される。
The tank
貯湯タンク1は、断熱材11により被覆した状態(図2、図3参照)で外装ケーシング12内に収納されている。外装ケーシング12の横方向一側面には、給水路4に水道管4aを接続する給水接続口12aと、外装ケーシング12の外部の給湯路6となる給湯配管6cを接続する給湯接続口12bと、給湯熱源機8の流入側配管8aと流出側配管8bを夫々バイパス弁6bの上流側と下流側の給湯路6の部分に接続する熱源機用の往き接続口12cと戻り接続口12dとが設けられている。また、外装ケーシング12の横方向他側面には、外装ケーシング12の外部のタンク水循環路2となる、ヒートポンプユニット3に対する往き管2bと戻り管2cとを夫々接続する循環路用の往き接続口12eと戻り接続口12fとが設けられている。
The hot
前記湯水混合手段7は、出湯路5に介設した第1流量調節弁71と、分岐給水路4cに介設した第2流量調節弁72とで構成されている。また、出湯路5に流れる温水の温度を検出する第1温度センサ731と、分岐給水路4cに流れる冷水の温度を検出する第2温度センサ732と、給湯路6に流れる湯の温度を検出する第3温度センサ733とを設けている。そして、第1と第2の各温度センサ731,732の検出温度に基づいて第1と第2の各流量調節弁71,72をフィードフォワード制御すると共に、第3温度センサ733の検出温度が設定温度になるように各流量調節弁71,72をフィードバック制御して、温水と冷水の混合比を自動調節し、設定温度の湯が給湯端末6aに供給されるようにしている。
The hot water / mixing means 7 is composed of a first flow
このように湯水混合手段7を第1と第2の2つの流量調節弁71,72で構成すれば、貯湯タンク1を収納する外装ケーシング12内の上部と下部の空きスペースに両流量調節弁71,72を分散して配置することができる。そのため、各流量調節弁71,72を特に小型化しなくても、外装ケーシング12の大型化を回避することができる。従って、各流量調節弁71,72での圧力損失を可及的に小さくして、給湯端末6aへの給湯量を十分に確保することができる。
If the hot and cold mixing means 7 is composed of the first and second flow
ところで、第1流量調節弁71から出湯路5と分岐給水路4cとの合流部(給湯路6の上流端)までの出湯路5の部分の管路抵抗と、第2流量調節弁72から給湯路6の上流端までの分岐給水路4cの部分の管路抵抗とが異なると、給湯端末6aたる給湯栓の開度調節で給湯量が変化したとき、管路抵抗の差に起因して給湯路6に供給される温水量と冷水量との比が変化してしまう。そのため、給湯量が変化する度に、各流量調節弁71,72による流量調節動作が行われることになる。その結果、各流量調節弁71,72の動作頻度が増加して、耐久性に悪影響が及ぶ。更に、給湯量が変化したとき、各流量調節弁71,72による流量調節動作が完了するまで、給湯温度が設定温度からずれてしまい、使用者に不快な思いをさせてしまう。
By the way, the pipe resistance of the portion of the hot
そこで、本実施形態では、第1流量調節弁71から給湯路6の上流端までの出湯路5の部分の管路抵抗と、第2流量調節弁72から給湯路6の上流端までの分岐給水路4cの部分の管路抵抗とが同等になるようにしている。これによれば、給湯量が変化しても、給湯路6に供給される温水量と冷水量との比は変化しない。従って、給湯量が変化しても、各流量調節弁71,72による流量調節動作は行われず、各流量調節弁71,72の動作頻度が減少して、耐久性が向上する。更に、給湯量が変化しても、給湯温度は変化せず、使用者に不快な思いをさせることがない。
Therefore, in the present embodiment, the pipe resistance of the portion of the hot
尚、第1流量調節弁71から給湯路6の上流端までの出湯路5の部分の長さと第2流量調節弁72から給湯路6の上流端までの分岐給水路4cの部分の長さとが等しくなくても、出湯路5と分岐給水路4cの管路径や屈曲度合いを変えて、管路抵抗を同等にすればよい。
In addition, the length of the part of the hot
図2、図3を参照して、貯湯タンク1の頂部は、半球面状の鏡板1aで構成されている。鏡板1aには、該鏡板1aの最も高い部分に位置させて、タンク水循環路2を接続する戻し口1bが開設されると共に、戻し口1bより低い部分に位置させて、出湯路5を接続する出湯口1cが開設されている。そして、第1流量調節弁71を、出湯路5の上流端に介設した状態で、出湯口1cに直結している。即ち、第1流量調節弁71の流入ポート71aを出湯口1cに直に接続している。
2 and 3, the top of hot
このように出湯口1cに第1流量調節弁71を直結すれば、貯湯タンク1からの伝熱により第1流量調節弁71での凍結が防止されて、第1流用調節弁71用の凍結防止手段が不要になると共に、出湯口1cと第1流量調節弁71とを接続する接続管が不要になり、コストダウンを図ることができる。更に、出湯口1cが鏡板1aの比較的低い部分に開設されるため、外装ケーシング12内の上部の空きスペース(外装ケーシング12の天井部と鏡板1aとの間に生ずるスペース)にスペース効率良く第1流量調節弁71を配置でき、外装ケーシング12の高さ寸法が大きくなることを回避できる。
If the first flow
また、貯湯式給湯装置は、貯湯タンク1内に気泡が貯まって圧力が過度に上昇することを防止するために、貯湯タンク1内の圧力が所定値以上になったときに開弁する圧力逃がし弁9を備えている。従来、圧力逃がし弁は、一般的に、出湯路5に接続されるが、これでは、給湯停止時に発生するウォータハンマー現象により出湯路5の内圧が一時的に急増したときに、圧力逃がし弁が開弁して、温水が無駄に排水されてしまう。
In addition, the hot water storage type hot water supply apparatus is a pressure relief that opens when the pressure in the hot
そこで、本実施形態では、タンク水循環路2に、貯湯タンク1の頂部側の端部に位置させて、圧力逃がし弁9を接続している。尚、圧力逃がし弁9は、これを手動で開弁させるレバー9aを備えており、貯湯タンク1への注水時や排水時に、貯湯タンク1を大気開放する弁としても機能する。また、圧力逃がし弁9の出口には排水ホース9bが接続されている。
Therefore, in this embodiment, the
このように圧力逃がし弁9をタンク水循環路2に接続すれば、給湯停止時にウォータハンマー現象で出湯路5の内圧が一時的に急増しても、貯湯タンク1がバッファとして機能して、圧力逃がし弁9までは出湯路5の内圧急増の影響が及びにくくなる。従って、ウォータハンマー現象を生じても圧力逃がし弁9は開弁せず、温水が無駄に排水されることを防止できる。
If the
また、本実施形態では、上記の如く鏡板1aの最も高い部分に戻し口1bを開設し、それより低い部分に出湯口1cを開設しているため、貯湯タンク1内の気泡がその最高所に位置する戻し口1bから圧力逃がし弁9に導かれ、出湯路5に気泡が侵入することを阻止できる。
Moreover, in this embodiment, since the
また、給湯中に、循環ポンプ2a及びヒートポンプユニット3が作動されることがある。この場合、戻し口1bから貯湯タンク1に流入する高温水が出湯口1cに直接的に流れると、出湯路5から出湯される温水の温度が急上昇してしまい、第1流量調節弁71の制御の応答遅れで、給湯温度がオーバーシュートしてしまう。特に、給湯熱源機8が作動していると、オーバーシュート量が大きくなって、熱湯が給湯されてしまう。
Further, the
これに対し、本実施形態では、戻し口1bから貯湯タンク1に高温水が流入しても、戻し口1bより低い出湯口1cには高温水が直接的に流れにくくなり、出湯口1cから出湯される温水の温度が比較的緩やかに上昇する。そのため、第1流量調節弁71による温水流量の制御が間に合って、給湯温度のオーバーシュートが抑制され、熱湯が給湯されるような事態には陥らない。
On the other hand, in this embodiment, even if high temperature water flows into the hot
以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上記実施形態の貯湯式給湯装置は、ヒートポンプユニット3に加えて給湯熱源機8を設けたハイブリッド型のものであるが、給湯熱源機8は省略してもよい。また、タンク水循環路2に流れるタンク水を加熱する加熱装置として、太陽熱パネルや燃料電池等のヒートポンプユニット3以外の装置を用いることも可能である。また、上記実施形態では、湯水混合手段7を出湯路5に介設した第1流量調節弁71と分岐給水路4cに介設した第2流量調節弁72とで構成しているが、出湯路5と分岐給水路4cとの合流部に電動式三方弁から成る単一の湯水混合弁を設け、この混合弁で湯水混合手段を構成することも可能である。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described with reference to drawings, this invention is not limited to this. For example, the hot water storage type hot water supply apparatus of the above embodiment is of a hybrid type provided with the hot water supply
1…貯湯タンク、1a…鏡板、1b…戻し口、1c…出湯口、2…タンク水循環路、3…ヒートポンプユニット(加熱装置)、4…給水路、5…出湯路、9…圧力逃がし弁。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
タンク水循環路に、貯湯タンクの頂部側の端部に位置させて、圧力逃がし弁が接続されることを特徴とする貯湯式給湯装置。 A hot water storage tank having a water supply channel connected to the bottom and a hot water supply channel connected to the top, a tank water circuit that circulates tank water from the bottom to the top of the hot water tank, and heating that heats the tank water flowing through the tank water circuit A hot water storage type hot water supply device comprising a device, comprising a pressure relief valve that opens when the pressure in the hot water storage tank exceeds a predetermined value,
A hot water storage type hot water supply apparatus, characterized in that a pressure relief valve is connected to the tank water circulation path at an end on the top side of the hot water storage tank.
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