JP2018204851A - Water heater - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、加熱手段で加熱した湯水を、貯湯槽へ貯湯して利用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 stores hot water heated by a heating means in a hot water storage tank.
この種の給湯装置は、加熱手段によって貯湯槽の底部から供給される水を高温に加熱し、断熱材で被覆された貯湯槽の上部へ貯留する一連のサイクルを繰り返すことにより、貯湯槽の全体又は一部に高温の湯水を蓄える。使用者が湯水を使用する給湯時には、加熱されていない水と混合することで所定温度にして給湯端末で使用する。 This type of hot water supply apparatus heats the water supplied from the bottom of the hot water tank to a high temperature by a heating means, and repeats a series of cycles to store it in the upper part of the hot water tank covered with a heat insulating material, thereby Or store hot water in a part. When a user uses hot water to supply hot water, the user mixes it with unheated water to make a predetermined temperature and use it at the hot water supply terminal.
ここで用いるヒートポンプ式加熱手段の運転効率は、外気温と沸き上げ温度と加熱手段に供給される水の温度である入水温度とに依存し、外気温が高い場合、沸き上げ温度が低い場合、又は、入水温度が低い場合に運転効率が向上する。外気温は季節や稼動時刻によって変動し、それに加えて入水温度は貯湯槽の温度状態によっても変動する。 The operating efficiency of the heat pump type heating means used here depends on the outside air temperature, the boiling temperature, and the incoming water temperature, which is the temperature of the water supplied to the heating means.When the outside air temperature is high, when the boiling temperature is low, Or, when the incoming water temperature is low, the operation efficiency is improved. The outside air temperature varies depending on the season and operation time, and in addition, the incoming water temperature also varies depending on the temperature state of the hot water tank.
すなわち、本来は、貯湯槽の下部には給水温度と同程度の低温の水が存在しているが、熱利用端末の利用が発生する場合は、貯湯槽の下部の中温水が、沸き上げの際に加熱手段へ供給されるため、入水温度が上昇することになり効率は著しく低下する。 In other words, water that is as low as the water supply temperature is originally present in the lower part of the hot water tank, but if the use of a heat utilization terminal occurs, the medium temperature water in the lower part of the hot water tank is heated. At this time, since the water is supplied to the heating means, the incoming water temperature rises and the efficiency is remarkably lowered.
そして、その入水温度の上昇を抑制するために、熱利用端末内の湯水を貯湯槽の内部に設けられている熱交換器によって貯湯槽内の湯水と熱交換し、熱交換によって発生した中温水が、貯湯槽内に貯留する構成において、貯湯槽の上端部から下部に向かって縦方向に伸びる中温水取り出し配管を貯湯槽内部に設け、中温水取り出し配管の取水には、中温水温度で開動作する形状バルブを設け、中温水を取水する構成である。なお、貯湯槽上部からの高温水と中温水の取り出しの切り替えには、貯湯タンク側面に配置された温度センサを用いるものである(例えば、特許文献1参照)。 And in order to suppress the rise of the incoming water temperature, the hot water in the heat utilization terminal is heat-exchanged with the hot water in the hot water tank by a heat exchanger provided in the hot water tank, and the medium hot water generated by the heat exchange. However, in the configuration in which the hot water is stored in the hot water tank, a hot water outlet pipe extending in the vertical direction from the upper end of the hot water tank to the lower part is provided inside the hot water tank, and the hot water outlet pipe is opened at the intermediate hot water temperature. An operating shape valve is provided to take in warm water. In addition, the temperature sensor arrange | positioned at the hot water storage tank side surface is used for the switching of taking out of the high temperature water and the middle temperature water from the hot water storage tank upper part (for example, refer patent document 1).
しかしながら、上記構成では、中温水取り出し配管から貯湯タンク外へ出湯される湯の温度が特定できず、給湯開始直後の給湯温度性能が悪化するおそれがあるが、その回避方法については開示されていない。 However, in the above configuration, the temperature of hot water discharged from the hot water take-out pipe from the intermediate hot water take-out pipe cannot be specified, and the hot water supply temperature performance immediately after the start of hot water supply may be deteriorated. However, a method for avoiding this is not disclosed. .
本発明は、前記課題を解決するもので、安定した温度で給湯することができ、省エネルギー性に優れた給湯装置を提供することを目的とする。 This invention solves the said subject, and it aims at providing the hot water supply apparatus which can supply hot water at the stable temperature and was excellent in energy saving property.
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、前記貯湯槽内に配設された中温出湯部と、前記貯湯槽に配置されている複数の温度センサと、を備え、前記中温出湯部は、少なくとも、複数の開口部と、前記複数の開口部の開口面積を変更する切替部と、周囲の湯温に基づいて、前記切替部を移動させる形状記憶部と、を有し、前記中温出湯部において、湯水を前記貯湯槽内で混合した後、前記貯湯槽外へ流出させる構成の給湯装置において、前記複数の温度センサは、前記複数の開口部のうち、最下方側に位置す
る開口部に対して、上方向および下方向に分散して配置されていることを特徴とするものである。
In order to solve the conventional problems, a hot water supply apparatus of the present invention comprises a hot water storage tank, an intermediate temperature hot water supply section disposed in the hot water storage tank, and a plurality of temperature sensors disposed in the hot water storage tank. The medium temperature hot water supply unit includes at least a plurality of openings, a switching unit that changes an opening area of the plurality of openings, a shape storage unit that moves the switching unit based on a surrounding hot water temperature, and In the hot water supply apparatus having a configuration in which hot water is mixed in the hot water storage tank and then flows out of the hot water storage tank in the intermediate temperature hot water discharge section, the plurality of temperature sensors are the most of the plurality of openings. It is characterized by being distributed in an upward direction and a downward direction with respect to the opening located on the lower side.
これにより、複数の温度センサの検出温度から、中温出湯部から出湯される温度を推定できるとともに、使用者がリモコン(図示せず)等にて設定した所望の温度で、給湯を行うことができる。 Thereby, while being able to estimate the temperature discharged from an intermediate temperature hot-water supply part from the detection temperature of a some temperature sensor, hot water supply can be performed at the desired temperature which the user set with the remote control (not shown) etc. .
本発明によれば、安定した温度で給湯することができ、省エネルギー性に優れた給湯装置を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the hot water supply apparatus which can supply hot water at the stable temperature and was excellent in energy saving property can be provided.
第1の発明は、貯湯槽と、前記貯湯槽内に配設された中温出湯部と、前記貯湯槽に配置されている複数の温度センサと、を備え、前記中温出湯部は、少なくとも、複数の開口部と、前記複数の開口部の開口面積を変更する切替部と、周囲の湯温に基づいて、前記切替部を移動させる形状記憶部と、を有し、前記中温出湯部において、湯水を前記貯湯槽内で混合した後、前記貯湯槽外へ流出させる構成の給湯装置において、前記複数の温度センサは、前記複数の開口部のうち、最下方側に位置する開口部に対して、上方向および下方向に分散して配置されていることを特徴とする給湯装置である。 1st invention is equipped with a hot water storage tank, the intermediate temperature hot-water supply part arrange | positioned in the said hot water storage tank, and the several temperature sensor arrange | positioned at the said hot water storage tank, The said intermediate temperature hot-water supply part is at least a plurality. An opening portion, a switching portion that changes an opening area of the plurality of openings, and a shape storage portion that moves the switching portion based on a surrounding hot water temperature. In the hot water supply apparatus configured to flow out of the hot water storage tank after mixing in the hot water storage tank, the plurality of temperature sensors with respect to the opening located on the lowermost side among the plurality of openings, The hot water supply apparatus is characterized by being distributed in an upward direction and a downward direction.
これにより、複数の温度センサの検出温度から、中温出湯部からの出湯温度を推定できるとともに、使用者がリモコン(図示せず)等にて設定した所望の温度で、給湯を行うことができる。 Thereby, while being able to estimate the hot water temperature from a middle temperature hot-water supply part from the detection temperature of a some temperature sensor, hot water supply can be performed at the desired temperature which the user set with the remote control (not shown) etc.
第2の発明は、特に第1の発明において、前記複数の温度センサのうち、少なくとも一つ以上は、前記開口部の高さと略同一位置に配置されていることを特徴とするものである。 The second invention is characterized in that, in the first invention, in particular, at least one of the plurality of temperature sensors is disposed at substantially the same position as the height of the opening.
これにより、予め中温出湯部からの出湯温度を高精度に推定することができる。 Thereby, the hot water temperature from a middle temperature hot-water supply part can be estimated with high precision beforehand.
第3の発明は、特に第1または第2の発明において、前記貯湯槽に接続されている第1の出湯管と、前記中温出湯部に接続されている第2の出湯管と、前記第1の出湯管と前記第2の出湯管とに接続され、混合比率を変更する第1の混合弁と、を備え、前記第1の混合弁は、前記複数の温度センサの検出温度に基づいて混合比率を変更する構成としたことを特徴とするものである。 The third invention is the first or second hot water pipe connected to the hot water storage tank, the second hot water pipe connected to the intermediate temperature hot water outlet, and the first hot water pipe, particularly in the first or second invention. A first mixing valve that is connected to the second hot water pipe and the second hot water pipe and changes a mixing ratio, and the first mixing valve is mixed based on the detected temperatures of the plurality of temperature sensors. A feature is that the ratio is changed.
これにより、中温出湯部からの出湯温度と、第1の出湯管が貯湯槽の上部に接続されている場合の高温水や、第1の出湯管が貯湯槽の下部に接続されている場合の低温水と混合することによって所定の温度に調整する第1の混合弁の開度を、予め調整しておくことができるため、給湯開始直後から安定した温度で給湯することができる。また、所望の給湯温度を短時間に供給することができ、省エネ効果を高めることができる。 Thereby, the temperature of the hot water from the intermediate temperature hot water outlet, the high temperature water when the first hot water pipe is connected to the upper part of the hot water tank, and the case where the first hot water pipe is connected to the lower part of the hot water tank Since the opening of the first mixing valve that is adjusted to a predetermined temperature by mixing with low temperature water can be adjusted in advance, hot water can be supplied at a stable temperature immediately after the start of hot water supply. Moreover, desired hot-water supply temperature can be supplied in a short time, and the energy-saving effect 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)
以下、本発明の実施の形態1における給湯装置について説明する。図1は、本発明の実施の形態1による給湯装置を示す構成図である。
(Embodiment 1)
Hereinafter, the hot water supply apparatus in
本実施の形態による給湯装置は、貯湯槽1と、この貯湯槽1の水を加熱する加熱手段2と、貯湯槽1内の高温の湯水(高温水)を流出させる給湯口3と、貯湯槽1外に配設され、貯湯槽1内の高温水を加熱源として用いる熱交換器4とを備えている。熱利用端末5は、熱交換器4によって加熱された熱媒体を利用する。
A hot water supply apparatus according to the present embodiment includes a hot
貯湯槽1の下部には、給水管11が接続されている。貯湯槽1は、給水管11から供給される水で常に一定の湯量を維持している。給水管11の接続端11aは、給水管11の貯湯槽接続位置となる。
A
加熱手段2には、例えばヒートポンプ装置を用いることができる。貯湯槽1と加熱手段2とは、出水管21と戻り管22とで接続される。出水管21は、一端を貯湯槽1の下部に接続し、他端を加熱手段2に接続している。戻り管22は、一端を加熱手段2に接続し、他端を貯湯槽1の上部に接続している。
For the heating means 2, for example, a heat pump device can be used. The
貯湯槽1の下部に存在する低温の湯水(低温水)は、出水管21によって加熱手段2に導かれる。加熱手段2で加熱された高温水は、戻り管22によって貯湯槽1の上部に戻され、温度成層状態にて貯湯される。
Low temperature hot water (low temperature water) existing in the lower part of the
給湯口3は、第1の出湯管31によって貯湯槽1と接続される。第1の出湯管31は、一端31aを貯湯槽1の上部に接続し、他端を給湯口3に接続している。貯湯槽1の上部に存在する高温水は、第1の出湯管31によって給湯口3に導かれる。第1の出湯管31の一端31aは、第1の出湯管31の貯湯槽接続位置となる。
The hot
第1の出湯管31には、第1の混合弁6と第2の混合弁7とを設けている。第1の混合弁6は、第2の混合弁7より上流側、すなわち貯湯槽1側に設けている。
The
第1の混合弁6には、第2の出湯管32が接続される。第2の出湯管32は、一端を貯湯槽1の鉛直方向の中間部に接続し、他端を第1の混合弁6に接続している。貯湯槽1の鉛直方向の中間部に存在する中温の湯水(中温水)は、第2の出湯管32によって第1の混合弁6に導かれる。
A second hot
第2の混合弁7には、給水分岐管12が接続される。給水分岐管12は、一端を給水管11に接続し、他端を第2の混合弁7に接続している。給水分岐管12から供給される低温水は、第2の混合弁7に導かれる。
A water
第1の混合弁6には、第1の出湯管31から高温水が流入し、第2の出湯管32から中温水が流入する。流入する高温水と中温水とは、第1の混合弁6で混合された後に、第2
の混合弁7に導かれる。
High temperature water flows into the
To the mixing valve 7.
第2の混合弁7には、第1の混合弁6からの湯水と、給水分岐管12からの低温水とが流入する。第1の混合弁6からの湯水と低温水とは、第2の混合弁7で混合された後に、給湯口3に導かれる。
Hot water from the
貯湯槽1と熱交換器4とは、熱利用出湯管41と熱利用戻り管42とで接続される。熱利用出湯管41は、一端を貯湯槽1の上部に接続し、他端を熱交換器4に接続している。熱利用戻り管42は、一端を熱交換器4に接続し、他端42aを貯湯槽1の鉛直方向の中間部に接続している。
The
熱利用戻り管42の他端42aは、熱利用戻り管42の貯湯槽接続位置となる。熱利用戻り管42には、循環ポンプ43を設けている。貯湯槽1の上部に存在する高温水は、熱利用出湯管41によって熱交換器4に導かれる。熱交換器4で放熱された中温水は、熱利用戻り管42によって貯湯槽1の鉛直方向の中間部に戻される。
The
熱交換器4と熱利用端末5とは、熱媒体供給管51と熱媒体戻り管52とで接続される。熱媒体供給管51は、一端を熱交換器4に接続し、他端を熱利用端末5に接続している。熱媒体戻り管52は、一端を熱利用端末5に接続し、他端を熱交換器4に接続している。熱媒体戻り管52には、循環ポンプ53を設けている。熱利用端末5の熱媒体は、熱媒体戻り管52によって熱交換器4に導かれる。熱交換器4で加熱された熱媒体は、熱媒体供給管51によって熱利用端末5に供給される。
The
貯湯槽1内には、中温出湯部60が配設されている。
In the
中温出湯部60は、複数の開口部61a、61b、61cと取出部62とを有している。複数の開口部61a、61b、61cは、貯湯槽1内に高さが高い順から、略鉛直方向に配設されている。取出部62は、第2の出湯管32に接続される。なお、取出部62は、高さ方向において貯湯槽1の略中部に位置に配置されている。
The intermediate temperature hot
全ての開口部61a、61b、61cは、第1の出湯管31の貯湯槽接続位置31aと給水管11の貯湯槽接続位置11aとの間に配設している。複数の開口部61a、61b、61cを、貯湯槽1の鉛直方向の中間部に配設することで、異なる温度の中温水を取り出すことができる。
All the
なお、貯湯槽1の鉛直方向の外表面には、貯湯槽1内の湯水の温度を検知する温度センサ70a、70b、70c、70d、70e、70fが、高さが高い順から配設されており、温度センサ70c、70d、70eの検知温度に基づいて、第1の混合弁6の混合比率を決定する。なお、複数の温度センサ70c、70d、70eは、中温出湯部60に設けられている複数の開口部61a、61b、61cのうち、最も上方側に位置している開口部61aよりも高さが低い位置で、かつ、最も下方側に位置している開口部61cに対して、上方向および下方向にわたって分散して配置されている。
In addition,
また、本実施の形態によれば、複数の開口部61a、61b、61cを、貯湯槽1内に略鉛直方向に配設することで、貯湯槽1内の湯水を抜いた状態では、鉛直方向の最も低い位置にある開口部61cから湯水が流出するため、中温出湯部60内に湯水が残らない。従って、中温出湯部60内に湯水が残留することによって生じる凍結破壊を防止できる。
In addition, according to the present embodiment, the plurality of
複数の開口部61a、61b、61cの中で、少なくとも2つから異なる温度で流入した湯水は、混合されて取出部62から第2の出湯管32に流出する。熱利用戻り管42の
貯湯槽接続位置42aは、最も高い位置にある開口部61aと最も低い位置にある開口部61cとの間の高さとする。
Hot water that has flowed in at a different temperature from at least two of the plurality of
このように、熱利用戻り管42から貯湯槽1内に戻る湯水の位置を、最も高い位置にある開口部61aと最も低い位置にある開口部61cとの間の高さとすることで、熱利用戻り管42から貯湯槽1内に流入して拡散する中温水を、高さの異なる開口部61a、61b、61cから取り出して給湯に利用できるため、特に加熱手段2としてヒートポンプ装置を用いる場合には、沸き上げ時に効率が低下する中温水の沸き上げ量を抑制し、省エネルギー性に優れた給湯装置を提供できる。
In this way, the position of the hot water returning from the heat
熱利用戻り管42の貯湯槽接続位置42aは、最も高い位置にある開口部61aの次に高い位置にある開口部61bの高さ以上とすることが好ましい。熱利用戻り管42から貯湯槽1内に流入する中温水は、高温水よりも比重が大きいため、熱利用戻り管42の貯湯槽接続位置より下方に、より多く拡散する。
It is preferable that the hot water storage
熱利用戻り管42の貯湯槽接続位置より上方に配置する開口部61aよりも、熱利用戻り管42の貯湯槽接続位置42aより下方に配置する開口部61b、61cを多く設けることで、より多くの中温水を取り出すことができる。
By providing
全ての開口部61a、61b、61cは、取出部62の高さ以下に配設している。全ての開口部61a、61b、61cを、取出部62の高さ以下に配設することで、中温水の取出停止時には、取出部62には開口部61a、61b、61cの位置にある湯水よりも高い温度の湯水で満たされているため、中温水の取出初期には、この高い温度の湯水を流出させることができる。従って、所定温度の湯水を早期に供給できる。
All the
図2は、横軸を温度、縦軸を貯湯槽高さとした温度分布図を示し、図2(a)は本実施の形態の場合であり、図2(b)は開口部61bだけから中温水を取り出し、開口部61bの全開/全閉を所定温度(例えば、35℃から40℃の場合に開口部61bを全開する)によって切り替える場合の例である。
FIG. 2 shows a temperature distribution diagram in which the horizontal axis is the temperature and the vertical axis is the hot water tank height. FIG. 2 (a) shows the case of the present embodiment, and FIG. 2 (b) shows only the
T1は給水温度、T2は中温水の上限温度、Wma、Wmbは給水温度T1から中温水上限温度T2までの中温水の層、実線は中温出湯部60から出湯する前の温度分布、破線は中温出湯部60から出湯した場合の温度分布である。
T1 is the feed water temperature, T2 is the upper limit temperature of the medium temperature water, Wma and Wmb are the layers of the intermediate temperature water from the feed water temperature T1 to the upper limit temperature T2 of the intermediate temperature water, the solid line is the temperature distribution before the hot water from the
図2(b)に示すように、温度による開閉の単純な切替では、開口部61b付近に存在している湯が所定の温度の場合にしか取り出されない。出湯されるとき、貯湯槽1の湯水は全体的に上方に移動するため、開口部61b付近に、所定温度、例えば、35〜40℃の湯水が差し掛かった場合にのみ取り出され、出湯した後の中温水の領域はWmbとなる。
As shown in FIG. 2B, with simple switching between opening and closing depending on the temperature, the hot water existing in the vicinity of the
一方、図2(a)に示すように、本実施の形態の場合は、開口部61b付近の湯水と開口部61cの温水を混合するため、取り出される温度に制限がない。貯湯槽1の湯水が上部に移動しても、後述する形状記憶部によってそれぞれの開口部から湯水を吸い上げ、所定の温度で湯水を混合するためである。
On the other hand, as shown in FIG. 2A, in the case of the present embodiment, the hot water in the vicinity of the
その結果、出湯した後の中温水の領域はWmbよりも中温水が少ないWmaとなり、中温水を有効に利用でき、沸き上げ時に効率が低下する中温水の沸き上げ量を抑制できることがわかる。 As a result, it can be seen that the region of the intermediate temperature water after tapping becomes Wma with less intermediate temperature water than Wmb, the intermediate temperature water can be used effectively, and the amount of the intermediate temperature water that decreases in efficiency at the time of boiling can be suppressed.
図3は実施の形態1による中温出湯部の構成と動作を示す説明図である。 FIG. 3 is an explanatory diagram showing the configuration and operation of the intermediate temperature hot water outlet according to the first embodiment.
図3(a)を用いて中温出湯部60の構成を説明する。
The structure of the intermediate temperature hot
中温出湯部60は、複数の開口部61a、61b、61c、61dと、取出部62と、複数の開口部61a、61b、61c、61dのそれぞれの開口面積を変更する切替部63a、63bと、周囲の湯温に基づいて切替部63a、63bを移動させる形状記憶部64a、64bとを有している。なお、開口部61dは、開口部61b若しくは開口部61cから流入する湯水、又は開口部61b及び開口部61cから流入する湯水を流入して取出部62に導く。
The medium temperature hot
複数の開口部61a、61b、61c、61dは、筒状の中温出湯部本体65に形成されている。開口部61cは、中温出湯部本体65の下端開口65aに連通させている。開口部61bは、開口部61cより上方に形成している。開口部61dは、開口部61bより上方に形成している。開口部61aは、開口部61dより上方に形成している。
The plurality of
中温出湯部本体65内には、混合部66a、66bを形成している。
Mixing
混合部66aは、開口部61aより上方に形成している。混合部66bは、開口部61bより上方で開口部61dより下方に形成している。
The mixing
切替部63aは、高さ方向に移動することで、開口部61aと開口部61dとの開口面積を変更する。
The switching
切替部63aの上方(下流側)には、形状記憶部64aが配置されている。形状記憶部64aは、周囲の湯温が所定温度より低くなると切替部63aを上方に移動する。なお、図示のように、形状記憶部64aとともに付勢バネ67aを用いて切替部63aを移動することが好ましい。形状記憶部64aとともに付勢バネ67aを用いることで、昇温時と降温時での動作温度を一致させることができる。
A
切替部63bは、高さ方向に移動することで、開口部61bと開口部61cとの開口面積を変更する。
The switching
切替部63bの上方(下流側)には、形状記憶部64bが配置されている。形状記憶部64bは、周囲の湯温が所定温度より低くなると切替部63bを上方に移動する。なお、図示のように、形状記憶部64bとともに付勢バネ67bを用いて切替部63bを移動することが好ましい。形状記憶部64bとともに付勢バネ67bを用いることで、昇温時と降温時での動作温度を一致させることができる。
A
以下に、取出部62での湯温を40℃に設定している場合の中温出湯部本体65の動作を説明する。本実施の形態では、形状記憶部64a、64bは、周囲の湯温が40℃を下回ると、縮む方向に動作するように設定している。
Hereinafter, the operation of the medium temperature hot water
図3(a)は、中温出湯部本体65の下端開口65aでの湯温が45℃の状態を示している。
FIG. 3A shows a state where the hot water temperature at the
下端開口65aでの湯温が40℃より高いため、形状記憶部64bは伸びた状態にあり、切替部63bは下方に移動している。切替部63bが下方に移動した状態では、開口部61cは開口し、開口部61bは閉塞している。
Since the hot water temperature at the
また、形状記憶部64aは、下端開口65aより高い位置であり、形状記憶部64aの
周囲の湯温も40℃より高いため、伸びた状態にあり、切替部63aは下方に移動している。切替部63aが下方に移動した状態では、開口部61dは開口し、開口部61aは閉塞している。
Moreover, since the shape memory |
図3(a)の状態では、下端開口65aにある湯水は、開口部61cから流入し、混合部66b、開口部61d、混合部66aを順に通って取出部62に導かれる。
In the state of FIG. 3A, hot water in the
図3(b)は、中温出湯部本体65の下端開口65aでの湯温が20℃に低下した状態を示している。
FIG. 3B shows a state where the hot water temperature at the
中温出湯部本体65の下端開口65aでの湯温が低下すると、形状記憶部64bの周囲の湯温が降下するため、形状記憶部64bは縮み、切替部63bが上方に移動する。
When the hot water temperature at the
切替部63bが上方に移動することで、開口部61cの開口面積は減少し、開口部61bが開口を始める。開口部61cの開口面積が減少することで20℃の水の流入量は減少し、開口部61bの開口面積が増加することで60℃の湯水の流入量は増加する。開口部61bの開口によって形状記憶部64bの周囲の湯温が上昇し、形状記憶部64bの周囲の湯温が40℃となるように切替部63bが移動する。
As the
図3(b)の状態では、湯水は、開口部61cと開口部61bから流入し、混合部66b、開口部61d、混合部66aを順に通って取出部62に導かれる。
In the state of FIG. 3B, hot water flows in from the
図3(c)は、開口部61bでの湯温が40℃に低下した状態を示している。
FIG. 3C shows a state where the hot water temperature at the
開口部61bでの湯温が40℃に低下すると、開口部61aからの湯水の流入によって、形状記憶部64bの周囲の湯温は40℃を下回るため、形状記憶部64bは縮み、切替部63bが上方に移動する。
When the hot water temperature at the
切替部63bが上方に移動することで、開口部61cは閉塞し、開口部61bだけが開口する。
When the
図3(c)の状態では、湯水は、開口部61bだけから開口部61dに流入し、混合部66b、開口部61d、混合部66aを順に通って取出部62に導かれる。
In the state of FIG. 3C, the hot water flows into the
図3(d)は、開口部61bでの湯温が40℃を下回り、例えば20℃に低下した状態を示している。
FIG. 3D shows a state where the hot water temperature at the
開口部61bでの湯温が20℃に低下すると、形状記憶部64aの周囲の湯温は40℃を下回るため、形状記憶部64aは縮み、切替部63aが上方に移動する。
When the hot water temperature at the
切替部63aが上方に移動することで、開口部61dの開口面積は減少し、開口部61aが開口を始める。開口部61dの開口面積が減少することで20℃の水の流入量は減少し、開口部61aの開口面積が増加することで60℃の湯水の流入量は増加する。開口部61aの開口によって形状記憶部64aの周囲の湯温が上昇し、形状記憶部64aの周囲の湯温が40℃となるように切替部63aが移動する。
When the
図3(d)の状態では、湯水は、開口部61bと開口部61aから流入し、混合部66aを通って取出部62に導かれる。
In the state of FIG. 3D, hot water flows in from the
図3(e)は、開口部61aでの湯温が40℃に低下した状態を示している。
FIG. 3E shows a state where the hot water temperature at the
開口部61aでの湯温が40℃に低下すると、開口部61bからの湯水の流入によって、形状記憶部64aの周囲の湯温は40℃を下回るため、形状記憶部64aは縮み、切替部63aが上方に移動する。
When the hot water temperature at the
切替部63aが上方に移動することで、開口部61dは閉塞し、開口部61aだけが開口する。
When the
図3(e)の状態では、湯水は、開口部61aだけから流入し、混合部66aを通って取出部62に導かれる。
In the state of FIG.3 (e), hot water flows in only from the
なお、本実施の形態では、形状記憶部64aと形状記憶部64bとの動作温度を同じ40℃として説明したが、形状記憶部64bの動作温度を、形状記憶部64aよりも低く設定してもよい。
In the present embodiment, the operation temperature of the
取出部62が、形状記憶部64bよりも高い位置としている場合には、開口部61bまた開口部61cからの湯水の温度が40℃であると、周囲の高温の湯からの熱伝導により温まった混合部66a内の湯と混合され、取出部62では40℃を超える湯温になるため、形状記憶部64bの動作温度を40℃より低い温度とすることで、取出部62での設定温度からの大きな温度変動を抑えることができる。
When the
また、形状記憶部64bの動作温度を、形状記憶部64aよりも低く設定し、切替部63bでは大まかな温度調整を行い、切替部63aで厳密な温度調整を行わせることができる。
In addition, the operating temperature of the
図4は、実施の形態1による中温出湯温度推定部の処理の流れを示す図である。本推定部では、貯湯槽1の表面に取り付けた温度センサ70a、70b、70c、70d、70e、70fのうち、中温出湯部60の開口部61aよりも上下方向において位置が低く、かつ、開口部61cの上下方向において最も近い位置に配置されている温度センサ70e以上の高さの位置の温度センサ70c、70d、70eを用いて処理を行う。
FIG. 4 is a diagram illustrating a process flow of the intermediate hot water temperature estimation unit according to the first embodiment. In this estimation part, among the
図4では、形状記憶部64aと形状記憶部64bとの動作温度を同一温度Ts(例えば40℃)とし、取出部62から実際に出湯される湯温をTm℃、温度センサ70c、70d、70eから取得する温度をそれぞれT70c℃、T70d℃、T70e℃とする。
In FIG. 4, the operating temperature of the shape memory |
まず、Step71で、T70c〜T70eのすべての温度が動作温度Ts以上であるかを判断する。すべての温度センサからの取得温度がTs℃以上である場合は、形状記憶部64aと形状記憶部64bは伸びた状態になり、切替部63aと切替部63bが下方に移動した状態となるため、貯湯層1内の湯水は下端開口65aからのみ取出部62から出湯される。
First, in Step 71, it is determined whether all temperatures T70c to T70e are equal to or higher than the operating temperature Ts. When the acquired temperatures from all the temperature sensors are equal to or higher than Ts ° C., the
この時、取出部62から出湯される温度に上下方向において位置の近い温度センサは、温度センサ70d、または、温度センサ70eであるが、取出部62から出湯される湯水の温度は、上下方向において開口部61cより高さの低い方の温度センサ70eの温度とする(Step73)。
At this time, the temperature sensor whose position in the vertical direction is close to the temperature discharged from the
第1の混合弁6で混合する温度は、第2の混合弁7で給水分岐管12からの低温水と混合されるため高めの温度が望ましい。そのため第1の混合弁6の混合割合を算出する場合は、混合した後の温度が低くならないように、低めの温度であるT70e℃を取出部62の温度とする。
The temperature at which the
すべての温度センサがTs℃以上でない場合は、Step72で、すべての温度センサがTs℃未満であるかの判断を行う。すべての温度センサからの取得温度がTs℃未満である場合は、形状記憶部64aと形状記憶部64bは縮んだ状態になり、切替部63aと切替部63bが上方に移動した状態となるため、貯湯層1内の湯水は開口部61aからのみ取出部62から出湯される。この時、取出部62から出湯される温度に上下方向において位置の近い温度センサは、温度センサ70cであるため、T70cの温度を取出部62から出湯される温度とする(Step74)。
If all the temperature sensors are not equal to or higher than Ts ° C., it is determined in step 72 whether all the temperature sensors are lower than Ts ° C. When the acquired temperatures from all the temperature sensors are lower than Ts ° C., the
第1の混合弁6で混合する温度は、第2の混合弁7で給水分岐管12からの低温水と混合されるため高めの温度が望ましいため、上下方向において開口部61aよりも低い位置である温度センサ70cの温度T70c℃を用いると、低めの温度で第1の混合弁6の混合割合を算出することになり、利用者が所望する温度よりも給湯温度が低くなることを防止することができる。
Since the temperature mixed by the
すべての温度センサがTs℃以上でなく、かつ、Ts℃未満でない場合、次のStep75で、取出部62の温度はTs℃とする。開口部61a、開口部61b付近の貯湯槽1内の湯は、Ts℃未満の温度の湯水とTs℃以上の温度の湯水に挟まれていることになり、形状記憶部64a、または、形状記憶部64bが伸縮して開口面積が変更され、取出部62よりTs℃の温度の湯が出湯される。
When all the temperature sensors are not equal to or higher than Ts ° C. and not lower than Ts ° C., the temperature of the
以上より、本実施の形態によれば、温度センサ70c、70d、70eの検出温度から、中温出湯部60から出湯される温度を推定することができるため、予め、第1の混合弁6の混合比率を変更しておくことができる。そのため、給湯開始の要求に応じてすばやく使用者がリモコン(図示せず)等にて設定した所望の温度で、給湯口3より給湯を行うことができる。
As described above, according to the present embodiment, since the temperature discharged from the intermediate temperature hot
図5は、他の給湯装置を示すである。なお、図1に記載の給湯装置と同一構成部材には同一符号を付して説明を省略する。 FIG. 5 shows another hot water supply apparatus. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same structural member as the hot-water supply apparatus described in FIG. 1, and description is abbreviate | omitted.
本実施の形態において、貯湯槽1の外表面に設けられ、貯湯槽1内の湯水の温度を検知する温度センサのうち、温度センサ70gは、開口部61bと上下方向において、高さがほぼ同一である位置に配置されている。
In the present embodiment, among the temperature sensors that are provided on the outer surface of the
本構成によれば、温度センサ70c、70d、70e、および、温度センサ70gの温度から中温出湯部60から出湯される温度を推定することができるため、予め第1の混合弁6の混合比率を変更しておくことができる。
According to this structure, since the temperature discharged from the intermediate temperature hot
また、開口部61aと上下方向においてほぼ同じ高さの位置の貯湯槽1に温度センサ70gが設けているため、貯湯槽1内の蓄熱量が少ない場合に取出部62の温度を精度よく推定することができる。
Moreover, since the
そのため、給湯開始の要求に応じて、使用者によりリモコン(図示せず)等により設定された温度ですばやく給湯を行えることに加えて、無駄に高温の湯水が取り出されることがないため省エネ性を向上させることができる。 Therefore, in addition to being able to quickly supply hot water at a temperature set by a remote controller (not shown) or the like by a user in response to a request to start hot water supply, energy is saved because no hot water is taken out unnecessarily. Can be improved.
図6は、他の中温出湯温度推定部の処理の流れを示す図である。本推定部では、貯湯槽1の表面に取り付けた温度センサ70a、70b、70c、70d、70e、70f、70gのうち、中温出湯部60の開口部61aよりも上下方向において位置が低く、開口部61cの上下方向において下方側で最も近い位置に配置されている温度センサ70e以上
の位置にある温度センサ70c、70d、70eと、開口部61bと上下方向において高さがほぼ同一位置に配置されている温度センサ70gを用いて処理を行う。
FIG. 6 is a diagram illustrating a flow of processing of another medium temperature hot water temperature estimation unit. In this estimation part, among
図6では、形状記憶部64aと形状記憶部64bとの動作温度を同一温度Ts(例えば40℃)とし、取出部62から実際に出湯される湯温をTm℃、温度センサ70c、70d、70e、70gから取得する温度をそれぞれT70c℃、T70d℃、T70e℃、T70g℃とする。
In FIG. 6, the operating temperature of the shape memory |
まず、Step81で、T70c〜T70gのすべての温度がTs以上であるかを判断する。すべての温度センサからの取得温度がTs℃以上である場合は、形状記憶部64aと形状記憶部64bは伸びた状態になり、切替部63aと切替部63bが下方に移動した状態となるため、貯湯層1内の湯水は下端開口65aからのみ取出部62から出湯される。
First, in Step 81, it is determined whether all temperatures T70c to T70g are equal to or higher than Ts. When the acquired temperatures from all the temperature sensors are equal to or higher than Ts ° C., the
この時、取出部62から出湯される温度に上下方向において近い位置にあたる温度センサは、温度センサ70d、または、温度センサ70eであるが、取出部62から出湯される湯水の温度は、上下方向において高さの低い方の温度センサ70eの温度とする(Step83)。
At this time, the temperature sensor that is close to the temperature discharged from the take-out
第1の混合弁6で混合する温度は、第2の混合弁7で給水分岐管12からの低温水と混合されるため高めの温度が望ましい。そのため第1の混合弁6の混合割合を算出する場合は、混合した後の温度が低くならないように、低めの温度であるT70e℃を取出部62の温度とする。
The temperature at which the
すべての温度センサがTs℃以上でない場合は、Step82で、すべての温度センサがTs℃未満であるかの判断を行う。すべての温度センサからの取得温度がTs℃未満である場合は、形状記憶部64aと形状記憶部64bは縮んだ状態になり、切替部63aと切替部63bが上方に移動した状態となるため、貯湯層1内の湯水は、開口部61aからのみ取出部62から出湯される。温度センサ70gは開口部61aと上下方向において高さ位置が同一であるため、取出部62から出湯される温度は、T70g℃となる(Step84)。
If all the temperature sensors are not equal to or higher than Ts ° C., it is determined in step 82 whether all the temperature sensors are lower than Ts ° C. When the acquired temperatures from all the temperature sensors are lower than Ts ° C., the
すべての温度センサがTs℃以上でなく、かつ、Ts℃未満でない場合、次のStep85で、取出部62の温度はTs℃とする。開口部61a、開口部61b付近の貯湯槽1内の湯は、Ts℃未満の温度の湯水と温度Ts℃以上の温度の湯水に挟まれていることになり、形状記憶部64a、または、形状記憶部64bが伸縮して開口面積が変更され温度Ts℃で出湯される。
When all the temperature sensors are not equal to or higher than Ts ° C. and are not lower than Ts ° C., the temperature of the
以上より、本実施の形態によれば、温度センサ70c、70d、70e、70gの検出温度から、中温出湯部60から出湯される温度を推定することができるため、予め、第1の混合弁6の混合比率を変更しておくことができる。そのため、給湯開始の要求に応じてすばやく使用者がリモコン(図示せず)等にて設定した所望の温度で、給湯口3より給湯を行うことができる。
As described above, according to the present embodiment, since the temperature discharged from the intermediate temperature hot
図7は、他の給湯装置を示す構成図である。図1、図5に記載の給湯装置と同一構成部材には同一符号を付して説明を省略する。 FIG. 7 is a configuration diagram showing another hot water supply apparatus. The same components as those in the hot water supply apparatus illustrated in FIGS. 1 and 5 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
本構成における熱交換器4は、貯湯槽1内に配設されており、貯湯槽1内の高温水を加熱源として用いている。熱交換器4と熱利用端末5とは、熱媒体供給管51と熱媒体戻り管52とで接続される。熱媒体供給管51は、一端を熱交換器4に接続し、他端を熱利用
端末5に接続している。熱媒体戻り管52は、一端を熱利用端末5に接続し、他端を熱交換器4に接続している。熱媒体戻り管52には、循環ポンプ53を設けている。
The
熱利用端末5の熱媒体は、熱媒体戻り管52によって熱交換器4に導かれる。熱交換器4で加熱された熱媒体は、熱媒体供給管51によって熱利用端末5に供給される。
The heat medium of the
また、本構成においては、熱交換器4の上下方向の設置位置を、最も高い位置にある開口部61aと最も低い位置にある開口部61cとの間の高さとすることで、比較的高い温度が維持される開口部61a付近の湯水と、熱交換器4との熱交換によって貯湯槽1内に中温水が生じ比較的温度の低くなる開口部61b、または、開口部61cとを混合して給湯に利用できるため、特に加熱手段2としてヒートポンプ装置を用いる場合には、沸き上げ時に効率が低下する中温水の沸き上げ量を抑制し、省エネルギー性に優れた給湯装置を提供できる。
Moreover, in this structure, the installation position of the up-down direction of the
また本構成においては、熱交換器4の上下方向の最も高い部位の設置位置を、最も高い位置にある開口部61aの次に高い位置にある開口部61bの高さ以上とすることが好ましい。熱交換器4との熱交換によって生じる中温水は、高温水よりも比重が大きいため、熱交換器4の上下方向の最も高い部位の設置位置より下方に、より多く拡散する。
Moreover, in this structure, it is preferable that the installation position of the highest part of the
熱交換器4の上下方向の最も高い部位の設置位置より上方に配置する開口部61aよりも、熱利用戻り管42の貯湯槽接続位置より下方に配置する開口部61b、61cを多く設けることで、より多くの中温水を取り出すことができる。
By providing
本発明による給湯装置は、安定した温度で給湯することができ、省エネルギー性に優れているので、家庭用の給湯装置に適用できるほか、業務用などの規模の大きい用途にも適用できる。 The hot water supply apparatus according to the present invention can supply hot water at a stable temperature and is excellent in energy saving. Therefore, the hot water supply apparatus can be applied not only to a domestic hot water supply apparatus but also to a large-scale use such as business use.
1 貯湯槽
2 加熱手段
3 給湯口
4 熱交換器
5 熱利用端末
6 第1の混合弁
7 第2の混合弁
11 給水管
31 第1の出湯管
32 第2の出湯管
60 中温出湯部
61a、61b、61c、61d 開口部
62 取出部
63a、63b 切替部
64a、64b 形状記憶部
65a 下端開口
66a、66b 混合部
67a、67b 付勢バネ
70a、70b、70c、70d、70e、70f、70g 温度センサ
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記中温出湯部は、少なくとも、複数の開口部と、前記複数の開口部の開口面積を変更する切替部と、周囲の湯温に基づいて、前記切替部を移動させる形状記憶部と、を有し、
前記中温出湯部において、湯水を前記貯湯槽内で混合した後、前記貯湯槽外へ流出させる構成の給湯装置において、
前記複数の温度センサは、前記複数の開口部のうち、最下方側に位置する開口部に対して、上方向および下方向に分散して配置されていることを特徴とする給湯装置。 A hot water storage tank, an intermediate temperature hot water supply section disposed in the hot water storage tank, and a plurality of temperature sensors disposed in the hot water storage tank,
The intermediate temperature hot water supply section includes at least a plurality of openings, a switching section that changes an opening area of the plurality of openings, and a shape memory section that moves the switching section based on the surrounding hot water temperature. And
In the intermediate temperature hot water supply section, after mixing hot water in the hot water storage tank, the hot water supply apparatus configured to flow out of the hot water storage tank,
The plurality of temperature sensors are arranged to be distributed in an upward direction and a downward direction with respect to an opening located on a lowermost side among the plurality of openings.
Connected to the first hot water pipe connected to the hot water storage tank, the second hot water pipe connected to the intermediate temperature hot water outlet, the first hot water pipe and the second hot water pipe, and mixed And a first mixing valve for changing the ratio, wherein the first mixing valve is configured to change the mixing ratio based on temperatures detected by the plurality of temperature sensors. Or the hot water supply apparatus of 2.
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JP2006125677A (en) * | 2004-10-26 | 2006-05-18 | Matsushita Electric Works Ltd | Hot water feeder |
JP2009097820A (en) * | 2007-10-18 | 2009-05-07 | Mitsubishi Electric Corp | Storage type hot water supply system |
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