JP3900174B2 - Water heater - Google Patents
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Description
本発明は風呂の追い焚き機能を備える貯湯式の給湯機に関するものである。 The present invention relates to a hot water storage type water heater having a bath retreat function.
従来、この種の給湯機として、貯湯槽の温水を利用した浴槽の追い焚き機能を持ったものがある(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, as this type of water heater, there is one having a reheating function of a bathtub using hot water of a hot water tank (see, for example, Patent Document 1).
図3は、前記公報に記載された給湯機の概略図を示すものである。同図に示すように、給湯加熱手段1、圧縮機2、放熱器としての給湯熱交換器3、減圧装置4、大気熱を吸熱する大気熱交換器5からなるヒートポンプサイクルを構成したヒートポンプ熱源である。
FIG. 3 shows a schematic view of the water heater described in the publication. As shown in the figure, a heat pump heat source comprising a heat pump cycle comprising a hot water supply heating means 1, a compressor 2, a hot water
給湯回路は貯湯槽6の下部から給湯熱交換器3、貯湯槽6の上部を順次接続することによって構成される。また、給湯熱交換器3は前記ヒートポンプサイクルを流れる冷媒と前記給湯回路を流れる水とが熱交換する構成となっている。
The hot water supply circuit is configured by sequentially connecting the hot water
また、浴槽7の風呂加熱を行う場合、風呂熱交換器8を設けることによって、貯湯槽6上部から熱源側循環ポンプ9によって高温水を風呂熱交換器8に流して、利用側循環ポンプ10によって浴槽7から送られてきた水を加熱する一方、風呂熱交換器8で温度低下した貯湯槽水を貯湯槽6の中間部あるいは下部に戻すように構成したものである。
When the bath 7 is heated, a
給湯加熱運転の場合、前述したように、風呂熱交換器8において、ヒートポンプ熱源で、貯湯槽6下部から送られてきた水を高温に加熱し、貯湯槽6の上部に貯湯していく。
In the hot water supply heating operation, as described above, in the
この時、大気熱交換器5では大気のエネルギーを吸収するが、冬のような低外気温度になると大気熱交換器5を流れる冷媒の温度が氷点下となり、大気熱交換器5の表面に霜が付く場合がある。この付着した霜が成長すると大気のエネルギーを吸収しにくくなるので、この付着した霜を溶かす除霜運転を行う。 At this time, the atmospheric heat exchanger 5 absorbs atmospheric energy. However, when the temperature is low, such as in winter, the temperature of the refrigerant flowing through the atmospheric heat exchanger 5 becomes below freezing point, and frost is formed on the surface of the atmospheric heat exchanger 5. It may be attached. When this attached frost grows, it becomes difficult to absorb atmospheric energy, so a defrosting operation is performed to dissolve this attached frost.
除霜運転は同図の一点鎖線11で示す除霜回路により行われる。除霜回路は、除霜開閉弁12を備え、圧縮機2の吐出側と大気熱交換器5の入口側とを接続した構成となっている。通常の給湯加熱運転時には除霜開閉弁12を閉じるが、除霜運転時には除霜開閉弁12を開く。
The defrosting operation is performed by a defrosting circuit indicated by a one-
例えば、大気熱交換器5に多量の霜が付着したときには、圧縮機2を駆動し、除霜開閉弁12を開き、高温の冷媒を除霜回路11に通すことによって、直接大気熱交換器5に流し、冷媒の持っている熱で大気熱交換器5に付着した霜を溶かす。そして、霜を溶かした後は、除霜開閉弁12を閉じて通常の給湯加熱運転に戻る。
For example, when a large amount of frost adheres to the atmospheric heat exchanger 5, the compressor 2 is driven, the defrosting opening /
一方、風呂加熱運転は、風呂加熱要求があると、前述したように、熱源側循環ポンプ9と利用側循環ポンプ10とを駆動して、風呂熱交換器8にて、貯湯槽6から送られてきた高温湯と浴槽7から送られてきた水または湯とが熱交換することによって浴槽7の湯が加熱される。
しかしながら、前記従来の構成では、除霜運転を行っている間は給湯加熱運転が一旦停止される。そして、給湯加熱運転が停止されている間であっても、風呂加熱運転は継続される。 However, in the conventional configuration, the hot water supply heating operation is temporarily stopped during the defrosting operation. The bath heating operation is continued even while the hot water supply heating operation is stopped.
そのため、たとえ貯湯槽6の残湯量が少なくなったとしても、風呂加熱運転は残湯量に関係なく、通常の加熱能力で継続されてしまい、風呂加熱運転が続いたり、給湯負荷が重なったりした場合に、貯湯槽6の湯がなくなるという課題があった。
Therefore, even if the amount of remaining hot water in the hot
具体的な事例を挙げると、一般的に給湯負荷は夕方から夜にかけて集中するので、貯湯槽6の残湯量はこの時間帯に最も少なくなる。特に浴槽7への湯張りや、台所での給湯負荷や風呂でのシャワー等による給湯負荷が同時に、あるいは続けて発生した場合には、貯湯槽6の残湯量が極端に減少してしまう。
As a specific example, since the hot water supply load is generally concentrated from evening to night, the amount of hot water remaining in the
そうした場合に大気熱交換器5に霜が着き、その霜を溶かす除霜運転が行われると、給湯時に所定の給湯温度の湯が蛇口13から出ずに湯切れが発生する。
In such a case, when frost forms on the atmospheric heat exchanger 5 and a defrosting operation is performed to melt the frost, hot water at a predetermined hot water supply temperature does not come out of the
また、風呂加熱運転そのものが続行できなくなったり、風呂加熱能力が極端に低下し、浴槽7の温度が上昇し難くなるという課題があった。 In addition, there are problems that the bath heating operation itself cannot be continued, the bath heating capability is extremely reduced, and the temperature of the bathtub 7 is difficult to rise.
本発明は上記課題を解決するもので、除霜運転を行うときには、風呂加熱能力を減少することにより、湯切れの可能性を少なくし、かつ風呂加熱運転が継続できなくなる状況を回避し、快適性と利便性の向上を図った給湯機を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned problems, and when performing a defrosting operation, by reducing the bath heating capacity, the possibility of running out of hot water is reduced, and a situation in which the bath heating operation cannot be continued is avoided and is comfortable. An object is to provide a water heater that improves the performance and convenience.
前記従来の課題を解決するために、本発明の給湯機は、圧縮機と給湯熱交換器と減圧装置と大気熱交換器とを備えたヒートポンプサイクルと、温水を貯える貯湯槽と循環ポンプと前記給湯熱交換器とを順次環状に接続した給湯回路と、前記貯湯槽内の高温水と浴槽内の浴槽水とを熱交換し浴槽水を加熱する風呂熱交換器を備える風呂水加熱回路と、前記貯湯槽から出湯する温水の循環量を制御する循環流量制御手段を前記風呂水加熱回路に備え、前記大気熱交換器に付着した霜を溶かす除霜運転機能を有するとともに、除霜運転時には、前記循環流量制御手段が前記貯湯槽から出湯する温水の循環量を抑制するものである。 In order to solve the above conventional problems, the water heater of the present invention, a heat pump cycle which includes a compressor and a hot water supply heat exchanger and the pressure reducing device and the air heat exchanger, the hot water tank to store hot water and circulation pump a hot water supply circuit connected to sequentially ring and said hot water supply heat exchanger, the bath water heating circuit comprising a bath heat exchanger and a bath water of high temperature water and the bathtub of the hot water storage tank to heat the bath water to the heat exchanger the circulation flow rate control means for controlling the circulation amount of the hot water to be tapped from the hot water tank provided in the bath water heating circuit, as well as have a defrosting operation function to melt frost adhering to the air heat exchanger, the defrosting operation Sometimes, the circulation flow rate control means suppresses the circulation amount of hot water discharged from the hot water storage tank .
これによって、除霜運転と風呂加熱運転とが重なった場合、風呂の加熱能力を減少して湯の使用量を少なくすることで、湯切れの可能性を少なくし、かつ、風呂の追い焚き運転ができない状況を回避することができる。 As a result, when the defrosting operation and the bath heating operation overlap, the possibility of running out of hot water is reduced by reducing the heating capacity of the bath and reducing the amount of hot water used. You can avoid situations where you can't.
本発明の給湯機は、大気熱交換器に付着した霜を溶かす除霜運転を行うために給湯加熱運転を中断しなければならない場合には、風呂の加熱能力を減少して湯の使用量を少なくすることで、湯切れの可能性を少なくし、かつ、風呂の追い焚き運転ができない状況を回避して、快適性と利便性の向上を図ることができる。 The hot water heater of the present invention reduces the heating capacity of the bath and reduces the amount of hot water used when the hot water heating operation must be interrupted in order to perform the defrosting operation to dissolve frost adhering to the atmospheric heat exchanger. By reducing the number, it is possible to reduce the possibility of running out of hot water and to avoid the situation in which the bath cannot be rerun, thereby improving comfort and convenience.
本発明は各請求項に記載の形態で実施できるものであり、第1の発明は、圧縮機と給湯熱交換器と減圧装置と大気熱交換器とを備えたヒートポンプサイクルと、温水を貯える貯
湯槽と循環ポンプと前記給湯熱交換器とを順次環状に接続した給湯回路と、前記貯湯槽内の高温水と浴槽内の浴槽水とを熱交換し浴槽水を加熱する風呂熱交換器を備える風呂水加熱回路と、前記貯湯槽から出湯する温水の循環量を制御する循環流量制御手段を前記風呂水加熱回路に備え、前記大気熱交換器に付着した霜を溶かす除霜運転機能を有するとともに、除霜運転時には、前記循環流量制御手段が前記貯湯槽から出湯する温水の循環量を抑制するものである。
The present invention can be implemented in the form described in each claim, the first invention is, store the heat pump cycle, the temperature of water provided with a compressor and the hot water supply heat exchanger and the pressure reducing device and the atmospheric heat exchanger a hot water supply circuit connected to sequentially ring the hot water storage tank and the circulation pump the hot water supply heat exchanger, the bath heat exchanger and a bath water of high temperature water and the bathtub of the hot water storage tank to heat the bath water to the heat exchanger The bath water heating circuit includes a bath water heating circuit and a circulation flow rate control means for controlling the circulation rate of hot water discharged from the hot water tank , and has a defrosting operation function for melting frost attached to the atmospheric heat exchanger. At the same time, during the defrosting operation , the circulation flow rate control means suppresses the circulation amount of hot water discharged from the hot water storage tank .
これによって、除霜運転と風呂加熱運転とが重なった場合には、風呂の加熱能力を制御して貯湯槽の高温湯を使用するので、湯切れの可能性を少なくし、かつ、風呂の加熱運転ができない状況を回避して、快適性と利便性の向上を図ることができる。 As a result, when the defrosting operation and the bath heating operation overlap, the hot water of the hot water tank is used by controlling the heating capacity of the bath, so the possibility of running out of hot water is reduced and the bath heating is performed. Avoiding situations where driving is not possible, it is possible to improve comfort and convenience.
第2の発明は、特に、第1の発明の循環流量制御手段において、循環流量制御手段は風呂熱交換器出口の温水の温度と風呂熱交換器へ流れる浴槽水の温度との温度差を、除霜運転が行われていないときと比較して少なくなるように貯湯槽に貯湯された温水の循環量を制御するものである。 The second aspect of the invention is particularly the circulation flow rate control means of the first aspect of the invention, wherein the circulation flow rate control means calculates the temperature difference between the temperature of the hot water at the outlet of the bath heat exchanger and the temperature of the bath water flowing to the bath heat exchanger, The circulation amount of the hot water stored in the hot water storage tank is controlled so as to be smaller than when the defrosting operation is not performed.
これによって、貯湯槽の高温湯の使用量が少なくなり、湯切れの可能性が少なくなる。 This reduces the amount of hot water used in the hot water tank and reduces the possibility of running out of hot water.
第3の発明は、特に、第2の発明において、貯湯槽の残湯量を検出する残湯量検出手段を設け、循環流量制御手段は前記残湯量検出手段により検出される貯湯槽の残湯量に応じて、貯湯槽に貯湯された温水の循環量を抑制するものである。 According to a third aspect of the invention, in particular, in the second aspect of the invention, a remaining hot water amount detecting means for detecting a remaining hot water amount of the hot water tank is provided, and the circulation flow rate control means is responsive to the remaining hot water amount of the hot water tank detected by the remaining hot water amount detecting means. Thus, the circulation amount of the hot water stored in the hot water tank is suppressed.
これによって、残湯量に応じて風呂の加熱能力を制御して貯湯槽の高温湯を使用するので、湯切れの可能性を少なくすることができる。 Accordingly, the hot water of the hot water tank is used by controlling the heating capacity of the bath according to the amount of remaining hot water, so that the possibility of running out of hot water can be reduced.
第4の発明は、特に、第2の発明において、循環流量制御手段は、前記残湯量検出手段により検出される貯湯槽の残湯量が第一所定値よりも少ない場合に、貯湯槽に貯湯された温水の循環量を抑制するように制御するようにしたものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in particular, in the second aspect, the circulating flow rate control means stores hot water in the hot water storage tank when the remaining hot water amount of the hot water storage tank detected by the remaining hot water amount detection means is less than a first predetermined value. The control is performed so as to suppress the circulation amount of the hot water.
これによって、残湯量が第一所定値よりも少ない場合は、除霜運転時の風呂の加熱能力を減少させるように制御する制御手段を備えた構成としているため、貯湯槽の残湯量が少なくなったときで、除霜運転と風呂加熱運転とが重なった場合には、風呂の加熱能力を減少して湯の使用量を少なくするので、湯切れの可能性を少なくし、かつ、風呂の加熱運転ができない状況を回避することができる。 As a result, when the remaining hot water amount is less than the first predetermined value, the control means for controlling to reduce the heating capacity of the bath during the defrosting operation is provided, so that the remaining hot water amount in the hot water tank is reduced. When the defrosting operation and the bath heating operation overlap, the bath heating capacity is reduced and the amount of hot water used is reduced, so the possibility of running out of hot water is reduced and the bath heating is reduced. The situation where driving is impossible can be avoided.
第5の発明は、特に、第3の発明において、循環流量制御手段は、前記残湯量検出手段により検出される貯湯槽の残湯量が、前記第一所定値と比べて小さい値である第二所定値よりも少ない場合に、風呂の加熱を停止させるように制御するようにしたものである。 According to a fifth aspect of the invention, in particular, in the third aspect of the invention, the circulating flow rate control means is a second method in which the remaining hot water amount of the hot water tank detected by the remaining hot water amount detection means is smaller than the first predetermined value. The control is performed so as to stop the heating of the bath when it is less than the predetermined value.
これによって、除霜運転時に、第二所定値よりも少ない場合、風呂の加熱運転を停止させるように制御する制御手段を備えた構成としているため、最低限の給湯負荷に対応する湯を確保することができるので、湯切れの可能性を少なくすることができる。 Accordingly, when the defrosting operation is less than the second predetermined value, the control means for controlling the bath heating operation to be stopped is provided, so that hot water corresponding to the minimum hot water supply load is secured. Therefore, the possibility of running out of hot water can be reduced.
第6の発明は、特に、第4の発明において、風呂の加熱を停止させた場合に、警報を発する警報装置を備えたものである。 The sixth aspect of the invention includes an alarm device that issues an alarm particularly when the heating of the bath is stopped in the fourth aspect of the invention.
これによって、残湯量が少なくなったことを利用者に知らせることができるので、湯切れに対する対処ができ、利便性を改善することができる。 As a result, the user can be informed that the amount of remaining hot water has decreased, so that it is possible to cope with hot water shortages and improve convenience.
第7の発明は、特に、第1から第6の発明において、ヒートポンプに封入する冷媒を二
酸化炭素としているので、高温高効率化と地球環境保全をはかるができる。
In the seventh aspect of the invention, in particular, in the first to sixth aspects of the invention, the refrigerant sealed in the heat pump is carbon dioxide, so that high temperature and high efficiency and global environmental conservation can be achieved.
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、本発明の第1の実施の形態における給湯機の構成図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a configuration diagram of a water heater in the first embodiment of the present invention.
図1において、給湯機の熱源である給湯加熱手段1は、圧縮機2、給湯熱交換器3、減圧装置4および大気熱を吸熱する大気熱交換器5からなるヒートポンプサイクルを構成したヒートポンプ熱源である。そして、高圧側の冷媒圧力が臨界圧力以上となる二酸化炭素を冷媒とする。
In FIG. 1, a hot water supply heating means 1 which is a heat source of a hot water heater is a heat pump heat source that constitutes a heat pump cycle including a compressor 2, a hot water
貯湯槽6への給水は貯湯槽6下部に接続された給水管14を介してなされ、貯湯槽6上部の高温の湯は出湯管15を通り混合弁16で給水と混合することによって所定の温度の湯にしてから給湯管17を通って給湯端末(例えば蛇口13)から給湯される。
Water is supplied to the
また、貯湯槽6の下部から循環ポンプ18、給湯熱交換器3および貯湯槽6の上部を順次接続する給湯回路を構成することによって、貯湯槽6から循環ポンプ18で送られてきた水は前記給湯熱交換器3で冷媒熱により加熱されて貯湯槽6の上から貯湯される。
In addition, by forming a hot water supply circuit that sequentially connects the lower part of the
沸き上げ温度検出手段19は、ヒートポンプ熱源で加熱した湯温を検出するため給湯熱交換器3の水側の出口に設けられている。
The boiling
風呂加熱手段20は、水水熱交換器である風呂熱交換器8と、それに接続された熱源側と利用側水回路と、それら水回路にそれぞれ設けられた熱源側循環ポンプ9と利用側循環ポンプ10などからなる。そして、浴槽7の加熱は、熱源側循環ポンプ9で貯湯槽6から風呂熱交換器8に送られてきた高温の温水と、利用側循環ポンプ10で浴槽7から風呂熱交換器8に送られてきた水又は温水とが熱交換することによって行われる。
The bath heating means 20 includes a
また貯湯槽6にはその表面温度を検出する第一の残湯温度検出手段21が取り付けられている。さらに、制御手段22は、前記風呂加熱手段20における加熱能力を制御するものである。
The
以上のように構成された給湯機について、以下にその動作、作用を説明する。 About the hot water heater comprised as mentioned above, the operation | movement and an effect | action are demonstrated below.
図1において、先ず、給湯加熱運転について説明する。貯湯槽6に高温湯を貯湯する給湯加熱要求があると、ヒートポンプ熱源で大気熱を利用した給湯加熱運転を行う。この場合、圧縮機2から吐出された臨界圧力以上の高温高圧の冷媒が給湯熱交換器3に流入し、ここで貯湯槽6の下部から送られてきた水と熱交換し放熱した後、減圧装置4で減圧し、さらに、大気熱交換器5で大気から熱を吸熱し、ガス化して圧縮機2に戻る。
In FIG. 1, first, the hot water supply heating operation will be described. When there is a hot water supply heating request for storing hot water in the hot
この時、給湯熱交換器3に流入する高温冷媒で給湯熱交換器3の出口水温が所定温度となるように循環ポンプ18の回転数を制御し、所定の温度の湯が貯湯槽6の上部から流入し貯湯される。
At this time, the number of revolutions of the
なお、給湯熱交換器3での冷媒と水の流し方は対向流としている。また、前記給湯加熱要求としては、貯湯槽6全体を高温湯になるまで沸かす要求や、所定の残湯量を確保する要求などがある。
In addition, the method of flowing the refrigerant and water in the hot water
このうち、残湯量が少なくなって所定の残湯量を確保する給湯加熱運転について説明する。前記所定の残湯量の位置に第一の残湯温度検出手段21を設ける。そして、風呂の湯張りなどの給湯負荷があり残湯量が少なくなってくると、貯湯槽6の表面に設けた第一の残湯温度検出手段21の位置に残湯が無いことを検出すると給湯加熱要求を行い、給湯加熱運転を行う。
Among these, the hot water supply heating operation in which the amount of remaining hot water is reduced to ensure a predetermined amount of remaining hot water will be described. First remaining hot water
なお、前記第一の残湯温度検出手段21を設ける位置は、浴槽7への湯張りである風呂注湯直後の給湯負荷と風呂加熱負荷と給湯加熱能力とから湯切れを考慮して設定すればよい。
The position where the first remaining hot water
また、第一の残湯温度検出手段21の設けている位置における残湯の有無は、第一の残湯温度検出手段21の設けている位置の温度が所定の温度より高いか低いかで判断すればよい。
The presence or absence of remaining hot water at the position where the first remaining hot water
例えば、第一の残湯温度検出手段21が50℃以上を検出したとき貯湯槽6内に残湯があるとし、50℃未満を検出すれば貯湯槽6内に残湯がないと判断する。
For example, when the first remaining hot water
次に、給湯加熱運転で大気熱交換器5に付いた霜を溶かす除霜運転について説明する。大気熱交換器5の冷媒出口側に着霜検出手段23を設ける。着霜検出手段23として、例えば、大気熱交換器5出口の冷媒の温度を検出する検出手段とする。低外気温度時に給湯加熱運転を行っていると大気熱交換器5に霜が付着する場合がある。 Next, a defrosting operation for melting frost attached to the atmospheric heat exchanger 5 in the hot water supply heating operation will be described. Frost detection means 23 is provided on the refrigerant outlet side of the atmospheric heat exchanger 5. As the frost detection means 23, for example, a detection means for detecting the temperature of the refrigerant at the outlet of the atmospheric heat exchanger 5 is used. If hot water supply heating operation is performed at a low outside air temperature, frost may adhere to the atmospheric heat exchanger 5.
一端霜が付きだすと大気熱交換器5の冷媒の温度が低下するので、更に霜が付着しやすくなる。霜の付着が進行すると、大気熱交換器5の冷媒の温度が低下していき、給湯加熱性能も徐々に低下する。そこで、着霜検出手段23が検出した大気熱交換器5出口の冷媒の温度が所定の温度(除霜開始温度)以下になれば、大気熱交換器5に付着した霜を溶かす除霜運転を行う。 If frost begins to form at one end, the temperature of the refrigerant in the atmospheric heat exchanger 5 decreases, so that frost is more likely to adhere. As frost adhesion progresses, the temperature of the refrigerant in the atmospheric heat exchanger 5 decreases, and the hot water supply heating performance also gradually decreases. Therefore, when the temperature of the refrigerant at the outlet of the atmospheric heat exchanger 5 detected by the frost detection means 23 is equal to or lower than a predetermined temperature (defrosting start temperature), a defrosting operation for melting frost attached to the atmospheric heat exchanger 5 is performed. Do.
除霜運転は、循環ポンプ18を停止し、除霜開閉弁12を開き、圧縮機2を駆動することによって行われ、高温の冷媒により大気熱交換器5に付着した霜は溶かされる。
The defrosting operation is performed by stopping the
この時、減圧装置4は閉じるかできるだけ開度を小さくする方がよい。そして、着霜検出手段23が検出する大気熱交換器5出口の冷媒の温度が0℃より高くなれば霜が溶けたと判断して、除霜運転を停止し、給湯加熱運転を再開する。
At this time, it is better to close the
さらに、通常(除霜運転中でない場合)の風呂加熱運転について説明する。いま、風呂を加熱する風呂加熱要求があると、制御手段22は利用側循環ポンプ10と熱源側循環ポンプ9とを駆動する。そして、利用側循環ポンプ10によって浴槽7から送られてきた水は、熱源側循環ポンプ9によって送られてきた貯湯槽6上部の高温の湯と、風呂熱交換器8で熱交換して加熱されて浴槽7に戻る。
Furthermore, the normal bath heating operation (when not in the defrosting operation) will be described. Now, when there is a bath heating request for heating the bath, the control means 22 drives the use
ここで、風呂熱交換器8の熱源側入口水温、つまり貯湯槽6の上部の温度が同じであるとき、一般的に、熱源側循環ポンプ9の流量の多い方が風呂の加熱能力が大きく、風呂熱交換器8で放熱して貯湯槽6の下部に戻る湯の温度も高い。逆に、熱源側循環ポンプ9の流量の少ない方が風呂の加熱能力が小さく、風呂熱交換器8で放熱して貯湯槽6の下部に戻る湯の温度も低い。
Here, when the heat source side inlet water temperature of the
また、熱源側循環ポンプ9の流量が同じであったとき、一般的に、貯湯槽6の上部の温度が高い場合、つまり風呂熱交換器8の熱源側入口水温が高い場合の方がより風呂の加熱能力が大きく、風呂熱交換器8で放熱して貯湯槽6の下部に戻る湯の温度も高い。逆に、
貯湯槽6の上部の温度が低い場合、つまり風呂熱交換器8の熱源側入口水温が低い場合の方が風呂の加熱能力が小さく、風呂熱交換器8で放熱して貯湯槽6の下部に戻る湯の温度も低い。
In addition, when the flow rate of the heat source
When the temperature of the upper part of the
そして、貯湯槽6下部に戻った湯は必要に応じて前述した給湯加熱運転で所定温度まで加熱されて貯湯槽6の上部に貯湯される。この給湯加熱運転の時の運転効率は、給湯熱交換器3の入口水温つまり貯湯槽6の下部の温度が高くなると悪化する。
And the hot water which returned to the hot
このように、風呂加熱の能力は大きければ大きいほど良いというわけでなく、貯湯槽6の上部の高温の湯は風呂熱交換器8で放熱した後、貯湯槽6の下部に戻るが、その戻り温度がその後の給湯加熱運転の性能に影響する。
Thus, the larger the bath heating capacity is, the better. The hot water at the upper part of the
さらに、貯湯槽6に戻る温度が高いとその後の給湯加熱運転の効率が悪くなるだけでなく、高温の湯が持っている熱エネルギーを十分使用していないことにもなる。逆に、貯湯槽6に戻る温度が低すぎると、風呂加熱能力が不足し、浴槽7の温度がなかなか上昇しなくなる。
Furthermore, if the temperature returning to the
そこで、図1に示すように風呂熱交換器8の熱源側出口温度を検出する熱源側出口温度検出手段24と風呂熱交換器8の利用側入口温度を検出する利用側入口温度検出手段25とを設け、この両者の温度差で熱源側の温水の流量を制御する。
Therefore, as shown in FIG. 1, a heat source side outlet temperature detecting means 24 for detecting the heat source side outlet temperature of the
例えば、前記温度差ΔT=5(K)が一定になるように制御すれば、浴槽7の温度が変化しても貯湯槽6への戻り温度も比較的低くすることができ、かつ、風呂加熱能力も比較的大きくすることができる。
For example, if the temperature difference ΔT = 5 (K) is controlled to be constant, the return temperature to the
つまり、制御手段22は、熱源側出口温度検出手段24と利用側入口温度検出手段25とから得られた風呂熱交換器8の熱源側出口温度と利用側入口温度を検出し、この両者の温度差が5Kになるように熱源側循環ポンプ9の回転数を制御する。
That is, the control means 22 detects the heat source side outlet temperature and the use side inlet temperature of the
次に、除霜運転中の風呂加熱運転について説明する。着霜検出手段23が前述した除霜開始温度以下の温度を検出すると除霜運転を行う。同時に、除霜開始信号が制御手段22に送られ、制御手段22は、風呂加熱能力が減少するように熱源側循環ポンプ9の回転数を制御する。
Next, the bath heating operation during the defrosting operation will be described. When the frost detection means 23 detects a temperature equal to or lower than the above-described defrost start temperature, the defrost operation is performed. At the same time, a defrosting start signal is sent to the control means 22, and the control means 22 controls the rotation speed of the heat source
すなわち、熱源側出口温度検出手段24と利用側入口温度検出手段25とから得られた風呂熱交換器8の熱源側出口温度と利用側入口温度を検出し、この両者の温度差が通常(除霜運転中でない場合)の風呂加熱運転の場合の5Kよりも小さい温度差(例えば2K)になるように熱源側循環ポンプ9の回転数を抑制する。
That is, the heat source side outlet temperature and the usage side inlet temperature of the
この温度差の設定は、風呂熱交換器8に熱源として供給される貯湯槽6の上部の温度や、必要とされる浴槽7の加熱熱量や給湯加熱手段1の加熱能力などから設定すればよい。
The temperature difference may be set based on the temperature of the upper part of the
なお、上記説明のように風呂加熱能力を減少させるために、熱源側循環ポンプ9の回転数を制御する以外の方法を行ってもよい。風呂熱交換器8の加熱能力は、熱源側の流量と利用側の流量とで決定されるので、熱源側循環ポンプ9の回転数または利用側循環ポンプ10回転数のどちらか一方、または、両方を制御して、風呂熱交換器8の加熱能力を減少できる。
In addition, in order to reduce the bath heating capability as described above, a method other than controlling the number of revolutions of the heat source
また、図1の構成では、直接流量を計測する手段を備えていないが、熱源側の出口温度の変化を計測して、流量の変化を間接的に求めればよい。つまり、風呂加熱能力を減少さ
せるためには、風呂熱交換器8の熱源側出口温度を、通常(除霜運転中でない場合)の風呂加熱運転の場合よりも低くするように制御してもよい。
Further, the configuration of FIG. 1 does not include means for directly measuring the flow rate, but it is only necessary to indirectly measure the change in the flow rate by measuring the change in the outlet temperature on the heat source side. That is, in order to reduce the bath heating capacity, the heat source side outlet temperature of the
すなわち、制御手段22は、熱源側出口温度検出手段24から得られた風呂熱交換器8の熱源側出口温度を検出し、この温度が、通常(除霜運転中でない場合)の風呂加熱運転の場合の熱源側出口温度よりも低くなるように熱源側循環ポンプ9の回転数を制御する。
That is, the control means 22 detects the heat source side outlet temperature of the
なお、熱源側出口温度を低くして貯湯槽6に戻しているので、貯湯槽6の持っている熱量をより有効に使用していることになる。
In addition, since the heat source side exit temperature is lowered and returned to the hot
例えば、貯湯槽6の上部温度が65℃で浴槽7の温度が42℃とする。通常(除霜運転中でない場合)の風呂加熱運転の場合には風呂熱交換器8の熱源側出口温度と利用側入口温度との温度差ΔT=5(K)とし、除霜運転中の場合には前記温度差を2(K)とすると、風呂熱交換器8の熱源側出口温度はそれぞれ47℃と44℃となる。
For example, the upper temperature of the
この時、貯湯槽6に貯湯した熱量のうち有効に利用した熱量は次の比で表される。つまり、(温度差5(K)時の利用熱量):(温度差2(K)時の利用熱量)=(65−47):(65−44)となり、能力を減少させた方が、約17%程度有効に利用できることになる。
At this time, the amount of heat utilized effectively among the amount of heat stored in the hot
上述したように、除霜運転のために給湯加熱運転ができないとき、風呂加熱能力を小さくするように制御することにより、貯湯槽6の高温湯の使用量が少なくなるので、湯切れの可能性を少なくし、かつ、風呂の加熱運転ができない状況を回避することができる。
As described above, when the hot water heating operation cannot be performed due to the defrosting operation, the amount of hot water used in the hot
また、貯湯槽6に戻る湯の温度を通常よりも低くするので、貯湯された湯の熱エネルギーを有効に利用できることにもなる。さらに、貯湯槽6に戻った湯を再度沸き上げる時の給湯加熱運転の効率も良くなる。
Moreover, since the temperature of the hot water returning to the
(実施の形態2)
図2は、本発明の第2の実施の形態における給湯機の構成図である。
(Embodiment 2)
FIG. 2 is a configuration diagram of a water heater in the second embodiment of the present invention.
図2において、第1の実施の形態と異なる点は、残湯量検出手段として、貯湯槽6の表面に第二の残湯温度検出手段26を設けたことである。この第二の残湯温度検出手段26の位置は、前記第一の残湯温度検出手段21の設けた位置と同等か残湯量の少ない(上方)位置である。
In FIG. 2, the difference from the first embodiment is that a second remaining hot water
以上のように構成された給湯機について、以下にその動作、作用を説明する。なお、給湯加熱運転と除霜運転については図1の第1の実施の形態と同様なので詳細な説明は省略する。 About the hot water heater comprised as mentioned above, the operation | movement and an effect | action are demonstrated below. Since the hot water supply heating operation and the defrosting operation are the same as those in the first embodiment of FIG. 1, detailed description thereof is omitted.
図1で説明した除霜運転では、除霜開閉弁12を備えた除霜回路11を用いて除霜していたが、基本の冷媒回路に特に除霜回路として付加するのではなく、基本の冷媒回路だけで除霜することも可能である。つまり、循環ポンプ18を停止し、減圧装置4を開き、圧縮機2を駆動して、高温の冷媒で、大気熱交換器5に付着した霜を溶かす。なお、減圧装置4はできるだけ開度を大きくする方がよい。
In the defrosting operation illustrated in FIG. 1, the
次に、風呂加熱運転について説明する。いま、残湯量が第二の残湯温度検出手段26の設けている位置よりも多い場合は、除霜運転中か否かに関係なく、第1の実施の形態で説明した通常(除霜運転中でない場合)の風呂加熱運転を行う。
Next, the bath heating operation will be described. If the amount of remaining hot water is larger than the position where the second remaining hot water
そして、給湯負荷が多いか、または、さらに風呂加熱運転を続けることによって、残湯量が第二の残湯温度検出手段26を設ける位置より少なくなり、かつ、除霜運転中でなければ、第1の実施の形態で説明した通常(除霜運転中でない場合)の風呂加熱運転を行う。
If the hot water supply load is large or the bath heating operation is further continued, the amount of remaining hot water becomes smaller than the position where the second remaining hot water
他方、湯量が第二の残湯温度検出手段26を設ける位置より少なくなり、かつ、除霜運転中であれば、第1の実施の形態で説明した除霜運転中の風呂加熱運転を行う。すなわち、制御手段22は、第二の残湯温度検出手段26からの信号で残湯温度を検出し、第二の残湯温度検出手段26の設けている位置に残湯がなくなったことを検出すれば、風呂加熱能力が減少するように熱源側循環ポンプ9の回転数を抑制する。
On the other hand, if the amount of hot water is less than the position where the second remaining hot water
上述したように、除霜運転のために給湯加熱運転ができない場合で、更に、貯湯槽6内の残湯量が少なくなった時には、風呂加熱能力を小さくするように制御することにより、貯湯槽6の高温湯の使用量を少なくすることができるので、湯切れの可能性を少なくし、かつ、風呂の加熱運転ができない状況を回避することができる。
As described above, when the hot water supply heating operation cannot be performed due to the defrosting operation and the remaining hot water amount in the hot
上記のように、残湯量が第二の残湯温度検出手段26を設けている位置より少なくなった時に風呂加熱能力を減少させれば、残湯量の減少速度を小さくすることができる。
As described above, if the bath heating capacity is reduced when the amount of remaining hot water becomes smaller than the position where the second remaining hot water
ところで、残湯量の減少速度を小さくしてもこれが長時間続いたり、多量の給湯負荷があれば、残湯量は減少し湯切れしてしまう可能性がある。 By the way, even if the decrease rate of the remaining hot water amount is reduced, if this continues for a long time or there is a large amount of hot water supply load, the remaining hot water amount may decrease and the hot water may run out.
そこで、第二の残湯温度検出手段26の設けている位置より上の位置に、残湯量検出手段として、第三の残湯温度検出手段27を設ける。
Therefore, a third remaining hot water
第三の残湯温度検出手段27の位置は最低限の給湯負荷を賄えるところに設ける。そして、残湯量が第三の残湯温度検出手段27を設けている位置より少なくなると、再び貯湯槽6に湯が貯まるまで制御手段22は利用側循環ポンプ10と熱源側循環ポンプ9とを停止することによって風呂加熱運転を停止する。
The position of the 3rd remaining hot water temperature detection means 27 is provided in the place which can cover the minimum hot water supply load. When the amount of remaining hot water becomes smaller than the position where the third remaining hot water
また、警報装置28を設けることにより、残湯量が少なくなったときに、利用者に風呂加熱運転の停止を知らせることができる。利用者に知らせる方法としては、音声でその旨を知らせたり、警報音を出したり、又は、画面上に表示しても良い。また、この警報装置28として特別のものを設けなくても、給湯機にリモコン(図示せず)があれば、リモコンに警報機能を付加することによって、共用化することも可能である。
Further, by providing the
上記説明では、残湯量検出手段として、第二と第三の残湯温度検出手段26、27の2つのを用いることによって風呂加熱能力を制御したが、更に貯湯槽6の温度を検出する残湯温度検出手段を設けて、細かく能力制御することも可能であり、同様の作用、効果が得られる。
In the above description, the bath heating capacity is controlled by using the second and third remaining hot water
さらに、風呂加熱能力を制御するときに、貯湯槽6に貯湯された温水の循環量を調整ために、熱源側循環ポンプ9の回転数を制御していたが、流量制御弁(図示せず)を用いて温水の循環量を調整しても同様の作用、効果が得られる。
Furthermore, when controlling the bath heating capacity, the rotational speed of the heat source
また、実施の形態1、実施の形態2では、利用側循環ポンプ10は浴槽7へ接続されていたが、浴槽7以外にも暖房、床暖房、浴室乾燥暖房を行うための放熱部を接続してもよい。
Moreover, in
また、ヒートポンプ熱源に封入する冷媒を二酸化炭素とすることによって、貯湯槽6に
高温湯(およそ90℃)を貯湯することも可能である。そのため、貯湯槽6の蓄熱量が増加して、風呂加熱運転での加熱量、運転時間が増大する。また、地球環境保全にも貢献する。
Moreover, high temperature hot water (approximately 90 ° C.) can be stored in the hot
以上のように、本発明にかかる給湯機は、除霜運転と風呂加熱運転とが重なった場合には、風呂の加熱能力を減少して湯の使用量を少なくすることで、湯切れの可能性を少なくし、かつ、風呂の加熱運転ができない状況を回避して、快適性と利便性の向上を図ることができるものであるので、風呂加熱に限らず、貯湯熱を利用した暖房や浴室乾燥機などの用途にも適用できる。 As described above, when the defrosting operation and the bath heating operation overlap, the water heater according to the present invention is capable of running out of hot water by reducing the heating capacity of the bath and reducing the amount of hot water used. Because it is possible to improve the comfort and convenience by avoiding the situation where the bath can not be operated by heating, it is not limited to bath heating, but also heating and bathroom using hot water storage It can also be applied to uses such as dryers.
1 給湯加熱手段
2 圧縮機
3 給湯熱交換器
4 減圧装置
5 大気熱交換器
6 貯湯槽
11 除霜回路
20 風呂加熱手段
22 制御手段
23 着霜検出手段
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