JP3997869B2

JP3997869B2 - 貯湯式給湯器

Info

Publication number: JP3997869B2
Application number: JP2002272723A
Authority: JP
Inventors: 興隆渡邊; 淳鈴木; 武志川村
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-09-19
Filing date: 2002-09-19
Publication date: 2007-10-24
Anticipated expiration: 2022-09-19
Also published as: JP2004108676A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、貯湯タンク外部で、貯湯水と外部熱負荷との間で熱交換する貯湯式給湯器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の浴槽追焚き機能を備えた貯湯式給湯器においては、浴槽の追焚き時に、循環ポンプを運転して貯湯タンクの上部より循環回路に高温水を取り出し、熱交換器で浴槽水と熱交換させ、浴槽水の温度を検出しながら浴槽水の追焚きを行っている。（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１０８２９２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の構成では、浴槽水を循環させる循環ポンプが給湯器本体内で高い位置に配置されていると、循環ポンプの吸い込み能力が決まっているため、循環ポンプの配置位置が高いほど浴槽水を吸い込む時間が掛かり、浴槽水を吸い込めない場合は、循環ポンプが空運転してしまい追焚きができない場合がある。
【０００５】
本発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、正常な追焚き運転ができ、かつ、給湯器本体内を省設置スペース化できる貯湯式給湯器を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る請求項１記載の貯湯式給湯器は、給湯器本体内に、下部から給水され、上部から出湯される貯湯タンクと、この貯湯タンクに加熱手段で貯湯水を加熱し、前記貯湯タンクの上部から取り出した貯湯水を前記貯湯タンクへ戻す貯湯水循環回路と、この貯湯水循環回路に貯湯タンクから取り出した貯湯水を循環させる循環ポンプと、貯湯タンクから取り出した貯湯水と浴槽水との間で熱交換する熱交換器と、前記浴槽水を前記熱交換器に循環させる循環ポンプとを配置した貯湯式給湯器において、前記浴槽水を循環させる循環ポンプを、前記熱交換器の下方で、かつ前記貯湯水循環回路に設けた循環ポンプよりも下方に配置したしたものである。
【０００８】
また、前記貯湯水循環回路に設けた循環ポンプを、給湯器本体の底面近傍に配置したものである。
【０００９】
また、前記両循環ポンプを、前記熱交換器の垂直方向の投影空間内に納めるようにして配置したものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１を示す貯湯式給湯器の構成図であり、図２は本発明の実施の形態１を示す熱交換器と循環ポンプの配置関係を示す説明図である。図１において、給湯器本体１内に貯湯タンク２が配設され、貯湯水を加熱する発熱体４が貯湯タンク２に取付けてある。この貯湯タンク２の下部には給水管３が接続されている。この給水管３に減圧弁３ａが設けられ、前記貯湯タンク２の上部に給湯管５が接続されている。この給湯管５に逃し弁５ａが設けられ、貯湯タンク２の上部下部で貯湯水循環回路６が接続されている。この貯湯水循環回路６は貯湯タンク２内に貯湯されたお湯と外部熱負荷である浴槽１０内のお湯（外部液体）との間で熱交換する熱交換器７、貯湯タンク２内のお湯を貯湯水循環回路６に循環させる循環ポンプ８、貯湯水循環回路６を通るお湯の循環流量を調整する循環流量調整弁９で構成されている。浴槽１０には浴槽水循環回路１１が接続され、この浴槽水循環回路１１は浴槽水往き循環回路１１ａと浴槽水を循環させる循環ポンプ１２と前記熱交換器７と浴槽水戻り循環回路１１ｂで構成されている。
【００１１】
貯湯タンク２の外側面には内部の湯の温度を検出する温度センサ１４ａ，１４ｂが所定間隔を有して取り付けられている。貯湯水循環回路６には熱交換器７への貯湯水の入口温度を検出する貯湯水入口温度センサ１５ａと熱交換器７からの貯湯水の出口温度を検出する貯湯水出口温度センサ１５ｂが取り付けられている。また、浴槽水循環回路１１には熱交換器７への浴槽水の入口温度を検出する浴槽水入口温度センサ１５ｃと熱交換器７からの浴槽水の出口温度を検出する浴槽水出口温度センサ１５ｄが取り付けられている。制御部５０は前記各温度センサ１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの検出値を読込み、操作部６０の設定に基づいて発熱体４，循環ポンプ８，１２、循環流量調整弁９を制御する。
【００１２】
ここで、循環流量調整弁９の調節次第で、貯湯水循環回路６の循環量は増減し、浴槽１０を加熱する加熱能力が変化する。循環流量調整弁９が全開時は加熱能力が最大で、貯湯水循環回路６の循環量を少なくした場合、加熱能力は低下するが、浴槽１０に戻る湯温も低くできる。
【００１３】
図２に示すように、給湯器本体１内において、循環ポンプ８と循環ポンプ１２と風呂用熱交換器７の配置関係は、浴槽水を循環させる循環ポンプ１２が給湯器本体１底面近傍に位置して配置され、この循環ポンプ１２の設置位置よりも上側に寸法ｈ高い位置に貯湯水循環回路６の循環ポンプ８が配置され、さらに、この循環ポンプ８の上方に熱交換器７が配置され、かつ、熱交換器７の上面（直径Ｌの円形）で投影された熱交換器７の下部空間、すなわち、熱交換器７の垂直方向の投影空間内に循環ポンプ１２と循環ポンプ８が納められるように配置されている。
【００１４】
次に、上記のように構成された本実施の形態１における貯湯式給湯器の動作について説明する。
給湯器本体１に電源が投入されるまでは循環流量調整弁９は全開になっており、給水管３から給水された水は所定圧に減圧弁３で減圧され貯湯タンク２に給水され、貯湯タンク２と貯湯水循環回路６に水が満たされる。
電源が投入されると、貯湯タンク２に取付けてある発熱体４で貯湯水を操作部６０で設定された温度（例えば９０℃）まで沸き上げる。沸き上げ温度は貯湯タンク２に取付けてある温度センサ１４ａ，１４ｂで検出する。
【００１５】
この時、沸き上げ開始直後、又は、沸き上げを開始してから所定時間（例えば１時間）経過後、又は、温度センサ１４ａ、１４ｂで所定温度（例えば４５℃）を検出後に循環流量調整弁９を全閉にしても、貯湯タンク２と貯湯水循環回路６に水が満たされているので、第１回目の追焚き運転は正常にできる。
以降、循環流量調整弁９が全閉されているので、貯湯水循環回路６は遮断され、貯湯タンク２の湯が貯湯水循環回路６に対流しないので、熱交換器７が熱くならずに、風呂の追焚き運転開始時に浴槽１０に熱い湯は出ない。
【００１６】
なお、沸き上げ時の貯湯タンク２の膨張水は逃し弁５ａより排出される。
また、一般の蛇口などに給湯する場合は、蛇口（図示せず）を開くことによって、給湯管５を通して水源水圧の力で給湯され、給水管３から貯湯タンク２下部に水が供給される。
【００１７】
次に、浴槽水の追焚き動作について説明する。
ここで、以下の説明の為、熱交換器７の貯湯水入口温度センサ１５ａの検出温度である入力値をＴｈｉ、貯湯水出口温度センサ１５ｂの検出温度である入力値をＴｈｏ、浴槽水入口温度センサ１５ｃの検出温度である入力値をＴｃｉ、浴槽水出口温度センサ１５ｄの検出温度である入力値をＴｃｏと定義する。
【００１８】
貯湯タンク２内の貯湯水が所定温度（例えば９０℃）に沸き上がり、操作部６０により浴槽１０の追焚き開始の指示を受けると、追焚き動作が開始される。
この時、循環流量調整弁９が全閉されているので、貯湯水循環回路６は遮断され、貯湯タンク２の湯が貯湯水循環回路６に対流しないので、熱交換器７が熱くならず、給湯器本体１内の温度（例えば４０℃）になっている。
【００１９】
操作部６０の操作により追焚き動作が開始されると、まず循環ポンプ１２が動作して浴槽１０内のお湯が浴槽水循環回路１１に導かれ、熱交換器７を通って浴槽１０内に戻される。浴槽水入口温度センサ１５ｃの検出温度である入力値をＴｃｉと浴槽水出口温度センサ１５ｄの検出温度である入力値をＴｃｏとを比較する。熱交換器７は給湯器本体１内の温度（例えば４０℃）になっているので、ＴｃｉとＴｃｏは浴槽水温度になり、浴槽水入口温度センサ１５ｃと浴槽水出口温度センサ１５ｄが正常品であれば、ＴｃｉとＴｃｏで温度差はほとんどない。
【００２０】
したがって、循環ポンプ１２を動作させて所定時間（例えば６０秒）経過後、ＴｃｉとＴｃｏの温度差が所定温度（例えば１０℃）以内であれば、浴槽水入口温度センサ１５ｃと浴槽水出口温度センサ１５ｄは正常と判定し、追焚き動作を継続する。ＴｃｉとＴｃｏの温度差が所定温度（例えば１０℃）以上であれば、浴槽水入口温度センサ１５ｃか、又は、浴槽水出口温度センサ１５ｄが不具合を起こしていると判定し、以降の追焚き動作を禁止する。
【００２１】
浴槽水入口温度センサ１５ｃと浴槽水出口温度センサ１５ｄは正常と判定してから循環流量調整弁９は全閉から全開に動作し、循環ポンプ８も動作して貯湯タンク２の上部より高温の貯湯水が貯湯水循環回路６に導かれ、熱交換器７を通って貯湯タンク２の下部に戻される。この時、熱交換器７は、貯湯タンク２内に貯湯された高温の貯湯水から低温の浴槽水に熱交換（伝熱）することで、浴槽水を入浴に適した温度に加熱昇温させることができる。
【００２２】
ここで、熱交換器７の近傍には、貯湯水入口温度センサ１５ａ、貯湯水出口温度センサ１５ｂ、浴槽水入口温度センサ１５ｃ、浴槽水出口温度センサ１５ｄが設けており、これらの温度センサで各部分の温度を検出し、この温度により、循環流量調整弁９を調整して追焚き制御を行なう。
【００２３】
熱交換器７の浴槽水入口温度センサ１５ｃの入力値Ｔｃｉが、操作部６０などであらかじめ設定されている浴槽設定温度以上か否かを確認する。Ｔｃｉが設定温度以上ならば、循環ポンプ８をＯＦＦ、循環流量調整弁９を全閉にし、循環ポンプ１２をＯＦＦにして、浴槽１０内の追焚きを終了する。Ｔｃｉが設定温度未満ならば、追焚きを継続する。
【００２４】
ところで、循環ポンプ１２及び循環ポンプ８の吸い込み能力は決まっているが、浴槽１０の設置高さは各家庭の設置環境によって変化し、浴槽１０が給湯器本体１より下方に設置される場合に循環ポンプ１２の吸い込み能力を大きくしなければならない。
一方、循環ポンプ８は貯湯水循環回路６の構成で決まり、吸込み能力を大きくしなければならない循環ポンプ１２を循環ポンプ８より下に配置したほうが追焚き運転の不具合が少なくなる。
【００２５】
さらに、循環ポンプ１２で浴槽水循環回路１１内と熱交換器７内の空気を抜いて浴槽水で満たすには、循環ポンプ１２の上方に熱交換器７を配置する方が熱交換器７の空気が容易に抜けて、追焚き運転の不具合が少ない。
【００２６】
このように、実施の形態１によれば、浴槽水循環回路１１の循環ポンプ１２が給湯器本体１の底面近傍に配置され、この循環ポンプ１２の上方に貯湯水循環回路６の循環ポンプ８が配置され、さらに循環ポンプ８の上方に熱交換器７が配置されているので、浴槽水循環回路１１、貯湯水循環回路６、及び熱交換器７の空気が確実に抜けて、正常な追焚き運転ができる。
【００２７】
また、循環ポンプ１２と循環ポンプ８を熱交換器７の垂直方向の投影空間内に納めるように配置しているので、給湯器本体１外装板と貯湯タンク２の間のデッドスペースに効率良く配置でき、給湯器本体１内の省設置スペース化が図れる。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る貯湯式給湯器によれば、浴槽水を熱交換器に循環させる循環ポンプを、前記熱交換器の下方で、かつ貯湯水循環回路に設けてある循環ポンプよりも下方に配置しているので、追焚き運転の不具合を少なくでき、また、熱交換器の空気も容易に抜くことができて、正常な追焚き運転ができる。また、熱交換器の垂直方向の投影空間内に両循環ポンプを納めるように配置しているので、給湯器本体内の省設置スペース化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１を示す貯湯式給湯器の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１を示す熱交換器と循環ポンプの配置関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１給湯器本体
２貯湯タンク
６貯湯水循環回路
７熱交換器
８循環ポンプ
１０浴槽（外部熱負荷）
１１浴槽水（外部液体）循環回路
１２循環ポンプ

Claims

給湯器本体内に、下部から給水され、上部から出湯される貯湯タンクと、この貯湯タンクに加熱手段で貯湯水を加熱し、前記貯湯タンクの上部から取り出した貯湯水を前記貯湯タンクへ戻す貯湯水循環回路と、この貯湯水循環回路に貯湯タンクから取り出した貯湯水を循環させる循環ポンプと、貯湯タンクから取り出した貯湯水と浴槽水との間で熱交換する熱交換器と、前記浴槽水を前記熱交換器に循環させる循環ポンプとを配置した貯湯式給湯器において、前記浴槽水を循環させる循環ポンプを、前記熱交換器の下方で、かつ前記貯湯水循環回路に設けた循環ポンプよりも下方に配置したことを特徴とする貯湯式給湯器。
前記外部液体を循環させる循環ポンプを、給湯器本体の底面近傍に配置したことを特徴とする請求項１記載の貯湯式給湯器。
前記両循環ポンプを、前記熱交換器の垂直方向の投影空間内に配置したことを特徴とする請求項１または２に記載の貯湯式給湯器。