JP3997920B2

JP3997920B2 - Water heater

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Publication number: JP3997920B2
Application number: JP2003019368A
Authority: JP
Inventors: 憲秀袴田; 誠治三輪
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-01-28
Filing date: 2003-01-28
Publication date: 2007-10-24
Anticipated expiration: 2023-01-28
Also published as: JP2004232899A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加熱手段により加熱した給湯用の湯を貯える貯湯タンクを備える給湯装置に関するものであり、特に貯えられた湯と水とを混合する混合手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の給湯装置に用いられる混合手段は、混合湯経路の下流端に設けられた給湯水栓を開弁する給湯時には、給湯設定温度に応じて、貯湯タンク内から送られる給湯経路を流れる湯と、貯湯タンク内に送る給水経路から分岐させたバイパス経路を流れる水との混合比率を制御して混合湯経路に流れる湯もしくは水の温度を調節している。しかし、給湯水栓を閉弁する給湯停止時には、開度を調節する制御弁が給湯停止直前の混合比率の状態に保持され、所定時間後に混合湯経路に供給される湯もしくは水のいずれかの経路を閉塞するように構成されている。
【０００３】
これにより、給湯停止後の所定時間内には、制御弁が給湯停止直前の混合比率の状態に保持されているので、給湯経路からバイパス経路に湯が流れ込む場合がある。従って、上記所定時間内に再給湯が行なわれたときには、混合湯経路に給湯経路から供給される湯に加え、バイパス経路に流れ込んだ湯が混合されて送くられるため、設定温度よりも高温の湯が供給され使用者が不快感を感ずる場合がある。特に、再給湯時の流量が給湯停止前の流量より少ない場合には、この傾向は顕著なものとなる。
【０００４】
そこで、発明者らは、給湯停止を検出した後の所定時間には、混合手段を給湯停止時よりも湯の比率が小さくなるように制御弁の開度を制御し、所定時間経過後は、混合手段の給湯経路側を閉塞するように制御する制御手段を備える給湯装置を出願した（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特願２００１−２７２６７９号明細書
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記特許文献１による給湯装置では、給湯停止を検出した後の所定時間内に再給湯が行なわれても後述する混合手段１３０は給湯停止前より湯の供給を少ない状態とすることができるが、発明者らの研究によると、例えば、図７に示すように、給水経路１００からバイパス経路１１０に分岐する給水分岐点１２０が混合手段１３０の近傍に配設されたときに次の不具合が生ずる恐れがあることを見出した。
【０００７】
つまり、この種の貯湯タンク１４０内の湯や水は温度の異なる水の比重差により高温の湯ほど最上部に低温の水ほど最下部に貯えられているものである。この貯湯タンク１４０に貯湯タンク１４０内から送られる給湯経路１５０と貯湯タンク１４０内に送る給水経路１００とを設けるとともに、給湯経路１５０の下流端と給水経路１００の給水分岐点１２０との間に混合手段１３０を介してバイパス経路１１０を設ける構成、つまり、混合手段１３０の近傍に給水分岐点１２０を構成させると、混合手段１３０が混合比率を保持している制御している給湯停止を検出した後の上記所定時間内は、混合手段１３０の開度により給湯経路１５０および給水経路１００と貯湯タンク１４０内とが連通状態となる。
【０００８】
従って、この給湯経路１５０および給水経路１００と貯湯タンク１４０内とのそれぞれの温度境界位置が同じ温度で釣り合おうとするため給湯経路１５０からバイパス経路１１０に流れ込んだ湯が給水分岐点１２０よりも下方の給水経路１００内にも流れ込んでしまう。しかも、給水経路１００内に流れ込んだ湯は、その後の再給湯のときには、貯湯タンク１４０内に送られてしまって、混合手段１３０に利用することができないことが判明した。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、上記点を鑑みたものであり、給湯を停止した後の短時間に再給湯が行なわれた場合でも、バイパス経路に流れ込んだ湯を充分に利用するとともに高温の湯が供給されることを抑制することが可能な給湯装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１ないし請求項７に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、加熱手段（２）により内部の水を加熱して、内部に給湯用の湯として貯える貯湯タンク（１）と、この貯湯タンク（１）に水を送る給水経路（１２）と、貯湯タンク（１）内の貯えられた湯を送る給湯経路（１４）と、給水経路（１２）から分岐し、貯湯タンク（１）を迂回するバイパス経路（１５）と、給湯経路（１４）とバイパス経路（１５）が合流した混合湯経路（１７）と、給湯経路（１４）とバイパス経路（１５）の合流点に設けられ、給湯経路（１４）を流れる湯とバイパス経路（１５）を流れる水の混合比率を、それぞれの経路（１４、１５）の開度を調節することで制御する混合手段（１６）と、混合湯経路（１７）に設けられ、混合湯経路（１７）を流れる湯の供給の有無を検出する給湯検出手段（７２）と、この給湯検出手段（７２）および給湯設定温度に応じて混合手段（１６）を制御する制御手段（２００）とを備える給湯装置において、
制御手段（２００）は、給湯検出手段（７２）が混合湯経路（１７）を流れる湯の供給を検出したときに、給湯設定温度に応じて混合手段（１６）による混合比率を制御させ、給湯検出手段（７２）が混合湯経路（１７）を流れる湯の給湯停止を検出したときに、給湯停止を検出した後の所定時間は、混合手段（１６）を給湯停止時よりも湯の比率が小さくなるように開度を制御し、所定時間経過後は、混合手段（１６）の給湯経路（１４）側を閉塞するように制御させるとともに、
給水経路（１２）からバイパス経路（１５）に分岐する給水分岐点（１２ａ）が、貯湯タンク（１）の最下部よりも下方に設けられ、混合手段（１６）は、給湯停止を検出した後の所定時間内において、給湯経路（１４）内の湯がバイパス経路（１５）に流れ込むように、給湯経路（１４）とバイパス経路（１５）との合流点に設けられていることを特徴としている。
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、給湯停止後の上記所定時間は、混合手段（１６）における湯と水のそれぞれの経路（１４、１５）の開度は、給湯停止時（給湯停止直前の給湯時）の状態よりも、湯の経路（１４）の開度が小さくするように制御される。従って、上記所定時間内に再給湯が行なわれても、混合手段（１６）は給湯停止前より湯の供給が少ない状態とすることができる。このようにして、給湯経路（１４）からバイパス経路（１５）への湯の流れ込みがあったとしても、再給湯時に高温の湯が供給されることを抑制することができる。
【００１２】
さらに、上記所定時間後の再給湯時においては、混合手段（１６）は給湯経路（１４）側を閉じ、バイパス経路（１５）側を開いた状態から給湯経路（１４）側を開くように制御されることになるので、上記所定時間内に給湯経路（１４）からバイパス経路（１５）に流れ込んだ湯より、再給湯開始時の温度落ち込みを緩和することができる。
【００１３】
また、給湯停止後の上記所定時間内において、混合手段（１６）によって、給湯経路（１４）内の湯がバイパス経路（１５）に流れ込むことにより、給湯を停止した後の短時間に再給湯が行なわれた場合でも、バイパス経路（１５）に流れ込んだ湯を全て利用することができる。
また、例えば、貯湯タンク（１）内に多量の湯が貯えられているとき、つまり、貯湯タンク（１）内の湯と水との温度境界位置が最下部であっても、給水分岐点（１２ａ）を貯湯タンク（１）の最下部よりも下方に配設したことにより、混合手段（１６）により給湯経路（１４）からバイパス経路（１５）へと流れ込んだ湯が、給水分岐点（１２ａ）よりも下方に流れ込むことがないため、給湯を停止した後の短時間に再給湯が行なわれた場合でも、バイパス経路（１５）に流れ込んだ湯を全て利用することができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明では、混合手段（１６）は、給水経路（１２）からバイパス経路（１５）に分岐する給水分岐点（１２ａ）よりも所定高さ上方に設けたことを特徴としている。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、具体的には、上記所定時間内に給湯経路（１４）からバイパス経路（１５）に流れ込んだ湯を貯える給水分岐点（１２ａ）よりも所定高さ相当のバイパス経路（１５）を介して混合手段（１６）を設けることで、給湯経路（１４）からバイパス経路（１５）に流れ込んだ湯が給水分岐点（１２ａ）よりも下方に流れ込むことがない。従って、給湯を停止した後の短時間に再給湯が行なわれた場合でも、貯湯タンク（１）内に流れ込むことがなく、かつバイパス経路（１２）に流れ込んだ湯を全て利用することができる。
【００１８】
請求項３および請求項４に記載の発明では、制御手段（２００）は、貯湯タンク（１）に貯えられた湯の量に応じて、所定時間を可変することを特徴としているとともに、制御手段（２００）は、貯湯タンク（１）に貯えられた湯の量が多いときほど、上記所定時間を長くするように制御することを特徴としている。
【００１９】
請求項３および請求項４に記載の発明によれば、貯湯タンク（１）に貯えられた湯の量が多いときほど、つまり、湯と水の比重関係により貯湯タンク（１）内の湯と水との温度境界位置が低いときほど上記所定時間を長くすることで、上記所定時間内に給湯経路（１４）からバイパス経路（１５）に流れ込んだ湯の量を多くすることが可能となる。従って、再給湯開始時の温度落ち込みをより一層緩和することができる。
【００２０】
請求項５および請求項６に記載の発明では、制御手段（２００）は、貯湯タンク（１）に貯えられた湯の温度に応じて、所定時間を可変することを特徴としているとともに、制御手段（２００）は、貯湯タンク（１）内の湯との水との温度差が小さいときほど、所定時間を長くするように制御することを特徴としている。
【００２１】
請求項５および請求項６に記載の発明によれば、貯湯タンク（１）内の湯との水との温度差が小さいときほど、所定時間を長くすることにより、上記所定時間内に給湯経路（１４）からバイパス経路（１５）に確実に湯を流し込めることができる。従って、再給湯開始時の温度落ち込みをより一層緩和することができる。
【００２２】
請求項７に記載の発明では、貯湯タンク（１）は、複数のタンク（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ）を連結した構成であることを特徴としている。
【００２３】
請求項７に記載の発明によれば、貯湯タンク（１）は、例えば、二つのタンク（１ａ、１ｂ）や三つのタンクを（１ｃ、１ｄ、１ｅ）をそれぞれ直列に連結させたものでも本発明を適用できる。
【００２４】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した一実施形態の給湯装置を図１ないし図４に基づいて説明する。図１は、給湯装置の概略構成を示す模式図である。図１に示すように、１は耐食性に優れた金属製（例えばステンレス製）の貯湯タンクであり、外周部に図示しない断熱材が配置されており、高温の給湯用の湯を長時間に渡って保温することができるようになっている。貯湯タンク１は縦長形状であり、その底面には導入口１１が設けられ、この導入口１１には貯湯タンク１内に水道水を導入する給水経路である導入管１２が接続されている。
【００２６】
導入管１２には温度検出手段である給水サーミスタ２１が設けられており、導入管１２内の温度情報を後述する制御装置２００に出力するようになっている。また、導入管１２には導入される水道水の水圧が所定圧となるように調節する減圧弁５１が設けられている。そして、導入管１２の給水サーミスタ２１および減圧弁５１が設けられた位置より下流の給水分岐点１２ａと後述する混合弁１６とはバイパス経路である給水配管１５により繋がれている。
【００２７】
因みに、本実施形態の給水分岐点１２ａは、貯湯タンク１の最下部（高さ方向に対して）よりも低い位置に設けられて、給水配管１５の上端に配設される混合弁１６に対して下方に設けられている。
【００２８】
一方、貯湯タンク１の最上部には導出口１３が設けられ、導出口１３には貯湯タンク１内の湯を導出するための給湯経路である導出管１４が接続されている。導出管１４の経路途中には逃がし弁５３が配設された排出配管５２を接続しており、貯湯タンク１内の圧力が所定圧以上に上昇した場合には、貯湯タンク１内の湯を外部に排出して、貯湯タンク１等にダメージを与えないようになっている。
【００２９】
１６は混合手段である混合弁であり、導出管１４と給水配管１５との合流点に配置されている。そして、混合弁１６は開口面積比（導出管１４に連通する湯側の開度と給水配管１５に連通する水側の開度の比率）を調節することにより、導出管１４からの湯と給水配管１５からの水道水との混合比を調節できるようになっている。
【００３０】
なお、混合弁１６はサーボモータ等の駆動源により弁体を駆動して各経路の開度を調節する電動弁であり、後述する制御装置２００からの制御信号により作動するとともに、作動状態を制御装置２００に出力するようになっている。
【００３１】
混合弁１６の出口側には給湯水栓、シャワー、風呂等への混合湯経路である配管１７が接続している。配管１７には温度検出手段である給湯サーミスタ７１と給湯検出手段である流量カウンタ７２が設けられており、給湯サーミスタ７１は配管１７内の温度情報を、流量カウンタ７２は配管１７内の流量情報を後述する制御装置２００に出力するようになっている。
【００３２】
なお、流量カウンタ７２が配管１７内の水の流れを検出したときには、給湯水栓、シャワー、風呂等のいずれかで湯が使用されようとしているということである。このとき制御装置２００は、設定温度に応じて、まず給水サーミスタ２１からの温度情報と後述する出湯サーミスタ３２からの温度情報とから混合弁１６の開口面積比を概略調節し、その後給湯サーミスタ７１からの温度情報に基づいて給湯温度が設定温度となるように混合弁１６の開口面積比を微細制御するようになっている。
【００３３】
また、貯湯タンク１の下部には、貯湯タンク１内の水を吸入するための吸入口１８が設けられ、貯湯タンク１の上部側面には、貯湯タンク１内に湯を吐出する吐出口１９が設けられている。吸入口１８と吐出口１９とは循環回路２０で接続されており、循環回路２０の一部はヒートポンプユニット２内に配置されている。循環回路２０のヒートポンプユニット２内に配置された部分には、図示しない熱交換器が設けられており、吸入口１８から吸入した貯湯タンク１内の水を高温冷媒との熱交換により加熱し、吐出口１９から貯湯タンク１内に戻すことにより貯湯タンク１内の水を沸き上げることができるようになっている。
【００３４】
ヒートポンプユニット２は、本実施形態における加熱手段である。なお、ヒートポンプユニット２は後述する制御装置２００からの制御信号により作動するとともに、作動状態を制御装置２００に出力するようになっている。
【００３５】
さらに、貯湯タンク１の上部外壁面には、貯湯タンク１内上部の水温を検出する出湯サーミスタ３２が設けられており、導出口１３から導出される水の温度情報を後述する制御装置２００に出力するようになっている。
【００３６】
また、貯湯タンク１の外壁面には複数の（本例では６つの）水位サーミスタ３３が縦方向にほぼ等間隔に配置され、貯湯タンク１内に満たされた水の各水位レベルでの温度情報を後述する制御装置２００に出力するようになっている。従って、制御装置２００は、水位サーミスタ３３からの温度情報に基づいて、貯湯タンク１内上方の沸き上げられた湯と貯湯タンク１内下方の沸き上げられる前の水との温度境界位置を検出できるようになっている。
【００３７】
また、２００は制御手段である制御装置であり、各サーミスタ２１、３２、３３、７１からの温度情報、流量カウンタ７２からの流量情報および図示しない操作盤に設けられた操作スイッチからの信号等に基づいて、後述する手順に従ってヒートポンプユニット２、混合弁１６等を制御するように構成されている。
【００３８】
なお、図示しない操作盤は、浴室内や台所等の湯を使用する場所の近傍に設置され、操作盤以外は、屋外等の適所に設置されている。
【００３９】
次に、上記構成による給湯装置の作動を図２に基づいて説明する。図２は、制御装置２００の全体概略制御処理を示すフローチャートである。まず、給湯装置の図示しない電源スイッチがオンされると、制御装置２００は、まず、通常の温調給湯制御を行なう（ステップ２０１）。温調給湯制御が実行されると、制御装置２００は、貯湯タンク１に設けられた各サーミスタからの温度情報等や、図示しない操作盤により設定された時刻情報等に基づいて、適宜ヒートポンプサイクル２を作動させ貯湯タンク１内の水を加熱して湯（例えば８５℃の湯）とする。
【００４０】
また、流量カウンタ７２からの流量情報に基づいて給湯水栓等が開かれたと判断した場合には、図示しない操作盤により設定された設定温度に基づいて混合弁１６を制御して温度調節された混合湯を配管１７に供給する。そして、次に、流量カウンタ７２からの流量情報に基づいて、給湯水栓等が閉じられたかどうか判断する。すなわち、配管１７を介しての給湯されていた状態から給湯が停止された状態になったか否かを判定する判定手段である。（ステップ２０２）。ここで、給湯停止状態もしくは給湯状態が継続している場合には、ステップ２０１にリターンする。
【００４１】
ステップ２０２において、給湯状態から給湯停止状態になったと判定したときには、制御装置２００は、混合弁１６の湯側の開度（導出管１４側の開度）を給湯停止時（すなわち給湯停止直前）の開度の９０％となるように混合弁１６を制御する（ステップ２０３）。例えば、給湯停止時の湯側の開度と水側の開度（給水配管１５側の開度）がともに５０％であった場合には、湯側の開度を４５％とし、水側の開度を５５％とするように混合弁１６を制御する。
【００４２】
そして、ステップ２０３を実行したら、流量カウンタ７２からの流量情報に基づいて給湯が再開されたか否かを判定する。（ステップ２０４）。給湯が再開された場合にはステップ２０１にリターンし、給湯が再開されていない場合には、５秒経過したか否かを判定し（ステップ２０５）、５秒間給湯の再開の有無を監視する。
【００４３】
給湯が再開されることなく５秒経過した場合には、混合弁１６の湯側の開度を０％とし（湯側を閉じ）、水側の開度を１００％とするように混合弁１６を制御する（ステップ２０６）。すなわち、ステップ２０３の制御状態を５秒継続させた後、ステップ２０６の制御を実行する。そして、ステップ２０６を実行したらステップ２０１にリターンする。
【００４４】
以上の一実施形態の給湯装置によれば、給湯水栓等が閉じられて給湯が停止された後の５秒間は、貯湯タンク１内と導出管１４、給水配管１５および導入管１２とが連通されることにより、導出管１４側から混合弁１６を通過して給水配管１５内に湯が流れ込むが、この５秒間に給湯水栓等が開かれ再給湯が行なわれたとしても、混合弁１６の導出管１４側の開度を小さくするとともに、給水配管１５側の開度を大きくしているので、給湯水栓等から設定温度よりも高温の湯が出湯することを抑制することが可能である。
【００４５】
上述のステップ２０３において混合弁１６の湯側の開度を給湯停止時より小さくすることにより、配管１７を介して行なう給湯温度を低下することができる。従って、給湯停止から短時間（５秒間）のうちに給湯が再開された場合には、導出管１４側から給水配管１５側に流れ込んだ湯があったとしても、設定温度に近い温度から給湯を再開し、高温出湯を抑制することが可能となる。このようにして、使用者が高温出湯により不快感を感じることを抑制できる。
【００４６】
また、給湯再開初期等の供給される流量が少ない（例えば、配管１７内の流量が約２Ｌ／ｍｉｎ以下となる。）ときには、配管１７から供給される湯の温度（出湯温度）が高くなる傾向があるため、本実施形態により高温出湯を抑制できる効果は大きい。
【００４７】
さらに、給湯停止から５秒以上経過した後に給湯が再開した場合には、混合弁１６は、水側１００％の状態から設定温度となるように開度を調整するので、設定温度より高温の出湯を行なうことを防止し易い。また、給湯停止後の５秒間に導出管１４側から給水配管１５側に流れ込んだ湯が混合された状態で再給湯が開始されるので、使用者が低温出湯による不快感を感じることも抑制できる。
【００４８】
なお、本実施形態において、ステップ２０３の制御状態を再給湯がない場合には５秒間維持した後、ステップ２０６の制御を行なうようになっている。これは、本実施形態の給湯装置において、貯湯タンク１内の湯の量に係わらず給湯停止後５秒間は、導出管１４側から給水配管１５側に湯の流れ込みがあるからである。
【００４９】
図３は、本発明者らが調査した貯湯タンク１内の湯の量と給湯停止後の給水配管１５内の温度との関係を示す結果である。図３（ｂ）に示すグラフは、図３（ａ）に示すように、貯湯タンク１内の湯と水との温度境界位置（図中一点鎖線で示す位置）が、下部（図中Ｘで示す範囲）にある場合、中央部（図中Ｙで示す範囲）にある場合および上部（図中Ｚで示す範囲）にある場合における、給湯停止後に給水配管１５内の温度変化を示している。この温度は、この調査のために給水配管１５の混合弁１６近傍に設けたサーミスタ３００により検出したものである。
【００５０】
図３（ｂ）から明らかなように、貯湯タンク１内の湯と水との温度境界位置によらず、５秒間はほぼ同様に導出管１４から給水配管１５に湯の流れ込みがあり、給湯停止後５秒後に混合弁１６の湯側（導出管１４側）を閉塞することで、給水配管１５内に流れ込んだ湯を確実に保持することができる。なお、図３（ａ）では要部以外の図示を省略している。
【００５１】
また、図４は、設定温度４０℃のときに、給湯停止後５秒以上経過した後、給湯水栓を開いて再給湯を行なった場合の給湯水栓出口の出湯温度を計測した結果である。Ｔ１は本実施形態の制御によるものであり、Ｔ２は図２に示すフローチャートのステップ２０３〜２０５の制御を行なわず、給湯停止された直後にステップ２０６の制御を行なったものである。
【００５２】
従って、５秒間に導出管１４から給水配管１５に流れ込んだ湯により、混合弁１６を水側１００％の状態から再出湯させても、給湯水栓における出湯温度の低下が抑制されることを本発明者らは確認している。
【００５３】
また、給水分岐点１２ａを貯湯タンク１の最下部よりも下方に設けることにより、５秒間に導出管１４から給水配管１５に流れ込んだ湯が給水分岐点１２ａよりも下方に流れ込むことがない。従って、給湯を停止した後の短時間に再給湯が行なわれた場合でも、給水配管１５に流れ込んだ湯を利用することができる。
【００５４】
なお、本実施形態では、給水分岐点１２ａを貯湯タンク１の最下部よりも下方に設けたが、これに限らず、５秒間に導出管１４から給水配管１５に流れ込んだ湯を貯えることのできる所定高さの給水配管１５を介して混合弁１６を給水分岐点１２ａよりも上方に設けても良い。
【００５５】
（他の実施形態）
以上の一実施形態では、図２に示すように、貯湯タンク１内の湯の量（すなわち湯と水との温度境界位置）に係わらず、給湯停止後再給湯がない場合のステップ２０３により制御される混合弁１６の開度状態の維持時間を５秒としたが、貯湯タンク１内の湯の量に応じて維持時間を変化させてもよい。
【００５６】
例えば、図３に示す貯湯タンク１内の湯と水との温度境界位置がＹもしくはＺの場合には５秒とし、温度境界位置がＸの場合には給水配管１５内の温度がほぼ飽和する３０秒としてもよい。これにより、温度境界位置がＸの場合（湯の量が多い場合）の導出管１４側から給水配管１５側に流れ込む湯の量を増加させることができる。
【００５７】
本発明者らは、上記一実施形態の給湯装置において、貯湯タンク１内の湯と水との温度境界位置がＸであり、給湯停止後において混合弁１６の開度状態の維持時間を３０秒とした場合に、図４に示す維持時間が５秒のときの出湯温度の最低値（落ち込み温度）が３５．８℃であったものが３８．７℃にまで上昇することを確認している。
【００５８】
また、ステップ２０３により制御される混合弁１６の開度状態の維持時間を、ヒートポンプユニット２の作動状態によって変化させるものであってもよい。ヒートポンプユニット２が作動しているときには、循環回路２０内を図１に示す矢印の方向に水が流れる。これにより、貯湯タンク１の上部の圧力が下部の圧力より若干高くなり、給湯停止時には導出管１４から給水配管１５に向かって湯が移動し易くなる。
【００５９】
従って、循環回路２０内の流量に応じて上記維持時間を変化させる（流量が大きいときには維持時間を長くする）ことにより、給水配管１５への湯の流し込みを大きくすることが可能である。ただし、流し込んだ湯が導入口１１より貯湯タンク１内に浸入するほどの維持時間を長くすることは好ましくない。導入口１１から湯が浸入すると貯湯タンク１内の湯と水とが不要に攪拌され、貯湯に好ましくないためである。
【００６０】
また、上記一実施形態では、図２に示すように、貯湯タンク１内の湯や水の温度に係わらず、給湯停止後再給湯がない場合のステップ２０３により制御される混合弁１６の開度状態の維持時間を５秒としたが、貯湯タンク１内の湯の温度もしくは湯と水との温度差に応じて上記維持時間を変化させてもよい。
【００６１】
つまり、貯湯タンク１内の湯と水との温度差が大きいほど、その比重の差に起因する給湯停止時の導出管１４内や給水配管１５内の湯の移動速度は速くなる。従って、貯湯タンク１内の湯と水との温度差に応じて上記維持時間を変化させることで給水配管１５内への湯の流し込み量を調整することができる。
【００６２】
図５は、上記一実施形態の給湯装置において、貯湯タンク１内の湯と水との温度境界位置が図３（ａ）に示すＺの範囲にある場合に、サーミスタ３００（図３に図示）が検出した給湯停止後の温度を示すものであり、Ｔ３は貯湯温度（貯湯タンク１内の湯の温度）が８５℃のとき、Ｔ４は貯湯温度が６５℃のときの結果である。因みに、貯湯タンク１内の水の温度は１０℃である。なお、貯湯タンク１内の湯の温度、および水の温度は、出湯サーミスタ３２および水位サーミスタ３３により検出している。
【００６３】
図５に示すように、Ｔ３は給湯停止後約５秒でピークとなる対し、Ｔ４は給湯停止後約８秒でピークとなる。従って、このピーク時間を、給湯停止後再給湯がない場合のステップ２０３（図２に示す）により制御される混合弁１６の開度状態の維持時間とすることで、給水配管１５内への湯の流し込み量を大きくすることが可能である。これによれば、使用者が低温出湯による不快感を感じることを一層抑制できる。
【００６４】
なお、貯湯タンク１内の水の温度は、水位サーミスタ３３の検出値によらず、貯湯タンク１内の水の温度にほぼ等しい給水サーミスタ２１の検出値を用いてもかまわない。また、給水温度の変化が小さい場合には、貯湯タンク１内の湯の温度により上記維持時間を制御するものであってもよい。
【００６５】
また、上記一実施形態では、貯湯タンク１は１つのタンクにより構成されていたが、複数のタンクを連結して構成した貯湯タンクであってもよい。例えば、図６（ａ）に示すように２つのタンクを直列に連結したものであってもよいし、図６（ｂ）に示すように３つのタンクを直列に連結したものであってもよい。
【００６６】
これらのように、複数のタンクを連結した貯湯タンク１においては、前述の貯湯タンク１内の湯と水との温度境界位置に応じて制御を変える発明は、湯と水との境界があるタンクについて適用することができる。
【００６７】
例えば、図６（ａ）に示す貯湯タンク１においては、一点鎖線で示す湯と水との温度境界位置がタンク１ａ内にあるので、タンク１ａについて温度境界位置に応じた制御をするものであればよい。さらに、温度境界位置がタンク１ｂに移動した場合には、タンク１ｂについて温度境界位置に応じた制御をするものであればよい。
【００６８】
また、例えば、図６（ｂ）に示す貯湯タンク１においては、一点鎖線で示す湯と水との温度境界位置がタンク１ｄ内にあるので、タンク１ｄについて温度境界位置に応じた制御をするものであればよい。さらに、温度境界位置がタンク１ｃもしくはタンク１ｅに移動した場合には、温度境界位置が存在するタンクについて温度境界位置に応じた制御をするものであればよい。なお、図６では、要部以外の図示を省略している。
【００６９】
また、以上の実施形態では、貯湯タンク１内の水を高温冷媒との熱交換により加熱するヒートポンプユニット２を加熱手段として説明したが、これに限らず、太陽熱、ガス、液体燃料による給湯器や湯沸かし器などの加熱手段と貯湯タンク１とを備える給湯装置に適用される。また、水道水等を導入し、貯湯タンク１内で電気ヒータ等により加熱して高温の湯として蓄えるものであっても良い。
【００７０】
また、上記一実施形態において、９０％、５秒等の実数値は例示であって、混合弁１６の配設位置、配管長さや取りまわし等の給湯装置の諸特性等に応じて適宜設定し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における給湯装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態における制御装置２００の全体概略制御処理を示すフローチャートである。
【図３】本発明の一実施形態における貯湯タンク１内の湯の量と給湯停止後の給水配管１５内の温度との関係を説明するための（ａ）は要部構成模式図、（ｂ）は特性図である。
【図４】本発明の一実施形態における低温出湯抑制効果を示す特性図である。
【図５】他の実施形態における貯湯タンク１内の湯と水との温度差と給湯停止後の給水配管１５内の温度との関係を示す特性図である。
【図６】他の実施形態における貯湯タンク１内の構成を示す模式図である。
【図７】従来技術における給湯装置の概略構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１…貯湯タンク
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ…タンク
２…ヒートポンプユニット（加熱手段）
１２…導入管（給水経路）
１２ａ…給水分岐点
１４…導出管（給湯経路）
１５…給水配管（バイパス経路）
１６…混合弁（混合手段）
１７…配管（混合湯経路）
７２…流量カウンタ（給湯検出手段）
２００…制御装置（制御手段）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hot water supply apparatus including a hot water storage tank for storing hot water for hot water supply heated by a heating means, and more particularly to a mixing means for mixing stored hot water and water.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, the mixing means used in this type of hot water supply apparatus has a hot water supply path that is sent from the hot water storage tank according to the hot water supply set temperature at the time of hot water supply that opens a hot water faucet provided at the downstream end of the mixed hot water path. The temperature of the hot water or water flowing through the mixed hot water path is adjusted by controlling the mixing ratio between the flowing hot water and the water flowing through the bypass path branched from the water supply path sent into the hot water storage tank. However, at the time of hot water supply stop that closes the hot water tap, the control valve that adjusts the opening degree is maintained in the state of the mixing ratio immediately before the hot water supply stop, and either hot water or water supplied to the mixed hot water path after a predetermined time The route is configured to be blocked.
[0003]
Thus, the hot water may flow from the hot water supply path to the bypass path because the control valve is maintained in the mixing ratio immediately before the hot water supply stop within a predetermined time after the hot water supply is stopped. Therefore, when re-heating is performed within the predetermined time, in addition to the hot water supplied from the hot water supply path to the mixed hot water path, the hot water flowing into the bypass path is mixed and sent, so that the temperature is higher than the set temperature. Hot water is supplied and the user may feel uncomfortable. In particular, when the flow rate at the time of re-heating is smaller than the flow rate before stopping hot water supply, this tendency becomes remarkable.
[0004]
Therefore, the inventors controlled the opening of the control valve so that the ratio of hot water is smaller than that at the time of hot water supply stop at a predetermined time after detecting the hot water supply stop, and after the predetermined time has passed, An application has been filed for a hot water supply apparatus including a control means for controlling the hot water supply path side of the mixing means to be closed (see, for example, Patent Document 1).
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application No. 2001-272679 Specification [0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the hot water supply apparatus according to Patent Document 1, the mixing means 130 described later can make hot water supply less than before the hot water supply stop even if the hot water supply is performed again within a predetermined time after detecting the hot water supply stop. However, according to the inventors' research, for example, as shown in FIG. 7, when the water supply branch point 120 that branches from the water supply path 100 to the bypass path 110 is disposed in the vicinity of the mixing means 130, the following problem occurs. I found out that it might happen.
[0007]
In other words, the hot water and water in this type of hot water storage tank 140 are stored at the uppermost portion of hot water and the lower portion of lower temperature water due to the difference in specific gravity of water having different temperatures. The hot water storage tank 140 is provided with a hot water supply path 150 sent from the hot water storage tank 140 and a water supply path 100 sent into the hot water storage tank 140, and mixed between the downstream end of the hot water supply path 150 and the water supply branch point 120 of the water supply path 100. When the bypass passage 110 is provided via the means 130, that is, when the water supply branch point 120 is formed in the vicinity of the mixing means 130, the mixing means 130 detects a controlled hot water supply stop maintaining the mixing ratio. During the predetermined time, the hot water supply path 150, the water supply path 100, and the hot water storage tank 140 are in communication with each other depending on the opening degree of the mixing means 130.
[0008]
Therefore, the hot water flowing into the bypass route 110 from the hot water supply route 150 is below the water supply branch point 120 because the temperature boundary positions of the hot water supply route 150 and the hot water supply route 100 and the hot water storage tank 140 are balanced at the same temperature. Will also flow into the water supply path 100 of the water. Moreover, it has been found that the hot water flowing into the water supply path 100 is sent into the hot water storage tank 140 and cannot be used for the mixing means 130 at the time of the subsequent re-heating.
[0009]
In view of the above, the object of the present invention is to take full advantage of the hot water that has flowed into the bypass path and to supply hot water even when hot water is supplied again in a short time after hot water supply is stopped. An object of the present invention is to provide a hot water supply device capable of suppressing supply of water.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object , the technical means described in claims 1 to 7 are employed. That is, according to the first aspect of the present invention, the internal water is heated by the heating means (2), and the hot water storage tank (1) for storing hot water for hot water supply therein, and the water is sent to the hot water storage tank (1). A water supply path (12), a hot water supply path (14) for sending hot water stored in the hot water storage tank (1), a bypass path (15) branched from the water supply path (12) and bypassing the hot water storage tank (1) The hot water flow path (14) and the bypass hot water path (15) merged with the mixed hot water path (17) and the hot water flow path (14) and the hot water flowing through the hot water supply path (14) provided at the junction of the bypass path (15) The mixing means (16) for controlling the mixing ratio of the water flowing through the bypass path (15) by adjusting the opening degree of each path (14, 15) and the mixed hot water path (17) are provided. Detects the presence or absence of hot water flowing through the path (17) A hot water supply detection means (72), the hot water supply device and a control means for controlling the hot water supply detection means (72) and mixing means in accordance with a hot water set temperature (16) (200),
The control means (200) controls the mixing ratio by the mixing means (16) according to the hot water supply set temperature when the hot water supply detection means (72) detects supply of hot water flowing through the mixed hot water path (17). When the detection means (72) detects the hot water supply stoppage of the hot water flowing through the mixed hot water path (17), the ratio of hot water to the mixing means (16) is higher than that at the time of the hot water supply stop for a predetermined time after detecting the hot water supply stop. The opening degree is controlled to be small, and after a predetermined time has elapsed, the mixing means (16) is controlled to close the hot water supply path (14) side,
A water supply branch point (12a) that branches from the water supply path (12) to the bypass path (15) is provided below the lowermost part of the hot water storage tank (1), and the mixing means (16) detects hot water supply stoppage. characterized in Oite within a predetermined time, as the hot water in the hot water supply path (14) flows into the bypass passage (15), that is provided at the confluence of the hot-water supply path (14) and the bypass passage (15) It is said.
[0011]
According to the first aspect of the present invention, during the predetermined time after the hot water supply is stopped, the opening degree of each path (14, 15) of the hot water and the water in the mixing means (16) is as follows. Is controlled so that the opening degree of the hot water path (14) is smaller than that in the hot water supply state). Therefore, even if the hot water is supplied again within the predetermined time, the mixing means (16) can be in a state where the hot water supply is less than before the hot water supply is stopped. In this way, even if hot water flows from the hot water supply path (14) into the bypass path (15), it is possible to suppress the supply of high-temperature hot water during re-hot water supply.
[0012]
Further, at the time of reheating hot water after the predetermined time, the mixing means (16) is controlled so as to open the hot water supply path (14) side from the state where the hot water supply path (14) side is closed and the bypass path (15) side is opened. Therefore, the temperature drop at the start of reheating can be mitigated from the hot water that has flowed from the hot water supply path (14) into the bypass path (15) within the predetermined time.
[0013]
In addition, during the predetermined time after the hot water supply is stopped, the hot water in the hot water supply path (14) flows into the bypass path (15) by the mixing means (16), so that the hot water supply is resumed in a short time after the hot water supply is stopped. Even when performed, all the hot water that has flowed into the bypass path (15) can be used.
Further, for example, when a large amount of hot water is stored in the hot water storage tank (1), that is, even when the temperature boundary position between the hot water and the water in the hot water storage tank (1) is at the lowest position, Since 12a) is disposed below the lowermost part of the hot water storage tank (1), the hot water that has flowed from the hot water supply path (14) into the bypass path (15) by the mixing means (16) becomes the water supply branch point (12a). ), It is possible to use all the hot water that has flowed into the bypass path (15) even when hot water is supplied again in a short time after the hot water supply is stopped.
[0014]
The invention described in claim 2 is characterized in that the mixing means (16) is provided at a predetermined height above the water supply branch point (12a) branching from the water supply path (12) to the bypass path (15). .
[0015]
Specifically, according to the second aspect of the present invention, more specifically, it corresponds to a predetermined height than the water supply branch point (12a) for storing hot water that has flowed from the hot water supply path (14) into the bypass path (15) within the predetermined time. By providing the mixing means (16) via the bypass path (15), hot water that has flowed from the hot water supply path (14) into the bypass path (15) does not flow below the water supply branch point (12a). Therefore, even when hot water is supplied again in a short time after the hot water supply is stopped, the hot water flowing into the hot water storage tank (1) does not flow and all the hot water flowing into the bypass path (12) can be used.
[0018]
The invention according to claim 3 and claim 4 is characterized in that the control means (200) varies the predetermined time according to the amount of hot water stored in the hot water storage tank (1), and the control means. (200) is characterized in that the predetermined time is controlled to be longer as the amount of hot water stored in the hot water storage tank (1) is larger.
[0019]
According to the invention described in claim 3 and claim 4 , as the amount of hot water stored in the hot water storage tank (1) is larger, that is, the hot water in the hot water storage tank (1) depends on the specific gravity relationship between hot water and water. By making the predetermined time longer as the temperature boundary position with water is lower, it is possible to increase the amount of hot water that has flowed from the hot water supply path (14) into the bypass path (15) within the predetermined time. Therefore, the temperature drop at the start of reheating can be further alleviated.
[0020]
The invention according to claim 5 and claim 6 is characterized in that the control means (200) varies the predetermined time according to the temperature of the hot water stored in the hot water storage tank (1), and the control means. (200) is characterized in that the control is performed so that the predetermined time becomes longer as the temperature difference between the hot water in the hot water storage tank (1) and the hot water is smaller.
[0021]
According to the invention described in claim 5 and claim 6 , the smaller the temperature difference between the hot water in the hot water storage tank (1) and the water is, the longer the predetermined time is set, so that the hot water supply path is reached within the predetermined time. Hot water can be reliably poured into the bypass path (15) from (14). Therefore, the temperature drop at the start of reheating can be further alleviated.
[0022]
The invention described in claim 7 is characterized in that the hot water storage tank (1) is constituted by connecting a plurality of tanks (1a, 1b, 1c, 1d, 1e).
[0023]
According to the invention described in claim 7 , the hot water storage tank (1) may be, for example, one in which two tanks (1a, 1b) or three tanks (1c, 1d, 1e) are connected in series. The invention can be applied.
[0024]
In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows a corresponding relationship with the specific means of embodiment mentioned later.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a hot water supply apparatus according to an embodiment to which the present invention is applied will be described with reference to FIGS. 1 to 4. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of a hot water supply apparatus. As shown in FIG. 1, reference numeral 1 denotes a metal (for example, stainless steel) hot water storage tank having excellent corrosion resistance, and a heat insulating material (not shown) is arranged on the outer peripheral portion so that hot water for hot water supply can be used for a long time. Can be kept warm. The hot water storage tank 1 has a vertically long shape, and an introduction port 11 is provided on the bottom surface. An introduction pipe 12 that is a water supply path for introducing tap water into the hot water storage tank 1 is connected to the introduction port 11.
[0026]
The introduction pipe 12 is provided with a water supply thermistor 21 as temperature detection means, and outputs temperature information in the introduction pipe 12 to the control device 200 described later. The introduction pipe 12 is provided with a pressure reducing valve 51 that adjusts the water pressure of the introduced tap water to a predetermined pressure. And the feed water branch point 12a downstream from the position where the feed water thermistor 21 and the pressure reducing valve 51 of the introduction pipe 12 are provided and the mixing valve 16 described later are connected by a feed water pipe 15 which is a bypass route.
[0027]
Incidentally, the water supply branching point 12a of the present embodiment is provided at a position lower than the lowermost part (with respect to the height direction) of the hot water storage tank 1, and with respect to the mixing valve 16 provided at the upper end of the water supply pipe 15. It is provided below.
[0028]
On the other hand, a lead-out port 13 is provided at the top of the hot water storage tank 1, and a lead-out pipe 14 is connected to the lead-out port 13, which is a hot water supply path for leading out hot water in the hot water storage tank 1. A discharge pipe 52 provided with a relief valve 53 is connected midway along the outlet pipe 14, and when the pressure in the hot water storage tank 1 rises above a predetermined pressure, the hot water in the hot water storage tank 1 is externally connected. The hot water storage tank 1 and the like are not damaged.
[0029]
Reference numeral 16 denotes a mixing valve, which is a mixing means, and is arranged at the junction of the outlet pipe 14 and the water supply pipe 15. The mixing valve 16 adjusts the opening area ratio (the ratio of the opening degree on the hot water side communicating with the outlet pipe 14 and the opening degree on the water side communicating with the feed water pipe 15) to thereby provide hot water and water supply from the outlet pipe 14. The mixing ratio with the tap water from the pipe 15 can be adjusted.
[0030]
The mixing valve 16 is an electric valve that adjusts the opening degree of each path by driving a valve body by a drive source such as a servo motor, and is operated by a control signal from a control device 200 to be described later and controls the operating state. The data is output to the apparatus 200.
[0031]
Connected to the outlet side of the mixing valve 16 is a pipe 17 which is a mixed hot water path to a hot water faucet, a shower, a bath and the like. The pipe 17 is provided with a hot water supply thermistor 71 as temperature detection means and a flow rate counter 72 as hot water supply detection means. The hot water thermistor 71 shows temperature information in the pipe 17 and the flow rate counter 72 shows flow information in the pipe 17. It outputs to the control apparatus 200 mentioned later.
[0032]
When the flow rate counter 72 detects the flow of water in the pipe 17, hot water is about to be used in any of a hot water tap, a shower, a bath, and the like. At this time, according to the set temperature, the control device 200 first roughly adjusts the opening area ratio of the mixing valve 16 from temperature information from the water supply thermistor 21 and temperature information from the hot water thermistor 32 described later, and then from the hot water supply thermistor 71. Based on this temperature information, the opening area ratio of the mixing valve 16 is finely controlled so that the hot water supply temperature becomes the set temperature.
[0033]
A suction port 18 for sucking water in the hot water storage tank 1 is provided in the lower part of the hot water storage tank 1, and a discharge port 19 for discharging hot water into the hot water storage tank 1 is provided on the upper side surface of the hot water storage tank 1. Is provided. The suction port 18 and the discharge port 19 are connected by a circulation circuit 20, and a part of the circulation circuit 20 is disposed in the heat pump unit 2. A heat exchanger (not shown) is provided in a portion of the circulation circuit 20 disposed in the heat pump unit 2, and heats the water in the hot water storage tank 1 sucked from the suction port 18 by heat exchange with the high-temperature refrigerant, The water in the hot water storage tank 1 can be boiled by returning it from the discharge port 19 into the hot water storage tank 1.
[0034]
The heat pump unit 2 is a heating unit in the present embodiment. The heat pump unit 2 is operated by a control signal from a control device 200 described later, and outputs an operation state to the control device 200.
[0035]
Further, a hot water thermistor 32 for detecting the water temperature in the upper part of the hot water storage tank 1 is provided on the upper outer wall surface of the hot water storage tank 1, and the temperature information of the water derived from the outlet 13 is output to the control device 200 described later. It is supposed to be.
[0036]
In addition, a plurality of (six in this example) water level thermistors 33 are arranged on the outer wall surface of the hot water storage tank 1 at substantially equal intervals in the vertical direction, and temperature information at each water level filled in the hot water storage tank 1 is obtained. Is output to the control device 200 described later. Therefore, the control device 200 can detect the temperature boundary position between the hot water heated in the upper part of the hot water tank 1 and the water before heated in the lower part of the hot water tank 1 based on the temperature information from the water level thermistor 33. It is like that.
[0037]
Reference numeral 200 denotes a control device which is a control means, which includes temperature information from each of the thermistors 21, 32, 33, 71, flow information from the flow counter 72, and signals from operation switches provided on an operation panel (not shown). Based on the procedure described later, the heat pump unit 2, the mixing valve 16 and the like are controlled.
[0038]
An operation panel (not shown) is installed in the vicinity of a place where hot water is used such as in a bathroom or kitchen, and the operation panel other than the operation panel is installed in a suitable place such as outdoors.
[0039]
Next, the operation of the hot water supply apparatus having the above configuration will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a flowchart showing an overall schematic control process of the control device 200. First, when a power switch (not shown) of the hot water supply device is turned on, the control device 200 first performs normal temperature-controlled hot water supply control (step 201). When the temperature-controlled hot water supply control is executed, the control device 200 appropriately heats the heat pump cycle 2 based on temperature information from each thermistor provided in the hot water storage tank 1 and time information set by an operation panel (not shown). Is operated to heat the water in the hot water storage tank 1 to hot water (for example, 85 ° C. hot water).
[0040]
When it is determined that the hot water faucet or the like has been opened based on the flow rate information from the flow rate counter 72, the temperature is adjusted by controlling the mixing valve 16 based on a set temperature set by an operation panel (not shown). Mixed hot water is supplied to the pipe 17. Then, based on the flow rate information from the flow rate counter 72, it is determined whether or not the hot water faucet has been closed. That is, it is a determination means for determining whether or not the hot water supply is stopped from the state in which hot water is supplied through the pipe 17. (Step 202). If the hot water supply stop state or the hot water supply state continues, the process returns to step 201.
[0041]
When it is determined in step 202 that the hot water supply state is changed to the hot water supply stop state, the control device 200 sets the hot water side opening of the mixing valve 16 (opening side of the outlet pipe 14) at the time of hot water supply stop (that is, immediately before the hot water supply is stopped). The mixing valve 16 is controlled so as to be 90% of the opening degree (step 203). For example, when the opening on the hot water side and the opening on the water side (opening on the water supply pipe 15 side) are both 50% when the hot water supply is stopped, the opening on the hot water side is set to 45%. The mixing valve 16 is controlled so that the opening degree is 55%.
[0042]
When step 203 is executed, it is determined based on the flow rate information from the flow rate counter 72 whether hot water supply has been resumed. (Step 204). If hot water supply has been resumed, the process returns to step 201. If hot water supply has not been resumed, it is determined whether or not 5 seconds have elapsed (step 205), and whether or not hot water supply has been resumed for 5 seconds is monitored.
[0043]
When 5 seconds have elapsed without resuming the hot water supply, the mixing valve 16 is set so that the hot water side opening of the mixing valve 16 is 0% (hot water side is closed) and the water side opening is 100%. Is controlled (step 206). That is, after the control state of step 203 is continued for 5 seconds, the control of step 206 is executed. When step 206 is executed, the process returns to step 201.
[0044]
According to the hot water supply apparatus of one embodiment described above, the hot water storage tank 1 and the outlet pipe 14, the water supply pipe 15, and the introduction pipe 12 communicate with each other for 5 seconds after the hot water tap is closed and the hot water supply is stopped. As a result, hot water flows into the water supply pipe 15 through the mixing valve 16 from the outlet pipe 14 side, but even if the hot water faucet is opened and reheating is performed in this 5 seconds, the mixing valve 16 Since the opening degree on the outlet pipe 14 side is reduced and the opening degree on the water supply pipe 15 side is increased, it is possible to prevent hot water having a temperature higher than the set temperature from being discharged from a hot water faucet or the like. is there.
[0045]
In step 203 described above, the hot water supply temperature performed via the pipe 17 can be lowered by making the hot water side opening of the mixing valve 16 smaller than when the hot water supply is stopped. Therefore, when hot water supply is resumed within a short time (5 seconds) after the hot water supply is stopped, even if there is hot water flowing from the outlet pipe 14 side to the water supply pipe 15 side, hot water supply is started from a temperature close to the set temperature. It can be resumed and high temperature hot water can be suppressed. In this way, the user can be prevented from feeling uncomfortable due to the high-temperature hot water.
[0046]
In addition, when the flow rate supplied at the initial stage of resuming hot water supply is small (for example, the flow rate in the pipe 17 is about 2 L / min or less), the temperature of the hot water supplied from the pipe 17 (temperature of discharged water) tends to increase. Therefore, the present embodiment has a great effect of suppressing high temperature hot water.
[0047]
Furthermore, when hot water supply is resumed after 5 seconds or more have passed since the hot water supply stop, the mixing valve 16 adjusts the opening degree so as to reach the set temperature from the state of 100% on the water side. Is easy to prevent. In addition, since the hot water supply is started in a state in which the hot water flowing from the outlet pipe 14 side to the water supply pipe 15 side is mixed for 5 seconds after the hot water supply is stopped, the user can be prevented from feeling uncomfortable due to the low temperature hot water. .
[0048]
In the present embodiment, the control state of step 203 is maintained for 5 seconds when there is no hot water supply, and then the control of step 206 is performed. This is because in the hot water supply apparatus of the present embodiment, hot water flows from the outlet pipe 14 side to the water supply pipe 15 side for 5 seconds after the hot water supply is stopped regardless of the amount of hot water in the hot water storage tank 1.
[0049]
FIG. 3 is a result showing the relationship between the amount of hot water in the hot water storage tank 1 investigated by the present inventors and the temperature in the water supply pipe 15 after the hot water supply is stopped. As shown in FIG. 3 (a), the graph shown in FIG. 3 (b) shows the temperature boundary position between the hot water and water in the hot water storage tank 1 (position indicated by a one-dot chain line in the figure) at the lower part (X in the figure). The temperature change in the water supply pipe 15 after the hot water supply stop in the case of being in the center portion (range indicated by Y in the drawing) and the case of being in the upper portion (range indicated by Z in the drawing) is shown. This temperature is detected by the thermistor 300 provided in the vicinity of the mixing valve 16 of the water supply pipe 15 for this investigation.
[0050]
As apparent from FIG. 3 (b), hot water flows from the outlet pipe 14 to the water supply pipe 15 in the same manner for 5 seconds regardless of the temperature boundary position between the hot water and the water in the hot water storage tank 1, and the hot water supply is stopped. By closing the hot water side (outlet pipe 14 side) of the mixing valve 16 after 5 seconds, the hot water flowing into the water supply pipe 15 can be reliably held. In FIG. 3A, illustrations other than the main parts are omitted.
[0051]
Moreover, FIG. 4 is the result of measuring the hot water temperature at the outlet of the hot water faucet when the hot water faucet is opened after 5 seconds or more have passed after the hot water supply is stopped when the preset temperature is 40 ° C. . T1 is based on the control of the present embodiment, and T2 is the control of step 206 immediately after the hot water supply is stopped without performing the control of steps 203 to 205 in the flowchart shown in FIG.
[0052]
Therefore, it is confirmed that even if the mixing valve 16 is discharged again from the state of 100% on the water side by the hot water flowing from the outlet pipe 14 to the water supply pipe 15 for 5 seconds, a decrease in the temperature of the hot water at the hot water tap is suppressed. The inventors have confirmed.
[0053]
Further, by providing the water supply branch point 12a below the lowermost part of the hot water storage tank 1, hot water that has flowed from the outlet pipe 14 into the water supply pipe 15 in 5 seconds does not flow below the water supply branch point 12a. Therefore, even when the hot water is supplied again in a short time after the hot water supply is stopped, the hot water flowing into the water supply pipe 15 can be used.
[0054]
In this embodiment, the water supply branch point 12a is provided below the lowermost part of the hot water storage tank 1. However, the present invention is not limited to this, and hot water that has flowed from the outlet pipe 14 into the water supply pipe 15 can be stored in 5 seconds. The mixing valve 16 may be provided above the water supply branch point 12a through the water supply pipe 15 having a predetermined height .
[0055]
(Other embodiments)
In the above embodiment, as shown in FIG. 2, control is performed by step 203 in the case where there is no hot water supply after hot water supply stop regardless of the amount of hot water in hot water storage tank 1 (that is, the temperature boundary position between hot water and water). Although the maintaining time of the opening state of the mixing valve 16 is 5 seconds, the maintaining time may be changed according to the amount of hot water in the hot water storage tank 1.
[0056]
For example, when the temperature boundary position between hot water and water in the hot water storage tank 1 shown in FIG. 3 is Y or Z, it is 5 seconds, and when the temperature boundary position is X, the temperature in the water supply pipe 15 is almost saturated. It may be 30 seconds. Thereby, when the temperature boundary position is X (when the amount of hot water is large), the amount of hot water flowing from the outlet pipe 14 side to the water supply pipe 15 side can be increased.
[0057]
In the hot water supply apparatus of the above-described embodiment, the present inventors set the temperature boundary position between the hot water and the hot water in the hot water storage tank 1 to X, and set the maintaining time of the opening state of the mixing valve 16 for 30 seconds after the hot water supply is stopped. In this case, it has been confirmed that the minimum value (sag temperature) of the tapping temperature when the maintenance time shown in FIG. 4 is 5 seconds was 35.8 ° C. increased to 38.7 ° C. .
[0058]
Moreover, you may change the maintenance time of the opening state of the mixing valve 16 controlled by step 203 with the operating state of the heat pump unit 2. When the heat pump unit 2 is operating, water flows in the circulation circuit 20 in the direction of the arrow shown in FIG. As a result, the pressure at the upper part of the hot water storage tank 1 becomes slightly higher than the pressure at the lower part, and hot water easily moves from the outlet pipe 14 toward the water supply pipe 15 when hot water supply is stopped.
[0059]
Therefore, it is possible to increase the flow of hot water into the feed water pipe 15 by changing the maintenance time according to the flow rate in the circulation circuit 20 (increasing the maintenance time when the flow rate is large). However, it is not preferable to extend the maintenance time so that the poured hot water enters the hot water storage tank 1 from the introduction port 11. This is because when hot water enters from the introduction port 11, the hot water and water in the hot water storage tank 1 are unnecessarily stirred, which is not preferable for hot water storage.
[0060]
Moreover, in the said one Embodiment, as shown in FIG. 2, regardless of the temperature of the hot water in the hot water storage tank 1, the opening degree of the mixing valve 16 controlled by step 203 when there is no re-hot water supply after stopping hot water supply Although the maintenance time of the state is 5 seconds, the maintenance time may be changed according to the temperature of the hot water in the hot water storage tank 1 or the temperature difference between the hot water and the water.
[0061]
That is, as the temperature difference between hot water and hot water in the hot water storage tank 1 increases, the movement speed of hot water in the outlet pipe 14 and the hot water supply pipe 15 at the time of hot water supply stop due to the difference in specific gravity increases. Therefore, the amount of hot water poured into the water supply pipe 15 can be adjusted by changing the maintenance time according to the temperature difference between the hot water and the water in the hot water storage tank 1.
[0062]
FIG. 5 shows the thermistor 300 (shown in FIG. 3) when the temperature boundary position between hot water and water in the hot water storage tank 1 is in the range Z shown in FIG. Indicates the temperature after the hot water supply stop detected, T3 is the result when the hot water storage temperature (the temperature of the hot water in the hot water storage tank 1) is 85 ° C, and T4 is the result when the hot water storage temperature is 65 ° C. Incidentally, the temperature of the water in the hot water storage tank 1 is 10 degreeC. The temperature of the hot water in the hot water storage tank 1 and the temperature of the water are detected by the hot water thermistor 32 and the water level thermistor 33.
[0063]
As shown in FIG. 5, T3 peaks about 5 seconds after stopping hot water supply, whereas T4 peaks about 8 seconds after stopping hot water supply. Therefore, by setting this peak time as the maintenance time of the opening state of the mixing valve 16 controlled in step 203 (shown in FIG. 2) when there is no hot water supply after the hot water supply is stopped, It is possible to increase the amount of casting. According to this, it is possible to further suppress the user from feeling uncomfortable due to the low temperature hot water.
[0064]
The temperature of the water in the hot water storage tank 1 may be the detection value of the water supply thermistor 21 that is substantially equal to the temperature of the water in the hot water storage tank 1 regardless of the detection value of the water level thermistor 33. Moreover, when the change of feed water temperature is small, you may control the said maintenance time with the temperature of the hot water in the hot water storage tank 1. FIG.
[0065]
Moreover, in the said one Embodiment, although the hot water storage tank 1 was comprised by one tank, the hot water storage tank comprised by connecting a some tank may be sufficient. For example, two tanks may be connected in series as shown in FIG. 6 (a), or three tanks may be connected in series as shown in FIG. 6 (b). .
[0066]
As described above, in the hot water storage tank 1 in which a plurality of tanks are connected, the invention in which the control is changed according to the temperature boundary position between the hot water and the water in the hot water storage tank 1 described above is a tank having a boundary between hot water and water. Can be applied.
[0067]
For example, in the hot water storage tank 1 shown in FIG. 6A, the temperature boundary position between hot water and water indicated by the alternate long and short dash line is in the tank 1a, so that the tank 1a is controlled according to the temperature boundary position. That's fine. Further, when the temperature boundary position moves to the tank 1b, the tank 1b may be controlled according to the temperature boundary position.
[0068]
Further, for example, in the hot water storage tank 1 shown in FIG. 6B, the temperature boundary position between hot water and water indicated by the alternate long and short dash line is in the tank 1d, so that the tank 1d is controlled according to the temperature boundary position. If it is. Furthermore, when the temperature boundary position moves to the tank 1c or the tank 1e, any tank that has the temperature boundary position may be controlled according to the temperature boundary position. In FIG. 6, illustrations other than the main parts are omitted.
[0069]
Moreover, although the heat pump unit 2 which heats the water in the hot water storage tank 1 by heat exchange with a high-temperature refrigerant has been described as the heating means in the above embodiment, the present invention is not limited to this, and a hot water heater using solar heat, gas, liquid fuel, The present invention is applied to a hot water supply apparatus including a heating means such as a water heater and a hot water storage tank 1. Moreover, tap water etc. may be introduce | transduced and heated with the electric heater etc. in the hot water storage tank 1, and you may store as high temperature hot water.
[0070]
In the above-described embodiment, real values such as 90% and 5 seconds are examples, and can be appropriately set according to various positions of the hot water supply device such as the arrangement position of the mixing valve 16, the pipe length, and the handling. Is.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a hot water supply apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing an overall schematic control process of a control device 200 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3A is a schematic diagram of a main part configuration for explaining the relationship between the amount of hot water in a hot water storage tank 1 and the temperature in a water supply pipe 15 after stopping hot water supply in one embodiment of the present invention; ) Is a characteristic diagram.
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a low-temperature hot water suppression effect in one embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the temperature difference between hot water and hot water in the hot water storage tank 1 and the temperature in the water supply pipe 15 after stopping hot water supply in another embodiment.
FIG. 6 is a schematic diagram showing a configuration in a hot water storage tank 1 in another embodiment.
FIG. 7 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a hot water supply apparatus in the prior art.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Hot water storage tank 1a, 1b, 1c, 1d, 1e ... Tank 2 ... Heat pump unit (heating means)
12 ... Introduction pipe (water supply route)
12a ... Water supply branch point 14 ... Outlet pipe (hot water supply route)
15 ... Water supply piping (bypass route)
16. Mixing valve (mixing means)
17 ... Piping (mixed hot water route)
72 ... Flow rate counter (hot water detection means)
200: Control device (control means)

Claims

A hot water storage tank (1) for heating the internal water by the heating means (2) and storing it as hot water for hot water supply inside;
A water supply path (12) for sending water to the hot water storage tank (1);
A hot water supply path (14) for sending hot water stored in the hot water storage tank (1);
A bypass path (15) branched from the water supply path (12) and bypassing the hot water storage tank (1);
A mixed hot water path (17) in which the hot water supply path (14) and the bypass path (15) merge;
The mixing ratio of the hot water flowing through the hot water supply path (14) and the water flowing through the bypass path (15) is provided at the junction of the hot water supply path (14) and the bypass path (15). 15) the mixing means (16) controlled by adjusting the opening degree;
Hot water supply detection means (72) provided in the mixed hot water path (17) for detecting the presence or absence of supply of hot water flowing through the mixed hot water path (17);
In the hot water supply apparatus comprising the hot water detection means (72) and a control means (200) for controlling the mixing means (16) according to the hot water set temperature,
When the hot water detection means (72) detects the supply of hot water flowing through the mixed hot water path (17), the control means (200) performs the mixing by the mixing means (16) according to the hot water supply set temperature. When the hot water supply detecting means (72) detects a hot water supply stop of hot water flowing through the mixed hot water path (17), the mixing means (16) is controlled for a predetermined time after detecting the hot water supply stop. The opening degree is controlled so that the ratio of hot water becomes smaller than when the hot water supply is stopped, and after the predetermined time has elapsed, the mixing means (16) is controlled to close the hot water supply path (14) side. ,
A water supply branch point (12a) that branches from the water supply path (12) to the bypass path (15) is provided below the lowermost part of the hot water storage tank (1),
It said mixing means (16) is Oite within the predetermined time after the detection of the hot water supply stop, as the hot water in the hot water supply path (14) flows into the bypass passage (15), said hot water path (14) And a hot water supply device provided at a junction of the bypass path (15).

The said mixing means (16) was provided in the predetermined height above the water supply branching point (12a) which branches from the said water supply path (12) to the said bypass path (15). Hot water supply device.

The hot water supply apparatus according to claim 1 , wherein the control means (200) varies the predetermined time according to the amount of hot water stored in the hot water storage tank (1) .

The hot water supply apparatus according to claim 3 , wherein the control means (200) controls the predetermined time to be longer as the amount of hot water stored in the hot water storage tank (1) is larger .

Wherein said control means (200), the hot water storage tank according to the temperature of stored was hot water (1) according to claim 1 or claim 3 or claim 4, characterized in that for varying the predetermined time Hot water supply device.

Wherein said control means (200), the smaller the temperature difference between the water and the hot water of the hot water storage tank (1) in a small, according to claim 5, wherein the controller controls so as to lengthen the predetermined time Hot water supply device.

The hot water storage tank (1) has a configuration in which a plurality of tanks (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) are connected to each other. .