JP4037748B2

JP4037748B2 - Hot water storage water heater

Info

Publication number: JP4037748B2
Application number: JP2002363551A
Authority: JP
Inventors: 直孝藍沢
Original assignee: Corona Corp
Current assignee: Corona Corp
Priority date: 2002-12-16
Filing date: 2002-12-16
Publication date: 2008-01-23
Anticipated expiration: 2022-12-16
Also published as: JP2004197969A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ヒートポンプ給湯機や電気温水器等の貯湯式給湯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の貯湯タンクを横置きにして使用するものでは、底部の給水口からの給水で水と高温水との境界層が壊されないように、給水口をバッフルで覆うと共に、底部に緩い登り傾斜を形成するものであった。（例えば、特許文献１参照。）
【０００３】
【特許文献１】
特許第２５７９５００号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところでこの従来のものでは、貯湯タンクが横置きの為に、中央部分の容積と下部及び上部の容積には大きな差が有り、中央部分に形成された薄い境界層が、湯水の使用で上部に達すると分厚い境界層となり、温度の低い温水による給湯が長時間続き、使用者に違和感や不安感を与えるものであった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明はこの点に着目し上記欠点を解決する為、特にその構成を、入水管と出湯管が接続され湯水を貯湯する横長形状をした貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段とを備え、下部から給水し上部から給湯するものに於いて、前記貯湯タンク上部には１本又は複数本の境界層取出管を備え、更に前記境界層取出管による境界層の取り出しは、貯湯タンクに貯湯された湯水の使用量をカウントし、所定使用量に達することで行われるものである。
【０００６】
これによって、給湯の使用で貯湯タンクの上部に上昇して来た境界層を、境界層取出管によって取り出し、ミキシング弁で給湯水とミキシングして供給することで、温度の低い温水による給湯が長時間続くことが防止出来、使用者に違和感や不安感を与えることがなくなるものであり、更に境界層を給湯水とミキシングして給湯に利用することで、温水の有効利用が行われ、高温水の少量も減らすことが出来効率も向上するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
１は横置き式で建家の床下に設置される貯湯タンクユニット、２はヒートポンプユニットよりなる加熱手段、３は前記貯湯タンクユニット１と加熱手段２とを結ぶ配管ユニットである。
【０００８】
前記貯湯タンクユニット１は、湯水を貯湯する横長形状の貯湯タンク４と、貯湯タンク４の上面に接続された出湯管５及び加熱手段２からの戻り管６と、貯湯タンク４の下部に接続された入水管７、加熱手段２へ向かう往き管８とがそれぞれ接続しており、又貯湯タンク４内方には入水管７と連通し給水を行う円筒状の給水補助管９が長手方向に延設して備えられ、終端部は閉塞されている。
【０００９】
更に前記給水補助管９は、側壁左右から外方に広がった邪魔板１０を備えると共に、該邪魔板１０より下方の給水補助管９には斜め下方に向かって給水を放出する一対の給水孔１１を、長手方向に向かって複数設けている。
【００１０】
１２は貯湯タンク４の上部で境界層１３が厚くなる部分に設けられた境界層取出管で、途中には開閉弁１４が備えられ第１ミキシング弁１５を介して出湯管５に接続し、貯湯温度センサ１６による境界層１３の検出で且つ給湯使用を条件に、該境界層１３を給湯に使用して減らすようにしたものである。
【００１１】
前記加熱手段２は、冷媒を圧縮するコンプレッサー１７と、凝縮器としての冷媒−水熱交換器１８と、減圧器１９と、蒸発器としての空気熱交換器２０よりなるヒートポンプ回路２１と、空気熱交換器２０に送風する送風機２２と、前記戻り管６と往き管８から成る循環回路２３途中に設けられた能力可変の循環ポンプ２４と、循環回路２３の冷媒−水熱交換器１８入口側に設けられ、冷媒−水熱交換器１８に流入する湯水の温度を検出する熱交入口温度センサ２５と、循環回路２３の冷媒−水熱交換器１８出口側に設けられ、冷媒−水熱交換器１８から流出する湯水の温度を検出する熱交出口温度センサ２６と、この加熱手段２の制御を行う加熱制御部２７とを備えて構成されている。
【００１２】
前記配管ユニット３は、出湯管５からの高温水と入水管７から分岐された分岐管２８からの低温水とを混合する第２ミキシング弁２９と、第２ミキシング弁２９の下流に接続された給湯栓３０を有する給湯管３１と、給湯管３１に設けられた給湯温度センサ３２と、給湯管３１に設けられた給湯流量センサ３３と、給湯管３１から分岐し浴槽３４の循環回路３５に接続した湯張り管３６と、循環回路３５中で浴槽水の保温を行う保温ヒ−タ３７及び風呂循環ポンプ３８と、入水管７の減圧弁３９及び出湯管５の圧力逃がし弁４０と、これらの機能部品を制御する給湯制御部４１とを備えて構成されており、配管及び機能部品をこの配管ユニット３に集中させることで、設置時の配管作業及び設置後のメンテナンス作業を簡単且つ効率よく行えるようにしているもので、特に貯湯タンクユニット１を建家の床下に設置するものでは特に有効である。
【００１３】
次にこの発明一実施例の作動について説明する。
まず貯湯タンク４内の湯水を加熱する場合には、加熱制御部２７がヒートポンプ回路２１を作動させ、循環回路２３の循環ポンプ２４を駆動開始する。そして、循環ポンプ２４の駆動により貯湯タンク４下部から取り出された湯水が加熱手段２の冷媒−水熱交換器１８に流入して加熱され、循環回路２３を介して貯湯タンク４の上部に戻されることにより高温の湯が貯湯される。
【００１４】
ここで、熱交入口温度センサ２５と熱交出口温度センサ２６の検出値に応じて、ヒートポンプ回路２１の出力と循環ポンプ２４の能力を適宜調整して加熱する湯水が所定の高温になるように可変されるものである。詳細には、それぞれの出力および能力は熱交入口温度センサ２５と熱交出口温度センサ２６の検出値に応じてフィードフォワード制御及び／又はフィードバック制御により調整されるものである。
【００１５】
そして、貯湯タンク４の側面に設けられた貯湯温度センサ１６が所定の量の高温水が貯湯されたことを検出するか、又は、熱交入口温度センサ２５が所定温度以上を検出すると、給湯制御部４１が加熱制御部２７へ加熱動作の停止を指令し、ヒートポンプ回路２１と循環ポンプ２４の作動が停止されるものである。
【００１６】
一方この貯湯タンク４に貯湯された高温水は、給湯栓３０を開くと、入水管７からの圧により貯湯タンク４上部の高温水が出湯管５に押し出され、給湯制御部４１により制御される第２ミキシング弁２９にて分岐管２８の低温水と給湯温度センサ３２の検出する温度が所定の温度になるように混合されて給湯管３１を介して給湯されるものであり、湯張り管３６を介して所定温度の湯を浴槽３４へ湯張りすることも出来る。なお、前記所定の温度は操作用リモコン（図示せず）により任意に設定されるものである。
【００１７】
又この時、給湯使用で減った分の給水が給水圧で貯湯タンク４内に流入して来ることで、高温水と共に境界層１３も上方に押し上げられ、順次高温水の給湯が行われるものであり、更に給湯が進み貯湯温度センサ１６が予め設定した温度を検出することで、境界層１３が境界層取出管１２の位置に達したと判断し、そして給湯流量センサ３３のカウント中を給湯中の条件として検知し、開閉弁１４を開成して境界層１３が取り出されて第１ミキシング弁１５で出湯管５からの高温水とミキシングされ、その後、第２ミキシング弁２９で低温水と設定温度にミキシングされて給湯用に使用されるものである。
【００１８】
従って、横置き式の貯湯タンク４では、上部で境界層１３が分厚くなるが、境界層取出管１２より適宜給湯用に使用して減らすことで、温度の低い温水による給湯が長時間続くことがなくなり、使用者に違和感や不安感を与える心配がなく、常に安心して使用することが出来るものである。
【００１９】
尚、この一実施形態では、貯湯温度センサ１６の検出温度で境界層１３の位置を検知して取り出すようにしたが、これに限ることなく、例えば給湯流量センサ３３で給湯量をカウントして、所定使用量に達することによって境界層１３の位置を推定して取り出すようにしても良ものである。
【００２０】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、給湯の使用で貯湯タンクの上部に上昇して来た境界層を、境界層取出管によって取り出し、ミキシング弁で給湯水とミキシングして供給することで、温度の低い温水による給湯が長時間続くことが防止出来、使用者に違和感や不安感を与えることがなくなるものであり、更に境界層を給湯水とミキシングして給湯に利用することで、温水の有効利用が行われ、高温水の少量も減らすことが出来効率も向上するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を付した貯湯式給湯装置の概略構成図。
【図２】同貯湯タンクの断面図。
【符号の説明】
２加熱手段
４貯湯タンク
５出湯管
７入水管
１２境界層取出管
１３境界層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hot water storage type hot water supply device such as a heat pump water heater or an electric water heater.
[0002]
[Prior art]
When using a conventional hot water storage tank in a horizontal position, cover the water supply port with a baffle so that the boundary layer between water and hot water is not destroyed by the water supply from the water supply port at the bottom, and gently climb the slope at the bottom. Was to form. (For example, refer to Patent Document 1.)
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 2579500 [0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in this conventional one, since the hot water storage tank is placed horizontally, there is a large difference between the volume of the central portion and the volume of the lower and upper portions, and the thin boundary layer formed in the central portion is When it reached, it became a thick boundary layer, and hot water supply with hot water at a low temperature lasted for a long time, giving the user a sense of discomfort and anxiety.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
This invention pays attention to this point, and in order to solve the above-mentioned drawbacks, in particular, the structure thereof includes a horizontally long hot water storage tank in which hot water is stored by connecting a water inlet pipe and a hot water outlet pipe, and heating for heating the hot water in the hot water storage tank. Means for supplying water from the lower part and supplying hot water from the upper part, the upper part of the hot water storage tank is provided with one or a plurality of boundary layer extraction pipes, and taking out the boundary layer by the boundary layer extraction pipes, This is done by counting the amount of hot water stored in the hot water storage tank and reaching a predetermined amount .
[0006]
As a result, the boundary layer that has risen to the upper part of the hot water storage tank due to the use of hot water is taken out by the boundary layer take-out pipe, mixed with hot water using the mixing valve, and supplied with hot water at a low temperature. It can prevent time continuation and does not give a sense of incongruity or anxiety to the user. Furthermore, by mixing the boundary layer with hot water and using it for hot water, the hot water can be used effectively. A small amount of can be reduced and the efficiency is improved.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
Reference numeral 1 is a horizontal storage type hot water storage tank unit installed under the floor of the building, 2 is a heating means comprising a heat pump unit, and 3 is a piping unit connecting the hot water storage tank unit 1 and the heating means 2.
[0008]
The hot water storage tank unit 1 is connected to a horizontally long hot water storage tank 4 for storing hot water, a hot water discharge pipe 5 connected to the upper surface of the hot water storage tank 4 and a return pipe 6 from the heating means 2, and a lower part of the hot water storage tank 4. A water inlet pipe 7 and an outgoing pipe 8 toward the heating means 2 are connected to each other, and a cylindrical water supply auxiliary pipe 9 that communicates with the water inlet pipe 7 and supplies water is extended in the longitudinal direction inside the hot water storage tank 4. The terminal portion is closed.
[0009]
Further, the water supply auxiliary pipe 9 includes a baffle plate 10 that spreads outward from the left and right side walls, and a pair of water supply holes 11 that discharge water supply obliquely downward to the water supply auxiliary pipe 9 below the baffle plate 10. Are provided in the longitudinal direction.
[0010]
Reference numeral 12 denotes a boundary layer take-out pipe provided in a portion where the boundary layer 13 is thicker at the upper part of the hot water storage tank 4, and is provided with an on-off valve 14 in the middle and connected to the hot water pipe 5 via the first mixing valve 15. The boundary layer 13 is detected by the temperature sensor 16 and the use of the hot water supply is used, and the boundary layer 13 is used to reduce the hot water supply.
[0011]
The heating means 2 includes a compressor 17 for compressing refrigerant, a refrigerant-water heat exchanger 18 as a condenser, a decompressor 19, and a heat pump circuit 21 including an air heat exchanger 20 as an evaporator, and air heat. A blower 22 that blows air to the exchanger 20, a capacity variable circulation pump 24 provided in the middle of the circulation circuit 23 composed of the return pipe 6 and the forward pipe 8, and the refrigerant-water heat exchanger 18 inlet side of the circulation circuit 23. A heat exchange inlet temperature sensor 25 for detecting the temperature of hot water flowing into the refrigerant-water heat exchanger 18 and a refrigerant-water heat exchanger 18 outlet side of the circulation circuit 23, the refrigerant-water heat exchanger The heat exchanger outlet temperature sensor 26 that detects the temperature of the hot water flowing out from 18 and the heating control unit 27 that controls the heating means 2 are provided.
[0012]
The piping unit 3 is connected downstream of the second mixing valve 29 and a second mixing valve 29 for mixing the high temperature water from the tap water pipe 5 and the low temperature water from the branch pipe 28 branched from the inlet pipe 7. A hot water supply pipe 31 having a hot water tap 30, a hot water supply temperature sensor 32 provided in the hot water supply pipe 31, a hot water supply flow rate sensor 33 provided in the hot water supply pipe 31, and a branch circuit connected to the circulation circuit 35 of the bathtub 34. A hot water filling pipe 36, a heat insulation heater 37 and a bath circulation pump 38 for keeping the bath water in the circulation circuit 35, a pressure reducing valve 39 for the water inlet pipe 7, and a pressure relief valve 40 for the hot water pipe 5. The hot water supply control unit 41 that controls the functional parts is provided. By concentrating the piping and the functional parts on the piping unit 3, the piping work at the time of installation and the maintenance work after the installation can be performed easily and efficiently. Those that way, is particularly effective in particular those installing the hot water storage tank unit 1 under the floor of the building block.
[0013]
Next, the operation of the embodiment of the present invention will be described.
First, when heating the hot water in the hot water storage tank 4, the heating control unit 27 activates the heat pump circuit 21 and starts driving the circulation pump 24 of the circulation circuit 23. Then, the hot water taken out from the lower part of the hot water storage tank 4 by driving the circulation pump 24 flows into the refrigerant-water heat exchanger 18 of the heating means 2 and is heated, and is returned to the upper part of the hot water storage tank 4 through the circulation circuit 23. As a result, hot water is stored.
[0014]
Here, depending on the detection values of the heat exchange inlet temperature sensor 25 and the heat exchange outlet temperature sensor 26, the output of the heat pump circuit 21 and the capacity of the circulation pump 24 are appropriately adjusted so that the hot water to be heated becomes a predetermined high temperature. It is variable. Specifically, the respective outputs and capacities are adjusted by feedforward control and / or feedback control in accordance with detection values of the heat exchange inlet temperature sensor 25 and the heat exchange outlet temperature sensor 26.
[0015]
When the hot water storage temperature sensor 16 provided on the side surface of the hot water storage tank 4 detects that a predetermined amount of hot water has been stored, or when the heat exchange inlet temperature sensor 25 detects a predetermined temperature or higher, the hot water supply control is performed. The unit 41 commands the heating control unit 27 to stop the heating operation, and the operations of the heat pump circuit 21 and the circulation pump 24 are stopped.
[0016]
On the other hand, the hot water stored in the hot water storage tank 4 is controlled by the hot water supply control unit 41 when the hot water tap 30 is opened and the hot water in the upper part of the hot water storage tank 4 is pushed out to the hot water discharge pipe 5 by the pressure from the water inlet pipe 7. The second mixing valve 29 is mixed so that the low temperature water in the branch pipe 28 and the temperature detected by the hot water supply temperature sensor 32 become a predetermined temperature, and hot water is supplied through the hot water supply pipe 31. It is also possible to fill the bathtub 34 with hot water having a predetermined temperature. The predetermined temperature is arbitrarily set by an operation remote controller (not shown).
[0017]
Also, at this time, the amount of water supply reduced by the use of hot water supply flows into the hot water storage tank 4 at the supply water pressure, so that the boundary layer 13 is pushed upward together with the high temperature water, and hot water is sequentially supplied. Yes, the hot water supply further proceeds, and the hot water storage temperature sensor 16 detects the preset temperature, so that it is determined that the boundary layer 13 has reached the position of the boundary layer take-out pipe 12, and the hot water supply flow rate sensor 33 is counting hot water. The boundary layer 13 is taken out by opening the on-off valve 14 and mixed with the high temperature water from the tapping pipe 5 by the first mixing valve 15, and then the low temperature water and the set temperature by the second mixing valve 29. Is used for hot water supply.
[0018]
Therefore, in the horizontal hot water storage tank 4, the boundary layer 13 is thicker in the upper part, but hot water supply with hot water having a low temperature may continue for a long time by appropriately using the boundary layer take-out pipe 12 for hot water supply and reducing it. There is no worry of giving the user a sense of incongruity or anxiety, and it can always be used with peace of mind.
[0019]
In this embodiment, the position of the boundary layer 13 is detected and detected by the temperature detected by the hot water storage temperature sensor 16, but the present invention is not limited to this. For example, the hot water supply flow rate sensor 33 counts the amount of hot water supplied, It is also possible to estimate and take out the position of the boundary layer 13 by reaching the predetermined usage amount .
[0020]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the boundary layer that has risen to the upper part of the hot water storage tank due to the use of hot water is taken out by the boundary layer take-out pipe, mixed with hot water by the mixing valve, and then supplied. It is possible to prevent hot water supply with low-temperature hot water from continuing for a long time, and to prevent the user from feeling uncomfortable or uneasy, and by using the boundary layer for hot water supply by mixing the hot water with hot water, It is used, and a small amount of high-temperature water can be reduced, improving the efficiency.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a hot water storage type hot water supply apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view of the hot water storage tank.
[Explanation of symbols]
2 Heating means 4 Hot water storage tank 5 Outlet pipe 7 Inlet pipe 12 Boundary layer outlet pipe 13 Boundary layer

Claims

A hot water storage tank having a horizontally long shape in which a hot water and a hot water in the hot water storage tank are heated by connecting a water intake pipe and a hot water discharge pipe, and a heating means for heating the hot water in the hot water storage tank. One or more boundary layer extraction pipes are provided in the upper part of the tank, and the boundary layer is extracted by the boundary layer extraction pipes by counting the amount of hot water stored in the hot water storage tank and reaching a predetermined usage amount. Hot water storage type hot water supply device characterized by being performed in .