JP4149901B2 - Hot and cold water heater - Google Patents
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Description
本発明は、貯湯した温水と給水管からの水をミキシング弁で混合して給湯する湯水混合型貯湯式温水器に関するものである。 The present invention relates to a hot and cold water storage type hot water heater that mixes hot water stored in hot water and water from a water supply pipe with a mixing valve to supply hot water.
従来より、この種の湯水混合型貯湯式温水器には図4に示すようなものであった。
すなわち、1は温水を貯湯する容量150リットルの貯湯タンク、2は貯湯タンク1へ給水する給水管、3は給水管2途中に設けられ水道圧を減圧する減圧弁、4は貯湯タンク1に貯湯された温水を給湯する給湯管、5は貯湯タンク1内の温水の温度膨張を逃がす逃し弁、6は給水管2の減圧弁3下流で分岐した給水バイパス管、7は給湯管4からの温水と給水バイパス管6からの水を混合するミキシング弁、8はこのミキシング弁の駆動装置、9はミキシング弁7で混合された湯を蛇口(図示せず)に供給する混合管、10はミキシング弁7で混合された湯の温度を検知する混合温度センサ、11は混合管9を流れる湯量を検知する流量カウンタである。
Conventionally, this kind of hot and cold mixed water storage type hot water heater is as shown in FIG.
That is, 1 is a hot water storage tank having a capacity of 150 liters for storing hot water, 2 is a water supply pipe for supplying water to the hot
12は貯湯タンク1内に貯湯された湯水を加熱するヒートポンプ式の加熱器、13は貯湯タンク1と加熱器12を循環可能に接続する往き管14と戻り管15と循環ポンプ16で構成された循環回路、17、18、19、20は貯湯タンク1外周面の上下に設けられた貯湯温度センサ、21はこの湯水混合型貯湯式給湯器の作動の制御を行う制御装置である。
そして、制御装置21は貯湯温度センサ17、18、19、20の検知温度によりおおよその貯湯量を予測し、循環ポンプ16および加熱器12を駆動して貯湯タンク1内の湯水を循環加熱してリモコン(図示せず)等で予め設定された量の高温の湯を貯湯させる。
The
次に、制御装置21は蛇口が開栓され流量カウンタ11が流水を検知して給湯状態になった際には混合温度センサ10で検知する混合湯温がリモコン等で予め設定された混合温度になるようにフィードフォワード制御およびフィードバック制御によりミキシング弁7の駆動装置8を駆動して温度制御して給湯するものである。
Next, when the faucet is opened and the flow rate counter 11 detects flowing water and enters the hot water supply state, the
また、前記ミキシング弁7の給水バイパス管6側には、給湯停止時に前記ミキシング弁の湯側から回り込む高温水と内部に貯留している水とを混合させるための混合タンク22が設けられている。なお、この混合タンク22のミキシング弁7側には湯水の混合を促進させる混合促進板23が設けられている。
Further, a
ここで、図4に破線で示すように、貯湯量が貯湯タンク1の容量以下の場合には湯水境界層が発生するものであるが、このとき給湯停止したあとにミキシング弁7が湯水連通状態になっている場合に貯湯タンク1の湯水境界層高さレベルとミキシング弁1付近の配管内の湯水境界層高さレベルとが同じ高さレベルに釣り合うよう給湯管4の高温の温水がミキシング弁7の水側の給水バイパス管6に回り込み、混合タンク22内で給水側の水と混合されて、再出湯時の混合湯温のオーバーシュートやアンダーシュートを防止するものであった。
ところが、この従来のものでは、混合タンク22内に流入する高温水は混合促進板23に衝突して混合タンク22のミキシング弁7側だけで混合されてしまい、貯湯タンク22の容量を有効利用することができずに、再出湯時の混合湯温のオーバーシュートを効果的に防止できないものであった。
However, in this conventional system, the high-temperature water flowing into the
さらに他に、貯湯量が多量で給湯停止時間が長い場合は、混合タンク22内が高温水で満たされてしまうことが考えられ、この状態で再出湯した際には混合湯温が大幅にオーバーシュートしまう問題があった。
In addition, if the amount of hot water storage is large and the hot water supply stoppage time is long, the
そこで、本発明は前記課題を解決するため、請求項1では、温水を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンクに給水する給水管と、前記貯湯タンク内の温水を給湯する給湯管と、前記給水管から前記貯湯タンクをバイパスする給湯バイパス管と、前記給湯管からの温水と前記給水バイパス管からの水を混合するミキシング弁と、前記ミキシング弁で混合された温水を供給する混合管と、前記ミキシング弁の前記給水バイパス管側に配置された混合タンクとを備え、この混合タンクで前記ミキシング弁の湯側から流入する温水と内部に貯留している水とを混合させるようにしている湯水混合型貯湯式温水器において、前記混合タンク内に、流入してくる温水の一部を前記混合タンクの反ミキシング弁側へ導く導流管を配置し、前記導流管内に、前記ミキシング弁側への湯水の流動を妨げる流動抵抗体を設けたものである。 Accordingly, in order to solve the above problems, the present invention provides a hot water storage tank for storing hot water, a water supply pipe for supplying water to the hot water storage tank, a hot water supply pipe for supplying hot water in the hot water storage tank, and the water supply. A hot water supply bypass pipe for bypassing the hot water storage tank from a pipe, a mixing valve for mixing hot water from the hot water supply pipe and water from the water supply bypass pipe, a mixing pipe for supplying hot water mixed by the mixing valve, and A mixing tank disposed on the water supply bypass pipe side of the mixing valve, and mixing the hot water flowing in from the hot water side of the mixing valve with the water stored in the mixing tank in type storage type water heater, in the mixing tank, the diversion tube for guiding a portion of the hot water coming flows in the counter-mixing valve side of the mixing tank is arranged, the guiding flow tube, prior to It is provided with a flow resistance member that prevents the hot water flow to the mixing valve side.
また、請求項2では、温水を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンクに給水する給水管と、前記貯湯タンク内の温水を給湯する給湯管と、前記給水管から前記貯湯タンクをバイパスする給湯バイパス管と、前記給湯管からの温水と前記給水バイパス管からの水を混合するミキシング弁と、前記ミキシング弁で混合された温水を供給する混合管と、前記ミキシング弁の前記給水バイパス管側に配置された混合タンクとを備え、この混合タンクで前記ミキシング弁の湯側から回り込む温水と内部に貯留している水とを混合させるようにしている湯水混合型貯湯式温水器において、前記混合タンク内に、流入してくる温水の一部を前記混合タンクの反ミキシング弁側へ導く導流管を配置し、前記混合タンクの前記導流管からの温水と前記混合タンク内の水とが混合される位置近傍に温度センサを配置し、給湯停止時にこの温度センサの検出温度に基づいて前記ミキシング弁の開度を制御する待機制御手段を設けたものである。
Further, in
また、請求項3では、温水を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンクに給水する給水管と、前記貯湯タンク内の温水を給湯する給湯管と、前記給水管から前記貯湯タンクをバイパスする給湯バイパス管と、前記給湯管からの温水と前記給水バイパス管からの水を混合するミキシング弁と、前記ミキシング弁で混合された温水を供給する混合管と、前記ミキシング弁の前記給水バイパス管側に配置された混合タンクとを備え、この混合タンクで前記ミキシング弁の湯側から回り込む温水と内部に貯留している水とを混合させるようにしている湯水混合型貯湯式温水器において、前記混合タンク内に、流入してくる温水の一部を前記混合タンクの反ミキシング弁側へ導く導流管を配置し、前記導流管内に、前記ミキシング弁側への湯水の流動を妨げる流動抵抗体を設け、前記混合タンクの前記導流管からの温水と前記混合タンク内の水とが混合される位置近傍に温度センサを配置し、給湯停止時にこの温度センサの検出温度に基づいて前記ミキシング弁の開度を制御する待機制御手段を設けたものである。
Further, in
また、請求項4では、温水を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンクに給水する給水管と、前記貯湯タンク内の水を加熱する加熱器と、前記貯湯タンク内の温水を給湯する給湯管と、前記給水管から前記貯湯タンクをバイパスする給湯バイパス管と、前記給湯管からの温水と前記給水バイパス管からの水を混合するミキシング弁と、前記ミキシング弁で混合された温水を供給する混合管と、前記ミキシング弁の前記給水バイパス管側に配置された混合タンクとを備え、この混合タンクで前記ミキシング弁の湯側から流入する温水と内部に貯留している水とを混合させるようにしている湯水混合型貯湯式温水器において、前記混合タンク内に温度センサを配置し、給湯停止時にこの温度センサの検出温度に基づいて前記ミキシング弁の開度を制御する待機制御手段を設けたものである。 Further, in claim 4, a hot water storage tank for storing hot water, a water supply pipe for supplying water to the hot water storage tank, a heater for heating water in the hot water storage tank, and a hot water supply pipe for supplying hot water in the hot water storage tank; A hot water supply bypass pipe that bypasses the hot water storage tank from the water supply pipe, a mixing valve that mixes hot water from the hot water supply pipe and water from the water supply bypass pipe, and a mixing pipe that supplies hot water mixed by the mixing valve And a mixing tank disposed on the water supply bypass pipe side of the mixing valve, and in this mixing tank, hot water flowing from the hot water side of the mixing valve and water stored therein are mixed. In a hot water / water mixing type hot water heater, a temperature sensor is disposed in the mixing tank, and the opening of the mixing valve is controlled based on the temperature detected by the temperature sensor when hot water supply is stopped. Is provided with a standby control means for.
また、請求項5では、前記待機制御手段は、前記温度センサの検出温度が上昇するに伴い、前記ミキシング弁を湯側の開度を小さくなる方向で、かつ水側の開度が大きくなる方向へ制御するようにしたものである。 According to a fifth aspect of the present invention, the standby control unit is configured to decrease the opening degree of the mixing valve in the hot water side and increase the opening degree of the water side as the temperature detected by the temperature sensor increases. It is intended to control.
本発明によれば、前記混合タンク内に、流入してくる温水の一部を前記混合タンクの反ミキシング弁側へ導く導流管を配置したので、給湯停止時にミキシング弁が開いている場合でも、給湯管から給水バイパス管側へ回り込む高温水を混合タンクのミキシング弁側および反ミキシング弁側で混合タンク内の水と混合できるので、混合タンクの容量を有効活用することができ、再出湯時のオーバーシュートおよびアンダーシュートを低減できる。 According to the present invention, the flow guide pipe that guides a part of the inflowing hot water to the anti-mixing valve side of the mixing tank is arranged in the mixing tank, so that even when the mixing valve is open when hot water supply is stopped The high-temperature water that flows from the hot water supply pipe to the water supply bypass pipe side can be mixed with the water in the mixing tank on the mixing valve side and the anti-mixing valve side of the mixing tank, so the capacity of the mixing tank can be used effectively, Overshoot and undershoot can be reduced.
また、前記導流管内にミキシング弁側への流動を妨げる流動抵抗体を設けているので、再出湯時に導流管内に滞留している高温水が一気にミキシング弁へ流れ出すことがなく、導流管周りの中温水が優先的に流出されるので、再出湯時のオーバーシュートおよびアンダーシュートを確実に防止できる。 In addition, since the flow resistance body that prevents the flow to the mixing valve side is provided in the flow guide pipe, high-temperature water staying in the flow guide pipe at the time of re-bathing does not flow out to the mixing valve at once. Since the surrounding warm water is preferentially discharged, overshooting and undershooting during re-watering can be reliably prevented.
また、混合タンク内に温度センサを配置し、この温度センサで検出する温度に基づいて給湯停止時のミキシング弁の開度を制御するため、混合タンク内の温度が適温以上に昇温されることを防ぐことができ、再出湯時のオーバーシュートを確実に防止できる。 In addition, a temperature sensor is arranged in the mixing tank, and the opening of the mixing valve when the hot water supply is stopped is controlled based on the temperature detected by the temperature sensor, so that the temperature in the mixing tank is raised to an appropriate temperature or higher. It is possible to prevent overshoot during re-bathing.
次に、本発明の一実施形態を図1、図2に基づいて説明する。
なお、従来例と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略することとする。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In addition, about the structure same as a prior art example, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
24はミキシング弁7の水側に設けた容量1リットル程度の混合タンクで、給湯停止時にこの混合タンク22内に貯留されている低温の水とミキシング弁7の湯側から水側に流れ込んでくる高温の温水を混合して比較的安全な温度まで温度低下させるものである。
24 is a mixing tank having a capacity of about 1 liter provided on the water side of the
25は混合タンク24内に設けた導流管で、ミキシング弁7側から回り込んでくる高温水の一部をこの導流管25を介して混合タンク22内の反ミキシング弁側へ導くと共に、他の一部を混合タンク24内のミキシング弁7側へ導くものである。
26は前記導流管25内に設けられ、導流管25内でのミキシング弁7側への湯水の流動を妨げる流動抵抗体で、ここでは完全閉止ができないシート弁より構成されているものである。
A
27は混合タンク24内の導流管25の反ミキシング弁側に配置された温度センサで、混合タンク24内の湯水の温度を検出するものである。
28は給湯停止状態の待機時に前記ミキシング弁7の開度を制御する待機制御手段で、前記温度センサ27の検出温度が入力されているものである。なお、この待機制御手段28はこの温水器の制御を行うマイクロコンピュータを中心として構成された制御手段21の一機能として設けられているものである。
ここで、あらためてこの一実施形態の作動を説明すると、図1に破線で示すように、貯湯タンク1に高温の温水が貯湯タンク1の容量以下で多く貯湯されていて湯水境界層高さレベルがミキシング弁7の高さレベルよりも低いレベルにあり、かつ混合湯温が高く貯湯タンク1内の温水を多く使ったときは、温水と水との比重差および貯湯タンク1底部への給水による温水の押し上げの慣性力等によりミキシング弁7の水側の給水バイパス管6に高温の温水が回り込むように流れ込んでくるが、ミキシング弁7の水側には混合タンク24が設けられており、この混合タンク24に流れ込んだ高温水は混合タンク22に貯留されている低温の温水と混合される。
Here, the operation of this embodiment will be described again. As shown by a broken line in FIG. 1, a large amount of hot water is stored in the hot water storage tank 1 below the capacity of the hot water storage tank 1 and the hot water boundary layer height level is high. When the
このとき、混合タンク24内に流入した高温水は、その一部が導流管25を介して混合タンク24の反ミキシング弁側へ流れて混合タンク24内に貯留されている低温の温水と混合され、また、他の一部が導流管25のミキシング弁7側で混合タンク24内に貯留されている低温の温水と混合される。このため、給湯管4側から給水バイパス管6側へ回り込む高温水を混合タンク24の容量を有効活用して、混合タンク24の導流管25周りのほぼ全体を温度低下させた中温水とすることができ、再出湯の初期にはこの中温水がミキシング弁7に流れ込むので、再出湯時のオーバーシュートおよびアンダーシュートを低減することができるものである。
At this time, a part of the high-temperature water flowing into the
また、導流管25内には湯水のミキシング弁7側への流動を妨げる流動抵抗体を設けているので、給湯停止時の給湯管4から流れ込む高温水は混合タンク24内の反ミキシング弁側へスムースに導かれると共に、再出湯時には導流管25内に滞留する高温水は流動抵抗体26の逆止作用によって給水バイパス管6からの給水があっても少しずつミキシング弁7側へ流れ出す。そのため、再出湯時に混合タンク24内の導流管25周りの中温水が優先的に流出され、導流管25内に滞留している高温水が一気にミキシング弁7側へ流れ出すことがないので、再出湯時のオーバーシュートおよびアンダーシュートを確実に防止できる。
Moreover, since the flow resistance body which prevents the flow to the
そして、この混合タンク24内には温度センサ27が配置され、前記待機制御手段28によりこの温度センサ27の検出温度に基づき給湯停止時の混合弁7の開度が制御され、混合タンク24内の温度が所定の適温(摂氏30度〜45度程度の比較的安全な温度)を超えると混合弁7の湯側を閉じる方向で水側を開く方向に開度が制御される。このことにより混合タンク24内の温度を適温以下に保つことが可能で、再出湯時のオーバーシュートを確実に防止できる。
A
また、待機制御手段28は前記混合タンク24内の温度が所定の適温(摂氏30度〜45度程度の比較的安全な温度)を下回ることを温度センサ27で検出すると、前記混合弁7の湯側を開く方向で水側を閉じる方向に開度を制御するようにもしている。このことにより混合タンク24内の温度を適温範囲に保つことが可能で、再出湯時のアンダーシュートも確実に防止できる。
Further, when the
ここで、前記温度センサ27を設ける位置を前記混合タンク24内の導流管からの温水と前記混合タンク内の水とが混合される位置近傍にすることで、混合タンク24内の中温水の温度を確実に検出することができ、待機制御手段28による給湯停止時のミキシング弁7の開度制御の信頼性を高め、再出湯時のオーバーシュートおよびアンダーシュートを正確かつ確実に防止することができる。
Here, the position where the
次に、本発明の他の一実施形態について、図3に基づいて説明する。
なお、従来例および先の一実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略することとする。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In addition, about the same structure as a prior art example and previous one embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
ここでは、混合タンク24内には温度センサ27が設けられており、この温度センサ27の検出温度に応じて待機制御手段28が前記ミキシング弁7の開度を制御するようにしているものである。
Here, a
そして、前記待機制御手段28によりこの温度センサ27の検出温度に基づき給湯停止時の混合弁7の開度が制御され、混合タンク24内の温度が所定の適温(摂氏30度〜45度程度の比較的安全な温度)を超えると混合弁7の湯側を閉じる方向で水側を開く方向に開度が制御される。このことにより混合タンク24内の温度を適温以下に保つことが可能で、再出湯時のオーバーシュートを確実に防止できる。
The standby control means 28 controls the opening degree of the mixing
また、待機制御手段28は前記混合タンク24内の温度が所定の適温(摂氏30度〜45度程度の比較的安全な温度)を下回ることを温度センサ27で検出すると、前記混合弁7の湯側を開く方向で水側を閉じる方向に開度を制御するようにもしている。このことにより混合タンク24内の温度を適温範囲に保つことが可能で、再出湯時のアンダーシュートも確実に防止できる。
Further, when the
このように、本発明によれば再出湯初期の混合湯温のオーバーシュートの幅を抑えることができると共に、混合タンク24内の中温水が出きった後も給水温度との差が少ないためアンダーシュートもその後のオーバーシュートも抑えることができ、混合湯温の制御を安定させることができる効果も有する。
As described above, according to the present invention, it is possible to suppress the overshoot width of the mixed hot water temperature at the initial stage of re-draining, and the difference between the hot water temperature in the
なお、この一実施形態および先の一実施形態においても、混合タンク24の容量は、給湯時の(最小通水量×通水検知からミキシング弁回動に要する時間)以上で、(最大通水量×通水検知からミキシング弁回動に要する時間)以下とすることが望ましい。
In this embodiment and the previous embodiment as well, the capacity of the mixing
また、前記導流管25の軸方向途中に小孔を設けて、導流管25の端部以外の場所からも高温水が混合タンク24内に貯留されている水と混ざり合うようにしてもよい。
Further, a small hole is provided in the axial direction of the
また、前記導流管25内の流通抵抗体26は、逆止作用を有したものに限定されず、例えばオリフィスや絞り等の導流管25内の流通抵抗を増すものであれば、給湯停止時に給湯管4側からの高温水が緩やかな流れによって導流管25の反ミキシング弁側へ流れ出すことが可能であると共に、再出湯時には、オリフィスや絞りにより導流管25内の流れが制限され、混合タンク24内の流れやすい部分(導流管25の周り)を給水が流れ、導流管25周りの中温水が先に流れ出し、導流管25内の高温水は徐々に流れ出すこととなり、再出湯時のオーバーシュートおよびアンダーシュートを正確かつ確実に防止することができる。
Further, the
以上、本発明を図面に示した一実施形態に基づいて説明してきたが、本発明はこの一実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、加熱器12はヒーポン式のもののみならず、貯湯タンク1内で直接加熱する電熱ヒータでもよく、また、ミキシング弁7も水側湯側それぞれに駆動装置をもつものやワックスペレット型のミキシング弁でもよい。また、貯湯タンク1や混合タンク22の容量は例示した容量に限られるものではなく、個々の設計に応じた適切な容量であることを要するのみである。
As mentioned above, although this invention has been demonstrated based on one Embodiment shown on drawing, this invention is not limited to this one Embodiment, A various deformation | transformation is possible in the range which does not change the summary of invention. For example, the
1 貯湯タンク
2 給水管
4 給湯管
6 給水バイパス管
7 ミキシング弁
9 混合管
24 混合タンク
25 導流管
26 流動抵抗体
27 温度センサ
28 待機制御手段
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