JP5179345B2 - Hot water storage water heater - Google Patents
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Description
本発明は加熱手段で加熱された湯を貯湯する貯湯タンク内上部に浴槽水等の外部流体を加熱するための間接熱交換器を備えた貯湯式給湯装置に関する。 The present invention relates to a hot water storage type hot water supply apparatus provided with an indirect heat exchanger for heating an external fluid such as bath water in an upper part of a hot water storage tank for storing hot water heated by a heating means.
従来よりこの種の貯湯式給湯装置においては、特許文献1に示されるように、ヒートポンプ式加熱手段によって加熱された高温の湯を貯湯タンクの上部から戻して積層する通常沸き上げ動作で貯湯し、貯湯タンク内の上部に設けられた間接熱交換器によって浴槽等の水を貯湯タンク内の熱で循環加熱できるようにすると共に、間接熱交換器よりも下方にヒートポンプ式加熱手段で加熱した高温の湯を戻す中間戻し管を接続し、貯湯タンク側面上下に複数設けられた貯湯温度センサによって中間戻し管よりも上方の間接熱交換器付近の湯温が間接加熱の効率が悪い温度まで低下したことを検出すると、ヒートポンプ式加熱手段で加熱した高温の湯を中間戻し管から戻して間接熱交換器付近を昇温する中間沸き上げ動作を行うようにしたものがあった。 Conventionally, in this type of hot water storage type hot water supply device, as shown in Patent Document 1, hot water heated by a heat pump type heating means is returned from the upper part of a hot water storage tank to store hot water in a normal boiling operation, The indirect heat exchanger provided in the upper part of the hot water storage tank allows the water in the bathtub and the like to be circulated and heated by the heat in the hot water storage tank, and the high temperature heated by the heat pump heating means below the indirect heat exchanger. An intermediate return pipe for returning hot water was connected, and the hot water temperature near the indirect heat exchanger above the intermediate return pipe was lowered to a temperature at which the efficiency of indirect heating was lowered by the hot water storage temperature sensors provided on the upper and lower sides of the hot water storage tank. Is detected, the hot water heated by the heat pump heating means is returned from the intermediate return pipe and the intermediate boiling operation is performed to raise the temperature in the vicinity of the indirect heat exchanger. It was.
ところがこの従来のものでは、中間戻し管の接続位置よりも上方の間接熱交換器付近の温度が低下したことを検知してから中間沸き上げ動作を行うため、中間沸き上げ動作を開始する時点で中間戻し管付近に低温の水が存在する状態もしくは湯水の温度境界層が存在する状態になっている可能性がある。 However, in this conventional one, since the intermediate boiling operation is performed after detecting that the temperature in the vicinity of the indirect heat exchanger above the connection position of the intermediate return pipe has dropped, the intermediate boiling operation is started at the time of starting. There is a possibility that low temperature water exists near the intermediate return pipe or a temperature boundary layer of hot water exists.
そして、中間沸き上げ動作によってヒートポンプ式加熱手段からの高温の湯が中間戻し管付近の水に流入した場合は、間接熱交換器付近を加熱する前にこの水を加熱することになるため間接熱交換器付近を加熱するのに時間が掛かると共に、中間戻し管から戻された高温の湯は熱として貯湯タンク内上部へ上昇しようとするものの、貯湯タンク下部からヒートポンプ式加熱手段へ水が引っ張られるため湯水の流れは貯湯タンク下方へ向いており、上部の高温の湯と下部の低温の水との間に上下方向の温度勾配の緩い厚い温度境界層を形成してしまうかあるいは温度境界層そのものを破壊してしまうため、中間沸き上げ動作が終わった後に貯湯タンク上部の熱が貯湯タンク下部の水に拡散してしまい、貯湯効率を悪化させるという問題があった。 If hot water from the heat pump heating means flows into the water near the intermediate return pipe by the intermediate boiling operation, this water is heated before the vicinity of the indirect heat exchanger is heated. While it takes time to heat the vicinity of the exchanger, the hot water returned from the intermediate return pipe tries to rise to the upper part of the hot water tank as heat, but water is pulled from the lower part of the hot water tank to the heat pump heating means. Therefore, the hot water flow is directed downward in the hot water storage tank, and a thick temperature boundary layer with a gentle vertical temperature gradient is formed between the hot water at the top and the low temperature water at the bottom, or the temperature boundary layer itself. The heat at the upper part of the hot water storage tank diffuses into the water at the lower part of the hot water storage tank after the intermediate boiling operation is over, which deteriorates the efficiency of the hot water storage.
また、中間沸き上げ動作によってヒートポンプ式加熱手段からの高温の湯が中間戻し管付近の湯水の温度境界層に流入した場合は、中間戻し管から戻された高温の湯は熱として貯湯タンク内上部へ上昇しようとするものの、貯湯タンク下部からヒートポンプ式加熱手段へ水が引っ張られるため湯水の流れは貯湯タンク下方へ向いており、温度境界層を厚くしてしまうと共に上下方向の温度勾配を緩くしてしまい、中間沸き上げ動作が終わった後の時間経過によって貯湯タンク上部の熱が貯湯タンク下部に拡散し易くなってしまい、貯湯効率を悪化させるという問題があった。 In addition, when hot water from the heat pump type heating means flows into the temperature boundary layer near the intermediate return pipe by the intermediate boiling operation, the hot water returned from the intermediate return pipe is used as heat in the upper part of the hot water storage tank. However, since water is pulled from the lower part of the hot water tank to the heat pump heating means, the flow of hot water is directed downwards of the hot water tank, increasing the temperature boundary layer and reducing the vertical temperature gradient. As a result, the heat at the upper part of the hot water storage tank is easily diffused to the lower part of the hot water storage tank as time elapses after the intermediate boiling operation is finished, and the hot water storage efficiency is deteriorated.
本発明は上記課題を解決するため、湯水を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンク底部に接続された給水管と、前記貯湯タンク頂部に接続された出湯管と、前記貯湯タンク下部から取り出した湯水を前記貯湯タンク上部へ戻す加熱循環回路と、前記加熱循環回路途中に設けられ湯水を加熱する加熱手段と、前記加熱循環回路途中に設けられ前記貯湯タンクの湯水を前記加熱循環回路に流動させる加熱循環ポンプと、前記貯湯タンク内上部に設けられ前記貯湯タンク内の湯水の熱で外部流体を加熱する間接熱交換器と、前記加熱循環回路の前記加熱手段よりも下流側から分岐され前記間接熱交換器の上端よりも下方の前記貯湯タンク中間部に接続された中間戻し管と、前記加熱手段で加熱された湯水を前記加熱循環回路を介して前記貯湯タンク上部へ戻すか前記中間戻し管を介して前記貯湯タンク中間部へ戻すかを切り換える切換手段と、前記貯湯タンク側面の上下方向に複数設けられ前記貯湯タンク内の湯水の温度を検出するための貯湯温度センサとを備え、前記中間戻し管よりも上方かつ前記間接熱交換器付近に位置する前記貯湯温度センサが第1所定温度以下を検出した場合は、前記切換手段を前記貯湯タンク上部側へ切り換えた状態で前記加熱手段と前記加熱循環ポンプを作動させ、その後、前記中間戻し管よりも下方に位置する前記貯湯温度センサが前記第1所定温度より低い第2所定温度以上を検出すると、前記切換手段を前記中間戻し管側へ切り換えて前記加熱手段で加熱した湯水を前記貯湯タンク中間部へ戻す中間沸き上げ動作を行うようにした。 In order to solve the above problems, the present invention provides a hot water storage tank for storing hot water, a water supply pipe connected to the bottom of the hot water storage tank, a hot water discharge pipe connected to the top of the hot water storage tank, and hot water taken out from the lower part of the hot water storage tank. A heating circuit for returning the hot water to the upper part of the hot water storage tank, a heating means for heating the hot water provided in the middle of the heating circuit, and heating for flowing hot water in the hot water tank provided in the heating circuit to the heating circuit A circulation pump; an indirect heat exchanger provided at an upper portion in the hot water storage tank for heating an external fluid by the heat of the hot water in the hot water storage tank; and the indirect heat branched from the downstream side of the heating means of the heating circulation circuit. An intermediate return pipe connected to the intermediate portion of the hot water storage tank below the upper end of the exchanger and the hot water heated by the heating means through the heating circulation circuit to the hot water storage tank Switching means for switching between returning to the hot water tank and returning to the hot water tank intermediate part via the intermediate return pipe, and hot water storage for detecting the temperature of the hot water in the hot water tank provided in plural in the vertical direction of the side surface of the hot water tank And when the hot water storage temperature sensor located above the intermediate return pipe and in the vicinity of the indirect heat exchanger detects a temperature equal to or lower than a first predetermined temperature, the switching means is switched to the upper side of the hot water storage tank. When the heating means and the heating circulation pump are operated in a state where the hot water storage temperature sensor is located below the intermediate return pipe detects a temperature equal to or higher than a second predetermined temperature lower than the first predetermined temperature, the switching is performed. The means is switched to the intermediate return pipe side, and an intermediate boiling operation for returning hot water heated by the heating means to the intermediate portion of the hot water storage tank is performed.
また、湯水を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンク底部に接続された給水管と、前記貯湯タンク頂部に接続された出湯管と、前記貯湯タンク下部から取り出した湯水を前記貯湯タンク上部へ戻す加熱循環回路と、前記加熱循環回路途中に設けられ湯水を加熱する加熱手段と、前記加熱循環回路途中に設けられ前記貯湯タンクの湯水を前記加熱循環回路に流動させる加熱循環ポンプと、前記貯湯タンク内上部に設けられ前記貯湯タンク内の湯水の熱で外部流体を加熱する間接熱交換器と、前記加熱循環回路の前記加熱手段よりも下流側から分岐され前記間接熱交換器の上端よりも下方の前記貯湯タンク中間部に接続された中間戻し管と、前記加熱手段で加熱された湯水を前記加熱循環回路を介して前記貯湯タンク上部へ戻すか前記中間戻し管を介して前記貯湯タンク中間部へ戻すかを切り換える切換手段と、前記貯湯タンク側面の上下方向に複数設けられ前記貯湯タンク内の湯水の温度を検出するための貯湯温度センサとを備え、前記中間戻し管より上方かつ前記間接熱交換器付近に位置する前記貯湯温度センサが第1所定温度以下を検出し、かつ前記中間戻し管よりも下方に位置する前記貯湯温度センサが前記第1所定温度より低い第2所定温度以下を検出した場合は、前記切換手段を前記貯湯タンク上部側へ切り換えた状態で前記加熱手段と前記加熱循環ポンプを作動させ、その後、前記中間戻し管よりも下方に位置する前記貯湯温度センサが前記第2所定温度以上を検出すると、前記切換手段を前記中間戻し管側へ切り換えて前記加熱手段で加熱した湯水を前記貯湯タンク中間部へ戻す中間沸き上げ動作を行い、前記中間戻し管より上方かつ前記間接熱交換器付近に位置する前記貯湯温度センサが前記第1所定温度以下を検出し、かつ前記中間戻し管よりも下方に位置する前記貯湯温度センサが前記第2所定温度以上を検出した場合は、前記切換手段を前記中間戻し管側へ切り換えた状態で前記加熱手段と前記加熱循環ポンプを作動させて前記加熱手段で加熱した湯水を前記貯湯タンク中間部へ戻す中間沸き上げ動作を行うようにした。 A hot water storage tank for storing hot water; a water supply pipe connected to the bottom of the hot water storage tank; a hot water pipe connected to the top of the hot water storage tank; A circulation circuit; heating means provided in the middle of the heating circulation circuit for heating hot water; a heating circulation pump provided in the middle of the heating circulation circuit for flowing hot water in the hot water storage tank to the heating circulation circuit; and in the hot water storage tank An indirect heat exchanger that is provided at the top and heats an external fluid by the heat of hot water in the hot water storage tank, and is branched from the downstream side of the heating means of the heating circulation circuit and below the upper end of the indirect heat exchanger. An intermediate return pipe connected to the intermediate portion of the hot water storage tank, and the hot water heated by the heating means is returned to the upper part of the hot water storage tank via the heating circulation circuit or the intermediate return pipe Switching means for switching whether to return to the intermediate portion of the hot water storage tank, and a hot water storage temperature sensor for detecting the temperature of the hot water in the hot water storage tank that is provided in a plurality of vertical directions on the side surface of the hot water storage tank, the intermediate return The hot water storage temperature sensor located above the pipe and in the vicinity of the indirect heat exchanger detects the first predetermined temperature or less, and the hot water storage temperature sensor located below the intermediate return pipe is lower than the first predetermined temperature. When the second predetermined temperature or lower is detected, the heating means and the heating circulation pump are operated in a state where the switching means is switched to the upper side of the hot water storage tank, and then the lower position is lower than the intermediate return pipe. When the hot water storage temperature sensor detects the second predetermined temperature or higher, the hot water heated by the heating means by switching the switching means to the intermediate return pipe side is stored in the hot water storage tank. An intermediate boiling operation is performed to return to the section, the hot water storage temperature sensor located above the intermediate return pipe and in the vicinity of the indirect heat exchanger detects the first predetermined temperature or less, and below the intermediate return pipe. When the hot water storage temperature sensor located above detects the second predetermined temperature or higher, the heating means and the heating circulation pump are operated in the state where the switching means is switched to the intermediate return pipe side, and heating is performed by the heating means. An intermediate boiling operation for returning the hot water to the intermediate portion of the hot water storage tank was performed.
また、前記中間戻し管より上方かつ前記間接熱交換器下端より上方に位置する前記貯湯温度センサが第1所定温度より高い第3所定温度以上を検出すると、前記中間沸き上げ動作を停止させるようにした。 In addition, when the hot water storage temperature sensor located above the intermediate return pipe and above the lower end of the indirect heat exchanger detects a temperature equal to or higher than a third predetermined temperature higher than the first predetermined temperature, the intermediate boiling operation is stopped. did.
また、前記加熱手段を、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒と水とで熱交換させる冷媒水熱交換器と、冷媒圧力を減圧する減圧手段と、液冷媒を蒸発させる蒸発器とを備えたヒートポンプ式加熱手段とした。 The heating means includes a compressor for compressing the refrigerant, a refrigerant water heat exchanger for exchanging heat between the refrigerant and water, a decompression means for reducing the refrigerant pressure, and an evaporator for evaporating the liquid refrigerant. A heat pump heating means was used.
このように本発明によれば、中間沸き上げ動作によって加熱した高温の湯を貯湯タンク内の湯水の温度境界層よりも上方に戻すことができるので、温度境界層を破壊することがなく貯湯効率を悪化させないと共に、迅速に間接熱交換器付近の湯温を昇温することができる。 As described above, according to the present invention, the hot water heated by the intermediate boiling operation can be returned above the temperature boundary layer of the hot water in the hot water storage tank, so that the hot water storage efficiency is not destroyed without destroying the temperature boundary layer. The hot water temperature in the vicinity of the indirect heat exchanger can be quickly raised.
次に、本発明の一実施形態について図面に基づいて説明する。
1は湯水を貯湯するステンレス製の貯湯タンク、2は貯湯タンク1底部に市水を給水する給水管、3は貯湯タンク1頂部から出湯する出湯管、4は給水管2から分岐された給水バイパス管、5は出湯管3からの湯と給水バイパス管4からの水とを給湯設定温度になるように混合する給湯混合弁、6は給湯混合弁5で混合された湯が流通する給湯管、7は給湯管6からの湯を給湯する給湯栓、8は給湯管6途中に設けられ給湯温度を検出する給湯温度センサ、9は給湯管6途中に設けられ給湯量を検出する給湯流量センサ、10は給水管2に設けられ市水の給水圧を一定の圧力に減圧する減圧弁、11は貯湯タンク1内の過圧を逃がす過圧逃がし弁である。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 is a stainless steel hot water storage tank for storing hot water, 2 is a water supply pipe for supplying city water to the bottom of the hot
12は浴槽、13は貯湯タンク1内の上部に設けられ貯湯タンク1内の湯の熱で浴槽水を加熱するための間接熱交換器、14は浴槽12と間接熱交換器13とを浴槽水が循環可能に接続するフロ循環回路、15はフロ循環回路14途中に設けられ浴槽水を循環させるフロ循環ポンプ、16は給湯管6から分岐されフロ循環回路14に接続された湯張り管、17は湯張り管16途中に設けられ湯張り管16を開閉する湯張り開閉弁、18はフロ循環回路14途中に設けられ浴槽12から間接熱交換器13へ流れる浴槽水の温度を検出するフロ温度センサである。ここで、間接熱交換器13はステンレス管を螺旋状に巻回した構成としている。
19は加熱手段としてのヒートポンプ式加熱手段で、冷媒を圧縮する圧縮機20と、冷媒と水とを熱交換する冷媒水熱交換器21と、冷媒の圧力を減圧する減圧器22と、液冷媒を蒸発させる蒸発器23とを備え、蒸発器23で吸熱した冷媒を圧縮機20で圧縮して冷媒水熱交換器21を介して水を加熱するようにしている。
19 is a heat pump type heating means as a heating means, a
24は貯湯タンク1の下部と冷媒水熱交換器21の水側と貯湯タンク1の上部とを湯水が循環可能に接続する加熱循環回路、25は加熱循環回路24途中に設けられた加熱循環ポンプ、26は加熱循環回路24の冷媒水熱交換器21よりも下流側で分岐され貯湯タンク1の中間部とを接続する中間戻し管、27は冷媒水熱交換器21で加熱された湯を加熱循環回路24を介して貯湯タンク1上部へ戻すか中間戻し管26を介して貯湯タンク1中間部へ戻すかを切り換える三方弁より成る切換手段である。ここで中間戻し管26は貯湯タンク1の間接熱交換器13の上端より下方の貯湯タンク1の側面に接続されており、間接熱交換器13の下端付近に接続されているのが好ましい。
A
28は冷媒水熱交換器21へ流入する水の温度を検出する入水温度センサ、29は冷媒水熱交換器21で加熱された湯の温度を検出する沸き上げ温度センサ、30は貯湯タンク1の側面の上下方向に複数設けられた貯湯温度センサで、貯湯タンク1内の湯水の温度を検出するためのものであり、上から30a、30b、30c、30d、30e、30fと呼ぶ。なお、これら貯湯温度センサ30a〜fの内、30bは間接熱交換器13の中間部付近かつ中間戻し管26よりも上方の貯湯温度を検出する位置に設けられ、30cは間接熱交換器13の下端より下方かつ中間戻し管26よりも下方の貯湯温度を検出する位置に設けられているものである。
28 is a water temperature sensor that detects the temperature of water flowing into the refrigerant
31はリモコンで、給湯装置に関する各種の情報(給湯設定温度、フロ設定温度、残湯量、給湯装置の作動状態等)を表示する表示部32と、給湯設定温度およびフロ設定温度を設定操作するための温度設定スイッチ33と、浴槽12へ一定量の湯張りを指示する湯張りスイッチ34と、浴槽水の追焚きを指示する追焚きスイッチ35とを備えている。
31 is a remote control for setting and operating various types of information related to the hot water supply device (hot water supply set temperature, flow set temperature, remaining hot water amount, operating state of the hot water supply device, etc.), and hot water set temperature and flow set temperature.
36は給湯温度センサ8、給湯流量センサ9、フロ温度センサ18、入水温度センサ28、沸き上げ温度センサ29、貯湯温度センサ30a〜fの検出値が入力され、フロ循環ポンプ15、湯張り開閉弁17、圧縮機20、減圧器22、加熱循環ポンプ25、切換手段27の作動を制御すると共に、リモコン31と通信可能に接続された制御手段である。この制御手段36は、予め給湯装置の作動を制御するためのプログラムが記憶されていると共に、演算、比較、記憶機能、時計機能を有しているものである。
次に、通常の沸き上げ動作について説明する。
深夜時間帯になったことを制御手段36が認識すると、制御手段36は当日までの給湯実績に基づく翌日に必要な熱量を算出し、貯湯温度センサ30a〜fで検出する貯湯タンク1内の残熱量とヒートポンプ式加熱手段19の定格加熱能力と最下部の貯湯温度センサ30fで検出する給水温度とから深夜時間帯の終了時刻前に翌日に必要な熱量が沸き上がるような加熱開始時刻をピークシフト演算によって算出する。
Next, a normal boiling operation will be described.
When the control means 36 recognizes that it is the midnight time zone, the control means 36 calculates the amount of heat necessary for the next day based on the actual hot water supply up to that day, and the remaining amount in the hot water storage tank 1 detected by the hot water temperature sensors 30a to 30f. Peak shift calculation of the heating start time so that the required amount of heat rises the next day before the end time of the midnight time period from the heat amount, the rated heating capacity of the heat pump type heating means 19 and the feed water temperature detected by the hot water
そして、現在時刻が加熱開始時刻に到達すると、制御手段36は圧縮機20と減圧器22と加熱循環ポンプ25を駆動制御すると共に、切換手段27を貯湯タンク1の上部側が冷媒水熱交換器21と連通する状態とし、目標の沸き上げ温度に加熱した湯を加熱循環回路24を介して貯湯タンク1の上部から積層して貯湯する通常沸き上げ動作を行い、翌日に必要な熱量が沸き上がるとする通常沸き上げ動作を終了する。
When the current time reaches the heating start time, the control means 36 drives and controls the
次に、給湯動作について説明すると、給湯栓7が開かれると、貯湯タンク1の底部に給水管2から市水が流入すると共に貯湯タンク1の頂部から出湯管3を介して高温の湯が出湯し、制御手段36は給湯温度センサ8で検出する給湯温度がリモコン31の温度設定スイッチ33で設定された給湯設定温度になるよう給湯混合弁5の開度を調整し、給湯栓7から給湯設定温度の湯が給湯され、給湯栓7が閉じられることで給湯動作が終了する。
Next, the hot water supply operation will be described. When the hot water tap 7 is opened, city water flows into the bottom of the hot water storage tank 1 from the
このとき、貯湯タンク1の底部へ流入した水は給水管2の断面積に比べて十分に大きな断面積を持つ貯湯タンク1内で十分に減速され、高温の湯の層をほとんど乱すことなく下方から水の層を形成する。そして、貯湯タンク1上部の高温の湯と貯湯タンク1下部の低温の水とが接する温度境界層Lが形成される。そして、給湯量が増加するにつれて貯湯タンク1上部の高温の湯の層が減少すると共に貯湯タンク1下部の水の層が増加し、温度境界層Lが上昇する。この温度境界層Lは所定の温度差があればそれぞれの温度に基づく比重の違いによって混じり合うことがないもので、時間の経過に伴う熱伝導によって温度境界層Lの厚みが増し徐々に温度勾配が緩くなっていくものである。
At this time, the water flowing into the bottom of the hot water storage tank 1 is sufficiently decelerated in the hot water storage tank 1 having a sufficiently large cross-sectional area compared to the cross-sectional area of the
次に、湯張り動作について説明すると、リモコン31の湯張りスイッチ34が操作されると、制御手段36は湯張り開閉弁17を開いて給湯温度センサ8で検出する給湯温度がリモコン31の温度設定スイッチ33で設定されたフロ設定温度になるように給湯混合弁5の開度を調整して適温の湯を湯張りし、給湯流量センサ9が所望の湯張り流量を積算すると湯張り開閉弁17を閉じて湯張り動作を終了する。
Next, the hot water filling operation will be described. When the hot
そして、湯張り動作が終了してから予め定めた一定時間は、浴槽水の温度をフロ設定温度に保つ保温動作を行う。この保温動作について説明すると、制御手段36は所定のインターバル時間毎にフロ循環ポンプ15を駆動させ、浴槽水をフロ循環回路14に循環させてフロ温度センサ18で浴槽水の温度を検出する。浴槽水の温度がフロ設定温度より低い場合はフロ循環ポンプの駆動を継続し、間接熱交換器13から貯湯タンク1内上部の湯の熱を吸熱して浴槽水を加熱する。フロ温度センサ18が検出する温度がフロ設定温度を検出するとフロ循環ポンプ15の駆動を終了し、再度インターバル時間が経過すると同じ動作を繰り返す。そして、予め定めた一定時間が終了するとこの保温動作を終了する。
And the heat retention operation | movement which keeps the temperature of bathtub water at a flow setting temperature for the predetermined fixed time after completion | finish of hot-water filling operation | movement is performed. The heat retaining operation will be described. The control means 36 drives the
また、リモコン31の追焚きスイッチ35が操作されたときの追焚き動作について説明すると、浴槽水の温度をフロ設定温度+一定温度(例えば2℃)まで追い焚きするように、制御手段36はフロ循環ポンプ15を駆動させ、浴槽水を間接熱交換器13へ循環させ、間接熱交換器13から貯湯タンク1内上部の湯の熱を吸熱して浴槽水を加熱する。そして、フロ温度センサ18が検出する温度がフロ設定温度+一定温度を検出するとフロ循環ポンプ15の駆動を終了して追焚き動作を終了する。
Further, a description will be given of a chasing operation when the chasing
これら保温動作および追焚き動作においては、貯湯タンク1上部の湯の熱を浴槽水へ吸熱させるため、貯湯タンク1内の間接熱交換器13の上端から温度境界層Lの位置までの湯水の温度が低下する。このようにして間接熱交換器13付近の湯温が低下すると、浴槽水の加熱能力あるいは加熱効率が低下してしまうため、制御手段36は浴槽水の加熱能力を保持するために以下に説明する中間沸き上げ動作を行う。
In these heat retaining operations and chasing operations, the temperature of the hot water from the upper end of the
図2は中間沸き上げ動作を説明するフローチャート図で、制御手段36は、中間戻し管26より上方かつ間接熱交換器13付近に位置する貯湯温度センサ30bが浴槽水の加熱能力あるいは加熱効率が一定以上低下する第1所定温度(例えば60℃)まで低下したことを検知すると(ステップS1)、中間管戻し管26より下方に位置する貯湯温度センサ30cが第1所定温度より低い第2所定温度(例えば45℃)より低下しているかどうかを判定する(ステップS2)。
FIG. 2 is a flow chart for explaining the intermediate boiling operation. The control means 36 uses the hot water
前記中間戻し管26より下方に位置する貯湯温度センサ30cが第2所定温度より低い温度を検出した場合は、切換手段27を冷媒水熱交換器21の流出側と加熱循環回路24の貯湯タンク1上部側とが連通する状態に切り換える(ステップS3)と共に、圧縮機20と減圧器22とを駆動制御してヒートポンプ式加熱手段19を作動させて加熱循環ポンプ25を駆動して(ステップS4)、沸き上げ温度センサ29で検出する沸き上げ温度が所定の温度になるように中間沸き上げ動作を行う。このとき、沸き上げ温度は貯湯温度センサ30bで検出する間接熱交換器13付近の貯湯温度よりも一定以上高い温度で、80℃程度であることが望ましい。すると、貯湯タンク1上部から貯湯タンク1内に戻された高温の湯は高温の湯の層を増加させ、湯水の温度境界層Lをそのまま押し下げる。
When the hot water storage temperature sensor 30c located below the
そして、温度境界層Lが低い位置に移動され、中間戻し管26の下方に位置する貯湯温度センサ30cが第2所定温度以上を検知すると(ステップS5)、切換手段27を冷媒水熱交換器21の流出側と中間戻し管26側とが連通する状態に切り換え(ステップS6)、中間戻し管26から貯湯タンク1内中間部に戻された高温の湯の熱は間接熱交換器13付近の湯水の昇温に寄与し、湯水の温度境界層Lをそのまま押し下げるよう温度境界層Lよりも上部の高温の湯を増加すると共に、貯湯タンク1内底部の低温の水がヒートポンプ式加熱手段19へ供給される。
When the temperature boundary layer L is moved to a lower position and the hot water storage temperature sensor 30c located below the
そして、制御手段36は、中間戻し管26より上方かつ間接熱交換器13の下端より上方に位置する貯湯温度センサ30aあるいは30bが浴槽水の加熱能力あるいは加熱効率が良い第3所定温度(例えば70℃)以上を検出すると(ステップS7)、圧縮機20と減圧器22とを駆動停止してヒートポンプ式加熱手段19を停止すると共に加熱循環ポンプ25も停止して、中間沸き上げ動作を停止させるようにしている(ステップS8)。
And the control means 36 is the 3rd predetermined temperature (for example, 70) in which the hot water
このように、中間戻し管26の接続位置あるいはそれよりも上部に温度境界層Lが存在する場合は、中間沸き上げ動作で沸き上げた高温の湯を一旦貯湯タンク1の上部から供給し、温度境界層Lを中間戻し管26の接続位置よりも下方に押し下げてから中間戻し管26から高温の湯を供給するようにしたので、確実に中間沸き上げ動作で沸き上げた高温の湯を温度境界層Lよりも上部の高温あるいは中温の湯に流入させることができ、温度境界層Lを乱すことなく間接熱交換器13付近の湯を迅速に昇温し、その後の貯湯効率も悪化させることがない。
As described above, when the temperature boundary layer L exists at the connection position of the
一方、前記ステップS2において、中間戻し管26より下方に位置する貯湯温度センサ30cが第2所定温度より高い温度を検出した場合は、湯水の温度境界層Lが中間戻し管26よりも下方に存在する可能性が高いため、切換手段27を冷媒水熱交換器21の流出側と中間戻し管26側とが連通する状態に切り換える(ステップS9)と共に、圧縮機20と減圧器22とを駆動制御してヒートポンプ式加熱手段19を作動させて加熱循環ポンプ25を駆動して(ステップS10)、沸き上げ温度センサ29で検出する沸き上げ温度が所定の温度になるように中間沸き上げ動作を行う。このとき、沸き上げ温度は貯湯温度センサ30bで検出する間接熱交換器13付近の貯湯温度よりも一定以上高い温度で、80℃程度であることが望ましい。
On the other hand, when the hot water storage temperature sensor 30c located below the
すると、貯湯タンク1中間部から貯湯タンク1内に戻された高温の湯は間接熱交換器13付近の湯水の昇温に寄与し、湯水の温度境界層Lをそのまま押し下げるよう温度境界層Lよりも上部の高温の湯を増加すると共に、貯湯タンク1内底部の低温の水がヒートポンプ式加熱手段19へ供給される。
Then, the hot water returned from the intermediate portion of the hot water storage tank 1 into the hot water storage tank 1 contributes to the temperature rise of the hot water in the vicinity of the
そして、制御手段36は、中間戻し管26より上方かつ間接熱交換器13の下端より上方に位置する貯湯温度センサ30aあるいは30bが浴槽水の加熱能力あるいは加熱効率が良い第3所定温度(例えば70℃)以上を検出すると(ステップS7)、圧縮機20と減圧器22とを駆動停止してヒートポンプ式加熱手段19を停止すると共に加熱循環ポンプ25も停止して、中間沸き上げ動作を停止させるようにしている(ステップS8)。
And the control means 36 is the 3rd predetermined temperature (for example, 70) in which the hot water
このように、中間戻し管26の接続位置よりも下部に温度境界層Lが存在する場合は、中間沸き上げ動作で沸き上げた高温の湯を最初から貯湯タンク1の中間部に流入させることができ、温度境界層Lを乱すことなく間接熱交換器13付近の湯を迅速に昇温し、その後の貯湯効率も悪化させることがない。
Thus, when the temperature boundary layer L exists below the connection position of the
なお、制御手段36は、追焚きスイッチ35が操作されたときあるいは浴槽水の保温動作を行う一定時間の間に貯湯温度センサ30cが所定温度以下を検出した場合に中間沸き上げ動作を行い、それ以外の場合は貯湯温度センサ30cが所定温度以下を検出しても中間沸き上げ動作を行わないようにしているもので、浴槽水の加熱要求がない場合にムダに中間沸き上げ動作を行うことがなく、貯湯タンク1内の湯を必要な熱量以上に多量に沸き上げることを防止しているものである。
The control means 36 performs an intermediate boiling operation when the reheating
なお、本発明はこの一実施形態に限定されるものではなく、要旨を変更しない範囲で改変することを妨げるものではない。例えば、間接熱交換器13へ流す外部流体を浴槽水ではなく暖房用の循環液としてもよいものである。また、加熱手段19としてヒートポンプ式ではなくヒータ式の加熱手段としてもよい。また、切換手段27としは三方弁にに限られるものではなく、例えば加熱循環回路24の貯湯タンク1上部側と中間戻し管26にそれぞれ開閉弁を設け、一方のみが開く構成としてもよい。
In addition, this invention is not limited to this one Embodiment, It does not prevent changing in the range which does not change a summary. For example, the external fluid flowing to the
1 貯湯タンク
2 給水管
3 出湯管
13 間接熱交換器
19 加熱手段
24 加熱循環回路
25 加熱循環ポンプ
26 中間戻し管
27 切換手段
30a〜f 貯湯温度センサ
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