JP5401116B2 - 給湯機 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1実施形態に係わる給湯機Sの例を示す構成図である。
図1に示すように、第1実施形態に係る給湯機Sは、温水を貯湯する貯湯タンク1と、貯湯タンク1に貯湯するための水を加熱する熱源とを備え、この給湯機Sへは、給水源(例えば、水道管22)からの給水が配管7を経て供給される。具体的には、給湯機Sは、給水源から供給された低温水をヒートポンプユニット8で加熱し、加熱された温水を貯湯タンク1に貯溜するものである。即ち、給湯機Sは、貯湯タンク1を備えるタンクユニット5と、ヒートポンプユニット8とを備えて構成される。
図1に示すヒートポンプユニット8は、外界の熱を、膨張させた低温の二酸化炭素等の冷媒で吸熱した後、圧縮させ高温とした冷媒と配管34を流れる貯湯タンク1からの低温水とで熱交換を行い、低温水を加熱する装置である。ヒートポンプユニット8は、冷媒の膨張、圧縮を繰り返し、外界から吸熱し低温水を加熱するヒートポンプ(図示せず)と、配管34を流れる貯湯タンク1の低温水を循環させる循環ポンプ(図示せず)とを備えている。
図1に示す貯湯タンク1には、水道管22からの水道水が、配管7,配管36a,配管23a,減圧弁6、および配管23bを通して、導入されるとともに、この貯湯タンク1内の水が、配管32,三方弁33、および配管34を通して、ヒートポンプユニット8に導かれヒートポンプのガスクーラで加熱され温水となった後、配管35を通して、貯湯タンク1の上部に導かれ貯湯タンク1内に貯溜されている。
図1及び図3に示す湯張り回路2Yは、貯湯タンク1に貯留される温水を浴槽2に供給し、浴槽2に湯張りするための回路である。この湯張り回路2Yは、貯湯タンク1上部の高温の温水を、貯湯タンク1上部の第1取出し部10に接続される配管41a,配管54を通して、第一混合弁14に導き、第一混合弁14において、水道管22から、配管7,配管36a,配管23a,減圧弁6,配管23bを通ってきた水道水と混合し、第一混合弁14の下流に配設され開制御された電磁弁28を介して、配管29c,29b,29aを通る第1の経路と、配管29b,接続部30,配管25,ポンプ27,流量調整弁(又は循環調整弁)31,バイパス配管63を通って、合流部65で配管3に接続される第2の経路との2つの経路で浴槽2に湯張りする構成である。
図2は、第1実施形態の給湯機Sの給湯運転を太線で示す回路図である。図2に示す給湯熱交換器4は、水道管22,配管7を通して供給される水道水を、コントローラ16に給湯要求があった場合に作動制御される給湯循環ポンプ18により貯湯タンク1上部から導出される高温の温水と熱交換させて所定温度に加熱する機器である。加熱された水は、混合栓19に供給されて給湯される。
図1に示す給湯循環ポンプ18は、コントローラ16の図示しないインバータ回路を用いて、配管36cの給湯温度センサ37によって検出される給湯の温度が、操作部60で設定された給湯温度となるように、回転速度が自在に制御(フィードバック制御)されている。
図1に示す追い焚き熱交換器24は、入口24i側に、浴槽2内のふろ水が導出される配管29a,配管25,ポンプ27,流量調整弁31,配管58が接続されるとともに、出口24o側には、追い焚き熱交換器24において貯湯タンク1上部の高温水と熱交換され加熱され追い焚きされたふろ水が浴槽2に戻る配管26が接続されている。
図4の太線で示す追い焚き回路2Pは、浴槽2に張られたふろ水を追い焚きするための回路である。追い焚き時、浴槽2内のふろ水は、図4の矢印に示すように、浴槽2の水流通口2iから導出され、この水流通口2iに接続される配管29a,接続部30,配管25,ポンプ27,流量調整弁31,配管58,貯湯タンク1上部の高温の温水中に配置される追い焚き熱交換器24,配管26,配管3を通り、配管3に接続される水流通口2oを介して、浴槽2に戻されるように構成されている。
図1に示す操作部60は、利用者が、給湯機Sで湯張り,追い焚き,給湯等を行うために入力操作を行う機器であり、浴室に配置される風呂リモコン45やキッチンに配置される台所リモコン46等がある。
コントローラ16は、給湯機Sを電子制御する制御装置であり、操作部60,温度センサ48等の種々のセンサで検出した信号等に応じて制御を行うマイコン(Microcomputer:マイクロコンピュータ)と、操作部60,種々のセンサ等で検出された検出信号等をマイコン3に適合した入力信号に変換する増幅回路,A/D変換回路等の入力インターフェースと、マイコンからの制御信号の出力信号に応じて給湯循環ポンプ18等のアクチュエータを駆動するための駆動回路,リレー駆動回路等の出力インターフェースとを備えて構成されている。
次に、給湯機Sの配管システムの動作詳細について説明する。
貯湯タンク1への水道水の供給は、図1の太線に沿った矢印に示すように、水道管22内の水道水の例えば、約6〜8kg/cm2の水圧によって水道管22内の水道水が配管7から減圧弁6に導かれ、減圧弁6において所定圧、例えば、約2kg/cm2に減圧された後、配管23,逆止弁20を通って、貯湯タンク1の下部に導入することにより行われる。なお、逆止弁20は、貯湯タンク1からの水道水の逆流防止の役割を果たしている。
次に、給湯機Sにおける混合栓19からの給湯について、図2を用いて説明する。図2の破線で示すように、給湯機Sは、貯湯タンク1の高温の温水が給湯熱交換器4を循環する循環回路を備えており、混合栓19からの給湯は、給湯熱交換器4を用いて、水道管22からの水道水と貯湯タンク1からの高温の温水との熱交換により、水道水を加熱して行われる。
次に、給湯機Sにおける浴槽2への湯張りについて、図3を用いて説明する。なお、図3は、給湯機Sの湯張りの回路を太線で示す回路図である。利用者が、台所リモコン46,ふろリモコン45等の操作部60で湯張りモードを選択した場合、給湯機Sにおいて浴槽2への湯張りが行われる。利用者によって操作部60で湯張りモードが選択されると、操作部60からコントローラ16へ湯張りモード選択信号が入力され、コントローラ16の制御によって、常閉型の電磁弁28が開制御されるとともに、第一混合弁14,流量調整弁31がそれぞれ湯張りモードに制御される。
次に、給湯機Sにおける浴槽2のふろ水の追い焚きについて、図4を用いて説明する。図4に示すように、浴槽2のふろ水の追い焚きは、追い焚き熱交換器24を使用し行われる。追い焚き熱交換器24は、入口24i側に、浴槽2からの配管25,ポンプ27,流量調整弁31,配管58が接続されるとともに、出口24o側には、浴槽2に戻る配管26が接続されている。追い焚き熱交換器24を使用する際には、コントローラ16によってポンプ27を駆動させ、配管25から流量調整弁31を通して、追い焚き熱交換器24に浴槽水を導入し、該追い焚き熱交換器24において、貯湯タンク1上部の高温水と、導入した浴槽水とで熱交換が行われる。
次に給湯機Sにおける追い焚き回路2Pの洗浄モードについて、図5を用いて説明する。洗浄モードでは、追い焚き回路2Pに、清水を通水し、配管や追い焚き熱交換器24の汚れが洗い流される。
ところで、給湯機Sは、上述のような洗浄動作を自動で行うように構成されている。次に、自動洗浄の開始制御について、図6を用いて説明する。
次に、本発明の第2実施形態の給湯機2Sについて、図7を用いて説明する。なお、図7は、第2実施形態に係わる給湯機2Sの例を湯張り時の回路を太線で示した構成図である。以下では、第1実施形態に係る給湯機Sと同様な構成に関しては同一の符号を付して示し、詳細な説明は省略する。
次に、本発明の第3実施形態の給湯機3Sについて、図9を用いて説明する。以下では、第1実施形態に係る給湯機Sと同様な構成に関しては同一の符号を付して示し、詳細な説明は省略する。第3実施形態に係る給湯機3Sは、第1実施形態に係る給湯機Sと同様に、コントローラ(図示せず)が、操作部(図示せず)からの操作指令等に従って全体を制御するものである。
次に、給湯機3Sにおける追い焚き熱交換器24の洗浄について説明する。洗浄の際には、第一混合弁114が配管129d側を全開とされ、切換弁117が配管129c側を全開とされ、電磁弁128が開制御され、ポンプ27が駆動される。すると、シスターンタンクCから配管123c,配管129d,配管129c,配管125,追い焚き熱交換器124,配管103a,配管103bを通る第1の経路と、配管129b,配管129aを通る第2の経路とを清水が流れ、追い焚き回路2Pが洗浄される。また、併せて配管167も洗浄される。なお、この場合においても、清水は、シスターンタンクCからではなく、貯湯タンク101から供給されるものであってもよい。即ち、給湯機3Sにおける貯蔵タンクは、熱媒体としての温水を貯蔵する貯湯タンク101及びシスターンタンクCによって構成される。
さらに、給湯機3Sにおいても、自動洗浄の開始判定が水位検知部157を用いて行われ、そのフローは第1実施形態と同様である。
2 浴槽
2i,2o 水流通口
2P 追い焚き回路
2R 湯張り回路
2X 一般給湯回路
2Y 湯張り回路
4 給湯熱交換器
6 減圧弁(湯張り回路)
8 ヒートポンプユニット(ヒートポンプ部)
10 第一取出し部
11 第二混合弁
12 第二取出し部
14 第一混合弁
18 給湯循環ポンプ
19 混合栓
22 水道管
24 追い焚き熱交換器
27 ポンプ
28 電磁弁
30 接続部
31 流量調整弁
37 給湯温度センサ
38 給湯流量センサ
39 アキュムレータ
47 タンク頂部温度センサ(第1温度センサ)
49 温度センサ(第2温度センサ)
53 水温温度センサ
55 流量センサ
56 温度センサ(第4温度センサ)
57 水位検知部
58 配管
59 温度センサ(第3温度センサ)
S 給湯機
Claims (4)
- 浴槽から取出した浴槽水を貯蔵タンク内に配置される追い焚き熱交換器によって高温の熱媒体と熱交換させて浴槽に戻す追い焚き回路と、清水を浴槽に供給する清水回路とを備え、
前記浴槽への湯張り機能とは別に、前記清水回路を流れる清水を追い焚き回路に供給して追い焚き回路の洗浄を行う機能を有する給湯機であって、
前記追い焚き回路は、前記追い焚き熱交換器の上流側で、追い焚き熱交換器を通る第一の経路と追い焚き熱交換器をバイパスする第二の経路とに分岐し且つ前記追い焚き熱交換器の下流側で合流するように設けられ、前記各経路を流れる流量比率を調節可能に構成され、
前記追い焚き回路は、前記洗浄の際に、追い焚き熱交換器を出た水の温度に応じて、各経路を流れる流量比率が調節され、
前記追い焚き熱交換器に水を導入するためのポンプを備え、
前記清水回路は、前記追い焚き熱交換器及びポンプより上流側において追い焚き回路と接続され、
前記ポンプは、前記洗浄の際に、前記追い焚き回路を流れる清水を追い焚き熱交換器に導入するように駆動され、
前記洗浄の際に前記追い焚き回路に導入された清水は、清水回路と追い焚き回路との接続部より下流側へ向かう経路と前記接続部より上流側へ向かう経路とを経て浴槽に流れ込み、追い焚き回路を洗浄することを特徴とする給湯機。 - 前記清水回路は、給水源から供給される清水を追い焚き熱交換器へ向けて供給するように構成されることを特徴とする請求項1に記載の給湯機。
- 前記清水回路は、貯蔵タンクに貯蔵される清水を追い焚き熱交換器へ向けて供給するように構成されることを特徴とする請求項1又は2に記載の給湯機。
- 前記貯蔵タンクの鉛直方向中間部に中温水を取り出す経路をさらに備え、
中温水を用いて前記洗浄が行われることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の給湯機。
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