JP5549645B2 - Hot water storage water heater - Google Patents
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Description
この発明は、貯湯式給湯機に関する。 The present invention relates to a hot water storage type water heater.
従来の貯湯式給湯機では、風呂湯張り開始時、停止時において、湯張り流量を徐々に変化させることで、給湯温度の安定化を図るものが知られている(例えば、特許文献1参照)。この装置では、具体的には、貯湯タンク内の湯を給湯栓から出湯する経路と、貯湯タンク内の湯を浴槽へ湯張りする経路とを備えている。そして、浴槽へ湯張りする経路の途中には、弁体の回動によって通水経路を切り換える四方弁が配設されており、当該四方弁の弁体位置によって浴槽へ湯張りされる流量が変化する。このような装置によれば、風呂湯張り開始時、停止時において、湯張り流量を徐々に増加、減少させることができるので、使用中のシャワーや給湯栓から思わぬ高温の湯が放出される事態が防止される。 In the conventional hot water storage type hot water supply apparatus, it is known to stabilize the hot water supply temperature by gradually changing the hot water flow rate at the start and stop of bath hot water filling (for example, see Patent Document 1). . Specifically, this apparatus includes a path for discharging hot water in the hot water storage tank from the hot water tap and a path for filling the hot water in the hot water storage tank to the bathtub. A four-way valve that switches the water flow path by the rotation of the valve body is disposed in the middle of the path for filling the bathtub, and the flow rate of filling the bathtub changes depending on the position of the valve body of the four-way valve. To do. According to such an apparatus, since the hot water flow rate can be gradually increased or decreased at the start and stop of bath hot water filling, unexpectedly hot water is released from the shower or hot water tap in use. Things are prevented.
しかしながら、上述した構成を用いても給湯機のシステム構成によっては、以下のような課題を生じる。例えば、給湯動作中に沸き上げ運転への移行があった場合、回路切り替えによりヒートポンプ出口配管に残留していた低温水やヒートポンプユニットで沸き上げられた高温水が急激に給湯用の配管に流入することで、配管内の湯温変動が発生することが想定される。この場合、ユーザの所望湯温を維持するための湯温補正制御が追従できず、極端な給湯湯温変動が生じるおそれがある。 However, even if the above-described configuration is used, the following problems occur depending on the system configuration of the water heater. For example, when there is a transition to boiling operation during hot water supply operation, low-temperature water remaining in the heat pump outlet piping due to circuit switching or high-temperature water heated in the heat pump unit suddenly flows into the hot water supply piping Therefore, it is assumed that the hot water temperature fluctuation in the piping occurs. In this case, the hot water temperature correction control for maintaining the user's desired hot water temperature cannot be followed, and there is a risk that extreme hot water temperature variations will occur.
また、例えば、ヒートポンプ出口配管に残留していた低温水が給湯用の配管に流入した場合、瞬時的に外部水栓等に供給される湯水の温度低下が生じる。また、同様にヒートポンプユニットで沸き上げられた高温水が、給湯用の配管に流入した場合、供給される湯水の温度上昇が生じる。 Further, for example, when low-temperature water remaining in the heat pump outlet pipe flows into the hot water supply pipe, the temperature of the hot water supplied to the external faucet or the like instantaneously decreases. Similarly, when the high-temperature water boiled by the heat pump unit flows into the hot water supply pipe, the temperature of the supplied hot water rises.
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、給湯動作中に沸き上げ運転を実行した場合に、極端な給湯湯温の変動を防止することのできる貯湯式給湯機を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a hot water storage type water heater that can prevent extreme fluctuations in hot water temperature when a boiling operation is performed during a hot water operation. The purpose is to provide.
この発明に係る貯湯式給湯機は、温水を貯留させる貯湯タンクと、所定の加熱手段を利用して貯湯タンク内の水を加熱して高温水とする沸き上げ用熱交換器と、一端が貯湯タンクの上部に接続され、途中に沸き上げ用熱交換器が設置され、他端が貯湯タンクの第1下部に接続された沸き上げ水循環回路と、沸き上げ水循環回路における貯湯タンクの上部と沸き上げ用熱交換器との間に設置され、弁体の回動によって流路を切り替える流路切替手段と、流路切替手段と貯湯タンクの第2下部とを接続するタンク戻し流路と、沸き上げ水循環回路における第1下部と沸き上げ用熱交換器との間に設置された循環ポンプと、一端が貯湯タンクの上部に接続された混合湯側流路の他端と、一端が給水源に接続された混合水側流路の他端と、一端が給湯端末に接続された給湯流路の他端と、が接続された給湯混合弁と、貯湯タンク内の湯水を給湯端末から出湯する給湯動作時に、給湯混合弁を制御して、混合湯流路の湯と混合水流路の水とを混合させて所定温度の湯水を給湯流路へ供給する給湯動作時制御手段と、貯湯タンク内の水を沸き上げる沸き上げ運転時に、弁体を沸き上げ用熱交換器とタンク戻し流路とが沸き上げ水循環回路を介して連通する流路形態を形成する開始位置から沸き上げ用熱交換器と貯湯タンクの上部とが沸き上げ水循環回路を介して連通する流路形態を形成する終了位置まで回動するように流路切替手段を制御し、且つ、循環ポンプが作動するように制御する沸き上げ運転時制御手段と、を備え、沸き上げ運転時制御手段は、給湯動作の実行中に沸き上げ運転の要求が出された場合には、給湯動作の非実行中に沸き上げ運転の要求が出された場合に比して、弁体を開始位置から終了位置まで回動するために要する時間を長期化する制御手段を備えるものである。 A hot water storage type hot water supply apparatus according to the present invention includes a hot water storage tank for storing hot water, a heat exchanger for boiling that heats the water in the hot water storage tank using predetermined heating means to make hot water, and one end of the hot water storage A boiling water circulation circuit is connected to the upper part of the tank, a heat exchanger for boiling is installed in the middle, and the other end is connected to the first lower part of the hot water tank, and the upper part of the hot water tank and the boiling water in the boiling water circulation circuit Installed between the heat exchanger and the flow path switching means for switching the flow path by rotation of the valve body, the tank return flow path connecting the flow path switching means and the second lower part of the hot water storage tank, and boiling Circulation pump installed between the first lower part and the heat exchanger for boiling in the water circulation circuit, the other end of the mixed hot water side flow path with one end connected to the upper part of the hot water storage tank, and one end connected to the water supply source The other end and one end of the mixed water side channel The hot water mixing valve connected to the other end of the hot water supply channel connected to the end, and the hot water mixing valve during hot water supply operation for discharging hot water in the hot water storage tank from the hot water supply terminal, Hot water control means for mixing hot water and water in the mixed water flow path to supply hot water at a predetermined temperature to the hot water flow path, and heat for boiling the valve body during the boiling operation for boiling the water in the hot water storage tank A flow in which the heat exchanger for boiling and the upper part of the hot water storage tank communicate with each other via the boiling water circulation circuit from the starting position forming a flow path form in which the exchanger and the tank return channel communicate with each other via the boiling water circulation circuit A heating operation control means for controlling the flow path switching means to rotate to the end position forming the path form and for controlling the circulation pump to operate, and the heating operation control means comprises: Request for boiling operation during hot water supply operation If it is released, the control that prolongs the time required to rotate the valve body from the start position to the end position compared to when a request for boiling operation is issued during non-execution of the hot water supply operation Means are provided.
この発明によれば、給湯動作中に沸き上げ運転を実行した場合であっても、極端な給湯湯温の変動を防止することのできる貯湯式給湯機を提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide a hot water storage type water heater that can prevent extreme fluctuations in hot water temperature even when a boiling operation is performed during a hot water operation.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the element which is common in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1における貯湯式給湯機100の構成図である。図1に示す貯湯式給湯機100は、貯湯タンクユニット1と、ヒートポンプサイクルを利用するように構成されたヒートポンプユニット60とを備えている。2つのユニット1、60は、ヒートポンプ入口配管41とヒートポンプ出口配管42とによって接続されている。また、貯湯タンクユニット1には、制御部70が内蔵されている。貯湯タンクユニット1およびヒートポンプユニット60が備える各種の弁類、ポンプ類等の作動は、これらと電気的に接続された制御部70により制御される。以下、貯湯式給湯機100の各構成要素について説明する。
FIG. 1 is a configuration diagram of a hot water storage
ヒートポンプユニット60は、貯湯タンクユニット1から導かれた低温水を加熱する(沸き上げる)ための加熱手段として機能するものである。ヒートポンプユニット60は、圧縮機61、沸き上げ用熱交換器62、膨張弁63、空気熱交換器64を冷媒循環配管65にて環状に接続し、冷凍サイクル(ヒートポンプサイクル)を構成している。沸き上げ用熱交換器62は、ヒートポンプサイクルを構成する冷媒循環配管65を流れる冷媒と貯湯タンクユニット1から導かれた低温水との間で熱交換を行うためのものである。また、HP出口側サーミスタ66は、沸き上げ用熱交換器62で加熱した高温水の温度を検知するための温度センサーであり、ヒートポンプ出口配管42に設けられている。ヒートポンプユニット60で高温水を得るためには、ヒートポンプサイクルは、冷媒として二酸化炭素を用い、臨界圧を越える圧力で運転することが好ましい。
The
一方、貯湯タンクユニット1には、以下の各種部品や配管などが内蔵されている。貯湯タンク10は、湯水を貯留するためのものである。貯湯タンク10の下部には、市水を供給するための給水配管2が接続されており、貯湯タンク10の上部には、貯留した湯水を給湯機外部へ供給するための給湯湯側配管3が後述するタンク上部配管43から分岐されて接続されている。尚、貯湯タンク10には、ヒートポンプユニット60を用いて加熱された高温水がタンク上部から流入されるとともに、給水配管2を介して低温水をタンク下部から流入させることにより、タンク内の上部と下部で温度差が生じるように湯水が貯留される。また、貯湯タンク10の表面の上部および下部には、貯湯タンク10内の湯水の温度分布を検知するための残湯サーミスタ11、12がそれぞれ取り付けられている。これらの残湯サーミスタ11、12により取得された温度分布に基づいて、貯湯タンク10内の残湯量が把握され、ヒートポンプユニット60による貯湯タンク10内の湯水の沸き上げ運転の開始および停止などが制御される。
On the other hand, the hot water
タンク上部配管43から分岐されて接続されている給湯湯側配管3は、給水配管2から分岐した給湯水側配管4とともに給湯混合弁33に接続されている。給湯混合弁33は、給湯湯側配管3を流れる湯と給湯水側配管4を流れる水とを混合し、所定の温度に調整された湯水を給湯配管5から外部水栓等の給湯端末へ供給する。また、給湯配管5には、給湯混合弁33から出た給湯水の温度を検知するための給湯温度サーミスタ6が取り付けられている。
The hot water
また、貯湯タンクユニット1内には、循環ポンプ21および利用側熱交換器22が内蔵されている。循環ポンプ21は、貯湯タンクユニット1内の後述する各種配管に湯水を循環させるためのポンプである。利用側熱交換器22は、貯湯タンク10やヒートポンプユニット60から供給される高温水を利用して、2次側の加熱対象水(浴槽循環水や暖房用循環水など)を加熱するための熱交換器である。尚、本実施形態では、利用側熱交換器22の2次側の構成として、浴槽50内の湯水を循環させる浴槽水循環回路51を例に挙げて説明する。上記利用側熱交換器22は、浴槽水循環回路51の途中に設置されている。また、浴槽水循環回路51の途中には、浴槽水を循環させるための2次側循環ポンプ52と、浴槽50から出た浴槽水の温度を検知するための浴槽出口側サーミスタ53と、浴槽水循環回路51の水流を検知するための水流検知スイッチ54がそれぞれ設置されている。
The hot water
次に、貯湯タンクユニット1が備える弁類および配管類について説明する。貯湯タンクユニット1は、三方弁31および四方弁32を有している。三方弁31は、湯水が流入する2つの入口(aポート、bポート)と、湯水が流出する1つの出口(cポート)とを有する流路切替手段であり、aポートもしくはbポートのどちらかから湯水が流入するように湯水の経路を切り替え可能に構成されている。四方弁32は、湯水が流入する2つの入口(bポート、cポート)と、湯水が流出する2つの出口(aポート、dポート)とを有する流路切替手段であり、3つの経路、すなわち、c−a経路、c−d経路、およびb−a経路の間で流路形態を切り替え可能に構成されている。尚、四方弁32の構成については詳細を後述する。
Next, the valves and piping included in the hot water
また、貯湯タンクユニット1は、タンク下部配管40、上記ヒートポンプ入口配管41、上記ヒートポンプ出口配管42、タンク上部配管43、タンク戻し配管44、利用側熱交換器1次側(熱源側)入口配管45、利用側熱交換器1次側出口配管46およびバイパス配管47を有している。
The hot water
より具体的には、タンク下部配管40は、貯湯タンク10の第1下部と三方弁31のaポートとを接続する流路であり、ヒートポンプ入口配管41は、三方弁31のcポートとヒートポンプユニット60の入口側とを接続する流路であり、ヒートポンプ出口配管42は、ヒートポンプユニット60の出口側と四方弁32のcポートとを接続する流路であり、タンク上部配管43は、四方弁32のdポートと貯湯タンク10上部とを接続する流路であり、タンク戻し配管44は、四方弁32のaポートと貯湯タンク10の中央部から下部の間に設けられた戻し口(第2下部)とを接続する流路である。また、利用側熱交換器1次側入口配管45は、タンク上部配管43における貯湯タンク上部と四方弁32との間から分岐し、利用側熱交換器22の1次側入口に接続される流路であり、利用側熱交換器1次側出口配管46は、利用側熱交換器22の1次側出口と三方弁31のbポートとを接続する流路である。更に、バイパス配管47は、ヒートポンプ入口配管41における循環ポンプ21の出口側の部位と四方弁32のbポートとを接続する流路である。尚、上記循環ポンプ21は、ヒートポンプ入口配管41上におけるバイパス配管47との接続部と三方弁31との間に設置されている。
More specifically, the tank
次に、本発明の実施の形態1における貯湯式給湯機100において実行される運転動作について説明する。本実施形態の貯湯式給湯機100では、以下の図2〜図4に示す運転状態に応じて上記三方弁31を制御して、次の第1および第2の2つの流路形態の間で、貯湯タンクユニット1内の湯水の流路を切り替えて使用するようになっている。より具体的には、三方弁31により選択可能な「第1流路形態」とは、貯湯タンク10の第1下部と沸き上げ用熱交換器62とがタンク下部配管40およびヒートポンプ入口配管41を介して連通する流路形態のことであり、「第2流路形態」とは、利用側熱交換器1次側出口配管46と沸き上げ用熱交換器62とがヒートポンプ入口配管41を介して連通する流路形態のことである。
Next, the operation | movement operation performed in the hot water storage
更に、本実施形態の貯湯式給湯機100では、以下の図2〜図4に示す運転状態に応じて上記四方弁32を制御して、次の第1〜第3の3つの流路形態の間で、貯湯タンクユニット1内の湯水の流路を切り替えて使用するようになっている。より具体的には、四方弁32により選択可能な「第1流路形態」とは、沸き上げ用熱交換器62と貯湯タンク10の上部とがヒートポンプ出口配管42およびタンク上部配管43を介して連通する流路形態のことであり、「第2流路形態」とは、沸き上げ用熱交換器62とタンク戻し配管44とがヒートポンプ出口配管42を介して連通する流路形態であり、「第3流路形態」とは、バイパス配管47とタンク戻し配管44とが連通する流路形態のことである。
Furthermore, in the hot water storage type
図2は、本発明の実施の形態1における貯湯式給湯機100の沸き上げ単独運転時の回路構成図である。尚、ここでいう沸き上げ単独運転とは、ヒートポンプユニット60を利用して貯湯タンク10内の水を沸き上げる沸き上げ運転が単独で行われるもののことである。この沸き上げ単独運転時には、三方弁31は、aポートとcポートとが連通しbポートが閉状態となるように(すなわち、三方弁31の上記第1流路形態が選択されるように)制御される。これにより、タンク下部配管40とヒートポンプ入口配管41とが連通するとともに、利用側熱交換器1次側出口配管46側を閉として利用側熱交換器22からの流路が遮断される。また、沸き上げ単独運転時には、四方弁32は、cポートとdポートとが連通しaポートとbポートとが閉状態となるように(すなわち、四方弁32の上記第1流路形態が選択されるように)制御される。これにより、ヒートポンプ出口配管42とタンク上部配管43とが連通するとともに、タンク戻し配管44側を閉として貯湯タンク10の第2下部への流路が遮断される。
FIG. 2 is a circuit configuration diagram of the hot water storage
沸き上げ単独運転は、上記のように三方弁31および四方弁32が制御された状態で、循環ポンプ21とヒートポンプユニット60の運転を開始することにより実行される。その結果、貯湯タンク10の第1下部から流出する低温水は、タンク下部配管40、三方弁31、循環ポンプ21およびヒートポンプ入口配管41を経由してヒートポンプユニット60に導かれ、沸き上げ用熱交換器62において加熱されて高温水となった後、ヒートポンプ出口配管42、四方弁32およびタンク上部配管43を経由して、貯湯タンク10の上部から当該貯湯タンク10内に流入し貯えられる。ここでは、図2に示す湯水の循環経路を「沸き上げ水循環回路」と称する。このような沸き上げ単独運転が実行されることで、貯湯タンク10の内部では、上層部から高温水が貯えられていき、この高温水層が徐々に厚くなる。
The boiling-up single operation is executed by starting the operation of the
図3は、本発明の実施の形態1における貯湯式給湯機100の給湯動作時の回路構成図である。尚、ここでいう給湯動作とは、貯湯タンク10内に貯えられた高温水をユーザの所望する湯温に調整した上で給湯配管5を通じて外部の水栓やシャワーに給湯する動作のことである。この給湯動作は、ユーザが任意の水栓を開くことで開始され、貯湯タンク10内に貯えられた高温水と給水配管2から給水された水とが、それぞれ給湯湯側配管3と給湯水側配管4とを通じて給湯混合弁33に供給される。給湯混合弁33では、供給された高温水と水との混合比率を制御することで、給湯水の湯温がユーザの所望する湯温に調整される。尚、給湯動作中は、給湯水の湯温を給湯温度サーミスタ6により常に監視し、給湯量の変動、貯湯タンク10から供給される高温水の温度変動、および給水配管2から供給される水の温度変動に応じて給湯混合弁33の混合比率を常に制御することで、一定の湯温に調整された湯水が外部の水栓やシャワーへ供給される。
FIG. 3 is a circuit configuration diagram at the time of hot water supply operation of hot water storage type
また、この給湯動作中には、三方弁31は、上記第1流路形態が選択されるように制御される。これにより、タンク下部配管40とヒートポンプ入口配管41とが連通するとともに、利用側熱交換器1次側出口配管46側を閉として利用側熱交換器22からの流路が遮断される。また、給湯動作中には、四方弁32は、上記第2流路形態が選択されるように制御される。これにより、ヒートポンプ出口配管42とタンク戻し配管44とが連通するとともに、タンク上部配管43側を閉として貯湯タンク10の上部への流路が遮断される。このように、利用側熱交換器22からの流路および貯湯タンク10の上部への流路が遮断されることにより、これらの機器への湯水の流入が防止される。
During this hot water supply operation, the three-
図4は、本発明の実施の形態1における貯湯式給湯機100の給湯動作と沸き上げ運転との同時運転時の回路構成図である。尚、ここでいう給湯動作と沸き上げ運転との同時運転とは、図3に示した給湯動作と図4に示した沸き上げ単独運転とを同時に行う運転動作であって、例えば、給湯動作中にユーザ操作によって沸き上げ運転要求が出された場合や、給湯動作中に貯湯タンク10内の高温水が減少することにより沸き上げ運転要求が出された場合などに実施される同時運転である。この給湯動作と沸き上げ運転との同時運転時には、三方弁31は第1流路形態に制御される。これにより、タンク下部配管40とヒートポンプ入口配管41とが連通するとともに、利用側熱交換器1次側出口配管46側を閉として利用側熱交換器22からの流路が遮断される。また、給湯動作と沸き上げ運転の同時運転時には、四方弁32は第1流路形態に制御される。これにより、ヒートポンプ出口配管42とタンク上部配管43とが連通するとともに、タンク戻し配管44側を閉として貯湯タンク10の第2下部への流路が遮断される。この給湯動作と沸き上げ運転との同時運転では、図3に示した給湯動作と異なり、給湯湯側配管3には貯湯タンク10からの高温水とヒートポンプユニット60からの循環水との混合水が供給される。尚、給湯動作と沸き上げ運転との同時運転中であっても、給湯動作を単独で実行している時と同様に給湯混合弁33が制御されて、給湯水を所望の湯温に調整する動作が実行される。
FIG. 4 is a circuit configuration diagram at the time of simultaneous operation of the hot water supply operation and the boiling operation of hot water storage
ここで、四方弁32の構成について、図5〜図8を用いて詳細に説明する。図5は本発明の実施の形態1における四方弁32の斜視図であり、図6乃至図8は図5に示す四方弁32の水平断面図である。これらの図に示すとおり、四方弁32は、a,b,c,dポートの配管32a,32b,32c,32d、弁枠32e、ステッピングモータ32f、回転軸32g、および弁体32hによって構成されている。弁体32hは弁枠32e内に収納されており、回転軸32gを介してステッピングモータ32fと接続されている。ステッピングモータ32fが駆動されると、回転軸32gを中心として弁体32hが回動する。これにより、弁体32h内に成形された連通部32iを通じて連通するポートが切り替えられる。尚、図6に示す弁体位置は、四方弁32のaポートとcポートとが連通し、bポートとdポートとが閉状態となる位置(以下、この弁体位置を「弁体位置90°」と称する)を表し、例えば、給湯動作時はこの弁体位置90°に制御される。また、図7に示す弁体位置は、四方弁32のcポートとdポートとが連通し、aポートとbポートとが閉状態となる位置(以下、この弁体位置を「弁体位置180°」と称する)を表し、例えば、沸き上げ運転時は、図6に示す弁体位置90°から図7に示す弁体位置180°へと弁体32hが回動される。更に、図8に示す弁体位置は、弁体位置90°から弁体位置180°へ切り替わる途中過程の弁体位置135°を表している。弁体位置135°では、aポートとcポートとdポートとが連通し、bポートが閉状態となる。
Here, the configuration of the four-
図9は、四方弁32を弁体位置90°から弁体位置180°へ切り替えた場合に各ポートから吐出される湯水の循環流量を示す循環流量特性図であり、(A)はaポートの循環流量特性を、(B)はdポートの循環流量特性を、それぞれ示している。この図に示すとおり、この四方弁32の特徴は、例えば図6に示す弁体位置90°から図7に示す弁体位置180°へ回路切替えを実施した場合、aポートの循環流量は図9(A)に示すように減少傾向となり、最終的に弁体位置180°までに閉塞状態となる。一方において、dポートの循環流量は、図9(B)に示すように増加傾向となり、最終的に弁体位置180°で最大流量に達する。
FIG. 9 is a circulation flow characteristic diagram showing the circulation flow rate of hot water discharged from each port when the four-
次に、本発明の実施の形態1における貯湯式給湯機100の特徴的動作について説明する。図10は、通常の流路切り替えにおける四方弁32の弁体位置変化特性を示す図である。この図に示すとおり、ユーザ操作または制御部70からの沸き上げ運転指示があった場合には、循環ポンプ21を動作させると共に、四方弁32が弁体位置90°から弁体位置180°へ切り替えられる。この際、給湯動作が行われていない場合には、四方弁32を弁体位置90°から弁体位置180°へ素早く(例えば10秒)切り替える通常流路切替が実施される。
Next, a characteristic operation of the hot water storage type
一方、図11は、給湯動作中の流路切り替えにおける四方弁32の弁体位置変化特性を示す図である。この図に示すとおり、ユーザ操作または制御部70からの沸き上げ運転指示があった場合において、給湯動作が行われている場合には、図10に示す通常流路切替時に比して弁体32hの回動速度を遅らせて、切り替えに要する時間が長期化(例えば40秒)される。上述したとおり、四方弁32を弁体位置90°から弁体位置180°へ切り替える場合のdポートの循環流量は、回動するにつれて増加する傾向にある。したがって、図11に示すとおり、四方弁32の弁体32hの回動速度を通常流路切替時と比較して遅くすることで、四方弁32のdポートの循環流量の極端な流量変動を抑制することが可能となる。これにより、ヒートポンプ出口配管42に残留していた低温水やヒートポンプユニット60で沸き上げられた高温水が給湯湯側配管3内に多量に流れ込むことによる当該給湯湯側配管3内の急激な湯温変動を抑制することができるので、給湯混合弁33の湯温補正制御を十分に追従させて、使用中の給湯温度変動を極めて小さく抑えることが可能となる。
On the other hand, FIG. 11 is a diagram showing a valve body position change characteristic of the four-
尚、四方弁32の弁体位置変化特性は、給湯動作時の給湯流量に応じて変化させることとしてもよい。すなわち、例えば、給湯動作時の給湯流量が10リットル/分時の場合には弁体32hの回動時間を60秒とし、給湯流量が5リットル/分時の場合には弁体32hの回動時間を90秒とすることで、給湯流量全体に対する、ヒートポンプユニット60側からの流れ込みの量の割合を流量が少ない場合と多い場合とで大きく変わらないようにして給湯湯側配管3内を流れる湯水の温度変動を抑えて給湯温度を安定させることができる。
In addition, the valve body position change characteristic of the four-
また、給湯動作時の流路切り替え動作は、断続的に実施することとしてもよい。図12は、四方弁32の弁体位置を弁体位置90°から弁体位置180°へ回動させた場合の弁体位置変化特性を示す図である。この図に示すとおり、所定時間毎(例えば10秒)に、断続的に流路切り替えを実施することにより、切り替えに要する時間を有効に長期化することができ、上記同様の効果を得ることができる。
Moreover, the flow path switching operation during the hot water supply operation may be performed intermittently. FIG. 12 is a diagram illustrating a valve body position change characteristic when the valve body position of the four-
給湯動作時の流路切り替え動作を断続的に実施する例としては、例えば、給湯温度サーミスタ6により給湯温度を常に監視し、ユーザの所望する温度が給湯されている場合は、四方弁32を一定開度(例えば10°)回動させ、ユーザの所望する温度が給湯されていない場合は、給湯混合弁33の温度補正制御によりユーザの所望する温度に安定するまで回動を待機することとしてもよい。
As an example of intermittently performing the flow path switching operation during the hot water supply operation, for example, the hot water supply temperature is constantly monitored by the hot water
また、給湯動作時の流路切り替え動作を断続的に実施する他の例としては、回動待機時の時間に制限(例えば20秒)を設け、ユーザの所望する温度が給湯されている場合は、四方弁32を一定開度(例えば10°)回動させ、ユーザの所望する温度が給湯されていない場合は、設定された回動待機時間が経過するまで回動を待機することとしてもよい。
In addition, as another example of intermittently performing the flow path switching operation during the hot water supply operation, when the time required for rotation is limited (for example, 20 seconds) and the temperature desired by the user is supplied When the four-
さらに、図9に示すように、四方弁32は、極端に流量が増加する開度領域と極端に流量が変化しない開度領域がある。そこで、このような四方弁32を用いて給湯動作時の流路切り替え動作を実施する場合には、四方弁32の弁体32hの開度による流量特性に応じて所定時間毎(例えば10秒)の回動幅を可変に設定してもよい。具体的には、例えば、極端に流量が増加する開度領域は小さい開度(例えば5°)に設定し、極端に流量が変化しない開度領域は大きい開度(例えば20°)に設定することとしてもよい。これにより、四方弁32の回動に起因する給湯湯側配管3内を流れる湯水の温度変動をより抑えることができ給湯温度を安定させることができる。
Furthermore, as shown in FIG. 9, the four-
また、四方弁32の弁体32hの開度による流量特性を利用して断続動作の回数を可変に設定してもよい。図13は、四方弁32の弁体位置を弁体位置90°から弁体位置180°へ回動させた場合の弁体位置変化特性を示す図である。この図に示すとおり、切り替え開始から完了までの動作を複数の領域に分割し、切替初期から極端な流量変動が発生するまでの領域を第一領域(例えば90°〜120°)とし、1回の動作(例えば30°)で四方弁32を動作させ、動作後は一定時間(例えば7.5秒)待機する。次に、第一領域の終点(ここでは129°)から極端な流量変動が発生する領域を第二領域(例えば120°〜160°)とし、第一領域よりも小さい開度(例えば10°)で複数回に分けて断続的に動作させ、動作後は各々一定時間(例えば2.5秒)待機する。最後に、第二領域の終点(ここでは160°)から切替完了までの開度までを第三領域(ここでは160°〜180°)とし、第二領域の動作開度よりも大きい開度で第三領域の終点(ここでは180°)まで1回の動作(ここでは20°)で切替える。これにより、四方弁32の回動による給湯時の温度変動影響が大きい領域のみ細かく動作させることができるので、給湯湯側配管3内を流れる湯水の温度変動をより抑えることができる。また、温度変動影響が小さい領域は、素早く回動させることができるので、四方弁32の動作時間を短縮することができる。
Alternatively, the number of intermittent operations may be set variably using the flow rate characteristic depending on the opening degree of the
さらに、上述した本実施の形態1の制御では、四方弁32の動作を予め設定した定開度としているが、四方弁32の切り替え時におけるヒートポンプ入口配管41からタンク上部配管43への流量とタンク戻し配管44への流量との流量比を予め実験で把握しておき、給湯時の四方弁32動作時の開度は、実験で得られた最も給湯の温度変動が小さくなるような流量比の変化量となる開度に設定してもよい。
Furthermore, in the control of the first embodiment described above, the operation of the four-
また、上述した本実施の形態1では、四方弁32の弁体位置を90°から180°へ切り替える場合の動作について説明したが、弁体位置を180°から90°へ切り替える場合に発生する給湯時の温度変動に対しても、上記同様の四方弁32の切替方法を適用することができる。
Further, in the first embodiment described above, the operation when the valve body position of the four-
3 給湯湯側配管
4 給湯水側配管
5 給湯配管
10 貯湯タンク
21 循環ポンプ
22 利用側熱交換器
32 四方弁(流路切替手段)
33 給湯混合弁
40 タンク下部配管(沸き上げ水循環回路)
41 ヒートポンプ入口配管(沸き上げ水循環回路)
42 ヒートポンプ出口配管(沸き上げ水循環回路)
43 タンク上部配管(沸き上げ水循環回路)
44 タンク戻し配管
60 ヒートポンプユニット(加熱手段)
62 沸き上げ用熱交換器
3 Hot water
33 Hot-water
41 Heat pump inlet piping (boiling water circulation circuit)
42 Heat pump outlet piping (boiling water circulation circuit)
43 Tank upper piping (boiling water circulation circuit)
44
62 Heat exchanger for boiling
Claims (7)
所定の加熱手段を利用して前記貯湯タンク内の水を加熱して高温水とする沸き上げ用熱交換器と、
一端が前記貯湯タンクの上部に接続され、途中に前記沸き上げ用熱交換器が設置され、他端が前記貯湯タンクの第1下部に接続された沸き上げ水循環回路と、
前記沸き上げ水循環回路における前記貯湯タンクの上部と前記沸き上げ用熱交換器との間に設置され、弁体の回動によって流路を切り替える流路切替手段と、
前記流路切替手段と前記貯湯タンクの第2下部とを接続するタンク戻し流路と、
前記沸き上げ水循環回路における前記第1下部と前記沸き上げ用熱交換器との間に設置された循環ポンプと、
一端が前記貯湯タンクの上部に接続された混合湯側流路の他端と、一端が給水源に接続された混合水側流路の他端と、一端が給湯端末に接続された給湯流路の他端と、が接続された給湯混合弁と、
前記貯湯タンク内の湯水を前記給湯端末から出湯する給湯動作時に、前記給湯混合弁を制御して、前記混合湯流路の湯と前記混合水流路の水とを混合させて所定温度の湯水を前記給湯流路へ供給する給湯動作時制御手段と、
前記貯湯タンク内の水を沸き上げる沸き上げ運転時に、前記弁体を前記沸き上げ用熱交換器と前記タンク戻し流路とが前記沸き上げ水循環回路を介して連通する流路形態を形成する開始位置から前記沸き上げ用熱交換器と前記貯湯タンクの前記上部とが前記沸き上げ水循環回路を介して連通する流路形態を形成する終了位置まで回動するように前記流路切替手段を制御し、且つ、前記循環ポンプが作動するように制御する沸き上げ運転時制御手段と、を備え、
前記沸き上げ運転時制御手段は、前記給湯動作の実行中に前記沸き上げ運転の要求が出された場合には、前記給湯動作の非実行中に前記沸き上げ運転の要求が出された場合に比して、前記弁体を前記開始位置から前記終了位置まで回動するために要する時間を長期化する制御手段を備えることを特徴とする貯湯式給湯機。 A hot water storage tank for storing hot water,
A boiling heat exchanger that heats the water in the hot water storage tank using predetermined heating means to form high-temperature water;
A boiling water circulation circuit in which one end is connected to the upper part of the hot water storage tank, the boiling heat exchanger is installed in the middle, and the other end is connected to the first lower part of the hot water storage tank;
A flow path switching means installed between the upper part of the hot water storage tank and the boiling heat exchanger in the boiling water circulation circuit and switching the flow path by rotation of a valve body;
A tank return flow path connecting the flow path switching means and the second lower part of the hot water storage tank;
A circulation pump installed between the first lower part and the heating heat exchanger in the boiling water circulation circuit;
The other end of the mixed water side flow path whose one end is connected to the upper part of the hot water storage tank, the other end of the mixed water side flow path whose one end is connected to the water supply source, and the hot water supply flow path whose one end is connected to the hot water supply terminal A hot water mixing valve connected to the other end of the
During a hot water supply operation for discharging hot water in the hot water storage tank from the hot water supply terminal, the hot water mixing valve is controlled to mix the hot water in the mixed hot water channel and the water in the mixed water flow channel, thereby supplying hot water at a predetermined temperature. Control means for supplying hot water to the hot water supply flow path,
During the boiling operation for boiling water in the hot water storage tank, the valve body starts to form a flow path configuration in which the heat exchanger for boiling and the tank return flow path communicate with each other via the boiling water circulation circuit Controlling the flow path switching means so that the boiling heat exchanger and the upper part of the hot water storage tank are rotated to an end position that forms a flow path form communicating with the boiling water circulation circuit. And a heating operation control means for controlling the circulating pump to operate,
When the boiling operation request is issued during execution of the hot water supply operation, the control unit during the boiling operation is when the request for the boiling operation is issued during non-execution of the hot water operation. In comparison, the hot water storage type hot water heater is provided with a control means for prolonging the time required for rotating the valve body from the start position to the end position.
前記制御手段は、前記給湯動作の実行中に前記沸き上げ運転の要求が出された場合であって、前記判定手段により前記給湯端末から出湯される湯の温度が前記所定温度でないと判定された場合に、前記流路切替手段における前記弁体の回動を一時的に停止させることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項記載の貯湯式給湯機。 A determination means for determining whether or not the temperature of hot water discharged from the hot water supply terminal during the hot water supply operation is the predetermined temperature;
The control means is a case where a request for the boiling operation is issued during execution of the hot water supply operation, and the determination means determines that the temperature of hot water discharged from the hot water supply terminal is not the predetermined temperature. In this case, the hot water storage type hot water heater according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the rotation of the valve body in the flow path switching means is temporarily stopped.
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