JP5558407B2 - Water heater - Google Patents
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Description
本発明は、温水器に関する。 The present invention relates to a water heater.
温水器として環境負荷が小さい貯湯式電気温水器が近年注目されている。貯湯式電気温水器は、大気中の熱を利用して沸かした湯を貯湯タンクに貯える。したがって貯湯式電気温水器は、ガスの燃焼等による二酸化炭素を発生させずに給湯することができる。 In recent years, hot water storage type electric water heaters with a small environmental load have attracted attention as water heaters. Hot water storage type electric water heaters store hot water boiled using heat in the atmosphere in a hot water storage tank. Therefore, the hot water storage type electric water heater can supply hot water without generating carbon dioxide due to gas combustion or the like.
貯湯式電気温水器は、貯湯タンクに貯えられた湯を、電力を使用して水と混合することにより適温の湯を供給する。このため、停電時にはこの混合を制御することが困難となる。従来の貯湯式電気温水器は、停電時に熱湯が供給されることを回避するために、給湯を停止したり水のみを給水したりしていた(例えば、特許文献1を参照)。 The hot water storage type electric water heater supplies hot water at an appropriate temperature by mixing hot water stored in a hot water storage tank with water using electric power. This makes it difficult to control this mixing during a power failure. Conventional hot water storage type electric water heaters have stopped supplying hot water or supplying only water in order to avoid supplying hot water during a power failure (see, for example, Patent Document 1).
これに対し、停電時であっても湯を供給する貯湯式電気温水器が提案されている(例えば、特許文献2及び3を参照)。特許文献2に開示された貯湯式給湯機は、貯湯タンクに設けられた非常用の取水栓から湯を供給する。また、特許文献3に開示された貯湯式給湯機は、補助電源を使用することにより、停電時であっても給湯することができる。
On the other hand, the hot water storage type electric water heater which supplies hot water even at the time of a power failure is proposed (for example, refer
しかしながら、特許文献2に開示された貯湯式給湯機は、貯湯タンクから直接給湯するため、貯湯タンクの設置場所によっては給湯が困難となる場合があった。また、特許文献3に開示された貯湯式給湯機は、補助電源の設置や管理に関するコストが高くなるおそれがあった。
However, since the hot water storage type hot water heater disclosed in
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、停電時において補助電源を使用することなく、温水を確保することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the above-mentioned situation, and it aims at ensuring warm water, without using an auxiliary power supply at the time of a power failure.
上記目的を達成するため、本発明の温水器は、
給水系統から供給される水を貯える第1貯水手段と、
前記第1貯水手段の内部に設けられ、前記給水系統から供給される水を貯える第2貯水手段と、
前記第1貯水手段に貯えられた水を加熱する加熱手段と、
前記給水系統からの給水先を、電力系統からの電力により、前記第2貯水手段から前記第1貯水手段へ切り替える第1切替弁と、
前記貯水手段からの水を放水する放水系統への給水元を、前記電力系統からの電力により、前記第2貯水手段から前記第1貯水手段へ切り替える第2切替弁と、
を備える。
In order to achieve the above object, the water heater of the present invention comprises:
A first water storage means for storing water supplied from a water supply system;
Second water storage means provided inside the first water storage means for storing water supplied from the water supply system;
Heating means for heating water stored in the first water storage means;
A first switching valve for switching a water supply destination from the water supply system from the second water storage means to the first water storage means by electric power from an electric power system;
A second switching valve that switches a water supply source to a water discharge system that discharges water from the water storage means from the second water storage means to the first water storage means by using electric power from the power system;
Is provided.
本発明によれば、停電によって電力系統からの電力の供給が遮断された場合には、給水系統の給水先が第2貯水手段に切り替わり、放水系統の供給元が第2貯水手段に切り替わる。これにより、給水系統から供給された水は、第2貯水手段を経由する間に第1貯水手段に貯水された水と熱交換を行うことによって加熱され、温水として放出される。したがって、停電時に補助電源を用いることなく、温水を確保することが可能となる。 According to the present invention, when the supply of power from the power system is interrupted due to a power failure, the water supply destination of the water supply system is switched to the second water storage means, and the supply source of the water discharge system is switched to the second water storage means. Thereby, the water supplied from the water supply system is heated by exchanging heat with the water stored in the first water storage means while passing through the second water storage means, and discharged as hot water. Therefore, it is possible to ensure hot water without using an auxiliary power source during a power failure.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図1は本実施形態に係る貯湯式電気温水器1の概略的な構成を示す。貯湯式電気温水器1は、上水道等の給水系統に接続される。貯湯式電気温水器1は、上水管から供給された水を沸かし、カラン等の流水口から給湯する。貯湯式電気温水器1は、ヒートポンプユニット2、給水切替弁3、給湯切替弁4、貯湯タンク5、熱交換器6、及び湯水混合弁7を備える。これらの構成要素は、図1の実線に示されるように、配管によって互いに接続される。なお、図中の矢印は、配管内の湯又は水が流れる方向を示す。また、図中の点線は、電力系統から電力を供給する配電線を示す。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration of a hot water storage type electric water heater 1 according to this embodiment. The hot water storage type electric water heater 1 is connected to a water supply system such as a water supply. The hot water storage type electric water heater 1 boils water supplied from a water pipe and supplies hot water from a water outlet such as a currant. The hot water storage type electric water heater 1 includes a
ヒートポンプユニット2は、循環ポンプ、膨張弁、熱交換器、及びコンプレッサー等から構成される。ヒートポンプユニット2は、上水管から給水切替弁3を介して供給された水を、大気中の熱を利用して沸かす。ヒートポンプユニット2が沸かす湯の温度は、例えば90℃である。この湯は、ヒートポンプユニット2から給湯切替弁4を介して貯湯タンク5に貯えられる。また、貯湯タンク5の底部からは、給水切替弁3に配管が接続される。このようにヒートポンプユニット2及び貯湯タンク5の間を循環する管路が設けられることにより、貯湯タンク5内の上部には高温の湯が貯えられる。一方、貯湯タンク5内の底部には低温の湯又は水が貯えられる。なお、貯湯タンク5の容量は、例えば500リットルである。
The
熱交換器6は、貯湯タンク5に収容される流水管である。熱交換器6は、例えば、銅やアルミ等の熱伝導率の高い材料又はこの材料を含む合金等から形成される。熱交換器6は、給水切替弁3及び給湯切替弁4に接続される。熱交換器6は、具体的には、例えば図2に示される螺旋状の配管である。なお、熱交換器6は、螺旋状の配管に限られず、貯湯タンク5内の湯水と熱交換器6内の水との熱交換を行うことができる部材であればよい。また、熱交換器6は、貯湯タンク5に収容されず、貯湯タンク5との十分な接触面積を有する部材としてもよい。
The heat exchanger 6 is a flowing water pipe accommodated in the hot water storage tank 5. The heat exchanger 6 is formed of, for example, a material having high thermal conductivity such as copper or aluminum or an alloy containing this material. The heat exchanger 6 is connected to the water
給水切替弁3及び給湯切替弁4は、所定の流路が開かれた状態を維持する電磁弁である。具体的には、給水切替弁3は、電力系統から電力が供給されている平時には、上水管、貯湯タンク5及びヒートポンプユニット2に通じる流路が開かれ、熱交換器6に通じる流路が閉じた状態を維持する。また、給湯切替弁4は、平時には、ヒートポンプユニット2、貯湯タンク5及び湯水混合弁7に通じる流路が開かれ、熱交換器6に通じる流路が閉じた状態を維持する。
The water
湯水混合弁7は、湯と水との混合比を調節する電動の混合弁である。平時における湯水混合弁7は、弁の開き角度を調整することにより、給湯切替弁4から供給された湯と上水管から供給される水とを所定の混合比で混合し、所定の水温の湯又は水をカラン等へ吐水する。所定の水温は、例えば貯湯式電気温水器1の使用者により設定される温度である。 The hot water mixing valve 7 is an electric mixing valve that adjusts the mixing ratio of hot water and water. The normal hot water mixing valve 7 adjusts the opening angle of the valve to mix the hot water supplied from the hot water supply switching valve 4 with the water supplied from the water pipe at a predetermined mixing ratio. Or, water is discharged into a caran or the like. The predetermined water temperature is, for example, a temperature set by a user of the hot water storage type electric water heater 1.
次に、電力系統による電力の供給が停止した停電時の貯湯式電気温水器1について説明する。給水切替弁3及び給湯切替弁4は、給電が停止した場合、流路を自動的に切り替える。具体的には、給水切替弁3及び給湯切替弁4のそれぞれは、ヒートポンプユニット2及び貯湯タンク5に通じる流路を閉じるとともに、熱交換器6に通じる流路を開く。給水切替弁3及び給湯切替弁4による流路の切り替えは、例えばバネ等のテンションを利用する機構により実現される。
Next, the hot water storage type electric water heater 1 at the time of a power failure when the supply of power by the power system is stopped will be described. The water
また、湯水混合弁7は、給電が停止した場合、上水管に通じる流路を自動的に閉じる。これにより、停電時における湯水混合弁7は、給湯切替弁4から供給される湯のみをカラン等へ吐水する。湯水混合弁7が自動的に流路を閉じる動作は、例えばバネ等のテンションを利用する機構により実現される。 Moreover, the hot and cold mixing valve 7 automatically closes the flow path leading to the water pipe when the power supply is stopped. Thereby, the hot-water mixing valve 7 at the time of a power failure discharges only the hot water supplied from the hot-water supply switching valve 4 to the currant or the like. The operation in which the hot and cold mixing valve 7 automatically closes the flow path is realized by a mechanism using tension such as a spring.
図3は、停電時における水の流れを示す図である。図3の矢印に示されるように、停電時において、給水切替弁3から熱交換器6に供給された水は、熱交換器6の内部を流れる間に貯湯タンク5の湯から熱を吸収して温水となる。この温水は、給湯切替弁4及び湯水混合弁7を介してカラン等へ供給される。
FIG. 3 is a diagram illustrating the flow of water during a power failure. As shown by the arrows in FIG. 3, during a power failure, the water supplied from the water
以上説明したように、本実施形態に係る貯湯式電気温水器1は、平時には貯湯タンク5の湯と水とを混合することにより適温の湯を供給する。一方、貯湯式電気温水器1は、停電時には貯湯タンク5に貯えられた湯を熱源として利用することにより、平時と同様にカラン等から湯を供給する。 As described above, the hot water storage type electric water heater 1 according to the present embodiment supplies hot water at an appropriate temperature by mixing hot water and water in the hot water storage tank 5 during normal times. On the other hand, the hot water storage type electric water heater 1 uses hot water stored in the hot water storage tank 5 as a heat source at the time of a power failure, and supplies hot water from a currant or the like as in normal times.
このため、貯湯式電気温水器1は、停電時において、補助電源を使用することなく、平時と同様にカラン等から給湯することができる。また、停電時に供給される湯の量は貯湯タンク5の容量に限らない。すなわち、貯湯式電気温水器1は、貯湯タンク5の容量よりも大きな容量の温水を確保することができる。さらに、貯湯タンク5内の湯温が上水管から供給される水温以下になるまでの長時間にわたって、貯湯式電気温水器1は湯を確保することができる。 For this reason, the hot water storage type electric water heater 1 can supply hot water from a currant or the like at the time of a power failure, without using an auxiliary power source, similarly to the normal time. Further, the amount of hot water supplied at the time of a power failure is not limited to the capacity of the hot water storage tank 5. That is, the hot water storage type electric water heater 1 can secure hot water having a capacity larger than the capacity of the hot water storage tank 5. Furthermore, the hot water storage type electric water heater 1 can secure hot water for a long time until the hot water temperature in the hot water storage tank 5 becomes equal to or lower than the water temperature supplied from the water pipe.
また、湯水混合弁7は、給電が停止した場合、自動的に上水管へ通じる流路を閉じる。これにより、貯湯式電気温水器1は、停電時であっても熱交換器6から供給される温水を確実にカラン等から供給することができる。 Moreover, the hot-water mixing valve 7 automatically closes the flow path leading to the water pipe when the power supply is stopped. Thereby, the hot water storage type electric water heater 1 can reliably supply the hot water supplied from the heat exchanger 6 from a currant or the like even during a power failure.
また、平時における給水切替弁3及び給湯切替弁4は、熱交換器6に通じる流路が閉じた状態を維持する。したがって、貯湯式電気温水器1は、ヒートポンプユニット2が沸かす湯の量を、貯湯タンク5のみの容量とすることができる。
Further, the water
以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態によって限定されるものではない。 As mentioned above, although each embodiment of this invention was described, this invention is not limited by the said embodiment.
例えば、上記実施形態では、平時における給水切替弁3及び給湯切替弁4は、熱交換器6との流路が閉じた状態を維持したが、この流路が開かれた状態を維持してもよい。この場合、平時における熱交換器6の内部に湯水が流れることにより、熱交換器6内の湯水が古くなることを防ぐことができる。
For example, in the above embodiment, the water
例えば、上記実施形態では、停電時における湯水混合弁7は、上水管に通じる流路を閉じたが、これには限らない。例えば、給電が停止した場合に、湯水混合弁7は、給湯切替弁4から供給される湯と上水管から供給される水とを所定の混合比で吐水する機構を有してもよい。この場合、貯湯タンク5内の湯水から熱交換器6に奪われる熱量が少なくなるので、停電時における貯湯式電気温水器1は、さらに長時間にわたり湯を確保することができる。 For example, in the above embodiment, the hot and cold water mixing valve 7 at the time of a power failure closes the flow path leading to the water pipe, but this is not restrictive. For example, when the power supply is stopped, the hot water / water mixing valve 7 may have a mechanism for discharging hot water supplied from the hot water supply switching valve 4 and water supplied from the water pipe at a predetermined mixing ratio. In this case, since the amount of heat taken away from the hot water in the hot water storage tank 5 by the heat exchanger 6 is reduced, the hot water storage type electric water heater 1 at the time of a power failure can secure hot water for a longer time.
本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。つまり、本発明の範囲は、実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。 Various embodiments and modifications can be made to the present invention without departing from the broad spirit and scope of the present invention. Further, the above-described embodiment is for explaining the present invention, and does not limit the scope of the present invention. That is, the scope of the present invention is shown not by the embodiments but by the claims. Various modifications within the scope of the claims and within the scope of the equivalent invention are considered to be within the scope of the present invention.
本発明の温水器は、水を沸かして給湯する温水器に適している。 The water heater of the present invention is suitable for a water heater for boiling water and supplying hot water.
1 貯湯式電気温水器
2 ヒートポンプユニット
3 給水切替弁
4 給湯切替弁
5 貯湯タンク
6 熱交換器
7 湯水混合弁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hot water storage type
Claims (7)
前記第1貯水手段の内部に設けられ、前記給水系統から供給される水を貯える第2貯水手段と、
前記第1貯水手段に貯えられた水を加熱する加熱手段と、
前記給水系統からの給水先を、電力系統からの電力により、前記第2貯水手段から前記第1貯水手段へ切り替える第1切替弁と、
前記貯水手段からの水を放水する放水系統への給水元を、前記電力系統からの電力により、前記第2貯水手段から前記第1貯水手段へ切り替える第2切替弁と、
を備える温水器。 A first water storage means for storing water supplied from a water supply system;
Second water storage means provided inside the first water storage means for storing water supplied from the water supply system;
Heating means for heating water stored in the first water storage means;
A first switching valve for switching a water supply destination from the water supply system from the second water storage means to the first water storage means by electric power from an electric power system;
A second switching valve that switches a water supply source to a water discharge system that discharges water from the water storage means from the second water storage means to the first water storage means by using electric power from the power system;
A water heater equipped with.
前記第2切替弁は、前記電力系統からの電力が遮断された場合に、前記放水系統への給水元を、前記第2貯水手段へ切り替える請求項1又は2に記載の温水器。 The first switching valve switches the water supply destination from the water supply system to the second water storage means when power from the power system is interrupted,
The water heater according to claim 1 or 2, wherein the second switching valve switches a water supply source to the water discharge system to the second water storage means when power from the power system is cut off.
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