JP5585358B2

JP5585358B2 - Hot water storage water heater

Info

Publication number: JP5585358B2
Application number: JP2010220953A
Authority: JP
Inventors: 利幸佐久間; 圭柳本; 昭徳山本; 真行須藤; 泰成松村; 稔則杉木
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2010-09-30
Filing date: 2010-09-30
Publication date: 2014-09-10
Anticipated expiration: 2030-09-30
Also published as: JP2012077930A

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、貯湯式給湯機として、給湯タンク内の湯水を沸き上げ用熱交換器に循環させる回路と、貯湯タンク内の湯水を浴槽湯の追焚きや暖房ユニットでの暖房を行う利用側熱交換器に循環させる回路と、を１台の循環ポンプにより循環させるシステムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このシステムでは、具体的には、貯湯タンクの高温湯を利用した浴槽の追焚き運転を行う場合に、該貯湯タンクの上部から利用熱交換器を通過して貯湯タンクの下部へと戻る熱源回路が形成される。利用熱交換器では、熱源回路を流れる高温湯から浴槽循環回路を流れる浴槽の湯水への熱伝達が行われる。 Conventionally, as a hot water storage type hot water heater, a circuit that circulates hot water in a hot water tank to a heat exchanger for boiling, and a use side heat exchanger that replenishes hot water in a hot water storage tank for bath water or heating in a heating unit A system that circulates a circuit to be circulated by a single circulation pump has been proposed (for example, see Patent Document 1). Specifically, in this system, when performing a reheating operation of a bathtub using the hot water of the hot water storage tank, the heat source circuit returns from the upper part of the hot water storage tank to the lower part of the hot water storage tank through the use heat exchanger. Is formed. In the utilization heat exchanger, heat is transferred from the hot water flowing in the heat source circuit to the hot water in the bathtub flowing in the bathtub circulation circuit.

特開２００９−６８７６１号公報JP 2009-68761 A

しかしながら、上述した貯湯タンク内の高温湯を利用した追焚き運転では、熱源回路を流れて利用側熱交換器で熱を奪われた温水が３０〜５０℃程度の中温水となり、貯湯タンク下部へ戻されることとなる。この中温水は、暖房或いは追焚きの熱源として利用するには温度が低いため適していない。また、貯湯タンク内の中温水層は高温水層の下に形成されるため、湯切れするまで給湯を行わないと、容量当たりの保有熱量が少ない中温水がいつまでも貯湯タンク内に残留してしまう。更に、貯湯タンク内の水の沸き上げを行う場合、中温水をヒートポンプ回路で再加熱するには温度が高いため効率が悪く、ヒートポンプ給湯機のエネルギ消費効率を低下させてしまうという課題がある。このように、上記従来のシステムでは、貯湯タンク内の中温水を有効に利用してシステムのエネルギ効率を高める点で、未だ改善の余地を残すものであった。 However, in the reheating operation using the high-temperature hot water in the hot water storage tank described above, the hot water that has flowed through the heat source circuit and has been deprived of heat by the use-side heat exchanger becomes medium hot water of about 30 to 50 ° C. Will be returned. This medium temperature water is not suitable for use as a heating or reheating heat source because of its low temperature. In addition, the medium temperature water layer in the hot water storage tank is formed below the high temperature water layer, so if hot water is not supplied until the hot water runs out, the medium temperature water with a small amount of heat per capacity will remain in the hot water storage tank forever. . Further, when boiling water in the hot water storage tank, there is a problem that efficiency is poor because the temperature is high to reheat the medium temperature water by the heat pump circuit, and the energy consumption efficiency of the heat pump water heater is reduced. As described above, in the conventional system described above, there is still room for improvement in terms of increasing the energy efficiency of the system by effectively using the medium temperature water in the hot water storage tank.

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、中温水を給湯に最大限利用することで、貯湯タンク内の中温水の層の低減が見込める高効率な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 is a high-efficiency hot water storage water heater that can reduce the layer of intermediate temperature water in a hot water storage tank by making maximum use of intermediate temperature water for hot water supply. 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、貯湯タンクの下部に第１流入口が接続され、且つ、貯湯タンクの第１中部に第２流入口が接続された第１流路切替手段と、第１流路切替手段の流出口に吸込口が接続された循環ポンプと、循環ポンプの吐出口に流入口が接続され、所定の加熱手段を利用して貯湯タンク内の湯水を加熱して高温水とする沸き上げ用熱交換器と、沸き上げ用熱交換器の流出口に第１流入口が接続され、循環ポンプの吐出口に第２流入口が接続され、且つ、貯湯タンクの第２中部に第１流出口が接続された第２流路切替手段と、第２流路切替手段の第２流出口と貯湯タンクの上部とを接続するタンク上部流路と、タンク上部流路の途中と給湯先とを接続する給湯流路と、を備え、第１流路切替手段は、当該第１流路切替手段の第１流入口から流出口へ連通する第１流路形態と、第２流入口から流出口へ連通する第２流路形態と、を選択可能に構成され、第２流路切替手段は、当該第２流路切替手段の第１流入口から第２流出口へ連通する第１流路形態と、第１流入口から第１流出口へ連通する第２流路形態と、第２流入口から第２流出口へ連通する第３流路形態と、を選択可能に構成されることを特徴とするものである。 The hot water storage type hot water heater according to the present invention includes a hot water storage tank for storing hot water, a first inlet connected to a lower portion of the hot water storage tank, and a second inlet connected to a first middle part of the hot water storage tank. A flow path switching means, a circulation pump having a suction port connected to the outlet of the first flow path switching means, an inlet port connected to the discharge port of the circulation pump, and using a predetermined heating means, A boiling heat exchanger that heats hot water into high-temperature water, a first inlet is connected to the outlet of the boiling heat exchanger, a second inlet is connected to the outlet of the circulation pump, and A second flow path switching means having a first outlet connected to the second middle part of the hot water storage tank, a tank upper flow path connecting the second outlet of the second flow path switching means and the upper part of the hot water storage tank, A hot water supply passage connecting the middle of the tank upper passage and the hot water supply destination, and a first flow passage switching means The first flow path form communicating from the first inlet of the first flow path switching means to the outlet and the second flow path form communicating from the second inlet to the outlet are configured to be selectable. The second flow path switching means includes a first flow path configuration communicating from the first inlet to the second outlet of the second flow path switching means, and a second flow communicating from the first inlet to the first outlet. A path configuration and a third flow channel configuration communicating from the second inlet to the second outlet are configured to be selectable.

この発明によれば、中温水を給湯に最大限利用することで、貯湯タンク内の中温水の層の低減が見込める高効率な貯湯式給湯機を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a high-efficiency hot water storage type water heater that can reduce the layer of the intermediate temperature water in the hot water storage tank by making maximum use of the intermediate temperature water for hot water supply.

本発明の実施の形態１における貯湯式給湯機の構成図である。It is a block diagram of the hot water storage type water heater in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１における貯湯式給湯機の待機状態での回路構成図である。It is a circuit block diagram in the standby state of the hot water storage type water heater in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１における貯湯式給湯機のＨＰ立ち上げ運転時（および凍結予防運転時）の回路構成図である。It is a circuit block diagram at the time of HP start-up operation (and freezing prevention operation) of the hot water storage type hot water heater in Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態１における貯湯式給湯機の沸き上げ単独運転時の回路構成図である。It is a circuit block diagram at the time of the boiling independent operation | movement of the hot water storage type water heater in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１における貯湯式給湯機の浴槽水追焚き単独運転時の回路構成図である。It is a circuit block diagram at the time of the bathtub water replenishment single operation of the hot water storage type water heater in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１における貯湯式給湯機のヒートポンプユニットでの追焚運転時の回路構成図である。It is a circuit block diagram at the time of the chasing operation | movement with the heat pump unit of the hot water storage type hot water heater in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１における貯湯式給湯機の中温水を利用した給湯運転時の回路構成図である。It is a circuit block diagram at the time of the hot water supply operation using the medium temperature water of the hot water storage type hot water heater in Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態１における貯湯式給湯機の中温水を利用した給湯運転時の回路構成図の変形例である。It is a modification of the circuit block diagram at the time of the hot water supply operation using the middle temperature water of the hot water storage type hot water heater in Embodiment 1 of the present invention.

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。 Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a configuration diagram of a hot water storage type water heater 100 according to Embodiment 1 of the present invention. A hot water storage type water heater 100 shown in FIG. 1 includes a hot water storage tank unit 1 and a heat pump unit 60 configured to use a heat pump cycle. The two units 1 and 60 are connected by a heat pump inlet pipe 41 and a heat pump outlet pipe 42. The hot water storage tank unit 1 has a control unit 70 built therein. Operations of various valves, pumps and the like provided in the hot water storage tank unit 1 and the heat pump unit 60 are controlled by a control unit 70 electrically connected thereto. Hereinafter, each component of the hot water storage type water heater 100 will be described.

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 heat pump unit 60 functions as a heating means for heating (boiling) the low temperature water led from the hot water storage tank unit 1. The heat pump unit 60 includes a compressor 61, a heating heat exchanger 62, an expansion valve 63, and an air heat exchanger 64 connected in a ring shape with a refrigerant circulation pipe 65 to constitute a refrigeration cycle (heat pump cycle). The boiling heat exchanger 62 is for exchanging heat between the refrigerant flowing through the refrigerant circulation pipe 65 constituting the heat pump cycle and the low-temperature water led from the hot water storage tank unit 1. The HP outlet side thermistor 66 is a temperature sensor for detecting the temperature of the high-temperature water heated by the boiling heat exchanger 62, and is provided in the heat pump outlet pipe 42. In order to obtain high-temperature water by the heat pump unit 60, it is preferable that the heat pump cycle is operated at a pressure exceeding the critical pressure using carbon dioxide as a refrigerant.

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配管３が接続されている。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 storage tank unit 1 incorporates the following various parts and piping. The hot water storage tank 10 is for storing hot water. A hot water supply pipe 2 for supplying city water is connected to the lower part of the hot water storage tank 10, and a hot water supply pipe 3 for supplying the stored hot water to the outside of the hot water heater is connected to the upper part of the hot water storage tank 10. ing. In addition, the hot water heated by the heat pump unit 60 is introduced into the hot water storage tank 10 from the upper part of the tank, and the low temperature water is introduced from the lower part of the tank through the water supply pipe 2, thereby Hot water is stored so that a temperature difference occurs in the lower part. In addition, remaining hot water thermistors 11 and 12 for detecting the temperature distribution of hot water in the hot water storage tank 10 are attached to the surface of the hot water storage tank 10. Based on the temperature distribution acquired by the remaining hot water thermistors 11 and 12, the amount of hot water in the hot water storage tank 10 is grasped, and the start and stop of the hot water boiling operation in the hot water storage tank 10 by the heat pump unit 60 is controlled. Is done.

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とが設置されている。 The hot water storage tank unit 1 includes a circulation pump 21 and a use side heat exchanger 22. The circulation pump 21 is a pump for circulating hot water through various pipes to be described later in the hot water storage tank unit 1. The use-side heat exchanger 22 uses the high-temperature water supplied from the hot water storage tank 10 and the heat pump unit 60 to heat the secondary-side heating target water (tub circulation water, heating circulation water, etc.). It is an exchanger. In the present embodiment, as a secondary side configuration of the use side heat exchanger 22, a bathtub water circulation circuit 51 that circulates hot water in the bathtub 50 will be described as an example. The use side heat exchanger 22 is installed in the middle of the bathtub water circulation circuit 51. Further, a secondary circulation pump 52 for circulating the bathtub water and a bathtub outlet side thermistor 53 for detecting the temperature of the bathtub water discharged from the bathtub 50 are installed in the middle of the bathtub water circulation circuit 51. Yes.

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、２つの四方弁３１，３２を有している。四方弁３１は、湯水が流入する第１流入口（ａポート）、第２流入口（ｂポート）、および第３流入口（ｃポート）と、湯水が流出する１つの流出口（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、ａ−ｄ経路、ｂ−ｄ経路、およびｃ−ｄ経路の間で流路形態を切り替え可能に構成されている。また、四方弁３２は、湯水が流入する第１流入口（ｃポート）、および第２流入口（ｂポート）と、湯水が流出する第１流出口（ａポート）および第２流出口（ｄポート）とを有する流路切替手段であり、４つの経路、すなわち、ｃ−ａ経路、ｃ−ｄ経路、ｂ−ａ経路、およびｂ−ｄ経路の間で流路形態を切り替え可能に構成されている。 Next, the valves and piping included in the hot water storage tank unit 1 will be described. The hot water storage tank unit 1 has two four-way valves 31 and 32. The four-way valve 31 includes a first inlet (a port), a second inlet (b port), and a third inlet (c port) through which hot water flows, and one outlet (d port) through which hot water flows out. The flow path switching means has a configuration in which the flow path configuration can be switched between three paths, that is, an a-d path, a b-d path, and a cd path. The four-way valve 32 includes a first inlet (c port) and a second inlet (b port) through which hot water flows, and a first outlet (a port) and a second outlet (d) from which hot water flows out. Port), and is configured to be able to switch the flow path form among four routes, that is, a ca route, a cd route, a ba route, and a dd route. ing.

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、バイパス配管４７、および中温水取出し配管４８を有している。 The hot water storage tank unit 1 includes a tank lower pipe 40, the heat pump inlet pipe 41, the heat pump outlet pipe 42, a tank upper pipe 43, a tank return pipe 44, a use side heat exchanger primary side (heat source side) inlet pipe 45, a use. A side heat exchanger primary side outlet pipe 46, a bypass pipe 47, and an intermediate temperature water extraction pipe 48 are provided.

より具体的には、タンク下部配管４０は、貯湯タンク１０の下部と四方弁３１のａポートとを接続する流路である。ヒートポンプ入口配管４１は、四方弁３１のｄ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、その途中には、該四方弁３１側を吸込口とする向きで上記循環ポンプ２１が設置されている。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る。タンク上部配管４３は、一端が四方弁３２のｄポートに接続され、他端が給湯配管３における貯湯タンク１０上部の近傍に接続されている。また、給湯配管３におけるタンク上部配管４３との接続部下流には、給湯配管３内の温水の温度を検知するための給湯配管温度センサ１４が設置されている。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中部）７１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次側出口と四方弁３１のｃ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の吐出口の部位と四方弁３２のｂポートとを接続する流路である。 More specifically, the tank lower pipe 40 is a flow path connecting the lower part of the hot water storage tank 10 and the a port of the four-way valve 31. The heat pump inlet pipe 41 is a flow path that connects the d port of the four-way valve 31 and the inlet side of the heat pump unit 60, and in the middle, the circulation pump 21 is oriented with the four-way valve 31 side as a suction port. is set up. The heat pump outlet pipe 42 is a flow path that connects the outlet side of the heat pump unit 60 and the c port of the four-way valve 32. One end of the tank upper pipe 43 is connected to the d port of the four-way valve 32, and the other end is connected to the vicinity of the upper part of the hot water storage tank 10 in the hot water supply pipe 3. Further, a hot water supply pipe temperature sensor 14 for detecting the temperature of hot water in the hot water supply pipe 3 is installed downstream of the hot water supply pipe 3 connected to the tank upper pipe 43. The tank return pipe 44 is a flow path that connects the a port of the four-way valve 32 and a return port (second middle part) 71 provided between the central part and the lower part of the hot water storage tank 10. The use side heat exchanger primary side inlet pipe 45 branches from between the hot water storage tank upper part of the tank upper pipe 43 and the four-way valve 32 and is connected to the primary side inlet of the use side heat exchanger 22. The use side heat exchanger primary side outlet pipe 46 is a flow path that connects the primary side outlet of the use side heat exchanger 22 and the c port of the four-way valve 31. Furthermore, the bypass pipe 47 is a flow path that connects the part of the discharge port of the circulation pump 21 in the heat pump inlet pipe 41 and the b port of the four-way valve 32.

中温水取り出し配管４８は、貯湯タンク１０の上部と下部との間から湯水を取り出すための配管であって、貯湯タンク１０の上部と下部の間の中間部（第１中部）７２と四方弁３１のｂポートとを接続する流路である。また、貯湯タンク１０の中間部７２の近傍には、中温水取出し配管４８から流出する湯水の温度を検知するための中間水温度センサ１３が設置されている。 The intermediate temperature water take-out pipe 48 is a pipe for taking out hot water from between the upper part and the lower part of the hot water storage tank 10, and an intermediate part (first middle part) 72 between the upper part and the lower part of the hot water tank 10 and the four-way valve 31. It is a flow path which connects with b port. In addition, an intermediate water temperature sensor 13 for detecting the temperature of hot water flowing out from the intermediate temperature water discharge pipe 48 is installed in the vicinity of the intermediate portion 72 of the hot water storage tank 10.

本実施形態の貯湯式給湯機１００では、以下の図２〜８に示す運転状態に応じて上記四方弁３１を制御して、以下の第１、第２、および第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３１により選択可能な「第１流路形態」とは、該四方弁３１のａポートとｄポートとが連通することにより、タンク下部配管４０からヒートポンプ入口配管４１へと連通する流路形態のことを、「第２流路形態」とは、該四方弁３１のｂポートとｄポートとが連通することにより、中温水取り出し配管４８からヒートポンプ入口配管４１へと連通する流路形態のことを、更に「第３流路形態」とは、該四方弁３１のｃポートとｄポートとが連通することにより、利用側熱交換器１次側出口配管４６からヒートポンプ入口配管４１へと連通する流路形態のことを、それぞれ示している。 In the hot water storage type hot water heater 100 of the present embodiment, the four-way valve 31 is controlled according to the operation states shown in FIGS. 2 to 8 below, and the following first, second, and third flow path configurations are performed. The hot water flow path in the hot water storage tank unit 1 is switched between and used. More specifically, the “first flow path configuration” that can be selected by the four-way valve 31 means that the a-port and the d-port of the four-way valve 31 communicate with each other to connect the tank lower pipe 40 to the heat pump inlet pipe 41. The “second flow path configuration” refers to a flow channel configuration communicating with the heat pump inlet piping 41 from the intermediate temperature water discharge piping 48 by connecting the b port and the d port of the four-way valve 31. Further, the “third flow path configuration” refers to the flow path configuration to be performed, and the c-port and d-port of the four-way valve 31 communicate with each other, so that the heat-pump inlet is connected from the use-side heat exchanger primary-side outlet piping 46. Each flow channel form communicating with the pipe 41 is shown.

更に、本実施形態の貯湯式給湯機１００では、以下の図２〜８に示す運転状態に応じて上記四方弁３２を制御して、以下の第１、第２、第３、および第４の４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、該四方弁３２のｃポートとｄポートとが連通することにより、ヒートポンプ出口配管４２からタンク上部配管４３へと連通する流路形態のことを、「第２流路形態」とは、該四方弁３２のｃポートとａポートとが連通することにより、ヒートポンプ出口配管４２からタンク戻し配管４４へと連通する流路形態のことを、「第３流路形態」とは、該四方弁３２のｂポートとｄポートとが連通することにより、バイパス配管４７からタンク上部配管４３へと連通する流路形態のことを、更に「第４流路形態」とは、該四方弁３２のｂポートとａポートとが連通することにより、バイパス配管４７からタンク戻し配管４４へと連通する流路形態のことを、それぞれ示している。 Furthermore, in the hot water storage type water heater 100 of the present embodiment, the four-way valve 32 is controlled in accordance with the operation states shown in FIGS. 2 to 8 below, and the following first, second, third, and fourth The flow path of hot water in the hot water storage tank unit 1 is switched and used between the four flow path configurations. More specifically, the “first flow path configuration” that can be selected by the four-way valve 32 means that the c-port and the d-port of the four-way valve 32 communicate with each other so that the heat pump outlet pipe 42 is connected to the tank upper pipe 43. The “second flow path configuration” refers to the flow path form communicating with the heat pump outlet pipe 42 and the tank return pipe 44 when the c port and the a port of the four-way valve 32 communicate with each other. The “third flow path configuration” refers to a flow channel configuration in which the b-port and the d-port of the four-way valve 32 communicate with each other to communicate from the bypass pipe 47 to the tank upper pipe 43. In addition, the “fourth flow path configuration” refers to a flow path configuration in which the b port and the a port of the four-way valve 32 communicate with each other to communicate with the tank return piping 44 from the bypass piping 47. Each is shown.

図２は、本発明の実施の形態１における貯湯式給湯機１００の待機状態での回路構成図である。この待機状態とは、後述する沸き上げ運転や浴槽水追焚き運転などの何れの運転も行っていない状態のことである。待機状態では、四方弁３１は、ａポートとｄポートとが連通し、ｂ，ｃポートが閉状態となるように（すなわち、四方弁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側および中温水取り出し配管４８側を閉として利用側熱交換器２２および貯湯タンク１０の中間部７２からの流路が遮断される。また、待機状態では、四方弁３２は、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ように（すなわち、四方弁３２の上記第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側の流路が閉状態となる。尚、この待機状態では、循環ポンプ２１、ヒートポンプユニット６０および２次側循環ポンプ５２のいずれも停止状態である。 FIG. 2 is a circuit configuration diagram in the standby state of hot water storage type water heater 100 according to Embodiment 1 of the present invention. This standby state is a state in which any operation such as a heating operation and a bath water replenishment operation described later is not performed. In the standby state, the four-way valve 31 communicates with the a port and the d port, and the b and c ports are closed (that is, the first flow path configuration of the four-way valve 31 is selected). Be controlled. As a result, the tank lower pipe 40 and the heat pump inlet pipe 41 communicate with each other, and the use side heat exchanger 22 and the hot water storage tank 10 are closed with the use side heat exchanger primary side outlet pipe 46 side and the intermediate hot water outlet pipe 48 side closed. The flow path from the intermediate part 72 is blocked. In the standby state, the four-way valve 32 is selected such that the port a and the port c communicate with each other and the port b and the port d are closed (that is, the second flow path configuration of the four-way valve 32 is selected). Controlled). Thereby, the heat pump outlet pipe 42 and the tank return pipe 44 communicate with each other, and the flow path on the tank upper pipe 43 side is closed. In this standby state, all of the circulation pump 21, the heat pump unit 60, and the secondary side circulation pump 52 are in a stopped state.

次に、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ＨＰ立ち上げ運転時（および凍結予防運転時）の回路構成図である。ヒートポンプユニット６０は、その特性上、起動から所定の出力が出るまでに相応の時間を要する。そこで、本実施形態では、沸き上げ運転を開始する前に、図３に示す循環経路（上記図２と同様の経路で、ここでは、「第１の循環経路」と称する）を用いて、ヒートポンプユニット６０の立ち上げ運転（以下、「ＨＰ立ち上げ運転」と称する）を実施するようにした。 Next, FIG. 3 is a circuit configuration diagram at the time of HP start-up operation (and at the time of freeze prevention operation) of hot water storage type water heater 100 according to Embodiment 1 of the present invention. Due to the characteristics of the heat pump unit 60, it takes a certain amount of time from starting to a predetermined output. Therefore, in this embodiment, before starting the boiling operation, a heat pump is used by using the circulation path shown in FIG. 3 (similar to the above-described FIG. 2 and referred to herein as “first circulation path”). The start-up operation of the unit 60 (hereinafter referred to as “HP start-up operation”) was performed.

具体的には、ＨＰ立ち上げ運転は、図２に示す待機状態（すなわち、第１流路形態が選択されるように四方弁３１が制御され、第２流路形態が選択されるように四方弁３２が制御された状態）において、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の下部から流出する低温水は、タンク下部配管４０、四方弁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において加熱された後、温水となってヒートポンプ出口配管４２、四方弁３２およびタンク戻し配管４４を経由して、貯湯タンク１０の戻し口７１に戻される。上述したように、ヒートポンプユニット６０は、その特性上、起動から所定の出力が出るまでに相応の時間を要するが、ＨＰ立ち上げ運転によれば、その間に沸き上げた中途半端な湯水は、貯湯タンク１０の中央部から下部までの間に設けられた戻し口７１（第２中部）に戻されるようになる。これにより、ヒートポンプユニット６０の起動初期段階において、貯湯タンク１０内の上部に中途半端な温水が供給されるのを回避することができるとともに、貯湯タンク１０の中間部に中温水層を有効に形成することができる。 Specifically, the HP startup operation is performed in the standby state shown in FIG. 2 (that is, the four-way valve 31 is controlled so that the first flow path configuration is selected, and the four-way configuration is selected so that the second flow path configuration is selected. In a state in which the valve 32 is controlled), the operation of the circulation pump 21 and the heat pump unit 60 is started. As a result, the low-temperature water flowing out from the lower part of the hot water storage tank 10 is guided to the heat pump unit 60 via the tank lower pipe 40, the four-way valve 31, the circulation pump 21 and the heat pump inlet pipe 41, and is heated to the heat exchanger 62 for boiling. After being heated, the hot water is returned to the return port 71 of the hot water storage tank 10 via the heat pump outlet pipe 42, the four-way valve 32 and the tank return pipe 44. As described above, the heat pump unit 60 requires a certain amount of time from the start to a predetermined output due to its characteristics. However, according to the HP start-up operation, the halfway hot water heated up during that time is stored in the hot water storage. It returns to the return port 71 (2nd center part) provided between the center part of the tank 10 to the lower part. As a result, in the initial startup stage of the heat pump unit 60, halfway hot water can be avoided from being supplied to the upper part of the hot water storage tank 10, and an intermediate hot water layer is effectively formed in the intermediate portion of the hot water storage tank 10. can do.

また、本実施形態では、外気温度が低い場合に、ヒートポンプ入口配管４１およびヒートポンプ出口配管４２の凍結を予防するための凍結予防運転を実行するようになっている。具体的には、例えば、ヒートポンプユニットに設けられた外気温度センサ（図示せず）の検出値が、配管の凍結可能性のある所定温度以下となった場合に、凍結予防運転を所定の時間間隔をおいて定期的に実施する。尚、本実施形態では、この凍結予防運転においても、上記図３に示す第１の循環経路を選択することとしており、ＨＰ立ち上げ運転と基本的に同様の動作のため詳細の説明を省略する。 In this embodiment, when the outside air temperature is low, the freeze prevention operation for preventing the heat pump inlet pipe 41 and the heat pump outlet pipe 42 from freezing is executed. Specifically, for example, when the detected value of an outside air temperature sensor (not shown) provided in the heat pump unit is equal to or lower than a predetermined temperature at which piping can be frozen, the freeze prevention operation is performed at predetermined time intervals. And regularly. In this embodiment, also in this freeze prevention operation, the first circulation path shown in FIG. 3 is selected, and detailed description is omitted because it is basically the same operation as the HP startup operation. .

以上の図３に示す第１の循環経路を選択して行う制御によれば、ＨＰ立ち上げ運転および凍結予防運転時には、利用側熱交換器２２の回路への湯水の流入が遮断される。これにより、これらの運転時に、利用側熱交換器２２において熱源側の温水から浴槽水への意図しない熱交換を回避することができる。 According to the control performed by selecting the first circulation path shown in FIG. 3 described above, the flow of hot water into the circuit of the use side heat exchanger 22 is blocked during the HP start-up operation and the freeze prevention operation. Thereby, the unintended heat exchange from the hot water by the side of a heat source to the bath water can be avoided in the use side heat exchanger 22 during these operations.

次に、図４は、本発明の実施の形態１における貯湯式給湯機１００の沸き上げ単独運転時の回路構成図である。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、四方弁３１は、ａポートとｄポートとが連通し、ｂ，ｃポートが閉状態となるように（すなわち、四方弁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側および中温水取り出し配管４８側を閉として利用側熱交換器２２および貯湯タンク１０の中間部７２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側およびバイパス配管４７側を閉として貯湯タンク１０への他の流路が遮断される。 Next, FIG. 4 is a circuit configuration diagram of the hot water storage type water heater 100 according to Embodiment 1 of the present invention at the time of a single heating operation. The boiling-up single operation referred to here is one in which the heating-up operation of boiling the water in the hot water storage tank 10 using the heat pump unit 60 is performed independently. At the time of this boiling-only operation, the four-way valve 31 communicates with the port a and the port d and the ports b and c are closed (that is, the first flow path configuration of the four-way valve 31 is selected. Controlled). As a result, the tank lower pipe 40 and the heat pump inlet pipe 41 communicate with each other, and the use side heat exchanger 22 and the hot water storage tank 10 are closed with the use side heat exchanger primary side outlet pipe 46 side and the intermediate hot water outlet pipe 48 side closed. The flow path from the intermediate part 72 is blocked. Further, during the boiling-only operation, the four-way valve 32 is configured such that the c port and the d port communicate with each other and the a port and the b port are closed (that is, the first flow path configuration of the four-way valve 32 is To be controlled). As a result, the heat pump outlet pipe 42 and the tank upper pipe 43 communicate with each other, and the tank return pipe 44 side and the bypass pipe 47 side are closed, and the other flow paths to the hot water storage tank 10 are blocked.

沸き上げ単独運転は、上記のように四方弁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の下部から流出する低温水は、タンク下部配管４０、四方弁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において加熱された後、高温水となって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４に示す湯水の循環経路を「第２の循環経路（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 circulation pump 21 and the heat pump unit 60 in a state where the four-way valve 31 and the four-way valve 32 are controlled as described above. As a result, the low-temperature water flowing out from the lower part of the hot water storage tank 10 is guided to the heat pump unit 60 via the tank lower pipe 40, the four-way valve 31, the circulation pump 21 and the heat pump inlet pipe 41, and is heated to the heat exchanger 62 for boiling. After being heated, the hot water flows into the hot water storage tank 10 from the upper part of the hot water storage tank 10 through the heat pump outlet pipe 42, the four-way valve 32 and the tank upper pipe 43 and is stored therein. Here, the hot water circulation path shown in FIG. 4 is referred to as a “second circulation path (boiling water circulation circuit)”. By performing such boiling-up single operation, high temperature water is stored from the upper layer inside the hot water storage tank 10, and this high temperature water layer gradually becomes thicker.

次に、図５は、本発明の実施の形態１における貯湯式給湯機１００の浴槽水追焚き単独運転時の回路構成図である。ここでいう浴槽水追焚き単独運転とは、貯湯タンク１０内の高温水を利用して浴槽水を加熱する追焚き運転が単独で行われるもののことである。この浴槽水追焚き単独運転時には、先ず、図２に示す待機状態から、四方弁３１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ように（すなわち、四方弁３１の上記第３流路形態が選択されるように）制御される。これにより、利用側熱交換器１次側出口配管４６とヒートポンプ入口配管４１とが連通するとともに、タンク下部配管４０側および中温水取り出し配管４８側を閉状態として貯湯タンク１０の下部および中間部７２からの流路が遮断される。また、浴槽水追焚き単独運転時には、四方弁３２のｂポートとａポートとが連通し、ｃポートとｄ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４流路形態が選択されるように）制御される。これにより、バイパス配管４７とタンク戻し配管４４とが連通するとともに、ヒートポンプ出口配管４２側とタンク上部配管４３側とが閉状態となる。 Next, FIG. 5 is a circuit configuration diagram of the hot water storage type water heater 100 according to Embodiment 1 of the present invention during a bath water replenishment single operation. The bathtub water pursuit single operation here means that the pursuit operation for heating the bath water using the high temperature water in the hot water storage tank 10 is performed independently. At the time of this bath water replenishment single operation, first, from the standby state shown in FIG. 2, the c port and the d port of the four-way valve 31 are communicated and the a port and the b port are closed (that is, the four-way valve is closed). Control is performed so that the third flow path configuration of the valve 31 is selected. As a result, the use side heat exchanger primary side outlet pipe 46 and the heat pump inlet pipe 41 communicate with each other, and the tank lower pipe 40 side and the intermediate temperature water take-out pipe 48 side are closed, so that the lower and intermediate portions 72 of the hot water storage tank 10 are closed. The flow path from is blocked. Further, when the bathtub water replenishment single operation is performed, the b port and the a port of the four-way valve 32 communicate with each other, and the c port and the d port are closed (that is, the fourth flow path configuration of the four-way valve 32). To be selected). As a result, the bypass pipe 47 and the tank return pipe 44 communicate with each other, and the heat pump outlet pipe 42 side and the tank upper pipe 43 side are closed.

浴槽水追焚き単独運転は、上記のように四方弁３１および四方弁３２が制御された状態で、循環ポンプ２１と２次側循環ポンプ５２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の上部から流出する高温水は、タンク上部配管４３および利用側熱交換器１次側入口配管４５を経由して利用側熱交換器２２に導かれ、利用側熱交換器２２において浴槽水と熱交換する。熱交換後の温水は、利用側熱交換器１次側出口配管４６、四方弁３１、ヒートポンプ入口配管４１、循環ポンプ２１、バイパス配管４７、四方弁３２およびタンク戻し配管４４を経由して、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中部）７１から貯湯タンク１０に戻される。尚、この浴槽水追焚き単独運転状態では、ヒートポンプユニット６０の運転が停止されている。ここでは、図５に示す湯水の循環経路を「第３の循環経路」と称する。一方、浴槽５０側の経路では、２次側循環ポンプ５２を運転することで、浴槽５０に張られた湯水が浴槽水循環回路５１内を循環する。その結果、利用側熱交換器２２の１次側を流れる高温水の熱が、利用側熱交換器２２の２次側を流れる湯水に伝達し、浴槽５０内に張られた湯水が温められる。 The bath water replenishment single operation is executed by starting the operation of the circulation pump 21 and the secondary side circulation pump 52 in a state where the four-way valve 31 and the four-way valve 32 are controlled as described above. As a result, the high temperature water flowing out from the upper part of the hot water storage tank 10 is guided to the use side heat exchanger 22 via the tank upper pipe 43 and the use side heat exchanger primary side inlet pipe 45, and is thus used on the use side heat exchanger. In 22, heat exchange with bathtub water is performed. The hot water after heat exchange passes through the use side heat exchanger primary side outlet pipe 46, the four-way valve 31, the heat pump inlet pipe 41, the circulation pump 21, the bypass pipe 47, the four-way valve 32, and the tank return pipe 44 to store hot water. The tank 10 is returned to the hot water storage tank 10 through a return port (second middle portion) 71 provided between the center portion and the lower portion of the tank 10. In addition, in this bathtub water pursuit single operation state, the operation of the heat pump unit 60 is stopped. Here, the hot water circulation path shown in FIG. 5 is referred to as a “third circulation path”. On the other hand, in the path on the bathtub 50 side, the hot water stretched on the bathtub 50 circulates in the bathtub water circulation circuit 51 by operating the secondary circulation pump 52. As a result, the heat of the high-temperature water flowing through the primary side of the use side heat exchanger 22 is transmitted to the hot water flowing through the secondary side of the use side heat exchanger 22, and the hot water stretched in the bathtub 50 is warmed.

上記のような浴槽水追焚き単独運転が実行されることで、貯湯タンク１０の上部から流出した高温水は、利用側熱交換器２２で熱を奪われて３０〜５０℃の中温水となった後に、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中部）７１から貯湯タンク１０に流入させられる。これにより、貯湯タンク１０内では、高温水層が徐々に薄くなり、戻し口７１付近に中温水層が形成される。 By performing the bathtub water pursuit single operation as described above, the high temperature water flowing out from the upper part of the hot water storage tank 10 is deprived of heat by the use side heat exchanger 22 and becomes medium temperature water of 30 to 50 ° C. After that, the hot water storage tank 10 is caused to flow into the hot water storage tank 10 through a return port (second middle part) 71 provided between the central portion and the lower portion thereof. Thereby, in the hot water storage tank 10, the high-temperature water layer is gradually thinned, and an intermediate-temperature water layer is formed in the vicinity of the return port 71.

貯湯タンク１０内の中温水は、後述する中温水を利用した給湯運転によって、中間部７２に接続された中温水取り出し配管４８から取り出され給湯に利用される。但し、給湯動作などによって貯湯タンク１０上部から高温水を取り出すと、中温水層は徐々に貯湯タンク１０の上方へ移動する。このため、中温水取り出し配管４８が接続されている中間部７２の高さ位置は、タンク戻し配管４４と貯湯タンク１０との接続口である戻し口７１よりも高い位置に配置されることが望ましい。以上によれば、上方へ移動した中温水層から中温水を有効に取り出し給湯に利用することができるので、給湯時に中温水層を最大限利用することが可能となり効率が向上する。 The intermediate temperature water in the hot water storage tank 10 is taken out from the intermediate temperature water extraction pipe 48 connected to the intermediate portion 72 and used for hot water supply by a hot water supply operation using intermediate temperature water described later. However, when hot water is taken out from the upper part of the hot water storage tank 10 by a hot water supply operation or the like, the intermediate hot water layer gradually moves above the hot water storage tank 10. For this reason, it is desirable that the height position of the intermediate portion 72 to which the intermediate hot water take-out pipe 48 is connected is higher than the return port 71 that is a connection port between the tank return pipe 44 and the hot water storage tank 10. . According to the above, since the medium-temperature water can be effectively taken out from the medium-temperature water layer that has moved upward and used for hot water supply, the medium-temperature water layer can be used to the maximum when supplying hot water, and the efficiency is improved.

次に、図６は、本発明の実施の形態１における貯湯式給湯機１００のヒートポンプユニットでの追焚運転時の回路構成図である。ここでいうヒートポンプユニットでの追焚運転とは、ヒートポンプユニット６０によって沸き上げた湯を熱源とした浴槽水追焚き運転のことである。具体的には、図４に示す沸き上げ単独運転の実行中において、浴槽水追焚き運転を行う際に実行される。この沸上追焚同時運転時には、図４に示す沸き上げ単独運転状態に対し、ｃポートとｄポートとが連通するように（すなわち、四方弁３１の上記第３流路形態が選択されるように）四方弁３１が制御される。これにより、利用側熱交換器１次側出口配管４６から導かれた湯水が四方弁３１を経由してヒートポンプ入口配管４１へと流れる経路が設けられる。一方、四方弁３２の制御については、沸き上げ単独運転状態から変更が無く、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する制御が維持される。 Next, FIG. 6 is a circuit configuration diagram at the time of a chasing operation in the heat pump unit of hot water storage type water heater 100 according to Embodiment 1 of the present invention. The chasing operation in the heat pump unit here is a bath water chasing operation using hot water boiled by the heat pump unit 60 as a heat source. Specifically, it is executed when the bath water replenishing operation is performed during the boiling single operation shown in FIG. At the time of this boiling-up simultaneous operation, the c-port and d-port communicate with each other with respect to the boiling-up single operation state shown in FIG. 4 (that is, the third flow path configuration of the four-way valve 31 is selected). 4) the four-way valve 31 is controlled. As a result, a path through which hot water led from the use side heat exchanger primary side outlet pipe 46 flows to the heat pump inlet pipe 41 via the four-way valve 31 is provided. On the other hand, with respect to the control of the four-way valve 32, there is no change from the boiling single operation state, the control that the c port and the d port communicate with each other and the a port and the b port are closed is maintained.

ヒートポンプユニットでの追焚運転時は、上記のように四方弁３１および四方弁３２が制御された状態で、既に運転されている循環ポンプ２１とヒートポンプユニット６０に加え、２次側循環ポンプ５２の運転を開始することにより実行される。その結果、利用側熱交換器２２から流出する熱交換後の温水は、利用側熱交換器１次側出口配管４６、四方弁３１および循環ポンプ２１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において加熱された後、高温水となってヒートポンプ出口配管４２、四方弁３２、タンク上部配管４３および利用側熱交換器１次側入口配管４５を経由して利用側熱交換器２２に戻される。また、この場合には、貯湯タンク１０の上部への温水の循環が遮断されるようになる。ここでは、図６に示す湯水の循環経路を「第４の循環経路」と称する。 At the time of the chasing operation in the heat pump unit, in addition to the circulation pump 21 and the heat pump unit 60 that have already been operated in the state where the four-way valve 31 and the four-way valve 32 are controlled as described above, It is executed by starting operation. As a result, the hot water after the heat exchange flowing out from the use side heat exchanger 22 is guided to the heat pump unit 60 via the use side heat exchanger primary side outlet pipe 46, the four-way valve 31, and the circulation pump 21, and boiled. After being heated in the raising heat exchanger 62, it becomes high-temperature water and is used side heat exchange via the heat pump outlet pipe 42, the four-way valve 32, the tank upper pipe 43, and the usage side heat exchanger primary side inlet pipe 45. Returned to vessel 22. In this case, the circulation of hot water to the upper part of the hot water storage tank 10 is interrupted. Here, the hot water circulation path shown in FIG. 6 is referred to as a “fourth circulation path”.

上記のような第４の循環経路を選択可能な本実施形態の貯湯式給湯機１００によれば、１つの循環ポンプ２１を用いて、沸き上げ単独運転中であっても沸き上げを停止することなく浴槽水追焚き運転を実施することが可能となる。また、浴槽水追焚き運転で必要とされる熱量をヒートポンプユニット６０による沸き上げ運転で補うことができるので、貯湯タンク１０内の高温水を浴槽追焚き運転で消費することが無い。従って、湯切れの危険性が抑制され、より使い勝手の良い貯湯式給湯機を提供することが可能となる。 According to the hot water storage type water heater 100 of the present embodiment in which the fourth circulation path as described above can be selected, the heating is stopped using the single circulation pump 21 even during the boiling single operation. It becomes possible to carry out the bath water replenishment operation. Moreover, since the amount of heat required for the bath water pursuit operation can be supplemented by the boiling operation by the heat pump unit 60, the high-temperature water in the hot water storage tank 10 is not consumed by the bath pursuit operation. Accordingly, it is possible to provide a hot water storage type hot water supply apparatus that is less likely to run out of hot water and that is easier to use.

次に、図７および図８を参照して、本発明の特徴である中温水を利用した給湯運転の動作について説明する。図７は、本発明の実施の形態１における貯湯式給湯機１００の中温水を利用した給湯運転時の回路構成図である。ここでいう中温水を利用した給湯運転とは、図３に示すＨＰ立ち上げ運転や図５に示す浴槽水追焚き単独運転等により貯湯タンク１０内に貯湯された中温水を高温水に混ぜて給湯する運転のことである。具体的には、この中温水を利用した給湯運転は、図２に示す待機状態において、蛇口やシャワーの出湯が行われたことを検出した場合、あるいは浴槽への給湯が開始されたことを判定するための信号（例えば、電磁弁などの流路開閉手段（図示しない）の開信号）が検出された場合等に実施される。 Next, with reference to FIG. 7 and FIG. 8, the operation | movement of the hot water supply operation using the middle temperature water which is the characteristics of this invention is demonstrated. FIG. 7 is a circuit configuration diagram at the time of a hot water supply operation using medium temperature water of hot water storage type hot water heater 100 according to Embodiment 1 of the present invention. The hot water supply operation using medium-temperature water here refers to mixing the medium-temperature water stored in the hot-water storage tank 10 with high-temperature water by the HP start-up operation shown in FIG. 3 or the bathtub water replenishment single operation shown in FIG. It is an operation to supply hot water. Specifically, in the hot water supply operation using this medium temperature water, it is determined that the hot water supply to the faucet or the shower is performed or the hot water supply to the bathtub is started in the standby state shown in FIG. This is carried out when a signal (for example, an open signal of a channel opening / closing means (not shown) such as an electromagnetic valve) is detected.

この中温水を利用した給湯運転時には、四方弁３１は、ｂポートとｄポートとが連通し、ａポートとｃポートとが閉状態となるように（すなわち、四方弁３１の上記第２流路形態が選択されるように）制御される。これにより、注温水取り出し配管４８とヒートポンプ入口配管４１とが連通するとともに、タンク下部配管４０側および利用側熱交換器１次側出口配管４６側を閉状態として貯湯タンク１０の下部および利用側熱交換器１次側出口配管４６からの流路が遮断される。また、中温水を利用した給湯運転時には、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側およびバイパス配管４７側の流路が遮断される。 During the hot water supply operation using this medium-temperature water, the four-way valve 31 communicates with the b port and the d port so that the a port and the c port are in a closed state (that is, the second flow path of the four-way valve 31). Controlled so that the form is selected). Thereby, the hot water extraction pipe 48 and the heat pump inlet pipe 41 communicate with each other, and the tank lower pipe 40 side and the use side heat exchanger primary side outlet pipe 46 side are closed, and the lower part of the hot water storage tank 10 and the use side heat. The flow path from the exchanger primary side outlet pipe 46 is blocked. Further, during hot water supply operation using medium-temperature water, the four-way valve 32 communicates with the c port and the d port so that the a port and the b port are closed (that is, the first flow of the four-way valve 32 is the first flow). Controlled so that the path configuration is selected. Thereby, the heat pump outlet pipe 42 and the tank upper pipe 43 communicate with each other, and the flow paths on the tank return pipe 44 side and the bypass pipe 47 side are blocked.

上記のような中温水を利用した給湯動作が実行されることで、貯湯タンク１０内の中温水は、中温水取り出し配管４８、四方弁３１、ヒートポンプ入口配管４１、循環ポンプ２１、沸き上げ熱交換器６２、ヒートポンプ出口配管４２、タンク上部配管４３を経由して、貯湯タンク１０上部の高温水と合流して、給湯配管３から給湯先に供給される。これにより、中温水を給湯に有効に利用して消費することができる。 By performing the hot water supply operation using the medium temperature water as described above, the medium temperature water in the hot water storage tank 10 is converted into the medium temperature water take-out pipe 48, the four-way valve 31, the heat pump inlet pipe 41, the circulation pump 21, and the boiling heat exchange. The hot water in the upper part of the hot water storage tank 10 is merged with the hot water supply pipe 3 and supplied to the hot water supply destination via the heater 62, the heat pump outlet pipe 42, and the tank upper pipe 43. Thereby, medium temperature water can be consumed effectively for hot water supply.

尚、この中温水を利用した給湯運転は、中温水取り出し配管４８が接続されている貯湯タンク１０の中間部７２近傍に中温水層が形成されているときに実施されることが望ましい。そこで、本実施の形態では、貯湯タンク１０の中間部７２の近傍に設けられた中間水温度センサ１３によって検出された温度が所定の中温水温度（たとえば約３０〜５０℃）の場合に、上記四方弁３１と四方弁３２の動作を実施することとする。また、上述したとおり、給湯を実施すると中温水層は貯湯タンク１０上部に移動する。このため、中間水温度センサ１３の配置は、中温水取り出し配管４８が接続されている中間部７２と同じ高さかそれより下の位置に取り付けられていることが好ましい。これにより、中温水層を精度良く検出することが可能となる。また、中温水温度センサ１３は中温水の温度を検出するためのセンサであるので、中温水取り出し配管４８に取り付けられてもよい。 It is desirable that the hot water supply operation using the intermediate temperature water is performed when an intermediate temperature water layer is formed in the vicinity of the intermediate portion 72 of the hot water storage tank 10 to which the intermediate temperature water extraction pipe 48 is connected. Therefore, in the present embodiment, when the temperature detected by the intermediate water temperature sensor 13 provided in the vicinity of the intermediate portion 72 of the hot water storage tank 10 is a predetermined medium temperature water temperature (for example, about 30 to 50 ° C.), The operations of the four-way valve 31 and the four-way valve 32 are performed. Moreover, as above-mentioned, when hot water supply is implemented, a middle temperature water layer will move to the hot water storage tank 10 upper part. For this reason, it is preferable that the arrangement | positioning of the intermediate water temperature sensor 13 is attached to the same height as the intermediate part 72 to which the intermediate temperature water extraction piping 48 is connected, or the position below it. Thereby, it becomes possible to detect the middle temperature water layer with high accuracy. Further, since the intermediate temperature water temperature sensor 13 is a sensor for detecting the temperature of the intermediate temperature water, it may be attached to the intermediate temperature water discharge pipe 48.

更に、本実施の形態では、貯湯タンク１０上部から取り出される高温水と中間部７２から取り出される中温水の流量比率を調整することで、給湯先に供給される湯水の温度を所望の設定温度に調整することができる。具体的には、給湯配管３を流れる温水の温度を給湯配管温度センサ１４で検出し、その検出温度が、設定温度よりも高い場合には、制御部７０によって、循環ポンプ２１の回転数(或いは出力)を増大させることとする。これにより、貯湯タンク１０の中間部から取り出す中温水の流量を増大させることができるので、給湯配管３を流れる温水の温度を低く調整することが可能となる。また、貯湯タンク１０内の中温水を最大限活用したい場合は、循環ポンプ２１の回転数や出力を最大の状態で運転することが好ましい。これにより、中温水取り出し配管４８を流れる中温水の流量を最大にすることができるので、貯湯タンク１０内の中温水の層を有効に低減することが可能となる。 Furthermore, in the present embodiment, the temperature of the hot water supplied to the hot water supply destination is set to a desired set temperature by adjusting the flow rate ratio of the hot water taken out from the upper part of the hot water storage tank 10 and the intermediate hot water taken out from the intermediate part 72. Can be adjusted. Specifically, when the temperature of the hot water flowing through the hot water supply pipe 3 is detected by the hot water supply pipe temperature sensor 14 and the detected temperature is higher than the set temperature, the controller 70 controls the rotation speed (or the rotation speed) (or Output). Thereby, since the flow volume of the intermediate temperature water taken out from the intermediate part of the hot water storage tank 10 can be increased, the temperature of the hot water flowing through the hot water supply pipe 3 can be adjusted to be low. In addition, when it is desired to make maximum use of the medium temperature water in the hot water storage tank 10, it is preferable to operate the circulating pump 21 at the maximum rotational speed and output. Thereby, since the flow rate of the intermediate temperature water flowing through the intermediate temperature water take-out pipe 48 can be maximized, the intermediate temperature water layer in the hot water storage tank 10 can be effectively reduced.

以上説明したとおり、貯湯式給湯機１００によれば、１つの循環ポンプ２１と２つの四方弁３１，３２を用いて、貯湯タンク１０内の水の沸き上げ運転、浴槽水の追焚き運転、貯湯式給湯機１００の運転に必要な動作（ヒートポンプサイクルの立ち上げ運転や凍結予防運転など）を効率良く行えるようになる。また、循環ポンプ２１を利用して貯湯タンク１０に貯湯された中温水の取り出し流量を調整することにより、貯湯された中温水を給湯に有効利用することができる。これにより、ヒートポンプユニット６０による沸き上げ効率が非常に高く、使用者が要求する運転を中断することなく実施できる、使い勝手の良い高効率な貯湯式給湯機を提供することができる。 As described above, according to the hot water storage type hot water supply device 100, using one circulation pump 21 and the two four-way valves 31, 32, the water heating operation in the hot water storage tank 10, the reheating operation of the bathtub water, the hot water storage Operations necessary for the operation of the hot water heater 100 (such as heat pump cycle start-up operation and freeze prevention operation) can be performed efficiently. Further, by adjusting the flow rate of taking out the hot water stored in the hot water storage tank 10 using the circulation pump 21, the hot water stored can be used effectively for hot water supply. Thereby, the boiling efficiency by the heat pump unit 60 is very high, and it is possible to provide an easy-to-use and highly efficient hot water storage type hot water heater that can be implemented without interrupting the operation requested by the user.

次に、図７に示す中温水を利用した給湯運転における回路構成の変形例について説明する。図８は、本発明の実施の形態１における貯湯式給湯機１００の中温水を利用した給湯運転時の回路構成図の変形例である。尚、図８に示す中温水を利用した給湯運転では、四方弁３２の制御（流路形態の選択）以外の制御は図７に示す給湯運転のそれと同様であるため、重複する内容についてはその説明を省略乃至簡略化する。 Next, a modified example of the circuit configuration in the hot water supply operation using the medium-temperature water shown in FIG. FIG. 8 is a modified example of a circuit configuration diagram during a hot water supply operation using medium temperature water of hot water storage type hot water heater 100 according to Embodiment 1 of the present invention. In the hot water supply operation using medium-temperature water shown in FIG. 8, the control other than the control of the four-way valve 32 (selection of the flow path form) is the same as that in the hot water supply operation shown in FIG. The description will be omitted or simplified.

図７に示す中温水を利用した給湯運転では、貯湯タンク１０内の中温水は、中温水取り出し配管４８、四方弁３１、ヒートポンプ入口配管４１、循環ポンプ２１、沸き上げ熱交換器６２、ヒートポンプ出口配管４２、タンク上部配管４３を経由して、貯湯タンク１０上部の高温水と合流して、給湯配管３から給湯先に供給される。しかしながら、タンクユニット１とヒートポンプユニット６０との設置状態によっては、ヒートポンプ入口配管４１およびヒートポンプ出口配管４２の配管長が長くなる（例えば１５ｍ）ことも想定される。この場合、それぞれの配管内に存在する温水の量が多いために、結果として中温水を有効に利用できないおそれがある。 In the hot water supply operation using the intermediate temperature water shown in FIG. 7, the intermediate temperature water in the hot water storage tank 10 is extracted from the intermediate temperature water extraction pipe 48, the four-way valve 31, the heat pump inlet pipe 41, the circulation pump 21, the boiling heat exchanger 62, and the heat pump outlet. Via the pipe 42 and the tank upper pipe 43, the hot water in the upper part of the hot water storage tank 10 joins and is supplied from the hot water supply pipe 3 to the hot water supply destination. However, depending on the installation state of the tank unit 1 and the heat pump unit 60, the lengths of the heat pump inlet pipe 41 and the heat pump outlet pipe 42 may be increased (for example, 15 m). In this case, since there is much quantity of the warm water which exists in each piping, there exists a possibility that medium warm water cannot be used effectively as a result.

そこで、本実施形態では、中温水を利用した給湯運転において、貯湯タンク１０から取り出された中温水がヒートポンプユニット６０をバイパスして給湯先へ流通するようにした。具体的には、図８に示す中温水を利用した給湯運転時には、四方弁３１は、図７の場合と同様に制御し、四方弁３２は、ｂポートとｄポートとが連通し、ａポートとｃ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３流路形態が選択されるように）制御される。これにより、ヒートポンプ入口配管４１とタンク上部配管４３とがバイパス配管４７を介して連通するとともに、タンク戻し配管４４側およびヒートポンプ出口配管４２における沸き上げ熱交換器６２側の流路が遮断される。 Therefore, in the present embodiment, in the hot water supply operation using the intermediate temperature water, the intermediate temperature water taken out from the hot water storage tank 10 bypasses the heat pump unit 60 and flows to the hot water supply destination. Specifically, during hot water supply operation using medium-temperature water shown in FIG. 8, the four-way valve 31 is controlled in the same manner as in FIG. 7, and the four-way valve 32 communicates with the b port and the d port, and the a port And c port are closed (that is, the third flow path configuration of the four-way valve 32 is selected). Thus, the heat pump inlet pipe 41 and the tank upper pipe 43 communicate with each other via the bypass pipe 47, and the flow path on the heating heat exchanger 62 side in the tank return pipe 44 side and the heat pump outlet pipe 42 is blocked.

上記のような中温水を利用した給湯動作が実行されることで、貯湯タンク１０内の中温水は、中温水取り出し配管４８、四方弁３１、ヒートポンプ入口配管４１、バイパス配管４７、四方弁３２、タンク上部配管４３を経由して、貯湯タンク１０上部の高温水と合流して、給湯配管３から給湯先に供給される。これにより、ヒートポンプユニット６０における沸き上げ熱交換器６２をバイパスする中温水流流通回路を形成することができるので、中温水が有する熱量を有効利用することができる。 By performing the hot water supply operation using the intermediate temperature water as described above, the intermediate temperature water in the hot water storage tank 10 is extracted from the intermediate temperature water extraction pipe 48, the four-way valve 31, the heat pump inlet pipe 41, the bypass pipe 47, the four-way valve 32, The hot water in the upper part of the hot water storage tank 10 is merged through the tank upper pipe 43 and supplied from the hot water supply pipe 3 to the hot water supply destination. Thereby, since the intermediate temperature water flow distribution circuit which bypasses the boiling heat exchanger 62 in the heat pump unit 60 can be formed, the amount of heat of the intermediate temperature water can be used effectively.

以上説明した本実施形態の貯湯式給湯機１００によれば、１つの循環ポンプ２１と２つの四方弁３１，３２を用いて、貯湯タンク１０内の水の沸き上げ運転、浴槽水の追焚き運転、貯湯式給湯機１００の運転に必要な動作（ヒートポンプサイクルの立ち上げ運転や凍結予防運転など）を効率良く行えるようになる。また、貯湯タンク１０に貯湯された中温水を給湯に有効利用することにより、ヒートポンプユニット６０による沸き上げ効率が非常に高く、使用者が要求する運転を中断することなく実施できる、使い勝手の良い高効率な貯湯式給湯機を提供することができる。 According to the hot water storage type water heater 100 of the present embodiment described above, the water heating operation in the hot water storage tank 10 and the bath water replenishment operation are performed using one circulation pump 21 and two four-way valves 31 and 32. Thus, operations necessary for the operation of the hot water storage hot water heater 100 (such as a heat pump cycle start-up operation and a freeze prevention operation) can be efficiently performed. In addition, by effectively using the hot water stored in the hot water storage tank 10 for hot water supply, the boiling efficiency by the heat pump unit 60 is very high, and the operation required by the user can be performed without interruption, and the user-friendly high An efficient hot water storage type water heater can be provided.

ところで、上述した実施の形態１においては、加熱対象水を加熱させる加熱運転の一例として、浴槽水を追い焚きする浴槽水追焚き運転について説明した。しかしながら、本発明の加熱運転はこれに限定されるものではなく、例えば、暖房用循環水を加熱対象水とする暖房運転であってもよい。 By the way, in Embodiment 1 mentioned above, the bathtub water reheating operation which retreats bathtub water was demonstrated as an example of the heating operation which heats heating object water. However, the heating operation of the present invention is not limited to this, and may be, for example, a heating operation using heating circulation water as heating target water.

また、上述した実施の形態１においては、ヒートポンプサイクルを、冷媒の圧力が臨界圧力以上となる超臨界ヒートポンプサイクルとしたが、もちろん一般の臨界圧力以下のヒートポンプサイクルでもよい。またこの場合、冷媒としてはフロンガス、アンモニアなどを用いてもよい。 In Embodiment 1 described above, the heat pump cycle is a supercritical heat pump cycle in which the pressure of the refrigerant is equal to or higher than the critical pressure, but may be a heat pump cycle that is equal to or lower than a general critical pressure. In this case, chlorofluorocarbon, ammonia, or the like may be used as the refrigerant.

１貯湯タンクユニット
３給湯配管（給湯流路）
１０貯湯タンク
２１循環ポンプ
２２利用側熱交換器
３１四方弁（第１流路切替手段）
３２四方弁（第２流路切替手段）
４３タンク上部配管（タンク上部流路）
４５利用側熱交換器１次側入口配管（熱源側流路）
４６利用側熱交換器１次側出口配管（熱源側流路）
６０ヒートポンプユニット
６１圧縮機
６２沸き上げ用熱交換器
６３膨張弁
６４空気熱交換器
７０制御部
７１戻し口（第２中部）
７２中間部（第１中部）
１００貯湯式給湯機 1 Hot water storage tank unit 3 Hot water supply piping (hot water supply flow path)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Hot water storage tank 21 Circulation pump 22 Use side heat exchanger 31 Four-way valve (1st flow-path switching means)
32 Four-way valve (second flow path switching means)
43 Tank upper piping (tank upper channel)
45 Use side heat exchanger primary side inlet piping (heat source side flow path)
46 Use side heat exchanger primary side outlet piping (heat source side flow path)
60 Heat Pump Unit 61 Compressor 62 Heating Heater 63 Boiling Valve 64 Air Heat Exchanger 70 Control Unit 71 Return Port (Second Middle Part)
72 Middle part (first middle part)
100 Hot water storage water heater

Claims

A hot water storage tank for storing hot water,
A first flow path switching means having a first inlet connected to a lower portion of the hot water storage tank and a second inlet connected to a first middle portion of the hot water storage tank;
A circulation pump having a suction port connected to an outlet of the first flow path switching means;
An inflow port is connected to the discharge port of the circulation pump, and a boiling heat exchanger that heats hot water in the hot water storage tank using a predetermined heating means to form high-temperature water;
A first inlet is connected to the outlet of the boiling heat exchanger, a second inlet is connected to the outlet of the circulation pump, and a first outlet is connected to the second middle portion of the hot water storage tank. Second flow path switching means,
A tank upper channel connecting the second outlet of the second channel switching means and the upper part of the hot water storage tank;
A hot water supply flow path connecting the middle of the tank upper flow path and a hot water supply destination,
The first flow path switching means includes a first flow path configuration that communicates from the first inlet to the outlet of the first flow path switching means, and a second that communicates from the second inlet to the outlet. The flow path configuration is configured to be selectable,
The second flow path switching means includes a first flow path form communicating from the first inlet to the second outlet of the second flow path switching means, and from the first inlet to the first outlet. A hot water storage type hot water supply apparatus configured to be selectable between a second flow path form communicating and a third flow path form communicating from the second inflow port to the second outflow port .

Hot water when the hot water supply operation supplies before Symbol hot water destination, the second flow path form to control the first flow path switching unit to be selectively such that said third flow passage form is selected first The hot water storage type hot water heater according to claim 1, further comprising a hot water supply operation time control means for controlling the two flow path switching means and controlling the circulation pump to operate.

During the hot water supply operation of supplying hot water to the hot water supply destination, the first flow path switching unit is controlled so that the second flow path form is selected, and the second flow path form is selected. The hot water storage type hot water supply apparatus according to claim 1 or 2, further comprising second hot water supply operation time control means for controlling the flow path switching means and controlling the circulation pump to operate.

4. The hot water supply operation control means includes temperature adjusting means for adjusting the temperature of hot water supplied to the hot water supply destination by controlling the number of rotations of the circulation pump. Hot water storage water heater.

A heat source side flow path whose one end is connected in the middle of the tank upper flow path;
A heat exchanger that is disposed in the middle of the heat source side flow path and exchanges heat between the hot water flowing through the heat source side flow path and the predetermined heating target water; and
The first flow path switching means further includes a third inlet connected to the other end of the heat source side flow path, and communicates from the third inlet of the first flow path switching means to the outlet. The third flow path configuration is further selectable,
The second flow path switching means is configured to further select a fourth flow path form communicating from the second inlet to the first outlet,
In the heating operation in which the water to be heated is heated using the high-temperature water in the hot water storage tank, the first channel switching unit is controlled so that the third channel configuration is selected, and the fourth channel configuration is selected. 5. The heating operation control means for controlling the second flow path switching means so as to be selected and for controlling the circulation pump to operate. 5. The hot water storage type water heater according to item 1.

The heating means is a heat pump cycle in which a compressor, the boiling heat exchanger, an expansion valve and an air heat exchanger are configured in an annular shape,
During the start-up operation at the start of the heat pump cycle, the first flow path switching unit is controlled so that the first flow path form is selected, and the second flow path form is selected. The hot water storage type hot water heater according to any one of claims 1 to 5, further comprising start-up operation time control means for controlling the flow path switching means and controlling the circulation pump to operate. .

During the freeze prevention operation of the boiling water circulation circuit, the first flow path switching means is controlled so that the first flow path configuration is selected, and the second flow path is selected so that the second flow path configuration is selected. The hot water storage type hot water heater according to any one of claims 1 to 6, further comprising a freeze prevention operation time control means for controlling the path switching means and controlling the circulation pump to operate.

Controlling the first flow path switching means so that the third flow path configuration is selected during a heating operation in which the water to be heated is heated using the high-temperature water heated by the boiling heat exchanger; The second flow path switching means is controlled so that the first flow path configuration is selected, and further includes second heating operation time control means for controlling the circulation pump to operate. The hot water storage type water heater according to any one of claims 1 to 7.