JP5734885B2 - Bath water heater - Google Patents
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Description
本発明は、風呂熱交換器と浴槽とを接続する風呂循環回路を介して浴槽への湯はりを行う風呂給湯装置に関するものである。 The present invention relates to a bath water heater that performs hot water feeding to a bathtub through a bath circulation circuit that connects the bath heat exchanger and the bathtub.
従来よりこの種の風呂給湯装置においては、特許文献1に示すように、給湯用の湯水を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の湯と浴槽水とを熱交換するパイプ状の風呂熱交換器と、前記風呂熱交換器と浴槽とを風呂往き管および風呂戻り管とで接続する風呂循環回路と、前記風呂戻り管に設けられ浴槽水を前記風呂熱交換器へ循環させる風呂循環ポンプと、前記風呂戻り管の流水の有無を検知する流水スイッチと、前記風呂戻り管に接続され前記貯湯タンクからの湯水を浴槽へ湯はりする湯はり回路と、前記湯はり回路に設けられた湯はり開閉弁と、前記湯はり回路の接続点よりも前記風呂熱交換器側で前記風呂戻り管と前記風呂往き管とを前記風呂熱交換器をバイパスして接続する熱交バイパス管と、前記風呂戻り管と前記熱交バイパス管の合流点に設けられ前記風呂戻り管からの湯水を前記風呂熱交換器側へ流すか前記熱交バイパス管側へ流すかを切り替える風呂三方弁とを備えた貯湯式風呂給湯装置があった。 Conventionally, in this kind of bath hot water supply apparatus, as shown in Patent Document 1, a hot water storage tank for storing hot water for hot water supply, and a pipe-shaped bath heat exchange for exchanging heat between hot water in the hot water storage tank and bath water. A bath circulation circuit that connects the bath, the bath heat exchanger and the bathtub with a bath outlet pipe and a bath return pipe, and a bath circulation pump that is provided in the bath return pipe and circulates the bath water to the bath heat exchanger. A flowing water switch for detecting the presence or absence of flowing water in the bath return pipe, a hot water circuit connected to the bath return pipe and supplying hot water from the hot water storage tank to the bathtub, and a hot water provided in the hot water circuit An on-off valve, a heat exchanger bypass pipe that bypasses the bath heat exchanger and connects the bath return pipe and the bath outlet pipe closer to the bath heat exchanger than the connection point of the hot water circuit, and the bath Return pipe and the heat exchanger There is a hot water storage type bath water heater provided with a bath three-way valve, which is provided at a junction point of a hot water pipe and switches between flowing hot water from the bath return pipe to the bath heat exchanger side or the heat exchange bypass pipe side. It was.
ところが、この従来のものでは、湯はりの停止時に湯はり開閉弁を閉止する際に、
風呂三方弁の風呂熱交換器側を全閉かつ熱交バイパス管側を全開、あるいは風呂熱交換器側を全開かつ熱交バイパス管側を全閉としていると、水撃によって風呂熱交換器が振動して音鳴りが発生し、逆に、風呂三方弁の風呂熱交換器側を全閉かつ熱交バイパス管側を全閉としていると、湯はり回路が接続している風呂戻り管だけに水撃が偏って発生し、風呂戻り管に介在されている風呂循環ポンプや風呂三方弁等の機能部品に破損の恐れが生じるという問題があった。
However, with this conventional one, when the hot water valve is closed when the hot water is stopped,
If the bath heat exchanger side of the bath three-way valve is fully closed and the heat exchanger bypass tube side is fully opened, or the bath heat exchanger side is fully open and the heat exchanger bypass tube side is fully closed, the bath heat exchanger is If the bath heat exchanger side of the bath three-way valve is fully closed and the heat exchanger bypass pipe side is fully closed, only the bath return pipe to which the hot water circuit is connected is generated. There has been a problem that water hammer is biased and functional parts such as a bath circulation pump and a bath three-way valve interposed in the bath return pipe may be damaged.
そこで、本発明は上記課題を解決するため、浴槽水を加熱するための風呂熱交換器と、前記風呂熱交換器と浴槽とを風呂往き管および風呂戻り管とで接続する風呂循環回路と、前記風呂戻り管に設けられ浴槽水を前記風呂熱交換器へ循環させる風呂循環ポンプと、前記風呂戻り管と前記風呂往き管とを前記風呂熱交換器をバイパスして接続する熱交バイパス管と、前記風呂戻り管からの湯水を前記風呂熱交換器側へ流すか前記熱交バイパス管側へ流すかを切り替える風呂流路切替手段と、前記風呂往き管の前記熱交バイパス管との接続点よりも浴槽側、前記風呂戻り管の前記熱交バイパス管との接続点よりも浴槽側、または前記熱交バイパス管途中のいずれかに接続され湯水を前記浴槽へ湯はりする湯はり回路と、前記湯はり回路に設けられた湯はり開閉弁とを備え、湯はりの停止時には、前記風呂流路切替手段の前記風呂熱交換器側を閉止したまま前記熱交バイパス管側を半開とした後に、前記湯はり開閉弁を閉止して湯はりを停止するようにした。 Therefore, in order to solve the above problems, the present invention provides a bath heat exchanger for heating bath water, a bath circulation circuit for connecting the bath heat exchanger and the bathtub with a bath outlet pipe and a bath return pipe, A bath circulation pump that is provided in the bath return pipe and circulates bath water to the bath heat exchanger; and a heat exchange bypass pipe that connects the bath return pipe and the bath return pipe by bypassing the bath heat exchanger. A connection point between the bath flow path switching means for switching whether the hot water from the bath return pipe flows to the bath heat exchanger side or the heat exchange bypass pipe side, and the heat exchange bypass pipe of the bath outlet pipe More than the bathtub side, than the connection point with the heat exchanger bypass pipe of the bath return pipe, the hot water circuit that is connected to either the bathtub side or the middle of the heat exchanger bypass pipe and hot water is poured into the bathtub, Provided in the hot water circuit A hot water on / off valve, and when the hot water stops, the hot water bypass pipe side is half opened while the bath heat exchanger side of the bath flow switching means is closed, and then the hot water on / off valve is closed. I stopped the hot water.
本発明によれば、風呂流路切替手段の風呂熱交換器側を閉止して熱交バイパス管側を半開とした後に湯はり開閉弁を閉止することで、湯はり開閉弁の閉弁時の水撃を風呂往き管と風呂戻り管の両方に分散して発生させて機能部品に掛かる圧力変動を抑制すると共に、風呂熱交換器に掛かる水撃の圧力変動も抑制することができる。 According to the present invention, the hot water on / off valve is closed after the bath heat exchanger side of the bath flow path switching means is closed and the heat exchange bypass pipe side is half-opened. Water hammer is distributed and generated in both the bath outlet pipe and the bath return pipe to suppress the pressure fluctuation applied to the functional component, and the water hammer pressure fluctuation applied to the bath heat exchanger can also be suppressed.
次に、本発明の一実施形態の貯湯式風呂給湯装置を図面に基づいて説明する。
1は湯水を貯湯するステンレス製の貯湯タンク、2は貯湯タンク1底部に市水を給水する給水管、3は貯湯タンク1上部から出湯する出湯管、4は給水管2から分岐された給水バイパス管、5は出湯管3からの湯水と給水バイパス管4からの水とを給湯設定温度になるように混合する給湯混合弁、6は給湯混合弁5で混合された湯が流通する給湯管、7は給湯管6からの湯を給湯する給湯栓、8は給湯管6途中に設けられ給湯温度を検出する給湯温度センサ、9は給湯管6途中に設けられ給湯流量を検出する給湯流量センサ、10は貯湯タンク1の側面上下に複数設けられてそれぞれ貯湯温度を検出する貯湯温度センサ、11は給水管2に設けられ市水の給水圧を一定の圧力に減圧する減圧弁、12は貯湯タンク1内の過圧を逃がす過圧逃がし弁である。
Next, a hot water storage type hot water supply apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 is a stainless steel hot water storage tank for storing hot water, 2 is a water supply pipe for supplying city water to the bottom of the hot
13は浴槽、14は貯湯タンク1内の上部に設けられ貯湯タンク1内の湯の熱で浴槽水を加熱するための風呂熱交換器、15は浴槽13と風呂熱交換器14の出口とを接続する風呂往き管16と、浴槽13と風呂熱交換器14の入口とを接続する風呂戻り管17とからなり浴槽水を循環可能に接続する風呂循環回路、18は風呂戻り管17途中に設けられ浴槽水を循環させる風呂循環ポンプ、19は風呂往き管16と風呂戻り管17とを風呂熱交換器14をバイパスして接続する熱交バイパス管、20は風呂戻り管17からの湯水を風呂熱交換器14側へ流すか熱交バイパス管19側へ流すかを切り替える三方弁よりなる風呂流路切替手段、21は風呂戻り管17途中に設けられ浴槽13から風呂熱交換器14へ流れる浴槽水の温度を検出する風呂温度センサ、22は風呂戻り管17途中に設けられ浴槽水の循環の有無を検知する流水スイッチ、23は風呂戻り管17の浴槽13に近い側に接続され浴槽13の水位を検出する水位センサである。ここで、風呂熱交換器14はパイプ状のステンレス管を螺旋状に巻回した構成としている。
13 is a bathtub, 14 is a bath heat exchanger provided in the upper part of the hot water storage tank 1 for heating the bath water with the heat of the hot water in the hot
24は給湯管6から分岐されて風呂戻り管17と熱交バイパス管19の接続点と風呂循環ポンプ18との間の風呂戻り管17に接続される湯はり管、25は湯はり管24途中に設けられ湯はり流量を検出する湯はり流量センサ、26は湯はり管24途中に設けられ湯はり温度を検出する湯はり温度センサ、27は湯はり管24途中に設けられた電磁弁よりなる湯はり開閉弁、28は湯はり開閉弁27の下流に設けられ、湯はり開閉弁27上流側の給水圧よりも浴槽13からの逆流圧が高いときに浴槽水を外部に排水するホッパー弁であり、給水管2、出湯管3、給水バイパス管4、給湯混合弁5、給湯管6および湯はり管24とで、貯湯タンク1からの湯水を浴槽12へ湯はりする湯はり回路29を構成している。
A
30は貯湯タンク1内の湯水を加熱する加熱手段としてのヒートポンプユニット、31は貯湯タンク1とヒートポンプユニット30とを貯湯タンク1内の湯水を循環可能に接続する加熱循環回路である。
30 is a heat pump unit as a heating means for heating the hot water in the hot
32はリモコンで、給湯装置に関する各種の情報(給湯設定温度、風呂設定温度、風呂設定湯量、残湯量、給湯機の作動状態等)を表示する表示部33と、給湯設定温度および風呂設定温度あるいは風呂設定湯量を設定操作するための設定スイッチ34と、浴槽13へ風呂設定湯量の湯はりを指示する湯はりスイッチ35とを備えている
36は給湯温度センサ8、給湯流量センサ9、貯湯温度センサ10、風呂温度センサ21、流水スイッチ22、水位センサ23、湯はり流量センサ25、湯はり温度センサ26の検出値が入力され、給湯混合弁5、風呂循環ポンプ18、風呂流路切替手段20、湯はり開閉弁27、ヒートポンプユニット30の作動を制御すると共に、リモコン32と通信可能に接続された制御手段である。この制御手段36は、予め給湯機の作動を制御するためのプログラムが記憶されていると共に、演算、比較、記憶機能、時計機能を有しているものである。
<沸き上げ動作>
電力料金単価の安価な所定時間帯の開始時刻になると、制御手段36はそれまでの給湯負荷量に見合う湯量を沸き上げ開始するべく、ヒートポンプユニット30を駆動開始して貯湯タンク1下部から取り出した湯水を沸き上げ設定温度まで加熱して貯湯タンク1上部へ戻し、貯湯タンク1上部から沸き上げ設定温度の湯を積層状に貯湯し、最下部の貯湯温度センサ18が所定の沸き上げ終了判定温度を検出すると、沸き上げ運転を終了する。
<Boiling operation>
At the start time of a predetermined time zone where the power unit price is cheap, the control means 36 starts driving the
<沸き増し動作>
次に、多量に給湯されるなどして貯湯タンク1内の貯湯量が少なくなって湯切れの可能性がある場合は、制御手段36は、ヒートポンプユニット30を駆動開始して貯湯タンク1下部から取り出した湯水を沸き上げ設定温度まで加熱して貯湯タンク1上部へ戻し、それまで貯湯されていた湯の上部に沸き上げ設定温度の湯を積層状に貯湯し、一定時間の沸き増し動作を行うと沸き増し動作を終了する。
<Boiling operation>
Next, when the amount of hot water in the hot water storage tank 1 is reduced due to a large amount of hot water supply or the like, there is a possibility that the hot water will run out, the control means 36 starts to drive the
<給湯動作>
給湯動作について説明すると、給湯栓7が開かれると、貯湯タンク1の底部に給水管2から市水が流入すると共に貯湯タンク1の頂部から出湯管3を介して高温の湯が出湯し、給湯混合弁5で給水バイパス管7からの水とが混合されて給湯管6を通過して、給湯流量センサ9が最低作動水量以上を検出すると、制御手段36は、給湯温度センサ8が検出する温度が給湯設定温度と一致するように給湯混合弁5の弁開度をフィードバック制御して、給湯設定温度の給湯を行う。
<Hot-water supply operation>
The hot water supply operation will be described. When the
そして、給湯栓7が閉じられる等によって流量が所定流量未満となると、制御手段36は、給湯混合弁5の弁開度のフィードバック制御を停止して給湯停止するようにしている。
When the flow rate becomes less than the predetermined flow rate, for example, when the
<湯張り動作>
次に、湯張り動作について図2に示したフローチャートに基づいて説明する。
リモコン32の湯はりスイッチ35が操作されると(ステップS1でYes)、制御手段36は、ステップS2で風呂流路切替手段20の風呂熱交換器14側を閉状態、熱交バイパス管19側を開状態とした両搬送経路とし、続くステップS3で湯はり開閉弁27を開弁して呼び水を開始する。
<Water filling operation>
Next, the hot water filling operation will be described based on the flowchart shown in FIG.
When the
湯はり開閉弁27が開弁されたことによって、貯湯タンク1の底部に給水管2から市水が流入すると共に貯湯タンク1の頂部から出湯管3を介して高温の湯が出湯し、給湯混合弁5で給水バイパス管4からの水とが混合されて給湯管6および湯はり管24を通過し、風呂戻り管17および熱交バイパス管19から風呂往き管16を介して浴槽13への呼び水が開始される。
When the
このとき、湯はり開閉弁27が開弁されたことによる水撃は、風呂流路切替手段20の風呂熱交換器14側が閉状態で熱交バイパス管19側が開状態の両搬送経路となっていることによって、風呂戻り管17および熱交バイパス管19から風呂往き管16を介して浴槽13へ逃がされ、水撃の過剰な圧力変動が抑制される。
At this time, the water hammer due to the opening of the hot water on / off
続くステップS4で制御手段36は、風呂流路切替手段20の風呂熱交換器14側と熱交バイパス管19側の両方ともに閉状態とした風呂戻り管17による片搬送経路として、風呂戻り管17に介在されている風呂循環ポンプ18に呼び水を行い、湯はり流量センサ25でステップS3からの積算流量が所定の呼び水量に達したことを検知すると(ステップS5でYes)、続くステップS6へ進む。
In the subsequent step S4, the control means 36 uses the
このステップS6では、制御手段36は、風呂流路切替手段20の風呂熱交換器14側を閉状態、熱交バイパス管19側を半分開いた半開状態にし、ステップS7で湯はり開閉弁27を閉弁して呼び水を終了する。
In step S6, the control means 36 closes the
このとき、湯はり開閉弁27が閉弁されたことによる水撃は、風呂流路切替手段20の風呂熱交換器14側が閉状態でかつ熱交バイパス管19側が半開状態であることにより風呂戻り管17側の流量が片搬送状態よりも低流量になることから風呂戻り管17に掛かる水撃の圧力変動が抑制されて風呂戻り管17に配された機能部品に掛かる圧力変動も抑制すると同時に、風呂流路切替手段20の風呂熱交換器14側が閉状態でかつ熱交バイパス管19側が半開状態であることから風呂熱交換器14が接続している風呂往き管16の流量が低流量であるために風呂熱交換器14に掛かる水撃の圧力変動が抑制されて風呂熱交換器14の音鳴りが防止される。
At this time, the water hammer due to the closing of the hot water on / off
次に、制御手段36は、ステップS8で風呂流量切替弁20の風呂熱交換器14側を閉状態、熱交バイパス管19側を開状態とした両搬送経路とし、続くステップS9で風呂循環ポンプ18を駆動開始して、このときの流水スイッチ22のオンオフの状態で浴槽13内に循環口以上の水位の残り湯があるか否かを判別する(ステップS10)。
Next, in step S8, the control means 36 sets both the transport paths in which the
そして、ステップS10で流水スイッチ22がオフしたままであることが検出されると、制御手段36は、風呂循環ポンプ22を駆動停止し(ステップS11)、次いでステップS12で湯はり開閉弁27を開弁して湯はりを開始する。
If it is detected in step S10 that the running
湯はり開閉弁27が開弁されたことによって、貯湯タンク1の底部に給水管2から市水が流入すると共に貯湯タンク1の頂部から出湯管3を介して高温の湯が出湯し、給湯混合弁5で給水バイパス管4からの水とが混合されて給湯管6および湯はり管24を通過し、風呂戻り管17および熱交バイパス管19から風呂往き管16を介して浴槽13へ湯はりされ、給湯流量センサ9が最低作動水量以上を検出すると、湯はり温度センサ26が検出する温度が風呂設定温度と一致するように給湯混合弁5の弁開度がフィードバック制御される。
When the
このとき、湯はり開閉弁27が開弁されたことによる水撃は、風呂流路切替手段20の風呂熱交換器14側が閉状態で熱交バイパス管19側が開状態の両搬送経路となっていることによって、風呂戻り管17および熱交バイパス管19から風呂往き管16を介して浴槽13へ逃がされ、水撃の過剰な圧力変動が抑制される。
At this time, the water hammer due to the opening of the hot water on / off
続くステップS13では、風呂流量センサ17で検出するステップS12からの風呂流量の積算値を監視し、積算値が風呂設定湯量となると(ステップS13でYes)、ステップS14へ進み、制御手段36は、風呂流路切替手段20の風呂熱交換器14側を閉状態、熱交バイパス管19側を半分開いた半開状態にし、ステップS15で湯はり開閉弁27を閉弁して湯はりを終了する。
In subsequent step S13, the integrated value of the bath flow rate from step S12 detected by the bath
このとき、湯はり開閉弁27が閉弁されたことによる水撃は、風呂流路切替手段20の風呂熱交換器14側が閉状態でかつ熱交バイパス管19側が半開状態であることにより風呂戻り管17側の流量が片搬送状態よりも低流量になることから風呂戻り管17に掛かる水撃の圧力変動が抑制されて風呂戻り管17に配された機能部品に掛かる圧力変動も抑制すると同時に、風呂流路切替手段20の風呂熱交換器14側が閉状態でかつ熱交バイパス管19側が半開状態であることから風呂熱交換器14が接続している風呂往き管16の流量が低流量であるために風呂熱交換器14に掛かる水撃の圧力変動が抑制されて風呂熱交換器14の音鳴りが防止される。
At this time, the water hammer due to the closing of the hot water on / off
一方、前記ステップS10で、流水スイッチ22がオンして浴槽13に循環口以上の水位の残り湯があることを検知すると、制御手段36は、風呂循環ポンプ22を駆動停止し(ステップS16)、水位センサ23で浴槽13の残り湯の水位を検出する。なお、この水位検出時には、制御手段36は、風呂流路切替手段20の風呂熱交換器14側と熱交バイパス管19側を共に閉状態として水位センサ23に連通する水位計測に関係のない容積分を遮断して水位計測の精度を向上している。
On the other hand, when the flowing
そして制御手段36は検出した残り湯の水位と、過去の湯はり時に学習していた風呂設定湯量に対応する水位と浴槽13の断面積とから、風呂設定湯量相当となる補水量を算出し(ステップS18)、次いでステップS19で湯はり開閉弁27を開弁して湯はりを開始する。
And the control means 36 calculates the amount of replenishment water equivalent to a bath setting hot water amount from the detected water level of the remaining hot water, the water level corresponding to the bath setting hot water amount learned at the time of past hot water and the sectional area of the bathtub 13 ( In step S18), in step S19, the
湯はり開閉弁27が開弁されたことによって、貯湯タンク1の底部に給水管2から市水が流入すると共に貯湯タンク1の頂部から出湯管3を介して高温の湯が出湯し、給湯混合弁5で給水バイパス管4からの水とが混合されて給湯管6および湯はり管24を通過し、風呂戻り管17および熱交バイパス管19から風呂往き管16を介して浴槽13へ湯はりされ、給湯流量センサ9が最低作動水量以上を検出すると、湯はり温度センサ26が検出する温度が風呂設定温度と一致するように給湯混合弁5の弁開度がフィードバック制御される。
When the
このとき、湯はり開閉弁27が開弁されたことによる水撃は、風呂流路切替手段20の風呂熱交換器14側が閉状態で熱交バイパス管19側が開状態の両搬送経路となっていることによって、風呂戻り管17および熱交バイパス管19から風呂往き管16を介して浴槽13へ逃がされ、水撃の過剰な圧力変動が抑制される。
At this time, the water hammer due to the opening of the hot water on / off
続くステップS20では、風呂流量センサ17で検出するステップS19からの風呂流量の積算値を監視し、積算値がステップS18で算出した補水量となると(ステップS20でYes)、ステップS14へ進み、制御手段36は、風呂流路切替手段20の風呂熱交換器14側を閉状態、熱交バイパス管19側を半分開いた半開状態にし、ステップS15で湯はり開閉弁27を閉弁して湯はりを終了する。
In the subsequent step S20, the integrated value of the bath flow rate from step S19 detected by the bath
このとき、湯はり開閉弁27が閉弁されたことによる水撃は、風呂流路切替手段20の風呂熱交換器14側が閉状態でかつ熱交バイパス管19側が半開状態であることにより風呂戻り管17側の流量が片搬送状態よりも低流量になることから風呂戻り管17に掛かる水撃の圧力変動が抑制されて風呂戻り管17に配された機能部品に掛かる圧力変動も抑制すると同時に、風呂流路切替手段20の風呂熱交換器14側が閉状態でかつ熱交バイパス管19側が半開状態であることから風呂熱交換器14が接続している風呂往き管16の流量が低流量であるために風呂熱交換器14に掛かる水撃の圧力変動が抑制されて風呂熱交換器14の音鳴りが防止される。
At this time, the water hammer due to the closing of the hot water on / off
なお、本発明は上記の一実施形態のみに限定されるものではなく、発明の主旨を変更しない範囲で改変可能なものであり、風呂流路切替手段20を風呂往き管16と熱交バイパス管19の接続点に設けたり、上記一実施形態のような三方弁ではなく、開閉弁を二つ設けたものに代えてもよく、また、湯はり管24を風呂往き管16と熱交バイパス管19の接続点よりも浴槽13側の風呂往き管16や、熱交バイパス管19途中に接続したものでもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be modified without changing the gist of the invention. The bath flow path switching means 20 is connected to the
また、風呂熱交換器14をプレート式熱交換器として貯湯タンク1の外部に設け、貯湯タンク1内の湯をプレート式熱交換器の一次側に循環させる構成としてもよく、さらに、本発明は貯湯式の風呂給湯装置に限られず、加熱手段としてバーナを用いた瞬間式の風呂給湯装置であってもよいものであるが、パイプ状の風呂熱交換器を貯湯タンク内に配置した貯湯式風呂給湯装置において本発明を用いると、風呂熱交換器に掛かる水撃の圧力変動を抑制することで風呂熱交換器の振動による音鳴りを抑制できるという点でいっそう好ましいものである。
Moreover, the
13 浴槽
14 風呂熱交換器
15 風呂循環回路
16 風呂往き管
17 風呂戻り管
18 風呂循環ポンプ
19 熱交バイパス管
20 風呂流路切替手段
27 湯はり開閉弁
29 湯はり回路
13
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