JP5982238B2 - Hot water storage water heater - Google Patents
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Description
本発明は、貯湯タンク内の湯を給湯外熱交換器の一次側に循環させて二次側を流れる流水を加熱して給湯する貯湯式給湯機に関するものである。 The present invention relates to a hot water storage type hot water heater that circulates hot water in a hot water storage tank to a primary side of a hot water supply external heat exchanger and heats flowing water flowing on a secondary side to supply hot water.
従来よりこの種の給湯外熱交換器を有した貯湯式給湯機においては、特許文献1のように、湯水を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段と、一次側を循環する前記貯湯タンク内の湯水を熱源として二次側の流水を加熱して給湯する給湯外熱交換器と、前記貯湯タンク上部と前記給湯外熱交換器の一次側入口とを接続する一次側往き管と、前記給湯外熱交換器の一次側出口と前記貯湯タンクとを接続する一次側戻り管と、前記一次側戻り管の途中に設けられて前記貯湯タンク内の湯水を前記給湯外熱交換器の一次側に循環させる一次側ポンプと、前記給湯外熱交換器の二次側入口に接続される給水管と、前記給湯外熱交換器の二次側出口に接続される給湯管とを備えたものがあった。
Conventionally, in a hot water storage type water heater having an external heat exchanger of this type, as in
しかし、このような従来のものでは、大流量での給湯開始時には、給湯が開始されてから給湯外熱交換器の一次側に必要な流量が流れるまでに時間が掛かり、給湯温度が実際に給湯設定温度に達するまでに時間が掛かるものであった。 However, in such a conventional system, when hot water supply is started at a large flow rate, it takes time from the start of hot water supply until the required flow rate flows to the primary side of the hot water external heat exchanger, and the hot water temperature is actually It took time to reach the set temperature.
そこで、本発明は上記課題を解決するために、湯水を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段と、一次側を循環する前記貯湯タンク内の湯水を熱源として二次側の流水を加熱して給湯する給湯外熱交換器と、前記貯湯タンク上部と前記給湯外熱交換器の一次側入口とを接続する一次側往き管と、前記給湯外熱交換器の一次側出口と前記貯湯タンクとを接続する一次側戻り管と、前記一次側戻り管の途中に設けられて前記貯湯タンク内の湯水を前記給湯外熱交換器の一次側に循環させる一次側ポンプと、前記給湯外熱交換器の二次側入口に接続される給水管と、前記給湯外熱交換器の二次側出口に接続される給湯管と、給湯流量を検出する給湯流量センサとを備えた貯湯式給湯機において、前記一次側ポンプの下流側の前記一次側戻り管から分岐して前記一次側往き管へ接続されて前記給湯外熱交換器の一次側に前記一次側ポンプの下流からの湯水を合流させる再循環管と、前記給湯外熱交換器の一次側に流入する前記再循環管からの湯水と前記一次側往き管からの湯水との混合比率を調整する混合比調整弁と、前記給湯流量センサが最小作動流量未満を検出している給湯待機時に、前記一次側ポンプを駆動すると共に、前記一次側往き管からの湯水に前記再循環管からの湯水を混合するように前記混合比調整弁を制御して前記給湯外熱交換器の二次側に残留する湯水の温度を保つ予熱運転を行わせる予熱制御手段を設けた。 Therefore, in order to solve the above-described problems, the present invention provides a hot water storage tank for storing hot water, heating means for heating the hot water in the hot water storage tank, and hot water in the hot water storage tank circulating in the primary side as a heat source as a secondary source. A hot water external heat exchanger that heats and supplies hot water to the hot water, a primary forward pipe that connects the upper part of the hot water storage tank and the primary inlet of the hot water external heat exchanger, and a primary side of the hot water external heat exchanger A primary side return pipe connecting an outlet and the hot water storage tank, a primary side pump provided in the middle of the primary side return pipe for circulating hot water in the hot water storage tank to a primary side of the hot water supply external heat exchanger, A hot water supply pipe connected to a secondary side inlet of the hot water supply external heat exchanger, a hot water supply pipe connected to a secondary side outlet of the hot water supply external heat exchanger, and a hot water flow rate sensor for detecting a hot water supply flow rate . In the hot water storage type water heater, downstream of the primary pump A recirculation pipe that branches from the primary return pipe and is connected to the primary forward pipe and joins hot water from the downstream of the primary pump to the primary side of the hot water external heat exchanger, and the hot water external heat A mixing ratio adjusting valve for adjusting a mixing ratio of hot water from the recirculation pipe flowing into the primary side of the exchanger and hot water from the primary side forward pipe, and the hot water supply flow sensor detects less than the minimum operating flow rate. During the hot water supply standby, the primary pump is driven, and the mixing ratio adjusting valve is controlled so that the hot water from the primary return pipe is mixed with the hot water from the recirculation pipe to control the external hot water supply heat exchanger A preheating control means for performing a preheating operation for maintaining the temperature of the hot water remaining on the secondary side is provided.
また、前記予熱制御手段は、前記給湯外熱交換器の一次側入口温度が前記目標温度を超えないように前記混合比調整弁を制御するようにした。 Further, the preheating control means controls the mixing ratio adjusting valve so that a primary side inlet temperature of the hot water supply external heat exchanger does not exceed the target temperature.
また、前記予熱制御手段は、前記給湯外熱交換器の一次側入口温度が前記目標温度となるように前記混合比調整弁を制御するようにした。 In addition, the preheating control unit controls the mixing ratio adjusting valve so that a primary side inlet temperature of the hot water supply external heat exchanger becomes the target temperature.
また、前記予熱制御手段は、前記給湯外熱交換器の一次側出口温度が前記目標温度より一定温度α低い温度まで上昇すると、前記一次側ポンプを一時停止するようにした。 Further, the preheating control means temporarily stops the primary side pump when the primary side outlet temperature of the hot water supply external heat exchanger rises to a temperature lower than the target temperature by a constant temperature α.
また、前記予熱制御手段は、前記一次側ポンプを一時停止した後に、前記給湯外熱交換器の一次側入口温度または一次側出口温度が前記目標温度より一定温度β(>α)低い温度まで低下すると、前記一次側ポンプを駆動再開するようにした。 In addition, the preheating control unit temporarily stops the primary side pump, and then the primary side inlet temperature or the primary side outlet temperature of the hot water supply heat exchanger decreases to a temperature lower than the target temperature by a constant temperature β (> α). Then, the driving of the primary pump was resumed.
本発明によれば、一次側ポンプが駆動している予熱運転状態で給湯動作が開始されるため、給湯に必要な一次側の流量まで一次側ポンプの回転数を上昇させるのに必要な時間が短縮され、給湯外熱交換器内に残る二次側の湯水が予熱されていることと併せて、給湯開始時の給湯温度の立ち上がりの向上およびアンダーシュートを抑制することができると共に、再循環管によって予熱時に貯湯タンクを経由して循環する湯量を減少することができ、貯湯タンク内の高温の湯の予熱に係る消費量を抑制することができる。 According to the present invention, since the hot water supply operation is started in the preheating operation state in which the primary pump is driven, the time required to increase the rotation speed of the primary pump to the primary flow rate required for hot water supply. Along with the fact that the hot water on the secondary side that has been shortened and remains in the hot water external heat exchanger is preheated, the rise in hot water temperature at the start of hot water supply and undershoot can be suppressed, and the recirculation pipe Thus, the amount of hot water circulating through the hot water storage tank during preheating can be reduced, and the consumption amount related to the preheating of hot water in the hot water storage tank can be suppressed.
また、給湯待機時の予熱中も給湯外熱交換器の一次側に流入または流出する湯水の温度を混合比調整弁によって調節するため、給湯開始初期から給湯設定温度の湯を安定して給湯することができるものである。 In addition, during preheating during hot water standby, the temperature of hot water flowing into or out of the primary side of the hot water external heat exchanger is adjusted by the mixing ratio adjustment valve, so that hot water at the hot water set temperature is stably supplied from the beginning of hot water supply. It is something that can be done.
次に、本発明の一実施形態の貯湯式給湯機を図面に基づいて説明する。
1は湯水を貯湯する貯湯タンク2を備えたタンクユニット、3は貯湯タンク2内の湯水を熱源として給水を加熱するためのプレート式熱交換器よりなる給湯外熱交換器、4は貯湯タンク2内の湯水を給湯外熱交換器3の一次側に循環させる一次側循環回路で、この一次側循環回路4は、給湯外熱交換器3の一側入口3aと貯湯タンク2上部とを接続する一次側往き管5と、給湯外熱交換器3の一次側出口3bと貯湯タンク2下部とを接続する一次側戻り管6とから構成され、一次側戻り管6途中には、貯湯タンク2上部から取り出した高温湯を給湯外熱交換器3の一次側に循環させる一次側ポンプ7が設けられている。
Next, a hot water storage type water heater according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 is a tank unit having a hot
8は給湯外熱交換器3の二次側入口3cに接続される給水管、9は給湯外熱交換器3の二次側出口3dと給湯栓10とを接続する給湯管である。ここで、給水管8は市水から減圧弁を介することなく給湯外熱交換器3に直接接続されているものである。
8 is a water supply pipe connected to the
ここで、給湯外熱交換器3は、公知のプレート式熱交換器を立てた姿勢でタンクユニット1内に配置固定されており、一面のエンドプレートの下部に一次側入口3aと二次側出口3dとが配置され、また同一面のエンドプレートの上部に一次側出口3bと二次側入口3cとが配置され、一次側と二次側とが略対向流で熱交換するものである。なお、この給湯外熱交換器3としては、プレート式熱交換器に限定されるものではない。
Here, the hot water supply
11は貯湯タンク2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、12は貯湯タンク2内の湯水をヒートポンプユニット11に循環させる加熱循環回路で、この加熱循環回路12は、ヒートポンプユニット11の入口側と貯湯タンク2下部とを接続する加熱往き管13と、ヒートポンプユニット11の出口側と貯湯タンク2上部とを接続する加熱戻り管14とから構成され、加熱往き管13途中には、貯湯タンク2下部から取り出した湯水をヒートポンプユニット11の冷媒水熱交換器15の水側に循環させる加熱循環ポンプ16が設けられているものである。
11 is a heat pump unit as a heating means for heating the hot water in the hot
17は冷媒を圧縮する圧縮機、18は冷媒の圧力を減圧膨張する膨張弁、19は液冷媒を蒸発させる蒸発器、20は蒸発器19へ熱源となる外気を送風する送風機、21は冷媒水熱交換器15の水側に流入する貯湯タンク2からの湯水の温度を検出する入水温度センサ、22は冷媒水熱交換器15の水側から流出するヒートポンプユニット11で沸き上げられた湯水の温度を検出する沸き上げ温度センサ、23は外気温度を検出する外気温度センサで、ヒートポンプユニット11は蒸発器19で吸熱した冷媒を圧縮機17で圧縮して冷媒水熱交換器15を介して水を加熱するようにしているものである。
17 is a compressor that compresses refrigerant, 18 is an expansion valve that decompresses and expands the pressure of the refrigerant, 19 is an evaporator that evaporates liquid refrigerant, 20 is a blower that blows outside air as a heat source to the
24は加熱戻り管14途中から分岐されて一次側戻り管6に接続される加熱分岐管、25は加熱戻り管14と加熱分岐管24の分岐点に設けられて、ヒートポンプユニット11からの湯水を貯湯タンク2上部に戻すか、加熱分岐管24および一次側戻り管6を介して貯湯タンク2下部に戻すかを切り替える加熱切り替え弁である。
26は一次側戻り管6の一次側ポンプ7下流側から分岐して一次側往き管5に接続された再循環管で、給湯外熱交換器3で熱交換して温度低下した一次側の湯水を再度給湯外熱交換器3へ循環させるものである。
27は給湯外熱交換器3の一次側に流入する再循環管26からの低温の湯水と一次側往き管5からの高温の湯水との混合比率を調整する混合比調節弁としての一次側混合弁で、一次側往き管5と再循環管26の合流点に設けられているものである。
28は給湯管9から分岐されて一次側往き管5途中に接続される補水管、29は補水管28途中に設けられて給水圧を減圧する減圧弁、30は一次側往き管5途中に接続され貯湯タンク2内の過圧を逃がす過圧逃がし弁である。
28 is a supplementary water pipe branched from the hot
31は給水管8途中に設けられて給水温度を検出する給水温度センサ、32は給湯管9途中に設けられて給湯外熱交換器3の二次側出口の給湯温度(二次側出口温度)を検出する二次出口温度センサとしての給湯温度センサ、33は給湯管9途中に設けられて給湯流量を検出する給湯流量センサ、34は一次側往き管5と再循環管26の合流点と給湯外熱交換器3の間に設けられ給湯外熱交換器3へ流入する熱源としての湯水の温度を検出する一次入口温度センサ、35は一次側戻り管6途中に設けられ給湯外熱交換器3から流出する一次側の湯水の温度を検出する一次出口温度センサ、36は貯湯タンク2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である。
A water
37は、所望の給湯設定温度を設定する操作スイッチや給湯設定温度を表示する表示部を備えたリモコンである。
38は入水温度センサ21、沸き上げ温度センサ22、外気温度センサ23、給水温度センサ31、給湯温度センサ32、給湯流量センサ33、一次入口温度センサ34、一次出口温度センサ35、貯湯温度センサ36の検出値が入力され、一次側ポンプ7、ヒートポンプユニット11、加熱循環ポンプ16、圧縮機17、膨張弁18、送風機20、加熱切り替え弁25、一次側混合弁27の作動を制御すると共に、リモコン37と通信可能に接続された制御手段である。この制御手段38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。
この制御手段38には、一次側ポンプ7の回転数を制御する一次側ポンプ制御手段39と、一次側混合弁27の開度を制御する一次側混合弁制御手段40と、給湯待機中に給湯外熱交換器3の一次側に貯湯タンク2内の湯水を循環させて、給湯外熱交換器3の二次側の湯水を予熱するよう一次側ポンプ7と一次側混合弁27を制御する予熱制御手段41とが設けられているものである。
The control means 38 includes a primary pump control means 39 for controlling the rotation speed of the
一次側ポンプ制御手段39は、給湯外熱交換器3の二次側の目標温度としてのリモコン37で設定された給湯設定温度と給水温度センサ31で検出した給水温度と給湯流量センサ33で検出した給湯流量(熱交二次側流量)とから給湯要求熱量を算出し、給水温度から推定した給湯外熱交換器3の一次側出口温度(推定一次側出口温度)と給湯要求熱量とから給湯外熱交換器3の一次側を流通させる流量(熱交一次側流量)を算出し、この熱交一次側流量を一次側ポンプ7の回転数(指示回転数)に換算し、一次側ポンプ7の回転数が指示回転数となるように制御することで給湯温度が給湯設定温度となるようにフィードフォワード制御すると共に、一次側ポンプ7の実回転数が指示回転数に達すると、給湯設定温度と給湯温度センサ32で検出した給湯温度とから温度偏差を算出し、温度偏差から所定制御周期のPI演算によって一次側ポンプ7の回転数(指示回転数)を算出し、一次側ポンプ7の回転数が指示回転数となるように制御することで給湯温度が給湯設定温度となるようにフィードバック制御するものである。
The primary pump control means 39 detects the hot water supply temperature set by the
また、一次側混合弁制御手段40は、一次側ポンプ制御手段39の指示する一次側ポンプ7の指示回転数が所定の最小回転数となり、かつ給湯温度センサ32で検出する給湯温度(二次側出口温度)が給湯設定温度(目標出口温度)を所定値(ここでは1℃)以上上回った状態を所定時間(ここでは1秒)継続したら、一次側ポンプ7の回転数を所定の最小回転数に維持するよう一次側ポンプ制御手段39に指示すると共に、給湯温度が給湯設定温度と一致するように一次側混合弁27の開度を制御し、その後、一次側混合弁27の開度が高温側100%の開度となり、かつ給湯温度が給湯設定温度を所定値(ここでは1℃)以上下回った状態を所定時間(ここでは1秒)継続したら、一次側混合弁27の開度を高温側100%の状態で固定すると共に、一次側ポンプ制御手段39に指示していた一次側ポンプ7の回転数を所定の最小回転数に維持させる指示を取り消して、給湯温度が給湯設定温度に一致するように一次側ポンプ7の回転数を制御させるようにしたものである。
Further, the primary side mixing valve control means 40 has a specified rotational speed of the
また、予熱制御手段41は、給湯流量センサ33が最小作動流量未満(流量なしを含む)を検出している給湯待機時の予熱運転が必要な場合に、一次側ポンプ7を所定回転数で駆動すると共に、一次側混合弁27の開度を制御し、貯湯タンク2からの高温水と、給湯外熱交換器3で放熱した後の再循環管26からの低中温水とを混合して給湯外熱交換器3の一次側に供給し、給湯外熱交換器3の二次側に残る湯水を給湯設定温度付近に予熱するもので、一次入口温度センサ34の検出温度が給湯設定温度となるように一次側混合弁27の開度を制御している。
Further, the preheating control means 41 drives the
ここで予熱運転が必要な場合とは、所定流量以上の大出湯を行った実績のある時間帯を制御手段38が学習してこれに基づいて設定される予熱時間帯に現在時刻が一致している場合、図示しない浴槽への設定量の自動湯はりに次いで所定時間の自動保温を行う風呂自動運転を実施可能としたものではシャワーを使う可能性の高い風呂自動運転中の場合、あるいは、浴槽水を昇温するために高温の湯を注湯する高温さし湯を行う場合等が挙げられるもので、予熱運転が不要な場合は、予めリモコン37操作によって予熱運転を実施しないよう設定することも可能としているものである。
Here, the case where the preheating operation is required means that the control means 38 learns a time zone in which large hot water of a predetermined flow rate or more has been performed, and the current time coincides with the preheating time zone set based on the time zone. If there is an automatic bath that performs automatic warming for a predetermined time following a set amount of automatic hot water to a bathtub (not shown), the bath is likely to use a shower, or the bath For example, when hot water pouring hot water is used to pour hot water to raise the temperature, if preheating operation is not required, set the preheating operation not to be performed by
<沸き上げ動作>
電力料金単価の安価な所定時間帯(深夜時間帯)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11と加熱循環ポンプ16を駆動開始して貯湯タンク2下部から取り出した湯水を沸き上げ設定温度まで加熱開始する。
<Boiling operation>
At the start time of a predetermined time zone (midnight time zone) at which the power unit price is cheap, the control means 36 drives the
このとき、制御手段38は、沸き上げ温度センサ22が検出する沸き上げ温度が沸き上げ設定温度より低い所定温度未満の間は、加熱切り替え弁25を加熱分岐管24側にしておき、温度の低い湯が貯湯タンク2上部から流入して貯湯温度を低下してしまうことを防止し、沸き上げ温度が沸き上げ設定温度より低い所定温度以上にまで達したら、加熱切り替え弁25を貯湯タンク2上部側を連通するようにして沸き上げた湯を貯湯タンク2上部へ戻し、貯湯タンク2上部から沸き上げ設定温度の湯を積層状に貯湯する。
At this time, the control means 38 keeps the
そして、最下部の貯湯温度センサ36が所定の沸き上げ終了判定温度を検出すると、制御手段38は、ヒートポンプユニット11と加熱循環ポンプ16を駆動停止して沸き上げ運転を終了する。
When the lowermost hot water
このとき、貯湯タンク2内の湯水の温度上昇に伴って貯湯されている湯水が膨張し、貯湯タンク2内の圧力が過圧逃がし弁30の設定圧力を超過すると過圧逃がし弁30が開いて膨張水が排水され、貯湯タンク2内の圧力が過圧逃がし弁30の設定圧力以下になると過圧逃がし弁30が閉じて排水が停止して、貯湯タンク2内を適正圧力に保つようにしている。
At this time, the hot water stored as the temperature of the hot water in the
そして、時間経過による貯湯タンク2内の湯水の自然放熱や後述する給湯に伴う貯湯タンク2内の湯水の温度低下に伴って貯湯されている湯水が収縮し、貯湯タンク2内の圧力が減圧弁29の設定圧力より低くなると減圧弁29を介して補水管28から市水が貯湯タンク2内に流入し、貯湯タンク2内の圧力が減圧弁29の設定圧力以上となると補水管28からの市水の流入が停止して貯湯タンク2内を適正圧力での満水状態に保つようにしている。
Then, the hot water stored in the hot
<給湯動作>
次に、給湯動作について説明すると、給湯栓10が開かれると、給湯外熱交換器3の二次側に給水管8から市水が流入し、給湯外熱交換器3の二次側を通過した湯水が給湯管9から給湯栓10に向けて流出する。このとき、給湯流量センサ33が所定の最小作動水量以上を検出すると、一次側ポンプ制御手段39は、給水温度センサ31で検出している給水温度と、リモコン37で設定された給湯設定温度と、給湯流量センサ33で検出している給湯流量とから給湯要求熱量を算出し、給水温度から給湯外熱交換器3から流出する一次側の湯水の温度(推定一次側出口温度)を推定し、貯湯タンク2の最上部の貯湯温度センサ36で検出する貯湯温度と推定一次側出口温度と給湯要求熱量とから給湯外熱交換器3の一次側を流す湯水の流量(一次側流量)を算出し、算出した一次側流量に応じた回転数(指示回転数)で一次側ポンプ7を駆動開始する。
<Hot-water supply operation>
Next, the hot water supply operation will be described. When the
そして、一次側ポンプ制御手段39は、一次側ポンプ7の実回転数が指示回転数に達したことを検知すると、給湯設定温度と給湯温度センサ32で検出した給湯温度とから温度偏差を算出し、温度偏差から所定のPI演算によって一次側ポンプ7の回転数(指示回転数)を算出し、一次側ポンプ7の回転数が指示回転数となるように制御することで給湯温度が給湯設定温度となるようにフィードバック制御して、給湯設定温度の給湯を行う。
When the primary pump control means 39 detects that the actual rotational speed of the
このとき、給湯要求熱量が小さく、かつ貯湯温度が高い状況で、一次側ポンプ7を最小回転数で駆動しても給湯温度が給湯設定温度よりも上回ってしまう場合がある。この場合には、一次側ポンプ制御手段39の指示する一次側ポンプ7の指示回転数が所定の最小回転数となり、かつ給湯温度センサ32で検出する給湯温度が給湯設定温度を所定値(ここでは1℃)以上上回った状態を所定時間(ここでは1秒)継続したことを一次側混合弁制御手段40が検知したら、一次側混合弁制御手段40は、一次側ポンプ7の回転数を所定の最小回転数に維持するよう一次側ポンプ制御手段39に指示すると共に、給湯温度センサ32で検出する給湯温度が給湯設定温度と一致するように一次側混合弁27の開度をフィードバック制御する。
At this time, the hot water supply temperature may exceed the hot water supply set temperature even if the
このようにして、給湯要求熱量が小さく、かつ貯湯温度が高い状況で、一次側ポンプ7を最小回転数で駆動しても給湯温度が給湯設定温度よりも上回ってしまう場合には、一次側ポンプ制御手段39は一次側ポンプ7の指示回転数を最小回転数に維持し、一次側混合弁制御手段40は給湯温度と給湯設定温度と一致するように温度偏差から所定のPI演算によって一次側混合弁27の開度をフィードバック制御するので、給湯外熱交換器3の一次側から流出した温度低下した湯水が再循環管26を介して給湯外熱交換器3の一次側の入口に再度循環されるため、給湯外熱交換器3の一次側入口から流入する湯水の温度が適切な温度まで低下され、一次側ポンプ7の回転数を最小回転数以下に落とすことなく、給湯外熱交換器3の加熱量を低下させることができ、給湯要求熱量が小さく、かつ貯湯温度が高い時でも、所望の給湯設定温度の湯水を安定して給湯することができる。
In this way, when the required hot water supply amount is small and the hot water storage temperature is high, even if the
このとき、給湯外熱交換器3の一次側に流入する湯水の温度を低下させるために用いられるのは、給湯外熱交換器3の一次側を流通して温度低下した湯水であるため、貯湯タンク2内が全て高温の湯水で満たされている状況においても、一次側ポンプ7の回転数を最小回転数以下に落とすことなく、給湯外熱交換器3の加熱量を低下させることができ、給湯要求熱量が小さく、かつ貯湯温度が高い時でも、所望の給湯設定温度の湯水を安定して給湯することができるものである。
At this time, since the hot water flowing through the primary side of the hot water supply
ここで、一次側混合弁制御手段40による給湯温度制御が開始された後に、一次側混合弁27の開度が高温側100%の開度となり、かつ給湯温度が給湯設定温度を所定値(ここでは1℃)以上下回った状態を所定時間(ここでは1秒)継続したら、一次側ポンプ7を最小回転数より高い回転数で制御できる状況に復帰したと判断して、一次側混合弁27の開度を高温側100%の状態で固定すると共に、一次側ポンプ制御手段39に指示していた一次側ポンプ7の回転数を所定の最小回転数に維持させる指示を取り消して、一次側ポンプ制御手段39によって給湯温度が給湯設定温度に一致するように一次側ポンプ7の回転数を制御させるようにしている。
Here, after the hot water supply temperature control by the primary side mixing valve control means 40 is started, the opening degree of the primary
このように、給湯要求熱量が大きくなって、一次側混合弁27の開度が高温側100%の開度となると、給湯外熱交換器3の一次側に流入する湯水の温度が低温の再循環分がなくなるために元の貯湯タンク2内の湯水の温度まで上昇するため、一次側ポンプ7の回転数が低下して、一次側ポンプ7の最大回転数を抑えることができる。
In this way, when the required amount of hot water supply becomes large and the opening of the primary
そして、給湯栓10が閉じられる等によって給湯流量センサ33で検出する給湯流量が最小作動水量未満まで低下すると、制御手段38は、一次側ポンプ7と一次側混合弁27の作動を停止して給湯を終了する。
When the hot water flow rate detected by the hot water
このようにして、給湯外熱交換器3の一次側から流出した放熱後の湯水を給湯外熱交換器3の一次側に再循環管26を介して再循環させるので、貯湯タンク2内の湯水が全量高温であったとしても、給湯外熱交換器3の一次側に供給する湯水の温度を給湯水の加熱に必要な温度まで低下させることができ、給湯要求熱量が小さい時でも、所望の給湯設定温度の湯水を安定して給湯することができる。
In this way, the hot water after heat dissipation flowing out from the primary side of the hot water
<給湯待機中>
給湯停止後の給湯流量センサ33が最小作動流量未満(流量なしを含む)を検出している給湯待機時の予熱運転が必要な場合には、図2のフローチャートに示すように、予熱制御手段41は、一次側ポンプ7を最小回転数で駆動する(ステップS1)と共に、一次入口温度センサ34の検出温度がリモコン37で設定された給湯設定温度を超えないよう、具体的には給湯設定温度と一致するように、温度偏差から所定のPI演算によって一次側混合弁27の開度をフィードバック制御する(ステップS2)。
<Waiting for hot water supply>
When preheating operation during hot water supply standby is required in which the hot water supply
このとき、給湯外熱交換器3の一次側から流出した温度低下した湯水が再循環管26を介して給湯外熱交換器3の一次側の入口に再度循環されるため、給湯外熱交換器3の二次側に残留する湯水を給湯設定温度に保つことができ、さらに、貯湯タンク2から流出循環する高温の湯の量を再循環管26がなかった場合に比べて減少させることができる。
At this time, the hot water having a lowered temperature flowing out from the primary side of the hot water
そして、一次出口温度センサ35で検出する給湯外熱交換器3の一次側出口温度が給湯設定温度より一定温度α(ここでは1℃)低い温度以上にまで上昇したことを検知したら(ステップS3でYes)、予熱制御手段41は、給湯外熱交換器3の二次側に残留する湯水全部が給湯設定温度付近にまで予熱されているとして、一時的に一次側ポンプ7を停止すると共に(ステップS4)、一次側混合弁27の制御も一時的に停止する(ステップS5)。
When it is detected that the primary outlet temperature of the hot water supply
給湯がないまま時間の経過により一次入口温度センサ34または一次出口温度センサ35の検出温度が給湯設定温度より一定温度β(>α、ここでは3℃)低い温度以下まで低下したことを検出すると(ステップS6でYes)、再度一次側ポンプ7を駆動して(ステップS7)、一次側混合弁27の制御も再開する(ステップS8)。
When it is detected that the temperature detected by the primary
このように、給湯外熱交換器3の一次側に貯湯タンク2からの高温の湯と再循環管26からの中低温の湯水とを混合して給湯外熱交換器3の一次側に供給して循環させるため、給湯外熱交換器3の二次側に残留する湯水を給湯設定温度付近に保つことができる。
In this way, hot water from the hot
この予熱運転中に給湯が開始されると、前述の給湯動作が行われるが、このとき、一次側ポンプ7が駆動している予熱運転状態で給湯動作が開始されるため、給湯に必要な一次側の流量まで一次側ポンプ7の回転数を上昇させるのに必要な時間が短縮され、給湯外熱交換器3内に残る二次側の湯水が予熱されていることと併せて、給湯開始時の給湯温度の立ち上がり性の向上およびアンダーシュートを抑制することができる。
When hot water supply is started during the preheating operation, the above-described hot water supply operation is performed. At this time, the hot water supply operation is started in the preheating operation state in which the
また、給湯外熱交換器3の一次側に流入する湯水の温度が給湯設定温度を上限として制御されているため、給湯外熱交換器3の二次側に残留する湯水は給湯設定温度以上になることがなく、給湯開始時のオーバーシュートも抑えることができる。
Moreover, since the temperature of the hot water flowing into the primary side of the hot water supply
このようにして、一次側ポンプ7が駆動している予熱運転状態で給湯動作が開始されるため、給湯に必要な一次側の流量まで一次側ポンプ7の回転数を上昇させるのに必要な時間が短縮され、給湯外熱交換器3内に残る二次側の湯水が予熱されていることと併せて、給湯開始時の給湯温度の立ち上がりの向上およびアンダーシュートを抑制することができると共に、再循環管26によって予熱時に貯湯タンク2を経由して循環する湯量を減少することができ、貯湯タンク2内の高温の湯の消費量を抑制することができ、さらには、予熱運転中は予熱に必要な熱量に相当する湯量だけが貯湯タンク2から循環されるよう一次側混合弁27の開度が調節されるために、貯湯タンク2から消費される熱量を最小限に抑制することができると共に、給湯外熱交換器3の二次側に残留する湯水も給湯設定温度付近に適切に保持されるため、給湯開始初期から給湯設定温度の湯を安定して給湯することができるものである。
Thus, since the hot water supply operation is started in the preheating operation state in which the
なお、この実施形態では、混合比調整弁としての一次側混合弁27を一次側往き管5と再循環管26との合流点に配置したが、混合比調整弁の実施形態としてはこれに限らず、一次側混合弁27を一次側戻り管6と再循環管26の分岐点に配置してもよく、また、一次側混合弁27の代わりに、流量調整弁を再循環管26に設けるか、あるいは、合流前の一次側往き管5または分岐後の一次側戻り管6のいずれか一方と、再循環管26と、に設けるようにしてもこの実施形態の一次側混合弁27と同等の作用を発揮させることができるものである。
In this embodiment, the primary
また、予熱運転時の一次側ポンプの回転数を最小回転数として説明したが、これに限られず、風呂湯はり中の湯はり一次停止時等のすぐに大出湯されることが判明している状態の給湯待機時では、予熱運転時の一次側ポンプの回転数を最小回転数より大きい回転数としてもよく、この場合、大出湯再開時の一次側流量の立ち上がりが最小回転数時に比べて向上し、給湯温度の立ち上がり性をさらに向上させることができる。 Moreover, although the rotation speed of the primary side pump at the time of a preheating operation was demonstrated as the minimum rotation speed, it is not restricted to this, It has turned out that large hot water will be immediately discharged | emitted at the time of the hot water primary stop etc. in a hot water bath. During hot water standby in the state, the rotation speed of the primary pump during the preheating operation may be set to a rotation speed larger than the minimum rotation speed. In this case, the rise of the primary flow rate at the time of restarting large hot water is improved compared to the minimum rotation speed. In addition, the rising property of the hot water supply temperature can be further improved.
なお、本発明は上記一実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲で改変可能なものであり、例えば、加熱手段はヒートポンプユニット11のみに限られず、例えば、コージェネレーションによる排熱や太陽熱、あるいは電熱ヒータを加熱手段として用いても良いものである。
In addition, this invention is not limited to the said one Embodiment, It can modify | change within the range which does not change the summary of invention, For example, a heating means is not restricted only to the
2 貯湯タンク
3 給湯外熱交換器
3a 一次側入口
3b 一次側出口
3c 二次側入口
3d 二次側出口
5 一次側往き管
6 一次側戻り管
7 一次側ポンプ
8 給水管
9 給湯管
11 ヒートポンプユニット(加熱手段)
26 再循環管
27 一次側混合弁(混合比調整弁)
41 予熱制御手段
DESCRIPTION OF
26
41 Preheating control means
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