JP6006063B2 - Hot water storage water heater - Google Patents
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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、給湯外熱交換器およびその周辺の配管の凍結を防止するためには、給湯停止中に一次側ポンプを駆動して貯湯タンクからの高温水を循環させる凍結防止運転を行うことが考えられるが、この凍結防止運転を行うことで、貯湯タンク内の高温の湯が消費されてしまい、給湯のための熱量が足りなくなる湯切れが生じると共に、凍結防止運転によって給湯外熱交換器の一次側に高温の湯が長時間連続的に供給されることによって給湯外熱交換器の二次側の残留水が過熱されてしまい、この状態で給湯があると、給湯温度が大幅にオーバーシュートしてしまうという問題があった。 However, in such a conventional system, in order to prevent freezing of the hot water heat exchanger and the surrounding pipes, freezing in which hot water from the hot water storage tank is circulated by driving the primary pump while hot water is stopped. Although it is conceivable to perform the prevention operation, the high temperature hot water in the hot water storage tank is consumed by this anti-freezing operation, and there is a lack of heat for hot water supply. When hot water is continuously supplied to the primary side of the hot water external heat exchanger for a long time, the residual water on the secondary side of the hot water external heat exchanger is overheated. There was a problem that the temperature overshooted significantly.
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、前記一次側ポンプを流出した湯水を前記貯湯タンク側に戻すか、前記再循環管を介して前記給湯外熱交換器の一次側入口側に戻すかを切り換える切換弁と、凍結の恐れがある場合に、前記切換弁を前記一次側入口側に切り換えると共に、前記一次側ポンプを駆動する凍結防止制御手段と、を設け、前記凍結防止制御手段は、凍結の恐れがある場合に、前記一次側ポンプを駆動開始した後に所定の短時間が経過したら前記切換弁を前記一次側入口側に切り換え、所定の凍結防止時間が経過すると前記一次側ポンプを停止し、前記切換弁を前記貯湯タンク側に戻すようにした。 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, In the hot water storage type hot water supply apparatus comprising: a hot water supply pipe connected to a secondary side inlet of the hot water supply external heat exchanger; and a hot water supply pipe connected to a secondary side outlet of the hot water supply external heat exchanger, the primary side pump Branching from the primary return pipe downstream of the A recirculation pipe connected to the secondary side forward pipe to join the hot water from the downstream side of the primary side pump to the primary side of the hot water supply external heat exchanger, and the hot water flowing out of the primary side pump is returned to the hot water storage tank side. Or a switching valve that switches whether to return to the primary inlet side of the hot water supply external heat exchanger via the recirculation pipe, and when there is a risk of freezing, the switching valve is switched to the primary inlet side, An anti-freezing control means for driving the primary pump, and the anti-freezing control means, when there is a risk of freezing, the switching valve when a predetermined short period of time elapses after the primary pump is started to drive. Is switched to the primary side inlet side, and when the predetermined freezing prevention time has elapsed, the primary side pump is stopped and the switching valve is returned to the hot water storage tank side .
本発明によれば、給湯外熱交換器およびその周辺の配管の凍結を防止する凍結防止運転時には、一次側ポンプを駆動開始した後に所定の短時間が経過したら切換弁を前記一次側入口側に切り換えるため、給湯外熱交換器およびその周辺の配管に伝熱して凍結を防止でき、貯湯タンク内の熱量の消費を抑制して意図しない湯切れを防止できると共に、給湯外熱交換器の二次側の残留水が過熱されることがなくなるため、凍結防止運転中に給湯があっても給湯温度が大幅にオーバーシュートしてしまうことがなくなる。 According to the present invention, at the time of freeze prevention operation for preventing freezing of the hot water heat exchanger and the surrounding pipes, the switching valve is moved to the primary inlet side after a predetermined short period of time has elapsed after the primary pump has started to be driven. Therefore, it is possible to prevent freezing by transferring heat to the hot water heat exchanger and its surrounding piping, and to suppress unintentional hot water consumption by suppressing the consumption of heat in the hot water storage tank. Therefore, even if hot water is supplied during the freeze prevention operation, the hot water temperature does not significantly overshoot.
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 external heat exchanger 3 is arranged and fixed in the
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と共に、一次側ポンプ7から流出した湯水を貯湯タンク2底部に戻すか、再循環管26を介して給湯外熱交換器3の一次側入口3a側に戻すかを切り換える切換弁としても機能する一次側混合弁で、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。
27 adjusts the mixing ratio of the low temperature hot water from the
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、給湯待機中の凍結の恐れがある場合に、一次側ポンプ7を駆動すると共に一次側混合弁27を再循環管26側に切り換える凍結防止制御手段41とが設けられているものである。
The control means 38 includes a primary side 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、凍結防止制御手段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において、給湯外熱交換器3およびその周辺の配管(一次側循環回路4や給水管8、給湯管9)に凍結の恐れがある場合に、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を再循環管26側100%に切り換えるようにしている。
In addition, the freeze prevention control means 41 is in the hot water supply standby state when the hot water supply
ここで凍結の恐れがある場合とは、ヒートポンプユニット11が検出する外気温度が所定温度(ここでは5℃)以下で、かつ給湯外熱交換器3に接続されている配管に設けられている給水温度センサ31、給湯温度センサ32、一次入口温度センサ34、一次出口温度センサ35の何れかで検出する温度が所定温度(ここでは5℃)以下に低下した場合を例示するが、これに限定されるものではなく、予め定めた一つの配管温度が所定温度以下に低下した場合に凍結防止運転を行うようにしてもよい。
Here, the case where there is a risk of freezing means that the outside air temperature detected by the
<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 external heat exchanger 3 is used to reduce the temperature of the hot water flowing into the primary side of the hot water supply heat exchanger 3, Even in a situation where the
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 supply heat exchanger 3 is recirculated to the primary side of the hot water supply heat exchanger 3 via the
<凍結防止運転>
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に外気温度が低く凍結の恐れがある場合には、図2のフローチャートに示すように、凍結防止制御手段41は、外気温度センサ23で検出する外気温度が所定外気温度(ここでは5℃)以下であると(ステップS1でYes)、給水温度センサ31、給湯温度センサ32、一次入口温度センサ34、または一次出口温度センサ35の何れかで検出する配管内の水の温度が所定配管温度(ここでは5℃)以下であるかを判定し(ステップS2)、何れかの温度が5℃以下であることを検知すると、一次側ポンプ7を駆動開始し(ステップS3)、一次側往き管5、給湯外熱交換器3の一次側、一次側戻り管6、一次側ポンプ7内に貯湯タンク2内の高温の湯が供給され、給湯外熱交換器3の一次側、一次側往き管5、一次側戻り管6、一次側ポンプ7を湯水が循環して昇温されると共に、給湯外熱交換器3の二次側、給湯外熱交換器3近傍の給水管8および給湯管9に伝熱して、給湯外熱交換器3およびその周辺の配管の凍結が防止される。
<Anti-freezing operation>
When the outside air temperature is low and there is a risk of freezing during the hot water supply standby in which the hot water supply
そして、一次側ポンプ7の駆動開始から所定の短時間(ここでは3秒)が経過すると(ステップS4でYes)、一次側混合弁27を再循環管26側100%にして(ステップS5)、給湯外熱交換器3の一次側を流出した湯水の全量が再循環管26を介して給湯外熱交換器3の一次側に再循環される。
Then, when a predetermined short time (3 seconds in this case) has elapsed from the start of driving the primary side pump 7 (Yes in step S4), the primary
このようにして、給湯外熱交換器3の一次側に再循環管26を介して湯水が再循環するので、給湯外熱交換器3およびその周辺の配管(一次側往き管5、一次側戻り管6、給湯外熱交換器3近傍の給水管8および給湯管8)の凍結防止を行っても貯湯タンク2内の熱量の消費を抑制して意図しない湯切れを防止できると共に、給湯外熱交換器3の二次側の残留水が過熱されることがなくなる。
In this way, hot water is recirculated to the primary side of the hot water supply external heat exchanger 3 via the
そして、一次側ポンプ7の駆動開始から所定の凍結防止時間(ここでは10分間)が経過すると(ステップS6でYes)、一次側ポンプ7の駆動を停止し(ステップS7)、一次側混合弁27を一次側往き管5側100%に戻して(ステップS8)、ステップS1へ戻り再度凍結防止運転が必要か否かを判断するようにしている。
When a predetermined freezing prevention time (here, 10 minutes) has elapsed since the start of driving of the primary pump 7 (Yes in step S6), the driving of the
このようにして、給湯外熱交換器3およびその周辺の配管の凍結を防止する凍結防止運転時には、切換弁としての一次側混合弁27が再循環管26側に切り換えられた状態で一次側ポンプ7が駆動されるため、貯湯タンク2内の熱量の消費を抑制して意図しない湯切れを防止できると共に、給湯外熱交換器3の二次側の残留水が過熱されることがなくなるため、凍結防止運転中に給湯があっても給湯温度が大幅にオーバーシュートしてしまうことがなくなるものである。
Thus, at the time of freeze prevention operation which prevents freezing of the hot water supply external heat exchanger 3 and the surrounding pipes, the
なお、この実施形態では、切換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、切換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、三方弁を設けるか、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とに開閉弁または全閉可能な流量調節弁を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、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。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified without changing the gist of the invention. For example, the heating means is not limited 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(切換弁)
41 凍結防止制御手段
DESCRIPTION OF
26
41 Freezing prevention control means
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