JP6136924B2 - Hot water storage water heater - Google Patents
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Description
本発明は、貯湯式給湯機に関する。 The present invention relates to a hot water storage type water heater.
高温の湯を貯湯タンクに貯え、必要時に貯湯タンクから湯を取り出して給湯端末に供給する貯湯式給湯機が広く用いられている。貯湯タンクは、外装となる外郭ケースに収納される。放熱ロスを抑えるため、貯湯タンクは断熱材に覆われた状態で外郭ケースに収納される。一般に、貯湯タンクの形状は円筒状であり、外郭ケースの形状は直方体状である。このため、外郭ケースの稜部では、外郭ケースの内壁とタンク断熱材との間に空間が生じる。この空間で、貯湯タンクからの熱伝導および熱伝達などにより温度勾配が生じ、空気の自然対流が発生する。この自然対流により、タンク断熱材の表面からの放熱が促進され、貯湯タンクからの熱流束が増加し、放熱ロスが大きくなるという課題がある。 2. Description of the Related Art Hot water storage water heaters that store hot water in a hot water storage tank, take out the hot water from the hot water storage tank when necessary, and supply it to a hot water supply terminal are widely used. The hot water storage tank is stored in an outer case serving as an exterior. In order to suppress heat loss, the hot water storage tank is housed in the outer case while being covered with a heat insulating material. In general, the hot water storage tank has a cylindrical shape, and the outer case has a rectangular parallelepiped shape. For this reason, a space is generated between the inner wall of the outer case and the tank heat insulating material at the ridge of the outer case. In this space, a temperature gradient is generated by heat conduction and heat transfer from the hot water storage tank, and natural convection of air is generated. Due to this natural convection, heat radiation from the surface of the tank heat insulating material is promoted, the heat flux from the hot water storage tank increases, and there is a problem that heat radiation loss increases.
下記特許文献1には、中高温となる配管及び部品の少なくとも一部分を覆う中高温配管部品断熱材を備え、この中高温配管部品断熱材とタンク断熱材との間に当該配管及び部品の一部分を挟んだ状態で中高温配管部品断熱材をタンク断熱材に固定した貯湯式給湯機において、自然対流の発生する隙間を埋めるように中高温配管部品断熱材を配置する技術が開示されている。 The following Patent Document 1 includes a medium and high temperature pipe component heat insulating material that covers at least a part of the pipe and parts that are at a medium to high temperature, and a part of the pipe and components are interposed between the medium and high temperature pipe component heat insulating material and the tank heat insulating material. In a hot water storage type hot water heater in which a medium and high temperature pipe component heat insulating material is fixed to a tank heat insulating material in a sandwiched state, a technique of disposing a medium and high temperature pipe component heat insulating material so as to fill a gap where natural convection occurs is disclosed.
上記公報に開示された貯湯式給湯機では、中高温配管部品断熱材を配置した箇所では自然対流の発生を抑制できるが、それ以外の箇所での自然対流の発生を抑制できない。このため、自然対流による放熱ロスの増加を十分に抑制できない。 In the hot water storage-type water heater disclosed in the above publication, the occurrence of natural convection can be suppressed at locations where the intermediate / high-temperature pipe component heat insulating material is disposed, but the occurrence of natural convection cannot be suppressed at other locations. For this reason, an increase in heat dissipation loss due to natural convection cannot be sufficiently suppressed.
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、貯湯タンクからの放熱ロスを低減できる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 an object of the present invention is to provide a hot water storage type hot water heater capable of reducing a heat dissipation loss from a hot water storage tank.
本発明に係る貯湯式給湯機は、円筒状の貯湯タンクと、貯湯タンクを密着して覆うタンク断熱材と、湯水が通る給湯回路を構成する回路機器と、貯湯タンク、タンク断熱材および回路機器を収納する外郭ケースと、を備え、外郭ケースの前面板とタンク断熱材との間に回路機器が配置され、外郭ケースの後面側の左右の稜部に対向するタンク断熱材の表面の空気層の厚さが、空気の自然対流が抑制される厚さであり、稜部の内部に設置され、外郭ケースの後面板および側面板に対して傾斜した仕切板を備え、空気層は、仕切板と、稜部に対向するタンク断熱材の表面との隙間に形成されるものである。 A hot water storage type hot water heater according to the present invention includes a cylindrical hot water storage tank, a tank heat insulating material that closely covers the hot water storage tank, a circuit device that constitutes a hot water supply circuit through which the hot water passes, And an air layer on the surface of the tank heat insulating material facing the left and right ridges on the rear surface side of the outer case, wherein the circuit device is disposed between the front plate of the outer case and the tank heat insulating material. of thickness, Ri thickness der natural air convection is suppressed, installed inside the ridge, provided with a partition plate which is inclined with respect to the face plate and a side plate after the outer case, the air layer, the partition a plate, a shall be formed in the gap between the surface of the tank insulation material facing the ridge.
本発明によれば、貯湯タンクからの放熱ロスを低減することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to reduce heat dissipation loss from the hot water storage tank.
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。なお、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の貯湯式給湯機を前面側から見た外観図(斜視図)である。図1に示すように、本実施の形態1の貯湯式給湯機1は、外郭ケース2と、外郭ケース2を設置面上に固定する複数(図示の構成では3本)の支持脚3とを備える。外郭ケース2の形状は、おおむね直方体状である。外郭ケース2は、金属材料で構成されることが好ましい。図2は、本実施形態1の貯湯式給湯機1を水平面で切断した断面図である。図2の切断面の位置は、外郭ケース2の上下方向のほぼ中間である。ただし、図2では、貯湯タンク4は切断していない状態を示す。図2中、下側が貯湯式給湯機1の前面であり、上側が貯湯式給湯機1の後面である。
Embodiment 1 FIG.
1 is an external view (perspective view) of a hot water storage type water heater according to Embodiment 1 of the present invention as viewed from the front side. As shown in FIG. 1, the hot water storage type water heater 1 of the first embodiment includes an
図1および図2に示すように、外郭ケース2は、前面を形成する前面板2a、左側面を形成する左側面板2b、後面を形成する後面板2c、右側面を形成する右側面板2d、上面を形成する天板2g、底面を形成する底板(図示省略)等を有する。外郭ケース2の内部には、貯湯タンク4が収納されている。貯湯タンク4の形状は、おおむね円筒状である。貯湯タンク4は、その軸方向を鉛直方向とした姿勢で配置される。外郭ケース2の内部には、後述するタンク断熱材5,6および回路機器7,8,9がさらに収納されている。貯湯式給湯機1は、貯湯タンク4内の水を加熱して湯を生成する加熱手段(例えば、ヒートポンプ装置、電気ヒータ、太陽熱集熱器等)を備えるが、図示を省略する。この加熱手段は、外郭ケース2の内部または貯湯タンク4の内部に設けられていても良いし、外郭ケース2と別体とされ、外郭ケース2と配管で接続される構成でも良い。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
図2に示すように、貯湯タンク4は、タンク断熱材5,6により覆われている。タンク断熱材5は、貯湯タンク4の胴部の前面側の半分を密着して覆う。タンク断熱材6は、貯湯タンク4の胴部の後面側の半分を密着して覆う。タンク断熱材5,6が組み合わされることにより貯湯タンク4の胴部の全周が覆われる。図示を省略するが、貯湯タンク4の上部および下部も断熱材により覆われる。
As shown in FIG. 2, the hot
後面板2cの内壁は、タンク断熱材6の表面に近接しており、その近接距離は空気の自然対流が抑制される距離である。左側面板2bおよび右側面板2dの内壁の、前側の部分以外の領域は、タンク断熱材5,6の表面に近接または接触している。
The inner wall of the
回路機器7,8,9は、前面板2aとタンク断熱材5との間に配置されている。回路機器7,8,9は、湯水が通る給湯回路を構成する機器であり、例えば配管、切替弁、ポンプなどである。図2では、回路機器7,8,9を斜線領域で表し、図示を簡略化している。回路機器7は、前面板2aの内壁に沿う空間に配置されている。回路機器8は、左側面板2bの内壁の前側の部分とタンク断熱材5の表面と回路機器7とで囲まれる空間に配置されている。回路機器9は、右側面板2dの内壁の前側の部分とタンク断熱材5の表面と回路機器7とで囲まれる空間に配置されている。前面板2aの全部または一部は、取り外し可能になっている。回路機器7,8,9をメンテナンスする際には、前面板2aの全部または一部を取り外すことで、作業を容易に行うことができる。
The
外郭ケース2の内部の後面側には、給湯回路を構成する回路機器は配置されていない。本実施の形態1では、給湯回路を構成する回路機器7,8,9を外郭ケース2の内部の前面側に集中して配置することにより、メンテナンスを容易に行うことができる。また、タンク断熱材5の表面と、前面板2aの内壁と、左側面板2bおよび右側面板2dの内壁の前側の部分とで囲まれる空間を回路機器7,8,9で埋めることにより、当該空間での空気の自然対流を抑制できる。このため、タンク断熱材5の表面の熱伝達率が低下し、貯湯タンク4からの放熱を抑制できる。
On the rear side of the inside of the
外郭ケース2の後面側の左右の稜部には、面取り部2e,2fが形成されている。面取り部2eは、左側面板2bと後面板2cとの角を除去した形状をなす。面取り部2eは、左側面板2bおよび後面板2cに対し傾斜した平板状をなす。面取り部2fは、右側面板2dと後面板2cとの角を除去した形状をなす。面取り部2fは、右側面板2dおよび後面板2cに対し傾斜した平板状をなす。面取り部2e,2fの内壁は、タンク断熱材6の表面に近接しており、その近接距離は空気の自然対流が抑制される距離である。本実施の形態1では、面取り部2e,2fを平板状に形成しているが、面取り部2e,2fを曲面状に形成しても良い。
Chamfered
従来の貯湯式給湯機では、外郭ケースの後面側の左右の稜部と、これに対向するタンク断熱材の表面との間に、大きな空間が生じる。この空間で空気の自然対流が発生することにより、タンク断熱材の表面の熱伝達率が上昇し、貯湯タンクからの熱流束が増加し、貯湯タンクからの放熱ロスが大きくなる。これに対し、本実施の形態1では、以下のようにして、この放熱ロスを抑制できる。 In the conventional hot water storage type hot water heater, a large space is generated between the left and right ridges on the rear surface side of the outer case and the surface of the tank heat insulating material facing the ridge. When natural convection of air occurs in this space, the heat transfer coefficient on the surface of the tank heat insulating material increases, the heat flux from the hot water storage tank increases, and the heat dissipation loss from the hot water storage tank increases. On the other hand, in this Embodiment 1, this heat dissipation loss can be suppressed as follows.
タンク断熱材6の表面の空気層の厚さが薄い場合には、空気の自然対流が発生することを抑制できる。本実施の形態1では、外郭ケース2の後面側の左右の稜部に面取り部2e,2fを設けたことにより、外郭ケース2の後面側の左右の稜部に対向するタンク断熱材6の表面の空気層の厚さを、空気の自然対流が抑制される厚さにすることができる。このため、外郭ケース2の後面側の左右の稜部に対向するタンク断熱材6の表面の空気層に自然対流が発生することが確実に抑制されるので、当該表面の熱伝達率が低下し、貯湯タンク4からの熱流束が減少し、貯湯タンク4からの放熱ロスを低減できる。また、外郭ケース2の後面側の左右の稜部に対向する部分のタンク断熱材6を過度に厚くすることなく上記効果が達成できる。このため、タンク断熱材6のコストおよび重量を抑制できる。
When the thickness of the air layer on the surface of the tank
外郭ケース2の後面側の左右の稜部に対向するタンク断熱材6の表面の空気層の厚さ、すなわち、面取り部2e,2fの内壁とタンク断熱材6の表面との隙間は、3mm以下が好ましく、2mm以下がより好ましい。このような範囲にすることにより、タンク断熱材6の表面の空気層に自然対流が発生することをより確実に抑制できる。また、面取り部2e,2fの内壁とタンク断熱材6の表面とは、基本的には近接させるが、一部接触していても良いものとする。但し、接触面積は近接面積と比較して非常に小さくすることとする(例えば5%以下など)。
The thickness of the air layer on the surface of the tank
実施の形態2.
次に、図3を参照して、本発明の実施の形態2について説明するが、上述した実施の形態1との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分は同一符号を付し説明を省略する。図3は、本発明の実施の形態2の貯湯式給湯機1Aを水平面で切断した断面図である。図3の切断面の位置は、外郭ケース2の上下方向のほぼ中間である。ただし、図3では、貯湯タンク4は切断していない状態を示す。図3中、下側が貯湯式給湯機1Aの前面であり、上側が貯湯式給湯機1Aの後面である。本実施の形態2の貯湯式給湯機1Aは、実施の形態1と比べて、外郭ケース2の形状が異なるが、外観図は省略する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3. The description will focus on the differences from the first embodiment described above, and the same or corresponding parts will be denoted by the same reference numerals. Is omitted. FIG. 3 is a cross-sectional view of hot water storage type water heater 1A according to
図3に示すように、本実施の形態2の外郭ケース2の後面側の左右の稜部では、左側面板2bと後面板2cとが直角に接合し、右側面板2dと後面板2cとが直角に接合する。すなわち、本実施の形態2の外郭ケース2は、実施の形態1に比べて、より直方体に近い一般的な形状をなしている。このため、外郭ケース2の製造コストを抑制できる。
As shown in FIG. 3, at the left and right ridges on the rear surface side of the
外郭ケース2の後面側の左右の稜部の内部には、仕切板10,11が設置されている。仕切板10は、左側面板2bと後面板2cとの角を頂点とした場合の底辺の位置に配置される。仕切板10は、左側面板2bおよび後面板2cに対し傾斜した平板状をなす。仕切板10の両端は、左側面板2bの内壁と後面板2cの内壁とに接触する。仕切板11は、右側面板2dと後面板2cとの角を頂点とした場合の底辺の位置に配置される。仕切板11は、右側面板2dおよび後面板2cに対し傾斜した平板状をなす。仕切板11の両端は、右側面板2dの内壁と後面板2cの内壁とに接触する。このような仕切板10,11の一方の面は、タンク断熱材6の表面に近接しており、その近接距離は、空気の自然対流が抑制される距離である。本実施の形態2では、仕切板10,11を平板状に形成しているが、仕切板10,11を曲面状に形成しても良い。
外郭ケース2の後面側の左右の稜部の内部には、空間12,13が形成される。空間12は、左側面板2bと後面板2cと仕切板10とで囲まれる。空間13は、右側面板2dと後面板2cと仕切板11とで囲まれる。
本実施の形態2の貯湯式給湯機1Aでは、空間12,13で空気の自然対流が発生した場合であっても、以下のようにして、貯湯タンク4からの放熱ロスを抑制できる。前述したように、タンク断熱材6の表面の空気層の厚さが薄い場合には、空気の自然対流が発生することを抑制できる。本実施の形態2では、外郭ケース2の後面側の左右の稜部の内部に仕切板10,11を設けたことにより、外郭ケース2の後面側の左右の稜部に対向するタンク断熱材6の表面の空気層の厚さを、空気の自然対流が抑制される厚さにすることができる。このため、外郭ケース2の後面側の左右の稜部に対向するタンク断熱材6の表面の空気層に自然対流が発生することが確実に抑制される。その結果、空間12,13内で発生する自然対流と、タンク断熱材6との間に、仕切板10,11と、自然対流の発生しない空気層とが介在する。これにより、タンク断熱材6の表面の熱伝達率が低下し、貯湯タンク4からの熱流束が減少し、貯湯タンク4からの放熱ロスを低減できる。また、外郭ケース2の後面側の左右の稜部に対向する部分のタンク断熱材6を過度に厚くすることなく上記効果が達成できる。このため、タンク断熱材6のコストおよび重量を抑制できる。また、本実施の形態2のように構成することで、貯湯式給湯機1Aの外観形状は一般的な直方体に近い形状のままとすることができるため、住宅の外壁に沿って据付される貯湯式給湯機として、多角柱状となる実施の形態1の構成に比べて、デザイン性が良く、外壁とも馴染みやすい形状とすることができる。
In the hot water storage type hot water heater 1A according to the second embodiment, even if natural convection of air occurs in the
外郭ケース2の後面側の左右の稜部に対向するタンク断熱材6の表面の空気層の厚さ、すなわち、仕切板10,11とタンク断熱材6の表面との隙間は、3mm以下が好ましく、2mm以下がより好ましい。このような範囲にすることにより、タンク断熱材6の表面の空気層に自然対流が発生することをより確実に抑制できる。また、仕切板10,11とタンク断熱材6の表面とは、基本的には近接させるが、一部接触していても良いものとする。但し、接触面積は近接面積と比較して非常に小さくすることとする(例えば5%以下など)。また、仕切板10,11は、外郭ケース2に比べて熱伝導率の低い材料で作製することが望ましい。これにより、貯湯タンク4からの放熱ロスをさらに低減できる。
The thickness of the air layer on the surface of the tank
1,1A 貯湯式給湯機、2 外郭ケース、2a 前面板、2b 左側面板、2c 後面板、2d 右側面板、2e,2f 面取り部、2g 天板、3 支持脚、4 貯湯タンク、5,6 タンク断熱材、7,8,9 回路機器、11 仕切板、12,13 空間 1,1A Hot water storage type water heater, 2 outer case, 2a front plate, 2b left side plate, 2c rear surface plate, 2d right side plate, 2e, 2f chamfered portion, 2g top plate, 3 support legs, 4 hot water storage tank, 5, 6 tank Thermal insulation, 7, 8, 9 Circuit equipment, 11 Partition plate, 12, 13 space
Claims (2)
前記貯湯タンクを密着して覆うタンク断熱材と、
湯水が通る給湯回路を構成する回路機器と、
前記貯湯タンク、前記タンク断熱材および前記回路機器を収納する外郭ケースと、
を備え、
前記外郭ケースの前面板と前記タンク断熱材との間に前記回路機器が配置され、
前記外郭ケースの後面側の左右の稜部に対向する前記タンク断熱材の表面の空気層の厚さが、空気の自然対流が抑制される厚さであり、
前記稜部の内部に設置され、前記外郭ケースの後面板および側面板に対して傾斜した仕切板を備え、
前記空気層は、前記仕切板と、前記稜部に対向する前記タンク断熱材の前記表面との隙間に形成される貯湯式給湯機。 A cylindrical hot water storage tank;
A tank insulation covering and covering the hot water storage tank;
Circuit equipment constituting a hot water supply circuit through which hot water passes,
An outer case for housing the hot water storage tank, the tank heat insulating material and the circuit device;
With
The circuit device is disposed between the front plate of the outer case and the tank heat insulating material,
The thickness of the air layer of the tank insulation material the surface of which faces the edge portion of the left and right rear side of the outer case, Ri thickness der natural air convection is suppressed,
It is installed inside the ridge, and includes a partition plate that is inclined with respect to a rear plate and a side plate of the outer case,
The air layer, the partition plate and the hot water storage type water heater that will be formed in a gap between the surface of the tank insulation facing the ridge.
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