JP6450231B2 - Water heater - Google Patents
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Description
本発明は、給湯装置に関するものであり、詳細には、給湯装置の流路に設けられた給湯ミキシング弁、ヒートポンプバイパス、風呂三方弁、風呂ミキシング弁、中温水ミキシング弁等の各種複数弁の駆動制御に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a hot water supply apparatus, and more specifically, driving of various valves such as a hot water mixing valve, a heat pump bypass, a bath three-way valve, a bath mixing valve, and an intermediate temperature water mixing valve provided in a flow path of the hot water supply apparatus. It is about control.
従来、この種の給湯装置に設けられた各種複数弁の駆動制御に関して、特許文献1では、各々の弁の駆動手段に対して優先度の高い駆動手段の動作から順次下位の駆動手段の動作へと所定の動作遅れの時間を保持して起動させるようにすることが開示されている。しかしながら、同文献に記載されるように、優先度の高い駆動手段の動作から順次下位の駆動手段の動作へと所定の動作遅れの時間を保持して起動させるようにした場合には、電源容量が余っている場合でも、優先度の高い駆動手段の動作を優先するために、円滑に給湯装置を使用することができないという不都合が生じることがある。
Conventionally, regarding the drive control of various valves provided in this type of hot water supply apparatus, in
そこで、本発明では、同時使用できる駆動手段の上限を設けることにより、上限値以下の場合には、優先順位を設けて駆動手段を駆動させ、安定した弁の駆動と電源の有効利用を図るとともに、電源の容量を低くしても円滑な給湯を行うことができる給湯装置を提供することを目的とする。 Therefore, in the present invention, by providing an upper limit of drive means that can be used simultaneously, when the value is less than the upper limit value, priority is given to drive the drive means so that stable valve driving and effective use of the power source are achieved. An object of the present invention is to provide a hot water supply apparatus that can perform smooth hot water supply even when the capacity of the power source is reduced.
本発明は上記課題を解決するため、請求項1に係る発明は、熱源機に接続された出湯流路を、給湯側流路と風呂側流路とに分岐し、前記給湯側流路に水と混合するための給湯ミキシング弁と、複数の流路切換弁の群と、それ以外の弁と、を少なくとも備えた給湯装置であって、前記給湯ミキシング弁、前記複数の流路切換弁、及び前記それ以外の弁は同一電源により駆動される弁であり、同時に駆動できる前記弁の上限を2個とし、前記弁のうちで、同時に3個以上の駆動要求がある場合には、前記給湯ミキシング弁、前記複数の流路切換弁の群内の弁、前記それ以外の弁の優先順位で駆動させるようにし、且つ、前記複数の流路切換弁の群内の弁の内では駆動要求の先後の順に従った優先順位とするようにし、前記複数の流路切換弁の群内の弁は、同時駆動できる上限を1個とすることを特徴とする。
また、請求項2に係る発明は、請求項1に記載の発明において、前記優先順位の低い弁が稼働中に、前記優先順位の高い弁の駆動要求があった場合には、前記優先順位の低い弁の稼働を停止させ、前記優先順位の高い弁の稼働が終了した後に、停止させた前記弁を駆動させるようにしたことを特徴とする。
また、請求項3に係る発明は、請求項1又は2に記載の発明において、前記流路切換弁の群に属する流路切換弁の稼働は、前記弁の稼働目的が終了するまでは弁の稼働を停止させないようにしたことを特徴とする。
また、請求項4に係る発明は、請求項1乃至3の何れか1項に記載の発明において、前記給湯側流路に、前記熱源機を構成する貯湯タンクの中温水が貯えられる位置から中温水流路を介して接続された中温水ミキシング弁と、前記風呂側流路に水と混合するために設けられた風呂ミキシング弁と、風呂からのお湯を、加熱手段側又は前記風呂側に送ることを切り替えるための風呂三方弁と、前記加熱手段からのお湯を前記貯湯タンク側又はバイパス側に送ることを切り替えるためのヒートポンプバイパス弁と、を少なくとも備え、前記複数の流路切替弁の群は、前記風呂三方弁及び前記ヒートポンプバイパス弁を含み、前記それ以外の弁は、前記中温水ミキシング弁及び前記風呂ミキシング弁を含むことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to
Further, in the invention according to claim 2 , in the invention according to
The invention according to
Further, the invention according to claim 4 is the invention according to any one of
本発明によれば、同時使用できる駆動手段の上限を設けることにより、上限値以下の場合には、優先順位を設けて駆動手段を駆動させ、安定した弁の駆動と電源の有効利用を図ることができる。また、電源の容量を低くしても円滑な給湯を行うことができるコンパクトな給湯装置を提供することができる。 According to the present invention, by providing an upper limit of drive means that can be used simultaneously, when the value is less than or equal to the upper limit value, priority is given to drive the drive means to achieve stable valve driving and effective use of the power source. Can do. Further, it is possible to provide a compact hot water supply apparatus that can perform smooth hot water supply even when the capacity of the power source is reduced.
本発明の一実施形態を図1を参照して説明する。
図1は給湯装置の概略構成図で、熱源機である円筒状の貯湯タンク1は、二酸化炭素冷媒を用いたヒートポンプユニットから成る加熱手段2を利用し、湯水を電気によって沸き上げて貯湯するものである。貯湯タンク1の上部には加熱手段2からのお湯を貯湯タンク1へ供給するため往き流路3が接続され、底部には低温の水を加熱手段に戻すための戻り流路4が接続される。また、貯湯タンク1の底部には、給水栓5から給水専用止水栓6、減圧弁及びストレーナ7並びに逆止弁8を介して水を補給するための給水流路9が接続される。尚、給水流路9には、排水栓10が接続される。尚、図示したものでは加熱手段2からの湯水を貯湯タンク1に供給しているが、本発明においては熱源機は貯湯タンク1自体を燃料により加熱するものを除外するものではない。
貯湯タンク1の上部には、貯湯した高温水を給湯機器11や風呂12へ供給するための出湯流路13が接続される。出湯流路13は下流で給湯側流路14と風呂側流路15とに分岐しており、給湯側流路14は給湯機器11が接続され、風呂側流路15には後述する配管等を介して風呂12に接続される。
給湯側流路14には、上流側から順に、給湯ミキシング弁16、給湯流量センサ17、給湯サーミスタ18及び逆止弁19が設けられる。給湯ミキシング弁16は、出湯流路13から送られるお湯と、給水栓5から送られる水とを混合するためのものであり、電動三方弁により構成される。制御手段20は、給湯サーミスタ18により検知された給湯温度と、台所や風呂の洗い場のリモコン等21により設定された給湯設定温度と、給水栓5から送られる検知された水の温度とから、出湯流路13側の開度と給水流路9側の開度とを求め、これらの開度となるように給湯ミキシング弁16のモータを制御する。尚、給湯流量センサ17は給湯側流路の流量を検知し、逆止弁19は給湯機器11側から貯湯タンク1側へのお湯の逆流を防ぐためのものである。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a hot water supply apparatus. A cylindrical hot
Connected to the upper part of the hot
The hot water
風呂側流路15には、上流側から順に、風呂ミキシング弁22、風呂流量センサ23、湯張り電磁弁24及び風呂往きサーミスタ25が設けられる。風呂ミキシング弁22は、出湯流路13から送られるお湯と、給水栓5から送られる水とを混合するためのものであり、電動三方弁により構成される。制御手段20は、風呂ミキシング弁22の下流側に設けられた風呂サーミスタ25により検知された給湯温度と、風呂のリモコン等26により設定された湯張り設定温度と、水の温度とから、風呂ミキシング弁22の出湯流路13側の開度と給水流路9側の開度とを求め、これらの開度となるように風呂ミキシング弁22のモータを制御する。
尚、湯張り電磁弁24は、風呂のリモコン等26により湯張り等が設定されると開くように構成された電動弁である。また、湯張り電磁弁24の下流側には、風呂12のお湯の逆流を防止する目的で逆止弁27,28が2個設けられる。また、湯張り電磁弁24から2つの逆止弁27,28までの流路と並列して、大気開放弁29を設けている。この大気開放弁29の一次側は風呂ミキシング弁22及び風呂流量センサ23との間に接続され、二次側に逆止弁27,28間の流路と接続される。これにより、断水等により給水元圧が低下すると大気開放弁29の一次側に作用する給水圧が低下して弁が開き、二次側と排水管30とを連通して、浴槽水が逆止弁27,28を超えて逆流した場合に排水する。
The bath-
The hot
貯湯タンク1内の上方に設けられた風呂熱交換器31は、風呂循環回路32により風呂12と接続される。風呂循環回路32には、ポンプ33が設けられており、風呂12から吸水したお湯を風呂熱交換器31に送るとともにそこで熱交換を行い、風呂12へと戻される。尚、ポンプ33の上流側には水位センサ34が設けられ風呂12の水位を検知する。
ポンプ33の下流側には、風呂三方弁35及び風呂往きサーミスタ36が設けられる。風呂三方弁35は、電動の流路切換弁である。風呂三方弁35は、風呂12内の浴槽水を循環させる必要がある際に、貯湯タンク1内の風呂熱交換器31を浴槽水が循環しないようにするために戻り流路37側に切り換えて使用する。例えば、風呂12内の浴槽水の温度チェックを行う際には、浴槽水を循環させる必要があるが、その時に風呂熱交換器31内を浴槽水が流通してしまうと、不必要な浴槽水の加熱が行われる場合が生じる。また、冬期は風呂循環回路の凍結を防止する必要があり、風呂12内に残っている浴槽水を定期的に循環させてやることで、風呂熱交換器31と風呂12とを接続している風呂循環回路の凍結を防止するようにしているが、このときに、戻り流路37側に切り替えないと貯湯タンク1内の熱量が凍結予防運転に消費されて湯切れが生じる。戻り流路37側にして循環することで、加熱を伴わない浴槽水の循環による凍結防止運転を実施している。風呂三方弁35の上記の切り替えは、所定のプログラムや手動で制御手段20を介して行うようにする。
尚、貯湯タンク内1のお湯の温度を測定するために、図示しないが貯湯タンク1の上側から所定の間隔でサーミスタが複数設けられる。
また、図示したものでは、風呂熱交換器31は貯湯タンク1内に記載されるものであるが、風呂熱交換器31は加熱手段2内に配置してもよい。
A
A bath three-
In order to measure the temperature of the hot water in the hot
In the illustrated example, the
貯湯タンク1の上部に設けられた出湯流路13は、上記した風呂側流路14と給湯側流路15とに分岐するが、出湯流路13の分岐前には、貯湯タンク1の上流側から順に、中温水ミキシング弁38及び中温水サーミスタ39が設けられる。貯湯タンク1の上方で出湯流路13が接続される位置よりも下方の位置には中温水流路40が接続され、中温水流路40は逆止弁41を介して中温水ミキシング弁38と接続される。中温水流路40は、風呂熱交換器31で熱交換されて温度が低下した中温水を出湯する。中温水ミキシング弁38は、出湯流路13から供給される高温のお湯と、中温水流路40から供給される中温水とを混合して出湯流路13に供給する。制御手段20は、中温水サーミスタ39で検知された温度と、出湯流路13のお湯の温度とから、制御手段20により予め設定されている温度で出湯流路13のお湯と中温水流路40の中温水とが混合されるように、中温水ミキシング弁38の出湯流路13側(貯湯タンク1側)の開度及び中温水流路40側の弁開度が制御される。
The hot
貯湯タンク1内の湯水を加熱するためのヒートポンプ式の加熱手段2は、貯湯タンク1との間で湯水が循環できるように構成されている。ここで、ヒートポンプ式の加熱手段2は、圧縮機、水冷媒熱交換器、膨張弁及び空気熱交換器を備えて構成される。
加熱手段2で加熱されたお湯は、貯湯タンク1の上部から貯湯タンク1内に供給されるが、この流路を途中で分岐して、分岐する箇所に流路切換弁であるヒートポンプバイパス弁42が設けられる。制御手段20は、検知された貯湯タンク1の上側の温度と、加熱手段2から供給されるお湯の温度とを比較し、加熱手段2でお湯が十分な加熱が行われていない場合には、貯湯タンク1側への往き流路3側から給水流路9を介して貯湯タンク1下部へ湯水を戻すヒートポンプバイパス流路43へと流路の切り替えを行う。
A heat pump type heating means 2 for heating hot water in the hot
Hot water heated by the heating means 2 is supplied into the hot
制御手段20は、台所等のリモコン21や浴室のリモコン26と接続し給湯や風呂12の湯張り、足し湯等の制御を行うカウント機能、各種センサ類で検知された値を記憶する手段、予め設定された値や検出値等と、記憶手段に記憶された値とを比較するためのマイコン等を備えている。制御手段20にリモコン21,26からの要求があった場合と、制御手段20からの制御指示自体を含めて、本明細書では弁乃至弁の群への要求があった場合とする。
The control means 20 is connected to a
次に、上記装置を構成する弁等を駆動する電源回路を図2を参照して説明する。
図2に示すように、商用電源47(200V)には、ダイオード48を介して湯張り電磁弁24に接続される。また、風呂12の循環のためのポンプ33は、ダイオード49により整流された直流280Vで駆動される。また、商用電源47の電圧はトランス50により降圧され、直流電圧5V、12V及び15Vにされ、給湯ミキシング弁16、風呂ミキシング弁22、風呂三方弁35、中温水ミキシング弁38、及び、ヒートポンプバイパス弁42のモータは15Vで駆動され、リモコン21,26は12Vで駆動され、制御手段20は5Vで駆動される。
本実施の形態では、同一電源により駆動される給湯ミキシング弁16、風呂ミキシング弁22、中温水ミキシング弁38、並びに、流路切替弁である風呂三方弁35及びヒートポンプバイパス弁42からなる群のうちで、制御手段20からの駆動要求が同時に3個以上の弁に対して生じた場合には、これらの弁16,22,35,38,42は2個以下になるように、次のように制御手段により制御する。
即ち、給湯ミキシング弁16、次いで、前記群に含まれる流路切換弁である風呂三方弁35及びヒートポンプバイパス弁42、次いで、それ以外の弁である風呂ミキシング弁22、中温水ミキシング弁38の順に優先順位をもって駆動させるようにする。
また、流路切換弁の群に含まれる弁は、同時駆動させる場合には1個のみとすることが好ましい。電源容量が、群内の流路切換弁を複数同時に駆動することが可能な容量であったとしても、優先順位の高い給湯ミキシング弁16の制御の割り込みが生じた場合に、駆動中の複数の流路切換弁のうちの何れかを停止させるようにしたのでは、流路切り替えの目的が果たせない状態で停止させてしまうことになるからである。
尚、前記群に含まれる流路切換弁である風呂三方弁35及びヒートポンプバイパス弁42間の優先順位については、その群内での駆動要求の先後の順に従った優先順位とする。また、この群に属する流路切替弁である風呂三方弁35及びヒートポンプバイパス弁42については、弁の稼働目的が終了するまでは弁の稼働を停止させないようにする。そのような制御により、風呂三方弁35、或いは、ヒートポンプバイパス弁42の本来の役割を確実に果たさせることができるからである。
上記のように、各弁16,22,35,38,42の駆動の優先順位を設けるようにしたので、給湯側に高温湯が供給されないように優先的に弁を駆動させ、しかも、電源容量を抑えた回路とした場合でも、同時駆動できる弁が2個あるため、有効に電源を利用することができる。
また、優先順位の低い弁が駆動している間に、優先順位の高い弁の駆動要求があったと制御手段で判断した場合には、優先順位の低い弁の駆動を停止し、優先順位の高い弁を駆動させてこれらの駆動が終了したことを制御手段で確認した後に、停止した弁の駆動をさせるようにすることが好ましい。優先順位の高い弁の駆動を優先させることにより、安全等の給湯装置における優先度の高い動作を優先することができるからである。
尚、上記弁の群については、上記風呂三方弁35及びヒートポンプバイパス弁42に限られず、流路の切り替えを行う切換弁は、前記流路切替弁の群に含まれるものとする。
Next, a power supply circuit for driving valves and the like constituting the apparatus will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 2, the commercial power supply 47 (200 V) is connected to the hot
In the present embodiment, a hot
That is, the hot water
Further, it is preferable that only one valve is included in the group of the flow path switching valves when the valves are simultaneously driven. Even if the power supply capacity is a capacity capable of simultaneously driving a plurality of flow path switching valves in the group, when an interrupt of control of the hot
The priority order between the bath three-
As described above, since the driving priority of the
In addition, when the control means determines that there is a drive request for a valve with a high priority while the valve with a low priority is operating, the driving of the valve with a low priority is stopped and the valve with a high priority is It is preferable to drive the stopped valve after driving the valves and confirming with the control means that these drivings have been completed. This is because priority can be given to the operation with high priority in the hot water supply apparatus such as safety by giving priority to the driving of the valve with high priority.
Note that the group of the valves is not limited to the bath three-
1 貯湯タンク
2 加熱手段
3 往き流路
4 戻り流路
5 給水栓
6 給水専用止水栓
7 減圧弁及びストレーナ
8 逆止弁
9 給水流路
10 排水栓
11 給湯機器
12 風呂
13 出湯流路
14 給湯側流路
15 風呂側流路
16 給湯ミキシング弁
17 給湯流量センサ
18 給湯サーミスタ
19 逆止弁
20 制御手段
21 リモコン
22 風呂ミキシング弁
23 風呂流量センサ
24 湯張り電磁弁
25 風呂往きサーミスタ
26 リモコン
27 逆止弁
28 逆止弁
29 大気開放弁
30 排水管
31 風呂熱交換器
32 風呂循環回路
33 ポンプ
34 水位センサ
35 風呂三方弁
36 風呂往きサーミスタ
37 戻り流路
38 中温水ミキシング弁
39 中温水サーミスタ
40 中温水流路
41 逆止弁
42 ヒートポンプバイパス弁
43 ヒートポンプバイパス流路
44 逃がし弁
45 止水栓
46 非常用取水栓
47 商用電源
48 ダイオード
49 ダイオード
50 トランス
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記給湯ミキシング弁、前記複数の流路切換弁、及び前記それ以外の弁は同一電源により駆動される弁であり、同時に駆動できる前記弁の上限を2個とし、
前記弁のうちで、同時に3個以上の駆動要求がある場合には、前記給湯ミキシング弁、前記複数の流路切換弁の群内の弁、前記それ以外の弁の優先順位で駆動させるようにし、且つ、前記複数の流路切換弁の群内の弁の内では駆動要求の先後の順に従った優先順位とするようにし、
前記複数の流路切換弁の群内の弁は、同時駆動できる上限を1個とすることを特徴とする給湯装置。 A hot water mixing valve for branching a hot water flow path connected to the heat source machine into a hot water supply side flow path and a bath side flow path, and mixing with water in the hot water supply side flow path, and a group of a plurality of flow path switching valves When, and other valves, and at least the hot water supply device provided with,
The hot water mixing valve, the plurality of flow path switching valves, and the other valves are valves driven by the same power source , and the upper limit of the valves that can be driven simultaneously is two,
Of the valve, if there are three or more drive request at the same time, the hot water supply mixing valve, wherein the plurality of flow path switching valve the valve in the group of, so as to drive at the priority of the other valve In addition, among the valves in the group of the plurality of flow path switching valves , priority is given in accordance with the order of the drive requests .
The valve in the group of the plurality of flow path switching valves has a single upper limit that can be driven simultaneously .
前記風呂側流路に水と混合するために設けられた風呂ミキシング弁と、
風呂からのお湯を、加熱手段側又は前記風呂側に送ることを切り替えるための風呂三方弁と、
前記加熱手段からのお湯を前記貯湯タンク側又はバイパス側に送ることを切り替えるためのヒートポンプバイパス弁と、を少なくとも備え、
前記複数の流路切替弁の群は、前記風呂三方弁及び前記ヒートポンプバイパス弁を含み、
前記それ以外の弁は、前記中温水ミキシング弁及び前記風呂ミキシング弁を含むことを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の給湯装置。 A medium temperature water mixing valve connected to the hot water supply side flow path through a medium temperature water flow path from a position where medium temperature water of the hot water storage tank constituting the heat source unit is stored,
A bath mixing valve provided to mix water with the bath-side channel;
A bath three-way valve for switching the sending hot water from the bath, the heating unit side or the bath side,
Comprising at least a heat pump bypass valve for hot water is switched to send the hot water storage tank side or bypass-side from the heating means,
The group of the plurality of flow path switching valves includes the bath three-way valve and the heat pump bypass valve,
The hot water supply apparatus according to any one of claims 1 to 3 , wherein the other valves include the intermediate temperature water mixing valve and the bath mixing valve .
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