JP7003205B2 - Water heater - Google Patents
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Description
本発明は、給湯装置に関する。 The present invention relates to a hot water supply device.
近年、省エネルギーへの関心が高まり、省エネ性に優れた貯湯式ヒートポンプ給湯装置が普及している。このような給湯装置では、貯湯タンクから出湯した高温水と低温水を混合することによって設定温度での給湯を行う。この混合には、低温水と高温水を適当な割合で混合する混合弁が用いられる。 In recent years, interest in energy saving has increased, and hot water storage type heat pump water heaters with excellent energy saving properties have become widespread. In such a hot water supply device, hot water is supplied at a set temperature by mixing high-temperature water and low-temperature water discharged from a hot water storage tank. For this mixing, a mixing valve that mixes low-temperature water and high-temperature water in an appropriate ratio is used.
一般的に、混合弁は、高温水と低温水が供給される2つの入水口と、高温水と低温水が混合した湯水を出水する出水口とを有する筐体と、1つ以上の開口部を有する弁体と、から構成される。このような混合弁では、弁体が回転すると、各入水口と弁体の開口部によって形成される流路面積が変化し、これにより、高温水と低温水の混合比が調整される。 Generally, a mixing valve has a housing having two inlets for supplying hot water and cold water, and an outlet for discharging hot water in which hot water and cold water are mixed, and one or more openings. It is composed of a valve body having a. In such a mixing valve, when the valve body rotates, the flow path area formed by each water inlet and the opening of the valve body changes, whereby the mixing ratio of hot water and low temperature water is adjusted.
例えば、特許文献1に開示される給湯装置の混合弁は、弁体に2つの開口部を有し、弁体が水(低温水)側から駆動されたとき、水のみの流量が変動する流量可変領域が一定区間存在した後、湯(高温水)と水とが混合する混合領域が一定区間存在するように構成されている。
For example, the mixing valve of the hot water supply device disclosed in
特許文献1の給湯装置の混合弁において、流量可変領域では流量(流出量)を調整することが可能である。ただし、この流量可変領域は、低温水のみが出水される領域である。一方、高温水と低温水の混合比を調整することが可能な混合領域では、出水される湯水の流出量は一定となり、調整することができない。すなわち、特許文献1の給湯装置の混合弁によれば、低温水の流出量を調整するための構成を備えているものの、高温水と低温水が混合した湯水の流出量を調整するための構成は備えていない。
In the mixing valve of the hot water supply device of
なお、特許文献1に従来技術として記載されているように、一般的な給湯装置において、混合弁は高温水と低温水の混合比のみを調整するものであり、湯水の流出量は混合弁ではなく流量調整弁によって調整される。したがって、一般的な給湯装置で使用されている混合弁も、高温水と低温水が混合した湯水の流出量を調整するための構成を備えていない。
As described in
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、混合弁によって、高温水と低温水が混合した湯水の流出量を調整することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to adjust the outflow amount of hot water in which high temperature water and low temperature water are mixed by a mixing valve.
上記目的を達成するため、本発明に係る給湯装置は、
高温水を貯留する貯湯タンクと、
低温水と前記貯湯タンクから供給される前記高温水とを混合する複数の混合弁と、
指定受付手段と、
を備え、
前記複数の混合弁のそれぞれは、湯水を供給すべき複数の給湯端末のそれぞれに接続され、
前記複数の混合弁のそれぞれは、
前記高温水が供給される第1の入水口と、前記低温水が供給される第2の入水口と、前記高温水と前記低温水が混合した湯水を出水する出水口と、を有する筐体と、
前記第1の入水口から供給される前記高温水と前記第2の入水口から供給される前記低温水の流入量を調整するように駆動される弁体と、
を備え、
前記指定受付手段は、前記複数の給湯端末のうち優先させる給湯端末の指定を受け付け、
前記弁体の駆動範囲において、前記出水口から出水される湯水の流出量の変動が抑制された状態で前記高温水と前記低温水との混合比が変化する第1の混合比調整区間と第2の混合比調整区間を有し、
前記第1の混合比調整区間と前記第2の混合比調整区間では、前記湯水の流出量が異なり、
前記指定受付手段で指定された給湯端末に対応する混合弁の弁体は、給湯時において、前記第1の混合比調整区間の範囲で駆動され、
前記指定受付手段で指定された給湯端末以外の給湯端末に対応する混合弁の弁体は、給湯時において、前記第2の混合比調整区間の範囲で駆動される。
In order to achieve the above object, the water heater according to the present invention is
A hot water storage tank that stores hot water and
A plurality of mixing valves for mixing the low-temperature water and the high-temperature water supplied from the hot water storage tank,
Designated reception means and
Equipped with
Each of the plurality of mixing valves is connected to each of the plurality of hot water supply terminals to which hot water is to be supplied.
Each of the plurality of mixing valves
A housing having a first inlet for supplying the high-temperature water, a second inlet for supplying the low-temperature water, and an outlet for discharging hot water in which the high-temperature water and the low-temperature water are mixed. When,
A valve body driven to adjust the inflow amount of the high temperature water supplied from the first inlet and the low temperature water supplied from the second inlet.
Equipped with
The designated receiving means receives the designation of the hot water supply terminal to be prioritized among the plurality of hot water supply terminals, and receives the designation.
In the driving range of the valve body, the first mixing ratio adjusting section and the first mixing ratio adjustment section in which the mixing ratio of the high temperature water and the low temperature water changes while the fluctuation of the outflow amount of the hot water discharged from the outlet is suppressed. It has a mixture ratio adjustment section of 2 and has
The outflow amount of the hot water differs between the first mixing ratio adjusting section and the second mixing ratio adjusting section.
The valve body of the mixing valve corresponding to the hot water supply terminal designated by the designated receiving means is driven within the range of the first mixing ratio adjusting section at the time of hot water supply.
The valve body of the mixing valve corresponding to the hot water supply terminal other than the hot water supply terminal designated by the designated reception means is driven within the range of the second mixing ratio adjusting section at the time of hot water supply.
本発明によれば、混合弁によって、高温水と低温水が混合した湯水の流出量を調整することができる。 According to the present invention, the outflow amount of hot water in which high temperature water and low temperature water are mixed can be adjusted by the mixing valve.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明において、「低温水」とは、水道水(市水)、貯湯タンクから供給される低温の水等を意味する。「高温水」とは低温水に比べて高温の水を意味し、「湯水」とは高温水と低温水が混合した水を意味するものとする。ただし、実際に給湯される「湯水」には、厳密には、高温水又は低温水だけの場合も含まれる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, "low temperature water" means tap water (city water), low temperature water supplied from a hot water storage tank, and the like. "High temperature water" means water having a higher temperature than low temperature water, and "hot water" means water in which high temperature water and low temperature water are mixed. However, strictly speaking, the "hot water" that is actually supplied includes the case of only high temperature water or low temperature water.
まず、図1を参照しながら、本発明の実施形態に係る給湯装置100の構成について説明する。給湯装置100は、給湯端末へユーザが所望する温度の湯水を給湯する貯湯式ヒートポンプ給湯装置である。給湯端末とは、例えば、調理場、風呂場等に設置される蛇口、シャワーヘッド等である。本実施形態では、給湯装置100は、給水端3から供給される低温水を加熱して、風呂場のシャワーヘッドである給湯端末110と風呂場の浴槽である給湯端末120とに湯水を給湯する。
First, the configuration of the hot
給湯装置100は、給湯装置100全体の動作を制御する制御装置2と、高温水と低温水を混合して湯水を出水する混合弁5、6と、高温水を貯留する貯湯タンク7と、貯湯タンク7を介して供給される低温水を加熱するヒートポンプユニット8と、貯湯タンク7からヒートポンプユニット8へ低温水を供給するためのポンプ9と、を備える。なお、接続線で示される配管は、その内部において低温水、高温水又は湯水が流れる。
The hot
制御装置2は、図示しない外部端末(即ち、給湯リモコン)と通信可能に接続し、外部端末が受け付けたユーザ操作の内容に応じて、給湯装置100の各部の動作を制御する。また、制御装置2は、給湯装置100の運転状態、操作画面等を外部端末に表示させる。制御装置2の詳細については後述する。
The
混合弁5は、貯湯タンク7からの高温水と給水端3からの低温水とを混合し、混合した湯水を給湯端末110に供給する。
The
混合弁6は、貯湯タンク7からの高温水と給水端3からの低温水とを混合し、混合した湯水を給湯端末120に供給する。なお、混合弁5、6の詳細については後述する。
The mixing valve 6 mixes the high temperature water from the hot water storage tank 7 and the low temperature water from the water supply end 3, and supplies the mixed hot water to the hot
貯湯タンク7は、ステンレスなどの金属又は樹脂などで形成されている。貯湯タンク7の外側には断熱材(図示せず)が配置されている。これにより、貯湯タンク7内で、高温水を長時間に渡って保温することができる。 The hot water storage tank 7 is made of a metal such as stainless steel or a resin. A heat insulating material (not shown) is arranged on the outside of the hot water storage tank 7. As a result, the high temperature water can be kept warm for a long time in the hot water storage tank 7.
貯湯タンク7は、下部において給水端3への配管が接続され、下部から低温水が供給される。また、貯湯タンク7は、下部においてポンプ9を介してヒートポンプユニット8に配管で接続され、上部においてヒートポンプユニット8に配管で接続される。 In the hot water storage tank 7, a pipe to the water supply end 3 is connected at the lower part, and low temperature water is supplied from the lower part. Further, the hot water storage tank 7 is connected to the heat pump unit 8 by piping at the lower part via the pump 9, and is connected to the heat pump unit 8 by piping at the upper part.
これにより、貯湯タンク7の下部から流出した低温水が、ポンプ9、ヒートポンプユニット8内の熱交換器を経て高温水となり、貯湯タンク7の上部へ戻される。このような循環によって沸上げ回路が構成される。 As a result, the low-temperature water flowing out from the lower part of the hot water storage tank 7 becomes high-temperature water via the heat exchanger in the pump 9 and the heat pump unit 8, and is returned to the upper part of the hot water storage tank 7. A boiling circuit is constructed by such circulation.
また、貯湯タンク7には、上部において混合弁5、6への配管(出湯管)が接続される。これにより、貯湯タンク7の上部に蓄えられた高温水が混合弁5、6に供給される。
Further, a pipe (hot water outlet pipe) to the mixing
ヒートポンプユニット8は、例えば、CO2やHFC(ハイドロフルオロカーボン)などを冷媒に用いたヒートポンプである。ヒートポンプユニット8は、圧縮機、冷媒と水との間の熱交換を行う第1の熱交換器、膨張弁、外気と冷媒との間の熱交換を行う第2の熱交換器、送風機、温度センサ、制御基板等から構成される。圧縮機、熱交換器、膨張弁及び第2の熱交換器は、環状に接続され、冷媒を循環させるための冷凍サイクル回路(冷媒回路ともいう。)が形成されている。 The heat pump unit 8 is a heat pump that uses, for example, CO2, HFC (hydrofluorocarbon), or the like as a refrigerant. The heat pump unit 8 includes a compressor, a first heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant and water, an expansion valve, a second heat exchanger that exchanges heat between the outside air and the refrigerant, a blower, and a temperature. It consists of sensors, control boards, etc. The compressor, heat exchanger, expansion valve and second heat exchanger are connected in an annular shape to form a refrigerating cycle circuit (also referred to as a refrigerant circuit) for circulating the refrigerant.
ポンプ9は、貯湯タンク7の下部からの低温水をヒートポンプユニット8の第1の熱交換器へ搬送する。ポンプ9は、インバータ回路を備え、ヒートポンプユニット8の制御基板から指示される制御値に従って駆動回転数を変更することにより、搬送する際の水流量を変化させることができる。 The pump 9 conveys the low temperature water from the lower part of the hot water storage tank 7 to the first heat exchanger of the heat pump unit 8. The pump 9 is provided with an inverter circuit, and the water flow rate at the time of transportation can be changed by changing the drive rotation speed according to the control value instructed from the control board of the heat pump unit 8.
以上、給湯装置100の構成について概略的に説明した。以下、給湯装置100の制御装置2及び混合弁5、6の構成について詳細に説明する。
The configuration of the hot
まず、制御装置2の構成を説明する。制御装置2は、図2に示すように、CPU(Central Processing Unit)20と、通信インタフェース21と、ROM(Read Only Memory)22と、RAM(Random Access Memory)23と、二次記憶装置24とを備える。これらの構成部は、バス25を介して相互に接続される。CPU20は、この制御装置2を統括的に制御する。CPU20によって実現される機能の詳細については後述する。
First, the configuration of the
通信インタフェース21は、有線通信又は無線通信を行うためのNIC(Network Interface Card controller)を含んで構成される。通信インタフェース21は、外部端末、ヒートポンプユニット8の制御基板及び駆動装置(不図示)に通信可能に接続される。なお、駆動装置とは、ステッピングモータ、ギア等から構成され、混合弁5、6の弁体50(後述する)を回転駆動するための装置である。
The
制御装置2は、通信インタフェース21を介して、外部端末からのユーザ操作を受け付けたり、外部端末へ給湯装置100の運転状態、操作画面等を表示させたりする。また、制御装置2は、ヒートポンプユニット8の制御基板に制御信号を送信して圧縮機、膨張弁、送風機等を制御したり、駆動装置に制御信号を送信して混合弁5、6の弁体50の回転駆動を制御したりする。
The
ROM22は、複数のファームウェアやこれらのファームウェアの実行時に使用されるデータ等を記憶する。RAM23は、CPU20の作業領域として使用される。
The
二次記憶装置24は、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)、フラッシュメモリ等の読み書き可能な不揮発性の半導体メモリやハードディスクドライブ等から構成される。二次記憶装置24は、給湯装置100の動作を制御するためのプログラム、そして、これらのプログラムの実行時に使用されるデータ等を記憶する。プログラムの実行時に使用されるデータには、給湯装置100の運転モードと混合弁5、6の開度との対応関係を示すデータが含まれる。
The
図3に示すように、制御装置2は、機能的には、ユーザインタフェース部200と、機器状態取得部201と、機器制御部202と、運転モード実行部203とを備える。これらの各機能部は、CPU20が二次記憶装置24に記憶されている1又は複数のプログラムを実行することで実現される。
As shown in FIG. 3, the
ユーザインタフェース部200は、外部端末を介したユーザインタフェース処理を行う。即ち、ユーザインタフェース部200は、外部端末を介してユーザ操作を受け付ける。また、ユーザインタフェース部200は、ユーザに提示するための情報(例えば、給湯装置100の運転状態を示す情報)を外部端末に送信し、その情報を外部端末に表示させる。なお、ユーザインタフェース部200は、後述するように、受付手段及び指定受付手段としても機能する。
The
機器状態取得部201は、一定時間(例えば、30秒)毎に、ヒートポンプユニット8から運転状態、計測温度等のデータを取得し、駆動装置から混合弁5、6の開度を示すデータを取得する。なお、貯湯タンク7に水位センサを設けて、機器状態取得部201が貯湯タンク7内の水位を示すデータを取得するようにしてもよい。
The equipment
機器制御部202は、外部端末を介したユーザ操作に従って、給湯装置100全体の動作を制御する。
The
運転モード実行部203は、外部端末を介したユーザ操作によって選択された運転モードに対応する混合弁5、6の開度を二次記憶装置24から読み出して、それに基づく混合弁5、6の開度の制御を機器制御部202に実行させる。
The operation
次に、混合弁5の構成を説明する。なお、混合弁6は、混合弁5と同様の構成を有するため、以下に述べる混合弁5の構成要素と共通する構成要素に同一の符号を付して説明を省略する。
Next, the configuration of the mixing
混合弁5の全体の構成を説明する前に、まず、混合弁5が備える弁体50の構成について説明する。
Before explaining the overall configuration of the mixing
弁体50は、全体として円筒状であり、駆動装置によって回転駆動される駆動入力部51を上部に有し、内部が空洞になっている中空部52を下部に有する。駆動入力部51は、上部の側面が駆動装置のギアと噛み合うように歯状に形成される。
The
中空部52は、図4(A)に示すように、側面に4つの開口部53、54、55、56を有する。中空部52の下部57は、下方に開口している。なお、中空部52の上部は開口していない。
As shown in FIG. 4A, the
図4(B)に示すように、開口部53、54は円形であり、開口部55、56は楕円形である。開口部55、56の開口面積は、開口部53、54に比べて小さい。
As shown in FIG. 4B, the
開口部53、54、55、56は、互いに重ならない図中横方向位置に配置される。開口部53、55は、その中心の図中縦方向位置が同一である。開口部54、56は、その中心の図中縦方向位置が同一である。しかし、開口部53、55と開口部54、56とは、図中縦方向位置が異なっている。
The
以上、弁体50の構成について説明した。そこで、以下、筐体70の構成を説明しながら、混合弁5の全体の構成について説明する。
The configuration of the
混合弁5は、図5(C)及び図6(C)に示すように、弁体50と、弁体50を回転可能に保持する筐体70とを備える。なお、図5(C)及び図6(C)において、筐体70だけは、その内部を透視できるように、縦方向断面で示している。
As shown in FIGS. 5C and 6C, the mixing
筐体70は、内部が空洞になっていて、側面に2つの入水口71、72を有し、下部に出水口73を有する。入水口71、72と出水口73は、円形である。入水口(第1の入水口)71からは貯湯タンク7からの高温水が供給され、入水口(第2の入水口)72からは給水端3からの低温水が供給される。出水口73は、高温水と低温水が混合した湯水を出水する。
The
ここで、図5(C)の開口部53と一点鎖線で対応付けて示されている図5(A)は、入水口72を正面から見た場合の開口部53と入水口72との重複状態を示している。図5(C)の開口部54と一点鎖線で対応付けて示されている図5(B)は、入水口71を正面から見た場合の開口部54と入水口71との重複状態を示している。
Here, FIG. 5 (A), which is shown in association with the
図6(C)の開口部55と一点鎖線で対応付けて示されている図6(A)は、入水口72を正面から見た場合の開口部55と入水口72との重複状態を示している。図6(C)の開口部56と一点鎖線で対応付けて示されている図6(B)は、入水口71を正面から見た場合の開口部56と入水口71との重複状態を示している。
FIG. 6 (A), which is shown in association with the
弁体50の駆動入力部51は、駆動装置からの駆動入力を受け付ける。これにより、図5に示すように、弁体50は、軸Lを中心として筐体70の内部で回転駆動される。
The
ここで、図5において、入水口71は、円形の開口部54と重複し、入水口72は円形の開口部53と重複している。図6において、入水口71は、楕円形の開口部56と重複し、入水口72は楕円形の開口部55と重複している。
Here, in FIG. 5, the
弁体50への高温水の流入量は、入水口71と開口部54又は開口部56との重複によって形成される流路面積と相関関係がある。弁体50への低温水の流入量は、入水口72と開口部53又は開口部55との重複によって形成される流路面積と相関関係がある。
The amount of hot water flowing into the
図5の場合、楕円形の開口部55に比べて開口面積が大きい円形の開口部53と入水口72とが重複し、楕円形の開口部56に比べて開口面積が大きい円形の開口部54と入水口71とが重複している。そのため、弁体50への高温水と低温水の流入量が多くなる。
In the case of FIG. 5, the
図6の場合、円形の開口部53に比べて開口面積が小さい楕円形の開口部55と入水口72とが重複し、円形の開口部54に比べて開口面積が小さい楕円形の開口部56と入水口71とが重複している。そのため、弁体50への高温水と低温水の流入量が少なくなる。
In the case of FIG. 6, the
このように、混合弁5は弁体50の回転位置によって弁体50への高温水と低温水の流入量が変化する。ここで、弁体50の円形の開口部53は、筐体70の入水口72よりも小さい寸法に設計される。弁体50の円形の開口部54は、筐体70の入水口71よりも小さい寸法に設計される。そのため、弁体50は、回転位置に応じて入水口71、72から供給される高温水と低温水の流入を制限し、高温水と低温水の流入量を調整することになる。
In this way, in the mixing
弁体50の中空部52の下部57の開口面積と筐体70の出水口73の開口面積とは、入水口71、72の開口面積より大きく設計される。出水口73から出水される湯水の流出量は、弁体50への高温水と低温水の流入量と同流量になる。そのため、図5の場合、湯水の流出量が高温水と低温水の流入量と同様に多くなり、大流量運転状態となる。図6の場合、湯水の流出量が高温水と低温水の流入量と同様に小さくなり、小流量運転状態となる。
The opening area of the
ここで、図7及び図8を参照しながら、混合弁5の弁体50の回転位置に対する流路面積(比)の関係を説明する。図7及び図8のグラフにおいて、横軸は、弁体50の回転位置を示し、縦軸は、流路面積の比を示している。
Here, the relationship of the flow path area (ratio) with respect to the rotation position of the
まず、図7に示される曲線は、4つの開口部53、54、55、56と2つの入水口71、72との重複によって形成される流路面積の総和(便宜上、「総和面積」とする)の最大値に対する、入水口71と開口部54又は開口部56によって形成される流路面積(便宜上「個別面積」とする)の比を示している。なお、総和面積の最大値は、出水口73から出水される湯水の流出量の最大値に対応し、個別面積は、入水口71から弁体50への湯の流入量に対応する。
First, the curve shown in FIG. 7 is the sum of the flow path areas formed by the overlap of the four
図8に示される曲線は、4つの開口部53、54、55、56と2つの入水口71、72との重複によって形成される流路面積の総和(総和面積)の最大値に対する、4つの開口部53、54、55、56と2つの入水口71、72との重複によって形成される流路面積の総和(総和面積)の比を示している。総和面積は、入水口71から弁体50への高温水の流入量と入水口72から弁体50への低温水の流入量の総和(すなわち出水口から出水される湯水の流出量)と対応する。
The curves shown in FIG. 8 are four with respect to the maximum value of the total channel area (total area) formed by the overlap of the four
図8に示される曲線は、85~175°の回転位置の範囲において、流路面積の比は0.1程度しか変動していないことを示している。図8に示される曲線は、260~360°の回転位置の範囲において、流路面積の比は0.04程度しか変動していないことを示している。すなわち、85~175°の回転位置の範囲及び260~360°の回転位置の範囲では、流路面積の比が0.1以内の変動しかない状態である。流路面積の比の変動が0.1以内という範囲は、湯水の流出量の変動が少ないため、湯水の流出量が一定になる範囲ともいえる。なお、他の回転位置の範囲(0~85°と175~260°)の回転位置の範囲内において、85°変化すれば流路面積の比は0.8も変動するのに対し、上記の回転位置の範囲内において、85°変化しても、流路面積の比は0.1未満しか変動しない。そのため、他の回転位置の範囲に比べて上記の回転位置の範囲では湯水の流出量の変動が抑制されているともいえる。 The curve shown in FIG. 8 shows that the ratio of the flow path area fluctuates only about 0.1 in the range of the rotation position of 85 to 175 °. The curve shown in FIG. 8 shows that the ratio of the flow path area fluctuates only about 0.04 in the range of the rotation position of 260 to 360 °. That is, in the range of the rotation position of 85 to 175 ° and the range of the rotation position of 260 to 360 °, the ratio of the flow path area is in a state of only fluctuation within 0.1. It can be said that the range in which the fluctuation of the ratio of the flow path area is within 0.1 is the range in which the fluctuation of the outflow of hot water is constant because the fluctuation of the outflow of hot water is small. In addition, in the range of the rotation position of other rotation positions (0 to 85 ° and 175 to 260 °), if the change is 85 °, the ratio of the flow path area changes by 0.8, whereas the above-mentioned Within the range of the rotation position, even if it changes by 85 °, the ratio of the flow path area changes by less than 0.1. Therefore, it can be said that the fluctuation of the outflow amount of hot water is suppressed in the above rotation position range as compared with the other rotation position range.
これに対し、図7に示される曲線は、85~175°の回転位置の範囲において、流路面積の比は1から0まで変動していることを示している。図7に示される曲線は、260~360°の回転位置の範囲において、流路面積の比が1から0まで変動することを示している。すなわち、85~175°の回転位置の範囲及び260~360°の回転位置の範囲では、湯水の高温水と低温水との混合比が大幅に変動する。 On the other hand, the curve shown in FIG. 7 shows that the ratio of the flow path area fluctuates from 1 to 0 in the range of the rotation position of 85 to 175 °. The curve shown in FIG. 7 shows that the ratio of the flow path area varies from 1 to 0 in the range of the rotation position of 260 to 360 °. That is, in the range of the rotation position of 85 to 175 ° and the range of the rotation position of 260 to 360 °, the mixing ratio of the hot water and the low temperature water varies significantly.
このように、弁体50が85~175°の回転位置の範囲で回転すると、湯水の流出量の変動は抑制されているものの、湯水の温度は大きく変化する。この範囲を第1の混合比調整区間と称する。
As described above, when the
このように、弁体50が260~360°の回転位置の範囲で回転すると、湯水の流出量の変動は抑制されているものの、湯水の温度は大きく変化する。この範囲を第2の混合比調整区間と称する。
As described above, when the
図8に示される曲線は、第2の混合比調整区間において流路面積の比が0.2~0.24程度であり、第1の混合比調整区間における流路面積の比0.9~1程度よりも大幅に小さいことを示している。そのため、第1の混合比調整区間と第2の混合比調整区間を比べると、両者は、湯水の流出量の変動は抑制されているものの、湯水の温度は大きく変化するという点では共通する。しかし、第1の混合比調整区間では、湯水の流出量が大流量であるのに対し、第2の混合比調整区間では、湯水の流出量が小流量であり、両者の湯水の流出量が異なる。 In the curve shown in FIG. 8, the ratio of the flow path area in the second mixing ratio adjustment section is about 0.2 to 0.24, and the ratio of the flow path area in the first mixing ratio adjustment section is 0.9 to 0.24. It shows that it is significantly smaller than about 1. Therefore, comparing the first mixing ratio adjustment section and the second mixing ratio adjustment section, both are common in that the fluctuation of the outflow amount of hot water is suppressed, but the temperature of hot water changes significantly. However, in the first mixing ratio adjusting section, the outflow amount of hot water is large, whereas in the second mixing ratio adjusting section, the outflow amount of hot water is small, and the outflow amount of both hot water is small. different.
したがって、かかる混合弁5によれば、混合弁5の弁体50の回転位置を第1の混合比調整区間にするか第2の混合比調整区間にするかによって、高温水と低温水が混合した湯水の流出量を2段階調整することができる。この場合、混合弁5だけで湯水の流出量を調整できるため、流量調整弁が不要となる。そのため、給湯装置100を安価に構成することができる。
Therefore, according to the mixing
また、かかる混合弁5によれば、第1の混合比調整区間と第2の混合比調整区間とのいずれかを選択した場合、その選択された第1の混合比調整区間又は第2の混合比調整区間の回転位置の範囲内において温度調整が可能である。なお、第1の混合比調整区間と第2の混合比調整区間を除いた回転位置の範囲内では、高温水と低温水が混合した湯水の流出量と混合比の双方において変化が大きいため、従来の混合弁と同様に湯水の流出量と混合比を調整することもできる。
Further, according to the mixing
以上、混合弁5の全体の構成について説明した。そこで、以下、制御装置2が混合弁5、6の弁体50の回転駆動を制御する処理について説明する。
The overall configuration of the mixing
制御装置2は、混合弁5、6の開度(弁体50の回転位置)を、第1の混合比調整区間に合わせることによって大流量運転を行うように制御し、第2の混合比調整区間に合わせることによって小流量運転を行うように制御する。ここで、給湯装置100の制御装置2の運転モードと混合弁5、6の開度との対応関係について説明する。
The
制御装置2は、上述したように、給湯装置100の運転モードと混合弁5、6の開度との対応関係を示すデータを二次記憶装置24に記憶している。このデータでは、図9に示すように、混合弁5、6の開度である大流量、小流量と、運転モード1~4とが対応付けられている。制御装置2は、ユーザ操作による運転モードの選択を受け付けて、選択された運転モードに対応する混合弁5、6の開度になるように、混合弁5、6の弁体50の回転位置を制御する。
As described above, the
運転モード1が選択された場合、混合弁5、6は、いずれも大流量の開度となる。この場合、給湯装置100は、通常給湯運転を行う。通常給湯運転は、従来の給湯装置における複数の給湯端末に湯水を同時供給する際の給湯運転と同様である。
When the
運転モード2が選択された場合、混合弁5が大流量の開度となり、混合弁6が小流量の開度となる。この場合、給湯装置100は、給湯端末110への給湯を優先する優先給湯運転を行う。この優先給湯運転では、給湯端末110及び120に同時に給湯する際、従来の給湯装置に比べ、給湯端末110に対する給湯量が多くなり、給湯端末120に対する給湯量が少なくなる。
When the
運転モード3が選択された場合、混合弁5が小流量の開度となり、混合弁6が大流量の開度となる。この場合、給湯装置100は、給湯端末120への給湯を優先する優先給湯運転を行う。この優先給湯運転では、給湯端末110及び120に同時に給湯する際、従来の給湯装置に比べ、給湯端末120に対する給湯量が多くなり、給湯端末110に対する給湯量が少なくなる。
When the operation mode 3 is selected, the mixing
運転モード4が選択された場合、混合弁5が小流量の開度となり、混合弁6も小流量の開度となる。この場合、給湯装置100は、節水給湯運転を行う。この節水給湯運転では、給湯端末110及び120に同時に給湯する際、従来の給湯装置に比べ、給湯端末110及び120の双方に対する給湯量が少なくなる。
When the operation mode 4 is selected, the mixing
このように、本実施形態の給湯装置100によれば、混合弁5、6の開度を調整するだけで様々なバリエーションの給湯運転を行うことができる。
As described above, according to the hot
上記のように、ユーザが運転モード4を選択することで、給湯装置100に節水給湯運転を行わせることができる。これにより、ヒートポンプユニット8の消費電力低減が図られ、省エネが実現可能となり、節水も実現可能となる。
As described above, when the user selects the operation mode 4, the
また、ユーザが運転モード2又は3を選択することで、給湯装置100に優先給湯運転を行わせることができる。これにより、給湯端末110及び給湯端末120の双方に供給される湯水の量に偏りを生じさせることができる。例えば、ユーザは、浴槽である給湯端末120の湯張りを優先して湯張り完了までの時間を短縮したり、シャワーを使いたい場合にシャワーヘッドである給湯端末110の給湯を優先して湯張り中においても快適性を確保したりすることができる。そのため、ユーザの利便性が向上する。
Further, the user can select the
このように、運転モード1又は運転モード4の選択を受け付けることによって、制御装置2のユーザインタフェース部200は、通常給湯運転と節水給湯運転のいずれかの選択を受け付ける受付手段として機能する。また、運転モード2又は運転モード3のいずれかの選択を受け付けることによって、制御装置2のユーザインタフェース部200は、2つの給湯端末110、120のうち、優先させる給湯端末110又は給湯端末120の指定を受け付ける指定受付手段としても機能する。
In this way, by accepting the selection of the
なお、本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の変形及び応用が可能である。 The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications and applications can be made without departing from the gist of the present invention.
上記実施形態において、混合弁5、6の開口部53、54、55、56は、円形又は楕円形であり、4つである。しかし、開口部の数、形状、大きさはこれに限られない。
In the above embodiment, the
例えば、開口部の数は3つであってもよいし、5つ以上であってもよいし、開口部の形状は三角形であってもよい。また、開口部53、54、55、56のように円形又は楕円形という大きさと形状が異なる必要は無い。例えば、シャワーの孔のように開口部をすべて同じ大きさにして数を多くし、開口部の集合の形状を円形や三角形にして、開口部と入水口との重複する数によって形成される流路面積を調整するように構成してもよい。また、開口部の形状や大きさをすべて異なるように構成してもよい。開口部の配置も開口部53、54、55、56のような配置に限られない。
For example, the number of openings may be three, five or more, and the shape of the openings may be triangular. Further, it is not necessary that the size and shape of the
上記実施形態において、弁体50の円形の開口部53は、筐体70の入水口72よりも小さい寸法に設計され、弁体50の円形の開口部54は、筐体70の入水口71よりも小さい寸法に設計されている。しかし、このような構成に限らず、弁体50及び筐体70は、弁体50の回転によって流入量の調整が可能な構成であればよい。弁体50の回転によって、開口部53と入水口72との重複によって形成される流路面積と、開口部54と入水口71との重複によって形成される流路面積と、が変化すればよい。
In the above embodiment, the
上記実施形態では混合弁5、6の弁体50は円形と楕円形という2種類の開口部53、54、55、56が横方向に配置された円筒状であり、回転駆動される構成になっている。しかし、弁体50が2種類の開口部53、54、55、56が縦方向に配置された直方形状であり、ピストン運動するように駆動されてもよい。また、弁体50がダイアフラムで構成されてもよい。したがって、混合比調整期間は、回転位置の範囲としてだけでなく、弁体の駆動範囲としても設定可能である。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、混合弁5、6の弁体50が第1の混合比調整区間と第2の混合比調整区間を有し、湯水の流出量を2段階で調整できるように構成されている。しかし、混合比調整区間を3つ以上となるように構成してもよく、湯水の流出量を3段階以上で調整できるように構成してもよい。混合弁の開度に「流量なし」の開度を有するように構成してもよい。さらに、上述のように開口部の配置や形状等を変更して連続的に湯水の流出量を調整できるようにしてもよい。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、2つの混合弁5、6を備える給湯装置100が2つの給湯端末110、120に給湯する構成になっている。しかし、混合弁を3つ以上備える給湯装置が3つ以上の給湯端末に給湯する構成にしてもよい。また、混合弁を1つだけ備える給湯装置を構成し、混合弁の大流量の開度を通常給湯運転とし、小流量の開度を節水給湯運転として切り替え可能に構成してもよい。
In the above embodiment, the hot
100 給湯装置、2 制御装置、3 給水端、5、6 混合弁、7 貯湯タンク、8 ヒートポンプユニット、9 ポンプ、20 CPU、21 通信インタフェース、22 ROM、23 RAM、24 二次記憶装置、25 バス、50 弁体、51 駆動入力部、52 中空部、53、54、55、56 開口部、57 下部、70 筐体、71、72 入水口、73 出水口、110、120 給湯端末、200 ユーザインタフェース部、201 機器状態取得部、202 機器制御部、203 運転モード実行部 100 Hot water supply device, 2 control device, 3 water supply end, 5, 6 mixing valve, 7 hot water storage tank, 8 heat pump unit, 9 pump, 20 CPU, 21 communication interface, 22 ROM, 23 RAM, 24 secondary storage device, 25 bus , 50 valve body, 51 drive input part, 52 hollow part, 53, 54, 55, 56 opening, 57 lower part, 70 housing, 71, 72 water inlet, 73 water outlet, 110, 120 hot water supply terminal, 200 user interface Unit, 201 device status acquisition section, 202 device control section, 203 operation mode execution section
Claims (4)
低温水と前記貯湯タンクから供給される前記高温水とを混合する複数の混合弁と、
指定受付手段と、
を備え、
前記複数の混合弁のそれぞれは、湯水を供給すべき複数の給湯端末のそれぞれに接続され、
前記複数の混合弁のそれぞれは、
前記高温水が供給される第1の入水口と、前記低温水が供給される第2の入水口と、前記高温水と前記低温水が混合した湯水を出水する出水口と、を有する筐体と、
前記第1の入水口から供給される前記高温水と前記第2の入水口から供給される前記低温水の流入量を調整するように駆動される弁体と、
を備え、
前記指定受付手段は、前記複数の給湯端末のうち優先させる給湯端末の指定を受け付け、
前記弁体の駆動範囲において、前記出水口から出水される湯水の流出量の変動が抑制された状態で前記高温水と前記低温水との混合比が変化する第1の混合比調整区間と第2の混合比調整区間を有し、
前記第1の混合比調整区間と前記第2の混合比調整区間では、前記湯水の流出量が異なり、
前記指定受付手段で指定された給湯端末に対応する混合弁の弁体は、給湯時において、前記第1の混合比調整区間の範囲で駆動され、
前記指定受付手段で指定された給湯端末以外の給湯端末に対応する混合弁の弁体は、給湯時において、前記第2の混合比調整区間の範囲で駆動される、
給湯装置。 A hot water storage tank that stores hot water and
A plurality of mixing valves for mixing the low-temperature water and the high-temperature water supplied from the hot water storage tank,
Designated reception means and
Equipped with
Each of the plurality of mixing valves is connected to each of the plurality of hot water supply terminals to which hot water is to be supplied.
Each of the plurality of mixing valves
A housing having a first inlet for supplying the high-temperature water, a second inlet for supplying the low-temperature water, and an outlet for discharging hot water in which the high-temperature water and the low-temperature water are mixed. When,
A valve body driven to adjust the inflow amount of the high temperature water supplied from the first inlet and the low temperature water supplied from the second inlet.
Equipped with
The designated receiving means receives the designation of the hot water supply terminal to be prioritized among the plurality of hot water supply terminals, and receives the designation.
In the driving range of the valve body, the first mixing ratio adjusting section and the first mixing ratio adjustment section in which the mixing ratio of the high temperature water and the low temperature water changes while the fluctuation of the outflow amount of the hot water discharged from the outlet is suppressed. It has a mixture ratio adjustment section of 2 and has
The outflow amount of the hot water differs between the first mixing ratio adjusting section and the second mixing ratio adjusting section.
The valve body of the mixing valve corresponding to the hot water supply terminal designated by the designated receiving means is driven within the range of the first mixing ratio adjusting section at the time of hot water supply.
The valve body of the mixing valve corresponding to the hot water supply terminal other than the hot water supply terminal designated by the designated reception means is driven within the range of the second mixing ratio adjustment section at the time of hot water supply.
Water heater.
前記複数の開口部のいずれかと前記第1の入水口との重複によって形成される流路面積と前記複数の開口部のいずれかと前記第2の入水口との重複によって形成される流路面積とが前記弁体の回転位置に応じて変化することにより、前記混合比又は前記湯水の流出量が変化する、請求項1に記載の給湯装置。 The valve body is cylindrical with a plurality of openings on the side surfaces and is rotationally driven inside the housing.
The flow path area formed by the overlap of any of the plurality of openings with the first water inlet, and the flow path area formed by the overlap of any of the plurality of openings with the second water inlet. The hot water supply device according to claim 1, wherein the mixing ratio or the outflow amount of the hot water changes when the valve body changes according to the rotation position of the valve body.
前記第1の混合比調整区間での前記湯水の流出量が前記第2の混合比調整区間での前記湯水の流出量より多く、
前記通常給湯運転の選択を受け付けた場合、給湯時において、前記弁体は、前記第1の混合比調整区間の範囲で駆動され、
前記節水給湯運転の選択を受け付けた場合、給湯時において、前記弁体は、前記第2の混合比調整区間の範囲で駆動される、請求項1から3のいずれか1項に記載の給湯装置。 Further provided with a reception means for accepting a choice between a normal hot water supply operation and a water-saving hot water supply operation in which the outflow amount of the hot water is smaller than that of the normal hot water supply operation.
The outflow amount of the hot water in the first mixing ratio adjusting section is larger than the outflow amount of the hot water in the second mixing ratio adjusting section.
When the selection of the normal hot water supply operation is accepted, the valve body is driven within the range of the first mixing ratio adjustment section at the time of hot water supply.
The hot water supply device according to any one of claims 1 to 3, wherein when the selection of the water saving hot water supply operation is accepted, the valve body is driven within the range of the second mixing ratio adjusting section at the time of hot water supply. ..
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