JP2007205590A - Hot water storage type water heater - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱電併給装置の熱を貯熱する貯湯タンクを備えた貯湯式給湯装置に関し、特に、長期間にわたり貯湯タンクの温水が使用されない場合に、貯湯タンクからレジオネラ菌が含まれた温水が供給されることを防止する貯湯式給湯装置に関する。 The present invention relates to a hot water storage hot water supply apparatus having a hot water storage tank for storing heat of a combined heat and power supply device, and in particular, when hot water in a hot water storage tank is not used for a long period of time, hot water containing Legionella bacteria is stored in the hot water storage tank. The present invention relates to a hot water storage type hot water supply apparatus that prevents supply.
近年、コージェネレーション・システムの普及に伴い、熱と電力を発生する熱電併給装置から発生する排熱を貯湯タンクに温水として蓄熱し、貯湯タンク内の温水を給湯,浴槽の湯張り,暖房等に利用するようにした貯湯式給湯装置の開発が進められている。かかる貯湯式給湯装置においては、貯湯タンクに温水を貯湯するため、温水タンク内に雑菌が繁殖することがある。従って、貯湯タンクを定期的に滅菌する必要がある。特に、人体に有害なレジオネラ菌が、給湯される温水に混入することは絶対に避けなければならない。そのため、貯湯タンク内の温水を滅菌する機能を持つ貯湯式給湯装置が要求される。 In recent years, with the widespread use of cogeneration systems, waste heat generated from a combined heat and power generator that generates heat and electric power is stored as hot water in a hot water storage tank, and the hot water in the hot water storage tank is used for hot water supply, bath filling, heating, etc. Development of a hot water storage type hot water supply device that is designed to be used is in progress. In such a hot water storage type hot water supply apparatus, since hot water is stored in the hot water storage tank, various germs may propagate in the hot water tank. Therefore, it is necessary to sterilize the hot water storage tank periodically. In particular, it is absolutely necessary to avoid Legionella bacteria that are harmful to the human body from being mixed in hot water supplied with hot water. Therefore, a hot water storage type hot water supply device having a function of sterilizing hot water in the hot water storage tank is required.
かかる貯湯タンク内の温水を滅菌する技術としては、特許文献1に記載のものが公知である。
As a technique for sterilizing the hot water in the hot water storage tank, a technique described in
図6は、特許文献1に記載の従来の貯湯式給湯装置の構成を表す図である。図6において、貯湯式給湯装置100は、熱電併給装置102において生成される排熱を蓄熱するための貯湯タンク101を備えている。排熱は、排熱循環路103を循環する温水に回収され、排熱熱交換器104において、循環加熱路105を循環する温水に供給される。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a conventional hot water storage type hot water supply apparatus described in
循環加熱路105内は、貯湯タンク101の下部から上部へ水(温水)が循環する。貯湯タンク101の下部の温度の低い水は、排熱熱交換器104で吸熱されて温度の高い水(温水)となり、貯湯タンク101の上部に戻される。この貯湯タンク101は成層貯湯方式の貯湯層であり、貯湯タンク101内には、上部の温度の高い水からなる高温層、下部の温度の低い水からなる低温層、及び両層の境界をなす境界層よりなる温度成層が形成される。蓄熱されるに従って、高温層がタンク上部から下部に向かって拡大し、低温層が縮小する。
In the circulating
尚、循環加熱路105には、補助熱源器112が備えられている。循環加熱路105から貯湯タンク101へ供給される温水の温度が、目標とする温度より低い場合には、補助熱源器112により循環加熱路105内の温水を加熱し、目標温度まで昇温させる。
The
貯湯層101から給湯栓106又は浴槽107に出湯する場合、給水路108を通して貯湯タンク101へ水道水を供給する。貯湯タンク101の下部には、温度の低い水が供給されるため、貯湯タンク101の上部から温度の高い温水が給湯路109へ導出される。給湯路109の途中には、混合弁110が設けられており、分岐給水路111から供給される水道水と、貯湯タンク101から供給される温水とが出湯温度に応じて適宜な割合で混合され、温度が調整される。温度が調整された温水は、分岐給湯路109aを通して給湯栓106へ供給され、又は分岐給湯路109bを通して浴槽107へ供給される。
When hot water is discharged from the hot
以上のような貯湯式給湯装置100において、貯湯タンク101の滅菌運転は、以下のように行われる。
In the hot water storage type hot water supply apparatus 100 as described above, the sterilization operation of the hot
まず、給湯が停止した状態が継続している時間をタイマー(図示せず。)により計測する。タイマーの計測時間が所定の時間α(例えば、100時間)を超えた場合、長期間にわたって貯湯タンク101の温水が使用されておらず滅菌処理が必要であると判断され、滅菌処理が開始される。
First, a timer (not shown) is used to measure the time during which the hot water supply is stopped. When the time measured by the timer exceeds a predetermined time α (for example, 100 hours), it is determined that the hot water in the hot
滅菌処理は、まず、混合弁110を分岐給水路111側が全開,給湯路109側が全閉となるように切り替え、貯湯タンク101内の温水が給湯されないようにする。次に、循環加熱路105の循環ポンプ113を起動して、循環加熱路105に貯湯タンク101内の水(温水)を循環させる。この状態で、補助熱源器112を起動し、循環加熱路105内を循環する水を事前に設定された滅菌温度(例えば、75℃以上)まで加熱する。これにより、貯湯タンク101内の高温層が拡大する。最終的に、貯湯タンク101の下部の温水温度が滅菌温度まで達したときに、補助熱源器112及び循環ポンプ113を停止して一定時間放置する。
In the sterilization process, first, the mixing valve 110 is switched so that the branch water supply path 111 side is fully opened and the hot
通常、レジオネラ菌は60℃で10〜15分以内、70℃で5秒以内に死滅することが知られている。従って、滅菌温度以上の状態で上記時間だけ放置することにより、貯湯タンク内のレジオネラ菌を死滅させることができる。
上記従来の貯湯式給湯装置においては、貯湯タンク内の滅菌処理を行うために、貯湯タンク内の水全部を滅菌温度まで加熱する必要がある。一般に、貯湯タンクは、熱容量を大きくするために貯湯量が大きく設計されている。従って、貯湯タンク内の水をすべて滅菌温度以上に加熱するためには、かなりの熱量が必要となる。 In the conventional hot water storage type hot water supply apparatus, in order to sterilize the hot water storage tank, it is necessary to heat all the water in the hot water storage tank to the sterilization temperature. Generally, hot water storage tanks are designed with a large amount of hot water storage in order to increase the heat capacity. Therefore, a considerable amount of heat is required to heat all the water in the hot water storage tank above the sterilization temperature.
また、貯湯タンクの滅菌処理を行った直後は、貯湯タンクは、高温の温水で満たされることとなるが、その後継続して温水が使用されない場合には、貯湯タンク内の熱は自然放熱により失われる。従って、システム全体の放熱ロスが大きくなり、省エネ性を低下させる一因となる。 Immediately after the hot water tank is sterilized, the hot water tank is filled with hot hot water. If hot water is not used continuously, the heat in the hot water tank is lost due to natural heat dissipation. Is called. Therefore, the heat dissipation loss of the entire system is increased, which contributes to a reduction in energy saving performance.
また、貯湯タンク内を滅菌温度以上に加熱しようとすれば、加熱に要する時間も長くなる。滅菌処理中は、貯湯タンク内の温水は利用できないため、滅菌処理中に給湯又は湯張りを再開する要求が発生しても、滅菌処理が終了するまでは待機しておく必要がある。従って、給湯又は湯張りを再開しようとしても、一定時間待たされる場合が生じるという問題もある。 In addition, if it is attempted to heat the hot water storage tank above the sterilization temperature, the time required for the heating also becomes longer. During the sterilization process, the hot water in the hot water storage tank cannot be used. Therefore, even if a request to resume hot water supply or hot water filling occurs during the sterilization process, it is necessary to wait until the sterilization process is completed. Therefore, there is a problem that even if it is attempted to resume hot water supply or hot water filling, there is a case where the user waits for a certain period of time.
そこで、本発明の目的は、貯湯タンクの温水の滅菌処理に要するエネルギーを極力少なくすることができ、また、滅菌処理を行う際に給湯又は湯張りができなくなることのない貯湯式給湯装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a hot water storage type hot water supply apparatus that can minimize the energy required for the sterilization process of hot water in a hot water storage tank and that does not prevent hot water supply or hot water filling when performing the sterilization process. There is to do.
本発明に係る貯湯式給湯装置の第1の構成は、温水を貯留する貯湯タンクと、
前記貯湯タンクに給水する給水路と、
前記貯湯タンク下部の水を、熱と電力を発生する熱電併給装置に循環させて前記貯湯タンク上部に戻すことにより、前記熱電併給装置で発生する熱を前記貯湯タンクに供給する排熱循環路と、
前記貯湯タンク内部の温水を給湯栓又は浴槽に導出する給湯路と、
を備えた貯湯式給湯装置において、
前記貯湯タンクから出湯される温水の流量を検出する流量センサと、
前記給湯路に設けられ、給湯路内の温水を加熱する補助熱源器と、
前記補助熱源器の下流側の前記給湯路内の温水の温度Θ1を検出する第1の温度センサと、
前記給湯路の前記補助熱源器の下流側に設けられたサブタンクと、
両端が前記給湯路に接続され、前記サブタンクを迂回する水路を構成するように設けられたバイパス路と、
前記サブタンク上流側の前記給湯路及び前記バイパス路の分岐部に設けられ、前記貯湯タンクから導出される温水の流路を、前記サブタンク側又は前記バイパス路に切り替える三方弁と、
前記三方弁の切り替え及び前記補助熱源器の動作を制御するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、
単位時間ごとの前記貯湯タンク内の温水の使用量を記憶する使用量記憶手段と、
前記流量センサが検出する流量を単位時間ごとに積算し前記使用量記憶手段に記憶する使用量積算手段と、
給湯又は湯張りが行われると、その時点以前の所定の期間T1の前記貯湯タンク内の温水の使用量を積算し、その積算値Qが所定の閾値Q1以下の場合には、動作状態を滅菌処理状態に設定し、前記積算値Qが所定の閾値Q1以上であって且つ動作状態が滅菌処理状態に最後に切り替えられた時点からその時点までの前記貯湯タンク内の温水の使用量の積算値Q’が所定の閾値Q1’以上の場合には、動作状態を通常状態に設定する滅菌処理判定手段と、
動作状態が滅菌処理状態の場合、温水の流路が前記サブタンク側となるように前記三方弁を切り替えるとともに、前記補助熱源器を起動して前記温水の温度Θ1を所定の滅菌温度Θs以上に加熱する制御を行い、動作状態が通常状態の場合は、温水の流路が前記バイパス路側となるように前記三方弁を切り替える制御を行う滅菌処理手段と、を備えたことを特徴とする。
A first configuration of a hot water storage type hot water supply apparatus according to the present invention includes a hot water storage tank for storing hot water,
A water supply channel for supplying water to the hot water storage tank;
An exhaust heat circulation path for supplying heat generated in the combined heat and power supply device to the hot water storage tank by circulating the water in the lower portion of the hot water storage tank to a combined heat and power generation device that generates heat and electric power and returning it to the upper portion of the hot water storage tank; ,
A hot water supply passage leading out hot water inside the hot water storage tank to a hot water tap or bathtub; and
In the hot water storage type hot water supply device equipped with
A flow rate sensor for detecting a flow rate of hot water discharged from the hot water storage tank;
An auxiliary heat source that is provided in the hot water supply path and heats hot water in the hot water supply path;
A first temperature sensor for detecting a temperature Θ1 of hot water in the hot water supply channel downstream of the auxiliary heat source;
A sub tank provided on the downstream side of the auxiliary heat source device of the hot water supply path;
A bypass path provided to form a water path that is connected to the hot water supply path at both ends and bypasses the sub tank;
A three-way valve provided at a branch portion of the hot water supply path and the bypass path on the upstream side of the sub tank, for switching a flow path of hot water led out from the hot water storage tank to the sub tank side or the bypass path;
A controller for controlling the switching of the three-way valve and the operation of the auxiliary heat source device,
The controller is
Usage amount storage means for storing the usage amount of hot water in the hot water storage tank per unit time;
Usage amount integrating means for integrating the flow rate detected by the flow rate sensor per unit time and storing it in the usage amount storage means;
When hot water supply or hot water filling is performed, the amount of hot water in the hot water storage tank for a predetermined period T1 before that time is integrated, and if the integrated value Q is less than or equal to a predetermined threshold value Q1, the operating state is sterilized. An integrated value of the amount of hot water used in the hot water storage tank from the time when the integrated value Q is equal to or greater than a predetermined threshold value Q1 and the operating state is last switched to the sterilized state to the time point. If Q ′ is greater than or equal to a predetermined threshold value Q1 ′, a sterilization process determining means for setting the operating state to a normal state;
When the operation state is the sterilization state, the three-way valve is switched so that the hot water flow path is on the sub-tank side, and the auxiliary heat source is activated to heat the hot water temperature Θ1 to a predetermined sterilization temperature Θs or higher. And sterilization processing means for performing control to switch the three-way valve so that the flow path of the hot water is on the bypass path side when the operation state is the normal state.
この構成によれば、貯湯タンクに貯められた温水が所定の期間T1内に使用された量Qが所定の閾値Q1以下の場合、次に給湯又は湯張りが行われる際に、動作状態が滅菌処理状態とされる。滅菌処理状態においては、給湯路の温水の温度は、補助熱源器により滅菌温度(所定の滅菌温度Θs)以上となるように加熱される。補助熱源器を出た温水は、サブタンクを経由して給湯栓又は浴槽に導出される。このとき、補助熱源器の出口より下流側の給湯路の流路容積は、サブタンクの容積により大きくなる。従って、補助熱源器の出口からサブタンク出口に至るまでの温水の到達時間が長くなるため、温水温度が滅菌温度Θs以上に維持される時間を滅菌に必要な時間より長い時間に維持することができる。 According to this configuration, when the amount Q of hot water stored in the hot water storage tank used within the predetermined period T1 is equal to or less than the predetermined threshold value Q1, the operation state is sterilized when hot water is supplied or hot water is filled next time. The processing state is assumed. In the sterilization treatment state, the temperature of the hot water in the hot water supply passage is heated by the auxiliary heat source so as to be equal to or higher than the sterilization temperature (predetermined sterilization temperature Θs). The hot water that has exited the auxiliary heat source is led to a hot water tap or a bathtub via a sub tank. At this time, the flow volume of the hot water supply path downstream from the outlet of the auxiliary heat source device is increased by the volume of the sub tank. Therefore, since the time for reaching the warm water from the auxiliary heat source outlet to the sub tank outlet becomes longer, the time during which the hot water temperature is maintained above the sterilization temperature Θs can be maintained longer than the time required for sterilization. .
滅菌処理は、給湯又は湯張りの供給が生じた場合に、給湯又は湯張りに使用される量の温水を加熱することによって行われるため、滅菌に要する加熱エネルギーは最小限の量に抑えることができる。また、貯湯タンク全体を滅菌温度以上に加熱する動作がないため、給湯又は湯張り要求があれば、待たせることなく即座に温水タンク内の温水を出湯させることができる。 Sterilization is performed by heating the amount of hot water used for hot water supply or hot water filling when hot water supply or hot water supply occurs, so the heating energy required for sterilization can be kept to a minimum. it can. Moreover, since there is no operation | movement which heats the whole hot water storage tank beyond sterilization temperature, if there exists a hot water supply or hot water filling request | requirement, the hot water in a hot water tank can be discharged immediately without making it wait.
一方、次の(1)(2)の条件がそろった場合には、動作状態が滅菌処理状態から通常状態に切り替わる:
(1)現時点以前の所定の期間T1の貯湯タンク内の温水の使用量の積算値Qが、所定の閾値Q1以上であること;
(2)動作状態が滅菌処理状態に最後に切り替えられた時点からその時点までの貯湯タンク内の温水の使用量の積算値Q’が所定の閾値Q1’以上であること。
On the other hand, when the following conditions (1) and (2) are met, the operation state is switched from the sterilization state to the normal state:
(1) The integrated value Q of the amount of hot water used in the hot water storage tank in a predetermined period T1 before the present time is not less than a predetermined threshold value Q1;
(2) The integrated value Q ′ of the amount of hot water used in the hot water storage tank from the time when the operation state was last switched to the sterilization state to the time is equal to or greater than a predetermined threshold value Q1 ′.
閾値Q1’を貯湯タンクの容量程度以上に設定しておくことにより、貯湯タンクに貯留した滅菌処理が必要な温水が全部使用された後に、動作状態が滅菌処理状態から通常状態に切り替わるようにすることができる。 By setting the threshold value Q1 ′ to be equal to or greater than the capacity of the hot water storage tank, the operating state is switched from the sterilization state to the normal state after all the hot water stored in the hot water storage tank that requires sterilization is used. be able to.
ここで、サブタンクの容量は、補助熱源器の出口を出た温水が、サブタンク出口ないしはその下流に温度調整のために通常設けられる混合弁(冷水と温水とを適宜な割合で混合し温度調整を行う弁)に到達するまでの時間が、細菌を死滅させるために温水温度を滅菌温度Θs以上に維持することが必要な時間(以下「必要滅菌時間」という。)よりも十分に長くなるだけの容量に設定する。具体的には、給湯栓又は浴槽の給湯弁を全開した場合の給湯路の流量をFmax、必要滅菌時間をTp、サブタンクの容量をVs、補助熱源器の出口から混合弁までの給湯路(サブタンクを除く。)の容量をVwとすると、Vs≧F・Tp−Vwとなるようにサブタンクの容量Vsを設定しておくことが必要である。 Here, the capacity of the sub-tank is adjusted by adjusting the temperature of the hot water that has exited the auxiliary heat source from the sub-tank outlet or downstream by mixing it with a mixing valve (cold water and hot water mixed at an appropriate ratio). The time to reach the valve) is sufficiently longer than the time required to maintain the hot water temperature above the sterilization temperature Θs in order to kill the bacteria (hereinafter referred to as “necessary sterilization time”). Set to capacity. Specifically, the flow rate of the hot water supply path when the hot water tap or the hot water supply valve of the bathtub is fully opened is Fmax, the required sterilization time is Tp, the capacity of the sub tank is Vs, and the hot water supply path from the outlet of the auxiliary heat source device to the mixing valve (sub tank) The capacity Vs of the sub tank needs to be set so that Vs ≧ F · Tp−Vw.
「所定の期間T1」とは、細菌の滅菌制御を行う必要が生じる時間であり、貯湯式給湯装置を設置した環境に応じて適宜決められる時間である。従って、使用者又は装置の管理者が外部から任意に設定可能な設定値としておくことが好ましい。 The “predetermined period T1” is a time when it becomes necessary to perform sterilization control of bacteria, and is a time that is appropriately determined according to the environment in which the hot water storage type hot water supply apparatus is installed. Therefore, it is preferable that the setting value can be arbitrarily set from the outside by the user or the administrator of the apparatus.
「所定の閾値Q1」は、細菌の滅菌制御を行う必要が生じる期間T1内の使用量の最大値であり、貯湯式給湯装置を設置した環境に応じて適宜決められる。従って、使用者又は装置の管理者が外部から任意に設定可能な設定値としておくことが好ましい。 The “predetermined threshold value Q1” is a maximum value of the usage amount within the period T1 in which it is necessary to perform sterilization control of bacteria, and is appropriately determined according to the environment where the hot water storage type hot water supply apparatus is installed. Therefore, it is preferable that the setting value can be arbitrarily set from the outside by the user or the administrator of the apparatus.
「所定の滅菌温度Θs」とは、細菌の滅菌に必要な温度であり、対象とする細菌の滅菌可能な温度に応じて決められるものである。 The “predetermined sterilization temperature Θs” is a temperature necessary for sterilization of bacteria, and is determined according to a temperature at which the target bacteria can be sterilized.
「所定の閾値Q1’」は、温水が滅菌処理が必要であると判断されてから、その貯湯タンクの温水がすべて使用されたと十分に見なされるまでの温水の使用量に設定すればよい。具体的には、上述のように、貯湯タンクの容量程度かそれ以上の量に設定すればよい。 The “predetermined threshold value Q1 ′” may be set to the amount of hot water used until it is sufficiently considered that all of the hot water in the hot water storage tank has been used after it is determined that the hot water needs to be sterilized. Specifically, as described above, it may be set to an amount about the capacity of the hot water storage tank or more.
また、本発明において、前記サブタンク内の水を排水する排水弁を設け、前記コントローラは、給湯又は湯張りが最後に終了した時から所定の時間T1’を経過すると、前記排水弁を開弁し、前記サブタンク内の水を排水する制御を行うようにすることもできる。 In the present invention, a drain valve for draining the water in the sub tank is provided, and the controller opens the drain valve when a predetermined time T1 ′ has elapsed since the last hot water supply or hot water filling was completed. In addition, it is possible to perform control to drain the water in the sub tank.
この構成により、サブタンク内に温水(水)が長期間滞留することを防止し、サブタンク内でレジオネラ菌が発生・増加する事態を確実に防止することができる。尚、サブタンクは、貯湯タンクに比べて容量が小さい(熱容量が小さい)ため、サブタンク内の温水の温度は比較的早期に低下する。また、容量が小さい分、レジオネラ菌の発生確率も小さい。従って、貯湯タンクに比べるとサブタンク内でレジオネラ菌が増加する危険が高くなるまでの時間は長いため、一般にT1’≧T1とすることができる。 With this configuration, it is possible to prevent hot water (water) from staying in the sub tank for a long period of time, and reliably prevent the occurrence and increase of Legionella bacteria in the sub tank. In addition, since a sub tank has a capacity | capacitance smaller than a hot water storage tank (heat capacity is small), the temperature of the warm water in a sub tank falls comparatively early. In addition, the probability of occurrence of Legionella is small because of its small capacity. Therefore, compared with the hot water storage tank, since the time until the risk of increasing Legionella in the sub-tank becomes high, it is generally possible to satisfy T1 ′ ≧ T1.
本発明に係る貯湯式給湯装置の第2の構成は、前記第1の構成において、前記滅菌処理手段は、前記三方弁を切り替える制御に関しては、湯張りが行われると、動作状態の如何に関わらず、常に温水の流路が前記サブタンク側となるように前記三方弁を切り替えることを特徴とする。 According to a second configuration of the hot water storage type hot water supply apparatus according to the present invention, in the first configuration, the sterilization processing unit controls whether to switch the three-way valve. Instead, the three-way valve is switched so that the hot water flow path is always on the sub-tank side.
この構成によれば、湯張りが行われると、三方弁は、常に温水の流路がサブタンク側となるように切り替えられる。通常、湯張りにおいては、浴槽を満たすだけの温水が必要とされるため、貯湯タンク内の温水が多量に使用される。そのため湯張り時にサブタンク内の温水は完全に入れ替わるため、サブタンク内に長期間温水が滞留することを防止できる。従って、サブタンク内でレジオネラ菌が発生・増加する事態を防止することができる。 According to this configuration, when hot water filling is performed, the three-way valve is always switched so that the flow path of the hot water is on the sub tank side. Normally, hot water filling requires hot water enough to fill the bathtub, so a large amount of hot water in the hot water storage tank is used. Therefore, the hot water in the sub-tank is completely replaced when the hot water is filled, so that the hot water can be prevented from staying in the sub-tank for a long time. Therefore, the situation where Legionella bacteria are generated and increased in the sub tank can be prevented.
本発明に係る貯湯式給湯装置の第3の構成は、前記第1又は2の構成において、前記サブタンクの下流側の前記給湯路に設けられ、前記給湯路を流れる温水の流量を制御する第1の流量制御弁と、
前記給湯路を流れる温水の流量Fを検出する流量センサと、を備え、
前記滅菌処理手段は、給湯又は湯張りが開始されたときにおいて、動作状態が滅菌処理状態の場合、前記流量センサで検出される流量Fが、前記補助熱源器出口から前記第1の流量制御弁まで前記給湯路を温水が通過する時間が滅菌に必要な所定の時間Tpとなる流量F1以下となるように、前記第1の流量制御弁を制御することを特徴とする。
A third configuration of the hot water storage type hot water supply apparatus according to the present invention is the first or second configuration, wherein the first configuration is provided in the hot water supply passage on the downstream side of the sub tank and controls the flow rate of the hot water flowing through the hot water supply passage. A flow control valve of
A flow rate sensor for detecting a flow rate F of hot water flowing through the hot water supply path,
When the hot water supply or hot water filling is started and the operation state is a sterilization state, the sterilization means is configured such that the flow rate F detected by the flow rate sensor is changed from the outlet of the auxiliary heat source to the first flow rate control valve. The first flow rate control valve is controlled so that the time during which the hot water passes through the hot water supply path is equal to or less than the flow rate F1, which is a predetermined time Tp required for sterilization.
この構成によれば、温水の滅菌処理が必要な場合には、第1の流量制御弁を用いて出湯される温水の流量をF1以下に抑制することで、補助熱源器出口から第1の流量制御弁までの温水通過所要時間が、必要滅菌時間Tp以上となるように補償される。従って、サブタンクの容量についての制約(必要滅菌時間Tpを確保するのに十分な容量としなければならないという制約)が緩和され、サブタンクの容量を小さくすることができる。 According to this configuration, when sterilization of hot water is necessary, the first flow rate is controlled from the outlet of the auxiliary heat source device by suppressing the flow rate of hot water discharged using the first flow control valve to F1 or less. The time required for passing warm water to the control valve is compensated so as to be longer than the required sterilization time Tp. Therefore, the restriction on the capacity of the sub tank (restriction that the capacity must be sufficient to ensure the necessary sterilization time Tp) is relaxed, and the capacity of the sub tank can be reduced.
サブタンクの容量が小さいと、貯湯タンクを出た温水が給湯栓又は浴槽まで達するまでの時間が短縮されるため、出湯開始後に早期に貯湯タンクの温水の利用を開始することが可能となる。 If the capacity of the sub-tank is small, the time until the hot water that has exited the hot water storage tank reaches the hot water tap or the bathtub is shortened, so that the use of the hot water in the hot water storage tank can be started early after the start of hot water supply.
また、サブタンクの容量が小さいと、サブタンク内で細菌が発生・増加する確率を低下させることができる。 In addition, if the capacity of the sub tank is small, the probability that bacteria are generated and increased in the sub tank can be reduced.
ここで、「滅菌に必要な所定の時間Tp」とは、滅菌のために温水の温度Θ1を所定の滅菌温度Θs以上に維持しておくことが必要とされる時間をいう。また、流量F1は、補助熱源器出口から前記流量制御弁までの給湯路内及びサブタンク内の容積をVとすると、F1=V/Tpにより求めることができる。 Here, the “predetermined time Tp required for sterilization” refers to the time required to maintain the temperature Θ1 of hot water at or above the predetermined sterilization temperature Θs for sterilization. The flow rate F1 can be obtained by F1 = V / Tp, where V is the volume in the hot water supply path from the auxiliary heat source outlet to the flow rate control valve and in the sub tank.
本発明に係る貯湯式給湯装置の第4の構成は、前記第3の構成において、前記給水路及び前記給湯路の前記サブタンク下流側を連結する調整水路と、
前記調整水路に流れる水の流量を調節する第2の流量制御弁と、
前記調整水路と前記給湯路との接続部に設けられ、前記給湯路からの温水と前記調整水路からの水との混合比を調節する混合弁と、を備え、
前記第1の流量制御弁は前記混合弁であり、
前記滅菌処理手段は、給湯又は湯張りが開始されたときにおいて、動作状態が滅菌処理状態の場合、前記流量センサで検出される流量Fが、前記補助熱源器出口から前記流量制御弁まで前記給湯路を温水が通過する時間が滅菌に必要な所定の時間Tpとなる流量F1以下となるとともに、出湯される温水温度が所定の設定温度となるように前記混合弁及び前記第2の流量制御弁を制御することを特徴とする。
According to a fourth configuration of the hot water storage type hot water supply apparatus according to the present invention, in the third configuration, an adjustment water channel connecting the water supply channel and the sub-tank downstream side of the hot water supply channel,
A second flow control valve for adjusting a flow rate of water flowing through the adjustment water channel;
A mixing valve that is provided at a connection portion between the adjustment water channel and the hot water supply channel, and adjusts a mixing ratio of hot water from the hot water supply channel and water from the adjustment water channel;
The first flow control valve is the mixing valve;
When the hot water supply or hot water filling is started and the operation state is a sterilization state, the sterilization processing means is configured such that the flow rate F detected by the flow rate sensor is from the auxiliary heat source outlet to the flow rate control valve. The mixing valve and the second flow control valve are set so that the time during which the warm water passes through the passage is equal to or less than the flow rate F1, which is a predetermined time Tp required for sterilization, and the hot water temperature discharged is a predetermined set temperature. It is characterized by controlling.
この構成により、混合弁を第1の流量制御弁として利用することにより、装置構成を簡略化することができる。 With this configuration, the configuration of the apparatus can be simplified by using the mixing valve as the first flow control valve.
ここで、「所定の設定温度」は、給湯又は湯張りの開始時に、リモコン等によってユーザーにより設定され、又は事前に固定値として設定される温度である。 Here, the “predetermined set temperature” is a temperature set by a user by a remote controller or the like at the start of hot water supply or hot water filling, or set in advance as a fixed value.
以上のように、本発明によれば、貯湯タンク内の温水を滅菌するのに要する加熱エネルギーを最小限に抑えることができる。従って、貯湯式給湯装置における省エネ性(エネルギー効率)を従来よりも改善することができる。また、温水の滅菌処理のために貯湯タンクからの出湯を禁止する時間帯が生じることがないため、滅菌処理の必要性がある時点か否かにかかわらず、給湯又は湯張り要求があれば、即座に温水タンク内の温水を出湯させることが可能となる。 As described above, according to the present invention, the heating energy required to sterilize the hot water in the hot water storage tank can be minimized. Therefore, energy saving performance (energy efficiency) in the hot water storage type hot water supply apparatus can be improved as compared with the conventional case. In addition, because there is no time zone for prohibiting hot water from the hot water storage tank for sterilization of hot water, regardless of whether there is a need for sterilization, The hot water in the hot water tank can be immediately discharged.
また、湯張りが開始された場合には、常に三方弁を、温水の流路がサブタンク側となるように切り替えることにより、サブタンク内に長期間温水が滞留することを防止できる。従って、サブタンク内でレジオネラ菌が発生・増加する事態の発生を予防することができる。 Further, when hot water filling is started, it is possible to prevent the hot water from staying in the sub tank for a long time by always switching the three-way valve so that the flow path of the hot water is on the sub tank side. Therefore, it is possible to prevent occurrence of a situation in which Legionella bacteria are generated or increased in the sub tank.
また、サブタンク下流側に第1の流量制御弁を設け、滅菌処理が必要な場合には第1の流量制御弁によって給湯路の流量を制限することで、サブタンクの容量を小さくすることができる。これにより、出湯開始後に早期に貯湯タンクの温水の利用を開始することが可能となる。 Moreover, the capacity | capacitance of a subtank can be made small by providing a 1st flow control valve in the subtank downstream, and restrict | limiting the flow volume of a hot water supply path with a 1st flow control valve when a sterilization process is required. This makes it possible to start using hot water in the hot water storage tank early after the start of hot water.
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施例1に係る貯湯式給湯装置1の全体構成を表す図である。本実施例の貯湯式給湯装置1は、コージェネレーション・システムに用いられる。
FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of a hot water storage type hot
図1に示したコージェネレーション・システムは、貯湯式給湯装置1、熱電併給装置2、排熱循環路3、冷却水循環ポンプ4、循環加熱回路5及び排熱熱交換器6を備えている。熱電併給装置2は、発電と同時に発生する熱を排熱として取り出す装置であり、燃料電池やエンジン発電装置などにより構成される。排熱循環路3は、熱電併給装置2において発生する排熱を取り出すための冷却水が循環する回路である。冷却水循環ポンプ4は、排熱循環路3内に冷却水を循環させるためのポンプである。循環加熱回路5は、排熱循環路3内を循環する冷却水から熱を吸収し、貯湯式給湯装置1へ熱供給を行うための水(温水)が循環する回路である。排熱熱交換器6は、排熱循環路3内の冷却水と、循環加熱回路5内の水との間の熱交換を行う熱交換器である。
The cogeneration system shown in FIG. 1 includes a hot water storage hot
貯湯式給湯装置1は、熱電併給装置2から供給される熱を温水として温水タンク7に蓄熱すると共に、ユーザーの要求に応じて、給湯栓8や浴槽9に温水を供給するための装置である。
The hot water storage type hot
貯湯式給湯装置1は、貯湯タンク7、給水路10、調整水路10a、給湯路11、分岐給湯路11a,11b、減圧弁12、逆止弁14、放圧路15、逃し弁16、補助熱源器17、三方弁18、サブタンク19、バイパス路20、混合弁21、湯張弁22、タンク温度センサ23a〜23d、流量センサ24、BUサーミスタ25、出湯サーミスタ26、タンク水循環ポンプ27、及びコントローラ28を備えている。
The hot water storage type hot
貯湯タンク7は、熱電併給装置2で発生する熱を温水として貯留するタンクである。この貯湯タンク7は、成層貯湯方式が用いられている。成層貯湯方式とは、排熱回収した高温の温水を貯湯タンク7上部にゆっくりと注入し、貯湯タンク7下部の低温の水と混ざらないように貯める方式をいう。
The hot
貯湯タンク7の上部から下部にかけて、異なる高さに4つのタンク温度センサ23a,23b,23c,23dが設けられている。これらの温度センサ23a,23b,23c,23dは、貯湯タンク7内のそれぞれの高さにおける温水(水)の温度を検出する。
Four
貯湯タンク7の下部と上部には、循環加熱回路5の両端が接続されている。貯湯タンク7の下部の低温の水(温水)は、タンク水循環ポンプ27によって循環加熱回路5に導水され、排熱熱交換器6において熱電併給装置2からの排熱が与えられる。そして、高温となった温水は、貯湯タンク7の上部に戻される。これにより、貯湯タンク7の下部の低温層が縮小し、貯湯タンク7の上部の高温層が拡大して、貯湯タンク7内に蓄熱がされる。
Both ends of the circulating
貯湯タンク7の底部には、水道水を貯湯タンク7に供給するための給水路10が接続されている。給水路10には、上水側から減圧弁12、逆止弁14が取り付けられている。減圧弁12は、水道水の上水圧を減圧する弁である。逆止弁14は、貯湯タンク7内の水(温水)が上水側に逆流するのを防止するための弁である。
A
また、貯湯タンク7の上部には、貯湯タンク7から給湯栓8又は浴槽9へ温水を供給するための給湯路11が接続されている。給湯路11の末端部は、2つの分岐給湯路11a,11bに分岐している。分岐給湯路11aは給湯栓8に接続され、分岐給湯路11bは湯張弁22を介して浴槽9に接続されている。湯張弁22は、給湯路11から給水される温水を、浴槽9に湯張りする。尚、分岐給湯路11bには、断水時に浴槽9の水が貯湯タンク7側に逆流しないように、逆流防止装置(図示せず。)が設けられている。
A hot
給湯路11の途中には、貯湯タンク7から湯張弁22にかけて、流量センサ24、補助熱源器17、BUサーミスタ25、三方弁18、サブタンク19、混合弁21、出湯サーミスタ26の順でそれぞれ設けられている。また、三方弁18からサブタンク19の出口部分を接続するバイパス路20が設けられている。さらに、貯湯タンク7と逆止弁14との中間と、混合弁21との間に調整水路10aが設けられている。
In the middle of the hot
流量センサ24は、給湯路11を流れる温水の水量を検出するセンサである。補助熱源器17は、給湯路11内の温水温度が低い場合に温水を加熱する加熱器である。BUサーミスタ25は、補助熱源器17から導出される温水の温度を検出する温度センサである。
The
三方弁18は、上流側の給湯路11から流入する温水の流路を、下流側の給湯路11側(サブタンク19側)又はバイパス路20側の何れかに切り替える弁である。混合弁21は、上流側の給湯路11から流入する温水と、調整水路10aから流入する水とを設定される混合比で混合して温度調整を行い、混合された温水を下流側の給湯路11に導水する弁である。出湯サーミスタ26は、混合弁21の下流側の温水の温度を検出する温度センサである。
The three-
また、貯湯タンク7の上部付近において、給湯路11から分岐する放圧路15が設けられており、この放圧路15には逃し弁16が設けられている。貯湯タンク7内が過圧状態となったときに、逃し弁16が開弁して放圧路15内に温水が通水し、放圧が行われる。
In addition, a
コントローラ28は、貯湯式給湯装置1の滅菌動作の制御を行う。図2は、図1のコントローラ28の機能構成を表すブロック図である。
The
コントローラ28には、タンク温度センサ23a〜23dが検出するタンク内の温水温度Θt1〜Θt4、流量センサ24が検出する給湯路11の流量F、BUサーミスタ25が検出する補助熱源器17の下流側の給湯路11内の温水の温度Θ1、及び出湯サーミスタ26が検出する混合弁21の下流側の給湯路11内の温水の温度Θmが入力される。また、コントローラ28は、これらの入力されるパラメータに基づき、補助熱源器17の出力、三方弁18の切替方向、混合弁21の混合比の各操作量の制御を行う。
In the
コントローラ28は、タイマー31、使用量積算部32、使用量記憶部33、滅菌処理判定部34、及び滅菌処理部35を備えている。タイマー31は、現在の時刻を計測する。使用量積算部32は、流量センサ24で検出される温水の流量を単位時間ごとに積算して、使用量記憶部33に記憶する。使用量記憶部33は、現時点よりも前における単位時間ごとの貯湯タンク7内の温水の使用量を記憶するメモリである。
The
滅菌処理判定部34は、滅菌処理を行う必要があるか否かを判定する。滅菌処理部35は、滅菌処理判定部34の判定に基づき、滅菌処理に関する補助熱源器17、三方弁18及び混合弁21の制御を行う。
The sterilization
以上のように構成された本実施例1に係る貯湯式給湯装置1において、以下その動作を説明する。
The operation of the hot water storage type hot
まず、使用量積算部32の動作について説明する。ユーザーが給湯又は湯張りを行うことにより、貯湯タンク7内の温水が使用されると、給湯路11内を温水が流れる。この温水の流量は流量センサ24により検出される。使用量積算部32は、流量センサ24で検出される温水の流量を単位時間ごとに積算して、使用量記憶部33に記憶する。
First, the operation of the usage
これにより、使用量記憶部33には、現時点以前の単位時間ごとの貯湯タンク7内の温水の使用量が例えば(表1)のようなテーブルとして記憶される。
Thus, the usage
次に、滅菌処理判定部34の動作について説明する。図3は、滅菌処理判定部34の動作を表すフローチャートである。
Next, the operation of the sterilization
(1)まず、ステップS1において、貯湯式給湯装置1の電源が入れられると、コントローラ28は、動作状態を通常状態に初期化する。
(1) First, in step S1, when the hot water storage hot
通常状態においては、滅菌処理部35は、三方弁18をバイパス路20側に設定する。これにより、貯湯タンク7の温湯は、補助熱源器17,三方弁18からバイパス路20を経て混合弁21に流れる。
In the normal state, the
(2)次に、ステップS2において、コントローラ28は、出湯が開始されたか否かを監視する。ユーザーがリモコン(図示せず。)等により浴槽の湯張りの開始を指示し、又はユーザーにより給湯栓が操作されて給湯が開始された場合、コントローラ28は、リモコン等からの信号又は流量センサ24からの信号により、貯湯タンク7から出湯が開始されたことを検知する。
(2) Next, in step S2, the
(3)出湯が検知されると、ステップS3において、滅菌処理判定部34は、現在の動作状態が通常状態であるか否かを判定する。動作状態が通常状態の場合には、ステップS4に移行し、そうでない場合(滅菌処理状態の場合)はステップS6へ移行する。
(3) When hot water is detected, in step S3, the sterilization
(4)動作状態が通常状態の場合、ステップS4において、滅菌処理判定部34は、現時点以前の期間T1の間に各単位時間に使用された湯量を使用量記憶部33から読み出す。そして、当該期間T1内における湯量の積算値Q(以下「使用湯量Q」という。)を計算する。使用湯量Qが閾値Q1より大きい場合には、ステップS9に移行し、使用湯量Qが閾値Q1以下の場合には、ステップS5に移行する。ここで、閾値Q1は、期間T1内における使用湯量Qから貯湯タンク7に温水が長時間滞留したか否かを判定する基準値であり、滅菌処理が必要か否かを判断する基準となる量である。
(4) When the operation state is the normal state, in step S4, the sterilization
Q≦Q1の場合には、ステップS5において、貯湯タンク7に温水が長時間滞留したために滅菌処理が必要であると判断され、滅菌処理判定部34はコントローラ28の動作状態を滅菌処理状態に変更し、滅菌処理開始時刻tmを現在の時刻に設定した後、ステップS9に移行する。
In the case of Q ≦ Q 1 in step S5, sterilized for hot water staying a long time in the hot
滅菌処理状態においては、滅菌処理部35は、三方弁18をサブタンク19側に設定するとともに、補助熱源器17を点火し、補助熱源器17の出口における給湯路11内の温水の温度を滅菌温度Θs(例えば70℃)以上とする。これにより、補助熱源器17から混合弁21までの給湯路11内の温水の温度が滅菌温度Θs以上となる。サブタンク19の容量は、温水が補助熱源器17から混合弁21に達するまでの所要時間が滅菌時間Tp以上となるように十分に大きく設計されている。従って、給湯路11内の温水は、滅菌時間Tpより長い時間だけ滅菌温度Θs以上とされるため、温水は完全に滅菌される。
In the sterilization processing state, the
(5)一方、ステップS3においてコントローラ28の動作状態が滅菌処理状態であると判定した場合、ステップS6において、滅菌処理判定部34は滅菌処理開始時刻tmから現在の時刻tまでの時間帯の各単位時間に使用された湯量を使用量記憶部33から読み出す。そして、それらを加算して滅菌処理期間の積算値Q’(以下「滅菌湯量Q’」という。)を算出する。滅菌湯量Q’が所定の閾値Q1’以下の場合は、滅菌処理状態を継続すべく、ステップS9に移行する。ここで、閾値Q1’は、滅菌処理開始時刻tmにおいて貯湯タンク7に滞留していた温水が現時点までにすべて入れ替わったか否かを判定するための値である。
(5) On the other hand, if in step S3 is the operating state of the
滅菌湯量Q’が閾値Q1’より大きい場合、ステップS7において、滅菌処理判定部34は、現時点以前の期間T1の間に各単位時間に使用された使用湯量Qが閾値Q1よりも大きいか否かを判定する。使用湯量Qが閾値Q1以下の場合には、滅菌処理状態を継続すべく、ステップS9に移行する。
If sterile hot water Q 'is the threshold Q 1' is greater than, or in step S7, the sterilization
使用湯量Qが閾値Q1よりも大きい場合、滅菌処理判定部34はコントローラ28の動作状態を通常状態に変更し、ステップS9に移行する。これにより、滅菌処理部35による滅菌処理動作が終了することになる。
When using hot water Q is greater than the threshold Q 1, sterilized
(6)ステップS9において、コントローラ28は、出湯が停止されたか否かを判定する。出湯が継続されている場合には、ステップS3に戻り、出湯が停止された場合は、ステップS2に戻る。
(6) In step S9, the
以上のような動作により、滅菌処理の必要のない通常状態においては、貯湯タンク7の温湯は三方弁18からバイパス路20を経て混合弁21に流れる。そのため、貯湯タンク7から混合弁21までの温水が到達するまでの時間は短い。従って、短時間で貯湯タンク7内の温湯を使用可能な状態とすることができる。
With the above operation, in a normal state where sterilization is not required, hot water in the hot
一方、滅菌処理が必要とされる滅菌処理状態においては、貯湯タンク7の温湯は三方弁18からサブタンク19を経て混合弁21に流れる。そのため、貯湯タンク7から混合弁21までの温水が到達するまでの時間は長い。従って、補助熱源器17の出口から混合弁21に温水が至るまでの時間を、必要滅菌時間Tp以上に確保することができる。そして、補助熱源器17により、温水の温度を滅菌温度Θs以上とすることにより、貯湯タンク7から導出された温水を滅菌温度Θs以上に必要滅菌時間Tp以上維持した後に、混合弁21で必要な温度に調整することができる。従って、貯湯タンク7内の温水全体を滅菌温度以上に加熱する場合に比べて熱放散によるエネルギー・ロスを減らすことができ、システム全体の省エネ性を改善することができる。また、貯湯タンク7の温水を使用する際に滅菌処理が行われるため、滅菌処理のために給湯又は湯張りができなくなる期間が生じることはない。
On the other hand, in the sterilization state where sterilization is required, the hot water in the hot
また、通常状態から滅菌処理状態への移行の判断基準は、過去の期間T1の使用湯量Qが閾値Q1以下か否かによる。閾値Q1を適宜な値に設定することにより、貯湯タンク7内に温水が長時間滞留したか否かを判定でき、的確な滅菌処理を行うことが可能となる。
Furthermore, criteria for transition from the normal state to the sterilization conditions, using hot water Q in past periods T 1 is due to whether a threshold value Q 1 or less. By setting the threshold value Q 1 to the appropriate value, it can be determined whether the accumulated hot water for a long time in the hot
一方、滅菌処理状態から通常状態への移行の判断基準は、過去の期間T1の使用湯量Qが閾値Q1より大きいか否かという基準に加え、滅菌処理状態へ移行してからの滅菌湯量Q’が閾値Q1’より大きいか否かという判断基準を用いる。閾値Q1’を適宜な値に設定することにより、貯湯タンク7内に滞留した滅菌が必要な温水がすべて確実に入れ替わった後に通常状態へ戻すようにすることができる。
On the other hand, the criterion of transition from sterilization state to the normal state, sterilization after addition to criterion of whether greater use hot water Q threshold to Q 1 prior periods T 1, proceeds to the sterilization state quantity of water A criterion for determining whether Q ′ is larger than the threshold value Q 1 ′ is used. By setting the threshold value Q 1 ′ to an appropriate value, it is possible to return to the normal state after all of the hot water that has accumulated in the hot
尚、最後に、本実施例の貯湯式給湯装置1の設計例について示しておく。
Finally, a design example of the hot water storage type hot
(例1)
貯湯タンク7の容量を200L(リットル)とする。レジオネラ菌の滅菌温度Θsを70℃、必要滅菌時間Tpを5秒とする。補助熱源器17の出口からサブタンク19を経由して混合弁21に至る温水流路の全容積をV=Vsub+Vpath(はVsubサブタンクの容積、Vpathはサブタンク以外の流路容積)とする。また、給湯路11の最大流量をFmaxとする。
(Example 1)
The capacity of the hot
このとき、閾値Q1を200L、閾値Q1’を200L、サブタンクの容積Vsubを
Vsub〔L〕=5〔秒〕×Fmax〔L/秒〕−Vpath〔L〕
に設計すればよい。
(例終わり)
At this time, the threshold Q 1 is 200 L, the threshold Q 1 ′ is 200 L, and the sub tank volume V sub is V sub [L] = 5 [seconds] × F max [L / second] −V path [L].
To design.
(End of example)
図4は、本発明の実施例2に係る貯湯式給湯装置1の滅菌処理部35の制御動作を表すフローチャートである。尚、滅菌処理部35の動作を除く貯湯式給湯装置1の構成については、実施例1と同様であるものとする。
FIG. 4 is a flowchart showing the control operation of the
実施例2の貯湯式給湯装置1では、滅菌処理部35は、以下のような動作を行う。
In the hot water storage type hot
(1)まず、滅菌処理部35は、ステップS11において、コントローラ28の動作状態が通常状態であるか否かを判定する。通常状態の場合には次のステップS12に移行し、滅菌処理状態の場合には、ステップS14に移行する。
(1) First, in step S11, the
(2)ステップS12において、滅菌処理部35は、リモコン等により現在湯張りが指示されているか否かを判定する。湯張りが指示されている場合には、ステップS16に移行し、湯張り以外の場合は、次のステップS13に移行する。
(2) In step S12, the
(3)ステップS13において、滅菌処理部35は、三方弁18をバイパス路20側に設定する。そして、ステップS11に戻る。
(3) In step S13, the
(4)ステップS14において、滅菌処理部35は、流量センサ24の検出値を参照して、現在出湯が行われているか否かを判定する。出湯が行われている場合には、ステップS15において補助熱源器17により温水を滅菌温度Θsまで加熱する動作を行う。そして、ステップS16に移行する。
(4) In step S <b> 14, the
(5)ステップS16において、滅菌処理部35は、三方弁18をサブタンク19側に設定する。そして、ステップS11に戻る。
(5) In step S16, the
以上のような動作により、滅菌処理部35は、リモコン等により現在湯張りが指示されている場合には、滅菌処理状態にあるか否かにかかわらず、温水の流路はサブタンク19側に設定される。通常、湯張りにおいては、浴槽を満たすために貯湯タンク7の温水が連続して多量に使用される。そして、湯張りの際には、出湯が開始されてから貯湯タンク7内の温水が使用可能となるまでの時間が多少かかったとしてもあまり問題とはされない。
By the operation as described above, the
そこで、湯張り時において常にサブタンク19を経由して貯湯タンク7の温水を出湯させることにより、湯張りが行われるごとにサブタンク19内の水が完全に入れ替わることとなる。そのため、サブタンク19内に長期間にわたって水が滞留することを防止することができ、サブタンク19内にレジオネラ菌やその他の雑菌が発生・増加することを予防することができる。
Therefore, the hot water in the hot
図5は、本発明の実施例3に係る貯湯式給湯装置1の滅菌処理部35の制御動作を表すフローチャートである。尚、滅菌処理部35の動作を除く貯湯式給湯装置1の構成については、実施例1と同様であるものとする。
FIG. 5 is a flowchart showing a control operation of the
実施例3の貯湯式給湯装置1では、滅菌処理部35は、以下のような動作を行う。
In the hot water storage type hot
(1)まず、ステップS21において、滅菌処理部35は、流量センサ24の検出値を参照して、現在出湯が行われているか否かを判定する。出湯が行われていないときはそのまま待機し、出湯が行われている場合には、次のステップS22に移行する。
(1) First, in step S <b> 21, the
(2)次に、ステップS22において、滅菌処理部35は、コントローラ28の動作状態が通常状態であるか否かを判定する。通常状態の場合には次のステップS23に移行し、滅菌処理状態の場合には、ステップS25に移行する。
(2) Next, in step S22, the
(3)ステップS23において、滅菌処理部35は、リモコン等により現在湯張りが指示されているか否かを判定する。湯張りが指示されている場合には、ステップS27に移行し、湯張り以外の場合は、次のステップS24に移行する。
(3) In step S23, the
(4)ステップS24において、滅菌処理部35は、三方弁18をバイパス路20側に設定する。そして、ステップS22に戻る。これにより、通常状態において給湯が行われている場合には、貯湯タンク7の温水は、バイパス路20を経由して出湯される。
(4) In step S24, the
(5)一方、ステップS25において、滅菌処理部35は、補助熱源器17により温水を滅菌温度Θsまで加熱する動作を行う。そして、ステップS26において、滅菌処理部35は、混合弁21を調整し、補助熱源器17から混合弁21に導水される温水の流量FをFmax=V/Tpで表される最大流量Fmax以下となるように調整する。ここで、V=Vsub+Vpath(Vsubはサブタンクの容積、Vpathはサブタンク以外の流路容積)は補助熱源器17の出口からサブタンク19を経由して混合弁21に至る温水流路の全容積である。Tpは必要滅菌時間である。そして、ステップS26に移行する。
(5) On the other hand, in step S25, the
(6)ステップS27において、滅菌処理部35は、三方弁18をサブタンク19側に設定する。そして、ステップS22に戻る。
(6) In step S27, the
以上のような動作により、滅菌処理部35は、実施例2の場合と同様、リモコン等により現在湯張りが指示されている場合には、滅菌処理状態にあるか否かにかかわらず、温水の流路はサブタンク19側に設定される。従って、サブタンク19内に長期間にわたって水が滞留することを防止することができ、サブタンク19内にレジオネラ菌やその他の雑菌が発生・増加することを予防することができる。
By the operation as described above, the
また、滅菌処理状態の場合には、補助熱源器17が給湯路11を流れる温水を滅菌温度Θs以上の温度まで加熱し、温水は必要滅菌時間Tp以上の時間だけ滅菌温度Θs以上に維持される。本実施例の場合、滅菌処理状態では、貯湯タンク7からの温水の出湯量は、最大流量Fmax以下に制限される。従って、常に温水は必要滅菌時間Tp以上の時間だけ滅菌温度Θs以上に維持されることが保証される。
In the case of the sterilization state, the
(例2)
貯湯タンク7の容量を200Lとする。レジオネラ菌の滅菌温度Θsを70℃、必要滅菌時間Tpを5秒とする。補助熱源器17の出口からサブタンク19を経由して混合弁21に至る温水流路の全容積Vを1.0Lとする。
(Example 2)
The capacity of the hot
このとき、閾値Q1を200L、閾値Q1’を200L、最大流量Fmaxを
Fmax〔L/秒〕=V〔L〕/5〔秒〕=0.2〔L/秒〕
に設計すればよい。
(例終わり)
At this time, the threshold value Q 1 is 200 L, the threshold value Q 1 ′ is 200 L, and the maximum flow rate F max is Fmax [L / second] = V [L] / 5 [second] = 0.2 [L / second].
To design.
(End of example)
尚、本実施例において、混合弁21を利用して貯湯タンク7からの温水の出湯量を最大流量Fmax以下に制限する構成としたが、混合弁とは別にサブタンク19と混合弁21との間に流量制御弁を設け、この流量制御弁によって貯湯タンク7からの温水の出湯量を最大流量Fmax以下に制限する構成としてもよい。
In the present embodiment, the mixing
1 貯湯式給湯装置
2 熱電併給装置
3 排熱循環路
4 冷却水循環ポンプ
5 循環加熱回路
6 排熱熱交換器
7 貯湯タンク
8 給湯栓
9 浴槽
10 給水路
10a 調整水路
11 給湯路
11a,11b 分岐給湯路
12 減圧弁
14 逆止弁
15 放圧路
16 逃し弁
17 補助熱源器
18 三方弁
19 サブタンク
20 バイパス路
21 混合弁
22 湯張弁
23a〜23d タンク温度センサ
24 流量センサ
25 BUサーミスタ
26 出湯サーミスタ
27 タンク水循環ポンプ
28 コントローラ
31 タイマー
32 使用量積算部
33 使用量記憶部
34 滅菌処理判定部
35 滅菌処理部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記貯湯タンクに給水する給水路と、
前記貯湯タンク下部の水を、熱と電力を発生する熱電併給装置に循環させて前記貯湯タンク上部に戻すことにより、前記熱電併給装置で発生する熱を前記貯湯タンクに供給する排熱循環路と、
前記貯湯タンク内部の温水を給湯栓又は浴槽に導出する給湯路と、
を備えた貯湯式給湯装置において、
前記貯湯タンクから出湯される温水の流量を検出する流量センサと、
前記給湯路に設けられ、給湯路内の温水を加熱する補助熱源器と、
前記補助熱源器の下流側の前記給湯路内の温水の温度Θ1を検出する第1の温度センサと、
前記給湯路の前記補助熱源器の下流側に設けられたサブタンクと、
両端が前記給湯路に接続され、前記サブタンクを迂回する水路を構成するように設けられたバイパス路と、
前記サブタンク上流側の前記給湯路及び前記バイパス路の分岐部に設けられ、前記貯湯タンクから導出される温水の流路を、前記サブタンク側又は前記バイパス路に切り替える三方弁と、
前記三方弁の切り替え及び前記補助熱源器の動作を制御するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、
単位時間ごとの前記貯湯タンク内の温水の使用量を記憶する使用量記憶手段と、
前記流量センサが検出する流量を単位時間ごとに積算し前記使用量記憶手段に記憶する使用量積算手段と、
給湯又は湯張りが行われると、その時点以前の所定の期間T1の前記貯湯タンク内の温水の使用量を積算し、その積算値Qが所定の閾値Q1以下の場合には、動作状態を滅菌処理状態に設定し、前記積算値Qが所定の閾値Q1以上であって且つ動作状態が滅菌処理状態に最後に切り替えられた時点からその時点までの前記貯湯タンク内の温水の使用量の積算値Q’が所定の閾値Q1’以上の場合には、動作状態を通常状態に設定する滅菌処理判定手段と、
動作状態が滅菌処理状態の場合、温水の流路が前記サブタンク側となるように前記三方弁を切り替えるとともに、前記補助熱源器を起動して前記温水の温度Θ1を所定の滅菌温度Θs以上に加熱する制御を行い、動作状態が通常状態の場合は、温水の流路が前記バイパス路側となるように前記三方弁を切り替える制御を行う滅菌処理手段と、
を備えたことを特徴とする貯湯式給湯装置。 A hot water storage tank for storing hot water;
A water supply channel for supplying water to the hot water storage tank;
An exhaust heat circulation path for supplying heat generated in the combined heat and power supply device to the hot water storage tank by circulating the water in the lower portion of the hot water storage tank to a combined heat and power generation device that generates heat and electric power and returning it to the upper portion of the hot water storage tank; ,
A hot water supply passage leading out hot water inside the hot water storage tank to a hot water tap or bathtub; and
In the hot water storage type hot water supply device equipped with
A flow rate sensor for detecting a flow rate of hot water discharged from the hot water storage tank;
An auxiliary heat source that is provided in the hot water supply path and heats hot water in the hot water supply path;
A first temperature sensor for detecting a temperature Θ1 of hot water in the hot water supply channel downstream of the auxiliary heat source;
A sub tank provided on the downstream side of the auxiliary heat source device of the hot water supply path;
A bypass path provided to form a water path that is connected to the hot water supply path at both ends and bypasses the sub tank;
A three-way valve provided at a branch portion of the hot water supply path and the bypass path on the upstream side of the sub tank, for switching a flow path of hot water led out from the hot water storage tank to the sub tank side or the bypass path;
A controller for controlling the switching of the three-way valve and the operation of the auxiliary heat source device,
The controller is
Usage amount storage means for storing the usage amount of hot water in the hot water storage tank per unit time;
Usage amount integrating means for integrating the flow rate detected by the flow rate sensor per unit time and storing it in the usage amount storage means;
When hot water supply or hot water filling is performed, the amount of hot water in the hot water storage tank for a predetermined period T1 before that time is integrated, and if the integrated value Q is less than or equal to a predetermined threshold value Q1, the operating state is sterilized. An integrated value of the amount of hot water used in the hot water storage tank from the time when the integrated value Q is equal to or greater than a predetermined threshold value Q1 and the operating state is last switched to the sterilized state to the time point. If Q ′ is greater than or equal to a predetermined threshold value Q1 ′, a sterilization process determining means for setting the operating state to a normal state;
When the operation state is the sterilization state, the three-way valve is switched so that the hot water flow path is on the sub-tank side, and the auxiliary heat source is activated to heat the hot water temperature Θ1 to a predetermined sterilization temperature Θs or higher. Sterilization processing means for performing control to switch the three-way valve so that the flow path of the hot water is on the bypass path side when the operation state is a normal state,
A hot water storage type hot water supply apparatus characterized by comprising:
前記給湯路を流れる温水の流量Fを検出する流量センサと、
を備え、
前記滅菌処理手段は、給湯又は湯張りが開始されたときにおいて、動作状態が滅菌処理状態の場合、前記流量センサで検出される流量Fが、前記補助熱源器出口から前記第1の流量制御弁まで前記給湯路を温水が通過する時間が滅菌に必要な所定の時間Tpとなる流量F1以下となるように、前記第1の流量制御弁を制御すること
を特徴とする請求項1又は2記載の貯湯式給湯装置。 A first flow rate control valve that is provided in the hot water supply path on the downstream side of the sub tank and controls the flow rate of hot water flowing through the hot water supply path;
A flow rate sensor for detecting a flow rate F of hot water flowing through the hot water supply path;
With
When the hot water supply or hot water filling is started and the operation state is a sterilization state, the sterilization means is configured such that the flow rate F detected by the flow rate sensor is changed from the outlet of the auxiliary heat source to the first flow rate control valve. The first flow rate control valve is controlled so that the time during which the hot water passes through the hot water supply path is equal to or less than a flow rate F1 that is a predetermined time Tp required for sterilization. Hot water storage system.
前記調整水路に流れる水の流量を調節する第2の流量制御弁と、
前記調整水路と前記給湯路との接続部に設けられ、前記給湯路からの温水と前記調整水路からの水との混合比を調節する混合弁と、
を備え、
前記第1の流量制御弁は前記混合弁であり、
前記滅菌処理手段は、給湯又は湯張りが開始されたときにおいて、動作状態が滅菌処理状態の場合、前記流量センサで検出される流量Fが、前記補助熱源器出口から前記流量制御弁まで前記給湯路を温水が通過する時間が滅菌に必要な所定の時間Tpとなる流量F1以下となるとともに、出湯される温水温度が所定の設定温度となるように前記混合弁及び前記第2の流量制御弁を制御すること
を特徴とする請求項3記載の貯湯式給湯装置。
An adjustment water channel that connects the sub-tank downstream side of the water supply channel and the hot water supply channel;
A second flow control valve for adjusting a flow rate of water flowing through the adjustment water channel;
A mixing valve that is provided at a connection portion between the adjustment water channel and the hot water supply channel, and adjusts a mixing ratio of hot water from the hot water supply channel and water from the adjustment water channel;
With
The first flow control valve is the mixing valve;
When the hot water supply or hot water filling is started and the operation state is a sterilization state, the sterilization processing means is configured such that the flow rate F detected by the flow rate sensor is from the auxiliary heat source outlet to the flow rate control valve. The mixing valve and the second flow control valve are set so that the time during which the warm water passes through the passage is equal to or less than the flow rate F1, which is a predetermined time Tp required for sterilization, and the hot water temperature discharged is a predetermined set temperature. The hot water storage type hot water supply device according to claim 3, wherein the hot water storage device is controlled.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 2006-01-31 JP JP2006022001A patent/JP2007205590A/en active Pending
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