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JP3888117B2 - Hot water storage water heater - Google Patents

Hot water storage water heater Download PDF

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JP3888117B2
JP3888117B2 JP2001309095A JP2001309095A JP3888117B2 JP 3888117 B2 JP3888117 B2 JP 3888117B2 JP 2001309095 A JP2001309095 A JP 2001309095A JP 2001309095 A JP2001309095 A JP 2001309095A JP 3888117 B2 JP3888117 B2 JP 3888117B2
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    • F25B2309/00Gas cycle refrigeration machines
    • F25B2309/06Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide
    • F25B2309/061Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide with cycle highest pressure above the supercritical pressure

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  • Steam Or Hot-Water Central Heating Systems (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、貯湯式給湯装置に関し、特にヒートポンプユニットにより加熱した高温の湯を貯える貯湯式給湯装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、ヒートポンプユニットで加熱した高温の湯を貯湯タンク内に貯える貯湯式給湯装置がある。このタイプの給湯装置としては、貯湯タンク内の最下部の水をヒートポンプユニットにより加熱し、高温の湯として貯湯タンク内の最上部に送ることで、温度の異なる水の比重差を利用して、貯湯タンク内の上部側に高温の湯を貯え、貯湯タンク内の下部側の水と混合しないようにしているものが知られている。
【0003】
そして、貯湯タンク内の湯を給湯する(例えば、蛇口等を開き貯湯タンク外で湯を消費する)場合には、貯湯タンクの最上部に接続した給湯配管から給湯し、貯湯タンクの最下部に接続した給水配管から貯湯タンク内に水を供給するようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本発明者らは、上記従来技術の貯湯式給湯機において、貯湯タンク内の高温の湯を貯湯タンク外に循環して、例えば床暖房等の熱源として利用し、熱交換の終了した低温の湯を貯湯タンク内に戻す構成を検討したところ、下記のような問題点が発生することを見出した。
【0005】
給湯時の貯湯タンク内への水の供給と同様に、低温の湯を貯湯タンクの最下部に戻す構成とした場合に、例えば熱交換を行なっているときに給湯が行なわれると、貯湯タンクの最下部には低温の湯と水とが供給され混合される。するとヒートポンプユニットを作動して高温の湯を貯湯しようとするときに、低温の湯と水とが混合された湯をヒートポンプユニットで加熱することとなる。
【0006】
従って、水だけをヒートポンプユニットで加熱する場合よりも熱交換効率が悪化し、高温の湯を沸き上げる性能が低下するという問題が発生する。
【0007】
本発明は、上記点に鑑みてなされたもので、貯湯タンク内の高温の湯を給湯と熱交換の熱源として利用する貯湯式給湯装置であっても、ヒートポンプユニットの沸き上げ性能が低下することを防止することが可能な貯湯式給湯装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、
給湯用の湯を内部に貯える貯湯タンク(1)と、
この貯湯タンク(1)内の最下部の水を、貯湯タンク(1)に設けた吸入口(18)から吸入し貯湯タンク(1)内の最上部に送る第1の循環回路(20)と、
この第1の循環回路(20)に設けられ、第1の循環回路(20)を流れる水を加熱して高温の湯とするヒートポンプユニット(2)と、
このヒートポンプユニット(2)により加熱され貯湯タンク(1)内の最上部に貯えられた高温の湯を、循環して貯湯タンク(1)内に戻す第2の循環回路(43、44、45、46)と、
この第2の循環回路(43、44、45、46)に設けられ、第2の循環回路(43、44、45、46)を流れる高温の湯と被加熱物とを熱交換して、第2の循環回路(43、44、45、46)を流れる高温の湯を低温の湯とする熱交換手段(81)と、
貯湯タンク(1)内の湯が貯湯タンク(1)外で消費されるときには、貯湯タンク(1)内の湯を貯湯タンク(1)外に送る給湯配管(14a、14b、17、17a)と、
貯湯タンク(1)内の湯が給湯配管(14a、14b、17、17a)を通って貯湯タンク(1)外で消費されるときには、貯湯タンク(1)内の最下部に水を供給する給水配管(12)とを備える貯湯式給湯装置であって、
第2の循環回路(43、44、45、46)を流れた低温の湯を第2の循環回路(43、44、45、46)から貯湯タンク(1)内へと戻す吐出口(44a、45a、46a)を、貯湯タンク(1)内の水をヒートポンプユニット(2)へと送るための貯湯タンク(1)の吸入口(18)よりも上方に設けたことを特徴としている。
【0009】
これによると、熱交換手段(81)により熱交換され第2循環回路(43、44、45、46)から貯湯タンク(1)内に戻る低温の湯は、ヒートポンプユニット(2)への吸入口(18)よりも上方に設けた吐出口(44a、45a、46a)から貯湯タンク(1)内へ戻される。第2循環回路(43、44、45、46)からの低温の湯は、貯湯タンク(1)内の高温の湯の下側かつ水の上側に戻され、温度の異なる水の比重差により、貯湯タンク(1)内において、低温の湯と水とは混合し難い。従って、ヒートポンプユニット(2)は、貯湯タンク(1)の最下部にある水から優先的に加熱する。このようにして、ヒートポンプユニット(2)の沸き上げ性能が低下することを防止することが可能となる。
【0010】
また、請求項2に記載の発明では、前記第2の循環回路(43、44、45、46)を流れて前記貯湯タンク(1)内に戻る前記低温の湯の温度とほぼ同一の温度となる前記貯湯タンクの部位において、前記第2の循環回路(43、44、45、46)の下流側端部は前記貯湯タンク(1)に接続されており、前記貯湯タンク(1)内に前記低温の湯を戻す構成であることを特徴としている。
【0011】
これによると、第2の循環回路(43、44、45、46)から貯湯タンク(1)に戻す際に、貯湯タンク(1)内の湯の温度勾配を逆転して不要な混合が発生することを防止することができ、ヒートポンプユニットの沸き上げ性能の低下を防止するこができる。
【0012】
また、請求項3に記載の発明では、貯湯タンク(1)は、その高さ方向において給湯配管(14a、14b、17、17a)の上流側端部を複数に分けて接続しており、
これらの複数の上流側端部のうち、貯湯タンク(1)内において上流側端部を接続した部位の湯の温度が、貯湯タンク(1)外で消費される湯の必要温度以上である上流側端部より、選択的に出湯される構成であることを特徴としている。
【0013】
これによると、高温の湯ばかりでなく、第2の循環回路(43、44、45、46)から貯湯タンク(1)内に戻った低温の湯も出湯することが可能である。従って、給湯先の必要温度に応じて貯湯タンク(1)内の湯を有効利用することができる。
【0014】
また、請求項4に記載の発明のように、具体的には、被加熱物は、床暖房ユニット(80)の熱媒体であり、
熱交換手段(81)は、第2の循環回路(43、44、45、46)を流れる高温の湯と熱媒体とを熱交換する熱交換器とすることができる。
【0015】
また、請求項5に記載の発明では、ヒートポンプユニット(2)は、冷媒が二酸化炭素であることを特徴としている。
【0016】
このように、ヒートポンプユニット(2)の冷媒に二酸化炭素を採用すると、超臨界域を用いることで第1の循環回路(20)を流れる水を加熱する冷媒の温度(圧縮機からの吐出温度)を高くすることができる。従って、高温の湯を効率良く沸き上げることが可能である。
【0017】
また、請求項6に記載の発明では、
給湯用の湯を内部に貯える第1の貯湯タンク(1a)と、
最上部を第1の貯湯タンク(1a)の最下部に連通し、給湯用の湯を内部に貯える第2の貯湯タンク(1b)と、
第2の貯湯タンク(1b)内の最下部の水を、第1の貯湯タンク(1a)内の最上部に送る第1の循環回路(20)と、
この第1の循環回路(20)に設けられ、第1の循環回路(20)を流れる水を加熱して高温の湯とするヒートポンプユニット(2)と、
このヒートポンプユニット(2)により加熱され第1の貯湯タンク(1a)内の最上部に貯えられた高温の湯を、循環して第1の貯湯タンク(1a)内の最下部に戻す第2の循環回路(43)と、
この第2の循環回路(43)に設けられ、第2の循環回路(43)を流れる高温の湯と被加熱物とを熱交換して、第2の循環回路(43)を流れる高温の湯を低温の湯とする熱交換手段(81)と、
第1の貯湯タンク(1a)内もしくは第2の貯湯タンク(1b)内の湯が両貯湯タンク(1a、1b)外で消費されるときには、第1の貯湯タンク(1a)内もしくは第2の貯湯タンク(1b)内の湯を両貯湯タンク(1a、1b)外に送る給湯配管(17、214、214a、214b)と、
第1の貯湯タンク(1a)内もしくは第2の貯湯タンク(1b)内の湯が前記給湯配管(17、214、214a、214b)を通って両貯湯タンク(1a、1b)外で消費されるときには、第2の貯湯タンク(1b)の最下部に水を供給する給水配管(12)とを備えることを特徴としている。
【0018】
これによると、熱交換手段(81)により熱交換された後の低温の湯は、第2の循環回路(43)から第1の貯湯タンク(1a)内の最下部に戻る。また、給湯に伴い給水配管(12)から供給される水は、第2の貯湯タンク(1b)の最下部に入る。従って、第1および第2の貯湯タンク(1a、1b)内において、低温の湯と水とは混合し難く、ヒートポンプユニット(2)は、第2の貯湯タンク(1b)の最下部にある水から優先的に加熱する。このようにして、ヒートポンプユニット(2)の沸き上げ性能が低下することを防止することが可能となる。
【0019】
また、請求項7に記載の発明では、給湯配管(17、214、214a、214b)は、上流側端部を複数に分けて第1の貯湯タンク(1a)の最上部および第2の貯湯タンク(1b)の最上部に接続しており、
これらの複数の上流側端部のうち、第1の貯湯タンク(1a)内および第2の貯湯タンク(1b)内において上流側端部を接続した部位の湯の温度が、両貯湯タンク(1a、1b)外で消費される湯の必要温度以上である上流側端部より、選択的に出湯される構成であることを特徴としている。
【0020】
これによると、第1および第2の貯湯タンク(1a、1b)内の高温の湯ばかりでなく、低温の湯も出湯することが可能である。従って、給湯先の必要温度に応じて貯湯タンク内の湯を有効利用することができる。
【0021】
また、請求項8に記載の発明のように、具体的には、被加熱物は、床暖房ユニット(80)の熱媒体であり、熱交換手段(81)は、第2の循環回路(43)を流れる高温の湯と熱媒体とを熱交換する熱交換器とすることができる。
【0022】
また、請求項9に記載の発明では、ヒートポンプユニット(2)は、冷媒が二酸化炭素であることを特徴としている。
【0023】
このように、ヒートポンプユニット(2)の冷媒に二酸化炭素を採用すると、超臨界域を用いることで第1の循環回路(20)を流れる水を加熱する冷媒の温度(圧縮機からの吐出温度)を高くすることができる。従って、高温の湯を効率良く沸き上げることが可能である。
【0031】
た、請求項10に記載の発明では、給湯用の湯を内部に貯える貯湯タンク(1)と、この貯湯タンク(1)内の最下部の水を、貯湯タンク(1)内の最上部に送る第1の循環回路(20)と、この第1の循環回路(20)に設けられ、第1の循環回路(20)を流れる水を加熱して高温の湯とするヒートポンプユニット(2)と、ヒートポンプユニット(2)により加熱され貯湯タンク(1)内の最上部に貯えられた高温の湯を、循環して貯湯タンク(1)内に戻す第2の循環回路(43、44、45、46)と、第2の循環回路(43、44、45、46)に設けられ、第2の循環回路(43、44、45、46)を流れる高温の湯と被加熱物とを熱交換して、第2の循環回路(43、44、45、46)を流れる高温の湯を低温の湯とする熱交換手段(81)と、貯湯タンク(1)内の湯が貯湯タンク(1)外で消費されるときには、貯湯タンク(1)内の湯を貯湯タンク(1)外に送る給湯配管(14a、14b、17、17a)と、貯湯タンク(1)内の湯が給湯配管(14a、14b、17、17a)を通って貯湯タンク(1)外で消費されるときには、貯湯タンク(1)内の最下部に水を供給する給水配管(12)とを備える貯湯式給湯装置であって、第2の循環回路(43、44、45、46)の下流側端部は、貯湯タンク(1)の高さ方向において複数に分岐しており、分岐した複数の第2の循環回路(43、44、45、46)はそれぞれ貯湯タンク(1)に接続されていることを特徴とする。これによると、熱交換手段(81)により熱交換され、第2の循環回路(43、44、45、46)から貯湯タンク(1)に戻る低温の湯を、貯湯タンク(1)内の温度勾配を乱すことなく、貯湯タンク(1)内に戻すことができる。
また、請求項11に記載のように、第2の循環回路(43、44、45、46)の下流側端部を、貯湯タンク(1)の側面部で高さ方向において複数に分岐して、分岐した複数の第2の循環回路(43、44、45、46)をそれぞれ貯湯タンク(1)の側面部の高さが異なる位置に接続したものとすることができる。
【0032】
なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す。
【0033】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
【0034】
(第1の実施形態)
図1は第1の実施形態の貯湯式給湯装置の概略構成を示す模式図である。
【0035】
1は耐食性に優れた金属製(例えばステンレス製)の貯湯タンクであり、外周部に図示しない断熱材が配置されており、高温の給湯用水を長時間に渡って保温することができるようになっている。貯湯タンク1は縦長形状であり、その底面には導入口11が設けられ、この導入口11には貯湯タンク1内の最下部に水道水を導入する給水配管である導入管12が接続されている。
【0036】
導入管12には温度検出手段である給水サーミスタ21が設けられており、導入管12内の温度情報を後述する制御装置200に出力するようになっている。また、導入管12には導入される水道水の水圧が所定圧となるように調節する減圧弁51が設けられている。そして、導入管12の給水サーミスタ21および減圧弁51が設けられた位置より下流側と後述する混合弁16bとはバイパス経路である配管15により繋がれている。
【0037】
一方、貯湯タンク1の最上部には導出口13aが設けられ、導出口13aには貯湯タンク1内の湯を導出するための給湯経路である導出管14aが接続されている。また、貯湯タンク1の側面部略中央には導出口13bが設けられ、導出口13bには貯湯タンク1内の湯を導出するための給湯経路である導出管14bが接続されている。
【0038】
16a、16bはともに混合手段である混合弁であり、混合弁16bは、導出管14bと配管15との合流点に配置されている。そして、混合弁16bは開口面積比を調節することにより、導出管14bからの湯と配管15からの水道水との混合比を調節できるようになっている。
【0039】
混合弁16bの出口側には配管17aが接続しており、配管17aと前述の導出管14aとの合流点には混合弁16aが配置されている。そして、混合弁16aは開口面積比を調節することにより、導出管14aからの湯と、配管15と配管17aが連通されたときに配管17aから供給される水道水との混合比を調節できるようになっている。
【0040】
なお、混合弁16a、16bはともにサーボモータ等の駆動源により弁体を駆動して各経路の開度を調節する電動弁であり、後述する制御装置200からの制御信号により作動するとともに、作動状態を制御装置200に出力するようになっている。
【0041】
混合弁16aの出口側には蛇口、シャワー、風呂等への混合湯経路である配管17が接続している。配管17には温度検出手段である給湯サーミスタ71と給湯検出手段である流量カウンタ72が設けられており、給湯サーミスタ71は配管17内の温度情報を、流量カウンタ72は配管17内の流量情報を後述する制御装置200に出力するようになっている。導出管14a、14b、配管17a、17からなる構成が、本実施形態における給湯配管である。
【0042】
貯湯タンク1の下部には、貯湯タンク1内の最下部の水を吸入するための吸入口18が設けられ、貯湯タンク1の上部側面には、貯湯タンク1内の最上部に湯を吐出する吐出口19が設けられている。吸入口18と吐出口19とは循環回路20で接続されており、循環回路20の一部はヒートポンプユニット2内に配置されている。
【0043】
循環回路20のヒートポンプユニット2内に配置された部分には、図示しない熱交換器が設けられており、吸入口18から吸入した貯湯タンク1内の水を高温の二酸化炭素冷媒との熱交換により加熱し、吐出口19から貯湯タンク1内に戻すことにより貯湯タンク1内の水を沸き上げることができるようになっている。
【0044】
本実施形態のように、ヒートポンプユニット2の冷媒に二酸化炭素を採用すると、超臨界域を用いることで図示しない圧縮機からの冷媒吐出温度を高くすることができる。従って、フロン冷媒等を採用した場合より高温の湯を効率良く沸き上げることが可能である。
【0045】
ヒートポンプユニット2は、本実施形態における加熱手段であり、循環回路20は本実施形態における第1の循環回路である。なお、ヒートポンプユニット2は後述する制御装置200からの制御信号により作動するとともに、作動状態を制御装置200に出力するようになっている。
【0046】
また、貯湯タンク1の外壁面には複数の(本例では5つの)水位サーミスタ32、33、34、35、36が縦方向(貯湯タンク1の高さ方向)にほぼ等間隔に配置され、貯湯タンク1内に満たされた水の各水位レベルでの温度情報を後述する制御装置200に出力するようになっている。従って、制御装置200は、水位サーミスタ32〜36からの温度情報に基づいて、貯湯タンク1内上方の沸き上げられた湯と貯湯タンク1内下方の沸き上げられる前の水との境界位置を検出できるようになっている。
【0047】
なお、水位サーミスタ32は、貯湯タンク1の最上部外壁面に設けられており、導出口13aや後述する吸入口41に吸入される湯の温度である貯湯タンク1内最上部の水温を検出する出湯サーミスタの機能も有している。また、水位サーミスタ34は、前述の導出口13bとほぼ同一の高さに配置されており、導出口13bに吸入される湯の温度である貯湯タンク1内の略中央部の水温を検出する出湯サーミスタの機能も有している。
【0048】
貯湯タンク1の上部には、貯湯タンク1内の最上部の湯を吸入するための吸入口41が設けられ、貯湯タンク1の下部には、貯湯タンク1内に湯を吐出する吐出口42が設けられている。吸入口41と吐出口42とは循環回路43で接続されており、循環回路43の一部は熱交換手段である熱交換器81内に配置されている。熱交換器81は対向流型の熱交換器であり、循環回路43を流れる高温の湯と後述する循環回路82を流れる被加熱物である熱媒体(本例では水)とを熱交換できるようになっている。
【0049】
循環回路43の熱交換器81が設けられた部位より下流側には、循環回路43内に湯を循環するためのウォータポンプ47と、温度検出手段であるサーミスタ48が設けられている。サーミスタ48は循環回路43内の熱交換器81による熱交換後の湯の温度情報を後述する制御装置200に出力するようになっている。
【0050】
循環回路43のサーミスタ48が設けられた部位より下流側には、複数の(本例では3つの)三方弁54、55、56が配設されている。各三方弁54、55、56の循環回路43が接続していない出口側には、それぞれ配管44、45、46が接続しており、各配管44、45、46の三方弁と接続している側と反対側の端部(下流側端部)は、貯湯タンク1の側面部の吐出口44a、45a、46aにそれぞれ接続している。
【0051】
なお、吐出口44a、45a、46aは、図1に示すように、前述の水位サーミスタ34、35、36の近傍にそれぞれ設けられている。循環回路43、配管44、45、46からなる構成が本実施形態における第2の循環回路である。
【0052】
80は床暖房ユニットであり、熱交換器81と、この熱交換器81で熱交換された熱媒体を循環する循環回路82と、熱交換器81で加熱された熱媒体で床暖房を行なう床暖房熱交換器83と、循環回路82に熱媒体を循環するウォータポンプ84等により構成されている。なお、循環回路82の熱交換器81の入口近傍および出口近傍には、サーミスタ85、86が配設され、循環回路82内において熱交換器81に流入する熱媒体および熱交換器81から流出する熱媒体の温度情報を後述する制御装置200に出力するようになっている。
【0053】
また、200は制御手段である制御装置であり、各サーミスタ21、32、33、34、35、36、48、71、85、86からの温度情報、流量カウンタ72からの流量情報および図示しない操作盤に設けられた操作スイッチからの信号等に基づいて、後述するようにヒートポンプユニット2、混合弁16a、16b、三方弁54、55、56、ウォータポンプ47、84等を制御するように構成されている。
【0054】
なお、図示しない操作盤は、浴室内や台所等の湯を使用する場所の近傍に設置され、操作盤以外は、屋外等の適所に設置されている。
【0055】
次に、上記構成に基づき貯湯式給湯装置の作動を説明する。
【0056】
給湯装置の図示しない電源スイッチがオンされている場合には、制御装置200は、貯湯タンク1に設けられた各サーミスタからの温度情報等や、図示しない操作盤により設定された時刻情報等に基づいて、適宜ヒートポンプユニット2を作動させ貯湯タンク1内の水を加熱して高温の湯(例えば90℃の湯)とする。
【0057】
そして、図示しない操作盤の床暖房スイッチがオンされた場合(床暖房予約タイマーによりスイッチがオンされた場合を含む)には、制御装置200は、ウォータポンプ47、84を作動し、貯湯タンク1内の最上部より吸入口41から循環回路43内に高温の湯を吸入するとともに、循環回路82内に熱媒体を循環させる。
【0058】
これにより、熱交換器81において循環回路43を流れる高温の湯と熱交換された循環回路82内の熱媒体により、床暖房熱交換器83を介して床暖房を行なうことができる。なお、このとき、制御装置200は、水位サーミスタ32、サーミスタ48、85、86からの温度情報に基づいて、熱交換器81および床暖房熱交換器83における熱交換が良好に行なわれるようにウォータポンプ47、84を作動制御する。
【0059】
制御装置200は、床暖房を行なう制御を実行しているとき、水位サーミスタ34〜36およびサーミスタ48からの温度情報に基づいて三方弁54、55、56を制御し、熱交換器81で熱交換され温度が低下した低温の湯(例えば50℃の湯)が貯湯タンク1内に吐出する吐出口を選択切換する。具体的には、水位サーミスタ34〜36が検出した貯湯タンク1内の湯または水の温度が、サーミスタ48が検出した熱交換後の低温の湯の温度とほぼ同一である部位に設けられた吐出口から低温の湯を吐出する。
【0060】
例えば、水位サーミスタ35の検出温度がサーミスタ48の検出温度とほぼ同一である場合には、制御装置200は、三方弁54を循環回路43方向(図中上下方向)に連通状態するとともに配管44方向を遮断状態とし、三方弁55を配管45方向に連通状態とするとともに循環回路43下流方向を遮断状態とするように切換制御することで、熱交換後の低温の湯を吐出口44bから吐出する。なお、サーミスタ48の検出温度が水位サーミスタ36の検出温度より低い場合には、低温の湯を吐出口42から吐出するように制御する。
【0061】
貯湯タンク1内の湯または水は、温度の異なる水の比重差により高温の湯ほど上部に低温の水ほど下部に貯えられている。上述のように三方弁54〜56を切換制御することで、熱交換器81で熱交換された後の低温の湯を、図1に示すように、貯湯タンク1内の湯や水の温度勾配を乱すことなく貯湯タンク1内に戻すことができる。
【0062】
また、流量カウンタ72が配管17内の水の流れを検出したときには、蛇口、シャワー、風呂等のいずれかで湯が使用されようとしているということである。このとき制御装置200は、設定温度に応じ、給水サーミスタ21、水位サーミスタ32、34および給湯サーミスタ71からの温度情報に基づいて混合弁16a、16bの制御を行なう。
【0063】
設定温度が水位サーミスタ34の検出温度以下である場合には、制御装置200は、まず混合弁16aを配管17aと配管17とを連通状態とするとともに配管14a方向を遮断状態とし、次に給水サーミスタ21の検出温度と水位サーミスタ34の検出温度とから混合弁16bの開口面積比を概略調節し、その後給湯サーミスタ71からの温度情報に基づいて給湯温度が設定温度となるように混合弁16bの開口面積比を微細制御する。
【0064】
設定温度が水位サーミスタ34の検出温度より高く水位サーミスタ32の検出温度以下の場合には、制御装置200は、まず混合弁16bを配管15と配管17aとを連通状態とするとともに配管14b方向を遮断状態とし、次に給水サーミスタ21の検出温度と水位サーミスタ32の検出温度とから混合弁16aの開口面積比を概略調節し、その後給湯サーミスタ71からの温度情報に基づいて給湯温度が設定温度となるように混合弁16aの開口面積比を微細制御する。
【0065】
上述の構成および作動によれば、熱交換器81により熱交換され貯湯タンク1内に戻る低温の湯は、貯湯タンク1内において温度勾配を逆転するような部位に戻され難い。従って、貯湯タンク1内において、低温の湯と水とは混合し難く、ヒートポンプユニット2が貯湯タンク1内の水を加熱するときには、貯湯タンク1の最下部にある水から優先的に加熱する。このようにして、ヒートポンプユニット2の沸き上げ性能が低下することを防止することが可能となる。
【0066】
また、配管17を介して給湯を行なうときには、ヒートポンプユニット2により加熱され貯湯タンク1内に貯えられた高温の湯ばかりでなく、床暖房ユニット80に熱を供給し貯湯タンク1内に戻った低温の湯も出湯することが可能である。従って、給湯先の必要温度に応じて貯湯タンク1内の湯を有効利用することができる。
【0067】
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態について図2に基づいて説明する。
【0068】
本第2の実施形態は、前述の第1の実施形態と比較して、貯湯タンクの構成等が異なる。なお、第1の実施形態と同様の部分については、同一の符号をつけ、その説明を省略する。
【0069】
図2に示すように、本実施形態の貯湯タンクは、第1の貯湯タンクである貯湯タンク1aと第2の貯湯タンクである第2の貯湯タンク1bとを、配管203で接続して構成している。そして、配管203は貯湯タンク1a内の最下部と貯湯タンク1b内の最上部とを連通するように配設されている。
【0070】
導入口11は貯湯タンク1bの底面に設けられている。導入口11に接続する給水配管である導入管12の減圧弁51が設けられた部位より下流側と後述する混合弁216とは配管215により繋がれている。
【0071】
一方、貯湯タンク1aの最上部には導出口213aが設けられ、導出口213aには貯湯タンク1a内の湯を導出するための給湯経路である導出管214aが接続されている。また、貯湯タンク1bの最上部には導出口213bが設けられ、導出口213bには貯湯タンク1b内の湯を導出するための給湯経路である導出管214bが接続されている。
【0072】
216aは、導出管214aと導出管214bとの合流点に配設された三方弁であり、三方弁216aの下流側に接続された導出管214に流れ込む湯の経路を、導出管214a側から流れ込む経路もしくは導出管214b側から流れ込む経路に切換えられるようになっている。
【0073】
216は混合手段である混合弁であり、混合弁216は、導出管214と配管215との合流点に配置されている。そして、混合弁216は開口面積比を調節することにより、導出管214からの湯と配管215からの水道水との混合比を調節できるようになっている。
【0074】
なお、混合弁216は第1の実施形態の混合弁と同様にサーボモータ等の駆動源により弁体を駆動して各経路の開度を調節する電動弁であり、後述する制御装置200からの制御信号により作動するとともに、作動状態を制御装置200に出力するようになっている。そして、混合弁216の出口側には配管17が接続している。導出管214a、214b、214、配管17からなる構成が、本実施形態における給湯配管である。
【0075】
貯湯タンク1bの下部には、貯湯タンク1b内の最下部の水を吸入するための吸入口18が設けられ、貯湯タンク1aの上部側面には、貯湯タンク1a内の最上部に湯を吐出する吐出口19が設けられている。吸入口18と吐出口19とは循環回路20で接続されている。循環回路20は本実施形態における第1の循環回路である。
【0076】
また、貯湯タンク1aの外壁面には複数の(本例では5つの)水位サーミスタ32a、33a、34a、35a、36aが縦方向(貯湯タンク1aの高さ方向)にほぼ等間隔に配置され、貯湯タンク1bの外壁面には複数の(本例では5つの)水位サーミスタ32b、33b、34b、35b、36bが縦方向(貯湯タンク1bの高さ方向)にほぼ等間隔に配置されている。
【0077】
そして、貯湯タンク1aおよび1b内に満たされた水の各水位レベルでの温度情報を後述する制御装置200に出力するようになっている。従って、制御装置200は、水位サーミスタ32a〜36a、32b〜36bからの温度情報に基づいて、貯湯タンク1a、1b内において沸き上げられた湯と沸き上げられる前の水との境界位置を検出できるようになっている。
【0078】
なお、水位サーミスタ32aは、貯湯タンク1aの最上部外壁面に設けられており、導出口213aや吸入口41に吸入される湯の温度である貯湯タンク1a内最上部の水温を検出する出湯サーミスタの機能も有している。また、水位サーミスタ32bは、貯湯タンク1bの最上部外壁面に設けられており、導出口213bに吸入される湯の温度である貯湯タンク1b内最上部の水温を検出する出湯サーミスタの機能も有している。
【0079】
貯湯タンク1aの上部には、貯湯タンク1a内の最上部の湯を吸入するための吸入口41が設けられ、貯湯タンク1aの下部には、貯湯タンク1a内に湯を吐出する吐出口42が設けられている。吸入口41と吐出口42とは循環回路43で接続されている。
【0080】
循環回路43には、第1の実施形態と同様にウォータポンプ47とサーミスタ48が設けられている。なお、本実施形態における循環回路43には、第1の実施形態において配設されていた三方弁54、55、56やこれらに接続する配管44、45、46は設けられていない。循環回路43が本実施形態における第2の循環回路である。
【0081】
なお、80は第1の実施形態と同一構成の床暖房ユニットであり、熱交換器81により循環回路43内の高温の湯と循環回路82内の熱媒体とを熱交換できるようになっている。
【0082】
また、200は制御手段である制御装置であり、各サーミスタ21、32a、33a、34a、35a、36a、32b、33b、34b、35b、36b、48、71、85、86からの温度情報、流量カウンタ72からの流量情報および図示しない操作盤に設けられた操作スイッチからの信号等に基づいて、後述するようにヒートポンプユニット2、混合弁216、三方弁216a、ウォータポンプ47、84等を制御するように構成されている。
【0083】
次に、上記構成に基づき本実施形態の貯湯式給湯装置の作動を説明する。
【0084】
給湯装置の図示しない電源スイッチがオンされている場合には、制御装置200は、貯湯タンク1a、1bに設けられた各サーミスタからの温度情報等や、図示しない操作盤により設定された時刻情報等に基づいて、適宜ヒートポンプユニット2を作動させ貯湯タンク1a、1b内の水を加熱して高温の湯(例えば90℃の湯)とする。
【0085】
そして、図示しない操作盤の床暖房スイッチがオンされた場合(床暖房予約タイマーによりスイッチがオンされた場合を含む)には、制御装置200は、ウォータポンプ47、84を作動し、貯湯タンク1a内の最上部より吸入口41から循環回路43内に高温の湯を吸入するとともに、循環回路82内に熱媒体を循環させる。
【0086】
これにより、熱交換器81において循環回路43を流れる高温の湯と熱交換された循環回路82内の熱媒体により、床暖房熱交換器83を介して床暖房を行なうことができる。なお、このとき、制御装置200は、水位サーミスタ32a、サーミスタ48、85、86からの温度情報に基づいて、熱交換器81および床暖房熱交換器83における熱交換が良好に行なわれるようにウォータポンプ47、84を作動制御する。そして、循環回路43を流れ、熱交換器81で熱交換され温度が低下した低温の湯(例えば50℃の湯)は、吐出口42から貯湯タンク1a内の最下部に戻る。これにより、貯湯タンク1a内においては、温度の異なる水の比重差により、上部に高温の湯が、下部に低温の湯が貯えられる。
【0087】
上述のような床暖房運転中に貯湯タンク1a内の熱量(高温の湯)の不足が発生したときには、制御装置200はヒートポンプユニット2を作動させ、貯湯タンク1bの最下部の水を加熱して高温の湯とし、貯湯タンク1aの最上部に供給する。これに伴い、貯湯タンク1aの下部に貯えられていた低温の湯は、配管203を介して貯湯タンク1bの最上部に流入する。
【0088】
また、流量カウンタ72が配管17内の水の流れを検出したときには、蛇口、シャワー、風呂等のいずれかで湯が使用されようとしているということである。このとき制御装置200は、設定温度に応じ、給水サーミスタ21、水位サーミスタ32a、32bおよび給湯サーミスタ71からの温度情報に基づいて混合弁216および三方弁216aの制御を行なう。
【0089】
設定温度が水位サーミスタ32bの検出温度以下である場合には、制御装置200は、まず三方弁216aを導出管214bと導出管214とを連通状態とするとともに導出管214a方向を遮断状態とし、次に給水サーミスタ21の検出温度と水位サーミスタ32bの検出温度とから混合弁216の開口面積比を概略調節し、その後給湯サーミスタ71からの温度情報に基づいて給湯温度が設定温度となるように混合弁216の開口面積比を微細制御する。
【0090】
設定温度が水位サーミスタ32bの検出温度より高く水位サーミスタ32aの検出温度以下の場合には、制御装置200は、まず三方弁216aを導出管214aと導出管214とを連通状態とするとともに導出管214b方向を遮断状態とし、次に給水サーミスタ21の検出温度と水位サーミスタ32aの検出温度とから混合弁216の開口面積比を概略調節し、その後給湯サーミスタ71からの温度情報に基づいて給湯温度が設定温度となるように混合弁216の開口面積比を微細制御する。
【0091】
なお、配管17を介して給湯が行なわれるときには、導入口11より貯湯タンク1b内の最下部に水道水が供給される。
【0092】
上述の構成および作動によれば、熱交換器81により熱交換された後の低温の湯は、循環回路43から貯湯タンク1a内の最下部に戻る。また、給湯に伴い給水配管から供給される水は、貯湯タンク1b内の最下部に入る。従って、貯湯タンク1a内の低温の湯が貯湯タンク1b内の最上部に移動したとしても、貯湯タンク1b内において、低温の湯と水とは混合し難く、ヒートポンプユニット2は、貯湯タンク1bの最下部にある水から優先的に加熱する。このようにして、ヒートポンプユニットの沸き上げ性能が低下することを防止することが可能となる。
【0093】
また、配管17を介して給湯を行なうときには、貯湯タンク1a、1b内の高温の湯ばかりでなく、床暖房ユニット80に熱を供給した後の低温の湯も出湯することが可能である。従って、給湯先の必要温度に応じて貯湯タンク内の湯を有効利用することができる。
【0094】
さらに、第1の実施形態に対し、循環回路43から分岐する構成等を省略することができ、給湯装置の制御等を容易にすることが可能である。
【0095】
(第3の実施形態)
次に、第3の実施形態について図3に基づいて説明する。
【0096】
本第3の実施形態は、前述の第2の実施形態と比較して、貯湯タンクの接続構成等が異なる。なお、第1および第2の実施形態と同様の部分については、同一の符号をつけ、その説明を省略する。
【0097】
図3に示すように、本実施形態の貯湯タンクは、第1の貯湯タンクである貯湯タンク1cと第2の貯湯タンクである第2の貯湯タンク1dとを並設している。
【0098】
導入口11cは貯湯タンク1cの底面に設けられて、導入口11dは貯湯タンク1dの底面に設けられている。両導入口11c、11dには給水配管である導入管12が接続しており、導入管12の減圧弁51が設けられた部位より下流側と混合弁216とは配管215により繋がれている。
【0099】
一方、貯湯タンク1cの最上部には導出口213aが設けられ、導出口213aには貯湯タンク1c内の湯を導出するための給湯経路である導出管214aが接続されている。また、貯湯タンク1dの最上部には導出口213bが設けられ、導出口213bには貯湯タンク1d内の湯を導出するための給湯経路である導出管214bが接続されている。なお、導出管214a、214b、214、配管17からなる構成が、本実施形態における給湯配管である。
【0100】
貯湯タンク1cの下部には、貯湯タンク1c内の最下部の水を吸入するための吸入口18cが設けられ、貯湯タンク1cの上部側面には、貯湯タンク1c内の最上部に湯を吐出する吐出口19cが設けられている。また、貯湯タンク1dの下部には、貯湯タンク1d内の最下部の水を吸入するための吸入口18dが設けられ、貯湯タンク1dの上部側面には、貯湯タンク1d内の最上部に湯を吐出する吐出口19dが設けられている。
【0101】
吸入口18c、18dと吐出口19c、19dとは循環回路20で接続されている。循環回路20は、配管20a、20b、20c、20d、20eから構成されており、吸入口18cに接続した配管20aと吸入口18dに接続した配管20bとの合流点には三方弁325が設けられている。三方弁325の出口側には配管20cが接続しており、配管20cの一部はヒートポンプユニット2内に配置されている。
【0102】
配管20cの下流端は三方弁326の入口側に接続しており、三方弁326の2つの出口側には配管20dおよび配管20eがそれぞれ接続している。配管20dの下流端は吐出口19dに接続しており、配管20eの下流端は吐出口19cに接続している。三方弁325と三方弁326とは連動制御され、吸入口18cから水を吸入したときには吐出口19cから湯を吐出するように、吸入口18dから水を吸入したときには吐出口19dから湯を吐出するように流路を切替えるようになっている。
【0103】
循環回路20において、配管20a、20c、20eからなる構成が、本実施形態における第1の循環回路であり、配管20b、20c、20dからなる構成が、本実施形態における第2の循環回路である。また、ヒートポンプユニット2は、本実施形態における第1のヒートポンプユニットであるとともに第2のヒートポンプユニットである。
【0104】
貯湯タンク1cの外壁面には複数の(本例では5つの)水位サーミスタ32a、33a、34a、35a、36aが縦方向(貯湯タンク1cの高さ方向)にほぼ等間隔に配置され、貯湯タンク1dの外壁面には複数の(本例では5つの)水位サーミスタ32b、33b、34b、35b、36bが縦方向(貯湯タンク1dの高さ方向)にほぼ等間隔に配置されている。
【0105】
そして、貯湯タンク1cおよび1d内に満たされた水の各水位レベルでの温度情報を後述する制御装置200に出力するようになっている。従って、制御装置200は、水位サーミスタ32a〜36a、32b〜36bからの温度情報に基づいて、貯湯タンク1c、1d内において沸き上げられた湯と沸き上げられる前の水との境界位置を検出できるようになっている。
【0106】
なお、水位サーミスタ32aは、貯湯タンク1cの最上部外壁面に設けられており、導出口213aや吸入口41に吸入される湯の温度である貯湯タンク1c内最上部の水温を検出する出湯サーミスタの機能も有している。また、水位サーミスタ32bは、貯湯タンク1dの最上部外壁面に設けられており、導出口213bに吸入される湯の温度である貯湯タンク1d内最上部の水温を検出する出湯サーミスタの機能も有している。
【0107】
貯湯タンク1cの上部には、貯湯タンク1c内の最上部の湯を吸入するための吸入口41が設けられ、貯湯タンク1cの下部には、貯湯タンク1c内に湯を吐出する吐出口42が設けられている。吸入口41と吐出口42とは循環回路43で接続されている。
【0108】
循環回路43には、第1の実施形態と同様にウォータポンプ47とサーミスタ48が設けられている。なお、本実施形態における循環回路43には、第1の実施形態において配設されていた三方弁54、55、56やこれらに接続する配管44、45、46は設けられていない。循環回路43が本実施形態における第3の循環回路である。
【0109】
なお、80は第1の実施形態と同一構成の床暖房ユニットであり、熱交換器81により循環回路43内の高温の湯と循環回路82内の熱媒体とを熱交換できるようになっている。
【0110】
また、200は制御手段である制御装置であり、各サーミスタ21、32a、33a、34a、35a、36a、32b、33b、34b、35b、36b、48、71、85、86からの温度情報、流量カウンタ72からの流量情報および図示しない操作盤に設けられた操作スイッチからの信号等に基づいて、後述するようにヒートポンプユニット2、混合弁216、三方弁216a、325、326、ウォータポンプ47、84等を制御するように構成されている。
【0111】
次に、上記構成に基づき本実施形態の貯湯式給湯装置の作動を説明する。
【0112】
給湯装置の図示しない電源スイッチがオンされている場合には、制御装置200は、貯湯タンク1c、1dに設けられた各サーミスタからの温度情報等や、図示しない操作盤により設定された時刻情報等に基づいて、適宜ヒートポンプユニット2を作動させ貯湯タンク1c、1d内の水を加熱して高温の湯(例えば90℃の湯)とする。
【0113】
なお、ヒートポンプユニット2により貯湯タンク1c、1d内の沸き上げを行なうときには、制御装置200は三方弁325、326を制御し循環回路20の流路を切替えることで、貯湯タンク1c内の沸き上げと貯湯タンク1d内の沸き上げを別個に行なう。そして貯湯タンク1c内の沸き上げを行なうときには、貯湯タンク1c内が全て高温の湯(例えば90℃の湯)で満たされるまで沸き上げる。
【0114】
そして、図示しない操作盤の床暖房スイッチがオンされた場合(床暖房予約タイマーによりスイッチがオンされた場合を含む)には、制御装置200は、ウォータポンプ47、84を作動し、貯湯タンク1c内の最上部より吸入口41から循環回路43内に高温の湯を吸入するとともに、循環回路82内に熱媒体を循環させる。
【0115】
これにより、熱交換器81において循環回路43を流れる高温の湯と熱交換された循環回路82内の熱媒体により、床暖房熱交換器83を介して床暖房を行なうことができる。なお、このとき、制御装置200は、水位サーミスタ32a、サーミスタ48、85、86からの温度情報に基づいて、熱交換器81および床暖房熱交換器83における熱交換が良好に行なわれるようにウォータポンプ47、84を作動制御する。そして、循環回路43を流れ、熱交換器81で熱交換され温度が低下した低温の湯(例えば50℃の湯)は、吐出口42から貯湯タンク1c内の最下部に戻る。これにより、貯湯タンク1a内においては、温度の異なる水の比重差により、上部に高温の湯が、下部に低温の湯が貯えられる。
【0116】
また、流量カウンタ72が配管17内の水の流れを検出したときには、蛇口、シャワー、風呂等のいずれかで湯が使用されようとしているということである。このとき制御装置200は、設定温度に応じ、給水サーミスタ21、水位サーミスタ32a、32bおよび給湯サーミスタ71からの温度情報等に基づいて混合弁216および三方弁216aの制御を行なう。
【0117】
配管17を介しての給湯が、前述の床暖房運転が終了する前に行なわる場合には、制御装置200は、まず三方弁216aを導出管214bと導出管214とを連通状態とするとともに導出管214a方向を遮断状態とし、次に給水サーミスタ21の検出温度と水位サーミスタ32bの検出温度とから混合弁216の開口面積比を概略調節し、その後給湯サーミスタ71からの温度情報に基づいて給湯温度が設定温度となるように混合弁216の開口面積比を微細制御する。
【0118】
配管17を介しての給湯が、前述の床暖房運転の終了後に行なわる場合には、制御装置200は、水位サーミスタ32a、32bからの温度情報に基づいて、三方弁216aを制御し、水位サーミスタ32a、32bの検出温度が設定温度以上である貯湯タンクから給湯できるように流路を切替える。
【0119】
例えば、貯湯タンク1c内が熱交換後の低温の湯で満たされており、水位サーミスタ32aの検出温度が設定温度より高い場合には、給湯に低温の湯を利用することが可能である。この場合には、制御装置200は、まず三方弁216aを導出管214aと導出管214とを連通状態とするとともに導出管214b方向を遮断状態とし、次に給水サーミスタ21の検出温度と水位サーミスタ32aの検出温度とから混合弁216の開口面積比を概略調節し、その後給湯サーミスタ71からの温度情報に基づいて給湯温度が設定温度となるように混合弁216の開口面積比を微細制御する。
【0120】
なお、貯湯タンク1cから配管17を介して給湯が行なわれるときには、導入口11cより貯湯タンク1c内の最下部に水道水が供給される。また、貯湯タンク1dから配管17を介して給湯が行なわれるときには、導入口11dより貯湯タンク1d内の最下部に水道水が供給される。
【0121】
上述の構成および作動によれば、熱交換器81により熱交換された後の低温の湯は、循環回路43から貯湯タンク1c内の最下部に戻る。また、給湯に伴い導入管12から供給される水は、貯湯タンク1c、1dの最下部に入る。そして貯湯タンク1cにおいては、床暖房運転が終了し最下部に低温の湯が戻った後に、最下部に水が入る。従って、温度の異なる水の比重差により、貯湯タンク1c内において、低温の湯と水とは混合し難く、ヒートポンプユニット2は、貯湯タンク1cの最下部にある水から優先的に加熱する。
【0122】
また、貯湯タンク1dには床暖房運転を行なっても低温の湯は戻らないので、ヒートポンプユニット2は、貯湯タンク1dの最下部にある水から優先的に加熱する。このようにして、ヒートポンプユニット2の沸き上げ性能が低下することを防止することが可能となる。
【0123】
また、貯湯タンク1c、1d内の高温の湯ばかりでなく、熱交換器81で熱交換した後の低温の湯も出湯することが可能である。従って、給湯先の必要温度に応じて両貯湯タンク1c、1d内の湯を有効利用することが可能である。
【0124】
さらに、第1の実施形態に対し、循環回路43から分岐する構成等を省略することができ、給湯装置の制御等を容易にすることが可能である。
【0125】
(他の実施形態)
上記第1の実施形態では、給湯を行なう際に、水位サーミスタ32、34の検出温度に応じて貯湯タンク1から湯を導出する経路を切替えたが、図示しない操作盤の床暖房スイッチがオンされておらず、かつ床暖房予約が設定されていないときには、導出口13aのみから湯を導出するものであってもよい。
【0126】
また、上記第2の実施形態では、給湯を行なう際に、水位サーミスタ32a、32bの検出温度に応じて貯湯タンク1aもしくは貯湯タンク1bから湯を導出するものであったが、図示しない操作盤の床暖房スイッチがオンされておらず、かつ床暖房予約が設定されていないときには、貯湯タンク1aもしくは貯湯タンク1bから適宜湯を導出するものであってもよい。
【0127】
また、上記第3の実施形態では、給湯が床暖房運転終了前に行なわれる場合には、貯湯タンク1dから湯を導出し、給湯が床暖房運転終了後に行なわれる場合には、水位サーミスタ32a、32bの検出温度に応じて貯湯タンク1cもしくは貯湯タンク1dから湯を導出するものであったが、図示しない操作盤の床暖房スイッチがオンされておらず、かつ床暖房予約が設定されていないときには、貯湯タンク1cもしくは貯湯タンク1dから適宜湯を導出するものであってもよい。
【0128】
また、上記各実施形態において、外気温センサ等の外気温検出手段を設け、この外気温検出手段が検出する温度が所定値以上の場合には、前述の操作盤の床暖房スイッチがオンされておらず、かつ床暖房予約が設定されていない場合のように、給湯するものであってもよい。
【0129】
また、上記各実施形態では、熱交換手段である熱交換器81は、循環回路43を流れる高温の湯と床暖房ユニット80の熱媒体とを熱交換するものであったが、これに限定されるものではない。例えば高温の湯と空気とを熱交換して暖房を行なう熱交換器であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態における貯湯式給湯装置の概略構成を示す模式図である。
【図2】本発明の第2の実施形態における貯湯式給湯装置の概略構成を示す模式図である。
【図3】本発明の第3の実施形態における貯湯式給湯装置の概略構成を示す模式図である。
【符号の説明】
1 貯湯タンク(第1の実施形態における貯湯タンク)
1a 貯湯タンク(第2の実施形態における第1の貯湯タンク)
1b 貯湯タンク(第2の実施形態における第2の貯湯タンク)
1c 貯湯タンク(第3の実施形態における第1の貯湯タンク)
1d 貯湯タンク(第3の実施形態における第2の貯湯タンク)
2 ヒートポンプユニット
12 導入管(給水配管)
14a 導出管(第1の実施形態における給湯配管の一部)
14b 導出管(第1の実施形態における給湯配管の一部)
17 配管(給湯配管の一部)
17a 配管(第1の実施形態における給湯配管の一部)
20 循環回路(第1および第2の実施形態における第1の循環回路、第3の実施形態における第1および第2の循環回路)
43 循環回路(第1の実施形態における第2の循環回路の一部、第2の実施形態における第2の循環回路、第3の実施形態における第3の循環回路)
44 配管(第1の実施形態における第2の循環回路の一部)
45 配管(第1の実施形態における第2の循環回路の一部)
46 配管(第1の実施形態における第2の循環回路の一部)
80 床暖房ユニット
81 熱交換器(熱交換手段)
214 導出管(第2および第3の実施形態における給湯配管の一部)
214a 導出管(第2および第3の実施形態における給湯配管の一部)
214b 導出管(第2および第3の実施形態における給湯配管の一部)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hot water storage type hot water supply apparatus, and more particularly to a hot water storage type hot water supply apparatus that stores high temperature hot water heated by a heat pump unit.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, there is a hot water storage type hot water supply apparatus that stores high temperature hot water heated by a heat pump unit in a hot water storage tank. As this type of hot water supply device, the lowermost water in the hot water storage tank is heated by the heat pump unit and sent to the uppermost part of the hot water storage tank as hot water, making use of the specific gravity difference of water at different temperatures, It is known that hot water is stored in the upper side of the hot water storage tank so as not to mix with the water in the lower side of the hot water storage tank.
[0003]
When the hot water in the hot water storage tank is supplied (for example, opening a faucet or the like to consume hot water outside the hot water storage tank), hot water is supplied from the hot water supply pipe connected to the uppermost part of the hot water storage tank, Water is supplied into the hot water storage tank from the connected water supply pipe.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the present inventors, in the above-described conventional hot water storage type hot water heater, circulate the hot water in the hot water storage tank outside the hot water storage tank and use it as a heat source for floor heating, for example, and the low temperature after the heat exchange is completed. As a result of examining a configuration for returning the hot water to the hot water storage tank, it was found that the following problems occur.
[0005]
Similar to the supply of water into the hot water storage tank during hot water supply, when the hot water is supplied to the lowermost part of the hot water storage tank, for example, when hot water is supplied during heat exchange, Low temperature hot water and water are supplied and mixed at the bottom. Then, when operating the heat pump unit to store hot water, hot water in which low temperature hot water and water are mixed is heated by the heat pump unit.
[0006]
Therefore, the heat exchange efficiency is worse than when only water is heated by the heat pump unit, and the problem that the performance of boiling high-temperature hot water is reduced occurs.
[0007]
The present invention has been made in view of the above points, and even in a hot water storage type hot water supply device that uses hot water in a hot water storage tank as a heat source for hot water supply and heat exchange, the boiling performance of the heat pump unit is reduced. It is an object of the present invention to provide a hot water storage type hot water supply apparatus capable of preventing the above.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, in the invention described in claim 1,
  A hot water storage tank (1) for storing hot water for hot water supply,
  The lowest water in this hot water storage tank (1)Suction from the inlet (18) provided in the hot water storage tank (1)A first circulation circuit (20) for sending to the top of the hot water storage tank (1);
  A heat pump unit (2) provided in the first circulation circuit (20) to heat the water flowing through the first circulation circuit (20) to form hot water;
  A second circulation circuit (43, 44, 45, which circulates the hot water heated by the heat pump unit (2) and stored in the uppermost part of the hot water storage tank (1) and returns it to the hot water storage tank (1). 46) and
  The second circulating circuit (43, 44, 45, 46) is provided with heat exchange between hot water flowing through the second circulating circuit (43, 44, 45, 46) and an object to be heated. A heat exchanging means (81) in which the hot water flowing through the circulation circuit (43, 44, 45, 46) is a low temperature hot water;
  When hot water in the hot water storage tank (1) is consumed outside the hot water storage tank (1), hot water supply pipes (14a, 14b, 17, 17a) for sending the hot water in the hot water storage tank (1) to the outside of the hot water storage tank (1); ,
  When the hot water in the hot water storage tank (1) is consumed outside the hot water storage tank (1) through the hot water supply pipes (14a, 14b, 17, 17a), water is supplied to the lowermost part of the hot water storage tank (1). A hot water storage type hot water supply device comprising a pipe (12),
  Flows through the second circuit (43, 44, 45, 46)The hot water of the hot water storage tank (1) is discharged from the discharge port (44a, 45a, 46a) for returning the hot water of low temperature from the second circulation circuit (43, 44, 45, 46) into the hot water storage tank (1). Provided above the inlet (18) of the hot water storage tank (1) for sending to the unit (2)It is characterized by that.
[0009]
  According to this, the low temperature hot water returned from the second circulation circuit (43, 44, 45, 46) to the hot water storage tank (1) by the heat exchange means (81) isIt returns to the hot water storage tank (1) from the discharge ports (44a, 45a, 46a) provided above the suction port (18) to the heat pump unit (2). The low temperature hot water from the second circulation circuit (43, 44, 45, 46)The hot water in the hot water storage tank (1) is returned to the lower side and the upper side of the hot water, and the low temperature hot water and the water are difficult to mix in the hot water storage tank (1) due to the specific gravity difference of the water having different temperatures. Therefore, the heat pump unit (2) preferentially heats from the water at the bottom of the hot water storage tank (1). In this way, it is possible to prevent the boiling performance of the heat pump unit (2) from being lowered.
[0010]
  In the invention according to claim 2,In the part of the hot water storage tank where the temperature of the hot water is approximately the same as the temperature of the low temperature hot water flowing through the second circulation circuit (43, 44, 45, 46) and returning into the hot water storage tank (1). The downstream end of the circulation circuit (43, 44, 45, 46) is connected to the hot water storage tank (1) and returns the low temperature hot water into the hot water storage tank (1).It is characterized by its configuration.
[0011]
  according to this,When returning from the second circulation circuit (43, 44, 45, 46) to the hot water storage tank (1), the temperature gradient of the hot water in the hot water storage tank (1) is reversed to prevent unnecessary mixing. It is possible to prevent a decrease in the boiling performance of the heat pump unit.
[0012]
In the invention according to claim 3, the hot water storage tank (1) is connected to the upstream end of the hot water supply pipe (14a, 14b, 17, 17a) in a plurality of directions in the height direction,
Among these plurality of upstream side end portions, the upstream side of the hot water storage tank (1) where the temperature of the hot water connected to the upstream side end portion is higher than the required temperature of hot water consumed outside the hot water storage tank (1). A feature is that the hot water is selectively discharged from the side end.
[0013]
According to this, not only high temperature hot water but also low temperature hot water returned from the second circulation circuit (43, 44, 45, 46) into the hot water storage tank (1) can be discharged. Therefore, the hot water in the hot water storage tank (1) can be used effectively according to the required temperature of the hot water supply destination.
[0014]
Further, like the invention according to claim 4, specifically, the object to be heated is a heat medium of the floor heating unit (80),
The heat exchange means (81) may be a heat exchanger that exchanges heat between hot water flowing through the second circulation circuit (43, 44, 45, 46) and the heat medium.
[0015]
In the invention according to claim 5, the heat pump unit (2) is characterized in that the refrigerant is carbon dioxide.
[0016]
Thus, when carbon dioxide is adopted as the refrigerant of the heat pump unit (2), the temperature of the refrigerant that heats the water flowing through the first circulation circuit (20) by using the supercritical region (discharge temperature from the compressor). Can be high. Therefore, it is possible to boil high-temperature hot water efficiently.
[0017]
In the invention according to claim 6,
A first hot water storage tank (1a) for storing hot water for hot water supply;
A second hot water storage tank (1b) that communicates the uppermost part with the lowermost part of the first hot water storage tank (1a) and stores hot water for hot water supply therein;
A first circulation circuit (20) for sending the lowermost water in the second hot water storage tank (1b) to the uppermost part in the first hot water storage tank (1a);
A heat pump unit (2) provided in the first circulation circuit (20) to heat the water flowing through the first circulation circuit (20) to form hot water;
A second hot water heated by the heat pump unit (2) and stored in the uppermost part of the first hot water storage tank (1a) is circulated and returned to the lowermost part of the first hot water storage tank (1a). A circulation circuit (43);
The high-temperature hot water flowing in the second circulation circuit (43) is provided in the second circulation circuit (43) and exchanges heat between the hot water flowing through the second circulation circuit (43) and the object to be heated. A heat exchanging means (81) which uses low temperature hot water,
When the hot water in the first hot water storage tank (1a) or the second hot water storage tank (1b) is consumed outside the hot water storage tanks (1a, 1b), the first hot water storage tank (1a) or the second hot water storage tank (1a) Hot water supply pipes (17, 214, 214a, 214b) for sending hot water in the hot water storage tank (1b) out of both hot water storage tanks (1a, 1b);
Hot water in the first hot water storage tank (1a) or the second hot water storage tank (1b) is consumed outside the hot water storage tanks (1a, 1b) through the hot water supply pipes (17, 214, 214a, 214b). In some cases, a water supply pipe (12) for supplying water to the lowermost part of the second hot water storage tank (1b) is provided.
[0018]
According to this, the low temperature hot water after the heat exchange by the heat exchanging means (81) returns from the second circulation circuit (43) to the lowermost part in the first hot water storage tank (1a). Moreover, the water supplied from the water supply pipe (12) with the hot water supply enters the lowermost part of the second hot water storage tank (1b). Therefore, in the first and second hot water storage tanks (1a, 1b), the low temperature hot water and the water are difficult to mix, and the heat pump unit (2) has water in the lowermost part of the second hot water storage tank (1b). Heat from preferentially. In this way, it is possible to prevent the boiling performance of the heat pump unit (2) from being lowered.
[0019]
In the invention according to claim 7, the hot water supply pipes (17, 214, 214a, 214b) are divided into a plurality of upstream end portions and the uppermost part of the first hot water storage tank (1a) and the second hot water storage tank. Connected to the top of (1b),
Among the plurality of upstream end portions, the temperature of the hot water at the portion where the upstream end portions are connected in the first hot water storage tank (1a) and the second hot water storage tank (1b) is determined by both hot water storage tanks (1a). 1b) It is characterized in that the hot water is selectively discharged from the upstream end that is at or above the required temperature of hot water consumed outside.
[0020]
According to this, not only hot water in the first and second hot water storage tanks (1a, 1b) but also hot water can be discharged. Therefore, the hot water in the hot water storage tank can be effectively used according to the required temperature of the hot water supply destination.
[0021]
Further, as in the eighth aspect of the invention, specifically, the object to be heated is a heat medium of the floor heating unit (80), and the heat exchange means (81) is provided in the second circulation circuit (43 ) And a heat exchanger that exchanges heat between the hot water and the heat medium.
[0022]
In the invention according to claim 9, the heat pump unit (2) is characterized in that the refrigerant is carbon dioxide.
[0023]
Thus, when carbon dioxide is adopted as the refrigerant of the heat pump unit (2), the temperature of the refrigerant that heats the water flowing through the first circulation circuit (20) by using the supercritical region (discharge temperature from the compressor). Can be high. Therefore, it is possible to boil high-temperature hot water efficiently.
[0031]
  MaTheClaim 10In the invention described in (1), the hot water storage tank (1) for storing hot water for hot water supply therein and the first circulation for sending the lowest water in the hot water storage tank (1) to the uppermost part in the hot water storage tank (1) A circuit (20), a heat pump unit (2) which is provided in the first circulation circuit (20) and heats the water flowing through the first circulation circuit (20) to form hot water, and a heat pump unit (2 ) And the second circulation circuit (43, 44, 45, 46) for circulating the hot water stored in the uppermost part of the hot water storage tank (1) and returning it to the hot water storage tank (1); The high-temperature hot water flowing through the second circulation circuit (43, 44, 45, 46) and the object to be heated are exchanged in the second circulation circuit (43, 44, 45, 46). Heat exchanging means for converting the hot water flowing through the circulation circuit (43, 44, 45, 46) into cold water ( 1) and hot water supply pipes (14a, 14b, 17) for sending hot water in the hot water storage tank (1) to the outside of the hot water storage tank (1) when hot water in the hot water storage tank (1) is consumed outside the hot water storage tank (1). 17a) and the hot water in the hot water storage tank (1) is consumed outside the hot water storage tank (1) through the hot water supply pipes (14a, 14b, 17, 17a), at the bottom of the hot water storage tank (1). A hot water storage hot water supply device including a water supply pipe (12) for supplying water, wherein the downstream end of the second circulation circuit (43, 44, 45, 46) is in the height direction of the hot water storage tank (1). The plurality of branched second circulation circuits (43, 44, 45, 46) are connected to the hot water storage tank (1), respectively. According to this, the temperature in the hot water storage tank (1) is changed from the low temperature hot water returned to the hot water storage tank (1) from the second circulation circuit (43, 44, 45, 46) by the heat exchange means (81). It can be returned to the hot water storage tank (1) without disturbing the gradient.
  Further, as defined in claim 11, the downstream end of the second circulation circuit (43, 44, 45, 46) is branched into a plurality in the height direction at the side surface of the hot water storage tank (1). The plurality of branched second circulation circuits (43, 44, 45, 46) may be connected to positions where the heights of the side surfaces of the hot water storage tank (1) are different from each other.
[0032]
In addition, the code | symbol in the parenthesis attached | subjected to each said means shows the correspondence with the specific means of embodiment description later mentioned.
[0033]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0034]
(First embodiment)
Drawing 1 is a mimetic diagram showing a schematic structure of a hot water storage type hot-water supply device of a 1st embodiment.
[0035]
Reference numeral 1 denotes a metal (for example, stainless steel) hot water storage tank having excellent corrosion resistance, and a heat insulating material (not shown) is disposed on the outer peripheral portion, so that hot water for hot water supply can be kept warm for a long time. ing. The hot water storage tank 1 has a vertically long shape, and an introduction port 11 is provided on the bottom surface thereof, and an introduction pipe 12 that is a water supply pipe for introducing tap water is connected to the lowermost part of the hot water storage tank 1. Yes.
[0036]
The introduction pipe 12 is provided with a water supply thermistor 21 which is a temperature detecting means, and outputs temperature information in the introduction pipe 12 to a control device 200 which will be described later. The introduction pipe 12 is provided with a pressure reducing valve 51 that adjusts the water pressure of the introduced tap water to a predetermined pressure. Further, the downstream side of the position where the water supply thermistor 21 and the pressure reducing valve 51 of the introduction pipe 12 are provided and the mixing valve 16b described later are connected by a pipe 15 which is a bypass path.
[0037]
On the other hand, a lead-out port 13a is provided at the uppermost part of the hot water storage tank 1, and a lead-out pipe 14a that is a hot water supply path for leading out hot water in the hot water storage tank 1 is connected to the lead-out port 13a. A lead-out port 13b is provided substantially at the center of the side surface of the hot water storage tank 1, and a lead-out pipe 14b, which is a hot water supply path for leading out hot water in the hot water storage tank 1, is connected to the lead-out port 13b.
[0038]
Reference numerals 16 a and 16 b are mixing valves which are mixing means, and the mixing valve 16 b is arranged at the junction of the outlet pipe 14 b and the pipe 15. The mixing valve 16b can adjust the mixing ratio of hot water from the outlet pipe 14b and tap water from the pipe 15 by adjusting the opening area ratio.
[0039]
A pipe 17a is connected to the outlet side of the mixing valve 16b, and the mixing valve 16a is arranged at the junction of the pipe 17a and the aforementioned outlet pipe 14a. And the mixing valve 16a can adjust the mixing ratio of the hot water from the outlet pipe 14a and the tap water supplied from the pipe 17a when the pipe 15 and the pipe 17a are communicated by adjusting the opening area ratio. It has become.
[0040]
The mixing valves 16a and 16b are both electric valves that adjust the opening degree of each path by driving a valve body by a drive source such as a servo motor, and are operated in accordance with a control signal from the control device 200 described later. The state is output to the control device 200.
[0041]
A pipe 17 serving as a mixed hot water path to a faucet, a shower, a bath, or the like is connected to the outlet side of the mixing valve 16a. The pipe 17 is provided with a hot water supply thermistor 71 as temperature detection means and a flow rate counter 72 as hot water supply detection means. The hot water thermistor 71 shows temperature information in the pipe 17 and the flow rate counter 72 shows flow information in the pipe 17. It outputs to the control apparatus 200 mentioned later. A configuration including the outlet pipes 14a and 14b and the pipes 17a and 17 is a hot water supply pipe in the present embodiment.
[0042]
A suction port 18 is provided at the lower part of the hot water storage tank 1 for sucking the lowest water in the hot water storage tank 1. Hot water is discharged from the upper side surface of the hot water storage tank 1 to the uppermost part of the hot water storage tank 1. A discharge port 19 is provided. The suction port 18 and the discharge port 19 are connected by a circulation circuit 20, and a part of the circulation circuit 20 is disposed in the heat pump unit 2.
[0043]
A heat exchanger (not shown) is provided in a portion of the circulation circuit 20 disposed in the heat pump unit 2, and the water in the hot water storage tank 1 sucked from the suction port 18 is exchanged with high-temperature carbon dioxide refrigerant. The water in the hot water storage tank 1 can be boiled by heating and returning it from the discharge port 19 into the hot water storage tank 1.
[0044]
When carbon dioxide is employed as the refrigerant of the heat pump unit 2 as in the present embodiment, the refrigerant discharge temperature from a compressor (not shown) can be increased by using the supercritical region. Accordingly, it is possible to efficiently boil hot water at a higher temperature than when a chlorofluorocarbon refrigerant or the like is employed.
[0045]
The heat pump unit 2 is a heating unit in the present embodiment, and the circulation circuit 20 is a first circulation circuit in the present embodiment. The heat pump unit 2 is operated by a control signal from a control device 200 described later, and outputs an operation state to the control device 200.
[0046]
In addition, a plurality (five in this example) of water level thermistors 32, 33, 34, 35, and 36 are arranged on the outer wall surface of the hot water storage tank 1 at substantially equal intervals in the vertical direction (the height direction of the hot water storage tank 1). Temperature information at each water level in the hot water storage tank 1 is output to the control device 200 described later. Therefore, the control device 200 detects the boundary position between the hot water heated up in the hot water storage tank 1 and the water before boiling in the hot water storage tank 1 based on the temperature information from the water level thermistors 32 to 36. It can be done.
[0047]
The water level thermistor 32 is provided on the uppermost outer wall surface of the hot water storage tank 1 and detects the water temperature at the uppermost portion in the hot water storage tank 1 that is the temperature of hot water sucked into the outlet 13a and a suction port 41 described later. It also has the function of a hot spring thermistor. Further, the water level thermistor 34 is disposed at substantially the same height as the outlet 13b described above, and the hot water outlet detects the water temperature at the substantially central portion in the hot water storage tank 1 that is the temperature of the hot water sucked into the outlet 13b. It also has the thermistor function.
[0048]
A suction port 41 for sucking the uppermost hot water in the hot water storage tank 1 is provided at the upper part of the hot water storage tank 1, and a discharge port 42 for discharging hot water into the hot water storage tank 1 is provided at the lower part of the hot water storage tank 1. Is provided. The suction port 41 and the discharge port 42 are connected by a circulation circuit 43, and a part of the circulation circuit 43 is disposed in a heat exchanger 81 that is a heat exchange means. The heat exchanger 81 is a counter-flow heat exchanger, and can exchange heat between high-temperature hot water flowing through the circulation circuit 43 and a heat medium (water in this example) that is a heated object flowing through the circulation circuit 82 described later. It has become.
[0049]
A water pump 47 for circulating hot water in the circulation circuit 43 and a thermistor 48 as temperature detection means are provided on the downstream side of the circulation circuit 43 where the heat exchanger 81 is provided. The thermistor 48 outputs the temperature information of the hot water after heat exchange by the heat exchanger 81 in the circulation circuit 43 to the control device 200 described later.
[0050]
A plurality (three in this example) of three-way valves 54, 55, and 56 are disposed on the downstream side of the portion of the circulation circuit 43 where the thermistor 48 is provided. Pipes 44, 45, and 46 are connected to the outlet sides of the three-way valves 54, 55, and 56 that are not connected to the circulation circuit 43, and are connected to the three-way valves of the pipes 44, 45, and 46, respectively. The opposite end (downstream end) is connected to the discharge ports 44a, 45a, 46a on the side surface of the hot water storage tank 1, respectively.
[0051]
As shown in FIG. 1, the discharge ports 44a, 45a, 46a are provided in the vicinity of the water level thermistors 34, 35, 36, respectively. A configuration including the circulation circuit 43 and the pipes 44, 45, and 46 is the second circulation circuit in the present embodiment.
[0052]
Reference numeral 80 denotes a floor heating unit, a heat exchanger 81, a circulation circuit 82 that circulates the heat medium exchanged in the heat exchanger 81, and a floor that performs floor heating with the heat medium heated in the heat exchanger 81. A heating heat exchanger 83 and a water pump 84 that circulates the heat medium in the circulation circuit 82 are configured. The thermistors 85 and 86 are disposed near the inlet and the outlet of the heat exchanger 81 of the circulation circuit 82, and flow out of the heat medium flowing into the heat exchanger 81 and the heat exchanger 81 in the circulation circuit 82. The temperature information of the heat medium is output to the control device 200 described later.
[0053]
Reference numeral 200 denotes a control device which is a control means, which includes temperature information from each thermistor 21, 32, 33, 34, 35, 36, 48, 71, 85, 86, flow information from the flow counter 72, and operations not shown. The heat pump unit 2, the mixing valves 16a and 16b, the three-way valves 54, 55, and 56, the water pumps 47 and 84, and the like are controlled based on signals from operation switches provided on the panel as described later. ing.
[0054]
An operation panel (not shown) is installed in the vicinity of a place where hot water is used such as in a bathroom or kitchen, and the operation panel other than the operation panel is installed in a suitable place such as outdoors.
[0055]
Next, the operation of the hot water storage type hot water supply apparatus will be described based on the above configuration.
[0056]
When a power switch (not shown) of the hot water supply device is turned on, the control device 200 is based on temperature information from each thermistor provided in the hot water storage tank 1 or time information set by an operation panel (not shown). Then, the heat pump unit 2 is actuated as appropriate to heat the water in the hot water storage tank 1 to make hot water (for example, 90 ° C. hot water).
[0057]
And when the floor heating switch of the operation panel (not shown) is turned on (including the case where the switch is turned on by the floor heating reservation timer), the control device 200 operates the water pumps 47 and 84, and the hot water storage tank 1 Hot water is sucked into the circulation circuit 43 from the suction port 41 from the top of the inside, and a heat medium is circulated in the circulation circuit 82.
[0058]
Thereby, floor heating can be performed via the floor heating heat exchanger 83 by the heat medium in the circulation circuit 82 heat-exchanged with the hot water flowing through the circulation circuit 43 in the heat exchanger 81. At this time, the control device 200 uses the water level thermistor 32 and the thermistors 48, 85, 86 based on the temperature information so that the heat exchange in the heat exchanger 81 and the floor heating heat exchanger 83 is favorably performed. The operation of the pumps 47 and 84 is controlled.
[0059]
The control device 200 controls the three-way valves 54, 55, and 56 based on temperature information from the water level thermistors 34 to 36 and the thermistor 48 and performs heat exchange with the heat exchanger 81 when performing control to perform floor heating. The discharge port from which the low-temperature hot water (for example, 50 ° C. hot water) whose temperature has been lowered is discharged into the hot water storage tank 1 is selectively switched. Specifically, the temperature of hot water or water in the hot water storage tank 1 detected by the water level thermistors 34 to 36 is substantially the same as the temperature of the low temperature hot water after the heat exchange detected by the thermistor 48. Discharge low-temperature hot water from the outlet.
[0060]
For example, when the detected temperature of the water level thermistor 35 is substantially the same as the detected temperature of the thermistor 48, the control device 200 communicates the three-way valve 54 in the direction of the circulation circuit 43 (vertical direction in the figure) and the direction of the piping 44. Is switched off so that the three-way valve 55 communicates in the direction of the pipe 45 and the downstream direction of the circulation circuit 43 is switched off, so that low-temperature hot water after heat exchange is discharged from the discharge port 44b. . When the detected temperature of the thermistor 48 is lower than the detected temperature of the water level thermistor 36, control is performed so that low temperature hot water is discharged from the discharge port 42.
[0061]
The hot water or water in the hot water storage tank 1 is stored in the upper part of the hot water and in the lower part of the cold water due to the difference in specific gravity of the water having different temperatures. By controlling the switching of the three-way valves 54 to 56 as described above, the temperature gradient of the hot water and water in the hot water storage tank 1 is changed from the low temperature hot water after heat exchange by the heat exchanger 81 as shown in FIG. Can be returned to the hot water storage tank 1 without disturbing.
[0062]
Further, when the flow counter 72 detects the flow of water in the pipe 17, hot water is about to be used in any one of a faucet, a shower, a bath and the like. At this time, control device 200 controls mixing valves 16a and 16b based on temperature information from water supply thermistor 21, water level thermistors 32 and 34, and hot water supply thermistor 71 according to the set temperature.
[0063]
When the set temperature is equal to or lower than the detected temperature of the water level thermistor 34, the control device 200 first brings the mixing valve 16a into the communication state between the pipe 17a and the pipe 17 and shuts off the direction of the pipe 14a, and then the water supply thermistor. The opening area ratio of the mixing valve 16b is roughly adjusted from the detected temperature 21 and the detected temperature of the water level thermistor 34, and then the opening of the mixing valve 16b is set so that the hot water supply temperature becomes the set temperature based on the temperature information from the hot water supply thermistor 71. Finely control the area ratio.
[0064]
When the set temperature is higher than the detected temperature of the water level thermistor 34 and lower than the detected temperature of the water level thermistor 32, the control device 200 first brings the mixing valve 16b into communication between the pipe 15 and the pipe 17a and shuts off the direction of the pipe 14b. Next, the opening area ratio of the mixing valve 16a is roughly adjusted from the detected temperature of the water supply thermistor 21 and the detected temperature of the water level thermistor 32, and then the hot water supply temperature becomes the set temperature based on the temperature information from the hot water supply thermistor 71. Thus, the opening area ratio of the mixing valve 16a is finely controlled.
[0065]
According to the configuration and operation described above, the low-temperature hot water that is heat-exchanged by the heat exchanger 81 and returned to the hot water storage tank 1 is unlikely to be returned to a portion that reverses the temperature gradient in the hot water storage tank 1. Therefore, it is difficult for hot water and water to be mixed in the hot water storage tank 1, and when the heat pump unit 2 heats the water in the hot water storage tank 1, it preferentially heats the water in the lowermost part of the hot water storage tank 1. In this way, it is possible to prevent the boiling performance of the heat pump unit 2 from being lowered.
[0066]
When hot water is supplied through the pipe 17, not only hot water heated by the heat pump unit 2 and stored in the hot water storage tank 1, but also low temperature supplied to the floor heating unit 80 and returned to the hot water storage tank 1. It is also possible to tap out hot water. Therefore, the hot water in the hot water storage tank 1 can be used effectively according to the required temperature of the hot water supply destination.
[0067]
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described based on FIG.
[0068]
The second embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the hot water storage tank. In addition, about the part similar to 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
[0069]
As shown in FIG. 2, the hot water storage tank of the present embodiment is configured by connecting a hot water storage tank 1 a that is a first hot water storage tank and a second hot water storage tank 1 b that is a second hot water storage tank through a pipe 203. ing. And the piping 203 is arrange | positioned so that the lowest part in the hot water storage tank 1a and the uppermost part in the hot water storage tank 1b may be connected.
[0070]
The introduction port 11 is provided on the bottom surface of the hot water storage tank 1b. A downstream side of a portion where the pressure reducing valve 51 of the introduction pipe 12 which is a water supply pipe connected to the introduction port 11 is provided and a mixing valve 216 described later are connected by a pipe 215.
[0071]
On the other hand, a lead-out port 213a is provided at the uppermost part of the hot water storage tank 1a, and a lead-out pipe 214a that is a hot water supply path for leading out hot water in the hot water storage tank 1a is connected to the lead-out port 213a. In addition, a lead-out port 213b is provided at the top of the hot water storage tank 1b, and a lead-out pipe 214b, which is a hot water supply path for leading out hot water in the hot water storage tank 1b, is connected to the lead-out port 213b.
[0072]
216a is a three-way valve arranged at the junction of the outlet pipe 214a and the outlet pipe 214b, and a hot water path flowing into the outlet pipe 214 connected to the downstream side of the three-way valve 216a flows from the outlet pipe 214a side. It is possible to switch to a path or a path that flows from the outlet pipe 214b side.
[0073]
Reference numeral 216 denotes a mixing valve, which is a mixing means, and the mixing valve 216 is arranged at the junction of the outlet pipe 214 and the pipe 215. The mixing valve 216 can adjust the mixing ratio of hot water from the outlet pipe 214 and tap water from the pipe 215 by adjusting the opening area ratio.
[0074]
The mixing valve 216 is an electric valve that adjusts the opening degree of each path by driving a valve body by a drive source such as a servo motor, similarly to the mixing valve of the first embodiment. It operates according to the control signal and outputs the operating state to the control device 200. A pipe 17 is connected to the outlet side of the mixing valve 216. A configuration including the outlet pipes 214a, 214b, 214 and the pipe 17 is the hot water supply pipe in the present embodiment.
[0075]
A suction port 18 is provided at the lower part of the hot water storage tank 1b for sucking the water in the lowermost part of the hot water storage tank 1b. Hot water is discharged from the upper side surface of the hot water storage tank 1a to the uppermost part of the hot water storage tank 1a. A discharge port 19 is provided. The suction port 18 and the discharge port 19 are connected by a circulation circuit 20. The circulation circuit 20 is a first circulation circuit in the present embodiment.
[0076]
In addition, a plurality (five in this example) of water level thermistors 32a, 33a, 34a, 35a, and 36a are arranged on the outer wall surface of the hot water storage tank 1a at substantially equal intervals in the vertical direction (the height direction of the hot water storage tank 1a). A plurality (five in this example) of water level thermistors 32b, 33b, 34b, 35b, and 36b are arranged on the outer wall surface of the hot water storage tank 1b at substantially equal intervals in the vertical direction (the height direction of the hot water storage tank 1b).
[0077]
And the temperature information in each water level of the water filled in the hot water storage tanks 1a and 1b is outputted to the control device 200 described later. Therefore, the control device 200 can detect the boundary position between the hot water boiled in the hot water storage tanks 1a and 1b and the water before being boiled based on the temperature information from the water level thermistors 32a to 36a and 32b to 36b. It is like that.
[0078]
The water level thermistor 32a is provided on the uppermost outer wall surface of the hot water storage tank 1a, and detects the temperature of the hot water in the hot water storage tank 1a, which is the temperature of hot water sucked into the outlet port 213a and the suction port 41. It also has the function of Further, the water level thermistor 32b is provided on the uppermost outer wall surface of the hot water storage tank 1b, and also has a function of a hot water thermistor that detects the water temperature at the uppermost part in the hot water storage tank 1b, which is the temperature of hot water sucked into the outlet port 213b. is doing.
[0079]
A suction port 41 for sucking the hot water in the uppermost part of the hot water storage tank 1a is provided at the upper part of the hot water storage tank 1a, and a discharge port 42 for discharging hot water into the hot water storage tank 1a is provided at the lower part of the hot water storage tank 1a. Is provided. The suction port 41 and the discharge port 42 are connected by a circulation circuit 43.
[0080]
The circulation circuit 43 is provided with a water pump 47 and a thermistor 48 as in the first embodiment. Note that the circulation circuit 43 in the present embodiment is not provided with the three-way valves 54, 55, and 56 and the pipes 44, 45, and 46 that are connected to them in the first embodiment. The circulation circuit 43 is the second circulation circuit in the present embodiment.
[0081]
Reference numeral 80 denotes a floor heating unit having the same configuration as that of the first embodiment. The heat exchanger 81 can exchange heat between the hot water in the circulation circuit 43 and the heat medium in the circulation circuit 82. .
[0082]
Reference numeral 200 denotes a control device which is a control means, and temperature information and flow rate from each thermistor 21, 32a, 33a, 34a, 35a, 36a, 32b, 33b, 34b, 35b, 36b, 48, 71, 85, 86. The heat pump unit 2, the mixing valve 216, the three-way valve 216a, the water pumps 47, 84, and the like are controlled based on flow rate information from the counter 72 and signals from an operation switch provided on an operation panel (not shown). It is configured as follows.
[0083]
Next, the operation of the hot water storage type hot water supply apparatus of the present embodiment will be described based on the above configuration.
[0084]
When a power switch (not shown) of the hot water supply device is turned on, the control device 200 displays temperature information from each thermistor provided in the hot water storage tanks 1a and 1b, time information set by an operation panel (not shown), and the like. Based on the above, the heat pump unit 2 is appropriately operated to heat the water in the hot water storage tanks 1a and 1b to make hot water (for example, 90 ° C. hot water).
[0085]
And when the floor heating switch of the operation panel (not shown) is turned on (including the case where the switch is turned on by the floor heating reservation timer), the control device 200 operates the water pumps 47 and 84, and the hot water storage tank 1a. Hot water is sucked into the circulation circuit 43 from the suction port 41 from the top of the inside, and a heat medium is circulated in the circulation circuit 82.
[0086]
Thereby, floor heating can be performed via the floor heating heat exchanger 83 by the heat medium in the circulation circuit 82 heat-exchanged with the hot water flowing through the circulation circuit 43 in the heat exchanger 81. At this time, the control device 200 uses the water level thermistor 32a and the thermistors 48, 85, 86 based on the temperature information so that the heat exchange in the heat exchanger 81 and the floor heating heat exchanger 83 is favorably performed. The operation of the pumps 47 and 84 is controlled. And the low temperature hot water (for example, 50 degreeC hot water) which flowed through the circulation circuit 43, heat-exchanged with the heat exchanger 81, and fell in temperature returns to the lowest part in the hot water storage tank 1a from the discharge port 42. Thereby, in the hot water storage tank 1a, hot water is stored in the upper part and low temperature hot water is stored in the lower part due to the specific gravity difference of the water having different temperatures.
[0087]
When the amount of heat (hot water) in the hot water storage tank 1a is insufficient during the floor heating operation as described above, the control device 200 operates the heat pump unit 2 to heat the lowermost water of the hot water storage tank 1b. Hot water is supplied to the top of the hot water storage tank 1a. Along with this, the low temperature hot water stored in the lower part of the hot water storage tank 1 a flows into the uppermost part of the hot water storage tank 1 b through the pipe 203.
[0088]
Further, when the flow counter 72 detects the flow of water in the pipe 17, hot water is about to be used in any one of a faucet, a shower, a bath and the like. At this time, control device 200 controls mixing valve 216 and three-way valve 216a based on temperature information from water supply thermistor 21, water level thermistors 32a and 32b, and hot water supply thermistor 71 according to the set temperature.
[0089]
When the set temperature is equal to or lower than the detected temperature of the water level thermistor 32b, the control device 200 first sets the three-way valve 216a in the communication state between the lead-out pipe 214b and the lead-out pipe 214 and shuts off the direction of the lead-out pipe 214a. The ratio of the opening area of the mixing valve 216 is roughly adjusted based on the detected temperature of the water supply thermistor 21 and the detected temperature of the water level thermistor 32b. The aperture area ratio of 216 is finely controlled.
[0090]
When the set temperature is higher than the detected temperature of the water level thermistor 32b and lower than the detected temperature of the water level thermistor 32a, the control device 200 first brings the three-way valve 216a into communication between the outlet pipe 214a and the outlet pipe 214, and the outlet pipe 214b. The direction is cut off, the opening area ratio of the mixing valve 216 is roughly adjusted from the detected temperature of the water supply thermistor 21 and the detected temperature of the water level thermistor 32a, and then the hot water supply temperature is set based on the temperature information from the hot water supply thermistor 71. The opening area ratio of the mixing valve 216 is finely controlled so as to reach the temperature.
[0091]
When hot water is supplied through the pipe 17, tap water is supplied from the introduction port 11 to the lowermost part in the hot water storage tank 1b.
[0092]
According to the above-described configuration and operation, the low-temperature hot water after heat exchange by the heat exchanger 81 returns from the circulation circuit 43 to the lowermost part in the hot water storage tank 1a. Further, the water supplied from the water supply pipe along with the hot water supply enters the lowermost part in the hot water storage tank 1b. Therefore, even if the low temperature hot water in the hot water storage tank 1a moves to the uppermost part in the hot water storage tank 1b, the low temperature hot water and the water are difficult to mix in the hot water storage tank 1b. Heat preferentially from the water at the bottom. In this way, it is possible to prevent the boiling performance of the heat pump unit from deteriorating.
[0093]
Further, when hot water is supplied through the pipe 17, not only hot water in the hot water storage tanks 1a and 1b but also low temperature hot water after supplying heat to the floor heating unit 80 can be discharged. Therefore, the hot water in the hot water storage tank can be effectively used according to the required temperature of the hot water supply destination.
[0094]
Furthermore, the structure branched from the circulation circuit 43 etc. can be abbreviate | omitted with respect to 1st Embodiment, and it is possible to make control etc. of a hot-water supply apparatus easy.
[0095]
(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described with reference to FIG.
[0096]
The third embodiment differs from the second embodiment described above in the connection configuration of the hot water storage tank. In addition, about the part similar to 1st and 2nd embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
[0097]
As shown in FIG. 3, the hot water storage tank of this embodiment includes a hot water storage tank 1 c that is a first hot water storage tank and a second hot water storage tank 1 d that is a second hot water storage tank.
[0098]
The introduction port 11c is provided on the bottom surface of the hot water storage tank 1c, and the introduction port 11d is provided on the bottom surface of the hot water storage tank 1d. An introduction pipe 12 that is a water supply pipe is connected to both the introduction ports 11 c and 11 d, and the downstream side of the part where the pressure reducing valve 51 of the introduction pipe 12 is provided and the mixing valve 216 are connected by a pipe 215.
[0099]
On the other hand, a lead-out port 213a is provided at the uppermost part of the hot water storage tank 1c, and a lead-out pipe 214a that is a hot water supply path for leading out hot water in the hot water storage tank 1c is connected to the lead-out port 213a. A lead-out port 213b is provided at the top of the hot water storage tank 1d, and a lead-out pipe 214b, which is a hot water supply path for leading out hot water in the hot water storage tank 1d, is connected to the lead-out port 213b. In addition, the structure which consists of the derivation | leading-out pipes 214a, 214b, 214, and the piping 17 is the hot water supply piping in this embodiment.
[0100]
At the lower part of the hot water storage tank 1c, a suction port 18c is provided for sucking the water in the lowermost part of the hot water storage tank 1c, and hot water is discharged to the uppermost side of the hot water storage tank 1c on the upper side surface of the hot water storage tank 1c. A discharge port 19c is provided. In addition, a suction port 18d for sucking the water in the lowermost part of the hot water storage tank 1d is provided in the lower part of the hot water storage tank 1d, and hot water is provided on the uppermost side of the hot water storage tank 1d on the upper side surface of the hot water storage tank 1d. A discharge port 19d for discharging is provided.
[0101]
The suction ports 18c and 18d and the discharge ports 19c and 19d are connected by a circulation circuit 20. The circulation circuit 20 includes pipes 20a, 20b, 20c, 20d, and 20e, and a three-way valve 325 is provided at the junction of the pipe 20a connected to the suction port 18c and the pipe 20b connected to the suction port 18d. ing. A pipe 20 c is connected to the outlet side of the three-way valve 325, and a part of the pipe 20 c is disposed in the heat pump unit 2.
[0102]
The downstream end of the pipe 20c is connected to the inlet side of the three-way valve 326, and the pipe 20d and the pipe 20e are connected to the two outlet sides of the three-way valve 326, respectively. The downstream end of the pipe 20d is connected to the discharge port 19d, and the downstream end of the pipe 20e is connected to the discharge port 19c. The three-way valve 325 and the three-way valve 326 are linked and controlled so that hot water is discharged from the discharge port 19c when water is sucked from the suction port 18c, and hot water is discharged from the discharge port 19d when water is sucked from the suction port 18d. Thus, the flow path is switched.
[0103]
In the circulation circuit 20, the configuration including the pipes 20a, 20c, and 20e is the first circulation circuit in the present embodiment, and the configuration including the pipes 20b, 20c, and 20d is the second circulation circuit in the present embodiment. . The heat pump unit 2 is a first heat pump unit and a second heat pump unit in the present embodiment.
[0104]
A plurality (five in this example) of water level thermistors 32a, 33a, 34a, 35a, 36a are arranged on the outer wall surface of the hot water storage tank 1c at substantially equal intervals in the vertical direction (the height direction of the hot water storage tank 1c). A plurality (five in this example) of water level thermistors 32b, 33b, 34b, 35b, and 36b are arranged on the outer wall surface of 1d at substantially equal intervals in the vertical direction (the height direction of the hot water storage tank 1d).
[0105]
And the temperature information in each water level of the water filled in the hot water storage tanks 1c and 1d is output to the control device 200 described later. Therefore, the control device 200 can detect the boundary position between the hot water boiled in the hot water storage tanks 1c and 1d and the water before being boiled based on the temperature information from the water level thermistors 32a to 36a and 32b to 36b. It is like that.
[0106]
The water level thermistor 32a is provided on the uppermost outer wall surface of the hot water storage tank 1c, and detects the temperature of the hot water in the hot water storage tank 1c, which is the temperature of hot water sucked into the outlet port 213a and the suction port 41. It also has the function of Further, the water level thermistor 32b is provided on the uppermost outer wall surface of the hot water storage tank 1d, and also has a function of a hot water thermistor that detects the water temperature at the uppermost part in the hot water storage tank 1d, which is the temperature of hot water sucked into the outlet port 213b. is doing.
[0107]
A suction port 41 for sucking the uppermost hot water in the hot water storage tank 1c is provided at the upper part of the hot water storage tank 1c, and a discharge port 42 for discharging hot water into the hot water storage tank 1c is provided at the lower part of the hot water storage tank 1c. Is provided. The suction port 41 and the discharge port 42 are connected by a circulation circuit 43.
[0108]
The circulation circuit 43 is provided with a water pump 47 and a thermistor 48 as in the first embodiment. Note that the circulation circuit 43 in the present embodiment is not provided with the three-way valves 54, 55, and 56 and the pipes 44, 45, and 46 that are connected to them in the first embodiment. The circulation circuit 43 is the third circulation circuit in the present embodiment.
[0109]
Reference numeral 80 denotes a floor heating unit having the same configuration as that of the first embodiment. The heat exchanger 81 can exchange heat between the hot water in the circulation circuit 43 and the heat medium in the circulation circuit 82. .
[0110]
Reference numeral 200 denotes a control device which is a control means, and temperature information and flow rate from each thermistor 21, 32a, 33a, 34a, 35a, 36a, 32b, 33b, 34b, 35b, 36b, 48, 71, 85, 86. Based on flow rate information from the counter 72 and a signal from an operation switch provided on an operation panel (not shown), the heat pump unit 2, the mixing valve 216, the three-way valves 216a, 325, 326, the water pumps 47, 84 as described later. And the like are controlled.
[0111]
Next, the operation of the hot water storage type hot water supply apparatus of the present embodiment will be described based on the above configuration.
[0112]
When the power switch (not shown) of the hot water supply device is turned on, the control device 200 displays temperature information from each thermistor provided in the hot water storage tanks 1c and 1d, time information set by an operation panel (not shown), and the like. Based on the above, the heat pump unit 2 is appropriately operated to heat the water in the hot water storage tanks 1c, 1d to be hot water (eg, 90 ° C. hot water).
[0113]
When the heat pump unit 2 performs boiling in the hot water storage tanks 1c and 1d, the control device 200 controls the three-way valves 325 and 326 to switch the flow path of the circulation circuit 20 so that the hot water in the hot water storage tank 1c is heated. The boiling in the hot water storage tank 1d is performed separately. When boiling the hot water storage tank 1c, the hot water storage tank 1c is heated until it is completely filled with hot water (eg, 90 ° C. hot water).
[0114]
And when the floor heating switch of the operation panel (not shown) is turned on (including the case where the switch is turned on by the floor heating reservation timer), the control device 200 operates the water pumps 47 and 84, and the hot water storage tank 1c. Hot water is sucked into the circulation circuit 43 from the suction port 41 from the top of the inside, and a heat medium is circulated in the circulation circuit 82.
[0115]
Thereby, floor heating can be performed via the floor heating heat exchanger 83 by the heat medium in the circulation circuit 82 heat-exchanged with the hot water flowing through the circulation circuit 43 in the heat exchanger 81. At this time, the control device 200 uses the water level thermistor 32a and the thermistors 48, 85, 86 based on the temperature information so that the heat exchange in the heat exchanger 81 and the floor heating heat exchanger 83 is favorably performed. The operation of the pumps 47 and 84 is controlled. And the low temperature hot water (for example, 50 degreeC hot water) which flowed through the circulation circuit 43 and was heat-exchanged with the heat exchanger 81 and fell in temperature returns to the lowest part in the hot water storage tank 1c from the discharge port 42. Thereby, in the hot water storage tank 1a, hot water is stored in the upper part and low temperature hot water is stored in the lower part due to the specific gravity difference of the water having different temperatures.
[0116]
Further, when the flow counter 72 detects the flow of water in the pipe 17, hot water is about to be used in any one of a faucet, a shower, a bath and the like. At this time, control device 200 controls mixing valve 216 and three-way valve 216a based on temperature information from water supply thermistor 21, water level thermistors 32a and 32b, and hot water supply thermistor 71 according to the set temperature.
[0117]
When the hot water supply through the pipe 17 is performed before the above-described floor heating operation is completed, the control device 200 first brings the three-way valve 216a into the communication state between the outlet pipe 214b and the outlet pipe 214. The direction of the pipe 214a is cut off, the opening area ratio of the mixing valve 216 is then roughly adjusted from the detected temperature of the water supply thermistor 21 and the detected temperature of the water level thermistor 32b, and then the hot water supply temperature based on the temperature information from the hot water supply thermistor 71. Is finely controlled so that the opening area ratio of the mixing valve 216 becomes a set temperature.
[0118]
When the hot water supply through the pipe 17 is performed after the above-described floor heating operation is completed, the control device 200 controls the three-way valve 216a based on the temperature information from the water level thermistors 32a and 32b, and the water level thermistor. The flow paths are switched so that hot water can be supplied from a hot water storage tank in which the detected temperatures of 32a and 32b are equal to or higher than the set temperature.
[0119]
For example, when the hot water storage tank 1c is filled with low temperature hot water after heat exchange, and the detected temperature of the water level thermistor 32a is higher than the set temperature, it is possible to use low temperature hot water for hot water supply. In this case, the control device 200 first brings the three-way valve 216a into the communication state between the outlet pipe 214a and the outlet pipe 214 and shuts off the direction of the outlet pipe 214b, and then detects the detected temperature of the water supply thermistor 21 and the water level thermistor 32a. Based on the temperature information from the hot water supply thermistor 71, the opening area ratio of the mixing valve 216 is finely controlled so that the hot water supply temperature becomes the set temperature.
[0120]
When hot water is supplied from the hot water storage tank 1c through the pipe 17, the tap water is supplied from the introduction port 11c to the lowermost part in the hot water storage tank 1c. When hot water is supplied from the hot water storage tank 1d via the pipe 17, the tap water is supplied from the introduction port 11d to the lowermost part of the hot water storage tank 1d.
[0121]
According to the above-described configuration and operation, the low-temperature hot water after heat exchange by the heat exchanger 81 returns from the circulation circuit 43 to the lowermost part in the hot water storage tank 1c. Further, water supplied from the introduction pipe 12 along with hot water supply enters the lowermost part of the hot water storage tanks 1c and 1d. And in hot water storage tank 1c, after floor heating operation is completed and low temperature hot water returns to the lowermost part, water enters the lowermost part. Accordingly, due to the difference in specific gravity of the water having different temperatures, the low temperature hot water and the water are difficult to mix in the hot water storage tank 1c, and the heat pump unit 2 preferentially heats the water from the lowermost part of the hot water storage tank 1c.
[0122]
Further, since the hot water does not return to the hot water storage tank 1d even if the floor heating operation is performed, the heat pump unit 2 preferentially heats the water from the lowermost part of the hot water storage tank 1d. In this way, it is possible to prevent the boiling performance of the heat pump unit 2 from being lowered.
[0123]
Moreover, not only hot water in the hot water storage tanks 1c and 1d but also low temperature hot water after heat exchange by the heat exchanger 81 can be discharged. Therefore, the hot water in both hot water storage tanks 1c and 1d can be used effectively according to the required temperature of the hot water supply destination.
[0124]
Furthermore, the structure branched from the circulation circuit 43 etc. can be abbreviate | omitted with respect to 1st Embodiment, and it is possible to make control etc. of a hot-water supply apparatus easy.
[0125]
(Other embodiments)
In the first embodiment, when hot water is supplied, the path for extracting hot water from the hot water storage tank 1 is switched according to the detected temperature of the water level thermistors 32, 34, but the floor heating switch on the operation panel (not shown) is turned on. If the floor heating reservation is not set, hot water may be derived only from the outlet 13a.
[0126]
In the second embodiment, when hot water is supplied, hot water is derived from the hot water storage tank 1a or the hot water storage tank 1b according to the detected temperature of the water level thermistors 32a and 32b. When the floor heating switch is not turned on and the floor heating reservation is not set, hot water may be appropriately derived from the hot water storage tank 1a or the hot water storage tank 1b.
[0127]
Moreover, in the said 3rd Embodiment, when hot water supply is performed before floor heating operation completion | finish, hot water is derived | led-out from the hot water storage tank 1d, and when hot water supply is performed after floor heating operation completion | finish, water level thermistor 32a, The hot water is led out from the hot water storage tank 1c or the hot water storage tank 1d according to the detected temperature 32b, but the floor heating switch on the operation panel (not shown) is not turned on and the floor heating reservation is not set. The hot water may be appropriately derived from the hot water storage tank 1c or the hot water storage tank 1d.
[0128]
Further, in each of the above embodiments, an outside air temperature detecting means such as an outside air temperature sensor is provided, and when the temperature detected by the outside air temperature detecting means is equal to or higher than a predetermined value, the floor heating switch of the operation panel is turned on. It is also possible to supply hot water as in the case where there is no floor heating reservation.
[0129]
Moreover, in each said embodiment, although the heat exchanger 81 which is a heat exchange means heat-exchanges the hot water which flows through the circulation circuit 43, and the heat medium of the floor heating unit 80, it is limited to this. It is not something. For example, a heat exchanger that performs heating by exchanging heat between hot water and air may be used.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a hot water storage type hot water supply apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a hot water storage type hot water supply apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a hot water storage type hot water supply apparatus according to a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Hot water storage tank (hot water storage tank in the first embodiment)
1a Hot water storage tank (first hot water storage tank in the second embodiment)
1b Hot water storage tank (second hot water storage tank in the second embodiment)
1c Hot water storage tank (first hot water storage tank in the third embodiment)
1d Hot water storage tank (second hot water storage tank in the third embodiment)
2 Heat pump unit
12 Introduction pipe (water supply pipe)
14a Lead pipe (part of hot water supply pipe in the first embodiment)
14b Lead pipe (part of hot water supply pipe in the first embodiment)
17 Piping (part of hot water supply piping)
17a piping (part of hot water supply piping in the first embodiment)
20 circulation circuit (first circulation circuit in the first and second embodiments, first and second circulation circuits in the third embodiment)
43 Circulation circuit (a part of the second circulation circuit in the first embodiment, the second circulation circuit in the second embodiment, the third circulation circuit in the third embodiment)
44 Piping (part of the second circulation circuit in the first embodiment)
45 Piping (a part of the second circulation circuit in the first embodiment)
46 Piping (part of the second circulation circuit in the first embodiment)
80 Floor heating unit
81 Heat exchanger (heat exchange means)
214 Lead pipe (part of hot water supply pipe in the second and third embodiments)
214a Lead pipe (part of hot water supply pipe in the second and third embodiments)
214b Lead pipe (part of hot water supply pipe in the second and third embodiments)

Claims (11)

給湯用の湯を内部に貯える貯湯タンク(1)と、
この貯湯タンク(1)内の最下部の水を、前記貯湯タンク(1)に設けた吸入口(18)から吸入し前記貯湯タンク(1)内の最上部に送る第1の循環回路(20)と、
この第1の循環回路(20)に設けられ、前記第1の循環回路(20)を流れる水を加熱して高温の湯とするヒートポンプユニット(2)と、
このヒートポンプユニット(2)により加熱され前記貯湯タンク(1)内の最上部に貯えられた高温の湯を、循環して前記貯湯タンク(1)内に戻す第2の循環回路(43、44、45、46)と、
この第2の循環回路(43、44、45、46)に設けられ、前記第2の循環回路(43、44、45、46)を流れる高温の湯と被加熱物とを熱交換して、前記第2の循環回路(43、44、45、46)を流れる高温の湯を低温の湯とする熱交換手段(81)と、
前記貯湯タンク(1)内の湯が前記貯湯タンク(1)外で消費されるときには、前記貯湯タンク(1)内の湯を前記貯湯タンク(1)外に送る給湯配管(14a、14b、17、17a)と、
前記貯湯タンク(1)内の湯が前記給湯配管(14a、14b、17、17a)を通って前記貯湯タンク(1)外で消費されるときには、前記貯湯タンク(1)内の最下部に水を供給する給水配管(12)とを備える貯湯式給湯装置であって、
記第2の循環回路(43、44、45、46)を流れた前記低温の湯を前記第2の循環回路(43、44、45、46)から前記貯湯タンク(1)内へと戻す吐出口(44a、45a、46a)を、前記吸入口(18)よりも上方に設けたことを特徴とする貯湯式給湯装置。
A hot water storage tank (1) for storing hot water for hot water supply,
The first circulation circuit (20 ) which sucks the water at the bottom in the hot water storage tank (1) from the suction port (18) provided in the hot water storage tank (1) and sends it to the uppermost part in the hot water storage tank (1). )When,
A heat pump unit (2) which is provided in the first circulation circuit (20) and heats the water flowing through the first circulation circuit (20) to form hot water;
The high-temperature hot water heated by the heat pump unit (2) and stored in the uppermost part of the hot water storage tank (1) is circulated and returned to the hot water storage tank (1). 45, 46),
Heat exchange is performed between the hot water flowing through the second circulation circuit (43, 44, 45, 46) and the object to be heated, provided in the second circulation circuit (43, 44, 45, 46). A heat exchanging means (81) in which the hot water flowing through the second circulation circuit (43, 44, 45, 46) is a low temperature hot water;
When hot water in the hot water storage tank (1) is consumed outside the hot water storage tank (1), hot water supply pipes (14a, 14b, 17) for sending the hot water in the hot water storage tank (1) to the outside of the hot water storage tank (1). 17a)
When hot water in the hot water storage tank (1) is consumed outside the hot water storage tank (1) through the hot water supply pipes (14a, 14b, 17, 17a), water is placed at the bottom of the hot water storage tank (1). A hot water storage hot water supply device comprising a water supply pipe (12) for supplying
Back to front Symbol the hot water storage tank (1) in the said second circulating circuit (43, 44, 45, 46) said temperature water flowing second circulation circuit (43, 44, 45) A hot water storage type hot water supply apparatus characterized in that the discharge ports (44a, 45a, 46a) are provided above the suction port (18) .
前記第2の循環回路(43、44、45、46)を流れて前記貯湯タンク(1)内に戻る前記低温の湯の温度とほぼ同一の温度となる前記貯湯タンクの部位において、前記第2の循環回路(43、44、45、46)の下流側端部は前記貯湯タンク(1)に接続されており、前記貯湯タンク(1)内に前記低温の湯を戻す構成であることを特徴とする請求項1に記載の貯湯式給湯装置。  In the part of the hot water storage tank where the temperature of the hot water is approximately the same as the temperature of the low temperature hot water flowing through the second circulation circuit (43, 44, 45, 46) and returning into the hot water storage tank (1). The downstream end of the circulation circuit (43, 44, 45, 46) is connected to the hot water storage tank (1), and the low temperature hot water is returned to the hot water storage tank (1). The hot water storage type hot water supply apparatus according to claim 1. 前記貯湯タンク(1)は、その高さ方向において前記給湯配管(14a、14b、17、17a)の上流側端部を複数に分けて接続しており、
これらの複数の上流側端部のうち、前記貯湯タンク(1)内において前記上流側端部を接続した部位の湯の温度が、前記貯湯タンク(1)外で消費される湯の必要温度以上である前記上流側端部より、選択的に出湯される構成であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の貯湯式給湯装置。
The hot water storage tank (1) is connected to the upstream end of the hot water supply pipe (14a, 14b, 17, 17a) divided into a plurality in the height direction thereof,
Among these plurality of upstream end portions, the temperature of the hot water at the portion where the upstream end portion is connected in the hot water storage tank (1) is higher than the required temperature of hot water consumed outside the hot water storage tank (1). The hot water storage type hot water supply apparatus according to claim 1 or 2, wherein the hot water is selectively discharged from the upstream end portion.
前記被加熱物は、床暖房ユニット(80)の熱媒体であり、
前記熱交換手段(81)は、前記第2の循環回路(43、44、45、46)を流れる前記高温の湯と前記熱媒体とを熱交換する熱交換器であることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1つに記載の貯湯式給湯機。
The heated object is a heat medium of the floor heating unit (80),
The heat exchanging means (81) is a heat exchanger for exchanging heat between the hot water flowing through the second circulation circuit (43, 44, 45, 46) and the heat medium. The hot water storage type hot water supply device according to any one of claims 1 to 3.
前記ヒートポンプユニット(2)は、冷媒が二酸化炭素であることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1つに記載の貯湯式給湯機。  The hot water storage type hot water supply device according to any one of claims 1 to 4, wherein the heat pump unit (2) is a carbon dioxide refrigerant. 給湯用の湯を内部に貯える第1の貯湯タンク(1a)と、
最上部を前記第1の貯湯タンク(1a)の最下部に連通し、給湯用の湯を内部に貯える第2の貯湯タンク(1b)と、
前記第2の貯湯タンク(1b)内の最下部の水を、前記第1の貯湯タンク(1a)内の最上部に送る第1の循環回路(20)と、
この第1の循環回路(20)に設けられ、前記第1の循環回路(20)を流れる水を加熱して高温の湯とするヒートポンプユニット(2)と、
このヒートポンプユニット(2)により加熱され前記第1の貯湯タンク(1a)内の最上部に貯えられた高温の湯を、循環して前記第1の貯湯タンク(1a)内の最下部に戻す第2の循環回路(43)と、
この第2の循環回路(43)に設けられ、前記第2の循環回路(43)を流れる高温の湯と被加熱物とを熱交換して、前記第2の循環回路(43)を流れる高温の湯を低温の湯とする熱交換手段(81)と、
前記第1の貯湯タンク(1a)内もしくは前記第2の貯湯タンク(1b)内の湯が両貯湯タンク(1a、1b)外で消費されるときには、前記第1の貯湯タンク(1a)内もしくは前記第2の貯湯タンク(1b)内の湯を前記両貯湯タンク(1a、1b)外に送る給湯配管(17、214、214a、214b)と、
前記第1の貯湯タンク(1a)内もしくは前記第2の貯湯タンク(1b)内の湯が前記給湯配管(17、214、214a、214b)を通って前記両貯湯タンク(1a、1b)外で消費されるときには、前記第2の貯湯タンク(1b)の最下部に水を供給する給水配管(12)とを備えることを特徴とする貯湯式給湯装置。
A first hot water storage tank (1a) for storing hot water for hot water supply;
A second hot water storage tank (1b) that communicates the uppermost part with the lowermost part of the first hot water storage tank (1a) and stores hot water for hot water supply therein;
A first circulation circuit (20) for sending the lowest water in the second hot water storage tank (1b) to the uppermost part in the first hot water storage tank (1a);
A heat pump unit (2) which is provided in the first circulation circuit (20) and heats the water flowing through the first circulation circuit (20) to form hot water;
The hot water heated by the heat pump unit (2) and stored in the uppermost part in the first hot water storage tank (1a) is circulated and returned to the lowermost part in the first hot water storage tank (1a). Two circulation circuits (43);
High temperature flowing in the second circulation circuit (43) is provided in the second circulation circuit (43), exchanging heat between the hot water flowing through the second circulation circuit (43) and an object to be heated. A heat exchanging means (81) which uses hot water as low temperature hot water,
When hot water in the first hot water storage tank (1a) or in the second hot water storage tank (1b) is consumed outside both hot water storage tanks (1a, 1b), the first hot water storage tank (1a) or Hot water supply pipes (17, 214, 214a, 214b) for sending hot water in the second hot water storage tank (1b) out of the hot water storage tanks (1a, 1b);
Hot water in the first hot water storage tank (1a) or in the second hot water storage tank (1b) passes outside the hot water storage tanks (1a, 1b) through the hot water supply pipes (17, 214, 214a, 214b). A hot water storage type hot water supply apparatus comprising a water supply pipe (12) for supplying water to the lowermost part of the second hot water storage tank (1b) when consumed.
前記給湯配管(17、214、214a、214b)は、上流側端部を複数に分けて前記第1の貯湯タンク(1a)の最上部および前記第2の貯湯タンク(1b)の最上部に接続しており、
これらの複数の上流側端部のうち、前記第1の貯湯タンク(1a)内および前記第2の貯湯タンク(1b)内において前記上流側端部を接続した部位の湯の温度が、前記両貯湯タンク(1a、1b)外で消費される湯の必要温度以上である前記上流側端部より、選択的に出湯される構成であることを特徴とする請求項6に記載の貯湯式給湯装置。
The hot water supply pipes (17, 214, 214a, 214b) are connected to the uppermost part of the first hot water storage tank (1a) and the uppermost part of the second hot water storage tank (1b) by dividing the upstream end into a plurality of parts. And
Among the plurality of upstream end portions, the temperature of the hot water at the portion where the upstream end portions are connected in the first hot water storage tank (1a) and in the second hot water storage tank (1b) The hot water storage type hot water supply apparatus according to claim 6, characterized in that the hot water is selectively discharged from the upstream side end portion which is higher than a necessary temperature of hot water consumed outside the hot water storage tank (1a, 1b). .
前記被加熱物は、床暖房ユニット(80)の熱媒体であり、
前記熱交換手段(81)は、前記第2の循環回路(43)を流れる前記高温の湯と前記熱媒体とを熱交換する熱交換器であることを特徴とする請求項6または請求項7に記載の貯湯式給湯機。
The heated object is a heat medium of the floor heating unit (80),
The heat exchange means (81) is a heat exchanger for exchanging heat between the high temperature hot water flowing through the second circulation circuit (43) and the heat medium. The hot water storage water heater described in 1.
前記ヒートポンプユニット(2)は、冷媒が二酸化炭素であることを特徴とする請求項6ないし請求項8のいずれか1つに記載の貯湯式給湯機。  The hot water storage type water heater according to any one of claims 6 to 8, wherein the heat pump unit (2) has a refrigerant of carbon dioxide. 給湯用の湯を内部に貯える貯湯タンク(1)と、
この貯湯タンク(1)内の最下部の水を、前記貯湯タンク(1)内の最上部に送る第1の循環回路(20)と、
この第1の循環回路(20)に設けられ、前記第1の循環回路(20)を流れる水を加熱して高温の湯とするヒートポンプユニット(2)と、
このヒートポンプユニット(2)により加熱され前記貯湯タンク(1)内の最上部に貯えられた高温の湯を、循環して前記貯湯タンク(1)内に戻す第2の循環回路(43、44、45、46)と、
この第2の循環回路(43、44、45、46)に設けられ、前記第2の循環回路(43、44、45、46)を流れる高温の湯と被加熱物とを熱交換して、前記第2の循環回路(43、44、45、46)を流れる高温の湯を低温の湯とする熱交換手段(81)と、
前記貯湯タンク(1)内の湯が前記貯湯タンク(1)外で消費されるときには、前記貯湯タンク(1)内の湯を前記貯湯タンク(1)外に送る給湯配管(14a、14b、17、17a)と、
前記貯湯タンク(1)内の湯が前記給湯配管(14a、14b、17、17a)を通って前記貯湯タンク(1)外で消費されるときには、前記貯湯タンク(1)内の最下部に水を供給する給水配管(12)とを備える貯湯式給湯装置であって、
前記第2の循環回路(43、44、45、46)の下流側端部は、前記貯湯タンク(1)の高さ方向において複数に分岐しており、分岐した前記複数の第2の循環回路(43、44、45、46)はそれぞれ前記貯湯タンク(1)に接続されていることを特徴とする貯湯式給湯装置。
A hot water storage tank (1) for storing hot water for hot water supply inside,
A first circulation circuit (20) for sending the lowest water in the hot water storage tank (1) to the uppermost part in the hot water storage tank (1);
A heat pump unit (2) which is provided in the first circulation circuit (20) and heats the water flowing through the first circulation circuit (20) to form hot water;
The high-temperature hot water heated by the heat pump unit (2) and stored in the uppermost part of the hot water storage tank (1) is circulated and returned to the hot water storage tank (1). 45, 46),
Heat exchange is performed between the hot water flowing through the second circulation circuit (43, 44, 45, 46) and the object to be heated, provided in the second circulation circuit (43, 44, 45, 46). A heat exchanging means (81) in which the hot water flowing through the second circulation circuit (43, 44, 45, 46) is a low temperature hot water;
When hot water in the hot water storage tank (1) is consumed outside the hot water storage tank (1), hot water supply pipes (14a, 14b, 17) for sending the hot water in the hot water storage tank (1) to the outside of the hot water storage tank (1). 17a)
When hot water in the hot water storage tank (1) is consumed outside the hot water storage tank (1) through the hot water supply pipes (14a, 14b, 17, 17a), water is placed at the bottom of the hot water storage tank (1). A hot water storage hot water supply device comprising a water supply pipe (12) for supplying
The downstream end of the second circulation circuit (43, 44, 45, 46) branches into a plurality in the height direction of the hot water storage tank (1), and the plurality of second circulation circuits branched. (43, 44, 45, 46) is connected to the hot water storage tank (1), respectively .
前記下流側端部は、前記貯湯タンク(1)の側面部で高さ方向において複数に分岐しており、分岐した前記複数の第2の循環回路(43、44、45、46)はそれぞれ前記側面部の高さが異なる位置に接続されていることを特徴とする請求項10に記載の貯湯式給湯装置。 The downstream end is branched into a plurality in the height direction at the side surface of the hot water storage tank (1), and the plurality of branched second circulation circuits (43, 44, 45, 46) are respectively The hot water storage type hot water supply apparatus according to claim 10, wherein the side portions are connected to different positions .
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