JP2005164236A - Hot-water supply unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、暖房および風呂の追い焚き機能を有する装置に関するものである。 The present invention relates to a device having heating and bathing functions.
従来の給湯装置は、次に記載されているようなものがあった(例えば、特許文献1参照)。 Some conventional hot water supply apparatuses are described below (for example, see Patent Document 1).
図9に示すこの種の給湯装置では、給湯を行う際に即湯機能を実現する構成において、暖房および風呂の追い焚きを行うものである。 In this type of hot water supply apparatus shown in FIG. 9, heating and reheating of the bath are performed in a configuration that realizes an immediate hot water function when hot water is supplied.
すなわち、図9に示すように熱交換器1と、出湯管2と、出湯管2の先端のミキシングバルブ3と、ミキシングバルブ3の直前に設けた戻り管4と、熱交換器1の出口に設けたバイパス管5と、バイパス管5と給水管6との間に設けた間接熱交換器7と、間接熱交換器7に設けた風呂追い焚き回路8と暖房回路9と、給水管6とバイパス管5および給水管6と戻り管4とで循環回路10を形成し、循環回路10に設けた循環ポンプ11で構成されている。
That is, as shown in FIG. 9, the
そして上記構成により、給湯を行わない時には熱交換器1で高温に加熱された湯を戻り管4を介して循環ポンプ11で循環させ即湯できるようになっている。さらに、バイパス管5に湯を流すことで一つの間接熱交換器7で風呂追い焚き回路8を介して風呂の追い焚きをし、暖房回路9を介して暖房するようになっていた。
しかしながら上記従来の給湯装置では、即湯システムを利用しているため高温の温水を屋内のミキシングバルブ3に至る直前まで循環させねばならないためランニングコストが高くつき、高温の湯とするために必ずミキシングバルブ3を設けねばならないという課題があった。さらに間接熱交換器7が一つであり、コイルシェル式の液貯湯式の水−水熱交換器で、流路は互いに平行流となるため、熱交換効率が低くお湯を一旦シェルに溜めねばならないため大型で重い熱交換器が必要となるとともに、暖房に必要な高温の温水温度と風呂追い焚きに必要な温水温度を制御することが困難となる課題がある。
However, since the above-described conventional hot water supply system uses an immediate hot water system, high-temperature hot water must be circulated until just before reaching the
本発明は上記課題を解決するために、給湯装置のケーシング内に、バーナと、前記バーナで加熱される熱交換器と、前記熱交換器の入口に設けた給水管と、出口に設けた給湯管と、前記出口から分岐し前記入口との間で閉回路を形成する第一の循環回路と、前記第一の循環回路中の温水を循環させる搬送手段と、前記第一の循環回路の温水を利用して複数の負荷装置に熱量を供給する強制対流型熱交換器とを備え、前記強制対流型熱交換器は、負荷装置である暖房装置との間で第二の循環回路を形成し第二循環回路用循環ポンプにより温水を循環して熱交換を行う第一の強制対流型熱交換器と、負荷装置である風呂装置との間で第三の循環回路を形成し第三循環回路用循環ポンプにより温水を循環して熱交換を行う第二の強制対流型熱交換器とで構成し、前記第一の強制対流型熱交換器または第二の強制対流型熱交換器の何れか一方の熱交換器をプレート式熱交換器とし、他方を二重管熱交換器としたものである。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a burner, a heat exchanger heated by the burner, a water supply pipe provided at the inlet of the heat exchanger, and a hot water supply provided at the outlet in the casing of the hot water supply device. A first circulation circuit which branches from the outlet and forms a closed circuit between the outlet, a conveying means for circulating hot water in the first circulation circuit, and hot water in the first circulation circuit And a forced convection heat exchanger that supplies heat to a plurality of load devices, and the forced convection heat exchanger forms a second circulation circuit with the heating device that is the load device. A third circulation circuit is formed by forming a third circulation circuit between the first forced convection heat exchanger that performs heat exchange by circulating hot water with the circulation pump for the second circulation circuit and the bath device that is the load device. Second forced convection heat exchanger that exchanges heat by circulating hot water using a circulating pump The heat exchanger of either the first forced convection heat exchanger or the second forced convection heat exchanger is a plate heat exchanger, and the other is a double tube heat exchanger. Is.
上記発明によれば、第二及び第三の循環回路にプレート式熱交換器と二重管熱交換器を設け複数の負荷装置を運転することで給湯機能と暖房機能もしくは風呂機能等を有する小型の給湯複合機を提供できると共に、プレート式熱交換器と二重管熱交換器を各機能別に設けた構成とすることで用途に応じて適切な熱量供給が可能となり、効果的な運転制御が実現できる。 According to the above invention, the second and third circulation circuits are provided with plate heat exchangers and double pipe heat exchangers, and a plurality of load devices are operated to provide a small hot water supply function and a heating function or a bath function. In addition, a plate-type heat exchanger and a double-pipe heat exchanger can be provided for each function, so that an appropriate amount of heat can be supplied according to the application and effective operation control can be achieved. realizable.
本発明の給湯装置は、給湯機能と暖房機能もしくは風呂機能等の複数の機能を有する小型の給湯複合機を提供できると共に、用途に応じた適切な熱量供給が可能となり、効果的な運転制御が実現できる。 The hot water supply apparatus of the present invention can provide a small hot water supply complex machine having a plurality of functions such as a hot water supply function and a heating function or a bath function, and can also supply an appropriate amount of heat according to the application, thereby enabling effective operation control. realizable.
本発明の第1の実施の形態による給湯装置は、給湯装置のケーシング内に、バーナと、前記バーナで加熱される熱交換器と、前記熱交換器の入口に設けた給水管と、出口に設けた給湯管と、前記出口から分岐し前記入口との間で閉回路を形成する第一の循環回路と、前記第一の循環回路中の温水を循環させる搬送手段と、前記第一の循環回路の温水を利用して複数の負荷装置に熱量を供給する強制対流型熱交換器とを備え、前記強制対流型熱交換器は、負荷装置である暖房装置との間で第二の循環回路を形成し第二循環回路用循環ポンプにより温水を循環して熱交換を行う第一の強制対流型熱交換器と、負荷装置である風呂装置との間で第三の循環回路を形成し第三循環回路用循環ポンプにより温水を循環して熱交換を行う第二の強制対流型熱交換器とで構成し、前記第一の強制対流型熱交換器または第二の強制対流型熱交換器の何れか一方の熱交換器をプレート式熱交換器とし、他方を二重管熱交換器としたことを特徴とするものである。 A hot water supply apparatus according to a first embodiment of the present invention includes a burner, a heat exchanger heated by the burner, a water supply pipe provided at an inlet of the heat exchanger, and an outlet in a casing of the hot water supply apparatus. A provided hot water supply pipe, a first circulation circuit which branches from the outlet and forms a closed circuit, a conveying means for circulating hot water in the first circulation circuit, and the first circulation A forced convection heat exchanger that supplies heat to a plurality of load devices using hot water of the circuit, and the forced convection heat exchanger is a second circulation circuit between the heating device and the load device A third circulation circuit is formed between the first forced convection heat exchanger that circulates hot water by the circulation pump for the second circulation circuit and performs heat exchange and the bath device that is the load device. The second forced convection type that performs heat exchange by circulating hot water with a circulation pump for three circulation circuits A heat exchanger, either the first forced convection heat exchanger or the second forced convection heat exchanger is a plate heat exchanger, and the other is a double tube heat exchange It is characterized by being a vessel.
そして、第二及び第三の循環回路にプレート式熱交換器と二重管熱交換器を設け複数の負荷装置を運転することで給湯機能と暖房機能もしくは風呂機能等を有する小型の給湯複合機を提供できると共に、プレート式熱交換器と二重管熱交換器を各機能別に設けた構成とすることで用途に応じて適切な熱量供給が可能となり、効果的な運転制御が実現できる。 A small hot water supply complex having a hot water supply function and a heating function or a bath function by operating a plurality of load devices by providing a plate heat exchanger and a double pipe heat exchanger in the second and third circulation circuits. In addition, by providing a plate heat exchanger and a double-pipe heat exchanger for each function, it is possible to supply an appropriate amount of heat according to the application, thereby realizing effective operation control.
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1における燃焼装置を示す構成図である。図1、図2において、12は本体のケーシングであり、13はバーナでバーナ13における燃焼により発生する排熱を受熱する熱交換器14と、熱交換器14の入口15に設けた給水管16と出口17に設けた給湯管18と、入口15と出口17に閉回路をケーシング12の内部に形成する第一の循環回路19と、第一の循環回路19の中に設けた温水を循環させる搬送手段である耐圧ポンプ20と耐圧ポンプ20と入口15の間に設けた水の逆流を防止する第一の逆止弁21と耐圧ポンプ20の上流側に設けた配管内の圧力がある一定値を越えると圧力を逃がす圧力逃がし弁22と第一の強制対流型熱交換器である第一の二重管熱交換器23と第二の強制対流型熱交換器である第二の二重管熱交換器24と、第一の二重管熱交換器23と負荷装置の一つである暖房装置25との間に設けた第二の循環回路26と、第二の循環回路26中に設けた温水を循環させる第二循環回路用循環ポンプ27と膨張タンク28と、第二の二重管熱交換器24と負荷装置の一つである浴槽29との間に設けた第三の循環回路30と、第三の循環回路30中に設けた浴槽水を循環させる第三循環回路用循環ポンプ31とからなる。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a configuration diagram showing a combustion apparatus according to
次に動作、作用について説明すると、まず、給湯栓32を開栓すると水は給水管16を通り入口15から熱交換器14に入りバーナ13の燃焼熱により加温され出口17と給湯管18を通り給湯栓32から出湯する。
Next, the operation and action will be described. First, when the
次に暖房運転時には、暖房装置25の運転命令で第二循環回路用循環ポンプ27が駆動し、連動して耐圧ポンプ20を駆動しバーナ13を着火する。第一の循環回路19では、耐圧ポンプ20により湯が循環する際、バーナ13の燃焼熱により加温され、第一の二重管熱交換器23で第二の循環回路26側へ伝熱する。第二の循環回路26では、第二循環回路用循環ポンプ27により温水が第二の循環回路26を循環し、第一の二重管熱交換器23で受熱した熱を暖房装置25で放熱して温風を吹き出す。
Next, at the time of heating operation, the
次に風呂の追い焚き運転時には、浴槽29の追い焚き運転命令で第三循環回路用循環ポンプ31が駆動し、連動して耐圧ポンプ20を駆動しバーナ13を着火する。第一の循環回路19では、耐圧ポンプ20により湯が循環する際、バーナ13の燃焼熱により加温され、第二の二重管熱交換器24で第三の循環回路30側へ伝熱する。第三の循環回路30では、第三循環回路用循環ポンプ31により浴槽水が第三の循環回路30を循環し、第二の二重管熱交換器24で受熱した熱を浴槽29で放熱して風呂の追い焚きを行う。
Next, at the time of reheating the bath, the
上記動作において、第一の循環回路19はケーシング12の内部に設けているため配管長は極めて短いため圧力損失が小さく小型の耐圧ポンプ20で循環できる。すなわち熱損失も少なくランニングコストを抑制できる。
In the above operation, since the
また、暖房装置25で必要な温水温度は約80℃であり、風呂の追い焚きに必要な浴槽29への供給温度は約60℃であることから、第一の循環回路19の熱交換器14の出口17側に第二の循環回路26を設けることで第一の循環回路内の温水温度勾配の効率がよい構成となる。すなわち、暖房運転能力は充分確保でき、風呂の追い焚き運転制御も容易となる。風呂の追い焚き能力を多少落としてもよいのであれば、第三の循環回路30を出口17の近傍側へ設けてもよい。また、強制対流型熱交換器を二重管熱交換器としたがプレート式熱交換器としても同様の効果を発揮する。
Further, since the hot water temperature necessary for the
さらに、暖房運転や風呂追い焚き運転と連動して、第一の循環回路19の温水が循環した後に熱交換器14を加熱する動作に移行するため、熱交換器14の空焚きは発生しないため耐久性能が向上するものである。
Furthermore, in conjunction with the heating operation or the bath reheating operation, since the operation moves to the operation of heating the
なお、バーナ13で熱交換器14に燃焼熱を供給する構成について説明したが、バーナ13の燃焼熱を第一の強制対流型熱交換器23もしくは第二の強制対流型熱交換器24に直接供給すれば、さらに装置を小型にできる。
In addition, although the structure which supplies a combustion heat to the
また、ここでは強制対流型熱交換器を二つ示した例を示したが、図2(a)に示すように当然一つの強制対流型熱交換器のみを第一の循環回路に設け、給湯風呂装置とするか、図2(b)に示すように給湯暖房装置としてもそれぞれの機能は同様に満足できるものである。 In addition, although an example in which two forced convection heat exchangers are shown is shown here, as shown in FIG. 2A, only one forced convection heat exchanger is naturally provided in the first circulation circuit, Each function can be satisfied similarly as a bath apparatus or as a hot water supply / heating apparatus as shown in FIG.
(実施の形態2)
図3は本発明の実施の形態2における燃焼装置を示す風呂構成図である。本実施の形態2において、実施の形態1と異なる点は第一の循環回路20に三台の第二の強制対流型熱交換器24と第三の循環回路30と第三循環回路用循環ポンプ31とを備えたものである。
(Embodiment 2)
FIG. 3 is a bath configuration diagram showing the combustion apparatus according to
なお、実施の形態1と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
In addition, the thing of the same code | symbol as
次に動作、作用を説明すると、第一の循環回路19に三台の強制対流型熱交換器24を設けているため、同時に3室の浴槽29の追い焚きが可能となる。ここで浴槽29を3台同時に追い焚きできる構成を示したが二台もしくは三台以上であっても同様の効果を発揮できる。
Next, the operation and action will be described. Since the three forced
(実施の形態3)
図4は本発明の実施の形態3における第二の二重管熱交換器24を示す構成図である。本実施の形態3において、実施の形態2と異なる点は第二の強制対流型熱交換器である第二の二重管熱交換器24が傾斜して構成され、第三循環回路用循環ポンプ31が存在しない構成である。
(Embodiment 3)
FIG. 4 is a configuration diagram showing a second double-
なお、実施の形態2と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
In addition, the thing of the same code | symbol as
次に動作、作用を説明すると、第一の循環回路19を高温の温水が通過すると第二の二重管熱交換器24の外側管路33を通過し、内側管路34を通過する浴槽水を加熱する。加熱された浴槽水は上方へ移動し浴槽29へと自然循環する。従って、浴槽29へ追い焚き用の湯を搬送する第三循環回路用循環ポンプ31が無くてもよいため、装置を小型化できる。
Next, the operation and action will be described. When hot hot water passes through the
なお、第一の循環回路19を第二の二重管熱交換器24の内側管路34を循環し、外側管路33を浴槽水が循環する構成としても同様の効果を発揮する。
In addition, the same effect is exhibited even if the
(実施の形態4)
図5は本発明の実施の形態4における燃焼装置を示す構成図である。本実施の形態4において、実施の形態1と異なる点は、給水管16と給湯管18にミキシング回路35を設け、ミキシング回路35には、熱交換器14と出口17の間に設けたサーミスタ36と吸水管16に設けたサーミスタ37とにより設定水温となるようにミキシング量を調整する流量制御装置である水量制御弁38とで構成される。
(Embodiment 4)
FIG. 5 is a block diagram showing a combustion apparatus according to
なお、実施の形態1と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
In addition, the thing of the same code | symbol as
次に動作、作用を説明すると、風呂の追い焚きや暖房運転をしている時は、第一の循環回路19には高温の湯が循環する。この時、第一の循環回路19を循環している湯の温度をサーミスタ36で検知し給水温度をサ−ミスタ37で検知し、水量制御弁38の開度を調整する。給湯栓32を開栓すると高温の湯が出湯するが、これを回避するためミキシング回路35から水を出湯管18にバイパスし所望の温度の湯を出湯できる。すなわち、給湯栓32はあらゆる種類のバルブを使用することが出来、ミキシングバルブ以外の給湯栓でもよい。
Next, the operation and action will be described. When bathing or heating operation is performed, hot water circulates in the
なお、前記実施の形態において流量制御装置は水量制御弁としたが、複数のミキシング回路と複数の電磁弁を設け、バイパスする水量を電磁弁の開閉の個数で調整しても同様の効果を得ることができる。 In the above embodiment, the flow rate control device is a water amount control valve. However, the same effect can be obtained even if a plurality of mixing circuits and a plurality of electromagnetic valves are provided and the amount of water to be bypassed is adjusted by the number of opening and closing of the electromagnetic valves. be able to.
(実施の形態5)
図6は本発明の実施の形態5の積層熱交換器を示す構成図である。本実施の形態5において、実施の形態1と異なる点は、第一の強制対流型熱交換器が積層熱交換器で構成されていることである。積層熱交換器のプレートには、第一の循環回路入口39と出口40、第二の循環回路入口41と出口42が設けられている押さえプレート43と、第一の循環回路19が切られているプレートA44と、隔壁であるプレートB45と、第二の循環回路26が切られているプレートC46がある。さらに、各プレートを積層し一体化した際に、各循環回路のヘッダー部を形成する貫通孔47および48が設けられている。
(Embodiment 5)
FIG. 6 is a block diagram showing a laminated heat exchanger according to Embodiment 5 of the present invention. The fifth embodiment is different from the first embodiment in that the first forced convection heat exchanger is composed of a laminated heat exchanger. The plate of the laminated heat exchanger has a first
また、熱交換を行う際のプレート45には、各プレートを積層し一体化した際に、各循環回路のヘッダー部を形成する貫通孔49および50が設けられている。
In addition, the
さらに、プレートB45を介して、プレートA44の流路51と対向する位置に、プレートC46の流路52が設けられている。
Further, the
これらのプレートA44、プレートB45、プレートC46、プレートB45を順番に重ねて1組とし、さらに複数組積層して一体化することにより、積層熱交換器が形成される。 The plate A44, plate B45, plate C46, and plate B45 are sequentially stacked to form one set, and a plurality of sets are stacked and integrated to form a stacked heat exchanger.
なお、実施の形態1と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
In addition, the thing of the same code | symbol as
次に動作、作用を説明すると、暖房運転をしている時は、第一の循環回路19には高温の湯が循環する。この時、第一の循環回路入口39から入った温水は貫通孔47からプレートA44の流路51を流れ第一の循環回路出口40から出る。一方対向するプレートC46の流路52には、プレートB45を介して第二の循環回路26の温水へ伝熱し暖房用の熱が供給される。この様に積層熱交換器を使用することで小型で効率のよい強制対流型熱交換器を実現できるため装置を小型化できる。
Next, the operation and action will be described. During the heating operation, hot water circulates in the
なお、各プレートを一体化接合する方法としては、例えば拡散溶接やロウ付けが用いられる。拡散溶接は、真空内でプレートの母材の融点より少し低い温度まで昇温し加圧するもので、プレート材料の拡散によって一体化するものである。ロウ付けは、プレートの母材よりも融点の低いロウ材を全ての接合面に付けて、真空または不活性雰囲気内でロウ材の融点まで昇温し、ロウ材のみを溶融させて一体化するものである。 For example, diffusion welding or brazing is used as a method for integrally joining the plates. In diffusion welding, the temperature is raised to a temperature slightly lower than the melting point of the base material of the plate in a vacuum and is pressed, and is integrated by diffusion of the plate material. Brazing is performed by attaching a brazing material having a melting point lower than that of the base material of the plate to all the joining surfaces, raising the temperature to the melting point of the brazing material in a vacuum or in an inert atmosphere, and melting and integrating only the brazing material. Is.
(実施の形態6)
図7と図8は本発明の実施の形態6の積層熱交換器とフィルタを示す構成図である。本実施の形態6において、実施の形態1と実施の形態5と異なる点は、第二の強制対流型熱交換器が積層熱交換器で構成され、積層熱交換器の第三の循環回路の入口側にフィルタを設けている点である。積層熱交換器のプレートには、第一の循環回路入口39と出口40、第三の循環回路入口53と出口54が設けられている押さえプレート43と、第一の循環回路19が切られているプレートA44と、隔壁であるプレートB45と、第三の循環回路30が切られているプレートD55がある。さらに各プレートを積層し一体化した際に、各循環回路のヘッダー部を形成する貫通孔47および貫通孔48が設けられている。また、熱交換を行う際のプレートB45には、各プレートを積層し一体化した際に、各循環回路のヘッダー部を形成する貫通孔49および貫通孔50が設けられている。さらに、プレートB45を介して、プレートA44の流路51と対向する位置に、プレートD55の流路56が設けられている。これらのプレートA44、プレートB45、プレートD55、プレートB45を順番に重ねて1組とし、さらに複数組積層して一体化することにより、積層熱交換器が形成される。
(Embodiment 6)
7 and 8 are configuration diagrams showing a laminated heat exchanger and a filter according to
さらに、第三の循環回路入口53の前段には着脱可能なフィルタ57が設けられている。
Further, a
なお、実施の形態1と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
In addition, the thing of the same code | symbol as
次に動作、作用を説明すると、風呂の追い焚き運転をしている時は、第一の循環回路19には高温の湯が循環する。この時、第一の循環回路入口39から入った温水は貫通孔47から流路51を流れ第一の循環回路の出口40から出る。一方対向するプレートD55の流路56には、プレートB45を介して第三の循環回路30の浴槽29の温水へ伝熱し風呂の追い焚き用の熱が供給される。この様に積層熱交換器を使用することで小型で効率のよい強制対流型熱交換器を実現できるため装置を小型化できる。
Next, the operation and action will be described. When the bath reheating operation is performed, hot water circulates in the
さらに着脱可能なフィルタ57で浴槽29から循環してくる毛髪や湯垢等のゴミをトラップし積層熱交換器の流路56に入り込まない構成としているため安定した熱効率を確保でき、フィルタを交換することで熱交詰まりを防ぎ第三の循環回路30の圧力損失の増加も防ぐことができる。
In addition, the
以上のように、本発明にかかる給湯装置は、給湯機と風呂追い焚き機能を具備した給湯風呂装置や給湯機と暖房機能を具備した給湯暖房機等の複合給湯機の小型化と即湯を実現できるので、家庭用、業務用の給湯装置等の用途に適用できる。 As described above, the hot water supply apparatus according to the present invention can reduce the size of a combined hot water supply apparatus such as a hot water bath apparatus having a hot water heater and a bath reheating function or a hot water heater having a heating function and a heating function, and immediate hot water. Since it can be realized, it can be applied to uses such as domestic and commercial hot water supply devices.
12 ケーシング
13 バーナ
14 熱交換器
15 入口
16 給水管
17 出口
18 給湯管
19 第一の循環回路
20 搬送手段
23 第一の二重管熱交換器(第一の強制対流型熱交換器)
24 第二の二重管熱交換器(第二の強制対流型熱交換器)
25 暖房装置(負荷装置)
26 第二の循環回路
27 第二循環回路用循環ポンプ
29 浴槽(負荷装置)
30 第三の循環回路
31 第三循環回路用循環ポンプ
35 ミキシング回路
38 流量制御装置
44 プレートA
45 プレートB
46 プレートC
55 プレートD
57 フィルタ
DESCRIPTION OF
24 Second double-tube heat exchanger (second forced convection heat exchanger)
25 Heating device (load device)
26
30
45 Plate B
46 Plate C
55 Plate D
57 Filter
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