JP6323373B2 - 貯湯式給湯機 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施の形態1によるヒートポンプ式給湯機を示す構成図である。この図に示すように、本実施の形態のヒートポンプ式給湯機は、室外に配置されるヒートポンプユニット1と、室内に配置されるタンクユニット2とを備えている。ヒートポンプユニット1は、後述の貯湯タンク8及び水源から供給される湯水を加熱する(沸上げる)加熱源であり、圧縮機3、水加熱用熱交換器4、膨張弁5及び蒸発器6を冷媒配管7により環状に接続したヒートポンプサイクルを備えている。冷媒配管7を循環する冷媒としては、例えば自然冷媒である二酸化炭素が用いられる。なお、本明細書では、温水(湯)及び水を総称して「湯水」と表記する場合がある。また、本明細書では、ヒートポンプユニット1により加熱された温水を「加熱温水」と表記し、貯湯タンク8に貯留された温水を「貯湯温水」と表記し、後述する給湯用熱交換器16の2次側流路から給湯対象に向けて流出する温水を「給湯温水」と表記する場合がある。
図2は、本発明の実施の形態1において、貯湯運転を示す動作説明図である。この図に示すように、貯湯運転では、ヒートポンプユニット1により加熱した加熱温水を貯湯タンク8に貯留する。貯湯運転時には、流路切換弁13を第1の流路形態に切換え、取水弁18を第2の流路形態に切換えると共に、水導入弁19を第1の流路形態に切換える。これにより、ヒートポンプユニット1と貯湯タンク8との間には、図2に示す貯湯回路が形成される。貯湯回路は、貯湯タンク8の水導出口8cから取水配管15a、取水弁18、送水ポンプ10、水導入弁19及び水加熱用往き配管11を順次経由して水加熱用熱交換器4の2次側流路に到達し、この2次側流路を通過してから、水加熱用戻り配管12、流路切換弁13、タンク上部配管12aを順次経由して貯湯タンク8の温水出入口8aに到達する循環流路である。
図3は、本発明の実施の形態1において、貯湯利用給湯運転を示す動作説明図である。貯湯利用給湯運転では、給湯動作が行われたときに、貯湯タンク8に貯留された貯湯温水を熱源として加熱対象水を加熱し、給湯対象に温水を供給する。ここで、ユーザが給湯栓を開いたり、浴槽を含む温水利用機器への給湯が開始された場合には、給水配管20に加わっている水圧により給湯配管22に水流が生じる。制御部9は、この水流を給湯流量センサ32により給湯動作として検出する。給湯動作時には、水源から供給される加熱対象水が給湯回路を流通する。給湯回路は、水源から給水配管20、給湯用熱交換器16の2次側流路及び給湯配管22を順次経由して給湯対象に到達する流路である。
図4は、本発明の実施の形態1において、加熱利用給湯運転を示す動作説明図である。加熱利用給湯運転では、給湯動作が行われたときに、ヒートポンプユニット1により加熱した加熱温水を熱源として加熱対象水を加熱し、給湯対象に温水を供給する。詳しく述べると、加熱利用給湯運転では、図4に示すように、流路切換弁13を第3の流路形態に切換え、取水弁18を第1の流路形態に切換えると共に、水導入弁19を第1の流路形態に切換える。これにより、ヒートポンプユニット1と給湯用熱交換器16との間には、加熱温水循環回路が形成される。加熱温水循環回路は、ヒートポンプユニット1の水加熱用熱交換器4の2次側流路から水加熱用戻り配管12、流路切換弁13、給湯加熱用往き配管14、給湯用熱交換器16の1次側流路、給湯加熱用戻り配管15、取水弁18、送水ポンプ10、水導入弁19及び水加熱用往き配管11を順次経由して、水加熱用熱交換器4の2次側流路に戻る循環流路である。
次に、給湯時の熱源を加熱温水と貯湯温水の何れかに切換える熱源切換制御について説明する。熱源切換制御は、給湯を行うときに、目標給湯温度に基いて貯湯利用給湯運転と加熱利用給湯運転の何れかを選択するものである。詳しく述べると、熱源切換制御では、加熱温水の温度が貯湯温水の温度よりも低い状態において、目標給湯温度が予め規定された温度基準値よりも低温に設定されている場合に、加熱利用給湯運転を実行する。一方、目標給湯温度が温度基準値以上の高温に設定されている場合には、貯湯利用給湯運転を実行する。なお、上述した温度基準値は、例えば加熱温水の温度と、貯湯温水の温度との間の温度として予め設定されている。
次に、図5及び図6を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。本実施の形態の特徴は、給湯温水の流量を調整する流量調整手段を備えることにある。図5は、本発明の実施の形態2によるヒートポンプ式給湯機を示す構成図である。この図に示すように、本実施の形態のヒートポンプ式給湯機は、前記実施の形態1とほぼ同様に構成されているものの、給水配管20のうち給湯用熱交換器16の2次側流入口に接続された部位には、流量調整手段としての流量調整弁33が設けられている。流量調整弁33は、制御部9により制御されることにより、給湯用熱交換器16の2次側流路を流通する湯水の流量を調整するもので、給湯流量センサ32よりも上流側(水源側)に配置されている。
次に、図7及び図8を参照して、本発明の実施の形態3について説明する。本実施の形態の特徴は、前記実施の形態2の構成に加えて、水質測定手段を備えることにある。図7は、本発明の実施の形態3によるヒートポンプ式給湯機を示す構成図である。この図に示すように、本実施の形態のヒートポンプ式給湯機は、前記実施の形態2とほぼ同様に構成されているものの、給水配管20のうち給湯用熱交換器16の2次側流入口に接続された部位には、水質測定手段34が設けられている。水質測定手段34は、給湯用熱交換器16の2次側流路を流れる湯水の水質を測定するもので、例えばpH計、硬度計等により構成されている。
8 貯湯タンク
8a 温水出入口
8b 水導入口
8c 水導出口
9 制御部
10 送水ポンプ
13 流路切換弁(切換手段)
16 給湯用熱交換器
18 取水弁(切換手段)
19 水導入弁(切換手段)
20 給水配管
22 給湯配管
30 タンク温度センサ
31 出湯温度センサ
32 給湯流量センサ
33 流量調整弁(流量調整手段)
34 水質測定手段
40 リモコン(目標温度設定手段)
Claims (3)
- 湯水を加熱する加熱源と、
前記加熱源により加熱された温水を貯湯する貯湯タンクと、
前記加熱源及び前記貯湯タンクから温水が導入される1次側流路と加熱対象水が導入される2次側流路とを有し、前記1次側流路と前記2次側流路との間で熱交換を行うことにより前記加熱対象水を加熱する給湯用熱交換器と、
前記給湯用熱交換器の2次側流路から給湯対象に向けて流出する給湯温水の目標温度を目標給湯温度として設定する目標温度設定手段と、
前記給湯用熱交換器の1次側流路に導入される温水を、前記加熱源により加熱された加熱温水と前記貯湯タンクに貯湯された貯湯温水の何れか一方に切換えることが可能な切換手段と、
給湯を行うときに、前記切換手段を制御することにより、前記加熱温水と前記貯湯温水のうち何れの温水を前記給湯用熱交換器の1次側流路に導入するかを前記目標給湯温度に基いて切換える制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記加熱温水の温度が前記貯湯温水の温度よりも低い状態において、前記目標給湯温度が予め規定された温度基準値よりも低温に設定されている場合には、前記加熱温水を前記給湯用熱交換器の1次側流路に導入し、前記目標給湯温度が前記温度基準値以上の高温に設定されている場合には、前記貯湯温水を前記給湯用熱交換器の1次側流路に導入する貯湯式給湯機。 - 前記給湯温水の流量を調整する流量調整手段を備え、
前記制御部は、前記流量調整手段により前記給湯温水の流量を増加及び減少させる動作を繰返すと共に増加時と減少時の流量差を予め設定された脈動基準値以上に保持する脈動制御の実行機能を有し、前記目標給湯温度が予め設定された制御開始温度以上である場合に、前記脈動制御を実行する請求項1に記載の貯湯式給湯機。 - 前記給湯温水の流量を調整する流量調整手段と、
前記給湯用熱交換器の2次側流路を流れる湯水の水質を測定する水質測定手段と、
を備え、
前記制御部は、前記流量調整手段により前記給湯温水の流量を増加及び減少させる動作を繰返すと共に増加時と減少時の流量差を予め設定された脈動基準値以上に保持する脈動制御の実行機能を有し、前記水質測定手段の測定結果に基いて前記脈動制御を実行する請求項1に記載の貯湯式給湯機。
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