JP7054815B2 - Water heater - Google Patents
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Description
本発明は、加熱手段で加熱した湯水を貯湯槽へ貯湯して利用する貯湯式給湯装置に関する。 The present invention relates to a hot water storage type hot water supply device that stores hot water heated by a heating means in a hot water storage tank and uses it.
この種の給湯装置は、加熱手段によって貯湯槽の底部から供給される水を高温に加熱し、断熱材で被覆された貯湯槽の上部へ貯留する一連のサイクルを繰り返すことにより、貯湯槽の全体又は一部に高温水を蓄える。使用者が湯水を使用する給湯時には、加熱されていない水と混合することで所定温度にして給湯端末で使用する。
ここで用いるヒートポンプ式加熱手段の運転効率は、外気温と沸き上げ温度と加熱手段に供給される水の温度である入水温度とに依存し、外気温が高い場合、沸き上げ温度が低い場合、又は入水温度が低い場合に運転効率が向上する。外気温は季節や稼動時刻によって変動し、それに加えて入水温度は貯湯槽の温度状態によっても変動する。
特に、風呂追い焚きやラジエータ等の貯湯槽内の熱を利用する端末を使用する場合は、熱利用端末内の湯水と貯湯槽の湯水を熱交換器によって熱交換した後の湯水を貯湯槽の下部へ戻す構成となっている。本来は、貯湯槽の底部には給水温度と同程度の低温水が存在しているが、熱利用端末の利用が発生する場合は、熱交換器からの湯水が貯湯槽の下部、すなわち低温水と混合されるため、給水温度よりも高い中間的な温度となった中温の湯水(中温水)が貯湯槽の下部に生じる。その中温水が、沸き上げの際に加熱手段へ供給されるため、入水温度が上昇することになり効率は著しく低下する。
特許文献1に記載されている給湯装置は、貯湯槽の上端部から下部に向かって縦に伸びる中温水取り出し配管を貯湯槽内部に設け、中温水取り出し配管の取水には中温水温度で開閉動作する形状バルブを設けており、中温水をより積極的に取水することにより、沸き上げの際の加熱手段の効率を向上させることができる。
This type of water heater heats the water supplied from the bottom of the hot water tank by a heating means to a high temperature and stores it in the upper part of the hot water tank covered with a heat insulating material by repeating a series of cycles to store the entire hot water tank. Or store high temperature water in a part. When the user uses hot water to supply hot water, the temperature is adjusted to a predetermined temperature by mixing with unheated water and used at the hot water supply terminal.
The operating efficiency of the heat pump type heating means used here depends on the outside air temperature, the boiling temperature, and the incoming water temperature, which is the temperature of the water supplied to the heating means. Alternatively, the operating efficiency is improved when the water entry temperature is low. The outside air temperature fluctuates depending on the season and operating time, and in addition, the water entry temperature also fluctuates depending on the temperature state of the hot water storage tank.
In particular, when using a terminal that uses heat in the hot water storage tank such as a bath reheating or radiator, the hot water in the hot water storage terminal and the hot water in the hot water storage tank are exchanged for heat by a heat exchanger, and then the hot water in the hot water storage tank is used. It is configured to return to the bottom. Originally, low-temperature water at the bottom of the hot water storage tank exists at the same temperature as the water supply temperature, but when the heat utilization terminal is used, the hot water from the heat exchanger is the lower part of the hot water storage tank, that is, the low-temperature water. Therefore, medium-temperature hot water (medium-temperature water) having an intermediate temperature higher than the supply water temperature is generated at the lower part of the hot water storage tank. Since the medium hot water is supplied to the heating means at the time of boiling, the water entry temperature rises and the efficiency is significantly lowered.
The hot water supply device described in
しかしながら、特許文献1に記載の給湯機のように、開口部の開閉動作だけでは給湯温度が急激に変化して、利用者に安定した温度の湯水を供給することができないとともに、長期不使用時など貯湯槽内の水を抜いた場合に、配管内に残水し、外気温度が0度以下に低下すると凍結破壊してしまうという課題があった。
However, unlike the water heater described in
本発明は、従来の課題を解決するもので、貯湯槽内から中温水を取出す中温出湯部を備えた給湯機において、利用側における湯温安定性を向上させるとともに、排水時に外気温度が0度以下に低下しても中温出湯部や周辺配管が凍結破壊することを抑制できる給湯装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the conventional problems. In a water heater equipped with a medium-temperature hot water outlet for taking out medium-temperature water from a hot water storage tank, the water temperature stability on the user side is improved and the outside air temperature is 0 ° C. at the time of drainage. It is an object of the present invention to provide a hot water supply device capable of suppressing freezing and breaking of the medium temperature hot water outlet and surrounding pipes even if the temperature drops below.
前記従来の課題を解決するために、請求項1記載の本発明の給湯装置は、貯湯槽と、前記貯湯槽内から中温水を流出する中温出湯部と、を備え、前記中温出湯部は、前記貯湯槽内の異なる高さから前記中温水を取り出す複数の開口部と、複数の前記開口部のそれぞれの開口面積を変更する切替部と、周囲の湯温に基づいて、前記切替部を移動させる形状記憶部と、取出部とを有し、それぞれの前記開口部から異なる温度で流入する湯水を混合し、所定温度とした湯水を前記取出部から流出させるものであって、前記中温出湯部は、筒状の中温出湯部本体からなり、前記開口部として、第1開口部、第2開口部、及び第3開口部が、前記中温出湯部本体に高さを異ならせて形成され、前記切替部として、第1切替部及び第2切替部が、前記中温出湯部本体内で移動し、前記形状記憶部として、前記第1切替部を移動させる第1形状記憶部と、前記第2切替部を移動させる第2形状記憶部とを有し、前記第1切替部及び前記第2切替部の移動によって、前記第1開口部が閉、前記第2開口部が開、及び前記第3開口部が開の状態と、前記第1開口部が閉、前記第2開口部が開、及び前記第3開口部が不完全閉の状態と、前記第1開口部が開、前記第2開口部が開、及び前記第3開口部が不完全閉の状態と、前記第1開口部が開、前記第2開口部が閉、及び前記第3開口部が不完全閉の状態となり、前記第3開口部の不完全閉の状態では、前記切替部によって前記第3開口部を完全に閉塞しないことを特徴とする。
In order to solve the conventional problem, the hot water supply device of the present invention according to
本発明によれば、貯湯槽から中温水を優先的に取り出す中温出湯部を備える給湯装置において、利用側に供給する湯温のオーバーシュートを抑え、安定した温度の湯水を供給することができるとともに、貯湯槽の水を排水する際に、外気温度が0度以下に低下しても中温出湯部や周辺配管が凍結破壊を防止することができる。 According to the present invention, in a hot water supply device provided with a medium-temperature hot water outlet that preferentially takes out medium-temperature water from a hot water storage tank, it is possible to suppress overshoot of the hot water supply to the user side and supply hot water at a stable temperature. When the water in the hot water storage tank is drained, even if the outside air temperature drops to 0 degrees or less, the medium temperature hot water outlet and the surrounding piping can prevent freezing and breaking.
本発明の第1の実施の形態による給湯装置は、貯湯槽と、貯湯槽内から中温水を流出する中温出湯部と、を備え、中温出湯部は、貯湯槽内の異なる高さから中温水を取り出す複数の開口部と、複数の開口部のそれぞれの開口面積を変更する切替部と、周囲の湯温に基づいて、切替部を移動させる形状記憶部と、取出部とを有し、それぞれの開口部から異なる温度で流入する湯水を混合し、所定温度とした湯水を取出部から流出させるものであって、中温出湯部は、筒状の中温出湯部本体からなり、開口部として、第1開口部、第2開口部、及び第3開口部が、中温出湯部本体に高さを異ならせて形成され、切替部として、第1切替部及び第2切替部が、中温出湯部本体内で移動し、形状記憶部として、第1切替部を移動させる第1形状記憶部と、第2切替部を移動させる第2形状記憶部とを有し、第1切替部及び第2切替部の移動によって、第1開口部が閉、第2開口部が開、及び第3開口部が開の状態と、第1開口部が閉、第2開口部が開、及び第3開口部が不完全閉の状態と、第1開口部が開、第2開口部が開、及び第3開口部が不完全閉の状態と、第1開口部が開、第2開口部が閉、及び第3開口部が不完全閉の状態となり、第3開口部の不完全閉の状態では、切替部によって第3開口部を完全に閉塞しないものである。
本実施の形態によれば、中温出湯部の最も低い位置にある開口部が閉塞することなく、所定面積以上開いているので、給湯開始時に必ず最も低い位置から最も低い温度の湯水が混合され、貯湯槽上部の温度が高くても、開始直後に中温出湯部から供給される湯水の温度を低くし、利用者に供給する湯温のオーバーシュートを抑え、安定した温度の湯水を供給することができる。
加えて、貯湯槽の水を排水する際に、最も低い位置にある開口部よりも上方にある中温出湯部内の湯水や接続される配管内の湯水を自重で排出することができ、外気温度が0度以下に低下しても中温出湯部や周辺配管が凍結破壊することを防止することができる。
The hot water supply device according to the first embodiment of the present invention includes a hot water storage tank and a medium temperature hot water outlet section for flowing out medium temperature hot water from the hot water storage tank, and the medium temperature hot water outlet section is provided with medium temperature hot water from different heights in the hot water storage tank. It has a plurality of openings for taking out, a switching unit for changing the opening area of each of the plurality of openings, a shape storage unit for moving the switching unit based on the ambient hot water temperature, and an extraction unit, respectively. The hot water that flows in from the opening at different temperatures is mixed and discharged from the hot water outlet at a predetermined temperature. The 1st opening, the 2nd opening, and the 3rd opening are formed at different heights from the medium temperature hot water outlet main body, and as switching portions, the 1st switching portion and the 2nd switching portion are inside the medium temperature hot water outlet main body. The shape storage unit has a first shape storage unit for moving the first switching unit and a second shape storage unit for moving the second switching unit, and the first switching unit and the second switching unit have. Due to the movement , the first opening is closed, the second opening is open, and the third opening is open, the first opening is closed, the second opening is open, and the third opening is incomplete. In the closed state, the first opening is open, the second opening is open, and the third opening is incompletely closed, the first opening is open, the second opening is closed, and the third opening is closed. The portion is incompletely closed, and in the incompletely closed state of the third opening, the switching portion does not completely close the third opening.
According to the present embodiment, since the opening at the lowest position of the medium temperature hot water outlet is opened by a predetermined area or more without being blocked, hot water having the lowest temperature is always mixed from the lowest position at the start of hot water supply. Even if the temperature of the upper part of the hot water storage tank is high, the temperature of the hot water supplied from the medium temperature hot water outlet immediately after the start can be lowered, the overshoot of the hot water supplied to the user can be suppressed, and the hot water at a stable temperature can be supplied. can.
In addition, when draining the water in the hot water storage tank, the hot water in the medium-temperature hot water outlet above the opening at the lowest position and the hot water in the connected pipe can be discharged by its own weight, and the outside air temperature rises. Even if the temperature drops below 0 ° C, it is possible to prevent the medium-temperature hot water outlet and surrounding pipes from freezing and breaking.
本発明の第2の実施の形態は、第1の実施の形態による給湯装置において、全ての開口部を、取出部の高さ以上に配設したものである。
本実施の形態によれば、中温水の取り出し停止時に、貯湯槽外の配管で放熱した低温水が取出部に流入するが、取出部が開口部よりも低い位置であるため、貯湯槽内の高い温度の湯水を冷却することを防止できる。従って、貯湯槽内の高温水を減少させることを防止できる。
In the second embodiment of the present invention, in the water heater according to the first embodiment, all the openings are arranged above the height of the take-out portion.
According to the present embodiment, when the removal of the medium-temperature water is stopped, the low-temperature water radiated from the pipe outside the hot water storage tank flows into the take-out part, but since the take-out part is at a position lower than the opening, the inside of the hot water storage tank. It is possible to prevent cooling of hot water at a high temperature. Therefore, it is possible to prevent the hot water in the hot water storage tank from being reduced.
本発明の第3の実施の形態は、第1の実施の形態による給湯装置において、開口部を、取出部の高さ以上と、取出部の高さ以下とに、それぞれ異なる高さで配設したものである。
本実施の形態によれば、中温水の取り出し時における所定温度の湯水の早期供給と貯湯槽内の温度分布を維持でき、また中温水の取り出し停止時における貯湯槽内の高温水の減少を防止できる。
In the third embodiment of the present invention, in the water heater according to the first embodiment, the openings are arranged at different heights, one above the height of the take-out portion and the other below the height of the take-out portion. It was done.
According to this embodiment, it is possible to maintain the early supply of hot water at a predetermined temperature and the temperature distribution in the hot water storage tank at the time of taking out the medium hot water, and prevent the decrease of the high temperature water in the hot water storage tank at the time of stopping the taking out of the medium hot water. can.
以下本発明の実施例による給湯装置について説明する。
図1は実施例1による給湯装置を示す構成図である。
本実施例による給湯装置は、貯湯槽1と、この貯湯槽1の水を加熱する加熱手段2と、貯湯槽1内の高温の湯水(高温水)を流出させる給湯口3と、貯湯槽1内の高温水を加熱源として用いる熱交換器4とを備えている。熱利用端末5は、熱交換器4によって加熱された熱媒体を利用する。
貯湯槽1の下部には、給水管11が接続されている。貯湯槽1は、給水管11から供給される水で常に一定の湯量を維持している。給水管11の接続端11aは、給水管11の貯湯槽接続位置となる。
Hereinafter, the hot water supply device according to the embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a configuration diagram showing a water heater according to the first embodiment.
The hot water supply device according to the present embodiment includes a hot
A
加熱手段2には、例えばヒートポンプ装置を用いることができる。貯湯槽1と加熱手段2とは、出水管21と戻り管22とで接続される。出水管21は、一端を貯湯槽1の下部に接続し、他端を加熱手段2に接続している。戻り管22は、一端を加熱手段2に接続し、他端を貯湯槽1の上部に接続している。貯湯槽1の下部に存在する低温の湯水(低温水)は、出水管21によって加熱手段2に導かれる。加熱手段2で加熱された高温水は、戻り管22によって貯湯槽1の上部に戻される。
給湯口3は、第1の出湯管31によって貯湯槽1と接続される。第1の出湯管31は、一端31aを貯湯槽1の上部に接続し、他端を給湯口3に接続している。貯湯槽1の上部に存在する高温水は、第1の出湯管31によって給湯口3に導かれる。第1の出湯管31の一端31aは、第1の出湯管31の貯湯槽接続位置となる。
As the heating means 2, for example, a heat pump device can be used. The hot
The hot
第1の出湯管31には、第1の混合弁6と第2の混合弁7とを設けている。第1の混合弁6は、第2の混合弁7より上流側、すなわち貯湯槽1側に設けている。
第1の混合弁6には、第2の出湯管32が接続される。第2の出湯管32は、一端を貯湯槽1の鉛直方向の中間部に接続し、他端を第1の混合弁6に接続している。貯湯槽1の鉛直方向の中間部に存在する中温の湯水(中温水)は、第2の出湯管32によって第1の混合弁6に導かれる。
第2の混合弁7には、給水分岐管12が接続される。給水分岐管12は、一端を給水管11に接続し、他端を第2の混合弁7に接続している。給水分岐管12から供給される低温水は、第2の混合弁7に導かれる。
第1の混合弁6には、第1の出湯管31から高温水が流入し、第2の出湯管32から中温水が流入する。流入する高温水と中温水とは、第1の混合弁6で混合された後に、第2の混合弁7に導かれる。
第2の混合弁7には、第1の混合弁6からの湯水と、給水分岐管12からの低温水とが流入する。第1の混合弁6からの湯水と低温水とは、第2の混合弁7で混合された後に、給湯口3に導かれる。
The first hot
A second
A water
High-temperature water flows into the first mixing valve 6 from the first
Hot water from the first mixing valve 6 and low-temperature water from the water
貯湯槽1と熱交換器4とは、熱利用出湯管41と熱利用戻り管42とで接続される。熱利用出湯管41は、一端を貯湯槽1の上部に接続し、他端を熱交換器4に接続している。熱利用戻り管42は、一端を熱交換器4に接続し、他端42aを貯湯槽1の鉛直方向の中間部に接続している。熱利用戻り管42の他端42aは、熱利用戻り管42の貯湯槽接続位置となる。熱利用戻り管42には、循環ポンプ43を設けている。貯湯槽1の上部に存在する高温水は、熱利用出湯管41によって熱交換器4に導かれる。熱交換器4で放熱された中温水は、熱利用戻り管42によって貯湯槽1の鉛直方向の中間部に戻される。
The hot
熱交換器4と熱利用端末5とは、熱媒体供給管51と熱媒体戻り管52とで接続される。熱媒体供給管51は、一端を熱交換器4に接続し、他端を熱利用端末5に接続している。熱媒体戻り管52は、一端を熱利用端末5に接続し、他端を熱交換器4に接続している。熱媒体戻り管52には、循環ポンプ53を設けている。熱利用端末5の熱媒体は、熱媒体戻り管52によって熱交換器4に導かれる。熱交換器4で加熱された熱媒体は、熱媒体供給管51によって熱利用端末5に供給される。
The
貯湯槽1内には、中温出湯部60が配設されている。
中温出湯部60は、複数の開口部61a、61b、61cと取出部62とを有している。
複数の開口部61a、61b、61cは、貯湯槽1内に略鉛直方向に配設している。取出部62は、第2の出湯管32に接続される。
全ての開口部61a、61b、61cは、第1の出湯管31の貯湯槽接続位置31aと給水管11の貯湯槽接続位置11aとの間に配設している。複数の開口部61a、61b、61cを、貯湯槽1の鉛直方向の中間部に配設することで、異なる温度の中温水を取り出すことができる。
本実施例によれば、中温出湯部60によって貯湯槽1内の異なる温度の湯水を混合して中温水を取り出すことができるため、給湯には適さない中温水の取出量を増加させることができる。従って、貯湯槽1の上部から取り出す高温水の取出量を減少でき、省エネルギー性の高い給湯装置を提供できる。
A medium-temperature hot
The medium temperature hot
The plurality of
All the
According to this embodiment, since the medium-temperature hot
複数の開口部61a、61b、61cの中で、少なくとも2つから異なる温度で流入した湯水は、混合されて取出部62から第2の出湯管32に流出する。
The hot water that has flowed in from at least two of the
熱利用戻り管42の貯湯槽接続位置42aは、最も高い位置にある開口部61aと最も低い位置にある開口部61cとの間の高さとする。このように、熱利用戻り管42から貯湯槽1内に戻る湯水の位置を、最も高い位置にある開口部61aと最も低い位置にある開口部61cとの間の高さとすることで、熱利用戻り管42から貯湯槽1内に流入して拡散する中温水を、高さの異なる開口部61a、61b、61cから取り出して給湯に利用できるため、特に加熱手段2としてヒートポンプ装置を用いる場合には、沸き上げ時に効率が低下する中温水の沸き上げ量を抑制し、省エネルギー性に優れた給湯装置を提供できる。
The hot water storage
熱利用戻り管42の貯湯槽接続位置42aは、最も高い位置にある開口部61aの次に高い位置にある開口部61bの高さ以上とすることが好ましい。熱利用戻り管42から貯湯槽1内に流入する中温水は、高温水よりも比重が大きいため、熱利用戻り管42の貯湯槽接続位置42aより下方に、より多く拡散する。熱利用戻り管42の貯湯槽接続位置42aより上方に配置する開口部61aよりも、熱利用戻り管42の貯湯槽接続位置42aより下方に配置する開口部61b、61cを多く設けることで、より多くの中温水を取り出すことができる。
The hot water storage
図2は、横軸を温度、縦軸を貯湯槽高さとした温度分布図を示し、図2(a)は本実施例の場合であり、図2(b)は比較例の場合である。T1は給水温度、T2は中温水の温度、実線は中温出湯部60から出湯する前の温度分布、破線は中温出湯部60から出湯した場合の温度分布である。
図2(a)に示すように、開口部61bと開口部61cとから中温水を取り出すことで、図2(b)に示すように、開口部61bだけから中温水を取り出す場合に比較して、中温水を有効に利用でき、沸き上げ時に効率が低下する中温水の沸き上げ量を抑制できることがわかる。
2A and 2B show a temperature distribution map in which the horizontal axis is the temperature and the vertical axis is the height of the hot water storage tank, FIG. 2A is the case of this embodiment, and FIG. 2B is the case of the comparative example. T1 is the water supply temperature, T2 is the temperature of the medium-temperature water, the solid line is the temperature distribution before the hot water is discharged from the medium-temperature
As shown in FIG. 2A, by taking out the medium-temperature water from the
図3は実施例1による中温出湯部の構成と動作を示す説明図である。 FIG. 3 is an explanatory diagram showing the configuration and operation of the medium temperature hot water outlet according to the first embodiment.
図3を用いて中温出湯部60の構成を説明する。
中温出湯部60は、複数の開口部61a、61b、61c、61dと、取出部62と、複数の開口部61a、61b、61c、61dのそれぞれの開口面積を変更する切替部63a、63bと、周囲の湯温に基づいて切替部63a、63bを移動させる形状記憶部64a、64bとを有している。なお、開口部61dは、開口部61b若しくは開口部61cから流入する湯水、又は開口部61b及び開口部61cから流入する湯水を流入して取出部62に導く。
The configuration of the medium temperature hot
The medium-temperature hot
複数の開口部61a、61b、61c、61dは、筒状の中温出湯部本体65に形成されている。開口部61aは、中温出湯部本体65の上端開口65bに連通させている。開口部61dは、開口部61cより上方に形成している。開口部61aは、開口部61dより上方に形成している。
中温出湯部本体65内には、混合部66c、66dを形成している。
混合部66cは、開口部61bより下方で開口部61dより上方に形成している。混合部66dは、開口部61cより下方に形成している。
The plurality of
Mixing
The mixing
切替部63aは、高さ方向に移動することで、開口部61aと開口部61bとの開口面積を変更する。
切替部63aの下方(下流側)には、形状記憶部64aが配置されている。形状記憶部64aは、周囲の湯温が所定温度より低くなると切替部63aを下方に移動する。
The switching
A
切替部63bは、高さ方向に移動することで、開口部61dと開口部61cとの開口面積を変更する。
切替部63bの下方(下流側)には、形状記憶部64bが配置されている。形状記憶部64bは、周囲の湯温が所定温度より低くなると切替部63bを下方に移動する。なお、図示のように、形状記憶部64aとともに付勢バネ67aを用いて切替部63aを移動することが好ましい。形状記憶部64aとともに付勢バネ67aを用いることで、昇温時と降温時での動作温度を一致させることができる。また、形状記憶部64bとともに付勢バネ67bを用いて切替部63bを移動することが好ましい。形状記憶部64bとともに付勢バネ67bを用いることで、昇温時と降温時での動作温度を一致させることができる。
The switching
A
以下に、取出部62での湯温を40℃に設定している場合の中温出湯部本体65の動作を説明する。形状記憶部64a、64bは、周囲の湯温が40℃を下回ると、縮む方向に動作するように設定している。
The operation of the medium-temperature hot water outlet
図3(a)は、中温出湯部本体65の開口部61cでの湯温が45℃の状態を示している。
開口部61cでの湯温が40℃より高いため、形状記憶部64bは伸びた状態にあり、切替部63bは上方に移動している。切替部63bが上方に移動した状態では、開口部61cは開口し、開口部61dは閉塞している。
また、形状記憶部64aは、開口部61cより高い位置であり、形状記憶部64aの周囲の湯温も40℃より高いため、伸びた状態にあり、切替部63aは上方に移動している。切替部63aが上方に移動した状態では、開口部61bは開口し、開口部61aは閉塞している。
図3(a)の状態では、湯水は開口部61cから流入し、混合部66dを通って取出部62に導かれる。
FIG. 3A shows a state in which the hot water temperature at the
Since the hot water temperature at the
Further, the
In the state of FIG. 3A, hot water flows in from the
図3(b)は、中温出湯部本体65の開口部61cでの湯温が20℃に低下した状態を示している。
中温出湯部本体65の開口部61cでの湯温が低下すると、形状記憶部64bの周囲の湯温が降下するため、形状記憶部64bは縮み、切替部63bが下方に移動する。
切替部63bが下方に移動することで、開口部61cの開口面積は減少し、開口部61dが開口を始める。開口部61bが開口しているので、開口部61dには、開口部61bから60℃の湯水が流入する。開口部61cの開口面積が減少することで20℃の水の流入量は減少し、開口部61dの開口面積が増加することで60℃の湯水の流入量は増加する。開口部61dの開口によって形状記憶部64bの周囲の湯温が上昇し、形状記憶部64bの周囲の湯温が40℃となるように切替部63bが移動する。
図3(b)の状態では、湯水は、開口部61cと開口部61dから流入し、混合部66dを通って取出部62に導かれる。
FIG. 3B shows a state in which the hot water temperature at the
When the hot water temperature at the
As the switching
In the state of FIG. 3B, hot water flows in from the
図3(c)は、開口部61bでの湯温が40℃に低下した状態を示している。
開口部61bでの湯温が40℃に低下すると、開口部61bからの湯水の流入によって、形状記憶部64bの周囲の湯温は40℃を下回るため、形状記憶部64bは縮み、切替部63bが下方に移動する。
切替部63bが下方に移動することで、開口部61cは閉塞し、開口部61dだけが開口する。
図3(c)の状態では、湯水は、開口部61bだけから開口部61dに流入し、混合部66dを通って取出部62に導かれる。
FIG. 3C shows a state in which the hot water temperature at the
When the hot water temperature at the
By moving the switching
In the state of FIG. 3C, hot water flows into the
図3(d)は、開口部61bでの湯温が40℃を下回り、例えば20℃に低下した状態を示している。
開口部61bでの湯温が20℃に低下すると、形状記憶部64aの周囲の湯温は40℃を下回るため、形状記憶部64aは縮み、切替部63aが下方に移動する。
切替部63aが下方に移動することで、開口部61bの開口面積は減少し、開口部61aが開口を始める。開口部61bの開口面積が減少することで20℃の水の流入量は減少し、開口部61aの開口面積が増加することで60℃の湯水の流入量は増加する。開口部61aの開口によって形状記憶部64aの周囲の湯温が上昇し、形状記憶部64aの周囲の湯温が40℃となるように切替部63aが移動する。
図3(d)の状態では、湯水は、開口部61bと開口部61aから流入し、混合部66c、開口部61d、混合部66dを順に通って取出部62に導かれる。
FIG. 3D shows a state in which the hot water temperature at the
When the hot water temperature at the
As the switching
In the state of FIG. 3D, hot water flows in from the
図3(e)は、開口部61aでの湯温が40℃に低下した状態を示している。
開口部61aでの湯温が40℃に低下すると、開口部61bからの湯水の流入によって、形状記憶部64aの周囲の湯温は40℃を下回るため、形状記憶部64aは縮み、切替部63aが下方に移動する。
切替部63aが下方に移動することで、開口部61bは閉塞し、開口部61aだけが開口する。
図3(e)の状態では、湯水は、開口部61aだけから流入し、混合部66c、開口部61d、混合部66dを順に通って取出部62に導かれる。
FIG. 3 (e) shows a state in which the hot water temperature at the
When the hot water temperature at the
When the switching
In the state of FIG. 3 (e), the hot water flows in only from the
なお、本実施例では、形状記憶部64aと形状記憶部64bとの動作温度を同じ40℃として説明したが、形状記憶部64bの動作温度を、形状記憶部64aよりも高く設定してもよい。取出部62が形状記憶部64bよりも低い位置としている場合には、開口部61bまた開口部61cからの湯水の温度が40℃であると、取出部62では40℃を下回る湯温になるため、形状記憶部64bの動作温度を40℃より高い温度とすることで、取出部62での設定温度を維持することができる。
In this embodiment, the operating temperature of the
図4は、切替部63bの周辺の拡大図を示している。
切替部63bは開口部61cと開口部61dとの開口面積を変更しているが、中温出湯部本体65との間に隙間があり、開口部61cは完全に閉塞しない構成としている。
図4(a)に示すように、開口部61cでの湯温が低下すると、形状記憶部64bの周囲の湯温が40℃を下回り、形状記憶部64bが縮んで開口部61dの開口面積が大きくなっていくが、開口部61cが完全に閉塞しない構成としているので、開口部61cから少量の水は流入するように動作する。
これによって、開口部61dから高温水が流入する場合であっても、開口部61cから低温水を少量混ぜるので、取出部62での湯温の変動幅を小さくさせることができる。
その結果、利用側においても湯温の変動幅を小さくすることができ、利用者に安定した温度の温水を供給することができるという効果を有する。
加えて、中温出湯部60の最も下方に位置する開口部61cを完全に閉塞することがないので、貯湯槽1内の湯水を排水する際に、中温出湯部60内の湯水や取出部62を介して接続される第2の出湯管32内の湯水を、図4(b)に示すように開口部61cから自重で排出するように動作する。
これによって、貯湯槽1内の水を排出した後に、中温出湯部60や第2の出湯管32の内部への残水を極力少なくすることができ、低外気温度条件下においても、残水の凍結による中温出湯部60や第2の出湯管32の破壊を抑制することができるという効果を有する。
FIG. 4 shows an enlarged view of the periphery of the
The switching
As shown in FIG. 4A, when the hot water temperature at the
As a result, even when high-temperature water flows in from the
As a result, the fluctuation range of the hot water temperature can be reduced on the user side as well, and there is an effect that hot water having a stable temperature can be supplied to the user.
In addition, since the
As a result, after the water in the hot
図5は実施例2による給湯装置を示す構成図である。実施例1と同一構成部材には同一符号を付して説明を省略する。
本実施例では、開口部61aは取出部62の高さより上方、開口部61bは取出部62と同等の高さ、開口部61cは取出部62の高さより下方に配設している。開口部61a、61b、61cを、取出部62の高さ以上と、取出部62の高さ以下とに、それぞれ異なる高さで配設することで、中温水の取出時における所定温度の湯水の早期供給と貯湯槽1内の温度分布を維持でき、また中温水の取出停止時における貯湯槽1内の高温水の減少を防止できる。
FIG. 5 is a configuration diagram showing a water heater according to the second embodiment. The same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
In this embodiment, the
図6は実施例2による中温出湯部の構成と動作を示す説明図である。実施例1と共通する説明は一部省略する。
図6(a)を用いて中温出湯部60の構成を説明する。
切替部63bは、水平方向に移動することで、開口部61dと開口部61cとの開口面積を変更する。
切替部63bの下流側には、形状記憶部64bが配置されている。形状記憶部64bは、周囲の湯温が所定温度より低くなると切替部63bを下流側に移動する。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing the configuration and operation of the medium temperature hot water outlet according to the second embodiment. A part of the description common to the first embodiment will be omitted.
The configuration of the medium temperature hot
The switching
A
以下に、取出部62での湯温を40℃に設定している場合の中温出湯部本体65の動作を説明する。形状記憶部64a、64bは、周囲の湯温が40℃を下回ると、縮む方向に動作するように設定している。
The operation of the medium-temperature hot water outlet
図6(a)は、中温出湯部本体65の下端開口65aでの湯温が45℃の状態を示している。
開口部61cでの湯温が40℃より高いため、形状記憶部64bは伸びた状態にあり、切替部63bは上流側に移動している。切替部63bが上流側に移動した状態では、開口部61cは開口し、開口部61dは閉塞している。
また、形状記憶部64aは、開口部61cより高い位置であり、形状記憶部64aの周囲の湯温も40℃より高いため、伸びた状態にあり、切替部63aは上方に移動している。切替部63aが上方に移動した状態では、開口部61bは開口し、開口部61aは閉塞している。
図6(a)の状態では、湯水は開口部61cから流入し、混合部66dを通って取出部62に導かれる。
FIG. 6A shows a state in which the hot water temperature at the
Since the hot water temperature at the
Further, the
In the state of FIG. 6A, hot water flows in from the
図6(b)は、中温出湯部本体65の開口部61cでの湯温が20℃に低下した状態を示している。
中温出湯部本体65の開口部61cでの湯温が低下すると、形状記憶部64bの周囲の湯温が降下するため、形状記憶部64bは縮み、切替部63bが下流側に移動する。
切替部63bが下流側に移動することで、開口部61cの開口面積は減少し、開口部61dが開口を始める。開口部61bが開口しているので、開口部61dには、開口部61bから60℃の湯水が流入する。開口部61cの開口面積が減少することで20℃の水の流入量は減少し、開口部61dの開口面積が増加することで60℃の湯水の流入量は増加する。開口部61dの開口によって形状記憶部64bの周囲の湯温が上昇し、形状記憶部64bの周囲の湯温が40℃となるように切替部63bが移動する。
図6(b)の状態では、湯水は、開口部61cと開口部61dから流入し、混合部66dを通って取出部62に導かれる。
FIG. 6B shows a state in which the hot water temperature at the
When the hot water temperature at the
As the switching
In the state of FIG. 6B, hot water flows in from the
図6(c)は、開口部61bでの湯温が40℃に低下した状態を示している。
開口部61bでの湯温が40℃に低下すると、開口部61cからの湯水の流入によって、形状記憶部64bの周囲の湯温は40℃を下回るため、形状記憶部64bは縮み、切替部63bが下流側に移動する。
切替部63bが下流側に移動することで、開口部61cは閉塞し、開口部61dだけが開口する。
図6(c)の状態では、湯水は、開口部61bだけから開口部61dに流入し、混合部66dを通って取出部62に導かれる。
FIG. 6C shows a state in which the hot water temperature at the
When the hot water temperature at the
By moving the switching
In the state of FIG. 6C, hot water flows into the
図6(d)は、開口部61bでの湯温が40℃を下回り、例えば20℃に低下した状態を示している。
開口部61bでの湯温が20℃に低下すると、形状記憶部64aの周囲の湯温は40℃を下回るため、形状記憶部64aは縮み、切替部63aが下方に移動する。
切替部63aが下方に移動することで、開口部61bの開口面積は減少し、開口部61aが開口を始める。開口部61bの開口面積が減少することで20℃の水の流入量は減少し、開口部61aの開口面積が増加することで60℃の湯水の流入量は増加する。開口部61aの開口によって形状記憶部64aの周囲の湯温が上昇し、形状記憶部64aの周囲の湯温が40℃となるように切替部63aが移動する。
図6(d)の状態では、湯水は、開口部61bと開口部61aから流入し、混合部66c、開口部61d、混合部66dを順に通って取出部62に導かれる。
FIG. 6D shows a state in which the hot water temperature at the
When the hot water temperature at the
As the switching
In the state of FIG. 6D, hot water flows in from the
図6(e)は、開口部61aでの湯温が40℃に低下した状態を示している。
開口部61aでの湯温が40℃に低下すると、開口部61bからの湯水の流入によって、形状記憶部64aの周囲の湯温は40℃を下回るため、形状記憶部64aは縮み、切替部63aが下方に移動する。
切替部63aが下方に移動することで、開口部61bは閉塞し、開口部61aだけが開口する。
図6(e)の状態では、湯水は、開口部61aだけから流入し、混合部66c、開口部61d、混合部66dを順に通って取出部62に導かれる。
FIG. 6 (e) shows a state in which the hot water temperature at the
When the hot water temperature at the
When the switching
In the state of FIG. 6 (e), the hot water flows in only from the
図7は、切替部63bの周辺の拡大図を示している。
図7(a)に示すように、切替部63bは開口部61cと開口部61dとの開口面積を変更しているが、中温出湯部本体65との間に隙間があり、開口部61cは完全に閉塞しない構成としている。
開口部61cでの湯温が低下すると、形状記憶部64bの周囲の湯温が40℃を下回り、形状記憶部64bが縮んで開口部61dの開口面積が大きくなっていくが、開口部61cが完全に閉塞しない構成としているので、開口部61cから少量の水は流入するように動作する。
これによって、開口部61dから高温水が流入する場合であっても、開口部61cから低温水を少量混ぜるので、取出部62での湯温の変動幅を小さくさせることができる。
その結果、利用側においても湯温の変動幅を小さくすることができ、利用者に安定した温度の温水を供給することができるという効果を有する。
加えて、中温出湯部60の最も下方に位置する開口部61cを完全に閉塞することがないので、貯湯槽1内の湯水を排水する際に、中温出湯部60内の湯水や取出部62を介して接続される第2の出湯管32内の湯水を、図7(b)に示すように開口部61cから自重で排出するように動作する。
これによって、貯湯槽1内の水を排出した後に、中温出湯部60や第2の出湯管32の内部への残水を極力少なくすることができ、低外気温度条件下においても、残水の凍結による中温出湯部60や第2の出湯管32の破壊を抑制することができるという効果を有する。
FIG. 7 shows an enlarged view of the periphery of the
As shown in FIG. 7A, the switching
When the hot water temperature at the
As a result, even when high-temperature water flows in from the
As a result, the fluctuation range of the hot water temperature can be reduced on the user side as well, and there is an effect that hot water having a stable temperature can be supplied to the user.
In addition, since the
As a result, after the water in the hot
本発明による給湯装置は、貯湯槽内の湯水の熱を熱利用端末で利用する場合に、熱利用端末での利用による効率の低下を減少させるとともに、利用側での湯温安定の向上と排水後に外気温度が0度以下となっても凍結破壊を抑制するので、家庭用の給湯装置に適用できるほか、業務用などの規模の大きい用途にも適用でき、優れた省エネルギー性を提供できる。 When the heat of the hot water in the hot water storage tank is used in the heat utilization terminal, the hot water supply device according to the present invention reduces the decrease in efficiency due to the use in the heat utilization terminal, improves the stability of the hot water temperature on the user side, and drains water. Since it suppresses freezing breakage even when the outside air temperature later becomes 0 degrees or less, it can be applied not only to household hot water supply equipment but also to large-scale applications such as commercial use, and can provide excellent energy saving.
1 貯湯槽
2 加熱手段
3 給湯口
4 熱交換器
5 熱利用端末
6 第1の混合弁
7 第2の混合弁
11 給水管
11a 接続端(貯湯槽接続位置)
12 給水分岐管
21 出水管
22 戻り管
31 第1の出湯管
31a 貯湯槽接続位置
32 第2の出湯管
41 熱利用出湯管
42 熱利用戻り管
42a 他端(貯湯槽接続位置)
43 循環ポンプ
51 熱媒体供給管
52 熱媒体戻り管
53 循環ポンプ
60 中温出湯部
61a 開口部(第1開口部)
61b 開口部(第2開口部)
61c 開口部(第3開口部)
61d、61Xd 開口部
62 取出部
63a 切替部(第1切替部)
63b 切替部(第2切替部)
64a 形状記憶部(第1形状記憶部)
64b 形状記憶部(第2形状記憶部)
65 中温出湯部本体
65a 下端開口
65b 上端開口
66c、66d 混合部
67a、67b 付勢バネ
1 Hot
12 Water
43
61b opening (second opening)
61c opening (third opening)
61d,
63b Switching unit (second switching unit)
64a Shape storage unit (first shape storage unit)
64b Shape storage unit (second shape storage unit)
65 Medium temperature hot water outlet
Claims (3)
前記貯湯槽内から中温水を流出する中温出湯部と、
を備え、
前記中温出湯部は、
前記貯湯槽内の異なる高さから前記中温水を取り出す複数の開口部と、
複数の前記開口部のそれぞれの開口面積を変更する切替部と、
周囲の湯温に基づいて、前記切替部を移動させる形状記憶部と、
取出部とを有し、
それぞれの前記開口部から異なる温度で流入する湯水を混合し、
所定温度とした湯水を前記取出部から流出させるものであって、
前記中温出湯部は、筒状の中温出湯部本体からなり、
前記開口部として、第1開口部、第2開口部、及び第3開口部が、前記中温出湯部本体に高さを異ならせて形成され、
前記切替部として、第1切替部及び第2切替部が、前記中温出湯部本体内で移動し、
前記形状記憶部として、前記第1切替部を移動させる第1形状記憶部と、前記第2切替部を移動させる第2形状記憶部とを有し、
前記第1切替部及び前記第2切替部の移動によって、
前記第1開口部が閉、前記第2開口部が開、及び前記第3開口部が開の状態と、
前記第1開口部が閉、前記第2開口部が開、及び前記第3開口部が不完全閉の状態と、
前記第1開口部が開、前記第2開口部が開、及び前記第3開口部が不完全閉の状態と、
前記第1開口部が開、前記第2開口部が閉、及び前記第3開口部が不完全閉の状態と
なり、
前記第3開口部の不完全閉の状態では、前記切替部によって前記第3開口部を完全に閉塞しない
ことを特徴とする給湯装置。 With a hot water tank
A medium-temperature hot water outlet that discharges medium-temperature water from the hot water storage tank,
Equipped with
The medium-temperature hot water section is
A plurality of openings for taking out the medium-temperature water from different heights in the hot water storage tank, and
A switching unit that changes the opening area of each of the plurality of openings,
A shape storage unit that moves the switching unit based on the temperature of the surrounding hot water,
It has a take-out part and
Hot water flowing in from each of the openings at different temperatures is mixed and mixed.
Hot water at a predetermined temperature is discharged from the take-out part.
The medium-temperature hot water outlet portion is composed of a tubular medium-temperature hot water outlet main body.
As the opening, the first opening, the second opening, and the third opening are formed at different heights from the main body of the medium temperature hot water outlet.
As the switching unit, the first switching unit and the second switching unit move within the medium temperature hot water outlet main body.
The shape storage unit includes a first shape storage unit for moving the first switching unit and a second shape storage unit for moving the second switching unit.
By moving the first switching unit and the second switching unit,
The first opening is closed, the second opening is open, and the third opening is open.
The first opening is closed, the second opening is open, and the third opening is incompletely closed.
The first opening is open, the second opening is open, and the third opening is incompletely closed.
The first opening is open, the second opening is closed, and the third opening is incompletely closed.
A water heater characterized in that the third opening is not completely closed by the switching portion in a state where the third opening is incompletely closed.
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