JP2017146014A - Storage electric water heater - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蓄熱式電気温水器に関する。 The present invention relates to a regenerative electric water heater.
従来より、蓄熱材と、ヒーターと、伝熱管と、を備える蓄熱式電気温水器が知られている。蓄熱材は、装置本体としてのケースに収容されている。伝熱管は、ケースの内部において蓄熱材に接触した状態で、伝熱管の内部に流通する水と蓄熱材との間で熱交換を行うことができるように構成されている(特許文献1参照)。 Conventionally, a heat storage type electric water heater including a heat storage material, a heater, and a heat transfer tube is known. The heat storage material is accommodated in a case as the apparatus main body. The heat transfer tube is configured such that heat exchange can be performed between the water circulating in the heat transfer tube and the heat storage material in a state of being in contact with the heat storage material inside the case (see Patent Document 1). .
特許文献1に記載されている装置では、ヒーターと伝熱管とは接触しておらず、ヒーターと伝熱管との間には蓄熱材が存在している。蓄熱材は、ヒーターの表面に接触している蓄熱材の部分から温まるため、蓄熱材を加熱している途中の時点では、伝熱管の表面に位置している蓄熱材の部分は温まっていないため、当該蓄熱材の部分が蓄熱した状態になっておらず、伝熱管を介して水を十分に温めて湯とすることはできない。
In the apparatus described in
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、蓄熱材の加熱中に水を温めて湯とすることができる蓄熱式電気温水器を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a regenerative electric water heater that can warm water to hot water during heating of the heat storage material.
上記目的を達成するため本発明は、装置本体(例えば、後述の装置本体10)の内部に収容された蓄熱材(例えば、後述の蓄熱材20)と、前記蓄熱材を加熱するヒーター(例えば、後述のヒーター30)と、前記装置本体の内部に前記蓄熱材と接触して配置され、内部に水(例えば、後述の水W)が流通して水と前記蓄熱材との間で熱交換を行う伝熱管(例えば、後述の伝熱管40)と、前記蓄熱材よりも熱伝導性が高い材質により構成され、前記ヒーター及び前記伝熱管に伝熱可能に接触された伝熱部材(例えば、後述の伝熱部材50)と、を備える蓄熱式電気温水器(例えば、後述の蓄熱式電気温水器1)を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides a heat storage material (for example, a
前記伝熱管と前記蓄熱材との接触面積(例えば、後述の接触面積x)は、前記伝熱管と前記伝熱部材との接触面積(例えば、後述の接触面積y)よりも大きいことが好ましい。また、前記ヒーターは、前記装置本体の内部の下部に配置されていることが好ましい。 It is preferable that a contact area between the heat transfer tube and the heat storage material (for example, a contact area x described later) is larger than a contact area between the heat transfer tube and the heat transfer member (for example, a contact area y described later). Moreover, it is preferable that the said heater is arrange | positioned in the lower part inside the said apparatus main body.
前記ヒーターは、前記装置本体の内部に位置する前記伝熱管の部分であって、水が流入する前記伝熱管の水の流入部分(例えば、後述の流入部分435)に近接して配置されていることが好ましい。また、前記伝熱部材は、前記装置本体の内部に位置する前記伝熱管の部分であって、水が流入する前記伝熱管の水の流入部分に接触していることが好ましい。
The heater is a portion of the heat transfer tube located inside the apparatus main body, and is disposed close to a water inflow portion (for example, an
また、前記伝熱管の外周面から突出する伝熱フィン(例えば、後述の伝熱フィン61)を備え、前記伝熱部材は、前記伝熱フィンを介して前記伝熱管に伝熱可能に接触していることが好ましい。
In addition, a heat transfer fin (for example,
本発明によれば、蓄熱材の加熱中に水を温めて湯とすることができる蓄熱式電気温水器を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the heat storage type electric water heater which can warm water during heating of a heat storage material and can be used as hot water can be provided.
以下、本発明の第1実施形態について、図1〜図3を参照しながら詳細に説明する。
図1は、本発明の第1実施形態に係る蓄熱式電気温水器1を示す模式図である。図2は、本発明の第1実施形態に係る蓄熱式電気温水器1の伝熱部材50の上端部と伝熱管40との接触、及び、伝熱部材50の下端部とヒーター30との接触を示す断面図である。
図3は、本発明の第1実施形態に係る蓄熱式電気温水器1において蓄熱材20が加熱される様子を示す模式図であり、(a)は、蓄熱材20がヒーター30によって温められる前の状態を示す模式図であり、(b)は、ヒーター30の周囲の蓄熱材21が温められて蓄熱した状態を示す模式図であり、(c)は、ヒーター30及び伝熱部材50の表面に接触している蓄熱材21、22の部分が温められて蓄熱した状態を示す模式図であり、(d)は、ヒーター30、伝熱部材50、及び伝熱管40の表面に接触している蓄熱材21、22、23の部分が温められて蓄熱した状態を示す模式図であり、(e)は、蓄熱材20の全体が温められ蓄熱した状態を示す模式図である。
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a state in which the
蓄熱式電気温水器1は、例えば、洗面台等において水を温めてお湯にするための給湯器として用いられる装置であり、図1に示すように、装置本体10と、蓄熱材20と、ヒーター30と、伝熱管40と、伝熱部材50と、を備えている。
装置本体10は、内部が中空の容器により構成されている。装置本体10の上部には、温度センサー11と、圧力調整弁13と、が設けられている。温度センサー11は、装置本体10の内部の空間に収容された蓄熱材20の温度を検出可能である。圧力調整弁13は、装置本体10の内部の蓄熱材20の凝固、溶融に伴う堆積変化が発生しても装置本体10の内部が大気圧に保たれるように調整する。このように、圧力調整機構としての圧力調整弁13を有しているため、装置本体10が耐圧構造(耐圧形状)を有していなくてもよい。
The heat storage type
The apparatus
蓄熱材20は、装置本体10の内部に収容されており、蓄熱材20の上端と装置本体10の上壁との間には、空気室101が形成されている。空気室101は、蓄熱材20が全て溶融して液体になっても、装置本体10から溢れないようにすることができる体積を有している。蓄熱材20は、ヒーター30、伝熱管40、及び、伝熱部材50の表面を取り囲んでいる。換言すれば、ヒーター30、伝熱管40、及び、伝熱部材50は、蓄熱材20に浸された状態とされており、ヒーター30、伝熱管40、及び、伝熱部材50のそれぞれの間に蓄熱材20が存在している。蓄熱材20は、例えば、エリスリトール等の糖アルコールの潜熱蓄熱材が用いられる。蓄熱材20は、常温では固体であるが、ヒーター30により加熱されることにより、蓄熱して液体となる。
The
ヒーター30は、装置本体10の内部の下部に配置されており、図示しない電源に電気的に接続されている。ヒーター30は、消費電力が1500W以下の小型のものであり、図示しない電源から電力が供給されることにより、電気エネルギーを熱に変えて発熱する。ヒーター30は、円柱形状に形成されており、装置本体10の内部の下部において装置本体10の底部に沿って延びている。ヒーター30が発熱することにより、ヒーター30の表面に接触している蓄熱材20の部分は、加熱され蓄熱する。
The
伝熱管40は、伝熱性を有する銅製の中空の管部材により構成されている。伝熱管40の内部には、水Wが流通し、伝熱管40を通して水Wと蓄熱材20との間で熱交換を行う。伝熱管40の一端部41及び他端部42は、装置本体10の外部に配置されており、一端部41と他端部42との間の中間部43は、装置本体10の内部に配置されている。伝熱管40の一端部41の鉛直上方に、伝熱管40の他端部42は配置されている。伝熱管40の中間部43は、装置本体10の内部の下部であってヒーター30の上方においてヒーター30に沿って延び、湾曲して上方へ向って延びてヒーター30から離れてゆく。そして更に湾曲して、装置本体10の内部の上部であってヒーター30の上方においてヒーター30に平行に延びて他端部42に至る。左右方向に延びる中間部43の部分であって、図1において下側に位置している部分は、水Wの流れの上流側に位置する上流側部431を構成する。左右方向に延びる中間部43の部分であって、図1において上側に位置している部分は、水Wの流れの下流側に位置する下流側部432を構成する。
The
一端部41に隣接する中間部43の部分は、装置本体10の内部に位置する伝熱管40の中間部43の部分であって、水Wが流入する伝熱管40の水Wの流入部分435を構成する。即ち、伝熱管40の一端部41は、図示しない水供給部に接続されており、水Wは、伝熱管40の一端部41から伝熱管40の内部に流入し、流入部分435から伝熱管40の中間部43を流通し、伝熱管40の他端部42から伝熱管40の外部へ排出され、図示しない水栓装置から吐水される。従って水Wは、伝熱管40の内部において、装置本体10の内部の下部を通り、装置本体10の内部の下部から上部へ向かい、装置本体10の内部の上部を通る。伝熱管40の水Wの流入部分435を含めて中間部43の上流側部431は、図1に示すように、ヒーター30に近接して配置されている。
A portion of the
ここで、「中間部43の上流側部431がヒーター30に近接して配置されている」とは、中間部43の上流側部431以外の他の部分である下流側部432よりも早く、伝熱部材50を介して熱が、中間部43の上流側部431に伝達するように、中間部43の上流側部431が下流側部432よりもヒーター30に近い位置に配置されていることを意味する。
Here, "the
伝熱部材50は、蓄熱材20よりも熱伝導性の高い材料である銅により構成されており、円柱形状に形成されている。伝熱部材50の下端部は、ヒーター30の長手方向に平行に延びる下端延出部511を有しており、下端延出部511は、ヒーター30の上面に伝熱可能に直接接触した状態で、接続され固定されている。伝熱部材50の上端部は、伝熱管40の下流側部432に伝熱可能に直接接触した状態で、接続され固定されている。上下方向における伝熱部材50の中央部は、伝熱管40の上流側部431に伝熱可能に直接接触した状態で、接続され固定されている。
The
伝熱部材50の直径D1(図2に示す伝熱部材50の左右方向における幅)は、伝熱管40の外径D2よりも小さい。このため、図2に示す断面で見た場合には、伝熱管40の周面の半周以下の部分に伝熱部材50は接触している。従って、伝熱管40と蓄熱材20との接触部分Xにおける接触面積xは、伝熱管40と伝熱部材50との接触部分Yにおける接触面積yよりも大きい。図1に示すように、伝熱部材50は、ヒーター30の方向に沿って等間隔で3本設けられているが、図1において最も左に位置する伝熱部材50の上下方向における中央部は、伝熱管40の水Wの流入部分435に接触している。
The diameter D1 of the heat transfer member 50 (the width in the left-right direction of the
次に、蓄熱式電気温水器1において蓄熱材20を加熱している途中で、水Wを温めてお湯にする際の、蓄熱式電気温水器1の状態の変化について説明する。
図3(a)に示すように、ヒーター30が発熱していない状態で、蓄熱材20が常温になると、蓄熱材20は固体の状態であり、蓄熱していない。また、ヒーター30、伝熱管40、及び、伝熱部材50は、蓄熱材20と同様に、常温下にある。
Next, changes in the state of the regenerative
As shown in FIG. 3A, when the
先ず、蓄熱式電気温水器1の主電源が入った状態で、温度センサー11により蓄熱材20の温度が所定の温度以下であることが検出されると、図示しない電源部から電力がヒーター30に供給され、ヒーター30は発熱する。これにより、図3(b)に示すように、ヒーター30の表面に接触している蓄熱材20の部分は蓄熱し始めて液体となる。このときには、未だ伝熱管40、及び、伝熱管40の表面に接触している蓄熱材20の部分は蓄熱されておらず、蓄熱材20の温度は低い。
First, when the
ヒーター30が発熱すると、蓄熱材20よりも熱伝導性の高い伝熱部材50に熱が伝達され、伝熱部材50は、短時間で伝熱部材50の下端部から上端部に至るまで温度が上昇する。これに伴い、図3(c)に示すように、伝熱部材50の表面に接触している蓄熱材22の部分は伝熱部材50の表面から蓄熱し始めて液体となる。このときには、伝熱部材50に接続されている伝熱管40の部分の温度、及び、当該伝熱管40の部分の表面に接触している蓄熱材20の部分の温度も上昇する。
When the
また、伝熱部材50において下端部から上端部に至るまで温度が上昇すると、伝熱部材50の上端部、中央部にそれぞれ接触している伝熱管40の中間部43の下流側部432、上流側部431に熱が伝達され、装置本体10の内部に位置する伝熱管40の中間部43の全体において温度が上昇する。これに伴い、図3(d)に示すように、伝熱管40の中間部43の表面に接触している蓄熱材23の部分は伝熱管40の表面から蓄熱し始めて液体となる。このときには、伝熱管40の中間部43の全体の温度、及び、中間部43の表面に接触している蓄熱材23の部分の温度は上昇し、伝熱管40を介して伝熱管40の内部を流れる水Wと蓄熱材20との間で十分に熱交換が行われる状態になる。これにより、伝熱管40の内部を水Wが流れると十分に温められ、伝熱管40の他端部42からは、十分に温められた水Wが流出する。即ち、ヒーター30が発熱を開始してから、短時間で、十分に温められた水Wが、伝熱管40の他端部42から流出される状態になる。
Further, when the temperature rises from the lower end portion to the upper end portion in the
伝熱部材50と伝熱管40を介して、ヒーターの熱が伝わると、蓄熱材20の温度は上昇し、図3(e)に示すように、蓄熱材20の全体は液体となる。これにより、蓄熱材20において十分に蓄熱がなされた状態になっているため、水Wが伝熱管40の内部を流れると、伝熱管40の内部を流れる水Wは十分に温められ、伝熱管40の他端部42からは、十分に温められた水Wが流出する。
When the heat of the heater is transmitted through the
更に、蓄熱材20の温度が上昇すると、温度センサー11により蓄熱材20の温度が所定の温度を超えたことが検出され、ヒーター30への電力の供給が停止される。ヒーター30への電力の供給の停止後における、伝熱管40を介しての伝熱管40の内部を流れる水Wと蓄熱材20との間の熱交換により、蓄熱材20の温度が低下すると、温度センサー11により蓄熱材20の温度が所定の温度以下になったことが検出され、再び、ヒーター30への電力の供給が行われる。
Further, when the temperature of the
上記構成の実施形態による蓄熱式電気温水器1によれば、以下のような効果を得ることができる。
蓄熱式電気温水器1は、装置本体10の内部に収容された蓄熱材20と、蓄熱材20を加熱するヒーター30と、装置本体10の内部に蓄熱材20と接触して配置され、内部に水Wが流通して水Wと蓄熱材20との間で熱交換を行う伝熱管40と、蓄熱材20よりも熱伝導性の高い材料により構成され、ヒーター30及び伝熱管40に伝熱可能に接触して接続された伝熱部材50と、を備えている。
According to the regenerative
The heat storage type
この構成により、伝熱部材50を介してヒーター30の熱を伝熱管40に伝達させることができるため、短時間で伝熱管40の温度を上昇させることができる。このため伝熱管40の表面に接触している蓄熱材20の部分に対して短時間で蓄熱をさせることができ、ヒーター30と伝熱管40との間に、未だ蓄熱されていない固体の状態の蓄熱材20が残っている場合であっても、伝熱管40の表面に接触している蓄熱材20の部分を短時間で温めることができる。この結果、蓄熱材20の全体を加熱している途中の、未だ蓄熱材20の一部が固体である状態のときであっても、伝熱管40の表面に接触している蓄熱材20の部分が蓄熱した状態になっているため、この部分の蓄熱材20と、伝熱管40の内部に流通する水Wとの間で、伝熱管40を介して熱交換を行うことができ、水Wを温めて湯とすることができる。
With this configuration, since the heat of the
また、伝熱部材50が、ヒーター30及び伝熱管40に伝熱可能に接触して接続されている構成を有することにより、伝熱管40の表面に接触している蓄熱材20において蓄熱を容易としたため、特別に蓄熱式電気温水器1が大型化することはない。このため、装置の大型化が抑えられた蓄熱式電気温水器1とすることができる。また、耐圧構造のタンクを有する必要が無いため、蓄熱式電気温水器1の装置全体の形状を適宜、自由に決定することができ、蓄熱式電気温水器1を配置する場所におけるレイアウトの自由度を高めることができる。従って、例えば、洗面台等のデッドスペースに、蓄熱式電気温水器1を配置させることも可能である。
Further, the
また、伝熱管40と蓄熱材20との接触面積xは、伝熱管40と伝熱部材50との接触面積yよりも大きい。この構成により、伝熱管40を介して、蓄熱材20と伝熱管40の内部を流れる水Wとの間で、熱交換をするための、伝熱管40が蓄熱材20に接触する面積を大きくすることができるため、蓄熱材20から大きな熱量を水Wへ伝達することができ、より効率良く当該熱交換を行うことができる。
Further, the contact area x between the
また、ヒーター30は、装置本体10の内部の下部に配置されている。この構成により、蓄熱材20の全体が蓄熱し液体になっているときには、蓄熱材20の対流を利用して、装置本体10の内部の上部に位置している蓄熱材20を、蓄熱した状態とすることができる。
Further, the
また、ヒーター30は、装置本体10の内部に位置する伝熱管40の中間部43であって、水Wが流入する伝熱管40の水Wの流入部分435に近接して配置されている。この構成により、流入部分435の表面に接触している蓄熱材20部分の蓄熱を容易とすることができ、流入部分435に流入してきた温度の低い水Wを容易に温めることができる。また、先ず流入部分435において温められた水Wが、流入部分435よりも下流側の中間部43を流れるため、流入部分435よりも下流側の中間部43の表面に接触している蓄熱材20の部分から水Wに伝達される熱量を少なくすることができ、蓄熱式電気温水器1の全体の熱の効率を高めることができる。
In addition, the
また、伝熱部材50は、装置本体10の内部に位置する伝熱管40の部分であって、水Wが流入する伝熱管40の水Wの流入部分435に接触している。この構成により、伝熱部材50から流入部分435へ容易に熱を伝達させることができる。このため、流入部分435の表面に接触している蓄熱材20の部分の蓄熱を容易とすることができ、流入部分435に流入してきた温度の低い水Wを容易に温めることができる。また、先ず流入部分435において温められた水Wが、流入部分435よりも下流側の中間部43を流れるため、流入部分435よりも下流側の中間部43の表面に接触している蓄熱材20の部分から水Wに伝達される熱量を少なくすることができ、蓄熱式電気温水器1の全体の熱の効率を高めることができる。
The
次に、本発明の第2実施形態について、図4を参照しながら説明する。
図4は、本発明の第2実施形態に係る蓄熱式電気温水器の伝熱部材50Aの上端部、下端部と、ヒーター30、伝熱管40との接触を示す断面図である。
第2実施形態においては、伝熱部材50Aの形状が、第1実施形態における伝熱部材50の形状とは異なる。第1実施形態と同様の構成については、同一の符号を用いて図示し、説明を省略する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing contact between the upper end portion and the lower end portion of the
In the second embodiment, the shape of the
図4に示すように、伝熱部材50Aは、第1実施形態における伝熱部材50よりも細い円柱形状に形成されている。伝熱部材50Aの下端面は、ヒーター30の上面に接触しており、伝熱部材50Aの上端面は、伝熱管40の下面に接触している。従って、伝熱部材50Aとヒーター30とは点接触のような、極めて接触面積が小さい面接触とされている。同様に、伝熱部材50Aと伝熱管40とは点接触のような、極めて接触面積が小さい面接触とされている。
As shown in FIG. 4, the
次に、本発明の第3実施形態について、図5を参照しながら説明する。
図5は、本発明の第3実施形態に係る蓄熱式電気温水器の伝熱部材50Bの上端部、下端部と、ヒーター30、伝熱管40との接触を示す断面図である。
第3実施形態においては、伝熱部材50Bの形状が、第1実施形態における伝熱部材50の形状とは異なる。第1実施形態と同様の構成については、同一の符号を用いて図示し、説明を省略する。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing contact between the upper end portion and the lower end portion of the
In the third embodiment, the shape of the
図5に示すように、伝熱部材50Bは、薄い板状に形成されており、ヒーター30及び伝熱管40の下流側部432に平行に延びている。伝熱部材50Bの下端縁は、ヒーター30の上面の最上部に接触して接続されて固定されており、伝熱部材50Bの上端縁は、伝熱管40の下面の最下部に接触して接続されて固定されている。従って、伝熱部材50Bとヒーター30とは線接触のような、極めて接触面積が小さい面接触とされている。同様に、伝熱部材50Bと伝熱管40とは線接触のような、極めて接触面積が小さい面接触とされている。
As shown in FIG. 5, the
次に、本発明の第4実施形態について、図6を参照しながら説明する。
図6は、本発明の第4実施形態に係る蓄熱式電気温水器の伝熱部材50Cの上端部、下端部と、ヒーター30、伝熱管40との接触を示す断面図である。
第4実施形態においては、伝熱部材50Cの形状が、第1実施形態における伝熱部材50の形状とは異なる。第1実施形態と同様の構成については、同一の符号を用いて図示し、説明を省略する。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing contact between the upper end portion and the lower end portion of the
In the fourth embodiment, the shape of the
図6に示すように、伝熱部材50Cは、第3実施形態よりも厚い板状に形成されており、ヒーター30及び伝熱管40の下流側部432に平行に延びている。伝熱部材50Cの厚さ(図6の左右方向における伝熱部材50Cの断面の幅)は、伝熱管40の外径及びヒーター30の直径よりも小さく、第1実施形態における伝熱部材50の直径D1と同一である。伝熱部材50Cの上端部は、伝熱管40の下面に接触して接続されて固定されており、伝熱部材50Cの下端部は、ヒーター30の上面に接触して接続されて固定されている。従って、伝熱部材50Cとヒーター30とは、面接触している。同様に、伝熱部材50Cと伝熱管40とは、面接触している。
As shown in FIG. 6, the
次に、本発明の第5実施形態について、図7を参照しながら説明する。
図7は、本発明の第5実施形態に係る蓄熱式電気温水器の伝熱管40Dを示す断面図である。
第5実施形態においては、伝熱管40Dの形状が、第1実施形態における伝熱管40の形状とは異なる。第1実施形態と同様の構成については、同一の符号を用いて図示し、説明を省略する。
具体的には、伝熱管40Dは、伝熱管40Dの長手方向に直交する断面が三角形状に形成されている。従って、伝熱管40Dの内部の空間も、伝熱管40Dの長手方向に直交する断面が、三角形状に形成されている。
この他、伝熱管は、伝熱管の長手方向に直交する断面が三角形状以外の多角形状や、直線と曲線を組み合わせたトラック楕円形状などの形状に形成されていてもよい。蓄熱材20との接触面積やスペースの有効利用を考慮して伝熱管の形状を適宜選択可能である。
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a
In the fifth embodiment, the shape of the
Specifically, the
In addition, the cross section orthogonal to the longitudinal direction of the heat transfer tube may be formed in a shape such as a polygonal shape other than a triangular shape, or a track elliptical shape combining straight lines and curves. The shape of the heat transfer tube can be appropriately selected in consideration of the effective use of the contact area with the
次に、本発明の第6実施形態について、図8を参照しながら説明する。
図8は、本発明の第6実施形態に係る蓄熱式電気温水器のヒーター30Eを示す断面図である。
第6実施形態においては、ヒーター30Eの形状が、第1実施形態におけるヒーター30の形状とは異なる。具体的には、ヒーター30Eは、ヒーター30Eの長手方向に直交する断面が三角形状に形成されている。
この他、ヒーターは、ヒーターの長手方向に直交する断面が三角形状以外の多角形状や、直線と曲線を組み合わせたトラック楕円形状や薄い板状などの形状に形成されてもよい。蓄熱材20との接触面積やスペースの有効利用を考慮してヒーターの形状を適宜選択可能である。
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a
In the sixth embodiment, the shape of the
In addition, the heater may be formed in a shape such as a polygonal shape other than a triangular shape in cross section perpendicular to the longitudinal direction of the heater, a track ellipse shape combining straight lines and curves, or a thin plate shape. The shape of the heater can be appropriately selected in consideration of the effective use of the contact area with the
次に、本発明の第7実施形態について、図9を参照しながら説明する。
図9は、本発明の第7実施形態に係る蓄熱式電気温水器1Fを示す模式図である。
第7実施形態においては、伝熱管40Fの形状が、第1実施形態における伝熱管40の形状とは異なる。第1実施形態と同様の構成については、同一の符号を用いて図示し、説明を省略する。
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 9 is a schematic view showing a heat storage type
In the seventh embodiment, the shape of the
蓄熱式電気温水器1Fの伝熱管40Fは、ヒーター30に沿って往復するように、つづら折り形状に形成されている。より具体的には、伝熱管40Fの中間部43Fは、伝熱管40Fの一端部41Fから、ヒーター30の長手方向に平行に3往復して、伝熱管40の他端部42Fに至る。
The
次に、本発明の第8実施形態について、図10を参照しながら説明する。
図10は、本発明の第8実施形態に係る蓄熱式電気温水器1Gを示す模式図である。
第8実施形態においては、伝熱管40Gの形状が、第1実施形態における伝熱管40の形状とは異なる。第1実施形態と同様の構成については、同一の符号を用いて図示し、説明を省略する。
Next, an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 10 is a schematic view showing a heat storage type
In the eighth embodiment, the shape of the
伝熱管40Gは、ヒーター30に沿って延びる螺旋形状に形成されている。より具体的には、伝熱管40Gの中間部43Gは、伝熱管40Gの一端部41Gから、ヒーター30の長手方向に平行に延び、図10に示すヒーター30の右端部において折り返され、ヒーター30の長手方向に平行な軸心を有する螺旋形状に形成されて図10の左方向へ延び、伝熱管40Gの他端部42Gに至る。
The
次に、本発明の第9実施形態について、図11を参照しながら説明する。
図11は、本発明の第9実施形態に係る蓄熱式電気温水器1Hを示す模式図である。
第9実施形態においては、伝熱管40Hに伝熱フィン61が設けられている点で、第1実施形態とは異なる。第1実施形態と同様の構成については、同一の符号を用いて図示し、説明を省略する。
Next, a ninth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 11 is a schematic diagram showing a heat storage type
The ninth embodiment is different from the first embodiment in that the
伝熱フィン61は、蓄熱材20よりも熱伝導性の高い銅製の薄い板状に形成されており、伝熱管40Hの外周面から突出して複数枚設けられている。伝熱フィン61は、伝熱フィン61の表面及び裏面が、伝熱管40Hの中間部43Hの上流側部431H及び下流側部432Hの長手方向に直交する位置関係で、中間部43Hの上流側部431H及び下流側部432Hに伝熱可能に接触して接続され固定されている。換言すれば、伝熱フィン61は、上流側部431Hと下流側部432Hとを熱伝導可能に繋いでいる。
The
複数の伝熱部材50のうちの1つは、伝熱フィン61を介して伝熱管40Hに伝熱可能に接触して接続されている。具体的には、ヒーター30の長手方向(図11の左右方向)における中央に位置している伝熱部材50は、図11の上下方向において短く構成されている。当該伝熱部材50の上端部は、図11の左右方向における中央に位置している伝熱フィン61の下端部に、伝熱可能に接触して接続され固定されている。
One of the plurality of
この構成により、伝熱管40Hのみならず伝熱フィン61の表面及び裏面も蓄熱材20に接しているため、より広い接触面積で蓄熱材20に接触することができ、より効率よく、伝熱管40Hの内部に流通する水Wと、蓄熱材20と、の間で熱交換を行うことができる。
With this configuration, since not only the
次に、本発明の第10実施形態について、図12を参照しながら説明する。
図12は、本発明の第10実施形態に係る蓄熱式電気温水器1Iを示す模式図である。
第10実施形態においては、伝熱管40Iの形状が、第1実施形態における伝熱管40の形状とは異なる。第1実施形態と同様の構成については、同一の符号を用いて図示し、説明を省略する。
Next, a tenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 12 is a schematic diagram showing a heat storage type electric water heater 1I according to the tenth embodiment of the present invention.
In the tenth embodiment, the shape of the heat transfer tube 40I is different from the shape of the
蓄熱式電気温水器1Iの伝熱管40Iは、ヒーター30に沿って延び、途中で分岐した後に収束する形状に形成されている。より具体的には、伝熱管40Iの中間部43Iは、伝熱管40Iの一端部41Iから、ヒーター30の長手方向に平行に延び、図12に示すヒーター30の右端部において折り返された後に複数に分岐している。そして、分岐したそれぞれの伝熱管部44Iは、ヒーター30の長手方向に平行に延びて図10の左方向へ延び、伝熱管40Iの他端部42Iの直前で1つに収束し、伝熱管40Iの他端部42Iに至る。分岐した複数の伝熱管部44Iは、図12に示すように、上下方向に等間隔で配置されている。一端部41Iから中間部43Iに流入した水は、分岐した複数の伝熱管部44Iを、図12における矢印Iで示す方向へ流れる。
The heat transfer tube 40I of the regenerative electric water heater 1I extends along the
次に、本発明の第11実施形態について、図13を参照しながら説明する。
図13は、本発明の第11実施形態に係る蓄熱式電気温水器1Jを示す模式図である。
第11実施形態においては、ヒーター温度センサー12Jが設けられている点で、第1実施形態とは異なる。第1実施形態と同様の構成については、同一の符号を用いて図示し、説明を省略する。
Next, an eleventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 13 is a schematic diagram showing a heat storage type
The eleventh embodiment differs from the first embodiment in that a
蓄熱式電気温水器1Jのヒーター温度センサー12Jは、ヒーター30の長手方向における中央の部分の温度を検出可能に、当該中央の部分に接触して設けられている。ヒーター30の長手方向における中央の部分は、蓄熱式電気温水器1Jにおいて、最も温度が高くなる箇所である。この部分の温度を検出して、ヒーター30の発熱を調整することにより、蓄熱材20が過度に加熱されて蓄熱材20の蓄熱性能が低下することを防止する。
また、ヒーター温度センサー12Jは、蓄熱式電気温水器において最も温度が高くなる箇所に配置されればよいため、ヒーター30の中央の部分に接触して設けられることに限らない。ヒーター温度センサー12Jは、ヒーター30の性能に応じて、適切な箇所に配置されればよい。
The
Moreover, since the
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。
例えば、蓄熱式電気温水器の各部の構成、即ち、蓄熱材、ヒーター、伝熱管、伝熱部材、伝熱フィン等の構成は、本実施形態における蓄熱材20、ヒーター30、伝熱管40、伝熱部材50、伝熱フィン61等の構成に限定されない。また、例えば、伝熱管40、伝熱部材50及び伝熱フィン61は銅により構成されていたが、銅に限定されず、銅以外の金属など、蓄熱材20よりも熱伝導性が高い材質により構成されていればよい。
また、例えば、上記実施形態における各構成は、互いに組み合わされて、蓄熱式電気温水器が構成されてもよい。また、例えば、伝熱フィン61は、ヒーター30に伝熱可能に接触していてもよい。この場合、伝熱フィン61が伝熱部材50を兼ねることになる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
For example, the structure of each part of the heat storage type electric water heater, that is, the structure of the heat storage material, the heater, the heat transfer tube, the heat transfer member, the heat transfer fin, etc., is the
Further, for example, the components in the above embodiment may be combined with each other to constitute a heat storage type electric water heater. Further, for example, the
また、伝熱管の配管経路は、上記実施形態における伝熱管の配管経路に限定されない。伝熱管の配管経路は、下から流入して上から排出される経路に限定されず、例えば、この逆に、上から流入して下から排出される経路でもよいし、水平方向に並んだ経路でもよい。 Moreover, the piping path | route of a heat exchanger tube is not limited to the piping path | route of the heat exchanger tube in the said embodiment. The piping path of the heat transfer tube is not limited to a path that flows in from the bottom and is discharged from the top. For example, a path that flows in from the top and is discharged from the bottom may be used. But you can.
1、1F、1G、1H、1I、1J…蓄熱式電気温水器
10…装置本体
12J…ヒーター温度センサー
20…蓄熱材
30、30E…ヒーター
40、40D、40F、40G、40H、40I…伝熱管
50、50A、50B、50C…伝熱部材
61…伝熱フィン
435…流入部分
W…水
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記蓄熱材を加熱するヒーターと、
前記装置本体の内部に前記蓄熱材と接触して配置され、内部に水が流通して水と前記蓄熱材との間で熱交換を行う伝熱管と、
前記蓄熱材よりも熱伝導性が高い材質により構成され、前記ヒーター及び前記伝熱管に伝熱可能に接触された伝熱部材と、を備える蓄熱式電気温水器。 A heat storage material housed inside the device body;
A heater for heating the heat storage material;
A heat transfer tube that is disposed in contact with the heat storage material inside the apparatus main body, in which water flows and exchanges heat between the water and the heat storage material;
A heat storage type electric water heater comprising: a heat transfer member made of a material having higher heat conductivity than the heat storage material and in contact with the heater and the heat transfer tube so as to transfer heat.
前記伝熱部材は、前記伝熱フィンを介して前記伝熱管に伝熱可能に接触している請求項1〜請求項5のいずれかに記載の蓄熱式電気温水器。 A heat transfer fin projecting from the outer peripheral surface of the heat transfer tube;
The heat storage type electric water heater according to any one of claims 1 to 5, wherein the heat transfer member is in contact with the heat transfer tube via the heat transfer fin so as to be capable of transferring heat.
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| KR20210035291A (en) * | 2018-07-27 | 2021-03-31 | 썬앰프 리미티드 | Thermal battery with internally heated phase change material |
-
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