熱水器以及流量控制方法
【專利摘要】本發(fā)明提供抑制水垢向構(gòu)成熱水器的熱交換器內(nèi)的被加熱液體流路的內(nèi)壁上附著、抑制因水垢附著引起的熱交換性能降低及流路堵塞的熱水器。通過向在水箱（1）和熱交換器（3）中循環(huán)的被加熱液體流施加脈動(dòng)，剝離在熱交換器（3）內(nèi)的被加熱液體流路（31）的內(nèi)壁（傳熱面）上析出的水垢，且將在水箱與熱交換器之間循環(huán)的被加熱液體的循環(huán)次數(shù)控制在三次以下。流通控制部（101）使在熱交換器（3）的被加熱液體流路（31）通過的被加熱液體脈動(dòng)，且控制在被加熱液體流路（31）通過的被加熱液體的流量，使得循環(huán)次數(shù)為三次以下，該循環(huán)次數(shù)基于存儲(chǔ)在水箱（1）中的被加熱液體的總?cè)萘?、水箱?）內(nèi)的被加熱液體的總?cè)萘窟_(dá)到規(guī)定溫度的煮沸時(shí)間以及在被加熱液體流路（31）通過的被加熱液體的流量被確定，且表示存儲(chǔ)在水箱（1）中的被加熱液體的總?cè)萘客ㄟ^熱交換器（3）的次數(shù)。
【專利說明】熱水器以及流量控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及具有對(duì)在加熱器中水垢向加熱被加熱液體的加熱流路的附著加以抑制的功能的熱水器。
【背景技術(shù)】
[0002]向浴室或廚房供應(yīng)熱水的熱水器大致分為電熱水器、燃?xì)鉄崴?、燃油熱水器等，但都具有用于向水傳輸熱的被稱為熱交換器的部分。在電熱水器中，作為節(jié)能和應(yīng)對(duì)全球變暖的措施，從減少二氧化碳的觀點(diǎn)出發(fā)，熱泵熱交換式的電熱水器(熱泵熱水器)最近尤為受到關(guān)注。其原理是使大氣的熱轉(zhuǎn)移到熱介質(zhì)，利用該熱來煮沸水。具體地說，使壓縮氣體時(shí)產(chǎn)生的高熱經(jīng)由熱交換器向水轉(zhuǎn)移，利用使該氣體膨脹時(shí)的冷氣使熱介質(zhì)的溫度再次回到大氣溫度，重復(fù)進(jìn)行這樣的冷熱循環(huán)。理論上雖然不能生成輸入能量以上的熱能，但熱泵熱水器由于是利用大氣熱的結(jié)構(gòu)，所以可以利用比運(yùn)轉(zhuǎn)所需能量更多的熱能。
[0003]熱交換器為了向水傳輸熱，始終保持傳熱面為清潔狀態(tài)是非常重要的。一旦壁面變臟，則有效的傳熱面積就減少，導(dǎo)致傳熱性能下降。進(jìn)而，一旦污垢堆積，則最壞的情況下會(huì)導(dǎo)致流路堵塞。
[0004]尤其是在水中的硬度成分(鈣離子、鎂離子)高的地域存在這樣的課題，即:通過加熱，以碳酸鹽為主要成分的“水垢”析出，容易附著在熱交換器內(nèi)。在現(xiàn)有的熱水器中，使板式熱交換器的高溫水側(cè)的排出閥按照一秒左右的周期形成全閉或全開及20%開度地產(chǎn)生脈動(dòng)，使板本身振動(dòng)來剝離清除低溫水側(cè)流路的殘留物(例如專利文獻(xiàn)I)。
[0005]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)1:日本特開2005-221109號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明所要解決的課題
[0009]但是，在專利文獻(xiàn)I中，假使通過使板振動(dòng)而使碳酸鈣水垢剝離，其也會(huì)經(jīng)由循環(huán)回路返回到板式熱交換器，再次附著在被高溫水加熱的板的表面，因此，具有不能防止板式熱交換器的傳熱性能降低及流路堵塞這樣的課題。
[0010]本發(fā)明的目的是提供能抑制水垢附著在構(gòu)成熱水器的加熱器內(nèi)的被加熱液體(水)流路內(nèi)壁上、抑制因水垢附著引起的熱交換性能降低及流路堵塞的熱水器。
[0011]用于解決課題的手段
[0012]本發(fā)明的熱水器，其特征在于，具備:
[0013]水箱，所述水箱存儲(chǔ)加熱對(duì)象的被加熱液體；
[0014]加熱器，所述加熱器被配置在被加熱液體配管的中途，該被加熱液體配管形成供從所述水箱流出的所述被加熱液體再次流入所述水箱的流路，所述加熱器具有加熱流路，該加熱流路供從所述水箱向所述被加熱液體配管流出的所述被加熱液體流入，并使流入的所述被加熱液體升溫而向所述水箱的流入側(cè)的所述被加熱液體配管流出；
[0015]流通控制部，所述流通控制部使存儲(chǔ)在所述水箱中的所述被加熱液體向所述被加熱液體配管流通，
[0016]所述流通控制部
[0017]通過控制經(jīng)過所述加熱器的所述加熱流路的所述被加熱液體的流量，使經(jīng)過所述加熱器的所述加熱流路的所述被加熱液體脈動(dòng)，而且，
[0018]控制經(jīng)過所述加熱器的所述加熱流路的所述被加熱液體的流量，使得存儲(chǔ)在所述水箱中的所述被加熱液體的總?cè)萘吭谥蠓袝r(shí)間內(nèi)經(jīng)過所述加熱器的次數(shù)為規(guī)定次數(shù)以下，該煮沸時(shí)間作為達(dá)到規(guī)定溫度的時(shí)間被設(shè)定。
[0019]發(fā)明的效果
[0020]根據(jù)本發(fā)明，通過向在供熱水水箱和加熱器中循環(huán)的被加熱液體流施加脈動(dòng)，剝離在加熱器內(nèi)的被加熱液體流路內(nèi)壁(傳熱面)上析出的水垢，而且，控制被加熱液體在供熱水水箱和加熱器之間循環(huán)的次數(shù)，從而可以防止剝離水垢再次附著在加熱器內(nèi)的被加熱液體流路內(nèi)壁上。因此，可以可靠地抑制因水垢附著引起的熱交換性能下降及流路堵塞。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是第一實(shí)施方式的熱水器110的結(jié)構(gòu)圖。
[0022]圖2是表示第一實(shí)施方式的被加熱液體流量的時(shí)間變化的圖。
[0023]圖3是第一實(shí)施方式的被加熱液體循環(huán)次數(shù)與水垢附著量的關(guān)系圖。
[0024]圖4是第一實(shí)施方式的被加熱液體最大流量與水垢附著量的關(guān)系圖。
[0025]圖5是第一實(shí)施方式的脈動(dòng)時(shí)間間隔與水垢附著量的關(guān)系圖。
[0026]圖6是第二實(shí)施方式的熱水器120的結(jié)構(gòu)圖。
[0027]圖7是第三實(shí)施方式的熱水器130的結(jié)構(gòu)圖。
[0028]圖8是第四實(shí)施方式的熱水器140的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]參考圖1至圖5就第一實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0030]以下參考圖1就第一實(shí)施方式的熱水器110的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作進(jìn)行說明。另外，以下所示的“L”表示升(IL=I X 10_3m3)。
[0031]第一實(shí)施方式
[0032]圖1是第一實(shí)施方式的熱水器110的結(jié)構(gòu)圖。水箱I用于存儲(chǔ)被加熱液體即水(力口熱對(duì)象的被加熱液體)或者加熱后的熱水。泵2使被加熱液體即水循環(huán)。熱交換器3 (加熱器)使被加熱液體即水升溫。熱交換器3經(jīng)由被加熱液體循環(huán)配管4與水箱I連接。熱交換器3也與熱介質(zhì)配管5連接。即，熱交換器3內(nèi)的被加熱液體流路31 (加熱流路)與熱介質(zhì)流路32接觸，在此進(jìn)行熱交換。熱介質(zhì)例如使用高溫的熱水，但不局限于此，也可以使用二氧化碳或氟類制冷劑或者烴類制冷劑?？刂蒲b置6用來控制泵2的動(dòng)作，經(jīng)由信號(hào)線61與泵2連接。出熱水配管11是用于取出水箱I內(nèi)的熱水的配管。自來水配管12是用來向水箱I內(nèi)補(bǔ)充水的配管。
[0033]出熱水配管11、自來水配管12分別與水箱I連接。[0034]在熱水器110中，被熱交換器3加熱的水被存儲(chǔ)在水箱I中，根據(jù)需要使其從出熱水配管11流出。即，從出熱水配管11流出的熱水是在熱交換器3被直接加熱的熱水。這對(duì)于以下說明的熱水器120?140也是同樣的。
[0035]進(jìn)一步具體說明熱水器110的結(jié)構(gòu)。如圖1所示，被加熱液體循環(huán)配管4(被加熱液體配管)形成從水箱I流出的被加熱液體再次流入水箱I的流路。熱交換器3被配置在被加熱液體循環(huán)配管4的中途。熱交換器3具有被加熱液體流路31 (加熱流路)，在該被加熱液體流路31中，從水箱I向被加熱液體循環(huán)配管4流出的被加熱液體流入，所流入的被加熱液體借助與在熱介質(zhì)流路32中流動(dòng)的熱介質(zhì)之間的熱交換而升溫，向水箱I的流入側(cè)的被加熱液體循環(huán)配管4流出。另外，泵2與控制裝置6 (泵控制裝置)構(gòu)成使存儲(chǔ)在水箱I中的被加熱液體向被加熱液體循環(huán)配管4流通的流通控制部101。
[0036]流通控制部101通過控制在熱交換器3的被加熱液體流路31經(jīng)過的被加熱液體的流量，使經(jīng)過被加熱液體流路31的被加熱液體脈動(dòng)。另外，流通控制部101如后所述，控制經(jīng)過熱交換器3的被加熱液體流路31的被加熱液體的流量，使得循環(huán)次數(shù)為規(guī)定次數(shù)以下(在第一實(shí)施方式中如以下所述為3次以下)，在煮沸時(shí)，該循環(huán)次數(shù)基于存儲(chǔ)在水箱I中的被加熱液體的總?cè)萘縑(L)、作為被加熱液體的總?cè)萘縑到達(dá)規(guī)定溫度的時(shí)間而設(shè)定的煮沸時(shí)間T (分鐘)以及經(jīng)過熱交換器3的被加熱液體流路31的被加熱液體的流量F CL/分鐘)被確定，且表示存儲(chǔ)在水箱I中的被加熱液體的總?cè)萘縑經(jīng)過熱交換器3的次數(shù)。
[0037]接著，參考圖1就第一實(shí)施方式的熱水器110的動(dòng)作進(jìn)行說明。
[0038]被加熱液體即水經(jīng)由自來水配管12被引入水箱I。水箱I內(nèi)的水經(jīng)由泵2、被加熱液體循環(huán)配管4被向熱交換器3輸送。水在經(jīng)過熱交換器3內(nèi)的被加熱液體流路31的期間，被從與其接觸的熱介質(zhì)流路32內(nèi)的熱介質(zhì)供應(yīng)熱量而升溫。升溫后的水即熱水經(jīng)由水箱I的流入側(cè)的被加熱液體循環(huán)配管4返回水箱I。熱介質(zhì)流路32內(nèi)的熱介質(zhì)經(jīng)由熱介質(zhì)配管5被向熱泵(在此未圖示)輸送并被加熱，然后經(jīng)由熱介質(zhì)配管5返回?zé)峤粨Q器3。
[0039](水垢的析出)
[0040]當(dāng)水中的硬度成分即鈣離子濃度高時(shí)，碳酸鈣的結(jié)晶析出。起初與熱介質(zhì)流路32接觸的被加熱液體流路31的內(nèi)壁的溫度理所當(dāng)然升高，碳酸鈣容易析出。而且，碳酸鈣的結(jié)晶晶核與液相的接觸面積越小則在能量方面越有利(穩(wěn)定)，因此一旦有固液界面即異物或壁面存在，就形成晶核與其接觸。根據(jù)這樣的原理，在熱交換器3的內(nèi)部即被加熱液體流路31的內(nèi)壁(傳熱面)有水垢析出。
[0041](煮沸時(shí)間、循環(huán)次數(shù))
[0042]在此，開始加熱水箱I內(nèi)的水，將水箱I內(nèi)的被加熱液體的總量到達(dá)規(guī)定溫度的時(shí)間定義為“煮沸時(shí)間”。在此期間，不從自來水配管12補(bǔ)充自來水，也不從出熱水配管11排出熱水。在煮沸時(shí)間中，控制裝置6控制泵2的動(dòng)作，使水流脈動(dòng)。其中，將平均流量規(guī)定為循環(huán)次數(shù)為“規(guī)定次數(shù)以下”。這里的“循環(huán)次數(shù)”是水箱I內(nèi)的水平均地在閉回路內(nèi)循環(huán)的次數(shù)，是利用以下的算式(I)得出的值。
[0043]循環(huán)次數(shù)=(平均流量FX煮沸時(shí)間T) + (水箱I的容積V+被加熱液體循環(huán)配管4的容積+被加熱液體流路31的容積)算式(I)
[0044]—般來說，被加熱液體循環(huán)配管4的容積以及被加熱液體流路31的容積比水箱I的容積小很多，因此，這些值也可以從上述計(jì)算中省略。即，也可以如以下算式(2)所示地計(jì)算。另外，算式(I)、算式(2)中的“水箱I的容積V”是存儲(chǔ)在水箱I中的被加熱液體的容量。
[0045]循環(huán)次數(shù)=(平均流量FX煮沸時(shí)間T) + (水箱I的容積V)算式(2)
[0046]通過上述算式(I)或算式(2)確定的循環(huán)次數(shù)是表示存儲(chǔ)在水箱I中的被加熱液體的總?cè)萘縑經(jīng)過熱交換器3的次數(shù)的值。
[0047]另外，在煮沸水箱I內(nèi)的一部分水時(shí)，用“升溫的水量”替換“水箱I的容積”，用“使對(duì)象的水量升溫到規(guī)定溫度的時(shí)間”替換“煮沸時(shí)間”即可。例如，如果升溫的水量是一半，則煮沸的時(shí)間也是一半，因此只要確定平均流量，循環(huán)次數(shù)就不變。
[0048]在第一實(shí)施方式的熱水器110中，通過向在水箱I和熱交換器3中循環(huán)的水流施加脈動(dòng)，剝離在熱交換器3內(nèi)的被加熱液體流路31的內(nèi)壁上析出的水垢，而且，通過抑制熱水在水箱I與熱交換器3之間循環(huán)的循環(huán)次數(shù)，防止剝離水垢再次附著在被加熱液體流路31的內(nèi)壁上。由此，可以可靠地抑制因水垢附著引起的熱交換性能的降低及流路堵塞。
[0049]另外，作為熱交換器，并不局限于板式熱交換器的結(jié)構(gòu)或形式，除了板式熱交換器以外還有雙重管式熱交換器、管殼式熱交換器等，也可以將被加熱液體流路31浸潰在熱槽(存儲(chǔ)高溫?zé)崴葻峤橘|(zhì)的水箱)進(jìn)行加熱，還可以接觸電加熱器等加熱器具。
[0050]以下，就第一實(shí)施方式的具體例子(實(shí)驗(yàn)條件)進(jìn)行說明。
[0051](I)在實(shí)驗(yàn)中，水箱I使用容積為60L的不銹鋼制水箱。
[0052](2)另外，作為具有熱交換器3的被加熱液體流路31，準(zhǔn)備了內(nèi)徑為12mm、長(zhǎng)度為IOm的銅管，利用樹脂配管將其連接。
[0053](3)被加熱液體使用通過一般試劑調(diào)制的模擬高硬度水(硬度100mg_CaC03/L、M堿度 140mg-CaC03/L、ρΗ7.5)。
[0054](4)將被加熱液體流路31的銅管浸潰在40L的不銹鋼熱槽中，使模擬高硬度水升溫。
[0055](5)使初始的水箱內(nèi)的水溫為25°C，增加熱量，使得熱水溫度一旦通過銅管出口就上升到75°C。
[0056](6)使煮沸時(shí)間T為I小時(shí)(60分鐘)。即，使水進(jìn)行循環(huán)，以便在煮沸開始起一小時(shí)之后水箱內(nèi)的水全部到達(dá)75°C。
[0057](7)將以上操作作為I批次，重復(fù)進(jìn)行72批次的操作，分析附著在銅管內(nèi)壁上的水垢量。具體是，利用lmol/L的稀鹽酸提取附著的水垢之后，利用高速液相色譜分析儀測(cè)量鈣離子量。另外，在開始各個(gè)循環(huán)時(shí)，將被加熱的模擬高硬度水暫且全部排出，向水箱內(nèi)注入新的模擬高硬度水。
[0058]圖2是表示向被加熱液體施加脈動(dòng)時(shí)的流量的時(shí)間變化的模式圖。橫軸是時(shí)間，縱軸是流量。UH是最大流量，UL是基準(zhǔn)流量(最小流量)，另外，TC是脈動(dòng)循環(huán)時(shí)間，TH是從基準(zhǔn)流量UL到達(dá)最大流量UH的時(shí)間。UM是平均流量，作為將施加了脈動(dòng)的被加熱液體的TC時(shí)間期間的累計(jì)流量除以TC而得到的值被求出。以下的實(shí)驗(yàn)I?實(shí)驗(yàn)3中的各參數(shù)的基準(zhǔn)值按以下方式確定。
[0059](實(shí)驗(yàn)I?實(shí)驗(yàn)3中的各參數(shù)的基準(zhǔn)值)
[0060]UH=L 4 (L/分鐘)，UL=0.7 (L/分鐘)，UM=L O (L/分鐘)，TC=5 (秒鐘)，TH=2 (秒鐘)。[0061](實(shí)驗(yàn)I)
[0062]就被加熱液體的循環(huán)次數(shù)與水垢附著量的關(guān)系進(jìn)行研究。循環(huán)次數(shù)與流量的關(guān)系如下所示。根據(jù)上述算式(2)，
[0063]循環(huán)次數(shù)X水箱I容積V (60L)=平均流量UMX煮沸時(shí)間T (60分鐘)。因此，在實(shí)驗(yàn)I中，循環(huán)次數(shù)=平均流量UM。
[0064]循環(huán)次數(shù)I:UH=1.4 CL/ 分鐘)，UL=0.7 CL/ 分鐘)，UM=L O CL/ 分鐘)
[0065]循環(huán)次數(shù)2:UH=2.8 CL/ 分鐘)，UL=L 4 CL/ 分鐘)，UM=2.0 CL/ 分鐘)
[0066]循環(huán)次數(shù)3:UH=4.2 CL/ 分鐘)，UL=2.1 CL/ 分鐘)，UM=3.0 CL/ 分鐘)
[0067]循環(huán)次數(shù)4:UH=5.6 (L/ 分鐘)，UL=2.8 (L/ 分鐘)，UM=4.0 (L/ 分鐘)
[0068]循環(huán)次數(shù)5:UH=7.0 (L/ 分鐘)，UL=3.5 (L/ 分鐘)，UM=5.0 (L/ 分鐘)
[0069]循環(huán)次數(shù)6:UH=8.4 (L/ 分鐘)，UL=4.2 (L/ 分鐘)，UM=6.0 (L/ 分鐘)
[0070]圖3表示實(shí)驗(yàn)結(jié)果。為了進(jìn)行比較，在相同的圖表中也表示了不施加脈動(dòng)地使循環(huán)次數(shù)為I次時(shí)的水垢附著量。循環(huán)次數(shù)為I時(shí)的結(jié)果最佳，而循環(huán)次數(shù)為3以下時(shí)，觀察到高的水垢附著抑制效果。
[0071](實(shí)驗(yàn)2)
[0072]研究脈動(dòng)的強(qiáng)度即TH時(shí)間之后(這里為2秒鐘后)的最大流量UH是基準(zhǔn)流量UL的幾倍時(shí)可得到高的水垢附著抑制效果。以下表示確定的實(shí)驗(yàn)條件。
[0073]1.25 倍:UH=1.1 (L/ 分鐘)，UL=0.9 CL/ 分鐘)，UM=L O CL/ 分鐘)
[0074]1.5 倍:UH=1.2 (L/ 分鐘)，UL=0.8 CL/ 分鐘)，UM=L O CL/ 分鐘)
[0075]2.0 倍:UH=1.4 (L/ 分鐘)，UL=0.7 CL/ 分鐘)，UM=L O CL/ 分鐘)
[0076]3.0 倍:UH=1.65 (L/ 分鐘)，UL=0.55 CL/ 分鐘)，UM=L O CL/ 分鐘)
[0077]由于這些條件的平均流量UM都是1.0 CL/分鐘)，因此，循環(huán)次數(shù)是I。圖4表示實(shí)驗(yàn)結(jié)果。為了進(jìn)行比較，在同一圖表中也表示了不施加脈動(dòng)地使流量固定在1.0 (L/分鐘)時(shí)的水垢附著量。當(dāng)最大流量是基準(zhǔn)流量的2倍以上時(shí)，觀察到高的水垢附著抑制效果O
[0078](實(shí)驗(yàn)3)
[0079]就脈動(dòng)循環(huán)時(shí)間TC與水垢附著量的關(guān)系進(jìn)行了研究。
[0080]圖5表示實(shí)驗(yàn)結(jié)果。為了進(jìn)行比較，在同一圖表中也表示了不施加脈動(dòng)地使流量固定在1.0 CL/分鐘)時(shí)的水垢附著量。當(dāng)TC為10秒以下時(shí)，觀察到高的水垢附著抑制效
果O
[0081](銅管出口的熱水溫度與脈動(dòng)條件的關(guān)系)
[0082]如實(shí)驗(yàn)2所示，脈動(dòng)強(qiáng)度越大，即平均流量UM越大(循環(huán)次數(shù)越大)，最大流量UH相對(duì)基準(zhǔn)流量UL的倍率就越大。另外，如實(shí)驗(yàn)3所示，脈動(dòng)循環(huán)時(shí)間TC越短，水垢附著抑制效果越高。另一方面，由于流量有所波動(dòng)，被加熱液體流路31的出口的熱水溫度可能會(huì)變得不穩(wěn)定。就該熱水溫度的穩(wěn)定性進(jìn)行了研究，在上述的“循環(huán)次數(shù)為3以下”，“兩秒鐘后的最大流量是基準(zhǔn)流量的2倍以上”、“脈動(dòng)循環(huán)時(shí)間為10秒鐘以下”這樣的脈動(dòng)條件下，未觀察到熱水溫度不穩(wěn)定的現(xiàn)象。這意味著對(duì)于被加熱液體流路中的被加熱液體所保持的熱容量，在上述條件下施加的程度的脈動(dòng)所帶來的影響已被吸收。
[0083]另外，即便被加熱液體流路31的容量小，被加熱液體流路31的出口的熱水溫度變得不穩(wěn)定，如果相對(duì)于被加熱液體的平均流量供應(yīng)的熱量設(shè)計(jì)得當(dāng)，就可以使煮沸時(shí)間后的水箱內(nèi)的熱水溫度達(dá)到目標(biāo)值。因此，在使被加熱液體流路31與熱介質(zhì)流路32接觸而使被加熱液體升溫的情況下，如果不是用被加熱液體流路31的出口的熱水溫度而是用水箱內(nèi)的平均熱水溫度來控制熱介質(zhì)的熱源機(jī)，就可以避免熱源機(jī)操作量的振蕩。
[0084]在第一實(shí)施方式中，如圖2所示，雖然施加的是接近脈沖波的脈動(dòng)波形，但矩形波、正弦波也具有基本相同的效果。
[0085]在上述的第一實(shí)施方式的熱水器110中，具有:用于存儲(chǔ)被加熱液體的供熱水水箱、用于使被加熱液體升溫的加熱器、用于使被加熱液體循環(huán)的循環(huán)流路、用于使循環(huán)流路內(nèi)的被加熱液體流通的液體驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、以及用于調(diào)節(jié)被加熱液體的流量的控制機(jī)構(gòu)。并且，上述控制機(jī)構(gòu)使被加熱液體流量脈動(dòng)，而且，控制被加熱液體平均流量，使得在規(guī)定的升溫時(shí)間內(nèi)(水箱內(nèi)被加熱液體達(dá)到規(guī)定溫度的期間)將被加熱液體在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)的次數(shù)設(shè)為3以下。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，通過向在供熱水水箱和加熱器循環(huán)的被加熱液體施加脈動(dòng)，可以剝離在加熱器內(nèi)的被加熱液體流路內(nèi)壁(傳熱面)上析出的水垢，而且，通過抑制被加熱液體在供熱水水箱與加熱器之間循環(huán)的次數(shù)，可以防止剝離水垢再次附著在加熱器內(nèi)的被加熱液體流路內(nèi)壁上。因此，可以可靠抑制因水垢再次附著引起的熱交換性能的降低以及流路堵塞。
[0086]第二實(shí)施方式
[0087]參考圖6就第二實(shí)施方式的熱水器120進(jìn)行說明。在第二實(shí)施方式的熱水器120中，泵2、閥7以及控制裝置6a構(gòu)成流通控制部102。在第一實(shí)施方式中，泵動(dòng)作本身由控制裝置6 (泵控制裝置)進(jìn)行控制，產(chǎn)生了被加熱液體的脈動(dòng)，但脈動(dòng)施加方式并不局限于此。在第二實(shí)施方式中，通過控制流量調(diào)整閥的開閉，使被加熱液體產(chǎn)生脈動(dòng)，而且將循環(huán)次數(shù)控制為3次以下。
[0088]圖6表示第二實(shí)施方式的熱水器120的結(jié)構(gòu)圖。在第二實(shí)施方式中，在被加熱液體循環(huán)配管4的熱交換器3與泵2之間配置閥7 (流量調(diào)整閥)?？刂蒲b置6a控制閥7的開閉動(dòng)作?？刂蒲b置6a經(jīng)由信號(hào)線61a與閥7連接。其他與圖1相同。根據(jù)圖6的結(jié)構(gòu)，控制裝置6a調(diào)節(jié)閥7的開度，從而可以使被加熱液體產(chǎn)生與第一實(shí)施方式相同的脈動(dòng)。
[0089]如上所述，在第二實(shí)施方式中，流通控制部102由泵2、閥7和控制裝置6a構(gòu)成。泵2被配置在被加熱液體循環(huán)配管4的中途，使存儲(chǔ)在水箱I中的被加熱液體在被加熱液體循環(huán)配管4中流通。另外，閥7被配置在被加熱液體循環(huán)配管4的中途，且被配置在泵2的吸入側(cè)和排出側(cè)中的任意位置，通過接受控制來調(diào)節(jié)被加熱液體的流量。另外，控制裝置6a通過控制閥7，控制被加熱液體的流量，從而使被加熱液體產(chǎn)生脈動(dòng)。
[0090]第三實(shí)施方式
[0091]參考圖7就第三實(shí)施方式的熱水器130進(jìn)行說明。在第三實(shí)施方式中，通過調(diào)節(jié)旁通路的流量，使被加熱液體產(chǎn)生脈動(dòng)，而且將循環(huán)次數(shù)控制為3次以下。
[0092]圖7表示第三實(shí)施方式的熱水器130的結(jié)構(gòu)圖。在第三實(shí)施方式中，流通控制部103具備泵2、旁通管41 (旁通配管)、閥71 (旁通流量調(diào)節(jié)閥)以及控制裝置6b (旁通流量調(diào)節(jié)閥控制裝置)。泵2被配置在被加熱液體循環(huán)配管4的中途，且被配置在熱交換器3的流入側(cè)，使存儲(chǔ)在水箱I中的被加熱液體向被加熱液體循環(huán)配管4流通。旁通管41 (旁通配管)形成從泵2的排出側(cè)向泵2的吸入側(cè)旁通的旁通流路。閥71被配置在旁通管41的中途，通過接受控制裝置6b的控制，來調(diào)節(jié)在旁通管41流動(dòng)的被加熱液體的流量?？刂蒲b置6b通過控制閥71的開度來控制在被加熱液體循環(huán)配管4中流動(dòng)的被加熱液體的流量，從而使被加熱液體產(chǎn)生脈動(dòng)。其他與圖1相同。
[0093]就動(dòng)作進(jìn)行說明。由于控制裝置6b —旦打開閥71，被加熱液體就流入旁通管41，因此，流入熱交換器3的被加熱液體流路31的被加熱液體的流量下降。相反，一旦控制裝置6b關(guān)閉閥71，被加熱液體就不在旁通管41流動(dòng)，因此，流入熱交換器3的被加熱液體流路31的被加熱液體流量增加。通過反復(fù)進(jìn)行這樣的操作，與第一實(shí)施方式一樣，既可以產(chǎn)生脈動(dòng)，又可以將循環(huán)次數(shù)控制為3次以下。
[0094]第四實(shí)施方式
[0095]參考圖8就第四實(shí)施方式的熱水器140進(jìn)行說明。在熱水器140中，與熱水器110一樣，泵2和控制裝置6構(gòu)成流通控制部101。
[0096]圖8表示第三實(shí)施方式的熱水器140的結(jié)構(gòu)圖。輔助加熱裝置8 (例如電加熱器)設(shè)置在水箱I內(nèi)，除此之外與圖1相同。
[0097]就動(dòng)作進(jìn)行說明。在本第四實(shí)施方式中，允許被加熱液體的“循環(huán)次數(shù)”為4次以下。另一方面，為了使被加熱液體流路31的出口的熱水溫度成為規(guī)定溫度以下而調(diào)節(jié)加熱量，不足部分的熱量在水箱I內(nèi)由輔助加熱裝置8提供，使水箱I內(nèi)的熱水溫度升溫到規(guī)定溫度。由此，可以防止因水垢附著在被加熱流路31上引起的熱交換性能的降低及流路堵塞。
[0098]附圖標(biāo)記說明
[0099]I水箱，11出熱水配管，12自來水配管，101、102、103、104流通控制部，110、120、130、140熱水器，2泵，3熱交換器，31被加熱液體流路，32熱介質(zhì)流路，4被加熱液體循環(huán)配管，5熱介質(zhì)配管,6控制裝置,61信號(hào)線。
【權(quán)利要求】
1.一種熱水器，其特征在于，具備: 水箱，所述水箱存儲(chǔ)加熱對(duì)象的被加熱液體； 加熱器，所述加熱器被配置在被加熱液體配管的中途，該被加熱液體配管形成供從所述水箱流出的所述被加熱液體再次流入所述水箱的流路，所述加熱器具有加熱流路，該加熱流路供從所述水箱向所述被加熱液體配管流出的所述被加熱液體流入，并使流入的所述被加熱液體升溫而向所述水箱的流入側(cè)的所述被加熱液體配管流出； 流通控制部，所述流通控制部使存儲(chǔ)在所述水箱中的所述被加熱液體向所述被加熱液體配管流通， 所述流通控制部、 通過控制經(jīng)過所述加熱器的所述加熱流路的所述被加熱液體的流量，使經(jīng)過所述加熱器的所述加熱流路的所述被加熱液體脈動(dòng)，而且， 控制經(jīng)過所述加熱器的所述加熱流路的所述被加熱液體的流量，使得存儲(chǔ)在所述水箱中的所述被加熱液體的總?cè)萘吭谥蠓袝r(shí)間內(nèi)經(jīng)過所述加熱器的次數(shù)為規(guī)定次數(shù)以下，該煮沸時(shí)間作為達(dá)到規(guī)定溫度的時(shí)間被設(shè)定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱水器，其特征在于，所述流通控制部控制經(jīng)過所述加熱器的所述加熱流路的所述被加熱液體的流量，使得存儲(chǔ)在所述水箱中的所述被加熱液體的所述總?cè)萘吭谒鲋蠓袝r(shí)間內(nèi)經(jīng)過所述加熱器最多3次。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱水器，其特征在于，所述流通控制部使所述被加熱液體按規(guī)定的周期(TC)周期性地脈動(dòng)，而且，以所述周期(TC)為10秒以下的方式使所述被加熱液體脈動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的熱水器，其特征在于，所述流通控制部使所述被加熱液體按最大流量(UH)和最低流量(UL)出現(xiàn)的規(guī)定的周期(TC)周期性地脈動(dòng)，而且，以最高流量值(UH)與最低流量值(UL)之比(UH/UL)為2以上的方式使所述被加熱液體脈動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的熱水器，其特征在于，所述流通控制部在使所述被加熱液體周期性地脈動(dòng)的情況下，以脈動(dòng)波形近似脈沖波、矩形波、正弦波中的任意一種形狀的方式產(chǎn)生脈動(dòng)，該脈動(dòng)波形表示經(jīng)過所述加熱器的所述加熱流路的每單位時(shí)間的所述被加熱液體的流量的時(shí)間變化。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱水器，其特征在于，所述流通控制部控制經(jīng)過所述加熱器的所述加熱流路的所述被加熱液體的流量，使得存儲(chǔ)在所述水箱中的所述被加熱液體的所述總?cè)萘吭谒鲋蠓袝r(shí)間內(nèi)經(jīng)過所述加熱器最多4次， 所述水箱具備對(duì)存儲(chǔ)的加熱對(duì)象的被加熱液體進(jìn)行加熱的輔助加熱裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的熱水器，其特征在于，所述流通控制部具備:泵，所述泵被配置在所述被加熱液體配管的中途，使存儲(chǔ)在所述水箱中的所述被加熱液體向所述被加熱液體配管流通；以及泵控制裝置，所述泵控制裝置通過控制所述泵來控制利用所述泵流通的所述被加熱液體的流量。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的熱水器，其特征在于，所述流通控制部具備: 泵，所述泵被配置在所述被加熱液體配管的中途，使存儲(chǔ)在所述水箱中的所述被加熱液體向所述被加熱液體配管流通； 流量調(diào)整閥，所述流量調(diào)整閥被配置在所述被加熱液體配管的中途且被配置在所述泵的吸入側(cè)和排出側(cè)中的任意位置，通過接受控制來調(diào)節(jié)所述被加熱液體流量；以及 閥控制裝置，所述閥控制裝置通過控制所述流量調(diào)整閥來控制所述被加熱液體的流量。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的熱水器，其特征在于，所述流通控制部具備: 泵，所述泵被配置在所述被加熱液體配管的中途且被配置在所述加熱器的流入側(cè)，使存儲(chǔ)在所述水箱中的所述被加熱液體向所述被加熱液體配管流通； 旁通配管，所述旁通配管形成從所述泵的排出側(cè)向所述泵的吸入側(cè)旁通的旁通流路；旁通流量調(diào)整閥，所述旁通流量調(diào)整閥被配置在所述旁通配管的中途，通過接受控制來調(diào)節(jié)在所述旁通配管流動(dòng)的所述被加熱液體的流量；以及 旁通流量調(diào)整閥控制裝置，所述旁通流量調(diào)整閥控制裝置通過控制所述旁通流量調(diào)整閥來控制在所述被加熱液體配管流動(dòng)的所述被加熱液體的流量。
10.一種流量控制方法，是由熱水器的流通控制部進(jìn)行的被加熱液體的流量控制方法，所述熱水器具備: 水箱，所述水箱存儲(chǔ)加熱對(duì)象的被加熱液體； 加熱器，所述加熱器被配置在被加熱液體配管的中途，該被加熱液體配管形成供從所述水箱流出的所述被加熱液體再次流入所述水箱的流路，所述加熱器具有加熱流路，該加熱流路供從所述水箱向所述被加熱液體配管流出的所述被加熱液體流入，并使流入的所述被加熱液體升溫而向所述水箱的流入側(cè)的所述被加熱液體配管流出； 流通控制部，所述流通控制部使存儲(chǔ)在所述水箱中的所述被加熱液體向所述被加熱液體配管流通，其特征在于， 所述流通控制部 通過控制經(jīng)過所述加熱器的所述加熱流路的所述被加熱液體的流量，使經(jīng)過所述加熱器的所述加熱流路的所述被加熱液體脈動(dòng)，而且， 控制經(jīng)過所述加熱器的所述加熱流路的所述被加熱液體的流量，使得存儲(chǔ)在所述水箱中的所述被加熱液體的總?cè)萘吭谥蠓袝r(shí)間內(nèi)經(jīng)過所述加熱器的次數(shù)為規(guī)定次數(shù)以下，該煮沸時(shí)間作為達(dá)到規(guī)定溫度的時(shí)間被設(shè)定。
【文檔編號(hào)】F28G7/00GK103492828SQ201180069818
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2011年4月1日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月1日
【發(fā)明者】古川誠(chéng)司, 宮一普, 神谷俊行, 齊藤禎司 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社