JP2009047377A - 給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】貯湯タンク内の湯の沸き増しに関する操作を簡素化でき、沸き増しをしないように設定した日の翌日に湯切れが生じるのを防止できる給湯装置を提供する。
【解決手段】沸増制限設定手段84で、時間帯別料金制度の昼間時間帯での沸き増しを制限する沸増制限を手動設定する。昼間時間帯に、沸増制限の設定がなくかつ残湯量検知手段86で検知する残湯量が予め設定された残湯量より少なくなれば、ヒートポンプユニット75で沸き増しする。昼間時間帯に、沸増制限の設定があれば、残湯量検知手段86で検知する残湯量が予め設定された残湯量より少なくなっても、沸き増しをしない。解除手段89により、沸増制限が設定されている昼間時間帯が終了してから翌日の昼間時間帯までに沸増制限の設定を自動解除する。
【選択図】図１

Description

本発明は、時間帯別料金制度を利用する給湯装置に関する。

電力料金制度として、一日中電力が供給されるが、夜間時間帯の電気料金が安く、昼間時間帯の電気料金が高くなる時間帯別料金制度があり、この時間帯別料金制度を利用する給湯装置では、主に、電気料金の安い夜間時間帯の電力を使用して湯を沸き上げて貯湯タンクに貯湯し、この貯湯タンクから湯を給湯するようにしている。

また、昼間時間帯において、湯の使用量が多かったために貯湯タンク内の残湯量が予め設定された残湯量より少なくなれば、予め設定された残湯量まで湯を沸き増し、湯切れが生じるのを防止する沸き増しの機能がある。

この昼間時間帯での沸き増しは、リモコンに設けられた沸増設定ボタンを手動操作することによって設定と解除とを切り換えることができ、沸き増しを設定したら手動操作で解除しない限り沸き増しを設定した状態が継続され、同様に沸き増しの設定を解除したら手動操作で設定しない限り沸き増しの設定を解除した状態が継続される（例えば、特許文献１参照。）。

この昼間時間帯での沸き増しの設定および解除は、使用者が湯をあまり使用しないと思えば沸き増しの設定を解除し、また、使用者が湯切れを生じないようにしたいと思えば沸き増しの設定をしている。
特開平１１−２２３３８６号公報（第３頁、図５）

しかしながら、使用者が湯をあまり使用しないと思って沸き増しの設定を解除した日の翌日に、湯切れが生じないようにしたいと思えば沸き増しを設定する必要があり、沸き増しの設定と解除との両方を手動操作しなければならず、操作が煩雑化する問題がある。

また、沸き増しの設定を解除した翌日に、沸き増しの設定をするのを忘れた場合、昼間時間帯での沸き増しが行われず、湯切れが生じる可能性がある。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、貯湯タンク内の湯の沸き増しに関する操作を簡素化でき、沸き増しをしないように設定した日の翌日に湯切れが生じるのを確実に防止できる給湯装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の給湯装置は、湯を貯湯する貯湯タンクと、時間帯別料金制度の電力を使用して前記貯湯タンクに貯湯する湯を沸き上げる沸き上げ手段と、前記貯湯タンクの残湯量を検知する残湯量検知手段と、前記時間帯別料金制度の時間帯を検知する時間帯検知手段と、前記時間帯別料金制度の昼間時間帯での沸き増しを制限する沸増制限を手動設定する沸増制限設定手段と、前記時間帯別料金制度の昼間時間帯に、前記沸増制限の設定がなくかつ前記残湯量検知手段で検知される残湯量が予め設定された残湯量より少なくなれば前記沸き上げ手段で前記貯湯タンク内の湯を沸き増しさせ、前記沸増制限の設定があれば前記残湯量検知手段で検知される残湯量が予め設定された残湯量より少なくなっても沸き増しをしない沸増制御手段と、前記沸増制限が設定されている昼間時間帯が終了してから翌日の昼間時間帯までに前記沸増制限の設定を自動解除する解除手段とを具備しているものである。

請求項２記載の給湯装置は、請求項１記載の給湯装置において、沸増制限が設定されている場合でも貯湯タンク内に最低限の残湯量を確保する最低残湯量を設定する最低残湯量設定手段を具備し、沸増制御手段は、時間帯別料金制度の昼間時間帯に、沸増制限の設定がありかつ残湯量検知手段で検知される残湯量が前記最低残湯量より少なくなれば、沸き上げ手段で貯湯タンク内の湯を前記最低残湯量まで沸き増しさせるものである。

請求項１記載の給湯装置によれば、時間帯別料金制度の昼間時間帯での沸き増しを制限する沸増制限を手動設定でき、さらに、沸増制限が設定されている昼間時間帯が終了してから翌日の昼間時間帯までに沸増制限の設定を自動解除するため、沸増制限の設定を解除する手動操作が必要なく、操作を簡素化できるとともに、沸増制限の設定の解除忘れを防止でき、湯切れが生じるのを確実に防止できる。

請求項２記載の給湯装置によれば、請求項１記載の給湯装置の効果に加えて、時間帯別料金制度の昼間時間帯に、沸増制限の設定がありかつ残湯量検知手段で検知される残湯量が予め設定された最低残湯量より少なくなれば、沸き上げ手段で貯湯タンク内の湯を最低残湯量まで沸き増しさせるため、沸増制限が設定されている場合でも貯湯タンク内に最低限の残湯量を確保でき、湯切れを防止できる。

以下、本発明の一実施の形態を、図面を参照して説明する。

図２に示すように、給湯装置11は、本体ユニット12と、湯を沸き上げるための室外機13とを備え、浴槽14に張った浴槽水の追焚機能を有している。

本体ユニット12は、湯を貯湯する貯湯タンク17を有し、この貯湯タンク17には、貯湯タンク17の上部位置と、貯湯タンク17の上部から容量に対応した１／５位置、２／５位置、３／５位置、４／５位置と、貯湯タンク17の下部位置とに、貯湯タンク17内の湯水温度を検知する複数の温度検知手段としてのサーミスタ18a〜18fがそれぞれ配設されている。

貯湯タンク17の下部には、水道管などの給水源に配管される給水経路20が接続されている。この給水経路20には、給水圧力を減圧する減圧弁21、逆流を規制する逆止弁22が配設されている。

貯湯タンク17の上部に上部取出経路25が接続され、貯湯タンク17の上下方向中間位置であって１／５位置のサーミスタ18bと２／５位置のサーミスタ18cとの間に中間部取出経路26が接続されている。中間部取出経路26には貯湯タンク17の中間部から湯を取り出す方向にのみ湯の流れを許容する逆止弁27が配設されている。これら上部取出経路25と中間部取出経路26とは電動弁である調整弁28に接続され、この調整弁28により、上部取出経路25から取り出す貯湯タンク17の上部の湯と中間部取出経路26から取り出す貯湯タンク17の中間部の湯との混合比率を調整して取り出す。この調整弁28で調整可能とする混合比率には、いずれか一方が１００％、他方が０％の場合も含まれる。調整弁28には取り出された湯を給湯する給湯経路29が接続されている。給湯経路29には湯の温度を検知する取出温度検知センサ30が配設されている。そして、これら上部取出経路25、中間部取出経路26、調整弁28、給湯経路29によって、貯湯タンク17から湯を取り出す取出経路31が形成されている。

また、給湯経路29（取出経路31）と給水経路20とが給湯用の混合弁34および浴槽用の混合弁35にそれぞれ接続されている。これら混合弁34，35は、給湯経路29（取出経路31）からの湯と給水経路20からの水とを混合して所定温度の湯を給湯する。これら混合弁34，35で調整可能とする混合比率には、いずれか一方が１００％、他方が０％の場合も含まれる。これら混合弁34，35に接続される給湯経路29および給水経路20には、給湯経路29側および給水経路20側への逆流を規制する逆止弁36，37がそれぞれ配設されている。

給湯用の混合弁34は、例えば台所などに設置されるメインリモコンや浴室に設置される浴室リモコン等によりそれぞれ設定される給湯設定温度の湯を供給する。この給湯用の混合弁34には所定の給湯場所に給湯する給湯路38が接続され、この給湯路38には流量を測定する流量センサ39および温度を検知する給湯温度センサ40が配設されている。

浴槽用の混合弁35は、例えば台所などに設置されるメインリモコンや浴室に設置される浴室リモコン等によりそれぞれ設定される湯張り設定温度の湯を供給したり、浴室リモコンによる追い焚き操作時に浴槽水の追い焚き能力に応じた温度の湯を供給する。この浴槽用の混合弁35には浴槽14に給湯する浴槽用給湯経路41が接続され、この浴槽用給湯経路41には流路を開閉する給水電磁弁などを備えたホッパ42が配設されている。

また、給湯経路29（取出経路31）の混合弁34，35の接続箇所より下流側には、上流側への逆流を規制する逆止弁43、および熱負荷側である浴槽14の浴槽水と熱交換する追焚用熱交換器44を介して、この追焚用熱交換器44を通過した湯を貯湯タンク17に戻す戻り経路45が接続されている。この戻り経路45には、貯湯タンク17から取出経路31を通じて湯を取り出すとともに追焚用熱交換器44を通過した湯を戻り経路45を経て貯湯タンク17に戻すように湯を循環させる追焚用循環ポンプ46が配設され、追焚用熱交換器44を通過した湯の温度を検知する取入温度検知センサ51が配設されている。

戻り経路45には切換弁47が接続され、この切換弁47には、貯湯タンク17の上部に接続される上部取入経路48、貯湯タンク17の上下方向中間位置であって３／５位置のサーミスタ18dと４／５位置のサーミスタ18eとの間に接続される中間部取入経路49、給水経路20を通じて貯湯タンク17の下部に接続される下部取入経路50が接続されている。この切換弁47により、戻り経路45に対して、上部取入経路48、中間部取入経路49および下部取入経路50のいずれか１つが接続するように切り換えられる。そして、戻り経路45と上部取入経路48、中間部取入経路49および下部取入経路50とで、貯湯タンク17の上部、中間部および下部の複数位置に追焚用熱交換器44を通過した湯を戻す複数の取入経路52が形成されている。

そして、取出経路31、複数の取入経路52および切換弁47によって追焚回路53が形成されている。

また、追焚用熱交換器44と浴槽14とが浴槽用循環経路54によって接続されている。この浴槽用循環経路54は、浴槽14の浴槽水を取り込んで追焚用熱交換器44に導く戻り配管55、追焚用熱交換器44を通過した浴槽水を浴槽14に導く往き配管56を有している。戻り配管55には、浴槽14から取り込んだ浴槽水の温度を検知するサーミスタ57、浴槽14の水位を検知する圧力センサ58、浴槽14への自動湯張り時に流路を切り換えるための切換弁59、浴槽水を循環させる浴槽用循環ポンプ60、浴槽水の循環を検知するフロースイッチ61が配設されている。往き配管56には、浴槽14に導入する浴槽水の温度を検知するサーミスタ62が配設されている。

切換弁59には浴槽用給湯経路41が接続され、浴槽用給湯経路41から給湯される湯を戻り配管55の１管、または戻り配管55と往き配管56との２管を通じて浴槽14に給湯可能になっている。

また、貯湯タンク17の上部取出経路25には、沸き上げ時の過剰な圧力を逃す逃し弁65が接続され、この逃し弁65は排水経路66に接続されている。貯湯タンク17の下部と排水経路66との間は、貯湯タンク17内の水を排水する排水バルブ67を介して接続されている。

また、貯湯タンク17側と室外機13とが沸き上げ回路70によって接続されている。この沸き上げ回路70は、貯湯タンク17の下部と室外機13の入口側とを接続する沸き上げ用取出経路71、室外機13の出口側と貯湯タンク17とを接続する沸き上げ用取入経路72を有している。この沸き上げ用取入経路72は、追焚回路53の戻り経路45に接続され、切換弁47、上部取入経路48、中間部取入経路49および下部取入経路50を共用している。そして、切換弁47により、室外機13の出口側に対する接続が上部取入経路48、中間部取入経路49および下部取入経路50のいずれか１つに切り換えられる。

また、室外機13には、湯を沸き上げる沸き上げ手段としてのヒートポンプユニット75が配設されている。このヒートポンプユニット75は、圧縮機、凝縮器として機能する沸き上げ用熱交換器76、膨張弁、蒸発器等で構成される冷媒回路を有している。このヒートポンプユニット75の沸き上げ用熱交換器76に沸き上げ回路70が接続されている。このヒートポンプユニット75の沸き上げ用熱交換器76の上流側に、貯湯タンク17の下部の水を沸き上げ用取出経路71側から沸き上げ用取入経路72側に循環させる沸き上げ用循環ポンプ77が配設されている。

また、給湯装置11は、この給湯装置11を制御する制御部81を備えている。図１には、制御部81の沸き増しに関する構成を示し、制御部81には、本体ユニット12に設けられた操作部としての本体操作部82、台所や浴室などに設置される操作部としてのリモコン83、貯湯タンク17のサーミスタ18a〜18f、ヒートポンプユニット75などが接続されている。

リモコン83（本体操作部82でもよい）には、時間帯別料金制度の昼間時間帯（例えば７時〜２３時）での沸き増しを制限する沸増制限を手動設定する沸増制限設定手段84、沸増制限が設定されている場合でも貯湯タンク17内に最低限の残湯量を確保する最低残湯量を設定する最低残湯量設定手段85を備えている。これら沸増制限設定手段84や最低残湯量設定手段85は本体操作部82またはリモコン83に設けたボタンなどで設定操作可能とする。

そして、制御部81は、サーミスタ18a〜18fの検知温度から貯湯タンク17内の残湯量を検知する残湯量検知手段86、時間帯別料金制度の時間帯を検知するタイマである時間帯検知手段87、時間帯別料金制度の昼間時間帯に、沸増制限の設定がなくかつ残湯量検知手段86で検知される残湯量が予め設定された沸増基準残湯量より少なくなればヒートポンプユニット75で貯湯タンク17内の湯を沸増基準残湯量まで沸き増しさせ、沸増制限の設定があれば残湯量検知手段86で検知される残湯量が予め設定された沸増基準残湯量より少なくなっても沸き増しをしない沸増制御手段88、沸増制限が設定されている昼間時間帯が終了してから翌日の昼間時間帯までに沸増制限の設定を自動解除する解除手段89の機能を有している。

さらに、沸増制御手段88は、時間帯別料金制度の昼間時間帯に、沸増制限の設定がありかつ残湯量検知手段86で検知される残湯量が予め設定されている最低残湯量より少なくなれば、ヒートポンプユニット75で貯湯タンク17内の湯を最低残湯量まで沸き増しさせる機能を有している。なお、最低残湯量は、沸増基準残湯量よりも少なく、使用者が任意に設定可能とする必要最低限の残湯量である。

また、制御部81は、沸増制限の設定および解除など制御部81が取り扱うデータを記憶する記憶手段90を有している。

次に、本実施の形態の作用を説明する。

まず、貯湯タンク17への湯の貯湯動作について説明する。

時間帯別電灯制度の夜間時間帯（例えば２３時〜７時）において、室外機13のヒートポンプユニット75および沸き上げ用循環ポンプ77を作動させる。沸き上げ用循環ポンプ77の作動により、貯湯タンク17の下部の水を沸き上げ用取出経路71から取り出してヒートポンプユニット75に送り、このヒートポンプユニット75で沸き上げた湯を沸き上げ用取入経路72から貯湯タンク17に戻す。

室外機13のヒートポンプユニット75からの湯の出湯温度が低いときには、切換弁47で下部取入経路50または中間部取入経路49に切り換え、貯湯タンク17の下部または中間部に温度の低い湯水を戻し、貯湯タンク17の上部の湯の温度低下を防止する。また、室外機13のヒートポンプユニット75で沸き上げられた湯の出湯温度が沸き上げ目標温度以上のときには、切換弁47で上部取入経路48に切り換え、貯湯タンク17の上部に沸き上げ目標温度以上の湯を送り込んで貯湯する。これにより、貯湯タンク17の上部に低温湯を貯湯することがなくなり、貯湯温度を高温にできる。

次に、給湯動作について説明する。

給湯路38の下流側に配設される給湯栓等を開くことにより、給水圧力により貯湯タンク17内の湯を押し出し、上部取出経路25、中間部取出経路26、調整弁28および給湯経路29を通じて貯湯タンク17から取り出される湯と給水経路20から給水される水とを給湯用の混合弁34で混合して給湯設定温度の湯とし、この湯を給湯路38から給湯する。給湯経路29に取り出す湯は、調整弁28により、上部取出経路25から取り出す貯湯タンク17の上部の湯と中間部取出経路26から取り出す貯湯タンク17の中間部の湯との混合比率を調整して取り出す。

次に、浴槽14の利用について説明する。

浴槽14に湯張りする場合には、ホッパ42の給水電磁弁を開くことにより、給水圧力により貯湯タンク17内の湯を押し出し、上部取出経路25、中間部取出経路26、調整弁28および給湯経路29を通じて貯湯タンク17から取り出される湯と給水経路20から給水される水とを浴槽用の混合弁35で混合して湯張り設定温度の湯とし、この湯を供給し、浴槽用給湯経路41およびこの浴槽用給湯経路41の一部を構成する浴槽用循環経路54を通じて浴槽14に給湯する。浴槽14に湯張りする場合、切換弁59で戻り配管55と往き配管56との２管に湯が流れるように切り換えることにより、所定量の湯を迅速に給湯して湯張りできる。なお、浴槽14に湯張りする場合、切換弁59で往き配管56の１管のみに湯が流れるように切り換え、戻り配管55の圧力センサ58で水位を監視しながら給湯することにより、浴槽14の湯の水位が設定水位に正確に一致するように湯張りできる。また、給湯経路29に取り出す湯は、調整弁28により、上部取出経路25から取り出す貯湯タンク17の上部の湯と中間部取出経路26から取り出す貯湯タンク17の中間部の湯との混合比率を調整して取り出す。

そして、浴槽14に湯張りした後は、所定時間毎に、浴槽用循環ポンプ60を作動させて浴槽14の浴槽水を浴槽用循環経路54内に循環させ、サーミスタ57で浴槽水の温度を検知し、保温の必要つまり追い焚き動作の必要があるか監視する。

また、浴槽水の温度が設定温度よりも低下した際には自動的に追い焚き動作し、また、リモコン83などの手動操作によっても追い焚き動作する。

追い焚き動作では、まず、浴槽用循環ポンプ60を作動させ、浴槽水を浴槽用循環経路54内に取り込んで追焚用熱交換器44に循環させる。その状態で、追焚用循環ポンプ46を作動させることにより、貯湯タンク17内の湯を、上部取出経路25、中間部取出経路26、調整弁28、給湯経路29（取出経路31）を通じて取り出して追焚用熱交換器44に送り込み、この追焚用熱交換器44で貯湯タンク17からの湯と浴槽14からの浴槽水とで熱交換させ、この熱交換により温度上昇した浴槽水を浴槽14に戻し、浴槽14内の湯温を上昇させる。なお、給湯経路29（取出経路31）に取り出す湯は、調整弁28により、上部取出経路25から取り出す貯湯タンク17の上部の湯と中間部取出経路26から取り出す貯湯タンク17の中間部の湯との混合比率を調整して取り出す。

さらに、追焚用熱交換器44を通過して温度低下した貯湯タンク17からの湯は、戻り経路45、切換弁47、上部取入経路48、中間部取入経路49および下部取入経路50のいずれか１つを通じて貯湯タンク17に戻す。

次に、時間帯別電灯制度の昼間時間帯での湯の沸増制御について説明する。

時間帯別電灯制度の昼間時間帯では、残湯量検知手段86で検知される残湯量が予め設定された沸増基準残湯量より少なくなったか監視している。

残湯量検知手段86で検知される残湯量が予め設定された沸増基準残湯量より少なくなった場合、沸増制限の設定がされていなければ、ヒートポンプユニット75で貯湯タンク17内の湯を沸増基準残湯量まで沸き増しさせる。

また、使用者がもう湯の使用は無いまたは少ないと判断した場合には、リモコン83の沸増制限設定手段84を手動操作して昼間時間帯での沸増制限を設定する。

この場合、沸増制限の設定がされているため、残湯量検知手段86で検知される残湯量が予め設定された沸増基準残湯量より少なくなっても沸き増しをしない。

ただし、沸増制限が設定されていても、残湯量検知手段86で検知される残湯量が予め設定されている最低残湯量より少なくなれば、ヒートポンプユニット75で貯湯タンク17内の湯を最低残湯量まで沸き増しさせ、必要最低限の残湯量を確保し、湯切れを防止できる。

また、沸増制限が設定されている昼間時間帯が終了して夜間時間帯に入ったら、あるいは翌日に夜間時間帯から昼間時間帯に入ったら、すなわち沸増制限が設定されている昼間時間帯が終了してから翌日の昼間時間帯までに、沸増制限の設定を自動解除する。

そのため、翌日において、昼間時間帯に、残湯量検知手段86で検知される残湯量が予め設定された沸増基準残湯量より少なくなった場合、ヒートポンプユニット75で貯湯タンク17内の湯を沸増基準残湯量まで沸き増しさせる。このとき、翌日も使用者の手動操作で沸増制限が設定されていれば、残湯量が予め設定された沸増基準残湯量より少なくなっても沸き増しをしない。

このように、時間帯別料金制度の昼間時間帯での沸き増しを制限する沸増制限を手動設定でき、さらに、沸増制限が設定されている昼間時間帯が終了してから翌日の昼間時間帯までに沸増制限の設定を自動解除するため、沸増制限の設定を解除する手動操作が必要なく、操作を簡素化できるとともに、翌日に沸増制限の設定を解除し忘れるようなことがなく、翌日に湯切れが生じるのを確実に防止できる。

なお、沸き上げ手段としては、ヒートポンプユニット75に限らず、ヒータを用いてもよく、ヒートポンプユニット75とヒータとの両方を用いてもよい。

本発明の一実施の形態を示す給湯装置の沸き増しに関するブロック図である。 同上給湯装置の構成図である。

符号の説明

11 給湯装置
17 貯湯タンク
75 沸き上げ手段としてのヒートポンプユニット
84 沸増制限設定手段
85 最低残湯量設定手段
86 残湯量検知手段
87 時間帯検知手段
88 沸増制御手段
89 解除手段

Claims (2)

1. 湯を貯湯する貯湯タンクと、
   時間帯別料金制度の電力を使用して前記貯湯タンクに貯湯する湯を沸き上げる沸き上げ手段と、
   前記貯湯タンクの残湯量を検知する残湯量検知手段と、
   前記時間帯別料金制度の時間帯を検知する時間帯検知手段と、
   前記時間帯別料金制度の昼間時間帯での沸き増しを制限する沸増制限を手動設定する沸増制限設定手段と、
   前記時間帯別料金制度の昼間時間帯に、前記沸増制限の設定がなくかつ前記残湯量検知手段で検知される残湯量が予め設定された残湯量より少なくなれば前記沸き上げ手段で前記貯湯タンク内の湯を沸き増しさせ、前記沸増制限の設定があれば前記残湯量検知手段で検知される残湯量が予め設定された残湯量より少なくなっても沸き増しをしない沸増制御手段と、
   前記沸増制限が設定されている昼間時間帯が終了してから翌日の昼間時間帯までに前記沸増制限の設定を自動解除する解除手段と
   を具備していることを特徴とする給湯装置。
2. 沸増制限が設定されている場合でも貯湯タンク内に最低限の残湯量を確保する最低残湯量を設定する最低残湯量設定手段を具備し、
   沸増制御手段は、時間帯別料金制度の昼間時間帯に、沸増制限の設定がありかつ残湯量検知手段で検知される残湯量が前記最低残湯量より少なくなれば、沸き上げ手段で貯湯タンク内の湯を前記最低残湯量まで沸き増しさせる
   ことを特徴とする請求項１記載の給湯装置。

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