JP3987019B2 - 貯湯式給湯装置 - Google Patents

Description

本発明は、貯湯タンクの貯湯温水を用いて浴槽の湯水を追い焚きする貯湯式給湯装置に関するものである。

従来よりこの種の電気温水器やヒートポンプ貯湯式給湯装置においては、貯湯タンクの貯湯温水を用いて浴槽の湯水を追い焚き可能とし、追い焚き指令があると、貯湯タンクに貯められた温水の温度を検出し、この温度が所定温度Ｔ１以上であれば、ふろ循環ポンプを駆動して浴槽水を熱交換器に循環させて貯湯タンクの高温水との熱交換により追い焚き運転を行うものがあった。

また、追い焚き指令があったときに、貯湯温度が所定温度Ｔ１未満である場合は、「温度が低すぎて追い焚きや差し湯はできません。昇温するまで少しお待ち下さい。」といった現時点では対処し得ない旨の案内報知を表示や音声案内により行うものであった。
特開２００３−５００４８号公報

しかし、この従来のものでは、追い焚き運転を開始した後に、給湯の使用等で貯湯熱量が追い焚き運転を行うのに不十分な熱量まで低下することがあり、その場合、浴槽水の加熱が効率的に行われていないにもかかわらずに追い焚き運転を継続し、浴槽水をユーザーの所望する温度にまで昇温させるのに長時間を要し、いつまでも追い焚き運転が継続してしまいユーザーの利便性を損なうと共に、ユーザーに対して何の報知もされないので、ユーザーが故障と誤認してしまう可能性があった。

そこで、本発明は上記課題を解決するため、温水を貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンクの貯湯温度を検出する複数の貯湯温度センサと、ふろ循環ポンプを備え浴槽の湯水を循環させるふろ循環回路と、このふろ循環回路途中に設けられ浴槽水を前記貯湯タンクに貯められた温水で加熱する熱交換器と、この熱交換器に供給される浴槽水の温度を検出するふろ往き温度センサと、熱交換後の浴槽水温度を検出するふろ戻り温度センサと、表示部を有したリモコンとを備え、前記ふろ循環ポンプを駆動して浴槽水を前記熱交換器に循環させて追い焚き運転するようにした貯湯式給湯装置において、追い焚き運転中にふろ往き温度センサで検出する温度とふろ戻り温度センサで検出する温度の差が所定値以下の場合は、前記ふろ循環ポンプを駆動停止して追い焚き運転を中止すると共に、前記リモコンに追い焚き運転を中止している旨を文字表示し、更に追い焚き運転中止後の対処方法を音声案内するようにしたものである。

以上のように、本発明によれば、追い焚き運転を開始した後でも、追い焚きに必要な熱量がなくなったことを検出して運転を中止でき、しかも追い焚き運転が自動的に中止されたことを容易に認識でき、ユーザーが故障と誤認することがないものである。

また、同時に告知音で報知するので、追い焚き運転が中止されたことをリモコンから離れた場所にいるユーザーに対しても報知することができるものである。

また、前記告知音を追い焚き運転を中止している旨を説明する音声案内としたので、リモコンから離れた場所にいるユーザーに対しても追い焚き運転が中止した旨を確実に通知することができる。

また、前記告知音を追い焚き運転中止後の対処方法を説明する音声案内としたので、ユーザーが追い焚き運転中止後の対処に迷うことなく、適正な処置を行うことができる。

また、追い焚き運転中止中は前記貯湯量表示部を点滅表示するようにしたので、表示部の追い焚き運転を中止している旨の文字表示と併せて、追い焚き運転の中止原因が容易に推測可能となるものである。

次に、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

この貯湯式給湯装置は、時間帯別契約電力の電力単価が安価な深夜時間帯に湯水を沸き上げて貯湯し、この貯湯した湯水を給湯に用いるもので、１は湯水を貯湯する貯湯タンク２を備えた貯湯タンクユニット、３は貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段としてのヒートポンプユニット、４は台所や洗面所等に設けられた給湯栓、５はこの貯湯式給湯装置を遠隔操作するリモコン、６は浴槽である。

前記貯湯タンクユニット１の貯湯タンク２は、上端に出湯管７と、下端に給水管８とが接続され、さらに、下部にヒーポン循環回路を構成するヒーポン往き管９と、上部にヒーポン循環回路を構成するヒーポン戻り管１０とが接続され、前記ヒートポンプユニット３によってヒーポン往き管９から取り出した貯湯タンク２内の湯水を沸き上げてヒーポン戻り管１０から貯湯タンク２内に戻して貯湯され、給水管８からの給水により貯湯タンク２内の湯水が押し上げられて貯湯タンク２内上部の高温水が出湯管７から押し出されて給湯されるものである。

前記ヒートポンプユニット３は、圧縮機１１と凝縮器としての冷媒−水熱交換器１２と電子膨張弁１３と強制空冷式の蒸発器１４で構成されたヒートポンプ回路１５と、貯湯タンク２内の湯水を前記ヒーポン往き管９およびヒーポン戻り管１０を介して冷媒−水熱交換器１２に循環させるヒーポン循環ポンプ１６と、それらの駆動を制御するヒーポン制御部１７とを備えており、ヒートポンプ回路１５内には冷媒として二酸化炭素が用いられて超臨界ヒートポンプサイクルを構成しているものである。なお、冷媒に二酸化炭素を用いているので、低温水を電熱ヒータなしで約９０℃の高温まで沸き上げることが可能なものである。

ここで、前記冷媒−水熱交換器１２は冷媒と被加熱水たる貯湯タンク２内の湯水とが対向して流れる対向流方式を採用しており、超臨界ヒートポンプサイクルでは熱交換時において冷媒は超臨界状態のまま凝縮されるため効率良く高温まで被加熱水を加熱することができ、被加熱水の冷媒−水熱交換器１２入口温度と冷媒の出口温度との温度差が一定になるように前記電子膨張弁１２または圧縮機１１を制御することで、ＣＯＰ（エネルギー消費効率）がとても良い状態で被加熱水を加熱することが可能なものである。

次に、１８は前記浴槽６の湯水を加熱するためのステンレス製の蛇管よりなる熱交換器で、貯湯タンク２内の上部に配置されていると共に、この熱交換器１８にはふろ往き管１９およびふろ循環ポンプ２０を備えたふろ戻り管２１よりなるふろ循環回路２２が接続されて浴槽６の湯水が循環可能にされ、浴槽６内の湯水が貯湯タンク２内の高温水により加熱されて保温あるいは追い焚きが行われるものである。

２３はふろ戻り管２１を介して熱交換器１８に流入する浴槽水の温度を検出するふろ戻り温度センサ、２４は熱交換器１８を流出してふろ往き管１９を介して浴槽６へ流れる浴槽水の温度を検出するふろ往き温度センサである。

次に、２５は出湯管７からの湯と給水管９から分岐された給水バイパス管２６からの低温水を混合する電動ミキシング弁より構成された給湯混合弁であり、その下流の給湯管２７に設けた給湯温度センサ２８で検出した湯温がリモコン５でユーザーが設定した給湯設定温度になるように混合比率が制御されるものである。

２９は給湯管２７から分岐されてふろ戻り管２１に連通された湯張り管で、この湯張り管２９には、浴槽６への湯張りの開始／停止を行う湯張り弁３０と、浴槽６への湯張り量をカウントするふろ流量カウンタ３１と、浴槽水が給湯管２７へ逆流するのを防止する逆止弁３２とが設けられているものである。

次に、３３は貯湯タンク２の上下方向に複数個配置された貯湯温度センサで、この実施形態では５つの貯湯温度センサが配置され上から３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ、３３ｅと呼び、この貯湯温度センサ３３が検出する温度情報によって、貯湯タンク２内にどれだけの熱量が残っているかを検知し、そして貯湯タンク２内の上下方向の温度分布を検知するものである。

３４は貯湯タンクユニット１内の各センサの入力を受け各アクチュエータの駆動を制御するマイコンを有し制御部を構成する給湯制御部である。この給湯制御部３４に前記リモコン５が無線または有線により接続されユーザーが任意の給湯設定温度およびふろ設定温度を設定できるようにしているものである。

また、前記給湯制御部３４には、前記複数の貯湯温度センサ３３ａ〜３３ｅの出力が入力され、これらの検出温度を基に貯湯タンク２内の残熱量が足りているかを判断する残熱量判断部３５が設けられている。

前記リモコン５には、給湯設定温度を設定する給湯温度設定スイッチ３６、およびふろ設定温度を設定するふろ温度設定スイッチ３７がそれぞれ設けられていると共に、浴槽６へふろ設定温度の湯をリモコン５の湯張り量設定スイッチ（図示せず）で設定された湯張り量だけ湯張りし所定時間保温させるふろ自動スイッチ３８と、浴槽水を追い焚きさせる追い焚きスイッチ３９と、貯湯タンク２内の湯水を昼間時間帯においても一定量沸き増しさせる沸き増しスイッチ４０とが設けられているものである。また、このリモコン５にはドットマトリクスの表示部４１と、ブザー音や音声案内を出力するスピーカ４２と、これらを制御するリモコン制御部４３とが設けられているものである。

また、前記表示部４１の一部領域には、貯湯タンク２内の残湯量を視覚的に表示する貯湯量表示部４４が設けられているもので、前記残熱量判断部３５にて算出される残湯量に応じて貯湯タンク２を模した図形内に残湯を示すバー表示の点灯数を変化させるものである。

そして、前記リモコン制御部４３には表示部４１に表示させる文字情報を記憶した文字情報メモリ４５と、スピーカ４２から報知する音声案内の音声を記憶した音声合成ＩＣ４６が設けられているものである。

なお、４７は貯湯タンク２の過圧を逃す過圧逃し弁、４８は給水の圧力を減圧する減圧弁、４９は給湯する湯水の量をカウントする給湯流量カウンタ、５０は給水の温度を検出する給水温度センサである。

次に、この実施例１の作動を説明する。
まず、深夜電力時間帯になって貯湯温度センサ３３が貯湯タンク２内に翌日に必要な熱量が残っていないことを検出すると、給湯制御部３４はヒーポン制御部１７に対して沸き上げ開始指令を発する。指令を受けたヒーポン制御部１７は圧縮機１１を起動した後にヒーポン循環ポンプ１６を駆動開始し、貯湯タンク２下部に接続されたヒーポン往き管９から取り出した５〜２０℃程度の低温水を冷媒−水熱交換器１２で７０〜９０℃程度の高温に加熱し、貯湯タンク２上部に接続されたヒーポン戻り管１０から貯湯タンク２内に戻し、貯湯タンク２の上部から順次積層して高温水を貯湯していく。貯湯温度センサ３３が必要な熱量が貯湯されたことを検出すると、給湯制御部３４はヒーポン制御部１７に対して沸き上げ停止指令を発し、ヒーポン制御部１７は圧縮機１１を停止すると共にヒーポン循環ポンプ１６も停止して沸き上げ動作を終了するものである。

次に、給湯運転について説明すると、給湯栓４を開くと、給水管８からの給水が貯湯タンク２内に流れ込む。そして貯湯タンク２に貯められた高温水が出湯管７を介して給湯混合弁２５へ流入し、給水バイパス管２６からの低温水と混合され、給湯制御部３４により給湯混合弁２５の混合比率が調整されて給湯設定温度の湯が給湯栓４から給湯される。そして、給湯栓４の閉止によって給湯が終了するものである。

次に、浴槽６への湯張り運転について説明すると、リモコン５のふろ自動スイッチ３８が操作されると、給湯制御部３４が湯張り弁３０を開弁する。そして、給湯混合弁２５によってふろ設定温度に調整された湯水が湯張り管２９からふろ戻り管２１を介して浴槽６へ湯張りされ、湯張り管２９途中に設けられたふろ流量カウンタ３１が所定の湯張り量をカウントすると給湯制御部３４が湯張り弁３０を閉弁して湯張り運転を終了するものである。

次に、ふろの追い焚き運転について図３に示すフローチャートに基づいて説明すると、リモコン５の追い焚きスイッチ３９がＯＮされると、追い焚き運転の開始条件チェックを行い、給湯制御部３４の残熱量判断部３５は貯湯タンク２に取り付けられている貯湯温度センサ３３が検出する貯湯温度をチェックし、熱交換器１８近傍の貯湯温度が所定温度Ｔ１（ここでは５０℃）以上であれば、残熱量が追い焚き運転が可能な量残っていると判断して開始条件を満たしているため追い焚き運転を開始する（ステップ１、以下Ｓ１と略す）。

そして、熱交換器１８近傍の貯湯温度が所定温度Ｔ１以上あると（Ｓ１でＹｅｓ）、給湯制御部４０はふろ循環ポンプ２０を駆動開始して（Ｓ２）貯湯タンク２内の上部に貯められた高温水と浴槽水とを熱交換させふろの追焚き運転を開始する。

そして、ふろ往き温度センサ２４で検出する温度とふろ戻り温度センサ２３で検出する温度の差が所定値以上であることを検出し、浴槽水の加熱が効率的に行われていると判断すると（Ｓ３でＹｅｓ）、浴槽水の温度が目標追い焚き温度に達するまで追い焚き運転を継続する（Ｓ４）。

そして、ふろ戻り温度センサ２３で検出する温度が追い焚き目標温度に達すると、給湯制御部３８はふろ循環ポンプ２０を駆動停止して（Ｓ５）、追い焚き運転を終了する（Ｓ６）ものである。

ここで、前記ステップＳ３にて、追い焚き運転中のふろ往き温度センサ２４で検出する温度とふろ戻り温度センサ２３で検出する温度の差が所定値以下となり、浴槽水の加熱が効率的に行われておらず、追い焚きに必要な熱量がなくなったと判断されると（Ｓ３でＮｏ）、リモコン制御部４３にこの情報が伝達され、リモコン制御部４３はスピーカ４２にてブザー音を鳴動し（Ｓ７）、文字情報メモリ４４から追い焚き運転を中止する旨の文字情報を呼び出して表示部４１に追い焚き運転を中止する旨を表示する（Ｓ８）。同時に表示部４１内の貯湯量表示部４４を点滅表示して残熱量が少なくなって追い焚きができなくなった旨を暗示的にユーザーに知らしめることができる（Ｓ９）。

更に、リモコン制御部４３は、音声合成ＩＣ４６から追い焚き運転を中止する際のタイミングで出力する音声情報を呼び出し、スピーカ４２から音声案内するものである（Ｓ１０）。このとき、音声案内の内容としては、「残熱量が足りないので追い焚き運転を中止します。」といった追い焚き運転中止要因の説明や、「沸き増し運転を行ってください。」や「沸き増し運転が完了するまでしばらくお待ち下さい。」といった追い焚き運転中止後の対処方法の説明等が適しているものである。

そして、給湯制御部３４は駆動中のふろ循環ポンプ２０を停止させ、追い焚き運転を中止するものである（Ｓ１１）。なお、追い焚き運転を中止するステップは、前記ステップＳ３でＮｏと判断された後であれば良いもので、例えば前記ステップＳ７の前後に変えても目的を達することができるものである。

そして、追い焚き運転が中止された後は、ユーザーはリモコン５からのブザー音および音声案内により追い焚き運転が中止したことを離れた場所においても認識することができると共に、リモコン５の表示部４１にも追い焚き運転が中止された旨が文字情報により表示され、更に貯湯量表示部４４が点滅していることによって、貯湯熱量が不足して追い焚き運転が中止されていることを視覚から直感的に認識することができる。

よって、追い焚き運転を開始した後に、貯湯熱量が足りなくなって追い焚き運転を中止した旨を確実に認識させることが可能で、ユーザーに対して追い焚き運転の途中停止を故障と区別して認識させることができ、更に、その後の適切な対処方法を促すことができ、ユーザーの利便性を大きく高めることができるものである。

そして、熱量が足りなくて追い焚き運転が中止したことを認識したユーザーは、リモコン５の沸き増しスイッチ４０を操作して沸き増し運転を行わせ、ふろの追い焚き運転に必要な熱量の追加を自ら選択して行わせることができるものである。また、貯湯タンク２内の熱交換器１８よりも上部に高温湯が残っている場合は、高温差し湯することで浴槽６内の残り湯を昇温させることも可能である。

前記表示部４１に表示される追い焚き運転を中止している旨を示す文字情報および貯湯量表示部４４の点滅表示は、リモコン５の操作スイッチの何れかが操作されるまで継続され、ユーザーがブザー音や音声案内に気がつかなかった場合であっても、リモコン５を見ることで視覚的に追い焚き運転が中止されていることいつでも知ることができるものである。

なお、本発明の上記の実施例１に限定されるものではなく、実施例１において、熱交換器１８を貯湯タンク２内に配置したが、これに限らず、熱交換器１８を貯湯タンク２外に配置し、貯湯温水を熱交換器１８に循環させる方式としても良いものである。また、貯湯水を加熱する手段としてヒートポンプ式を採用したが、これに限らず、貯湯タンク２内に電熱ヒータを配置したものでも良いものである。

また、追い焚き運転を中止する判断に関し、実施例１のやり方に限定されるものではなく、例えば貯湯温度センサ３３で検出する温度に基づき残熱量判断部３５が残熱量を算出し、この残熱量が所定値を下回ったときに追い焚きに必要な貯湯熱量がなくなったと判断して追い焚き運転を中止するようにしても良いものである。

本発明の実施例の貯湯式給湯装置の概略構成図。 同実施例の要部ブロック図。 同実施例の作動を説明するフローチャート。

符号の説明

２ 貯湯タンク
３ 加熱手段
５ リモコン
６ 浴槽
１８ 熱交換器
２０ ふろ循環ポンプ
２２ ふろ循環回路
３３ 貯湯温度センサ
４１ 表示部

Claims (1)

1. 温水を貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンクの貯湯温度を検出する複数の貯湯温度センサと、ふろ循環ポンプを備え浴槽の湯水を循環させるふろ循環回路と、このふろ循環回路途中に設けられ浴槽水を前記貯湯タンクに貯められた温水で加熱する熱交換器と、この熱交換器に供給される浴槽水の温度を検出するふろ往き温度センサと、熱交換後の浴槽水温度を検出するふろ戻り温度センサと、表示部を有したリモコンとを備え、前記ふろ循環ポンプを駆動して浴槽水を前記熱交換器に循環させて追い焚き運転するようにした貯湯式給湯装置において、追い焚き運転中にふろ往き温度センサで検出する温度とふろ戻り温度センサで検出する温度の差が所定値以下の場合は、前記ふろ循環ポンプを駆動停止して追い焚き運転を中止すると共に、前記リモコンに追い焚き運転を中止している旨を文字表示し、更に追い焚き運転中止後の対処方法を音声案内するようにしたことを特徴とする貯湯式給湯装置。

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