JP2004219005A - 電気温水器 - Google Patents
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Abstract
【課題】無駄な加熱による電力消費や、熱量不足になって追い焚きができなくなることをなくした電気温水器を提供することを目的とするものである。
【解決手段】追い焚き可能なタンク１の温度を、リモコンで設定された温度設定の最高温度にするようにしたもので、追い焚き後のタンク１の温度は、常にカラン給湯温度、風呂温度以上を確保でき、また、無駄な沸き上げによる電力消費が抑えられるという効果がある。
【選択図】 図１
【解決手段】追い焚き可能なタンク１の温度を、リモコンで設定された温度設定の最高温度にするようにしたもので、追い焚き後のタンク１の温度は、常にカラン給湯温度、風呂温度以上を確保でき、また、無駄な沸き上げによる電力消費が抑えられるという効果がある。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はタンク内の水を深夜電力を利用して沸上げる電気温水器で、特に浴槽の湯を追い焚きする機能を有した追い焚き機能付きの電気温水器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の電気温水器としては、安価な深夜電力で沸かした湯の熱量を有効に使って風呂の保温、追い焚きを行うことができるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。これは、タンク内に熱交換器を設け、循環ポンプによって浴槽の湯を熱交換器に循環させるように構成されている。さらに、タンク胴部に温度センサを設け、タンク内の上下に上部ヒータ、下部ヒータをそれぞれ設けた構成になっている。
【０００３】
そして上記循環ポンプが熱交換器に浴槽の湯を循環させ、タンク内の高温の湯で浴槽の追い焚き、保温を行うようになっている。また温度センサでタンク内の湯温低下を検出すれば、必要に応じて上部ヒータ及び／又は下部ヒータに通電して追加的な加熱を行うようになっていた。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−４８３９３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の電気温水器では、追い焚き時にタンク内の湯が足りなくなった場合の判断については対応がなされていない。また、具体的にいつ上部ヒータ及び／又は下部ヒータに通電して追加加熱を行うかについても配慮されていない。したがって、タンク内の湯温低下検知温度を高くすると、一般的に電気料金の高価な昼間時間帯に無駄な電力を使ってしまい、検知温度を低くするとタンクの湯が低くなりすぎて給湯に使えなくなるという課題があった。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、追い焚き時の熱量不足の判定を行い、無駄な電力を使わずに浴槽の追い焚きを行う電気温水器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の電気温水器は、沸上げヒータへの通電を制御してタンク内の水を所定沸上げ温度まで沸上げるとともに、追い焚きサーミスタで検出した湯温がカラン給湯温度と風呂温度の高い方の温度設定で決定された追い焚き判定温度以上のとき風呂循環ポンプを駆動して風呂温度サーミスタで検出した湯温が所定温度になるまで沸上げるようにしたものである。
【０００８】
これにより、深夜電力で沸上げた高温の湯を浴槽の追い焚きに無駄なく使え、不必要に高コストの昼間電力を使用することがなく、より効率的な電気温水器を提供することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、貯湯用のタンクと、タンク内の水を加熱して湯にする沸上げヒータと、タンク内に設けた追い焚き熱交換器と、追い焚き熱交換器を介して浴槽の湯を循環させる風呂循環路と、風呂循環路に設け浴槽の湯を循環させる風呂循環ポンプと、浴槽の出口側の風呂循環路に設け浴槽の湯温を検出する風呂温度サーミスタと、前記タンク内の湯温を検出する沸上げサーミスタと、前記追い焚き熱交換器より下部の前記タンク内の湯温を検出する追い焚きサーミスタと、タンク上部に接続され湯と水を混合して給湯する混合弁と、混合弁の２次側の混合湯温を検出する出湯温度サーミスタと、混合弁の２次側と風呂循環路とを接続する風呂給湯配管と、風呂給湯配管に設けた風呂給湯弁と、カラン給湯温度と風呂温度を個別に設定するリモコンとを有し、前記沸上げヒータへの通電を制御してタンク内の水を所定沸上げ温度まで沸上げるとともに、前記追い焚きサーミスタで検出した湯温がカラン給湯温度と風呂温度の高い方の温度設定で決定された追い焚き判定温度以上のとき前記風呂循環ポンプを駆動して前記風呂温度サーミスタで検出した湯温が所定温度になるまで沸上げる電気温水器としたことにより、深夜電力で沸上げた高温の湯を浴槽の追い焚きに無駄なく使え、不必要に高コストの昼間電力を使用することがなく、より効率的な電気温水器を提供することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、タンク内の残湯量と残湯温度を検出する残湯検出手段を備え、深夜時間帯に沸上げヒータによりタンク内の湯を全量沸き上げした後から次の全量沸き上げ開始までの間、残湯量と残湯温度から換算した追い焚き寄与熱量が所定の湯切れ判定値を下回れば、沸上げヒータを介して所定量の追加沸き上げを行う請求項１に記載の電気温水器としたことにより、追い焚きに必要な熱量をモニターし、追い焚き時に熱量不足になる可能性がある場合には事前に必要な量、沸上げヒータを介して積層追加沸上げを行うので、追い焚き時に熱量不足になる可能性をより少なくすることができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、追い焚きサーミスタで検出した湯温が追い焚き判定温度以下になった場合、風呂追い焚きができなくなったことを報知する追い焚き不可報知手段を設けた請求項１に記載の電気温水器としたことにより、追い焚き不可報知手段の報知で、機器の故障と誤解することなく、また差し湯等の他の手段を使用してお風呂に入れるようにすることができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、湯切れ沸き上げを行うかどうかを選択する湯切れ沸き上げ選択手段を設け、湯切れ沸き上げが非選択時に追い焚きサーミスタで検出した湯温が追い焚き判定温度以下になった場合、追い焚き手段が風呂追い焚きをできなくなったことを報知する追い焚き不可報知手段を設けた請求項２に記載の電気温水器としたことにより、湯切れ沸上げ選択手段により湯切れ沸上げをしないようにでき、夏場シャワーしか使用しない場合、使用しない追い焚きに備えて無駄な追加沸上げをしないようにできる。また、追い焚き不可報知手段により使用者は追い焚きができないのを機器の故障と誤解することなく、差し湯等の他の手段を使用してお風呂に入れるようにすることができる。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、追い焚きの時系列的動作状態を検出して自動的に湯切れ沸き上げを行うかどうかの制御パターンを切り替える請求項２に記載の電気温水器としたことにより、追い焚きの使用が季節に応じて変化した場合、使用者の生活パターンにより変化した場合、変化に合わせて湯切れ沸上げを行うかどうかを切り替えるので使用しない追い焚きに備えて無駄な追加沸上げをしないようにできる。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明の実施例について、図面を参照して説明する。
【００１５】
図１において、１は貯湯用のタンクで、内部の上部に、タンク１内の水を加熱して湯にする沸上げヒータ２と、追い焚き熱交換器３とが設けられている。４はタンク１内の湯温を検出する沸上げサーミスタで、タンク１の上部に取り付けられている。５は追い焚きサーミスタで、追い焚き熱交換器３より下部に取り付けられ、追い焚き熱交換器３より下部のタンク１内の湯温を検出する。６はタンク１の上下に接続したタンク循環路で、沸上げ循環ポンプ７により、タンク１内の下部の水をタンク１上部に循環させる。８は追い焚き熱交換器３を介して浴槽１０の湯を循環させる風呂循環路で、この風呂循環路８に設けた風呂循環ポンプ９の駆動により浴槽１０の湯が追い焚き熱交換器３を介して循環する。
【００１６】
１１は残湯検出手段である残湯サーミスタで、３つのサーミスタをタンク１の側面に縦方向に配置し、各位置の温度を測定することで残湯量を検出するようになっている。１２はタンク１上部に接続され湯と水を混合して給湯する混合弁で、タンク１からの高温の湯と給水配管１４からの水を混合し、出湯配管１５に供給するようになっている。給水配管１４はタンク１下部と混合弁１２に配管されている。１３は混合弁１２の２次側の混合湯温を検出する出湯温度サーミスタで、混合湯温を検出することにより混合弁１２を制御し所定の温度にコントロールできるようになっている。１６は浴槽１０の出口側の風呂循環路８に設け浴槽１０の湯温を検出する風呂温度サーミスタである。１７は通水検出器で、風呂循環ポンプ９を駆動することにより通水を検出すると、浴槽水ありと判断し、この時の風呂温度サーミスタ１６で検出した温度を浴槽湯温として検出するようになっている。
【００１７】
１８は風呂循環路８に設けた浴槽１０内の水位センサーである。１９は混合弁１２の２次側と風呂循環路８とを接続する風呂給湯配管で、その途中に風呂給湯弁１９ａを設けている。一連のシーケンスで風呂給湯弁１９ａを開閉して水位センサー１８で検出した水位をもとに浴槽１０に所定水位まで風呂湯張りを行うことができる。２０は給湯通水検出器で、出湯配管１５に設けたカラン（図示せず）で出湯されたことを検出する。
【００１８】
上記構成の電気温水器は、沸上げヒータ２への通電を制御してタンク１内の水を所定沸上げ温度まで沸上げるとともに、追い焚きサーミスタ５で検出した湯温が、カラン給湯温度と風呂温度の高い方の温度設定で決定された追い焚き判定温度以上のとき、風呂循環ポンプ９を駆動して風呂温度サーミスタ１６で検出した湯温が所定温度になるまで沸上げるものである。
【００１９】
次に、図２により台所用のリモコンについて説明する。このリモコンは台所に設置して電気温水器の各種設定を行うとともに、電気温水器の状態を表示するものである。
【００２０】
２１は給湯温度設定スイッチ、２２は給湯温度設定表示である。給湯通水検出器２０で給湯が開始されたことを検出し、出湯サーミスタ１３で検出したカラン給湯温度が給湯温度設定スイッチ２１で設定された給湯設定温度になるよう混合弁１２を制御するようになっている。
【００２１】
２３は時計時刻設定スイッチ、２４は時計時刻表示で、この時計時刻に従って電力会社と契約した電力制度により、安価な深夜電力を使用してタンク１内の湯を沸上げる。
【００２２】
２５はふろ自動スイッチ、２６はふろ自動表示ランプである。ふろ自動スイッチ２５を操作すると、ふろ自動運転をＯＮ／ＯＦＦすることができ、ふろ自動運転ＯＮのとき、ふろ自動表示ランプ２６が点灯する。ふろ自動運転は、後述の風呂リモコンで設定された風呂設定温度と風呂設定水位に従って自動的に浴槽１０に湯張りを行い、その後、風呂設定温度と風呂設定水位を保つように保温運転、足し湯運転を自動的に行う。
【００２３】
２７は残湯表示で、４段階の残湯レベルを表示するようになっている。残湯レベルは、追い焚きサーミスタ５と３つの残湯サーミスタ１１で各サーミスタ毎に６０℃以上を検出したとき残湯あり、５５℃以下を検出した時残湯なしとし、残湯有りを検出しているサーミスタの数を残湯レベルとして対応した表示を行うようになっている。
【００２４】
２８はおまかせスイッチ、２９は湯切れ沸上げ選択手段である残湯設定スイッチ、３０は残湯設定表示、３１はおまかせ表示である。残湯設定表示３０は湯切れ沸上げ制御手段が確保する残湯量を示している。残湯設定には「多め」「標準」「少なめ」「ＯＦＦ」があり、「多め」は浴槽全量沸上げと風呂保温可能な熱量を確保、「標準」は風呂保温が可能な熱量を確保、「少なめ」給湯可能な湯量を確保、「ＯＦＦ」湯切れ沸上げを停止する設定である。
【００２５】
おまかせスイッチ２８でおまかせＯＮになっているときは、おまかせ表示３１が点灯し、湯切れ沸上げ学習手段によって過去の追い焚き運転履歴、ふろ自動運転で起動される一連の湯張りシーケンスの中で湯張り完了検出手段が検出する湯張り完了等によって残湯設定が自動的に更新される。
【００２６】
残湯設定スイッチ２９を操作して残湯設定を手動で変更することもできる。また、残湯設定スイッチ２９はおまかせＯＮ／ＯＦＦに関係なく受け付け、夏場シャワーのみ使っていて、おまかせ機能により残湯設定がＯＦＦになっている場合でも、その日に風呂を沸かしたい場合はおまかせＯＮの状態で残湯設定を「多め」にし、風呂沸上げに必要な熱量を確保することができる。
【００２７】
３２は追い焚き不可報知手段である追い焚き不可表示である。追い焚きサーミスタ５がリモコンで設定された最高温度以下を検出すれば、追い焚き不可表示３２を点灯して追い焚き運転が作動しないことを報知する。湯切れ沸上げ制御手段が沸上げヒータ２を介して残湯設定に対応した残湯量を確保するので残湯設定が「ＯＦＦ」になっていなければ通常は点灯することがない。
【００２８】
３３は保温表示で、ふろ自動スイッチ２５でふろ自動運転がＯＮしているとき一連のシーケンスで浴槽１０への湯張りが完了した場合に点灯する。
【００２９】
次に、図３により風呂リモコンについて説明する。これは風呂場に設置して電気温水器の主に風呂機能の各種設定を行うとともに、風呂機能の状態を表示する。
【００３０】
３４は給湯温度設定スイッチ、３５は給湯温度設定表示である。台所用のリモコンと同様、カランに給湯する給湯温度を設定することができる。
【００３１】
３６は風呂湯量設定スイッチ、３７は風呂水位表示、３８は風呂温度設定スイッチ、３９は風呂温度設定表示である。風呂湯量設定スイッチ３６で浴槽１０への湯張り湯量を浴槽水位レベルとして設定できる。設定された風呂水位表示３７に数字とバー表示で表示される。また風呂温度設定スイッチ３８によって浴槽１０への湯張り温度を設定することができる。設定された風呂設定温度は風呂温度設定表示３９に表示される。
【００３２】
４０はふろ自動スイッチ、４１はふろ自動表示ランプ、４２は保温表示である。台所用のリモコンと同様に、ふろ自動スイッチ４０でふろ自動運転をＯＮ／ＯＦＦできる。ふろ自動表示ランプ４１はふろ自動運転がＯＮの時に点灯する。また、保温表示４２はふろ自動運転ＯＮで一連のシーケンスで浴槽１０への湯張りが完了した時に点灯する。
【００３３】
４３は追い焚きスイッチ、４４は追い焚き表示ランプ、４５は追い焚き不可報知手段である追い焚き不可表示である。追い焚きスイッチ４３によって追い焚き運転をＯＮ／ＯＦＦすることができ、追い焚き運転ＯＮ時は追い焚き表示ランプ４４が点灯する。追い焚きサーミスタ５で検出した湯温が、カラン給湯温度と風呂温度の高い方の温度設定で決定された追い焚き判定温度以上のとき、風呂循環ポンプ９を駆動して風呂温度サーミスタ１６で検出した湯温が所定温度になるまで沸上げるものである。
【００３４】
追い焚き運転は、追い焚きサーミスタ５で検出した湯温が、カラン給湯温度と風呂温度の高い方の温度設定で決定された追い焚き判定温度以上のとき、風呂循環ポンプ９を駆動して、浴槽１０内の湯を追い焚き熱交換器３へ循環させ、タンク１内の高温の湯で５分間沸上げる。
【００３５】
追い焚き不可表示４５は、台所用のリモコンと同様、タンク１内の湯温がリモコンで設定された最高温度以下に低下して追い焚きができなくなった時に点灯する。
【００３６】
上記追い焚き不可表示４５が点灯している時、追い焚きスイッチ４３を押すと混合弁１２を湯側全開にし、風呂給湯弁１９ａを開いてタンク１内の湯をそのまま３分間、浴槽１０に給湯する高温差し湯を行う。
【００３７】
また、３つの残湯サーミスタ１１で検出したそれぞれの温度をもとに算出した追い焚きに寄与できる熱量が所定の判定値に達しない場合は、追い焚き表示ランプ４４を点滅させて追い焚き能力不足報知手段である能力不足表示を行う。
【００３８】
ふろ自動運転で前日の残り湯を沸上げる場合等も能力不足を検出すれば追い焚き表示ランプ４４を点滅させて上記能力不足表示を行う。なお、ソフトで実現されている沸上げ手段は、電力契約に従い、深夜時間帯にタンク１内の湯を全量９０℃まで沸上げる。
【００３９】
次に、沸上げ手段の動作について図４を用いて説明する。タンク１内の湯を沸上げるときは、Ｓ０００で沸上げヒータ２に通電し沸上げヒータ２上部の湯を加熱する。このとき沸上げヒータ２上部の湯は対流のため均等に沸きあがり沸上げヒータ２直下部で比重差により湯と水の分離層が形成される。
【００４０】
Ｓ００１で沸上げサーミスタ４が９１℃を検出すれば、Ｓ００２で沸上げ循環ポンプ７を駆動する。タンク１の下部に低温の湯または水がある場合は、タンク１上部が冷やされる。この時、タンク循環路６の出口の形状は水が拡散するような形状になっていてタンク１上部の高温の湯は全体的に冷やされる。
【００４１】
Ｓ００３で沸上げサーミスタ４が８９℃未満を検出すればＳ０００に戻って沸上げ循環ポンプ７を停止する。タンク１上部の湯は、比重差から積層をなして下部の水と分離した状態を保ちながら沸上げ循環ポンプ７によって供給された水の分だけ量を増していく。
【００４２】
そして沸上げ循環ポンプ７を駆動しても温度が低下せず、Ｓ００４で沸上げサーミスタ５が９４℃を検出すれば、タンク１下部まで沸き上がったとしてＳ００５で沸上げヒータ２、沸上げ循環ポンプ７への通電を停止して全量沸上げを終了する。
【００４３】
次に、ソフトで実現される追い焚き手段の動作について図５を用いて説明する。まず、Ｓ１００でタンク１内の湯温が追い焚き可能な温度かを確認する。リモコンで設定された最高温度未満の場合は追い焚き運転をせず、Ｓ１０１で風呂循環ポンプ９を停止して追い焚きを終了する。
【００４４】
Ｓ１００で追い焚きサーミスタ５がリモコンで設定された最高温度以上を検出すれば追い焚きが可能として、Ｓ１０２で風呂循環ポンプ９をＯＮして追い焚き熱交換器３に浴槽１０の湯を循環させ加熱する。
【００４５】
Ｓ１０３の通水検出器１７による通水チェック、Ｓ１０４、Ｓ１０５による追い焚き運転かふろ自動運転の保温運転かの判定をして、追い焚き運転の場合は、Ｓ１０６で５分間追い焚き時間をチェックしながら、Ｓ１００〜Ｓ１０６の処理をループする。
【００４６】
追い焚き中にタンク１内の湯温が低下してＳ１００でリモコンにより設定された最高温度未満を検出すればその時点で追い焚きを中断する。
【００４７】
Ｓ１０６で５分間追い焚き継続を検出すれば、Ｓ１０７で風呂温度サーミスタ１６により、浴槽湯温が風呂設定温度以上になっていることを確認し、Ｓ１０１で風呂循環ポンプ９をＯＦＦして追い焚きを終了する。本来、入浴中に少しだけ温度を上げるための追い焚き運転時もＳ１０７の判定を通すことで前日の残り湯を沸上げる時も使用することができる。
【００４８】
また、Ｓ１０４でふろ自動がＯＮであれば、Ｓ１０７の風呂温度サーミスタ１６による浴槽湯温のチェックのみを行い、浴槽湯温が風呂設定温度になれば、Ｓ１０１で風呂循環ポンプ９をＯＦＦして追い焚きを終了する。
【００４９】
Ｓ１０７で浴槽湯温が風呂設定温度に達したことで、Ｓ１０８で湯張り完了を確定し、湯張り完了検出手段を実現している。この湯張り完了の確定は１日の基準となっている電気温水器の全量沸上げスタートのタイミングで解除される。
【００５０】
Ｓ１０５で追い焚き運転がＯＦＦしている場合は、ふろ自動運転、追い焚き運転がＯＦＦされたとして追い焚きを中断する。
【００５１】
次に、湯切れ沸上げ制御手段について説明する。湯切れ沸上げ制御は、図２の残湯設定スイッチ２９で設定された残湯設定に対応して４つのパターンで制御される。
【００５２】
「多め」設定になっているとき、湯張り完了検出手段により湯張り完了を確定するまでは浴槽１０を全量追い焚きで沸上げることを想定して追い焚きに必要な熱量を確保し、ふろ自動ＯＮ中および湯張り完了を確定後は入浴時に追加で追い焚きすることを想定して追い焚きに必要な熱量を確保する。「標準」設定になっているときは入浴時に追加で追い焚きすることのみを想定して追い焚きに必要な熱量を確保する。「少なめ」設定になっているときは追い焚きを行わず、給湯で湯切れを起こさないことを想定して必要な湯量を確保する。「ＯＦＦ」設定になっているときは湯切れ沸上げ制御を行わない。
【００５３】
具体的には、追い焚きサーミスタ５と３つの残湯サーミスタ１１をそれぞれタンク１の上部から７０Ｌ、１２０Ｌ、１７０Ｌ、２２０Ｌの位置になるよう設置する。最上部の追い焚きサーミスタ５の位置は追い焚きに寄与する実質湯量が５０Ｌになるよう追い焚き熱交換器３上部の無効湯量２０Ｌを見込んで７０Ｌの位置につけられている。
【００５４】
これら追い焚きサーミスタ５と３つの残湯サーミスタ１１で検出した温度を使って追い焚き寄与熱量を算出する。例えば、追い焚きサーミスタ５が８５℃、残湯サーミスタ１１が上から８５℃、２０℃、２０℃を検出していれば、リモコンの最高設定温度を４５℃とすると、４５℃以上の部分が追い焚きに寄与できるとして、最上部より
５０Ｌの追い焚き寄与熱量Ｑ１＝（８５−４５）×５０×４．２ｋＪ
５０Ｌの追い焚き寄与熱量Ｑ２＝（８５−４５）×５０×４．２ｋＪ
５０Ｌの追い焚き寄与熱量Ｑ３＝０ｋＪ
５０Ｌの追い焚き寄与熱量Ｑ４＝０ｋＪ
となり、１６８００ｋＪとなる。
【００５５】
「多め」設定の時は湯張り完了確定までは全量追い焚きで沸上げるのを想定するので、必要な熱量の設定は２００Ｌ（想定浴槽容量）、１５℃から４０℃までの２５Ｋ沸上げる熱量として２１０００ｋＪとなる。ただし、全量沸上げるのに３０分を見込んで、最悪同時に５ｋＷの沸上げヒータ２をＯＮするとして沸上げヒータ２の分、９０００ｋＪを除いた１２０００ｋＪを確保するようにする。
【００５６】
上記の残湯状態では、追い焚き寄与熱量は１６８００ｋＪなので１２０００ｋＪ以上あり沸上げは行なわないが、湯がさらに消費され１２０００ｋＪを切れば沸上げを開始し、１２０００ｋＪになれば沸上げを停止するという動作になる。ただし、ＯＮ／ＯＦＦ頻度が多くなるので、一旦湯切れ沸上げを開始すれば最低３０分継続するようにする。
【００５７】
「少なめ」設定の時は給湯で湯切れを起こさないことを想定するので、残湯サーミスタ１１のうち最上部の残湯サーミスタが５５℃以下になって残湯なしを検出すれば、湯切れ沸上げを開始する。この時の湯切れ沸上げは残湯サーミスタ１１が６０℃になって残湯ありを検出した時点で停止するが、この場合も最低動作時間は３０分とする。
【００５８】
「ＯＦＦ」設定になっているときは、湯切れ沸上げは行わない。
【００５９】
次に、湯切れ沸上げ学習手段について説明する。湯切れ沸上げ学習手段は、おまかせスイッチ２８でおまかせＯＮになっているとき、５分を超える追い焚きの有無と５分以下の追い焚きの有無を１日単位でチェックし、５分を超える追い焚きがあれば残湯設定を「多め」にし、残湯設定が「多め」で７日連続して５分を超える追い焚きがなければ残湯設定を「標準」に切り換える。また、残湯設定が「少なめ」で５分以下の追い焚きがあれば残湯設定を「標準」にし、残湯設定が「標準」で７日連続して５分以下の追い焚きが無ければ残湯設定を「少なめ」に切り換える。
【００６０】
次に、追い焚き能力不足報知手段について説明する。追い焚き能力不足報知手段は、追い焚き開始時に通水検出器１７で浴槽水有りを検出した状態で、ふろ温度サーミスタ１６による浴槽温度が風呂温度設定スイッチ３８で設定した風呂設定温度より５Ｋ以上低い場合に、浴槽容量を２００Ｌとして浴槽湯温と風呂設定温度との差と２００Ｌから沸上げに必要な熱量を算出する。これを湯切れ沸上げ制御手段で算出された追い焚き寄与熱量と比較し、追い焚き寄与熱量が不足している場合に追い焚き表示ランプ４４を点滅させて報知するとともに、沸上げ手段を介して追い焚きと同時に追加沸上げを行う。
【００６１】
次に、動作、作用について説明する。本実施例における電気温水器は、タンク１内の湯を沸上げる際、沸上げ循環ポンプ７を駆動しながらタンク１上部から積層状態で湯を沸上げる構成を採っている。したがって、追い焚き熱交換器３で風呂追い焚きをする場合、タンク１内の湯が不足していても必要な高温の湯を迅速沸かすことができ、その量も自由に確保することができる。このため、熱量不足で追い焚きできなかったり、不必要に高価な昼間電力を使うことがない。
【００６２】
また、追い焚き手段はタンク１内の湯が給湯可能なリモコンの最高設定温度以上の条件でのみ追い焚きを行うので、タンク１内に残った湯も無駄なく使用できる。
【００６３】
深夜電力を使用して全量沸上げを行った後、湯切れ沸上げ制御手段は残湯量と残湯温度をモニターし、追い焚き寄与熱量を算出して、追い焚き寄与熱量が追い焚きに必要な熱量を下回れば沸上げ手段で追加沸上げを行い、常に必要な熱量を確保するので、追い焚き時に熱量不足で追い焚きできないということがない。
【００６４】
また、湯切れ沸上げ制御手段は、常に追い焚き寄与熱量を算出して追加沸上げを行うかどうか判断しているので、湯の使用量に合わせて必要な時のみ追加沸上げを行い無駄に高価な昼間電力を使うこともない。
【００６５】
また、全量沸上げを想定した熱量の確保については、最悪、追加沸上げを行いながらの追い焚きを想定しているので、事前に確保する熱量をさらに少なくすることができる。
【００６６】
追い焚きサーミスタ５でタンク１内の湯温が追い焚き判定温度を下回れば、台所用のリモコンの追い焚き不可表示３２、風呂リモコンの追い焚き不可表示４５が点灯するので、追い焚きができないことを使用者がすぐに理解し、給湯を使って入浴する等の適切な対応をすることができる。
【００６７】
台所用のリモコンの残湯設定スイッチ２９で残湯設定を「ＯＦＦ」にすることで湯切れ沸上げ制御手段による追加沸上げを行わないようにできるので、使用者が湯切れより経済性を優先したい場合にも対応できる。また、その際にも追い焚きサーミスタ５でタンク１内湯温が追い焚き判定温度を下回れば、台所用のリモコンの追い焚き不可表示３２、風呂リモコンの追い焚き不可表示４５が点灯するので、追い焚きができないことを使用者がすぐに理解し、給湯を使って入浴する等の適切な対応をすることができるのでより効果的である。
【００６８】
台所用のリモコンのおまかせスイッチ２８によりおまかせＯＮにすると、追い焚きの時系列的な使用状態をもとに残湯設定を自動的に変化させるので、シャワー等で入浴しない使用者や、季節によって夏場はシャワーのみの使用者に対して無駄に追い焚きのための熱量を確保することを防止することができる。また、この設定変更は自動的に行われるので使用者を煩わせることがなく操作性を向上させることができる。
【００６９】
また、おまかせＯＮでも残湯設定スイッチ２９によって残湯設定を一時的に変更することができるので、いつもはシャワーで済ませている使用者も簡単な操作で突発的な使用変化に対応できる。
【００７０】
追い焚き開始時には、浴槽湯温が検出できた段階でタンク１内の追い焚き寄与熱量が不足しているかどうかを判断して不足の場合は報知するので、使用者は早い段階で追い焚きをやめて浴槽１０の残湯を抜き、湯張りによってお風呂を沸かす等の対応ができ、中途半端に沸かした後にお湯を抜いて湯張りするという無駄を省くことができる。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の電気温水器は、深夜電力で沸上げた高温の湯を浴槽の追い焚きに無駄なく使え、不必要に高コストの昼間電力を使用することがなく、より効率的な電気温水器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例における電気温水器を示す構成図
【図２】同電気温水器の台所用のリモコンを示す外観図
【図３】同電気温水器の風呂リモコンを示す外観図
【図４】同電気温水器の沸上げ手段の動作を示したフローチャート
【図５】同電気温水器の追い焚き手段の動作を示したフローチャート
【符号の説明】
１ タンク
２ 沸上げヒータ
３ 追い焚き熱交換器
４ 沸上げサーミスタ
５ 追い焚きサーミスタ
６ タンク循環路
７ 沸上げ循環ポンプ
８ 風呂循環路
９ 風呂循環ポンプ
１０ 浴槽
１１ 残湯サーミスタ（残湯検出手段）
１２ 混合弁
１３ 出湯サーミスタ
１５ 出湯配管
１６ 風呂温度サーミスタ
１７ 通水検出器
１９ 風呂給湯配管
１９ａ 風呂給湯弁
２９ 残湯設定スイッチ（湯切れ沸上げ選択手段）
３０ 残湯設定表示
３２ 追い焚き不可表示（追い焚き不可報知手段）
３８ 風呂温度設定スイッチ（風呂温度設定手段）
４４ 追い焚き表示ランプ（追い焚き能力不足報知手段）
４５ 追い焚き不可表示（追い焚き不可報知手段）
【発明の属する技術分野】
本発明はタンク内の水を深夜電力を利用して沸上げる電気温水器で、特に浴槽の湯を追い焚きする機能を有した追い焚き機能付きの電気温水器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の電気温水器としては、安価な深夜電力で沸かした湯の熱量を有効に使って風呂の保温、追い焚きを行うことができるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。これは、タンク内に熱交換器を設け、循環ポンプによって浴槽の湯を熱交換器に循環させるように構成されている。さらに、タンク胴部に温度センサを設け、タンク内の上下に上部ヒータ、下部ヒータをそれぞれ設けた構成になっている。
【０００３】
そして上記循環ポンプが熱交換器に浴槽の湯を循環させ、タンク内の高温の湯で浴槽の追い焚き、保温を行うようになっている。また温度センサでタンク内の湯温低下を検出すれば、必要に応じて上部ヒータ及び／又は下部ヒータに通電して追加的な加熱を行うようになっていた。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−４８３９３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の電気温水器では、追い焚き時にタンク内の湯が足りなくなった場合の判断については対応がなされていない。また、具体的にいつ上部ヒータ及び／又は下部ヒータに通電して追加加熱を行うかについても配慮されていない。したがって、タンク内の湯温低下検知温度を高くすると、一般的に電気料金の高価な昼間時間帯に無駄な電力を使ってしまい、検知温度を低くするとタンクの湯が低くなりすぎて給湯に使えなくなるという課題があった。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、追い焚き時の熱量不足の判定を行い、無駄な電力を使わずに浴槽の追い焚きを行う電気温水器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の電気温水器は、沸上げヒータへの通電を制御してタンク内の水を所定沸上げ温度まで沸上げるとともに、追い焚きサーミスタで検出した湯温がカラン給湯温度と風呂温度の高い方の温度設定で決定された追い焚き判定温度以上のとき風呂循環ポンプを駆動して風呂温度サーミスタで検出した湯温が所定温度になるまで沸上げるようにしたものである。
【０００８】
これにより、深夜電力で沸上げた高温の湯を浴槽の追い焚きに無駄なく使え、不必要に高コストの昼間電力を使用することがなく、より効率的な電気温水器を提供することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、貯湯用のタンクと、タンク内の水を加熱して湯にする沸上げヒータと、タンク内に設けた追い焚き熱交換器と、追い焚き熱交換器を介して浴槽の湯を循環させる風呂循環路と、風呂循環路に設け浴槽の湯を循環させる風呂循環ポンプと、浴槽の出口側の風呂循環路に設け浴槽の湯温を検出する風呂温度サーミスタと、前記タンク内の湯温を検出する沸上げサーミスタと、前記追い焚き熱交換器より下部の前記タンク内の湯温を検出する追い焚きサーミスタと、タンク上部に接続され湯と水を混合して給湯する混合弁と、混合弁の２次側の混合湯温を検出する出湯温度サーミスタと、混合弁の２次側と風呂循環路とを接続する風呂給湯配管と、風呂給湯配管に設けた風呂給湯弁と、カラン給湯温度と風呂温度を個別に設定するリモコンとを有し、前記沸上げヒータへの通電を制御してタンク内の水を所定沸上げ温度まで沸上げるとともに、前記追い焚きサーミスタで検出した湯温がカラン給湯温度と風呂温度の高い方の温度設定で決定された追い焚き判定温度以上のとき前記風呂循環ポンプを駆動して前記風呂温度サーミスタで検出した湯温が所定温度になるまで沸上げる電気温水器としたことにより、深夜電力で沸上げた高温の湯を浴槽の追い焚きに無駄なく使え、不必要に高コストの昼間電力を使用することがなく、より効率的な電気温水器を提供することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、タンク内の残湯量と残湯温度を検出する残湯検出手段を備え、深夜時間帯に沸上げヒータによりタンク内の湯を全量沸き上げした後から次の全量沸き上げ開始までの間、残湯量と残湯温度から換算した追い焚き寄与熱量が所定の湯切れ判定値を下回れば、沸上げヒータを介して所定量の追加沸き上げを行う請求項１に記載の電気温水器としたことにより、追い焚きに必要な熱量をモニターし、追い焚き時に熱量不足になる可能性がある場合には事前に必要な量、沸上げヒータを介して積層追加沸上げを行うので、追い焚き時に熱量不足になる可能性をより少なくすることができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、追い焚きサーミスタで検出した湯温が追い焚き判定温度以下になった場合、風呂追い焚きができなくなったことを報知する追い焚き不可報知手段を設けた請求項１に記載の電気温水器としたことにより、追い焚き不可報知手段の報知で、機器の故障と誤解することなく、また差し湯等の他の手段を使用してお風呂に入れるようにすることができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、湯切れ沸き上げを行うかどうかを選択する湯切れ沸き上げ選択手段を設け、湯切れ沸き上げが非選択時に追い焚きサーミスタで検出した湯温が追い焚き判定温度以下になった場合、追い焚き手段が風呂追い焚きをできなくなったことを報知する追い焚き不可報知手段を設けた請求項２に記載の電気温水器としたことにより、湯切れ沸上げ選択手段により湯切れ沸上げをしないようにでき、夏場シャワーしか使用しない場合、使用しない追い焚きに備えて無駄な追加沸上げをしないようにできる。また、追い焚き不可報知手段により使用者は追い焚きができないのを機器の故障と誤解することなく、差し湯等の他の手段を使用してお風呂に入れるようにすることができる。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、追い焚きの時系列的動作状態を検出して自動的に湯切れ沸き上げを行うかどうかの制御パターンを切り替える請求項２に記載の電気温水器としたことにより、追い焚きの使用が季節に応じて変化した場合、使用者の生活パターンにより変化した場合、変化に合わせて湯切れ沸上げを行うかどうかを切り替えるので使用しない追い焚きに備えて無駄な追加沸上げをしないようにできる。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明の実施例について、図面を参照して説明する。
【００１５】
図１において、１は貯湯用のタンクで、内部の上部に、タンク１内の水を加熱して湯にする沸上げヒータ２と、追い焚き熱交換器３とが設けられている。４はタンク１内の湯温を検出する沸上げサーミスタで、タンク１の上部に取り付けられている。５は追い焚きサーミスタで、追い焚き熱交換器３より下部に取り付けられ、追い焚き熱交換器３より下部のタンク１内の湯温を検出する。６はタンク１の上下に接続したタンク循環路で、沸上げ循環ポンプ７により、タンク１内の下部の水をタンク１上部に循環させる。８は追い焚き熱交換器３を介して浴槽１０の湯を循環させる風呂循環路で、この風呂循環路８に設けた風呂循環ポンプ９の駆動により浴槽１０の湯が追い焚き熱交換器３を介して循環する。
【００１６】
１１は残湯検出手段である残湯サーミスタで、３つのサーミスタをタンク１の側面に縦方向に配置し、各位置の温度を測定することで残湯量を検出するようになっている。１２はタンク１上部に接続され湯と水を混合して給湯する混合弁で、タンク１からの高温の湯と給水配管１４からの水を混合し、出湯配管１５に供給するようになっている。給水配管１４はタンク１下部と混合弁１２に配管されている。１３は混合弁１２の２次側の混合湯温を検出する出湯温度サーミスタで、混合湯温を検出することにより混合弁１２を制御し所定の温度にコントロールできるようになっている。１６は浴槽１０の出口側の風呂循環路８に設け浴槽１０の湯温を検出する風呂温度サーミスタである。１７は通水検出器で、風呂循環ポンプ９を駆動することにより通水を検出すると、浴槽水ありと判断し、この時の風呂温度サーミスタ１６で検出した温度を浴槽湯温として検出するようになっている。
【００１７】
１８は風呂循環路８に設けた浴槽１０内の水位センサーである。１９は混合弁１２の２次側と風呂循環路８とを接続する風呂給湯配管で、その途中に風呂給湯弁１９ａを設けている。一連のシーケンスで風呂給湯弁１９ａを開閉して水位センサー１８で検出した水位をもとに浴槽１０に所定水位まで風呂湯張りを行うことができる。２０は給湯通水検出器で、出湯配管１５に設けたカラン（図示せず）で出湯されたことを検出する。
【００１８】
上記構成の電気温水器は、沸上げヒータ２への通電を制御してタンク１内の水を所定沸上げ温度まで沸上げるとともに、追い焚きサーミスタ５で検出した湯温が、カラン給湯温度と風呂温度の高い方の温度設定で決定された追い焚き判定温度以上のとき、風呂循環ポンプ９を駆動して風呂温度サーミスタ１６で検出した湯温が所定温度になるまで沸上げるものである。
【００１９】
次に、図２により台所用のリモコンについて説明する。このリモコンは台所に設置して電気温水器の各種設定を行うとともに、電気温水器の状態を表示するものである。
【００２０】
２１は給湯温度設定スイッチ、２２は給湯温度設定表示である。給湯通水検出器２０で給湯が開始されたことを検出し、出湯サーミスタ１３で検出したカラン給湯温度が給湯温度設定スイッチ２１で設定された給湯設定温度になるよう混合弁１２を制御するようになっている。
【００２１】
２３は時計時刻設定スイッチ、２４は時計時刻表示で、この時計時刻に従って電力会社と契約した電力制度により、安価な深夜電力を使用してタンク１内の湯を沸上げる。
【００２２】
２５はふろ自動スイッチ、２６はふろ自動表示ランプである。ふろ自動スイッチ２５を操作すると、ふろ自動運転をＯＮ／ＯＦＦすることができ、ふろ自動運転ＯＮのとき、ふろ自動表示ランプ２６が点灯する。ふろ自動運転は、後述の風呂リモコンで設定された風呂設定温度と風呂設定水位に従って自動的に浴槽１０に湯張りを行い、その後、風呂設定温度と風呂設定水位を保つように保温運転、足し湯運転を自動的に行う。
【００２３】
２７は残湯表示で、４段階の残湯レベルを表示するようになっている。残湯レベルは、追い焚きサーミスタ５と３つの残湯サーミスタ１１で各サーミスタ毎に６０℃以上を検出したとき残湯あり、５５℃以下を検出した時残湯なしとし、残湯有りを検出しているサーミスタの数を残湯レベルとして対応した表示を行うようになっている。
【００２４】
２８はおまかせスイッチ、２９は湯切れ沸上げ選択手段である残湯設定スイッチ、３０は残湯設定表示、３１はおまかせ表示である。残湯設定表示３０は湯切れ沸上げ制御手段が確保する残湯量を示している。残湯設定には「多め」「標準」「少なめ」「ＯＦＦ」があり、「多め」は浴槽全量沸上げと風呂保温可能な熱量を確保、「標準」は風呂保温が可能な熱量を確保、「少なめ」給湯可能な湯量を確保、「ＯＦＦ」湯切れ沸上げを停止する設定である。
【００２５】
おまかせスイッチ２８でおまかせＯＮになっているときは、おまかせ表示３１が点灯し、湯切れ沸上げ学習手段によって過去の追い焚き運転履歴、ふろ自動運転で起動される一連の湯張りシーケンスの中で湯張り完了検出手段が検出する湯張り完了等によって残湯設定が自動的に更新される。
【００２６】
残湯設定スイッチ２９を操作して残湯設定を手動で変更することもできる。また、残湯設定スイッチ２９はおまかせＯＮ／ＯＦＦに関係なく受け付け、夏場シャワーのみ使っていて、おまかせ機能により残湯設定がＯＦＦになっている場合でも、その日に風呂を沸かしたい場合はおまかせＯＮの状態で残湯設定を「多め」にし、風呂沸上げに必要な熱量を確保することができる。
【００２７】
３２は追い焚き不可報知手段である追い焚き不可表示である。追い焚きサーミスタ５がリモコンで設定された最高温度以下を検出すれば、追い焚き不可表示３２を点灯して追い焚き運転が作動しないことを報知する。湯切れ沸上げ制御手段が沸上げヒータ２を介して残湯設定に対応した残湯量を確保するので残湯設定が「ＯＦＦ」になっていなければ通常は点灯することがない。
【００２８】
３３は保温表示で、ふろ自動スイッチ２５でふろ自動運転がＯＮしているとき一連のシーケンスで浴槽１０への湯張りが完了した場合に点灯する。
【００２９】
次に、図３により風呂リモコンについて説明する。これは風呂場に設置して電気温水器の主に風呂機能の各種設定を行うとともに、風呂機能の状態を表示する。
【００３０】
３４は給湯温度設定スイッチ、３５は給湯温度設定表示である。台所用のリモコンと同様、カランに給湯する給湯温度を設定することができる。
【００３１】
３６は風呂湯量設定スイッチ、３７は風呂水位表示、３８は風呂温度設定スイッチ、３９は風呂温度設定表示である。風呂湯量設定スイッチ３６で浴槽１０への湯張り湯量を浴槽水位レベルとして設定できる。設定された風呂水位表示３７に数字とバー表示で表示される。また風呂温度設定スイッチ３８によって浴槽１０への湯張り温度を設定することができる。設定された風呂設定温度は風呂温度設定表示３９に表示される。
【００３２】
４０はふろ自動スイッチ、４１はふろ自動表示ランプ、４２は保温表示である。台所用のリモコンと同様に、ふろ自動スイッチ４０でふろ自動運転をＯＮ／ＯＦＦできる。ふろ自動表示ランプ４１はふろ自動運転がＯＮの時に点灯する。また、保温表示４２はふろ自動運転ＯＮで一連のシーケンスで浴槽１０への湯張りが完了した時に点灯する。
【００３３】
４３は追い焚きスイッチ、４４は追い焚き表示ランプ、４５は追い焚き不可報知手段である追い焚き不可表示である。追い焚きスイッチ４３によって追い焚き運転をＯＮ／ＯＦＦすることができ、追い焚き運転ＯＮ時は追い焚き表示ランプ４４が点灯する。追い焚きサーミスタ５で検出した湯温が、カラン給湯温度と風呂温度の高い方の温度設定で決定された追い焚き判定温度以上のとき、風呂循環ポンプ９を駆動して風呂温度サーミスタ１６で検出した湯温が所定温度になるまで沸上げるものである。
【００３４】
追い焚き運転は、追い焚きサーミスタ５で検出した湯温が、カラン給湯温度と風呂温度の高い方の温度設定で決定された追い焚き判定温度以上のとき、風呂循環ポンプ９を駆動して、浴槽１０内の湯を追い焚き熱交換器３へ循環させ、タンク１内の高温の湯で５分間沸上げる。
【００３５】
追い焚き不可表示４５は、台所用のリモコンと同様、タンク１内の湯温がリモコンで設定された最高温度以下に低下して追い焚きができなくなった時に点灯する。
【００３６】
上記追い焚き不可表示４５が点灯している時、追い焚きスイッチ４３を押すと混合弁１２を湯側全開にし、風呂給湯弁１９ａを開いてタンク１内の湯をそのまま３分間、浴槽１０に給湯する高温差し湯を行う。
【００３７】
また、３つの残湯サーミスタ１１で検出したそれぞれの温度をもとに算出した追い焚きに寄与できる熱量が所定の判定値に達しない場合は、追い焚き表示ランプ４４を点滅させて追い焚き能力不足報知手段である能力不足表示を行う。
【００３８】
ふろ自動運転で前日の残り湯を沸上げる場合等も能力不足を検出すれば追い焚き表示ランプ４４を点滅させて上記能力不足表示を行う。なお、ソフトで実現されている沸上げ手段は、電力契約に従い、深夜時間帯にタンク１内の湯を全量９０℃まで沸上げる。
【００３９】
次に、沸上げ手段の動作について図４を用いて説明する。タンク１内の湯を沸上げるときは、Ｓ０００で沸上げヒータ２に通電し沸上げヒータ２上部の湯を加熱する。このとき沸上げヒータ２上部の湯は対流のため均等に沸きあがり沸上げヒータ２直下部で比重差により湯と水の分離層が形成される。
【００４０】
Ｓ００１で沸上げサーミスタ４が９１℃を検出すれば、Ｓ００２で沸上げ循環ポンプ７を駆動する。タンク１の下部に低温の湯または水がある場合は、タンク１上部が冷やされる。この時、タンク循環路６の出口の形状は水が拡散するような形状になっていてタンク１上部の高温の湯は全体的に冷やされる。
【００４１】
Ｓ００３で沸上げサーミスタ４が８９℃未満を検出すればＳ０００に戻って沸上げ循環ポンプ７を停止する。タンク１上部の湯は、比重差から積層をなして下部の水と分離した状態を保ちながら沸上げ循環ポンプ７によって供給された水の分だけ量を増していく。
【００４２】
そして沸上げ循環ポンプ７を駆動しても温度が低下せず、Ｓ００４で沸上げサーミスタ５が９４℃を検出すれば、タンク１下部まで沸き上がったとしてＳ００５で沸上げヒータ２、沸上げ循環ポンプ７への通電を停止して全量沸上げを終了する。
【００４３】
次に、ソフトで実現される追い焚き手段の動作について図５を用いて説明する。まず、Ｓ１００でタンク１内の湯温が追い焚き可能な温度かを確認する。リモコンで設定された最高温度未満の場合は追い焚き運転をせず、Ｓ１０１で風呂循環ポンプ９を停止して追い焚きを終了する。
【００４４】
Ｓ１００で追い焚きサーミスタ５がリモコンで設定された最高温度以上を検出すれば追い焚きが可能として、Ｓ１０２で風呂循環ポンプ９をＯＮして追い焚き熱交換器３に浴槽１０の湯を循環させ加熱する。
【００４５】
Ｓ１０３の通水検出器１７による通水チェック、Ｓ１０４、Ｓ１０５による追い焚き運転かふろ自動運転の保温運転かの判定をして、追い焚き運転の場合は、Ｓ１０６で５分間追い焚き時間をチェックしながら、Ｓ１００〜Ｓ１０６の処理をループする。
【００４６】
追い焚き中にタンク１内の湯温が低下してＳ１００でリモコンにより設定された最高温度未満を検出すればその時点で追い焚きを中断する。
【００４７】
Ｓ１０６で５分間追い焚き継続を検出すれば、Ｓ１０７で風呂温度サーミスタ１６により、浴槽湯温が風呂設定温度以上になっていることを確認し、Ｓ１０１で風呂循環ポンプ９をＯＦＦして追い焚きを終了する。本来、入浴中に少しだけ温度を上げるための追い焚き運転時もＳ１０７の判定を通すことで前日の残り湯を沸上げる時も使用することができる。
【００４８】
また、Ｓ１０４でふろ自動がＯＮであれば、Ｓ１０７の風呂温度サーミスタ１６による浴槽湯温のチェックのみを行い、浴槽湯温が風呂設定温度になれば、Ｓ１０１で風呂循環ポンプ９をＯＦＦして追い焚きを終了する。
【００４９】
Ｓ１０７で浴槽湯温が風呂設定温度に達したことで、Ｓ１０８で湯張り完了を確定し、湯張り完了検出手段を実現している。この湯張り完了の確定は１日の基準となっている電気温水器の全量沸上げスタートのタイミングで解除される。
【００５０】
Ｓ１０５で追い焚き運転がＯＦＦしている場合は、ふろ自動運転、追い焚き運転がＯＦＦされたとして追い焚きを中断する。
【００５１】
次に、湯切れ沸上げ制御手段について説明する。湯切れ沸上げ制御は、図２の残湯設定スイッチ２９で設定された残湯設定に対応して４つのパターンで制御される。
【００５２】
「多め」設定になっているとき、湯張り完了検出手段により湯張り完了を確定するまでは浴槽１０を全量追い焚きで沸上げることを想定して追い焚きに必要な熱量を確保し、ふろ自動ＯＮ中および湯張り完了を確定後は入浴時に追加で追い焚きすることを想定して追い焚きに必要な熱量を確保する。「標準」設定になっているときは入浴時に追加で追い焚きすることのみを想定して追い焚きに必要な熱量を確保する。「少なめ」設定になっているときは追い焚きを行わず、給湯で湯切れを起こさないことを想定して必要な湯量を確保する。「ＯＦＦ」設定になっているときは湯切れ沸上げ制御を行わない。
【００５３】
具体的には、追い焚きサーミスタ５と３つの残湯サーミスタ１１をそれぞれタンク１の上部から７０Ｌ、１２０Ｌ、１７０Ｌ、２２０Ｌの位置になるよう設置する。最上部の追い焚きサーミスタ５の位置は追い焚きに寄与する実質湯量が５０Ｌになるよう追い焚き熱交換器３上部の無効湯量２０Ｌを見込んで７０Ｌの位置につけられている。
【００５４】
これら追い焚きサーミスタ５と３つの残湯サーミスタ１１で検出した温度を使って追い焚き寄与熱量を算出する。例えば、追い焚きサーミスタ５が８５℃、残湯サーミスタ１１が上から８５℃、２０℃、２０℃を検出していれば、リモコンの最高設定温度を４５℃とすると、４５℃以上の部分が追い焚きに寄与できるとして、最上部より
５０Ｌの追い焚き寄与熱量Ｑ１＝（８５−４５）×５０×４．２ｋＪ
５０Ｌの追い焚き寄与熱量Ｑ２＝（８５−４５）×５０×４．２ｋＪ
５０Ｌの追い焚き寄与熱量Ｑ３＝０ｋＪ
５０Ｌの追い焚き寄与熱量Ｑ４＝０ｋＪ
となり、１６８００ｋＪとなる。
【００５５】
「多め」設定の時は湯張り完了確定までは全量追い焚きで沸上げるのを想定するので、必要な熱量の設定は２００Ｌ（想定浴槽容量）、１５℃から４０℃までの２５Ｋ沸上げる熱量として２１０００ｋＪとなる。ただし、全量沸上げるのに３０分を見込んで、最悪同時に５ｋＷの沸上げヒータ２をＯＮするとして沸上げヒータ２の分、９０００ｋＪを除いた１２０００ｋＪを確保するようにする。
【００５６】
上記の残湯状態では、追い焚き寄与熱量は１６８００ｋＪなので１２０００ｋＪ以上あり沸上げは行なわないが、湯がさらに消費され１２０００ｋＪを切れば沸上げを開始し、１２０００ｋＪになれば沸上げを停止するという動作になる。ただし、ＯＮ／ＯＦＦ頻度が多くなるので、一旦湯切れ沸上げを開始すれば最低３０分継続するようにする。
【００５７】
「少なめ」設定の時は給湯で湯切れを起こさないことを想定するので、残湯サーミスタ１１のうち最上部の残湯サーミスタが５５℃以下になって残湯なしを検出すれば、湯切れ沸上げを開始する。この時の湯切れ沸上げは残湯サーミスタ１１が６０℃になって残湯ありを検出した時点で停止するが、この場合も最低動作時間は３０分とする。
【００５８】
「ＯＦＦ」設定になっているときは、湯切れ沸上げは行わない。
【００５９】
次に、湯切れ沸上げ学習手段について説明する。湯切れ沸上げ学習手段は、おまかせスイッチ２８でおまかせＯＮになっているとき、５分を超える追い焚きの有無と５分以下の追い焚きの有無を１日単位でチェックし、５分を超える追い焚きがあれば残湯設定を「多め」にし、残湯設定が「多め」で７日連続して５分を超える追い焚きがなければ残湯設定を「標準」に切り換える。また、残湯設定が「少なめ」で５分以下の追い焚きがあれば残湯設定を「標準」にし、残湯設定が「標準」で７日連続して５分以下の追い焚きが無ければ残湯設定を「少なめ」に切り換える。
【００６０】
次に、追い焚き能力不足報知手段について説明する。追い焚き能力不足報知手段は、追い焚き開始時に通水検出器１７で浴槽水有りを検出した状態で、ふろ温度サーミスタ１６による浴槽温度が風呂温度設定スイッチ３８で設定した風呂設定温度より５Ｋ以上低い場合に、浴槽容量を２００Ｌとして浴槽湯温と風呂設定温度との差と２００Ｌから沸上げに必要な熱量を算出する。これを湯切れ沸上げ制御手段で算出された追い焚き寄与熱量と比較し、追い焚き寄与熱量が不足している場合に追い焚き表示ランプ４４を点滅させて報知するとともに、沸上げ手段を介して追い焚きと同時に追加沸上げを行う。
【００６１】
次に、動作、作用について説明する。本実施例における電気温水器は、タンク１内の湯を沸上げる際、沸上げ循環ポンプ７を駆動しながらタンク１上部から積層状態で湯を沸上げる構成を採っている。したがって、追い焚き熱交換器３で風呂追い焚きをする場合、タンク１内の湯が不足していても必要な高温の湯を迅速沸かすことができ、その量も自由に確保することができる。このため、熱量不足で追い焚きできなかったり、不必要に高価な昼間電力を使うことがない。
【００６２】
また、追い焚き手段はタンク１内の湯が給湯可能なリモコンの最高設定温度以上の条件でのみ追い焚きを行うので、タンク１内に残った湯も無駄なく使用できる。
【００６３】
深夜電力を使用して全量沸上げを行った後、湯切れ沸上げ制御手段は残湯量と残湯温度をモニターし、追い焚き寄与熱量を算出して、追い焚き寄与熱量が追い焚きに必要な熱量を下回れば沸上げ手段で追加沸上げを行い、常に必要な熱量を確保するので、追い焚き時に熱量不足で追い焚きできないということがない。
【００６４】
また、湯切れ沸上げ制御手段は、常に追い焚き寄与熱量を算出して追加沸上げを行うかどうか判断しているので、湯の使用量に合わせて必要な時のみ追加沸上げを行い無駄に高価な昼間電力を使うこともない。
【００６５】
また、全量沸上げを想定した熱量の確保については、最悪、追加沸上げを行いながらの追い焚きを想定しているので、事前に確保する熱量をさらに少なくすることができる。
【００６６】
追い焚きサーミスタ５でタンク１内の湯温が追い焚き判定温度を下回れば、台所用のリモコンの追い焚き不可表示３２、風呂リモコンの追い焚き不可表示４５が点灯するので、追い焚きができないことを使用者がすぐに理解し、給湯を使って入浴する等の適切な対応をすることができる。
【００６７】
台所用のリモコンの残湯設定スイッチ２９で残湯設定を「ＯＦＦ」にすることで湯切れ沸上げ制御手段による追加沸上げを行わないようにできるので、使用者が湯切れより経済性を優先したい場合にも対応できる。また、その際にも追い焚きサーミスタ５でタンク１内湯温が追い焚き判定温度を下回れば、台所用のリモコンの追い焚き不可表示３２、風呂リモコンの追い焚き不可表示４５が点灯するので、追い焚きができないことを使用者がすぐに理解し、給湯を使って入浴する等の適切な対応をすることができるのでより効果的である。
【００６８】
台所用のリモコンのおまかせスイッチ２８によりおまかせＯＮにすると、追い焚きの時系列的な使用状態をもとに残湯設定を自動的に変化させるので、シャワー等で入浴しない使用者や、季節によって夏場はシャワーのみの使用者に対して無駄に追い焚きのための熱量を確保することを防止することができる。また、この設定変更は自動的に行われるので使用者を煩わせることがなく操作性を向上させることができる。
【００６９】
また、おまかせＯＮでも残湯設定スイッチ２９によって残湯設定を一時的に変更することができるので、いつもはシャワーで済ませている使用者も簡単な操作で突発的な使用変化に対応できる。
【００７０】
追い焚き開始時には、浴槽湯温が検出できた段階でタンク１内の追い焚き寄与熱量が不足しているかどうかを判断して不足の場合は報知するので、使用者は早い段階で追い焚きをやめて浴槽１０の残湯を抜き、湯張りによってお風呂を沸かす等の対応ができ、中途半端に沸かした後にお湯を抜いて湯張りするという無駄を省くことができる。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の電気温水器は、深夜電力で沸上げた高温の湯を浴槽の追い焚きに無駄なく使え、不必要に高コストの昼間電力を使用することがなく、より効率的な電気温水器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例における電気温水器を示す構成図
【図２】同電気温水器の台所用のリモコンを示す外観図
【図３】同電気温水器の風呂リモコンを示す外観図
【図４】同電気温水器の沸上げ手段の動作を示したフローチャート
【図５】同電気温水器の追い焚き手段の動作を示したフローチャート
【符号の説明】
１ タンク
２ 沸上げヒータ
３ 追い焚き熱交換器
４ 沸上げサーミスタ
５ 追い焚きサーミスタ
６ タンク循環路
７ 沸上げ循環ポンプ
８ 風呂循環路
９ 風呂循環ポンプ
１０ 浴槽
１１ 残湯サーミスタ（残湯検出手段）
１２ 混合弁
１３ 出湯サーミスタ
１５ 出湯配管
１６ 風呂温度サーミスタ
１７ 通水検出器
１９ 風呂給湯配管
１９ａ 風呂給湯弁
２９ 残湯設定スイッチ（湯切れ沸上げ選択手段）
３０ 残湯設定表示
３２ 追い焚き不可表示（追い焚き不可報知手段）
３８ 風呂温度設定スイッチ（風呂温度設定手段）
４４ 追い焚き表示ランプ（追い焚き能力不足報知手段）
４５ 追い焚き不可表示（追い焚き不可報知手段）
Claims (5)
- 貯湯用のタンクと、タンク内の水を加熱して湯にする沸上げヒータと、タンク内に設けた追い焚き熱交換器と、追い焚き熱交換器を介して浴槽の湯を循環させる風呂循環路と、風呂循環路に設け浴槽の湯を循環させる風呂循環ポンプと、浴槽の出口側の風呂循環路に設け浴槽の湯温を検出する風呂温度サーミスタと、前記タンク内の湯温を検出する沸上げサーミスタと、前記追い焚き熱交換器より下部の前記タンク内の湯温を検出する追い焚きサーミスタと、タンク上部に接続され湯と水を混合して給湯する混合弁と、混合弁の２次側の混合湯温を検出する出湯温度サーミスタと、混合弁の２次側と風呂循環路とを接続する風呂給湯配管と、風呂給湯配管に設けた風呂給湯弁と、カラン給湯温度と風呂温度を個別に設定するリモコンとを有し、前記沸上げヒータへの通電を制御してタンク内の水を所定沸上げ温度まで沸上げるとともに、前記追い焚きサーミスタで検出した湯温がカラン給湯温度と風呂温度の高い方の温度設定で決定された追い焚き判定温度以上のとき前記風呂循環ポンプを駆動して前記風呂温度サーミスタで検出した湯温が所定温度になるまで沸上げる電気温水器。
- タンク内の残湯量と残湯温度を検出する残湯検出手段を備え、深夜時間帯に沸上げヒータによりタンク内の湯を全量沸き上げした後から次の全量沸き上げ開始までの間、残湯量と残湯温度から換算した追い焚き寄与熱量が所定の湯切れ判定値を下回れば、沸上げヒータを介して所定量の追加沸き上げを行う請求項１に記載の電気温水器。
- 追い焚きサーミスタで検出した湯温が追い焚き判定温度以下になった場合、風呂追い焚きができなくなったことを報知する追い焚き不可報知手段を設けた請求項１に記載の電気温水器。
- 湯切れ沸き上げを行うかどうかを選択する湯切れ沸き上げ選択手段を設け、湯切れ沸き上げが非選択時に追い焚きサーミスタで検出した湯温が追い焚き判定温度以下になった場合、追い焚き手段が風呂追い焚きをできなくなったことを報知する追い焚き不可報知手段を設けた請求項２に記載の電気温水器。
- 追い焚きの時系列的動作状態を検出して自動的に湯切れ沸き上げを行うかどうかの制御パターンを切り替える請求項２に記載の電気温水器。
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-
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