JP2005315505A

JP2005315505A - 追焚き機能付き電気温水器及び浴槽水温度調整方法

Info

Publication number: JP2005315505A
Application number: JP2004133682A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Furukawa; 芳洋古川; Shiro Kazama; 史郎風間
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-04-28
Filing date: 2004-04-28
Publication date: 2005-11-10

Abstract

【課題】貯湯タンク内の湯温が低下した場合にも、水位変動なく設定温度を満たすようにした追焚き機能付き電気温水器を提供する。
【解決手段】追焚き指令が入力された際、制御手段９０は、貯湯タンク１の水の温度センサ１２による検出温度が予め定めた判定温度よりも高温である場合には追焚き手段４，５，６，を作動させて追焚きを実行し、検出温度が判定温度よりも低温である場合には、二方弁３１を開き浴槽２００の水を所定量排水した後、二方弁３１を閉じ差し湯手段７２，７３を作動させて、浴槽２００内に先に排水した量と同量の差し湯を実行する。
【選択図】図２

Description

本発明は、貯湯式電気温水器を利用した追焚き機能付き電気温水器及びその浴槽水温度調整方法に関する。

従来の追焚き機能付き電気温水器は、例えば、加熱手段により加熱した水を貯湯タンク内に貯湯しておき、浴槽の湯を貯湯タンク循環ポンプにより貯湯タンク内に設けられた熱交換器に導き、貯湯タンク内の湯と熱交換させることにより、浴槽水を追焚きするための追焚き機能付き電気温水器が知られている(例えば、特許文献１参照)。
特開２００３−１６１５２２号公報（第１頁、図１）

しかしながら、上記従来の構成では、追焚きや給湯の負荷が集中し貯湯タンク内の湯温が６０℃程度まで低下した場合、熱交換器による熱交換量が低下し追焚きを行なえなくなるため、浴槽水の水位を一定に保ちながら、浴槽水の温度を上昇させるには、浴槽水をある程度汲み出した後、蛇口から湯を補給し、なおかつ攪拌しなければならず、使用者にとっては大変不便なものとなっていた。
本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、貯湯タンク内の湯温が低下した場合にも、水位変動なく設定温度を満たすようにした追焚き機能付き電気温水器を提供することを目的としたものである。

本発明の装置は、貯湯タンクと、該貯湯タンク内に蓄えられた水を加熱する加熱手段と、前記貯湯タンク内に蓄えられた加熱水と浴槽に蓄えられている浴槽水とを熱交換する熱交換器、該熱交換器に対し前記浴槽水を強制循環させる第１循環ポンプ及び該熱交換器に対し前記貯湯タンク内の加熱水を強制循環させる第２循環ポンプを有した追焚き手段と、前記浴槽内の水の水位検出手段及び温度検出手段と、前記貯湯タンク内の水の温度を検出する温度検出手段と、前記貯湯タンクから加熱水を前記浴槽に供給して差し湯を行なう差し湯手段と、前記浴槽水の排出路の開閉を行う開閉手段と、前記浴槽水の温度を指定された目標温度にする制御手段とを備え、前記制御手段は、追焚き指令が入力された際、前記貯湯タンク水の温度検出手段による検出温度が予め定めた判定温度よりも高温である場合には前記追焚き手段を作動させて追焚きを実行し、前記検出温度が前記判定温度よりも低温である場合には、前記開閉手段を開き前記浴槽水を所定量排水した後、前記開閉手段を閉じ前記差し湯手段を作動させて前記排水量と同量の差し湯を実行するものである。
また、本発明の方法は、貯湯タンクと、該貯湯タンク内に蓄えられた水を加熱する加熱手段と、前記貯湯タンク内に蓄えられた加熱水と浴槽に蓄えられた浴槽水とを熱交換する熱交換器、該熱交換器に対し前記浴槽水を強制循環させる第１循環ポンプ及び該熱交換器に対し前記貯湯タンク内の加熱水を強制循環させる第２循環ポンプを有した追焚き手段と、前記浴槽内の水の水位検出手段及び温度検出手段と、前記貯湯タンク内の水の温度を検出する温度検出手段と、前記貯湯タンクから加熱水を前記浴槽に供給して差し湯を行なう差し湯手段と、前記浴槽水の排出路の開閉を行う開閉手段とを備え、前記浴槽水の温度を指定された目標温度にする追焚き指令が入力されたとき、前記貯湯タンク水の温度検出手段による検出温度が予め定めた判定温度よりも高温である場合には、前記追焚き手段を作動させて追焚きを実行して、前記浴槽水の温度を目標温度にし、前記検出温度が前記判定温度よりも低温である場合には、前記浴槽水の現在温度、前記浴槽水の目標温度、及び前記差し湯の温度に基づいて前記浴槽水の排水量を決定し、前記開閉手段を開き前記浴槽水を決定された量排水した後、前記開閉手段を閉じ前記差し湯手段を作動させて前記排水量と同量の差し湯を実行して、前記浴槽水の温度を目標温度にするものである。

本発明によれば、追焚き指令又は昇温指令があった場合、貯湯タンク内の水が追焚きを行なうのに十分な温度を有していれば、熱交換による追焚きを実行する一方、上記貯湯が効果的な追焚きを行なうのに不十分な温度である場合は、熱交換による追焚きを行なわず、浴槽の排水と差し湯を行なうことにより、水位変動のない浴槽水の昇温が可能になる。

以下、本発明の実施の形態を図を参照しながら説明する。図１は本発明の実施の形態に係る追焚き機能付き電気温水器１００の装置構成図である。ここで、電気温水器１００は浴槽２００に対して作用するものとして用いられている。この電気温水器１００は、貯湯タンク１、追焚き用熱交換器４、浴槽２００内の水を追焚き用熱交換器４に強制循環させる第１循環ポンプ（浴槽水循環ポンプ）５、貯湯タンク１内の水を追焚き用熱交換器４に強制循環させる第２循環ポンプ（タンク水循環ポンプ）６を備える。また、浴槽２００に湯張りを行ったり、差し湯等を行うための給湯回路７、第１循環ポンプ５により浴槽水を循環させる追焚き回路８、浴槽２００内の水の水位検出手段としての水位センサ９、第２循環ポンプ６により貯湯タンク１内の加熱水を循環させる貯湯タンク循環回路１０を備える。更に、貯湯タンク１内の水の温度検出手段としての温度センサ１２、及び浴槽２００内の水の温度検出手段としての温度センサ１７も備えている。

貯湯タンク１内の下部には内部の水を加熱する加熱手段が配置され、上部には温度センサ１２が配置され、底部には水道管からの水を入水させる給水管１３が接続されている。そして、貯湯タンク１は内部が常に満水状態になるように給水管１３から入水を受け入れられるようになっている。なお、図１中の符号１４は水道管からの元供給圧を減圧するための減圧弁を示している。

加熱手段は加熱源として電気ヒータ１１により構成され、後述する制御手段（図２の符号９０）により加熱動作のＯＮ・ＯＦＦが制御されて、貯湯タンク１内の水を所定温度以上に維持するようになっている。なお、加熱手段としては、冷凍サイクルを利用したヒートポンプにより貯湯タンク１の水を加熱するものを用いてもよい。

給湯回路７は、配管７１、混合弁７２及び二方弁７３を含み、追焚き回路８は、戻り配管８１と往き配管８２とを含む。給湯回路７はまた、貯湯タンク循環回路１０及び追焚き回路８の一部の管路を利用する構成となっている。すなわち、貯湯タンク循環回路１０の上流部から出湯管７１が分岐されている。そして、この出湯管７１の途中には、混合弁７２と二方弁７３が配置されており、この混合弁７２には、給水管１３から分岐した分岐給水管１６が接続されている。浴槽２００への注水の際には、混合弁７３を開き、分岐給水管１６を通して供給される水と貯湯タンク１から出湯される加熱水とを所定の混合比で混合し、所定温度に温調した上で、適切な温度の水を下流側の追焚き回路８を通して浴槽２００へ供給するようになっている。この例では、給湯回路７が、浴槽２００に加熱水や水を追加注入する差し湯手段としても用いられている。

貯湯タンク循環回路１０は、第２循環ポンプ６と流量調整弁１５を備えており、第２循環ポンプ６の動作により、貯湯タンク１上部の高温の水を熱交換器４に供給し熱交換後４の水を貯湯タンク１下部に戻すようになっている。さらに、流量調整弁１５の調整により、熱交換器４に供給する貯湯タンク１の水量を任意に変化させることにより、熱交換器４の出力を変化させることができる。

追焚き回路８は、第１循環ポンプ５の動作により、浴槽２００内の水を熱交換器４に戻す戻り管８１と、熱交換器４で熱交換加熱されて昇温した水を浴槽２に供給する往き管８２を備えており、貯湯タンク循環回路１０と同時に運転をすることにより、加熱量を任意に調整できる追焚き運転を行なう。従って、熱交換器４、第１循環ポンプ５、追焚き回路８、第２循環ポンプ６、貯湯タンク循環回路１０、流量調整弁１５等が追焚き手段を構成している。

浴槽水の排出路となっている排水管路３は、追焚き回路８から分岐して設けられており、途中に排水管路３の開閉手段である二方弁３１を備えて、排水口３２へと導かれている。なお、開閉手段は二方弁３１に限られるものではなく、その他の流路開閉装置が利用できる。また、この開閉手段を浴槽２００側に設けるようにしてもよい。
貯湯タンク１の湯温が低く、追焚き運転をしても目標温度まで昇温するのに時間がかかるような場合は、まずこの排水管路３を利用して浴槽水の排水を行なう。浴槽水の排水を行なう際には、第１循環ポンプ５を運転し、二方弁３１を開き、浴槽水を排水管路３を通して排水口３２に導くことにより、浴槽２００内にある浴槽水の排水を行なう。その後、給湯回路７を用いて任意の温度の水を浴槽２００内に供給することにより、浴槽２００内の水の温度を変化させることができる。

図２は電気温水器１００の主要な構成の制御関係を示すブロック図である。図２において、制御手段９０は例えばマイクロコンピュータ等からなり、貯湯タンク１、電気ヒータ１１、二方弁３１等の動作、温度センサ１２、水位センサ９、温度センサ１７等の検出値取り込みを制御している。また、熱交換器４、第１循環ポンプ５、第２循環ポンプ６、流量制御弁１５等からなる追焚き手段や、混合弁７２、二方弁７３等からなる給湯回路（又は差し湯手段）の動作も制御している。

制御手段９０は、追焚き又は昇温指令が入力された際、貯湯タンク水の温度センサ１２による検出温度が予め定めた判定温度（例えば６５℃）よりも高温である場合には追焚き手段を作動させて追焚きを実行し、一方、検出温度が判定温度よりも低温である場合には、二方弁３１を開き浴槽水を所定量排水した後、二方弁３１を閉じ差し湯手段を作動させて上記排水量と同量の差し湯を実行するように、制御を行うものである。
制御手段９０はまた、水位センサ９の検出値と浴槽２００の形状とから、浴槽２００内の浴槽水量や浴槽２００からの排出量の演算も行う。

さらに、制御手段９０は上記浴槽水の排水量の決定のために、例えば次式に示すような演算を行う排水量決定手段を備える。

（（浴槽水目標温度−浴槽水現在温度）／差し湯温度）×浴槽水量＝排水量 …式１

従って、例えば、２００Ｌで４０℃（現在温度）の浴槽水を４２℃（目標温度）とする場合には、浴槽から４０℃の浴槽水を２０Ｌを排水し、６０℃の加熱水を２０Ｌ差し湯する。また、例えば、２００Ｌで３８℃（現在温度）の浴槽水を４２℃（目標温度）とする場合には、浴槽から３８℃の浴槽水を３６．４Ｌを排水し、６０℃の加熱水を３６．４Ｌ差し湯する。

図３は、電気温水器１００に追焚き指令が入力された時の、電気温水器１００の作用を示すフロチャートである。次に、この図３を基に追焚き指令が入力された時の電気温水器１００の作用を説明する。
まず、浴槽２００内の浴槽水の温度を目標温度に昇温する追焚き指令が入力されると（Ｓ１）、温度センサ１２により貯湯タンク１内の水の温度を検出する（Ｓ２）。そして、その温度が予め定めた判定値よりも高温である場合には、追焚き手段を作動させて、温度センサ１７を監視しながら浴槽水の温度が目標温度になるまで追い焚きを実行する（Ｓ４，Ｓ５）。一方、ステップＳ２で検出された温度が、上記判定値よりも低温である場合には、式１に基づいて浴槽水の排水量を決定し、また水位センサ９で浴槽２００の水位を検出する（Ｓ６）。続いて、二方弁３１を開き浴槽水をその決定された量排水する（Ｓ７）。その後、二方弁３１を閉じ差し湯手段を作動させて先に排水した量と同量の加熱水を浴槽２００内へ差し湯して、前記浴槽水の温度を目標温度にする（Ｓ８）。

上記実施形態に示す追焚き機能付き電気温水器によれば、以下の効果が得られる。すなわち、貯湯タンク１内の水の温度が低く、熱交換器４を用いた追焚きを行なうのに十分な温度でない場合でも、排水と差し湯により水位変動なしに浴槽２００内の水の温度を高くすることができる。
また、上記実施形態に準じ、式１で計算した量の排水と差し湯手段からの水の注入を利用することで、水位変動なしに浴槽２００内の水の温度を目標温度まで低くすることもできる。

本発明の実施形態に係る追焚き機能付き電気温水器の装置構成図である。図１の電気温水器の主要な構成の制御関係を示すブロック図である。図１の電気温水器に追焚き指令が入力された時の電気温水器の作用を示すフロチャートである。

符号の説明

１貯湯タンク、３排水管路、４熱交換器、５第１循環ポンプ、６第２循環ポンプ、７給湯管路（又は差し湯手段）、８追焚き回路、９水位センサ、１０貯湯タンク循環回路、１１電気ヒータ、１２温度センサ、１３給水管、１４減圧弁、１５流量調整弁、１６分岐給水管、１７温度センサ、３１二方弁、３２排水口、７１出湯管、７２混合弁、７３二方弁、８１戻り配管、８２往き配管、９０制御手段、１００追焚き機能付き電気温水器、２００浴槽。

Claims

貯湯タンクと、該貯湯タンク内に蓄えられた水を加熱する加熱手段と、前記貯湯タンク内に蓄えられた加熱水と浴槽に蓄えられている浴槽水とを熱交換する熱交換器、該熱交換器に対し前記浴槽水を強制循環させる第１循環ポンプ及び該熱交換器に対し前記貯湯タンク内の加熱水を強制循環させる第２循環ポンプを有した追焚き手段と、前記浴槽内の水の水位検出手段及び温度検出手段と、前記貯湯タンク内の水の温度を検出する温度検出手段と、前記貯湯タンクから加熱水を前記浴槽に供給して差し湯を行なう差し湯手段と、前記浴槽水の排出路の開閉を行う開閉手段と、前記浴槽水の温度を指定された目標温度にする制御手段とを備え、
前記制御手段は、追焚き指令が入力された際、前記貯湯タンク水の温度検出手段による検出温度が予め定めた判定温度よりも高温である場合には前記追焚き手段を作動させて追焚きを実行し、前記検出温度が前記判定温度よりも低温である場合には、前記開閉手段を開き前記浴槽水を所定量排水した後、前記開閉手段を閉じ前記差し湯手段を作動させて前記排水量と同量の差し湯を実行するものである、ことを特徴とする追焚き機能付き電気温水器。
前記制御手段が、前記浴槽水の現在温度、前記浴槽水の目標温度、及び前記差し湯の温度に基づいて前記浴槽水の排水量を決定する排水量決定手段を備えている、ことを特徴とする請求項１記載の追焚き機能付き電気温水器。
貯湯タンクと、該貯湯タンク内に蓄えられた水を加熱する加熱手段と、前記貯湯タンク内に蓄えられた加熱水と浴槽に蓄えられた浴槽水とを熱交換する熱交換器、該熱交換器に対し前記浴槽水を強制循環させる第１循環ポンプ及び該熱交換器に対し前記貯湯タンク内の加熱水を強制循環させる第２循環ポンプを有した追焚き手段と、前記浴槽内の水の水位検出手段及び温度検出手段と、前記貯湯タンク内の水の温度を検出する温度検出手段と、前記貯湯タンクから加熱水を前記浴槽に供給して差し湯を行なう差し湯手段と、前記浴槽水の排出路の開閉を行う開閉手段とを備え、前記浴槽水の温度を指定された目標温度にする追焚き指令が入力されたとき、
前記貯湯タンクの水温度検出手段による検出温度が予め定めた判定温度よりも高温である場合には、前記追焚き手段を作動させて追焚きを実行して、前記浴槽水の温度を目標温度にし、
前記検出温度が前記判定温度よりも低温である場合には、前記浴槽水の現在温度、前記浴槽水の目標温度、及び前記差し湯の温度に基づいて前記浴槽水の排水量を決定し、前記開閉手段を開き前記浴槽水を決定された量排水した後、前記開閉手段を閉じ前記差し湯手段を作動させて前記排水量と同量の差し湯を実行して、前記浴槽水の温度を目標温度にする、ことを特徴とする追焚き機能付き電気温水器の浴槽水温度調整方法。