JP2006105528A

JP2006105528A - 貯湯式給湯器

Info

Publication number: JP2006105528A
Application number: JP2004294787A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Nasu; 一郎奈須
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-10-07
Filing date: 2004-10-07
Publication date: 2006-04-20

Abstract

【課題】風呂追い焚き用に再加熱した高温のお湯を給湯にしようしないようにすることで、不必要に高価な昼間電力を使用しないようにし、省電力化を図る。
【解決手段】お湯を蓄えるタンク３内の湯を加熱するヒーター１と、タンク３の上部に配置された追い焚き熱交換器４と、タンク内のお湯を給湯する第１の給湯配管８と、タンク３内上部に配置された第２の給湯配管と、第１、第２の給湯配管を切り替えて給湯する給湯切替弁１５とを備えて、その給湯切替弁１５は給湯切替温度センサー１６が所定温度以下を検出したときには、給湯切替弁１５を第２の給湯配管に切替える。
【選択図】図１

Description

本発明は、主に深夜電力を使用し電気ヒーターやヒートポンプでお湯を沸かし、タンクに貯湯したお湯で給湯や風呂の追い焚きを行う貯湯式給湯器に関するものである。

従来、この種の貯湯式給湯器は深夜電力を使用し、夜間に沸き上げたタンクのお湯を使って、給湯すると共に風呂追い焚き時はタンク上部に設けた熱交換器に浴槽のお湯を循環させて追い焚きをしている（例えば、特許文献１参照）。

図５は、特許文献１に記載された貯湯式給湯器を示すものである。図５に示すように、上部ヒーター１と、下部ヒーター２と、上部ヒーター１、下部ヒーター２で沸き上げたお湯を貯湯するタンク（貯湯槽）３と、タンク３の上部に設置された追い焚き熱交換器４と、浴槽５と追い焚き熱交換器４とを接続したふろ循環配管（循環用配管）６と、ふろ循環配管６に介在し浴槽５のお湯を追い焚き熱交換器４に循環させタンク３内の高温のお湯で風呂追い焚きを行う追い焚き循環ポンプ（循環用ポンプ）７と、タンク３のお湯をカラン等に給湯する給湯配管（出湯管）８から構成されている。

また、このような構成の貯湯式給湯器では風呂追い焚きを行ってタンク３内の湯温が風呂追い焚きできない温度に下がったら、上部ヒーター１に通電してタンク上部のお湯を加熱し、風呂追い焚きを可能とする機能を搭載するのが一般的である。
特開２００３−２６９７８７号公報

しかしながら、前記従来の構成では風呂追い焚きでタンク内の湯温が低下して風呂追い焚きができなくなったとき、上部ヒーターに通電してタンク上部のお湯を再加熱し風呂追い焚きできるようしても、カラン等への給湯が発生すると給湯配管がタンク上部に接続されているため、再加熱した高温のお湯から使用されるため、給湯で使用された分を風呂追い焚きのために再度沸上る必要があった。

また、風呂追い焚き時にはタンク内のお湯が上部から下部まで対流を起こしながら均等に温度低下し、給湯には使用できる湯温５０℃〜６０℃で風呂追い焚き不可となるため、結果としてタンク内に中途半端な温度のお湯が多く残って、安価な深夜電力で沸かす量が少なくなっていた。

このように従来の貯湯式給湯器では風呂追い焚きで低下したお湯を再加熱し、その高温のお湯を給湯にも使ってしまうので、高価な昼間電力を使用する割合が増加し、給湯にしか使用できない中途半端な温度のお湯が多く残ってしまうため、安価な深夜電力で沸上る割合が減少し、トータル的にランニングコストが高くなってしまうという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、風呂追い焚き用に再加熱した高温のお湯を給湯に使用しないようにすることで不必要に高価な昼間電力を使用しないようにすると共に、給湯には風呂追い焚きで温度が低下したお湯を優先的に使用することで、深夜電力で沸かしたお湯を効果的に使い切り、次の沸上時も安価な深夜電力をフルに使ってトータルのランニングコストを低減した追い焚き付き貯湯式給湯器を提供することを目的とする。

従来の課題を解決するために、本発明の貯湯式給湯器は、給湯配管を追い焚き熱交換器の位置より低いタンクの位置に接続したとしたものである。

これによって、給湯時は追い焚き熱交換器の位置より低い位置から給湯されるので、風呂追い焚きのために再加熱された高温のお湯が給湯に使用されることが無く、無駄な再加熱を防止することができる。

また、風呂追い焚きにより温度低下した５０〜６０℃のお湯を優先的に給湯に使用するので安価な深夜電力で沸かしたお湯を効率的に使い切ることができ、ランニングコストを低減することができる。

また、本発明の貯湯式給湯器は、給湯配管を追い焚き熱交換器の位置より低いタンクの位置に接続した第１の給湯配管を備えたものである。

これによって、最終的にタンク上部のお湯も給湯で使い切ることができるようになり、さらにランニングコスト低減をはかれるようになる。

本発明の貯湯式給湯器は、風呂追い焚きにより湯温が低下した際の最沸上をより効率的におこない、風呂追い焚きに使用できなくなった温度（５０〜６０℃）のお湯を給湯に優先的に使用することで深夜電力で沸かしたお湯を効果的に使い切ることができ、トータルとしてランニングコストを低減することができる。

第１の発明は、お湯を蓄えるタンク内の湯を加熱する加熱手段と、前記加熱手段より低い位置または同じ高さに配置された追い焚き熱交換器と、前記タンク内のお湯を給湯する第１の給湯配管とを備え、前記第１の給湯配管を前記追い焚き熱交換器の位置より低いタンクの位置に接続するもので風呂追い焚きにより湯温が低下し再沸上しても、給湯には再沸上したお湯が使用されないので無駄に再沸上をすることがない。

第２の発明は、第１の発明の貯湯式給湯器において、タンクの上部に設けた前記タンク内のお湯を給湯する第２の給湯配管と、前記第１、第２の給湯配管を切り替えて給湯する給湯切替弁とを備えたもので、タンク上部に残ったお湯も給湯用に使い切ることができることとなり、さらにランニングコスト低減をはかることができる。

第３の発明は、特に第２の発明において、第１の給湯配管の近傍直下にタンク内の湯温を検出する給湯切替温度センサーを備え、前記給湯切替温度センサーが所定温度より高温を検出したときには第１の給湯配管で給湯を行い、前記給湯切替温度センサーが所定温度以下を検出したときには、前記給湯切替弁を切り替えて第２の給湯配管で給湯を行うようにしたものであり、給湯には安価な深夜電力で沸かした低温（５０〜６０℃）のお湯が優先的に使用されるので、中途半端な温度のお湯が多く残ってしまうことがない。

このように、高価な昼間電力の使用量を必要最小限に抑え、安価な深夜電力を最大限に使用することで、ランニングコストを大幅に低減することができる。

第４の発明は、特に、第３の発明において、加熱手段は、タンク上部の追い焚き熱交換器の位置より低い位置または同じ高さの位置に設置したヒーターと、前記タンクの上部と下部を接続した沸上循環配管と、前記沸上循環配管の途中に介在し前記タンク下部の水を上部に循環させる沸上げ循環ポンプと、前記タンク上部の温度を検出する沸上げ温度センサーとからなり、沸上げ時には前記ヒーターへ通電し、前記沸上げ温度センサーが所定温度を超えたら前記沸上げ循環ポンプを制御して、前記タンク上部の温度を所定温度に保つようにし、前記タンク上部温度が所定温度より上昇したら沸上を終了するようにしたものであり、深夜電力で沸かす湯量についても積層でタンク上部から順次沸上るので、使用量の少ない夏場は沸上を途中で止めて必要量だけ沸上ることができ、さらにランニングコストの低減をはかることができる。

第５の発明は、第３の発明において、加熱手段は、タンク上部と下部を接続した沸上げ循環配管と、前記沸上げ循環配管の途中に介在しタンク下部の水をタンク上部に循環させる沸上げ循環ポンプと、循環水を加熱する熱源ユニットとからなり、沸上げ時には前記熱源ユニットと前記沸上げ循環ポンプを起動し、循環水を所定温度に沸上るように前記沸上げ循環ポンプと前記熱源ユニットを制御するようにしたものであり、熱源ユニットとして電気ヒーターだけでなくヒートポンプ熱源等も選択することができるようになり、ランニングコストの安い給湯器を幅広く供給することができる。

特に、熱源ユニットとしてヒートポンプ熱源を使った場合は、タンク内に５０〜６０℃という中途半端な温度のお湯が残ることが少なくなるため、つぎの沸上時に熱源ユニットの効率を向上することができるという効果もある。

第６の発明は、第３の発明において、加熱手段は、タンク上部に設けた上部ヒーターと、前記タンク下部に設けた下部ヒーターとからなり、前記タンクの全量を沸き上げる場合は、前記下部ヒーターまたは前記上部ヒーターのうち少なくとも一方に通電して沸上げ、前記タンク上部のみを沸上る場合は前記上部ヒーターのみに通電するようにしたものであり、簡単な構成でランニングコストの安価な電気温水器を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における貯湯式給湯器の構成図である。

図１において、タンク３の下部に給水配管９が接続され、タンク３上部にはヒーター１が内蔵されている。タンク３下部とタンク３上部に接続された沸上循環配管１０と沸上循環配管１０の途中に沸上循環ポンプ１１が介在し、タンク３の上部外壁に取り付けられた沸上温度センサー１２と合わせて積層加熱手段を構成している。

タンク３上部のヒーター１より高い位置に追い焚き熱交換器４が内蔵され、追い焚き熱交換器４は浴槽５とふろ循環配管６で接続されている。また、ふろ循環配管６の途中には追い焚き循環ポンプ７が介在している。

タンク３の側面外壁の追い焚き熱交換器４より低い位置に追い焚き熱源センサー１３が取り付けられている。

さらに、タンク３の追い焚き熱交換器４より低い位置に給湯配管８が接続されている。

以上のように構成された貯湯式給湯器について、以下その動作、作用を説明する。

タンク３は給水配管９から給水された水を蓄え、深夜時間帯になるとヒーター１と沸上循環配管１０と沸上循環ポンプ１１より構成される積層加熱手段は、深夜電力を使ってタンク３内の水を沸き上げる。

沸上時は、まずヒーター１に通電されタンク３上部を沸き上げる。沸上温度センサー１２の温度が９０℃になったら沸上循環ポンプ１１を起動し、タンク３下部の水をタンク３上部に供給し、タンク３上部の温度が８９℃になったら沸上循環ポンプ１１を停止する。

この動作を繰り返すことで約９０℃のお湯がタンク３上部から積層状態で蓄積されていく。タンク３下部までお湯が達すると、沸上循環ポンプ１１を駆動しても沸上温度センサー１２で検出する温度が低下しなくなる。沸上循環ポンプ１１を駆動して沸上温度センサー１２で９２℃を検出したら沸上完了として、ヒーター１への通電を停止するとともに、沸上循環ポンプ１１の駆動を停止する。

風呂追い焚きを行う場合は追い焚き循環ポンプ７を駆動し、浴槽５内のお湯をふろ循環配管６を介して追い焚き熱交換器４に循環させてタンク３内の高温のお湯で加熱し風呂追い焚きを行う。この時、タンク３内のお湯は熱を奪われ温度が低下するが、タンク３上部のお湯の温度が低下するため対流を起こし、タンク３内のお湯全体が均等に温度低下していく。

風呂追い焚きによりタンク３内の湯温が低下したら追い焚き能力が低下するため、追い焚き熱源センサー１３の温度が６０℃になって風呂追い焚きが起動されたら、風呂追い焚きを行っている間ヒーター１に通電しタンク３上部のお湯を加熱し、追い焚き能力を確保し、風呂追い焚きを可能にする。このとき沸上循環ポンプ１１は駆動せず、ヒーター１で沸き上げた熱量が無駄なく追い焚き熱交換器４に伝わるようにする。

また、風呂追い焚き中に追い焚き熱源センサー１３で９０℃を検出したらヒーター１への通電を停止する。

カラン等が開かれ給湯を行うときは、追い焚き熱交換器４より下に接続された給湯配管８から給湯される。

以上のように、本実施の形態においては、給湯配管８を追い焚き熱交換器４より低い位置に接続することにより、給湯時に風呂追い焚きのために再加熱した高温のお湯を使用することが無いので、高価な昼間電力は風呂追い焚きのためだけに使われることになり、無駄を省くことができ、ランニングコストを低減することができる。

また、本実施の形態では給湯にしか使用できない６０℃のお湯を給湯に優先的に使用するので、深夜時間帯になって次の沸上の際に中途半端な温度のお湯が多量に残り、安価な深夜電力で沸かす量が少なくなり、トータルとしてランニングコストが高くなるという不具合も防止することができる。

なお、図１ではわかりやすくするためにタンク上部の追い焚き熱交換器４、ヒーター１が取り付けられているスペースがタンクの上部１／３程度を占めているが。追い焚き沸き増しの効率アップ、最後の残り湯を少なくするため、実際はできる限りコンパクトに実装する。

（実施の形態２）
図２は、本発明の第２の実施の形態の貯湯式給湯器の構成図である。

図２において、１及び３〜１３の構成要素は第１の実施の形態と同じである。さらに第１の給湯配管８に対し、タンク３の上部に第２の給湯配管１４を設け、第１の給湯配管８と第２の給湯配管１４は給湯切替弁１５の２つの入り口に接続され、給湯切替弁１５の出口はカラン等へつながる配管へ接続されている。

また、第１の給湯配管８の接続位置の直下のタンク３の側面には給湯切替温度センサー１６が取り付けられている。

沸上時の動作、風呂追い焚き時の動作、追い焚き沸き増し時の動作については第１の実施の形態と同じである。

給湯時は給湯切替弁１５は給湯配管８側になっていて、第１の実施の形態と同じように追い焚き熱交換器４の下部から給湯することで、風呂追い焚き用に再加熱された高温のお湯を無駄に使用しないようにしている。

給湯切替温度センサー１６で４５℃を検出したら、給湯切替弁１５を第２の給湯配管１４側に切り替えるようになっている。なお、給湯切替温度センサー１６が４５℃より高温を検出しているときは、第１の給湯配管８により給湯を行っている。

以上のように、本実施の形態においては、通常時は第１の実施の形態と同様に風呂追い焚き用の高温のお湯を使うことで高価な昼間電力を無駄に使うことを防止できるうえに、給湯にしか使えなくなった６０℃のお湯がなくなったら、給湯切替弁１５を切り替えてタンク３上部に残ったお湯も使い切ることができるので、さらに無駄を省きランニングコスト低減をはかることができる。

なお、ここでは給湯切替弁を切り替えるために給湯切替温度センサー１６を用いたが、一般的に給湯温度を検出するために給湯配管に設けられる給湯温度センサー等他の方法でも給湯切替弁１５を切り替えるタイミングを検出することが可能である。

（実施の形態３）
図３は、本発明の第３の実施の形態の貯湯式給湯器の構成図である。

図３において、３〜１３の構成要素は第１の実施の形態と同じである。ただし、熱源ユニット１７が沸上循環配管１０に介在し、沸上温度センサー１２はタンク上部ではなく熱源ユニット１７の出口側沸上循環配管１０に取り付けられている。また、熱源ユニット１７の入口側沸上循環配管１０には入水温度センサー１８が取り付けられている。

熱源ユニット１７とは、例えばヒートポンプサイクルにより構成されたものである。

以上のように構成された追い焚き付き貯湯式給湯器について、タンク内の水を沸上る時は熱源ユニット１７を起動すると共に、沸上温度センサー１２が９０℃になるように沸上循環ポンプ１１を制御する。

沸きあがった９０℃のお湯はタンク３上部より積層上に蓄積されていく。タンク３が９０℃のお湯で満たされ、入水温度センサー１８で５０℃以上を検出したら沸上を完了する。

また、風呂追い焚きでタンク３内の温度が低下し、追い焚き熱源センサーで６０℃以下を検出したら、沸上時と同様に熱源ユニット１７を起動し、沸上温度センサー１２が９０℃になるように沸上循環ポンプ１１を制御する。追い焚き熱源センサー１３で８０℃以上を検出したら、熱源ユニット１７と沸上循環ポンプ１１を停止し、追い焚き沸き増しを終了する。

風呂追い焚き時の動作、給湯時の動作については第１の実施の形態と同じである。

以上のように、本実施の形態においては、第１の実施の形態と同様、風呂追い焚きのために再沸上した高温のお湯を給湯に使うことがないので、ランニングコストを低減できる上、熱源ユニットとしてヒートポンプ熱源、外部電気ヒーターユニット等いろいろな構成に応用できランニングコストを低減した追い焚き機能付き貯湯式給湯器をはば広く提供できる。

なお、第３の実施の形態において、第２の実施の形態で述べた第２の給湯配管１４、給湯切替弁１５、給湯切替温度センサー１６を適用してもよい。

また、熱源ユニットにヒートポンプ熱源機を使用した場合、風呂追い焚きに使用した６０℃のお湯を給湯に優先的に使用するので、次回沸上時入水に中途半端な温度のお湯が入ってくることが少なく、低効率で沸き上げたり、入水温度が高すぎて高圧異常で熱源ユニットが停止したりすることを防止することができる。

（実施の形態４）
図４は、本発明の第３の実施の形態の貯湯式給湯器の構成図である。

図４において、３〜９、１２、１３の構成要素は第１の実施の形態と同じである。ただし、沸上温度センサー１２はタンク３の下部に取り付けられている。また、上部のヒーター１は追い焚き熱交換器４の高さ以下の位置のタンク３上部、下部ヒーター２はタンク３下部の沸上温度センサー１２より下の位置に取り付けられている。

まず、沸上時は、まず上部のヒーター１に通電してタンク３上部の沸上を行う。追い焚き熱源センサー１３で９０℃を検出したら、上部のヒーター１への通電を停止し、下部ヒーター２に通電し、タンク３全体の沸上を行う。沸上温度センサー１２で９０℃を検出したら下部ヒーター２への通電を停止し、沸上を完了する。

また、追い焚き熱源センサー１３でタンク３内の湯温が６０℃以下に低下したことを検出したら、風呂追い焚きを行っている間、上部ヒーター１に通電しタンク３上部のお湯を加熱し、風呂追い焚きに必要な熱量を確保する。

当然のことながら追い焚き沸き増し中に追い焚き熱源センサーで９０℃を検出したら、上部ヒーター１への通電は停止する。

風呂追い焚き時の動作、給湯時の動作については第１から第３の実施の形態と同じである。

以上のように、本実施の形態においては、第１の実施の形態と同様のランニングコストを低減をはかった給湯方式を、最も簡単な積層沸上方式を採用した貯湯式給湯器にも適応できるので、本発明のメリットをより多くの形態の給湯器として幅広く提供できる。

以上のように、本発明にかかる貯湯式給湯器は、風呂追い焚きにより温度低下した湯温の再沸上を無駄なく行い、風呂追い焚きには使用できなくなった温度低下したお湯を給湯に優先的に使うことで、安価な深夜電力で沸かしたお湯を無駄なく使い切ることができるため、いろいろな沸上方式の貯湯式給湯器に応用が可能となるので、電気温水器だけでなく、熱源としてヒートポンプを使用した貯湯式給湯器等にも適用できる。

本発明の実施の形態１における貯湯式給湯器の構成図本発明の実施の形態２における貯湯式給湯器の構成図本発明の実施の形態３における貯湯式給湯器の構成図本発明の実施の形態４における貯湯式給湯器の構成図従来の貯湯式給湯器の構成図

符号の説明

１ヒーター
３タンク
４追い焚き熱交換器
５浴槽
６ふろ循環配管
７追い焚き循環ポンプ
８給湯配管
９給水配管
１０沸上げ循環配管
１１沸上げ循環ポンプ
１２沸上げ温度センサー
１３追い焚き熱源センサー
１４第２の給湯配管
１５給湯切替弁
１６給湯切替温度センサー
１７熱源ユニット
１８入水温度センサー

Claims

お湯を蓄えるタンク内の湯を加熱する加熱手段と、前記タンクの上部に配置された追い焚き熱交換器と、前記タンク内のお湯を給湯する第１の給湯配管とを備え、前記第１の給湯配管を前記追い焚き熱交換器の位置より低いタンクの位置に接続した貯湯式給湯器。
タンクの上部に設けた前記タンク内のお湯を給湯する第２の給湯配管と、前記第１、第２の給湯配管を切り替えて給湯する給湯切替弁とを備えた請求項１記載の貯湯式給湯器。
第１の給湯配管の近傍直下にタンク内の湯温を検出する給湯切替温度センサーを備え、前記給湯切替温度センサーが所定温度より高温を検出したときには第１の給湯配管で給湯を行い、前記給湯切替温度センサーが所定温度以下を検出したときには、前記給湯切替弁を切り替えて第２の給湯配管で給湯を行う請求項２記載の貯湯式給湯器。
前記加熱手段は、タンク上部の追い焚き熱交換器の位置より低い位置または同じ高さの位置に設置したヒーターと、前記タンクの上部と下部を接続した沸上循環配管と、前記沸上循環配管の途中に介在し前記タンク下部の水を上部に循環させる沸上げ循環ポンプと、前記タンク上部の温度を検出する沸上げ温度センサーとからなり、沸上げ時には前記ヒーターへ通電し、前記沸上げ温度センサーが所定温度を超えたら前記沸上げ循環ポンプを制御して、前記タンク上部の温度を所定温度に保つようにし、前記タンク上部温度が所定温度より上昇したら沸上を終了する請求項１から３に記載の貯湯式給湯器。
前記加熱手段は、タンク上部と下部を接続した沸上げ循環配管と、前記沸上げ循環配管の途中に介在しタンク下部の水をタンク上部に循環させる沸上げ循環ポンプと、循環水を加熱する熱源ユニットとからなり、沸上げ時には前記熱源ユニットと前記沸上げ循環ポンプを起動し、循環水を所定温度に沸上るように前記沸上げ循環ポンプと前記熱源ユニットを制御する請求項１から３に記載の貯湯式給湯器。
前記加熱手段は、タンク上部に設けた上部ヒーターと、前記タンク下部に設けた下部ヒーターとからなり、前記タンクの全量を沸き上げる場合は、前記下部ヒーターまたは前記上部ヒーターのうち少なくとも一方に通電して沸上げ、前記タンク上部のみを沸上る場合は前記上部ヒーターのみに通電するようにした請求項１から３に記載の貯湯式給湯器。