JP2007093150A - 貯湯式給湯風呂装置 - Google Patents

Abstract

【課題】風呂循環回路の凍結を確実に防止することが出来る貯湯式給湯風呂装置を提供するものである。
【解決手段】加熱手段２で高温に加熱した湯水を貯湯する貯湯タンク１と、該貯湯タンク１下部には給水管７を接続すると共に上部には出湯管８を接続し、更に貯湯タンク１内には浴槽３と風呂循環ポンプ１８を備えた風呂循環回路１６を介して連通した風呂用熱交換器１７を設けたものに於いて、前記風呂循環ポンプ１８の駆動で浴槽水を循環させての凍結防止運転中に、浴槽水温度の所定温度未満を検知することで、加熱手段２による貯湯タンク１への高温水の貯湯を開始させる凍結防止運転を行うことで、浴槽水に熱を与える貯湯タンク内の熱量不足を浴槽水温度で判断して、加熱手段による沸き増しを行うので、凍結の防止を直接浴槽水温度の検知で的確に実施出来るものである。
【選択図】 図２

Description

この発明は、ヒートポンプ回路や電気ヒーターを利用して、貯湯水を加熱し風呂や給湯を行う貯湯式給湯風呂装置に関するものである。

従来よりこの種の貯湯式給湯風呂装置では、切替弁付きのバイパス管路を有し、凍結防止運転では風呂用熱交換器に湯水を通すことなく、このバイパス管路を通すようにするものであった。（例えば、特許文献１参照。）
特開２００４−２５７５７５号公報

ところでこの従来のものでは、貯湯タンクの熱ロスを極力抑えることが出来るが、浴槽水は熱を得ることが出来ない状態なので、温度低下が進と凍結する危険があり、安心して使用出来ないと言う問題点を有するものであった。

この発明はこの点に着目し、上記問題点を解決する為、特にその構成を、加熱手段で高温に加熱した湯水を貯湯する貯湯タンクと、該貯湯タンク下部には給水管を接続すると共に上部には出湯管を接続し、更に貯湯タンク内には浴槽と循環ポンプを備えた循環回路を介して連通した風呂用熱交換器を設けたものに於いて、前記循環ポンプの駆動で浴槽水を循環させての凍結防止運転中に、浴槽水温度の所定温度未満を検知することで、加熱手段による貯湯タンクへの高温水の貯湯を開始させる凍結防止運転を行うものである。

この発明によれば、凍結防止運転時には、浴槽水は風呂用熱交換器を流通して加熱され、確実に凍結防止出来るものであり、又この時、浴槽水に熱を与える貯湯タンク内の熱量不足を浴槽水温度で判断して、加熱手段による沸き増しを行うので、凍結の防止を直接浴槽水温度の検知で的確に実施出来るものである。

次に、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
１は温水を貯湯する貯湯タンク、２は温水を加熱する加熱手段としてのヒートポンプユニット、３は浴槽である。

４は貯湯タンク１とヒートポンプユニット２を循環可能に接続する加熱循環回路で、加熱循環ポンプ５を有し貯湯タンク１の下部に接続されたヒーポン往き管４ａ及び貯湯タンク１上部に接続されたヒーポン戻り管４ｂより構成され、貯湯タンク１下部の冷水をヒーポン往き管４ａを介してヒートポンプユニット２で加熱し、加熱された高温の温水をヒーポン戻り管４ｂで貯湯タンク１上部に戻して貯湯タンク１内に温水を加熱貯湯するものである。なお、貯湯タンク１の外周面には縦に複数個の貯湯温度センサ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄを有しており、この貯湯温度センサが所定温度以上を検出することで貯湯量を検知するものである。

７は貯湯タンク１に水を供給する給水管、８は貯湯タンク１内の温水を出湯する出湯管、９は給水管７からの冷水と出湯管８からの温水を設定温度になるように混合する混合弁、１０は混合された設定温度の温水を給湯する給湯管、１１は給湯管１０の端部に設けられる蛇口である。１２は混合弁９の下流に設けた給湯温度センサ、１３は給湯量をカウントする給湯流量センサである。なお、１４は水道圧を所定の圧力に減圧する減圧弁、１５は加熱されることによる過圧を逃がす圧力逃し弁である。

１６は風呂循環回路で、貯湯タンク１内に設けられた蛇管よりなる風呂用熱交換器１７と浴槽３とを風呂往き管１６ａ及び風呂戻り管１６ｂとで循環可能に接続するものである。１８は風呂循環回路１６に設けられた風呂循環ポンプ、１９は流水の有無を検知する流水センサ、２０は風呂循環回路１６を流れる浴槽水の温度を検出する風呂温度センサ、２１は浴槽水の水圧から浴槽３内の水位を検出する水位センサである。

２２は風呂用熱交換器１７をバイパスして風呂往き管１６ａと風呂戻り管１６ｂとを接続するバイパス管で、中間位置において三方が全て連通する三方弁よりなる流路切換手段２３がバイパス管２２と風呂戻り管１６ｂの接続部に設けられ、風呂循環回路１６を流れる温水を風呂用熱交換器１７を流すか否かを選択的に切換えるものである。

２４は前記バイパス管２２の流路切換手段２３とは反対側の風呂往き管１６ａ側の接続部より風呂３側に備えられた混合温度センサで、流路切換手段２３の開度調節で風呂用熱交換器１７内に残留した高温温水とバイパス管２２を流通してくる風呂循環回路１６の低温水との混合水温度を検出し、予め設定された安全温度である設定温度５０℃〜６０℃と比較して、この温度になるように開度調節するものであり、この調節は追い焚きまたは保温運転開始が所定時間ここでは６０秒経過後に終了して、通常の追い焚きまたは保温運転の経路状態に戻るものである。

２５は給湯管１０途中から分岐されて風呂循環回路１６に接続され浴槽３への湯張りを行うための湯張り管、２６はこの湯張り管２５に設けられ浴槽３への湯張りの開始、停止を行う湯張り弁、２７は浴槽３への湯張り量をカウントする風呂流量センサである。なお、２８は湯張り管２５と水位センサ２１との間に設けられる二方弁で、湯張り時に一旦開弁して風呂戻り管１６ｂの湯張り管２５から浴槽３までの配管のエアパージを行った後、閉弁して水位センサ２１で正確な水位を監視しながら湯張りを行えるようにするものである。

２９はヒートポンプユニット２の加熱制御を行う加熱制御部、３０は給湯および風呂の制御を行う給湯風呂制御部であり、３１はヒートポンプユニット２内に備えられた外気温検知センサである。

次に、この貯湯式給湯風呂装置の凍結防止運転について図２のフローチャートに従って説明する。
今ステップ３２で外気温センサ３１が外気温０℃以下を検知することで、ＹＥＳでステップ３３に進み風呂循環ポンプ１８を駆動させるので、浴槽水は流路切換手段２３がバイパス管２２側を開成状態であり、風呂用熱交換器１７を通ることなく風呂循環回路１６を循環して凍結を防止するものである。

そして、ステップ３４で風呂循環ポンプ１８の駆動から１０秒経過したかを判断し、ＹＥＳでステップ３５に進み風呂温度センサ２０で循環している浴槽水温度を検知し、この温度が５℃未満かを判断し、ＮＯではステップ３２に戻り、ＹＥＳではステップ３６に進んで流路切換手段２３を風呂用熱交換器１７側に切換て、浴槽水を風呂用熱交換器１７まで流通させることにより、貯湯タンク１内の貯湯水との熱交換による温度上昇を図り凍結の危険を防止するものである。

更にステップ３７に進み風呂用熱交換器１７を通すことで、浴槽水が温度上昇しているかを、風呂温度センサ２０による浴槽水温度を検知し、これが１０℃以上かを判断して、ＹＥＳではステップ３８に進んで流路切換手段２３を再びバイパス管２２側に戻し、ステップ３９で一旦凍結防止の制御を終了する。

又ステップ３７でＮＯの場合は、ステップ４０に進み１０秒経過までは継続してステップ３７の温度検知を行い、１０秒経過するとＹＥＳでステップ４１に進んでヒートポンプユニット２を駆動して、貯湯タンク１の沸き増し運転を行い、ステップ４２で風呂温度センサ２０が１０℃以上を検知するまで継続され、１０℃以上を検知してＹＥＳでステップ４３に進み沸き増し運転及び凍結防止運転の全運転停止となるものである。

従って、凍結防止運転時には、浴槽水温度が低ければ、浴槽水は風呂用熱交換器１７を流通して加熱され、確実に凍結防止出来るものであり、又この時、浴槽水に熱を与える貯湯タンク１内の熱量不足を浴槽水温度で判断して、ヒートポンプユニット２による沸き増しを行うので、凍結の防止を直接浴槽水温度の検知で的確に実施出来るものである。

前記給湯風呂制御部３０に接続されたリモコン（図示せず）にて風呂の追焚きが指示されると、風呂給湯制御部３０は流路切換手段２３を風呂用熱交換器１７側に切換えて風呂循環ポンプ１８を駆動し、浴槽３内の浴槽水を貯湯タンク１内の高温の温水中に設けられた風呂用熱交換器１７を流通させ、貯湯タンク１の貯湯温水の熱を利用して浴槽水を加熱するものである。貯湯タンク１の温水を用いて浴槽３内の温水を追焚きあるいは保温可能にしたため、追焚きあるいは保温専用の電熱ヒータが不要となり、コストの低減および電力消費量の低減を計れるものである。

そして、追焚きまたは保温を停止すると風呂用熱交換器１７内に浴槽水が残留して貯湯タンク１内の高温の温水と熱交換され高温に加熱されてしまう。しかし、本発明では風呂の追焚きまたは保温を開始する際には、給湯風呂制御部３０は一旦流路切換手段２３を中間位置で保持して風呂用熱交換器１７側とバイパス管２２側と風呂循環回路１６側の三方を連通させる状態にして風呂循環ポンプ１８を駆動開始するので、風呂用熱交換器１７内の高温の残留浴槽水と風呂循環ポンプ１８によって循環される比較的低温の浴槽水とが混合して供給される。

次にこの混合水温度を混合温度センサ２４が検出し、設定温度と比較してその差に応じて流路切換手段２３による各部への開度調節を行い、即ち混合水温度が設定温度より高い場合には、風呂用熱交換器１７側を少なく、バイパス管２２側を増加させ、逆に混合水温度が設定温度より低い場合には、風呂用熱交換器１７側を増加させ、バイパス管２２側を少なくして、設定温度になるように開度調節を行うものである。

従って、高温の残留浴槽水の温度が危険の少ない温度まで確実に低下されて浴槽に供給されることとなり、入浴者が予期しない高温の湯が浴槽内に供給されることがなくなるので火傷の危険性をなくすことが出来、常に安心して使用出来るものである。

そして、給湯風呂制御部３０が追焚きまたは保温の開始から予め定められた所定時間ここでは６０秒をカウントすると、流路切換手段２３を風呂用熱交換器１７側と風呂循環回路１６側を連通しバイパス管２２側を閉鎖する。よって浴槽水が全て風呂用熱交換器１７を通過して加熱されることとなり効率よく追焚きまたは保温を行うことが可能である。

前記所定時間は風呂循環ポンプ１８の循環能力と風呂用熱交換器１７の容量と流路切換手段２３の三方を連通した際の風呂用熱交換器１７側とバイパス管２２側の流量比率より求まる時間で、予め試験等により設定して給湯風呂制御部３０に記憶させておけばよいものである。

又、追焚き又は保温の停止直後においては、風呂用熱交換器１７内の残留浴槽水は火傷の危険性があるほど高温にはなっていないので、追焚きまたは保温の停止から一定時間以内に再度追焚きまたは保温が開始される場合は、流路切換手段２３を開度調節する制御を行わずに追焚きまたは保温の開始から流路切換手段２３を風呂用熱交換器１７側と風呂循環回路１６側を連通してバイパス管２２側を閉鎖するようにすると追焚きまたは保温にかかる時間を短縮することが可能となるものである。

又、リモコンにて風呂の湯張りが指示されると、給湯風呂制御部３０は湯張り弁２６を開弁し、給水管７からの冷水と出湯管８からの温水とが混合弁９にて風呂リモコンにて設定された温度に調節されて湯張り管２５および風呂循環回路１６を介して浴槽３へ風呂流量センサ２７で所定量をカウントするまで湯張りを行う。このとき、バイパス管２２に設けられた流路切換手段２３はバイパス管２２側に切換えられ、湯張りによって風呂循環回路１６に流入する設定温度に調節された湯はバイパス管２２を流れるので、一度混合弁９にて設定温度に調節された湯がそれよりも高温の温水が貯められた貯湯タンク１内の風呂用熱交換器１７を流れることがなく、風呂用熱交換器１７によって設定温度を上回って加熱されてしまうことがなくなる。

ここでもしも、バイパス管２２および流路切換手段２３がなく湯張り時に風呂用熱交換器１７をバイパスすることができないとすると、湯張り時には混合弁９で調節する温度を貯湯タンク１内の風呂用熱交換器１７付近の湯温を監視して風呂用熱交換器１７によって加熱される分を考慮した温度に調節しなければならず、制御が複雑になると共に湯張りの湯温が安定しないといった不具合があるが、本発明のようにバイパス管２２および流路切換手段２３を設ければ湯張り時には風呂用熱交換器１７をバイパスすることができるので、混合弁９で設定温度に調節するのみの比較的簡単な制御にて湯温を安定させることができるものである。

なお、本発明はこの一実施形態に限定されるものではなく、例えば貯湯タンク内１の温水を沸かし上げる電熱ヒータを貯湯タンク１内に有した公知の電気温水器でもよい。
また、混合温度センサ２４と風呂温度センサ２０をそれぞれ設けたが、混合温度センサ２４が風呂温度センサ２０を兼用するようにしてもよいものである。

本発明に係る貯湯式給湯風呂装置の一実施形態の概略構成図。 同要部のフローチャート。

符号の説明

１ 貯湯タンク
２ ヒートポンプユニット（加熱手段）
３ 浴槽
７ 給水管
８ 出湯管
１６ 風呂循環回路
１７ 風呂用熱交換器
１８ 風呂循環ポンプ
２２ バイパス管
２３ 流路切換手段
２４ 混合温度センサ

Claims (1)

1. 加熱手段で高温に加熱した湯水を貯湯する貯湯タンクと、該貯湯タンク下部には給水管を接続すると共に上部には出湯管を接続し、更に貯湯タンク内には浴槽と循環ポンプを備えた循環回路を介して連通した風呂用熱交換器を設けたものに於いて、前記循環ポンプの駆動で浴槽水を循環させての凍結防止運転中に、浴槽水温度の所定温度未満を検知することで、加熱手段による貯湯タンクへの高温水の貯湯を開始させる凍結防止運転を行う事を特徴とする貯湯式給湯風呂装置。

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