JP2008164247A - 貯湯式給湯機 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来の貯湯式給湯機は、貯湯水循環回路内のエア噛みによる循環流量低下、熱交換能力低下を回避するために、追焚き動作毎に給湯し不要なお湯を頻繁に使用してしまうという問題を有していた。
【解決手段】 貯湯槽１と、水と湯を混合する混合弁５と、混合弁５からの混合湯を浴槽に送る混合給湯管１８と、混合給湯管１８に設けたふろ用電磁弁６と、貯湯水循環回路２０と、浴槽水循環回路２１と、貯湯水と浴槽水との間で熱交換するふろ用熱交換器１１と、ふろ用熱交換器１１の入口側と出口側の浴槽水の温度を検出する温度検出手段９，１０と、浴槽水の追焚き動作を開始し、ふろ用熱交換器１１の入口側と出口側の浴槽水の温度差が所定値未満であることを所定時間以上、温度検出手段９、１０が検出した時、ふろ用電磁弁６を開き、貯湯槽１に貯えられた湯を浴槽１４内に所定量給湯し、その後再び追焚き動作を行うように制御する制御部５０とを備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、貯湯槽の外部で、貯湯水と浴槽水との間で熱交換する貯湯式給湯機に関するものである。

従来の浴槽追焚き機能を備えた貯湯式給湯機は、追焚き動作を行う場合の浴槽水循環回路の循環運転前に、開閉弁を開にすると共に混合弁を開にして混合湯を混合給湯管を介して浴槽に給湯することを毎回行っている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−３４５０７５号公報（第1−３頁、第1、２図）

しかしながら、上記のような貯湯式給湯機では、タンク上部や追焚き循環回路内の空気抜くために、追焚き動作を行う毎に給湯を行っているので、不要なお湯を頻繁に使用してしまうという問題を有していた。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、追焚き動作を行う毎に給湯しなくても、貯湯水循環回路内のエア噛みによる循環流量低下、熱交換能力低下を防止することができる貯湯式給湯機を提供することを目的とする。

本発明に係る貯湯式給湯機は、加熱手段により内部の水を加熱して、内部に湯として貯える貯湯槽と、水源の水を貯湯槽に給水する給水管と、貯湯槽に貯えられた湯を送る給湯管と、給水管から分岐した給水分岐管と、給水分岐管の水と給湯管の湯を混合する混合弁と、混合弁からの混合湯を浴槽に送る混合給湯管と、混合給湯管に設けられ、混合湯の供給と停止を行うふろ用電磁弁と、前記貯湯槽の上部から取り出した貯湯水を循環させて前記貯湯槽へ戻す貯湯水循環回路と、この貯湯水循環回路に貯湯槽の上部から取り出した貯湯水を循環させる追焚き循環ポンプと、浴槽水を循環する浴槽水循環回路と、この浴槽水循環回路に浴槽水を循環させるふろ循環ポンプと、貯湯水循環回路の貯湯水と浴槽水循環回路の浴槽水との間で熱交換するふろ用熱交換器と、前記ふろ用熱交換器の入口側と出口側の浴槽水の温度を検出する温度検出手段と、給湯機の運転を制御する制御部とを備えた貯湯式給湯機において、
前記制御部は、前記浴槽水の追焚き動作を開始し、前記ふろ用熱交換器の入口側と出口側の浴槽水の温度差が所定値未満であることを所定時間以上、前記温度検出手段が検出した時、一旦浴槽水の追焚き動作を停止して前記ふろ用電磁弁を開き、貯湯槽に貯えられた湯を前記混合弁、混合給湯管を介して浴槽内に所定量給湯し、その後再び追焚き動作を行うように制御することを特徴としている。

本発明に係る貯湯式給湯機は、追焚きを開始し、ふろ用熱交換器の入口側と出口側の浴槽水の温度差が所定値未満であることが所定時間以上検出した時のみ、ふろ用電磁弁を開き、所定量給湯するように制御することで、不要なお湯を頻繁に使用することを防止することができる。

実施の形態１．
図１は、この発明を実施するための形態１における貯湯式給湯機の構成図、図２はこの発明の実施形態１における制御のフローチャートである。
図１において、貯湯槽１は水や湯を貯湯し、加熱手段であるヒートポンプ本体２には加熱循環回路３が接続され、この加熱循環回路３は貯湯槽１の上下部と接続されており、加熱循環回路３には前記ヒートポンプ本体２内に循環ポンプ（図示せず）が設けられ、貯湯槽１の下部から水を導き、ヒートポンプにより外気との熱交換を行い、水を高温の湯に沸き上げ、貯湯槽１の上部に戻している。

加熱循環回路３の貯湯槽１下部側には第４の沸き上げ用温度センサ４ｄが設けられ、貯湯槽１の外周に設けられている第１〜３の沸き上げ用温度センサ４ａ〜４ｃとともに貯湯槽１内の水の沸き上げ状態を検知する。

一方、給湯管1７は、一端を貯湯槽１の上部に接続し他端を電動式の混合弁５の給湯口に接続し、貯湯槽１内に貯湯された湯を前記混合弁５に供給するための配管である。給水管１６は、水道管等の水源に接続され、減圧弁１５は給水管１６に取り付けられ水源水圧を減少させている。給水分岐管１９は減圧弁１５の下流で分岐された一端を前記混合弁５の給水口に接続して水源の水を前記混合弁５に供給し、もう一端は貯湯槽１の下部に接続され、貯湯槽１内に給水する。

前記混合弁５には該混合弁５からの混合湯を浴槽水循環回路２１に送る混合給湯管１８が接続されている。その混合給湯管１８には混合湯の供給と停止を行うふろ用電磁弁６と、混合湯の流量を検知するふろ用流量センサ７と前記混合弁５の温度補正を行うためのふろ給湯温度センサ８が設けられ、前記浴槽水循環回路２１に接続されている。
前記貯湯槽１の上部近傍の給湯管１７には、沸き上げ中に体積膨張した貯湯槽１内の湯を逃がす（排出する）ための逃がし弁１２が設けてある。

前記貯湯槽１の上下部には、前記貯湯槽１に蓄えられた貯湯水を循環して貯湯槽１に戻す貯湯水循環回路２０が接続されている。この貯湯水循環回路２０は貯湯槽１内のに貯湯されたお湯と浴槽１４内の浴槽水を熱交換するふろ用熱交換器１１、貯湯槽１のお湯を貯湯水循環回路２０に循環させる追焚き循環ポンプ１３で構成されている。
浴槽１４には浴槽水循環回路２１が接続され、この浴槽水循環回路２１は浴槽往き循環回路２１ａと浴槽水を循環させるふろ循環ポンプ１２と前記ふろ用熱交換器１１と浴槽戻り循環回路２１ｂで構成されている。

貯湯水循環回路２０には、ふろ用熱交換器１１への浴槽水の入口温度を検出するふろ循環入口センサ１０とふろ用熱交換器１１からの浴槽水の出口温度を検出するふろ用循環出口センサ９が取り付けられている。

制御装置となる制御部５０は、リモコン５１によって設定されたふろ給湯温度を検出するふろ給湯温度センサ８、沸き上げ温度を検出する第１〜４の沸き上げ用温度センサ４ａ〜４ｄ、ふろ用流量センサ７、ふろ循環入口センサ１０、ふろ循環出口センサ９からの信号を受け取ると共にヒートポンプ本体２、混合弁５、ふろ用電磁弁６、ふろ循環ポンプ１２、追焚き循環ポンプ１３等を制御している。

上記のように構成した実施の形態１の動作を図１によって説明する。
水源から給水管１６に送られた水は、減圧弁１５を通り減圧されて貯湯槽１内の流入し、貯湯槽１内を常に満水状態に維持する。この状態で、貯湯槽1内の水はヒートポンプ本体２に内蔵の循環ポンプ（図示せず）の運転により、貯湯槽１の下部から加熱循環回路３に取り出されてヒートポンプ本体２で熱交換し、リモコン１５により設定された温度（例えば９０℃）になるように加熱昇温され、貯湯槽１の上部に戻される。（図１中、矢印ａ）これにより、貯湯槽１の上部より９０℃の湯が少量づつ貯湯されていく。

ヒートポンプ方式による沸き上げは、第４の沸き上げ温度センサ４ｄの温度が一定温度（例えば６０℃）以上になったら、貯湯槽１が全量沸き上がったと判断して、終了する。このとき、ヒートポンプ方式による沸き上げ加熱性能は、ヒートポンプ本体２に入る水の温度が低いときは、沸き上げの加熱効率が高いが、入る水の温度が高いときは沸き上げの加熱効率は低下する特性を持っている。

なお、貯湯によって膨張した貯湯槽１内の湯は、逃し弁１２から排出される。また、給湯により貯湯槽１内の湯が減ってくると、第１〜３の沸き上げ温度センサ４ａ〜４ｃの検出温度によって再沸き上げを行う。例えば、夕飯の支度やお風呂の湯はり等、大量の湯をこれから必要とする１７時に貯湯槽１の中間位置にある第２の沸き上げ温度センサ４ｂの検出温度が４５℃以下になったら再沸き上げ行う。

次に、ふろの湯張り動作について説明する。
リモコン５１より、湯張り開始の指示を受けると、所定の湯張り設定温度に基づき制御部５０が混合弁５の起動開度を計算し、混合弁５を計算された起動開度に設定する。また、制御部５０はふろ用電磁弁６を開にし、ふろ給湯温度センサ８の検出温度がリモコン５１により設定されたふろ給湯温度になるように混合弁５を制御し、ふろ用流量センサ７で所定の湯量を検知した時点でふろ用電磁弁６を閉にし、浴槽１４ に対して予め設定された所定の湯量の湯張りが完了となる。

次に、図２のフローチャートによって、追焚き動作を詳細に説明する。
ここで、以下の説明のため、ふろ循環出口センサ９の検出温度をＴｏ、ふろ循環入口センサ１０の検出温度をＴｉとする。

ステップＳ１は、リモコン５１の追焚きスイッチ（図示せず）が押され、ステップ２で追焚きが可能であるかどうかを判断する。追焚きが可能であれば、ステップＳ３へ進み、そうでなければ、追焚き動作を終了する。
ステップ２は、例えば、貯湯槽１に取り付けられた沸き上げ用温度センサ４ａの検出温度が５５℃以上の場合、浴槽１４内の浴槽水を昇温することが可能であると判断する。

ステップＳ３は、ふろ循環ポンプ１２をＯＮさせ、浴槽１４内の浴槽水の攪拌が開始される。そして、追焚き循環ポンプ１３をＯＮさせて浴槽１４内の浴槽水と貯湯槽１内のお湯をふろ用熱交換器１１を介して熱交換させて追焚きが開始される（ステップ４）。

ステップＳ５は、ＴｏとＴｉの差が所定値α以上かどうかを判断する。所定値α以上であれば、ステップＳ６へ進み、そうでなければ、ステップＳ１０へ進む。例えば、ＴｏとＴｉの差が５℃未満あれば、貯湯槽１上部にエア溜まりＡ（図１参照）があり、貯湯水循環回路２０がエア噛みによる循環流量低下、熱交換能力低下していると判断する。

ステップＳ６は、ＴｏとＴｉの差が所定値α以上ない状態の経過時間をカウントするタイマーＴ２をクリアする。そして、Ｔｉがリモコン５１で設定されたふろ設定温度以上かどうかを判断する（ステップＳ７）。Ｔｉがふろ設定温度以上であれば、ふろ循環ポンプを停止（ステップＳ８）、追焚きポンプ停止させて（ステップＳ９）、追焚き動作を終了する。

ステップ１０は、ＴｏとＴｉの差が所定値α以上ない状態の経過時間をカウントするタイマーＴ２のカウントを開始し、ステップ１１はＴｏとＴｉの差が所定値α以上かどうかを判断する。ＴｏとＴｉの差が所定値α以上の場合は、ステップＳ６へ進み、そうでない場合は、ステップＳ１２へ進む。

ステップＳ１２は、ＴｏとＴｉの差が所定値α以上ない状態の経過時間をカウントするタイマーＴ２の経過時間が所定時間Ｔ１未満であれば、ステップＳ１１へ戻り、そうでなければ、ＴｏとＴｉの差が所定値α以上ない状態の経過時間をカウントするタイマーＴ２をクリアする（ステップＳ１３）。そして、ふろ循環ポンプを停止（ステップＳ１４）、追焚きポンプ１３を停止させて（ステップＳ１５）、一旦追焚き動作を停止する。

例えば、ＴｏとＴｉの差が５℃以上ない状態の経過時間をカウントするタイマーＴ２の経過時間が５分以上であった場合、貯湯槽１の上部にエア溜まりＡがあり、追焚き循環ポンプ１３を動作させたときに、貯湯水循環回路２０がエア噛みによる循環流量低下、熱交換能力低下し、これ以上追焚き動作を継続しても浴槽１４内の浴槽水を昇温することが出来ないと判断して追焚き動作を停止する。

ステップＳ１６は、ふろ用電磁弁６を開にし、混合弁５を制御してリモコン５１により設定された所定温度（例えば４０℃）のお湯を給湯する。そして、ふろ用流量センサ７が所定の流量（例えば５Ｌ）を検出した時点で、ふろ用電磁弁６を閉にし、ステップＳ２へ進む。例えば、貯湯槽１の上部にエア溜まりＡがある状態で給湯を行うと、エアが給湯管１７からの湯が混合給湯管１８、浴槽水循環回路２１を介して浴槽１４へ排出される。この状態で再度、追焚き動作を行い、貯湯槽１の上部にエア溜まりＡがなくなれば、エア噛みによる循環流量低下、熱交換能力低下を回避でき、浴槽１４内の浴槽水を昇温することが出来る。

上記実施の形態１に示される貯湯式給湯機は、以上のように動作するため、ふろ用熱交換器１１の入口側と出口側の浴槽水の温度差が所定値未満であることを所定時間以上、検出した時のみ、ふろ用電磁弁６を開き、所定量給湯するように制御することで、不要なお湯を頻繁に使用することを防止できる貯湯式給湯機を提供することが出来る。

実施の形態２．
上記実施の形態１の説明では、ＴｏとＴｉの差が所定値α以上になるまで追焚き動作を繰り返していたが、リトライカウンタを設けてリトライカウンタ＝所定回数γになったら追焚き動作を停止するようにしても良い。

図３は、本発明の実施の形態２における追焚き動作のフローチャートである。
ステップＳ１７は、リトライカウンタを＋１する。次に、リトライカウンタ＝所定回数γであれば、ステップＳ１９へ進み、そうでなければ、ステップＳ１６へ進む。
ステップＳ１９は、リモコン５１にエア噛み異常を表示させ（図示せず）、ステップＳ２０はリトライカウンタをクリアする。

例えば、貯湯槽1の上部に貯まったエアの量が多く、追焚き動作を何度も繰り返すと、不要なお湯を多く使用してしまうので、３回までは追焚き動作を行い、それでもＴｏとＴｉの差が所定値α以上にならない場合は、リモコン５１にエア噛み異常表示を行い、追焚き動作を停止することにより、不要なお湯を多く使用してしまうことを防止できる貯湯式給湯機を提供することが出来る。

本発明の実施の形態１，２の貯湯式給湯機を示す構成図である。 本発明の実施の形態１の追焚き動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２の追焚き動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 貯湯槽
５ 混合弁
６ ふろ用電磁弁
７ ふろ用流量センサ
８ ふろ給湯温度センサ
９ ふろ循環出口センサ
１０ ふろ循環入口センサ
１１ ふろ用熱交換器
１２ ふろ循環ポンプ
１３ 追焚き循環ポンプ
１４ 浴槽
１６ 給水管
１７ 給湯管
１８ 混合給湯管
１９ 給水分岐管
２０ 貯湯水循環回路
２１ 浴槽水循環回路
５０ 制御部
５１ リモコン

Claims (2)

1. 加熱手段により内部の水を加熱して、内部に湯として貯える貯湯槽と、水源の水を貯湯槽に給水する給水管と、貯湯槽に貯えられた湯を送る給湯管と、給水管から分岐した給水分岐管と、給水分岐管の水と給湯管の湯を混合する混合弁と、混合弁からの混合湯を浴槽に送る混合給湯管と、混合給湯管に設けられ、混合湯の供給と停止を行うふろ用電磁弁と、前記貯湯槽の上部から取り出した貯湯水を循環させて前記貯湯槽へ戻す貯湯水循環回路と、この貯湯水循環回路に貯湯槽の上部から取り出した貯湯水を循環させる追焚き循環ポンプと、浴槽水を循環する浴槽水循環回路と、この浴槽水循環回路に浴槽水を循環させるふろ循環ポンプと、貯湯水循環回路の貯湯水と浴槽水循環回路の浴槽水との間で熱交換するふろ用熱交換器と、前記ふろ用熱交換器の入口側と出口側の浴槽水の温度を検出する温度検出手段と、給湯機の運転を制御する制御部とを備えた貯湯式給湯機において、
   前記制御部は、前記浴槽水の追焚き動作を開始し、前記ふろ用熱交換器の入口側と出口側の浴槽水の温度差が所定値未満であることを所定時間以上、前記温度検出手段が検出した時、一旦浴槽水の追焚き動作を停止して前記ふろ用電磁弁を開き、貯湯槽に貯えられた湯を前記混合弁、混合給湯管を介して浴槽内に所定量給湯し、その後再び追焚き動作を行うように制御することを特徴とする貯湯式給湯機。
2. 前記制御部は、ふろ用電磁弁を開き、貯湯槽に貯えられた湯を前記混合弁、混合給湯管を介して浴槽内に所定量給湯することを所定回数まで行うことを特徴とする請求項１記載の貯湯式給湯機。

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