JP2008215692A - 貯湯式給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外気温度や給水温度などの気温データやカレンダ機能による指定範囲などのデータから暖房装置の未使用時期を設定し、未使用時期に暖房装置のリモコンの電源や通信を遮断することにより消費電力の低減が図れる貯湯式給湯装置を提供する。
【解決手段】給水加熱装置８により給水を沸かして蓄えられている貯湯タンク１の温水を給湯に使用できるとともに、貯湯タンク１に蓄えられている温水から熱の供給を受けた熱媒体を暖房装置１０に循環させる貯湯式給湯装置であって、給湯制御リモコン１３と、暖房制御リモコン１４と、暖房制御リモコン１４と通信する暖房制御リモコン通信手段２３を有し、給水加熱装置８における給水の加熱を制御し、カレンダ機能により暖房装置１０の未使用期間を設定し、該未使用期間において、暖房装置１０への熱媒体の供給を閉じるとともに、暖房制御リモコンと１４への電力の供給を遮断して通信を停止する制御装置３と、を備えるように構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、安価な深夜電力等によって、ヒートポンプユニット等の給水加熱装置を稼働させ、制御装置から指令された目標蓄熱量になるまで給水を加熱して、貯湯タンク内に温水を貯めておくことができる貯湯式給湯装置に係り、特に貯湯タンクに蓄えられている温水の熱を暖房装置に利用することができる貯湯式給湯装置に関するものである。

従来から、貯湯タンクに蓄えられている温水の熱を暖房装置に利用する貯湯式給湯装置があり、貯湯式給湯装置の制御装置と暖房装置を制御するリモコン装置とは、通信によりお互いの情報を共有している（特許文献１）。例えば、貯湯タンクに蓄えられている温水の熱を、熱交換を利用して床暖房パネルに送り、床暖房パネルを暖める機能を有するエコキュート貯湯式給湯器（ＣＯ₂を冷媒として使用するヒートポンプ給湯器）があり、床暖房装置の各種制御は、床暖房リモコンを操作して行われている。この場合、エコキュート貯湯式給湯器の制御装置と床暖房リモコンとは通信で結ばれており、床暖房リモコンへはエコキュート貯湯式給湯器から電力が供給されている。

特開２００５−２６５３１９号公報

貯湯式給湯器の貯湯タンクに蓄えられている温水の熱を利用する床暖房装置のような暖房装置は、冬場などの寒い時期にのみ使用するのが普通である。しかしながら、貯湯式給湯器の制御装置と床暖房リモコンとの通信は、常時行うように設定されており、床暖房を全く使用しない夏場などの暑い時期にも両者間の通信が行われている。また、床暖房リモコンは、前記通信を行うために内部の制御マイコンを動作させている為、無駄に電力を消費しているので改善が望まれていた。

本発明は上記目的を達成するために、外気温度や給水温度などの気温データやカレンダ機能による指定範囲などのデータから暖房装置の未使用時期を設定し、未使用時期に暖房装置のリモコンへの電力の供給を遮断することにより消費電力の低減が図れる貯湯式給湯装置を提供するものである。

前記課題を解決するために請求項１記載の発明は、給水加熱装置により給水を沸かして蓄えられている貯湯タンクの温水を給湯に使用できるとともに、前記貯湯タンクの温水から熱の供給を受けて暖房に使用する貯湯式給湯装置において、供給された給水を加熱する給水加熱装置と、前記給水加熱装置により加熱された温水が蓄えられている貯湯タンクと、前記貯湯タンクに蓄えられている温水から熱の供給を受けた熱媒体を循環させる暖房装置と、前記貯湯タンクから出湯口への温水の供給を制御する給湯制御リモコンと、前記暖房装置への熱媒体の供給を制御する暖房制御リモコンと、前記暖房制御リモコンと通信する暖房制御リモコン通信手段を有し、前記給水加熱装置における給水の加熱を制御し、カレンダ機能により前記暖房装置の未使用期間を設定し、該未使用期間において、前記暖房装置への熱媒体の供給を閉じるとともに、前記暖房制御リモコンへの電力の供給を遮断して前記暖房制御リモコンとの通信を停止する制御装置と、を少なくとも備えていることを特徴とする貯湯式給湯装置である。

また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の貯湯式給湯装置であって、カレンダ機能による前記暖房装置の未使用期間の設定は前記給湯制御リモコンで設定可能な貯湯式給湯装置である。

また、請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の貯湯式給湯装置であって、外気温度または給水温度が所定閾値温度以上である日付データを記憶し、前記日付データから前記カレンダ機能による前記暖房装置の未使用期間を補正する貯湯式給湯装置である。

また、請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の貯湯式給湯装置であって、前記外気温度または給水温度の所定閾値温度の設定は、前記給湯制御リモコンで設定可能な貯湯式給湯装置である。

本発明によると、貯湯タンクに蓄えられている温水からの熱を暖房装置の内部に循環する熱媒体に供給するようにしており、暖房装置を稼動状態とするか、停止状態とするかの切り替えを外気温度や給水温度などの気温データやカレンダ機能による日付範囲のデータから暖房装置の未使用時期を決定し、暖房装置の未使用時期において、暖房装置への熱媒体の供給を制御する暖房制御リモコンへの電力の供給を遮断して、消費電力の低減を図れるものである。

以下、実施例を示す図面に基づいて本発明を詳細に説明する。

図１は、貯湯タンクの温水を給湯に使用できる暖房装置として床暖房装置を使用した本発明の実施例を示す概略図、図２は、図１の各部の作用を説明するためのブロック図、図３（ａ）（ｂ）（ｃ）、及び図４は、図２の給湯制御リモコンの表示・報知手段における日付、外気温度、給水温度の表示形態を示す概略図である。

図１において、貯湯タンク１はステンレス製で、外周部に図示しない断熱材が配置されていて、給湯用の温水を長時間に亘って保温可能である。貯湯タンク１は一般に縦長形状で、その底面には導入口１ａが設けられ、この導入口１ａには貯湯タンク１内の最下部に給水（一般に水道水）を導入するための給水配管２が接続されている。

給水配管２には給水温度検出手段である給水温度検出サーミスタ２ａが設けられており、当該給水配管２内の温度情報を制御装置３に出力するようになっている。貯湯タンク１の最上部には導出口１ｂが設けられ、この導出口１ｂには貯湯タンク１内の温水を導出するための導出管４が接続されている。この導出管４は、給水配管２と混合弁１５で接続され、流量カウンタ４ａ、分岐配管部４ｂを経由して出湯口５や浴槽６へ接続されている。この場合、導出管４の温水は、混合弁１５で給水配管２と接続されることで高温の温水と低温の給水が混合されて温度調整される。

また、貯湯タンク１の下部には、貯湯タンク１内の最下部の水を吸入するための吸入口１ｃが設けられ、貯湯タンク１の上部側には貯湯タンク１内の最上部に向けて湯を吐出するための吐出口１ｄが設けられている。吸入口１ｃと吐出口１ｄとは第一循環回路７で接続されており、この第一循環回路７の一部はヒートポンプユニット８内に配置されている。

ヒートポンプユニット８は、貯湯タンク１に供給された給水を加熱する給水加熱装置であって、第一循環回路７のヒートポンプユニット８内に配置された部分には、図示しない加熱用熱交換器が設けられている。そして、コンプレッサにより圧縮されることで高温となった二酸化炭素冷媒との熱交換により吸入口１ｃから吸入した貯湯タンク１内の水を加熱し、吐出口１ｄから再び貯湯タンク１内に戻すことにより、貯湯タンク１内の水を沸かし上げるようになっている。ヒートポンプユニット２の冷媒に二酸化炭素を採用すると、超臨界域を用いることでコンプレッサからの冷媒吐出温度を高くすることができ、フロン冷媒等を採用した場合よりも高温の湯を効率良く沸かし上げることができる。

また、ヒートポンプユニット８には外気温度検出サーミスタ８ａが設けられており、外気温度情報を制御装置３に出力するようになっている。

熱交換器９は、貯湯タンク１と熱結合しており、床暖房パネル１０と第二循環回路１１で接続されている。そして、第二循環回路１１内の熱媒体（温水）と貯湯タンク１の高温水と熱交換して、加熱された熱媒体をポンプ１２にて第二循環回路１１内に循環させることにより床暖房パネル１０の暖房を行うものである。

また、第二循環回路１１の熱交換器９の入口近傍および出口近傍には送り温度検出サーミスタ１１ａ、戻り温度検出サーミスタ１１ｂが配設され、それぞれ第二循環回路１１内において熱交換器９に流入する熱媒体および熱交換器９から流出する熱媒体の各温度情報を制御装置３に出力するようになっている。

次に、図２のブロック図を参照して、貯湯式給湯装置の各部の構成を説明する。

制御装置３は、これまで述べてきた各サーミスタ２ａ，８ａ，１１ａ，１１ｂ，や流量カウンタ４ａからの出湯流量情報を受け、また、後述する給湯制御リモコン１３、床暖房制御リモコン１４に設けられた各種の操作スイッチからの信号等に基づいて、ヒートポンプユニット８、ポンプ１２等を制御する主制御装置２１を有している。この主制御装置２１は、給湯制御手段２１ａ、沸き増し熱量算出手段２１ｂ、記憶手段２１ｃ、床暖房制御手段２１ｄ、カレンダ手段２１ｅ、時計手段２１ｆを有している。

また、制御装置３は、給湯制御リモコン１３と通信する給湯制御リモコン通信手段２２、床暖房制御リモコン１４と通信する床暖房制御リモコン通信手段２３、及び床暖房制御リモコン電力遮断手段２４を有している。

主制御装置２１において、給湯制御手段２１ａは、ヒートポンプユニット８の作動状態を制御し、給水配管２に設けられた給水温度検出サーミスタ２ａからの温度情報等に基づいて、貯湯タンク１内の水を加熱して高温の湯（例えば90℃の湯）の沸き上げを行う。また、流量カウンタ４ａが出湯配管４ｂ内の水（湯）の流れを検出したときに、出湯の設定温度に応じ、給水温度検出サーミスタ２ａ、出湯サーミスタ５ａからの温度情報に基づき、混合弁１５の開口面積比制御を行なって、設定温度になるべく近い温度の湯が出湯されるように制御する。また、外気温度検出サーミスタ８ａからの温度情報に基づき、ヒートポンプユニット８に設けられている第一循環回路７の気温低下による凍結を防止すべく、ヒートポンプ８内のポンプ（図示せず）を駆動し、凍結防止運転を行わせることもできる。

沸き増し熱量算出手段２１ｂは、ヒートポンプユニット８を稼動させての深夜の蓄熱に際し、給湯で使用した過去数日間の熱量を平均化し、これに誤差補正値を加えて沸かし上げ後の一日において給湯に使用すると予測される給湯予測熱量を求め、また暖房に使用した過去数日間の熱量を平均化し、これにやはり誤差補正値を加えて沸かし上げ後の一日において暖房に使用されると予測される暖房予測熱量とを求めて、これらの和となる熱量を深夜に蓄熱する目標蓄熱量として算出する。この算出結果のデータにより給湯制御手段２１ａは、前記目標蓄熱量が得られるように貯湯タンク内の湯の沸かし上げが行われるようにする。上記した誤差補正値は、過去数日間の平均外気温度と、予め記憶してある前日における一日の中の温度推移に基づき決定する。

記憶手段２１ｃは、毎日の所定時間（例えば、貯湯タンク内の湯の沸かし上げの開始時間）における外気温度や給水温度などの気温データを、過去データとして記憶し、また、一日に給湯に使用された熱量や、床暖房、その他の（貯湯タンクに蓄えられている温水からの熱を利用する）暖房機が一日に暖房に使用された熱量を、過去データとして記憶する。
また、後述するが、夏場の暑い時期や不在となる期間が設定されると、暖房装置の未使用時期として記憶する。また、毎日の早朝の所定時間における外気温度が、使用者が暖房を必要としないと判断する任意の閾値温度（例えば２０度）以上であれば、その気温データを、過去データとして記憶する。また、毎日の早朝の所定時間における給水温度が、使用者が洗面水として暖かく感じられて加熱を必要としない任意の閾値温度（例えば２０度）以上の温水であれば、その水温データを、過去データとして記憶する。

床暖房制御手段２１ｄは、ポンプ１２を駆動制御して、熱交換器９より第二循環回路１１内に熱媒体を循環させ、送り温度検出サーミスタ１１ａ、戻り温度検出サーミスタ１１ｂの検出温度により、床暖房パネルの温度を設定温度に一致させるようにする。

カレンダ手段２１ｅは、毎日の貯湯タンク内の湯の沸かし上げの開始日時、湯はりの開始日時、毎年の床暖房の開始日時、終了日時を設定できる。カレンダ手段２１ｅにより設定された日時には、給湯制御手段２１ａや床暖房制御手段２１ｄ、床暖房制御リモコン電力遮断手段２４に駆動信号を供給又は停止して、ヒートポンプユニット８を稼動又は停止させて、貯湯タンク１内の水の加熱を開始又は停止させたり、湯はりの開始日時に浴槽へ給湯させたりする。また、床暖房の使用時期には、ポンプ１２を稼動又は停止させて、設定された日時に自動的に床暖房を行わせることができる。そして、床暖房の未使用時期において、床暖房制御リモコン１４への電力の供給が遮断され、同時に、床暖房制御リモコン通信手段２３への電力の供給が遮断されて、床暖房制御リモコン通信手段２３と床暖房制御リモコン間の通信が停止される。

時計手段２１ｆは、時計機能を有し、時刻情報をカレンダ手段２１ｅに与えて、年月日の切り替えを適格に行わせてカレンダ機能を正しく動作させる。

次に、給湯制御リモコン１３及び床暖房制御リモコン１４について説明する。一般に、給湯制御リモコン１３は、浴室内や台所等、使用者が湯を使用する場所の近傍に設置され、床暖房制御リモコン１４は床暖房パネル１０の配置されている居間に設置されるのが普通である。

給湯制御リモコン１３は、電源スイッチ１３ａ、出湯口５や浴槽６の給湯温度を可変設定するための給湯・風呂温度設定手段１３ｂ、設定された給湯温度、湯はり時の湯の容量、湯はりの開始時刻、終了時刻等の設定内容の表示や、湯はりの開始、終了等の報知を文字や画像、音声で行う表示・報知手段１３ｃ、制御装置３と給湯制御信号を通信する給湯機通信手段１３ｄ、床暖房リモコン電力遮断設定手段１３ｅ、カレンダ・時計設定手段１３ｆを備えている。

床暖房制御リモコン１４は、床暖房稼動スイッチ１４ａ、床暖房パネル１０の温度を可変設定するための床暖房温度設定手段１４ｂ、設定された床暖房温度、床暖房の開始時刻、終了時刻の設定内容の表示や、床暖房の開始、終了、使用時間が所定長時間を経過したこと等の報知を文字や画像、音声で行う表示・報知手段１４ｃ、制御装置３と床暖房制御信号を通信する床暖房制御用通信手段１４ｄ、室温検出手段１４ｅを備えている。

次に、暖房装置の未使用時期を設定し、未使用時期に暖房装置のリモコンの電力を遮断することで消費電力の低減を図る制御に関して、図３（ａ）（ｂ）（ｃ）、及び図４に示した給湯制御リモコンの表示部の概略図を参照して説明する。

給湯制御リモコン１３により、カレンダ手段２１ｅにおける暖房装置の未使用時期は、以下のように使用者が設定することができる。例えば、暖房を必要としない閾値温度（例えば２０度）以上である夏場の暑い時期を、５月３１日から１０月１日であると使用者が判断して、図３（ａ）に示したように５月３１日から１０月１日に設定することができる。また、使用者がゴールデンウイークに旅行して不在となる期間が、５月１日から５月６日であれば、不在となる期間を図３（ｂ）に示したように５月１日から５月６日に設定することができる。また、年末、年始に里帰りや、海外旅行等する期間が１月１日から１月６日であれば、不在となる日付を図３（ｃ）に示したように１月１日から１月６日に設定することができる。

給湯制御リモコン１３により、カレンダ手段２１ｅにおける暖房装置の未使用時期が設定されると、この未使用時期には、床暖房制御リモコン１４への電力の供給が遮断され、同時に、床暖房制御リモコン通信手段２３への電力の供給も遮断されて、制御装置３は、床暖房制御リモコンへの通信を停止する。

次に、前記した暖房を必要としない５月３１日から１０月１日の夏場の暑い時期を除く春、秋の期間において、外気温度や給水温度から暖房装置の未使用時期が自動的に設定され、暖房装置のリモコンの電力が遮断される制御に関して、図４を参照して説明する。

早朝の所定時間における外気温度が任意に設定した閾値温度以上であれば、暖房を必要としないと判断するので、使用者は給湯制御リモコン１３により、前記閾値温度を暖房を必要としないと判断する温度に設定する。

また、給水温度についても同様に、早朝の所定時間における給水温度が任意に設定した閾値温度以上であれば、暖房を必要としないと判断するので、使用者は給湯制御リモコン１３により、前記閾値温度を洗面水として暖かく感じられて加熱を必要としないと判断する温度に設定する。

記憶手段２１ｃは、毎日の早朝の所定時間における外気温度が、任意に設定した閾値温度（例えば２０度）以上であれば、その日付を記憶する。また、記憶手段２１ｃは、毎日の早朝の所定時間における給水温度が、任意に設定した閾値温度（例えば２０度）以上の温水であれば、その日付を記憶する。

そして、記憶手段２１ｃは、外気温度や給水温度が閾値温度以上となった日付のデータからカレンダ手段２１ｅにおける暖房装置の未使用時期を、５月３１日から１０月１日の夏場の暑い時期を除く春、秋の期間において、補正する。

こうして、前年の外気温度や給水温度によりカレンダ手段２１ｅにおける暖房装置の未使用時期が補正されると、翌年の補正された未使用時期において、床暖房制御リモコン１４への電力の供給と床暖房制御リモコン通信手段２３への電力の供給が遮断され、制御装置３は、床暖房制御リモコンへの通信を停止する。

上記実施例では、貯湯タンクの温水を給湯に使用できる暖房装置として床暖房装置を例に説明したが、本発明は、貯湯タンクに蓄えられている温水からの熱を利用するその他の暖房機でも適用できるので、その他の暖房機における暖房制御リモコンや、暖房機の制御を行う制御装置内の暖房制御リモコン通信手段は、実施例の床暖房制御リモコンや、制御装置内の床暖房制御リモコン通信手段に置き換えることができる。

本発明の実施例１を示す概略図である。 図１の各部の作用を説明するためのブロック図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）は給湯制御リモコンの表示・報知手段における日付の表示形態を示す概略図である。 給湯制御リモコンの表示・報知手段における外気温度や給水温度の表示形態を示す概略図である。

符号の説明

１ 貯湯タンク
１ａ 導入口
１ｂ 導出口
１ｃ 吸入口
１ｄ 吐出口
２ 給水配管
２ａ 給水温度検出サーミスタ
３ 制御装置
４ 導出管
４ａ 流量カウンタ
４ｂ 分岐配管部
５ 出湯口
６ 浴槽
７ 第一循環回路
８ ヒートポンプユニット
８ａ 外気温度検出サーミスタ
９ 熱交換器
１０ 床暖房パネル
１１ 第二循環回路
１１ａ 送り温度検出サーミスタ
１１ｂ 戻り温度検出サーミスタ
１２ ポンプ
１３ 給湯制御リモコン
１４ 床暖房制御リモコン
１５ 混合弁
２１ 主制御装置
２１ａ 給湯制御手段
２１ｂ 沸き増し熱量算出手段
２１ｃ 記憶手段
２１ｄ 床暖房制御手段
２１ｅ カレンダ手段
２１ｆ 時計手段
２２ 給湯制御リモコン通信手段
２３ 床暖房制御リモコン通信手段
２４ 床暖房制御リモコン電力遮断手段

Claims (4)

1. 給水加熱装置により給水を沸かして蓄えられている貯湯タンクの温水を給湯に使用できるとともに、前記貯湯タンクの温水から熱の供給を受けて暖房に使用する貯湯式給湯装置において、
   供給された給水を加熱する給水加熱装置と、前記給水加熱装置により加熱された温水が蓄えられている貯湯タンクと、前記貯湯タンクに蓄えられている温水から熱の供給を受けた熱媒体を循環させる暖房装置と、前記貯湯タンクから出湯口への温水の供給を制御する給湯制御リモコンと、前記暖房装置への熱媒体の供給を制御する暖房制御リモコンと、
   前記暖房制御リモコンと通信する暖房制御リモコン通信手段を有し、前記給水加熱装置における給水の加熱を制御し、カレンダ機能により前記暖房装置の未使用期間を設定し、該未使用期間において、前記暖房装置への熱媒体の供給を閉じるとともに、前記暖房制御リモコンへの電力の供給を遮断して前記暖房制御リモコンとの通信を停止する制御装置と、
   を少なくとも備えていることを特徴とする貯湯式給湯装置。
2. 請求項１記載の貯湯式給湯装置であって、
   カレンダ機能による前記暖房装置の未使用期間の設定は前記給湯制御リモコンで設定可能な貯湯式給湯装置。
3. 請求項１又は２記載の貯湯式給湯装置であって、
   外気温度または給水温度が所定閾値温度以上である日付データを記憶し、前記日付データから前記カレンダ機能による前記暖房装置の未使用期間を補正する貯湯式給湯装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の貯湯式給湯装置であって、
   前記外気温度または給水温度の所定閾値温度の設定は、前記給湯制御リモコンで設定可能な貯湯式給湯装置。

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