JP2008256322A

JP2008256322A - 貯湯式給湯機

Info

Publication number: JP2008256322A
Application number: JP2007101525A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Shimobou; 和也下坊; Masafumi Hashimoto; 雅文橋本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2007-04-09
Filing date: 2007-04-09
Publication date: 2008-10-23
Anticipated expiration: 2027-04-09
Also published as: JP5050617B2

Abstract

【課題】水質によるスケール堆積を防止するとともに、仕向地ごとに生産管理の必要のない生産管理コストを削減できる貯湯式給湯機を提供すること。
【解決手段】湯水を貯える貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段と、お風呂の温水を沸かし直しするための風呂加熱手段と、制御装置と、前記制御装置は設置後の試運転時に電力制度設定をするための電力会社記憶手段とを備え、前記制御装置は電力会社設定に応じて制御内容を切り替える構成とすることで、ミネラル成分の多い水質地域においては、沸き上げ温度の上限を自動的に切り変える。
【選択図】図１

Description

本発明は、加熱手段にヒートポンプや電気ヒーターを用いた貯湯式給湯機に関する。

従来の貯湯式給湯機は、例えば、特許文献１に示す如きものがある。

図３は、従来の貯湯式給湯機の構成を示すもので加熱手段としてヒートポンプ式を用いたものである。図３において、１は圧縮機、２は放熱器、３は膨張弁、４は蒸発器であり、前記圧縮機１，前記放熱器２、前記膨張弁３、前記蒸発器４は順次接続され、加熱手段１１としてのヒートポンプの冷媒回路を構成する。５は貯湯タンク、６は水循環ポンプ、７は前記放熱器２と熱交換する熱媒体熱交換器であり、前記水循環ポンプ６および前記熱媒体熱交換器７は貯湯タンク５の下部と上部を連通する熱媒体循環路を構成する。８は温度検知器であり、熱媒体熱交換器７の出口に設けられ、媒体温度を検出して、信号を発する。９は複数の貯湯タンク温度検知器であり、貯湯タンク５内部の熱媒体温度を検出して信号を発する。１０は制御手段であり、過去の昼間時間帯の使用熱量の実状を反映して、次の深夜時間帯の沸き上げ設定温度を変える。すなわち、使用熱量の少ない場合には沸き上げの設定温度を下げ、使用熱量の多い場合は沸き上げの設定温度を上げることで、必要湯量を確保して、湯不足が発生することなく、電力料金の高い昼間時間帯での加熱手段１１の運転を極力減らすようになっている。
特開２００３−１４３０３号公報

しかしながら、従来の構成では、過去の昼間時間帯の使用熱量が多い場合には、次の深夜時間帯の沸き上げ設定温度を上げて必要熱量を確保するため、電力料金の安い深夜時間帯に沸き上げることでランニングコストを抑えることが出来るが、一方で、沸き上げ温度を上げると、ミネラル成分を多く含む地域においては、このミネラル成分が湯水の温度を上げることで給湯機内部にスケールとして堆積し、特に熱媒体熱交換器７などの細い配管部分に堆積した場合には配管詰まりをおこして、給湯機としての信頼性を損なってしまうという課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、ミネラル成分の多い水質地域においては、沸き上げ温度の上限を設定することで、信頼性を高めた貯湯式給湯機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の貯湯式給湯機は、湯水を貯える貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段と、浴槽の温水を沸かし直しするための風呂加熱手段と、制御手段と、前記制御手段は設置後の試運転時に電力制度設定をするための電力会社記憶手段とを備え、前記制御手段は電力会社設定に応じて制御内容を切り替える構成とすることで、ミネラル成分の多い水質地域においては、沸き上げ温度の上限を自動的に切り変えることができるので、スケール堆積を抑え、信頼性をより高めた貯湯式給湯機を提供することができる。

本発明は、ミネラル成分の多い水質地域においては、沸き上げ温度の上限を自動的に切り変えることができるので、スケール堆積を抑え、信頼性をより高めた貯湯式給湯機を提
供することができる。

第１の発明の貯湯式給湯機は、湯水を貯える貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段と、浴槽の温水を沸かし直しするための風呂加熱手段と、制御手段と、前記制御手段は設置後の試運転時に電力制度設定をするための電力会社記憶手段とを備え、前記制御手段は電力会社設定に応じて制御内容を切り替えることにより、ミネラル成分の多い水質地域においては、沸き上げ温度の上限を自動的に切り変えることができるので、スケール堆積を抑え、信頼性をより高めた貯湯式給湯機を提供することができる。

第２の発明の貯湯式給湯機は、特に第１の発明において、制御手段には給湯熱量から必要熱量を計算し前記貯湯タンクに貯える湯水の沸き上げ温度を演算する温度設定部を備え、前記制御手段は試運転時に設定した電力会社設定に応じて沸き上げ温度の上限値を温度設定部に設定することにより、ミネラル成分の多い水質地域においては、沸き上げ温度の上限を自動的に切り変えることができるので、スケール堆積を抑え、信頼性をより高めた貯湯式給湯機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）
図１は、本実施の形態における貯湯式給湯機の構成図である。実線矢印は湯水の流通方向を示し、点線矢印は信号の通信を示している。図１において、貯湯タンク５には、ヒートポンプや電気ヒーターなどで加熱された湯が貯えられる。本実施の形態では、ヒートポンプ１１によって加熱を行い、貯湯タンク５に湯を貯えているが、本実施の形態に限定されることがなく、電気ヒーターなどで貯湯タンク５内の湯水を加熱してもよい。

ヒートポンプ１１は、水冷媒熱交換器７、圧縮機１、蒸発器４、膨張弁３を冷媒配管により順次環状に接続して構成されており、冷媒には二酸化炭素を使用しているため、高圧側では臨界圧力を超えるので、水冷媒熱交換器７を流通する水に熱を奪われて温度が低下しても凝縮することがなく、水冷媒熱交換器で冷媒と水との間で温度差を形成しやすくなり、高温の湯が得られ、かつ熱交換効率を高くすることができる。また、熱交換効率を上げるため、配管を細く、かつ、長くして接触面積を広く取るのが一般的で有る。また、比較的安価でかつ安定な二酸化炭素を冷媒に使用しているので、製品コストを抑えるとともに、信頼性を向上させることができる。また、二酸化炭素はオゾン破壊係数がゼロであり、地球温暖化係数も代替冷媒ＨＦＣ−４０７Ｃの約１７００分の１と非常に小さいため、地球環境に優しい製品を提供できる。

また、圧縮機１で冷媒が圧縮され、圧縮機１から吐出された冷媒が水冷媒熱交換器７で放熱し、膨張弁３で減圧されたあと、蒸発器４で空気から熱を吸収し、ガス状態で再び圧縮機１に吸入される。なお、圧縮機の能力制御および膨張弁３の開度制御は、圧縮機１の吐出側に設けたサーミスタ（図示せず）で検出される吐出冷媒の温度が予め設定された温度を維持するように制御される。また、貯湯タンク５内の湯水は、水循環ポンプ６が作動することで、水冷媒熱交換器７に流入し、冷媒と熱交換を行い、再び貯湯タンク５に戻り、積層状態で貯湯タンク５の上部に高温の湯が貯えられる。そして、温度設定部１２は、過去の使用熱量から必要な貯湯熱量を計算し、沸き上げ温度を決定し、サーミスタ８が所定の温度になるようにヒートポンプ１１、水循環ポンプ６を制御する。

一方、給湯端末１５や浴槽１６への出湯に伴い、貯湯タンク５の上方部に配設された出湯管２７から高温の湯が出湯され、風呂湯温制御手段である電動式混合弁１７、給湯端末
湯温制御手段である電動式混合弁２４にて水と適温に混合される。本実施の形態においては、電動式混合弁１７で混合された湯水は浴槽１６へ、電動式混合弁２４で混合された湯水は給湯端末（蛇口）１５へ供給される。また、本実施の形態において、湯と水との混合手段には電動式混合弁を用いたが、ワックスサーモ混合弁を用いて出力温度を一定にした構成にしてもよい。

また、水冷媒熱交換器７から貯湯タンク５に高温の湯として戻される戻り口２８は、出湯管２７とは別に設けてあり、このように構成することで給湯端末１５や浴槽１６へ湯水を供給しながら、貯湯タンク５内の湯を沸き上げることができる。

浴槽１６と電動式混合弁１７との間には、貯湯タンク５から供給される湯水の停止を行う二方向の風呂回路遮断手段である電磁弁１８と、浴槽１６へ供給される湯水の流量を検出する風呂流量検出手段である流量センサ１９と、浴槽１６へ供給される湯水の温度を検出する風呂湯温検出手段であるサーミスタ２０を設けており、サーミスタ２０の検出値に基づいて電動式混合弁１７の制御を行う。また、１次側水循環ポンプ２１、水熱交換器２２、が貯湯タンク５の下部から上部へと順次環状に接続された１次側循環回路と、２次側水循環ポンプ２３、水熱交換器２２、が浴槽１６へと順次環状に接続された２次側循環回路にて構成された風呂加熱手段を設けてあり、１次側水循環ポンプ２１、２次側水循環ポンプ２３を制御することで、貯湯タンク５の高温水との熱交換にて浴槽の保温や沸かし直しをすることができる。また、水熱交換器２２での熱交換効率を上げるため、配管を細く、かつ、長くして接触面積を広く取るのが一般的で有る。

給湯端末（蛇口）１５と電動式混合弁２４との間には、貯湯タンク５から供給される湯水の流量を検出する給湯端末流量検出手段である流量センサ２５と、給湯端末（蛇口）１５へ供給される湯水の温度を検出する給湯端末湯温検出手段であるサーミスタ２６を設けており、サーミスタ２６の検出値に基づいて電動式混合弁２４の制御を行う。

また、本実施の形態においては、リモコン１４において、浴槽１６への湯張り、給湯端末（蛇口）１５の温度設定の各種設定を行っているが、適宜リモコンを複数設ける構成としてもよい。また、リモコン１４には、制御手段１０からの指令で情報を表示したり、音声を発生する構成としているので、ユーザーが理解しやすいリモコンとなっている。

以下、浴槽１６、給湯端末（蛇口）１５への出湯について説明する。

ユーザーは、浴室内に設置されたリモコン１４で、所望の浴槽への湯張り量、湯張り温度を設定し、それぞれの設定値をリモコン１４から浴槽への湯張りを制御する制御手段１０に送信することで、浴槽への自動湯張りができる。

また、給湯端末（蛇口）１５から出湯させたい時には、リモコン１４で所望の給湯温度を設定し、リモコン１４から給湯端末（蛇口）１５の出湯温度を制御する制御手段１０へと送信することにより、サーミスタ２６の温度に基づいて電動式混合弁２４を制御して給湯端末（蛇口）１５から出湯することができる。

以上のように構成された貯湯式給湯機について、以下、制御手段１０の動作・作用について説明する。

通常、設置後、最初に電源を入れた場合は給湯機の運転確認のための試運転を行う。そして、電力契約に基づく料金制度設定や時刻設定などの各種設定もこの時に行い、制御手段１０の記憶装置に記憶される。近年、電力契約の時間帯別料金制度が普及し、各電力会社も様々な時間帯別料金制度を設定しており、試運転時にリモコン１４にて電力会社と料
金制度を選択したものが、制御手段１０内にある電力会社記憶手段１３に記憶される。

ここで、ある電力会社の地域の水質がミネラル成分が多く、スケール堆積が発生しやすい地域であることがあらかじめ分かっている場合、電力会社記憶手段１３に記憶された電力会社によって、温度設定部１２に沸き上げ温度の上限値をそれぞれ設定する構成としてある。

例えば、電力会社Ａの地域はミネラル成分が少ないため、沸き上げ上限値は無し、電力会社Ｂの地域はミネラル成分が多めのため、沸き上げ温度上限値は８０℃、電力会社Ｃの地域はミネラル成分が非常に多いため、沸き上げ温度上限値は７５℃とあらかじめ設定しておく。

試運転時に電力会社Ｂが設定されると、電力会社記憶手段１３に電力会社Ｂが記憶される。そして、使用者の給湯や風呂湯張りなどの使用熱量が多いとき、温度設定部１２は、必要熱量の演算結果として沸き上げ温度を９０℃とする。

一方、電力会社記憶手段１３には電力会社Ｂが記憶されており、沸き上げ温度上限値は８０℃のため、制御手段１０は貯湯タンク５に８０℃の湯が貯まるように、ヒートポンプ１１、水循環ポンプ６を制御する。

このように、一般に湯水の温度が上がるとスケールが発生しやすくなり、ヒートポンプ１１の水冷媒熱交換器７や、風呂加熱手段の水熱交換器２２といった水配管が細くなっている部分に堆積した場合には配管詰まりが発生して給湯機としての性能が発揮できなることが有るのに対し、沸き上げ温度をあらかじめ低く抑えておくことでスケールの発生を防止でき、給湯機の信頼性を高めることができる。

以上のように、試運転時の電力会社設定によって沸き上げ温度設定の上限値を設定することで、ミネラル成分の多い水質地域では沸き上げ温度を抑えることで、スケール堆積を抑えることが出来るので、給湯機の信頼性を上げることができ、ユーザーに不快感を与えることの無い貯湯式給湯機を提供することができる。また、仕向地ごとの製品管理をする必要が無くなるので製品品種を減らすことができ、管理コストを安くすることができる。

以上のように、本発明はヒートポンプ式の貯湯式温水器に限らず、電気ヒーター方式による貯湯式温水器に利用することができる。

実施の形態における貯湯式給湯機の構成図実施の形態におけるフローチャート従来の実施の形態における貯湯式給湯機の構成図

符号の説明

１圧縮機
２放熱器
３膨張弁
４蒸発器
５貯湯タンク
６水循環ポンプ
７水冷媒熱交換器
８サーミスタ（沸き上げ湯温検出手段）
９貯湯タンク温度検知器
１０制御手段
１１ヒートポンプ
１２温度設定部
１３電力会社記憶手段
１４リモコン
１７電動式混合弁（風呂湯温制御手段）
１８電磁弁（風呂回路遮断手段）
１９流量検出装置（風呂流量検出手段）
２０サーミスタ（風呂湯温検出手段）
２１１次側水循環ポンプ
２２水熱交換器（風呂加熱手段）
２３２次側水循環ポンプ
２４電動式混合弁（給湯端末湯温制御手段）
２５流量検出装置（給湯端末流量検出手段）
２６サーミスタ（給湯端末湯温検出手段）

Claims

湯水を貯える貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段と、浴槽の温水を沸かし直しするための風呂加熱手段と、制御手段と、前記制御手段は設置後の試運転時に電力制度設定をするための電力会社記憶手段とを備え、前記制御手段は電力会社設定に応じて制御内容を切り替える構成とした貯湯式給湯機。
制御手段には給湯熱量から必要熱量を計算し前記貯湯タンクに貯える湯水の沸き上げ温度を演算する温度設定部を備え、前記制御手段は試運転時に設定した電力会社設定に応じて沸き上げ温度の上限値を温度設定部に設定することを特徴とする請求項１に記載の貯湯式給湯機。