JP2009024960A

JP2009024960A - 貯湯式給湯装置

Info

Publication number: JP2009024960A
Application number: JP2007190278A
Authority: JP
Inventors: Minoru Kondo; 実近藤; Yoshibumi Uchise; 義文内▲勢▼
Original assignee: Hanshin Electric Co Ltd
Current assignee: Hanshin Electric Co Ltd
Priority date: 2007-07-23
Filing date: 2007-07-23
Publication date: 2009-02-05

Abstract

【課題】貯湯タンク内の水質を監視可能な貯湯式給湯装置を提供する。
【解決手段】制御装置11の指令の下、電力によって給水加熱装置12を稼動させ、目標蓄熱量になるまで給水Wfを加熱して貯湯タンク10内に貯め置く貯湯式給湯装置において、貯湯タンク10内の水質汚染を検出する水質検出センサ31を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、電力によってヒートポンプ等の給水加熱装置を稼動させ、制御装置により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貯め置く貯湯式給湯装置に関し、特に、貯湯タンク内に貯め置かれた湯の水質管理にまで監視の目を向けた改良に関する。

従来からも、電力稼動のヒートポンプ等の給水加熱装置で加熱した高温の湯を貯湯タンク内に貯め置く貯湯式給湯装置があり、一般にこのタイプの給湯装置では、給水された貯湯タンク内の最下部の水を給水加熱装置により加熱し、高温の湯として貯湯タンク内の最上部に送ることで、温度の異なる水の比重差を利用し、貯湯タンク内の上部側に高温の湯を貯え、貯湯タンク内の下部側の水と混合しないようにしている。貯湯タンク内の湯を出力する（例えば、蛇口等を開き貯湯タンク外で湯を消費する）場合には、貯湯タンクの最上部に接続した出湯配管から一般に80℃以上の高温となった湯を出力し、混合弁で給水と混合して予め使用者により設定されている設定温にまで下げ、使用者に提供するようになっている。

これに対し、昨今の改良提案として、下記特許文献１に認められるように、貯湯タンクの上部ではなく、貯湯タンクの中程の高さ位置から50℃前後となると予想される中温水域の湯(中温湯)を出力し、これと給水を混合して設定温の湯を出力することで無駄な沸かし増しを抑えて効率を高め、電力の節減を図る試みもある。
特開2005-172324号公報

初期の頃からも、貯湯式給湯装置では、一般に電力料金の安い夜間電力の有効利用を考え、夜間に沸かし増した湯を貯湯タンク内に貯め置くようにしているが、この副次的な効果として、いわゆるガス給湯機と呼ばれるような燃焼型給湯器の出力する湯に比し、いわゆる“置き水"効果でカルキ分の少ない湯を提供できるという利点もあった。

しかしそれは、以前の貯湯式給湯装置のように、貯湯タンク上部からの80℃以上という高温の湯を出力する場合の利点であって、上記した特許文献１に認められるように、中温湯が一定温度以上の場合には当該中温湯と水を混合して設定温の湯を出力しようとした貯湯式給湯装置ではカルキ分の減少が問題になり、50℃前後であると細菌にとっては繁殖しやすい状況となってしまうことも考えられる。もちろん、そうなっては衛生上、由々しき問題ともなり兼ねない。

また、中温湯を利用するか否かに拘わらず、そもそも従来の貯湯式給湯装置では貯湯タンク内の水素イオン指数(pH)や汚れ(濁度)等の情報を得ることはできず、水質によっては腐食や配管等の磨耗を早め、貯湯式給湯器の耐久年数を低下させていたかも知れない恐れはあった。細菌繁殖に関しても、貯湯式給湯装置はそもそも、上記のように燃焼型給湯器と比べると残留塩素濃度は低くなりがちなため、高温湯を出湯するものに限っても貯湯タンク内の細菌量を知ることができればより安全である。

本発明はこのような実情に鑑み、貯湯タンク内の水質を監視可能な貯湯式給湯装置を提供せんとするものである。

本発明は上記目的を達成するため、制御装置の指令の下、電力によって給水加熱装置を稼動させ、目標蓄熱量になるまで給水を加熱して貯湯タンク内に貯め置く貯湯式給湯装置において、貯湯タンク内の水質汚染を検出する水質検出センサを設けたことを特徴とする貯湯式給湯装置を提案する。

水質検査センサは検査対象とすべきものに応じて選択でき、細菌数検出センサ、PH計測センサ、酸化還元電位センサ、濁度センサ、残留塩素濃度センサ等の中から選択された一つまたは複数を用いることができる。

さらに本発明の特定の態様としては、水質検査センサを介して得られる情報に基づき水質の汚染であるか否かを判断する判断装置を設け、この判断装置が水質汚染と判断した場合、ユーザインタフェース装置の報知手段を介し、使用者に水質汚染の情報を表示するか、警報を表示する貯湯式給湯装置も提案できる。

判断装置は貯湯式給湯装置の上記の制御装置の一部として構成することができ、ユーザインタフェース装置は貯湯式給湯装置に備えられていて使用者が操作するリモートコントローラを用いることができる。

さらに、判断装置が水質汚染と判断した場合、制御装置が給水加熱装置を強制稼働させて沸かし増しを行うように構成することもできるし、貯湯タンク内の湯を強制的に自動で入れ替える動作をなすように構成しても良い。

本発明は特に、貯湯式給湯装置が貯湯タンクの高さ方向中程の位置に設けられた中温出湯口から中温の湯も出力する構成になっている場合、貯湯タンク内にあって当該中温出湯口の近傍に水質検査センサを設ける構成も提案する。

本発明によると、貯湯式給湯装置において貯湯タンク内の湯の着目すべき汚染情報を得ることができる。そのため、ユーザインタフェース装置からの報知で使用者をして水の取り替えを指示させたり、あるいは自動的に貯湯タンク内の湯の沸かし増しを図ったり、強制的な貯湯タンク内の湯の入れ替えを行ったりすることもできる。このように、本発明によれば水質汚染に対して敏感な貯湯式給湯装置を提供することができ、このことは衛生面で、また機器の保守上でも極めて有効である。

図１には本発明を適用可能な貯湯式給湯装置の一構成例が示されている。本発明は既に市場に存在する、制御装置11の指令の下、電力によって給水加熱装置12を稼動させ、目標蓄熱量になるまで給水Wfを加熱して貯湯タンク10内に貯め置く貯湯式給湯装置に対する改良であるので、基本的な給湯機能に関する構成部分はそうした既存の貯湯式給湯装置と同様であって良い。そこでまず、この既存構成と同様で良い部分から始めると、貯湯タンク10の底面には給水導入口13が設けられ、この導入口13には貯湯タンク10内の最下部に給水（一般に水道水）Wfを導入するための給水配管14が接続されている。

給水配管14には図示しない給水温度検出手段である給水サーミスタ等や流量計等も設けられ、給水配管14内の温度情報，流量を制御装置11に出力するようになっている。給水配管14の途中には後述する混合弁16に給水の一部を流すバイパス配管15も接続している。

貯湯タンク10の最上部には高温出湯口17が設けられ、この高温出湯口17には貯湯タンク10内の高温の湯を導出するための給湯経路である高温出湯配管18が接続されている。さらに、この実施形態の場合には、貯湯タンク10の高さ方向中程の位置からは中温の湯を出力するための中温出湯口19が設けられ、ここからは中温出湯配管20を介して例えば50℃程度の中温湯が出力され、この中温出湯配管20からの中温湯と先に挙げた高温出湯配管18からの高温湯とがそれらの混合比を可変できる第一の混合弁21にて混合可能となっており、この混合弁21からの出湯配管22がさらに第二の混合弁16に至っている。この第二の混合弁16にはバイパス配管15から供給される給水Wfも供給され、それらの混合比が調整されることで、当該混合弁16から使用者により設定された設定温の出湯Woが給湯配管23を介し最終的に出力され、使用者に供されるようになっている。

一般に上記の第一、第二混合弁21，16はサーボモータ等の駆動源(図示せず)により弁体を駆動して各経路の開度を調節する電動弁として構成され、制御装置11からの制御信号により混合比可変に作動する。また、第二の混合弁16から図示しない蛇口、シャワー等に至る給湯配管23には、これも図示していないが出湯温度検出手段である出湯サーミスタや出湯量検出手段である流量カウンタ等も設けられており、出湯サーミスタは給湯配管23内の出湯Woの温度情報を、流量カウンタはその流量情報を制御装置11に出力するようになっている。

一方、貯湯タンク10の下部には、貯湯タンク10内の最下部の水を吸入するための吸入口24が設けられ、貯湯タンク10の上部側には貯湯タンク10内の最上部に向けて高温の湯を吐出するための吐出口25が設けられていて、当該吸入口24と吐出口25との間に制御装置11により制御される給水加熱装置12、一般に電力により稼働して給水されてくる水を加温するヒートポンプユニット12が配置されている。

給湯装置の図示しない電源スイッチがオンにされている場合には、制御装置11は後述した温度センサの外、機種毎に適宜各所に設けられている温度検出手段からの情報を受け、必要時にヒートポンプユニット12を作動させ、貯湯タンク10内の水を加熱して例えば80℃以上の高温の湯に沸き上げ、貯湯タンク10内に吐出口25から戻す。

制御装置11にはユーザインタフェース装置としてリモートコントローラ（以下、リモコンと略す）26が接続しており、使用者はこのリモコン26を介して希望する出湯温を設定温として制御装置11に指示することができる。この設定温に基づき、制御装置11はまず上流側に設けられている第一混合弁21の混合比を制御し、貯湯タンク10の中程度の高さ位置から出力される中温湯と最上部から出力される高温湯を混合して設定温より少し高めの温度として、あるいは温度条件によっては高温湯と混合しないまま中温湯をのみ出湯配管22から下流側の第二混合弁16に送り、ここで最終的に給水Wfも混合することで設定温に実際の出湯温が合致するように当該混合弁16の混合比制御を行う。

なお、リモコン26には一般に設定温や給湯装置動作状況を可視表示したり、音で表示するための表示手段も設けられており、図中では模式的に液晶表示手段等による可視表示手段27が示されている。

基本的にはこのように既存装置と同様の動作機構を持っていて良い貯湯式給湯装置に対し、本発明ではまず、貯湯タンク10内に水質検査センサ31を設置する。この設置位置は、望ましくは図示のように貯湯タンク内にあって中温出湯口19の近傍とするのが良い。なぜならば、先にも述べたように、カルキ成分の低下等で細菌が増殖するような場合には、細菌にとってはこのような中温程度の環境が必要だからであり、高温出湯口17の付近ではカルキ成分が低下していても湯温が十分に高いため、細菌は略々死滅すると考えられるからである。また、湯の汚れ等を見る場合にも、最上部よりは中程度の高さ位置の方がその悪影響をより良く検出できる。

水質検査センサ31としては、目的に応じ種々のものが考えられる。もっとも、現時点では、細菌数を直接に検出するのには光学的な装置を用いるにしてもかなり大掛かりであり、そのままの援用は困難な場合も考えられる。もちろん、将来の小型化を待てば当然、本発明にもそうした直接検出型の細菌検出センサ装置も適当可能であるが、間接的な類推のための検出は現時点でも十分に小型な装置で可能である。例えば、酸化還元電位センサや導電率によりPH計測するPH計測センサによれば、あるいはまた、残留塩素濃度センサによれば、問題となる細菌数の発生確率ないし存在可能性は十分特定でき、小型なセンサ部分を貯湯タンク10内に組み込むことができる。

このようなPH計測はもちろん、逆に酸性が高すぎる場合、貯湯タンク10の腐食進行と判断するのにも役立つ。また、光の拡散率で濁度判定するような濁度センサを用いれば、貯湯タンク内の微小なゴミの発生による配管の摩耗等も検出できるし、大体、水が汚れていると言うことから細菌の発生をも疑うことができる。

もちろん、水質検査センサは上記の中から一つまたは複数を選んで使用することが可能であるし、そうのように適宜設けた水質検査センサ31を介しての水質検査の結果、予め設けてある判断装置において判断閾値との比較等で問題となる程に水質が汚染したか否かを判断、決定し得る。

判断装置についても、最近のこの種の貯湯式給湯装置に設けられている制御装置11はマイクロコンピュータを利用して構成されていることが多いので、この制御装置11を用いてのソフト的な処理により当該判断装置を制御装置11の一部として実効的に構成することができる。ここでは制御装置11が判断装置も構成するとして説明を続けると、水質汚染が許容範囲を超えたと判断した場合、当該制御装置（判断装置）22はリモコン26を流用して良いユーザインタフェース装置26の報知手段、例えば当該リモコン26の可視表示装置27や図示しない音響表示装置等をそのまま利用できる報知手段を介し、使用者に水質汚染の情報表示ないしは警報を表示させることができる。

あるいはもっと積極的に、制御装置11は水質汚染を判断したときにはヒートポンプ12を強制稼働させて沸かし増しを図って貯湯タンク内湯温を上げ、細菌の死滅を図る等することもできるし、装置の運転を停止し、使用者に貯湯タンク10内の水の総入れ替えを指示させたり、制御装置11の指令の下、強制的に自動で入れ替え動作をなすこともできる。

以上、本発明の一実施形態につき説明したが、本発明は確かに、上記実施形態のように、特に貯湯タンクからの中温湯を主として用いる貯湯式給湯装置においてより効果的ではあるが、そうではなく、貯湯タンクの最上部からの高温湯をのみ用いる貯湯式給湯装置においても同様に効果的である。貯湯式給湯器は燃焼型給湯器と比べて貯湯タンク内残留塩素濃度が低くなりがちであったのに、従来、貯湯タンク内の水質にまで目を向けた貯湯式給湯装置は一切、これを認めることができない。また、細菌以外に起因する水質汚染情報も得ようとしたものはない。本発明はこの事実に鑑みても有用なことが理解される。

本発明に係る貯湯式給湯装置の一実施形態の概略構成図である。

符号の説明

11 制御装置
12 給水加熱装置（ヒートポンプ）
13 給水導入口
14 給水配管
15 バイパス配管
16 混合弁
17 高温出湯口
18 高温出湯配管
19 中温出湯口
20 中温出湯配管
21 混合弁
22 混合弁21からの出湯配管
23 給湯配管
24 吸入口
25 吐出口
26 リモコン（ユーザインタフェース装置）
27 可視表示装置（報知手段）
31 水質検査センサ

Claims

制御装置の指令の下、電力によって給水加熱装置を稼動させ、目標蓄熱量になるまで給水を加熱して貯湯タンク内に貯め置く貯湯式給湯装置において；
上記貯湯タンク内の水質汚染を検出する水質検出センサを設けたこと；
特徴とする貯湯式給湯装置。
請求項１に記載の貯湯式給湯装置であって；
上記水質検査センサは、細菌数検出センサ、PH計測センサ、酸化還元電位センサ、濁度センサ、残留塩素濃度センサの中から選択された一つまたは複数であること；
特徴とする貯湯式給湯装置。
請求項１に記載の貯湯式給湯装置であって；
上記水質検査センサを介して得られる情報に基づき水質汚染であるか否かを判断する判断装置を設け；
該判断装置が水質汚染と判断した場合、ユーザインタフェース装置の報知手段を介して使用者に水質汚染の情報を表示するか、警報を表示すること；
特徴とする貯湯式給湯装置。
請求項３に記載の貯湯式給湯装置であって；
上記判断装置は上記貯湯式給湯装置の上記制御装置の一部として構成され；
上記ユーザインタフェース装置は該貯湯式給湯装置に備えられていて使用者が操作するリモートコントローラを用いて構成されていること；
特徴とする貯湯式給湯装置。
請求項３に記載の貯湯式給湯装置であって；
上記判断装置が上記水質汚染と判断した場合、上記制御装置が上記給水加熱装置を強制稼働させて沸かし増しを行うこと
特徴とする貯湯式給湯装置。
請求項３に記載の貯湯式給湯装置であって；
上記判断装置が上記水質汚染と判断した場合、上記制御装置が上記貯湯タンク内の湯を強制的に自動で入れ替える動作をなすように構成すること；
特徴とする貯湯式給湯装置。
請求項１に記載の貯湯式給湯装置であって；
上記貯湯式給湯装置は上記貯湯タンクの高さ方向中程の位置に設けられた中温出湯口から中温の湯も出力するように構成されており；
上記水質検査センサは該貯湯タンク内にあって該中温出湯口の近傍に設けられていること；
特徴とする貯湯式給湯装置。