JP2009204247A

JP2009204247A - 給湯加熱装置

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Publication number: JP2009204247A
Application number: JP2008048327A
Authority: JP
Inventors: Toshio Inoue; 利男井上
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Priority date: 2008-02-28
Filing date: 2008-02-28
Publication date: 2009-09-10
Anticipated expiration: 2028-02-28
Also published as: JP5247186B2

Abstract

【課題】簡易な構成で給湯用温水の加熱を行う。
【解決手段】温水を利用する箇所である給湯部６０へ温水を供給する給湯配管に設けられ、供給される温水を加熱するための給湯加熱装置１であって、直列に複数設置され、蓄電池５０から供給される直流電流を通電されて発熱することにより温水を加熱する加熱部１０、２０と、各加熱部１０、２０への通電を調節する複数のチョッパ５４、５５と、給湯部６０から給湯開始の信号を取得すると各チョッパ５４、５５を制御する制御部７０と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、給湯部へ温水を供給する給湯配管内の湯水を加熱して給湯部に供給する給湯加熱装置に関する。

従来より、例えば家庭用の給湯システムとして、ヒータによって加熱された温水を貯湯タンクに貯留し、この温水を給湯配管によりシャワーやカラン等の給湯口に導くことで給湯を行うようにした給湯システムが一般的である。このような従来の給湯システムにおいては、給湯口から給湯されていない間に給湯配管内の温水が冷めてしまい、給湯口を開けて給湯を開始してからしばらくの間、冷水が出てくることがよくある。そして、貯湯タンクは、スペースの都合上、浴室等の給湯場所から離れた場所に設置されることが多く、給湯配管が長くなるので、上記のように給湯開始直後に出てくる冷水の量も多くなる。このため、利用者は温水が出てくるまで長い間待たなければならず不愉快であり、また、湯になるまでの水が無駄に捨てられてしまうなどの問題がある。

こうした問題への対応として、例えば、特許文献１には、給湯配管内の温水が冷却された場合であっても、給湯口の近傍に設けた即湯器により温水を加熱することで、給湯を開始すると直ちに希望温度以上の湯を給湯できる発明が開示されている。
特開平５−４４９９３号公報

しかし、特許文献１に開示された発明では、給湯配管内の湯を即湯器に導いて加熱するか、それとも即湯器に導かず加熱しないかは、切替バルブによって制御することとしており、構造が複雑となるという問題がある。

本発明は、このような課題に対して、簡易な構成で給湯用温水の加熱を行うことが可能な給湯加熱装置及び方法を提供することを目的とする。

第１の発明は、温水を利用する箇所である給湯部へ温水を供給する給湯配管に設けられ、前記供給される温水を加熱するための給湯加熱装置であって、
直列に複数設置され、蓄電池から供給される直流電流が通電されて発熱することにより温水を加熱する加熱部と、
前記各加熱部への通電を調節する複数の調節手段と、
前記給湯部から給湯開始の信号を取得すると前記各調節手段を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする給湯加熱装置である。

第２の発明は、第１の発明に記載の給湯加熱装置であって、
前記制御部は、前記給湯開始の信号を取得した時点からの経過時間に基づいて、前記各調節手段を制御することを特徴とする給湯加熱装置である。

第３の発明は、第１の発明に記載の給湯加熱装置であって、
前記複数の加熱部のうち最下流に位置する第１の加熱部から吐出される温水の温度を検出する温度センサを備え、
前記制御部は、前記温度センサが検出した温度情報を取得し、その取得した温度情報に基づいて、前記各調節手段を制御することを特徴とする給湯加熱装置である。

第４の発明は、第１〜３の発明の何れかに記載の給湯加熱装置であって、
前記加熱部のヒータ容量は、最下流に位置する前記加熱部のヒータ容量が最も大きく、下流側から順に上流にいくにしたがい前記加熱部のヒータ容量が小さくなることを特徴とする給湯加熱装置である。

第５の発明は、第１〜４の発明の何れかに記載の給湯加熱装置であって、
前記加熱部の通水容量は、最下流に位置する前記加熱部の通水容量が最も小さく、下流側から順に上流にいくにしたがい前記加熱部の通水容量が大きくなることを特徴とする給湯加熱装置である。

第６の発明は、第１〜５の発明の何れかに記載の給湯加熱装置であって、
前記蓄電池は、リチウムイオン電池であることを特徴とする給湯加熱装置である。

第７の発明は、第１〜６の発明の何れかに記載の給湯加熱装置であって、
前記調節手段は、前記蓄電池の電圧を昇圧し、又は降圧することができるチョッパであることを特徴とする給湯加熱装置である。

第８の発明は、第２の発明に記載の給湯加熱装置であって、
前記調節手段は、前記蓄電池の電圧を昇圧し、又は降圧することができるチョッパであり、
前記制御部は、前記通電開始時から所定時間が経過するまでの間、前記チョッパにより前記蓄電池から供給される電源電圧を昇圧して、前記複数の加熱部のうち最下流に位置する前記加熱部に、電力を供給することを特徴とする給湯加熱装置である。

第９の発明は、第３の発明に記載の給湯加熱装置であって、
前記調節手段は、前記蓄電池の電圧を昇圧し、又は降圧することができるチョッパであり、
前記制御部は、前記通電開始時から前記温度センサが最初に第１の所定の温度を検出するまでの間、前記チョッパにより前記蓄電池から供給される電源電圧を昇圧して、前記複数の加熱部のうち最下流に位置する前記加熱部に、電力を供給することを特徴とする給湯加熱装置である。

第１０の発明は、第１〜６の発明の何れかに記載の給湯加熱装置であって、
前記複数の調節手段は、最上流側の前記加熱部と電源とを接続する導線に設けられた最上流側スイッチ、及び、隣接する前記加熱部どうしの各接続部と、前記導線の前記最上流側スイッチと前記電源との間の部位との間を接続するスイッチであることを特徴とする給湯加熱装置である。

第１１の発明は、第１０の発明に記載の給湯加熱装置であって、
前記制御部は、前記給湯開始の信号を取得すると、最下流側の前記調節手段のみは通電状態にすると共に、他の調節手段は通電を停止し、通電状態にする調節手段を順次上流側へ切り替え、通電状態とした調節手段以外の調節手段は通電を停止することを特徴とする給湯加熱装置である。

なお、前記調節手段による通電の調節には、オン／オフ操作も含むものとする。

本発明によれば、簡易な構成で給湯用温水の加熱を行うことができる。

図１は、本発明の一実施形態である給湯加熱装置１の全体構成図である。同図に示すように給湯加熱装置１は、第１加熱部１０、第２加熱部２０、第３加熱部３０、第４加熱部４０、第１スイッチ１２、第２スイッチ２２、第３スイッチ３２、第４スイッチ４２、蓄電池５０、給湯部６０、制御部７０などを主たる構成要素として備えている。なお、本実施形態は、加熱部を４つ備えるが、加熱部の数はこれに限らず複数であれば幾つでもよい。

給湯部６０は、第１加熱部１０、第２加熱部２０、第３加熱部３０、第４加熱部４０において加熱された温水を、給水管６１を介して供給される常温水と混合して利用者の所望する温度に調節した上で、温水の利用者に供給する混合栓である。また、温水の利用者が給湯を開始する際には、給湯部６０は、給湯開始信号を制御部７０へ送信し、温水の利用者が給湯を終了する際には、給湯部６０は、給湯終了信号を制御部７０へ送信する。なお、第４加熱部４０の上流側に流水を検知するセンサ（不図示）を設け、制御部７０は、該センサから検知結果を受信し、その受信した検知結果に基づいて給湯開始及び給湯終了を判定してもよい。

蓄電池５０は、給湯加熱装置１の電源であって、短時間に大出力の供給をすることが可能な例えばリチウムイオン蓄電池等の蓄電池である。リチウムイオン蓄電池は、一般に短時間の放電であれば大出力の供給を行うことができ、長時間の連続放電であれば一定値以下での出力の供給を行うことができる。

第１加熱部１０、第２加熱部２０、第３加熱部３０、第４加熱部４０は、各加熱部へ供給される常温水又は温水を加熱する。第１加熱部１０、第２加熱部２０、第３加熱部３０、第４加熱部４０は、常温水又は温水が第４加熱部４０、第３加熱部３０、第２加熱部２０、第１加熱部１０の順に通過するように直列に設けられる。

なお、各加熱部１０、２０、３０、４０の通水容量は、図１に示す通り、それぞれ等しくてもよいが、最下流に位置する第１加熱部１０の通水容量が最も小さく、上流側にいくに従って大きくなり、最上流に位置する第４加熱部４０の通水容量が最も大きくてもよい。

第１ヒータ１１は、第１加熱部１０に設けられ、通電されることにより発熱して第１加熱部１０内を通過する温水を加熱する。また、第２ヒータ２１、第３ヒータ３１、第４ヒータ４１は、同様に、それぞれ第２加熱部２０、第３加熱部３０、第４加熱部４０に設けられ、通電されることにより発熱して各加熱部２０、３０、４０内を通過する温水を加熱する。

ヒータ１１、２１、３１、４１は、蓄電池５０の端子５０ａ、５０ｂの間に、この順で互いに直列に接続されている。ヒータ１１の一端（ヒータ２１と接続されない側の端部）は、導線４５を介して蓄電池の端子５０ａに接続され、一方、ヒータ４１の一端（ヒータ３１と接続されない側の端部）は、スイッチ４２及び導線４６を介して蓄電池５０の端子５０ｂに接続されている。また、ヒータ１１、２１の接続部と導線４６との間、ヒータ２１、３１の接続部と導線４６との間、及び、ヒータ３１、４１と導線４６との間は、それぞれ、スイッチ１２、２２、３２を介して接続されている。

かかる構成によれば、スイッチ１２のみをオンとし、他のスイッチをオフとすることで、ヒータ１１のみが蓄電池５０に接続され、スイッチ２２のみをオンとし、他のスイッチをオフとすることでヒータ１１、２１が直列に蓄電池５０に接続され、スイッチ３２のみをオンとし、他のスイッチをオフとすることで、ヒータ１１、２１、３１が直列に蓄電池５０に接続され、スイッチ４２のみをオンとし、他のスイッチをオフとすることにより、ヒータ１１、２１、３１、４１が直列に蓄電池５０に接続されることになる。なお、これらスイッチ１２〜４２は制御部７０からの制御信号に応じてオン／オフされる。

制御部７０は、給湯部６０から給湯開始信号を受信すると、先ず、スイッチ１２のみをオン、他のスイッチをオフとし、給湯部６０から送信される給湯開始の信号を取得した時点からの経過時間に基づき、スイッチ２２のみオン、スイッチ３２のみオン、スイッチ４２のみオンの状態に順次切り替える。これにより、給湯開始後、時間経過に伴って、
状態１：ヒータ１１のみが蓄電池５０に接続された状態、
状態２：ヒータ１１、２１が直列蓄電池５０に接続された状態、
状態３：ヒータ１１、２１、３１が直列蓄電池５０に接続された状態、
状態４：ヒータ１１、２１、３１、４１が直列蓄電池５０に接続された状態、
に順次切り替えられることになる。

また、制御部７０は、給湯停止信号を受信すると、全てのスイッチ１２〜４２をオフとする。

ここで、蓄電池５０の電圧をＶ、各ヒータの抵抗が何れもＲであるとすると、状態１の場合に消費されるエネルギーはＶ^２／Ｒ、状態２の場合に消費されるエネルギーはＶ^２／２Ｒ、状態３の場合に消費されるエネルギーはＶ^２／３Ｒ、状態４の場合に消費されるエネルギーはＶ^２／４Ｒとなる。

また、加熱部１０〜４０の断面積及び長さが等しいとすると、各状態での昇温の対象となる水の量の比は、１：２：３：４となるため、単位水量あたりの昇温に寄与するエネルギー比率は１：１／４：１／９：１／１６となる。このエネルギー比率に応じて、昇温速度が速くなる。

図２は、本実施形態の給湯加熱装置１を使用したときの第１加熱部１０から吐出される温水の温度をシミュレーションした結果を示す図である。このシミュレーションは、制御部７０が、給湯開始後、状態１を１単位時間維持し、その後状態２を２単位時間維持し、さらに状態３を３単位時間維持し、そして状態４を４単位時間維持するとの制御を行った場合についてのものである。なお、ここでは、温水が第１加熱部１０（あるいは、第２加熱部２０、第３加熱部３０、第４加熱部４０でも同じ）を通過するのに必要な時間を１単位時間と定義する。

同図に示す通り、最初は急速に昇温させ、温度上昇するにつれて昇温速度を次第に下げることで、目標温度に向けて速やかに温度上昇させつつ、目標温度をオーバーシュートするのを抑えることができる。

なお、第１加熱部１０の下流側の温水排出口付近に下流温度センサを設けて、第１加熱部１０の下流側から排出される温水の温度を検出し、その検出温度に基づいて、制御部７０がスイッチ１２、２２、３２、４２のオン／オフの制御を行うこととしてもよい。

以下、本発明のより具体的な実施例を、混合栓を使用しない単純化したシステムとして、２つの加熱部を備える場合について説明する。

＜＜実施例１＞＞
図３は、本発明の一実施例である給湯加熱装置２の全体構成である。同図に示すように、本実施形態の給湯加熱装置２は、第１加熱部１０、第２加熱部２０、第１スイッチ１２、第２スイッチ２２、蓄電池５０、給湯部６０、制御部７０などを主たる構成要素として備えている。
第１加熱部１０、第２加熱部２０、第１スイッチ１２、第２スイッチ２２、蓄電池５０、給湯部６０、制御部７０については、給湯加熱装置１と同じである。

図４は、給湯加熱装置２の制御部７０による制御を示すフロー図である。
なお、本実施形態では、制御部７０は、給湯部６０、第１スイッチ１２、及び第２スイッチ２２と電気的に接続されたコンピュータにより構成され、以下に述べる処理は、このコンピュータが、記憶装置に記憶された所定のプログラムを読み出して実行することにより実現されるものとする。

以下、同図に基づいて、制御部７０による制御処理について説明する。
制御部７０は、給湯部６０から給湯開始の信号を取得すると同時に、第１スイッチ１２を入にすることにより第１ヒータ１１に通電させる（Ｓ４０２）。次に、制御部７０は、所定時間が経過すると、第１スイッチ１２をオフにし、第２スイッチ２２をオンにすることにより第１ヒータ及び第２ヒータ２１に直列に通電させる（Ｓ４０４）。そして、所定時間が経過すると、第２スイッチ２２を切にして、第１ヒータ１１及び第２ヒータ２１による加熱を終了する（Ｓ４０６）。

図５（ａ）の折れ線５１０は、実施例１の場合において、第１加熱部１０から吐出される温水の温度の変化を示す。この温度変化が図５（ａ）の実線５１０に示されるようになるのは、第１ヒータ１１の昇温効果と第２ヒータ２１の昇温効果を足し合わせることによる。すなわち、図５（ｂ）の折れ線５１０は、第１ヒータ１１の昇温効果である第１加熱部１０から吐出された温水の温度を示し、図５（ｃ）の折れ線５２０は、第２ヒータ２１の昇温効果である第２加熱部２０から吐出された温水の温度を示す（ただし、温水の第１加熱部１０の通過にかかる時間の分だけ図５（ｂ）の時間軸とズレが生じることに注意）が、図５（ｂ）の折れ線４２０が示す昇温効果と図４（ｃ）の折れ線５３０が示す昇温効果を足し合わせると、図５（ａ）の折れ線５１０のようになる。

以上の通り、実施例１の給湯加熱装置２によれば、加熱部（もしくはヒータ）を複数備えることにより、単一の加熱部のみを備える構成と比べて、より早く温水を第１の所定の温度にまで上昇させることができる。また、給湯部６０が混合栓であり、給湯部６０において適温となるように常温水と混合されるので、使用者に安全な温度の温水を提供することができる。さらに、混合栓を利用することで温水側の使用水量が所定値以下となる場合はヒータの昇温効果が大きくなり図５のグラフの温度よりも高い温度まで上昇し、図５のグラフに現れる温度低下の影響も抑えることが可能となる。

なお、制御部７０は、下流温度センサ５１が検出した温度に基づいて、第１スイッチ１２及び第２スイッチ２２を制御してもよい。

具体的には、給湯部６０から給湯開始の信号を取得すると同時に、第１スイッチ１２を入にすることにより第１ヒータ１１に通電させる。次に、制御部７０は、下流温度センサ５１が第１の所定温度Ｔａ（給湯部６０に供給する温水の温度であって、例えば、６０℃）を検知した旨を下流温度センサ５１から受信すると、第１スイッチ１２をオフにし、第２スイッチ２２をオンにすることにより第１ヒータ及び第２ヒータ２１に直列に通電させる。上流温度センサ５２が第３の温度Ｔｃ（給湯部６０に供給する温水の温度であって、例えば、５０℃）を検出すると、第２スイッチ２２を切にして、第１ヒータ１１及び第２ヒータ２１による加熱を終了する。

制御部７０が、下流温度センサ５１が検出した温度に基づく制御を行った場合も、上記と同様の効果を得ることができる。

＜＜実施例２＞＞
図６は、本発明の別の実施例である給湯加熱装置３の全体構成である。同図に示すように、本実施形態の給湯加熱装置３は、第１加熱部１０、第２加熱部２０、蓄電池５０、給湯部６０、制御部７０、第１チョッパ５４、第２チョッパ５５などを主たる構成要素として備えている。

第１加熱部１０、第２加熱部２０、蓄電池５０、給湯部６０、制御部７０については、給湯加熱装置１と同じである。

第１チョッパ５４及び第２チョッパ５５は、蓄電池１０の出力電圧を昇圧して供給する。図７は、第１チョッパ５４及び第２チョッパ５５の具体的構成の例を示す図である。同図に示す通り、スイッチ１２０を閉じると、リアクトル１１０に電気エネルギーが蓄えられ、スイッチ１２０を開くとその電気エネルギーはリアクトル１１０からコンデンサ１３０及び負荷（例えば、加熱手段１４０）に移行する。スイッチ１２０を急速に、しかも周期的に開閉すると、負荷に加わる電圧は、蓄電池１０の電圧より高くなる。

図８は、給湯加熱装置３の制御部７０による制御を示すフロー図である。この実施形態では、同図に示すように、制御部７０は、給湯部６０から給湯開始の信号を取得すると同時に、第１チョッパ５４が蓄電池１０から供給される電圧を昇圧（例えば、蓄電池１０の電圧の２倍）して第１ヒータ１１に通電させるとともに、第２チョッパ５５が蓄電池１０から供給される電圧で第２ヒータ２１に通電させる（Ｓ８０２）。次に、制御部７０は、所定時間が経過すると、第１チョッパ５４に昇圧を停止させ、蓄電池１０での電圧と同じ電圧で通電させる一方で、第２チョッパ５５には引き続き第２ヒータ２１に通電させる（Ｓ８０４）。また、制御部７０は、さらに所定時間が経過すると、第１チョッパ５４から第１ヒータ１１への通電を停止させつつ、第２チョッパ５５には引き続き第２ヒータ２１に通電させる（Ｓ８０６）。

図９は、給湯加熱装置３によって加熱された場合に第１加熱部１０から吐出される温水の温度の変化を示す図である。

図９（ａ）の折れ線９１０は、実施例２の場合において、下流温度センサ５１が検出する温度の変化を示す。この温度変化が図９（ａ）の実線９１０に示されるようになるのは、第１ヒータ１１の昇温効果と第２ヒータ２１の昇温効果を足し合わせることによる。すなわち、図９（ｂ）の折れ線９１０は、第１ヒータ１１の昇温効果である第１加熱部１０から吐出された温水の温度を示し、図９（ｃ）の折れ線９２０は、第２ヒータ２１の昇温効果である第２加熱部２０から吐出された温水の温度を示す（ただし、温水の第１加熱部１０の通過にかかる時間の分だけ図９（ｂ）の時間軸とズレが生じることに注意）が、図９（ｂ）の折れ線９２０が示す昇温効果と図９（ｃ）の折れ線９３０が示す昇温効果を足し合わせると、図９（ａ）の折れ線９１０のようになる。

以上の通り、実施例２の給湯加熱装置３によっても、第１チョッパ５４及び第２チョッパ５５を備えることでより急速な昇温を可能とし、また、複数の加熱部１０、２０（もしくはヒータ１１、２１）を備えることにより、単一の加熱部のみを備える構成と比べて、より早く温水を第１の所定の温度Ｔａにまで上昇させることができる。さらに、給湯部６０が混合栓となっているので、常温水と混合されることにより適度な温度の温水を提供することができる。

また、以上の通り、本実施形態の給湯加熱装置１、２、３によれば、次のような効果を得られる。
（１）給湯加熱装置１によれば、簡易な構成で給湯用温水の加熱を行うことができる。すなわち、ヒータによって加熱された温水を貯湯タンクに貯留し、この温水を給湯配管によりシャワーやカラン等の給湯口に導く従来の給湯システムにおいては、給湯口から給湯されていない間に給湯配管内の温水が冷めてしまい、給湯口を開けて給湯を開始してからしばらくの間、冷水が出てくることがある。しかし、給湯加熱装置１を給湯部６０の近傍に設ければ、給湯配管内の温水が冷却された場合であっても、給湯加熱装置１により加熱することで、給湯開始後、貯湯タンクに貯留された高温水が供給されるまでの間も、給湯部６０において利用者の希望温度の温水を給湯できる。

（２）給湯加熱装置１、２、３によれば、加熱部（もしくはヒータ）を複数備えることにより、単一の加熱部のみを備える構成と比べて、より早く温水を第１の所定の温度Ｔａにまで上昇させることができる。
図１０は、電力消費が等しいという条件の下、給湯加熱装置２において実施例１のようにまず第１ヒータ１１に通電し、次に第２ヒータ２１に通電した場合（以下、「順次通電の場合」という）と、実施例１と同じの構成の給湯加熱装置において給湯開始と同時に二つのヒータ１１、２１に通電した場合（以下、「同時通電の場合」という）とについて、第１加熱部１０から吐出される温水の温度の変化を比較した図である。同図の実線７１０は、順次通電の場合の温水温度の変化を示し、破線７２０は、同時通電の場合の温水温度の変化を示す。同図に示される通り、給湯加熱装置２によれば、電力消費が等しくても、順次通電の場合の方が同時通電の場合よりも早く温水を所定温度Ｔａに加熱することができ、利用者はより早く温水を利用することができる。
図１１は、実施例２の給湯加熱装置３において順次通電の場合と、実施例２と同じの構成の給湯加熱装置において給湯開始と同時に二つのヒータ１１、２１に昇圧せずに通電した場合（以下、「同時通電の場合」という）とについて、第１加熱部１０から吐出される温水の温度の変化を比較した図である。同図の実線１１１０は、実施例２の場合の温水温度の変化を示し、破線１１２０は、昇圧なしの場合の温水温度の変化を示す。同図に示される通り、給湯加熱装置３によれば、実施例２の場合の方が昇圧なしの場合よりも早く温水を所定温度Ｔａに加熱することができ、利用者はより早く温水を利用することができる。

（３）給湯加熱装置１において、第１ヒータ３１の出力容量を第２ヒータ４１の出力容量よりも大きくした場合、より早く温水を第１の所定の温度Ｔａにまで上昇させることができる。

（４）給湯加熱装置１において、第１加熱部３０の通水容量を第２加熱部４０の通水容量よりも小さくした場合、より早く温水を第１の所定の温度Ｔａにまで上昇させることができる。

（５）給湯加熱装置１において、蓄電池１０にリチウムイオン電池を用いれば、第１チョッパ５４または第２チョッパ５５による昇圧との協働により、給湯開始直後の短時間で蓄電池１０の定格出力以上の出力を得ることができ、より早く温水を所定温度Ｔａに加熱することができる。

なお、以上の実施形態の説明は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。

本発明の一実施形態である給湯加熱装置１の全体構成である。給湯加熱装置１を使用したときの第１加熱部１０から吐出される温水の温度をシミュレーションした結果を示す図である。本発明の一実施例である給湯加熱装置２の全体構成である。給湯加熱装置２の制御部７０による制御を示すフロー図である。実施例１において、（ａ）の折れ線４１０は、第１加熱部１０から吐出された温水の温度の変化を示し、（ｂ）の折れ線４１０は、第１ヒータ１１の昇温効果である第１加熱部１０から吐出された温水の温度を示し、（ｃ）の折れ線４２０は、第２ヒータ２１の昇温効果である第２加熱部２０から吐出された温水の温度を示す。本発明の別の実施例である給湯加熱装置３の全体構成である。チョッパ５４の具体的構成の例を示す図である。給湯加熱装置３の制御部７０による制御を示すフロー図である。実施例２において、（ａ）の折れ線８１０は、第１加熱部１０から吐出された温水の温度の変化を示し、（ｂ）の折れ線８１０は、第１ヒータ１１の昇温効果である第１加熱部１０から吐出された温水の温度を示し、（ｃ）の折れ線８２０は、第２ヒータ２１の昇温効果である第２加熱部２０から吐出された温水の温度を示す。給湯加熱装置２において順次通電の場合と同時通電の場合について、第１加熱部１０から吐出される温水温度の変化を比較した図である。給湯加熱装置３において順次通電の場合と同時通電の場合について、第１加熱部１０から吐出される温水温度の変化を比較した図である。

符号の説明

１、２、３給湯加熱装置
１０第１加熱部
１１第１ヒータ
１２第１スイッチ
２０第２加熱部
２１第２ヒータ
２２第２スイッチ
３０第３加熱部
３１第３ヒータ
３２第３スイッチ
４０第４加熱部
４１第４ヒータ
４２第４スイッチ
５０蓄電池
５１下流温度センサ
５２上流温度センサ
５４第１チョッパ
５５第２チョッパ
６０給湯部
６１給水管
７０制御部
１１０リアクトル
１２０スイッチ
１３０コンデンサ
１４０加熱手段

Claims

温水を利用する箇所である給湯部へ温水を供給する給湯配管に設けられ、前記供給される温水を加熱するための給湯加熱装置であって、
直列に複数設置され、蓄電池から供給される直流電流が通電されて発熱することにより温水を加熱する加熱部と、
前記各加熱部への通電を調節する複数の調節手段と、
前記給湯部から給湯開始の信号を取得すると前記各調節手段を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする給湯加熱装置。
請求項１に記載の給湯加熱装置であって、
前記制御部は、前記給湯開始の信号を取得した時点からの経過時間に基づいて、前記各調節手段を制御することを特徴とする給湯加熱装置。
請求項１に記載の給湯加熱装置であって、
前記複数の加熱部のうち最下流に位置する第１の加熱部から吐出される温水の温度を検出する温度センサを備え、
前記制御部は、前記温度センサが検出した温度情報を取得し、その取得した温度情報に基づいて、前記各調節手段を制御することを特徴とする給湯加熱装置。
請求項１〜３の何れかに記載の給湯加熱装置であって、
前記加熱部のヒータ容量は、最下流に位置する前記加熱部のヒータ容量が最も大きく、下流側から順に上流にいくにしたがい前記加熱部のヒータ容量が小さくなることを特徴とする給湯加熱装置。
請求項１〜４の何れかに記載の給湯加熱装置であって、
前記加熱部の通水容量は、最下流に位置する前記加熱部の通水容量が最も小さく、下流側から順に上流にいくにしたがい前記加熱部の通水容量が大きくなることを特徴とする給湯加熱装置。
請求項１〜５の何れかに記載の給湯加熱装置であって、
前記蓄電池は、リチウムイオン電池であることを特徴とする給湯加熱装置。
請求項１〜６の何れかに記載の給湯加熱装置であって、
前記調節手段は、前記蓄電池の電圧を昇圧し、又は降圧することができるチョッパであることを特徴とする給湯加熱装置。
請求項２に記載の給湯加熱装置であって、
前記調節手段は、前記蓄電池の電圧を昇圧し、又は降圧することができるチョッパであり、
前記制御部は、前記通電開始時から所定時間が経過するまでの間、前記チョッパにより前記蓄電池から供給される電源電圧を昇圧して、前記複数の加熱部のうち最下流に位置する前記加熱部に、電力を供給することを特徴とする給湯加熱装置。
請求項３に記載の給湯加熱装置であって、
前記調節手段は、前記蓄電池の電圧を昇圧し、又は降圧することができるチョッパであり、
前記制御部は、前記通電開始時から前記温度センサが最初に第１の所定の温度を検出するまでの間、前記チョッパにより前記蓄電池から供給される電源電圧を昇圧して、前記複数の加熱部のうち最下流に位置する前記加熱部に、電力を供給することを特徴とする給湯加熱装置。
請求項１〜６の何れかに記載の給湯加熱装置であって、
前記複数の調節手段は、最上流側の前記加熱部と電源とを接続する導線に設けられた最上流側スイッチ、及び、隣接する前記加熱部どうしの各接続部と、前記導線の前記最上流側スイッチと前記電源との間の部位との間を接続するスイッチであることを特徴とする給湯加熱装置。
請求項１０に記載の給湯加熱装置であって、
前記制御部は、前記給湯開始の信号を取得すると、最下流側の前記調節手段のみは通電状態にすると共に、他の調節手段は通電を停止し、通電状態にする調節手段を順次上流側へ切り替え、通電状態とした調節手段以外の調節手段は通電を停止することを特徴とする給湯加熱装置。