JP2010048477A - 貯湯式給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】湯切れの発生をより確実に低減することができる貯湯式給湯装置を提供する。
【解決手段】貯湯タンク１００に、貯湯タンク１００内の残湯量を検出する残湯量検出手段７１〜７５を設け、制御装置Ｅに、深夜時間帯にのみ沸き上げ運転を行う深夜運転モードが予めプログラムされており、制御装置Ｅは、深夜運転モードにおいて、残湯量検出手段７１〜７５により検出された残湯量が第１所定量以下である場合、使用者の給湯使用条件から算出された予測給湯量および残湯量に基づき湯切れに至るまでの時間である残り使用可能時間を算出し、残り使用可能時間が予め定められた基準時間以下であるときに、使用者に対して湯切れ事前警告を発するとともに、湯切れ事前警告を発した後に、残湯量検出手段７１〜７５により検出された貯湯タンク１００内の残湯量が第１所定量より少ない第２所定量以下である場合、使用者に対して湯切れ直前警告を発する。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動で湯を沸かしタンクに貯蔵する貯湯式給湯装置に関する。

従来、深夜時間帯までの間、現在のタンク内の残湯量で賄えると思える場合、使用者がエコ停止設定ボタンを押すことによって、自動沸き上げ機能を一時停止させて不要な沸き上げを防止することができる貯湯式給湯装置がある（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の従来技術では、使用者がエコ停止設定ボタンを押したときに、過去の時間帯別の給湯実績に基づいて給湯量予測値を算出し、タンク内の残湯量と給湯予測値とを比較して給湯量予測値が残湯量を上回っていた場合には、使用者に対し、湯切れに至る可能性があることを警告（以下、湯切れ警告ともいう）するようになっている。
特開２００７−２８５６５８号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の従来技術では、湯切れ警告が１回しか行われないため、使用者が警告を見逃した、もしくは聞き逃した場合には、湯切れが発生してしまうという問題がある。また、使用者が湯切れ警告を受け入れて、自動沸き上げ機能の一時停止を解除したとしても、使用者が湯を継続使用していれば、沸き上げが間に合わず、湯切れが発生する虞がある。

本発明は、上記点に鑑み、湯切れの発生をより確実に低減することができる貯湯式給湯装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、内部に給湯用の湯を貯える貯湯タンク（１００）と、水を沸き上げて湯とする加熱手段（２００）と、加熱手段（２００）の作動を制御する制御装置（Ｅ）とを備える貯湯式給湯装置において、貯湯タンク（１００）には、貯湯タンク（１００）内の残湯量を検出する残湯量検出手段（７１〜７５）が設けられており、制御装置（Ｅ）には、所定時間帯に貯湯タンク（１００）内の水を加熱手段（２００）によって沸き上げする時間帯沸き上げモードが予めプログラムされており、制御装置（Ｅ）は、時間帯沸き上げモードにおいて、残湯量検出手段（７１〜７５）により検出された残湯量が第１所定量以下である場合、使用者の給湯使用条件から算出された予測給湯量および残湯量に基づき湯切れに至るまでの時間である残り使用可能時間を算出し、残り使用可能時間が予め定められた基準時間以下であるときに、使用者に対して湯切れが発生する可能性がある旨の第１警告を発するとともに、第１警告を発した後に、残湯量検出手段（７１〜７５）により検出された貯湯タンク（１００）内の残湯量が第１所定量より少ない第２所定量以下である場合、使用者に対して湯切れが発生する可能性が非常に高い旨の第２警告を発することを特徴としている。

このように、湯切れが発生する可能性が非常に高い旨の第２警告を行う前に、残り使用可能時間が基準時間以下であるときに、使用者に対して湯切れが発生する可能性がある旨の第１警告を行うことで、第１警告が発せられた段階で使用者が沸き上げ運転処置を行えば、継続して給湯を使用した場合でも湯切れに至ることを回避することができる。したがって、湯切れの発生をより確実に低減することが可能となる。

また、請求項２に記載の発明では、制御装置（Ｅ）は、遠隔操作手段（Ｒ）を有しており、基準時間を使用者に設定させるための基準時間設定手段（６１ａ〜６１ｄ）が、遠隔操作手段（Ｒ）上に設けられていることを特徴としている。

これによれば、第１警告を行うか否かを決定する際の基準時間を、使用者が自由に設定することができるので、使用者毎に第１警告を発するまでの時間を変更することができ、各使用者の使い勝手を向上させることが可能となる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図１〜図４に基づいて説明する。本第１実施形態では、本発明の貯湯式給湯装置を、水道水を加熱して台所や風呂等に給湯するヒートポンプ式給湯器に適用している。図１は本第１実施形態に係る貯湯式給湯装置の概略を示す説明図で、図２は本第１実施形態に係る貯湯式給湯装置の全体構成を示す図である。

図１および図２に示すように、本実施形態の貯湯式給湯装置は、内部に給湯用の湯を貯える貯湯タンク１００と、貯湯タンク１００内の水を沸き上げて高温の湯とする加熱手段としてのヒートポンプユニット２００とによって構成されている。

ヒートポンプユニット２００は、ヒートポンプサイクルＨおよび温水回路Ｗを有している。ヒートポンプサイクルＨは、コンプレッサ（圧縮機）１、水冷媒熱交換器２の冷媒流路２１、膨張弁３、および空気熱交換器（蒸発器）４を冷媒配管４２で環状に接続して構成されている。

コンプレッサ１は、内蔵された電動モータによって駆動され、空気熱交換器４側から吸引した気相冷媒（例えば、二酸化炭素）を圧縮して吐出する。水冷媒熱交換器２は、冷媒流路２１に流れるコンプレッサ１からの吐出冷媒と、温水流路２２に流れる水との間で熱交換する。これにより、水冷媒熱交換器２の温水流路２２内を流れる水が加熱されることになる。膨張弁３は、水冷媒熱交換器２の冷媒流路２１からの冷媒を膨張させる。空気熱交換器４は、膨張弁３を通過した冷媒を、室外ファン４１により送風される外気と熱交換させることにより蒸発させる。

温水回路Ｗは、貯湯タンク１００と、水冷媒熱交換器２の温水流路２２とを温水配管５１で接続し、温水流路２２の途中に循環ポンプ６を介設して構成されている。循環ポンプ６は、内蔵された電動モータにより、貯湯タンク１００と水冷媒熱交換器２の温水流路２２との間で水を循環させる。

温水配管５１は、貯湯タンク１００の下部に設けられた温水出口５２と、温水入口５３との間を接続する配管である。貯湯タンク１００内の湯水は、循環ポンプ６により温水出口５２から出て温水配管５１を介して水冷媒熱交換器２の温水流路２２を通り、加熱された温水は温水入口５３から貯湯タンク１００内に戻る。貯湯タンク１００は、温水の使用に伴い水道配管から水道水が供給されるようになっている。

また、本実施形態の貯湯式給湯装置は、ヒートポンプユニット２００の作動を制御する制御装置Ｅと、遠隔操作手段としてのリモコンＲとを備えている。具体的には、制御装置Ｅは、マイクロコンピュータ、メモリ（記憶手段）、カウンタ、および周辺回路から構成されている。制御装置Ｅは、後述するタンク内温度センサ７１〜７５およびその他センサ群（図示せず）の各出力信号、およびリモコンＲの出力信号に基づいて、コンプレッサ１の内蔵電動モータ、循環ポンプ６の内蔵電動モータ、室外ファン４１の内蔵電動モータ等を制御する。制御装置Ｅは、商用電源から給電されている。

リモコンＲは、液晶パネルなどの表示パネル６０と、後述する深夜モード等を設定するためのスイッチ６１とを備えている。

図１に示すように、貯湯タンク１００の側壁には、タンク内温度センサ７１〜７５が、上部から下部へ向かって一定間隔をおいて設けられている。より詳細には、５つのタンク内温度センサ７１〜７５のうち、最も上方側に配設されるタンク内温度センサを第１タンク内温度センサ７１といい、貯湯タンク１００の側壁の上部から下部に向かって第１タンク内温度センサ７１、第２タンク内温度センサ７２・・・の順に設けられている。そして、貯湯タンク１００内の各高さ位置の水温をタンク内温度センサ７１〜７５で検出することによって、湯水の温度と残湯量が算出される。このため、タンク内温度センサ７１〜７５が、本発明の残湯量検出手段に相当している。

制御装置Ｅには、電力会社の安価な深夜電力料金が適用される時間帯にのみ、ヒートポンプユニット２００を作動させて、貯湯タンク１００内の水を沸き上げる深夜運転モードが予めプログラムされている。なお、深夜運転モードが、本発明の時間帯沸き上げモードに相当している。

次に、本実施形態の貯湯式給湯装置の湯切れ警告処置について図３および図４に基づいて説明する。図３は、本第１実施形態に係る貯湯式給湯装置の制御装置Ｅがメモリに格納されたプログラムに従って行う処理内容を示すフローチャートである。また、図４は、本第１実施形態におけるリモコンＲを示す正面図で、（ａ）は通常時、（ｂ）は湯切れ事前警告時、（ｃ）は湯切れ直前警告時を示している。

図３に示すように、まず、貯湯式給湯装置の運転モードが深夜運転モードになっているか否かを判定する（ステップＳ１００）。この結果、運転モードが深夜運転モードになっていない場合は（ステップＳ１００：ＮＯ）、湯切れ警告を行う必要が無いため、図４（ａ）に示すように、リモコンＲの表示パネル６０の通常表示を行う（ステップＳ１１０）。

一方、運転モードが深夜運転モードになっている場合は（ステップＳ１００：ＹＥＳ）、第２タンク内温度センサ７２で検出された貯湯タンク１００内の湯温Ｔ２が予め定められた基準温度Ｔｓ（例えば６０℃）以下であるか判定する（ステップＳ１２０）。この結果、第２タンク内温度センサ７２で検出された貯湯タンク１００内の湯温Ｔ２が基準温度Ｔｓを上回っている場合は（ステップＳ１２０：ＮＯ）、貯湯タンク１００内の残湯量が予め定めた第１基準量を上回っており、湯切れの可能性がないため、リモコンＲの表示パネル６０の通常表示を行う（ステップＳ１１０）。

一方、第２タンク内温度センサ７２で検出された貯湯タンク１００内の湯温Ｔ２が基準温度Ｔｓ以下である場合は（ステップＳ１２０：ＹＥＳ）、使用者が給湯を継続中、すなわち貯湯タンク１００内の湯を使用し続けているか否かを判定する（ステップＳ１３０）。この結果、使用者が給湯を継続中でない、すなわち湯を使用していない場合は（ステップＳ１３０：ＮＯ）、貯湯タンク１００内の湯がこれ以上減少せず、湯切れの可能性がないため、リモコンＲの表示パネル６０の通常表示を行う（ステップＳ１１０）。

一方、使用者が給湯を継続して使用する場合は（ステップＳ１３０：ＹＥＳ）、湯切れに至るまでの時間、すなわち給湯可能な残り使用可能時間を算出する（ステップＳ１４０）。ここで、残り使用可能時間は、使用者の現在の給湯使用条件である給湯温度、使用湯量に基づいて算出する。具体的には、残り使用可能時間＝残り湯量（貯湯タンク１００内の湯の温度、残湯量）／現在の給湯使用条件（給湯温度、使用湯量）で求められる。例えば、貯湯タンク１００内の湯の温度が６０℃、残湯量が５０Ｌ、現在の給湯温度が６０℃、使用湯量が５Ｌ／分の場合、残り使用可能時間＝５０Ｌ／（５Ｌ／分）＝１０分となる。

続いて、ステップＳ１４０で算出された残り使用可能時間が、予め定められた基準時間以下か否かを判定する（ステップＳ１５０）。この結果、残り使用可能時間が基準時間を上回っている場合は（ステップＳ１５０：ＮＯ）、使用者に警告を発する必要がないので、リモコンＲの表示パネル６０の通常表示を行う（ステップＳ１１０）。

一方、残り使用可能時間が基準時間以下になっている場合は（ステップＳ１５０：ＹＥＳ）、使用者に湯切れ事前警告を行う（ステップＳ１６０）。ここで、湯切れ事前警告とは、使用者に対して、残り使用可能時間が基準時間以下になっており、湯切れが発生する可能性がある旨を警告するもので、例えば、図４（ｂ）に示すように、リモコンＲに搭載されたブザーおよび警告音声（「使用可能時間が少なくなりました」等）で使用者に報知し、さらにリモコンＲの表示パネル６０上に「残湯少」の文字を点灯するとともに、残り使用可能時間を文字表示する。なお、湯切れ事前警告が、本発明の第１警告に相当している。

続いて、第１タンク内温度センサ７１で検出された貯湯タンク１００内の湯温Ｔ１が予め定められた基準温度Ｔｓ以下であるか判定する（ステップＳ１７０）。この結果、第１タンク内温度センサ７１で検出された貯湯タンク１００内の湯温Ｔ１が基準温度Ｔｓを上回っている場合は（ステップＳ１７０：ＮＯ）、貯湯タンク１００内の残湯量が予め定めた第２基準量を上回っているため、リモコンＲの表示パネル６０上の「残湯少」の文字を消灯する（ステップＳ１８０）。なお、第２基準量は、第１基準量より少なく設定されている。

一方、第１タンク内温度センサ７１で検出された貯湯タンク１００内の湯温Ｔ１が予め定められた基準温度Ｔｓ以下である場合は（ステップＳ１７０：ＹＥＳ）、使用者に湯切れ直前警告を行う（ステップＳ１９０）。ここで、湯切れ直前警告とは、使用者に対して、残湯量が非常に少なくなっており、湯切れが発生する可能性が非常に高い旨を警告するもので、例えば、図４（ｃ）に示すように、リモコンＲに搭載されたブザーおよび警告音声（「まもなく湯切れします」等）で使用者に報知するとともに、リモコンＲの表示パネル６０上に「残湯少」の文字を点滅表示する。なお、湯切れ直前警告が、本発明の第２警告に相当している。

以上説明したように、湯切れが発生する可能性が非常に高い旨の湯切れ直前警告を行う前に、残り使用可能時間が基準時間以下であるときに、使用者に対して湯切れが発生する可能性がある旨の湯切れ事前警告を行うことで、湯切れ事前警告が発せられた段階で使用者が沸き上げ運転処置を行えば、継続して給湯を使用し続けた場合でも湯切れに至ることを回避することができる。したがって、湯切れの発生をより確実に低減することが可能となる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図５〜図７に基づいて説明する。本実施形態の貯湯式給湯装置は、湯切れ事前警告を行う際の基準時間を、使用者が自由に設定できるように構成されている。

図５は、本第２実施形態におけるリモコンＲを示す正面図で、（ａ）はメニュー画面、（ｂ）は湯切れ直前警告時間設定画面、（ｃ）は湯切れ事前警告時間設定後の画面を示している。

使用者がリモコンＲのメニューボタン６１ａを押すと、図５（ａ）に示すように、表示パネル６０に「湯切れ事前警告設定」等の各種設定が表示される。この状態で、使用者がリモコンＲの上ボタン６１ｂおよび下ボタン６１ｃを押して「湯切れ事前警告設定」を選択した後に決定ボタン６１ｄを押すと、図５（ｂ）に示すように、表示パネル６０に湯切れ事前警告時間設定画面が表示される。

この状態で、使用者がリモコンＲ上の上ボタン６１ｂおよび下ボタン６１ｃを押して、湯切れ事前警告を行う際の基準時間を設定した後に決定ボタン６１ｄを押すと、図５（ｃ）に示すように、リモコンＲに搭載された音声（「設定しました」等）で使用者に報知する。なお、メニューボタン６１ａ、上ボタン６１ｂ、下ボタン区６１ｃおよび決定ボタン６１ｄが、本発明の基準時間設定手段に相当している。

次に、本第２実施形態の貯湯式給湯装置の湯切れ警告処置について、図６および図７に基づいて説明する。図６は、本第２実施形態に係る貯湯式給湯装置の制御装置Ｅがメモリに格納されたプログラムに従って行う処理内容を示すフローチャートで、第１実施形態におけるステップＳ１５０が変更されている。また、図７は、本第２実施形態における湯切れ事前警告時のリモコンＲを示す正面図である。

ステップＳ１４０の後、ステップＳ１４０で算出された残り使用可能時間が、使用者が予め設定した基準時間（以下、設定時間という）以下か否かを判定する（ステップＳ１５０Ａ）。この結果、残り使用可能時間が設定時間を上回っている場合は（ステップＳ１５０Ａ：ＮＯ）、使用者に警告を発する必要がないので、ステップＳ１１０以下の処理を行う。

一方、残り使用可能時間が設定時間以下になっている場合は（ステップＳ１５０Ａ：ＹＥＳ）、使用者に湯切れ事前警告を行った後（ステップＳ１６０）、ステップＳ１７０以下の処理を行う。ここで、湯切れ事前警告とは、例えば、図７に示すように、リモコンＲに搭載されたブザーおよび警告音声（「使用可能時間が設定時間以下になりました」等）で使用者に報知し、さらにリモコンＲの表示パネル６０上に「残湯少」の文字を点灯するとともに、残り使用可能時間を文字表示する。

本実施形態によれば、湯切れ事前警告を行うか否かを決定する際の基準時間を、使用者が自由に設定することができるので、使用者毎に湯切れ事前警告を発するまでの時間を変更することができ、各使用者の使い勝手を向上させることが可能となる。

（他の実施形態）
なお、上記各実施形態では、時間帯沸き上げモードとして、深夜時間帯にのみ沸き上げ運転を行う深夜運転モードを採用した例について説明したが、これに限らず、深夜以外の時間帯（例えば早朝）にのみ沸き上げ運転を行うモードを採用してもよい。

また、上記各実施形態では、加熱手段としてヒートポンプユニット２００を用いた例について説明したが、これに限らず、例えば燃焼器等を加熱手段として採用してもよい。

第１実施形態に係る貯湯式給湯装置の概略を示す説明図である。 第１実施形態に係る貯湯式給湯装置の全体構成を示す図である。 第１実施形態に係る貯湯式給湯装置の制御装置Ｅがメモリに格納されたプログラムに従って行う処理内容を示すフローチャートである。 第１実施形態におけるリモコンＲを示す正面図で、（ａ）は通常時、（ｂ）は湯切れ事前警告時、（ｃ）は湯切れ直前警告時を示している。 第２実施形態におけるリモコンＲを示す正面図で、（ａ）はメニュー画面、（ｂ）は湯切れ直前警告時間設定画面、（ｃ）は湯切れ事前警告時間設定後の画面を示している。 第２実施形態に係る貯湯式給湯装置の制御装置Ｅがメモリに格納されたプログラムに従って行う処理内容を示すフローチャートである。 第２実施形態における湯切れ事前警告時のリモコンＲを示す正面図である。

符号の説明

７１〜７５ タンク内温度センサ（残湯量検出手段）
１００ 貯湯タンク
２００ ヒートポンプユニット（加熱手段）
Ｅ 制御装置
Ｒ リモコン（遠隔操作手段）

Claims (2)

1. 内部に給湯用の湯を貯える貯湯タンク（１００）と、
   水を沸き上げて前記湯とする加熱手段（２００）と、
   前記加熱手段（２００）の作動を制御する制御装置（Ｅ）とを備える貯湯式給湯装置であって、
   前記貯湯タンク（１００）には、前記貯湯タンク（１００）内の残湯量を検出する残湯量検出手段（７１〜７５）が設けられており、
   前記制御装置（Ｅ）には、所定時間帯に前記貯湯タンク（１００）内の前記水を前記加熱手段（２００）によって沸き上げする時間帯沸き上げモードが予めプログラムされており、
   前記制御装置（Ｅ）は、
   前記時間帯沸き上げモードにおいて、前記残湯量検出手段（７１〜７５）により検出された前記残湯量が第１所定量以下である場合、使用者の給湯使用条件から算出された予測給湯量および前記残湯量に基づき湯切れに至るまでの時間である残り使用可能時間を算出し、前記残り使用可能時間が予め定められた基準時間以下であるときに、使用者に対して湯切れが発生する可能性がある旨の第１警告を発するとともに、
   前記第１警告を発した後に、前記残湯量検出手段（７１〜７５）により検出された前記貯湯タンク（１００）内の残湯量が前記第１所定量より少ない第２所定量以下である場合、使用者に対して湯切れが発生する可能性が非常に高い旨の第２警告を発することを特徴とする貯湯式給湯装置。
2. 前記制御装置（Ｅ）は、遠隔操作手段（Ｒ）を有しており、
   前記基準時間を使用者に設定させるための基準時間設定手段（６１ａ〜６１ｄ）が、前記遠隔操作手段（Ｒ）上に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の貯湯式給湯装置。

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