JP2010270941A

JP2010270941A - 貯湯式給湯機

Info

Publication number: JP2010270941A
Application number: JP2009121651A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Kondo; 貴幸近藤; Masayuki Hamada; 真佐行濱田
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2009-05-20
Filing date: 2009-05-20
Publication date: 2010-12-02

Abstract

【課題】給湯端末から出湯する湯水の温度をより設定温度に近づけることができる貯湯式給湯機を提供すること。
【解決手段】本発明の貯湯式給湯機は、高温水を貯える貯湯タンク３と、貯湯タンク３から高温水を出湯する出湯管５と、貯湯タンクへ給水する給水管４と、給水管４から分岐した給水分岐管６と、出湯管５と給水分岐管６とを接続し湯水を混合する混合手段７と、混合手段７の下流側に第１温度検出手段８と、混合弁から給湯端末へ湯水を送る給湯配管１２と、他端に給湯端末１３が接続される外部配管１４と給湯配管１２とを接続する接続口２１とを有するタンクユニット２を備えた貯湯式給湯機であって、タンクユニット２の外部で、かつ、接続口２１から給湯端末１３の間に第２温度検出手段１５を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、貯湯式給湯機の温度制御に関する。

従来の貯湯式給湯機では、給湯端末であるカランや浴槽へ供給する湯水は混合弁にて高温と低温の湯水を適温に混合していた（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−２３２４５４号公報

しかしながら、上記従来の構成では、貯湯式給湯機の筐体内で適温に混合した湯水を給湯端末へ送る際に、貯湯式給湯機の筐体と給湯端末であるカランとを接続する給湯配管で外気温の影響を受けて、給湯配管内部を通る湯水が放熱してしまい、適温に混合された湯水が給湯端末へ到達する頃には、さらに温度が低下した湯水が出湯してしまうという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、給湯端末から出湯する湯水の温度をより設定温度に近づけることができる貯湯式給湯機を提供することを目的とするものである。

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、高温水を貯える貯湯タンクと、貯湯タンクから高温水を出湯する出湯管と、貯湯タンクへ給水する給水管と、給水管から分岐した給水分岐管と、出湯管と給水分岐管とを接続し湯水を混合する混合手段と、混合手段の下流側に第１温度検出手段と、混合弁から給湯端末へ湯水を送る給湯配管と、他端に給湯端末が接続される外部配管と給湯配管とを接続する接続口とを有するタンクユニットを備えた貯湯式給湯機であって、タンクユニットの外部で、かつ、接続口から給湯端末の間に第２温度検出手段を備えたことにより、第２温度検出手段を給湯端末直前に設けて、第２温度検出手段で検出する温度に基づいて、混合手段での湯水の混合比率を補正するので、設定温度の湯に近づけることができる。

本発明は、給湯端末から出湯する湯水の温度をより設定温度に近づけることができる貯湯式給湯機を提供することができる。

本発明の実施の形態１における貯湯式給湯機の構成図

第１の発明の貯湯式給湯機は、高温水を貯える貯湯タンクと、貯湯タンクから高温水を出湯する出湯管と、貯湯タンクへ給水する給水管と、給水管から分岐した給水分岐管と、出湯管と給水分岐管とを接続し湯水を混合する混合手段と、混合手段の下流側に第１温度検出手段と、混合弁から給湯端末へ湯水を送る給湯配管と、他端に給湯端末が接続される外部配管と給湯配管とを接続する接続口とを有するタンクユニットを備えた貯湯式給湯機
であって、タンクユニットの外部で、かつ、接続口から給湯端末の間に第２温度検出手段を備えたことにより、より給湯端末の近くで温度検出を行うことができる。

第２の発明の貯湯式給湯機は、特に第１の発明において、給湯端末へ供給する湯水の給湯温度を設定する湯温設定手段を備え、第１温度検出手段で検出される湯水の温度が、設定手段で設定した給湯温度となるように、混合手段の開度を調節するとともに、第２温度検出手段で検出された湯水の温度と、設定手段で設定した給湯温度との差が所定温度以上を検出した時には、第１温度検出手段で検出される湯水の温度が、設定手段で設定した給湯温度に、第２温度検出手段で検出された湯水の温度と設定手段で設定した給湯温度との差の分だけ加えた温度となるように混合手段の開度を調節することにより、第２温度検出手段を給湯端末直前に設けて、第２温度検出手段で検出する温度に基づいて、混合手段での湯水の混合比率を補正するので、給湯端末から出湯する湯水の温度を設定温度に近づけることができる。

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１）
図１は、実施の形態１における貯湯式給湯機の構成図を示したものである。図１において、本実施の形態の貯湯式給湯機は、加熱手段であるヒートポンプ回路を内部に有するヒートポンプユニット１と、タンクユニット２とで構成され、両者を配管で接続して構成している。なお、本実施の形態では、加熱手段にはヒートポンプを挙げているが、これに限定されることはなく、電気ヒーター等の熱源であっても何ら問題はない。

次に、ヒートポンプユニット１の構成について説明する。ヒートポンプユニット１内にはヒートポンプ回路を有しており、ヒートポンプ回路で高温水を生成している。ヒートポンプ回路は、高温水を生成する給湯用熱交換器と、冷媒を減圧する減圧装置と、大気から冷媒に熱を供給する熱源用熱交換器、高温高圧の冷媒に圧縮する圧縮機を順次冷媒配管で接続して構成されている。

また、冷媒には二酸化炭素を使用しており、冷媒の圧力が臨界圧力以上となる超臨界ヒートポンプサイクルなので、給湯用熱交換器内の冷媒は臨界圧力以上に加圧されており、給湯用熱交換器の水により熱を奪われて温度低下しても凝縮することがない。従って、給湯用熱交換器の全域で冷媒と水との間の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できる。

また、比較的安価で、かつ安定な二酸化炭素を冷媒に使用することにより、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。

次に、タンクユニット２の構成について説明する。タンクユニット２内には湯水を貯める貯湯タンク３を有しており、貯湯タンク３の底部には給水源から低温水を供給する給水管４が接続されており、貯湯タンク内には給水圧が常時掛かっている状態となっている。さらに、貯湯タンク３の頂部には出湯管５が接続しており、給水管４から分岐した給水分岐管６と出湯管５とを混合手段である混合弁７に接続し、混合弁７の下流側には第１温度検出手段であるサーミスタ８を設けている。

なお、混合弁７の混合比率の設定温度は、台所や浴室に設けられた湯温設定手段であるリモコン装置９で設定可能であり、使用者の好みに応じて設定変更することができる。そ
して、リモコン装置９で設定した設定温度となるように混合弁７の混合比率がフィードバック制御される。そして設定温度の湯水を給湯端末へ供給する。

また、タンクユニット２内には、ヒートポンプユニット１へ貯湯タンク３の底部から湯水を送る水ポンプ１０が設けられており、貯湯タンク３内の湯水を高温に沸き上げるときは、水ポンプ１０を駆動することによってヒートポンプユニット１へ湯水を送り、ヒートポンプ回路にて高温水を生成し、再度、貯湯タンク３の上部より返流させている。

また、タンクユニット２内には、タンクユニット２内に配設された各機器を制御するための制御装置１１が設けられており、マイクロコンピュータおよびその周辺回路で構成されている。そして、リモコン装置９で設定された給湯機の設定情報を受け取り、タンクユニット２内の各機器を制御している。

また、タンクユニット２には、外部配管と接続する給水接続口２０と、給湯接続口２１とを設けており、混合弁７と給湯接続口２１とは給湯配管１２で接続されている。そして給湯端末１３と給湯接続口２１とは外部配管１４で接続され、混合弁７で混合された湯水は、給湯接続口２１から外部配管１４を通って給湯端末１３へ供給され、給湯端末１３から湯水が使用される。なお、給湯端末１３は台所や浴室内のカランやシャワーだけではなく、浴槽などでも同様である。また、給水接続口２０には給水源から湯水を給水する配管を接続している。

また、熱源にヒートポンプユニット等の熱源を使用する場合には、貯湯タンク３内の湯水を熱源まで送らなければならないので、外部熱源とタンクユニット２とを接続する接続口も設けている。なお、本実施の形態では、熱源としてヒートポンプユニット１を用いているので、ヒートポンプ接続口２２、２３を設けている。

以上のように構成された貯湯式給湯機において、以下、湯温の制御について説明する。

まず、使用者は台所や浴室に設置されているリモコン装置９を操作することによって、給湯端末１３から出湯する湯水の温度を設定する。そして、使用者が給湯端末１３から湯水を出湯すると、貯湯タンク３から混合弁７へ高温水が供給され、給水分岐管６から混合弁７へ低温水が供給され、混合弁７にて高温水と低温水とを混合して適温の湯水にする。この時、混合弁７の湯水の比率は、サーミスタ８で検出する温度に基づいて制御される。詳しくは、サーミスタ８で検出する湯水の温度が、リモコン装置９で設定された温度となるように、混合弁８の湯水の比率が制御されるフィードバック制御がされる。

そして、適温に混合された湯水は、給湯配管１２を通って、給湯接続口２１へ接続された外部配管を通る。外部配管の他端には給湯端末１３が接続されており、湯水が給湯端末１３へ供給される。

しかしながら、外部配管の配管長は、家屋の形状、大きさ、構造等によって左右され、タンクユニット２と給湯端末１３との外部配管の長さが短い場合もあれば、長い場合もある。また外部配管の材質、外部配管を覆っている断熱材の材質によっても、放熱ロスの大きさが異なってくる。そのため、設置状況によって、給湯端末１３からリモコン装置９で設定した温度の湯が供給されない場合が発生する。

そこで、本実施の形態では、給湯端末１３と給湯接続口２１とを接続する外部配管にも第２温度検出手段であるサーミスタ１５を設けている。タンクユニット２の取り付け設置工事時には、タンクユニット２に加えて、外部配管１４にもサーミスタ１５を取り付け、サーミスタ１５とリモコン装置９とを通信線で接続しており、サーミスタ１５で温度を検
出している。

また、サーミスタ１５の取り付け位置としては、給湯端末１３により近い場所の方が好ましく、例えば、洗面台の下の外部配管に取り付けることが考えられるが、これに限定されることはなく、外部配管１４の温度を検出することができればよい。

そして、サーミスタ１５で検出する温度Ｔ２と、サーミスタ８で検出する温度Ｔ１との差Ｔｘ（＝Ｔ１−Ｔ２）を算出する。そして、温度差Ｔｘを制御装置１１へ送り、混合弁７の湯水の比率の補正が行われる。つまり、サーミスタ８で検出する温度が、設定温度Ｔ＋温度差Ｔｘとなるように、混合弁７の湯水の比率が制御される。

また、温度差Ｔｘが所定温度Ｔｈよりも大きくなったときに、混合弁７の湯水の比率の補正を行っても良い。つまり所定温度Ｔｈを２℃とした時に、温度差Ｔｘが１℃であれば、それほど湯温の低下が無いと判断し、混合弁７の湯水の比率を変える必要は無く、温度差Ｔｘが３℃であれば、湯温の低下が発生していると判断して、混合弁７の湯水の比率を補正する。このようにすることで、より簡単な制御を行うことができる。

以上のように、本発明は、ヒートポンプを熱源として使用したヒートポンプ式給湯機だけではなく、貯湯タンク内部に電気ヒーター等を備えた電気温水器にも適用することができる。

１ヒートポンプユニット
２タンクユニット
３貯湯タンク
４給水管
５出湯管
６給水分岐管
７混合弁
８第１温度検出手段
９リモコン装置
１０水ポンプ
１１制御装置
１２給湯配管
１３給湯端末
１４外部配管
１５第２温度検出手段
２０給水接続口
２１給湯接続口

Claims

高温水を貯える貯湯タンクと、前記貯湯タンクから高温水を出湯する出湯管と、前記貯湯タンクへ給水する給水管と、前記給水管から分岐した給水分岐管と、前記出湯管と前記給水分岐管とを接続し湯水を混合する混合手段と、前記混合手段の下流側に第１温度検出手段と、前記混合弁から給湯端末へ湯水を送る給湯配管と、他端に給湯端末が接続される外部配管と前記給湯配管とを接続する接続口とを有するタンクユニットを備えた貯湯式給湯機であって、前記タンクユニットの外部で、かつ、前記接続口から前記給湯端末の間に第２温度検出手段を備えたことを特徴とする貯湯式給湯機。
給湯端末へ供給する湯水の給湯温度を設定する湯温設定手段を備え、第１温度検出手段で検出される湯水の温度が、前記設定手段で設定した給湯温度となるように、前記混合手段の開度を調節するとともに、前記第２温度検出手段で検出された湯水の温度と、前記設定手段で設定した給湯温度との差が所定温度以上を検出した時には、前記第１温度検出手段で検出される湯水の温度が、前記設定手段で設定した給湯温度に、前記第２温度検出手段で検出された湯水の温度と前記設定手段で設定した給湯温度との差の分だけ加えた温度となるように前記混合手段の開度を調節することを特徴とする請求項１に記載の貯湯式給湯機。