JP2010281489A - 貯湯式給湯装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】湯切れを抑制しつつ経済性を一層向上できる貯湯式給湯装置を提供する。
【解決手段】この貯湯式給湯装置1は、貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の水を加熱する加熱手段と、前記貯湯タンク内の残湯量を検出する残湯量検出手段(150a)と、前記残湯量検出手段が検出した前記残湯量である検出残湯量が、前記加熱手段を起動させるべき起動残湯量以下である場合は、前記加熱手段を起動させる制御手段(150d)と、前記貯湯タンク内の湯を用いて所定の浴槽に対する湯張りまたは追い焚きを開始する第1時刻を設定する開始時刻設定手段(150b)と、前記開始時刻設定手段により前記第1時刻よりも早い第2時刻において前記第1時刻が設定されると、前記第2時刻から前記第1時刻までの間の所定の時間帯において前記起動残湯量を第1の設定値からそれよりも高い第2の設定値に変更する設定値変更手段(150c)とを備える。
【選択図】図2
【解決手段】この貯湯式給湯装置1は、貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の水を加熱する加熱手段と、前記貯湯タンク内の残湯量を検出する残湯量検出手段(150a)と、前記残湯量検出手段が検出した前記残湯量である検出残湯量が、前記加熱手段を起動させるべき起動残湯量以下である場合は、前記加熱手段を起動させる制御手段(150d)と、前記貯湯タンク内の湯を用いて所定の浴槽に対する湯張りまたは追い焚きを開始する第1時刻を設定する開始時刻設定手段(150b)と、前記開始時刻設定手段により前記第1時刻よりも早い第2時刻において前記第1時刻が設定されると、前記第2時刻から前記第1時刻までの間の所定の時間帯において前記起動残湯量を第1の設定値からそれよりも高い第2の設定値に変更する設定値変更手段(150c)とを備える。
【選択図】図2
Description
本発明は、浴槽に対する湯張または追い焚きの完了予定時刻の設定が可能な貯湯式給湯装置に関する。
最近の貯湯式給湯装置では、設置スペースを小さくするために小容量の貯湯タンクを用いており、湯張りまたは追い焚き等の大量出湯に備えて頻繁に貯湯タンク内の水を沸き上げることで、湯切れを防止している。
しかし、貯湯タンク内の残湯量を多く確保すると、(i)貯湯タンク内の水(即ち、電力料金の安価な深夜時間帯で沸き上げられるべき水)が少なくなり、結果的に電力料金の高い昼間時間帯で沸き上げられる水の比率が増し、経済性が損なわれるという問題、および(ii)貯湯タンク内の湯からの放熱が多くなり、これによっても経済性が損なわれるという問題が生じる。
この問題を解決する技術として、特許文献1に記載の貯湯式給湯装置が知られている。この給湯装置では、浴槽に対する湯張りまたは追い焚き等の大量出湯が発生すると、貯湯タンク内の水の沸き上げを開始する残湯量(以後、起動残湯量と呼ぶ)を通常よりも低くに変更して、大量出湯の発生後は、貯湯タンク内の残湯量を必要最低限の量に保つことで、湯切れ防止と経済性の両立を図っている。
特許文献1の貯湯式給湯装置では、大量出湯が発生するまでは、起動残湯量は、大量出湯に備えて高く設定されるので、大量出湯の発生時刻が遅かったり、大量出湯が発生しなかった場合は、一日の大半で貯湯タンクの残湯量が多く保たれるため、経済性が十分に図られていないという問題がある。
また貯湯式給湯装置のなかには、浴槽に対する湯張りまたは追い焚きの完了予定時刻を予め設定しておくと、前記完了予定時刻から湯張りまたは追い焚きに要する時間遡った時刻(湯張りまたは追い焚き開始時刻)になると、自動的に湯張りまたは追い焚きが行われ、予定完了時刻に湯張りまたは追い焚きが完了されるものがある。
この発明の課題は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、浴槽に対する湯張りまたは追い焚きの開始時刻が予め設定可能な機能を利用して、湯切れを抑制しつつ、経済性を一層向上できる貯湯式給湯装置を提供することにある。
上記課題を解決する為に、本発明の第1の態様は、貯湯タンク(5)と、前記貯湯タンク内の水を加熱する加熱手段(3)と、前記貯湯タンク内の残湯量を検出する残湯量検出手段(150a)と、前記残湯量検出手段が検出した前記残湯量である検出残湯量が、前記加熱手段を起動させるべき起動残湯量以下である場合は、前記加熱手段を起動させる制御手段(150d)と、湯張りまたは追い焚きの予約に応じて、前記貯湯タンク内の湯を用いて所定の浴槽(9)に対する湯張りまたは追い焚きを開始する第1時刻(t2)を設定する開始時刻設定手段(150b)と、湯張りまたは追い焚きが予約された第2時刻(t1)が第1時刻(t2)よりも早い場合は、前記第2時刻から前記第1時刻までの間における所定の時間帯において前記起動残湯量を第2時刻よりも前の起動残湯量である第1の設定値(V1)からそれよりも高い第2の設定値(V2)に変更する設定値変更手段(150c)と、を備えるものである。
本発明の第2の態様は、第1の態様に記載の貯湯式給湯装置であって、前記設定値変更手段(150c)は、前記第2時刻(t1)に、前記起動残湯量を前記第1の設定値(V1)から前記第2の設定値(V2)に変更するものである。
本発明の第3の態様は、第1の態様に記載の貯湯式給湯装置であって、前記設定値変更手段(150c)は、前記第2時刻(t1)から前記第1時刻(t2)までの時間内の複数の時刻に亘って、前記起動残湯量を前記第1の設定値(V1)から前記第2の設定値(V2)まで段階的に変更するものである。
本発明の第4の態様は、請求項3に記載の貯湯式給湯装置であって、前記設定値変更手段(150c)は、前記複数の時刻に亘って、前記起動残湯量を一定量(ΔV)ずつ増大させるものである。
本発明の第5の態様は、第3の態様に記載の貯湯式給湯装置であって、前記複数の時刻の各時刻(t1,t1+Δt,t1+2Δt)において、その時刻から次ぎの時刻までの間(t1〜t1+Δt,t1+Δt〜t1+2Δt,t1+2Δt〜t2)の前記貯湯タンクの出湯量平均値を計算し、その出湯量平均値と前記湯張りまたは前記追い焚きに必要な湯量とを加算して、その加算結果をその時刻の時刻間設定値とする設定値計算手段(150f)を更に備え、前記設定値変更手段(150c)は、前記複数の時刻の各時刻において、前記起動残湯量を、その時刻の前記時刻間設定値に変更するものである。
本発明の第6の態様は、第2の態様に記載の貯湯式給湯装置であって、前記第2時刻(t1)から前記第1時刻(t2)までの前記貯湯タンク(5)の出湯量平均値を算出し、且つ前記加熱手段(3)によって前記第2時刻から前記第1時刻までに沸き上げる事が可能な第1湯量を計算し、且つ前記湯張りまたは前記追い焚きに必要な第2湯量に対して前記第1湯量を減算すると共に前記出湯量平均値を加算した第3湯量を計算し、前記第3湯量を前記第2の設定値(V2)とする設定値計算手段(150g)を更に備えるものである。
本発明の第7の態様は、第2の態様に記載の貯湯式給湯装置であって、前記第2の設定値(V2)は、前記湯張りまたは前記追い焚きに必要な湯量と、前記貯湯タンク(5)内の前記湯を用いたシャワー1回分の出湯に必要な湯量の平均値とを加算した湯量であるものである。
本発明の第8の態様は、第2の態様に記載の貯湯式給湯装置であって、前記第2の設定値(V2)は、前記湯張りまたは前記追い焚きに必要な湯量と、前記貯湯タンク(5)内の湯を用いたシャワーによる出湯の発生時間の平均値における前記加熱手段の沸上可能湯量とを加算した湯量であるものである。
本発明の第9の態様は、第8の態様に記載の貯湯式給湯装置であって、一定期間に亘って前記貯湯タンク(5)内の湯を用いたシャワーの出湯の発生時刻を検出し、その検出結果に基づき前記シャワーの出湯の発生時間の平均時間を計算する出湯発生時間検出手段(150h)と、前記平均時間における前記加熱手段(3)の沸上可能湯量を計算し、その計算結果を前記第2の設定値(V2)とする設定値計算手段(150i)と、を更に備えるものである。
本発明の第10の態様は、第1〜第9の態様の何れかに記載の貯湯式給湯装置であって、前記貯湯タンク(5)内の残湯量を検出する残湯量検出手段(150a)と、前記加熱手段(3)の第1の出力値によって前記第2時刻(t1)から前記第1時刻(t2)までに沸き上げる事が可能な第1湯量を計算し、前記第2時刻における前記残湯量と前記第1湯量とを足した第2湯量を計算し、前記第2湯量と前記第2の設定値(V2)とを比較する演算手段と、を更に備え、前記制御手段(150d)は、前記演算手段の比較結果、前記第2湯量が前記第2の設定値以上の場合は、前記加熱手段の出力値を前記第1の出力値に設定し、他方、前記第2湯量が前記第2の設定値以上でない場合は、前記加熱手段の出力値を前記第1の出力値よりも大きい第2の出力値に設定するものである。
本発明の第11の態様は、第1〜第9の態様の何れかに記載の貯湯式給湯装置であって、前記制御手段(150d)は、前記第2時刻(t1)から前記第1時刻(t2)までの時間が短いほど、前記加熱手段(3)の出力値を大きくするものである。
本発明の第1の態様によれば、湯張りまたは追い焚きを開始する第1時刻(t2)が設定されると、湯張りまたは追い焚きの完了予約時刻の設定時刻(第2時刻)t1から時刻t2までの時間内で、起動残湯量が第1の設定値(V1)からそれよりも高い第2の設定値(V2)に変更されるので、湯張りまたは追い焚きの際の湯切れを抑制できる。
本発明の第2の態様によれば、起動残湯量の簡単な制御により、湯切れを抑制できる。
本発明の第3の態様によれば、起動残湯量を段階的に変更するので、残湯量が急に増え過ぎる事を抑制できて、残湯量からの放熱を抑制できる。
本発明の第4の態様によれば、簡単な制御で起動残湯量を段階的に変更できる。
本発明の第5の態様によれば、前記複数の時刻の各時刻において、起動残湯量を、その時刻における貯湯タンクの出湯量の平均値を考慮して最適な量に変更できる。
本発明の第6の態様によれば、第2時刻(t1)から第1時刻(t2)までの間において、湯張りまたは追い焚きに要する必要最小限の湯量を確保でき、残湯量からの放熱を最小限に抑制できる。
本発明の第7の態様によれば、湯張りまたは追い焚き開始時に、湯張りまたは追い焚きに必要な湯量とシャワー1回分の出湯に必要な湯量とをおおよそ確保できる。
本発明の第8の態様によれば、第2の設定値として、湯張りまたは追い焚きに必要な湯量と、シャワー1回分の出湯量とを考慮した値にできる。
本発明の第9の態様によれば、利用者によるシャワーの使用状況に応じて前記沸上可能湯量を最適な値(従って前記第2の設定値を適切な値)に設定できる。
本発明の第10の態様によれば、沸上時間が足りなくて残湯量を第1時刻(t2)までに第2の設定値(V2)以上にできない場合は、加熱手段(3)の設定値が第1の出力値よりも高い第2の出力値に設定されるので、沸上時間が足りない場合でも、湯張りまたは追い焚きの際の湯切れを抑制できる。
本発明の第11の態様によれば、第2時刻(t1)から第1時刻(t2)までの時間が短くても、湯張りまたは追い焚きの際の湯切れを抑制できる。
<第1実施形態>
≪全体構成≫
この実施形態に係る貯湯式給湯装置1は、図1の様に、ヒートポンプユニット(加熱手段)3により沸き上げられた湯を貯湯タンク5に貯湯し、利用者の操作に応じて、その貯湯した湯を、浴槽9または給湯部(例えば蛇口またはシャワー)7から出湯し、且つその貯湯した湯と浴槽9内の湯水との間で熱交換を行って浴槽9内の湯水の追い焚きを行うものである。
≪全体構成≫
この実施形態に係る貯湯式給湯装置1は、図1の様に、ヒートポンプユニット(加熱手段)3により沸き上げられた湯を貯湯タンク5に貯湯し、利用者の操作に応じて、その貯湯した湯を、浴槽9または給湯部(例えば蛇口またはシャワー)7から出湯し、且つその貯湯した湯と浴槽9内の湯水との間で熱交換を行って浴槽9内の湯水の追い焚きを行うものである。
貯湯タンク5は、例えば円筒状に形成されており、例えば180L(L:リットル)の容量を有している。貯湯タンク5の上部には、缶体上サーミスタ(水温検出手段)T1が配設されており、貯湯タンク5の側面には、複数の残湯量サーミスタ(水温検出手段)T2〜T6が、上下に沿って間隔を空けて配設されている。各サーミスタT1〜T6は、貯湯タンク5内の湯水の温度を測定するものである。
各サーミスタT1〜T6はそれぞれ、貯湯タンク5の残湯量K(例えばK=ゼロL)、残湯量A(例えばA=20L),残湯量B(例えばB=50L),残湯量C(例えばC=80L),残湯量D(例えばD=120L),残湯量E(例えばE=150L)に対応する高さ位置に配設されている。尚、貯湯タンク5内は常に湯水で満たされており、湯は貯湯タンク5の上部側から順に貯湯される。
各サーミスタT1〜T6はそれぞれ、貯湯タンク5の残湯量K(例えばK=ゼロL)、残湯量A(例えばA=50L),残湯量B(例えばB=100L),残湯量C(例えばC=190L),残湯量D(例えばD=240L),残湯量E(例えばE=300L)に対応する高さ位置に配設されている。尚、貯湯タンク5内は常に湯水で満たされており、湯は貯湯タンク5の上部側から順に貯湯される。
貯湯タンク5の底面には、貯湯タンク5内に給水するための給水口5aが設けられている。この給水口5aは、第1給水管h1を介して、水道水が供給される第2給水管h2の分岐点N1に分岐接続されている。第1給水管h1には、第2給水管h2から流入した水が逆流する事を防止するための逆止弁B1と、第1給水管h1に流れる水の水温を検出する水温サーミスタ(水温検出手段)T7とが配設されている。
また貯湯タンク5の底面には、吐出口5bが設けられている。この吐出口5bは、第1吐出管h3を介して第2吐出管h4に分岐接続されている。各吐出管h3,h4の分岐接続点には、排水用三方弁B2が配設されている。
尚、第2吐出管h4の一端口は、HP(ヒートポンプユニット)循環往き口11に接続されており、また第2吐出管h4の他端口は、排水接続口13に接続されている。HP循環往き口11は、循環配管h5を介してHP循環戻り口15に接続されており、排水接続口13は、外部の排水管h6に接続されている。
尚、循環配管h5は、ヒートポンプユニット3内に引き込まれている。ヒートポンプユニット3により循環配管h5が加熱されることで、循環配管h5において、HP循環往き口11側から流入する水が沸き上げられてHP循環戻り口15側へと流出する。
尚、排水用三方弁B2は、例えば手動操作によりその弁体の開度が調整されることで、第1吐出管h3からの水を、第2吐出管h4におけるHP循環往き口11側または排水接続口13側に流出させるものである。この排水用三方弁B2は、通常時は、第1吐出管h3からの水をHP循環往き口11側に流出させるように調整されている。
第2吐出管h4には、排水用三方弁B2とHP循環往き口11との間において、排水用三方弁B2からの水をHP循環往き口11側に送り出すための循環ポンプP1が配設されている。
貯湯タンク5の上面には、第1入湯口5cが設けられており、貯湯タンク5の底面には、第2入湯口5dが設けられている。第1入湯口5cは、第1入湯管h7を介してHP循環戻り口15に接続されており、第2入湯口5dは、第2入湯管h9を介して第1入湯管h7に分岐接続されている。各入湯管h7,h9の分岐接続点には、三方弁B3が設けられている。
尚、三方弁B3は、電動モータによりその弁体の開度が調整される電動式である。三方弁B3は、後述の制御装置150の制御によりその弁体の開度が調整されることで、第1入湯管h7にHP循環戻り口15側から流入する湯を、第1入湯管h7を通じて第1入湯口5c側に流出させ、または第2入湯管h9を通じて第2入湯口5d側に流出させるものである。
また貯湯タンク5の上面には、出湯口5eが設けられている。この出湯口5eは、第1出湯配管h10を介して給湯混合弁B4に接続されている。尚、第1出湯配管h10には、出湯口5e側から流入する湯が逆流する事を防止するための逆止弁B5が配設されている。
給湯混合弁B4には、更に、第2給水管h2の一端口が接続されると共に、給湯配管h11の一端口が接続されている。尚、第2給水管h2の他端口は、給水接続口17に接続されており、給水接続口17には、外部からの給水管h20が接続されている。また給湯配管h11の他端口は、給湯接続口19に接続されており、給湯接続口19には、配管h12を介して給湯部(例えば蛇口またはシャワー)7が接続されている。
給湯混合弁B4は、電動モータによりその弁体の開度が調整される電動式である。給湯混合弁B4は、後述の制御装置150の制御によりその弁体の開度が調整されることで、第1出湯配管h10からの湯と第2給水管h2からの水とを所望の混合比で混合し、その混合した湯を給湯配管h11を通じて給湯部7に流出させるものである。
尚、第2給水管h2には、例えば、給水接続口17と分岐点N1との間において、減圧弁B7と、逆止弁B6と、ストレーナS1とが配設されている。減圧弁B7は、給水接続口17側から流入した水の水圧を所定の水圧(例えば170kPa)に減圧するものである。逆止弁B6は、給水接続口17側から流入した水が逆流する事を防止するものである。ストレーナ20は、給水接続口17側から流入した水に含まれるゴミを取るものであり、そのメッシュ数は例えば#60である。また第2給水管h2には、例えば、給湯混合弁B4と分岐点N1との間において、分岐点N1側から流入した水が逆流する事を防止するための逆止弁B8が配設されている。
給湯配管h11には、給湯配管h11を流れる湯の水量を検出する給湯水量センサ(水量検出手段)W2と、給湯配管h11を流れる湯の温度を検出する給湯サーミスタ(水温検出手段)T9とが配設されている。
貯湯タンク5の上面には、第2出湯口5fが設けられている。この第2出湯口5fは、第2出湯配管h14を介して湯張り混合弁B11に接続されている。尚、第2出湯配管h14には、貯湯タンク5からの湯が逆流する事を防止するための逆止弁B10が配設されている。
湯張り混合弁B11には、更に、第3給水管h15の一端口が接続されると共に、第3出湯配管h16の一端口が接続されている。尚、第3給水管h15の他端口は、第2給水管h2の分岐点N4に接続されている。分岐点N4は、例えば、第2給水管h2における逆止弁B8と分岐点N1との間に位置している。また第3出湯配管h16の他端口は、風呂循環往き口23に接続されており、風呂循環往き口23には、配管h17を介して浴槽9が配設されている。
湯張り混合弁B11は、電動モータによりその弁体の開度が調整される電動式である。湯張り混合弁B11は、後述の制御装置150の制御によりその弁体の開度が調整されることで、第2出湯配管h14からの湯と第3給水管h15からの水とを所望の混合比で混合して、その混合した湯を、第3出湯配管h16を通じて浴槽9側に流出させるものである。
また第3出湯配管h16には、複合水弁25が配設されている。複合水弁25は、湯張り電磁弁B12と、湯張り水量センサ(水量検出手段)W1と、逆止弁B13,B14と、排水弁B16とを備えている。それら各要素B12,B13,W1,B14は、湯張り混合弁B11側からその順に第3出湯配管h16に配設されている。
尚、湯張り電磁弁B12は、電動モータによりその弁体の開度が調整される電動式である。湯張り電磁弁B12は、後述の制御装置150の制御によりその弁体の開度が調整されることで、第3出湯配管h16を流れる湯の水量を調整するものである。また湯張り水量センサW1は、第3出湯配管h16を流れる湯の水量を検出するものである。また各逆止弁B13,B14は、第3出湯配管h16を流れる湯が湯張り混合弁B11側に逆流する事または浴槽9からの湯が混合弁B11側に逆流する事を防止するものである。
第3出湯配管h16の分岐点N5には、外部に引き出された第4排水管h27の一端口が接続されており、排水弁B16は、その第4排水管h27に配設されている。尚、分岐点N5は、例えば、逆止弁B13と湯張り水量センサW1との間に位置している。
排水弁B16は、その弁体が開成することで、第3出湯配管h16に貯まった湯水を第4排水管h27から外部に排出するものである。この排水弁B16は、例えば、手動式に構成されて手動により、または電動式に構成されて後述の制御装置150の制御により、その弁体の開度が調整される様になっている。
また貯湯タンク5の底面には、追焚循環戻り口5gが設けられている。この追焚循環戻り口5gには、第1追焚循環配管h21の一端口が接続されている。第1追焚循環配管h21の他端口は、第2出湯配管h14の分岐点N8に接続されている。尚、分岐点N8は、第2出湯配管h14における逆止弁B10と湯張り混合弁B11の間に位置している。
また第1追焚循環配管h21の一部分は、追焚熱交換器25内に取り込まれている。
また第1追焚循環配管h21の分岐点N10は、第2出湯配管h14の分岐点N9に配管h22を介して接続されている。分岐点N9は、第2出湯配管h14における第2出湯口5fと逆止弁B10との間に位置しており、分岐点N10は、分岐点N8と追焚熱交換器25との間に位置している。
また第2出湯配管h14の分岐点N8には、外部に引き出された第3排水管h13の一端口が接続されている。第3排水管h13には、負圧作動弁付き逃し弁B9が配設されている。負圧作動弁付き逃し弁B9は、貯湯タンク5内の水圧が所定の水圧(例えば190kPa)以上の場合は、その弁体を開成して、貯湯タンク5内の湯水を、各部5f→N9→B10→N8→h13→N12→B9の経路を経て外部に排水し、他方、貯湯タンク5内の水圧が前記所定の水圧未満の場合は、その弁体を閉塞して、貯湯タンク5内の湯水が、上記の経路を経て外部に排水される事を禁止するものである。
また第2出湯配管h14の分岐点N9と第3排水管h13の分岐点N12とは、配管h23を介して接続されており、配管h23には、分岐点N12から分岐点N9に流れる湯が逆流する事を防止する逆止弁B17が配設されている。尚、分岐点N12は、第3排水管h13における分岐点N8と逃がし弁B9との間に位置している。
また第1追焚循環配管h21には、それに流れる湯を貯湯タンク5の追焚循環戻り口5g側に循環させるための熱交換循環ポンプP3が配設されている。ここでは、循環ポンプP3は、例えば、第1追焚循環配管h21における追焚熱交換器25と追焚循環戻り口5gとの間に配設されている。
第1追焚循環配管h21の分岐点N13には、外部に引き出された第4排水管h24の一端口が接続されており、第4排水管h24には、第1追焚循環配管h21中に貯まった水を排水するための水抜き栓B18が配設されている。水抜き栓B18は、例えば手動式のものが用いられている。
第3出湯配管h16の分岐点N14には、第2追焚循環配管h25の一端口が接続されている。第2追焚循環配管h25の他端口は、風呂循環戻り口27に接続されており、風呂循環戻り口27には、配管h26を介して浴槽9に接続されている。
第2追焚循環配管h25の一部分は、追焚熱交換器25内に引き込まれており、第1追焚循環配管h21との間で熱交換可能になっている。
第2追焚循環配管h25には、風呂循環ポンプP4と、風呂サーミスタ(水温検出手段)T10と、水流スイッチSW1と、水位センサYとが配設されている。
風呂循環ポンプP4は、浴槽9内の湯水を風呂循環戻り口27から取り込んで第2追焚循環配管h25および第3出湯配管h16を循環させて風呂循環往き口23から浴槽9内に戻すためのものである。風呂サーミスタT10は、第2追焚循環配管h25を流れる湯水の温度を検出するものである。水流スイッチSW1は、第2追焚循環配管h25内を湯水が一定値以上の水流で循環しているか否かを検出するものであり、例えば、一定値以上の水流を検出するとオンし、一定値以上の水流を検出しない場合はオフになる。水位センサYは、浴槽9内の水位が浴槽9の追焚用吸水口9aよりも高いか否かを検出するものであり、例えば、所定水圧以上の水圧を検出すると、浴槽9内の水位が追焚用吸水口よりも高い事を検出するものである。これら各要素P4,T10,SW1,Yは、例えば、第2追焚循環配管h25における追焚熱交換器25と風呂循環戻り口27との間に配設されている。
またこの貯湯式給湯装置1は、図2の様に、制御装置150と、リモコン装置(設定入力手段)160とを備えている。制御装置150は、各サーミスタT1〜T10および各水量センサW1,W2の検出結果に基づき、各弁B3,B4,B11,B12、ヒートポンプユニット3および各循環ポンプP1,P3,P4を制御するものである。またリモコン装置160は、利用者の操作を受け付けるものである。
制御装置150は、残湯量検出部(残湯量検出手段)150aと、開始時刻設定部(開始時刻設定手段)150bと、設定値変更部(設定値変更手段)150cと、制御部(制御手段)150dとを備えている。
残湯量検出部150aは、貯湯タンク5の残湯量を検出するものであり、各サーミスタT1〜T6の検出結果に基づき、貯湯タンク5内の湯と水との境界面のおおよその位置を検出し、その位置に基づき貯湯タンク5の残湯量を検出する。例えば、残湯量検出部150aは、各サーミスタT1〜T3の検出温度が例えば75℃の高温で、サーミスタT4〜T6の検出温度が例えば20℃の低温である場合は、貯湯タンク5内の湯と水の境界面はおおよそサーミスタT3の高さ位置にあると判断し、貯湯タンク5の残湯量は、サーミスタT3の高さ位置に対応する残湯量Bであると検出する。
開始時刻設定部150bは、リモコン装置160に対して浴槽9に対する湯張りまたは追い焚きの完了を予定する完了予定時刻が設定入力されると、湯張りまたは追い焚きに要する所要時間を計算し、上記の完了予定時刻からその計算した所要時間遡った時刻を、湯張りまたは追い焚き開始時刻(以後、第1時刻と呼ぶ)として設定する。
尚、上記の追い焚きには、浴槽9に張られた水を湯張り設定温度まで沸き上げるほか、浴槽9内に湯が張られている場合は、その湯を湯張り設定温度に維持する風呂保温機能も含まれるものとする。
尚、湯張りに要する所要時間は、例えば、浴槽9の容量を、浴槽9からの湯の出湯速度で除算する事で算出可能である。上記の出湯速度は、例えば予め求めておいた値を使用すれば良い。また追い焚きに要する所要時間は、例えば、追焚用熱交換器25により浴槽9内の湯水を1℃上昇させるのに要する時間と、浴槽9内の湯水の温度と追焚目標温度との差の温度とを乗算する事で算出可能である。尚、追焚用熱交換器25により浴槽9内の湯水を1℃上昇させるのに要する時間は、貯湯タンク5内の湯の温度と浴槽9内の湯水の温度とに応じて予め求めておいた値を使用すれば良い。
設定値変更部150cは、開始時刻設定部150bにより第1時刻よりも早い或る時刻(以後、第2時刻と呼ぶ)において第1時刻が設定されると、その第2時刻から第1時刻までの間における所定の時間帯(例えば第2時刻から湯張り開始時刻までの時間帯)において起動残湯量(即ちヒートポンプユニット3を起動させるべき残湯量)Vを例えば設定値V1からそれよりも高い設定値V2に変更する。
尚、設定値V1は、例えば、貯湯タンク5の残湯量を極力少なくするために、湯張りに必要な湯量または追い焚きに必要な湯量よりも少ない量に設定される。また設定値V2は、例えば、湯張りまたは追い焚きに必要な湯量と、給湯部(例えばシャワー)7の1回分の出湯に必要な湯量の平均値とを足した量に設定される。
制御部150dは、残湯量検出部150aが検出した残湯量が起動残湯量V以下である場合は、ヒートポンプユニット3およびポンプP1を起動させて貯湯タンク5内の水を沸き上げる。また制御部150dは、残湯量検出部150aが検出した残湯量が停止残湯量(即ちヒートポンプユニット3を停止すべき残湯量)U以下である場合は、ヒートポンプユニット3およびポンプ1を停止させて貯湯タンク5内の水の沸き上げを停止する。
また制御部150dは、例えばリモコン装置160への入力操作に基づき、ヒートポンプユニット3およびポンプP1を起動すると共に三方弁B3を制御して、貯湯タンク5内の水の沸き上げを行う。また制御部150dは、リモコン装置160への入力操作に基づき、給湯混合弁B4の開度を制御して給湯部7から出湯する湯の温度を調整する。また制御部150dは、リモコン装置160への入力操作に基づき、湯張り混合弁B11の開度を制御して浴槽9に出湯する湯の温度を調整すると共に、湯張り電磁弁B12の開度を制御して浴槽9への出湯を制御する。また制御部150dは、現在時刻が第1時刻になると、各ポンプP3,P4を起動して、浴槽9内の湯水を所定温度(例えばリモコン装置160に設定入力された追焚目標温度)になるまで追い焚きを行う。
≪基本動作≫
この貯湯式給湯装置1では、外部の給水管h20中の水がその水圧により各部h2→N1→h1→B1→5aを通じて貯湯タンク5に供給されて、貯湯タンク5は常に満水状態に保たれる。
この貯湯式給湯装置1では、外部の給水管h20中の水がその水圧により各部h2→N1→h1→B1→5aを通じて貯湯タンク5に供給されて、貯湯タンク5は常に満水状態に保たれる。
そして貯湯タンク5内の水を沸き上げる場合は、制御部150dの制御により、三方弁B3がまず第2入湯口5d側に全開され(即ち第1入湯口5c側は全閉され)、且つヒートポンプユニット3およびポンプP1が起動される。このポンプP1の起動により、貯湯タンク5内の水は、各部5b→B2→P1→11→h5→15→B3→5dの経路を経て流れる。またこのヒートポンプユニット3の起動により、循環配管h5がヒートポンプユニット3により加熱され、循環配管h5を流れる水が沸き上げられ、その沸き上げられた水は、第2入湯口5dから貯湯タンク5の下部に戻される。
そして一定時間経過して、ヒートポンプユニット3による加熱により所定の高温(例えば75℃)の湯が沸き上がると、制御部150dの制御により、三方弁B3が第1入湯口5c側に全開される(即ち第2入湯口5d側は全閉される)。これにより、貯湯タンク5内の水は、各部5b→B2→P1→11→h5→15→B3→5cの経路を経て流れ、その経路の途中で加熱されて、第1入湯口5cから貯湯タンクの上部に戻される。この状態が継続されることで、貯湯タンク5内の水は、ヒートポンプユニット3により所定の高温に沸き上げられて、貯湯タンク5の上部から貯湯されて行く。
その際、残湯量検出部150aは、貯湯タンク5に配設された各サーミスタT1〜T6の検出結果基づき、貯湯タンク5の残湯量を検出している。そして貯湯タンク5の残湯量が所定量に達すると、制御部150dは、ヒートポンプユニット3およびポンプP1を停止して、貯湯タンク5内の水の沸き上げを停止する。
また給湯部7から所望の給湯温度の湯を出湯する場合は、まず利用者によりモコン装置160に所望の給湯温度の設定が入力される。そして利用者により給湯部7が開操作されると、貯湯タンク5内の湯が第1出湯配管h10を通じて給湯混合弁B4に流入すると共に第2給水管h2からの水が給湯混合弁B4に流入して、給湯混合弁B4において、それら湯および水が所定の混合比で混合されて給湯配管h11を通じて給湯部7から出湯される。その際、給湯サーミスタT9により給湯配管h11に流れる湯の温度が検出され、その検出温度が上記の所望の給湯温度になる様に、制御部150dにより給湯混合弁B4の弁体の開度が制御され、給湯部7から出湯される湯の温度が上記の所望の給湯温度に調整される。
また浴槽9に湯張りを行う場合は、まず利用者によりモコン装置160に所望の湯張り温度および所望の湯張り湯量が設定される。そして利用者によりリモコン装置160に湯張り開始の操作が入力されると、制御部150dにより湯張り電磁弁B12の弁体が開成される。これにより貯湯タンク5内の湯が各部5f→N9→B10→N8を通じて湯張り混合弁B11に流入すると共に第2給水管h2からの水が各部h2→N4を通じて湯張り混合弁11に流入して、湯張り混合弁11において、それら湯と水とが所定の混合比で混合されて第3出湯配管h16を通じて浴槽9に出湯される。その際、給湯サーミスタT8により第3出湯配管h16に流れる湯の温度が検出され、その検出温度が上記の所望の湯張り温度になる様に、制御部150dにより湯張り電磁弁B11の弁体の開度が制御され、浴槽9に出湯される湯の温度が上記の所望の湯張り温度に調整される。尚、その際、ポンプP3は停止しているので、貯湯タンク5内の湯が第1追焚循環配管h21を流れて貯湯タンク5の追焚循環戻り口5gに戻る循環が発生すると、湯張り混合弁B11に流入する湯量が変化して湯張り開始時刻の制度が悪化するため、これを防ぐべくポンプP3を停止する事が望ましい。
そして制御部150dにより、湯張り水量センサW1の検出結果に基づき、浴槽9に上記の所望の湯張り湯量の湯が出湯された事が検知されると、湯張り電磁弁B12の弁体が閉塞されて、浴槽9への湯張りが終了する。尚、リモコン装置160に湯張りの完了を予定する時刻が設定入力された場合は、後述の様に、その完了予定時刻に湯張りが完了する様に湯張り開始時刻が計算されて湯張りが行われる。
また浴槽9内の湯水の追い焚きを行う場合は、リモコン装置160に入力された追焚開始の指示に応じて、制御部150dの制御により、各循環ポンプP3,P4が起動される。これにより、貯湯タンク5内の湯は、各部5→5f→N9→B10→N8→N10または各部5→5f→N9→h22→N10を経て、更に各部N10→25→N13→P3→5g→5を経て追焚用熱交換器25と貯湯タンク5との間を循環する。そして浴槽9内の湯水は、各部9→h26→27→Y→SW1→T10→P4→25→N14→23→h17→9を経て追焚熱交換器25と浴槽9との間を循環する。そして追焚用熱交換器25内で、貯湯タンク5からの湯と浴槽9からの湯水との間で熱交換が行われて、浴槽9内の湯水が追い焚きされる。そして制御部150dにより、風呂サーミスタT10の検出温度に基づき、浴槽9からの湯水の温度がリモコン装置160に予め設定された追焚温度になった事が検知されると、制御部150dの制御により、各循環ポンプP3,P4が停止されて追い焚きが終了する。
尚、熱交換器25で熱交換された貯湯タンク5からの湯は、水として追焚循環戻り口5gから貯湯タンク5に戻されるので、追い炊きにより第2出湯口5fから出湯した湯量の分だけ貯湯タンク5の残湯量は減少する。
尚、リモコン装置160に追い焚きの完了を予定する時刻が設定入力された場合は、後述の様に、その完了予定時刻に追い焚きが完了する様に追い焚き開始時刻が計算されて追い焚きが行われる。
≪浴槽9に対する湯張りまたは追い焚きの完了予定時刻が設定入力された場合の動作≫
図3は、浴槽9に対する湯張りまたは追い焚きの完了予定時刻が設定された場合の動作を説明するフローチャートである。以下では、まず浴槽9に対する湯張りの完了予定時刻が設定された場合で動作を説明する。
図3は、浴槽9に対する湯張りまたは追い焚きの完了予定時刻が設定された場合の動作を説明するフローチャートである。以下では、まず浴槽9に対する湯張りの完了予定時刻が設定された場合で動作を説明する。
まずステップS0で、制御部150dにより、所定時刻(例えば7:00)に初期的に、起動残湯量Vが設定値V1に設定され、停止残湯量Uが設定値U1に設定される。
そしてステップS1で、制御部150dにより、残湯量検出部150aの検出結果に基づき、貯湯タンク5の残湯量が起動残湯量V以下であるか否かの判定が行われる。そしてその判定の結果、残湯量が起動残湯量V以下でない場合は、処理がステップS3に進む。他方、残湯量が起動残湯量V以下である場合は、ステップS2で、制御部150dにより、ヒートポンプユニット3およびポンプP1が起動されて貯湯タンク5内の水が沸き上げられて、処理がステップS3に進む。
そしてステップS3で、制御部150dにより、残湯量検出部150aの検出結果に基づき、貯湯タンク5の残湯量が停止残湯量U以上であるか否かの判定が行われる。そしてその判定の結果、残湯量が停止残湯量U以上でない場合は、処理がステップS5に進む。他方、残湯量が停止残湯量U以上である場合は、ステップS4で、制御部150dにより、ヒートポンプユニット3およびポンプP1が停止されて貯湯タンク5内の水の沸き上げが停止される。そして、処理がステップS5に進む。
そしてステップS5で、開始時刻設定部150bにより、既に湯張りの完了予定時刻t3が設定入力されているか否か(即ち既に湯張り開始時刻t2が設定されているか否か)の判定が行われる。その判定の結果、既に湯張りの完了予定時刻t3が設定入力されている場合は、処理がステップS9に進み、未だ湯張りの完了予定時刻t3が設定入力されていない場合は、処理がステップS6に進む。
そしてステップS6で、開始時刻設定部150bにより、リモコン装置160を介しての湯張りの完了予定時刻t3の設定入力があったか否かの判定が行われる。その判定の結果、完了予定時刻t3の設定入力があった場合は、ステップS7で、開始時刻設定部150bにより、湯張りに要する所要時間Δt3が計算され、上記の完了予定時刻t3から所要時間Δt3遡った時刻t2(=t3−Δt3)が湯張り開始時刻として設定される。他方、その判定の結果、完了予定時刻の設定入力がなかった場合は、ステップS1の処理も戻る。
そしてステップS7と並行してステップS8で、設定値変更部150cにより、起動残湯量Vが設定値V2に変更される。これにより、貯湯タンク5の残湯量がおおよそ設定値V2以上に維持される。そして処理がステップS9に進む。
ステップS9では、制御部150dにより、現在時刻と湯張り開始時刻t2との比較が行われ、その比較の結果、現在時刻が湯張り開始時刻t2以降である場合は、ステップS10で、制御部150dにより、浴槽9への湯張りが行われる。即ち制御部150dにより各弁B11,B12が制御されて、貯湯タンク5内の湯が上記の≪基本動作≫の様にして浴槽9に出湯される。そして浴槽9に所定量(例えばリモコン装置160に設定入力された湯張り湯量)の湯が張られると、制御部150dにより湯張りが終了される。
そしてステップS11で、開始時刻設定部150bにより、ステップS6で設定入力された完了予定時刻t3、およびステップS7で設定された湯張り開始時刻t2が解除される。そしてステップS0の処理に戻る。
尚、この動作説明では湯張りの場合で説明したが、追い焚きの場合も、湯張りの場合と同様の処理の流れで考えればよい。
図4は、貯湯タンク5の残湯量Qの一定期間の変化の状況の一例を示した図であり、縦軸は貯湯タンク5の残湯量Qを示し、横軸は時刻を示している。次に、図3の動作を図4に当てはめて説明する。
時刻t0(例えば7:00)では、貯湯タンク5の残湯量Qは貯湯タンク5の全量状態にあり、停止残湯量Uは設定値U1(ここではU1=全量)に設定されており、起動残湯量Vは設定値V1に設定されている(ステップS0)。
時刻t0〜t1では、貯湯タンク5の残湯量Qは、例えば、各設定値V1,U1間において例えば給湯部7からの出湯により少しずつ減少している。この状況では、残湯量Qは各設定値V1,U1の間にあるので、制御部150dにより、ステップS1→S3→S5→S6→S1の処理が繰り返され、貯湯タンク5内の水の沸き上げは行われない。
そして時刻t1(第2時刻)で、リモコン装置160を介して湯張りの完了予定時刻t3が設定入力されると、開始時刻設定部150bにより完了予定時刻t3が設定入力されたと判定されて、開始時刻設定部150bにより湯張り開始時刻(第1時刻)t2が設定されると共に、設定値変更部150cにより起動残湯量Vが設定値V2に変更される(ステップS6→S7→S8)。そしてステップS9を経てステップS1に戻る。また時刻t1では、残湯量Qは設定値V2よりも低いので、ステップS1→S2の処理が行われて、制御部150dにより貯湯タンク5内の水が沸き上げられる。
そして時刻t1〜t2では、ステップS1〜S5→S9→S1の処理が繰り替えされて、残湯量Qは、曲線Q1の様に、設定値V2以下になると、制御部150dにより貯湯タンク5内の水の沸き上げが行われて増加され、設定値U1以上になると、貯湯タンク5内の水の沸き上げが停止され、おおよそ各設定値V2,U1間に維持される。
そして時刻t2になると、制御部150dにより浴槽9に対して湯張りが行われる。その際、残湯量Qは、おおよそ設定値V2以上(即ち湯張りに必要な湯量Qa以上)に維持されているので、湯切れする事無く湯張りが行われ、時刻t3に湯張りが完了する(ステップS10)。そして、各時刻t2,t3の設定が解除され(ステップS10)、ステップS1に戻る。
この様に、湯張りの完了予定時刻t3の設定時刻(即ち湯張りの開始時刻t2の設定時刻)t1で起動残湯量Vが設定値V2に変更されることで、湯張り開始時刻t2で湯張りに必要な湯量Qaが確保され、湯張りの際に湯切れする事が抑制される。これに対して、時刻t1で起動残湯量Vが設定値V1に維持された場合は、曲線Q2の様に、湯張り開始時刻t2で湯張りに必要な湯量Qaが確保できない場合が生じ、湯張りの際に湯切れが生じる場合がある。
尚、この動作説明では湯張りの場合で説明したが、追い焚きの場合も、湯張りの場合と同様の処理の流れで考えればよい。
以上の様に構成された貯湯式給湯装置1によれば、湯張りまたは追い焚きを開始する時刻(第1時刻)t2が設定されると、湯張りまたは追い焚きの完了予約時刻の設定時刻(第2時刻)t1から時刻t2までの時間内で、起動残湯量Vが設定値V1からそれよりも高い設定値V2に変更されるので、湯張りまたは追い焚きの際の湯切れを抑制できる。ここでは特に、時刻t2に、起動残湯量Vが設定値V1から設定値V2に変更されるので、起動残湯量Vの簡単な制御により、湯切れを抑制できる。
また設定値V2は、湯張りまたは追い焚きに必要な湯量と、給湯部(例えばシャワー)7の1回分の出湯に必要な湯量の平均値とを足した湯量であるので、湯張りまたは追い焚きの開始時に、湯張りまたは追い焚きに必要な湯量と給湯部7の1回分の出湯に必要な湯量とをおおよそ確保できる。
尚この実施形態では、図4の様に、湯張りの完了予定時刻t3が設定入力された時刻t1に、起動残湯量Vが設定値V1から設定値V2に変更されたが、図14の様に、時刻t1から所定時間経過した時刻であって湯張り開始時刻t2よりも早い時刻t4に、起動残湯量Vが設定値V1から設定値V2に変更される様にしても良い。第1実施形態では、朝に、夜に入浴するための湯張りの予約が設定されると、朝から夜に風呂が使用されるまでの長い期間に亘って起動残湯量が設定値V2に上昇されて電気代が嵩むが、上記の様に時刻t4に起動残湯量Vが設定値V1から設定値V2に変更されると、朝に、夜に入浴するための湯張りの予約が設定されても電気代が嵩む事を防止できる。
<第2実施形態>
この実施形態に係る貯湯式給湯装置1Bは、第1実施形態において、設定値変更部150cにより、湯張りまたは追い焚き開始時刻(第1時刻)t2が設定された時刻(第2時刻)t1から時刻t2までの時間内の複数(n個)の時刻に亘って、起動残湯量Vを設定値V1からそれよりも高い設定値V2まで段階的に変更させるものである。
この実施形態に係る貯湯式給湯装置1Bは、第1実施形態において、設定値変更部150cにより、湯張りまたは追い焚き開始時刻(第1時刻)t2が設定された時刻(第2時刻)t1から時刻t2までの時間内の複数(n個)の時刻に亘って、起動残湯量Vを設定値V1からそれよりも高い設定値V2まで段階的に変更させるものである。
より詳細にはこの実施形態では、設定値変更部150cにより、時刻t1と、時刻t1から一定時間Δt経過する毎の(n−1)個の各時刻t1+Δt〜t1+(n−1)Δtとからなるn個の時刻に亘って、起動残湯量Vが一定量ΔVずつ増大される。尚ここでは例えば、Δt=(t2−t1)/n、ΔV=(V2−V1)/nである。
次に図5に基づき、貯湯式給湯装置1Bの動作(即ち浴槽9に対する湯張りの完了予定時刻が設定された場合の動作)を説明する。この貯湯式給湯装置1Bの当該動作は、図5の様に、第1実施形態の場合の動作(図3)において、ステップS8を省略して各ステップS7,S9の間に各ステップS12,S13を追加し、且つ各ステップS5,S9の間に各ステップS14〜S16を追加し、且つステップS9の後にステップS17を追加したものである。以下、図3と同じステップは同じ符号を付して説明を省略して異なるステップだけ説明する。
ステップS12では、設定値変更部150cにより起動残湯量Vが一定量ΔVだけ上げられる(即ち起動残湯量Vが設定値V1+ΔVに変更される)。そしてステップS13で、設定値変更部150cにより一定時間Δtの計時がスタートされる。そしてステップS9に進む。
またステップS14では、設定値変更部150cにより一定時間Δtの計時を完了したか否かの判定が行われる。そしてその判定の結果、一定時間Δtの計時を完了していない場合は、処理がステップS1に戻り、一定時間Δtの計時が完了した場合は、設定値変更部150cにより起動残湯量Vが一定量ΔVだけ上げられる。そしてステップS15で、設定値変更部150cにより一定時間Δtの計時が再スタートされる。そしてステップS9に進む。
またステップS17では、設定値変更部150cにより一定時間Δtの計時が解除される。そして処理がステップS1に戻る。
図6は、貯湯タンク5の残湯量Qの一定期間の変化の状況の一例を示した図であり、縦軸は貯湯タンク5の残湯量Qを示し、横軸は時刻を示している。次に、図5の動作を図6に当てはめて説明する。尚、図6は、説明便宜上、n(即ち複数の時刻の数)=3の場合で図示されている。尚、図6の時刻t0〜t1の動作は、図4の時刻t0〜t1の動作と同じなので説明を省略し、図6の時刻t1以降の説明をする。
時刻t1(第2時刻)で、リモコン装置160を介して湯張りの完了予定時刻t3が設定入力されると、開始時刻設定部150bにより完了予定時刻t3が設定入力されたと判定されて、開始時刻設定部150bにより湯張り開始時刻(第1時刻)t2が設定され、且つ設定値変更部150cにより、起動残湯量Vが一定量ΔVだけ上げられる(即ち起動残湯量Vが設定値V1+ΔVに変更される)と共に一定時間Δtの計時がスタートされる(ステップS6→S7→S12→S13)。そして処理がステップS9を経てステップS1に戻る。
そして時刻t1〜t1+Δでは、ステップS1〜S5→S14→S15→S16→S9→S1の処理が繰り替えされて、残湯量Qは、おおよそ各設定値V1+ΔV,U1間に維持される。そして時刻t1+Δtになると、設定値変更部150cにより、起動残湯量Vが一定量ΔVだけ上げられる(即ち起動残湯量Vが設定値V1+2ΔVに変更される)と共に一定時間Δtの計時が再スタートされる(ステップS14→S15→S16)。そして処理がステップS9を経てステップS1に戻る。
そして時刻t1+Δt〜t1+2Δtでは、ステップS1〜S5→S14→S15→S16→S9→S1の処理が繰り替えされて、残湯量Qは、おおよそ各設定値V1+2ΔV,U1間に維持される。そして時刻t1+2Δtになると、設定値変更部150cにより、起動残湯量Vが一定量ΔVだけ上げられる(即ち起動残湯量Vが設定値V2に変更される)と共に一定時間Δtの計時が再スタートされる(ステップS14→S15→S16)。そして処理がステップS9を経てステップS1に戻る。
そして時刻t1+2Δt〜t2では、ステップS1〜S5→S14→S15→S16→S9→S1の処理が繰り替えされて、残湯量Qは、おおよそ各設定値V2,U1間に維持される。そして時刻t2になると、制御部150dにより浴槽9に対して湯張りが行われる。その際、残湯量Qは、おおよそ設定値V2以上(即ち湯張りに必要な湯量Qa以上)に維持されているので、湯切れする事無く湯張りが行われ、時刻t3に湯張りが完了する(ステップS10)。そして、各時刻t2,t3の設定が解除されると共に、一定時間Δtの計時が解除される(ステップS11→S17)。そして処理がステップS1に戻る。
尚、この動作説明では湯張りの場合で説明したが、追い焚きの場合も、湯張りの場合と同様の処理の流れで考えればよい。
以上の様に構成された貯湯式給湯装置1Bによれば、起動残湯量Vが段階的に変更されるので、残湯量Qが急に増え過ぎる事を抑制できて、残湯量Qからの放熱を抑制できる。
また起動残湯量Vは、複数の時刻に亘って一定量ΔVずつ増大されるので、簡単な制御で起動残湯量Vを段階的に変更できる。
<第3実施形態>
この実施形態に係る貯湯式給湯装置1Cは、第2実施形態において、各時刻t1〜t1+(n−1)Δtにおいて、起動残湯量Vが、その時刻の貯湯タンク5の出湯量平均値と、湯張りまたは追い焚きに必要な湯量とを足した湯量(以後、その時刻の時刻間設定値と呼ぶ)に変更されるものである。尚、上記のその時刻の貯湯タンク5の出湯量平均値としては、上記のその時刻から一定時間Δt経過時の次の時刻までの時間内の貯湯タンク5の出湯量平均値が用いられる。
この実施形態に係る貯湯式給湯装置1Cは、第2実施形態において、各時刻t1〜t1+(n−1)Δtにおいて、起動残湯量Vが、その時刻の貯湯タンク5の出湯量平均値と、湯張りまたは追い焚きに必要な湯量とを足した湯量(以後、その時刻の時刻間設定値と呼ぶ)に変更されるものである。尚、上記のその時刻の貯湯タンク5の出湯量平均値としては、上記のその時刻から一定時間Δt経過時の次の時刻までの時間内の貯湯タンク5の出湯量平均値が用いられる。
この実施形態の制御装置150Cは、図7の様に、図2の制御装置150において更に、記憶部(記憶手段)150eと、設定値計算部(設定値計算手段)150fとを備えたものである。
記億部150eには、例えば1日(24時間)の一定時間δt(例えばδt≪Δt)毎の貯湯タンク5の出湯量平均値に関する第1情報と、湯張りまたは追い焚きに必要な湯量に関する第2情報とが記憶されている。
尚、前記第1情報は、予め計算して記憶部15eに固定値として記憶されても良く、または、貯湯タンク5の出湯量を検出する出湯量検出部(出湯量検出手段)を追加し、その出湯量検出部により、一定期間に亘って一定時間δt毎の貯湯タンク5の出湯量を検出させ、その検出結果に基づき、例えば設定値変更部150cにより当該第1情報を計算させ、その計算結果を記憶部150eに記憶させても良い。
設定値計算部150fは、記憶部150eに記憶された前記第1情報に基づき、各時刻t1〜t1+(n−1)Δtにおいて、その時刻から一定時間Δt経過時の次の時刻までの時間内の前記出湯量平均値を計算し、更に、この出湯量平均値と、前記第2情報から得られる湯張りまたは追い焚きに必要な湯量とを加算することで、各時刻t1〜t1+(n−1)Δtにおいて、その時刻から一定時間Δt経過時の次の時刻までの間の前記時刻間設定値(即ちその時刻の前記時刻間設定値)を計算する。
またこの実施形態の設定値変更部150cは、各時刻t1〜t1+(n−1)Δtにおいて、起動残湯量Vを、その時刻から一定時間Δt経過時の次の時刻までの間の前記時刻間設定値(即ちその時刻の前記時刻間設定値)に変更する。
この貯湯式給湯装置1Cの動作(浴槽9に対する湯張りまたは追い焚きの完了予定時刻が設定入力された場合の動作)は、図5において、各ステップS12,S15を例えば以下の様に修正すれば良い。
即ちこの実施形態のステップS12では、設定値計算部150fにより、時刻t1から一定時刻Δt経過時の次の時刻までの間の前記時刻間設定値が計算される。そして設定値変更部150cにより、起動残湯量Vが、その計算された時刻間設定値に変更される。またこの実施形態のステップS15では、設定値変更部150cにより、その一定時間Δtの計時の完了時の時刻から一定時刻Δt経過時の次の時刻までの間の前記時刻間設定値が計算される。そして設定値変更部150cにより、起動残湯量Vが、その計算された時刻間設定値に変更される。
以上の様に構成された貯湯式給湯装置1Cによれば、起動残湯量Vを、複数の時刻t1〜t1+(n−1)Δtの各時刻において、その時刻の貯湯タンク5の出湯量平均値を考慮して最適な量に変更できる。
<第4実施形態>
この実施形態に係る貯湯式給湯装置1Dは、第1実施形態において、設定値V2として、湯張りまたは追い焚きに必要な湯量に対し、湯張りまたは追い焚き開始時刻(第1時刻)t2の設定時刻(第2時刻)t1から時刻t2までの間のヒートポンプユニット3の沸上可能湯量を除算し、且つ時刻t2から時刻t1までの間の貯湯タンク5の出湯量平均値を加算した湯量を用いたものである。
この実施形態に係る貯湯式給湯装置1Dは、第1実施形態において、設定値V2として、湯張りまたは追い焚きに必要な湯量に対し、湯張りまたは追い焚き開始時刻(第1時刻)t2の設定時刻(第2時刻)t1から時刻t2までの間のヒートポンプユニット3の沸上可能湯量を除算し、且つ時刻t2から時刻t1までの間の貯湯タンク5の出湯量平均値を加算した湯量を用いたものである。
この実施形態の制御装置150Dは、図7の様に、図2の制御装置150において更に、記憶部(記憶手段)150eと、設定値計算部(設定値計算手段)150gとを備えたものである。
記億部150eには、例えば1日(24時間)の一定時間毎の貯湯タンク5の出湯量平均値に関する第1情報と、湯張りまたは追い焚きに必要な湯量に関する第2情報とが記憶されている。
尚、前記第1情報は、予め計算して記憶部15eに固定値として記憶されても良く、または、貯湯タンク5の出湯量を検出する出湯量検出部(出湯量検出手段)を追加し、その出湯量検出部により、一定期間に亘って一定時間毎の貯湯タンク5の出湯量を検出させ、その検出結果に基づき、例えば設定値変更部150cにより当該第1情報を計算させ、その計算結果を記憶部150eに記憶させても良い。
設定値計算部150gは、前記第1情報に基づき時刻t2から時刻t1までの間の貯湯タンク5の出湯量平均値を算出し、且つヒートポンプユニット3によって時刻t1から時刻t2までの間に沸き上げる事が可能な第1湯量を計算し、且つ前記第2情報から得られる湯張りまたは追い焚きに必要な第2湯量に対して前記第1湯量を減算すると共に前記出湯量平均値を加算した第3湯量を計算し、前記第3湯量を設定値V2とする。
この実施形態に係る貯湯式給湯装置1Dの動作(浴槽9に対する湯張りまたは追い焚きの完了予定時刻が設定入力された場合の動作)は、図8の様に、図3において各ステップS7,S8の間にステップS18を追加したものである。
ステップS18では、設定値計算部150gにより、前記第1情報に基づき時刻t2から時刻t1までの間の貯湯タンク5の出湯量平均値が算出され、且つヒートポンプユニット3によって時刻t1から時刻t2までの間に沸き上げる事が可能な湯量(第1湯量)が計算される。そして設定値計算部150gにより、前記第2情報から得られる湯張りまたは追い焚きに必要な湯量(第2湯量)に対して前記第1湯量が減算されると共に前記出湯量平均値が加算された第3湯量が計算され、前記第3湯量が設定値V2として設定される。
以上の様に構成された貯湯式給湯装置1Dによれば、時刻t1(第2時刻)から時刻t2(第1時刻)までの間のヒートポンプユニット3の沸上能力および貯湯タンク5の出湯量を考慮して設定値V2が計算されるので、時刻t1から時刻t2までの間において湯張りまたは追い焚きに要する必要最小限の湯量を確保でき、貯湯タンク5の残湯量からの放熱を最小限に抑制できる。
<第5実施形態>
この実施形態に係る貯湯式給湯装置1Eは、第1実施形態において、設定値V2として、湯張りまたは追い焚きに必要な湯量と、給湯部(例えばシャワー)7による出湯の発生時間の平均値におけるヒートポンプユニット3の沸上可能湯量とを加算した湯量を用いたものである。
この実施形態に係る貯湯式給湯装置1Eは、第1実施形態において、設定値V2として、湯張りまたは追い焚きに必要な湯量と、給湯部(例えばシャワー)7による出湯の発生時間の平均値におけるヒートポンプユニット3の沸上可能湯量とを加算した湯量を用いたものである。
この実施形態の制御装置150Eは、図9の様に、図2の制御装置150において更に、出湯発生時間検出部(出湯発生時間検出手段)150hと設定値計算部(設定値計算手段)150iとを追加したものである。
出湯発生時間検出部150hは、例えば給湯水量センサW2の検出結果に基づき一定期間に亘って給湯部7の出湯の発生時間を検出し、その検出結果に基づき給湯部7の出湯の発生時間の平均値を計算する。
設定値計算部150iは、出湯発生時間検出部150hにより計算された前記平均値においてヒートポンプユニット3が沸き上げる事が可能な湯量を計算して、その計算結果を設定値V2として設定する。
尚、上述の前記平均値の計算および設定値V2の設定は、設定値変更部150cにより起動残湯量Vが設定値V1から設定値V2に変更される前の所定の処理段階(例えば図3においてステップS0の前の処理段階)に行われる。
この貯湯式給湯装置1Eの動作(浴槽9に対する湯張りまたは追い焚きの完了予定時刻が設定入力された場合の動作)は、図3において、例えばステップS0の前において、上述の前記平均値の計算および設定値V2の設定が行われる以外は同じなので、説明を省略する。
以上の様に構成された貯湯式給湯装置1Eによれば、設定値V2として、湯張りまたは追い焚きに必要な湯量と、給湯部(例えばシャワー)7による出湯1回分の出湯量とを考慮した値にできる。
また出湯発生時間検出部150hおよび設定値計算部150iにより、給湯部7による出湯の発生時間の平均値におけるヒートポンプユニット3の沸上可能湯量を計算させるので、利用者による給湯部7の使用状況に応じて前記沸上可能湯量を適切な値(従って設定値V2を最適な値)に設定できる。
尚、前記沸上可能湯量として、予め計算されたもを固定値として設定しても良い。この場合は、出湯発生時間検出部150hおよび設定値計算部150iを省略できるので、その分、制御装置150Eの構成が簡素化できる。
<第6実施形態>
この実施形態に係る貯湯式給湯装置Fは、第1実施形態において、湯張りまたは追い焚きの完了予定時刻t3の設定時刻(第2時刻)t1において、湯張りまたは追い焚き開始時刻(第1時刻)t2までに貯湯タンク5の残湯量を設定値V2以上にできない場合は、ヒートポンプユニット3の出力値を第1の出力値から第2の出力値に上昇させるものである。
この実施形態に係る貯湯式給湯装置Fは、第1実施形態において、湯張りまたは追い焚きの完了予定時刻t3の設定時刻(第2時刻)t1において、湯張りまたは追い焚き開始時刻(第1時刻)t2までに貯湯タンク5の残湯量を設定値V2以上にできない場合は、ヒートポンプユニット3の出力値を第1の出力値から第2の出力値に上昇させるものである。
この実施形態の制御装置150Fは、図10の様に、図2の制御装置150において更に、演算部(演算手段)150jを備えたものである。演算部150jは、ヒートポンプユニット3の第1の出力値によって、湯張りまたは追い焚きの完了予定時刻t3の設定時刻t1から時刻t2までに沸き上げる事が可能な第1湯量を計算し、且つ残湯量検出部150aから時刻t1における貯湯タンク5の残湯量の情報を取得し、且つその残湯量と前記第1湯量とを加算した第2湯量を計算し、前記第2湯量と設定値V2とを比較する。
この実施形態の制御部150dは、第1実施形態の制御部150dにおいて更に、例えば制御装置150Fの起動時に、ヒートポンプユニット3の出力値を第1の出力値に設定する。そして制御部150dは、演算部150jの上記の比較の結果、前記第2湯量が設定値V2以上の場合(即ち前記第1の出力値により、残湯量を時刻t2までに設定値V2以上にできる場合)は、ヒートポンプユニット3の出力を前記第1の出力値のままに維持する。これによりヒートポンプユニット3が起動された際には、貯湯タンク5内の水は、ヒートポンプユニット3により前記第1の出力値により沸き上げられる。他方、制御部150dは、前記第2湯量が設定値V2以上でない場合(即ち前記第1の出力値では、残湯量を時刻t2までに設定値V2以上にできない場合)は、ヒートポンプユニット3の出力値を前記第2の出力値に設定する。これによりヒートポンプユニット3が起動した際には、貯湯タンク5内の水は、ヒートポンプユニット3により前記第2の出力値により沸き上げられる(即ち前記第1の出力値の場合よりも速く沸き上げられる)。
尚、上記の第2の出力値としては、例えばヒートポンプユニット3の最高出力値を採用してもよく、上記の第1の出力値としては、例えばヒートポンプユニット3の最高出力値よりも低い出力値(例えば最高出力値の80%から90%程度の出力値)を採用しても良い。尚、この実施形態の他の構成は、第1実施形態と同様である。
この貯湯式給湯装置1Fの動作(浴槽9に対する湯張りまたは追い焚きの完了予定時刻が設定入力された場合の動作)は、図11の様に、図3において、各ステップS0,S1の間に各ステップS20を追加し、各ステップS7,S8の間にステップS21〜S23を追加したものである。
即ちステップS20では、制御部150dによりヒートポンプユニット3の出力値が第1の出力値に設定される。これによりヒートポンプユニット3が起動されると、貯湯タンク5内の水は、ヒートポンプユニット3により前記第1の出力値により沸き上げられる。
またステップS21では、上述の様に、演算部150jにより第2湯量が計算される。そしてステップS22では、演算部150jにより、その計算された第2湯量と設定値V2とが比較される。そしてその比較の結果、第2湯量が設定値V2以上の場合は、制御部150dにより、ヒートポンプユニット3の出力値が第1の出力値に維持され、処理がステップS8に進む。他方、ステップS22の比較の結果、第2湯量が設定値V2以上でない場合は、処理がステップS23に進み、制御部150dにより、ヒートポンプユニット3の出力値が第2の出力値に設定される。これにより、これによりヒートポンプユニット3が起動されると、貯湯タンク5内の水は、ヒートポンプユニット3により前記第2の出力値により沸き上げられる(即ち前記第1の出力値の場合よりも速く沸き上げられる)。そして処理がステップS8に進む。
以上の様に構成された貯湯式給湯装置1Fによれば、沸上時間が足りなくて、貯湯タンク5の残湯量を、湯張りまたは追い焚き開始時刻t2(第1時刻)までに設定値V2以上にできない場合は、ヒートポンプユニット(加熱手段)3の出力値が第1の出力値からそれよりも高い第2の出力値に変更されるので、沸上時間が足りない場合でも、湯張りまたは追い焚きの際の湯切れを抑制できる。
尚、この実施形態では、第1実施形態に適用する場合で説明したが、第2〜第5実施形態に適用しても良い。
<第7実施形態>
この実施形態に係る貯湯式給湯装置1Gは、第1実施形態において、湯張りまたは追い焚きの完了予定時刻t3の設定時刻(第2時刻)t1から湯張りまたは追い焚き開始時刻(第1時刻)t2までの時間が短いほど、ヒートポンプユニット3の出力値を大きくするものである。
この実施形態に係る貯湯式給湯装置1Gは、第1実施形態において、湯張りまたは追い焚きの完了予定時刻t3の設定時刻(第2時刻)t1から湯張りまたは追い焚き開始時刻(第1時刻)t2までの時間が短いほど、ヒートポンプユニット3の出力値を大きくするものである。
この実施形態の制御装置150Gは、図12の様に、第1実施形態の制御装置150において更に、記憶部150kを備えたものである。記憶部150kには、互いに異なる長さの複数の時間と、ヒートポンプユニット3についての互いに異なる複数の出力値とが記憶されている。ここでは、前記複数の時間はそれぞれ、その時間が短いものほど、より大きい値の前記出力値と対応する様に、前記複数の出力値と対応付けられている。
この実施形態の制御部150dは、時刻t1から時刻t2までの時間を計算し、前記複数の時間のうちその計算した時間に最も近いもの(具体的には例えば、前記複数の時間のうち、その計算した時間より大きいもののうちの最小のもの)を検出する。そして制御部150dは、上記の複数の時間と複数の出力値との対応付けに基づき、その検出した時間に対応する出力値を求める。そして制御部150dは、ヒートポンプユニット3の出力値をその求めた出力値に設定する。これにより、ヒートポンプユニット3が起動すると、ヒートポンプユニット3は、その設定された出力値で、貯湯タンク5内の水の沸き上げを行う。即ちヒートポンプユニット3は、時刻t1から時刻t2までの時間が短いほど大きな値の出力値で、貯湯タンク5内の水の沸き上げを行う。
尚、この実施形態の他の構成は、第1実施形態と同様である。
この貯湯式給湯装置1Fの動作(浴槽9に対する湯張りまたは追い焚きの完了予定時刻が設定入力された場合の動作)は、図13の様に、図3において、各ステップS7,S8の間にステップS19を追加したものである。ステップS19では、制御部150dにより、上述の様に、時刻t1,t2間の時間が計算され、ヒートポンプユニット3の出力値として、その計算された時間が短いほど大きな値の出力値が設定される。
以上の様に構成された貯湯式給湯装置1Gによれば、時刻t1(第2時刻)から時刻t2(第1時刻)までの時間が短いほどヒートポンプユニット3の出力値が大きく設定されるので、時刻t1から時刻t2までの時間が短くても、湯張りまたは追い焚きの際の湯切れを抑制できる。
尚この実施形態では、第1実施形態に適用する場合で説明したが、第2〜第5実施形態に適用しても良い。
1,1B〜1G 貯湯式給湯装置
3 ヒートポンプユニット
5 貯湯タンク
7 給湯部
9 浴槽
150a 残湯量検出部
150b 開始時刻設定部
150c 設定値変更部
150d 制御部
150e,150k 記憶部
150f,150g,150i 設定値計算部
150h 出湯発生時間検出部
150j 演算部
3 ヒートポンプユニット
5 貯湯タンク
7 給湯部
9 浴槽
150a 残湯量検出部
150b 開始時刻設定部
150c 設定値変更部
150d 制御部
150e,150k 記憶部
150f,150g,150i 設定値計算部
150h 出湯発生時間検出部
150j 演算部
Claims (11)
- 貯湯タンク(5)と、
前記貯湯タンク内の水を加熱する加熱手段(3)と、
前記貯湯タンク内の残湯量を検出する残湯量検出手段(150a)と、
前記残湯量検出手段が検出した前記残湯量である検出残湯量が、前記加熱手段を起動させるべき起動残湯量以下である場合は、前記加熱手段を起動させる制御手段(150d)と、
湯張りまたは追い焚きの予約に応じて、前記貯湯タンク内の湯を用いて所定の浴槽(9)に対する湯張りまたは追い焚きを開始する第1時刻(t2)を設定する開始時刻設定手段(150b)と、
湯張りまたは追い焚きが予約された第2時刻(t1)が第1時刻(t2)よりも早い場合は、前記第2時刻から前記第1時刻までの間における所定の時間帯において前記起動残湯量を第2時刻よりも前の起動残湯量である第1の設定値(V1)からそれよりも高い第2の設定値(V2)に変更する設定値変更手段(150c)と、
を備えることを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、
前記設定値変更手段(150c)は、前記第2時刻(t1)に、前記起動残湯量を前記第1の設定値(V1)から前記第2の設定値(V2)に変更することを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、
前記設定値変更手段(150c)は、前記第2時刻(t1)から前記第1時刻(t2)までの時間内の複数の時刻に亘って、前記起動残湯量を前記第1の設定値(V1)から前記第2の設定値(V2)まで段階的に変更することを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、
前記設定値変更手段(150c)は、前記複数の時刻に亘って、前記起動残湯量を一定量(ΔV)ずつ増大させることを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、
前記複数の時刻の各時刻(t1,t1+Δt,t1+2Δt)において、その時刻から次ぎの時刻までの間(t1〜t1+Δt,t1+Δt〜t1+2Δt,t1+2Δt〜t2)の前記貯湯タンクの出湯量平均値を計算し、その出湯量平均値と前記湯張りまたは前記追い焚きに必要な湯量とを加算して、その加算結果をその時刻の時刻間設定値とする設定値計算手段(150f)を更に備え、
前記設定値変更手段(150c)は、前記複数の時刻の各時刻において、前記起動残湯量を、その時刻の前記時刻間設定値に変更することを特徴とする貯湯式給湯装置。 - 請求項2に記載の貯湯式給湯装置であって、
前記第2時刻(t1)から前記第1時刻(t2)までの前記貯湯タンク(5)の出湯量平均値を算出し、且つ前記加熱手段(3)によって前記第2時刻から前記第1時刻までに沸き上げる事が可能な第1湯量を計算し、且つ前記湯張りまたは前記追い焚きに必要な第2湯量に対して前記第1湯量を減算すると共に前記出湯量平均値を加算した第3湯量を計算し、前記第3湯量を前記第2の設定値(V2)とする設定値計算手段(150g)を更に備えることを特徴とする貯湯式給湯装置。 - 請求項2に記載の貯湯式給湯装置であって、
前記第2の設定値(V2)は、前記湯張りまたは前記追い焚きに必要な湯量と、前記貯湯タンク(5)内の前記湯を用いたシャワー1回分の出湯に必要な湯量の平均値とを加算した湯量であることを特徴とする貯湯式給湯装置。 - 請求項2に記載の貯湯式給湯装置であって、
前記第2の設定値(V2)は、前記湯張りまたは前記追い焚きに必要な湯量と、前記貯湯タンク(5)内の湯を用いたシャワーによる出湯の発生時間の平均値における前記加熱手段の沸上可能湯量とを加算した湯量であることを特徴とする貯湯式給湯装置。 - 請求項8に記載の貯湯式給湯装置であって、
一定期間に亘って前記貯湯タンク(5)内の湯を用いたシャワーの出湯の発生時刻を検出し、その検出結果に基づき前記シャワーの出湯の発生時間の平均値を計算する出湯発生時間検出手段(150h)と、
前記平均値における前記加熱手段(3)の沸上可能湯量を計算し、その計算結果を前記第2の設定値(V2)とする設定値計算手段(150i)と、
を更に備えることを特徴とする貯湯式給湯装置。 - 請求項1〜9の何れかに記載の貯湯式給湯装置であって、
前記貯湯タンク(5)内の残湯量を検出する残湯量検出手段(150a)と、
前記加熱手段(3)の第1の出力値によって前記第2時刻(t1)から前記第1時刻(t2)までに沸き上げる事が可能な第1湯量を計算し、前記第2時刻における前記残湯量と前記第1湯量とを足した第2湯量を計算し、前記第2湯量と前記第2の設定値(V2)とを比較する演算手段と、
を更に備え、
前記制御手段(150d)は、前記演算手段の比較結果、前記第2湯量が前記第2の設定値以上でない場合は、前記加熱手段の出力値を前記第1の出力値よりも大きい第2の出力値に設定することを特徴とする貯湯式給湯装置。 - 請求項1〜9の何れかに記載の貯湯式給湯装置であって、
前記制御手段(150d)は、前記第2時刻(t1)から前記第1時刻(t2)までの時間が短いほど、前記加熱手段(3)の出力値を大きくすることを特徴とする貯湯式給湯装置。
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JP2009134227A JP2010281489A (ja) | 2009-06-03 | 2009-06-03 | 貯湯式給湯装置 |
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- 2009-06-03 JP JP2009134227A patent/JP2010281489A/ja active Pending
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