JP2012082975A

JP2012082975A - 給湯機

Info

Publication number: JP2012082975A
Application number: JP2010227095A
Authority: JP
Inventors: Shingo Matsushima; 慎吾松島; Yuji Shibata; 裕史柴田; Hiroshi Kitanishi; 博北西; Takanobu Fujimoto; 孝信藤本
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2010-10-07
Filing date: 2010-10-07
Publication date: 2012-04-26

Abstract

【課題】節水運転中であることを表示手段にて表示することで、使用性の高い給湯機を提供すること。
【解決手段】お湯を給湯端末へ供給する給湯管路４０と、前記給湯管路４０を流れる温水の流量を調整する流量調整手段４４と、制御手段９４と、リモコン９とを備え、前記給湯管路４０を流れる温水の流量が、使用者の設定流量に対して所定の節水率から算出される節水流量となるように、前記流量調整手段４４で、前記給湯管路４０を流れる温水の流量を、前記節水流量に対して大小に変動させるとともに、前記節水運転の運転情報を、前記リモコン９の表示手段９１にて表示する構成としたことを特徴とする給湯機。
【選択図】図１

Description

本発明は、お湯を給湯する機能を備える給湯機に関するものである。

従来、この種の給湯機は給湯流量と使用者が設定した節水目標値から目標給湯流量を算出し、算出値まで給湯流量調整弁によって給湯流量を抑制していくものであり、使用者は節水目標値の設定をすることで給湯流量が抑制されることを意識するものであった（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−１１２６６９号公報

しかしながら、前記従来の構成では、給湯流量を抑制させ節水運転をしているが視覚的に表示やＬＥＤ等、聴覚的に音声やブザー等で報知させておらず、給湯流量が抑制されていることを使用者が認識しにくいという課題があった。

また、単純に給湯流量を抑制しているだけであるため、シャワー等の使用において、湯量を少なく感じ、節水率設定を高く設定できなくなるという課題を有している。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、節水運転中であることを表示手段にて表示することで、使用性の高い給湯機を提供することを目的とする。

上記従来の課題を解決するために、本発明の給湯機は、お湯を給湯端末へ供給する給湯管路と、前記給湯管路を流れる温水の流量を調整する流量調整手段と、制御手段と、リモコンとを備え、前記給湯管路を流れる温水の流量が、使用者の設定流量に対して所定の節水率から算出される節水流量となるように、前記流量調整手段で、前記給湯管路を流れる温水の流量を、前記節水流量に対して大小に変動させるとともに、前記節水運転の運転情報を、前記リモコンの表示手段にて表示する構成としたことを特徴とするものである。

これによって、体感的に使用者が設定した初期の流量に対して不快に感じることなく節水運転を行え、かつ、前記節水運転中であることを、表示手段によって表示することで、節水運転を認識しやすくなるため、使用性の高い給湯機を提供できる。

本発明によれば、節水運転中であることを表示手段にて表示することで、使用性の高い給湯機を提供できる。

本発明の実施の形態１における貯湯式給湯機の構成図同形態における節水運転フローチャート同形態における他の節水運転フローチャート

第１の発明は、お湯を給湯端末へ供給する給湯管路と、前記給湯管路を流れる温水の流量を調整する流量調整手段と、制御手段と、リモコンとを備え、前記給湯管路を流れる温水の流量が、使用者の設定流量に対して所定の節水率から算出される節水流量となるように、前記流量調整手段で、前記給湯管路を流れる温水の流量を、前記節水流量に対して大小に変動させるとともに、前記節水運転の運転情報を、前記リモコンの表示手段にて表示する構成としたことを特徴とする給湯機である。

（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１における風呂追い焚き機能の付いた貯湯式給湯機の構成図である。図１において、本実施の形態の貯湯式給湯機は、タンクユニット１とヒートポンプユニット２を備えており、タンクユニット１内に配設している貯湯タンク３内に貯える高温水を、ヒートポンプユニット２にて生成している。

なお、本実施の形態１では加熱手段としてヒートポンプを用いているが、これに限定されることなく、例えば、タンク内に電気ヒーターを内設して加熱する形態であってもよい。また、実線矢印は流体の流れる方向を示している。

次に、ヒートポンプユニット２の構成について説明する。

ヒートポンプユニット２は、水冷媒熱交換器２４、圧縮機２５、蒸発器２６、膨張弁２７を冷媒配管により順次環状に接続して構成されており、冷媒には二酸化炭素を使用しているため、高圧側が臨界圧力を超えるので、水冷媒熱交換器２４を流通する水に熱を奪われて温度が低下しても凝縮することがなく、水冷媒熱交換器で冷媒と水との間で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することができる。

また、比較的安価でかつ安定な二酸化炭素を冷媒に使用しているので、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。

また、ヒートポンプユニット２において、圧縮機２５で冷媒が圧縮され、圧縮機２５から吐出された冷媒が水冷媒熱交換器２４で放熱し、膨張弁２７で減圧されたあと、蒸発器２６で空気から熱を吸収し、ガス状態で再び圧縮機２５に吸入される。

なお、圧縮機の能力制御および膨張弁２７の開度制御は、圧縮機２５の吐出側に設けたサーミスタ（図示せず）で検出される吐出冷媒の温度が予め設定された温度を維持するように制御される。また、貯湯タンク３内の湯水は、水ポンプ２８が作動することで、水冷媒熱交換器２４に流入し、冷媒と熱交換を行い、再び貯湯タンク３に戻り、積層状態で貯湯タンク３の上部に高温の湯が貯えられる。

次に、タンクユニット１の構成について説明する。タンクユニット１には前述した通り貯湯タンク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ための給水配管３１が接続されており、常時給水圧がタンク内に掛かっている状態となっている。また、貯湯タンク３の上方部には貯湯タンク内の高温水を出湯するための出湯管３２が接続されており、給湯端末や浴槽へ高温水を供給可能に構成している。

次に、給湯端末へ湯が供給される給湯回路について説明する。

本実施の形態１における給湯回路は、給水配管３１から分岐した端末給水配管３３と、出湯管３２とを電動式混合弁４にて接続し、所望の温度の湯が生成可能に構成されている。そして電動式混合弁４の下流側に設けた温度センサ４１で検出される温度が、台所や浴室に設けられたリモコンで設定した温度となるように、電動式混合弁４の混合比が変更される。そして、所望の温度に混合された湯水は、流量センサ等の流量検出手段４３と流量調整弁等の流量調整手段４４とを備えた給湯管路４０を流れて、給湯端末４２やシャワー４５へ供給される。

次に、浴槽５への湯張り回路および追い焚き回路について説明する。

本実施の形態１では、浴槽５内の湯水と、貯湯タンク３内の高温水とが追い焚き熱交換器６にて熱交換し、浴槽内の湯水を追い焚きする追い焚き機能を有している。そのため、追い焚き熱交換器６の高温側回路は、貯湯タンク３内の高温水が供給されるように構成されており、熱交換した後の温水を貯湯タンク３の下方部へ戻すように構成されている。また、追い焚き熱交換器６の低温側回路は、浴槽５内の湯水が供給されるように構成されており、熱交換した後の浴槽水を、再度浴槽５へ戻すように構成されている。

高温側回路においては、追い焚きポンプ７および追い焚き熱交換器６の下流側に高温側出口温度検出手段である温度センサ７１が配設されており、追い焚きポンプ７が駆動することによって貯湯タンク３内の高温水が、追い焚き熱交換器６へ搬送される。

そして、浴槽５のアダプタ５１とタンクユニット１とは、接続部６０ａ〜６０ｄにおいて、戻り接続管６１および往き接続管６２で接続される。また、戻り接続管６１および往き接続管６２の接続口から追い焚き熱交換器６までは、それぞれ戻り配管６３および往き配管６４で接続されており、浴槽５、戻り接続管６１、戻り配管６３、追い焚き熱交換器６、往き配管６４、往き接続管６２が順次接続されて追い焚き回路が構成されている。

また、貯湯タンク３から浴槽５への湯水の供給を行う湯張り回路は、出湯管３２から分岐した風呂給湯管３４と、給水配管３１から分岐した風呂給水配管３５とを電動式混合弁８にて接続し、所望の温度の湯が生成可能に構成されている。そして電動式混合弁８の下流側に設けた温度センサ８１で検出される温度が、台所や浴室に設けられたリモコンで設定した温度となるように、電動式混合弁８の混合比が変更される。そして、所望の温度に混合された湯水は、浴槽５へ供給される。

また湯張り回路には、流量センサ８２が設けられており、浴槽５へ供給される湯水の量が計測される。さらに、二方向の電磁弁８３が設けられており、湯張り開始時には、電磁弁８３が開くと同時に、浴槽５への湯水の供給が開始される。そして電磁弁８３が開いた後には、戻り配管６３および往き配管６４の二方向から浴槽５へと湯張りが行われる。また、汚水の逆流を防ぐための逆止手段８４が設けられている。

また、戻り配管６３には、浴槽５内の湯水を循環させるための搬送手段である風呂ポンプ６５、浴槽５内の水位を検出する水位センサ６６、浴槽５内の湯水の温度を検出する浴槽温度検出手段である温度センサ６７が設けられており、風呂ポンプ６５が駆動することにより、浴槽５内の湯水が戻り配管６３に吸い込まれ、追い焚き熱交換器６を経て、往き配管６４へ流れ込み、再度浴槽５へ戻される。

また、風呂ポンプ６５と追い焚き熱交換器６の間には、浴槽５内に湯水があるかどうかを検出する湯水検出手段であるフロースイッチ６８が設けられており、オンすることで水
の流れを検知可能に構成されている。つまり、フロースイッチ６８がオンしたときには浴槽５内には湯水があると判断し、フロースイッチ６８がオフの時には浴槽５内には湯水がないと判断される。

また、浴室には貯湯式給湯機の操作を使用者が行うことができる入力操作手段であり、浴槽５内の湯水の保温温度を設定する温度設定手段であるリモコン９が設置され、リモコン９を操作して、湯水の温度設定や風呂への湯張り、また、設置工事後の試運転操作等を行う。リモコン９には情報を表示する表示手段９１および操作を行う操作入力手段９２を有している。

なお、図１には、本実施の形態の貯湯式給湯機は、各機器との通信手段を備え、リモコン９からの指示を受け取り、各制御機器に命令する制御手段９４を有している。そして、制御手段９４は、マイコンおよびその電子制御部品で構成され、制御手段９４は、タンクユニット１を構成する機器やリモコン９に通信手段によって命令を送っている。

以上のように構成された貯湯式給湯機において、給湯使用時の節水運転について説明する。

使用者が、給湯端末４２やシャワー４５を使用して機器が給湯を開始すると、給湯管路４０の流量検出手段４３が流量を検出する。使用者が使用流量を調節して流量検出手段４３の検出流量が安定したら、その流量を初期流量として制御手段９４に学習する。

その初期流量に対し、制御手段９４であらかじめ設定された所定の節水率（５％〜１０％）にするための流量を演算し、流量調整手段４４でその流量を中心に流量を変動させる。

これにより、台所使用やシャワー使用といった出湯先や使用目的に関係なく、機器単独で使用者が設定した使用したい流量に対して、所定の節水率になる節水流量（時間平均値）に制御することができ、その節水流量を中心に流量を大小に変動することにより、体感的に使用者が設定した初期の流量に対して不快に感じることなく（同等の感覚で）節水運転を行うことができる。

さらに、貯湯式給湯機においては、タンクに貯めたお湯の使用量を減らすことができ、お湯を作るためのエネルギーの節約もできるとともに、タンクのお湯の湯切れの発生を抑えることができる。

また、使用者が節水運転をするかどうかは、常に節水運転をする、流量検出手段４３の検出流量が所定の閾値以上の場合のみとする、リモコン９によりモード設定するというように使用条件にあった方法を選択することができる。

流量検出手段４３の検出流量に所定の閾値を設けることにより、元々低流量で節水効果も小さい領域での使用においては、それ以上流量が減っては使用目的に合わなくなる使用域での節水運転を自動で中止することができ、使用者の使い勝手を優先することができる。

リモコン９でモード設定する場合には、入力操作手段９２に専用ＳＷを設けたり、設定メニューから選択したりすることができ、使用者が自分の使用目的に対応して節水運転をするかどうかを選択することができるようになる。

また、節水率は一定の値を制御手段９４にもたせたり、初期流量の学習値によって切り
換えたり、リモコン９で設定したりすることもできる。また、節水運転中はリモコン９の表示手段９１にシャワーがゆれている表示や、初期流量と流量調整手段４４によって抑制された現在流量の表示や、ＬＥＤによって、節水運転を行っていることがわかるようにしたり、表示手段９１に節水運転のモード表示をさせたりすることもできる。

流量の表示には、単純に流量／分を数値で表示したり、計器のように針で示すように表示したり、ＭＡＸとＭＩＮの間で段階的に点消灯する表示の形式にしてもよい。また、階調表示で初期流量と抑制された現在流量の夫々の色を変えて、表示手段９１で表示させてもよい。また、節水運転中には、リモコン９に備えた表示手段９１によって、使用者への認知を促進させる。表示手段９１には、ＬＥＤ等の点灯手段を使用する。

図２は、節水運転時の給湯使用のフローチャートである。時間Ｔ１で使用者が給湯を開始し使用流量を調整し、時間Ｔ２で流量をＲａに調整が終わり、機器の検出流量が安定する。流量が安定している状態を所定時間△Ｔ継続すると、その流量を初期流量Ｒａとして学習し、Ｒａに対して所定の節水率になる節水流量Ｒｓを計算する。

所定の節水率をＺ％とすると、Ｒｓ＝Ｒａ×（１−Ｚ／１００）となる。そして、△Ｔ経過後の時間Ｔ３より、その算出した節水流量Ｒｓを中心に、所定の流量変動幅の振幅±ｄで変動の１周期がＴｓになるように流量を変動させる。

この場合、流量変動周期は１／ＴｓＨｚとなる。流量変動周期は、短いと流量変動の上限・下限は感じにくく流量が減っているのはわかりにくいが、流量のゆれがせわしなくシャワーを浴びていて落ち着きがなく体感的に快適性がなる。

逆に流量変動周期が長くなると、流量変動の上限・下限を感じやすくなり下限の低い流量の物足りなさを感じやすくなり流量的な体感が初期流量に対して劣っていると感じるようになる。このため流量変動周期は、体感試験の結果より０．５〜３Ｈｚになるように１周期の時間Ｔｓを設定する。

このように、節水流量Ｒｓを中心に流量を変動させて制御することにより、体感的に使用者が設定した初期の流量に対して不快に感じることなく節水運転を行うことができる。

例えば、初期流量Ｒａ：１０Ｌ／分、所定の節水率を１０％、流量変動幅を±０．５Ｌ／分、１周期を０．５秒として節水運転を行うと、節水流量Ｒｓは９Ｌ／分となり、流量変動の上限９．５Ｌ／分、下限８．５Ｌ／分の流量変動を周期１Ｈｚで行うことになる。

図３は、流量変動の上限流量を初期流量に設定した場合の節水運転時の給湯使用のフローチャートである。この場合、初期流量Ｒａの学習により、所定の節水率Ｚ％とするための節水流量Ｒｓを算出するとともに、上限流量が初期流量Ｒａであるので、流量変動幅の振幅をｄ＝Ｒａ×Ｚ／１００で算出できる。

これにより、流量変動の下限流量も計算することができる。これにより、流量変動の振幅を所定の固定値で持たせる場合には、流量が少ない場合には振幅の割合が大きく変動を感じすぎたり、流量が多い場合には変動が感じられず、節水による流量低下を強く感じてしまったりということがあるが、このように初期流量に対して流量変動幅を決めることができれば、使用流量に対応した割合での流量変動の振幅を与えることができ、節水運転を不快に感じることなくできる。

本発明に係る給湯機は、一体型や分離型、直接出湯型等、各種ヒートポンプ給湯機に適
用できる。

１タンクユニット
２ヒートポンプユニット
３貯湯タンク
９リモコン
４０給湯管路
４２給湯端末
４３流量検出手段
４４流量調整手段
９１表示手段
９４制御手段

Claims

お湯を給湯端末へ供給する給湯管路と、前記給湯管路を流れる温水の流量を調整する流量調整手段と、制御手段と、リモコンとを備え、前記給湯管路を流れる温水の流量が、使用者の設定流量に対して所定の節水率から算出される節水流量となるように、前記流量調整手段で、前記給湯管路を流れる温水の流量を、前記節水流量に対して大小に変動させるとともに、前記節水運転の運転情報を、前記リモコンの表示手段にて表示する構成としたことを特徴とする給湯機。