JP2012141095A - 給湯装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】貯湯式給湯装置1は、第1給水管51aと、第1出湯管52aと、第1給水管51aを流れる水と第1出湯管52aを流れる湯水とを混合する給湯混合弁54と、給湯混合弁54において混合された水及び湯水からなる混合水を供給部に流す第1供給管53aと、制御装置とを備える。制御装置は、供給部への混合水の供給が休止されたときに、供給部への混合水の供給が休止される前の所定開度から、所定開度における混合水の水と湯水との混合割合よりも水或いは湯水の割合の大きい休止開度となるように、給湯混合弁54の開度を調整する。また、制御装置は、供給部への混合水の供給が再開されたときに、休止開度から所定開度となるように、給湯混合弁54の開度を調整する。
【選択図】図1
Description
(1)貯湯式給湯装置の構成
貯湯式給湯装置1は、加熱手段(本実施形態では、ヒートポンプユニット83)により沸き上げられた温度の高い水(以下より、常温の水よりも温度の高い水を湯という)、又は、水を、貯湯ユニット10の備える貯湯タンク11に貯湯し、その貯湯した湯及び水(以下、湯水という)を、利用者の操作に応じて、浴槽18に供給したり、又は、浴槽18以外の供給部16(例えば、シャワーや台所の蛇口等)16に供給したりするものである。
ヒートポンプユニット83は、湯を作り出すための熱源装置として電力を得て機能する。具体的には、ヒートポンプユニット83は、冷媒(例えば、二酸化炭素冷媒等)が循環する冷媒回路を備えている。また、冷媒回路では、圧縮機の吐出側、水熱交換器の冷媒側、内部熱交換器内の高圧側、膨張弁、空気熱交換器、内部熱交換器内の低圧側、圧縮機の吸入側、の順に各機器が接続されており、内部に冷媒を循環させている。
貯湯ユニット10は、市水等の外部から供給される常温の水をヒートポンプユニット83から得られる熱によって加熱し、蓄えつつ、利用する装置である。また、貯湯ユニット10は、図1に示すように、貯湯タンク11、貯湯用循環回路20、追焚熱交換器12、追焚熱源回路30、追焚利用回路40、給湯配管系50、及び、配管継手70等を備えている。
貯湯タンク11は、ヒートポンプユニット83由来の熱によって得られる湯、及び水を、利用者に利用される前から予め蓄えておくためのタンクである。貯湯タンク11は、例えば、円筒形状に形成されており、内部に湯水を溜めることができる。
貯湯用循環回路20は、貯湯タンク11内の湯水に対してヒートポンプユニット83で得られる熱を伝えるための回路であり、貯湯往き管21、貯湯戻り管22、沸き上げポンプP1、排水用三方弁60、及び、沸き上げ三方弁24を有している。
追焚熱交換器12は、貯湯タンク11内の湯水が巡回する熱源管12aと、ケーシング13外の浴槽18にはられた湯又は水が循環する利用管12bと、を有している。追焚熱交換器12では、熱源管12aを流れる湯水と、利用管12bを流れる湯又は水と、の間で熱交換を行わせることで、利用管12bを流れる湯又は水の温度を上げることができる。
追焚熱源回路30は、ケーシング13外の浴槽18にはられた湯又は水の温度を、貯湯タンク11に蓄えられている湯水の有している熱を利用して、さらに上げるための熱源供給側の回路である。追焚熱源回路30は、主に、熱源往き管31、熱源戻り管32、及び、熱源ポンプP3を有している。
追焚利用回路40は、貯湯タンク11に蓄えられている湯水の有している熱を、追焚熱源回路30を介して得るための回路である。また、追焚利用回路40は、主に、利用往き管41、利用戻り管42、利用ポンプP2、外部配管43,45、及び、浴槽接続アダプター44を有している。
給湯配管系50は、外部の市水等から水の供給を受けつつ、貯湯タンク11に蓄えられている湯水を利用するための経路であって、給水管51、出湯管52、供給管53、給湯混合弁54、及び、お湯はり混合弁55を有している。
配管継手70は、貯湯ユニット10において生じる全排水を集約し、集約した排水が1つの排水口74から貯湯ユニット10外部に排出されるように構成されている。具体的には、配管継手70は、排水用三方弁60に接続されている排出配管80、第1排水管34、及び、第2排水管53cが接続される配管継手である。このため、複数の配管を流れる排水が1つの排水口74から貯湯ユニット10外部に排出される。
制御装置90は、各サーミスタT1〜T10や各水量センサFLS1,FLS2等の検出結果に基づき、各弁54,55,59,SV、ヒートポンプユニット83及び各ポンプP1,P2,P3等の各種機器を制御する。また、制御装置90は、図2に示すように、コントローラ85に接続されている。コントローラ85は、利用者の操作を受け付けるものである。例えば、コントローラ85は、供給部16から供給される湯水の温度を設定可能な設定部86を有している。設定部86は、利用者が設定した設定温度に関する情報を、制御装置90に送信する。また、制御装置90は、開度調整部91と、記憶部92と、を備えている。なお、以下より、説明の便宜上、第1供給管53aを流れ、供給部16から供給される湯水を、混合水という。
次に、図3を用いて、開度調整部91による給湯混合弁54の制御動作について説明する。なお、以下では、給湯混合弁54の開度が初期開度に調整されている場合、すなわち、開度調整部91によって供給停止状態であると判断されてからの開度調整部91による給湯混合弁54の制御内容を説明している。
(6−1)
従来より、第1給水管を流れる水と第1出湯管を流れる湯水(温水)とを混合した混合水を、蛇口等の供給部に供給する貯湯式給湯装置がある。このような貯湯式給湯装置では、混合水の供給が休止されてから再開されるまでの間、安定開度が維持されるように給湯混合弁が調整された場合、混合水の供給再開時の給湯混合弁の開度が安定開度であっても、供給再開直後に供給部に供給される混合水の温度が、設定温度よりも高く、或いは、低くなることがある(図4参照)。
本実施形態では、開度調整部91は、給湯水量センサFLS1から所定量より多い水量検出に関する情報が送信されることで供給部16への供給が開始されたと判断し、混合水の温度と設定温度とが等しくなるように、給湯混合弁54の開度を調整する安定開度調整制御の実行を開始する。また、安定開度決定部93は、安定開度調整制御が行われている時の給湯混合弁54の開度であって、給湯サーミスタT9の検知結果に基づく混合水の温度と設定温度との差が所定範囲(例えば、±0.5℃)内である状態が、所定時間(例えば、2秒)以上継続した時の開度を、安定開度に決定する。このため、例えば、安定開度が設定温度と無関係な開度に決定される場合と比較して、供給再開後に供給部16から供給される混合水の温度と、設定温度との差を小さくすることができている。
本実施形態では、開度調整部91は、供給休止状態であると判断した後に、給湯水量センサFLS1から所定量より多い水量検出に関する情報が送信されることで供給部16への供給が再開されたと判断している。また、開度調整部91は、供給部16への混合水の供給が再開されたと判断した場合、判断した直後に、給湯混合弁54の開度を、休止開度から、記憶部92に記憶されている安定開度に調整する。このように、供給が再開されたと判断されると、直ちに給湯混合弁54の開度が安定開度に調整されるため、供給再開後に供給部16から供給される混合水の温度と、設定温度との間に差を生じさせにくくすることができる。これにより、給湯再開後のアンダーシュートの発生を防止することができる。
本実施形態では、安定開度と休止開度との差、すなわち、安定開度からの補正量αは、予め実験等によって得られた値に基づいて決定されている。このため、安定開度と休止開度との間に、一定の差を設けることができる。そして、安定開度と休止開度との差が一定であるため、休止開度を安定開度に応じて変更することができる。この結果、日々異なる水や温水の温度によって変化する安定開度に応じた休止開度を決定することができる。
(7−1)変形例1A
上記実施形態では、安定開度決定部93によって決定された安定開度は、記憶部92に記憶されている。これに代えて、安定開度が記憶されなくてもよい。また、安定開度が記憶されない場合には、開度調整部91によって、供給部16への混合水の供給が再開されたと判断されることで、給湯混合弁54の開度が、休止開度から初期開度に調整されてもよい。
上記実施形態では、補正量αは、予め実験等によって得られた値に基づいて決定されており、記憶部92に記憶されている。これに加えて、補正量αを現地で補正できるようにしてもよい。
上記実施形態では、供給再開が検知されると、直ちに給湯混合弁54の開度が休止開度から安定開度に調整されている。
上記実施形態では、第1供給管53aを流れる混合水の水量、各種運転モード(運転内容)及び設定温度等とは関係なく休止開度が決定されている。これに代えて、第1供給管53aを流れる混合水の水量、各種運転モード及び設定温度等が加味されて休止開度が決定されていてもよい。
以下に、本発明の第2実施形態に係る貯湯式給湯装置について説明する。なお、本実施形態における貯湯式給湯装置において、(2)ヒートポンプユニットの構成、及び、(3)貯湯ユニットの構成については、上記第1実施形態と同様の構成であるため、以下では、(4)制御装置の構成、及び、(5)開度制御部による給湯混合弁の制御動作についての説明のみを行い、(1)から(3)については、説明を省略する。
制御装置190は、各サーミスタT1〜T10や各水量センサFLS1,FLS2等の検出結果に基づき、各弁54,55,59,SV、ヒートポンプユニット83及び各ポンプP1,P2,P3等の各種機器を制御する。また、制御装置190は、図6に示すように、コントローラ185に接続されている。コントローラ185は、利用者の操作を受け付けるものである。例えば、コントローラ185は、供給部16から供給される湯水の温度を設定可能な設定部186を有している。設定部186は、利用者が設定した設定温度に関する情報を、制御装置190に送信する。また、制御装置190は、開度調整部191と、記憶部192と、を備えている。なお、以下より、説明の便宜上、第1供給管53aを流れ、供給部16から供給される湯水を、混合水という。
次に、図8を用いて、開度調整部191による給湯混合弁54の制御動作について説明する。なお、以下では、給湯混合弁54の開度が初期開度に調整されている場合、すなわち、開度調整部191によって供給停止状態であると判断された状態からの開度調整部191による給湯混合弁54の制御内容を説明している。
(6−1)
本実施形態では、休止開度決定部194によって、供給部16への混合水の供給が再開された後の混合水の温度変化に応じて休止開度を決定する休止開度決定制御が行われる。また、供給休止状態であると判断された場合には、給湯混合弁54の開度が、所定開度から、記憶部192に記憶されている休止開度に調整されている。また、混合水の供給が再開された場合には、休止開度から、記憶部192に記憶されている安定開度に、給湯混合弁54の開度が調整されている。このため、混合水の供給再開直後に、設定温度と異なる温度の混合水が供給部16に供給されるおそれを低減することができている。
本実施形態では、開度調整部191は、給湯水量センサFLS1から所定量より多い水量検出に関する情報が送信されることで供給部16への混合水の供給が開始されたと判断し、混合水の温度と設定温度とが等しくなるように、給湯混合弁54の開度を調整する安定開度調整制御の実行を開始する。また、安定開度決定部193は、安定開度調整制御が行われている時の給湯混合弁54の開度であって、給湯サーミスタT9の検知結果に基づく混合水の温度と利用者によって設定された設定温度との差が所定範囲(例えば、±0.5℃)内である状態が、所定時間(例えば、2秒)以上継続した時の開度を、安定開度に決定する。このため、例えば、安定開度が設定温度と無関係な開度に決定される場合と比較して、給湯再開後に供給部16から供給される混合水の温度と、設定温度との差を小さくすることができている。
本実施形態では、開度調整部191が、供給休止状態であると判断した後に給湯水量センサFLS1から所定量より多い水量検出に関する情報が送信されることで、供給部16への混合水の供給が再開されたと判断している。また、開度調整部191は、供給部16への混合水の供給が再開されたと判断した場合、判断した直後に、給湯混合弁54の開度を、休止開度から、記憶部192に記憶されている安定開度に調整する。このように、供給再開が検知されると、直ちに給湯混合弁54の開度が安定開度に調整されるため、供給再開後に供給部16から供給される混合水の温度と、設定温度との間に差を生じさせにくくすることができる。これにより、供給再開後のアンダーシュートの発生を防止することができる。
本実施形態では、休止開度決定部194は、供給部16への混合水の供給が再開された後の混合水の温度変化を監視する監視部195を有している。また、休止開度決定部194は、監視部195において特定された温度変化値ΔTが、記憶部192に記憶されているテーブルのいずれの温度変化値範囲に入るかを把握し、把握した温度変化値範囲に応じた補正量を選択して抽出する。そして、休止開度決定部194は、休止開度のパルス量を、記憶部192に記憶されている安定開度のパルス量に補正量αを加えた値に決定する。このように、この貯湯式給湯装置では、供給される混合水の温度変化に応じて、休止開度を決定することができる。
(7−1)変形例2A
上記実施形態では、開度調整部191によって供給部16への混合水の供給が開始されたと判断されてから供給停止状態であると判断されるまでの間に、休止開度決定部195による休止開度調整制御が1度だけ行われている。
上記実施形態では、休止開度決定部194は、休止開度のパルス量を、記憶部192に記憶されている安定開度のパルス量に補正量αを加えた値に決定している。
上記実施形態では、混合水の温度変化値範囲と補正量との対応関係を示すテーブルは、記憶部192に記憶されている。これに加えて、補正量αを、現地で補正できるようにしてもよい。
上記実施形態では、供給部16への混合水の供給再開が検知されると、直ちに給湯混合弁54の開度が第1休止開度、或いは、第2休止開度から安定開度に調整されている。
上記実施形態では、補正量αが、第1供給管53aを流れる混合水の水量、各種運転モード(運転内容)及び設定温度等とは関係なく決定されている。これに代えて、補正量αが、第1供給管53aを流れる混合水の水量、各種運転モード及び設定温度等が加味されて決定されていてもよい。
51a 第1給水管(給水管)
52a 第1出湯管(給湯管)
53a 第1供給管(供給管)
54 給湯混合弁(混合弁)
90 制御装置(制御部)
195 監視部
86,186 設定部
91,191 開度調整部(判断部)
Claims (8)
- 水が流れる給水管(51a)と、
前記給水管を流れる水よりも温度の高い温水が流れる給湯管(52a)と、
前記給水管及び前記給湯管が接続されており、前記給水管を流れる水と前記給湯管を流れる温水とを混合する混合弁(54)と、
前記混合弁に接続されており、前記混合弁において混合された水及び温水からなる混合水を供給部に流すための供給管(53a)と、
前記混合弁の開度を調整することで、前記混合弁において混合される水と温水との混合割合を変更する制御部(90)と、
を備え、
前記制御部は、
前記供給部への混合水の供給が休止されたときに、前記供給部への混合水の供給が休止される前の所定開度から、前記所定開度における混合水の水と温水との混合割合よりも水或いは温水の割合の大きい休止開度となるように、前記混合弁の開度を調整し、
前記供給部への混合水の供給が再開されたときに、前記休止開度から前記所定開度となるように、前記混合弁の開度を調整する、
給湯装置(1)。 - 前記供給部から供給される混合水の温度を設定可能な設定部(86,186)と、
前記供給管を流れる混合水の温度を検出可能な検出部(T9)と、
を更に備え、
前記制御部は、前記供給部への混合水の供給時の開度であって、前記検出部によって検出される混合水の温度と前記設定部によって設定される設定温度との差が所定範囲内となったときの前記混合弁の開度を、所定開度に決定する、
請求項1に記載の給湯装置。 - 前記制御部は、
前記供給部への混合水の供給が再開されたか否かを判断する判断部(91,191)を有し、
前記判断部によって前記供給部への混合水の供給が再開されたと判断された場合には、前記休止開度から前記所定開度となるように、直ちに前記混合弁の開度を調整する、
請求項1又は2に記載の給湯装置。 - 前記所定開度と前記休止開度との差は、予め決定されている、
請求項1から3のいずれか1項に記載の給湯装置。 - 前記休止開度では、前記所定開度における混合水の水と温水との混合割合よりも水の割合が大きい、
請求項4に記載の給湯装置。 - 前記制御部は、前記供給部への混合水の供給が再開された後の混合水の温度変化を監視する監視部(195)を有し、前記監視部の監視結果に基づいて前記休止開度を決定する、
請求項1から3のいずれか1項に記載の給湯装置。 - 前記制御部は、監視部によって監視された混合水の温度変化が高温側への変化である場合には、前記所定開度における混合水の水と温水との混合割合よりも水の割合が大きくなるように、前記休止開度を決定する、
請求項6に記載の給湯装置。 - 前記制御部は、監視部によって監視された混合水の温度変化が低温側への変化である場合には、前記所定開度における混合水の水と温水との混合割合よりも温水の割合が大きくなるように、前記休止開度を決定する、
請求項6又は7に記載の給湯装置。
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- 2010-12-28 JP JP2010293798A patent/JP5598322B2/ja active Active
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