JP2015090230A

JP2015090230A - 貯湯式給湯装置及び給湯システム

Info

Publication number: JP2015090230A
Application number: JP2013229535A
Authority: JP
Inventors: 慎也澤田; Shinya Sawada; 訓永田; Tsutomu Nagata; 和男出口; Kazuo Deguchi; 真之米野; Masayuki Komeno
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2013-11-05
Filing date: 2013-11-05
Publication date: 2015-05-11

Abstract

【課題】メンテナンス作業の作業性の向上を図るとともにメンテナンス作業中でも湯の使用を可能とする。
【解決手段】制御部３は、第１固定モードでは、給湯配管１１が常に第１送湯配管５に接続されるように切替弁９を切替制御するように構成される。さらに、制御部３は、第２固定モードでは、給湯配管１１が常に第２送湯配管１２に接続されるように切替弁９を切替制御するように構成される。故に、制御部３が第１固定モード又は第２固定モードで動作している間は、貯湯式給湯装置Ａ及び補助給湯器７の何れか一方が稼働せず、他方のみが稼働するようになる。そのため、メンテナンス作業の作業性の向上を図るとともにメンテナンス作業中でも湯の使用が可能になる。
【選択図】図１

Description

本発明は、貯湯タンクに溜めた湯を給湯する貯湯式給湯装置、及びその貯湯式給湯装置を用いた給湯システムに関する。

従来、貯湯タンクに溜めた湯を給湯する貯湯式給湯装置と、沸かした湯を貯湯タンクに溜めずに直接給湯するガス給湯器などの補助給湯器とを有するハイブリッド給湯システムが提供されている(例えば、特許文献１参照）。このようなハイブリッド給湯システムは、電気料金の安い夜間に貯湯式給湯装置を稼働して貯湯タンクに湯を溜め、貯湯タンクに貯めた湯が昼間に給湯されて減少したときなどに補助給湯器から給湯するように構成される。

特開２０１２−１３３７６号公報

ところで、貯湯式給湯装置又は補助給湯器の保守作業や点検作業(以下、メンテナンス作業と呼ぶ。)を行う場合、作業対象の機器(貯湯式給湯装置又は補助給湯器)がメンテナンス作業中に稼働してしまうと作業がし難いという問題がある。また、一方の機器(例えば、貯湯式給湯装置)のメンテナンス作業中に補助給湯器が使用できないと湯が使えない虞がある。

本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、メンテナンス作業の作業性の向上を図るとともにメンテナンス作業中でも湯の使用を可能とすることを目的とする。

本発明の貯湯式給湯装置は、水を加熱する加熱源と、前記加熱源で加熱された湯を溜める貯湯タンクと、切替弁の切替制御を行う制御部とを備え、前記切替弁は、給湯負荷に給湯するための給湯配管を、前記貯湯タンクに溜められた湯を給湯するための第１送湯配管と、補助給湯器で沸かした湯を給湯するための第２送湯配管とに択一的に切り替えて接続するように構成され、前記制御部は、自動制御モードと第１固定モードと第２固定モードの３つの制御モードのうちから選択される何れか１つの制御モードに設定され、前記自動制御モードでは、前記貯湯タンク内の湯量及び湯温を検出し、前記湯量及び前記湯温の検出結果に基づいて前記切替弁を切替制御し、前記第１固定モードでは、前記給湯配管が常に前記第１送湯配管に接続されるように前記切替弁を切替制御し、前記第２固定モードでは、前記給湯配管が常に前記第２送湯配管に接続されるように前記切替弁を切替制御するように構成されることを特徴とする。

この貯湯式給湯装置において、前記加熱源はヒートポンプからなることが好ましい。

本発明の給湯システムは、前記貯湯式給湯装置と、ガス給湯器からなる前記補助給湯器と、前記切替弁とを備えることを特徴とする。

本発明の貯湯式給湯装置及び給湯システムは、制御部が第１固定モード又は第２固定モードで動作している間は、貯湯式給湯装置及び補助給湯器の何れか一方のみが稼働するようになるので、メンテナンス作業の対象である貯湯式給湯装置又は補助給湯器が不用意に稼働せず、メンテナンス作業の作業性の向上を図ることができ、さらに、メンテナンス作業の対象でない補助給湯器又は貯湯式給湯装置が継続して稼働するので、メンテナンス作業中でも湯の使用が可能になるという効果がある。

本発明に係る貯湯式給湯装置及び給湯システムの実施形態を示し、(Ａ)はシステム構成図、(Ｂ)は貯湯式給湯装置のブロック図である。同上における制御部の制御動作を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明に係る貯湯式給湯装置及び給湯システムの実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

本実施形態の給湯システムは、図１(Ａ)に示すように貯湯式給湯装置Ａと、補助給湯器７と、切替弁９とを主要な構成要素として備える。

補助給湯器７は、例えば、都市ガスやプロパンガスなどの可燃性ガスを燃焼させるガスバーナにより、給水配管１０を通して上水道(あるいは給水タンク)から供給される水を加熱して湯を沸かすように構成されたガス給湯器からなる。また、補助給湯器７は、沸かした湯を第２送湯配管１２及び給湯配管１１を通して給湯負荷８に供給(送湯)するように構成される。なお、本実施形態における給湯負荷８は、例えば、厨房や浴室内の給水給湯栓、あるいは食器洗浄機などである。

切替弁９は、２つの入口９１，９２を択一的に切り替えて１つの出口９０と繋ぐ電磁弁(いわゆる３方向電磁弁)で構成される。切替弁９は、一方の入口９１に第１送湯配管５(後述する)が接続され、他方の入口９２に第２送湯配管１２が接続され、出口９０に給湯配管１１が接続されている。

ここで、補助給湯器７は、切替弁９が第２送湯配管１２を給湯配管１１に切替接続している状態において、給湯負荷８の給水給湯栓が開栓されたとき、若しくは食器洗浄機が運転しているときに湯沸かし動作を行うように構成されている。したがって、補助給湯器７は、切替弁９が第１送湯配管５を給湯配管１１に切替接続している状態では湯沸かし動作を行わない。なお、このような補助給湯器７(ガス給湯器)は従来周知であるから、詳細な構成及び動作の説明は省略する。

本実施形態の貯湯式給湯装置Ａは、貯湯タンク１と、加熱源であるヒートポンプ２と、制御部３と、温度センサ４とを備える。

貯湯タンク１は、底部に接続されている給水配管１０を通して供給される水を貯留し、且つ頂部に接続されている第１送湯配管５を通して、貯留している湯を供給(送湯)するように構成される。なお、貯湯タンク１から第１送湯配管５を介して給湯配管１１に湯が送られると、給水配管１０内の水圧により貯湯タンク１内に水が補充されるので、貯湯タンク１内は常に満水状態となっている。そして、貯湯タンク１内に貯留された湯水は、図１(Ａ)に示すように上から順番に高温層、中温層、低温層に分かれており、高温層の温度が最も高く、低温層の温度が最も低くなっている。

ヒートポンプ２は、貯湯タンク１に貯留された湯水を取り込んで加熱することによって所定温度(沸き上げ温度)の湯を沸かし、沸かした湯を貯湯配管６を通して頂部から貯湯タンク１内に入れるように構成される。ただし、ヒートポンプ２は、給水配管１０から取り込んだ水を加熱して湯を沸かすように構成されても構わない。なお、このようなヒートポンプ２は従来周知であるから、詳細な構成及び動作の説明は省略する。

温度センサ４は、貯湯タンク１内における湯水の温度を、貯湯タンク１内における複数(例えば、上段、中段、下段の３つ)の位置で測定し、その測定結果(測定温度)を制御部３に出力するように構成される。

制御部３は、図１(Ｂ)に示すように演算処理部３０、メモリ３１、入力部３２、ディスプレイ３３などを備える。

演算処理部３０は、組み込みのプログラムを実行することにより、ヒートポンプ２の動作を制御し、且つ切替弁９の切替制御を行うように構成される。演算処理部３０は、温度センサ４から入力される測定結果、すなわち、貯湯タンク１内の各段の温度測定値に基づき、所定温度以上の湯がどれだけ貯湯されているかを演算する。例えば、下段の温度測定値が所定温度(例えば、６０℃)以上であれば、演算処理部３０は、貯湯タンク１の貯湯量が高レベルにあると判断する。また、下段の温度測定値が前記所定温度未満であり、且つ中段の温度測定値が前記所定温度以上であれば、演算処理部３０は、貯湯タンク１の貯湯量が中レベルにあると判断する。さらに、下段及び中段の温度測定値が前記所定温度未満であり、且つ上段の温度測定値が所定温度(例えば、４５℃)以下であれば、演算処理部３０は、貯湯タンク１の貯湯量が低レベルにあると判断する。

また、演算処理部３０は、自動制御モード、第１固定モード、第２固定モードの３つの制御モードのうちから選択される何れか１つの制御モードで動作するように構成される。自動制御モードでは、演算処理部３０は、貯湯タンク１内の貯湯量及び湯温を検出し、貯湯量及び湯温の検出結果に基づいて切替弁９を切替制御する。また、第１固定モードでは、演算処理部３０は、給湯配管１１が常に第１送湯配管５に接続されるように切替弁９を切替制御する。さらに、第２固定モードでは、演算処理部３０は、給湯配管１１が常に第２送湯配管１２に接続されるように切替弁９を切替制御する。

入力部３２は、押釦スイッチやディップスイッチなどの入力デバイスを有し、これらの入力デバイスから入力される入力情報を演算処理部３０に出力するように構成される。このような入力部３２は、貯湯式給湯装置Ａの給湯動作に関わる種々の情報、例えば、上述した３つの制御モードのうちの１つの制御モードを選択する情報などをユーザが演算処理部３０に指示するために使用される。

ディスプレイ３３は、例えば液晶ディスプレイからなり、演算処理部３０によって表示内容が制御されて、各種の選択や設定を行うための画面や貯湯式給湯装置Ａの動作状態を示す画面などを表示するように構成される。

メモリ３１は、フラッシュメモリやＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性の半導体メモリからなり、入力部３２を用いて入力された種々の情報などを記憶するように構成される。

次に、図２のフローチャートを参照して、本実施形態の貯湯式給湯装置Ａの動作の一例について説明する。

まず、演算処理部３０は、メモリ３１に記憶されている制御モードの情報を読み出し、現在選択されている制御モードが３つの制御モードの何れであるかを判断する(ステップＳ１)。

演算処理部３０は、第１固定モードが選択されていると判断すれば、切替弁９を切替制御して給湯配管１１を第１送湯配管５に接続し(ステップＳ２)、ステップＳ１の処理に戻る。また、演算処理部３０は、第２固定モードが選択されていると判断すれば、切替弁９を切替制御して給湯配管１１を第２送湯配管１２に接続し(ステップＳ３)、ステップＳ１の処理に戻る。

一方、演算処理部３０は、自動制御モードが選択されている判断すると、切替弁９を切替制御して給湯配管１１を第１送湯配管５に接続し(ステップＳ４)、一定の周期で温度センサ４が測定する下段の温度測定値Ｔｍを温度閾値Ｔthと比較する(ステップＳ５)。

演算処理部３０は、下段の温度測定値Ｔｍが温度閾値Ｔthを下回ると、貯湯タンク１内の貯湯量が減少していると判断し、切替弁９を切替制御して給湯配管１１を第２送湯配管１２に接続する(ステップＳ６)。故に、給湯負荷８には、補助給湯器７から湯が供給(給湯)される。

その後、演算処理部３０は、下段の温度測定値Ｔｍを、沸き上げ温度Ｔphから１５℃低い温度閾値と比較するとともに、貯湯タンク１の貯湯量Ｖｍを貯湯量の閾値Ｖthと比較する(ステップＳ７)。

演算処理部３０は、下段の温度測定値Ｔｍが前記温度閾値以上であり、且つ貯湯量Ｖｍが閾値Ｖth以上であると判断すれば、ステップＳ４に戻って切替弁９を切替制御して給湯配管１１を第１送湯配管５に接続する。

一方、演算処理部３０は、下段の温度測定値Ｔｍが前記温度閾値未満であるか、または貯湯量Ｖｍが閾値Ｖth未満であると判断すれば、ステップＳ７の処理をくり返す。

上述のように自動制御モードにおける演算処理部３０は、貯湯式給湯装置Ａを優先的に稼働し、貯湯タンク１内の湯温が低下して湯切れが発生する虞があると判断すれば、補助給湯器７から給湯負荷８に給湯させるように切替弁９を切替制御する。

ここで、貯湯式給湯装置Ａのメンテナンス作業が行われる間、制御部３の制御モードが第２固定モードに設定されていれば、メンテナンス作業中に不用意に貯湯式給湯装置Ａが稼働することがなく、作業がし易い。そして、貯湯式給湯装置Ａのメンテナンス作業中は、補助給湯器７から給湯することで継続して湯を使用することができる。一方、補助給湯器７のメンテナンス作業が行われる間、制御部３の制御モードが第１固定モードに設定されていれば、メンテナンス作業中に不用意に補助給湯器７が稼働することがなく、作業がし易い。そして、補助給湯器７のメンテナンス作業中は、貯湯式給湯装置Ａから給湯することで継続して湯を使用することができる。

上述のように本実施形態の貯湯式給湯装置Ａは、水を加熱する加熱源(ヒートポンプ２)と、加熱源(ヒートポンプ２)で加熱された湯を溜める貯湯タンク１と、切替弁９の切替制御を行う制御部３とを備える。切替弁９は、給湯負荷８に給湯するための給湯配管１１を、貯湯タンク１に溜められた湯を給湯するための第１送湯配管５と、補助給湯器７で沸かした湯を給湯するための第２送湯配管１２とに択一的に切り替えて接続するように構成される。制御部３は、自動制御モードと第１固定モードと第２固定モードの３つの制御モードのうちから選択される何れか１つの制御モードに設定される。制御部３は、自動制御モードでは、貯湯タンク１内の湯量及び湯温を検出し、湯量及び湯温の検出結果に基づいて切替弁９を切替制御するように構成される。また、制御部３は、第１固定モードでは、給湯配管１１が常に第１送湯配管５に接続されるように切替弁９を切替制御するように構成される。さらに、制御部３は、第２固定モードでは、給湯配管１１が常に第２送湯配管１２に接続されるように切替弁９を切替制御するように構成される。

本実施形態の貯湯式給湯装置Ａによれば、制御部３が第１固定モード又は第２固定モードで動作している間は、貯湯式給湯装置Ａ及び補助給湯器７の何れか一方が稼働しないようになる。そのため、メンテナンス作業の対象である貯湯式給湯装置Ａ又は補助給湯器７が不用意に稼働せず、メンテナンス作業の作業性の向上を図ることができる。さらに、メンテナンス作業の対象でない補助給湯器７又は貯湯式給湯装置Ａが継続して稼働するので、メンテナンス作業中でも湯の使用が可能になる。

なお、本実施形態の給湯システムでは補助給湯器７をガス給湯器としたが、ガス給湯器以外の給湯器、例えば、特許文献１記載の従来例に記載されている太陽熱温水器を加熱源とする給湯器を補助給湯器７としても構わない。

Ａ貯湯式給湯装置
１貯湯タンク
２ヒートポンプ(加熱源)
３制御部
５第１送湯配管
７補助給湯器
８給湯負荷
９切替弁
１１給湯配管
１２第２送湯配管

Claims

水を加熱する加熱源と、前記加熱源で加熱された湯を溜める貯湯タンクと、切替弁の切替制御を行う制御部とを備え、
前記切替弁は、給湯負荷に給湯するための給湯配管を、前記貯湯タンクに溜められた湯を給湯するための第１送湯配管と、補助給湯器で沸かした湯を給湯するための第２送湯配管とに択一的に切り替えて接続するように構成され、
前記制御部は、自動制御モードと第１固定モードと第２固定モードの３つの制御モードのうちから選択される何れか１つの制御モードに設定され、前記自動制御モードでは、前記貯湯タンク内の湯量及び湯温を検出し、前記湯量及び前記湯温の検出結果に基づいて前記切替弁を切替制御し、前記第１固定モードでは、前記給湯配管が常に前記第１送湯配管に接続されるように前記切替弁を切替制御し、前記第２固定モードでは、前記給湯配管が常に前記第２送湯配管に接続されるように前記切替弁を切替制御するように構成されることを特徴とする貯湯式給湯装置。
前記加熱源はヒートポンプからなることを特徴とする請求項１記載の貯湯式給湯装置。
請求項１又は２の貯湯式給湯装置と、ガス給湯器からなる前記補助給湯器と、前記切替弁とを備えることを特徴とする給湯システム。