JP2019090561A - 貯湯式給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】風呂熱回収の処理時間の短縮に有利であるとともに、設置環境の変化に対応可能な貯湯式給湯装置を提供する。【解決手段】貯湯式給湯装置３５は、タンク水ポンプ１２及び浴水ポンプ２９を同時に動作させることにより浴槽３０内の浴水の熱を貯湯タンク８内に回収する熱回収運転と、熱回収運転の開始前に実施され、フロースイッチ４７が循環ありを検知する最小の浴水ポンプ２９の回転速度に相当する最小ポンプ回転速度を検出する最小ポンプ回転速度検出処理とを含む風呂熱回収モードを有する制御装置３６とを備える。最小ポンプ回転速度検出処理において、制御装置３６は、予め設定された初期回転速度で浴水ポンプ２９を動作させた後に、浴水ポンプ２９の回転速度を変化させる。制御装置３６は、最小ポンプ回転速度検出処理により検出された最小ポンプ回転速度を、次回の最小ポンプ回転速度検出処理の初期回転速度として設定する。【選択図】図１

Description

本発明は、貯湯式給湯装置に関する。

浴槽からの浴水を循環させる循環ポンプを備えた給湯装置において、設置環境に応じて最適な運転を可能とするため、循環ポンプの回転速度を変化させる技術が知られている。特許文献１には、フロースイッチにより循環回路内に水流がありと判定された場合は循環ポンプの回転速度を小さくし、水流がなしと判定された場合は循環ポンプの回転速度を大きくする調整手段を設けた構成が開示されている。

特開平１０−１０３７６５号公報

入浴後に浴槽に残った浴水の熱を貯湯タンク内へ回収する風呂熱回収動作を実行可能な貯湯式給湯装置が知られている。風呂熱回収動作を行うたびに特許文献１のようにして循環ポンプの回転速度を調整すると仮定すると、以下のような課題がある。適正なポンプ回転速度を検出するまでには時間がかかるため、風呂熱回収の処理時間が長くなって使い勝手が悪くなったり、浴槽内の浴水が放熱してしまい回収熱量が低下したりする。

その一方で、風呂熱回収動作を最初に実行するときにだけ循環ポンプの回転速度を調整すると仮定すると、以下のような課題がある。その後の熱回収運転のときのポンプ回転速度が一定値となるので、例えば浴室のリフォームのような設置環境の変化に対応できない。設置環境の変化によって最適なポンプ回転速度が変わると、熱回収運転の回収熱量が低下する可能性がある。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、風呂熱回収の処理時間の短縮に有利であるとともに、設置環境の変化に対応可能な貯湯式給湯装置を提供することを目的とする。

本発明に係る貯湯式給湯装置は、貯湯タンクと、浴槽からの浴水と、貯湯タンクからのタンク水との間で熱を交換する熱交換器と、タンク水を熱交換器に循環させるタンク水ポンプを有する第一流路と、浴水を熱交換器に循環させる浴水ポンプを有する第二流路と、第二流路に浴水が循環しているか否かを検出するフロースイッチと、タンク水ポンプ及び浴水ポンプを同時に動作させることにより浴槽内の浴水の熱を貯湯タンク内に回収する熱回収運転と、熱回収運転の開始前に実施され、フロースイッチが循環ありを検知する最小の浴水ポンプの回転速度に相当する最小ポンプ回転速度を検出する最小ポンプ回転速度検出処理とを含む風呂熱回収モードを有する制御手段と、を備え、最小ポンプ回転速度検出処理において、制御手段は、予め設定された初期回転速度で浴水ポンプを動作させた後に、浴水ポンプの回転速度を変化させ、制御手段は、最小ポンプ回転速度検出処理により検出された最小ポンプ回転速度を、次回の最小ポンプ回転速度検出処理の初期回転速度として設定するものである。

本発明によれば、風呂熱回収の処理時間の短縮に有利であるとともに、設置環境の変化に対応可能な貯湯式給湯装置を提供することが可能となる。

実施の形態１による貯湯式給湯装置を示す図である。 実施の形態１による貯湯式給湯装置の風呂熱回収モードについて示したフローチャートである。 実施の形態１による貯湯式給湯装置が備えるリモコン装置の一例を示す図である。

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。各図において共通または対応する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を簡略化または省略する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１による貯湯式給湯装置３５を示す図である。図１に示すように、本実施の形態１の貯湯式給湯装置３５は、タンクユニット３３、ＨＰ（ヒートポンプ）ユニット７、及びリモコン装置４４を備える。ＨＰユニット７とタンクユニット３３との間は、ＨＰ往き配管１４とＨＰ戻り配管１５と図示しない電気配線とを介して接続されている。タンクユニット３３には、制御装置３６が内蔵されている。タンクユニット３３及びＨＰユニット７が備える各種弁類、ポンプ類等の作動は、これらと電気的に接続された制御装置３６により制御される。

リモコン装置４４は、運転動作指令及び設定値の変更などに関するユーザーの操作を受け付ける機能を有する。リモコン装置４４は、ユーザーインターフェースの例である。制御装置３６とリモコン装置４４の間は、有線または無線により、双方向にデータ通信可能に接続されている。リモコン装置４４には、貯湯式給湯装置３５の状態等の情報を表示する表示部８５、ユーザーが操作するスイッチ等の操作部、スピーカ、マイク等が搭載されている。リモコン装置４４の表示部８５は、ユーザーに情報を報知する報知手段としての機能を有する。本実施の形態におけるリモコン装置４４は、表示部８５を報知手段として備えるが、変形例として、例えば音声案内装置のような他の報知手段を備えてもよい。

本実施の形態において、リモコン装置４４は、例えば台所、リビング、浴室などの壁に設置されたものでもよい。複数のリモコン装置４４が制御装置３６に対して通信可能でもよい。また、例えばスマートフォンのような携帯端末がリモコン装置４４のようなユーザーインターフェースとしての機能を有するように構成してもよい。当該携帯端末と制御装置３６とが、ネットワークを介して通信してもよい。

ＨＰユニット７は、水を加熱する加熱手段の例である。ＨＰユニット７は、圧縮機１、水冷媒熱交換器３、膨張弁４、空気熱交換器６を冷媒配管５にて環状に接続した冷媒回路を備える。ＨＰユニット７は、この冷媒回路によりヒートポンプサイクルの運転を行う。水冷媒熱交換器３では、圧縮機１で圧縮された冷媒と、タンクユニット３３から導かれた水との間で熱を交換することで、水が加熱される。圧縮機１で圧縮された冷媒と、水道等の水源から直接供給される水とを水冷媒熱交換器３で熱交換させることができる構成を備えてもよい。入口温度センサ４０は、水冷媒熱交換器３に流入する水の温度を検出する。出口温度センサ３９は、水冷媒熱交換器３から流出する湯の温度を検出する。

タンクユニット３３には、以下の各種部品及び配管などが内蔵されている。貯湯タンク８は、湯水を貯留する。貯湯タンク８の内部では、温度による水の密度の差によって、上側が高温で下側が低温になる温度成層を形成することができる。貯湯タンク８は、図示のような単一のタンクで構成されるものに限らず、直列に接続された複数のタンクを備えるものでもよい。直列に接続された複数の貯湯タンクでは、上位側のタンクの下部と、当該タンクに対して低位側となる次のタンクの上部とが管を介して順次連結される。以下の説明で、貯湯タンク８における高さ方向すなわち上下方向の位置に関して言及するが、貯湯タンク８が直列に接続された複数のタンクを備えるものである場合には、最上位のタンクから最下位のタンクまでの全体の階層において、上下方向の位置が特定されるものとする。

貯湯タンク８の下部に設けられた水導入口８ａには、第三給水配管９ｃが接続されている。水道等の水源から第一給水配管９ａを通って供給される水は、減圧弁３１で所定圧力に調圧された上で、第三給水配管９ｃを通って貯湯タンク８内に流入する。貯湯タンク８の上部には、貯湯タンク８内に貯留された湯を貯湯式給湯装置３５の外部へ供給するための温水導入出口８ｄと、ＨＰ戻り配管１５に連通可能な温水導入出口８ｅとが設けられている。貯湯タンク８の表面には、複数の貯湯温度センサ４１，４２，４３が高さを変えて取り付けられている。貯湯温度センサ４１は、中温水導入出口８ｆと同じ高さの位置、または中温水導入出口８ｆに近い高さの位置にある。貯湯温度センサ４２は、貯湯温度センサ４１より高い位置にある。貯湯温度センサ４３は、貯湯温度センサ４１より低い位置にある。これらの貯湯温度センサ４１，４２，４３で貯湯タンク８内の湯水の温度分布を検出することにより、貯湯タンク８内の残湯量または蓄熱量を把握できる。

制御装置３６は、ＨＰユニット７で加熱された湯を貯湯タンク８に流入させる貯湯運転を制御する。制御装置３６は、貯湯タンク８内の残湯量または蓄熱量に応じて、貯湯運転の開始及び停止などを制御する。貯湯運転では、以下のようになる。貯湯タンク８の下部から流出する低温水は、ＨＰ往き配管１４を経由してＨＰユニット７に導かれ、水冷媒熱交換器３において加熱され、湯すなわち高温水となる。この高温水は、ＨＰ戻り配管１５を経由して、貯湯タンク８の上部の温水導入出口８ｅから貯湯タンク８内に流入する。このような貯湯運転が実行されることで、貯湯タンク８の内部では、上層部から高温水が貯えられていき、この高温水層が徐々に厚くなっていく。制御装置３６は、貯湯温度センサ４１，４２，４３により把握される貯湯タンク８内の貯湯量または蓄熱量が所定量を超えると、貯湯運転を終了する。

タンクユニット３３には、タンク水ポンプ１２及び風呂用熱交換器２０が内蔵されている。タンク水ポンプ１２は、各種配管に湯水を循環させるためのポンプであり、第一送水配管１３ａ上に設けられている。風呂用熱交換器２０は、貯湯タンク８から供給されるタンク水と、浴槽３０からの浴水との間で熱を交換する。

風呂往き配管２７及び風呂戻り配管２８は、浴槽３０に設置された浴槽アダプタ８０に接続されている。風呂用熱交換器２０は、風呂往き配管２７及び風呂戻り配管２８の途中に設置されている。風呂往き配管２７の途中には、風呂用熱交換器２０を通過した浴水の温度を検出するための風呂往き温度センサ３７が設置されている。風呂戻り配管２８の途中には、浴水を循環させるための浴水ポンプ２９と、浴槽３０から出て風呂用熱交換器２０に入る前の浴水の温度を検出するための風呂戻り温度センサ３８と、浴槽３０内の水位レベルを検出するための水位センサ４６と、風呂戻り配管２８における水の循環を検出するためのフロースイッチ４７とが設置されている。以下の説明では、風呂戻り温度センサ３８により検出される温度を「風呂戻り温度」と称する。また、風呂往き温度センサ３７により検出される温度を「風呂往き温度」と称する。

三方弁１１は、入口となるａポート及びｂポートと、出口となるｃポートとを有する流路切替手段である。三方弁１１は、ａ−ｃ、ｂ−ｃの２つの経路の間で流路切替可能に構成されている。

四方弁１６は、入口となるａポート及びｂポートと、出口となるｃポート及びｄポートとを有する流路切替手段である。四方弁１６は、ａ−ｃ、ａ−ｄ、ｂ−ｃ、ｂ−ｄの４つの経路の間で流路切替可能に構成されている。

四方弁１８は、入口となるａポートと、出口となるｂポート、ｃポート、及びｄポートとを有する流路切替手段である。四方弁１８は、ａ−ｂ、ａ−ｃ、ａ−ｄの３つの経路の間で流路切替可能に構成されている。

タンクユニット３３は、低温配管１０、第一送水配管１３ａ、第一温水配管１７ａ、第二温水配管１７ｂ、第三温水配管１９ａ、第四温水配管１９ｂ、及び第五温水配管１９ｃを有している。低温配管１０は、貯湯タンク８の下部に設けられた水導出口８ｂと、三方弁１１のａポートとを接続する。第一送水配管１３ａは、三方弁１１のｃポートと、タンク水ポンプ１２の入口とを接続する。ＨＰ往き配管１４は、タンク水ポンプ１２の出口と、ＨＰユニット７の入口とを接続する。ＨＰ戻り配管１５は、ＨＰユニット７の出口と、四方弁１６のｂポートとを接続する。第一温水配管１７ａは、四方弁１６のｄポートと、四方弁１８のａポートとを接続する。第二温水配管１７ｂは、四方弁１６のｃポートと、貯湯タンク８の下部に設けられた水導入口８ｃとを接続する。第三温水配管１９ａは、四方弁１８のｂポートと、貯湯タンク８上部の温水導入出口８ｅとを接続する。第四温水配管１９ｂは、四方弁１８のｄポートと、貯湯タンク８の上部に設けられた温水導入出口８ｄとを接続する。第五温水配管１９ｃは、四方弁１８のｃポートと、貯湯タンク８の上部から中間部の間に設けられた温水導入口８ｇとを接続する。

第一タンク循環配管２０ａは、四方弁１８のｂポートと、風呂用熱交換器２０のタンク水の入口とを接続する。第二タンク循環配管２０ｃは、風呂用熱交換器２０のタンク水の出口と、三方弁１１のｂポートとを接続する。第二送水配管１３ｂは、ＨＰ往き配管１４におけるタンク水ポンプ１２とＨＰユニット７の入口との間から分岐し、四方弁１６のａポートに接続される。

さらに、タンクユニット３３は、中温配管７９、第一給水配管９ａ、第二給水配管９ｂ、第三給水配管９ｃ、第四給水配管９ｄ、給湯用混合弁２２、風呂用混合弁２３、中温水切替弁７８、給湯配管２４、風呂配管２５、戻り配管２０ｂ、及び逆止弁５０を有している。

中温水切替弁７８は、入口となるａポート及びｂポートと、出口となるｃポートとを有する流路切替手段である。中温水切替弁７８は、ａ−ｃ、ｂ−ｃの２つの経路の間で流路切替可能に構成されている。

給湯用混合弁２２は、第一入口、第二入口、及び出口を備える混合手段である。風呂用混合弁２３は、第一入口、第二入口、及び出口を備える混合手段である。

第一給水配管９ａの一端は水道等の水源に接続される。第一給水配管９ａの他端には減圧弁３１を介して第二給水配管９ｂ及び第三給水配管９ｃが接続される。第二給水配管９ｂは、中温水切替弁７８のａポートに接続されている。中温配管７９は、貯湯タンク８の中間部に設けられた中温水導入出口８ｆと中温水切替弁７８のｂポートとを接続している。戻り配管２０ｂは、第二タンク循環配管２０ｃの途中から分岐して、中温配管７９の途中に接続されている。逆止弁５０は、戻り配管２０ｂ上に設置されている。逆止弁５０は、貯湯タンク８の中間部から貯湯タンク８の下部へ向かう流れを阻害する。これにより、貯湯タンク８の中間部から貯湯タンク８の下部への熱の流出を確実に防止できる。第四給水配管９ｄの一端は、中温水切替弁７８のｃポートに接続されている。第四給水配管９ｄの他端は、給湯用混合弁２２及び風呂用混合弁２３のそれぞれの第一入口に接続されている。高温配管２１の一端は、貯湯タンク８の温水導入出口８ｄに連通する。高温配管２１の他端は、給湯用混合弁２２及び風呂用混合弁２３のそれぞれの第二入口に接続されている。

中温水切替弁７８は、第二給水配管９ｂと第四給水配管９ｄとが連通する第一流路状態と、中温配管７９と第四給水配管９ｄとが連通する第二流路状態の２つの流路状態を切替えて使用する。中温水切替弁７８を第一流路状態にすると、水源から供給される低温水が、第二給水配管９ｂ及び第四給水配管９ｄを通って、給湯用混合弁２２及び風呂用混合弁２３へ供給される状態になる。中温水切替弁７８の第一流路状態は、「低温水使用状態」に相当する。中温水切替弁７８を第二流路状態にすると、貯湯タンク８から中温配管７９を通って供給される中温水が、第四給水配管９ｄを通って、給湯用混合弁２２及び風呂用混合弁２３へ供給される状態になる。中温水切替弁７８の第二流路状態は、「中温水使用状態」に相当する。

給湯用混合弁２２は、貯湯タンク８から高温配管２１を通って供給される高温水と、第四給水配管９ｄから供給される低温水もしくは中温水との流量比を調整することにより、ユーザーがリモコン装置４４にて設定した設定温度の湯を生成し、給湯配管２４に流入させる。給湯用混合弁２２で温度調整された湯は、給湯配管２４から給湯栓３４を経由して、ユーザーが使用するシャワー、カラン等の蛇口（図示省略）に供給される。

風呂用混合弁２３は、貯湯タンク８から高温配管２１を通って供給される高温水と、第四給水配管９ｄから供給される低温水もしくは中温水との流量比を調整することにより、ユーザーがリモコン装置４４にて設定した設定温度の湯を生成可能である。風呂用混合弁２３で設定温度に調整された湯は、風呂配管２５により、風呂用流量センサ４５、風呂用電磁弁２６、風呂往き配管２７、風呂戻り配管２８を経て、浴槽３０へ流入する。

制御装置３６は、風呂用流量センサ４５及び水位センサ４６により検出される情報に基づいて湯張りの完了を判定することにより、湯張り完了時の浴槽３０内の浴水の量である湯張り湯量が、ユーザーがリモコン装置４４にて設定した湯量に等しくなるように制御できる。本実施の形態の貯湯式給湯装置３５は、風呂自動運転を実行可能なものでもよい。リモコン装置４４にて風呂自動運転が設定されると、制御装置３６は、湯張りの完了後、浴槽３０内の浴水の温度及び量が、リモコン装置４４で設定された温度及び量に維持されるように、必要に応じて、浴水の昇温、冷却、足し湯、さし水を行う。

本実施の形態における制御装置３６は、風呂熱回収モードを制御モードとして備えている。風呂熱回収モードは、入浴の終了後に、浴槽３０内に残った浴水の熱を貯湯タンク８内へ回収するためのモードである。制御装置３６は、リモコン装置４４に対するユーザー操作に応じて風呂熱回収モードを開始してもよい。例えば、リモコン装置４４の所定のボタンが押下された場合に制御装置３６が風呂熱回収モードを開始してもよい。本実施の形態における風呂熱回収モードは、熱回収運転と、熱回収運転の開始前に行われる最小ポンプ回転速度検出処理とを含む。熱回収運転は、タンク水ポンプ１２及び浴水ポンプ２９を同時に動作させることにより浴槽３０内の浴水の熱を貯湯タンク８内に移送する運転である。最小ポンプ回転速度検出処理は、フロースイッチ４７が循環ありを検知する最小の浴水ポンプ２９の回転速度に相当する最小ポンプ回転速度を検出するための処理である。

熱回収運転のときには、以下のようになる。三方弁１１は、ａポートとｃポートとが連通し、ｂポートが閉状態となるように制御される。これにより、低温配管１０と第一送水配管１３ａとが連通するとともに、第二タンク循環配管２０ｃへの流路が遮断される。四方弁１６は、ａポートとｄポートとが連通し、ｂポートとｃポートとが閉状態となるように制御される。これにより、第二送水配管１３ｂと第一温水配管１７ａとが連通するとともに、第二温水配管１７ｂ側を閉として貯湯タンク８の下部への流路が遮断される。四方弁１８は、ａポートとｂポートとが連通し、ｃポートとｄポートとが閉状態となるように制御される。これにより、第一温水配管１７ａと第三温水配管１９ａとが連通するとともに、第四温水配管１９ｂ及び第五温水配管１９ｃ側を閉として貯湯タンク８の中間部への流路が遮断される。

熱回収運転では、上記のように三方弁１１、四方弁１６、及び四方弁１８が制御された状態で、タンク水ポンプ１２が運転される。タンク水は、以下のように循環する。貯湯タンク８の水導出口８ｂから低温配管１０を通って流出した低温のタンク水は、三方弁１１、第一送水配管１３ａ、タンク水ポンプ１２、第二送水配管１３ｂ、四方弁１６、第一温水配管１７ａ、四方弁１８、第三温水配管１９ａ、及び第一タンク循環配管２０ａを通って、風呂用熱交換器２０に流入する。風呂用熱交換器２０内で、タンク水は、浴槽３０からの浴水の熱により加熱され、浴槽３０内の浴水の温度に近い温度になる。この加熱されたタンク水を以下「熱回収温水」と呼ぶことがある。熱回収温水は、風呂用熱交換器２０から、戻り配管２０ｂ、逆止弁５０、及び中温配管７９を通って、中温水導入出口８ｆから貯湯タンク８内に流入する。本実施の形態では、上述したタンク水の流路が「第一流路」に相当する。風呂熱回収モードが実施されると、貯湯タンク８内の中温水導入出口８ｆの近くに、熱回収温水が貯留される。

浴水ポンプ２９が運転されると、浴槽３０内の浴水が、浴槽アダプタ８０から風呂戻り配管２８へ引き込まれ、風呂戻り配管２８を通って風呂用熱交換器２０に流入する。風呂用熱交換器２０を通過した浴水は、風呂往き配管２７を通り、浴槽アダプタ８０から浴槽３０内に流入する。本実施の形態では、上述した浴水の流路が「第二流路」に相当する。

熱回収運転では、浴水ポンプ２９の回転速度をなるべく低くした方が、回収熱量を多くする上で有利になる傾向があるとともに、浴水ポンプ２９の電力消費を抑制できる。ただし、フロースイッチ４７が循環ありを検知できないほどに浴水ポンプ２９の回転速度を低くすると、浴水が正常に循環しているかどうかを制御装置３６が検知できないので、好ましくない。最小ポンプ回転速度は、タンクユニット３３に対する浴槽３０の設置環境に応じて、変化する。例えば、風呂往き配管２７及び風呂戻り配管２８の長さが長いほど、圧力損失が増加するので、最小ポンプ回転速度は高くなる。本実施の形態では、最小ポンプ回転速度検出処理により検出された最小ポンプ回転速度に基づいて、熱回収運転での浴水ポンプ２９の回転速度を制御する。これにより、熱回収運転において、設置環境に応じた適正な回転速度で浴水ポンプ２９を動作させることができ、回収熱量を多くする上で有利になるとともに、浴水ポンプ２９の電力消費をできるだけ抑制できる。また、熱回収運転の開始前に最小ポンプ回転速度検出処理を行うことで、設置環境の変化によって最小ポンプ回転速度が変化した場合においても、その変化に追従して対応することができる。

次に、図２を参照して、実施の形態１における特徴的制御の一例を説明する。図２は、実施の形態１による貯湯式給湯装置３５の風呂熱回収モードについて示したフローチャートである。

まず、ステップＳ１では、制御装置３６は、今回の風呂熱回収モードの実行が、貯湯式給湯装置３５の設置後の初回であるか否かを判定する。その結果、今回の風呂熱回収モードの実行が初回であった場合、ステップＳ２に進む。一方、上記ステップＳ１において、今回の風呂熱回収モードの実行が初回でなく２回目以降である場合、ステップＳ３に進む。

ステップＳ２では、制御装置３６は、初期回転速度を第一ポンプ回転速度で更新する。第一ポンプ回転速度は、制御装置３６に予め記憶されている。第一ポンプ回転速度は、例えば２５００ｒｐｍでもよい。

ステップＳ３では、制御装置３６は、最小ポンプ回転速度検出処理を以下のようにして行う。まず、制御装置３６は、予め設定された初期回転速度で浴水ポンプ２９を動作させる。その状態で、制御装置３６は、フロースイッチ４７が循環ありを検知すれば浴水ポンプ２９の回転速度を下げ、フロースイッチ４７が循環なしを検知すれば浴水ポンプ２９の回転速度を上げるように浴水ポンプ２９の回転速度を変化させる。このようにして、制御装置３６は、浴水ポンプ２９の回転速度を徐々に変えながら、フロースイッチ４７が循環ありを検知する最小の浴水ポンプ２９の回転速度、すなわち最小ポンプ回転速度を検出する。制御装置３６は、その検出された最小ポンプ回転速度の値を記憶する。

前述したように、本実施の形態では、風呂熱回収モードの実行が初回のときの最小ポンプ回転速度検出処理においては、制御装置３６は、予め記憶された第一ポンプ回転速度を初期回転速度として設定する。第一ポンプ回転速度は、風呂往き配管２７及び風呂戻り配管２８の長さが最も短くなると考えられるような設置環境において、フロースイッチ４７が循環ありを検知する最小の浴水ポンプ２９の回転速度となるような値にされていることが望ましい。これにより、最小ポンプ回転速度検出処理が最初に実行される場合でも、処理時間を抑制できる。

ステップＳ４では、制御装置３６は、ステップＳ３で検出された最小ポンプ回転速度が予め設定された上限回転速度未満であるか否かを判定する。その結果、最小ポンプ回転速度が上限回転速度未満であった場合、ステップＳ５に進む。一方、上記ステップＳ４において、最小ポンプ回転速度が上限回転速度以上であった場合、ステップＳ１０に進む。なお、上限回転速度は、第一ポンプ回転速度よりも大きい値とする。最小ポンプ回転速度が上限回転速度以上である場合には、風呂往き配管２７または風呂戻り配管２８の潰れまたは詰まりのような異常があると考えられる。ステップＳ４の処理によれば、そのような異常を検出することができる。

ステップＳ５では、制御装置３６は、ステップＳ３で検出された最小ポンプ回転速度が下限回転速度よりも大きいか否かを判定する。その結果、最小ポンプ回転速度が下限回転速度よりも大きい場合、ステップＳ６に進む。一方、上記ステップＳ５において、最小ポンプ回転速度が下限回転速度以下であった場合、ステップＳ１０に進む。なお、下限回転速度は、第一ポンプ回転速度よりも小さい値とする。最小ポンプ回転速度が下限回転速度以下である場合には、フロースイッチ４７または浴水ポンプ２９に異常があると考えられる。ステップＳ５の処理によれば、そのような異常を検出することができる。

ステップＳ６では、制御装置３６は、フロースイッチ４７または浴水ポンプ２９に異常の発生がないかどうかを判定する。その結果、フロースイッチ４７または浴水ポンプ２９に異常の発生がない場合、ステップＳ７に進む。一方、上記ステップＳ６において、フロースイッチ４７または浴水ポンプ２９に異常の発生がある場合、ステップＳ１０に進む。異常が発生している場合は、正常に最小ポンプ回転速度を検出できていない可能性があるので、ステップＳ６は、この状態を検出するための判定となる。

ステップＳ７では、制御装置３６は、次回の最小ポンプ回転速度検出処理で使用する初期回転速度を、今回の最小ポンプ回転速度検出処理で検出された最小ポンプ回転速度の値で更新する。すなわち、制御装置３６は、今回の最小ポンプ回転速度検出処理により検出された最小ポンプ回転速度を、次回の最小ポンプ回転速度検出処理の初期回転速度として設定する。最小ポンプ回転速度検出処理で使用する初期回転速度が、実際の最小ポンプ回転速度に近いほど、制御装置３６は短い時間で最小ポンプ回転速度を検出することが可能である。このため、今回の最小ポンプ回転速度検出処理により検出された最小ポンプ回転速度を次回の最小ポンプ回転速度検出処理の初期回転速度として設定することで、次回の最小ポンプ回転速度検出処理の時間を短縮することができ、風呂熱回収モード全体の処理時間も短縮できる。また、初期回転速度が毎回更新されることで、設置環境の変化に追従して初期回転速度を適正に更新することができる。

ステップＳ８では、制御装置３６は、熱回収運転のときの浴水ポンプ２９の目標回転速度を計算する。本実施の形態では、ステップＳ３で検出された最小ポンプ回転速度に第二ポンプ回転速度を加算した速度を熱回収運転のときの浴水ポンプ２９の目標回転速度とする。第二ポンプ回転速度は、最小ポンプ回転速度よりも小さい値である。第二ポンプ回転速度は、例えば１００ｒｐｍでもよい。

次に、ステップＳ９へ進み、制御装置３６は、熱回収運転を行う。熱回収運転において、制御装置３６は、ステップＳ８で計算された目標回転速度で浴水ポンプ２９を動作させる。最小ポンプ回転速度で浴水ポンプ２９を動作させれば、フロースイッチ４７により循環ありを検出できると想定できるが、フロースイッチ４７の判定ばらつきにより、循環なしを検出してしまう可能性がある。そのため、本実施の形態では、より確実にフロースイッチ４７が循環ありを検出できるようにするため、最小ポンプ回転速度に第二ポンプ回転速度を加算した値を熱回収運転のときの浴水ポンプ２９の目標回転速度としている。なお、第二ポンプ回転速度は、浴水の循環流量を０．１Ｌ／ｍｉｎ程度大きくできる値が望ましい。

ステップＳ１０では、制御装置３６は、次回の最小ポンプ回転速度検出処理で使用する初期回転速度を、今回の最小ポンプ回転速度検出処理で検出された最小ポンプ回転速度の値ではなく、前回の最小ポンプ回転速度検出処理において使用した初期回転速度の値で更新する。このように、本実施の形態では、今回の最小ポンプ回転速度検出処理により検出された最小ポンプ回転速度が予め設定された上限回転速度以上の場合、または今回の最小ポンプ回転速度検出処理により検出された最小ポンプ回転速度が予め設定された下限回転速度以下の場合、あるいは風呂熱回収モードが完了する前にフロースイッチ４７または浴水ポンプ２９に異常が発生した場合には、制御装置３６は、今回の最小ポンプ回転速度検出処理で検出された最小ポンプ回転速度の値を次回の最小ポンプ回転速度検出処理の初期回転速度として設定しないようにする。これらの場合には、正確な最小ポンプ回転速度が検出できていないと考えられるためである。

また、制御装置３６は、今回の最小ポンプ回転速度検出処理により検出された最小ポンプ回転速度が予め設定された上限回転速度以上の場合、または今回の最小ポンプ回転速度検出処理により検出された最小ポンプ回転速度が予め設定された下限回転速度以下の場合、あるいはフロースイッチ４７または浴水ポンプ２９に異常が発生した場合には、制御装置３６は、熱回収運転を実行しないようにする。これらの場合には、熱回収運転を正常に実行できない可能性があるためである。

図３は、実施の形態１による貯湯式給湯装置３５が備えるリモコン装置４４の一例を示す図である。図３に示すように、最小ポンプ回転速度検出処理が実行中である場合には、その旨をリモコン装置４４の表示部８５に表示することでユーザーに報知してもよい。これにより、最小ポンプ回転速度検出処理の実行中には熱回収運転をまだ行わないことをユーザーに知らせることができ、貯湯式給湯装置３５が正常に動作していることをユーザーが容易に確認することができる。

図３に示す例のリモコン装置４４は、初期回転速度初期化スイッチ８１、設定変更スイッチ８２、ポンプ回転速度設定スイッチ８３、及び回転速度表示スイッチ８４を備えている。初期回転速度初期化スイッチ８１を操作すると、最小ポンプ回転速度検出処理に用いる初期回転速度を、初期値すなわち第一ポンプ回転速度に戻すことができる。例えば、製品の入れ替え、浴室のリフォーム等によって、設置環境が変化したときに、初期回転速度初期化スイッチ８１を操作することで、容易に対応できる。

設定変更スイッチ８２は、最小ポンプ回転速度検出処理を無効とするための手段の例である。設定変更スイッチ８２を操作すると、最小ポンプ回転速度検出処理の実行を禁止することを選択できる。最小ポンプ回転速度検出処理を無効にすれば、熱回収運転中の浴水ポンプ２９の回転速度が設置環境に応じて調節されない代わりに、風呂熱回収モードの処理時間を短縮させることができる。

ポンプ回転速度設定スイッチ８３は、熱回収運転のときの浴水ポンプ２９の回転速度を設定可能な手段の例である。ポンプ回転速度設定スイッチ８３を操作すると、熱回収運転のときの浴水ポンプ２９の回転速度をユーザーが任意の値に設定できる。最小ポンプ回転速度検出処理を無効とした場合、熱回収運転のときの浴水ポンプ２９の回転速度をユーザー自身で適正な値に変更できる。

回転速度表示スイッチ８４は、熱回収運転中の浴水ポンプ２９の回転速度をリモコン装置４４の表示部８５に表示させるために設けている。最小ポンプ回転速度検出処理を無効とする場合、ここで表示された回転速度を参考に、熱回収運転時の浴水ポンプ２９の回転速度をユーザーがポンプ回転速度設定スイッチ８３により設定することが可能となる。

なお、制御装置３６は、風呂熱回収モードのときに、熱回収運転と攪拌運転とを交互に行うようにしてもよい。攪拌運転は、浴水ポンプ２９を熱回収運転よりも高い回転速度で動作させることで、浴槽３０内の浴水を攪拌する運転である。熱回収運転が行われると、浴槽３０内の浴水に温度境界層が生成される場合がある。熱回収運転において、風呂用熱交換器２０から流出する浴水は、タンク水に熱を奪われ、温度低下することで、密度が高くなる。この浴水が浴槽３０内に流入すると、密度の低い比較的高温の浴水が浴槽３０内の上方に滞留し、密度の高い比較的低温の浴水が浴槽３０内の下方に滞留することで、浴槽３０内に、上側が高温で下側が低温の温度境界層が生成されるためである。温度境界層が浴槽アダプタ８０の位置よりも高い位置にあると、上層側の高温の浴水を風呂戻り配管２８へ引き込めないので、風呂用熱交換器２０に流入する浴水の温度が低くなり、熱回収効率が低下する。

これに対し、浴槽３０内に温度境界層が形成された状態から攪拌運転を行うと、浴槽３０内の温度境界層が壊され、比較的高温の上層側の浴水と比較的低温の下層側の浴水とが混ざり合う。その結果、浴槽アダプタ８０の高さでの浴水の温度が上昇するので、風呂用熱交換器２０に流入する浴水の温度が上昇する。よって、熱回収運転と攪拌運転とを交互に行うことで、熱回収効率が向上する。攪拌運転のときには、タンク水ポンプ１２を停止させてもよい。攪拌運転のときにタンク水ポンプ１２が停止していると、風呂用熱交換器２０内で浴水が冷却されないので、風呂往き配管２７から浴槽３０内に流入する噴流の温度が低くなることを防止できる。よって、浴槽３０内の浴水全体の温度が均一化するまでに要する時間を短縮できるので、必要な攪拌運転の時間を短縮できる。その結果、風呂熱回収モード全体の所要時間を短縮できるので、ユーザーの使い勝手が向上する。さらに、タンク水ポンプ１２の消費電力を節約することもできる。

１ 圧縮機、 ３ 水冷媒熱交換器、 ４ 膨張弁、 ５ 冷媒配管、 ６ 空気熱交換器、 ７ ＨＰユニット、 ８ 貯湯タンク、 ８ａ 水導入口、 ８ｂ 水導出口、 ８ｃ 水導入口、 ８ｄ，８ｅ 温水導入出口、 ８ｆ 中温水導入出口、 ８ｇ 温水導入口、 ９ａ 第一給水配管、 ９ｂ 第二給水配管、 ９ｃ 第三給水配管、 ９ｄ 第四給水配管、 １０ 低温配管、 １１ 三方弁、 １２ タンク水ポンプ、 １３ａ 第一送水配管、 １３ｂ 第二送水配管、 １６ 四方弁、 １７ａ 第一温水配管、 １７ｂ 第二温水配管、 １８ 四方弁、 １９ａ 第三温水配管、 １９ｂ 第四温水配管、 １９ｃ 第五温水配管、 ２０ 風呂用熱交換器、 ２０ａ 第一タンク循環配管、 ２０ｂ 戻り配管、 ２０ｃ 第二タンク循環配管、 ２１ 高温配管、 ２２ 給湯用混合弁、 ２３ 風呂用混合弁、 ２４ 給湯配管、 ２５ 風呂配管、 ２６ 風呂用電磁弁、 ２９ 浴水ポンプ、 ３０ 浴槽、 ３１ 減圧弁、 ３３ タンクユニット、 ３４ 給湯栓、 ３５ 貯湯式給湯装置、 ３６ 制御装置、 ３７ 風呂往き温度センサ、 ３８ 風呂戻り温度センサ、 ４１，４２，４３ 貯湯温度センサ、 ４４ リモコン装置、 ４５ 風呂用流量センサ、 ４６ 水位センサ、 ４７ フロースイッチ、 ４８ 温度センサ、 ５０ 逆止弁、 ７８ 中温水切替弁、 ７９ 中温配管、 ８０ 浴槽アダプタ、 ８１ 初期回転速度初期化スイッチ、 ８２ 設定変更スイッチ、 ８３ ポンプ回転速度設定スイッチ、 ８４ 回転速度表示スイッチ、 ８５ 表示部

Claims (12)

1. 貯湯タンクと、
   浴槽からの浴水と、前記貯湯タンクからのタンク水との間で熱を交換する熱交換器と、
   前記タンク水を前記熱交換器に循環させるタンク水ポンプを有する第一流路と、
   前記浴水を前記熱交換器に循環させる浴水ポンプを有する第二流路と、
   前記第二流路に前記浴水が循環しているか否かを検出するフロースイッチと、
   前記タンク水ポンプ及び前記浴水ポンプを同時に動作させることにより前記浴槽内の前記浴水の熱を前記貯湯タンク内に回収する熱回収運転と、前記熱回収運転の開始前に実施され、前記フロースイッチが循環ありを検知する最小の前記浴水ポンプの回転速度に相当する最小ポンプ回転速度を検出する最小ポンプ回転速度検出処理とを含む風呂熱回収モードを有する制御手段と、
   を備え、
   前記最小ポンプ回転速度検出処理において、前記制御手段は、予め設定された初期回転速度で前記浴水ポンプを動作させた後に、前記浴水ポンプの回転速度を変化させ、
   前記制御手段は、前記最小ポンプ回転速度検出処理により検出された最小ポンプ回転速度を、次回の前記最小ポンプ回転速度検出処理の前記初期回転速度として設定する
   貯湯式給湯装置。
2. 前記風呂熱回収モードの実行が初回であるときの前記最小ポンプ回転速度検出処理においては、前記制御手段は、予め記憶された第一ポンプ回転速度を前記初期回転速度として設定する請求項１に記載の貯湯式給湯装置。
3. 今回の前記最小ポンプ回転速度検出処理により検出された最小ポンプ回転速度が予め設定された上限回転速度以上の場合には、前記制御手段は、当該最小ポンプ回転速度を次回の前記最小ポンプ回転速度検出処理の前記初期回転速度として設定しない請求項１または請求項２に記載の貯湯式給湯装置。
4. 今回の前記最小ポンプ回転速度検出処理により検出された最小ポンプ回転速度が予め設定された下限回転速度以下の場合には、前記制御手段は、当該最小ポンプ回転速度を次回の前記最小ポンプ回転速度検出処理の前記初期回転速度として設定しない請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の貯湯式給湯装置。
5. 前記風呂熱回収モードが完了する前に前記フロースイッチまたは前記浴水ポンプに異常が発生した場合には、前記制御手段は、今回の前記最小ポンプ回転速度検出処理により検出された最小ポンプ回転速度を次回の前記最小ポンプ回転速度検出処理の前記初期回転速度として設定しない請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の貯湯式給湯装置。
6. 前記最小ポンプ回転速度検出処理により検出された最小ポンプ回転速度が予め設定された上限回転速度以上の場合、前記最小ポンプ回転速度検出処理により検出された最小ポンプ回転速度が予め設定された下限回転速度以下の場合、または前記フロースイッチまたは前記浴水ポンプに異常が発生した場合には、前記制御手段は、前記熱回収運転を実行しない請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の貯湯式給湯装置。
7. 前記熱回収運転のときの前記浴水ポンプの回転速度は、前記最小ポンプ回転速度検出処理により検出された最小ポンプ回転速度に、当該最小ポンプ回転速度よりも小さい第二ポンプ回転速度を加算した速度である請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の貯湯式給湯装置。
8. 前記初期回転速度を初期値に戻す手段を有するリモコン装置を備える請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の貯湯式給湯装置。
9. 前記最小ポンプ回転速度検出処理の実行を禁止することを選択可能な手段を有するリモコン装置を備える請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の貯湯式給湯装置。
10. 前記熱回収運転のときの前記浴水ポンプの回転速度を設定可能な手段を有するリモコン装置を備える請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の貯湯式給湯装置。
11. 前記熱回収運転のときの前記浴水ポンプの回転速度を表示可能な表示部を有するリモコン装置を備える請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の貯湯式給湯装置。
12. 前記最小ポンプ回転速度検出処理が実行中であることを報知する報知手段を備える請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の貯湯式給湯装置。

Images