JP4151615B2 - 貯湯式給湯器 - Google Patents

Description

本発明は、貯湯タンクの外部で、貯湯水と浴槽水との間で熱交換する貯湯式給湯器に関するものである。

従来の浴槽追焚き機能を備えた貯湯式給湯器は、タンク循環回路における貯湯タンクからの貯湯水取り出し口と給湯管における貯湯タンクからの湯水取り出し口はそれぞれ独立させた構成としていた。（例えば、特許文献１参照）。

特許公開２００４−０３７０２８（第１項、図１）

しかしながら、上記のような従来の貯湯式給湯器では、共に高温水を取り出す給湯配管とタンク循環回路の配管が別々で独立しているため、配管部品点数が増えてしまうという問題があった。
また、タンク循環回路内に何らかの原因で、空気が混入した場合、浴槽追焚きを行い、タンク循環ポンプを動作させると、タンク循環回路内のタンク循環ポンプがエアー噛みを起こし、意図せず循環流量が低下し、浴槽水との熱交換能力が低下するという問題もあった。

本発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、配管部品点数を低減し、タンク循環回路内のエア噛みによる循環流量低下、熱交換能力低下を防止することができる貯湯式給湯器を得ることを目的とする。

本発明に係る貯湯式給湯器は、加熱手段により内部の水を加熱して、内部に湯として貯える貯湯タンクと、水源の水を貯湯タンクに給水する給水管と、貯湯タンクに貯えられた湯を送る給湯管と、給水管から分岐して給湯管に水を送る給水分岐管と、給水分岐管の水と給湯管の湯を混合する混合弁と、混合弁からの混合湯を浴槽に送る混合給湯管と、混合給湯管に設けられ、混合湯の供給と停止を行う開閉弁と、貯湯タンクに貯えられた貯湯水を取り出し、循環させて該貯湯タンクへ戻すタンク循環回路と、タンク循環回路に設けられ、貯湯タンクの貯湯水を循環させるタンク循環ポンプと、浴槽の浴槽水を取り出し、循環させて該浴槽へ戻す浴槽水循環回路と、浴槽水循環回路に設けられ、浴槽の浴槽水を循環させる浴槽水循環ポンプと、タンク循環回路を流れる貯湯水と浴槽水循環回路に流れる浴槽水との間で熱交換する熱交換器と、加熱手段、タンク循環ポンプ、浴槽水循環ポンプ、混合弁及び開閉弁を制御する制御部とを備えた貯湯式給湯器において、前記タンク循環回路の貯湯水取り出し口を前記給湯管に設け、前記タンク循環回路は該タンク循環回路を通る貯湯水の循環流量を調整する循環流量調整弁を備え、前記制御部は、前記浴槽水との熱交換運転時における循環運転前に前記開閉弁を開にすると共に前記混合弁を開にし、前記循環流量調整弁を開にし、前記タンク循環ポンプを停止させるようにしたものである。

本発明に係る貯湯式給湯器によれば、たんっく循環回路の貯湯水取り出し口を給湯管に設けるようにしたので、配管部品点数を低減できるという効果がある。
また、追い焚き動作を行う場合の浴槽水循環回路の循環運転前に、開閉弁を開にすると共に混合弁を開にして混合湯を混合給湯管を介して浴槽に給湯する場合にタンク循環回路の循環流量調整弁を開にし、タンク循環ポンプを停止させておくことにより、タンク循環回路内のエアーは給湯管、混合給湯管及び浴槽水循環回路の戻り回路を介して浴槽内に排出されるため、タンク循環回路内でのエア噛みによる循環流量低下、熱交換能力低下を防止することができるという効果がある。

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１を示す貯湯式給湯器の構成図であり、図２は本発明の実施の形態１における浴槽追焚き制御動作を示すフローチャートである。
図１において、給湯器本体１内には給水を蓄え、水を沸き上げて高温湯を貯湯する貯湯タンク２が配設されている。貯湯タンク２の下部には給水管３が接続されている。その給水管３には減圧弁３ａが設けられている。また、貯湯タンク２内には貯湯水を所定の温度まで沸き上げる発熱体４が配設されている。

さらに、貯湯タンク２の上部には給湯管５が接続されている。給湯管５には沸き上げ時の膨張水を排出する逃し弁５ａが設けられている。給湯管５の分岐部５ｂと貯湯タンク２の下部とに、貯湯タンク２に蓄えられた貯湯水を貯湯タンク２に戻すタンク循環回路６が接続されている。タンク循環回路６の一部と後述する浴槽水循環回路１１の一部とには、貯湯タンク２内に貯湯された湯と後述する浴槽１０の浴槽水との熱交換を行う風呂用熱交換器７が設けられている。

タンク循環回路６には、貯湯タンク２内の湯をタンク循環回路６に循環させるタンク循環ポンプ８と、タンク循環回路６を通る湯の循環流量を調整する循環流量調整弁９が設けられている。給湯器本体１の外部には浴槽１０が設けられおり、その浴槽１０には浴槽１０の浴槽水が循環する浴槽水循環回路１１が設けられている。
その浴槽水循環回路１１には、浴槽水を循環させる浴槽水循環ポンプ１２が設けられている。

貯湯タンク２の下方には貯湯タンク２内の貯湯の温度を計測する沸き上げ温度センサ１３が設けられている。また、タンク循環回路６における風呂用熱交換器７の上流側に貯湯水入口温度センサ１４が設けられている。さらに、浴槽水循環回路１１における風呂用熱交換器７の上流側に浴槽水入口温度センサ１５ａが設けられ、風呂用熱交換器７の下流側に浴槽水出口温度センサ１５ｂが設けられている。

給水管３から分岐した給水分岐管３ａは給湯管５に接続されており、給水分岐管３ａと給湯管５の接続部分には給湯管５からの湯と給水管３からの水を混合する混合弁１６が設けられている。混合弁１６には混合弁１６からの混合湯を浴槽水循環回路１１に送る混合給湯管１７が接続されている。
ぞの混合給湯管１７には混合湯の供給と停止を行う開閉弁１８と、混合湯の流量を検知する流量センサ１９設けられている。

給湯器の運転を制御する制御部５０には、発熱体４，タンク循環ポンプ８、循環流量制御弁９，浴槽水循環ポンプ１２，沸き上げ温度センサ１３、貯湯水入口温度センサ１４、浴槽水入口温度センサ１５ａ、浴槽水出口温度センサ１５ｂ、混合弁１６、開閉弁１７及び流量センサ１８がそれぞれ電気的に接続されている。また、その制御部５０は客先が運転を操作する操作部５１と電気的に接続されている。

次に、本発明の実施の形態１における貯湯式給湯器の動作について説明する。
給湯器に本体に電源が投入されるまでは循環流量調整弁９は全開になっており、給水管３から給水された水は所定圧に減圧弁３ａで減圧され、貯湯タンク２に給水され、貯湯タンク２とタンク循環回路６に水が満たされる。

給湯器本体１に電源が投入されると、制御部５０は貯湯タンク２内に配設された発熱体４を発熱させ、貯湯タンク２内の貯湯水を操作部５１で設定された温度（例えば９０℃）まで沸き上げる。貯湯タンク２内の貯湯水が設定された温度に達したどうかは沸き上げ温度センサ１３で監視しており、設定された温度に達した場合には制御部５０は沸き上げ温度センサ１３の検出信号に基づいて発熱体４の発熱を停止させるように制御する。また、このとき、制御部５０は循環流量調整弁９を全閉にする。

なお、この場合、沸き上げ開始直後、又は沸き上げを開始してから所定時間（例えば１時間）経過後、又は、沸き上げ温度センサ１３で所定温度（例えば４５℃）を検出後に制御部５０が循環流量調整弁９を全閉にするようにしても貯湯タンク２とタンク循環回路６に水が満たされているので、第１回目の追焚き運転は正常に出来る。

以降、循環流量調整弁９が全閉されているので、タンク循環回路６は遮断され、貯湯タンク２の湯がタンク循環回路６に対流しないので、風呂用熱交換器７が熱くならずに、浴槽水の追焚き運転開始時に浴槽１０に高温の湯は出ない。
なお、沸き上げ時の貯湯タンク２の膨張水は逃し弁５ａより排出される。

次に風呂の湯張り動作について説明する。
操作部５１より、湯張り開始の指示を受けると、所定の湯張り設定温度に基づき制御部５０が混合弁１６の起動開度を計算し、混合弁１６を計算された起動開度に設定する。また、制御部５０は開閉弁１８を開にし、流量センサ１９で所定の湯量を検知した時点で開閉弁１８を閉にし、浴槽１０に対して予め設定された所定の湯量の湯張りが完了となる。

次に、浴槽水の追焚き動作について図２のフローチャートを用いて説明する。
操作部５１より、浴槽１０の追焚き開始の指示を受けると、追焚き動作が開始される（ステップＳ１）。追焚き動作が開始されると、制御部５０は、最初に開閉弁１８を開にし（ステップＳ２）、混合弁１６による温度制御を行う、即ち混合弁１６の設定された起動開度に基づく設定温度（例えば４０℃）の混合湯を給湯する（ステップＳ３）。そして、流量センサ１９にて、所定の流量（例えば３Ｌ）を検出すると（ステップＳ４）、流量センサ１８の検出信号を受けた制御部５０は開閉弁１８を閉じて給湯を終了し（ステップＳ５）、追い焚き制御を開始する（ステップＳ６）。

このように、浴槽水の追焚き動作が行われる場合の浴槽水の熱交換運転時における循環運転以前に流量センサ１９があることによって所定の湯量を浴槽１０に給湯することでタンク循環回路６内のエアーを抜くことがきる。
なお、ステップＳ３において、流量センサ１９の代わりに、所定の時間の連続通水を検知通水検知センサ（図示せず）を用いても構わない。

タンク循環回路６内にエアーが溜まっている場合、前述の給湯をすると、このとき、循環流量調整弁９は開いており、タンク循環ポンプ８は停止しているため、貯湯タンク２下部からの湯がタンク循環回路６内下部にも入ることで、タンク循環回路６内のエアーは給湯管５の方へ移動し、給湯管５へと達したエアーは混合給湯管１７、浴槽水循環回路１１の
戻り回路を介して浴槽１０内に排出されることとなる。

追い焚き制御が開始されると、制御部５０は浴槽水循環ポンプ１２を動作させる。そうすると、浴槽１０内の湯が浴槽水循環回路１１に導かれ、風呂用熱交換器７を通って浴槽１０内に戻される。一方、タンク循環ポンプ８も動作させられ。貯湯タンク２の上部より高温の貯湯水がタンク循環回路６に導かれ、風呂用熱交換器７を通って貯湯タンク２の下部に戻される。この時、風呂用熱交換器７は、貯湯タンク２内に貯湯された高温の貯湯水から低温の浴槽水に熱交換（伝熱）することで、操作部５１で設定された浴槽水を入浴に適した温度に加熱昇温させることができる。

この場合に、操作部５１で設定された浴槽水を入浴に適した温度が例えば５５℃とすると、浴槽水入口温度センサ１５ａが検出した温度が前記設定温度である５５℃より−５℃以上である場合には循環流量調整弁９を全開にして風呂用熱交換器７の熱交換効率を高めて早く５５℃になるようにし、前記設定温度である５５℃より−５℃未満である場合には循環流量調整弁９を少し閉じて風呂用熱交換器７の熱交換効率を少し下げて５５℃になるようにして循環流量調整弁９を調整した追焚き制御を行うことも可能となる。

以上のように、上記実施の形態１の貯湯式給湯器によれば、タンク循環回路６における貯湯タンクからの貯湯水取り出し口を給湯管５に設けたので、配管部品点数を低減できる。
また、追い焚き動作が行われる場合の浴槽水循環回路１１の循環運転前に、開閉弁１８を開にすると共に混合弁１６を開にして混合湯を混合給湯管１９を介して浴槽１０に給湯する場合にタンク循環回路６の循環流量調整弁９を開にし、タンク循環ポンプ８を停止しておくことにより、タンク循環回路６内のエアーは給湯管５、混合給湯管１９及び浴槽水循環回路１１の戻り回路を介して浴槽１０内に排出されるため、タンク循環回路６内でのエア噛みによる循環流量低下、熱交換の能力低下を防止することができる。

上記実施の形態１で述べた循環流量調整弁８、混合弁１６及び開閉弁１８はいずれも制御部５０によって制御される電磁弁であるが、制御部５０によって制御されるものであれば、電磁弁に限定されるものでなく、他の形式の弁であってもよいことは勿論である。

本発明の実施の形態１を示す給湯器の構成図である。 本発明の実施の形態１を示す制御動作のフローチャートである。

符号の説明

１ 給湯器本体、２ 貯湯タンク、３ 給水管、３ｂ 給水分岐管、５ 給湯管、６ タンク循環回路、７ 風呂用熱交換器、８ タンク循環ポンプ、９ 循環流量調整弁、１０ 浴槽、１１ 浴槽水循環回路、１２ 浴槽水循環ポンプ、１３ 沸き上げ温度センサ、１４ 貯湯水入口温度センサ、１５ａ 浴槽水入口温度センサ、１５ｂ 浴槽水出口温度センサ、１６ 混合弁、１７ 混合給湯管、１８ 開閉弁、１９ 流量センサ、５０ 制御部、５１ 操作部。

Claims (5)

1. 加熱手段により内部の水を加熱して、内部に湯として貯える貯湯タンクと、水源の水を貯湯タンクに給水する給水管と、貯湯タンクに貯えられた湯を送る給湯管と、給水管から分岐して給湯管に水を送る給水分岐管と、給水分岐管の水と給湯管の湯を混合する混合弁と、混合弁からの混合湯を浴槽に送る混合給湯管と、混合給湯管に設けられ、混合湯の供給と停止を行う開閉弁と、貯湯タンクに貯えられた貯湯水を取り出し、循環させて該貯湯タンクへ戻すタンク循環回路と、タンク循環回路に設けられ、貯湯タンクの貯湯水を循環させるタンク循環ポンプと、浴槽の浴槽水を取り出し、循環させて該浴槽へ戻す浴槽水循環回路と、浴槽水循環回路に設けられ、浴槽の浴槽水を循環させる浴槽水循環ポンプと、タンク循環回路を流れる貯湯水と浴槽水循環回路に流れる浴槽水との間で熱交換する熱交換器と、加熱手段、タンク循環ポンプ、浴槽水循環ポンプ、混合弁及び開閉弁を制御する制御部とを備えた貯湯式給湯器において、
   前記タンク循環回路の貯湯水取り出し口を前記給湯管に設け、
   前記タンク循環回路は該タンク循環回路を通る貯湯水の循環流量を調整する循環流量調整弁を備え、
   前記制御部は、前記浴槽水との熱交換運転時における循環運転前に前記開閉弁を開にすると共に前記混合弁を開にし、前記循環流量調整弁を開にし、前記タンク循環ポンプを停止させることを特徴とする貯湯式給湯器。
2. 前記混合給湯管は該混合給湯管に流れる混合湯の所定の流量を計測する流量計測手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の貯湯式給湯器。
3. 前記制御部は、前記浴槽水との熱交換運転時における循環運転前に前記開閉弁を開き、前記流量計測手段の計測信号に基づいて前記開閉弁を閉じることを特徴とする請求項２記載の貯湯式給湯器。
4. 前記混合給湯管は、該混合給湯管に混合湯が連続して所定の時間流れることを検出する通水検知手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の貯湯式給湯器。
5. 前記制御部は、前記浴槽水との熱交換運転時における循環運転前に前記開閉弁を開き、前記通水検知手段の検出信号に基づいて前記開閉弁を閉じることを特徴とする請求項４記載の貯湯式給湯器。

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