JP5190015B2

JP5190015B2 - 貯湯式給湯装置

Info

Publication number: JP5190015B2
Application number: JP2009073915A
Authority: JP
Inventors: 隆志眞柄; 基阿部
Original assignee: Corona Corp
Current assignee: Corona Corp
Priority date: 2009-03-25
Filing date: 2009-03-25
Publication date: 2013-04-24
Anticipated expiration: 2029-03-25
Also published as: JP2010223544A

Description

この発明は、貯湯式給湯装置に関するものである。

従来よりこの種のものに於いては、貯湯タンク内に貯湯された高温の温水を水と給湯用混合弁にて混合して、所定の設定給湯温度にして給湯管にて給湯することができると共に、貯湯タンク内に貯湯された高温の温水を水と風呂混合弁にて混合して、所定の設定風呂温度にして風呂回路にて浴槽に供給することができるものであった。（例えば、特許文献１参照）
特開２００６−１５３３１９号公報

ところで従来は、混合調節した後の温水温度、即ち給湯温度を検出する給湯温度センサや給湯混合弁、給湯流量センサ等が故障した場合には、給湯使用者が火傷等を負ったりしないように安全動作として、給湯回路による給湯を禁止して水栓よりお湯を使用することができなかった。

そこで貯湯式給湯装置ではないが、給湯回路と風呂回路とに連結回路を設けた給湯装置が開示されている。（例えば、特許文献２参照）
特開平７−１０３５７１号公報

ところでこの従来のものでは、風呂回路内に水がない時、連結回路にある開閉弁を開き、一定時間の間、給湯回路から風呂回路に呼び水を供給し、一定時間経過後、開閉弁を閉じて循環ポンプを作動させて追い焚き運転を開始するもので、給湯回路の故障による給湯停止に対応したものではなかった。

この発明はこの点に着目し上記課題を解決する為、特にその構成を請求項１では、加熱手段で加熱された温水を貯湯する貯湯タンクと、該貯湯タンクに給水を補給する給水管と、貯湯タンク上部に連通し高温水を出湯する出湯管と、この出湯管の途中で高温水と給水管から分岐した給湯用給水バイパス管からの給水とを、ミキシングして設定温度にして給湯管に給湯を行う給湯用混合弁とを備えた給湯回路と、出湯管の高温水と給湯用給水バイパス管から分岐した風呂用給水バイパス管からの給水とを、ミキシングして設定温度にして風呂往き管により浴槽の湯張りを行う風呂用混合弁とを備えた風呂回路とからなる貯湯式給湯装置に於いて、前記給湯管に給湯閉止弁を設け、前記風呂往き管に風呂切替弁を設け、該風呂切替弁と給湯閉止弁の下流側の給湯管とを風呂バイパス管で接続したものである。

又請求項２に係る貯湯式給湯装置では、特にその構成を請求項１において、前記給湯回路が異常状態で風呂回路が正常状態の時、給湯閉止弁を閉鎖すると共に風呂切替弁を風呂往き管側から風呂バイパス管側に切り替え、風呂用混合弁にて給湯の設定温度にミキシングして給湯管に温水を供給する風呂回路給湯運転を行う制御回路を備えたものである。

又請求項３に係る貯湯式給湯装置では、特にその構成を請求項２において、前記風呂回路が異常状態で給湯回路が正常状態の時、風呂切替弁を風呂往き管側から風呂バイパス管側に切り替え、給湯用混合弁にて湯張りの設定温度にミキシングして風呂往き管に温水を供給する給湯回路湯張り運転を行うものである。

又請求項４に係る貯湯式給湯装置では、特にその構成を請求項３において、前記制御回路は、風呂回路給湯運転中に浴槽の自動湯張り運転の操作がされた時、風呂切替弁を風呂バイパス管側から風呂往き管側に切り替えて自動湯張り運転を行い、自動湯張り運転終了後再度風呂切替弁を風呂往き管側から風呂バイパス管側に切り替えて風呂回路給湯運転を継続するものである。

この発明の請求項１によれば、給湯管に給湯閉止弁を設け、前記風呂往き管に風呂切替弁を設け、該風呂切替弁と給湯閉止弁の下流側の給湯管とを風呂バイパス管で接続したので、給湯回路または風呂回路のどちらかに異常が発生したとき、正常な他方の回路により異常が発生した回路に温水を供給できるので、修理が完了するまで、給湯及び風呂が使用できて使い勝手をよくすることができるものである。

又本発明の請求項２に記載の貯湯式給湯装置によれば、請求項１に於いて、給湯回路が異常状態で風呂回路が正常状態の時、風呂バイパス管を介して風呂回路から給湯回路に温水を供給できるので、給湯回路が異常状態で使用できなくても給湯回路の修理が完了するまで、風呂回路により給湯が使用できて使い勝手をよくすることができるものである。

又本発明の請求項３に記載の貯湯式給湯装置によれば、請求項２に於いて、風呂回路が異常状態で給湯回路が正常状態の時、風呂バイパス管を介して給湯回路から風呂回路に温水を供給できるので、風呂回路が異常状態で使用できなくても風呂回路の修理が完了するまで、給湯回路により風呂の湯張りができて使い勝手をよくすることができるものである。

又本発明の請求項４に記載の貯湯式給湯装置によれば、請求項３に於いて、風呂回路給湯運転中に浴槽の自動湯張り運転の操作がされた時、浴槽の自動湯張り運転を優先させるので、風呂の使用が確実にでき、入浴できないという状態を防止することができるものである。

次に、本発明に係る発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
１は円筒状の貯湯タンクで、ヒーポン室外機から成る加熱手段２を利用し、時間帯別契約電力の電力単価が安価な深夜時間帯に湯水を沸き上げて貯湯するものであり、底部には給水を補給する給水管３が接続し、上部には貯湯した高温水を給湯栓（図示せず）等に出湯する出湯管４が接続されている。

５は一方に出湯管４を、他方には給水管３から分岐した給湯用給水バイパス管６を、中央には給湯管７が接続した電動三方弁から成る給湯用混合弁で、出湯管４からの高温水と給湯用給水バイパス管６からの給水とを混合して、設定された給湯温度となるようにして供給するものであり、出湯温度と給水温度と設定温度から、出湯管４の湯側開度と給湯用給水バイパス管６の水側開度をフィードフォワード制御で調整するもので、それより給湯回路を構成するものである。

８は前記給湯用混合弁５と同じく一方には出湯管４を、他方には給湯用給水バイパス管６から分岐した風呂用給水バイパス管９を、中央には風呂回路（図示せず）に接続した電動三方弁から成る風呂用混合弁で、出湯管４からの高温水と風呂用給水バイパス管９からの給水とを混合して、設定された風呂温度となるようにして風呂往き管１０から湯張りするものであり、出湯温度と給水温度と風呂設定温度とから、出湯管４の湯側開度と風呂用給水バイパス管９の水側開度をフィードフォワード制御で調整するものである。

１１は給水管３に備えられ給水温度を検知する給水サーミスタで、給湯時には給水温度を検知して給湯用混合弁５の開度を調整するものであり、又貯湯タンク１内の湯水境界層が、給湯用混合弁５より下方に位置する状態で、給湯停止して給湯用混合弁５を出湯管４と給湯用給水バイパス管６が連通する開度とした時に、貯湯タンク１内の高温水が釣り合おうとして直下対流を起こし、給湯用給水バイパス管６まで流入してしまう時には、所定時間ここでは１〜１０分で水側である給湯用給水バイパス管６側を１００％開口状態、即ち湯側である出湯管４側を閉止するように給湯用混合弁５を駆動させ、後は上記のフィードフォワード制御で給湯用混合弁５を制御するようにしたものである。

前記給水サーミスタ１１は給湯停止状態で湯張りを行う時には、給水温度を検知して風呂用混合弁８の開度を調整するものであり、又給湯用混合弁５が給湯停止直後で上記の温水貯湯運転を行っている状態もあるので、先ず給湯用混合弁５を湯側閉止で水側１００％の開度とした後に湯張りを行うものであり、更に湯張り停止後には、給湯用混合弁５に上記の直下対流を利用した温水貯湯動作を行わせて、再給湯に備えるようにしたものである。

１２は貯湯タンク１と加熱手段２とを湯水が循環可能に接続する往き管１３と戻り管１４と循環ポンプ１５とで構成された加熱循環回路である。
１６、１７、１８、１９は貯湯タンク１外周面の上下に備えられた貯湯温度センサであり、２０は給水管３途中に設けられた減圧弁であり、２１は出湯管４に備えられた圧力逃がし弁である。

２２はマイコンから成る制御回路で、入力側には、リモコン（図示せず）の温度設定部２３と、給水サーミスタ１１と、各貯湯温度センサ１６、１７、１８、１９と、湯張りスイッチ（図示せず）と、湯張り終了の信号を出力するスイッチ或いは流量センサ、風呂水位センサ、風呂温度センサ等の湯張り終了検知手段２４と、最上位置の貯湯温度センサ１６が出湯温度センサとして接続すると共に、給湯管７に備えられ湯水の流れを検知することにより給湯の開始／停止を検知するフローセンサ２５が接続され、出力側には、循環ボンプ１５と、給湯用混合弁５及び風呂用混合弁８のステップモータ駆動量を制御することで、該各混合弁５、８の開度を調整するようにしたものであり、又制御回路２２には前記フローセンサ２５による給湯停止信号と、前記湯張り終了検知手段２４からの湯張り終了信号との両信号で、給湯用混合弁５出湯管４と給湯用給水バイパス管６が連通する開度として、所定時間ここでは１〜１０分のカウントを開始するタイマー手段２６が組み込まれており、カウントアップで水側である給湯用給水バイパス管６側を１００％開口状態、即ち湯側である出湯管４側を閉止するものである。

２７は通常は開放状態で緊急時に給湯管７を閉止する給湯閉止弁、２８は風呂用混合弁８で混合された温水を通常は風呂回路に供給すると共に、緊急時には給湯管７に供給するための風呂切替弁、２９は該風呂切替弁２８と給湯閉止弁２７よりも下流側の給湯管７とを接続する風呂バイパス管２９である。

次にこの一実施形態の作動について説明する。
今給湯栓を開けて給湯を開始すれば、これをフローセンサ２５が検知し、制御回路２１に温度設定部２３による設定温度を読み込ませ、給水サーミスタ１１による給水温度と、貯湯温度センサ１６による出湯温度とによって制御回路２２が演算して給湯用混合弁５の開度を決定し、この開度に成るように給湯用混合弁５を駆動させ、設定温度の給湯を行うものである。

又貯湯タンク１内の湯水境界層が給湯用混合弁５より下方にある時には、給湯停止時にフローセンサ２５がこれを検知しての信号で、タイマー手段２６が所定時間のカウントを開始すると共に、給湯用混合弁５を出湯管４と給湯用給水バイパス管６が連通する開度とし、貯湯タンク１内の高温水が釣り合おうとする直下対流を利用して、給湯用給水バイパス管６に給水と高温水との混合した適温の温水を貯湯した後、タイマー手段２６のカウントアップで給湯用混合弁５の水側である給湯用給水バイパス管６側を１００％開口状態、即ち湯側である出湯管４側を閉止するものである。

これにより、短い待ち時間の後の再給湯時に、水側１００％の位置からスタートする給湯用混合弁５が決定された開度に時間がかかっても、給湯初期には給湯用給水バイパス管６に貯湯された温水が一時的に給湯され、その後給水と高温水との混合水が給湯されることとなり、火傷の心配やオーバーシュートやアンダーシュートを防止出来、貯湯タンク内の湯水境界層に関係なく常に良好な給湯が行えるようにしたものである。

次に湯張りスイッチの押圧による浴槽（図示せず）への湯張り時には、先ず給湯用混合弁５を湯側閉止の水側１００％の位置にした後、風呂用混合弁８を給水サーミスタ１１による給水温度と、貯湯温度センサ１６による出湯温度とによって制御回路２２が演算した開度に駆動し、風呂設定温度の湯張りを行うものである。

そしてこの湯張り動作で、給湯用給水バイパス管６に万一温水が貯湯されていた場合には、給水の圧力バランスの崩れで風呂用混合弁８へ流れる給水に混入して流出してしまうので、湯張り終了時の湯張り終了検知手段２４からの信号でも上記の給湯用給水バイパス管６への温水貯湯動作を行うもので、即ちタイマー手段２６が所定時間のカウントを開始すると共に、給湯用混合弁５を出湯管４と給湯用給水バイパス管６が連通する開度とし、貯湯タンク１内の高温水が釣り合おうとする直下対流を利用して、給湯用給水バイパス管６に給水と高温水との混合した適温の温水を貯湯した後、タイマー手段２６のカウントアップで給湯用混合弁５の水側である給湯用給水バイパス管６側を１００％開口、湯側である出湯管４側を閉止するものである。

次に給湯用混合弁５等の故障により給湯回路が故障した時、正常な風呂回路により給湯を行う風呂回路給湯運転について図面に基づいて説明する。
まず給湯回路に不具合が発生した時（Ｓ１）、リモコンに給湯回路の異常発生を表示すると共に、給湯回路での給湯を停止する。
その状態で使用者がリモコンにある風呂回路給湯運転スイッチをオンすると（Ｓ２）、その時風呂回路が使用中であれば（Ｓ３）、風呂回路の使用を停止して（Ｓ４）、開放状態である給湯閉止弁２７を閉鎖する。（Ｓ５）

給湯閉止弁２７を閉鎖することで風呂回路を通過した温水と給湯用混合弁５とを縁切りし、給湯回路の衛生性が低下しないようにするものである。
また、この給湯閉止弁２７の閉鎖状態は風呂回路給湯運転が終了しても閉鎖状態のままで、給湯回路の故障が修理等により復旧するまで閉鎖され、より確実に給湯回路の衛生性が低下しないようにするものである。

（Ｓ５）で給湯閉止弁２７を閉鎖した後、風呂切替弁２８を風呂回路側から風呂バイパス管２９に切り替え（Ｓ６）、リモコンに風呂回路給湯運転開始を表示し（Ｓ７）、風呂用混合弁８にて設定された給湯温度に混合水を温度調節し（Ｓ８）、その混合水を風呂バイパス管２９を介して給湯管７に供給して、風呂回路給湯運転を開始する。（Ｓ９）

そして風呂回路給湯運転開始後、給湯栓が閉められて給湯が停止したら、給湯が停止してから所定時間経過したかを検知し（Ｓ１０）、所定時間が経過していれば給湯運転が終了したものと判断して、風呂切替弁２８を側風呂バイパス管２９から風呂回路に切り替える。（Ｓ１１）

また（Ｓ１０）で、給湯が停止してから所定時間経過していない場合は、風呂回路給湯運転スイッチがオフされたかを検知し（Ｓ１２）、オフされていなければ（Ｓ１０）に戻り、オフされていれば（Ｓ１１）に進むものである。

そして（Ｓ１１）で、風呂切替弁２８を風呂バイパス管２９から風呂回路に切り替えた後、リモコンの風呂回路給湯運転開始を非表示にし（Ｓ１３）、風呂回路給湯運転スイッチがオン状態であれば、自動的にオフにして（Ｓ１４）、風呂回路給湯運転を終了するものである。（Ｓ１５）

尚、風呂回路給湯運転が実施されているときは、貯湯式給湯装置に自動差し湯運転の機能があっても、自動差し湯は禁止状態となるものである。
また、風呂回路給湯運転中にリモコンで風呂の自動湯張り運転が操作された場合は、風呂の自動湯張り運転を受け付けないようにしてもよいし、給湯閉止弁２７を閉鎖した状態のまま風呂切替弁２８を風呂バイパス管２９から風呂回路に切り替えて風呂の自動湯張り運転を行い、風呂の自動湯張り運転終了後、再び風呂切替弁２８を風呂回路から風呂バイパス管２９に切り替えて風呂回路給湯運転に戻るというように、風呂の自動湯張り運転を優先させてもよいものである。

尚、風呂の自動湯張り運転を優先させる場合は、風呂の自動湯張り運転を行っているときは、リモコンの風呂回路給湯運転開始を非表示にし、再び風呂切替弁２８を風呂回路から風呂バイパス管２９に切り替えて風呂回路給湯運転に戻ったら、リモコンの風呂回路給湯運転開始を表示するものである。

また逆に風呂用混合弁８が故障して風呂の湯張りができない時は、給湯用混合弁５にて設定された湯張り温度に混合水を調整して、風呂バイパス管２９を介して浴槽に湯張りを行う給湯回路湯張り運転を行わせてもよいものである。

このように、給湯回路が故障し、風呂回路が正常な場合、緊急的に正常な風呂回路により温水を設定温度に混合して給湯回路に供給できるので、給湯回路が修理されて復旧するまでの間も給湯でお湯が使えるものであり、使い勝手をよくすることができるものである。

また逆に風呂用混合弁８が故障して風呂の湯張りができない時は、給湯用混合弁５にて設定された湯張り温度に混合水を調整して、風呂バイパス管２９を介して浴槽に湯張りを行う給湯回路湯張り運転ができるので、風呂回路が故障し、給湯回路が正常な場合、緊急的に正常な給湯回路により温水を設定温度に混合して風呂回路に供給できるので、風呂回路が修理されて復旧するまでの間も浴槽に湯張りができて入浴できるものであり、更に使い勝手をよくすることができるものである。

この発明の一実施例を付した貯湯式給湯装置を示す概略説明図。同要部電気回路のブロック図。同風呂回路給湯運転のフローチャート図。

１貯湯タンク
２加熱手段
３給水管
４出湯管
５給湯用混合弁
６給湯用給水バイパス管
７給湯管
８風呂用混合弁
９風呂用給水バイパス管
１０風呂往き管
２７給湯閉止弁
２８風呂切替弁
２９風呂バイパス管

Claims

加熱手段で加熱された温水を貯湯する貯湯タンクと、該貯湯タンクに給水を補給する給水管と、貯湯タンク上部に連通し高温水を出湯する出湯管と、この出湯管の途中で高温水と給水管から分岐した給湯用給水バイパス管からの給水とを、ミキシングして設定温度にして給湯管に給湯を行う給湯用混合弁とを備えた給湯回路と、出湯管の高温水と給湯用給水バイパス管から分岐した風呂用給水バイパス管からの給水とを、ミキシングして設定温度にして風呂往き管により浴槽の湯張りを行う風呂用混合弁とを備えた風呂回路とからなる貯湯式給湯装置に於いて、前記給湯管に給湯閉止弁を設け、前記風呂往き管に風呂切替弁を設け、該風呂切替弁と給湯閉止弁の下流側の給湯管とを風呂バイパス管で接続したことを特徴とする貯湯式給湯装置。
前記給湯回路が異常状態で風呂回路が正常状態の時、給湯閉止弁を閉鎖すると共に風呂切替弁を風呂往き管側から風呂バイパス管側に切り替え、風呂用混合弁にて給湯の設定温度にミキシングして給湯管に温水を供給する風呂回路給湯運転を行う制御回路を備えたことを特徴とする請求項１記載の貯湯式給湯装置。
前記風呂回路が異常状態で給湯回路が正常状態の時、風呂切替弁を風呂往き管側から風呂バイパス管側に切り替え、給湯用混合弁にて湯張りの設定温度にミキシングして風呂往き管に温水を供給する給湯回路湯張り運転を行う制御回路を備えたことを特徴とする請求項２記載の貯湯式給湯装置。
前記制御回路は、風呂回路給湯運転中に浴槽の自動湯張り運転の操作がされた時、風呂切替弁を風呂バイパス管側から風呂往き管側に切り替えて自動湯張り運転を行い、自動湯張り運転終了後再度風呂切替弁を風呂往き管側から風呂バイパス管側に切り替えて風呂回路給湯運転を継続することを特徴とする請求項３記載の貯湯式給湯装置。