JP5485086B2

JP5485086B2 - 貯湯式給湯装置

Info

Publication number: JP5485086B2
Application number: JP2010200519A
Authority: JP
Inventors: 信人諸橋; 隆志眞柄; 亮荒木
Original assignee: Corona Corp
Current assignee: Corona Corp
Priority date: 2010-09-08
Filing date: 2010-09-08
Publication date: 2014-05-07
Anticipated expiration: 2030-09-08
Also published as: JP2012057848A

Description

この発明は、湯張り管に風呂加圧ポンプを設けて浴槽への注湯を短時間に行うと共に、高い給湯圧で２階以上に設置された浴槽へも容易に注湯可能とした貯湯式給湯装置に関するものである。

従来よりこの種の貯湯式給湯装置では、湯張り管に風呂加圧ポンプを備え、浴槽への注湯時にこの風呂加圧ポンプを駆動させることで、給水圧が弱く注湯に時間がかかる注湯や２階以上の注湯を容易に行えるようにしたものであった。（例えば、特許文献１参照。）

特開２０１０−８４９８６号公報

ところでこの従来のものでは、風呂加圧ポンプによって給水圧を強制的に上げているために、注湯終了時に開閉弁で湯張り管を閉弁すると、この閉弁時の衝撃でウォーターハンマー現象が発生して、水撃と共に大きな音を発し、湯張り管に設けられている弁装置やセンサが破損したり、耳障りな音で使用者に不安感を与えるものであった。

この発明は上記課題を解決するために、特にその構成を、湯水を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段と、貯湯タンクの下部に連通する給水管と、貯湯タンクの上部に連通し出湯する出湯管と、該出湯管の途中から分岐し浴槽への湯張りを行う湯張り管と、該湯張り管に備えられ浴槽へ供給される湯水に圧力をかける風呂加圧ポンプと、前記湯張り管に備えられ該湯張り管の開閉を行う開閉弁と、前記風呂加圧ポンプや開閉弁等を制御して貯湯や出湯及び湯張りを行わせる給湯制御部とを備えたものに於いて、前記給湯制御部は浴槽への注湯の終了所定前から、風呂加圧ポンプの回転数を徐々に低下させ、最終的には風呂加圧ポンプを停止させてから開閉弁を閉成させるようにしたものである。

この発明によれば、湯張り管は風呂加圧ポンプの回転数を徐々に低下させ、最終的には風呂加圧ポンプを停止させてから開閉弁の閉成により閉塞されるので、湯張り管は給水圧が低下してから閉塞されることとなって、ウォーターハンマーは発生せず湯張り管内の弁装置やセンサが破損する心配がなく、又耳障りな水撃音もなく常に安心して使用出来るものである。

この発明の一実施形態の貯湯式給湯装置の概略構成図。同電気回路の要部ブロック図。同要部の作動説明図。

次にこの発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
この貯湯式給湯装置は、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し、この貯湯した湯水を給湯に用いるもので、１は湯水を貯湯する貯湯タンク２を備えた貯湯タンクユニット、３は貯湯タンク２内の湯水を加熱する加熱手段としてのヒートポンプユニット、４は台所や洗面所等に設けられた蛇口、５はこの蛇口４の近傍に設けられた給湯リモコン、６は浴槽、７は浴室に設けられた風呂リモコンである。

前記貯湯タンクユニット１の貯湯タンク２は、上端に出湯管８と、下端に給水管９とが接続され、更に下部にヒーポン循環回路を構成するヒーポン往き管１０と、上部にヒーポン循環回路を構成するヒーポン戻り管１１とが接続され、前記加熱手段３によってヒーポン往き管１０から取り出した貯湯タンク２内の湯水を沸き上げてヒーポン戻り管１１から貯湯タンク２内に戻して貯湯され、給水管９からの給水により貯湯タンク２内の湯水が押し上げられて貯湯タンク２内上部の高温水が出湯管８から押し出されて給湯されるものである。そして、給水管９途中には、市水の給水圧を所定の圧力まで減圧する減圧弁１２と給水温度を検出する給水温度センサ１３が設けられ、貯湯タンク２の上部には、貯湯タンク２内の過圧を逃す過圧逃し弁１４が設けられているものである。

前記加熱手段３は、圧縮機１５と凝縮器としての冷媒水熱交換器１６と電子膨張弁１７と強制空冷式の蒸発器１８で構成されたヒートポンプ回路１９と、貯湯タンク２内の湯水を前記ヒーポン往き管１０及びヒーポン戻り管１１を介して冷媒水熱交換器１６に循環させるヒーポン循環ポンプ２０と、それらの駆動を制御するヒーポン制御部２１とを備えており、ヒートポンプ回路１９内には冷媒として二酸化炭素が用いられて超臨界ヒートポンプサイクルを構成しているものである。なお、冷媒に二酸化炭素を用いているので、低温水を電熱ヒータなしで約９０℃の高温まで沸き上げることが可能なものである。

２２は前記浴槽６の湯水を加熱するためのステンレス製の蛇管よりなる熱交換器で、この熱交換器２２には風呂往き管２３および風呂循環ポンプ２４を備えた風呂戻り管２５が接続されて浴槽６の湯水が循環可能にされ、浴槽６内の湯水が貯湯タンク２内の高温水により加熱されて保温あるいは追焚きが行われるものである。なお、２６は風呂戻り管２５を循環する浴槽６の湯水の温度を検出する風呂温度センサである。

２７は出湯管８からの湯水と給水管９から分岐された給湯給水バイパス管２８からの低温水を混合する電動ミキシング弁より構成された給湯混合弁であり、その下流の給湯管２９に設けた給湯温度センサ３０で検出した湯温が給湯リモコン５や風呂リモコン７でユーザーが設定した給湯設定温度になるように混合比率を制御するものである。

３１は給湯管２９途中に設けられ湯水を昇圧して蛇口４へ供給するためのた給湯加圧ポンプであり、３２は給湯加圧ポンプ３１の吸い込み側に設けられた給湯管２９を逆流する流れを遮断する逆止弁、３３は給湯流量をカウントする給湯流量カウンタである。

３４は出湯管８から分岐された分岐出湯管３５からの湯水と、給水管９から分岐された風呂給水バイパス管３６からの低温水とを、混合する電動ミキシング弁より構成された風呂混合弁であり、その下流側の風呂戻り管２５に連通された湯張り管３７に設けた湯張り温度センサ３８で検出した湯温が給湯リモコン５や風呂リモコン７でユーザーが設定した風呂設定温度になるように混合比率を制御するものである。

そして、前記湯張り管３７には、浴槽６への湯張りの開始／停止を開成／閉成で行う開閉弁３９と、浴槽６への湯張り量をカウントする湯張りフローセンサ４０と、浴槽６からの浴槽水の逆流を防ぐ湯張り逆止弁４１が二重に設けられていると共に、湯水を昇圧して湯張りするための風呂加圧ポンプ４２が設けられているものであり、又この湯張り管３７には水位センサ４３が備えられている。

４４は貯湯タンク２の上下方向に複数個配置された貯湯温度センサで、この実施形態では５つの貯湯温度センサが配置され上から４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ、４４ｅと呼び、この貯湯温度センサ４４が検出する温度情報によって、貯湯タンク２内にどれだけの熱量が残っているかを検知し、そして貯湯タンク２内の上下方向の温度分布を検知するものである。

前記給湯リモコン５及び風呂リモコン７には、給湯設定温度を設定する給湯温度設定スイッチ４５、及び風呂設定温度を設定する風呂温度設定スイッチ４６がそれぞれ設けられていると共に、浴槽６へ風呂設定温度の湯を風呂リモコン７の湯張り量設定スイッチ（図示せず）で設定された湯張り量だけ湯張りし所定時間保温させる風呂自動スイッチ４７がそれぞれ設けられ、更に風呂リモコン７には約６０℃の高温の湯を差し湯させる高温差し湯スイッチ４８が設けられているものである。

４９は貯湯タンクユニット１内の各センサの入力を受け各アクチュエータの駆動を制御するマイコンからなる給湯制御部であり、この給湯制御部４９に前記給湯リモコン５及び風呂リモコン７が無線または有線により接続されユーザーが任意の給湯設定温度及び風呂設定温度を設定できるようにしているものである。

前記給湯制御部４９は、給湯温度センサ３０の検出する温度が給湯設定温度になるように給湯混合弁２７の弁開度をフィードバック制御するようにしていると共に、湯張り温度センサ３８の検出する温度が風呂設定温度になるように風呂混合弁３４の弁開度をフィードバック制御するようにしているものである。

更に給湯制御部４９は、風呂自動スイッチ４７が操作されて浴槽６に湯張りを行う際は、開閉弁３９を開くと共に風呂加圧ポンプ４２を作動開始させ、湯張りが終了すると開閉弁３９を閉じると共に風呂加圧ポンプ４２を駆動停止するようにしているものである。

又給湯制御部４９は、試運転時或いは初回の浴槽６満量時の流量を湯張りフローセンサ４０の積算値から記憶し保持し、次回の湯張り時からは浴槽６が満量となる所定前の数Ｌ前を演算して風呂加圧ポンプ４２の回転数を順次下げて行き駆動停止させることで、該浴槽６が満量となり開閉弁３９が湯張り管３７を閉成する時には、該湯張り管３７内の高圧力は抜けており、ウォーターハンマー現象は発生しないものであり、風呂加圧ポンプ４２の回転数を徐々に下げて行くことで、給水圧も徐々に下がり抜けを良くし、回転が完全に停止してから開閉弁３９が閉成するように余裕を持って所定前から、回転数を下げて行ってから駆動停止するようにしているものである。

次にこの一実施形態の作動を説明する。
今に沸き上げ運転では、深夜電力時間帯になって貯湯温度センサ４４が貯湯タンク２内に翌日に必要な熱量が残っていないことを検出すると、給湯制御部４９はヒーポン制御部２１に対して沸き上げ開始指令を発する。指令を受けたヒーポン制御部２１は圧縮機１５を起動した後にヒーポン循環ポンプ２０を駆動開始し、貯湯タンク２下部に接続されたヒーポン往き管１０から取り出した５〜２０℃程度の低温水を冷媒水熱交換器１６で７０〜９０℃程度の高温に加熱し、貯湯タンク２上部に接続されたヒーポン戻り管１１から貯湯タンク２内に戻し、貯湯タンク２の上部から順次積層して高温水を貯湯していく。貯湯温度センサ４４が必要な熱量が貯湯されたことを検出すると、給湯制御部４９はヒーポン制御部２１に対して沸き上げ停止指令を発し、ヒーポン制御部２１は圧縮機１５を停止すると共にヒーポン循環ポンプ２０も停止して沸き上げ動作を終了するものである。

そして浴槽６への湯張り運転について説明すると、給湯リモコン５又は風呂リモコン７の風呂自動スイッチ４７の何れかが操作されると、給湯制御部４９が開閉弁３９を開弁する。そして、給水管９からの給水が貯湯タンク２内に流れ込む。そして出湯管８と分岐出湯管３５を介して風呂混合弁３４へ貯湯タンク２内の湯水が押し出され、風呂給水バイパス管３６からの低温水と混合され、給湯制御部４９が風呂混合弁３４の混合比率を調整し、風呂設定温度の湯が風呂加圧ポンプ４２に加圧されて、湯張り管３７から風呂戻り管２５を介して浴槽６へ良好に湯張りされるものである。

次に上記の浴槽６への湯張り量を湯張りフローセンサ４０が注湯量として積算し、この積算値が給湯制御部４９が初期に記憶した所定積算値に達する所定数Ｌ前ここでは１０Ｌ前に、風呂加圧ポンプ４２の回転数を徐々に下げて行き、最終的には駆動を停止すると、図３に示すように、湯張り終了即ち注湯終了で湯張り管３７を開閉弁３９が閉成する時には、確実に風呂加圧ポンプ４２は停止しており、又風呂加圧ポンプ４２の回転数を徐々に下げて行き最終的には停止させるので、瞬間的に停止させるよりは給水圧は抜け易く、ウォーターハンマー現象を確実に防止出来、弁装置やセンサ類の破損を未然に阻止し長期使用が行えるものであり、更に大きな音の発生がなく、常に安心して使用出来るものである。
更に最終的には、水位センサ４３によって浴槽６の水位が確認されて湯張りが終了されるものである。

２貯湯タンク
３加熱手段
６浴槽
８出湯管
９給水管
２９給湯管
３４風呂混合弁
３６風呂給水バイパス管
３７湯張り管
３９開閉弁
４２風呂加圧ポンプ
４９給湯制御部

Claims

湯水を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段と、貯湯タンクの下部に連通する給水管と、貯湯タンクの上部に連通し出湯する出湯管と、該出湯管の途中から分岐し浴槽への湯張りを行う湯張り管と、該湯張り管に備えられ浴槽へ供給される湯水に圧力をかける風呂加圧ポンプと、前記湯張り管に備えられ該湯張り管の開閉を行う開閉弁と、前記風呂加圧ポンプや開閉弁等を制御して貯湯や出湯及び湯張りを行わせる給湯制御部とを備えたものに於いて、前記給湯制御部は浴槽への注湯の終了所定前から、風呂加圧ポンプの回転数を徐々に低下させ、最終的には風呂加圧ポンプを停止させてから開閉弁を閉成させるようにした事を特徴とする貯湯式給湯装置。