JP5552018B2

JP5552018B2 - 給湯装置

Info

Publication number: JP5552018B2
Application number: JP2010231099A
Authority: JP
Inventors: 成樹村山; 勝佐々木
Original assignee: Corona Corp
Current assignee: Corona Corp
Priority date: 2010-10-14
Filing date: 2010-10-14
Publication date: 2014-07-16
Anticipated expiration: 2030-10-14
Also published as: JP2012083059A

Description

この発明は、浴槽への湯張り形態を給湯との同時使用の有無に応じて切替るようにした給湯装置に関するものである。

従来よりこの種のものでは、湯張りする温水温度に応じて両搬送と片搬送を切替ることにより、放熱ロスと時間や効率の無駄を省いた良好な湯張りが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２００９−２１０２０３号公報

ところでこの従来のものでは、浴槽への湯張りは効率良く行われるが、同時使用で給湯が使用された場合には、両搬送ではお湯が湯張りばかりに使用され給湯が使用出来ないと言う大きな問題が発生するものであり、特に高圧の減圧弁を用いて給水圧を１７０ＫＰａ
から２６０ＫＰａまで引き上げ、３階のシャワー使用や２階の浴槽への湯張りが良好に行えるようにしたものでは、３階のシャワーと２階の浴槽への両搬送を同時使用すると、折角給水圧を上げたとしても、３階のシャワー流量が激減して使用感が極めて悪いと言う課題を有するものであった。

この発明はこの点に着目し上記課題を解決する為、出湯管からの温水と給水管から分岐した第１分岐給水管からの給水とを混合し、給湯設定温度の温水として給湯栓から給湯させる給湯混合弁と、出湯管から分岐した分岐出湯管からの温水と給水管から分岐した第２分岐給水管からの給水とを混合し、風呂設定温度の浴水として湯張り管を介して浴槽に湯張りする風呂混合弁と、前記湯張り管からの湯張りを、貯湯タンク内の風呂熱交換器と浴槽とを接続する風呂戻り管の片方から行う片搬送と、風呂熱交換器をバイパスするバイパス管と風呂戻り管及び風呂往き管の両方から行う両搬送とに切替る搬送切替手段と、この搬送切替手段の切替を制御す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、給湯中に湯張り要求があった場合には、片搬送で湯張りし、湯張り中に給湯があった場合は、風呂熱交換器を通らない両搬送から片搬送に切替、給湯が終了したら風呂熱交換器を通らない両搬送に切替るように搬送切替手段を制御するものである。

以上のようにこの発明によれば、浴槽への湯張りと給湯とが同時使用となった時には、湯張りは常に片搬送となるように切替、給湯が終了したら両搬送に戻すようにしたことにより、湯張りにのみにお湯が取られることなく、給湯と片搬送の湯張りにほぼ均等にお湯が分けられ、良好な給湯と湯張りが行えるものであり、又湯張りのみの両搬送では、短時間で湯張りを終了させることが出来、効率の良い運転が行えるものである。

この発明の一実施形態の給湯装置の概略構成図。同電気回路の要部ブロック図。同要部のフローチャート。

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給湯栓、５はこの給湯栓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、市水の給水圧を従来の１７０ＫＰａから２６０ＫＰａまで引き上げた高圧の減圧弁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内の過圧を逃す高圧型の過圧逃し弁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風呂熱交換器で、この風呂熱交換器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せて保温あるいは追焚きが行われる風呂循環回路を構成するものであり、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は風呂熱交換器２２をバイパスするように風呂往き管２３と風呂戻り管２５とを連通するバイパス管２８の風呂戻り管２５との接続部分に備えられた三方弁からなる搬送切替手段で、風呂熱交換器２２側の弁２７ａのみを閉弁することで、風呂戻り管２５とバイパス管２８を介して風呂往き管２３の両方からの両搬送で浴槽６への湯張りが行われるものであり、更に風呂熱交換器２２反対側で風呂戻り管２５側の弁２７ｂのみを閉弁させると、湯張りのお湯はバイパス管２８側には流れず、風呂戻り管２５のみを介して浴槽６へ湯張りする片搬送の湯張りが行われ、この搬送切替手段２７で両搬送と片搬送の切替を行うものでものであり、又この搬送切替手段２７はこの他に、追い焚きや保温運転の開始時に、風呂熱交換器２２内に貯留されて高温に加熱された高温水が、直接浴槽６に供給されるのをバイパス管２８を利用した流路切替で阻止するものでもある。

２９は出湯管８からの湯水と給水管９から分岐された第１分岐給水管３０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３１に設けた給湯温度センサ３２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。
３３は給湯管３１途中に備えられた給湯フローセンサで、該給湯管３１内に給湯による水流の発生を検知して給湯中はＯＮ信号を発信するものである。

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から分岐された第２分岐給水管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カウンター４０と、湯張りの開始／停止を水流の発生の有無で検知して湯張り中はＯＮ信号を発信する湯張りフローセンサ４１と、浴槽６からの浴槽水の逆流を防ぐ二重の湯張り逆止弁４２とが備えられている。
４３は風呂戻り管２５に備えられた水位センサで、浴槽６の水位を検知し湯張りカウンター４０と共に湯張り量を制御するものである。

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３２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２９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、給湯中で給湯フローセンサ３３からのＯＮ信号を入力中に、風呂自動スイッチ４７がＯＮされる湯張り要求があり、湯張りフローセンサ４１がＯＮ信号を出力することで、給湯と湯張りの同時使用と判断し、搬送切替手段２７を弁２７ｂを閉弁させて風呂戻り管２５のみの片搬送での湯張りとするものであり、又湯張り中で湯張りフローセンサ４１からのＯＮ信号を入力中に、給湯栓４を開栓すると給湯が開始され給湯フローセンサ３３がＯＮ信号を出力することで、給湯と湯張りの同時使用と判断し、搬送切替手段２７を弁２７ａを閉弁したバイパス管２８を利用した両搬送の湯張りから、弁２７ｂを閉弁させて風呂戻り管２５のみの片搬送での湯張りに切替るものであり、又この給湯と湯張りの同時使用状態から、給湯栓４の閉栓により給湯が停止されると、給湯フローセンサ３３からのＯＮ信号がなくなり、湯張りフローセンサ４１のＯＮ信号は継続されるので、湯張りの単独使用に戻ったと判断して、搬送切替手段２７を弁２７ａを閉弁したバイパス管２８を利用した両搬送の湯張りに切替て戻すものである。

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。

次に浴槽６への湯張りの搬送切替について図３に示すフローチャートで説明すれば、先ずステップ５０で湯張り中かどうかを湯張りフローセンサ４１のＯＮ信号の有無で判断して、ＹＥＳではステップ５１に進んで給湯が開始されたかを給湯フローセンサ３３のＯＮ信号の有無で判断し、ＹＥＳでは給湯と湯張りの同時使用と判断してステップ５２で、搬送切替手段２７を片搬送側に切替させるものであり、ＯＮでは湯張り単独使用なのでステップ５３で、搬送切替手段２７を両搬送側に切替させるものであり、又ステップ５０でＮＯの場合には、湯張り不使用なのでステップ５４に進んで搬送切替手段２７を片搬送状態の初期状態に維持させるもので、そしてステップ５１、５２、５３後は伴にスタートに戻り、再びステップ５０からこれを繰り返すので、ステップ５２で片搬送後に再びステップ５１で給湯を判断して、ＯＮ即ち給湯が終了すればステップ５３に進んで搬送切替手段２７を片搬送から両搬送に切替るようにしたものである。

このように給湯中の湯張りでは、両方の湯量を確保する為に自動的に片搬送湯張りが選択されるもので、給水圧２６０ＫＰａでは３階でのシャワーで１１Ｌ／ｍｉｎが、給湯と湯張りの同時使用で３階シャワーで８Ｌ／ｍｉｎ、２階浴槽の湯張り９Ｌ／ｍｉｎとなるものであり、片方にお湯が偏ることなく給湯と湯張り共に良好に行われるものであり、又湯張り中に給湯が開始された場合は、両搬送中の湯張りを搬送切替手段２７で片搬送に切替るので、上記と同様に給湯と湯張りが良好に行われるもので、更に給湯と湯張りの同時使用後に給湯が停止された時には、湯張りは片搬送湯張りから両搬送湯張りに切替られ、湯張り単独時には湯張り時間の短縮と効率的な焚き上げを図るものである。

２貯湯タンク
３加熱手段
６浴槽
８出湯管
９給水管
２７搬送切替手段
２９給湯混合弁
３１給湯管
３４風呂混合弁
３７湯張り管
４９給湯制御部

Claims

出湯管からの温水と給水管から分岐した第１分岐給水管からの給水とを混合し、給湯設定温度の温水として給湯栓から給湯させる給湯混合弁と、出湯管から分岐した分岐出湯管からの温水と給水管から分岐した第２分岐給水管からの給水とを混合し、風呂設定温度の浴水として湯張り管を介して浴槽に湯張りする風呂混合弁と、前記湯張り管からの湯張りを、貯湯タンク内の風呂熱交換器と浴槽とを接続する風呂戻り管の片方から行う片搬送と、風呂熱交換器をバイパスするバイパス管と風呂戻り管及び風呂往き管の両方から行う両搬送とに切替る搬送切替手段と、この搬送切替手段の切替を制御す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、給湯中に湯張り要求があった場合には、片搬送で湯張りし、湯張り中に給湯があった場合は、風呂熱交換器を通らない両搬送から片搬送に切替、給湯が終了したら風呂熱交換器を通らない両搬送に切替るように搬送切替手段を制御する事を特徴とする給湯装置。