JP6381481B2 - 貯湯式給湯機 - Google Patents

Description

この発明は、電気温水器やヒートポンプ式給湯機等の湯水を貯湯する貯湯タンクを備える貯湯式給湯機に関するものである。

従来よりこの種のものでは、貯湯タンクと外装ケースとの間に断熱材を備え、この断熱材の外周壁には、縦方向に延びる溝部を形成し、この溝部で配管部材を保持するようにしたものであった。（例えば、特許文献１参照）

特開２０１０−２３０１９１号公報

ところでこの従来のものでは、貯湯タンク内に貯留した温水の放熱を利用して、溝部に保持した配管部材の凍結を防止するには、溝部を形成する断熱材の厚さを出来るだけ薄くして、多量の放熱を得る必要があるが、逆に放熱が進むと断熱材本来の役目を果たさなくなり、効率が低下してしまうと言う合い反する課題を有するものである。

この発明はこの点に着目し上記欠点を解決する為、特にその構成を、加熱手段で加熱された温水を貯湯する貯湯タンクと、該貯湯タンクを包囲する外装ケースと、前記貯湯タンクと外装ケースとの間の空間に前記貯湯タンクの保温、断熱を行う断熱材を備え、更にこの断熱材の外周壁には、貯湯タンクの上部に接続し下方に延びる配管部材を収納する縦長の溝部を備えたものに於いて、前記断熱材の溝部の厚さは、貯湯タンクの上部側を厚くし、下部側を薄くしたものである。

又請求項２では、前記断熱材の溝部の厚さは、貯湯タンクの上部側から下部側に向かって徐々に薄くなるようにしたものである。

以上のようにこの発明によれば、高温水が多く貯留する貯湯タンク上部の溝部の板厚を厚くして、貯湯タンク上部からの放熱を極力抑え効率の向上を図ることが出来るものであり、又低温水が多く貯留する貯湯タンク下部でそれ程放熱が影響しない部分では、溝部の板厚を薄くして、貯湯タンク下部からの放熱を強力に受けて配管部材の凍結を防止するものであり、貯湯タンク上下の温度差を利用して、放熱の抑制と放熱を利用しての凍結防止の合い反する課題を確実に解決したものである。

又請求項２のように、前記断熱材の溝部の厚さは、貯湯タンクの上部側から下部側に向かって徐々に薄くなるようにすれば、容易であり安価に形成することが出来ると言う効果を有するものである。

この発明の一実施形態の貯湯式給湯機の概略構成図。 同断熱材の分解斜視図。 同断熱材の側面図。 図３のＣ−Ｃ線断面図。 図３のＤ−Ｄ線断面図。 要部拡大断面図。 他の実施形態の要部拡大断面図。

次にこの発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
１は貯湯タンクユニットを構成する外装ケース、２はヒートポンプユニットよりなる加熱手段、３は給湯栓、４はリモートコントローラ、５は浴槽、６は電源である。

前記外装ケース１内には、湯水を貯湯する貯湯タンク７と、貯湯タンク７の上部に接続された出湯管８と、貯湯タンク７の下部に接続された給水管９と、出湯管８からの高温水と給水管９から分岐されたバイパス管１０からの低温水とを混合するミキシング弁１１と、ミキシング弁１１の下流に接続された給湯管１２と、給湯管１２に設けられた給湯温度センサ１３と、給湯管１２に設けられた給湯流量センサ１４と、給水管９に設けられた給水温度センサ１５と、給湯管１２から分岐され浴槽５に接続された湯張り管１６と、この湯張り管１６の開閉を行う湯張り弁１７と、湯張り管１６を流れる流量を積算する湯張り流量センサ１８と、出湯管８から分岐して接続された貯湯タンク７の過圧を逃す過圧逃し弁１９と、給水管９に設けられた給水圧を減圧する減圧弁２０と、貯湯タンク７の側面上下方向に複数設けられた貯湯温度センサ２１と、この外装ケース１内の各種機器の制御を行うマイクロコンピュータで主に構成される給湯制御部２２と、貯湯タンク７と加熱手段２とを接続して湯水を循環させるヒーポン往き管２３とヒーポン戻り管２４からなる加熱循環回路２５とを備えて構成されている。

２６は貯湯タンク７と外装ケース１との間で、該貯湯タンク７の外郭のほぼ全面を覆い保温・断熱を行う、耐熱性発泡ポリスチレンからなる発泡断熱材で、貯湯タンク７の上部を覆う上部断熱材２７と、貯湯タンク７の胴部である側面を覆う側面断熱材２８で、この側面断熱材２８は、前後に分かれて側面前断熱材２８ａと、側面後断熱材２８ｂとなり全体では３部分に分割されているものである。

２９は側面前断熱材２８ａの側面外壁に形成され、前記した出湯管８やバイパス管１０や給湯管１２或いはヒーポン戻り管２４等の配管部材３０を収納する縦長の溝部で、この溝部２９の厚さは、貯湯タンク７の上部側を厚くし、高温水が貯留される貯湯タンク７上部からの放熱を極力抑制しながらも多少の放熱を得て収納している配管部材３０の凍結予防すると共に、貯湯タンク７の下部側を薄くして、比較的に低温水が貯留される貯湯タンク７下部からの放熱を受けて収納している配管部材３０の凍結防止を積極的に行うもので、溝部２９は前記のような厚さになるように、側面前断熱材２８ａの貯湯タンク７の高さ方向の中央部より下側までの深さと、残り下端までの深さを２段階に変えており、収納される配管部材３０もこの溝部２９に収納されるように２段階に屈曲されるか自然に曲げられて収納されるようにしているものである。

前記加熱手段２は、二酸化炭素冷媒を圧縮するコンプレッサー３１と、凝縮器としての冷媒水熱交換器３２と、減圧器３３と、蒸発器としての空気熱交換器３４よりなるヒートポンプ回路３５と、空気熱交換器３４に送風する送風機３６と、加熱循環回路２５途中に設けられた能力可変の循環ポンプ３７と、加熱循環回路２５の冷媒水熱交換器３２入口側に設けられ、冷媒水熱交換器３２に流入する湯水の温度を検出する熱交入口温度センサ３８と、加熱循環回路２５の冷媒水熱交換器３２出口側に設けられ、冷媒水熱交換器３２から流出する湯水の温度を検出する熱交出口温度センサ３９と、この加熱手段２の制御を行うマイクロコンピュータを主に構成される加熱制御部４０とを備えて構成されている。

ここで、前記電源６は時間帯別電灯であり、夜間（ここでは２３時から翌７時まで）が割安な電力料金設定となっているもので、この割安な夜間電力を用いて夜間に一日に必要な貯湯熱量を沸かし上げて使用するものであり、また、この時間帯別電灯では昼間（７時から２３時まで）にも電力は供給され、残湯量が少なくなったときに追加の沸き増しが行われるものである。なお、前記電源６は給湯制御部２２に接続され、この給湯制御部２２からリモートコントローラ４および加熱制御部４０に有線にて通信信号が重畳されて電力供給されるものである。

そして、夜間時間帯になると前記給湯制御部２２が翌日に必要な貯湯熱量を演算し、この目標となる貯湯熱量を夜間時間帯の終了時までに沸き上げるよう加熱制御部４０に指示してヒートポンプ回路３５を作動させ、加熱循環回路２５の循環ポンプ３７を駆動開始する。そして、循環ポンプ３７の駆動により貯湯タンク７下部から取り出された湯水がヒーポン往き管２３を通り加熱手段２の冷媒水熱交換器３２に流入して加熱され、ヒーポン戻り管２４を介して貯湯タンク７の上部に戻されることにより高温の湯が貯湯される。
又このヒーポン往き管２３については、発泡断熱材２６による断熱からは外れており、加熱手段２へ供給される水の温度をわざと上げないことで、ＣＯＰを向上させるようにしているものである。

更に貯湯タンク７の側面に設けられた貯湯温度センサ２１が所定の量の高温水が貯湯されたことを検出するか、または、熱交入口温度センサ３８が所定温度以上を検出すると、給湯制御部２２が加熱制御部４０へ加熱動作の停止を指令し、ヒートポンプ回路３５と循環ポンプ３７の作動が停止され、夜間時間帯の終了時までに貯湯動作を終了するものである。

なお、ここで貯湯タンク７内に貯湯される熱量は給湯制御部２２により、過去数日分の給湯負荷から適切と思われる熱量を目標貯湯熱量として算出されるもので、貯湯される湯水の温度は季節（または給水温度センサ１５で検出する給水温度）および目標貯湯熱量の大小によって６０℃〜９０℃の範囲で変動するものである。

前記リモートコントローラ４には給湯設定温度を設定する温度設定スイッチ４１、浴槽５への湯張りを指示する湯張りスイッチ４２、湯張り量を設定する湯張り量設定スイッチ４３、及び給湯可能な残時間を表示させる残時間表示スイッチ４４とを有した操作部４５と、ドットマトリクス型の蛍光表示管よりなる表示部４６と、これら操作部４５及び表示部４６を制御すると共に、前記給湯制御部２２と通信を行うマイクロコンピュータを主に構成されたリモコン制御部４７を備えており、通常運転時は前記表示部４６に操作部４５で設定された給湯設定温度や時刻情報および貯湯温度センサ２１で検知する残り貯湯量等が表示されるものである。なお、前記表示部４６はドットマトリクス型の液晶表示部としても良い。

次に給湯栓３を開くと、給水管９からの給水圧により貯湯タンク７上部の高温水が出湯管８に押し出され、給湯制御部２２により制御されるミキシング弁１１にて、バイパス管１０の低温水と給湯温度センサ１３の検出する温度が、前記リモートコントローラ４の操作部４６で設定された給湯設定温度になるように混合されて、給湯管１２を介して給湯されるものである。

もしも給湯量が通常よりも多くなってしまい、昼間電力時間帯にて貯湯温度センサ２１で検出する残り貯湯量が少なくなったことを給湯制御部２２が検知し、貯湯タンク７内に貯湯された湯の湯切れが予想される場合は、その時点にて昼間電力を利用して必要な熱量の沸き増しが行われるものである。

次に浴槽５に湯張りを行う際は、リモートコントローラ４の湯張りスイッチ４２が操作されると、給湯制御部２２が湯張り弁１７を開いて湯張りを開始し、湯張りを開始してからの積算流量が湯張り量に達したことを検出すると湯張り弁１７を閉じて湯張りを完了するものである。

更に発泡断熱材２６は、貯湯タンク７を側面前断熱材２８ａと側面後断熱材２８ｂとで挟み込んで覆い、残った貯湯タンク７の上部を上部断熱材２７で覆った後、外側から発泡断熱材２６で貯湯タンク７を覆った寸法よりやや小さめの寸法に形成された外装ケース１を取り付けることで、貯湯タンク７は良好に断熱されるものであり、又側面前断熱材２８ａの溝部２９に収納されている出湯管８及びバイパス管１０からなる配管部材３０は、貯湯タンク７の上部側を厚くし、高温水が貯留される貯湯タンク７上部からの放熱を極力抑制しながらも多少の放熱を得て収納している配管部材３０の凍結予防すると共に、貯湯タンク７の下部側を薄くして、比較的に低温水が貯留される貯湯タンク７下部からの放熱を受けて収納している配管部材３０の凍結防止を積極的に行うようにしたものである。

次に図７に示す他の実施形態を説明すれば、側面前断熱材２８ａに形成される溝部２９を、断熱材２８ａの厚さが貯湯タンク７の上部側から下部側に向かって徐々に薄くなるように、又溝部２９としては、上部側から下部側に向かって徐々に深くなるように傾斜させて形成したもので、簡単であり安価に形成することが出来るものであり、しかも貯湯タンク７の放熱量に沿って断熱材２８ａの厚さが徐々に薄くなるので、放熱の抑制と凍結防止とが自然と良好に行われると言う効果を有するものである。

１ 外装ケース
２ 加熱手段
７ 貯湯タンク
２６ 発泡断熱材
２８ 側面断熱材
２８ａ 側面前断熱材
２８ｂ 側面後断熱材
２９ 溝部
３０ 配管部材

Claims (2)

1. 加熱手段で加熱された温水を貯湯する貯湯タンクと、該貯湯タンクを包囲する外装ケースと、前記貯湯タンクと外装ケースとの間の空間に前記貯湯タンクの保温、断熱を行う断熱材を備え、更にこの断熱材の外周壁には、貯湯タンクの上部に接続し下方に延びる配管部材を収納する縦長の溝部を備えたものに於いて、前記断熱材の溝部の厚さは、貯湯タンクの上部側を厚くし、下部側を薄くした事を特徴とする貯湯式給湯機。
2. 前記断熱材の溝部の厚さは、貯湯タンクの上部側から下部側に向かって徐々に薄くなるようにした事を特徴とする請求項１記載の貯湯式給湯機。

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