JP7329175B2 - 電気温水器及び電気温水器システム - Google Patents

Description

本発明は、遠隔地に配置される遠隔制御手段から送信される制御信号に基づいて制御される貯湯式の電気温水器に関する。

従来から、病院やオフィスなどの公共施設に配置される貯湯式の電気温水器は、管理室などの遠隔地に配置された遠隔制御手段から送信される制御信号に基づいて、制御することが可能となっている。

例えば、特許文献１には、ビルの管理室から電気温水器の運転状態（特には熱交換器の通電／遮断状態）を遠隔監視したり、熱交換器の通電／遮断を遠隔制御するシステムが記載されている。

特開２００３－９０６１７号公報

電気温水器は、長期間使用の予定がない場合、タンク内での菌の繁殖を抑制するためにタンク内の水抜きを行うことが好ましい。特に、タンクの水温が高くなる夏においては、タンク内での菌の繁殖を抑制するためにタンク内の水抜きを行うことは、重要度が高い。

しかしながら、例えば特許文献１に記載されたシステムなど、ビルの管理室から電気温水器の運転状態（特には熱交換器の通電／遮断状態）を遠隔監視することが可能になっている場合であっても、タンク内が水抜きされているか否かまで監視（把握）することはできていない。

もしタンク内が水抜きされた状態で熱交換器が通電されると、いわゆる「空焚き」が発生して、安全機能が作動し、湯が使えなくなり、使用者が電気温水器の故障と誤認してしまう可能性がある。

一方で、そのような「空焚き」の発生防止を優先して、タンク内の水抜きを適切に実施しない場合には、タンク内で菌が繁殖し易い環境となり得る。

本件発明者は、タンク内が水抜きされているか否かまで監視（把握）するために、タンク内の水または湯の量を検知するセンサ等を設けることを検討した。しかしながら、そのような方策は、システム構成が複雑になることに加えて、無視できないコストアップを招く。

本発明は、以上のような知見に基づいてなされたものである。本発明の目的は、遠隔地に配置される遠隔制御手段から送信される制御信号に基づいて制御される貯湯式の電気温水器であって、タンク内が水抜きされているか否かを監視することなく、「空焚き」の発生を抑制することができる電気温水器を提供することである。

本発明は、遠隔地に配置される遠隔制御手段から送信される制御信号に基づいて制御される貯湯式の電気温水器であって、水または湯を貯めておくためのタンクと、前記タンク内に配置され、前記タンク内の水または湯を加熱可能な熱交換器と、前記遠隔制御手段からの制御信号に基づいて、給水源から前記タンクへの水の給水を制御する給水制御部と、前記熱交換器の通電を制御する熱交換制御部と、を備え、前記給水制御部及び前記熱交換制御部は、前記遠隔制御手段から所定の制御信号を受信する時、前記給水源から前記タンクへの当該タンクの満水水量以上の水の新たな給水を開始すると共に、当該給水の開始後に所定量以上の水が前記タンクに新たに給水されたタイミングで、あるいは当該タイミングの後で、前記熱交換器の通電を開始するようになっていることを特徴とする電気温水器である。

本発明によれば、例えば水抜きが実施されていてタンク内に水または湯が存在しない状態であったとしても、熱交換器の通電を開始する前に給水源からタンクへの当該タンクの満水水量以上の水の新たな給水が開始されるため、いわゆる、「空焚き」の発生を抑制することができる。

ここで、所定の制御信号とは、沸上設定ＯＮ信号であって、そのような信号の全てに対応させてもよいが、不使用期間後の再稼働時（例えばオフィス等の長期休業後の再稼働時）において熱交換器の通電を開始させるための信号のみに対応させることがより効率的である。また、電気温水器の設置後から使用開始時における沸上設定ＯＮ信号に対応させてもよい。

また、水抜きが実施されておらずタンク内に水または湯が存在していた場合においても、熱交換器の通電を開始する前に給水源からタンクへの当該タンクの満水水量以上の水の新たな給水が開始されることは、タンク内に留まっていた水または湯が新たな水で置換されることになるため、衛生面で好適である。

なお、タンクが満水になった状態で更にタンクへの給水が継続される時は、所定の排水口（吐水口でもよい）から順次に排水がなされる。

前記所定量以上の水は、前記タンクの満水水量未満の水であってもよい。その場合、給水源からタンクへの当該タンクの満水水量以上の水の新たな給水がなされている途中のタイミングで、熱交換器の通電が開始され得る。所定量以上の水は、例えばタンクの満水水量の９０％以上の水であり、あるいはタンクの満水水量の８０％以上の水であり、あるいはタンクの満水水量の水の７０％以上の水である。

もっとも、「空焚き」の発生を確実に防止するためには、前記所定量以上の水は、前記タンクの満水水量以上の水であることが好ましい。

更に、前記タンクの満水水量以上の水について、これを丁度前記タンクの満水水量の水とすれば、水の無駄を抑制することができ、また、給水時間を最小限にすることができる。すなわち、前記給水制御部及び前記熱交換制御部は、前記遠隔制御手段から前記所定の制御信号を受信する時、前記給水源から前記タンクへの当該タンクの満水水量の水の新たな給水を開始すると共に、当該給水の開始後に前記タンクの満水水量の水が前記タンクに新たに給水されたタイミングで、あるいは当該タイミングの後で、前記熱交換器の通電を開始するようになっていることが好ましい。

また、前記遠隔制御手段からの前記制御信号は、無線式に当該電気温水器に送信されることが好ましい。これによれば、電気温水器と遠隔制御手段との間に有線の配線が不要であるため、管理室等に遠隔制御手段を配置する際の施工が容易である。

また、前記給水制御部は、電磁弁と、定流量弁と、を有していることが好ましい。これによれば、タンクへの給水量を電磁弁の開時間の制御だけで管理することができ、高精度の給水量制御を比較的簡単に実現することができる。

また、本発明は、前記の特徴のいずれかを有する複数の電気温水器と、前記遠隔制御手段と、を備え、前記遠隔制御手段は、前記複数の電気温水器の各々に対して、制御信号を送信可能であることを特徴とする電気温水器システムである。

このような電気温水器システムは、利用者による各電気温水器の操作性（制御性）において顕著に優れる。

なお、この場合、前記複数の電気温水器の各々の給水制御部は、前記遠隔制御手段から前記所定の制御信号を受信する時、前記複数の電気温水器の他の給水制御部が給水を実施している場合には当該他の給水制御部による当該給水が終了するのを待って、新たな給水を開始するようになっていることが好ましい。

複数の電気温水器において同時に給水が実施されると、給水源からの給水圧が低くなって所定の給水が完了するまでの時間が著しく長くなってしまう場合があるところ、前記した制御態様を採用することで、給水源からの給水圧が低くなることを効果的に回避することができる。

本発明によれば、例えば水抜きが実施されていてタンク内に水または湯が存在しない状態であったとしても、熱交換器の通電を開始する前に給水源からタンクへの当該タンクの満水水量以上の水の新たな給水が開始されるため、いわゆる、「空焚き」の発生を抑制することができる。また、水抜きが実施されておらずタンク内に水または湯が存在していた場合においても、熱交換器の通電を開始する前に給水源からタンクへの当該タンクの満水水量以上の水の新たな給水が開始されることは、タンク内に留まっていた水または湯が新たな水で置換されることになるため、衛生面で好適である。

本発明の一実施形態による電気温水器の概略構成図である。 本発明の一実施形態による電気温水器の概略正面図である。 本発明の一実施形態による電気温水器の概略断面図である。 本発明の一実施形態による電気温水器の動作の一例を示すフローチャートである。

次に、添付図面を参照して、本発明の一実施形態による電気温水器について説明する。

図１は、本発明の一実施形態による電気温水器の概略構成図であり、図２は、本実施形態による電気温水器の概略正面図であり、図３は、本実施形態による電気温水器の概略断面図である。

図１乃至図３に示すように、本実施形態による電気温水器１は、病院やオフィスなどの公共施設に配置され、遠隔地である管理室に配置される遠隔制御手段２０から送信される制御信号に基づいて制御される貯湯式の電気温水器であり、水または湯を貯めておくためのタンク１１を備えている。

タンク１１内には、当該タンク１１内の水または湯を加熱可能な熱交換器１２が配置されている。熱交換器１２には、当該熱交換器１２に対する通電のＯＮ・ＯＦＦを制御する熱交換制御部１３が接続されている。熱交換制御部１３は、熱交換器１２の通電を制御するようになっている。

一方、タンク１１内には、給水源３０から水が給水されるようになっている。具体的には、給水源３０からの水が、定流量弁４１と電磁弁４２とを介して、タンク１１内に給水されるようになっている。電磁弁４２には、当該電磁弁４２の開閉を制御する給水制御本体部４３が接続されている。給水制御本体部４３は、遠隔制御手段２０からの制御信号に基づいて、電磁弁４２の開閉を制御するようになっている。定流量弁４１と電磁弁４２と給水制御本体部４３とによって、給水制御部４０が構成されている。なお、本実施形態では、熱交換制御部１３と給水制御本体部４３とが別々に設けられているが、熱交換制御部１３と給水制御本体部４３とが一体となった制御部を設けてもよい。

本実施形態の電気温水器１は、遠隔制御手段２０から水抜き後対応制御信号（所定の制御信号）を受信する時の動作に特徴がある。本実施形態の電気温水器１においては、遠隔制御手段２０から当該水抜き後対応制御信号を受信する時、給水制御部４０及び熱交換制御部１３が、給水源３０からタンク１１への当該タンク１１の満水水量以上の水の新たな給水を開始すると共に、当該給水の開始後に所定量以上の水がタンク１１に新たに給水されたタイミングで、あるいは当該タイミングの後で、熱交換器１２の通電を開始するようになっている。

電気温水器１は、長期間使用の予定がない場合、タンク１１内での菌の繁殖を抑制するために、タンク１１内の水抜きを行うことが好ましい。特に、タンク１１の水温が高くなる夏においては、タンク１１内での菌の繁殖を抑制するためにタンク内の水抜きを行うことは、重要度が高い。

ここで、「水抜き後対応制御信号」とは、長い不使用期間等のためにタンク１１の水抜きが行われた後（あるいは、水抜きが行われた可能性がある状態で）、電気温水器１の再稼働を開始する時に遠隔制御手段２０から送信される信号である。本実施形態において、水抜き後対応制御信号は、温水サーミスタ１４の機能をオンにする沸上設定ＯＮ信号である。なお、水抜き後対応制御信号は、熱交換器１２に対する通電のＯＮ・ＯＦＦを切り替える信号であってもよい。

また、「タンク１１の満水水量以上の水」は、本実施形態では、丁度タンク１１の満水水量の水とされている。

また、「所定量以上の水」も、本実施形態では、丁度タンク１１の満水水量の水とされている。

また、本実施形態では、遠隔制御手段２０からの各種制御信号は、無線式で電気温水器１に送信されるようになっている。

また、本実施形態の電気温水器１は、タンク１１内に温調サーミスタ１４を備えている。熱交換制御部１３は、温調サーミスタ１４からの温度信号に基づいて、熱交換器１２の通電を制御するようになっている。すなわち、沸上設定がＯＮの状態において、温調サーミスタ１４が所定温度以下であると、熱交換器１２の通電が開始され、熱交換器１２の通電開始後、タンク１１内の湯温が所定温度以上になったことを温調サーミスタ１４が検知した場合、熱交換器１２の通電を遮断するようになっている。そして、更にその後、タンク１１内の湯温が所定温度以下になったことを温調サーミスタ１４が検知した場合、熱交換器１２の通電を再開するようになっている。なお、沸上設定がオフとなっている状態においては、温調サーミスタ１４が機能しないため、熱交換器１２への通電は行われない。

その他、本実施形態の電気温水器１は、タンク１１内に温度過昇防止器１５及び温度ヒューズ１６を備えている。温度過昇防止器１５は、タンク内の温度過昇を検知しており、温度過昇を検知すると、熱交換器１２の通電を遮断するようになっている。温度過昇防止器１５が故障してタンク内温度過昇が続いた場合、温度ヒューズ１６が作動し、熱交換器１２の通電を遮断することができる。これにより、熱交換器制御部１２で行われる「空焚き」の判定が誤判定となり空焚きが停止できなかった場合に、物理的に熱交換器への通電を停止することができる。また、図１乃至図３において、４４は吸気栓であり、４５は混合バルブであり、４６は出湯口であり、４７は水抜き栓であり、１８は操作パネルである。

次に、本実施形態の電気温水器１の動作の一例について説明する。図４は、本実施形態の電気温水器１の動作の一例を示すフローチャートである。

図４に示す例では、電気温水器１は、遠隔制御手段２０から水抜き後対応制御信号を受信する（ＳＴＥＰ１）。

これに応じて、給水制御部４０及び熱交換制御部１３は、給水源３０からタンク１１へのタンク１１の満水水量の水の新たな給水を開始する（ＳＴＥＰ２）。そして、当該給水の開始後にタンク１１の満水水量の水がタンク１１に新たに給水されたタイミングで（ＳＴＥＰ３）、沸上設定がＯＮになっているか確認する（ＳＴＥＰ４）。

これにより、例えば水抜きが実施されていてタンク１１内に水または湯が存在しない状態であったとしても、熱交換器１２の通電を開始する前に給水源３０からタンク１１へ当該タンク１１の満水水量の水の新たな給水が開始されるため、いわゆる、「空焚き」の発生が抑制される。

あるいは、水抜きが実施されておらずタンク１１内に水または湯が存在していた場合においても、熱交換器１２の通電を開始する前に給水源３０からタンク１１への当該タンク１１の満水水量の水の新たな給水が開始されることは、タンク１１内に留まっていた水または湯が新たな水で置換されることになるため、衛生面で好適である。本実施形態の電気温水器１では、タンク１１が満水になった状態で更にタンク１１への給水が継続される時は、所定の排水口（吐水口でもよい）から順次に排水がなされる。

図４に戻って、沸上設定がＯＮの状態において、タンク１１内の湯温が所定温度以下であることを温調サーミスタ１４が検知した場合（ＳＴＥＰ５、ＯＮ温度条件ＹＥＳ））、熱交換器１２の通電が開始される（ＳＴＥＰ７）。そして、熱交換器１２の通電開始後、タンク１１内の湯温が所定温度以上になったことを温調サーミスタ１４が検知した場合（ＳＴＥＰ５、ＯＮ温度条件ＮＯ）、熱交換器１２の通電を遮断する（ＳＴＥＰ６）。更にその後、タンク１１内の湯温が所定温度以下になったことを温調サーミスタ１４が検知した場合（ＳＴＥＰ５、ＯＮ温度条件ＹＥＳ）、熱交換器１２の通電を再開する（ＳＴＥＰ７）。

以上に説明したように、本実施形態の電気温水器１によれば、例えば水抜きが実施されていてタンク１１内に水または湯が存在しない状態であったとしても、熱交換器１２の通電を開始する前に給水源３０からタンク１１へ当該タンク１１の満水水量の水の新たな給水が開始されるため、いわゆる、「空焚き」の発生が抑制される。

あるいは、水抜きが実施されておらずタンク１１内に水または湯が存在していた場合においても、熱交換器１２の通電を開始する前に給水源３０からタンク１１への当該タンク１１の満水水量の水の新たな給水が開始されることは、タンク１１内に留まっていた水または湯が新たな水で置換されることになるため、衛生面で好適である。

また、本実施形態の電気温水器１によれば、「タンク１１の満水水量以上の水」が、丁度タンク１１の満水水量の水とされている。これにより、水の無駄を抑制することができ、また、給水時間を最小限にすることができる。もっとも、多少のマージン（予備量）を付加しておく態様も、少なくとも本願出願の時点では、本発明から排除されない。

また、本実施形態の電気温水器１によれば、「所定量以上の水」も、丁度タンク１１の満水水量の水とされている。これにより、「空焚き」の発生を抑制することができる。もっとも、「所定量以上の水」は、タンク１１の満水水量未満の水であってもよい。その場合、給水源３０からタンク１１への当該タンク１１の満水水量の水（満水水量以上の水でもよい）の新たな給水がなされている途中のタイミングで、熱交換器１２の通電が開始され得る。所定量以上の水は、例えばタンク１１の満水水量の９０％以上の水であり、あるいはタンク１１の満水水量の８０％以上の水であり、あるいはタンク１１の満水水量の水の７０％以上の水である。

また、本実施形態の電気温水器１によれば、遠隔制御手段２０からの各種制御信号は、無線式で電気温水器１に送信されるようになっている。これにより、電気温水器１と遠隔制御手段２０との間に有線の配線が不要であるため、管理室等に遠隔制御手段２０を配置する際の施工が容易である。

また、本実施形態の電気温水器１によれば、給水制御部４０が、電磁弁４２と、定流量弁４１と、を有している。これにより、タンク１１への給水量を電磁弁４２の開時間の制御だけで管理することができ、高精度の給水量制御を比較的簡単に実現することができる。

また、本実施形態の電気温水器１を複数個用意して、これらを例えば共通の遠隔制御手段２０によって制御する電気温水器システムを構築することが好適である。そのような電気温水器システムでは、共通の遠隔制御手段２０が、複数の電気温水器１の各々に対して制御信号を送信可能であることが更に好適である。そのように構成された電気温水器システムは、利用者による各電気温水器１の操作性（制御性）において顕著に優れる。

この場合において、更に、複数の電気温水器１の各々の給水制御部４０は、遠隔制御手段２０から所水抜き後対応制御信号（所定の制御信号）を受信する時、複数の電気温水器１の他の給水制御部４０が給水を実施している場合には当該他の給水制御部４０による当該給水が終了するのを待って、新たな給水を開始するようになっていることが好ましい。

複数の電気温水器１において同時に給水が実施されると、給水源３０からの給水圧が低くなって、所定の給水が完了するまでの時間が著しく長くなってしまう場合があるからである。前記したような制御態様を採用すれば、給水源３０からの給水圧が低くなることを効果的に回避することができる。

１ 電気温水器
１１ タンク
１２ 熱交換器
１３ 熱交換制御部
１４ 温調サーミスタ
１５ 温度過昇防止器
１６ 温度ヒューズ
１８ 操作パネル
２０ 遠隔制御手段
３０ 給水源
４０ 給水制御部
４１ 定流量弁
４２ 電磁弁
４３ 給水制御本体部
４４ 吸気栓
４５ 混合バルブ
４６ 出湯口
４７ 水抜き栓

Claims (5)

1. 遠隔地に配置される遠隔制御手段から送信される制御信号に基づいて制御される貯湯式の電気温水器であって、水または湯を貯めておくためのタンクと、前記タンク内に配置され、前記タンク内の水または湯を加熱可能な熱交換器と、前記遠隔制御手段からの制御信号に基づいて、給水源から前記タンクへの水の給水を制御する給水制御部と、前記熱交換器の通電を制御する熱交換制御部と、を含み、前記給水制御部及び前記熱交換制御部は、前記遠隔制御手段から所定の制御信号を受信したことに応じて、前記給水源から前記タンクへの当該タンクの満水水量以上の水の新たな給水を開始すると共に、当該給水の開始後に所定量以上の水が前記タンクに新たに給水されたタイミングで、あるいは当該タイミングの後で、前記熱交換器の通電を開始するようになっている電気温水器と、
   前記遠隔制御手段と、
   を備え、
   前記遠隔制御手段は、前記複数の電気温水器の各々に対して、制御信号を送信可能であり、
   前記複数の電気温水器の各々の給水制御部は、前記遠隔制御手段から前記所定の制御信号を受信したことに応じて、前記複数の電気温水器の他の給水制御部が給水を実施している場合には当該他の給水制御部による当該給水が終了するのを待って、新たな給水を開始するようになっている
   ことを特徴とする電気温水器システム。
2. 前記所定量以上の水は、前記タンクの満水水量以上の水である
   ことを特徴とする請求項１に記載の電気温水器システム。
3. 前記給水制御部及び前記熱交換制御部は、前記遠隔制御手段から前記所定の制御信号を受信したことに応じて、前記給水源から前記タンクへの当該タンクの満水水量の水の新たな給水を開始すると共に、当該給水の開始後に前記タンクの満水水量の水が前記タンクに新たに給水されたタイミングで、あるいは当該タイミングの後で、前記熱交換器の通電を開始するようになっている
   ことを特徴とする請求項２に記載の電気温水器システム。
4. 前記遠隔制御手段からの前記制御信号は、無線式で当該電気温水器に送信される
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電気温水器システム。
5. 前記給水制御部は、電磁弁と、定流量弁と、を有している
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電気温水器システム。

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