JPH0725555Y2 - 貯湯式給湯装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は複数の貯湯タンクを有する貯湯式給湯装置に
関するものである。

（従来の技術） 上記のような貯湯式給湯装置の従来例として、例えば本
出願人による実願平1-5682号の装置を挙げることができ
る。その装置においては、ヒートポンプシステムでの凝
縮器として機能する熱交換器を湯水の加熱源として備え
た湯沸し兼用貯湯タンクと、加熱源を備えていない湯溜
め専用貯湯タンクとを給水配管と給湯配管との間に並設
すると共に、循環ポンプの介設された循環配管を両タン
ク間に設け、湯溜め専用貯湯タンク内の湯水温度が低い
場合に、上記循環ポンプを作動して両タンク内の貯湯水
を上記循環配管を通して相互に置換する置換運転を行う
ことによって、湯沸し兼用貯湯タンク側で沸上げた湯を
湯溜め専用貯湯タンクへと移送するようになされてい
る。

また上記装置においては、給水配管は各タンクの底部
に、給湯配管は各タンクの上部にそれぞれ接続され、湯
の使用が行われる場合、給水配管から作用する水道水の
圧力によって、タンク内の湯はその上部側から押上げ式
に給湯配管を通して出湯されると共に、出湯量と同量の
水がタンクの底部側に補給される構成として、各タンク
内では高温湯が上部側に、低温湯水が底部側に分離した
状態での貯溜状態を維持する構成となされている。そし
てこのような貯溜状態を前提として、上下方向に位置の
異なる水位での湯水温度を検出する複数の湯温センサを
各タンクの外壁面に取付けると共に、各取付位置よりも
上部側のタンク内容積を各湯温センサに対応させて予め
記憶させ、検出温度が基準温度を超える湯温センサの中
で、最下部位置の湯温センサに応ずるタンク内容積を残
湯量として求め、さらに各タンク内の合計の残湯量を利
用者に表示するようになされている。

（考案が解決しようとする課題） ところで上記置換運転中、湯沸し兼用貯湯タンクからの
流出湯量は湯溜め専用貯湯タンクへの流入湯量に相当
し、したがって合計の残湯量は変化しないものであるに
もかかわらず、上記のような湯温センサに基づく合計残
湯量表示に変動が生ずるという問題を生じている。つま
り両タンクでの湯量の増減に伴って逐次変化していく各
湯温センサでの検出状態に時間遅れが生じる等のため、
各タンク内での増減湯量が相互に異なる量として求めら
える湯温検出状態が過渡的に生じ、このため合計残湯量
表示が変動するものである。この結果、利用者に、例え
ば湯を使用していないにもかかわらず残湯量の低下が表
示された場合等に、湯水の漏れ等の故障が生じたものと
感じさせることになって充分な使用快適性を維持し得な
いものとなっている。

この考案は上記に鑑みなされたものであって、その目的
は、複数の貯湯タンクに取付けた湯温センサでの検出温
度に基づく合計残湯量の表示の誤動作を低減し、これに
より使用快適性を向上し得る貯湯式給湯装置を提供する
ことにある。

（課題を解決するための手段） そこでこの考案の貯湯式給湯装置は、第１図に示すよう
に、内部の湯水を加熱する加熱手段15を備えた湯沸し兼
用貯湯タンク１と、加熱手段を備えていない湯溜め専用
貯湯タンク２とを並設すると共に、上記両貯湯タンク
１、２内の貯湯水を相互に置換するための置換手段51
と、上記湯溜め専用貯湯タンク２内に低温湯水が貯溜さ
れているときに、この低温湯水が上記湯沸し兼用貯湯タ
ンク１内の高温湯と置換されるべく上記置換手段51の作
動を制御する置換制御手段35とを設け、さらに各貯湯タ
ンク１、２内の貯湯水の温度を複数箇所で検出する湯温
検出手段21〜25と、この湯温検出手段21〜25からの信号
に基づいて基準温度を超える貯湯量を表示する表示手段
40とを設けて成る貯湯式給湯装置であって、上記両貯湯
タンク１、２間の貯湯水の置換が開始されたとき、この
置換前の上記湯温検出手段21〜25からの信号に基づく上
記表示手段40での湯量表示を、上記置換が終了するまで
保持すべく制御する表示変更停止手段52を設けている。

（作用） 上記構成の貯湯式給湯装置においては、置換運転が行わ
れている間、表示手段40での表示は置換前の表示内容で
保持される。したがってこの間に、複数の貯湯タンク
１、２内の合計残湯量に対応しない検出状態が湯温検出
手段21〜25で過渡的に生じる場合にも、上記表示手段40
での表示は、上記置換運転では変化を生じない合計残湯
量に合致した表示内容で保持されるので、表示の誤動作
が低減される。

（実施例） 次にこの考案の貯湯式給湯装置の具体的な実施例につい
て、図面を参照しつつ詳細に説明する。

第２図は、この考案の一実施例における貯湯式給湯装置
の貯湯タンクユニットの構成模式図であり、この貯湯タ
ンクユニット内には、複数、図の場合には２基の円筒状
密閉形の第１、第２貯湯タンク（以下、第１タンク、第
２タンクと略記する）１、２が据付けられている。これ
らのタンク１、２の各底部には、給水配管３から第１三
方弁４を介して分岐された第１給水支管５と第２給水支
管６とがそれぞれ接続されると共に、各タンク１、２の
上端に給湯配管７が接続されている。この給湯配管７先
端側の混合栓（図示せず）等が開弁されて湯の使用が行
われる場合、図中実線矢印、或いは破線矢印で示すよう
に、このときの上記第１三方弁４の切換位置に応じて、
給水配管３から作用する水道水の圧力によって、いずれ
かのタンク１、２内の上部側の湯が押上げ式に給湯配管
７を通して出湯され、同時に出湯量と同量の水がそのタ
ンクの底部側に補給される。このように上記第１三方弁
４は、第１タンク１と第２タンク２とのいずれか一方を
出湯タンクとして選択する機能を有しており、その制御
については、優先順位を定めた例を挙げて後で説明す
る。なお使用状況によっては優先順位の低い側のタンク
の使用頻度が大幅に低下して、このタンク内の湯が長時
間に渡って滞留状態のまま放置され、いわゆる死水とな
って、貯湯水から消毒剤が消失し殺菌効果が低下する等
の不具合を生じるおそれがある。そこで第１三方弁４を
バイパスすると共に許容流量の小さな給水バイパス管
８、９によって、第１、第２給水支管５、６をそれぞれ
給水配管３に直接的に接続している。これにより、湯の
使用が行われる毎に、上記第１三方弁４で選択されてい
ないタンク側においても、若干量の出湯及び給水が逐次
生じることとなり、上記不具合が防止される。

一方、上記第１給水支管５の中途部に第１取水管11が、
また第２タンク２の底部に第２取水管12がそれぞれ接続
され、これらの取水管11、12は、第２三方弁13の入口側
の各切換ポートにそれぞれ接続されている。そしてこの
第２三方弁13の出口側ポートは、循環ポンプ14と熱交換
器（加熱手段）15とが順次介設された循環配管16によっ
て、第１タンク１の底部に接続されている。上記熱交換
器15は、ヒートポンプシステムにおける凝縮器として機
能する熱交換器であって、外側に冷媒流路、内側に水用
流路を有する漏洩検知付二重管で構成され、外側の冷媒
流路の両端は、ガス側及び液側冷媒配管17、18によっ
て、圧縮機や熱源側熱交換器を有するヒートポンプシス
テムの熱源側ユニット（図示せず）に接続されている。

上記第２三方弁13を、循環配管16に第１取水管11を連通
する切換位置に位置させて循環ポンプ14を作動する場合
に、図中一点鎖線矢印で示すように、第１タンク１内の
底部側の湯水が第１給水支管５の途中から第１取水管1
1、第２三方弁13、循環配管16を経て上記第１タンク１
の底部側に戻る循環径路が形成され、このとき上記ヒー
トポンプシステムを運転して熱交換器15を凝縮器として
機能させることによって、上記循環径路に沿って循環す
る第１タンク１内の貯湯水に冷媒凝縮熱が付与され、湯
水の加熱が行われる。この運転、すなわち沸上げ運転を
継続することによって、第１タンク１内に返流される加
熱湯は上部側の低温湯と対流を生じて順次置換され、し
たがって第１タンク１内の貯湯水はその上部側から徐々
に高温湯に置き換えられていく。このように、第１タン
ク１は内部の湯水を加熱する加熱手段を備えた湯沸し兼
用貯湯タンクとして構成されている。

一方、上記から第２三方弁13を、循環配管16に第２取水
管12が連通する切換位置に切換えた場合、図中二点鎖線
矢印で示すように、第２タンク２内の底部側の湯水が第
２取水管12から第２三方弁13、循環配管16を経て第１タ
ンク１の底部側に至る循環径路に変更される。これによ
り、第２タンク２内の底部側の湯水が第１タンク１内の
底部側に移動し、同時にこの第１タンク１内の上部側の
湯水が押出されて、給湯配管７における両タンク１、２
の相互連結部を介して、第２タンク２の上部側に移動す
る。したがってこの運転、すなわち置換運転の継続によ
って、両タンク１、２の貯湯水の置換が行われる。つま
り第２タンク２は内部の湯水を直接的に加熱する加熱手
段を備えていない湯溜め専用貯湯タンクとして構成され
ており、このタンク２内には、第１タンク１内の沸上げ
湯を上記置換運転によって移送して貯溜するようになさ
れている。

さらに上記装置においては、上記した出湯タンクの切
換、沸上げ・置換運転の制御を行うために、各タンク
１、２の外壁面には、サーミスタ等より成る湯温センサ
が取付けられている。まず第１タンク１における外壁面
の底部側に第１センサ21、上部側に第２センサ22が、ま
た第２タンク２における外壁面の底部側に第３センサ2
3、中央部に第４センサ24、上部側に第５センサ25がそ
れぞれ取付けられている。これらの湯温センサ21〜25に
よって、それぞれ各取付位置に応ずる水位での湯水の温
度が検出されるようになされており、次にこれらの検出
温度に基づく制御について、第３図の運転制御ブロック
図を参照して説明する。なお第１タンク１内には、その
底部側にさらに深夜ヒータ26が配設されており、電力コ
ストの安価な深夜電力を併用して、この第１タンク１内
の貯湯水の加熱を行い得るようにもなされている。また
第２図中、27は各タンク１、２の底部に接続されている
排水配管、28・29は上記排水配管27に介設されている手
動式排水弁をそれぞれ示している。

第３図において、31は、上記貯湯タンクユニット内に設
けられている給湯制御装置を示しており、この給湯制御
装置31には、上記５個の湯温センサ21〜25が接続される
と共に、さらに台所等に設置されるリモコンボックス32
が接続されている。このリモコンボックス32は、第４図
に示すように、運転スイッチ33や湯温設定スイッチ34等
を備えている。上記給湯制御装置31内には、第３図に示
しているように、置換制御手段としての機能を兼用する
運転制御部35、出湯タンク切換制御部36、湯量表示制御
部37が設けられており、初めに、上記運転スイッチ33が
ONであることを前提に、上記運転制御部35により制御さ
れる沸上げ・置換運転の制御について説明する。

まず第１センサ21で検出される第１タンク１底部側の湯
水温度が、上記湯温設定スイッチ34での設定湯温よりも
低くなった時に、上記運転制御部35によって、前記した
第２三方弁13の切換と循環ポンプ14の作動が開始される
と共に、前記したヒートポンプシステムにおけるヒート
ポンプ運転制御装置38に加熱運転指令信号が出力され
る。これにより前記した沸上げ運転が開始され、この運
転の継続によって第１タンク１内の貯湯水全体が上記設
定湯温に達した時、すなわち上記第１センサ21での検出
温度が設定湯温に達した時に沸上げ運転を終了し、次い
でこの時点で、第２タンク２の底部側の第３センサ23で
の検出温度を、上記設定湯温よりも幾分低い設定の移送
開始温度と比較する。この温度よりも低い場合には、第
２三方弁13を上記から切換えて前記置換運転を続けて行
う。

この置換運転は、上記第３センサ23での検出温度が設定
湯温近傍の移送終了温度を超える高温温度状態となり、
したがってこの第２タンク２内全体が高温湯の貯溜状態
となった時、或いは第１タンク１の上部側の第２センサ
22での検出温度が設定湯温よりも低くなった時、すなわ
ち第１タンク１における先の沸上げ湯のほぼ全量が第２
タンク２側に移送された時まで継続し、その後、第２三
方弁13を再度切換えて、上記の置換運転によって第２タ
ンク２側から第１タンク１に流入した低温湯に対する沸
上げ運転を続けて行う。以降、第１タンク１内の湯の沸
上げ運転を終了した段階で、第２タンク２全体にすでに
高温湯が貯溜されている状態となるまで沸上げ運転と置
換運転とを交互に行い、両タンク１、２全体が高温湯の
貯溜状態となった時に、循環ポンプ14の作動及び加熱運
転指令信号の出力を停止して運転を停止する。

次に、出湯タンク切換制御部36による制御について説明
する。これは、第１タンク１の上部側の第２センサ22で
の検出温度を出湯基準温度と比較し、この出湯基準温度
よりも高い場合には、第１タンク１を出湯タンクとする
ように第１三方弁４を制御する。一方、上記出湯基準温
度よりも低い場合、すなわち第１タンク１内に高温湯が
充分にない場合には、続いて第２タンク２の上部側の第
５センサ25での検出温度を出湯基準温度と比較し、この
出湯基準温度を超えていることを確認して、出湯タンク
を第２タンク２とする切換えを行う。すなわち第１タン
ク１側を優先的に出湯タンクとして選択する制御を行
い、この第１タンク１側から高温湯の出湯ができない場
合にのみ、第２タンク２側に切換える。なおこの場合に
第２タンク２側にも高温湯がない場合には、第１タンク
１を出湯タンクとして選択し、上記沸上げ運転を行いな
がらこの第１タンク１から出湯させる。

一方、上記各湯温センサ21〜25での検出温度信号は、前
記湯量表示制御部37にも入力され、これらの信号に基づ
いて、第４図に示しているリモコンボックス32に設けら
れている表示ユニット40での残湯量の表示を行うように
もなされており、以下、この制御について説明する。な
おこの場合、各タンク１、２はそれぞれ内容量150lであ
るとして説明する。

初めに第５図を参照して上記表示ユニット40の構成につ
いて説明する。

上記表示ユニット40は、液晶等のLCD（Liquid Crystal
Display）で構成されており、第５図には、通電により
可視的に変化する変化領域の全通電状態での表示パター
ンを示している。図のように、上下方向に隣接する４つ
の表示部41〜44が全て可視状態の場合には貯湯タンク内
のほぼ全量300l、下側３つが可視状態の場合には200l、
下側２つが可視状態の場合には150l、最下位の表示部44
が可視状態の場合には50lの湯の貯溜状態であることを
それぞれ示すようになされている。

なお各表示部41〜44は、下辺から右上方に傾斜して延び
る幅広の平行直線から成る第１表示パターン45と、この
第１表示パターン45の間を上辺から左下方に傾斜して延
びる平行直線から成る第２表示パターン46とからそれぞ
れ構成されており、設定湯温近傍の第１基準温度を超え
る残湯量を上記第１表示パターン45で表示させ、また例
えば45℃程度の第２基準温度を超える残湯量を上記第２
表示パターン46で表示させることで、例えば第６図に示
す表示においては、上記第１基準温度を超える高温湯が
150l、第２基準温度を超える湯が200lというように、２
段階の湯温に基づく残湯量を同時に表示し得るようにな
されている。

第７図には、上記湯量表示制御部37における制御フロー
チャートを示している。

まずステップS1は、前記運転制御部35からの第２三方弁
13に対する第２取水管12側への切換信号の有無を判別す
ることによって、上記した置換運転中であるか否かを判
別するステップであって、置換運転中でない場合に、次
いでステップS2に移行して、前記各湯温センサ21〜25で
の検出湯温Ti（ｉ＝１〜５）の読込みを行う。そしてス
テップS3において各Tiを、設定湯温より幾分低い温度設
定の第１基準温度T1と比較し、次いでステップS4におい
て、検出湯温Tiが上記T1を超えている湯温センサを求め
て、この結果から残湯量を演算する。

この演算を行うために、上記湯量表示制御部37には、各
湯温センサ21〜25にそれぞれ対応させて各取付位置より
も上部側のタンク内容積を予め記憶させている。つまり
各タンク１、２内で高低温度差のある湯水が貯溜されて
いる場合には、上部側に高温湯、底部側に低温湯水と相
互に分離した貯溜状態で保持されることから、基準温度
を超える温度信号を発している湯温センサの中で、最下
部位置の湯温センサを求めることによって、この湯温セ
ンサの取付位置よりも上部側のタンク内容積に相当する
量の湯が少なくとも確保されていることとなる。そこで
上記実施例においては、第１センサ21及び第３センサ23
は、それぞれ第１、第２タンク１、２の各内容積のほぼ
全量（150l）が基準温度を超える湯量とみなし得る各底
部側の位置に、また第２センサ22及び第５センサ25は、
各タンク１、２の上部側50lが基準温度を超える湯であ
るとみなし得る各上部側の位置に、そして第４温度セン
サ24は、第２タンク２の上部側100lが基準温度を超える
湯であるとみなし得る中央位置への取付けがそれぞれ行
われている。

これにより、例えば第２、第４、第５センサ22、24、25
での各検出温度が第１基準温度T1を超え、第１、第３セ
ンサ21、23での検出温度がT1よりも低い場合には、第１
タンク１内の残湯量50l、第２タンク２内の残湯量100l
が求まり、さらにこれらの和150lが合計残湯量として算
出される。

そしてステップS5において、上記で算出された合計残湯
量に対応する第１表示信号を表示ユニット40に出力する
ことによって、この表示ユニット40の第１表示パターン
45で残湯量150lに対応する表示を行わせる。なお表示ユ
ニット40では、０、50、150、200、300lの５段階表示を
行うことから、合計残湯量の算出値が例えば250lの場合
は200lとして、また100lの場合は50lとしてそれぞれ表
示する。

次いでステップS6は、上記各Tiを、例えば45℃程度の中
間温度設定の第２基準温度T2と比較し、ステップS7にお
いて、このT2を超える合計の残湯量を上記と同様に求め
た後、ステップS8でこの残湯量に対応する第２表示信号
を表示ユニット40に出力する。これにより、この表示ユ
ニット40の第２表示パターン46で、上記第２基準温度T2
を超える残湯量の表示を行わせる。

その後は、前記ステップS1に戻る処理を行い、したがっ
て置換運転以外の期間は、上記ステップS2〜S8の処理が
所定のサンプリング時間毎に繰返され、これによって、
湯の使用や沸上げ運転に伴う第１、第２タンク１、２内
の合計の残湯量の変化に追随した表示が行われる。

ところで、上記のような残湯量の表示を、置換運転中で
の各湯温センサ21〜25での検出温度変化に追随させて継
続する場合には、誤表示を生じるおそれがある。例えば
第１タンク１内全体が設定温度まで沸上がった段階で、
第２タンク２内全体は低温湯水であり、したがってこの
時点では、残湯量150lの表示がなされているときを例に
挙げると、その後の置換運転によって、第１タンク１の
底部側に第２タンク２から流入してくる低温湯水の水位
が、第１センサ21を超え、したがってこの第１センサ21
での検出温度が低下して、この第１タンク１内での残湯
量が150lから50lに減少したと求められる時に、第２タ
ンク２内にその上部側から流入する高温湯は第４センサ
24の取付け位置まで達しておらず、したがってこの第２
タンク２内は、第５センサ25での検出温度に基づいて、
残湯量50lとして求められる。この結果、合計残湯量は1
00lとなり、表示値が低下する。このように、置換運転
中には、各湯温センサ21〜25での検出温度の変化が、第
１、第２タンク１、２内の合計残湯量に対応しない状態
を過渡的に生じる場合があり、これによって表示が変動
する。

そこで上記実施例においては、置換運転中には、置換運
転開始直前の表示値を維持させるようにしている。すな
わち第７図のステップS1において、置換運転の開始が判
別された場合には、この運転が終了するまで、上記ステ
ップS1の繰返し処理が行われる。これにより上記表示ユ
ニット40での表示内容は、置換運転開始直前の表示内容
で、置換運転が終了するまで保持されることとなる。こ
の結果、置換運転が行われている間、各タンク１、２内
の合計残湯量に対応しない検出状態が湯温センサ21〜25
で過渡的に生じる場合にも、置換運転によっては変化し
ない合計残湯量に合致した表示状態が保持され、表示の
誤動作が低減される。したがって故障であるとの誤判断
を利用者に感じさせることがなくなり、このため使用快
適性が従来よりも向上した運転状態を維持することがで
きる。

以上、この考案の具体的な実施例についての説明を行っ
たが、この考案は上記実施例に限定されるものではな
く、この考案の範囲内で種々の変更が可能である。例え
ば上記実施例においては、各上端部が給湯配管７によっ
て相互に連結された第１、第２タンク１、２の各底部を
連通させる第２三方弁13と循環ポンプ14とによって、置
換手段51を構成し、また第７図のステップS1によって表
示変更停止手段52を構成しているが、これらは同様の機
能を有するその他の構成とすることが可能である。また
上記ではヒートポンプシステムでの凝縮器を加熱源とす
る装置を例にして説明したが、電気ヒータ等のその他の
加熱源を有する貯湯式給湯装置にもこの考案の適用が可
能である。

（考案の効果） 上記のようにこの考案の貯湯式給湯装置においては、置
換運転が行われている間、複数の貯湯タンク内の合計残
湯量に対応しない検出状態が湯温検出手段で過渡的に生
じる場合にも、表示手段での表示は、置換運転によって
は変化しない合計残湯量に合致した表示内容で保持され
るので、表示の誤動作が低減され、この結果、故障等の
誤判断を利用者に感じさせることがなく、これにより使
用快適性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の機能ブロック図、第２図はこの考案
の一実施例における貯湯式給湯装置の貯湯タンクユニッ
トの構成模式図、第３図は上記貯湯式給湯装置の運転制
御ブロック図、第４図は上記装置におけるリモコンボッ
クスの正面模式図、第５図は上記リモコンボックスにお
ける表示ユニットの拡大図、第６図は上記表示ユニット
での表示の一例を示す図、第７図は上記装置における湯
量表示制御部でなされる制御フローチャートである。 １……第１貯湯タンク（湯沸し兼用貯湯タンク）、２…
…第２貯湯タンク（湯溜め専用貯湯タンク）、15……熱
交換器（加熱手段）、21〜25……湯温センサ（湯温検出
手段）、35……運転制御部（置換制御手段）、40……表
示ユニット（表示手段）、51……置換手段、52……表示
変更停止手段。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−163555（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−85949（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】内部の湯水を加熱する加熱手段（15）を備
   えた湯沸し兼用貯湯タンク（１）と、加熱手段を備えて
   いない湯溜め専用貯湯タンク（２）とを並設すると共
   に、上記両貯湯タンク（１）（２）内の貯湯水を相互に
   置換するための置換手段（51）と、上記湯溜め専用貯湯
   タンク（２）内に低温湯水が貯溜されているときに、こ
   の低温湯水が上記湯沸し兼用貯湯タンク（１）内の高温
   湯と置換されるべく上記置換手段（51）の作動を制御す
   る置換制御手段（35）とを設け、さらに各貯湯タンク
   （１）（２）内の貯湯水の温度を複数箇所で検出する湯
   温検出手段（21〜25）と、この湯温検出手段（21〜25）
   からの信号に基づいて基準温度を超える貯湯量を表示す
   る表示手段（40）とを設けて成る貯湯式給湯装置であっ
   て、上記両貯湯タンク（１）（２）間の貯湯水の置換が
   開始されたとき、この置換前の上記湯温検出手段（21〜
   25）からの信号に基づく上記表示手段（40）での湯量表
   示を、上記置換が終了するまで保持すべく制御する表示
   変更停止手段（52）を設けていることを特徴とする貯湯
   式給湯装置。