JPH1183156A

JPH1183156A - 給湯装置

Info

Publication number: JPH1183156A
Application number: JP24327497A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Okabe; 正義岡部
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1997-09-09
Filing date: 1997-09-09
Publication date: 1999-03-26

Abstract

(57)【要約】【課題】浴槽水専用の保温ヒータを設けなくても、浴
槽水を効率よく加熱することができる給湯装置を得るこ
と。【解決手段】上部と下部にヒータ２，３を有する貯湯
タンク１を備え、貯湯タンク１の湯と水を混合する混合
手段６を設けると共に、混合手段６と浴槽１４間に循環
路１２を設けた浴槽１４の湯張り機能や保温機能を有す
る給湯装置であって、循環路１２の一部を貯湯タンク１
内の上部を通過させるようにして、循環路１２内の湯と
貯湯タンク１の湯を熱交換させるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、給湯装置に係り、
より詳しくは、浴槽への自動湯張り、保温等が可能な給
湯装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は従来の給湯装置の一例を示す構成
図である。図に示すように、貯湯タンク１内の水が、急
速沸上げヒータ３や沸上げヒータ２によって沸き上げら
れると、大気開放弁付電磁弁１７と戻り管電磁弁１８が
開かれる。そして、給湯管７に供給された湯は、給水管
８に供給された水と電動混合弁６において混合し、混合
湯管１０を通って循環路１２内に入り、往き管１５と戻
り管１６の両管を通って浴槽１４内に供給され、湯張り
が行なわれる。

【０００３】そして、浴槽１４内の湯が予め設定した水
位に達すると、大気開放弁付電磁弁１７が閉じる。そし
て、循環ポンプ１９が作動して浴槽１４内の湯が循環路
１２内を循環し、湯温が温度センサ２２によって検知さ
れる。湯温が冷めているときは、保温ヒータ３２によっ
て循環路１２内の浴槽水が加熱される。この場合、循環
ポンプ１９は、浴槽水の温度が所定の温度に達するまで
作動する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のように構成した
給湯装置によれば、貯湯タンク１内の水を沸上げるため
の沸上げヒータ２，３と、浴槽水を保温するための保温
ヒータ３２が必要であるが、これらのヒータ２，３及び
３２が同時に作動することがあるので、電力会社との契
約時に、これらのヒータ２，３及び３２を加味したアン
ペア契約となって、基本料金が高いものになるという問
題があった。

【０００５】本発明は上記のような課題を解決するため
になされたもので、浴槽水専用の保温ヒータを設けなく
ても、浴槽水を効率よく加熱することができる給湯装置
を得ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる給湯装置
は、下部と上部にヒータを有する貯湯タンクを備え、貯
湯タンクの湯と水とを混合する混合手段を設けると共
に、混合手段と浴槽間に往き管と戻り管からなる循環路
を設けた浴槽の湯張り機能や保温機能を有する給湯装置
であって、循環路の一部を貯湯タンクの上部を通過させ
るようにして循環路内の湯と貯湯タンクの湯とを熱交換
させるようにした。

【０００７】また、浴槽水が循環路内を循環していると
きに、貯湯タンク内の上部ヒータに通電するようにし
た。

【０００８】さらに、熱交換をする前に貯湯タンク上部
の湯温を検知しておき、熱交換後に上部ヒータに通電し
て貯湯タンク上部の湯温を元の温度に戻すようにした。

【０００９】また、循環路の流量を検知する流量検知手
段と、循環路の温度を検知する温度検知手段と、貯湯タ
ンクの貯湯水と浴槽水間で熱交換した熱量の演算手段と
を設け、貯湯水が浴槽水に与えた熱量分だけ貯湯水を加
熱するようにした。

【００１０】

【発明の実施の形態】

実施の形態１図１は本発明の実施の形態１の構成図である。１は給湯
装置の貯湯タンクであり、２は貯湯タンク１内の下部に
設けた沸上げヒータ、３は貯湯タンク１内の上部に設け
られ、貯湯タンク１内の湯がなくなって給水されたとき
などに利用する急速沸上げヒータである。４は貯湯タン
ク１の下部外周に設けられ貯湯タンク１内の水の沸上げ
状態を検知する第１の温度センサ、５は貯湯タンク１の
上部外周に設けられ急速沸上げ状態を検知する第２の温
度センサである。

【００１１】６は適温の湯を作り出すための電動混合
弁、７は一端が貯湯タンク１の上部に接続され他端が電
動混合弁６の給湯口に接続されて、貯湯タンク１内で沸
き上げた湯を貯湯タンク１から電動混合弁６に供給する
ための給湯管、８は一端が水道管等に接続され他端が電
動混合弁６の給水口に接続されて、水道水を電動混合弁
６に供給するための給水管である。９は給水管８から分
岐して貯湯タンク１の下部に接続され、給水管８内を流
れる水を貯湯タンク１内に給水するための分岐給水管で
ある。

【００１２】１０は一端が電動混合弁６の混合湯出口に
接続された混合湯管で、その他端は分岐部１１において
循環路１２に接続されている。循環路１２は浴槽アダプ
タ１３を介して浴槽１４に接続されており、往き管１５
と戻り管１６の両管によって構成され、混合湯管１０を
通って供給された混合湯を浴槽１４内に供給すると共
に、浴槽１４内の湯を循環させるようになっている。

【００１３】１７は混合湯管１０に設けた大気開放弁付
電磁弁で、この弁１７を閉じることによって浴槽水が貯
湯タンク１や給水管８方向に逆流するのを防止し、浴槽
水を循環路１２内で循環できるようにしてある。１８は
循環路１２の戻り管１６に設けた戻り管電磁弁、１９は
戻り管電磁弁１８よりも浴槽１４側において戻り管１６
に設けた浴槽水を循環させるための循環ポンプである。
２０は循環路１２に設けた熱交換手段で、循環路１２の
往き管１５の一部を貯湯タンク１内の上部に取込んで配
設し、熱交換手段２０内を流れる浴槽水が貯湯タンク１
内の湯と熱交換できるようになっている。なお、この熱
交換手段は、別に設けた熱交換用の配管を循環路１２の
往き管１５に直列に接続してもよい。

【００１４】２１は予め任意に設定された水位になるよ
うに浴槽１４内に湯張りを行うための水位センサで、循
環ポンプ１９よりも浴槽１４側において戻り管１６に取
り付けられている。２２は浴槽水の温度を検知するため
の第３の温度センサで、熱交換手段２０に至る前の往き
管１５上に取り付けられている。

【００１５】２３は沸上げヒータ２及び急速沸上げヒー
タ３の電源であり、かつ循環ポンプ１９を駆動するため
の電源である。２４は沸上げヒータ２，３への給電をＯ
Ｎ／ＯＦＦ制御する開閉器、２５はコモン接点ｃと第１
の接点ａ及び第２の接点ｂを有する切替え器で、電源２
３からの給電を沸上げヒータ２と急速沸上げヒータ３の
いずれかに切り替えることができる。２６は循環ポンプ
１９への電源２３供給を制御するための開閉器である。

【００１６】２７はマイクロコンピュータを内蔵した制
御装置で、第１、第２の温度センサ４，５、水位センサ
２１及び第３の温度センサ２２の出力信号が入力され、
また、開閉器２４、切替え器２５、電動混合弁６、大気
開放弁付電磁弁１７、戻り管電磁弁１８及び開閉器２６
を制御する。２８は制御装置２７に接続した遠隔操作用
のリモコン、２９はリモコン２８に設けた自動運転開始
用のスイッチである。

【００１７】上記のように構成した実施の形態１の作用
を説明する。この場合、貯湯タンク１内は水道水で満た
されているものとする。まず、貯湯タンク１内の水の沸
上げ動作から説明すると、制御装置２７は切替え器２５
のコモン接点ｃと第２の接点ｂ間を結び、開閉器２４を
閉じて電源２３を急速沸上げヒータ３に給電し、貯湯タ
ンク１内の水を上部から沸き上げる。

【００１８】そして、第２の温度センサ５によって貯湯
タンク１内の上部の水が所定の温度まで沸き上げられた
ことを検知したら、制御装置２７は切替え器２５の接点
をコモン接点ｃと第１の接点ａに切り替え、電源２３を
沸上げヒータ２に給電して、貯湯タンク１内の水全体を
沸き上げる。貯湯タンク１内全体の沸き上げは第１の温
度センサ４によって検知され、所定の温度まで沸き上げ
られると、制御装置２７は開閉器２４の接点を遮断し
て、電源２３の給電を停止する。

【００１９】次に、貯湯タンク１内で沸き上げられた湯
を使った浴槽１４側の作用を説明する。まず、リモコン
２８のスイッチ２９を押すと、制御装置２７はリモコン
２８からの信号を取り込み、大気開放弁付電磁弁１７と
戻り管電磁弁１８を開放する。また、給湯管７から供給
された湯と給水管８から供給された水を電動混合弁６で
混合して混合湯とし、この混合湯をここから混合湯管１
０を通って循環路１２に送り、循環路１２の往き管１５
と戻り管１６の両方から浴槽アダプタ１３を通して浴槽
１４内に送り込み、湯張りを開始する。

【００２０】そして、制御装置２７は湯張りしている湯
の温度が予め設定されている温度に達しているかどうか
を第３の温度センサ２２によって検知し、その設定温度
から外れないように電動混合弁６における水と湯の混合
比を制御しながら浴槽１４内に湯張りをしていく。この
とき、浴槽１４内の水位は、所定の間隔で水位センサ２
１によって測定される。なお、水位センサ２１によって
水位を測定するときだけは戻り管電磁弁１８を閉じて、
浴槽１４内の水位が確実に測定できるようにする。

【００２１】浴槽１４内の湯が予め設定された水位に達
すると、制御装置２７が大気開放弁付電磁弁１７を閉じ
る。そしてそれ以後は、制御装置２７が所定の間隔で開
閉器２６の接点を閉じて循環ポンプ１９を作動させ、浴
槽１４内の湯を循環路１２内に循環させて、湯温が所定
の温度から冷めていないかどうかを第３の温度センサ２
２によって検知する。

【００２２】浴槽水保温の動作に関しては、定期的に循
環ポンプ１９を作動させて、第３の温度センサ２２で検
知した湯の温度が設定温度以下になったら、循環ポンプ
１９を作動し続ける。こうすると、循環ポンプ１９によ
って浴槽アダプタ１３から循環路１２の戻り管１６に吸
い込まれた浴槽水が、往き管１５の途上で貯湯タンク１
内の上部に通じている熱交換手段２０に入り込み、貯湯
タンク１内の湯と熱交換して暖められ、再び往き管１５
を通って浴槽アダプタ１３から浴槽１４内に戻って、浴
槽１４内の湯が除々に暖められる。制御装置２７は第３
の温度センサ２２で検知した温度が設定温度に達するま
で開閉器２６の接点を閉じて、循環ポンプ１９を作動さ
せておく。そして、浴槽水が設定温度に達すると、開閉
器２６の接点を開いて循環ポンプ１９を停止する。

【００２３】この場合、浴槽１４内への湯張り終了後の
浴槽水保温動作は次のようにしてもよい。即ち、制御装
置２７が開閉器２６の接点を閉じて循環ポンプ１９を作
動させ、第３の温度センサ２２によって検知した浴槽水
の温度が設定温度より低いときは、制御装置２７はその
まま循環ポンプ１９を作動し続けて、貯湯タンク１内の
上部で熱交換手段２０によって熱交換を行い、浴槽水を
加熱する。このときに、制御装置２７は開閉器２４の接
点を閉じ、かつ切替え器２５のコモン接点ｃと第２の接
点ｂを接続し、貯湯タンク１内の湯を急速沸上げヒータ
３で加熱させることによって、浴槽水との熱交換によっ
て冷めた湯を再加熱する。

【００２４】また、浴槽１４内への湯張り終了後の浴槽
水保温動作は次のようにしてもよい。即ち、制御装置２
７が開閉器２６の接点を閉じて循環ポンプ１９を作動さ
せ、第３の温度センサ２２によって検知した浴槽水の温
度が設定温度より低いときは、制御装置２７はそのまま
循環ポンプ１９を作動し続けて、貯湯タンク１内の上部
で熱交換手段２０によって熱交換を行い、浴槽水を加熱
する。

【００２５】このとき、制御装置２７は第２の温度セン
サ５によって貯湯タンク１内上部での熱交換前の温度を
検知しておき、浴槽水保温の終了後即ち熱交換終了後
に、開閉器２４の接点を閉じ、かつ切替え器２５のコモ
ン接点ｃと第２の接点ｂを接続し、貯湯タンク１内の湯
を急速沸き上ヒータ３で加熱させることによって、浴槽
水との熱交換によって冷めた湯を再加熱して、第２の温
度センサ５によって検知した熱交換前の温度に戻るまで
加熱する。

【００２６】実施の形態１によれば、浴槽水専用の保温
ヒータを設けなくても、貯湯タンク１内で沸き上げた湯
を使うことで浴槽水を効率よく加熱することができる。
こうして、電力会社とのアンペア契約時に基本料金を安
くでき、また、短時間で浴槽水を昇温させることができ
る。また、熱交換した貯湯タンク１内の湯温低下に対し
ては、貯湯タンク１内の沸上げヒータ２，３への追加給
電で補い、湯切れ防止を行うことができる。

【００２７】実施の形態２図２は本発明の実施の形態２の構成図である。なお、図
１と同一部分には同じ符号を付し、説明を省略する。２
０は循環路１２に設けた熱交換手段で、循環路１２の戻
り管１６の一部を貯湯タンク１内の上部に取込んで配設
し、熱交換手段２０内を流れる浴槽水が貯湯タンク１内
の湯と熱交換できるようになっている。

【００２８】３０は流量計で、水位センサ２１よりも浴
槽１４側において戻り管１６に取り付けられ、浴槽水の
循環量を計量してその結果を制御装置２７に出力する。
３１は浴槽水の温度を検知してその出力信号を制御装置
２７に送る第４の温度センサで、循環路１２における電
磁弁１８と熱交換手段２０との間の戻り管１６上に取り
付けられている。

【００２９】上記のように構成した実施の形態２の作用
を説明する。この場合、浴槽１４内への湯張り終了後に
浴槽水を保温する場合について説明する。まず、制御装
置２７が開閉器２６の接点を閉じて循環ポンプ１９を作
動させ、循環路１２内に浴槽水を循環させる。そして、
第３の温度センサ２２によって往き管１５内を流れる浴
槽水の温度を検知し、浴槽水が設定温度より低いとき
は、制御装置２７は循環ポンプ１９をそのまま作動し続
けて、熱交換手段２０によって貯湯タンク１の上部で熱
交換を行わせ、浴槽水を加熱して浴槽水の保温を行う。

【００３０】このとき、制御装置２７は第４の温度セン
サ３１によって貯湯タンク１内上部における熱交換前の
浴槽水温度を検知すると共に、第３の温度センサ２２に
よって熱交換後の浴槽水温度を検知し、その温度差と流
量計３０による流量検知によって、制御装置２７が貯湯
タンク１内で熱交換された熱量を演算し、その熱量分に
対応した時間、開閉器２４の接点を閉じると共に、切替
え器２５のコモン接点ｃを第２の接点ｂに接続して急速
沸上げヒータ３に通電し、浴槽水保温に使った熱量分を
補う。

【００３１】急速沸上げヒータ３の通電例を示すと、次
のようになる。熱交換熱量Ｊ₁は、Ｊ₁＝（ｔ₁−
ｔ₂）×Ｑ×Ｔ₁で示されるが、ここで、ｔ₁＝熱交換
前の温度（第４の温度センサ３１の検知温度）、ｔ₂＝
熱交換後の温度（第３の温度センサ２２の検知温度）、
Ｑ＝流量（流量計３０の検知流量）、Ｔ₁＝循環ポンプ
１９の運転時間である。また、ヒータ発熱量Ｊ₂は、Ｊ
₂＝８６０Ｋｃａｌ／時間×Ｗ×Ｔ₂で示されるが、こ
こで、Ｗ＝急速沸上げヒータ３の発熱容量（ｋＷ）、Ｔ
₂＝急速沸上げヒータ３の通電時間である。上記の各式
において、Ｊ₁＝Ｊ₂となるようにＴ₂の通電時間を求
めれば、浴槽水に供給した熱量分だけ急速沸上げヒータ
３で加熱するので、貯湯タンク１内の湯の熱量は元に戻
ることになる。

【００３２】実施の形態２によれば、浴槽水専用の保温
ヒータを設けなくても、貯湯タンク１内で沸き上げた湯
を使うことで浴槽水を効率よく加熱することができる。
こうして、電力会社とのアンペア契約時に基本料金を安
くでき、また、短時間で浴槽水を昇温させることができ
る。また、熱交換した貯湯タンク１内の湯温低下に対し
ては、貯湯タンク１内の沸上げヒータ２，３への追加給
電で補い、湯切れ防止を行うことができる。

【００３３】上記の説明では、本発明に係る給湯装置に
より浴槽に湯を供給し、保温する場合を示したが、浴槽
以外にも給湯し得ることはいうまでもない。

【００３４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
にかかる給湯装置は、下部と上部にヒータを有する貯湯
タンクを備え、貯湯タンクの湯と水とを混合する混合手
段を設けると共に、混合手段と浴槽間に往き管と戻り管
からなる循環路を設けた浴槽の湯張り機能や保温機能を
有する給湯装置であって、循環路の一部を貯湯タンクの
上部を通過させるようにして循環路内の湯と貯湯タンク
の湯とを熱交換させるようにした。

【００３５】これにより、浴槽保温用の専用ヒータを設
けないで浴槽水の保温が可能となり、装置設置時の電力
契約時基本料金を安くすることができ、かつ、保温は深
夜電力の安い電力料金で沸き上げた貯湯タンク内の湯を
使えるので経済的である。また、熱交換手段の熱交換量
を従来の保温用の専用ヒータの発熱量より多く設定する
ことによって、浴槽水の保温を短時間で行うことができ
る。

【００３６】また、浴槽水が循環路内を循環していると
きに、貯湯タンク内の上部ヒータに通電するようにした
ので、熱交換で低下した貯湯タンク内の湯を再加熱で
き、浴槽以外に利用する給湯に対して湯切れを防止する
ことができる。

【００３７】さらに、熱交換をする前に貯湯タンク上部
の湯温を検知しておき、熱交換後に上部ヒータに通電し
て貯湯タンク上部の湯温を元の温度に戻すようにしたの
で、貯湯タンク内の湯温を浴槽水保温開始前の湯温に戻
すことができ、他の場所に供給した場合に湯切れを防止
することができる。

【００３８】また、循環路の流量を検知する流量検知手
段と、循環路の温度を検知する温度検知手段と、貯湯タ
ンクの貯湯水と浴槽水間で熱交換した熱量の演算手段と
を設け、貯湯水が浴槽水に与えた熱量分だけ貯湯水を加
熱するようにしたので、浴槽水の保温に使った熱量分だ
け貯湯タンク内の湯を再加熱することになり、浴槽以外
に給湯したときに湯切れを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１の構成図である。

【図２】本発明の実施の形態２の構成図である。

【図３】従来の給湯装置の一例を示す構成図である。

【符号の説明】

１貯湯タンク、２沸上げヒータ、３急速沸上げヒ
ータ、４，５，２２，３１温度センサ、６電動混合
弁、７給湯管、８給水管、１２循環路、１４浴
槽、１５往き管、１６戻り管、１７大気開放弁付
電磁弁、１８循環部電磁弁、１９循環ポンプ、２０
熱交換手段、２１水位センサ、２３電源、２７制御
装置、３０流量計。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下部と上部にヒータを有する貯湯タンク
を備え、該貯湯タンクの湯と水とを混合する混合手段を
設けると共に、該混合手段と浴槽間に往き管と戻り管か
らなる循環路を設けた前記浴槽の湯張り機能や保温機能
を有する給湯装置において、前記循環路の一部を前記貯湯タンクの上部を通過させる
ようにして前記循環路内の湯と貯湯タンクの湯とを熱交
換させるようにしたことを特徴とする給湯装置。
【請求項２】浴槽水が循環路内を循環しているとき
に、貯湯タンク内の上部ヒータに通電するようにしたこ
とを特徴とする請求項１記載の給湯装置。
【請求項３】熱交換をする前に貯湯タンク上部の湯温
を検知しておき、熱交換後に上部ヒータに通電して前記
貯湯タンク上部の湯温を元の温度に戻すようにしたこと
を特徴とする請求項１記載の給湯装置。
【請求項４】循環路の流量を検知する流量検知手段
と、前記循環路の温度を検知する温度検知手段と、貯湯
タンクの貯湯水と浴槽水間で熱交換した熱量の演算手段
とを設け、前記貯湯水が浴槽水に与えた熱量分だけ前記
貯湯水を加熱するようにしたことを特徴とする請求項１
記載の給湯装置。