JPS5974451A - 電気温水器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は電電温水器に関するものである。

従来例の構成とその問題点 第１図および第２図において、従来のヒートポンプ給湯
機はタンク１の下部の水の流出口２．循環ホーンプ３．
熱交換器４．およびタンク１の上部の流入口５を経由し
た循環路６を形成し、−万態交換器４．膨張弁７．蒸発
器８および圧縮機９ｆ経由したヒートポンプサイクル路
をもつと一トポンプ熱源を備えた構造である。ファン１
０は外気を導入するために蒸発器の近傍に設けている。

】１はヒートポンプ熱源機の運転を制御する水濡検知セ
ンサ、１２は排上温度を検知するセンサである。

１３は発熱体、１４け排上温度を任意に筒便設定する可
変抵抗器である。

ヒートポンプ熱源は外気の熱を吸収して斜交換器４で熱
交換し水を湯にかえるものでその沸上げ温度は約５５℃
に達するようにしている。またその効率は水温２０℃付
近ではＣ□Ｐ　（成績係数）３以上である。したがって
３７０１のタンク１内の水をヒートポンプのみで５５℃
まで沸き上げると、その通電時間は１．３００　Ｗの入
力で約３時間程度で沸き上げることができ、一般の発熱
体式電電温水器に比べると極めて省エネルギ効果の高い
給湯機を提供するものであり、さらに発熱体１３に通電
すれば可使抵抗器１４で設定した温ｆｉｌで高温の湯を
沸かすことができる。このようにこの給湯機はと一トポ
ンプ熱源をまず運転して、その後発熱体１３に通電する
シリーズ運転を行うようにしており、しかもこれらの運
転は全て深夜電力を利用するものでその通電時間帯内に
所望の温度に沸上げてしオおうとするものである。なお
、１００ｖ電源の尿量電力でタンク１内の防食を麗夜関
係なく行っている。また可変抵抗器１４はユーザが任意
に設定するもので約５５°Ｃ〜８５°Ｃ１でに可変する
ことが可能である。

さて、この給湯機の動作をさらに詳述する。すなわちい
ま仮に８５°Ｃに可変抵抗器１４を設定して電源１００
ｖおよび深夜電力の２００ｖが投入されると、第２図に
おいてセンサ１２により湯？Ｍ　ｆ検知して８５°Ｃ以
下であれば排上検知器１２ａ　Ｘ　リＩＪレーＲｙ３に
信号を出し、２００Ｖ電源に直列に接続された負荷接点
Ｒｙ３’が閉路になる。そのときセンサ１１によっても
水温を検知して設定温度たとえば３５°Ｃ以下であれば
水温検知器１１ａよリリレーＲＹ１に信号を出し、リレ
ーＲｙ２　、圧縮機９．ファンモータ１０に直列に接続
した負荷接（Ｉ　Ｒｙｌ−１が閉路になる。甘た接＃Ｒ
Ｙ］−１と逆接Ｑ関係にあるＲＹＩ−２は開路となる。

これによりリレーＲｙ２に電流が流れ、１００ｖ電源の
ポンプ３に直列に接続１゜たリレーＲＶ２の負荷接点Ｒ
Ｙ２’も閉路になる。以」−の状態が瞬時に行われ循環
ポンプ３．圧縮機９゜ファンモータ１０が運転を開始す
るが、発熱体１３け通電されない。循環ポンプ３によっ
てタンク１の下部より水が吸出され循環路６を第１図の
矢印方向へ循環する一方、ヒートポンプ熱源はヒートポ
ンプサイクルを第１図の矢印方向へ循環し、外気より導
入した熱を熱交換器４で水に熱交換し、流入口５よりタ
ンク１内に約５５°Ｃの湯を流入させる。この運転をつ
づけタンク１の下方まで湯が達すると、循環路６に設け
たセンサ１１付近の湯温が約３５°Ｃに達しリレーＲｙ
ｌの信号を停止する。

このため負荷接点Ｒｙｌ−１が開路になり、リレーＲｙ
２の停止により負荷接点ＲＹ２’も開路になるので、圧
縮機９．ファンモータ１０および循環ポンプ３がそれぞ
れ停止しヒートポンプ熱源機の機能停止になる。一方負
荷接点Ｒｙｌ−２の接点Ｒｙｌ−１の逆接点のため閉路
となり発熱体１３に通電され８５°Ｃまでさらにタンク
内の湯が熱される。そして初期設定８５°Ｃに達すると
センサ１２が温度を検知しリレーＲｙ３の信号を停止す
るため、負荷接点Ｒ）’３’は開路となり、発熱体１３
への通電も停止され、沸上げ完了となる。

以上のようにこのと一トポンプ給湯機は、深夜電力通電
時間帯８時間内でヒートポンプを優先的に運転し、必要
に応じて発熱体１４に通電する方式により省エネルギ効
果を発揮することができ、夏季冬期において必要か給湯
負荷に応じて沸上げ温度を効果的に切換えて使用すると
一般の電気温（５） 水器に比べ年間約４０％以上の省エネルギ効果となるも
のである。

ところが、ヒートポンプ熱源は、水温およｒ）−外完温
が低い中間期から冬季にかけては、給湯加熱能力が減少
する特性がある。このため同じタンク１内の３７０１の
水をヒートポンプ熱源で加熱しても夏季と冬季では運転
時間が異ってくる。第３図に水温変化と沸上げ時間を表
わしたグラフを示し７ており、その線Ａはタンク１内に
残湯がない場合（すなわちタンク内水温が全体的に一様
）の通電時間を表わし線Ｂはタンク１内に１０（ｌ　ｌ
の残湯がある場合（すなわちタンク内水温がある程度高
い場合）の通電時間を麦わしている。ヒートポンプ熱源
で５５°Ｃま〒跳上げ、さらに４．４　ＫＷの発熱体１
３（一般に’を気温水器は３７０　／のとき４．４　Ｋ
Ｗ上ヒータ用）で８５°Ｃまで沸上げるには加勢効率９
２％として約３時間必要である。沸上げ設定を８５°Ｃ
に設定したときは夏冬に関係なく排上保証することが望
ましいが、このためには発が体１３が必らず３時間（Ｘ
で褒示）通電する時間が必要であ（６） し５かし線Ａの場合、水流が約１５°Ｃ以下の季節にな
ると、発熱体１３−（１”８５”Ｏｆで跳上げる時間が
なくなる。一方、残湯があれば発熱体通電時間はｙとな
りこのときは水温８°Ｃ位才で保証できることになる。

したがって、本来高温の湯が欲しい冬季にその湯がつく
れないことが起り、ユーザに不快感を与えるという欠ぐ
があった。

発明の目的 この発明の目的は、前記欠点全除去するもので、発夢体
の通電時間の電力供給時間内に確保できるようにして跳
上′／ｆｉｍ度な最適温度まで年間を通じて確保できる
電気温水器′！ｉ７提供することである。

発明の構成 この発明は前記構成に加えて、残湯検知部を設け、所だ
の水温または外気温以下のときでタンク内の湯温が設定
値以下のときタイマを駆動し、所定時間経過後にヒート
ポンプ熱源から発熱体に切換えるようにしたものである
。その結果、以下に詳述するように、タイマの時間設定
により、深夜電力等供給時間が制限される電力で運転し
ても、環境の変化に関係なく所望の跳上温度が保証でき
、しかも省エネルギ効果を最大限に得られる快適な電気
温水器をユーザに提供できる。

実施例の説明 この発明の一実施例を第２図に示す。すなわち、前記説
明に加えて、回路に残湯検知部１５を設け、これはタン
ク１の上部工り任意の位置のセ１？面（タンク上面から
約１００１付近）に設けた＠ｉ賜セセン（サーミスタ）
１６の信号を入力し、残湯センサ１６が所定温度の残湯
を検知しない場合（すなわちそれより低い温度）にリレ
ーＲＹ４に信号を送り負荷接＃、Ｒｙ４’を閉路にする
ようになっている。また残湯検知部１５は、水温検知部
１１３と電気的に接続しており、水温センサ１１が任意
に設定した水温（たとえば約１５°Ｃ）以下にならない
かぎり残湯検知部１５は動作しないようになっている（
したがって負荷接（Ｌ　Ｒｙ４’は開路のままとなって
いる）。

負荷接（Ｋ　Ｒｙ４’け１００ｖ電源にタイマ１８およ
び切換スイッチ１９とともに直列に接続し、タイマ１８
の負荷接４１８ａはリレーＲｙｌに直列に接続されてい
る。なお、Ｔはトランス、Ｄ工、Ｄ２は整流器である。

以上の構成により、水温が１５°Ｃよりも高い時は水温
検知部１７の働きにより残湯検知部１５の働きを止める
ため残湯の有無に関係なくヒートポンプが源により省エ
ネルギ運転が従来通りのシーケンスに従って行われる。

一方中間期後半から冬季にかけての水温が１５°Ｃより
も低下しているときは残湯検知部１５が働き、残湯の温
度が所定値以上にあればリレーＲｙ４が働かないので従
来通りのシーケンスで跳上げが行われる。また残湯温度
を検知しない場合はリレーＲｙ４が作動し、負荷接点Ｒ
ｙ４′が閉路となる。したがってタイマ１８が作動し、
所定の時間（たとえば約４時間）に達するとタイマ１８
の負荷接ｇ　１８ｍを開路とする。その結果リレーＲｙ
１の作動が停止し、ヒートポンプ熱源の運転から発熱体
】３の通電に切換わり、発熱体１３の通電時間は残り４
時間が確保されるため８５°Ｃ等の高温設定での跳上げ
も行うことが可能（９） となり、給湯機としての性能を得ることができる。

なお、切換スイッチ１９は前述の跳上げ温度を確保する
場合閉成し、跳上げ温度より経済性をさらに追求したい
場合は、開路と任意に切換えることにより省エネルギ性
を失なうことがない。またこの発明は循環ポンプ３によ
る一循環篩上げ方式でも多循環篩上げ方式でも使用でき
、水温に限らす外気温による制御も可能である。さらに
タイマについてはメカニズム式で記述しているが、半導
体を利用しまたものでもよい。

発明の効果 この発明の電気温水器は、深夜電力等供給時間が制限さ
れる電力で運転しても、所望線上ｆＪｔｔ　１１１度を
電力供給時間内に、環境の変化に関係なく保証でき、し
かも省エネルギ効果を牛がして快適化を図ることができ
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の糸続図、第２図は回路図
、第３図は所定容量の水をその水温に対してヒートポン
プ熱源により跳上げるに要する時（１０） 間を示すグラフである。 １・・・貯湯タンク、４・・・熱交換器（ヒートポンプ
熱源）、１１・・・水温検知センサ、ｌｌａ・・・水温
検知部、１２・・・沸上げ温度上ンサ、１２ａ・・・跳
上検知部、１３・・・発熱体、１４・・・可変抵抗器、
１５・・・残湯検知部、１６・・・残湯温度センサ、１
８・・・タイマ、１９・・・スイッチ（操作スイッチ）
、Ｒｙｌ・・・リレー（切換手段） （１１）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　貯湯タンクと、との貯湯タンクの水を加熱す
   ると一トボンブ熱源および発熱体と、前記ヒートポンプ
   熱源を動作してつぎに発熱体を動作させる切換手段と、
   所定の湯温を検知して前記切換手段を作動する水温検知
   部と、所定の外気温または水温により前記貯湯タンクの
   所定の残湯温度を検知してそれ以下の残湯温度のとき動
   作する残湯検知部−と、この残湯検知部の動作により前
   記切換手段を所定時間経過後に作動するタイマとを備え
   た電気水温器。
2. （２）　　前記タイマは操作スイッチによっても制御さ
   れる特許請求の範囲第（１）項記載の電気水温器。
3. （３）　　前記ヒートポンプ熱源および発熱体の供給電
   力として、深夜電力等供給時間が制限される電力を利用
   している特許請求の範囲第（１）項または第（２）項記
   載の電電温水器。