(57)【要約】【課題】電源遮断を中断させずに凍結防止運転を行うことで、待機電力を削減した貯湯式温水器を提供すること。【解決手段】本発明の貯湯式温水器は、貯湯タンク１内の湯水を加熱する加熱手段６と、加熱手段６と貯湯タンクの下部とを接続する第１の沸き上げ配管４ａと、加熱手段６と貯湯タンク１の上部とを接続する第２の沸き上げ配管４ｂと、貯湯タンク１の下部の湯水を加熱手段６へ送る沸き上げポンプ５と、加熱手段６を制御する加熱制御手段８と、加熱制御手段８への電源供給を入り・切りする電源供給手段１４と、貯湯温検出手段１１で検出された貯湯温度と給水温検出手段１９で検出された給水温度に基づいて貯湯タンク１の沸き上げを開始する貯湯制御手段９とを備え、待機時には電源供給手段１４を切りにするとともに、電源供給手段１４を切りにしているときに沸き上げポンプ５を定期的に駆動する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
湯水を貯える貯湯タンクと、前記貯湯タンクの下部に設けた水を供給する給水管と、前記貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段と、前記加熱手段と前記貯湯タンクの下部とを接続する第１の沸き上げ配管と、前記加熱手段と前記貯湯タンクの上部とを接続する第２の沸き上げ配管と、前記貯湯タンクの下部の湯水を前記加熱手段へ送る沸き上げポンプと、前記加熱手段を制御する加熱制御手段と、前記加熱制御手段への電源供給を入り・切りする電源供給手段と、前記貯湯タンク内の温水の温度を検出する貯湯温検出手段と、前記給水管から前記貯湯タンクへ給水される水の温度を検出する給水温検出手段と、前記貯湯温検出手段で検出された貯湯温度と前記給水温検出手段で検出された給水温度に基づいて前記貯湯タンクの沸き上げを開始する貯湯制御手段とを備え、前記貯湯タンク内の湯水の沸き上げ運転時には前記電源供給手段を入りにし、待機時には前記電源供給手段を切りにするとともに、前記電源供給手段を切りにしているときに前記沸き上げポンプを定期的に駆動することを特徴とする貯湯式温水器。
【請求項２】
前記加熱手段から戻ってくる湯水の温度を検出する戻り水温検出手段を備え、前記貯湯制御手段は、戻り水温が所定温度以上になるまで前記沸き上げポンプを駆動することを特徴とする請求項１に記載の貯湯式温水器。
【請求項３】
カレンダー手段を備え、前記貯湯制御手段は前記カレンダー手段が示す所定期間の間は、待機時に定期的に沸き上げポンプを駆動することを特徴とする請求項１または２に記載の貯湯式温水器。
【請求項４】
前記貯湯制御手段は、待機時に給水温度が所定温度以下のときに沸き上げポンプを駆動することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の貯湯式温水器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は貯湯タンクに湯を貯めて使用する貯湯式温水器に開するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来からの貯湯式温水器は、電力使用料金の安価な深夜電力時間帯などの特定時間帯に貯湯タンク内の湯水を沸き上げて貯湯し、この貯湯タンクに貯湯した湯を特定時間帯以外の時間に使用するものである。そのため特定時間帯が終了する時刻にあわせて沸き上げ運転が終了するように沸き上げ運転を行うことで、貯湯タンク内の湯を使用するまでの間に沸き上げた後の放熱による温度低下を防止している。このように特定時間帯の終了直前に沸き上げが完了するように、特定時間帯の開始時点よりも沸上開始を遅らせる制御を、ピークシフト制御という（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
一般に、ピークシフト制御では、特定時間帯の開始時点での貯湯タンクの残熱量、給水温度、沸上温度などから必要熱量を求め、この必要熱量とヒートポンプユニットの沸上出力とから所要通電時間を求め、この所要通電時間と特定時間帯の時間とから沸上開始移動時間つまりピークシフト時間を求めるプログラムが使用されており、特定時間帯の開始時点からピークシフト時間経過した時点で沸き上げを開始している。
【０００４】
また、貯湯タンク内の湯水の沸き上げに用いる加熱手段にヒートポンプユニットを使用した貯湯式温水器がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
このヒートポンプユニットを用いた貯湯式温水器では、沸き上げしていない期間ヒートポンプユニットの電源を遮断し、の待機電力を下げ効率を向上させている。
【特許文献１】特開昭５８−７５６６２号公報
【特許文献２】特開２００６−１０２３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２にはヒートポンプユニット待機中に凍結防止運転を行うために、電源の遮断を中断して、外気温を検出すると共に、外気温等の条件により凍結防止運転を行っている。このため、凍結防止運転にはヒートポンプユニットの電力が消費されるという課題を有していた。
【０００７】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、電源遮断を中断させずに凍結防止運転を行うことで、待機電力を削減した貯湯式温水器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記従来の課題を解決するために、本発明の貯湯式温水器は、湯水を貯える貯湯タンクと、前記貯湯タンクの下部に設けた水を供給する給水管と、前記貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段と、前記加熱手段と前記貯湯タンクの下部とを接続する第１の沸き上げ配管と、前記加熱手段と前記貯湯タンクの上部とを接続する第２の沸き上げ配管と、前記貯湯タンクの下部の湯水を前記加熱手段へ送る沸き上げポンプと、前記加熱手段を制御する加熱制御手段と、前記加熱制御手段への電源供給を入り・切りする電源供給手段と、前記貯湯タンク内の温水の温度を検出する貯湯温検出手段と、前記給水管から前記貯湯タンクへ給水される水の温度を検出する給水温検出手段と、前記貯湯温検出手段で検出された貯湯温度と前記給水温検出手段で検出された給水温度に基づいて前記貯湯タンクの沸き上げを開始する貯湯制御手段とを備え、前記貯湯タンク内の湯水の沸き上げ運転時には前記電
源供給手段を入りにし、待機時には前記電源供給手段を切りにするとともに、前記電源供給手段を切りにしているときに前記沸き上げポンプを定期的に駆動することを特徴とするものである。
【０００９】
これによって、加熱手段に通電することなく、貯湯タンク下部の水が沸き上げ配管内を循環し配管の凍結を防止できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の貯湯式温水器は、沸き上げ停止中は加熱手段への電源供給を停止し、沸き上げ停止中の待機電力を削減ができ、かつ、定期的に沸き上げポンプを駆動することで凍結防止ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
第１の発明の貯湯式温水器は、湯水を貯える貯湯タンクと、前記貯湯タンクの下部に設けた水を供給する給水管と、前記貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段と、前記加熱手段と前記貯湯タンクの下部とを接続する第１の沸き上げ配管と、前記加熱手段と前記貯湯タンクの上部とを接続する第２の沸き上げ配管と、前記貯湯タンクの下部の湯水を前記加熱手段へ送る沸き上げポンプと、前記加熱手段を制御する加熱制御手段と、前記加熱制御手段への電源供給を入り・切りする電源供給手段と、前記貯湯タンク内の温水の温度を検出する貯湯温検出手段と、前記給水管から前記貯湯タンクへ給水される水の温度を検出する給水温検出手段と、前記貯湯温検出手段で検出された貯湯温度と前記給水温検出手段で検出された給水温度に基づいて前記貯湯タンクの沸き上げを開始する貯湯制御手段とを備え、前記貯湯タンク内の湯水の沸き上げ運転時には前記電源供給手段を入りにし、待機時には前記電源供給手段を切りにするとともに、前記電源供給手段を切りにしているときに前記沸き上げポンプを定期的に駆動することを特徴とするものであり、加熱手段に通電することなく、貯湯タンク下部の水が沸き上げ配管内を循環し配管の凍結を防止できる。
【００１２】
第２の発明の貯湯式温水器は、特に第１の発明において、前記加熱手段から戻ってくる湯水の温度を検出する戻り水温検出手段を備え、前記貯湯制御手段は、戻り水温が所定温度以上になるまで前記沸き上げポンプを駆動することにより、凍結の恐れのない場合は沸き上げポンプの駆動を行わず消費電力を減らすことができる。
【００１３】
第３の発明の貯湯式温水器は、特に第１または第２の発明において、カレンダー手段を備え、前記貯湯制御手段は前記カレンダー手段が示す所定期間の間は、待機時に定期的に沸き上げポンプを駆動することにより、凍結の可能性がある期間に限定して沸き上げポンプの動作を行い、消費電力を減らすことができる。
【００１４】
第４の発明の貯湯式温水器は、特に第１から第３の発明において、前記貯湯制御手段は、待機時に給水温度が所定温度以下のときに沸き上げポンプを駆動することにより、凍結の恐れのない場合は沸き上げポンプの駆動を行わず消費電力を減らすことができる。
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における貯湯式温水器の構成図である。この貯湯式温水器は、時間帯別契約電力の電力単価が安価な深夜時間帯に湯水を沸き上げて貯湯し、この貯湯した湯水を給湯に用いるもので、貯湯タンク１の上部には出湯管２を、貯湯タンク１の下部には給水管３を有している。また、本実施の形態では加熱手段としてヒートポンプサイクル６を用いており、ヒートポンプユニット１２内に配設される。なお、ヒートポン
プサイクル６は、冷媒を圧縮する圧縮機、高温冷媒と水とが熱交換を行う水冷媒熱交換器、冷媒を減圧する膨張弁、大気から熱を吸熱する蒸発器を順次環状に冷媒配管で接続して構成される。
【００１７】
貯湯タンク１の下部と上部とは、第１の沸き上げ配管４ａと第２の沸き上げ配管４ｂによって連通され、貯湯タンク１の下部とヒートポンプサイクル６の水入口側とを第１の沸き上げ配管４ａで接続し、ヒートポンプサイクル６の水出口側と貯湯タンク１の上部とを第２の沸き上げ配管４ｂで接続している。そして第２の沸き上げ配管４ｂの途中には流路を切り替える切り替え部３０を設けており、貯湯タンク１の下部に接続される戻り配管４ｃに流路が切り替わるようになっている。
【００１８】
また、第１の沸き上げ配管４ａには貯湯タンク１の底部からヒートポンプサイクル６へ低温水を送る沸き上げポンプ５が配設されている。
【００１９】
そして深夜時間帯の沸き上げ運転時には、貯湯タンク１下部の水は、沸き上げポンプ５によってヒートポンプサイクル６に導かれ、そのヒートポンプサイクル６によって加熱されて湯となり、貯湯タンク１上部に導かれる。なお沸き上げ運転時には、切り替え部３０は貯湯タンク１の上部に接続されるように切り替えられている。
【００２０】
また、沸き上げ配管４ａのヒートポンプサイクル６側の接続部近傍には入水温検知手段７、出湯側に出湯温検知手段１６が配置され、ヒートポンプサイクル６への入水温、出湯温を検出するように構成している。ヒートポンプユニット１２には、周囲の温度を検出する外気温検出手段１７が配置されている。
【００２１】
加熱制御手段８は入水温検知手段７の入水温信号と出湯温検知手段１６の出湯温信号、外気温検出手段１７の外気温、貯湯制御手段９から通信手段１０を経由し受信される通信データに基づき、ヒートポンプサイクルを制御する。
【００２２】
貯湯タンク１には、上下方向に複数個配置された貯湯温検出手段１１、給水口近傍に給水温検出手段１９、加熱手段６からの戻り配管に戻り水温検出手段１８が配置され、それぞれ、貯湯タンク１の残湯温度、給水温度、戻り水温を検知する。
【００２３】
電源供給手段１４は、貯湯制御手段９からの信号で加熱制御手段８の電源供給を入り・切りする。貯湯タンク１を内蔵する貯湯ユニット１３は設置現場の状況により屋内または屋外に設置されるが、ヒートポンプサイクル６は大気熱を利用した加熱であるので、ヒートポンプサイクル６を内蔵したヒートポンプユニット１２は屋外に設置される。
【００２４】
以上のように構成された貯湯式温水器について、以下その動作、作用について説明する。
【００２５】
貯湯制御手段９は、給水温検出手段１９で検出した給水温と、貯湯温検出手段１１で検出した残熱温度と、日々の使用熱量や残熱量から深夜時間帯に沸き上げる沸き上げ熱量とピークシフト時刻を演算して沸き上げ開始と停止の指示を行うと共に、昼間時間帯に貯湯温検出手段１１で検出する貯湯タンク１の残湯量が所定量を下回ると所定の沸き上げ指示を行う。
【００２６】
そして、貯湯制御手段９は必要に応じて電源供給手段１４を作動させ加熱制御手段８の電源を入り・切りし、沸き上げを行う場合は電源供給手段１４を入り側にし、加熱制御手段８へ電源を供給して沸き上げを行う。沸き上げ停止後は電源供給手段１４を切り側にし加熱制御手段８への電源供給を停止する。これにより待機時には、加熱制御手段８で消費
される待機電力を削減できる。
【００２７】
加熱制御手段８の待機時の消費電力は２Ｗ程度あるので、待機時間が１日あたり１６時間あるとすると、一日３２ＷＨ削減することができる。一日トータルのＣＯＰは加熱に用いた電力と停止時の電力を加算したものと、沸き上げ熱量の比から計算されるので、待機電力削減によりＣＯＰを向上することができる。
【００２８】
また、冬季に外気温度が０℃を下回ると、沸き上げ配管４や熱源ユニット１２内部の水が凍結する恐れがあるため、沸き上げ停止後は、沸き上げポンプ５を駆動し配管内の水を循環することにより凍結を防止する。凍結防止のために沸き上げポンプ５を駆動するときには、切り替え部３０を駆動させて、戻り配管４ｃを通って貯湯タンク１の下部へ湯水を戻す構成とする。これは貯湯タンク１の上部へ湯水を戻してしまうと、配管内の冷えた冷水が貯湯タンク１の上部の高温水と混ざることになり、湯切れが発生してしまいかねないからである。
【００２９】
沸き上げポンプ５の駆動は、沸き上げ運転が停止後、所定時間（例えば１時間）で開始し、戻り水温検出手段１８で検出した戻り水温が所定温度以上であれば、すぐに停止して再度、所定時間になるまで待機する。
【００３０】
また、戻り水温検出手段１８で検出した戻り水温が所定温度以下であっても、貯湯タンク１の底部から湯水が送られるので、ある程度循環すれば所定温度以上になる場合があり、その場合には、沸き上げポンプ５の駆動も停止する。また沸き上げポンプ５で発生する熱も戻り水温上昇に少なからず寄与するので、ある程度の温度上昇が見込める。
【００３１】
また、沸き上げポンプ５を駆動してからある程度の時間が経過しても、戻り水温検出手段１８で検出する戻り水温が所定温度以上にならない場合には、ヒートポンプサイクル６で加熱する。その場合にはヒートポンプサイクル６を駆動するため電力を消費してしまうが、初めからヒートポンプサイクル６を駆動するよりも電力消費を少なくすることができる。
【００３２】
また、極力通電時間を短くするためカレンダー手段１５により検出される月日データが１０月から４月までの期間のみ、凍結の可能性がある期間とみなして沸き上げポンプの動作を行う。
【００３３】
さらに、給水検出手段１９で検出した給水温が所定温度以下のときのみ動作を行うことで、凍結の恐れのない場合は沸き上げポンプの駆動を行わず消費電力を減らすことができる。
【００３４】
以上のように本実施例によれば、凍結防止運転のため熱源ユニット１２への電源を供給する必要はなく、沸き上げ停止後は電源供給切替手段１４を常時切り側にし加熱制御手段８への電源供給を停止するので、加熱制御手段８で消費される待機電力を削減できる。また、電源供給切替手段１４をリレー等で構成した場合には切り替え回数も減らせるためリレー寿命を伸ばすことができる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
以上のように、本発明に係る貯湯式温水器は、熱源にヒートポンプを用いる他、電気ヒータなどの熱源を使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】実施の形態１における貯湯式温水器の構成図
【符号の説明】
【００３７】
１  貯湯タンク
２  出湯管
３  給水管
４  沸き上げ配管
５  沸き上げポンプ
６  加熱手段
８  加熱制御手段
９  貯湯制御手段
１１  貯湯温検出手段
１４  電源供給手段
１５  カレンダー手段
１８  戻り水温検出手段
１９  給水検出手段
【図１】
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