(57)【要約】【課題】給湯フローセンサが故障しても安全に給湯が行えるようにした貯湯式給湯装置を提供する。【解決手段】給湯フローセンサが故障で給湯の開始及び停止が検知出来ない場合は、前記給湯サーミスタによる検知温度が所定時間の間に所定温度低下することで給湯の開始を検知し、所定時間の間に所定温度上昇することで給湯の停止を検知するようにしたので、確実に給湯開始及び停止を検知出来、給湯フローセンサが故障しても火傷等の心配もなく安心して使用出来るものである。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱手段で加熱された湯水を貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンクの上端に接続した出湯管と、貯湯タンクの下端に接続した給水管と、前記出湯管からの温水と給水管から分岐した給水バイパス管からの給水とを混合して設定温度の給湯を給湯管から行う給湯混合弁と、給湯管の先端に備えられた蛇口の開閉による給湯の開始及び停止を、給湯管内の湯水の流通で検知する給湯フローセンサと、給湯混合弁による給湯温度を検知し、この温度がリモコンによる給湯設定温度になるように給湯制御部を介して制御する給湯サーミスタと、前記給湯混合弁は給湯停止時には給水側１００％開口で停止するものに於いて、前記給湯フローセンサが故障で給湯の開始及び停止が検知出来ない場合は、前記給湯サーミスタによる検知温度が所定時間の間に所定温度低下することで給湯の開始を検知し、所定時間の間に所定温度上昇することで給湯の停止を検知するようにした事を特徴とする貯湯式給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、貯湯タンクの貯湯湯水を給湯混合弁で給水と混合して給湯する貯湯式給湯装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来よりこの種のものでは、リセットスイッチのリセット信号が入力されると、給湯フローセンサの故障を判断し、給湯フローセンサの検出結果に関係なく給湯サーミスタの検出温度が設定温度と一致するように給湯混合弁を制御して、給湯フローセンサが故障中でも給湯が出来るようにしたものであった。（例えば、特許文献１参照）
【特許文献１】特開２００５−３３７５８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところでこの従来のものでは、給湯開始時にはリセットスイッチを、又停止時には停止スイッチをわざわざ押さなければならず煩わしいものであり、更に停止スイッチを忘れた場合には、高温のお湯が出湯されて火傷する危険も有するものであった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
そこで、この発明は上記課題を解決するため、特にその構成を、加熱手段で加熱された湯水を貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンクの上端に接続した出湯管と、貯湯タンクの下端に接続した給水管と、前記出湯管からの温水と給水管から分岐した給水バイパス管からの給水とを混合して設定温度の給湯を給湯管から行う給湯混合弁と、給湯管の先端に備えられた蛇口の開閉による給湯の開始及び停止を、給湯管内の湯水の流通で検知する給湯フローセンサと、給湯混合弁による給湯温度を検知し、この温度がリモコンによる給湯設定温度になるように給湯制御部を介して制御する給湯サーミスタと、前記給湯混合弁は給湯停止時には給水側１００％開口で停止するものに於いて、前記給湯フローセンサが故障で給湯の開始及び停止が検知出来ない場合は、前記給湯サーミスタによる検知温度が所定時間の間に所定温度低下することで給湯の開始を検知し、所定時間の間に所定温度上昇することで給湯の停止を検知するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００５】
この発明によれば、給湯フローセンサが故障した場合には、給湯サーミスタによる給湯管内の微妙な温度変化を検知して、給湯の開始及び停止を制御するので、煩わしい操作が不用となり、普通に蛇口の開閉のみで自動的に行われ、極めて使用勝手が良いものであり、更に給湯の開始は給湯混合弁が給水側１００％となっているので、蛇口を開口することによる給水の流れにより、給湯サーミスタの検知温度が変化することで給湯開始を検知し、又給湯の停止は給湯混合弁が湯と水の混合状態で停止されるので、停止直後に発生する給湯管内の高温水の移動を給湯サーミスタが検知して、給湯混合弁を停止位置の給水側１００％に移動させるので、確実に給湯開始及び停止を検知出来、給湯フローセンサが故障しても火傷等の心配もなく安心して使用出来るものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
次にこの発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
この貯湯式給湯装置は、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、１は湯水を貯湯する貯湯タンク２を備えた貯湯タンクユニット、３は貯湯タンク２内の湯水を加熱する加熱手段としてのヒートポンプユニット、４は台所や洗面所等に設けられた蛇口、５はこの貯湯式給湯装置を遠隔操作するリモコン、６は浴槽である。
【０００７】
前記貯湯タンクユニット１の貯湯タンク２は、上端に出湯管７と、下端に給水管８とが接続され、更に下部にヒーポン循環回路を構成する往き管９と、上端にヒーポン循環回路を構成する戻し管１０とが接続され、前記ヒートポンプユニット３によって往き管９から取り出した貯湯タンク２内の湯水を沸き上げて戻し管１０から貯湯タンク２内に戻して貯湯され、給水管８からの給水により貯湯タンク２内の湯水が押し上げられて貯湯タンク２内上部の高温水が出湯管７から押し出されて給湯されるものである。
【０００８】
前記ヒートポンプユニット３は、圧縮機１１と凝縮器としての冷媒−水熱交換器１２と電子膨張弁１３と強制空冷式の蒸発器１４で構成されたヒートポンプ回路１５と、貯湯タンク２内の湯水を前記往き管９および戻し管１０を介して冷媒−水熱交換器１２に循環させる加熱循環ポンプ１６と、それらの駆動を制御するヒーポン制御部１７とを備えており、ヒートポンプ回路１５内には冷媒として二酸化炭素が用いられて超臨界ヒートポンプサイクルを構成しているものである。なお、冷媒に二酸化炭素を用いているので、低温水を電熱ヒータなしで約９０℃の高温まで沸き上げることが可能なものである。
【０００９】
ここで、前記冷媒−水熱交換器１２は冷媒と被加熱水たる貯湯タンク２内の湯水とが対向して流れる対向流方式を採用しており、超臨界ヒートポンプサイクルでは熱交換時において冷媒は超臨界状態のまま凝縮されるため効率良く高温まで被加熱水を加熱することが出来、被加熱水の冷媒−水熱交換器１２入口温度と冷媒の出口温度との温度差が一定になるように前記電子膨張弁１２または圧縮機１１を制御することで、ＣＯＰ（エネルギー消費効率）がとても良い状態で被加熱水を加熱することが可能なものである。
【００１０】
次に、１８は前記浴槽６の湯水を加熱するためのステンレス製の蛇管よりなる風呂熱交換器で、貯湯タンク２内の上部に配置されていると共に、この風呂熱交換器１８には風呂往き管１９および風呂循環ポンプ２０を備えた風呂戻り管２１よりなる風呂循環回路２２が接続されて浴槽６の湯水が循環可能にされ、浴槽６内の湯水が貯湯タンク２内の高温水により加熱されて保温あるいは追い焚きが行われるものである。
【００１１】
前記保温や追い焚きの時に、貯湯タンク２内の熱量が不足している場合には、ヒートポンプユニット３による沸き増し運転が行われるが、この時加熱温水は戻し管１０ではなく、風呂熱交換器１８と対向する貯湯タンク２上部に連通された中間戻し管２３を介して戻されるものであり、戻し管１０と中間戻し管２３との分岐部には流路切替手段を構成する三方弁２４が備えられ、この三方弁２４は深夜時間帯の沸き上げ運転では戻し管１０を選択し、更にこの時間帯以外の沸き増し運転では中間戻し管２３を選択するようにしたものである。
【００１２】
２５は風呂戻り管２１を介して風呂熱交換器１８に流入する浴槽水の温度を検出する風呂戻り温度センサ、２６は風呂熱交換器１８を流出して風呂往き管１９を介して浴槽６へ流れる浴槽水の温度を検出する風呂往き温度センサである。
【００１３】
次に、２７は出湯管７からの湯と給水管９から分岐された給水バイパス管２８からの低温水を混合する電動ミキシング弁より構成された給湯混合弁であり、その下流の給湯管２９に設けた給湯サーミスタ３０で検知した湯温がリモコン５でユーザーが設定した給湯設定温度になるように混合比率が制御されるものであり、３１は給湯管２９に備えられ給湯の流れを検知することで給湯の開始を、又給湯の流れが止まることで給湯停止を検知する給湯フローセンサである。
【００１４】
３２は給湯管２９から分岐されて風呂戻り管２１に連通された湯張り管で、この湯張り管３２には、浴槽６への湯張りの開始／停止を行う湯張り弁３３と、浴槽６への湯張り量をカウントする流量カウンタ３４と、浴槽水が給湯管２９へ逆流するのを防止する逆止弁３５とが設けられているものである。
【００１５】
次に、３６は貯湯タンク２の上下方向に複数個配置された貯湯温度センサで、この実施形態では５つの貯湯温度センサが配置され上から３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ、３６ｅと呼び、この貯湯温度センサ３６が検出する温度情報によって、貯湯タンク２内にどれだけの熱量、貯湯量が残っているかやどこまで沸き増しで補充されたかを検知し、又貯湯タンク２内の上下方向の温度分布も検知するものである。
【００１６】
前記リモコン５には、給湯設定温度を設定する給湯温度設定スイッチ３７、及び風呂設定温度を設定する風呂温度設定スイッチ３８がそれぞれ設けられていると共に、浴槽６へ風呂設定温度の湯をリモコン５の湯張り量設定スイッチ（図示せず）で設定された湯張り量だけ湯張りし所定時間保温及び、浴槽６内の水位が所定量低下すると設定された水位まで所定温度の補水を行わせる風呂自動スイッチ３９と、浴槽水を追い焚きさせる追い焚きスイッチ４０が設けられているものである。
【００１７】
４１は貯湯タンクユニット１内の各センサの入力を受け各アクチュエータの駆動を制御する記憶、演算、時間カウント機能を内蔵したマイコンから構成された給湯制御部である。  この給湯制御部４１に前記リモコン５が無線または有線により接続されユーザーが任意の給湯設定温度および風呂設定温度を設定できるようにしているものである。
【００１８】
前記給湯制御部４１は、入力側にリモコン５、風呂戻り温度センサ２５、風呂往き温度センサ２６、給湯サーミスタ３０、給湯フローセンサ３１、流量カウンタ３４、貯湯温度センサ３６等が接続され、出力側には加熱循環ポンプ１６、ヒーポン制御部１７、風呂循環ポンプ２０、給湯混合弁２７、湯張り弁３３が接続されている。
【００１９】
尚、４２は水位センサ、４３は貯湯タンク２の過圧を逃す過圧逃し弁、４４は給水の圧力を減圧する減圧弁、４５は給水の温度を検出する給水温度センサである。
【００２０】
次にこの一実施形態の作動を説明する。
先ず、深夜電力時間帯になって貯湯温度センサ３６が貯湯タンク２内に翌日に必要な熱量が残っていないことを検出すると、給湯制御部４１はヒーポン制御部１７に対して沸き上げ開始指令を発する。指令を受けたヒーポン制御部１７は圧縮機１１を起動した後に加熱循環ポンプ１６を駆動開始し、貯湯タンク２下部に接続された往き管９から取り出した５〜２０℃程度の低温水を冷媒−水熱交換器１２で７０〜９０℃程度の高温に加熱し、貯湯タンク２上部に接続された戻り管１０から貯湯タンク２内に戻し、貯湯タンク２の上部から順次積層して高温水を貯湯して行く。貯湯温度センサ３６ｅが必要な熱量が貯湯されたことを検出すると、給湯制御部４１はヒーポン制御部１７に対して沸き上げ停止指令を発し、ヒーポン制御部１７は圧縮機１１を停止すると共に加熱循環ポンプ１６も停止して沸き上げ動作を終了するものである。
【００２１】
次に給湯運転について説明すると、蛇口４を開くと、給湯混合弁２７が給水側１００％の状態なので、給水バイパス管２８から給湯管２９に最初は給水が流れ、これを給湯フローセンサ３１が検知することで給湯開始を検知し、給湯制御部４１を介して給湯混合弁２７を、先ず貯湯温度センサ３６の検知温度と平均給水温度で決定する開度にフィードフォワード制御し、そして次にリモコン５で設定された給湯設定温度に給湯サーミスタ３０が検知する給湯温度がなるように、給湯混合弁２７の温水と給水との混合比率を制御するものであり、このフィードバック制御により使用者が希望する設定温度の給湯を得ることが出来るものである。
【００２２】
又給湯の停止は蛇口４を閉めることで、給湯管２９にお湯の流れがなくなったことを給湯フローセンサ３１が検知して、給湯制御部４１を介して給湯混合弁２７を給水側１００％の状態にして、次回の再給湯時にも給湯が水から始まり高温水の吐出で火傷する危険を防止するものである。
【００２３】
次に給湯フローセンサ３１が故障した状態での給湯運転の開始判定を図３に示すフローチャート、及び給湯運転の停止判定を図４に示すフローチャートで説明する。
図３の給湯待機中に、ステップ４６で蛇口４を開くと、ステップ４７に進み給湯フローセンサ３１が流水を検知したかを判断し、ＹＥＳでは正常で上記の給湯運転を行うものであり、ＮＯではステップ４８に進み給湯サーミスタ３０の検知温度が５秒間に５℃以上低下したかを判断し、即ち、給湯フローセンサ３１による流水検知がない場合には、蛇口４を開くことにより、給湯混合弁２７が給水側１００％開口なので給湯管２９内を給水が流れるが、当初は給湯管２９内に前の給湯で混合された残留水が流れ、その後徐々に給水に変わるので、この時の温度変化を給湯サーミスタ３０で検知して給湯開始を判断し、ステップ４９で給湯フローセンサ３１が故障であることをリモコン５の表示部分に表示して、報知するものであり、その後は上記の給湯運転と同様で給湯混合弁２７を制御して給湯を行うものである。
【００２４】
又図４の給湯フローセンサ３１が故障した状態での給湯停止では、ステップ５０で蛇口４を閉めると、ステップ５１に進み給湯フローセンサ３１が流水停止を検知したかを判断し、ＹＥＳでは上記の給湯停止時と同様に、ステップ５２で給湯混合弁２７を給水側１００％の状態に駆動させるものであり、ＮＯではステップ５３に進み給湯サーミスタ３０の検知温度が５秒間に５℃以上上昇したかを判断し、即ち、給湯フローセンサ３１による流水停止検知がない場合には、蛇口４を閉めることにより、給湯混合弁２７はまだ高温水と給水の混合状態で停止しているので、蛇口４の閉止直後の混合水が比重差で高温水と置き換わるように該高温水が回り込むので、この時の温度変化を給湯サーミスタ３０で検知して給湯停止を判断し、ステップ５４で給湯フローセンサ３１が故障であることをリモコン５の表示部分に表示して、報知するものであり、そしてステップ５２に戻って給湯混合弁２７を給水側１００％の状態に駆動させるものである。
【００２５】
このように給湯フローセンサ３１が故障しても、給湯混合弁２７の混合調整用の給湯サーミスタ３０を利用して、給湯の開始及び停止を検知出来るので、別のセンサ湯の部品を追加することなく、安価にしかも確実に検知出来、しかも貯湯式給湯装置独特の給湯開始時と停止時の微妙な変化を利用しての検知で、常に的確で誤検知の心配がなく安心して使用出来るものである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明の一実施形態を示す貯湯式給湯装置の概略構成図。
【図２】同要部電気回路のブロック図。
【図３】同給湯開始の判断を説明するフローチャート。
【図４】同給湯停止の判断を説明するフローチャート。
【符号の説明】
【００２７】
２  貯湯タンク
３  ヒートポンプユニット（加熱手段）
４  蛇口
７  出湯管
９  給水管
２７  給湯混合弁
２９  給湯管
３０  給湯サーミスタ
３１  給湯フローセンサ
４１  給湯制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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