(57)【要約】【課題】バックアップ電源を備えることなく、停電時の電源を確保する熱源機を提供する。【解決手段】商用電源１１に接続された接続端子４５を有し、接続端子４５を介した電力供給によって電動機器１５、２３、２７、２９、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４２を作動する熱源機１０において、商用電源１１とは別の外部電源４６に接続される接続端子４７を備え、商用電源１１が停電時には、接続端子４７を介して外部電源４６から電動機器１５、２３、２７、２９、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４２への給電経路を確保する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源に接続された接続端子Ａを有し、該接続端子Ａを介した電力供給によって電動機器を作動する熱源機において、
前記商用電源とは別の外部電源に接続される接続端子Ｂを備え、前記商用電源が停電時には、前記接続端子Ｂを介して前記外部電源から前記電動機器への給電経路を確保することを特徴とする熱源機。
【請求項２】
請求項１記載の熱源機において、前記商用電源の給電状態を検出する給電判定手段と、前記接続端子Ａ、Ｂのいずれかを前記電動機器に接続する切替手段とを備え、前記切替手段は、前記給電判定手段が前記商用電源の停電を検出することによって、前記電動機器への接続元を前記接続端子Ａから前記接続端子Ｂに切り替えることを特徴とする熱源機。
【請求項３】
請求項１又は２記載の熱源機において、前記外部電源からの電力を所定の電圧に調整する電圧切替手段を、更に備えることを特徴とする熱源機。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱源機において、前記外部電源から電力が供給されている際には、作動する前記電動機器を制限することを特徴とする熱源機。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱源機において、前記接続端子Ｂの前記外部電源への接続は、前記商用電源が停電状態の際に行われることを特徴とする熱源機。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱源機において、前記接続端子Ｂは、常時、前記外部電源に接続されていることを特徴とする熱源機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、商用電源から供給される電力によって電動機器を作動する熱源機に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱源機は、商用電源から電力が供給されて、ポンプや、温度センサといった電動機器を作動し給湯を行う。
そして、停電時でも電動機器を作動することができるように、バックアップ電源（電池）を備えた熱源機があり、その具体例が特許文献１、２に記載されている。バックアップ電源は、商用電源からの電力によって充電され、停電時に電動機器に対して電力を供給する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平６−１４８５５号公報
【特許文献２】特開平８−２２６１４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、熱源機にバックアップ電源を追加すると、熱源機全体の製造コストが上昇し、経済的ではない。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされるもので、バックアップ電源を備えることなく、停電時の電源を確保する熱源機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】
【０００５】
前記目的に沿う本発明に係る熱源機は、商用電源に接続された接続端子Ａを有し、該接続端子Ａを介した電力供給によって電動機器を作動する熱源機において、前記商用電源とは別の外部電源に接続される接続端子Ｂを備え、前記商用電源が停電時には、前記接続端子Ｂを介して前記外部電源から前記電動機器への給電経路を確保する。
【０００６】
本発明に係る熱源機において、前記商用電源の給電状態を検出する給電判定手段と、前記接続端子Ａ、Ｂのいずれかを前記電動機器に接続する切替手段とを備え、前記切替手段は、前記給電判定手段が前記商用電源の停電を検出することによって、前記電動機器への接続元を前記接続端子Ａから前記接続端子Ｂに切り替えるのが好ましい。
【０００７】
本発明に係る熱源機において、前記外部電源からの電力を所定の電圧に調整する電圧切替手段を、更に備えるのが好ましい。
【０００８】
本発明に係る熱源機において、前記外部電源から電力が供給されている際には、作動する前記電動機器を制限するのが好ましい。
【０００９】
本発明に係る熱源機において、前記接続端子Ｂの前記外部電源への接続は、商用電源が停電状態の際に行われるのが好ましい。
【００１０】
本発明に係る熱源機において、前記接続端子Ｂは、常時、前記外部電源に接続されているのが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る熱源機は、商用電源とは別の外部電源に接続される接続端子Ｂを備え、商用電源が停電時には、接続端子Ｂを介して外部電源から電動機器への給電経路を確保する。従って、熱源機にバックアップ電源を備えることなく、商用電源が停電時の電源を確保することができる。特に、近年は、一般家庭においても、太陽光発電や、大容量の蓄電池システム等、電動機器に電力を供給可能な設備が普及しているため、例えば、これらの設備を外部電源として採用することができる。
【００１２】
本発明に係る熱源機において、商用電源の給電状態を検出する給電判定手段と、接続端子Ａ、Ｂのいずれかを電動機器に接続する切替手段とを備え、給電判定手段が商用電源の停電を検出することによって、切替手段が電動機器への接続元を接続端子Ａから接続端子Ｂに切り替える場合、商用電源の停電の開始によって、確実に、電力供給元を外部電源にすることができる。
【００１３】
本発明に係る熱源機において、外部電源からの電力を所定の電圧に調整する電圧切替手段を、更に備える場合、商用電源の電圧とは異なる電圧の外部電源を電力供給源として採用可能である。
【００１４】
本発明に係る熱源機において、外部電源から電力が供給されている際に、作動する電動機器を制限する場合、停電時に最低限の機器の保護を図って、商用電源が復帰後に機能復帰を容易にすることが可能である。更に、外部電源使用時の消費電力を抑えることができ、作動する時間を長くすることが可能である。
【００１５】
本発明に係る熱源機において、接続端子Ｂの外部電源への接続が、商用電源が停電状態の際に行われる場合、停電時に所望のタイミングで外部電源の電力を熱源機に供給でき、状況に応じて外部電源から出力される電力を、熱源機以外の機器に優先的に供給することが可能である。
【００１６】
本発明に係る熱源機において、接続端子Ｂが、常時、外部電源に接続されている場合、停電発生後、速やかに、外部電源の電力を熱源機に供給可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施の形態に係る熱源機の電気接続を示すブロック図である。
【図２】同熱源機の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１に示すように、本発明の一実施の形態に係る給湯機（熱源機の一例）１０は、商用電源１１に接続された接続端子４５（接続端子Ａ）を有し、接続端子４５を介した商用電源１１からの電力供給によって電動機器を作動して給湯を行う。以下、詳細に説明する。
【００１９】
給湯機１０は、図２に示すように、湯を貯留する貯湯タンク１２と、貯湯タンク１２に沸上回路１３を介して連結されたヒートポンプ１４とを備えている。貯湯タンク１２の下部と上部をヒートポンプ１４経由で接続する沸上回路１３には、貯湯タンク１２の下部から水を取得してヒートポンプ１４に送る循環ポンプ１５が設けられている。
ヒートポンプ１４は、熱媒循環回路１６によって接続された熱交換器１７、膨張弁１８、熱交換器１９及び圧縮機２０を備えて、ヒートポンプサイクルを構成している。熱交換器１７は、沸上回路１３に接続され、沸上回路１３を流れる水と熱媒循環回路１６を循環する熱媒を熱交換し、熱交換器１９は、外気と熱媒循環回路１６を循環する熱媒を熱交換するものである。
熱媒循環回路１６を循環する熱媒は、熱交換器１７を通過の際に凝縮して沸上回路１３を流れる水を加熱した後、膨張弁１８を通過して膨張し、次に熱交換器１９で蒸発して外気から吸熱し、圧縮機２０により圧力が上げられた後に、熱交換器１７に送られる。
【００２０】
貯湯タンク１２の下部から出た水は、熱交換器１７を通過して加熱された後に、貯湯タンク１２の上部から貯湯タンク１２内に流入する。貯湯タンク１２は、下部に給水管２１が連結され、この給水管２１から貯湯タンク１２内に水が供給される。従って、貯湯タンク１２は、上部に高温の湯が貯留され、下部に水が蓄えられることになり、貯湯タンク１２の上部に連結された給湯管２２には、貯湯タンク１２内の高温の湯が供給される。
【００２１】
貯湯タンク１２には、貯湯タンク１２内の上部の湯温を計測する温度センサ２３が取り付けられ、貯湯タンク１２から給湯管２２に送り出される湯の温度は、この温度センサ２３によって計測される。
なお、熱交換器１９の近傍には、熱交換器１９の熱交換を促進するプロペラファン２４が設けられ、沸上回路１３には、熱交換器１７の上流側及び下流側にそれぞれ温度センサ２５及び温度センサ２６が設けられている。また、給水管２１には、凍結予防用のヒータ２７、水圧調整用の減圧弁２８及び給水管２１内の水温を計測する温度センサ２９が取り付けられている。
【００２２】
給湯管２２は、２つに分岐し、一方は台所や洗面所等に貯湯タンク１２上部の湯を送る流路を形成し、他方は浴槽回路３０を介して浴槽３１に貯湯タンク１２上部の湯を送る流路を形成している。
給湯管２２の分岐した一方には、給水管２１が接続された混合弁３２が設けられ、混合弁３２は、貯湯タンク１２からの湯に、給水管２１内の水を混合して、湯の温度を調整する。給湯管２２の混合弁３２の下流側には、混合弁３２で温度調整がなされた湯の温度を計測する温度センサ３３が設けられている。
【００２３】
給湯管２２の分岐した他方にも、給水管２１が接続された混合弁３４と、混合弁３４を通過した湯の温度を計測する温度センサ３５が設けられている。貯湯タンク１２から出た湯は、混合弁３４で給水管２１内の水を加えられて温度調整がなされた後に、浴槽回路３０を介して浴槽３１に送られる。
混合弁３２、３４は、図１に示すように、温度センサ２３、２９、３３、３５、循環ポンプ１５及びヒータ２７と共に、操作盤３６が接続された制御回路３７に接続されている。操作盤３６には操作ボタンが設けられ、使用者は、操作盤３６からの入力操作によって、台所や洗面所等に供給する湯の温度（以下、「給湯温度」とも言う）及び浴槽３１の湯張り温度（以下、単に「湯張り温度」とも言う）を設定することができる。
【００２４】
制御回路３７は、温度センサ２３、２９の各計測温度を基に、混合弁３２における湯と水の混合比を決定し、設定された給湯温度の湯が混合弁３２から送り出されるようにする。
そして、制御回路３７は、温度センサ２３、２９の各計測温度を基に、混合弁３４における湯と水の混合比を決定し、設定された湯張り温度の湯が混合弁３４から送り出されるようにする。
また、給湯管２２には、混合弁３２及び温度センサ３３の下流側に、凍結防止用のヒータ３８が取り付けられている。
【００２５】
浴槽回路３０には、図２に示すように、浴槽３１から湯を取り出す循環ポンプ３９、浴槽３１から取り出された湯の温度を計測する温度センサ４０及び浴槽３１からの湯と貯湯タンク１２からの湯を熱交換する熱交換器４１が取り付けられている。浴槽３１内の湯は、循環ポンプ３９の作動によって、浴槽回路３０内に流入し、熱交換器４１を経由して浴槽３１内に戻る。
熱交換器４１と貯湯タンク１２は、循環ポンプ４２が取り付けられた追焚き回路４３を介して接続され、貯湯タンク１２上部の湯は、循環ポンプ４２の作動によって、追焚き回路４３に送り出され、熱交換器４１を経由して貯湯タンク１２内に戻る。
【００２６】
操作盤３６で追い焚き運転開始の操作がなされると、制御回路３７は、循環ポンプ３９、４２に指令信号を送信して動作を開始させ、浴槽回路３０内に浴槽３１の湯を循環させ、追焚き回路４３内に貯湯タンク１２の湯を循環させる。浴槽回路３０を循環する浴槽３１の湯は、熱交換器４１を通過の際に追焚き回路４３を循環する貯湯タンク１２の湯により加熱された後に、浴槽３１に戻るので、浴槽３１内の湯の温度は上昇する。
【００２７】
本実施の形態では、貯湯タンク１２、循環ポンプ１５、３９、４２、温度センサ２３、２９、３３、３５、４０、ヒータ２７、３８、減圧弁２８及び熱交換器４１が、筺体４４内に収容されている。ヒータ２７、３８は、共に、筺体４４内において、筺体４４の外側近くで外気温度の影響を受け易い位置に配置されている。
制御回路３７は、図示しない温度センサによって計測される外気温度が所定温度以下の際に、ヒータ２７、３８を作動させ、更に循環ポンプ１５、３９、４２を作動させて凍結を防止する。ここで、ヒータ２７、３８及び循環ポンプ１５、３９、４２は、所定の時間間隔で作動するようにしてもよいし、連続的に作動するようにしてもよい。また、ヒータ２７、３８以外にヒータを設けて、他の部分の凍結を防止するようにすることもできる。
なお、ヒータ３８、循環ポンプ３９、４２及び温度センサ４０は、図１に示すように、制御回路３７に接続されている。
【００２８】
本実施の形態では、循環ポンプ１５、３９、４２、膨張弁１８、圧縮機２０、温度センサ２３、２５、２６、２９、３３、３５、４０、プロペラファン２４、ヒータ２７、３８、混合弁３２、３４及び操作盤３６が、商用電源１１からの電力供給により作動する電動機器である。
商用電源１１はＡＣ２００Ｖであり、給湯機１０は、この商用電源１１に接続される接続端子４５と、商用電源１１とは別の外部電源４６に接続される接続端子４７（接続端子Ｂ）とを備えている。本実施の形態では、接続端子４５が商用電源１１に分電盤を介して接続され、接続端子４７が外部電源４６に分電盤を介して接続されているが、これに限定されるものではない。
【００２９】
商用電源１１が通電中、接続端子４５は制御回路３７に対して、商用電源１１の通電状態を検出する給電判定手段４８、電力の供給元を切り替える切替手段４９、及びＡＣ／ＤＣコンバータ５０を介して電気的に接続されている。
商用電源１１から供給されるＡＣ２００Ｖの電力は、ＡＣ／ＤＣコンバータ５０で直流に変換された後に、制御回路３７に供給され、電圧調整等がなされた後に、電動機器に供給される。
【００３０】
ヒートポンプ１４に対しては、商用電源１１が通電中、ＡＣ２００Ｖの電力が接続端子４５を介して商用電源１１から直接、供給される。ヒートポンプ１４が有する圧縮機２０はＡＣ２００Ｖで動作するので、このような設計がなされているが、これに限定されるものではない。なお、ヒートポンプ１４が備える他の電動機器である膨張弁１８、プロペラファン２４及び温度センサ２５、２６は、一般的に直流仕様のため、ヒートポンプ１４の図示しない電源回路において交流から直流に変換され電圧調整がなされた電力が、膨張弁１８、プロペラファン２４及び温度センサ２５、２６に供給される。
【００３１】
切替手段４９は、主としてスイッチからなり、商用電源１１の電力供給状態に応じて、接続端子４５又は接続端子４７のいずれかを電動機器に電気的に接続する。
給電判定手段４８は、例えば電流検出機であり、商用電源１１が通電中であるか停電中であるかを判定する。
切替手段４９は、給電判定手段４８が商用電源１１の停電を検出すると、接続端子４５と電動機器を非接続状態にして、接続端子４７を電気的に電動機器（ヒートポンプ１４の電動機器を除く）に接続し、外部電源４６から電動機器（ヒートポンプ１４の電動機器を除く）への給電経路を確保する。
【００３２】
商用電源１１が停電で外部電源４６から電力が供給されている間、制御回路３７に接続された電動機器のうちの循環ポンプ１５、３９、４２及びヒータ２７、３８を除く電動機器と、ヒートポンプ１４が備える全ての電動機器には電力が供給されず、これらの電動機器は作動しない。
一方、外部電源４６から電力が供給されている間、凍結を防止するための循環ポンプ１５、３９、４２及びヒータ２７、３８には電力供給が可能になり、循環ポンプ１５、３９、４２及びヒータ２７、３８が作動可能な状態になる。
【００３３】
従って、外部電源４６から電力供給がなされている際、給湯機１０は、作動する電動機器を制限し、例えば、貯湯タンク１２内の湯の沸き上げは行わず、凍結予防運転のみを行う等、機能を抑制して運転することになる。このため、商用電源１１が停電中は、最低限の機器の保護のみを行い、復電後、早期に給湯運転を開始できる状態を保つことができる。
そして、停電中であった商用電源１１の通電復帰が給電判定手段４８によって検出されると、切替手段４９は、接続端子４７と電動機器、制御回路３７及びＡＣ／ＤＣコンバータ５０との接続を切って、接続端子４５を電動機器、制御回路３７及びＡＣ／ＤＣコンバータ５０に電気的に接続し、電動機器に商用電源１１からの電力が供給されるようにする。
【００３４】
ここで、外部電源４６は、蓄電池システムや自家用発電機であり、本実施の形態では、ＡＣ１００Ｖの電力を供給可能で、外部電源４６に接続端子４７を接続する設計になっている。このため、本実施の形態では、接続端子４７と切替手段４９の間に、外部電源からのＡＣ１００Ｖの電力をＡＣ２００Ｖ（所定の電圧）に調整する電圧切替手段５１が設けられている。
また、交流出力の外部電源の代わりに、直流の電力を出力する外部電源（例えば、ＤＣ１２ＶやＤＣ２４Ｖの外部電源）を採用する場合は、ＤＣ／ＡＣコンバータを追加することで、外部電源からの電力により電動機器を作動可能な状態にすることができる。
【００３５】
本実施の形態では、商用電源１１が通電時、接続端子４７は外部電源４６に物理的に接続されておらず、商用電源１１が停電状態の際に、接続端子４７を外部電源４６に物理的に接続するようにしている。このようにすることにより、使用者は、外部電源４６から出力される電力の優先的な供給先を給湯機１０にするか、給湯機１０以外の機器にするかを運用により決定することができる。
また、接続端子４７を常時、外部電源４６に物理的に接続するようにしてもよく、この場合、商用電源１１の停電が検出され、切替手段４９が電動機器と外部電源４６を電気的に接続することにより、給湯機１０には自動的に外部電源４６からの電力が供給されるようになる。
【００３６】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲である。
例えば、給湯機は、ヒートポンプの代わりにガスバーナ、石油バーナ、ヒータ、太陽熱等により沸き上げを行うものでもよく、また、貯湯タンクを備えないものでもよい。
そして、熱源機は、給湯機に限定されず、電動機器を備えて、外部に熱を供給するものであればよく、例えば、床暖房パネルに暖めた熱媒を供給する装置であってもよい。
更に、外部電源から電力が供給されている間、操作盤にも電力を供給してもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１０：給湯機、１１：商用電源、１２：貯湯タンク、１３：沸上回路、１４：ヒートポンプ、１５：循環ポンプ、１６：熱媒循環回路、１７：熱交換器、１８：膨張弁、１９：熱交換器、２０：圧縮機、２１：給水管、２２：給湯管、２３：温度センサ、２４：プロペラファン、２５、２６：温度センサ、２７：ヒータ、２８：減圧弁、２９：温度センサ、３０：浴槽回路、３１：浴槽、３２：混合弁、３３：温度センサ、３４：混合弁、３５：温度センサ、３６：操作盤、３７：制御回路、３８：ヒータ、３９：循環ポンプ、４０：温度センサ、４１：熱交換器、４２：循環ポンプ、４３：追焚き回路、４４：筺体、４５：接続端子、４６：外部電源、４７：接続端子、４８：給電判定手段、４９：切替手段、５０：ＡＣ／ＤＣコンバータ、５１：電圧切替手段
【図１】
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【図２】
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