(57)【要約】【課題】浴槽循環路内の水が凍結しないように行う運転の停止時間を、外気温度に基づいて変更することで、浴槽循環路内の水の凍結の予防性能を向上した給湯装置を提供すること。【解決手段】貯湯槽３内の湯水と浴槽５内の湯水とが熱交換する熱交換器６と、熱交換器６に浴槽５内の湯水が循環するように接続された浴槽循環路と、浴槽５内の湯水を浴槽循環路に循環させる循環ポンプ６５と、外気温度を検出する外気温度検出手段２９と、浴槽循環路内の水が凍結しないように、外気温度検出手段２９の検出温度に基づいて循環ポンプ６５を駆動させる運転モードと、制御装置９４とを備え、前記運転モードが停止してから再起動するまでの停止時間を、制御装置９４が、外気温度検出手段２９の検出温度に基づいて変更することを特徴とする給湯装置。【選択図】図１
2014153023.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯湯槽と、浴槽と、前記貯湯槽内の湯水と前記浴槽内の湯水とが熱交換する熱交換器と、前記熱交換器に前記浴槽内の湯水が循環するように接続された浴槽循環路と、前記浴槽内の湯水を前記浴槽循環路に循環させる循環ポンプと、外気温度を検出する外気温度検出手段と、前記浴槽循環路内の水が凍結しないように、前記外気温度検出手段の検出温度に基づいて前記循環ポンプを駆動させる運転モードと、制御装置とを備え、前記運転モードが停止してから再起動するまでの停止時間を、前記制御装置が、前記外気温度検出手段の検出温度に基づいて変更することを特徴とする給湯装置。
【請求項２】
前記運転モードの停止時に、前記外気温度検出手段の検出温度が変化した場合には、前記制御装置が、変化後の検出温度に基づいて、前記停止時間を変更することを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給湯装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の給湯装置においては、外気温度を検出して検出温度が所定温度以下になれば、浴槽循環路の循環ポンプを起動して、浴槽循環路内の水が凍結しないように凍結予防運転を行い、一定時間運転後の循環水の検出温度により循環ポンプを停止させるか、あるいは、さらに一定時間凍結予防運転を継続させるか判断するという制御仕様の凍結予防運転を行っている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１８７７１３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、前記従来の構成では、凍結予防運転終了で循環ポンプを一定時間停止させるが、外気温度に関係なく停止時間を一定にすると、外気温度が低い場合でも凍結しないようにするため、停止時間を短く設定する必要があり、外気温度が低くない場合には必要ないにもかかわらず、頻繁に凍結予防運転をするという課題を有していた。
【０００５】
また、循環ポンプが停止している間に外気温度が急激に低下した場合、次回の凍結予防が起動するまでに、浴槽循環路内の水が凍結する恐れがあるという課題も有していた。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、浴槽循環路内の水が凍結しないように行う運転の停止時間を、外気温度に基づいて変更することで、浴槽循環路内の水の凍結の予防性能を向上させた給湯装置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】
【０００７】
前記従来の課題を解決するために、本発明の給湯装置は、貯湯槽と、浴槽と、前記貯湯槽内の湯水と前記浴槽内の湯水とが熱交換する熱交換器と、前記熱交換器に前記浴槽内の湯水が循環するように接続された浴槽循環路と、前記浴槽内の湯水を前記浴槽循環路に循環させる循環ポンプと、外気温度を検出する外気温度検出手段と、前記浴槽循環路内の水が凍結しないように、前記外気温度検出手段の検出温度に基づいて前記循環ポンプを駆動させる運転モードと、制御装置とを備え、前記運転モードが停止してから再起動するまでの停止時間を、前記制御装置が、前記外気温度検出手段の検出温度に基づいて変更することを特徴とするものである。
【０００８】
これにより、浴槽循環路内の水が凍結しないように行う運転の停止時間を、外気温度に基づいて変更することで、浴槽循環路内の水の凍結の予防性能を向上させた給湯装置を提供できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、浴槽循環路内の水が凍結しないように行う運転の停止時間を、外気温度に基づいて変更することで、浴槽循環路内の水の凍結の予防性能を向上させた給湯装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１における給湯装置の構成図
【図２】同凍結予防運転の外気温度と凍結予防運転停止時間の関係図
【図３】同他の凍結予防運転の外気温度と凍結予防運転停止時間の関係図
【図４】同他の凍結予防運転の外気温度と凍結予防運転停止時間の関係図
【図５】同他の凍結予防運転の制御チャート
【発明を実施するための形態】
【００１１】
第１の発明は、貯湯槽と、浴槽と、前記貯湯槽内の湯水と前記浴槽内の湯水とが熱交換する熱交換器と、前記熱交換器に前記浴槽内の湯水が循環するように接続された浴槽循環路と、前記浴槽内の湯水を前記浴槽循環路に循環させる循環ポンプと、外気温度を検出する外気温度検出手段と、前記浴槽循環路内の水が凍結しないように、前記外気温度検出手段の検出温度に基づいて前記循環ポンプを駆動させる運転モードと、制御装置とを備え、前記運転モードが停止してから再起動するまでの停止時間を、前記制御装置が、前記外気温度検出手段の検出温度に基づいて変更することを特徴とする給湯装置である。
【００１２】
これにより、浴槽循環路内の水が凍結しないように行う運転の停止時間を、外気温度に基づいて変更することで、浴槽循環路内の水の凍結の予防性能を向上させた給湯装置を提供できる。
【００１３】
第２の発明は、前記運転モードの停止時に、前記外気温度検出手段の検出温度が変化した場合には、前記制御装置が、変化後の検出温度に基づいて、前記停止時間を変更することを特徴とするものである。
【００１４】
これにより、浴槽循環路内の水が凍結しないように、外気温度検出手段の検出温度に基づいて循環ポンプを駆動させる運転モードを一定時間停止している間に、外気温度が急激に低下したとき、次回の運転モードが起動するまでに、浴槽循環路内の水が凍結するのを防止できる。
【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、第１の実施の形態における風呂追い焚き機能の付いた貯湯式給湯機の構成図である。
【００１７】
図１において、本実施の形態の貯湯式給湯機は、タンクユニット１とヒートポンプユニット２を備えており、タンクユニット１内に配設している貯湯槽３内に貯える高温水を、ヒートポンプユニット２にて生成している。また、実線矢印は流体の流れる方向を示している。
【００１８】
次に、ヒートポンプユニット２の構成について説明する。ヒートポンプユニット２は、水冷媒熱交換器２４、圧縮機２５、蒸発器２６、膨張弁２７を冷媒配管により順次環状に接続して構成されており、冷媒には二酸化炭素を使用しているため、高圧側が臨界圧力を超えるので、水冷媒熱交換器２４を流通する水に熱を奪われて温度が低下しても凝縮することがなく、水冷媒熱交換器で冷媒と水との間で温度差を形成しやすくなり、高温の湯が得られ、かつ熱交換効率を高くすることができる。また、外気温度に応じて適切な運転を行うため外気温度検出手段２９を備えている。
【００１９】
次に、タンクユニット１の構成について説明する。タンクユニット１には前述した通り
貯湯槽３を有しており、貯湯槽３の底部には給水源から低温水を供給するための給水配管３１が接続されており、常時給水圧がタンク内に掛かっている状態となっている。また、貯湯槽３の上方部には貯湯槽内の高温水を出湯するための出湯管３２が接続されており、給湯端末や浴槽へ高温水を供給可能に構成している。
【００２０】
次に、給湯端末へ湯が供給される給湯回路について説明する。
【００２１】
本実施の形態における給湯回路は、給水配管３１から分岐した端末給水配管３３と、出湯管３２とを電動式混合弁４にて接続し、所望の温度の湯が生成可能に構成されている。
【００２２】
そして電動式混合弁４の下流側に設けた温度センサ４１で検出される温度が、台所や浴室に設けられたリモコン装置で設定した温度となるように、電動式混合弁４の混合比が変更される。そして、所望の温度に混合された湯水は、給湯端末４２へ供給される。
【００２３】
次に、浴槽５への湯張り回路および追い焚き回路について説明する。
【００２４】
本実施の形態では、浴槽５内の湯水と、貯湯槽３内の高温水とが追い焚き熱交換器６にて熱交換し、浴槽内の湯水を追い焚きする追い焚き機能を有している。
【００２５】
そのため、追い焚き熱交換器６の高温側回路は、貯湯槽３内の高温水が供給されるように構成されており、熱交換した後の温水を貯湯槽３の下方部へ戻すように構成されている。
【００２６】
また、追い焚き熱交換器６の低温側回路は、浴槽５内の湯水が供給されるように構成されており、熱交換した後の浴槽水を、再度浴槽５へ戻すように構成されている。
【００２７】
高温側回路においては、追い焚きポンプ７および追い焚き熱交換器６の下流側に高温側出口温度検出手段である温度センサ７１が配設されており、追い焚きポンプ７が駆動することによって貯湯槽３内の高温水が、追い焚き熱交換器６へ搬送される。
【００２８】
そして、浴槽５のアダプタ５１とタンクユニット１とは、接続部６０ａ〜６０ｄにおいて、戻り接続管６１および往き接続管６２で接続される。
【００２９】
また、戻り接続管６１および往き接続管６２の接続口から追い焚き熱交換器６までは、それぞれ戻り配管６３および往き配管６４で接続されており、浴槽５、戻り接続管６１、戻り配管６３、追い焚き熱交換器６、往き配管６４、往き接続管６２が順次接続されて浴槽循環路が構成されている。
【００３０】
また、貯湯槽３から浴槽５への湯水の供給を行う湯張り回路は、出湯管３２から分岐した風呂給湯管３４と、給水配管３１から分岐した風呂給水配管３５とを電動式混合弁８にて接続し、所望の温度の湯が生成可能に構成されている。
【００３１】
そして、電動式混合弁８の下流側に設けた温度センサ８１で検出される温度が、台所や浴室に設けられたリモコン装置で設定した温度となるように、電動式混合弁８の混合比が変更される。そして、所望の温度に混合された湯水は、浴槽５へ供給される。
【００３２】
また、湯張り回路には、流量センサ８２が設けられており、浴槽５へ供給される湯水の量が計測される。さらに、二方向の電磁弁８３が設けられており、湯張り開始時には、電磁弁８３が開くと同時に、浴槽５への湯水の供給が開始される。
【００３３】
そして電磁弁８３が開いた後には、戻り配管６３および往き配管６４の二方向から浴槽５へと湯張りが行われる。また、汚水の逆流を防ぐための逆止手段８４が設けられている。
【００３４】
また、戻り配管６３には、浴槽５内の湯水を循環させるための搬送手段である循環ポンプ６５、浴槽５内の水位を検出する水位センサ６６、浴槽５内の湯水の温度を検出する浴槽温度検出手段である温度センサ６７が設けられており、循環ポンプ６５が駆動することにより、浴槽５内の湯水が戻り配管６３に吸い込まれ、追い焚き熱交換器６を経て、往き配管６４へ流れ込み、再度浴槽５へ戻される。
【００３５】
また、循環ポンプ６５と追い焚き熱交換器６の間には、浴槽５内に湯水があるかどうかを検出する湯水検出手段である風呂スイッチ６８が設けられており、オンすることで水の流れを検出可能に構成されている。
【００３６】
つまり、風呂スイッチ６８がオンしたときには浴槽５内には湯水があると判断し、風呂スイッチ６８がオフの時には浴槽５内には湯水がないと判断される。
【００３７】
また、浴室には貯湯式給湯機の操作を行うことができる操作手段であり、浴槽５内の湯水の保温温度を設定する温度設定手段であるリモコン装置９が設置され、リモコン装置９を操作して、湯水の温度設定や風呂への湯張り、また設置工事後の試運転操作等を行う。
【００３８】
リモコン装置９には情報を表示する表示部９１および操作を行う操作部９２を有している。なお、図１には図示していないが、本実施の形態の貯湯式給湯機には、リモコン装置９からの指示を受け取り、各制御機器に命令する制御装置９４も有している。そして制御装置９４はマイコンおよびその電子制御部品で構成され、タンクユニット１を構成する機器に命令を送っている。
【００３９】
また、本実施の形態では追い焚き熱交換器６で加熱された後の浴槽水の温度を検出する追い焚き出湯温度検出手段である温度センサ６９が設けられている。
【００４０】
この温度センサ６９は浴槽５へ送る湯水の温度を検出しており、温度センサ６９で検出される温度が上限温度を超えないように追い焚きポンプ７が制御される。
【００４１】
これは温度センサ６９では、浴槽５へ直接供給される湯水の温度を検出することができるため、浴槽５へ上限温度以上の高温水を供給することがないようにして、入浴者の火傷を防止することができる。
【００４２】
以上のように構成された貯湯式給湯機において、まず、貯湯式給湯機の湯張り運転について説明する。
【００４３】
使用者がリモコン装置９を操作し湯張り運転を開始するか、もしくは予め湯張り運転の予約をしていた場合には設定した時刻になると湯張り運転が開始される。湯張り運転が開始すると、電磁弁８３が開弁し、貯湯槽３からの高温水が電動式混合弁８で設定温度となるように混合され、浴槽５へ供給される。
【００４４】
電動式混合弁８から出湯される湯は、戻り配管６３および往き配管６４の二方向に分岐され、浴槽５へ湯水が供給される。また湯張り量は、流量センサ８２で検出し、設定した湯量を流量センサ８２で検出すると、電磁弁８３を閉弁し、湯張り運転を終了する。
【００４５】
なお、湯張り運転時において、電動式混合弁８で混合される湯水の温度は、リモコン装
置９で設定した湯の温度よりも、数度高い温度としてもよい。
【００４６】
これは電動式混合弁８で混合した湯が、浴槽５に行くまでの間の給湯配管を流れる時に放熱してしまい、浴槽５に注湯されるときには温度低下が生じてしまう可能性があるからである。そのため、電動式混合弁８で混合する湯水の温度を設定温度よりも高く設定しておくことで、配管での放熱を考慮した湯張り運転が可能となる。
【００４７】
次に、浴槽循環路内の水が凍結しないように、循環ポンプ６５を駆動させる凍結予防動作について説明する。
【００４８】
風呂自動等の風呂関係の運転が停止した状態において、外気温度検出手段２９の検出温度が凍結予防運転開始判定温度Ｔａ以下を検出したら、循環ポンプ６５を駆動させる。循環ポンプ駆動後風呂スイッチ６８の状態を確認し、オン状態を継続していれば浴槽５に水があると判断し、所定時間経過後より風呂温度センサ６７の検出温度を確認し、凍結予防運転終了判定温度以上であれば次回凍結防止運転の判定を行うまでの凍結予防運転停止時間をセットして凍結予防運転を終了させる。
【００４９】
凍結予防運転終了判定温度未満の場合は、追い焚きポンプ７を駆動して浴槽の水を加熱する。風呂温度センサ６７の検出温度が上がってきて凍結予防運転終了判定温度以上になれば、同様に次回凍結防止運転の判定を行うまでの凍結予防運転停止時間をセットして凍結予防運転を終了させる。一方風呂スイッチ６８がオンを継続せず、一定時間オン−オフを繰り返したり、オフを継続する場合は浴槽に水がないと判断し、浴槽５に水がない場合の循環ポンプ６５の凍結を予防するための運転を行う。
【００５０】
本実施の形態において、凍結予防運転を開始したときの外気温度検出手段２９の検出温度により、次回凍結防止運転の判定を行うまでの凍結予防運転停止時間の設定時間を切り換える。
【００５１】
図２に、凍結予防運転終了時に外気温度により凍結予防運転停止時間を切り換える場合の、外気温度と凍結予防運転停止時間の関係を示す。外気温度検出手段の検出温度が凍結予防運転開始判定温度Ｔａ℃を検出したら凍結予防運転開始して、凍結予防運転終了時に外気温度Ｔｂ℃以上Ｔａ℃以下に対応した凍結予防運転停止時間△ｔａ分をセットする。
【００５２】
外気温度が凍結予防運転開始判定温度Ｔａ℃以下のため、凍結予防運転停止時間△ｔａ分経過すると、凍結予防運転を開始する。
【００５３】
凍結予防運転中の外気温度が、凍結予防運転停止時間変更閾値Ｔｂ℃以上の間は、凍結予防停止時間△ｔａ分経過したら、凍結予防運転を開始し凍結予防運転終了まで行い、また、凍結予防停止時間△ｔａ分間凍結予防運転を停止を繰り返す。
【００５４】
凍結予防運転中の外気温度が、凍結予防運転停止時間変更閾値Ｔｂ℃未満になると、凍結予防停止時間を△ｔｂ分に切り換えて凍結予防運転終了時にセットする。凍結予防停止時間△ｔｂ分経過したら、凍結予防運転を開始し凍結予防運転終了まで行い、また、凍結予防停止時間△ｔｂ分間凍結予防運転を停止を繰り返す。
【００５５】
図３に、凍結予防停止中に、外気温度が変化した場合の、凍結予防運転停止時間を変更する制御の外気温度と凍結予防運転停止時間の関係を示す。
【００５６】
外気温度がＴｂ℃以上Ｔａ℃未満で凍結予防運転終了時、凍結予防運転停止時間△ｔａ分をセットする。凍結予防運転停止経過時間ｔが、ｔ≦△ｔａ時に、外気温度が凍結予防
運転停止時間変更閾値Ｔｂ℃未満を検出すると、凍結予防運転停止時間△ｔａ分を経過していなくても、凍結予防運転停止時間をクリアして、凍結予防運転を開始させる。
【００５７】
次の凍結予防運転終了時は、外気温度がＴｂ℃未満のため、凍結予防停止時間に△ｔｂ分をセットする。
【００５８】
この場合、凍結予防運転停止時間△ｔａ分をセットして停止後、すぐに外気温度がＴｂ℃未満になるとまた凍結予防運転を開始してしまうので、停止時間のリセットを行う制御方法もできる。
【００５９】
図４に、凍結予防停止中に外気温度が変化した場合に凍結予防運転停止時間をリセットする制御の外気温度と凍結予防運転停止時間の関係を示す。
【００６０】
外気温度がＴｂ℃以上Ｔａ℃未満で凍結予防運転終了時、凍結予防運転停止時間△ｔａ分をセットする。凍結予防運転停止中に、外気温度が凍結予防運転停止時間変更閾値Ｔｂ℃未満を検出した時、凍結予防運転停止経過時間ｔが、ｔ≦△ｔａ−△ｔｂの場合は凍結予防運転停止時間を△ｔｂ分にリセットし、外気温度がＴｂ℃未満になって△ｔｂ分後に凍結予防運転を行うようにする。
【００６１】
凍結予防運転停止経過時間ｔが、ｔ＞△ｔａ−△ｔｂの場合は凍結予防運転停止時間のリセットは行わない。この場合は外気温度がＴｂ℃未満になって凍結予防運転を行うまで△ｔｂ分未満であり、凍結することはない。
【００６２】
図５に、凍結予防運転の風呂チャートを示す。Ｓ１、Ｓ２で外気温度の判定を行い、外気温度がＴａより高ければ凍結予防運転は行わず、Ｔａ以下Ｔｂ以上の場合はＳ３の凍結予防運転停止時間△ｔａ分をセットする凍結予防運転１に遷移する。外気温度がＴｂ未満の場合はＳ１１の凍結予防運転停止時間△ｔｂ分をセットする凍結予防運転２に遷移する。
【００６３】
凍結予防運転はＳ４、Ｓ１２で、浴槽温度を検出する風呂Ｔｈの温度が凍結予防運転終了判定温度以上を検出して、Ｓ５、Ｓ１３の凍結予防運転終了に遷移し、Ｓ６、Ｓ１４で凍結予防運転停止時間をセットする。凍結予防運転停止したら、Ｓ７、Ｓ１５で凍結予防運転停止経過時間ｔのタイマカウントを開始する。
【００６４】
凍結予防運転停止時間△ｔａ分がセットされている場合は、凍結予防運転停止経過時間ｔがｔ＞△ｔａ−△ｔになるまでは、外気温度の変化を検出して、外気温度がＴｂ未満になればＳ１４に遷移して凍結予防運転停止時間を△ｔｂ分にリセットする。
【００６５】
上記実施の形態の説明では、凍結予防運転停止時間変更閾値を１つで説明したが、温度を細かく刻んで凍結予防運転停止時間変更閾値を多く持たせ、凍結予防運転停止時間を細か変更させることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
以上のように、本発明にかかる給湯装置は、浴槽循環路内の水が凍結しないように行う運転の停止時間を、外気温度に基づいて変更することで、浴槽循環路内の水の凍結の予防性能を向上できるので、浴槽循環路を備えた給湯装置に適用できる。
【符号の説明】
【００６７】
３  貯湯槽
５  浴槽
６  追い焚き熱交換器
７  追い焚きポンプ
２９  外気温度検出手段
６１  戻り接続管
６２  往き接続管
６３  戻り配管
６４  往き配管
６５  循環ポンプ
９４  制御装置
【図５】
2014153023.tif 000003
【図１】
2014153023.tif 000004
【図２】
2014153023.tif 000005
【図３】
2014153023.tif 000006
【図４】
2014153023.tif 000007