(57)【要約】【課題】貯湯タンクとミキシング弁とが離れていても、給湯開始からアンダーシュートやオーバーシュートがなく、設定温度の給湯が供給出来る貯湯式給湯装置を提供する。【解決手段】入水管７と出湯管５が接続され湯水を貯湯する貯湯タンク４と、前記貯湯タンク４内の湯水を加熱する加熱手段２と、前記出湯管５からの高温水と入水管７からの給水とをミキシングして設定温度の給湯を行うミキシング弁２６とを、それぞれ別々に設置したもので、前記貯湯タンク４内の湯温を検知する貯湯温度センサ１１を備えると共に、ミキシング弁２６近傍の出湯管５には出湯温度センサ２７を備え、前記貯湯温度センサ１１による検知温度と出湯温度センサ２７による検知温度との温度差が所定温度差になるまで、給湯設定温度Ｔｈと給水温度Ｔ１と出湯温度センサ２７の検知温度でミキシング弁２６の混合比をフィードフォワード制御するので、良好な給湯が行えるものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入水管と出湯管が接続され湯水を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段と、前記出湯管からの高温水と入水管からの給水とをミキシングして設定温度の給湯を行うミキシング弁とを、それぞれ別々に設置したものに於いて、前記貯湯タンク内の湯温を検知する貯湯温度センサを備えると共に、ミキシング弁近傍の出湯管には出湯温度センサを備え、前記貯湯温度センサによる検知温度と出湯温度センサによる検知温度との温度差が所定温度差になるまで、給湯設定温度と給水温度と出湯温度センサの検知温度でミキシング弁の混合比をフィードフォワード制御する事を特徴とする貯湯式給湯装置。
【請求項２】
入水管と出湯管が接続され湯水を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段と、前記出湯管からの高温水と入水管からの給水とをミキシングして設定温度の給湯を行うミキシング弁とを、それぞれ別々に設置したものに於いて、前記貯湯タンク内の湯温を検知する貯湯温度センサを備えると共に、ミキシング弁近傍の出湯管には出湯温度センサを備え、前記貯湯温度センサによる検知温度と出湯温度センサによる検知温度との温度差が所定温度差になるまで、ミキンング弁の混合比を給湯設定温度と混合後の湯温によるフィードバック制御の制御速度を速く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、ヒートポンプ給湯機や電気温水器等の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に於いては、貯湯タンクを床下に設置し、ミキシング弁を有した配管制御ユニットをこれからは離れた場所に設置して、貯湯タンクに取り付けられている貯湯温度センサによる貯湯温度によって、ミキシング弁の混合比を制御するものであった。
（例えば、特許文献１参照。）
【特許文献１】特願２００３−８４２１３号
【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、貯湯タンクに取り付けられた貯湯温度センサと、この検知温度によって制御されるミキシング弁とが離れていて配管も長いことから、給湯開始当初は貯湯温度センサで検知した湯温ではなく、配管内の温度低下した湯水が供給されて、給湯は大きく設定温度に対してアンダーシュートし、その後貯湯タンク内の湯水が供給されることで、急激な温度上昇でオーバーシュートが発生し、火傷の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】
この発明はこの点に着目し上記課題を解決する為、特にその構成を、請求項１では、入水管と出湯管が接続され湯水を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段と、前記出湯管からの高温水と入水管からの給水とをミキシングして設定温度の給湯を行うミキシング弁とを、それぞれ別々に設置したものに於いて、前記貯湯タンク内の湯温を検知する貯湯温度センサを備えると共に、ミキシング弁近傍の出湯管には出湯温度センサを備え、前記貯湯温度センサによる検知温度と出湯温度センサによる検知温度との温度差が所定温度差になるまで、給湯設定温度と給水温度と出湯温度センサの検知温度でミキシング弁の混合比をフィードフォワード制御するものである。
【０００５】
又請求項２では、入水管と出湯管が接続され湯水を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段と、前記出湯管からの高温水と入水管からの給水とをミキシングして設定温度の給湯を行うミキシング弁とを、それぞれ別々に設置したものに於いて、前記貯湯タンク内の湯温を検知する貯湯温度センサを備えると共に、ミキシング弁近傍の出湯管には出湯温度センサを備え、前記貯湯温度センサによる検知温度と出湯温度センサによる検知温度との温度差が所定温度差になるまで、ミキンング弁の混合比を給湯設定温度と混合後の湯温によるフィードバック制御の制御速度を速くしたものである。
【発明の効果】
【０００６】
この発明によれば、貯湯タンク内の湯温とミキシング弁近傍の湯温との温度差が所定温度差になるまで、きめ細かくミキシング弁をフィードフォワード制御するので、アンダーシュートやオーバーシュートの心配がなく、給湯開始時から良好な給湯が行え、極めて使用勝手が良いものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
次にこの発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
１は横置き式で建家の床下に設置される貯湯タンクユニット、２はヒートポンプユニットよりなる加熱手段、３は前記貯湯タンクユニット１と加熱手段２とを結ぶ配管ユニットである。
【０００８】
前記貯湯タンクユニット１は、湯水を貯湯する横長形状の貯湯タンク４と、貯湯タンク４の上面に接続された出湯管５及び加熱手段２からの戻り管６と、貯湯タンク４の下部に接続された入水管７、加熱手段２へ向かう往き管８とがそれぞれ接続しており、又貯湯タンク４内方中央には入水管７と連通し給水を行う円筒状の給水補助管９が長手方向に延設し２つの支持脚１０に支持され備えられ、終端部は閉塞されている。
又貯湯タンク４の外周上部には、該貯湯タンク４内の湯温を検知する貯湯温度センサ１１が備えられている。
【０００９】
更に前記給水補助管９の上側には、等間隔で複数の給水孔１２が設けられており、この給水孔１２と対向する給水補助管９の上方には、該給水補助管９に向かって断面円弧状の方向変更手段１３が備えられ、給水孔１２から上へ向かって放出される給水を一旦下方へ向かって流した後、上方へ向かわせるものであり、方向変更手段１３の大きさは給水補助管９同等以上で、該給水補助管９との間隔は貯湯タンク４の高さでも変わるが２０ｃｍ以内が最適である。
【００１０】
前記加熱手段２は、冷媒を圧縮するコンプレッサー１４と、凝縮器としての冷媒−水熱交換器１５と、減圧器１６と、蒸発器としての空気熱交換器１７よりなるヒートポンプ回路１８と、空気熱交換器１７に送風する送風機１９と、前記戻り管６と往き管８から成る循環回路２０途中に設けられた能力可変の循環ポンプ２１と、循環回路２０の冷媒−水熱交換器１５入口側に設けられ、冷媒−水熱交換器１５に流入する湯水の温度を検出する熱交入口温度センサ２２と、循環回路２０の冷媒−水熱交換器１５出口側に設けられ、冷媒−水熱交換器１５から流出する湯水の温度を検出する熱交出口温度センサ２３と、この加熱手段２の制御を行う加熱制御部２４とを備えて構成されている。
【００１１】
前記配管ユニット３は、出湯管５からの高温水と入水管７から分岐された分岐管２５からの低温水とを混合するステッピングモーター（図示せず）で駆動するミキシング弁２６と、出湯管５途中に備えられミキシング弁２６に流通する直前の湯温を検知する出湯温度センサ２７と、ミキシング弁２６の下流に接続された給湯栓２８を有する給湯管２９と、給湯管２９に設けられた給湯温度センサ３０と、給湯管２９に設けられた給湯流量センサ３１と、給湯管２９から分岐し浴槽３２の循環回路３３に接続した湯張り管３４と、循環回路３３中で浴槽水の保温を行う保温ヒ−タ３５及び風呂循環ポンプ３６と、入水管７の減圧弁３７、給水温度センサ３８及び出湯管５の圧力逃がし弁３９と、これらの機能部品を制御する給湯制御部４０とを備えて構成されており、配管及び機能部品をこの配管ユニット３に集中させることで、設置時の配管作業及び設置後のメンテナンス作業を簡単且つ効率よく行えるようにしているもので、特に貯湯タンクユニット１を建家の床下に設置するものでは特に有効である。
【００１２】
次にこの発明一実施例の作動について説明する。
先ず貯湯タンク４内の湯水を加熱する場合には、加熱制御部２４がヒートポンプ回路１８を作動させ、循環回路２０の循環ポンプ２１を駆動開始する。そして、循環ポンプ２１の駆動により貯湯タンク４下部から取り出された湯水が加熱手段２の冷媒−水熱交換器１５に流入して加熱され、循環回路２０を介して貯湯タンク４の上部に戻されることにより高温の湯が貯湯される。
【００１３】
ここで、熱交入口温度センサ２２と熱交出口温度センサ２３の検出値に応じて、ヒートポンプ回路１８の出力と循環ポンプ２１の能力を適宜調整して加熱する湯水が所定の高温になるように可変されるものである。
【００１４】
そして、貯湯タンク４の側面に設けられた貯湯温度センサ１１が所定の量の高温水が貯湯されたことを検出するか、又は、熱交入口温度センサ２２が所定温度以上を検出すると、給湯制御部４０が加熱制御部２４へ加熱動作の停止を指令し、ヒートポンプ回路１８と循環ポンプ２１の作動が停止されるものである。
【００１５】
一方この貯湯タンク４に貯湯された高温水は、給湯栓２８を開くと、入水管７からの圧により貯湯タンク４上部の高温水が出湯管５に押し出され、給湯制御部４０により制御されるミキシング弁２６にて分岐管２５の低温水と給湯温度センサ３０の検出する温度が所定の温度になるように混合されて給湯管２９を介して給湯されるものであるが、ここでミキシング弁２６の混合比Ｈを、Ｈ＝（Ｔｈ−Ｔ１）／（Ｔ４−Ｔ１）として算出し、
Ｔｈ：給湯設定温度
Ｔ１：給水温度センサ３８による給水温度
Ｔ４：出湯温度センサ２７による出湯温度
そして、この混合比Ｈになるようにミキシング弁２６を制御するもので、この制御を貯湯温度センサ１１により検知される貯湯タンク４内湯温Ｔ３と、出湯温度センサ２７による出湯温度Ｔ４との温度差が、所定温度以内ここでは１０℃以下になるまで、上記式によるフィードフォワード制御の演算を行い、この結果に従って随時、ミキシング弁２６を制御し、１０℃以下に達した時には、ミキシング弁２６下流側の給湯温度センサ３０による検知湯温Ｔ２を給湯設定温度Ｔｈになるように該ミキシング弁２６の混合比Ｈを制御するフィードバック制御するものである。
【００１６】
又この制御以外には、上記式によるフィードバック制御を給湯開始時の一回のみ行い、その後に貯湯温度センサ１１により検知される貯湯タンク４内湯温Ｔ３と、出湯温度センサ２７による出湯温度Ｔ４との温度差が、所定温度以内ここでは１０℃以下になるまで、給湯温度センサ３０による検知湯温Ｔ２を、給湯設定温度Ｔｈになるようにミキシング弁２６を制御するフィードフォワード制御の速度を速くし、温度差が所定温度以内に達することで、元の制御速度に戻して制御するものである。
【００１７】
従って、これらの制御によって、貯湯タンク４とミキシング弁２６を備えた配管ユニット３とが離れていて、配管が長くなったような場合には、貯湯タンク内の湯温とミキシング弁近傍の湯温との温度差が所定温度差になるまで、きめ細かくミキシング弁２６をフィードバック制御或いはフィードフォワード制御するので、アンダーシュートやオーバーシュートの心配がなく、給湯開始時から良好な給湯が行え、極めて使用勝手が良いものである。
【００１８】
更にこの実施形態では、ヒ−トポンプ式の給湯機で説明したが、これに限定されることなく、電気ヒ−タを加熱手段とした電気温水器でも同様な効果が得られるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明の一実施形態を示す床下設置の貯湯式給湯装置の概略構成図。
【図２】同給湯制御部の要部ブロック図。
【符号の説明】
【００２０】
２  加熱手段
４  貯湯タンク
５  出湯管
７  入水管
１１  貯湯温度センサ
２６  ミキシング弁
２７  出湯温度センサ
【図１】
2006064337.tif 000003
【図２】
2006064337.tif 000004