(57)【要約】【課題】ヒートポンプ給湯装置を用いた給湯装置において、通常稼働電源である商用電源が停電したとき、貯湯タンク内に貯留された高温水を外部の給湯部への送り出すための予備電源として、蓄電池を備える場合、低外気温下における電池性能の低下を抑制することが求められる。本発明は、単に断熱材で蓄電池を包むのではなく、貯湯タンクから放散される熱を有効利用する技術を提供するものである。【解決手段】供給される水を加熱して高温水を作り給湯部へ給湯する給湯装置において、前記高温水を貯留する貯湯タンクが筐体内に収容され、前記筐体の壁と前記貯湯タンクとの間に予備用蓄電池が配置された給湯装置。【選択図】図４
2018173180.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給される水を加熱して高温水を作り給湯部へ給湯する給湯装置において、
前記高温水を貯留する貯湯タンクが筐体内に収容され、
前記筐体の壁と前記貯湯タンクとの間に商用電源停電時の電源となる蓄電池が配置された
、
ことを特徴する給湯装置。
【請求項２】
前記筐体の壁と前記蓄電池との間に断熱材を配置した、
ことを特徴する請求項１に記載の給湯装置。
【請求項３】
前記蓄電池は前記貯湯タンクの外側面に熱接触状態に配置された、
ことを特徴する請求項１または２に記載の給湯装置。
【請求項４】
前記蓄電池は、前記貯湯タンクの外側面と前記筐体の壁との間隔が狭い部分に配置された
、
ことを特徴する請求項１乃至第３のいずれかに記載の給湯装置。
【請求項５】
前記貯湯タンクが円筒状をなし前記筐体は立方形状をなし、
前記蓄電池は、前記筐体内の前記筐体の隅部分に配置された、
ことを特徴する請求項１乃至第４のいずれかに記載の給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒を用いた冷凍サイクルのヒートポンプ装置を用いて温水を作り、浴槽、シ
ャワー等の給湯部へ給湯する給湯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
給湯装置として、エコキュート（登録商標）と称されるものがある。それは、配管を通っ
て流入する水道水を、ＣＯ２冷媒等の冷媒を用いた冷凍サイクルのヒートポンプ装置によ
って加熱し、この加熱された高温水を貯湯タンクに貯留し、制御装置の制御動作によって
、貯湯タンク内に貯留された高温水が給湯管を通して浴槽、シャワー等の外部の給湯部へ
送り出される方式である。
このようなヒートポンプ装置を採用する給湯装置において、制御装置は通常の稼働電源と
して商用電源が採用されるが、商用電源が停電したときでも、貯湯タンク内に貯留された
高温水が給湯管を通して浴槽、シャワー等の外部の給湯部へ送り出されるようにするため
に、予備電源として用意したリチウムイオン電池等の蓄電池によって制御装置が動作する
ものがある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−０７２７６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この特許文献１は、蓄電池の発生する熱を有効利用するものであるが、蓄電池は外気温度
の影響を受けて低温になり過ぎると、電解液の電気伝導度が急速に下がって充電及び放電
の性能が低下するため、蓄電池を蓄熱材で包んで急激な温度変化を抑制するようにしてい
る。
【０００５】
本発明は、特許文献１の技術とは異なり、給湯装置の貯湯タンクから放散される熱を有効
利用することにより、予備電源である蓄電池の急激な温度低下を抑制して、所定の給湯制
御ができるようにする技術を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１は、供給される水を加熱して高温水を作り給湯部へ給湯する給湯装置におい
て、
前記高温水を貯留する貯湯タンクが筐体内に収容され、
前記筐体の壁と前記貯湯タンクとの間に商用電源停電時の電源となる蓄電池が配置された
、
ことを特徴する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、貯湯タンクが収容される筐体の壁と貯湯タンクとの間に蓄電池が配置さ
れることにより、貯湯タンクから放出される熱によって蓄電池が温められるため、低温状
況下における蓄電池の性能低下を抑制できることとなる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施例に係る給湯装置の正面図である。
【図２】本発明の実施例に係る給湯装置の縦断側面図である。
【図３】本発明の実施例に係る給湯装置の蓄電池と断熱材の配置を示す背面視での説明図である。
【図４】本発明の実施例に係る給湯装置の横断平面図である。
【図５】本発明の実施例に係る給湯装置の制御システム図である。
【図６】本発明の第２実施例に係る給湯装置の縦断側面図である。
【図７】本発明の第２実施例に係る給湯装置の蓄電池と断熱材の配置を示す背面視での説明図である。
【図８】本発明の第２実施例に係る給湯装置の横断平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明は、供給される水をヒートポンプ給湯装置を用いて高温水を作り給湯部へ給湯する
給湯装置において、前記高温水を貯留する貯湯タンクが筐体内に収容され、前記筐体の壁
と前記貯湯タンクとの間に蓄電池が配置された構成とする。
以下にその実施例を図に基づき説明する。
【００１０】
図５には、給湯装置１の全体を説明するための制御システム図であり、エコキュート（登
録商標）を採用した本発明に係る給湯装置１の全体を示す。
蓄電池１１は、商用電源１０の交流電力が交流・直流変換機能を含む充電回路１２によっ
て充電される。また、太陽電池パネルＰＶで発電し直流電力を電力変換回路ＰＣＳによっ
て交流電力に変換し、この変換された交流電力を商用電源１０へ重畳するシステムを備え
る場合、蓄電池１１は、電力変換回路ＰＣＳによって変換された交流電力が交流・直流変
換機能を含む充電回路１２によって充電されるようにすることができる。また、電力変換
回路ＰＣＳによって得られる直流電力が充電回路１３を通して充電されるように構成する
ことができる。
また、制御部９は、商用電源１０の停電を検出する停電検出回路を含み、蓄電池１１から
供給される直流電力を電源電力とするが、充電回路１２によって変換された直流電力を電
源電力とすることができる。
【００１１】
ヒートポンプ給湯装置３は、通常の稼働電源として供給される商用電源１０によって稼
働するが、ヒートポンプ給湯装置３の冷凍サイクルが直流電力で動作する構成の場合は、
商用電源１０の交流電力を交流・直流変換回路を通して供給される直流電力で動作する構
成とする。または、充電回路１３から供給される直流電力で動作する構成とするか、蓄電
池１１から供給される直流電力で動作する構成とすることができる。
【００１２】
なお、電磁開閉弁Ｖ２を省略して、その替わりに給湯装置１を稼働状態とする際に手動
で開く手動開閉弁とすることもできる。この場合、給湯装置１を設置した後、この手動開
閉弁を開いたままの状態とすることにより、貯湯タンク５内への最初の給水と、貯湯タン
ク５から給湯部７へ向けた給湯中の貯湯タンク５への補給水の供給が、配管２を通して水
道水４の水圧によって行われる。
【００１３】
図５において、配管２を通って貯湯タンク５へ流入し貯留された水道水４や低温水を、Ｃ
Ｏ２冷媒等の冷媒を用いた冷凍サイクルのヒートポンプ給湯装置３によって加熱し、この
加熱された高温水を貯湯タンク５に貯留し、貯湯タンク５内に貯留された高温水ＷＡが給
湯管６を通して浴槽、シャワー等の外部の給湯部７へ送り出される。
【００１４】
具体的には、水道水４や低温水は、逆止弁Ｖ１及び電磁開閉弁Ｖ２を備えた配管２を通
って一旦貯湯タンク５に流入し、水位検出器（図示せず）で検出される所定レベルまで水
が貯湯タンク５に貯留される。貯湯タンク５の水は、ヒートポンプ給湯装置３によって加
熱されるように、貯湯タンク５とヒートポンプ給湯装置３とを循環して、９０℃等の所定
の高温水ＷＡが貯湯タンク５に貯留される。
【００１５】
貯湯タンク５に貯留された高温水ＷＡを外部の給湯部７へ送り出す給湯管６に電磁開閉
弁８を設ける。ヒートポンプ給湯装置３の冷凍サイクルは商用電源１０を電源として稼働
する。貯湯タンク５内の湯温に応じてヒートポンプ給湯装置３の運転停止を行う運転制御
、及び給湯部７での給湯の開始及び停止に伴い電磁開閉弁Ｖ２及び電磁開閉弁８の開閉制
御等を行う制御部９を備える。
【００１６】
ヒートポンプ給湯装置３は、通常の稼働電源として商用電源１０が採用される。貯湯タ
ンク５に所定水位まで貯水されていない状態では、制御部９の制御動作によって電磁開閉
弁Ｖ２を開き、水位検出器（図示せず）で検出される所定レベルまで配管２から貯湯タン
ク５に水が供給され、水位検出器（図示せず）で検出される所定レベルに達したとき電磁
開閉弁Ｖ２を閉じる。この状態で、貯留された水は制御部９の制御動作によってヒートポ
ンプ給湯装置３が稼働し、貯湯タンク５内の水が加熱され、貯湯タンク５に設けた温度検
出部の検出に基づくヒートポンプ給湯装置３の運転・停止により、貯湯タンク５内の高温
水ＷＡの水温が所定温度範囲に維持される。
【００１７】
給湯部７での湯の使用が開始されたとき、及び湯の使用が停止されるとき、貯湯タンク
５から給湯部７へ向けた給湯の開始及び停止が行われるが、その給湯の開始及び停止の動
作は、給湯部７から発信される給湯開始信号及び停止信号によって、または給湯部７に設
けた蛇口の開閉等に伴う給湯管６内の水圧変化や流量変化等を検出部（図示せず）が検出
したことによって、制御部９の動作により電磁開閉弁Ｖ２及び電磁開閉弁８を開閉するこ
とにより行われる。この場合、給湯部７へ向けた貯湯タンク５の高温水ＷＡの供給は、配
管２から供給される水道水４の水圧によって行われる。
【００１８】
ヒートポンプ給湯装置３は、通常の稼働電源として供給される商用電源１０によって稼働
する。
商用電源１０が停電したときでも、貯湯タンク５内に貯留された高温水ＷＡを給湯管６を
通して給湯部７へ送り出すための制御用電源として、蓄電池１１を備える。蓄電池１１は
リチウムイオン電池等の充放電可能な二次電池である。
商用電源１０が停電状態となれば、制御部９に含まれる停電検出回路が停電を検出する。
そして、上記のように、給湯部７での湯の使用が開始されたとき、及び湯の使用が停止さ
れるとき、制御部９は、蓄電池１１を電源として、上記同様に貯湯タンク５から給湯部７
へ向けた給湯の開始及び停止動作を行う。
【００１９】
本発明は、低外気温下における蓄電池１１の電池性能の低下を抑制するために、貯湯タ
ンク５から放散される熱を有効利用する。このため、貯湯タンク５を収容する筐体１４の
壁１４Ａと貯湯タンク５との間に蓄電池１１を配置する。
【００２０】
これに係る第１の実施形態を図１乃至図４に示す。
図１乃至図４において、貯湯タンク５は塗装鋼板で形成された筐体１４内に収容される。
筐体１４は、立方形状をなし前面間口を扉１６で開閉可能である。貯湯タンク５は円筒形
状の中空体であり、立方形状の筐体１４内に配置される。貯湯タンク５は、耐圧耐蝕性の
材料で構成され、タンクの外面が断熱材で覆われた断熱構成である場合と、二重壁間に断
熱材が充填された二重壁の断熱構成である場合のいずれでもよい。
【００２１】
貯湯タンク５は断熱構成であっても、貯留した高温水ＷＡの温度影響によって貯湯タン
ク５の周囲の空気温度が上昇する。本発明ではこの空気温度を有効利用して蓄電池１１の
電池性能の低下を抑制する。このため、蓄電池１１は、立方形状の筐体１４の隅部分に配
置される。この場合、筐体１４の壁１４Ａと蓄電池１１との間に断熱材１５を配置するこ
とにより、筐体１４の壁１４Ａを通して蓄電池１１に伝わる低外気温の影響を軽減する。
【００２２】
第２の実施形態を図６乃至図８に示す。なお、図５の制御システム図は共通である。
図６乃至図８において、蓄電池１１は厚さを薄くした板状形態とし、その蓄電池１１を貯
湯タンク５の外側面と筐体１４の壁１４Ａの間隔が狭い部分に配置する。その場合、蓄電
池１１が貯湯タンク５の外側面に熱接触状態に配置されることにより、貯湯タンク５から
放散される熱を蓄電池１１に有効に伝達できる。
そして、筐体１４の壁１４Ａと蓄電池１１との間に断熱材１５を配置する。これにより、
筐体１４の壁１４Ａを通して蓄電池１１に伝わる低外気温の影響を軽減でき、低外気温下
における蓄電池１１の電池性能の低下を抑制することができる。
【００２３】
本発明は、上記の構成によって、蓄電池１１を断熱するための断熱構造が簡素化できる
と共に、−１０℃〜−２０℃の低外気温下における蓄電池１１の電池性能の低下を抑制す
ることができ、商用電源１０が停電状態となっても、低外気温における給湯装置からの給
湯を維持できるものとなる。
【００２４】
制御部９は、制御ボックスに所定の回路は収容した形態であり、この制御ボックスが、筐
体１４の内側に配置される形態と、貯湯タンク５の外面に配置される形態のいずれでもよ
い。
【符号の説明】
【００２５】
１・・・・・給湯装置
２・・・・・配管
３・・・・・ヒートポンプ給湯装置
４・・・・・水道水
５・・・・・貯湯タンク
６・・・・・給湯管
７・・・・・給湯部
８・・・・・電磁開閉弁
９・・・・・制御部
１０・・・・商用電源
１１・・・・蓄電池（リチウムイオン電池）
１２・・・・充電回路
１３・・・・充電回路
１４・・・・筐体
１４Ａ・・・筐体の壁
１５・・・・断熱材
ＰＶ・・・・太陽電池パネル
ＰＣＳ・・・電力変換回路
【図１】
2018173180.tif 000003
【図２】
2018173180.tif 000004
【図３】
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【図４】
2018173180.tif 000006
【図５】
2018173180.tif 000007
【図６】
2018173180.tif 000008
【図７】
2018173180.tif 000009
【図８】
2018173180.tif 000010