(57)【要約】【課題】エネルギー効率向上と使い勝手を両立させることのできる貯湯式給湯機を提供すること。【解決手段】本発明の貯湯式給湯機は、水を加熱する加熱手段と、加熱手段で加熱された湯を貯留する貯湯タンクと、貯湯タンクに貯留された湯と、浴槽に貯留された浴槽水とを熱交換することにより浴槽水を加熱する回路と、回路による浴槽水の加熱に使用された熱量の指標となる指標値を検出する手段と、加熱手段の出口での湯温である沸き上げ温度を指標値に基づいて補正する補正手段と、を備えたものである。補正手段は、指標値が、ゼロより大きい所定値と比べて小さい場合には、沸き上げ温度を高くする補正を行わず、指標値が所定値と比べて大きい場合には、指標値が大きくなるにつれて沸き上げ温度が高くなるように補正する。【選択図】図３
2011144959.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を加熱する加熱手段と、
前記加熱手段で加熱された湯を貯留する貯湯タンクと、
前記貯湯タンクに貯留された湯と、浴槽に貯留された浴槽水とを熱交換することにより前記浴槽水を加熱する回路と、
前記回路による前記浴槽水の加熱に使用された熱量の指標となる指標値を検出する手段と、
前記加熱手段の出口での湯温である沸き上げ温度を前記指標値に基づいて補正する補正手段と、
を備え、
前記補正手段は、前記指標値が、ゼロより大きい所定値と比べて小さい場合には、前記沸き上げ温度を高くする補正を行わず、前記指標値が前記所定値と比べて大きい場合には、前記指標値が大きくなるにつれて前記沸き上げ温度が高くなるように補正することを特徴とする貯湯式給湯機。
【請求項２】
前記指標値は、前記浴槽水が得た熱量であることを特徴とする請求項１記載の貯湯式給湯機。
【請求項３】
前記指標値は、前記浴槽水の加熱が実行された時間であることを特徴とする請求項１記載の貯湯式給湯機。
【請求項４】
前記回路による前記浴槽水の加熱に使用された熱量の指標となる第２の指標値を検出する手段と、
前記沸き上げ温度を前記第２の指標値に基づいて補正する第２の補正手段と、
を更に備え、
前記第２の補正手段は、前記第２の指標値が、ゼロより大きい第２所定値と比べて小さい場合には、前記沸き上げ温度を高くする補正を行わず、前記第２指標値が前記第２所定値と比べて大きい場合には、前記沸き上げ温度を高くする補正を行うことを特徴とする請求項１または２記載の貯湯式給湯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貯湯式給湯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、貯湯式ヒートポンプ給湯機においては、一般の給湯に使用するお湯のほかに、浴槽の追焚きに使用する熱を予め貯めておき、必要に応じて使用している。従って、浴槽の追焚きを使用する場合は、一般の給湯に使用する分に加えて浴槽の追焚きに使用する分を考慮して、一般の給湯に使用する分より余分に熱量として確保するために、沸き上げ温度を通常より高くしている。
【０００３】
特開２００７−３１６２号公報に開示された装置では、浴槽の追焚きの使用実績がある場合には、使用実績のない場合と比べて、目標沸き上げ温度を高くするようにした装置が示されている。これにより、追焚きの使用実績のない場合には、沸き上げ温度を高くしないようにして、沸き上げに要するエネルギーを節約するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３１６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記公報に開示された装置では、浴槽の追焚き実績がある場合には、その追焚き状況に関わらず目標沸き上げ温度が高くされてしまう。このため、追焚きに使用される熱量が特に少ないときには、沸き上げ温度が必要以上に高くなり、エネルギーを十分に節減できないという問題がある。
【０００６】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、エネルギー効率向上と使い勝手を両立させることのできる貯湯式給湯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】
【０００７】
本発明に係る貯湯式給湯機は、水を加熱する加熱手段と、加熱手段で加熱された湯を貯留する貯湯タンクと、貯湯タンクに貯留された湯と、浴槽に貯留された浴槽水とを熱交換することにより浴槽水を加熱する回路と、回路による浴槽水の加熱に使用された熱量の指標となる指標値を検出する手段と、加熱手段の出口での湯温である沸き上げ温度を指標値に基づいて補正する補正手段と、を備えたものである。補正手段は、指標値が、ゼロより大きい所定値と比べて小さい場合には、沸き上げ温度を高くする補正を行わず、指標値が所定値と比べて大きい場合には、指標値が大きくなるにつれて沸き上げ温度が高くなるように補正する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、必要以上の熱量を貯湯タンクに蓄えることを回避しエネルギーを節減することができる。また、必要な熱量に応じて沸き上げ温度をきめ細かく調節することができるため、貯湯タンクの湯切れを確実に防止することができ、使い勝手を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の貯湯式給湯機の実施の形態１を示す構成図である。
【図２】実施の形態１における沸き上げ温度の補正の手順を示すルーチンのフローチャートである。
【図３】実施の形態１における浴槽加熱量と沸き上げ温度との関係を模式的に示す図である。
【図４】実施の形態２における沸き上げ温度の補正の手順を示すルーチンのフローチャートである。
【図５】実施の形態２における浴槽加熱量と沸き上げ温度との関係を模式的に示す図である。
【図６】実施の形態３における沸き上げ温度の補正の手順を示すルーチンのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。
【００１１】
実施の形態１．
本発明に係る貯湯式給湯機の実施の形態１の構成及び動作について説明する。図１は、本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機の構成を示す図である。
【００１２】
図１に示す貯湯式給湯機は、ヒートポンプ式の貯湯式給湯機であり、加熱手段としてのヒートポンプユニット３１と、貯湯タンクユニット３２とを備えている。ヒートポンプユニット３１では、圧縮機４１、加熱熱交換器４２、絞り部４３、吸熱熱交換器４４の順に冷媒が流れる。吸熱熱交換器側送風ファン４５は、吸熱熱交換器４４で空気と熱交換をさせるための送風を行う。貯湯タンクユニット３２は、貯湯タンク１、ポンプＡ２、ポンプＢ３、ポンプＣ４及び熱交換器５を備える。ヒートポンプユニット３１と貯湯タンク１とは、配管８で接続されている。この配管８を通って、貯湯タンク１の下部から取り出された水は、ポンプＡ２によりヒートポンプユニット３１へ送られ、ヒートポンプユニット３１で加熱された後、貯湯タンク１の上部へ加熱された湯となって戻される。
【００１３】
また、貯湯タンク１は、配管９を介して、追焚き用の熱交換器５と接続されている。この配管９を通って、貯湯タンク１の上部から取り出された湯は、ポンプＢ３により、熱交換器５に送られ、熱交換により温度低下した後、貯湯タンク１の下部に戻される。熱交換器５は、更に、配管１０により浴槽１１と接続されている。この配管１０を通って、浴槽１１から取り出された浴槽水は、ポンプＣ４により、熱交換器５に送られ、熱交換により温度上昇した後、浴槽１１へ戻される。
【００１４】
貯湯タンク１は、貯湯タンクユニット３２の外装ケースに収められている。貯湯タンクユニット３２には操作部１２が接続されている。操作部１２に入力されるユーザの操作に基づいて、浴槽加熱（すなわち追焚き）の開始や、浴槽加熱の設定温度などが決定される。また、貯湯タンクユニット３２は、貯湯タンク１の沸き上げ動作や浴槽加熱などを制御する制御部２１を備えている。浴槽加熱は、ポンプＢ３及びポンプＣ４の動作を制御することによって実行される。
【００１５】
制御部２１は、熱交換器５の浴槽水の入口及び出口に設けられた入口温度センサ６及び出口温度センサ７の検出値と、ポンプＣ４の回転数により判断される単位時間あたりの流量とに基づいて、浴槽加熱によって浴槽水が得た熱量（以下、「浴槽加熱量」と称する）を算出することができる。この浴槽加熱量は、浴槽加熱によって使用（消費）された貯湯タンク１の熱量にほぼ等しいとみなすことができる。なお、貯湯タンク１の熱量の浴槽加熱による消費量を直接検出できる手段、例えば貯湯タンク１内の貯湯熱量を複数の温度検出手段を所定のタンク容量ごとに配置し、それらの温度を検出することで、浴槽加熱量を演算して求めてもよい。
【００１６】
本実施形態において、制御部２１は、上記のようにして算出される浴槽加熱量に基づいて、貯湯タンク１に貯める湯の温度、すなわちヒートポンプユニット３１の出口での湯温（以下、「沸き上げ温度」と称する）を必要に応じて補正する。図２は、実施の形態１における沸き上げ温度の補正の手順を示すルーチンのフローチャートである。
【００１７】
図２に示すルーチンによれば、まず、制御部２１は、浴槽加熱が実行された実績があるかどうかを判定する（ステップＳ１）。浴槽加熱は、ユーザが操作部１２からボタン（図示せず）を押すことで動作する。このステップＳ１では、そのボタンの操作履歴に基づいて、浴槽加熱実績があるかどうかを判定することができる。あるいは、上記のようにして算出される浴槽加熱量や、ポンプＢ３またはポンプＣ４の動作履歴などに基づいて、浴槽加熱実績があるかどうかを判定することもできる。また、このステップＳ１では、当日だけの履歴に基づいて浴槽加熱実績を判定してもよいし、過去所定日数分の履歴に基づいて浴槽加熱実績を判定してもよい。
【００１８】
上記ステップＳ１で、浴槽加熱実績が無いと判定された場合には、沸き上げ温度が所定の貯湯最低温度に設定される（ステップＳ４）。一方、浴槽加熱実績があると判定された場合には、浴槽加熱量と所定値Ａとが比較される（ステップＳ２）。所定値Ａは、ゼロより大きい値である。このステップＳ２において用いる浴槽加熱量の値は、当日の値でもよいし、過去所定回数分の浴槽加熱における値を平均化した値でもよい。
【００１９】
上記ステップＳ２で、浴槽加熱量が所定値Ａ以下であると判定された場合には、浴槽加熱が無い場合と同様に、沸き上げ温度が貯湯最低温度に設定される（ステップＳ４）。これに対し、浴槽加熱量が所定値Ａより大きいと判定された場合には、浴槽加熱量ｑに対して単調増加する所定の関数Ｔ０＝ｆ（ｑ）によって算出される沸き上げ温度Ｔ０が設定される（ステップＳ３）。
【００２０】
沸き上げ動作を実行する場合、制御部２１は、ヒートポンプユニット３１の出口の湯温が上記ステップＳ３またはＳ４で算出された沸き上げ温度以上となるように、ヒートポンプサイクルやポンプＡ２の作動を制御する。
【００２１】
図３は、実施の形態１における浴槽加熱量と沸き上げ温度との関係を模式的に示す図である。図３に示すように、実施の形態１によれば、浴槽加熱の実績がある場合であっても、浴槽加熱量が所定値Ａより小さい場合には、沸き上げ温度は貯湯最低温度（図３中では６５℃）に維持される。浴槽加熱量が所定値Ａより小さい場合は、浴槽加熱に使用される貯湯タンク１の熱量は僅かであるので、浴槽加熱のための熱量を貯湯タンク１に余分に蓄える必要はないと判断できる。実施の形態１によれば、このような場合には沸き上げ温度を高くする補正を行わず、貯湯最低温度に維持されるので、沸き上げに要するエネルギーを節減することができる。また、浴槽加熱量が所定値Ａより大きい場合には、沸き上げ温度を貯湯最低温度より高い温度（図３中のＢ℃以上の値）に補正することができる。特に、この場合、浴槽加熱量が大きい場合ほど、沸き上げ温度が高い値に設定される。これにより、浴槽加熱のために貯湯タンク１に余分に蓄える熱量を、浴槽加熱量の実績値に応じて、必要且つ十分な最適な量に調節することができる。このため、貯湯タンク１の湯が足りなくなるようなことを確実に防止することができるとともに、沸き上げに要するエネルギーをできる限り節減することができる。
【００２２】
実施の形態２．
次に、図４及び図５を参照して、本発明の実施の形態２について説明するが、上述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略化または省略する。
【００２３】
前述した実施の形態１では、浴槽加熱によって使用された貯湯タンク１の熱量の指標として、浴槽加熱量を用いていた。これに対し、本実施形態では、浴槽加熱が実行された時間（以下、「浴槽加熱時間」と称する）を、浴槽加熱によって使用された貯湯タンク１の熱量の指標として用いる。浴槽加熱時間が長い場合ほど、浴槽加熱によって使用された貯湯タンク１の熱量も大きいとみなすことができる。このため、浴槽加熱時間は、浴槽加熱によって使用された貯湯タンク１の熱量の指標として適した値である。
【００２４】
本実施形態において、制御部２１は、例えばポンプＢ３またはポンプＣ４の動作履歴に基づいて浴槽加熱時間を検出し、その浴槽加熱時間に基づき、沸き上げ温度を必要に応じて補正する。図４は、実施の形態２における沸き上げ温度の補正の手順を示すルーチンのフローチャートである。図４において、図２と同一部分または相当部分は同一符号を付し説明を省略する。
【００２５】
図４に示すルーチンによれば、まず、制御部２１は、浴槽加熱が実行された実績があるかどうかを判定する（ステップＳ１）。浴槽加熱実績が無いと判定された場合には、沸き上げ温度が貯湯最低温度に設定される（ステップＳ４）。一方、浴槽加熱実績があると判定された場合には、浴槽加熱時間と所定値Ｃとが比較される（ステップＳ５）。所定値Ｃは、ゼロより大きい値である。
【００２６】
上記ステップＳ５で、浴槽加熱時間が所定値Ｃ以下であると判定された場合には、浴槽加熱が無い場合と同様に、沸き上げ温度が貯湯最低温度に設定される（ステップＳ４）。これに対し、浴槽加熱時間が所定値Ｃより大きいと判定された場合には、浴槽加熱時間ｔに対して単調増加する所定の関数Ｔ０＝ｆ（ｔ）によって算出される沸き上げ温度Ｔ０が設定される（ステップＳ６）。
【００２７】
図５は、実施の形態２における浴槽加熱時間と沸き上げ温度との関係を模式的に示す図である。図５に示すように、実施の形態２によれば、浴槽加熱の実績がある場合であっても、浴槽加熱時間が所定値Ｃより小さい場合には、沸き上げ温度は貯湯最低温度に維持される。浴槽加熱時間が所定値Ｃより小さい場合は、浴槽加熱に使用される貯湯タンク１の熱量は僅かであるので、浴槽加熱のための熱量を貯湯タンク１に余分に蓄える必要はないと判断できる。実施の形態１によれば、このような場合には沸き上げ温度を高くする補正を行わず、貯湯最低温度に維持されるので、沸き上げに要するエネルギーを節減することができる。また、浴槽加熱時間が所定値Ｃより大きい場合には、沸き上げ温度を貯湯最低温度より高い温度に補正することができる。特に、この場合、浴槽加熱時間が大きい場合ほど、沸き上げ温度が高い値に設定される。これにより、浴槽加熱のために貯湯タンク１に余分に蓄える熱量を、浴槽加熱時間の実績値に応じて、必要且つ十分な最適な量に調節することができる。このため、貯湯タンク１の湯が足りなくなるようなことを確実に防止することができるとともに、沸き上げに要するエネルギーをできる限り節減することができる。
【００２８】
実施の形態３．
次に、図６を参照して、本発明の実施の形態３について説明するが、上述した実施の形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略化または省略する。
【００２９】
本実施形態では、浴槽加熱によって使用された貯湯タンク１の熱量の指標として、浴槽加熱量に加えて、浴槽加熱時間（第２の指標値）を用いる。すなわち、制御部２１は、浴槽加熱量及び浴槽加熱時間に基づき、沸き上げ温度を必要に応じて補正する。図６は、実施の形態３における沸き上げ温度の補正の手順を示すルーチンのフローチャートである。図６において、図２と同一部分または相当部分は同一符号を付し説明を省略する。
【００３０】
図６に示すルーチンによれば、まず、制御部２１は、浴槽加熱が実行された実績があるかどうかを判定する（ステップＳ１）。浴槽加熱実績が無いと判定された場合には、沸き上げ温度が貯湯最低温度に設定される（ステップＳ４）。一方、浴槽加熱実績があると判定された場合には、浴槽加熱量と所定値Ａとが比較される（ステップＳ２）。
【００３１】
上記ステップＳ２で、浴槽加熱量が所定値Ａ以下であると判定された場合には、浴槽加熱が無い場合と同様に、沸き上げ温度が貯湯最低温度に設定される（ステップＳ４）。これに対し、浴槽加熱量が所定値Ａより大きいと判定された場合には、次に、浴槽加熱時間と所定値Ｄ（第２所定値）とが比較される（ステップＳ７）。所定値Ｄは、ゼロより大きい値である。上記ステップＳ７で、浴槽加熱時間が所定値Ｄ以下であると判定された場合には、浴槽加熱量ｑに対して単調増加する所定の関数Ｔ０＝ｆ（ｑ）によって算出される沸き上げ温度Ｔ０が設定される（ステップＳ８）。
【００３２】
一方、上記ステップＳ７で、浴槽加熱時間が所定値Ｄより大きいと判定された場合には、ステップＳ８の関数に所定値αを加算したＴ０＝ｆ（ｑ）＋αなる関数によって算出される沸き上げ温度Ｔ０が設定される（ステップＳ９）。
【００３３】
浴槽加熱時間が所定値Ｄより大きい場合には、浴槽加熱に使用されている貯湯タンク１の熱量が多い傾向にあると判断できる。本実施形態では、このような場合に、沸き上げ温度を、浴槽加熱量から算出される値よりも更に所定値αだけ高い値に設定することができる。このため、浴槽加熱のために必要な熱量を貯湯タンク１に確実に蓄えることができる。よって、貯湯タンク１の湯が足りなくなるようなことを確実に防止することができる。
【００３４】
また、浴槽加熱時間が所定値Ｄより小さい場合には、浴槽加熱量から算出される沸き上げ温度の値に所定値αを加算しないことにより、沸き上げ温度が必要以上に高く設定されることを回避することができる。このように、本実施形態では、浴槽加熱量と浴槽加熱時間とに基づいて、沸き上げ温度をより詳細に補正し、必要且つ十分な沸き上げ温度に高精度に設定することができる。このため、沸き上げに要するエネルギーを更に節減することができるとともに、貯湯タンク１の湯切れをより確実に防止することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１  貯湯タンク
２  ポンプＡ
３  ポンプＢ
４  ポンプＣ
５  熱交換器
６  入口温度センサ
７  出口温度センサ
１１  浴槽
３１  ヒートポンプユニット
３２  貯湯タンクユニット
４１  圧縮機
４２  加熱熱交換器
４３  絞り部
４４  吸熱熱交換器
４５  吸熱熱交換器側送風ファン
【図１】
2011144959.tif 000003
【図２】
2011144959.tif 000004
【図３】
2011144959.tif 000005
【図４】
2011144959.tif 000006
【図５】
2011144959.tif 000007
【図６】
2011144959.tif 000008