(57)【要約】【課題】給湯途中に給湯加圧ポンプ或いは風呂加圧ポンプが駆動開始することにより発生する火傷等危険を防止した給湯装置を提供する。【解決手段】加熱手段３で加熱された湯水を貯湯する貯湯タンク２と、該貯湯タンク２内の湯水を給湯栓４の開栓により出湯させる給湯管２７と、該給湯管２７途中に備えられ湯水を給湯栓４まで圧送する給湯加圧ポンプ２９及び、貯湯タンク２内の湯水を浴槽６に湯張りする湯張り回路３１に備えられた風呂加圧ポンプ３７の両方或いは一方を備え、更にこの給湯加圧ポンプ２９及び風呂加圧ポンプ３７のＯＮ／ＯＦＦを指示するポンプスイッチ４４をリモコン５に備えたものに於いて、前記貯湯タンク２からの出湯中を検知する出湯検知センサ４７を備え、出湯中は給湯加圧ポンプ２９及び風呂加圧ポンプ３７のＯＮの指示を受付ない状態維持手段４６を備えたので、良好な給湯が行えるものである。【選択図】図２
2011106760.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱手段で加熱された湯水を貯湯する貯湯タンクと、該貯湯タンク内の湯水を給湯栓の開栓により出湯させる給湯管と、該給湯管途中に備えられ湯水を給湯栓まで圧送する給湯加圧ポンプ及び、貯湯タンク内の湯水を浴槽に湯張りする湯張り回路に備えられた風呂加圧ポンプの両方或いは一方を備え、更にこの給湯加圧ポンプ及び風呂加圧ポンプのＯＮ／ＯＦＦを指示するポンプスイッチをリモコンに備えたものに於いて、前記貯湯タンクからの出湯中を検知する出湯検知センサを備え、出湯中は給湯加圧ポンプ及び風呂加圧ポンプのＯＮの指示を受付ない状態維持手段を備えた事を特徴とする給湯装置。
【請求項２】
加熱手段で加熱された湯水を貯湯する貯湯タンクと、該貯湯タンク内の湯水を給湯栓の開栓により出湯させる給湯管と、該給湯管途中に備えられ湯水を給湯栓まで圧送する給湯加圧ポンプ及び、貯湯タンク内の湯水を浴槽に湯張りする湯張り回路に備えられた風呂加圧ポンプの両方或いは一方を備え、更にこの給湯加圧ポンプ及び風呂加圧ポンプのＯＮ／ＯＦＦを指示するポンプスイッチをリモコンに備えたものに於いて、前記貯湯タンクからの出湯中を検知する出湯検知センサを備え、出湯中は給湯加圧ポンプ及び風呂加圧ポンプのＯＮの指示を受けて、前記給湯加圧ポンプ及び風呂加圧ポンプを低回転数或いは徐々に回転数上げるように制御する駆動制御手段を備えた事を特徴とする給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、貯湯タンク内に貯湯された湯水を給湯加圧ポンプ或いは風呂加圧ポンプで、圧送して給湯或いは湯張りする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では、給湯管途中に給湯加圧ポンプを備え、給湯栓の開栓で貯湯タンク内の湯水を圧送して給湯することで、水道圧が極端に低い所や３階までの給湯や大気開放の貯湯タンク使用でも、良好に給湯が行われるようにしたものであった。（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】特開昭５８−４７９４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところでこの従来のものでは、高温の給湯中や浴槽への高温の差し湯中等に突然加圧ポンプがＯＮされると、急激に高温の給湯量及び高温の差し湯量が増加して、火傷するような危険状態となったり、使用者を驚かすものであった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明はこの点に着目し、上記欠点を解決する為、特に請求項１ではその構成を、加熱手段で加熱された湯水を貯湯する貯湯タンクと、該貯湯タンク内の湯水を給湯栓の開栓により出湯させる給湯管と、該給湯管途中に備えられ湯水を給湯栓まで圧送する給湯加圧ポンプ及び、貯湯タンク内の湯水を浴槽に湯張りする湯張り回路に備えられた風呂加圧ポンプの両方或いは一方を備え、更にこの給湯加圧ポンプ及び風呂加圧ポンプのＯＮ／ＯＦＦを指示するポンプスイッチをリモコンに備えたものに於いて、前記貯湯タンクからの出湯中を検知する出湯検知センサを備え、出湯中は給湯加圧ポンプ及び風呂加圧ポンプのＯＮの指示を受付ない状態維持手段を備えたものである。
【０００６】
又請求項２では、加熱手段で加熱された湯水を貯湯する貯湯タンクと、該貯湯タンク内の湯水を給湯栓の開栓により出湯させる給湯管と、該給湯管途中に備えられ湯水を給湯栓まで圧送する給湯加圧ポンプ及び、貯湯タンク内の湯水を浴槽に湯張りする湯張り回路に備えられた風呂加圧ポンプの両方或いは一方を備え、更にこの給湯加圧ポンプ及び風呂加圧ポンプのＯＮ／ＯＦＦを指示するポンプスイッチをリモコンに備えたものに於いて、前記貯湯タンクからの出湯中を検知する出湯検知センサを備え、出湯中は給湯加圧ポンプ及び風呂加圧ポンプのＯＮの指示を受けて、前記給湯加圧ポンプ及び風呂加圧ポンプを低回転数或いは徐々に回転数上げるように制御する駆動制御手段を備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明の請求項１によれば、出湯中である給湯中や高温差し湯中には、給湯加圧ポンプ及び風呂加圧ポンプを運転させるポンプスイッチのＯＮ指示を、状態維持手段が受付しないようにしたので、給湯や高温差し湯途中に給湯加圧ポンプ及び風呂加圧ポンプが駆動開始する心配がなく、突然大量に供給されて火傷するなどの危険もなく、常に安心して使用出来るものである。
【０００８】
又請求項２によれば、出湯中である給湯中や高温差し湯中には、給湯加圧ポンプ及び風呂加圧ポンプを運転させるポンプスイッチのＯＮ指示を受けて、駆動制御手段が給湯加圧ポンプ及び風呂加圧ポンプを低回転数或いは徐々に回転数上げるように制御するので、給湯や高温差し湯途中に給湯加圧ポンプ及び風呂加圧ポンプが駆動開始したとしても、供給量は驚くほど急激には増大せず、火傷するなどの危険もなく、常に安心して使用出来るものである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の一実施形態を示す給湯装置の概略構成図。
【図２】同電気回路の要部ブロック図
【図３】同要部のフローチャート。
【図４】同他の実施形態を示す電気回路の要部ブロック図
【図５】同他の実施形態の要部のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次にこの発明一実施形態を付した給湯装置について図面に基づいて説明する。
この給湯装置は、時間帯別契約電力の電力単価が安価な深夜時間帯に湯水を沸き上げて貯湯し、この貯湯した湯水を給湯に用いるもので、１は湯水を貯湯する貯湯タンク２を備えた貯湯タンクユニット、３は貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段としてのヒートポンプユニット、４は１階・２階・３階の台所や洗面所やシャワー等に設けられた給湯栓、５はこの給湯装置を遠隔操作するように台所に設置されたリモコン、６は浴槽である。
【００１１】
前記貯湯タンクユニット１の貯湯タンク２は、上端に出湯管７と、下端に給水管８とが接続され、更に下部にヒーポン循環回路を構成するヒーポン往き管９と、上部にヒーポン循環回路を構成するヒーポン戻り管１０とが接続され、前記ヒートポンプユニット３によってヒーポン往き管９から取り出した貯湯タンク２内の湯水を沸き上げてヒーポン戻り管１０から貯湯タンク２内に戻して貯湯され、給水管８からの給水により貯湯タンク２内の湯水が押し上げられて貯湯タンク２内上部の高温水が出湯管７から押し出されて給湯されるものである。
【００１２】
前記ヒートポンプユニット３は、圧縮機１１と凝縮器としての水熱交換器１２と電子膨張弁１３と強制空冷式の蒸発器１４で構成されたヒートポンプ回路１５と、貯湯タンク２内の湯水を前記ヒーポン往き管９およびヒーポン戻り管１０を介して水熱交換器１２に循環させるヒーポン循環ポンプ１６と、それらの駆動を制御するヒーポン制御部１７とを備えており、ヒートポンプ回路１５内には冷媒として二酸化炭素が用いられて超臨界ヒートポンプサイクルを構成しているものである。なお、冷媒に二酸化炭素を用いているので、低温水を電熱ヒータなしで約９０℃の高温まで沸き上げることが可能なものである。
【００１３】
ここで、前記水熱交換器１２は冷媒と被加熱水たる貯湯タンク２内の湯水とが対向して流れる対向流方式を採用しており、超臨界ヒートポンプサイクルでは熱交換時において冷媒は超臨界状態のまま凝縮されるため効率良く高温まで被加熱水を加熱することができ、被加熱水の水熱交換器１２入口温度と冷媒の出口温度との温度差が一定になるように前記電子膨張弁１２または圧縮機１１を制御することで、ＣＯＰ（エネルギー消費効率）がとても良い状態で被加熱水を加熱することが可能なものである。
【００１４】
次に、１８は前記浴槽６の湯水を加熱するためのステンレス製の蛇管よりなる風呂用熱交換器で、貯湯タンク２内の上部に配置されていると共に、この風呂用熱交換器１８には風呂往き管１９および風呂循環ポンプ２０を備えた風呂戻り管２１よりなる風呂循環回路２２が接続されて浴槽６の湯水が循環可能にされ、浴槽６内の湯水が貯湯タンク２内の高温水により加熱されて保温あるいは追い焚きが行われるものである。
【００１５】
２３は風呂戻り管２１を介して風呂用熱交換器１８に流入する浴槽水の温度を検出する風呂戻り温度センサ、２４は風呂用熱交換器１８を流出して風呂往き管１９を介して浴槽６へ流れる浴槽水の温度を検出する風呂往き温度センサである。
【００１６】
次に、２５は出湯管７からの湯と給水管８から分岐された第１給水バイパス管２６からの給水を混合する電動ミキシング弁より構成された給湯混合弁であり、その下流の給湯管２７に設けた給湯温度センサ２８で検出した湯温がリモコン５でユーザーが設定した給湯設定温度になるように混合比率が制御されるものである。
【００１７】
２９は給湯管２７途中に備えられ、給湯栓４の開閉により最低流量以上の流量を検知する給湯フローセンサ３０からの信号で駆動開始及び停止する給湯加圧ポンプで、給湯混合弁２５で混合された貯湯タンク２内の湯水を圧送して給湯するものであり、特に水道圧が極端に低い所への設置や、２階以上への給湯が必要な場所で使用されるものである。
【００１８】
３１は出湯管７から分岐されて風呂戻り管２１に連通された湯張り回路で、この湯張り回路３１には、出湯管７からの湯と第１給水バイパス管２６から分岐した第２給水バイパス管３２からの給水を混合する電動ミキシング弁より構成された風呂混合弁３３が備えられ、更にこの風呂混合弁３３の下流側には、浴槽６への湯張りの開始／停止を行う湯張り弁３４と、浴槽６への湯張り量をカウントする風呂流量カウンタ３５と、浴槽水が出湯管７へ逆流するのを防止する２つの逆止弁３６とが設けられているものである。
【００１９】
３７は前記湯張り回路３１途中で風呂混合弁３３と湯張り弁３４との間に備えられた風呂加圧ポンプで、風呂流量カウンタ３５からの流量信号で駆動開始して風呂混合弁３３で設定された湯温で湯水を浴槽６へ圧送するものであり、特に２階以上に浴槽６が設置されているものには好適である。
【００２０】
次に、３８は貯湯タンク２の上下方向に複数個配置された貯湯温度センサで、この実施形態では５つの貯湯温度センサが配置され上から３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄ、３８ｅと呼び、この貯湯温度センサ３８が検出する温度情報によって、貯湯タンク２内にどれだけの熱量が残っているかを検知し、そして貯湯タンク２内の上下方向の温度分布を検知するものである。
【００２１】
前記リモコン５には、機器の運転状態や各種設定状態を表示する表示部３９、給湯設定温度を設定する給湯温度設定スイッチ４０及び、風呂設定温度を設定する風呂温度設定スイッチ４１がそれぞれ設けられていると共に、浴槽６へ風呂設定温度の湯を所定量だけ高温差し湯する差し湯スイッチ４２と、浴槽水を追い焚きさせる追い焚きスイッチ４３が設けられている。
【００２２】
又前記リモコン５には、給湯加圧ポンプ２９及び風呂加圧ポンプ３７の駆動を制御するポンプスイッチ４４が備えられており、押圧でＯＮすることで給湯加圧ポンプ２９及び風呂加圧ポンプ３７はスタンバイ状態となり、給湯加圧ポンプ２９は給湯フローセンサ３０が最低流量以上の給湯を検知することで駆動開始されるもので、風呂加圧ポンプ３７は風呂流量カウンタ３５がカウントを開始することで駆動開始されるものであり、又ポンプスイッチ４４を更にもう１回押圧されるＯＦＦで給湯加圧ポンプ２９及び風呂加圧ポンプ３７はスタンバイ状態を解除され駆動は停止されるものである。
【００２３】
４５は貯湯タンクユニット１内の各センサの入力を受け各アクチュエータの駆動を制御するマイコンを有し制御部を構成する給湯制御部で、この給湯制御部４５に前記リモコン５が無線または有線により接続されユーザーが任意の給湯設定温度及び風呂設定温度を設定できるようにしているものであり、又リモコン５のポンプスイッチ４４による指示もこの給湯制御部４５を介して給湯加圧ポンプ２９及び風呂加圧ポンプ３７の駆動制御を行うようにしたものである。
【００２４】
４６は前記給湯制御部４５と給湯加圧ポンプ２９及び風呂加圧ポンプ３７との間に備えられた状態維持手段で、給湯フローセンサ３０及び風呂流量カウンタ３５から成る出湯検知センサ４７によって、給湯と風呂の両方の出湯中が検知されている時は、リモコン５のポンプスイッチ４４からのＯＮ信号は両方共に受付ないようにしたもので、給湯及び風呂の両方で出湯途中から加圧が加わることはないものであり、又出湯検知センサ４７による出湯検知で、給湯フローセンサ３０が給湯を検知し、風呂流量カウンタ３５は風呂回路の給湯を検知しない時には、ポンプスイッチ４４からのＯＮ信号で風呂加圧ポンプ３７はスタンバイ状態となるが、給湯加圧ポンプ２９はＯＮ信号は受付されずに停止状態のままとなり、この逆の場合は、給湯加圧ポンプ２９がスタンバイ状態となり、風呂加圧ポンプ３７ＯＮ信号は受付されずに停止状態のままとなり、又出湯検知センサ４７である給湯フローセンサ３０及び風呂流量カウンタ３５の両方が出湯中を検知しなければ、上記したようにポンプスイッチ４４からのＯＮ信号を受けて、給湯加圧ポンプ２９及び風呂加圧ポンプ３７はスタンバイ状態となり、給湯フローセンサ３０及び風呂流量カウンタ３５の出湯検知で駆動開始するものである。
【００２５】
４８は貯湯タンク２の過圧を逃す過圧逃し弁、４９は給水の圧力を減圧する減圧弁、５０は給水の温度を検出する給水温度センサ、５１は給湯管２７に設けられた逆止弁である。
【００２６】
次にこの一実施形態の作動を説明する。
先ず、深夜電力時間帯になって貯湯温度センサ３８が貯湯タンク２内に翌日に必要な熱量が残っていないことを検出すると、給湯制御部４５はヒーポン制御部１７に対して沸き上げ開始指令を発する。指令を受けたヒーポン制御部１７は圧縮機１１を起動した後にヒーポン循環ポンプ１６を駆動開始し、貯湯タンク２下部に接続されたヒーポン往き管９から取り出した５〜２０℃程度の低温水を水熱交換器１２で６０〜９０℃程度の高温に加熱し、貯湯タンク２上部に接続されたヒーポン戻り管１０から貯湯タンク２内に戻し、貯湯タンク２の上部から順次積層して高温水を貯湯していく。貯湯温度センサ３８が必要な熱量が貯湯されたことを検出すると、給湯制御部４５はヒーポン制御部１７に対して沸き上げ停止指令を発し、ヒーポン制御部１７は圧縮機１１を停止すると共にヒーポン循環ポンプ１６も停止して沸き上げ動作を終了するものである。
【００２７】
次に給湯運転について図３に示すフローチャートで説明すると、ステップ５２でリモコン５のポンプスイッチ４４がＯＮされたかを判断し、ＹＥＳではステップ５３に進んで出湯検知センサ４７による出湯検知を行うものであり、詳細にはステップ５４で給湯フローセンサ３０が給湯管２７の流水を検知しているかを判断し、ＹＥＳではステップ５５に進み状態維持手段４６が出湯中と判断してＯＮ信号を受付ないようにするとこで、給湯加圧ポンプ２９はＯＮされずスタンバイ状態にはならないものである。
【００２８】
又ステップ５４で給湯フローセンサ３０が流水を検知しておらず、ＮＯではステップ５６に進み状態維持手段４６が給湯加圧ポンプ２９をＯＮしてスタンバイ状態とし、給湯栓４の開栓により貯湯タンク２からの高温水と給水とを給湯混合弁２５で混合し設定温度の給湯水として給湯するものであり、更にこの給湯による給湯フローセンサ３０が給湯管２７の流水を検知することで、スタンバイ状態の給湯加圧ポンプ２９が駆動開始して給湯圧を上げて、２階以上の給湯やシャワーが良好に行われるようにするものである。
【００２９】
次にステップ５７で風呂流量カウンタ３５が湯張り回路３１の流水を検知しているかを判断し、ＹＥＳではステップ５８に進み状態維持手段４６が出湯中と判断してＯＮ信号を受付ないようにするとこで、風呂加圧ポンプ３７はＯＮされずスタンバイ状態にはならないものである。
【００３０】
又ステップ５７で風呂流量カウンタ３５が流水を検知しておらず、ＮＯではステップ５９に進み状態維持手段４６が風呂加圧ポンプ３７をＯＮしてスタンバイ状態とし、湯張り弁３４を開成する湯張りや高温の差し湯が開始されると、貯湯タンク２からの高温水と給水とを風呂混合弁３３で設定温度に混合して湯張りや差し湯を行うものであり、更にこの風呂給湯により風呂流量カウンタ３５が湯張り回路３１の流水を検知することで、スタンバイ状態の風呂加圧ポンプ３７が駆動開始して風呂の給湯圧を上げて、２階以上の湯張りや差し湯が良好に行われるようにするものである。
【００３１】
このように給湯及び風呂給湯の途中では、ポンプスイッチ４４がＯＮされても給湯加圧ポンプ２９及び風呂加圧ポンプ３７は駆動せず、高温給湯や高温差し湯中に給湯圧が急激に強くなることで、給湯量が増加したり、高温の差し湯が勢いよく入浴者に達したりすることによる、使用者の火傷の危険を確実に防止することが出来、加圧ポンプを有しながら常に安全で安心な給湯を行うことが出来るものである。
【００３２】
次に他の実施形態を示す図４、図５について説明するが、前記した一実施形態と同一部分には同一符号を付し説明を省略し、相違点のみを説明すれば、６０は前記給湯制御部４５と給湯加圧ポンプ２９及び風呂加圧ポンプ３７との間に備えられた駆動制御手段で、給湯フローセンサ３０及び風呂流量カウンタ３５から成る出湯検知センサ４７によって、給湯と風呂の両方の出湯中が検知されている時は、リモコン５のポンプスイッチ４４からのＯＮ信号は受付するが、出湯検知センサ４７の給湯フローセンサ３０が給湯を検知している時には、給湯加圧ポンプ２９を低回転数或いは最低回転数から徐々に回転数を上げるように駆動し、又出湯検知センサ４７の風呂流量カウンタ３５が風呂給湯を検知している時には、風呂加圧ポンプ３７を低回転数或いは最低回転数から徐々に回転数を上げるように駆動するものである。
【００３３】
次に図５のフローチャートでは、ステップ５３に進んで出湯検知センサ４７による出湯検知を行うものであり、詳細にはステップ５４で給湯フローセンサ３０が給湯管２７の流水を検知しているかを判断し、ＹＥＳではステップ６１に進み駆動制御手段６０が出湯中と判断して、給湯加圧ポンプ２９を最大３６００ｒｐｍの回転数の半分以下である１５００ｒｐｍの低回転数で駆動させるか、或いは０回転数から数分かけて徐々に３６００ｒｐｍの最高回転数まで駆動してその後はこの最高回転数を維持するように駆動制御し、２階以上の給湯やシャワーが良好に行われるようにするものである。
【００３４】
又ステップ５７で風呂流量カウンタ３５が湯張り回路３１の流水を検知しているかを判断し、ＹＥＳではステップ６２に進み駆動制御手段６０が出湯中と判断して、風呂加圧ポンプ３７を最大３６００ｒｐｍの回転数の半分以下である１５００ｒｐｍの低回転数で駆動させるか、或いは０回転数から数分かけて徐々に３６００ｒｐｍの最高回転数まで駆動してその後はこの最高回転数を維持するように駆動制御し、２階以上の湯張りや差し湯が良好に行われるようにするものである。
【００３５】
このように給湯や風呂給湯中でも、リモコン５のポンプスイッチ４４のＯＮ信号を受付て、給湯加圧ポンプ２９及び風呂加圧ポンプ３７を駆動させるが、この駆動を低回転数或いは最低回転数から徐々に回転数を上げるように制御することで、給湯や風呂給湯の使用者自身が給湯圧の変化を肌で感じさせることにより、報知することが出来、しかも急激な給湯圧の変化でないので、給湯量もそれ程増大せず、安心して使用出来るものであり、更に本来使用者自身が加圧ポンプを使用した給湯が行いたくて、ポンプスイッチ４４をＯＮしているので使用者の使用にマッチした制御となるものである。
【符号の説明】
【００３６】
２  貯湯タンク
３  ヒートポンプユニット（加熱手段）
４  給湯栓
５  リモコン
２７  給湯管
２９  給湯加圧ポンプ
３１  湯張り回路
３７  風呂加圧ポンプ
４４  ポンプスイッチ
４６  状態維持手段
４７  出湯検知センサ
【図１】
2011106760.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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