(57)【要約】【課題】補助給湯器が動作不良を起こし難くして湯切れの発生を抑制する。【解決手段】本実施形態の貯湯式給湯装置Ａでは、補助給湯器７が稼働しない期間(給湯配管１１が連続して第１送湯配管５に接続されている期間)が上限を超えたとき、制御部３が切替弁９を強制的に切替制御して給湯配管１１を第２送湯配管１２に接続させる。その結果、補助給湯器７が稼働しない期間が長期間に及ぶことが回避されるので、補助給湯器７が動作不良を起こし難くして湯切れの発生を抑制することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を加熱する加熱源と、前記加熱源で加熱された湯を溜める貯湯タンクと、切替弁の切替制御を行う制御部とを備え、
前記切替弁は、給湯負荷に給湯するための給湯配管を、前記貯湯タンクに溜められた湯を給湯するための第１送湯配管と、補助給湯器で沸かした湯を給湯するための第２送湯配管とに択一的に切り替えて接続するように構成され、
前記制御部は、前記貯湯タンク内の湯量及び湯温を検出し、前記湯量及び前記湯温の検出結果が所定の条件を満たす場合に前記切替弁を制御して前記給湯配管の接続先を前記第１送湯配管から前記第２送湯配管へ切り替えるように構成され、
前記条件は、前記給湯配管が連続して前記第１送湯配管に接続されている期間が所定の上限を超えるという条件を含むことを特徴とする貯湯式給湯装置。
【請求項２】
前記加熱源はヒートポンプからなることを特徴とする請求項１記載の貯湯式給湯装置。
【請求項３】
請求項１又は２の貯湯式給湯装置と、ガス給湯器からなる前記補助給湯器と、前記切替弁とを備えることを特徴とする給湯システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貯湯タンクに溜めた湯を給湯する貯湯式給湯装置、及びその貯湯式給湯装置を用いた給湯システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、貯湯タンクに溜めた湯を給湯する貯湯式給湯装置と、沸かした湯を貯湯タンクに溜めずに直接給湯するガス給湯器などの補助給湯器とを有するハイブリッド給湯システムが提供されている(例えば、特許文献１参照）。このようなハイブリッド給湯システムは、電気料金の安い夜間に貯湯式給湯装置を稼働して貯湯タンクに湯を溜め、貯湯タンクに貯めた湯が昼間に給湯されて減少したときなどに補助給湯器から給湯するように構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１３３７６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、湯の使用量が比較的に少ない場合、補助給湯器から給湯されない期間(休止期間)が長期間(例えば、数日〜１週間)に及ぶことがある。このように補助給湯器の休止期間が長期間に及んだ場合、その休止期間後に補助給湯器が動作不良(バーナーの着火不良など)を起こし易くなる。そして、補助給湯器が動作不良を起こしてしまうと、貯湯タンクの湯量が不足したときに湯切れが発生してしまう虞がある。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、補助給湯器が動作不良を起こし難くして湯切れの発生を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の貯湯式給湯装置は、水を加熱する加熱源と、前記加熱源で加熱された湯を溜める貯湯タンクと、切替弁の切替制御を行う制御部とを備え、前記切替弁は、給湯負荷に給湯するための給湯配管を、前記貯湯タンクに溜められた湯を給湯するための第１送湯配管と、補助給湯器で沸かした湯を給湯するための第２送湯配管とに択一的に切り替えて接続するように構成され、前記制御部は、前記貯湯タンク内の湯量及び湯温を検出し、前記湯量及び前記湯温の検出結果が所定の条件を満たす場合に前記切替弁を制御して前記給湯配管の接続先を前記第１送湯配管から前記第２送湯配管へ切り替えるように構成され、前記条件は、前記給湯配管が連続して前記第１送湯配管に接続されている期間が所定の上限を超えるという条件を含むことを特徴とする。
【０００７】
この貯湯式給湯装置において、前記加熱源はヒートポンプからなることが好ましい。
【０００８】
本発明の給湯システムは、前記貯湯式給湯装置と、ガス給湯器からなる前記補助給湯器と、前記切替弁とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の貯湯式給湯装置及び給湯システムは、補助給湯器が稼働しない期間(給湯配管が連続して第１送湯配管に接続されている期間)が上限を超えたとき、制御部が切替弁を強制的に切替制御して給湯配管を第２送湯配管に接続させるので、補助給湯器が稼働しない期間が長期間に及ぶことが回避され、補助給湯器が動作不良を起こし難くして湯切れの発生を抑制することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る貯湯式給湯装置及び給湯システムの実施形態を示し、(Ａ)はシステム構成図、(Ｂ)は貯湯式給湯装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る貯湯式給湯装置及び給湯システムの実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
本実施形態の給湯システムは、図１(Ａ)に示すように貯湯式給湯装置Ａと、補助給湯器７と、切替弁９とを主要な構成要素として備える。
【００１３】
補助給湯器７は、例えば、都市ガスやプロパンガスなどの可燃性ガスを燃焼させるガスバーナにより、給水配管１０を通して上水道(あるいは給水タンク)から供給される水を加熱して湯を沸かすように構成されたガス給湯器からなる。また、補助給湯器７は、沸かした湯を第２送湯配管１２及び給湯配管１１を通して給湯負荷８に供給(送湯)するように構成される。なお、本実施形態における給湯負荷８は、例えば、厨房や浴室内の給水給湯栓、食器洗浄機などである。
【００１４】
切替弁９は、２つの入口９１，９２を択一的に切り替えて１つの出口９０と繋ぐ電磁弁(いわゆる３方向電磁弁)で構成される。切替弁９は、一方の入口９１に第１送湯配管５(後述する)が接続され、他方の入口９２に第２送湯配管１２が接続され、出口９０に給湯配管１１が接続されている。
【００１５】
ここで、補助給湯器７は、切替弁９が第２送湯配管１２を給湯配管１１に切替接続している状態において、給湯負荷８の給水給湯栓が開栓されるか、あるいは食器洗浄機が稼働したときに湯沸かし動作を行うように構成されている。したがって、補助給湯器７は、切替弁９が第１送湯配管５を給湯配管１１に切替接続している状態では湯沸かし動作を行わない。なお、このような補助給湯器７(ガス給湯器)は従来周知であるから、詳細な構成及び動作の説明は省略する。
【００１６】
本実施形態の貯湯式給湯装置Ａは、貯湯タンク１と、加熱源であるヒートポンプ２と、制御部３と、温度センサ４とを備える。
【００１７】
貯湯タンク１は、底部に接続されている給水配管１０を通して供給される水を貯留し、且つ頂部に接続されている第１送湯配管５を通して、貯留している湯を供給(送湯)するように構成される。なお、貯湯タンク１から第１送湯配管５を介して給湯配管１１に湯が送られると、給水配管１０内の水圧により貯湯タンク１内に水が充填されるので、貯湯タンク１内は常に満水状態となっている。そして、貯湯タンク１内に貯留された湯水は、図１(Ａ)に示すように上から順番に高温層、中温層、低温層に分かれており、高温層の温度が最も高く、低温層の温度が最も低くなっている。
【００１８】
ヒートポンプ２は、貯湯タンク１に貯留された水を取り込んで加熱することによって湯を沸かし、沸かした湯を貯湯配管６を通して頂部から貯湯タンク１内に入れるように構成される。ただし、ヒートポンプ２は、給水配管１０から取り込んだ水を加熱して湯を沸かすように構成されても構わない。なお、このようなヒートポンプ２は従来周知であるから、詳細な構成及び動作の説明は省略する。
【００１９】
温度センサ４は、貯湯タンク１内における湯水の温度を、貯湯タンク１内における複数(例えば、上段、中段、下段の３つ)の位置で測定し、その測定結果(測定温度)を制御部３に出力するように構成される。
【００２０】
制御部３は、図１(Ｂ)に示すように演算処理部３０、メモリ３１、入力部３２、ディスプレイ３３、タイマ３４などを備える。
【００２１】
演算処理部３０は、組み込みのプログラムを実行することにより、ヒートポンプ２の動作を制御し、且つ切替弁９の切替制御を行うように構成される。演算処理部３０は、温度センサ４から入力される測定結果、すなわち、貯湯タンク１内の各段の温度測定値に基づき、所定温度以上の湯がどれだけ貯湯されているかを演算する。例えば、下段の温度測定値が所定温度(例えば、６０℃)以上であれば、演算処理部３０は、貯湯タンク１の貯湯量が高レベルにあると判断する。また、下段の温度測定値が前記所定温度未満であり、且つ中段の温度測定値が前記所定温度以上であれば、演算処理部３０は、貯湯タンク１の貯湯量が中レベルにあると判断する。さらに、下段及び中段の温度測定値が前記所定温度未満であり、且つ上段の温度測定値が所定温度(例えば、４５℃)以下であれば、演算処理部３０は、貯湯タンク１の貯湯量が低レベルにあると判断する。
【００２２】
入力部３２は、押釦スイッチやディップスイッチなどの入力デバイスを有し、これらの入力デバイスから入力される入力情報を演算処理部３０に出力するように構成される。このような入力部３２は、例えば、貯湯式給湯装置Ａの給湯動作に関わる種々の設定情報などをユーザが演算処理部３０に指示するために使用される。
【００２３】
ディスプレイ３３は、例えば液晶ディスプレイからなり、演算処理部３０によって表示内容が制御されて、各種の設定を行うための設定画面や貯湯式給湯装置Ａの動作状態を示す画面などを表示するように構成される。
【００２４】
メモリ３１は、フラッシュメモリやＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性の半導体メモリからなり、入力部３２を用いて入力された設定情報などを記憶するように構成される。
【００２５】
タイマ３４は、演算処理部３０に制御されて限時動作を行うように構成されている。すなわち、タイマ３４は、演算処理部３０からトリガ信号が与えられると、予め設定されるタイマ時間の限時を開始し、タイマ時間の限時が終了すると演算処理部３０に終了信号を出力するように構成される。
【００２６】
次に、本実施形態の貯湯式給湯装置Ａの動作の一例について説明する。制御部３は、１日のうちで電気料金が相対的に安価な時間帯(例えば、２３時〜７時などの深夜時間帯)に、ヒートポンプ２を稼働させて貯湯タンク１内の湯を適温(例えば、７０℃)まで沸かしておく。このとき、制御部３は、切替弁９を切替制御して給湯配管１１を第１送湯配管５に接続している。故に、深夜時間帯においては、貯湯タンク１から給湯負荷８に湯が供給(給湯)される。ただし、貯湯後の放熱ロスを低減するため、深夜時間帯の終了時刻にできるだけ近い時間に所定量の湯が沸くように、演算処理部３０がヒートポンプ２による沸き上げ量を計算し、ヒートポンプ２の稼働時間を調節することが好ましい。
【００２７】
そして、昼間の時間帯(深夜時間帯以外の時間帯)において、演算処理部３０は、切替弁９を切替制御して給湯配管１１を第１送湯配管５に接続し、貯湯タンク１から給湯負荷８に湯を供給(給湯)させる。ここで、演算処理部３０は、昼間の時間帯において貯湯タンク１内の貯湯量が下限値を下回った場合、切替弁９を切替制御して給湯配管１１を第２送湯配管１２に接続し、補助給湯器７から給湯負荷８に湯を供給(給湯)させる。さらに、演算処理部３０は、ヒートポンプ２を稼働させて貯湯タンク１内のぬるい湯(あるいは常温水)を加熱して湯を沸かす。そして、貯湯量が低レベルに達したら、演算処理部３０は、ヒートポンプ２を停止するとともに切替弁９を切替制御して給湯配管１１を第１送湯配管５に接続する。このとき、演算処理部３０は、切替弁９を切替制御して給湯配管１１の接続先を第２送湯配管１２から第１送湯配管５に切り替えた後にタイマ３４にトリガ信号を与える。
【００２８】
既に説明したように、補助給湯器７は、切替弁９によって第２送湯配管１２が給湯配管１１から切り離されている期間(給湯配管１１が連続して第１送湯配管５に接続されている期間)は稼働しない。しかしながら、補助給湯器７は、稼働しない期間が長期間(数日〜１週間程度)に及ぶと、次回の稼働時に着火不良などの不具合を起こし易い。
【００２９】
そこで、制御部３では、補助給湯器７が連続して稼働しない期間が所定の上限(例えば、７日間)を超えた場合、貯湯タンク１の貯湯量に関わらず、切替弁９を切替制御して第２送湯配管１２を給湯配管１１に強制的に接続するようにしている。すなわち、タイマ３４のタイマ時間が上限(７日間)に設定されており、タイマ３４から終了信号を受け取った時点で、演算処理部３０は、切替弁９を切替制御して第２送湯配管１２を給湯配管１１に接続する。ただし、演算処理部３０は、上述のように切替弁９を強制的に切替制御した場合、切替制御の時点から所定時間(例えば、１分間)が経過した時点で、再度、切替弁９を強制的に切替制御して第１送湯配管５を給湯配管１１に接続する。
【００３０】
而して、切替弁９が強制的に切替制御されて第２送湯配管１２が給湯配管１１に接続されている間に給湯負荷８で湯が使用されれば、補助給湯器７を稼働させることができる。
【００３１】
上述のように本実施形態の貯湯式給湯装置Ａは、水を加熱する加熱源(ヒートポンプ２)と、加熱源(ヒートポンプ２)で加熱された湯を溜める貯湯タンク１と、切替弁９の切替制御を行う制御部３とを備える。切替弁９は、給湯負荷８に給湯するための給湯配管１１を、貯湯タンク１に溜められた湯を給湯するための第１送湯配管５と、補助給湯器７で沸かした湯を給湯するための第２送湯配管１２とに択一的に切り替えて接続するように構成される。制御部３は、貯湯タンク１内の湯量及び湯温を検出し、湯量及び湯温の検出結果が所定の条件を満たす場合に切替弁９を制御して給湯配管１１の接続先を第１送湯配管５から第２送湯配管１２へ切り替えるように構成される。そして、前記条件は、給湯配管１１が連続して第１送湯配管５に接続されている期間が所定の上限を超えるという条件を含む。
【００３２】
本実施形態の貯湯式給湯装置Ａでは、補助給湯器７が稼働しない期間(給湯配管１１が連続して第１送湯配管５に接続されている期間)が上限を超えたとき、制御部３が切替弁９を強制的に切替制御して給湯配管１１を第２送湯配管１２に接続させる。その結果、補助給湯器７が稼働しない期間が長期間に及ぶことが回避されるので、補助給湯器７が動作不良を起こし難くして湯切れの発生を抑制することができる。
【００３３】
なお、本実施形態の給湯システムでは補助給湯器７をガス給湯器としたが、ガス給湯器以外の給湯器、例えば、特許文献１記載の従来例に記載されている太陽熱温水器を加熱源とする給湯器を補助給湯器７としても構わない。また、タイマ時間の設定値は本実施形態の７日間に限定されるものではなく、７日間よりも短い期間又は７日間よりも長い期間であっても構わない。さらに、補助給湯器７が稼働され易いように、演算処理部３０は、予め指定されている時刻(例えば、昼間の時間帯内の時刻)に切替弁９を強制的に切替制御するようにしても構わない。なお、タイマ時間や切替時刻の設定は、制御部３の入力部３２を用いて行うようにすればよい。
【符号の説明】
【００３４】
Ａ  貯湯式給湯装置
１  貯湯タンク
２  ヒートポンプ(加熱源)
３  制御部
５  第１送湯配管
７  補助給湯器
８  給湯負荷
９  切替弁
１１  給湯配管
１２  第２送湯配管
【図１】
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