(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源機に接続された出湯流路を、給湯側流路と風呂側流路とに分岐し、前記給湯側流路に水と混合するための給湯ミキシング弁と、複数の流路切換弁の群と、それ以外の弁と、を少なくとも備えた給湯装置であって、
前記給湯ミキシング弁、前記複数の流路切換弁、及び前記それ以外の弁は同一電源により駆動される弁であり、同時に駆動できる前記弁の上限を２個とし、
前記弁のうちで、同時に３個以上の駆動要求がある場合には、前記給湯ミキシング弁、前記複数の流路切換弁の群内の弁、前記それ以外の弁の優先順位で駆動させるようにし、且つ、前記複数の流路切換弁の群内の弁の内では駆動要求の先後の順に従った優先順位とするようにし、
前記複数の流路切換弁の群内の弁は、同時駆動できる上限を１個とすることを特徴とする給湯装置。
【請求項２】
前記優先順位の低い弁が稼働中に、前記優先順位の高い弁の駆動要求があった場合には、前記優先順位の低い弁の稼働を停止させ、前記優先順位の高い弁の稼働が終了した後に、停止させた前記弁を駆動させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。
【請求項３】
前記流路切換弁の群に属する流路切換弁の稼働は、前記弁の稼働目的が終了するまでは弁の稼働を停止させないようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の給湯装置。
【請求項４】
前記給湯側流路に、前記熱源機を構成する貯湯タンクの中温水が貯えられる位置から中温水流路を介して接続された中温水ミキシング弁と、
前記風呂側流路に水と混合するために設けられた風呂ミキシング弁と、
風呂からのお湯を、加熱手段側又は前記風呂側に送ることを切り替えるための風呂三方弁と、
前記加熱手段からのお湯を前記貯湯タンク側又はバイパス側に送ることを切り替えるためのヒートポンプバイパス弁と、を少なくとも備え、
前記複数の流路切替弁の群は、前記風呂三方弁及び前記ヒートポンプバイパス弁を含み、
前記それ以外の弁は、前記中温水ミキシング弁及び前記風呂ミキシング弁を含むことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給湯装置に関するものであり、詳細には、給湯装置の流路に設けられた給湯ミキシング弁、ヒートポンプバイパス、風呂三方弁、風呂ミキシング弁、中温水ミキシング弁等の各種複数弁の駆動制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の給湯装置に設けられた各種複数弁の駆動制御に関して、特許文献１では、各々の弁の駆動手段に対して優先度の高い駆動手段の動作から順次下位の駆動手段の動作へと所定の動作遅れの時間を保持して起動させるようにすることが開示されている。しかしながら、同文献に記載されるように、優先度の高い駆動手段の動作から順次下位の駆動手段の動作へと所定の動作遅れの時間を保持して起動させるようにした場合には、電源容量が余っている場合でも、優先度の高い駆動手段の動作を優先するために、円滑に給湯装置を使用することができないという不都合が生じることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１７６９５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明では、同時使用できる駆動手段の上限を設けることにより、上限値以下の場合には、優先順位を設けて駆動手段を駆動させ、安定した弁の駆動と電源の有効利用を図るとともに、電源の容量を低くしても円滑な給湯を行うことができる給湯装置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】
【０００５】
本発明は上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、熱源機に接続された出湯流路を、給湯側流路と風呂側流路とに分岐し、前記給湯側流路に水と混合するための給湯ミキシング弁と、複数の流路切換弁の群と、それ以外の弁と、を少なくとも備えた給湯装置であって、前記給湯ミキシング弁、前記複数の流路切換弁、及び前記それ以外の弁は同一電源により駆動される弁であり、同時に駆動できる前記弁の上限を２個とし、前記弁のうちで、同時に３個以上の駆動要求がある場合には、前記給湯ミキシング弁、前記複数の流路切換弁の群内の弁、前記それ以外の弁の優先順位で駆動させるようにし、且つ、前記複数の流路切換弁の群内の弁の内では駆動要求の先後の順に従った優先順位とするようにし、前記複数の流路切換弁の群内の弁は、同時駆動できる上限を１個とすることを特徴とする。
また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の発明において、前記優先順位の低い弁が稼働中に、前記優先順位の高い弁の駆動要求があった場合には、前記優先順位の低い弁の稼働を停止させ、前記優先順位の高い弁の稼働が終了した後に、停止させた前記弁を駆動させるようにしたことを特徴とする。
また、請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記流路切換弁の群に属する流路切換弁の稼働は、前記弁の稼働目的が終了するまでは弁の稼働を停止させないようにしたことを特徴とする。
また、請求項４に係る発明は、請求項１乃至３の何れか１項に記載の発明において、前記給湯側流路に、前記熱源機を構成する貯湯タンクの中温水が貯えられる位置から中温水流路を介して接続された中温水ミキシング弁と、前記風呂側流路に水と混合するために設けられた風呂ミキシング弁と、風呂からのお湯を、加熱手段側又は前記風呂側に送ることを切り替えるための風呂三方弁と、前記加熱手段からのお湯を前記貯湯タンク側又はバイパス側に送ることを切り替えるためのヒートポンプバイパス弁と、を少なくとも備え、前記複数の流路切替弁の群は、前記風呂三方弁及び前記ヒートポンプバイパス弁を含み、前記それ以外の弁は、前記中温水ミキシング弁及び前記風呂ミキシング弁を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、同時使用できる駆動手段の上限を設けることにより、上限値以下の場合には、優先順位を設けて駆動手段を駆動させ、安定した弁の駆動と電源の有効利用を図ることができる。また、電源の容量を低くしても円滑な給湯を行うことができるコンパクトな給湯装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施の形態の給湯装置の説明図
【図２】同給湯装置の電源の説明図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の一実施形態を図１を参照して説明する。
図１は給湯装置の概略構成図で、熱源機である円筒状の貯湯タンク１は、二酸化炭素冷媒を用いたヒートポンプユニットから成る加熱手段２を利用し、湯水を電気によって沸き上げて貯湯するものである。貯湯タンク１の上部には加熱手段２からのお湯を貯湯タンク１へ供給するため往き流路３が接続され、底部には低温の水を加熱手段に戻すための戻り流路４が接続される。また、貯湯タンク１の底部には、給水栓５から給水専用止水栓６、減圧弁及びストレーナ７並びに逆止弁８を介して水を補給するための給水流路９が接続される。尚、給水流路９には、排水栓１０が接続される。尚、図示したものでは加熱手段２からの湯水を貯湯タンク１に供給しているが、本発明においては熱源機は貯湯タンク１自体を燃料により加熱するものを除外するものではない。
貯湯タンク１の上部には、貯湯した高温水を給湯機器１１や風呂１２へ供給するための出湯流路１３が接続される。出湯流路１３は下流で給湯側流路１４と風呂側流路１５とに分岐しており、給湯側流路１４は給湯機器１１が接続され、風呂側流路１５には後述する配管等を介して風呂１２に接続される。
給湯側流路１４には、上流側から順に、給湯ミキシング弁１６、給湯流量センサ１７、給湯サーミスタ１８及び逆止弁１９が設けられる。給湯ミキシング弁１６は、出湯流路１３から送られるお湯と、給水栓５から送られる水とを混合するためのものであり、電動三方弁により構成される。制御手段２０は、給湯サーミスタ１８により検知された給湯温度と、台所や風呂の洗い場のリモコン等２１により設定された給湯設定温度と、給水栓５から送られる検知された水の温度とから、出湯流路１３側の開度と給水流路９側の開度とを求め、これらの開度となるように給湯ミキシング弁１６のモータを制御する。尚、給湯流量センサ１７は給湯側流路の流量を検知し、逆止弁１９は給湯機器１１側から貯湯タンク１側へのお湯の逆流を防ぐためのものである。
【０００９】
風呂側流路１５には、上流側から順に、風呂ミキシング弁２２、風呂流量センサ２３、湯張り電磁弁２４及び風呂往きサーミスタ２５が設けられる。風呂ミキシング弁２２は、出湯流路１３から送られるお湯と、給水栓５から送られる水とを混合するためのものであり、電動三方弁により構成される。制御手段２０は、風呂ミキシング弁２２の下流側に設けられた風呂サーミスタ２５により検知された給湯温度と、風呂のリモコン等２６により設定された湯張り設定温度と、水の温度とから、風呂ミキシング弁２２の出湯流路１３側の開度と給水流路９側の開度とを求め、これらの開度となるように風呂ミキシング弁２２のモータを制御する。
尚、湯張り電磁弁２４は、風呂のリモコン等２６により湯張り等が設定されると開くように構成された電動弁である。また、湯張り電磁弁２４の下流側には、風呂１２のお湯の逆流を防止する目的で逆止弁２７，２８が２個設けられる。また、湯張り電磁弁２４から２つの逆止弁２７，２８までの流路と並列して、大気開放弁２９を設けている。この大気開放弁２９の一次側は風呂ミキシング弁２２及び風呂流量センサ２３との間に接続され、二次側に逆止弁２７，２８間の流路と接続される。これにより、断水等により給水元圧が低下すると大気開放弁２９の一次側に作用する給水圧が低下して弁が開き、二次側と排水管３０とを連通して、浴槽水が逆止弁２７，２８を超えて逆流した場合に排水する。
【００１０】
貯湯タンク１内の上方に設けられた風呂熱交換器３１は、風呂循環回路３２により風呂１２と接続される。風呂循環回路３２には、ポンプ３３が設けられており、風呂１２から吸水したお湯を風呂熱交換器３１に送るとともにそこで熱交換を行い、風呂１２へと戻される。尚、ポンプ３３の上流側には水位センサ３４が設けられ風呂１２の水位を検知する。
ポンプ３３の下流側には、風呂三方弁３５及び風呂往きサーミスタ３６が設けられる。風呂三方弁３５は、電動の流路切換弁である。風呂三方弁３５は、風呂１２内の浴槽水を循環させる必要がある際に、貯湯タンク１内の風呂熱交換器３１を浴槽水が循環しないようにするために戻り流路３７側に切り換えて使用する。例えば、風呂１２内の浴槽水の温度チェックを行う際には、浴槽水を循環させる必要があるが、その時に風呂熱交換器３１内を浴槽水が流通してしまうと、不必要な浴槽水の加熱が行われる場合が生じる。また、冬期は風呂循環回路の凍結を防止する必要があり、風呂１２内に残っている浴槽水を定期的に循環させてやることで、風呂熱交換器３１と風呂１２とを接続している風呂循環回路の凍結を防止するようにしているが、このときに、戻り流路３７側に切り替えないと貯湯タンク１内の熱量が凍結予防運転に消費されて湯切れが生じる。戻り流路３７側にして循環することで、加熱を伴わない浴槽水の循環による凍結防止運転を実施している。風呂三方弁３５の上記の切り替えは、所定のプログラムや手動で制御手段２０を介して行うようにする。
尚、貯湯タンク内１のお湯の温度を測定するために、図示しないが貯湯タンク１の上側から所定の間隔でサーミスタが複数設けられる。
また、図示したものでは、風呂熱交換器３１は貯湯タンク１内に記載されるものであるが、風呂熱交換器３１は加熱手段２内に配置してもよい。
【００１１】
貯湯タンク１の上部に設けられた出湯流路１３は、上記した風呂側流路１４と給湯側流路１５とに分岐するが、出湯流路１３の分岐前には、貯湯タンク１の上流側から順に、中温水ミキシング弁３８及び中温水サーミスタ３９が設けられる。貯湯タンク１の上方で出湯流路１３が接続される位置よりも下方の位置には中温水流路４０が接続され、中温水流路４０は逆止弁４１を介して中温水ミキシング弁３８と接続される。中温水流路４０は、風呂熱交換器３１で熱交換されて温度が低下した中温水を出湯する。中温水ミキシング弁３８は、出湯流路１３から供給される高温のお湯と、中温水流路４０から供給される中温水とを混合して出湯流路１３に供給する。制御手段２０は、中温水サーミスタ３９で検知された温度と、出湯流路１３のお湯の温度とから、制御手段２０により予め設定されている温度で出湯流路１３のお湯と中温水流路４０の中温水とが混合されるように、中温水ミキシング弁３８の出湯流路１３側（貯湯タンク１側）の開度及び中温水流路４０側の弁開度が制御される。
【００１２】
貯湯タンク１内の湯水を加熱するためのヒートポンプ式の加熱手段２は、貯湯タンク１との間で湯水が循環できるように構成されている。ここで、ヒートポンプ式の加熱手段２は、圧縮機、水冷媒熱交換器、膨張弁及び空気熱交換器を備えて構成される。
加熱手段２で加熱されたお湯は、貯湯タンク１の上部から貯湯タンク１内に供給されるが、この流路を途中で分岐して、分岐する箇所に流路切換弁であるヒートポンプバイパス弁４２が設けられる。制御手段２０は、検知された貯湯タンク１の上側の温度と、加熱手段２から供給されるお湯の温度とを比較し、加熱手段２でお湯が十分な加熱が行われていない場合には、貯湯タンク１側への往き流路３側から給水流路９を介して貯湯タンク１下部へ湯水を戻すヒートポンプバイパス流路４３へと流路の切り替えを行う。
【００１３】
制御手段２０は、台所等のリモコン２１や浴室のリモコン２６と接続し給湯や風呂１２の湯張り、足し湯等の制御を行うカウント機能、各種センサ類で検知された値を記憶する手段、予め設定された値や検出値等と、記憶手段に記憶された値とを比較するためのマイコン等を備えている。制御手段２０にリモコン２１，２６からの要求があった場合と、制御手段２０からの制御指示自体を含めて、本明細書では弁乃至弁の群への要求があった場合とする。
【００１４】
次に、上記装置を構成する弁等を駆動する電源回路を図２を参照して説明する。
図２に示すように、商用電源４７（２００Ｖ）には、ダイオード４８を介して湯張り電磁弁２４に接続される。また、風呂１２の循環のためのポンプ３３は、ダイオード４９により整流された直流２８０Ｖで駆動される。また、商用電源４７の電圧はトランス５０により降圧され、直流電圧５Ｖ、１２Ｖ及び１５Ｖにされ、給湯ミキシング弁１６、風呂ミキシング弁２２、風呂三方弁３５、中温水ミキシング弁３８、及び、ヒートポンプバイパス弁４２のモータは１５Ｖで駆動され、リモコン２１，２６は１２Ｖで駆動され、制御手段２０は５Ｖで駆動される。
本実施の形態では、同一電源により駆動される給湯ミキシング弁１６、風呂ミキシング弁２２、中温水ミキシング弁３８、並びに、流路切替弁である風呂三方弁３５及びヒートポンプバイパス弁４２からなる群のうちで、制御手段２０からの駆動要求が同時に３個以上の弁に対して生じた場合には、これらの弁１６，２２，３５，３８，４２は２個以下になるように、次のように制御手段により制御する。
即ち、給湯ミキシング弁１６、次いで、前記群に含まれる流路切換弁である風呂三方弁３５及びヒートポンプバイパス弁４２、次いで、それ以外の弁である風呂ミキシング弁２２、中温水ミキシング弁３８の順に優先順位をもって駆動させるようにする。
また、流路切換弁の群に含まれる弁は、同時駆動させる場合には１個のみとすることが好ましい。電源容量が、群内の流路切換弁を複数同時に駆動することが可能な容量であったとしても、優先順位の高い給湯ミキシング弁１６の制御の割り込みが生じた場合に、駆動中の複数の流路切換弁のうちの何れかを停止させるようにしたのでは、流路切り替えの目的が果たせない状態で停止させてしまうことになるからである。
尚、前記群に含まれる流路切換弁である風呂三方弁３５及びヒートポンプバイパス弁４２間の優先順位については、その群内での駆動要求の先後の順に従った優先順位とする。また、この群に属する流路切替弁である風呂三方弁３５及びヒートポンプバイパス弁４２については、弁の稼働目的が終了するまでは弁の稼働を停止させないようにする。そのような制御により、風呂三方弁３５、或いは、ヒートポンプバイパス弁４２の本来の役割を確実に果たさせることができるからである。
上記のように、各弁１６，２２，３５，３８，４２の駆動の優先順位を設けるようにしたので、給湯側に高温湯が供給されないように優先的に弁を駆動させ、しかも、電源容量を抑えた回路とした場合でも、同時駆動できる弁が２個あるため、有効に電源を利用することができる。
また、優先順位の低い弁が駆動している間に、優先順位の高い弁の駆動要求があったと制御手段で判断した場合には、優先順位の低い弁の駆動を停止し、優先順位の高い弁を駆動させてこれらの駆動が終了したことを制御手段で確認した後に、停止した弁の駆動をさせるようにすることが好ましい。優先順位の高い弁の駆動を優先させることにより、安全等の給湯装置における優先度の高い動作を優先することができるからである。
尚、上記弁の群については、上記風呂三方弁３５及びヒートポンプバイパス弁４２に限られず、流路の切り替えを行う切換弁は、前記流路切替弁の群に含まれるものとする。
【符号の説明】
【００１５】
１    貯湯タンク
２    加熱手段
３    往き流路
４    戻り流路
５    給水栓
６    給水専用止水栓
７    減圧弁及びストレーナ
８    逆止弁
９    給水流路
１０    排水栓
１１    給湯機器
１２    風呂
１３    出湯流路
１４    給湯側流路
１５    風呂側流路
１６    給湯ミキシング弁
１７    給湯流量センサ
１８    給湯サーミスタ
１９    逆止弁
２０    制御手段
２１    リモコン
２２    風呂ミキシング弁
２３    風呂流量センサ
２４    湯張り電磁弁
２５    風呂往きサーミスタ
２６    リモコン
２７    逆止弁
２８    逆止弁
２９    大気開放弁
３０    排水管
３１    風呂熱交換器
３２    風呂循環回路
３３    ポンプ
３４    水位センサ
３５    風呂三方弁
３６    風呂往きサーミスタ
３７    戻り流路
３８    中温水ミキシング弁
３９    中温水サーミスタ
４０    中温水流路
４１    逆止弁
４２    ヒートポンプバイパス弁
４３    ヒートポンプバイパス流路
４４    逃がし弁
４５    止水栓
４６    非常用取水栓
４７    商用電源
４８    ダイオード
４９    ダイオード
５０    トランス
【図１】
0006450231.tif 000002
【図２】
0006450231.tif 000003