(57)【要約】【課題】予想外の高温が出湯されることを防止する給湯装置を提供する。【解決手段】加熱された湯を蓄える貯湯タンクと、この貯湯タンクに蓄えられた湯の温度を検出する残湯センサと、前記貯湯タンクに蓄えられた湯と外部から供給される水とをその弁開度を調整して混合し、所望の温度の温水を供給する混合弁と、この混合弁の弁開度調整により前記湯および前記水の混合比率を調整する弁開度調整部と、前記混合弁から供給される前記温水の流量を検出するフローセンサとを具備し、前記弁開度調整部は、前記貯湯タンクに蓄えられた湯の残量が所定の残量以下になったことを前記残湯センサが検出している間、前記フローセンサが給湯の停止を検知した場合に所定の混合比率に前記混合弁の弁開度を調整する。【選択図】図３
2008116132.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱された湯を蓄える貯湯タンクと、
この貯湯タンクに蓄えられた湯の温度を検出する残湯センサと、
前記貯湯タンクに蓄えられた湯と外部から供給される水とをその弁開度を調整して混合し、所望の温度の温水を供給する混合弁と、
この混合弁の弁開度調整により前記湯および前記水の混合比率を調整する弁開度調整部と、
前記混合弁から供給される前記温水の流量を検出するフローセンサと
を具備し
前記弁開度調整部は、前記貯湯タンクに蓄えられた湯の残量が所定の残量以下になったことを前記残湯センサが検出している間、前記フローセンサが給湯の停止を検知した場合に所定の混合比率に前記混合弁の弁開度を調整することを特徴とする給湯装置。
【請求項２】
前記弁開度調整部は、前記温水の供給停止直前における前記混合弁の混合比率から所定量だけ該混合比率を変えるものである請求項１に記載の給湯装置。
【請求項３】
前記湯の残量が所定の残湯量以下になったことを前記残湯センサが検出してから、更に規定量の湯が供給されたことを検出したとき、前記混合弁の開度を調整することを特徴とする請求項１または２に記載の給湯装置。
【請求項４】
前記混合弁の開度調整は、前記作動条件の成立から所定時間経過後に行うことを特徴とする請求項３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係り、特に給湯バルブの開度を制御して快適性を確保する給湯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、省エネルギーの観点からヒートポンプを利用した給湯装置の利用が拡大し、例えば家庭用の風呂湯張り装置等にも適用がなされている。この種の湯張り装置は、概略的には、図４に示すように浴槽１と、外部から導いた給水を加熱するヒートポンプ２、このヒートポンプ２によって加熱された湯を保持する貯湯タンク３、この貯湯タンク３に蓄えられた湯と給水とを混合して浴槽１に連通された給湯配管路４を介して該浴槽１に温水を供給する混合弁１５を備えて構成される。混合弁１５は、所望の温度の湯が得られるように貯湯タンク３に蓄えられた湯と給水とをその弁開度を調整し、湯と給水の混合比率を調整して供給する役割を担う。
【０００３】
この種の給湯装置において混合弁１５は、再出湯時の温度変化を抑えるべく停止直前に設定された混合比率に保持されている。しかしながら、貯湯タンク３の残量温度が徐々に低下したり、貯湯タンク３の残湯が無くなったりする所謂、湯切れするまで出湯した場合、混合弁１５は、所望の温度の湯を供給するべく湯側全開方向に開度が調整されることになる。その後、沸きあげ動作が実行され貯湯タンクの出湯部近傍に高温水が満たされた状態で給湯の使用を再開すると、混合弁１５が湯側全開方向に開度が調整されているため給湯開始直後、短時間ではあるが予想外の高温が出湯されるという懸念がある。
【０００４】
そこでこのような問題を解決する貯湯式温水器が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−２６５３６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述した貯湯式温水器は、給湯停止後、混合弁を所定の混合比率に固定するものであり、固定開度等にするだけでは、給湯停止後、短時間経過したとき再び給湯を開始すると温度の低い湯が出て使用性を損なうという問題があった。また停止時間を判定する時間を長くすると予想外の高温が出湯される懸念がある。
本発明は、このような従来の給湯装置の問題を解決するべくなされたもので、その目的とするところは、予想外の高温が出湯されることを防止する給湯装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した目的を達成するべく本発明の給湯装置は、加熱された湯を蓄える貯湯タンクと、この貯湯タンクに蓄えられた湯の温度を検出する残湯センサと、前記貯湯タンクに蓄えられた湯と外部から供給される水とをその弁開度を調整して混合し、所望の温度の温水を供給する混合弁と、この混合弁の弁開度調整により前記湯および前記水の混合比率を調整する弁開度調整部と、前記混合弁から供給される前記温水の流量を検出するフローセンサとを具備し、特に前記弁開度調整部は、前記貯湯タンクに蓄えられた湯の残量が所定の残量以下になったことを前記残湯センサが検出している間、前記フローセンサが給湯の停止を検知した場合に所定の混合比率に前記混合弁の弁開度を調整することを特徴としている。
【０００７】
好ましくは前記弁開度調整部は、前記温水供給停止直前の混合比率から所定量だけ前記混合弁の混合比率を変えることが望ましい。
また本発明の給湯装置は、前記湯の残量が所定の残湯量以下になったことを前記残湯センサが検出してから、更に規定量の湯が供給されたことを検出したとき、前記混合弁の開度を調整することを特徴としている。
【０００８】
好ましくは前記混合弁の開度調整は、前記作動条件の成立から所定時間経過後に行う前記混合弁の開度調整は、前記作動条件の成立から所定時間経過後に行うことが望ましい。
上述の給湯装置は、貯湯タンクに蓄えられている湯の残量が少なくなったとき、給湯混合弁における湯と給水の混合比率を予め定められた比率に設定し、予想外の高温の温水が供給されることを防止する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の給湯装置によれば、貯湯タンクに蓄えられた湯量が所定の湯量以下になったことを残湯センサが検出したとき、所定の混合比率に混合弁の弁開度を調整する弁開度調整部を備えているので、貯湯タンクの残湯容量が少なくなり、ヒートポンプ等の加熱装置から供給される高温の温水が混合弁から供給されることを防止することができる。
特に本発明の給湯装置は、貯湯タンク内の残湯が少なくなった時点から規定の消費量を求め、弁開度の調整を行うので、貯湯タンクに湯がある領域でぬるい湯が出ることを防止することができる等の実用上多大なる効果を奏し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の給湯装置に係る一実施形態について添付図面を参照しながら説明する。図１〜図３は発明を実施する一形態であって、図中、図４と同一の符号を付した部分は同一物を表し、基本的な構成は図４に示す従来のものと同様である。
この実施形態が適用される給湯装置は、貯湯タンク３として低温貯湯タンク３ａおよび高温貯湯タンク３ｂの二つの貯湯タンクを備え、市水等から供給される給水をヒートポンプユニット２によって加熱して湯を作り、この湯を貯湯タンク３ａ，３ｂに蓄え、浴槽等に給湯する構成をとっている。そこでまず図１に示す配管回路図を用いながら本発明の給湯装置について説明する。
【００１１】
市水等から供給される給水は、この給水に含まれる異物等の不純物を取り除くストレーナ６を介して、その下方に接続された配管路４ａによって導かれて低温貯湯タンク３ａに蓄えられる。また、ストレーナ６を出た給水の一部は、別の配管路４ｂを通り、給水の逆流を防止する逆止弁７ａを介して高温貯湯タンク３ｂから供給される湯と混合して給湯出力する給湯混合弁８に導かれる。この給湯混合弁８は、給湯に適した温度になるよう給水と湯とを混合して給湯水を出力する役割を担っている。尚、ストレーナ６と逆止弁７ａとを接続する配管路４ｂには、給水の温度を検出する給水サーミスタ９ａが設けられ、また給湯混合弁８から供給される給湯水（温水）を導く配管路４ｃには、この温水の温度を検出する給湯サーミスタ９ｂおよび給湯量を計測する給湯フローセンサ１０が設けられている。
【００１２】
低温貯湯タンク３ａの下方には、この低温貯湯タンク３ａに蓄えられた水を加熱するヒートポンプユニット２に導く配管路４ｄが接続される。この配管路４ｄには、低温貯湯タンクに蓄えられた水をヒートポンプユニット２に送り出す循環ポンプ（ＨＰポンプ１１）が介挿されている。
ヒートポンプユニット２によって加熱された水は、湯となって再びヒートポンプユニット２に戻すことができるＨＰバイパス弁１２に接続された配管路４ｅ、および、このＨＰバイパス弁１２からその上方に接続された配管路４ｆによって高温貯湯タンク３ｂに導かれる。
【００１３】
尚、ＨＰポンプ１１とヒートポンプユニット２とを接続する配管路４ｇおよびヒートポンプユニット２とＨＰバイパス弁１２とを接続する配管路４ｅには、それぞれエア抜きバルブ１３ａ，１３ｂが設けられて管路内の溜まったエアを抜くことができるようになっている。また、ヒートポンプユニット２とＨＰバイパス弁１２を接続する配管路４ｅには、ヒートポンプユニット２によって加熱された湯の温度を検出するＨＰサーミスタ９ｃが設けられている。ちなみにヒートポンプユニット２には、その周囲温度（外気温）を検出する外気温センサ９ｇが設けられている。
【００１４】
またＨＰポンプ１１は、上述した低温貯湯タンク３ａからヒートポンプユニット２に導く配管路４ｄに介挿することに替えてヒートポンプユニット２からＨＰバイパス弁１２に至る配管路４ｅに介挿してもよい。尚、ＨＰサーミスタ９ｃは、低温貯湯タンク３ａからヒートポンプユニット２に導く配管路４ｄの温度を検出するように構成してもよい。
低温貯湯タンク３ａの上方には、高温貯湯タンク３ｂの下方に接続される配管路４ｈが設けられている。そして高温貯湯タンク３ｂの上方には、この高温貯湯タンク３ｂに蓄えられた湯と低温貯湯タンク３ａの上方に設けられた配管路４ｉによって導かれる湯を混合する中間混合弁１４に、それぞれの湯を導く配管路４ｊが設けられている。
【００１５】
中間混合弁１４によって混合された混合湯は、配管路４ｋに設けられた逆止弁７ｂを介して前述した給湯混合弁８に導かれる。更にこの混合湯（温水）は、配管路４ｋから分岐して別の逆止弁７ｃを介してストレーナ６から出た給水と混合して出力する風呂混合弁１５に導かれる。尚、中間混合弁１４から出た温水の温度は、配管路４ｋに設けられた混合サーミスタ９ｄによって検出される。また風呂混合弁１５から出た湯は、配管路４ｑに設けられた風呂サーミスタ９ｅによって検出される。
【００１６】
ちなみに低温貯湯タンク３ａには、低温貯湯タンク３ａの下方部に位置付けたサーミスタＴＨ１、略中央部に位置付けられたサーミスタＴＨ２および上方部に位置付けられたＴＨ３が備えられている。また高温貯湯タンク３ｂには、高温貯湯タンク３ｂの下方部に位置付けたサーミスタＴＨ４、略中央部に位置付けられたサーミスタＴＨ５および上方部に位置付けられたサーミスタＴＨ６が備えられている。これらのサーミスタは、それぞれ低温貯湯タンク３ａおよび高温貯湯タンク３ｂ内の湯温を検出するとともに、各タンク内に湯がどの程度残っているのかを検知する残湯センサの役割を担っている。つまり、タンク内に湯がない場合、サーミスタが検出する温度は、通常の湯温より低い温度である。したがって、これらのサーミスタＴＨ１〜ＴＨ６が通常の湯温より低い温度を検出したときは、貯湯タンク３ａ，３ｂ内に湯がないものと判断できる。具体的には、図１の要部配管回路図に示すようにサーミスタＴＨ１は、残湯が３３０Ｌあることを検知し、以下、サーミスタＴＨ２は、２８０Ｌ、サーミスタＴＨ３は２３０Ｌ、サーミスタＴＨ４は、１５０Ｌ、サーミスタＴＨ５は、１００Ｌ、サーミスタＴＨ６は、５０Ｌのそれぞれ残湯があることを検知する役割を担っている。
【００１７】
また高温貯湯タンク３ｂの上方には、更に別の配管路４ｍが設けられて、図示しない浴槽に蓄えられた湯を追い焚きする熱交換器１６の一次側を通って熱交換した後、低温貯湯タンク３ａに導かれるようになっている。尚、高温貯湯タンク３ｂと熱交換器１６との間の配管路４ｍには、逆流を防止する逆止弁７ｄ、熱交換器１６の出口から低温貯湯タンク３ａとの間には、追い焚き一次ポンプ１７がそれぞれ設けられている。
【００１８】
この熱交換器１６の二次側は、図示しない浴槽と循環して風呂水を追い焚きする追い焚き回路が接続されている。この追い焚き回路は、浴槽に接続された配管路４ｎから浴槽内の湯を導き、熱交換器１６の二次側を介して再び浴槽に戻す配管路４ｐによって構成され、配管路４ｎに介挿された風呂循環ポンプ１８によって湯が循環して追い焚きができるようになっている。尚、浴槽と風呂循環ポンプ１８とを接続する配管路４ｎには、浴槽に張られた湯の水圧を検出して浴槽の水位を求める水位センサ５、追い焚き回路内を湯が循環していることを検出するフロースイッチ１９および循環する湯の温度を検出する循環サーミスタ９ｆが設けられている。またそれぞれの配管路４ｎ，４ｐには、エア抜きバルブ１３ｃ，１３ｄがそれぞれ設けられて、これらの配管路４ｎ，４ｐ内に存在する不要なエアが抜けるようになっている。更に追い焚き回路には、浴槽の湯が減ったときに足し湯をするべく、風呂混合弁１５から風呂電磁弁２０の開閉制御によって湯を導く配管路４ｑが風呂循環ポンプ１８と熱交換器１６との間に接続されている。この風呂電磁弁２０には、配管路４ｑに流れる湯量を検出する風呂フローセンサ２０ａが設けられている。
【００１９】
このように各部が接続された本発明の風呂湯張り装置は、図２に示す給湯制御部３０によって制御される。この給湯制御部３０は、前述した水位センサ５、給湯フローセンサ１０およびフロースイッチ１９、残湯センサの役割を担うサーミスタＴＨ１〜ＴＨ６が検出した情報を受け取るセンサ情報入力部３１、このセンサ情報入力部３１から入力された情報に基づいて所定の演算を行う演算部３２、この演算部３２が演算した結果および所定の初期値等の情報を保持する記憶部３３、給湯混合弁８、風呂電磁弁２０、中間混合弁１４、風呂混合弁１５および風呂循環ポンプ１８等を駆動制御する出力部３７、浴槽内の水位レベルや給湯温度を設定する設定部（操作入力部３９）、上記各弁の開度を制御する弁開度調整部４５および給湯制御部３０全体の制御を司る主制御部３８を備えて構成される。
【００２０】
概略的には上述したように構成された本発明の給湯装置の作動について図３に示すフローチャートを参照しながら説明する。
このフローチャートは、本発明の給湯装置において、センサ情報入力部３１から取り込むサンプリング周期をＴ秒として後述するステップＳ１〜Ｓ１０を繰り返して実行するものである。ちなみにサンプリング周期は、ユーザが不快を感じることのない反応を実行する時間に設定することが望ましい。
【００２１】
さて、図３においてまず主制御部３８は、センサ情報入力部３１から入力されるサーミスタＴＨ６（以下、残湯センサＴＨ６と称することがある）が検出した高温貯湯タンク３ｂの温度を判定する（ステップＳ１）。この判定は、高温貯湯タンク３ｂに残湯があるかどうかを判定するものである。ステップＳ１で主制御部３８は、サーミスタＴＨ６が検出した高温貯湯タンク３ｂの温度が残湯のない温度（判定閾値温度以下）になっていると判定したとき、即ち高温貯湯タンク３ｂの残湯が残り少ないと判定したとき、給湯フローセンサ１０または風呂フローセンサ２０ａが検出した流量が所定流量以上であるかどうかを判定する（ステップＳ２）。
【００２２】
主制御部３８は、ステップＳ３で給湯フローセンサ１０または風呂フローセンサ２０ａが検出した流量が所定流量以上であると判定したとき、演算部３２に湯量比（混合比率）を求める演算を実行させる（ステップＳ３）。そして弁開度調整部４５は、給湯混合弁８および風呂混合弁１５の弁開度をステップＳ３で求めた湯量比率に調整する（ステップＳ４）。
【００２３】
次いで演算部３２は、給湯フローセンサ１０または風呂フローセンサ２０ａが検出した温水の流量を用いて、サンプリング周期ごとの流量を求める（ステップＳ５）。そして演算部３２は、上述したようにして求めた湯量比と流量を用いて、サンプリング周期ごとの貯湯タンクから供給された湯量の積算値を求める（ステップＳ６）。
次いで主制御部３８は、残湯センサＴＨ６が検出した高温貯湯タンク３ｂの温度が残湯のある温度（判定閾値温度以上）になっているかどうかを判定する（ステップＳ７）。主制御部３８は、ステップＳ９で残湯センサＴＨ６が検出した高温貯湯タンク３ｂの温度が残湯のない温度（判定閾値温度未満）になっていると判定したとき、更に演算部３２が求めた湯量の積算値が所定量以上であるかを判定する（ステップＳ８）。
【００２４】
ステップＳ８で主制御部３８は、積算値が所定量以上であると判定したとき、再びステップＳ７の判定処理を実行する一方、積算値が所定量未満であると判定したとき、またはステップＳ２で給湯フローセンサ１０または風呂フローセンサ２０ａが検出した流量が所定流量未満であると判定したときステップＳ２に戻り以降の処理を繰り返す。
また主制御部３８は、ステップＳ１で残湯センサＴＨ６が検出した高温貯湯タンク３ｂの温度が判定閾値温度を超えていると判定したとき、およびステップＳ７で残湯センサＴＨ６が検出した高温貯湯タンク３ｂの温度が判定閾値温度以上であると判定したとき、上述した積算値を初期化し、再びステップＳ１に戻り処理を繰り返す。
【００２５】
かくして本発明の給湯装置は、残湯センサＴＨ６が高温貯湯タンク３ｂに蓄えられた湯量が所定の湯量以下になったことを検出したとき、弁開度調整部４５が混合比率（湯量比）を満足するように給湯混合弁８および風呂混合弁１５の弁開度を調整しているので、高温貯湯タンク３ｂの残湯容量が少なくなったとき、ヒートポンプ等の加熱装置から供給される高温の温水が給湯混合弁８または風呂混合弁１５から供給されることを防止することができる。
【００２６】
特に本発明の給湯装置は、残湯センサＴＨ６が検出した残湯の温度、前回沸きあげ時における貯湯タンク内の湯の温度、フローセンサが検出した温水の流量から貯湯タンク内における湯の残量を精度よく求めることが可能であり、給湯混合弁８または風呂混合弁１５から予想外の高温の温水が供給されることを効果的に防止することができる。
尚、本発明の給湯装置は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態に係る給湯装置の機能部品との配管接続を示す要部配管回路図。
【図２】図１に示す給湯装置に適用される給湯制御部の構成を示すブロック図。
【図３】図２に示す給湯制御部の作動順序を示すフローチャート。
【図４】従来の風呂湯張り装置の概略構成を示す図。
【符号の説明】
【００２８】
３０    給湯制御部
３１    センサ情報入力部
３２    演算部
３３    記憶部
３７    出力部
３８    主制御部
３９    操作入力部
４５    弁開度調整部
ＴＨ６  残湯センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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