(57)【要約】【課題】自動で追焚きするための配管の凍結予防ができ、使用者にとって使い勝手の良い給湯装置を提供すること。【解決手段】外気温検出センサ２４が一定温度を検出した際に第１切替弁２５を追焚き用温水循環路Ｄ内を浴槽１４を介することなく温水を循環させるように切り替えると共に第２切替弁１８を縁切り機構１５による縁切りを解除した状態で貯湯タンク７からの温水を追焚き用温水循環路Ｄを介して吸収開放タンク２１に供給するように切り替えるようにマイクロコンピュータ２６が制御する。そして、吸収開放タンク２１内に一定量のお湯を貯留させた後に縁切り機構１５により縁切りさせてふろ用循環ポンプ１３を運転させ、前記追焚き用温水循環路Ｄ内を前記浴槽１４を介することなく温水が循環するように制御する。【選択図】図１
2008170048.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源機により加熱された温水を貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンク内に貯留された温水と熱交換する追焚き用熱交換器と、この追焚き用熱交換器と浴槽との間で温水を循環ポンプにより循環させる追焚き用温水循環路と、この追焚き用温水循環路と前記貯湯タンクとの間に設けられた縁切り機構とを備えた給湯装置であって、外気温度を検出する外気温検出センサと、この外気温検出センサが一定温度を検出した際に前記追焚き用温水循環路内を前記浴槽を介することなく温水を循環させるようにする第１弁と、前記貯湯タンク内のお湯が前記追焚き用温水循環路を介して供給されて一定量貯留可能なタンクと、前記第１弁が作動し前記縁切り機構による縁切りを解除した状態で前記貯湯タンクからの温水を前記追焚き用温水循環路を介して前記タンクに供給するようにする第２弁と、この第２弁が作動することにより前記タンク内に一定量のお湯を貯留させた後に前記縁切り機構により縁切りさせて前記循環ポンプにより前記追焚き用温水循環路内を前記浴槽を介することなく温水が循環するように制御する制御装置とを設けたことを特徴とする給湯装置。
【請求項２】
熱源機により加熱された温水を貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンク内に貯留された温水と熱交換する追焚き用熱交換器と、この追焚き用熱交換器と浴槽との間で温水を循環ポンプにより循環させる追焚き用温水循環路と、この追焚き用温水循環路と前記貯湯タンクとの間に設けられた縁切り機構とを備えた給湯装置であって、前記追焚き用温水循環路途中に設けられ前記追焚き用熱交換器と浴槽との間で温水を循環させるか前記浴槽を介することなく循環させるかを切り替える第１切替弁と、前記貯湯タンク内のお湯が記追焚き用温水循環路を介して供給されて一定量貯留可能なタンクと、このタンクと前記追焚き用温水循環路との間に接続され前記タンク内のお湯を空にするか前記縁切り機構による縁切りを解除した状態で前記貯湯タンクからの温水を前記追焚き用温水循環路を介して前記タンクに供給するように切り替える第２切替弁と、外気温度を検出する外気温検出センサと、前記循環ポンプ、第１切替弁、縁切り機構及び第２切替弁を制御する制御装置とを備え、前記外気温検出センサが一定温度を検出した際に前記第１切替弁を前記追焚き用温水循環路内を前記浴槽を介することなく温水を循環させるように切り替えると共に前記第２切替弁を前記縁切り機構による縁切りを解除した状態で前記貯湯タンクからの温水を前記追焚き用温水循環路を介して前記タンクに供給するように切り替えるように前記制御装置が制御し、前記タンク内に一定量のお湯を貯留させた後に前記縁切り機構により縁切りさせて前記循環ポンプにより前記追焚き用温水循環路内を前記浴槽を介することなく温水が循環するように制御することを特徴とする給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱源機により加熱された温水を貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンク内に貯留された温水と熱交換する追焚き用熱交換器と、この追焚き用熱交換器と浴槽との間で温水を循環ポンプにより循環させる追焚き用温水循環路とを備えた給湯装置に関する。詳述すれば、更に前記追焚き用温水循環路と前記貯湯タンクとの間に設けられた縁切り機構とを備えた給湯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような貯湯タンク、追焚き用熱交換器及び追焚き用温水循環路を備えた給湯装置は、例えば特許文献１などにて開示されているが、一般に、追焚きするための配管の凍結予防には、この配管に電気ヒータ付きの保温テープを巻いたり、浴槽に残された湯や張られた水をポンプにより循環させたりする。
【特許文献１】特開２００３−３２２４０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、前者の方法では電気代が嵩むので、寒冷地以外ではあまり施工されず、後者の方法は使用者が人為的に浴槽にお湯を残したり、水を張る必要がある。
【０００４】
そこで本発明は、自動で追焚きするための配管の凍結予防ができ、使用者にとって使い勝手の良い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】
このため第１の発明は、熱源機により加熱された温水を貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンク内に貯留された温水と熱交換する追焚き用熱交換器と、この追焚き用熱交換器と浴槽との間で温水を循環ポンプにより循環させる追焚き用温水循環路と、この追焚き用温水循環路と前記貯湯タンクとの間に設けられた縁切り機構とを備えた給湯装置であって、外気温度を検出する外気温検出センサと、この外気温検出センサが一定温度を検出した際に前記追焚き用温水循環路内を前記浴槽を介することなく温水を循環させるようにする第１弁と、前記貯湯タンク内のお湯が前記追焚き用温水循環路を介して供給されて一定量貯留可能なタンクと、前記第１弁が作動し前記縁切り機構による縁切りを解除した状態で前記貯湯タンクからの温水を前記追焚き用温水循環路を介して前記タンクに供給するようにする第２弁と、この第２弁が作動することにより前記タンク内に一定量のお湯を貯留させた後に前記縁切り機構により縁切りさせて前記循環ポンプにより前記追焚き用温水循環路内を前記浴槽を介することなく温水が循環するように制御する制御装置とを設けたことを特徴とする。
【０００６】
また第２の発明は、熱源機により加熱された温水を貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンク内に貯留された温水と熱交換する追焚き用熱交換器と、この追焚き用熱交換器と浴槽との間で温水を循環ポンプにより循環させる追焚き用温水循環路と、この追焚き用温水循環路と前記貯湯タンクとの間に設けられた縁切り機構とを備えた給湯装置であって、前記追焚き用温水循環路途中に設けられ前記追焚き用熱交換器と浴槽との間で温水を循環させるか前記浴槽を介することなく循環させるかを切り替える第１切替弁と、前記貯湯タンク内のお湯が記追焚き用温水循環路を介して供給されて一定量貯留可能なタンクと、このタンクと前記追焚き用温水循環路との間に接続され前記タンク内のお湯を空にするか前記縁切り機構による縁切りを解除した状態で前記貯湯タンクからの温水を前記追焚き用温水循環路を介して前記タンクに供給するように切り替える第２切替弁と、外気温度を検出する外気温検出センサと、前記循環ポンプ、第１切替弁、縁切り機構及び第２切替弁を制御する制御装置とを備え、前記外気温検出センサが一定温度を検出した際に前記第１切替弁を前記追焚き用温水循環路内を前記浴槽を介することなく温水を循環させるように切り替えると共に前記第２切替弁を前記縁切り機構による縁切りを解除した状態で前記貯湯タンクからの温水を前記追焚き用温水循環路を介して前記タンクに供給するように切り替えるように前記制御装置が制御し、前記タンク内に一定量のお湯を貯留させた後に前記縁切り機構により縁切りさせて前記循環ポンプにより前記追焚き用温水循環路内を前記浴槽を介することなく温水が循環するように制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、自動で追焚きするための配管の凍結予防ができ、使用者にとって使い勝手の良い給湯装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。図１は風呂装置を備えたヒートポンプ式給湯装置の全体システムを示す系統図である。図１において、Ａはヒートポンプユニット、Ｂはタンクユニット、ＣはタンクユニットＢ内の貯湯用の温水循環路、Ｒは前記ヒートポンプユニットＡに内蔵された冷媒回路である。この冷媒回路Ｒにおいて、ＨＦＣや二酸化炭素等の冷媒を用いることができるが、本実施形態では二酸化炭素を用いるものとする。
【０００９】
前記冷媒回路Ｒは、二酸化炭素冷媒を吸入圧縮し高温高圧にする能力調整が可能（能力可変）な２段圧縮式の圧縮機１と、冷媒と水とを熱交換させる貯湯用の加熱装置としての水冷媒熱交換器２の冷媒流路２Ａと、減圧装置としての電動膨張弁３、外気と冷媒との熱交換を行う空気熱交換器４と、アキュムレータ５とが順次環状に冷媒配管で接続されて構成される。また、前記水冷媒熱交換器２は前記冷媒流路２Ａと水流路２Ｂとで構成される。
【００１０】
前記温水循環路Ｃは、水冷媒熱交換器２の水流路２Ｂと貯湯タンク７とが循環ポンプ８を介して環状に接続されている。
【００１１】
前記貯湯タンク７の上部と中間部の間には、浴槽１４の温水の追焚用の加熱循環ポンプ１２と水々熱交換器１１の一次流路１１Ａとが接続されている。また、追焚き用温水循環路Ｄ中の水々熱交換器１１の二次流路１１Ｂにはふろ用循環ポンプ１３を介してアダプタ１４Ａを備えた浴槽１４が接続されている。
【００１２】
１５は逆止弁である弁１５Ａを備え追焚き用温水循環路Ｄと前記貯湯タンク７とを縁切りする縁切り機構で、前記貯湯タンク７の上部に接続された給湯配管１６に一端が接続されると共に循環ポンプ１３と水々熱交換器１１の二次流路１１Ｂとの間の温水循環用配管１７に他端が接続される。
【００１３】
１８は第１弁１８Ａ、第２弁１８Ｂ及び第３弁１８Ｃを備えた電動三方向弁で、一端に開放口１９を備えると共に他端がふろ用循環ポンプ１３と水々熱交換器１１の二次流路１１Ｂとの間の温水循環用配管１７に接続される配管２０途中に第１弁１８Ａ及び第２弁１８Ｂが設けられる。そして、この電動三方向弁１８の第３弁１８Ｃは、長短２本の水位検出ロッド２２を備えると共にオーバーフロー口２３を備えた吸収開放タンク２１に接続される。
【００１４】
２４は外気温度を検出する外気温度センサで、前記温水循環用配管１７に接触するように配置されるが、設置場所はここに限らず、タンクユニットＢの外壁などに接触させて配置させてもよい。
【００１５】
２５は電動四方向弁で、この電動四方向弁２５には浴槽１４（アダプタ１４Ａ）への温水循環用配管１７の往路１７Ａとアダプタ１４Ａからふろ用循環ポンプ１３への温水循環用配管１７の復路１７Ｂとが接続される。この電動四方向弁２５の構造については、図２に基づき説明する。
【００１６】
２５Ａは駆動モータで、この駆動モータ２５Ａの駆動によって、その出力軸２５Ｂが正逆回転することにより、第１弁体２５Ｃ、第２弁体２５Ｄ及び第３弁体２５Ｅが上下動する。即ち、駆動モータ２５Ａの駆動によって第１弁体２５Ｃ、第２弁体２５Ｄ及び第３弁体２５Ｅが下降すると（図２参照）、第１連通口２５Ｆを開き、第２連通口２５Ｇを閉じると共に第３連通口２５Ｈを開いて、温水循環用配管１７の往路１７Ａを介してアダプタ１４Ａへ温水を供給可能とすると共にアダプタ１４Ａから温水循環用配管１７の復路１７Ｂを介してふろ用循環ポンプ１３へと供給可能とするようにして浴槽１４内の湯が温水循環用配管１７内を循環可能となる。
【００１７】
また、駆動モータ２５Ａの駆動によって第１弁体２５Ｃ、第２弁体２５Ｄ及び第３弁体２５Ｅが上昇すると（図４参照）、第１連通口２５Ｆを閉じ、第２連通口２５Ｇを開くと共に第３連通口２５Ｈを閉じ、温水循環用配管１７内の湯が往路１７Ａを介してアダプタ１４Ａへ（浴槽１４へ）温水が供給されずに復路１７Ｂを介してふろ用循環ポンプ１３へと供給可能となるように温水循環用配管１７内を循環可能となる。なお、２７は給水管で、水道圧減圧弁及び逆止弁を介して低温の水道水を貯湯タンク７に供給する。
【００１８】
なお、図３に示す２６はタンクユニットＢ内に設けられるマイクロコンピュータで、ふろ用循環ポンプ１３や前記電動三方向弁１８などの各駆動源などを制御する。
【００１９】
ここで、前記電動四方向弁２５の第１弁体２５Ｃ、第２弁体２５Ｄ及び第３弁体２５Ｅは下降状態にあり（図２参照）、また縁切り機構１５の弁１５Ａは閉じた状態で、且つ前記電動三方向弁１８は第１弁１８Ａが閉じて、第２弁１８Ｂ及び第３弁１８Ｃが開いた状態にあって、吸収開放タンク２１と追焚き用温水循環路Ｄとは縁切り状態にあるものとして、以下各動作について説明する。
【００２０】
〈貯湯運転〉
初めに、貯湯運転について、説明する。料金の安い深夜電力時間帯では所定の時刻に貯湯タンク７の貯湯量から沸き上げ量、そして全量沸き上げに必要な時間を算出し、沸き上げ終了時刻より前記必要な時間を考慮して逆算した時刻から貯湯運転が開始される。また、それ以外の時間帯では残湯量が１００リットルを割ったら、貯湯運転が開始される。
【００２１】
即ち、マイクロコンピュータ２６は加熱循環ポンプ８を運転させ、温水循環路Ｃでは、貯湯タンク７→循環ポンプ８→水冷媒熱交換器２の水流路２Ｂ→貯湯タンク７の順に給湯用の温水が流れ、貯湯タンク７に貯湯される。このとき、タンクユニットＢのマイクロコンピュータ２６からの運転指示を受けたヒートポンプユニットＡのマイクロコンピュータ（図示せず）により圧縮機１が運転し、冷媒回路Ｒでは、圧縮機１→水冷媒熱交換器２の冷媒流路２Ａ→電動膨張弁３→空気熱交換器４→アキュムレータ５→圧縮機１の順に冷媒が流れる。
【００２２】
従って、水冷媒熱交換器２の冷媒流路２Ａに流れる冷媒と水流路２Ｂを流れる水とが熱交換して高温水となり、前述したように、この高温水が貯湯タンク７に貯湯されることとなる。
【００２３】
〈給湯動作〉
貯湯タンク７に貯湯されて給湯配管１６を介する高温水と水道圧減圧弁及び逆止弁を介する給水管２７からの低温の水道水とが混合弁（図示せず）により混合され、蛇口を開くことにより台所等へ給湯がなされる。この給湯が行われた際に給水管２７から貯湯タンク７下部に給水が行われる。
【００２４】
〈追焚き動作〉
また、風呂リモコンに設けられた追焚きスイッチが操作されると、タンクユニットＢのマイクロコンピュータ２６へ浴槽１４の温水の追焚き動作の指示信号が送られる。
【００２５】
そして、マイクロコンピュータ２６は浴槽１４の温水の追焚き動作の指示信号を受けると、加熱循環ポンプ１２及びふろ用循環ポンプ１３を運転することにより、貯湯タンク７の高温水と浴槽１４の温水を水々熱交換器１１で熱交換し、浴槽１４の温水の追焚きを行うことができる。このとき、電動四方向弁２５の駆動モータ２５Ａの駆動によって第１弁体２５Ｃ、第２弁体２５Ｄ及び第３弁体２５Ｅは下降しており（図２参照）、第１連通口２５Ｆを開き、第２連通口２５Ｇを閉じると共に第３連通口２５Ｈを開いて、温水循環用配管１７の往路１７Ａ、アダプタ１４Ａを介して浴槽へ温水を供給すると共にアダプタ１４Ａから温水循環用配管１７の復路１７Ｂを介してふろ用循環ポンプ１３へと供給して浴槽１４内の湯が温水循環用配管１７内を循環し、浴槽１４内の湯の追焚きが行われる。
【００２６】
〈浴槽１４へのお湯張り動作〉
また、風呂リモコンの操作によりタンクユニットＢのマイクロコンピュータ２６へ浴槽１４へのお湯張り動作の指示信号が送られると、ふろ注湯弁（図示せず）を開くように制御する。従って、貯湯タンク７からの高温水と水道圧減圧弁及び逆止弁を介する給水管２７からの低温の水道水とが混合弁（図示せず）により混合されて約４２℃程度とされた温水は前記ふろ注湯弁が開くことにより、アダプタ１４Ａを介して浴槽１４へのお湯張り動作がなされることとなる。
【００２７】
〈追焚きするための温水循環用配管１７の凍結予防動作〉
ここで、タンクユニットＢの温水循環用配管１７に接するように設けた外気温度センサ２４が外気温が所定温度、例えば３℃になったことを検出すると、マイクロコンピュータ２６は電動四方向弁２５を駆動させて、第１弁体２５Ｃ、第２弁体２５Ｄ及び第３弁体２５Ｅを上昇させる。すると、図４に示すように、第１連通口２５Ｆは閉じ、第２連通口２５Ｇが開くと共に第３連通口２５Ｈは閉じ、温水循環用配管１７内の湯が往路１７Ａを介してアダプタ１４Ａへ（浴槽１４へ）温水が供給されずに復路１７Ｂを介してふろ用循環ポンプ１３へと供給するように温水循環用配管１７内を循環する。
【００２８】
そして、縁切り機構１５の弁１５Ａは閉じた状態で、且つ前記電動三方向弁１８は第１弁１８Ａが閉じて、第２弁１８Ｂ及び第３弁１８Ｃが開いた状態にあって、吸収開放タンク２１と追焚き用温水循環路Ｄとは縁切り状態にあったが、マイクロコンピュータ２６は電動三方向弁１８を駆動させて、第２弁１８Ｂを閉じて結果として開放口１９を閉じると共に第１弁１８Ａを開いて第１弁１８Ａと第３弁１８Ｃとを連通させる。
【００２９】
そして、マイクロコンピュータ２６は縁切り機構１５を作動させて弁１５Ａを開かせ、温水循環用配管１７内を満たすと共に貯湯タンク７上部のお湯を電動三方向弁１８を介して吸収開放タンク２１内にも流入させる。そして、吸収開放タンク２１では、長短２本の水位検出ロッド２２により一定水位となった（短い水位ロッド２２が水位を検出した）時点で、前記縁切り機構１５を作動させて弁１５Ａを閉じ、ふろ用循環ポンプ１３を運転させて温水循環用配管１７内に湯を循環させる。
【００３０】
このように、ふろ用循環ポンプ１３を運転させて温水循環用配管１７内に湯を循環させることにより、自動で追焚きするための配管、即ち温水循環用配管１７の凍結予防ができる。
【００３１】
そして、外気温度センサ２４が上昇した一定温度、例えば５℃を検出したら、又はマイクロコンピュータ２６に内臓するタイマが一定時間、例えば１時間経過を検出したら、マイクロコンピュータ２６はふろ用循環ポンプ１３の運転を停止させる。
【００３２】
更に、マイクロコンピュータ２６は電動三方向弁１８及び電動四方向弁２５を駆動させ、電動三方向弁１８は第１弁１８Ａが閉じて第２弁１３Ｂが開いて、第２弁１８Ｂ及び第３弁１８Ｃを連通させて開放口１９を介して吸収開放タンク２１内のお湯を外部へ排出すると共に、電動四方向弁２５の第１弁体２５Ｃ、第２弁体２５Ｄ及び第３弁体２５Ｅを下降させると、第１連通口２５Ｆを開き、第２連通口２５Ｇを閉じると共に第３連通口２５Ｈを開いて（図２参照）、温水循環用配管１７の往路１７Ａ、アダプタ１４Ａを介して温水循環用配管１７内の湯が浴槽１４に排出され、この浴槽１４を介して外部へ排出可能となる。
【００３３】
以上本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】ヒートポンプ式給湯装置の全体系統図である。
【図２】浴槽へお湯を供給させる状態の電動四方向弁の断面図である。
【図３】制御ブロック図である。
【図４】浴槽を経ることなくお湯を循環させる状態の電動四方向弁の断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
７            貯湯タンク
１３          ふろ用循環ポンプ
１４          浴槽
１７          温水循環用配管
１８          電動三方向弁（第２切替弁）
２１          吸収開放タンク
２４          外気温度センサ
２５          電動四方向弁（第１切替弁）
２６          マイクロコンピュータ（制御装置）
Ａ            ヒートポンプユニット
Ｂ            タンクユニット
Ｃ            温水循環路
Ｄ            追焚き用温水循環路
Ｒ            冷媒回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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