(57)【要約】【課題】本発明は、貯湯式の給湯機に関するもので、放熱手段において安定した放熱量を得ることができる給湯機を提供する。【解決手段】給湯加熱手段１５と、給湯加熱手段１５で加熱した温水を貯湯する貯湯槽１と、貯湯槽１に貯湯された温水を循環させて熱源とする複数の放熱手段１４、２４、２７と、複数の放熱手段１４、２４、２７を使用するか否かを選択する選択手段３０、３１、３２と、選択手段３０、３１、３２での選択状況に応じて給湯加熱手段１５で加熱し貯湯槽１に貯湯する給湯加熱運転を制御する制御手段３６とを設けているので、複数の放熱手段１４、２４、２７を利用した場合でも、貯湯槽１に必要な湯温の湯量を確保するので、放熱手段１４、２４、２７において安定した放熱量を得ることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
給湯加熱手段と、前記給湯加熱手段で加熱した温水を貯湯する貯湯槽と、前記貯湯槽に貯湯された温水を循環させて熱源とする複数の放熱手段と、前記複数の放熱手段を使用するか否かを選択する選択手段と、前記選択手段での選択状況に応じて前記給湯加熱手段で加熱し前記貯湯槽に貯湯する給湯加熱運転を制御する制御手段とを備えた給湯機。
【請求項２】
複数の放熱手段は、風呂追い焚き手段または床暖房手段または浴室乾燥暖房手段のうち少なくともふたつを含む請求項１記載の給湯機。
【請求項３】
浴室乾燥暖房手段を使用する前に予約するための浴室乾燥暖房予約スイッチを備えた請求項２記載の給湯機。
【請求項４】
風呂追い焚き手段を使用しないことを予約するための風呂追い焚き解除予約スイッチを備えた請求項２または３記載の給湯機。
【請求項５】
給湯加熱手段をヒートポンプとする請求項１〜４のいずれか１項記載の給湯機。
【請求項６】
ヒートポンプに封入する冷媒を二酸化炭素とする請求項５記載の給湯機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は暖房など多機能を備える貯湯式の給湯機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の給湯機は貯湯槽の温水を利用した浴槽の追い焚き機能を持ったものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図３は、前記公報に記載された従来の給湯機を示すものである。同図において、１は貯湯槽、２は沸上げヒータ、３は急速沸上げヒータ、４、５は温度検出手段、６は電磁開閉弁、７は給湯管、８は浴槽、９は浴槽循環ポンプ、１０は熱交換手段であり、貯湯槽１の上部の湯と浴槽８の水を熱交換して風呂追い焚きするものである。
【０００４】
ところで、この図３の場合は風呂追い焚きをする場合であるが、貯湯槽１の温水を熱源として、風呂追い焚き以外に、暖房（例えば床暖房）を行う場合には、図４に示すような構成が考えられる。つまり、暖房熱源側循環ポンプ１１で貯湯槽１から暖房水水熱交換器１２に送られてきた温水と、暖房負荷側循環ポンプ１３で床暖房手段１４から前記暖房水水熱交換器１２に送られてきた水とが熱交換することによって床暖房する構成としたものである。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−８３１５６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の構成では、放熱手段としての風呂追い焚きの場合、風呂追い焚き運転時に貯湯槽１の上部の湯が温度低下するため、放熱手段へ流入する温水温度が不安定となり、利便性も悪い。例えば、風呂追い焚き回数を重ねるたびに貯湯槽１上部の湯温と風呂追い焚き循環水との温度差が少なくなって放熱量が小さくなる。また、加熱されて浴槽８に戻る温水温度も低くなる。さらに、貯湯槽１上部の湯の利用温度に限界があって、有効に利用できない。さらに図４で示される構成の場合、風呂追い焚き回数を重ねるたびに貯湯槽１上部の湯温が低下することによって、その下部の貯湯槽１の温度も低下する。床暖房手段１４の熱源としての貯湯槽１の湯温が低下し、所定の放熱能力が出ないという課題を有している。また、特に床暖房の立ち上げなどで大きな放熱能力が必要な場合に、放熱能力不足でなかなか床温度が上昇せずに快適性が損なわれるという課題を有している。貯湯槽１の湯温の低下を見越して、その分貯湯槽１に貯湯する湯温を高くしておくことが考えられるが、この場合は温度が高くなり、貯湯槽１から外部に対しての放熱量が増え、効率が低下することになる。
【０００７】
本発明は上記課題を解決するもので、風呂追い焚き運転が続いた場合でも貯湯槽１に必要な湯温を確保し、放熱手段における安定した放熱量を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明の給湯機は、給湯加熱手段と、前記給湯加熱手段で加熱した温水を貯湯する貯湯槽と、前記貯湯槽に貯湯された温水を循環させて熱源とする複数の放熱手段と、前記複数の放熱手段を使用するか否かを選択する選択手段と、前記選択手段での選択状況に応じて前記給湯加熱手段で加熱し前記貯湯槽に貯湯する給湯加熱運転を制御する制御手段とを具備したものである。
【０００９】
これによって、複数の放熱手段を利用した場合でも、貯湯槽に必要な湯温の湯量を確保するので、放熱手段における安定した放熱量を得ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明は各請求項に記載の形態で実施できるものであり、請求項１記載の発明は、給湯加熱手段と、前記給湯加熱手段で加熱した温水を貯湯する貯湯槽と、前記貯湯槽に貯湯された温水を循環させて熱源とする複数の放熱手段と、前記複数の放熱手段を使用するか否かを選択する選択手段と、前記選択手段での選択状況に応じて前記給湯加熱手段で加熱し前記貯湯槽に貯湯する給湯加熱運転を制御するため、複数の放熱手段を利用した場合でも、貯湯槽に必要な湯温の湯量を確保するので、放熱手段において安定した放熱量を得ることができる。
【００１１】
請求項２記載の発明は、複数の放熱手段は、風呂追い焚き手段または床暖房手段または浴室乾燥暖房手段のうち少なくともふたつを含む請求項１記載の給湯機とするものである。
【００１２】
請求項３記載の発明は、浴室乾燥暖房手段を使用する前に予め予約するための浴室乾燥暖房予約スイッチを備えた構成としているので、貯湯量に必要な湯温と湯量が貯湯されるため、浴室乾燥暖房手段の機能が十分発揮できる。
【００１３】
請求項４記載の発明は、風呂追い焚き手段を使用しないことを予め予約するための風呂追い焚き解除予約スイッチを備えた構成としているため、貯湯量に必要以上の高温の温を貯湯されることがないため、効率の良い給湯加熱運転ができる。
【００１４】
請求項５記載の発明は、前述の構成に加え、給湯加熱手段をヒートポンプとすることによって、高能力省エネルギー化をはかる。
【００１５】
請求項６記載の発明は、ヒートポンプに封入する冷媒を二酸化炭素としているので、高温高効率化と地球環境保全をはかるができる。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００１７】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１の給湯機の構成図である。図１において、１５は給湯加熱手段であり、圧縮機１６、給湯熱交換器１７、減圧装置１８、大気熱を吸熱する大気熱交換器１９からなるヒートポンプサイクルを構成したヒートポンプ熱源である。そして、高圧側の冷媒圧力が臨界圧力以上となる二酸化炭素を冷媒とする。１は貯湯槽であり、下部から給水管２０を通って給水し、上部の給湯管７から端末へ出湯する。そして、貯湯槽１の下部から循環ポンプ２１，給湯熱交換器１７，貯湯槽１の上部を順次接続する給湯回路を構成することによって、貯湯槽１から循環ポンプ２１で送られてきた水は前記給湯熱交換器１７で冷媒熱により加熱されて貯湯槽１の上から貯湯される。２２は加熱用出口水温検出手段であり、ヒートポンプ熱源で加熱する湯温を検出するため給湯熱交換器１７の出口に設けられている。２３は湯水制御手段であり、給湯熱交換器１７の出口湯水が所定温度になるように循環ポンプ２１の回転数を制御して給湯回路の循環流量を制御する。
【００１８】
風呂追い焚き手段２４は追い焚き水水熱交換器２５と浴槽熱源側循環ポンプ２６と浴槽循環ポンプ９などからなる。そして、浴槽８の追い焚きは、浴槽熱源側循環ポンプ２６で貯湯槽１から追い焚き水水熱交換器２５に送られてきた温水と、浴槽循環ポンプ９で浴槽８から追い焚き水水熱交換器２５に送られてきた水とが熱交換することによって行われる。床暖房と浴室乾燥暖房は、暖房熱源側循環ポンプ１１で貯湯槽１から暖房水水熱交換器１２に送られてきた温水と、暖房負荷側循環ポンプ１３で床暖房手段１４又は浴室乾燥暖房手段２７から前記暖房水水熱交換器１２に送られてきた水とが熱交換することによって行われる。
【００１９】
なお、床暖房と浴室乾燥暖房との切換えは、第一と第二の開閉弁２８、２９の開閉状態で流路を切換えることによって行われる。
【００２０】
３０、３１、３２は風呂追い焚き選択手段、床暖房選択手段、浴室乾燥暖房選択手段であり、それぞれ、風呂追い焚き手段２４で風呂の追い焚きをするか否か、床暖房手段１４で床暖房をするか否か、浴室乾燥暖房手段２７で浴室の乾燥暖房をするか否かを選択するものである。さらに３３、３４、３５は貯湯槽１の上下方向の異なる位置に取り付けられた第一、第二、第三の温度検出手段である。また、制御手段３６は、風呂追い焚き選択手段３０、床暖房選択手段３１、浴室乾燥暖房選択手段３２での選択状況に応じて、貯湯槽１に貯湯する湯量又は湯温又は湯温と湯量の両方を制御するものである。
【００２１】
風呂追い焚き、床暖房、浴室乾燥暖房など複数の機能を備えた給湯機の場合、風呂追い焚きはほぼ毎日行なう可能性があるが、浴室乾燥暖房については梅雨時期の洗濯物の乾燥や冬期の浴室の暖房など年間を通じてあるが使用頻度は風呂追い焚きほど多くはない。さらに、床暖房については冬期のみで、かつ、平日や休日などの生活パターンや在宅や外出等により、一日の使用時間が大きく異なるため、一日の暖房負荷も大きく異なることになる。このように、いつも定期的にあるとは限らない負荷に対して、常にそれらすべての機能を十分に満たすべく貯湯槽１に湯を貯えるとすれば、大きな容量の貯湯槽１が必要で、かつ、高温の湯を常に貯湯しておく必要がある。
【００２２】
ところが、前記各機能に対して、負荷要求が無いか少なかった場合には、高温の湯が大量に余り次の日に持ち越すことになる。しかもその間に貯湯槽１からの放熱で貯湯槽１の温度が低下し、せっかく高温に加熱した湯の熱量が無駄になることがある。そこで、前記各機能に対して、必要な湯温と熱量の湯を貯湯槽１に貯えれば、無駄の少ない効率のよい多機能を備えた給湯機が可能となる。
【００２３】
以上のように構成された給湯機について、以下にその動作、作用を説明する。図１において、ヒートポンプ熱源で大気熱を利用して給湯加熱運転する場合について説明する。圧縮機１６から吐出する臨界圧力以上の高温高圧の冷媒が給湯熱交換器１７に流入し、ここで貯湯槽１の下部から送られてきた水と給湯熱交換器１７を介して熱交換する。そして、給湯熱交換器１７に流入する高温冷媒で給湯熱交換器１７の出口湯水が所定温度となるように循環ポンプ２１の回転数を制御し、所定の温度の湯が貯湯槽１の上部から流入し貯湯される。
【００２４】
次に、放熱手段として風呂追い焚き手段２４を使用する場合について説明する。浴槽８から浴槽循環ポンプ９によって送られてきた水は、浴槽熱源側循環ポンプ２６によって送られてきた貯湯槽１上部の高温の湯と、追い焚き水水熱交換器２５で熱交換して加熱されて浴槽８に戻る。一方、浴槽熱源側循環ポンプ２６によって送られてきた貯湯槽１上部の高温の湯は低温となって貯湯槽１の下部に戻る。
【００２５】
また、放熱手段として床暖房手段１４を使用する場合について説明する。第一の開閉弁２８を開き、第二の開閉弁２９を閉じる。床暖房手段１４で放熱し低温になり暖房負荷側循環ポンプ１３によって送られてきた熱媒体は、暖房熱源側循環ポンプ１１によって送られてきた貯湯槽１上部の高温の湯と、暖房水水熱交換器１２で熱交換して床暖房手段１４に戻る。一方、暖房熱源側循環ポンプ１１によって送られてきた貯湯槽１上部の高温の湯は低温となって貯湯槽１下部に戻る。なお、床暖房手段１４を循環する熱媒体としては不凍液や水がある。
【００２６】
さらに、放熱手段として浴室乾燥暖房手段２７を使用する場合について説明する。第一の開閉弁２８を閉じ、第二の開閉弁２９を開く。浴室乾燥暖房手段２７で放熱し低温になり暖房負荷側循環ポンプ１３によって送られてきた熱媒体は、暖房熱源側循環ポンプ１１によって送られてきた貯湯槽１上部の高温の湯と、暖房水水熱交換器１２で熱交換して浴室乾燥暖房手段２７に戻る。一方、暖房熱源側循環ポンプ１１によって送られてきた貯湯槽１上部の高温の湯は低温となって貯湯槽１下部に戻る。
【００２７】
前述したように、第一、第二、第三の温度検出手段３３、３４、３５が貯湯槽１の上下方向の異なる位置に取り付けられている。また、この順に貯湯槽１の下方に向かって取り付けられている。今、風呂追い焚き選択手段３０で風呂追い焚き運転が選択されている場合、第一の温度検出手段３３の温度が所定の温度以上になるように、前述したヒートポンプ熱源で大気熱を利用して給湯加熱運転を行なう。次に、風呂追い焚き選択手段３０と浴室乾燥暖房選択手段３２とで風呂追い焚きと浴室乾燥暖房運転とが選択されている場合、第二の温度検出手段３４の温度が所定の温度以上になるように、前述したヒートポンプ熱源で大気熱を利用して給湯加熱運転を行なう。さらに、風呂追い焚き選択手段３０と浴室乾燥暖房選択手段３２と床暖房選択手段３１とで風呂追い焚きと浴室乾燥暖房と床暖房運転とが選択されている場合、第三の温度検出手段３５の温度が所定の温度以上になるように、前述したヒートポンプ熱源で大気熱を利用して給湯加熱運転を行なう。このように必要負荷に対して、必要量の湯量を確保すれば、無駄な給湯加熱運転が無くなり、運転効率の向上となる。また、風呂追い焚き手段２４や浴室乾燥暖房手段２７や床暖房手段１４などの放熱手段の熱源となる湯の温度は、ヒートポンプ熱源で給湯加熱運転によって所定の温度に貯湯した貯湯槽１上部の湯を使用するため、常に安定した放熱能力を発揮することができる。
【００２８】
ところで、図１では、貯湯槽１の上下方向の異なる３個所の位置に第一、第二、第三の温度検出手段３３、３４、３５を取り付けたが、この温度検出手段の数は３個に限らないので、必要に応じて増減すればよい。また、負荷に対して、必要熱量を確保する方法として、貯湯容量を変更する場合と貯湯温度を変更する場合とがある。したがって、必要熱量を貯湯する場合、同じ所定の貯湯温度で容量を変化する方法と、貯湯容量が同じで所定の貯湯温度を変化する方法とがあるので、必要な負荷に応じて、貯湯温度と温度検出手段の数と位置とを決定すればよい。
【００２９】
（実施例２）
図２は本発明の実施例２における給湯機の構成図である。本実施例において、図１の実施例１と異なる点は、浴室乾燥暖房手段を使用する前に予め予約するための浴室乾燥暖房予約スイッチ３７と風呂追い焚き手段を使用しないことを予め予約するための風呂追い焚き解除予約スイッチ３８とを備えた構成としていることである。なお、実施例１と同符号の部分は同一構成を有し、説明は省略する。
【００３０】
次に動作、作用について説明する。先ず、浴室乾燥暖房について説明を行なう。通常、浴室乾燥暖房手段２７に流入する水などの媒体の温度は７０℃〜８０℃程度である。この浴室乾燥暖房の負荷に備えるために、一般的には深夜電力を使用して深夜に貯湯槽１に温水を貯湯しておく。この時、貯湯槽１からの放熱による温度低下を考慮して、貯湯する温度を必要温度よりも高目の温度（８０℃〜９０℃程度）で貯湯することになる。ところで浴室乾燥暖房の機能については毎日使用するとは限らない。使用しないかもしれない機能に備えるために毎日高温に貯湯槽１を沸き上げることになる。
【００３１】
そこで、例えば、翌日に浴室乾燥暖房の機能を使用する場合は、浴室乾燥暖房予約スイッチ３７で浴室乾燥暖房の機能の使用予約を行なう。その場合は、事前（通常は深夜電力を使用するために深夜時間帯）にヒートポンプ熱源を利用した給湯加熱運転で貯湯槽１を必要な温度に沸き上げておく。もし、翌日に浴室乾燥暖房の機能を使用しない場合は、浴室乾燥暖房予約スイッチ３７で浴室乾燥暖房の機能の使用予約を行なわない。この場合は、給湯負荷に見合う熱量を満足する湯温で貯湯槽１を沸き上げ（夏や中間期であれば６５℃〜７５℃程度）ればよい。
【００３２】
次に、風呂追い焚きについて説明を行なう。風呂追い焚きを行なう時、通常、浴槽１の温度は４０℃程度である。ある程度短時間で、この湯の温度を上げるためには、追い焚き水水熱交換器２５に入ってくる貯湯槽１からの湯温は７０℃〜８０℃程度必要である。ところで、一般的に言って、入浴はほぼ毎日あると考えられるので、前述した浴室乾燥暖房予約スイッチ３７のように、必要な時に前日に予約するというのでは不便であるし、予約を忘れることもある。だから、基本的には毎日事前（通常は深夜電力を使用するために深夜時間帯）にヒートポンプ熱源を利用した給湯加熱運転で貯湯槽１を必要温度に沸き上げておく。この場合、貯湯槽１からの放熱も考慮して、７５〜８５℃程度に沸き上げる必要がある。ところで、夏などは入浴せずに、シャワーですませることが多い。その場合に使用する湯温は、風呂追い焚きに必要な温度ほど高くなくても良い。だから、夏などは、事前に、給湯加熱運転で貯湯槽１を６５℃程度沸き上げておけば良いことになる。そこで、例えば、翌日に入浴しない場合は、風呂追い焚き解除予約スイッチ３８で風呂追い焚きの機能を使用しないことの予約を行なう。この場合は、給湯負荷に見合う熱量を満足する湯温で貯湯槽１を沸き上げ（夏や中間期であれば６５℃〜７５℃程度）ればよい。
【００３３】
もし、翌日に入浴する場合は、風呂追い焚き解除予約スイッチ３８で風呂追い焚きの機能を使用しないことの予約を行なわない。この場合は、事前（通常は深夜電力を使用するために深夜時間帯）にヒートポンプ熱源を利用した給湯加熱運転で貯湯槽１を必要な温度（７５〜８５℃程度）に沸き上げておく。
【００３４】
上記のように、高温の湯が必要な時には貯湯槽１を高温に沸き上げ、高温が必要でない時には比較的低い温度に貯湯槽１を沸き上げるので、ヒートポンプ熱源を利用した給湯加熱運転の効率の向上や貯湯槽１からの放熱損失の低減を図ることができる。
【００３５】
なお、図２の場合、浴室乾燥暖房予約スイッチ３７と風呂追い焚き解除予約スイッチ３８と両方備えた構成になっているが、どちらか一方を備えた構成でもよい。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、貯湯槽に貯湯された温水を循環させて熱源とする複数の放熱手段と、複数の放熱手段を使用するか否かを選択する選択手段での選択状況に応じて給湯加熱手段で加熱し貯湯槽に貯湯する給湯加熱運転を制御するので、複数の放熱手段を利用した場合でも、貯湯槽に必要な湯温の湯量を確保するため、放熱手段において安定した放熱量を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における給湯機の構成図
【図２】本発明の実施例２における給湯機の構成図
【図３】従来例における給湯機の構成図
【図４】従来例における第２の給湯機の構成図
【符号の説明】
１  貯湯槽
１４  床暖房手段（放熱手段）
１５  給湯加熱手段
２４  風呂追い焚き手段（放熱手段）
２７  浴室乾燥暖房手段（放熱手段）
３０  風呂追い焚き選択手段（選択手段）
３１  床暖房選択手段（選択手段）
３２  浴室乾燥暖房選択手段（選択手段）
３６  制御手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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