(57)【要約】【課題】浴槽のお湯を電気温水器タンク内に設けた熱交換器に循環させて追いだきを行う電気温水器において、熱量不足になって追いだきができなくなることをなくしたものである。【解決手段】タンク１の上部に沸き上げヒーター２を設け、その上部に追いだき熱交換器３を設け、タンク１内のお湯を沸き上げる際は沸き上げ循環ポンプ７を駆動しながらタンク上部から積層状態でお湯を沸き上げるようにしたものである。したがって、追いだき熱交換器３で風呂追いだきをする場合、タンク１内のお湯が不足していても必要な高温のお湯を迅速沸かすことができ、その量も自由に確保することができるので熱量不足で追いだきできなかったり、不必要に高価な昼間電力を使うことをなくすことができる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部に給水口、上部に出湯口をそれぞれ有し、沸き上げヒーターを内部上方に装備した貯湯用のタンクと、このタンク下部とと上部を連絡し、沸き上げ循環ポンプを介してタンク下部の水をタンク上部に循環させるタンク循環路と、沸き上げヒーターの上部のタンク内に設けた追いだき熱交換器と、この追いだき熱交換器および風呂循環ポンプが途中に接続され、浴槽のお湯を循環させる風呂循環路と、追いだき熱交換器に至る風呂循環路の１次側の湯温を検出する風呂温度センサーと、前記沸き上げヒーターより上部の前記タンク内の湯温を検出する沸き上げ温度センサーと、前記追いだき熱交換器より下部の前記タンク内の湯温を検出する追いだき温度センサーとを具備し、前記沸き上げヒーターへの通電を制御して沸き上げヒーター上部のタンク内の水を所定沸き上げ温度まで沸き上げるとともに、沸き上げ循環ポンプでタンク下部の水をタンク上部に供給して沸き上げ温度センサーで検出したタンク上部の温度が所定沸き上げ温度を保つように沸き上げ循環ポンプを制御してタンク内の水を積層に上部から沸き上げ、前記追いだき温度センサーで検出した湯温が追いだき判定温度以上のとき前記風呂循環ポンプを駆動して前記風呂温度センサーで検出した湯温が所定温度になるまで沸き上げようにした電気温水器。
【請求項２】
沸き上げヒーターと追いだき熱交換器の間のタンク内の湯温を検出する位置に追いだき温度センサーを設置し、沸き上げ温度センサーを兼用するようにした請求項１記載の電気温水器。
【請求項３】
追いだき判定温度は給湯可能な５０℃以上に設定した請求項１または２記載の電気温水器。
【請求項４】
タンク内の残湯量と残湯温度を検出する残湯検出手段を備え、契約電力制度に従い深夜時間帯に沸き上げ手段を介してタンク内のお湯を全量沸き上げした後から次の全量沸き上げ開始までの間、残湯量と残湯温度から換算した追いだき寄与熱量が所定の湯切れ判定値を下回ったら、沸き上げ手段を介して所定量の追加沸き上げを行う湯切れ沸き上げ制御手段を設けた請求項１〜３のいずれか１項記載の電気温水器。
【請求項５】
浴槽にお湯が張られていることを検出する湯張り完了検出手段を設け、湯切れ沸き上げ制御手段は湯張り中および湯張り完了の前後で湯切れ判定値と追加沸き上げ量を切り替えるようにし、湯張り中と湯張り完了後の湯切れ判定値と追加沸き上げ量の設定を湯張り完了前より少なく設定した請求項４記載の電気温水器。
【請求項６】
風呂循環路に循環水の有無を検出する通水検出器と、風呂温度設定手段を設け、湯張り完了検出手段は風呂循環ポンプを駆動しているときに通水検出器が循環水有りを検出し、さらに風呂温度センサーで検出した浴槽湯温が風呂温度設定手段に設定された温度以上のときに湯張り完了とする請求項５記載の電気温水器。
【請求項７】
追いだき温度センサーで検出した湯温が追いだき判定温度以下になった場合、追いだき手段が風呂追いだきをできなくなったことを報知する追いだき不可報知手段を設けた請求項１〜３のいずれか１項記載の電気温水器。
【請求項８】
湯切れ沸き上げ制御手段が湯切れ沸き上げを行うかどうかを選択する湯切れ沸き上げ選択手段を設け、湯切れ沸き上げが非選択時に追いだき温度センサーで検出した湯温が追いだき判定温度以下になった場合、追いだき手段が風呂追いだきをできなくなったことを報知する追いだき不可報知手段を設けた請求項４〜６のいずれか１項記載の電気温水器。
【請求項９】
追いだき手段の時系列的動作状態を検出して自動的に湯切れ沸き上げ制御手段が湯切れ沸き上げを行うかどうか等の制御パターンを切り替える湯切れ沸き上げ学習手段を設けた請求項４〜６のいずれか１項記載の電気温水器。
【請求項１０】
タンク内の残湯量と残湯温度を検出する残湯検出手段を備え、追いだきを開始するとき風呂温度センサーで検出した浴槽温度に対応した能力不足判定値より残湯検出手段で検出した残湯量と残湯温度から換算した追いだき寄与熱量が少ない場合、能力不足を報知する追いだき能力不足報知手段を設けた請求項１〜３のいずれか１項記載の電気温水器。
【請求項１１】
タンク上部の出湯口に接続された出湯配管と、出湯配管と風呂循環呂を接続する風呂給湯配管と、風呂給湯配管に介在して浴槽への給湯を開閉する風呂給湯弁を備え、追いだき温度センサーで検出した湯温が追いだき判定温度以下になって風呂追いだきをできなくなった場合に追いだき手段は風呂給湯弁を開にしてタンクのお湯を給湯するようにした請求項７〜９のいずれか１項記載の電気温水器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はタンク内の水を深夜電力を利用して沸き上げる電気温水器、特に風呂浴槽のお湯を追いだきする機能を有した追いだき機能付き電気温水器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の電気温水器は特開平５−２６４０９９号公報に記載されているように、電気ヒータを風呂循環路に設け、浴槽の追いだきを行うのが一般的であった。
【０００３】
また近年、特開２００２−４８４１４公報に記載されているように、安価な深夜電力で沸かしたお湯の熱量を有効に使って風呂の保温、追いだきを行うことを提案されている。
【０００４】
この電気温水器は、タンク内に熱交換器を設け、循環ポンプによって浴槽のお湯をこの熱交換器を介して循環させるように構成されている。
【０００５】
さらにタンクの胴部には温度センサーを配置するとともに、タンク内部の上、下部にはそれぞれヒータを設けた構成になっている。
【０００６】
そして上記循環ポンプを介して熱交換器に浴槽のお湯を循環させ、タンク内の高温のお湯で浴槽の追いだき、保温を行うようになっていた。
【０００７】
また温度センサーでタンク内の湯温低下を検出したら必要に応じて上部ヒータおよびまたは下部ヒータに通電して追加的な加熱を行うようになっていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の電気温水器では、追いだき時タンク内のお湯が足りなくなったときに追加的に加熱する場合、上部ヒータおよびまたは下部ヒータに通電して追加加熱を行うので、上部ヒータのみ通電した場合は、この上部ヒータの上の部分しか加熱できず事前に確保できる熱量が少なく、急に連続して追いだきが必要になった場合などに熱量不足になるという課題があった。
【０００９】
また上部ヒータおよびまたは下部ヒータを同時に通電して追加加熱を行うと、タンク全量を沸き上げることになり、一般的に電気料金の高価な昼間時間帯に無駄な電力を使ってしまうという課題があった。
【００１０】
本発明は前記従来の課題を解決するもので、追いだき時に熱量不足が発生した場合により効率的に追加加熱をおこないう電気温水器をを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するため、下部に給水口、上部に出湯口をそれぞれ有し、沸き上げヒーターを内部上方に装備した貯湯用のタンクと、このタンク下部とと上部を連絡し、沸き上げ循環ポンプを介してタンク下部の水をタンク上部に循環させるタンク循環路と、沸き上げヒーターの上部のタンク内に設けた追いだき熱交換器と、この追いだき熱交換器および風呂循環ポンプが途中に接続され、浴槽のお湯を循環させる風呂循環路と、追いだき熱交換器に至る風呂循環路の１次側の湯温を検出する風呂温度センサーと、前記沸き上げヒーターより上部の前記タンク内の湯温を検出する沸き上げ温度センサーと、前記追いだき熱交換器より下部の前記タンク内の湯温を検出する追いだき温度センサーとを具備し、前記沸き上げヒーターへの通電を制御して沸き上げヒーター上部のタンク内の水を所定沸き上げ温度まで沸き上げるとともに、沸き上げ循環ポンプでタンク下部の水をタンク上部に供給して沸き上げ温度センサーで検出したタンク上部の温度が所定沸き上げ温度を保つように沸き上げ循環ポンプを制御してタンク内の水を積層に上部から沸き上げ、前記追いだき温度センサーで検出した湯温が追いだき判定温度以上のとき前記風呂循環ポンプを駆動して前記風呂温度センサーで検出した湯温が所定温度になるまで沸き上げようにしたものである。
【００１２】
したがって、沸き上げ制御手段で積層にタンク上部から必要な量だけ高温のお湯をフレキシブルに確保できるので、追いだき時に熱量不足になるとき条件によって最適な量だけ事前に追加沸き上げをすることができるので、不必要に高コストの昼間電力を使用することがなく、より効率的な電気温水器を提供することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の電気温水器は、下部に給水口、上部に出湯口をそれぞれ有し、沸き上げヒーターを内部上方に装備した貯湯用のタンクと、このタンク下部とと上部を連絡し、沸き上げ循環ポンプを介してタンク下部の水をタンク上部に循環させるタンク循環路と、沸き上げヒーターの上部のタンク内に設けた追いだき熱交換器と、この追いだき熱交換器および風呂循環ポンプが途中に接続され、浴槽のお湯を循環させる風呂循環路と、追いだき熱交換器に至る風呂循環路の１次側の湯温を検出する風呂温度センサーと、前記沸き上げヒーターより上部の前記タンク内の湯温を検出する沸き上げ温度センサーと、前記追いだき熱交換器より下部の前記タンク内の湯温を検出する追いだき温度センサーとを具備し、前記沸き上げヒーターへの通電を制御して沸き上げヒーター上部のタンク内の水を所定沸き上げ温度まで沸き上げるとともに、沸き上げ循環ポンプでタンク下部の水をタンク上部に供給して沸き上げ温度センサーで検出したタンク上部の温度が所定沸き上げ温度を保つように沸き上げ循環ポンプを制御してタンク内の水を積層に上部から沸き上げ、前記追いだき温度センサーで検出した湯温が追いだき判定温度以上のとき前記風呂循環ポンプを駆動して前記風呂温度センサーで検出した湯温が所定温度になるまで沸き上げようにしたものである。
【００１４】
そのため、使用している浴槽の容量、季節変動による追いだきに必要な熱量の変動、給湯使用湯量の変化等に柔軟に対応することができる。
【００１５】
さらに、１つの沸き上げヒーターで全量沸き上げ、追加沸き上げのすべてに対応できる。
【００１６】
追いだき温度センサーを沸き上げヒーターと追いだき熱交換器の間のタンク内の湯温を検出する位置に設置し、沸き上げ温度センサーを兼用させるようにした。
【００１７】
２つの温度センサーを兼用しているので、構成をよりシンプルにできるとともに、コストダウンも図ることができる。
【００１８】
追いだき判定温度は給湯可能な５０℃以上に設定した。こうすることによって、沸き上げ温度センサーで検出した湯温が追いだき判定温度以下になったら追いだきを停止するので、低温になったタンクのお湯で無理に追いだきをせず、また湯側全開でも一定量の水がリークするワックスサーモ式の混合水栓でも４０℃以上のお湯が給湯できる状態で追いだきを停止するところから、追いだき後のタンク内のお湯も有効に使用することができる。
【００１９】
タンク内の残湯量と残湯温度を検出する残湯検出手段を備え、契約電力制度に従い深夜時間帯に沸き上げ手段を介してタンク内のお湯を全量沸き上げした後から次の全量沸き上げ開始までの間、残湯量と残湯温度から換算した追いだき寄与熱量が所定の湯切れ判定値を下回ったら、沸き上げ手段を介して所定量の追加沸き上げを行う湯切れ沸き上げ制御手段を設けた。
【００２０】
したがって、湯切れ沸き上げ制御手段が追いだきに必要な熱量をモニターし、追いだき時に熱量不足になる可能性がある場合に事前に必要な量、沸き上げ手段を介して積層追加沸き上げを行うので、追いだき時に熱量不足になる可能性をより少なくすることができる。
【００２１】
浴槽にお湯が張られていることを検出する湯張り完了検出手段を設け、湯切れ沸き上げ制御手段は湯張り中および湯張り完了の前後で湯切れ判定値と追加沸き上げ量を切り替えるようにし、湯張り中と湯張り完了後の湯切れ判定値と追加沸き上げ量の設定を湯張り完了前より少なく設定した。
【００２２】
こうすれば、全量追いだきを想定して設定していた湯切れ判定値を、湯張り中と湯張り完了の後は湯切れ沸き上げ制御手段が保温に必要な少ない値に切り替えるので無駄にタンク内のお湯を追加加熱することがない。
【００２３】
風呂循環路に循環水の有無を検出する通水検出器と、風呂温度設定手段を設け、湯張り完了検出手段は風呂循環ポンプを駆動しているときに通水検出器が循環水有りを検出し、さらに風呂温度センサーで検出した浴槽湯温が風呂温度設定手段に設定された温度以上のときに湯張り完了とした。
【００２４】
そのため、湯張り完了検出手段は通常風呂湯張りや風呂追いだきに使用する通水検出器と風呂温度センサーを使って風呂湯張りシーケンスや風呂追いだきシーケンスのなかで風呂湯張り完了を検出するので、新たな検出器や検出処理を設けることなく簡単に構成することができる。
【００２５】
追いだき温度センサーで検出した湯温が追いだき判定温度以下になった場合、追いだき手段が風呂追いだきをできなくなったことを報知する追いだき不可報知手段を設けた。
【００２６】
この追いだき不可報知手段により使用者に追いだきができないことを報知するので、機器の故障と誤解することなく、また差し湯等のほかの手段を使用してお風呂に入れるようにすることができる。
【００２７】
湯切れ沸き上げ制御手段が湯切れ沸き上げを行うかどうかを選択する湯切れ沸き上げ選択手段を設け、湯切れ沸き上げが非選択時に追いだき温度センサーで検出した湯温が追いだき判定温度以下になった場合、追いだき手段が風呂追いだきをできなくなったことを報知する追いだき不可報知手段を設けた。
【００２８】
上記によれば、湯切れ沸き上げ選択手段により湯切れ沸き上げをしないようにできるので、夏場シャワーしか使用しない場合、使用しない追いだきに備えて無駄な追加沸き上げをしないようにできる。
【００２９】
また、この追いだき不可報知手段により使用者は追いだきができないのを機器の故障と誤解することなく、差し湯等のほかの手段を使用してお風呂に入れるようにすることができる。
【００３０】
追いだき手段の時系列的動作状態を検出して自動的に湯切れ沸き上げ制御手段が湯切れ沸き上げを行うかどうか等の制御パターンを切り替える湯切れ沸き上げ学習手段を設けた。
【００３１】
これによって、湯切れ沸き上げ学習手段が自動的に湯切れ沸き上げ制御手段の動作をＯＮ／ＯＦＦするので、追いだきの使用が季節に応じて変化した場合、使用者の生活パターンにより変化した場合、変化に合わせて湯切れ沸き上げを行うかどうかを切り替えるので使用しない追いだきに備えて無駄な追加沸き上げをしないようにできる。
【００３２】
タンク内の残湯量と残湯温度を検出する残湯検出手段を備え、追いだきを開始するとき風呂温度センサーで検出した浴槽温度に対応した能力不足判定値より残湯検出手段で検出した残湯量と残湯温度から換算した追いだき寄与熱量が少ない場合、能力不足を報知する追いだき能力不足報知手段を設けた。
【００３３】
このように追いだき能力不足報知手段が追いだき開始時に能力不足を判断して報知するので、前日の残り湯を沸き上げる際に中途半端に沸き上げてしまい、そのままでは温度が低すぎて入浴できず、差し湯しても溢れてお湯を無駄にしてしまうという状況を回避できる。
【００３４】
タンク上部の出湯口に接続された出湯配管と、出湯配管と風呂循環呂を接続する風呂給湯配管と、風呂給湯配管に介在して浴槽への給湯を開閉する風呂給湯弁を備え、追いだき温度センサーで検出した湯温が追いだき判定温度以下になって風呂追いだきをできなくなった場合に追いだき手段は風呂給湯弁を開にしてタンクのお湯を給湯するようにした。
【００３５】
このように追いだき手段は追いだきのための熱量不足の時、自動的に差し湯に切り替えるので操作部に追いだきスイッチと差し湯スイッチを別々に設ける必要がなく操作部をシンプルにすることができる。
【００３６】
【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。
【００３７】
（実施例１）
図１において、貯湯用のタンク１の上部には沸き上げヒーター２と追いだき熱交換器３が内設され、また沸き上げ温度センサー４が取り付けられている。さらに熱交換器３より下方には追いだき温度センサー５が配置されている。
【００３８】
タンク循環路６でタンク１の上、下部は連通しており、そのタンク循環路６に接続した沸き上げ循環ポンプ７を駆動することでタンク１の下部の水をタンク１上部に循環させる。
【００３９】
風呂循環路８はその途中に接続した風呂循環ポンプ９を駆動することで浴槽１０のお湯を追いだき熱交換器３を介して循環させるもので、風呂循環ポンプ９はその１次側、すなわち、浴槽１０から熱交換器３へ至る循環往路に位置するものである。
【００４０】
３つの残湯温度センサー１１は、残湯検出手段を構成するもので、タンク１の側面に縦方向に配置してあって、各位置の温度を測定することで残湯量を検出するようになっている。
【００４１】
タンク１の上部から導出された出湯配管１２には混合弁１３を介して給水配管１４が接続されている。またこの混合弁１３より下流側の出湯配管１２内のお湯の温度は出湯温度センサー１５で検知されるようにしてある。そしてこの出湯温度センサー１５の検知結果にもとづいて混合弁１３でタンク１からの高温のお湯と給水配管１４からの水を混合し、出湯配管１５に所定の温度のお湯を供給するようになっている。
【００４２】
なお、給水配管１４は途中から分岐されてタンク１の下部へ接続されている。
【００４３】
風呂循環路８において、その１次側で風呂循環ポンプ７の下流側には風呂温度センサー１６が、２次側、すなわち、追いだき熱交換器３から浴槽１０へ至る復路には通水検出器１７がそれぞれ設けてある。通水検出器１７は風呂循環ポンプ９を駆動した際の通水を検出して浴槽水ありと判断し、風呂温度センサー１６はこの時の温度を浴槽湯温として検出するようになっている。
【００４４】
１８は風呂循環路８の一次側に設けた水位センサー、１９は出湯配管１２より分岐し、風呂循環路８の２次側に接続された配管を開閉する風呂給湯弁で、一連のシーケンスで開閉され、水位センサー１８で検出した水位をもとに浴槽に所定水位まで風呂湯張りを行う。２０は給湯通水検出器でカランなどで出湯されたことを検出する。
【００４５】
なお、上記した各種温度センサーは、例えばサーミスターなどで構成されている。
【００４６】
図２の台所リモコン部は、台所に設置して温水器の各種設定を行うとともに、温水器の状態を表示するもので、給湯温度設定スイッチ２１、給湯温度設定表示部２２を有する。
【００４７】
給湯通水検出器２０で給湯が開始されたことを検出して、出湯温度センサー１５で検出した温度が給湯温度設定スイッチ２１で設定された給湯設定温度になるよう混合弁１３を制御するようになっている。
【００４８】
２３は時計時刻設定スイッチ、２４は時計時刻表示で、この時計時刻に従って電力会社と契約した電力制度に従って、安価な深夜電力を使用してタンク１内のお湯を沸き上げる。
【００４９】
２５はふろ自動スイッチ、２６はふろ自動表示ランプである。ふろ自動スイッチ２５を操作すると、ふろ自動運転をＯＮ／ＯＦＦすることができ、ふろ自動運転ＯＮのときふろ自動表示ランプ２６が点灯する。
【００５０】
ふろ自動運転は後述の浴室リモコンで設定された風呂設定温度と風呂設定水位に従って自動的に浴槽に湯張りを行い、その後風呂設定温度と風呂設定水位を保つように保温運転、足し湯運転を自動的に行う。
【００５１】
２７は残湯表示部で、４段階の残湯レベルを表示するようになっている。残湯レベルは追いだき温度センサー５と３つの残湯温度センサー１１で各センサー毎に６０℃以上を検出したとき残湯あり、５５℃以下を検出した時残湯なしとし、残湯有りを検出している温度センサーの数を残湯レベルとして対応した表示を行うようになっている。
【００５２】
２８はおまかせスイッチ、２９は湯切れ沸き上げ選択手段である残湯設定スイッチ、３０は残湯設定表示部、３１はおまかせ表示部である。残湯設定表示部３０は湯切れ沸き上げ制御手段が確保する残湯量を示している。
【００５３】
残湯設定には「多め」「標準」「少なめ」「ＯＦＦ」があり、「多め」は浴槽全量沸き上げと風呂保温可能な熱量を確保、「標準」は風呂保温が可能な熱量を確保、「少なめ」給湯可能な湯量を確保、「ＯＦＦ」湯切れ沸き上げを停止する設定である。
【００５４】
おまかせスイッチ２８でおまかせＯＮになっているときはおまかせ表示部３１が点灯し、湯切れ沸き上げ学習手段によって過去の追いだき運転履歴、ふろ自動運転で起動される一連の湯張りシーケンスの中で湯張り完了検出手段が検出する湯張り完了等によって残湯設定が自動的に更新される。
【００５５】
残湯設定スイッチ２９を操作して残湯設定を手動で変更することもできる。また、残湯設定スイッチ２９はおまかせＯＮ／ＯＦＦに関係なく受け付け、夏場シャワーのみ使っていておまかせ機能により残湯設定がＯＦＦになっている場合でも、その日に風呂を沸かしたい場合はおまかせＯＮの状態で残湯設定を「多め」にし、風呂沸き上げに必要な熱量を確保することができる。
【００５６】
３２は追いだき不可報知手段である追いだき不可表示部である。追いだき温度センサー５で６５℃以下を検出したら追いだき不可表示部３２を点灯して追いだき運転が作動しないことを報知する。
【００５７】
湯切れ沸き上げ制御手段が沸き上げ手段を介して残湯設定に対応した残湯量を確保するので残湯設定が「ＯＦＦ」になっていなければ通常は点灯することがない。
【００５８】
３３は保温表示部で、ふろ自動スイッチ２５でふろ自動運転がＯＮしているとき一連のシーケンスで浴槽への湯張りが完了した場合に点灯する。
【００５９】
図３の浴室リモコン部は浴室に設置して温水器のおもに風呂機能の各種設定を行うとともに、風呂機能の状態を表示する。
【００６０】
３４は給湯温度設定スイッチ、３５は給湯温度設定表示部である。台所リモコン部と同様、カランなどに給湯する給湯温度を設定することができる。
【００６１】
３６は風呂湯量設定スイッチ、３７は風呂水位表示部、３８は風呂温度設定スイッチ、３９は風呂温度設定表示部である。風呂湯量設定スイッチ３６で浴槽への湯張り湯量を浴槽水位レベルとして設定できる。設定された風呂水位表示部３７に数次とバー表示で表示される。また風呂温度設定スイッチ３８によって浴槽への湯張り温度を設定することができる。設定された風呂設定温度は風呂温度設定表示部３９に表示される。
【００６２】
４０はふろ自動スイッチ、４１はふろ自動表示ランプ、４２は保温表示部である。台所リモコンと同様にふろ自動スイッチ４０でふろ自動運転をＯＮ／ＯＦＦできる。ふろ自動表示ランプ４１はふろ自動運転がＯＮの時点灯する。また、保温表示部４２はふろ自動運転ＯＮで一連のシーケンスで浴槽への湯張りが完了した時に点灯する。
【００６３】
４３は追いだきスイッチ、４４は追いだき表示ランプ、４５は追いだき不可報知手段である追いだき不可表示部である。追いだきスイッチ４３によって追いだき運転をＯＮ／ＯＦＦすることができ、追いだき運転ＯＮ時は追いだき表示ランプ４４が点灯する。
【００６４】
追いだき運転はタンク１内の湯温が追いだき可能な６５℃以上あるときに風呂循環ポンプ９を駆動して浴槽内のお湯を追いだき熱交換器３へ循環させてタンク１内の高温のお湯で５分間沸き上げる。
【００６５】
追いだき不可表示部４５は台所リモコン同様、タンク内の湯温が６５℃以下に低下して追いだきができなくなった時に点灯する。
【００６６】
上記追いだき不可表示部４５が点灯している時、追いだきスイッチ４３を押すと混合弁１２を湯側全開にし、風呂給湯弁１９を開いてタンク１内のお湯をそのまま３分間浴槽に給湯する高温差し湯を行う。
【００６７】
また３つの残湯温度センサー１１で検出したそれぞれの温度をもとに算出した追いだきに寄与できる熱量が所定の判定値に達しない場合は、追いだき表示ランプ４４を点滅させて追いだき能力不足報知手段である能力不足表示を行う。
【００６８】
ふろ自動運転で前日の残り湯を沸き上げる場合等も能力不足を検出したら追いだき表示ランプを点滅させて上記能力不足表示をおこなう。
【００６９】
ソフトで実現されている沸き上げ手段は電力契約に従い、深夜時間帯にタンク１内のお湯を全量９０℃まで沸き上げる。
【００７０】
沸き上げ手段の動作を図４を用いて説明する。タンク内のお湯を沸き上げるときは、［Ｓ０００］で沸き上げヒーター２に通電し沸き上げヒーター２上部のお湯を加熱する。このとき沸き上げヒーター２より上部のお湯は対流のため均等に沸き上がり、沸き上げヒーター２の直下部で比重差により湯と水の分離層が形成される。
【００７１】
［Ｓ００１］で沸き上げ温度センサー４が９１℃を検出したら、［Ｓ００２］で沸き上げ循環ポンプ７を駆動する。タンク１の下部に低温のお湯または水がある場合はタンク１上部が冷やされる。この時、タンク循環路６の出口の形状は水が拡散するような形状になっていてタンク上部の高温のお湯は全体的に冷やされる。
【００７２】
［Ｓ００３］で沸き上げ温度センサー４が８９℃未満を検出したら［Ｓ０００］に戻って沸き上げ循環ポンプ７を停止する。タンク１上部のお湯は比重差から積層をなして下部の水と分離した状態を保ちながら沸き上がり循環ポンプ７によって供給された水の分だけ量を増していく。
【００７３】
そして沸き上げ循環ポンプ７を駆動しても温度が低下せず、［Ｓ００４］で沸き上げ温度センサー５が９４℃を検出したら、タンク下部まで沸きあがったとして［Ｓ００５］で沸き上げヒーター２、沸き上げ循環ポンプ７への通電を停止して全量沸き上げを終了する。
【００７４】
次にソフトで実現される追いだき手段の動作を図５を用いて説明する。まず［Ｓ１００］でタンク１内の湯温が追いだき可能な温度かを確認する。６５℃未満の場合は追いだき運転をせず、［Ｓ１０１］で風呂循環ポンプ９を停止して追いだきを終了する。
【００７５】
［Ｓ１００］で追いだき温度センサー５が６５℃以上を検出したら追いだきが可能として、［Ｓ１０２］で風呂循環ポンプ９をＯＮして追いだき熱交換器３に浴槽のお湯を循環させ加熱する。
【００７６】
［Ｓ１０３］の通水検出器１７による通水チェック、［Ｓ１０４］、［Ｓ１０５］による追いだき運転かふろ自動運転の保温運転かの判定をして、追いだき運転の場合は［Ｓ１０６］で５分間追いだき時間をチェックしながら、［Ｓ１００］〜［Ｓ１０６］の処理をループする。
【００７７】
追いだき中にタンク１内の湯温が低下して［Ｓ１００］で６５未満を検出したらその時点で追いだきを中断する。
【００７８】
［Ｓ１０６］で５分間追いだきを継続を検出したら、［Ｓ１０７］で風呂温度センサー１６により浴槽湯温が風呂設定温度以上になっていることを確認し、［Ｓ１０１］で風呂循環ポンプ９をＯＦＦして追いだきを修了する。
【００７９】
本来、入浴中に少しだけ温度を上げるための追いだき運転時も［Ｓ１０７］の判定を通すことで前日の残り湯を沸き上げる時も使用することができる。
【００８０】
また［Ｓ１０４］でふろ自動がＯＮしていたら、［Ｓ１０７］の風呂温度センサー１６による浴槽湯温のチェックのみおこない、浴槽湯温が風呂設定温度になったら［Ｓ１０１］で風呂循環ポンプ９をＯＦＦして追いだきを修了する。
【００８１】
［Ｓ１０７］で浴槽湯温が風呂設定温度に達したことで［Ｓ１０８］で湯張り完了を確定し、湯張り完了検出手段を実現している。この湯張り完了の確定は１日の基準となっている温水器の全量沸き上げスタートのタイミングで解除される。
【００８２】
［Ｓ１０５］で追いだき運転がＯＦＦしている場合は、ふろ自動運転、追いだき運転がＯＦＦされたとして追いだきを中断する。
【００８３】
次に湯切れ沸き上げ制御手段について説明する。湯切れ沸き上げ制御は図２の残湯設定スイッチ２９で設定された残湯設定に対応して４つのパターンで制御される。
【００８４】
「多め」設定になっているとき、湯張り完了検出手段により湯張り完了を確定するまでは浴槽を全量追いだきで沸き上げることを想定して追いだきに必要な熱量を確保し、ふろ自動ＯＮ中および湯張り完了を確定後は入浴時に追加で追いだきすることを想定して追いだきに必要な熱量を確保する。「標準」設定になっているときは入浴時に追加で追いだきすることのみを想定して追いだきに必要な熱量を確保する。「少なめ」設定になっているときは追いだきは行わず、給湯で湯切れを起こさないことを想定して必要な湯量を確保する。「ＯＦＦ」設定になっているときは湯切れ沸き上げ制御は行わない。
【００８５】
具体的には追いだき温度センサー５と３つの残湯温度センサー１１をそれぞれタンク１の上部から７０Ｌ、１２０Ｌ、１７０Ｌ、２２０Ｌの位置になるよう設置する。最上部の追いだき温度センサー５の位置は追いだきに寄与する実質湯量が５０Ｌになるよう追いだき熱交換器３上部の無効湯量２０Ｌを見込んで７０Ｌの位置につけられている。
【００８６】
これら追いだき温度センサー５と３つの残湯温度センサー１１で検出した温度を使って追いだき寄与熱量を算出する。例えば、追いだき温度センサー５が８５℃、残湯温度センサー１１が上から８５℃、７０℃、２０℃を検出していたら、６５℃以上の部分が追いだきに寄与できるとして、最上部より
５０Ｌの追いだき寄与熱量Ｑ１＝（８５−６５）×５０×４．２ｋＪ
５０Ｌの追いだき寄与熱量Ｑ２＝（８５−６５）×５０×４．２ｋＪ
５０Ｌの追いだき寄与熱量Ｑ３＝（７０−６５）×５０×４．２ｋＪ
５０Ｌの追いだき寄与熱量Ｑ４＝０ｋＪ
となり、９４５０ｋＪとなる。
【００８７】
「多め」設定の時は湯張り完了確定までは全量追いだきで沸き上げるのを想定するので、必要な熱量の設定は２００Ｌ（想定浴槽容量）、１５℃から４０℃までの２５Ｋ沸き上げる熱量として２１０００ｋＪとなる。ただし、全量沸き上げるのに３０分を見込んで、最悪同時に５ｋＷの沸き上げヒーター２を同時にＯＮするとして沸き上げヒーター２の分９０００ｋＪを除いた１２０００ｋＪを確保するようにする。
【００８８】
上記の残湯状態では追いだき寄与熱量は９４５０ｋＪなので１２０００ｋＪに回復するまで沸き上げ手段を起動して沸き上げを行い、１２０００ｋＪになった時点で沸き上げ手段を停止させて湯切れ沸き上げを行う。実際には１２０００ｋＪを切ったら沸き上げを開始し、１２０００ｋＪになったら沸き上げを停止するという動作になりＯＮ／ＯＦＦ頻度が多くなるので、一旦湯切れ沸き上げを開始したら最低３０分継続するようにする。
【００８９】
「多め」設定のふろ自動ＯＮおよび湯張り完了確定後、または「標準」設定の時は入浴時の追加追いだきを想定するので、２００Ｌを５Ｋ沸き上げる熱量を確保する。つまり４２００ｋＪを確保するように上記湯切れ沸き上げを行う。
【００９０】
「少なめ」設定の時は給湯で湯切れを起こさないことを想定するので残湯温度センサー１１のうち最上部の残湯温度センサーが５５℃以下になって残湯なしを検出したら湯切れ沸き上げを開始する。この時の湯切れ沸き上げは同残湯温度センサーが６０℃になって残湯ありを検出した時点で停止するが、この場合も最低動作時間は３０分とする。
【００９１】
「ＯＦＦ」設定になっているときは湯切れ沸き上げは行わない。
【００９２】
つぎに湯切れ沸き上げ学習手段について説明する。湯切れ沸き上げ学習手段はおまかせスイッチ２８でおまかせＯＮになっているとき、５分を超える追いだきの有無と５分以下の追いだきの有無を１日単位でチェックし、５分を超える追いだきが有ったら残湯設定を「多め」にし、残湯設定が「多め」で７日連続して５分を超える追いだきがなかったら残湯設定を「標準」に切り換える。
【００９３】
また残湯設定が「少なめ」で５分以下の追いだきがあったら残湯設定を「標準」にし、残湯設定が「標準で」で７日連続して５分以下の追いだきが無かったら残湯設定を「少なめ」に切り換える。
【００９４】
つぎに追いだき能力不足報知手段について説明する。追いだき能力不足報知手段は追いだき開始時に通水検出器１７で浴槽水有りを検出した状態でふろ温度センサー１６で検出した浴槽温度が風呂温度設定スイッチ３８で設定した風呂設定温度より５Ｋ以上低い場合に、浴槽容量を２００Ｌとして浴槽湯温と風呂設定温度との差と２００Ｌから沸き上げに必要な熱量を算出し、湯切れ沸き上げ制御手段で算出された追いだき寄与熱量と比較し、追いだき寄与熱量が不足している場合に追いだき表示ランプを点滅させて報知するとともに、沸き上げ手段を介して追いだきと同時に追加沸き上げをおこなう。
【００９５】
次に動作、作用について説明する。
【００９６】
まずタンク１上部に沸き上げヒーター２を設け、その上部に追いだき熱交換器３を設け、タンク１内のお湯を沸き上げる際は沸き上げ循環ポンプ７を駆動しながらタンク１上部から積層状態でお湯を沸き上げる構成を採っているので、追いだき熱交換器３で風呂追いだきをする場合、タンク内のお湯が不足していても必要な高温のお湯を迅速沸かすことができ、その量も自由に確保することができるので熱量不足で追いだきできなかったり、不必要に高価な昼間電力を使うことがない。
【００９７】
また、追いだき手段はタンク１内のお湯が給湯可能な５０℃以上の条件でのみ追いだきを行うので、タンク１内に残ったお湯も無駄なく使用できる。
【００９８】
深夜電力を使用して全量沸き上げを行った後、湯切れ沸き上げ制御手段は残湯量と残湯温度をモニターし、追いだき寄与熱量を算出して、追いだき寄与熱量が追いだきに必要な熱量を下回ったら沸き上げ手段で追加沸き上げを行い、常に必要な熱量を確保するので追いだき時に熱量不足で追いだきできないということがない。
【００９９】
また湯切れ沸き上げ制御手段は常に追いだき寄与熱量を算出して追加沸き上げを行うかどうか判断しているのでお湯の使用量に合わせて必要な時のみ追加沸き上げを行うので無駄に高価な昼間電力を使うこともない。
【０１００】
さらに湯切れ沸き上げ制御手段は湯張り完了検出手段が湯張り完了を検出するまでは浴槽全量沸き上げを想定してタンク１内の熱量を確保し、ふろ自動中および湯張り完了確定後は追加追いだきを想定した熱量の確保に切り換えるので、時系列的にもこまめに確保する熱量を変えて、より無駄を省くことができる。
【０１０１】
また、全量沸き上げを想定した熱量の確保に付いては最悪、追加沸き上げを行いながらの追いだきを想定しているので事前に確保する熱量をさらに少なくすることができる。
【０１０２】
湯切れ沸き上げ制御手段では浴槽温度として仮の１５℃を使って必要な熱量を確保する方式をとっているので、浴槽湯温検出のための循環によって発生する配管放熱によるロスを低減することができ、追いだき開始時に発生する仮の浴槽湯温との誤差による過不足は、追いだき時に行う追加沸き上げで無駄なくカバーすることができる。
【０１０３】
湯張り完了検出手段は図５に示すように追いだき処理の中で同時におこなえるので、特別に新たな処理を設ける必要が無く簡単に実現できる。
【０１０４】
追いだき温度センサー５でタンク１内湯温が追いだき判定温度を下回ったら、台所リモコン部の追いだき不可表示部３２、浴室リモコン部の追いだき不可表示部４５が点灯するので追いだきができないことを使用者がすぐに理解し、給湯を使って入浴する等の適切な対応をすることができる。
【０１０５】
台所リモコン部の残湯設定スイッチ２９で残湯設定を「ＯＦＦ」にすることで湯切れ沸き上げ制御手段による追加沸き上げを行わないようにできるので、使用者が湯切れより経済性を優先したい場合にも対応できる。
【０１０６】
また、その際にも追いだき温度センサー５でタンク１内湯温が追いだき判定温度を下回ったら、台所リモコン部の追いだき不可表示部３２、浴室リモコン部の追いだき不可表示部４５が点灯するので追いだきができないことを使用者がすぐに理解し、給湯を使って入浴する等の適切な対応をすることができるのでより効果的である。
【０１０７】
台所リモコン部のおまかせスイッチ２８によりおまかせＯＮにすると、追いだきの時系列的な使用状態をもとに残湯設定を自動的に変化させるので、シャワーなどで入浴しない使用者や、季節によって夏場はシャワーのみの使用者にたいして無駄に追いだきのための熱量を確保することを防止することができる。
【０１０８】
また、この設定変更は自動的に行われるので使用者を煩わせることがなく操作性を向上させることができる。
【０１０９】
さらに、おまかせＯＮでも残湯設定スイッチ２９によって残湯設定を一時的に変更することができるのでいつもはシャワーで済ませている使用者も簡単な操作で突発的な使用変化に対応できる。
【０１１０】
追いだき開始時には浴槽湯温が検出できた段階でタンク１内の追いだき寄与熱量が不足しているかどうかを判断して不足の場合は報知するので、使用者は早い段階で追いだきをやめて浴槽の残湯を抜き、湯張りによってお風呂を沸かす等の対応ができ、中途半端に沸かした後お湯を抜いて湯張りするという無駄を省くことができる。
【０１１１】
浴室リモコン部の追いだきスイッチ４３は、追いだき不可表示部４５が出ている時はタンク１内の６５℃のお湯を直接浴槽へ高温差し湯するようになっているので、追いだきが使用できなくなってもスイッチを新たに設けることなく高温差し湯機能を実現できる。このことでタンク１内の残湯をより有効に使用することができる。この機能は残湯設定を「ＯＦＦ」にして使用する使用者にとっては非常に有効である。
【０１１２】
（実施例２）
図６は本発明の実施例２の電気温水器本体の構成を示す本体構成図である。
【０１１３】
本実施例２において、実施例１と異なる点は沸き上げ温度センサーを廃止して、追いだき温度センサー４６に沸き上げ温度センサーの機能を兼用させたことである。
【０１１４】
なお、実施例１と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
【０１１５】
次に動作、作用を説明すると、まず沸き上げヒーター２に通電してタンク１内のお湯を沸きあげる際、沸き上げヒーター２上部のお湯は対流により均等に上昇していく。また、沸き上げ循環ポンプ７によりタンク１下部の水を混ぜる場合も比重の重い水が最上部から拡散するように供給されるので均等に冷やされる。従って、沸きあげ温度センサーは沸き上げヒーター２より上にあればよい。
【０１１６】
また、追いだき時、追いだき熱交換器３に熱を奪われ冷えたお湯は下に下降し、熱いお湯と混ざりながら対流する。したがって、追いだき時、追いだき熱交換器３下部のお湯は均等に温度低下する。
【０１１７】
つまり追いだきに寄与する湯温を検出する追いだき温度センサー４６は追いだき熱交換器３より下にあればいいことになる。
【０１１８】
その結果、沸き上げヒーター２の上に追いだき熱交換器３を配置し、沸き上げ温度センサーの機能を兼用する追いだきサーミスター４６を沸き上げヒーター２と追いだき熱交換器３の間の位置に取りつけた。
【０１１９】
このことで温度センサー、温度検出回路、温度検出処理を削減し、同等の機能を得ることができる。
【０１２０】
なお、前記各実施例の湯切れ沸き上げ制御手段、追いだき能力不足報知手段において浴槽の容量を一般的な２００Ｌに固定して熱量演算を行うとしたが、この種の温水器では設置時にふろ湯張りの試運転シーケンスを作動させることが一般的で、その中で浴槽の容量や浴槽水平断面積を検出し、水位センサー１８で検出した水位データから湯量を算出するといことも行われている。
【０１２１】
つまり、浴槽容量を２００Ｌとせず、上記演算で求めた湯量を熱量演算に使用することもできるものである。
【０１２２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の電気温水器は、タンク上部に沸き上げヒーターを設け、その上部に追いだき熱交換器を設け、タンク内のお湯を沸き上げる際は沸き上げ循環ポンプを駆動しながらタンク上部から積層状態でお湯を沸き上げる構成を取っているので、追いだき熱交換器で風呂追いだきをする場合、タンク内のお湯が不足していても必要な高温のお湯を迅速沸かすことができ、その量も自由に確保することができるので熱量不足で追いだきできなかったり、不必要に高価な昼間電力を使うことがないという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における電気温水器本体の構成を示す本体構成図
【図２】同電気温水器の台所リモコン外観図
【図３】同電気温水器の浴室リモコン外観図
【図４】同電気温水器の沸き上げ手段の動作を示したフローチャート
【図５】同電気温水器の追いだき手段の動作を示したフローチャート
【図６】本発明の実施例２における電気温水器本体の構成を示す本体構成図
【符号の説明】
１　タンク
２　沸き上げヒーター
３　追いだき熱交換器
４　沸き上げ温度センサー
５　追いだき温度センサー
６　タンク循環路
７　沸き上げ循環ポンプ
８　風呂循環路
９　風呂循環ポンプ
１０　浴槽
１１　残湯温度センサー（残湯検出手段）
１２　出湯配管
１６　風呂温度温度センサー
１７　通水検出器
１９　風呂給湯弁
２９　残湯設定スイッチ（湯切れ沸き上げ選択手段）
３０　残湯設定表示部
３２　追いだき不可表示部（追いだき不可報知手段）
３８　風呂温度設定スイッチ（風呂温度設定手段）
４４　追いだき表示ランプ（追いだき能力不足報知手段兼用）
４５　追いだき不可表示部（追いだき不可報知手段）
４６　追いだき温度センサー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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