(57)【要約】【課題】沸かし増し運転の時間を短縮する。【解決手段】貯湯タンクユニットと、前記貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段２と、前記貯湯タンク５と前記加熱手段とを湯水が循環可能に接続する循環回路１７と、前記貯湯タンクユニットと加熱手段に接続し、運転停止等の操作を行う操作手段４とを設け、前記循環回路途中に設けられ湯水を循環させる能力可変の循環ポンプ２４とを備え、前記貯湯タンク内の湯水を前記循環ポンプの駆動により前記循環回路を介して前記加熱手段に循環させて加熱し、再び貯湯タンクに戻すようにしたものにおいて、前記操作手段に急速沸き上げスイッチ３０を設け、この急速沸き上げスイッチの操作に応じて、前記循環ポンプの能力を所定量上昇させると共に、この循環流量に応じて前記圧縮機１８の回転数と膨脹弁２０の開度を制御するものである。【選択図】図１
2005241085.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入水管と出湯管が接続され湯水を貯湯した貯湯タンクを内蔵する貯湯タンクユニットと、能力可変の圧縮機と膨脹弁等を備え、前記貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段と、前記貯湯タンクと前記加熱手段とを湯水が循環可能に接続する循環回路と、前記貯湯タンクユニットと加熱手段に接続し、運転停止等の操作を行う操作手段とを設け、前記循環回路途中に設けられ湯水を循環させる能力可変の循環ポンプとを備え、前記貯湯タンク内の湯水を前記循環ポンプの駆動により前記循環回路を介して前記加熱手段に循環させて加熱し、再び貯湯タンクに戻すようにしたものにおいて、前記操作手段に急速沸き上げスイッチを設け、この急速沸き上げスイッチの操作に応じて、前記循環ポンプの能力を所定量上昇させると共に、この循環流量に応じて前記圧縮機の回転数と膨脹弁の開度を制御することを特徴とした貯湯式給湯装置。
【請求項２】
急速沸き上げスイッチの操作による急速沸き上げ運転は、この急速沸き上げ運転開始より所定時間後に自動解除されることを特徴とした請求項１記載の貯湯式給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプ給湯機等の貯湯式給湯装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種のものにおいては、例えば、本出願人が先に出願した、入水管と出湯管が接続され湯水を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段と、前記貯湯タンクと前記加熱手段とを湯水が循環可能に接続する循環回路と、前記循環回路途中に設けられ湯水を循環させる循環ポンプとを備え、前記貯湯タンク内の湯水を前記循環ポンプの駆動により前記循環回路を介して前記加熱手段に循環させて加熱し、再び貯湯タンクに戻すようにしたものにおいて、前記前記循環回路に温度センサを設け、この温度センサの出力に応じて前記容積形ポンプの能力を制御するようにし、循環ポンプの流量制御範囲の上限から下限まで圧力損失の影響を受け難く、循環流量を安定してコントロールすることができ、そのため、湯水を加熱する際の加熱手段の制御が容易となり、高温の湯を安定して生成することができ、貯湯タンクの容量を最大限に利用して湯を貯えることができる貯湯式給湯装置があった。（例えば、特許文献１参照）
【特許文献１】特開２００３−２９４３１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、この従来のものは加熱能力は固定されているので、来客等のために通常よりも湯を多く使用して貯湯された湯を全て使用してしまうと湯を沸かし上げるのに長時間の沸かし増し運転が必要になる問題があった。例えば３００リットルの貯湯タンクを水温１７℃から湯温６５℃に加熱する場合には、加熱能力４．５ｋｗとした場合で約３．７時間必要なものであった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この発明はこの点に着目し上記欠点を解決する為、入水管と出湯管が接続され湯水を貯湯した貯湯タンクを内蔵する貯湯タンクユニットと、能力可変の圧縮機と膨脹弁等を備え、前記貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段と、前記貯湯タンクと前記加熱手段とを湯水が循環可能に接続する循環回路と、前記貯湯タンクユニットと加熱手段に接続し、運転停止等の操作を行う操作手段とを設け、前記循環回路途中に設けられ湯水を循環させる能力可変の循環ポンプとを備え、前記貯湯タンク内の湯水を前記循環ポンプの駆動により前記循環回路を介して前記加熱手段に循環させて加熱し、再び貯湯タンクに戻すようにしたものにおいて、前記操作手段に急速沸き上げスイッチを設け、この急速沸き上げスイッチの操作に応じて、前記循環ポンプの能力を所定量上昇させると共に、この循環流量に応じて前記圧縮機の回転数と膨脹弁の開度を制御するようにしたものである。
また、急速沸き上げスイッチの操作による急速沸き上げ運転は、この急速沸き上げ運転開始より所定時間後に自動解除されるようにしたものである。
【発明の効果】
【０００５】
この発明によれば、来客等のために通常よりも湯を多く使用して貯湯された湯を全て使用してしまったような場合でも、比較的短時間で湯を供給できる様にするものである。
また、急速沸き上げ運転は、この急速沸き上げ運転開始より所定時間後に自動解除されるようにしたので、加熱手段等に極度の負荷が発生して故障をまねく事を防止するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
操作手段に急速沸き上げスイッチを設け、この急速沸き上げスイッチの操作によって、前記循環ポンプの能力を所定量上昇させると共に、この循環流量に応じて前記圧縮機の回転数と膨脹弁の開度を制御するようにし、また、急速沸き上げスイッチの操作による急速沸き上げ運転は、この急速沸き上げ運転開始より所定時間後に自動解除されるようにすることで、貯湯タンク５の湯がなくなった時、あるいはなくなることが予想できる時には、急速沸き上げスイッチ３０を押圧すれば、加熱手段２が運転を開始し、この加熱手段２内の循環ポンプ２４が通常の流量よりも高い流量で運転を開始しすると共に、この高い循環流量に応じて圧縮機１８が吐出圧力やヒートポンプ回路２２の破損等不具合の発生しない限界の出力である高回転で運転を開始し、これに合わせて冷媒−水熱交換器１９にて最高出力が発生できるように、膨脹弁２０の開度を調整する、ちなみにこの急速沸き上げ運転をする事で貯湯タンク５内の湯を所定の温度（例えば約１７℃の水温から湯温６５℃）に沸き上げるのに通常の運転状態で沸き上げた場合（３．７時間）に比べて約３０％の運転時間を短縮することが出来るものであり。湯切れ状態をより速く改善しとても有用な機能である。
【実施例１】
【０００７】
次に、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
１は貯湯タンクユニット、２はヒートポンプユニットよりなる加熱手段、３は給湯栓、４はリモコン等の操作手段である。
【０００８】
前記貯湯タンクユニット１は、湯水を貯湯する貯湯タンク５と、貯湯タンク５の上部に接続された出湯管６と、貯湯タンク５の下部に接続された入水管７と、出湯管６からの高温水と入水管７から分岐された分岐管８からの低温水とを混合するミキシング弁９と、ミキシング弁９の下流に接続された給湯管１０と、給湯管１０に設けられた給湯温度センサ１１と、給湯管１０に設けられた給湯流量センサ１２と、出湯管６から分岐して接続された貯湯タンク５の過圧を逃す過圧逃し弁１３と、入水管７に設けられた入水圧を減圧する減圧弁１４と、貯湯タンク５の側面上下方向に複数設けられた貯湯温度センサ１５と、この貯湯タンクユニット１の制御を行う給湯制御部１６と、貯湯タンク５と加熱手段２とを接続して湯水を循環させる循環回路１７とを備えて構成されている。
【０００９】
前記加熱手段２は、冷媒を圧縮しインバータ装置等により回転数を可変する事で、能力を多段階に変化させる圧縮機１８と、凝縮器としての冷媒−水熱交換器１９と、電気信号によって開度を自由に調整し減圧器としての機能を有する膨脹弁２０と、蒸発器としての空気熱交換器２１よりなるヒートポンプ回路２２と、空気熱交換器２１に送風する送風機２３と、循環回路１７途中に設けられた能力可変の循環ポンプ２４と、循環回路１７の冷媒−水熱交換器１９入口側に設けられ、冷媒−水熱交換器１９に流入する湯水の温度を検出する熱交入口温度センサ２５と、循環回路１７の冷媒−水熱交換器１９出口側に設けられ、冷媒−水熱交換器１９から流出する湯水の温度を検出する熱交出口温度センサ２６と、この加熱手段２の制御を行う加熱制御部２７とを備えて構成されている。
【００１０】
前記操作手段４は台所等に設置されたリモコン等の操作装置で、運転停止を行う運転スイッチ２８と、上昇・下降の２種類のボタンを備え給湯温度の設定を行う給湯温度設定スイッチ２９と、貯湯タンク５内の残湯がなくなった場合や湯の不足が予想できる場合に貯湯タンク５の沸き上げを行う急速沸き上げスイッチ３０と、液晶パネル等によって給湯設定温度や残湯量の表示を行う表示部３１を備えている。
【００１１】
給湯回路の作動について説明すれば、給湯栓３を開くと、入水管７からの圧により貯湯タンク５上部の高温水が出湯管６に押し出され、給湯制御部１６により制御されるミキシング弁９にて分岐管８の低温水と給湯温度センサ１１の検出する温度が所定の温度になるように混合されて給湯管１０を介して給湯されるものである。なお、前記所定の温度は給湯温度設定スイッチ２９により任意に設定されるものである。
【００１２】
次に、貯湯タンク５内の湯水を加熱する場合には、加熱制御部２７がヒートポンプ回路２２を作動させ、循環回路１７の循環ポンプ２４を駆動開始する。そして、循環ポンプ２４の駆動により貯湯タンク５下部から取り出された湯水が加熱手段２の冷媒−水熱交換器１９に流入して加熱され、循環回路１７を介して貯湯タンク５の上部に戻されることにより高温の湯が貯湯される。
【００１３】
ここで、熱交入口温度センサ２５と熱交出口温度センサ２６の検出値に応じて、ヒートポンプ回路２２の出力と循環ポンプ２４の能力を適宜調整して加熱する湯水が所定の高温になるように可変されるものである。詳細には、それぞれの出力および能力は熱交入口温度センサ２５と熱交出口温度センサ２６の検出値に応じてフィードフォワード制御および／またはフィードバック制御により調整されるものである。
【００１４】
そして、貯湯タンク５の側面に設けられた貯湯温度センサ１５が所定の量の高温水が貯湯されたことを検出するか、または、熱交入口温度センサ２５が所定温度以上を検出すると、給湯制御部１６が加熱制御部２７へ加熱動作の停止を指令し、ヒートポンプ回路２２と循環ポンプ２４の作動が停止されるものである。
【００１５】
ここで、前記循環ポンプ２４は従来のモータで駆動する遠心ポンプではなく容積形ポンプを用いているものである。この容積形ポンプを例示すると、図３に示すような電磁式往復ポンプが挙げられ、吐出側に吐出弁３２、吸引側に吸引弁３３を有し、電磁コイル３４への通電によってパルス電圧を印加し、発生する磁力とバネ３５の反発力によってシリンダ３６内のプランジャ３７を往復動させ、プランジャ３７の先に設けたピストン３８によりポンプ室３９の容積を可変し、ピストン３８の一方向移動時に吐出弁３２を開いて湯水を吐出し、反対方向移動時に吸引弁３３を開いてポンプ室３９内に湯水を吸引することで湯水を移送するものである。このように、容積形ポンプでは一定の容積を強制的に送り出すことができるので、圧力損失の大小に関わらず循環させる流量を確実にコントロールできる利点がある。
【００１６】
なお、４０は電磁コイル３４への通電を制御するポンプ制御部で、電磁コイル３４へ印加するパルス電圧の周波数またはパルス幅を可変することで、循環ポンプ２４の能力を容易に可変することができるものである。
【００１７】
次に、来客等のために通常よりも多く湯を使用して、貯湯タンク５の湯がなくなった時、あるいはなくなることが予想できる時には、急速沸き上げスイッチ３０を押圧すれば、加熱手段２が運転を開始し、この加熱手段２内の循環ポンプ２４が通常の流量よりも高い流量で運転を開始しすると共に、この高い循環流量に応じて圧縮機１８が吐出圧力やヒートポンプ回路２２の破損等不具合の発生しない限界の出力である高回転で運転を開始し、これに合わせて冷媒−水熱交換器１９にて最高出力が発生できるように、膨脹弁２０の開度を調整する、ちなみにこの急速沸き上げ運転をする事で貯湯タンク５内の湯を所定の温度（例えば約１７℃の水温から湯温６５℃）に沸き上げるのに通常の運転状態で沸き上げた場合（３．７時間）に比べて約３０％の運転時間を短縮することが出来るものであり。湯切れ状態をより早く改善しとても有用なきのうである。
【００１８】
また、この急速沸き上げ運転は、ヒートポンプ回路に通常よりも負荷が多くかかる事に加え消費電力も定格消費電力と比較して上がってしまう事から、一定時間（３時間）の稼働で自動的に解除され、この一定時間で所定温度まで沸き上げが出来なかった場合には、解除後通常の出力で沸き上げ運転が継続されるものである。
これによって、加熱手段２等に極度の負荷が発生して故障をまねく事を防止するものである。
【００１９】
なお、この一実施形態では容積形ポンプとして電磁式往復ポンプを例示したが、これに限らずベーンポンプや歯車形ポンプなど他の容積形ポンプでも良いものである。また、循環ポンプ２４をヒートポンプユニット２内に配置しているが、貯湯タンクユニット１内に配置しても良いものである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態の概略構成図。
【図２】同制御装置の概略構成図。
【図３】同電磁式往復ポンプの要部断面図。
【符号の説明】
【００２１】
２  加熱手段
４  操作手段
５  貯湯タンク
１７  循環回路
１８  圧縮機
２０  膨脹弁
２４  循環ポンプ
３０  急速沸き上げスイッチ
【図１】
2005241085.tif 000003
【図２】
2005241085.tif 000004
【図３】
2005241085.tif 000005