(57)【要約】【課題】出湯時に貯湯タンクから高温水と中温水とを取り出して使用するタイプの貯湯式給湯装置において、再出湯初期時のアンダシュートやオーバシュートを抑制する。【解決手段】温水を貯湯する貯湯タンク１と、貯湯タンク１内の高温水を流出させる高温水給湯管４と、貯湯タンク１内の中温水を流出させる中温水給湯管５と、高温水給湯管４からの高温水と中温水給湯管５からの中温水とを混合する中温水ミキシング弁７と、中温水ミキシング弁７で混合された温水と給水管３から供給される水とを混合して、給湯口１０から出湯させる給湯ミキシング弁８と、を備えた貯湯式給湯装置であって、中温水給湯管５に逆止め弁３１を設けた。【選択図】図１
2007139201.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温水を貯湯する貯湯タンクと、
この貯湯タンク内の高温水を流出させる高温水給湯管と、
前記貯湯タンクに対して前記高温水給湯管よりも低い位置に接続され、前記貯湯タンク内の中温水を流出させる中温水給湯管と、
前記高温水給湯管からの高温水と前記中温水給湯管からの中温水とを混合する中温水ミキシング弁と、
この中温水ミキシング弁で混合された温水と給水管から供給される水とを混合して、給湯口から出湯させる給湯ミキシング弁と、
を備えた貯湯式給湯装置であって、
前記中温水給湯管に逆止め弁を設けたことを特徴とする貯湯式給湯装置。
【請求項２】
前記中温水ミキシング弁における中温水ミキシング弁設定温度を給湯設定温度よりも所定温度高く設定し、
中温水の温度が中温水ミキシング弁設定温度以上のとき、前記中温水ミキシング弁は前記中温水給湯管側を１００％連通する開度で待機し、前記給湯ミキシング弁はその熱源温度を中温水の温度として前記給水管からの水との混合が制御され、
中温水の温度が中温水ミキシング弁設定温度未満のとき、前記中温水ミキシング弁は前回の出湯停止時の開度を維持して待機すると共に、再出湯のとき、混合された温水が中温水ミキシング弁設定温度となるように制御され、前記給湯ミキシング弁はその熱源温度を中温水ミキシング弁設定温度として前記給水管からの水との混合が制御されることを特徴とする請求項１に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、貯湯タンクから供給される温水と給水管から供給される水とをミキシング弁で混合して給湯口から出湯させる湯水混合型の貯湯式給湯装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
湯水混合型の貯湯式給湯装置の一構成例を図２に示す。符号１は温水を貯湯する貯湯タンクであり、水道等に接続した給水本管２を介して水が貯湯タンク１に供給される。この貯湯タンク１内に供給された水は、例えばヒートポンプ式の加熱器２１で加熱されることで温水となって貯湯タンク１内に貯湯される。加熱器２１は、往き管２２と戻り管２３とからなる循環経路により貯湯タンク１に接続されている。往き管２２には循環ポンプ２４が介設される。
【０００３】
貯湯タンク１内の温水は、高温の温水（高温水）が高温水給湯管４を介して取り出され、中温の温水（中温水）が中温水給湯管５を介して取り出される。高温水給湯管４は貯湯タンク１の上部に取り付けられ、中温水給湯管５は高温水給湯管４よりも低い位置である貯湯タンク１の中程に取り付けられる。これらの取り出された高温水と中温水とはミキシング弁７（以降、このミキシング弁を「中温水ミキシング弁」という）により混合されて給湯管６に流出する。給湯管６の下流側は給湯分岐管６ａ、６ｂに分岐形成され、その各下流端口がミキシング弁８、９（以降、これらのミキシング弁を「給湯ミキシング弁」という）の各温水側ポートに接続されている。前記給水本管２から分岐した給水管３の下流側は給水分岐管３ａ，３ｂに分岐形成されており、その各下流端口が給湯ミキシング弁８、９の各水側ポートに接続されている。中温水ミキシング弁７や給湯ミキシング弁８、９はいずれも比例制御が可能な三方弁からなり、図では電動三方弁として示している。
【０００４】
給湯ミキシング弁８、９で混合された各湯はそれぞれ出湯管１２、１３を介して給湯口１０、１１から出湯される。給湯口１０は例えばキッチンに備え付けられ、給湯口１１は例えば風呂に備え付けられる。出湯管１２には上流側から、湯温を検知する温度センサ１４、給湯量を計測する流量カウンタ１５が設けられ、出湯管１３にも同様に、温度センサ１６、流量カウンタ１７が設けられている。
【０００５】
貯湯タンク１から高温水と共に中温水を取り出す理由は以下の通りである。出湯に伴って追い焚き等が行われた場合、貯湯タンク１内の温水は熱交換によって温度低下し、比重の関係で上層に高温水が、中層に中温水が溜まる。この中温水は、再沸き上げの場合に加熱器２１のＣＯＰ（エネルギ消費効率）の低下を招く。したがって、出湯の際、高温水と共にこの中温水を積極的に貯湯タンク１から取り出して使用することでＣＯＰの低下を抑制している。
【０００６】
以上の貯湯式給湯装置の作動は制御装置２５により制御される。給湯ミキシング弁８のフィードバック制御に関する一例を挙げると、給湯口１０が開栓されて流量カウンタ１５により出湯が検知されると、制御装置２５は、温度センサ１４で検知された湯温がリモコン２６等で予め設定された湯温となるように給湯ミキシング弁８の開度をフィードバック制御する。また、フィードフォワード制御として、給湯ミキシング弁８は、給湯口１０からの出湯が停止した後も次の出湯（再出湯）に備えて適正な開度を維持して待機した状態となっており、これにより再出湯初期時のアンダシュート（湯温が設定値を下回る現象）やオーバシュート（湯温が設定値を上回る現象）を抑制している。また、制御装置２５は、中温水ミキシング弁７や給湯ミキシング弁９についても開度に関する制御を行い、さらに、貯湯タンク１に設けた複数の温度センサ（図示せず）の検知等に基づいて、加熱器２１や循環ポンプ２４の制御も行う。
【０００７】
なお、以上の構成に類似した湯水混合型の貯湯式給湯装置の一例が特許文献１に記載されている。
【特許文献１】特開２００３−２４０３４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで従来の貯湯式給湯装置では、出湯が停止して待機状態となったとき、再出湯の際に所定の温度のお湯を迅速に給湯ミキシング弁８、９に供給できるように、中温水ミキシング弁７をある開度で待機させている。このとき、高温水給湯管４からの高温水と中温水給湯管５からの中温水とが中温水ミキシング弁７内で対流を起こし、中温水ミキシング弁７から中温水給湯管５の途中までが高温水となる場合があった。したがってこの場合、再出湯の初期時においては、中温水ミキシング弁７からは高温水のみが給湯ミキシング弁８、９に供給されることとなり、給湯ミキシング弁８、９での出湯温度が不正確になりやすいという問題があった。
【０００９】
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、出湯時に貯湯タンクから高温水と中温水とを取り出して使用するタイプの貯湯式給湯装置において、再出湯初期時の出湯温度が安定して、アンダシュートやオーバシュートを抑制できる貯湯式給湯装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、前記課題を解決するため、温水を貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンク内の高温水を流出させる高温水給湯管と、前記貯湯タンクに対して前記高温水給湯管よりも低い位置に接続され、前記貯湯タンク内の中温水を流出させる中温水給湯管と、前記高温水給湯管からの高温水と前記中温水給湯管からの中温水とを混合する中温水ミキシング弁と、この中温水ミキシング弁で混合された温水と給水管から供給される水とを混合して、給湯口から出湯させる給湯ミキシング弁と、を備えた貯湯式給湯装置であって、前記中温水給湯管に逆止め弁を設けたことを特徴とする貯湯式給湯装置とした。
【００１１】
この貯湯式給湯装置によれば、中温水給湯管に逆止め弁を設けたことで、再出湯のとき迅速に所定の温度の温水を給湯ミキシング弁に供給できるように、中温水ミキシング弁をある開度で待機させた場合であっても、中温水ミキシング弁を介しての高温水給湯管からの高温水と中温水給湯管からの中温水との対流が発生しない。したがって、再出湯のとき、中温水ミキシング弁において、最初から高温水給湯管からの高温水と中温水給湯管からの中温水とを混合できるので、中温水ミキシング弁における高温水と中温水との混合具合が安定する。これにより、下流側に位置する給湯ミキシング弁のフィードフォワード制御が正確なものとなって、再出湯初期時におけるアンダシュートやオーバシュートの発生を抑制することができるものである。
【００１２】
また、本発明は、前記中温水ミキシング弁における中温水ミキシング弁設定温度を給湯設定温度よりも所定温度高く設定し、中温水の温度が中温水ミキシング弁設定温度以上のとき、前記中温水ミキシング弁は前記中温水給湯管側を１００％連通する開度で待機し、前記給湯ミキシング弁はその熱源温度を中温水の温度として前記給水管からの水との混合が制御され、中温水の温度が中温水ミキシング弁設定温度未満のとき、前記中温水ミキシング弁は前回の出湯停止時の開度を維持して待機すると共に、再出湯のとき、混合された温水が中温水ミキシング弁設定温度となるように制御され、前記給湯ミキシング弁はその熱源温度を中温水ミキシング弁設定温度として前記給水管からの水との混合が制御されることを特徴とする貯湯式給湯装置とした。
【００１３】
この貯湯式給湯装置によれば、中温水の温度が中温水ミキシング弁設定温度以上のとき、中温水ミキシング弁は中温水給湯管側を１００％連通する開度で待機し、給湯ミキシング弁はその熱源温度を中温水の温度として給水管からの水との混合が制御され、中温水の温度が中温水ミキシング弁設定温度未満のとき、中温水ミキシング弁は前回の出湯停止時の開度を維持して待機すると共に、再出湯のとき、混合された温水が中温水ミキシング弁設定温度となるように制御され、給湯ミキシング弁はその熱源温度を中温水ミキシング弁設定温度として給水管からの水との混合が制御されるので、中温水の温度に関わらず中温水ミキシング弁から給湯ミキシング弁に流れる温水の温度が安定し、これにより給湯ミキシング弁での制御が安定して給湯口からの出湯温度を安定させることができるものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、貯湯タンクから取り出した高温水と中温水とを混合させて使用する場合であっても、再出湯初期時のアンダシュートやオーバシュートを抑制できる。これにより、再出湯初期時の出湯温度特性に優れた貯湯式給湯装置となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明について図１を参照して説明し、「背景技術」の欄で説明した構成部材に関し重複する事項については説明を省略する。図１は本発明に係る貯湯式給湯装置の回路構成図である。図１は図２に対し逆止め弁３１を設けた点のみが異なっている。
【００１６】
本発明は、温水を貯湯する貯湯タンク１と、この貯湯タンク１内の高温水を流出させる高温水給湯管４と、貯湯タンク１に対して高温水給湯管４よりも低い位置に接続され、貯湯タンク１内の中温水を流出させる中温水給湯管５と、高温水給湯管４からの高温水と中温水給湯管５からの中温水とを混合する中温水ミキシング弁７と、この中温水ミキシング弁７で混合された温水と給水管３から供給される水とを混合して、給湯口１０（１１）から出湯させる給湯ミキシング弁８（９）と、を備えた貯湯式給湯装置であって、中温水給湯管５に逆止め弁３１を設けたことを主な特徴とする。
【００１７】
この逆止め弁３１を設けたうえでの好適な制御形態について説明する。以下では一方の給湯口１０側の系について作用を説明するが、給湯口１１側についても同様である。
【００１８】
先ず、出湯していた給湯口１０が閉栓されると、制御装置２５は流量カウンタ１５の信号に基づいて給湯口１０の出湯停止を検知する。そして、制御装置２５は、再出湯に備え、給湯ミキシング弁８を、出湯停止時の開度、つまり制御装置２５が給湯口１０の出湯停止を検知したときの開度（待機開度）で待機させる。
【００１９】
ここで、中温水ミキシング弁７の中温水ミキシング弁設定温度Ｔ２（中温水ミキシング弁７によって混合された温水の温度）は、給湯口１０の給湯設定温度Ｔ１に対し、途中に給湯ミキシング弁８が介在する分、高い温度（給湯設定温度Ｔ１＋α）として設定することができる。αは任意に設定される温度値である。そして、貯湯タンク１の中温水取り出し口２７における中温水の温度Ｔ３が中温水ミキシング弁設定温度Ｔ２以上であるとき、つまり「Ｔ３≧Ｔ２」の関係にあれば、中温水ミキシング弁７において、中温水給湯管５側のみを給湯管６と連通させればよく、中温水給湯管５側を１００％連通する開度で待機させる。出湯として中温水を１００％利用することができるので効率的である。その差分である（Ｔ３−Ｔ２）は、給水分岐管３ａからの水の混合比率を高めるように給湯ミキシング弁８をフィードフォワード制御することで吸収される。なお、中温水取り出し口２７における中温水の温度Ｔ３は図示しない温度センサにより検知される。
【００２０】
また、前記中温水の温度Ｔ３が中温水ミキシング弁設定温度Ｔ２未満であるとき、つまり「Ｔ３＜Ｔ２」の関係にある場合には、中温水ミキシング弁７を、給湯口１０の閉栓時（前回の出湯停止時）の開度を維持して待機させる。この待機状態の中温水ミキシング弁７内では、高温水給湯管４側と中温水給湯管５側とが互いに連通した状態である。そして、給湯口１０の再出湯のときには、中温水ミキシング弁７は、混合した温水が中温水ミキシング弁設定温度Ｔ２となるようにその開度が制御される。
【００２１】
前者の「Ｔ３≧Ｔ２」の関係にある場合、給湯ミキシング弁８をフィードフォワード制御するに当たってのパラメータは、中温水取り出し口２７における中温水の温度Ｔ３のみとなる。つまり、給湯ミキシング弁８は、その熱源温度を中温水の温度Ｔ３として、給水管３からの水との混合が制御されるので、給湯設定温度Ｔ１に対する給湯口１０の出湯温度が正確となり、再出湯初期時にアンダシュートやオーバシュートが殆ど起きない。
【００２２】
しかし、後者の「Ｔ３＜Ｔ２」の関係にある場合、もし図２のように逆止め弁３１が無いと次のような不都合が生じる。この「Ｔ３＜Ｔ２」の場合、給湯ミキシング弁８をフィードフォワード制御するに当たってのパラメータは、高温水と中温水とが中温水ミキシング弁７で混合されたうえでの中温水ミキシング弁設定温度Ｔ２となる。つまり、給湯ミキシング弁８は、その熱源温度を中温水ミキシング弁設定温度Ｔ２として、給水管３からの水との混合が制御される。このとき、逆止め弁３１が無いと、比重の関係により、中温水ミキシング弁７を介して高温水給湯管４からの高温水が中温水給湯管５側に流れるかたちで対流し、中温水ミキシング弁設定温度Ｔ２が安定しないという問題が生じる。その結果、給湯ミキシング弁８のフィードフォワード制御が不正確となりやすく、再出湯初期時にアンダシュートやオーバシュートが発生しやすくなるおそれがある。
【００２３】
これに対し、本発明では、中温水給湯管５に逆止め弁３１が設けられているため、中温水給湯管５への高温水の流入が阻止される。これにより、中温水ミキシング弁７による高温水と中温水の混合具合が安定し、中温水ミキシング弁設定温度Ｔ２が安定する。したがって、下流側に位置する給湯ミキシング弁８のフィードフォワード制御が正確なものとなって、再出湯初期時におけるアンダシュートやオーバシュートの発生が抑制される。なお、高温水の流入を効果的に阻止するため、逆止め弁３１は中温水ミキシング弁７の近傍に設けられることが好ましい。
【００２４】
以上のように、中温水給湯管５に逆止め弁３１を設けたうえで、中温水ミキシング弁７における中温水ミキシング弁設定温度Ｔ２を給湯設定温度Ｔ１よりも所定温度（α）高く設定し、中温水の温度Ｔ３が中温水ミキシング弁設定温度Ｔ２以上のとき、中温水ミキシング弁７は中温水給湯管５側を１００％連通する開度で待機し、給湯ミキシング弁８はその熱源温度を中温水の温度Ｔ３として給水管３からの水との混合が制御され、中温水の温度Ｔ３が中温水ミキシング弁設定温度Ｔ２未満のとき、中温水ミキシング弁７は前回の出湯停止時の開度を維持して待機すると共に、給湯口１０からの再出湯のとき、混合された温水が中温水ミキシング弁設定温度Ｔ２となるように制御され、給湯ミキシング弁８はその熱源温度を中温水ミキシング弁設定温度Ｔ２として給水管３からの水との混合が制御される構成とすれば、中温水を効率的に利用でき、かつ、中温水の温度に関わらず中温水ミキシング弁７から給湯ミキシング弁８に流れる温水の温度を安定させることができるので、給湯ミキシング弁８での制御が安定し、給湯口１０からの出湯温度を安定させることができる。
【００２５】
以上、本発明について好適な実施形態を説明した。実施形態では、給湯管６と給水管３との間に２つの給湯ミキシング弁８、９を並設した場合について説明したが、単体として設けた場合や３つ以上の給湯ミキシング弁を並設した場合であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る貯湯式給湯装置の回路構成図である。
【図２】従来の貯湯式給湯装置の回路構成図である。
【符号の説明】
【００２７】
１    貯湯タンク
３    給水管
４    高温水給湯管
５    中温水給湯管
６    給湯管
７    中温水ミキシング弁
８、９  給湯ミキシング弁
１０、１１  給湯口
３１    逆止め弁
【図１】
2007139201.tif 000003
【図２】
2007139201.tif 000004