(57)【要約】【課題】貯湯タンクの断熱能力低下を検知することで、知らない間に消費電力が増加する不具合を防止した貯湯式給湯機の制御装置を提供する。【解決手段】加熱手段２で加熱された温水を貯湯する貯湯タンク７と、該貯湯タンク７に給水を補給する給水管９と、貯湯タンク７上部に連通し高温水を出湯する出湯管８と、前記貯湯タンク７の保温、断熱を行う断熱材２４とを備えたもので、前記断熱材２４の断熱不良や破損等による能力低下を検知して報知する断熱監視手段４７を備えたことにより、断熱材２４の能力低下を検知して報知することで、断熱材２４の補修を行い保温・断熱効果を元に戻すことにより、沸き増し及び沸き上げの時間が長くなったり、沸き増し開始時間が早くなったりすることを未然に防止出来、結果的に消費電力の増加を確実に阻止し常に効率の良い運転が得られるものである。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱手段で加熱された温水を貯湯する貯湯タンクと、該貯湯タンクに給水を補給する給水管と、貯湯タンク上部に連通し高温水を出湯する出湯管と、前記貯湯タンクの保温、断熱を行う断熱材とを備えたものに於いて、前記断熱材の断熱不良や破損等による能力低下を検知して報知する断熱監視手段を備えた事を特徴とする貯湯式給湯機の制御装置。
【請求項２】
前記断熱監視手段は、貯湯タンクの温度を検知する貯湯温度センサにより、沸き上げ終了からの該貯湯タンクの温度低下量の変化を検知し、能力低下を判断する事を特徴とする請求項１記載の貯湯式給湯機の制御装置。
【請求項３】
前記断熱監視手段は、一日の積算出湯量に対する積算給水量が過去の使用実績値よりも減少したことを検知し、能力低下を判断する事を特徴とする請求項１記載の貯湯式給湯機の制御装置。
【請求項４】
前記断熱監視手段は、沸き増し開始時間及び沸き上げ開始時刻が、過去の使用実績と比較して早くなったことを検知し、能力低下を判断する事を特徴とする請求項１記載の貯湯式給湯機の制御装置。
【請求項５】
前記断熱材は、真空断熱材或いは真空断熱材を含むものとした事を特徴とする請求項１から４記載の貯湯式給湯機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、貯湯タンクを有するヒートポンプ式給湯機や電気温水器等の貯湯式給湯機の制御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では、湯水を貯湯する貯湯タンクの外周を、発泡樹脂からなる断熱材で覆い、貯湯タンクの保温・断熱を行うことで、深夜電力等で沸き上げた高温水を夕方の給湯使用のピーク時でも、沸き増し等をすることなく使用出来るようにしたものである。（例えば、特許文献１参照。）
【特許文献１】特許第３５６１２３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところでこの従来のものでは、製品の組立時に貯湯タンクの外周に断熱材を取り付けると、その後の点検や修理でもこの断熱材の点検は行われないもので、又断熱材の断熱不良や破損、経時劣化等による能力低下は外観からは、全く分からないので、この断熱材の能力低下によって、沸き増し及び沸き上げの時間が長くなったり、沸き増し開始時間が早くなったりして、知らないうちに消費電力が増加する等の問題点を有するものであった。
【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、特にその構成を、加熱手段で加熱された温水を貯湯する貯湯タンクと、該貯湯タンクに給水を補給する給水管と、貯湯タンク上部に連通し高温水を出湯する出湯管と、前記貯湯タンクの保温、断熱を行う断熱材とを備えたものに於いて、前記断熱材の断熱不良や破損等による能力低下を検知して報知する断熱監視手段を備えたものである。
【発明の効果】
【０００５】
この発明によれば、断熱材の能力低下を検知して報知することで、断熱材の補修を行い保温・断熱効果を元に戻すことにより、沸き増し及び沸き上げの時間が長くなったり、沸き増し開始時間が早くなったりすることを未然に防止出来、結果的に消費電力の増加を確実に阻止し常に効率の良い運転が得られるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
次にこの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はリモートコントローラ、５は浴槽、６は電源である。
【０００７】
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７と、貯湯タンク７の上部に接続された出湯管８と、貯湯タンク７の下部に接続された給水管９と、出湯管８からの高温水と給水管９から分岐されたバイパス管１０からの低温水とを混合するミキシング弁１１と、ミキシング弁１１の下流に接続された給湯管１２と、給湯管１２に設けられた給湯温度センサ１３と、給湯管１１に設けられた給湯流量センサ１４と、給水管９に設けられた給水温度センサ１５と、給湯管１２から分岐され浴槽５に接続された湯張り管１６と、この湯張り管１６の開閉を行う湯張り弁１７と、湯張り管１６を流れる流量を積算する湯張り流量センサ１８と、出湯管８から分岐して接続された貯湯タンク７の過圧を逃す過圧逃し弁１９と、給水管９に設けられた給水圧を減圧する減圧弁２０と、貯湯タンク７の側面上下方向に複数設けられた貯湯温度センサ２１と、この貯湯タンクユニット１の制御を行うマイクロコンピュータを主に構成される給湯制御部２２と、貯湯タンク７と加熱手段２とを接続して湯水を循環させる加熱循環回路２３とを備えて構成されている。
【０００８】
２４は貯湯タンク７の外郭のほぼ全面を覆い保温・断熱を行う断熱材で、耐熱性発泡ポリスチレンからなる発泡断熱材２５と真空断熱材２６との一体成形品から構成され、型内に予め真空断熱材２６を挿入しておき、そこに発泡樹脂を流し込むことで、発泡断熱材２５のほぼ中央に真空断熱材２６が位置した成型断熱材を貯湯タンク７に合わせて複数に成型加工したものである。
【０００９】
前記真空断熱材２６は、芯材と、該芯材を覆うガスバリア性のラミネートフィルムからなる外被材とからなり、その内部圧力が１Ｐａ〜２００Ｐａとなるように減圧し、密閉封止したもので、公知の方法で作製出来るものである。
【００１０】
この断熱材２４は、底部断熱材２４１、前下部断熱材２４２、前上部断熱材２４３、後部断熱材２４４、天部断熱材２４５に分割構成され、それぞれ内側を貯湯タンク７に接するように該貯湯タンク７の外郭に沿った形状としており、それぞれ隣り合う断熱材２４同士が互いに接する面を密着して取り付けられるものである。
【００１１】
このように貯湯タンク７を複数の断熱材２４で覆い、且つ真空断熱材２６が中に埋め込まれていることで、保温・断熱効果が断熱材２４自体が薄くても飛躍的に向上するものであり、製造組立時にはこの複数の断熱材２４を適切な位置にはめ込むように取り付けるだけで良く、効率的な作業を行うことができ製造組立の工数がかからずコストを抑えることができると共に、メンテナンス時の脱着作業も非常に容易になり作業性が向上するものであり、更に真空が破壊されることにより、保温・断熱効果が急激に低下する真空断熱材２６が発泡断熱材２５の中に一体成形されているので、破壊の心配がなく取り扱いも容易で安心して使用出来るものである。
【００１２】
又複数の断熱材２４のそれぞれ互いに接する面には、それぞれ位置決め用の嵌合凹凸部２７を設けているので、複数の断熱材２４の位置決めが正確になると共に、複数の断熱材２４相互の密着度も高くなり複数の断熱材２４間の隙間を空気が流動することによる放熱を防ぐことができ、保温・断熱性能が大きく向上する。
【００１３】
又前記複数の断熱材２４の互いに接する面に、前記貯湯タンク７に接続された給水管９、出湯管８等の複数の配管を収める配管用溝部２８を設けて、これら配管の保温・断熱も行っている。
２９は底板２９１、前板２９２、後板２９３、天板２９４から構成された貯湯タンク７の外装体である。
【００１４】
前記加熱手段２は、二酸化炭素冷媒を圧縮するコンプレッサー３０と、凝縮器としての冷媒−水熱交換器３１と、減圧器３２と、蒸発器としての空気熱交換器３３よりなるヒートポンプ回路３４と、空気熱交換器３３に送風する送風機３５と、加熱循環回路２３途中に設けられた能力可変の循環ポンプ３６と、加熱循環回路２３の冷媒−水熱交換器３１入口側に設けられ、冷媒−水熱交換器３１に流入する湯水の温度を検出する熱交入口温度センサ３７と、加熱循環回路２３の冷媒−水熱交換器３１出口側に設けられ、冷媒−水熱交換器３１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３８と、この加熱手段２の制御を行うマイクロコンピュータを主に構成される加熱制御部３９とを備えて構成されている。
【００１５】
ここで、前記電源６は時間帯別電灯であり、夜間（ここでは２３時から翌７時まで）が割安な電力料金設定となっているもので、この割安な夜間電力を用いて夜間に一日に必要な貯湯熱量を沸かし上げて使用するものであり、また、この時間帯別電灯では昼間（７時から２３時まで）にも電力は供給され、残湯量が少なくなったときに追加の沸き増しが行われるものである。なお、前記電源６は給湯制御部２２に接続され、この給湯制御部２２からリモートコントローラ４および加熱制御部３９に有線にて通信信号が重畳されて電力供給されるものである。
【００１６】
そして、夜間時間帯になると前記給湯制御部２２が翌日に必要な貯湯熱量を演算し、この目標となる貯湯熱量を夜間時間帯の終了時までに沸き上げるよう加熱制御部３９に指示してヒートポンプ回路３４を作動させ、加熱循環回路３９の循環ポンプ３６を駆動開始する。そして、循環ポンプ３６の駆動により貯湯タンク７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３１に流入して加熱され、加熱循環回路２３を介して貯湯タンク７の上部に戻されることにより高温の湯が貯湯される。
【００１７】
更に貯湯タンク７の側面に設けられた貯湯温度センサ２１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３７が所定温度以上を検出すると、給湯制御部２２が加熱制御部３９へ加熱動作の停止を指令し、ヒートポンプ回路３４と循環ポンプ３６の作動が停止され、夜間時間帯の終了時までに貯湯動作を終了するものである。
【００１８】
なお、ここで貯湯タンク７内に貯湯される熱量は給湯制御部２２により、過去数日分の給湯負荷から適切と思われる熱量を目標貯湯熱量として算出されるもので、貯湯される湯水の温度は季節（または給水温度センサ１５で検出する給水温度）および目標貯湯熱量の大小によって６０℃〜９０℃の範囲で変動するものである。
【００１９】
前記リモートコントローラ４には給湯設定温度を設定する温度設定スイッチ４０、浴槽５への湯張りを指示する湯張りスイッチ４１、湯張り量を設定する湯張り量設定スイッチ４２、及び給湯可能な残時間を表示させる残時間表示スイッチ４３とを有した操作部４４と、ドットマトリクス型の蛍光表示管よりなる表示部４５と、これら操作部４４及び表示部４５を制御すると共に、前記給湯制御部２２と通信を行うマイクロコンピュータを主に構成されたリモコン制御部４６を備えており、通常運転時は前記表示部４５に操作部４４で設定された給湯設定温度や時刻情報および貯湯温度センサ２１で検知する残り貯湯量等が表示されるものである。なお、前記表示部４５はドットマトリクス型の液晶表示部としても良い。
【００２０】
４７は断熱材２４の断熱不良や破損等を検知すると共にこれを報知する断熱監視手段で、貯湯タンク７に備えられた貯湯温度センサ２１による該貯湯タンク７の沸き上げ終了からの温度低下量を検知し、この温度低下量を記憶してある平均温度低下量と比較し、比較結果で所定温度以上の差が出た時には、断熱材２４の能力低下と判断して、給湯制御部２２を介して前記リモートコントローラ４の表示部４５に保温・断熱異常の表示を行わせるように出力し、使用者に販売店への連絡を促すものである。
【００２１】
特に真空断熱材２６では、表面が傷付くことにより、直ぐ孔が空き真空状態が破壊されることで、断熱効果が１０分の１に低下してしまうから、破損による影響が非常に大きくなるものであり、効果は非常に大きく安心して使用出来る。
【００２２】
次に給湯栓３を開くと、給水管９からの給水圧により貯湯タンク７上部の高温水が出湯管８に押し出され、給湯制御部２２により制御されるミキシング弁１１にて、バイパス管１０の低温水と給湯温度センサ１３の検出する温度が、前記リモートコントローラ４の操作部３７で設定された給湯設定温度になるように混合されて、給湯管１２を介して給湯されるものである。
【００２３】
もしも給湯量が通常よりも多くなってしまい、昼間電力時間帯にて貯湯温度センサ２１で検出する残り貯湯量が少なくなったことを給湯制御部２２が検知し、貯湯タンク７内に貯湯された湯の湯切れが予想される場合は、その時点にて昼間電力を利用して必要な熱量の沸き増しが行われるものである。
【００２４】
次に浴槽５に湯張りを行う際は、リモートコントローラ４の湯張りスイッチ４１が操作されると、給湯制御部２２が湯張り弁１７を開いて湯張りを開始し、湯張りを開始してからの積算流量が湯張り量に達したことを検出すると湯張り弁１７を閉じて湯張りを完了するものである。
【００２５】
次にこの発明一実施形態の作動について、図４に示すフローチャートで説明すれば、ステップ４８で沸き上げが終了したかを判断し、ＹＥＳでステップ４９に進み貯湯温度センサ２１による貯湯タンク７の温度を所定時間毎に検知し、現在の温度低下量を抽出すると共に、ステップ５０に進んで予め記憶された平均温度低下量と現在温度低下量とを比較し、所定の温度差が有る場合には、ＹＥＳでステップ５１に進み表示部４５に保温・断熱異常を文字表示させ、使用者に販売店への連絡を促すものである。
【００２６】
従って、断熱材２４の能力低下を検知して報知することで、断熱材２４の補修を行い保温・断熱効果を元に戻すことにより、沸き増し及び沸き上げの時間が長くなったり、沸き増し開始時間が早くなったりすることを未然に防止出来、従来知らないうちに消費電力が増加していたものを、積極的に検知することで確実に防止出来るものである。
【００２７】
次に図５に示す他の実施形態を説明すれば、断熱監視手段４７は給湯制御部２２から給湯流量センサ１４と給水流量センサ５２の情報を受け、一日の積算出湯量を給湯流量センサ１４で検知し、又一日の積算給水量を給水流量センサ５２で検知して、積算出湯量に対する積算給水量を過去の使用実績値よりも減少したと判断すると、断熱材２４の能力低下を表示部４５で報知するようにしたものである。
【００２８】
即ち、断熱材２４の能力が低下して貯湯タンク７内の湯温が低下すると、ミキシング弁１１により給水を混合しなくても、そのまま給湯に使用されるので、給水の使用量が通常時よりもかなり減ることを利用したもので、間違った判断の心配がなく、確実に断熱材２４の能力低下を検知出来るものである。
【００２９】
次に図６に示す他の実施形態を説明すれば、断熱監視手段４７が給湯制御部２２に接続し、沸き増し開始時間及び沸き上げ開始時刻を検知して過去の使用実績と比較し、所定時間以上早くなっている時には、断熱材２４の能力低下と判断して表示部４５で報知するようにしたものである。
【００３０】
これにより、断熱材２４の実際の能力低下で起こる沸き増し開始時間及び沸き上げ開始時刻の速まりによって、確実に検知することが出来るものであり、結果的に消費電力の増加を確実に阻止し常に効率の良い運転が得られるものである。
【００３１】
尚、この各実施形態では、給湯制御部２２と断熱監視手段４７を別々のマイコンで構成したが、２つを１つのマイコンで構成しても良く、又断熱材２４を発泡断熱材２５と真空断熱材２６の一体成形のものとしたが、これに限定されることなく、真空断熱材２６のみで貯湯タンク７を断熱したものでも良く、同様の効果を得ることが出来るものである。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】この発明の一実施形態の貯湯式給湯装置の概略構成図。
【図２】同貯湯タンクユニットの断面図。
【図３】同要部電気回路のブロック図。
【図４】同フローチャート。
【図５】他の実施形態を示す要部電気回路のブロック図。
【図６】他の実施形態を示す要部電気回路のブロック図。
【符号の説明】
【００３３】
２  加熱手段
７  貯湯タンク
８  出湯管
９  給水管
１４  給湯流量センサ
２１  貯湯温度センサ
２２  給湯制御部
２４  断熱材
２５  発泡断熱材
２６  真空断熱材
４７  断熱監視手段
５２  給水流量センサ
【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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