(57)【要約】【課題】風呂の追い焚き機能を有する低コストの貯湯式給湯器を得ること。【解決手段】加熱された高温湯を貯える貯湯タンク６と、タンク循環ポンプ５を備え、前記貯湯タンク６の湯を熱交換器３のタンク回路３Ｂを通して循環させるタンク循環回路４と、風呂の浴槽１１の湯を前記熱交換器３の浴槽回路３Ａを通して循環させる浴槽循環回路１２と、を備え、前記貯湯タンク６の湯により前記浴槽１１の湯を加熱、追い焚きする貯湯式給湯器１００において、前記タンク循環ポンプ５を吐出量可変ポンプとし、前記熱交換器３の浴槽回路３Ａの出口湯温Ｔ２と入口湯温Ｔ１との差、及び、浴槽回路３Ａの出口湯温Ｔ２と目標追い焚き温度Ｔ０との差、に基づいて前記吐出量可変ポンプ５の吐出量を制御して前記出口湯温Ｔ２を前記浴槽の目標追い焚き温度Ｔ０に近づける制御部１６を設けたことを特徴とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱された高温湯を貯える貯湯タンクと、
タンク循環ポンプを備え、前記貯湯タンクの湯を熱交換器のタンク回路を通して循環させるタンク循環回路と、
風呂の浴槽の湯を前記熱交換器の浴槽回路を通して循環させる浴槽循環回路と、
を備え、前記貯湯タンクの湯により前記浴槽の湯を加熱、追い焚きする貯湯式給湯器において、
前記タンク循環ポンプを吐出量可変ポンプとし、
前記熱交換器の浴槽回路の出口湯温と入口湯温との差、及び、前記浴槽回路の出口湯温と前記浴槽の目標追い焚き温度との差、に基づいて前記吐出量可変ポンプの吐出量を制御して前記出口湯温を前記浴槽の目標追い焚き温度に近づける制御部を設けたことを特徴とする貯湯式給湯器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風呂の追い焚き機能を有する電熱式又はヒートポンプ式の貯湯式給湯器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の貯湯式給湯器として、下部から給水され、上部から出湯される貯湯タンクと、この貯湯タンク内の貯湯水を加熱する加熱手段と、前記貯湯タンク内の貯湯水の温度を検出する温度検出手段と、前記貯湯タンクの上部から取り出した貯湯水を前記貯湯タンクへ戻す貯湯水循環回路と、この貯湯水循環回路に設けた循環ポンプと、貯湯タンクから取り出した貯湯水と浴槽水との間で熱交換する熱交換器と、前記浴槽水を循環する浴槽水循環回路と、この浴槽水循環回路に設けた循環ポンプと、給湯器の運転を制御する制御部とを備えた貯湯式給湯器において、前記貯湯水循環回路に、循環流量を調整する循環流量調整弁を設け、前記制御部により前記循環流量調節弁を調節して循環流量を調節することにより、前記熱交換器による交換熱量を制御するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１０８７１９号公報（第３頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の技術によれば、貯湯水循環回路に循環ポンプと循環流量調整弁とを設ける必要があり、循環流量調整弁が高コストであるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、風呂の追い焚き機能を有する低コストの貯湯式給湯器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、加熱された高温湯を貯える貯湯タンクと、タンク循環ポンプを備え、前記貯湯タンクの湯を熱交換器のタンク回路を通して循環させるタンク循環回路と、風呂の浴槽の湯を前記熱交換器の浴槽回路を通して循環させる浴槽循環回路と、を備え、前記貯湯タンクの湯により前記浴槽の湯を加熱、追い焚きする貯湯式給湯器において、前記タンク循環ポンプを吐出量可変ポンプとし、前記熱交換器の浴槽回路の出口湯温と入口湯温との差、及び、前記浴槽回路の出口湯温と前記浴槽の目標追い焚き温度との差、に基づいて前記可変ポンプを制御して前記出口湯温を前記浴槽の目標追い焚き温度に近づける制御部を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、循環流量調整弁を必要とせず、風呂の追い焚き機能を有する低コストの貯湯式給湯器が得られる、という効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に、本発明にかかる貯湯式給湯器の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【０００９】
実施の形態
図１は、本発明にかかる貯湯式給湯器の実施の形態の構成を示す図であり、図２は、制御部によるタンク循環ポンプの制御フローチャートであり、図３は、制御部によるタンク循環ポンプの回転数制御フローチャートである。
【００１０】
図１に示すように、貯湯タンク６は、給湯器ユニット１内に設置されている。貯湯タンク６は、図示しないヒートポンプユニット又は電熱器により加熱された約９０℃の湯を貯えている。貯湯タンク６の下部には、減圧弁８を介して給水管２が接続され、減圧弁８で設定された所定圧力の水が貯湯タンク６に給水され、貯湯タンク６内は、所定圧力に保たれている。
【００１１】
貯湯タンク６の上部には、給湯管１３の一端が接続され、給湯管１３の他端は、混合弁１５の給湯口に接続されている。減圧弁８の下流側の給水管２には、バイパス管１４の一端が接続され、バイパス管１４の他端は、混合弁１５の給水口に接続されている。混合弁１５は、貯湯タンク６からの高温湯と給水管２からの水とを混合し、所望の温度の湯を混合管１５Ａを介して給湯する。
【００１２】
また、貯湯タンク６の上部には、タンク往き管４Ａの一端が接続され、タンク往き管４Ａの他端は、熱交換器３のタンク回路３Ｂの入口に接続されている。タンク回路３Ｂの出口はタンク戻り管４Ｂの一端に接続され、タンク戻り管４Ｂの他端は、吐出量可変ポンプとしてのタンク循環ポンプ５を介して貯湯タンク６の下部に接続している。
【００１３】
タンク往き管４Ａ、タンク回路３Ｂ、タンク戻り管４Ｂ及びタンク循環ポンプ５は、タンク循環回路４を構成している。タンク循環ポンプ５には、タンク循環回路４の循環流量（ポンプの吐出量）を調節できるように、吐出量可変ポンプとしてのＤＣポンプを採用している。
【００１４】
また、風呂の浴槽１１の下部には、浴槽往き管１２Ａの一端が接続され、浴槽往き管１２Ａの他端は、浴槽循環ポンプ７を介して熱交換器３の浴槽回路３Ａの入口に接続されている。浴槽回路３Ａの出口は、浴槽戻り管１２Ｂの一端に接続され、浴槽戻り管１２Ｂの他端は、浴槽１１の下部に接続されている。
【００１５】
浴槽往き管１２Ａ、浴槽循環ポンプ７、浴槽回路３Ａ及び浴槽戻り管１２Ｂは、浴槽循環回路１２を構成している。浴槽循環ポンプ７には、浴槽循環回路１２の循環流量を大幅に調節する必要がないので、ＡＣポンプを用いている。
【００１６】
浴槽往き管１２Ａには、熱交換器３の浴槽回路３Ａの入口湯温Ｔ１を検出する入口温度センサ１０が設置され、浴槽戻り管１２Ｂには、浴槽回路３Ａの出口湯温Ｔ２を検出する出口温度センサ９が設置されている。
【００１７】
制御部１６は、温度センサ９及び１０が検出した温度信号Ｔ１、Ｔ２を読込む温度検出部１６Ａ、温度検出部１６Ａからの温度信号Ｔ１、Ｔ２に基づいてＤＣポンプ５の回転数を演算するポンプ回転数演算部１６Ｂ、ポンプ回転数演算部１６Ｂからの信号に基づいてポンプ速度指令信号を演算するポンプ速度指令信号演算部１６Ｃ、ポンプ速度指令信号演算部からの信号をＤＣポンプ５に出力してＤＣポンプ５を回転させる信号出力部１６Ｄ、を備えている。
【００１８】
温度検出部１６Ａは、各温度センサ９及び１０が検出した温度信号Ｔ１、Ｔ２を読込み、ポンプ回転数演算部１６Ｂに温度信号Ｔ１、Ｔ２を出力する。ポンプ回転数演算部１６Ｂは、浴槽湯温の目標値Ｔ０と入口温度センサ１０で検出した現在の温度信号Ｔ１からＤＣポンプ５の回転数を演算して求め、求めた回転数信号をポンプ速度指令信号演算部１６Ｃに出力する。
【００１９】
ポンプ速度指令信号演算部１６Ｃは、ＤＣポンプ５の実際の回転数を検出しながら、ＤＣポンプ５が目標の回転数（目標の吐出量）になるように速度指令信号を演算して求め、求めた速度指令信号を、信号出力部１６Ｄに出力する。信号出力部１６Ｄは、ＤＣポンプ５に制御信号を出力し、タンク循環回路４の単位時間当りの循環湯量を制御する。
【００２０】
次に、実施の形態の貯湯式給湯器１００の浴槽追焚き動作について説明する。図１に示すように、熱源側であるタンク循環回路４では、貯湯タンク６→タンク往き管４Ａ→熱交換器３のタンク回路３Ｂ→ＤＣポンプ５→タンク戻り管４Ｂ→貯湯タンク６の順に貯湯が循環する。
【００２１】
出力側である浴槽循環回路１２では、浴槽１１→浴槽往き管１２Ａ→ＡＣポンプ７→熱交換器３の浴槽回路３Ａ→浴槽戻り管１２Ｂ→浴槽１１の順に浴槽の湯が循環する。浴槽の湯が、熱交換器３の浴槽回路３Ａを通るとき、タンク回路３Ｂの高温の循環貯湯により浴槽回路３Ａを循環する浴槽の湯が加熱され、浴槽の湯の追い焚きが行われる。
【００２２】
ＤＣポンプ５の回転数の調整（吐出量の調整）により、タンク循環回路４の循環湯量が調整され、浴槽の湯の加熱容量が調整される。ＤＣポンプ５の回転数が最大になると、タンク循環回路４の循環湯量が最大となり、追い焚き能力が最大となる。ＤＣポンプ５の回転数を最小にすると、タンク循環回路４の循環湯量が最小となり、追い焚き能力が低下し、浴槽１１に戻る湯温が低くなる。
【００２３】
浴槽往き管１２Ａには、熱交換器３の浴槽回路３Ａの入口湯温Ｔ１を検出する温度センサ１０が設置され、浴槽戻り管１２Ｂには、浴槽回路３Ａの出口湯温Ｔ２を検出する温度センサ９が設置されている。
【００２４】
以下、説明のために、入口温度センサ１０の検出温度を入口温度Ｔ１、温度センサ９の検出温度を出口温度Ｔ２、浴槽回路３Ａの出口の目標温度（目標追い焚き温度）をＴ０、ＤＣポンプ５の目標回転数をＰ１、ＤＣポンプ５の実際の回転数をＰ２、ポンプ速度指令信号電圧をＶ１と定義する。
【００２５】
次に、図２に示す、制御部１６によるＤＣポンプ５の制御フローチャートを参照して、追い焚き制御の詳細を説明する。追い焚きが開始されると、まず、ＡＣポンプ７が運転され、浴槽の湯が、浴槽１１→浴槽往き管１２Ａ→ＡＣポンプ７→熱交換器３の浴槽回路３Ａ→浴槽戻り管１２Ｂ→浴槽１１の順に循環する。
【００２６】
ＤＣポンプ５を初期目標回転数Ｐ１（例えば、３，０００ｒｐｍ）で回転させ（ステップＳ１）、所定時間（例えば、５秒）経過後（ステップＳ３）、出口温度センサ９の検出温度Ｔ２、入口温度センサ１０の検出温度Ｔ１が、
Ｔ２≠Ｔ１
のときは、ＤＣポンプ５の回転速度にフィードバック制御をかける（ステップＳ６）。
【００２７】
ＤＣポンプ５の目標回転数Ｐ１は、出口温度センサ９の検出温度Ｔ２と入口温度センサ１０の検出温度Ｔ１との差、及び、出口温度センサ９の検出温度Ｔ２と目標追い焚き温度Ｔ０の差、から所定の関数式ｆを用いて演算する（例えば、比例制御、Ｐ．Ｉ．Ｄ制御、等）。
Ｐ１＝Ｐ２＋ΔＰ
ΔＰ＝ｆ（Ｔ２−Ｔ１）
【００２８】
次に、図３に示す、制御部１６によるＤＣポンプ５の回転数制御フローチャートを参照して、回転数制御の詳細を説明する。図２のステップＳ５で求められた目標回転数Ｐ１は、図３に示すポンプ回転数制御フローチャートに従い、パルス幅調整制御（ＰＷＭ制御）で調整される。
【００２９】
一定時間（例えば、１秒）経過後（ステップＳ８）、図２のフローチャートで決定されたＤＣポンプ５の目標回転数Ｐ１が、実際の回転数Ｐ２に等しいか否か判断する（ステップＳ９）。
【００３０】
実際の回転数Ｐ２が、目標回転数Ｐ１に等しくないときは、ＤＣポンプ５の実際の回転数Ｐ２を調整する。ＤＣポンプ５の回転数Ｐ２は、ポンプ速度指令信号電圧Ｖ１により調整されるが、ポンプ速度指令信号Ｖ１は、ＤＣポンプ５の回転数を指令するものではなく、ＤＣポンプ５のモータのＯＮ／ＯＦＦ間隔（ＰＷＭ値）を指令するものであり、ＰＷＭ値と回転数のばらつきは１０％程度発生すると見込まれるので、このような制御が必要となる。
【００３１】
ステップＳ１０では、次の数式に基づき、ポンプ速度指令信号Ｖ１を調整する。
Ｖ１’＝Ｖ１＋ΔＶ
ΔＶ＝ｆ（Ｐ１−Ｐ２）
【００３２】
図３のポンプ回転数制御が終了したら、図２のフローチャートのステップＳ６に戻り、入口温度センサ１０の検出温度Ｔ１が、設定温度（目標追い焚き温度）以下であれば追い焚き動作を継続し、設定温度を超えれば、追い焚き動作を終了する（ステップＳ７）。
【００３３】
以上のように、実施の形態の貯湯式給湯器によれば、タンク循環回路４の流量調整を、従来のような流量調整弁を用いずに、吐出量可変ポンプとしてのＤＣポンプ５の回転数制御によって行なうので、低コストな貯湯式給湯器が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
以上のように、本発明にかかる貯湯式給湯器は、住宅用給湯器に適している。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明にかかる貯湯式給湯器の実施の形態の構成を示す図である。
【図２】制御部によるタンク循環ポンプの制御フローチャートである。
【図３】制御部によるタンク循環ポンプの回転数制御フローチャートである。
【符号の説明】
【００３６】
１  給湯器ユニット
２  給水管
３  熱交換器
３Ａ  浴槽回路
３Ｂ  タンク回路
４  タンク循環回路
４Ａ  タンク往き管
４Ｂ  タンク戻り管
５  タンク循環ポンプ（吐出量可変ポンプ、ＤＣポンプ）
６  貯湯タンク
７  浴槽循環ポンプ（ＡＣポンプ）
８  減圧弁
９  出口温度センサ
１０  入口温度センサ
１１  浴槽
１２  浴槽循環回路
１２Ａ  浴槽往き管
１２Ｂ  浴槽戻り管
１３  給湯管
１４  バイパス管
１５  混合弁
１５Ａ  混合管
１６  制御部
１６Ａ  温度検出部
１６Ｂ  ポンプ回転数演算部
１６Ｃ  ポンプ速度指令信号演算部
１６Ｄ  信号出力部
１００  貯湯式給湯器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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