(57)【要約】【課題】凍結防止運転での残湯量の減少による湯切れを防止し、必要のない沸き増しを防止し、節電できる給湯装置11を提供する。【解決手段】循環配管23内の浴槽水の凍結防止運転条件を満たしたとき、循環ポンプ28を駆動して凍結防止運転をする。凍結防止運転の実施と残湯量検知手段51による残湯量の減少の検知との両方の条件に基づき、ヒータ19，20で貯湯タンク15内の湯を沸き増して残湯量を増加させる。凍結防止運転の制御と残湯量検知手段51による残湯量の減少の検知との両方の条件以外では、必要のない沸き増しを防止し、節電する。【選択図】図１
2007278543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
湯を貯湯する貯湯タンクと、
この貯湯タンク内の湯を沸き上げる沸上手段と、
前記貯湯タンク内の残湯量を検知する残湯量検知手段と、
前記貯湯タンク内の湯と浴槽の湯水とを熱交換する熱交換器、この熱交換器と浴槽とを接続する循環配管、およびこの循環配管を通じて浴槽の湯水を熱交換器に対して循環させる循環ポンプを有する熱交換手段と、
前記循環配管の凍結防止運転をする凍結防止運転条件を満たしていることを検知する凍結防止検知手段と、
この凍結防止検知手段で凍結防止運転条件を満たしていることを検知しているときに前記循環ポンプを駆動させて凍結防止運転させる凍結防止運転制御手段と、
この凍結防止運転制御手段により凍結防止運転させることで前記残湯量検知手段により残湯量の減少を検知したときに、前記沸上手段で前記貯湯タンク内の湯を沸き増して残湯量を増加させる沸増運転制御手段と
を具備していることを特徴とする給湯装置。
【請求項２】
凍結防止運転による残湯量の減少時の凍結沸増運転、および凍結防止運転以外による残湯量の減少時の通常沸増運転を設定する沸増設定手段を具備し、
沸増運転制御手段は、前記沸増設定手段で凍結沸増運転が設定されていても、通常沸増運転が設定されていなければ、凍結防止運転以外によって残湯量の減少を検知しても沸増運転をしない
ことを特徴とする請求項１記載の給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貯湯タンク内の湯との熱交換によって浴槽の湯水を温度上昇させる機能を有する給湯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、貯湯タンクに沸き上げた湯を貯湯し、この貯湯タンクの湯を給湯する給湯装置では、貯湯タンク内の湯と浴槽の湯水とを熱交換させて浴槽の湯水を保温したり追焚きする保温追焚き機能を有する給湯装置がある。
【０００３】
この給湯装置では、貯湯タンク内の上部側に熱交換器を配設し、この熱交換器と浴槽との間を循環配管で接続し、この循環配管に循環ポンプを配設しており、この循環ポンプの駆動により浴槽の湯水を熱交換器に対して循環させ、熱交換器での熱交換によって循環する浴槽の湯水の温度を上昇させている。
【０００４】
ところで、この給湯装置を寒冷地などの外気温度が凍結温度以下に低下する環境で使用する場合、浴槽に湯水が入っていると、循環配管や循環ポンプ内で湯水が凍結するおそれがあるため、外気温度が所定温度以下に低下したり循環配管内の湯水温度が所定温度以下に低下した場合に、循環ポンプを駆動して循環配管や循環ポンプ内の湯水を循環させる凍結防止運転をすることが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
しかし、凍結防止運転をすることにより、貯湯タンク内の湯と浴槽の湯水とで熱交換するため、貯湯タンク内の湯の温度が低下して残湯量が減少し、湯切れが発生するおそれがある。特に、昼間時間帯に凍結防止運転を繰り返すことにより、湯を最も使用する夕方頃には使用できる湯量が減ってしまっており、残りの湯を浴槽への湯張りおよびシャワーなどへの給湯や浴槽の湯水の追い焚きなどに使用すると湯切れが発生するおそれがある。
【０００６】
そこで、凍結防止運転時に、循環配管の容量に対応した分の湯水のみを循環させることにより、貯湯タンク内の湯と浴槽の湯水との熱交換による貯湯タンク内の残湯量の減少を抑える方法がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
しかし、凍結防止運転による貯湯タンク内の残湯量の減少を抑えることはできるものの、貯湯タンク内の湯と浴槽の湯水とで熱交換する以上、貯湯タンク内の湯の温度が低下して残湯量が減少し、湯切れが発生するおそれがある。
【０００８】
また、給湯装置では、湯切れに対応するため、貯湯タンク内の残湯量を監視し、残湯量が所定量以下になった場合、あるいは湯を所定量以上使用した場合に、貯湯タンク内の湯の所定量あるいは全量を沸き増す沸増機能を設定することが可能になっている。
【特許文献１】特開２００３−２６９７８７号公報（第３頁、図１）
【特許文献２】特開２００４−１５０６８８号公報（第５−６頁、図１−２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したように、凍結防止運転をすることにより、貯湯タンク内の残湯量が減少し、湯切れが発生するおそれがある。特に、利用者が湯を使用することによる残湯量の減少は利用者にも意識しやすいが、利用者の意識がないところで凍結防止運転により残湯量が減少してしまうことに問題があり、予期せずに湯切れが発生するおそれがある。
【００１０】
また、凍結防止運転による貯湯タンク内の残湯量の減少に対応させるために従来の沸増運転を設定すると、通常の湯の使用による残湯量の減少でも沸増運転をしてしまい、必要のない沸き上げをして余分な電気代がかかってしまう問題がある。
【００１１】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、凍結防止運転での残湯量の減少による湯切れを防止でき、しかも、必要のない沸き増しを防止し、節電できる給湯装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１記載の給湯装置は、湯を貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンク内の湯を沸き上げる沸上手段と、前記貯湯タンク内の残湯量を検知する残湯量検知手段と、前記貯湯タンク内の湯と浴槽の湯水とを熱交換する熱交換器、この熱交換器と浴槽とを接続する循環配管、およびこの循環配管を通じて浴槽の湯水を熱交換器に対して循環させる循環ポンプを有する熱交換手段と、前記循環配管の凍結防止運転をする凍結防止運転条件を満たしていることを検知する凍結防止検知手段と、この凍結防止検知手段で凍結防止運転条件を満たしていることを検知しているときに前記循環ポンプを駆動させて凍結防止運転させる凍結防止運転制御手段と、この凍結防止運転制御手段により凍結防止運転させることで前記残湯量検知手段により残湯量の減少を検知したときに、前記沸上手段で前記貯湯タンク内の湯を沸き増して残湯量を増加させる沸増運転制御手段とを具備しているものである。
【００１３】
請求項２記載の給湯装置は、請求項１記載の給湯装置において、凍結防止運転による残湯量の減少時の凍結沸増運転、および凍結防止運転以外による残湯量の減少時の通常沸増運転を設定する沸増設定手段を具備し、沸増運転制御手段は、前記沸増設定手段で凍結沸増運転が設定されていても、通常沸増運転が設定されていなければ、凍結防止運転以外によって残湯量の減少を検知しても沸増運転をしないものである。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１記載の給湯装置によれば、凍結防止運転制御手段により凍結防止運転させることで前記残湯量検知手段により残湯量の減少を検知したときに、沸上手段で貯湯タンク内の湯を沸き増して残湯量を増加させるため、凍結防止運転での残湯量の減少による湯切れを防止でき、しかも、凍結防止運転制御手段による凍結防止運転と残湯量検知手段による残湯量の減少の検知との両方の条件以外では、必要のない沸き増しを防止し、節電できる。
【００１５】
請求項２記載の給湯装置によれば、請求項１記載の給湯装置の効果に加えて、凍結沸増運転が設定されていても、通常沸増運転が設定されていなければ、凍結防止運転以外によって残湯量の減少を検知しても沸増運転をしないため、必要のない沸き増しを防止し、節電できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１７】
図１に示すように、給湯装置11は、給湯栓などの給湯場所に給湯する給湯機能を有しているとともに、浴槽12に自動湯張りしたり保温や追焚きなどをする機能を有している。
【００１８】
給湯装置11が備える給湯装置本体13には電気温水器14の貯湯タンク15が配設され、水道管などの給水源に配管される給水管16が減圧弁17を介して貯湯タンク15の下部側に接続され、湯を給湯する給湯管18が貯湯タンク15の上部側に接続され、貯湯タンク15内の湯を沸き上げる沸上手段としての上下のヒータ19，20が貯湯タンク15内の上下部に配設されている。そして、貯湯タンク15内にヒータ19，20で設定温度の湯を沸き上げて貯湯し、各給湯場所での出湯により、貯湯タンク15の下部側に加わる給水圧で貯湯タンク15内の湯を押し上げて上部の給湯管18から給湯する。
【００１９】
貯湯タンク15内の上部側には熱交換器22が配置され、この熱交換器22と浴槽12とが循環配管23で接続されている。循環配管23は、熱交換器22側から見て浴槽12に対する往路24と復路25とを有している。往路24には、往路側サーミスタ26が配設されている。復路25には、浴槽12の湯水の循環を検知するフロースイッチ27、浴槽12の湯水を熱交換器22に循環させる循環ポンプ28、流路を切り換える切換弁としての電動三方弁29、水位を検知する水位センサ30、復路側サーミスタ31がそれぞれ配設されている。また、往路24と復路25の循環ポンプ28および電動三方弁29の間との間にバイパス路32が接続され、このバイパス路32に復路25から往路24への湯水の流れを許容して往路24から復路25への湯水の流れを阻止する逆止弁33aが配設され、熱交換器22とバイパス路32との間の往路24に浴槽12への湯水の流れを許容して熱交換器22への湯水の流れを阻止する逆止弁33bが配設されている。
【００２０】
また、給水管16の減圧弁17の下流側と給湯管18とが、給湯用ミキシングバルブ35および浴槽用ミキシングバルブ36にそれぞれ接続されている。これらミキシングバルブ35，36は、給水管16を通じて給水される水と給湯管18を通じて給湯される湯とを混合するとともに、混合割合により設定温度の湯水を吐出側から吐出する。
【００２１】
給湯用ミキシングバルブ35の吐出側には給湯場所まで湯水を導く給湯配管37が接続され、この給湯配管37に、給湯流量を検知する流量センサ38、給湯温度を検知する給湯サーミスタ39がそれぞれ配設されている。
【００２２】
浴槽用ミキシングバルブ36の吐出側には循環配管23の復路25に配設された電動三方弁29に接続される浴槽用配管41が接続されている。この浴槽用配管41には簡易ホッパ42が配設され、この簡易ホッパ42には、浴槽用ミキシングバルブ36側から電動三方弁29側への湯水の流れを許容して電動三方弁29側から浴槽用ミキシングバルブ36側への湯水の逆流を阻止する逆止弁43や、湯張り時に浴槽用配管41を開放し、待機時に浴槽用配管41を閉止する給水電磁弁44、給湯流量を検知する流量センサ45などが配設されている。
【００２３】
電動三方弁29は、浴槽12への給湯時に、浴槽用配管41と循環配管23の復路25のバイパス路32側とを連通させるとともに循環配管23の復路25の浴槽12側を閉止し、また、浴槽12の湯水の循環時に、浴槽用配管41側を閉止するとともに循環配管23の復路25を開放させる。
【００２４】
そして、浴槽用ミキシングバルブ36、浴槽用配管41、電動三方弁29、循環配管23などで、貯湯タンク15の湯を利用して設定温度の湯を浴槽12に給湯する浴槽用給湯手段46が構成されている。また、熱交換器22、循環配管23、循環ポンプ28などで、貯湯タンク15の湯と浴槽12に湯張りされた湯水とを熱交換させて浴槽12の湯水を温度上昇させる熱交換手段47が構成されている。
【００２５】
また、貯湯タンク15には、貯湯タンク15内の残湯量を検知する残湯量検知手段51が配設されている。この残湯量検知手段51は、例えば、貯湯タンク15の上部からの残湯量の２０Ｌ、６０Ｌ、１２０Ｌ、１８０Ｌとなる各位置の各湯温センサ52、および下側のヒータ20の近傍位置の水温湯温センサ53を備えている。
【００２６】
また、給湯装置本体13には、外気温度を検知する外気温検知センサ55が配設されている。
【００２７】
また、図２に示すように、給湯装置11は、この給湯装置11を制御する制御部61を有している。この制御部61には、凍結防止運転および沸増運転に関して、残湯量検知手段51、循環配管23の凍結防止運転をする凍結防止運転条件を満たしていること検知する凍結防止検知手段62、沸増運転を設定する沸増設定手段63、循環ポンプ28、ヒータ19，20などが接続されている。
【００２８】
凍結防止検知手段62は、復路側サーミスタ31および外気温検知センサ55などを備え、例えば、外気温検知センサ55の検知温度が３℃以下でかつ復路側サーミスタ31の検知温度が７℃未満のときに、循環配管23の凍結防止運転をする凍結防止運転条件を満たしていることを検知する。
【００２９】
沸増設定手段63は、リモコンなどで構成され、凍結防止運転による残湯量の減少時の凍結沸増運転と、凍結防止運転以外であって浴槽への湯張りおよびシャワーなどへの給湯や浴槽の湯水の追い焚きなどに使用による通常の残湯量の減少時の通常沸増運転を設定する。通常沸増運転については、残湯量が６０Ｌ未満になると６０Ｌとなるように少量のみを沸き増す少量沸増運転、設定当日１回のみ全量を沸き増す全量沸増運転、例えば７時から１７時までの昼間時間帯に６０Ｌを使用すると何回でも全量を沸き増すとともに１７時から夜間時間帯の開始時刻までの間に残湯量が６０Ｌ未満になると６０Ｌとなるように少量のみを沸き増すおまかせ沸増運転などを選択可能とする。
【００３０】
そして、制御部61は、凍結防止検知手段62で凍結防止運転条件を満たしていることを検知しているときに循環ポンプ28を駆動して凍結防止運転をさせる凍結防止運転制御手段64の機能、この凍結防止運転制御手段64により凍結防止運転させることで残湯量検知手段51により残湯量の減少を検知したときに、ヒータ19，20で貯湯タンク15内の湯を沸き増して残湯量を増加させる沸増運転制御手段65の機能を有している。残湯量検知手段51による残湯量の減少の検知は、残湯量が１２０Ｌ以上１８０Ｌ未満のとき、あるいは１２０Ｌ、１８０Ｌの湯温センサ52、および水温湯温センサ53の検知温度が全て７５℃以下になったときとする。凍結沸増運転は、少なくとも例えば７時から１７時までの昼間時間帯に実施し、少なくとも凍結防止運転による残湯量の減少分を沸き増す。
【００３１】
沸増運転制御手段65については、特に、沸増設定手段63で凍結沸増運転が設定されていても、通常沸増運転が設定されていなければ、凍結防止運転以外によって残湯量の減少を検知しても沸増運転をしない機能を有している。
【００３２】
次に、本実施の形態の作用を説明する。
【００３３】
電気温水器14では、例えば時間帯別電灯制度において電力料金の安い夜間時間帯などの特定時間帯において、ヒータ19，20に通電し、貯湯タンク15内に給水された水および残湯を所定温度に沸き上げて貯湯する。
【００３４】
給湯は、給湯用ミキシングバルブ35で給水管16を通じて給水される水と給湯管18を通じて給湯される湯とを混合して設定温度とした湯水を給湯配管37を通じて給湯する。
【００３５】
また、浴槽12への湯張り時には、電動三方弁29で循環配管23の復路25の浴槽12側を閉止するとともに浴槽用配管41と循環配管23の復路25のバイパス路32側とを連通させ、給水電磁弁44を開き、浴槽用ミキシングバルブ36で給水管16を通じて給水される水と給湯管18を通じて給湯される湯とを混合して設定温度とした湯水を、浴槽用配管41、電動三方弁29、循環配管23の復路25、バイパス路32および往路24を通じて浴槽12に給湯し、湯張りする。
【００３６】
簡易ホッパ42に配設される流量センサ45で浴槽12への給湯量が設定量に達したことを検知するか、復路25に配設される水位センサ30で浴槽12に湯張りした水位が設定水位に達したことを検知したら、給水電磁弁44を閉じて給湯を停止する。
【００３７】
また、浴槽12に湯張りした後に、所定時間毎の自動保温動作により、または利用者が図示しないリモコンで追焚きを設定することにより、熱交換手段47によって浴槽12の湯水を設定温度に保温、または設定温度より１〜１．５℃程度高い温度に追焚きする。
【００３８】
熱交換手段47では、電動三方弁29で浴槽用配管41側を閉止するとともに循環配管23の復路25を開放させた後、循環ポンプ28を作動させることにより、浴槽12の湯水を、循環配管23の復路25、電動三方弁29、循環ポンプ28、熱交換器22、往路24を通じて浴槽12に戻すように循環させる。熱交換器22内を流通する湯水と貯湯タンク15内の湯との間で熱交換し、昇温した湯水を浴槽12に戻し、浴槽12の湯温を上昇させる。
【００３９】
自動保温時に浴槽12の湯水が設定温度になるか、追焚き時に設定温度より１〜１．５℃程度高い温度になれば、熱交換手段47を停止させる。
【００４０】
次に、制御部61による凍結防止運転について、図３のフローチャートを参照して説明する。
【００４１】
例えば７時から１７時までの昼間時間帯において、浴槽12に湯水があることを水位センサ30で検知している場合に、例えば外気温検知センサ55の検知温度が３℃以下でかつ復路側サーミスタ31の検知温度が７℃未満となると、凍結防止検知手段62が循環配管23の凍結防止運転をする凍結防止運転条件を満たしたことを検知する（ステップ１）。
【００４２】
凍結防止運転条件を満たすことで、循環ポンプ28を駆動して循環配管23内の浴槽水を循環させる凍結防止運転をする（ステップ２）。この凍結防止運転では、例えば、循環ポンプ28を１分間駆動して循環配管23内の浴槽水を循環させ、１分後に復路側サーミスタ31の検知温度が８℃以上になれば、凍結防止運転条件を満たさなくなるため、循環ポンプ28を停止させ、凍結防止運転を停止する。復路側サーミスタ31の検知温度が８℃に満たない場合は、復路側サーミスタ31の検知温度が８℃以上になるまで循環ポンプ28を駆動する。なお、凍結防止運転中に、浴槽12の湯水を排水した場合、フロースイッチ27がオフし、このフロースイッチ27のオフが所定時間連続すれば、浴槽12の湯水を排水したと判断し、循環ポンプ28を停止させ、凍結防止運転を停止する。
【００４３】
そして、沸増設定手段63で凍結沸増運転が設定されている場合（ステップ３）、凍結防止運転をするのと同時に、残湯量検知手段51により残湯量を監視する（ステップ４）。例えば、残湯量が１２０Ｌ以上１８０Ｌ未満になったか、あるいは１２０Ｌ、１８０Ｌの湯温センサ52、および水温湯温センサ53の検知温度が全て７５℃以下になったかを監視する。
【００４４】
残湯量の減少が確認された場合には、ヒータ19，20で貯湯タンク15内の湯を沸き増して残湯量を増加させる（ステップ５）。このとき、凍結防止運転による残湯量の減少分を沸き増し、あるいは貯湯タンク15内の全量を沸き増してもよい。
【００４５】
残湯量の減少が確認されなかった場合には、沸増運転を実施しない。
【００４６】
また、沸増設定手段63で凍結沸増運転が設定されていても、通常沸増運転が設定されていなければ、浴槽12への湯張りおよびシャワーなどへの給湯や浴槽12の湯水の追い焚きなどの凍結防止運転以外による残湯量の減少を検知しても、沸増運転を実施しない。
【００４７】
また、沸増設定手段63で通常沸増運転が設定されている場合、浴槽12への湯張りおよびシャワーなどへの給湯や浴槽12の湯水の追い焚きなどの凍結防止運転以外による残湯量の減少を検知すると、沸増運転を実施する。
【００４８】
このように、凍結防止運転制御手段64により凍結防止運転させることで残湯量検知手段51により残湯量の減少を検知したときに、ヒータ19，20で貯湯タンク15内の湯を沸き増して残湯量を増加させるため、凍結防止運転での残湯量の減少による湯切れを防止でき、しかも、凍結防止運転制御手段64による凍結防止運転の制御と残湯量検知手段51による残湯量の減少の検知との両方の条件以外では、必要のない沸き増しを防止し、節電できる。すなわち、凍結沸増運転が設定されていても、通常沸増運転が設定されていなければ、凍結防止運転以外によって残湯量の減少を検知しても沸増運転をしないため、必要のない沸き増しを防止し、節電できる。
【００４９】
なお、貯湯タンク15に湯を沸き上げて貯湯するには、ヒータ19，20に限らず、大気中の熱を集熱するヒートポンプユニットを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の一実施の形態を示す給湯装置の構成図である。
【図２】同上給湯装置のブロック図である。
【図３】同上凍結防止運転および沸増運転のフローチャートである。
【符号の説明】
【００５１】
11    給湯装置
12    浴槽
15    貯湯タンク
19，20    沸上手段としてのヒータ
22    熱交換器
23    循環配管
28    循環ポンプ
47    熱交換手段
51    残湯量検知手段
62    凍結防止検知手段
63    沸増設定手段
64    凍結防止運転制御手段
65    沸増運転制御手段
【図１】
2007278543.tif 000003
【図２】
2007278543.tif 000004
【図３】
2007278543.tif 000005