(57)【要約】【課題】各々のユーザーの使用状態や設置条件に左右されずに正確にタンク内残湯量を時間換算して表示する貯湯式給湯装置を提供する。【解決手段】湯水を貯湯する貯湯タンクと上記貯湯タンク内の湯を沸かす加熱部とを有し予め設定された温度の湯水を給湯栓に供給する貯湯式給湯装置において、上記貯湯タンク内の残熱量を検知する残熱量検知手段と、上記貯湯タンクから上記給湯栓に供給される湯水の流量を検知する給湯流量検知手段と、上記残熱量検知手段により検知された残熱量を給湯設定温度での残湯量に換算する残湯量算出手段と、該残湯量算出手段により換算された残湯量を上記給湯流量検知手段により検知された流量での給湯残時間に換算する給湯残時間算出手段と、該給湯残時間算出手段により換算された給湯残時間を表示する表示手段とを備える。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
湯水を貯湯する貯湯タンクと上記貯湯タンク内の湯を沸かす加熱部とを有し予め設定された温度の湯水を給湯栓に供給する貯湯式給湯装置において、
上記貯湯タンク内の残熱量を検知する残熱量検知手段と、
上記貯湯タンクから上記給湯栓に供給される湯水の流量を検知する給湯流量検知手段と、
上記残熱量検知手段により検知された残熱量を給湯設定温度での残湯量に換算する残湯量算出手段と、
該残湯量算出手段により換算された残湯量を上記給湯流量検知手段により検知された流量での給湯残時間に換算する給湯残時間算出手段と、
該給湯残時間算出手段により換算された給湯残時間を表示する表示手段と、
を備えることを特徴とする貯湯式給湯装置。
【請求項２】
前記表示手段は、前記貯湯タンクから上記給湯栓に湯水の供給が開始されると略同時に前記給湯残時間の表示を開始することを特徴とする請求項１記載の貯湯式給湯装置。
【請求項３】
前記表示手段は、使用される給湯栓の種類に対応させて前記給湯残時間をグラフィック表示することを特徴とする請求項１及び２のいずれか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、給湯用の高温の湯を貯湯タンク内に貯える貯湯式給湯装置に係り、特に、貯湯タンク内の残湯量を表示する機能を備える貯湯式給湯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高温の湯を貯える貯湯タンクと、この貯湯タンク内の水を加熱して高温の湯とする電気ヒータやヒートポンプ等の加熱装置とを備え、ランニングコストを抑制するために、電気料金が安価な深夜時間帯に加熱装置を運転して、貯湯タンク内の高温の湯が１日の給湯に必要な給湯用熱量を有するように加熱し、必要に応じてカランや浴槽に給湯する貯湯式給湯装置が広く採用されている。
【０００３】
この貯湯式給湯装置は、貯湯タンクの容量により使用できる湯量が決まるので、例えば不意な来客の入浴等により多量の湯が使用され、ユーザーが残り湯量が十分でないことを認識できずにさらに湯を使用すると、場合によっては湯切れを起こすことがある。そして、貯湯式給湯装置は通常、再度沸き上がるまで長時間を要し、その間お湯が使えなくなってしまうので、常に残湯量を気にしながらお湯を使う必要がある。
【０００４】
この問題を解決するために、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沸き上げる加熱部とを備えた貯湯式給湯装置において、貯湯タンク内の残熱量を検知する残熱量検知手段と、この残熱量を所定の換算温度での残湯量に換算する残湯量算出手段と、この残湯量を所定の換算流量での給湯残時間に換算する給湯残時間算出手段と、この給湯残時間を表示する表示部を備える貯湯式給湯装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
この構成によれば、貯湯タンク内に残っている残熱量を検知し、この残熱量を所定の換算温度での残湯量として換算し、この残湯量を所定の換算流量での給湯残時間として表示することが可能となり、残湯量を使用可能時間として分かり易く表示することができるという効果が得られる。
【０００６】
しかしながら、この貯湯式給湯装置では、給湯残時間の算出に必要な出湯流量として、所定の換算流量、すなわち予め定められた値を用いて時間換算するので、現場の配管や圧力等の設置条件により実際の出湯流量はこの所定の換算流量と異なる場合がある。また、湯を所定の流量値よりも多く使用するユーザーであれば、表示された時間よりも早く湯切れするという思わぬ結果が生じることがある。逆に所定の流量値よりも少ない量しか使用しないユーザーにとっては、実際の残湯量よりも少なく表示されるので、まだ十分な残湯があるにも拘わらず無駄な追加沸き増しをしてしまうことがある。
【特許文献１】特開２００４−１４４３２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、各々のユーザーの使用状態や設置条件に左右されずに正確にタンク内残湯量を時間換算して表示する貯湯式給湯装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る貯湯式給湯装置は、上述した課題を解決するために、請求項１に記載したように、湯水を貯湯する貯湯タンクと上記貯湯タンク内の湯を沸かす加熱部とを有し予め設定された温度の湯水を給湯栓に供給する貯湯式給湯装置において、上記貯湯タンク内の残熱量を検知する残熱量検知手段と、上記貯湯タンクから上記給湯栓に供給される湯水の流量を検知する給湯流量検知手段と、上記残熱量検知手段により検知された残熱量を給湯設定温度での残湯量に換算する残湯量算出手段と、該残湯量算出手段により換算された残湯量を上記給湯流量検知手段により検知された流量での給湯残時間に換算する給湯残時間算出手段と、該給湯残時間算出手段により換算された給湯残時間を表示する表示手段とを備えるものである。
【０００９】
前記表示手段は、好適には、請求項２に記載したように、前記貯湯タンクから上記給湯栓に湯水の供給が開始されると略同時に前記給湯残時間の表示を開始する構成とすることができ、より好適には、請求項３に記載したように、前記給湯残時間を使用給湯栓の種類に対応させてグラフィック表示するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る貯湯式給湯装置によれば、各々のユーザーの使用状態や設置条件に左右されずに正確にタンク内残湯量を時間換算して表示することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態に係る貯湯式給湯装置を、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部、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。ここで給湯栓３は、台所に設けられたカランや浴室のシャワーヘッド等の総称であり、リモートコントロ−ラ４は、台所に設置されたもの及び浴室周りに設置されたもの等を含むものである。
【００１２】
この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、給水管９から分岐されたバイパス管１０とを備え、出湯管８及びバイパス管１０はそれぞれその端末が二股に分かれた後、それぞれの一方が接続されて給湯栓３を端末とする給湯管１２を形成し、他方は浴槽５へ接続される湯張り管１６として接続される。
【００１３】
給湯管１２は、出湯管８からの高温水とバイパス管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の下流に設けられた給湯温度センサ１３と、給湯管１２を流れる湯水の流量を積算する給湯流量センサ１４とを備える。
【００１４】
一方湯張り管１６は、出湯管８からの高温水とバイパス管１０からの低温水とを混合するミキシング弁５０と、ミキシング弁５０の下流に設けられた給湯温度センサ５１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を流れる湯水の流量を積算する湯張り流量センサ１８とを備える。
【００１５】
また、出湯管８には、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が設けられ、給水管８には給水圧を減圧する減圧弁２０と、給水温度センサ１５が設けられ、貯湯タンク７の側面上下方向には貯湯温度センサ２１が複数設けられる。
【００１６】
貯湯タンクユニット１はさらに、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と加熱部２とを接続して湯水を循環させる加熱循環回路２３とを備えている。
【００１７】
加熱部２は、二酸化炭素冷媒を圧縮するコンプレッサー２４と、凝縮器としての冷媒／水熱交換器２５と、減圧器２６と、蒸発器としての空気熱交換器２７よりなるヒートポンプ回路２８と、空気熱交換器２７に送風する送風機２９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３０と、加熱循環回路２３の冷媒／水熱交換器２５入口側に設けられ、冷媒／水熱交換器２５に流入する湯水の温度を検出する熱交換入口温度センサ３１と、加熱循環回路２３の冷媒／水熱交換器２５出口側に設けられ、冷媒／水熱交換器２５から流出する湯水の温度を検出する熱交換出口温度センサ３２と、この加熱部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３３とを備えて構成される。
【００１８】
電源６は、時間帯別電力であり、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て使用するものであり、また、この時間帯別電力では昼間（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、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３３（ヒートポンプ回路２７に必要な電力を含む）に有線にて通信信号が重畳されて電力供給される。
【００１９】
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３３に指示してヒートポンプ回路２８を作動させ、加熱循環回路２３の循環ポンプ３０を駆動開始する。そして、循環ポンプ３０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部２の冷媒／水熱交換器２５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。
【００２０】
そして、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、熱交換入口温度センサ３１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３３へ加熱動作の停止を指令し、ヒートポンプ回路２８と循環ポンプ３０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。
【００２１】
なお、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。
【００２２】
リモートコントローラ４は、少なくとも給湯栓３への給湯設定温度を設定する温度設定スイッチ３４、浴槽５への湯張りを指示する湯張りスイッチ３５、及びドットマトリクス型の蛍光表示管よりなる表示部３９とを備え、これらを制御すると共に、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（図示せず）を備えており、通常運転時は前記表示部３９に温度設定スイッチ３４で設定された給湯設定温度や時刻情報等が表示される。なお、表示部３９はドットマトリクス型の液晶表示部としてもよい。
【００２３】
このように構成された貯湯式給湯装置において、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の温度設定スイッチ３４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。
【００２４】
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。
【００２５】
一方、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３５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。
【００２６】
なお、本実施形態における貯湯温度センサ２１は、本発明に係る残熱量検知手段を構成し、本実施形態における給湯流量センサ１４は、本発明に係る給湯流量検知手段を構成する。
【００２７】
次に、本発明に係る給湯残時間算出の構成を図２に示したブロック図を基に説明する。４１は貯湯タンク７内の残熱量Ｑを算出する残熱量算出手段、４２は残熱量を所定の換算温度Ｔｃでの残湯量ｑに換算する残湯量算出手段、４３は残湯量ｑを給湯流量センサ１４により検出された流量ｆｃを用いて給湯残時間ｔに換算する給湯残時間算出手段であり、これらは給湯制御部２２の一機能としてプログラムにより記憶されているものである。ここで、所定の換算温度Ｔｃは、例えばリモートコントローラ４の温度設定スイッチ３４で設定された給湯設定温度等である。
【００２８】
残熱量算出手段４１には、複数の貯湯温度センサ２１がそれぞれ検出する温度Ｔ１〜Ｔ５、及び給水温度センサ１５が検出する給水温度Ｔｗが入力され、残熱量算出手段４１は、これらの値を用いて貯湯タンク７内に残されている残熱量Ｑを算出する。残熱量Ｑの算出の方法は、貯湯タンク７の容量を複数の貯湯温度センサ２１と同数の領域Ａ１〜Ａ５に分割し、各領域に設けられている貯湯温度センサ２１の検出する温度Ｔ１〜Ｔ５から給水温度を減算した値と対応する容量Ａ１〜Ａ５を積算し、これらを合計することで貯湯タンク７内に残されている残熱量Ｑを算出するものである。これを式で表すと、
［数１］
Ｑ＝Ａ１・（Ｔ１−Ｔｗ）＋Ａ２・（Ｔ２−Ｔｗ）＋Ａ３・（Ｔ３−Ｔｗ）＋Ａ４・（Ｔ４−Ｔｗ）＋Ａ５・（Ｔ５−Ｔｗ）
となる。
【００２９】
そして、残湯量算出手段４２は、残熱量算出手段４１で算出した残熱量Ｑと給水温度センサ１５からの給水温度Ｔｗと予め記憶してある所定の換算温度Ｔｃ（例えば４３℃）とが入力され、残熱量Ｑを所定の換算温度Ｔｃから給水温度Ｔｗを減算した値で除算して残湯量ｑを算出するものである。これを式で表すと、
［数２］
ｑ＝Ｑ／（Ｔｃ−Ｔｗ）
となる。
【００３０】
給湯残時間算出手段４３は、残湯量算出手段４２で算出した残湯量ｑを給湯流量センサ１４により検出された流量ｆｃで除算して給湯可能な残時間ｔを算出し、給湯残時間ｔのデータと残湯量ｑのデータと湯張り動作を行ったか否かのデータとを表示部３９へ出力する。これを式で表すと、
［数３］
ｔ＝ｑ／ｆｃ
となる。
【００３１】
こうして算出された給湯残時間ｔは、リモートコントローラ４の表示部３９に表示される。図３（ａ）は浴室のリモートコントローラにおける表示例を、図３（ｂ）は台所のリモートコントローラにおける表示例を示すものである。
【００３２】
例えば、浴室においてシャワーが使用されると、上述した給湯残時間ｔが算出され、図３（ａ）に示すように、浴槽温度、給湯温度、浴槽水位等が表示された表示部３９に、シャワーのグラフィックとともに「あと５０分」等の表示が現れる。
【００３３】
また、台所において、温水が使用されると、図３（ｂ）に示すように、給湯温度等が表示された表示部３９に、カランのグラフィックとともに「あと５０分」等の表示が現れる。これらの給湯残時間表示は、貯湯式給湯装置非使用時における表示に追加して表示されてもよいし、非使用時における時刻情報表示に置き換えて表示するものであってもよい。
【００３４】
このように、貯湯タンク７内の残湯量ｑが給湯流量センサ１４により検出された流量ｆｃでの給湯可能な残時間ｔとして表示されるので、ユーザーが予定する湯の使用時間と照らし合わせて考えて湯量が十分に残っているのか否かを判断しやすく、実使用に即した実用的な残湯量ｑの表示形態となり使い勝手が向上する。
【００３５】
また、給湯残時間ｔを算出する際に用いる流量ｆｃは、給湯流量センサ１４により検出された流量、すなわち、実際に現在使用されている流量を用いるので、表示された時間よりも早く湯切れするという思わぬ結果が生じることもなければ、まだ十分な残湯があるにも拘わらず無駄な追加沸き増しをしてしまうということも生じない。
【００３６】
以上に説明した実施態様は説明のためのものであり、本発明の範囲を制限するものではない。従って、当業者であればこれらの各要素もしくは全要素をこれと均等なものによって置換した実施態様を採用することが可能であるが、これらの実施態様も本発明の範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施形態に係る貯湯式給湯装置の全体概要を示す図。
【図２】本実施形態の給湯残時間算出の構成を示すブロック図。
【図３】本実施形態の給湯残時間の表示例を示す図であり、（ａ）は浴室のリモートコントローラ、（ｂ）は台所のリモートコントローラにおける表示例をそれぞれ示す図。
【符号の説明】
【００３８】
１  貯湯タンクユニット
２  加熱部
３  給湯栓
４  リモートコントローラ
５  浴槽
６  電源
７  貯湯タンク
８  出湯管
９  給水管
１０  バイパス管
１１，５０  ミキシング弁
１２  給湯管
１３，５１  給湯温度センサ
１４  給湯流量センサ
１５  給水温度センサ
１６  湯張り管
１７  湯張り弁
１８  湯張り流量センサ
１９  過圧逃し弁
２０  減圧弁
２１  貯湯温度センサ
２２  給湯制御部
２３  加熱循環回路
２４  コンプレッサー
２５  冷媒／水熱交換器
２６  減圧器
２７  空気熱交換器
２８  ヒートポンプ回路
２９  送風機
３０  加熱制御部
３１  熱交換入口温度センサ
３２  熱交換出口温度センサ
３３  加熱制御部
３４  温度設定スイッチ
３５  湯張りスイッチ
３９  表示部
４１  残熱量算出手段
４２  残湯量算出手段
４３  給湯残時間算出手段
Ｑ    残熱量
Ｔｃ  換算温度
ｑ    残湯量
ｆｃ  流量
ｔ    給湯残時間
【図１】
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【図２】
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【図３】
2007085676.tif 000005