(57)【要約】【課題】給湯加圧ポンプ使用により給湯圧を高めながら、３階給湯でも快適で良好な給湯が行える貯湯式給湯装置を提供する。【解決手段】加熱手段１で加熱された湯水を貯湯する貯湯タンク２と、該貯湯タンク１内の湯水を給湯栓４の開栓より出湯させる給湯管２７と、該給湯管２７途中に備えられ湯水を給湯栓４まで圧送する給湯加圧ポンプ２９とを備えたもので、前記給湯加圧ポンプ２９は給湯量に応じて能力を可変するようにしたので、給湯加圧ポンプ２９は使用される給湯量に応じて能力を可変し、即ち使用給湯量が増加すれば給湯加圧ポンプ２９の回転数を上げて、常に勢い良く給湯される給湯圧とすることが出来、水道圧が低い場所や３階への給湯も可能で良好に行われるものであり、良好で快適な給湯が得られるものである。【選択図】図１
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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湯水を貯湯する貯湯タンクと、該貯湯タンク内の湯水を給湯栓の開栓より出湯させる給湯管と、該給湯管途中に備えられ湯水を給湯栓まで圧送する給湯加圧ポンプとを備えたものに於いて、前記給湯加圧ポンプは給湯量に応じて能力を可変する事を特徴とする貯湯式給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、貯湯タンク内に貯湯された湯水を給湯加圧ポンプで、圧送して給湯する貯湯式給湯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、給湯管途中に給湯加圧ポンプを備え、給湯栓の開栓で貯湯タンク内の湯水を圧送して給湯することで、水道圧が極端に低い所や３階までの給湯や大気開放の貯湯タンク使用でも、良好に給湯が行われるようにしたものであった。（例えば、特許文献１参照）
【特許文献１】特開昭５８−４７９４７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、貯湯タンクに加えられる圧力を高くしないように、給湯加圧ポンプは給水側の減圧弁の動作圧力を越えない能力となっており、給湯量が増えれば圧力が低下し、常に勢いの良い快適な給湯を得ることが出来ないと言う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湯水を貯湯する貯湯タンクと、該貯湯タンク内の湯水を給湯栓の開栓より出湯させる給湯管と、該給湯管途中に備えられ湯水を給湯栓まで圧送する給湯加圧ポンプとを備えたものに於いて、前記給湯加圧ポンプは給湯量に応じて能力を可変するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００５】
この発明によれば、給湯加圧ポンプは使用される給湯量に応じて能力を可変し、即ち使用給湯量が増加すれば給湯加圧ポンプの回転数を上げて、常に勢い良く給湯される給湯圧とすることが出来、水道圧が低い場所や３階への給湯も可能で良好に行われるものであり、良好で快適な給湯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】
次にこの発明一実施形態を付した貯湯式給湯装置について図面に基づいて説明する。
この貯湯式給湯装置は、時間帯別契約電力の電力単価が安価な深夜時間帯に湯水を沸き上げて貯湯し、この貯湯した湯水を給湯に用いるもので、１は湯水を貯湯する貯湯タンク２を備えた貯湯タンクユニット、３は貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段としてのヒートポンプユニット、４は１階・２階・３階の台所や洗面所等に設けられた給湯栓、５はこの貯湯式給湯装置を遠隔操作するように台所に設置されたリモコン装置、６は浴槽である。
【０００７】
前記貯湯タンクユニット１の貯湯タンク２は、上端に出湯管７と、下端に給水管８とが接続され、さらに、下部にヒーポン循環回路を構成するヒーポン往き管９と、上部にヒーポン循環回路を構成するヒーポン戻り管１０とが接続され、前記ヒートポンプユニット３によってヒーポン往き管９から取り出した貯湯タンク２内の湯水を沸き上げてヒーポン戻り管１０から貯湯タンク２内に戻して貯湯され、給水管８からの給水により貯湯タンク２内の湯水が押し上げられて貯湯タンク２内上部の高温水が出湯管７から押し出されて給湯されるものである。
【０００８】
前記ヒートポンプユニット３は、圧縮機１１と凝縮器としての冷媒−水熱交換器１２と電子膨張弁１３と強制空冷式の蒸発器１４で構成されたヒートポンプ回路１５と、貯湯タンク２内の湯水を前記ヒーポン往き管９およびヒーポン戻り管１０を介して冷媒−水熱交換器１２に循環させるヒーポン循環ポンプ１６と、それらの駆動を制御するヒーポン制御部１７とを備えており、ヒートポンプ回路１５内には冷媒として二酸化炭素が用いられて超臨界ヒートポンプサイクルを構成しているものである。なお、冷媒に二酸化炭素を用いているので、低温水を電熱ヒータなしで約９０℃の高温まで沸き上げることが可能なものである。
【０００９】
ここで、前記冷媒−水熱交換器１２は冷媒と被加熱水たる貯湯タンク２内の湯水とが対向して流れる対向流方式を採用しており、超臨界ヒートポンプサイクルでは熱交換時において冷媒は超臨界状態のまま凝縮されるため効率良く高温まで被加熱水を加熱することができ、被加熱水の冷媒−水熱交換器１２入口温度と冷媒の出口温度との温度差が一定になるように前記電子膨張弁１２または圧縮機１１を制御することで、ＣＯＰ（エネルギー消費効率）がとても良い状態で被加熱水を加熱することが可能なものである。
【００１０】
次に、１８は前記浴槽６の湯水を加熱するためのステンレス製の蛇管よりなる風呂用熱交換器で、貯湯タンク２内の上部に配置されていると共に、この風呂用熱交換器１８には風呂往き管１９および風呂循環ポンプ２０を備えた風呂戻り管２１よりなる風呂循環回路２２が接続されて浴槽６の湯水が循環口６ａから循環可能にされ、浴槽６内の湯水が貯湯タンク２内の高温水により加熱されて保温あるいは追い焚きが行われるものである。
【００１１】
２３は風呂戻り管２１を介して風呂用熱交換器１８に流入する浴槽水の温度を検出する風呂戻り温度センサ、２４は風呂用熱交換器１８を流出して風呂往き管１９を介して浴槽６へ流れる浴槽水の温度を検出する風呂往き温度センサである。
【００１２】
次に、２５は出湯管７からの湯と給水管９から分岐された給水バイパス管２６からの給水を混合する電動ミキシング弁より構成された給湯混合弁であり、その下流の給湯管２７に設けた給湯温度センサ２８で検出した湯温がリモコン装置５でユーザーが設定した給湯設定温度になるように混合比率が制御されるものである。
【００１３】
２９は給湯管２７途中に備えられ、給湯栓４の開閉により流量をカウント及びカウント停止する給湯流量カウンタ３０からの信号で駆動開始及び停止する給湯加圧ポンプで、給湯混合弁２５で混合された貯湯タンク２内の湯水を圧送して給湯するものであり、特に水道圧が極端に低い所への設置や、３階への給湯が必要な場所で使用されるものであり、更にこの給湯加圧ポンプ２９は、給湯流量カウンタ３０により検知される給湯流量に応じて、最低回転数１０００ｒｐｍから最高回転数４５００ｒｐｍまでその能力を可変し、常に勢いの良い給湯を行うようにしている。
【００１４】
３１は給湯管２７から分岐されて風呂戻り管２１に連通された湯張り管で、この湯張り管３１には、浴槽６への湯張りの開始／停止を行う湯張り弁３２と、浴槽６への湯張り量をカウントする風呂流量カウンタ３３と、浴槽水が給湯管２７へ逆流するのを防止する逆止弁３４とが設けられているものである。
【００１５】
次に、３５は貯湯タンク２の上下方向に複数個配置された貯湯温度センサで、この実施形態では５つの貯湯温度センサが配置され上から３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ、３５ｅと呼び、この貯湯温度センサ３５が検出する温度情報によって、貯湯タンク２内にどれだけの熱量が残っているかを検知し、そして貯湯タンク２内の上下方向の温度分布を検知するものである。
【００１６】
前記リモコン装置５には、機器の運転状態や各種設定状態を表示する表示部３６、給湯設定温度を設定する給湯温度設定スイッチ３７及び、風呂設定温度を設定する風呂温度設定スイッチ３８がそれぞれ設けられていると共に、浴槽６へ風呂設定温度の湯をリモコン装置５の湯張り量設定スイッチ（図示せず）で設定された湯張り量だけ湯張りし所定時間保温させる風呂自動スイッチ３９と、浴槽水を追い焚きさせる追い焚きスイッチ４０が設けられる。
【００１７】
４１は貯湯タンクユニット１内の各センサの入力を受け各アクチュエータの駆動を制御するマイコンを有し制御部を構成する給湯制御部である。この給湯制御部４１に前記リモコン装置５が無線または有線により接続されユーザーが任意の給湯設定温度および風呂設定温度を設定できるようにしているものであり、又この給湯制御部４１に給湯流量カウンタ３０の検知流量が入力されるるとこで、予め設定された能力での駆動を給湯加圧ポンプ２９に出力されて制御されるものである。
【００１８】
なお、４２は貯湯タンク２の過圧を逃す過圧逃し弁、４３は給水の圧力を減圧する減圧弁、４４は給水の温度を検出する給水温度センサである。
【００１９】
次に、この一実施形態の作動を説明する。
まず、深夜電力時間帯になって貯湯温度センサ３５が貯湯タンク２内に翌日に必要な熱量が残っていないことを検出すると、給湯制御部４１はヒーポン制御部１７に対して沸き上げ開始指令を発する。指令を受けたヒーポン制御部１７は圧縮機１１を起動した後にヒーポン循環ポンプ１６を駆動開始し、貯湯タンク２下部に接続されたヒーポン往き管９から取り出した５〜２０℃程度の低温水を冷媒−水熱交換器１２で７０〜９０℃程度の高温に加熱し、貯湯タンク２上部に接続されたヒーポン戻り管１０から貯湯タンク２内に戻し、貯湯タンク２の上部から順次積層して高温水を貯湯していく。貯湯温度センサ３５が必要な熱量が貯湯されたことを検出すると、給湯制御部４１はヒーポン制御部１７に対して沸き上げ停止指令を発し、ヒーポン制御部１７は圧縮機１１を停止すると共にヒーポン循環ポンプ１６も停止して沸き上げ動作を終了するものである。
【００２０】
次に、給湯運転について説明すると、今一つの給湯栓４を開栓すると、給水管８からの給水が貯湯タンク２内に流れ込む。そして貯湯タンク２に貯められた高温水が出湯管７を介して給湯混合弁２５へ流入し、給水バイパス管２６からの低温水と混合され、給湯制御部４１により給湯混合弁２５の混合比率が調整されて給湯設定温度の湯が給湯栓４から給湯される。
【００２１】
そして、この給湯の流れを給湯流量カウンタ３０が検知し、最低流量５Ｌ／minで１０００ｒｐｍの回転数で給湯加圧ポンプ２９を駆動して、貯湯タンク２内の湯水を圧送して給湯を行うものであり、更に開栓する給湯栓４を増やすと、給湯量が増加するが、これを給湯流量カウンタ３０が検知し、この検知した給湯量に応じて、図３に示すように最高４５００ｒｐｎの回転数まで無段階に給湯制御部４１が給湯加圧ポンプ２９を制御し、給湯量に応じた最適な給湯圧で良好な給湯が行われるものであり、給湯栓４を閉栓すれば、給湯の流がなくなり、これを給湯流量カウンタ３０が検知し給湯加圧ポンプ２９の駆動を停止させて給湯が終了するものである。
【００２２】
従って、給湯加圧ポンプは使用される給湯量に応じて能力を可変し、即ち使用給湯量が増加すれば給湯加圧ポンプの回転数を上げて、常に勢い良く給湯される給湯圧とすることが出来、水道圧が低い場所や３階への給湯も可能で良好に行われるものであり、良好で快適な給湯が得られるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】この発明の一実施形態を示す貯湯式給湯装置の概略構成図。
【図２】同要部電気回路のブロック図。
【図３】同給湯加圧ポンプの特性図。
【符号の説明】
【００２４】
２  貯湯タンク
３  ヒートポンプユニット（加熱手段）
４  給湯栓
２７  給湯管
２９  給湯加圧ポンプ
３０  給湯流量カウンタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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