(57)【要約】【課題】給湯装置において、貯湯タンクに接続された各給湯端末を適正に機能させるとともに、優れた経済性を実現する。【解決手段】給湯装置１は、湯水を貯める貯湯タンク４と、貯湯タンク４に接続された主経路Ｐ０と、主経路Ｐ０から分岐されて複数の給湯端末Ｔ１〜Ｔ４に接続される複数の分岐経路Ｐ１〜Ｐ４と、主経路Ｐ０に設けられたポンプ５と、分岐経路Ｐ１〜Ｐ４のそれぞれに設けられた流量センサＳ１〜Ｓ４とを備える。流量センサＳ１〜Ｓ４によって検出された分岐経路Ｐ１〜Ｐ４の流量に応じて、ポンプ５を動作させて主経路Ｐ０の給湯圧を高める。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
湯水を貯めるタンクと、前記タンクに接続された主経路と、主経路から分岐されて複数の給湯端末に接続される複数の分岐経路と、前記主経路に設けられた加圧手段と、前記分岐経路のそれぞれに設けられた流量検出手段とを備えたことを特徴とする給湯装置。
【請求項２】
前記タンクと前記加圧手段との間の主経路に、圧力検出手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。
【請求項３】
前記流量検出手段の出力値に応じて、前記加圧手段を制御する制御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の給湯装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記圧力検出手段の出力値に応じて、前記加圧手段を制御することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、湯水を貯湯タンクに貯め、該貯湯タンクに接続された給湯端末に湯水を供給する貯湯式給湯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からヒートポンプによって温められた湯水を貯湯タンクに貯め、貯湯タンクから給湯端末に湯水を供給するヒートポンプ式給湯装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２２１６７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
給湯装置の貯湯タンクには、食器洗浄機などの種々の給湯端末が接続されている。各給湯端末には、用途に応じた給湯圧がそれぞれ設定されている。また、各給湯端末にて消費される単位時間当たりの湯量は、端末の仕様やユーザの操作具合等によって様々である。
【０００５】
このような複数種類の給湯端末が貯湯タンクに接続され、複数のユーザによって操作されると、貯湯タンクから各給湯端末に至る経路の給湯圧が変動し、各給湯端末に設定されている給湯圧を常時確保することが困難となる。そして、貯湯タンクから各給湯端末に至る経路の給湯圧が低下すると、各給湯端末から吐き出される湯水の吐出量が低下し、各給湯端末は十分な機能を発揮することができないことがある。
【０００６】
このような事態を避けるべく、貯湯タンクから各給湯端末に至る経路の給湯圧を各給湯端末に設定されている給湯圧に対して十分な余裕を持って高めておく対策も考えられる。しかしながら、このような対策を施した場合にあっては、少ない吐出量で運転する給湯端末において、吐出量を適量に制御することが困難となり、必要以上の湯水が吐出されて経済性が損なわれる。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、貯湯タンクに接続された給湯端末を適正に機能させるとともに、優れた経済性を実現することが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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、湯水を貯めるタンクと、前記タンクに接続された主経路と、主経路から分岐されて複数の給湯端末に接続される複数の分岐経路と、前記主経路に設けられた加圧手段と、前記分岐経路のそれぞれに設けられた流量検出手段とを備えたことを特徴とする給湯装置である。
【０００９】
上記給湯装置において、前記タンクと前記加圧手段との間の主経路に、圧力検出手段をさらに備えることが望ましい。
【００１０】
また、上記給湯装置において、前記流量検出手段の出力値に応じて、前記加圧手段を制御する制御手段をさらに備えることが望ましい。
【００１１】
また、上記給湯装置において、前記制御手段は、前記圧力検出手段の出力値に応じて、前記加圧手段を制御することが望ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の給湯装置によれば、主経路に加圧手段と、分岐経路のそれぞれに流量検出手段を備えているので、それぞれの分岐経路の流量に応じて主経路の給湯圧を加圧手段によって高めることができる。これにより、タンクから各給湯端末に至る主経路及び分岐経路の給湯圧の低下を防止することができ、各給湯端末を正常に機能させることが可能となる。また、給湯圧を過剰に高める必要がないので、必要以上の湯水が吐出されることが抑制され、優れた経済性を実現できる。また、加圧手段は主経路に設けられているので、タンクの内圧を低く設定することができる。これにより、タンクに要求される強度が抑制され、タンクに安価な材料を用いたり、構造を簡素化することが可能となり、給湯装置全体のコストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態による給湯装置を示す図。
【図２】同給湯装置の主要構成を示す図。
【図３】同給湯装置の電気的構成を示すブロック図。
【図４】同給湯装置における各分岐経路の利用状況と主経路の調整圧の関係を示す図。
【図５】上記実施形態の変形例による給湯装置の主要構成を示す図。
【図６】同給湯装置の電気的構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の一実施形態による給湯装置について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態による給湯装置を示す。給湯装置１は、ヒートポンプユニット３によって熱された湯水を貯湯タンク４に貯め、給湯端末Ｔ１〜Ｔ４に適宜供給する。給湯装置１は、ヒートポンプユニット３と、貯湯タンク４と、給湯端末Ｔ１〜Ｔ４等によって構成されている。
【００１５】
ヒートポンプユニット３は、第１熱交換器３１と、圧縮器３２と、第２熱交換器３３と、膨張器３４と循環ポンプ３５を備えている。第１熱交換器３１は、空気と冷媒との間で熱を交換する。圧縮器３２は、冷媒を断熱圧縮して高温にする。第２熱交換器３３は、冷媒と湯水との間で熱を交換する。膨張器３４は、冷媒を断熱膨張させて低温にする。循環ポンプ３５は、貯湯タンク４とヒートポンプユニット３との間で湯水を循環させる。
【００１６】
ヒートポンプユニット３は、以下のサイクルを繰り返して湯水を加熱する。（１）膨張器３４によって冷媒を断熱膨張させて低温にする。（２）第１熱交換器３１によって空気と低温の冷媒との間で熱交換させる（冷媒が空気から熱を得る）。（３）圧縮器３２によって冷媒を断熱圧縮して高温にする。（４）第２交換器３３によって高温の冷媒と湯水との間で熱交換させる（湯水が冷媒から熱を得る）。つまり、ヒートポンプユニット３は、第１熱交換器３１により冷媒が空気から得た熱を用いて、第２熱交換器３３を介して、貯湯タンク４の湯水を加熱する。
【００１７】
貯湯タンク４は、ヒートポンプユニット３によって加熱された湯水を貯蔵し、給湯端末Ｔ１〜Ｔ４に適宜供給する。貯湯タンク４と給湯端末Ｔ１〜Ｔ４とは、主経路Ｐ０及び分岐経路Ｐ１〜Ｐ４からなる配管によって接続されている。主経路Ｐ０は貯湯タンク４に接続される。分岐経路Ｐ１〜Ｐ４は、主経路Ｐ０から分岐されて給湯端末Ｔ１〜Ｔ４にそれぞれ接続される。
【００１８】
図２は、給湯装置１の主要部、特に貯湯タンク４から給湯端末Ｔ１〜Ｔ４に至る給湯経路を示す。主経路Ｐ０には、分岐経路Ｐ１〜Ｐ４の給湯圧を高めるためのポンプ（加圧手段）５が設けられている。それぞれの分岐経路Ｐ１〜Ｐ４には、各分岐経路Ｐ１〜Ｐ４を流れる湯水の流量を検出する流量センサ（流量検出手段）Ｓ１〜Ｓ４が設けられている。
【００１９】
給湯端末Ｔ１〜Ｔ４によって消費された湯水は、減圧弁６を介して水道管から補充され、ヒートポンプユニット３によって適温に加熱される。減圧弁６は、水道管にかけられている水圧を貯湯タンク４の仕様に応じて減圧する。また、貯湯タンク４の内圧が過度に高められないように、貯湯タンク４には圧力逃し弁７が設けられている。
【００２０】
図３は、給湯装置１の電気的構成を示す。給湯装置１は、各部を制御するための制御部（制御手段）１０を有している。制御部１０は、ポンプ５及び流量センサＳ１〜Ｓ４と接続されている。制御部１０は、流量センサＳ１〜Ｓ４から出力される各分岐経路Ｐ１〜Ｐ４を流れる湯水の流量に関する信号に基づいて、ポンプ５の加圧動作を制御する。
【００２１】
図４は、給湯装置１における各分岐経路Ｐ１〜Ｐ４の利用状況と主経路Ｐ０の調整圧の関係を示す。各分岐経路Ｐ１〜Ｐ４は、接続されている給湯端末Ｔ１〜Ｔ４に応じて異なる給湯圧に設定されている。図４においては、分岐経路Ｐ１、Ｐ２及びＰ４は、１７０ｋＰａに、分岐経路Ｐ３は、３００ｋＰａにそれぞれ設定されている。制御部１０は、流量センサＳ１〜Ｓ４から出力される湯水の流量に関する信号に基づいて、各分岐経路Ｐ１〜Ｐ４の利用状況を知得し、分岐経路Ｐ１〜Ｐ４の給湯圧が利用されている分岐経路の設定圧になるようにポンプ５を制御する。
【００２２】
例えば、パターン例１に示すように、分岐経路Ｐ１のみが利用されている場合、制御部１０は、分岐経路Ｐ１〜Ｐ４の給湯圧が１７０ｋＰａになるように、ポンプ５を制御する。また、パターン例２に示すように、分岐経路Ｐ３のみが利用されている場合、制御部１０は、分岐経路Ｐ１〜Ｐ４の給湯圧が３００ｋＰａになるように、ポンプ５を制御する。また、パターン例３に示すように、分岐経路Ｐ１及びＰ２が利用されている場合、制御部１０は、分岐経路Ｐ１〜Ｐ４の給湯圧が１７０ｋＰａになるように、ポンプ５を制御する。また、パターン例４に示すように、分岐経路Ｐ１及びＰ３が利用されている場合、制御部１０は、分岐経路Ｐ１〜Ｐ４の給湯圧が３００ｋＰａになるように、ポンプ５を制御する。このように、異なる設定圧の分岐経路が同時に利用されている場合は、より高い設定圧に合わせて、制御部１０は、ポンプ５を制御する。制御部１０は、分岐経路の利用の有無のみならず、流量センサＳ１〜Ｓ４から出力される湯水の流量に関する信号に基づいて、ポンプ５を制御するように構成されていてもよい。
【００２３】
本実施形態の給湯装置１によれば、主経路Ｐ０にポンプ５と、分岐経路Ｐ１〜Ｐ４のそれぞれに流量センサＳ１〜Ｓ４を備えているので、分岐経路Ｐ１〜Ｐ４の流量に応じて主経路Ｐ０の給湯圧をポンプ５によって高めることができる。これにより、貯湯タンク４から各給湯端末に至る主経路Ｐ０及び分岐経路Ｐ１〜Ｐ４の給湯圧の低下を防止することができ、各給湯端末を正常に機能させることが可能となる。また、給湯圧を過剰に高める必要がないので、必要以上の湯水が吐出されることが抑制され、優れた経済性を実現できる。また、ポンプ５は主経路Ｐ０に設けられているので、貯湯タンク４の内圧を低く設定することができる。これにより、貯湯タンク４に要求される強度が抑制され、貯湯タンク４に安価な材料を用いたり、構造を簡素化することが可能となり、給湯装置全体のコストダウンを図ることができる。
【００２４】
また、同時に吐水される給湯端末Ｔ１〜Ｔ４の数や流量に応じて、制御部１０がポンプ５を制御するので、ポンプ５から各給湯端末Ｔ１〜Ｔ４に至る主経路Ｐ０及び分岐経路Ｐ１〜Ｐ４の給湯圧を自動的に一定に維持できる。これにより、貯湯タンク４から各給湯端末に至る主経路Ｐ０及び分岐経路Ｐ１〜Ｐ４の給湯圧の低下をより一層防止することができ、各給湯端末を正常に機能させることが可能となる。
【００２５】
（変形例）
図５は、上記実施形態の変形例による給湯装置１Ｂの主要部、特に貯湯タンク４から給湯端末Ｔ１〜Ｔ４に至る給湯経路を示す。また、図６は、給湯装置１Ｂの電気的構成を示す。この給湯装置１Ｂは、給湯装置１の構成に加え、貯湯タンク４とポンプ５との間の主経路Ｐ０に、圧力センサ（圧力検出手段）８をさらに備える。
【００２６】
圧力センサ８は、貯湯タンク４とポンプ５との間の主経路Ｐ０の給湯圧、すなわちポンプ５によって加圧される前の主経路Ｐ０の給湯圧を検知して、その給湯圧に関する信号を制御部１０に出力する。制御部１０は、圧力センサ８から出力される主経路Ｐ０の給湯圧に関する信号に基づいてポンプ５を制御する。例えば、各給湯端末Ｔ１〜Ｔ４が同時に利用されると、大量の湯水が短時間に消費されて、分岐経路Ｐ１〜Ｐ４の給湯圧が急速に低下する傾向が強まる。制御部１０は、分岐経路Ｐ１〜Ｐ４の給湯圧の低下を補うために、ポンプ５による加圧駆動の出力を増大させる。このとき、ポンプ５に供給される湯水が貯湯タンク４の内容積に対して過度に大きくなると、貯湯タンク４の内圧の低下を招き、貯湯タンク４が負圧によって破壊される虞がある。そこで、この変形例においては、ポンプ５によって加圧される前の主経路Ｐ０の給湯圧を圧力センサ８によって検知して、貯湯タンク４が負圧によって破壊されない程度にポンプ５を制御する。
【００２７】
この給湯装置１Ｂによれば、貯湯タンク４とポンプ５との間の主経路Ｐ０に設けられている圧力センサ８によって貯湯タンク４の内圧を検知することができる。例えば、ポンプ５による過剰な加圧によって生ずる貯湯タンク４の内圧の低下を検知することができ、貯湯タンク４が負圧によって破壊されることを未然に防止することができる。特に、圧力検センサ８の出力値に応じて、制御部１０がポンプ５を制御するように構成されているので、貯湯タンク４からポンプ５に至る主経路Ｐ０の給湯圧を自動的に一定に維持できる。これにより、貯湯タンク４の破壊を防止する効果を、より一層高めることが可能となる。
【００２８】
なお、本発明は上記実施形態の構成に限られることなく、少なくとも主経路Ｐ０にポンプ５と、分岐経路Ｐ１〜Ｐ４のそれぞれに流量センサＳ１〜Ｓ４を備えて構成されていればよい。例えば、制御部１０を廃して、手動でポンプ５の動作を制御するものであってもよい。また、本発明は種々の変形が可能であり、例えば、給湯端末Ｔ１〜Ｔ４及び分岐経路Ｐ１〜Ｐ４の種類・数は特に限定されず、食器洗浄機や浴室用のシャワーなど各種の給湯端末Ｔ１〜Ｔ４や分岐経路Ｐ１〜Ｐ４を任意に適用して構成されていてもよい。また、貯湯タンク４内の湯水を加熱する構成は、ヒートポンプユニット３に限られることなく、太陽熱温水ユニットやガス給湯器などを適用してもよい。
【符号の説明】
【００２９】
１    給湯装置
４    貯湯タンク
５    ポンプ（加圧手段）
８    圧力センサ
１０    制御部（制御手段）
Ｐ０    主経路
Ｐ１〜Ｐ４    分岐経路
Ｓ１〜Ｓ４    流量センサ（流量検出手段）
Ｔ１〜Ｔ４    給湯端末
【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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