説明

貯湯式給湯機

【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。

【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

【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。

【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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