貯湯式給湯装置
【課題】沸き増しに時間がかかり、追い焚きまでの待ち時間が長くなることを防止した貯湯式給湯装置を提供する。
【解決手段】加熱手段３で加熱された湯水を貯湯する貯湯タンク２と、浴槽６に接続される風呂循環回路２２と、浴槽６の湯水を風呂循環回路２２に循環させる風呂循環ポンプ２０と、風呂循環回路２２を循環する浴槽６の湯水を前記貯湯タンク２内の湯と熱交換させる風呂熱交換器１８を、該貯湯タンク２内上部に備えたもので、前記貯湯タンク２内の残湯量が減少して加熱手段３による沸き増し運転時の加熱温水は、風呂熱交換器１８と対向する中間戻し管２３を介して貯湯タンク２上部に戻すことにより、沸き増しが短時間に終了して追い焚きまでの待ち時間を短縮することが出来ると共に、経済的な沸き増しで効率の良い加熱が行え、極めて使用勝手が良いものである。
【解決手段】加熱手段３で加熱された湯水を貯湯する貯湯タンク２と、浴槽６に接続される風呂循環回路２２と、浴槽６の湯水を風呂循環回路２２に循環させる風呂循環ポンプ２０と、風呂循環回路２２を循環する浴槽６の湯水を前記貯湯タンク２内の湯と熱交換させる風呂熱交換器１８を、該貯湯タンク２内上部に備えたもので、前記貯湯タンク２内の残湯量が減少して加熱手段３による沸き増し運転時の加熱温水は、風呂熱交換器１８と対向する中間戻し管２３を介して貯湯タンク２上部に戻すことにより、沸き増しが短時間に終了して追い焚きまでの待ち時間を短縮することが出来ると共に、経済的な沸き増しで効率の良い加熱が行え、極めて使用勝手が良いものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、貯湯タンクの貯湯温水を用いて浴槽内の湯水を追い焚きする貯湯式給湯装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来よりこの種の電気温水器やヒートポンプ貯湯式給湯装置においては、追い焚き指令があると、貯湯タンクに貯められた温水の温度を検出し、この温度が所定温度以上であれば追い焚き運転を行い、所定温度以下であれば沸き増ししてから追い焚き運転す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】特許３６３２６５３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、沸き増しに長時間がかかり、この間は使用者は待たなければならず、入浴中では一旦入浴を中断する必要があり、極めて使用勝手が悪く、大きな問題となっており、又これを防止する為に、こまめに沸き増しをしたのでは、電気代が嵩み経済性が悪く、効率も低下するものであった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
そこで、この発明は上記課題を解決するため、特にその構成を、請求項１では、加熱手段で加熱された湯水を貯湯する貯湯タンクと、浴槽に接続される風呂循環回路と、浴槽の湯水を風呂循環回路に循環させる風呂循環ポンプと、風呂循環回路を循環する浴槽の湯水を前記貯湯タンク内の湯と熱交換させる風呂熱交換器を、該貯湯タンク内上部に備えたものに於いて、前記貯湯タンク内の熱量が減少して加熱手段による沸き増し運転時の加熱温水は、風呂熱交換器と対向する中間戻し管を介して貯湯タンク上部に戻すようにしたものである。
【０００５】
又請求項２では、加熱手段で加熱された湯水を貯湯する貯湯タンクと、浴槽に接続される風呂循環回路と、浴槽の湯水を風呂循環回路に循環させる風呂循環ポンプと、風呂循環回路を循環する浴槽の湯水を前記貯湯タンク内の湯と熱交換させる風呂熱交換器を、該貯湯タンク外に備えたものに於いて、前記貯湯タンク内の熱量が減少して加熱手段による沸き増し運転時の加熱温水は、風呂熱交換器への送湯管と対向する中間戻し管を介して貯湯タンク上部に戻すようにしたものである。
【０００６】
又請求項３では、加熱手段から貯湯タンクへの加熱温水の戻し管には、戻し経路を切り替える流路切替手段を備えたものである。
【０００７】
又請求項４では、加熱手段と貯湯タンク間に湯水を循環させる加熱循環ポンプの流速を、沸き増し目標温度に応じて可変するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の請求項１及び２によれば、沸き増しの時に加熱手段で加熱された加熱温水が、貯湯タンク上端に戻ることなく、風呂熱交換器が位置及び該風呂熱交換器の送湯管が位置する上部に直接戻されるので、沸き増しが短時間に終了して追い焚きまでの待ち時間を短縮することが出来ると共に、経済的な沸き増しで効率の良い加熱が行え、極めて使用勝手が良いものである。
【０００９】
又請求項３によれば、通常の沸き上げ運転では貯湯タンク上端に加熱温水を戻し、途中での沸き増し運転では貯湯タンク上部に戻すように切替られるので、各運転で最適な戻し位置を選択出来、効率の良い運転が行えるものである。
【００１０】
又請求項４によれば、風呂設定温度が低かったり、風呂の残湯温度が高い時には、沸き上げ目標温度も低くなるので、加熱循環ポンプの流速を速くして更に沸き増し時間の短縮を図ることが出来るものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次にこの発明の第１実施形態を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リモコン、６は浴槽である。
【００１２】
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、更に下部にヒーポン循環回路を構成する往き管９と、上端にヒーポン循環回路を構成する戻し管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戻し管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。
【００１３】
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内の湯水を前記往き管９および戻し管１０を介して冷媒−水熱交換器１２に循環させる加熱循環ポンプ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。
【００１４】
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出来、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。
【００１５】
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。
【００１６】
前記保温や追い焚きの時に、貯湯タンク２内の熱量が不足している場合には、ヒートポンプユニット３による沸き増し運転が行われるが、この時加熱温水は戻し管１０ではなく、風呂熱交換器１８と対向する貯湯タンク２上部に連通された中間戻し管２３を介して戻されるものであり、戻し管１０と中間戻し管２３との分岐部には流路切替手段を構成する三方弁２４が備えられ、この三方弁２４は深夜時間帯の沸き上げ運転では戻し管１０を選択し、更にこの時間帯以外の沸き増し運転では中間戻し管２３を選択するようにしたものである。
【００１７】
２５は風呂戻り管２１を介して風呂熱交換器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、２６は風呂熱交換器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。
【００１８】
次に、２７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２８からの低温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２９に設けた給湯温度センサ３０で検出した湯温がリモコン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。
【００１９】
３１は給湯管２９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２９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。
【００２０】
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やどこまで沸き増しで補充されたかを検知し、又貯湯タンク２内の上下方向の温度分布も検知するものである。
【００２１】
前記リモコン５には、給湯設定温度を設定する給湯温度設定スイッチ３６、及び風呂設定温度を設定する風呂温度設定スイッチ３７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及び、浴槽６内の水位が所定量低下すると設定された水位まで所定温度の補水を行わせる風呂自動スイッチ３８と、浴槽水を追い焚きさせる追い焚きスイッチ３９が設けられているものである。
【００２２】
４０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４０に前記リモコン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、この風呂設定温度＋アルファー（約＋１０℃位）が沸き増し目標温度となるものである。
【００２３】
４１は風呂自動スイッチ３８のＯＮによる風呂自動運転時に自動的に補水を行う自動補水手段で、風呂往き管１９に設けた圧力センサから成る水位センサ４２で浴槽６の水位を監視し、所定水位以下を検知して設定水位まで風呂設定温度の温水を湯張り管３１を介して補水するものである。
【００２４】
４３は風呂自動スイッチ３８のＯＮによる風呂自動運転時に保温の為の追い焚きを行う自動保温手段で、タイマー手段４４を有し４時間の保温中、２０分毎に風呂循環ポンプ２０を駆動して、風呂戻り温度センサ２５で現在の浴槽６内の湯温を検知し、所定温度以下の検知で風呂熱交換器１８を利用した追い焚きを行い、風呂設定温度より１℃低い温度まで追い焚きして保温を行うものである。
【００２５】
なお、４５は貯湯タンク２の過圧を逃す過圧逃し弁、４６は給水の圧力を減圧する減圧弁、４７は給湯する湯水の量をカウントする給湯流量カウンタ、４８は給水の温度を検出する給水温度センサである。
【００２６】
次にこの第１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４０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を起動した後に加熱循環ポンプ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行く。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４０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を停止すると共に加熱循環ポンプ１６も停止して沸き上げ動作を終了するものである。
【００２７】
次に給湯運転について説明すると、給湯栓４を開くと、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２７へ流入し、給水バイパス管２８からの低温水と混合され、給湯制御部４０により給湯混合弁３０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。そして、給湯栓４の閉止によって給湯が終了するものである。
【００２８】
一方、風呂の追い焚きを行う場合、ステップ４９でリモコン５の追い焚きスイッチ３９を押圧すると、ＹＥＳでステップ５０に進み貯湯タンク２内の風呂熱交換器１８部分の熱量と追い焚きに必要な熱量とを比較するもので、残存熱量は貯湯温度センサ３５によって温度と量が給湯制御部４０で演算され、又必要熱量は風呂設定温度と現在の浴槽湯温とで給湯制御部４０で演算し比較されて、残存熱量が追い焚き出来る量あると判断されれば、ＹＥＳでステップ５１に進み風呂循環ポンプ２０の駆動で、温度低下した浴槽水を風呂熱交換器１８で貯湯タンク２内の高温水と熱交換させて昇温し、浴槽６に戻す追い焚き運転が行われるものである。
【００２９】
そしてステップ５０で残存熱量では追い焚き出来ない場合には、ＮＯでステップ５２に進んでヒートポンプユニット３による沸き増し運転が開始され、三方弁２４は沸き増し運転であるので、戻し管１０側を閉塞すると共に、中間戻し管２３側を開口状態とし、次にステップ５３に進み沸き増し目標温度６０℃以上かを判断し、ＹＥＳではステップ５４で加熱循環ポンプ１６を通常の流速で駆動させ、ＮＯではステップ５５で加熱循環ポンプ１６を通常より速い流速で駆動させ、ステップ５６で目標温度、目標量の加熱温水の貯湯で沸き増し運転を終了し、ステップ５７で追い焚きが開始されるものである。
【００３０】
従いまして、沸き増し時にヒートポンプユニット３で加熱された加熱温水は、中間戻し管２３を介して風呂熱交換器１８が位置する貯湯タンク２上部に直接戻されるので、沸き増しが必要な部分を直に沸き増しすることが出来、無駄な沸き増しをしない分、短時間に追い焚きへと移行させ、経済的な沸き増しで効率の良い加熱が行え、極めて使用勝手が良いものである。
【００３１】
更に風呂設定温度が低かったり、風呂の残湯温度が高い時には、沸き上げ目標温度も低くなるので、加熱循環ポンプ１６の流速を速くして更に沸き増し時間の短縮を図ることが出来るものである。
【００３２】
次に図４に示すこの発明の第２実施形態について説明するが、第１実施形態と同一部分は同一符号を付して説明は省略し、相違する部分のみを説明する。
風呂熱交換器１８が貯湯タンク２外に出た外熱交方式で、貯湯タンク２上部と風呂熱交換器１８とは送湯管５８で連通し、貯湯タンク２上部の高温水と浴槽水とを熱交換して、低温となった湯水を熱交ポンプ５９を備えた返湯管６０を介して貯湯タンク２下部に戻すようにしたものである。
【００３３】
この構成に於いて、第１実施形態と同じように、沸き増し時には送湯管５８の接続口部分と対向した中間戻し管２３から、加熱温水を戻すようにしたことで、風呂熱交換器１８へ熱交換用として送られる湯水を優先して形成し、上記の貯湯タンク２内に風呂熱交換器１８を備えたものと同様な効果を得ることが出来るものである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】この発明の第１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】同沸き増し運転を説明するフローチャート。
【図４】この発明の第２実施形態を示す貯湯式給湯装置の概略構成図。
【符号の説明】
【００３５】
２ 貯湯タンク
３ ヒートポンプユニット（加熱手段）
６ 浴槽
１０ 戻し管
１８ 風呂熱交換器
２０ 風呂循環ポンプ
２２ 風呂循環回路
２３ 中間戻し管
２４ 三方弁（流路切替手段）
【技術分野】
【０００１】
この発明は、貯湯タンクの貯湯温水を用いて浴槽内の湯水を追い焚きする貯湯式給湯装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来よりこの種の電気温水器やヒートポンプ貯湯式給湯装置においては、追い焚き指令があると、貯湯タンクに貯められた温水の温度を検出し、この温度が所定温度以上であれば追い焚き運転を行い、所定温度以下であれば沸き増ししてから追い焚き運転す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】特許３６３２６５３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、沸き増しに長時間がかかり、この間は使用者は待たなければならず、入浴中では一旦入浴を中断する必要があり、極めて使用勝手が悪く、大きな問題となっており、又これを防止する為に、こまめに沸き増しをしたのでは、電気代が嵩み経済性が悪く、効率も低下するものであった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
そこで、この発明は上記課題を解決するため、特にその構成を、請求項１では、加熱手段で加熱された湯水を貯湯する貯湯タンクと、浴槽に接続される風呂循環回路と、浴槽の湯水を風呂循環回路に循環させる風呂循環ポンプと、風呂循環回路を循環する浴槽の湯水を前記貯湯タンク内の湯と熱交換させる風呂熱交換器を、該貯湯タンク内上部に備えたものに於いて、前記貯湯タンク内の熱量が減少して加熱手段による沸き増し運転時の加熱温水は、風呂熱交換器と対向する中間戻し管を介して貯湯タンク上部に戻すようにしたものである。
【０００５】
又請求項２では、加熱手段で加熱された湯水を貯湯する貯湯タンクと、浴槽に接続される風呂循環回路と、浴槽の湯水を風呂循環回路に循環させる風呂循環ポンプと、風呂循環回路を循環する浴槽の湯水を前記貯湯タンク内の湯と熱交換させる風呂熱交換器を、該貯湯タンク外に備えたものに於いて、前記貯湯タンク内の熱量が減少して加熱手段による沸き増し運転時の加熱温水は、風呂熱交換器への送湯管と対向する中間戻し管を介して貯湯タンク上部に戻すようにしたものである。
【０００６】
又請求項３では、加熱手段から貯湯タンクへの加熱温水の戻し管には、戻し経路を切り替える流路切替手段を備えたものである。
【０００７】
又請求項４では、加熱手段と貯湯タンク間に湯水を循環させる加熱循環ポンプの流速を、沸き増し目標温度に応じて可変するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の請求項１及び２によれば、沸き増しの時に加熱手段で加熱された加熱温水が、貯湯タンク上端に戻ることなく、風呂熱交換器が位置及び該風呂熱交換器の送湯管が位置する上部に直接戻されるので、沸き増しが短時間に終了して追い焚きまでの待ち時間を短縮することが出来ると共に、経済的な沸き増しで効率の良い加熱が行え、極めて使用勝手が良いものである。
【０００９】
又請求項３によれば、通常の沸き上げ運転では貯湯タンク上端に加熱温水を戻し、途中での沸き増し運転では貯湯タンク上部に戻すように切替られるので、各運転で最適な戻し位置を選択出来、効率の良い運転が行えるものである。
【００１０】
又請求項４によれば、風呂設定温度が低かったり、風呂の残湯温度が高い時には、沸き上げ目標温度も低くなるので、加熱循環ポンプの流速を速くして更に沸き増し時間の短縮を図ることが出来るものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次にこの発明の第１実施形態を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リモコン、６は浴槽である。
【００１２】
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、更に下部にヒーポン循環回路を構成する往き管９と、上端にヒーポン循環回路を構成する戻し管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戻し管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。
【００１３】
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内の湯水を前記往き管９および戻し管１０を介して冷媒−水熱交換器１２に循環させる加熱循環ポンプ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。
【００１４】
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出来、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。
【００１５】
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。
【００１６】
前記保温や追い焚きの時に、貯湯タンク２内の熱量が不足している場合には、ヒートポンプユニット３による沸き増し運転が行われるが、この時加熱温水は戻し管１０ではなく、風呂熱交換器１８と対向する貯湯タンク２上部に連通された中間戻し管２３を介して戻されるものであり、戻し管１０と中間戻し管２３との分岐部には流路切替手段を構成する三方弁２４が備えられ、この三方弁２４は深夜時間帯の沸き上げ運転では戻し管１０を選択し、更にこの時間帯以外の沸き増し運転では中間戻し管２３を選択するようにしたものである。
【００１７】
２５は風呂戻り管２１を介して風呂熱交換器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、２６は風呂熱交換器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。
【００１８】
次に、２７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２８からの低温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２９に設けた給湯温度センサ３０で検出した湯温がリモコン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。
【００１９】
３１は給湯管２９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２９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。
【００２０】
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やどこまで沸き増しで補充されたかを検知し、又貯湯タンク２内の上下方向の温度分布も検知するものである。
【００２１】
前記リモコン５には、給湯設定温度を設定する給湯温度設定スイッチ３６、及び風呂設定温度を設定する風呂温度設定スイッチ３７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及び、浴槽６内の水位が所定量低下すると設定された水位まで所定温度の補水を行わせる風呂自動スイッチ３８と、浴槽水を追い焚きさせる追い焚きスイッチ３９が設けられているものである。
【００２２】
４０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４０に前記リモコン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、この風呂設定温度＋アルファー（約＋１０℃位）が沸き増し目標温度となるものである。
【００２３】
４１は風呂自動スイッチ３８のＯＮによる風呂自動運転時に自動的に補水を行う自動補水手段で、風呂往き管１９に設けた圧力センサから成る水位センサ４２で浴槽６の水位を監視し、所定水位以下を検知して設定水位まで風呂設定温度の温水を湯張り管３１を介して補水するものである。
【００２４】
４３は風呂自動スイッチ３８のＯＮによる風呂自動運転時に保温の為の追い焚きを行う自動保温手段で、タイマー手段４４を有し４時間の保温中、２０分毎に風呂循環ポンプ２０を駆動して、風呂戻り温度センサ２５で現在の浴槽６内の湯温を検知し、所定温度以下の検知で風呂熱交換器１８を利用した追い焚きを行い、風呂設定温度より１℃低い温度まで追い焚きして保温を行うものである。
【００２５】
なお、４５は貯湯タンク２の過圧を逃す過圧逃し弁、４６は給水の圧力を減圧する減圧弁、４７は給湯する湯水の量をカウントする給湯流量カウンタ、４８は給水の温度を検出する給水温度センサである。
【００２６】
次にこの第１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４０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を起動した後に加熱循環ポンプ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行く。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４０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を停止すると共に加熱循環ポンプ１６も停止して沸き上げ動作を終了するものである。
【００２７】
次に給湯運転について説明すると、給湯栓４を開くと、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２７へ流入し、給水バイパス管２８からの低温水と混合され、給湯制御部４０により給湯混合弁３０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。そして、給湯栓４の閉止によって給湯が終了するものである。
【００２８】
一方、風呂の追い焚きを行う場合、ステップ４９でリモコン５の追い焚きスイッチ３９を押圧すると、ＹＥＳでステップ５０に進み貯湯タンク２内の風呂熱交換器１８部分の熱量と追い焚きに必要な熱量とを比較するもので、残存熱量は貯湯温度センサ３５によって温度と量が給湯制御部４０で演算され、又必要熱量は風呂設定温度と現在の浴槽湯温とで給湯制御部４０で演算し比較されて、残存熱量が追い焚き出来る量あると判断されれば、ＹＥＳでステップ５１に進み風呂循環ポンプ２０の駆動で、温度低下した浴槽水を風呂熱交換器１８で貯湯タンク２内の高温水と熱交換させて昇温し、浴槽６に戻す追い焚き運転が行われるものである。
【００２９】
そしてステップ５０で残存熱量では追い焚き出来ない場合には、ＮＯでステップ５２に進んでヒートポンプユニット３による沸き増し運転が開始され、三方弁２４は沸き増し運転であるので、戻し管１０側を閉塞すると共に、中間戻し管２３側を開口状態とし、次にステップ５３に進み沸き増し目標温度６０℃以上かを判断し、ＹＥＳではステップ５４で加熱循環ポンプ１６を通常の流速で駆動させ、ＮＯではステップ５５で加熱循環ポンプ１６を通常より速い流速で駆動させ、ステップ５６で目標温度、目標量の加熱温水の貯湯で沸き増し運転を終了し、ステップ５７で追い焚きが開始されるものである。
【００３０】
従いまして、沸き増し時にヒートポンプユニット３で加熱された加熱温水は、中間戻し管２３を介して風呂熱交換器１８が位置する貯湯タンク２上部に直接戻されるので、沸き増しが必要な部分を直に沸き増しすることが出来、無駄な沸き増しをしない分、短時間に追い焚きへと移行させ、経済的な沸き増しで効率の良い加熱が行え、極めて使用勝手が良いものである。
【００３１】
更に風呂設定温度が低かったり、風呂の残湯温度が高い時には、沸き上げ目標温度も低くなるので、加熱循環ポンプ１６の流速を速くして更に沸き増し時間の短縮を図ることが出来るものである。
【００３２】
次に図４に示すこの発明の第２実施形態について説明するが、第１実施形態と同一部分は同一符号を付して説明は省略し、相違する部分のみを説明する。
風呂熱交換器１８が貯湯タンク２外に出た外熱交方式で、貯湯タンク２上部と風呂熱交換器１８とは送湯管５８で連通し、貯湯タンク２上部の高温水と浴槽水とを熱交換して、低温となった湯水を熱交ポンプ５９を備えた返湯管６０を介して貯湯タンク２下部に戻すようにしたものである。
【００３３】
この構成に於いて、第１実施形態と同じように、沸き増し時には送湯管５８の接続口部分と対向した中間戻し管２３から、加熱温水を戻すようにしたことで、風呂熱交換器１８へ熱交換用として送られる湯水を優先して形成し、上記の貯湯タンク２内に風呂熱交換器１８を備えたものと同様な効果を得ることが出来るものである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】この発明の第１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】同沸き増し運転を説明するフローチャート。
【図４】この発明の第２実施形態を示す貯湯式給湯装置の概略構成図。
【符号の説明】
【００３５】
２ 貯湯タンク
３ ヒートポンプユニット（加熱手段）
６ 浴槽
１０ 戻し管
１８ 風呂熱交換器
２０ 風呂循環ポンプ
２２ 風呂循環回路
２３ 中間戻し管
２４ 三方弁（流路切替手段）
【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、浴槽に接続される風呂循環回路と、浴槽の湯水を風呂循環回路に循環させる風呂循環ポンプと、風呂循環回路を循環する浴槽の湯水を前記貯湯タンク内の湯と熱交換させる風呂熱交換器を、該貯湯タンク内上部に備えたものに於いて、前記貯湯タンク内の熱量が減少して加熱手段による沸き増し運転時の加熱温水は、風呂熱交換器と対向する中間戻し管を介して貯湯タンク上部に戻す事を特徴とする貯湯式給湯装置。
【請求項２】
加熱手段で加熱された湯水を貯湯する貯湯タンクと、浴槽に接続される風呂循環回路と、浴槽の湯水を風呂循環回路に循環させる風呂循環ポンプと、風呂循環回路を循環する浴槽の湯水を前記貯湯タンク内の湯と熱交換させる風呂熱交換器を、該貯湯タンク外に備えたものに於いて、前記貯湯タンク内の熱量が減少して加熱手段による沸き増し運転時の加熱温水は、風呂熱交換器への送湯管と対向する中間戻し管を介して貯湯タンク上部に戻す事を特徴とする貯湯式給湯装置。
【請求項３】
前記加熱手段から貯湯タンクへの加熱温水の戻し管には、戻し経路を切り替える流路切替手段を備えた事を特徴とする請求項１及び２記載の貯湯式給湯装置。
【請求項４】
前記加熱手段と貯湯タンク間に湯水を循環させる加熱循環ポンプの流速を、沸き増し目標温度に応じて可変する事を特徴とする請求項１から３記載の貯湯式給湯装置。
【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、浴槽に接続される風呂循環回路と、浴槽の湯水を風呂循環回路に循環させる風呂循環ポンプと、風呂循環回路を循環する浴槽の湯水を前記貯湯タンク内の湯と熱交換させる風呂熱交換器を、該貯湯タンク内上部に備えたものに於いて、前記貯湯タンク内の熱量が減少して加熱手段による沸き増し運転時の加熱温水は、風呂熱交換器と対向する中間戻し管を介して貯湯タンク上部に戻す事を特徴とする貯湯式給湯装置。
【請求項２】
加熱手段で加熱された湯水を貯湯する貯湯タンクと、浴槽に接続される風呂循環回路と、浴槽の湯水を風呂循環回路に循環させる風呂循環ポンプと、風呂循環回路を循環する浴槽の湯水を前記貯湯タンク内の湯と熱交換させる風呂熱交換器を、該貯湯タンク外に備えたものに於いて、前記貯湯タンク内の熱量が減少して加熱手段による沸き増し運転時の加熱温水は、風呂熱交換器への送湯管と対向する中間戻し管を介して貯湯タンク上部に戻す事を特徴とする貯湯式給湯装置。
【請求項３】
前記加熱手段から貯湯タンクへの加熱温水の戻し管には、戻し経路を切り替える流路切替手段を備えた事を特徴とする請求項１及び２記載の貯湯式給湯装置。
【請求項４】
前記加熱手段と貯湯タンク間に湯水を循環させる加熱循環ポンプの流速を、沸き増し目標温度に応じて可変する事を特徴とする請求項１から３記載の貯湯式給湯装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−３０８１２２（Ｐ２００６−３０８１２２Ａ）
【公開日】平成１８年１１月９日（２００６．１１．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１２７６１５（Ｐ２００５−１２７６１５）
【出願日】平成１７年４月２６日（２００５．４．２６）
【出願人】（００００００５３８）株式会社コロナ (753)
【公開日】平成１８年１１月９日（２００６．１１．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月２６日（２００５．４．２６）
【出願人】（００００００５３８）株式会社コロナ (753)
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