説明

貯湯式給湯装置

【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。

【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

【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。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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