説明

貯湯式給湯装置

【課題】給湯混合弁の脱調を検知し自動的にイニシャライズするようにした貯湯式給湯装置を提供する。
【解決手段】給湯温度センサ30が検知する給湯温度が所定時間給湯後に、給湯設定温度から高温側及び低温側に所定温度以上離れている時間が所定時間以上継続した場合、又は貯湯温度センサ36aが検知する貯湯タンク2上部の湯温が、給湯設定温度に所定温度加算した温度以上で、給湯混合弁27が湯側全開状態の場合、給湯制御部42が給湯混合弁27の脱調と判断し、給湯終了後にイニシャライズするようにしたので、脱調を自動的に器具自体で回避して通常の給湯混合弁27に戻すことが出来るので、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、給湯混合弁の脱調を給湯設定温度と実際の給湯温度との差や、異常な開度設定で検知してイニシャライズするようにした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に於いては、貯湯タンク内の高温水と給水バイパス管から供給される低温の給水とを、リモコンで設定される給湯設定温度になるように混合して供給する給湯混合弁を備えており、この給湯混合弁はステッピングモーターと三方弁で構成され、給湯設定温度と混合後の給湯温度を検知する給湯温度センサの検知温度とで、給湯制御部がステッピングモーターを出力パルスで駆動制御して、検知温度と設定温度が一致するように調整するものであった。(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2009−97815号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところでこの従来のものでは、ステッピングモーターの経時劣化に伴ったカルキ詰まりや、異物の混入や弁固着により、弁体トルクが想定範囲外に上昇すると出力パルスにステッピングモーターが同期しなくなる脱調となり、給湯混合弁では指示開度と実開度のズレが蓄積して、給湯時のオーバーシュート、アンダーシュートが通常時より大きくなり、給湯設定温度の給湯を得ることが出来ないと言う不具合を有するものであった。
【課題を解決するための手段】
【0005】
この発明はこの点に着目し上記課題を解決するために、特にその構成を、請求項1では、給水管が下端部に接続されていると共に、貯湯している高温水を流出させる出湯管が、上端部に接続されている貯湯タンクと、この貯湯タンク内の湯水を高温に加熱する加熱手段と、出湯管から供給される貯湯タンク上部の高温水と給水管から分岐した給水バイパス管からの給水とを混合する給湯混合弁と、この混合後の給湯温度を検知し給湯温度センサと、この給湯温度センサの検知温度とリモコンで設定された給湯設定温度とを比較し給湯設定温度の給湯とするように給湯混合弁の駆動を制御する給湯制御部とを備えたものに於いて、前記給湯温度センサが検知する給湯温度が所定時間給湯後に、給湯設定温度から高温側及び低温側に所定温度以上離れている時間が所定時間以上継続した場合、給湯制御部が給湯混合弁の脱調と判断し、給湯終了後にイニシャライズするようにしたものである。
【0006】
又請求項2では、給水管が下端部に接続されていると共に、貯湯している高温水を流出させる出湯管が、上端部に接続されている貯湯タンクと、この貯湯タンク内の湯水を高温に加熱する加熱手段と、貯湯タンク内上部の貯湯水温度を検知する貯湯温度センサと、出湯管から供給される貯湯タンク上部の高温水と給水管から分岐した給水バイパス管からの給水とを混合する給湯混合弁と、この混合後の給湯温度を検知し給湯温度センサと、この給湯温度センサの検知温度とリモコンで設定された給湯設定温度とを比較し給湯設定温度の給湯とするように給湯混合弁の駆動を制御する給湯制御部とを備えたものに於いて、前記貯湯温度センサが検知する貯湯タンク上部の湯温が、給湯設定温度に所定温度加算した温度以上で、給湯混合弁が湯側全開状態の場合、給湯制御部が給湯混合弁の脱調と判断し、給湯終了後にイニシャライズするようにしたものである。
【0007】
又請求項3では、前記給湯制御部が給湯混合弁の脱調と判断し、給湯終了後にイニシャライズした回数が規定回数を越えた場合には、リモコンに給湯混合弁の異常を表示するようにしたものである。
【発明の効果】
【0008】
この発明によれば、給湯混合弁で調整された給湯温度が、給湯設定温度の許容範囲を逸脱した時に、脱調と判断して、給湯終了後にステッピングモーターを基準点である弁開度0%となる量を移動させると弁は0%で止まりイニシャライズが行われることで、脱調を自動的に器具自体で回避して通常の給湯混合弁に戻すことが出来るので、修理業者を呼び必要もなく、使用出来なくなることもなく極めて使用勝手が良く、しかも給湯時の大きなオーバーシュートやアンダーシュートを確実に防止して給湯設定温度に調節された良好な給湯が行えるものである。
【0009】
又請求項2によれば、貯湯タンク高温部の湯温が給湯設定温度に所定温度を加算した温度以上で、給湯混合弁が湯側全開状態の場合、即ち、給湯として使用される貯湯タンク内の湯温が十分高温で、給水と混合する必要があるのに給湯混合弁が、そのような動きをしていない時に、脱調と判断して、給湯終了後にステッピングモーターを基準点である弁開度0%となる量を移動させると弁は0%で止まりイニシャライズが行われることで、脱調を自動的に器具自体で回避して通常の給湯混合弁に戻すことが出来るので、修理業者を呼び必要もなく、使用出来なくなることもなく極めて使用勝手が良く、しかも給湯時の大きなオーバーシュートやアンダーシュートを確実に防止して給湯設定温度に調節された良好な給湯が行えるものである。
【0010】
又請求項3によれば、給湯混合弁の脱調が何回も繰り返される場合には、異常と判断して表示することで、大きな故障に至る前に専門の修理業者を呼んで修理してもらうように使用者に注意喚起するので、極めて安全であり安心して使用することが出来るものである。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【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】同一実施形態のフローチャート。
【図3】他の実施形態のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【0012】
次にこの発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
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であり、3は貯湯タンク2内に貯湯された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は前記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。
【0013】
前記貯湯タンクユニット1内にある貯湯タンク2は、上端に高温水を出湯する出湯管7と、下端に水道水を給水する給水管8とが接続されている。また、貯湯タンク2下部からヒートポンプユニット3を配管で繋ぐヒーポン往き管9と、ヒートポンプユニット3から貯湯タンク2上部を配管で繋ぐヒーポン戻り管10とが接続されている。
【0014】
前記ヒートポンプユニット3内には、圧縮機11、凝縮器としての冷媒水熱交換器12、電子膨張弁13、強制空冷式の蒸発器14で構成されたヒートポンプサイクル15が設置されており、貯湯タンク2内の湯水を前記ヒーポン往き管9からヒートポンプユニット3へ搬送して、冷媒水熱交換器12で加熱されヒーポン戻り管10から貯湯タンク2へ搬送するヒーポン循環ポンプ16がヒーポン往き管9途中に設置されており、その駆動を制御するヒーポン制御部17が備えられている。
【0015】
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あり、貯湯タンク2内の上部に配置されており、この風呂熱交換器18には風呂往き管19及び浴槽水を搬送するための風呂循環ポンプ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、浴槽6内の湯水が貯湯タンク2内の高温水によって加熱されて保温あるいは追い焚きが行われる。
【0016】
23は風呂戻り管21から風呂熱交換器18に流入する浴槽水の温度を検出する風呂戻り管温度センサであり、24は風呂熱交換器18から流出して風呂戻り管19から浴槽6へ流れ込む浴槽水の温度を検出する風呂往き管温度センサである。
【0017】
25は風呂戻り管21の風呂戻り管温度センサ23と風呂熱交換器18の間に設置された風呂三方弁であり、26は風呂三方弁25の弁開度を変えることで風呂往き管19の風呂往き温度センサ24と風呂熱交換器18の間の配管に湯水が流入するように接続された風呂循環バイパス管である。
【0018】
27は出湯管7で搬送されてきた高温水と給水管8から分岐した給水バイパス管28内の給水を混合する給湯混合弁であり、その下流に接続された給湯管29に設けられた給湯サーミスタからなる給湯温度センサ30で検出した温度が、リモコン5で使用者が設定した給湯設定温度になるよう弁開度を調節するものであり、31は給湯する湯水の流れを検知する給湯流量センサである。
【0019】
32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32には浴槽6への湯張り開始と停止を行う湯張り弁33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34と、浴槽6内の湯水が給湯管29に逆流するのを防止する逆止弁35とが設けられており、貯湯タンク2内の高温水を浴槽6に直接差し湯して追い焚きを行う際にもこの湯張り管32を介して行われる。
【0020】
36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あり、貯湯タンク2の上方向から順に36a、36b、36c、36d、36eとし、この貯湯温度センサ36が検出する温度情報によって貯湯タンク2内の残熱量を検知し、そして貯湯タンク2の上下方向の温度分布を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37と、風呂設定温度を設定する風呂温度設定スイッチ38と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す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と、設定値や現在の運転状態や異常状態を表示する表示部41とが設けられている。
【0022】
42は貯湯タンクユニット1内に設置された各センサの入力を受け各アクチュエーターの駆動を制御すると共に、特に給湯設定温度と給湯温度センサ30の検知する給湯温度とが一致するように給湯混合弁27のステッピングモーター43に出力パルスを送信するマイコンからなる給湯制御部である。従ってこの給湯制御部41に前記リモコン5が無線もしくは有線によって接続され、使用者が所望の給湯設定温度及び風呂設定温度を設定可能としており、更に給湯制御部41は30秒間の給湯後、給湯設定温度と給湯温度センサ30の検知する実際の給湯温度との差が、高温側及び低温側に所定温度ここではプラスマイナス2℃以上離れている時間が所定時間ここでは10秒以上継続した場合に、脱調と判断して給湯終了後にステッピングモーター43を基準点である弁開度0%となる量を移動させると弁は0%で止まりイニシャライズが行われることで、脱調を自動的に器具自体で回避して通常の給湯混合弁27に戻すものである。
【0023】
44は貯湯タンク2内の圧力が所定値を超えた際に作動する過圧逃がし弁であり、45は水道水を貯湯タンク2内に一定の圧力で給水するように調節された減圧弁であり、46は給水バイパス管28の分岐部分より貯湯タンク2側に備えられ該貯湯タンク2側から給水バイパス管28側に逆流する湯水を阻止する逆止弁である。
【0024】
次にこの一実施形態の作動を説明する。
先ず深夜電力時間帯(例えば23時から翌日の7時までの間)になって貯湯温度センサ36が貯湯タンク2内に翌日に必要な湯量が足りないことを検出すると、給湯制御部42はヒーポン制御部17に対して湯水の沸き上げ開始指令を出す。指令を受けたヒーポン制御部17はヒーポン循環ポンプ15を駆動させヒーポン往き管9内を流れる貯湯タンク2内の低温水を冷媒水熱交換器12で加熱してヒーポン戻り管10から貯湯タンク2の上部に戻して、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36が必要な熱量が貯湯されたことを検知すると、給湯制御部42はヒーポン制御部17に対して沸き上げ停止指令を出し、ヒーポン制御部17はヒーポン循環ポンプ15の駆動を止めて沸き上げを終了させる。
【0025】
次に給湯運転について説明すると、給湯栓4を開くことで給水管8から水道水が貯湯タンク2内に流入する。そして、貯湯タンク2に貯められた高温水が出湯管7内を流通して給湯混合弁27に流入し、給湯設定温度になるよう給湯制御部42で給湯混合弁27の弁開度を調節して給水バイパス管28内の低温水と混合させることで出湯される。また、給湯栓4を閉じることで給湯が終了するものである。
【0026】
次に浴槽6への湯張り運転について説明すると、リモコン5の風呂自動スイッチ39が操作されると、給湯制御部42が湯張り弁33を開弁する。そして、給湯混合弁27によって風呂設定温度に調節された湯水が湯張り管32から風呂戻り管21を介して浴槽6に流入して湯張りが行われ、湯張り管32途中に設けられた風呂流量カウンタ34が所定の流量をカウントし終えたら給湯制御部42が湯張り弁33を閉弁させて湯張り運転が終了する。
【0027】
次に給湯運転中の給湯制御部42による給湯混合弁27の脱調検知について図2のフローチャートに従って説明すれば、ステップ47で給湯が30秒以上継続されているかを給湯流量センサ31で検知し、YESでステップ48に進みリモコン5による給湯設定温度と給湯温度センサ30の検知する実際の給湯温度との差が、高温側及び低温側に2℃以上あるかを判断し、YESでステップ49に進んでこの差が10秒以上継続したかをカウントして、YESでステップ50に進み給湯混合弁27が脱調と判断し、ステップ51で給湯の終了を待って、YESでステップ52に進み給湯混合弁27のイニシャライズを行い、ステップ53に進んでこのイニシャライズ回数をカウントし、この回数が20回目かを判断し、YESではステップ54に進みリモコン5の表示部41に給湯混合弁27の異常状態を表示し、20回に達していない時はNOでステップ55に進んで表示は行わないものである。
【0028】
このように、給湯混合弁27で調整された給湯温度が、給湯設定温度の許容範囲を逸脱した時に、脱調と判断して、給湯終了後にステッピングモーター43を基準点である弁開度0%となる量を移動させると弁は0%で止まりイニシャライズが行われることで、脱調を自動的に器具自体で回避して通常の給湯混合弁27に戻すことが出来、極めて使用勝手が良いものである。
【0029】
次に他の実施形態をこの一実施形態との相違点のみを、図3の給湯運転中の給湯制御部42による給湯混合弁27の脱調検知についてフローチャートで説明すると、ステップ56で貯湯温度センサ36aが検知する貯湯タンク2上部の湯温が、給湯設定温度プラス余裕温度である所定温度10℃より高いかを判断し、YESでステップ57に進み給湯混合弁27が湯側全開状態かを判断し、YESでステップ58に進み給湯混合弁27が脱調と判断し、ステップ59で給湯の終了を待って、YESでステップ60に進み給湯混合弁27のイニシャライズを行い、ステップ61に進んでこのイニシャライズ回数をカウントし、この回数が20回目かを判断し、YESではステップ62に進みリモコン5の表示部41に給湯混合弁27の異常状態を表示し、20回に達していない時はNOでステップ63に進んで表示は行わないものである。
【0030】
このように、貯湯タンク2高温部の湯温が給湯設定温度に所定温度を加算した温度以上で、給湯混合弁27が湯側全開状態の場合、即ち、給湯として使用される貯湯タンク2内の湯温が十分高温で、給水と混合する必要があるのに給湯混合弁27が、そのような動きをしていない時に、脱調と判断して、給湯終了後にステッピングモーター43を基準点である弁開度0%となる量を移動させると弁は0%で止まりイニシャライズが行われることで、脱調を自動的に器具自体で回避して通常の給湯混合弁27に戻すことが出来るものである。
【0031】
更に給湯混合弁27の脱調が何回も繰り返される場合には、異常と判断して表示部41に表示することで、大きな故障に至る前に専門の修理業者を呼んで修理してもらうように使用者に注意喚起するので、極めて安全であり安心して使用することが出来るものである。
【符号の説明】
【0032】
2 貯湯タンク
3 ヒートポンプユニット(加熱手段)
8 給水管
27 給湯混合弁
29 給湯管
30 給湯温度センサ
36a 貯湯温度センサ
42 給湯制御部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
給水管が下端部に接続されていると共に、貯湯している高温水を流出させる出湯管が、上端部に接続されている貯湯タンクと、この貯湯タンク内の湯水を高温に加熱する加熱手段と、出湯管から供給される貯湯タンク上部の高温水と給水管から分岐した給水バイパス管からの給水とを混合する給湯混合弁と、この混合後の給湯温度を検知し給湯温度センサと、この給湯温度センサの検知温度とリモコンで設定された給湯設定温度とを比較し給湯設定温度の給湯とするように給湯混合弁の駆動を制御する給湯制御部とを備えたものに於いて、前記給湯温度センサが検知する給湯温度が所定時間給湯後に、給湯設定温度から高温側及び低温側に所定温度以上離れている時間が所定時間以上継続した場合、給湯制御部が給湯混合弁の脱調と判断し、給湯終了後にイニシャライズするようにした事を特徴とする貯湯式給湯装置。
【請求項2】
給水管が下端部に接続されていると共に、貯湯している高温水を流出させる出湯管が、上端部に接続されている貯湯タンクと、この貯湯タンク内の湯水を高温に加熱する加熱手段と、貯湯タンク内上部の貯湯水温度を検知する貯湯温度センサと、出湯管から供給される貯湯タンク上部の高温水と給水管から分岐した給水バイパス管からの給水とを混合する給湯混合弁と、この混合後の給湯温度を検知し給湯温度センサと、この給湯温度センサの検知温度とリモコンで設定された給湯設定温度とを比較し給湯設定温度の給湯とするように給湯混合弁の駆動を制御する給湯制御部とを備えたものに於いて、前記貯湯温度センサが検知する貯湯タンク上部の湯温が、給湯設定温度に所定温度加算した温度以上で、給湯混合弁が湯側全開状態の場合、給湯制御部が給湯混合弁の脱調と判断し、給湯終了後にイニシャライズするようにした事を特徴とする貯湯式給湯装置。
【請求項3】
前記給湯制御部が給湯混合弁の脱調と判断し、給湯終了後にイニシャライズした回数が規定回数を越えた場合には、リモコンに給湯混合弁の異常を表示するようにし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。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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