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】通常運転時には前記給湯流量カウンタ30の流量が第1の所定流量の検知で給湯加圧ポンプ29が作動して給湯を行い、前記風呂加圧ポンプ36の運転による湯張り中は、前記給湯流量カウンタ30の流量が第1の所定流量よりも小さい第2の所定流量の検知で給湯加圧ポンプ29が作動して給湯を行なう制御手段44を設けたものである。

【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、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により出湯させる給湯管と、この給湯管の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で、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ので、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った。(例えば、特許文献1参照)
【0003】
また、浴槽も高所に設置されている場合でも、湯張り管から自動で湯張りができるように、湯張り管に風呂加圧ポンプを設けて、3階の浴槽への湯張りを可能にしていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2007−24392号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところでこの従来のものでは、給水圧が低い状態で風呂加圧ポンプを使用して湯張りを行っている最中に、高所で給湯を使用とした場合、多くの湯量が湯張りにとられてしまい、給湯流量カウンタにおける流量が少なくなるために、給湯加圧ポンプの始動ができず、高所での給湯ができないとい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】
【0006】
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、湯水を貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段と、前記貯湯タンクの湯水を給湯するための給湯管と、この給湯管途中に設けられ、給湯水を加圧給湯する給湯加圧ポンプと、この給湯加圧ポンプの上流側に備えた給湯流量カウンタと、前記貯湯タンクに備えた風呂熱交換器と、浴槽の湯を循環する風呂循環回路と、前記給湯管から分岐されて風呂循環回路に連通された湯張り管を設け、この湯張り管途中に設けられ、湯張り水を加圧する風呂加圧ポンプと、この風呂加圧ポンプの上流側に備えた風呂流量カウンタとを設けた貯湯式給湯装置に於いて、通常運転時には前記給湯流量カウンタの流量が第1の所定流量の検知で給湯加圧ポンプが作動して給湯を行い、前記風呂加圧ポンプの運転による湯張り中は、前記給湯流量カウンタの流量が第1の所定流量よりも小さい第2の所定流量の検知で給湯加圧ポンプが作動して給湯を行なう制御手段を設けたものである。
【発明の効果】
【0007】
この発明によれば、高所への給湯と高所への湯張りが同時にできるようになる。
また、給水圧が低い場合であっても、給湯と湯張りの状態に応じて、給湯を優先しながら効率的な湯張りを行うことができるようになるものである。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】この発明の一実施形態の給湯装置の概略構成図。
【図2】同要部のフローチャート図。
【図3】同第2の実施例のフローチャート図。
【図4】同第3の実施例のフローチャート図。
【発明を実施するための形態】
【0009】
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。
【0010】
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。
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
次に、25は出湯管7からの湯と給水管8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。
【0016】
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る。
【0017】
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から分岐して風呂往き管19に連通する往き湯張り管32を備えている。
前記湯張り管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、浴槽水が給湯管27へ逆流するのを防止する逆止弁35とが設けられているものである。
【0018】
36は前記湯張り弁33の開閉により風呂流量カウンタ34からの信号で駆動開始及び停止する風呂加圧ポンプで、湯張りの湯水を圧送して3階に設置された浴槽6へ送るものである。
37は前記往き湯張り管32に備えた往き湯張り弁で、湯張りの際に風呂戻り管21のみに湯張りの湯を供給するか、風呂往き管19と風呂戻り管21の両方に湯を供給して湯張りを行うかを開閉により選択するものである。
【0019】
次に、38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38a、38b、38c、38d、38eと呼び、この貯湯温度センサ38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。
【0020】
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39、給湯設定温度を設定する給湯温度設定スイッチ40及び、風呂設定温度を設定する風呂温度設定スイッチ41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42と、浴槽水を追い焚きさせる追い焚きスイッチ43が設けられる。
【0021】
44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44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44に給湯流量カウンタ30の検知流量が入力されるとこで、予め設定された能力での駆動を給湯加圧ポンプ29や風呂加圧ポンプ36に出力して制御されるものである。
【0022】
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は給水の温度を検出する給水温度センサである。
【0023】
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38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44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38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44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。
【0024】
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44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。
【0025】
図2のフローチャートについて説明すれば、給湯待機中(S1)に給湯栓4やシャワー(図示せず)が使用されると、給湯流量カウンタ30が給湯の流れを検知し、この値が第1の流量3L/min以上であるかを判断し(S2)、Yesの場合はS3へ進み2000rpm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3階への給湯も良好に行うものである。(S3)そして給湯栓4が閉じられ給湯流量カウンタ30が第1の流量3L/min未満になると、給湯加圧ポンプ29が停止し(S5)、S1へ戻って給湯の待機を続ける。
【0026】
給湯待機中にリモコン5の風呂自動スイッチ42を押圧すれば(S6)、風呂加圧ポンプ29が運転を開始すると共に湯張り弁33が開弁され湯張りが開始される(S7)、通常この時一緒に往き湯張り弁37も開弁され風呂循環回路22を通って浴槽6に温度調節された温水が送られる。
【0027】
この湯張り中に給湯栓4が開かれた時、風呂加圧ポンプ29が運転中であるために、給湯流量カウンタ30は通常よりも低くなるので、第2の流量0.5L/min以上であるかを判断し(S8)、YesであればS9にて給湯加圧ポンプ29を約2000rpmで運転開始し、S10・S11にて給湯を停止するまで継続する。この間も湯張りが継続されているので、S12にて浴槽6が所定の水位になるまで継続され、湯張りの所定水位に達すれば、S13へ進んで風呂加圧ポンプ36を停止すると共に湯張り弁33を閉じて湯張りを終了する。(S14)
【0028】
このように給水圧が低い状態で風呂加圧ポンプ36を使用して湯張りを行っている最中であっても、給湯流量カウンタ30が作動する値を第2の所定値まで下げて、給湯加圧ポンプの始動を可能にしたので、3階に浴槽6と給湯栓4が設置ている場合でも、湯張りと給湯を同時に行えるものである。
【0029】
図3のフローチャートにて第2の実施例について説明すれば、S15からS19までは、図2のS1からS5と同じなので省略する。
【0030】
給湯待機中にリモコン5の風呂自動スイッチ42を押圧すれば(S20)、風呂加圧ポンプ29が第1の所定値2000rpmで運転を開始すると共に湯張り弁33が開弁され湯張りが開始される(S21)、通常この時一緒に往き湯張り弁37も開弁され風呂循環回路22を通って浴槽6に温度調節された温水が送られる。
【0031】
この湯張り中に給湯栓4が開かれた時、給湯加圧ポンプ29を約2000rpmで運転開始する。この時風呂加圧ポンプ29が2000rpm運転を継続した場合、給湯流量カウンタ30は通常よりも低くなり、給湯側にお湯が行かないことを防止するために、風呂加圧ポンプ29の回転を第2の所定値である1000rpmに低下させる。そして、給湯流量カウンタ30の値が0.5〜3L/minであるかを判断し(S24)、YesであればS25にて給湯流量が不足していると判断し風呂加圧ポンプ29を停止して給湯の流量不足を解消する。このとき風呂加圧ポンプ29は停止しているが湯張り弁33は開いているの小流量の湯張りは継続される。
【0032】
給湯栓4にて給湯が停止されれば、S26・S27にて給湯加圧ポンプ30を停止すると共に、風呂加圧ポンプ29を第1の所定値2000rpmで運転を再開し、S28にて浴槽6が所定の水位になるまで継続され、湯張りの所定水位に達すれば、S29へ進んで風呂加圧ポンプ36を停止すると共に湯張り弁33を閉じて湯張りを終了する。(S30)
【0033】
このように3階に浴槽6と給湯栓4が設置ている場合でも、風呂加圧ポンプ36の回転数を2段階に変更して、湯張りによって給湯が妨げられずに、且つ湯張りも程よく継続できるものである。
【0034】
図4のフローチャートにて第3の実施例について説明すれば、S31からS35までは、図2のS1からS5と同じなので省略する。
【0035】
給湯待機中にリモコン5の風呂自動スイッチ42を押圧すれば(S36)、風呂加圧ポンプ29が第1の所定値2000rpmで運転を開始すると共に湯張り弁33と往き湯張り弁37が開弁され、風呂循環回路22の往き側と戻り側の両方から湯張りが開始され(以後両搬送と言う)(S37)、風呂循環回路22を通って浴槽6に温度調節された温水が送られる。
【0036】
この湯張り中に給湯栓4が開かれた時、給湯加圧ポンプ29を約2000rpmで運転開始する。この時風呂側にお湯が取られて給湯側にお湯が行かないことを防止するために、往き湯張り弁37を閉じて湯張りの経路を風呂戻り管21側だけの1つにする(S39)。そして、給湯流量カウンタ30の値が0.5〜3L/minであるかを判断し(S40)、YesであればS25にて給湯流量が不足していると判断し風呂加圧ポンプ29を停止して給湯の流量不足を解消する(S41)。このとき風呂加圧ポンプ29は停止しているが湯張り弁33は開いているの小流量の湯張りは継続される。
【0037】
給湯栓4にて給湯が停止されれば、S42・S43にて給湯加圧ポンプ30を停止すると共に、風呂加圧ポンプ29を第1の所定値2000rpmで、往き湯張り弁37を開いて運転を再開し、S44にて浴槽6が所定の水位になるまで継続され、湯張りの所定水位に達すれば、S45へ進んで風呂加圧ポンプ36を停止すると共に湯張り弁33を閉じて湯張りを終了する。(S46)
【0038】
このように3階に浴槽6と給湯栓4が設置ている場合でも、湯張りの経路を2段階に変更して、湯張りによって給湯が妨げられずに、且つ湯張りも程よく継続できるものである。
【0039】
従って、高所への給湯と高所への湯張りが同時にできるようになる。
また、給水圧が低い場合であっても、給湯と湯張りの状態に応じて、給湯を優先しながら効率的な湯張りを行うことができるようになるものである。
【符号の説明】
【0040】
1 貯湯タンク
2 加熱手段
4 給湯栓
29 給湯加圧ポンプ
30 給湯流量カウンタ
31 湯張り管
32 往き湯張り管
33 湯張り弁
34 風呂流量カウンタ
36 風呂加圧ポンプ
44 給湯制御部(制御手段)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
湯水を貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段と、前記貯湯タンクの湯水を給湯するための給湯管と、この給湯管途中に設けられ、給湯水を加圧給湯する給湯加圧ポンプと、この給湯加圧ポンプの上流側に備えた給湯流量カウンタと、前記貯湯タンクに備えた風呂熱交換器と、浴槽の湯を循環する風呂循環回路と、前記給湯管から分岐されて風呂循環回路に連通された湯張り管を設け、この湯張り管途中に設けられ、湯張り水を加圧する風呂加圧ポンプと、この風呂加圧ポンプの上流側に備えた風呂流量カウンタとを設けた貯湯式給湯装置に於いて、通常運転時には前記給湯流量カウンタの流量が第1の所定流量の検知で給湯加圧ポンプが作動して給湯を行い、前記風呂加圧ポンプの運転による湯張り中は、前記給湯流量カウンタの流量が第1の所定流量よりも小さい第2の所定流量の検知で給湯加圧ポンプが作動して給湯を行なう制御手段を設けたことを特徴とする貯湯式給湯装置。
【請求項2】
湯水を貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段と、前記貯湯タンクの湯水を給湯するための給湯管と、この給湯管途中に設けられ、給湯水を加圧給湯する給湯加圧ポンプと、この給湯加圧ポンプの上流側に備えた給湯流量カウンタと、前記貯湯タンクに備えた風呂熱交換器と、浴槽の湯を循環する風呂循環回路と、前記給湯管から分岐されて風呂循環回路に連通された湯張り管を設け、この湯張り管途中に設けられ、湯張り水を加圧する風呂加圧ポンプと、この風呂加圧ポンプの上流側に備えた風呂流量カウンタとを設けた貯湯式給湯装置に於いて、通常運転時には前記給湯流量カウンタの流量が第1の所定流量の検知で給湯加圧ポンプが作動して給湯を行い、前記風呂加圧ポンプが第1の回転数での運転による湯張り中に、前記給湯流量カウンタの流量が第1の所定流量よりも小さい第2の所定流量を検知したら、前記風呂加圧ポンプを第1の回転数よりも小さい第2の回転数で運転すると共に、給湯加圧ポンプが作動して給湯を行なう制御手段を設けたことを特徴とする貯湯式給湯装置。
【請求項3】
湯水を貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段と、前記貯湯タンクの湯水を給湯するための給湯管と、この給湯管途中に設けられ、給湯水を加圧給湯する給湯加圧ポンプと、この給湯加圧ポンプの上流側に備えた給湯流量カウンタと、前記貯湯タンクに備えた風呂熱交換器と、浴槽の湯を循環する風呂循環回路と、前記給湯管から分岐されて風呂循環回路に連通された湯張り管を設け、この湯張り管途中に設けられ、湯張り水を加圧する風呂加圧ポンプと、この風呂加圧ポンプの上流側に備えた風呂流量カウンタとを設けた貯湯式給湯装置に於いて、通常運転時には前記給湯流量カウンタの流量が第1の所定流量の検知で給湯加圧ポンプが作動して給湯を行い、前記風呂加圧ポンプが第1の回転数での運転による湯張り中に、前記給湯流量カウンタの流量が第1の所定流量よりも小さい第2の所定流量を検知したら、前記風呂加圧ポンプを停止した状態で湯張り動作を継続すると共に、給湯加圧ポンプが作動して給湯を行なう制御手段を設けたことを特徴とする貯湯式給湯装置。
【請求項4】
湯水を貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段と、前記貯湯タンクの湯水を給湯するための給湯管と、この給湯管途中に設けられ、給湯水を加圧給湯する給湯加圧ポンプと、この給湯加圧ポンプの上流側に備えた給湯流量カウンタと、前記貯湯タンクに備えた風呂熱交換器と、浴槽の湯を循環する風呂循環回路と、前記給湯管から分岐されて風呂循環回路に連通された湯張り管を設け、この湯張り管途中に設けられ、湯張り水を加圧する風呂加圧ポンプと、この風呂加圧ポンプの上流側に備えた風呂流量カウンタとを設けた貯湯式給湯装置に於いて、通常運転時には前記給湯流量カウンタの流量が第1の所定流量の検知で給湯加圧ポンプが作動して給湯を行い、前記風呂加圧ポンプが第1の回転数での運転による湯張り中に、前記給湯流量カウンタの流量が第1の所定流量よりも小さい第2の所定流量を検知したら、前記湯張りを停止しすると共に、給湯加圧ポンプが作動して給湯を行なう制御手段を設けたことを特徴とする貯湯式給湯装置。
【請求項5】
湯水を貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段と、前記貯湯タンクの湯水を給湯するための給湯管と、この給湯管途中に設けられ、給湯水を加圧給湯する給湯加圧ポンプと、この給湯加圧ポンプの上流側に備えた給湯流量カウンタと、前記貯湯タンクに備えた風呂熱交換器と、浴槽の湯を循環する風呂循環回路と、前記給湯管から分岐されて風呂循環回路に連通された湯張り管を設け、この湯張り管途中に設けられ、湯張り水を加圧する風呂加圧ポンプと、この風呂加圧ポンプの上流側に備えた風呂流量カウンタとを設けた貯湯式給湯装置に於いて、前記湯張り管は風呂循環回路の風呂往き管と風呂戻り管の両方または、どちらか一方とを選択して連通可能に設け、通常運転時には前記給湯流量カウンタの流量が第1の所定流量の検知で給湯加圧ポンプが作動して給湯を行い、前記風呂加圧ポンプが第1の回転数での運転による湯張り中に、前記給湯流量カウンタの流量が第1の所定流量よりも小さい第2の所定流量を検知したら、前記湯張り管を前記風呂往き管と風呂戻り管のどちらか一方のみと連通して湯張りを継続すると共に、給湯加圧ポンプが作動して給湯を行なう制御手段を設けたこと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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【図4】
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