JP5394319B2

JP5394319B2 - 給湯装置

Info

Publication number: JP5394319B2
Application number: JP2010116817A
Authority: JP
Inventors: 和也佐山; 靖阿久津; 猛彦西山
Original assignee: Corona Corp
Current assignee: Corona Corp
Priority date: 2010-05-21
Filing date: 2010-05-21
Publication date: 2014-01-22
Anticipated expiration: 2030-05-21
Also published as: JP2011242093A

Description

この発明は、ヒートポンプユニットで沸き上げた湯水を貯湯する貯湯タンクを有するものにおいて、貯湯タンクとヒートポンプユニットとを接続する循環回路内および貯湯タンク内に滞留する湯水を排水し上水に置換する給湯装置に関するものである。

従来この種の給湯装置においては、図３に示すようなものがあった。１０１は湯水を貯湯する貯湯タンク、１０２は貯湯タンク１０１内の湯水を加熱するヒートポンプユニット、１０３は貯湯タンク１０１の下部と上部とを循環可能に接続した循環回路、１０４は循環回路１０３に設けられ湯水を循環させる循環ポンプ、１０５は貯湯タンク１０１の下部に接続し貯湯タンク１０１に上水を供給する給水管、１０６は貯湯タンク１０１上部から出湯された湯水を浴槽１０７へ供給する湯張り管、１０８は湯張り管１０６に設けられ湯張り管１０６の開閉を行う湯張り弁、１０９湯張り管１０６に設けられ浴槽１０７へ供給される湯水の流量を検出する流量センサ、１１０は各種センサの入力を受けて各アクチュエータの駆動を制御する制御手段、１１１はこの給湯装置を遠隔操作するリモコンである。

前記リモコン１１１には、上水置換スイッチ１１２が設けられ、この上水置換スイッチ１１２が操作されると、制御手段１１０は、湯張り弁１０８を開とし貯湯タンク１０１上部から出湯した湯水を湯張り管１０６を介して浴槽１０７に供給すると共に、給水管１０５から水圧により貯湯タンク１０１内および循環回路１０３内に上水を供給し、貯湯タンク１０１内および循環回路１０３内に滞留する湯水を上水に置換する上水置換運転を行うものであり、出張や旅行等で長期間留守にしていて、その期間中に貯湯タンク１０１内および循環回路１０３内に滞留する水が古い水になったとしても、上水置換スイッチ１１２を操作することで、それまでの滞留水を排水すると共に新鮮な上水に入れ替えることができ、給湯等に使用する湯水を衛生的に保つことができるものであった（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００２−３９６１６号公報

ところで、この従来のものは、前記上水置換運転により、上水の水圧によって貯湯タンク１０１の下部から上部にかけて滞留された湯水を押し出すと共に、循環回路１０３に滞留する湯水を押し出すものであるが、循環回路１０３には循環ポンプ１０４のように通水の妨げとなり圧力損失が増加するものが設けられ、また、この種の給湯装置は各設置箇所により設置の仕方が異なり、例えば、ヒートポンプユニット１０２のみ高所に配置された場合や、貯湯タンク１０１とヒートポンプユニット１０２との間の循環回路１０３の配管長が長い場合というように、配管状況によっては循環回路１０３の圧力損失が大きくなる場合があり、そのような場合に、前記上水置換運転を行った時、循環回路１０３に滞留する湯水を上水の水圧によって押し出すことができない、または少量しか押し出せない可能性があり、貯湯タンク１０１内に滞留していた湯水は全て上水に置換されるが、循環回路１０３内に滞留する湯水は上水への置換が行われずに残留し、給湯等に使用する湯水を衛生的に保つことができないおそれがあった。

この発明は上記課題を解決するために、特に請求項１ではその構成を、湯水を貯湯する貯湯タンクと、該貯湯タンクの下部と上部とを循環可能に接続し湯水を循環させる循環ポンプを有した循環回路と、該循環回路途中に設けられ前記貯湯タンク内の湯水を循環加熱する加熱手段と、前記貯湯タンク下部に接続され前記貯湯タンクに上水を供給する給水管と、前記貯湯タンク上部から出湯される湯水を浴槽へ供給する湯張り管と、該湯張り管の開閉を行う開閉手段と、前記浴槽へ供給される湯水の流量を検出する流量検出手段と、前記開閉手段を開として前記貯湯タンク内の湯水を前記浴槽に供給すると共に、前記給水管から前記貯湯タンク内に上水を供給し、前記貯湯タンク内を上水に置換する上水置換運転を行う制御手段とを備えた給湯装置において、前記制御手段は、前記上水置換運転時に、前記流量検出手段で検出された流量を積算して出湯量を算出し、その出湯量が前記貯湯タンク容量より少ない予め設定された所定出湯量に達したと判断したら、前記循環ポンプを所定時間駆動させるものとした。

この発明の請求項１によれば、制御手段は、上水置換運転時に、流量検出手段で検出された流量を積算して出湯量を算出し、その出湯量が貯湯タンク容量より少ない予め設定した所定出湯量に達したと判断したら、貯湯タンク内の下部が上水で満たされたとみなし、その状態から循環ポンプを所定時間駆動させるようにしたので、循環ポンプを駆動させる時には、貯湯タンクから循環回路に確実に上水が循環され、循環回路内に滞留している滞留水を確実に且つ無駄なく置換することができ、上水置換運転により貯湯タンク内および循環回路内の滞留水を確実に上水に置換することができ衛生的である。

この発明の一実施形態の概略構成図。同一実施形態の上水置換運転の動作を示すフローチャート。従来の給湯装置の概略構成図。

次に、この発明の一実施形態の給湯装置を図１に基づき説明する。
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、３は貯湯タンク２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はこの給湯装置を遠隔操作するリモコン、６は浴槽である。

７は貯湯タンク２下部、ここでは貯湯タンク２底部に接続され貯湯タンク２に上水を給水する給水管、８は貯湯タンク２上部に接続され貯湯されている温水を出湯する出湯管、９は前記給水管７から分岐された給水バイパス管、１０は前記出湯管８からの出湯と給水バイパス管９からの給水とを設定温度になるように内部の弁体（図示せず）の弁開度を調整して混合する混合弁、１１は混合弁１０で混合された湯を給湯栓４に給湯する給湯管、１２は給湯管１１に設けられ混合弁１０で混合された湯の温度を検出する給湯温度センサである。

１３は給湯管１１から分岐され貯湯タンク２上部から出湯される湯水を浴槽６へ供給する湯張り管で、この湯張り管１３には、その開閉動作により浴槽６への湯水の供給の開始／停止を行う開閉手段としての湯張り弁１４と、浴槽６へ供給される湯水の流量を検出する流量検出手段としての流量センサ１５と、浴槽６の浴槽水が逆流するのを防止する二重に配設した逆止弁１６とが設けられているものである。

１７は貯湯タンク２とヒートポンプユニット３とを循環可能に接続する循環回路で、この循環回路１７は、貯湯タンク２下部とヒートポンプユニット３とを結び貯湯タンク２内の湯水をヒートポンプユニット３に供給する往き管１８と、ヒートポンプユニット３と貯湯タンク２上部とを結びヒートポンプユニット３で沸き上げられた湯を貯湯タンク２上部に戻す戻り管１９とから構成され、また、２０は循環回路１７に設けられ貯湯タンク２内の湯水をヒートポンプユニット３に循環させる循環ポンプである。

２１は戻り管１９の途中から分岐したバイパス管で、このバイパス管２１はその一端が戻り管１９の途中に流路切替手段としてのバイパス切替弁２２を介して接続され、他端が給水管７に接続されており、給水管７による給水経路の一部を共用して貯湯タンク２下部に連通しているものである。また、バイパス切替弁２２は、戻り管１９同士を連通させ循環回路１７を形成するように切り替えた状態、すなわち貯湯タンク２の上部側に切り替えた状態と、ヒートポンプユニット３からバイパス切替弁２２に至る戻り管１９とバイパス管２１とを連通させ、貯湯タンク２下部から取り出した湯水を、往き管１８→ヒートポンプユニット３→戻り管１９→バイパス管２１の順に循環させ、貯湯タンク２下部に戻すように切り替えた状態、すなわち貯湯タンク２下部側に切り替えた状態とに設定可能である。

２３は貯湯タンクユニット１内の給湯温度センサ１２や流量センサ１５等の各センサの出力、またはリモコン５からの指示を受けて混合弁１０や湯張り弁１４等の各アクチュエータの作動を制御する制御手段としての貯湯制御部である。

前記ヒートポンプユニット３は、冷媒を圧縮する回転数可変の圧縮機２４と、高温高圧の冷媒と貯湯タンク２内の湯水とを熱交換加熱する水冷媒熱交換器２５と、水冷媒熱交換器２５通過後の冷媒を減圧させる減圧器としての膨張弁２６と、膨張弁２６からの低温低圧の冷媒を蒸発させる蒸発器としての空気熱交換器２７とを冷媒配管で環状に接続したヒートポンプ回路２８と、空気熱交換器２７に送風する室外ファン２９と、前記循環ポンプ２０と、ヒートポンプユニット３を制御し、貯湯制御部２３と通信可能に接続されたヒーポン制御部３０とを備えており、ヒートポンプ回路２８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。

前記リモコン５は、給湯設定温度を設定する給湯温度設定スイッチ３１と、風呂設定温度を設定する風呂温度設定スイッチ３２と、浴槽６へ風呂設定温度の湯を設定された湯張り量だけ注湯する湯張りスイッチ３３と、貯湯タンク２内および循環回路１７内に滞留する湯水を上水に置換する上水置換運転を行わせる上水置換スイッチ３４とを備えているものである。

前記上水置換スイッチ３４は、出張や旅行等で長期間留守にしていた場合等に操作するスイッチであり、出張や旅行等で留守にしていた期間中に貯湯タンク２内および循環回路１７内に滞留する水が古い水になってしまったとしても、ユーザが上水置換スイッチ３４を操作することで、それまで貯湯タンク２内および循環回路１７内に滞留していた滞留水を排水すると共に新鮮な上水に入れ替えることができ、給湯等に使用する湯水を衛生的に保つことができるものである。

次に、図１に示す一実施形態の給湯装置の特徴的動作である前記上水置換運転について図２のフローチャートを用いて説明する。

出張や旅行等で長期間留守にしていた場合であって、帰宅後ユーザによって前記上水置換スイッチ３４が操作されると、上水置換運転が開始され、前記貯湯制御部２３は、湯張り弁１４を開とし（ステップＳ１）、混合弁１０の弁開度を出湯管８側全開として、貯湯タンク２内に滞留する湯水を貯湯タンク２上部から出湯して湯張り管１３を介して浴槽６内に供給して排水すると共に、給水管７からの上水が貯湯タンク２内に給水され、貯湯タンク２下部から上部に向かって徐々に上水に置換されていく。

この上水置換運転時に、湯張り管１３に設けられた流量センサ１５によって浴槽６に供給される湯水の流量が検出され、貯湯制御部２３は、流量センサ１５で検出された流量を積算して出湯量を算出し、その出湯量が予め設定された所定出湯量、すなわち、貯湯タンク２容量全量より少なく且つ貯湯タンク２下部が上水で満たされたとみなせるような、例えば貯湯タンク２容量の半分に相当する出湯量に達したか否か判断し（ステップＳ２）、出湯量が所定出湯量に達したと判断したら、バイパス切替弁２２を戻り管１９同士を連通させ循環回路１７を形成するように切り替えた状態、すなわち貯湯タンク２の上部側に切り替えて、循環ポンプ２０の駆動を開始させ（ステップＳ３）、循環ポンプ２０が駆動を開始してから所定時間が経過したか否か判断する（ステップＳ４）。ここで、循環ポンプ２０が駆動している間、循環回路１７内に滞留している湯水は貯湯タンク２上部に送水され、送水された滞留水はすぐさま出湯管８から湯張り管１３を介し浴槽６に排水されるものである。なお、前記所定時間は、例えば、予め行った試験により循環回路１７内に滞留する湯水が全て上水に置換されるのに十分且つ適当な時間が設定されていればよいものである。

そして、貯湯制御部２３は、前記ステップＳ４で所定時間が経過したと判断すると、ヒートポンプユニット３からバイパス切替弁２２に至る戻り管１９とバイパス管２１とを連通させるように切り替えた状態、すなわち貯湯タンク２の下部側に切り替えて、循環ポンプ２０の駆動を停止させ（ステップＳ５）、流量センサ１５で検出された流量を積算して算出した出湯量が、貯湯タンク２容量全量と循環回路１７から貯湯タンク２内に循環させた水量とを加算した予め設定された水量に達したか否か判断することで、貯湯タンク２内の全量が上水に置換されたか否かを判断し（ステップＳ６）、貯湯タンク２内の全量が上水に置換されたと判断すると、湯張り弁１４を閉（ステップＳ７）として、上水置換運転を終了するものである。

以上説明した上水置換運転において、貯湯制御部２３は、流量センサ１５で検出した流量を積算して出湯量を算出し、その出湯量が予め設定された所定出湯量、すなわち、貯湯タンク２容量全量より少なく且つ貯湯タンク２下部が上水で満たされたとみなせるような出湯量に達したと判断したら、バイパス切替弁２２を戻り管１９同士を連通させ循環回路１７を形成するように切り替えて、循環ポンプ２０を所定時間駆動させるようにしたので、循環ポンプ２０を駆動させる時には、給水管７から貯湯タンク２に供給された新鮮な上水が貯湯タンク２下部に貯まった状態で、貯湯タンク２から循環回路１７に確実に上水が循環され、循環回路内１７に滞留している滞留水を確実に且つ無駄なく置換することができ、さらに、流量センサ１５で検出された流量を積算して算出した出湯量が貯湯タンク２容量全量に達したと判断、つまり、貯湯タンク２内の全量が上水に置換されたと判断したら、湯張り弁１４を閉として、前記上水置換運転を終了することで、上水置換運転により貯湯タンク２内および循環回路１７内の滞留水を確実に上水に置換することができ衛生的である。

なお、本発明は先に説明した一実施形態に限定されるものでなく、本実施形態では、加熱手段としてヒートポンプユニット３、特に水冷媒熱交換器２５に貯湯タンク２内の湯水を循環させて加熱するものであったが、加熱手段としては電気ヒータ、灯油やガスを燃料とする燃焼バーナであってもよいものである。

また、本実施形態では、前記上水置換運転を行わせる上水置換スイッチ３４がリモコン５上に設けられているが、上水置換スイッチ３４を設けずに、リモコン５の複数スイッチの同時押し、例えば給湯温度設定スイッチ３１と湯張りスイッチ３３との同時押しや湯張りスイッチ３３の長押し等の特殊操作により上水置換運転が行われるようにしてもよいものである。

また、本実施形態では、前記上水置換スイッチ３４を操作する事例として、出張や旅行等で長期間留守にしていた場合を示したが、上水置換スイッチ３４を操作する事例としては、アパート等の賃貸住宅に居住していた者の退去時の場合であってもよく、その場合、退去する者または管理人が上水置換スイッチ３４を操作しておけば、その時に上水置換運転が行われて、貯湯タンク２内および循環回路１７内には上水が滞留することとなり、一旦加熱されて冷えた滞留水が貯湯タンク２および循環回路１７内に貯まっている状態よりは、次の入居者が入居するまでの期間、少なからず雑菌の繁殖を抑制することができるものである。

２貯湯タンク
３ヒートポンプユニット
６浴槽
７給水管
１３湯張り管
１４湯張り弁
１５流量センサ
１７循環回路
２０循環ポンプ
２３貯湯制御部

Claims

湯水を貯湯する貯湯タンクと、該貯湯タンクの下部と上部とを循環可能に接続し湯水を循環させる循環ポンプを有した循環回路と、該循環回路途中に設けられ前記貯湯タンク内の湯水を循環加熱する加熱手段と、前記貯湯タンク下部に接続され前記貯湯タンクに上水を供給する給水管と、前記貯湯タンク上部から出湯される湯水を浴槽へ供給する湯張り管と、該湯張り管の開閉を行う開閉手段と、前記浴槽へ供給される湯水の流量を検出する流量検出手段と、前記開閉手段を開として前記貯湯タンク内の湯水を前記浴槽に供給すると共に、前記給水管から前記貯湯タンク内に上水を供給し、前記貯湯タンク内を上水に置換する上水置換運転を行う制御手段とを備えた給湯装置において、前記制御手段は、前記上水置換運転時に、前記流量検出手段で検出された流量を積算して出湯量を算出し、その出湯量が前記貯湯タンク容量より少ない予め設定された所定出湯量に達したと判断したら、前記循環ポンプを所定時間駆動させるようにしたことを特徴とする給湯装置。