JP6080731B2 - 給湯機 - Google Patents
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そして、前記制御部は、浴槽水の水位が予め設定される基準水位よりも低くなった際に、所定の水位監視時間を設定し、(1)この水位監視時間中に亘って浴槽水の水位が前記基準水位よりも低い場合は、前記洗浄動作を行い、(2)一方、この水位監視時間中に浴槽水の水位が前記基準水位を上回った場合は、前記残水検知手段によって浴槽の残水を検知して、残水がなければ前記洗浄動作を行うことを特徴とする。
(原理説明)
まず、本発明の概要について説明する。
特許文献2記載の給湯機は、浴槽水の水位を検知する水位センサを備え、排水時に浴槽水の水位が予め設定される基準水位より低い状態が所定の水位監視時間に亘って検知された場合に洗浄動作を開始する。
貯湯ユニット202は、ふろ配管201及びふろ循環アダプタ204を介して浴槽200に連通される。
図10及び図11に示すように、貯湯ユニット202に設置された水位センサ203は、ふろ配管201内の湯水の変化を基に、浴槽水の水位を検知する。図10(a)の浴槽満水時には、水位センサ203は、浴槽の基準水位よりも高い水位検知位置の水位を検知する。また、図10(b)浴槽排水中には、水位センサ203は、浴槽の基準水位よりも低い水位検知位置の水位を検知する。さらに、図10(c)浴槽排水後には、水位センサ203は、ふろ配管201内の水位検知位置の水位を検知する。
また、図11に示すように、基準水位より低い状態が所定の水位監視時間に亘って検知された場合に洗浄動作を開始する。
図12に示すように、ふろ配管201Aは、一旦上がり、そして再び下がるような蛇行した鳥居配管構造となっている。このような配管構造は、機器の設置環境によっては、避けられない場合がある。図12では、ふろ配管201Aは、ふろ配管高さの最頂部が浴槽200の位置よりが高い位置となっている。この場合、浴槽の排水時間が速く、所定の水位監視時間内に、基準水位よりも高い位置に水位検知が行われてしまった場合、浴槽は空になっているにも関わらず、洗浄動作が作動してしまう不具合が発生することがある。
図13は、浴槽200及びふろ配管201A内の湯水の変化とそれに伴う水位センサ203の検知状態を示す図である。(a)は浴槽満水時、(b)は浴槽排水中、(c)は浴槽排水後の水位センサ203の検知状態をそれぞれ示す。図14は、図13の浴槽満水時、浴槽排水中、及び浴槽排水後の水位センサ検知値を示す図である。
貯湯ユニット202は、ふろ配管201A及びふろ循環アダプタ204を介して浴槽200に連通される。
図13(b)に示すように、浴槽200の湯を排水すると、浴槽200内の水位が下がり始める。浴槽200内水位がふろ循環アダプタ204よりも上にある場合は、ふろ配管201A内も湯で満たされた状態が続く。このため、水位センサ203は、浴槽200内水位の低下した値を検知する(図14参照)。
図13(c)に示すように、浴槽200内の水位がふろ循環アダプタ204の位置より低くなると、ふろ配管201Aの最頂部からふろ循環アダプタ204までのふろ配管201A内の湯水が空気と置換されながら浴槽200へ排水されていく。このため、水位センサ203は、ふろ配管201A内の水位を検知することになる(図14参照)。
この時、ふろ配管201Aの最頂部は、ふろ循環アダプタ204よりも、さらには、浴槽200が満水になった時よりも高い位置となってしまうとともに、水位センサ203は、ふろ配管201A内に残った湯水を水位として検知するため、浴槽200の基準水位よりも高い位置となる。つまり、ふろ配管201Aの配管環境により、浴槽200の排水を行ったとき、水位センサ203は、一度基準水位以下まで水位が下がった後、基準水位よりも高い位置を検知することになる。
図14に示すように、基準水位より低い状態が所定の水位監視時間に亘って検知されたときに洗浄動作を開始する方式の場合、浴槽200の排水時間が速く、この所定の水位監視時間内に、基準水位よりも高い位置に水位検知が行われてしまった場合、浴槽200は空になっているにも関わらず、洗浄動作が作動しないという結果となってしまう不具合が発生する。なお、図14では、浴槽排水後の水位が水位センサ203検知値よりもかなり高い例を示したが、鳥居配管構造のレイアウトによっては、浴槽満水時の当該検知値に近い値をとることもある。
図1は、上記基本的な考え方に基づく本発明の第1実施形態に係る給湯機の構成を示す図である。本実施形態の給湯機は、清水を追い焚き熱交換器に供給して洗浄する洗浄動作を自動で行う電気給湯機に適用した例である。
図1に示すように、給湯機Sは、温水を貯湯する貯湯タンク1と、貯湯タンク1に貯湯するための水を加熱する熱源とを備え、給湯機Sへは、給水源(例えば、水道管22)からの給水が配管7を経て供給される。給湯機Sは、貯湯タンク1を備えるタンクユニット5と、ヒートポンプユニット8とを備える。給湯機Sは、給水源から供給された低温水をヒートポンプユニット8で加熱し、加熱された温水を貯湯タンク1に貯溜する。
また、給湯機Sは、水道管22からの低温水を貯湯タンク1内の温水と熱交換させて加熱し給湯用の温水を生成する給湯熱交換器4を備える。貯湯タンク1は、低温水と熱交換させる熱媒体としての温水を貯蔵する。貯湯タンク1は、縦長の筒形状を呈し、保温性能向上のため、その周囲が発泡スチロールなどの断熱材などで覆われている。なお、貯湯タンク1の形状は、円筒形状であっても、角形形状であってもよい。
給湯回路には、温水を一般給湯端末(蛇口やシャワー等)に供給する一般給湯回路2Xと、温水を浴槽に設けられる浴槽端末に供給する湯張り回路2Yとが含まれる。また、前記給湯回路に供給される清水の供給源としては、水道管22や井戸水等の外部の給水源の他、清水を貯溜する貯湯タンク1が考えられる。
なお、給水源から供給される清水を追い焚き熱交換器24へ向けて供給する回路、及び、貯蔵タンクに貯蔵される清水を追い焚き熱交換器24へ向けて供給する回路は、清水を浴槽に供給する清水回路としてそれぞれ特定することができる。
一般給湯回路2Xは、給水源から供給される清水を貯湯タンク1に貯蔵される温水(この場合には、熱媒体として機能する)と追い焚き熱交換器24によって熱交換させて(すなわち、加熱して)一般給湯端末に供給する。また、湯張り回路2Yは、貯湯タンク1の温水を浴槽端末に供給する。
なお、逆止弁CV2,CV3,CV6及び後記するCV1,CV4,CV5,CV7は、図示の矢印方向への流れのみを許容する弁であることを意味している。
配管3aから分岐した配管63は、一端が流量調整弁31の出力ポートと接続され、他端が浴槽2と接続されている。また、前記給湯回路は、二次側からの逆流が発生したときに、図示しない排水弁を開弁して排水する逆流防止装置61を備えている。
[ヒートポンプユニット8]
図1に示すヒートポンプユニット8は、外界の熱を、膨張させた低温の二酸化炭素等の冷媒で吸熱した後、圧縮させ高温とした冷媒と配管34を流れる貯湯タンク1からの低温水とで熱交換を行い、低温水を加熱する装置である。ヒートポンプユニット8は、冷媒の膨張、圧縮を繰り返し、外界から吸熱し低温水を加熱するヒートポンプ(図示せず)と、配管34を流れる貯湯タンク1の低温水を循環させる循環ポンプ(図示せず)と、を備えている。
図1に示す貯湯タンク1には、水道管22からの水道水が、配管7,ストレーナ20,逆止弁CV1,配管36a,配管23a,減圧弁6及び配管23bを通して、導入される。また、この貯湯タンク1内の水が、配管32,三方弁33、及び配管34を通して、ヒートポンプユニット8に導かれヒートポンプのガスクーラで加熱され温水となった後、配管35を通して、貯湯タンク1の上部に導かれ貯湯タンク1内に貯溜されている。
貯湯タンク1内の温水の温度は、鉛直方向下方から上方にいくに従い高く、すなわち、貯湯タンク1内の下部から上部にいくに従って、相対的に低,中,高の温度分布となっている。例えば、貯湯タンク1内の上部で約90℃、中間部で約50℃となっている。なお、貯湯タンク1内の鉛直方向の中間部における温水を、中温水と称する。
図1及び図4に示す湯張り回路2Yは、貯湯タンク1に貯留される温水を浴槽2に供給し、浴槽2に湯張りするための回路である。湯張り回路2Yは、貯湯タンク1上部の高温の温水を、貯湯タンク1上部の第一取出し部10に接続される配管41a,配管54を通して、第一混合弁14に導き、第一混合弁14において、水道管22から、配管7,配管36a,配管23a,減圧弁6,配管23bを通ってきた水道水と混合し、第一混合弁14の下流に配設され開制御された電磁弁28を介して、配管29c,29b,29aを通る第1の経路と、配管29b,接続部30,配管25,給湯ポンプ27,水流スイッチ21,流量調整弁(又は循環調整弁)31,バイパス配管63を通って、合流部65で配管3aに接続される第2の経路との2つの経路で浴槽2に湯張りする構成である。
ここで、配管29aは、浴槽2に設けられたふろ循環アダプタ2aを介して水流通口2iに接続され、また、配管3bは、このふろ循環アダプタ2aを介して水流通口2oに接続されている。湯張り回路2Yは、浴槽端末として機能する水流通口2i,2oを介して、湯張りを行う。なお、配管3aと配管3bとを総称する場合は、配管3と呼称する。
図2は、上記給湯機Sの給湯運転を太実線で示す回路図である。
図2に示すように、給湯熱交換器4は、水道管22,配管7を通して供給される水道水を、給湯循環ポンプ18により貯湯タンク1上部から導出される高温の温水と熱交換させて所定温度に加熱する機器である。給湯循環ポンプ18は、コントローラ16に給湯要求があった場合に作動制御される。加熱された水は、混合栓19に供給されて給湯される。
混合栓19は、例えば、浴室において、洗い湯を供給するために用いられる。給湯時には、水道管22から、配管7,36a,36bを通して給湯熱交換器4に導入された水道水は、給湯循環ポンプ18によって貯湯タンク1上部の第1取出し部10から配管41a,41bを通して給湯熱交換器4に導入される貯湯タンク1上部の高温の温水により加熱された後、配管36c,アキュムレータ39,配管40を通して、混合栓19に温水として供給される。
一方、給湯熱交換器4において、水道水と熱交換を行い冷却され給湯熱交換器4から出た水は、配管42,給湯循環ポンプ18を通って貯湯タンク1に戻される。なお、給湯熱交換器4から出た水は、貯湯タンク1の下部に戻されるものであるが、貯湯タンク1の底よりも上方に戻されるものであってもよい。
図1に示す給湯循環ポンプ18は、コントローラ16の図示しないインバータ回路を用いて、配管36cの給湯温度センサ37によって検知される給湯の温度が、操作部60で設定された給湯温度となるように、回転速度が自在に制御(フィードバック制御)されている。
コントローラ16は、給湯温度センサ37が検知する給湯の温度が、操作部60で設定された給湯温度よりも低い場合、貯湯タンク1の高温の温水を循環させる給湯循環ポンプ18の回転速度を高めて水道水に付与する熱量を増加させ給湯温度を高める。また、コントローラ16は、操作部60で設定された給湯温度よりも給湯の温度が高い場合、給湯循環ポンプ18の回転速度を下げて水道水に付与する熱量を減少させ給湯温度を低める。
図1に示す追い焚き熱交換器24は、入口24i側に、浴槽2内のふろ水が導出される配管29a,配管25,給湯ポンプ27,流量調整弁31,配管58が接続されるとともに、出口24o側には、追い焚き熱交換器24において貯湯タンク1上部の高温水と熱交換され加熱され追い焚きされたふろ水が浴槽2に戻る配管26が接続されている。なお、貯湯タンク1内に追い焚き熱交換器24が備わっている例を示したが、貯湯タンク1外に追い焚き熱交換器24が備わることもある。
図3は、上記給湯機の追い焚き回路を太実線で示す回路図である。
図3の太実線で示す追い焚き回路2Pは、浴槽2に張られたふろ水を追い焚きするための回路である。追い焚き時、浴槽2内のふろ水は、図3の矢印に示すように、浴槽2の水流通口2iから導出され、この水流通口2iに接続される配管29a,接続部30,配管25,給湯ポンプ27,流量調整弁31,配管58,貯湯タンク1上部の高温の温水中に配置される追い焚き熱交換器24,配管26,配管3aを通り、配管3bに接続される水流通口2oを介して、浴槽2に戻される。
浴槽2内の低温のふろ水は、追い焚き熱交換器24において、貯湯タンク1の上部の高温の温水と間接的に熱交換され、効率的に短時間で追い焚きがなされるように構成されている。
図1に示す操作部60は、利用者が、給湯機Sで湯張り,追い焚き,給湯等を行うために入力操作を行う機器であり、浴室に配置される風呂リモコン45やキッチンに配置される台所リモコン46等がある。
操作部60は、浴槽2に湯張りするための湯張りモード、浴槽2内のふろ水を追い焚きするための追い焚きモード、混合栓19からの給湯を行うための給湯モード等が選択でき、湯張り時の温水の温度,追い焚き時の温水の温度,給湯時の温水の温度等を設定できる。操作部60は、コントローラ16と有線又は無線で接続されており、利用者による操作部60への入力操作が、コントローラ16に操作信号として入力される。
コントローラ16は、給湯機Sを電子制御する制御部であり、操作部60,水流スイッチ21,給湯温度センサ37,給湯流量センサ38,温度センサ47〜52,56,59水温温度センサ53,流量センサ55,水位検知部(水位センサ)57等の種々のセンサで検知した信号等に応じて制御を行うマイコン(Microcomputer:マイクロコンピュータ)と、操作部60,種々のセンサ等で検知された検知信号等をマイコンに適合した入力信号に変換する増幅回路,A/D変換回路等の入力インターフェースと、マイコンからの制御信号の出力信号に応じて給湯ポンプ27,給湯循環ポンプ18等のアクチュエータを駆動するための駆動回路,リレー駆動回路等の出力インターフェースと、を備える。
コントローラ16は、ROMに記憶された制御プログラムを読み出してRAM(Random Access Memory)に展開し、CPU(Central Processing Unit)が、給湯機Sの電磁弁28,給湯ポンプ27,給湯循環ポンプ18等の各種アクチュエータ及びヒートポンプユニット8などを制御し、湯張り,追い焚き,給湯等の各種のモードの制御を行う。
コントローラ16は、水位監視時間に浴槽水の水位の検知を複数回行い、全ての時点の検知において浴槽水の水位が基準水位より低い状態であった場合に、浴槽水の水位が基準水位より低下した(浴槽水が排水された)と判断する。
コントローラ16は、水位監視時間中に水位検知部57が基準水位よりも高い水位を検知した場合は、浴槽水が排水されたことを再確認する動作する際、ふろ追い焚き運転時よりも低い回転速度で動かし、浴槽へ流れる流量を低くする。
[貯湯タンク1への温水の貯留]
貯湯タンク1への水道水の供給は、図1の太線に沿った矢印に示すように、水道管22内の水道水の例えば、約6〜8kg/cm2の水圧によって水道管22内の水道水が配管7からストレーナ20及び逆止弁CV1を通して減圧弁6に導かれ、減圧弁6において所定圧、例えば、約2kg/cm2に減圧された後、配管23b、逆止弁CV6を通って、貯湯タンク1の下部に導入することにより行われる。なお、逆止弁CV6は、貯湯タンク1からの水道水の逆流防止の役割を果たしている。
この貯湯タンク1に導入された水道水を、配管32,三方弁33,配管34を通ってヒートポンプユニット8に導入して、ヒートポンプユニット8のガスクーラ(図示省略)で加熱し温水として、該温水を配管35を通して貯湯タンク1の上部に導入し、貯湯タンク1内に貯留する。
次に、給湯機Sにおける混合栓19からの給湯について、前記図2を用いて説明する。
図2の破線に示すように、給湯機Sは、貯湯タンク1の高温の温水が給湯熱交換器4を循環する循環回路を備えている。混合栓19からの給湯は、給湯熱交換器4を用いて、水道管22からの水道水と貯湯タンク1からの高温の温水との熱交換により、水道水を加熱して行われる。
利用者が、例えば、風呂リモコン45を使用し給湯モードを選択すると、給湯モード選択信号がコントローラ16に入力される。コントローラ16からの信号により給湯循環ポンプ18が稼動し、貯湯タンク1上部の高温水を、図2の破線に示すように、第一取出し部10から配管41a,41bを通して給湯熱交換器4まで導出する。そして、給湯熱交換器4では低温の水道水と熱交換を行い温度が下がった温水を、配管42通して、貯湯タンク1の下部に返還する。なお、給湯熱交換器4の出口から貯湯タンク1の下部までの経路途中の逆止弁CV7は、貯湯タンク1の自然循環防止の役割と給湯循環ポンプ18を交換する際の貯湯タンク1の温水の逆流防止の役割を果たしている。
なお、アキュムレータ39は、給湯流量が少ない場合、例えば、給湯流量が約2〜3リットル/分での混合栓19の蛇口から熱湯が吹き出るオーバーシュート現象の防止のため、熱湯をアキュムレータ39内の残留水と混合し冷却して適温にすべく配設されている。
この構成によれば、水道管22からの水道水の高い水圧を利用できるため、例えば、3階でのシャワーも可能であり、減圧弁や負圧破壊弁も不要とすることができる。また、減圧弁6を介して減圧した水道水を貯湯タンク1に導入する密閉式の給湯システムとすることで、シスターンタンク,オーバーフロースイッチ,レベルスイッチなどの部品が不要となり、システムが簡易になるとともに、給水時の騒音も解消される。
次に、給湯機Sにおける浴槽2への湯張りについて、図4を用いて説明する。
図4は、給湯機Sの湯張り回路を太実線で示す回路図である。
利用者が、台所リモコン46,ふろリモコン45等の操作部60で湯張りモードを選択した場合、給湯機Sにおいて浴槽2への湯張りが行われる。利用者によって操作部60で湯張りモードが選択されると、操作部60からコントローラ16へ湯張りモード選択信号が入力される。コントローラ16は、湯張りモード選択信号を受けて、常閉型の電磁弁28を開制御するとともに、第一混合弁14,流量調整弁31をそれぞれ湯張りモードに制御する。第一混合弁14及び流量調整弁31は、連通状態が切り替え可能な三方弁から構成され、コントローラ16によって、湯張りモード時の連通状態に切り替えられ、給湯機Sには湯張り回路2Yが形成される。また、流量調整弁31は、連通状態の切り替えだけではなく、コントローラ16からの開度信号により開度可変して流量の調整が可能である。
コントローラ16は、温度センサ56で検知される温水の温度が、操作部60で設定された所定のふろ温度になるように制御する。すなわち、コントローラ16によって、湯張りの温度が、利用者が風呂リモコン45,台所リモコン46等の操作部60で設定した湯張りの設定温度になるように制御される。具体的には、温度センサ56は、湯張り時の配管29aを通る温水の温度を検知し、この温度検知信号をコントローラ16に入力する。コントローラ16は、利用者の設定温度と温度センサ56の検知温度とを比較し、両者が等しくなるように、第一混合弁14における貯湯タンク1からの温水と、配管23c等から供給される水道水との混合比を調整する。
ふろ流量センサ55は、流量を検知し、この流量検知信号をコントローラ16に入力する。コントローラ16は、所定の設定温水量になるように演算して温水量を制御し、所定の温水量になった場合には電磁弁28を閉制御し、温水の供給を停止する。
また、浴槽2の水位は、水位検知部(水位センサ)57によって検知される。水位検知部57は、配管25内の温水の圧力を検知し、検知された圧力に基づいて浴槽2の水位を検知する。水位検知部57は、圧力の検知信号をコントローラ16に入力し、コントローラ16は、揚程等によって水位を演算する。但し、水位検知部57は、これに限定されるものではなく、浴槽2の水位を直接検知するものであってもよい。
そして、コントローラ16は、所定の設定水位になるように電磁弁28等を制御する。また、水位検知部57は、水位が水流通口2i以上である場合には、水位を所定の精度で検知可能である。但し、水位が水流通口2iよりも低い位置の場合には、水位を検知することはできない。
次に、給湯機Sにおける浴槽2のふろ水の追い焚きについて、前記図3を用いて説明する。
図3に示すように、浴槽2のふろ水の追い焚きは、追い焚き熱交換器24を使用し行われる。追い焚き熱交換器24は、入口24i側に、浴槽2からの配管25,給湯ポンプ27,流量調整弁31,配管58が接続されるとともに、出口24o側には、浴槽2に戻る配管26が接続されている。追い焚き熱交換器24を使用する際には、コントローラ16によって給湯ポンプ27を駆動させ、配管25から流量調整弁31を通して、追い焚き熱交換器24に浴槽水を導入し、該追い焚き熱交換器24において、貯湯タンク1上部の高温水と、導入した浴槽水とで熱交換が行われる。
コントローラ16の指令により作動する給湯ポンプ27により、浴槽2内のふろ水は、図3の矢印に示すように、浴槽2の水流通口2iから、配管29a,接続部30,配管25,給湯ポンプ27,水流スイッチ21,流量調整弁31,配管58を通って追い焚き熱交換器24に導かれ、追い焚き熱交換器24において貯湯タンク1上部の高温の温水との熱交換によって加熱された後、配管26,配管3を通って浴槽2の水流通口2oを介し、浴槽2に戻される。
この場合、追い焚き熱交換器24が貯湯タンク1上部に配設されているため、追い焚き開始時に、高温の温水が、浴槽2に供給されるおそれがある。これを防止するため、温度センサ59の温度検知信号と温度センサ56の温度検知信号とがコントローラ16に入力され、コントローラ16によって流量調整弁31の開度が制御される。具体的には、コントローラ16は、追い焚き開始時に、追い焚き熱交換器24から流出する加熱後の高温水の温度とふろ戻り温度を検知する温度センサ56の温度検知信号とに基づいて、浴槽2へ戻される加熱後のふろ水の温度を予測し、この予測される温度が60℃以下になるように流量調整弁31の開度を制御する。
また、この追い焚き熱交換器24に浴槽2内の湯を循環させることにより、貯湯タンク1内の上部の高温の温水との間で間接的に熱交換を行い、浴槽2内の湯を追い焚き加熱するようにした循環回路を設ける。これにより、追い焚き時の追い焚き熱交換器24からの放熱がなくなり、熱エネルギが無駄になることを防止することができる。
次に、給湯機Sにおける追い焚き回路2Pの洗浄モードについて、図5を用いて説明する。
図5は、給湯機Sの洗浄動作を太実線で示す回路図である。
洗浄モードでは、追い焚き回路2Pに、清水を通水し、配管や追い焚き熱交換器24の汚れが洗い流される。
まず、第一混合弁14を水側が全開になるように制御する。これにより、追い焚き熱交換器24には給水源からの水が主として供給され、貯湯タンク1内の高温湯は供給されない設定となる。
次に、電磁弁28が開制御される。すると、給水源からの水が下流側へと流れ始める。すなわち、配管29c,29b,配管29aへ清水が供給される。供給された水は、配管29aを洗浄しつつ、浴槽の水流通口2iから浴槽2へ流れ、図示しない浴槽2内の排水口より排水される。
また、給湯ポンプ27が駆動制御される。すると、配管29cを流れた清水の一部が配管25へ流入し、それより下流側の各配管を洗浄しつつ、浴槽の水流通口2oから浴槽2へ流れ、図示しない浴槽2内の排水口から排水される。
このようにして、追い焚き回路2Pを構成する配管29a,25,58,追い焚き熱交換器24,配管26,3,63が清水により洗浄される。なお、電磁弁28の開制御と給湯ポンプ27の駆動制御とは、同時に行われるものであってもよく、電磁弁28が開制御された後に給湯ポンプ27が駆動制御されるものであってもよい。
このように、給湯機Sは、浴槽2から取り出した浴槽水を貯蔵タンク内に配置される追い焚き熱交換器24によって高温の熱媒体と熱交換させて浴槽に戻す追い焚き回路2Pと、清水を浴槽2に供給する清水回路と、備え、追い焚き回路2Pと清水回路とを接続して、清水回路を流れる清水を追い焚き熱交換器24へ向けて供給して追い焚き熱交換器24の洗浄を行うように構成され、追い焚き熱交換器24を出た水に、この水よりも低温の水を混合可能に構成される。このため、追い焚き熱交換器24の洗浄に使用された水が高温となっていても、低温の水を混合することにより温度低下させることができる。したがって、追い焚き熱交換器の洗浄に使用された水を高温の状態で浴槽へ放出させることなく、追い焚き熱交換器の洗浄を行うことができる給湯機を実現できる。
ところで、給湯機Sは、上述のような洗浄動作を自動で行うように構成されている。
次に、自動洗浄の開始制御について、図6を用いて説明する。
図6は、給湯機Sの自動洗浄制御を示すフローチャートである。図中、Sはフローの各ステップを示す。本フローは制御部を構成するコントローラ16によって制御プログラムとして所定タイミング毎に繰り返し実行される。
まず、利用者が、入浴後などに浴槽2内の排水栓を抜くと浴槽内の水位が低下する。これを、水位検知部57で検知し、予め定めた規定水位以下になったことを検知した場合、入浴は終了したと判断する。このとき、利用者が、台所リモコン46,風呂リモコン45等の操作部60で、予め自動洗浄モードを設定していた場合、自動洗浄が行われる。これにより、入浴等により追い焚き回路2P内に残っていた汚れを含む水は、浴槽の水流通口(2i,2o)より回路外へ排出される。なお、自動洗浄モードが予め設定されていない場合には、自動洗浄は行われない。
湯張り動作が正常に終了した場合(S12:Yes)、ステップS13でコントローラ16は、湯張り以外のふろ機能動作が行われているか否かを判別する。湯張り以外のふろ機能動作が行われている場合(S13:Yes)、上記ステップS11に戻って湯張り動作を継続する。
上記ステップS16において、水位が基準水位以下である状態が水位連続監視時間経過していない場合(S16:No)、ステップS17でコントローラ16は、浴槽2内の現在水位が基準水位以上(現在水位≧基準水位)か否かを判別する。浴槽2内の現在水位が基準水位より低い場合(S17:No)、上記ステップS16に戻って水位連続監視時間経過判定を継続する。また、浴槽2内の現在水位が基準以上の場合(S17:Yes)、ステップS18に進む。
図7は、本発明の第2実施形態に係る給湯機2Sの構成を示す図である。図7は、給湯機2Sの例を湯張り時の回路を太実線で示ししている。図1と同一構成部分には、同一符号を付して重複箇所の説明を省略する。
図7に示すように、給湯機2Sは、貯湯タンク1の中間部に、第二取出し部12を設けるとともに、この第二取出し部12に接続した配管13を通して貯湯タンク1内の中温水を新たに設けた第二混合弁11に導き、この第二混合弁11において、貯湯タンク1上部から導かれる高温の温水と混合し、浴槽2の湯張りを行うようにした構成である。ここで、給湯機2Sは、浴槽2の湯張りにおいて、必ずしも、貯湯タンク1上部におけるほどの高温の温水を必要としないことから、貯湯タンク1の中間部に、第二取出し部12を設けている。
また、第2実施形態に係る給湯機2Sでは、第1実施形態と同様の洗浄動作を実施することができる。さらに、第2実施形態に係る給湯機2Sでは、中温水を用いた洗浄動作を行うことができる。
図8は、給湯機2Sの洗浄動作を太線で示す回路図である。
図8の矢印に示すように、中温水を用いた洗浄動作では、清水としての中温水を貯湯タンク1の第二取出し部12から取り出し、配管13,第二混合弁11,配管15,第一混合弁14を経由する経路で水を流す。第一混合弁14より下流側の流路は第1実施形態と同様である。また、第二混合弁11は配管13側が全開となっている。
ところで、中温水は、浴槽2へ直接排出されるのが好ましくない高い温度となっている場合もある。そのような場合には、貯湯タンク1から取り出した中温水を第一混合弁14において給水源からの低温水と混ぜることにより温度を低下させている。
なお、第1実施形態及び第2実施形態においては、追い焚きに用いる配管を使用して湯張り時間を短縮する場合を例示して説明したが、複数の配管であれば、これら以外の配管を使用して湯張りすることも可能である。また、浴槽2に湯張りする配管は、追い焚きに用いる2本の配管の場合を例示したが、複数であれば、その本数は限定されない。
図9は、本発明の第3実施形態に係る給湯機3Sの構成を示す図である。第1実施形態に係る給湯機Sと同様な構成に関しては同一の符号を付して示し、詳細な説明は省略する。第3実施形態に係る給湯機3Sは、第1実施形態に係る給湯機Sと同様に、コントローラ(図示せず)が、操作部(図示せず)からの操作指令等に従って全体を制御する。
図9に示すように、給湯機3Sは、第1実施形態及び第2実施形態と異なり、追い焚き熱交換器124が貯湯タンク101の外部に配置されている。また、貯湯タンク101には、シスターンタンクCが備えられている。この給湯機3Sは、水道管22から供給される高圧水の水圧を下げることなく給湯熱交換器104によって熱交換して一般給湯端末である混合栓19に供給されるいわゆる直圧式の給湯機である。
給湯機3Sにおける追い焚き熱交換器124の洗浄について説明する。洗浄の際には、第一混合弁114が配管129d側を全開とされ、切換弁117が配管129c側を全開とされ、電磁弁128が開制御され、給湯ポンプ127が駆動される。すると、シスターンタンクCから配管123c,配管129d,配管129c,配管125,追い焚き熱交換器124,配管103a,配管103bを通る第1の経路と、配管129b,配管129aを通る第2の経路とを清水が流れ、追い焚き回路2Pが洗浄される。また、併せて配管167も洗浄される。なお、この場合においても、清水は、シスターンタンクCからではなく、貯湯タンク101から供給されるものであってもよい。すなわち、給湯機3Sにおける貯蔵タンクは、熱媒体としての温水を貯蔵する貯湯タンク101及びシスターンタンクCによって構成される。
また、給湯機3Sは、低温水を用いて洗浄を行うだけでなく、中温水を用いて洗浄を行うものであってもよい。この場合には、中温水の取り出しは、第2実施形態と同様である。
さらに、給湯機3Sにおいても、自動洗浄の開始判定が水位検知部157を用いて行われ、そのフローは第1実施形態と同様である。
例えば、熱媒体としての湯を加熱する熱源としては、ヒートポンプユニット以外にも、貯蔵タンク内に配置されたヒータ等が考えられる。
2,200 浴槽
2a,204 ふろ循環アダプタ
2i,2o 水流通口
2P 追い焚き回路
2R,2Y 湯張り回路
2X 一般給湯回路
4,104 給湯熱交換器
6 減圧弁(湯張り回路)
8 ヒートポンプユニット(ヒートポンプ部)
10 第一取出し部
11 第二混合弁
12 第二取出し部
14 第一混合弁
18 給湯循環ポンプ
19 混合栓
21 水流スイッチ(残水検知手段)
22 水道管
24,124 追い焚き熱交換器
27,127 給湯ポンプ(残水検知手段)
28,128 電磁弁
30 接続部
31 流量調整弁
33 電磁弁
37 給湯温度センサ
38 給湯流量センサ
39 アキュムレータ
47〜52,56,59 温度センサ
53 水温温度センサ
55 流量センサ
57,157 水位検知部(水位センサ)
201,201A ふろ配管
202 貯湯ユニット
S,2S,3S 給湯機
CV1〜CV7 逆止弁
Claims (4)
- 浴槽から取り出した浴槽水を追い焚き熱交換器によって加熱して浴槽に戻す追い焚き回路と、
清水を浴槽に供給する清水回路と、
浴槽水の水位を検知する水位検知部と、
前記追い焚き回路と前記清水回路とを接続して、前記清水回路を流れる清水が追い焚き熱交換器に供給されるように構成するとともに、検知された浴槽水の水位に基づいて、清水を追い焚き熱交換器に供給して洗浄する洗浄動作を行う制御部と、を備えるとともに、
前記水位検知部とは別個に浴槽の残水を検知する残水検知手段を備え、
前記制御部は、
浴槽水の水位が予め設定される基準水位よりも低くなった際に、所定の水位監視時間を設定し、
この水位監視時間中に亘って浴槽水の水位が前記基準水位よりも低い場合は、前記洗浄動作を行い、
一方、この水位監視時間中に浴槽水の水位が前記基準水位を上回った場合は、前記残水検知手段によって浴槽の残水を検知して、残水がなければ前記洗浄動作を行う
ことを特徴とする給湯機。 - 前記水位監視時間中に亘って浴槽水の水位が前記基準水位よりも低い場合とは、
前記水位監視時間に浴槽水の水位の検知を複数回行い、全ての時点の検知において浴槽水の水位が前記基準水位より低い状態であった場合である
ことを特徴とする請求項1に記載の給湯機。 - 前記残水検知手段は、
前記浴槽の水をくみ上げるポンプと、前記浴槽と前記ポンプを接続する第1の配管と、前記第1の配管とは別個に前記浴槽と前記ポンプを接続する第2の配管とを、少なくとも含んで構成されており、
前記制御部は、
前記ポンプを作動させた際に、前記水流スイッチが水流を検知しない場合に、前記残水なしとして前記洗浄動作を行う
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の給湯機。 - 給湯機と浴槽をつなぐふろ配管が一旦上がって下がるような配管構造を有する
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の給湯機。
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