図面 (/)

技術 給湯装置、給湯装置の制御装置及び複数の電動素子を有する装置の制御装置

出願人 株式会社デンソー
発明者 大竹高
出願日 2008年6月18日 (13年8ヶ月経過) 出願番号 2008-159474
公開日 2010年1月7日 (12年1ヶ月経過) 公開番号 2010-002078
状態 未査定
技術分野 直流の給配電 ヒートポンプ、太陽熱、廃熱利用給湯器
主要キーワード 各通信回路 固定損 放熱機器 熱交換チューブ内 高温温水 各流量調整弁 ヒートポンプ制御装置 ブラインタンク
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2010年1月7日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

課題

複数の温水器を有する給湯装置において、待機状態における電力消費量を抑制可能な給湯装置及びその制御装置を提供する。

解決手段

給湯装置1は、第1の温水器に含まれる第1の電動素子群を駆動する第1の駆動回路72と、第1の駆動回路72を制御する第1の制御回路77と、第2の温水器に含まれる第2の電動素子群を駆動する第2の駆動回路82と、第2の駆動回路82を制御する第2の制御回路86と、第1の駆動回路72及び第1の制御回路77に電力供給する第1の電源回路71と、外部電源から供給された電力を所定の電圧に変換して第2の駆動回路82及び第2の制御回路86に供給する第2の電源回路81と、第2の電動素子群が動作を停止している間、外部電源と第2の電源回路81を切断する開閉器85とを有する。また第1の電源回路71は、第2の電動素子群が動作を停止している間、第2の制御回路86に電力供給する。

概要

背景

近年、家庭内の各所への給湯床暖房浴室乾燥など、様々な機能を備えた多機能給湯装置が普及している。このような多機能給湯装置には、ユーザの様々なニーズ応えるために、複数の温水器を有するものがある。例えば、特許文献1には、ヒートポンプユニットにより湯を加熱するヒートポンプと、ガスなどの燃料燃焼させて湯を加熱する燃焼器とを有する多機能給湯装置が開示されている。

特開2003−222397号公報

概要

複数の温水器を有する給湯装置において、待機状態における電力消費量を抑制可能な給湯装置及びその制御装置を提供する。給湯装置1は、第1の温水器に含まれる第1の電動素子群を駆動する第1の駆動回路72と、第1の駆動回路72を制御する第1の制御回路77と、第2の温水器に含まれる第2の電動素子群を駆動する第2の駆動回路82と、第2の駆動回路82を制御する第2の制御回路86と、第1の駆動回路72及び第1の制御回路77に電力供給する第1の電源回路71と、外部電源から供給された電力を所定の電圧に変換して第2の駆動回路82及び第2の制御回路86に供給する第2の電源回路81と、第2の電動素子群が動作を停止している間、外部電源と第2の電源回路81を切断する開閉器85とを有する。また第1の電源回路71は、第2の電動素子群が動作を停止している間、第2の制御回路86に電力供給する。

目的

上記の問題点に鑑み、本発明の目的は、複数の温水器を有する給湯装置において、待機状態における電力消費量を抑制可能な給湯装置及びそのような給湯装置の制御装置を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
3件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

第1の温水器及び第2の温水器を有する給湯装置(1)であって、前記第1の温水器に含まれる第1の電動素子群を駆動する第1の駆動回路(72)と、前記第1の駆動回路を制御する第1の制御回路(77)と、前記第2の温水器に含まれる第2の電動素子群を駆動する第2の駆動回路(82)と、前記第2の駆動回路を制御する第2の制御回路(86)と、外部電源と接続され、該外部電源から供給された電力を所定の電圧に変換して前記第1の駆動回路(72)及び前記第1の制御回路(77)に供給する第1の電源回路(71)と、外部電源から供給された電力を所定の電圧に変換して前記第2の駆動回路(82)及び前記第2の制御回路(86)に供給する第2の電源回路(81)と、外部電源と前記第2の電源回路(81)との間に接続され、前記第2の電動素子群が動作を停止している間、該外部電源と前記第2の電源回路(81)を切断し、前記第2の電動素子群が動作している間、該外部電源と前記第2の電源回路(81)を接続する第1の開閉器(85)とを有し、前記第1の電源回路(71)は、前記第2の電動素子群が動作を停止している間、前記第2の制御回路(86)に電力供給する、ことを特徴とする給湯装置。

請求項2

前記第1の電源回路(71)と前記第2の制御回路(86)との間に接続される整流回路(92、93)をさらに有し、該整流回路(92、93)は、前記第1の電源回路(71)から供給される電圧を、前記第2の電動素子群の動作中に前記第2の電源回路(81)から前記第2の制御回路(86)へ供給される電圧よりも低下させる、請求項1に記載の給湯装置。

請求項3

前記第1の電源回路(71)と前記第2の制御回路(86)との間に接続され、前記第2の電動素子群の動作中に前記第1の電源回路(71)から前記第2の制御回路(86)へ供給される電力を遮断し、前記第2の電動素子群が動作を停止しているときは前記第1の電源回路(71)から前記第2の制御回路(86)へ供給される電力を伝達する第2の開閉器(102)をさらに有する、請求項1に記載の給湯装置。

請求項4

第1の温水器及び第2の温水器を有する給湯装置の制御装置(4)であって、前記第1の温水器に含まれる第1の電動素子群を駆動する第1の駆動回路(72)と、前記第1の駆動回路を制御する第1の制御回路(77)と、前記第2の温水器に含まれる第2の電動素子群を駆動する第2の駆動回路(82)と、前記第2の駆動回路を制御する第2の制御回路(86)と、外部電源と接続され、該外部電源から供給された電力を所定の電圧に変換して前記第1の駆動回路(72)及び前記第1の制御回路(77)に供給する第1の電源回路(71)と、外部電源から供給された電力を所定の電圧に変換して前記第2の駆動回路(82)及び前記第2の制御回路(86)に供給する第2の電源回路(81)と、外部電源と前記第2の電源回路(81)との間に接続され、前記第2の電動素子群が動作を停止している間、該外部電源と前記第2の電源回路(81)を切断し、前記第2の電動素子群が動作している間、該外部電源と前記第2の電源回路(81)を接続する第1の開閉器(85)とを有し、前記第1の電源回路(71)は、前記第2の電動素子群が動作を停止している間、前記第2の制御回路(86)に電力供給する、ことを特徴とする給湯装置の制御装置。

請求項5

複数の電動素子を有する装置の制御装置であって、前記複数の電動素子のうちの第1の電動素子群を駆動する第1の駆動回路(72)と、前記第1の駆動回路を制御する第1の制御回路(77)と、前記複数の電動素子のうちの第2の電動素子群を駆動する第2の駆動回路(82)と、前記第2の駆動回路を制御する第2の制御回路(86)と、外部電源と接続され、該外部電源から供給された電力を所定の電圧に変換して前記第1の駆動回路(72)及び前記第1の制御回路(77)に供給する第1の電源回路(71)と、外部電源から供給された電力を所定の電圧に変換して前記第2の駆動回路(82)及び前記第2の制御回路(86)に供給する第2の電源回路(81)と、外部電源と前記第2の電源回路(81)との間に接続され、前記第2の電動素子群が動作を停止している間、該外部電源と前記第2の電源回路(81)を切断し、前記第2の電動素子群が動作している間、該外部電源と前記第2の電源回路(81)を接続する第1の開閉器(85)とを有し、前記第1の電源回路(71)は、前記第2の電動素子群が動作を停止している間、前記第2の制御回路(86)に電力供給する、ことを特徴とする制御装置。

技術分野

0001

本発明は、給湯装置、給湯装置の制御装置及び複数の電動素子を有する装置の制御装置に関する。より詳しくは、複数の温水器を有し、各温水器ごとに独立した制御回路を有する給湯装置及びそのような給湯装置の制御装置に関する。

背景技術

0002

近年、家庭内の各所への給湯床暖房浴室乾燥など、様々な機能を備えた多機能給湯装置が普及している。このような多機能給湯装置には、ユーザの様々なニーズ応えるために、複数の温水器を有するものがある。例えば、特許文献1には、ヒートポンプユニットにより湯を加熱するヒートポンプと、ガスなどの燃料燃焼させて湯を加熱する燃焼器とを有する多機能給湯装置が開示されている。

0003

特開2003−222397号公報

発明が解決しようとする課題

0004

特許文献1に開示されるような複数の温水器を有する給湯装置では、各温水器が独立して動作するため、各温水器ごとに、各種弁、ポンプなどの電動素子を制御するための制御装置が設けられる。各制御装置は、それぞれ独立した電源回路を有し、それら電源回路が、商用電源から供給された交流電力直流電力に変換し、制御装置の各部へ供給する。また各制御装置は、それぞれ、制御装置の各部を制御するために、組み込み型のCPUなどで構成される制御回路を有する。この制御回路は、温水器が停止している待機状態のときも、ユーザからの操作または他の制御回路からの信号に応じて温水器を起動できるようにするために、電力を供給されている必要がある。さらに、各制御回路には、それぞれ、ユーザが給湯装置を操作するための操作部であるリモコンが、通信回路を介して有線または無線により接続される。そしてリモコン及び通信回路も、待機状態中であっても、ユーザからの操作を受け付けられるように、電力を供給されている必要がある。
このように、待機状態であっても、各制御装置内の一部の回路には、電力を供給する必要がある。そのため、待機状態であっても、各制御装置の電源回路は別個に電力を消費するので、電力の固定損失が大きくなってしまう。

0005

そこで、電力の固定損失を低減するために、各制御装置ごとに電源回路を設ける代わりに、共通の一つの電源回路を設けて、各制御装置を駆動することが考えられる。しかしこの場合、一つの電源回路から電力供給を受ける回路の数が増加する。そのため、電源回路自体が大型化することを避けられず、一部の回路しか動作させないときでも、電源回路全体を動作させざるを得ないので、共通の一つの電源回路を用いて電力消費量を抑制することは困難であった。

0006

上記の問題点に鑑み、本発明の目的は、複数の温水器を有する給湯装置において、待機状態における電力消費量を抑制可能な給湯装置及びそのような給湯装置の制御装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0007

請求項1に記載の形態によれば、本発明の一つの実施形態に係る給湯装置が提供される。係る給湯装置は、第1の温水器に含まれる第1の電動素子群を駆動する第1の駆動回路(72)と、第1の駆動回路(72)を制御する第1の制御回路(77)と、第2の温水器に含まれる第2の電動素子群を駆動する第2の駆動回路(82)と、第2の駆動回路を制御する第2の制御回路(86)と、外部電源と接続され、外部電源から供給された電力を所定の電圧に変換して第1の駆動回路(72)及び第1の制御回路(77)に供給する第1の電源回路(71)と、外部電源から供給された電力を所定の電圧に変換して第2の駆動回路(82)及び第2の制御回路(86)に供給する第2の電源回路(81)と、外部電源と第2の電源回路(81)との間に接続され、第2の電動素子群が動作を停止している間、外部電源と第2の電源回路(81)を切断し、第2の電動素子群が動作している間、外部電源と第2の電源回路(81)を接続する第1の開閉器(85)とを有する。また第1の電源回路(71)は、第2の電動素子群が動作を停止している間、第2の制御回路(86)に電力供給する。
係る構成により、本発明に係る給湯装置は、第2の温水器が待機状態にある間、外部電源から第2の電源回路への電力供給を停止し、第2の制御回路へは、第1の電源回路から電力供給する。そのため、第2の温水器が待機状態にある間、第2の電源回路の固定損失を無くすことができるので、その期間中の電力消費量を抑制することができる。

0008

また請求項2の記載によれば、本発明に係る給湯装置は、第1の電源回路(71)と第2の制御回路(86)との間に接続される整流回路(92、93)をさらに有し、その整流回路(92、93)は、第1の電源回路(71)から供給される電圧を、第2の電動素子群の動作中に第2の電源回路(81)から第2の制御回路(86)へ供給される電圧よりも低下させることが好ましい。
本発明に係る給湯装置は、係る構成を有することにより、第2の電源回路から第2の制御回路へ電力供給が開始されると、第2の電源回路から第2の制御装置へ供給される電圧の方が、第1の電源回路から第2の制御装置へ供給される電圧よりも高いので、第1の電源回路から第2の制御装置へは電流が流れなくなる。そのため、係る給湯装置は、特別な制御を行うことなく、第2の電源回路から第2の制御回路への電力供給の有無に応じて、第1の電源回路から第2の制御装置への電力供給を実行または停止できるとともに、第2の電源回路から第1の電源回路へ向けて電流が逆流することを防止できる。

0009

さらに請求項3の記載によれば、本発明に係る給湯装置は、第1の電源回路(71)と第2の制御回路(86)との間に接続され、第2の電動素子群の動作中に第1の電源回路(71)から第2の制御回路(86)へ供給される電力を遮断し、第2の電動素子群が動作を停止しているときは第1の電源回路(71)から第2の制御回路(86)へ供給される電力を伝達する第2の開閉器(102)を有することが好ましい。

0010

また、請求項4の記載によれば、本発明の別の実施形態に係る給湯装置の制御装置が提供される。係る制御装置は、第1の温水器に含まれる第1の電動素子群を駆動する第1の駆動回路(72)と、第1の駆動回路(72)を制御する第1の制御回路(77)と、第2の温水器に含まれる第2の電動素子群を駆動する第2の駆動回路(82)と、第2の駆動回路を制御する第2の制御回路(86)と、外部電源と接続され、外部電源から供給された電力を所定の電圧に変換して第1の駆動回路(72)及び第1の制御回路(77)に供給する第1の電源回路(71)と、外部電源から供給された電力を所定の電圧に変換して第2の駆動回路(82)及び第2の制御回路(86)に供給する第2の電源回路(81)と、外部電源と第2の電源回路(81)との間に接続され、第2の電動素子群が動作を停止している間、外部電源と第2の電源回路(81)を切断し、第2の電動素子群が動作している間、外部電源と第2の電源回路(81)を接続する第1の開閉器(85)とを有する。また第1の電源回路(71)は、第2の電動素子群が動作を停止している間、第2の制御回路(86)に電力供給する。
係る構成により、本発明に係る給湯装置の制御装置は、第2の温水器が待機状態にある間、第2の電源回路の固定損失を無くすことができるので、その期間中の電力消費量を抑制することができる。

0011

また、請求項5の記載によれば、本発明のさらに別の実施形態に係る、複数の電動素子を有する装置の制御装置が提供される。係る制御装置は、複数の電動素子のうちの第1の電動素子群を駆動する第1の駆動回路(72)と、第1の駆動回路を制御する第1の制御回路(77)と、複数の電動素子のうちの第2の電動素子群を駆動する第2の駆動回路(82)と、第2の駆動回路を制御する第2の制御回路(86)と、外部電源と接続され、外部電源から供給された電力を所定の電圧に変換して第1の駆動回路(72)及び第1の制御回路(77)に供給する第1の電源回路(71)と、外部電源から供給された電力を所定の電圧に変換して第2の駆動回路(82)及び第2の制御回路(86)に供給する第2の電源回路(81)と、外部電源と第2の電源回路(81)との間に接続され、第2の電動素子群が動作を停止している間、外部電源と第2の電源回路(81)を切断し、第2の電動素子群が動作している間、外部電源と前記第2の電源回路(81)を接続する第1の開閉器(85)とを有する。また第1の電源回路(71)は、第2の電動素子群が動作を停止している間、第2の制御回路(86)に電力供給する。
係る構成により、本発明に係る制御装置は、第2の電動素子群が動作停止状態にある間、第2の電源回路の固定損失を無くすことができるので、その期間中の電力消費量を抑制することができる。

0012

なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

発明を実施するための最良の形態

0013

以下、図面を参照しつつ本発明の一つの実施形態に係る給湯装置について詳細に説明する。係る給湯装置は、給水を加熱するための温水器として、ヒートポンプにより加熱された温水を用いる電気温水器と、ガス燃焼器により給水を加熱するガス温水器を有する。そして係る給湯装置は、ガス燃焼器が燃焼停止している間は、ガス温水器の制御装置に設けられた電源回路と商用電源を切断し、電気温水器の制御装置に設けられた電源回路からガス温水器の制御装置へ電力供給することにより、ガス温水器の電源回路による電力の固定損失をなくして、電力消費量を抑制するものである。

0014

図1に、本発明の実施形態に係る給湯装置1の概略構成図を示す。給湯装置1は、ヒートポンプユニット2と貯湯ユニット3とを有する。さらに給湯装置1は、ヒートポンプユニット2及び貯湯ユニット3を制御する制御装置4を有する。
ヒートポンプユニット2は、コンプレッサ11、高圧側熱交換器放熱器)12、減圧装置13及び蒸発器14を有する。そしてコンプレッサ11は、冷媒圧縮して高圧化し、高圧側熱交換器12へ送る。高圧側熱交換器12は、高圧冷媒と、貯湯ユニット3から供給された温水とを熱交換して温水を加熱する。一方、高圧側熱交換器12を通過した放熱後の高圧冷媒はその後、減圧装置13へ流入する。減圧装置13は、その高圧冷媒を減圧して低圧状態にする。この低圧冷媒は蒸発器14へ流入する。蒸発器14は、低圧冷媒を大気等からの吸熱により蒸発させる。その後、蒸発し、気体となった冷媒は、コンプレッサ11に吸入され、再度圧縮される。

0015

一方、貯湯ユニット3は貯湯タンク15を有する。貯湯タンク15の最上部には、給湯口16が設けられる。そして、ヒートポンプユニット11の高圧側熱交換器12で加熱された高温の温水がその給湯口16から貯湯タンク15内に流入する。一方、貯湯タンク15の底部には、出口17が設けられる。そしてその出口17から流出した温水は、電動ポンプ18によりヒートポンプユニット11の高圧側熱交換器12に流入する。

0016

また、貯湯タンク15には、その内部の温水温度を検出する温度センササーミスタ)19a〜19eが、タンク上下方向の異なる高さに複数(図示の例では5個)設けられる。この複数の温度センサ19a〜19eの検出信号は、制御装置4に送られる。制御装置4は、それら検出信号に基づいて、上下方向の温水温度の勾配を判定することができる。そして制御装置4は、この上下方向の温水温度の勾配から、貯湯タンク15内上部に所定温度(例えば60℃)以上の高温温水必要量あるかどうかを判定できる。制御装置4は、高温温水が不足していると判定した場合、ヒートポンプユニット11を駆動して、貯湯タンク15に貯湯される温水を加熱する。

0017

貯湯タンク15に貯湯された温水は、給水配管31より供給される水道水等の給水を加熱するために利用される。そのために、貯湯タンク15の上部には、温水の取水口20が設けられ、循環配管21の一端に接続される。一方、貯湯タンク15の底部には、戻り口22が設けられ、循環配管21の他端に接続される。そして循環配管21の途中には、循環ポンプ23が設けられる。循環ポンプ23は、貯湯タンク15に貯湯された温水を取水口20から取り出し、循環配管21を通って戻り口22から貯湯タンク15に戻るように、循環配管21内に循環させる。さらに、循環配管21の途中、循環ポンプ23の上流側(すなわち、取水口20側)には、熱交換器24が設けられる。熱交換器24は、貯湯タンク15からの温水と給水配管31からの給水との間で熱交換を行い、その給水を加熱する。このように、ヒートポンプユニット2と、貯湯タンク15、循環配管21、熱交換器24及びそれらに付随する機器は、電気によって給水を加熱する電気温水器を構成する。

0018

一方、水道配管など(図示せず)に接続される給水配管31は、熱交換器24を経由した後、切替弁32を介して出湯配管33に接続される。また切替弁32には、燃焼加熱配管34が接続される。そして切替弁32は、給水配管31からの温水を、出湯配管33または燃焼加熱配管34へ供給する比率を調整する弁体を有し、その弁体は、モータ等のアクチュエータにより駆動される。そして切替弁32の弁体位置は、制御装置4により決定される。燃焼加熱配管34は、ガス燃焼器40を経由した後、切替弁32の下流側で出湯配管33と合流する。

0019

さらに、給水配管31は、熱交換器24の上流側で、配管31aと分岐する。その配管31aは、切替弁32の下流側で出湯配管33と合流する。給水配管31と配管31aの分岐点には、湯水混合弁35が設けられる。そして湯水混合弁35は、給水配管31から配管31aを通じて直接出湯配管33へ供給される給水の流量と、熱交換器24へ向かう給水の流量比を調整する弁体を有し、その弁体は、モータ等のアクチュエータにより駆動される。

0020

なお、給水配管31には、熱交換器24と切替弁32との間に、給水配管31を通る温水の温度を測定するための温度センサ36が設置される。また、出湯配管33と配管31aの合流点の下流側には、出湯配管33を通る出湯の温度を測定するための温度センサ37が設置される。温度センサ36及び37により検出された温度は、それぞれ制御装置4へ送られる。

0021

出湯配管33において、配管31aとの合流部の下流側で第1の配管33aと第2の配管33bに分岐される。第1配管33aは、台所洗面台等のように湯使用量が比較的少量の機器65に接続される。第2配管33bは、逆止弁38を介して風呂66に接続される。

0022

また、貯湯ユニット3にはガス式の燃焼器40が備えられている。この燃焼器40は、燃焼室41、点火装置42及び電動送風機43を有する。燃焼室41は、ガス供給管44と接続され、そのガス供給管44を通じてガスが供給される。点火装置42は、燃焼室41内に充満したガスを点火する。そして、電動送風機43は、燃焼室41内に燃焼空気送風し、供給ガスと混合させて強制燃焼を行わせる。

0023

ガス式燃焼器40の上部には、温水加熱室45が設けられている。この温水加熱室45は、燃焼加熱配管34と接続され、燃焼加熱配管34を通じて供給された温水とガス式燃焼器40の燃焼ガスとを熱交換させて、温水加熱室45内部の温水を加熱する。このため、ガス式燃焼器40によって燃焼された燃焼ガスは、温水加熱室45の下側の外表面に沿って流れて温水と十分熱交換した後に、燃焼器40の外部へ排出される。

0024

なお、ガス供給管44には、ガス供給遮断作用の安全性を高めるために、第1電磁弁元ガス電磁弁)46と第2電磁弁47とが直列に設置される。
このように、ガス式燃焼器40及びそれに付随する第1及び第2電磁弁などの機器は、ガスを燃焼させることにより給水を加熱するガス温水器を構成する。

0025

また、温水加熱室45内にはブライン加熱用熱交換器50が配置される。このブライン加熱用熱交換器50は、温水加熱室45内にて上下方向に蛇行する縦長の金属製熱交換チューブを有し、この蛇行状の熱交換チューブ内を流れるブラインと温水加熱室45内の温水との間で熱交換を行って、ブラインを加熱する。なお、ブラインは、温水加熱室45内で吸熱し、後述の種々な機器にて放熱する熱媒体であり、具体的には、水道水や、不凍液を混合した水道水等を使用できる。

0026

また、ブラインは、ブライン加熱用熱交換器50を含む閉回路からなるブライン循環回路51を電動ブラインポンプ52により循環する。このブライン循環回路51には、ブラインの温度上昇に伴う膨張分を吸収可能な容積を持つブラインタンク53が設置されている。

0027

ブラインタンク53内には、風呂66の追い焚き用の熱交換器54が配置される。この追い焚き用の熱交換器54も、ブライン加熱用熱交換器50と同様に蛇行状の金属製熱交換チューブを用いて構成される。そして追い焚き用熱交換器54は、風呂66内の温水をブラインと熱交換して加熱する。電動ポンプ55は、その加熱された温水を風呂66内に再循環させる。

0028

なお、追い焚き用熱交換器54の出口側流路には逆止弁56が設けられる。この逆止弁56は、第2配管33bからの温水が追い焚き用熱交換器54側へ流入するのを防止する。また、第2配管33bの逆止弁38は、追い焚き用熱交換器54の出口側の温水が機器65への供給温水に混入することを防止する。

0029

ブライン循環回路51において、ブライン加熱用熱交換器50の出口側流路は2つに分岐され、その一方はブライン流量調整弁57を介してブラインタンク53の第1入口58に接続されている。ブライン流量調整弁57は、モータ等のアクチュエータ機構により弁体が駆動されて弁開度圧損)を調整する。

0030

また、ブライン加熱用熱交換器50の出口側の他方の分岐流路は温水放熱機器60の入口に接続され、この温水放熱機器60の出口はブラインタンク53の第2入口59に接続される。温水放熱機器60は、例えば、温水暖房機ファンコンベクタ)61、浴室乾燥機62を有する。

0031

一方、ブライン循環回路51において、ブライン加熱用熱交換器50の入口側流路(すなわち、ブラインタンク53から流出した温度上昇前のブラインが流れる流路)から流路63が分岐され、その流路63は、床暖房装置64の入口に接続される。床暖房装置64の出口は、温水放熱機器60の出口側流路に合流して、ブラインタンク53の第2入口59に接続されている。

0032

なお、温水暖房機61、浴室乾燥機62および床暖房装置64にはそれぞれ専用の流量調整弁61a、62a、64aが内蔵され、制御装置4により、弁開度が制御される。そして制御装置4は、この流量調整弁61a、62a、64aの弁開度を制御することにより、温水暖房機61、浴室乾燥機62および床暖房装置64のブライン流量をそれぞれ個別に調整することができる。また、各流量調整弁61a、62a、64aは各機器へのブラインの流れを遮断することもできる。

0033

制御装置4は、出湯される温水の温度が、ユーザにより設定された給湯目標温度となるように、ヒートポンプユニット10及び貯湯ユニット11の電動素子を制御する。例えば、制御装置4は、貯湯タンク15内に十分な温水が貯留されている場合、切替弁32を制御して、熱交換器24を通過した温水を直接出湯配管33へ流す。そして湯水混合弁35の弁体位置を調節して、出湯温度を調整する。
一方、制御装置4は、熱交換器24による熱交換だけでは出湯温度が給湯目標温度に到達しない場合、あるいは、床暖房または追い焚きなどを行う場合、切替弁32を制御して、給水を燃焼加熱配管34の方へ流すとともに、ガス式燃焼器40の燃焼作動始動し、温水加熱室45にて給水またはブラインを加熱して、高温温水を供給したり、高温のブラインを床暖房装置64などへ供給する。
さらに、制御装置4には、風呂リモコン台所リモコンなど、給水に関する操作部8が有線または無線により接続される。同様に、制御装置4には、床暖房リモコンなど、貯湯ユニット3より熱を供給されて動作する機器の操作部9が有線または無線により接続される。そして制御部4は、操作部8、9を介してユーザにより入力された、給湯装置1のオンオフ、給湯目標温度、床暖房のオン/オフなどの設定信号を受信し、それら設定信号に応じて給湯装置1を制御する。なお操作部8、9は、例えば、給湯装置1の電源をオン/オフするための電源スイッチと、温度設定などを調節するためのボタンスイッチと、設定温度、給湯装置1の状態などを表示するための液晶ディスプレイなどをそれぞれ有する。

0034

図2に、制御装置4の概略構成図を示す。図2に示すように、制御装置4は、貯湯ユニット制御装置5、ガス燃焼器制御装置6及びヒートポンプ制御装置7を有する。そして貯湯ユニット制御装置5、ガス燃焼器制御装置6及びヒートポンプ制御装置7は、それぞれ、別の基板実装され、互いに通信可能となっている。

0035

貯湯ユニット制御装置5は、貯湯ユニット11のうち、主にヒートポンプユニット10により加熱された温水を用いて給水を加熱する電気温水器に関する部分または給湯に関する部分に含まれる電動素子を制御する。具体的には、貯湯ユニット制御装置5は、電動ポンプ18、切替弁32、湯水混合弁35、循環ポンプ23などの電動素子を制御する。一方、ガス燃焼器制御装置6は、貯湯ユニット11のうち、主にガス燃焼器40により温水を加熱するガス温水器に関する部分、温水放熱機器60または床暖房装置64に関する部分に含まれる電動素子を制御する。具体的には、ガス燃焼器制御装置6は、点火装置42、電動送風機43、第1電磁弁46、第2電磁弁47、電動ブラインポンプ52、ブライン流量調整弁57、流量調整弁61a、62a、64aなどの電動素子を制御する。またヒートポンプ制御装置7は、貯湯ユニット制御装置5からの制御信号に応じて、ヒートポンプユニット2の電動素子(すなわち、コンプレッサ11など)を制御する。
以下、各制御装置について説明する。

0036

貯湯ユニット制御装置5は、電源回路71、駆動回路72、通信回路73−75、開閉器76及び制御回路77を有する。
電源回路71は、外部電源100と接続され、外部電源100から供給される200Vの交流電力を、5Vの直流電力及び12Vの直流電力に変換し、駆動回路72、通信回路73−73及び制御回路77へ供給する。また電源回路71は、電源線78を介して、5Vの直流電力及び12Vの直流電力をガス燃焼器制御装置6へも供給する。なお、電源回路71から各部へ電力供給する電源線78は、12V用の電源線と5V用の電源線とを別個に有するが、図2では、簡単化のために1本のラインで表示する。
駆動回路72は、制御回路77からの制御信号に応じて、電動ポンプ18を駆動したり、切替弁32、湯水混合弁35などのアクチュエータを駆動する。

0037

通信回路73は、貯湯タンク15に設けられた各温度センサ19a〜19e、給水配管に設けられた温度センサ36及び出湯配管33に設けられた温度センサ37と接続され、それら温度センサによる検出信号を受信し、制御回路77へ渡す。また通信回路73は、風呂リモコン、台所リモコンなどの操作部8と、有線または無線により接続される。そして操作部8を介してユーザにより入力された、給湯装置1のオン/オフ、給湯目標温度などの設定信号を受信し、制御回路77へ渡す。
通信回路74は、ガス燃焼器制御装置6の通信回路84との間で各種の情報(例えば、温度センサによる検出温度、給湯目標温度、床暖房のオン/オフ)などを互いに送受信する。そして貯湯ユニット制御装置5とガス燃焼器制御装置6が連携して給湯装置1を制御することを可能にしている。
同様に、通信回路75は、ヒートポンプ制御装置7の通信回路98との間で各種の情報を互いに送受信する。通信回路74と通信回路84、及び通信回路75と通信回路98は、予め定められた通信プロトコルにしたがって互いに通信を行う。このような通信プロトコルとしては、周知の様々なものを利用することができる。あるいは、独自に定めた通信プロトコルを用いてもよい。本実施形態では、一例として、2進データ同期通信BSC)を用いた。

0038

開閉器76は、外部電源100からヒートポンプ制御装置7への電源線79の途中に設けられる。そして開閉器76は、制御回路77により制御され、ヒートポンプユニット10を動作させるときは電源線79を接続して、外部電源100からヒートポンプ制御装置7へ電力供給することを可能とする。一方、ヒートポンプユニット10を停止するときは、開閉器76は電源線79を切断し、外部電源100からヒートポンプ制御装置7への電力供給を遮断する。

0039

制御回路77は、組み込み型のマイクロプロセッサメモリ及びその周辺回路を有する。そして制御回路77は、操作部8を介して入力された、給湯装置1のオン/オフ信号、給湯目標温度などの設定信号と、温度センサ36、37などのセンサから得られた検出信号に基づいて、駆動回路72を制御する。また制御回路77は、必要に応じて、ガス燃焼器制御装置6あるいはヒートポンプ制御装置7へ、それぞれガス燃焼器40あるいはヒートポンプユニット10を動作させることを指示する信号を送信する。
なお、貯湯ユニット制御装置5を構成する各部の回路は、公知の様々な回路を用いて構成することができるので、ここでは、それら回路の詳細な構成についての説明は省略する。また、制御回路77による給湯装置1の制御ロジックも、公知の様々な方法に従って構成できるので、ここでは、制御ロジックの詳細な説明は省略する。

0040

ガス燃焼器制御装置6は、電源回路81、駆動回路82、通信回路83、84、開閉器85及び制御回路86を有する。
電源回路81は、外部電源100と開閉器85を介して接続され、外部電源5から供給される200Vの交流電力を、5Vの直流電力及び12Vの直流電力に変換し、駆動回路82、通信回路83、84及び制御回路86へ供給する。なお、電源回路81から各部へ電力供給する電源線も、12V用の電源線と5V用の電源線とを別個に有するが、図2では、簡単化のために1本のラインで表示する。
駆動回路82は、制御回路86からの制御信号に応じて、点火装置42を点火させたり、電動送風機43の回転数を調節する。同様に、駆動回路82は、制御回路86からの制御信号に応じて、第1電磁弁46及び第2電磁弁47などのアクチュエータを駆動して、それら弁の開度を調節する。さらに、駆動回路82は、電動ブラインポンプ52の回転数を調節したり、ブライン流量調整弁57、流量調整弁61a、62a、64aなどのアクチュエータを駆動して、それら弁の開度を調節する。

0041

通信回路83は、風呂66に設けられた水位センサ(図示せず)などのセンサと接続され、それらセンサによる検出信号を受信し、制御回路86へ渡す。また通信回路83は、床暖房リモコンなどの操作部9と、有線または無線により接続される。そして操作部9を介してユーザにより入力された、床暖房のオン/オフなどの設定信号を受信し、制御回路86へ渡す。
通信回路84は、貯湯ユニット制御装置5の通信回路74との間で各種の情報などを互いに送受信する。そして貯湯ユニット制御装置5とガス燃焼器制御装置6が連携して給湯装置1を制御することを可能にしている。

0042

開閉器85は、外部電源100から電源回路81への電源線87の途中に設けられる。そして開閉器85は、制御回路86により制御され、ガス燃焼器40など、ガス燃焼器制御装置6が駆動する電動素子を動作させるときは電源線87を接続して、外部電源100から電源回路81へ電力供給することを可能とする。一方、ガス燃焼器制御装置6が駆動する電動素子を停止するときは、開閉器85は電源線87を切断し、外部電源100から電源回路81への電力供給を遮断する。

0043

制御回路86は、組み込み型のマイクロプロセッサ、メモリ及びその周辺回路を有する。そして制御回路86は、操作部9を介して入力された、床暖房のオン/オフ信号、通信回路84を通じて貯湯ユニット制御装置5から取得した給湯目標温度などの設定信号と、温度センサ36、37などのセンサから得られた検出信号などに基づいて、駆動回路82を制御する。
なお、ガス燃焼器制御装置6を構成する各部の回路は、公知の様々な回路を用いて構成することができるので、ここでは、それら回路の詳細な構成についての説明は省略する。また、制御回路86による給湯装置1の制御ロジックも、公知の様々な方法に従って構成できるので、ここでは、制御ロジックの詳細な説明は省略する。

0044

ここで、ガス燃焼器制御装置6の通信回路83、84及び制御回路86は、ガス燃焼器制御装置6により制御される各電動素子が動作を停止している間(すなわち、ガス燃焼器制御装置6が待機状態にある間)も電力供給されている必要がある。これは、操作部9から通信回路83を通じて床暖房を起動する信号が入力された場合、あるいは通信回路84を通じてガス燃焼器制御装置6が制御する電動素子を動作させる信号が入力されたときに、制御回路86が起動して、駆動回路82を制御できるようにするためである。

0045

そこで、図2に示すように、ガス燃焼器制御装置6の電源回路81から通信回路83、84及び制御回路86へ直流12V、5Vの電力を供給するための電源線88には、貯湯ユニット制御装置5の電源回路71の出力端子に接続された電源線78が接続され、電源回路71からも直流12V、5Vの電力を通信回路83、84及び制御回路86へ電力供給することが可能となっている。また電源線88には、電源回路81と通信回路83、84及び制御回路86の間において、整流回路91(例えば、ダイオード)が接続される。そして整流回路91は、電源線78側から電源回路81へ電流が逆流することを防止している。同様に、電源線78には、電源回路71と通信回路83、84及び制御回路86の間において、二つの整流回路92、93が直列に接続される。そして整流回路92、93は、電源線88側から電源回路71へ電流が逆流することを防止している。なお、これら整流回路91〜93は、12Vの直流電圧が供給される電源線と5Vの直流電圧が供給される電源線とで、それぞれ別個に設けられるが、図2では、簡単化のためにそれら整流回路を、それぞれ一つの回路素子で表示する。

0046

そして上記のように、ガス燃焼器制御装置6が待機状態にある間、開閉器85は開放されるので、商用電源100から電源回路81への電力供給は遮断される。しかし、通信回路83、84及び制御回路86には、電源回路71から電源線78を経由して電力が供給される。そのため、ガス燃焼器制御装置6が待機状態であっても、ガス燃焼器制御装置6は、操作部9からの入力操作を受け付けることができ、また貯湯ユニット制御装置5からのガス燃焼器40の起動指示にも対応することができる。
一方、ガス燃焼器制御装置6が起動して、駆動回路82を介してその管理下の電動素子を動作させるとき(すなわち、ガス燃焼器制御装置6が運転状態となるとき)、開閉器85は閉じられるので、電源回路81は、商用電源100から電力供給され、電源線88を通じてガス燃焼器制御装置6の各部へ電力供給する。なお、この場合において、電源線88には一つの整流回路91のみが配置されている一方、電源線78には二つの整流回路92、93が直列に接続されている。そのため、それら整流回路による電圧降下は、電源回路81から供給される電圧の方が電源回路71から供給される電圧よりも小さい。すなわち、電源回路71から供給される電圧よりも、電源回路81から供給される電圧の方が高くなる。そして、電源回路81から制御回路86などへ電力供給されている場合、整流回路92、93により、電源線78を電流が流れることが防止されるので、電源回路71から制御回路86などへの電力供給は停止される。

0047

図3(a)に、電源回路71の回路特性301を示し、図3(b)に、電源回路81の回路特性302を示す。図3(a)及び(b)において、それぞれ、横軸は電源回路からの出力電流を示し、縦軸は電源回路の消費電力を示す。
図3(a)及び(b)に示すように、どちらの電源回路特性も、出力電流がゼロの場合の消費電力Pfl1、Pfl2はゼロよりも大きい所定値となる。したがって、この消費電力Pfl1、Pfl2が、それぞれ電源回路71、81の固定損失となる。このように、電源回路81に電力を供給すれば、それだけである程度の電力が消費される。そして、貯湯ユニット制御装置5の各部に流れる電流の合計をIeとし、その電流に対応する消費電力をPeとすれば、電源回路71による消費電力は(Pfl1+Pe)となる。同様に、ガス燃焼器制御装置6が待機状態にあるときの通信回路83、84及び制御回路86に流れる電流の合計をIgとし、その電流に対応する消費電力をPgとすれば、電源回路81による消費電力は(Pfl2+Pg)となる。したがって、もし、ガス燃焼器制御装置6が待機状態にあるときも、電源回路81へ電力供給すれば、制御回路4による消費電力の合計は、(Pfl1+Pe+Pfl2+Pg)となる。
これに対し、本発明のように、ガス燃焼器制御装置6が待機状態にある間、電源回路81には電力を全く供給せず、電源回路71からガス燃焼器制御装置6の制御回路86などへ電力供給すれば、制御装置4の消費電力は、制御回路86などに流れる電流の合計Igに対応する消費電力Pgを電源回路71の消費電力(Pfl1+Pe)に加えた値、すなわち、(Pfl1+Pe+Pg)となる。このように、制御装置4では、ガス燃焼器制御装置6が待機状態にある間、電源回路81の固定損失分の電力消費を低減することができる。

0048

ヒートポンプ制御装置7は、電源回路95、駆動回路96、通信回路97、98及び制御回路99を有する。
電源回路95は、開閉器76を介して外部電源100と接続され、外部電源100から供給される200Vの交流電力を、5Vの直流電力及び12Vの直流電力に変換し、駆動回路96、通信回路97、98及び制御回路99へ供給する。
駆動回路96は、制御回路99からの制御信号に応じて、コンプレッサ11など、ヒートポンプユニット2の各部を駆動する。
通信回路97は、ヒートポンプユニット2内の配管に設けられた圧力センサ(図示せず)など、各種センサと接続され、それらセンサによる検知信号を受信して制御回路99へ渡す。
通信回路98は、貯湯ユニット制御装置5の通信回路74との間で各種の情報(例えば、温度センサによる検出温度、給湯目標温度)などを互いに送受信する。そして貯湯ユニット制御装置5とヒートポンプ制御装置7が連携して給湯装置1を制御することを可能にしている。

0049

制御回路99は、組み込み型のマイクロプロセッサ、メモリ及びその周辺回路を有する。そして制御回路99は、貯湯ユニット制御装置5から受け取った制御信号に基づいて、駆動回路96を制御する。
なお、ヒートポンプ制御装置7を構成する各部の回路は、公知の様々な回路を用いて構成することができるので、ここでは、それら回路の詳細な構成についての説明は省略する。また、制御回路99による給湯装置1の制御ロジックも、公知の様々な方法に従って構成できるので、ここでは、制御ロジックの詳細な説明は省略する。

0050

以上説明してきたように、本発明に係る給湯装置1は、ガス燃焼器制御装置6の通信回路83、84及び制御回路86に対して、電源回路81だけでなく、電源回路71からも電力供給可能とすることで、ガス燃焼器制御装置6が待機状態にある間、開閉器85を開放して商用電源100から電源回路81への電力供給を遮断することができる。これにより、ガス燃焼器制御装置6が待機状態にある間の電源回路81による電力の固定損失をなくすことができる。そのため、ガス燃焼器制御装置6が待機状態にある間も商用電源100から電源回路81へ電力供給する場合と比較して、給湯装置1の電力消費量を抑制することができる。

0051

なお、上述してきた実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではない。

0052

図4に、本発明の別の実施形態に係る給湯装置の制御装置4'の概略構成を示す。図4において、上記の制御装置4の構成要素と同一の構成及び機能を有する素子には、同一の参照番号を付した。以下では、制御装置4'のうち、上記の実施形態に係る制御装置4と異なる点についてのみ説明する。

0053

制御装置4'では、貯湯ユニット制御装置5の電源回路71からガス燃焼器制御装置6の制御回路86などへ電力供給するための電源線78上に、一つの整流回路101と開閉器102が直列に設けられる。
整流回路101は、ガス燃焼器制御装置6の電源回路81からの電力供給がなされるときに、電源線78を通って電源回路71へ電流が逆流することを防止する。また、開閉器102は、貯湯ユニット制御装置5の制御回路77により制御されて、電源線78を切断または接続する。

0054

ここで、床暖房が行われている場合のように、ガス燃焼器制御装置6が運転状態にある間、開閉器102は開放され、電源回路71から制御回路86などへの電力供給は遮断される。一方、開閉器85は閉じられて、商用電源100から電源回路81への電力供給がなされ、これにより、電源回路81は制御回路86などへ電力供給する。
その後、ガス燃焼器制御装置6が制御する機器が動作を停止し、ガス燃焼器制御装置6が運転状態から待機状態へ移行するとき、制御回路86は、通信回路84を介して、貯湯ユニット制御装置5の制御回路77へ待機状態に移行することを示す待機状態移行信号を送信する。制御回路77は、待機状態移行信号を受信すると、開閉器102を閉じ、電源回路71から制御回路86などへの電力供給を可能にする。一方、制御回路86は、待機状態移行信号を送信してから、開閉器102が閉じられるのに必要な時間が経過した後、開閉器85を開放し、商用電源100から電源回路81への電力供給を遮断する。

0055

また、ガス燃焼器制御装置6が待機状態から運転状態へ移行するとき、制御回路86は、開閉器85を閉じて、商用電源100から電源回路81への電力供給を再開する。その後、制御回路86は、通信回路84を介して、制御回路77へ運転状態に移行することを示す運転状態移行信号を送信する。制御回路77は、運転状態移行信号を受信すると、開閉器102を開放し、電源回路71から制御回路86などへの電力供給を遮断する。
したがって、本発明の別の実施形態に係る給湯装置の制御装置4'も、ガス燃焼器制御装置6が待機状態にある間、電源回路81による電力の固定損失をなくすことができるので、消費電力を抑制することができる。

0056

また、上記の各実施形態において、ガス燃焼器制御装置6が待機状態にある間、5Vまたは12Vの何れか一方の直流電圧のみで制御回路86などが動作する場合、電源回路71からガス燃焼器制御装置6へは、5Vまたは12Vの何れか一方のみを供給する電源線のみを設ければよい。また、上記の実施形態とは逆に、商用電源100と電源回路71とを結ぶ電源線上に開閉器を設け、貯湯ユニット制御装置5が待機状態にある間、商用電源100から電源回路71への電力供給を遮断し、ガス燃焼器制御装置6の電源回路81から貯湯ユニット制御装置5の各通信回路及び制御回路に電力が供給されるようにしてもよい。

0057

なお、本発明が適用される装置は、上記の実施形態の給湯装置以外に限られない。本発明は、複数の制御回路を有し、各制御回路ごとに別個の電源回路を有する装置であれば、好適に適用することができる。

0058

以上のように、当業者は、本発明の範囲内で、実施される形態に合わせて様々な変更を行うことができる。

図面の簡単な説明

0059

本発明の実施形態に係る給湯装置の概略構成図である。
本発明の実施形態に係る給湯装置に用いられる制御装置の概略構成図である。
(a)は、貯湯ユニット制御装置の電源回路の回路特性を示す図であり、(b)は、ガス燃焼器制御装置の電源回路の回路特性を示す図である。
本発明の別の実施形態に係る制御装置の概略構成図である。

符号の説明

0060

1給湯装置
2ヒートポンプユニット
3貯湯ユニット
4制御装置
5貯湯ユニット制御装置
6ガス燃焼器制御装置
7ヒートポンプ制御装置
71、81電源回路
72、82駆動回路
73−75、83、84通信回路
76、85、102開閉器
77、86制御回路
91−93、101整流回路
100商用電源(外部電源)

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い技術

関連性が強い 技術一覧

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

関連する公募課題一覧

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ