JP2006329581A

JP2006329581A - 電気給湯機

Info

Publication number: JP2006329581A
Application number: JP2005157220A
Authority: JP
Inventors: Masanori Fujiwara; 巨典藤原; Hidekatsu Fujita; 英克藤田; Mitsuo Nishigori; 満雄錦織; Shinji Kuramoto; 新治蔵本
Original assignee: Hitachi Appliances Inc
Current assignee: Hitachi Global Life Solutions Inc
Priority date: 2005-05-30
Filing date: 2005-05-30
Publication date: 2006-12-07

Abstract

【課題】上部ヒータの加熱用電源をヒートポンプの加熱用電源とは別に設け、深夜電力時間帯は可能な限り深夜電力を利用するヒートポンプのみに通電することによって、電力量料金を削減することができる電気給湯機を提供すること。
【解決手段】貯湯タンク１と、この貯湯タンク１の下部に設けられた給水管２と、貯湯タンク１の上部に設けられた給湯管３と、貯湯タンク１の水を加熱するヒートポンプ４と、貯湯タンク１内の上部に設けられた上部ヒータ５とを備えた電気給湯機において、上部ヒータ５の加熱用電源に、所定の時刻に通電を遮断するように予め設定された商用電源７を用いるとともに、上部ヒータ５の制御用電源並びにヒートポンプ４の駆動用電源及び制御用電源に通常の商用電源８を用いる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気給湯機に関し、特に、上部ヒータの加熱用電源をヒートポンプの加熱用電源とは別に設けることにより、上部ヒータの電力量料金を削減し、熱交換器を介した暖房等を安価に行うことができる電気給湯機に関するものである。

従来、深夜電力を用いた電気給湯機により給湯するシステムにおいて、浴槽へ給湯する場合、所定の温度に設定した温水を、浴槽の給湯口や蛇口から供給するように構成されている。
すなわち、この電気給湯機では、水道管から供給された水道水を電気給湯機の貯湯タンク内にて加熱するとともに、この加熱した温水を、直接或いは別の水道管からの水道水と混合することにより設定温度に調節し、この温度調節した温水を配管を介して給湯口や蛇口に供給するように構成されている。
また、この電気給湯機では、貯湯タンク内に、上部の比較的高温となる湯を用いて加熱するようにした熱交換器を配設し、熱交換器内の熱媒を循環させて貯湯タンク内の熱エネルギーを取り出し、暖房等に利用するようになっている（例えば、特許文献１参照。）。

ところで、上記従来の電気給湯機では、貯湯タンクの水を加熱するヒートポンプの駆動用電源として安価な深夜電力を用い、深夜のうちに貯湯タンク内に貯湯する一方、前記熱交換器等の作用によって貯湯タンク上部の温度が下がったときは、上部ヒータによって貯湯タンク上部の湯を加熱するようになっている。
この場合、上部ヒータの加熱用電源はヒートポンプと同じであるが、使用時間が深夜ではなくリアルタイムとなるため、結果として電力量料金が高くなるという問題を有している。
特開平０７−２５３２４６号公報

本発明は、上記従来の電気給湯機が有する問題点に鑑み、上部ヒータの加熱用電源をヒートポンプの加熱用電源とは別に設け、深夜電力時間帯は可能な限り深夜電力を利用するヒートポンプのみに通電することによって、電力量料金を削減することができる電気給湯機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の電気給湯機は、貯湯タンクと、該貯湯タンクに設けられた給水管と、貯湯タンクの上部に設けられた給湯管と、貯湯タンクの水を加熱するヒートポンプと、貯湯タンク内の上部に設けられた上部ヒータとを備えた電気給湯機において、前記上部ヒータの加熱用電源に、所定の時刻に通電を遮断するように予め設定された商用電源（本明細書において、「条件付き商用電源」という。）を用いるとともに、上部ヒータの制御用電源並びにヒートポンプの駆動用電源及び制御用電源に通常の商用電源を用いたことを特徴とする。

この場合において、ヒートポンプの熱交換器を貯湯タンクの近傍に設けることができる。

また、上部ヒータの近傍に、貯湯タンクの温水との間で熱交換を行う熱交換器を配設することができる。

本発明の電気給湯機によれば、上部ヒータの加熱用電源に、所定の時刻に通電を遮断するように予め設定された商用電源を用いるとともに、上部ヒータの制御用電源並びにヒートポンプの駆動用電源及び制御用電源に通常の商用電源を用いるようにしたことから、例えば、融雪用電源等の安価な電源を上部ヒータの加熱用電源として用いることができ、これにより、上部ヒータの電力量料金を削減して、熱交換器を介した暖房等を安価に行うことができ、低ランニングコストで電気給湯機の運転をすることができる。

この場合、ヒートポンプの熱交換器を貯湯タンクの近傍に設けることにより、ヒートポンプと貯湯タンクの間の接続配管を、従来の水配管から熱媒配管に変更することができ、これにより、冬期や寒冷地での凍結に対する配慮が必要なくなり、ランニングコストを低減することができる。

また、上部ヒータの近傍に、貯湯タンクの温水との間で熱交換を行う熱交換器を配設するときは、タンク上部の温水を熱交換器に導くためのポンプを削減することができる。
なお、熱交換器の配管が損傷した場合でも、熱交換器の熱媒の貯湯タンク内への漏出を防止するために、熱交換器内の圧力を貯湯タンク内の圧力より低く設定することが好ましい。

以下、本発明の電気給湯機の実施の形態を、図面に基づいて説明する。

図１〜図２に、本発明の電気給湯機の一実施例を示す。
この電気給湯機は、所要の容量を有する円筒状の貯湯タンク１と、該貯湯タンク１の下部に設けられた給水管２と、貯湯タンク１の上部に設けられた給湯管３と、貯湯タンク１の水を加熱するヒートポンプ４と、貯湯タンク１内の上部に設けられた上部ヒータ５と、該上部ヒータ５の近傍に設けられ貯湯タンク１の温水との間で熱交換を行って暖房用室内機の放熱器９を加温するための暖房用熱交換器６とを備えている。
なお、暖房用熱交換器６は、貯湯タンク１の外部に配備してもよい。
この場合、暖房用熱交換器６の配管が損傷した場合でも、暖房用熱交換器６の熱媒の貯湯タンク１内への漏出を完全に防止することができる。

そして、この電気給湯機は、前記上部ヒータ５の加熱用電源に、所定の時刻に通電を遮断するように予め設定された商用電源７を用いるとともに、上部ヒータ５の制御機器７ａを稼動するための制御用電源並びにヒートポンプ４の駆動用電源及びヒートポンプ４の制御機器８ａを稼動するための制御用電源に通常の商用電源８を用いるようにしている。
なお、この電気給湯機は、上記の暖房用室内機の放熱器９の加温の用途のほか、風呂、蛇口への給湯等、従来、電気給湯機が用いられている用途と併用されるものである。

また、給湯管３は上部ヒータ５より上に設けられており、これにより、給湯管３からの給湯温度を高くするようにしている。
なお、給湯管３から出た湯は、貯湯タンク下部からの配管又は水道管からの水と混合され温度調節された後、風呂や蛇口から出湯される。
また、図２に示すように、ヒートポンプ４の熱交換器４１を貯湯タンク１の近傍に設けることにより、ヒートポンプ４と貯湯タンク１の間の接続配管４２を、図１に示す水配管から熱媒配管に変更することができ、これにより、冬期や寒冷地での凍結に対する配慮が必要なくなり、ランニングコストを低減することができる。

ところで、上部ヒータ５の加熱用電源として使用する安価な条件付き商用電源７としては、例えば、北海道などにおける融雪用電源等がある。
この融雪用電源としては、例えば、１６時〜２１時までのピーク時間内で、遮断時間の合計が２時間となるようにタイムスイッチによって断続的に通電を遮断する北海道電力の「ホットタイム２２」等のシステムがある。
このシステムでは、ほぼ１日中電力を使用可能とするが、上記のように合計時間で２時間通電を遮断するとともに、各家庭において通電の遮断時刻をずらすことにより、電力消費のピークを平均化し、かつ電力量料金の低減を図っている。

次に、本実施例の電気給湯機の使用方法の一例を説明する。
ヒートポンプ４の制御機器８ａと上部ヒータ５の制御機器７ａは、貯湯タンク１内の温度を検知し、予め設定した温度以下になったときに通電を開始する。
融雪用電源等の条件付き商用電源７と通常の商用電源８（深夜料金）とでは料金単価に差があるため、できるだけ夜間は融雪用電源等の条件付き商用電源７を使用せずに深夜料金の商用電源８だけを使用することが好ましい。
ただ、夜間に融雪用電源等の条件付き商用電源７を停止してしまうと、暖房能力に不足が生じる場合も考えられるので、タンク上部温度が一定温度を保つように条件付き商用電源７を使用する上部ヒータ５によってタンク上部の水を加熱する。
タンク下部温度は夕刻を過ぎた頃から急激に低下し、深夜電力を利用できる時間帯にヒートポンプ４を安い深夜料金の商用電源８で通電する。
この際、タンク上部温度が低下し、暖房能力に不足が生じることがないように上部ヒータ５にも通電を続ける。
タンク下部温度がタンク上部温度と同じ温度に上昇した時、上部ヒータ５とヒートポンプ４の通電をＯＦＦにする。

午前７時を過ぎて深夜電力が使えなくなった後、給湯機の使用などによって再びタンク内温度が低下し始め、タンク上部温度が図３のＣ点に達した時、制御機器７ａがそれを感知し、融雪用電源等の条件付き商用電源７から上部ヒータ５に通電を開始する。

このように、深夜電力を利用できる時間帯においては、最初は融雪用電源等の条件付き商用電源７と深夜料金の商用電源８を同時に利用することによって上部ヒータ５とヒートポンプ４に通電し、タンク内温度全体を沸き上げる。

以上、本発明の電気給湯機について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。

本発明の電気給湯機は、上部ヒータの加熱用電源に、所定の時刻に通電を遮断するように予め設定された商用電源を用いるとともに、上部ヒータの制御用電源並びにヒートポンプの駆動用電源及び制御用電源に通常の商用電源を用いるようにして、暖房を上部ヒータにより、給湯をヒートポンプにより専ら行うようにすることにより、消費電力料金を低く抑えることができることから、新設の電気給湯機に用いることができるほか、例えば、既存の電気給湯機に対しても容易に適用することができる。

本発明の電気給湯機の一実施例を示す回路図である。ヒートポンプの熱交換器を貯湯タンクの近傍に設けた例を示す回路図である。

符号の説明

１貯湯タンク
２給水管
３給湯管
４ヒートポンプ
４１熱交換器
４２接続配管
５上部ヒータ
６暖房用熱交換器
７条件付き商用電源
７ａ制御機器
８通常の商用電源
８ａ制御機器
９暖房用放熱器

Claims

貯湯タンクと、該貯湯タンクに設けられた給水管と、貯湯タンクの上部に設けられた給湯管と、貯湯タンクの水を加熱するヒートポンプと、貯湯タンク内の上部に設けられた上部ヒータとを備えた電気給湯機において、前記上部ヒータの加熱用電源に、所定の時刻に通電を遮断するように予め設定された商用電源を用いるとともに、上部ヒータの制御用電源並びにヒートポンプの駆動用電源及び制御用電源に通常の商用電源を用いたことを特徴とする電気給湯機。
ヒートポンプの熱交換器を貯湯タンクの近傍に設けたことを特徴とする請求項１記載の電気給湯機。
上部ヒータの近傍に、貯湯タンクの温水との間で熱交換を行う熱交換器を配設したことを特徴とする請求項１又は２記載の電気給湯機。