JP2011133193A - Water heater - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、浴槽水の温度を一定に保つ風呂保温機能を有する給湯機に関する。 The present invention relates to a water heater having a bath heat retaining function for keeping the temperature of bathtub water constant.
従来、例えば特許文献1には、浴槽水の温度を一定に保つ風呂保温機能を有する風呂加熱装置が開示されている。この従来の風呂加熱装置は、浴室に配設した焦電型赤外センサによって浴室における人体の有無の検知を行い、人体が検知されない場合には、風呂保温手段の動作する時間間隔を長くするか、もしくは風呂保温手段の動作を停止させるというものである。このような構成によれば、浴槽水の温度検出回数を削減し、水循環路内の低温水の流入による浴槽水の温度低下を低減することができる。
Conventionally, for example,
しかしながら、上記従来の風呂加熱装置において、浴室内に人体が検出されない場合に風呂保温手段の動作する時間間隔を長くするという手法では、長時間に渡って人体が検出されない場合であっても浴槽水の温度検出が行われることになる。このため、浴槽水の温度低下を低減するには限界があるといえる。また、上記従来の風呂加熱装置において、浴室内に人体が検出されない場合に風呂保温手段の動作を停止させるという手法が用いられている場合には、加熱手段(追い焚き動作)によって湯水の加熱が行われるのは必ず人体検知後である。このため、長時間に渡る浴槽水の温度低下により、入浴までの間に浴槽水を所望の浴槽温度に高める処理が間に合わず、快適性を損なう場合があった。 However, in the above-described conventional bath heating apparatus, when the human body is not detected in the bathroom, the method of increasing the time interval for the operation of the bath heat retaining means increases the bath water even when the human body is not detected for a long time. The temperature is detected. For this reason, it can be said that there exists a limit in reducing the temperature fall of bathtub water. Further, in the conventional bath heating apparatus, when a technique of stopping the operation of the bath heat retaining means when a human body is not detected in the bathroom is used, the hot water is heated by the heating means (refreshing operation). This is always done after human detection. For this reason, due to the temperature drop of the bath water over a long period of time, the process of raising the bath water to a desired bath temperature before the bathing may not be in time, and comfort may be impaired.
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、浴槽水の温度検出回数を削減しつつ、浴槽水の過度な温度低下を防止することのできる給湯機を提供することを目的とする。 This invention was made in order to solve the problems as described above, and provides a water heater capable of preventing an excessive temperature drop of bath water while reducing the number of times of bath water temperature detection. Objective.
この発明に係る給湯機は、浴槽に接続された水循環路を有し、当該水循環路を用いて浴槽水を循環させる浴槽水循環手段と、水循環路内を流れる湯を加熱する加熱手段と、水循環路を循環する湯の温度を検知することで浴槽水の温度を取得する温度検知手段とを有し、浴槽水の温度が所定温度以下に低下した場合に、加熱手段を用いて浴槽水の温度を上昇させる風呂保温手段と、浴室利用者による入浴動作の有無を判定する入浴判定手段と、入浴判定手段による入浴の判定結果に基づいて、入浴時期を学習して予測する予測手段と、入浴判定手段によって入浴動作が行われていないと判定された場合に、風呂保温手段の動作を停止し、入浴判定手段によって入浴動作が行われていないと判定された場合であっても予測手段によって予測される入浴時期の到来時には風呂保温手段を起動する起動時期制御手段と、を備えるものである。 A water heater according to the present invention has a water circulation path connected to a bathtub, and tub water circulation means for circulating bathtub water using the water circulation path, heating means for heating hot water flowing in the water circulation path, and a water circulation path Temperature detecting means for acquiring the temperature of the bath water by detecting the temperature of the hot water circulating through the bath, and when the temperature of the bath water drops below a predetermined temperature, the temperature of the bath water is adjusted using the heating means. Bath warming means for raising, bathing judgment means for judging the presence or absence of a bathing operation by a user, prediction means for learning and predicting the bathing time based on the judgment result of bathing by the bathing judgment means, and bathing judgment means When it is determined that the bathing operation is not performed, the operation of the bath heat retaining unit is stopped, and the prediction unit predicts even when the bathing determination unit determines that the bathing operation is not performed. During the arrival of the bath time those comprising a start timing control means for activating bath kept means.
この発明によれば、浴槽水の温度検出回数を削減しつつ、浴槽水の過度な温度低下を防止することができる。 According to this invention, it is possible to prevent an excessive temperature drop in the bathtub water while reducing the number of times the temperature of the bathtub water is detected.
実施の形態1.
図1は、本発明を適用する風呂保温機能を有する貯湯式給湯機であるヒートポンプ式の給湯機100と浴室の構成図である。図1に示すシステムは、浴槽1に供給される湯を貯える貯湯タンク101と、沸き上げ回路Aと、風呂保温熱源供給回路Bと、風呂保温浴槽循環回路Cとを備えている。
FIG. 1 is a configuration diagram of a heat pump type hot
より具体的には、沸き上げ回路Aは、冷媒として二酸化炭素を用いるヒートポンプユニット201を利用して貯湯タンク101内の水を沸き上げるための回路であり、ヒートポンプユニット201とヒートポンプ循環ポンプ202とが順次接続されている。風呂保温熱源供給回路Bは、浴槽1内の浴槽水を保温するための熱源となる貯湯タンク101内の高温水を循環させるための回路であり、貯湯タンク101と追い焚き用の熱交換器2と風呂保温熱源循環ポンプ102とが順次接続されている。
More specifically, the boiling circuit A is a circuit for boiling water in the hot
風呂保温浴槽循環回路Cは、浴槽1と熱交換器2と循環ポンプ4と温度センサ5とが順次接続された水循環路3を有している。また、風呂保温浴槽循環回路Cは、浴槽水の温度を一定に保つための風呂保温動作を制御する制御装置6を有している。風呂保温動作は、浴槽水の温度が所定温度(図4を参照して後述する追焚起動浴槽温度TL)以下に低下した場合に、循環ポンプ4と風呂保温熱源循環ポンプ102とを起動させて、風呂保温熱源供給回路Bを流れる高温水と水循環路3を流れる浴槽水とを熱交換器2を介して熱交換させる(追い焚き加熱動作を行う)ことにより、浴槽水の温度を上昇させる動作である。更に、風呂保温浴槽循環回路Cは、入浴動作の有無を判定するために、入浴に伴う音声の有無を検出する音声検知部11を有している。
The bath thermal tub circulation circuit C has a water circulation path 3 in which a
図2は、風呂保温浴槽循環回路Cの詳細な構成を表した図である。図2に示すように、制御装置6は、時間管理部7と、入浴時刻記録部8と、保温動作時刻設定部9と、自動保温起動停止決定部10とを有している。制御装置6は、温度センサ5で検知された湯の温度に基づいて循環ポンプ4の制御を行う。また、制御装置6には、音声検知部11が接続されている。
FIG. 2 is a diagram illustrating a detailed configuration of the bath heat-retaining bathtub circulation circuit C. As shown in FIG. 2, the
より具体的には、時間管理部7は、時間管理を行う。入浴時刻記録部8は、音声検知部11から取得する浴室内の音声検知情報に基づいて、湯張り完了時刻と、浴室利用者による入浴動作の行われた回数と、入浴動作ごとの入浴時刻とを記録する。保温動作時刻設定部9は、入浴時刻記録部8から取得する湯張り完了時刻および入浴時刻に基づいて、風呂保温動作の起動時刻を設定する。自動保温起動停止決定部10は、音声検知部11から取得する音声検知情報と保温動作時刻設定部9にて設定された風呂保温動作の起動時刻情報とに基づいて、風呂保温動作の起動および停止を決定する。
More specifically, the
図3は、音声検知部11の詳細な構成を表した図である。図3に示すように、音声検知部11は、浴室内の音を集音するマイクロフォン1101と、マイクロフォンアンプ1102と、A/Dコンバータ(Analog to Digital Converter)1103と、計測処理回路1104とが順次接続された構成を有している。
FIG. 3 is a diagram showing a detailed configuration of the
計測処理回路1104は、適応フィルタ1105と、加算器1106と、LMS(Least Mean Square)演算部1107と、判断部1108とから構成される。ここでは、時刻を離散値kで表し、適応フィルタ1105からの出力をy(k)、A/Dコンバータ1103からの出力信号をx(k)、加算器1106からの出力をe(k)というように、時刻の離散値kの関数で表す。
The
マイクロフォン1101に入力された音声信号は、マイクロフォンアンプ1102で増幅されたうえで、A/Dコンバータ1103によってディジタル信号に変換される。このディジタル信号x(k)は、計測処理回路1104内の適応フィルタ1105へ順次入力されていく。適応フィルタ1105からの出力信号y(k)は、無音状態の参照信号としての0(入力なし)から減算される。
The audio signal input to the
計測処理回路1104では、常時、無音状態の参照信号(0)とマイクロフォン1101で集音される音声信号との間の音声差を関数として、適応フィルタ1105を用いた同定が行われる。上記同定を行うために、適応フィルタ1105では、加算器1106において無音入力信号と適応フィルタ1105の出力信号y(k)との誤差信号e(k)(e(k)=0−y(k))が0になるように、適応フィルタ1105の係数が更新される。
In the
本実施形態では、適応フィルタ1105の係数更新アルゴリズムとして、LMS演算部1107が使用されており、誤差信号e(k)が最小二乗法により最小となるように適応フィルタ1105の係数が更新される。適応フィルタ1105の係数を逐次更新するアルゴリズムは以下のように示される。
In this embodiment, the
適応フィルタ1105における適応ディジタルフィルタの係数ベクトルをW、適応フィルタ1105の入力信号ベクトルをX、係数更新ステップサイズパラメータ(スカラ)をμで表すと、次式を得ることができる。
W(k+1)=W(k)+2×μ×e(k)×X(k)
ここで、WおよびXは、下記のように長さnのベクトルである。
W(k)=[W1(k),W2(k),・・・・,Wn(k)]T
X(k)=[X1(k),X2(k),・・・・,Xn(k)]T
なお、Tは転置を表す。また、W(k)は音声の特徴関数となり、適応フィルタ1105への入力信号x(k)と出力信号y(k)との関係は、y(k)=W(k)T×X(k)となる。
When the coefficient vector of the adaptive digital filter in the
W (k + 1) = W (k) + 2 × μ × e (k) × X (k)
Here, W and X are vectors of length n as described below.
W (k) = [W1 (k), W2 (k),..., Wn (k)] T
X (k) = [X1 (k), X2 (k),..., Xn (k)] T
T represents transposition. W (k) is a feature function of speech, and the relationship between the input signal x (k) to the
浴室内で入浴に伴う音が発生する場合、計測処理回路1104の特徴関数が刻々と変化するので、適応フィルタ1105の係数は逐次更新される。したがって、フィルタ係数の時間変化を観測し、時間変化の差分を計測することで、音声の有無の変動、つまり入浴に伴う音の有無を検出することができる。
When the sound accompanying bathing is generated in the bathroom, the characteristic function of the
上記の例で、入浴に伴う音声の有無の検出に対して適応フィルタ1105およびLMSアルゴリズムを用いる利点は、マイクロフォン1101、マイクロフォンアンプ1102、A/Dコンバータ1103などでの定常的な音声特性やマイクロフォン1101で集音される浴室内の定常音などの入浴に関係のない音声信号が検出される場合でも、適応フィルタ1105の係数の収束によって無音状態と判定することができ、入浴に伴う音声の有無をより明確に判別できる効果があるためである。
In the above example, the advantage of using the
次に判断部1108では、LMS演算部1107で更新されるフィルタ係数を取得し、そのフィルタ係数の時間的な差分を常時監視する。フィルタ係数の差分の値があらかじめ設定した閾値を超えた場合は、入浴に伴う音声が発生したと判断するが、閾値を超えない場合は入浴に伴う音声は発生していないと判断する。
Next, the
より具体的には、ΔW(k)=W(k)−W(k−1)で表される係数ベクトルWの差分を考える。このΔW(k)は、時刻k−1から時刻kへのフィルタ係数の変化量を表す。そして、ベクトルΔW(k)の各成分の二乗和をD(k)とする。Δtを時刻k−1と時刻kまでの時間間隔とする。 More specifically, a difference between coefficient vectors W expressed by ΔW (k) = W (k) −W (k−1) is considered. This ΔW (k) represents the change amount of the filter coefficient from time k−1 to time k. The sum of squares of each component of the vector ΔW (k) is defined as D (k). Let Δt be the time interval between time k-1 and time k.
判断部1108は、LMS演算部1107で更新されるフィルタ係数に基づき、ΔtごとにD(k)を算出して監視を行う。そして、D(k)が閾値を超えた状態があらかじめ設定した一定時間(たとえば10秒間)継続した場合には、音声が発生したと判断し、閾値を超えない場合には、音声が発生していないと判断する。また、判断部1108は、音声の有無を判断した結果を音声検知部11の外部の装置(制御装置6)へ通報する。
The
次に、上記のように構成されたヒートポンプ式の給湯機100における特徴的な風呂保温動作について説明する。
Next, a characteristic bath warming operation in the heat pump
図4は、本発明の実施の形態1における風呂保温動作の概要を表したタイムチャートであり、浴室内の入浴時の音の検出状態と、浴槽水温度の変化と、風呂保温動作の起動および停止と、追い焚き加熱動作の起動および停止との関係を示す模式図である。
FIG. 4 is a time chart showing an outline of the bath warming operation in
本実施形態では、風呂保温動作の起動を伴う風呂湯張り動作が起動した後に、湯張りが完了した場合であっても、そのまま風呂保温動作の起動を維持しないようになっている。浴室の音が検出されない場合には入浴が行われていないため、湯水の温度が低下しても追焚き加熱動作を行う必要が無い。このため、このような場合には、風呂保温動作を停止することで、浴槽水の温度検知動作に伴って水循環路3などから低温水が浴槽1に流入することを防止することができる。
In this embodiment, even if the hot water filling is completed after the hot water bathing operation accompanied by the start of the bath warming operation is started, the start of the bath warming operation is not maintained as it is. When no bathroom sound is detected, bathing is not performed, so there is no need to perform additional heating even if the temperature of the hot water drops. For this reason, in such a case, it is possible to prevent low temperature water from flowing into the
制御装置6は、浴室利用者の入浴時期(より具体的には、入浴時刻および入浴時間間隔)を学習して予測する機能を有している。このような機能については、図6および7のフローチャートを参照して後述する。本実施形態では、湯張り完了後に浴室内で音を検知した場合、または、入浴時期の学習により予測される入浴時刻もしくは入浴時間間隔が経過した場合に、風呂保温動作が起動するようにしている。
The
図4において、黒丸が付された時刻は、湯張り完了(または入浴終了)時刻を表している。図4に示す例は、湯張り完了後において、入浴時間間隔の学習値に基づく風呂保温動作の起動時刻(黒の三角印)、入浴時間の学習値に基づく風呂保温動作の起動時刻(白の三角印)、および浴室音声検知判定(黒の逆三角印)の順で、風呂保温動作の起動時期が到来するケースを示している。 In FIG. 4, the time when the black circle is attached represents the time when the hot water filling is completed (or the end of bathing). In the example shown in FIG. 4, after completion of the hot water filling, the start time of the bath warming operation based on the learning value of the bathing time interval (black triangle mark), the start time of the bath warming operation based on the learning value of the bathing time (white The case where the start time of the bath warming operation comes in the order of the triangle mark) and the bathroom sound detection determination (black inverted triangle mark) is shown.
本実施形態では、図4に示すように、湯張り完了時刻の経過後に、浴室内で音が一定時間の間に検知されなかった場合(浴室音声未検出判定(白の逆三角印)がなされた場合)には、入浴が行われていないと判別され、風呂保温動作が停止される(保温動作起動停止フラグFLGがOFFとされる)ようになっている。この場合には、浴室内での音を検知するまで、または入浴時期の学習により予測される入浴時刻等が到来するまで、風呂保温手段は起動しない。その結果、浴槽水の温度検知が行われず、浴槽水の温度は、図4に示すように、当該温度検知の影響ではなく放熱の影響で低下している。 In the present embodiment, as shown in FIG. 4, when no sound is detected in the bathroom for a certain period of time after the completion of the filling time, a bathroom sound non-detection determination (a white inverted triangle mark) is made. In the case of bathing), it is determined that bathing has not been performed, and the bath heat retaining operation is stopped (the heat retaining operation start / stop flag FLG is turned OFF). In this case, the bath heat retaining means does not start until a sound in the bathroom is detected or until a bathing time predicted by learning of the bathing time arrives. As a result, the temperature detection of the bath water is not performed, and the temperature of the bath water is not affected by the temperature detection but lowered by the heat radiation as shown in FIG.
図4に示す例では、その後、入浴時間間隔の学習値による入浴時間間隔の予測に基づく風呂保温動作の起動予定時刻(黒の三角印)が到来した時に、風呂保温動作が一時的に起動され、また、起動と同時に浴槽水の温度検知が実行される。この例では、当該起動予定時刻の到来時には、浴槽水温度が追焚起動浴槽温度TLにまで低下していないので、追い焚き加熱動作は実行されない。図4に示す例では、その後、入浴時間の学習値による入浴時間の予測に基づく風呂保温動作の起動予定時刻(白の三角印)が到来した時に、風呂保温動作が一時的に起動され、また、起動と同時に浴槽水の温度検知が実行される。この例では、当該起動予定時間の到来時には、浴槽水温度が追焚起動浴槽温度TL以下にまで低下している。このため、浴槽水温度が追焚停止浴槽温度THに到達するまで追い焚き加熱動作が実行される。 In the example shown in FIG. 4, the bath warming operation is temporarily started when the scheduled start time (black triangle mark) of the bath warming operation based on the prediction of the bathing time interval based on the learning value of the bathing time interval has arrived. Moreover, the temperature detection of bathtub water is performed simultaneously with starting. In this example, when the scheduled start-up time arrives, the bath water temperature has not dropped to the renewal start-up bathtub temperature TL , and thus the reheating heating operation is not executed. In the example shown in FIG. 4, after that, when the scheduled start time of the bath warming operation based on the prediction of the bathing time based on the learning value of the bathing time (white triangle mark) arrives, the bath warming operation is temporarily started. At the same time as the activation, the temperature detection of the bath water is executed. In this example, when the scheduled start-up time arrives, the bath water temperature is lowered to the memorial start-up bath temperature TL or lower. Therefore, bath water temperature Reheating heating operation until it reaches the add-fired stop bath temperature T H is performed.
更に、図4に示す例では、その後、浴室内の音が検知された際に風呂保温動作が起動されるとともに、浴槽水の温度検知が実行される。この場合には、図4に示すように、浴槽水温度が追焚起動浴槽温度TLにまで低下していないので、追い焚き加熱動作は実行されない。そして、その後、浴室内の音が継続的に検知されている場合には、風呂保温手段が継続して起動され、所定の時間間隔が経過した場合に浴槽水の温度検知が実行されるようになる。 Furthermore, in the example shown in FIG. 4, when the sound in a bathroom is detected after that, bath heat insulation operation | movement is started and the temperature detection of bath water is performed. In this case, as shown in FIG. 4, since the bath water temperature has not dropped to the reheating start bath temperature TL , the reheating heating operation is not executed. After that, when the sound in the bathroom is continuously detected, the bath heat retaining means is continuously activated, and the temperature of the bath water is detected when a predetermined time interval elapses. Become.
図5は、入浴に伴う音の有無の判定結果と、入浴時期(入浴時刻と入浴時間間隔)の学習により予測される次回の入浴時期とに基づいて、風呂保温動作の起動および停止を行う処理を示すフローチャートである。なお、音声検知部11による入浴の検知では、音声の有無を判定の条件に用いるため、音声が検知されないまま一定の時間が経過した場合に、入浴が終了したと判定するようにしている。ここでは、そのような一定の経過時間の一例として、不在判定時間を10分とした。
FIG. 5 is a process for starting and stopping the bath warming operation based on the determination result of the presence or absence of sound accompanying bathing and the next bathing time predicted by learning the bathing time (bath time and bathing time interval). It is a flowchart which shows. In the detection of bathing by the
S101では、保温動作起動停止フラグFLGがON状態(風呂保温動作が起動状態)に初期化されるとともに、音声検出時点からの経過時間であるTcntが0秒に初期化される。次いで、S102では、1秒毎に在・不在の状態検知(入浴に伴う音の検知)を行うために、1秒の待機時間が設けられる。 In S101, the heat retention operation start / stop flag FLG is initialized to the ON state (the bath heat retention operation is activated), and Tcnt, which is the elapsed time from the time of detecting the voice, is initialized to 0 seconds. Next, in S102, a waiting time of 1 second is provided in order to detect the presence / absence state (detection of sound accompanying bathing) every second.
次に、S103において上記経過時間Tcntが更新されたうえで、S104では、保温動作時刻設定部9から取得した時刻であってi番目入浴向け保温動作起動予定時刻となる時刻Ts(i)と現在時刻Trealとが等値であるか否かが比較される。この時刻Ts(i)は、後述する図7に示すフローチャートの処理により設定される値である。S104の判定が行われた結果、上記2つの時刻が等値である場合にはS107へ、異なる場合にはS105へ移行する。
Next, after the elapsed time Tcnt is updated in S103, in S104, the time Ts (i), which is the time acquired from the heat retention operation
S105では、湯張りを含む前回入浴イベント時刻(湯張り完了時刻もしくは前回入浴時刻)Tprvと保温動作時刻設定部9から取得したi番目入浴向け入浴時間間隔ΔTs(i)を加算して得られる保温動作起動予定時刻が等値であるか否かが比較される。このi番目入浴向け入浴時間間隔ΔTs(i)も、後述する図7に示すフローチャートの処理により設定される値である。S105の判定が行われた結果、上記2つの時刻が等値である場合にはS107へ、異なる場合はS106へ移行する。
In S105, the heat retention obtained by adding the last bathing event time (filling completion time or last bathing time) Tprv including the hot water filling and the bathing time interval ΔTs (i) for the i-th bath obtained from the heat keeping operation
S106では、マイクロフォン1101からの浴室の音声検出情報が取得されたか否かが判別される。その結果、音声が検出された場合には、S107にて経過時間Tcntが0にクリアされた後に、S108にて保温動作起動停止フラグFLGがOFFであるか否かが判別される。その結果、このフラグFLGがOFFである場合には、S109にて当該フラグFLGがONに設定される(風呂保温動作が起動状態とされる)。
In S106, it is determined whether or not bathroom sound detection information from the
一方、S106において音声が検出されない場合には、S110にて経過時間Tcntと不在判定時間定数Tabs(例えば、10分)とが比較される。その結果、経過時間Tcntが不在判定時間定数Tabsを超えている場合には、浴室内に人が不在であると判断され、S111にて保温動作起動停止フラグFLGがOFFに設定される(風呂保温動作が停止状態とされる)。 On the other hand, if no sound is detected in S106, the elapsed time Tcnt and the absence determination time constant Tabs (for example, 10 minutes) are compared in S110. As a result, if the elapsed time Tcnt exceeds the absence determination time constant Tabs, it is determined that there is no person in the bathroom, and the heat insulation operation start / stop flag FLG is set to OFF in S111 (bath heat insulation). Operation is stopped).
図6は、湯張り完了後の入浴回数と各入浴における入浴時刻を記録する処理を示すフローチャートである。ここでは、過去の湯張り動作毎の入浴を、1日1回湯張り動作があると想定して1週間分に渡って記録するために、湯張り毎(別)の入浴回数および入浴時刻を記録するデータ配列Tarray(d,i)を用いるようにしている。データ配列Tarray(d,i)におけるdは、過去の湯張り動作の順番を示す湯張り順序カウンタであり、前回の湯張りを0、過去7回前の湯張りを6として、7回分の湯張りを数えるものである。iは、湯張りごとの湯張りを含む入浴イベント回数カウンタであり、湯張りを0、最初の入浴を1としたうえで、それ以降の入浴回数を順番に入浴毎に数えるものである。 FIG. 6 is a flowchart showing a process of recording the number of baths after completion of filling and bathing times in each bath. Here, the number of bathing times and bathing times for each hot water filling (separate) are recorded in order to record the bathing for each past hot water filling operation for one week assuming that there is a hot water filling operation once a day. A data array Tarray (d, i) to be recorded is used. D in the data array Tarray (d, i) is a hot water filling sequence counter indicating the order of the past hot water filling operations. The tension is counted. i is a bathing event number counter including a hot water filling for each hot water filling. The hot water filling is set to 0, the first bathing is set to 1, and the subsequent bathing times are sequentially counted for each bathing.
図6において、S201では、湯張りごとの入浴イベントの回数を数えるカウンタiが0に、過去の湯張りの順番を示す湯張り順序カウンタdが6に、それぞれ初期化される。次いで、S202では、湯張り動作と風呂保温動作を含む風呂機能の起動の有無が判別される。その結果、風呂機能がONの場合は、S203にて湯張りの完了の有無が判別される。 In FIG. 6, in S201, a counter i for counting the number of bathing events for each hot water filling is initialized to 0, and a hot water filling order counter d indicating the order of past hot water fillings is initialized to 6. Next, in S202, it is determined whether or not a bath function including a hot water filling operation and a bath warming operation is activated. As a result, if the bath function is ON, whether or not the hot water filling is completed is determined in S203.
S203において湯張りが完了したと判定された場合には、S204およびS205にてデータ配列Tarray(d,i)を湯張り一回分だけ更新するために、湯張り1回分ずつデータのシフト操作が行われる。 If it is determined in S203 that the hot water filling is completed, in S204 and S205, in order to update the data array Tarray (d, i) for one hot water filling, a data shift operation is performed for each hot water filling. Is called.
次に、S206では、d−1番目の湯張りの入浴時刻記録がすべてシフトされたことを確認するため、湯張り毎(別)の入浴回数記録データ配列Bcnt(d−1)と湯張り毎の入浴イベント回数カウンタiとが比較される。その結果、当該カウンタiが当該データ配列Bcnt(d−1)も大きい場合は、データのシフト動作が終了され、S207にて、Bcnt(d−1)がBcnt(d)にシフトされる。 Next, in S206, in order to confirm that all the bathing time records of the d-1th hot water filling have been shifted, the bathing frequency recording data array Bcnt (d-1) for each hot water filling (separate) and the hot water filling every time. The bathing event number counter i is compared. As a result, if the counter i is also larger than the data array Bcnt (d−1), the data shift operation is terminated, and Bcnt (d−1) is shifted to Bcnt (d) in S207.
次に、7回分の湯張りの入浴時刻データをすべてシフトするため、S208では、ひとつ新しいデータをシフト操作するために湯張り順序カウンタdが減算されるとともに、湯張りを含む入浴イベント回数カウンタiが0に初期化される。次いで、S209にて、湯張り順序カウンタdが1より小さいか否かが比較され、その結果、小さい場合は湯張り別の入浴時刻記録データ配列Tarray(d,i)のデータがすべてシフトされたとみなされ、S210に移行する。 Next, in order to shift all the bathing time data for the seven hot water fillings, in S208, the hot water filling order counter d is subtracted to shift one new data, and the bathing event number counter i including the hot water filling is performed. Is initialized to 0. Next, in S209, it is compared whether or not the hot water filling sequence counter d is smaller than 1. As a result, if the hot water filling order counter d is smaller, all the data in the bathing time recording data array Tarray (d, i) for each hot water filling are shifted. It is regarded and it transfers to S210.
次に、前回湯張り時の入浴時刻データ配列Tday(i)のデータを湯張り別の入浴時刻記録データ配列Tarray(d,i)に格納する処理のために、S210では、入浴イベント回数カウンタiが0に初期化される。次いで、S211において、湯張り別の入浴時刻記録データ配列Tarray(d,i)のうちで一番新しい湯張り時のデータを格納する記録データ配列Tarray(0,i)に、前回湯張り時の入浴時刻データ配列Tday(i)を格納する処理が行われる。 Next, in order to store the data of the bathing time data array Tday (i) at the previous hot water filling in the bathing time recording data array Tarray (d, i) for each hot water filling, in S210, the bathing event number counter i is stored. Is initialized to 0. Next, in S211, the record data array Tarray (0, i) for storing the latest hot water filling data in the bathing time recording data array Tarray (d, i) for each hot water filling is stored in the recording data array Tarray (0, i). Processing for storing the bathing time data array Tday (i) is performed.
具体的には、S212、S213において、前回湯張り時の入浴回数Bdayと入浴イベント回数カウンタiとが比較される。その結果、当該カウンタiが前回湯張り時のBdayより大きい場合には、データの格納処理が完了したと判断できる。この場合には、S214において、湯張り別の入浴回数記録データ配列Bcnt(i)のうちの一番新しい湯張り時のデータ格納場所Bcnt(0)に、前回湯張りの入浴回数Bdayが格納される。更に、湯張りを含む前回入浴イベント時刻Tprvと入浴イベント回数カウンタiが0に初期化される。 Specifically, in S212 and S213, the number of bathing times Bday at the previous hot water filling is compared with the number of bathing event counters i. As a result, if the counter i is larger than the Bday at the time of the previous hot water filling, it can be determined that the data storage processing has been completed. In this case, in S214, the number of bathing times Bday of the previous hot water filling is stored in the data storage location Bcnt (0) at the time of the newest hot water filling in the bathing number recording data array Bcnt (i) for each hot water filling. The Further, the previous bathing event time Tprv including the hot water filling and the bathing event number counter i are initialized to zero.
次に、湯張り完了時刻および入浴時刻を記録するために、S215において、湯張り後の入浴時刻データ配列Tday(i)に現在時刻Trealが記録されるとともに、自動動作起動停止決定部10で用いる前回入浴イベント時刻(湯張り完了時刻もしくは前回入浴時刻)Tprvに現在時刻Trealが格納される。
Next, in order to record the hot water filling completion time and bathing time, the current time Treal is recorded in the bathing time data array Tday (i) after hot water filling and used in the automatic operation start /
次に、湯張り後の入浴時刻データ配列Tday(i)における次のデータ格納場所にデータを格納するため、S216では、入浴イベント回数カウンタiが加算される。次いで、S217では、湯張り動作と風呂保温動作を含む風呂機能がONであるかOFFであるかが判別される。その結果、風呂機能がOFFである場合には、今回の湯張りにおける入浴時刻の記録が終了され、S201に移行する。一方、風呂機能がONである場合には、S218にて浴室の音声監視が行われる。その結果、入浴に伴う音声が検出された場合には、S215へ移行して、湯張り後の入浴時刻データ配列Tday(i)に、現在時刻Trealと湯張りを含む前回入浴イベント時刻Tprvが記録される。 Next, in order to store data in the next data storage location in the bathing time data array Tday (i) after filling, a bathing event number counter i is added in S216. Next, in S217, it is determined whether the bath function including the hot water filling operation and the bath heat retaining operation is ON or OFF. As a result, when the bath function is OFF, the recording of the bathing time in the current hot water filling is ended, and the process proceeds to S201. On the other hand, if the bath function is ON, bathroom voice monitoring is performed in S218. As a result, if a voice accompanying bathing is detected, the process proceeds to S215, and the previous bathing event time Tprv including the current time Treal and the hot water filling is recorded in the bathing time data array Tday (i) after the hot water filling. Is done.
図7は、保温動作時刻設定部9が入浴時刻記録部8から取得する湯張り完了時刻および入浴時刻に基づいて、風呂保温動作の起動時刻を設定する処理を示すフローチャートである。図7においては、先ず、湯張り別の入浴時刻記録データ配列Tarray(d,i)における湯張りを除く入浴時刻を処理するために、S301にて、湯張りを含む入浴イベント回数カウンタiが1に初期化される。
FIG. 7 is a flowchart showing a process for setting the start time of the bath warming operation based on the hot water filling completion time and the bathing time acquired by the warming operation
次に、S302において、湯張り順序カウンタd=0〜6までのすべてのTarray(d,i)におけるi番目入浴のうちの最も遅い入浴時刻が、湯張り後のi番目入浴時刻Ts(i)に格納される。S302では、更に、同じ湯張り時における前回入浴時刻Tarray(d,i−1)と今回入浴時刻Tarray(d,i)との差の最大となる時間間隔が入浴順番毎に計算されたうえで、i番目入浴向け入浴時間間隔ΔTs(i)にそれぞれ記録される。 Next, in S302, the latest bathing time among the i-th baths in all the Tarray (d, i) up to the filling order counter d = 0 to 6 is the i-th bathing time Ts (i) after filling. Stored in In S302, after the time interval that maximizes the difference between the previous bathing time Tarray (d, i-1) and the current bathing time Tarray (d, i) at the same hot water filling is calculated for each bathing sequence. , And is recorded in the bathing time interval ΔTs (i) for the i-th bathing respectively.
次に、操作する入浴の順番を進めるために、S303では、湯張りを含む入浴イベント回数カウンタiが1だけ加算される。次いで、湯張り別の入力回数記録データ配列Bcnt(d)に格納されたデータのうちの最小の入浴回数分でS301の処理を行うようにするために、S304において、当該データ配列Bcnt(d)の最小値と湯張りを含む入浴イベント回数カウンタiとが比較される。その結果、湯張りを含む入浴イベント回数カウンタiが上記データ配列Bcnt(d)の最小値より大きい場合は、この図7における保温動作時刻設定部9に関する一連の処理が終了される。
Next, in order to advance the bathing sequence to be operated, a bathing event number counter i including hot water filling is incremented by 1 in S303. Next, in order to perform the processing of S301 with the minimum number of bathing times of the data stored in the input data recording data array Bcnt (d) for each hot water filling, in S304, the data array Bcnt (d) And a bathing event number counter i including hot water filling are compared. As a result, when the bathing event number counter i including hot water filling is larger than the minimum value of the data array Bcnt (d), a series of processes related to the heat retention operation
以上説明した図5〜7に示す処理によれば、各湯張り動作後の入浴順番(入浴イベント回数カウンタi)と関連付けられた状態で各入浴時刻が図6に示す処理によって入浴時刻記録部8に記録(学習)されたうえで、過去の入浴時期(入浴時刻および入浴時間間隔)の学習結果に基づいて予測される入浴時期となるように風呂保温手段を起動させるべき予測時刻が図7に示す処理によって設定される。そのうえで、図5に示す処理により、浴室内で音が検知された場合、または、入浴時期の学習により予測される入浴時刻もしくは入浴時間間隔が経過した場合にのみ、風呂保温動作が起動するように制御される。
According to the processing shown in FIGS. 5 to 7 described above, the bathing
これにより、浴室における音声によって入浴の有無が検知されることで、入浴がない場合には風呂保温機能(風呂保温動作)を停止することができるので、浴槽水の温度検知に伴う浴槽1への低温水の流入を抑制することができる。このため、貯湯タンク101内の熱量の余分な消費を減らすことで、省エネルギー性を高めることが可能である。更に、湯張り後の入浴時間の学習によって、浴室内の音が検出されない状況下では入浴が行われると見込まれるタイミングでのみ風呂保温動作を一時的に起動することで、入浴が行われる際に、浴槽水の温度が下がり過ぎている状況が生ずるのを抑制することができ、入浴時の快適性を損なわない。そのうえ、上記図5に示す処理によれば、学習結果による風呂保温動作の一時的な起動は、入浴と入浴の間で最大2回(S104またはS105の判定が成立した場合)までに抑えられる。このため、浴槽1への低温水の流入が最低限に抑えられるので、省エネルギー性能を高めることが可能である。
Thereby, since the presence or absence of bathing is detected by the voice in the bathroom, the bath warming function (bath warming operation) can be stopped when there is no bathing. Inflow of low-temperature water can be suppressed. For this reason, it is possible to improve energy-saving property by reducing the extra consumption of the amount of heat in the hot
また、上記図7に示す処理によれば、風呂保温手段を起動させるべき予測時刻である湯張り後のi番目入浴時刻Ts(i)として、湯張り順序カウンタd=0〜6までのすべてのTarray(d,i)におけるi番目入浴のうちの最も遅い入浴時刻(最遅入浴時刻)が使用される。また、同じ湯張り時における前回入浴時刻Tarray(d,i−1)と今回入浴時刻Tarray(d,i)との差の最大となる時間間隔(最長入浴時間間隔)が、風呂保温手段を起動させるべき予測時刻を設定する際の入浴時間間隔として使用される。入浴時刻または入浴時間間隔の学習値として上記のような最遅入浴時刻または最長入浴時間間隔が使用されることにより、浴室内の音が未検出である期間中に風呂保温動作が極力起動しないようにすることができ、浴槽水の温度検出回数をより削減することができる。 In addition, according to the process shown in FIG. 7, as the i-th bathing time Ts (i) after the hot water filling, which is the predicted time for starting the bath heat retaining means, all the hot water filling order counters d = 0 to 6 are satisfied. The latest bathing time (latest bathing time) of the i-th bathing in Tarray (d, i) is used. In addition, the time interval (longest bathing time interval) that maximizes the difference between the previous bathing time Tarray (d, i-1) and the current bathing time Tarray (d, i) when the same hot water is filled activates the bath warming means. Used as a bathing time interval when setting the predicted time to be performed. By using the latest bathing time or the longest bathing time interval as described above as the learning value of the bathing time or bathing time interval, the bath warming operation is prevented from starting as much as possible during the period when the sound in the bathroom is not detected. And the number of times the temperature of the bath water is detected can be further reduced.
また、上記図6および7に示す処理によれば、各湯張り動作後の入浴順番(入浴イベント回数カウンタi)と関連付けられた状態で(言い換えれば、入浴順番ごとに)、上記最遅入浴時間または最長入浴時間間隔が取得される。このような処理によって入浴順番ごとに風呂保温動作を起動させるべき予測時刻が設定されることにより、複数の浴室利用者の各湯張り動作後の(例えば毎日の)入浴順番が習慣的に同じようになっている場合において、各入浴順番における入浴時期の傾向を学習して、風呂保温動作を起動させるべき時期をより適切に設定することができる。 In addition, according to the processing shown in FIGS. 6 and 7, the latest bathing time in a state associated with the bathing order (bathing event counter i) after each hot water filling operation (in other words, for each bathing order). Or the longest bathing time interval is obtained. By setting the predicted time at which the bath warming operation should be started for each bathing sequence by such processing, the bathing sequence after each hot water filling operation of a plurality of bathroom users (for example, daily) seems to be customarily the same. In this case, the tendency of the bathing time in each bathing order can be learned, and the time when the bath warming operation should be started can be set more appropriately.
なお、本実施の形態1では、入浴有無の検知を浴室内の音声検知により行ったが、それ以外の人体検知手段、例えば赤外線や映像による検知、浴室内の明暗による検知、あるいは入浴者による操作による人体検知などでよってもよい。 In the first embodiment, the presence / absence of bathing is detected by sound detection in the bathroom, but other human body detection means, for example, detection by infrared rays or images, detection by light / darkness in the bathroom, or operation by the bather It may be used for human body detection.
1 浴槽
2 熱交換器
3 水循環路
4 循環ポンプ
5 温度センサ
6 制御装置
7 時間管理部
8 入浴時刻記録部
9 保温動作時刻設定部
10 自動保温起動停止決定部
11 音声検知部
100 ヒートポンプ式給湯機
101 貯湯タンク
102 風呂保温熱源循環ポンプ
201 ヒートポンプユニット
1101 マイクロフォン
1105 適応フィルタ
1107 LMS演算部
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記水循環路内を流れる湯を加熱する加熱手段と、前記水循環路を循環する湯の温度を検知することで浴槽水の温度を取得する温度検知手段とを有し、浴槽水の温度が所定温度以下に低下した場合に、前記加熱手段を用いて浴槽水の温度を上昇させる風呂保温手段と、
浴室利用者による入浴動作の有無を判定する入浴判定手段と、
前記入浴判定手段による入浴の判定結果に基づいて、入浴時期を学習して予測する予測手段と、
前記入浴判定手段によって入浴動作が行われていないと判定された場合に、前記風呂保温手段の動作を停止し、前記入浴判定手段によって入浴動作が行われていないと判定された場合であっても前記予測手段によって予測される入浴時期の到来時には前記風呂保温手段を起動する起動時期制御手段と、
を備えることを特徴とする給湯機。 A bathtub water circulation means having a water circulation path connected to the bathtub and circulating the bathtub water using the water circulation path;
The heating means for heating the hot water flowing in the water circulation path and the temperature detection means for acquiring the temperature of the bathtub water by detecting the temperature of the hot water circulating in the water circulation path, and the temperature of the bathtub water is a predetermined temperature. A bath heat-retaining means for increasing the temperature of the bath water using the heating means,
Bathing judgment means for judging the presence or absence of a bathing operation by a bathroom user;
Prediction means for learning and predicting the bathing time based on the determination result of bathing by the bathing determination means;
Even when it is determined that the bathing operation is not performed by the bathing determination unit, the operation of the bath heat retention unit is stopped and the bathing operation is determined not to be performed by the bathing determination unit. An activation time control means for activating the bath heat retention means when the bathing time predicted by the prediction means arrives;
A water heater characterized by comprising.
前記起動時期制御手段は、前記予測手段によって入浴時刻の学習がなされる所定期間内に行われる入浴の時刻のうちの最も遅い最遅入浴時刻を、前記風呂保温手段の起動時期として設定する起動時期設定手段を含むことを特徴とする請求項1記載の給湯機。 The predicting means is means for learning and predicting a bathing time,
The starting time control means sets the latest latest bathing time among the times of bathing performed within a predetermined period during which the bath time is learned by the predicting means as the starting time of the bath heat retaining means. The water heater according to claim 1, further comprising setting means.
前記起動時期設定手段は、前記入浴順番ごとに前記最遅入浴時刻を取得することを特徴とする請求項2に記載の給湯機。 The predicting means is means for learning and predicting a bathing time in association with a bathing order after each hot water filling operation,
The hot water heater according to claim 2, wherein the start timing setting means acquires the latest bathing time for each bathing order.
前記起動時期制御手段は、前記予測手段によって入浴時間間隔の学習がなされる所定期間内に行われる入浴の時間間隔のうちの最も長い最長入浴時間間隔が前回の入浴時刻から経過した時刻を、前記風呂保温手段の起動時期として設定する起動時期設定手段を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の給湯機。 The predicting means is means for learning and predicting a bathing time interval in which bathing is performed,
The start-up timing control means is the time when the longest longest bathing time interval among the bathing time intervals performed within a predetermined period during which the bathing time interval is learned by the predicting means has elapsed from the previous bathing time, The hot water heater according to any one of claims 1 to 3, further comprising a start time setting means for setting the start time of the bath heat retaining means.
前記起動時期設定手段は、前記入浴順番ごとに、前記最長入浴時間間隔を取得することを特徴とする請求項4に記載の給湯機。 The predicting means is means for learning and predicting a bathing time interval in association with a bathing order after each hot water filling operation,
The hot water heater according to claim 4, wherein the start time setting means acquires the longest bathing time interval for each bathing order.
前記適応フィルタは、LMSアルゴリズムを用いて、無音入力信号と当該適応フィルタの出力信号との誤差信号がゼロになるように当該適応フィルタの係数が更新されるものであることを特徴とする請求項6または7に記載の給湯機。 The sound detection means includes a microphone that acquires sound in the bathroom, an A / D converter that converts a sound signal input to the microphone into a digital signal, and a digital signal of the microphone that is converted by the A / D converter. And an adaptive filter having as an input signal,
The adaptive filter uses an LMS algorithm to update coefficients of the adaptive filter so that an error signal between a silence input signal and an output signal of the adaptive filter becomes zero. 6. A water heater according to 6 or 7.
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