JP2009229007A - Hot water supply device - Google Patents

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Masashi Urano
雅司 浦野
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Panasonic Electric Works Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hot water supply device with a simple configuration, delivering hot water at a temperature in which a user does not become discontent with the sensible temperature for effectively saving on energy. <P>SOLUTION: The hot water supply device 1 has a control device 4 for delivering the hot water while variance controlling the temperature of the hot water. The control device 4 controls the hot water temperature by repeating a first step of delivering the hot water while decreasing the temperature from a set temperature T0 and decreasing the hot water temperature to predetermined lower limit temperature T1, and a second step of delivering the hot water while increasing the temperature to the set temperature T0 after the first step. Then, a speed of increasing the hot water temperature is made to be faster than decreasing speed. In such delivery of hot water by fluctuation temperature control, the user does not feel descending of temperature even the temperature is gradually lowered to the lower limit temperature T1 and can feel rising of the temperature only when rising by suddenly raising the temperature before feeling cold. The user thereby does not feel discontent with the hot water delivery at average temperature lower than the set temperature T0. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、ゆらぎ温度制御を行って出湯する給湯装置に関する。   The present invention relates to a hot water supply apparatus that performs hot water temperature control and discharges hot water.

近年、省エネルギと地球環境に配慮した給湯装置として、ヒートポンプを用いて空気の熱を利用してお湯を沸かす装置が種々提案されている。このような装置のエネルギ効率は、電力で直接湯を沸かす場合よりも向上することができるが、さらに省エネルギ化を図ることが望まれている。   2. Description of the Related Art In recent years, various apparatuses for boiling hot water using heat of air using a heat pump have been proposed as hot water supply apparatuses in consideration of energy saving and the global environment. The energy efficiency of such an apparatus can be improved as compared with the case where boiling water is directly boiled with electric power, but further energy saving is desired.

ところで、お湯の利用に関し、例えば、シャワーを使う場合に、湯温を意図的に変動させるゆらぎ効果によって、シャワーによるマッサージ効果を与えるものが知られている(例えば、特許文献1参照)。   By the way, regarding the use of hot water, for example, when using a shower, there is known one that gives a massage effect by a shower by a fluctuation effect that intentionally varies the hot water temperature (for example, see Patent Document 1).

同様に、温水暖房装置において、湯温を意図的に変動させるゆらぎ効果によって、体感的な暖房感を向上させて快適な暖房環境を提供するものが知られている(例えば、特許文献2参照)。   Similarly, in a hot water heater, there is known a device that provides a comfortable heating environment by improving the sensation of heating by a fluctuation effect that intentionally varies the hot water temperature (see, for example, Patent Document 2). .

なお、人の温度感覚には、他の視覚や聴覚などの感覚と同様に、順応の現象が見られる。順応は、同じ刺激が長時間持続すると、その刺激に対する感受性が次第に減少する現象であり、感覚の順応に伴って刺激閾が次第に上昇し、感覚の大きさは減少する。例えば、45℃のお湯に入るとはじめは熱いと感じるけれども、そのうち感じなくなる(順応)。また、感覚の順応によって、錯誤が発生する。例えば、高温と低温のお湯に片手ずつつけて順応した後、両手を中間の温度のお湯につけると、片手が温かく、片手は冷たいと感じる(例えば、非特許文献1参照)。
特開平5−118652号公報 特開平10−238792号公報 ロバート・エフ・シュミット著 「感覚生理学(第2版)」金芳堂出版、1992年、55〜59ページ
In addition, in the human temperature sensation, an adaptation phenomenon is observed, as in other senses such as sight and hearing. Adaptation is a phenomenon in which when the same stimulus lasts for a long time, the sensitivity to the stimulus gradually decreases. As the sensor adapts, the stimulus threshold gradually increases and the size of the sensor decreases. For example, if you enter hot water at 45 ° C, you will feel hot at first, but you will not feel that soon (adaptation). In addition, mistakes occur due to adaptation of the senses. For example, after acclimatizing by putting one hand on hot and low temperature hot water and then putting both hands on hot water at an intermediate temperature, one hand feels warm and one hand feels cold (see Non-Patent Document 1, for example).
Japanese Patent Laid-Open No. 5-118652 Japanese Patent Laid-Open No. 10-238792 Robert F. Schmitt, “Sensory Physiology (2nd Edition)”, Kinyoshido Publishing, 1992, pp. 55-59

しかしながら、上述した特許文献1に示されるようなゆらぎ効果を応用するシャワーにおいては、短時間でマッサージ効果が得られれば省エネルギ化を図ることができると考えられるものの、シャワーにおける快適性の追求に主眼が置かれているので、それほど省エネルギー効果が上がるとは考えられない。また、上述した特許文献2に示されるような温水暖房は、快適さの向上に主眼が置かれている点において、同様に省エネルギー効果が上がるとは考えられない。   However, in the shower that applies the fluctuation effect as shown in Patent Document 1 described above, it is thought that energy can be saved if a massage effect is obtained in a short time, but in pursuit of comfort in the shower. Since the main focus is placed, it is unlikely that the energy-saving effect will increase so much. Moreover, the hot water heating as shown in the above-mentioned Patent Document 2 is not considered to increase the energy saving effect in the same manner as the focus is on improving comfort.

そこで、お湯の利用面から考えると、お湯による手洗いや洗顔、手作業による種々の洗浄作業などにおいては、お湯によって暖めるという意識よりも洗うという意識が主であり、このような観点に基づくことによって、より効果的に省エネルギ化を図ることができると考えられる。   Therefore, from the viewpoint of using hot water, hand washing and face washing with hot water and various washing operations by hand are mainly concerned with washing rather than warming with hot water. It is considered that energy saving can be achieved more effectively.

本発明は、上記課題を解消するものであって、簡単な構成により、体感温度に不満を持つことのない湯の温度のもとで湯を供給でき、効果的に省エネルギ化を図ることができる給湯装置を提供することを目的とする。   The present invention solves the above-mentioned problems, and with a simple configuration, hot water can be supplied under the temperature of hot water that does not have dissatisfaction with the sensory temperature, thereby effectively saving energy. An object is to provide a hot water supply device that can be used.

上記課題を達成するために、請求項1の発明は、出湯温度を指示設定する温度指示装置と、出湯温度を検出する温度センサと、前記温度指示装置による設定温度と前記温度センサの検出信号とに基づいて出湯温度を制御する制御装置と、を備えた給湯装置において、前記制御装置は、出湯開始時点では前記設定温度になるように出湯温度を制御し、その後の第1の所定時間内は前記設定温度よりも低い所定の出湯温度になるまで徐々に出湯温度を下降させるように制御する第1ステップと、前記所定の出湯温度に達した時点から第2の所定時間内は前記設定温度になるまで徐々に出湯温度を上昇させるように制御する第2ステップと、を順に繰り返し制御し、前記第2ステップにおける出湯温度を上昇させる速度を、前記第1ステップにおける出湯温度を下降させる速度よりも速くするものである。   In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is directed to a temperature indicating device for indicating and setting a tapping temperature, a temperature sensor for detecting a tapping temperature, a set temperature by the temperature indicating device, and a detection signal of the temperature sensor. And a control device for controlling the hot water temperature based on the hot water temperature, the control device controls the hot water temperature so as to be the set temperature at the start of the hot water, and within a first predetermined time thereafter A first step of controlling to gradually lower the hot water temperature until a predetermined hot water temperature lower than the preset temperature, and the predetermined temperature within a second predetermined time from the time when the predetermined hot water temperature is reached. A second step of controlling to gradually increase the tapping temperature until it reaches a certain level, and repeatedly controlling in turn the speed at which the tapping temperature in the second step is increased in the first step. The hot water temperature is for faster than lowering.

請求項2の発明は、請求項1に記載の給湯装置において、前記出湯温度を下降させる速度が0.4℃/分以下であり、上昇させる速度が6℃/分以上のものである。   According to a second aspect of the present invention, in the hot water supply apparatus according to the first aspect of the present invention, the rate of lowering the hot water temperature is 0.4 ° C./min or less, and the rate of increase is 6 ° C./min or more.

請求項3の発明は、請求項1または請求項2に記載の給湯装置において、前記設定温度と前記所定の出湯温度との温度差が、2℃以下のものである。   According to a third aspect of the present invention, in the hot water supply apparatus according to the first or second aspect, the temperature difference between the set temperature and the predetermined hot water temperature is 2 ° C. or less.

請求項1の発明によれば、出湯温度を上昇させる速度を出湯温度を下降させる速度よりも速くするので、湯の温度低下を知覚されることなく温度を所定値まで下げることができ、また、温度低下時よりも速い温度の上昇によって効果的に温度上昇を体感させることができ、全体として湯の温度に対する体感温度に不満を持つことのない温度のもとで人肌に対して湯を供給できる。このことから、湯の温度を体感温度よりも低く下げることができ、使用中における温度の高い状態である設定温度の状態を短くできるので、省エネルギを実現できる。   According to the invention of claim 1, since the rate of raising the tapping temperature is made faster than the rate of lowering the tapping temperature, the temperature can be lowered to a predetermined value without perceiving a temperature drop of the tapping water, The temperature rise can be effectively experienced by the temperature rise faster than when the temperature drops, and hot water is supplied to the human skin under a temperature that does not cause dissatisfaction with the temperature of the hot water as a whole. it can. Thus, the temperature of the hot water can be lowered below the sensible temperature, and the state of the set temperature that is a high temperature during use can be shortened, so that energy saving can be realized.

請求項2の発明によれば、出湯温度を下降させる速度を0.4℃/分以下として人肌における冷覚閾を広げ、出湯温度を上昇させる速度を6℃/分以上として人肌における温覚閾を狭めるので、温度低下を知覚されることなく温度を下げることができ、また、効果的に温度上昇を体感させることができる。   According to the second aspect of the present invention, the rate of decreasing the tapping temperature is set to 0.4 ° C./min or less to widen the cold threshold in the human skin, and the rate of increasing the tapping temperature is set to 6 ° C./min or more to increase the temperature in the human skin. Since the sensation threshold is narrowed, the temperature can be lowered without being perceived as a temperature drop, and the temperature rise can be effectively experienced.

請求項3の発明によれば、快適な温度範囲で出湯して、省エネルギを実現できる。   According to the invention of claim 3, the hot water is discharged in a comfortable temperature range, and energy saving can be realized.

以下、本発明の一実施形態に係る給湯装置について、図面を参照して説明する。図1は給湯装置についてのブロック構成を示し、図2は同給湯装置による出湯温度の時間変化グラフを示し、図3は同給湯装置による出湯のフローチャートを示す。   Hereinafter, a hot water supply apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a block configuration of the hot water supply device, FIG. 2 shows a time change graph of the hot water temperature by the hot water supply device, and FIG. 3 shows a flowchart of hot water discharge by the hot water supply device.

給湯装置1は、図1に示すように、出湯温度を指示設定する温度指示装置2と、出湯温度を検出する温度センサ3と、温度指示装置2による設定温度T0と温度センサ3の検出信号とに基づいて出湯温度Tを制御する制御装置4と、を備えている。制御装置4は、設定温度T0から温度を下げながら出湯(給湯と同義)して、湯の温度を所定値(下限温度T1とする)まで下げるステップと、その後、設定温度T0まで上げながら出湯するステップとを繰り返す温度制御、すなわちゆらぎ温度制御を行う。この温度制御は、湯の温度を上げる速度を下げる速度よりも速くして行われる。給湯装置1は、このゆらぎ温度制御のもとで出湯することにより、省エネルギ化を実現する。以下、詳細に説明する。   As shown in FIG. 1, the hot water supply device 1 includes a temperature indicating device 2 for indicating and setting a tapping temperature, a temperature sensor 3 for detecting a tapping temperature, a set temperature T0 by the temperature indicating device 2 and a detection signal of the temperature sensor 3. And a control device 4 for controlling the tapping temperature T based on the above. The control device 4 discharges hot water (synonymous with hot water supply) while lowering the temperature from the set temperature T0, lowers the hot water temperature to a predetermined value (set to the lower limit temperature T1), and then discharges the hot water while raising the temperature to the set temperature T0. Temperature control that repeats the steps, that is, fluctuation temperature control is performed. This temperature control is performed faster than the speed at which the temperature of the hot water is increased. The hot water supply device 1 realizes energy saving by discharging hot water under this fluctuation temperature control. This will be described in detail below.

給湯装置1は、水と高温湯とを貯留する貯湯タンク5と、貯湯タンク5の水を高温湯にして貯湯タンク5に戻す加熱源6と、中低温用出湯口11と、高温用出湯口12と、中低温用出湯口11から出湯する湯の温度を変動制御するための、上述の温度指示装置2と、温度センサ3と、制御装置4と、を備えている。   The hot water supply device 1 includes a hot water storage tank 5 for storing water and high temperature hot water, a heating source 6 for converting the water in the hot water storage tank 5 into high temperature hot water and returning it to the hot water storage tank 5, a medium / low temperature hot water outlet 11, and a high temperature hot water outlet. 12 and the temperature indicating device 2, the temperature sensor 3, and the control device 4 for controlling the temperature of the hot water discharged from the hot / cold hot water outlet 11.

温度指示装置2は、例えば、周知の、デジタル式の設定温度入力装置や、ダイヤル式やレバー式の温度設定装置を用いて、これらの装置から使用者が設定した指示値である設定温度T0を取り込む。温度センサ3は中低温用出湯口11から出湯される湯の温度(出湯温度T)を検出する。   The temperature indicating device 2 uses, for example, a known digital set temperature input device or a dial type or lever type temperature setting device, and sets a set temperature T0 that is an instruction value set by the user from these devices. take in. The temperature sensor 3 detects the temperature of the hot water discharged from the middle-low temperature hot water outlet 11 (the temperature of the hot water T).

貯湯タンク5は、密閉式であって、下層の水と上層の高温湯とが混じり合わないように、これらを貯留している。下層の水は、水道設備などの外部の水供給源に接続された配管10から、バルブV1、および貯湯タンク5の下部に設けられた水供給口aを介して、貯湯タンク5の低部に供給される。バルブV2は、貯湯タンク5やこれに接続された配管から水抜きを行うためのバルブである。なお、バルブV1の他に減圧弁(不図示)などが適宜備えられる。   The hot water storage tank 5 is a hermetically sealed type, and stores the lower layer water and the upper layer hot water so that they do not mix. The lower layer water is supplied to the lower part of the hot water storage tank 5 from a pipe 10 connected to an external water supply source such as a water supply facility through a valve V1 and a water supply port a provided at the lower part of the hot water storage tank 5. Supplied. The valve V2 is a valve for draining water from the hot water storage tank 5 and piping connected thereto. In addition to the valve V1, a pressure reducing valve (not shown) is appropriately provided.

加熱源6は、貯湯タンク5の下部に設けられた水取出し口bを介して、貯湯タンク5に貯留された水を取り出し、これを加熱して高温湯とし、その高温湯を貯湯タンク5の上部に設けられた高温湯戻し口cを介して、貯湯タンク5内の上部に戻す。加熱源6は、例えば、自然冷媒である二酸化炭素(CO)を用いるヒートポンプ式の加熱源とすることができる。このようなヒートポンプは、自然冷媒を用いるので自然に優しく、また、空気の熱を利用して高効率で水を高温湯とすることができる。 The heating source 6 takes out the water stored in the hot water storage tank 5 through the water outlet b provided in the lower part of the hot water storage tank 5, heats it to make high temperature hot water, and converts the high temperature hot water into the hot water storage tank 5. It returns to the upper part in the hot water storage tank 5 through the hot water return port c provided in the upper part. The heat source 6 can be, for example, a heat pump type heat source using carbon dioxide (CO 2 ) which is a natural refrigerant. Since such a heat pump uses a natural refrigerant, it is naturally gentle, and water can be made into hot water with high efficiency by using the heat of air.

上述の高温湯は、貯湯タンク5の上部に設けられた高温湯取出し口dを介して、高温用出湯口12から出湯される。   The high temperature hot water described above is discharged from the high temperature hot water outlet 12 through the high temperature hot water outlet d provided at the upper part of the hot water storage tank 5.

制御装置4は、高温湯取出し口dを介して取り出される高温湯と、水供給口aに接続されている配管の分岐部eで分岐した配管からの水とを混合することにより、高温湯の温度を下げると共に、設定温度T0に応じて所定の温度範囲内で出湯温度Tを変動制御(ゆらぎ温度制御)しつつ、中低温用出湯口11から出湯する。   The control device 4 mixes high-temperature hot water taken out through the high-temperature hot water outlet d and water from the pipe branched at the branching portion e of the pipe connected to the water supply port a. While lowering the temperature, the hot water is discharged from the intermediate and low temperature hot water outlet 11 while fluctuating the hot water temperature T (fluctuation temperature control) within a predetermined temperature range according to the set temperature T0.

制御装置4は、上述のゆらぎ温度制御を行うために、出湯温度Tの変化を監視しつつ、高温湯と水との混合比を変化させて出湯温度Tを制御する。出湯温度Tは、設定温度T0はもとより、高温湯の温度、水の温度、および、中低温用出湯口11から出湯する湯量などの因子によって変動する。制御装置4は、これらの変動条件に応じて、時々刻々、混合比を調整する必要がある。そこで、制御装置4は、温度制御に必要なこれらの条件を取り込み可能とされ、また、CPUやメモリなどを備えた構成とされ、これらの条件に基づく制御処理を行う。   In order to perform the above-described fluctuation temperature control, the control device 4 controls the tapping temperature T by monitoring the change in the tapping temperature T and changing the mixing ratio between the hot water and water. The tapping temperature T varies depending on factors such as the set temperature T0, the temperature of the hot water, the temperature of the water, and the amount of hot water discharged from the middle / low temperature hot water outlet 11. The control device 4 needs to adjust the mixing ratio from moment to moment according to these fluctuation conditions. Therefore, the control device 4 can take in these conditions necessary for temperature control, and has a configuration including a CPU and a memory, and performs control processing based on these conditions.

次に、給湯装置1の動作を説明する。給湯装置1から出湯される湯が中低温用出湯口11から供給される際に、その出湯温度Tは、図2に示すように、鋸歯波状の変化をする。   Next, the operation of the hot water supply apparatus 1 will be described. When hot water discharged from the hot water supply apparatus 1 is supplied from the hot / cold hot water outlet 11, the hot water temperature T changes in a sawtooth wave shape as shown in FIG. 2.

制御装置4は、出湯開始時点では設定温度T0になるように出湯温度Tを制御し、その後の第1の所定時間t1内は設定温度T0よりも低い所定の出湯温度(下限温度T1とする)になるまで徐々に出湯温度を下降させるように制御する第1ステップと、下限温度T1に達した時点から第2の所定時間t2内は設定温度T0になるまで徐々に出湯温度Tを上昇させるように制御する第2ステップと、を順に繰り返し制御する。   The control device 4 controls the hot water temperature T so as to reach the set temperature T0 at the start of the hot water, and the predetermined hot water temperature lower than the set temperature T0 (the lower limit temperature T1) within the first predetermined time t1 thereafter. The first step of controlling to gradually lower the hot water temperature until reaching the lower limit temperature T1, and gradually increasing the hot water temperature T until reaching the set temperature T0 within the second predetermined time t2 from the time when the lower limit temperature T1 is reached. The second step is controlled in order repeatedly.

制御装置4は、第2ステップにおける出湯温度を上昇させる温度上昇速度ΔTu(℃/分)を、第1ステップにおける出湯温度を下降させる温度下降速度ΔTd(℃/分)よりも速く、すなわち、ΔTd<ΔTuとして温度制御を行う。   The controller 4 increases the temperature increase rate ΔTu (° C./min) for increasing the tapping temperature in the second step faster than the temperature decrease rate ΔTd (° C./min) for decreasing the tapping temperature in the first step, that is, ΔTd. Temperature control is performed as <ΔTu.

具体的な例を示すと、例えば、設定温度T0がT0=33.5℃、温度下降速度ΔTdがΔTd=0.4(℃/分)、温度上昇速度ΔTuがΔTu=6(℃/分)、下限温度T1がT1=31.5℃である。この場合、温度下降時間である第1の所定時間t1がt1=5分、温度上昇時間である第2の所定時間t2がt2=0.33分である。   For example, the set temperature T0 is T0 = 33.5 ° C., the temperature drop rate ΔTd is ΔTd = 0.4 (° C./min), and the temperature rise rate ΔTu is ΔTu = 6 (° C./min). The lower limit temperature T1 is T1 = 31.5 ° C. In this case, the first predetermined time t1 that is the temperature fall time is t1 = 5 minutes, and the second predetermined time t2 that is the temperature rise time is t2 = 0.33 minutes.

上述の具体例における湯の使用者は、設定温度T0=33.5℃に対して、(1)31.5℃まで徐々に温度を下げていっても温度下降を感じることがなく、冷たいと感じる前に温度を急に上げられることにより、(2)上げる時のみ温度上昇を感じるので温度範囲31.5℃〜33.5℃の間は温かく感じることになり、(3)使用者は、出湯中に冷たく感じることなく、このような出湯に対して満足を得るものとなる。つまり、使用者は、33.5℃の状態がほんの短時間であって、30℃を切る時間が殆どであるにもかかわらず温かさだけを感じることができる。   The user of the hot water in the above-described specific example is (1) even if the temperature is gradually lowered to 31.5 ° C. with respect to the set temperature T0 = 33.5 ° C. By suddenly raising the temperature before feeling, (2) the temperature rise is felt only when raising, so it will feel warm between 31.5 ° C and 33.5 ° C, and (3) Satisfaction with such hot water is obtained without feeling cold during the hot water. In other words, the user can feel only the warmth even though the state of 33.5 ° C. is only a short time and most of the time is less than 30 ° C.

出湯温度Tを設定温度T0と下限温度T1の平均値で置き換えて考えると、設定温度T0よりも低い出湯温度32.5℃において出湯されることになるので、このような温度低下による分が省エネルギ効果となる。これは、人肌における温度感覚の錯覚に基づくものである(これに関連する温覚と冷覚について後述する)。   Considering that the tapping temperature T is replaced with the average value of the set temperature T0 and the lower limit temperature T1, the tapping is performed at a tapping temperature of 32.5 ° C. lower than the set temperature T0. It becomes an energy effect. This is based on the illusion of temperature sensation in human skin (warminess and cold sensation associated with this will be described later).

次に、給湯装置1の動作を、図3のフローチャートにより説明する。設定温度T0が使用者によって入力(設定)されると、制御装置4は、出湯開始時点における初期設定として、まず設定温度T0になるように出湯温度Tを制御する(S1)。次に、制御装置4は、温度下降速度ΔTd(℃/分)で出湯温度Tを下げながら出湯する(S2)。次のステップS3では、出湯停止かどうか確認され、出湯停止なら処理を終了し(S3でYes)、出湯停止でないなら湯温(出湯温度T)が下限温度T1まで下がったかどうかが確認される(S4)。   Next, operation | movement of the hot water supply apparatus 1 is demonstrated with the flowchart of FIG. When the set temperature T0 is input (set) by the user, the control device 4 first controls the tapping temperature T so that it becomes the set temperature T0 as an initial setting at the start of tapping (S1). Next, the control device 4 discharges hot water while lowering the hot water temperature T at a temperature decrease rate ΔTd (° C./min) (S2). In the next step S3, it is confirmed whether or not the hot water is stopped. If the hot water is stopped, the process is terminated (Yes in S3), and if the hot water is not stopped, it is confirmed whether or not the hot water temperature (the hot water temperature T) has decreased to the lower limit temperature T1 ( S4).

出湯温度Tが下限温度T1まで下がっていない場合には(S4でNo)、ステップS2からの処理が繰り返される。この一連のステップS2,S3,S4が、設定温度T0よりも低い所定の下限温度T1になるまで徐々に出湯温度を下降させるように制御する第1ステップを構成する。   If the tapping temperature T has not decreased to the lower limit temperature T1 (No in S4), the processing from step S2 is repeated. The series of steps S2, S3, S4 constitutes a first step for controlling the hot water temperature to gradually decrease until a predetermined lower limit temperature T1 lower than the set temperature T0 is reached.

出湯温度Tが下限温度T1に達した場合に(S4でYes)、制御装置4は温度上昇速度ΔTu(℃/分)、但しΔTd<ΔTuのもとで、出湯温度Tを上げながら出湯する(S5)。次のステップS6では、出湯停止かどうか確認され、出湯停止なら処理を終了し(S6でYes)、出湯停止でないなら出湯温度Tが設定温度T0まで上がったかどうかが確認される(S7)。   When the tapping temperature T reaches the lower limit temperature T1 (Yes in S4), the control device 4 pours out hot water while raising the tapping temperature T at a temperature increase rate ΔTu (° C./min), where ΔTd <ΔTu ( S5). In the next step S6, it is confirmed whether or not the hot water is stopped. If the hot water is stopped, the process is terminated (Yes in S6), and if it is not stopped, it is confirmed whether or not the hot water temperature T has risen to the set temperature T0 (S7).

出湯温度Tが設定温度T0に上がってない場合には(S7でNo)、ステップS2からの処理が繰り返される。この一連のステップS5,S6,S7が、所定の下限温度T1に達した時点から設定温度T0になるまで徐々に出湯温度Tを上昇させるように制御する第2ステップを構成する。   When the tapping temperature T has not risen to the set temperature T0 (No in S7), the processing from step S2 is repeated. The series of steps S5, S6, and S7 constitutes a second step for controlling to gradually increase the tapping temperature T from the time when the predetermined lower limit temperature T1 is reached to the set temperature T0.

出湯温度Tが設定温度T0に達した場合に(S7でYes)、制御装置4は、再度、上述のステップS2から、第1ステップと第2ステップの処理を繰り返す。   When the tapping temperature T reaches the set temperature T0 (Yes in S7), the control device 4 repeats the first and second steps from the above step S2.

上述のように、本発明の給湯装置1によれば、湯の温度を上げる速度を下げる速度よりも速くするので、使用者が湯の温度低下を知覚することなく温度を所定値まで下げることができ、また、温度低下時よりも速い温度の上昇によって効果的に温度上昇を体感させることができ、全体として湯の温度に対する体感温度に不満を持つことのない温度のもとで使用者の人肌に対して湯を供給できる。従って、湯の温度を体感温度よりも低く下げることができ、さらに、温度の高い状態(設定温度T0の状態)を短くできるので、省エネルギを実現できる。   As described above, according to the hot water supply apparatus 1 of the present invention, since the speed of raising the temperature of hot water is made faster than the speed of lowering the temperature, the user can lower the temperature to a predetermined value without perceiving the temperature drop of the hot water. In addition, it is possible for the user to feel the temperature rise effectively by increasing the temperature faster than when the temperature is lowered, and for the user under a temperature that does not cause dissatisfaction with the temperature of the hot water as a whole. Hot water can be supplied to the skin. Therefore, the temperature of the hot water can be lowered below the sensation temperature, and furthermore, the high temperature state (the state of the set temperature T0) can be shortened, so that energy saving can be realized.

また、本発明の給湯装置1は、上述の具体例で示した湯の温度を下げる速度(温度下降速度ΔTd)が0.4(℃/分)以下、すなわちΔTd≦0.4(℃/分)とするのが好ましく、また、上げる速度(温度上昇速度ΔTu)が6(℃/分)以上、すなわちΔTu≧6(℃/分)とするのが好ましい。   Further, in the hot water supply apparatus 1 of the present invention, the rate of lowering the temperature of the hot water (temperature decrease rate ΔTd) shown in the above specific example is 0.4 (° C./min) or less, that is, ΔTd ≦ 0.4 (° C./min). In addition, the rate of increase (temperature increase rate ΔTu) is preferably 6 (° C./min) or more, that is, ΔTu ≧ 6 (° C./min).

このような給湯装置1によれば、湯の温度を下げる速度を0.4(℃/分)以下として人肌における冷覚閾を広げ、湯の温度を上げる速度を6(℃/分)以上として人肌における温覚閾を狭めるので、温度低下を知覚されることなく温度を下げることができ、また、効果的に温度上昇を体感させることができる。   According to such a hot water supply apparatus 1, the rate of lowering the temperature of hot water is set to 0.4 (° C./min) or less, the cold threshold in human skin is widened, and the rate of raising the temperature of hot water is 6 (° C./min) or more. Since the temperature threshold in human skin is narrowed, the temperature can be lowered without a perceived temperature drop, and the temperature rise can be experienced effectively.

また、本発明の給湯装置1は、設定温度T0と所定値(下限温度T1)との温度差を、2℃以下とするのが好ましい。ただし、その温度差D=T0−T1がゼロ、D=0ではゆらぎ温度制御とはならないので、少なくとも、温度制御の誤差による変動幅以上の温度差とすることが好ましい。給湯装置1は、このような温度差Dのもとで、使用者の不満のない快適な温度で出湯でき、省エネルギ効果を実現することができる。   Moreover, in the hot water supply device 1 of the present invention, it is preferable that the temperature difference between the set temperature T0 and the predetermined value (lower limit temperature T1) is 2 ° C. or less. However, when the temperature difference D = T0−T1 is zero and D = 0, the fluctuation temperature control is not performed. Therefore, it is preferable to set the temperature difference to be at least a fluctuation range due to the temperature control error. Under such temperature difference D, the hot water supply device 1 can discharge hot water at a comfortable temperature without user dissatisfaction, and can realize an energy saving effect.

次に、人肌における温覚と冷覚について説明する。ゆらぎ温度制御をしながら行う人肌への出湯(給湯)は、その人の温覚と冷覚に錯覚を生じさせる。本発明はこのような錯覚に基づく。なお、以下の説明は、主に、非特許文献1に基づいている。   Next, warm and cold sensations in human skin will be described. Hot water supply (hot water supply) to the human skin while performing fluctuation temperature control creates an illusion of the person's sense of temperature and cold. The present invention is based on such an illusion. The following description is mainly based on Non-Patent Document 1.

一般に、人肌すなわちヒトの皮膚における温度感覚(温度受容、温度知覚)は主観的あるいは客観的所見に基づいて冷覚と温覚に分類される。温度感覚が起こる反応時間を測定すると、温覚より冷覚の伝導速度が速い。また、神経を選択的に遮断して冷覚あるいは温覚のみをなくすることもできる。温度感覚の分析は、通常、皮膚温が一定のときの静的温度感覚と変化しているときの動的温度感覚とを区別して行われる。   Generally, temperature sensation (temperature acceptance, temperature perception) in human skin, that is, human skin, is classified into cold sensation and warm sensation based on subjective or objective findings. When the reaction time when temperature sensation occurs is measured, the conduction speed of cold sense is faster than that of warm sense. It is also possible to selectively block nerves and eliminate only cold or warm sense. The analysis of the temperature sensation is usually performed by distinguishing between a static temperature sensation when the skin temperature is constant and a dynamic temperature sensation when the skin temperature is changing.

静的温度感覚は、例えば、上述の温度下降速度ΔTdを非常に遅くした場合に関係する温度感覚といえる。水温が一定で皮膚温度が一定の場合に、例えば、温かい(33℃)湯に入ると最初は明らかな温覚を生じるが時間がたつとその感覚は消失し、逆に、夏の暑い日に約28℃のプールに入ったときに最初は冷たく感じるが時間がたつと冷覚が消失する。つまり、あまり冷たくも温かくもない中間の温度範囲内で加温または冷却を行った場合に生じる温覚や冷覚(感じ方)は一時的である。このような温度範囲は無関帯(無感帯、快感帯)と呼ばれる。   The static temperature sensation can be said to be a temperature sensation related to, for example, a case where the above-described temperature decrease rate ΔTd is extremely slow. When the water temperature is constant and the skin temperature is constant, for example, when you enter warm (33 ° C) hot water, an apparent warm sensation is produced at first, but the feeling disappears over time. It feels cold at first when entering the pool of about 28 ° C, but the cold sensation disappears over time. That is, the sensation of warmth or cold (how to feel) that occurs when heating or cooling is performed within an intermediate temperature range that is neither too cold nor warm. Such a temperature range is called an indifferent zone (insensitive zone, pleasant zone).

無関帯においては温度感覚のほぼ完全に近い順応(すなわち、慣れ)が見られる。無関帯以上または以下の温度において、温度感覚は皮膚温を長時間一定に保っても順応が起こらずに持続する持続性温覚または持続性冷覚となる。無関帯の温度範囲は皮膚領域を小さくすると増大し、皮膚領域を広げると縮小し、例えば、15cmの皮膚領域では30〜36℃であり、裸のヒトでは33〜35℃であるといわれている。 In the unrelated zone, almost complete adaptation (ie, familiarity) of the temperature sensation is observed. At temperatures above or below the indifferent zone, the temperature sensation becomes a persistent warm sensation or a persistent cold sensation that continues without adaptation even if the skin temperature is kept constant for a long time. The temperature range of the indifferent zone increases when the skin area is reduced, and decreases when the skin area is widened. For example, it is said to be 30 to 36 ° C. in a 15 cm 2 skin area and 33 to 35 ° C. in a naked human. Yes.

36℃以上の一定皮膚温で生ずる持続性温覚は皮膚温が高いほど強く、ある温度以上になると温覚は熱痛覚に移行する。同様に30℃以下の温度で生ずる持続性冷覚は皮膚温が低いほど強く、ある温度以下で冷痛覚に移行する。なお、無関帯の温度範囲外でも、例えば、手を温湯(42℃)に浸すと最初強い温覚が生ずる。この感覚は最初は急速に次いでゆっくりと減弱し、弱い持続静温覚になることから不完全ながら順応が起こるといえる。   The persistent temperature sensation that occurs at a constant skin temperature of 36 ° C. or higher is stronger as the skin temperature is higher, and when the temperature exceeds a certain temperature, the temperature sensation shifts to thermal pain. Similarly, persistent cold sensation occurring at a temperature of 30 ° C. or lower is stronger as the skin temperature is lower, and shifts to cold pain sensation at a certain temperature or lower. Note that, even outside the unrelated temperature range, for example, when a hand is immersed in hot water (42 ° C.), a strong warm sensation is initially generated. This sensation is first attenuated quickly and then slowly, and it can be said that adaptation occurs imperfectly because it becomes a weak persistent sensation.

動的温度感覚は皮膚温が変化している際の感覚であり、皮膚の初期温度、温度の変化速度、刺激を受ける皮膚領域の大きさ、という3因子の影響を受けるとされている。   The dynamic temperature sensation is a sensation when the skin temperature changes, and is considered to be affected by three factors: the initial temperature of the skin, the rate of temperature change, and the size of the skin area to be stimulated.

図4は、温覚および冷覚を起こす閾値と初期皮膚温度との一般的な関係を示し、予めある時間順応させた初期温度Tj(横軸)から、縦軸の目盛に示された温度(ΔTj)だけ、温度変化速度6(℃/分)以上で皮膚温を変化させたときの冷覚または温覚を生じる閾値(温覚閾α、冷覚閾β)を示す。   FIG. 4 shows a general relationship between threshold values for causing warm and cold sensations and the initial skin temperature. From the initial temperature Tj (horizontal axis) adjusted in advance for a certain period of time, the temperature shown on the scale of the vertical axis ( Only ΔTj) indicates the threshold value (warmth threshold α, coldthreshold β) that causes cold sensation or warm sensation when the skin temperature is changed at a temperature change rate of 6 (° C./min) or higher.

図4によると、例えば、28℃の低い皮膚温からの温覚閾αは大きく、冷覚閾β(絶対値)は小さい。初期温度Tjが上昇すると温覚閾αは減少し、冷覚閾βは増大する。例えば、初期温度Tj=38℃の場合、わずかの温度上昇(ΔTj<0.2℃)でさらに“温かい”と感じるが、冷覚を起こすには皮膚温度をΔTj≒0.8℃下げる必要がある。   According to FIG. 4, for example, the temperature threshold α from a low skin temperature of 28 ° C. is large, and the temperature threshold β (absolute value) is small. As the initial temperature Tj increases, the warm threshold α decreases and the cold threshold β increases. For example, when the initial temperature Tj = 38 ° C., a slight increase in temperature (ΔTj <0.2 ° C.) makes the user feel “warm”. However, the skin temperature needs to be reduced by ΔTj≈0.8 ° C. to cause cold sensation. is there.

皮膚を無関帯(図4のTj=31〜36℃)から冷却または加温すると、無関感覚から冷覚または温覚が生ずるのに対し、例えば、皮膚をTj=28℃から加温すると温覚閾αに達する前に被験者は皮膚の”冷覚が減少した”と述べ、次いで“冷覚が消失した”と述べる。逆に皮膚を高い初期温度Tjから下げるとまず“温覚が減少し”次いで“消失”し冷覚閾βに達して冷覚が生ずる。また、ある皮膚温(初期温度Tj)は刺激の条件によって温覚または冷覚のどちらでも誘発しうる。例えば、初期温度Tj=32℃から0.5℃加温すると温覚が生じ、Tj=33℃から0.5℃冷却すると明らかな冷覚が生ずる。   When the skin is cooled or heated from the indifferent zone (Tj = 31 to 36 ° C. in FIG. 4), a cold sensation or warm sensation is generated from the indifferent sense, whereas for example, when the skin is heated from Tj = 28 ° C. Before reaching the threshold α, the subject states that the skin “cold sensation has decreased” and then “cold sensation has disappeared”. On the other hand, when the skin is lowered from the high initial temperature Tj, first, “warminess decreases” and then “disappears”, reaches the cold threshold β, and cold sensation occurs. Further, a certain skin temperature (initial temperature Tj) can be induced by either warm sense or cold sense depending on the condition of stimulation. For example, when the initial temperature Tj = 32 ° C. is heated to 0.5 ° C., a warm sensation occurs, and when Tj = 33 ° C. is cooled to 0.5 ° C., a clear sensation occurs.

図5は、動的温度感覚について温度変化速度と温覚閾および冷覚閾との一般的な関係を示し、初期温度を32℃とした例である。本例によると、温度変化速度(横軸)が6(℃/分)以上では、温覚閾αまたは冷覚閾βは殆ど一定であるが、温度変化が緩慢になると温覚閾αと冷覚閾βはどちらも着実に絶対値が増大することが分かる。温度変化速度が、例えば、皮膚を33.5℃から速度0.4(℃/分)で冷却すると、温度が4.4℃ほど下がったとき、つまり温度変化が始まって11分後に始めて冷覚を生ずる。なお、閾値(α,β)は温度変化を受ける皮膚面積が狭いほど大きく、皮膚感覚の強さは刺激を受ける面積が大きいほど強くなる。   FIG. 5 shows an example of a general relationship between a temperature change rate and a temperature threshold and a temperature threshold for a dynamic temperature sensation, in which an initial temperature is set to 32 ° C. According to this example, when the temperature change rate (horizontal axis) is 6 (° C./min) or more, the temperature threshold α or the temperature threshold β is almost constant, but when the temperature change becomes slow, the temperature threshold α and the temperature threshold are reduced. It can be seen that both of the threshold values β increase steadily. When the temperature change rate is, for example, when the skin is cooled from 33.5 ° C. at a rate of 0.4 (° C./min), when the temperature drops by about 4.4 ° C., that is, 11 minutes after the temperature change starts, cold sensation Is produced. The threshold values (α, β) are larger as the skin area subjected to temperature change is smaller, and the strength of the skin sensation is greater as the area subjected to stimulation is larger.

上述のように、本発明の給湯装置は、冷覚と温覚の錯覚を利用して出湯温度を抑制しての省エネルギ効果を得るものである。このような給湯装置は、例えば、家庭におけるお湯による手洗いや洗顔、大きな食堂における食器洗い、農産物の洗浄や手工業製品の洗浄などの各種の生産現場における手作業による種々の洗浄作業などにおいて、お湯によって暖めるという意識よりも洗うという意識が主であるので、このようなゆらぎ温度制御の観点に基づくことによって、より効果的に省エネルギ化を図ることができる。   As described above, the hot water supply apparatus of the present invention obtains an energy saving effect by suppressing the temperature of the hot water using the illusion of cold sense and warm sense. Such a hot water supply device is heated by hot water in various washing operations by hand at various production sites such as hand washing and washing with hot water at home, dishwashing in a large canteen, washing of agricultural products and washing of handicraft products, etc. Therefore, energy saving can be more effectively achieved based on such a viewpoint of fluctuation temperature control.

なお、本発明は、上記構成に限られることなく種々の変形が可能である。例えば、制御装置4は、図1に示した高温湯と水との混合制御に限らず、ヒータや加熱バーナを用いて加温と非加温による制御で、ゆらぎ温度制御を行ってもよい。また、制御装置4によるゆらぎ温度制御は、必ずしも設定温度T0を上限温度とする必要はなく、設定温度T0より高い温度と設定温度T0より低い温度との間で制御するようにしてもよく、また、設定温度T0より低い温度とさらに低い温度との間で制御するようにしてもよい。また、このようなゆらぎ温度範囲(温度差D=T0−T1)の設定は、湯を使用する環境温度との関係に基づいて設定すれば、省エネルギ化により効果的である。また、上述した実施形態の構成を矛盾のない範囲で変形し、互いに組み合わせた構成とすることができ、そのような組合せ可能な構成の実施形態は明記されていなくても当然に本発明に含まれる。   The present invention is not limited to the above-described configuration, and various modifications can be made. For example, the controller 4 is not limited to the mixing control of the high-temperature hot water and water shown in FIG. 1, and may perform the fluctuation temperature control by the control by heating and non-heating using a heater or a heating burner. The fluctuation temperature control by the control device 4 does not necessarily require the set temperature T0 as the upper limit temperature, and may be controlled between a temperature higher than the set temperature T0 and a temperature lower than the set temperature T0. The temperature may be controlled between a temperature lower than the set temperature T0 and a temperature lower than the set temperature T0. Further, such a fluctuation temperature range (temperature difference D = T0−T1) is more effective for energy saving if it is set based on the relationship with the environmental temperature in which hot water is used. Further, the configuration of the above-described embodiment can be modified within a consistent range and combined with each other, and the embodiment of such a combinable configuration is naturally included in the present invention even if it is not specified. It is.

本発明の一実施形態に係る給湯装置についてのブロック構成図。The block block diagram about the hot water supply apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 同上給湯装置による出湯温度の時間変化グラフ。The time change graph of the tapping temperature by the hot water supply apparatus same as above. 同上給湯装置による出湯のフローチャート。The flowchart of the hot water discharge by a hot-water supply apparatus same as the above. 温覚および冷覚を起こす閾値と初期皮膚温度との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the threshold value which raise | generates warm sense and cold sense, and initial skin temperature. 動的温度感覚について、温度変化速度と温覚閾および冷覚閾との一般的な関係を示すグラフ。The graph which shows the general relationship between a temperature change rate, a warm threshold, and a cold threshold about dynamic temperature sense.

符号の説明Explanation of symbols

1 給湯装置
2 温度支持装置
3 温度センサ
4 制御装置
t1 第1の所定時間
t2 第2の所定時間
T 出湯温度
T0 設定温度
T1 下限温度
ΔTd 温度上昇速度
ΔTu 温度下降速度
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hot water supply apparatus 2 Temperature support apparatus 3 Temperature sensor 4 Control apparatus t1 1st predetermined time t2 2nd predetermined time T Hot water temperature T0 Set temperature T1 Lower limit temperature (DELTA) Td Temperature rise speed (DELTA) Tu Temperature fall speed

Claims (3)

出湯温度を指示設定する温度指示装置と、出湯温度を検出する温度センサと、前記温度指示装置による設定温度と前記温度センサの検出信号とに基づいて出湯温度を制御する制御装置と、を備えた給湯装置において、
前記制御装置は、出湯開始時点では前記設定温度になるように出湯温度を制御し、その後の第1の所定時間内は前記設定温度よりも低い所定の出湯温度になるまで徐々に出湯温度を下降させるように制御する第1ステップと、
前記所定の出湯温度に達した時点から第2の所定時間内は前記設定温度になるまで徐々に出湯温度を上昇させるように制御する第2ステップと、を順に繰り返し制御し、
前記第2ステップにおける出湯温度を上昇させる速度を、前記第1ステップにおける出湯温度を下降させる速度よりも速くすることを特徴とする給湯装置。
A temperature indicating device for indicating and setting a tapping temperature; a temperature sensor for detecting a tapping temperature; and a control device for controlling a tapping temperature based on a temperature set by the temperature indicating device and a detection signal of the temperature sensor. In the water heater,
The control device controls the hot water temperature so as to reach the set temperature at the start of pouring, and gradually lowers the hot water temperature until a predetermined hot water temperature lower than the set temperature is reached within a first predetermined time thereafter. A first step of controlling to
A second step of controlling to gradually increase the hot water temperature until reaching the set temperature within a second predetermined time from the time when the predetermined hot water temperature is reached,
The hot water supply apparatus characterized by making the speed | rate which raises the tapping temperature in the said 2nd step faster than the speed | rate which lowers the tapping temperature in the said 1st step.
前記出湯温度を下降させる速度が0.4℃/分以下であり、上昇させる速度が6℃/分以上であることを特徴とする請求項1に記載の給湯装置。   The hot water supply apparatus according to claim 1, wherein a rate of lowering the hot water temperature is 0.4 ° C./min or less, and a rate of raising is 6 ° C./min or more. 前記設定温度と前記所定の出湯温度との温度差が、2℃以下であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の給湯装置。   The hot water supply apparatus according to claim 1 or 2, wherein a temperature difference between the set temperature and the predetermined tapping temperature is 2 ° C or less.
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