JP2010230289A - 貯湯式給湯機 - Google Patents

Abstract

【課題】不必要な風呂の温度低下を抑制し、人の入室に応じて浴槽内の湯水の温度を最適に設定する使用性の高い貯湯式給湯機を提供すること。
【解決手段】本発明の貯湯式給湯機は、高温水を貯える貯湯タンク３と、浴槽５と、浴槽５内の湯水の温度を検出する浴槽温度検出手段６７と、貯湯タンク３内の高温水と浴槽５内の湯水とが熱交換を行う追い焚き熱交換器６と、浴室の人を検出する人体検出手段９３と、浴槽５内の湯水を追い焚き熱交換器６へ送る風呂ポンプ６５と、貯湯タンク３内の高温水を追い焚き熱交換器６へ送る追い焚きポンプ７とを備え、人体検出手段９３で人を検出した時に浴槽５内の湯水の追い焚き運転を開始する貯湯式給湯機であって、人が不在時の追い焚き運転時と入室を検知した時に行う追い焚き運転時の追い焚きポンプの駆動を開始するタイミングを変更することを特徴とする貯湯式給湯機。
【選択図】図１

Description

本発明は、浴槽へ湯張りを行う機能が付いた貯湯式給湯機に関するものである。

従来、この種の給湯機としては、ガスや石油の燃焼熱を利用する瞬間加熱式のものや、貯湯タンクを持ち電気ヒーターやヒートポンプユニットで加熱するものなど、さまざまなタイプのものがあるが、何れのタイプにおいても、浴槽に予め設定した温度と湯量の湯を自動的に注湯し、その後、浴槽の湯温を一定に保つ自動湯張り機能を有するものが多く普及している（例えば、特許文献１参照）。

図７は、従来の風呂追い焚き機能を備えた貯湯式給湯機の構成図である。なお、図７には貯湯タンク内の湯水を沸き上げるための加熱手段は図示していないが、加熱手段としては、ヒーターやヒートポンプユニットを用いている。

図７に示すように、従来からの貯湯式給湯機は、高温水を貯える貯湯タンク１０１を有し、貯湯タンク１０１内の湯水を浴槽１０２へ送る構成となっている。すなわち、貯湯タンク１０１と浴槽１０２との間に電磁弁１０３を設け、電磁弁１０３を開くことによって貯湯タンク１０１からの高温水は混合弁１０４で適温の温水となり、浴槽１０２へと供給される。

そして、湯張り運転を開始する場合には、使用者が手動で湯張り運転を開始するか、予め湯張り運転を予約設定しておいた場合には、設定時刻になると自動で湯張り運転を開始する。そして湯張り運転が開始されると、設定温度の湯が設定した量だけ浴槽１０２へ注湯される。

また、図７に示す貯湯式給湯機は、貯湯タンク１０１内の高温水と、浴槽１０２内の湯水とを熱交換して追い焚き運転が可能とする追い焚き熱交換器１０５と、貯湯タンク１０１内の高温水を追い焚き熱交換器１０５に搬送する追い焚きポンプ１０６と、浴槽１０２内の湯水を追い焚き熱交換器１０５に搬送する風呂ポンプ１０７を有している。また、浴槽１０２内の水位を検出するための水位センサ１０８、および浴槽１０２内の湯水の温度を検出するための温度センサ１０９を備えている。

そして追い焚き運転時には、追い焚きポンプ１０６を駆動して貯湯タンク１０１内の高温水を追い焚き熱交換器１０５へ送るとともに、風呂ポンプ１０７を駆動して浴槽１０２内の湯水を追い焚き熱交換器１０５へ送り、熱交換した後の湯水を再度浴槽１０２へ戻している。

また、従来からの貯湯式給湯機は、自動追い焚き運転の機能を有している。図８は、従来の自動追い焚き運転時のフローチャートである。図８に示すように、湯張り運転が完了後、所定時間Ｌａ毎（例えば、１５分毎）に風呂ポンプ１０７が駆動し、浴槽１０２内の湯水の温度が温度センサ１０９で検出される。

そして、温度センサ１０９で検出される風呂温度が、追い焚き開始温度まで低下すると、追い焚きポンプ１０６および風呂ポンプ１０７が駆動し、浴槽１０２内の湯水が設定温度（追い焚き停止温度）になるまで自動で追い焚き運転が行われる。

また、従来からの貯湯式給湯機は、自動差し湯機能を有している。これは、浴槽１０２
内の湯水の水位が、設定水位よりも所定水位だけ低くなった状態を、水位センサ１０８が検知した場合には、電磁弁１０３を開き、設定水位まで設定温度の湯を注湯するものである。
特開２００８−８２６３５号公報

しかしながら、従来の貯湯式給湯機においては、人がいる・いないに関わらず、自動で追い焚き運転を行うために、図８に示すように所定時間Ｌａ毎に風呂ポンプ１０７を駆動して、浴槽１０２内の湯水の温度を検出している。その結果、風呂ポンプ１０７を駆動するたびに、浴槽１０２と追い焚き熱交換器１０５とを接続している給湯配管内の冷めた湯水が、浴槽１０２内に入り込んでしまい、不必要に風呂の温度を下げてしまうという課題を有していた。

そして、風呂温度が沸き上げ開始温度まで低下しなければ、追い焚き運転が行われないので、追い焚き運転が開始する直前に使用者が入浴してしまうと、非常にぬるいと感じてしまい不快感を与えかねなかった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、不必要な風呂の温度低下を抑制し、人の入室に応じて浴槽内の湯水の温度を最適に設定する使用性の高い貯湯式給湯機を提供することを目的とする。また、使用性を向上させ、エネルギー消費量の低減を図った給湯機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の貯湯式給湯機は、高温水を貯える貯湯タンクと、浴槽と、前記浴槽内の湯水の温度を検出する浴槽温度検出手段と、前記貯湯タンク内の高温水と前記浴槽内の湯水とが熱交換を行う追い焚き熱交換器と、浴室の人を検出する人体検出手段と、前記浴槽内の湯水を前記追い焚き熱交換器へ送る風呂ポンプと、前記貯湯タンク内の高温水を前記追い焚き熱交換器へ送る追い焚きポンプとを備え、前記人体検出手段で人を検出した時に前記浴槽内の湯水の追い焚き運転を開始する貯湯式給湯機であって、人が不在時の追い焚き運転時と入室を検知した時に行う追い焚き運転時の追い焚きポンプの駆動を開始するタイミングを変更することにより、人の入室に応じて浴槽内の湯水を快適な設定にするので、入浴のタイミングと追い焚き運転のタイミングとを合わせることができ、入浴者に不快感を与えることがなく、風呂温度を検出するタイミングを減らし、不必要な風呂温度の低下を抑制するため非常に省エネな追い焚き運転を行うことができ、さらに、人体検出したときには通常の追い焚き運転に比べて追い焚きポンプを駆動するタイミングを早くするので、より浴槽５内の湯水の温度上昇を短時間で実現することができる。

本発明は、不必要な風呂の温度低下を抑制し、人の入室に応じて浴槽内の湯水の温度を最適に設定する使用性の高い貯湯式給湯機を提供することができる。

第１の発明の貯湯式給湯機は、高温水を貯える貯湯タンクと、浴槽と、浴槽内の湯水の温度を検出する浴槽温度検出手段と、貯湯タンク内の高温水と浴槽内の湯水とが熱交換を行う追い焚き熱交換器と、浴室の人を検出する人体検出手段と、浴槽内の湯水を追い焚き熱交換器へ送る風呂ポンプと、貯湯タンク内の高温水を追い焚き熱交換器へ送る追い焚きポンプとを備え、人体検出手段で人を検出した時に浴槽内の湯水の追い焚き運転を開始する貯湯式給湯機であって、人が不在時の追い焚き運転時と入室を検知した時に行う追い焚
き運転時の追い焚きポンプの駆動を開始するタイミングを変更することにより、人の入室に応じて浴槽内の湯水を快適な設定にするので、入浴のタイミングと追い焚き運転のタイミングとを合わせることができ、入浴者に不快感を与えることがなく、風呂温度を検出するタイミングを減らし、不必要な風呂温度の低下を抑制するため非常に省エネな追い焚き運転を行うことができ、さらに、人体検出したときには通常の追い焚き運転に比べて追い焚きポンプを駆動するタイミングを早くするので、より浴槽５内の湯水の温度上昇を短時間で実現することができる。

第２の発明の貯湯式給湯機は、特に第１の発明において、浴槽内の湯水の温度設定を行う温度設定手段と、追い焚き熱交換器で熱交換した後の浴槽水の温度を検出する追い焚き出湯温度検出手段とを備え、追い焚き運転時は追い焚き出湯温度検出手段で検出する温度に上限温度を設け、追い焚き出湯温度検出手段で検出する温度が上限温度以下となるように追い焚きポンプを制御するとともに、温度設定手段で設定した温度と、浴槽温度検出手段で検出した浴槽内の湯水の温度との差に応じて、上限温度を変更することにより、設定した温度と浴槽内の湯水の温度を比較して、温度差が大きければ上限温度を高温に設定し、温度差が小さければ上限温度を低温に設定して、追い焚き時間の短縮と、入浴者の快適性の向上を実現することができる。

第３の発明の貯湯式給湯機は、特に第１または第２の発明において、浴槽内の湯水の存在を検出する湯水検出手段を備え、入室を検知した時に行う追い焚き運転時には、まず風呂ポンプの駆動を開始した後に追い焚きポンプの駆動を開始するとともに、追い焚きポンプの駆動を開始するまでに湯水検出手段で浴槽内の湯水が検知されない場合には、追い焚きポンプの駆動を開始させないことにより、湯水が無い時に追い焚きポンプを駆動させた場合には、追い焚き熱交換器にて浴槽内の湯水と熱交換されないために、貯湯タンクの底部に高温水を供給してしまうので、無駄な高温水の使用を防止することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本実施の形態における風呂追い焚き機能の付いた貯湯式給湯機の構成図である。図１において、本実施の形態の貯湯式給湯機は、タンクユニット１とヒートポンプユニット２を備えており、タンクユニット１内に配設している貯湯タンク３内に貯える高温水を、ヒートポンプユニット２にて生成している。なお、本実施の形態では加熱手段としてヒートポンプを用いているが、これに限定されることなく、例えば、タンク内に電気ヒーターを内設して加熱する形態であっても問題はない。また、実線矢印は流体の流れる方向を示している。

次に、ヒートポンプユニット２の構成について説明する。ヒートポンプユニット２は、水冷媒熱交換器２４、圧縮機２５、蒸発器２６、膨張弁２７を冷媒配管により順次環状に接続して構成されており、冷媒には二酸化炭素を使用しているため、高圧側が臨界圧力を超えるので、水冷媒熱交換器２４を流通する水に熱を奪われて温度が低下しても凝縮することがなく、水冷媒熱交換器で冷媒と水との間で温度差を形成しやすくなり、高温の湯が得られ、かつ熱交換効率を高くすることができる。

また、比較的安価でかつ安定な二酸化炭素を冷媒に使用しているので、製品コストを抑えるとともに、信頼性を向上させることができる。また、二酸化炭素はオゾン破壊係数がゼロであり、地球温暖化係数も代替冷媒ＨＦＣ−４０７Ｃの約１７００分の１と非常に小さいため、地球環境に優しい製品を提供できる。

また、ヒートポンプユニット２において、圧縮機２５で冷媒が圧縮され、圧縮機２５から吐出された冷媒が水冷媒熱交換器２４で放熱し、膨張弁２７で減圧されたあと、蒸発器２６で空気から熱を吸収し、ガス状態で再び圧縮機２５に吸入される。なお、圧縮機の能力制御および膨張弁２７の開度制御は、圧縮機２５の吐出側に設けたサーミスタ（図示せず）で検出される吐出冷媒の温度が予め設定された温度を維持するように制御される。また、貯湯タンク３内の湯水は、水ポンプ２８が作動することで、水冷媒熱交換器２４に流入し、冷媒と熱交換を行い、再び貯湯タンク３に戻り、積層状態で貯湯タンク３の上部に高温の湯が貯えられる。

次に、タンクユニット１の構成について説明する。タンクユニット１には前述した通り貯湯タンク３を有しており、貯湯タンク３の底部には給水源から低温水を供給するための給水配管３１が接続されており、常時給水圧がタンク内に掛かっている状態となっている。また、貯湯タンク３の上方部には貯湯タンク内の高温水を出湯するための出湯管３２が接続されており、給湯端末や浴槽へ高温水を供給可能に構成している。

次に、給湯端末へ湯が供給される給湯回路について説明する。

本実施の形態における給湯回路は、給水配管３１から分岐した端末給水配管３３と、出湯管３２とを電動式混合弁４にて接続し、所望の温度の湯が生成可能に構成されている。そして電動式混合弁４の下流側に設けた温度センサ４１で検出される温度が、台所や浴室に設けられたリモコン装置で設定した温度となるように、電動式混合弁４の混合比が変更される。そして、所望の温度に混合された湯水は、給湯端末４２へ供給される。

次に、浴槽５への湯張り回路および追い焚き回路について説明する。

本実施の形態では、浴槽５内の湯水と、貯湯タンク３内の高温水とが追い焚き熱交換器６にて熱交換し、浴槽内の湯水を追い焚きする追い焚き機能を有している。そのため、追い焚き熱交換器６の高温側回路は、貯湯タンク３内の高温水が供給されるように構成されており、熱交換した後の温水を貯湯タンク３の下方部へ戻すように構成されている。また、追い焚き熱交換器６の低温側回路は、浴槽５内の湯水が供給されるように構成されており、熱交換した後の浴槽水を、再度浴槽５へ戻すように構成されている。

高温側回路においては、追い焚きポンプ７および追い焚き熱交換器６の下流側に高温側出口温度検出手段である温度センサ７１が配設されており、追い焚きポンプ７が駆動することによって貯湯タンク３内の高温水が、追い焚き熱交換器６へ搬送される。

そして、浴槽５のアダプタ５１とタンクユニット１とは、接続部６０ａ〜６０ｄにおいて、戻り接続管６１および往き接続管６２で接続される。また、戻り接続管６１および往き接続管６２の接続口から追い焚き熱交換器６までは、それぞれ戻り配管６３および往き配管６４で接続されており、浴槽５、戻り接続管６１、戻り配管６３、追い焚き熱交換器６、往き配管６４、往き接続管６２が順次接続されて追い焚き回路が構成されている。

また、貯湯タンク３から浴槽５への湯水の供給を行う湯張り回路は、出湯管３２から分岐した風呂給湯管３４と、給水配管３１から分岐した風呂給水配管３５とを電動式混合弁８にて接続し、所望の温度の湯が生成可能に構成されている。そして電動式混合弁８の下流側に設けた温度センサ８１で検出される温度が、台所や浴室に設けられたリモコン装置で設定した温度となるように、電動式混合弁８の混合比が変更される。そして、所望の温度に混合された湯水は、浴槽５へ供給される。

また湯張り回路には、流量センサ８２が設けられており、浴槽５へ供給される湯水の量
が計測される。さらに、二方向の電磁弁８３が設けられており、湯張り開始時には、電磁弁８３が開くと同時に、浴槽５への湯水の供給が開始される。そして電磁弁８３が開いた後には、戻り配管６３および往き配管６４の二方向から浴槽５へと湯張りが行われる。また、汚水の逆流を防ぐための逆止手段８４が設けられている。

また、戻り配管６３には、浴槽５内の湯水を循環させるための搬送手段である風呂ポンプ６５、浴槽５内の水位を検出する水位センサ６６、浴槽５内の湯水の温度を検出する浴槽温度検出手段である温度センサ６７が設けられており、風呂ポンプ６５が駆動することにより、浴槽５内の湯水が戻り配管６３に吸い込まれ、追い焚き熱交換器６を経て、往き配管６４へ流れ込み、再度浴槽５へ戻される。

また、風呂ポンプ６５と追い焚き熱交換器６の間には、浴槽５内に湯水があるかどうかを検出する湯水検出手段であるフロースイッチ６８が設けられており、オンすることで水の流れを検知可能に構成されている。つまり、フロースイッチ６８がオンしたときには浴槽５内には湯水があると判断し、フロースイッチ６８がオフの時には浴槽５内には湯水がないと判断される。

また、浴室には貯湯式給湯機の操作を行うことができる操作手段であり、浴槽５内の湯水の保温温度を設定する温度設定手段であるリモコン装置９が設置され、リモコン装置９を操作して、湯水の温度設定や風呂への湯張り、また設置工事後の試運転操作等を行う。リモコン装置９には情報を表示する表示部９１および操作を行う操作部９２を有している。

また、本実施の形態の貯湯式給湯機には、リモコン装置９からの指示を受け取り、各制御機器に命令する制御装置９４も有している。そして制御装置９４はマイコンおよびその電子制御部品で構成され、タンクユニット１を構成する機器（風呂ポンプ６５や追い焚きポンプ７など）に命令を送っている。

さらに、本発明のリモコン装置９には、人体検出手段９３が設けられており、人が浴室に入室したことを検知することができるようになっている。なお人体検出手段９３には、赤外線センサや、浴室内の照度を検出する照度センサ、また入室者の振動やドアの開閉を検出する衝撃（振動）センサなど様々なセンサを用いることができ、種類が特定されるものではない。

例えば、赤外線センサの場合には、周囲の温度状況から温度変化があった場合には人が検出されたと認識し、照度センサの場合には、浴室の照明の照度を検出した場合には人が入ってくると推定し、衝撃センサの場合には、所定時間の間、衝撃センサからの出力を検出した場合には、入室者ありと判断するようにする。また、これらのセンサを複数個組み合わせることも可能である。

また、本実施の形態の場合には、人体検出手段９３をリモコン装置９に設けた構成としたが、これに限定されることはなく、例えば、衝撃センサの場合、浴室に隣接した脱衣所の床裏側に設置したり、浴室のドア表面に設置したりして、振動を検知する方法であったり、さらには、浴室照明のスイッチを人体検出手段とした場合には、浴室照明のスイッチをオンにしたときに人体を検出するものとしてもよい。

また、本実施の形態では制御装置９４には追い焚き熱交換器６で浴槽５内の湯水を加熱能力を変更する加熱能力設定手段を有しており、リモコン装置９で設定された保温温度と、浴槽５内の湯水の温度に応じて加熱能力設定手段で加熱能力を設定するようにしている。本実施の形態では、人体検出手段９３の機能がオンになっているときの追い焚き熱交換
器６での加熱能力は、「大」「中」「小」の３種類が設定されている。

追い焚き熱交換器６での加熱能力が「大」に設定されているときは、温度センサ７１で検出される温度が、温度センサ６７で検出されている浴槽５内の湯水温度＋１０℃となるように、追い焚きポンプ７を駆動し、加熱能力が「中」に設定されているときは、温度センサ７１で検出される温度が、温度センサ６７で検出されている浴槽５内の湯水温度＋６℃となるように、追い焚きポンプ７を駆動し、加熱能力が「小」に設定されているときは、温度センサ７１で検出される温度が、温度センサ６７で検出されている浴槽５内の湯水温度＋３℃となるように、追い焚きポンプ７を駆動させている。

なお、加熱能力の設定は、本実施の形態のように「大」「中」「小」の３種類に限定されるものではなく、３種類をさらに細分化してもよいし、「大」「小」の２種類であってもよい。また、加熱能力と浴槽５内の湯水温度との関係式を設けて、その関係式に従って、無段階に加熱能力を変更して決定しても良い。

さらに、追い焚き熱交換器６で加熱された後の浴槽水の温度を検出する追い焚き出湯温度検出手段である温度センサ６９が設けられている。この温度センサ６９は浴槽５へ送る湯水の温度を検出しており、温度センサ６９で検出される温度が上限温度を超えないように追い焚きポンプ７が制御される。これは温度センサ６９では、浴槽５へ直接供給される湯水の温度を検出することができるため、浴槽５へ上限温度以上の高温水を供給することがないようにして、入浴者の火傷を防止することができる。

本実施の形態では、上限温度に「大」「中」「小」の３種類が設定されている。これは上述したように加熱能力を３種類に分けているため、上限温度についても３種類に分けている。そのため、加熱能力を２種類に分けた場合には、上限温度も２種類に設定しても良いし、上限温度と浴槽５内の湯水温度との関係式を設けて、その関係式に従って、無段階に上限温度を変更して決定しても良い。

また、予め「大」「中」「小」のように温度を設定していなくても、使用者がリモコン装置９などで設定する保温温度に関連付けて設定されるようにしてもよい。例えば、リモコン装置９で使用者が保温温度を４２度に設定した場合には、上限温度「大」には「保温温度＋１０℃」を設定し、上限温度「中」には「保温温度＋７℃」を設定し、上限温度「小」には「保温温度＋３℃」を設定することで、より快適な追い焚き運転を実現することができる。

なお、本実施の形態では、上限温度「大」に６０℃を設定し、上限温度「中」に５７℃を設定し、上限温度「小」に５０℃を設定して追い焚き運転を行うものとする。

以上のように構成された貯湯式給湯機において、まず、貯湯式給湯機の湯張り運転について説明する。

使用者がリモコン装置９を操作し湯張り運転を開始するか、もしくは予め湯張り運転の予約をしていた場合には設定した時刻になると湯張り運転が開始される。湯張り運転が開始すると、電磁弁８３が開弁し、貯湯タンク３からの高温水が電動式混合弁８で設定温度となるように混合され、浴槽５へ供給される。

電動式混合弁８から出湯される湯は、戻り配管６３および往き配管６４の二方向に分岐され、浴槽５へ湯水が供給される。また湯張り量は、流量センサ８２で検出し、設定した湯量を流量センサ８２で検出すると、電磁弁８３を閉弁し、湯張り運転を終了する。

なお、湯張り運転時において、電動式混合弁８で混合される湯水の温度は、リモコン装置９で設定した湯の温度よりも、数度高い温度としてもよい。これは電動式混合弁８で混合した湯が、浴槽５に行くまでの間の給湯配管を流れる時に放熱してしまい、浴槽５に注湯されるときには温度低下が生じてしまう可能性があるからである。そのため、電動式混合弁８で混合する湯水の温度を設定温度よりも高く設定しておくことで、配管での放熱を考慮した湯張り運転が可能となる。

次に、本発明の貯湯式給湯機のリモコン装置９には、人体検出手段９３を備えており、湯張り運転終了後は、人体検出手段９３を用いた自動追い焚き運転を行う場合と、人体検出手段９３の機能をオフにして自動追い焚き運転を行う場合とがある。まず、人体検出手段９３の機能をオフにした自動追い焚き運転について説明する。

本実施の形態において人体検出手段９３の機能をオフにした場合、湯張り運転終了後は自動追い焚き運転を行う。自動追い焚き運転では、湯張り運転終了後から第１の所定時間（△Ｌ１）が経過する毎に、風呂ポンプ６５を駆動し、浴槽５内の湯水を戻り配管６３および往き配管６４を循環させて、温度センサ６７で浴槽５内の湯水の温度を検出する。例えば、第１の所定時間（△Ｌ１）を１５分に設定しておくと、湯張り運転終了後から１５分毎に風呂ポンプ６５が駆動して温度検出を行う。

そして、第１の所定時間毎に風呂ポンプ６５を所定時間α（例えば、４５秒間）の間駆動して、浴槽５内の湯水の温度を検出した結果、浴槽５内の湯水の温度が所定温度Ｔｓ（追い焚き開始温度）以下になったことを検出したら、追い焚き運転を開始し、追い焚きポンプ７および風呂ポンプ６５を駆動して、追い焚き熱交換器６にて貯湯タンク３内の高温水と、浴槽５内の湯水とが熱交換を行い、浴槽５内の湯水の追い焚きを行う。そして、浴槽５内の湯水の温度が設定温度（追い焚き停止温度）になった時に追い焚き運転が停止し、追い焚き運転完了となる。

図２は、通常時の追い焚き運転のフローチャートである。図２に示すように、追い焚き運転終了後、第１の所定時間（△Ｌ１）が経過した時間Ｌｍａでまず風呂ポンプ６５を駆動して浴槽５内の湯水の温度を検出する。図２の場合には時間Ｌｍａでは未だ浴槽５内の湯水の温度が所定温度Ｔｓを下回っていないので、さらに第１の所定時間（△Ｌ１）が経過した時間Ｌｍｂで再度風呂ポンプ６５を駆動して浴槽５内の湯水の温度を検出する。その結果、時間Ｌｍｂでは所定温度Ｔｓを下回っているので、追い焚きポンプ７の駆動を開始し、追い焚きポンプ７および風呂ポンプ６５を駆動して浴槽５内の湯水の追い焚き運転を開始する。

そして、浴槽５内の湯水の温度が所定温度Ｔｗ（追い焚き終了温度）になったら、追い焚き運転を終了する。図２の場合には、時間Ｌｍｃまで追い焚き運転が行われたことになり、追い焚き運転終了後、時間Ｌｍｃから第１の所定時間毎に浴槽５内の湯水の温度を検出することになる。このとき追い焚き終了温度で設定している所定温度Ｔｗは、リモコン装置９で設定した保温温度Ｔ１よりも少し高めの温度を設定しており、本実施の形態では所定温度Ｔｗ＝保温温度Ｔ１＋０．５℃の関係を有している。

なお、人体検出手段９３の機能をオフにした自動追い焚き運転では、図２に示すように第１の所定時間毎（時間Ｌｍａ、時間Ｌｍｂ、時間Ｌｍｄ、時間Ｌｍｅ）に温度低下している。これは風呂ポンプ６５を駆動することによって、戻り接続管６１、往き接続管６２、戻り配管６３、往き配管６４内の冷えた湯水が浴槽５へ供給されることによるものである。そのため、浴槽５からの単純な放熱に加えて、浴槽５内の湯水の温度を検出するために風呂ポンプ６５を駆動することによって、浴槽５内へ冷水を供給して浴槽５内の湯水の温度を低下させている。

次に、人体検出手段９３の機能をオンにしている時の自動追い焚き運転機能について説明する。なお、人体検出手段９３の機能のオン・オフの切り替えは、リモコン装置９で所定の操作を行うことによって可能となっている。

図３は、人体検出手段９３の機能をオンにしている時の不在時の追い焚き運転のフローチャートである。図３に示すように、人体検出手段９３の機能をオンにしているときであっても、湯張り運転完了後には第２の所定時間毎に風呂温度を検出するようにしている。これは、風呂温度を定期的に検出しなければ、浴槽５内の湯水の温度低下が時間とともに進行し、使用者が自動追い焚き運転を設定しているにもかかわらず、浴槽５内の湯水が冷めてしまい、水になってしまいかねないためである。

本発明では、第２の所定時間（△Ｌ２）毎に風呂ポンプ６５を所定時間α（例えば、４５秒間）の間駆動して風呂温度を検出している。しかしながら、第２の所定時間（△Ｌ２）は、人体検出手段９３の機能をオフ時の追い焚き運転の風呂ポンプ６５を駆動するタイミングの第１の所定時間（△Ｌ１）よりも長い時間を設定している。第１の所定時間と第２の所定時間とを比較するために、図３には、人体検出手段９３の機能をオフにしている時の自動追い焚き運転のフローも２点鎖線で示している。

例えば、第１の所定時間（△Ｌ１）には１５分を設定し、第２の所定時間（△Ｌ２）には３０分を設定することで、人体検出手段９３の機能のオフ時の風呂ポンプ６５の駆動回数よりも、人体検出手段９３の機能をオンにしている時の風呂ポンプ６５の駆動回数を減らすことが出来るため、配管内に残っている冷水を浴槽５へ入れる回数を少なくすることができる。なお、第１の所定時間（△Ｌ１）および第２の所定時間（△Ｌ２）に設定する時間は、本実施の形態に示す６０分、１５分に限定されるものではない。

そして人体検出手段９３の機能をオンにしているときであっても、第２の所定時間（△Ｌ２）毎に風呂温度を検出した結果、風呂温度が所定温度Ｔｓ（追い焚き開始温度）以下になったときには、風呂ポンプ６５および追い焚きポンプ７を駆動して、所定温度Ｔｗ（追い焚き終了温度）まで、加熱能力を「小」に設定して、浴槽５内の湯水の追い焚きを行うものとする。

上述の人体検出手段９３の機能をオンにしている時の不在時の追い焚き運転のフローを図３を用いて説明する。追い焚き運転終了後、第２の所定時間（△Ｌ２）毎に風呂ポンプ６５を駆動して浴槽５内の温度を検出している。図３では、湯張り運転終了後、第２の所定時間（△Ｌ２）が経過した時間Ｌｕａで風呂ポンプ６５を駆動して浴槽５内の湯水の温度を検出し、所定温度Ｔｗ（追い焚き終了温度）まで追い焚きを行っている。

また、本実施の形態では、人体検出手段９３の機能がオンの時であって、人が不在時の場合に第２の所定時間（△Ｌ２）毎に風呂ポンプ６５を駆動して浴槽５内の湯水の温度を検出し、所定温度Ｔｓよりも低くなっている場合に追い焚き運転を行っているが、この時、浴槽５内の湯水の温度が何度であっても、必ず追い焚きポンプ７を駆動して浴槽５内の湯水の温度を所定温度Ｔｗ（追い焚き終了温度）まで追い焚き運転を行うようにしてもよい。これは人体検出手段９３の機能がオフの時に比べて、風呂ポンプ６５を駆動する回数が少ないものの、浴槽５内の湯水の温度が放熱によってある程度低下していることが予想されるからである。

なお、本実施の形態では第２の所定時間（△Ｌ２）毎に風呂ポンプ６５を駆動して、浴槽５内の温度を検出しているが、第２の所定時間（△Ｌ２）は一定の時間を設定する他、学習制御等によって設定してもよい。

以上のように、浴室に人がいない場合には、人体検出手段９３の機能がオフになっている時に比べて、風呂ポンプ６５を駆動する回数が少ないために、配管内に残っている冷水を浴槽５へ供給して浴槽５内の湯水の温度低下してしまう回数が少なくなるとともに、追い焚き運転の回数も減るため、貯湯タンク３内の高温水を無駄に使用してしまうことがない。

また、浴室に人がいない場合には、すぐに浴槽５内の湯水を追い焚き終了温度Ｔｗまで上昇させなくても入浴者の快適性を損なうわけではなく、急いで追い焚き終了温度Ｔｗまで上昇させる必要がないので、浴槽５内の湯水の温度が何度であっても、加熱能力を変更することなく、本実施の形態では加熱能力が最低の「小」で追い焚きを行っており、貯湯タンク３内の高温湯を、追い焚き熱交換器６で低温まで低くしてから貯湯タンク３の底部に戻すことになるので、加熱手段にヒートポンプを使用した場合には、非常に沸き上げ効率を向上させることができる。

次に、入浴者が浴室へ入ってきたときの追い焚き運転について説明する。

入浴者が浴室へ入ってきたことを人体検出手段９３が検知すると、まず風呂ポンプ６５を所定時間β（例えば、２秒）だけ駆動し、その後、すぐに追い焚きポンプ７を駆動して追い焚き運転を行う。この時、所定時間βは、上述した所定時間αと、所定時間α＞所定時間βの関係を有しており、風呂ポンプ６５を所定時間βだけ動かすのは、フロースイッチ６８で浴槽５内に湯水があるかどうかを判定するためである。人体検出手段９３の機能をオフにしているときとの相違点は、追い焚き開始のタイミングが異なることである。

人体検出手段９３の機能をオフにしているときの追い焚き運転では、第１の所定時間（△Ｌ１）毎に風呂ポンプ６５を所定時間α動かして、まず浴槽５内の湯水の温度を検出する。そして検出した浴槽５内の湯水の温度が、所定温度Ｔｓよりも低いかどうかを判定し、所定温度Ｔｓよりも低い場合に、追い焚きポンプ７を駆動して追い焚き運転を開始する。

また、本実施の形態では、所定時間αを４５秒に設定し、所定時間αの間は風呂ポンプ６５を駆動するようにしている。これは配管内の冷水と浴槽５内の温水とが混ざり浴槽５内の温度が安定するまで、配管と浴槽５内の湯水を循環させるためであり、温度が安定し確定してから追い焚き運転を開始するかどうかを判断している。

それに対して、人体検出手段９３の機能をオンにしているときに、人体検出手段９３で浴室への入室を検出すると、風呂ポンプ６５を所定時間β動かして、まず浴槽５内に湯水があるかどうかをフロースイッチ６８で検出する。そして浴槽５内の湯水の温度を検出する前に追い焚きポンプ７を駆動して追い焚き運転を開始する。これは浴室への入室を検出しており、入室者がまもなく浴槽５へ入ることが予想されるので、浴槽５内に湯水があることさえ確認できれば、すぐに追い焚きポンプ７を駆動して追い焚きを開始して、一刻も早く浴槽５内の湯水を追い焚きしなければならないからである。

また所定時間βの間にフロースイッチ６８で浴槽５内の湯水の存在が確認できなければ、追い焚きポンプ７の駆動は開始させない。これは湯水が無い時に追い焚きポンプを駆動させた場合には、追い焚き熱交換器にて浴槽内の湯水と熱交換されないために、貯湯タンクの底部に高温水を供給してしまうので、浴槽５内に湯水が無い場合には追い焚きポンプ７の駆動を停止して無駄な高温水の使用を防止することができる。

また、本実施の形態では所定時間βを２秒に設定し、所定時間βの間、風呂ポンプ６５
を駆動させている。所定時間αに比べて所定時間βを短くするのは、フロースイッチ６８で水があることさえ確認できればいいためである。この場合、追い焚きポンプ７を駆動させながら、浴槽５内の温度を確定することになるが、浴槽５内の湯水の温度をより早く上昇させることができる。以上より、所定時間α＞所定時間βの関係を有することになる。

また、上述したように人体検出手段９３の機能をオンにしているときであっても、人の不在時には第２の所定時間（△Ｌ２）毎に風呂ポンプ６５を所定時間αだけ駆動して、浴槽５内の温度を検出し、その結果、所定温度Ｔｓ（追い焚き開始温度）よりも低い場合には追い焚き運転を行っており、人体検出手段９３の機能をオンにしているときの人が不在時と、入室を検出した時の追い焚きポンプ７の駆動のタイミングも異なっている。

このように、人体検出手段９３の機能をオンにしている時の人が不在時の追い焚き運転時や、人体検出手段９３の機能をオフにしている時の自動追い焚き運転時の追い焚きポンプ７の駆動するタイミングに比べて、人体検出手段９３の機能をオンにしているときに入室を検知した時に行う追い焚き運転時の追い焚きポンプ７の駆動を開始するタイミング（風呂ポンプ６５を駆動してから追い焚きポンプ７の駆動を開始するタイミング）を短くすることによって、人体を検出してから浴槽５内の湯水の温度上昇を早めることができる。

図４は人体検出手段９３の機能をオンにしているときの追い焚き運転のフローチャートである。なお、人体検出手段９３の機能をオンにしているときの不在時の追い焚き運転のフローチャートと比較できるように、人体検出手段９３の機能をオンで、かつ浴室内に人が不在の時の自動追い焚き運転のチャートを１点鎖線にて示している。

図４に示すように、第２の所定時間（△Ｌ２）が経過するまでに、時間Ｌｎａで浴室への入室があった場合には、時間Ｌｎａにて、まず風呂ポンプ６５を所定時間β動かし、その後、追い焚きポンプ７を駆動して追い焚き運転を開始する。ここでは、所定時間βの間にフロースイッチ６８で浴槽５内に湯水があるかどうかを確認する。そして時間Ｌｎａから時間Ｌｎｂまで追い焚き運転を行う。

その後、時間Ｌｎｂからは第３の所定時間（△Ｌ３）毎に風呂ポンプ６５を駆動して、浴槽５内の湯水の温度を検出する。入浴中は、第３の所定時間（△Ｌ３）毎に風呂ポンプ６５を駆動して、浴槽５内の湯水の温度を検出し、所定温度Ｔｓ（追い焚き開始温度）を下回った時点で、追い焚き運転を再開するようにしている。これは入浴者の快適性を損なわないための追い焚き運転である。そのため、第３の所定時間（△Ｌ３）は、第２の所定時間（△Ｌ２）よりも短くなる。

図４では、時間Ｌｎｂの時点で所定温度Ｔｗ（追い焚き終了温度）まで浴槽５内の湯水を追い焚きしたあと、時間Ｌｎｂから第３の所定時間（△Ｌ３）が経過する時間Ｌｎｃで風呂ポンプ６５を所定時間α駆動して、浴槽５内の湯水の温度を検出する。その結果、所定温度Ｔｓよりも低ければ追い焚き運転を開始し、低くなければ追い焚き運転を開始しない。図４では所定温度Ｔｓを下回ってないので、追い焚き運転をしていない。

そして次に時間Ｌｎｃから第３の所定時間（△Ｌ３）が経過する時間Ｌｎｄで再度、風呂ポンプ６５を所定時間α駆動して、浴槽５内の湯水の温度を検出する。図４の場合には、時間Ｌｎｄで浴槽５内の湯水の温度を検出した結果、所定温度Ｔｓよりも低くなっているので、追い焚きポンプ７を駆動して、浴槽５内の湯水の温度が、所定温度Ｔｗになるまで追い焚き運転を行っている。

なお、人体検出手段９３では、人の動きを検出して浴室内に人がいると判断している。そのため、人体検出手段９３で人を検知しない時間が、所定時間γ（例えば、５分）を経
過すると、人の不在を確定して浴室内には人がいないと判断する。そして人の不在が確定すると、図３に示す人体検出手段９３の機能をオンにしている時の不在時の追い焚き運転に戻る。

次に、時間Ｌｎａから時間Ｌｎｂまでの追い焚き運転について説明する。図４の点線で囲んだＫ部分について図５に拡大して示す。

図５において、時間Ｌｎａに人体検出手段９３で人体を検出すると、風呂ポンプ６５を所定時間β駆動して、浴槽５内の湯水の存在を確認する。そして所定時間βの間に浴槽５内の湯水の存在が確認できれば、追い焚きポンプ７を駆動して、浴槽５内の湯水の追い焚きを開始する。

本実施の形態では、通常の追い焚き開始温度Ｔｓ、追い焚き終了温度Ｔｗに加えて、リモコン装置９で設定した保温温度Ｔ１、保温温度Ｔ１と追い焚き開始温度Ｔｓとの間に中間温度Ｔ２を設けている。

そして、人体を検出して追い焚き運転を開始したら、浴槽５内の温度が確定するまでは強制的に一定時間（例えば、３０秒間）の間、追い焚き熱交換器６での加熱能力が「大」となるように追い焚き運転を行う。

そして、浴槽５内の温度を検出した結果、温度センサ６７で検出する浴槽５内の湯水の温度Ｔｉが、ＴｓとＴ２との間にあった場合（Ｔｓ＜Ｔｉ＜Ｔ２の時）は、追い焚き熱交換器６での加熱能力が「大」となるように、追い焚き運転を開始する。図５では時間Ｌｎａから時間Ｌｎａ１まで加熱能力を「大」にして追い焚き運転を行う。

また加熱能力を「大」にして追い焚き運転を行っているときには、温度センサ６９で検出される湯水の温度の上限温度も「大」にしている。つまり、加熱能力が「大」となるように追い焚きポンプ７を制御するが、一方で温度センサ６９での上限温度が６０℃を超えないように追い焚きポンプ７の制御を行っている。

そして、温度センサ６７で検出する浴槽５内の湯水の温度Ｔｉが中間温度Ｔ２を超えたら、加熱能力が「中」となるように、保温温度Ｔ１まで追い焚き運転を行う。そのため追い焚き熱交換器６での熱交換効率を高めて、貯湯タンク３内の高温水を効率よく追い焚き運転に使用することができる。図５では時間Ｌｎａ１から時間Ｌｎａ２まで加熱能力を「中」にして追い焚き運転を行う。

また加熱能力を「中」にして追い焚き運転を行っているときには、温度センサ６９で検出される湯水の温度の上限温度も「中」にしている。つまり、加熱能力が「中」となるように追い焚きポンプ７を制御するが、一方で温度センサ６９での上限温度が５７℃を超えないように追い焚きポンプ７の制御を行っている。

さらに、温度センサ６７で検出する浴槽５内の湯水の温度Ｔｉが保温温度Ｔ１を超えたら、加熱能力が「小」となるように、所定温度Ｔｗ（追い焚き終了温度）まで追い焚き運転を行う。その結果、さらに貯湯タンク３内の高温水を効率よく追い焚き運転に使用することができ、さらに貯湯タンク３に戻す温水の温度を低くすることができるので、ヒートポンプでの沸き上げ効率を向上させることができる。図５では時間Ｌｎａ２から時間Ｌｎｂまで加熱能力を「小」にして追い焚き運転を行う。

また加熱能力を「小」にして追い焚き運転を行っているときには、温度センサ６９で検出される湯水の温度の上限温度も「小」にしている。つまり、加熱能力が「小」となるよ
うに追い焚きポンプ７を制御するが、一方で温度センサ６９での上限温度が５０℃を超えないように追い焚きポンプ７の制御を行っている。

以上のように、加熱能力を「大」にして運転した場合には、貯湯タンク３の底部には中温水が戻されるが、人が浴槽５に浸かるまでの僅かな時間を有効的に活用して、ある程度の温度までは素早く追い焚きすることができる。そのため非常に快適性を向上させることができる。

そして、ある程度快適な温度まで上昇すると、加熱能力を「中」「小」とすることにより、貯湯タンク３の底部に戻す湯水の温度を低く設定することができる。特に、加熱手段にヒートポンプを用いた場合には、貯湯タンク３の底部よりヒートポンプに湯水を送っているので、貯湯タンク３の底部にある湯水の温度が低いほど良く、本実施の形態のように加熱能力を変更することで貯湯タンク３に戻す湯水の温度を低くして沸き上げ効率を高くすることができるので、非常に沸き上げ効率の高い貯湯式給湯機を実現することができる。

また、リモコン装置９で設定した保温温度と、温度センサ６７で検出した浴槽５内の湯水の温度との差に応じて、追い焚き熱交換器６から浴槽５へ供給する温水の上限温度を変更することで、温度差が大きければ早く温度が上昇するように上限温度を高くし、非常に快適性が向上し、温度差が小さければじんわりと浴槽５内の湯水を温度上昇させるので入浴者の入浴感を向上させることができる。

また、本実施の形態では人体検出手段９３による追い焚き運転が行われてから第４の所定時間（△Ｌ４）の間は、再度人体検出手段９３で人体を検知したとしても追い焚き運転は行わないことにしている。これは追い焚き運転が行われてから、第４の所定時間（△Ｌ４）の間は、あまり温度低下していないと判断し、人体検出手段９３で人体を検出するたびに追い焚き運転を行ったのでは、貯湯タンク３内の高温水を無駄に使用してしまう可能性があるためである。

図６は、第４の所定時間について説明する追い焚き運転のフローチャートである。図６では、時間Ｌｎｂで人体検出手段９３による追い焚き運転が完了し、その後、時間経過に伴い放熱して浴槽５内の湯水の温度が低下していく様子を表している。

そして人体検出手段９３による追い焚き運転が完了してから第４の所定時間（△Ｌ４）が経過するまでの時間Ｌｎｂ１に、再度人体検出手段９３で人体を検出したとする。通常の人体検出手段９３による追い焚き運転では、すぐに追い焚き運転を開始するが、第４の所定時間内であるため、追い焚き運転を開始していない。

それに対して、第４の所定時間が経過した後の時間Ｌｎｂ２に再度人体検出手段９３で人体を検出したとする。その結果、人体を検出したとしてすぐに追い焚き運転を開始する。

このように、一度人体検出をして追い焚き運転をしてから第４の所定時間が経過するまではそれほど浴槽５内の湯水の温度が低下していないと判断し、第４の所定時間内の追い焚き運転を中止している。また、第４の所定時間が経過した後には浴槽５内の湯水の温度が低下していると判断し、人体検出があれば追い焚きを開始して、入浴者の入浴感を損なうことがないようにしている。

以上のように、第４の所定時間を設けることで、不必要な追い焚き運転を止めることができるので、貯湯タンク３内の高温水を無駄に使用することもなくなり、非常に省エネ性
能を向上させることができる。

また、人体検出手段９３で人体を検知することが可能となるので、風呂の追い焚き運転に関連付けるだけではなく、リモコン装置９の表示部９１のオン・オフと連動させてもよい。特に、浴室への入室頻度や時間帯は、個々の生活スタイルにもよるが、１日２４時間のうちの数時間という限られた時間帯（夕方から夜間）に集中することが多く、昼間等においては、浴室のリモコン装置９のスイッチを切り忘れたとしても、人体検出手段９３で人の不在が確認できれば、表示部９１をオフにすることで、更なる消費電力の削減を可能にする。

また、本実施の形態では、加熱手段としてヒートポンプユニットを用いている。これは前述したように、効率よく沸き上げを行うことができるが、一方で、中温水などを沸き上げる場合は効率が悪くなってしまう。しかしながら、本発明のように風呂温度の検出回数を減らすことによって、結果的に追い焚き運転時間が低下し、追い焚き運転時に生成される中温水の量が減ることになる。そのため貯湯タンク３の底部に貯えられる中温水の量が減り、ヒートポンプユニットでの沸き上げ効率を上げることができる。

また、追い焚き運転時の加熱能力を変更することで、中温水の量も減じることができ、沸き上げ効率の向上を実現することができる。

本発明に係る貯湯式給湯機は、ヒートポンプサイクルと給湯サイクルが一体に構成された一体型ヒートポンプ式給湯機、別体に構成された分離型ヒートポンプ式給湯機、給湯用熱交換器で加熱したお湯をそのまま出湯できる直接出湯型ヒートポンプ式給湯機などの各種ヒートポンプ給湯機に適用できる。

本発明の実施の形態における貯湯式給湯機の構成図 同形態における人体検出機能オフ時の追い焚き運転フローチャート 同形態における人体検出機能オン時の追い焚き運転フローチャート 同形態における人体検出機能オン時の追い焚き運転フローチャート 同形態における人体検出機能オン時の追い焚き運転フローチャート 同形態における人体検出機能オン時の追い焚き運転フローチャート 従来の貯湯式給湯機の構成図 従来の追い焚き運転フローチャート

１ タンクユニット
２ ヒートポンプユニット
３ 貯湯タンク
５ 浴槽
６ 追い焚き熱交換器
７ 追い焚きポンプ
９ リモコン装置
２８ 水ポンプ
６０ａ〜６０ｄ 接続部
６１ 戻り接続管
６２ 往き接続管
６３ 戻り配管
６４ 往き配管
６５ 風呂ポンプ
９３ 人体検出手段

Claims (3)

1. 高温水を貯える貯湯タンクと、浴槽と、前記浴槽内の湯水の温度を検出する浴槽温度検出手段と、前記貯湯タンク内の高温水と前記浴槽内の湯水とが熱交換を行う追い焚き熱交換器と、浴室の人を検出する人体検出手段と、前記浴槽内の湯水を前記追い焚き熱交換器へ送る風呂ポンプと、前記貯湯タンク内の高温水を前記追い焚き熱交換器へ送る追い焚きポンプとを備え、前記人体検出手段で人を検出した時に前記浴槽内の湯水の追い焚き運転を開始する貯湯式給湯機であって、人が不在時の追い焚き運転時と入室を検知した時に行う追い焚き運転時の追い焚きポンプの駆動を開始するタイミングを変更することを特徴とする貯湯式給湯機。
2. 前記浴槽内の湯水の温度設定を行う温度設定手段と、前記追い焚き熱交換器で熱交換した後の浴槽水の温度を検出する追い焚き出湯温度検出手段とを備え、追い焚き運転時は前記追い焚き出湯温度検出手段で検出する温度に上限温度を設け、前記追い焚き出湯温度検出手段で検出する温度が前記上限温度以下となるように前記追い焚きポンプを制御するとともに、前記温度設定手段で設定した温度と、前記浴槽温度検出手段で検出した浴槽内の湯水の温度との差に応じて、前記上限温度を変更することを特徴とする請求項１に記載の貯湯式給湯機。
3. 前記浴槽内の湯水の存在を検出する湯水検出手段を備え、入室を検知した時に行う追い焚き運転時には、まず風呂ポンプの駆動を開始した後に追い焚きポンプの駆動を開始するとともに、前記追い焚きポンプの駆動を開始するまでに前記湯水検出手段で前記浴槽内の湯水が検知されない場合には、追い焚きポンプの駆動を開始させないことを特徴とする請求項１または２に記載の貯湯式給湯機。