JP2010270924A

JP2010270924A - 給湯装置および給湯方法

Info

Publication number: JP2010270924A
Application number: JP2009120813A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Furukawa; 芳洋古川; Masayuki Sudo; 真行須藤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2009-05-19
Filing date: 2009-05-19
Publication date: 2010-12-02

Abstract

【課題】追焚き動作回数を大幅に増加させることなく、浴槽水温度を設定温度に近づけることができる給湯装置を提供する。
【解決手段】浴槽１６内の入浴者を検知する水位センサ１９と、予め設定された、浴槽水の保温温度を基準とした温度範囲である第１温度範囲と、浴槽水の保温温度を基準とした温度範囲であって、第１温度範囲よりも狭い温度範囲である第２温度範囲とを記憶する記憶部５１と、浴槽水の温度を検知する浴槽水入口温度センサ２２と、浴槽水入口温度センサ２２が入浴者を検知しない場合には、浴槽水の温度が第１温度範囲内の値になるように風呂用熱交換器２０に浴槽水を加熱させ、浴槽水入口温度センサ２２が入浴者を検知した場合には、浴槽水の温度が第２温度範囲内の値になるように風呂用熱交換器２０に浴槽水を加熱させることにより浴槽水を保温する制御部５０とを備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動追炊き機能を備えた給湯装置および給湯方法に関する。

従来、浴槽の水温を一定に保つ自動保温機能を有する給湯機が知られている。自動保温のための制御方法は様々であるが、例えば、特許文献１には、浴槽水の単位時間当たりの温度低下を測定、演算し、浴槽水の現在の水温である浴槽水温度と、浴槽水設定温度と、保温下限温度とから、保温加熱のインターバル時間を決定し、浴槽水を加熱する方法が開示されている。

特許第２５１８４７４号公報

自動保温機能においては、浴槽水温度を正確に設定温度に保つため、設定温度と保温下限温度の差を小さくすることが求められる。しかしながら、上記従来の制御方法では、季節、地域、浴槽の設置環境によって浴槽水の温度低下速度が速くなる場合には頻繁な追焚き運転が必要となり、追焚き動作回数が増加し、機器の負担が大きくなるといった問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、追焚き動作回数を大幅に増加させることなく、浴槽水温度を設定温度に近づけることができる給湯装置および給湯方法を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、給湯装置であって、浴槽内の入浴者を検知する入浴者検知手段と、予め設定された、浴槽水の保温温度を基準とした温度範囲である第１温度範囲と、前記浴槽水の前記保温温度を基準とした温度範囲であって、前記第１温度範囲よりも狭い温度範囲である第２温度範囲とを記憶する記憶手段と、前記浴槽水の温度を検知する温度検知手段と、前記浴槽水を加熱する加熱手段と、前記入浴者検知手段が前記入浴者を検知しない場合には、前記浴槽水の温度が前記第１温度範囲内の値になるように前記加熱手段に前記浴槽水を加熱させ、前記入浴者検知手段が前記入浴者を検知した場合には、前記浴槽水の温度が前記第２温度範囲内の値になるように前記加熱手段に前記浴槽水を加熱させることにより前記浴槽水を保温する制御手段とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、追焚き動作回数を大幅に増加させることなく、浴槽水温度を設定温度に近づけることができるという効果を奏する。

図１は、給湯システム１の全体構成を示す図である。図２は、自動保温処理を示すフローチャートである。図３は、第１の変更例にかかる自動保温処理を示すフローチャートである。図４は、第２の変更例にかかる自動保温処理を示すフローチャートである。

以下に、本発明にかかる給湯装置および給湯方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態．
図１は、本発明の実施の形態にかかる給湯システム１の全体構成を示す図である。給湯システム１において、給湯機本体２内には高温湯を貯湯する貯湯タンク３が設けられている。貯湯タンク３の下部には給水管４が接続されている。給水管４には水源の水圧を所定圧以下に減圧する減圧弁５が設けられている。また、貯湯タンク３には、貯湯水を所定の温度までわき上げるヒートポンプユニット６が、ヒートポンプ往き配管７とヒートポンプ戻り配管８を介して接続されている。

貯湯タンク３の上部には、さらに給湯管９が接続されている。給湯管９にはわき上げ時の膨張水を排出する逃し弁１０が設けられている。貯湯タンク３の上部および下部にはそれぞれ貯湯水取り出し口１１および貯湯水戻し口１２が設けられている。タンク循環回路１３は、貯湯水取り出し口１１と貯湯水戻し口１２に接続し、貯湯水取り出し口１１から貯湯水を取り出し、貯湯水戻し口１２に貯湯水を戻す。タンク循環回路１３には、貯湯タンク３内の湯をタンク循環回路１３に循環させるタンク循環ポンプ１５が設けられている。

給湯機本体２の外部には浴槽１６が設けられており、浴槽１６には浴槽１６の浴槽水を循環させる浴槽水循環回路１７が設けられている。浴槽水循環回路１７には、浴槽水循環ポンプ１８と水位センサ１９が設けられている。浴槽水循環ポンプ１８は、浴槽水を循環させる。水位センサ１９は、浴槽水の水位を検知する。なお、水位センサ１９により検知された水位により入浴者の有無を検知することができる。すなわち、本実施の形態にかかる水位センサ１９は入浴者検知手段として機能する。

浴槽水循環回路１７の一部およびタンク循環回路１３の一部には、貯湯タンク３内に貯湯された湯と浴槽１６の浴槽水との熱交換を行なう風呂用熱交換器２０が設けられている。すなわち、本実施の形態にかかる風呂用熱交換器２０は、浴槽水を加熱する加熱手段として機能する。

貯湯タンク３の表面には貯湯タンク３内の貯湯の温度を計測する、わき上げ温度センサ２１が複数設けられている。さらに、浴槽水循環回路１７における風呂用熱交換器２０の上流側に浴槽水入口温度センサ２２が設けられ、風呂用熱交換器２０の下流側に浴槽水出口温度センサ２３が設けられている。すなわち、浴槽水入口温度センサ２２は、浴槽水の温度を検知する温度検知手段として機能する。

給水管４から分岐した給水分岐管２４は給湯管９に接続されており、給水分岐管２４と給湯管９の接続部には給湯管９からの湯と給水管４からの水を混合する混合弁２５が設けられている。混合弁２５には、混合弁２５からの混合湯を浴槽循環回路１７に送る混合給湯管２６が接続されている。混合給湯管２６には混合湯の供給と停止を行なう開閉弁２７と、混合湯の流量を検知する流量センサ２８が設けられている。

給湯機本体２の運転を制御する制御部５０には、ヒートポンプユニット６、タンク循環ポンプ１５、浴槽水循環ポンプ１８、水位センサ１９、わき上げ温度センサ２１、浴槽水入口温度センサ２２、浴槽水出口温度センサ２３、混合弁２５、開閉弁２７及び流量センサ２８がそれぞれ電気的に接続されている。また、制御部５０は使用者が運転を操作する操作部５２と電気的に接続されている。制御部５０は、記憶部５１を有しており、記憶部５１には、自動保温機能において設定された保温温度Ｔ_ｓｅｔと、保温温度を基準とした第１温度範囲および第２温度範囲とを記憶している。

ここで、第１温度範囲は、Ｔ_ｍｉｎ１（Ｔ_ｍｉｎ１＜Ｔ_ｓｅｔ）を下限値、Ｔ_ｓｅｔを上限値とする温度範囲である。第２温度範囲は、第１温度範囲よりも狭い温度範囲であり、Ｔ_ｍｉｎ２（Ｔ_ｍｉｎ１＜Ｔ_ｍｉｎ２＜Ｔ_ｓｅｔ）を下限値、Ｔ_ｓｅｔを上限値とする温度範囲である。制御部５０は、浴槽１６の入浴者が検知されない場合には、第１温度範囲において湯温制御を行い、入浴者が検知された場合等には、第２温度範囲において湯温制御を行う。

次に、本実施の形態における給湯システム１の自動保温機能がオンに設定された場合の自動保温処理について図２のフローチャートを用いて説明する。自動保温処理においては、まず、経過時間をリセットし（ステップＳ１）、所定時間が経過すると（ステップＳ２，ｙｅｓ）、水位センサ１９は、浴槽１６内の入浴者の有無について判定を行う（ステップＳ３）。浴槽１６内に入浴者がいる場合には（ステップＳ３，Ｙｅｓ）、制御部５０は、制御に利用する温度範囲を第２温度範囲とし、閾値にＴ_ｍｉｎ２をセットする（ステップＳ４）。なお、閾値は、浴槽水を加熱するか否かを判断するために浴槽水の温度と比較するための値である。また、浴槽１６内に入浴者がいない場合には（ステップＳ３，Ｎｏ）、制御部５０は、制御に利用する温度範囲を第１温度範囲とし、閾値にＴ_ｍｉｎ１をセットする（ステップＳ５）。

次に、制御部５０は、浴槽水循環ポンプ１８を動作させる（ステップＳ６）。これにより、浴槽１６内の浴槽水が浴槽水循環回路１７に導かれる際に、浴槽水入口温度センサ２２を通り、制御部５０は、浴槽水入口温度センサ２２の検知結果、すなわち浴槽水の温度Ｔ_ｉを得ることができる。

次に、制御部５０は、閾値と湯温Ｔ_ｉとを比較し、湯温Ｔ_ｉが閾値以下である場合、すなわち湯温Ｔ_ｉが第１温度範囲または第２温度範囲外の値である場合には（ステップＳ７，Ｙｅｓ）、タンク循環ポンプ１５を動作させる（ステップＳ８）。これにより、貯湯タンク３の上部より貯湯水取り出し口１１から高温の貯湯水がタンク循環回路１３に導かれ、風呂用熱交換器２０を通って貯湯水戻し口１２から貯湯タンク３の下部に戻される。この時、風呂用熱交換器２０は、貯湯タンク３内に貯湯された高温の貯湯水から低温の浴槽水に熱交換（伝熱）することで、浴槽水の追焚きが行われる。

以上の追炊き動作は湯温Ｔ_ｉが保温温度Ｔ_ｓｅｔ以上になるまで行われ（ステップＳ９，Ｎｏ）、湯温Ｔ_ｉが保温温度Ｔ_ｓｅｔ以上になると（ステップＳ９，Ｙｅｓ）、制御部５０は、タンク循環ポンプ１５を停止し（ステップＳ１０）、さらに浴槽水循環ポンプ１８を停止する（ステップＳ１１）。

一方、ステップＳ７において、湯温Ｔ_ｉが閾値よりも大きい場合、すなわち湯温度Ｔ_ｉが第１温度範囲または第２温度範囲内の値である場合には（ステップＳ７，Ｎｏ）、追炊きの必要はないのでステップ１１に進み、制御部５０は、浴槽水循環ポンプ１８を停止する（ステップＳ１１）。自動保温機能がオンに設定されている間、所定時間が経過する度に以上の処理を行う。

入浴者がいる場合には、精度よく設定温度に保つことが要求されるが、入浴者がいない場合には、入浴者がいる場合と同等の精度で設定温度に保つ必要はない。そこで、本実施の形態にかかる給湯システム１においては、入浴者がいない場合の制御範囲である第２温度範囲の下限値を第１温度範囲の下限値よりも低い値に設定した。これにより、入浴者がいる間は、精度よく設定温度に保つことにより、快適な温度の浴槽水を提供しつつ、追い炊き回数を減らしシステムの負荷を軽減することができる。

図３は、第１の変更例にかかる自動保温処理を示すフローチャートである。本例においては、ステップＳ３において、水位センサ１９が浴槽１６内に入浴者がいないことを検知した場合であっても（ステップＳ３，Ｎｏ）、入浴者が有りから無しに変化した後所定時間が経過していない場合には（ステップＳ２０，Ｎｏ）、制御部５０は、閾値にＴ_ｍｉｎ２をセットする（ステップＳ４）。そして、入浴者が有りから無しに変化してから所定時間が経過している場合に（ステップＳ２０，Ｙｅｓ）、制御部５０は、閾値にＴ_ｍｉｎ１をセットする（ステップＳ２１）。

入浴者が浴槽１６内に居ない場合としては、浴室を出た場合のほか、例えば洗髪等のため浴槽１６から一時的に退出する場合がある。この場合には入浴者は再度浴槽１６に入るので、設定された保温温度Ｔ_ｓｅｔに近い温度範囲で保温制御を行うことが望ましい。そこで、本例においては、例えば１０分、１５分など予め所定時間を決定し、この時間を経過するまでは入浴者が検出されない場合であっても、第２温度範囲で保温制御を行うこととする。これにより、快適な温度の浴槽水を提供することができる。

図４は、第２の変更例にかかる自動保温処理を示すフローチャートである。本例においては、ステップＳ３において水位センサ１９が浴槽１９内に入浴者がいないことを検知した場合であっても（ステップＳ３，Ｎｏ）、入浴者が有りから無しに変化した変化回数が予め定めた所定回数以下である場合には（ステップＳ３０，Ｙｅｓ）、制御部５０は、閾値にＴ_ｍｉｎ２をセットする（ステップＳ４）。なお、変化回数は、例えば７時からなど、所定のタイミングを設定しておき、このタイミングから制御部５０によりカウントされるものとする。そして、変化回数が所定回数よりも大きい場合に（ステップＳ３０，Ｎｏ）、制御部５０は、閾値にＴ_ｍｉｎ１をセットする（ステップＳ３１）。

例えば、家族全員など複数人が入浴を完了するまでは、入浴者が居ない場合であっても保温温度Ｔ_ｓｅｔに近い温度で制御するのが好ましい。そこで、本例においては、変化回数の閾値として所定回数を予め設定しておき、この所定回数に到達した場合に、家族全員が入浴を完了したと判断することとし、入浴を完了するまでは保温温度Ｔ_ｓｅｔに近い第１温度範囲で保温制御を行うこととする。これにより、快適な温度の浴槽水を提供することができる。

１給湯システム
２給湯機本体
３貯湯タンク
１１貯湯水取り出し口
１２貯湯水戻し口
１３タンク循環回路
１６浴槽
１７浴槽水循環回路
１８浴槽水循環ポンプ
１９水位センサ
２０風呂用熱交換器
５０制御部
５１記憶部
５２操作部

Claims

浴槽内の入浴者を検知する入浴者検知手段と、
予め設定された、浴槽水の保温温度を基準とした温度範囲である第１温度範囲と、前記浴槽水の前記保温温度を基準とした温度範囲であって、前記第１温度範囲よりも狭い温度範囲である第２温度範囲とを記憶する記憶手段と、
前記浴槽水の温度を検知する温度検知手段と、
前記浴槽水を加熱する加熱手段と、
前記入浴者検知手段が前記入浴者を検知しない場合には、前記浴槽水の温度が前記第１温度範囲内の値になるように前記加熱手段に前記浴槽水を加熱させ、前記入浴者検知手段が前記入浴者を検知した場合には、前記浴槽水の温度が前記第２温度範囲内の値になるように前記加熱手段に前記浴槽水を加熱させることにより前記浴槽水を保温する制御手段と
を備えたことを特徴とする給湯装置。
前記制御手段は、前記入浴者検知手段が入浴者を検知した後、入浴者を検知しなくなった場合に、前記入浴者を検知しなくなったタイミングから所定時間の間、前記浴槽水の温度が前記第２温度範囲内の値になるように前記加熱手段に前記浴槽水を加熱させることにより前記浴槽水を保温することを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。
前記入浴者検知手段による検知結果が前記入浴者の検知から非検知に変化する変化回数をカウントするカウント手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記入浴者を検知しない場合であって、かつ所定のタイミングから前記変化回数が予め定めた所定回数以下である場合には、前記浴槽水の温度が前記第２温度範囲内の値になるように前記加熱手段に前記浴槽水を加熱させることにより前記浴槽水を保温することを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。
入浴者検知手段が、浴槽内の入浴者を検知する入浴者検知ステップと、
温度検知手段が、前記浴槽水の温度を検知する温度検知ステップと、
制御手段が、前記入浴者検知ステップで前記入浴者を検知しない場合には、前記浴槽水の温度が予め設定された、前記浴槽水の保温温度を基準とした温度範囲である第１温度範囲内の値になるように加熱手段に前記浴槽水を加熱させ、前記入浴者検知ステップで前記入浴者を検知した場合には、前記浴槽水の前記保温温度を基準とした温度範囲であって、前記第１温度範囲よりも狭い温度範囲である第２温度範囲内の値になるように前記加熱手段に前記浴槽水を加熱させることにより前記浴槽水を保温する制御ステップと
を有することを特徴とする給湯方法。