JP2011163570A - Bath hot water supply device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、浴槽に湯張りを行う風呂給湯装置に関するものである。 The present invention relates to a bath hot water supply apparatus for filling a bathtub with hot water.
従来より、この種の風呂給湯装置においては、ユーザーが予め設定した設定水位あるいは設定湯量まで、ユーザーが予め設定したフロ設定温度で湯張りが行われ、湯張りの完了後は一定時間毎に浴槽水を循環し、浴槽水の温度がフロ設定温度より低下していれば循環する浴槽水の追い焚き動作を行う自動保温動作によってフロ設定温度に保温するようにしていたものであった。 Conventionally, in this type of bath water heater, hot water filling is performed at a preset flow temperature preset by the user up to a preset water level or a preset hot water volume set by the user, and after completion of the hot water filling, the bath is set at regular intervals. The water was circulated, and if the temperature of the bathtub water was lower than the flow setting temperature, the water was kept at the flow setting temperature by an automatic heat-retaining operation that performs a reheating operation of the circulating bath water.
また、近年の浴室、浴槽の断熱性能の向上に伴い、一定時間毎の浴槽水温度チェック動作が浴槽水温度の低下を招くという現状を鑑みて、浴室に人体センサを配置し、湯張りの完了後には人体センサが人の入室を検出すると、浴槽水を循環させてフロ設定温度まで追い焚き加熱するようにしたものがあった。 In addition, with the recent improvement in the thermal insulation performance of bathrooms and bathtubs, in view of the current situation that the bath water temperature check operation at regular intervals will lead to a drop in the bath water temperature, a human body sensor is placed in the bathroom and the hot water filling is completed Later, when the human body sensor detected a person entering the room, there was one that circulated the bath water and reheated it to the flow set temperature.
ところが、この従来のものでは追い焚きによって浴槽水を加熱するため、熱効率が悪く、より一層高い省エネルギー化が求められているものであった。 However, in this conventional one, the bath water is heated by reheating, so that the heat efficiency is poor, and higher energy saving is required.
例えば、ヒートポンプ式給湯機においては、浴槽水の追い焚きは貯湯タンク内の高温水を熱源として用いるため、浴槽水と熱交換した貯湯タンク内の湯水は中温水となって、ヒートポンプでの沸き上げ効率を低下させ、また、潜熱回収式のガス給湯機においては、浴槽水の追い焚きでは熱交換器の入水温度が高いため、潜熱回収を行うことができず、熱効率を低下させるという課題があった。 For example, in a heat pump water heater, hot water in a hot water storage tank uses hot water in the hot water storage tank as a heat source, so the hot water in the hot water storage tank that has exchanged heat with the bathtub water becomes medium hot water that is heated by the heat pump. In addition, in a latent heat recovery type gas water heater, there is a problem that latent heat recovery cannot be performed due to the high water intake temperature of the heat exchanger when the bath water is reheated, resulting in a decrease in thermal efficiency. It was.
そこで、本発明は上記課題を解決するため、給湯熱源からの湯を浴槽へ導く湯張り管と、前記湯張り管の開閉を行う湯張り弁と、前記浴槽内への入浴の有無あるいは浴室内への入室の有無を検知する入浴検知手段とを備え、前記湯張り弁を開いて設定水位よりも所定水位低い一時水位あるいは設定湯量よりも所定湯量少ない一時湯量までフロ設定温度の湯を前記浴槽へ供給すると、前記湯張り弁を閉じて湯張り運転を中断し、前記入浴検知手段が入浴有りあるいは入室有りを検知すると、前記湯張り弁を開いて湯張り運転を再開し、前記所定水位あるいは所定湯量を前記浴槽へ供給すると、前記湯張り弁を閉じて湯張り運転を終了するようにした。 Therefore, in order to solve the above-described problems, the present invention provides a hot water pipe that guides hot water from a hot water supply source to the bathtub, a hot water valve that opens and closes the hot water pipe, and whether or not bathing is performed in the bathtub or in the bathroom. Bathing detecting means for detecting the presence or absence of entry into the room, and opening the hot water filling valve to supply hot water having a set flow temperature to a temporary water level lower than a predetermined water level by a predetermined water level or a predetermined hot water amount lower than a set hot water amount. The hot water filling valve is closed to interrupt the hot water filling operation, and when the bathing detection means detects the presence or absence of bathing, the hot water filling valve is opened and the hot water filling operation is resumed. When a predetermined amount of hot water was supplied to the bathtub, the hot water valve was closed to end the hot water operation.
また、前記湯張り運転の再開後は、前記給湯熱源は前記フロ設定温度に湯張り運転の中断から前記入浴検知手段が入浴検知するまでの経過時間に応じた所定値を加算した温度の湯を供給するようにした。 In addition, after the hot water filling operation is resumed, the hot water supply heat source supplies hot water at a temperature obtained by adding a predetermined value corresponding to the elapsed time from the interruption of the hot water filling operation until the bath detection means detects bathing to the flow setting temperature. I tried to supply.
また、前記所定値は外気温度あるいは給水温度が低い程大きい値となるようにした。 The predetermined value is set to be larger as the outside air temperature or the feed water temperature is lower.
また、前記所定水位あるいは所定湯量は、外気温度あるいは給水温度が低い程大きい値になるようにした。 The predetermined water level or the predetermined amount of hot water is set to a larger value as the outside air temperature or the feed water temperature is lower.
また、前記浴槽内の湯水を循環して加熱するフロ熱交換器を設け、前記湯張り運転の中断から所定時間以上前記入浴検知手段が入浴有りあるいは入室有りを検知しない場合は、前記浴槽内の湯水を前記フロ熱交換器に循環して前記フロ設定温度まで加熱する保温運転を行うと共に、前記入浴検知手段が入浴検知するまでの前記経過時間をリセットしてカウントし直すようにした。 In addition, a flow heat exchanger that circulates and heats the hot water in the bathtub is provided, and when the bath detection means does not detect the presence or absence of bathing for a predetermined time or longer after the hot water filling operation is interrupted, A warming operation for circulating hot water to the flow heat exchanger and heating to the flow set temperature is performed, and the elapsed time until the bath detection means detects bathing is reset and counted again.
以上のように、本発明によれば、入浴が開始されるまでの時間における放熱量を低減できると共に、入浴が開始されれば、湯張りによって素早く所望のフロ設定温度で設定水位あるいは設定湯量の状態とすることができ、より一層高い省エネルギー化を図れる。 As described above, according to the present invention, it is possible to reduce the amount of heat released in the time until bathing is started, and when bathing is started, the set water level or set hot water amount can be quickly set at a desired flow setting temperature by hot water filling. It is possible to achieve a higher energy saving.
次に、本発明の一実施形態のヒートポンプ式風呂給湯装置を図面に基づいて説明する。 1は湯水を貯湯するステンレス製の貯湯タンク、2は貯湯タンク1底部に市水を給水する給水管、3は貯湯タンク1頂部から出湯する出湯管、4は給水管2から分岐された給水バイパス管、5は出湯管3からの湯と給水バイパス管4からの水とを給湯設定温度になるように混合する給湯混合弁、6は給湯混合弁5で混合された湯が流通する給湯管、7は給湯管6からの湯を給湯する給湯栓、8は給湯管6途中に設けられ給湯温度を検出する給湯温度センサ、9は給湯管6途中に設けられ給湯量を検出する給湯流量センサ、10は給水管2に設けられ市水の給水圧を一定の圧力に減圧する減圧弁、11は貯湯タンク1内の過圧を逃がす過圧逃がし弁である。ここでは、貯湯タンク1、給水管2、出湯管3、給水バイパス管4、給湯混合弁5および給湯管6によって給湯熱源を構成している。
Next, a heat pump bath hot water supply apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a stainless steel hot water storage tank for storing hot water, 2 is a water supply pipe for supplying city water to the bottom of the hot
12は浴槽、13は貯湯タンク1内の上部に設けられ貯湯タンク1内の湯の熱で外部流体としての浴槽水を加熱するためのフロ熱交換器、14は浴槽12とフロ熱交換器13とを浴槽水が循環可能に接続するフロ循環回路、15はフロ循環回路14途中に設けられ浴槽水を循環させるフロ循環ポンプ、16は給湯管6から分岐されフロ循環回路14に接続された湯張り管、17は湯張り管16途中に設けられ湯張り管16を開閉する湯張り弁、18はフロ循環回路14途中に設けられ浴槽12からフロ熱交換器13へ流れる浴槽水の温度を検出するフロ温度センサ、19は浴槽12内の水位を圧力で検出する水位センサである。ここで、水位センサ19は入浴の有無を検知する入浴検知手段を構成している。
20は貯湯タンク1内の湯水を加熱するためのヒートポンプ式加熱手段で、冷媒を圧縮する圧縮機21と、冷媒と水とを熱交換する冷媒水熱交換器22と、冷媒の圧力を減圧する減圧器23と、液冷媒を蒸発させる蒸発器24とを備え、蒸発器24で吸熱した冷媒を圧縮機21で圧縮して冷媒水熱交換器22を介して水を加熱するようにしている。蒸発器24には送風機25が設けられると共に、通風経路の蒸発器24の上流側には、外気温度を検出するための外気温度センサ26が設けられている。このヒートポンプ式加熱手段20には冷媒として二酸化炭素冷媒が用いられ、高圧側が超臨界状態となることにより水を90℃の高温まで加熱することができるものである。
20 is a heat pump type heating means for heating the hot water in the hot
27は貯湯タンク1の下部と冷媒水熱交換器21の水側と貯湯タンク1の上部とを湯水が循環可能に接続する加熱循環回路、28は加熱循環回路27途中に設けられた加熱循環ポンプ、29は冷媒水熱交換器22へ流入する水の温度を検出する入水温度センサ、30は冷媒水熱交換器22で加熱された湯の温度を検出する沸き上げ温度センサである。
A
31は貯湯タンク1の側面の上下方向に複数設けられた貯湯温度センサで、貯湯タンク1内の湯水の温度を検出するためのものであり、上から31a、31b、31c、31d、31eと呼ぶ。なお、これら貯湯温度センサ31a〜eの内、最下部の貯湯温度センサ31eは所定量以上の給湯が行われた際に貯湯タンク1下部の湯水の温度を検出して給水温度を検出し給水温度センサとして作動するものである。
A plurality of hot water storage temperature sensors 31 provided in the vertical direction of the side surface of the hot
32はリモコンで、給湯装置に関する各種の情報(給湯設定温度、フロ設定温度、残湯量、給湯装置の作動状態等)を表示する表示部33と、給湯設定温度、フロ設定温度、フロ設定湯量等を設定操作するための設定スイッチ34と、浴槽12へ一定量の湯張りを指示する湯張りスイッチ35と、操作音や警告音等の音を発生する発音部36とを備えている。
37は給湯温度センサ8、給湯流量センサ9、フロ温度センサ18、水位センサ19、外気温度センサ26、入水温度センサ29、沸き上げ温度センサ30、貯湯温度センサ31a〜eの検出値が入力され、フロ循環ポンプ15、湯張り弁17、圧縮機21、減圧器23、送風機25、加熱循環ポンプ28の作動を制御すると共に、リモコン32と通信可能に接続された制御手段である。この制御手段37は、予め給湯装置の作動を制御するためのプログラムが記憶されていると共に、演算、比較、記憶機能、時計機能を有しているものである。
37, the detection values of the hot water
次に、一実施形態の省エネ湯張り運転について図2のフローチャートに基づいて説明すると、リモコン32の湯張りスイッチ35が操作されると、制御手段37は外気温度センサ26で検出する外気温度に応じて後湯張り動作で湯張りする所定湯量αを設定する(ステップS1)。この外気温度に応じた所定湯量αは、制御手段37が予め記憶しており、外気温度が低いほど所定湯量αは多くなるよう関係付けられている。
Next, the energy-saving hot water filling operation of one embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. 2. When the hot
そして、制御手段37は湯張り弁17を開いて給湯温度センサ8で検出する給湯温度がリモコン32の設定スイッチ34で設定されたフロ設定温度になるように給湯混合弁5の開度を調整して適温の湯を供給し、給湯流量センサ9がリモコン32の設定スイッチ34で設定した設定湯量より外気温度に応じた所定湯量α少ない一時湯量を積算すると湯張り弁17を閉じて先湯張り動作を終了し(ステップS2)、リモコン32の表示部33および発音部36によって湯張りの中断を報知する(ステップS3)。
The control means 37 opens the hot
そして、制御手段37は、一時湯量を先湯張りし終わった際の浴槽12内の水位を水位センサ19によって監視し、水位が一定水位以上上昇したことを検知すると、浴槽12への入浴が有ったと判断し(ステップS4)、リモコン32の表示部33および発音部36によって湯張りの再開を報知すると共に(ステップS5)、残りの前記所定湯量αを浴槽12へ供給すべく湯張り弁17を開いて給湯温度センサ8で検出する温度がフロ設定温度より所定値だけ高い温度になるように給湯混合弁5の開度を調整して湯張りし、給湯流量センサ9が外気温度に応じた前記所定湯量αを積算すると湯張り弁17を閉じて後湯張り動作を終了し(ステップS6)、湯張り運転を完了する。
And the control means 37 monitors the water level in the
このように、設定湯量より所定湯量α少ない一時湯量を先湯張りするので、湯張りが中断してから入浴が開始されるまでの待機時間における放熱量を低減できると共に、入浴が開始されれば、後湯張りによって素早く所望のフロ設定温度で設定湯量の状態とすることができ、追い焚き運転よりも一層高い省エネルギー化を図れる。さらに、外気温度に応じて後湯張りの所定湯量αを増減するため、後湯張りによって素早く所望のフロ設定温度にすることができる。 In this way, the amount of temporary hot water that is a predetermined amount α less than the set amount of hot water is pre-filled, so that it is possible to reduce the amount of heat release during the waiting time from when hot water filling is interrupted until bathing is started, and when bathing is started. Thus, the hot water filling can quickly set the amount of hot water at a desired flow setting temperature, and energy saving can be further enhanced compared to the reheating operation. Further, since the predetermined hot water amount α of the rear hot water filling is increased or decreased according to the outside air temperature, the desired flow setting temperature can be quickly achieved by the rear hot water filling.
なお、外気温度センサ26で検出する外気温度に基づいて後湯張りの所定湯量αを設定するようにしたが、外気温度の代わりに最下部の貯湯温度センサ31eで検出する給水温度に基づいて設定するようにしてもよいものである。
Although the predetermined hot water amount α for the rear hot water filling is set based on the outside air temperature detected by the outside
次に、本発明の他の一実施形態の湯張り運転の作動を図2のフローチャートに基づいて説明と、リモコン32の湯張りスイッチ35が操作されると、制御手段37は湯張り弁17を開いて給湯温度センサ8で検出する給湯温度がリモコン32の設定スイッチ34で設定されたフロ設定温度になるように給湯混合弁5の開度を調整して適温の湯を供給し、給湯流量センサ9がリモコン32の設定スイッチ34で設定した設定湯量より所定湯量α少ない一時湯量を積算すると湯張り弁17を閉じて先湯張り動作を終了し(ステップS7)、リモコン32の表示部33および発音部36によって湯張りの中断を報知する(ステップS8)と同時に制御手段37は湯張りの中断から入浴有りを検知するまでの経過時間をカウント開始する(ステップS9)。
Next, the operation of the filling operation according to another embodiment of the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG. 2, and when the
そして、制御手段37は、一時湯量を先湯張りし終わった際の浴槽12内の水位を水位センサ19によって監視し、水位が一定水位以上上昇したことを検知すると、浴槽12への入浴が有ったと判断し(ステップS10)、ステップS9でカウント開始した経過時間に応じた所定値をフロ設定温度に加算した後湯張り温度βを設定する(ステップS11)。
And the control means 37 monitors the water level in the
次に、リモコン32の表示部33および発音部36によって湯張りの再開を報知すると共に(ステップS12)、残りの前記所定湯量αを浴槽12へ供給すべく湯張り弁17を開いて給湯温度センサ8で検出する温度が後湯張り温度βになるように給湯混合弁5の開度を調整して湯張りし、給湯流量センサ9が前記所定湯量αを積算すると湯張り弁17を閉じて後湯張り動作を終了し(ステップS13)、湯張り運転を完了する。
Next, the
このように、設定湯量より所定湯量α少ない一時湯量を先湯張りするので、湯張りが中断してから入浴が開始されるまでの待機時間における放熱量を低減できると共に、入浴が開始されれば、後湯張りによって素早く所望のフロ設定温度で設定湯量の状態とすることができ、追い焚き運転よりも一層高い省エネルギー化を図れる。さらに、先湯張りの完了からの経過時間に応じて後湯張りの湯張り温度βを増減するため、後湯張りによって素早く所望のフロ設定温度にすることができる。 In this way, the amount of temporary hot water that is a predetermined amount α less than the set amount of hot water is pre-filled, so that it is possible to reduce the amount of heat release during the waiting time from when hot water filling is interrupted until bathing is started, and when bathing is started. Thus, the hot water filling can quickly set the amount of hot water at a desired flow setting temperature, and energy saving can be further enhanced compared to the reheating operation. Further, since the hot water filling temperature β of the rear hot water filling is increased or decreased according to the elapsed time from the completion of the hot water filling, the desired flow setting temperature can be quickly reached by the hot water filling.
なお、前記ステップS10で入浴有りを検知しないまま(ステップS10でNo)、前記ステップS9でカウント開始した経過時間が予め定められた所定時間(例えば1時間30分)を経過すると(ステップS14でYes)、フロ循環ポンプ15を作動して浴槽12内の浴槽水をフロ循環回路14を介してフロ熱交換器13へ循環させて加熱し、フロ温度センサ18がフロ設定温度を検出するまで加熱を継続して保温追焚き運転を行う(ステップS15)。そして、保温追焚き運転を行った後はステップS9へ戻り、入浴有りを検知するまでの経過時間のカウントをリセットして改めてカウントし直すものである。
It should be noted that if the presence of bathing is not detected in step S10 (No in step S10) and the elapsed time started counting in step S9 passes a predetermined time (for example, 1
このように、先湯張りの完了から比較的長い所定時間が経過しても入浴有りを検知できない場合は保温追い焚きを行うが、このとき浴槽12内の湯量は後湯張り分の所定湯量αだけ少ないため、保温追い焚きによって消費する熱量(エネルギー量)を抑制できると共に、過度に浴槽12内の温度が低下することがないため入浴者に不快感を与えることがない。
As described above, when the presence of bathing cannot be detected even after a relatively long predetermined time has elapsed since the completion of the pre-filling, the hot water is reheated. Therefore, since the amount of heat (energy amount) consumed by keeping warming can be suppressed, and the temperature in the
なお、先の一実施形態のように外気温度センサ26で検出する外気温度に基づいて後湯張りの所定湯量αを増減する場合は、先湯張りの完了からの経過時間に応じた後湯張りの湯張り温度βの増減時に外気温度に応じた所定湯量αの大小を考慮することで後湯張り完了時の浴槽水温度をフロ設定温度に近づけることができるものである。
In addition, when increasing / decreasing the predetermined hot water amount α of the hot water filling based on the outdoor temperature detected by the outdoor
なお、図4に示すように、後湯張り完了後には水位センサ19が検出する水位が設定湯量−所定湯量α相当の水位以下に減少した場合は(ステップS16でYes)、設定湯量−所定湯量α相当の水位まで補水湯張りを行い(ステップS17)、最小限の水位を保つことで省エネ性と利便性を両立させようとするものである。そして、入浴の終了を検知すると、再度、入浴有りが検知されるまで待機するものとしてもよく、最初の湯張りの開始から最長保温時間の4時間が経過したら、入浴有無の検知を行わずに制御を終了するようにしている。
As shown in FIG. 4, when the water level detected by the
なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で様々な改変が可能なものであり、例えば、ヒートポンプ式加熱手段で貯湯タンク内の湯水を循環加熱するヒートポンプ式給湯機や、貯湯タンク内に設けられた電熱ヒータで湯水を加熱する貯湯式給湯機、石油がガスを燃料としたバーナによって湯水を加熱する石油給湯機やガス給湯機、発電装置の排熱を利用して貯湯タンク内の湯水を加熱するコージェネレーション装置の給湯装置にも適用可能なものである。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without changing the gist thereof. For example, hot water in a hot water storage tank is circulated and heated with a heat pump heating means. Heat pump hot water heaters, hot water hot water heaters that heat hot water with electric heaters installed in hot water storage tanks, oil water heaters and gas water heaters that heat hot water with a burner that uses petroleum gas as fuel, and discharge of power generators The present invention can also be applied to a hot water supply device of a cogeneration device that heats hot water in a hot water storage tank using heat.
また、フロ熱交換器13としては、外熱交方式を用いたり、石油給湯機やガス給湯機では給湯熱交換器を加熱するバーナを共用して加熱したり、フロ熱交換器を専用のバーナで加熱するようにしても良い。また、入浴検知手段としては、水位センサ19に限定されず、超音波や赤外線の検知や画像センサ等の人体検知センサ、浴室の照度センサ、浴室照明スイッチとの連動、多量の給湯検知によるシャワー使用判断等、入浴の有無を検知するものであれば良いものである。
In addition, as the
また、上記の実施形態ではいずれも給湯流量センサ9でカウントする積算流量を基に設定湯量より所定湯量少ない一時湯量を先湯張りしたり、所定湯量を後湯張りするようにしているが、水位センサ19で検出する水位を基に設定水位より所定水位少ない一時水位まで先湯張りしたり、一時水位から設定水位まで所定水位分を後湯張りするようにしてもよいものである。
In the above embodiments, the hot water is filled with a predetermined amount of hot water less than the set amount of hot water based on the integrated flow rate counted by the hot water supply
さらに、上記の先湯張りおよび入浴検知後の後湯張りに分けた省エネ湯張り運転を行うか否かはユーザーの選択に一任することが可能で、省エネ湯張り運転を行わない場合は、従来通り一定時間(例えば20分間)毎に浴槽水温を確認し、温度低下していればフロ熱交換器で加熱する通常保温動作を行うようにしても良い。 Furthermore, whether or not to perform the energy saving hot water operation divided into the hot water filling and after hot water detection after bathing detection can be left to the user's choice. As usual, the bath water temperature may be confirmed every certain time (for example, 20 minutes), and if the temperature has decreased, a normal heat retaining operation of heating with a flow heat exchanger may be performed.
12 浴槽
13 フロ熱交換器
16 湯張り管
17 湯張り弁
18 フロ温度センサ
19 水位センサ(入浴検知手段)
26 外気温度センサ
31 貯湯温度センサ
12
26 Outside air temperature sensor 31 Hot water storage temperature sensor
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