JP2011237060A - 風呂装置 - Google Patents

Abstract

【課題】省エネ運転が使用勝手を悪くすることなく容易に行われる風呂装置を提供するものである。
【解決手段】検知した浴槽水温度が予め設定した風呂追い焚き運転開始温度以下となったら追い焚き運転を開始し、追い焚き運転終了温度になるまで追い焚き運転を継続させて、風呂設定温度に保温する制御部とを備えた風呂装置で、前記制御部は、所定の省エネ運転手段による省エネ運転が指示された場合には、外気温度センサにより検知される外気温度が高い時は、外気温度が低い時より風呂設定温度との温度差が大きくなるように、保温基準温度を低くしたので、無駄なエネルギー消費の追い焚きを少なくすることで、大きな省エネを実現することが出来、安心して使用することが出来るものである。
【選択図】図５

Description

この発明は、無駄を省いた省エネ運転が行える風呂装置に関するものである。

従来よりこの種の風呂装置に於いては、外気温度を検知する外気温度センサを浴室等に設置し、風呂設定温度と外気温度との温度差を算出し、記憶部からその温度差に対応する湯温監視サンプリング時間を読み出し、風呂設定温度と外気温度との温度差の大小に応じて、適切な湯温監視サンプリング時間を設定していた。（例えば、特許文献１参照。）

特開平５−３４００１号公報

ところでこの従来のものでは、外気温度が高い夏季では浴槽の蓋や風呂循環回路からの放熱量も少なく、サンプリング時間は長くて良いが、その他に追い焚き時間も短くて済むので、追い焚き開始温度を過ぎても十分短時間で戻すことも出来るものであり、又外気温度が低い冬季には、直ぐに温度低下することからサンプリング時間は短く、頻繁に風呂循環ポンプが駆動してしまうと言う不具合を有するものであり、更に近年では、使い勝手が少し悪くなっても、環境にやさしくて省エネで運転する方が良いと言う使用者の要望から、省エネ運転を推進するスイッチからなる省エネ運転手段を設けた機器も増えているものであった。

この発明は上記課題を解決するために、請求項１では、特にその構成を、浴槽水を加熱する風呂熱交換器と、この浴槽水を浴槽と風呂熱交換器との間を循環させる風呂循環ポンプと、浴槽水の温度を検知する風呂温度センサと、風呂の温度を設定する風呂温度設定手段と、外気温度を検知する外気温度センサと、設定されたインターバル時間経過後に風呂温度を検知し、検知した浴槽水温度が予め設定した風呂追い焚き運転開始温度以下となったら追い焚き運転を開始し、追い焚き運転終了温度になるまで追い焚き運転を継続させて、風呂設定温度に保温する制御部とを備えた風呂装置に於いて、前記制御部は、所定の省エネ運転手段による省エネ運転が指示された場合には、外気温度センサにより検知される外気温度が高い時は、外気温度が低い時より風呂設定温度との温度差が大きくなるように、保温基準温度を低くするようにしたものである。

又請求項２では、前記保温基準温度の追い焚き開始温度を更に低くしたものである。

この発明の請求項１によれば、保温基準温度は外気温度が高い時は、所定の省エネ運転手段による省エネ運転が指示された場合には、前記保温基準温度を外気温度が低い時より低くするようにしたので、外気温度が高い時は、風呂設定温度との温度差も大きく低い温度の保温で、浴槽や風呂循環回路からの放熱量が少なく、追い焚き時間も短時間で済むので、低い温度での保温を行うもので、逆に外気温度が低い時は、なかなか温水温度が上昇せずに追い焚きに時間がかかるので、風呂設定温度との温度差を小さくして低い温度よりは高い温度での保温を行うもので、風呂設定温度よりは低い温度で保温出来、省エネ運転が実現するものである。

更に省エネ運転手段による省エネ運転が指示された場合なので、使用者自身が省エネ運転を要望している時には、使用者の希望に添うことが出来、低い保温温度で省エネに徹した保温が行え、極めて使用勝手が良いものである。

又請求項２によれば、前記保温基準温度の追い焚き開始温度を低くしたので、沸き上がりまでは時間がかからず、追い焚き開始温度まで低下するのに時間がかかる分、追い焚き回数が少なくなって省エネ運転となり、しかも省エネ運転手段による省エネ運転が指示でも行うので、使用者自身が省エネ運転を要望にも答えられ、極めて使用勝手が良いものである。

この発明の一実施形態の貯湯式給湯風呂装置の概略構成図。 同電気回路のブロック図。 同風呂自動運転のフローチャート。 同省エネ風呂自動運転のフローチャート。 同省エネ風呂自動運転の風呂温度の特性図 省エネ風呂自動運転の他の実施形態を示すフローチャート。 図６の省エネ風呂自動運転の風呂温度の特性図。

次にこの発明の一実施形態の貯湯式給湯風呂装置について図面に基づいて説明する。
この貯湯式給湯風呂装置は、時間帯別契約電力の電力単価が安価な深夜時間帯に湯水を沸き上げて貯湯し、この貯湯した湯水を給湯や浴槽水の昇温等に使用するもので、１は湯水を貯湯する貯湯タンク２を備えた貯湯タンクユニット、３は貯湯タンク２内の湯水を加熱する加熱手段としてのヒートポンプユニット、４は台所や洗面所等に設けられた給湯栓、５はこの貯湯式給湯風呂装置を遠隔操作するリモコン、６は浴槽である。

７は貯湯タンク２とヒートポンプユニット３とを循環可能に接続するヒーポン循環回路で、貯湯タンク２下部に接続されたヒーポン往き管８および貯湯タンク２上部に接続されたヒーポン戻り管９により構成され、ヒーポン往き管８から取り出した貯湯タンク２内の湯水をヒートポンプユニット３によって沸き上げてヒーポン戻り管９から貯湯タンク２内に戻して高温の温水を貯湯するものである。

１０は貯湯タンク２上端に接続され貯湯タンク２内の温水を出湯する出湯管、１１は貯湯タンク２下端に接続され貯湯タンク２内に給水する給水管、１２は給水管１１から分岐された給水分岐管、１３は出湯管１０からの温水と給水分岐管１２からの水とを所定の設定温度になるように混合する混合弁、１４は混合弁１３で混合された設定温度の温水を給湯栓４へ導く給湯管、１５は混合弁１３の下流に設けた給湯温度センサ、１６は給湯量をカウントする給湯流量センサである。又１７は水道圧を所定の圧力に減圧する減圧弁、１８は給水の温度を検出する給水温度センサ、１９は貯湯タンク２の過圧を逃がす過圧逃がし弁である。

前記ヒートポンプユニット３は、冷媒を圧縮する回転数可変の圧縮機２０と、凝縮器としての水冷媒熱交換器２１と、減圧手段としての膨張弁２２と、強制空冷式の蒸発器としての空気熱交換器２３とで構成されたヒートポンプ回路２４と、前記ヒーポン往き管８に設けられ貯湯タンク２内の湯水を水冷媒熱交換器２１に循環させるヒーポン循環ポンプ２５と、それらの駆動を制御するヒーポン制御手段２６とを備えており、２７は室外の温度を検知する外気温度センサで、凍結危険温度を検知してヒーポン制御手段２６を介しヒーポン循環ポンプ２５を駆動すると共に、ヒーポン戻り管９の三方弁２８を該ヒーポン戻り管９とヒーポン往き管８を連通するバイパス管２９側に切替て、短絡回路を給水を循環させて凍結防止を行わせ、更に温度低下した時には、ヒートポンプ回路２４を駆動させて凍結を防止するものである。又このヒートポンプ回路２４内には冷媒として二酸化炭素が用いられ超臨界ヒートポンプサイクルを構成しているものである。

３０は前記浴槽６内の浴槽水を加熱するための蛇管よりなる風呂熱交換器であり、貯湯タンク２内の上部に配置されるもので、この風呂熱交換器３０と浴槽６とを、風呂循環ポンプ３１を備え浴槽６内の浴槽水を風呂熱交換器３０に導く風呂往き管３２及び風呂熱交換器３０を通過した浴槽水を浴槽６内に戻す風呂戻り管３３で接続して風呂循環回路３４を形成するものである。又３５は風呂往き管２９に設けられ浴槽６から流出し風呂熱交換器３０に流入する浴槽水の温度を検出する風呂温度センサである。

３６は給湯管１４から分岐され風呂循環回路３４の風呂往き管３２に接続され、浴槽６への注湯を行う湯張り管で、この湯張り管３６には、浴槽６への注湯の開始／停止を行う湯張り弁３７と、浴槽６への注湯量をカウントする風呂流量センサ３８と、浴槽６の浴槽水が逆流するのを防止する二重に配設した逆止弁３９とが設けられているものである。

４０は貯湯タンク２の側面上下方向に複数個配置された貯湯温度センサであり、この貯湯温度センサ４０が検出する温度情報によって、貯湯タンク２内にどれだけの熱量が残っているか検知するもので、この実施形態では５つの貯湯温度センサ４０が配置されており、上から順に、４０ａは風呂熱交換器３０より上方の貯湯タンク２内の湯水の温度を検出する最上部温度センサ、４０ｂは風呂熱交換器３０の近傍の貯湯タンク２内の湯水の温度を検出する上部温度センサ、４０ｃは風呂熱交換器３０の下部で貯湯タンク２中間位置の湯水の温度を検出する中間温度センサ、４０ｄは貯湯タンク２下部の湯水の温度を検出する下部温度センサ、４０ｅは貯湯タンク２最下部の湯水の温度を検出する最下部温度センサである。

前記リモコン５には、給湯設定温度を設定する給湯温度設定スイッチ４１、及び風呂設定温度Ａを設定する風呂温度設定手段としての風呂温度設定スイッチ４２が設けられていると共に、浴槽６へ風呂設定温度の湯をリモコン５の湯張り量設定スイッチ（図示せず）で設定された湯張り量だけ湯張りし、その後は、タイマー手段４３が所定のインターバル時間ここでは２０分のカウントを行い、２０分毎に風呂循環ポンプ３１を駆動させて、風呂温度センサ３５で浴槽水温度を検知し、この温度が風呂設定温度Ａより数度低い追い焚き開始温度以下、ここでは風呂設定温度Ａを４０℃とした場合、追い焚き開始温度は３９．５℃以下とし、そしてこの追い焚きは浴槽水温度が風呂設定温度Ａ４０℃になるまで継続し、浴槽水温度を所定時間に渡って風呂設定温度Ａに保温させる風呂自動スイッチ４４と、前記風呂自動運転の保温温度を外気温度センサ２７の検知する外気温度が高い時と低い時で２段階に低く保温基準温度Ｂを強制的に設定させるスイッチからなる省エネ運転手段４５が設けられているものである。

４６はリモコン５及びヒーポン制御手段２６と無線または有線により接続され相互に通信すると共に、貯湯タンクユニット１内の各センサの入力を受け各アクチュエータの駆動を制御するマイコンを有し、給湯及び風呂の制御を行う制御部である。

前記制御部４６は、風呂自動運転の保温運転前或いは保温運転中に省エネ運転手段４５がＯＮされることで、外気温度センサ２７により検知される外気温度に応じて、保温基準温度Ｂを風呂設定温度Ａより自動的に低く設定するもので、外気温度が２０℃未満（冬季）では風呂設定温度Ａとの温度差が小さい数度低いここでは１℃低い３９℃を追い焚き停止温度とし、２０分で３８．５℃まで温度低下することで追い焚き開始する保温基準温度Ｂとし、又外気温度が２０℃以上（夏季）では風呂設定温度Ａとの温度差が、外気温度が低い時より大きくなるように数度低いここでは２℃低い３８℃を追い焚き停止温度とし、２０分で３６．５℃まで温度低下することで追い焚き開始する保温基準温度Ｃとして、保温制御するものである。

次にこの一実施形態の貯湯式給湯風呂装置の作動について説明する。
先ず、沸き上げ運転について説明すると、時間帯別契約電力の電力単価が安価な深夜電力時間帯になって貯湯温度センサ４０が貯湯タンク２内に翌日に必要な熱量が残っていないことを検出すると、制御部４６はヒーポン制御手段２６に対して沸き上げ運転開始を指示する。指示を受けたヒーポン制御手段２６は圧縮機２０を起動した後にヒーポン循環ポンプ２５を駆動開始し、貯湯タンク２下部に接続されたヒーポン往き管８から取り出した５℃〜２０℃程度の低温水を水冷媒熱交換器２１で７０℃〜９０℃程度の高温に加熱し、貯湯タンク２上部に接続されたヒーポン戻り管９から貯湯タンク２内に戻し、貯湯タンク２の上部から順次積層して高温水を貯湯していく。そして、貯湯温度センサ４０が必要な熱量が貯湯されたことを検出すると、制御部４６はヒーポン制御手段２６に対して沸き上げ運転停止を指示し、ヒーポン制御手段２６は圧縮機２０及びヒーポン循環ポンプ２５を停止させ沸き上げ運転を終了するものである。

次に風呂自動運転について図３に示すフローチャートに従って説明すれば、リモコン５の風呂自動スイッチ４４がＯＮされるとステップ４７でＹＥＳとなり、ステップ４８に進み湯張り弁３７を開成して貯湯タンク２内の高温水を、混合弁１３で風呂設定温度Ａの浴槽水として浴槽６に湯張りし、そしてステップ４９で風呂流量センサ３８が浴槽６が満杯となる所定流量をカウントしたかを判断し、ＹＥＳでステップ５０に進み湯張り弁３７を閉成して湯張りは終了するものである。

その後、ステップ５１に進んでタイマー手段４３がインターバル時間及び所定時間４時間のカウントを開始し、ステップ５２で所定時間の４時間がカウントされたかを判断し、ＮＯでステップ５３に進みここでは２０分のカウントが終了したかを判断し、ＹＥＳとなってステップ５４で風呂循環ポンプ３１を駆動し、ステップ５５で風呂温度センサ３５により浴槽水の温度を検知し、この温度が風呂設定温度Ａが今４０℃に設定されているので３９．５℃以下かを判断し、ＹＥＳではステップ５６に進み風呂循環ポンプ３１を継続して駆動させて、浴槽水を風呂熱交換器３０に流通させて貯湯タンク２内の高温水と熱交換で加熱する追い焚き運転を行い、そしてステップ５７で風呂温度センサ３５による浴槽水の検知温度が４０℃以上かを判断し、ＮＯでは４０℃以上のＹＥＳになるまでこの追い焚き運転を継続し、そしてＹＥＳではステップ５８に進み風呂循環ポンプ３１が停止され追い焚き運転が一旦停止され、再びステップ５１に戻りインターバル時間のカウントを開始し、ステップ５２で保温開始から４時間が経過するまで繰り返され、風呂設定温度Ａを保持するものである。

次に省エネ運転手段４５がＯＮされた場合の風呂自動運転について、図４に示すフローチャートに従って図３との相違点のみ説明すると、ステップ５９で風呂自動スイッチ４４と省エネ運転手段４５が共にＯＮされて、浴槽６の湯張りが行われた後に、ステップ５３で２０分のカウントが終了したかを判断したら、ステップ６０で外気温度センサ２７の検知する外気温度が２０℃未満かを判断し、ＹＥＳではステップ６１で風呂循環ポンプ３１を駆動し、ステップ６２で風呂の保温温度を風呂設定温度Ａとの温度差が小さな保温基準温度Ｂとして、風呂温度センサ３５の検知温度が３８．５℃以下かを判断し、ＹＥＳでステップ６３に進んで風呂循環ポンプ３１を継続して駆動させての追い焚き運転が行われ、そしてステップ６４で風呂温度センサ３５による浴槽水の検知温度が３９℃以上かを判断し、ＮＯでは３９℃以上のＹＥＳになるまでこの追い焚き運転を継続し、そしてＹＥＳではステップ６５に進んで風呂循環ポンプ３１が停止され追い焚き運転が一旦停止され、再びステップ５１に戻りインターバル時間のカウントを開始し、ステップ５２で保温開始から４時間が経過するまで繰り返され、風呂設定温度Ａより数度低い保温基準温度Ｂを保持するようにしたものであり、外気温度が低く浴槽６や配管からの放熱量も多い冬季でありながら、省エネ志向の使用者に対して、保温温度を少し低くすることで実使用に大きな影響を与えることなく、省エネを実行することが出来るものである。

更にステップ６０でＮＯの場合は、ステップ６６に進み外気温度センサ２７の検知する外気温度が２０℃以上かを判断し、ＹＥＳではステップ６７で風呂循環ポンプ３１を駆動し、ステップ６８で風呂の保温温度を風呂設定温度Ａとの温度差が大きな保温基準温度Ｃとして、風呂温度センサ３５の検知温度が３７．５℃以下かを判断し、ＹＥＳでステップ６９に進んで風呂循環ポンプ３１を継続して駆動させての追い焚き運転が行われ、そしてステップ７０で風呂温度センサ３５による浴槽水の検知温度が３８℃以上かを判断し、ＮＯでは３８℃以上のＹＥＳになるまでこの追い焚き運転を継続し、そしてＹＥＳではステップ６５に進んで風呂循環ポンプ３１が停止され追い焚き運転が一旦停止され、再びステップ５１に戻りインターバル時間のカウントを開始し、ステップ５２で保温開始から４時間が経過するまで繰り返され、風呂設定温度Ａとは温度差が大きく温度低下した保温基準温度Ｃを保持するようにしたものであり、図５の保温運転の作動特性図に示すように、外気温度が高い時には、浴槽６や配管からの放熱量が少なく浴槽水の温度効果にも時間がかかり、又逆に追い焚きなどの加熱を行った場合には、短時間に温度上昇するので、風呂設定温度Ａとの温度差が大きく温度低下させて保温しても、瞬時に風呂設定温度Ａに戻すことが出来、更に保温基準温度Ｃを大きく温度低下させたことにより、追い焚き開始までの時間が長くなり、無駄なエネルギー消費の追い焚きを少なくすることで、大きな省エネを実現することが出来、安心して使用することが出来るものである。

次に第２の実施形態（請求項２）について図６に示すフローチャートで説明するが、図４のフローチャートとの相違点のみ説明すると、ステップ６８がステップ７１に入れ替わるもので、ステップ７１では風呂の保温温度を風呂設定温度Ａとの温度差が大きな保温基準温度Ｃとして、風呂温度センサ３５の検知温度が３７℃以下かを判断し、ＹＥＳでステップ６９に進んで風呂循環ポンプ３１を継続して駆動させての追い焚き運転が行われ、この追い焚き開始温度更に低下させたことで、図７の作動特性図に示すように、追い焚き回数が減少して更に省エネを図ることが出来るものであり、又温度上昇も速く実使用に影響を与えることもなく、安心して使用出来るものである。

６ 浴槽
２７ 外気温度センサ
３０ 風呂熱交換器
３１ 風呂循環ポンプ
３５ 風呂温度センサ
４２ 風呂温度設定手段
４５ 省エネ運転手段
４６ 制御部
Ａ 風呂設定温度
Ｂ、Ｃ 保温基準温度

Claims (2)

1. 浴槽水を加熱する風呂熱交換器と、この浴槽水を浴槽と風呂熱交換器との間を循環させる風呂循環ポンプと、浴槽水の温度を検知する風呂温度センサと、風呂の温度を設定する風呂温度設定手段と、外気温度を検知する外気温度センサと、設定されたインターバル時間経過後に風呂温度を検知し、検知した浴槽水温度が予め設定した風呂追い焚き運転開始温度以下となったら追い焚き運転を開始し、追い焚き運転終了温度になるまで追い焚き運転を継続させて、風呂設定温度に保温する制御部とを備えた風呂装置に於いて、前記制御部は、所定の省エネ運転手段による省エネ運転が指示された場合には、外気温度センサにより検知される外気温度が高い時は、外気温度が低い時より風呂設定温度との温度差が大きくなるように、保温基準温度を低くすることを特徴とする風呂装置。
2. 前記保温基準温度の追い焚き開始温度を更に低くしたことを特徴とする請求項１記載の風呂装置。

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