JP2019152353A - 給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】追い焚き運転のときにショートサイクルを精度良く検知することのできる給湯装置を提供する。【解決手段】給湯装置は、浴槽から循環する浴水を加熱可能な浴水加熱手段と、浴水加熱手段の入口側の浴水の温度である風呂戻り温度を検出する風呂戻り温度検出手段と、浴水加熱手段により加熱された浴水を浴槽へ戻す追い焚き運転を制御する制御手段とを備える。制御手段は、風呂戻り温度が目標温度に達して追い焚き運転を自動停止した後、基準時間が経過する前に使用者からの追い焚き運転指示を受けたときには、浴槽内でのショートサイクルが発生したと判定し、再度の追い焚き運転を実施する。【選択図】図５

Description

本発明は、給湯装置に関する。

浴槽から導かれた浴水を加熱する、例えば風呂用熱交換器のような浴水加熱手段を備え、浴槽の浴水を追い焚きする機能を有する給湯装置が広く用いられている。一般に、このような給湯装置では、浴水加熱手段の入口側に配置された温度センサにより検出される浴水の温度である風呂戻り温度を、浴槽温度とみなして制御する。追い焚き運転のときには、この風呂戻り温度が目標温度に達すると、追い焚き運転を停止する構成としている。

浴槽内の浴水を浴水加熱手段への循環回路へ引き込む吸入口と、浴水加熱手段で加熱された浴水を浴槽内へ吐出する吐出口とは、互いに近い位置にある。このため、追い焚き運転のときに、いわゆるショートサイクルという現象が起こる場合がある。ショートサイクルは、吐出口から浴槽内へ吐出された浴水が、浴槽内に広く拡散しないうちに吸入口に回り込む現象である。例えば、浴槽内の入浴者の背中が、吸入口及び吐出口の近くにあるような場合に、ショートサイクルが生じ得る。ショートサイクルが生じると、吐出口から吸入口へ回り込んだ高温の浴水の温度が風呂戻り温度として検出されてしまうことで、浴槽内全体の温度がまだ十分に昇温していないにもかかわらず、追い焚き運転が停止してしまう場合がある。

下記特許文献１には、風呂戻り温度が目標温度に達して追い焚き運転を停止した後に、浴水加熱手段で浴水を加熱せずに浴水を循環させて浴槽内を攪拌する攪拌運転を行い、その攪拌後の風呂戻り温度に基づいてショートサイクルの程度を判断する技術が開示されている。

特開平９−１３３４０３号公報

特許文献１の発明では、ショートサイクルを検知するために、追い焚き運転終了時に、浴槽水の強制循環運転が必要になる。これは、ショートサイクルのない状態では、余分な運転であり、追い焚き完了までの時間が増加したり、ポンプの消費電力量が余分に増えてしまうことになる。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、追い焚き運転のときにショートサイクルを精度良く検知することのできる給湯装置を提供することを目的とする。

本発明に係る給湯装置は、浴槽から循環する浴水を加熱可能な浴水加熱手段と、浴水加熱手段の入口側の浴水の温度である風呂戻り温度を検出する風呂戻り温度検出手段と、浴水加熱手段により加熱された浴水を浴槽へ戻す追い焚き運転を制御する制御手段とを備え、制御手段は、風呂戻り温度が目標温度に達して追い焚き運転を自動停止した後、基準時間が経過する前に使用者からの追い焚き運転指示を受けたときには、浴槽内でのショートサイクルが発生したと判定し、再度の追い焚き運転を実施するものである。
また、本発明に係る給湯装置は、浴槽から循環する浴水を加熱可能な浴水加熱手段と、浴水加熱手段の入口側の浴水の温度である風呂戻り温度を検出する風呂戻り温度検出手段と、浴水加熱手段により加熱された浴水を浴槽へ戻す追い焚き運転を制御する制御手段と、情報を報知する報知手段とを備え、制御手段は、風呂戻り温度が目標温度に達して追い焚き運転を自動停止した後、基準時間が経過する前に使用者からの追い焚き運転指示を受けたときには、浴槽内でのショートサイクルに関する情報であるショートサイクル情報を報知手段により報知するものである。

本発明によれば、追い焚き運転のときにショートサイクルを精度良く検知することが可能となる。

実施の形態１による給湯装置を示す図である。 浴槽及び浴槽アダプタを示す模式的な断面側面図である。 浴槽及び浴槽アダプタを示す模式的な断面側面図である。 浴槽及び浴槽アダプタを示す模式的な断面側面図である。 実施の形態１において制御装置が実行する処理を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。各図において共通または対応する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を簡略化または省略する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１による給湯装置を示す図である。図１に示すように、本実施の形態の貯湯式給湯装置３５は、ヒートポンプサイクルを利用するＨＰユニット７と、貯湯タンク８を有するタンクユニット３３と、リモコン装置４４とを備える。本実施の形態では、この貯湯式給湯装置３５を例に説明するが、本発明は貯湯式以外の給湯装置にも適用可能である。

貯湯式給湯装置３５の動作を制御する制御手段に相当する制御装置３６がタンクユニット３３内に備えられている。制御装置３６と、リモコン装置４４との間は、有線通信または無線通信により、双方向に通信可能である。制御装置３６と、リモコン装置４４とが、ネットワークを介して通信可能でもよい。リモコン装置４４は、ユーザーインターフェースの例である。本実施の形態において、リモコン装置４４は、例えば台所、リビング、浴室などの壁に設置されたものでもよい。または、例えばスマートフォンのような携帯情報端末が貯湯式給湯装置３５のユーザーインターフェースとしての機能を有するように構成してもよい。複数のリモコン装置４４が制御装置３６に対して通信可能でもよい。制御装置３６は、例えばプロセッサ及びメモリを有する。制御装置３６は、貯湯式給湯装置３５が備える各機器が動作した日時の履歴をメモリに記憶できる。

リモコン装置４４は、表示部４４ａ及び操作部４４ｂを備える。表示部４４ａは、例えば、液晶ディスプレイまたは有機ＥＬディスプレイでもよい。表示部４４ａは、例えば、貯湯式給湯装置３５の状態に関する情報、貯湯式給湯装置３５の設定内容に関する情報などを表示できる。表示部４４ａは、使用者に情報を報知する報知手段に相当する。操作部４４ｂは、使用者が操作するためのボタン、ダイヤル、キーなどを含んでもよい。表示部４４ａは、操作部の機能を兼ね備えるタッチスクリーンでもよい。リモコン装置４４は、スピーカ、マイク等をさらに備えてもよい。本実施の形態におけるリモコン装置４４は、例えば音声案内装置のような、表示部４４ａ以外の報知手段を備えてもよい。

ＨＰユニット７とタンクユニット３３との間は、ＨＰ往き配管１４とＨＰ戻り配管１５と図示しない電気配線とを介して接続されている。タンクユニット３３及びＨＰユニット７が備える弁類、ポンプ類のような各種のアクチュエータの作動は、これらと電気的に接続された制御装置３６により制御される。

ＨＰユニット７は、タンクユニット３３から導かれた水を加熱する加熱手段の例である。ＨＰユニット７は、圧縮機２、水冷媒熱交換器３、膨張弁４、空気熱交換器６を冷媒管５にて環状に接続し、ヒートポンプサイクルを構成している。水冷媒熱交換器３は、冷媒管５を流れる冷媒とタンクユニット３３から導かれた水との間で熱交換を行うためのものである。ＨＰユニット７は、電力により駆動される。ＨＰユニット７により水を加熱する運転を沸上運転と称する。

タンクユニット３３には、以下の各種部品及び配管などが内蔵されている。貯湯タンク８は、湯水を貯留するためのものである。温度による水の密度の違いにより、貯湯タンク８内には、上側が高温で下側が低温の温度成層を形成できる。貯湯タンク８の下部に設けられた水導入口８ａには、第３給水管９ｃが接続されている。水道等の水源から供給される水は、減圧弁３１で所定圧力に調圧された上で、第３給水管９ｃを通って貯湯タンク８内に流入する。貯湯タンク８の上部に設けられた温水導入出口８ｄには、貯湯タンク８内に貯留された湯を取り出すための給湯配管２１と、送湯管１３とが接続されている。沸上運転において、ＨＰユニット７を用いて加熱された高温湯が温水導入出口８ｄから貯湯タンク８内に流入し、貯湯タンク８内で上から下に向かって徐々に高温湯が蓄積されていく。貯湯タンク８の表面には、複数の貯湯温度センサ４２，４３が高さを変えて取り付けられている。制御装置３６は、これら貯湯温度センサ４２，４３で貯湯タンク８内の湯水の温度分布を検出することにより、貯湯タンク８内の残湯量及び蓄熱量を検出できる。制御装置３６は、検出された貯湯タンク８内の残湯量または蓄熱量に応じて、沸上運転の開始及び停止などを制御してもよい。

以下の説明では、浴槽３０に溜められた湯水を「浴水」と称する。タンクユニット３３内には、循環ポンプ１２及び風呂用熱交換器２０が内蔵されている。循環ポンプ１２は、タンクユニット３３内の後述する各種の配管に湯水を循環させるためのポンプであり、ＨＰ往き配管１４上に設けられている。風呂用熱交換器２０は、貯湯タンク８またはＨＰユニット７から供給される高温湯を利用して、浴槽３０から循環する浴水を加熱可能な熱交換器である。

浴槽３０の内壁に浴槽アダプタ５０が設置されている。風呂用熱交換器２０は、風呂往き配管２７及び風呂戻り配管２８を介して浴槽アダプタ５０に接続されている。浴槽アダプタ５０は、フィルタ５１、吸入口５２、及び吐出口５３を有する。風呂用熱交換器２０の浴水の入口は、風呂戻り配管２８を介して、吸入口５２に連通する。風呂用熱交換器２０の浴水の出口は、風呂往き配管２７を介して、吐出口５３に連通する。風呂往き配管２７及び風呂戻り配管２８により、風呂循環回路が形成される。

以下の説明では、風呂用熱交換器２０の入口側の浴水の温度を「風呂戻り温度」と称し、風呂用熱交換器２０の出口側の浴水の温度を「風呂往き温度」と称する。風呂往き配管２７の途中には、風呂往き温度を検出する風呂往き温度センサ３７が設置されている。風呂戻り配管２８の途中には、浴水を循環させるための浴水ポンプ２９と、風呂戻り温度を検出する風呂戻り温度センサ３８と、浴槽３０内の水位レベルを検出する水位センサ４７と、風呂循環回路内の浴水の循環を検知する水流検知手段４６とが設置されている。

浴水ポンプ２９が運転されると、次のように浴水が風呂循環回路に循環する。浴槽３０内の浴水が吸入口５２から風呂戻り配管２８に引き込まれ、風呂用熱交換器２０へ送られる。風呂用熱交換器２０を通過した浴水は、風呂往き配管２７を通って、吐出口５３から浴槽３０内へ吐出される。

本実施の形態における風呂用熱交換器２０は、浴槽３０から循環する浴水を加熱可能な浴水加熱手段に相当する。本発明における浴水加熱手段は、風呂用熱交換器２０に代えて、例えば、燃料の燃焼により加熱する燃焼式加熱装置または電気ヒータ等により構成されてもよい。本発明は、貯湯タンク８を備えない給湯装置にも適用可能である。

三方弁１１は、湯水が流入するａポート及びｂポートと、湯水が流出するｃポートとを有する流路切替手段である。四方弁１８は、湯水が流入するｂポート及びｃポートと、湯水が流出するａポート及びｄポートとを有する流路切替手段であり、４つの経路、ａ−ｂ、ａ−ｃ、ｂ−ｄ、ｃ−ｄの間で流路切替可能に構成されている。また、タンクユニット３３は、水導出口管１０、温水導入配管２０ａ、第１バイパス配管１６、温水導出配管２０ｂ、及び第２バイパス配管１７を有している。水導出口管１０は、貯湯タンク８の下部に設けられた水導出口８ｂと三方弁１１のａポートとを接続する。ＨＰ往き配管１４は、三方弁１１のｃポートとＨＰユニット７の入口側とを接続する。ＨＰ戻り配管１５は、ＨＰユニット７の出口側と四方弁１８のｃポートとを接続する。送湯管１３は、四方弁１８のｄポートと、貯湯タンク８上部の温水導入出口８ｄとを接続する。第１バイパス配管１６は、四方弁１８のａポートと、貯湯タンク８の中央部から下部の間に設けられた温水導入口８ｃとを接続する。温水導入配管２０ａは、送湯管１３の途中から分岐し、風呂用熱交換器２０の１次側入口に接続される。温水導出配管２０ｂは、風呂用熱交換器２０の１次側出口と三方弁１１のｂポートとを接続する。第２バイパス配管１７は、ＨＰ往き配管１４における循環ポンプ１２とＨＰユニット７の入口側との間から分岐し、四方弁１８のｂポートに接続される。

さらに、タンクユニット３３は、第１給水管９ａ、第２給水管９ｂ、給湯用混合弁２２、風呂用混合弁２３、第１給湯配管２４、及び第２給湯配管２５を有している。第１給水管９ａの上流部は、水道等の水源に接続される。第１給水管９ａの下流側には、減圧弁３１を介して第２給水管９ｂ及び第３給水管９ｃが接続されている。

給湯用混合弁２２及び風呂用混合弁２３は、互いに同様の構成を有する。給湯用混合弁２２及び風呂用混合弁２３は、それぞれ、湯側入口、水側入口、及び出口を有し、湯側入口から流入する第一温水と、水側入口から流入する第二温水とを混合した混合温水を出口から流出させる。第二温水は、第一温水よりも温度が低い。

給湯配管２１の下流部は、給湯用混合弁２２の湯側入口及び風呂用混合弁２３の湯側入口のそれぞれに連通している。本実施の形態では、貯湯タンク８から給湯配管２１へ取り出された高温湯が第一温水として給湯用混合弁２２及び風呂用混合弁２３へ供給される。

第２給水管９ｂの下流部は、給湯用混合弁２２の水側入口及び風呂用混合弁２３の水側入口のそれぞれに連通している。本実施の形態では、第２給水管９ｂからの低温水が第二温水として給湯用混合弁２２及び風呂用混合弁２３へ供給される。

給湯用混合弁２２及び風呂用混合弁２３は、例えば、ステッピングモータにより回転する弁体を備え、当該弁体の回転によって湯側入口の開度と水側入口の開度との比を変えることで、第一温水と第二温水との混合比を調整可能である。この場合、ステッピングモータの回転量に応じて混合比が変化するので、制御装置３６は、ステッピングモータの回転量の情報に対応した混合比の情報を保持することができる。

第１給湯配管２４は、給湯用混合弁２２の出口と給湯栓３４との間を繋ぐ。給湯用混合弁２２で温度調整された湯は、第１給湯配管２４から給湯栓３４を経由して、使用者が利用するシャワー、カラン等の蛇口（図示省略）に供給される。給湯流量センサ４８及び給湯温度センサ４９が第１給湯配管２４に設置されている。給湯流量センサ４８は、第１給湯配管２４を通る混合温水の流量である給湯流量を検出する。給湯温度センサ４９は、第１給湯配管２４を通る混合温水の温度である給湯温度を検出する。

第２給湯配管２５は、風呂用混合弁２３の出口と、風呂往き配管２７の途中の位置との間を繋ぐ。第２給湯配管２５の途中には、第２給湯配管２５を開閉する風呂用電磁弁２６と、第２給湯配管２５を通る湯の流量を検出する風呂用流量センサ４５とが設けられている。浴槽３０に湯を溜める湯張りのときには、制御装置３６が風呂用電磁弁２６を開き、風呂用混合弁２３で温度調整された湯が、第２給湯配管２５、風呂用流量センサ４５、風呂用電磁弁２６、風呂往き配管２７、及び風呂戻り配管２８を通って、浴槽３０へ流入する。湯張りのときには、浴槽アダプタ５０の吸入口５２及び吐出口５３の両方から湯が浴槽３０内へ流入する。

使用者は、リモコン装置４４を操作することで、給湯用混合弁２２についての設定温度及び風呂用混合弁２３についての設定温度をそれぞれ変更できる。以下の説明では、給湯用混合弁２２についての設定温度を「給湯設定温度」と呼び、風呂用混合弁２３についての設定温度を「風呂設定温度」と呼ぶ。また、使用者は、湯張りにおいて浴槽３０に溜める浴水の量をリモコン装置４４により設定できる。以下の説明では、使用者がリモコン装置４４にて設定した湯張り量を「風呂設定湯量」と称する。

給湯流量センサ４８が水流を検出すると、制御装置３６は、給湯温度センサ４９により検出される温度が、目標温度である給湯設定温度に等しくなるように、給湯用混合弁２２の混合比を調整するフィードバック制御を行う。

風呂用流量センサ４５が水流を検出すると、制御装置３６は、風呂往き温度センサ３７または風呂戻り温度センサ３８により検出される温度が、目標温度である風呂設定温度に等しくなるように、風呂用混合弁２３の混合比を調整するフィードバック制御を行う。

三方弁１１は、水導出口管１０とＨＰ往き配管１４とが連通する形態と、温水導出配管２０ｂとＨＰ往き配管１４とが連通する形態、の２つの流路形態で、タンクユニット３３内の湯水の流路を切り替えて使用する。四方弁１８は、ＨＰ戻り配管１５と送湯管１３とが連通する形態、ＨＰ戻り配管１５と第１バイパス配管１６とが連通する形態、第１バイパス配管１６と第２バイパス配管１７とが連通する形態、送湯管１３と第２バイパス配管１７とが連通する形態、の４つの流路形態で、タンクユニット３３内の湯水の流路を切り替えて使用する。

湯張りは、リモコン装置４４を使用者が操作することで開始される。または、使用者がリモコン装置４４により予約した時刻に応じて制御装置３６が自動で湯張りを開始してもよい。湯張りのときには、制御装置３６は、例えば以下のように制御する。湯張りの開始時には、風呂設定温度に調整された所定量（例えば１０Ｌ）の湯を、第２給湯配管２５から風呂往き配管２７と風呂戻り配管２８を通して浴槽３０へ供給する。これは、風呂循環回路内の空気を浴槽３０へ排出するためである。この所定量の湯を供給後、浴水ポンプ２９を運転させて、浴槽３０内の浴水を風呂循環回路に循環させる。湯張り開始時に浴槽３０に浴水が溜まっている状態であれば、風呂循環回路に浴水の循環が発生し、水流検知手段４６がオンとなり、水流有りを検知する。この場合、制御装置３６は、浴槽３０に浴水が溜まっていると判断し、追い焚き運転を開始する。風呂戻り温度が風呂設定温度まで上昇すると、制御装置３６は、湯張りを完了として、リモコン装置４４により報知する。これに対し、水流検知手段４６がオフとなり、水流無しが検知された場合には、制御装置３６は、浴槽３０内に浴水が無いと判断し、風呂設定湯量から上記所定量を差し引いた残り湯量を浴槽３０へ供給する。風呂設定湯量に相当する湯量を供給した後、再度浴水ポンプ２９を運転させて、浴槽３０内の浴水を風呂循環回路に循環させる。浴槽栓を閉めている状態であれば、浴槽３０に浴水が溜まっているため、水流検知手段４６は水流有りを検知する。その場合には、制御装置３６は、水位センサ４７により検出された水位を「湯張り完了水位」として記憶し、湯張りが正常に完了したことをリモコン装置４４により報知する。

なお、制御装置３６は、浴槽３０へ供給した湯量が風呂設定湯量に達する前の段階で給湯を一時的に停止し、水位センサ４７により浴槽水位を検出し、その後に給湯を再開してもよい。例として、風呂設定湯量の１／２を浴槽３０へ供給した時点での浴槽水位を「半量水位」として検出するものとする。この場合、制御装置３６は、次式により計算した浴槽断面積を記憶してもよい。
浴槽断面積＝（風呂設定湯量÷２）÷（湯張り完了水位−半量水位）

湯張りが正常に完了した後は、制御装置３６は、浴槽水位が低下したかどうかを水位センサ４７により検出し、浴槽水位が低下したときは、湯張り完了水位になるよう浴槽断面積から給湯量を算出し給湯することで、元の湯張り完了水位まで自動的にたし湯する自動たし湯機能を備えていてもよい。

また、浴槽栓を閉め忘れた状態であれば、浴槽３０に湯が溜まっていないため、水流検知手段４６が水流無しを検知する。この場合には、制御装置３６は、前述の湯張り完了水位及び浴槽断面積を記憶することなく、浴槽栓を閉め忘れていることをリモコン装置４４により報知する。

使用者がリモコン装置４４に対して追い焚き運転指示の操作をすると、制御装置３６は、追い焚き運転を開始する。追い焚き運転のときには、制御装置３６は、例えば以下のように制御する。追い焚き運転の開始時には、まず、浴槽３０内の浴水温度を検出するために、浴水ポンプ２９を運転させ、浴槽３０内の浴水を風呂循環回路に循環させる。このときに風呂戻り温度センサ３８により検出された風呂戻り温度は、浴槽３０内の浴水温度に等しいとみなせる。この風呂戻り温度が風呂設定温度よりも低い場合には、制御装置３６は、四方弁１８を第１バイパス配管１６と第２バイパス配管１７とが連通する形態にするとともに、三方弁１１を温水導出配管２０ｂとＨＰ往き配管１４とが連通する形態にして、循環ポンプ１２を運転させる。これにより、貯湯タンク８内の上部の高温湯が、温水導入出口８ｄ、送湯管１３、及び温水導入配管２０ａを経由して、風呂用熱交換器２０に送られる。この高温湯は、風呂用熱交換器２０を通過する間に浴水に熱を奪われることで、温度が低下し、中温水になる。この中温水は、風呂用熱交換器２０から、温水導出配管２０ｂ、三方弁１１、ＨＰ往き配管１４、循環ポンプ１２、第２バイパス配管１７、四方弁１８、及び第１バイパス配管１６を経由して、温水導入口８ｃから貯湯タンク８に流入する。このような追い焚き運転により、風呂用熱交換器２０を介して、浴槽３０内の浴水を貯湯タンク８から供給される高温湯により加熱して、浴槽３０内の浴水を昇温させることができる。

追い焚き運転のとき、制御装置３６は、循環ポンプ１２による循環流量を調整することで、風呂用熱交換器２０による加熱能力を調整できる。風呂用熱交換器２０による加熱能力は、単位時間当たりに風呂用熱交換器２０が浴水に与える熱量である。以下の説明では、風呂用熱交換器２０による加熱能力を「追い焚き加熱能力」と称する。循環ポンプ１２による循環流量を高くするほど、追い焚き加熱能力が高くなる。制御装置３６は、追い焚き加熱能力が時間的に一定になるように制御してもよい。例えば、制御装置３６は、風呂往き温度センサ３７の検出温度が風呂戻り温度センサ３８の検出温度よりも一定値（例えば１０℃）高い温度になるように、循環ポンプ１２を制御してもよい。追い焚き運転中に、風呂戻り温度センサ３８の検出温度が目標温度に達すると、制御装置３６は、追い焚き運転を自動的に停止させる。以下の説明では、当該目標温度が風呂設定温度に等しいものとして説明する。

追い焚き運転により消費した熱量は、追い焚き運転の前後での浴槽３０内の浴水の温度差と、浴槽３０内の浴水量に応じた熱容量との積として計算できる。そこで、制御装置３６は、追い焚き運転終了時の風呂戻り温度と、追い焚き運転開始前の風呂戻り温度との差に、風呂設定湯量に応じた熱容量を乗ずることで計算される熱量を「追い焚き使用熱量」として記憶する。

制御装置３６は、給湯に使用された熱量である給湯使用熱量を計算できる。例えば、制御装置３６は、風呂往き温度センサ３７、風呂戻り温度センサ３８、風呂用流量センサ４５、給湯流量センサ４８、給湯温度センサ４９などにより検出される情報に基づいて、給湯使用熱量を計算できる。制御装置３６は、消費された熱量である消費熱量を計算できる。例えば、制御装置３６は、給湯使用熱量と追い焚き使用熱量との和を消費熱量として算出し、記憶する。制御装置３６は、過去の消費熱量のデータに基づいて、貯湯タンク８の蓄熱量を制御してもよい。例えば、前日の給湯使用熱量が１３５００ｋｃａｌであり、前日の追い焚き使用熱量が２０００ｋｃａｌであれば、制御装置３６は、その合計の１５５００ｋｃａｌを貯湯タンク８に貯えるように、沸上運転を制御してもよい。また、制御装置３６は、過去所定期間（例えば過去２週間）の各日の消費熱量を統計的に処理した値に基づいて、貯湯タンク８の蓄熱量を制御してもよい。また、制御装置３６は、消費熱量に関する情報をリモコン装置４４の表示部４４ａに表示することで使用者に報知してもよい。

図２から図４は、浴槽３０及び浴槽アダプタ５０を示す模式的な断面側面図である。図２中の浴槽内循環流れ５４は、追い焚き運転のときの浴槽３０内における正常な浴水の流れの例を示す。図２に示すように、吸入口５２は、浴槽アダプタ５０の反対側の内壁の方を向いている。すなわち、吸入口５２は、ほぼ水平な方向を向いている。吸入口５２は、浴槽アダプタ５０の前面に設けられたフィルタ５１により覆われている。フィルタ５１は、浴水を濾過し、異物を除去する。浴槽３０内の浴水は、フィルタ５１により濾過された後、吸入口５２に吸い込まれる。吐出口５３は、下に向いている。浴槽内循環流れ５４においては、以下のようになる。浴水が吸入口５２に吸い込まれることで、浴槽３０内の上層においては浴槽アダプタ５０の反対側の内壁から吸入口５２へ向かう流れが生じる。これに対し、浴槽３０内の下層においては、吐出口５３から下に向けて吐出された浴水が浴槽３０の底面に沿って流れることで、浴槽アダプタ５０の反対側の内壁へ向かう流れが生じる。これにより、浴槽３０内の浴水が全体的に混ざり合い、浴槽３０内の全体を均一に昇温させることができる。

追い焚き運転のときに、一般にショートサイクルと呼ばれる現象が起こる場合がある。ショートサイクルは、吐出口５３から浴槽３０内へ吐出された浴水が、浴槽３０内に広く拡散しないうちに吸入口５２に回り込む現象である。図３中のショートサイクル流れ５５は、ショートサイクルが発生したときの浴水の流れの例を示す。フィルタ５１が目詰りなどを起こしたり、風呂循環回路の配管に詰りまたは潰れなどの異常があると、風呂循環回路の循環流量が低くなる。循環流量が低いと、吐出口５３から吐出される浴水の流速が低いので、吐出口５３から吐出された浴水が広く拡散せずに短絡的に吸入口５２に吸引される。このように、フィルタ５１の目詰り、風呂循環回路の配管の詰りまたは潰れなどが原因となって、図３に示すようなショートサイクル流れ５５が形成される可能性がある。

図４中のショートサイクル流れ５６は、ショートサイクルが発生したときの浴水の流れの他の例を示す。図４に示す例では、浴槽３０内に入浴者５７がいる。入浴者５７は、背中を浴槽アダプタ５０に近づけて座っている。吐出口５３から吐出された浴水の流れは、入浴者５７の体にぶつかって跳ね返され、吸入口５２へ向かう。このように、入浴者５７の入浴姿勢により、吐出口５３から吐出された浴水の流れが入浴者５７の体にぶつかることで、ショートサイクル流れ５６が形成される可能性もある。

追い焚き運転のときに上述したようなショートサイクルが発生すると、吐出口５３から吐出された比較的高温の浴水が、浴槽３０内の比較的低温の浴水と十分に混ざり合うことなくそのまま風呂戻り配管２８へ流れてしまう。このため、浴槽３０内の全体が十分昇温していないにもかかわらず、風呂戻り温度センサ３８が高い温度を検出することで、制御装置３６が追い焚き運転を自動停止してしまう。この場合、使用者は、浴槽３０内の温度が、期待した温度に達していないことから、再び追い焚き運転指示をリモコン装置４４に入力する。その追い焚き運転指示を受けて制御装置３６が追い焚き運転をしたときに、再びショートサイクルが発生すると、上記と同様にして、浴槽３０内の全体が昇温する前に、追い焚き運転が自動停止してしまう。その結果、使用者は、再び追い焚き運転指示をリモコン装置４４に入力する。ショートサイクルが発生すると、上記のようにして、使用者が浴槽３０内の温度を上げようとして、追い焚き指示が何度も繰り返しリモコン装置４４に入力される場合がある。

本実施の形態において、制御装置３６は、風呂戻り温度が風呂設定温度に達して追い焚き運転を自動停止した後、所定のショートサイクル基準時間が経過する前に使用者からの追い焚き運転指示を受けたときには、ショートサイクルが発生したと判定し、再度の追い焚き運転を実施する第一処理を行う。また、制御装置３６は、風呂戻り温度が風呂設定温度に達して追い焚き運転を自動停止した後、ショートサイクル基準時間が経過する前に使用者からの追い焚き運転指示を受けたときには、浴槽３０内でのショートサイクルに関する情報であるショートサイクル情報を報知手段により使用者に対して報知する第二処理を行う。本発明では、上記第一処理及び第二処理のいずれか一方の処理のみを行うようにしてもよい。

ショートサイクル基準時間は、例えば、１０分間、５分間、３分間のいずれかでもよい。前述したように、ショートサイクルが発生して追い焚き運転が自動停止した場合には、その後、短時間のうちに再び使用者が追い焚き運転指示をリモコン装置４４に入力すると推測できる。よって、追い焚き運転が自動停止してからショートサイクル基準時間が経過する前に使用者から追い焚き運転指示を受けたときには、ショートサイクルが発生している可能性が高いと言える。本実施の形態であれば、追い焚き運転が自動停止してからショートサイクル基準時間が経過する前に使用者から追い焚き運転指示を受けたときに、ショートサイクルが発生したと制御装置３６が判定することで、ショートサイクルの発生を精度良く検知することが可能となる。また、本実施の形態であれば、使用者の使い方などの外乱に影響されることなく、ショートサイクルの発生を精度良く検知することが可能となる。また、本実施の形態であれば、追い焚き終了後に、ショートサイクルを検知するための余分な強制循環運転をする必要がなくなる。

ショートサイクル情報を報知する場合には、制御装置３６は、ショートサイクルの原因に関する情報（以下、「原因情報」と称する）と、ショートサイクルの解決策に関する情報（以下、「解決策情報」と称する）との少なくとも一方をショートサイクル情報として報知することが望ましい。本実施の形態であれば、ショートサイクルが発生した場合にショートサイクル情報を使用者に報知することで、ショートサイクルを解消する方法を使用者が容易に知ることができるので、ショートサイクルの解消が期待できる。

追い焚き運転が自動停止してからショートサイクル基準時間以上の時間が経過した後に使用者から追い焚き運転指示を受けたときには、制御装置３６は、ショートサイクルが発生したと判定せず、かつ、ショートサイクル情報を報知しない。追い焚き運転の自動停止からショートサイクル基準時間以上の時間が経過している場合には、浴槽３０から熱が散逸することによって浴槽３０内の温度が自然に低下した結果として使用者が追い焚き運転指示を入力した可能性が高いためである。

図５は、実施の形態１において制御装置３６が実行する処理を示すフローチャートである。制御装置３６は、追い焚き運転中に風呂戻り温度が風呂設定温度に達して追い焚き運転を自動停止した場合には、その時点からの経過時間をカウントするとともに、本フローチャートの処理を開始する。図５のステップＳ１において、制御装置３６は、前回の追い焚き運転の終了からの経過時間がショートサイクル基準時間以内であるかどうかを判断する。当該経過時間がショートサイクル基準時間以内である場合にはステップＳ２へ進み、当該経過時間がショートサイクル基準時間よりも長い場合には本フローチャートの処理を終了する。

ステップＳ２として、制御装置３６は、リモコン装置４４が使用者から追い焚き運転指示を受けたかどうかを判断する。追い焚き運転指示を受けた場合にはステップＳ３へ進み、追い焚き運転指示がなければステップＳ２の処理を再び行う。

ステップＳ３では、前回の追い焚き運転の自動停止からショートサイクル基準時間以内に追い焚き運転指示を受けたことから、制御装置３６は、ショートサイクルが発生したと判定する。また、ステップＳ３において、制御装置３６は、追い焚き運転を開始する。

続いて、ステップＳ４として、制御装置３６は、ショートサイクル情報を報知するためのガイダンス表示をリモコン装置４４の表示部４４ａに表示する。このステップＳ４では、例えば、以下の例のうちの少なくとも一つをショートサイクル情報として報知してもよい。浴槽アダプタ５０のフィルタ５１の目詰まりの可能性があることを原因情報として報知してもよい。フィルタ５１の清掃を使用者に促す情報を解決策情報として報知してもよい。入浴者５７の入浴姿勢が原因である可能性があることを原因情報として報知してもよい。入浴者５７に浴槽アダプタ５０に近づかないように促す情報を解決策情報として報知してもよい。風呂循環回路の配管の詰りまたは潰れの可能性があることを原因情報として報知してもよい。風呂循環回路の配管の点検または修理を促す情報を解決策情報として報知してもよい。浴槽アダプタ５０の異常の可能性があることを原因情報として報知してもよい。浴槽アダプタ５０の点検または修理を促す情報を解決策情報として報知してもよい。

なお、ステップＳ４において、制御装置３６は、前回の追い焚き運転よりも前に追い焚き運転を実施した履歴がメモリに残っていない場合にはショートサイクル情報を報知させ、前回の追い焚き運転よりも前に追い焚き運転を実施した履歴がメモリに残っている場合にはショートサイクル情報を報知しないようにしてもよい。前回の追い焚き運転よりも前に追い焚き運転を実施したことがない場合、すなわち、前回の追い焚き運転が、貯湯式給湯装置３５の設置後の初めての追い焚き運転であった場合には、設置初期の工事不良、あるいは浴槽アダプタ５０の異常などの理由でショートサイクルが発生した可能性が高いため、ショートサイクル情報を報知することが望ましい。これに対し、前回の追い焚き運転よりも前に追い焚き運転を実施したことがある場合には、入浴者５７の入浴姿勢による偶発的な要因でショートサイクルが発生した可能性も大きい。この場合には、使用者が違和感を感じないようにするため、ショートサイクル情報を敢えて報知しないようにしてもよい。

また、ステップＳ４において、制御装置３６は、ステップＳ３で追い焚き運転を開始したときの風呂戻り温度が所定温度（例えば３８℃）以上のときには第一情報をショートサイクル情報として報知し、当該風呂戻り温度が上記所定温度未満のときには第一情報とは異なる第二情報をショートサイクル情報として報知してもよい。入浴者５７の入浴姿勢がショートサイクルの原因である場合には、浴槽アダプタ５０の近くの比較的高温の浴水が拡散しにくいので、ステップＳ３で追い焚き運転を再開したときに浴槽アダプタ５０の近くの比較的高温の浴水が風呂戻り配管２８に引き込まれる。よって、追い焚き運転再開後の風呂戻り温度が高くなる。これに対し、浴槽アダプタ５０の近くに入浴者５７がいない場合、すなわち入浴者５７の入浴姿勢がショートサイクルの原因でない場合には、浴槽アダプタ５０の近くの比較的高温の浴水がすぐに拡散して温度低下するので、ステップＳ３で追い焚き運転を再開したときに、比較的低温の浴水が風呂戻り配管２８に引き込まれ、追い焚き運転再開後の風呂戻り温度が低くなる。そこで、追い焚き運転再開後の風呂戻り温度が上記所定温度以上のときには、入浴者５７の入浴姿勢がショートサイクルの原因である可能性が高いので、入浴者５７の入浴姿勢に関する情報を含む第一情報をショートサイクル情報として報知することが望ましい。これに対し、追い焚き運転再開後の風呂戻り温度が上記所定温度未満のときには、風呂用熱交換器２０と浴槽３０とをつなぐ流路（すなわち、風呂循環回路の配管と浴槽アダプタ５０との少なくとも一方）の状態に関する情報を含む第二情報をショートサイクル情報として報知することが望ましい。

上記の変形例として、制御装置３６は、ステップＳ４において、ステップＳ３で追い焚き運転を開始したときの風呂戻り温度が風呂設定温度以上のときには上記第一情報をショートサイクル情報として報知し、当該風呂戻り温度が風呂設定温度未満のときには上記第一情報とは異なる上記第二情報をショートサイクル情報として報知してもよい。この変形例によっても上記効果に類似した効果が得られる。

ステップＳ４の後、制御装置３６は、ステップＳ５として、現在の追い焚き運転の追い焚き加熱能力が、前回の追い焚き運転の追い焚き加熱能力よりも低くなるように、循環ポンプ１２を制御する。これにより、吐出口５３から吐出される浴水の温度が低下するので、ショートサイクルが発生したとしても、風呂戻り温度センサ３８の検出温度が高くなりにくい。このため、浴槽３０内の全体が昇温する前に現在の追い焚き運転が再び自動停止してしまうことを抑制できる。

ステップＳ６では、ステップＳ３で追い焚き運転を再開してから追い焚き必要時間が経過したかどうかを判断する。追い焚き必要時間の計算方法については後述する。追い焚き必要時間がまだ経過していない場合には、ステップＳ６の判断を再び行う。このようにして、本実施の形態では、制御装置３６は、ショートサイクルを検知した後の追い焚き運転のときには、追い焚き必要時間が経過するまでは、風呂戻り温度センサ３８の検出温度が風呂設定温度に達した後も当該追い焚き運転を停止せずに継続する。これにより、ショートサイクルが再び発生した場合であっても、浴槽３０内の全体が昇温する前に追い焚き運転が自動停止してしまうことを確実に防止できる。

制御装置３６は、例えば、追い焚き加熱能力と、追い焚き開始時の浴槽温度と、風呂設定温度と、風呂設定湯量とに基づいて、追い焚き必要時間を計算できる。例として、追い焚き加熱能力が４ｋＷ、追い焚き開始時の浴槽温度が３０℃、風呂設定温度が４０℃、風呂設定湯量が１８０Ｌの場合には、次式により追い焚き必要時間を計算できる。
追い焚き必要時間＝（４０℃−３０℃）×１８０Ｌ／（４ｋｗ×８６０）＝０．５２時間

上記のように追い焚き必要時間を計算することで、追い焚き必要時間をより適切な値にすることができる。変形例として、制御装置３６は、予め定められた一定の時間を追い焚き必要時間として制御してもよい。

追い焚き必要時間が経過した場合にステップＳ６からステップＳ７へ進む。ステップＳ７では、風呂戻り温度センサ３８の検出温度が風呂設定温度を超えているかどうかを判断する。風呂戻り温度センサ３８の検出温度が風呂設定温度を超えるまで追い焚き運転を継続し、風呂戻り温度センサ３８の検出温度が風呂設定温度を超えた場合には、ステップＳ８に進む。

ステップＳ８で、制御装置３６は、今回の追い焚き運転での追い焚き使用熱量を記憶をしないようにして追い焚き運転を終了する。すなわち、制御装置３６は、今回の追い焚き運転での追い焚き使用熱量を、前述した消費熱量に算入しないようにする。今回の追い焚き運転での追い焚き使用熱量を消費熱量に算入すると、ショートサイクル検知前に自動停止した追い焚き運転での追い焚き使用熱量と合わせて二重に消費熱量に算入することになる。このため、消費熱量が実際よりも多い値に計算されてしまい、沸上運転において必要以上の熱量が貯湯タンク８に貯えられてしまい、無駄になる可能性がある。これに対し、上記ステップＳ８のようにすることで、消費熱量をより適切に計算できるので、上記の弊害を防止できる。変形例として、ステップＳ８で、今回の追い焚き運転での追い焚き使用熱量を消費熱量に算入するとともに、ショートサイクル検知前に自動停止した追い焚き運転での追い焚き使用熱量を消費熱量から差し引いてもよい。その場合であっても、同様の効果が得られる。

２ 圧縮機、 ３ 水冷媒熱交換器、 ４ 膨張弁、 ５ 冷媒管、 ６ 空気熱交換器、 ７ ＨＰユニット、 ８ 貯湯タンク、 ９ａ 第１給水管、 ９ｂ 第２給水管、 ９ｃ 第３給水管、 １０ 水導出口管、 １１ 三方弁、 １２ 循環ポンプ、 １３ 送湯管、 １４ ＨＰ往き配管、 １５ ＨＰ戻り配管、 １８ 四方弁、 ２０ 風呂用熱交換器、 ２１ 給湯配管、 ２２ 給湯用混合弁、 ２３ 風呂用混合弁、 ２４ 第１給湯配管、 ２５ 第２給湯配管、 ２６ 風呂用電磁弁、 ２７ 風呂往き配管、 ２８ 風呂戻り配管、 ２９ 浴水ポンプ、 ３０ 浴槽、 ３３ タンクユニット、 ３４ 給湯栓、 ３５ 貯湯式給湯装置、 ３６ 制御装置、 ３７ 風呂往き温度センサ、 ３８ 風呂戻り温度センサ、 ４２，４３ 貯湯温度センサ、 ４４ リモコン装置、 ４４ａ 表示部、 ４４ｂ 操作部、 ４４ｃ 給湯確認釦、 ４５ 風呂用流量センサ、 ４６ 水流検知手段、 ４７ 水位センサ、 ４８ 給湯流量センサ、 ４９ 給湯温度センサ、 ５０ 浴槽アダプタ、 ５１ フィルタ、 ５２ 吸入口、 ５３ 吐出口、 ５４ 浴槽内循環流れ、 ５５ ショートサイクル流れ、 ５６ ショートサイクル流れ、 ５７ 入浴者

Claims (10)

1. 浴槽から循環する浴水を加熱可能な浴水加熱手段と、
   前記浴水加熱手段の入口側の浴水の温度である風呂戻り温度を検出する風呂戻り温度検出手段と、
   前記浴水加熱手段により加熱された浴水を前記浴槽へ戻す追い焚き運転を制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記風呂戻り温度が目標温度に達して前記追い焚き運転を自動停止した後、基準時間が経過する前に使用者からの追い焚き運転指示を受けたときには、前記浴槽内でのショートサイクルが発生したと判定し、再度の追い焚き運転を実施する給湯装置。
2. 浴槽から循環する浴水を加熱可能な浴水加熱手段と、
   前記浴水加熱手段の入口側の浴水の温度である風呂戻り温度を検出する風呂戻り温度検出手段と、
   前記浴水加熱手段により加熱された浴水を前記浴槽へ戻す追い焚き運転を制御する制御手段と、
   情報を報知する報知手段とを備え、
   前記制御手段は、前記風呂戻り温度が目標温度に達して前記追い焚き運転を自動停止した後、基準時間が経過する前に使用者からの追い焚き運転指示を受けたときには、前記浴槽内でのショートサイクルに関する情報であるショートサイクル情報を前記報知手段により報知する給湯装置。
3. 前記ショートサイクルの原因に関する情報と、前記ショートサイクルの解決策に関する情報との少なくとも一方を前記ショートサイクル情報として報知する請求項２に記載の給湯装置。
4. 前記制御手段は、前記再度の追い焚き運転のときには、前記風呂戻り温度が前記目標温度に達した後も当該追い焚き運転を停止せずに継続する請求項１に記載の給湯装置。
5. 前記制御手段は、前記再度の追い焚き運転のときの前記浴水加熱手段の加熱能力を前記自動停止した追い焚き運転のときの前記浴水加熱手段の加熱能力よりも低くする請求項１または請求項４に記載の給湯装置。
6. 前記制御手段は、消費された熱量である消費熱量を計算可能であり、
   前記制御手段は、前記自動停止した追い焚き運転のときに使用された熱量と、前記再度の追い焚き運転のときに使用された熱量とのいずれか一方を前記消費熱量に算入しない請求項１、請求項４、請求項５のいずれか一項に記載の給湯装置。
7. 前記制御手段は、前記自動停止した追い焚き運転よりも前に前記追い焚き運転を実施したことがない場合には前記ショートサイクル情報を前記報知手段により報知させ、前記自動停止した追い焚き運転よりも前に前記追い焚き運転を実施したことがある場合には前記ショートサイクル情報を報知することなく再度の追い焚き運転を実施する請求項２または請求項３に記載の給湯装置。
8. 前記制御手段は、前記追い焚き運転指示を受けて前記追い焚き運転を開始したときの前記風呂戻り温度が所定温度以上のときには第一情報を前記ショートサイクル情報として報知し、当該風呂戻り温度が前記所定温度未満のときには前記第一情報とは異なる第二情報を前記ショートサイクル情報として報知する請求項２、請求項３、請求項７のいずれか一項に記載の給湯装置。
9. 前記制御手段は、前記追い焚き運転指示を受けて前記追い焚き運転を開始したときの前記風呂戻り温度が前記浴槽の設定温度以上のときには第一情報を前記ショートサイクル情報として報知し、当該風呂戻り温度が前記設定温度未満のときには前記第一情報とは異なる第二情報を前記ショートサイクル情報として報知する請求項２、請求項３、請求項７のいずれか一項に記載の給湯装置。
10. 前記第一情報は、前記浴槽内の入浴者の姿勢に関する情報を含み、
    前記第二情報は、前記浴水加熱手段と前記浴槽とをつなぐ流路の状態に関する情報を含む請求項８または請求項９に記載の給湯装置。

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