JP2021124253A - 給湯システム - Google Patents

Abstract

【課題】最終入浴者による浴室及び脱衣所の使用が完了するまで、浴水と浴室と脱衣室との温度差を低減した状態を維持する。
【解決手段】本開示の給湯システムは、浴槽と、浴槽が設置された浴室の暖房を行う浴室暖房機と、浴室に隣接する脱衣所の暖房を行う脱衣所暖房機と、浴槽の湯水の水位と温度とを維持するふろ自動運転の動作を制御すると共に、浴室暖房機と脱衣所暖房機との動作を制御する制御装置とを備える。制御装置は、ふろ自動運転の終了後、第１基準時間が経過した後に、浴室暖房機及び脱衣所暖房機の運転を停止する連携運転を行うように構成されている。
【選択図】図２

Description

本開示は、給湯システムに関する。

特許文献１には、風呂装置と宅内設備とを連携させて制御する宅内設備制御システムが開示されている。具体的に、このシステムは、例えば、カラン、シャワー、及び、浴槽等の風呂装置の使用状態の過去の検知結果から、入浴パターンを分類して記憶する。また、このシステムは、脱衣所等の宅内設備の動作状態を、入浴パターンに対応させて記憶している。そして風呂装置が使用されると、宅内設備の動作状態が、センサの検知結果に応じて特定される入浴パターンに対応する動作状態となるように制御される。

特開２０１７−６７４１１号公報

急激な温度変化によって人体に負担がかかるヒートショックと呼ばれる現象が知られている。ここで入浴時における浴水、浴室、及び、脱衣室間の温度差は、ヒートショック現象を引き起こす要因となり得るため、低減されることが望ましい。特許文献１に記載の制御によれば、入浴パターンに対応させて、浴室及び脱衣室の暖房を制御することができ、これにより浴水、浴室、及び、脱衣室の温度差を低減した環境を整えることができると考えられる。

しかし、特許文献１の制御を利用した場合、ユーザーの入浴パターンが通常からずれた場合に、浴室及び脱衣室の暖房の動作状態が適切なものとはならず、浴水と脱衣室と浴室との温度差が、却って大きくなる虞がある。この点で、特許文献１の制御の利用には改善の余地が残る。

本開示は以上のような課題を解決するためになされたもので、最終入浴者であることを検出して、最終入浴者による浴室及び脱衣所の使用が完了するまで、浴水と浴室と脱衣室との温度差を低減した状態を維持できるように改良された給湯システムを提供することを目的とする。

本開示の給湯システムは、浴槽と、浴槽が設置された浴室の暖房を行う浴室暖房機と、浴室に隣接する脱衣所の暖房を行う脱衣所暖房機と、浴槽の湯水の水位と温度とを維持するふろ自動運転の動作を制御すると共に、浴室暖房機と脱衣所暖房機との動作を制御する制御装置とを備える。制御装置は、ふろ自動運転の終了後、第１基準時間が経過した後に、浴室暖房機及び脱衣所暖房機の運転を停止する連携運転を行うように構成されている。

最終入浴者の入浴終了はふろ自動運転の終了により予想することができる。本開示の給湯システムによれば、予想される最終入浴者の入浴終了後一定の時間が経過するまでの間、浴水、浴室、及び、脱衣所の温度差を低減した状態を維持することができる。

本開示の実施の形態１に係る給湯システムの構成を示す図である。 本開示の実施の形態１に係る給湯システムの連携運転の制御動作を示すフローチャートである。 本開示の実施の形態１に係る給湯システムのリモコン装置による報知例を示す図である。 本開示の実施の形態１に係る給湯システムのリモコン装置による報知例を示す図である。

以下、図面を参照して本開示の実施の形態について説明する。なお、各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。

実施の形態１．
図１は、本開示の実施の形態１に係る給湯システムの構成を模式的に示す図である。給湯システムは、貯湯式給湯機３５を備えている。貯湯式給湯機３５は、タンクユニット３３と、ＨＰ（ヒートポンプ）ユニット７と、リモコン装置４４とを備えている。ＨＰユニット７とタンクユニット３３とは、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。

ＨＰユニット７は、タンクユニット３３が備える貯湯タンク８から導かれた低温水を加熱するための加熱手段として機能する。ＨＰユニット７は、圧縮機１、水冷媒熱交換器３、膨張弁４、空気熱交換器６を冷媒配管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、冷媒配管５を流れる冷媒とタンクユニット３３から導かれた低温水との間で熱交換を行うためのものである。

貯湯タンク８は、湯水を貯留するためのものである。貯湯タンク８の下部に設けられた水導入口８ａには、第３給水配管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給水配管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、給湯配管２１と、送湯配管１３とが接続されている。

貯湯タンク８には、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から流入するとともに、第３給水配管９ｃからの低温水が水導入口８ａから流入することにより、上下で温度差が生じるように湯水が貯留される。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。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が把握され、ＨＰユニット７による貯湯タンク８内の湯水の沸上運転の開始、停止などが制御される。

タンクユニット３３内には、熱源ポンプ１２及びふろ用熱交換器２０が内蔵されている。熱源ポンプ１２は各種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。

ふろ用熱交換器２０は、貯湯タンク８又はＨＰユニット７から供給される高温湯を利用して、２次側の加熱対象水（例えば、浴水や暖房用水など）を加熱するための熱交換器である。温水導入配管２０ａは、送湯配管１３の途中から分岐し、ふろ用熱交換器２０の１次側入口に接続される。ふろ用熱交換器２０の２次側の流路の一端は、ふろ往き配管２７を介して、他端は、ふろ戻り配管２８を介して、それぞれ浴槽３０の浴槽アダプタ８４に接続されている。

ふろ往き配管２７の途中には、ふろ用熱交換器２０から出た湯水の温度を検出するためのふろ往き温度センサ３７が設置されている。ふろ戻り配管２８の途中には、浴水を循環させるためのふろ循環ポンプ２９と、浴槽３０から出た浴水の温度を検出するためのふろ戻り温度センサ３８が設置されている。また浴槽３０の底部には、自動排水栓８０が備えられている。自動排水栓８０には排水管８３が接続されるとともに、排水される浴水の温度を検出するための排水栓温度センサ８１が設置されている。

タンクユニット３３内には、三方弁１１と、四方弁１８とが設けられている。三方弁１１は、湯水が流入するａ、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、ｃポートと、湯水が流出するａ、ｄポートとを有する流路切替手段である。

貯湯タンク８の下部の水導出口８ｂは、水導出口配管１０により、三方弁１１のａポートに接続されている。ふろ用熱交換器２０の一次側の出口は、温水導出配管２０ｂを介して、三方弁１１のｂポートに接続されている。三方弁１１のｃポートは、ＨＰ往き配管１４により、水冷媒熱交換器３の入水口に接続されている。

水冷媒熱交換器３の出湯口は、ＨＰ戻り配管１５により、四方弁１８のｃポートに接続されている。四方弁１８のａポートは、第１バイパス配管１６により、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に接続されている。四方弁１８のｂポートは、第２バイパス配管１７により、ＨＰ往き配管１４の熱源ポンプ１２よりも下流側の部分に接続されている。四方弁１８のｄポートは、送湯配管１３により、貯湯タンク８上部の温水導入出口８ｄに接続されている。

タンクユニット３３は、更に、第１給水配管９ａ、第２給水配管９ｂ、給湯用混合弁２２、ふろ用混合弁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給水配管９ａの一端は水道等の水源に接続され、第１給水配管９ａの他端には減圧弁３１を介して第２給水配管９ｂ及び第３給水配管９ｃが接続されている。第２給水配管９ｂは、途中から分岐してそれぞれ給湯用混合弁２２とふろ用混合弁２３とに接続されている。また、貯湯タンク８内に貯留された湯を貯湯式給湯機３５の外部へ供給するための給湯配管２１は、途中から分岐してそれぞれ給湯用混合弁２２とふろ用混合弁２３とに接続されている。

給湯用混合弁２２及びふろ用混合弁２３は、給湯配管２１から供給される高温湯と、第２給水配管９ｂから供給される低温水との流量比を調整することにより、ユーザーがリモコン装置４４にて設定した設定温度の湯を生成し、第１給湯配管２４及び第２給湯配管２５にそれぞれ流入させる。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、ユーザーが使用するシャワーやカラン等の蛇口５０に供給される。さらに、第１給湯配管２４には、水の流れを検出するための給湯用流水センサ５１が設置されている。

第２給湯配管２５の途中には、第２給湯配管２５を開閉するふろ用電磁弁２６と、第２給湯配管２５を通る湯の流量を検出するふろ用流量センサ４５とが設けられている。ふろ用混合弁２３で設定温度に調整された湯は、第２給湯配管２５から、ふろ用流量センサ４５、ふろ用電磁弁２６、ふろ往き配管２７を経て浴槽３０に供給される。

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。また、リモコン装置４４には、貯湯式給湯機３５の運転に関する状態等の情報を表示する表示部、ユーザーが操作するスイッチ等の操作部、スピーカ、マイク等が搭載されている。リモコン装置４４の操作部は、運転動作指令及び各種設定値の変更などに関するユーザーの操作を受け付ける。リモコン装置４４の表示部は、ユーザーに情報を報知する報知手段としての機能を有する。本実施の形態におけるリモコン装置４４は、表示部を報知手段として備えるが、変形例として、例えば音声案内装置のような他の報知手段を備えてもよい。

図１の給湯システムは、更に、バス乾燥機９０と脱衣所暖房機９１とを備えている。バス乾燥機９０は、浴槽３０と同じ浴室に設置されていて、浴室を暖房することができる浴室暖房機として機能する。脱衣所暖房機９１は、浴室に隣接する脱衣所に設置されていて、脱衣所を暖房する脱衣所暖房機として機能する。

また、タンクユニット３３には、制御部３６が内蔵されている。制御部３６は、例えば、少なくとも一つのメモリと少なくとも一つのプロセッサとを有するマイクロコンピュータを備える。制御部３６には、貯湯式給湯機３５に設置された上述の各種センサが接続されている。また制御部３６には、浴槽３０の自動排水栓８０が通信線８２を介して接続されており、制御部３６は、自動排水栓８０の開閉状態を検知することができる。また制御部３６は、三方弁１１、四方弁１８等の各種弁類、及び熱源ポンプ１２等のポンプ類が電気的に接続されている。制御部３６とリモコン装置４４とは、相互に通信可能に接続されている。更に、バス乾燥機９０及び脱衣所暖房機９１は、有線又は無線で相互に通信可能な状態で制御部３６に電気的に接続されている。制御部３６は、日時を管理するタイマー機能を有している。

制御部３６は、貯湯式給湯機３５の運転を制御する制御手段に相当する。制御部３６は、各種センサから取得した給湯システムの各機器の運転状態に関する情報及びリモコン装置４４等により設定された運転指令等に基づいて、各種弁類、ポンプ類を制御することで貯湯式給湯機３５の運転と、バス乾燥機９０及び脱衣所暖房機９１の運転とを制御する。また、制御部３６は、給湯システムの各機器の状態に関する情報を、リモコン装置４４に表示させる。

本実施の形態に係る制御部３６は、ふろ自動運転を実行すると共に、ふろ自動運転と連携して、バス乾燥機９０と脱衣所暖房機９１との運転を制御する連携運転を実行する。ふろ自動運転では、設定された水温及び湯量で、浴槽３０に自動で湯はりをし、その湯量と湯温が維持される。また、連携運転では、ふろ自動運転の開始指令と同時に、あるいは、ふろ自動運転の開始から所定時間の経過後、バス乾燥機９０及び脱衣所暖房機９１が自動的にＯＮとされ暖房が開始される。ただし、バス乾燥機９０及び脱衣所暖房機９１をＯＮとする動作については、連携運転で行わず、ユーザーがＯＮとする構成としてもよい。

図２は、ふろ自動運転開始後の連携運転の制御動作を示すフローチャートである。図２に示されるように、ステップＳ１では、リモコン装置４４にバス乾燥機９０と脱衣所暖房機９１の動作状態が表示される。具体的に、バス乾燥機９０及び脱衣所暖房機９１が正常であれば、動作状態として暖房のＯＮ又はＯＦＦ状態が表示される。またバス乾燥機９０又は脱衣所暖房機９１に異常がある場合には、その旨が表示される。図３に、リモコン装置４４の表示部に表示される異常時の報知の例を示す。図３の例では、表示部には、「バス乾燥機に異常があります。ヒートショックに注意してください」との表示４４аが表示される。これにより、ユーザーは、浴室及び脱衣所の暖房状態、及び、異常の有無を認識することができる。

次に、ステップＳ２に進み、現在、ふろ自動運転の実行中であるか否かが判別される。ステップＳ２で、ふろ自動運転中であると判別された場合には、今回の処理は終了とされる。一方、ステップＳ２でふろ自動運転中ではないと判別された場合、最終入浴者の入浴が終了したことが予想される。この場合、次に、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３では、連携運転の許可中であるか否かが判別される。連携運転を許可するか、禁止するかは、ユーザーがリモコン装置４４の操作部からの操作により設定することができる。ステップＳ３で連携運転が不許可（即ち、禁止中）であると判別された場合には、今回の処理は終了とされる。一方、ステップＳ３で連携運転が許可されていると判別された場合には、次に、ステップＳ４に進む。

ステップＳ４では、ふろ自動運転終了後の経過時間が、第１基準時間に達したか否かが判別される。第１基準時間は、ふろ自動運転がＯＦＦとされた後、バス乾燥機９０と脱衣所暖房機９１がＯＦＦされるまでの時間の設定値あり、初期の段階では、予め一定の時間（例えば５分程度）に設定され、制御部３６に記憶されている。また、この第１基準時間は、リモコン装置４４の操作部からの操作により、ユーザーが適宜、変更することができる。

ステップＳ４でふろ自動運転の停止後、第１基準時間が経過していないと判別された場合には、処理はステップＳ４に戻され、第１基準時間が経過するまで、ステップＳ４の時間経過の判別処理が繰り返し実行される。一方、ステップＳ４で第１基準時間が経過したと判別された場合には、ステップＳ５に進む。ステップＳ５では、バス乾燥機９０の暖房機能がＯＦＦとされ、浴室の暖房が停止される。

次に、ステップＳ６に進み、バス乾燥機９０を停止した時点からの経過時間が、第２基準時間に達したか否かが判別される。第２基準時間は、ふろ自動運転停止後、脱衣所暖房機９１の運転が停止されるまでの時間の設定値であり、初期の段階では、予め一定の時間（例えば５分程度）に設定され、制御部３６に記憶されている。第２基準時間は、リモコン装置４４の操作部からの操作により、ユーザーが適宜、変更することができる。

ステップＳ６で、第２基準時間が経過していないと判別された場合には、処理は、ステップＳ６に戻され、第２基準時間が経過するまで、ステップＳ６の時間経過の判別処理が繰り返し実行される。ステップＳ６で、第２基準時間が経過したと判別された場合、次に、ステップＳ７に進み、脱衣所暖房機９１がＯＦＦとされ、脱衣所の暖房が停止される。

次に、ステップＳ８に進み、バス乾燥機９０が停止中か否かが判別される。バス乾燥機９０が停止中と判別された場合には、ステップＳ９に進み、脱衣所暖房機９１が停止中であるか否かが判別される。脱衣所暖房機９１が停止中であると判別された場合には、ステップＳ１０に進み、リモコン装置４４により、暖房が停止された旨が報知される。これにより、ユーザーは、設定どおりに浴室及び脱衣所の暖房が停止されたことを容易に確認することができる。その後、今回の処理は終了とされる。

また、ステップＳ８でバス乾燥機９０が停止されていないと判別された場合、ステップＳ１１に進み、リモコン装置４４により、バス乾燥機９０に異常があり、停止されないことが報知される。図４に、リモコン装置４４の表示部に表示される報知の例を示す。図４の例では、表示部には、「バス乾燥機に異常があり、バス乾燥機が停止されていません」との表示４４ｂが表示される。同様に、ステップＳ９で脱衣所暖房機９１がＯＦＦとされていないと判別された場合、次に、ステップＳ１２に進み、リモコン装置４４により、脱衣所暖房機９１に異常があり、停止されないことが報知される。その後、今回の処理は終了とされる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、制御部３６は、ふろ自動運転の停止に連携して、停止から所定の時間が経過するまで、浴室及び脱衣所の暖房状態を維持した後、各暖房機を停止させる。これにより、最終入浴者の入浴後まで浴室及び脱衣所を適切な温度に維持することができ、浴水、浴室、及び、脱衣所の温度差を低減することができる。

なお、本実施の形態では、ふろ運転停止後第１基準時間が経過したタイミングで、まずバス乾燥機９０が停止とされ、その後、更に、第２基準時間が経過したタイミングで脱衣所暖房機９１が停止される構成について説明した。このように浴室と脱衣所との暖房停止のタイミングをずらすことで、浴室及び脱衣所環境を、実際の給湯システムの使用状態に適した、より快適なものとすることができる。しかしながら、本開示の給湯システムはこれに限られず、ふろ運転停止後、基準時間が経過したタイミングで、バス乾燥機９０と脱衣所暖房機９１を同時に停止させる構成としてもよい。これによっても、最終入浴者の入浴の終了まで、浴室と脱衣所との暖房状態を維持することができ、ヒートショックの発生を抑制することができる。

また、本実施の形態では、バス乾燥機９０を停止させる基準となる第１及び第２基準時間を、ユーザーが設定できる構成について説明した。入浴後の浴室滞在時間及び脱衣所の滞在時間は、ユーザーにより異なるため、第１及び第２基準時間の変更を可能な構成とすることで、ユーザーにとってより快適で、エネルギーの無駄の少ない連携運転を行うことができる。しかし、本開示の給湯システムは、このような構成に限るものではなく、第１及び第２基準時間の両方又は何れか一方が、予め固定値として設定され変更できないものであってもよい。

また、本実施の形態では、ユーザーが、連携運転を許可するか禁止するかを設定できる構成について説明した。これにより例えば、暖房をしなくても室内温度が高く浴水との温度差が小さい場合など、暖房が不要と判断されるようなときに、ユーザーが適宜連携運転を禁止することができる。これにより不要な暖房によるエネルギーの無駄を抑制することができる。ただし、本開示の給湯システムは、この構成に限定されず、連携運転の許可又は禁止に関する設定ができない構成であってもよい。

また、本実施の形態では、バス乾燥機９０又は脱衣所暖房機９１に異常がある場合、ユーザーに報知される構成について説明した。これにより、ユーザーが早い段階でバス乾燥機９０又は脱衣所暖房機の異常を認識することができ、無駄なエネルギーの使用を低減することができると共に、温度差が発生することによるヒートショックの発生に注意することができる。ここでの報知の方法は、図３及び図４に示す表示４４ａ又は４４ｂのような報知に限られず、音声ガイダンス等による報知、あるいは、スマートホン等への通知により異常を報知する構成としてもよい。また、本開示に係る貯湯式給湯機３５は、このように異常を報知する構成を有さないものであってもよい。

１ 圧縮機、 ３ 水冷媒熱交換器、 ４ 膨張弁、 ５ 冷媒配管、 ６ 空気熱交換器、 ７ ＨＰユニット、 ８ 貯湯タンク、 ８ａ 水導入口、 ８ｂ 水導出口、 ８ｃ 温水導入口、 ８ｄ 温水導入出口、 ９ａ 第１給水配管、 ９ｂ 第２給水配管、 ９ｃ 第３給水配管、 １０ 水導出口配管、 １１ 三方弁、 １２ 熱源ポンプ、 １３ 送湯配管、 １４ ＨＰ往き配管、 １５ ＨＰ戻り配管、 １６ 第１バイパス配管、 １７ 第２バイパス配管、 １８ 四方弁、 ２０ ふろ用熱交換器、 ２０ａ 温水導入配管、 ２０ｂ 温水導出配管、 ２１ 給湯配管、 ２２ 給湯用混合弁、 ２３ ふろ用混合弁、 ２４ 第１給湯配管、 ２５ 第２給湯配管、 ２６ ふろ用電磁弁、 ２７ ふろ往き配管、 ２８ ふろ戻り配管、 ２９ ふろ循環ポンプ、 ３０ 浴槽、 ３１ 減圧弁、 ３３ タンクユニット、 ３４ 給湯栓、 ３５ 貯湯式給湯機、 ３６ 制御部、 ３７ ふろ往き温度センサ、 ３８ ふろ戻り温度センサ、 ４２、４３ 貯湯温度センサ、 ４４ リモコン装置、 ４５ ふろ用流量センサ、 ５０ 蛇口、 ５１ 給湯用流水センサ、 ８０ 自動排水栓、 ８１ 排水栓温度センサ、 ８２ 通信線、 ８３ 排水管、 ８４ 浴槽アダプタ、 ９０ バス乾燥機、 ９１ 脱衣所暖房機

Claims (7)

1. 浴槽と、
   前記浴槽が設置された浴室の暖房を行う浴室暖房機と、
   前記浴室に隣接する脱衣所の暖房を行う脱衣所暖房機と、
   前記浴槽の湯水の水位と温度とを維持するふろ自動運転の動作を制御すると共に、前記浴室暖房機と前記脱衣所暖房機との動作を制御する制御装置と、
   を備え、
   前記制御装置は、前記ふろ自動運転の終了後、第１基準時間が経過した後に、前記浴室暖房機及び前記脱衣所暖房機の運転を停止する連携運転を行うように構成されている、
   ことを特徴とする給湯システム。
2. ユーザーが前記第１基準時間を設定できるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の給湯システム。
3. 前記制御装置は、前記連携運転では、前記浴室暖房機の運転を停止した後、第２基準時間が経過した後に前記脱衣所暖房機の運転を停止するように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の給湯システム。
4. ユーザーが、前記第２基準時間を設定できるように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の給湯システム。
5. 前記給湯システムは、ユーザーが前記連携運転の実行を許可又は禁止を設定できるように構成され、
   前記制御装置は、前記連携運転の実行の禁止が設定されている場合には、前記連携運転を行わないように構成されている、
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の給湯システム。
6. 前記給湯システムの動作状態を報知する報知手段を、更に備え、
   前記制御装置は、前記連携運転で、前記浴室暖房機の運転を停止するように制御しても前記浴室暖房機の運転が停止しないときは、前記報知手段により、前記浴室暖房機が停止できない状態にあることを報知するように構成されている、
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の給湯システム。
7. 前記給湯システムの動作状態を報知する報知手段を、更に備え、
   前記制御装置は、前記連携運転で、前記脱衣所暖房機の運転を停止するように制御しても、前記脱衣所暖房機の運転が停止しないときは、前記報知手段により、前記脱衣所暖房機が停止できない状態にあることを報知するように構成されている、
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の給湯システム。

Images