JP2022146669A - 給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自動排水栓との連動を容易に行う給湯装置を得る。
【解決手段】貯湯式給湯装置３５は、浴槽３０に設置された排水栓４７ａの自動開閉を行う自動排水栓４７、と接続可能に構成される。貯湯式給湯装置３５は、浴槽３０へ湯はりを行う湯はり手段と、湯はり手段を制御する制御部３６と、制御部３６と通信を行い、湯はり手段の動作状態の情報を自動排水栓４７に対して出力する通信アダプタ４６と、を備える。制御部３６は、湯はり手段に湯はりを行わせる際には、湯はり手段による湯はり開始の動作状態の情報の出力を通信アダプタ４６から行わせてから待機時間が経過した後に湯はり手段に湯はり動作を開始させる。
【選択図】図２

Description

本開示は、給湯装置に関する。

特許文献１に記載の風呂装置のように、従来、浴槽の自動排水栓と連動した給湯装置がある。

特開２００１－２７２１０５号公報

特許文献１に記載されているような従来技術においては、給湯装置と自動排水栓とを連動させるために、専用の通信部などの複雑な構成が必要になるという課題がある。

本開示は、上述のような課題を解決するためのものである。本開示の目的は、自動排水栓との連動を容易に行う給湯装置を得ることである。

本開示に係る給湯装置は、給湯装置の動作状態の情報を取得し、取得した当該情報に応じて浴槽に設置された排水栓の自動開閉を行う自動排水栓、と接続可能に構成されたものである。本開示に係る給湯装置は、浴槽へ湯はりを行う湯はり手段と、湯はり手段を制御する制御手段と、制御手段と通信を行い、湯はり手段の動作状態の情報を自動排水栓に対して出力する通信手段と、を備える。制御手段は、湯はり手段に湯はりを行わせる際には、湯はり手段による湯はり開始の動作状態の情報の出力を通信手段から行わせてから待機時間が経過した後に湯はり手段に湯はり動作を開始させる。

本開示によれば、自動排水栓との連動を容易に行う給湯装置を得ることができる。

実施の形態１による貯湯式給湯装置を示す図である。 実施の形態１における制御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。なお、本開示では、湯が持っている熱量を、所定温度の湯に換算した湯量として扱う場合がある。このため、本開示において、「湯量」との記載は実質的には熱量を意味する場合がある。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１による貯湯式給湯装置３５を示す図である。図１に示すように、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４４とを備える。ＨＰユニット７は、電力を消費して水を加熱する加熱手段に相当する。

図示の構成では、制御部３６がタンクユニット３３に内蔵されている。制御部３６は、少なくとも一つのプロセッサと、少なくとも一つのメモリとを備える。また、制御部３６は、年月日と、時刻とを管理するタイマー機能を有している。

リモコン４４は、制御部３６に対し、双方向にデータ通信可能に接続されている。リモコン４４は、ユーザーの要求を受け付けるユーザーインターフェースに相当する。制御部３６とリモコン４４との間の通信は、有線通信でも無線通信でもよい。リモコン４４は、浴室に設置されてもよい。リモコン４４は、台所に設置されてもよい。異なる場所に複数のリモコン４４が設置されてもよい。リモコン４４のほかに、例えばスマートフォンのような携帯端末、あるいはスマートスピーカなどをユーザーインターフェースとして使用できるように構成してもよい。

リモコン４４は、表示部および操作部を備える。表示部は、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。操作部は、ユーザー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４４は、スピーカ、マイク等をさらに備えてもよい。リモコン４４は、情報を報知する報知手段としての機能を有する。本開示では、例えば音声案内装置のような他の報知手段が備えられてもよい。

また、制御部３６には、通信アダプタ４６が双方向にデータ通信可能に接続されている。制御部３６と通信アダプタ４６との間の通信は、有線通信でも無線通信でもよい。本実施の形態における通信アダプタ４６は、貯湯式給湯装置３５の動作状態の情報を外部へ出力する通信部として機能する。

本実施の形態に係る貯湯式給湯装置３５は、自動排水栓４７と接続可能に構成されている。自動排水栓４７は、浴槽３０に設置された排水栓４７ａの開閉を自動で行うものである。通信アダプタ４６には、有線通信または無線通信により、自動排水栓４７が双方向に通信可能に接続されている。本実施の形態において、通信アダプタ４６は、貯湯式給湯装置３５の動作状態の情報を自動排水栓４７に対して出力する。

自動排水栓４７は、各種の標準プロトコルを用いて、貯湯式給湯装置３５の動作状態の情報を常時取得する。自動排水栓４７は取得した情報、すなわち貯湯式給湯装置３５の動作状態に応じて、排水栓４７ａの開閉を自動で行う。自動排水栓４７は、例えば、貯湯式給湯装置３５による浴槽３０への湯はりの動作状態が湯はり停止中から湯はり中と状態変化した際に、自動で排水栓４７ａを閉めるように動作する。

ＨＰユニット７とタンクユニット３３との間は、ＨＰ往き管１４とＨＰ戻り管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および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部３６により制御される。

ＨＰユニット７は、圧縮機２、水冷媒熱交換器３、膨張弁４および空気熱交換器６を冷媒管５にて環状に接続して構成されたヒートポンプサイクルを有する。水冷媒熱交換器３は、圧縮機２により圧縮された冷媒と、タンクユニット３３から循環する水との間で熱を交換する。

タンクユニット３３内の貯湯タンク８は、湯水を貯留するためのものである。貯湯タンク８内には、温度による水の密度の違いにより、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、第三給水管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、第三給水管９ｃを通って貯湯タンク８内に流入する。

貯湯式給湯装置３５は、沸上運転を実施できる。沸上運転は、ＨＰユニット７により貯湯タンク８の水を加熱する運転である。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。制御部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内の貯湯量および蓄熱量を検出できる。制御部３６は、検出された貯湯タンク８内の貯湯量または蓄熱量に応じて、沸上運転の開始および停止などを制御する。図示の例では、２個の貯湯温度センサ４２，４３を設けているが、３個以上の貯湯温度センサを設けてもよい。

タンクユニット３３内には、循環ポンプ１２および風呂用熱交換器２０が内蔵されている。循環ポンプ１２は、ＨＰ往き管１４上に設けられている。風呂用熱交換器２０は、風呂往き管２７および風呂戻り管２８を介して、浴槽３０に接続されている。浴槽３０の浴水を風呂用熱交換器２０へ循環させるための風呂循環ポンプ２９が風呂戻り管２８に設置されている。

風呂往き管２７には、風呂用熱交換器２０から出た熱交換後の湯の温度を検出するための風呂往き温度センサ３７が設置されている。風呂戻り管２８には、浴槽３０から出た浴槽水の温度を検出するための風呂戻り温度センサ３８が設置されている。

タンクユニット３３内には、三方弁１１および四方弁１８が内蔵されている。三方弁１１は、湯水が流入するａポートおよび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ポートおよびｃポートと、湯水が流出するａポートおよび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。

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ポートとは、水導出口管１０によって接続される。ＨＰ往き管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、温水導入出口８ｄとを接続する。

四方弁１８のａポートは、第一バイパス管１６によって、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に接続される。送湯管１３の途中から分岐した温水導入管２０ａは、風呂用熱交換器２０の１次側入口に接続される。風呂用熱交換器２０の１次側出口と三方弁１１のｂポートとは、温水導出管２０ｂによって接続される。また、四方弁１８のｂポートには、ＨＰ往き管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た第二バイパス管１７が接続される。

また、タンクユニット３３は、第一給水管９ａ、第二給水管９ｂ、給湯用混合弁２２、風呂用混合弁２３、第一給湯管２４、および第二給湯管２５を更に有している。

第一給水管９ａの一端は、上水道等の水源に接続される。第一給水管９ａの他端には、減圧弁３１を介して第二給水管９ｂおよび第三給水管９ｃが接続されている。第一給水管９ａ、第二給水管９ｂおよび第三給水管９ｃは、タンクユニット３３へ水源からの水を供給するための給水管路を構成している。

第二給水管９ｂは、途中から分岐して給湯用混合弁２２と風呂用混合弁２３とに接続されている。給湯管２１は、途中から分岐して給湯用混合弁２２と風呂用混合弁２３とに接続されている。第二給湯管２５の途中には、第二給湯管２５を開閉する風呂用電磁弁２６と、第二給湯管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。

給湯用混合弁２２および風呂用混合弁２３は、給湯管２１から供給される高温湯と、第二給水管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４４によって設定した温度の湯を生成し、第一給湯管２４および第二給湯管２５にそれぞれ流入させる。給湯用混合弁２２からの湯は、第一給湯管２４および給湯栓３４を経由して、シャワーおよびカラン等の蛇口（図示省略）に供給される。風呂用混合弁２３からの湯は、第二給湯管２５、風呂用電磁弁２６、風呂用流量センサ４５、風呂往き管２７および風呂戻り管２８を経て、浴槽３０に供給される。

本実施の形態におけるタンクユニット３３を構成する上記各部材は、浴槽３０へ湯はりを行う湯はり手段として機能する。また、制御部３６は、湯はり手段を制御する制御手段として機能する。通信アダプタ４６は、湯はり手段の動作状態の情報を出力する通信手段として機能する。

次に、貯湯式給湯装置３５の動作について説明する。図２は、実施の形態１における制御処理を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ１として、制御部３６は、湯はり開始操作が行われたか否かを判定する。湯はり開始操作は、例えば、ユーザーによるリモコン４４のスイッチ押下である。湯はり開始操作があったと判定されると、ステップＳ２に移行する。

ステップＳ２では、制御部３６は、湯はり開始の動作状態の情報の出力を、通信アダプタ４６に行わせる。通信アダプタ４６から湯はり開始の動作状態の情報を取得した自動排水栓４７は、湯はりの開始に備えて、排水栓４７ａを閉じる。

また、ステップＳ２での動作状態の情報の出力とともに、ステップＳ３では、所定の待機時間が経過したか否かの判定が行われる。待機時間が経過すると、ステップＳ４に移行する。動作状態の出力から待機時間が経過した後のステップＳ４において、湯はりの開始が行われるように、制御部３６は各機器を制御する。具体的には、風呂用電磁弁２６を開く制御指示が、制御部３６によって行われる。

以上の実施の形態に示した構成によれば、自動排水栓との連動を容易に行う貯湯式給湯装置３５を得ることができる。

ステップＳ３における待機時間の設定がない場合、自動排水栓４７が動作状態を取得してから排水栓４７ａを閉じるまでの間、浴槽３０へ湯はりした湯の無駄な排水が行われてしまう。また、排水栓４７ａが閉まるまでの時間に依って、湯はり完了時の水位もばらついてしまう。本実施の形態においては、待機時間が設定されることで、上記のような課題を解決することができる。

待機時間は、自動排水栓４７が湯はり開始の動作状態の情報を取得してから排水栓４７ａが閉まるまでの時間を考慮して設定される。待機時間は、例えば３０秒などの固定値として設定されてもよいし、給湯装置および自動排水栓４７の様々な形態に対応可能なように、ユーザーが設定可能な値であってもよい。待機時間は、例えば、リモコン４４等の任意の設定手段によって設定可能であってもよい。待機時間は、例えば、０秒から６０秒として設定されてもよい。

ただし、貯湯式給湯装置３５が自動排水栓４７と接続されていない場合等においては、０秒ではない誤った待機時間が設定されると、この待機時間の分だけ湯はりに掛かる時間が長くなってしまう。そこで、貯湯式給湯装置３５は、自動排水栓４７からの動作状態の取得要求が一定時間ない場合には、待機時間をゼロに自動的に設定するように構成されてもよい。自動排水栓４７からの動作状態の取得要求が一定時間ない場合に待機時間をゼロに自動的に設定する機能のオンとオフとを、リモコン４４等の操作手段によって切替可能としてもよい。また、貯湯式給湯装置３５は、自動排水栓４７からの動作状態の取得要求が一定時間ない場合には、リモコン４４等の設定手段による待機時間の設定を禁止するように構成されてもよい。

また、待機時間が設定可能である場合において、当該待機時間の初期値をゼロとしてもよい。これにより、例えば自動排水栓４７が設置されていない家庭等において、特別な設定を行う手間を必要とせずに従来の給湯装置と同様に貯湯式給湯装置３５を設置および使用することができる。

待機時間の初期値をゼロとする場合、通電後の一定時間の間に自動排水栓４７から動作状態の取得要求である通信信号が一度でもあった場合、待機時間を初期値のゼロから自動的にゼロ以外の所定の値、例えば３０秒に変更してもよい。上記の一定時間は、例えば、５分である。本例であれば、待機時間をユーザーが設定する手間を削減することができる。なお、待機時間を初期値のゼロから自動的にゼロ以外の所定の値に変更する機能は、リモコン４４等の設定手段によって許可または禁止されてもよい。これにより、ユーザーの意図に反して待機時間が変更されてしまうことを防止できる。

以上、貯湯式給湯装置３５について実施の形態を挙げて説明したが、本開示に係る給湯装置は上記の形態に限定されるものではない。本開示に係る給湯装置は、図示のような貯湯式のものに限られず、例えば、即湯式のものであってもよい。また、本開示に係る給湯装置は、例えば、電力以外の任意の動力によって加熱を行う加熱手段を備えるものであってもよい。

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、 ８ａ 水導入口、 ８ｂ 水導出口、 ８ｃ 温水導入口、 ８ｄ 温水導入出口、 ９ａ 第一給水管、 ９ｂ 第二給水管、 ９ｃ 第三給水管、 １０ 水導出口管、 １１ 三方弁、 １２ 循環ポンプ、 １３ 送湯管、 １４ ＨＰ往き管、 １５ ＨＰ戻り管、 １６ 第一バイパス管、 １７ 第二バイパス管、 １８ 四方弁、 ２０ 風呂用熱交換器、 ２０ａ 温水導入管、 ２０ｂ 温水導出管、 ２１ 給湯管、 ２２ 給湯用混合弁、 ２３ 風呂用混合弁、 ２４ 第一給湯管、 ２５ 第二給湯管、 ２６ 風呂用電磁弁、 ２７ 風呂往き管、 ２８ 風呂戻り管、 ２９ 風呂循環ポンプ、 ３０ 浴槽、 ３１ 減圧弁、 ３３ タンクユニット、 ３４ 給湯栓、 ３５ 貯湯式給湯装置、 ３６ 制御部、 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、 ４５ 風呂用流量センサ、 ４６ 通信アダプタ、 ４７ 自動排水栓、 ４７ａ 排水栓

Claims (7)

1. 給湯装置の動作状態の情報を取得し、取得した当該情報に応じて浴槽に設置された排水栓の自動開閉を行う自動排水栓、と接続可能に構成された給湯装置であって、
   前記浴槽へ湯はりを行う湯はり手段と、
   前記湯はり手段を制御する制御手段と、
   前記制御手段と通信を行い、前記湯はり手段の動作状態の情報を自動排水栓に対して出力する通信手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記湯はり手段に湯はりを行わせる際には、前記湯はり手段による湯はり開始の動作状態の情報の出力を前記通信手段から行わせてから待機時間が経過した後に前記湯はり手段に湯はり動作を開始させる給湯装置。
2. 前記待機時間をユーザーが設定可能な設定手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。
3. 自動排水栓から動作状態の取得要求が一定時間ない場合に、前記待機時間をゼロに設定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の給湯装置。
4. 自動排水栓から動作状態の取得要求が一定時間ない場合に、前記設定手段による前記待機時間の設定を禁止することを特徴とする請求項２に記載の給湯装置。
5. 前記待機時間の初期値をゼロとすることを特徴とする請求項２または請求項４に記載の給湯装置。
6. 自動排水栓から動作状態の取得要求があった場合に前記待機時間を前記初期値から自動で変更することを特徴とする請求項５に記載の給湯装置。
7. 自動排水栓から動作状態の取得要求があった場合に前記待機時間を前記初期値から自動で変更するか否かを設定可能であることを特徴とする請求項６に記載の給湯装置。

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