JP2502729B2 - 風呂水加熱装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、風呂水の加熱および保温を行う風呂水加熱
装置に関するものである。

従来の技術 従来ヒートポンプを用いて浴水の加熱及び給湯などが
できる装置が知られている（例えば特開昭62−294874号
公報）。この装置はヒートポンプを用いて浴水加熱運
転、などが出来るようになっている。

また従来、ヒータのみを用いて浴水を加熱する装置が
あった。

この種の風呂水加熱装置は、風呂水の湯温を設定する
湯温設定手段と、入浴時刻設定手段とを設けた風呂コン
トローラを有しており、利用者の好みの入浴時刻と、湯
温を自由に設定できるようになっている。

発明が解決しようとする課題 しかし上記のようなヒートポンプを用いた浴水加熱装
置では、冬季の外気温が低い状態で浴水加熱を行う場合
または、浴水を多く使用し水による浴水補充を行った場
合や、低水温時よりの加熱時、加熱負荷が大きく、通常
の夏期の浴水加熱運転では負荷が小さくてすむが、実用
上最大の負荷に見合った圧縮機が必要であり、そのため
装置全体が非常に大きな物になる。

又、冬期の浴水加熱負荷に会った装置としても入浴中
の急激な湯温変化に速やかに追従できず、室温等の変化
に比較して体感面で不具合を発生する課題を有してい
た。

また、ヒータのみによる浴水加熱装置ではヒートポン
プによる浴水加熱装置に比較しEERが低い問題を有して
いた。

本発明は、上記課題に鑑み、コンパクトでかつ高EER
の浴水加熱装置を提供するものである。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明は、風呂水と熱交換
し、風呂水を加熱する浴槽熱交換器と、風呂水を加熱す
るヒータとによって風呂水加熱ユニットを有し、室外空
気と熱交換する室外熱交換器と、圧縮機と、膨張機構を
有する室外ユニットと、前記浴槽熱交換器を冷媒配管で
接続し、風呂水の湯温を設定する湯温設定手段と、入浴
時刻設定手段と、風呂水の湯温を検知する湯温検知手段
と、ヒータを駆動するヒータ駆動手段を有し、室外ユニ
ットを駆動する室外ユニット駆動手段と湯温設定手段
と、入浴時刻設定手段と、湯温検知手段の出力を入力
し、比較演算する比較演算手段と、前記比較演算手段の
出力によって、前記ヒータ駆動手段と、室外ユニット駆
動手段を選択的に駆動する選択駆動判定手段とによって
なる制御装置を有し、前記制御装置が、入浴時刻設定手
段で設定した時刻または前記設定した時刻より所定時間
変化させた時刻に、湯温設定手段で設定した設定湯温と
同等かまたは、設定湯温より所定値変化させた湯温を第
１の湯温とし、第１の湯温より所定値低い湯温を第２の
湯温とし、第１の湯温より所定値高い湯温を第３の湯温
とした時、風呂水の湯温が第１の湯温より低くなった時
に室外ユニット駆動手段を選択し、湯温が第２の湯温よ
り低くなったときにヒータ駆動手段または、ヒータ駆動
手段と、室外ユニット駆動手段を選択し、湯温が一旦第
２の湯温以下となれば、第３の湯温以上となるまではヒ
ータ駆動手段または、ヒータ駆動手段と、室外ユニット
駆動手段を選択する選択駆動判定手段を設けたものであ
る。

また本発明は、前記制御装置が入浴時刻設定手段で設
定した時刻または、設定した時刻より所定時間変化させ
た時刻以外の時刻に、湯温設定手段で設定した設定湯温
と無関係で、前記湯温設定手段で設定できる最低設定湯
温と同等か最低設定湯温より所定値低い湯温を第４の湯
温とし、第４の湯温より所定値低い湯温を第５の湯温と
し、第５の湯温より所定値低い湯温を第６の湯温とした
時、風呂水の湯温が第５の湯温より低くなった時に室外
ユニット駆動手段を選択し、湯温が第６の湯温より低く
なったときにヒータ駆動手段または、ヒータ駆動手段
と、室外ユニット駆動手段を選択し、湯温が一旦第６の
湯温以下となれば、第４の湯温以上となるまではヒータ
駆動手段または、ヒータ駆動手段と、室外ユニット駆動
手段を選択する選択駆動判定手段を有しかつ、前記第１
の湯温より第２の湯温の値を差し引いたものが、第５の
湯温より第６の湯温の値を差し引いたものよりも小さい
制御装置を有したものである。

作用 本発明は上記した構成のように風呂水と熱交換し、風
呂水を加熱する浴槽熱交換器とヒータを設け、入浴時刻
設定手段で設定した時刻または設定時刻より所定時間変
化させた時刻に、風呂水の湯温が前記第１の湯温より低
くなった時に室外ユニット駆動手段を選択し、湯温が前
記第２の湯温より低くなったときにヒータ駆動手段また
は、ヒータ駆動手段及び、室外ユニット駆動手段を選択
する。これによって冬季の入浴時、外気温が低くヒート
ポンプの加熱能力が少ない状態でヒートポンプ加熱を行
っても、湯温が前記第２の湯温より低くなると、ヒータ
または、ヒータ及び、ヒートポンプによる加熱を行う。
このためヒートポンプは標準的な負荷に見合う小能力の
ものでよく、これによる小型化が図れ、ヒータまたは、
ヒータ及び、ヒートポンプにより、入浴中の湯温変化に
速やかに追従できる。また、ヒータのみによる浴水加熱
でなく、ヒートポンプを有効に利用するため、ヒータの
みの浴水加熱装置よりEERが向上する。

また本発明は、前記制御装置が入浴時刻設定手段で設
定した時刻以外または、設定した時刻より所定時間変化
させた時刻以外の時刻に、風呂水の湯温が前記第５の湯
温より低くなった時に室外ユニット駆動手段を選択し、
前記第６の湯温より低くなったときにヒータ駆動手段ま
たは、ヒータ駆動手段と、室外ユニット駆動手段を選択
する選択駆動判定手段を有している。したがって、入浴
時刻設定手段で設定した時刻以外または、設定した時刻
より所定時間変化させた時刻以外の時刻にも湯温が最低
設定湯温より所定値低い通常より高目の湯温に設定され
る。

従って低水温よりの風呂水加熱に対する負荷が小さい
ためにヒートポンプが小能力のものでよく、これによる
小型化が図れる。さらに、前記第１の湯温より第２の湯
温の値を差し引いたものが、第５の湯温より第６の湯温
の値を差し引いたものよりも小さい制御装置を有してい
るため入浴中の湯温変化に速やかに追従し、入浴時以外
では湯温制御速度は低下するが、ヒータよりもヒートポ
ンプの運転率が向上し体感的に優れかつ、高EER化が達
成される。

実施例 以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。第
１図は同実施例による風呂水加熱装置の構成図である。

同図において１は浴槽、２は浴槽１内の風呂水を浄化
殺菌し、さらに保温加熱して再利用するための風呂水加
熱ユニット、３は大気熱を吸収し風呂水加熱ユニット２
内で風呂水を保温加熱するためのヒートポンプ室外ユニ
ットである。浴槽１に設けられた吸入口４および噴出口
５は、風呂水加熱ユニット２に設けられた風呂水取入れ
口６および風呂水戻し口７とそれぞれ戻り管８、往き管
９を介して接続されている。またヒートポンプ室外ユニ
ット３内には、圧縮機10、膨張弁11、熱源側熱交換器12
が設けられており、風呂水加熱ユニット２とは冷媒配管
を介して冷媒流入口14、冷媒流出口15で接続されてい
る。なお13は熱源側熱交換器12の大気との熱交換効率を
向上させるための送風機である。

また風呂水加熱ユニット２内には、フィルタ16を有す
るフィルタ槽17、循環ポンプ18、殺菌処理装置19、風呂
水加熱浴槽熱交換器20およびろ過石21、風呂水加熱電気
ヒータ22を有する加熱槽23が設けられている。

24は入浴時間や風呂水温度を設定変更するコントロー
ラ、25はコントローラ24からの信号に基づき、またはあ
らかじめ設定された信号に基づいて循環ポンプ18等を制
御する制御装置である。

上記構成において、吸入口４から吸入される風呂水
は、戻り管８を通って風呂水加熱ユニット２へ導かれ
る。そして風呂水加熱ユニット２に導かれた風呂水は、
まずフィルタ槽17の側部よりフィルタ槽17に導かれ、フ
ィルタ16を通過する際に髪の毛等が除去され、フィルタ
槽17下部より接続パイプを介して循環ポンプ18に導かれ
る。

そして循環ポンプ18から吐出された風呂水は、殺菌槽
18で殺菌されて加熱槽23内に導かれる。加熱槽23内に導
かれた風呂水は、まず風呂水加熱浴槽熱交換器20と接触
して加熱され、その後ろ過石21を通過する際に脂肪、有
機物などの汚れが取り除かれ、風呂水加熱電気ヒータ22
で加熱され風呂水戻し口７、噴出口５を通って浴槽１内
に戻る。このようにして風呂水は常に清潔に保たれる。

第２図は本発明の一実施例の制御装置の構成図であ
る。各要素は、本発明の実施に必要な部分のみ表現して
あり、他の要素は省略している。26は信号入力回路であ
り、風呂水の湯温を設定する湯温設定手段27と、入浴時
刻設定手段28および湯温検出手段であるサーミスタ29に
より構成されている。30はマイクロコンピュータであ
り、比較演算手段31、タイマ32、駆動判定手段33を有し
ている。39は出力回路であり、駆動判定手段33の出力信
号を受けて動作する、ヒータ駆動手段34、室外ユニット
駆動手段35およびポンプ駆動手段36とを有し、それぞれ
電気ヒータ22と、ヒートポンプ室外ユニット３と、循環
ポンプ18に接続されている。

以上のように構成された本実施例の動作を、第３図に
て説明する。第３図は主として、第２図のマイクロコン
ピュータ30の動作を示すフローチャートであり、フロー
チャート中のTWは、サーミスタ29によって検出された現
在の湯温であり、TS1は湯温設定手段で設定した設定湯
温と同等かまたは、設定湯温より所定値変化させた第１
の湯温であり、TS2は、第１の湯温より所定値低い第２
の湯温、TS3は、第１の湯温より所定値高い第３の湯
温、TS4は、湯温設定手段で設定した設定湯温と無関係
で、前記湯温設定手段で設定できる最低設定湯温と同等
か、最低設定湯温より所定値低い第４の湯温、TS5は第
４の湯温より所定値低い第５の湯温、TS6は、第５の湯
温より所定値低い第６の湯温である。

電源がONされるとまずポンプが駆動される。つぎに入
浴設定時刻内であるかを判別し、YESのばあいは現在湯
温TWを検出し、第３の湯温である所定の値TS3と比較す
る。TS3は湯温設定手段によって設定された湯温また
は、設定された湯温より所定値変化させた第１の湯温TS
1よりも所定値高い物である。TW≧TS3の場合は、ヒート
ポンプ室外ユニット３をOFF、電気ヒータ22をOFFとす
る。

TW＜TS3の場合は電気ヒータ22がONしているかを判別
し、電気ヒータ22がONしていたらヒートポンプ室外ユニ
ット３をON、電気ヒータ22をONとする。電気ヒータ22が
OFFしていたら再び湯温をTS1、第２の湯温であるTS2と
比較する。TS2はTS1より所定値が低く、TW≧TS1であれ
ば、ヒートポンプ室外ユニット３をOFF、電気ヒータ22
をOFFとするように出力し、TS1＞TW≧TS2であればヒー
トポンプ室外ユニット３をON、電気ヒータ22をONとする
ように出力する。

また、入浴設定時刻内であるかを判別し、NOのばあい
は現在湯温TWと第４の湯温である所定の値TS4を比較す
る。TS4は湯温設定手段によって設定された設定湯温と
無関係で、前記湯温設定手段で設定できる最低の設定湯
温と同等か、前記最低の設定湯温より所定値低下させた
物である。

TW≧TS4の場合は、ヒートポンプ室外ユニット３をOF
F、電気ヒータ22をOFFとする。TW＜TS4の場合は電気ヒ
ータ22がONしているかを判別し、電気ヒータ22がONして
いたらヒートポンプ室外ユニット３をON、電気ヒータ22
をON出力する。電気ヒータ22がOFFしていたら再び湯温
を第５の湯温であるTS5、第６の湯温であるTS6と比較す
る。TS5はTS4より所定値低い湯温であり、TS6はTS5より
さらに所定値低い湯温である。

TW≧TS5であれば、ヒートポンプ室外ユニット３をOF
F、電気ヒータ22をOFFとするように出力し、またTS5＞T
W≧TS6であればヒートポンプ室外ユニット３をON、電気
ヒータ22をOFFとするように出力し、さらにTW＜TS6であ
れば、ヒートポンプ室外ユニット３をON、電気ヒータ22
をONとするように出力し、再度入浴設定時刻内であるか
の判別を繰り返す。

以上のような構成とすることにより、風呂水の湯温が
第１の湯温より低くなった時にヒートポンプ室外ユニッ
ト３を運転し、第２の湯温より低くなったときにヒータ
22または、ヒータ22及び、ヒートポンプ室外ユニット３
を運転することによって冬季の入浴時、外気温が低く、
ヒートポンプ室外ユニット３の加熱能力が少ない状態で
ヒートポンプ室外ユニット３による加熱を行い、湯温が
第２の湯温より低くなってしまうと、ヒータ22または、
ヒータ22及び、ヒートポンプ室外ユニット３による加熱
を行う。

このためヒートポンプ室外ユニット３は標準的に負荷
に見合う小能力のものでよく、これによる小型化が図
れ、ヒータ22または、ヒータ22及び、ヒートポンプ室外
ユニット３により、入浴中の湯温変化に速やかに追従で
きる。また、ヒータ22のみによる浴水加熱でなく、ヒー
トポンプ室外ユニット３を有効に利用するため、ヒータ
22のみの浴水加熱装置よりEERが向上する。また湯温が
一旦第２の湯温以下となれば、第３の湯温以上となるま
でヒータ22または、ヒータ22および、ヒートポンプ室外
ユニット３の運転を行うことにより、ヒートポンプ室外
ユニット３よりヒータ22または、ヒータ22よりヒートポ
ンプ室外ユニット３への短時間での移動の繰り返しがな
く装置の長寿命化が可能となる。

また入浴時刻設定手段で設定した時刻以外または、設
定した時刻より所定時間変化させた時刻以外の時刻に、
風呂水の湯温が第５の湯温より低くなった時にヒートポ
ンプ室外ユニット３を運転し、湯温が第６の湯温より低
くなったときにヒータ22または、ヒータ22と、ヒートポ
ンプ室外ユニット３を運転する。したがって、入浴時刻
設定手段で設定した時刻以外または、前記の設定した時
刻より所定時間変化させた時刻以外の時刻にも湯温が最
低設定湯温より所定値低い通常より高目の湯温に設定さ
れる。

従って低水温よりの風呂水加熱に対する負荷が小さい
ためにヒートポンプ室外ユニット３が小能力のものでよ
く、これによる小型化が図れかつ、ヒートポンプ室外ユ
ニット３を有効に利用するため、ヒータ22のみの浴水加
熱装置よりEERが向上する。

さらに、上記構成に於てTS1よりTS2を引いた物がTS5
よりTS6を引いた物よりも小さいため、設定時間内での
入浴中の湯温変化に速やかに追従し、入浴時以外では湯
温制御速度は低下するが、ヒータよりもヒートポンプの
運転率が向上し体感的に優れかつ高EERな浴水加熱が達
成される。

発明の効果 以上のように本発明は、風呂水と熱交換し、風呂水を
加熱する浴槽熱交換器とヒータを設け、入浴時刻設定手
段で設定した時刻または設定時刻より所定時間変化させ
た時刻に、風呂水の湯温が第１の湯温より低くなった時
に室外ユニット駆動手段を選択し、湯温が第２の湯温よ
り低くなったときにヒータ駆動手段または、ヒータ駆動
手段及び、室外ユニット駆動手段を選択する。これによ
って冬季の入浴時等で外気温が低くヒートポンプの加熱
能力が少ない状態でヒートポンプ室外ユニットでヒート
ポンプ加熱を行っても、湯温が第２の湯温より低くなる
とヒータまたは、ヒータ及び、ヒートポンプによる加熱
を行う。このためヒートポンプ室外ユニットは標準的な
負荷に見合う小能力のものでよく、これによる小型化が
図れ、ヒータまたは、ヒータ及び、ヒートポンプ室外ユ
ニットにより入浴中の湯温変化に速やかに追従できる。
また、ヒータのみによる浴水加熱でなく、ヒートポンプ
を有効に利用するため、ヒータのみの浴水加熱装置より
EERが向上する。

また本発明は、前記制御装置が入浴時刻設定手段で設
定した時刻以外または、設定した時刻より所定時間変化
させた時刻以外の時刻に、湯温設定手段で設定した設定
湯温と無関係で、前記湯温設定手段で設定できる最低設
定湯温と同等か最低設定湯温より所定値低い湯温を第４
の湯温とし、第４の湯温より所定値低い湯温を第５の湯
温とし、第５の湯温より所定値低い湯温を第６の湯温と
し、風呂水の湯温が第５の湯温より低くなった時に室外
ユニット駆動手段を選択し、湯温が第６の湯温より低く
なったときにヒータ駆動手段または、ヒータ駆動手段
と、室外ユニット駆動手段を選択する選択駆動判定手段
を有している。したがって、入浴時刻設定手段で設定し
た時刻または、設定した時刻より所定時間変化させた時
刻以外の時刻にも湯温が最低設定湯温より所定値低い通
常より高目の湯温に設定される。

その結果、低水温よりの風呂水加熱に対する負荷が小
さいためにヒートポンプが小能力のものでよく、これに
よる小型化が図れる。

また第１の湯温より第２の湯温を差し引いたものが、
第５の湯温より第６の湯温の値を差し引いたものよりも
小さい制御装置を有しているため入浴中の湯温変化に速
やかに追従し入浴時以外では湯温制御速度は低下する
が、ヒータよりもヒートポンプの運転率が向上し体感的
に優れかつ高EERな浴水加熱装置が達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における風呂水加熱装置の全
体構成図、第２図は同実施例における制御装置の構成
図、第３図は同制御装置の動作内容を示すフローチャー
トである。 １……浴槽、２……風呂水加熱ユニット、３……ヒート
ポンプ室外ユニット、６……風呂水取入れ口、７……風
呂水戻し口、10……圧縮機、11……膨張弁、18……循環
ポンプ、20……風呂水加熱浴槽熱交換器、21……風呂水
加熱ヒータ、17……サーミスタ、28……湯温設定手段、
31……比較演算手段、33……駆動判定手段、34……ヒー
タ駆動手段、35……室外ユニット駆動手段。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水配管によって接続した風呂水取入れ口
   と、循環ポンプと、風呂水戻し口と、風呂水と熱交換
   し、風呂水を加熱する浴槽熱交換器と、風呂水を加熱す
   るヒータとによってなる風呂水加熱ユニットを有し，室
   外空気と熱交換する室外熱交換器と、圧縮機と、膨張機
   構を有する室外ユニットと、前記浴槽熱交換器とを冷媒
   配管で接続し、風呂水の湯温を設定する湯温設定手段
   と、入浴時刻設定手段と、風呂水の湯温を検知する湯温
   検知手段と、ヒータを駆動するヒータ駆動手段と、室外
   ユニットを駆動する室外ユニット駆動手段とを有し、湯
   温設定手段と、入浴時刻設定手段と、湯温検知手段の出
   力を入力し、比較演算する比較演算手段と、前記比較演
   算手段の出力によって、前記ヒータ駆動手段と、室外ユ
   ニット駆動手段を選択的に駆動する選択駆動判定手段と
   によってなる制御装置を有し、前記制御装置が、入浴時
   刻設定手段で設定した時刻、または制御装置にあらかじ
   め設定してある一定の時間、前記入浴時刻設定手段で設
   定した時刻より早い時刻に、湯温設定手段で設定した設
   定湯温と同等かまたは、設定湯温より所定値変化させた
   湯温を第１の湯温とし、第１の湯温より所定値低い湯温
   を第２の湯温とし、第１の湯温より所定値高い湯温を第
   ３の湯温とした時、風呂水の湯温が第１の湯温より低く
   なった時に室外ユニット駆動手段を選択し、湯温が第２
   の湯温より低くなったときにヒータ駆動手段または、ヒ
   ータ駆動手段と、室外ユニット駆動手段を選択し、湯温
   が一旦第２の湯温以下となれば、第３の湯温以上となる
   まではヒータ駆動手段または、ヒータ駆動手段と、室外
   ユニット駆動手段を選択する選択駆動判定手段によって
   なる風呂水加熱装置。
2. 【請求項２】風呂水の湯温を設定する湯温設定手段と、
   入浴時刻設定手段と、風呂水の湯温を検知する湯温検知
   手段と、ヒータを駆動するヒータ駆動手段と、室外ユニ
   ットを駆動する室外ユニット駆動手段とを有し、湯温設
   定手段と、入浴時刻設定手段と、湯温検知手段の出力を
   入力し、比較演算する比較演算手段と、前記比較演算手
   段の出力によって、前記ヒータ駆動手段と、室外ユニッ
   ト駆動手段を選択的に駆動する選択駆動判定手段とによ
   ってなる制御装置で、前記湯温設定手段で設定できる最
   低の設定湯温と同等か最低設定湯温より所定値低い湯温
   を第４の湯温とし、第４の湯温より所定値低い湯温を第
   ５の湯温とし、第５の湯温より所定値低い湯温を第６の
   湯温とした時、風呂水の湯温が第５の湯温より低くなっ
   たときに室外ユニット駆動手段を選択し、湯温が第６の
   湯温より低くなったときにヒータ駆動手段または、ヒー
   タ駆動手段と、室外ユニット駆動手段を選択し、湯温が
   一旦第６の湯温以下となれば、第４の湯温以上となるま
   ではヒータ駆動手段または、ヒータ駆動手段と、室外ユ
   ニット駆動手段を選択する選択駆動判定手段を有しか
   つ、第１の湯温より第２の湯温の値を差し引いたもの
   が、第５の湯温より第６の湯温の値を差し引いたものよ
   りも小さい制御装置を有した第１頁記載の風呂水加熱装
   置