JP3694096B2

JP3694096B2 - 浴槽湯清浄化装置

Info

Publication number: JP3694096B2
Application number: JP09630296A
Authority: JP
Inventors: 島文之三; 宮靖彦小; 村孝中; 木峰雄鈴; 澤忠司野; 山修一青; 知修三覚; 木光幸青
Original assignee: Kansai Electric Power Co Inc; Chubu Electric Power Co Inc; Hokuriku Electric Power Co; Janome Sewing Machine Co Ltd
Current assignee: Kansai Electric Power Co Inc; Chubu Electric Power Co Inc; Hokuriku Electric Power Co; Janome Sewing Machine Co Ltd
Priority date: 1996-03-25
Filing date: 1996-03-25
Publication date: 2005-09-14
Anticipated expiration: 2016-03-25
Also published as: JPH09253422A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は浴槽湯浄化装置に関する。
浴槽の湯を汲み上げて所定の浄化機構に通した上で、再び浴槽に戻す行程を繰り返して、浴槽の湯を絶えず清浄に保つ浴槽湯浄化装置が近年広く普及している。
このような浴槽湯浄化装置においては、循環ポンプにより浴槽湯を強制的に循環させ、活性炭等によるろ過やオゾン等による殺菌を行うと同時に電気ヒータにより所定の温度を保つようになっているのが普通である。
しかし従来の浄化装置では、湯を適温に保つために電気ヒータにより常に加熱を行っている必要があり、ランニングコストが高価になる問題があった。
このような問題点に鑑みて、深夜電力などを利用した蓄熱タンクに高温の湯をためておき、この湯を浴槽に供給することにより浴槽湯の温度を所定値に維持する装置が本願出願人により提案されている。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、蓄熱タンクを用いる場合、冬期や夜の外気温度の温度低下に完全に対応しようとすると、蓄熱タンクが非常に大きくなってしまう問題がある。そのために、補助ヒータ等を並設し、外気温度が低下するときに補助的に補助ヒータを使用する方法も考えられるが、この場合蓄熱タンクの湯の使用量と補助ヒータの使用時間を適当なものにしないと、蓄熱タンクの湯を使い切ってしまい、温度維持ができなくなったり、或いは補助ヒータを必要以上に使用してコスト低減ができなかったりする問題が予想される。
本発明は上記した問題点を解決することを目的とする。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、浴槽湯を浴槽と清浄化機構の間を循環路により循環させる浴槽湯清浄化装置において、前記循環路の所定の位置に接続し、浴槽湯を導入し加熱して、保温しつつ、蓄えるための手段と、該蓄えるための手段からの加熱され保温された蓄湯を浴槽に供給するための手段と、前記浴槽湯の温度を検出するための手段と、該検出するための手段により検出される温度が所定温度以下になった時に、前記供給するための手段に蓄湯を浴槽に供給させるための手段と、浴槽湯の放熱量を推測するための手段と、前記浴槽湯を補助的に加熱するための手段と、前記浴槽湯の放熱量を推測するための手段による推測放熱量に応じて前記補助的に加熱するための手段により浴槽湯を加熱させるように制御するための手段と、を備えたことを特徴とする。
前記蓄えるための手段は、適当なときに加熱動作を実行して、該加熱された湯を蓄えるため、例えば深夜電力などを利用することができ、加熱に要するコストを低減できる。また、太陽熱等を利用することも可能であり、常に加熱を行う必要がないから、熱源の選択の幅が大きくなり、加熱コストを低減することが可能になる。また、放熱量が大きくて、蓄えるための手段の蓄湯だけで浴槽湯の温度を維持できないような場合でも、放熱量を推測して、この推測放熱量に応じて補助的に加熱するための手段により浴槽湯の加熱を行うから、所定の浴槽湯の温度を維持できる。しかも、放熱量に応じて補助的に加熱するための手段を用いるから、コストアップを招くことがない。
前記制御するための手段が、前記放熱量と前記蓄えるための手段の蓄湯の温度と量に応じて、浴槽湯の前記保温温度を維持するために必要な補助的に加熱するための手段のデューティを算出し、該デューティに基づいて前記補助的に加熱するための手段に浴槽湯の加熱を行わせるようにすれば、効率的な補助加熱を行える。
更に、前記制御するための手段が、推測放熱量に応じて、補助的に加熱するための手段の制御に加えて前記蓄湯の浴槽への供給量を制御する、ように構成することも可能であり、この場合更に精度の高い浴槽湯の温度維持が実現できる。
浴槽湯の放熱量は、外気温度、浴槽湯の温度低下速度、蓄湯供給の稼動時間や非稼動時間から推測できる。
【０００４】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１において、浴槽９の湯はポンプ６により循環路Ｘ１、循環路Ｘ２を通って、殺菌装置７で殺菌され、更に循環路Ｘ３を通って濾過装置８を通過して浄化され、補助ヒータ３を通って、循環路Ｘ４から浴槽９に戻されるように構成されている。ポンプ６、殺菌装置７、濾過装置８及び補助ヒータ３の配置は変更可能であり、また他の装置等を付加することも可能である。
浴槽９の出口近くの循環路Ｘ１には湯温センサ５が設けられており、浴槽湯の温度を検出するようになっている。
【０００５】
循環路Ｘ２には配管Ｙ１が接続し、バルブ４につながっている。バルブ４は制御装置２１により開閉されるようになっており、湯温センサ５からの浴槽湯の温度に応じて開閉されるように構成されている。配管Ｙ１はたとえば濾過装置８の出側に接続して、浄化後の浴水を蓄熱タンク１に導入するようにすることも可能である。
バルブ４の出口側には配管Ｙ２が設けられ、温度降下部２に接続するとともに、配管Ｙ３が分岐して蓄熱タンク１の底面側に接続するように構成されている。
【０００６】
蓄熱タンク１は、断熱性が高く、内部に貯めた高温の湯の温度を保持したまま蓄えるようになっている。蓄熱タンク１にはヒータ１０が備えられており、深夜の所定時間にオンとなって、料金の安い深夜電力を用いて、蓄熱タンク１内部の湯を加熱するようになっている。配管Ｙ３は蓄熱タンク１の底面部に接続されており、温度の低い浴槽湯は蓄熱タンク１の下側に溜まり、ヒータ１０で加熱された高温の湯は蓄熱タンク１の上側に溜まるようになっている。１１は湯温センサである。
【０００７】
蓄熱タンク１の上部には配管Ｙ４が設けられており、高温の蓄湯が温度降下部２に供給されるようになっている。
蓄熱タンク１からの蓄湯の供給は蓄熱タンク１への配管Ｙ３からの浴槽湯の流入圧力により行われるようになっており、配管Ｙ３から温度の低い浴槽湯が蓄熱タンク１に供給されるとその分だけ蓄熱タンク１から配管Ｙ４を介して温度降下部２に高温の蓄湯が供給されるようになっている。蓄熱タンク１への浴槽湯の供給はバルブ４の開閉により行われるから、結局該バルブ４の開閉により温度降下部２への蓄湯の供給が制御されるようになっている。
【０００８】
温度降下部２における温度降下は、この実施形態では配管Ｙ４からの高温の蓄湯と配管Ｙ２からの低温の浴槽湯を混合することにより行われるようになっており、この実施形態ではサーモバルブを用いて、一定の所定温度の湯を配管Ｙ５に供給するようになっている。
なおこれに換えて、例えば新しい水道水を混合することにより温度降下を図ること等も可能である。
【０００９】
外気温センサ２０は外気温度を検出し、この検出した外気温度は制御装置２１に供給されるようになっている。
制御装置２１は図２に示すようにマイクロコンピュータを主体に構成されており、該外気温センサ２０からの信号の他に湯温センサ５、湯温センサ１１からの信号を入力し、また補助ヒータ３稼働停止、バルブ４の開閉、ポンプ６の始動停止、ヒータ１０の稼働停止等を制御するようになっている。また、浴室などに備えられているリモコン２２からの種々の指令に対応して制御を行うようになっている。
制御装置２１は、リモコン２２から運転の指令があると、ポンプ６を稼働して浴槽湯の循環を行わせる。また、所定時間（午後１１時）がくると、ヒータ１０を稼働させ、蓄熱タンク１内の湯を深夜電力により加熱して、所定時間（午前７時）にヒータ１０の加熱を停止させるようになっている。
【００１０】
また制御装置２１は湯温センサ５からの湯温が所定温度（設定された浴槽湯の保温温度）以下であることを検知すると、バルブ４に信号を送って開とし、蓄熱タンク１から高温の湯を温度降下部２、配管Ｘ４を介して浴槽９に供給するようになっている。これにより浴槽９の湯の温度が所定温度に維持される。
【００１１】
制御装置２１は、浴槽湯の放熱量を推測するようになっており、この推測は外気温センサ２０からの検出外気温度、湯温センサ５からの湯温の低下速度或いは、バルブ４の開時間や閉時間から推測することができる。
更に、制御装置２１はこの推測放熱量に応じて補助ヒータ３のデューティを計算し、このデューティに基づいて制御するようになっている。即ち、蓄熱タンク１の容量及びここにある湯の温度は既知であり、また維持すべき浴槽９の浴槽湯の温度もリモコン２２の設定により既知であるから、放熱量に応じて蓄熱タンク１から浴槽９に供給すべき湯の量を推測することが可能である。供給に必要な湯量が蓄熱タンク１の能力を越えるときには、浴槽湯を加熱する補助ヒータ３のデューティを算出するようになっている。
【００１２】
この算出したデューティに従って、補助ヒータ３を稼働すれば、補助ヒータ３を最低限稼働してランニングコストを最小に抑え、しかも蓄熱タンク１からの湯の欠乏を招くことなく、浴槽９における浴槽湯の温度を所望の温度に維持することが可能になる。
補助ヒータ３の稼動は連続的に常時行っても良いし、断続的に行っても良い。また蓄熱タンク１の高温の蓄湯がなくなってから稼動する等種々の態様が可能である。
【００１３】
バルブ４を閉じてから開放するまでの時間、つまり蓄熱タンク１による保温加熱を行っていないときの時間を計測し、浴水の単位時間の放熱量を推測する事例及びデューティの計算事例を説明する。
例えば次のような条件下での、１時間当たりの放熱量は、下式のように計算できる。

従って、浴水を保温するには１時間当たり４００ｋｃａｌの熱量が必要であることがわかる。
一方、蓄熱タンク１に蓄えられた保温に利用できる熱量は、
・蓄熱タンク１の容量：１００Ｌ
・蓄熱タンク１の温度：８５°Ｃ
・浴水の保温設定値：４２°Ｃ
とすると、
熱量＝（８５−４２）°Ｃ × １００Ｌ＝４３００ｋｃａｌ
となる。
深夜電力が使用できない時間帯、１６時間を保温するためには、
（４００×１６）ｋｃａｌ − ４３００ｋｃａｌ＝２１００ｋｃａｌ
をヒータ１０によって加熱しなければならない。
ヒータ１０の発生熱量を４００Ｗとすると、このヒータが１時間に発生できる熱量は、
８６０ｋｃａｌ／ｋＷ × ０．４ｋＷ＝３４４ｋｃａｌ
となって、ヒータ１０の能力では保温が出来ないことがわかる。
そこで、保温初期から蓄熱タンク１の熱源だけで保温を行うのではなく、ヒータ１０も併用して保温を行うことを考慮すると、
２１００ｋｃａｌ／１６＝約１３１ｋｃａｌ／ｈｏｕｒ
の熱量をヒータ１０から供給すればよいので、この値は３４４ｋｃａｌより小さい値であるので可能であることがわかる。
したがって、保温制御を行う際に１時間当たり１３１ｋｃａｌの熱量、つまり、
６０分 × １３１／３４４＝約２３分
の時間をまずヒータ１０の通電を行い、残りの保温制御を蓄熱タンク１の熱源で行えば１日中入浴可能な温度に浴水を保温することが出来る。
この事例ではバルブ４の閉時間に基づいて演算によって熱源の使用比率を求めたが、浴水温度低下速度に対応する比率を記憶媒体に記憶させておいて、必要に応じて読み出して保温制御に使用しても良い。また、バルブ４の開時間に基づいて浴水の保温に使用した蓄湯の量を計算して、これにより放熱量を求めることも可能である。
また、浴槽の浴水量によって上記の計算は変化するので、容量の異なる浴槽に対応するには、浴槽の容量を運転設定装置を介して入力して、計算式を変更、あるいは記憶データの読み出し領域を変更してもよい。
【００１４】
なお、温度降下部２を配管Ｙ４からの蓄湯と配管Ｙ２からの浴槽湯の混合割合を変更できるようなミキシングバルブとし、該混合割合を制御装置２１により制御するようにすれば、補助ヒータ３の制御だけの場合よりも更に精度の高い温度コントロールが可能になる。
【００１５】
次に動作を説明する。
浴槽９の浴槽湯は循環路Ｘ１を通って、ポンプ６に吸引され、循環路Ｘ２に送り出される。通常はバルブ４は閉じており、浴槽湯は全て殺菌装置７に送られ、循環路Ｘ３を通って濾過装置８で浄化され、循環路Ｘ４を介して浴槽９に戻される。
【００１６】
図３に示すように、湯温センサ５により浴槽湯の温度が所定温度以下になったことが検出されると（ステップＳ１）、制御装置２１はバルブ４を開として（ステップＳ２）、浴槽湯の一部を配管Ｙ１、配管Ｙ２及び配管Ｙ３を介して蓄熱タンク１に送る。蓄熱タンク１には深夜電力により加熱された湯が蓄えられており、下側から浴槽湯が注入されると、上側から配管Ｙ４を介して高温の蓄湯を排出する。配管Ｙ４を介して高温の湯は温度降下部２において配管Ｙ２からの浴槽湯と混合され、所定の温度まで温度を下げる。所定温度まで温度降下された湯は配管Ｙ５を介して循環路Ｘ４の循環浴槽湯と混合され、浴槽９に供給される。
制御装置２１は前述したいずれかの方法により放熱量を推測し（ステップＳ３）、補助ヒータ３のデューティを算出する（ステップＳ４）。そして補助ヒータ３のオンオフを確認し（ステップＳ５）、オフであれば補助ヒータ３をオンとして、算出されたデューティにより補助ヒータ３を稼働する（ステップＳ６）。
ステップＳ１で、浴槽湯の温度が所定温度以上であれば、加熱の必要はないから、バルブ４を閉じ（ステップＳ７）、補助ヒータ３をオフとする（ステップＳ８）。
【００１７】
なお、ステップ３、４の動作は所定時間に予め行っておきデューティを記憶させておいても良いし、或いは所定時間に割り込み動作で行うようにし、デューティを記憶させておいても良い。
【００１８】
また、上記動作では蓄熱タンク１からの蓄湯の混合と補助ヒータ３により加熱を同時並行的に行うようにしているが、これに限定されるものではなく、前記したように算出されたデューティを満たすように補助ヒータ３を稼働すれば良く、例えば所定時間の間補助ヒータ３のみを稼働するようにする等の制御が可能である。
【００１９】
以上の動作により、浴槽９の浴槽湯の温度は所定の温度に維持される。蓄熱タンク１における加熱は常に行う必要はなく、この実施形態のように深夜電力で良いから、加熱に掛かる費用を低減できる。
また、推測放熱量に応じて、補助ヒータ３のデューティを算出して補助ヒータ３を稼働するから、補助ヒータ３の稼働を最小に抑制しつつ、浴槽９の浴槽湯温度を所定温度に維持することが可能になる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の浴槽湯浄化装置によれば、常に浴槽湯を加熱する必要がなく、加熱熱源として深夜電力や太陽熱等を利用でき、また補助的に加熱するための手段は、外気温度に応じて最小の使用とすることができるから、加熱に要する費用を低減でき、ランニングコストを下げることが可能になる。
また、蓄えるための手段として大型のものを必要とせず装置のコストも低減可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す概略ブロック図。
【図２】本発明の一実施形態における制御装置２１の動作説明図。
【図３】本発明の一実施形態における温度コントロールの動作を説明するフローチャート図。
【符号の説明】
１：蓄熱タンク、２：温度降下部、３：補助ヒータ、４：バルブ、５：湯温センサ、６：ポンプ、７：殺菌装置、８：濾過装置、９：浴槽、１０：ヒータ、１１：湯温センサ、２０：外気温センサ、２１：制御装置、２２：リモコン。

Claims

浴槽湯を浴槽と清浄化機構の間を循環路により循環させる浴槽湯清浄化装置において、
前記循環路の所定の位置に接続し、浴槽湯を導入し加熱して、保温しつつ、蓄えるための手段と、
該蓄えるための手段からの加熱され保温された蓄湯を浴槽に供給するための手段と、
前記浴槽湯の温度を検出するための手段と、
該検出するための手段により検出される温度が所定温度以下になった時に、前記供給するための手段に蓄湯を浴槽に供給させるための手段と、
浴槽湯の放熱量を推測するための手段と、
前記浴槽湯を補助的に加熱するための手段と、
前記浴槽湯の放熱量を推測するための手段による推測放熱量に応じて前記補助的に加熱するための手段により浴槽湯を加熱させるように制御するための手段と、
を備えたことを特徴とする浴槽湯浄化装置。
前記制御するための手段が、前記推測放熱量と前記蓄えるための手段の蓄湯の温度と量に応じて、浴槽湯の前記所定温度を維持するために必要な補助的に加熱するための手段のデューティを算出し、該デューティに基づいて前記補助的に加熱するための手段に浴槽湯の加熱を行わせる、
請求項１に記載の浴槽湯浄化装置。
前記制御するための手段が、検出された前記補助加熱手段に応じて、補助的に加熱するための手段の制御に加えて前記蓄湯の浴槽への供給量を制御する、
請求項１又は２に記載の浴槽湯浄化装置。
前記浴槽湯の放熱量を推測するための手段が、外気温度を検出し、この外気温度に基づいて放熱量を推測する、
請求項１又は２又は３に記載の浴槽湯浄化装置。
前記浴槽湯の放熱量を推測するための手段が、浴槽湯の温度低下速度を検出し、この温度低下速度に基づいて放熱量を推測する、
請求項１又は２又は３に記載の浴槽湯浄化装置。
前記浴槽湯の放熱量を推測するための手段が、前記蓄湯を浴槽に供給させるための手段の稼動時間又は非稼動時間を検出し、該時間に基づいて放熱量を推測する、
請求項１又は２又は３に記載の浴槽湯浄化装置。