JP4458197B1 - 給湯機 - Google Patents

Abstract

【課題】精度よく浴室内の在室者を検出し、それに基づいて浴槽水の加熱を適切に行うことで、省エネルギー性、快適性に優れた給湯機を提供すること。
【解決手段】浴槽３と、浴室への入浴者の入室を検出する人体検出手段９と、前記浴槽３内の湯水を加熱する浴槽水加熱手段４と、制御手段１０とを備え、前記浴槽水加熱手段４による前記浴槽３内の湯水の加熱運転制御は、前記人体検出手段９の検出結果に基づいて変更されるとともに、前記人体検出手段９の上下方向の検出範囲を、上方向の検出角度の方が下方向の検出角度よりも大きくなるように構成したことを特徴とするもので、入浴者の検出精度を高めて必要なときだけ浴槽水の加熱を行うことで、省エネルギー性、快適性に優れた給湯機を提供できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、浴槽水を加熱する手段を有し、浴室内に設置する浴室リモコンを設けた給湯機に関する。

従来、この種の給湯機は、例えば図５のようなものがある（例えば、特許文献１参照）。

図５に示すように、安全性を高める目的で、風呂リモコンに人感知センサを設け、この人感知センサで入浴者の異常を検知し、自動的に外部に通報する機能を備えている。
特開２００１−１３３０４０号公報

しかしながら、前記従来の構成には入浴者を検出するための人感知センサをリモコンに設けたということが記述されているが、浴室という特殊な環境において検出精度を確保するためのセンサの構成についての配慮は十分に記述されてはいない。

すなわち、浴室内で入浴者を検出する場合に配慮すべきこととして、対照の空間が狭いこと、対象物としての入浴者との距離は短く、かつ頻繁に移動はせず、前方を横切るような通過する動きは少ないこと、またリモコンから見て死角に留まってしまう可能性があるというような特有の条件がある。

これらの条件を満たすためには広い視野角が必要となるが、一般に赤外線センサは視野角を大きくとると感度が低下するので、視野角は必要最小限にしなければならない。また、リモコンの取り付け位置によっては、浴槽に張られた湯の表面の微小な揺れを感知することがある。

このように、浴室リモコンに実装する赤外線センサは、浴室内という空間と入浴者の行動の特性を考慮し、死角が少なくかつ十分な感度を得るための必要最小限の視野角にするとともに、湯面の揺れによる誤検知を防ぐという課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、精度よく浴室内の在室者を検出し、それに基づいて浴槽水の加熱を適切に行うことで、省エネルギー性、快適性に優れた給湯機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の給湯機は、浴槽と、浴室への入浴者の入室を検出する人体検出手段と、前記浴槽内の湯水を加熱する浴槽水加熱手段と、制御手段とを備え、前記人体検出手段が入浴者の入室を検出したとき、前記浴槽水加熱手段が運転動作を開始するとともに、前記人体検出手段の上下方向の検出範囲を、前記浴槽内の湯の表面より上方で、かつ、上方向の検出角度の方が下方向の検出角度よりも大きくなるように構成したことを特徴とするものである。

これによって、人体検出手段の下方向の視野角を絞ることにより、全体として感度を確保しつつ検出範囲を必要な空間に向けることが可能となり、入浴者の検出精度を高めて必要なときだけ浴槽水の加熱を行うことで、省エネルギー性、快適性に優れた給湯機を提供
できる。

本発明によれば、精度よく浴室内の在室者を検出し、それに基づいて浴槽水の加熱を適切に行うことで、省エネルギー性、快適性に優れた給湯機を提供できる。

第１の発明は、浴槽と、浴室への入浴者の入室を検出する人体検出手段と、前記浴槽内の湯水を加熱する浴槽水加熱手段と、制御手段とを備え、前記人体検出手段が入浴者の入室を検出したとき、前記浴槽水加熱手段が運転動作を開始するとともに、前記人体検出手段の上下方向の検出範囲を、前記浴槽内の湯の表面より上方で、かつ、上方向の検出角度の方が下方向の検出角度よりも大きくなるように構成したことを特徴とするもので、浴室リモコンが浴槽の上端近くの比較的低い位置に設置されるという使用条件にあわせて、不要部分の視野角を絞って感度を確保しつつ検出範囲を必要な空間に向けて、高精度の入浴者の有無の検出に応じた浴槽水の加熱を適切に行うことで、省エネルギー性、快適性に優れた給湯機を提供できる。

第２の発明は、貯湯槽と、前記貯湯槽の水を加熱する貯湯槽水加熱手段とを備え、浴槽内の湯水は、前記貯湯槽水加熱手段にて加熱され、前記貯湯槽に貯湯された湯により加熱されることを特徴とするもので、湯を給湯用として利用するとともに、その熱を風呂の追い焚きに有効利用することが可能となる。

第３の発明は、人体検出手段を、入浴者が発する赤外線を検出する構成とするもので、精度を確保するための、視野角の設計が容易となる。

第４の発明は、貯湯槽水加熱手段は、ヒートポンプサイクルを用いた構成としたことを特徴とするもので、エネルギーの利用効率が上がり、省エネルギー性に優れた給湯機を提供できる。

第５の発明は、ヒートポンプサイクルは、運転時、高サイド圧力が臨界圧力より大きい超臨界冷媒回路であることを特徴とするもので、沸き上げ温度を高温にできるので、利用できる熱量の増大と湯切れ防止性を向上することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態における給湯機の構成を示す図である。

図１において、貯湯槽１と、この貯湯槽１の水を加熱する貯湯槽水加熱手段としてのヒートポンプユニット２と、浴槽３と、貯湯槽１の湯と前記浴槽３の湯を熱交換して風呂の追い焚きをおこなう浴槽水加熱手段としての熱交換器４と、第一の循環ポンプ５と、第二の循環ポンプ６と、浴槽水温度を測定するサーミスタ７と、浴室リモコン８に設けられ、浴室内の在室者の有無を検出する人体検出手段としての赤外線センサ９と、この赤外線センサ９の出力に基づいて第一の循環ポンプ５と第二の循環ポンプ６との運転動作を制御する制御手段１０とから構成されている。

図２は浴室リモコン８の外観を示す。赤外線センサ９が設けられている。以上のように構成された給湯機について、以下その動作、作用を説明する。

基本的な機能としては、ヒートポンプ２により加熱された湯が貯湯槽１に貯えられており、この湯を給湯および浴槽水の加熱に利用する。浴槽水の加熱は、貯湯槽１に貯えられた高温の湯を第一の循環ポンプ５を用いて熱交換器４の一次側流路に供給するとともに、第二の循環ポンプ６により、浴槽水を熱交換器４の二次側流路に循環させることによってなされる。

図３は、浴室１０に設置された浴室リモコン８に設けられた赤外線センサ９の視野角を示した図である。図３（ａ）は浴室１０の平面図、図３（ｂ）は同断面図で、浴室リモコン８は、浴槽３の少し上の壁面に設置されている。赤外線センサ９の視野角は、左右方向には同角度としている。

ここで、浴室リモコン８の取り付け位置として、平面方向は特定できないが、高さ方向については浴槽３内から、あるいは洗い場で座った状態での操作を可能にするため、ほぼ一定している。このため、赤外線センサ９の視野角について、左右方向は同角度とせざるを得ず、一方、高さ方向の取り付け位置は低くほぼ一定であるので、下方向の視野角は小さくてよい（∠α＞∠β）。

したがって上方向の視野角を比較的大きくとっても全体としての視野角は小さくでき、その分、感度を上げることができる。また、下側の視野角を大きくとると、浴槽３に蓋をされていない場合に浴室リモコン８の設置位置によっては、浴槽３に張られた湯の表面を視野に捉え、その揺れを感知することがある。下方向の視野角を小さくとっておけば、この誤検知を防ぐことができる。１２は入浴者である。

浴槽水の加熱の運転動作を図４のフローチャートを用いて説明する。

自動的に保温するモードに設定されている場合（ステップ１）、赤外線センサ９が入浴者の体表面から発せられる赤外線に反応して、浴室１０への入浴者の入室が検出されると（ステップ２）、第二の循環ポンプ６を起動させて、サーミスタ７により浴槽３内の水温を測定し、これが設定値を下回っている場合（ステップ３）、第一の循環ポンプ５を起動して熱交換器４一次側流路に、貯湯槽１の高温の湯を循環させ、浴槽水を加熱する（ステップ４）。浴槽水の温度が設定温度に達すれば、第一および第二の循環ポンプ５、６を停止させ（ステップ５）、浴槽水の加熱運転を終了する。

すなわち従来の自動保温のように、一定時間毎に浴槽水の加熱運転を繰り返すのではなく、入浴者１１が入室したときに加熱運転を行い、入浴者１１がいないのにもかかわらず保温する無駄な加熱運転をなくすことによって省エネルギー性を向上させる。

以上のように、省エネルギー性と利便性を向上させることを目的として入浴者１１の浴室への入室を検出する赤外線センサ９の出力に応じて浴槽水の加熱運転を制御する方式を採用するにあたり、赤外線センサ９の視野角を上下方向について、上側を下側よりも大きくし、全体としての視野角を縮小しつつ必要な範囲を維持するとともに、浴槽に張られた湯の表面を視野角から外すことで誤検知を防止し、結果として入浴者１１検出の精度を高めることが可能となる。

なお、ヒートポンプユニット２の冷凍サイクルは冷媒として二酸化炭素を用い、臨界圧を超える圧力で運転することが好ましい。二酸化炭素を冷媒として用いることで沸き上げ温度を高温にできるので、利用できる熱量の増大と湯切れ防止性を向上することができる。

以上のように、本発明にかかる給湯機は、高い効率性と利便性を両立する制御方式を実現できるので、前記したような家庭用の給湯機に適用できるほか、業務用などの規模の大きい用途にも適用し、設備の管理者等に対して高い利便性を提供できる。

本発明の実施の形態１における給湯機の構成図 同浴室リモコンの外観図 （ａ）本発明の実施の形態１における浴室の上断面図（ｂ）図３（ａ）のＡ−Ａ断面図 本発明の実施の形態１における浴槽水の加熱の運転動作のフローチャート 従来の給湯機の構成図

１ 貯湯槽
２ ヒートポンプユニット（貯湯槽水加熱手段）
３ 浴槽
４ 熱交換器（浴槽水加熱手段）
５ 第一の循環ポンプ
６ 第二の循環ポンプ
８ 浴室リモコン
９ 人体検出手段
１０ 制御手段

Claims (5)

1. 浴槽と、浴室への入浴者の入室を検出する人体検出手段と、前記浴槽内の湯水を加熱する浴槽水加熱手段と、制御手段とを備え、前記人体検出手段が入浴者の入室を検出したとき、前記浴槽水加熱手段が運転動作を開始するとともに、前記人体検出手段の上下方向の検
   出範囲を、前記浴槽内の湯の表面より上方で、かつ、上方向の検出角度の方が下方向の検出角度よりも大きくなるように構成したことを特徴とする給湯機。
2. 貯湯槽と、前記貯湯槽の水を加熱する貯湯槽水加熱手段とを備え、浴槽内の湯水は、前記貯湯槽水加熱手段にて加熱され、前記貯湯槽に貯湯された湯により加熱されることを特徴とする請求項１に記載の給湯機。
3. 人体検出手段は、入浴者が発する赤外線を検出する構成としたことを特徴とする請求項１または２に記載の給湯機。
4. 貯湯槽水加熱手段は、ヒートポンプサイクルを用いた構成としたことを特徴とする請求項２に記載の給湯機。
5. ヒートポンプサイクルは、運転時、高サイド圧力が臨界圧力を超える超臨界冷媒回路であることを特徴とする請求項４記載の給湯機。