JP4688649B2 - 給湯器 - Google Patents

Description

本発明は、ネットワークに接続されて外部との通信機能を有するネットワーク対応給湯器に係り、特に携帯電話などの端末から給湯器に湯張り等の指示を与え、給湯器側ではエネルギー効率が最大になるように動作する給湯器及び給湯器の遠隔操作システムに関するものである。

従来、ネットワークを介して湯張りを行なう給湯器として、たとえば特許文献１に開示された技術がある。この技術は、ネットワークとつながる給湯器に対して、情報端末から湯張り指令を送信し、その後、給湯器から送られてくる結果情報を受信してユーザは正常に湯張りが完了したか否かを認識するというものである。

また、特許文献２には、遠隔地にある家電機器を制御する技術が開示されている。この技術は、携帯電話等を使用して給湯器等の機器の遠隔制御を行い、また、必要に応じて機器の状態情報をメールで受信するというものである。
特開２００４−１１９７３号公報 特開平２００１−３０９４６４号公報

ところで、近年の核家族化や夫婦共稼ぎの増加に伴い、同じ家庭における複数のユーザからの給湯に関する要求を効率よく実現することが望まれている。この場合、遠隔制御によって湯張りを行わせるという機能のみでは、エネルギーが非効率に消費される可能性がある。

本発明は上述のかかる事情に鑑みてなされたものであり、同一の制御対象である給湯器に対して複数のユーザからの指令が錯綜した場合でもエネルギー消費を抑えて効率的に給湯制御を実行することのできる給湯器及び給湯器の遠隔操作システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係わる給湯器は、ユーザ端末による遠隔操作によって給湯制御を実行する給湯器であって、複数のユーザ端末から送られてくる夫々のユーザの入浴予定時刻情報を受信する入浴時刻入力手段と、受信した入浴予定時刻情報に基づいて湯張りを実行すると共にエネルギー費用をもとに湯温制御を実行する給湯制御手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明では、複数のユーザからの入浴予定情報をもとに湯張り制御やお湯の温度制御を実行する。

ここで、「入浴予定時刻情報」とは、入浴時刻の基準となり得る情報を意味し、帰宅して一定時間で入浴するような場合は帰宅時刻も含まれる趣旨である。

好ましくは、ユーザ端末に入力する入浴予定時刻情報として、予め給湯器に設定された該ユーザの入浴予定時刻に対する進み／遅れ、または、その日の入浴の有無の情報を用いる。これにより、ユーザは簡単な操作で給湯の制御が可能となる。

本発明に係わる給湯器は、さらに、給湯器ごとに各ユーザの入浴順序の優先順位を含む入浴条件を保存する手段と、入浴予定時刻情報と入浴条件に基づいて、入浴順序の調整を実行し、当該調整の結果、入浴可能時刻に変更が生じた場合は当該時刻を変更の生じたユーザ端末へ送信する手段と、を備えたことを特徴とする。
本発明では、入浴条件をもとに各ユーザの入浴順序や入浴可能時刻を調整する。

本発明に係わる給湯器は、さらに、給湯制御手段は、気温データと湯温データを入力し、該入力データ、次のユーザの入浴時刻までの時間、および、エネルギー費用をもとに保温か再加熱かを決定し、再加熱の場合は再加熱開始時刻を演算することを特徴とする。

長時間保温状態を維持するのでは、電気代などのエネルギー費用が高くなる場合があるため、本発明では、浴槽外の気温データと湯温データとを用いて、湯温の低下幅を計算して、温度維持に要する費用と再加熱に要する費用とを比較して費用の安価な方で制御を実行する。また、再加熱の場合は湯量との関係から温度の上昇率を求めて、再加熱開始時刻を算出する。

本発明に係わる給湯器は、さらに、入浴時刻入力手段は入浴予定時刻の変更情報を受信し、給湯制御手段は該変更情報と変更情報受信時の湯張り状態をもとに再演算を実行することを特徴とする。

一旦設定した入浴予定時刻を変更可能にすることによって融通性の高い給湯器を実現する。なお、ユーザ端末より入浴予定時刻の変更要求のあった場合はそのときの湯張り状態をもとにエネルギー費用が最適になるように再演算を実行する。

また、本発明に係わる給湯器の遠隔操作システムは、通信ネットワークに繋がり給湯器に対して給湯制御指令を出力する遠隔操作システムであって、複数のユーザ端末から送られてくる夫々のユーザの入浴予定時刻情報を受信する入浴時刻入力手段と、受信した入浴予定時刻情報に基づいて給湯器に対して湯張り指令を出力すると共にエネルギー費用をもとに湯温の制御指令を出力する給湯制御手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明は給湯器のみならず、給湯器と独立して製造、譲渡等される遠隔操作システムについても適用可能である。

本発明によれば、同一の制御対象である給湯器に対して複数のユーザからの指令が錯綜した場合でもエネルギー消費を抑えて効率的に給湯制御を実行することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態を説明する。
図１は、第１の実施の形態による給湯器およびこれと通信ネットワークを介して繋がるユーザ端末のブロック図である。
ここで、給湯器１は、給湯器本体３とこれを制御する遠隔操作システム１０で構成されている。また給湯器本体３は、浴槽４と繋がって浴槽にお湯を供給する。一方、遠隔操作システム１０は、通信ネットワーク５を介してユーザ端末２とデータの送受信を行う。ここで、ユーザ端末２は、携帯電話などの情報端末を用いるものとする。なお、ユーザ端末２と給湯器１の遠隔操作システム１０とは、インターネット経由で接続しても良いし、携帯電話のキャリア会社の無線電話回線で接続するようにしても良い。なお、通信ネットワーク５でインターネットプロバイダあるいはキャリア会社の通信設備の記載は省略しているが、必要により当該設備を経由してデータが送られてくるものとする。

遠隔操作システム１０は、通信ネットワークを介して他の装置とデータの送受信を行うための送受信部１１、給湯器本体３とデータの入出力を行うためのインタフェース部１２、データの演算処理を実行する中央演算処理部１３、データを記憶する記憶部１４を有している。また、中央演算処理部１３は、送受信部１３とデータの受け渡しを行う送受信処理手段４１、ユーザ端末２から送られてくる種々の入浴条件を記憶部１４に保存する入浴条件登録手段４２、同様にユーザ端末２から送られてくる入浴予定時刻を保存する入浴時刻入力手段４３、利用者の希望した入浴予定時刻に変更が生じた場合は利用者端末２に通知する時刻変更通知手段４４、インタフェース部１２との間でデータを受け渡すための入出力処理を実行する入出力処理手段４５、および、給湯制御手段４６を備えている。各手段４１〜４５は計算機のソフトウェアで実現可能な機能である。

また、記憶部１４は、湯張り等の給湯制御を行うための種々の入浴条件を格納する入浴条件ファイル６１と給湯器本体３へ制御指令を出力するための出力ファイル６２を有している。

なお、ユーザ端末２から入浴条件を登録するのに替えて、給湯器１に取り付けられた図示しないリモコン装置から登録するようにしても良い。

次に上記の構成を有する給湯器１の動作を説明する。
<入浴条件登録処理>
ユーザは、端末２から入浴条件を事前に登録する。ユーザ端末２から送信された入浴条件データは、送受信部１１によって受信され、送受信処理手段４１、入浴条件登録手段４２を介して記憶部１４の入浴条件ファイル６１に保存される。

図２は、入浴条件ファイル６１のデータ構成例である。ここで、入浴条件ファイル６１は、共通情報とユーザ別情報からなっている。共通情報としては湯張りに要する時間など全ユーザに対して共通に設定すべき情報が保存されている。ユーザ別情報としてはユーザ識別情報（ＩＤ）、認証コード、ユーザごとの入浴時間、入浴予定時刻などの事前設定値のほか、遠隔操作システム１０で演算して書き込む調整後の入浴時刻などの情報エリアから構成されている。

ユーザは、図２に示す入浴条件のうち入浴時刻（調整後）を除く全てのデータを事前に登録しておく。

<入浴時刻入力処理>
上記の事前登録の後、ユーザは端末２を通してこの事前に登録した入浴予定時刻の変更を行う。図３は、ユーザ端末２に表示された入浴予定時刻の変更画面である。以下、入浴予定時刻の変更処理のしかたを説明する。

ユーザは、ユーザ端末２から認証コードを送信する。給湯器１の遠隔操作システム１０は送受信処理手段４１を介してこれを受信すると、その認証コードが正しいか否かを判定する。認証がＯＫとなると、ユーザの選択によって入浴時刻の変更画面に移る。

入浴時刻変更画面では、図３に示すように、入浴条件ファイル６１に保存されているそのユーザの入浴予定時刻が表示される。ユーザは、その入浴予定時刻を確認して、進みまたは遅れのボタンを押して、入浴予定時刻を変更する。たとえば、進みのボタンを押すと、１０分単位で時刻が進む。また押し続けることによって更新スピードが速くなる。所望の時刻で指を離して、確認ボタンを押すとその時刻情報が遠隔操作システム１０へ送信される。遠隔操作システム１０の入浴時刻入力手段４３は、この情報を受け取ると、入浴条件ファイル６１の当該ユーザの入浴予定時刻を更新する。

一方、その日の入浴を希望しない場合は、ユーザは入浴なしを選択して、確認ボタンを押す。これにより入浴なしの情報がユーザ端末２から遠隔操作システム１０へ送られ、入浴情報入力手段４３によって入浴条件ファイル６１に書き込まれる。

入浴なしの情報は、たとえば図２のユーザＣの「９９：９９」のように時刻情報とは異なる数字によって区別できるようにする。

<時刻変更通知処理>
次に図４を用いて時刻変更通知手段４４の処理を説明する。
時刻変更通知手段４４は周期的に起動されると、まず入浴条件ファイル６１に保存されている全てのユーザを入浴予定時刻の早い順にソートする（Ｓ１０１）。たとえば図２の例でいえば、ユーザＡ，Ｂ，Ｄ，Ｃの順になる。なお実質的にソートの効果があれば良いので、ソートに替えて順位付けを行うようにしても良い。

ソート処理の後、最初のユーザ（一番入浴予定時刻の早いユーザ）を現在ユーザとして（Ｓ１０２）、現在ユーザの入浴予定時刻を抽出する（Ｓ１０３）。次に、抽出した入浴予定時刻に入浴時間を加算して現在ユーザの入浴終了予定時刻を計算する（Ｓ１０４）。そして、入浴をするユーザの中で次のユーザが存在する場合は（Ｓ１０５で「ＹＥＳ」）、この入浴終了予定時刻と次のユーザの入浴予定時刻とを比較して（Ｓ１０６）、現在ユーザの入浴終了予定時刻よりも次のユーザの入浴予定時刻の方が早ければ（Ｓ１０７で「ＹＥＳ」）、次のユーザの入浴予定時刻を現在ユーザの入浴終了予定時刻以降の時刻に変更して、変更後の時刻を次のユーザの新たな入浴予定時刻として設定する（Ｓ１０８）。その後、次のユーザの端末２へこの新たな入浴予定時刻を送信する（Ｓ１０９）。以上の処理を全てのユーザについて実施済みか否かを判定して（Ｓ１１０）、実施済みの場合は終了し、実施済みで無い場合は、次のユーザを現在ユーザとして（Ｓ１１１）、ステップＳ１０３以降の処理を繰り返す。なお、ステップＳ１０５で入浴をする次のユーザが存在しない場合は（Ｓ１０５で「ＮＯ」）、そのまま終了する。以上の処理によって調整した結果を出力ファイル６２に保存する。

図２の例を用いると、ユーザＡの入浴予定時刻１９：３０に予め設定されている入浴予定時間３０分を加算すると入浴終了予定時刻は、２０：３０となる。これを次のユーザＢの入浴予定時刻２０：３０と比較すると、次のユーザＢの方が遅いので、重複時間は無く（Ｓ１０７で「ＮＯ」）、時刻調整は行わずに次のユーザとの調整処理、即ち、ユーザＢとユーザＤとの調整を実行する（Ｓ１１１）。ユーザＢの入浴予定時刻２０：３０に入浴時間２５分を加算すると、入浴終了予定時刻は２０：５５となる。これと次のユーザであるユーザＤの入浴予定時刻２０：５０を比較するとユーザＤの方が早いので、ステップＳ１０７で「ＹＥＳ」となり、ユーザＤの入浴予定時刻を２０：５５に変更して（Ｓ１０８）、ユーザＤの端末２へこの時刻を通知する。なお、ステップＳ１０８で入浴予定時刻の変更に際しては、前のユーザの入浴終了から次のユーザの入浴までに所定の時間間隔（たたとえば５分）を開けて調整するようにしても良い。

図５は、調整結果の保存されている出力ファイル６２のデータ例である。なお、この入浴開始時刻と入浴終了時刻は毎日リセットされ、翌日は再び入浴条件ファイル６１に保存されている入浴予定時刻の事前設定値をもとに調整が行われる。なお、この出力ファイル６２の内容を都度、入浴条件ファイル６１に反映するようにしてもよい。

<給湯制御処理>
給湯制御手段４６は、出力ファイル６２に保存されている最初のユーザの入浴開始時刻をもとに湯張り指令を出力する。図５の例では、最初のユーザＡの入浴開始時刻は１９：３０であり、入浴条件ファイル６１に予め設定されている湯張り時間は１２分（図２参照）であるから、１９：３０から１２分を差し引いた１９：１８に湯張り指令を出力する。この制御指令は、入出力処理手段４５、および、インタフェース部１２を介して給湯器本体３へ出力され、給湯器本体３はこの制御指令をもとに炊き上げを行い、浴槽４への湯張りを実行する。給湯器本体３や浴槽４の湯張り制御については、特開２００４−１１９７３号公報などに記載されているので説明を割愛する。

以上、本実施の形態によれば、事前に入浴時刻（ないし湯張り時刻）を給湯器に設定しておいて、携帯端末からその時刻の進み、遅れの操作を行うので、極めて簡便な操作で給湯制御が実行できる。また、複数のユーザの入浴時刻の調整を行うので、ユーザはいつまでに帰宅すれば良いかということが分かり、帰宅後すぐに入浴することができる。

次に第２の実施の形態を説明する。図６は、本実施の形態による給湯器およびこれと通信ネットワークを介して繋がるユーザ端末のブロック図である。図１に対して、風呂場内の気温を測定するための温度センサ６を追加している。この温度センサ６で収集した温度データは遠隔操作システム１０に入力される。その他、図１と同様の要素には同一の符号を付して説明を省略する。

本実施の形態の特徴は、第１の実施の形態の入浴条件ファイル６１に対して、図７に示すように共通情報として、湯量レベル、風呂温度、外気温、水温を追加し、またユーザ別情報として優先順位を追加したことである。

ここで、湯量レベルと風呂温度はユーザが事前に設定し、温度センサ６によってリアルタイムに収集した気温データを保存する。ユーザ別情報の優先順位は、入浴時間帯が重複したときにどちらのユーザを優先させるかを決定するための順位である。

次に上記の構成を有する給湯器１の動作を説明する。
<入浴条件登録処理>

ユーザは端末２を通して、共通情報として湯量レベルと風呂温度を設定し、ユーザ別情報として、各ユーザＩＤ、認証コード、入浴時間、入浴予定時刻、および、優先順位を設定する。

<入浴時刻入力処理>
入浴時刻の設定、変更のしかたは第１の実施の形態と同様であるため説明を省略する。

<時刻変更通知処理>
次に図８を用いて時刻変更通知手段４４の処理を説明する。ステップＳ２０１〜ステップＳ２０７の処理は、図４のステップＳ１０１〜ステップＳ１０７の処理と同様である。ステップＳ２０７において、重複時間帯がある場合は、入力条件ファイル６１を参照して現在ユーザと次のユーザの優先順位を比較する（Ｓ２０８）。そして、現在ユーザの優先順位の方が高い場合は（Ｓ２０９で「ＹＥＳ」）、次のユーザの入浴予定時刻を現在ユーザの入浴終了時刻以降の時刻に変更して、変更後の時刻を次のユーザの新たな入浴予定時刻として設定する（Ｓ２１１）。一方、ステップＳ２０９で次のユーザの優先順位の方が高い場合は（Ｓ２０９で「ＮＯ」）、現在ユーザと次のユーザとを入れ替えて（Ｓ２１０）、ステップＳ２１１を実行する。そして、全てのユーザについて実施済みでない場合は（Ｓ２１２で「ＮＯ」）、次のユーザを現在ユーザとして（Ｓ２１３）、ステップＳ２０３以降の処理を繰り返す。ステップＳ２１２で「ＹＥＳ」の場合は、ステップＳ２１１で変更のあったユーザの端末２へ変更後の入浴時刻を送信する（Ｓ２１４）。

図７の例のユーザＢ、Ｄ間の調整を考えると、ユーザＢの入浴予定時刻２０：３０に入浴時間２５分を加算すると、入浴終了予定時刻は２０：５５となる。ステップ２０１のソート処理によって次のユーザとなるユーザＤの入浴予定時刻は２０：５０なのでステップＳ２０７の処理で重複有りと判定される。次にユーザＢとユーザＤの優先順位を比較すると、ユーザＢが「３」（低）、ユーザＤが「２」（高）であるためユーザＤの方が優先順位が高い。このため、ステップＳ２１０の処理でユーザＢとユーザＤの順番が入れ替えられる。順番の早くなったユーザＤの入浴予定時刻は入浴条件ファイル６１より２０：５０、入浴時間は１５分なので、入浴終了予定時刻は、２１：０５となる。このため、ユーザＢの調整後の入浴開始時刻は２１：０５となる。そして、ステップＳ２１４でユーザＢの端末２に変更となった入浴時刻が送信される。

<給湯制御処理>
次に、給湯制御手段４６の動作を説明する。最初のユーザのための湯張り制御のしかたは第１の実施の形態と同様である。

本実施の形態では、２番目のユーザ以降において、そのユーザが入浴するまでの時間を保温状態とするか、一旦保温を解除してそのユーザが入浴する直前に炊き上げるかの制御手順を図１０を用いて説明する。

この給湯制御は、周期的に起動され、まず入浴時刻の前か否かを判定して（Ｓ３０１）、入浴時刻の前である場合は、温度センサ６から気温データを収集して入浴条件ファイル６１に保存する（Ｓ３０２）。次に入浴終了か否かを判定して、入浴が終了していない場合はそのまま終了し、入浴が終了している場合は（Ｓ３０３で「ＹＥＳ」）、入浴条件ファイル６１に保存されている気温データを抽出して、風呂温度との差を計算する（Ｓ３０４）。続いて、出力条件ファイル６２を参照して、次の入浴開始時刻を抽出して（Ｓ３０５）、現在時刻からの時間を計算し、この計算結果とステップＳ３０４で計算した気温データを用いてお湯の低下温度を予測する（Ｓ３０６）。これは、時間経過に伴う温度低下テーブルを持たせておいてそのテーブルを参照して求めるのが簡便である。このとき、湯量との関係で低下温度を計算するとより正確に求めることができる。

次に、ステップＳ３０６で予測した温度と入浴条件ファイル６１に保存されている風呂温度との差を計算して、その温度差と湯量とを掛け合わせて、設定された風呂温度に炊き上げるまでの熱量を計算し、その熱量から電気代（エネルギー費用）を算出する（Ｓ３０７）。この電気代への換算もステップＳ３０６と同様に換算テーブルを予め備えておくと容易に求めることができる。

次に、次の入浴までの時間保温状態を維持したときの電気代を求め（Ｓ３０８）、両電気代を比較する（Ｓ３０９）。その結果、保温の電気代の方が高い場合は、保温を解除して（Ｓ３１０）、次の入浴時刻の予め定められた所定時間前になったときに（Ｓ３１１で「ＹＥＳ」）、追い炊き指令を出力する（Ｓ３１２）。一方、ステップＳ３０９で保温の電気代の方が安い場合は、保温状態を継続する（Ｓ３１３）。

以上、本実施の形態によれば、ユーザに優先順位を持たせて、設定した入浴予定時刻、入浴時間、および、優先順位に基づいて入浴順序と入浴時刻の調整を行うので、ユーザの重要度やランクに応じてより柔軟性の高い調整が可能となる。

また、最も入浴時刻の早いユーザにあわせて湯張りを行い、その後は、風呂場内の気温と次の入浴時刻までの時間によって保温を維持するか、一旦保温を解除して次のユーザの入浴時刻に合わせて追い炊きを実行するかを決定するので、電気代（エネルギー費用）の節約を図ることができる。

なお、上記の実施形態では、風呂場内の気温データとして、直前のユーザの入浴前のデータを用いることとしたが、風呂場内の気温は、風呂蓋の開閉によって異なるため、湯張り前の気温データと入浴中の気温データをもとにどちらのデータを用いるか、あるいは、その中間値を用いるかを選択可能にしてもよい。

本発明は、上述の実施形態に限定されること無くその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。たとえば、入浴条件ファイル６１のユーザ別情報に、たとえばユーザＡの後にユーザＢを入浴させないなどの禁止条件を追加することもできる。この場合、禁止条件下で先に入浴することになったユーザの端末に「入浴後は風呂を洗って栓をしておくこと」というメールを送信するようにしても良い。

本発明は、浴槽の湯張りや温度制御を行う給湯器やその給湯器を通信ネットワークを介して制御する遠隔操作システムに利用することができる。

本発明の第１の実施の形態による給湯器およびこれと通信ネットワークを介して繋がるユーザ端末のブロック図である。 図１の入浴条件ファイルのデータ構成の説明図である。 図１の入浴時刻入力手段によってユーザ端末上に表示された画面図である。 図１の時刻変更通知手段の処理手順を示すフローチャートである。 図１の出力ファイルのデータ構成の説明図である。 本発明の第２の実施の形態による給湯器およびこれと通信ネットワークを介して繋がるユーザ端末のブロック図である。 図６の入浴条件ファイルのデータ構成の説明図である。 図６の時刻変更通知手段の処理手順を示すフローチャートである。 図６の出力ファイルのデータ構成の説明図である。 図６の給湯制御手段の処理手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 給湯器
２ ユーザ端末
３ 給湯器本体
４ 浴槽
５ 通信ネットワーク
６ 温度センサ
１０ 遠隔操作システム
１１ 送受信部
１２ インタフェース部
１３ 中央演算処理部
１４ 記憶部
４１ 送受信処理手段
４２ 入浴条件登録手段
４３ 入浴時刻入力手段
４４ 時刻変更通知手段
４５ 入出力処理手段
４６ 給湯制御手段
６１ 入浴条件ファイル
６２ 出力ファイル

Claims (3)

1. ユーザ端末による遠隔操作によって給湯制御を実行する給湯器であって、
   複数のユーザ端末から送られてくる夫々のユーザの入浴予定時刻情報を受信する入浴時刻入力手段と、
   前記受信した入浴予定時刻情報に基づいて湯張りを実行すると共にエネルギー費用をもとに湯温制御を実行する給湯制御手段と、
   給湯器ごとに各ユーザの入浴順序の優先順位を含む入浴条件を保存する手段と、
   前記入浴予定時刻情報と前記入浴条件に基づいて、入浴順序の調整を実行し、当該調整の結果、入浴可能時刻に変更が生じた場合は当該時刻を変更の生じたユーザ端末へ送信する手段と、
   を備えたことを特徴とする給湯器。
2. ユーザ端末による遠隔操作によって給湯制御を実行する給湯器であって、
   複数のユーザ端末から送られてくる夫々のユーザの入浴予定時刻情報を受信する入浴時刻入力手段と、
   前記受信した入浴予定時刻情報に基づいて湯張りを実行すると共にエネルギー費用をもとに湯温制御を実行する給湯制御手段と、を備え、
   前記給湯制御手段は、気温データと湯温データを入力し、該入力データ、次のユーザの入浴時刻までの時間、および、エネルギー費用をもとに保温か再加熱かを決定し、再加熱の場合は再加熱開始時刻を演算することを特徴とする給湯器。
3. 前記ユーザ端末に入力する入浴予定時刻情報は、予め前記給湯器に設定された該ユーザの入浴予定時刻に対する進み／遅れ、または、その日の入浴の有無の情報であることを特徴とする請求項１又は２に記載の給湯器。

Images