JP4931574B2

JP4931574B2 - ヒートポンプ式給湯機システム

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Publication number: JP4931574B2
Application number: JP2006349924A
Authority: JP
Inventors: 明広井谷
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2006-12-26
Filing date: 2006-12-26
Publication date: 2012-05-16
Anticipated expiration: 2026-12-26
Also published as: JP2008157593A

Description

本発明は，ヒートポンプ式給湯機システムに係り，特に，金属イオンを含むミストを発生させるミスト発生装置を備えたヒートポンプ式給湯機システムに関するものである。

近年，浴室内にミストを発生させて浴室内を暖めるミスト暖房装置が設けられ，浴室を暖房するだけでなく，浴室がミストサウナとして健康及び美容のために使用されている。しかしながら，ミストサウナを使用した後，浴室の壁面や天井面が濡れた状態になり，カビ等が発生する問題があった。その改善策として，給湯暖房機から供給される湯を加熱することによってミストを発生させるミスト発生機能と浴室暖房機能とを備えたミストサウナ装置であって，ミストサウナ使用後に浴室暖房運転と換気扇の運転とを連動させた乾燥運転を行い，浴室を乾燥させることによって，カビの発生を抑制すること（特許文献１参照）が提案されている。
特開２０００−２３７２７３号公報

しかしながら，ミストサウナ使用後に浴室暖房運転と換気扇の運転とを連動させた乾燥運転を行い，浴室を乾燥させることだけでは，充分にカビの発生を抑制することができないという問題があった。したがって，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，ミストサウナ使用後でも充分にカビの発生を抑制することが可能なヒートポンプ式給湯機システムを提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は，浴室乾燥装置と浴室内にミストを発生させるミスト発生装置とを備えたヒートポンプ式給湯機システムであって，前記ミスト発生装置が，金属イオンを含むミストを発生させるものであることを特徴とするヒートポンプ式給湯機システムとして構成される。
このように構成することによって，ミスト中に含まれる金属イオンが浴室の壁面や天井面に付着し，カビ及び雑菌等の発生を抑えることができる。また，浴室内で衣類の乾燥を行う場合，浴室内に衣類を干した後に金属イオンを含むミストを発生させて，衣類に付着させることによって，雑菌の繁殖を抑え，且つ静電気の発生を軽減することができる。更に，金属イオンが人体に付着することで，汗等による臭いを抑えることも可能である。
また，前記ミスト発生装置により浴室内に金属イオンを含むミストを発生させたあと，前記浴室乾燥装置により浴室内を乾燥させる運転制御手段を更に備えてなることが考えられる。このように，金属イオンを含むミストを発生させたあと，前記浴室乾燥装置を使ってできるだけ速く乾燥させることで，浴室の壁面や天井面或いは衣類等に付着した金属イオンを小粒径に結晶化させ，固着させることができる。小粒径の結晶は溶けやすいので，次に水分に触れたとき金属イオンが溶け出し，すぐに抗菌作用がもたらされる。
また，浴室内にいる人体を感知する人体感知手段を更に備え，前記人体感知手段が人体を感知し，その後人体を感知しなくなったことを条件に，前記運転制御手段が，前記ミスト発生装置により金属イオンを含むミストを発生させることが考えられる。このように構成することで，入浴後に自動的に金属イオンを含むミストを発生させることが可能となり，金属イオンを含むミストを発生させることを忘れてしまうことが無く，常時浴室内を清潔に保つことが可能となる。

また，金属イオンを含むミストの発生モードと金属イオンを含まないミストの発生モードとを切り替える第１のモード切り替え手段を更に備えてなることが考えられる。このような切り替えが可能なことにより，必要に応じて金属イオンを含むミストと，通常の金属イオンを含まないミストとを使い分けることができる。
また，金属イオンを含むミストの発生モードと金属イオンを含むシャワーモードとを切り替える第２のモード切り替え手段を更に備えてなることが考えられる。このように金属イオンを含むシャワーに切り替えることができるので，金属イオンを含むミストを浴びる時間がないときには，シャワーを浴びることで，短時間で抗菌作用を得ることが可能となる。
また，ヒートポンプ式給湯機が備える湯を蓄える貯留タンク内に金属イオンを混入させる金属イオン混入手段を更に備えてなることが考えられる。このように前記貯留タンク内に金属イオンを混入させることで，前記貯留タンク内の雑菌等の繁殖を抑えることができる。この場合，前記貯留タンク内の金属イオンを含む湯が給湯されることになるので，例えば台所で食器洗いに使用すれば，洗った食器に抗菌効果をもたらすことが可能となる。
具体的な前記金属イオンの例としては，銀イオン，亜鉛イオン又は銅イオンが挙げられ，使用される前記金属イオンは１種類又は複数でもかまわない。

本発明によれば，浴室乾燥装置と浴室内にミストを発生させるミスト発生装置とを備えたヒートポンプ式給湯機システムであって，前記ミスト発生装置が，金属イオンを含むミストを発生させることによって，ミスト中に含まれる金属イオンが浴室の壁面や天井面に付着し，カビ及び雑菌等の発生を抑えることができる。また，浴室内で衣類の乾燥を行う場合，浴室内に衣類を干した後に金属イオンを含むミストを発生させて，衣類に付着させることによって，雑菌の繁殖を抑え，且つ静電気の発生を軽減することができる。更に，人体に浴びることで，汗等による臭いを抑えることも可能である。

以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
図１に本発明の実施の形態に係るヒートポンプ式給湯機システムの概略構成図を示す。
図１のように，ヒートポンプ式給湯機システムＸは，水配管１０（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ），貯留タンク１３，循環ポンプ１４，熱交換器２５，浴室乾燥暖房装置Ｙ（浴室乾燥機の一例），浴室内にミストを発生させるミスト発生装置Ｚ及び冷媒が循環されるヒートポンプサイクルＳ等を備えて構成されている。
水配管１０ａは，給水口１１から供給される水を，減圧弁１２により減圧して，貯留タンク１３まで供給する流水経路である。
水配管１０ｂは，貯留タンク１３に貯留された水を，循環ポンプ１４を経て熱交換器２５まで供給し，熱交換器２５により熱交換された水を，貯留タンク１３まで循環させる流水経路である。
貯留タンク１３は，ヒートポンプサイクルＳの熱交換器２５によって加熱された温水及び前記給水口１１から供給された水を貯留するタンクである。
貯留タンク１３には逃がし弁１６が設けられており，この逃がし弁１６により，貯留タンク１３内の圧力が調整される。
ヒートポンプサイクルＳは，熱交換器２５，冷媒配管２０，膨張器２１，室外空気熱交換器２３及び圧縮機２４等を備えて構成されている。
冷媒配管２０を流れる前記冷媒は，膨張器２１により膨張され，室外空気熱交換器２３により室外の空気と熱交換されて吸熱，気化し，圧縮機２４により圧縮されて高温高圧となり，熱交換器２５において，水配管１０ｂを流れる水と熱交換される。
熱交換器２５で熱交換され加熱された水は，貯留タンク１３に貯留される。貯留タンク１３の上部，すなわち高温水貯留部に貯留された高温の水は，水配管１０ｃを流れて，混合弁１７ａにより浴室乾燥暖房装置Ｙに供給され，浴室乾燥暖房装置Ｙにより浴室内の空気と熱交換されたあと，水配管１０ｄを流れて貯留タンク１３に戻される。このように，浴室内の空気は，浴室乾燥暖房装置Ｙによって，乾燥及び暖房される。
また，前記貯留タンク１３上部の高温水貯留部に貯留された高温の水は，水配管１０ｃを流れて，混合弁１７ｂによりミスト発生装置Ｚ及び給湯口１８に供給される。

ミスト発生装置Ｚは，金属イオンを溶出する金属イオン溶出ユニット３０（図２参照）及び周知の超音波振動子５１（図３参照）等を備えて構成され，金属イオンを含むミストを発生させることができる。
図２は金属イオン溶出ユニットを模式的に示した平面図である。なお，説明の便宜上水の流入口及び流出口は省略するが，筐体３１内を水（前記高温の水）が流通しているものとする。
金属イオン溶出ユニット３０内には，２枚の電極３２ａ，３２ｂが所定の間隔をおいて平行に配置されている。２枚の電極３２ａ，３２ｂにそれぞれ接続された端子３３ａ，３３ｂを通して，２枚の電極３２ａ，３２ｂ間に電圧を印加することにより，陽極の電極側から電極の構成金属がイオン化して筐体３１内の水に溶出する。水に金属イオンを溶出させる濃度としては，濃度が低すぎると抗菌作用が乏しく濃度が高すぎると乾燥時に金属イオンの粒径が大きくなることから０．１ｐｐｍ〜１ｐｐｍ程度が好ましい。また，電極の極性を時々入れ替えることで，両方の電極から金属イオンの溶出が行え，金属イオン溶出ユニット３０の長寿命化が可能である。
電極３２ａ，３２ｂに用いる金属の具体例としては，銀，亜鉛，銅又はそれらの合金が挙げられる。２枚の電極３２ａ，３２ｂに別々の金属を用いてもかまわない。
このように２枚の電極３２ａ，３２ｂに電圧を印加すれば，金属イオンを含む水が得られ，電圧の印加を遮断すると金属イオンの発生が停止する。こうして得られた金属イオンを含む水を超音波振動子５１により霧状化させて，噴射することにより，金属イオンを含むミストを発生させることができる。
このようにミスト発生装置Ｚが浴室内に金属イオンを含むミストを発生させることによって，ミスト中に含まれる金属イオンが浴室の壁面や天井面に付着し，カビ及び雑菌等の発生を抑えることができる。また，浴室内で衣類の乾燥を行う場合，浴室内に衣類を干した後に金属イオンを含むミストを発生させて，衣類に付着させることによって，雑菌の繁殖を抑え，且つ静電気の発生を軽減することができる。更に，人体に浴びることで，汗等による臭いを抑えることも可能である。また，銀イオンを含むこれらの金属イオンが，人体に無害であることは，立証されている。
また，金属イオン溶出ユニット３０に電圧を印加して，超音波振動子５１により霧状化させれば，金属イオンを含むミストを発生させることができ，また水を交換することにより水の中に金属イオンが含まれない状態で，金属イオン溶出ユニット３０に電圧を印加せず，超音波振動子５１により霧状化させれば，通常の金属イオンを含まないミストを発生させることができる。このような切り替えが可能なことにより，必要に応じて金属イオンを含むミストと，通常の金属イオンを含まないミストとを使い分けることができる。
図３は，ミスト発生装置Ｚがミスト又はシャワーを噴射する噴射ノズルを模式的に示した図である。噴射ノズル５０は，金属イオン溶出ユニット３０，超音波振動子５１及び複数の小さな噴射口５２等を備えて構成されている。
ミストを発生させるときは，水面５３は水位を調整する弁（不図示）によって，超音波振動子５１と接する状態に保たれ，超音波振動子５１の振動によって水がミスト状になり，噴射口５２から噴射される。このとき金属イオン溶出ユニット３０に電圧を印加すれば，金属イオンを含むミストが噴射される。
また，シャワーを噴射させるときは，超音波振動子５１を作動させずに前記水位を調整する弁により水圧を上昇させることによって，水面５３が押し上げられ，噴射口５２によってシャワー状になり噴射される。このとき，金属イオン溶出ユニット３０に電圧を印加すれば，金属イオンを含むシャワーが噴射される。このように，金属イオンを含むミストの噴射を，金属イオンを含むシャワーの噴射に切り替えることができるので，金属イオンを含むミストを浴びる時間がないときには，シャワーを浴びることで，短時間で抗菌作用を得ることが可能となる。
また，ミスト発生装置Ｚで生成された金属イオンを含む水を貯留タンク１３に供給する流水経路（不図示）を設ければ，貯留タンク１３内に金属イオンを混入させることができる。このように湯を蓄える貯留タンク１３内に金属イオンを混入させることで，貯留タンク１３内の雑菌等の繁殖を抑えることができる。この場合，金属イオンを含む湯が給湯されることになるので，例えば台所で食器洗いに使用すれば，洗った食器に抗菌効果をもたらすことが可能となる。

ここに，図４は本発明の実施の形態に係るヒートポンプ式給湯機システムの概略構成を示すブロック図，図５はヒートポンプ式給湯機システムの操作パネルの一部を模式的に示した図，図６はミスト発生装置が銀イオンを含んだミストを発生させたあと，乾燥を行う自動運転の手順を示すフローチャートである。
まず，図４を用いて，本発明の実施の形態に係るヒートポンプ式給湯機システムＸの概略構成について説明する。図４に示すように，ヒートポンプ式給湯機システムＸは，１又は複数のＣＰＵ等の演算手段及びその周辺装置（ＲＯＭ，ＲＡＭ等）からなり前記ＲＯＭに格納された所定のプログラムに従った処理を実行することにより当該ヒートポンプ式給湯機システムＸを制御する制御部１と，浴室内の温湿度を計測するための温度センサ２及び湿度センサ３と，入浴中の人体を感知する後記する周知の人体感知センサ４（人体感知手段の一例）と，当該ヒートポンプ式給湯機システムＸの入力操作等を行う操作パネル４０と，浴室乾燥暖房装置Ｙと，ミスト発生装置Ｚ等を備えて構成されている。
なお，上述したヒートポンプ式給湯機システムＸが備えるそれぞれの構成要素については，所定のバスで接続されることにより，それぞれの間でデータの送受信が可能になっており，制御部１は，操作パネル４０，温度センサ２，湿度センサ３及び人体感知センサ４からの入力信号に基づき，浴室乾燥暖房装置Ｙ及びミスト発生装置Ｚを出力制御する。
以下，図６のフローチャートを用いて，本発明の実施の形態に係るヒートポンプ給湯機システムＸの制御部１が実行する，ミスト発生装置Ｚが銀イオンを含んだミストを発生させたあと，乾燥暖房装置Ｙが乾燥を行う自動運転の手順の一例について説明する。なお，以下，Ｓ１，Ｓ２，…は，処理手順（ステップ）の識別符号を表す。
制御部１は，予めＲＯＭ等に記憶された制御プログラムに従って，以下に示す処理を制御する（運転制御手段の一例）。図５に示すような操作パネル４０が浴室及び台所等に設置されており，ユーザが操作パネル４０の自動乾燥ボタン４１を押したところからスタートする。なお，前記金属イオンの一例として，銀イオンを用いて説明するが，これに限定するものではない。

まず，ステップＳ１では，終了ボタンが押されたかどうか検知する。終了ボタン４３が押されていれば（Ｙｅｓ），自動乾燥運転を終了する。終了ボタン４３が押されていなければ（Ｎｏ），次のステップＳ２へ移行する。
ステップＳ２では，人体感知センサ４を通じて，入浴中の人体がいるかどうかを検知する。浴室内に人体がいると判断すれば（Ｙｅｓ），次のステップＳ３へ移行する。また，浴室内に人体がいないと判断すれば（Ｎｏ），ステップＳ１戻り，人体を感知するか，終了ボタン４３が押されるまでステップＳ１，ステップＳ２が繰り返される。
次にステップＳ３では，人体感知センサ４が人体を感知し続けているかどうかを検知する。人体を感知していれば（Ｙｅｓ），ステップＳ３が繰り返される。人体を感知していなければ（Ｎｏ），次のステップＳ４へ移行する。このとき，人体感知センサ４は，例えば周知の赤外線センサ等が用いられ，人体が静止している場合，人体を感知することができないため，所定の時間（例えば１５分）感知されないときに人体がいないと判断する。
次のステップＳ４では，浴室内の人体を感知しなくなったことに基づいて，制御部１は，ミスト発生装置Ｚが備える金属イオン溶出ユニット３０及び超音波振動子５１を作動させ，浴室内に銀イオンを含むミストを所定の時間（数十秒から数分間）発生させる。ミストの発生が終了すると次のステップＳ５へ移行する。
次のステップＳ５では，制御部１は浴室乾燥暖房装置Ｙを作動させる。そして次のステップＳ６では，浴室内が予め定められた所定の温湿度に到達したかどうかを温度センサ２及び湿度センサ３を通じて検知する。浴室内が予め定められた所定の温湿度に到達していなければ（Ｎｏ），ステップＳ６が繰り返される。浴室内が予め定められた所定の温湿度に到達していれば（Ｙｅｓ），次のステップＳ７へ移行する。
次のステップＳ７では，制御部１は浴室乾燥暖房装置Ｙの運転を終了する。そして，ステップＳ１へ戻る。このように，終了ボタン４３が押されるまでステップＳ１からステップＳ７が繰り返される。
このように，ミスト発生装置Ｚにより銀イオンを含むミストを発生させたあと，浴室乾燥暖房装置Ｙを使ってできるだけ速く乾燥させることで，浴室の壁面や天井面に付着した銀イオンを小粒径に結晶化させ，固着させることができる。小粒径の結晶は溶けやすいので，次に水分に触れたとき銀イオンが溶け出し，すぐに抗菌作用がもたらされる。
また，浴室内にいる人体を感知する人体感知手段を備え，前記人体感知手段が人体を感知し，その後人体を感知しなくなったことを条件に（即ち，入浴後に），自動的に銀イオンを含むミストを発生させることによって，金属イオンを含むミストを発生させることを忘れてしまうことが無く，常時浴室内を清潔に保つことが可能となる。

次に，図５に示す操作パネル４０の自動乾燥ボタン４１以外のその他のボタンが押された場合について説明する。
まず，乾燥ボタン４２が押された場合を説明する。この場合，図６のフローチャートにおいて，ステップＳ４からステップＳ７までの処理が一度だけ実行される。即ち，乾燥ボタン４２が押されると制御部１は，ミスト発生装置Ｚにより銀イオンを含むミストを発生させたあと，浴室乾燥暖房装置Ｙを作動させて浴室内を乾燥させる。この運転は，家族が多数いる場合等で最後の人が入浴を終えたあと乾燥ボタン４２を押して，銀イオンを含むミストを発生させたあと浴室内を乾燥させることで，自動乾燥ボタン４１を押していた場合に，入浴した人数の数だけ銀イオンを含むミストの発生と乾燥を繰り返すときと比べ省エネとなる。
また，浴室内で衣類の乾燥を行う場合，乾燥ボタン４２を押すことによって，浴室内に衣類を干した後に銀イオンを含むミストを発生させて，銀イオンを衣類に付着させ，その後乾燥することによって，雑菌の繁殖を抑え，且つ静電気の発生を軽減することができ，大変便利である。
次にＡｇ⁺ボタン４４とミストボタン４６とを押した場合，銀イオンを含むミストの発生モードとなり，浴室内に銀イオンを含むミストが発生される。また，このときＡｇ⁺ボタン４４を再び押せば，銀イオンを含まないミストの発生モードとなり簡単に切り替えが可能である（第１のモード切り替え手段の一例）。また，初めにミストボタン４６だけを押せば，銀イオンを含まないミストの発生モードとなり，そのあと，Ａｇ⁺ボタン４４を押せば，銀イオンを含むミストの発生モードに切り替わる。
また，銀イオンを含むミストの発生モードのとき，シャワーボタン４５を押すことによって，銀イオンを含むシャワーモードに切り替わる（第２のモード切り替え手段の一例）。逆に，銀イオンを含むシャワーモードのときに，ミストボタン４６を押せば，銀イオンを含むミストの発生モードに切り替わる。もちろん，最初にＡｇ⁺ボタン４４とシャワーボタン４５とを押した場合は，銀イオンを含むシャワーモードとなる。
次に，タンクボタン４７を押した場合，ミスト発生装置Ｚで生成された銀イオンを含む水が，予め定められた所定量（例えば，貯留タンク内の銀イオン濃度が０．１ｐｐｍ〜１ｐｐｍ程度となる量）貯留タンク１３に混入される（金属イオン混入手段の一例）。
また，いずれの操作ボタンを押した場合でも，その動作の終了或いは取り消しを行う場合は，終了ボタン４３を押せば良い。

本発明の実施の形態に係るヒートポンプ式給湯機システムの概略構成図。金属イオン溶出ユニットを模式的に示した平面図。ミスト発生装置がミスト又はシャワーを噴射する噴射ノズルを模式的に示した図。本発明の実施の形態に係るヒートポンプ式給湯機システムの概略構成を示すブロック図。ヒートポンプ式給湯機システムの操作パネルの一部を模式的に示した図。ミスト発生装置が銀イオンを含んだミストを発生させたあと，乾燥を行う自動運転の手順を示すフローチャート。

符号の説明

Ｘ…ヒートポンプ式給湯機システム
Ｙ…浴室乾燥暖房装置
Ｚ…ミスト発生装置
１…制御部
４…人体感知センサ
３０…金属イオン溶出ユニット
３２ａ，３２ｂ…電極
４０…操作パネル

Claims

浴室内を乾燥させる浴室乾燥装置と、
浴室内にミストを発生させるミスト発生装置と、
前記浴室乾燥装置および前記ミスト発生装置の動作を制御する運転制御手段とを備えたヒートポンプ式給湯機であって、
前記ミスト発生装置は、当該ミスト発生装置に供給される水に対して、駆動されることで金属イオンを溶出させる金属イオン溶出ユニットを含み、
浴室内の乾燥を実行させるための乾燥ボタンをさらに備え、
前記運転制御手段は、前記乾燥ボタンの操作を受け付けた場合に、前記金属イオン溶出ユニットを駆動しつつ前記ミスト発生装置の動作を開始させることにより浴室内へ金属イオンを含むミストを所定時間供給し、前記ミスト発生装置の動作を停止させた後に、前記浴室乾燥装置の動作を開始させることにより浴室内を乾燥させるように、前記浴室乾燥装置および前記ミスト発生装置の動作を制御する、ヒートポンプ式給湯機システム。
浴室内を乾燥させる浴室乾燥装置と、
浴室内にミストを発生させるミスト発生装置と、
前記浴室乾燥装置および前記ミスト発生装置の動作を制御する運転制御手段とを備えたヒートポンプ式給湯機であって、
前記ミスト発生装置は、当該ミスト発生装置に供給される水に対して、駆動されることで金属イオンを溶出させる金属イオン溶出ユニットを含み、
浴室内の乾燥を実行させるための自動乾燥ボタンと、浴室内にいる人体を感知する人体感知手段とをさらに備え、
前記運転制御手段は、前記自動乾燥ボタンの操作を受け付けた場合に、前記人体感知手段が人体を感知し、その後人体を感知しなくなったことを条件に、前記金属イオン溶出ユニットを駆動しつつ前記ミスト発生装置の動作を開始させることにより浴室内へ金属イオンを含むミストを所定時間供給し、前記ミスト発生装置の動作を停止させた後に、前記浴室乾燥装置の動作を開始させることにより浴室内を乾燥させるように、前記浴室乾燥装置および前記ミスト発生装置の動作を制御する、ヒートポンプ式給湯機システム。