JP5100299B2 - 貯湯式温水器を用いた自動追い焚き装置 - Google Patents

Description

本発明は、貯湯式温水器を用いた浴槽の湯の自動追い焚き装置に関するものである。

特開２００７−１０２１７号公報には、貯湯式電気温水器を用いた追い焚き装置の従来例が示されている。この従来の装置では、貯湯タンク側の循環路に第１の熱交換部材を設け、浴槽側の循環路に第２の熱交換部材を設けている。そして定期的に浴槽側の循環路に設けたポンプを動作させて浴槽内の湯温を測定し、湯温が低下すると、貯湯タンク側の循環路に設けたポンプを動作させて、追い焚きを行っている。
特開２００７−１０２１７号公報

浴槽内の湯温を定期的に測定する場合に、追い焚き制御の動作精度を高めようとすると、測定周期を短くすることになる。しかしながら浴槽内の湯温の測定周期を短くすると、浴槽側の循環路に設けたポンプの動作回数が増えるため、ポンプの寿命が短くなる問題が生じる。またポンプを動作させるたびに、循環路で放熱が行われるため、湯温の測定動作が湯温を低下させる原因となっている。

本発明の目的は、追い焚き動作の精度を低下させることなく、浴槽内の湯温の測定のために必要なポンプの動作回数を減らすことができる貯湯式温水器を用いた自動追い焚き装置を提供することにある。

本発明は、浴槽内の湯を貯湯式温水器の貯湯タンク内の湯の熱量で自動的に追い焚きする貯湯式温水器を用いた自動追い焚き装置を改良の対象とする。本発明の追い焚き装置では、貯湯式温水器の貯湯タンクの外部に設けられて貯湯タンク内の上部領域と下部領域とを連結するタンク側循環路と、循環路内に設けられた第１の熱交換部材と、循環路内に設けられたタンク循環ポンプとを備える。また本発明の装置では、第１の熱交換部材と熱交換可能に設けられた第２の熱交換部材と、第２の熱交換部材を含んで構成されて浴槽の内部空間との間に循環路を形成する浴槽側循環路と、浴槽側循環路内に設けられた浴槽循環ポンプとを備える。さらに本発明の装置では、タンク循環ポンプ及び浴槽循環ポンプの両方を制御するポンプ制御装置と、浴槽循環ポンプが動作しているときに浴槽内の湯温を測定する温度センサと、浴槽循環ポンプが動作を停止してから時間のカウントを開始する時間カウンタとを備えている。

そして本発明においては、ポンプ制御装置が、浴槽内の湯温の低下を予測する湯温予測手段と、タンク循環ポンプ及び浴槽循環ポンプを制御する制御手段とを備えている。湯温予測手段は、温度センサにより測定した測定湯温と、単位時間当たりの浴槽内の湯温の低下率と、時間カウンタがカウントする経過時間とに基づいて、浴槽循環ポンプが動作を停止した後に低下する浴槽内の湯温を予測する。また制御手段は、制御開始時に浴槽循環ポンプを動作させる。そして制御手段は、制御開始時に浴槽循環ポンプを動作させているとき及びその後に浴槽循環ポンプを再動作させているときに、測定湯温が設定温度よりも低い第１の基準温度以下であるときには、タンク循環ポンプを動作させ、測定湯温が設定温度よりも高い第２の基準温度以上になるとタンク循環ポンプ及び浴槽循環ポンプを停止する。また制御手段は、制御開始時に浴槽循環ポンプを動作させているとき及びその後に浴槽循環ポンプを再動作させているときに、測定湯温が設定温度よりも低い第１の基準温度より高いときには、浴槽循環ポンプを停止し、その後、時間カウンタが設定時間のカウントを完了するか、または予測湯温が第１の基準温度よりも低い第３の基準温度より低下すると、浴槽循環ポンプを再動作させる。

本発明においては、浴槽循環ポンプが動作を停止した後は、湯温予測手段を用いて浴槽内の湯温の低下を予測する。そして本発明では、時間カウンタが設定時間のカウントを完了するか、または予測湯温が第３の基準温度より低下すると、浴槽循環ポンプを再動作させる。したがって本発明によれば、浴槽循環ポンプの定期的な動作周期を従来より長くしても、湯温予測手段により予測した予測湯温の低下が速ければ、追い焚きが必要な状況になったときに自動で追い焚きを開始することができる。よって追い焚き動作の精度を低下させることなく、浴槽循環ポンプの動作回数を減らすことができる。

実際の湯温の低下率は、季節によって異なる。そこで実際の湯温の低下状況に応じて、低下率を更新（変更）するのが好ましい。そこで湯温予測手段には、温度センサによる測定湯温を記憶する測定湯温記憶手段と、時間カウンタのカウンタ値を記憶するカウンタ値記憶手段と、湯温の低下率の初期値と更新値を記憶する低下率記憶手段と、低下率算出手段とを設ける。低下率算出手段は、タンク循環ポンプ及び浴槽循環ポンプが停止した後、浴槽循環ポンプが再動作したときに、測定湯温記憶手段に記憶した前回の測定湯温と温度センサにより測定した今回の測定湯温との差をカウンタ値記憶手段に記憶したカウンタ値で割って得た低下率を更新値として算出する。そして湯温予測手段は、低下率記憶手段に記憶されている値を湯温の予測に用いるようにする。このようにすると実際の湯温の低下状況に応じて、低下率を変更するため、追い焚き動作の精度をより高めることができる。

なお低下率算出手段は、カウンタ値が予め定めた値以上あることを条件として、低下率の算出を行うようにするのが好ましい。これは、カウンタ値が短か過ぎる場合には、自然放熱以外の要因で湯温が低下したことが十分に推測できるため、このような状況下で算出した湯温の低下率を用いることはかえって動作精度を低下させる原因となるからである。

また浴槽内の水位が低下した後に回復したことを検出する水位回復検出手段をさらに備えていてもよい。ただしこの場合には、低下率算出手段は、水位回復検出手段が水位の回復を検出した後に、浴槽循環ポンプが再動作した場合には、低下率の算出を行わないようにするのが好ましい。これは水位回復が、水の追加や湯の追加によって行われるためである。すなわち水位回復がなされた場合には、前に記憶した温度データに基づいて、自然放熱による湯温の低下率を正確に算出することができなくなるからである。

なお手動入力による追い焚き動作を行う機能を備えている場合には、手動入力による追い焚き動作を自動追い焚き動作に優先すればよい。すなわち手動入力による追い焚き動作が行われるときに、自動追い焚き動作をリセットすればよい。そして手動入力による追い焚き動作が終了したら、再度自動追い焚き動作を再開すればよい。

本発明は、温水タンク内の上部領域に熱交換部材を配置する場合にも適用できる。この場合には、切替式循環路と、循環ポンプと、循環ポンプ及び切替弁の両方を制御する制御装置と、温度センサと、時間カウンタとを用いる。切替式循環路は、追い焚き時には熱交換部材を含み且つ熱交換部材と浴槽の内部空間との間に追い焚き用循環路を形成し、非追い焚き時には切替弁の切替により追い焚き用循環路から熱交換部材を切り離した非追い焚き用循環路を形成する。そして循環ポンプは、追い焚き用循環路及び非追い焚き用循環路における湯の循環のために切替式循環路内に設けられる。温度センサは、切替式循環路内に配置されて、循環ポンプが動作しているときに、浴槽内の湯温を測定する。そしてこの場合において、時間カウンタは、切替弁の切替動作により追い焚き用循環路から非追い焚き用循環路に切替られた後から時間のカウントを開始する。

そして、制御装置は、湯温予測手段と制御手段とを備えている。湯温予測手段は、温度センサにより測定した測定湯温と、単位時間当たりの浴槽内の湯温の低下率と、時間カウンタがカウントする経過時間とに基づいて、切替弁の切替動作により追い焚き用循環路から非追い焚き用循環路に切替られた後に低下する浴槽内の湯温を予測する。そして制御手段は、次の制御を実行する。まず制御開始時に切替弁の切替動作により非追い焚き用循環路に切替られている状態及びその後に切替弁が追い焚き用循環路から非追い焚き用循環路に切替られている状態において、循環ポンプを動作させているときに、測定湯温が設定温度よりも低い第１の基準温度以下であるときには、切替弁の切替動作により非追い焚き用循環路から追い焚き用循環路への切替を行い、その後測定湯温が前記設定温度よりも高い第２の基準温度以上になると切替弁の切替動作により追い焚き用循環路から非追い焚き用循環路への切替を行って、循環ポンプを停止する。また制御開始時及びその後に切替弁が追い焚き用循環路から非追い焚き用循環路に切替られている状態において、循環ポンプを動作させているときに、測定湯温が設定温度よりも低い第１の基準温度より高いときには、循環ポンプを停止し、その後、時間カウンタが設定時間のカウントを完了するか、または予測湯温が第１の基準温度よりも低い第３の基準温度より低下すると、循環ポンプを再動作させるように、切替弁及び循環ポンプを制御する。制御手段がこのように動作すると、温水タンク内に熱交換部材を配置して追い焚きをする場合にも、本発明を適用することことができる。

本発明によれば、時間カウンタが設定時間のカウントを完了するか、または予測湯温が第３の基準温度より低下すると、浴槽循環ポンプを再動作させるので、浴槽循環ポンプの定期的な動作周期を従来より長くしても、湯温予測手段により予測した予測湯温の低下が速ければ、追い焚きが必要な状況になったときに自動で追い焚きを開始することができる。したがって本発明によれば、追い焚き動作の精度を低下させることなく、浴槽循環ポンプの動作回数を減らすことができる。

本発明の貯湯式温水器を用いた自動追い焚き装置の実施の形態の一例を図面を参照して詳細に説明する。図１は、浴槽内の湯を貯湯式温水器内の湯の熱量で追い焚きする貯湯式温水器を用いた追い焚き装置のシステムを示す図である。図２は、メイン制御装置２３内に構成されるポンプ制御装置の構成を示すブロックである。また図３は、図１のシステムにおいて、自動追い焚き制御をコンピュータを用いて実現する場合に用いるソフトウエアのアルゴリズムを示す図である。

図１において、符号１を付した部材は、深夜電力を利用して湯を沸き上げる貯湯式電気温水器の貯湯タンクである。貯湯タンク１内の下部領域には、深夜電力を利用して貯湯タンク１内の水を沸き上げる際に利用される下部電気ヒータ３が配置されている。貯湯タンク１の下側鏡面板７の中央部には、タンク側循環路９の下端が接続される循環水入口１１が形成され、貯湯タンク１の上側鏡面板１３の中央部には出湯口１５が形成されている。出湯口１５には出湯管１７が接続されている。出湯管１７には、タンク側循環路９の他端が接続されている。タンク側循環路９には、第１の熱交換部材１９とタンク循環ポンプ２１とが配置されている。タンク循環ポンプ２１は、メイン制御装置２３からの制御指令に応じて循環量を変更することができるポンプである。

貯湯タンク１の外壁には、下側領域上に給水温度を検出する給水温度検出用の温度センサ２５が装着され、上部領域上には上下方向に間隔をあけて３つの残湯量検出用の温度センサの２７，２９，３１が装着されている。また貯湯タンク１の下部領域には水道管３３に接続された給水管３５には圧力スイッチ３７が配置されている。

出湯管１７には、減圧弁３９を介して水道管３３から供給される水道水と出湯管１７から供給される湯とを混合する第１の電動混合弁４１と第２の電動混合弁４３とがそれぞれ接続されている。第１の電動混合弁４１の出口は、浴槽４５内の湯を追い焚きする浴槽側循環路４７に対して、直列接続された電磁弁４９、浴槽用流量センサ５１、バキュームブレーカ５３及び二重逆止弁５５を介して接続されている。また第２の電動混合弁４３の出口は、それぞれ混合弁機能を有する浴室内のシャワー兼給湯口５７と、洗面所の給湯口５９と、台所の給湯口６１に給湯管６３を介して接続されている。浴室内のシャワー兼給湯口５７と、洗面所の給湯口５９と、台所の給湯口６１には、給水管３３を介して水道水が供給されている。出湯管１７には、逃がし弁４４が接続されている。

符号６７で示したブロックは、浴室内に配置する浴槽リモコンであり、符号６９で示したブロックは、台所に配置する台所リモコンである。これらのリモコン６７及び６９は、メイン制御装置２３に電気的に接続されて、給湯温度や湯はり量を設定するために利用される。

前述の浴槽側循環路４７には、第１の熱交換部材１９と組み合わされて熱交換器１８を構成する第２の熱交換部材２０が配置されている。そして浴槽側循環路４７には、第２の熱交換部材２０の出口側の湯の温度を検出する第１の温度センサ７１が配置されている。また浴槽側循環路４７には、第２の熱交換部材の入口側の湯の温度を検出する第２の温度センサ７３が配置されている。また浴槽側循環路４７には、浴槽４５と第２の温度センサ７３との間に、自動湯張りに使用される残湯確認のために使用されるフロースイッチ７５及び水位センサ７７と、浴槽４５の湯の循環に利用される浴槽循環ポンプ７９とが配置されている。

メイン制御装置２３には、貯湯タンク１内の湯を深夜電力を利用して沸きあげるために下側ヒータ３の通電を制御するヒータ制御装置と、浴槽内の湯を貯湯タンク１内の湯の熱量を利用して追加加熱（追い焚き）するためにタンク循環ポンプ２１と浴槽循環ポンプ７９の運転を制御するポンプ制御装置２４（図２参照）の両方が含まれている。

図２に示すように、ポンプ制御装置２４は、浴槽４５内の湯温の低下を予測する湯温予測手段Ａと、タンク循環ポンプ２１及び浴槽循環ポンプ７９を制御する制御手段Ｂとを備えている。湯温予測手段Ａは、測定湯温記憶手段８１と、時間カウンタ８２と、カウンタ値記憶手段８３と、低下率算出手段８４と低下率記憶手段８５と、予測演算手段８６とを備えている。湯温予測手段Ａは、温度センサ７３により測定した測定湯温Ｔｂと、単位時間当たりの浴槽内の湯温の低下率ΔＴと、時間カウンタ８２がカウントする経過時間とに基づいて、浴槽循環ポンプ７９が動作を停止した後に低下する浴槽４５内の湯温を予測する。実際の湯温の低下率ΔＴは、季節によって異なる。そこで本実施の形態の湯温予測手段Ａには、温度センサ７３による測定湯温を記憶する測定湯温記憶手段８１に記憶する。また浴槽循環ポンプ７９が動作を停止してから時間のカウントを開始する時間カウンタ８２がカウントしたカウンタ値をカウンタ値記憶手段８３に記憶する。そして低下率算出手段８４は、タンク循環ポンプ２１及び浴槽循環ポンプ７９が停止した後、浴槽循環ポンプ７９が再動作したときに、測定湯温記憶手段８１に記憶した前回の測定湯温Ｔｂ_Bakと温度センサ７３により測定した今回の測定湯温Ｔｂとの差（Ｔｂ_Bak−Ｔｂ）をカウンタ値記憶手段８３に記憶したカウンタ値Ｃｗ_Bakで割って得た低下率ΔＴを更新値として算出する。なお本実施の形態では、低下率算出手段８４は、カウンタ値Ｃｗ_Bakが予め定めた値以上あることを条件として、低下率ΔＴの算出を行うようにしている。これは、カウンタ値が短か過ぎる場合には、自然放熱以外の要因で湯温が低下したことが十分に推測できるため、このような状況下で算出した湯温の低下率を用いることはかえって動作精度を低下させる原因となるからである。そして低下率記憶手段８５は、湯温の低下率ΔＴの初期値と更新値を記憶する。さらに予測演算手段８６は、低下率記憶手段８５に記憶されている単位時間当たりの浴槽４５内の湯温の低下率ΔＴと、温度センサ７３により測定して測定湯温記憶手段８１に記憶された測定湯温Ｔｂ_Bakと、時間カウンタ８２がカウントする経過時間Ｃｗとに基づいて、浴槽循環ポンプ７９が動作を停止した後に低下する浴槽内の湯温Ｔｂ´［＝Ｔｂ_Bak−（ΔＴ×Ｃｗ）］を演算する。

また制御手段Ｂは、制御開始時に浴槽循環ポンプ７９を動作させる。そして制御手段Ｂは、浴槽循環ポンプ７９を動作させているときに、測定湯温Ｔｂが設定温度Ｔｓよりも低い第１の基準温度ＲＴ１＝（Ｔｓ−α）以下（Ｔｂ≦ＲＴ１）のときには、タンク循環ポンプ２１を動作させ、測定湯温Ｔｂが設定温度Ｔｓよりも高い第２の基準温度ＲＴ２＝（Ｔｓ＋β）以上（Ｔｂ≧ＲＴ２）になるとタンク循環ポンプ２１及び浴槽循環ポンプ７９を停止する。また制御手段Ｂは、浴槽循環ポンプ７９を動作させているときに、測定湯温Ｔｂが設定温度Ｔｓよりも低い第１の基準温度ＲＴ１より高いときには、浴槽循環ポンプ７９を停止し、その後、時間カウンタ８２が設定時間のカウントを完了するか、または予測湯温Ｔｂ´が第１の基準温度ＲＴ１よりも低い第３の基準温度ＲＴ３＝（Ｔｓ−γ）より低下すると（Ｔｂ´＜ＲＴ３）、浴槽循環ポンプ７９を再動作させる。

本実施の形態においては、浴槽循環ポンプ７９が動作を停止した後は、湯温予測手段Ａを用いて浴槽４５内の湯温の低下を予測する。そして時間カウンタ８２が設定時間のカウントを完了するか、または予測湯温Ｔｂ´が第３の基準温度ＲＴ３＝（Ｔｓ−γ）より低下すると、浴槽循環ポンプ７９を再動作させる。したがって浴槽循環ポンプ７９の定期的な動作周期を従来より長くしても、湯温予測手段Ａにより予測した予測湯温Ｔｂ´の低下が速ければ、追い焚きが必要な状況になったときに自動で追い焚きを開始することができる。よって本実施の形態によれば、追い焚き動作の精度を低下させることなく、浴槽循環ポンプ７９の動作回数を従来よりも減らすことができる。

また本実施の形態では、図２に示すように、浴槽４５内の水位が低下した後に回復したことを検出する水位回復検出手段Ｃをさらに備えている。そして低下率算出手段８４は、水位回復検出手段Ｃが水位の回復を検出した後に、浴槽循環ポンプ７９が再動作した場合には、低下率の算出を行わない。これは水位回復が、水の追加や湯の追加によって行われるためである。

次に図３に示したソフトウエアのアルゴリズムの一例を説明する。自動追い焚き動作がスタートすると、まずステップＳＴ１でカウンタ値記憶手段８３に記憶されているカウンタ値Ｃｗ_Bakをリセットする。そしてステップＳＴ２で、低下率記憶手段８５に記憶されている湯温の低下率ΔＴの初期値をセットする（ΔＴ更新フラグセット・ＯＮ）。なお本実施の形態では、低下率ΔＴの初期値を１℃／１５分としている。なおこの初期値の値は、試験によって求められればよく、任意である。次にステップＳＴ３で、浴槽４５内の残水確認と湯温Ｔｂの確認のために浴槽循環ポンプ７９を動作させる。次にステップＳＴ４で浴槽４５内の湯温Ｔｂを測定する。そしてステップＳＴ５において、ΔＴ更新フラグがＯＮで且つカウンタ値Ｃｗ_Bakが所定時間ｔ１以上であるか否かを判定する。この所定時間ｔ１としては、例えば５乃至１０分の時間を設定するのが好ましい。最初の段階では、ステップＳＴ５で、条件が満たされることはないため、ステップＳＴ７へと進む。そしてステップＳＴ７で、浴槽循環ポンプ７９を動作させているときに、測定湯温Ｔｂが設定温度Ｔｓよりも低い第１の基準温度ＲＴ１＝（Ｔｓ−α）以下（Ｔｂ≦ＲＴ１）か否かの判定が行われる。ここでαは例えば、０．８〜１．２℃の値が設定される。このときＴｂ≦ＲＴ１すなわちＹｅｓであれば、ステップＳＴ８へと進んで、タンク循環ポンプ２１を動作させる。次にステップＳＴ９で浴槽４５内の湯温を測定する。次にステップＳＴ１０で、測定湯温Ｔｂが設定温度Ｔｓよりも高い第２の基準温度ＲＴ２＝（Ｔｓ＋β）以上（Ｔｂ≧ＲＴ２）になるか否かが判定される。Ｔｂ≧ＲＴ２でなければ（Ｎｏであれば）、ステップＳＴ９へと戻る。ここでβは、例えば０．４℃〜０．７℃の値が設定される。そしてＴｂ≧ＲＴ２であれば（Ｙｅｓであれば）、タンク循環ポンプ２１を停止する（ステップＳＴ１１）。これによって配管が冷却状態となる。次にステップＳＴ１２で、ΔＴ更新フラグセット（ＯＮ）をする。さらにステップＳＴ１３で、湯温Ｔｂ_Bakを測定湯温記憶手段８１に記憶する。なお前述のステップＳＴ７で、Ｔｂ≦ＲＴ１でなければ、すなわちＮｏであればステップＳＴ１３へと進む。

次にステップＳＴ１４で浴槽循環ポンプ７９を停止する。またステップＳＴ１５で時間カウンタ８２のカウント動作を開始する。時間カウンタ８２は、水位監視時間（Ｃｗ）をカウントする。

次にステップＳＴ１６では、予測湯温Ｔｂ´を算出する。すなわち低下率記憶手段８５に記憶されている単位時間当たりの浴槽４５内の湯温の低下率ΔＴと、温度センサ７３により測定して測定湯温記憶手段８１に記憶された測定湯温Ｔｂ_Bakと、時間カウンタ８２がカウントする経過時間Ｃｗとに基づいて、浴槽循環ポンプ７９が動作を停止した後に低下する浴槽内の予測湯温Ｔｂ´［＝Ｔｂ_Bak−（ΔＴ×Ｃｗ）］を演算する。そしてステップＳＴ１７で予測湯温Ｔｂ´が、第１の基準温度ＲＴ１よりも低い第３の基準温度ＲＴ３＝（Ｔｓ−γ）より低下するか（Ｔｂ´＜ＲＴ３）、または経過時間Ｃｗが予め定めた所定時間ｔ２以上になったか否かが判定される。ここでγは例えば１．０〜１．５℃の値に設定される。また所定時間ｔ２は、水位監視時間であり、例えば３０分以上から４５分までの時間が設定される。ステップＳＴ１７の条件が満たされていないときには、ステップＳＴ１８で水位の低下ＳＴ１８が判定される。この水位の低下は、水位センサ７７によって判定される。水位の低下が判定できないとき（Ｎｏのとき）には、ステップＳＴ１６へと戻る。水位の低下が判定されたとき（Ｙｅｓのとき）には、ステップＳＴ１９へと進んで水位回復（足し湯）が行われる。そしてステップＳＴ２０へと進んでΔＴ更新フラグクリア（ＯＦＦ）となり、ステップＳＴ１６へと戻る。これによって、ステップＳＴ１９で水位の回復が行われた（水位の回復が検出された）後には、後に浴槽循環ポンプ７９が再動作された場合でも、ステップＳＴ５の条件を満たさなくなるため、ステップＳＴ６へとは進まず、ステップＳＴ７へと進む。すなわち低下率の算出を行わない。これは水位回復が、水の追加や湯の追加によって行われるためである。

ステップＳＴ１７で条件が満たされたとき（自然冷却による温度の低下が検出されたか、所定の時間ｔ２が経過したとき）、ステップＳＴ２１でカウンタ値Ｃｗ_Bakが、カウンタ値記憶手段８３に記憶される。その後ステップＳＴ３へと戻り、浴槽循環ポンプ７９が動作を開始する。そしてステップＳＴ５で、ΔＴフラグＯＮの検出とカウンタ値Ｃｗ_Bakがｔ１以上であることが判定されるとステップＳＴ６へと進む。ステップＳＴ６では、浴槽循環ポンプ７９が再動作したときに、測定湯温記憶手段８１に記憶した前回の測定湯温Ｔｂ_Bakと温度センサ７３により測定した今回の測定湯温Ｔｂとの差（Ｔｂ_Bak−Ｔｂ）をカウンタ値記憶手段８３に記憶したカウンタ値Ｃｗ_Bakで割って得た低下率ΔＴを更新値として算出する。そしてΔＴ更新フラグクリア（ＯＦＦ）となる。その後、ステップＳＴ７へと進む。以後上記の動作が繰り返される。

なお本実施の形態では、図示していないが、手動入力による追い焚き動作を行う機能を備えている場合には、手動入力による追い焚き動作を自動追い焚き動作に優先する。すなわち手動入力による追い焚き動作が行われるときに、自動追い焚き動作はリセットされる。そして手動入力による追い焚き動作が終了したら、再度自動追い焚き動作がセットされる。

図４は、温水タンク１の内部に熱交換部材１８´が配置されている場合に、本発明を適用した実施の形態の貯湯式温水器を用いた追い焚き装置のシステムを示す図である。図４においては、図１に示した実施の形態を構成する部材と同じ部材には、図１に付した符号と同じ符号を付して説明を省略する。図１の実施の形態と図４の実施の形態とは、熱交換部材１８´が温水タンク１の内部に配置されている点と、浴槽循環ポンプ７９のみが循環ポンプとして使用されている点と、切替弁としての三方弁Ｖを備えた切替式循環路９´を備えている点である。切替式循環路９´は、追い焚き時には熱交換部材１８´を含み且つ熱交換部材と浴槽４５の内部空間との間に追い焚き用循環路を形成し、非追い焚き時には切替弁として三方弁Ｖの切替により追い焚き用循環路から熱交換部材１８´を切り離した非追い焚き用循環路を形成する。循環ポンプとしての浴槽循環ポンプ７９は、追い焚き用循環路及び非追い焚き用循環路における湯の循環のために使用される。

なお制御装置の基本構成は、図２に示したものとほぼ同じであるが、図２の時間カウンタ８２は、三方弁Ｖの切替動作により追い焚き用循環路Ｐ１から非追い焚き用循環路Ｐ２に切替られた後から時間のカウントを開始する。また湯温予測手段Ａは、温度センサ７３により測定した測定湯温と、単位時間当たりの浴槽４５内の湯温の低下率と、時間カウンタ８２がカウントする経過時間とに基づいて、三方弁Ｖの切替動作により追い焚き用循環路Ｐ１から非追い焚き用循環路Ｐ２に切替られた後に低下する浴槽４５内の湯温を予測する。図５は、図４のシステムにおいて、自動追い焚き制御をコンピュータを用いて実現する場合に用いるソフトウエアのアルゴリズムを示す図である。図５のアルゴリズムでは、ステップＳＴ８´とステップＳＴ１１´とを除いて、その他のステップの内容は、図３の対応するステップの内容と同じであるので説明を省略する。

以下、図２，図４及び図５を参照しながら、図４の実施の形態における制御手段Ｂ（図２）の動作と制御の流れを説明する。まず制御開始時に三方弁Ｖの切替動作により非追い焚き用循環路Ｐ２に切替られている状態及びその後に三方弁Ｖが追い焚き用循環路Ｐ１から非追い焚き用循環路Ｐ２に切替られている状態において、循環ポンプとしての浴槽循環ポンプ７９を動作させているときに（ステップＳＴ３´）、温度センサ７３が測定した測定湯温Ｔｂが設定温度Ｔｓよりも低い第１の基準温度ＲＴ１＝（Ｔｓ−α）以下であるときには（ステップＳＴ４´〜ＳＴ７´）、三方弁Ｖの切替動作により非追い焚き用循環路Ｐ２から追い焚き用循環路Ｐ１への切替を行う（ステップＳＴ８´）。その後温度センサ７３が測定した測定湯温Ｔｂが設定温度Ｔｓよりも高い第２の基準温度ＲＴ２＝（Ｔｓ＋β）以上になると（ステップＳＴ９´，ＳＴ１０´）、三方弁Ｖの切替動作により追い焚き用循環路Ｐ１から非追い焚き用循環路Ｐ２への切替を行って（ステップＳＴ１１´）、循環ポンプとしての浴槽循環ポンプ７９を停止する（ステップＳＴ１２´〜ＳＴ１４´）。また制御開始時及びその後に三方弁Ｖが追い焚き用循環路Ｐ１から非追い焚き用循環路Ｐ２に切替られている状態において、循環ポンプとしての浴槽循環ポンプ７９を動作させているときに、測定湯温Ｔｂが設定温度Ｔｓよりも低い第１の基準温度ＲＴ１＝（Ｔｓ−α）より高いときには（ステップＳＴ７´）、循環ポンプとしての浴槽循環ポンプ７９を停止する（ステップＳＴ１４´）。その後、時間カウンタ８２が設定時間のカウントを完了するか、または予測湯温Ｔｂ´が第１の基準温度ＲＴ１＝（Ｔｓ−α）よりも低い第３の基準温度ＲＴ３＝（Ｔｓ−γ）より低下すると（ステップＳＴ１７´）、循環ポンプとしての浴槽循環ポンプ７９を再動作させる（ステップＳＴ２１´、ＳＴ３´）。図５のアルゴリズム中のその他のステップ（湯温予測手段Ａを実現するためのステップ等）は、上記図２に示した各ステップの説明と同じである。本実施の形態においても、循環ポンプとしての浴槽循環ポンプ７９が動作を停止した後は、湯温予測手段Ａを用いて浴槽４５内の湯温の低下を予測する。そして時間カウンタ８２が設定時間のカウントを完了するか、または予測湯温Ｔｂ´が第３の基準温度ＲＴ３＝（Ｔｓ−γ）より低下すると（ステップＳＴ１７´）、循環ポンプとしての浴槽循環ポンプ７９を再動作させる。したがって循環ポンプとしての浴槽循環ポンプ７９の定期的な動作周期を従来より長くしても、湯温予測手段Ａにより予測した予測湯温Ｔｂ´の低下が速ければ、追い焚きが必要な状況になったときに自動で追い焚きを開始する。よって本実施の形態によっても、最初の実施の形態と同様に、追い焚き動作の精度を低下させることなく、循環ポンプとしての浴槽循環ポンプ７９の動作回数を従来よりも減らすことができる。また本実施の形態でも、図２に示した構成を採用するため、浴槽４５内の水位が低下した後に回復したことを検出する水位回復検出手段Ｃをさらに備えている。したがってステップＳＴ１８´〜ＳＴ２０´に示すように、途中で水位の低下があると水位回復が行われる。

浴槽内の湯を貯湯式温水器内の湯の熱量で追い焚きする貯湯式温水器を用いた追い焚き装置のシステムを示す図である。 メイン制御装置内に構成されるポンプ制御装置の構成を示すブロックである。 図１のシステムにおいて、追い焚き制御をコンピュータを用いて実現する場合に用いるソフトウエアのアルゴリズムを示す図である。 浴槽内の湯を貯湯式温水器内の湯の熱量で追い焚きする貯湯式温水器を用いた追い焚き装置の他のシステムを示す図である。 図４のシステムにおいて、追い焚き制御をコンピュータを用いて実現する場合に用いるソフトウエアのアルゴリズムを示す図である。

符号の説明

１ 貯湯タンク
９ タンク側循環路
１８ 熱交換器
１８´ 熱交換部材
１９ 第１の熱交換部材
２０ 第２の熱交換部材
２１ タンク循環ポンプ
４７ 浴槽側循環路
７１ 第１の温度センサ
７３ 第２の温度センサ
７９ 浴槽循環ポンプ
２４ ポンプ制御装置
８１ 測定湯温記憶手段
８２ 時間カウンタ
８３ カウンタ値記憶手段
８４ 低下率算出手段
８５ 低下率記憶手段
８６ 予測演算手段
Ａ 湯温予測手段
Ｂ 制御手段
Ｖ 三方弁（切替弁）

Claims (5)

1. 浴槽内の湯を貯湯式温水器の貯湯タンク内の湯の熱量を利用して、自動で追い焚きをする貯湯式温水器を用いた自動追い焚き装置であって、
   前記貯湯タンクの外部に設けられて前記貯湯タンク内の上部領域と下部領域とを連結するタンク側循環路と、
   前記タンク側循環路内に設けられた第１の熱交換部材と、
   前記タンク側循環路内に設けられたタンク循環ポンプと、
   前記第１の熱交換部材と熱交換可能に設けられた第２の熱交換部材と、
   前記第２の熱交換部材を含んで構成されて前記浴槽の内部空間との間に循環路を形成する浴槽側循環路と、
   前記浴槽側循環路内に設けられた浴槽循環ポンプと、
   前記タンク循環ポンプ及び前記浴槽循環ポンプの両方を制御するポンプ制御装置と、
   前記浴槽側循環路内に配置されて、前記浴槽循環ポンプが動作しているときに、前記浴槽内の湯温を測定する温度センサと、
   前記浴槽循環ポンプが動作を停止してから時間のカウントを開始する時間カウンタとを備え、
   前記ポンプ制御装置は、前記温度センサにより測定した測定湯温と、単位時間当たりの前記浴槽内の湯温の低下率と、前記時間カウンタがカウントする経過時間とに基づいて、前記浴槽循環ポンプが動作を停止した後に低下する浴槽内の湯温を予測する湯温予測手段と、
   制御開始時に前記浴槽循環ポンプを動作させ、前記制御開始時に前記浴槽循環ポンプを動作させているとき及びその後に前記浴槽循環ポンプを再動作させているときに、前記測定湯温が設定温度よりも低い第１の基準温度以下であるときには、前記タンク循環ポンプを動作させ、前記測定湯温が前記設定温度よりも高い第２の基準温度以上になると前記タンク循環ポンプ及び前記浴槽循環ポンプを停止し、また制御開始時に前記浴槽循環ポンプを動作させているとき及びその後に前記浴槽循環ポンプを再動作させているときに、前記測定湯温が前記設定温度よりも低い第１の基準温度より高いときには、前記浴槽循環ポンプを停止し、その後、前記時間カウンタが設定時間のカウントを完了するか、または前記予測湯温が前記第１の基準温度よりも低い第３の基準温度より低下すると、前記浴槽循環ポンプを再動作させるように、前記タンク循環ポンプ及び前記浴槽循環ポンプを制御する制御手段とを備えていることを特徴とする貯湯式温水器を用いた自動追い焚き装置。
2. 前記湯温予測手段は、前記温度センサによる前記測定湯温を記憶する測定湯温記憶手段と、前記時間カウンタのカウンタ値を記憶するカウンタ値記憶手段と、前記湯温の低下率の初期値と更新値を記憶する低下率記憶手段と、前記タンク循環ポンプ及び前記浴槽循環ポンプが停止した後、前記浴槽循環ポンプが再動作したときに、前記測定湯温記憶手段に記憶した前回の前記測定湯温と前記温度センサにより測定した今回の測定湯温との差を前記カウンタ値記憶手段に記憶した前記カウンタ値で割って得た低下率を前記更新値として算出する低下率算出手段とを備え、前記低下率記憶手段に記憶されている値を前記湯温の予測に用いることを特徴とする請求項１に記載の貯湯式温水器を用いた自動追い焚き装置。
3. 前記低下率算出手段は、前記カウンタ値が予め定めた値以上あることを条件として、前記低下率の算出を行う請求項２に記載の貯湯式温水器を用いた自動追い焚き装置。
4. 前記浴槽内の水位が低下した後に回復したことを検出する水位回復検出手段をさらに備えており、
   前記低下率算出手段は、前記水位回復検出手段が前記水位の回復を検出した後に、前記浴槽循環ポンプが再動作した場合には、前記低下率の算出を行わない請求項２または３に記載の貯湯式温水器を用いた自動追い焚き装置。
5. 浴槽内の湯を貯湯式温水器の貯湯タンク内の湯の熱量を利用して、自動で追い焚きをする貯湯式温水器を用いた自動追い焚き装置であって、
   貯湯タンク内の上部領域に設けられた熱交換部材と、
   追い焚き時には前記熱交換部材を含み且つ前記熱交換部材と前記浴槽の内部空間との間に追い焚き用循環路を形成し、非追い焚き時には切替弁の切替により前記追い焚き用循環路から前記熱交換部材を切り離した非追い焚き用循環路を形成する切替式循環路と、
   前記追い焚き用循環路及び前記非追い焚き用循環路における湯の循環のために前記切替式循環路内に設けられた循環ポンプと、
   前記循環ポンプ及び前記切替弁の両方を制御する制御装置と、
   前記切替式循環路内に配置されて、前記循環ポンプが動作しているときに、前記浴槽内の湯温を測定する温度センサと、
   前記切替弁の切替動作により前記追い焚き用循環路から前記非追い焚き用循環路に切替られた後から時間のカウントを開始する時間カウンタとを備え、
   前記制御装置は、前記温度センサにより測定した測定湯温と、単位時間当たりの前記浴槽内の湯温の低下率と、前記時間カウンタがカウントする経過時間とに基づいて、前記切替弁の切替動作により前記追い焚き用循環路から前記非追い焚き用循環路に切替られた後に低下する前記浴槽内の湯温を予測する湯温予測手段と、
   制御開始時に前記切替弁の切替動作により前記非追い焚き用循環路に切替られている状態及びその後に前記切替弁が前記追い焚き用循環路から前記非追い焚き用循環路に切替られている状態において、前記循環ポンプを動作させているときに、前記測定湯温が設定温度よりも低い第１の基準温度以下であるときには、前記切替弁の切替動作により前記非追い焚き用循環路から前記追い焚き用循環路への切替を行い、その後前記測定湯温が前記設定温度よりも高い第２の基準温度以上になると前記切替弁の切替動作により前記追い焚き用循環路から前記非追い焚き用循環路への切替を行って、前記循環ポンプを停止し、また制御開始時及びその後に前記切替弁が前記追い焚き用循環路から前記非追い焚き用循環路に切替られている状態において、前記循環ポンプを動作させているときに、前記測定湯温が設定温度よりも低い第１の基準温度より高いときには、前記循環ポンプを停止し、その後、前記時間カウンタが設定時間のカウントを完了するか、または前記予測湯温が前記第１の基準温度よりも低い第３の基準温度より低下すると、前記循環ポンプを再動作させるように、前記切替弁及び前記循環ポンプを制御する制御手段とを備えていることを特徴とする貯湯式温水器を用いた自動追い焚き装置。

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