JP5267112B2 - 貯湯式給湯機 - Google Patents

Description

本発明は、浴槽へ湯張りを行う機能が付いた貯湯式給湯機に関するものである。

従来、この種の給湯機としては、ガスや石油の燃焼熱を利用する瞬間加熱式のものや、貯湯タンクを持ち電気ヒーターやヒートポンプユニットで加熱するものなど、さまざまなタイプのものがあるが、何れのタイプにおいても、浴槽に予め設定した温度と湯量の湯を自動的に注湯し、その後、浴槽の湯温を一定に保つ自動湯張り機能を有するものが多く普及している（例えば、特許文献１参照）。

図５は、従来の風呂追い焚き機能を備えた貯湯式給湯機の構成図である。なお、図５には貯湯タンク内の温水を沸き上げるための加熱手段は図示していないが、加熱手段としては、ヒーターやヒートポンプユニットを用いている。

図５に示すように、従来からの貯湯式給湯機は、高温水を貯える貯湯タンク１０１を有し、貯湯タンク１０１内の温水を浴槽１０２へ送る構成となっている。すなわち、貯湯タンク１０１と浴槽１０２との間に電磁弁１０３を設け、電磁弁１０３を開くことによって貯湯タンク１０１からの高温水は混合弁１０４で適温の温水となり、浴槽１０２へと供給される。

そして、湯張り運転を開始する場合には、使用者が手動で湯張り運転を開始するか、予
め湯張り運転を予約設定しておいた場合には、設定時刻になると自動で湯張り運転を開始する。そして湯張り運転が開始されると、設定温度の湯が設定した量だけ浴槽１０２へ注湯される。

また、図５に示す貯湯式給湯機は、貯湯タンク１０１内の高温水と、浴槽１０２内の温水とを熱交換して追い焚き運転が可能とする風呂熱交換器１０５と、貯湯タンク１０１内の高温水を風呂熱交換器１０５に搬送する追い焚きポンプ１０６と、浴槽１０２内の温水を風呂熱交換器１０５に搬送する風呂ポンプ１０７を有している。また、浴槽１０２内の水位を検出するための水位センサ１０８、および浴槽１０２内の温水の温度を検出するための温度センサ１０９を備えている。

そして追い焚き運転時には、追い焚きポンプ１０６を駆動して貯湯タンク１０１内の高温水を風呂熱交換器１０５へ送るとともに、風呂ポンプ１０７を駆動して浴槽１０２内の温水を風呂熱交換器１０５へ送り、熱交換した後の温水を再度浴槽１０２へ戻している。

また、従来からの貯湯式給湯機は、自動追い焚き運転の機能を有している。図６は、従来の自動追い焚き運転時のフローチャートである。図６に示すように、湯張り運転が完了後、所定時間Ｌａ毎に風呂ポンプ１０７が駆動し、浴槽１０２内の温水の温度が温度センサ１０９で検出される。

そして、温度センサ１０９で検出される風呂温度が、追い焚き開始温度まで低下すると、追い焚きポンプ１０６および風呂ポンプ１０７が駆動し、浴槽１０２内の温水が設定温度（追い焚き停止温度）になるまで自動で追い焚き運転が行われる。

また、従来からの貯湯式給湯機は、自動差し湯機能を有している。これは、浴槽１０２内の温水の水位が、設定水位よりも所定水位だけ低くなった状態を、水位センサ１０８が検知した場合には、電磁弁１０３を開き、設定水位まで設定温度の湯を注湯するものである。
特開２００８−８２６３５号公報

しかしながら、従来の貯湯式給湯機においては、人がいる・いないに関わらず、自動で追い焚き運転を行うために、図６に示すように所定時間Ｌａ毎に風呂ポンプ１０７を駆動して、浴槽１０２内の温水の温度を検出している。その結果、風呂ポンプ１０７を駆動するたびに、浴槽１０２と風呂熱交換器１０５とを接続している給湯配管内の冷めた温水が、浴槽１０２内に入り込んでしまい、不必要に風呂の温度を下げてしまうという課題を有していた。

そして、風呂温度が沸き上げ開始温度まで低下しなければ、追い焚き運転が行われないので、追い焚き運転が開始する直前に使用者が入浴してしまうと、非常にぬるいと感じてしまい不快感を与えかねなかった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、不必要な風呂の温度低下を抑制し、人の入室に応じて浴槽内の湯水の温度を最適に設定する使用性の高い貯湯式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、本発明の貯湯式給湯機は、温水を貯える貯湯タンクと、前記貯湯タンク内に貯える温水を生成する加熱手段と、浴槽と、前記貯湯タンク内の
温水と前記浴槽内の湯水とを熱交換する風呂熱交換器と、人の浴室への入室を検出する機能のオン・オフの切り替えができる人体検出手段と、前記浴槽内の湯水の温度を検出する風呂温度検出手段と、前記風呂熱交換器へ前記浴槽内の湯水を送る風呂ポンプとを備え、前記風呂ポンプを駆動して前記浴槽内の湯水の温度を検出し、前記浴槽内の湯水の温度が沸き上げ開始温度まで低下したときに、前記貯湯タンク内の温水と前記浴槽内の湯水とを熱交換する追い焚き運転を開始する貯湯式給湯機において、前記人体検出手段の機能がオン時に前記人体検出手段が人を検出すると、前記貯湯タンクから前記浴槽へ温水を注湯する注湯運転および／または追い焚き運転を行うとともに、前記浴槽内の湯水の温度を検出する時間間隔は、前記人体検出手段の機能がオフ時の方が、前記人体検出手段の機能がオン時で、前記人体検出手段で人体を検出していない時よりも短いことを特徴とすることにより、人の入室に応じて浴槽内の湯水を快適な設定にするので、入浴のタイミングと追い焚き運転のタイミングとを合わせることができ、入浴者に不快感を与えることがなく、風呂温度を検出するタイミングを減らし、不必要な風呂温度の低下を抑制するため非常に省エネな追い焚き運転を行うことができる。

本発明は、不必要な風呂の温度低下を抑制し、人の入室に応じて浴槽内の湯水の温度を最適に設定する使用性の高い貯湯式給湯機を提供することができる。

第１の発明の貯湯式給湯機は、温水を貯える貯湯タンクと、前記貯湯タンク内に貯える温水を生成する加熱手段と、浴槽と、前記貯湯タンク内の温水と前記浴槽内の湯水とを熱交換する風呂熱交換器と、人の浴室への入室を検出する機能のオン・オフの切り替えができる人体検出手段と、前記浴槽内の湯水の温度を検出する風呂温度検出手段と、前記風呂熱交換器へ前記浴槽内の湯水を送る風呂ポンプとを備え、前記風呂ポンプを駆動して前記浴槽内の湯水の温度を検出し、前記浴槽内の湯水の温度が沸き上げ開始温度まで低下したときに、前記貯湯タンク内の温水と前記浴槽内の湯水とを熱交換する追い焚き運転を開始する貯湯式給湯機において、前記人体検出手段の機能がオン時に前記人体検出手段が人を検出すると、前記貯湯タンクから前記浴槽へ温水を注湯する注湯運転および／または追い焚き運転を行うとともに、前記浴槽内の湯水の温度を検出する時間間隔は、前記人体検出手段の機能がオフ時の方が、前記人体検出手段の機能がオン時で、前記人体検出手段で人体を検出していない時よりも短いことを特徴とすることにより、状況に応じた運転を行って、使用者の使用感を損なうことがなく、さらに浴室への人体検出により追い焚き運転もしくは注湯運転を行うので、従来のような浴槽水を循環するだけで発生していた熱エネルギーの放出も抑制することができる。

また、人体検出手段の機能をオンしたときの方が、人体検出手段の機能をオフしたときよりも風呂温度の検出する回数を減らすことができ、風呂温度の低下を抑制することができる。

第２の発明の貯湯式給湯機は、特に第１の発明において、前記浴槽内の水位を検出する水位検出手段を備え、前記人体検出手段の機能がオン時で、前記人体検出手段で人体を検出した場合、前記水位検出手段で検出する水位が所定水位以上であれば、前記浴槽内の湯水の温度が所定温度となるまで、追い焚き運転を行うことにより、水位をあまりにも高くすることがなく、人体検出により追い焚き運転をして使用者の希望の設定温度まで、浴槽内の温度を上げることができる。

第３の発明の貯湯式給湯機は、特に第１または第２の発明において、前記人体検出手段の機能がオン時で、前記人体検出手段で人体を検出した場合、前記水位検出手段で検出する水位が所定水位未満であれば、注湯運転を行うことにより、水位を設定水位まで戻すこ
とができるので、使用者の使用感を損なうことがない。

第４の発明の貯湯式給湯機は、特に第３の発明における注湯運転を行う場合の温水の温度は、注湯運転前の前記浴槽内にある湯水の保有熱量より決定されることにより、最適な注湯温度で注湯することができる。

第５の発明の貯湯式給湯機は、特に第３または第４の発明における注湯運転を行う場合の温水の温度には制限を設けることにより、使用者の安全性を確保することができる。これは、あまりにも高温の湯を注湯した場合、使用者に触れると火傷してしまう恐れがあり、特に入浴者の入室に応じて注湯を行うため、入浴者は入室してすぐに浴槽に入る恐れがあるためである。

第６の発明の貯湯式給湯機は、特に第３から第５のいずれかの発明において、水位検出手段で検出する水位が所定水位となるまで注湯運転を行った後、風呂温度検出手段で検出する浴槽内の湯水の温度が所定温度に達していない時には、浴槽内の湯水の温度が所定温度となるまで追い焚き運転を行うことにより、水位及び温度を使用者が設定した値まで戻すことができ、非常に使用性を向上させることができる。

第７の発明の貯湯式給湯機は、特に第１から第６のいずれかの発明において、前記人体検出手段の機能がオン時に、前記人体検出手段で人体を検出していない時は、第１の所定時間毎に前記風呂ポンプを駆動して浴槽内の湯水の温度を検出するとともに、人体検出手段で人体を検出している時は、第２の所定時間毎に風呂ポンプを駆動して浴槽内の湯水の温度を検出し、第２の所定時間よりも第１の所定時間の方が長くすることにより、人が不在時の風呂ポンプの駆動回数を減じ、不必要な風呂温度の低下を防ぎ、人がいる時は、不在時よりも頻繁に風呂ポンプの駆動を行って風呂温度を検出し、入浴車の快適性を損なうことがないような追い焚き運転を行うことができる。

第８の発明の貯湯式給湯機は、特に第１から第７のいずれかの発明において、前記人体検出手段の機能がオン時で、前記人体検出手段で人体を検出した場合、前回注湯運転または追い焚き運転を行ってから、第３の所定時間を経過するまでは、前記人体検出手段で人体を検出しても、注湯運転および追い焚き運転を行わないことにより、前回追い焚き運転を行ってから入浴者の入室があるまでは、そんなに時間が経過していないと判断し、風呂温度の低下も進行していないため、不必要な追い焚き運転を止めて、ひいては貯湯タンク内の高温水の湯切れを防止することができる。

第９の発明の貯湯式給湯機は、特に第１から第８のいずれかの発明において、加熱手段にヒートポンプを用いたことにより、高効率化と地球環境保全を図ることができる。

第１０の発明の貯湯式給湯機は、第１から第９のいずれかの発明の貯湯式給湯機を操作する操作手段を浴室に設け、操作手段は各種運転情報を表示する表示部を備えるとともに、人体検出手段で人体を検出していない時は、表示部の表示をオフすることにより、操作手段自体のスイッチを切り忘れても、人が不在時には表示部をオフして消費電力を削減することができる。

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、本実施の形態における風呂追い焚き機能の付いた貯湯式給湯機の構成図である。図１において、本実施の形態の貯湯式給湯機は、タンクユニット１とヒートポンプユニ
ット２を備えており、タンクユニット１内に配設している貯湯タンク３内に貯える高温水を、ヒートポンプユニット２にて生成している。なお、本実施の形態では加熱手段としてヒートポンプを用いているが、これに限定されることなく、例えば、タンク内に電気ヒーターを内設して加熱する形態であっても問題はない。また、実線矢印は流体の流れる方向を示している。

次に、ヒートポンプユニット２の構成について説明する。ヒートポンプユニット２は、水冷媒熱交換器２４、圧縮機２５、蒸発器２６、膨張弁２７を冷媒配管により順次環状に接続して構成されており、冷媒には二酸化炭素を使用しているため、高圧側が臨界圧力を超えるので、水冷媒熱交換器２４を流通する水に熱を奪われて温度が低下しても凝縮することがなく、水冷媒熱交換器で冷媒と水との間で温度差を形成しやすくなり、高温の湯が得られ、かつ熱交換効率を高くすることができる。

また、比較的安価でかつ安定な二酸化炭素を冷媒に使用しているので、製品コストを抑えるとともに、信頼性を向上させることができる。また、二酸化炭素はオゾン破壊係数がゼロであり、地球温暖化係数も代替冷媒ＨＦＣ−４０７Ｃの約１７００分の１と非常に小さいため、地球環境に優しい製品を提供できる。

また、ヒートポンプユニット２において、圧縮機２５で冷媒が圧縮され、圧縮機２５から吐出された冷媒が水冷媒熱交換器２４で放熱し、膨張弁２７で減圧されたあと、蒸発器２６で空気から熱を吸収し、ガス状態で再び圧縮機２５に吸入される。なお、圧縮機の能力制御および膨張弁２７の開度制御は、圧縮機２５の吐出側に設けたサーミスタ（図示せず）で検出される吐出冷媒の温度が予め設定された温度を維持するように制御される。また、貯湯タンク３内の温水は、水ポンプ２８が作動することで、水冷媒熱交換器２４に流入し、冷媒と熱交換を行い、再び貯湯タンク３に戻り、積層状態で貯湯タンク３の上部に高温の湯が貯えられる。

次に、タンクユニット１の構成について説明する。タンクユニット１には前述した通り貯湯タンク３を有しており、貯湯タンク３の底部には給水源から低温水を供給するための給水配管３１が接続されており、常時給水圧がタンク内に掛かっている状態となっている。また、貯湯タンク３の上方部には貯湯タンク内の高温水を出湯するための出湯管３２が接続されており、給湯端末や浴槽へ高温水を供給可能に構成している。

次に、給湯端末へ湯が供給される給湯回路について説明する。

本実施の形態における給湯回路は、給水配管３１から分岐した端末給水配管３３と、出湯管３２とを電動式混合弁４にて接続し、所望の温度の湯が生成可能に構成されている。そして電動式混合弁４の下流側に設けた温度センサ４１で検出される温度が、台所や浴室に設けられたリモコン装置で設定した温度となるように、電動式混合弁４の混合比が変更される。そして、所望の温度に混合された温水は、給湯端末４２へ供給される。

次に、浴槽５への湯張り回路および追い焚き回路について説明する。

本実施の形態では、浴槽５内の湯水と、貯湯タンク３内の高温水とが風呂熱交換器６にて熱交換し、浴槽内の湯水を追い焚きする追い焚き機能を有している。そのため、風呂熱交換器６の高温側回路は、貯湯タンク３内の高温水が供給されるように構成されており、熱交換した後の温水を貯湯タンク３の下方部へ戻すように構成されている。また、風呂熱交換器６の低温側回路は、浴槽５内の湯水が供給されるように構成されており、熱交換した後の浴槽水を、再度浴槽５へ戻すように構成されている。

高温側回路においては、追い焚きポンプ７が配設されており、追い焚きポンプ７が駆動することによって貯湯タンク３内の高温水が、風呂熱交換器６へ搬送される。

そして、浴槽５のアダプタ５１とタンクユニット１とは、接続部６０ａ〜６０ｄにおいて、戻り接続管６１および往き接続管６２で接続される。また、戻り接続管６１および往き接続管６２の接続口から風呂熱交換器６までは、それぞれ戻り配管６３および往き配管６４で接続されており、浴槽５、戻り接続管６１、戻り配管６３、風呂熱交換器６、往き配管６４、往き接続管６２が順次接続されて追い焚き回路が構成されている。

また、貯湯タンク３から浴槽５への温水の供給を行う湯張り回路は、出湯管３２から分岐した風呂給湯管３４と、給水配管３１から分岐した風呂給水配管３５とを電動式混合弁８にて接続し、所望の温度の湯が生成可能に構成されている。そして電動式混合弁８の下流側に設けた温度センサ８１で検出される温度が、台所や浴室に設けられたリモコン装置で設定した温度となるように、電動式混合弁８の混合比が変更される。そして、所望の温度に混合された温水は、浴槽５へ供給される。

また湯張り回路には、流量センサ８２が設けられており、浴槽５へ供給される温水の量が計測される。さらに、二方向の電磁弁８３が設けられており、湯張り開始時には、電磁弁８３が開くと同時に、浴槽５への温水の供給が開始される。そして電磁弁８３が開いた後には、戻り配管６３および往き配管６４の二方向から浴槽５へと湯張りが行われる。また、汚水の逆流を防ぐための逆止手段８４が設けられている。

また、戻り配管６３には、浴槽５内の湯水を循環させるための搬送手段である風呂ポンプ６５、浴槽５内の水位を検出する水位センサ６６、浴槽５内の湯水の温度を検出する温度センサ６７が設けられており、風呂ポンプ６５が駆動することにより、浴槽５内の湯水が戻り配管６３に吸い込まれ、風呂熱交換器６を経て、往き配管６４へ流れ込み、再度浴槽５へ戻される。また、風呂ポンプ６５と風呂熱交換器６の間には、フロースイッチ６８が設けられており、オンすることで水の流れを検知可能に構成されている。

また、浴室には貯湯式給湯機の操作を行うことができる操作手段であるリモコン装置９が設置され、リモコン装置９を操作して、温水の温度設定や風呂への湯張り、また設置工事後の試運転操作等を行う。リモコン装置９には情報を表示する表示部９１および操作を行う操作部９２を有している。なお、図１には図示していないが、本実施の形態の貯湯式給湯機には、リモコン装置９からの指示を受け取り、各制御機器に命令する制御装置９４も有している。そして制御装置９４はマイコンおよびその電子制御部品で構成され、タンクユニット１を構成する機器に命令を送っている。

さらに、本発明のリモコン装置９には、人体検出手段９３が設けられており、人が浴室に入室したことを検知することができるようになっている。なお人体検出手段９３には、赤外線センサや、浴室内の照度を検出する照度センサ、また入室者の振動やドアの開閉を検出する衝撃（振動）センサなど様々なセンサを用いることができ、種類が特定されるものではない。

例えば、赤外線センサの場合には、周囲の温度状況から温度変化があった場合には人が検出されたと認識し、照度センサの場合には、浴室の照明の照度を検出した場合には人が入ってくると推定し、衝撃センサの場合には、所定時間の間、衝撃センサからの出力を検出した場合には、入室者ありと判断するようにする。また、これらのセンサを複数個組み合わせることも可能である。

また、本実施の形態の場合には、人体検出手段９３をリモコン装置９に設けた構成とし
たが、これに限定されることはなく、例えば、衝撃センサの場合、浴室に隣接した脱衣所の床裏側に設置したり、浴室のドア表面に設置したりして、振動を検知する方法であったり、さらには、浴室照明のスイッチを人体検出手段とした場合には、浴室照明のスイッチをオンにしたときに人体を検出するものとしてもよい。

以上のように構成された貯湯式給湯機において、まず、貯湯式給湯機の湯張り運転について説明する。

使用者がリモコン装置９を操作し湯張り運転を開始するか、もしくは予め湯張り運転の予約をしていた場合には設定した時刻になると湯張り運転が開始される。湯張り運転が開始すると、電磁弁８３が開弁し、貯湯タンク３からの高温水が電動式混合弁８で設定温度となるように混合され、浴槽５へ供給される。

電動式混合弁８から出湯される湯は、戻り配管６３および往き配管６４の二方向に分岐され、浴槽５へ温水が供給される。また湯張り量は、流量センサ８２で検出し、設定した湯量を流量センサ８２で検出すると、電磁弁８３を閉弁し、湯張り運転を終了する。

なお、湯張り運転時において、電動式混合弁８で混合される温水の温度は、リモコン装置９で設定した湯の温度よりも、数度高い温度としてもよい。これは電動式混合弁８で混合した湯が、浴槽５に行くまでの間の給湯配管を流れる時に放熱してしまい、浴槽５に注湯されるときには温度低下が生じてしまう可能性があるからである。そのため、電動式混合弁８で混合する温水の温度を設定温度よりも高く設定しておくことで、配管での放熱を考慮した湯張り運転が可能となる。

次に、本発明の貯湯式給湯機のリモコン装置９には、人体検出手段９３を備えており、湯張り運転終了後は、人体検出手段９３を用いた自動追い焚き運転を行う場合と、人体検出手段９３の機能をオフにして自動追い焚き運転を行う場合とがある。まず、人体検出手段９３の機能をオフにした自動追い焚き運転について説明する。

本実施の形態において、湯張り運転終了後は、自動追い焚き運転および自動差し湯運転を行う。自動追い焚き運転では、湯張り運転終了後から第４の所定時間Ｌ４が経過する毎に、風呂ポンプ６５を駆動し、浴槽５内の湯水を戻り配管６３および往き配管６４を循環させて、温度センサ６７で浴槽５内の湯水の温度を検出する。例えば、第４の所定時間Ｌ４を１５分に設定しておくと、湯張り運転終了後から１５分毎に風呂ポンプ６５が駆動して温度検出を行う。

そして、浴槽５内の湯水の温度が所定温度α（追い焚き開始温度）以下になった時に、追い焚き運転を開始し、追い焚きポンプ７および風呂ポンプ６５を駆動して、風呂熱交換器６にて貯湯タンク３内の高温水と、浴槽５内の湯水とが熱交換を行い、浴槽５内の湯水の追い焚きを行う。そして、浴槽５内の湯水の温度が設定温度（追い焚き停止温度）になった時に追い焚き運転が停止し、追い焚き運転完了となる。

図２は、通常時の追い焚き運転のフローチャートである。図２に示すように、時間がＬ４を経過するたびに風呂ポンプ６５を駆動し、風呂温度を検出する。しかし図２に示すように、通常時の自動追い焚き運転では、風呂ポンプ６５を駆動するたびに、時間Ｌ４が経過する間に戻り配管６３および往き配管６４で冷めた冷水が浴槽５に入り、風呂温度を低下させている。

また、人体検出手段９３の機能のオン・オフによらず、本発明の貯湯式給湯機は、自動差し湯運転機能を有している。自動差し湯運転では、水位センサ６６では常に浴槽５内の
湯水の水位を検出している。そして水位センサ６６で検出する水位が、設定水位よりもβだけ低いことを検出すると、設定水位となるように、浴槽５内へ温水が供給される。例えば、βを２５ｍｍと設定すると、設定水位から２５ｍｍ下がったことを検出すると自動的に浴槽５へ設定温度の温水が差し湯される。

次に、人体検出手段９３の機能をオンにしている時の自動追い焚き運転機能について説明する。なお、人体検出手段９３の機能のオン・オフの切り替えは、リモコン装置９で所定の操作を行うことによって可能となっている。

図３は、人体検出手段９３の機能をオンにしている時の追い焚き運転のフローチャートである。図３に示すように、人体検出手段９３の機能をオンにしているときであっても、湯張り運転完了後には定期的に風呂温度を検出するようにしている。これは、風呂温度を定期的に検出しなければ、浴槽５内の湯水の温度低下が時間とともに進行し、使用者が自動追い焚き運転を設定しているにもかかわらず、浴槽５内の湯水が冷めてしまい、水になってしまいかねないためである。

そこで本発明では、第１の所定時間Ｌ１毎に風呂ポンプ６５を駆動して風呂温度を検出している。しかしながら、第１の所定時間Ｌ１は、人体検出手段９３の機能をオフ時の追い焚き運転の風呂ポンプ６５を駆動するタイミングの第４の所定時間Ｌ４よりも長い時間を設定している。

例えば、第１の所定時間Ｌ１には６０分を設定し、第４の所定時間Ｌ４には１５分を設定することで、通常時の追い焚き運転（人体検出手段９３の機能のオフ時）の場合には風呂ポンプ６５が１時間に４回駆動するところ、人体検出手段９３の機能をオンにしている時の追い焚き運転の場合には風呂ポンプ６５は１時間に１回しか駆動せず、不必要な風呂ポンプ６５の駆動を行わないために、配管内に残っている冷水を浴槽５へ入れる回数を少なくすることができる。なお、第１の所定時間Ｌ１および第４の所定時間Ｌ４に設定する時間は、本実施の形態に示す６０分、１５分に限定されるものではない。

そして人体検出手段９３の機能をオンにしているときであっても、第１の所定時間Ｌ１毎に風呂温度を検出した結果、風呂温度が所定温度α（追い焚き開始温度）以下になったときには、風呂ポンプ６５および沸き上げポンプ７を駆動して、設定温度（追い焚き停止温度）まで、浴槽５内の湯水の追い焚きを行うものとする。

そして、入浴者が浴室へ入ってきたことを人体検出手段９３が検知すると、まず制御装置９４が、水位センサ６６で検出する浴槽５内の水位が、設定水位よりも多いか少ないかを判断する。通常の差し湯運転（湯張り完了後の注湯運転）においても、常時水位センサ６６で水位を検出しているので、設定水位からβ低いことを検知すると自動で注湯運転しているが、この場合には設定水位からβだけ低いことを検知しなければ注湯運転しないため、現在水位が、「設定水位−β＜現在水位＜設定水位」の状態にあるときには、自動で注湯運転されることがないため、入浴者は水位が低いと感じることがある。

そこで、本発明では人体検出手段９３が人体を検知すると、浴槽５内の水位を検出し、その結果、現在水位が、「設定水位−β＜現在水位＜設定水位」の状況にあるのか、「設定水位≦現在水位」の状況にあるのかを判断する。

次に、現在水位が「設定水位−β＜現在水位＜設定水位」の状態にある場合は、まず設定水位までの注湯運転を行う。注湯運転では、まず現在水位の湯量（Ｖｎ）から設定水位の湯量（Ｖ）になるまでどれくらいの量を注湯するのか算出し、これをＶｉｎ（＝Ｖ−Ｖｎ）とする。そして現在の風呂温度をＴｎ、注湯温度をＴｉｎ、設定温度をＴとした場合
に、設定温度かつ設定水位のときの熱量はＶ×Ｔとなり、注湯する温水の熱量はＶｉｎ×Ｔｉｎとなり、現在浴槽水が保有している熱量はＶｎ×Ｔｎとなる。

よってＶ×Ｔ＝Ｖｉｎ×Ｔｉｎ＋Ｖｎ×Ｔｎの式が成り立ち、注湯温度Ｔｉｎは、Ｔｉｎ＝（Ｖ×Ｔ−Ｖｎ×Ｔｎ）／Ｖｉｎで算出することができる。よって温度Ｔｉｎの湯をＶｉｎだけ浴槽５へ注湯することで、浴槽５内の湯水は、設定水位かつ設定温度とすることができる。このように浴槽水の保有熱量、注湯する温水の保有熱量、設定温度かつ設定水位の浴槽水の保有熱量を比較することで、注湯する温水の温度を算出することができる。

しかしながら、注湯する温水の温度Ｔｉｎに関しては、浴槽５に注湯する温水の温度となるので、人体に触れる可能性もあることから、安全を考慮し、６０度を最大注湯可能温度と設定している。そのため、まずＴｉｎを算出した後、Ｔｉｎが６０度を超える場合には、Ｔｉｎを６０度に設定して注湯運転を行い、その後、追い焚きポンプ７および風呂ポンプ６５を駆動させて設定温度となるまで浴槽５内の湯水の追い焚きを行う。

また、注湯する温水の温度Ｔｉｎが６０度未満と算出された場合には、その温度の温水を注湯し、追い焚き運転を行うことはない。

次に、現在水位が「設定水位≦現在水位」の状態にある場合は、注湯運転を行わず、追い焚き運転を行う。そのため風呂ポンプ６５および追い焚きポンプ７を駆動させることで設定温度となるまで浴槽５内の湯水の追い焚きを行う。

次に、入浴中の追い焚き運転について説明する。図３に示すように、人体を検知する前は、第１の所定時間Ｌ１が経過する毎に風呂ポンプ６５を駆動していた。しかしながら、入浴中は入浴者の快適性を損なわないために、第２の所定時間Ｌ２が経過する毎に風呂ポンプ６５を駆動する。そして第１の所定時間Ｌ１と第２の所定時間Ｌ２は、「Ｌ１＞Ｌ２」となる関係を有しており、人がいる時には、より頻繁に風呂温度を検出することで、入浴者の快適性を損なわないようにしている。

また、一度注湯運転もしくは追い焚き運転を行ってから、第３の所定時間Ｌ３が経過するまでは、再度人体検出手段９３で人体を検知しても、追い焚き運転を行わないようにしている。これは第３の所定時間Ｌ３の間は風呂温度もあまり低下していないと判断し、追い焚き運転を行わないようにした結果、貯湯タンク３内の高温水の使用を抑制し、ひいては湯切れ発生を防止することができる。

図４を用いて説明する。図４に示すように、湯張り運転（追い焚き運転）が終了後から第３の所定時間Ｌ３の間に人体を検出しても、追い焚き運転は行わないようにしている。例えば、第３の所定時間Ｌ３を５分として設定した場合に、第３の設定時間Ｌ３以内に人体検出手段９３で人の入室を検知したとしても、追い焚き運転を開始させていない。もし湯張り運転もしくは追い焚き運転を行ってから、ほとんど風呂温度が低下していないうちに、入室を検知して追い焚き運転を開始すると、逆に配管内の冷水を浴槽５へ入れてしまい、風呂温度を低下させ、貯湯タンク３内の高温水を使用してしまうことになるからである。なお、第３の設定時間Ｌ３は、本実施の形態のように５分に限定されることはない。

また、人体検出手段９３による追い焚き運転に限らず、入浴者不在時の追い焚き運転を行った後も、第３の所定時間Ｌ３が経過するまでは、人体検出手段９３によって人体が検出されたとしても、追い焚き運転を行わないようにすることで、不必要な追い焚きを抑制することができる。

また、人体検出手段９３で人体を検知することが可能となるので、風呂の追い焚き運転に関連付けるだけではなく、リモコン装置９の表示部９１のオン・オフと連動させてもよい。特に、浴室への入室頻度や時間帯は、個々の生活スタイルにもよるが、１日２４時間のうちの数時間という限られた時間帯（夕方から夜間）に集中することが多く、昼間等においては、浴室のリモコン装置９のスイッチを切り忘れたとしても、人体検出手段９３で人の不在が確認できれば、表示部９１をオフにすることで、更なる消費電力の削減を可能にする。

また、本実施の形態では、注湯温度を浴槽水の保有熱量から算出したが、これに限定されることはなく、例えば、注湯温度を毎回一定として、設定水位まで注湯するようにしてもよい。その場合には、設定水位まで注湯した後、設定温度に応じて追い焚き運転をするようにすればよい。この場合においても、人体検出手段９３を用いて追い焚き運転を行っているので、人体検出手段９３を用いていない場合に比べて貯湯タンク３の高温湯の使用量を削減することができる。

また、本実施の形態では、加熱手段としてヒートポンプユニットを用いている。これは前述したように、効率よく沸き上げを行うことができるが、一方で、中温水などを沸き上げる場合は効率が悪くなってしまう。しかしながら、本発明のように風呂温度の検出回数を減らすことによって、結果的に追い焚き運転時間が低下し、追い焚き運転時に生成される中温水の量が減ることになる。そのため貯湯タンク３の底部に貯えられる中温水の量が減り、ヒートポンプユニットでの沸き上げ効率を上げることができる。

以上のように、本発明は、人体検出に基づいて風呂の追い焚き運転、または注湯運転、または双方の運転を行うことで、浴槽内の湯水を設定水位および設定温度にあわせるため、非常に使用性がよく、また、人体を検出していないときであっても、従来の貯湯式給湯機のように、頻繁に風呂ポンプを駆動していないので、浴槽へ配管に溜まった冷水を入れる回数が減り、風呂温度の低下を抑制することができる。

本発明に係る貯湯式給湯機は、ヒートポンプサイクルと給湯サイクルが一体に構成された一体型ヒートポンプ式給湯機、別体に構成された分離型ヒートポンプ式給湯機、給湯用熱交換器で加熱したお湯をそのまま出湯できる直接出湯型ヒートポンプ式給湯機などの各種ヒートポンプ給湯機に適用できる。

本発明の実施の形態における貯湯式給湯機の構成図 同形態における人体検出機能オフ時の追い焚き運転フローチャート 同形態における人体検出機能オン時の追い焚き運転フローチャート 同形態における追い焚き運転のフローチャート 従来の貯湯式給湯機の構成図 従来の追い焚き運転のフローチャート

１ タンクユニット
２ ヒートポンプユニット
３ 貯湯タンク
５ 浴槽
６ 風呂熱交換器
７ 追い焚きポンプ
９ リモコン装置
２８ 水ポンプ
６０ａ〜６０ｄ 接続部
６１ 戻り接続管
６２ 往き接続管
６３ 戻り配管
６４ 往き配管
６５ 風呂ポンプ
９３ 人体検出手段

Claims (10)

1. 温水を貯える貯湯タンクと、前記貯湯タンク内に貯える温水を生成する加熱手段と、浴槽と、前記貯湯タンク内の温水と前記浴槽内の湯水とを熱交換する風呂熱交換器と、人の浴室への入室を検出する機能のオン・オフの切り替えができる人体検出手段と、前記浴槽内の湯水の温度を検出する風呂温度検出手段と、前記風呂熱交換器へ前記浴槽内の湯水を送る風呂ポンプとを備え、前記風呂ポンプを駆動して前記浴槽内の湯水の温度を検出し、前記浴槽内の湯水の温度が沸き上げ開始温度まで低下したときに、前記貯湯タンク内の温水と前記浴槽内の湯水とを熱交換する追い焚き運転を開始する貯湯式給湯機において、前記人体検出手段の機能がオン時に前記人体検出手段が人を検出すると、前記貯湯タンクから前記浴槽へ温水を注湯する注湯運転および／または追い焚き運転を行うとともに、前記浴槽内の湯水の温度を検出する時間間隔は、前記人体検出手段の機能がオフ時の方が、前記人体検出手段の機能がオン時で、前記人体検出手段で人体を検出していない時よりも短いことを特徴とする貯湯式給湯機。
2. 前記浴槽内の水位を検出する水位検出手段を備え、前記人体検出手段の機能がオン時で、前記人体検出手段で人体を検出した場合、前記水位検出手段で検出する水位が所定水位以上であれば、前記浴槽内の湯水の温度が所定温度となるまで、追い焚き運転を行うことを特徴とする請求項１に記載の貯湯式給湯機。
3. 前記人体検出手段の機能がオン時で、前記人体検出手段で人体を検出した場合、前記水位検出手段で検出する水位が所定水位未満であれば、注湯運転を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の貯湯式給湯機。
4. 前記請求項３における注湯運転を行う場合の温水の温度は、注湯運転前の前記浴槽内にある湯水の保有熱量より決定されることを特徴とする貯湯式給湯機。
5. 前記請求項３または４における注湯運転を行う場合の温水の温度には、制限を設けることを特徴とする貯湯式給湯機。
6. 前記水位検出手段で検出する水位が所定水位となるまで注湯運転を行った後、前記風呂温
   度検出手段で検出する前記浴槽内の湯水の温度が所定温度に達していない時には、前記浴槽内の湯水の温度が所定温度となるまで、追い焚き運転を行うことを特徴とする請求項３から５のいずれか１項に記載の貯湯式給湯機。
7. 前記人体検出手段の機能がオン時に、前記人体検出手段で人体を検出していない時は、第１の所定時間毎に前記風呂ポンプを駆動して浴槽内の湯水の温度を検出するとともに、前記人体検出手段で人体を検出している時は、第２の所定時間毎に前記風呂ポンプを駆動して浴槽内の湯水の温度を検出し、第２の所定時間よりも第１の所定時間の方が長いことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の貯湯式給湯機。
8. 前記人体検出手段の機能がオン時で、前記人体検出手段で人体を検出した場合、前回注湯運転または追い焚き運転を行ってから、第３の所定時間を経過するまでは、前記人体検出手段で人体を検出しても、注湯運転および追い焚き運転を行わないことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の貯湯式給湯機。
9. 前記加熱手段にヒートポンプを用いたことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の貯湯式給湯機。
10. 請求項１から９のいずれか１項に記載の貯湯式給湯機を操作する操作手段を浴室に設け、前記操作手段は各種運転情報を表示する表示部を備えるとともに、前記人体検出手段で人体を検出していない時は、前記表示部の表示をオフすることを特徴とする貯湯式給湯機。