JP5948564B2 - 給湯装置 - Google Patents

Description

本発明は、浴槽水からの熱回収機能を有する給湯装置に関するものである。

従来、この種の給湯装置には、浴槽へ給湯を行った後、一定時間だけ湯の温度を一定に保つ保温動作を行い、保温動作終了からタイマーで設定した時間が経過した時点で浴槽の湯から熱を回収する熱回収運転を開始する機能を備えたものがある（例えば、特許文献１
参照）。

また、貯湯槽内の水を加熱する沸き上げ動作を行った後に、浴槽の湯から熱を回収する熱回収運転を開始する機能を備えたものがある（例えば、特許文献２参照）。

図６は、熱回収運転を機能として有する給湯装置であり、１は貯湯槽、２はヒートポンプユニット、３は浴槽、４は熱交換器、５ａは貯湯槽水搬送ポンプ、５ｂは浴槽水搬送ポンプ、６は熱回収分岐管、７は三方弁、８は高温水供給管、９は低温水供給管、１０は給湯管、１１は混合弁、１２は浴槽水循環配管、１３は開閉弁、１４は給水管、１５は給湯分岐管、１６は熱交戻り管である。

浴槽水循環配管１２は、浴槽３の往き管と戻り管とを環状に接続して構成され、回路上に熱交換器４および浴槽水搬送ポンプ５ｂを備える。

また、混合弁１１は、高温水供給管８と低温水供給管９とを入口側に接続し、給湯管１０を出口側に接続するように構成され、開閉弁１３を介して浴槽水循環配管１２と接続される。さらに浴槽内の水温を検知する浴槽水温検知手段１７が、浴槽水循環配管１２の途中に設けられている。

この給湯装置が風呂自動運転を行う場合は、まず、貯湯槽１に貯えられた湯と給水管１４から供給される水とを混合弁１１で所望温度の湯に混合して、浴槽３へ給湯する。浴槽３へ給湯した後は、一定時間だけ湯の温度を一定に保つために保温動作を行う。

保温動作は、浴槽湯温が一定温度以下に降下した場合におこない、貯湯槽水搬送ポンプ５ａと浴槽水搬送ポンプ５ｂとを運転して、熱交換器４において、貯湯槽１内の湯（例えば約８０℃）により浴槽３内の湯（例えば約３５℃）を加温する。

また、浴槽３の水温が一定温度以下に降下しているかどうかを判断するために、浴槽水搬送ポンプ５ｂのみを運転させる浴槽水温検知動作を間欠的に行う。

浴槽水温検知手段１７により浴槽３の水温が一定温度以下に降下していることが検知された場合には保温動作を行い、降下していない場合にはそのまま待機する。一定時間が経過した後には風呂自動運転を自動で終了する。

追い焚き運転を行う場合は、貯湯槽水搬送ポンプ５ａと浴槽水搬送ポンプ５ｂとが運転をおこなって、熱交換器４において、貯湯槽１内の湯（例えば約８０℃）が浴槽３内の湯（例えば約３５℃）を加温する。その結果、浴槽３内の水温は上昇し、貯湯槽１内に湯として貯えられている熱量（蓄熱量）は減少する。

貯湯槽１内の水を高温に沸き上げ貯湯する貯湯運転を行う場合は、沸き上げ搬送ポンプ５ｃを運転し、貯湯槽１の下部から水をヒートポンプユニット２に導き、ヒートポンプユニット２を運転して水を高温の湯に沸き上げ再び貯湯槽１の上部に戻す。

最後に、熱回収運転を行う場合は、追い焚き運転と同様に貯湯槽水搬送ポンプ５ａと浴槽水搬送ポンプ５ｂとが運転を行うが、熱交換器４において、貯湯槽１内の水（例えば約１０℃）が浴槽３内の湯（例えば約３５℃）を冷却して熱を回収する。

熱回収運転は浴槽３内の湯から熱を回収するため、全ての入浴者の入浴が終了した後にやる必要がある。そのため、浴槽３に給湯した湯を保温する保温動作が終了してからタイマー設定した時間が経過した時点で運転開始するようにしたり、深夜に夜間電力を利用し
て貯湯槽１内の水を沸き上げる貯湯運転の後に運転開始するようにしている。

特開２００７−２７８５７８号公報 特開２００９−１９８１１５号公報

しかしながら、前記従来の構成では、浴槽内に湯がなかった場合や、浴槽内の湯の温度が低下していた場合に熱回収運転が行えなかったとしても使用者にはわからないため、誤った使用方法に気付かないまま、ずっと熱回収運転ができていると思ってしまうという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、熱回収運転を行うか否かの判断結果を表示手段に表示することで、使用性の高い給湯装置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、本発明の給湯装置は、貯湯槽と、浴槽と、前記貯湯槽内の湯水と前記浴槽内の湯水とを熱交換する熱交換器と、表示手段と、制御手段とを備え、前記浴槽内の湯量および／または湯温を検出する検出モードを有し、前記検出モードにおける検出結果に基づいて、前記熱交換器により前記浴槽の湯の有する熱を前記貯湯槽の湯水に回収する熱回収運転を行うか否かを判断するとともに、前記判断結果が前記熱回収運転実行否である場合、その実行否の理由を使用者が認識できるように、前記理由にあわせて前記表示手段に表示する表示内容を変更し、また、前回の前記熱回収運転における熱回収量を使用者は前記表示手段にて確認でき、かつ、前回の熱回収運転が実行否であった場合には、前回の熱回収運転における熱回収量を前記表示手段に表示する代わりに、その実行否の理由を表示する構成としたことを特徴とするものである。

これにより、熱回収運転ができなかったことを使用者に知らせることができるため、使用者の誤った使い方等の是正を促すことができる使用性の高い給湯装置を提供できる。

本発明によれば、熱回収運転を行うか否かの判断結果を表示手段に表示することで、使用性の高い給湯装置を提供できる。

本発明の実施の形態１における給湯装置の構成図 同給湯装置のリモコンの外観図 同リモコンでの熱回収運転中止時のメッセージ表示例の図 同リモコンでの熱回収量の表示例の図 同リモコンでの他の熱回収量の表示例の図 従来の給湯装置の構成図

第１の発明は、貯湯槽と、浴槽と、前記貯湯槽内の湯水と前記浴槽内の湯水とを熱交換する熱交換器と、表示手段と、制御手段とを備え、前記浴槽内の湯量および／または湯温を検出する検出モードを有し、前記検出モードにおける検出結果に基づいて、前記熱交換器により前記浴槽の湯の有する熱を前記貯湯槽の湯水に回収する熱回収運転を行うか否かを判断するとともに、前記判断結果が前記熱回収運転実行否である場合、その実行否の理
由を使用者が認識できるように、前記理由にあわせて前記表示手段に表示する表示内容を変更する構成としたことを特徴とするものである。

また、前回の前記熱回収運転における熱回収量を使用者は前記表示手段にて確認でき、かつ、前回の熱回収運転が実行否であった場合には、前回の熱回収運転における熱回収量を前記表示手段に表示する代わりに、その実行否の理由を表示する構成としたことを特徴とするものである。

これにより、浴槽内の湯がない、または、湯の温度が低いため熱回収運転ができなかったことを使用者に知らせることができるとともに、できなかった理由も知らせることで誤った使い方の是正を促すことができるという効果がある。

また、これにより、前記判断結果の表示を見逃してしまった場合や、他の使用者が見て消してしまったような場合でも、後から再度確認することができるため、熱回収ができなかったことの報知をより徹底できるという効果がある。

第２の発明は、前記熱回収運転が開始された以降に、前記検出モードにて熱回収運転を行うことができないと判断された場合には、前記判断結果を前記表示手段に表示せず前記熱回収運転を停止する構成としたことを特徴とするものである。

これにより、熱回収運転を行ったために前記浴槽内の湯温が低下し熱回収運転ができないと判断された場合など、正常に熱回収運転が行われ停止する場合には、前記判断結果の表示は行わないため、使用者に誤った使い方をしたという誤解を与えないという効果がある。

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は本発明の実施の形態１における給湯装置の構成を示す図である。

図１において、給湯装置は、貯湯槽１と、この貯湯槽１の水を加熱する加熱手段としてのヒートポンプユニット２と、熱回収を行う対象の浴槽３と、浴槽３の水と貯湯槽１の水とを熱交換するように構成された熱交換器４と、貯湯槽１に接続された給水管１４と、貯湯槽１の略上部に接続された第１の出湯管２２と、第１の出湯管２２と給水管１４とが接続された位置の間、すなわち、高さ方向において貯湯槽１の胴部略中央部に接続された第２の出湯管２３と、第１の出湯管２２と第２の出湯管２３とが入口側に接続された高温水混合弁２４ととから構成されている。

そして、この高温水混合弁２４の出口側に接続され、貯湯槽１内の高温水を供給する高温水供給管８と、給水管１４から分岐され、低温水を供給する低温水供給管９と、これら高温水供給管８と低温水供給管９とを入口側に接続された混合弁１１と、この混合弁１１の出口側に接続された給湯管１０と、給湯管１０の途中に接続された開閉弁１３とから構成されている。そして、貯湯槽１には、貯湯槽１内の水温を検知するための複数の貯湯槽湯温検出手段２８ａ〜２８ｅを設けている。

また、貯湯槽１の略底部とヒートポンプユニット２の入口側を接続する沸き上げ往き管３５と、沸き上げ往き管３５の途中に接続された沸き上げ搬送ポンプ５ｃと、ヒートポンプユニット２の出口側と三方弁３４の入口側を接続する第１の沸き上げ戻り管２９と、三方弁３４の一方の出口側と切換手段２６の一方の入口側を接続する第２の沸き上げ戻り管
３０と、切換手段２６の一方の出口側と貯湯槽１の略上部を接続する第３の沸き上げ戻り管３１とから構成されている。

そして、第１の出湯管２２から分岐され、切換手段２６のもう一方の入口側に接続される追い焚き往き管３２と、切換手段２６のもう一方の出口側と熱交換器４の第１の流路の入口側を接続する熱交往き管３３と、熱交換器４の第１の流路の出口側と貯湯槽１の高さ方向において第１の出湯管２２と第２の出湯管２３との間の位置に接続される熱交戻り管１６と、貯湯槽１と熱交換器４の第１の流路内の水を循環させる熱交戻り管１６の途中に接続された貯湯槽水搬送ポンプ５ａとから構成されている。

さらに、給湯装置は、熱交換器４の第２の流路内へ浴槽３の水が循環するように接続された浴槽水循環配管１２があり、浴槽水循環配管１２には浴槽３と熱交換器４の第２の流路内の水を循環させる浴槽水搬送ポンプ５ｂと、浴槽湯量検知手段として水圧を測定することにより浴槽３の湯の水位を検知する水位センサ２７と、浴槽水搬送ポンプ５ｂを運転し浴槽３の水を循環することで、浴槽３の水温を検知する浴槽水温検知手段１７と、同じく浴槽３の水を循環することで浴槽３内の水の有無を検出する浴槽水検出手段２５とを設けている。また、給湯管１０は、浴槽水循環配管１２の途中に接続し、浴槽３への給湯の際はこの浴槽水循環配管１２を利用するように構成されている。

次に、給湯装置の制御部分に関して説明する。給湯装置には各種設定や運転操作を行うとともにそれらの設定や給湯装置の運転状態、その他各種情報の表示を行うリモコン１９が接続される。リモコン１９には、表示手段としての表示部２０と使用者が任意に熱回収運転を起動するための熱回収運転起動スイッチ２１を設けている。図２に本実施の形態１におけるリモコン１９の外観図を示す。

また、給湯装置には、浴槽３への給湯およびそれ以降予め設定された時間だけ浴槽水の保温と水量維持を行う風呂自動運転や浴槽３内の水を加熱する追い焚き運転、貯湯槽１の水をヒートポンプユニット２で沸き上げる貯湯運転、貯湯槽１に浴槽３の水の熱を回収する熱回収運転やリモコン１９と情報をやりとりする制御手段１８を設けている。

以上のように構成された給湯装置について、以下その動作、作用を説明する。

一般的な家庭での湯の利用における基本的な動作として、朝には貯湯槽１にその日使う分の湯が貯えられており、活動している時間帯に順次給湯に利用される。給湯利用中に貯湯量が不足する場合には必要に応じてヒートポンプユニット２を運転し、追加で貯湯運転を行うこともある。

近年では、浴槽３への給湯から保温までを自動で行う風呂自動運転の機能を備えている給湯装置が多くなっている。風呂自動運転により浴槽３への給湯および保温運転を行う場合は、貯湯槽１内に貯えられている湯を用いて浴槽３へ給湯し、浴槽水温が低下した場合には、貯湯槽１内に貯えられている湯の熱を利用して保温運転を行い、浴槽水温を予め設定された温度に保つ。また、追い焚き運転を行って浴槽３内の湯を加温する場合も、貯湯槽１内に貯えられている湯の熱を利用して行う。

これら一日の給湯などの熱利用が終わる時点で、貯湯槽１内の湯は大部分が給水と置換され、その後の深夜に再び次の利用のための貯湯運転が行われる。このとき、入浴のために浴槽３に供給された湯は、給湯利用終了時には貯湯槽１内の水温に対して比較的高温で残されていることが多いので、熱回収運転を行って貯湯槽１内に熱を回収する。

まず、風呂自動運転を行うときの動作について説明する。浴槽３へ給湯を行う場合、貯
湯槽１からは、第１の出湯管２２と第２の出湯管２３からの湯を高温水混合弁２４で混合して高温水供給管８へ供給する。この高温水供給管８に供給された湯と給水管１４から低温水供給管９へと供給される給水とが混合弁１１にて給湯所望温度の湯に混合され、給湯管１０へと供給される。

ここで、高温水混合弁２４から高温水供給管８に供給される湯の温度は、上記の給湯所望温度よりも所定温度以上高い温度（たとえば給湯所望温度が４０℃の場合に４５℃以上）に調節されている。開閉弁１３は開かれ、給湯管１０へと供給された所望温度の湯は、浴槽水循環配管１２より浴槽３へと給湯される。

なお、高温水混合弁２４と混合弁１１の開度は、それぞれ出口側に接続された高温水供給管８と給湯管１０に供給される湯の温度に基づいてフィードバック制御されるのが一般的であり、高温水混合弁２４については第１の出湯管２２と第２の出湯管２３からの湯、混合弁１１については高温水供給管８からの湯と低温水供給管９からの給水の温度により変化する。

浴槽３内の湯を保温する場合には貯湯槽水搬送ポンプ５ａと浴槽水搬送ポンプ５ｂとが運転を開始し、切換手段２６は追い焚き往き管３２と熱交換器４の第１の流路の入口側が流通するように流路を切り替える。そして、貯湯槽水搬送ポンプ５ａの運転により、貯湯槽１の略上部より第１の出湯管２２から追い焚き往き管３２を経て熱交換器４の第１の流路に湯が供給され浴槽水循環配管１２を循環する浴槽３の湯を加熱して、浴槽水温を上昇させる。熱交換器４を出て比較的低温となった湯は熱交戻り管１６を経て貯湯槽１へと還流する。

次に、追い焚き運転を行う場合の動作であるが、追い焚き運転の動作は保温動作と同じであるので省略する。

最後に、浴槽３に残された湯の熱回収運転を行う場合について説明する。熱回収運転を行うには、浴槽３内に湯があり、また湯の温度が所定の温度以上である必要がある。そのためリモコン１９の熱回収運転起動スイッチ２１が押され熱回収運転の開始を受け付けた時には、浴槽３内の湯の有無の検出と、湯があった場合にはその湯温を検出する検出モードを動作させる。

検出モードとしては、まず浴槽水搬送ポンプ５ｂの運転を開始し、浴槽３内の湯を所定時間（例えば１分）浴槽水循環配管１２内に循環させる。そして浴槽水検出手段によって浴槽水の有無を検出する。浴槽水があった場合には、浴槽水温検知手段１７にて浴槽水温を検出する。

検出モード中は、貯湯槽水搬送ポンプ５ａはまだ運転を行わない。検出モードでの検出結果を基に制御手段１８は熱回収運転を行うか否かを判断する。浴槽３に湯があり、湯温も所定の温度以上であったため、熱回収運転を行うと判断した場合、熱回収運転を開始する。

なお、浴槽３に湯がなければ、熱回収運転ができないので、浴槽水の有無を検出は必須であるが、湯温も検出の条件とすることで、適正の熱量が回収ができるので、湯温も検出の条件とする方がより望ましい。

熱回収運転開始時、すでに運転されている浴槽水搬送ポンプ５ｂの運転は継続し、浴槽水循環配管１２に浴槽３の湯を循環させる。次に、貯湯槽１の略底部の水を沸き上げ往き管３５からヒートポンプユニット２を経由して熱交換器４に循環させるため、三方弁３４
は第１の沸き上げ戻り管２９と第２の沸き上げ戻り管３０が流通するように流路を切り替える。

また、切換手段２６は第２の沸き上げ戻り管３０と熱交換器４の第１の流路の入口側が流通するように流路を切り替える。ここで貯湯槽水搬送ポンプ５ａの運転を開始し、貯湯槽１の略底部の水を熱交換器４の第１の流路に供給し浴槽３から熱交換器４の第２の流路に供給されている湯と熱交換を行う。

熱交換器４を出て比較的高温（浴槽３内の湯と同温度程度）となった湯は熱交戻り管１６を経て貯湯槽１へと還流する。これにより浴槽３内の湯の熱が貯湯槽１内に回収される。

なお、浴槽水搬送ポンプ５ｂによる湯の搬送量を、貯湯槽水搬送ポンプ５ａによる湯水の搬送量より大きくすることで、浴槽水搬送ポンプ５ｂによる必要流量が確保されて、浴槽３内の温度分布が均一化され、浴槽３から安定的に熱回収を行うことができるとともに、貯湯槽水搬送ポンプ５ａによる搬送流量が過大になって、貯湯槽１内の湯水が攪拌されることなく、温度成層を保持できるため、この後の貯湯槽１内の湯水の沸き上げ運転を効率的に行うことが可能となる。

熱回収運転を行うことで、浴槽３内の湯温は低下していく。浴槽３内の湯温が所定温度より低くなった時点や貯湯槽湯温検出手段２８ａから２８ｅの検出温度から制御手段１８が熱回収運転を停止すべきと判断した時点、または、使用者がリモコン１９の熱回収運転起動スイッチ２１を切りにした時点で熱回収運転を終了する。

また、通常の使用状態では起こりえないが、熱回収運転中に浴槽３内の湯量が低下し浴槽水検出手段２５にて浴槽３内の湯がないと判断された場合も熱回収運転は終了する。

次に、熱回収運転の開始を受け付けた時の検出モードで浴槽３の湯がない、または湯温が所定の温度より低いことが検出され、制御手段１８が熱回収運転を行わないと判断し熱回収運転を中止した場合について説明する。

この場合、何も報知を行わなければ使用者は熱回収運転が行われなかったのか早く終わったのか分からない。そこで、リモコン１９の表示部２０にメッセージを表示するようにしている。

表示するメッセージ例を図３に示す。本実施の形態１ではメッセージ例として熱回収運転を中止した理由を「おふろの湯温が低い、またはお湯がないため」としているが、中止の理由が温度が低いためか湯がないためかは検出モードで分かっているため、それぞれの理由にあわせ別のメッセージを表示するようにしてもよい。

また、本実施の形態１ではメッセージが出続けていると給湯温度の設定などリモコン１９の表示部２０で通常表示している項目が見えないため、メッセージは所定時間の経過（例えば１分）で自動的に消えるようにしているが、使用者への注意喚起をより徹底することを優先するならば、使用者がメッセージを確認し何らかのスイッチを押すことでメッセージを消すようにしてもよい。

このように熱回収運転が浴槽３内の湯の状態が適していなかったため中止となったことをリモコン１９の表示部２０に表示し使用者に知らせることで、熱回収前には湯を残しておく、また、湯温が低下する前に実施することが必要ということを使用者に認識してもらい使用者の誤った使い方の是正を促すことができる。

リモコン１９による情報の表示に関して説明する。リモコン１９はスイッチ操作により表示部２０に給湯装置の各種情報（例えば湯の使用量など）を表示できるようにしている。その中に熱回収運転で浴槽３の熱がどの程度回収できたかも熱回収量として表示できるようにしている。熱回収量の表示例を図４に示す。本実施の形態１では前回の熱回収運転の結果と１週間の累計、使用開始からの累計が表示できるようにしている。

前回の熱回収運転が浴槽３内の湯の状態が適していなかったため中止となった場合、熱回収量は０となるが、前回の熱回収量の結果のところには熱回収運転がおふろの湯温が低い、またはお湯がないため中止となったことを知らせるメッセージを表示するようにしている。メッセージの表示例を図５に示す。

これにより、使用者が熱回収運転を起動し、熱回収運転が中止となったときのメッセージを見逃した場合でも、例えば翌日に前日の熱回収の結果を確認しようとした場合に、前回の熱回収運転が浴槽３内の湯の状態が適していなかったため中止となったことを知ることができるため、次回の熱回収運転時には誤った使い方をしないよう是正を促すことができる。

なお、熱回収運転が開始前の検出モードで可能と判断され、一旦開始された後、浴槽３の温度が低下してきたために停止したような場合には使用者の使用方法には誤りがなく正常終了なため、上記のようなメッセージの表示は行わず、熱回収量の前回の部分にも通常の熱回収量が表示されるようにしている。これにより熱回収運転が停止した要因が初期の浴槽３内の湯の状態によるものなのか、熱回収運転開始以降の要因によるものなのかを区分できるようにしている。

以上のように、本発明にかかる給湯装置は、熱回収運転を行うか否かの判断結果を表示手段に表示し、使用者の使用方法の是正を促すなどができるため、各種の貯湯式給湯装置に適用できる。

１ 貯湯槽
２ 加熱手段（ヒートポンプユニット）
３ 浴槽
４ 熱交換器
５ａ 貯湯槽水搬送ポンプ
５ｂ 浴槽水搬送ポンプ
５ｃ 沸き上げ搬送ポンプ
８ 高温水供給管
９ 低温水供給管
１０ 給湯管
１１ 混合弁
１２ 浴槽水循環配管
１３ 開閉弁
１４ 給水管
１６ 熱交戻り管
１７ 浴槽水温検知手段
１８ 制御手段
１９ リモコン
２０ 表示手段（表示部）
２１ 熱回収運転起動スイッチ
２２ 第１の出湯管
２３ 第２の出湯管
２４ 高温水混合弁
２５ 浴槽水検出手段
２６ 切換手段
２７ 浴槽湯量検知手段（水位センサ）
２８ａ〜ｅ 貯湯槽湯温検出手段
２９ 第１の沸き上げ戻り管
３０ 第２の沸き上げ戻り管
３１ 第３の沸き上げ戻り管
３２ 追い焚き往き管
３３ 熱交往き管
３４ 三方弁
３５ 沸き上げ往き管

Claims (2)

1. 貯湯槽と、浴槽と、前記貯湯槽内の湯水と前記浴槽内の湯水とを熱交換する熱交換器と、表示手段と、制御手段とを備え、前記浴槽内の湯量および／または湯温を検出する検出モードを有し、前記検出モードにおける検出結果に基づいて、前記熱交換器により前記浴槽の湯の有する熱を前記貯湯槽の湯水に回収する熱回収運転を行うか否かを判断するとともに、前記判断結果が前記熱回収運転実行否である場合、その実行否の理由を使用者が認識できるように、前記理由にあわせて前記表示手段に表示する表示内容を変更し、また、前回の前記熱回収運転における熱回収量を使用者は前記表示手段にて確認でき、かつ、前回の熱回収運転が実行否であった場合には、前回の熱回収運転における熱回収量を前記表示手段に表示する代わりに、その実行否の理由を表示する構成としたことを特徴とする給湯装置。
2. 前記熱回収運転が開始された以降に、前記検出モードにて前記熱回収運転を行うことができないと判断された場合には、前記判断結果を前記表示手段に表示せず、前記熱回収運転を停止する構成としたことを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。