JP6060383B2

JP6060383B2 - 給湯装置

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Publication number: JP6060383B2
Application number: JP2013032872A
Authority: JP
Inventors: 裕史柴田; 常子今川; 北西　博; 博北西; 舩橋　裕之; 裕之舩橋; 和雄内谷
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2013-02-22
Filing date: 2013-02-22
Publication date: 2017-01-18
Anticipated expiration: 2033-02-22
Also published as: JP2014163544A

Description

本発明は、給湯端末へ供給する湯水の温度を変動させる機能を備えた給湯装置に関するものである。

従来、この種の給湯装置は、加熱手段で加熱した水と給水を熱交換器で熱交換した水と給水とを混合することにより、高温と低温の湯水を交互に給湯する温冷シャワーを実現する機能を備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。

図１２は、温冷シャワーを実現する機能を備えた給湯装置であり、５１は循環する熱媒を加熱する加熱手段、５２は加熱された熱媒の熱と給水とを熱交換する熱交換器、３は給水からの水を供給する給水管、４は熱交換器５２で加熱された湯と給水管３から分岐した非加熱水とを混合する混合弁、５は混合弁４からの湯温を検知する給湯温度検出手段、６は混合弁４からの湯量を検知する流量検出手段、７は混合水の給湯端末としてのシャワーヘッド、８は混合水の第２の給湯端末としてのカラン、５９は混合弁４の開度を制御する制御装置、５０は混合弁４の混合比の制御基準、および、混合比制御の開始を指示するリモコンである。加熱手段１はバーナーでガスを燃焼させる燃焼方式を用いる。

この給湯装置の温冷シャワーの動作について、図１２を用いて説明する。

まず、リモコン５０から混合弁４の基準温度と、温冷シャワーの開始の指令とが設定され、かつ、シャワーヘッド７、または、カラン８が開栓された場合、加熱手段５１は循環する熱媒の加熱を開始する。シャワーヘッド７、または、カラン８が開栓されれば、給水の上流側の圧力によって給湯機へ給水され、熱交換器５２を通して熱媒側の熱と給水管から供給される給水が熱交換されて、給水は高温となる。

このとき、制御装置５９は、リモコン５０から指示のあった基準温度に従って、高温と低温の温度、および、サイクル時間を決定し、給湯温度検出手段が所定の温度となるように混合弁４の開度を調整する。

混合弁４は、高温を出湯する場合は、給水管３からの混合量が少なくなるように混合比を調整し、低温を出湯する場合は、給水管３からの混合量が多くなるように混合比を調整するか、または、熱交換器５２側からの高温水を混合させないように混合比を変更する。

混合弁４を使用して高温の湯水と給水と混合して温度変更することによって、加熱手段５１のみによる温度調整の遅れが少なくなり、温冷シャワーの温度変更を迅速に行うことができる。

特開２０１０−０１４３６３号公報

しかしながら、この種の給湯装置においては、シャワーヘッド７の上流側に、給水管３からの水と混合弁４からの湯を混合する混合水栓が設置されている場合が多く、このとき混合弁４にて温度調整され出湯される設定給湯温度は、通常、使用者がリモコン１０にて
、好みの使用温度より高めの温度にて設定し、この混合弁４からの出湯湯と給水管３からの水を、使用者が混合水栓にて好みの温度に混合する場合が多い。

この場合、混合弁４にて生成した温冷シャワーの温度変動は、給水管３からの水が混ざることで小さくなり、使用者が混合水栓にて好みの温度に混合した場合、シャワー使用時に温冷シャワーの温度変動が小さくなってしまい、その温度変動を感じにくくな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、混合水栓を使用した場合においても、安定した温度変動の温冷シャワーを実現でき、使用性に優れた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、加熱手段により加熱された湯とそれよりも温度の低い水とを混合する混合弁と、前記混合弁にて混合され、給湯端末へ供給される湯水の温度を設定する給湯温度設定手段と、制御装置とを備え、前記制御装置が前記混合弁の混合比を変更して、前記混合弁から前記給湯端末に流れる湯水の温度を、高低と繰り返し変動させる運転モードを有し、前記制御装置は、前記給湯温度設定手段における設定温度が所定温度以上の場合には、前記設定温度が前記所定温度より小さい場合よりも、前記運転モードにおいて前記混合弁にて生成する湯水の温度差が大きくなるように、前記混合弁における湯と水の混合比率を設定することを特徴とするものである。

これにより、安定した温度変動の温冷シャワーを実現でき、また、シャワー時に混合水栓を使用した場合にも、使用性に優れた給湯装置を提供できる。

本発明によれば、混合水栓を使用した場合においても、安定した温度変動の温冷シャワーを実現でき、使用性に優れた給湯装置を提供できる。

本発明の実施の形態１における貯湯式給湯装置の構成図本発明の実施の形態１における貯湯式給湯装置のリモコン（風呂）の外観図同温冷シャワー時の混合弁制御のフローチャート同温冷シャワー時の給湯温度の時間変化を示す図同流量調整弁の給湯流量と流路面積との関係を示す図給湯流量調整制御時の給湯流量の時間変化を示す図同給湯の設定温度が所定温度以上の場合の温冷シャワー時の給湯温度の時間変化を示す図加熱手段としてヒータを用いた場合の貯湯槽内の温度分布を示す図本発明の実施の形態１における貯湯式給湯装置の貯湯槽内の温度分布を示す図本発明の実施の形態２における温冷シャワー時の混合弁制御のフローチャート同温冷シャワー時の給湯温度の時間変化を示す図従来の給湯装置の構成図

第１の発明は、加熱手段により加熱された湯とそれよりも温度の低い水とを混合する混合弁と、前記混合弁にて混合され、給湯端末へ供給される湯水の温度を設定する給湯温度設定手段と、制御装置とを備え、前記制御装置が前記混合弁の混合比を変更して、前記混
合弁から前記給湯端末に流れる湯水の温度を、高低と繰り返し変動させる運転モードを有し、前記制御装置は、前記給湯温度設定手段における設定温度が所定温度以上の場合には、前記設定温度が前記所定温度より小さい場合よりも、前記運転モードにおいて前記混合弁にて生成する湯水の温度差が大きくなるように、前記混合弁における湯と水の混合比率を設定することを特徴とする給湯装置である。

第２の発明は、特に第１の発明において、前記加熱手段により加熱された湯を貯湯する貯湯槽と、前記貯湯槽の上部に配設された貯湯温度検出手段とを備え、前記混合弁は、前記貯湯槽からの湯とそれよりも温度の低い水とを混合するとともに、前記貯湯温度検出手段の検出温度が設定給湯温度と同一またはそれよりも高い場合には、前記制御装置は、前記運転モードを、前記混合弁を低温側に駆動させる動作から開始することを特徴とするものである。

これにより、使用者の所望する設定給湯温度より著しく高い給湯温度から前記運転モードが開始される可能性が少なく、快適性および安全性に優れた温冷シャワー機能を有する給湯装置を提供でき、シャワー時に混合水栓を使用した場合にも、使用性に優れた給湯装置を提供できる。

第３の発明は、特に第１または第２の発明において、前記加熱手段により加熱された湯を貯湯する貯湯槽と、前記混合弁の下流側に配設された給湯温度検出手段とを備え、前記混合弁は、前記貯湯槽からの湯とそれよりも温度の低い水とを混合するとともに、前記給湯温度検出手段の検出温度が設定給湯温度よりも低い場合には、前記制御装置は、前記運転モードを、前記混合弁を高温側に駆動させる動作から開始することを特徴とするものである。

これにより、使用者の所望する設定給湯温度にいち早く到達させながら、前記運転モードを開始することができるため、快適性に優れた温冷シャワー機能を有する給湯装置を提供でき、シャワー時に混合水栓を使用した場合にも、使用性に優れた給湯装置を提供できる。

第４の発明は、特に第１〜第３のいずれかの発明において、前記運転モードにおける前記混合弁から前記給湯端末に流れる湯水の平均温度は、設定給湯温度よりも低いことを特徴とする給湯装置である。

これにより、温度の変動による快適性に加えて、省エネルギーとなる温冷シャワー機能を有する給湯装置を提供でき、シャワー時に混合水栓を使用した場合にも、使用性に優れた給湯装置を提供できる。

第５の発明は、特に第１〜第４のいずれかの発明において、前記混合弁から前記給湯端末に流れる湯水が、前記混合弁にて設定給湯温度となるように制御されている運転から、前記運転モードに移行されたとき、前記運転モード動作時に前記混合弁から前記給湯端末に流れる湯水の単位時間あたりの熱量は、前記運転モードに移行される前の前記混合弁から前記給湯端末に流れる湯水の単位時間あたりの熱量よりも小さいことを特徴とするものである。

これにより、温度の変動による快適性に加えて、省エネルギーとなる温冷シャワー機能を有する給湯装置を提供できる。また、シャワー時に混合水栓を使用した場合にも、使用
性に優れた給湯装置を提供できる。

第６の発明は、特に第２または第３の発明において、前記加熱手段をヒートポンプ装置とし、前記貯湯槽下部の水を前記ヒートポンプ装置にて加熱した後、前記貯湯槽上部に戻す構成としたことを特徴とするものである。

これにより、エネルギー変換効率の高いヒートポンプ装置にて加熱された所定温度にて貯湯されている貯湯槽内の湯を利用して温冷シャワーを行うことで、安定した温度変動の温冷シャワーを実現できるとともに、省エネルギーに優れた給湯装置を提供できる。また、シャワー時に混合水栓使用した場合にも、使用性に優れた給湯装置を提供できる。

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、本発明の第１の実施の形態における貯湯式給湯装置の構成を示す図である。

図１において、本発明の貯湯式給湯装置は、貯湯槽１１と、貯湯槽１１内の水を加熱する加熱手段１であるヒートポンプ装置と、貯湯槽１１の下部へ減圧弁１４を介して給水する給水管３と、貯湯槽１１の上部に配設された出湯管２から送られる高温湯と前記減圧弁１４の下流側の給水管３から分岐した給水分岐管１５からの水とを混合する電動式の混合弁４とを備えている。

また、混合弁４の下流側で、前記混合弁４とシャワーヘッドである給湯端末７や台所や洗面所のカランである第２の給湯端末８との間に配設され、前記混合弁４にて混合された湯水の湯温を検知する給湯温度検出手段５と、前記混合弁４にて混合された湯水の流量を検知する流量検出手段６とを備えている。

また、シャワーヘッドである給湯端末７とカランである第２の給湯端末８からの給湯流量を調整する流量調整弁１２と、制御装置９と、浴室内および台所等にリモコン１０とを備えている。

以上のように構成された貯等式給湯装置について、以下、その動作、作用を説明する。

まず、本実施の形態の貯等式給湯装置の基本動作である加熱動作と給湯動作について述べる。

貯湯槽１１の湯水を加熱する場合は、貯湯槽１１の下部から湯水を、循環回路１６に配設された循環ポンプ（図示せず）にて取り出し、加熱手段１で加熱を行った後、貯湯槽１１の上部へ湯を戻すことを繰り返し行い、上部から加熱された高温湯が貯湯槽１１内に貯湯されていくことで、上部から下部へ温度積層を生成することにより、貯湯槽１１内の水を所定温度にて加熱して、その所定温度にて加熱した湯を、貯湯槽１１内に貯湯する。

加熱動作は主に夜間に行われるが、湯が使用されて貯湯槽１１内の残りの湯（残湯）が少なくなったことを、貯湯槽１１の外周の高さ方向に複数配設された貯湯温度検出手段１３ａ〜１３ｅを用いて判断した場合は、昼間にも追加で加熱動作を行い、湯切れ防止に備える。

また、シャワーヘッドである給湯端末７、もしくは、カランである第２の給湯端末８が開栓されて給湯が発生した場合、制御装置９が、貯湯槽１１の上部（天面）に配設された
出湯管２と給水管３から分岐した給水分岐管１５とが接続された混合弁４で、浴室内および台所等に設置されたリモコン１０に設けられている給湯温度設定手段１０８（図２参照）にて、使用者が所望の給湯温度に設定した設定給湯温度に、貯湯槽１１の上部からの高温水と給水管３からの低温水との混合の割合を決定して温度調整することにより、シャワーヘッドである給湯端末７やカランである第２の給湯端末８から給湯する構成となっている。

また、シャワーヘッドの手前には、前記混合弁４にて混合された湯と前記給水管３からの水とを混合する混合水栓１７が取り付けられており、給水管３からの水と貯湯式給湯装置からのお湯（前記混合弁４にて混合された湯）とを混合する構造の水栓金具である。

一般的に浴室内で使用されるシャワーヘッドに取り付けられている混合水栓１７はサーモスタット方式が多く、サーモスタット方式は一定温度を保つための自動温度調節装置を備えた水栓金具であり、自動温度調節装置としては湯水の温度変化を内蔵の検知器にて一定に保つような構造をしている。

基本的な検知器としてはバイメタルや形状記憶合金による機械式検知式またはワックス粒の膨張を利用したものがあるが検知器によって限定されるものではない。

サーモスタット方式の混合水栓１７は、使用者が好みの温度に設定して給湯できるという特徴がある。その他の混合水栓１７には、１本のレバー操作だけで、温度調節と温水の開閉ができるシングルレバー方式、湯と水それぞれのハンドルによって温度と水量の調節をする２バルブ式、ハンドル操作によって温度と水量の調節をする「ミキシングバルブ式」などがある。

なお、本実施の形態においては、貯湯槽１１の上部に配設された出湯管２と給水管３から分岐した給水分岐管１５とが接続された混合弁４について述べているが、例えば、混合弁４の上流側に第２の混合弁（図示せず）を追加し、貯湯槽１１の高さ方向の略中央部に第２の出湯管（図示せず）を設け、第２の混合弁にて、出湯管２からの湯と第２の出湯管からの湯とを混合した後、混合弁４にて給水分岐管１５からの水を混合する構成にしてもよいし、また、前記第２の混合弁にて、第２の出湯管からの湯と給水分岐管１５からの水とを混合した後、混合弁４にて出湯管２からの湯を混合する構成にしてもよい。

すなわち、貯湯槽１１の上部に配設された出湯管２からの湯と給水管３から分岐した給水分岐管１５からの水を用いて最終的に混合弁４にて温度調整すればよい。

給湯発生時に、貯湯槽１１上部から給湯された高温水の分だけ、貯湯槽１１の下部へ減圧弁１４を介して、給水管３から貯湯槽１１内に水が給水されるため、給湯が発生するに従って、貯湯槽１１の下部から上方に向かって低温水が増加していく。

次に、制御装置９が、混合弁４を低温側と高温側とに順次繰り返し駆動させる運転モードである温冷シャワーの動作について説明する。

図２に、浴室内に設置されたリモコン１０（風呂リモコン）の外観図を示す。使用者が温冷シャワーを浴びる時には、リモコン１０に設けられ、少なくとも温冷シャワーの開始機能を有する操作手段１０１を押すことによって、リモコン１０から制御装置９へ温度変動の指令が送信され、温冷シャワーが有効になる。

また、操作手段１０１が押されると、リモコン１０の表示部の１０４の部分には、例えば、波型を表示して温度が変動することを使用者に知らせることも可能である。

リモコン１０（風呂リモコン）には、優先ボタン１０２を設け、優先ボタン１０２が押されていれば、制御装置９は、例えば、台所といった別の場所に設置されているリモコンよりも優先してリモコン１０の設定で制御を行う。つまり、優先ボタン１０２が押されている場合のみ、温冷シャワーを有効にしてもよい。

また、リモコン１０には赤外線検出手段が人検出手段１０３として備えられ、人が浴室内に存在しているのを検知することができる。人検出手段１０３により人の在室が確認できる場合のみ、温冷シャワーを有効にしてもよい。

また、温冷シャワーを有効にする手段としては、流量検出手段６がある流量以上を検出した場合のみ、温冷シャワーを有効にしてもよい。

制御装置９は、混合弁４の混合比を予め決められた混合比の変更パターンに従って変更を行う。図３に温冷シャワー時の混合弁制御のフローチャートを示す。

まず、操作手段１０１が押されると、混合弁４の混合比変更の処理を開始する。処理開始時に、貯湯槽１１の外周の高さ方向に複数配設された貯湯温度検出手段１３ａ〜１３ｅのうち、貯湯槽１１の上部で最も高い位置に配設されている貯湯温度検出手段１３ａの検知する温度と設定給湯温度とを比較し（Ｓ３０１）、貯湯温度検出手段１３ａの温度の方が設定給湯温度よりも高い場合、あるいは、同一の場合には、混合弁４の混合比を低温側が大きくなるように混合弁の動作を開始する（Ｓ３０２）。

貯湯温度検出手段１３ａの検知温度が設定給湯温度よりも低い場合は、処理を行わず、次の処理に進む。次に、混合比の低温側の比率を増加させて低温の温度で給湯できるような混合比にする（Ｓ３０５）。

その後、ΔｔＬ秒は混合比を固定の状態で保ち（Ｓ３０６）、ｔＬ秒を経過した後、混合比の高温側の比率を増加させる（Ｓ３０７）。

ｔＨ秒は混合比を固定の状態で保ち（Ｓ３０８）、ｔＨ秒を経過した後、ステップＳ３０５へ戻り、混合比の低温側を増加させる。その後は、ステップＳ３０５からステップＳ３０８の処理を温冷シャワーの停止の条件が成立するまで繰り返す。

温冷シャワー停止の条件は、例えば、操作手段１０１が押されて使用者からの停止の指示があった場合や、給湯流量が所定の流量以下になった場合、貯湯槽１１の残湯量が所定量以下になった場合などである。

なお、本実施の形態においては、貯湯槽１１の上部で最も高い位置に配設されている貯湯温度検出手段１３ａの検知する温度にて判断を行ったが、この場合、別途温度検出手段を設ける必要がないため、コストメリットとして特に有効であるが、出湯管２の混合弁４の上流側に温度検出手段を別途配設してもよい。

すなわち、貯湯槽１１の上部で最も高い位置に配設されている貯湯温度検出手段１３ａが検出した湯の温度が、設定給湯温度と同一またはそれよりも高いときに、混合弁４を低温側に駆動させる動作から開始できればよいのである。

以上の混合弁制御を行ったときの、温冷シャワー時の給湯温度の時間変化を図４に基づいて説明する。

図４のＴＳ℃は、貯湯温度検出手段１３ａが検出した湯の温度であり、使用者がリモコン１０の操作手段１０１を押すと、温冷シャワーが開始され、ＴＳ℃が設定給湯温度ＴＨ℃よりも高いか、あるいは同一の場合には、混合弁４の混合比を低温側が増加するように変更するため給湯温度はＴＨ℃となる。ｔＨ秒間ＴＨ℃での給湯を継続した後、再度、混合弁４の混合比を低温側が増加するように変更することで、ＴＨ℃より所定温度（例えば２℃）低い温度であるＴＬ℃になる。

次に、混合比を固定のまま、ＴＬ℃をｔＬ秒間継続した後、混合比の高温側を増加させて温度をＴＨ℃へ上昇させる。すなわち、ＴＨ℃をｔＨ秒継続した後は、再び、ＴＬ℃へ給湯温度を低下させることで、給湯温度をＴＬ℃とＴＨ℃との間で上下させることを繰り返す。なお、温冷シャワーの温度変動時の高い方の温度は、設定給湯温度ＴＨ℃と同一でもよいし、それより所定温度（例えば１℃）低い温度でもよい。

このように、温冷シャワー開始時に設定給湯温度と貯湯槽１１の温度とを比較して混合弁４の混合比を低温側が増加するように動作させることによって、所定の温度に安定しやすく、かつ、設定給湯温度より著しく高い給湯温度になる可能性もないため、安全性かつ快適性に優れた温冷シャワーを実現することができる。

また、給湯温度をＴＬ℃とＴＨ℃との間で上下させることを繰り返す温冷シャワー時の平均給湯温度ＴＡ℃は、設定給湯温度ＴＨ℃よりも低くなるため、混合弁４からシャワーヘッドである給湯端末７に流れる湯水が、混合弁４にて設定給湯温度となるように制御されている運転から、温冷シャワーに移行されたとき、温冷シャワー時に混合弁４からシャワーヘッドである給湯端末７に流れる湯水の単位時間あたりの熱量は、温冷シャワーに移行される前の混合弁４にて設定給湯温度となるように制御されている運転時に、混合弁４からシャワーヘッドである給湯端末７に流れる湯水の単位時間あたりの熱量よりも小さいことから、省エネルギーの効果も得ることができる。

本実施の形態では、操作手段１０１が押されると、給湯温度の変動と共に、流量の変動を与えている。図１の１２が給湯流量を調整する流量調整弁であり、流量調整弁１２はステッピングモータにより弁を駆動させて流量の調整を行う。

制御装置９は、操作手段１０１が押されると、まず、流量検出手段６の検知した給湯流量を取得する。

図５は流量調整弁１２の流路面積と給湯流量の関係を示す図であり、横軸に流路面積を縦軸に給湯流量とする。流路面積が小さい場合は、流路面積の変化に対して流量の変化は大きいが、流路面積が大きければ流路面積の変化に対する流量の変化は小さいことを図５は示している。

そのため、同じＦＬ／ｍｉｎの流量変動を与える場合は、変動させる流路面積は、変動を与える前の流量によって流路面積を変更する必要がある。流量がａの場合はＰａの変化量で、ｂの場合はＰｂの変化量で変化させる。

制御装置９は、給湯流量を流量検出手段６にて検出後、検出した給湯流量に従って変化させる流路面積を決定し流量調整弁１２を駆動させる。

図６に流量を変動させた場合の流量変化の例を示す。温令シャワーと同じ操作手段１０１が押されてから、ｔＷ秒は流量の安定化待機と、使用者が所望に設定している流量Ｆｓの検知を行い、その後、ｔＦの周期で、流量ＦｓとＦｌの間、すなわち使用者が所望に設定している流量Ｆｓ以下で流量を変化させる。

流量を変動させている時間は、図２のリモコン１０の表示部の１０５へ流量が変化する表示をすることによって、使用者に流量が変動していることを知らせる。また、例えば、１０６と１０７の絵をアニメーション的に交互に表示して表示しても分かりやすい。

このように、温冷シャワー時に、温度の変動に加えて、流量の変動を与えることにより、マッサージ効果が得られると共に、肌に対する連続的な圧力の刺激が発生して皮膚温の上昇が促進されるため、より快適感を向上させることができるとともに、流量を変動させることにより、節水と省エネルギーの効果をも得ることができる。

以上のように使用者の好みにより、浴室のシャワーヘッドである給湯端末７にて温冷シャワーが給湯されている時に、台所や洗面所のカランである第２の給湯端末８にて給湯が発生する場合でも、本実施の形態では、カランである第２の給湯端末８からも給湯が発生して給湯流量が急激に増加したとしても、十分に高温湯を貯湯している貯湯槽１１から出湯しているため、温令シャワーにおける混合弁４の混合比は変更しなくてよい。

貯湯槽１１の上部の高温水はほぼ一定の温度であり、給水の水の温度もほぼ一定であるため、流量全体が変化したとしても、混合比を変更する必要がないためである。

また、減圧弁１４を設けているため、温冷シャワーが給湯されている時に、同時給湯が発生したとしても、出湯源である貯湯槽１１や給水分岐管１５内の圧力は常時一定の圧力に保たれているため、圧力の変化が発生せず、給湯流量の変動が起こることもないため、温令シャワーにおける混合弁４の混合比は変更しなくてよいのである。

このように、本実施の形態では、本実施の形態では、貯湯槽１１を備え、貯湯槽１１の上部には常に高温水が蓄えられていることと、減圧弁１４にて減圧した後に貯湯槽１１や混合弁４に入水させていることから、給湯温度の安定性を向上させることができる。

特に、短時間で高い温度と低い温度の湯を交互に給湯する温冷シャワーにおいては、給湯温度の安定性を向上させるために有効である。

また、混合水栓１７が設置されている場合には、混合弁４にて温度調整され出湯される温度を、使用者はリモコン１０で高めの所定温度、一般的には使用したいシャワーの温度より、約１０Ｋ高い温度に設定する。例えば、４０℃のシャワー温度で使用したい場合には、混合弁４にて温度調整され出湯される温度を、使用者はリモコン１０にて給湯温度として約５０℃を目安として設定している。

混合弁４にて温度調整された出湯湯と給水管３からの水が混合され、所定のシャワー温度が得られることで、水圧も高い快適なシャワー考えることができる。しかしながら、混合弁４の混合比を変動させて生成した温冷シャワーの温度変動は、給水管３からの水が混ざることで小さくなってしまう、すなわち、混合弁４の混合比を変動させて生成した温冷シャワーの温度差に、給水管３からの水を混合してしまうことで、シャワーヘッドである給湯端末７からの出湯する湯のうちの、水の割合が多くなってしまうためである。

また、特に、混合水栓１７にサーモ方式の自動温度調節装置等を用いた場合には、温度を一定にしようとする機構により、混合弁４の混合比を変動させても、湯水混合により混合弁４の混合比を変動させて生成した温冷シャワーの温度変動を吸収してしまい、使用者がシャワー使用時に、温冷シャワーの温度変動を感じにくくなってしまうのである。

従って、使用者がリモコン１０で設定した設定給湯温度が所定温度以上の場合、例えば
混合水栓１７を使用する際に、一般的に使用される５０℃以上などに設定された場合には、その設定された温度より低い温度に設定された場合よりも、前記制御装置９が、前記混合弁４の混合比率を大きくするように変更する。

以下、図４および図７を用いて説明する。

通常温冷シャワーの動作は、上述したように以下のとおりである。図４のＴＳ℃は、貯湯温度検出手段１３ａが検出した湯の温度であり、使用者がリモコン１０の操作手段１０１を押すと、温冷シャワーが開始され、ＴＳ℃が設定給湯温度ＴＨ℃よりも高いか、あるいは同一の場合には、混合弁４の混合比を低温側が増加するように変更するため給湯温度はＴＨ℃となる。ｔＨ秒間ＴＨ℃での給湯を継続した後、再度、混合弁４の混合比を低温側が増加するように変更することで、ＴＨ℃より所定温度（例えば２℃）低い温度であるＴＬ℃になる。

次に、混合比を固定のまま、ＴＬ℃をｔＬ秒間継続した後、混合比の高温側を増加させて温度をＴＨ℃へ上昇させる。すなわち、ＴＨ℃をｔＨ秒継続した後は、再び、ＴＬ℃へ給湯温度を低下させることで、給湯温度をＴＬ℃とＴＨ℃との間で上下させることを繰り返す。

これに対して、使用者がリモコン１０で設定した設定給湯温度が所定温度以上の場合、例えば混合水栓１７を使用する際に一般的に使用される５０℃以上などに設定された場合には、高温側の温度ＴＨ℃を混合弁４の混合比率を、さらに低温側に大きくすることで、ＴＨ’℃とする。また、低温側に設定されている温度ＴＬを、混合弁４の混合比率をさらに低温側に大きくすることでＴＬ’℃とする。

ＴＬ℃はＴＨ℃より所定温度（例えば２℃）低い温度になるのに対して、ＴＬ’℃は、ＴＨ’℃よりもさらに温度差が大きい温度（たとえば４℃）に設定される。通常時の温冷シャワーの温度差（ＴＨ℃−ＴＬ℃）に対して、設定給湯温度が所定温度以上に設定された場合の温冷シャワーの温度の温度差（ＴＨ’℃−ＴＬ’℃）となり、（ＴＨ’℃−ＴＬ’℃）は（ＴＨ℃−ＴＬ℃）よりも大きな値となる。

設定温度給湯が所定温度以上に設定された場合、混合弁４にて生成される湯水の温度差を、通常時（設定温度給湯が所定温度より小さい場合）の混合弁４にて生成される湯水の温度差よりも大きくすることで、混合水栓１７で水が混合した場合や、混合水栓１７がサーモ方式の自動温度調節装置タイプ等を用いた場合においても、混合弁４の混合比変動によって生じる温度変動が吸収されるよりも、大きな温度変動を生じさせることで、通常時の温冷シャワーの温度変動と同等の温度変動を実現することができる。

このように、混合水栓１７を用いた場合においても、混合水栓１７を使用しない場合と同様の省エネルギーの効果も得ることができる。また貯湯式を利用することで、給湯温度の安定性を向上させることも有効である。

ここで、加熱手段１としてヒートポンプ装置を用いて貯湯槽１１内の湯水の加熱を行う場合と、例えば、電気温水器等のように、貯湯槽１１の内部にヒータを内蔵して加熱を行う場合の温度安定性の違いについて述べる。

図８に、ヒータを内蔵した場合に、貯湯槽１１内の湯水の加熱を行う時の温度分布を示し、図９に、ヒートポンプ装置の場合の温度分布を示す。図８、図９共に、横軸を貯湯槽１１内の温度、縦軸に貯湯槽１１の高さとしている。

例えば、貯湯槽１１の湯水の加熱にヒータを用いる場合は、貯湯槽１１内の下部にヒータが設けられるため、ヒータで高温となった湯水が貯湯槽１１の上部方向へ上昇し、上部の温度は序々に高温となっていく。

図８に示すように、初期温度の温度分布７１１から、温度分布７１２、温度分布７１３と温度が変化し、貯湯槽１１の頂部の温度が加熱とともに変化することがわかる。このため、加熱時に給湯が発生する場合には、混合弁４の混合比の変更が必要となる。

一方、ヒートポンプ装置で貯湯槽１１の湯水を高温に加熱る場合は、貯湯槽１１の下部から低温の湯水を取り出し、例えば８０℃といった設定温度に加熱した後、貯湯槽１１の上部に戻す動作を繰り返す。

図９に示すように、加熱開始（温度分布８１１）直後から、加熱中の温度分布８１２に示すように貯湯槽１１上部には、加熱直後から例えば８０℃の湯が貯湯され、加熱終了（温度分布８１３）時まで安定して８０℃の湯が蓄えられる。

このため、貯湯槽１１の上部には常に８０℃の一定した高温の湯水が蓄えられ、給湯が発生したとしても、混合弁４の混合比を変更する必要がないため、安定した温度制御を行うことができる。

このように、以上のように、本発明の実施の形態によれば、貯湯槽１１内に貯湯されている高温湯を利用して温冷シャワーを行うことで、複数の給湯端末から同時に給湯が発生しても安定した温度変動の温冷シャワーを実現できるとともに、減圧弁１４により、出湯源である貯湯槽１１や給水分岐管１５内の圧力は常時一定の圧力に保たれているため、圧力の変化が発生しないことで、給湯流量の変動が起こることはなく、安定した温度変動の温冷シャワーを実現することができる。また、シャワー時に混合水栓１７を使用した場合にも使用性に優れ、混合水栓１７を使用しない場合と同様の省エネルギーの効果も得ることができる。

（実施の形態２）
本発明の第２の実施の形態における混合弁４の動作について、図１０の温冷シャワー時の混合弁制御のフローチャートを用いて説明する。なお、図１０の温冷シャワー時の混合弁制御のフローチャートと図１１の温冷シャワー時の給湯温度の時間変化を示す図以外は実施の形態１と同一であり、その説明については省略する。

まず、操作手段１０１が押されると、混合弁４の混合比変更の処理を開始する。処理開始時に、混合弁４の下流側に取り付けられている給湯温度検出手段５にて検出された給湯温度と使用者がリモコン１０の給湯温度設定手段１０８にて設定した設定給湯温度を比較し（Ｓ３０３）、設定給湯温度が給湯温度よりも高い場合は、混合弁４の混合比を高温側が大きくなるように混合弁の動作を開始する（Ｓ３０４）。

給湯温度が設定給湯温度よりも高い場合は、処理を行わず、次の処理に進む。混合弁４の混合比の低温側の比率を増加させて、低温の温度で給湯できるような混合比にする（Ｓ３０５）。その後、ｔＬ秒は混合比を固定の状態で保ち（Ｓ３０６）、ｔＬ秒を経過した後、混合弁４の混合比の高温側の比率を増加させる（Ｓ３０７）。

以上の混合弁制御を行ったときの、温冷シャワー時の給湯温度の時間変化について図１１に基づいて説明する。

図１１のＴ０℃は、給湯温度検出手段５が検出した湯の温度であり、使用者がリモコン１０の操作手段１０１を押すと、温冷シャワーが開始され、Ｔ０℃が設定給湯温度ＴＨ℃より低いには、混合弁４の混合比を高温側が増加するように変更するため、給湯温度は設定給湯温度ＴＨ℃となる。ｔＨ秒間ＴＨ℃での給湯を継続した後、今度は、混合弁４の混合比を低温側が増加するように変更して、ＴＨ℃より所定温度（例えば２℃）低い温度であるＴＬ℃になる。

このように、温冷シャワー開始時に設定給湯温度と給湯温度検出手段５の検知温度である給湯温度を比較して、給湯温度検出手段５の検知温度が設定給湯温度よりも低い場合には、混合弁４の混合比を高温側が大きくなるように変更することで、混合弁４の制御を開始することにより、無駄のない温冷シャワーを実現することができる。

なお、本実施の形態２においても、設定温度給湯が所定温度以上に設定された場合、温冷シャワーの温度差を、通常時の温冷シャワーの温度差よりも大きくする、例えば、ＴＨ℃より所定温度（例えば２℃）低い温度であるＴＬ℃を、ＴＨ℃より所定温度（例えば４℃）とすることで、混合水栓１７で湯水が混合した場合や、混合水栓１７がサーモ方式の自動温度調節装置タイプ等を用いた場合においても、混合弁４の混合比変動によって生じる温度変動が吸収されるよりも、大きな温度変動を生じることで、通常時の温冷シャワーの温度変動と同等の温度変動を実現することができるのは、上記実施の形態１と同様である。

以上のように、本発明にかかる給湯装置は、温冷シャワーを行うことで、安定した温度変動の温冷シャワーを実現できるため、家庭用給湯装置に適用できるほか、業務用などの規模の大きい用途にも適用できる。

１加熱手段
２出湯管
３給水管
４混合弁
５給湯温度検出手段
６流量検出手段
７給湯端末（シャワーヘッド）
８第２の給湯端末（カラン）
９制御装置
１０リモコン
１１貯湯槽
１２流量調整弁
１３ａ〜１３ｅ貯湯温度検出手段
１４減圧弁
１５給水分岐管
１６循環回路
１７混合水栓
１０１操作手段
１０８給湯温度設定手段

Claims

加熱手段により加熱された湯とそれよりも温度の低い水とを混合する混合弁と、前記混合弁にて混合され、給湯端末へ供給される湯水の温度を設定する給湯温度設定手段と、制御装置とを備え、前記制御装置が前記混合弁の混合比を変更して、前記混合弁から前記給湯端末に流れる湯水の温度を、高低と繰り返し変動させる運転モードを有し、前記制御装置は、前記給湯温度設定手段における設定温度が所定温度以上の場合には、前記設定温度が前記所定温度より小さい場合よりも、前記運転モードにおいて前記混合弁にて生成する湯水の温度差が大きくなるように、前記混合弁における湯と水の混合比率を設定することを特徴とする給湯装置。
前記加熱手段により加熱された湯を貯湯する貯湯槽と、前記貯湯槽の上部に配設された貯湯温度検出手段とを備え、前記混合弁は、前記貯湯槽からの湯とそれよりも温度の低い水とを混合するとともに、前記貯湯温度検出手段の検出温度が設定給湯温度と同一またはそれよりも高い場合には、前記制御装置は、前記運転モードを、前記混合弁を低温側に駆動させる動作から開始することを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。
前記加熱手段により加熱された湯を貯湯する貯湯槽と、前記混合弁の下流側に配設された給湯温度検出手段とを備え、前記混合弁は、前記貯湯槽からの湯とそれよりも温度の低い水とを混合するとともに、前記給湯温度検出手段の検出温度が設定給湯温度よりも低い場合には、前記制御装置は、前記運転モードを、前記混合弁を高温側に駆動させる動作から開始することを特徴とする請求項１または２に記載の給湯装置。
前記運転モードにおける前記混合弁から前記給湯端末に流れる湯水の平均温度は、設定給湯温度よりも低いことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の給湯装置。
前記混合弁から前記給湯端末に流れる湯水が、前記混合弁にて設定給湯温度となるように制御されている運転から、前記運転モードに移行されたとき、前記運転モード動作時に前記混合弁から前記給湯端末に流れる湯水の単位時間あたりの熱量は、前記運転モードに移行される前の前記混合弁から前記給湯端末に流れる湯水の単位時間あたりの熱量よりも小さいことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の給湯装置。
前記加熱手段をヒートポンプ装置とし、前記貯湯槽下部の水を前記ヒートポンプ装置にて加熱した後、前記貯湯槽上部に戻す構成としたことを特徴とする請求項２または３に記載の給湯装置。