JP6212704B2 - 給湯装置 - Google Patents

Description

本発明は、給湯端末へ供給する湯水の給湯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、加熱手段で加熱した熱媒を熱交換器で水に放熱させて湯を生成し、生成された湯と水道管から供給される水とを混合する給湯装置がある。さらに、この給湯装置には、高温と低温の湯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１０は、温冷シャワーを実現する機能を備えた給湯装置を示す概略構成図である。図１０に示すように、この給湯装置は、循環する熱媒を加熱する加熱手段５１、加熱された熱媒と給水とを熱交換する熱交換器５２、給水からの水を供給する給水管５３、熱交換器５２で加熱された湯と給水管５３から分岐した非加熱水とを混合する混合弁５４、混合弁５４からの湯温を検知する給湯温度検出手段５５、混合弁５４からの湯量を検知する流量検出手段５６、混合水の第１の給湯端末としてのシャワーヘッド５７、混合水の第２の給湯端末としてのカラン５８、混合弁５４の開度を制御する制御装置５９、混合弁５４における湯と水との混合比率、および、混合弁５４による制御の開始を指示するリモコン５０を備えている。加熱手段５１はバーナーでガスを燃焼させる燃焼方式を用いている。

この給湯装置の温冷シャワーの動作について、図１０を用いて説明する。

使用者は、リモコン５０によって、給湯端末５７、５８から供給される湯の温度を設定する。設定された温度によって、混合弁４における湯と水との混合比率が決定される。使用者がリモコン５０において温冷シャワーの開始を入力し、シャワーヘッド５７、または、カラン５８を開栓すると、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５７、または、カラン５８が開栓されれば、給水の上流側の圧力によって給湯機への給水が行われる。熱交換器５２において熱媒側の熱と給水管から供給される水とが熱交換して、高温の湯が生成される。

このとき、制御装置５９は、使用者がリモコン５０によって設定した給湯温度に従って、上限温度と下限温度、および、上限温度と下限温度との変動周期を決定し、給湯温度検出手段で検出される温度が所定の温度となるように混合弁５４の開度を調整し、湯と水との混合比率を制御する。

混合弁５４は、より高温の湯を供給する場合は、混合弁５４において、給水管５３からの水の混合量が少なくなるように混合比率を調整する。また、より低温の湯を供給する場合は、給水管５３から水の混合量が多くなるように混合比率を調整するか、または、熱交換器５２を流れた湯を混合させないように混合比を変更する。

この動作を繰り返して行うことにより、混合弁５４の動作によって供給される湯の温度が上限温度と下限温度との間で適宜調整され、温冷シャワーが行われる。

特開２０１０−０１４３６３号公報

しかしながら、前記従来の構成では、温冷シャワーにおける上限温度と下限温度との差が大きく、さらに、上限温度から下限温度へと温度を一気に低下させているため、使用者が冷感を持ち、快適性が損なわれる場合がある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ためのもので、温冷シャワーにおける使用者の快適性を向上させ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、湯水を貯留する貯湯槽と、前記貯湯槽に貯留された湯水を加熱する加熱手段と、前記貯湯槽からの湯水と前記貯湯槽からの湯水よりも低い温度の水とを混合して給湯端末へと流す混合弁と、制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記混合弁における混合比を変更して、前記給湯端末へと流れる湯水の給湯温度を、上限温度と下限温度との間で繰り返し変動させる運転モードを有し、前記制御装置は、前記運転モードにおいて、前記給湯温度を最初に低下させる場合、前記給湯温度が前記下限温度に到達する前に、それ以降の温度変動における所定時間当たりの温度低下幅と比較して、所定時間当たりの温度低下幅の少ない慣らし期間を設けるとともに、前記慣らし期間において、前記給湯温度を最初に低下させる直前の温度と前記下限温度との間に設定された慣らし温度を所定時間継続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、使用者が温度変動に慣れた状態で温冷シャワーが実行されるので使用者の快適性が向上する。

また、これにより、使用者が、温度低下前の温度よりも低い慣らし温度を継続する慣らし期間によって、温冷シャワーにおける給湯温度の温度低下に慣れた状態で温冷シャワーが実行されるので、使用者の快適性を向上させることができる。

本発明によれば、快適性に優れた給湯装置を提供することができる。

本発明の給湯装置の実施の形態１の概略構成図 同給湯装置のリモコン（風呂）の外観図 同給湯装置の温冷シャワーモードの第１モードの制御フローチャート 同給湯装置の温冷シャワーモードの第１モードの給湯温度の時間変化を示す図 同給湯装置の温冷シャワーモードの第２モードの給湯温度の時間変化を示す図 同給湯装置の流量調整弁における給湯流量と流路面積との関係を示す図 同給湯装置の温冷シャワーモードの給湯流量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 本発明の給湯装置の実施の形態１における貯湯槽内の温度分布を示す図 従来の給湯装置の構成図

第１の発明は、湯水を貯留する貯湯槽と、前記貯湯槽に貯留された湯水を加熱する加熱手段と、前記貯湯槽からの湯水と前記貯湯槽からの湯水よりも低い温度の水とを混合して給湯端末へと流す混合弁と、制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記混合弁における混合比を変更して、前記給湯端末へと流れる湯水の給湯温度を、上限温度と下限温度との間で繰り返し変動させる運転モードを有し、前記制御装置は、前記運転モードにおいて、前記給湯温度を最初に低下させる場合、前記給湯温度が前記下限温度に到達する前に、それ以降の温度変動における所定時間当たりの温度低下幅と比較して、所定時間当たりの温度低下幅の少ない慣らし期間を設けるとともに、前記慣らし期間において、前記給湯温度を最初に低下させる直前の温度と前記下限温度との間に設定された慣らし温度を所定時間継続する構成としたことを特徴とする給湯装置である。

これにより、温度が下限温度に到達する前に、それ以降の温度変動よりも所定時間当たりの給湯温度の低下幅が少ない慣らし期間が設けられるので、使用者が温度変動に慣れた状態で温冷シャワーが実行され、使用者の快適性を向上させることができる。

また、これにより、使用者が、温度低下前の温度よりも低い慣らし温度を継続する慣らし期間によって、温冷シャワーにおける給湯温度の温度低下に慣れた状態で温冷シャワーが実行されるので、使用者の快適性を向上させることができる。

第２の発明は、特に第１の発明において、前記給湯温度を最初に低下させる直前の温度と前記慣らし温度との温度差は、前記慣らし温度と前記下限温度との温度差よりも小さいことを特徴とするものである。

これにより、給湯温度が低下して使用者が冷感によって不快感を持つ前に慣らし期間が設けられるので、使用者の快適性が向上する。

第３の発明は、特に第１または第２のいずれかの発明において、前記給湯温度を設定する給湯温度設定手段を備え、前記上限温度は、前記給湯温度設定手段で設定された設定温度よりも低い温度であることを特徴とするものである。

これにより、湯の使用量が低減し、快適性と省エネルギー性を両立した給湯装置とすることができる。

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。

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における給湯装置を示す構成図である。

図１において、本発明の給湯装置は、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と、出湯管２から送られる高温湯と減圧
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配設されるリモコン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の湯水を加熱する加熱動作は、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で加熱を行う。加熱手段１で加熱された高温湯は、貯湯槽１１の上部から貯湯槽１１に流入する。この動作を繰り返し行うことで、貯湯槽１１の上部から高温湯が貯湯されていく。これにより、貯湯槽１１の内部には上方から下方に向かって湯水の温度が低下する温度積層が生成される。このように、貯湯槽１１内の水を加熱手段１によって所定の温度まで加熱して、生成された高温湯を、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、昼間にも追加で加熱動作を行い、湯切れを防止する。

給湯動作は、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が開栓された場合に行われる。給湯動作において、制御装置９は、貯湯槽１１の上部（天面）に接続された出湯管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において、出湯管２を流れる高温湯と給水分岐管１５を流れる水とを混合する。このとき、制御装置９は、混合弁４によって貯湯槽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、給湯温度を、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温度に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。

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の上流側の出湯管２に第２の混合弁（図示せず）を配置し、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。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。

なお、給湯動作を行うと、貯湯槽１１上部から給湯された高温湯の分の水が、給水管３および減圧弁１４を介して、貯湯槽１１内へと給水される。よって、給湯動作が実行されると、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。

また、本実施の形態では、加熱手段１としてヒートポンプ装置を用い、ヒートポンプ装置において生成された湯を貯湯槽１１に貯留する構成としているが、他の加熱手段を用いてもよく、さらに貯湯槽１１を設けない構成としても良い。

この場合、給水管３を例えばガスボイラなどで構成された加熱手段１に接続し、加熱手段１よりも上流側から分岐した給水分岐管１５の他端と、加熱手段１に一端が接続されて、加熱手段１で生成された高温湯が流れる出湯管２の他端とを混合弁４に接続する。これにより、出湯管２を流れる湯（加熱水）と給水分岐管１５を流れる水（非加熱水）とを混合して所定温度の湯水を生成することができる。

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指示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へ温度変動の開始指令が送信され、温冷シャワーが実行される。

ここで、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。

さらに、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。よって、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。

制御装置９は、温冷シャワーにおいて、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。本実施の形態では、混合弁４における高温湯と水との混合比を変動させることにより、温冷シャワーの実行中に給湯端末７、８から供給される熱量が異なる、２種類の運転モードを有している。なお、運転モードの数は２種類に限定されず、複数あっても構わない。また、本実施の形態における貯等式給湯装置は、温冷シャワーの実行中に、混合弁４による給湯温度の温度変動と、流量調整弁１２による流量変動との双方を行う。

２種類の運転モードのうちの第１モード（強モード）は、通常の給湯動作と比較して、実行時間中に給湯端末７、８に供給される湯水の熱量が小さいモードである。また、２種類の運転モードのうちの第２モード（弱モード）は、第１モードと比較して、実行時間中に給湯端末７、８に供給される湯水の熱量が大きいモードである。

なお、第２モード運転実行中に給湯端末７、８から供給される湯水の熱量は、先に述べた通常の給湯動作と比較して小さいほうが、省エネルギー性を向上させることができる点
で好ましい。

図３は、温冷シャワーの第１モード実行時の混合弁４の制御フローチャート、図４は、第１モード実行時の給湯温度の時間変化を示す図である。

第１モードにおいては、リモコン１０で使用者が設定した設定温度Ｔｓｅｔよりも低い上限温度Ｔｈｉと上限温度よりも温度の低い下限温度Ｔｌｏｗとを用いる。上限温度と下限温度とを混合弁４における混合比を制御することで所定時間ずつ繰り返し、給湯端末７、８から供給する湯の温度を変動させる。これにより、湯水の温度変動によって身体の血行促進を促し、使用者の快適性を向上させるとともに、貯湯槽１１内に貯留した湯水の使用量を低減させ、省エネルギー性を向上させることができる。

図３に示すように、操作手段１０１が押されると（ＳＴＡＲＴ）、制御装置９は、混合弁４よる混合比の変更処理を開始する。操作手段１０１が押され、第１モードの処理が開始されると、給湯温度検出手段５で検出される温度（給湯温度Ｔｔａｒ）と、使用者がリモコン１０で設定した給湯端末７、８から供給する温度（設定温度Ｔｓｅｔ）との比較を行う（Ｓ３０１）。給湯温度Ｔｔａｒが設定温度Ｔｓｅｔよりも低い場合は、給湯温度Ｔｔａｒが設定温度Ｔｓｅｔに上昇するまで待機する。一方、給湯温度Ｔｔａｒが設定温度Ｔｓｅｔよりも高い場合は、次のステップに進む。

なお、後述のように、貯湯槽１１に予め貯留した高温湯を用いて給湯を行う給湯装置の場合、給湯温度の立ち上がりが早く、給湯温度はすぐに設定温度に達する。よって、給湯温度が設定温度よりも低い場合でも、操作手段１０１が押されてから実際に温冷シャワーの温度変動が生じるまでの時間は、ガス給湯機などと比較して短い。このように、給湯温度の立ち上がりが早い給湯装置の特徴を活かして、給湯温度が設定温度まで達した後に給湯される湯温の変動を実行するので、使用者の快適性を向上させることができる。

次に、制御装置９は、混合弁４の混合比を、低温側の水の流量が多くなるように調整して、給湯温度Ｔｔａｒを慣らし温度Ｔｗａｉｔまで低下させる（Ｓ３０２）。ここで、慣らし温度Ｔｗａｉｔは、温冷シャワーにおける温度変動の下限温度Ｔｌｏｗよりも高く、温冷シャワーにおいて最初に温度を低下させる直前の温度よりも低い温度に設定されている。本実施の形態では、慣らし温度Ｔｗａｉｔを設定温度Ｔｓｅｔよりも１ｄｅｇ低い温度に設定している。

制御装置９は、給湯温度Ｔｔａｒが慣らし温度Ｔｗａｉｔと略等しい温度まで低下すると（Ｓ３０３）、その状態を所定時間（慣らし時間Δｔｗａｉｔ）の間継続して（Ｓ３０４）、慣らし期間を設ける。慣らし期間は、温冷シャワーにおいて給湯端末７、８から供給する湯の温度を下限温度Ｔｌｏｗまで低下させる前に、使用者に対して温度変動の慣れをもたらす。これにより温冷シャワーにおける使用者の快適性が向上する。

制御装置９は、慣らし時間Δｔｗａｉｔ経過後、混合弁４の混合比を、低温側の水の流量が多くなるように調整して給湯温度Ｔｔａｒを下限温度Ｔｌｏｗまで低下させる（Ｓ３０５）。本実施の形態では下限温度Ｔｌｏｗは、慣らし温度Ｔｗａｉｔよりも２ｄｅｇ低い温度に設定している。

制御装置９は、給湯温度Ｔｔａｒが下限温度Ｔｌｏｗと略等しい温度まで低下すると（Ｓ３０６）、その状態を所定時間（下限温度時間Δｔｌｏｗ）の間継続する（Ｓ３０７）。下限温度時間Δｔｌｏｗの経過後、制御装置９は、混合弁４の混合比を、高温側の湯の流量が多くなるように調整して給湯温度を上限温度Ｔｈｉまで上昇させる（Ｓ３０８）。本実施の形態では、上限温度と下限温度の温度差を２ｄｅｇに設定している。よって、本実施の形態では、上限温度と慣らし温度とは同一となる。

制御装置９は、給湯温度Ｔｔａｒが上限温度Ｔｈｉと略等しい温度まで上昇すると（Ｓ３０９）、その状態を所定時間（上限温度時間Δｔｈｉ）の間継続する（Ｓ３１０）。ここで、上限温度時間Δｔｈｉは下限温度時間Δｔｌｏｗよりも長くなるように設定している。これにより、よりも設定温度Ｔｓｅｔに近く、温度の高い湯水が流れる上限温度時間Δｔｈｉが相対的に長くなるので、使用者の快適性を向上させることができる。

制御装置９は、上限温度時間Δｔｈｉの経過後、Ｓ３０５に戻り、再度、給湯温度Ｔｔａｒを下限温度Δｔｌｏｗまで低下させる。Ｓ３０５からＳ３１０のステップを繰り返し行うことにより、給湯温度Ｔｔａｒを上限温度Ｔｈｉと下限温度Ｔｌｏｗとの間で周期的に変動させる。

図４は、第１モード実行中における給湯温度Ｔｔａｒの温度変動を示したグラフである。まず、給湯端末７、８からの通常の給湯動作が開始されると、給湯温度が設定温度Ｔｓｅｔになるように混合弁４の混合比が調整される。次に、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る。

図４に示すように、操作手段１０１が押される（温冷シャワーＯＮ）と、制御装置９は、慣らし温度Ｔｗａｉｔまで低下させる。慣らし時間Δｔｗａｉｔ経過後、さらに低温水の比率が多くなるように混合弁４の混合比を調整して給湯温度Ｔｔａｒを下限温度Ｔｌｏｗまで低下させる。下限温度時間Δｔｌｏｗ経過後、制御装置９は、混合弁４における混合比を高温湯の比率が多くなるように調整して給湯温度Ｔｔａｒを上限温度Ｔｈｉまで上昇させる。上限温度時間Δｔｈｉ経過後、再度、下限温度Ｔｌｏｗまで低下させる。以上の動作を繰り返して、給湯端末７、８から供給させる湯水の温度を変動させる。

図４に示すように、第１モードにおいては、設定温度Ｔｓｅｔよりも低い温度に上限温度Ｔｈｉと下限温度Ｔｌｏｗとを設定し、これらの温度の間で給湯温度Ｔｔａｒを変動させている。また、上限温度時間Δｔｈｉを下限温度時間Δｔｌｏｗよりも長く設定している。これは、設定温度Ｔｓｅｔよりも低い温度で温冷シャワーを行った場合でも、上限温度時間Δｔｈｉを下限温度時間Δｔｌｏｗより長くすれば、使用者が冷感を感じにくく、温冷シャワーによる快適性を享受することができるためである。

これにより、加熱手段１の使用、すなわち、高温水の使用を低減させて省エネルギー性を向上させながら、使用者の快適性を向上させることができ、省エネルギー性と快適性との両立を実現した給湯装置とすることができる。

また、図４に示すように第１モードにおいては、慣らし時間Δｔｗａｉｔを上限温度時間Δｔｈｉおよび下限温度時間Δｔｌｏｗよりも長く設定している。これにより、使用者が給湯端末７、８から供給される湯水の温度変動に十分になれた後に温冷シャワーによる周期的な温度変動が実行されるので、使用者の快適性が向上する。

なお、慣らし時間を十分に確保することで、後述する流量調整弁１２による流量変動の準備時間Δｔｆｗａｉｔ（図７参照）を確保することができ、使用者の快適性を向上させることができる。

さらに、最初に温度を低下させる直前の温度（設定温度Ｔｓｅｔ）と慣らし温度Ｔｗａｉｔとの温度差を、上限温度Ｔｈｉと下限温度Ｔｌｏｗとの温度差よりも小さくしている。これにより、給湯温度Ｔｔａｒが低下して使用者が冷感によって不快感を持つ前に、慣らし期間が設けられることとなり、使用者の快適性が向上する。

なお、本実施の形態においては、第１モードにおいて、慣らし温度Ｔｗａｉｔを慣らし時間Δｔｗａｉｔ継続することにより慣らし期間を構成したが、これ以外の方法で慣らし期間を構成しても良い。例えば、慣らし期間中の給湯温度Ｔｔａｒの温度変動幅（単位時間に低下する温度幅）を、温冷シャワー実行中の他の温度変動幅よりも緩やかにすることで構成しても良い。

次に、第２モード（弱モード）について、第２モード実行時の給湯温度の温度変化を示す図５を基に以下説明する。なお、第２モードにおける制御フローについては、第１モードと同一のため、その詳細な説明は省略する。

第１モードと第２モードとの切換えは、リモコン１０に搭載された操作手段１０１によって行う。例えば、図２に示す操作手段１０１を複数回押すことによって、第１モードと第２モードとを切換えるように構成することができる。なお、リモコン１０に、操作手段１０１とは別に、第１モードと第２モードとを選択する他の操作手段（図示せず）を備えていてもよい。

図５に示すように、第２モードにおいては、操作手段１０１が押されると（温冷シャワーＯＮ）、慣らし温度Ｔ´ｗａｉｔを所定時間（慣らし時間Δｔ´ｗａｉｔ）継続する慣らし期間を設ける。なお、第２モードにおいては、慣らし温度Ｔ´ｗａｉｔと設定温度Ｔｓｅｔとを同一温度としている。

また、図５に示すように、第２モードにおいては、設定温度Ｔｓｅｔと上限温度Ｔ´ｈｉとを同一温度に設定し、この上限温度Ｔ´ｈｉと、上限温度Ｔ´ｈｉよりも低い下限温度Ｔ´ｌｏｗとの間で給湯温度Ｔｔａｒを変動させている。よって、第２モードの上限温度Ｔ´ｈｉは第１モードの上限温度Ｔｈｉより高い温度に設定されている。これにより、使用者は、第１モードよりも第２モードの方がより強い温感を持つこととなる。このように、使用者が抱く温感が異なる複数の運転モードを備え、使用者の好みに応じて運転モードを適宜選択することで、快適性を向上させることができる。

また、第２モードにおいては、上限温度時間Δｔ´ｈｉを下限温度時間Δｔ´ｌｏｗよりも長く設定している。これにより、温冷シャワーによる快適性を享受することができる。なお、第２モードにおいては、慣らし時間Δｔ´ｗａｉｔを上限温度時間Δｔ´ｈｉおよび下限温度時間Δｔ´ｌｏｗよりも短く設定している。これは、第２モードにおける上限温度Ｔ´ｈｉが設定温度Ｔｓｅｔと同一温度であり、慣らし時間Δｔ´ｗａｉｔが短くても使用者が冷感を感じにくいためである。

次に、第１モードと第２モードとの比較を行う。第２モードにおける上限温度時間Δｔ´ｈｉは、第１モードにおける上限温度時間Δｔｈｉよりも短く設定されている。これは、第２モードの上限温度Ｔ´ｈｉが、設定温度Ｔｓｅｔと同一温度に設定されており、上限温度時間Δｔｈｉを短く設定しても、使用者が冷感を持ちにくいためである。これにより、使用者の快適性を向上させながら、湯の使用量を低減させることができるので、省エネルギー性を向上させることができる。

同様の観点から、第２モードにおける上限温度時間Δｔ´ｈｉと下限温度時間Δｔ´ｌｏｗとの比（Δｔ´ｈｉ／Δｔ´ｌｏｗ）は、第１モードにおける上限温度時間Δｔｈｉと下限温度時間Δｔｌｏｗとの比（Δｔｈｉ／Δｔｌｏｗ）よりも値を小さくしている。これにより、使用者の快適性を向上させながら、湯の使用量を低減させることができるので、省エネルギー性を向上させることができる。

このような温冷シャワーによって、給湯温度Ｔｔａｒを上限温度（ＴｈｉまたはＴ´ｈｉ）と下限温度（ＴｌｏｗまたはＴ´ｌｏｗ）との間で繰り返し変動させる温冷シャワー実行中の平均給湯温度ＴＡは、設定温度Ｔｓｅｔよりも低くなる。また、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にて設定温度Ｔｓｅｔとなるように制御されている通常の給湯動作運転から、温冷シャワーに移行されたとき、温冷シャワー実行中に混合弁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、通常の給湯動作の実行中に、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くなる。よって、省エネルギー性が向上する。

次に、温冷シャワー実行中において、流量調整弁１２によって行われる流量変動について説明する。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、給湯流量に、流量の変動を与えている。流量変動は、制御装置９が、流量調整弁１２に搭載された弁をステッピングモータ等により駆動させることで行う。

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６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７は、温冷シャワー実行中における給湯流量の時間変化を示すグラフである。温令シャワーと同じ操作手段１０１が押される（温冷シャワーＯＮ）と、制御装置９は、流量調整弁１２によって流量を調整して、準備時間Δｔｆｗａｉｔ秒の間に通常の給湯動作における給湯流量Ｆｓよりも小さい下限流量ＦＩの探索を行う。下限流量ＦＩは、温冷シャワーにおいて流量を変動させた際の平均流量Ｆｃが、流量Ｆｓよりも少なくなるように設定される。すなわち、下限流量ＦＩは、流量Ｆｓに対して所定の節水率を実現するため値である。

準備時間Δｔｗａｉｔ経過後、流量変動周期ΔｔＦで、流量Ｆｓと下限流量Ｆｌの間、すなわち、通常の給湯動作における流量Ｆｓ以下の範囲で流量を周期的に変動させる。

流量変動周期ΔｔＦは、温度変動の周期（Δｔｈｉ＋ΔｔｌｏｗまたはΔｔ´ｈｉ＋Δｔ´ｌｏｗ）よりも短い値に設定されている。さらに好ましくは、流量変動の周期ΔｔＦは、下限温度時間（Δｔｌｏｗ、Δｔ´ｌｏｗ）よりも短い値に設定されている。これにより、上限温度時間中または下限温度時間中に流量の変動を確実に生じさせることができ、使用者の快適性を向上させることができる。

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。

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、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と比較して得られる温度安定性について述べる。

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、使用者の快適性を向上させるとともに、省エネルギー性が向上した給湯装置を実現することができる。

以上のように、本発明にかかる給湯装置は、快適性の向上した温冷シャワーを実現する給湯装置を提供することができるので、家庭用の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
１０１ 操作手段
１０８ 給湯温度設定手段
Ｔｔａｒ 給湯温度
Ｔｓｅｔ 設定温度
Ｔｗａｉｔ、Ｔ´ｗａｉｔ 慣らし温度
Ｔｈｉ、Ｔ´ｈｉ 上限温度
Ｔｌｏｗ、Ｔ´ｌｏｗ 下限温度

Claims (4)

1. 湯水を貯留する貯湯槽と、
   前記貯湯槽に貯留された湯水を加熱する加熱手段と、
   前記貯湯槽からの湯水と前記貯湯槽からの湯水よりも低い温度の水とを混合して給湯端末へと流す混合弁と、
   制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、前記混合弁における混合比を変更して、前記給湯端末へと流れる湯水の給湯温度を、上限温度と下限温度との間で繰り返し変動させる運転モードを有し、
   前記制御装置は、前記運転モードにおいて、前記給湯温度を最初に低下させる場合、前記給湯温度が前記下限温度に到達する前に、それ以降の温度変動における所定時間当たりの温度低下幅と比較して、所定時間当たりの温度低下幅の少ない慣らし期間を設けるとともに、前記慣らし期間において、前記給湯温度を最初に低下させる直前の温度と前記下限温度との間に設定された慣らし温度を所定時間継続する構成としたことを特徴とする給湯装置。
2. 前記給湯温度を最初に低下させる直前の温度と前記慣らし温度との温度差は、前記慣らし温度と前記下限温度との温度差よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。
3. 前記給湯温度を設定する給湯温度設定手段を備え、
   前記上限温度は、前記給湯温度設定手段で設定された設定温度よりも低い温度であ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。
4. 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１〜３のいずれか１項に記載の給湯装置。