JP6561311B2

JP6561311B2 - 給湯装置

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Publication number: JP6561311B2
Application number: JP2015182653A
Authority: JP
Inventors: 裕史柴田; 北西　博; 博北西; 義隆吹田; 朋洋長尾; 中島　哲也; 哲也中島; 幸太郎宮尾
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2015-09-16
Filing date: 2015-09-16
Publication date: 2019-08-21
Anticipated expiration: 2035-09-16
Also published as: JP2017058061A

Description

本発明は、熱回収機能を有する給湯装置に関するものである。

従来、給湯装置には、使用者が浴槽の湯水の温度が高いと感じて差し水をしたい場合に、差し水スイッチをオンすると、浴槽の湯水に所定量の水道水を注水するものがある（例えば、特許文献１参照）。

図９は、差し水機能を備えた一般的な従来のヒートポンプ式給湯装置を示すものである。図９に示すように、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、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は浴槽水循環回路、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。浴槽水循環回路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回路１２と接続される。さらに浴槽内の温水の温度（浴槽水温）を検知する浴槽水温検知手段１７が、浴槽水循環回路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内へ給湯する。浴槽３内へ給湯した後は、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行い、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℃）によって浴槽３内の湯を加熱し保温する（例えば、約４０℃）。

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。

次に、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とが運転を行って、熱交換器４において、貯湯槽１内の湯（例えば、約８０℃）によって浴槽３内の湯を加熱する（例えば、約４０℃）。その結果、浴槽水温は上昇し、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。

最後に、差し水を行うときは、使用者により、差し水操作手段１００が操作されると、混合弁１１は低温水供給管９から水のみが給湯管１０へと流入するように動作し、浴槽３内に低温水供給管９からの水を供給することで、浴槽水温を低下させる。

特開２００２−２５７４１１号公報

しかしながら、前記従来の給湯装置では、使用者が、浴槽水温が高いと感じて差し水をする場合に、浴槽３内が湯水で満たされているにもかかわらず、浴槽３内の湯水に所定量の水道水を注水するので、浴槽３から湯水が溢れる場合や、浴槽３の湯水を排水してから差し水を行わなければならない場合があり、水を浪費す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もので、浴槽内の湯水の温度を低下させる場合に、浴槽内の湯水の熱を回収することで、差し水をすることなく浴槽の湯水の温度を低下させることができ、節水および使用性の向上を実現し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、貯湯槽と、前記貯湯槽内の湯水と浴槽内の湯水とを熱交換する熱交換器と、前記浴槽と前記熱交換器とを接続する浴槽水循環回路と、前記浴槽水循環回路に配設され、前記浴槽内の湯水を循環させる浴槽水搬送ポンプと、前記貯湯槽と前記熱交換器とで湯水を循環させる貯湯槽水搬送ポンプと、前記浴槽内の湯水の温度を検知する浴槽水温検知手段と、前記浴槽内の湯水の設定温度を、使用者が少なくとも基準温度、前記基準温度より高い温度、前記基準温度より低い温度の設定値を含む複数の温度から選択し設定できる操作手段と、制御手段と、を備え、前記使用者が選択し設定した温度が、前記浴槽水温検知手段が検知した温度より低い温度の場合には、前記浴槽水搬送ポンプを運転させて、前記浴槽内の湯水を前記浴槽水循環回路にて循環させ、また、前記貯湯槽水搬送ポンプを運転させて、前記貯湯槽の下部の湯水を前記熱交換器へと供給し前記貯湯槽へと還流させることで、前記熱交換器により、前記浴槽内の湯水の有する熱を前記貯湯槽内の湯水に回収する熱回収運転モードを実行し、前記熱回収運転モード実行中に、前記浴槽水温検知手段の検知温度が低下しない、あるいは、前記浴槽水温検知手段の検知温度が上昇する場合には、前記浴槽水搬送ポンプの運転は継続し、前記貯湯槽水搬送ポンプの運転は停止させることを特徴とするものである。

これにより、浴槽内の湯水の温度を低下させる場合に、浴槽内の湯水が有する熱を貯湯槽内の湯水に回収することで、差し水をすることなく浴槽内の湯水の温度を低下させることができるので、節水することができ、かつ、使用者は基準温度、前記基準温度より高い温度、前記基準温度より低い温度の設定値を含む複数の温度を選択し設定できるので、浴槽内の湯水の設定温度を、それぞれの使用者の好みに対応した温度に設定でき、節水の実現および使用性を向上させた給湯装置を提供できる。

本発明によれば、浴槽内の湯水の温度を低下させる場合に、浴槽内の湯水の熱を回収することで、差し水をすることなく浴槽内の湯水の温度を低下させることができ、節水および使用性の向上を実現した給湯装置を提供できる。

本発明の実施の形態１における給湯装置の構成図（沸き上げ運転時の水および湯の流れ方向を示す図）同操作手段の形態を表す図同風呂自動運転と追い焚き運転との制御方法概念図同風呂自動運転中の浴槽への給湯時の水および湯の流れ方向を示した回路構成図同風呂自動運転中の保温動作時および追い焚き運転時の水および湯の流れ方向を示した回路構成図同風呂自動運転中の浴槽水温検知運転時の水および湯の流れ方向を示した回路構成図同風呂自動運と熱回収運転との制御方法概念図同熱回収運転時の水および湯の流れ方向を示した回路構成図従来の給湯装置の構成図

第１の発明は、貯湯槽と、前記貯湯槽内の湯水と浴槽内の湯水とを熱交換する熱交換器と、前記浴槽と前記熱交換器とを接続する浴槽水循環回路と、前記浴槽水循環回路に配設され、前記浴槽内の湯水を循環させる浴槽水搬送ポンプと、前記貯湯槽と前記熱交換器とで湯水を循環させる貯湯槽水搬送ポンプと、前記浴槽内の湯水の温度を検知する浴槽水温検知手段と、前記浴槽内の湯水の設定温度を、使用者が少なくとも基準温度、前記基準温度より高い温度、前記基準温度より低い温度の設定値を含む複数の温度から選択し設定できる操作手段と、制御手段と、を備え、前記使用者が選択し設定した温度が、前記浴槽水温検知手段が検知した温度より低い温度の場合には、前記浴槽水搬送ポンプを運転させて、前記浴槽内の湯水を前記浴槽水循環回路にて循環させ、また、前記貯湯槽水搬送ポンプを運転させて、前記貯湯槽の下部の湯水を前記熱交換器へと供給し前記貯湯槽へと還流させることで、前記熱交換器により、前記浴槽内の湯水の有する熱を前記貯湯槽内の湯水に回収する熱回収運転モードを実行し、前記熱回収運転モード実行中に、前記浴槽水温検知手段の検知温度が低下しない、あるいは、前記浴槽水温検知手段の検知温度が上昇する場合には、前記浴槽水搬送ポンプの運転は継続し、前記貯湯槽水搬送ポンプの運転は停止させることを特徴とする給湯装置である。

これにより、浴槽内の湯水の温度を低下させる場合に、浴槽内の湯水の熱を回収することで、差し水をすることなく浴槽の湯水の温度を低下させることができるので、節水することができ、かつ、使用者は基準温度、前記基準温度より高い温度、前記基準温度より低い温度の設定値を含む複数の温度を選択し設定できるので、それぞれの使用者の好みに対応した浴槽内の湯水の設定温度の設定でき、節水の実現および使用性を向上させた給湯装置を提供できる。

第２の発明は、特に第１の発明において、前記使用者が選択し設定した温度が、前記浴槽内の湯水の温度より高い温度の場合には、前記熱交換器により、前記貯湯槽内の湯水が有する熱を前記浴槽内の湯水に供給する追い焚き熱運転モードを実行することを特徴とする給湯装置である。

これにより、浴槽内の湯水の温度を上昇させる場合に、前記熱交換器により、前記貯湯槽内の湯水が有する熱を前記浴槽内の湯水に供給する追い焚き熱運転モードを実行することで、高温差し湯をすることなく浴槽の湯水の温度を上昇させることができ、浴槽内の湯水の水位上昇等で使用者に違和感を与えることなく、使用性を向上させた給湯装置を提供できる。

第３の発明は、特に第２の発明において、前記浴槽内の湯水の温度を、所定温度を目標として保温動作を行う風呂自動運転モードを含み、前記風呂自動運転モードが実行中に、前記使用者が前記操作手段により所望の温度を選択し設定した場合には、前記浴槽水搬送ポンプを駆動させて、前記浴槽水温検知手段により前記浴槽の湯水の温度を検出する運転モードは実行せずに、前記風呂自動運転モードから、前記追い焚き熱運転モードまたは前記熱回収運転モードに移行することを特徴とする給湯装置である。

これにより、風呂自動運転モードが実行中には、所定温度を目標として保温動作を実行しているので、使用者が操作手段にて選択し設定した温度が、前記所定温度より高い温度か低い温度かは、浴槽の湯水の温度を検出する動作を実行したくても制御手段は判断できる。

従って、風呂自動運転モードが実行中に、使用者が操作手段により所望の温度を選択し設定した場合には、浴槽水搬送ポンプを駆動させて浴槽水温検知手段により浴槽の湯水の温度を検出する運転モードは実行せずに、風呂自動運転モードから、追い焚き熱運転モードまたは熱回収運転モードに移行することで、いち早く浴槽内の湯水の温度を、使用者が操作手段により選択し設定した温度とすることができ、使用性を向上させ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、浴室内に設置され報知手段を有するリモコンと、前記制御手段に設けられたタイマー機能とを備え、前記温度が高い設定値より、前記温度が低い設定値の方が値が長くなるように、前記それぞれの温度設定値に対応して時間が設定されており、前記使用者の前記浴槽における入浴時間が、前記それぞれの温度設定値に設定された時間を経過したことを前記タイマー機能が検知したときには、前記報知手段にてその旨を前記使用者に報知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、例えば、基準温度に対してｔ、基準温度より低い温度に対してｔ+ａ、基準温度より高い温度に対してｔ−ａと、温度が高い設定値より温度が低い設定値の方の時間が長くなるように設定、すなわち、低温入浴長期間、高温入浴短時間と使用者の身体に効果的な入浴ができるような時間設定をし、かつ、設定された前記時間が経過したことを、制御手段に設けられたタイマー機能が検知したときに、浴室内に設置されたリモコンに設けられた報知手段にてその旨を使用者に報知することで、使用者は、適切かつ効果的な入浴を実現でき、使用性を向上させた給湯装置を提供できる。

第５の発明は、特に第４の発明において、前記タイマー機能による前記入浴時間の計測の開始は、前記浴室内に設置されたリモコンにおける使用者による指示、あるいは、前記浴槽内の湯水の水位を検知するために設けられた水位センサの変動に基づく指示により実行され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、浴室内に使用者が入室し、浴槽にて入浴するまでの時間は、使用者によりそれぞれ異なるが、温度が高い設定値より温度が低い設定値の方の時間が長くなるように設定、すなわち、低温入浴長期間、高温入浴短時間と使用者の身体に効果的な入浴ができるような時間設定をし、かつ、設定された前記時間の経過をタイマー機能が計測するが、そのタイマー機能による入浴時間の計測の開始を、浴室内に設置されたリモコンにおける使用者による直接的な指示、あるいは、浴槽内の湯水の水位を検知する水位センサの変動に基づく自動的な指示により行われる構成としたことで、入浴時間の計測を正確にできるため、使用性を向上させた給湯装置を提供できる。

第６の発明は、特に第１〜第５のいずれかの発明において、前記操作手段を、浴室内に設置されたリモコンとそれ以外の場所に設置されたリモコンとに設けたことを特徴とする給湯装置である。

これにより、使用者が少なくとも基準温度、前記基準温度より高い温度、前記基準温度より低い温度の設定値を含む複数の温度を選択し設定できる操作手段を、浴室内に設置されたリモコンとそれ以外の場所に設置されたリモコン（例えば、台所に設置）とに設けたことで、使用者が、浴室に向かい脱衣をする前に、浴室内以外の場所に設置されたリモコン（例えば、台所に設置）に設けられた操作手段により、所望の温度を選択し設定できることで、入浴の際には既に浴槽内の湯水の温度が、使用者の所望の温度となっており、使用性を向上させ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とから構成されている。

また、給湯装置は、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、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、貯湯槽１内または給水管１４からの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から構成されている。

第２の出湯管２３の接続位置は熱交戻り管１６の接続位置よりも下部にあるので、給湯が発生すると、下がってきた中温の水４４を第２の出湯管２３から出湯し、第１の出湯管からの高温水４６と混合して利用することもできる。

また、貯湯槽１内の略上部の湯が前記熱交換器４に流れるように切換手段３２を介して前記熱交換器４に接続された熱交往き管３３と、前記熱交換器４で浴槽３の湯と熱交換した貯湯槽１の湯水を再び貯湯槽１へ戻すように、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との間の位置で、貯湯槽１の略中央部とに接続された熱交戻り管１６とから構成されている。

また、貯湯槽１内の湯水を、ヒートポンプユニット２を運転させて加熱して、再び貯湯槽１内に貯湯する沸き上げ運転時には、図１に示すように、前記加熱手段であるヒートポンプユニット２にて所定温度に加熱された湯が、沸き上げポンプ５ｃにより搬送され、前記貯湯槽１の略上部に戻るように、前記貯湯槽１の略下部に接続された熱回収往き管３５が、前記ヒートポンプユニット２、前記三方弁３７を順に介して、前記切換手段３２に接続され、前記切換手段３２は、前記貯湯槽１の略上部に接続された沸き上げ戻り管３６に接続される。

なお、沸き上げ運転は、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、深夜に次の日に利用するお湯を貯湯するために主に行われる。

さらに、給湯装置は、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第１の搬送ポンプとしての貯湯槽水搬送ポンプ５ａと、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回路１２と、浴槽３と熱交換器４の第２の流路内の水を循環させる第２の搬送ポンプとしての浴槽水搬送ポンプ５ｂとから構成されている。

ここで、熱交戻り管１６は、貯湯槽１の上下方向において第１の出湯管２２と第２の出湯管２３の間の位置で貯湯槽１に接続される。浴槽３内への給湯の際は、浴槽水循環回路１２を利用する。

また、浴槽水循環回路１２には、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内の湯水の水位を検知する水位センサ２７と、浴槽３内の湯水の温度（浴槽水温）を検知するための浴槽水温検知手段１７とを設けており、貯湯槽１には、貯湯槽１内の湯水の温度を検知するために、複数の貯湯温検知手段２８ａ〜２８ｅが設けられている。

また、浴槽水循環回路１２には浴槽水検出手段３１が設けてあり、浴槽３内の湯水を循環した場合に、浴槽水の有無を検出することができる。浴槽水検出手段３１は、フロースイッチもしくは流量センサでも用いることが可能である。

さらに、これら複数の貯湯温検知手段２８ａ〜２８ｅと水位センサ２７と浴槽水温検知手段１７の出力およびリモコン２５の操作に基づいて、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とを行う風呂自動運転を制御する風呂自動制御手段２９と、貯湯槽１内の湯水が有する熱にて、浴槽３内の湯水を加熱する追い焚き運転の動作を制御する追い焚き制御手段３０と、貯湯槽１内の湯水に浴槽３内の湯水が有する熱を回収する熱回収運転の運転動作を制御する熱回収制御手段２１とからなる制御手段１８を設けている。

また、浴室内と、洗面や台所には、リモコン２５が設置されており、赤外線センサ（図示せず）により、使用者の浴室内における存在を検知する人検出手段３８が設けられている。

さらに、リモコン２５には、図２のような、通常の浴槽水温の目標温度を使用者が１℃ごとに変更できる目標温度設定部とは別に、浴槽水温を、使用者が少なくとも基準温度（例えば、４０℃）、基準温度より高い温度（例えば、４２℃）、基準温度より低い温度（例えば、３８℃）の設定値を含む複数の温度を、使用者が好みに応じて所望の温度を選択し設定できる選択モードが表示され、その表示画面にて選択設定できる操作手段２６が設けられている。

そして、基準温度（例えば、４０℃）、基準温度より高い温度（例えば、４２℃）、基準温度より低い温度（例えば、３８℃）に対して、温度が低い設定値の方が、温度が高い設定値より値が長くなるように、すなわち、基準温度（例えば、１０分）、基準温度より高い温度（例えば、５分）、基準温度より低い温度（例えば、１５分）と、それぞれの温度に対して時間が設定されており、低温入浴長期間、高温入浴短時間と、使用者の身体に効果的な入浴ができるような入浴効果推奨選択モードとして、表示画面に表示される。

なお、前記それぞれの温度や時間は、使用者が所定の範囲内で、適宜設定変更できるようになっている。

また、使用者が好みに応じて選択し設定できる操作手段２６の、基準温度、基準温度より高い温度、基準温度より低い温度の表示は、使用者が選択し設定し易いように、図２のように、使用者が同時に目視できる画面となっている。

また、前記操作手段２６を、浴室内に設置されたリモコン２５だけでなく、洗面や台所に設置されたリモコン２５にも設けることで、使用者が入浴する時よりかなり前に、使用者が洗面や台所に設置されたリモコン２５にて、好みに応じて所望の温度を選択し設定できることで、使用者が入浴する時には、浴槽水温は、その選択し設定した所望の温度になっているため、使用性を向上できるという効果を有する。

また、図２に示す操作手段２６の表示画面は、人検出手段３８により使用者の浴室内における存在を検知すると、自動的に表示されるようになっており、浴室内に使用者が入室し、浴槽３にて入浴するまでの時間は、使用者によりそれぞれ異なるため、使用者が浴槽３にて入浴するときに、既に表示されている操作手段２６にて、使用者が直接ボタン等を押す指示により、制御手段１８に設けられたタイマー機能が入浴時間の計測を開始するようになっている。

なお、使用者が入浴すると、浴槽３内の湯水の水位を検知する水位センサ２７の検知値が水位上昇を検知するため、その作用を利用し、自動的にタイマー機能が入浴時間の計測を開始する構成としても良い。

そして、設定された時間が経過したことを、タイマー機能が検知したときに、浴室内に設置されたリモコン２５に設けられた報知手段（図示せず）にて、その旨を音声等で使用者に報知することで、使用者は適切かつ効果的な入浴を実現できる。

すなわち、低温入浴長期間、高温入浴短時間と、使用者の身体に効果的な入浴ができるような時間設定をし、かつ、設定された時間が経過したことを、制御手段１８に設けられたタイマー機能が検知したときに、浴室内に設置されたリモコン２５に設けられた報知手段（図示せず）にてその旨を使用者に報知することで、使用者は適切かつ効果的な入浴を実現でき、使用性を向上させた給湯装置を提供できるのである。

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内にはその日使う分のお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、追加で沸き上げ運転を行うこともある。

まず、図３に基づいて、風呂自動運転について説明する。風呂自動運転とは、浴槽３内への給湯から保温までを自動で行う機能である。風呂自動制御手段２９により浴槽３内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浴槽３内へ給湯し、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、浴槽３内の湯水を保温する保温運転を行い、浴槽水温を設定された目標温度に保つ。

風呂自動制御手段２９は、浴槽３内へ所定量の湯を所定温度で自動給湯し、その後、浴槽水温を、予め設定された時間だけ、設定された目標温度に保つように、間欠的に保温動作を行う。

風呂自動運転を行っている間は、保温動作を行う必要があるかないかを判断するために、定期的（例えば、１５分毎）に、浴槽湯温を検出するための浴槽湯温検知動作を行う。

浴槽水温の検知は、浴槽水温検知手段１７で行い、その結果、浴槽水温が現在設定されている目標温度より所定温度以上（例えば０．５Ｋ以上）低い場合には、保温運転を行って浴槽水温を保ち、所定温度未満の場合には、保温運転を行わない。

風呂自動運転を行う場合の弁およびポンプの動作と、それに伴う水および湯の流れについて図４〜図６を用いて説明する。図中、流れのある経路は太線で示してある。

まず、風呂自動制御手段２９が風呂自動運転を行うときの運転動作について説明する。最初に、浴槽３内へ給湯を行う場合における回路中の水および湯の流れを図４に示す。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（例えば、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へと供給された所定温度の湯は、浴槽水循環回路１２より浴槽３内へと給湯される。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おける回路中の水および湯の流れを図５に示す。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、貯湯槽水搬送ポンプ５ａの運転により、貯湯槽１の略上部より高温のお湯が、第１の出湯管２２から熱交往き管３３を経て切換手段３２へと湯が供給され、熱交換器４へと供給される。

このとき、熱交換器４にて浴槽水循環回路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。一方、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の略中央部へと還流する。

浴槽３内の水温を検知するための浴槽水温検知動作を行う場合における回路中の水および湯の流れを図６に示す。浴槽水搬送ポンプ５ｂが運転を開始し、浴槽３内の湯が浴槽水循環回路１２内を循環する。このとき、貯湯槽水搬送ポンプ５ａは運転を行わない。浴槽水温検知手段１７が浴槽水温を検知し、保温動作をするかしないかを判断する。

なお、この浴槽水温検知動作においては、図３、図７に示すように、浴槽水搬送ポンプ５ｂが運転し、約４０秒間にわたり、浴槽３内の湯水を浴槽水循環回路１２にて循環させるので、その間に放熱し、温度低下する特徴がある。

次に、風呂自動運転中に、使用者が操作手段２６にて選択し設定した浴槽水温が、基準温度、基準温度より高い温度、基準温度より低い温度のうち、現在の浴槽水温より高い温度の場合について、図３、図５を用いてその動作を説明する。

図３に示すように、風呂自動運転は、上記のように浴槽水温を設定された温度（Ｔ_０）に保つように、間欠的に保温動作を行っているため、上記浴槽水温検知動作を実行しなくても、使用者が操作手段２６にて選択し設定した浴槽水温（Ｔ_１）が、現在の浴槽水温（Ｔ_０）より高い温度であることは判別できるため、浴槽水搬送ポンプ５ｂが運転し、浴槽３内の湯水を浴槽水循環回路１２にて循環させることで、その間に放熱し温度低下する浴槽水温検知動作は実行せずに、図５にて示した保温運転と同様の、貯湯槽１内に貯えられているお湯の熱を利用して行う追い焚き運転に、追い焚き制御手段３０からの指示より移行し、浴槽水温検知手段１７が検知する浴槽水温が所定の温度（Ｔ_１）になるまで実行する。

これにより、浴槽水温を一時的に低下させることなく、いち早く浴槽水温を、使用者が操作手段２６により選択し設定した所望の温度とすることができ、使用性を向上させた給湯装置を提供できる。

なお、風呂自動運転中でないときに、使用者が操作手段２６により所望の温度を選択し設定した場合には、浴槽水温検知動作を実行して、現在の浴槽水温を検知し、その後、使用者が操作手段２６にて選択し設定した浴槽水温が、現在の浴槽水温より高い温度であるか、あるいは、低い温度であるかを判定し、その判定結果に基づいて、追い焚き運転を行うか、あるいは、後に述べる熱回収運転を行うかを判断しなければならないため、使用者が操作手段２６により選択し設定した所望の温度とするまでに、時間を要することは言うまでもない。

次に、風呂自動運転中に、使用者が操作手段２６にて選択し設定した浴槽水温が、基準温度、基準温度より高い温度、基準温度より低い温度のうち、現在の浴槽水温より低い温度の場合について、図７、図８を用いてその動作を説明する。

図７に示すように、風呂自動運転は、上記のように浴槽水温を設定された温度（Ｔ_０）に保つように、間欠的に保温動作を行っているため、上記浴槽水温検知動作を実行しなくても、使用者が操作手段２６にて選択し設定した浴槽水温（Ｔ_２）が、現在の浴槽水温（Ｔ_０）より低い温度であることは判別できるため、浴槽水搬送ポンプ５ｂが運転し、浴槽３内の湯水を浴槽水循環回路１２にて循環させることで、差し水を行わなくても、浴槽水温を低下させることができる熱回収運転に、熱回収制御手段２１からの指示より移行し、浴槽水温検知手段１７が検知する浴槽水温が所定の温度（Ｔ_２）になるまで実行する。

これにより、いち早く浴槽水温を、使用者が操作手段２６により選択し設定した所望の温度とすることができ、使用性を向上させた給湯装置を提供できる。

次に、熱回収運転の動作について、図８に基づいて説明する。熱回収運転時には、図８に示すように、前記貯湯槽１の略下部の湯水が、沸き上げポンプ５ｃにより搬送され、前記熱交換器４に流れるように、前記貯湯槽１の略下部に接続された熱回収往き管３５が、前記加熱手段であるヒートポンプユニット２、三方弁３７を順に介して、前記沸き上げ運転時に対して流路を切り換えた前記切換手段３２に接続され、前記切換手段３２は、前記熱交戻り管１６に接続される。

まず、浴槽水搬送ポンプ５ｂを運転させ、その後、前記切換手段３２にて流路を切り換え、貯湯槽水搬送ポンプ５ａを運転させ、熱回収運転を開始すると、貯湯槽１の略下部からの湯水が前記熱交換器４に流れるように、熱回収往き管３５、前記加熱手段であるヒートポンプユニット２、三方弁３７を順に介して前記熱交換器４に接続された熱回収往き管３５から供給される。この、浴槽水搬送ポンプ５ｂの運転、切換手段３２の切り換え、貯湯槽水搬送ポンプ５ａの運転の動作順序は、風呂自動運転中に、使用者が操作手段２６により所望の温度を選択し設定した場合でも、風呂自動運転中でないときに、使用者が操作手段２６により所望の温度を選択し設定した場合でも同様である。

このとき、貯湯槽１の略下部から供給された湯水は上記記載の経路への供給により、熱交換器４へと供給される。供給された湯水は、熱交換器４にて浴槽水循環回路１２を循環する浴槽３の湯と熱交換を行って、浴槽３の湯が有する熱を回収する。一方、熱交換器４を出て比較的高温となった湯は、熱交戻り管１６を経て貯湯槽１へと還流する。

以上の熱回収運転動作により、現在の浴槽水温（Ｔ_０）より低い温度である使用者が操作手段２６にて選択し設定した浴槽水温（Ｔ_２）まで、浴槽水温を低下させることができるのである。

なお、熱回収運転中に、浴槽水温検知手段１７が浴槽水温を検知し、浴槽水温が低下しない、あるいは、上昇する場合には、浴槽水搬送ポンプ５ｂの運転は継続し、貯湯槽水搬送ポンプ５ａの運転は停止させる。

これは、例えば、貯湯温検知手段２８ｄの値Ｔｄが、基準温度より低い温度の設定値（例えば、３８℃）以上の場合には、浴槽３内の湯水の有する熱を貯湯槽１内の湯水に回収することができず、逆に、貯湯槽１内の湯水が有する熱を浴槽３内の湯水に供給してしまっている作用から生じる現象である。

ただし、浴槽水搬送ポンプ５ｂのみを運転させることで、前記のように浴槽水温は、放熱により、ある程度は低下する特性を有するため、浴槽水搬送ポンプ５ｂのみを運転させることにより、ある程度浴槽水温を低下させることはできるので、使用者に著しい不快感を与えてしまうという問題は解消できる。

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、次に行われる貯湯槽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。

なお、風呂自動運転中でないときに、使用者が操作手段２６により所望の温度を選択し設定したときに、浴槽水検出手段３１により、浴槽３内の湯水の有無を検出し、浴槽３内に湯水がないとか、あるいは、貯湯槽１内の湯水を、ヒートポンプユニット２を運転させて加熱して、再び、貯湯槽１内に貯湯する沸き上げ運転時には、浴槽水温を、使用者が少なくとも基準温度（例えば、４０℃）、基準温度より高い温度（例えば、４２℃）、基準温度より低い温度（例えば、３８℃）の設定値を含む複数の温度を、使用者が好みに応じて操作手段２６にて、所望の温度を選択し設定できない旨を、浴室内に設置されたリモコン２５や、洗面や台所に設置されたリモコン２５にて、使用者に報知する。

以上により、使用者は基準温度、前記基準温度より高い温度、前記基準温度より低い温度の設定値を含む複数の温度を選択し設定できるので、浴槽内の湯水の設定温度を、それぞれの使用者の好みに対応した温度に設定でき、使用性を向上させた給湯装置を提供できる。

そして、浴槽内の湯水の設定温度が、それぞれの使用者の好みに対応した温度になった後、人検出手段３８により使用者の浴室内における存在を検知すると、自動的に表示されるようになっており、浴室内に使用者が入室し、浴槽３にて入浴するまでの時間は、使用者によりそれぞれ異なるため、使用者が浴槽３にて入浴するときに、既に表示されている操作手段２６にて、使用者が直接ボタン等を押す指示により、制御手段１８に設けられたタイマー機能が入浴時間の計測を開始するようになっている。

なお、使用者が入浴すると、浴槽３の湯の水位を検知する水位センサ２７が水位上昇を検知するため、その作用を利用し、自動的にタイマー機能が入浴時間の計測を開始する構成としても良い。

以上のように、本発明にかかる給湯装置は、浴槽内の湯水の温度を低下させる場合に、浴槽内の湯水の熱を回収することで、差し水をすることなく浴槽内の湯水の温度を低下させることができ、節水および使用性の向上を実現できるので、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貯湯槽
２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浴槽水循環回路
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
２１熱回収制御手段
２２第１の出湯管
２３第２の出湯管
２４高温水混合弁
２５リモコン
２６操作手段
２７水位センサ
２８貯湯温検知手段
２９風呂自動制御手段
３０追い焚き制御手段
３１浴槽水検出手段
３２切換手段
３３熱交往き管
３５熱回収往き管
３６沸き上げ戻り管
３７三方弁
３８人検出手段

Claims

貯湯槽と、前記貯湯槽内の湯水と浴槽内の湯水とを熱交換する熱交換器と、前記浴槽と前記熱交換器とを接続する浴槽水循環回路と、前記浴槽水循環回路に配設され、前記浴槽内の湯水を循環させる浴槽水搬送ポンプと、前記貯湯槽と前記熱交換器とで湯水を循環させる貯湯槽水搬送ポンプと、前記浴槽内の湯水の温度を検知する浴槽水温検知手段と、前記浴槽内の湯水の設定温度を、使用者が少なくとも基準温度、前記基準温度より高い温度、前記基準温度より低い温度の設定値を含む複数の温度から選択し設定できる操作手段と、制御手段と、を備え、前記使用者が選択し設定した温度が、前記浴槽水温検知手段が検知した温度より低い温度の場合には、前記浴槽水搬送ポンプを運転させて、前記浴槽内の湯水を前記浴槽水循環回路にて循環させ、また、前記貯湯槽水搬送ポンプを運転させて、前記貯湯槽の下部の湯水を前記熱交換器へと供給し前記貯湯槽へと還流させることで、前記熱交換器により、前記浴槽内の湯水の有する熱を前記貯湯槽内の湯水に回収する熱回収運転モードを実行し、前記熱回収運転モード実行中に、前記浴槽水温検知手段の検知温度が低下しない、あるいは、前記浴槽水温検知手段の検知温度が上昇する場合には、前記浴槽水搬送ポンプの運転は継続し、前記貯湯槽水搬送ポンプの運転は停止させることを特徴とする給湯装置。
前記使用者が選択し設定した温度が、前記浴槽内の湯水の温度より高い温度の場合には、前記熱交換器により、前記貯湯槽内の湯水が有する熱を前記浴槽内の湯水に供給する追い焚き熱運転モードを実行することを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。
前記浴槽内の湯水の温度を、所定温度を目標として保温動作を行う風呂自動運転モードを含み、前記風呂自動運転モードが実行中に、前記使用者が前記操作手段により所望の温度を選択し設定した場合には、前記浴槽水搬送ポンプを駆動させて、前記浴槽水温検知手段により前記浴槽の湯水の温度を検出する運転モードは実行せずに、前記風呂自動運転モードから、前記追い焚き熱運転モードまたは前記熱回収運転モードに移行することを特徴とする請求項２に記載の給湯装置。
浴室内に設置され報知手段を有するリモコンと、前記制御手段に設けられたタイマー機能とを備え、前記温度が高い設定値より、前記温度が低い設定値の方が値が長くなるように、前記それぞれの温度設定値に対応して時間が設定されており、前記使用者の前記浴槽における入浴時間が、前記それぞれの温度設定値に設定された時間を経過したことを前記タイマー機能が検知したときには、前記報知手段にてその旨を前記使用者に報知する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。
前記タイマー機能による前記入浴時間の計測の開始は、前記浴室内に設置されたリモコンにおける使用者による指示、あるいは、前記浴槽内の湯水の水位を検知するために設けられた水位センサの変動に基づく指示により実行される構成としたことを特徴とする請求項４に記載の給湯装置。
前記操作手段を、浴室内に設置されたリモコンとそれ以外の場所に設置されたリモコンとに設けたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の給湯装置。