JP6729458B2 - 給湯装置 - Google Patents

Description

本発明は、給湯装置に関する。

浴槽の排水を検知してふろ循環配管の洗浄を行う給湯装置や、浴槽の残り湯の熱を貯湯タンク内へ回収する熱回収運転が可能な給湯装置が知られている。特許文献１には、浴槽熱回収を終えた後に風呂ポンプを最大流量で運転して、風呂熱交換器内の湯垢、浮遊物などを洗い流す給湯機が開示されている。

特開平１１−３３７１６８号公報

浴槽の排水栓を使用者が開けて排水した場合、排水栓を開けてから浴水がなくなるまでの時間は一般的に１０分間程であるので、特許文献１のように熱回収を実施すると熱回収の実施中に浴水がすべて排水されて無くなってしまう。このため、浴槽の循環回路に浴水を循環させて循環回路の洗浄運転を行うことができず、貯湯タンク等の外部からの給水や循環回路にわずかに残った湯水で洗浄を試みるに留まる。したがって、そのような湯水では、一部の浮遊物等を物理的に押し流すような効果はあるものの、循環回路の流路内壁に付着した皮脂汚れなどの汚れを落とす効果は得にくいという課題があった。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、浴槽の排水栓を使用者が開けて排水した場合でも、熱回収運転と洗浄運転を効率的に実施できる給湯装置を提供することを目的としている。

本発明の給湯装置は、浴槽および浴槽循環回路に洗浄成分を添加した流体を循環させる循環洗浄運転手段と、浴槽内の浴水と貯湯タンクの湯水を熱交換し、浴水の熱を前記貯湯タンクに回収する熱回収運転手段と、浴槽排水栓を手動で開いたあとの浴槽内の浴水の水位の低下を検知することで、浴水の排水開始を検知する排水検知手段と、排水検知手段で排水開始を検知したら、循環洗浄運転手段と熱回収運転手段を同時に動作開始させる制御部と、を備えるものである。

本発明によれば、浴槽の排水栓を使用者が開けて排水した場合でも、熱回収運転と洗浄運転を効率的に実施する給湯装置を提供することができる。

本発明の実施の形態１の給湯装置の構成図である。 実施の形態１の循環洗浄運転の流体の流れを示す図である。 実施の形態１の注水洗浄運転の流体の流れを示す図である。 実施の形態１の浴槽熱回収運転の流体の流れを示す図である。 実施の形態１の熱回収洗浄運転の流体の流れを示す図である。 実施の形態１の熱回収洗浄運転開始判定のフローチャートである。 実施の形態１の熱回収洗浄運転開始判定のフローチャートである。 実施の形態１の熱回収洗浄運転のフローチャートである。 実施の形態１の給湯装置の端末装置の表示内容を示す図である。 実施の形態１の給湯装置の端末装置の表示内容を示す図である。 実施の形態１の給湯装置の端末装置の表示内容を示す図である。

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。各図において共通または対応する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を簡略化または省略する。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による給湯装置１を示す図である。本実施の形態の給湯装置１は、貯湯ユニット２０及び熱源ユニット３０を備える。貯湯ユニット２０の内部には、貯湯タンク１５と、制御部１０と、後述の他の機器が収納される。給水管２１が貯湯ユニット２０に接続されている。水道等の水源からの水が給水管２１を通って貯湯ユニット２０に供給される。給水管２１から供給された水は、貯湯ユニット２０の内部の給水管２２を通って、貯湯タンク１５の下部に流入可能である。貯湯タンク１５内では、温度による水の密度差により、上側が高温で下側が低温の温度成層が形成可能である。

貯湯タンク１５の容量は、例えば３７０Ｌ〜５５０Ｌ程度でもよい。貯湯タンク１５は、例えばステンレス鋼のような金属製である。貯湯タンク１５は、図示しない断熱材により覆われており、貯留された湯を保温することができる。

貯湯タンク１５には、貯湯タンク１５内の水温を検知するための複数の温度センサ１３ａ〜１３ｅが、互いに異なる高さの位置に取り付けられている。図示の例では、上から順に、５個の温度センサ１３ａ〜１３ｅが設けられている。これらの温度センサ１３ａ〜１３ｅで貯湯タンク１５内の鉛直方向の温度分布を検知することにより、貯湯タンク１５内の貯湯量及び蓄熱量を演算可能となる。

熱源ユニット３０は、水を加熱する加熱手段の例である。熱源ユニット３０は、例えば、圧縮機、空気熱交換器、水熱交換器などを備えたヒートポンプ熱源機でもよい。ヒートポンプ熱源機の冷媒としては、例えば、ＣＯ_２、ＨＦＣ系冷媒が挙げられる。本発明の加熱手段はヒートポンプ熱源機に限定されるものではなく、例えば、ガス、灯油、重油、石炭のような燃料の燃焼熱で加熱する燃焼式加熱装置や、太陽熱により加熱する装置でもよく、これらを組み合わせたものでもよい。

水路２３は、貯湯タンク１５の下部と、熱源ユニット３０の水入口との間をつなぐ。水路２３の途中に水ポンプ１４ａが接続されている。水路２４は、熱源ユニット３０の水出口と、貯湯タンク１５の上部との間をつなぐ。図示の例では貯湯ユニット２０内に水ポンプ１４ａが配置されているが、これに代えて熱源ユニット３０内に水ポンプ１４ａが配置されてもよい。

貯湯ユニット２０の内部には、給湯混合弁２、熱交換器３、気泡発生装置４、電磁弁７、三方弁１１、水ポンプ１４ｂ、及び水ポンプ１４ｃが備えられている。給湯混合弁２は、第一入口２ａ、第二入口２ｂ、及び出口２ｃを有する。第一入口２ａは、給水管２５に接続されている。給水管２１から貯湯ユニット２０に供給された水は、貯湯ユニット２０の内部で、給水管２５を通って給湯混合弁２に流入可能である。第二入口２ｂは、出湯路２６を介して、貯湯タンク１５の上部につながる。給湯混合弁２は、例えばステッピングモータのようなアクチュエータにより弁体を駆動することで、第一入口２ａから流入する水と、第二入口２ｂから流入する湯との混合比を調整可能な構成を有する。給湯混合弁２により、給水管２５から供給される水と、貯湯タンク１５から供給される高温の湯とを混合することで、給湯温度を調整できる。

貯湯ユニット２０は、外部配管を介して、給湯端末５と浴室の浴槽８とに接続されている。給湯混合弁２から流出した湯を、給湯端末５及び浴槽８へ供給可能である。給湯端末５は、例えば浴室のシャワー、キッチンの蛇口、洗面所の蛇口のうちの少なくとも一つを含んでもよい。図示の例では、一つの給湯混合弁２から給湯端末５及び浴槽８の双方へ給湯可能としているが、この例に代えて給湯端末５に給湯するための混合弁と浴槽８に給湯するための混合弁とを別々に備えてもよい。

以下の説明では、浴槽８に溜められた湯水を「浴槽水」と称する。また、貯湯タンク１５に溜められた湯水を「タンク水」と呼ぶことがある。

熱交換器３は、浴槽水とタンク水との間で熱を交換する熱交換器である。熱交換器３は、第一水路２７及び第二水路２８を介して浴槽８に接続されている。第一水路２７の途中に、気泡発生装置４及び水ポンプ１４ｃが接続されている。温度センサ１２ａは、第一水路２７を通る浴槽水の温度を検知する。水ポンプ１４ｃが運転されると、浴槽８内の浴槽水が第一水路２７に引き込まれる。当該浴槽水は、第一水路２７、熱交換器３、及び第二水路２８をこの順に通過し、浴槽８内に戻る。本実施の形態では、第一水路２７、熱交換器３、及び第二水路２８により、浴槽８に接続された循環回路が形成される。以下の説明では、当該循環回路を「浴槽循環回路」と呼ぶことがある。

第二水路２８の途中から給湯管２９が分岐している。給湯管２９は、給湯混合弁２の出口２ｃにつながる。給湯管２９の途中に接続された電磁弁７が開くと、給湯混合弁２から流出した湯が、給湯管２９、第一水路２７及び第二水路２８を通って、浴槽８へ注入される。

三方弁１１は、第一入口１１ａ、第二入口１１ｂ、及び出口１１ｃを有する流路切替弁である。第一入口１１ａは、上部水路３１を介して、貯湯タンク１５の上部につながる。第二入口１１ｂは、第一下部水路３２を介して貯湯タンク１５につながる。図示の例では、第一下部水路３２と貯湯タンク１５との接続位置は、貯湯タンク１５の１／２の高さよりも低い位置にある。出口１１ｃは、水路３３を介して、熱交換器３のタンク水の入口につながる。

熱交換器３のタンク水の出口は、第二下部水路３４を介して、貯湯タンク１５につながる。第二下部水路３４の途中に、水ポンプ１４ｂが接続されている。図示の例では、第二下部水路３４と貯湯タンク１５との接続位置は、第一下部水路３２と貯湯タンク１５との接続位置に比べて低い位置にある。これに代えて、第一下部水路３２と貯湯タンク１５との接続位置が、第二下部水路３４と貯湯タンク１５との接続位置に比べて低い位置にあってもよい。温度センサ１２ｂは、第二下部水路３４を通るタンク水の温度を検知する。温度センサ１２ｃは、水路３３を通るタンク水の温度、すなわち熱交換器３に流入するタンク水の温度を検知する。

気泡発生装置４は、浴槽循環回路を流れる浴槽水の中に気泡を発生させることが可能である。当該気泡は、例えば、マイクロバブルのような微細な気泡を含むものでもよい。当該気泡は、浴槽循環回路の流路内壁に付着した、例えば皮脂汚れのような汚れを洗浄除去する作用を有する。気泡発生装置４は、例えば、以下のようなエジェクタを備えるものでもよい。エジェクタは、浴槽水の流路を縮径させる縮径部を有する。この縮径部に発生する負圧により、吸気通路から、例えば空気のような気体を自然吸気できる。

本実施の形態において気泡発生装置４により生成される気泡は、浴槽循環回路の流路内を洗浄する作用を有する成分の例である。洗浄作用を有する成分は、気泡に限定されるものではなく、例えば、界面活性剤のような洗剤、あるいは抗菌効果を有するミネラルなどを、気泡に代えて、または気泡と共に、用いてもよい。洗浄作用を有する成分を浴槽水に添加した流体を浴槽循環回路に循環させることで、浴槽循環回路に対する優れた洗浄効果が得られる。

本実施の形態では、気泡発生装置４で気泡を発生することなく浴槽循環回路に浴槽水を循環させることも可能である。例えば、気泡発生装置４に通じる吸気通路に電磁弁（図示省略）を設け、当該電磁弁の開閉により、気泡発生装置４による気泡発生の有無を切り替えることができる。

給湯装置１が備える各種のアクチュエータおよびセンサは、制御部１０に対して電気的に接続されている。制御部１０は、各種のセンサで検知された情報、及び端末装置６から受信した情報などに基づいて、給湯装置１の運転を制御する。

端末装置６は、ユーザーインターフェースとしての機能を有する。端末装置６は、制御部１０に対して双方向にデータ通信可能に接続される。その通信は無線通信でも有線通信でもよい。複数の端末装置６が制御部１０に対して通信可能でもよい。浴室に設置される浴室リモコンを端末装置６として備えてもよい。台所に設置される台所リモコンを端末装置６として備えてもよい。宅内のネットワークを介して、端末装置６と制御部１０とが通信可能でもよい。端末装置６と制御部１０とは、例えば住宅に備えられた複数の電気機器を管理するホームエネルギーマネジメントシステムのコントローラのような、外部の機器を介して通信可能でもよい。端末装置６は例えば、スマートフォン、タブレット端末のような携帯端末でもよい。端末装置６が携帯端末である場合、使用者の外出先から端末装置６がインターネットなどのネットワークを介して制御部１０と通信可能でもよい。

端末装置６は、例えば液晶表示パネル、有機ＥＬ表示パネルなどの表示装置を備えてもよい。当該表示装置は、文字、図形、キャラクタ等を表示することで、給湯装置１に関する情報を使用者に報知できる。端末装置６は、例えば音声出力装置などの他の報知装置を備えてもよい。端末装置６は使用者操作を受け付ける操作部を備える。当該操作部は、例えば使用者が操作するボタン、タッチパネル、タッチパッドのうちの少なくとも一つを備えてもよい。使用者は、当該操作部を操作することにより、給湯装置１の運転に関する指令及び設定値の変更などを端末装置６に対して入力できる。

（蓄熱運転）
給湯装置１は、蓄熱運転を実行できる。蓄熱運転は、熱源ユニット３０で加熱された湯を貯湯タンク１５に流入させる運転である。給湯装置１は、主として夜間に蓄熱運転を行ってもよい。給湯装置１は、追加的な蓄熱運転を昼間に行ってもよい。蓄熱運転のときには、以下のようになる。熱源ユニット３０及び水ポンプ１４ａが運転される。貯湯タンク１５内の下部の水が、水路２３を通って、熱源ユニット３０に供給される。熱源ユニット３０内で加熱された湯すなわち高温水が、水路２４を通って貯湯ユニット２０に戻り、貯湯タンク１５内の上部に流入する。

蓄熱運転の開始時には、貯湯タンク１５内の高温水は消費されており、貯湯タンク１５内の下部には、給水管２１から供給される低温の水が貯留されている。蓄熱運転を行うことで、当該低温水が熱源ユニット３０内の水熱交換器にて加熱されて高温水となる。この高温水が貯湯タンク１５の上部に流入することで、貯湯タンク１５内では、上層の高温水層と下層の低温水層との間の温度境界層が下へ移動する。これにより、貯湯タンク１５内の貯湯量及び蓄熱量が増加する。

蓄熱運転のときに制御部１０は、熱源ユニット３０から流出する高温水の温度が、目標加熱温度に等しくなるように熱源ユニット３０及び水ポンプ１４ａの少なくとも一方の運転を制御してもよい。当該目標加熱温度は、例えば６５℃から９０℃の範囲内にある温度でもよい。

（給湯運転）
給湯装置１は、給湯端末５へ給湯する給湯運転を実行できる。給湯端末５が開かれて湯が流出した場合に、給湯運転が開始する。給湯運転では、以下のようになる。貯湯タンク１５の上部からの高温水と、給水管２５からの低温水とが給湯混合弁２により混合され、その混合された湯が給湯端末５へ供給される。給湯混合弁２の下流の流路には、給湯混合弁２から流出する湯の温度を検知する温度センサ１２ｄが設置されている。制御部１０は、給湯混合弁２から流出する湯の温度が使用者により設定された給湯温度に等しくなるように、給湯混合弁２の動作を制御する。貯湯タンク１５の上部から流出した高温水と同量の低温水が給水管２２から貯湯タンク１５の下部に流入する。これにより、貯湯タンク１５内の温度境界層が上へ移動する。

（湯張り運転）
給湯装置１は、湯張り運転を実行できる。湯張り運転は、入浴に備えて浴槽８に湯を溜める運転である。使用者が端末装置６を操作することで湯張り運転を開始させることができる。また、使用者が予約した時刻に応じて制御部１０が湯張り運転を開始させてもよい。初期状態は、浴槽８は空で、浴槽８下部の浴槽の排水栓９は閉じた状態である。湯張り運転では、以下のようになる。電磁弁７は開となる。貯湯タンク１５の上部からの高温水と、給水管２５からの低温水とが給湯混合弁２により混合され、混合された湯が給湯管２９及び浴槽循環回路の流路を通って浴槽８内に注入される。このとき、給湯管２９を出た湯の流れが、第二水路２８を経由して浴槽８に向かう流れと第一水路２７を経由して浴槽８に向かう流れとに分かれてもよい。制御部１０は、給湯混合弁２から流出する湯の温度が、使用者により設定された湯張り温度に等しくなるように給湯混合弁２の動作を制御する。貯湯タンク１５の上部から流出した高温水と同量の低温水が給水管２２から貯湯タンク１５の下部に流入する。これにより、貯湯タンク１５内の温度境界層が上へ移動する。

給湯装置１は、浴槽８内の水位を検知する水位検知手段を備える。浴槽循環回路に取り付けられた水位センサ３６は、当該水位検知手段の例である。以下の説明では浴槽８内の水位を「浴槽水位」と称する。浴槽循環回路内の水圧を水位センサ３６により検知することで、浴槽水位を検知可能である。制御部１０は、浴槽水位が目標水位に達した場合に、湯張り運転を終了してもよい。または、例えば給湯管２９に流量センサを設け、給湯管２９を通る湯の積算流量が、目標の湯張り量に達した場合に、制御部１０が湯張り運転を終了してもよい。

（追焚運転）
給湯装置１は、追焚運転を実行できる。浴槽水の水温が低下した場合には追焚運転を行い、浴槽水の温度を上昇させることが可能である。追焚運転では、以下のようになる。三方弁１１は、上部水路３１を水路３３に連通させる状態となる。水ポンプ１４ｂ及び水ポンプ１４ｃが運転される。貯湯タンク１５の上部から流出した高温のタンク水が、熱交換器３に供給される。浴槽８内の浴槽水が、第一水路２７を通って熱交換器３に流入する。熱交換器３内での熱交換により浴槽水の温度が上昇し、タンク水の温度が低下する。昇温した浴槽水は、第二水路２８を通って浴槽８内に戻る。降温したタンク水は、第二下部水路３４を通って貯湯タンク１５の下部に流入する。温度センサ１２ａで検知された浴槽水の温度が目標温度に達した場合に、制御部１０が追焚運転を終了してもよい。

（循環洗浄運転）
給湯装置１は、循環洗浄運転を実行できる。循環洗浄運転は、洗浄作用を有する成分を浴槽水に添加した流体を浴槽循環回路に循環させて浴槽循環回路および浴槽を洗浄する運転である。循環洗浄運転は、入浴が終了した後に行われる。入浴後の浴槽水には、例えば皮脂汚れのような汚れが含まれる。このため、洗浄作用を有する成分が添加されていない浴槽水を循環させたと仮定した場合には、浴槽循環回路の流路内壁に付着した皮脂汚れなどの汚れを洗浄除去する作用が得られないばかりか、浴槽循環回路の流路内壁への汚れの堆積が促進され逆効果となる可能性がある。これに対し本実施の形態の循環洗浄運転によれば、洗浄作用を有する成分である例えばマイクロバブルのような気泡を含む浴槽水を循環させることで、優れた洗浄効果が得られる。

図２は、図１に示す給湯装置１の循環洗浄運転における流体の流れを示す図である。図２に示すように、循環洗浄運転では、以下のようになる。水ポンプ１４ｃが運転される。気泡発生装置４により気泡を発生させる。浴槽８内の浴槽水が、第一水路２７を通って、熱交換器３に流入する。第一水路２７の途中の気泡発生装置４にて発生した気泡を含む浴槽水が、熱交換器３及び第二水路２８を通って、浴槽８内に戻る。制御部１０は、予め設定された運転時間が経過した場合に、循環洗浄運転を終了してもよい。当該運転時間は、例えば、１０分間程度でもよい。

浴槽水の温度が高いほど循環洗浄運転による洗浄効果は高くなるが、本実施の形態の循環洗浄運転であれば、洗浄作用を有する成分である気泡を含む浴槽水を循環させることで、浴槽水の温度が低い場合であっても、優れた洗浄効果が得られる。

（注水洗浄運転）
給湯装置１は、注水洗浄運転を実行できる。注水洗浄運転は、浴槽８内の浴槽水の排出終了時に、水源から供給される清浄な水を浴槽循環回路に注入する運転である。本実施の形態における注水洗浄運転の「水源」とは、給水管２１の上流の水源と、貯湯タンク１５との少なくとも一方を含む。注水洗浄運転を行うことで、浴槽循環回路内に残存する浴槽水を清浄な水に置換することができ、浴槽循環回路内を清浄に保つことができる。

図３は、図１に示す給湯装置１の注水洗浄運転における流体の流れを示す図である。図３に示すように、注水洗浄運転では以下のようになる。排水栓９は排水後であるため、開かれている。電磁弁７は開となる。貯湯タンク１５の上部からの高温水と給水管２５からの低温水とが給湯混合弁２により混合され、混合された湯が給湯管２９を通って浴槽循環回路内に注入される。このとき、給湯管２９を出た湯の流れが第二水路２８を経由して浴槽８に向かう流れと、第一水路２７を経由して浴槽８に向かう流れとに分かれることで、浴槽循環回路内の全体に清浄な水が注入される。制御部１０は、給湯混合弁２から流出する湯の温度が目標温度に等しくなるように、給湯混合弁２の動作を制御してもよい。当該目標温度は、例えば４０℃でもよい。浴槽循環回路内に残存していた浴槽水は、注入された清浄な水によって浴槽８内へ押し出され、排水栓９から浴槽８外へ排出される。制御部１０は、浴槽循環回路への注入量が目標値に達した場合に、電磁弁７を閉じて注水洗浄運転を終了してもよい。注入量の目標値は、例えば１０Ｌ程度でもよい。

制御部１０は、排水栓９が開かれた後、浴槽水位が十分に低下した時点で注水洗浄運転を開始してもよい。例えば、水位センサ３６により検知された浴槽水位が浴槽循環回路と浴槽８との接続位置またはその近くまで低下した時点で、注水洗浄運転を開始してもよい。注水洗浄運転が終了したときの浴槽水位が、浴槽循環回路と浴槽８との接続位置より低くなっていればよい。制御部１０は、水位センサ３６により検知された浴槽水位に応じて、注水洗浄運転を終了してもよい。

（浴槽熱回収運転）
給湯装置１は、浴槽熱回収運転を実行できる。浴槽熱回収運転は、浴槽８に貯留された浴槽水の熱を貯湯タンク１５内へ回収する運転である。浴槽熱回収運転は、入浴が終了した後に実行される。

図４は、図１に示す給湯装置１の浴槽熱回収運転における流体の流れを示す図である。図４に示すように、浴槽熱回収運転では以下のようになる。三方弁１１は、第一下部水路３２を水路３３に連通させる状態となる。水ポンプ１４ｂ及び水ポンプ１４ｃが運転される。貯湯タンク１５の下部から流出した低温のタンク水が、第一下部水路３２を経由して熱交換器３に供給される。浴槽８内の浴槽水が第一水路２７を通って熱交換器３に流入する。熱交換器３内での熱交換により浴槽水の温度が低下し、タンク水の温度が上昇する。降温した浴槽水は、第二水路２８を通って浴槽８内に戻る。昇温したタンク水は、第二下部水路３４を通って貯湯タンク１５の下部に流入する。

入浴後に浴槽８内に残った浴槽水の温度が貯湯タンク１５内の下部の水温に比べて高い場合には、浴槽熱回収運転を行うことで浴槽水の熱を貯湯タンク１５内に回収可能である。浴槽８内に残った浴槽水の温度は、温度センサ１２ａにより検知できる。貯湯タンク１５内の下部の水温は、三方弁１１と熱交換器３との間にある温度センサ１２ｃにより検知してもよいし、貯湯タンク１５の下部に取り付けられた温度センサ１３ｅにより検知してもよい。

浴槽熱回収運転を行うことで、貯湯タンク１５内の下部の水温を上昇させることができる。貯湯タンク１５内の下部の水温が上昇すると、蓄熱運転のときに熱源ユニット３０が水を加熱するときの加熱量が減少するので、熱源ユニット３０の消費電力量が減少する。すなわち、浴槽熱回収運転を行うことで省エネルギーの効果が得られる。

（熱回収洗浄運転）
給湯装置１は、熱回収洗浄運転を実行できる。熱回収洗浄運転は、浴槽熱回収運転と循環洗浄運転とを同時に実施する運転である。熱回収洗浄運転を実施することで、以下の効果が得られる。浴槽熱回収運転による省エネルギーの効果と、循環洗浄運転による優れた洗浄効果とを両立することが可能となる。浴槽熱回収運転と循環洗浄運転とが同時に運転するので、使用者が浴槽熱回収運転と循環洗浄運転とを別々に設定操作するような煩わしさがなく、優れた利便性が得られる。

使用者が浴槽８内の排水栓９を開けることで浴槽水を排出する操作を「排水操作」と称する。使用者は、例えば世帯の全員の入浴が終了した場合のように浴槽８内の浴槽水を排出してよい場合には、浴槽８内の排水操作を行う。以下の説明では、浴槽８内の浴槽水を排出することを「浴槽８の排水」と称する場合がある。

給湯装置１は、浴槽循環回路内の浴水循環有無をフロースイッチ３７により検知する。フロースイッチ３７は、浴槽循環回路の例えば第一水路２７側に設けられており、浴槽循環回路内の水流の有無を検知することができ、制御部１０はこれにより浴槽循環回路の浴水循環有無を検知可能である。制御部１０は、浴槽循環回路内の浴水循環が無い場合には、浴槽熱回収運転と循環洗浄運転、もしくは熱回収洗浄運転を終了してもよい。

使用者が排水操作を行うと、制御部１０によって熱回収洗浄運転が実施される。排水操作によって浴槽８から水が抜けていくと浴槽水位が低下してゆき、初期状態（入浴終了後の浴槽水位）から、あらかじめ決められた所定値Ｈｍｂ（例えば４ｃｍ）だけ水位が低下したときに、水位低下速度を水位センサ３６と制御部１０にて算出し、使用者の出浴に相当する急激な水位変化としてあらかじめ記憶した第１の閾値以下でかつ使用者の浴槽８からの掻き出しに相当するゆっくりとした水位変化としてあらかじめ記憶した第２の閾値以上の条件に一致した場合は、浴槽８の水を抜いた“排水操作”であると判断し、熱回収洗浄運転を実施する。それ以外の水位低下速度の場合には、出浴や掻き出しによる“排水操作”以外の水位低下と判断し、熱回収洗浄運転を実施しない。

図５は、図１に示す給湯装置１の熱回収洗浄運転における流体の流れを示す図である。図５に示すように、浴槽熱回収運転では以下のようになる。三方弁１１は、第一下部水路３２を水路３３に連通させる状態となる。水ポンプ１４ｂ及び水ポンプ１４ｃが運転され、同時に気泡発生装置４により気泡を発生させる。貯湯タンク１５の下部から流出した低温のタンク水が、第一下部水路３２を経由して熱交換器３に供給される。浴槽８内の浴槽水が第一水路２７を通って熱交換器３に流入する。熱交換器３内での熱交換により浴槽水の温度が低下し、タンク水の温度が上昇する。降温した浴槽水は、第二水路２８を通って浴槽８内に戻る。昇温したタンク水は、第二下部水路３４を通って貯湯タンク１５の下部に流入する。また、第一水路２７の途中の気泡発生装置４にて発生した気泡を含む浴槽水が熱交換器３及び第二水路２８を通って浴槽８内に戻ることで、浴槽循環回路および浴槽８が洗浄されていく。浴槽８の排水操作による水位低下にしたがって気泡発生装置４で発生した気泡を含む浴槽水が浴槽８に循環するので、浴槽８の壁面の浴槽水との喫水線が徐々に低下することで浴槽８の壁面の上からまんべんなく洗浄を行うことが可能である。

図６は本実施の形態１における熱回収洗浄運転の開始条件判定に用いる水位低下速度判定のフローチャートで、図７は熱回収洗浄運転の開始条件判定のフローチャートである。

まず、図６により水位低下速度判定について説明する。この水位低下速度判定では、水位低下の所定値（例えば１ｃｍ）当たりにかかる時間から水位低下速度を算出し、 “排水中（排水操作実施）”、“排水以外（排水操作以外で水位低下）”、“未確定”、“判定禁止”のいずれかを返す。このフローチャートは一定時間、例えば１００ｍｓ毎に実行されることを前提として説明を行う。

ステップＳ１では、熱回収洗浄運転が動作可能かどうかを制御部１０が判断する。他の機能（例えば追焚き）が動作しておらず、熱回収洗浄運転に関わる部品の異常を検知していない場合には熱回収洗浄運転を許可する。可能な場合は、ステップＳ２で水位低下タイマのカウントを開始し、ステップＳ３に進む。可能でない場合は、ステップＳ１８で水位低下時間カウンタをクリアし、ステップＳ１５で“判定禁止”を返して終了する。

ステップＳ３では、水位低下タイマがｔ秒経過したかどうかを判定する。ｔは水位低下速度を演算するための単位時間となる。ｔ秒が経過するまではＮＯ方向に進みステップＳ１４にて“未確定”を返して終了する。（ｔ秒は例えば１２秒。１２秒とは、排水までにかかる時間を１０分、浴槽深さ５０ｃｍとした場合に水位低下１ｃｍあたりの排出にかかる時間）

ｔ秒が経過した場合はステップＳ４に進み、現在水位を水位センサ３６の出力から求め、記憶する。このとき、ステップＳ４で水位低下時間カウンタのカウンタ値ｎを参照し、ｎ＝０の場合は、ＮＯ方向に進みステップＳ５に至り、ステップＳ５で現在水位を基準水位Ｈ０として記憶し、ステップＳ６で水位低下時間カウンタｎをインクリメントして、ステップＳ１４に進み、ステップＳ１４で、今回は“未確定”とし、判定を見送る。一方、ステップＳ４で水位低下時間カウンタの値ｎ＝１の場合は、ＹＥＳ方向に進みステップＳ７に至り、ステップＳ７で現在水位を比較水位Ｈ１として記憶し、ステップＳ８で水位低下時間カウンタｎをインクリメントする。このあとステップＳ９に進む。これにより、基準水位Ｈ０を記憶してから（ｎ−１）×ｔ秒後の水位を比較水位Ｈ１として記憶していることになる。

ステップＳ９では、基準水位Ｈ０と比較水位Ｈ１を比較する。基準水位Ｈ０と比較水位Ｈ１の差が所定値（例えば１ｃｍ）以上となったら、ステップＳ１１で水位差と経過時間より水位低下速度を求め、第１の閾値（ここでは、Ｎｄｌ）、第２の閾値（ここでは、Ｎｄｈ）と比較する。第１の閾値以下でかつ第２の閾値以上だった場合には “排水中”と判定しステップＳ１２へ、そうでない場合には “排水以外”と判定しステップＳ１３へ進む。判定を行ったので、水位低下タイマと水位低下時間カウンタの値ｎをクリアして終了する（ステップＳ１６、ステップＳ１７）。

ステップＳ９で、基準水位Ｈ０と比較水位Ｈ１の差が１ｃｍ未満の場合は、ステップＳ１３に進み、ステップＳ１３で“排水以外”を返し、以下ステップＳ１６、Ｓ１７を経由し判定をやり直す。

次に、図７により熱回収洗浄運転開始条件判定について説明する。図７は、本実施の形態１における熱回収洗浄運転の開始条件のフローチャートである。

図７のステップＳ１９では、図６のステップＳ１と同じく熱回収洗浄運転が動作可能かどうかを制御部１０が判断する。他の機能（例えば追焚き）が動作しておらず熱回収洗浄運転動作に関わる部品の異常を検知していない場合には熱回収洗浄運転を許可してステップＳ２０に進み、水位低下速度判定を行う。ステップＳ２０の水位低下速度判定は、前述の図６で説明した動作で、判定結果“排水中”、“排水以外”、“未確定”、“判定禁止”のいずれかを返す。このあとステップＳ２１に進む。

ステップＳ２０での判定結果が “排水中”または“排水以外”となった場合は、ステップＳ２１へ進み、さらに“排水中”の場合であれば、Ｓ２２、Ｓ２３と進み、ステップＳ２３で排水検知カウンタをインクリメントする。

ステップＳ２５では、排水検知カウンタを閾値Ｃｄと比較する。排水検知カウンタが閾値Ｃｄ以上と判定された場合には、この水位低下が使用者の出浴や掻き出しによるものではなく浴槽栓９を抜いた排水操作によるものと判断する。閾値Ｃｄは１以上の値（例えば３）を予め設定し、制御部１０に記憶させておく。閾値Ｃｄを２以上とすれば、排水操作が行われたかどうかの判定を複数回確認することになり、判定の精度が向上する。

以上で熱回収洗浄運転の開始条件を満たしたと判断しステップＳ２６に進み、熱回収洗浄運転を開始する。

また、ステップＳ１９で、他の機能（例えば追焚き）が動作している場合や熱回収洗浄運転動作に関わる部品の異常を検知している場合には、熱回収洗浄運転を禁止し、排水検知カウンタをクリアして、水位低下判定をやり直す。

また、ステップＳ２１で、“未確定”、“判定禁止”だった場合には、ステップＳ１９へ戻り、判定を継続する。

また、ステップＳ２２で、“排水以外”だった場合には、ステップＳ２４で排水検知カウンタをクリアして、水位低下判定をやり直す。

以上の判定を行うことにより、浴槽排水以外での熱回収洗浄運転の動作開始を行うことがなく、使用者が予期しない状態での熱回収洗浄運転の動作開始を防止できる。

図８は熱回収洗浄運転を開始したあとの動作のフローチャートである。制御部１０は、浴槽８内の浴槽水を排出中（排水操作あり）と判定した場合には、ステップＳ２７で、熱回収洗浄運転を開始させ、ステップＳ２８に進む。

ステップＳ２８で、制御部１０は、熱回収洗浄運転のうち浴槽熱回収運転を終了させる条件の成否を判断する。以下の複数の終了条件のうちの少なくとも一つに基づいて、浴槽熱回収運転を終了してもよい。温度センサ１２ａで検知された浴槽水温が、温度センサ１２ｃまたは温度センサ１３ｅにより検知されたタンク水温に所定値を加えた値に比べて低くなった場合に、浴槽熱回収運転を終了してもよい（所定値とは、例えば熱回収効率の低くなると考えられる３℃。もしくはギリギリまで熱回収する目的で０℃としてもよい。）。浴槽熱回収運転の開始からの経過時間が、予め設定された運転時間に達した場合に、浴槽熱回収運転を終了してもよい。当該運転時間は、例えば、５分間〜２０分間程度（さまざまな浴槽において、排水開始から完了までにかかる時間を想定した上下限の時間）でもよい。また、浴槽循環回路の循環が検知できない場合についても浴槽熱回収運転が不可能となるため、これをもって判断し、浴槽熱回収運転を終了してもよい。

ステップＳ２８で浴槽熱回収運転の終了条件が成立すると、ステップＳ２９へ進む。ステップＳ２９で、制御部１０は、浴槽熱回収運転を終了させステップＳ３０へ進む。ステップＳ２８で浴槽熱回収運転の終了条件が成立していない場合には浴槽熱回収運転が継続され、ステップＳ３０へ進む。

ステップＳ３０で、制御部１０は、循環洗浄運転を終了させる条件の成否を判断する。循環洗浄運転を終了させる条件は、例えば、循環洗浄運転の開始からの経過時間が予め設定された運転時間（例えば１０分など、浴槽の一般的な排水に要する時間）に達することとしてよい。

ステップＳ３０で循環洗浄運転の終了条件が成立すると、ステップＳ３１へ進む。ステップＳ３１で、制御部１０は循環洗浄運転を終了させ、ステップＳ３２へ進む。ステップＳ３０で循環洗浄運転の終了条件が成立していない場合には循環洗浄運転が継続され、ステップＳ３２へ進む。

ステップＳ３２で、制御部１０はフロースイッチ３７からの信号を用いて浴槽循環回路内の循環有無を判断し、循環有りの場合にはステップＳ２８からの処理を再度実行する。浴槽水位が低下して、浴槽循環回路内の循環が不可能となり循環無しとなると、浴槽洗浄運転と熱回収運転を終了し、ステップＳ３３へ進む。ステップＳ３３で、制御部１０は注水洗浄運転を実行する。

また、上記の実施の形態において、熱回収洗浄運転中に使用者の端末装置６の操作による浴槽への注水命令があった場合には浴槽熱回収運転、洗浄運転を停止してもよい。これは、熱回収洗浄運転は通常、使用者が入浴を終了したあと実施するはずであるが、何らかの理由により使用者が入浴を継続するため再度浴槽へ注水することを選択したと判断し、熱回収洗浄運転を停止するものである。これにより、使用者の意図しない熱回収洗浄運転の実行を抑制できる。

また、これ以外にも例えば、端末装置６に、浴槽熱回収運転、循環洗浄運転、あるいは熱回収洗浄運転の各々を停止させるための停止手段を備えてもよい。この停止手段を使用者が操作することで、各動作を停止させるようにする。また、この場合には停止させた各動作についての停止した理由を端末装置６の表示部で報知するようにしてもよい。

また、端末装置６に浴槽熱回収運転、循環洗浄運転、あるいは熱回収洗浄運転の各々の動作を禁止する禁止手段を備え、使用者があらかじめ禁止手段を操作して動作の禁止を設定できるようにしてもよい。禁止の設定がなされている場合は、制御部１０は排水操作の実行を検知した場合であっても、熱回収洗浄運転そのもの、またはその中での浴槽熱回収運転、循環洗浄運転のいずれかを実行しないようにする。これにより、使用者の意図した運転の実施が可能となる。

図９は本発明の実施の形態１の端末装置６の表示部の表示状態を示す図である。制御部１０は、浴槽熱回収運転または循環洗浄運転または熱回収洗浄運転を実施しているときは、実施中であることを端末装置６に設けられた表示部に表示（図９（Ａ）は熱回収運転の実施中、図９（Ｂ）は循環洗浄運転の実施中、図９（Ｃ）は熱回収洗浄運転の実施中を示す）し、使用者に報知することとしてもよい。これにより使用者は、排水操作によってなぜ浴槽循環回路の循環が発生しているのか、また現在どのような運転がなされているのかを知ることができ、給湯装置の故障等の不具合ではなく正常な運転動作が行われていると把握できる。

図１０は本発明の実施の形態１の端末装置６の表示部の表示状態を示す図である。制御部１０は図１０のように、浴槽熱回収運転または熱回収洗浄運転により貯湯タンク１５に回収した熱量を端末装置６に設けられた表示部に表示し使用者に報知してもよい。これにより、使用者は熱回収量を把握でき、熱回収運転が実施されたことや省エネルキー効果があったことを認識することが可能となる。

なお、前述の図８のフローチャートでの説明で、熱回収運転の終了条件としてタンク水温と浴槽水の水温との関係や時間制限で終了する場合について述べたが、例えば以下に述べる別の判定条件であってもよい。制御部１０は、熱回収運転を実施している際に、熱交換器３の一次側の出入口の湯水の温度差が所定値以内となった場合は運転を終了してもよい。（所定値とは、例えば熱交換器での熱交換効率を想定した１℃。またはギリギリまで熱交換をするとして０℃としてもよい。）さらに、制御部１０は熱回収を実施している際に、熱交換器３の二次側の出入口の湯水の温度差が所定値以内となった場合は運転を終了してもよい。（所定値とは、例えば熱交換器での熱交換効率を想定した１℃。またはギリギリまで熱交換をするとして０℃としてもよい。）

図１１は本発明の実施の形態１の端末装置６の表示部の表示状態を示す図である。制御部１０は、熱回収運転を終了したときは図１１のように、その理由を端末装置６に設けられた表示部により使用者に報知する。終了理由は、例えば、浴水温度が熱交換器３の一次側、もしくは二次側出入口の湯水の温度差が所定値以内となったことによる場合は、「熱交換効率が低下したため」（図１１の表示内容）となる。

なお、熱回収洗浄運転においては、浴槽熱回収運転が循環洗浄運転より先に終了してもよいし、循環洗浄運転が浴槽熱回収運転より先に終了してもよいし、浴槽熱回収運転及び循環洗浄運転が同時に終了してもよい。熱回収洗浄運転において浴槽熱回収運転及び循環洗浄運転を同時に開始させるので、排水の限られた時間内で所要時間の短縮を図りつつ、貯湯タンク１５への回収熱量の向上と、洗浄効果の向上とを両立できる。

本発明は、以上説明した実施の形態に限定されるものではなく、例えば、以下のように変形することが可能である。浴槽熱回収運転は、貯湯タンク１５の内部に配置された熱交換器に浴槽水を導くことでタンク水と浴槽水とを熱交換する運転でもよい。浴槽熱回収運転は、浴槽水がタンク水を直接的に加熱する運転に代えて、浴槽水が冷媒または熱媒体を介してタンク水を加熱する運転としてもよい。例えば、浴槽水の熱で冷媒を蒸発させ、その冷媒を圧縮機で圧縮し、圧縮された冷媒によってタンク水を加熱してもよい。

１ 給湯装置
２ 給湯混合弁
３ 熱交換器
４ 気泡発生装置
５ 給湯端末
６ 端末装置
７ 電磁弁
８ 浴槽
９ 排水栓
１０ 制御装置
１１ 三方弁
１４ａ 水ポンプ
１４ｂ 水ポンプ
１４ｃ 水ポンプ
１５ 貯湯タンク
２０ 貯湯ユニット
２１ 給水管
２６ 出湯路
２７ 第一水路
２８ 第二水路
２９ 給湯管
３０ 熱源ユニット
３１ 上部水路
３２ 第一下部水路
３４ 第二下部水路
３５ 排水栓開閉ボタン
３６ 水位センサ
３７ フロースイッチ

Claims (9)

1. 浴槽および浴槽循環回路に洗浄成分を添加した流体を循環させる循環洗浄運転手段と、
   前記浴槽内の浴水と貯湯タンクの湯水を熱交換し、前記浴水の熱を前記貯湯タンクに回収する熱回収運転手段と、
   浴槽排水栓を手動で開いたあとの前記浴槽内の前記浴水の水位の低下を検知することで、前記浴水の排水開始を検知する排水検知手段と、
   前記排水検知手段で前記排水開始を検知したら、前記循環洗浄運転手段と前記熱回収運転手段を同時に動作開始させる制御部と、
   を備える給湯装置。
2. 前記浴水の温度を検知する浴水温度検知手段と、
   前記貯湯タンク内の湯温を検知するタンク湯温検知手段と、
   を備え、
   前記制御部は、前記タンク湯温検知手段での検知湯温に予め設定した固定値を加えた値が前記浴水温度検知手段での検知湯温より高い場合は、前記熱回収運転手段の動作を停止することを特徴とする、請求項１に記載の給湯装置。
3. 前記浴槽循環回路内の流体の循環有無を検知する循環検知手段を備え、
   前記制御部は、前記循環検知手段で循環なしを検知した場合は、前記熱回収運転手段の動作を停止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。
4. 使用者の操作により前記浴槽へ前記貯湯タンク内の湯水を注水する注水手段を備え、
   前記制御部は、前記熱回収運転手段の動作中に前記注水手段からの注水要求が発生した場合は、前記熱回収運転手段の動作を停止することを特徴とする、請求項１から３のいずれか１つに記載の給湯装置。
5. 前記給湯装置の運転状態を報知する報知手段を備え、
   前記制御部は、前記熱回収運転手段または前記循環洗浄運転手段が動作しているときは、前記報知手段に設けられた表示部により、前記熱回収運転手段または前記循環洗浄運転手段の運転状態を報知するようにしたことを特徴とする、請求項１から４のいずれか１つに記載の給湯装置。
6. 前記給湯装置の運転状態を報知する報知手段を備え、
   前記制御部は、前記熱回収運転手段により前記貯湯タンクに回収した熱量を、前記報知手段に設けられた表示部により報知するようにしたことを特徴とする、請求項１から５のいずれか１つに記載の給湯装置。
7. 前記熱回収運転手段の動作を停止させる第一の停止手段と、
   前記循環洗浄運転手段の動作を停止させる第二の停止手段と、
   前記給湯装置の運転状態を報知する報知手段と、を備え、
   前記制御部は、前記第一の停止手段または前記第二の停止手段により、前記熱回収運転手段または前記循環洗浄運転手段の動作が停止したときは、前記報知手段に設けられた表示部により、前記熱回収運転手段または前記循環洗浄運転手段を停止した理由を報知するようにしたことを特徴とする、請求項１から６のいずれか１つに記載の給湯装置。
8. 一次側に前記貯湯タンクに貯留した湯水、二次側に前記浴水を循環させて、前記熱回収運転手段の実行の際に前記浴水の熱を前記貯湯タンクに貯留した前記湯水に熱交換する熱交換器を備え、
   前記制御部は、前記熱交換器の前記一次側の出入口の前記湯水の温度差が予め設定した第一の値以内となった場合は、前記熱回収運転手段の動作を停止するようにしたことを特徴とする、請求項１から７のいずれか１つに記載の給湯装置。
9. 一次側に前記貯湯タンクに貯留した湯水、二次側に前記浴水を循環させて、前記熱回収運転手段の実行の際に前記浴水の熱を前記貯湯タンクに貯留した前記湯水に熱交換する熱交換器を備え、
   前記制御部は、前記熱交換器の前記二次側の出入口の前記湯水の温度差が予め設定した第二の値以内となった場合は、前記熱回収運転手段の動作を停止するようにしたことを特徴とする、請求項１から８のいずれか１つに記載の給湯装置。

Images