JP6744839B2

JP6744839B2 - 風呂給湯装置

Info

Publication number: JP6744839B2
Application number: JP2017092286A
Authority: JP
Inventors: 正己大桃; 基阿部; 純平林
Original assignee: Corona Corp
Current assignee: Corona Corp
Priority date: 2017-05-08
Filing date: 2017-05-08
Publication date: 2020-08-19
Anticipated expiration: 2037-05-08
Also published as: JP2018189305A

Description

本発明は、風呂給湯装置に関するものであり、より具体的には浴槽内に張られた水（湯）を自動的に追い焚きする風呂加熱装置を内蔵した風呂給湯装置に関するものである。

従来よりこの種の水位センサの圧力変化で人の入浴検出を行う風呂給湯装置に於いては、ポンプが駆動しているときに人が浴槽に入浴しても、ポンプの駆動による圧力を水位センサが検出してしまい、正確な入浴判定ができないという課題があったが、入浴者が浴室に入室したことを検知する入室検知部と浴槽の湯水を循環可能な循環路とを備え、浴室に人が入室したことを入室検知部で検知すると、前記循環路を循環するためのポンプを停止し、停止信号に基づいて水位検出を行うことで解決したものが知られていた（特許文献１参照）。

特開２０１５−１３７８１８号公報

しかし、特許文献１は、浴槽の風呂温度に関係なく、人の入室を検知したら無条件にポンプを停止してしまうため、人の入室時に既に風呂温度が下がっていた場合では、入室してから身体等を洗ってる内に更に風呂温度が下がってしまい、いざ人が入浴したときにぬるい風呂により人に不快感を与えてしまうという問題があった。

本発明は上記課題を解決するため、浴槽の風呂温度が所定温度まで低下すると、浴室もしくは浴室外に設けられたリモコンで予め設定した追い焚き目標温度まで昇温させる追い焚き運転を行う追い焚き制御手段と、浴室内における人の有無を検出する人感センサとを備え、前記人感センサの検出結果に基づいて、人が入室したか否かを判定する入室判定手段とを備えた風呂給湯装置において、前記入室判定手段の判定によって、前記追い焚き目標温度を変更する温度変更手段を備え、前記追い焚き運転中に前記入室判定手段が人の入室を判定した場合、前記温度変更手段は、前記予め設定した追い焚き目標温度を下げて、前記追い焚き制御手段は、その追い焚き目標温度よりも風呂温度が低い場合は前記追い焚き運転を継続し、その追い焚き目標温度よりも風呂温度が高い場合は前記追い焚き運転を終了するようにした。

また、浴槽内における圧力変化から水位を検出する水位センサと、前記水位センサの検出した圧力変化に基づいて、人が入浴したか否かを判定する入浴判定手段を備え、前記入浴判定手段が人の入浴を判定した場合、前記追い焚き目標温度を前記予め設定した追い焚き目標温度に戻すようにした。

本発明によれば、入室判定により追い焚き運転の追い焚き目標温度を低下させることにより、比較的早く追い焚き運転を終了させることで、風呂循環ポンプが駆動していることによって入浴判定が行えない時間を短縮することができると共に、風呂温度が過剰に低下することを防止でき、入浴時の快適性を損なうことなく、入浴の判定を行うことができる。

この発明の第１実施形態の概略説明図この発明の追い焚き目標温度の切り替え動作を表すフローチャートこの発明の追い焚き運転の動作を表すフローチャートこの発明の人の状態と追い焚き運転と風呂温度の動きを表すタイムチャート

次に、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
１は温水を貯湯する貯湯タンク、２は温水を加熱する加熱手段としてのヒートポンプユニット、３は浴槽である。

４は貯湯タンク１とヒートポンプユニット２を循環可能に接続する加熱循環回路で、加熱循環ポンプ５を有し貯湯タンク１の下部に接続されたヒーポン往き管及び貯湯タンク１上部に接続されたヒーポン戻り管より構成され、貯湯タンク１下部の冷水を、ヒーポン往き管を介してヒートポンプユニット２で加熱し、加熱された高温の温水をヒーポン戻り管で貯湯タンク１上部に戻して貯湯タンク１内に温水を加熱貯湯するものである。なお、貯湯タンク１の外周面には貯湯温度センサ６を有しており、この貯湯温度センサ６が所定温度以上を検出することで貯湯量を検知するものである。

７は貯湯タンク１に水を供給する給水管、８は貯湯タンク１内の温水を出湯する出湯管、９は給水管７から分岐し、貯湯タンク１を迂回する給水バイパス管、１０は給水バイパス管９からの冷水と出湯管８からの温水を設定温度になるように混合する給湯混合弁、１１は混合された設定温度の温水を給湯する給湯管、１２は給湯管１１の端部に設けられる給湯栓である。１３は給湯混合弁１０の下流に設けた給湯温度センサ、１４は給湯量をカウントする給湯流量センサである。なお、１５は水道圧を所定の圧力に減圧する減圧弁、１６は加熱されることによる過圧を逃がす圧力逃し弁である。

１７は風呂循環回路で、貯湯タンク１内の湯水と循環する風呂の湯水とを熱交換させる風呂熱交換器１８と浴槽３とを、浴槽３から風呂熱交換器１８に向かう風呂往き管１７ａ及び風呂熱交換器１８から浴槽３に向かう風呂戻り管１７ｂとで循環可能に接続するものである。

１９は風呂循環回路１７に設けられた風呂循環ポンプ、２０は流水の有無を検出する流水センサ、２１は風呂循環回路１６を流れる風呂の温度を検出する風呂温度センサ、２２の湯水の水圧から浴槽３内の水位を検出する水位センサであり、風呂循環回路１７途中の風呂循環ポンプ１９よりも上流側に設けられている。

２３は給湯管１１途中から分岐されて風呂循環回路１７に接続され浴槽３への湯張りを行うための湯張り管、２４はこの湯張り管２３に設けられ浴槽３への湯張りの開始、停止を行う湯張り弁、２５は浴槽３への湯張り量をカウントする風呂流量センサである。なお、２６は湯張り管２３と水位センサ２２との間に設けられる二方弁で、湯張り時に一旦開弁して風呂戻り管１７ｂの湯張り管２３から浴槽３までの配管のエアパージを行った後、閉弁して水位センサ２２で正確な水位を監視しながら湯張りを行えるようにするものである。

２７はヒートポンプユニット２の加熱制御を行う加熱制御部、２８は給湯および風呂の制御を行う制御装置である。制御装置２８には、追い焚き運転時の動作を制御する追い焚き運転制御手段２９と、追い焚き運転の目標温度である追い焚き目標温度Ａとそれよりも低い温度の追い焚き目標温度Ｂを後述するフローチャートの条件で相互に変更する温度変更手段３０が備えられている。

３１は制御装置２８と通信可能で、浴室内に設けられた浴室内リモコンであり、追い焚き運転の目標温度である追い焚き目標温度Ａと、目標湯量である風呂設定湯量の設定をする操作部３２と、設定内容を表示する表示部３３と、浴室内における人の有無を検出する人感センサ３４とが設けられている。

人感センサ３４は、検出エリア内の熱源の温度変化量を検出する焦電センサであり、浴室に人がいることを検出する。具体的には、人感センサ３４は、人が移動したときや手足などを動かすことによる検出エリアの温度変化を検出することにより、浴室内に人が在室しているか否かを検出するものであり、人感センサ３４の検出結果に基づいて、制御装置２８に設けられた入室判定手段３５で浴室内への入室と浴室外への退室との判定を行う。

また、制御装置２８には、浴槽３に人が入浴したのか、または、浴槽３から人が出浴したのかを判定する入浴判定手段３６が設けられている。具体的には、入浴判定手段３６は、風呂循環ポンプ１９が停止している時に、人が浴槽３内に入浴または浴槽３外に出たときの出浴で生じる圧力変化を水位センサ２２で検出し、検出結果に基づいて、人の入浴または出浴を判定している。さらに、後述する追い焚き運転のように風呂循環ポンプ１９が駆動して水位検出が難しい場合は、追い焚き運転の開始前と追い焚き運転完了後の水位差から人の入浴または出浴を判定している。

そして、３７は制御装置２８と通信可能で、浴室内に設けられた浴室外リモコンであり、浴室内リモコン３１と同様に操作部３２、表示部３３を有しているが、人感センサ３４は備えていないリモコンである。

次に、沸き上げ運転について説明する。
沸き上げ要求があると、制御装置２８は、貯湯タンク１とヒートポンプユニット２を繋ぐ配管の途中にある加熱循環ポンプ５を駆動して、貯湯タンク１内下部から水をくみ上げ、ヒートポンプユニット２で温めて貯湯タンク１上部に戻す動作を続ける事により徐々に貯湯タンク１内の水が高温水へと沸き上げる。

次に、給湯動作ついて説明する。
給湯栓１２が開かれると給水管７から給水され、貯湯タンク１下部に流入すると共に給水バイパス管９を通り、貯湯タンク１上部から押し出された高温水と給水バイパス管９の給水が給湯ミキシング弁１０で混ぜ合わされ、給湯設定温度と給湯サーミスタ１３で検出された温度が同じなるように調整された湯水が給湯栓１２から給湯される。

また、湯張り動作について説明する。
浴室内リモコン３１および浴室外リモコン３７の湯張りスイッチが押されると制御装置２８は湯張り弁２４を開弁し、給水管７から給水を供給し、貯湯タンク１下部に流入すると共に給水バイパス管９を通り、貯湯タンク１上部から押し出された高温水と給水バイパス管９の給水が給湯混合弁１０で混ぜ合わされ、風呂設定温度と風呂温度センサ２１で検出された温度が同じになるように調整された湯水が浴槽３に流入されることで湯張りが開始される。そして、風呂流量センサ２５で流れた流量を検出して、流れた流量の合計積算値が湯張り設定量分流れたら制御装置２８が湯張り弁２４を閉状態にすることで湯張りを完了する。

そして、湯張り運転が完了したあと、時間をカウントして、所定のインターバル時間経過する毎に風呂循環ポンプ１９が駆動して、風呂温度センサ２１で検出した風呂温度を監視し、風呂温度が追い焚き開始温度よりも低くなった場合、浴槽３の湯水と貯湯タンク１内の風呂熱交換器１８とを風呂循環回路１７を介して循環させ、風呂温度を予め浴室内リモコン３1および浴室外リモコン３７で設定された追い焚き目標温度Ａまで昇温する。この動作を湯張り完了後から浴室内リモコン３１および浴室外リモコン３７で予め設定された所定期間（ここでは約３時間）の間、所定のインターバル時間経過する毎に行われ、この繰り返し動作を保温運転とする。

そして、この湯張り運転が完了したあとの保温運転が開始されることで、追い焚き制御手段２９と温度変更手段３０と入室判定手段３５と入浴判定手段３６の動作による本実施例の動作が開始するものであり、浴室内リモコン３１または浴室外に設けられた浴室外リモコン３７の電源を切ること、または、所定期間の保温運転が終了することで、追い焚き制御手段２９と温度変更手段３０と入室判定手段３５と入浴判定手段３６の動作による本実施例の動作が停止するようにしている。また、浴室内リモコン３１および浴室外リモコン３７操作によって追い焚き運転による保温運転を任意で開始もしくは解除するようにしても良い。

次に、予め浴室内リモコン３１および浴室外リモコン３７で設定された追い焚き目標温度Ａと、追い焚き目標温度Ａより所定温度（ここでは２℃）低い追い焚き目標温度Ｂとの切り替えについて図２のフローチャートに基づいて詳しく説明する。
まず、湯張り運転が完了したあと、追い焚き制御手段２９は、追い焚き目標温度を予め浴室内リモコン３１および浴室外リモコン３７で設定された追い焚き目標温度Ａと決定する（Ｓ１）。そして、人感センサ３４が浴室内に人の動きを検出し、人感センサ３４の検出結果に基づいて入室判定手段３５が入室ありと判定すると（Ｓ２がＹｅｓ）、追い焚き制御手段２９は、入室フラグ：Ｆ１＝１と記憶し（Ｓ３）、記憶された情報を基に温度変更手段３０は、予め浴室内リモコン３１および浴室外リモコン３７で設定された追い焚き目標温度Ａよりも低い温度の追い焚き目標温度Ｂに追い焚き目標温度を変更する（Ｓ４）。

そのまま、入浴判定手段３６が入浴と判定せずに、入室判定手段３５が浴室から人が退室したと判定すると（Ｓ５がＹｅｓ）、追い焚き制御手段２９は、入室フラグ：Ｆ１＝０と記憶し（Ｓ６）、記憶された情報を基に温度変更手段３０は、追い焚き目標温度Ｂを追い焚き目標温度Ａに戻す（Ｓ７）。

また、入室判定手段３５が退室と判定せずに（Ｓ５がＮｏ）、入浴判定手段３６が入浴と判定すると（Ｓ８がＹｅｓ）、追い焚き制御手段２９は、入室フラグ：Ｆ１＝１かつ入浴フラグ：Ｆ２＝１と記憶し（Ｓ９）、記憶された情報を基に温度変更手段３０は、追い焚き目標温度Ｂを追い焚き目標温度Ａに戻す（Ｓ１０）。

その後、入室判定手段３５が浴室から人が退室したと判定すると（Ｓ１１がＹｅｓ）、追い焚き制御手段２９は入室フラグ：Ｆ１＝０かつ入浴フラグ：Ｆ２＝０と記憶し（Ｓ１２）、Ｓ１へ戻る。そして、同様の動作を繰り返す。この繰り返し動作は、湯張り完了後から所定期間（ここでは３時間）の間または浴室内リモコン３１および浴室外リモコン３７の電源が切られるまで継続する。

次に追い焚き運転の動作について図３のフローチャートに基づいて詳しく説明する。
湯張り運転が完了したあと、追い焚き制御手段２９は、所定のインターバル時間が経過すると（Ｓ１３がＹｅｓ）、現在の水位を水位センサ２２で検出し、追い焚き制御手段２９は検出結果を記憶し（Ｓ１４）、風呂循環ポンプ１９の駆動を行う（Ｓ１５）。風呂循環ポンプ１９の駆動で、風呂温度センサ２１に風呂の浴槽水が送られ、風呂温度を検出する。検出した風呂温度が追い焚き開始温度まで低下していると（Ｓ１６がＹｅｓ）、追い焚き運転を開始し保温動作を始める（Ｓ１７）。

このとき、温度変更手段３０は、図２のフローチャートに基づいて追い焚き制御手段２９に記憶された入室フラグＦ１および入浴フラグＦ２の情報を確認し、入室フラグ：Ｆ１＝１かつ入浴フラグ：Ｆ２＝０であったら（Ｓ１８がＹｅｓ）、追い焚き目標温度を追い焚き目標温度Ｂとし、追い焚き目標温度Ｂに達するまで追い焚き運転を継続し、追い焚き目標温度Ｂに達したら（Ｓ１９がＹｅｓ）、風呂循環ポンプ１９の駆動を止め、追い焚き運転を終了し、所定のインターバル時間をリセットする。（Ｓ２１）。

この追い焚き制御手段２９に記憶された入室フラグＦ１および入浴フラグＦ２の情報を確認するのは追い焚き運転が完了するまで継続的に行われ、もし追い焚き目標温度Ｂで追い焚き運転中だったとしても、人がシャワーを浴びてそのまま浴室から退室して、入室フラグ：Ｆ１＝０かつ入浴フラグ：Ｆ２＝０になることがあれば、温度変更手段３０は追い焚き目標温度Ａに変更して追い焚き運転を継続して行う。

このように、入室フラグ：Ｆ１＝１かつ入浴フラグ：Ｆ２＝０、言い換えれば、入室状態でかつその入室状態における入浴がまだされていない状態においては、追い焚き目標温度を下げるようにしているため、風呂循環ポンプ１９が駆動していることによって入浴判定が行えない時間を短縮することができると共に、風呂温度が過剰に低下することを防止でき、入浴時の快適性を損なうことなく、入浴の判定を行うことができる。

また、追い焚き制御手段２９に記憶された入室フラグＦ１および入浴フラグＦ２の状態が、入室フラグ：Ｆ１＝１かつ入浴フラグ：Ｆ２＝０以外であった場合は（Ｓ１８がＮｏ）、追い焚き目標温度を追い焚き目標温度Ａとし、追い焚き目標温度Ａに達するまで追い焚き運転を継続し、追い焚き目標温度Ａに達したら（Ｓ２０がＹｅｓ）、風呂循環ポンプ１９の駆動を止め、追い焚き運転を終了し、所定のインターバル時間をリセットする。（Ｓ２１）。

この追い焚き制御手段２９に記憶された入室フラグＦ１および入浴フラグＦ２の情報を確認するのは追い焚き運転が完了するまで継続的に行われ、もし追い焚き目標温度Ａで追い焚き運転中だったとしても、人が浴室に入室して、入室フラグ：Ｆ１＝１かつ入浴フラグ：Ｆ２＝０になることがあれば、温度変更手段３０は追い焚き目標温度Ｂに変更して追い焚き運転を継続して行う。

そして、追い焚き制御手段２９は、入室フラグＦ１および入浴フラグＦ２の状態に合った追い焚き目標温度に追い焚き運転を完了させると、入浴判定手段３６は追い焚き運転完了後の水位と追い焚き運転開始直前の水位を比較し（Ｓ２２）、水位変化から追い焚き運転中に人が入浴したかの判定を行う（Ｓ２３）。

このように、追い焚き目標温度への追い焚き運転の最中に入浴された場合であっても、追い焚き目標温度が低い温度に変更されているため、比較的早く追い焚き運転が完了し、追い焚き運転完了後の水位と追い焚き運転開始前の水位とを比較して風呂循環ポンプ１９の駆動中に入浴があったか否かを判定する機会が早く訪れることとなり、実際の入浴と入浴判定のタイムラグを短くすることができる。

また、風呂温度センサ２１で検出した風呂温度が追い焚き開始温度まで低下していないときに（Ｓ１６がＮｏ）、風呂循環ポンプ１９の駆動を止め、所定のインターバル時間をリセットし（Ｓ２４）、入浴判定手段３６は水位センサ２２の検出結果に基づいて人が入浴したことを判定すると（Ｓ２３がＹｅｓ）、追い焚き目標温度を追い焚き目標温度Ａに未達であるか確認し（Ｓ２６）、達していない場合は（Ｓ２６がＹｅｓ）、予め浴室内リモコン３１および浴室外リモコン３７で設定した追い焚き目標温度Ａで追い焚き運転を開始し（Ｓ２７）、追い焚き目標温度Ａに達したら（Ｓ２８がＹｅｓ）、風呂循環ポンプ１９の駆動を止め、追い焚き運転を終了し、所定のインターバル時間のカウントをリセットして（Ｓ２９）、Ｓ１３に戻る。そして、同様の動作を繰り返す。この繰り返し動作は、湯張り完了後から所定期間（ここでは３時間）の間または浴室内リモコン３１および浴室外リモコン３７の電源が切られるまで継続する。

このように、追い焚き目標温度Ｂで追い焚き運転後、入浴判定を行ったら追い焚き目標温度をＡに戻して、追い焚き運転を行うことにより、入浴を判定した際に実施する追い焚き運転は、入浴開始時よりも高い温度で温めることになるので、入浴者の温まり感を向上させ、快適性を向上させることができる。

ここで、最初の入浴時に熱めの風呂に浸かってしまうと血圧が急上昇してヒートショックを起こしてしまう心配があるが、本実施例は入室してから入浴までの風呂温度を控えめにすることで、浴室内の温度と風呂温度の差を小さくすることにより、入浴に伴う最初の入浴時の血圧変動を抑えることができ、ヒートショックの防止をすることができる。さらに、２回目以降の入浴時には、既に身体がお湯に慣れた後であるため、ヒートショックのリスクは低減しており、追い焚き目標温度を元の高い温度に戻して快適性を向上させるようにしている。

また、入室検知がされていない場合は追い焚き目標温度を変更しないので、浴室を効果的に温めておくことができ、入浴に伴うヒートショック事故を防止することができる。

次に人の状態と追い焚き運転と風呂温度の動きについて図４のタイムチャートに基づいて詳しく説明する。
図４の上図は実際に人が入浴したのが追い焚き目標Ｂに到達した後である場合のタイムチャートである。追い焚き運転中に人が浴室に入室すると、温度変更手段３０が追い焚き目標温度Ａから追い焚き目標温度Ｂに変更して追い焚き運転を行う。そして、追い焚き目標温度Ｂに到達すると、風呂循環ポンプ１９を止め、追い焚き運転を終了する。

このとき、追い焚き目標温度Ｂまでの追い焚き運転は完了して風呂循環ポンプ１９は停止しているので、人が入浴したときにぬるいと感じてしまう温度よりも高く、不快感を防ぐことができると共に、風呂循環ポンプ１９の駆動による圧力を水位センサ２２が検出してしまい、入浴判定手段３６が正確な入浴判定をできないということを防止することができる。

そして、入浴判定手段３６で浴槽３に人が入浴していると判定すると、温度変更手段３０は追い焚き目標温度Ｂを追い焚き目標温度Ａに変更して、追い焚き制御手段２９は追い焚き運転を開始し、追い焚き目標温度Ａに到達すると、風呂循環ポンプ１９を止め、追い焚き運転を終了する。

このように、追い焚き目標温度Ｂで追い焚き運転後、人が入浴したことを判定したら追い焚き目標温度をＡに戻して、追い焚き運転を行うことにより、入浴を判定した際に実施する追い焚き運転は、入浴開始時よりも高い温度で温めることになるので、入浴者の温まり感を向上させ、快適性を向上させることができる。

また、図４の下図は実際に人が入浴したのが追い焚き目標Ｂに到達する前である場合のタイムチャートである。追い焚き運転中に人が浴室に入室すると、温度変更手段３０が追い焚き目標温度Ａから追い焚き目標温度Ｂに変更して追い焚き運転を行う。そして、追い焚き目標温度Ｂに到達すると、風呂循環ポンプ１９を止め、追い焚き運転を終了する。

しかし、この追い焚き運転中に人が入浴してしまったとき、追い焚き運転中なので風呂循環ポンプ１９の駆動による圧力で水位センサ２２は正確に検出することができないが、追い焚き目標温度Ｂは追い焚き目標温度Ａよりも低い温度なので、追い焚き運転が比較的早くに終了して、すぐに水位センサ２２で追い焚き運転完了後の水位と追い焚き運転開始前の水位との水位差を比較することで入浴判定が可能であり、実際の入浴時点から入浴判定手段３６の入浴判定が完了するまでのタイムラグを短くすることができる。

このように、追い焚き目標温度Ｂで追い焚き運転後、人が入浴したことを判定したら追い焚き目標温度をＡに戻して、追い焚き運転を行うことにより、入浴を検知した際に実施する追い焚き運転は、入浴開始時よりも高い温度で温めることになるので、入浴者の温まり感を向上させ、快適性を向上させることができる。

なお、本発明は本実施例に限定されるものではなく、要旨を変更しない範囲で改変する事を妨げるものではなく、例えば、今回はヒートポンプ式貯湯給湯機を用いて説明したが、貯湯タンク１内にヒーターを設けたものやバーナなどの熱源で湯水を加熱する給湯機でもよいものである。

１貯湯タンク
３浴槽
１７風呂循環回路
１８風呂熱交換器
２１風呂温度センサ
２８制御装置
２９追い焚き制御手段
３０温度変更手段
３１浴室内リモコン
３４人感センサ
３５入室判定手段
３６入浴判定手段

Claims

浴槽の風呂温度が所定温度まで低下すると、浴室もしくは浴室外に設けられたリモコンで予め設定した追い焚き目標温度まで昇温させる追い焚き運転を行う追い焚き制御手段と、
浴室内における人の有無を検出する人感センサとを備え、
前記人感センサの検出結果に基づいて、人が入室したか否かを判定する入室判定手段とを備えた風呂給湯装置において、
前記入室判定手段の判定によって、前記追い焚き目標温度を変更する温度変更手段を備え、前記追い焚き運転中に前記入室判定手段が人の入室を判定した場合、前記温度変更手段は、前記予め設定した追い焚き目標温度を下げて、前記追い焚き制御手段は、その追い焚き目標温度よりも風呂温度が低い場合は前記追い焚き運転を継続し、その追い焚き目標温度よりも風呂温度が高い場合は前記追い焚き運転を終了するようにしたことを特徴とする風呂給湯装置。
浴槽内における圧力変化から水位を検出する水位センサと、前記水位センサの検出した圧力変化に基づいて、人が入浴したか否かを判定する入浴判定手段を備え、前記入浴判定手段が人の入浴を判定した場合、前記追い焚き目標温度を前記予め設定した追い焚き目標温度に戻すようにしたことを特徴とする請求項１記載の風呂給湯装置。