JP6796556B2 - 風呂給湯装置 - Google Patents

Description

本発明は、浴槽内に張られた水（湯）の水位が予め決められた補水開始判定水位よりも低くなった場合、補水運転を開始する補水運転手段と、水位センサによる人が入浴したか否かを判定する入浴判定手段とを備え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おいては、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）。

また、予め任意に設定された給湯温度で、設定された所定量の湯を供給する補水運転を含む自動湯張り運転機能を備えた湯張り装置が知られている（特許文献２参照）。

特開２０１５−１３７８１８号公報 特開平９−３３０９７号公報

しかし、この特許文献２のようなものでは、補水運転中は水位センサによる入浴判定をすることができず、特許文献１のように、入室検知すると補水を禁止して常時入浴検出できるようにすることが考えられるが入室検出後にかけ湯等で風呂の湯を汲み上げて使用し、風呂の循環口の水位が下がってしまった場合でも補水運転が開始されないので、多量に風呂の湯を汲み上げて循環口の水位まで風呂の湯が使用されてしまうと、循環口よりも風呂の水位が下回った場合、循環口を介して風呂の湯水が水位センサまで流入できず、浴槽の圧力を検出できない。よって、水位検出が行えず、正確な入浴判定もできなくなってしまうという課題があった。

本発明は上記課題を解決するため、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、予め決められた補水開始判定水位よりも風呂の水位が下がった場合、前記浴槽に連通する配管を介して予め任意に定められた設定水位まで湯を供給する補水運転を行う補水運転制御手段と、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、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とを設けた風呂給湯装置において、前記入室判定手段が人の入室を判定した場合、前記補水開始判定水位を下げる補水開始水位変更手段を設けた。

また、前記補水開始水位変更手段は、前記入室判定手段が人の入室を判定した場合、浴槽に備えられた循環口が位置する水位より少なくとも高い位置になるように、前記補水開始判定水位を下げた。

また、前記補水開始水位変更手段は、前記入室判定手段が人の退室を判定した場合、前記補水開始判定水位を元に戻した。

また、前記水位センサは、前記配管に設けられ、前記補水運転は前記水位センサが設けられた配管を介して行うようにした。

本発明によれば、補水開始水位変更手段は補水開始判定水位を下げることで、補水開始判定水位に余裕を持たせ、水位検出前に浴槽の湯を使用されても、補水運転が行われていることによって入浴判定が行えないという状況を抑制することができる。

また、補水開始水位変更手段は補水開始判定水位を、少なくとも循環口よりも高く、元の補水開始判定水位よりも下げた位置に変更することで、循環口よりも水位が下になってしまい、水位検出による入浴判定を行うことができない状態になってしまうのを防ぐことができる。

本発明の第１実施形態の概略説明図 本発明の補水開始判定水位の切り替え動作を表すフローチャート 本発明の補水運転の動作を表すフローチャート 本発明の補水運転中の各状態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。そして、１９は浴槽３と風呂循環回路１７を接続する循環口である。

２０は風呂循環回路１７に設けられた風呂循環ポンプ、２１は流水の有無を検出する流水センサ、２２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、２３は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２０よりも上流側に設けられている。この水位センサ２３は、湯水の水圧から浴槽３内の水位を検出しているので、循環口１９が露出してしまうと水位検出が行えないため、水位を検出するためには循環口１９よりも水位が上である必要がある。

２４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、２５はこの湯張り管２４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、２６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。

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、貯湯温度センサ６、給湯温度センサ１３、給湯流量センサ１４、流水センサ２１、風呂温度センサ２２、水位センサ２３、風呂流量センサ２６、の検出値が入力され、加熱循環ポンプ５、給湯混合弁１０、風呂循環ポンプ２０、湯張り弁２６を駆動するものである。制御装置２８には、補水運転時の動作を制御する補水運転制御手段２９と、補水運転の補水開始判定水位を後述するフローチャートの条件で相互に切り替える補水開始水位変更手段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、補水運転の目標水位である設定水位を設定する操作部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２０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２３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。また、補水運転中では、補水運転が開始する前の水位と補水運転による給湯量とから補水運転終了時の予定水位を求め、前記予定水位と補水運転終了後の実際の水位との水位差を比較することで人が入浴しているかを判定することができるものである。

そして、３７は制御装置２８と通信可能で、浴室外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。

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２５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２２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２６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２５を閉状態にすることで湯張りを完了する。また、風呂循環回路１７には往き管と戻り管の２本の経路があるが、２本の配管から同時に給湯して湯張り運転を行う高速湯張り運転を行うこともできる。

次に、補水運転について説明する。
湯張り運転が完了したあと、浴槽３の水位が補水運転の開始水位である補水開始判定水位を下回ると、補水運転制御手段２９は、補水運転を開始させ、予め浴室内リモコン３１または浴室外リモコン３７で設定された設定水位に達するように、補水運転制御手段２９は、現在の水位と設定水位の差分を計算し、その差分と予め求めておいた浴槽断面積とから設定水位に達するのに必要な給湯量を求め、浴槽３への給湯を行うことで補水運転を行っている。そして、この補水運転は、湯張り完了後から浴室内リモコン３１または浴室外リモコン３７で予め設定された浴槽の湯を一定温度に繰り返し沸き上げる自動保温運転の設定時間（ここでは約３時間）の間、繰り返し行われる。このように浴槽３の水位が補水開始判定水位を下回ると行われる動作を補水運転とする。

そして、この湯張り運転が完了したあとの自動保温運転が開始されることで、補水運転制御手段２９と補水開始水位変更手段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３６の電源を切ること、または、所定期間の自動保温運転が終了することで、補水運転制御手段２９と補水開始水位変更手段３１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、ユーザーが任意で自動保温運転の実行を選択するスイッチで開始もしくは解除するようにしてもよい。

次に、補水運転の補水開始判定水位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の自動保温運転で、補水開始水位変更手段３０は、補水開始判定水位を予め浴室内リモコン３１または浴室外リモコン３７で設定された設定水位よりも所定水位低い第１基準値に設定する（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）、補水運転制御手段２９は、入室フラグ：Ｆ＝１と記憶し（Ｓ３）、記憶された情報を基に補水開始水位変更手段３０は、補水開始判定水位を第１基準値よりも低く、少なくとも循環口１９よりも高い第２基準値に変更する（Ｓ４）。

そして、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）、補水運転制御手段２９は、入室フラグ：Ｆ＝０と記憶し（Ｓ６）、記憶された情報を基に補水開始水位変更手段３０は、補水開始判定水位を第１基準値に戻し（Ｓ７）、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、湯張り完了後から自動保温運転の設定時間の間、または、浴室内リモコン３１または浴室外リモコン３７の電源が切られるまで継続する

このように、入室フラグ：Ｆ＝１、言い換えれば入室判定状態においては、補水開始判定水位を第１基準値よりも低く、少なくとも循環口１９よりも高い第２基準値に変更することで、ユーザーが入室後にかけ湯等を行って浴槽３の水位が低下しても、補水運転が開始してしまい、入浴判定が行えないという状況を回避することができる。

また、浴槽の水位が第２基準値を下回る程低下した場合は、補水運転が行われるため、浴槽３の水位が循環口１９よりも下回って入浴判定が行えないという状況を回避することができる。

また、入室状態になった後、浴室から人が退出した場合、補水開始判定水位を第１基準値に戻し、もし湯水の水位が予め設定された第１基準値よりも低い場合は、補水運転を行うので、次の人のために風呂の水位を所望の水位に保つことができる。

次に補水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、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（Ｓ８がＹｅｓ）、補水開始水位変更手段３０は、補水開始判定水位を第２基準値に変更する（Ｓ９）。そして補水運転制御手段２９は、現在の水位が変更された補水開始判定水位よりも低いかどうか確認する（Ｓ１０）。

このとき、現在の水位が補水開始判定水位よりも低い場合（Ｓ１０がＮｏ）、補水運転を開始し（Ｓ１１）、予め設定された設定水位まで水位を上昇させ、現在水位が予め設定された設定水位に達すると（Ｓ１２がＹｅｓ）、補水運転を終了し（Ｓ１３）、補水運転による給湯量と補水開始判定水位から補水運転終了後の予定水位と、補水運転完了後の現在水位との水位差を比較する（Ｓ１４）。これにより、補水運転中に人が入浴した場合、水位差を確認することで入浴判定を行うことができる。そして、Ｓ１５に進む。

そして、入室判定手段３５が浴室から人が退室したと判定すると（Ｓ１５がＹｅｓ）、補水開始水位変更手段３０は、補水開始判定水位を第１基準値に戻し（Ｓ１６）、現在の水位を確認し、現在の水位が補水開始判定水位よりも高い場合は（Ｓ１７がＮｏ）、Ｓ８に戻る。そして、同様の動作を繰り返す。

また、現在の水位を確認し、現在の水位が補水開始判定水位よりも低い場合は（Ｓ１７がＹｅｓ）、補水運転を開始し（Ｓ１８）、予め設定された設定水位まで水位を上昇させ、現在水位が予め設定された設定水位に達すると（Ｓ１９がＹｅｓ）、補水運転を終了し（Ｓ２０）、Ｓ８に戻る。そして、同様の動作を繰り返す。

このように、補水開始判定水位を第１基準値よりも下げることで、補水運転中に入浴判定が行えないという状況を回避することができると共に、補水開始判定水位は、少なくとも循環口１９よりも高い第２基準値とすることで、循環口１９よりも水位が下になってしまい、水位検出を行うことができない状態になってしまうのを防ぐことができる。

図４はそれぞれ人の状態と、現在水位の変化と、補水運転の実行について、各状態でどのように変化するかを説明するタイムチャートである。

まず、図４−１は、入室判定後と出浴判定後にユーザーが浴槽３の湯を使用し、出浴判定後に補水開始判定水位よりも現在水位が下になった場合について表している。
図４−１について詳しく説明すると、補水開始水位変更手段３０は、入室判定後に補水開始判定水位を第１基準値よりも下げているため、入室した後にユーザーがかけ湯等で浴槽３の湯を使用しても、現在水位は補水開始判定水位よりも下回ることなく、補水運転を行うこともないので、確実に入浴判定を行うことが可能である。そして、ユーザーが出浴して、浴槽３の湯水を使用したことで補水開始判定水位よりも下回ったとき、補水運転制御手段２９は補水運転を開始し、設定水位になるように給湯を行う。

このように、補水開始水位変更手段３０が補水開始判定水位を第１基準値よりも下げることで、多少のかけ湯等により水位が低下してもすぐに補水運転が行われないように補水運転が開始するまでの水位の余裕を持たせ、補水運転中によって入浴判定が行えないという状況を回避することができる

図４−２は、入室判定後にユーザーが浴槽３の湯を使用し、出浴判定後には浴槽３の湯を使用しなかったので、補水開始判定水位を下回らず、ユーザーが退室した場合について表している。
図４−２について詳しく説明すると、補水開始水位変更手段３０は、入室判定後に補水開始判定水位を第１基準値よりも下げているため、入室した後にユーザーがかけ湯等で浴槽３の湯を使用しても、現在水位は補水開始判定水位よりも下回ることなく、補水運転で水位センサの検出が行えないということも無いので、確実に入浴判定を行うことが可能である。そして、ユーザーが出浴して、浴槽３の湯水を使用せず、補水開始判定水位を下回らなかったので補水運転が開始されないが、ユーザーが浴室を退室したことで、補水開始水位変更手段３１は補水開始判定水位を第１基準値に戻したことで、現在水位が補水開始判定水位を下回ったとき、補水運転制御手段２９は補水運転を開始し、設定水位になるように給湯を行う。

このように、入室判定手段３５が、人が浴室から退室したと判定すると、補水開始水位変更手段３０は、補水開始判定水位を第１基準値に戻すことで、現在水位が低くなっていたとしても、退室後に補水運転を行うことで、次の人のために風呂の水位を所望の水位に保つことができる。

図４−３は入室判定後にユーザーが浴槽３の湯を多く使用し、補水開始判定水位を下回った場合について表している。
図４−３について詳しく説明すると、補水開始水位変更手段３０は、入室判定後に補水開始判定水位を第１基準値よりも下げ、少なくとも循環口１９よりも上の第２基準値にしているが、入室した後に浴槽３の湯を多く使用して、補水開始判定水位を下回り、さらに浴槽３の水を使うと循環口１９の水位に達してしまうと、循環口１９が露出してしまう恐れがあるため、補水開始判定水位を下回った時に補水運転を開始する。

このように、補水運転中によって入浴判定が行えないが、補水運転による給湯量と補水開始判定水位から補水運転終了後の予定水位と、補水運転完了後の現在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。

また、入室した後に浴槽３の湯を多く使用して、浴槽の水位が第２基準値を下回るほど低下した場合は、補水運転が行われるため、浴槽３の水位が循環口１９よりも下回って入浴判定が行えないという状況を回避することができる。

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
１９ 循環口
２０ 風呂循環ポンプ
２８ 制御装置
２９ 補水運転制御手段
３０ 補水開始水位変更手段
３１ 浴室内リモコン
３４ 人感センサ
３５ 入室判定手段

Claims (4)

1. 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、予め決められた補水開始判定水位よりも風呂の水位が下がった場合、前記浴槽に連通する配管を介して予め任意に定められた設定水位まで湯を供給する補水運転を行う補水運転制御手段と、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、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とを設けた風呂給湯装置において、前記入室判定手段が人の入室を判定した場合、前記補水開始判定水位を下げる補水開始水位変更手段を設けたことを特徴とする風呂給湯装置。
2. 前記補水開始水位変更手段は、前記入室判定手段が人の入室を判定した場合、浴槽に備えられた循環口が位置する水位より少なくとも高い位置になるように、前記補水開始判定水位を下げたことを特徴とする請求項１記載の風呂給湯装置。
3. 前記補水開始水位変更手段は、前記入室判定手段が人の退室を判定した場合、前記補水開始判定水位を元に戻したことを特徴とする請求項１または２記載の風呂給湯装置。
4. 前記水位センサは、前記配管に設けられ、前記補水運転は前記水位センサが設けられた配管を介して行うようにしたことを特徴とする請求項１から３の少なくともいずれか１項記載の風呂給湯装置

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