JP7226267B2

JP7226267B2 - 給湯装置

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Publication number: JP7226267B2
Application number: JP2019212369A
Authority: JP
Inventors: 裕幸 ▲高▼山; 聡稲村; 史朗竹内; 翔登平; 智樹坂上; 一樹清村
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2019-11-25
Filing date: 2019-11-25
Publication date: 2023-02-21
Anticipated expiration: 2039-11-25
Also published as: JP2021085543A

Description

本発明は給湯装置に関する。より具体的には、浴槽水を除菌するための除菌装置を備える給湯装置に関するものである。

従来、除菌装置として、紫外線照射装置、オゾン発生装置、及び、紫外線ＬＥＤ等を用いたものが知られている。紫外線ＬＥＤを除菌装置として使用するメリットは、紫外線照射装置及びオゾン発生装置に比べて消費電力が比較的少なく、駆動時間に対する寿命が長いことにある。しかし、紫外線ＬＥＤは、高温状態で長く使用された場合、輝度低下を起こしやすく、その結果、紫外線ＬＥＤの除菌性能が低下すると共に、紫外線ＬＥＤの寿命が短くなることが考えられる。これに対し、紫外線ＬＥＤの点灯中に発生する熱をファン又はヒートシンク等で排熱する等の対策が考えられている。

ところで、浴槽水を循環通流させて追い焚きできる給湯装置として、浴槽水を循環する通路の途中に、浴槽水を除菌するため除菌装置を配置したものが知られている。これに関し、例えば、特許文献１には、ＬＥＤを含むＵＶ灯を用いた除菌装置を備える給湯装置が記載されており、除菌装置の長寿命化のため、浴槽水を循環させないときは除菌装置を点灯させないようにすることでＵＶ等の点灯時間を短くする制御方法が示されている。

特開２０１８－５４１７９号公報

給湯装置は、湯を蓄える性質上、特に使用中には内部の温度が高温となる。従って、給湯装置の除菌装置として紫外線ＬＥＤが用いられる場合には、紫外線ＬＥＤにファン又はヒートシンク等を設定しても、それによる放熱効果は十分に得られない可能性がある。また特許文献１の制御は、除菌装置の駆動時間の短縮化を図るものであるが、ＵＶ灯が発する熱の放熱については何ら考慮しておらず、この点で改善の余地が残る。

本発明は、上記のような問題点を解決するもので、給湯装置の内部で使用される場合でも、紫外線ＬＥＤを効果的に放熱できるように改良された給湯装置を提供するものである。

本発明の給湯装置は、浴槽に設けられた吸込口と吐出口とを接続する追焚循環路と、追焚循環路に設置され、作動により、追焚循環路に浴槽水を循環させる循環ポンプと、追焚循環路に、浴槽水との熱交換により放熱可能な状態で配置され、点灯により浴槽水に除菌効果を有する波長域の光線を照射するＬＥＤと、循環ポンプの作動及び停止の切り替えと、ＬＥＤの点灯及び消灯の切り替えと、を制御する制御装置と、を備える。制御装置は、ＬＥＤを点灯させる時は、循環ポンプを作動させると共に、ＬＥＤを消灯した時点から放熱のために設定された放熱時間が経過するまでの間、循環ポンプが作動された状態を維持するように構成されている。
ここで、制御装置は、放熱時間は、ＬＥＤの点灯から消灯までの点灯時間に応じて設定するように構成され、点灯時間が長い場合に設定される放熱時間の方が、点灯時間が短い場合に設定される放熱時間よりも長い、ものであってもよい。
あるいは、給湯装置は、浴槽の吐出口から導出される浴槽水の温度を検出する温度検出手段を備え、制御装置は、放熱時間を、温度検出手段によって検出された浴槽水の温度に応じて設定するように構成され、浴槽水の温度が高い場合に設定される放熱時間の方が、浴槽水の温度が低い場合に設定される放熱時間よりも長い、ものであってもよい。
また、制御装置は、ＬＥＤの点灯から消灯までの点灯時間に応じて、放熱時間の間に追焚循環路に循環させる浴槽水の流量を制御するように構成され、点灯時間が長い場合に制御される流量の方が、点灯時間が短い場合に制御される流量よりも多い、ものであってもよい。
また、給湯装置は、浴槽の吐出口から導出される浴槽水の温度を検出する温度検出手段を、備え、制御装置は、浴槽水の温度に応じて、放熱時間の間に追焚循環路に循環させる浴槽水の流量を制御するように構成され、
浴槽水の温度が高い場合に制御される流量の方が、浴槽水の温度が低い場合に制御される流量よりも多い、ものであってもよい。

本発明の給湯装置によれば、浴槽水との熱交換により、ＬＥＤを効果的に冷却しながら使用することができる。従って、ＬＥＤの長寿命化を図るとともに、ＬＥＤの高い除菌性能を確保して、衛生性の高い浴槽水を提供することができる。

本発明の実施の形態１の貯湯式給湯装置の構成を模式的に示す図である。紫外線照射量と浴槽水除菌の効果との関係を示す図である。本発明の実施の形態１における除菌運転時の紫外線ＬＥＤの点灯と消灯と、循環ポンプの停止とのタイミングを示すタイミングチャートである。本発明の実施の形態１における紫外線ＬＥＤの点灯時間と、浴槽水の温度と、放熱時間との関係を示す図である。本発明の実施の形態１の除菌運転時の制御動作を示すフローチャートである。本発明の実施の形態２における紫外線ＬＥＤの点灯時間と、浴槽水の温度と、浴槽水の流量との関係を示す図である。本発明の実施の形態３における除菌運転時の紫外線ＬＥＤの点灯と消灯と、循環ポンプの停止とのタイミングを示すタイミングチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。また、本発明は、以降に示す各実施の形態のあらゆる組み合わせを含むものとする。

実施の形態１．
図１は、本実施の形態の貯湯式給湯装置３５の構成を模式的に示す図である。図１に示されるように、本実施の形態１の貯湯式給湯装置３５は、タンクユニット３３と、ヒートポンプサイクルを利用するＨＰユニット７と、リモコン装置４４と、を備えている。ＨＰユニット７とタンクユニット３３とは、ＨＰ往き配管１４、ＨＰ戻り配管１５、及び、図示しない電気配線を介して接続されている。

ＨＰユニット７は、タンクユニット３３から導かれた水を加熱するための加熱手段として機能する。ＨＰユニット７は、圧縮機１、水冷媒熱交換器３、膨張弁４、及び、空気熱交換器６を冷媒配管５により環状に接続し、ヒートポンプサイクルを構成している。水冷媒熱交換器３は、圧縮機１で圧縮された高温高圧の冷媒と、タンクユニット３３から導かれた水との間で熱交換させる。ＨＰユニット７は、電力により駆動される。

タンクユニット３３には、以下の各種部品や配管などが内蔵されている。貯湯タンク８は、温水を貯えるためのものである。貯湯タンク８の下部に設けられた水導入口８ａには、第三給水配管９ｃが接続されている。水道等の水源から供給される水は、減圧弁３１で所定圧力に調圧された上で、第三給水配管９ｃを通って貯湯タンク８内に流入する。貯湯タンク８の上部に設けられた温水導入出口８ｄには、貯湯タンク８内に貯留された湯を取り出すための給湯管路２１と、送湯配管１３とが接続されている。貯湯タンク８の表面には、複数の貯湯温度センサ４２、４３が高さを変えて取り付けられている。

タンクユニット３３内には、熱源ポンプ１２、ふろ熱交換器２０、及び、循環ポンプ２９が設けられている。熱源ポンプ１２は、タンクユニット３３内の各種配管に温水を循環させるためのポンプであり、ＨＰ往き配管１４上に設けられている。

三方弁１１は、流入口であるａ及びｂポートと、流出口であるｃポートとを有する流路切替手段である。ＨＰ往き配管１４は、三方弁１１のｃポートとＨＰユニット７の水冷媒熱交換器３の水入口とを接続する。三方弁１１は、貯湯タンク８の下部の水導出口８ｂに接続する水導出口配管１０とＨＰ往き配管１４とが連通する形態（ａ－ｃ経路）と、ふろ熱交換器２０の１次側出口に接続する温水導出配管２０ｂとＨＰ往き配管１４とが連通する形態（ｂ－ｃ経路）と、の２つの流路形態の何れかにタンクユニット３３内の温水の流路を切り替える。

四方弁１８は、ａ、ｂ、ｃ、及び、ｄポートを有する流路切替手段である。四方弁１８の流入口であるｃポートには、ＨＰユニット７の水冷媒熱交換器３の水出口に接続されたＨＰ戻り配管１５が接続し、ｂポートには、ＨＰ往き配管１４における熱源ポンプ１２とＨＰユニット７の入口側との間から分岐する第二バイパス配管１７が接続している。四方弁１８の流出口であるｄポートには、貯湯タンク８上部の温水導入出口８ｄに接続する送湯配管１３が接続し、ａポートには、貯湯タンク８の中央部から下部の間に設けられた温水導入口８ｃに接続する第一バイパス配管１６が接続する。四方弁１８の切り替えによって、ＨＰ戻り配管１５側から湯水が流入する形態と、第二バイパス配管１７側から湯水が流入する形態とが切り替えられるとともに、送湯配管１３に湯水が流出する形態と、第一バイパス配管１６に流出する形態とが切り替えられる。

さらに、タンクユニット３３は、第一給水配管９ａ、第二給水配管９ｂ、給湯用混合弁２２、ふろ用混合弁２３、第一給湯配管２４、及び、第二給湯配管２５を有している。第一給水配管９ａの一端は水道等の水源に接続される。第一給水配管９ａの他端には減圧弁３１を介して第二給水配管９ｂ及び第三給水配管９ｃが接続される。第二給水配管９ｂは、途中から分岐して、給湯用混合弁２２の二つの入口のうちの一方と、ふろ用混合弁２３の二つの入口のうちの一方とにそれぞれ接続されている。

給湯管路２１は、一端が貯湯タンク８の上部に接続され、他端は、途中から分岐して、給湯用混合弁２２の二つの入口のうちの他方と、ふろ用混合弁２３の二つの入口のうちの他方とにそれぞれ接続されている。給湯用混合弁２２は、貯湯タンク８から給湯管路２１を介して供給される湯と、第二給水配管９ｂから供給される低温水との流量比を可変とすることで湯温を調整する。給湯用混合弁２２の出口は、第一給湯配管２４の一端に接続されている。第一給湯配管２４の他端は、給湯栓３４に接続されている。給湯用混合弁２２で温度調整された湯は、第一給湯配管２４と、給湯栓３４と、給湯栓３４に接続された図示しない外部配管とを経由して、シャワー、カラン、流し台、及び、洗面台の蛇口等へ送られる。

ふろ用混合弁２３は、貯湯タンク８から給湯管路２１により供給される湯と、第二給水配管９ｂから供給される低温水との流量比を可変とすることで湯温を調整する。ふろ用混合弁２３の出口は、第二給湯配管２５の一端に接続されている。第二給湯配管２５の他端は、ふろ往き配管２７の、ふろ熱交換器２０とふろ往き温度センサ３７との間の部分に接続されている。第二給湯配管２５の途中には、第二給湯配管２５を開閉するふろ用電磁弁２６と、第二給湯配管２５を通る湯の流量を検知するふろ用流量センサ４５とが設けられている。ふろ用混合弁２３で温度調整された湯は、第二給湯配管２５及びふろ往き配管２７を経て、浴槽３０に流入する。

浴槽３０に設けられた吸込口と吐出口とは追焚循環路によって接続され、これにより浴槽３０内の浴槽水が導出されて循環するように構成されている。追焚循環路は、浴槽３０とふろ往き配管２７とふろ戻り配管２８とからなる。ふろ熱交換器２０は、ふろ戻り配管２８の途中に設置されている。ふろ熱交換器２０の１次側入口には、送湯配管１３の途中から分岐する温水導入配管２０ａが接続されている。ふろ熱交換器２０は、貯湯タンク８又はＨＰユニット７から供給される高温の湯と、浴槽３０から導かれた浴槽水との熱交換を行うことで、浴槽水を加熱する熱交換器である。

ふろ往き配管２７の途中には、ふろ熱交換器２０から出た熱交換後の浴槽水の温度を検知するふろ往き温度センサ３７が設置されている。また、ふろ戻り配管２８の途中には、循環ポンプ２９と、フロースイッチ１９と、ふろ戻り温度センサ３８と、除菌装置３９と、が設置されている。循環ポンプ２９は、追焚循環路に浴槽水を循環させる。フロースイッチ１９は、ふろ戻り配管２８内の浴槽水の流れの有無を検知すると共に、ふろ戻り配管２８内を循環する浴槽水の流量を検出する流量検出手段である。ふろ戻り温度センサ３８は、浴槽３０から出た浴槽水の温度を検出する温度検出手段である。

除菌装置３９は、浴槽３０から出た浴槽水を除菌する装置である。本実施の形態では、除菌装置３９として紫外線ＬＥＤを用いる。紫外線ＬＥＤは、除菌効果を有する波長域の紫外線を照射する。除菌装置３９は、紫外線ＬＥＤが発する光が、ふろ戻り配管２８内を流通する浴槽水に照射されるように設置されている。また、除菌装置３９は、紫外線ＬＥＤが浴槽水によって冷却されやすい状態でふろ戻り配管２８に設置されている。

タンクユニット３３には、制御装置３６が内蔵されている。制御装置３６は、少なくとも一つのプロセッサと、少なくとも一つのメモリとを備える。タンクユニット３３及びＨＰユニット７が備える各種の弁類及びポンプ類等は制御装置３６に電気的に接続され、これら弁類及びポンプ類等は制御装置３６により制御される。

制御装置３６とリモコン装置４４とは、相互に通信可能に接続されている。リモコン装置４４は、給湯装置の運転動作指令及び設定値の変更操作をするユーザーインターフェース装置である。リモコン装置４４の設置場所に限定はない。リモコン装置４４の設置場所としては、例えば、浴室及び台所等が挙げられる。また、リモコン装置４４は１台でも良いし異なる場所に複数台設置されてもよい。リモコン装置４４の他に、例えばスマートフォンのような携帯端末が貯湯式給湯装置３５のユーザーインターフェースとして使用可能であってもよい。

リモコン装置４４は、表示部４４ａ及び操作部４４ｂを備える。表示部４４ａは、例えば、液晶ディスプレイまたは有機ＥＬディスプレイでもよい。表示部４４ａは、報知手段としての機能を有し、例えば、貯湯式給湯装置３５の状態に関する情報、及び、貯湯式給湯装置３５の設定内容に関する情報などを表示できる。操作部４４ｂは、ユーザーが操作するためのボタン、ダイヤル、及び、キーなどを含んでもよい。表示部４４ａは、操作部の機能を兼ね備えるタッチスクリーンでもよい。リモコン装置４４は、スピーカ及びマイク等をさらに備えてもよい。

制御装置３６は、貯湯温度センサ４２、４３で貯湯タンク８内の温水の温度分布を計測することにより、貯湯タンク８内の残湯量及び蓄熱量を検出する。制御装置３６は、検出された残湯量及び蓄熱量等に基づいて、ＨＰユニット７により水を加熱して生成した湯を貯湯タンク８内に貯える沸き上げ運転の開始及び停止などを制御する。

沸き上げ運転では、ＨＰユニット７及び熱源ポンプ１２を稼動させる。三方弁１１は、水導出口配管１０とＨＰ往き配管１４とが連通する形態（ａ－ｃ経路）とされる。四方弁１８は、ＨＰ戻り配管１５と送湯配管１３とが連通する形態（ｃ－ｄ経路）とされる。熱源ポンプ１２が稼動することで、貯湯タンク８内の下部の水が、水導出口８ｂ、水導出口配管１０、三方弁１１、ＨＰ往き配管１４を経由し、ＨＰユニット７の水冷媒熱交換器３へ送られる。そして、水冷媒熱交換器３を通過する間に加熱されて高温になった湯は、ＨＰ戻り配管１５、四方弁１８、送湯配管１３、温水導入出口８ｄを通り、貯湯タンク８内の上部に流入する。このような貯湯運転により、貯湯タンク８内に上から下に向かって湯が貯えられ、蓄熱される。

制御装置３６は、浴槽３０内の湯を加温または保温するための追いだき運転の動作を制御する。追いだき運転では、熱源ポンプ１２及び循環ポンプ２９を稼動させる。熱源ポンプ１２が稼動することで、貯湯タンク８内の上部から導出される高温の湯が、熱源流体として、温水導入出口８ｄ、送湯配管１３の一部、及び、温水導入配管２０ａを介して、ふろ熱交換器２０へ送られる。ふろ熱交換器２０における浴槽水との熱交換により温度低下した熱源流体は、温水導出配管２０ｂ、三方弁１１、ＨＰ往き配管１４の一部、第二バイパス配管１７、四方弁１８、第一バイパス配管１６、及び、温水導入口８ｃを介して、貯湯タンク８内に戻される。ただし、追いだき運転は、熱源流体が貯湯タンク８に戻される形態に限らず、ＨＰユニット７を経由して、ふろ熱交換器２０へ送られる循環形態で運転することもできる。

循環ポンプ２９が稼動することで、浴槽３０からふろ戻り配管２８へ浴槽水が引き込まれ、ふろ熱交換器２０へ送られる。浴槽水は、ふろ熱交換器２０における熱源流体との熱交換により加熱され、ふろ往き配管２７を介して浴槽３０へ戻される。

次に、本実施の形態で制御装置３６が実行する除菌運転について説明する。浴槽３０内の菌の発生数は、浴槽３０に浴槽水を張った直後から増加していく。従って、菌の増加を抑制するための除菌運転を実施する。図１には、貯湯式給湯装置３５の除菌運転動作時の回路が、矢印Ａで示されている。

除菌運転を実行する際、制御装置３６は、循環ポンプ２９を作動すると共に、除菌装置３９の紫外線ＬＥＤへの電力供給を行う。これにより、図１に矢印で示されるように、追焚循環路に浴槽水が循環する。浴槽水は、ふろ戻り配管２８の除菌装置３９の設置部を通過する際に、紫外線ＬＥＤからの光線を受けて除菌される。

本実施の形態において、除菌運転の実行タイミング及びその長さに限定はない。例えば、制御装置３６は、例えば、追いだき運転により循環ポンプ２９が作動している間、紫外線ＬＥＤを一定時間の間点灯する１サイクルの除菌動作を、所定のインターバル期間をおいて間欠的に自動的に繰り返すように構成されていてもよい。また、浴槽３０内の浴槽水が所定量以上である場合に、一定の間隔で循環ポンプ２９を自動的に作動させて、紫外線ＬＥＤを点灯する１サイクルの除菌動作を、所定のインターバル期間をおいて間欠的に自動的に繰り返すように構成されていてもよい。また、ユーザーがリモコン装置４４等により、除菌運転の開始を指示できる構成としてもよい。

図２は、紫外線照射量と浴槽水除菌の効果との関係を示す図である。図２において横軸は紫外線量を示し、縦軸は浴槽水除菌率を示す。図２から、紫外線を浴槽水に照射することにより、浴槽水の除菌が可能であり、照射する紫外線量が多いほど、その効果が高くなることがわかる。

ところで、紫外線ＬＥＤはその特性上、紫外線ＬＥＤを動作させる電流、累積動作時間、及び発熱量に応じて、輝度低下を起こす。このため紫外線ＬＥＤの除菌性能を維持しつつ高寿命化を図るためには、紫外線ＬＥＤの点灯時に発する熱を効果的に放熱することが重要となる。

そこで、本実施の形態の除菌装置３９は、紫外線ＬＥＤと循環する浴槽水との間で熱交換ができる状態で配置されている。通常、浴槽水は、入浴に使用する４０℃前後の温度以下となっている。従って、浴槽水との熱交換により紫外線ＬＥＤを十分に放熱しながら使用することができ、紫外線ＬＥＤの輝度低下を抑制することが可能となっている。

また、紫外線ＬＥＤの停止と同時に循環ポンプ２９を停止させ浴槽水の循環を停止すると、紫外線ＬＥＤと浴槽水との間の熱交換が進みにくくなり、紫外線ＬＥＤの内部に熱が残る恐れがある。このため、制御装置３６は、紫外線ＬＥＤの点灯停止後、紫外線ＬＥＤの内部に残る熱を十分に放熱するべく、紫外線ＬＥＤの消灯より後に循環ポンプ２９を停止させるように制御する。

図３は、除菌運転時の紫外線ＬＥＤの点灯と消灯と、循環ポンプ２９の停止とのタイミングを時系列で表したタイミングチャートである。図３の縦軸は紫外線ＬＥＤに供給する電流を表し、横軸は時間を表す。図３の例では、時間Ｔ１において紫外線ＬＥＤに電流が供給されて紫外線ＬＥＤが点灯され、その後、除菌が完了し、時間Ｔ２で消灯とされている。そして、Ｔ２の紫外線ＬＥＤの消灯から所定の放熱時間が経過するまでの間は、循環ポンプ２９の停止を禁止し、循環ポンプ２９を作動を継続させる。図３の例では、時間Ｔ３に放熱時間が経過し、この時点で、循環ポンプ２９が停止されている。

紫外線ＬＥＤ消灯後、循環ポンプ２９の停止を禁止する所定の放熱時間は、制御装置３６によって設定される時間である。具体的に、制御装置３６には、予め、放熱時間と紫外線ＬＥＤの点灯時間との関係、及び、放熱時間と浴槽水の温度との具体的な関係が記憶されている。図４は、紫外線ＬＥＤの点灯時間と、浴槽水の温度と、放熱時間との関係を示す図である。図４の横軸は紫外線ＬＥＤの点灯時間であり、縦軸は放熱時間を示す。また、実線ａは、浴槽水が高温の場合、実線ｂは浴槽水が中温の場合、実線ｃは浴槽水が低温の場合を示す。

紫外線ＬＥＤは点灯後、発熱し徐々に高温となっていく。従って、放熱時間は、図４に示されるように、紫外線ＬＥＤの点灯時間に対して比例的に増加するように、紫外線ＬＥＤの点灯時間と放熱時間との関係が定められている。なお、ここでの点灯時間は、紫外線ＬＥＤが点灯されてから消灯されるまでの時間、即ち、１回の除菌動作での連続的な点灯時間を意味するものとする。

また浴槽水の温度は、ユーザーの設定によって異なる。そして、紫外線ＬＥＤは浴槽水との熱交換で冷却される構成であるので、冷却性能は、浴槽水の温度が低いほど高くなる。従って、制御装置３６は、図４に示されるように、同一の紫外線ＬＥＤ点灯時間で比較した場合、浴槽水の温度が高い範囲にある場合の方が、相対的に放熱時間が長く設定され、浴槽水の温度が低い範囲にある場合の方が、相対的に放熱時間が短くなるように、浴槽水と放熱時間との関係が定められている。

制御装置３６は、上記のような関係に基づいて、紫外線ＬＥＤの点灯時間及び浴槽水の温度に応じた放熱時間を設定する。なおここで、浴槽水の温度としては、例えば、ふろ戻り温度センサ３８により計測された浴槽水の温度を用いることができる。また、制御装置３６は、紫外線ＬＥＤの点灯から消灯するまでの時間、即ち点灯時間をカウントする機能を有している。

図５は、本実施の形態の除菌運転時の制御動作を示すフローチャートである。図５の制御は、一定の周期で繰り返し実行される。図５のステップＳ１０２では、除菌運転が開始されるか否かが判別される。除菌運転は予め制御装置３６により設定されたタイミング又はユーザーにより指定されたタイミングで開始される。ステップＳ１０２で除菌運転が開始されないと判別された場合、今回の処理はこのまま終了する。

一方、ステップＳ１０２で除菌運転が開始されると判別された場合、次に、ステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０４では、循環ポンプ２９の運転が開始されるか、あるいは循環ポンプ２９が既に作動状態にある場合には、その状態が維持され、循環ポンプ２９の停止が禁止される。

次に、ステップＳ１０６に進み、除菌装置３９の紫外線ＬＥＤに電源配線から電力が供給され紫外線ＬＥＤが点灯される。次に、ステップＳ１０８に進み、除菌運転を終了するか否かが判別される。ここでは、例えば、１サイクルの除菌動作時間が予め設定されている場合には、除菌運転開始から除菌動作時間が経過したか否かに基づいて、除菌運転の終了と判別される。また、除菌運転の実行中に、ユーザーのリモコン装置４４の操作により除菌運転の停止の指示がなされた場合には、ステップＳ１０８において除菌運転終了と判別される。

ステップＳ１０８において、除菌運転を終了しないと判別された場合には、処理はステップＳ１０８に戻され、除菌運転の終了と判別されるまでステップＳ１０８の判別処理が定期的に繰り返される。一方、ステップＳ１０８で、除菌運転を終了すると判別された場合、処理はステップＳ１１０に進む。ステップＳ１１０では、紫外線ＬＥＤへの電力供給が停止され、紫外線ＬＥＤが消灯される。なお、この段階では、ステップＳ１０４で設定された、循環ポンプ２９の停止を禁止する状態が維持されており、追焚循環路には浴槽水が循環している。

次に、ステップＳ１１２に進み、今回の除菌運転での紫外線ＬＥＤの点灯時間が取得される。次に、ステップＳ１１４に進み、浴槽水の温度が検出される。次に、ステップＳ１１６に進み、放熱時間が設定される。上述したように、制御装置３６は、予め記憶された浴槽水の温度と紫外線ＬＥＤの点灯時間と放熱時間との関係に基づいて、ステップＳ１１４で取得された浴槽水の温度とステップＳ１１２で取得された紫外線ＬＥＤの点灯時間とに応じた放熱時間を算出し、これを今回の放熱時間として設定する。

次に、ステップＳ１１８に進み、紫外線ＬＥＤを消灯してからの経過時間が放熱時間に達したか否かが判別される。ステップＳ１１８で、経過時間が放熱時間に達していないと判別された場合には、処理はステップＳ１１８に戻される。経過時間が放熱時間に達したと判別されるまでの間、定期的にステップＳ１１８の判別処理が繰り返される。

一方、ステップＳ１１８で経過時間が放熱時間に達したと判別された場合、循環ポンプ２９の停止が許可される。例えば、追いだき運転中など必要な場合には、循環ポンプ２９は作動状態で維持される。その後今回の処理は終了する。

以上説明したように、本実施の形態では、除菌装置３９の紫外線ＬＥＤの点灯中及び消灯後放熱時間が経過するまでの間、紫外線ＬＥＤは浴槽水との熱交換により冷却される。これにより、紫外線ＬＥＤの放熱を効果的に行うことができ、紫外線ＬＥＤの輝度低下を抑制することができる。従って、浴槽水の除菌効果を高く維持することができるとともに、除菌効果の高寿命化を図ることができる。

また、紫外線ＬＥＤの消灯後の放熱時間は、紫外線ＬＥＤの点灯時間と浴槽水の温度に応じて決定される。つまり放熱時間は、紫外線ＬＥＤの発熱量と冷却効率とを考慮したものとなっている。従って、紫外線ＬＥＤを十分に放熱できるとともに、不必要な循環ポンプ２９の作動を抑えることができ、放熱のための循環ポンプ２９の作動による電力消費量の増大分を小さく抑えることができる。

なお、本実施の形態では、放熱時間を、紫外線ＬＥＤの点灯時間及び浴槽水の温度の両方を考慮して決定する構成とした。しかし、これに限らず、点灯時間及び浴槽水の温度のうちいずれか一方のみに応じて放熱時間を設定する構成としてもよい。放熱時間を点灯時間に応じて設定する場合には、点灯時間が長い場合に設定される放熱時間の方が、点灯時間が短い場合に設定される放熱時間よりも長くなるようにする。また、浴槽水の温度に応じて放熱時間を設定する場合には、浴槽水の温度が高い場合に設定される放熱時間の方が、浴槽水の温度が低い場合に設定される放熱時間よりも長くなるようにする。これは以下の実施の形態２及び３にも適用される。

また、除菌運転中は、リモコン装置４４の表示部に除菌中であることを表示することで、ユーザーに報知する構成としてもよい。また、紫外線ＬＥＤ点灯停止後の放熱期間経過までは、浴槽水の循環による冷却中であること表示部に表示してユーザーに報知する構成としてもよい。これによりユーザーは、除菌動作停止後にも浴槽水が循環している理由を容易に認識することができる。これは以下の実施の形態２及び３にも適用される。

また、本実施の形態では、追いだき運転中の除菌運転を禁止していない。しかしながら、追いだき運転中は、除菌装置３９の動作を禁止するようにしてもよい。追いだき運転は、浴槽水の湯を温める動作であるため、除菌装置３９に接する浴槽水も高温になる。従って、追いだき運転中でない場合のみ、紫外線ＬＥＤの点灯を許可する構成とすることで、紫外線ＬＥＤを十分に放熱しながら除菌を行うことができ、除菌効果をより高めると共に、除菌装置３９の更なる高寿命化を図ることができる。これは以下の実施の形態２及び３にも適用される。

実施の形態２．
実施の形態２では、除菌運転での紫外線ＬＥＤ消灯後、紫外線ＬＥＤを冷却するための循環ポンプの運転時間は、予め設定された一定の時間とする。制御装置３６は、この一定の時間の間に、紫外線ＬＥＤの十分な放熱ができるように、循環させる浴槽水の流量を変更する。

図６は、紫外線ＬＥＤの点灯時間と、循環する浴槽水の温度と流量との関係を示す図である。図６の横軸は紫外線ＬＥＤの点灯時間であり、縦軸は循環させる浴槽水の流量を示す。また、実線ｅ、ｆ、ｇはそれぞれ、浴槽水が高温、中温、低温の場合を示す。

紫外線ＬＥＤの点灯時間と流量との関係は、図６に示されるように、浴槽水の流量が、紫外線ＬＥＤの点灯時間に対して、比例的に増加するように定められている。また浴槽水の温度が高い範囲にある場合の方が、流量が多くなり、浴槽水の温度が低い範囲にある場合の方が、相対的に流量が少なくなるように、浴槽水の温度と流量との関係が定められている。制御装置３６にはこのように定められた関係性が記憶されており、制御装置３６は、この関係に基づいて、紫外線ＬＥＤの点灯時間及び浴槽水の温度に応じた浴槽水の流量を設定する。制御装置３６は、設定された流量に応じた制御量で、循環ポンプの回転数を制御することで、浴槽水の流量を目標とする流量に制御する。

本実施の形態の制御装置３６が除菌運転を行う場合、図５のステップＳ１１６の放熱時間の設定に替えて、循環させる流量の算出が行われ、算出された流量に応じて循環ポンプの回転数が制御される。その後、ステップＳ１１８では、紫外線ＬＥＤの消灯から一定時間が経過したか否かが判別され、一定時間の経過が認められた場合に、ステップＳ１２０で循環ポンプの停止が許可される。

以上説明したように、実施の形態２では、紫外線ＬＥＤ消灯後の一定時間に、十分な流量で浴槽水を循環させることで、紫外線ＬＥＤの十分な放熱を行うことができる。

なお、本実施の形態では、紫外線ＬＥＤ消灯後の浴槽水の流量を、紫外線ＬＥＤの点灯時間及び浴槽水の温度の両方を考慮して決定する構成とした。しかし、これに限らず、点灯時間及び浴槽水の温度のうちいずれか一方のみに応じて流量を設定する構成としてもよい。流量を点灯時間に応じて設定する場合には、点灯時間が長い場合に設定される流量の方が、点灯時間が短い場合に設定される流量よりも多くなるようにする。また、浴槽水の温度に応じて流量を設定する場合には、浴槽水の温度が高い場合に設定される流量の方が、浴槽水の温度が低い場合に設定される流量よりも長くなるようにする。これは以下の実施の形態３にも適用される。

なお、追いだき中運転中に除菌運転を終了され紫外線ＬＥＤを消灯する場合に、浴槽水の流量を変更すると、ユーザーが違和感を覚える可能性がある。従って、このような場合には、流量の変更を禁止する構成としてもよい。この場合、放熱時間は、実施の形態１と同様に、浴槽水の温度と紫外線ＬＥＤの点灯時間とに応じて設定される構成としてもよい。あるいは、放熱時間は、実施の形態２で規定されている一定時間を補正する形で設定してもよい。即ち、現在の浴槽水の流量が、紫外線ＬＥＤの点灯時間と浴槽水の温度とに応じて定められた紫外線ＬＥＤ消灯後の流量に対して小さい場合ほど一定時間を長くするように補正する構成としてもよい。これは以下の実施の形態３にも適用される。

また、浴槽水の流量の変更が禁止されている場合、制御装置３６は、例えば、放熱時間を、浴槽水の流量に応じて設定する構成としてもよい。この場合、流量が多い場合に設定される放熱時間の方が、流量が少ない場合に設定される放熱時間よりも短くなるようにする。

実施の形態３．
実施の形態３の貯湯式給湯装置は、除菌運転を開始する前に、紫外線ＬＥＤの放熱のため循環ポンプ２９を作動する制御が実行されるように構成されている点を除き、実施の形態１又は２の貯湯式給湯装置と同一である。

図７は、除菌運転に際しての紫外線ＬＥＤの点灯と消灯と、循環ポンプ２９の作動及び停止のタイミングを時系列で表したタイミングチャートである。図７の縦軸は紫外線ＬＥＤに供給する電流であり、横軸は時間を表す。

図７に示される例では、除菌運転を開始する場合、紫外線ＬＥＤの点灯開始の時間Ｔ１より一定時間前の時間Ｔ０で、循環ポンプ２９を作動させている。ここでの一定時間は、循環ポンプ２９の作動開始からふろ戻り配管２８に浴槽水が満たされるまでに必要な時間以上の時間となるように予め定められている。

これにより、紫外線ＬＥＤが、ふろ戻り配管２８に浴槽水が満たされていない状態で点灯されるのを防止することができる。従って、紫外線ＬＥＤが点灯により高温となるのを、より確実に抑制することができ、紫外線ＬＥＤの更なる高寿命化を図ることができる。

１圧縮機、３水冷媒熱交換器、４膨張弁、５冷媒配管、６空気熱交換器、７ＨＰユニット、８貯湯タンク、８ａ水導入口、８ｂ水導出口、８ｃ温水導入口、８ｄ温水導入出口、９ａ第一給水配管、９ｂ第二給水配管、９ｃ第三給水配管、１０水導出口配管、１１三方弁、１２熱源ポンプ、１３送湯配管、１４ＨＰ往き配管、１５ＨＰ戻り配管、１６第一バイパス配管、１７第二バイパス配管、１８四方弁、１９フロースイッチ、２０ふろ熱交換器、２０ａ温水導入配管、２０ｂ温水導出配管、２１給湯管路、２２給湯用混合弁、２３ふろ用混合弁、２４第一給湯配管、２５第二給湯配管、２６ふろ用電磁弁、２７ふろ往き配管、２８ふろ戻り配管、２９循環ポンプ、３０浴槽、３１減圧弁、３３タンクユニット、３４給湯栓、３５貯湯式給湯装置、３６制御装置、３７ふろ往き温度センサ、３８ふろ戻り温度センサ、３９除菌装置、４２、４３貯湯温度センサ、４４リモコン装置、４４ａ表示部、４４ｂ操作部、４５ふろ用流量センサ

Claims

浴槽に設けられた吸込口と吐出口とを接続する追焚循環路と、
前記追焚循環路に設置され、作動により、前記追焚循環路に浴槽水を循環させる循環ポンプと、
前記追焚循環路に、前記浴槽水との熱交換により放熱可能な状態で配置され、点灯により前記浴槽水に除菌効果を有する波長域の光線を照射するＬＥＤと、
前記循環ポンプの作動及び停止の切り替えと、前記ＬＥＤの点灯及び消灯の切り替えと、を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記ＬＥＤを点灯させる時は、前記循環ポンプを作動させると共に、
前記ＬＥＤを消灯した時点から放熱のために設定された放熱時間が経過するまでの間、前記循環ポンプが作動された状態を維持する、
ように構成され、かつ、
前記放熱時間を、前記ＬＥＤの点灯から消灯までの点灯時間に応じて設定するように構成され、
前記点灯時間が長い場合に設定される前記放熱時間の方が、前記点灯時間が短い場合に設定される前記放熱時間よりも長い、
ことを特徴とする給湯装置。
浴槽に設けられた吸込口と吐出口とを接続する追焚循環路と、
前記追焚循環路に設置され、作動により、前記追焚循環路に浴槽水を循環させる循環ポンプと、
前記追焚循環路に、前記浴槽水との熱交換により放熱可能な状態で配置され、点灯により前記浴槽水に除菌効果を有する波長域の光線を照射するＬＥＤと、
前記浴槽の前記吐出口から導出される前記浴槽水の温度を検出する温度検出手段と、
前記循環ポンプの作動及び停止の切り替えと、前記ＬＥＤの点灯及び消灯の切り替えと、を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記ＬＥＤを点灯させる時は、前記循環ポンプを作動させると共に、
前記ＬＥＤを消灯した時点から放熱のために設定された放熱時間が経過するまでの間、前記循環ポンプが作動された状態を維持する、
ように構成され、かつ、
前記放熱時間を、前記温度検出手段によって検出された前記浴槽水の温度に応じて設定するように構成され、
前記浴槽水の温度が高い場合に設定される前記放熱時間の方が、前記浴槽水の温度が低い場合に設定される前記放熱時間よりも長い、
ことを特徴とする給湯装置。
浴槽に設けられた吸込口と吐出口とを接続する追焚循環路と、
前記追焚循環路に設置され、作動により、前記追焚循環路に浴槽水を循環させる循環ポンプと、
前記追焚循環路に、前記浴槽水との熱交換により放熱可能な状態で配置され、点灯により前記浴槽水に除菌効果を有する波長域の光線を照射するＬＥＤと、
前記循環ポンプの作動及び停止の切り替えと、前記ＬＥＤの点灯及び消灯の切り替えと、を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記ＬＥＤを点灯させる時は、前記循環ポンプを作動させると共に、
前記ＬＥＤを消灯した時点から放熱のために設定された放熱時間が経過するまでの間、前記循環ポンプが作動された状態を維持する、
ように構成され、かつ、
前記ＬＥＤの点灯から消灯までの点灯時間に応じて、前記放熱時間の間に前記追焚循環路に循環させる前記浴槽水の流量を制御するように構成され、
前記点灯時間が長い場合に制御される前記流量の方が、前記点灯時間が短い場合に制御される前記流量よりも多い、
ことを特徴とする給湯装置。
浴槽に設けられた吸込口と吐出口とを接続する追焚循環路と、
前記追焚循環路に設置され、作動により、前記追焚循環路に浴槽水を循環させる循環ポンプと、
前記追焚循環路に、前記浴槽水との熱交換により放熱可能な状態で配置され、点灯により前記浴槽水に除菌効果を有する波長域の光線を照射するＬＥＤと、
前記浴槽の前記吐出口から導出される前記浴槽水の温度を検出する温度検出手段と、
前記循環ポンプの作動及び停止の切り替えと、前記ＬＥＤの点灯及び消灯の切り替えと、を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記ＬＥＤを点灯させる時は、前記循環ポンプを作動させると共に、
前記ＬＥＤを消灯した時点から放熱のために設定された放熱時間が経過するまでの間、前記循環ポンプが作動された状態を維持する、
ように構成され、かつ、
前記浴槽水の温度に応じて、前記放熱時間の間に前記追焚循環路に循環させる前記浴槽水の流量を制御するように構成され、
前記浴槽水の温度が高い場合に制御される前記流量の方が、前記浴槽水の温度が低い場合に制御される前記流量よりも多い、
ことを特徴とする給湯装置。
前記浴槽の前記吐出口から導出される前記浴槽水の温度を検出する温度検出手段を、更に備え、
前記制御装置は、前記放熱時間を、前記温度検出手段によって検出された前記浴槽水の温度に応じて設定するように構成され、
前記浴槽水の温度が高い場合に設定される前記放熱時間の方が、前記浴槽水の温度が低い場合に設定される前記放熱時間よりも長い、
ことを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。
前記制御装置は、前記ＬＥＤの点灯から消灯までの点灯時間に応じて、前記放熱時間の間に前記追焚循環路に循環させる前記浴槽水の流量を制御するように構成され、
前記点灯時間が長い場合に制御される前記流量の方が、前記点灯時間が短い場合に制御される前記流量よりも多い、
ことを特徴とする請求項１、２、及び、５の何れか１項に記載の給湯装置。
前記浴槽の前記吐出口から導出される前記浴槽水の温度を検出する温度検出手段を、更に備え、
前記制御装置は、前記浴槽水の温度に応じて、前記放熱時間の間に前記追焚循環路に循環させる前記浴槽水の流量を制御するように構成され、
前記浴槽水の温度が高い場合に制御される前記流量の方が、前記浴槽水の温度が低い場合に制御される前記流量よりも多い、
ことを特徴とする請求項１、２、３、５、及び、６の何れか１項に記載の給湯装置。
前記制御装置は、前記ＬＥＤの点灯を、前記循環ポンプの作動を開始してから一定の時間が経過した時点で行うことを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の給湯装置。
前記給湯装置の動作状態を報知する報知手段を、更に備え、
前記制御装置は、前記ＬＥＤを消灯させた後前記放熱時間が経過するまでの間、前記ＬＥＤの冷却のため前記浴槽水を循環中であることを前記報知手段により報知する、
ことを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載の給湯装置。
前記追焚循環路に循環する浴槽水の流量を検出する流量検出手段を、更に備え、
前記制御装置は、前記浴槽水の流量を変更できない場合には、前記放熱時間を、前記流量に応じて設定するように構成され、
前記流量が多い場合に設定される放熱時間の方が、前記流量が少ない場合に設定される放熱時間よりも短い、
ことを特徴とする請求項１から９の何れか１項に記載の給湯装置。
前記追焚循環路に、前記浴槽水を加熱する加熱手段を、更に備え、
前記制御装置は、前記循環ポンプを作動させて循環する前記浴槽水を前記加熱手段により加熱する追いだき運転を実行している間は、前記ＬＥＤを点灯させないことを特徴とする請求項１から１０の何れか１項に記載の給湯装置。