JP7392525B2 - 給湯装置 - Google Patents

Description

本開示は、除菌装置を備えた給湯装置に関するものである。

特許文献１に、給湯装置の一例として、温水装置が記載されている。この温水装置は、紫外線を発することで除菌を行う除菌装置を備えるものである。

特開２０１８－５４１４４号公報

冬季などの外気温が低い状況または除菌装置が設けられた水路内の水温が低い状況においては、除菌装置が凍結してしまう可能性がある。そこで、特許文献１においては、除菌装置の凍結を防止するためにヒータを設けることが記載されている。しかしながら、除菌装置の凍結防止のためにヒータを新たに設けることは、給湯装置の大型化に繋がってしまう。

本開示は、上記のような課題を解決するためのものである。本開示の目的は、除菌装置を備えた給湯装置において、装置全体を大型化することなく除菌装置の凍結を防止することを実現することである。

本開示に係る給湯装置は、水路に水を流すポンプと、この水路に対して紫外線を照射する除菌装置と、ポンプおよび除菌装置を制御する制御手段と、外気温または上記の水路内の水温を検出する温度検出手段と、を備えるものである。制御手段は、ポンプおよび除菌装置を動作させて水路を流れる水に紫外線を照射させる除菌運転モードでの制御と、温度検出手段が検出した温度が基準値以下である場合に除菌装置を動作させて当該除菌装置を昇温させる凍結防止運転モードでの制御と、を実行可能に構成されていることを特徴とする。
そして、除菌装置は、紫外線を発する光源と、光源が設けられる空間と水路の内部とを遮る位置に設けられ、光源が発した紫外線が透過する窓部と、を有し、窓部は、水路を構成する配管に組み込まれ、配管のうちの窓部との接続部の耐圧強度を、窓部の耐圧強度よりも低くしている。
あるいは、除菌装置は、紫外線を発する光源と、光源が設けられる空間と水路の内部とを遮る位置に設けられ、光源が発した紫外線が透過する窓部と、を有し、除菌装置の外郭部分は、水路を構成する配管に組み込まれ、除菌装置の外郭部分のうちの配管との接続部および窓部以外の部分の耐圧強度を、窓部の耐圧強度よりも低くしている。
あるいは、制御手段は、凍結防止運転モードでの制御時における除菌装置の１回の紫外線照射時間を、除菌運転モードでの制御時における除菌装置の１回の紫外線照射時間よりも短くする。

本開示によれば、除菌装置を備えた給湯装置において、装置全体を大型化することなく除菌装置の凍結を防止することを実現することができる。

実施の形態１による除菌装置を備えた給湯装置の全体構成を示す図である。 実施の形態１による除菌装置の構成を模式的に示す断面図である。 実施の形態１による給湯装置の制御ブロック図である。 実施の形態１による制御装置の機能を実現するためのハードウェア構成の例を示す図である。 実施の形態１による制御装置が実行する凍結防止運転モードでの制御例を示すフローチャートである。

以下、添付の図面を参照して、実施の形態について説明する。各図における同一の符号は、同一の部分または相当する部分を示す。本開示では、重複する説明については、適宜に簡略化または省略する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１による除菌装置１００を備えた給湯装置１の全体構成を示す図である。図２は、実施の形態１による除菌装置１００の構成を模式的に示す断面図である。まず、図１を参照し、除菌装置１００を備えた給湯装置１について説明する。

図１に示されるように、実施の形態１による除菌装置１００を備えた給湯装置１は、ヒートポンプユニット２および貯湯タンクユニット３を備える。ヒートポンプユニット２は、屋外に設置される。貯湯タンクユニット３は、屋外に設置されてもよいし、屋内に設置されてもよい。図示の構成ではヒートポンプユニット２と貯湯タンクユニット３とが別体であるが、ヒートポンプユニット２と貯湯タンクユニット３とが一体でもよい。

ヒートポンプユニット２は、冷媒回路４を備える。冷媒回路４は、圧縮機５、熱交換器６、減圧装置７、蒸発器８および冷媒配管９を備える。圧縮機５、熱交換器６、減圧装置７および蒸発器８は、冷媒配管９によって環状に接続されている。

圧縮機５は、低圧冷媒ガスを圧縮する。冷媒は、例えば、二酸化炭素、Ｒ４１０Ａ、Ｒ３２、炭化水素、のうちの一つである。熱交換器６は、圧縮機５により圧縮されて高温高圧になった冷媒と水との間で熱を交換する。水は、熱交換器６内で加熱されることで湯になる。減圧装置７は、熱交換器６を通過した高圧冷媒を減圧させて膨張させる。膨張弁を減圧装置７として用いてもよい。蒸発器８は、減圧装置７を通過した低圧冷媒を蒸発させる。蒸発器８は、外気の熱を冷媒に吸収させることで冷媒を蒸発させるものでもよい。蒸発器８で蒸発した低圧冷媒ガスは、圧縮機５に吸入される。

貯湯タンクユニット３内には、貯湯タンク１０、第一ポンプ１１、切替弁１２、風呂熱交換器１３、第二ポンプ１４、第三ポンプ１５、減圧弁１６、給湯混合弁１７、風呂混合弁１８および除菌装置１００が備えられている。また、本実施の形態において、貯湯タンクユニット３には、制御装置５０が備えられている。

貯湯タンク１０は、低温の水とヒートポンプユニット２によって加熱された湯とを貯留することができる。貯湯タンク１０内には、温度による水の密度の違いによって、温度成層を形成することができる。貯湯タンク１０内は、上側が高温で下側が低温になる。

貯湯タンクユニット３の内部には、外部から第一給水路２１が引き込まれている。第一給水路２１には、例えば、上水道等の水源からの水が流れる。第一給水路２１は、貯湯タンクユニット３の内部で減圧弁１６に接続されている。減圧弁１６は、第一給水路２１から供給される水の圧力を、所定圧力に減圧する。

第一給水路２１は、減圧弁１６の下流において、第二給水路２２と第三給水路２３とに分岐している。第二給水路２２は、貯湯タンク１０の下部にある水入口１０ａに接続されている。水源からの水が第一給水路２１および第二給水路２２を通って貯湯タンク１０の下部に供給されることで、貯湯タンク１０は、満水状態に維持される。また、第三給水路２３は、給湯混合弁１７および風呂混合弁１８のそれぞれに、水を供給可能に接続されている。

ヒートポンプユニット２は、貯湯タンク１０から供給された水を沸き上げることができる。給湯装置１には、貯湯タンクユニット３の貯湯タンク１０からヒートポンプユニット２へ水を供給するための第一水路２４および第二水路２５が備えられている。図１に示されるように、第一水路２４は、貯湯タンク１０の下部にある水出口１０ｂと切替弁１２の入口とを接続する。第二水路２５は、切替弁１２の第一出口とヒートポンプユニット２内の熱交換器６の入口とを接続する。

第一ポンプ１１は、第二水路２５の途中の位置に設けられている。第一ポンプ１１は、貯湯タンク１０とヒートポンプユニット２との間で水を循環させる。なお、図示の構成では第一ポンプ１１が貯湯タンクユニット３に内蔵されているが、第一ポンプ１１がヒートポンプユニット２内に配置されていてもよい。

ヒートポンプユニット２内の熱交換器６の出口は、第三水路２６によって、貯湯タンク１０の上部にある湯入口１０ｃに接続されている。第二水路２５および第三水路２６の一部は、ヒートポンプユニット２および貯湯タンクユニット３の外部を通る。図１に示されるように、第三水路２６の途中の箇所は、第四水路２７によって、切替弁１２の第二入口と接続されている。切替弁１２は、第一水路２４を第二水路２５および第三水路２６に連通させる状態と、第二水路２５を第四水路２７および第三水路２６に連通させる状態とに、流路を切替可能である。

本実施の形態の給湯装置１は、浴室にある浴槽２００に湯を供給することができる。以下の説明では、浴槽２００に供給された湯を「浴槽水」と呼ぶことがある。風呂熱交換器１３は、浴槽水を再加熱するための熱交換器である。風呂熱交換器１３は、一次側流路及び二次側流路を備える。

貯湯タンク１０の上部にある第一湯出口１０ｄは、第五水路２８を介して、風呂熱交換器１３の一次側流路の入口である第一入口１３ａに接続されている。風呂熱交換器１３の一次側流路の出口である第一出口１３ｂは、第六水路２９を介して、貯湯タンク１０の戻り口１０ｆに接続されている。戻り口１０ｆは、貯湯タンク１０の下部において、水入口１０ａおよび水出口１０ｂより高い位置にある。第二ポンプ１４は、第六水路２９の途中の位置に設けられている。第二ポンプ１４は、貯湯タンク１０と風呂熱交換器１３との間で水を循環させる。

第五水路２８、風呂熱交換器１３の一次側流路および第六水路２９は、浴槽水を追い焚きするための熱源が循環する追い焚き用熱源回路を構成している。第二ポンプ１４は、この追い焚き用熱源回路に湯を循環させるためのポンプである。

風呂熱交換器１３の二次側流路の入口である第二入口１３ｃは、第七水路３０を介して、浴槽２００に接続されている。図１に示されるように、第三ポンプ１５は、第七水路３０の途中の位置に設けられている。風呂熱交換器１３の二次側流路の出口である第二出口１３ｄは、第八水路３１を介して、浴槽２００に接続されている。第七水路３０および第八水路３１は、浴槽アダプタ２１０を介して、浴槽２００内に連通している。

第三ポンプ１５は、浴槽２００と風呂熱交換器１３との間で浴槽水を循環させる。第七水路３０、風呂熱交換器１３の二次側流路および第八水路３１は、浴槽水が循環する回路である浴槽循環回路を構成している。

また、貯湯タンク１０の上部にある第二湯出口１０ｅには、第九水路３２の一端が接続されている。第九水路３２の他端側は、途中で分岐し、給湯混合弁１７および風呂混合弁１８のそれぞれに、湯を供給可能に接続されている。

本実施の形態の給湯装置１は、給湯栓３００に湯を供給することができる。給湯栓３００には、例えば、浴室のシャワー、キッチンシンクの蛇口、洗面所の蛇口等が該当する。給湯栓３００は、使用者が手で操作して開栓するものである。給湯栓３００は、センサが使用者を検出することによって自動的に開栓するものでもよい。

給湯混合弁１７の出口は、第一給湯管３３を介して、給湯栓３００に接続されている。また、給湯栓３００には、貯湯タンクユニット３の外部において、給水管３４が接続されている。給水管３４は、第一給水路２１から分岐して延びて、給湯栓３００に接続されている。

風呂混合弁１８の出口は、第二給湯管３５を介して、第七水路３０の途中の位置に接続されている。第二給湯管３５の途中の位置には、風呂電磁弁３８が設置されている。風呂電磁弁３８は、第二給湯管３５内の流路を開閉する。

図１に示されるように、第七水路３０には、風呂往き温度センサ３９が設けられている。風呂往き温度センサ３９は、浴槽２００から第七水路３０へ取り出される浴槽水の温度を検出する。給湯装置１による追い焚き運転は、風呂往き温度センサ３９が検出した水温が設定温度に到達すると、終了する。

図１に示されるように、第八水路３１には、風呂戻り温度センサ４０が設けられている。風呂戻り温度センサ４０は、風呂熱交換器１３を通過した浴槽水の温度を検出する。第一ポンプ１１の動作は、風呂戻り温度センサ４０が検出した水温に応じて制御される。これにより、風呂熱交換器１３の二次側流路の流量が制御される。

図１に示されるように、除菌装置１００は、一例として、第八水路３１の途中の位置に設置されている。本実施の形態において、除菌装置１００は、浴槽水が循環する回路に設置されている。本実施の形態において、除菌装置１００が設けられている水路は、浴槽水が熱交換器を経由して循環する回路に含まれる。除菌装置１００は、水路を流れる水に対して紫外線を照射して、当該水の除菌を行う装置である。除菌装置１００についてのより詳細な説明は後述する。

本実施の形態において、第八水路３１には、水流センサ４１が設けられている。水流センサ４１は、除菌装置１００が設けられている水路における水の有無を検出するためのセンサである。水流センサ４１は、本開示に係る水検出手段の一例である。本実施の形態において、水流センサ４１は、第七水路３０および第八水路３１における水の有無を検出する。

また、本実施の形態に係る給湯装置１は、温度検出手段の一例として、温度センサ４２を備える。温度センサ４２は、例えば、ヒートポンプユニット２に設けられている。ヒートポンプユニット２に設けられた温度センサ４２は、外気温を検出する。なお、温度センサ４２の設置場所はヒートポンプユニット２に限られず、例えば、貯湯タンクユニット３等に設けられていてもよい。

制御装置５０は、給湯装置１の運転を制御する。給湯装置１が備えるアクチュエータ、センサなどの電子機器は、制御装置５０に接続される。上述した圧縮機５、減圧装置７、第一ポンプ１１、切替弁１２、第二ポンプ１４、第三ポンプ１５、給湯混合弁１７、風呂混合弁１８、風呂電磁弁３８および除菌装置１００等の動作は、制御装置５０により制御される。風呂往き温度センサ３９および風呂戻り温度センサ４０で検出された温度情報は、制御装置５０に入力される。制御装置５０は、本開示に係る制御手段の一例である。

制御装置５０には、無線または有線により、双方向にデータ通信可能な端末装置６０が接続されている。端末装置６０は、給湯装置１のユーザーインターフェースとして機能する。端末装置６０は、例えば、キッチン、リビング、浴室の壁等に設置されている。制御装置５０には、異なる場所に設置された複数の端末装置６０が接続されていてもよい。また、例えば、スマートフォンのような持ち運び可能な携帯端末が端末装置６０として機能してもよい。制御装置５０と端末装置６０とは、他の機器またはネットワークを介して通信してもよい。

端末装置６０は、操作部６１および表示装置６２を備える。操作部６１は、使用者が操作する複数の入力スイッチ等を有する。使用者は、操作部６１を操作することで、例えば、給湯温度の設定をすることができる。また、使用者は、操作部６１を操作することで、浴槽２００に湯を供給する運転および浴槽水を再加熱する運転などの指令または予約をすることができる。また、使用者は、操作部６１を操作することで、蓄熱運転の制御モードの選択を行うことができる。使用者は、給湯装置１の運転に関する指令および設定値の変更等の入力操作を、端末装置６０によって行うことができる。

端末装置６０は、使用者によって入力された情報を制御装置５０へ送信する。制御装置５０は、端末装置６０から受信した情報に応じて、給湯装置１の運転を制御する。表示装置６２は、例えば、液晶表示パネル、有機ＥＬ表示パネル等のフラットディスプレイパネルを用いて構成される。表示装置６２は、文字、図形、キャラクタ等を視覚表示することで情報を表示できる。表示装置６２は、使用者への報知を行う報知手段の一例である。端末装置６０は、例えば、音声出力装置などの他の報知手段をさらに備えてもよい。

次に、給湯装置１が行う各種の運転について説明する。まず、給湯装置１の蓄熱運転について説明する。蓄熱運転は、ヒートポンプユニット２により加熱された湯を貯湯タンク１０内に蓄積する運転である。

蓄熱運転が行われる際には、ヒートポンプユニット２および第一ポンプ１１が動作する。また、切替弁１２は、第一水路２４を第二水路２５および第三水路２６に連通させる状態になる。ヒートポンプユニット２、第一ポンプ１１および切替弁１２は、制御装置５０によって制御される。

蓄熱運転では、貯湯タンク１０の下部の水出口１０ｂから流出した低温水が、第一水路２４および第二水路２５を通って、ヒートポンプユニット２の熱交換器６に導かれる。水が熱交換器６内で加熱されることで、湯、すなわち高温水が生成される。この湯が、第三水路２６を通って、湯入口１０ｃから貯湯タンク１０の上部へ流入する。蓄熱運転が行われることで、貯湯タンク１０内には、上から下へ向かって湯が蓄積していく。

次に、給湯栓３００への給湯運転について説明する。使用者によって給湯栓３００が開かれると、給湯栓３００への給湯運転が開始する。給湯栓３００への給湯運転が行われる際には、水源から供給される低温水が、第一給水路２１および第三給水路２３を通って、給湯混合弁１７の第一入口に流入する。また、貯湯タンク１０の上部の第二湯出口１０ｅから流出した高温水が、第九水路３２を通って、給湯混合弁１７の第二入口に流入する。このとき、第二湯出口１０ｅから流出した高温水と同量の低温水が、第二給水路２２を通って、水入口１０ａから貯湯タンク１０の下部に流入する。

給湯混合弁１７は、当該給湯混合弁１７に流入した低温水と高温水とを混合する。給湯混合弁１７は、低温水と高温水との混合比を変えることができる。給湯混合弁１７での混合により生成された湯は、第一給湯管３３を通って給湯栓３００へ供給される。制御装置５０は、例えば、第一給湯管３３に設置された図示しないセンサにより検出される給湯温度が目標値に等しくなるように、給湯混合弁１７の動作を制御する。給湯温度の目標値は、使用者が端末装置６０によって設定した温度でもよい。また、使用者は、給湯栓３００を操作することで、第一給湯管３３から供給される湯に、給水管３４から供給される低温水を混合することができる。

次に、浴槽２００への給湯運転について説明する。浴槽２００への給湯運転は、制御装置５０が風呂電磁弁３８を開くことで開始する。浴槽２００への給湯運転が行われる際には、水源から供給される低温水が、第一給水路２１および第三給水路２３を通って、風呂混合弁１８の第一入口に流入する。また、貯湯タンク１０の上部の第二湯出口１０ｅから流出した高温水が、第九水路３２を通って、風呂混合弁１８の第二入口に流入する。このとき、第二湯出口１０ｅから流出した高温水と同量の低温水が、第二給水路２２を通って、水入口１０ａから貯湯タンク１０の下部に流入する。

風呂混合弁１８は、当該風呂混合弁１８に流入した低温水と高温水とを混合する。風呂混合弁１８は、低温水と高温水との混合比を変えることができる。風呂混合弁１８での混合により生成された湯は、第二給湯管３５、第七水路３０および第八水路３１を通って、浴槽２００へ注入される。制御装置５０は、第二給湯管３５に設置された図示しないセンサにより検出される給湯温度が目標値に等しくなるように、風呂混合弁１８の動作を制御する。給湯温度の目標値は、使用者が端末装置６０にて設定した温度でもよい。

次に、浴槽２００に対する追い焚き運転について説明する。追い焚き運転は、浴槽水を再加熱する運転である。追い焚き運転が行われる際には、第二ポンプ１４および第三ポンプ１５が駆動する。第三ポンプ１５が駆動することで、浴槽２００内の浴槽水は、第七水路３０、風呂熱交換器１３および第八水路３１を通過してから浴槽２００に戻るように循環する。

また、第二ポンプ１４が駆動することで、貯湯タンク１０の上部の第一湯出口１０ｄから流出した高温水が、第五水路２８を通って、風呂熱交換器１３に流入する。風呂熱交換器１３内で、浴槽水が高温水によって加熱される。風呂熱交換器１３内で、高温水は、浴槽水に熱を奪われることで、中温水になる。風呂熱交換器１３から流出した中温水は、第六水路２９を通って、戻り口１０ｆから貯湯タンク１０内に流入する。

図１によって示される実施例では、第八水路３１に除菌装置１００が設けられている。すなわち、除菌装置１００は、追い焚き運転時に、風呂熱交換器１３から浴槽２００へと再加熱後の水を供給する流路中に設けられている。図１によって示される実施例において、除菌装置１００は、追い焚き運転時に循環する浴槽水の除菌を行うことができる。追い焚き運転時には、浴槽水が除菌装置１００によって除菌されつつ循環することで、やがて、浴槽２００内の浴槽水の全体が除菌される。

なお、給湯装置１は、例えば、追い焚き運転とは別の運転として、浴槽水除菌運転を実行可能に構成されていてもよい。浴槽水除菌運転が行われる際には、第三ポンプ１５が駆動する。これにより、浴槽水が循環する。循環する浴槽水は、除菌装置１００によって除菌される。また、浴槽水除菌運転が行われる際には、第二ポンプ１４は停止している。浴槽水除菌運転によれば、浴槽水を昇温させることなく除菌することができる。

上記の追い焚き運転および浴槽水除菌運転は、本開示に係る除菌運転の一例である。本開示に係る除菌運転には、上記の追い焚き運転および浴槽水除菌運転に限られず、除菌装置１００の除菌対象となる水路を流れる水に対して紫外線を照射する各種の運転が該当する。本開示に係る除菌運転においては、除菌装置１００と、当該除菌装置１００の除菌対象となる水路に水を流すポンプと、が動作する。この「除菌装置１００の除菌対象となる水路に水を流すポンプ」とは、本実施の形態においては、第三ポンプ１５が相当する。

次に、図２を参照し、除菌装置１００の構成について説明する。図２は、一例として、第八水路３１に設けられた除菌装置１００の構成例を示している。なお、除菌装置１００が設けられる位置は、図１および図２に示される実施例に限定されるものではない。除菌装置１００は、給湯装置１に備えられた任意の水路に設置されてもよい。例えば、除菌装置１００は、水源から貯湯タンク１０に水を流入させる水路に設置されてもよい。また、給湯装置１には、複数の除菌装置１００が備えられていてもよい。以下では、あくまで一例として、第八水路３１に設けられた除菌装置１００の構成について説明する。

上記したように、除菌装置１００は、水路を流れる水に対して紫外線を照射する装置である。本実施の形態において、除菌装置１００は、第八水路３１を通過する水に紫外線を照射する。除菌装置１００は、例えば、波長が２００ｎｍから４００ｎｍである近紫外線を照射することで、水を除菌する。

第八水路３１内の水の中には、例えば、レジオネラ菌のような細菌が存在する可能性がある。レジオネラ菌は、自然界の土壌及び淡水に生息するグラム陰性の桿菌である。レジオネラ菌は、２０℃から５０℃の温度範囲で生育し、３６℃前後で最もよく生育するといわれている。紫外線は、細菌などの微生物を死滅または不活化する作用を有する。本開示では、紫外線による細菌等の死滅または不活化をまとめて、「除菌」と総称している。第八水路３１内の水に含まれる細菌のような微生物は、除菌装置１００からの紫外線により、除菌される。本実施の形態であれば、浴槽水に、例えばレジオネラ菌のような細菌類を含む微生物が生育する可能性を低減できる。なお、本開示では、例えばレジオネラ菌のような細菌類を含む微生物を単に「微生物」と呼ぶ場合がある。

図２に示されるように、除菌装置１００は、ＬＥＤ光源１０１を備えている。ＬＥＤ光源１０１は、紫外線を発する発光ダイオードである。ＬＥＤ光源１０１は、予め設定された波長の紫外線を発する。一例として、ＬＥＤ光源１０１は、３００ｎｍ未満の波長の紫外線を照射する。一例として、ＬＥＤ光源１０１が照射する紫外線の中心波長は、２２０ｎｍから３００ｎｍの範囲に含まれる。近紫外線の中でも、３００ｎｍ未満の波長の紫外線は、細菌の原形質である核酸に作用して増殖能力を奪うだけでなく、原形質を破壊して細菌を死滅させる作用を有する。ＬＥＤ光源１０１が照射する３００ｎｍ未満の波長の紫外線は、細菌の遺伝子を破壊する効果を有する。

なお、除菌装置１００が紫外線を照射するための光源は発光ダイオードに限られない。光源は、例えば、交流電源から供給される電力によって点灯する低圧水銀ランプ等でもよい。

図２に示されるように、除菌装置１００は、基板１０３を備えている。ＬＥＤ光源１０１は、基板１０３に設けられている。ＬＥＤ光源１０１は、外部の電源部から基板１０３を介して直流電流が供給されることにより点灯し、紫外線を照射する。基板１０３の制御、すなわち、ＬＥＤ光源１０１の点灯の制御は、制御装置５０によって行われる。

また、除菌装置１００は、図２に示されるように、台座部１０４を備えている。ＬＥＤ光源１０１が設けられた基板１０３は、台座部１０４に設けられている。

ＬＥＤ光源１０１と基板１０３との接合部の温度であるジャンクション温度が上昇すると、ＬＥＤ光源１０１の発光効率が低下してしまう。また、例えば、ジャンクション温度が１００℃以上の高温になることは、ＬＥＤ光源１０１の素子の損傷の要因になり得る。ジャンクション温度の過度な上昇は、ＬＥＤ光源１０１の短寿命化に繋がる。上記の問題への対策として、台座部１０４の材質は、例えば、アルミニウム等の熱伝導性に優れたものであることが好ましい。

また、台座部１０４には、さらに放熱部１０５が設けられている。放熱部１０５は、ＬＥＤ光源１０１から生じた熱を放熱するためのものである。例えば、放熱部１０５は、第八水路３１および除菌装置１００の周囲の空気に露出している。また、放熱部１０５は、例えば、第八水路３１内に位置していてもよい。すなわち、放熱部１０５は、水に対して熱を放出してもよい。なお、台座部１０４と放熱部１０５とは、別体の部材として形成されていてもよいし、一体の部材として形成されていてもよい。

ＬＥＤ光源１０１の発光面側は、窓部１０６によって覆われている。窓部１０６は、ＬＥＤ光源１０１が設けられる空間と第八水路３１の内部とを遮る位置に設けられている。窓部１０６は、第八水路３１内の水がＬＥＤ光源１０１が設けられる空間に流入することを防止している。窓部１０６は、紫外線透過性を有し且つ紫外線にとる変質が少ない材料によって形成されている。窓部１０６の材質は、例えば、石英ガラス等である。なお、窓部１０６は、少なくとも一部が紫外線を拡散させるように構成されてもよい。

図２に示されるように、窓部１０６は、第八水路３１を構成する配管に組み込まれている。本実施の形態において、除菌装置１００は、第八水路３１を構成する配管に設置されている。窓部１０６は、第八水路３１の内側に露出している。ＬＥＤ光源１０１が照射した紫外線は、窓部１０６を透過して、第八水路３１を通過する水に照射される。

第八水路３１を形成する配管のうち、除菌装置１００によって照射される紫外線が当たる可能性のある範囲は、以下のように構成されることが望ましい。紫外線が当たる可能性のある配管は、例えば、紫外線耐性および耐水性を有する材料で構成されることが望ましい。当該配管は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂で構成されていることが望ましい。フッ素系樹脂は、紫外線耐性に優れるだけでなく、紫外線を反射する。当該配管の内壁面をフッ素系樹脂により構成することで、除菌装置１００からの紫外線が当該内壁面で反射し、除菌装置１００からより遠い範囲にまで紫外線が照射される。なお、当該配管の全体が上記のような材料で構成されていてもよいし、当該配管の内壁面のみが上記のような材料で被覆されていてもよい。

本実施の形態において、除菌装置１００は、浴槽水が循環する回路に設置されている。除菌装置１００は、浴槽水の除菌を行う。本実施の形態であれば、使用者が触れる浴槽水に微生物が生育する可能性を低減できる。

図３は、実施の形態１による給湯装置１の制御ブロック図である。上記したように、温度センサ４２は、外気温を検出する。温度センサ４２が検出した外気温の温度情報は、制御装置５０に入力される。

本実施の形態において制御装置５０は、温度センサ４２が検出した外気温に応じて、除菌装置１００を制御する。また、制御装置５０は、温度センサ４２が検出した外気温に応じて、貯湯タンクユニット３を制御する。制御装置５０は、例えば、温度センサ４２が検出した外気温に応じて、第三ポンプ１５を制御する。

本実施の形態において、制御装置５０は、除菌運転モードでの制御と、凍結防止運転モードでの制御と、を実行可能に構成されていることを特徴としている。除菌運転モードでの制御とは、給湯装置１が上記した追い焚き運転および浴槽水除菌運転等の除菌運転を行うための制御である。すなわち、除菌運転モードでの制御とは、除菌装置１００の除菌対象となる水路に水を流すポンプと当該除菌装置１００とを動作させて、当該水路を流れる水に紫外線を照射させる制御である。本実施の形態では、制御装置５０が除菌運転モードでの制御を行うと、第三ポンプ１５が駆動してＬＥＤ光源１０１が点灯する。制御装置５０は、除菌運転モードでの制御を一定時間実行する。一定時間経過後、第三ポンプ１５が停止してＬＥＤ光源１０１が消灯する。

また、凍結防止運転モードでの制御とは、給湯装置１が凍結防止運転を行うための制御である。この凍結防止運転とは、除菌装置１００および除菌装置１００の周囲における凍結を防止するための運転である。本実施の形態における凍結防止運転モードでの制御とは、除菌装置１００を動作させて当該除菌装置１００を昇温させる制御である。本実施の形態では、制御装置５０が凍結防止運転モードでの制御を行うと、ＬＥＤ光源１０１が点灯する。制御装置５０は、温度センサ４２が検出した外気温が基準値以下である場合に、凍結防止運転モードでの制御を実行する。この基準値の情報は、例えば、制御装置５０に備えられた記憶手段に予め設定される。基準値は、除菌装置１００および除菌装置１００の周囲での凍結が発生する可能性がある温度を考慮して設定される。凍結防止運転において、除菌装置１００は、第三ポンプ１５が動作していない状態、すなわち、第八水路３１に水が流れていない状態において動作する。

なお、制御装置５０は、例えば、温度センサ４２が検出した外気温に応じて、ヒートポンプユニット２を制御してもよい。制御装置５０は、例えば、温度センサ４２が検出した外気温に応じて、ヒートポンプユニット２による沸き上げ量を調節する。

図４は、実施の形態１の制御装置５０の機能を実現するためのハードウェア構成の例を示す図である。除菌装置１００およびこの除菌装置１００を備えた給湯装置１を制御するための制御手段の一例である制御装置５０の機能は、処理回路５１によって実現することができる。

処理回路５１は、例えば、専用ハードウェア５２として形成されていてもよい。処理回路５１は、プロセッサ５３およびメモリ５４を備えていてもよい。処理回路５１は、その一部が専用ハードウェア５２として形成され、且つ、更にプロセッサ５３およびメモリ５４を備えていてもよい。図４は、処理回路５１の一部が専用ハードウェア５２として形成され、当該処理回路５１が更にプロセッサ５３およびメモリ５４を備えている場合の例を示している。

なお、除菌装置１００および給湯装置１は、単一の制御装置５０により動作が制御される構成に限定されるものではない。除菌装置１００および給湯装置１は、複数の装置が連携することで動作を制御されてもよい。

本実施の形態に係る給湯装置１は、上記した凍結防止運転を実行可能に構成されていることを特徴としている。図５は、実施の形態１による制御装置５０が実行する凍結防止運転モードでの制御例を示すフローチャートである。図５のフローチャートを参照して、凍結防止運転の具体例について説明する。

凍結防止運転モードでの制御において、制御装置５０は、まず、温度センサ４２が検出する外気温が基準値以下であるかの判定を行う（ステップＳ１０１）。外気温が基準値以下でない場合には、除菌装置１００および除菌装置１００の周囲における凍結が発生する可能性が低いため、凍結防止運転は行われない。ステップＳ１０１において外気温が基準値以下でないと判定された場合には、凍結防止運転モードでの制御は終了する。

一方、外気温が基準値以下である場合には、除菌装置１００および除菌装置１００の周囲における凍結が発生する可能性が高いため、凍結防止運転が行われる。制御装置５０は、ステップＳ１０１において外気温が基準値以下であると判定すると、ＬＥＤ光源１０１を点灯させて除菌装置１００を動作させる（ステップＳ１０２）。これにより、除菌装置１００および除菌装置１００の周囲が昇温する。

ＬＥＤ光源１０１が必要以上に長い時間連続で点灯することは、当該ＬＥＤ光源１０１の短寿命化の要因となる。また、凍結防止運転においては第八水路３１内に水の流れがないため、除菌装置１００から第八水路３１への放熱量が少なくなり、除菌装置１００が高温になりやすい。そこで、凍結防止運転モードでの制御時における除菌装置１００の１回の紫外線照射時間は、除菌運転モードでの制御時における除菌装置１００の１回の紫外線照射時間よりも短くするとよい。

制御装置５０は、一例として、ステップＳ１０２において、ＬＥＤ光源１０１の点灯時間の計測を行う。ステップＳ１０２でＬＥＤ光源１０１を点灯させた制御装置５０は、ＬＥＤ光源１０１の点灯時間が予め設定された設定時間を超過したか判定する（ステップＳ１０３）。この設定時間は、除菌運転モードでの制御時における除菌装置１００の１回の紫外線照射時間よりも短い時間として設定される。ＬＥＤ光源１０１の点灯時間が設定時間を超過していない場合には、ＬＥＤ光源１０１の点灯が継続される。

制御装置５０は、ステップＳ１０３においてＬＥＤ光源１０１の点灯時間が設定時間を超過したと判定すると、当該ＬＥＤ光源１０１を消灯する（ステップＳ１０４）。また、制御装置５０は、一例として、ステップＳ１０４において、ＬＥＤ光源１０１の消灯時間の計測も行う。

ステップＳ１０４でＬＥＤ光源１０１を消灯させた制御装置５０は、ＬＥＤ光源１０１の消灯時間が予め設定された設定時間を超過したか判定する（ステップＳ１０５）。ＬＥＤ光源１０１の消灯時間が設定時間を超過していない場合には、ＬＥＤ光源１０１の消灯が継続される。

制御装置５０は、ステップＳ１０３においてＬＥＤ光源１０１の消灯時間が設定時間を超過したと判定すると、温度センサ４２が検出する外気温が基準値を超えるかの判定を行う（ステップＳ１０６）。外気温が基準値を超えている場合には、除菌装置１００および除菌装置１００の周囲における凍結が発生する可能性が低い。ステップＳ１０６において外気温が基準値を超えると判定された場合には、凍結防止運転モードでの制御が終了する。ステップＳ１０６において外気温が基準値を超えないと判定された場合には、ステップＳ１０２以降の処理が再び実行される。

以上に示したように、本実施の形態に係る給湯装置１は、温度センサ４２が検出した外気温が基準値以下である場合に除菌装置１００を動作させて当該除菌装置１００を昇温させる凍結防止運転モードでの制御を実行可能に構成されている制御装置５０を備えている。給湯装置１は、温度センサ４２が検出した外気温が基準値以下である場合に除菌装置１００を昇温させる凍結防止運転を実行可能に構成されている。上記の構成によれば、ＬＥＤ光源１０１の点灯時に発生する熱を利用して除菌装置１００を昇温させることができ、除菌装置１００および除菌装置１００の周囲における凍結を予防することができる。上記の構成によれば、給湯装置１を大型化することなく、除菌装置１００の凍結を防止することを実現することができる。

除菌装置１００の凍結を防止することで、例えば、除菌装置１００が備えるガラス製の窓部１０６が割れてしまうことを防止することができる。窓部１０６の割れが防止されるによって、除菌装置１００の内部のＬＥＤ光源１０１への水の侵入が抑制される。本実施の形態によれば、ＬＥＤ光源１０１の保護を行うことができる。また、割れた窓部１０６の一部が第八水路３１等の水路へ流れてしまうことも防止することができる。

窓部１０６が割れてしまうことを防止する方法としては、割れ防止用の保護部材を窓部１０６に設けることも考えられる。しかしながら、割れ防止用の保護部材は、紫外線を減衰させてしまう。割れ防止用の保護部材を用いた場合には、除菌装置１００の除菌能力が低下してしまう懸念がある。本実施の形態であれば、割れ防止用の保護部材を必要としないため、上記のような懸念がない。

図５のフローチャートによって示される実施例において、制御装置５０は、温度センサ４２が検出した外気温が基準値以上になると、凍結防止運転モードでの制御を終了する。これにより、凍結が生じる可能性が低い状況において除菌装置１００が無駄に動作してしまうことが防止される。

上記の実施の形態において、温度検出手段の一例である温度センサ４２は、外気温を検出している。温度センサ４２は、例えば、除菌装置１００が設けられた水路である第八水路３１内の水温を検出してもよい。温度センサ４２は、例えば、除菌装置１００が設けられた水路である第八水路３１に設けられていてもよい。除菌装置１００が設けられた水路内の水温は、外気温と同様に、除菌装置１００の凍結に影響を与えるパラメータである。本開示に係る温度検出手段は、除菌装置が設けられた水路内の水温または外気温の一方を検出するものであればよい。

温度センサ４２が水温を検出する場合には、図５のフローチャートにおけるステップＳ１０１の判定は、当該水温が基準値以下であるかの判定となる。また、温度センサ４２が水温を検出する場合には、図５のフローチャートにおけるステップＳ１０６の判定は、当該水温が基準値を超えるかの判定となる。

変形例として、制御装置５０は、温度検出手段の一例である温度センサ４２が検出した温度が基準値以下で且つ水検出手段の一例である水流センサ４１によって水の存在が検知された場合に凍結防止運転モードでの制御を行うように構成されてもよい。すなわち、給湯装置１の凍結防止運転は、除菌装置１００が設けられている水路内に水が残留している場合に行われてもよい。凍結防止運転におけるＬＥＤ光源１０１の点灯は、除菌装置１００が設けられている水路内に水が残留していない場合には、実行されなくてもよい。あるいは、凍結防止運転におけるＬＥＤ光源１０１の点灯は、除菌装置１００が設けられている水路内に水が残留していない場合には、停止してもよい。除菌装置１００が設けられている水路内に水が残留していない場合には、除菌装置１００および除菌装置１００の周辺の凍結が生じる可能性が低い。本変形例であれば、ＬＥＤ光源１０１の不要な点灯を防止し、ＬＥＤ光源１０１の長寿命化を実現することができる。

また、制御装置５０は、温度センサ４２が検出した温度が基準値以下で且つ水流センサ４１によって水の存在が検知された場合に、表示装置６２または音声出力装置等の報知手段に報知を行わせてもよい。表示装置６２または音声出力装置等の報知手段は、例えば、凍結の恐れがあることを使用者へ知らせる。また、表示装置６２または音声出力装置等の報知手段は、例えば、凍結の恐れがある水路内の水の排水を使用者へ促すように報知を行ってもよい。使用者に凍結の注意喚起を行って、当該使用者に水抜き等の凍結防止対策を実施させることで、凍結予防の効果をさらに向上することができる。

上記の実施の形態では、図２に示されるように、窓部１０６は、第八水路３１を構成する配管に組み込まれている。変形例として、この配管のうち、窓部１０６との接続部３１ａの耐圧強度を、窓部１０６の耐圧強度よりも低くしてもよい。接続部３１ａは、除菌装置１００の上流側または下流側に位置している。耐圧強度とは、第八水路３１内における圧力に対する強度を意味する。耐圧強度の調整は、材料の変更によって行ってもよいし、構造の変更によって行ってもよい。上記の変形例によれば、第八水路３１内から窓部１０６へと加わる圧力が上昇した際における窓部１０６の割れを抑制することができる。

また、別の変形例として、除菌装置１００の外郭部分のうちの第八水路３１を構成する配管との接続部および窓部１０６以外の部分の耐圧強度を、窓部１０６の耐圧強度よりも低くしてもよい。除菌装置１００の外郭部分のうちの第八水路３１を構成する配管との接続部とは、図２に示される実施例では、窓部１０６の上流側端部と下流側端部が該当する。除菌装置１００の外郭部分のうちの第八水路３１を構成する配管との接続部および窓部１０６以外の部分とは、図２に示される実施例では、台座部１０４および放熱部１０５等が該当する。本変形例によっても、第八水路３１内から窓部１０６へと加わる圧力が上昇した際における窓部１０６の割れを抑制することができる。また、第八水路３１を構成する配管との接続部および窓部１０６以外の部分は、例えば、窓部１０６よりも熱伝導性が低い材料で構成されてもよい。

１ 給湯装置、 ２ ヒートポンプユニット、 ３ 貯湯タンクユニット、 ４ 冷媒回路、 ５ 圧縮機、 ６ 熱交換器、 ７ 減圧装置、 ８ 蒸発器、 ９ 冷媒配管、 １０ 貯湯タンク、 １０ａ 水入口、 １０ｂ 水出口、 １０ｃ 湯入口、 １０ｄ 第一湯出口、 １０ｅ 第二湯出口、 １０ｆ 戻り口、 １１ 第一ポンプ、 １２ 切替弁、 １３ 風呂熱交換器、 １３ａ 第一入口、 １３ｂ 第一出口、 １３ｃ 第二入口、 １３ｄ 第二出口、 １４ 第二ポンプ、 １５ 第三ポンプ、 １６ 減圧弁、 １７ 給湯混合弁、 １８ 風呂混合弁、 ２１ 第一給水路、 ２２ 第二給水路、 ２３ 第三給水路、 ２４ 第一水路、 ２５ 第二水路、 ２６ 第三水路、 ２７ 第四水路、 ２８ 第五水路、 ２９ 第六水路、 ３０ 第七水路、 ３１ 第八水路、 ３１ａ 接続部、 ３２ 第九水路、 ３３ 第一給湯管、 ３４ 給水管、 ３５ 第二給湯管、 ３８ 風呂電磁弁、 ３９ 風呂往き温度センサ、 ４０ 風呂戻り温度センサ、 ４１ 水流センサ、 ４２ 温度センサ、 ５０ 制御装置、 ６０ 端末装置、 ５１ 処理回路、 ５２ 専用ハードウェア、 ５３ プロセッサ、 ５４ メモリ、 ６１ 操作部、 ６２ 表示装置、 １００ 除菌装置、 １０１ ＬＥＤ光源、 １０３ 基板、 １０４ 台座部、 １０５ 放熱部、 １０６ 窓部、 ２００ 浴槽、 ２１０ 浴槽アダプタ、 ３００ 給湯栓

Claims (9)

1. 水路に水を流すポンプと、
   前記水路に設けられ、当該水路内に紫外線を照射する除菌装置と、
   前記ポンプおよび前記除菌装置を制御する制御手段と、
   外気温または前記水路内の水温を検出する温度検出手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記ポンプおよび前記除菌装置を動作させて前記水路を流れる水に紫外線を照射させる除菌運転モードでの制御と、前記温度検出手段が検出した温度が基準値以下である場合に前記除菌装置を動作させて前記除菌装置を昇温させる凍結防止運転モードでの制御と、を実行可能に構成され、
   前記除菌装置は、
   紫外線を発する光源と、
   前記光源が設けられる空間と前記水路の内部とを遮る位置に設けられ、前記光源が発した紫外線が透過する窓部と、
   を有し、
   前記窓部は、前記水路を構成する配管に組み込まれ、
   前記配管のうちの前記窓部との接続部の耐圧強度を、前記窓部の耐圧強度よりも低くしたことを特徴とする給湯装置。
2. 水路に水を流すポンプと、
   前記水路に設けられ、当該水路内に紫外線を照射する除菌装置と、
   前記ポンプおよび前記除菌装置を制御する制御手段と、
   外気温または前記水路内の水温を検出する温度検出手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記ポンプおよび前記除菌装置を動作させて前記水路を流れる水に紫外線を照射させる除菌運転モードでの制御と、前記温度検出手段が検出した温度が基準値以下である場合に前記除菌装置を動作させて前記除菌装置を昇温させる凍結防止運転モードでの制御と、を実行可能に構成され、
   前記除菌装置は、
   紫外線を発する光源と、
   前記光源が設けられる空間と前記水路の内部とを遮る位置に設けられ、前記光源が発した紫外線が透過する窓部と、
   を有し、
   前記除菌装置の外郭部分は、前記水路を構成する配管に組み込まれ、
   前記除菌装置の外郭部分のうちの前記配管との接続部および前記窓部以外の部分の耐圧強度を、前記窓部の耐圧強度よりも低くしたことを特徴とする給湯装置。
3. 前記制御手段は、前記温度検出手段が検出した温度が前記基準値を超えると、前記凍結防止運転モードでの制御を終了する請求項１または請求項２に記載の給湯装置。
4. 前記水路内の水の有無を検出する水検出手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記温度検出手段が検出した温度が基準値以下で且つ前記水検出手段によって水の存在が検知された場合に前記凍結防止運転モードでの制御を実行する請求項１から請求項３の何れか１項に記載の給湯装置。
5. 使用者への凍結に関する注意喚起の報知を行う報知手段と、
   前記水路内の水の有無を検出する水検出手段と、をさらに備え、
   前記制御手段は、前記温度検出手段が検出した温度が基準値以下で且つ前記水検出手段によって水があることが検出された場合に、前記報知手段に報知を行わせる請求項１から請求項３の何れか１項に記載の給湯装置。
6. 前記制御手段は、前記水路内に水が残留していないことが前記水検出手段によって検出されると、前記除菌装置を停止する請求項４または請求項５に記載の給湯装置。
7. 前記制御手段は、前記凍結防止運転モードでの制御時における前記除菌装置の１回の紫外線照射時間を、前記除菌運転モードでの制御時における前記除菌装置の１回の紫外線照射時間よりも短くする請求項１から請求項６の何れか１項に記載の給湯装置。
8. 前記水路は、浴槽内の水が熱交換器を経由して循環する回路に含まれている請求項１から請求項７の何れか１項に記載の給湯装置。
9. 水路に水を流すポンプと、
   前記水路に設けられ、当該水路内に紫外線を照射する除菌装置と、
   前記ポンプおよび前記除菌装置を制御する制御手段と、
   外気温または前記水路内の水温を検出する温度検出手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記ポンプおよび前記除菌装置を動作させて前記水路を流れる水に紫外線を照射させる除菌運転モードでの制御と、前記温度検出手段が検出した温度が基準値以下である場合に前記除菌装置を動作させて前記除菌装置を昇温させる凍結防止運転モードでの制御と、を実行可能に構成され、
   前記制御手段は、前記凍結防止運転モードでの制御時における前記除菌装置の１回の紫外線照射時間を、前記除菌運転モードでの制御時における前記除菌装置の１回の紫外線照射時間よりも短くすることを特徴とする給湯装置。

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