JPH0587738B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は、浴槽内に適温・適量の湯を得るため
のヒートポンプ式自動風呂装置に関する。 （従来の技術） 浴槽内に適温・適量の湯を得るための初期湯は
りの技術、ならびに、初期湯はり後において適温
の湯を得る技術としては、従来一般に、特開昭59
−69648号公報に記載されているものが知られて
いた。 この従来例によれば、浴槽内の湯が浴槽循環パ
イプの上方パイプより高くなつた段階で循環ポン
プを作動させ、かつ、それ以降には湯温センサに
より湯温を検出し、その検出湯温と設定湯温とに
基づいてガス加熱方式により加熱制御を行ない、
初期湯はりにおいて、適温・適量の湯を得るもの
であつた。 そして、初期湯はり後においては、入浴時に設
定湯温よりも低い場合には、人為的にタイマーに
より適宜時間を設定し、その設定時間だけ加熱を
行なつて、いわゆる追い焚きによる加熱を行なつ
ていた。 （発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような構成を有する従来例
の場合では、給湯開始初期である初期湯はりにお
いてのみ、設定湯温の湯が得られるだけである。 そして、給湯完了後から入浴までの時間が長い
とか、入浴から入浴までの時間間隔が長いような
ときで、入浴時に湯温が低下している場合とか、
入浴に伴なつて湯温が低下したような場合には、
入浴と同時にタイマーに対する設定操作を行なつ
て追い焚きをしなければならず、適温の湯になる
までに時間がかかり、寒期においては、ヌルイ湯
につかつたまま適温の湯になるまで待つていなけ
ればならず、ときには風邪をひくなど、実用上不
便であつた。 本発明は、このような事情に鑑みてなされたも
のであつて、簡単な操作により、初期湯はり時に
適温・適量の湯を得るのみならず、その初期湯は
りの完了後でも、エネルギーの利用効率良好にか
つ耐久性大にして、常に、適温の湯が得られるよ
うにすることを目的とする。 （問題点を解決するための手段） 本発明のヒートポンプ式自動風呂加熱装置は、
このような目的を達成するために、 浴槽３と、該浴槽３内の湯水を加熱するヒート
ポンプ式の浴槽用熱交換器８と、熱源側熱交換器
２２と、その熱源側熱交換器２２と前記浴槽用熱
交換器８とにわたつて冷媒を循環流動する圧縮機
２３とを備えた熱源側ユニツト１と、 前記浴槽３内の湯の温度を検出する湯温センサ
１６と、 前記浴槽３内に湯水が設定レベルまで得られた
ときに湯はり完了信号を出力する湯はり手段と、 前記湯温センサ１６による検出湯温が設定湯温
範囲より低いときに、前記浴槽用熱交換器８によ
る加熱を行い、設定湯温範囲より高いときに、前
記浴槽用熱交換器８による加熱を停止して、前記
湯温センサ１６による検出湯温を設定温度範囲内
に維持する保温制御手段と 風呂運転スイツチ３４と、 該風呂運転スイツチ３４の始動操作により、前
記湯はり手段を作動し、該湯はり手段の出力する
湯はり完了信号に応答して、前記保温制御手段と
を作動させる自動運転手段と、 前記風呂運転スイツチ３４による始動後、設定
時間が経過すると、前記自動運転手段による前記
保温制御手段の作動を停止する運転停止手段とを
備えて構成する。 （作 用） この構成によれば、風呂運転スイツチ３４を始
動操作することにより、自動運転手段が作動し
て、給湯タンクからの湯と市水との混合により適
温の湯を適量得るとか、湯水を適量だけ浴槽３に
供給した後に、保温制御手段を作動して、ヒート
ポンプ式の浴槽用熱交換器８により、湯温センサ
１６によつて検知する前記浴槽３内の湯温が設定
湯温範囲よりも低いときは加熱を行い、高いとき
は加熱を停止することにより、前記浴槽３内の湯
を適温に維持することができる。 また、前記自動運転手段の作動後、設定時間が
経過すると、該自動運転手段による前記保温制御
手段の作動を停止する運転停止手段を設けたので
運転の切り忘れを防止する。 （実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。第１図は、本発明の実施例に係るヒー
トポンプ式自動風呂装置のシステム構成図であ
る。この図において、１は熱源側ユニツトとして
の室外ユニツト、２は、浴槽３内に水と湯とを所
定割合で供給し、設定湯温でかつ設定量の湯を浴
槽３内に入れる初期湯はり制御完了後において浴
槽３内の湯を設定湯温に維持するためのヒートポ
ンプ式の浴槽ユニツト、４は、浴室５内の暖房や
洗濯物の乾燥等を行なうための浴室加熱ユニツ
ト、６は、室内の冷暖房および空調を行なう室内
ユニツト、７は貯湯槽ユニツトである。 前記浴槽ユニツト２には、ヒートポンプ式の浴
槽用熱交換器８と、その浴槽用熱交換器８に浴槽
３内の湯を循環パイプ９を通じて循環流動する循
環ポンプ１０と、前記貯湯槽ユニツト７からの湯
を給湯弁１１を介して供給する給湯管１２と、市
水を給水弁１３を介して供給する給水管１４と、
給湯管１２および給水管１４それぞれからの湯と
水とを混合する混合水槽１５とが備えられてい
る。 また、循環パイプ９の循環ポンプ１０よりも吸
い込み側に、湯温センサ１６が設けられている。
混合水槽１５の内壁に、循環パイプ９の上側のも
のが浴槽３に連通するレベルに相当する箇所に位
置させて、循環ポンプ１０の運転を許容する水位
HOを検出する運転許容水位センサL₀と、通常入
浴時のレベルに相当する箇所の近くで上下方向に
所定間隔を隔てて、３段のセツト水位HH，
HM，HLを検出するセツト水位センサL₁，L₂，
L₃とが付設されている。これらの水位センサL₀，
L₁，L₂，L₃それぞれは、いずれも正特性サーミ
スタで構成されている。 前記貯湯槽ユニツト７には、貯湯タンク１７
と、貯湯槽用熱交換器１８と、貯湯タンク１７内
の水位が設定水位よりも低下すると弁が開いて給
水し、設定水位になると弁が閉じて給水を自動的
に停止するボールタツプ１９と、貯湯タンク１７
内の湯を供給する給湯ポンプ２１とが備えられて
いる。 前記室外ユニツト１には、第２図の冷媒回路図
に示すように、熱源側熱交換器としての室外側熱
交換器２２、室外フアン２２ａ、冷媒を循環流動
する圧縮機２３、受液器２４、アキユムレータ２
５，２５、第１および第２四路切換弁SV₁，
SV₂、第１ないし第４電動膨張弁EV₀，EV₁，
EV₂，EV₃、第１および第２液閉鎖弁V₁，V₂、
第１および第２ガス閉鎖弁V₃，V₄、ならびに、
逆止弁V₅が備えられている。 前記室内ユニツト６，６それぞれには、室内側
熱交換器２６と室内フアン２７とが備えられてい
る。 また、浴室加熱ユニツト４には、浴室加熱用熱
交換器２８と送風フアン２９とが備えられてい
る。 第１図中、３０は、浴室５内を換気するための
換気扇である。 前記第１および第２四路切換弁SV₁，SV₂、な
らびに、第１ないし第４電動膨張弁EV₀，EV₁，
EV₂，EV₃それぞれは、制御手段によつて自動的
に動作制御するように構成され、次表に示すよう
な動作制御により、給湯運転モード、暖房運転モ
ード、追い焚き・乾燥（風呂加熱）運転モード、
冷房運転モード、冷房排熱を利用可能な状態で給
湯加熱を行なう（給湯＋冷房）運転転モード、残
り湯排熱の回収や冷却のための浴槽３内の湯の熱
回収を行なつてその回収した熱を利用可能な状態
で給湯加熱を行なう（給湯＋風呂排熱回収）運転
モード、暖房と追い焚き・乾燥とを並行して行な
う（暖房＋風呂加熱）運転モード、冷却のための
浴槽３内の湯の熱回収と冷房とを並行して行なう
（冷房＋風呂排熱回収）運転モード、および、残
り湯排熱の回収や冷却のための浴槽３内の湯の熱
回収を行なつてその回収した熱を利用可能な状態
で給湯加熱を行なうとともに、冷房をも並行して
行なう（給湯＋冷房＋風呂排熱回収）運転モード
のうちのいずれかを選択して行なえるようになつ
ている。

【表】

【表】 次に、本発明に係る追い焚き・乾燥運転モード
による運転時の状態について説明する。 ＊追い焚き・乾燥運転モードによる運転時 圧縮機２３の吐出口２３ａ→第１四路切換弁
SV₁（実線）→第２四路切換弁SV₂（破線）→第１
ガス閉鎖弁V₃→浴室加熱用熱交換器２８→浴槽
用熱交換器８→第４電動膨張弁EV₃（FD）→第１
液閉鎖弁V₁→受液器２４→第１電動膨張弁EV₀
（SH）→室外側熱交換器２２→第２四路切換弁
SV₂（破線）→アキユムレータ２５，２５→圧縮
機２３の吸入口２３ｂと循環流動する冷媒流路を
形成し、圧縮機２３の作動と、循環ポンプ１０ま
たは送風フアン２９の駆動とによつて、室外側熱
交換器２２により室外から吸収した熱量を、浴槽
用熱交換器８により浴槽３内の湯に放熱するか、
または、浴室５内に放熱し、風呂の追い焚きを行
なうとともに、浴室５内の暖房あるいは浴室５を
洗濯物等の乾燥室として作用させるかするように
なつている。 第３図は電気回路図であり、前記水位センサ
L₀，L₁，L₂，L₃それぞれからの水位感知信号、
ならびに、湯温センサ１６による温度信号それぞ
れを浴槽用CPU３１に入力するとともに、浴槽
３の湯の温度範囲を設定する湯温設定スイツチ３
２による設定湯温信号、浴槽３内の湯量を設する
水位設定スイツチ部３３による設定水位信号、お
よび、風呂運転スイツチ３４からの運転信号それ
ぞれを、キーマトリクス３５を介して浴槽用
CPU３１に入力し、これらの信号入力に基づい
て、循環ポンプ１０を駆動する第１リレーコイル
Ｒ１、給湯弁１１を開き動作する第２リレーコイ
ルＲ２、および給水弁１３を開き動作する第３リ
レーコイルＲ３それぞれに駆動信号を出力し、湯
はり制御手段による初期の湯はりを行なうととも
に、その初期の湯はりの完了に伴なつて湯はり完
了信号を出力する。更に、湯はり完了後、湯が設
定量以下になると、湯の補給を行なうようになつ
ている。なお、前記湯温設定スイツチ３２による
設定湯温の切り換えは、設定湯温を変更した後
に、加熱スイツチSWを操作することによつて行
なわれるようになつている。 前記浴槽用CPU３１からの湯はり完了信号は、
室外ユニツト１における室外側CPU３６に入力
し、その湯はり完了信号に応答して、保温制御手
段により、湯温センサ１６による検出湯温が設定
湯温範囲より低くなつたときに、第１および第２
四路切換弁SV₁，SV₂ならびに第１ないし第４電
動膨張弁EV₀，EV₁，EV₂，EV₃に対する動作制
御と、圧縮機２３および室外フアン２２ａそれぞ
れに対する駆動とを行なつて、浴槽用熱交換器８
による加熱を行ない、湯温センサ１６による検出
湯温を設定湯温範囲内に維持するようになつてい
る。 次に、前記湯はり制御手段および保温制御手段
それぞれの動作につき、第４図に示すフローチヤ
ートを用いて説明する。 先ず、第４図ａに示すように、風呂運転スイツ
チ３４をONして動作を開始し（S1）、給湯弁１
１と給水弁１３の両者を開く（ONする）ととも
に、切り忘れ防止タイマを作動する。この切り忘
れ防止タイマは、前記浴槽用CPU３１に内蔵さ
れていて、例えば、６時間などに設定され、６時
間経過後、または、風呂運転スイツチ３４の切り
操作に伴なつてリセツトされるようになつてい
る。 次いで、循環ポンプ１０の作動を許容するレベ
ルHOにまで湯および水が供給されたかどうか、
即ち、水位センサL₀から水位信号が検出された
かどうかを判断し、上記許容レベルHOになるま
で待つ（S3）。 許容レベルHOになつた後に、水位が初期に設
定されている水位（前記水位HH，HM，HLの
うちのいずれかの水位）になつかどうかを判断す
る（S4）。 許容レベルHOになつた直後では、設定水位に
なつていないために、ステツプS5に移行して循
環ポンプ１０による運転を開始する。 この後、ステツプS6からステツプS13までの処
理においては湯はり制御を行なうものであり、湯
温が設定湯温範囲よりも高い状態、湯温が設定湯
温範囲内にある状態、ならびに、湯温が設定湯温
よりも低い状態それぞれに応じて、給湯弁１１お
よび給水弁１３それぞれを開閉し、設定湯温範囲
内の適量の湯を得るようになつている。 即ち、給水弁１３については、設定湯温よりも
0.5〜1.5℃低い範囲内でデイフアレンシヤルを持
たせ、湯温が設定湯温よりも0.5℃低い温度を越
えて上昇したときに給水弁１３を開き、湯温が設
定湯温よりも1.5℃低い温度未満に低下したとき
に給水弁１３を閉じるように構成され、また、給
湯弁１１については、設定湯温よりも0.5℃高い
温度から設定湯温よりも1.0℃低い温度までの範
囲内でデイフアレンシヤルを持たせ、湯温が設定
湯温よりも1.0℃低い温度未満に低下したときに
給湯弁１１を開き、湯温が設定湯温よりも0.5℃
高い温度を越えて上昇したときに給湯弁１１を閉
じるように構成され、給水弁１３および給湯弁１
１それぞれの開閉頻度を極力少なくしながら適温
で適量の湯を得るようになつている。 順を追つて説明すれば、循環ポンプ１０の運転
開始後、湯温センサ１６による検出湯温から、湯
温設定スイツチ３２により設定された湯温を減算
した温度差が−1.5℃よりも小さいかどうかを判
断し（S6）、小さいときには給水弁１３のみを閉
じ（OFF）てから（S7）、ステツプS4に戻す。 ステツプS6において温度差が−1.5℃よりも大
きいと判断したときには、ステツプS8に移行し
て検出湯温から設定湯温を減算した温度差が0.5
℃よりも大きいかどうかを判断し、大きいと判断
したときには、湯温が高温であるとして給湯弁１
１のみを閉じ（OFF）（S9）、ステツプS4に戻す。 前記ステツプS8において、温度差が0.5℃より
も小さいと判断したときには、ステツプS10に移
行し、検出湯温から設定湯温を減算した温度差−
0.5℃よりも大きいかどうかを判断し、大きいと
判断したときには、給水弁１３を開いて（ON）
から（S11）、ステツプS4に戻す。 前記ステツプS10において、温度差が−0.5℃よ
りも小さいと判断したときには、ステツプS12に
移行して、検出湯温から設定湯温を減算した温度
差が−1.0℃よりも小さいかどうかを判断し、小
さいと判断したときには、給湯弁１１を開いて
（ON）から（S13）、ステツプS4に戻す。ここで、
温度差が−1.0℃よりも大きいと判断したときに
は、そのままステツプS4に戻す。 そして、ステツプS4において、水位が設定水
位になつたと判断したときには、初期湯はり手段
による湯はりが完了したとして、ステツプS14に
移行して、給湯弁１１および給水弁１３のいずれ
をも閉じ（OFFする）、しかる後に、ステツプ
S15に移行する。 これらのステツプS2からステツプS14までの処
理により、浴槽３内に、湯温が設定湯温よりも
0.5℃高い温度から1.5℃低い温度までの設定湯温
範囲内の湯を設定量だけ供給するように初期湯は
り手段が構成されている。このときに、前述の浴
槽用CPU３１から室外側CPU３６に湯はり完了
信号を出力するのである。 ステツプS15においては、第４図ｂに示すよう
に、切り忘れ防止タイムがタイムアツプしたかど
うか、即ち、６時間経過したかどうかを判断し、
６時間経過したときには、風呂運転スイツチ３４
を自動的に切り（OFF）状態にして風呂運転を
停止する（S16）。 ６時間経過していなければ、ステツプS17に移
行し、入浴により湯が使用されて設定湯量よりも
減少していないかどうかを見るために、水位が設
定水位かどうかを判断する。 設定水位まであれば、追い焚きによる風呂加
熱、または、給水や浴槽用熱交換器８を利用して
の冷却をした後、設定時間Ｔ分（例えば、15分）
経過したかどうかを判断する。ここで、初期湯は
り後や湯の補給を行なつた後のように、加熱や冷
却を行なわない場合には、YESと判断してステ
ツプS19に移行し、循環ポンプ１０を駆動する。 前記ステツプS18において、設定時間経過して
いないと判断したときには、ステツプS20に移行
して加熱スイツチがONしたかどうか、即ち、設
定湯温に変更があつたかどうかを判断し、加熱ス
イツチがONされていればステツプS19に移行し、
ONされていなければS15に戻す。 前記ステツプS19において循環ポンプ１０を運
転した後には、湯温センサ１６による検出湯温か
ら設定湯温を減算した温度差−0.5℃よりも小さ
いかどうかを判断し（S21）、温度差が−0.5℃よ
りも小さいければ、湯温が低温であるとして、風
呂加熱をON、即ち、浴槽用熱交換器８による追
い焚き運転を開始する（S22）。 しかる後に、湯温センサ１６による検出湯温か
ら設定湯温を減算した温度差が0.5℃よりも大き
くなつたかどうかを判断し（S23）、温度差が0.5
℃よりも大きくなるまで待ち、大きくなつたと判
断すれば、追い焚きが終了したとして、風呂加熱
をOFF、即ち、浴槽用熱交換器８による追い焚
き運転を停止して循環ポンプ１０をOFFし
（S22）、ステツプS15に戻す。 これらのステツプS21からステツプS24までの
処理により、浴槽用熱交換器８を用いての追い焚
き運転を行ない、浴槽３内の湯温を設定湯温範囲
内に維持するように保温制御手段が構成されてい
る。 前記ステツプS17において、水位が設定水位で
ないと判断したとき、即ち、入浴により湯が使用
されて設定湯量よりも減少したと判断したときに
は、ステツプS5に戻し、前述初期湯はりにおけ
ると同様にして、設定湯温範囲の湯を設定量得
る。 前記ステツプS21において、湯温センサ１６に
よる検出湯温から設定湯温を減算した温度差が−
0.5℃よりも小さくないと判断したときには、ス
テツプS25に移行し、第４図ｃに示すように、湯
温センサ１６による検出湯温から設定湯温を減算
した温度差が1.5℃よりも大きいかどうかを判断
し、大きいと判断したとき、即ち、湯温設定の変
更間違い等に対して低温に設定し直した場合と
か、低温の湯を好むために低温に設定し直した場
合、更には、不測に湯温が高温になつている場合
などには、ステツプS26に移行して水さし冷却の
ために給水弁１３をONする。 次いで、ステツプS27に移行して、湯温センサ
１６による検出湯温から設定湯温を減算した温度
差が0.5℃よりも小さいかどうかを判断し、小さ
いと判断したときには、ステツプS28に移行して
水さし冷却を終了するために、給水弁１３を閉じ
る（OFF）とともに、循環ポンプ１０を停止し
（OFF）、ステツプS15に戻す。 前記ステツプS27において、湯温センサ１６に
よる検出湯温から設定湯温を減算した温度差が
0.5℃よりも大きいと判断したときには、ステツ
プS29に移行し、水さし冷却の開始後、設定時間
Ｔ分（例えば、３分）経過したかどうかを判断
し、設定時間経過していない間は、湯温が設定湯
温以下に低下するまで水さし冷却を継続する。 水さし冷却の開始後、設定時間を経過しても湯
温が設定湯温以下に低下しないときには、ステツ
プS30に移行し、水さし冷却を終了するために、
給水弁１３を閉じる（OFF）。 その後、ヒートポンプシステムを利用した冷却
（ヒーポン冷却と略称する）を行なうために、冷
媒回路を、冷媒が圧縮機２３の吐出口２３ａ→第
１四路切換弁SV₁（実線）→第２四路切換弁SV₂
（実線）→室外側熱交換器２２→第１電動膨張弁
EV₀（全開）→受液器２４→第１液閉鎖弁V₁→第
４電動膨張弁EV₃→浴槽用熱交換器８→浴室加熱
用熱交換器２８→第１ガス閉鎖弁V₃→第２四路
切換弁SV₂（実線）→アキユムレータ２５，２５
→圧縮機２３の吸入口２３ｂが流動するように切
り換え、圧縮機２３を作動し（ON）（S31）、ス
テツプS32において、湯温センサ１６による検出
湯温から設定湯温を減算した温度差0.5℃よりも
小さくなつたと判断するまで、冷却を継続する。 温度差が0.5℃よりも小さくなれば、ヒーポン
冷却を終了するために、圧縮機２３を停止
（OFF）するとともに、循環ポンプ１０を停止
（OFF）し（S33）、しかる後に、ステツプS15に
戻す。 また、前記ステツプS25において、湯温センサ
１６による検出湯温から設定湯温を減算した温度
差が1.5℃よりも小さいと判断したときには、ス
テツプS15に戻す。 上記実施例では、１個の風呂運転スイツチ３４
を入り操作するに伴ない、初期湯はり手段による
適温・適量の湯の供給、即ち、初期湯はりと、そ
れに引き続いての保温制御、更には、湯の補給
と、湯温設定の変更間違い等に対して低温に設定
し直した場合などの際の冷却、そして、設定時間
経過後の制御動作の停止と、風呂運転に係るすべ
てを自動化したものを示しているが、本発明とし
ては、少なくとも、風呂運転スイツチ３４の入り
操作によつて、初期湯はりと、それに引き続いて
の保温制御を自動化するものであればよい。 （発明の効果） 以上のように、本発明によれば、風呂運転スイ
ツチ３４を始動操作するだけの簡単な操作であり
ながら、初期湯はり後の保温制御を自動的に行
い、適量でかつ適温の湯を得ることができ、常
に、適温の湯に快適に入浴できるようになつた。 そのうえ、保温制御のために、ヒートポンプ式
の浴槽用熱交換器８を用いるから、エネルギーの
利用効率を向上でき、しかも、この浴槽用熱交換
器８による加熱を初期湯はりの完了後に行なうか
ら、例えば、浴槽３内に湯が無い状態で加熱し
て、圧縮機２３の高圧側圧力が異常に上昇して圧
縮機２３が自動的に停止されるとか、また、停止
されずに継続して運転されてコイル焼損を発生す
るといつた耐久性の低下を確実に回避できるよう
になつた。 また、前記保温制御が設定時間で打ち切られる
ので、運転の切り忘れをなくし、無駄な運転を防
止することが可能となつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例のヒートポンプ式自
動風呂装置のシステム構成図、第２図は、冷媒回
路図、第３図は電気回路図、第４図は、湯はり制
御手段およびそれに引き続いての保温制御手段の
動作を説明するフローチヤートである。 １…熱源側ユニツトとしての室外ユニツト、３
…浴槽、８…浴槽用熱交換器、１６…湯温セン
サ、２２…熱源側熱交換器としての室外側熱交換
器、２３…圧縮機、３４…風呂運転スイツチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 浴槽３と、該浴槽３内の湯水を加熱するヒー
   トポンプ式の浴槽用熱交換器８と、熱源側熱交換
   器２２と、その熱源側熱交換器２２と前記浴槽用
   熱交換器８とにわたつて冷媒を循環流動する圧縮
   機２３とを備えた熱源側ユニツト１と、 前記浴槽３内の湯の温度を検出する湯温センサ
   １６と、 前記浴槽３内に湯水が設定レベルまで得られた
   ときに湯はり完了信号を出力する湯はり手段と、 前記湯温センサ１６による検出湯温が設定湯温
   範囲より低いときに、前記浴槽用熱交換器８によ
   る加熱を行い、設定湯温範囲より高いときに、前
   記浴槽用熱交換器８による加熱を停止して、前記
   湯温センサ１６による検出湯温を設定温度範囲内
   に維持する保温制御手段と 風呂運転スイツチ３４と、 該風呂運転スイツチ３４の始動操作により、前
   記湯はり手段を作動し、該湯はり手段の出力する
   湯はり完了信号に応答して、前記保温制御手段と
   を作動させる自動運転手段と、 前記風呂運転スイツチ３４による始動後、設定
   時間が経過すると、前記自動運転手段による前記
   保温制御手段の作動を停止する運転停止手段とを
   備えたヒートポンプ式自動風呂加熱装置。