【手続補正書】
【提出日】平成16年6月3日(2004.6.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】  明細書
【発明の名称】  ヒートポンプ式風呂給湯システム
【特許請求の範囲】
【請求項１】  圧縮機を有する冷媒回路と、前記冷媒回路に接続した給湯加熱器および排熱利用熱交換器と、貯湯槽の湯水が流動し、前記給湯加熱器と熱交換関係を有する給湯熱交換器を途中に接続した給湯回路と、風呂循環ポンプを介して浴槽の湯水を循環させるとともに、前記排熱利用熱交換器と熱交換関係を有する風呂熱交換器を途中に接続した風呂循環回路と、前記風呂熱交換器の出口から前記風呂回路の系外へ排水する出水流路と前記風呂回路へ戻す帰還流路とを切換える流路切換え手段と、前記流路切換え手段を出水流路または帰還回路に切換える制御手段とを備え、前記制御手段は、浴槽内の低温水が所定量に達したとき、前記流路切換え手段を出水流路に切換え、所定量の低温水を排水するようにしたヒートポンプ式風呂給湯システム。
【請求項２】  制御手段は、ヒートポンプ回路による運転時に時間計測を開始して所定時間後に流路切換え手段を出水流路に切換える請求項１記載のヒートポンプ式風呂給湯システム。
【請求項３】  風呂回路の残湯温度を検出する残湯温度検出手段を備え、制御手段は前記残湯温度検出手段の検知温度が所定温度まで低下したときに、流路切換え手段を出水流路に切換える請求項１記載のヒートポンプ式風呂給湯システム。
【請求項４】  風呂回路を流れる湯水温を検出する温度検出手段を備え、制御手段はヒートポンプ回路による運転時に前記温度検出手段の検出温度が第１設定温度まで低下した時に前記流路切換え手段を出水流路側に切換え、その後検出温度が前記第１設定温度よりも高温の第２設定温度まで上昇した時に前記流路切換え手段を帰還流路側へ切換える請求項１記載のヒートポンプ式風呂給湯システム。
【請求項５】  風呂回路を流れる湯水温を検出する温度検出手段を備え、制御手段はヒートポンプ回路による運転開始時に流路切換え手段を出水流路側に切換えるとともに、前記温度検出手段の検出温度が帰還流路側へ切換わった直後の検出湯温から所定温度巾低下した時に前記流路切換え手段を前記帰還流路側から前記出水流路側に切換える請求項１記載のヒートポンプ式風呂給湯システム。
【請求項６】  風呂回路を流れる湯水温を検出する温度検出手段と、風呂回路の流量を調節する風呂ポンプとを備え、制御手段はヒートポンプ回路による運転時に前記温度検出手段の検出温度が設定温度まで低下した時に前記流路切換え手段を出水流路側に切換えるとともに、前記温度検出手段の検出温度が前記設定温度と一致するように風呂ポンプを制御する請求項１記載のヒートポンプ式風呂給湯システム。
【請求項７】  風呂回路の流量を調節する風呂ポンプを備え、制御手段は流路切換え手段を帰還流路側に切換えて、風呂ポンプを所定時間循環させた後、ヒートポンプ回路による運転を開始する請求項１又は６記載のヒートポンプ式風呂給湯システム。
【請求項８】  風呂回路の流量を調節する風呂ポンプを備え、制御手段はヒートポンプ回路による運転開始時に流路切換え手段を帰還流路側に切換え、風呂ポンプを運転した後、所定時間遅延させて圧縮機を運転する請求項１又は６記載のヒートポンプ式風呂給湯システム。
【請求項９】  風呂回路の流量を調節する風呂ポンプを備え、制御手段はヒートポンプ回路による運転時に風呂回路を流れる湯水温が第１設定温度まで低下した時に流路切換え手段を出水流路側に切換え、その後前記湯水温が前記第１設定温度よりも低温の状態が所定時間続いた時に風呂ポンプを最大流量で運転する請求項１、４又は６記載のヒートポンプ式風呂給湯システム。
【請求項１０】  風呂回路に接続される浴槽の残湯水面を検出する水位検出手段と、前記水位検出手段から残湯水量を演算する水量演算手段と、ヒートポンプ回路による運転時間を設定する運転時間設定手段と、出水流路の排水量を制御する流量制御手段とを備え、制御手段は、前記ヒートポンプ回路による運転開始時に流路切換え手段を出水流路側に切換え、前記水量演算手段と前記運転時間設定手段に基づき前記出水流路の排水量を演算して前記流量制御手段へ送信する請求項１記載のヒートポンプ式風呂給湯システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は浴槽残湯熱を利用するヒートポンプ風呂給湯システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のヒートポンプによる風呂システムは特開平７−７１８３９号公報に示すものがある。以下、従来の技術について図面に基づき説明する。図１２は従来のヒートポンプによる風呂システムの構成図である。図１２において、浴槽廃熱利用給湯運転時は、開閉弁５６ａと５６ｄを開放して、廃熱利用熱交換器４を介して浴槽の湯を集熱し、凝縮器２で加熱して貯湯する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のヒートポンプシステムでは、浴槽廃熱利用時に、廃熱利用熱交換器で熱交換して冷却された浴槽水が低温水となって再び浴槽に戻る。そして、浴槽において、残湯水と戻ってきた低温水の両流体間で密度差が生じて、戻ってきた低温水が浴槽の下部に滞留し、残っていた残湯水が浴槽上部に滞留する。よって、浴槽内の上下で温度差が生じる。そして、廃熱利用熱交換器へ流出する浴槽接続口は浴槽下部に設置されているため、浴槽下部の低温水が再度、廃熱利用熱交換器に流入し、冷却されて浴槽へ戻り、浴槽下部に滞留する。そのため、運転経過とともに浴槽残湯水の浴槽上下部の温度差は徐々に顕著になり、特に低流量で浴槽に戻る場合は浴槽に流入する速度が遅いため浴槽内の残湯水を攪拌できず、上下の温度差が顕著である。
【０００４】
従って、浴槽と廃熱利用熱交換器を接続する浴槽接続口よりも下部の残湯水を廃熱利用することになるため、廃熱利用できる湯量も少なく、また、湯量が少ないため集熱運転を開始してから短時間で残湯温度が低下し、低下した残湯水を集熱することになるため運転効率は低い。
【０００５】
本発明は上記課題を解決するものであり、浴槽残湯熱の回収熱量向上および高効率運転を実現した省エネルギー給湯機を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、圧縮機を有する冷媒回路と、前記冷媒回路に接続した給湯加熱器および排熱利用熱交換器と、貯湯槽の湯水が流動し、前記給湯加熱器と熱交換関係を有する給湯熱交換器を途中に接続した給湯回路と、風呂循環ポンプを介して浴槽の湯水を循環させるとともに、前記排熱利用熱交換器と熱交換関係を有する風呂熱交換器を途中に接続した風呂循環回路と、前記風呂熱交換器の出口から前記風呂回路の系外へ排水する出水流路と前記風呂回路へ戻す帰還流路とを切換える流路切換え手段と、前記流路切換え手段を出水流路または帰還回路に切換える制御手段とを備え、前記制御手段は、浴槽内の低温水が所定量に達したとき、前記流路切換え手段を出水流路に切換え、所定量の低温水を排水するようにしたヒートポンプ式風呂給湯システムである。
【０００７】
これによって、浴槽残湯熱の回収熱量は著しく向上するとともに高効率の貯湯運転が実現できる。さらに、ヒートポンプの運転を停止せずに残湯熱を回収するため、安定した加熱湯温とヒートポンプサイクルが得られるとともに熱回収運転時間が短縮できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明は各請求項記載の形態で実施できるもので、圧縮機を有する冷媒回路と、前記冷媒回路に接続した給湯加熱器および排熱利用熱交換器と、貯湯槽の湯水が流動し、前記給湯加熱器と熱交換関係を有する給湯熱交換器を途中に接続した給湯回路と、風呂循環ポンプを介して浴槽の湯水を循環させるとともに、前記排熱利用熱交換器と熱交換関係を有する風呂熱交換器を途中に接続した風呂循環回路と、前記風呂熱交換器の出口から前記風呂回路の系外へ排水する出水流路と前記風呂回路へ戻す帰還流路とを切換える流路切換え手段と、前記流路切換え手段を出水流路または帰還回路に切換える制御手段とを備え、前記制御手段は、浴槽内の低温水が所定量に達したとき、前記流路切換え手段を出水流路に切換え、所定量の低温水を排水するようにしたものである。
【０００９】
そして、本実施の形態によれば、浴槽から送られてきた残湯水の熱をヒートポンプ回路で集熱し、冷媒の凝縮熱で水を加熱して貯湯タンク内に貯湯する。一方、風呂熱交換器で集熱されて温度低下した残湯水は再び浴槽に戻り、循環しない残湯水との密度差により、浴槽へ流入する接続口よりも下部に滞留する。そして、風呂熱交換器と接続する浴槽接続口よりも下部の残湯水が再び風呂熱交換器に流入して冷却されて浴槽に戻ってくる。この運転を継続することによって、浴槽接続口よりも下部の低温残湯水が常に集熱に利用されるため、浴槽上部と下部の残湯温度差は顕著になる。
【００１０】
そのため、運転しながら流路切換え手段を出水流路側に切換え、浴槽下部の残湯水を風呂熱交換器でさらに吸熱して、流路切換え手段の出水流路から排水する。それによって、浴槽の残湯湯面は低下し、浴槽上部の高温残湯水が風呂熱交換器へ流入し始めるため、流路切換え手段を浴槽への帰還流路側に切換え、再び高温の残湯水を集熱して浴槽に戻しながら運転する。従って、浴槽下部の残湯熱量をまず集熱して、排水させながら運転を継続し、再度、残った高温残湯水の熱を集熱するため、浴槽残湯熱の回収熱量は著しく向上するとともに高効率の貯湯運転が実現できる。さらに、ヒートポンプの運転を停止せずに残湯熱を回収するため、安定した加熱湯温とヒートポンプサイクルが得られるとともに熱回収運転時間が短縮できる。
【００１１】
また、風呂回路を流れる湯水温を検出する温度検出手段を備え、制御手段はヒートポンプ回路による運転時に前記温度検出手段の検出温度が第１設定温度まで低下した時に前記流路切換え手段を出水流路側に切換え、その後検出温度が前記第１設定温度よりも高温の第２設定温度まで上昇した時に前記流路切換え手段を帰還流路側へ切換えるものであり、浴槽残湯熱を集熱しながら貯湯タンクの水を加熱し貯湯する運転において、風呂熱交換器出口の残湯水温が第１設定温度まで低下して、運転効率が悪くなったり、凍結の恐れが生じる温度に達すると流路切換え手段を出水流路側に切換えて熱交換した低温水を外部に排水しながら運転を継続する。そして、浴槽の残湯湯面が低下して、浴槽上部の高温残湯水が浴槽から風呂熱交換器へ流出し始め、第２設定温度に達した時、流路切換え手段を再び浴槽へ戻す帰還流路側に切換え、高温の残湯熱を集熱して貯湯運転を継続する。
【００１２】
従って、簡単な温度検出手段を風呂熱交換器出口に設けて、風呂熱交換器出口の冷却された温度を直接検出して流路切換え手段を切換えるため、低流量時の風呂熱交換器内の流路が凍結することもなく高信頼性がえられる。また、風呂熱交換器、流路切換え手段、運転制御手段を１つのユニットに収納して温度検出手段と運転制御手段の信号線の接続工事をなくすことができるため省線化となる。
【００１３】
また、風呂回路を流れる湯水温を検出する温度検出手段を備え、制御手段はヒートポンプ回路による運転開始時に流路切換え手段を出水流路側に切換えるとともに、前記温度検出手段の検出温度が帰還流路側へ切換わった直後の検出湯温から所定温度巾低下した時に前記流路切換え手段を前記帰還流路側から前記出水流路側に切換えるものであり、浴槽残湯熱を集熱しながら貯湯タンクの水を加熱し貯湯する運転において、運転開始時に流路切換え手段を帰還流路へ切換え、温度検出手段の位置する循環水温を検出して、検出した水温を初期値とする。そして、ヒートポンプによる運転経過とともに循環水温は低下して、初期値から所定温度低下した時、流路切換え手段を帰還流路から出水流路側に切換える。そして、出水が終了して再び出水流路側から帰還流路へ切換えた時に温度検出手段の位置する循環水温の検出水温を新たに初期値とする。
【００１４】
従って、流路切換え手段を帰還流路へ切換える温度を絶対温度とせず、流路切換え手段を帰還流路へ切換えた時の温度検出手段の検出水温を初期の残湯温度と見なして出水流路側に切換えるため、入浴終了後に長時間経過して浴槽残湯温度が低下した状態でも効果的に回収と排水を繰り返すため、効率良く残湯熱を回収できる。すなわち、初期の残湯温度に関係なく効果的に回収と排水を繰り返して効率の良い回収運転を実現することができる。
【００１５】
また、風呂回路を流れる湯水温を検出する温度検出手段と、風呂回路の流量を調節する風呂ポンプとを備え、制御手段はヒートポンプ回路による運転時に前記温度検出手段の検出温度が設定温度まで低下した時に前記流路切換え手段を出水流路側に切換えるとともに、前記温度検出手段の検出温度が前記設定温度と一致するように風呂ポンプを制御するものであり、、浴槽残湯熱を集熱しながら貯湯タンクの水を加熱し貯湯する運転において、運転経過とともに風呂熱交換器から流出する水温が予め設定された設定温度まで低下して、運転効率が悪くなったり、ヒートポンプ回路の圧縮機の液圧縮が生じたり、風呂熱交換器の凍結の恐れが生じる温度に達すると流路切換え手段を出水流路側に切換えて、風呂ポンプの流量を制御して設定温度の低温水を排水しながら運転を継続する。従って、ヒートポンプ回路の圧縮機、あるいは風呂回路の凍結防止など、信頼性を確保しながら残湯水の熱回収を続けることができる。
【００１６】
また、風呂回路の流量を調節する風呂ポンプを備え、制御手段は流路切換え手段を帰還流路側に切換えて、風呂ポンプを所定時間循環させた後、ヒートポンプ回路による運転を開始するものであり、浴槽残湯熱を集熱しながら貯湯タンクの水を加熱し貯湯する運転中に流路切換え手段を出水流路側にして低温の浴槽水を排水して帰還流路側に切換えた後において、風呂ポンプを所定時間、最大流量で循環させて浴槽内の残湯水を攪拌する。従って、浴槽の残湯水の上部と下部の温度分布は解消され、高温の残湯水が風呂熱交換器に流入するために高効率運転ができる。
【００１７】
また、風呂回路の流量を調節する風呂ポンプを備え、制御手段はヒートポンプ回路による運転開始時に流路切換え手段を帰還流路側に切換え、風呂ポンプを運転した後、所定時間遅延させて圧縮機を運転するものであり、浴槽残湯熱を集熱しながら貯湯タンクの水を加熱し貯湯する運転において、運転開始時に流路切換え手段を出水流路側にして、風呂ポンプを所定時間循環させて浴槽内の残湯水を攪拌する。そして、ヒートポンプ回路による運転を開始する。従って、浴槽の残湯水の上部と下部の温度分布は解消され、高温の残湯水が風呂熱交換器に流入するために高効率運転ができる。特に、入浴終了後、長時間放置した時に浴槽の残湯水の上下部の温度分布は顕著であるため、効果が著しい。
【００１８】
また、風呂回路の流量を調節する風呂ポンプを備え、制御手段はヒートポンプ回路による運転時に風呂回路を流れる湯水温が第１設定温度まで低下した時に流路切換え手段を出水流路側に切換え、その後前記湯水温が前記第１設定温度よりも低温の状態が所定時間続いた時に風呂ポンプを最大流量で運転するものであり、浴槽残湯熱を集熱しながら貯湯タンクの水を加熱し貯湯する運転において、風呂熱交換器出口の残湯水温が第１設定温度まで低下して、運転効率が悪くなったり、凍結の恐れが生じる温度に達すると流路切換え手段を出水流路側に切換えて熱交換した低温水を外部に排水する。
【００１９】
そして、その後、所定時間、風呂熱交換器出口の検出温度が第１設定温度よりも低温が続いた時に風呂ポンプを最大流量で運転して排水する。従って、浴槽残湯水が低温のため、流路切換え手段を出水流路側に切換えても高温湯が風呂熱交換器に流入しない場合に風呂熱交換器内を最大流量で循環させて、風呂熱交換器内の湯垢、浮遊物などを洗い流す。よって、風呂熱交換器内は洗浄されて熱交換効率が向上するとともに信頼性が向上する。
【００２０】
また、風呂回路に接続される浴槽の残湯水面を検出する水位検出手段と、前記水位検出手段から残湯水量を演算する水量演算手段と、ヒートポンプ回路による運転時間を設定する運転時間設定手段と、出水流路の排水量を制御する流量制御手段とを備え、制御手段は、前記ヒートポンプ回路による運転開始時に流路切換え手段を出水流路側に切換え、前記水量演算手段と前記運転時間設定手段に基づき前記出水流路の排水量を演算して前記流量制御手段へ送信するものであり、浴槽残湯熱を集熱しながら貯湯タンクの水を加熱し貯湯する運転において、水量演算手段で運転開始時に水位検出手段から浴槽残湯水量を演算する。また、運転時間設定手段で運転開始時刻から深夜時間帯の運転時間を算出して設定する。
【００２１】
そして、運転制御手段は浴槽残湯水量と設定された運転時間から浴槽残湯水の排水量を算出して、流量制御手段へ出水流路の排水量を送信する。そして、流量制御手段は流量測定手段と流量測定手段の信号に基づき流量可変ポンプを制御して排水量を制御する。従って、運転時間内で浴槽残湯水の熱回収と排水終了が実現できるため、翌朝の入浴が可能となり、利便性が向上する。
【００２２】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。なお、従来例および各実施例において、同じ構成、同じ動作をするものについては同一符号を付し、一部説明を省略する。
【００２３】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１のヒートポンプ式風呂給湯システムの構成図である。
【００２４】
図１において、実線矢印は浴槽残湯水の流れ方向を表し、破線は冷媒流れ方向を表す。１は圧縮機、２は凝縮器、３は減圧手段、４は熱回収熱交換器、５はヒートポンプ回路であり、圧縮機１、凝縮器２、減圧手段３、熱回収熱交換器４を順次接続した密閉回路で構成されている。６は給湯熱交換器であり、凝縮器２と熱交換関係を有して、冷媒の凝縮作用をおこなう。７は貯湯タンクであり、給湯熱交換器６で加熱された湯を貯湯する。８は給湯回路であり、給湯熱交換器６、貯湯タンク７が接続されている。９は給湯ポンプであり、給湯回路８に設けられていて、給湯回路８の水を循環させ、給湯熱交換器６と貯湯タンク７が長配管で接続される場合に効果がある。１０は風呂熱交換器であり、熱回収熱交換器４と熱交換関係を有する。１１は浴槽、１２は風呂回路であり、風呂熱交換器１０、浴槽１１を接続して構成されている。１３は流路切換え手段であり、風呂熱交換器１０出口と浴槽１１間の風呂回路に設けて、風呂熱交換器１０出口から風呂回路１０の系外へ排水する出水流路１４と浴槽１１へ戻る帰還流路１５を切換える。１６は制御手段であり、ヒートポンプ回路５による運転開始時に流路切換え手段１３を帰還流路１５側に切換え、時間計測を開始する。そして、所定時間経過後に流路切換え手段１３を出水流路１４側に切換える。そして、再び時間計測を開始して所定時間経過後に再び流路切換え手段１３を帰還流路１５側に切換え、時間計測を開始する。この繰り返しで流路切換え手段を切換える。
【００２５】
以上の構成において、その動作、作用について説明する。
【００２６】
風呂残湯熱を集熱しながら貯湯の水を加熱し貯湯する運転について述べる。圧縮機１から吐出した冷媒は凝縮器２に流入し、給湯熱交換器６を介して貯湯タンク７から給湯ポンプ９によって送られてきた水を加熱する。そして、凝縮液化した冷媒は減圧手段３で減圧されて熱回収熱交換器４へ流入する。そして、熱回収熱交換器４へ流入した冷媒は風呂熱交換器１０を介して浴槽残湯水の熱を吸熱して、圧縮機１に戻る。このサイクルを繰り返しながら、浴槽１１の残湯熱を集熱して貯湯タンク７に高温湯を貯湯する。また、風呂熱交換器１０で吸熱されて温度低下した残湯水は再び浴槽１１に戻り、循環しない残湯水との密度差により、浴槽１１へ流入する接続口よりも下部に滞留する。そして、風呂熱交換器１０と接続する浴槽１１接続口よりも下部の残湯水が再び風呂熱交換器１０に流入して冷却されて浴槽１０に戻ってくる。この運転を繰り返すことによって、浴槽接続口よりも下部の低温残湯水が常に吸熱されるため、浴槽上部と下部の残湯温度差は顕著になる。そして、運転を開始してから所定時間経過後に制御手段１６は流路切換え手段１３を出水流路１４側に切換える。そして、風呂熱交換器１０で吸熱された低温の残湯水を流路切換え手段１３から排水する。
【００２７】
これによって、浴槽の残湯湯面は低下し、浴槽上部の高温残湯水が風呂熱交換器１０へ流入し始める。そして、所定時間経過後に制御手段１６が流路切換え手段１３を帰還流路１５側に切換える。そして、再び高温の残湯水を集熱して浴槽に戻しながら運転する。従って、浴槽下部の残湯熱量をまず集熱して、排水させながら運転を継続し、再度、残った高温残湯水の熱を集熱するため、浴槽残湯熱の回収熱量は著しく向上するとともに高効率の貯湯運転が実現できる。さらに、ヒートポンプの運転を停止せずに残湯熱を回収するため、熱回収運転時間が短縮できるとともに安定した加熱貯湯湯温とヒートポンプサイクルが得られる。また、浴槽１０の流出口から流路切換え手段１３間に風呂ポンプ１７を設けて、浴槽１０の残湯水を浴槽１１から風呂熱交換器１０、浴槽１１と循環させても、同様の効果が得られるので以下の説明では省略する。また、風呂ポンプ１７を設けることによって、浴槽１１と風呂熱交換器１０を長配管で接続できる効果がある。
【００２８】
また、貯湯運転を継続しながら風呂ポンプ１７で排水できるため排水量が増加して、残った高温湯が風呂熱交換器に流入しだすまでの時間が短縮できるため、熱回収運転時間が短縮できる。また、制御手段１６による流路切換え手段１３の切り換えを浴槽１１から流出する残湯温度を検出する残湯温度検出手段１８で検出して、所定温度まで低下した時に出水流路１４側に切り換え、その後、所定時間経過後に帰還流路１５側に切換えても同じ効果が得られる。
【００２９】
（実施例２）
図２は本発明の実施例２のヒートポンプ式風呂給湯システムの構成図である。図２において、実線矢印は流路切換え手段１３が出水流路１４側に切り換わった時の残湯水の流れ方向を表わし、破線は帰還流路１５側に切り換わった時の残湯水の流れ方向を表わす。１９は温度検出手段であり、風呂熱交換器１０の出口と流路切換え手段１３間の水温を検出する。２０は運転制御手段であり、ヒートポンプ回路５による浴槽１１残湯熱利用の貯湯運転時に温度検出手段１９の検出温度が第１設定温度まで低下した時に流路切換え手段１３を出水流路１４側に切換え、その後、検出温度が第１設定温度よりも高温の第２設定温度まで上昇した時に流路切換え手段１３を帰還流路１５側へ切換えて運転を継続する。
【００３０】
以上の構成において、その動作、作用について説明する。
【００３１】
浴槽残湯熱を集熱しながら貯湯タンク７の水を加熱し貯湯する運転において、風呂熱交換器１０出口の残湯水温が第１設定温度まで低下して、運転効率が悪くなったり、凍結の恐れが生じる温度に達すると流路切換え手段１３を出水流路１４側に切換えて熱交換した低温水を外部に排水しながら運転を継続する。そして、浴槽１１の残湯湯面が低下して、浴槽上部の高温残湯水が浴槽１１から風呂熱交換器１０へ流出し始め、第２設定温度に達した時、流路切換え手段１３を再び浴槽１１へ戻す帰還流路１５側に切換え、高温の残湯熱を集熱して貯湯運転を継続する。従って、簡単な温度検出手段を風呂熱交換器出口に設けて、風呂熱交換器出口の冷却された温度を直接検出して流路切換え手段を切換えるため、低流量時の風呂熱交換器内の流路が凍結することもなく高信頼性がえられる。また、風呂熱交換器、流路切換え手段、運転制御手段を１つのユニットに収納して温度検出手段と運転制御手段の信号線の接続工事をなくすことができるため省線化となる。
【００３２】
（実施例３）
図３は本発明の実施例３のヒートポンプ式風呂給湯システムの構成図である。図３において、２１は温度検出手段であり、風呂回路１２を循環する水温を検出する。２２は運転制御手段であり、ヒートポンプ回路５による運転時に流路切換え手段１３を帰還流路１５へ切換え、また温度検出手段２１の検出温度が出水流路１４側から帰還流路１５側へ切換わった直後の検出湯温から所定温度巾低下した時に流路切換え手段１３を帰還流路１５側から出水流路１４側に切換える。
【００３３】
以上の構成において、その動作、作用について説明する。浴槽残湯熱を集熱しながら貯湯タンク７の水を加熱し貯湯する運転において、運転開始時に流路切換え手段１３を帰還流路１５へ切換え、温度検出手段２１の位置する循環水温を検出して、検出した水温を初期値とする。そして、ヒートポンプによる運転経過とともに循環水温は低下して、初期値から所定温度低下した時、流路切換え手段１３を帰還流路１５から出水流路１４側に切換える。そして、出水が終了して再び出水流路１４側から帰還流路１５へ切換えた時に温度検出手段２１の位置する循環水温の検出水温を新たに初期値とする。そして、運転経過とともに循環水温は低下して、新たな初期値から所定温度低下した時、流路切換え手段１３を帰還流路１５から出水流路１４側に切換える。このサイクルを繰り返し運転する。
【００３４】
従って、流路切換え手段１３を帰還流路１５へ切換える温度を絶対温度とせず、流路切換え手段１３を帰還流路１５へ切換えた時の温度検出手段２１の検出水温を初期の残湯温度と見なして出水流路１４側に切換えるため、入浴終了後に長時間経過して浴槽残湯温度が低下した状態でも効果的に回収と排水を繰り返すため、効率良く残湯熱を回収できる。すなわち、初期の残湯温度に関係なく効果的に回収と排水を繰り返して効率の良い回収運転を実現することができる。
【００３５】
（実施例４）
図４は本発明の実施例４のヒートポンプ式風呂給湯システムの構成図である。図４において、２３は温度検出手段であり、風呂熱交換器１０の出口と流路切換え手段１３間の水温を検出する。２４は風呂ポンプであり、浴槽１１の流出口と流路切換え手段１３の風呂回路接続間に設けてある。２５は運転制御手段であり、ヒートポンプ回路５による運転時に温度検出手段２３の検出温度が設定温度まで低下した時に流路切換え手段１３を出水流路１５側に切換え、また温度検出手段２３の検出温度が設定温度と一致するように風呂ポンプ２４の流量を制御する。
【００３６】
以上の構成において、その動作、作用について説明する。浴槽残湯熱を集熱しながら貯湯タンク７の水を加熱し貯湯する運転において、運転経過とともに風呂熱交換器１０から流出する水温は低下する。そして、風呂熱交換器１０の出口の残湯水温が予め設定された設定温度まで低下して、運転効率が悪くなったり、ヒートポンプ回路の圧縮機の液圧縮が生じたり、風呂熱交換器の凍結の恐れが生じる温度に達すると流路切換え手段を出水流路側に切換えて、風呂ポンプの流量を制御して設定温度の低温水を排水しながら運転を継続する。従って、ヒートポンプ回路の圧縮機、あるいは風呂回路の凍結防止など、信頼性を確保しながら残湯水の熱回収を続けることができる。
【００３７】
（実施例５）
図５は本発明の実施例５のヒートポンプ式風呂給湯システムの構成図である。図５において、２６は運転制御手段であり、流路切換え手段１３を出水流路１４側から帰還流路１５側に切換えた後、所定時間、風呂ポンプ２４を最大流量で運転する。
【００３８】
以上の構成において、その動作、作用について説明する。浴槽残湯熱を集熱しながら貯湯タンク７の水を加熱し貯湯する運転中に流路切換え手段１３を出水流路１４側にして低温の浴槽水を排水して帰還流路１５側に切換えた後において、風呂ポンプ２４を所定時間、最大流量で循環させて浴槽内の残湯水を攪拌する。従って、浴槽の残湯水の上部と下部の温度分布は解消され、高温の残湯水が風呂熱交換器１０に流入するために高効率運転ができる。
【００３９】
（実施例６）
図６は本発明の実施例６のヒートポンプ式風呂給湯システムの構成図である。図６において、２７は運転制御手段であり、ヒートポンプ回路５による運転開始時に流路切換え手段１３を帰還流路１５側に切換え、風呂ポンプ２４を運転した後、所定時間遅延させて圧縮機１を運転する運転制御手段風呂ポンプ２４を運転する。
【００４０】
以上の構成において、その動作、作用について説明する。浴槽残湯熱を集熱しながら貯湯タンク７の水を加熱し貯湯する運転において、運転開始時に流路切換え手段１３を出水流路１４側にして、風呂ポンプ２４を所定時間循環させて浴槽内の残湯水を攪拌する。そして、所定時間遅延させて圧縮機１を運転してヒートポンプ回路５による運転を開始する。従って、浴槽の残湯水の上部と下部の温度分布は解消され、高温の残湯水が風呂熱交換器に流入するために高効率運転ができる。特に、入浴終了後、長時間放置した時に浴槽１１の残湯水の上下部の温度分布は顕著であるが、この顕著な温度分布が解消される。
【００４１】
（実施例７）
図７は本発明の実施例７のヒートポンプ式風呂給湯システムの構成図である。図７において、２８は運転制御手段であり、ヒートポンプ回路５による運転時に温度検出手段１９の検出温度が第１設定温度まで低下した時に流路切換え手段１３を出水流路１４側に切換え、その後、所定時間、検出温度が第１設定温度よりも低温が続いた時に風呂ポンプ２４を最大流量で運転する。
【００４２】
以上の構成において、その動作、作用について説明する。浴槽残湯熱を集熱しながら貯湯タンク７の水を加熱し貯湯する運転において、風呂熱交換器１０出口の残湯水温が第１設定温度まで低下して、運転効率が悪くなったり、凍結の恐れが生じる温度に達すると流路切換え手段１３を出水流路１４側に切換えて熱交換した低温水を外部に排水する。そして、その後、所定時間、風呂熱交換器１０出口の検出温度が第１設定温度よりも低温が続いた時に風呂ポンプ２４を最大流量で運転して排水する。従って、浴槽残湯水が低温のため、流路切換え手段１３を出水流路１４側に切換えても高温湯が風呂熱交換器１０に流入しない場合に風呂熱交換器１０内を最大流量で循環させて、風呂熱交換器１０内の湯垢、浮遊物などを洗い流す。よって、風呂熱交換器１０内は洗浄されて熱交換効率が向上するとともに信頼性が向上する。
【００４３】
（実施例８）
図８は本発明の実施例８のヒートポンプ式風呂給湯システムの構成図である。図８において、２９は風呂熱交換器であり、浴槽１１よりも高位置に設けて、壁付けしたものである。
【００４４】
以上の構成において、その動作、作用について説明する。浴槽残湯熱を集熱しながら貯湯タンク７の水を加熱し貯湯する運転において、風呂熱交換器２９で冷却された風呂回路１２の循環水は流入時よりも密度が大きくなって流出するため、浴槽１１より高位置に設置することにより、自然循環で浴槽１１へ戻る。従って、風呂ポンプレス化が実現できるため、省電力化と低騒音化が達成できる。また、図９に示す如く、貯湯タンク７の上部にヒートポンプ回路５および風呂熱交換器２９を設置して一体ユニットの形態にすることにより、省スペース化が実現できる。また、ヒートポンプ回路５と風呂熱交換器２９と熱交換する熱回収熱交換器４との冷媒工事レス化が達成できる。
【００４５】
（実施例９）
図１０は本発明の実施例９のヒートポンプ式風呂給湯システムの構成図である。図１０において、３０は水位検出手段であり、浴槽１１の残湯水面を検出する。３１は水量演算手段であり、水位検出手段から残湯水量を演算する。３２は運転時間設定手段であり、時刻を計測する計時手段３３から運転開始時の時刻を認識して、運転開始時から深夜時間帯の例えば朝７時までの運転時間を算出して設定する。３４は流量制御手段であり、出水流路の排水量を計測する流量測定手段３５と流量測定手段３５の信号に基づき出水流路の排水量を制御する流量可変ポンプ３６からなる。３７は運転制御手段であり、ヒートポンプ回路による運転開始時に流路切換え手段１３を出水流路１４側に切換え、また水量演算手段３１と運転時間設定手段３２に基づき、流量制御手段３４に出水流路の排水量を送信する。
【００４６】
以上の構成において、その動作、作用について説明する。浴槽残湯熱を集熱しながら貯湯タンク７の水を加熱し貯湯する運転において、水量演算手段３１で運転開始時に水位検出手段から浴槽残湯水量を演算する。また、運転時間設定手段３２で運転開始時刻から深夜時間帯の運転時間を算出して設定する。そして、運転制御手段３７は浴槽残湯水量と設定された運転時間から浴槽残湯水の排水量を算出して、流量制御手段３４へ出水流路の排水量を送信する。そして、流量制御手段３４は流量測定手段３５と流量測定手段３５の信号に基づき流量可変ポンプ３６を制御して排水量を制御する。従って、運転時間内で浴槽残湯水の熱回収と排水終了が実現できるため、翌朝の入浴が可能となるなど利便性が向上する。また、深夜遅くに入浴した場合でも、朝方までに残湯水の熱回収と排水が終了できる。
【００４７】
（実施例１０）
図１１は本発明の実施例１０のヒートポンプ式風呂給湯システムの構成図である。図１１において、３８は冷媒温度検出手段であり、熱回収熱交換器４の入口冷媒温度を検出する。３９は停止制御手段であり、冷媒温度検出手段３８の検出温度が所定温度に低下した時、圧縮機１および風呂ポンプ１７の運転を停止する。
【００４８】
以上の構成において、その動作、作用について説明する。浴槽１１残湯熱を利用して貯湯タンク７の水を加熱し貯湯する運転において、風呂熱交換器１０が凍結して浴槽水が循環せず吸熱できない時、あるいはヒートポンプ回路５内の冷媒が漏れて冷媒量が少ない時、ヒートポンプ運転すると熱回収熱交換器４に流入する冷媒温度が急激に低下する。そして、熱回収熱交換器４に流入する冷媒温度が予め設定された温度まで低下すると停止制御手段３９は圧縮機１および風呂ポンプ１７の運転を停止して残湯熱の回収を終了する。従って、圧縮機１が液圧縮することもないため、信頼性が向上する。
【００４９】
以上説明した各実施例の効果をまとめれば以下の通りである。
【００５０】
（１）浴槽下部の残湯熱量をまず集熱して、排水させながら運転を継続し、再度、残った高温残湯水の熱を集熱するため、浴槽残湯熱の回収熱量は著しく向上するとともに高効率の貯湯運転が実現できる。さらに、ヒートポンプの運転を停止せずに残湯熱を回収するため、安定した加熱湯温とヒートポンプサイクルが得られるとともに熱回収運転時間が短縮できる。
【００５１】
（２）風呂熱交換器出口の冷却された温度を直接検出して流路切換え手段を切換えるため、低流量時の風呂熱交換器内の流路が凍結することもなく高信頼性がえられる。また、風呂熱交換器、流路切換え手段、運転制御手段を１つのユニットに収納して温度検出手段と運転制御手段の信号線の接続工事をなくすことができるため省線化となる。
【００５２】
（３）路切換え手段を帰還流路へ切換える温度を絶対温度とせず、流路切換え手段を帰還流路へ切換えた時の温度検出手段の検出水温を初期の残湯温度と見なして出水流路側に切換えるため、入浴終了後に長時間経過して浴槽残湯温度が低下した状態でも効果的に回収と排水を繰り返すため、効率良く残湯熱を回収できる。すなわち、初期の残湯温度に関係なく効果的に回収と排水を繰り返して効率の良い回収運転を実現することができる。
【００５３】
（４）ヒートポンプ回路の圧縮機、あるいは風呂回路の凍結防止など、信頼性を確保しながら残湯水の熱回収を続けることができる。
【００５４】
（５）浴槽の残湯水の上部と下部の温度分布は解消され、高温の残湯水が風呂熱交換器に流入するために高効率運転ができる。
【００５５】
（６）浴槽の残湯水の上部と下部の温度分布は解消され、高温の残湯水が風呂熱交換器に流入するために高効率運転ができる。特に、入浴終了後、長時間放置した時に浴槽の残湯水の上下部の温度分布は顕著であるため、効果が著しい。
【００５６】
（７）浴槽残湯水が低温のため、流路切換え手段を出水流路側に切換えても高温湯が風呂熱交換器に流入しない場合に風呂熱交換器内を最大流量で循環させて、風呂熱交換器内の湯垢、浮遊物などを洗い流すので、風呂熱交換器内は洗浄されて熱交換効率が向上するとともに信頼性が向上する。
【００５７】
（８）風呂熱交換器を浴槽よりも高位置に設けた形態により、浴槽残湯熱を集熱しながら貯湯タンクの水を加熱し貯湯する運転において、風呂熱交換器で冷却された風呂回路の循環水は流入時よりも密度が大きくなって流出するため、浴槽より高位置に設置することにより、自然循環で浴槽へ戻すことができる。従って、風呂ポンプレス化が実現できるため、省電力化と低騒音化が達成できる。
【００５８】
（９）転時間内で浴槽残湯水の熱回収と排水終了が実現できるため、翌朝の入浴が可能となり、利便性が向上する。
【００５９】
（１０）圧縮機が液圧縮することもないため、信頼性が向上する。
【００６０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、浴槽残湯熱の回収熱量は著しく向上するとともに高効率の貯湯運転が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の実施例１のヒートポンプ式風呂給湯システムの構成図
【図２】
本発明の実施例２のヒートポンプ式風呂給湯システムの構成図
【図３】
本発明の実施例３のヒートポンプ式風呂給湯システムの構成図
【図４】
本発明の実施例４のヒートポンプ式風呂給湯システムの構成図
【図５】
本発明の実施例５のヒートポンプ式風呂給湯システムの構成図
【図６】
本発明の実施例６のヒートポンプ式風呂給湯システムの構成図
【図７】
本発明の実施例７のヒートポンプ式風呂給湯システムの構成図
【図８】
本発明の実施例８のヒートポンプ式風呂給湯システムの構成図
【図９】
本発明の実施例８の他のヒートポンプ式風呂給湯システムの構成図
【図１０】
本発明の実施例９のヒートポンプ式風呂給湯システムの構成図
【図１１】
本発明の実施例１０のヒートポンプ式風呂給湯システムの構成図
【図１２】
従来のヒートポンプシステムの構成図
【符号の説明】
１  圧縮機
２  凝縮器
３  減圧手段
４  熱回収熱交換器
５  ヒートポンプ回路
６  給湯熱交換器
７  貯湯タンク
８  給湯回路
９  給湯ポンプ
１０  風呂熱交換器
１１  浴槽
１２  風呂回路
１３  流路切換え手段
１４  出水流路
１５  帰還流路
１６  制御手段
１７  風呂ポンプ
１８  残湯温度検出手段
１９  温度検出手段
２０  運転制御手段
２１  温度検出手段
２２  運転制御手段
２３  温度検出手段
２４  風呂ポンプ
２５  運転制御手段
２６  運転制御手段
２７  運転制御手段
２８  運転制御手段
２９  風呂熱交換器
３０  水位検出手段
３１  水量演算手段
３２  運転時間設定手段
３３  計時手段
３４  流量制御手段
３５  流量測定手段
３６  流量可変ポンプ
３７  運転制御手段
３８  冷媒温度検出手段
３９  停止制御手段