(57)【要約】【課題】簡素な給湯回路構成のままで、使用者に給湯温度の変動を感じさせることなく給湯効率を向上することができる貯湯式給湯機を提供することを目的とする。【解決手段】湯を貯留する貯湯タンク１と、貯湯タンク１に貯留される湯水を加熱するヒートポンプユニット１０と、ヒートポンプユニット１０により加熱された湯と貯湯タンク１内の湯とを合流させて所定の給湯先に出湯可能に構成された給湯流路（ヒートポンプ戻り配管２２、タンク上部配管２３、および給湯管２８）とを備える。人感センサ５０ａを利用して浴室に入浴者がいると判定された場合に、ヒートポンプユニット１０の運転を停止（禁止）する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
湯を貯留する貯湯タンクと、
前記貯湯タンクに貯留される湯水を加熱する熱源機と、
前記熱源機により加熱された湯と前記貯湯タンク内の湯とを合流させて所定の給湯先に出湯可能に構成された給湯流路と、
浴室に入浴者がいるか否かを判定する入浴者判定手段と、
前記浴室に入浴者がいると判定された場合に、前記熱源機の運転を禁止もしくは制限する熱源機制御手段と、
を備えることを特徴とする貯湯式給湯機。
【請求項２】
前記入浴者判定手段は、前記浴室内の入浴者を検知する人感センサを用いて前記浴室に入浴者がいるか否かを判断する手段であることを特徴とする請求項１に記載の貯湯式給湯機。
【請求項３】
浴槽の水位を検知する水位検知手段を更に備え、
前記入浴者判定手段は、前記水位検知手段により検知される前記浴槽の水位の上昇速度が所定値以上である場合に、前記浴室に入浴者がいると判定することを特徴とする請求項１に記載の貯湯式給湯機。
【請求項４】
前記浴室に設けられた給湯先に前記給湯流路を介して供給される湯の給湯流量を検知する給湯流量検知手段を更に備え、
前記入浴者判定手段は、前記給湯流量が所定値以上である場合に、所定時間に渡って前記浴室に入浴者がいると判定することを特徴とする請求項１または３に記載の貯湯式給湯機。
【請求項５】
前記熱源機制御手段は、前記浴室に入浴者がいると判定された場合に、前記熱源機の出力を下げることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の貯湯式給湯機。
【請求項６】
前記熱源機制御手段は、前記浴室に入浴者がいると判定された場合に、前記熱源機により加熱される水を圧送する熱源ポンプの循環流量を少なくすることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の貯湯式給湯機。
【請求項７】
前記浴槽への給湯有無を判定する浴槽給湯判定手段を更に備え、
前記浴槽給湯判定手段により、前記浴槽への給湯中であると判定された場合は、前記熱源機制御手段による前記熱源機の運転の禁止もしくは制限を行わないことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の貯湯式給湯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、貯湯式給湯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、貯湯式ヒートポンプ給湯機においては、夜間にヒートポンプユニットを用いて加熱した（沸き上げた）湯を貯湯タンクに貯めておき、給湯時には、貯めておいた湯を水と混合させて使用していた。しかし、沸き上げてから湯を使用するまでの時間が長いと、放熱ロスが大きくなり、給湯効率が低下するという問題があった。そのため、給湯時にヒートポンプユニットを用いて沸き上げしながら給湯を行うことで、給湯効率を高める手法が考えられている。しかしながら、この手法によれば、出湯中にヒートポンプユニットを用いて沸き上げが行われるため、ヒートポンプユニットの起動直後などにおいて、給湯温度が設定温度を上回るオーバーシュートなどが生じてしまい、給湯温度がハンチング（変動）してしまうことがあった。
【０００３】
従来、例えば特許文献１には、上記の給湯温度の変動を防止するための構成として、ヒートポンプユニットを用いて沸き上げた湯を、貯湯タンクの高さ方向の中央部位に一旦戻してから混合弁を介して給湯に用いる回路構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４１３４９６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に提案される方法では、上記混合弁を余分に配置する必要があるため、給湯回路が複雑になり、また、上記混合弁を駆動するための制御も必要となる。このため、貯湯式給湯機のコストがアップしてしまうという問題があった。
【０００６】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、簡素な給湯回路構成のままで、使用者に給湯温度の変動を感じさせることなく給湯効率を向上することができる貯湯式給湯機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る貯湯式給湯機は、湯を貯留する貯湯タンクと、貯湯タンクに貯留される湯水を加熱する熱源機と、熱源機により加熱された湯と貯湯タンク内の湯とを合流させて所定の給湯先に出湯可能に構成された給湯流路と、浴室に入浴者がいるか否かを判定する入浴者判定手段と、浴室に入浴者がいると判定された場合に、熱源機の運転を禁止もしくは制限する熱源機制御手段と、を備えたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、簡素な給湯回路構成のままで、使用者に給湯温度の変動を感じさせることなく給湯効率を向上することができる貯湯式給湯機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１における貯湯式給湯機の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１において制御部が実行する処理を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態２において制御部が実行する第１の判定処理を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態２において制御部が実行する第２の判定処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明に係る貯湯式給湯機の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により本発明が限定されるものではない。
【００１１】
実施の形態１．
本発明に係る貯湯式給湯機の実施の形態１の構成および動作について説明する。図１は、本発明の実施の形態１における貯湯式給湯機１００の構成を示す図である。図１に示す貯湯式給湯機１００は、湯水を貯留する貯湯タンク１内の水を加熱する（沸き上げる）熱源機であるヒートポンプユニット１０と、貯湯タンク１を内蔵する貯湯タンクユニット２０とを備えている。
【００１２】
ヒートポンプユニット１０は、圧縮機１１、加熱熱交換器（水冷媒熱交換器）１２、絞り部１３、および吸熱熱交換器（蒸発器）１４の順で環状に接続して構成された冷媒回路を備えている。吸熱熱交換器１４の近傍には、吸熱熱交換器１４に外気を送り込むための吸熱熱交換器側送風ファン１５が設置されている。
【００１３】
ヒートポンプユニット１０の加熱熱交換器１２と貯湯タンク１の下部とは、ヒートポンプ往き配管２１によって接続されており、加熱熱交換器１２と貯湯タンク１の上部とは、ヒートポンプ戻り配管２２およびタンク上部配管２３によって接続されている。ヒートポンプ往き配管２１において貯湯タンクユニット２０に内蔵されている部位には、貯湯タンク１と加熱熱交換器１２との間で貯湯タンク１内の湯水を循環させるための循環ポンプ２４が設けられている。
【００１４】
貯湯タンクユニット２０は、水道管等の水源に接続された給水管２５を備えている。給水管２５内を流れる水は、図示省略する減圧弁により減圧されたうえで、貯湯タンク１の下部に供給される。貯湯タンク１内の水を沸き上げる沸き上げ運転時には、循環ポンプ２４を駆動することにより、給水管２５から貯湯タンク１およびヒートポンプ往き配管２１を介して、ヒートポンプユニット１０にある加熱熱交換器１２に水が送られる。そして、加熱熱交換器１２において高温の冷媒と熱交換して加熱された水が、ヒートポンプ戻り配管２２およびタンク上部配管２３を通じて貯湯タンク１の上部に戻ることで、貯湯タンク１に湯が貯まっていく。
【００１５】
また、給水管２５内を流れる水は、貯湯タンクユニット２０に内蔵された一般給湯側電動混合弁２６および風呂給湯側電動混合弁２７にも供給される。また、これらの混合弁２６、２７には、タンク上部配管２３および給湯管２８を介して、貯湯タンク１内（上部）の湯が供給される。また、給湯管２８は、ヒートポンプ戻り配管２２とも連通している。
【００１６】
一般給湯側電動混合弁２６および風呂給湯側電動混合弁２７では、給湯温度が後述の制御部３４により指定された温度となるように、給湯管２８からの高温湯と給水管２５からの水とが適温に混合される。一般給湯側電動混合弁２６において混合された湯は、混合給湯管２９を経由してシャワーなどの蛇口に適温の湯として供給される。また、風呂給湯側電動混合弁２７において混合された湯は、混合風呂管３０を経由して浴槽４０に適温の湯として供給される。尚、混合風呂管３０の途中には、浴槽４０への湯の供給と停止を行うための電磁弁（図示省略）が設置されている。
【００１７】
混合給湯管２９には、その内部を流れる湯水の流量を検知するための給湯側流量センサ３１が設けられている。また、混合風呂管３０には、その内部を流れる湯の流量を検知するための風呂側流量センサ３２が設けられている。また、混合風呂管３０には、圧力センサ３３が設けられている。圧力センサ３３が設けられている混合風呂管３０は、浴槽４０と接続されている。このため、浴槽４０に湯がはられている場合には、湯がはられていない場合とは異なり、圧力センサ３３には、浴槽４０の水位に応じた水圧が作用する。より具体的には、浴槽４０の水位が高い場合には、圧力センサ３３に作用する水圧が高くなり、浴槽４０の水位が低い場合には、圧力センサ３３に作用する水圧が低くなる。従って、圧力センサ３３により検知される水圧に基づいて、浴槽４０にはられている湯の高さ（水位）を知ることができる。
【００１８】
また、貯湯タンクユニット２０は、貯湯式給湯機１００を総合的に制御する制御部３４を備えている。制御部３４には、ヒートポンプユニット１０、循環ポンプ２４、一般給湯側電動混合弁２６、風呂給湯側電動混合弁２７、給湯側流量センサ３１、上記電磁弁、風呂側流量センサ３２、および圧力センサ３３などが電気的に接続されている。また、制御部３４には、貯湯式給湯機１００を遠隔操作するための操作部（リモコン）５０が電気的に接続されている。
【００１９】
操作部５０は、主に浴室内に設置されており、入浴者が使用する湯の温度などを変えたりするときに使用される。操作部５０で変更された情報は、制御部３４に送られ、その情報に基づいて制御部３４によって上記のアクチュエータ類が制御される。また、浴室に備えられた操作部５０は、入浴者が浴室内にいるか否かの判断を行えるようにするために、人感センサ（例えば、赤外線センサ）５０ａを内蔵している。
【００２０】
上述したヒートポンプ戻り配管２２、タンク上部配管２３および給湯管２８を備える本実施形態の給湯流路によれば、給湯管２８を介して所定の給湯先（浴槽４０もしくはシャワーなどの蛇口）に対して給湯を行う際に沸き上げ運転を行っている場合には、ヒートポンプユニット１０により加熱された湯と貯湯タンク１内の湯とを合流させて上記給湯先に出湯が可能となる。
【００２１】
上記のように沸き上げ運転を行いながら給湯を行うこととすれば、ヒートポンプユニット１０を用いて加熱した湯を給湯に直接使用することで、貯湯タンク１内に湯を貯留した際の放熱ロスを防止して、より効率的な給湯を行えるようになる。しかしながら、このような給湯手法によれば、ヒートポンプユニット１０の起動直後などにおいて、給湯温度のハンチング（変動）が生じ得る。給湯温度のハンチングが生ずると、使用者に不快感を与えてしまう可能性がある。
【００２２】
そこで、本実施形態では、人感センサ５０ａを用いて入浴者が浴室にいると判定された場合には、ヒートポンプユニット１０を用いた沸き上げ運転を禁止するようにした。
【００２３】
図２は、本発明の実施の形態１において制御部３４が実行する処理を示すフローチャートである。図２に示すフローチャートが開始されると、まず、ステップＳ１において、浴槽４０への給湯がなされているか否かが判定される。本ステップＳ１では、風呂側流量センサ３２によって湯が流れていることが検知された場合に、浴槽４０への給湯がなされていると判断される。
【００２４】
上記ステップＳ１において浴槽４０への給湯がなされていると判断された場合には、ステップＳ２においてヒートポンプユニット１０の運転（循環ポンプ２４の作動を伴う沸き上げ運転）が実行される。浴槽４０への給湯であれば、沸き上げ運転を伴うようにした場合であっても、浴槽４０の容量が給湯流量に対して十分大きいので給湯温度の変動によって使用者に不快感を与えることがないといえ、また、ヒートポンプユニット１０により加熱された湯を直接使用することで、給湯効率を高めることができる。
【００２５】
一方、上記ステップＳ１において浴槽４０への給湯がなされていないと判断された場合には、ステップＳ３において、人感センサ５０ａを用いて浴室に入浴者がいるか否かが判定される。
【００２６】
上記ステップＳ３において浴室に入浴者がいると判定された場合には、ステップＳ４においてヒートポンプユニット１０の運転が停止（禁止）される。一方、上記ステップＳ３において浴室に入浴者がいないと判定された場合は、ステップＳ５において浴槽４０以外への給湯が行われているか否かが判定される。本ステップＳ５では、給湯側流量センサ３１によって湯が流れていることが検知された場合に、浴槽４０以外への給湯が行われていると判断される。浴槽４０以外への給湯が行われていると判定された場合には、ヒートポンプユニット１０の運転が実行され（ステップＳ２）、一方、浴槽４０以外への給湯が行われていないと判定された場合には、ヒートポンプユニット１０を運転する必要がないため、その運転が停止される（ステップＳ４）。
【００２７】
以上説明したように、人感センサ５０ａを用いて入浴者が浴室にいると判定された場合には、ヒートポンプユニット１０を用いた沸き上げ運転が禁止される。これにより、入浴者が給湯設備（例えば、シャワー）を使用する場合に、給湯温度の変動を感じさせることなく快適に給湯設備を使用させられるようになる。また、入浴者によって使用する湯の温度が変動しても不快に感じないような使用シーン（浴槽４０への給湯など）においては、ヒートポンプユニット１０を用いて加熱した湯を直接使用することで、貯湯タンク１における放熱ロスを防止し、より効率的な給湯が可能となる。また、本実施形態の手法によれば、従来の手法のように給湯温度の変動を防止するために新たな混合弁などの配置によって給湯回路を複雑にすることもない。以上のように、本実施形態によれば、簡素な給湯回路構成のままで、使用者に給湯温度の変動を感じさせることなく給湯効率を向上させられる貯湯式給湯機１００を提供することができる。なお、ステップＳ５で浴槽４０以外への給湯ありのとき、ヒートポンプユニット１０の運転を許可するのは、浴室に入浴者無し（ステップＳ３でＮＯ）であるため、給湯先は蛇口などに限定され、シャワーなどを使用している可能性が無いためである。これは、シャワーのように体全体で湯水を受ける場合は湯温の変動が使用者の不快感に直接つながりにくく、逆に頻繁にヒートポンプユニット１０を停止しないことを選択した方が、ヒートポンプユニット１０の効率面でも有利であるためである。
【００２８】
ところで、上述した実施の形態１においては、浴室に入浴者がいると判定された場合には、ヒートポンプユニット１０の運転を停止（禁止）するようにしている。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、浴室に入浴者がいると判定された場合には、熱源機（例えば、ヒートポンプユニット）の運転を制限するものであってもよい。具体的には、浴室に入浴者がいると判定された場合に、例えば、ヒートポンプユニットの出力（温度または能力）を通常の沸き上げ運転時の出力よりも下げたり、或いは、熱源ポンプ（例えば、上記循環ポンプ２４）の循環流量を通常の沸き上げ運転時の循環流量よりも少なくしたりしてもよい。このような構成によっても、上述した実施の形態１と同様の効果が期待できる。
【００２９】
実施の形態２．
次に、本発明に係る貯湯式給湯機の実施の形態２について説明する。なお、本実施形態の貯湯式給湯機の構成およびフローチャートは、実施の形態１の図１および図２と同一のため説明を省略する。
【００３０】
上述した実施の形態１では、浴室に入浴者がいるか否かの判定を操作部５０に備えた人感センサ５０ａを利用して行っている。しかしながら、この手法では、人感センサ５０ａを必要とするため、コストアップしてしまうという問題がある。
【００３１】
本実施形態は、以下の図３および図４に示すように、貯湯式給湯機１００にとって既存の圧力センサ３３および給湯側流量センサ３１を利用して、人感センサ５０ａを操作部５０に備えなくても浴室に入浴者がいるか否かの判定を行えるようにした点に特徴を有している。
【００３２】
図３は、本発明の実施の形態２において制御部３４が実行する第１の判定処理を示すフローチャートである。図３に示すフローチャートが開始されると、まず、ステップＳ１１において浴槽４０の水位変動の有無が圧力センサ３３を利用して判定される。その結果、水位変動がないと判定された場合には、ステップＳ１２において浴室に入浴者がいないと判定される。一方、水位変動が認められた場合には、ステップＳ１３に進む。
【００３３】
ステップＳ１３では、浴槽水位の上昇速度が所定値以上であるか否かが判定される。通常、人が浴槽４０に入ると浴槽４０の水位が上がる。一方、浴槽４０に湯はりをした場合も同様に水位が上がる。しかし、入浴により水位が上がる速度と湯はりにより水位が上がる速度では、入浴により水位が上がる速度の方が高い。本ステップＳ１３における浴槽水位の上昇速度の上記所定値は、人が浴槽４０に入った場合と湯はりがされた場合とを判別し得る値として予め設定された値である。
【００３４】
上記ステップＳ１３において、浴槽水位の上昇速度が上記所定値以上であると判定された場合には、浴室に入浴者がいると判定され（ステップＳ１４）、そうでない場合には、浴室に入浴者がいないと判定される（ステップＳ１２）。
【００３５】
ところで、入浴者が浴室にいても、浴槽４０に入っていない場合もある。このため、上記図３に示す判定方法のみでは、浴室に入浴者がいるか否かの判定が完全ではない。そこで、本実施形態では、以下の図４に示すように、入浴者が浴室でシャワー等の給湯設備を使用しているか否かを給湯側流量センサ３１を利用して判定し、浴槽４０に入浴者が入っていない場合であっても、浴室に入浴者がいるか否かの判定をより正確に行えるようにした。
【００３６】
図４は、本発明の実施の形態２において制御部３４が実行する第２の判定処理を示すフローチャートである。図４に示すフローチャートが開始されると、まず、ステップＳ２１において給湯側流量センサ３１を用いて給湯使用量（給湯流量）が検知されたうえで、検知された給湯使用量が所定値（例えば、８Ｌ／ｍｉｎ）以上であるか否かが判定される。シャワーを利用する場合に通常使用される流量は、８〜１０Ｌ／ｍｉｎ程度かそれ以上である。そのため、本ステップＳ２１では、給湯側流量センサ３１を用いて８Ｌ／ｍｉｎ以上の給湯流量が検知されなかった場合には、浴室に入浴者がいないと判定され（ステップＳ２２）、一方、８Ｌ／ｍｉｎ以上の給湯流量が検知された場合には、浴室に入浴者がいると判断され、ステップＳ２３に進む。
【００３７】
ステップＳ２３では、上記ステップＳ２１において８Ｌ／ｍｉｎ以上の給湯流量が検知されてから一定時間内か否かが判定される。上記ステップＳ２１の判定が成立することで浴室内でシャワーが使用されていると判断できる場合には、一定時間は浴室に入浴者がいるものと判定され（ステップＳ２４）、一定時間を超えた場合には、入浴者が浴室から出たと判定される（ステップＳ２２）。
【００３８】
以上説明した図３および図４に示す判定処理によれば、通常、貯湯式給湯機で使用している部品構成（本実施形態では圧力センサ３３および給湯側流量センサ３１が該当）を利用して浴室に入浴者がいるか否かを判断することができる。このため、安価なシステム構成を用いて、給湯温度の変動の防止による快適性の確保と給湯効率向上とを達成することが可能となる。
【符号の説明】
【００３９】
１  貯湯タンク
１０  ヒートポンプユニット
１２  加熱熱交換器
２０  貯湯タンクユニット
２２  ヒートポンプ戻り配管
２３  タンク上部配管
２４  循環ポンプ
２８  給湯管
３１  給湯側流量センサ
３３  圧力センサ
３４  制御部
４０  浴槽
５０  操作部
５０ａ  人感センサ
１００  貯湯式給湯機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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