(57)【要約】【課題】実態に即した沸き上げ運転を行い、それにより湯切れを防止しつつ、ランニングコストを低減することが可能な給湯装置を提供する。【解決手段】風呂運転スイッチ７５がＯＮ操作されたときに、風呂において必要とされる風呂必要湯量を把握し、風呂必要湯量を確保する風呂用追炊き運転を行う風呂制御運転を行う。風呂必要湯量は、設定湯張り量、保温運転必要湯量、必要足し湯量を把握し、シャワー必要湯量を加味して設定する。また、浴槽内の残湯湯量を把握し、残湯湯量を加味して設定する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
浴槽に温湯を供給する貯湯タンク（３）内の湯水が所定残湯量以下になれば追炊き運転が開始される給湯装置であって、風呂運転スイッチ（７５）がＯＮ操作されたときに、風呂において必要とされる風呂必要湯量を把握し、風呂必要湯量を確保する風呂用追炊き運転を行う風呂制御運転を行うことを特徴とする給湯装置。
【請求項２】
上記風呂制御運転は、上記風呂運転スイッチ（７５）がＯＮ状態にあるときには継続して行うことを特徴とする請求項１の給湯装置。
【請求項３】
浴槽に温湯を供給する貯湯タンク（３）内の湯水が所定残湯量以下になれば追炊き運転が開始される給湯装置であって、浴槽に残湯が存在すると把握されたときに、風呂において必要とされる風呂必要湯量を把握し、風呂必要湯量を確保する風呂用追炊き運転を行う風呂制御運転を行うことを特徴とする給湯装置。
【請求項４】
上記風呂必要湯量は、設定温度と設定湯量とから求まる設定湯張り量とすることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかの給湯装置。
【請求項５】
上記風呂必要湯量は、設定湯張り量、保温運転必要湯量、必要足し湯量を把握し、これらに基づいて設定することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかの給湯装置。
【請求項６】
さらに、上記風呂必要湯量を、シャワー必要湯量を加味して設定することを特徴とする請求項５の給湯装置。
【請求項７】
浴槽内の残湯湯量を把握し、残湯湯量を加味して上記風呂必要湯量を設定することを特徴とする請求項５又は請求項６の給湯装置。
【請求項８】
上記風呂必要湯量は、過去の風呂運転中の消費湯量に基づいて設定することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかの給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、給湯装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現状の電力料金制度は夜間の電力料金単価が昼間に比べて低く設定されている。そのため、貯湯タンクを備えた給湯装置では、夜間において運転して貯湯タンクに湯を貯めるのが一般的である。この場合、この夜間において沸かしておいた湯を昼間において使い切って、再び夜間において貯めるのが好ましい。すなわち、電力料金単価が高い昼間の運転を行わないようにするのが好ましい。
【０００３】
ところが、使用する湯の量は日によって相違して一定ではない。このため、夜間において貯めておいた湯量では不足していわゆる湯切れ状態となる場合があった。湯切れ状態では、湯の使用中に不意に水に変わったりして、使用者にとっては極めて不快であった。また、その不足分を補うため、沸上げ運転が行われるが、この沸上げは、料金単価が高い昼間の運転であり、しかも、余分な沸上を行う場合があり、ランニングコスト高となっていた。
【０００４】
そこで、ランニングコストの低減、及び湯切れ防止を図ることを目的とした給湯装置が特許文献１のように提案されている。この給湯装置は、貯湯タンク内の湯水が沸上げ必要判定残湯量以下になれば、沸上げ運転が開始される給湯装置であって、上記沸上げ必要判定残湯量を、判定残湯量変更信号に基づいて変更するようにしている。この判定残湯量変更信号は、上記特許文献１においては、具体的には、貯湯タンクから浴槽への給湯を行う信号でもって構成して、浴槽への給湯の前後で沸上げ必要判定残湯量を変更するようにしている。つまり、風呂使用前であれば、残湯量の多い段階で沸き上げ運転を行い、また、風呂使用後であれば、残湯量が少なくなってから沸き上げ運転を開始する。また、この給湯装置では、上記のように、風呂の使用前後での沸き上げ開始判定残湯量を変更するが、さらに、その後の沸き上げ運転による沸き上げ量を使用状況によって変更するようにしている。つまり、風呂使用前であれば、沸き上げ量を多くし、風呂使用後であれば、沸き上げ量を少なくするようにしている。
【特許文献１】特開２００３−１０６６７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記引用文献１の給湯装置では、実際に風呂が使用されるか否かにかかわらず、風呂使用前においては、残湯量の多い段階において沸き上げ運転が開始されてしまう。つまり、風呂が全く使用されないような日においても、風呂使用を前提として、沸き上げ運転が開始され、それに見合った残湯量を確保し、それが深夜にまで残存してしまうという無駄な運転が行われることになってしまうのである。
【０００６】
この発明は上記した従来の欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、実態に即した沸き上げ運転を行い、それにより湯切れを防止しつつ、ランニングコストを低減することが可能な給湯装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで、この発明の給湯装置は、浴槽に温湯を供給する貯湯タンク３内の湯水が所定残湯量以下になれば追炊き運転が開始される給湯装置であって、風呂運転スイッチ７５がＯＮ操作されたときに、風呂において必要とされる風呂必要湯量を把握し、風呂必要湯量を確保する風呂用追炊き運転を行う風呂制御運転を行うことを特徴とする。この風呂制御運転は、上記風呂運転スイッチ７５がＯＮ状態にあるときには継続して行ってもよい。
【０００８】
また、この発明の給湯装置は、浴槽に温湯を供給する貯湯タンク３内の湯水が所定残湯量以下になれば追炊き運転が開始される給湯装置であって、浴槽に残湯が存在すると把握されたときに、風呂において必要とされる風呂必要湯量を把握し、風呂必要湯量を確保する風呂用追炊き運転を行う風呂制御運転を行うことを特徴とする。
【０００９】
上記風呂必要湯量は、設定湯張り量、保温運転必要湯量、必要足し湯量を把握し、これらに基づいて設定する。さらに、上記風呂必要湯量を、シャワー必要湯量を加味して設定する。また、この場合、浴槽内の残湯湯量を把握し、残湯湯量を加味して上記風呂必要湯量を設定する。
【００１０】
さらに、この発明では、上記風呂必要湯量は、過去の風呂運転中の消費湯量に基づいても設定する。
【発明の効果】
【００１１】
この発明の給湯装置によれば、風呂運転スイッチがＯＮ操作されたとき、その状態が継続しているとき、ありいは、浴槽内に残湯が存在して風呂運転の行われる可能性が高いときに、風呂制御運転が行われ、風呂必要湯量が確保されるので、これらが未使用のままで深夜まで残存するという不経済な事態の発生を抑制でき、そのため湯切れの発生を抑制して使用快適性を確保しつつも、ランニングコストを低減することが可能となる。
【００１２】
また、この発明によれば、使用実態に即した風呂必要湯量を把握して、それに応じた湯量を確保できるので、いたずらにランニングコストを増大させることなく、使用快適性を確保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
この発明の給湯装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１はこの給湯装置の簡略回路図を示し、ヒートポンプ式給湯機が使用される。ヒートポンプ式給湯機は、タンクユニット（貯湯ユニット）１と熱源ユニット（ヒートポンプユニット）２を備え、タンクユニット１の水（温湯）をヒートポンプユニット２にて加熱するものである。
【００１４】
タンクユニット１は貯湯タンク３を備え、貯湯タンク３に貯湯された温湯を浴槽４等に供給する。すなわち、貯湯タンク３には、底壁に給水口５、排水口６、及び取水口７が設けられると共に、上壁に湯流入口８、出湯口９、及び湯流出口１０が設けられ、側壁に湯戻り口１１が設けられている。また、取水口７と湯流入口８とは、ヒートポンプユニット２にて加熱した高温の湯を貯湯タンク３に戻すための加熱用循環路１２を介して接続され、湯流出口１０と湯戻り口１１とは、浴槽４の湯を保温するための風呂用循環路１３を介して接続されている。そして、給水口５に水道配管１４が接続され、排水口６には排水配管１５が接続されている。また、出湯口９には給湯用配管１６が接続され、この給湯用配管１６には混合弁１７が介設され、混合弁１７に給水用本管１８が接続されている。なお、給湯用配管１６には混合弁１７への流入を許容する弁１９が介設され、給水用本管１８には混合弁１７への流入を許容する弁２０が介設されている。すなわち、貯湯タンク３からの高温の湯と給水用本管１８からの水道水とが混合弁１７で混合されて適温水となってこの適温水がＦＬＳ３９を介してシャワー等に供給される。
【００１５】
給湯用配管１６には、浴槽４に湯を供給（給湯）するための湯張り用配管２１と排水用配管２２とが接続され、湯張り用配管２１には混合弁２３が介設され、この湯張り用配管２１には混合弁２３への流入を許容する弁２４が介設されている。また、湯張り用配管２１は、第１配管２１ａと第２配管２１ｂとを有する。そして、上記弁２４は第１配管２１ａに設けられ、第２配管２１ｂには、開閉弁２５と、排水弁２６と、ＦＬＳ２７と、弁２８とが介設されている。第２配管２１ｂが浴槽４の湯が循環する流路（循環路）２９に接続されている。なお、排水弁２６には排水用配管３３が接続されている。
【００１６】
そして、循環路２９は、浴槽４の接続アダプタ３０に接続される第１配管３１と第２配管３２とを備える。第２配管３２は、第２配管２１ｂの合流部３５よりも浴槽４側の第１流路３６と、この合流部３５よりも上流側の第２流路３７とからなる。そして、第１流路３６に循環用ポンプ３８が介設されている。
【００１７】
このため、開閉弁２５を閉状態として循環用ポンプ３８を駆動すれば、第１配管３１に浴槽４の湯が流出して第２配管３２に入り、第２配管３２から浴槽４に戻る。すなわち、浴槽４の湯が循環路２９を循環することになる。図１の実線矢印がこの循環時の湯の流れ方向を示している。
【００１８】
開閉弁２５を開状態とすれば、貯湯タンク３からの高温の湯が出湯口９から出湯して湯張り用配管２１を介して循環路２９に入り、合流部３５から第１流路３６及び第２流路３７に入り、第１流路３６から浴槽４に入る。また、第２流路３７からは光クリーン装置Ｓを介して第１配管３１に入り、第１配管３１から浴槽４に入る。すなわち、浴槽４に湯を供給する湯張り時には、第１配管３１及び第２配管３２を介して浴槽４に湯が供給される。図１の点線矢印がこの状態の湯の流れ方向を示している。
【００１９】
ところで、循環路２９の第２配管３２には熱交換路４０が介設されている。すなわち、上記風呂用循環路１３に熱交換器４１及び循環用ポンプ４２が介設され、この循環用ポンプ４２が駆動することによって、湯流出口１０から循環路１３に貯湯タンク３から高温の湯が流出し、循環路１３を循環して湯戻り口１１から貯湯タンク３に戻る。このため、熱交換路４０を流れる高温の湯と、循環路２９を循環する浴槽４の湯との熱交換が行われ、浴槽４の湯が暖められる保温運転を行うことができる。また、循環路２９の第１配管３１には、水流スイッチ４４と、湯温検出器（サーミスタ）４５と、水位センサ４６とが配置され、上記湯張り用配管２１の第２配管２１ｂには湯張り時の湯温を検出する温度検出器（サーミスタ）４７が配置されている。
【００２０】
なお、上記給水用本管１８には、開閉弁４８と、給水源からの給水を開閉弁４８へのみ許容する弁４９とが介設され、この給水用本管１８から分岐される上記水道配管１４には、この給水用本管１８からの給水を給水口５側へのみ許容する弁５０が介設されている。
【００２１】
次に、ヒートポンプユニット２について説明すると、このヒートポンプユニット２は、冷凍サイクルＲを備え、この冷凍サイクルＲは、圧縮機５１と、熱交換路５２を構成する水熱交換器５３と、減圧機構（電動膨張弁）５４と、空気熱交換器５５とを順に接続して構成される。また、循環路１２は、熱交換路５２を有する第１循環路１２ａと、この第１循環路１２ａからの湯（加熱水）を貯湯タンク３に返流させるための第２循環路１２ｂとを有する。第１循環路１２ａはその一端が取水口７に接続され、その他端が切換弁５６を介して第２循環路１２ｂの一端に接続される。また、第２循環路１２ｂの他端は湯流入口８に接続される。第１循環路１２ａには、水循環用ポンプ５７と、開閉弁５８、５９とが介設され、第２循環路１２ｂには、第２循環路１２ｂの湯の温度を検出して、温度の上がり過ぎを防止するための温度検出器６０が配置されている。そして、切換弁５６には、開閉弁６１が介設された排水用配管６２が接続されている。
【００２２】
従って、切換弁５６を切換えて第１循環路１２ａと第２循環路１２ｂとを接続状態として、水循環用ポンプ５７を駆動すれば、取水口７から流出した湯がこの循環路１２を循環して湯流入口８から貯湯タンク３へ返流させることができる。このため、圧縮機５１を駆動すると共に、水循環用ポンプ５７を駆動（作動）する。すると、貯湯タンク３の底部に設けた取水口７から貯溜水（温湯）が流出し、これが循環路１２の熱交換路５２を流通する。また、圧縮機５１からの吐出冷媒が、水熱交換器５３、減圧機構５４、空気熱交換器５５とを順次経由して圧縮機５１へと返流する。そのため、循環路１２の熱交換路５２を流通する湯が水熱交換器５３によって加熱される。このため、加熱された湯は湯流入口８から貯湯タンク３の上部に返流される。そしてこのような動作を継続して行うことによって、貯湯タンク３に温湯が貯湯される沸上運転を行うことになる。なお、貯湯タンク３の側壁には、貯湯タンク３内の湯の温度を温度検出器（残湯サーミスタ）６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄが配置されている。  
【００２３】
以上の通り、上記給湯装置によれば、貯湯タンク３から浴槽４への湯張り、浴槽４への足し湯、浴槽４の保温を行うことが可能である。次に、上記給湯装置の制御について説明する。図２には、その概略ブロック図を示している。同図において、先に説明した通り、１は、タンクユニット、２は、熱源ユニットをそれぞれ示している。そして、タンクユニット１には、タンク制御部７１が、また、熱源ユニット２には、ヒーポン制御部７２がそれぞれ設けられており、さらに、タンク制御部７１には、台所リモコン（メインリモコン）７３と風呂リモコン（サブリモコン）７４とが接続されている。上記各リモコン７３、７４によって、浴槽４での設定湯温、設定湯量、保温時間を設定するための設定部７６、７６が設けられている。また、上記各リモコン７３、７４には、それぞれ風呂運転スイッチ７５、７５が設けられている。
【００２４】
次に、上記給湯装置における風呂制御運転における風呂用追炊き運転の具体的な手順について、図３のフローチャートに基づいて説明する。まず風呂運転スイッチ７５がＯＮ操作されたとき（ステップＳ１）には、上記タンク制御部７１では、次のような演算が行われ、風呂必要湯量が把握される。すなわち、まず第１には、設定湯温、設定湯量から必要な設定湯張り量が演算される（ステップＳ２）。また第２には、設定保温時間からその間に必要な保温運転必要湯量、その間に必要な足し湯量、シャワー必要湯量が各記憶値に基づいて演算される（ステップＳ３）。さらに、浴槽４内に残湯の存する場合には、温度検出器４５及び水位センサの各検出値から残存湯量が演算される（ステップＳ４）。そして、上記設定湯張り量、保温運転必要湯量、足し湯量、シャワー必要湯量の総和から残存湯量を減じることにより、風呂必要湯量が把握されるのである（ステップＳ５）。なお、これら各湯量は、熱量として把握するのが好ましいが、これに限らず、他のパラメータを使用して把握しても良い。
【００２５】
そして次に、タンク制御部７１は、貯湯タンク３内に、上記風呂必要湯量をまかなえるだけの残存湯量が存するか否かの判断を行い（ステップＳ６）、存しない場合には、上記ヒーポン制御部７２に対して、上記風呂必要湯量を追炊きして確保するよう風呂用追炊き運転指令を出力する（ステップＳ７）。なお、必要な湯量が貯湯タンク３内に存する場合には、待機状態を継続する。そして上記ステップＳ７において、熱源ユニット２を動作させて、上記風呂必要湯量を確保する（ステップＳ８）。この場合、上記熱源ユニット２においては、貯湯タンク３内に、上記風呂必要湯量を現状残存量に付加した残湯量になるように風呂追炊き運転を行ってもよいし、あるいは現状残存量を付加して上記風呂必要湯量になるように追炊き運転を行っても良い。なお、風呂用追炊き湯量は、温度検知器６０の検出温度と、沸上げ量（ポンプ回転数×運転時間）、すなわちポンプの循環量×時間とから算出することができる。
【００２６】
上記のような制御は、風呂運転スイッチ７５がＯＮ操作されたときに行えば充分な場合もあるが、さらに、風呂スイッチ７５がＯＮ状態にあるときに継続的に行うのが好ましい。
【００２７】
次に、浴槽４に残湯が存在するとき（水位センサ４６のＯＮ状態が検知されたとき）の風呂制御運転について説明する。この場合の風呂湯張り運転は、風呂自動運転後に浴槽湯を抜かずに沸かし直して（必要な熱量を付加して）使用することを前提に考えるので、風呂湯張りに必要な湯量は、上記風呂運転スイッチＯＮ操作時の湯張り量と同一である。また、上記各必要湯量も同一であると考えることができるので、浴槽４に残湯が存在するときにも上記同様な制御を行えば良いことになる。
【００２８】
以上のようにして風呂必要湯量を把握することが可能であるが、上記風呂必要湯量は、過去の風呂運転中の消費湯量に基づいて設定することもできる。すなわち、過去の風呂自動運転中に使用された湯量の最大値と平均値との間の湯量を風呂必要湯量と推定しておき、この推定された風呂必要湯量に基づいて風呂制御運転を行うのである。なお、上記浴槽４に残湯が存在する場合において、過去に風呂を使用し、かつ沸かし直しを行っていない場合には、必要湯量を減らして学習するようにすればよい。
【００２９】
以上にこの発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、風呂必要湯量を把握する際には、シャワー必要湯量を考慮の対象から外したり、あるいは保温運転必要湯量、必要足し湯量を考慮の対象から外したりすることもある。また、風呂用追炊き運転においては、沸き上げ設定温度を通常運転ときよりも高くして、必要熱量を確保するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】この発明の給湯装置の実施形態を示す簡略回路図である。
【図２】上記給湯装置の制御系の簡略ブロック図である。
【図３】上記給湯装置の運転制御時のフローチャート図である。
【符号の説明】
【００３１】
３  貯湯タンク
４  浴槽
７５  風呂運転スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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