(57)【要約】【課題】使用者の入浴による湯使用を検知し、突発的または多量の湯使用があった場合でも湯切れを生じさせず、使用者に高い利便性を提供する貯湯式給湯システムを得ること。【解決手段】本発明は、液体を加熱する加熱部と、加熱した液体を貯めておく貯湯部と、貯めた液体を出湯する出湯部と、湯使用を検知する出湯検知部と、浴槽の推移を検知する水位検知部と、日々の湯使用実績や必要湯量などの情報を記憶しておく記憶部と、必要湯量の算出や液体加熱手段を制御する制御部と、機器を操作する操作端末を備えた貯湯式給湯システムにおいて、前記水位検知部の水位変動検知の前後の出湯を、浴室内での湯使用と判断する貯湯式給湯システム。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を加熱する加熱部と、
加熱した液体を貯めておく貯湯部と、
貯めた液体を出湯する出湯部と、
湯使用を検知する出湯検知部と、
浴槽の推移を検知する水位検知部と、
日々の湯使用実績や必要湯量などの情報を記憶しておく記憶部と、
必要湯量の算出や液体加熱手段を制御する制御部と、
機器を操作する操作端末を備えた貯湯式給湯システムにおいて、
前記水位検知部の水位変動検知の前後の出湯を、浴室内での湯使用と判断することを特徴とする貯湯式給湯システム。
【請求項２】
請求項１に記載の貯湯式給湯システムにおいて、
前記水位検知部の水位変動検知の前後の出湯を浴室内での湯使用と判断し、浴室内での湯使用実績から、当日の総使用湯量を予測し、これが残湯量を超過すると予測した場合には、沸きあげ運転を行うことを特徴とする貯湯式給湯システム。
【請求項３】
請求項１に記載の貯湯式給湯システムにおいて、
前記水位検知部の水位変動検知回数と、出湯量の組合せで、浴室内での使用湯量を予測し、予測した使用湯量が残湯量を越えると予測した場合には、沸きあげ運転を実施することを特徴とする貯湯式給湯システム。
【請求項４】
請求項１に記載の貯湯式給湯システムにおいて、
前記水位検知部の水位変動検知回数と、浴室内の人を検知する人検知部の人検出の組合せで、浴室内での使用湯量を予測し、予測した使用湯量が残湯量を越えると予測した場合には、沸きあげ運転を実施することを特徴とする貯湯式給湯システム。
【請求項５】
請求項１に記載の貯湯式給湯システムにおいて、
浴室内の人を検知する人検知部の人検出と、給湯量の組合せで、浴室内での使用湯量を予測し、予測した使用湯量が残湯量を越えると予測した場合には、沸きあげ運転を実施することを特徴とする貯湯式給湯システム。
【請求項６】
請求項１に記載の貯湯式給湯システムにおいて、
前記水位検知部の水位変動検知回数から、日々の浴室内の湯使用パターンを学習し、当日の湯使用パターンと学習結果が異なる場合には、不足すると予測した湯量分を追加で沸きあげ運転を実施することを特徴とする貯湯式給湯システム。
【請求項７】
請求項１に記載の貯湯式給湯システムにおいて、
浴室内の人を検知する人検知部の人検出と、前記出湯検知部の湯使用検知から、日々の浴室内の湯使用パターンを学習し、当日の湯使用パターンと学習結果が異なる場合には、不足すると予測した湯量分を追加で沸きあげ運転を実施することを特徴とする貯湯式給湯システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給湯機に関するものである
【背景技術】
【０００２】
従来の給湯機には、電気料金の安い夜間に湯を沸きあげ、貯湯タンク内に貯めた湯を昼間に使用するものがある。例えば、特許文献１には、昼間に貯湯タンク内の湯が切れることを防ぐために、貯湯タンク内の残湯量が一定量を下回った場合に、操作端末画面上で使用者に残りの使用可能湯量を通知する貯湯式給湯装置が開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、使用者の日々の湯使用実績から必要湯量を予測し、予測結果を液体加熱手段の制御に用いるもの、かつ液体加熱手段の制御に用いるデータを使用者が確認できる手段、制御に加味されたくない湯使用実績について修正できる手段をもつ貯湯式給湯システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０-４８４７７
【特許文献２】特開２０１２-１７７５４４
【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、特許文献２の貯湯式給湯システムのように予測データに基づき貯湯量を決めて沸きあげ運転をする機器の場合、突発的な多量の湯使用に対処できず、湯切れ発生の可能性がある。
【０００６】
また、特許文献１の貯湯式給湯装置のように、貯湯タンク内の残湯量が低下してから不足する湯量を確保しようとした場合、使用者が操作端末から機器の運転を手動で開始する必要が生じる。自動で運転を開始する機能を有する機器であっても、即座に一定量の湯を確保することはできず、使用者に不便を感じさせる。
【０００７】
そこで、本発明は、突発的または多量の湯使用を自動で検知し、一日を通した湯切れの可能性を即座に検証、自動で必要湯量を確保することができる機器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】
【０００８】
本発明は、液体を加熱する加熱部と、加熱した液体を貯めておく貯湯部と、貯めた液体を出湯する出湯部と、湯使用を検知する出湯検知部と、浴槽の推移を検知する水位検知部と、日々の湯使用実績や必要湯量などの情報を記憶しておく記憶部と、必要湯量の算出や液体加熱手段を制御する制御部と、機器を操作する操作端末を備えた貯湯式給湯システムにおいて、前記水位検知部の水位変動検知の前後の出湯を、浴室内での湯使用と判断することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、突発的または多量の湯使用があった場合でも湯切れを生じさせず、使用者に操作を要求することや、湯切れ発生後の湯確保に必要な時間を待たせることが無く、使用者に高い利便性を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施例の給湯システムの概略図
【図２】一実施例における時間帯ごとの出湯実績の一例を示すグラフ
【図３】一実施例における必要湯量学習の一例を示したグラフ
【図４】一実施例における突発的な湯使用検知の制御フロー図
【図５】一実施例における突発的湯使用の検知を可視化したグラフ
【図６】一実施例における当日の湯切れ可能性の検証について示したグラフ
【図７】一実施例における不要な残湯量確保の原因について説明したグラフ
【図８】一実施例における出湯先の判別についてのフロー図
【図９】一実施例における出湯先の判別方法を可視化した図
【図１０】一実施例における入浴回数把握による効果について説明したグラフ
【図１１】一実施例における入浴回数と沸きあげ運転開始の判断について説明したグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例について図を用い説明する。
【００１２】
本実施例の機器は、貯湯式給湯システムであり、使用者の湯使用および使用量を検知する出湯検知機能と、必要湯量の算出や液体加熱部を制御する制御部を備え、使用者の湯使用と出湯量を常時監視することで、一日を通して湯切れが生じることの無いよう、液体加熱部を制御する機能を有する。
【００１３】
図１に示すように、システムは、貯湯部１と、加熱部２、シャワー１１、カラン１３などを備えている。なお、本実施例の加熱部２の液体加熱方式はヒートポンプ方式であるが、液体加熱方式はこれに限定されるものではない。また、カラン１３などの液体配管１４接続先は、台所１０に限らず、かつ一箇所に限定されるものではない。
【００１４】
貯湯部１の内部には、加熱された液体を貯めておくための貯湯タンク７と、貯湯タンク７内部の液体をカラン１３などへ送り出す出湯部３、使用者の湯使用および出湯量を検知する出湯検知部４、日々の湯使用実績や必要湯量などの情報を記憶しておく記憶部５、これらを含めたシステム全体の制御および必要湯量の算出などを実施する制御部６などがある。また、浴室９内などに設置する操作端末８は、制御部６に接続されている。なお、操作端末８の設置場所は浴室９内だけに限られるものではなく、その数も一個に限られるものではない。
【００１５】
図２は、出湯検知部４が検知する、一日の湯使用および総出湯量の一例を、時間軸で表したグラフである。出湯検知部４が出湯を検知すると、制御部６が出湯量および積算値（総出湯量）を算出し、記憶部５に記憶する。
【００１６】
このデータを数日間蓄積して記憶していくと、図３に示すような、使用者の湯使用パターンが得られる。図３に示した例では、朝６時から８時までの時間帯と、夜１９時から２４時までの間に、多量の出湯が集中するというパターンがあることが分かる。なお、図３には過去三日間の湯使用実績しか記載していないが、本実施例における過去の湯使用実績の記憶日数は、三日間に限定されるものではない。
【００１７】
図４は、本実施例における、制御部６が突発的な湯使用を検知するフロー図である。検知には、前述の湯使用パターンと出湯検知部４が検知する現時刻の出湯量を用いる。
【００１８】
図３に示した様に、記憶部５には過去の湯使用の実績が記憶されており、それにより使用者が湯を多量に使用する時間帯とその量がパターンとして解析されている。例えば、朝７時前後の１時間の間に、平均７５リットルの出湯があること。夜の１９時２０分から２０時２０分の間に浴槽へ２１０リットルの湯はりを行う、などの情報である。
【００１９】
制御部６は、ステップＳ１で出湯検知部４から出湯ありの情報を受取ると、ステップＳ２で現在の出湯量を記憶部５に記憶し、同時にステップＳ３で当日の現在時刻までの積算出湯量を算出、記憶部５の積算出湯量の値を更新する。次に、ステップＳ４で、今回の出湯が多量な出湯かどうかを判断する。例えば、一度の出湯量が１０リットル以上である、もしくは五分間に断続的に３０リットル以上の出湯が行われた、などの判断条件を用いる。なお、これらの数値は、上記の数値に限られるものではない。
【００２０】
ステップＳ４で多量の出湯だと判断した場合は、ステップＳ５にて過去の湯使用パターンから、同時間帯およびその前後の時間帯の出湯量を確認し、多量の出湯をした実績がなければ、今回の出湯を「通常に無い出湯」と判断する（ステップＳ６）。
【００２１】
ステップＳ６で通常に無い出湯だと判断した場合、続けてステップＳ７にて、当日の湯切れの可能性を検証する。貯湯タンク７内には、過去の湯使用パターンから予測した「当日に必要と予想される湯量」と若干の余剰分しか湯が無いので、今回の出湯が余剰分を上回る場合には、湯切れが生じることになる。ステップＳ８にて、湯切れが発生すると予測した場合は、ステップＳ９で追加必要な湯量を算出し、ステップＳ１０にて沸きあげ運転を開始する。
【００２２】
図４の制御フローをグラフで表したものが、図５である。制御部６が、１３時４０分から１４時２０分の間に１４０リットルの多量の湯使用を検知する。一方で、過去の湯使用パターンの中で同時刻およびその前後の時間帯の湯使用量を調べると、最大でも１３時から１５時までの２時間で１１リットルの湯使用しかなく、当日の１４０リットルの湯使用が普段と異なる、突発的なものであると判断できる。
【００２３】
続けて湯切れ発生の可能性の検証を可視化したものが、図６である。図５で示したように、記憶部５には時間帯ごとの出湯量の実績が記憶されており、それを基に一日を通した出湯予測が立てられている。その数値に、現在時刻までの出湯実績および残湯量実績を合わせると、図６中の破線で示した、残湯量予測が得られる。図６に示した例では、１４時前後の突発的出湯があったことで、２１時前後に湯切れが発生するという予測がたつ。そこで制御部６は、湯切れが生じないよう、２１時以降に必要となるだろう湯量分だけ沸きあげ運転を行い、湯切れを回避する。
【００２４】
これまでの例は、明らかに普段の湯使用パターンと異なる出湯の場合であり、湯切れ回避のために、消費分だけ湯を沸きあげて構わない。
【００２５】
ところが、図７に示すような、総出湯量に大きな変動は無く、出湯の時間帯が普段より早まっただけの場合、例えば家族全員の入浴がそっくりそのまま一時間早まっただけの場合は、前述と同じ動作をしては都合が悪い。このような場合に、普段と異なる湯使用であるとして沸きあげ運転を実施してしまうと、家族全員が入浴で消費した量の湯が貯湯タンク７の中に余分に用意されてしまう。
【００２６】
これは即ち、無駄な残湯となる。使用者に湯切れという不便を感じさせない点では良いが、必要以上の電気を消費して湯をつくることになり、省エネルギー性の面ではマイナスの効果を生んでしまう。
【００２７】
この現象を回避するためには、現時点で何人が入浴したかを判定しなければならない。制御部６は、出湯が使用者の入浴によるものかどうかを検知し、普段と同じ人数の入浴が完了した場合には、その後は入浴による多量の出湯が無くなる事を、湯切れ検証のパラメータとして考慮する制御を有する。
【００２８】
図８および図９には、入浴による出湯とそれ以外の出湯を区別する手法を示す。
【００２９】
まず、本実施例のシステムでは浴槽１２へ繋がる液体配管１４と、浴槽１２以外へ繋がる液体配管１４は分けられているので、浴槽１２への出湯量（湯はり湯量）は単独で把握できる（ステップＳ１０２）。次に、浴槽１２以外への出湯が、シャワー１１などの浴室９内部の出湯なのか、カラン１３などの台所１０や洗面など、浴室９以外での出湯なのかを判断しなければならない。その際に判断材料として使用するのが、浴槽内部の水位上昇の有無と、浴室内での人検知の有無である。
【００３０】
水位検知部１５は、浴槽１２内に湯がはられた状態であれば、その水位の上下動を検知する機能を有する。それにより、使用者が浴槽１２内に入ったこと、さらに浴槽１２から出たことを検知できる。図９に例示するように、この「水位上下動検知あり」と「出湯検知あり」が短時間（例えば５分以内）で成立していれば、ステップＳ１０５にて、入浴による出湯であると判断できる。さらに、操作端末８に人検知部１６を備え、浴室９内に人が出入りしたことを検知できる。仮に使用者が湯につからず、シャワーだけで入浴を終えた場合であっても、「出湯検知あり」かつ「人検知あり」という組合せにより、ステップＳ１０５にて入浴があったことを検知できる。
【００３１】
出湯検知があったが、その前後で水位変動も人検知も無ければ、それは浴室９以外での、例えば台所１０などでの出湯だとステップＳ１０５で判断する。
【００３２】
この機能により、一日の入浴回数、すなわち入浴人数を把握する（ステップＳ１０６）ことができる。入浴回数があらかじめ分かっていれば、前述の家族全員の入浴が早まった場合であっても、その後の普段通りの時間帯の入浴が無く、その分の出湯量を確保する必要が無いと判断することで、余分な湯量確保を回避することが可能になる。これにより、精度の高い湯切れ回避制御が実現する。
【００３３】
この機能の効果を示したグラフが、図１０である。
【００３４】
図７では、１７時台から始まった入浴を検知し、これを突発的な湯使用と判断し沸きあげ運転を開始したことにより、一日の終わりの残湯量は２６０リットルの余剰残湯量が存在した。一方の図１０では、２０時までに家族全員の入浴が完了したことを検出し、その後の湯使用予測から入浴分を排除したことで、沸きあげ運転を抑制し、貯湯タンク７内の湯を丁度良く使い切るかたちで一日が終了する。
【００３５】
入浴検知機能の効果は、無駄な残湯量の低減効果だけでなく、使用湯量の増大検出、特に入浴回数の増加によるものにも効果的に働く。
【００３６】
近年の貯湯式給湯システムは、省エネルギー性の追及、ひいては電気料金を低く抑える為に、使用者が一日で使い切る、かつ湯切れしない必要最低限の湯量を目標値として沸きあげ運転を行う制御となっている。そのため、普段よりも入浴人数（回数）が増えれば、湯切れする可能性は非常に高くなる。湯切れを起こさない為には、使用者が二度目の入浴をする一定時間前に、沸きあげ運転を手動で開始し、あらかじめ残湯量を増やしておく必要が生じる。なぜならば、貯湯式の、特にヒートポンプ式機器を加熱部２として備える給湯システムの場合、沸きあげ運転開始から入浴に必要な一定量の残湯量を確保するためには、最低でも一時間前後の待ち時間が必要になるからである。
【００３７】
しかし、本実施例のシステムであれば図１１に示すように、制御部６が、普段より多い入浴回数が発生したことを即座かつ自動で判断でき、使用者の手を煩わすことなく、沸きあげ運転を開始できる。これにより、利便性の高い湯切れ防止機能を提供することが可能である。
【００３８】
以上のように、本実施例による貯湯式給湯システムは、貯湯方式において使用者が最も不便さを感じる「湯切れ」を起こさない為に、過去の湯使用実績からだけでなく、常時湯使用を監視し、直近の出湯量と残湯量から当日の湯切れの可能性を検証することで、より精度の高い湯切れ防止制御を可能とする。また、使用者の入浴の有無、および浴室９内での出湯を検知する機能を有し、入浴回数を湯切れ防止制御のパラメータに加えることで、迅速な残湯量確保の動作が可能になる。同時に、過剰な沸きあげ運転による余剰残湯量を発生させないことも可能である。これらの機能は、使用者に対して湯切れや、湯切れを解消する為の沸きあげ運転に必要な待ち時間、さらには湯切れ回避の為の機器操作といった不便な面を感じさせず、利便性の高い機器を提供することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１  貯湯部
２  加熱部
３  出湯部
４  出湯検知部
５  記憶部
６  制御部
７  貯湯タンク部
８  操作端末
９  浴室
１０  台所
１１  シャワー
１２  浴槽
１３  カラン
１４  液体配管
１５  水位検知部
１６  人検知部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2017072302.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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