(57)【要約】【課題】入浴者が浴水の温熱感を得易い給湯装置を提供すること。【解決手段】給湯装置１は、浴水循環回路４４ａと浴水循環ポンプ５７とを有する水流形成装置４と、水流形成装置４の運転を制御する制御装置とを備えている。制御装置は、入浴に関する所定条件が成立していると判断した場合に、浴槽６０内に水流を継続的に形成するように水流形成装置４を運転する水流形成モードを設定し、浴水温センサ７２ａの検出温度に関わらず浴水循環ポンプ５７を連続的に運転する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
浴槽（６０）内の浴水を前記浴槽の外部に循環可能な浴水循環回路（４４ａ）と、前記浴水循環回路に前記浴槽内の浴水を循環させる浴水循環ポンプ（５７）とを有し、前記浴水循環ポンプを運転して、前記浴槽内から吸入して前記浴水循環回路に循環させた浴水を前記浴槽内へ吐出することで、前記浴槽内の浴水に水流を形成する水流形成装置（４）と、
前記水流形成装置の運転を制御する制御装置（８０）と、を備え、
前記制御装置は、
前記浴槽内への入浴に関わる所定条件が成立しているか否かを判定する条件判定部（８２）と、
前記条件判定部により前記所定条件が成立していると判定された場合に、前記浴槽内に前記水流を継続的に形成するように前記水流形成装置を運転する水流形成モードを設定する運転制御部（８３）と、を有する給湯装置。
【請求項２】
前記条件判定部の前記所定条件は、前記浴槽内への入浴者の入浴情報又はその関連情報に基づいて定められる請求項１に記載の給湯装置。
【請求項３】
前記所定条件が成立していると前記条件判定部が判定している間、前記運転制御部は前記水流形成モードを設定する請求項１又は請求項２に記載の給湯装置。
【請求項４】
前記条件判定部が前記所定条件が成立しないと判定したとしたときに、前記運転制御部は前記水流形成モードを解除する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の給湯装置。
【請求項５】
内部に湯水を貯える貯湯タンク（１０）と、
前記貯湯タンク内の湯水が有する熱を熱交換により前記浴水循環回路を流れる浴水へ移動させるための熱交換器（３０、３３０）と、を備え、
前記水流形成装置は、前記貯湯タンク内の湯水が有する熱を前記熱交換器で浴水に移動させてから前記浴槽内へ吐出する構成である請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の給湯装置。
【請求項６】
前記浴槽内の浴水の温度を検出する浴水温センサ（７２ａ）を備え、
前記運転制御部は、前記水流形成モードを設定しているときには、前記浴水温センサが検出する検出温度が予め設定された目標浴水温度に基づく目標入浴温度範囲に収まるように、前記熱交換器における交換熱量を調節する構成である請求項５に記載の給湯装置。
【請求項７】
前記貯湯タンク内の湯水を前記貯湯タンクの外部に循環可能な貯留水循環回路（２９）と、
前記貯留水循環回路に前記貯湯タンク内の湯水を循環させる貯留水循環ポンプ（５６）と、を有し、
前記熱交換器は、前記貯留水循環回路を循環する湯水と前記浴水循環回路を流れる浴水との熱交換を行なう構成であり、
前記運転制御部は、前記水流形成モードを設定しているときには、前記浴水温センサが検出する検出温度が前記目標入浴温度範囲に収まるように、前記浴水循環ポンプ及び前記貯留水循環ポンプを制御する構成である請求項６に記載の給湯装置。
【請求項８】
前記浴水循環回路を流れ前記熱交換器で熱交換した後の前記浴槽へ往く浴水の温度を検出する往き温度センサ（７２ｂ）を備え、
前記運転制御部は、前記水流形成モードを設定しているときには、前記往き温度センサが検出する検出温度に基づいて、目標吐出温度の浴水が前記浴槽内へ継続的に吐出するように、前記浴水循環ポンプ及び前記貯留水循環ポンプを制御する構成である請求項７に記載の給湯装置。
【請求項９】
前記貯留水循環回路を流れ前記熱交換器で熱交換する前後の湯水の温度差を検出する温度差センサ（７５ａ、７５ｂ）を備え、
前記運転制御部は、前記水流形成モードを設定しているときには、前記温度差センサが検出する検出温度差に基づいて、前記熱交換器において熱交換が継続的に行われるように、前記浴水循環ポンプ及び前記貯留水循環ポンプを制御する構成である請求項７又は請求項８に記載の給湯装置。
【請求項１０】
前記浴水循環回路を流れる浴水を、前記熱交換器をバイパスして流すバイパス流路（４６）と、
前記熱交換器を流れる浴水と前記バイパス流路を流れる浴水との流量比を調節可能な流量調節装置（４７）と、を備え、
前記運転制御部は、前記水流形成モードを設定しているときには、前記浴水温センサが検出する検出温度が前記目標入浴温度範囲に収まるように、前記浴水循環ポンプ及び前記流量調節装置を制御する構成である請求項６に記載の給湯装置。
【請求項１１】
前記浴水循環回路を流れ前記熱交換器で熱交換した後の前記浴槽へ往く浴水の温度を検出する往き温度センサ（７２ｂ）を備え、
前記運転制御部は、前記水流形成モードを設定しているときには、前記往き温度センサが検出する検出温度に基づいて、目標吐出温度の浴水が前記浴槽内へ継続的に吐出するように、前記浴水循環ポンプ及び前記流量調節装置を制御する構成である請求項１０に記載の給湯装置。
【請求項１２】
前記運転制御部は、前記水流形成モードを設定しているときには、前記浴水温センサが検出する検出温度の単位時間当たりの上昇の度合いに応じて、前記熱交換器における交換熱量を調節する構成である請求項６から請求項１１のいずれか一項に記載の給湯装置。
【請求項１３】
前記運転制御部は、
前記水流形成モードを設定していないときに、前記浴水温センサが検出する検出温度が予め設定された目標保温温度に基づく目標保温温度範囲に収まるように、前記熱交換器における交換熱量を調節する自動保温モードを設定可能であり、
前記水流形成モードを設定しているときには、前記自動保温モードを設定しているときよりも、前記熱交換器において交換熱量を調節する周期を短くする構成である請求項６から請求項１２のいずれか一項に記載の給湯装置。
【請求項１４】
前記運転制御部は、
前記水流形成モードを設定していないときに、前記浴水温センサが検出する検出温度が予め設定された目標保温温度に基づく目標保温温度範囲に収まるように、前記熱交換器における交換熱量を調節する自動保温モードを設定可能であり、
前記目標保温温度範囲よりも前記目標入浴温度範囲を狭くする構成である請求項６から請求項１３のいずれか一項に記載の給湯装置。
【請求項１５】
前記制御装置に対して前記水流形成モードの設定に関する指令を出力可能なコントローラ（９０）を備える請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の給湯装置。
【請求項１６】
前記運転制御部による前記水流形成モードの設定状態に関する状態情報を報知する報知装置（９１）を備える請求項１から請求項１５のいずれか一項に記載の給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここに開示される技術は、浴槽内の浴水を浴水循環回路に循環可能な給湯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、例えば、下記特許文献１に開示された装置がある。この装置は、浴槽内に張られた浴水を保温する保温運転を行う。この装置は、まず浴水温を検出し、浴水温が目標浴水温より低い場合には、ポンプを駆動して循環回路に浴水を循環し、循環回路に設けた熱交換器で浴水を加熱する。そして、浴水温が目標浴水温に到達するとポンプを停止する。この装置は、ポンプを停止したら、保温タイマーを起動して、所定時間後に再度浴水温の検出を行なう。このように、所定時間ごとに浴水温を目標浴水温に一致させる運転により、浴水を保温する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−７１１５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術の装置では、入浴者が浴水の温熱感を得難い場合があるという問題がある。浴水温が入浴者の体温より比較的高いことで、入浴者は温熱感を得る。ところが、従来装置では、保温タイマーがカウント中は浴水の加熱は行われず、浴水を循環するポンプが駆動しないので浴槽内において浴水が移動し難い。このように、浴水の加熱が行なわれていないときに入浴すると、入浴者の表面近傍の浴水の温度が体温により低下する。これに対し、入浴者は浴水から受熱して体温が上昇する。したがって、入浴者近傍の浴水の温度と体温との差が小さくなり、入浴者が温熱感を得難くなる。
【０００５】
ここに開示される技術は、上記点に鑑みてなされたものであり、入浴者が浴水の温熱感を得易い給湯装置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】
【０００６】
上記目的を達成するため、開示される給湯装置では、
浴槽（６０）内の浴水を浴槽の外部に循環可能な浴水循環回路（４４ａ）と、浴水循環回路に浴槽内の浴水を循環させる浴水循環ポンプ（５７）とを有し、浴水循環ポンプを運転して、浴槽内から吸入して浴水循環回路に循環させた浴水を浴槽内へ吐出することで、浴槽内の浴水に水流を形成する水流形成装置（４）と、
水流形成装置の運転を制御する制御装置（８０）と、を備え、
制御装置は、
浴槽内への入浴に関わる所定条件が成立しているか否かを判定する条件判定部（８２）と、
条件判定部により所定条件が成立していると判定された場合に、浴槽内に水流を継続的に形成するように水流形成装置を運転する水流形成モードを設定する運転制御部（８３）と、を有する。
【０００７】
これによると、条件判定部の判定により浴槽内への入浴者の入浴が確認又は推定されるときには、運転制御部が水流形成装置を運転して浴槽内に浴水の水流を継続的に形成することができる。したがって、入浴者の体表面近傍の浴水が入れ替わるため、体表面近傍の浴水の温度が体温により大きく低下することを抑制することができる。これにより、入浴者近傍の浴水の温度と体温との差が比較的大きい状態を維持することで、入浴者が温熱感を得易くなる。
【０００８】
なお、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、開示技術の範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態に係る給湯装置の構成図である。
【図２】第１実施形態に係る給湯装置の制御システムを示すブロック図である。
【図３】第１実施形態に係る給湯装置の水流形成運転制御動作を示すフローチャートである。
【図４】第１実施形態に係る給湯装置の作動例を示すタイムチャートである。
【図５】第１実施形態に係る給湯装置の他の作動例を示すタイムチャートである。
【図６】第２実施形態に係る給湯装置の一部を示す構成図である。
【図７】第３実施形態に係る給湯装置の一部を示す構成図である。
【図８】他の実施形態に係る給湯装置の一部を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、図面を参照しながら開示技術を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した形態と同様とする。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
【００１１】
（第１実施形態）
開示技術を適用した第１実施形態について、図１〜図５を参照して説明する。図１に示す貯湯式の給湯装置１は、貯湯タンク１０と、浴槽用熱交換器３０と、ヒートポンプユニット５０と、を備えて構成される。以下、ヒートポンプユニット５０をＨＰユニット５０と表記する場合がある。また、浴槽用熱交換器３０を、単に、熱交換器３０と表記する場合がある。
【００１２】
貯湯タンク１０は、耐食性に優れた金属製、例えばステンレス製の容器で構成される。貯湯タンク１０は中空円柱状で、その軸方向が鉛直方向に延びる縦長形状に形成されている。貯湯タンク１０は、外表面を断熱材で覆う断熱構造または二重タンクによる真空断熱構造等を有しているため、高温の給湯水を長時間保温することができる。貯湯タンク１０は、ＨＰユニット５０によって加熱された給湯水を貯湯する。
【００１３】
貯湯タンク１０には、タンク水温サーミスタ７１が設けられている。タンク水温サーミスタ７１は、貯湯タンク１０の高さ方向に複数個分散されて設けられている。タンク水温サーミスタ７１は、貯湯タンク１０に貯められた給湯水の貯湯量および貯湯温度を検出するためのタンク温度検出器である。タンク水温サーミスタ７１は貯湯タンク１０内のそれぞれの高さレベルでの温度信号を図２に示す制御装置８０に出力する。
【００１４】
貯湯タンク１０の下部には、下方開口部１０ａが設けられる。下方開口部１０ａは貯湯タンク１０の下方側の給湯水を流出させる流出口である。また下方開口部１０ａは貯湯タンク１０内へ水道水を流入させる流入口である。貯湯タンク１０へ流入する水道水は、給水配管１１によって供給される。
【００１５】
入口側給湯水配管２１ａは、下方開口部１０ａから流出した貯湯タンク１０下方側の給湯水または給水配管１１によって供給される水道水をＨＰユニット５０へと導く。入口側給湯水配管２１ａにはバイパス配管２１ｃが接続されている。バイパス配管２１ｃは、下方開口部１０ａから流出した貯湯タンク１０下方側の給湯水または給水配管１１によって供給される水道水を、ＨＰユニット５０を迂回して三方弁５２へと導くことを可能とする。
【００１６】
ＨＰユニット５０は、冷媒として臨界温度の低い二酸化炭素を使用する超臨界のヒートポンプサイクルと、ヒートポンプサイクルに水を圧送する沸上用水ポンプ５１と、を有して構成されている。超臨界のヒートポンプサイクルによれば、一般的なヒートポンプサイクルよりも高温、例えば８５℃〜９０℃の湯を貯湯タンク１０内に貯えることができる。
【００１７】
沸上用水ポンプ５１は、入口側給湯水配管２１ａに配置される電動式の水ポンプである。沸上用水ポンプ５１は、貯湯タンク１０の下方側の給湯水あるいは給水配管１１によって供給される水道水を水冷媒熱交換器の水通路へ圧送する。沸上用水ポンプ５１は、制御装置８０によって制御される。
【００１８】
ヒートポンプサイクルは、複数の冷凍サイクル機能部品を備える。複数の冷凍サイクル機能部品とは、少なくとも電動式の圧縮機、水冷媒熱交換器、電気式の膨張弁、空気熱交換器、およびアキュムレータである。これら冷凍サイクル機能部品は、冷媒が流通する通路により接続されている。空気熱交換器の近傍には、空気熱交換器に対して空気を送風する送風機が設けられている。
【００１９】
膨張弁は、水冷媒熱交換器から流出する高圧の冷媒を減圧する減圧手段であり、制御装置８０によってその弁開度が電気的に制御される。空気熱交換器は、膨張弁で減圧された冷媒を送風機によって送風される室外空気との熱交換によって蒸発気化させ、圧縮機にガス冷媒を供給する。送風機は、空気熱交換器の熱交換性能を確保するように制御装置８０によってその回転数が制御される。アキュムレータは、空気熱交換器から流出する冷媒を気液分離して、気相冷媒のみ圧縮機に吸引させるとともに、サイクル中の余剰冷媒を貯える。
【００２０】
水冷媒熱交換器は、圧縮機の吐出口より吐出された高温高圧の冷媒によって、沸上用水ポンプ５１により圧送された給湯水または水道水を加熱する加熱用熱交換器である。水冷媒熱交換器は、冷媒を流通させる冷媒通路と給湯水を流通させる水通路とを有している。水冷媒熱交換器は、例えば、冷媒通路の表面と水通路の表面とが熱交換可能に密着するように配置された二層構造となっている。水通路の入口側には、入口側給湯水配管２１ａを介して下方開口部１０ａが接続されている。また、水通路の出口側には、出口側給湯水配管２１ｂを介して、第１継手２２の流入出口の１つが接続されている。第１継手２２は、３つの流入出口を有する三方継手である。
【００２１】
第１継手２２の別の流入出口には、浴槽用熱交換器３０の給湯水側通路３０ａの入口側が接続されている。第１継手２２のさらに別の流入出口には、三方弁５２の１つの流入出口が接続されている。三方弁５２の別の流入出口には、貯湯タンク１０の上方側に設けられた第１上方開口部１０ｂが接続されている。三方弁５２のさらに別の流入出口には、バイパス配管２１ｃの出口側が接続されている。
【００２２】
三方弁５２は、給湯水の流路を切り替える切替弁である。三方弁５２は、下方開口部１０ａと第１継手２２とをバイパス配管２１ｃを介して連通する流路と、下方開口部１０ａと第１上方開口部１０ｂとを出口側給湯水配管２１ｂを介して連通する流路とを切り替える。三方弁５２は、制御装置８０によって制御される。
【００２３】
水冷媒熱交換器によって加熱された給湯水は、第１継手２２および三方弁５２を介して、貯湯タンク１０の第１上方開口部１０ｂから貯湯タンク１０内へ流入する。したがって、貯湯タンク１０内の給湯水は、上方側から下方側へ向かって温度が徐々に低下する温度分布が生じやすい。ＨＰユニット５０は、貯湯タンク１０内の下部の水を加熱して沸き上げ、高温水として貯湯タンク１０の上部から貯えることができる。ＨＰユニット５０は、本実施形態における沸き上げ装置に相当する。
【００２４】
第２上方開口部１０ｃは、貯湯タンク１０の上部に設けられ、貯湯タンク１０内の給湯水のうち上方側の高温の給湯水を流出させる流出口である。第２上方開口部１０ｃには、中温用混合弁５３の一方の流入口が接続されている。
【００２５】
貯湯タンク１０の中間部には、第１中間開口部１０ｄが設けられている。第１中間開口部１０ｄは、貯湯タンク１０内に貯湯された給湯水のうち上下方向中間部位の中間温度の給湯水を流出させる流出口である。第１中間開口部１０ｄには中温用混合弁５３の他方の流入口が接続されている。なお、中間温度の給湯水は中温水と言い換えることができる。貯湯タンク１０の中間部には、さらに第２中間開口部１０ｅが設けられている。第２中間開口部１０ｅは、浴槽用熱交換器３０の給湯水側通路３０ａを通過した湯水が流入する開口部である。
【００２６】
中温用混合弁５３は、第２上方開口部１０ｃから流出した給湯水と第１中間開口部１０ｄから流出した給湯水との混合比率を調整して、下流側に流出させる給湯水の温度を調整する温度調整弁である。中温用混合弁５３は、例えば第２上方開口部１０ｃからの給湯水が流れる通路の断面積と、第１中間開口部１０ｄからの給湯水が流れる通路の断面積とを同時に変化させる弁体およびこの弁体を変位させる電動アクチュエータを有する式の流量調整弁で構成される。中温用混合弁５３は、制御装置８０によって制御される。
【００２７】
中温用混合弁５３の出口側には、浴槽用混合弁５４の一方の流入口が接続されている。浴槽用混合弁５４の他方の流入口には、給水配管１１が接続されている。浴槽用混合弁５４は、中温用混合弁５３から流出する給湯水と給水配管１１から供給される水道水との混合比率を調整して、下流側に流出させる給湯水の温度を調整する温度調整弁である。浴槽用混合弁５４は、制御装置８０によって制御される。
【００２８】
浴槽用混合弁５４の出口側には、浴槽用開閉弁５５を介して、浴槽用水循環回路４４ａに配置された第２継手４３のひとつの流入出口が接続されている。第２継手４３は、３つの流入出口を有する三方継手である。浴槽用開閉弁５５は、浴槽用混合弁５４の出口側と浴槽用水循環回路４４ａとを接続する浴槽用配管４４ｂを開閉するものであって、制御装置８０から出力される制御信号によってその作動が制御される電磁弁である。浴槽用混合弁５４から流出した給湯水は、浴槽用開閉弁５５、第２継手４３を介して浴槽６０内へ供給される。
【００２９】
浴槽用水循環回路４４ａは、浴槽６０内と浴槽用熱交換器３０の浴槽用湯通路３０ｂとの間で、浴槽６０から流出した浴槽６０内の湯水を循環させる水循環回路である。なお、浴槽６０内の湯水は浴水と言い換えることができる。また、浴槽６０から流出した浴槽６０内の湯水は、浴槽用湯水又は浴水と言い換えることができる。浴槽用水循環回路４４ａは、本実施形態における浴水循環回路に相当する。以下、浴槽用水循環回路を浴水循環回路と呼ぶ場合がある。
【００３０】
浴槽用水循環回路４４ａには、浴槽用水ポンプ５７と、水位センサ７３とが配置されている。浴槽用水ポンプ５７は、浴槽６０の上下方向中間位置に設けられた浴槽用湯吸入口から浴槽用湯水を吸入して浴槽用湯通路３０ｂへ圧送する電動式の水ポンプである。浴槽用水ポンプ５７は、制御装置８０によって制御される。浴槽用水ポンプ５７は、本実施形態における浴水循環ポンプに相当する。以下、浴槽用水ポンプを浴水循環ポンプと呼ぶ場合がある。
【００３１】
水位センサ７３は、浴槽用湯吸入口近傍に設けられ、検出された水圧の変化等によって浴槽６０内の湯水の量を検出するセンサである。水位センサ７３は、検出した水位情報を制御装置８０へと出力する。
【００３２】
浴槽用水ポンプ５７の吐出口側には、第２継手４３の別の流入出口が接続されており、第２継手４３のさらに別の流入出口には、浴槽用湯通路３０ｂの入口側が接続されている。浴槽用湯通路３０ｂの出口側には、浴槽６０の下方側に配置された浴槽用湯吐出口が接続されている。浴水循環ポンプ５７を運転すると、浴槽６０内から吸入して浴水循環回路４４ａに循環させた浴水を浴槽６０内へ吐出することで、浴槽６０内の浴水に水流が形成される。浴槽６０内の浴水を浴槽６０の外部に循環可能な浴水循環回路４４ａと、浴水循環回路４４ａに浴槽６０内の浴水を循環させる浴水循環ポンプ５７とを有する構成は、浴槽６０内の浴水に水流を形成する水流形成装置４と呼ぶことができる。
【００３３】
浴槽用熱交換器３０は、第１継手２２から流出した給湯水を流通させる給湯水側通路３０ａと、浴槽用水循環回路４４ａを循環する浴槽用湯水を流通させる浴槽用湯通路３０ｂとを有する。浴槽用熱交換器３０は、給湯水側通路３０ａを流通する給湯水と浴槽用湯通路３０ｂを流通する浴槽用湯水とを熱交換させる熱交換器である。これにより、浴槽用熱交換器３０はＨＰユニット５０によって加熱された給湯水または貯湯タンク１０内の給湯水と浴槽６０内の湯水とを熱交換し追い焚き運転や風呂熱回収運転等を実現する。浴槽用熱交換器３０は、本実施形態において、貯湯タンク１０内の湯水が有する熱を熱交換により浴水循環回路４４ａを流れる浴水へ移動させるための熱交換器に相当する。
【００３４】
給湯水側通路３０ａの出口側には、給湯水側通路３０ａから流出した給湯水を第２中間開口部１０ｅへ圧送する給湯水ポンプ５６が配置されている。給湯水ポンプ５６は、制御装置８０によってその作動を制御される電動式の水ポンプである。
【００３５】
給湯水ポンプ５６を駆動すると、第１上方開口部１０ｂから流出した高温の給湯水を、三方弁５２及び第１継手２２を介して、第２中間開口部１０ｅから貯湯タンク１０へ戻すことができる。この第１上方開口部１０ｂと第２中間開口部１０ｅとを繋ぐ回路は、貯湯タンク１０内の湯水を貯湯タンク１０の外部に循環可能な貯留水循環回路２９である。また、給湯水ポンプ５６は、貯留水循環回路２９に貯湯タンク１０内の湯水を循環させる貯留水循環ポンプである。以下、給湯水ポンプを貯留水循環ポンプと呼ぶ場合がある。浴槽用熱交換器３０は、貯留水循環回路２９を循環する湯水と浴水循環回路４４ａを流れる浴水との熱交換を行なう熱交換器である。
【００３６】
また、貯湯タンク１０内の下部の水と浴槽６０内の浴水とを浴槽用熱交換器３０で熱交換して風呂熱回収運転が実現されると、浴槽６０の浴水が有する熱を貯湯タンク１０の下部の水に移動して、浴水の温度を低下することが可能である。風呂熱回収運転が行なわれるとき、浴槽用熱交換器３０、バイパス配管２１ｃ、給湯水ポンプ５６、浴槽用水循環回路４４ａ、浴槽用水ポンプ５７等からなる熱移動のための構成は、浴水温低下装置と呼ぶことができる。
【００３７】
図２に示すように、本実施形態の給湯装置１の制御システムは、制御装置８０と、コントローラ９０とを備える。制御装置８０は、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体を備えるマイクロコンピュータを主なハードウェア要素として備える。記憶媒体は、コンピュータによって読み取り可能な所定のプログラムを非一時的に記憶する非遷移的実体的記憶媒体である。記憶媒体は、半導体メモリまたは磁気ディスクなどによって提供されうる。
【００３８】
制御装置８０は、上述の各制御対象機器と各種センサとが接続されるインターフェイス部と、各種判定処理を行う処理部と、プログラムや検出した各種データを記憶する記憶部と、を備える。
【００３９】
インターフェンス部には、ＨＰユニット５０を構成する機器、三方弁５２、浴槽用水ポンプ５７、給湯水ポンプ５６、中温用混合弁５３、浴槽用混合弁５４、浴槽用開閉弁５５等が接続される。インターフェイス部は、これらの各制御対象機器に対して出力を行う。さらにインターフェイス部には、赤外線センサ７４、水位センサ７３、タンク水温サーミスタ７１、浴水温センサ７２ａ、往き温度センサ７２ｂ、コントローラ９０等が接続される。インターフェイス部は、各種信号を制御装置８０へと入力する。
【００４０】
赤外線センサ７４は、浴室内の浴槽６０近傍に設けられる。赤外線センサ７４は、使用者の入浴状況を検知するためのセンサである。赤外線センサ７４は、検出される赤外線量の変化に応じて、使用者が浴槽６０内へ入浴したこと及び浴槽６０から出たことを検知する。
【００４１】
浴水温センサ７２ａは、浴水循環回路４４ａにおいて浴槽用熱交換器３０の浴槽用湯通路３０ｂの入口側に設けられる。浴水温センサ７２ａは、浴水循環回路４４ａの所謂戻り管に設けられる。浴水温センサ７２ａは、浴槽用水ポンプ５７が駆動した際に浴槽６０内の浴水の温度を検出する温度センサである。以下、浴槽６０内の湯水の温度を浴槽温度、浴水温度、又は浴水温と表記する場合がある。
【００４２】
往き温度センサ７２ｂは、浴水循環回路４４ａにおいて浴槽用熱交換器３０の浴槽用湯通路３０ｂの出口側に設けられる。往き温度センサ７２ｂは、浴水循環回路４４ａの所謂往き管に設けられる。往き温度センサ７２ｂは、浴槽用水ポンプ５７が駆動した際に、熱交換器３０を通過した後に、浴槽６０内へ往く浴水の温度を検出する温度センサである。以下、往き温度センサ７２ｂが検出する浴水の温度を風呂往き温度、往き温度、又は往き温と表記する場合がある。
【００４３】
コントローラ９０は、使用者による操作が可能なスイッチ部と、運転状態等が表示される表示部９１とを備える。コントローラ９０は、所謂リモコンである。コントローラ９０は、複数設けることができる。複数のコントローラの一つは、浴室の壁に設けられる浴室内コントローラである。複数のコントローラの別の一つは、浴室以外の部屋の壁、例えばキッチンやリビングの壁に設けられる浴室外コントローラである。なお、コントローラ９０、浴槽６０以外の給湯装置１の各部は、例えば屋外等の適所に設置される。
【００４４】
コントローラ９０は、操作スイッチとして、作動スイッチ９２、湯張りスイッチ９３、自動保温スイッチ９４、浴槽用温度設定スイッチ９５、水流運転スイッチ９６等を有する。作動スイッチ９２は、給湯装置１の作動を要求する作動要求信号及び停止を要求する停止要求信号を出力するためのものである。湯張りスイッチ９３は、浴槽６０内への湯張りを要求する信号を出力するためのものである。自動保温スイッチ９４は、浴槽６０内に貯められた浴水を所望の温度にする自動保温運転の実行を要求する信号を出力するためのものである。浴槽用温度設定スイッチ９５は、浴槽６０内の浴水の目標温度を設定するためのものである。水流運転スイッチ９６は、例えば、浴槽６０内への入浴者があったときに、水流形成装置４の浴水循環ポンプ５７を駆動して浴槽６０内に浴水の水流を継続的に形成する水流形成運転を許容する設定を行なうためのスイッチである。
【００４５】
コントローラ９０には、上記したスイッチ９２〜９６以外に、足し湯スイッチ、風呂ぬるめスイッチ、追い焚きスイッチ、風呂熱回収スイッチ、給湯温度設定スイッチ等を設けることができる。給湯温度設定スイッチは、カランやシャワー等の各給湯端末から出湯される給湯水の目標出湯温度を設定するものである。
【００４６】
コントローラ９０の表示部９１は、設定状態表示部９１ａ及び運転状態表示部９１ｂを有する。設定状態表示部９１ａは、給湯装置１の運転に関する設定状態を表示する。運転状態表示部９１ｂは、実行中の運転モードに関する運転状態を表示する。表示部９１は、例えば文字表示することで設定状態や運転状態を使用者に対して視覚情報として報知する。表示部９１は、文字表示するものに限定されない。表示部９１は、例えば、記号表示するものであってもよい。また、例えば、設定状態や運転状態を各種スイッチ等に対応して点灯表示するものであってもよい。
【００４７】
設定状態表示部９１ａは、水流運転スイッチ９６が操作されて水流形成モードによる運転を行うか否かを含む設定状態を表示する。運転状態表示部９１ｂは、水流形成装置４により水流形成モードによる運転が行なわれているか否かを含む運転状態を表示する。
【００４８】
制御装置８０は、機能ブロックとして、湯張り運転部、沸き上げ運転部８１、条件判定部８２、運転制御部８３等を備える。運転制御部８３は、自動保温運転部８４及び水流形成運転部８５を有する。沸き上げ運転部８１は、貯湯タンク１０内の湯水をＨＰユニット５０で沸き上げる沸き上げ運転を行う。湯張り運転部は、浴槽６０内に湯を張る湯張り運転を行う。運転制御部８３の自動保温運転部８４は、浴槽６０内に溜められた浴水を設定温度に保温する自動保温運転を行う。条件判定部８２は、浴槽６０内への入浴に関わる所定条件が成立しているか否かを判定する。運転制御部８３の水流形成運転部８５は、条件判定部８２により入浴に関わる所定条件が成立していると判定された場合に、浴槽６０内に浴水の水流を継続的に形成するように水流形成装置４を運転する。
【００４９】
次に、上記構成に基づき給湯装置１の作動について説明する。給湯装置１に外部電源から電力が供給された状態で、コントローラ９０の作動スイッチ９２が投入されると、制御装置８０が予め記憶媒体に記憶している制御処理を実行する。制御装置８０は、上述した各種センサの検出信号及びコントローラ９０の操作信号に基づいて、湯張り運転、自動保温運転部８４による自動保温運転、水流形成運転部８５による水流形成運転、沸き上げ運転部８１による沸き上げ運転等を実行する。
【００５０】
湯張り運転は、例えば、貯湯タンク１０内に湯張り用の熱量が貯えられている状態で、コントローラ９０の湯張りスイッチ９３が投入されると実行される。湯張り運転では、制御装置８０が、浴槽用開閉弁５５を開くとともに、中温用混合弁５３及び浴槽用混合弁５４の作動を制御する。中温用混合弁５３については、中温用混合弁５３から流出する給湯水がコントローラ９０にて設定された最高出湯温度となうように、その作動が制御される。ここで、最高出湯温度は、例えば６０℃である。浴槽用混合弁５４については、浴槽６０内へ流入する湯が、浴槽用温度設定スイッチ９５によって設定された目標温度となるように、その動作が制御される。
【００５１】
湯張り運転では、水道水の水圧によって貯湯タンク１０の第２上方開口部１０ｃから流出した高温の給湯水と、第１中間開口部１０ｄから流出した中間温度の給湯水とが、中温用混合弁５３にて混合される。さらに、中温用混合弁５３から流出した給湯水と水道水とが、浴槽用混合弁５４にて混合される。そして、浴槽用混合弁５４から流出した給湯水が、第２継手４３を介して、浴槽用水循環回路４４ａへ流入する。浴槽用水循環回路４４ａへ流入した給湯水は、浴槽用熱交換器３０の浴槽用湯通路３０ｂを介して、浴槽６０内に溜められる。
【００５２】
このとき、給湯水ポンプ５６は停止しているので、浴槽用湯通路３０ｂを流通する給湯水が浴槽用熱交換器３０にて加熱あるいは冷却されることはない。なお、浴槽用水ポンプ５７も停止しているので、浴槽用水ポンプ５７が設けられた経路からも浴槽６０内へ給湯水を湯張りすることができる。湯張り運転は、水位センサ７３によって検出された浴槽６０内の浴水の量が、予め定めた基準湯量となるまで継続される。
【００５３】
自動保温運転は、湯張り運転が完了している状態で実行される。自動保温スイッチ９４が投入されていると、運転制御部８３は、自動保温運転部８４により自動保温モードを設定して、浴槽６０内に溜められた浴水を設定された目標温度に維持するように保温する処理を定期的に実施する。
【００５４】
運転制御部８３が自動保温モードを設定すると、自動保温運転部８４は、まず、浴水循環ポンプ５７を作動させて浴槽６０内の浴水を浴水循環回路４４ａに循環させ、浴水温センサ７２ａで浴水温を検出する。次に、検出した浴水温が目標保温温度範囲にあるか否か判定する。目標保温温度範囲は、予め設定された浴槽６０内の浴水の目標保温温度に基づいて設定される。
【００５５】
浴水温が目標保温温度範囲の下限値を下回っている場合には、浴槽６０内の浴水を加熱する運転が行われる。この運転では、運転制御部８３が、給湯水ポンプ５６と浴槽用水ポンプ５７を作動させ、三方弁５２を第１上方開口部１０ｂと第２中間開口部１０ｅとが接続されるように制御する。このとき、沸上用水ポンプ５１は停止しており、浴槽用開閉弁５５は閉じている。
【００５６】
したがって、第１上方開口部１０ｂから流出した高温の給湯水は、三方弁５２および第１継手２２を介して給湯水側通路３０ａへ流入する。一方、浴槽６０から浴槽用水ポンプ５７によって圧送された浴槽６０内の湯水は、浴槽用湯通路３０ｂへと流入する。浴槽用熱交換器３０では、給湯水側通路３０ａを通過する高温の給湯水と、浴槽用湯通路３０ｂを通過する浴槽用湯水と、が熱交換し、給湯水の温度が低下し浴槽用湯水の温度が上昇する。給湯水側通路３０ａを流出した給湯水は、給湯水ポンプによって第２中間開口部１０ｅから貯湯タンク１０へと回収される。一方、浴槽用湯通路３０ｂを流出した浴槽用湯水は、浴槽６０内へと戻される。これにより、貯湯タンク１０内の湯水の熱によって浴槽６０内の湯水を加熱することができる。
【００５７】
すなわち、浴槽６０内の浴水を浴水循環回路４４ａに循環させつつ、貯留水循環ポンプ５６を作動させて貯湯タンク１０内上部の高温の湯を貯留水循環回路２９に循環させる。これにより、熱交換器３０において貯留水循環回路２９を流れる湯水と浴水循環回路４４ａを流れる浴水との熱交換を行ない、浴水を加熱する。熱交換器３０における熱交換量は、貯留水循環ポンプ５６及び浴水循環ポンプ５７の作動状態により調節可能である。自動保温運転部８４は、例えば、往き温度センサ７２ｂが検出する往き温が目標保温温度よりも高くなるように熱交換器３０で浴水を加熱し、浴槽６０内へ吐出させる。これにより、浴槽６０内の浴水温が速やかに上昇する。
【００５８】
このように浴槽６０内の浴水を加熱しているときには、浴水温センサ７２ａにより現在の浴水温を監視している。浴水温センサ７２ａが検出する現在浴水温が目標保温温度範囲の上限値の到達した場合には、貯留水循環ポンプ５６及び浴水循環ポンプ５７を停止して、浴水を加熱する運転を停止する。浴水の加熱運転を停止したら保温タイマーによるカウントを開始し、所定時間経過後に、上述した浴水の温度検出からの動作を再度実行する。
【００５９】
自動保温モードが設定されて自動保温運転が行なわれているときには、図５に例示するような浴槽６０内の浴水温度調節が所定周期で実施される。運転制御部８３が自動保温モードを設定しているときには、浴水温センサ７２ａが検出する検出温度が予め設定された目標保温温度に基づく目標保温温度範囲に収まるように、熱交換器３０における熱交換量が調節される。このように、熱交換器３０における交換熱量の調節は所定の周期で定期的に繰り返される。
【００６０】
水流形成運転は、運転制御部８３の水流形成運転部８５により実施される。運転制御部８３が水流形成モードを設定すると、水流形成運転部８５が水流形成装置４を作動させ水流形成運転を実行する。
【００６１】
水流形成運転の制御動作について、図３を参照して説明する。運転制御部８３は、水流運転スイッチ９６がオンされているときには、図３に例示する制御を実行する。運転制御部８３は、まず、ステップ１３０で、浴槽６０内への入浴に関わる所定条件が成立しているか否かを判断する。この判断は、制御装置８０の条件判定部８２による判定結果に基づき行われる。本実施形態では、例えば、赤外線センサ７４により入浴者の入浴が検知された場合、所定条件が成立したものとできる。
【００６２】
ステップ１３０において入浴に関わる所定条件が成立していると判断した場合には、ステップ１３５へ進み、浴水循環ポンプ５７を作動させ、浴水循環回路４４ａに浴水を循環させる。浴水循環ポンプ５７は、例えば、予め定められた固定の回転数で駆動される。ステップ１３５を実行したら、ステップ１４０へ進む。ステップ１３０において入浴に関わる所定条件が成立していないと判断した場合には、ステップ１３０へリターンする。
【００６３】
したがって、例えば、赤外線センサ７４により入浴者が入浴していない状態から入浴したことを初めて検出したときには、ステップ１３０における判断はＮＯからＹＥＳに切り替わる。なお、赤外線センサ７４により入浴者が入浴している状態から出浴したことを初めて検出したときには、ステップ１３０における判断はＹＥＳからＮＯに切り替わるとともに、浴水循環ポンプ５７及び貯留水循環ポンプ５６の運転が停止される。
【００６４】
ステップ１３０の判断基準となる条件判定部８２による入浴に関わる所定条件の成立判定は、入浴者の入浴検知に限定されない。入浴に関わる所定条件は、浴槽内への入浴の確認又は推定ができるものであればよい。
【００６５】
条件判定部８２は、浴槽６０内への入浴者の入浴情報又はその関連情報に基づいて、所定条件が成立したか否かを判定することができる。入浴者の入浴情報又はその関連情報としては、直接的な入浴検知以外に、例えば、浴室への入室検知、ユーザによる水流形成モード実行設定及び実行タイミングの予約設定等を採用できる。また、制御装置８０が過去の所定期間におけるユーザの入室や入浴のタイミングを学習し、学習結果に基づいて判定するものであってもよい。また、タイマー等による動作条件成立に基づくものであってもよい。
【００６６】
また、条件判定部８２は、浴槽６０内からの入浴者の出浴情報又はその関連情報に基づいて、所定条件が成立していない状態となったか否かを判定することができる。条件判定部８２は、所定条件が不成立となったか否かを判定することができる。入浴者の出浴情報又はその関連情報としては、直接的な出浴検知以外に、例えば、浴室からの退室検知、ユーザによる水流形成モード実行設定の解除等を採用できる。また、制御装置８０が過去の所定期間におけるユーザの退室や出浴のタイミングを学習し、学習結果に基づいて判定するものであってもよい。また、タイマー等による設定時間経過に伴う動作終了条件成立に基づくものであってもよい。ここで、タイマーは、例えば、省エネルギー等を目的として設けられるものである。なお、入浴者の出浴情報又はその関連情報は、広義において入浴者の入浴情報又はその関連情報であると言える。
【００６７】
ステップ１４０では、浴水温センサ７２ａで現在の浴水温を検出し、現在浴水温が予め設定された目標浴水温よりＡだけ低い「目標浴水温−Ａ」未満であるか否か判断する。ステップ１４０において現在浴水温が「目標浴水温−Ａ」未満であると判断した場合には、ステップ１４５へ進む。
【００６８】
ステップ１４５では、風呂往き温度の目標値である風呂往き目標温度を浴槽６０内の浴水の設定温度よりＣだけ高い「風呂設定温度+Ｃ」とする。風呂設定温度は、例えば、浴槽用温度設定スイッチ９５によって設定された目標温度である。ここで、Ｃは、浴水循環回路４４ａに浴水を循環しているときに、当該回路や浴槽６０からの放熱による浴水温度低下を補正する項である。ステップ１４５を実行したら、ステップ１５０へ進み、貯留水循環ポンプ５６をオンする。ステップ１５０では、往き温度センサ７２ｂが検出する往き温が、ステップ１４５で設定した風呂往き目標温度となるように、貯留水循環ポンプ５６の回転数制御を行なう。
【００６９】
ステップ１４０において現在浴水温が「目標浴水温−Ａ」以上であると判断した場合には、ステップ１５５へ進む。ステップ１５５では、現在浴水温が予め設定された目標浴水温よりＢだけ高い「目標浴水温+Ｂ」を超えているか否か判断する。ステップ１５５において現在浴水温が「目標浴水温+Ｂ」超であると判断した場合には、ステップ１６０へ進み、貯留水循環ポンプ５６をオフする。ステップ１５０及びステップ１６０のいずれかを実行したら、ステップ１６５へ進む。また、ステップ１５５において現在浴水温が「目標浴水温+Ｂ」以下であると判断した場合にも、ステップ１６５へ進む。ステップ１５５において現在浴水温が「目標浴水温+Ｂ」以下であると判断した場合には、貯留水循環ポンプ５６のオンオフの状態を維持したまま、ステップ１６５へ進む。
【００７０】
ここで、「目標浴水温−Ａ」〜「目標浴水温+Ｂ」が目標入浴温度範囲である。ステップ１３５〜ステップ１６０では、浴水温センサ７２ａが検出する浴水温が予め設定された目標浴水温度に基づく目標入浴温度範囲に収まるように、浴水循環ポンプ５７及び貯留水循環ポンプ５６が制御される。換言すれば、ステップ１３５〜ステップ１６０では、浴水温センサ７２ａが検出する浴水温が予め設定された目標浴水温度に基づく目標入浴温度範囲に収まるように、熱交換器３０における交換熱量が調節される。
【００７１】
ステップ１６５では、貯留水循環ポンプ５６がオン状態であるか否か判断する。ステップ１６５において、貯留水循環ポンプ５６がオフ状態であると判断した場合には、ステップ１３０へリターンする。ステップ１６５において、貯留水循環ポンプ５６がオン状態であると判断した場合には、ステップ１７０へ進む。
【００７２】
ステップ１７０では、浴水温センサ７２ａが検出する浴水温の昇温速度が所定範囲内にあるか否かを判断する。すなわち、ステップ１７０では、浴水温センサ７２ａが検出する検出温度の単位時間当たりの上昇の度合いが、所定範囲内にあるか否かを判断する。ステップ１７０において、浴水温の昇温速度が所定範囲内にあると判断した場合には、ステップ１３０へリターンする。
【００７３】
ステップ１７０において、浴水温の昇温速度が所定範囲外にあると判断した場合には、ステップ１７５へ進む。ステップ１７５では、浴水温センサ７２ａが検出する浴水温の昇温速度が所定範囲を超えているか否かを判断する。ステップ１７５において、浴水温の昇温速度が所定範囲を超えていると判断した場合には、ステップ１８０へ進み、前述の補正項Ｃを１レベル小さくする。ステップ１７５において、浴水温の昇温速度が所定範囲を超えていないと判断した場合には、ステップ１８５へ進み、前述の補正項Ｃを１レベル大きくする。
【００７４】
ステップ１７０〜ステップ１８５では、浴水温センサ７２ａが検出する浴水温の単位時間当たりの上昇の度合いに応じて、貯留水循環ポンプ５６が制御される。浴水温センサ７２ａが検出する浴水温の単位時間当たりの上昇の度合いに応じて、熱交換器３０における交換熱量が調節される。
【００７５】
自動保温モードが設定されて自動保温運転が行なわれているときに水流形成モードが設定されると、例えば図４に例示するように、自動保温運転がキャンセルされ水流形成運転に切り替わる。そして、入浴者の出浴により水流形成モードが解除されたときには、再度自動保温モードが設定されて自動保温運転に切り替わる。水流形成運転から自動保温運転に切り替わったときには、その時点から、保温タイマーによるカウントが新たに開始される。
【００７６】
図４からも明らかなように、自動保温モードを設定しているときには、浴水温センサ７２ａが検出する検出温度が予め設定された目標保温温度に基づく目標保温温度範囲に収まるように、熱交換器３０における熱交換量が調節される。水流形成モードを設定しているときには、浴水温センサ７２ａが検出する検出温度が予め設定された目標入浴温度に基づく目標入浴温度範囲に収まるように、熱交換器３０における熱交換量が調節される。目標入浴温度範囲は目標保温温度範囲より狭くなっている。また、水流形成モード設定時の熱交換器３０における交換熱量の調節する周期である水流形成制御周期は、自動保温モード設定時の熱交換器３０における交換熱量の調節する周期である自動保温制御周期よりも短い。これらにより、水流形成モード設定時には自動保温モード設定時よりも浴槽６０内の浴水温が極めて高精度に維持される。
【００７７】
浴槽６０内の浴水温を高精度に維持することで、入浴者は大浴槽感を味わうことができる。一般的に、家庭用の浴槽は比較的容量が小さく、放熱や入浴者の入浴によって浴水が冷め易い。これに対し、公衆浴場のような大容量の浴槽においては、浴水の熱容量が大きく、入浴者が入浴しても冷め難く、入浴者が温熱感を得易い。水流形成モード設定時に浴水温を高精度に維持することで、入浴者が大浴槽に入浴したときのような快適な温熱感を得ることができる。なお、給湯装置１は、熱交換器３０における交換熱量の調節により、目標入浴温度範囲での浴水温制御を行なうので、目標入浴温度範囲を狭く設定しても浴水温を制御することが容易である。例えば、ガス給湯器では、狭い目標入浴温度範囲内で浴水温を制御することは困難である。
【００７８】
また、入浴者の検知等により、継続的に水流を形成するモード設定を入浴時に限定することができる。入浴時以外にも浴水の循環を継続すると、配管等からの放熱が促進されてしまう。水流形成モードの設定を入浴時に限定することで、省エネルギー性を確保することができる。
【００７９】
自動保温運転部８４により自動保温運転が行なわれているとき、コントローラ９０の表示部９１には、自動保温運転が行なわれている旨が表示される。このとき、水流運転スイッチ９６がオンされていれば、表示部９１には入浴すれば水流形成運転が実施される旨が表示される。さらに、入浴者の入浴があれば、表示部９１には水流形成運転が行なわれている旨が表示される。表示部９１は、運転制御部８３による水流形成モードの設定状態に関する状態情報を報知する報知装置に相当する。
【００８０】
なお、沸き上げ運転は、制御装置８０の沸き上げ運転部８１により実施される。制御装置８０は、主に料金設定の安価な例えば深夜時間帯に深夜電力を利用しＨＰユニット５０を作動させ沸き上げ運転を実行する。すなわち、電力供給元との契約に基づく電力コストが比較的安価な所定時間帯に沸き上げ運転を実施する。これにより、貯湯タンク１０に貯める給湯水を沸き上げるために必要な電力コストを抑制することが可能となる。また、制御装置８０は、深夜時間帯以外の時間帯においても、貯湯タンク１０内の貯湯熱量が不足したと判定した場合には沸き上げ運転を実行する。
【００８１】
上述の構成及び作動によれば、以下に述べる効果を得ることができる。
【００８２】
給湯装置１は、浴水循環回路４４ａと浴水循環ポンプ５７とを有する水流形成装置４と、水流形成装置４の運転を制御する制御装置８０とを備えている。浴水循環回路４４ａは、浴槽６０内の浴水を浴槽６０の外部に循環可能である。浴水循環ポンプ５７は、浴水循環回路４４ａに浴槽６０内の浴水を循環させる。浴水循環ポンプ５７を運転すると、浴槽６０内から吸入して浴水循環回路４４ａに循環させた浴水を浴槽６０内へ吐出することで、浴槽６０内の浴水に水流を形成する。
【００８３】
制御装置８０は、条件判定部８２と運転制御部８３とを有している。条件判定部８２は、浴槽６０内への入浴に関わる所定条件が成立しているか否かを判定する。運転制御部８３は、条件判定部８２により所定条件が成立していると判定された場合に、浴槽６０内に水流を継続的に形成するように水流形成装置４を運転する水流形成モードを設定する。
【００８４】
これによると、条件判定部８２の判定により浴槽６０内への入浴者の入浴が確認又は推定されるときには、運転制御部８３が水流形成装置４を運転して浴槽６０内に浴水の水流を継続的に形成することができる。したがって、入浴者の体表面近傍の浴水が入れ替わるため、体表面近傍の浴水の温度が体温により大きく低下することを抑制することができる。これにより、入浴者近傍の浴水の温度と体温との差が比較的大きい状態を維持することで、入浴者が温熱感を得易くなる。
【００８５】
また、条件判定部が判定を行なう所定条件は、浴槽６０内への入浴者の入浴情報又はその関連情報に基づいて定められる。これによると、条件判定部８２は、浴槽６０内への入浴者の入浴情報又はその関連情報に基づいて、入浴に関わる所定条件が成立したか否かを容易に判定することができる。
【００８６】
また、所定条件が成立していると条件判定部８２が判定している間、運転制御部８３は水流形成モードを設定する。これによると、条件判定部８２の判定により浴槽６０内への入浴が確認又は推定されている間は、水流形成モードを設定することができる。
【００８７】
また、条件判定部８２が、所定条件が成立しないと判定したとしたときに、運転制御部８３は水流形成モードを解除する。これによると、条件判定部８２の判定により浴槽６０内からの出浴が確認又は推定されたときに、水流形成モードを解除することができる。
【００８８】
本実施形態では、水流形成モードの設定から解除まで、浴水循環ポンプ５７を連続運転する。これにより、水流形成モードの設定中は、浴槽６０内に確実な継続的水流形成を行なうことができる。
【００８９】
また、給湯装置１は、内部に湯水を貯える貯湯タンク１０と、貯湯タンク１０内の湯水が有する熱を熱交換により浴水循環回路４４ａを流れる浴水へ移動させるための熱交換器３０とを備えている。そして、水流形成装置４は、貯湯タンク１０内の湯水が有する熱を熱交換器３０で浴水に移動させてから浴槽６０内へ吐出する。これによると、熱交換器３０において貯湯タンク１０内の湯水が有する熱で浴水循環回路４４ａを流れる浴水を加熱してから浴槽６０内へ吐出することができる。したがって、昇温させた浴水を浴槽６０内へ吐出して、浴槽６０内において浴水の水流を継続的に形成することができる。
【００９０】
また、給湯装置１は、浴槽６０内の浴水の温度を検出する浴水温センサ７２ａを備えている。そして、運転制御部８３は、水流形成モードを設定しているときには、浴水温センサ７２ａが検出する検出温度が予め設定された目標浴水温度に基づく目標入浴温度範囲に収まるように、熱交換器３０における交換熱量を調節する。これによると、浴槽６０内に水流を継続的に形成しつつ、浴槽６０内の浴水温を、予め設定された目標浴水温度に基づく目標入浴温度範囲に安定的に維持することができる。
【００９１】
また、給湯装置１は、貯湯タンク１０内の湯水を貯湯タンク１０の外部に循環可能な貯留水循環回路２９と、貯留水循環回路２９に貯湯タンク１０内の湯水を循環させる貯留水循環ポンプ５６とを有している。そして、熱交換器３０は、貯留水循環回路２９を循環する湯水と浴水循環回路４４ａを流れる浴水との熱交換を行なう。運転制御部８３は、水流形成モードを設定しているときには、浴水温センサ７２ａが検出する検出温度が目標入浴温度範囲に収まるように、浴水循環ポンプ５７及び貯留水循環ポンプ５６を制御する。これによると、浴水循環ポンプ５７及び貯留水循環ポンプ５６を制御して、貯留水循環回路２９を循環する湯水と浴水循環回路４４ａを流れる浴水との熱交換器３０における交換熱量を調節することができる。したがって、浴槽６０内に水流を継続的に形成しつつ、浴槽６０内の浴水温を目標入浴温度範囲に安定的に維持することが容易である。
【００９２】
また、給湯装置１は、浴水循環回路４４ａを流れ熱交換器３０で熱交換した後の浴槽６０へ往く浴水の温度を検出する往き温度センサ７２ｂを備えている。運転制御部８３は、水流形成モードを設定しているときには、往き温度センサ７２ｂが検出する検出温度に基づいて、目標吐出温度の浴水が浴槽６０内へ継続的に吐出するように、浴水循環ポンプ５７及び貯留水循環ポンプ５６を制御する。これによると、浴水循環回路４４ａや浴槽６０内からの放熱等があっても、浴水循環ポンプ５７及び貯留水循環ポンプ５６の制御により浴槽６０へ往く浴水の往き温度を調節することで、浴槽６０内の浴水温を目標入浴温度範囲で安定的に維持することができる。
【００９３】
また、運転制御部８３は、水流形成モードを設定しているときには、浴水温センサ７２ａが検出する検出温度の単位時間当たりの上昇の度合いに応じて、熱交換器３０における交換熱量を調節する。これによると、浴槽６０内へ吐出される浴水の温度の急峻な上昇等を抑制して、浴槽６０内の浴水温を目標入浴温度範囲に極めて安定的に維持することができる。
【００９４】
また、運転制御部８３は、水流形成モードを設定していないときに、浴水温センサ７２ａが検出する検出温度が予め設定された目標保温温度に基づく目標保温温度範囲に収まるように、熱交換器３０における交換熱量を調節する自動保温モードを設定可能である。運転制御部８３は、水流形成モードを設定しているときには、自動保温モードを設定しているときよりも、熱交換器３０において交換熱量を調節する周期を短くする。これによると、浴槽６０内への入浴者の入浴が確認又は推定されて水流形成モードを設定しているときには、浴槽６０内の浴水を自動保温する自動保温モードを設定しているときよりも、浴水を温度調節する周期を短くする。したがって、浴槽６０内に水流を継続的に形成しつつ、浴槽６０内の浴水温を目標入浴温度範囲に精度よく維持することができる。
【００９５】
また、運転制御部８３は、目標保温温度範囲よりも目標入浴温度範囲を狭くする。これによると、浴槽６０内への入浴者の入浴が確認又は推定されて水流形成モードを設定しているときには、浴槽６０内の浴水を自動保温する自動保温モードを設定しているときよりも、浴水温を調節する温度範囲を狭くする。したがって、浴槽６０内に水流を継続的に形成しつつ、比較的狭い目標入浴温度範囲に浴槽内の浴水温を精度よく維持することができる。
【００９６】
また、給湯装置１は、制御装置８０に対して水流形成モードの設定に関する指令を出力可能なコントローラ９０を備えている。これによると、コントローラ９０からの指令信号により、制御装置８０に水流形成モードの設定に関する指令を行なうことができる。したがって、使用者等がコントローラ９０を操作して、水流形成モードを設定したり、水流形成モードを許可する状態を設定したりすることが容易である。
【００９７】
また、給湯装置１は、運転制御部８３による水流形成モードの設定状態に関する状態情報を報知する報知装置である表示部９１を備えている。これによると、運転制御部８３による水流形成モードの設定状態に関する状態情報を報知装置で報知することができる。したがって、水流形成モードの設定状態に関する情報を、使用者が容易に把握することができる。
【００９８】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について図６に基づいて説明する。
【００９９】
第２実施形態は、前述の第１実施形態と比較して、熱交換器における交換熱量を精度よく調整する構成を備える点が異なる。なお、第１実施形態と同様の部分については、同一の符号をつけ、その説明を省略する。第１実施形態に係る図面と同一符号を付した構成部品、第２実施形態において説明しない他の構成は、第１実施形態と同様であり、また同様の作用効果を奏するものである。
【０１００】
図６に示すように、本実施形態では、貯留水循環回路２９に入口側温度センサ７５ａ及び出口側温度センサ７５ｂを設けている。入口側温度センサ７５ａは、貯留水循環回路２９を流れ熱交換器３０の給湯水側通路３０ａに流入する湯水の温度を検出する。出口側温度センサ７５ｂは、給湯水側通路３０ａから流出して貯留水循環回路２９を流れる湯水の温度を検出する。入口側温度センサ７５ａ及び出口側温度センサ７５ｂは、いずれも検出温度を制御装置８０へ出力する。入口側温度センサ７５ａ及び出口側温度センサ７５ｂは、貯留水循環回路２９を流れ熱交換器３０で浴水と熱交換する前後の湯水の温度差を検出する温度差センサに相当する。
【０１０１】
制御装置８０の運転制御部８３は、水流形成モードを設定しているときには、検出された温度差に基づいて、熱交換器３０において熱交換が安定して継続的に行われるように、浴水循環ポンプ５７及び貯留水循環ポンプ５６を制御する。例えば、図３に示したステップ１５０では、単位時間当たりの交換熱量が継続的に所定量以上となるように、貯留水循環ポンプ５６の回転数制御を行なう。貯留水循環ポンプ５６の回転数制御は、浴水循環回路４４ａや浴槽６０からの放熱等により浴水温が低下する分も考慮して実施される。
【０１０２】
ステップ１５０では、往き温度センサ７２ｂが検出する往き温調整に加え、入口側温度センサ７５ａ及び出口側温度センサ７５ｂの検出結果に基づく熱交換器３０における浴水加熱能力を調整して、浴槽６０内の浴水の温度を安定的に維持する。浴槽６０内の浴水温の安定維持は、往き温度センサ７２ｂの検出温度と、入口側温度センサ７５ａ及び出口側温度センサ７５ｂの検出温度差との両者に基づいて行うものに限らない。例えば、入口側温度センサ７５ａ及び出口側温度センサ７５ｂの検出温度差に基づく加熱能力調整のみで行ってもよい。
【０１０３】
本実施形態によれば、以下に述べる効果を得ることができる。本実施形態の給湯装置は、貯留水循環回路２９を流れ熱交換器３０で熱交換する前後の湯水の温度差を検出する温度差センサとして温度センサ７５ａ、７５ｂを備える。そして、運転制御部８３は、水流形成モードを設定しているときには、温度センサ７５ａ、７５ｂが検出する検出温度差に基づいて、熱交換器３０において熱交換が継続的に行われるように、浴水循環ポンプ５７及び貯留水循環ポンプ５６を制御する。これによると、浴水循環回路４４ａや浴槽６０内からの放熱等があっても、熱交換器３０において継続的に安定して浴水を加熱することで、浴槽６０内の浴水温を目標入浴温度範囲で安定的に維持することができる。
【０１０４】
なお、本実施形態では、熱交換前後の湯水の温度差に基づいて交換熱量を調整することで、浴槽６０へ送る浴水の温度を所望の温度としていたが、これに限定されるものではない。例えば、制御装置８０が予め貯留水循環ポンプ５６の吐出量特性を記憶しており、この特性に基づいて貯留水循環ポンプ５６の回転数制御を行ない、浴槽６０へ送る浴水の温度を所望の温度とするものであってもよい。
【０１０５】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態について図７に基づいて説明する。
【０１０６】
第３実施形態は、前述の第１実施形態と比較して、貯湯タンク内の貯留水と浴水との熱交換構成が異なる。なお、第１実施形態と同様の部分については、同一の符号をつけ、その説明を省略する。第１実施形態に係る図面と同一符号を付した構成部品、第３実施形態において説明しない他の構成は、第１実施形態と同様であり、また同様の作用効果を奏するものである。
【０１０７】
図７に示すように、本実施形態の給湯装置は、貯湯タンク１０内の上部に配設された例えば螺旋形状の蛇管からなる熱交換器３３０を備えている。本実施形態の浴水循環回路４４ａは、浴槽６０内の浴水を熱交換器３３０に循環させるように設けられている。浴水循環回路４４ａには、バイパス流路４６と流量調節弁４７とが設けられている。バイパス流路４６は、浴水循環回路４４ａの往き管と戻り管とを接続し、浴水循環回路４４ａを流れる浴水を、熱交換器３３０をバイパスして流すことができる。
【０１０８】
流量調節弁４７は、浴水循環回路４４ａの戻り管とバイパス流路４６との接続点に設けられ、熱交換器３３０を流通する浴水とバイパス流路４６を流通する浴水との流量比を調節可能である。流量調節弁４７は、制御装置８０の運転制御部８３からの出力により作動制御される。流量調節弁４７は、本実施形態における流量調節装置に相当する。流量調節装置は、バイパス流路４６の上流端に設けられた流量調節弁４７に限定されない。流量比を調節する流量調節装置は、例えば、バイパス流路４６の下流端に設けられていてもよい。また、流量調節装置を、例えば、バイパス流路４６に設けた弁装置と、浴水循環回路４４ａのバイパス流路４６接続点よりも熱交換器３３０側に設けた弁装置とで構成してもよい。
【０１０９】
本実施形態では、浴水温センサ７２ａは、浴水循環回路４４ａ戻り管のバイパス流路４６接続点よりも上流側に設けられている。往き温度センサ７２ｂは、浴水循環回路４４ａ往き管のバイパス流路４６接続点よりも下流側に設けられている。
【０１１０】
前述の第１実施形態では、運転制御部８３が、水流形成モードを設定しているときには、浴水温センサ７２ａが検出する検出温度が目標入浴温度範囲に収まるように、浴水循環ポンプ５７及び貯留水循環ポンプ５６を制御していた。運転制御部８３は、水流形成モードを設定しているときには、往き温度センサ７２ｂが検出する検出温度に基づいて、目標吐出温度の浴水が浴槽６０内へ継続的に吐出するように、浴水循環ポンプ５７及び貯留水循環ポンプ５６を制御していた。
【０１１１】
これに対し、本実施形態では、運転制御部８３が、水流形成モードを設定しているときには、浴水温センサ７２ａが検出する検出温度が目標入浴温度範囲に収まるように、浴水循環ポンプ５７及び流量調節弁４７を制御する。運転制御部８３は、水流形成モードを設定しているときには、往き温度センサ７２ｂが検出する検出温度に基づいて、目標吐出温度の浴水が浴槽６０内へ継続的に吐出するように、浴水循環ポンプ５７及び流量調節弁４７を制御する。
【０１１２】
運転制御部８３は、例えば、浴水循環ポンプ５７を所定の固定回転数で運転するとともに、浴水温センサ７２ａが検出する検出温度が目標入浴温度範囲に収まるように、流量調節弁４７の開度比制御を行なう。運転制御部８３は、例えば、浴水循環ポンプ５７を所定の固定回転数で運転するとともに、往き温度センサ７２ｂが検出する検出温度に基づいて、目標吐出温度の浴水が浴槽６０内へ継続的に吐出するように、流量調節弁４７の開度比制御を行なう。
【０１１３】
本実施形態によれば、以下に述べる効果を得ることができる。本実施形態の給湯装置は、貯湯タンク１０内の湯水が有する熱を熱交換により浴水循環回路４４ａを流れる浴水へ移動させるための熱交換器３３０を備えている。水流形成装置４は、貯湯タンク１０内の湯水が有する熱を熱交換器３３０で浴水に移動させてから浴槽６０内へ吐出する構成である。これによると、熱交換器３３０において貯湯タンク１０内の湯水が有する熱で浴水循環回路４４ａを流れる浴水を加熱してから浴槽６０内へ吐出することができる。したがって、昇温させた浴水を浴槽６０内へ吐出して、浴槽６０内において浴水の水流を継続的に形成することができる。
【０１１４】
また、給湯装置は、浴水循環回路４４ａを流れる浴水を、熱交換器３３０をバイパスして流すバイパス流路４６と、熱交換器３３０を流れる浴水とバイパス流路４６を流れる浴水との流量比を調節可能な流量調節装置としての流量調節弁４７とを備えている。運転制御部８３は、水流形成モードを設定しているときには、浴水温センサ７２ａが検出する検出温度が目標入浴温度範囲に収まるように、浴水循環ポンプ５７及び流量調節弁４７を制御する構成である。これによると、浴水循環ポンプ５７及び流量調節弁４７を制御して、貯湯タンク１０内の湯水と浴水循環回路４４ａを流れる浴水との熱交換器３３０における交換熱量を調節することができる。したがって、浴槽６０内に水流を継続的に形成しつつ、浴槽６０内の浴水温を目標入浴温度範囲に安定的に維持することが容易である。
【０１１５】
また、給湯装置は、浴水循環回路４４ａを流れ熱交換器３３０で熱交換した後の浴槽６０へ往く浴水の温度を検出する往き温度センサ７２ｂを備えている。運転制御部８３は、水流形成モードを設定しているときには、往き温度センサ７２ｂが検出する検出温度に基づいて、目標吐出温度の浴水が浴槽６０内へ継続的に吐出するように、浴水循環ポンプ５７及び流量調節弁４７を制御する構成である。これによると、浴水循環回路４４ａや浴槽６０内からの放熱等があっても、浴水循環ポンプ５７及び流量調節弁４７の制御により浴槽６０へ往く浴水の往き温度を調節することで、浴槽６０内の浴水温を目標入浴温度範囲で安定的に維持することができる。
【０１１６】
（他の実施形態）
この明細書に開示される技術は、その開示技術を実施するための実施形態に何ら制限されることなく、種々変形して実施することが可能である。開示される技術は、実施形態において示された組み合わせに限定されることなく、種々の組み合わせによって実施可能である。実施形態は追加的な部分をもつことができる。実施形態の部分は、省略される場合がある。実施形態の部分は、他の実施形態の部分と置き換え、または組み合わせることも可能である。実施形態の構造、作用、効果は、あくまで例示である。開示技術の技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示技術のいくつかの技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。
【０１１７】
上記実施形態では、水流形成モードの設定から解除まで、浴水循環ポンプ５７を連続運転していたが、これに限定されるものではない。水流形成モードの設定から解除まで浴槽６０内に継続的な水流形成ができるのであれば、例えば、浴水循環ポンプ５７の運転は断続的であってもかまわない。
【０１１８】
また、上記実施形態では、水流形成モードを設定しているときには、検出する現在浴水温が「目標浴水温−Ａ」〜「目標浴水温+Ｂ」の目標入浴温度範囲に収まるように貯留水循環ポンプ５６をオンオフ切換えしていたが、これに限定されるものではない。例えば、水流形成モード設定中は、貯留水循環ポンプ５６をオフせず回転数変動制御で対応してもかまわない。
【０１１９】
また、上記実施形態では、水流形成装置４は、熱交換器３０において貯湯タンク１０内の湯水との熱交換で浴水を加熱する加熱装置を有していたが、これに限定されるものではない。水流形成装置４が有する加熱装置は、例えば、電気ヒータ等であってもかまわない。また、例えば、図８に示すように、加熱装置を有しない水流形成装置４を、給湯や浴水加熱を行なうための系統とは別に設けてもかまわない。
【０１２０】
また、上記実施形態では、表示部９１を報知装置としていた。すなわち、報知装置は視覚情報により報知を行なうものであった。しかしながら、これに限定されるものではない。報知装置は、例えば、聴覚情報により報知するものであってもよい。コントローラ９０に音声を再生可能なスピーカを設け、音声によって使用者に報知する構成としてもよい。
【０１２１】
また、上記実施形態では、ＨＰユニット５０を沸き上げ装置としていたが、これに限定されるものではなく、例えば、沸き上げ装置を電気ヒータ等としてもかまわない。
【符号の説明】
【０１２２】
１  給湯装置
４  水流形成装置
４４ａ  浴水循環回路
５７  浴水循環ポンプ
６０  浴槽
８０  制御装置
８２  条件判定部
８３  運転制御部
【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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