(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
温水を貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンク内に備えられ貯湯された湯水と熱交換して、内方を流通する浴槽水を加熱する風呂熱交換器と、この風呂熱交換器と浴槽とを風呂往き管、風呂戻り管から成る風呂循環回路を介して連通し、風呂循環回路に備えた風呂循環ポンプを駆動することで風呂の追い焚きが行えるものに於いて、前記風呂戻り管には浴槽への戻り流量を調整する流量調節弁を備え、更に流量調節弁はカレンダー機能或いは外気温検知センサからの検出外気温値を受ける制御部により制御され、風呂戻り管を介して浴槽へ戻される湯水の流量を、外気温が低い時には大流量とし、外気温が高い時には小流量とする事を特徴とする風呂装置。
【請求項２】
前記制御部には、使用者自身が手動で流量を選択できる手動モードを設けた事を特徴とする請求項１記載の風呂装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、浴槽への追い焚き流量を可変して入浴者に快適の追い焚き感を与えることが出来る風呂装置を提供する。
【背景技術】
【０００２】
従来この種のものに於いては、浴槽内への入浴者の有無により、入浴者がいない時に、設定湯温よりやや低い湯温の湯張りを行い、入浴者を検知した時には、設定湯温まで追い焚きすることで、エネルギーを節約しながら快適な入浴が行えるようにしたものであった。（例えば、特許文献１参照。）
【特許文献１】特許第２９２８５７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところでこの従来のものでは、浴槽へ戻ってくる流量は一定である為、外気温が低下した時には寒く感じ、又外気温が高い時には厚く感じるもので、これは対流伝熱現象によって、流量が多く流速が速い方が同じ温度の温水でも厚く感じ、逆に流量が少なく流速が遅い方が寒く感じるからである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この発明は上記課題を解決するために、特にその構成を、温水を貯湯する貯湯タンクと、この貯湯タンク内に備えられ貯湯された湯水と熱交換して、内方を流通する浴槽水を加熱する風呂熱交換器と、この風呂熱交換器と浴槽とを風呂往き管、風呂戻り管から成る風呂循環回路を介して連通し、風呂循環回路に備えた風呂循環ポンプを駆動することで風呂の追い焚きが行えるものに於いて、前記風呂戻り管には浴槽への戻り流量を調整する流量調節弁を備え、更に流量調節弁はカレンダー機能或いは外気温検知センサからの検出外気温値を受ける制御部により制御され、風呂戻り管を介して浴槽へ戻される湯水の流量を、外気温が低い時には大流量とし、外気温が高い時には小流量とするようにしたものである。
【発明の効果】
【０００５】
以上のようにこの発明によれば、冬期などの寒い時の入浴中の追い焚きでは、大流量の温水が浴槽に流れ込むことで、対流伝熱現象により温度境界層が薄くなって体感温度が高くなり、短時間で身体を温めることが出来、極めて使用勝手が良いものであり、又逆に夏期などの暑い時の入浴中の追い焚きでは、小流量の温水が浴槽に流れ込むことで、対流伝熱現象により温度境界層が厚くなって体感温度が低くなり、暑い身体が更に暑くなることがなく快適な入浴が得られるものである。
【０００６】
又請求項２では、季節や外気温に関係なく使用者のその日の気分で、大流量と小流量による入浴中の追い焚きが選択でき、極めて使用勝手が良いものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
次にこの発明の一実施形態の風呂装置を図面に基づき説明する。
この風呂装置は、時間帯別契約電力の電力単価が安価な深夜時間帯に湯水を沸き上げて貯湯し、この貯湯した湯水を給湯や風呂に用いるもので、１は湯水を貯湯する貯湯タンク２を備えた貯湯タンクユニット、３は貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱手段としてのヒートポンプユニット、４は台所や洗面所等に設けられた給湯栓、５はこの風呂装置を遠隔操作する浴室設置の風呂リモコン、６は浴槽である。
【０００８】
前記貯湯タンクユニット１の貯湯タンク２は、上端に出湯管７と、下端に給水管８とが接続され、更に下部にヒーポン循環回路を構成するヒーポン往き管９と、上部にヒーポン循環回路を構成するヒーポン戻り管１０とが接続され、前記ヒートポンプユニット３によってヒーポン往き管９から取り出した貯湯タンク２内の湯水を沸き上げてヒーポン戻り管１０から貯湯タンク２内に戻して貯湯され、給水管８からの給水により貯湯タンク２内の湯水が押し上げられて貯湯タンク２内上部の高温水が出湯管７から押し出されて給湯されるものである。
【０００９】
前記ヒートポンプユニット３は、圧縮機１１と凝縮器としての冷媒−水熱交換器１２と電子膨張弁１３と強制空冷式の蒸発器１４で構成されたヒートポンプ回路１５と、貯湯タンク２内の湯水を前記ヒーポン往き管９およびヒーポン戻り管１０を介して冷媒−水熱交換器１２に循環させるヒーポン循環ポンプ１６と、それらの駆動を制御するヒーポン制御部１７とを備えており、ヒートポンプ回路１５内には冷媒として二酸化炭素が用いられて超臨界ヒートポンプサイクルを構成しているものである。なお、冷媒に二酸化炭素を用いているので、低温水を電熱ヒータなしで約９０℃の高温まで沸き上げることが可能なものである。
【００１０】
ここで、前記冷媒−水熱交換器１２は冷媒と被加熱水たる貯湯タンク２内の湯水とが対向して流れる対向流方式を採用しており、超臨界ヒートポンプサイクルでは熱交換時において冷媒は超臨界状態のまま凝縮されるため効率良く高温まで被加熱水を加熱することができ、被加熱水の冷媒−水熱交換器１２入口温度と冷媒の出口温度との温度差が一定になるように前記電子膨張弁１３または圧縮機１１を制御することで、ＣＯＰ（エネルギー消費効率）がとても良い状態で被加熱水を加熱することが可能なものである。
【００１１】
１８は前記ヒートポンプユニット３内で外気と接する位置に取り付けられた外気温検知センサで、外気温度が凍結予防温度になるとこれを検出し、ヒーポン制御部１７よりヒーポン循環ポンプ１６を駆動させると共に、ヒーポン循環回路途中の流路切替弁１９を貯湯タンク２をバイパスするバイパス路２０側に切替て、ヒーポン循環回路内の水を循環させることで凍結を防止するもので、更に温度低下して凍結危険温度になればヒートポンプ回路１５を駆動させて凍結を防止するものである。
【００１２】
２１は前記浴槽６の湯水を加熱するためのステンレス製の蛇管よりなる風呂熱交換器で、貯湯タンク２内の上部に配置されていると共に、この風呂熱交換器２１には風呂往き管２２および風呂循環ポンプ２３を備えた風呂戻り管２４よりなる風呂循環回路２５が接続されて浴槽６の湯水が循環可能にされ、浴槽６内の湯水が貯湯タンク２内の高温水により加熱されて保温あるいは追い焚きが行われるものである。
【００１３】
２６は風呂戻り管２４を介して風呂熱交換器２１に流入する浴槽水の温度を検出する風呂戻り温度センサ、２７は風呂熱交換器２１を流出して風呂往き管２２を介して浴槽６へ流れる浴槽水の温度を検出する風呂往き温度センサ、２８は風呂戻り管２１に備えられ浴槽６内に流入する追い焚きされた浴槽水の循環流量を調節する流量調節弁で、前記外気温検知センサ１８からの検出値を入力する制御部２９によって、外気温度が低い時は流量調節弁２８を全開状態にして、循環流量を増大させることで体感温度を高くし、逆に外気温度が高い時は流量調節弁２８を絞って、循環流量を小さくして体感温度を低くするように自動調節されるものである。
【００１４】
３０は出湯管７からの湯と給水管９から分岐された給水バイパス管３１からの低温水を混合する電動ミキシング弁より構成された給湯混合弁であり、その下流の給湯管３２に設けた給湯温度センサ３３で検出した湯温がユーザーが設定した給湯設定温度になるように混合比率が制御されるものである。
【００１５】
３４は給湯管３２から分岐されて風呂戻り管２４に連通された湯張り管で、この湯張り管３４には、浴槽６への湯張りの開始／停止を行う湯張り弁３５と、浴槽６への湯張り量をカウントする風呂流量カウンタ３６と、浴槽水が給湯管３２へ逆流するのを防止する逆止弁３７とが設けられており、貯湯タンク２内の高温水を浴槽６に直接差し湯して追い焚きする時もこの湯張り管３４を介して行われるものである。
【００１６】
３８は貯湯タンク２の上下方向に複数個配置された貯湯温度センサで、この実施形態では５つの貯湯温度センサが配置され上から３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄ、３８ｅと呼び、この貯湯温度センサ３８が検出する温度情報によって、貯湯タンク２内にどれだけの熱量が残っているかを検知し、そして貯湯タンク２内の上下方向の温度分布を検知するものである。
【００１７】
前記風呂リモコン５には、給湯設定温度を設定する給湯温度設定スイッチ３９、および風呂設定温度を設定する風呂温度設定スイッチ４０がそれぞれ設けられていると共に、浴槽６へ風呂設定温度の湯を湯張りし所定時間保温させる風呂自動スイッチ４１と、浴槽６内に高温の湯を差し湯させる高温差し湯スイッチ４２、ぬるめスイッチ４３、追い焚きスイッチ４４が設けられているものである。
【００１８】
４５は貯湯タンク２の過圧を逃す過圧逃し弁、４６は給水の圧力を減圧する減圧弁、４７は給湯する湯水の量をカウントする給湯流量カウンタ、４８は給水の温度を検出する給水温度センサである。
【００１９】
次にこの一実施形態の作動を説明する。
まず、深夜電力時間帯になって貯湯温度センサ３８が貯湯タンク２内に翌日に必要な熱量が残っていないことを検出すると、制御部２９はヒーポン制御部１７に対して沸き上げ開始指令を発する。指令を受けたヒーポン制御部１７は圧縮機１１を起動した後にヒーポン循環ポンプ１６を駆動開始し、貯湯タンク２下部に接続されたヒーポン往き管９から取り出した５〜２０℃程度の低温水を冷媒−水熱交換器１２で７０〜９０℃程度の高温に加熱し、貯湯タンク２上部に接続されたヒーポン戻り管１０から貯湯タンク２内に戻し、貯湯タンク２の上部から順次積層して高温水を貯湯していく。貯湯温度センサ３８が必要な熱量が貯湯されたことを検出すると、制御部２９はヒーポン制御部１７に対して沸き上げ停止指令を発し、ヒーポン制御部１７は圧縮機１１を停止すると共にヒーポン循環ポンプ１６も停止して沸き上げ動作を終了するものである。
【００２０】
次に給湯運転について説明すると、給湯栓４を開くと、給水管８からの給水が貯湯タンク２内に流れ込む。そして貯湯タンク２に貯められた高温水が出湯管７を介して給湯混合弁３０へ流入し、給水バイパス管３１からの低温水と混合され、制御部２９により給湯混合弁３０の混合比率が調整されて給湯設定温度の湯が給湯栓４から給湯される。そして、給湯栓４の閉止によって給湯が終了するものである。
【００２１】
次に浴槽６への風呂自動運転について説明すると、風呂リモコン５の風呂自動スイッチ４１が操作されると、湯張り弁３５が開成され給湯混合弁３０で風呂設定温度に混合した温水を浴槽６に湯張りし、そして風呂流量カウンタ３６が浴槽６の満量をカウントすることで、湯張りを終了すると共に、風呂循環ポンプ２３を駆動して、湯張りされた浴槽水を風呂循環回路２５を循環させ風呂熱交換器２１で設定温度まで追い焚きして風呂自動運転が終了されるものである。
【００２２】
次に追い焚きについて図２に示すフローチャートで説明すれば、風呂リモコン５の追い焚きスイッチ４４を押圧すれば（ステップ４９）、ステップ５０に進んで風呂循環ポンプ２３が駆動開始し、浴槽６内の浴槽水を風呂往き管２２から風呂熱交換器２１へと送り、ここで貯湯タンク２内上部の高温水との熱交換で浴槽水を加熱して風呂戻り管２４で浴槽６へ戻すものであるが、ここでステップ５１に進み制御部２９では、外気温検知センサ１８が検出する外気温度が１８℃未満を検出では、外気温度が低いと判断してＹＥＳでステップ５２に進み、流量調節弁２８を全開状態として循環流量を増大させての追い焚き運転を行い、ステップ５３で風呂戻り温度センサ２６が風呂設定温度を検出すれば、風呂循環ポンプ２３を停止して追い焚きは終了となる。
【００２３】
又ステップ５１でＮＯの場合は、ステップ５４に進み外気温検知センサ１８が検出する外気温度が１８℃以上を検出では、外気温度が高いと判断してＹＥＳでステップ５５に進み、流量調節弁２８を絞り循環流量を小さくしての追い焚き運転を行い、ステップ５３
で同じく追い焚きを終了するものである。
【００２４】
このように外気温度に応じて流量を可変することで、冬期等で外気温度が低い時は流量調節弁２８を全開状態にして、循環流量を増大させることで体感温度を高くして、身体の温まりを早くするものであり、逆に夏期等の外気温度が高い時は流量調節弁２８を絞って、循環流量を小さくして体感温度を低くするようにして、あまり身体が温まるのを防止するようにしているものである。
【００２５】
更に外気温検知センサ１８の替わりに、制御部２９にカレンダー機能を付加し、１月、２月は流量調節弁２８を全開状態にして、循環流量を増大させることで体感温度を高くし、７月、８月は流量調節弁２８を絞って、循環流量を小さくして体感温度を低くするようにしても良く同様な効果を得ることが出来るものである。
【００２６】
又風呂リモコン５のスイッチ操作で浴槽６への放出流量を選択出来るようにしても良く、追い焚きスイッチ４４を操作した後、高温差し湯スイッチ４２とぬるめスイッチ４３とを同時押圧することで、流量調節モードとなり、給湯温度設定スイッチ３９のアップ、ダウンスイッチの押圧で、流量の大、小を選択して運転されるようにしても良く、これによれば、使用者の好みやその時の体調等で容易に選択出来て、極めて使用勝手が良いものである。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】この発明の一実施形態の概略構成図。
【図２】同要部のフローチャート。
【符号の説明】
【００２８】
２  貯湯タンク
６  浴槽
１８  外気温検知センサ
２１  風呂熱交換器
２２  風呂戻り管
２３  風呂循環ポンプ
２４  風呂往き管
２５  風呂循環回路
２８  流量調節弁
２９  制御部
【図１】
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【図２】
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