(57)【要約】【課題】湯張り中の湯の放熱損失を抑制可能な、湯張り方法および湯張り機能を備えた給湯システムを提供する。【解決手段】給湯システムＳ１は、加熱水ＷＨを貯留する貯湯タンク１と、加熱水ＷＨを貯湯タンク１から浴槽８に供給する第１配管２３と、浴槽８に水ＷＬ１を供給する第２配管２４と、第１配管２３および第２配管２４の開閉を行う弁体３と、弁体３を制御する制御部４と、制御部４に湯張り情報を与える操作部５とを含む。制御部４は、操作部５から湯張り情報を受け取ると、弁体３により第１配管２３を閉状態とすると共に第２配管２４を開状態として、第２配管２４からの水ＷＬ１を浴槽８に所定量供給させ、次に、弁体３により第１配管２３を開状態とすると共に第２配管２４を閉状態として、第１配管２３からの加熱水ＷＨを浴槽８に所定量供給させる第１制御を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
浴槽に所定湯量かつ所定温度の湯を張る湯張り方法であって、
先に水のみを供給し、続いて加熱水のみを供給して行う湯張りを開始するに当たり、前記水の供給量および前記加熱水の供給量の総量が前記所定湯量となるように、かつ前記浴槽に張られる湯が前記所定温度となるように前記水供給量および前記加熱水供給量を求めるステップと、
求められた前記水供給量に基づき、前記浴槽に前記水を供給するステップと、
次に、求められた前記加熱水供給量に基づき、前記浴槽に前記加熱水を供給するステップと、
を備えた湯張り方法。
【請求項２】
浴槽に所定温度かつ所定湯量の湯を張る湯張り機能を備えた給湯システムであって、
加熱された加熱水を貯留する貯湯タンクと、
前記加熱水を前記貯湯タンクから前記浴槽に供給する第１配管と、
水の元供給源から前記浴槽に水を供給する第２配管と、
前記第１配管および前記第２配管に接続されて、該第１配管および第２配管の開閉を行う弁体と、
前記弁体を制御する制御部と、
前記制御部に湯張り情報を与える操作部と、
を備え、
前記制御部は、前記操作部から前記湯張り情報を受け取ると、前記弁体により前記第１配管を閉状態とすると共に前記第２配管を開状態として、該第２配管からの水を前記浴槽に所定量供給させ、次に、前記弁体により前記第１配管を開状態とすると共に前記第２配管を閉状態として、前記第１配管からの加熱水を前記浴槽に所定量供給させる第１制御を行う給湯システム。
【請求項３】
請求項２に記載の給湯システムにおいて、さらに、前記弁体と前記浴槽とを連通させる第３配管を備え、
前記弁体は、第１入力ポート、第２入力ポートおよび出力ポートを有し、前記第１入力ポートおよび第２入力ポートの開度調整が可能な三方弁であり、前記第１入力ポートには、前記第１配管が接続され、前記第２入力ポートには、前記第２配管が接続され、前記出力ポートには、前記第３配管が接続され、
前記制御部は、前記第１入力ポートおよび第２入力ポートの開度を調整することにより前記第１制御を行う給湯システム。
【請求項４】
請求項３に記載の給湯システムにおいて、前記制御部は、前記水の供給量および前記加熱水の供給量の総量が前記所定湯量となるように、かつ前記浴槽に張られる湯が前記所定温度となるように前記水供給量および前記加熱水供給量を演算して前記第１制御を行う給湯システム。
【請求項５】
請求項４に記載の給湯システムにおいて、
前記湯張り情報は、前記第１制御を行わせる第１モードと、前記水および前記加熱水を混合させて前記所定温度の湯を生成した後、その湯を前記浴槽に供給する第２モードとを選択可能に含み、
前記制御部は、前記第２モードが選択されたとき、前記第１入力ポートおよび前記第２入力ポートの開度を調整して前記加熱水および前記水を混合させることにより、前記所定温度の湯を生成し、その湯を前記出力ポートから前記浴槽に前記所定湯量供給する第２制御を行う給湯システム。
【請求項６】
請求項５に記載の給湯システムにおいて、前記制御部は、前記貯湯タンクに前記加熱水所定量を満たす前記加熱水が貯留されていないとき、前記第１制御を行わずに前記第２制御を行う給湯システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浴槽に所定温度かつ所定湯量の湯を張る湯張り機能を備えた給湯システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
浴槽に所定温度かつ所定湯量の湯を張る湯張り機能を備えた家庭用給湯システムとして、従来から、主にセミオート給湯システムおよびフルオート給湯システムの２つが知られている。セミオート給湯システムおよびフルオート給湯システムは共に、ユーザによって設定された温度および湯量で自動的に湯張りを行うものである。フルオート給湯システムは、さらに、特許文献１のように、湯張り中に湯が放熱して湯温が低下すると、追い炊き機能等により湯を設定温度まで昇温させて、湯温を常時設定温度となるように維持している。一方、セミオート給湯システムは、フルオート給湯システムと異なり、追い炊き機能を備えていない。
【特許文献１】特開平０５−２６４０９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記セミオート給湯システムでは、湯張り中に湯が浴室内で放熱する放熱損失により、湯張り完了後の実際の湯温は、設定温度よりも幾分低い温度となる。このため、ユーザは、設定温度を所望の湯温よりも高く設定する傾向にあり、設定温度を高く設定した分、一次燃料の使用量が増加する。
【０００４】
また、前記フルオート給湯システムは、放熱損失に起因する湯温低下を防止するために、追い炊き機能を用いているが、追い炊き機能を用いている分、一次燃料の使用量が増加する。
【０００５】
このように、前記セミオート給湯システムおよび前記フルオート給湯システムでは、一次燃料の使用量増加を避けることは困難であり、そのような一次燃料の使用量増加は、環境および経済性の両面から好ましくない。
【０００６】
そこで、本発明は、上記課題に鑑み、湯張り中の湯の放熱損失を抑制可能な、湯張り方法および湯張り機能を備えた給湯システム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】
上記課題を解決するために、本発明に係る湯張り方法は、浴槽に所定湯量かつ所定温度の湯を張る方法であって、先に水のみを供給し、続いて加熱水のみを供給して行う湯張りを開始するに当たり、前記水の供給量および前記加熱水の供給量の総量が前記所定湯量となるように、かつ前記浴槽に張られる湯が前記所定温度となるように前記水供給量および前記加熱水供給量を求めるステップと、求められた前記水供給量に基づき、前記浴槽に前記水を供給するステップと、次に、求められた前記加熱水供給量に基づき、前記浴槽に前記加熱水を供給するステップと含む。
【０００８】
また、本発明に係る給湯システムは、浴槽に所定温度かつ所定湯量の湯を張る湯張り機能を備えた給湯システムであって、加熱された加熱水を貯留する貯湯タンクと、前記加熱水を前記貯湯タンクから前記浴槽に供給する第１配管と、水の元供給源から前記浴槽に水を供給する第２配管と、前記第１配管および前記第２配管に接続されて、該第１配管および第２配管の開閉を行う弁体と、前記弁体を制御する制御部と、前記制御部に湯張り情報を与える操作部とを含み、前記制御部は、前記操作部から前記湯張り情報を受け取ると、前記弁体により前記第１配管を閉状態とすると共に前記第２配管を開状態として、該第２配管からの水を前記浴槽に所定量供給させ、次に、前記弁体により前記第１配管を開状態とすると共に前記第２配管を閉状態として、前記第１配管からの加熱水を前記浴槽に所定量供給させる第１制御を行う。
【０００９】
従来では、水および加熱水を混合して所定温度の湯を予め生成してからその湯を浴槽に供給して湯張りを行うため、前記湯は湯張り開始時から湯張り完了後まで放熱する。そのため、湯張り完了後の前記湯の温度は、所定温度よりも大きく低下する。これに対し、本発明に係る湯張り方法および給湯システムでは、まず、水のみを浴槽に供給し、次に加熱水を水のみが供給された浴槽に供給して湯張りを行うため、浴槽内で水と加熱水とが混合されて生成された湯は、加熱水が浴槽に供給された時点から放熱する。これにより、前記湯の放熱時間は短縮されるので、湯張り完了後の前記湯の温度の低下を抑制できる。
【００１０】
本発明の好ましい実施形態では、給湯システムは、さらに前記弁体と前記浴槽とを連通させる第３配管を含み、前記弁体は、第１入力ポート、第２入力ポートおよび出力ポートを有し、前記第１入力ポートおよび第２入力ポートの開度調整が可能な三方弁であり、前記第１入力ポートには、前記第１配管が接続され、前記第２入力ポートには、前記第２配管が接続され、前記出力ポートには、前記第３配管が接続され、前記制御部は、前記第１入力ポートおよび第２入力ポートの開度を調整することにより前記第１制御を行う。この構成によれば、三方弁を使用して、簡易に湯張りを行うことが可能である。
【００１１】
本発明の他の好ましい実施形態では、前記制御部は、前記水の供給量および前記加熱水の供給量の総量が前記所定湯量となるように、かつ前記浴槽に張られる湯が前記所定温度となるように前記水供給量および前記加熱水供給量を演算して前記第１制御を行う。
【００１２】
本発明のさらに他の好ましい実施形態では、前記湯張り情報は、前記第１制御を行わせる第１モードと、前記水および前記加熱水を混合させて前記所定温度の湯を生成した後、その湯を前記浴槽に供給する第２モードとを選択可能に含み、前記制御部は、前記第２モードが選択されたとき、前記第１入力ポートおよび前記第２入力ポートの開度を調整して前記加熱水および前記水を混合させることにより、前記所定温度の湯を生成し、その湯を前記出力ポートから前記浴槽に前記所定湯量供給する第２制御を行う。この構成によれば、第１モードと第２モードが択一的に選択可能に設定されているので、ユーザにとって使い勝手がよい。
【００１３】
本発明のさらに他の好ましい実施形態では、前記制御部は、前記貯湯タンクに前記加熱水所定量を満たす前記加熱水が貯留されていないとき、前記第１制御を行わずに前記第２制御を行う。本発明に係る給湯システムでは、第１モードと第２モードとが設定されているので、加熱水所定量の不足により第１モードを実行することができない場合であっても、第２モードによって湯張りを確実に行うことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る湯張り方法および給湯システムによれば、湯張り中の湯の放熱損失が抑制されるので、一次燃料の使用量増加を抑えることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明の基本的な実施形態に係る給湯システムＳ１を示す構成図である。この給湯システムＳ１は、浴槽８に所定温度かつ所定湯量の湯を自動的に張る湯張り機能を備えた、例えばセミオート給湯システムであって、貯湯タンク１、元配管２０、分岐管２１、第１配管２３、第２配管２４、第３配管２５、弁体３、制御部４および操作部５を含む。
【００１７】
貯湯タンク１は、所定量の加熱水（温水）を貯留するもので、タンク内の水を加熱する熱源Ｈ、例えば電気式の加熱ヒータを有する。熱源Ｈは、後述する制御部４によってＯＮ／ＯＦＦに切り換えられ、タンク内に貯留されている水の炊き上げ時や追い炊き時等の所要時にＯＮの状態にされて発熱するように制御される。
【００１８】
元配管２０は、商用の水供給系統に接続された配管である。分岐管２１は、水の元供給源である元配管２０から貯湯タンク１に水ＷＬ２を供給するための配管である。第１配管２３は、貯湯タンク１から浴槽８へ加熱水ＷＨを供給するための配管である。第２配管２４は、元配管２０から浴槽８へ水ＷＬ１を供給するための配管である。
【００１９】
弁体３は、第１配管２３および第２配管２４に接続されて、第１配管２３および第２配管２４の開閉を行うものである。弁体３によって、第１配管２３の流路が開状態とされると、貯湯タンク１からの加熱水ＷＨが浴槽８に供給可能となり、閉状態とされると加熱水ＷＨの浴槽８への供給は遮断される。また、弁体３によって、第２配管２４の流路が開状態とされると、第２配管２４からの水ＷＬ１が浴槽８に供給可能となり、閉状態とされると、水ＷＬ１の浴槽８への供給は遮断される。制御部４は、このような弁体３の動作を制御するものである。
【００２０】
第３配管２５は、弁体３と浴槽８とを連通させるものである。弁体３によって、第１配管２３の流路が開状態のとき、加熱水ＷＨは第３配管２５を通って浴槽８に到達する。一方、弁体３によって、第２配管２４の流路が開状態のとき、水ＷＬ１は第３配管２５を通って浴槽８に到達する。
【００２１】
操作部５は、ボタン操作等により、制御部４に湯張り情報を与えるものである。制御部４は、湯張り情報を受け取ると、弁体３に対して第１制御を行って浴槽８に湯を張る湯張りを開始する。
【００２２】
具体的には、制御部４は、操作部５から湯張り情報を受け取ると、まず、弁体３を作動させて第１配管２３の流路を閉状態とすると共に第２配管２４の流路を開状態とすることにより、第２配管２４からの水ＷＬ１を第３配管２５を介して浴槽８に供給させる。制御部４は、次に、弁体３を作動させて第１配管２３を開状態とすると共に第２配管２４を閉状態とすることにより、第１配管２３からの加熱水ＷＨを、第３配管２５を介して、浴槽８に既に供給されている水ＷＬ１に加える。制御部４は、上述のように弁体３を制御（第１制御）することによって、ユーザによって設定された湯温かつ湯量の湯を浴槽８に張る。
【００２３】
従来（通常の湯張り）では、水および加熱水を混合して所定温度の湯を予め生成してからその湯を浴槽に供給して湯張りを行うため、前記湯は湯張り開始時から湯張り完了後まで放熱し続ける。そのため、湯張り完了後の前記湯の温度は、所定温度よりも幾分低下する。これに対し、給湯システムＳ１は、まず、水ＷＬ１のみを浴槽８に供給し、次に加熱水ＷＨを水ＷＬ１のみが供給された浴槽８に供給して湯張りを行うので、浴槽８内で水ＷＬ１と加熱水ＷＨとが混合されて生成された湯の放熱は、加熱水ＷＨが浴槽８に供給された時点から開始する。これにより、前記湯の放熱時間は、前記通常湯張りと比較して短縮されるので、湯張り完了後の前記湯の温度の低下を抑制できる。
【００２４】
次に、図２に基づいて、本発明のより具体的な実施形態に係る給湯システムＳ２について説明する。この給湯システムＳ２は、浴槽８、シングルレバー式の混合栓Ｚ１およびサーモスタット式の混合栓Ｚ２に給湯する貯湯タンクユニットＵ１として構成されており、浴槽８に所定温度かつ所定湯量の湯を自動的に張る湯張り機能を備えたセミオート給湯器である。貯湯タンクユニットＵ１は、貯湯タンク１０、元配管２０、分岐管２１、第１配管２３、第２配管２４、第３配管２５、湯水混合三方弁（弁体）３０、給湯制御部４０およびリモコン装置（操作部）５０を含む。
【００２５】
なお、シングルレバー式混合栓Ｚ１は、例えば開栓頻度が高い台所に配置され、ひとつのレバー操作で出水・止水が可能な混合栓であり、ユーザは、レバー位置を「水」から「湯」への移動レンジの適宜な位置に設定して、好みの湯温で出水させることが可能である。また、サーモスタット式混合栓Ｚ２は、例えば浴室に配置され、内臓のサーモスタットエレメントにより湯と水の量を調節して一定温度に保つ混合栓であり、ユーザは、温度調整ハンドルを好みの温度に設定して、温水を出水させることが可能である。また、シングルレバー式混合栓Ｚ１およびサーモスタット式混合栓Ｚ２に代えて、湯側と水側とが独立した給湯栓を用いてもよい。
【００２６】
貯湯タンク１０は、３００〜５６０リットル程度の内容量を有する加熱水（温水）の貯留タンクであって、タンク内には水を加熱するための電気ヒータ６１が取り付けられている。電気ヒータ６１は、ＯＮ／ＯＦＦに切換え可能であり、給湯制御部４０に制御されてＯＮの状態にされると貯湯タンク１０内の水をジュール熱で加熱する。例えば、深夜電力時間帯の終了時刻に合わせて、貯湯タンク１０内の水の全量が所定温度（例えば６０〜９０℃）に昇温されるように、電気ヒータ６１は通電制御される。また、昼間時間帯（深夜電力時間帯外）でも、貯湯タンク１０内の加熱水が所定温度以下になると、追い炊きのために電気ヒータ６１に通電され、貯湯タンク１０内の水が加熱される。
【００２７】
貯湯タンク１０内部には、サーミスタ等からなる５つの温度センサ１１〜１５が上下方向に並ぶように配置されている。これらの温度センサ１１〜１５は、貯湯タンク１０内に貯留されている加熱水の量を計測するために利用される。すなわち、深夜電力時間帯に貯湯タンク１０内の水を沸き上げる場合に、温度センサ１１〜１５の全てが所定の湯温を検知したときに、水の全量が昇温されたと判定する。また、昼間時間帯に貯湯タンク１０内の加熱水が使用されると、タンク下層部から徐々に水に入れ替わっていくことになるが、温度センサ１１〜１５の検知結果に基づくタンク上下方向の温度分布により、貯湯タンク１０内に残存している加熱水量を推定することができる。
【００２８】
元配管２０は、商用の水供給系統に接続された配管である。分岐管２１は、貯湯タンク１０の底部に接続され、元配管２０からの水ＷＬ２を貯湯タンク１０へ供給するための配管である。なお、元配管２０には、貯湯タンクユニットＵ１に含まれない、第１分岐管２２１および第２分岐管２２２からなる分岐管２２が接続されている。第１分岐管２２１は、シングルレバー式混合栓Ｚ１に接続され、元配管２０から分流される水ＷＬ３をシングルレバー式混合栓Ｚ１に直接供給する。第２分岐管２２２は、サーモスタット式混合栓Ｚ２に接続され、元配管２０から分流される水ＷＬ４をサーモスタット式混合栓Ｚ２に直接供給する。
【００２９】
第１配管２３は、貯湯タンク１０の上部に接続され、貯湯タンク１０内の加熱水を、浴槽８、シングルレバー式混合栓Ｚ１およびサーモスタット式混合栓Ｚ２に導くための配管である。第２配管２４は、元配管２０から分流される水ＷＬ１を、浴槽８、シングルレバー式混合栓Ｚ１およびサーモスタット式混合栓Ｚ２に導くための配管である。第３配管２５は、第１配管２３からの加熱水および第２配管２４からの水を、浴槽８、シングルレバー式混合栓Ｚ１およびサーモスタット式混合栓Ｚ２に導くための配管である。第１配管２３の下流端、第２配管２４の下流端および第３配管２５の上流端には、湯水混合三方弁３０が接続されている。
【００３０】
湯水混合三方弁３０は、第１入力ポート３１、第２入力ポート３２および出力ポート３３を有し、第１入力ポート３１および第２入力ポート３２の開度調整が可能な三方弁である。第１入力ポート３１には、第１配管２３の下流端が接続され、第２入力ポート３２には、第２配管２４の下流端が接続され、出力ポート３３には、第３配管２５の上流端が接続されている。第１入力ポート３１および第２入力ポート３２の開度が適宜調整されることにより、貯湯タンク１０から第１配管２３で導出される加熱水ＷＨ１に、第２配管２４から供給される水ＷＬ１が設定温度に応じて適量加えられると、前記設定温度の湯ＷＨ２が出力ポート３３から第３配管２５に導出される。また、第１入力ポート３１の開度をゼロに調整して、第１入力ポート３１および第１配管２３間の連通を遮断すると、第２配管２４からの水ＷＬ１のみが第２入力ポート３２および出力ポート３３を通って第３配管２５に導入される。一方、第２入力ポート３２の開度をゼロに調整して、第２入力ポート３２および第２配管２４間の連通を遮断すると、第１配管２３からの加熱水（温水）ＷＨ１のみが第１入力ポート３１および出力ポート３３を通って第３配管２５に導入される。
【００３１】
第３配管２５は、第１分岐管２５１および第２分岐管２５２に分岐される。第１分岐管２５１は、湯水混合三方弁３０の出力ポート３３から導出された水ＷＬ１，湯ＷＨ２を浴槽８に供給するための配管であり、第１分岐管２５１の開閉を行うことが可能な風呂湯張り電磁弁２６、および第１分岐管２５１を通る湯の量、つまり浴槽８に張られた湯の量を測定する風呂湯張りカウンター２７が設けられている。第２分岐管２５２の下流端には、シングルレバー式混合栓Ｚ１に湯ＷＨ２を供給する第３分岐管２５３と、サーモスタット式混合栓Ｚ２に湯ＷＨ２を供給する第４分岐管２５４とが接続されている。
【００３２】
給湯制御部４０は、マイクロプロセッサや各種回路を含み、貯湯タンクユニットＵ１の各部の動作を制御する。本実施形態では、給湯制御部４０は、浴槽８に水ＷＬ１のみを供給した後、湯水混合三方弁３０で温度調整された湯ＷＨ２（または加熱水ＷＨ１）を供給して浴槽８に所定温度かつ所定湯量の湯を張らせる第１モードと、水ＷＬ１および加熱水（温水）ＷＨ１を混合して所定温度の湯ＷＨ２を生成した後、その湯ＷＨ２を浴槽８に供給させる第２モードとに応じて、第１入力ポート３１および第２入力ポート３２のいずれかを閉止する、または湯水混合三方弁３０の第１入力ポート３１および第２入力ポート３２の開度を調整する。
【００３３】
リモコン装置（操作部）５０は、浴室に設置される第１リモコン５１と、台所に設置される第２リモコン５２とを含む。第１リモコン５１および第２リモコン５２は、複数の操作ボタンを有するリモコンパネルであり、その操作ボタン群のうちの１つの操作ボタンが、湯張り情報である前記第１モードおよび第２モードのいずれか一方を選択するためのモード選択ボタン５１１，５２１とされている。リモコン装置５０は、ユーザからのモード選択入力を受け付けて給湯制御部４０にそのモード選択情報（湯張り情報）を与える。
【００３４】
このように構成された給湯システムＳ２において、湯水混合三方弁３０を本来の動作状態で使用して、浴槽８に湯を張る場合（第２モード）の給湯経路は次の通りとなる。ユーザが、リモコン装置５０によって、例えば温度４２℃、湯量２００リットルの湯を張るように設定すると、給湯制御部４０は、湯水混合三方弁３０の第１入力ポート３１および第２入力ポート３２の開度を調整して、第１配管２３からの加熱水ＷＨ１と第２配管２４からの水ＷＬ１とを混合させることにより、前記設定温度（４２℃）の湯ＷＨ２を生成させる。湯ＷＨ２は、湯水混合三方弁３０の出力ポート３３から第３配管２５の第１分岐管２５１に導入され、開状態とされた湯張り電磁弁２６および湯張りカウンター２７を通って浴槽８に供給される。湯ＷＨ２は、浴槽８に所定湯量である２００リットルの湯が張られるまで供給され続ける。湯張りカウンター２７によって浴槽８に所定湯量の湯が張られたことが検知されると、湯張り電磁弁２６が閉止されて、湯ＷＨ２の浴槽８への供給は停止される。これにより、湯張りは完了する。
【００３５】
上記の湯張り（第２モード）において、１分間に１０リットルの湯ＷＨ２が供給可能であるとすると、２００リットルの湯を浴槽８に張るためには２０分間の時間が必要となる。ユーザは、湯張り開始から２０分後に入浴できるが、上記湯張りでは、浴槽８に張られた湯の実際の温度は、前記設定温度（４２℃）よりも幾分低くなる。これは、湯張り開始から湯張り完了までの２０分間、湯が放熱し続けることに起因する。図７に示すように、最初の１分間に供給された１０リットルの湯ＷＨ２は、湯張り完了までの１９分間放熱することになり、次の１分間に供給された１０リットルの湯ＷＨ２は、湯張り完了までの１８分間放熱することになり、以下同様に、湯張り中に浴槽８に供給された湯ＷＨ２は放熱することになる。このように、上記湯張りでは、湯張り開始から湯張り完了までの２０分間、浴槽８の湯は放熱し続ける。そのため、浴槽８に張られた湯の実際の温度は、前記設定温度よりも幾分低くなる。
【００３６】
ユーザは、リモコン装置５０によって設定した湯の温度よりも幾分低い温度で入浴することになるため、設定温度を意図的に高めにする。例えば、４２℃の湯が好みであるとすると、４３〜４４℃の温度に設定する。このように温度を高めに設定することは、給湯システムＳ２の沸き上げ量を増加させることになるので、一次燃料の使用量増加に直結する。このような一次燃料の使用量増加は、環境および経済性の両面から好ましくない。
【００３７】
以上に鑑み、本実施形態の給湯システムＳ２では、浴槽８に水ＷＬ１のみを供給した後、浴槽８に比較的高温の、例えば６０℃の湯ＷＨ２を供給して浴槽８に所定温度かつ所定湯量の湯を張らせる第１モードと、水ＷＬ１および加熱水（温水）ＷＨ１を混合して所定温度（例えば４２℃）の湯ＷＨ２を予め生成した後、その湯ＷＨ２を浴槽８に供給させる第２モードとを選択可能としている。
【００３８】
図３は、第１モードおよび第２モードを行う給湯制御部４０の機能構成を示すブロック図であり、図４および図５はそれぞれ、リモコン装置５０の第１リモコン５１（浴室用）および第２リモコン５２（台所用）のリモコンパネルを示す平面図である。
【００３９】
まず、図４に示す第１リモコン５１は、浴槽８への給湯およびサーモスタット式混合栓Ｚ２からの給湯の設定を行うためのリモコンである。第１リモコン５１には、通常モード／省エネモードが択一的に選択可能なモード選択ボタン５１１が設けられている。ユーザが、省エネモードを選択すると、給湯制御部４０は前記第１モードを実行し、通常モードを選択すると、給湯制御部４０は前記第２モードを実行する。この他、第１リモコン５１には、風呂温度や湯量の設定等を行うための操作ボタン群と、設定情報を表示する表示パネル５１２とが設けられている。
【００４０】
次に、図５に示す第２リモコン５２は、主としてシングルレバー式混合栓Ｚ１からの給湯の設定を行うためのリモコンである。第２リモコン５２にも、通常モード／省エネモードが択一的に選択可能なモード選択ボタン５２１が設けられており、ユーザは、台所から浴槽８への給湯設定を行うことができる。この他、第２リモコンには、各種の設定を行うための操作ボタン群と、設定情報を表示する表示パネル５２２とが設けられている。
【００４１】
給湯制御部４０は、リモコン装置５０（第１リモコン５１および第２リモコン５２）で設定された給湯運転を行うために、貯湯タンクユニットＵ１による給湯動作を制御する。給湯運転とは、浴槽８への自動湯張り動作や、シングルレバー式混合栓Ｚ１およびサーモスタット式混合栓Ｚ２からの給湯動作を含むが、ここでは、主に浴槽８への自動湯張り動作について説明する。図３に示すように、給湯制御部４０は、機能的に、電気ヒータ６１による沸き上げ・追い炊き動作を制御するヒータ制御部４２と、湯水混合三方弁３０の開度を制御する三方弁制御部４３と、湯張り電磁弁２６の開閉を制御する電磁弁制御部４５と、水ＷＬ１および湯ＷＨ２の浴槽８への各供給量を演算する供給量演算部４８とを含む。
【００４２】
ヒータ制御部４２は、沸き上げ・追い炊き動作に応じて、電気ヒータ６１に対する通電制御を行う。深夜電力時間帯における沸き上げ動作のとき、ヒータ制御部４２は、貯湯タンク１０内の温度センサ１１〜１５の出力から沸き上げに必要な熱量、加熱時間を演算し、例えば深夜電力時間帯の終了時刻に合わせて、貯湯タンク１０内の水の全量が所定温度（例えば６０〜９０℃）に昇温されるように電気ヒータ６１を通電制御する。また、昼間時間帯においては、ヒータ制御部４２は、温度センサ１１〜１５の出力から貯湯タンク１０内の残存温水量を把握し、温水量が所定量以下となったと判定された場合に、電気ヒータ６１に通電して追い炊き動作を行わせる。
【００４３】
三方弁制御部４３は、モード選択ボタン５１１，５２１で設定された省エネモード（第１モード）および通常モード（第２モード）に応じて、湯水混合三方弁３０の第１入力ポート３１および第２入力ポート３２の開度を調整する。
【００４４】
電磁弁制御部４５は、ユーザによってモード選択ボタン５１１，５２１が押されて浴槽８の湯張りが開始されると、第１分岐管２５１に設けられた湯張り電磁弁２６を開状態とする。湯張り電磁弁２６が開状態になると、湯水混合三方弁３０からの湯ＷＨ２および水ＷＬ１が浴槽８に供給可能となる。また、湯張りカウンター２７からの出力値に基づいて、浴槽８がユーザによって設定された湯量で満たされたと判定されると、湯張り電磁弁２６は閉止される。
【００４５】
供給量演算部４８は、第１モードが選択されたとき、水ＷＬ１の浴槽８への供給量および湯ＷＨ２の浴槽８への供給量を演算するものである。
【００４６】
上述の三方弁制御部４３、電磁弁制御部４５および供給量演算部４８は共に、第１モードが選択されたとき第１制御を行い、第２モードが選択されたとき第２制御を行う。
【００４７】
第１制御は、湯水混合三方弁３０および湯張り電磁弁２６に対して次の動作を行わせる。まず、湯張り電磁弁２６が開状態とされる。また、第１入力ポート３１が閉状態となると共に、第２入力ポート３２が開状態となるように、開度調整モータ４４によって、第１入力ポート３１および第２入力ポート３２の開度を調整する開度調整バルブ（図示せず）が駆動される。これにより、第２配管２４からの水ＷＬ１のみが浴槽８に供給される。すなわち、第２配管２４からの水ＷＬ１は、出力ポート３３から第３配管２５に導出された後、第１分岐管２５１に流入し、開状態とされた湯張り電磁弁２６および湯張りカウンター２７を通って浴槽８に所定量供給される。このとき、第１配管２３からの加熱水ＷＨ１が浴槽８に供給されることはない。第３配管２５に導出された水ＷＬ１は、湯温センサ４７により温度が測定される。その測定値に基づき、供給量演算部４８は、後述する連立方程式（１）から水ＷＬ１の供給量を導き出す。
【００４８】
水ＷＬ１が浴槽８に所定量供給された後、第１配管２３からの加熱水ＷＨ１および第２配管２４からの水ＷＬ１を混合して、比較的高温の、例えば６０℃の湯ＷＨ２が生成されるように、第１入力ポート３１および第２入力ポート３２の開度が調整される。湯ＷＨ２は、出力ポート３３から第３配管２５に導出された後、第１分岐管２５１に流入し、開状態とされた湯張り電磁弁２６および湯張りカウンター２７を通って浴槽８に所定量供給される。このように浴槽８に供給された、水ＷＬ１の前記所定量および湯ＷＨ２の前記所定量の総量が、ユーザによって設定された湯量に達したことが湯張りカウンター２７によって検知されると、湯張り電磁弁２６が閉状態とされ、湯ＷＨ２の浴槽８への供給が停止される。これにより、第１制御による湯張りが完了する。
【００４９】
次に、第１制御における、水ＷＬ１の前記供給量および湯ＷＨ２の前記供給量の決定方法について説明する。ユーザが、浴槽８に張られる湯の温度を４２℃かつ湯量を２００リットルに設定し、湯ＷＨ２が温度６０℃で浴槽８に供給されると仮定する。
水ＷＬ１の前記供給量および湯ＷＨ２の前記供給量の決定するにあたり、まず、第１配管２４から湯水混合三方弁３０を介して第３配管２５に導入された水ＷＬ１の温度を湯温センサ４７によって測定する。以下、水ＷＬ１の温度が、例えば１５℃であった場合につき説明する。次に、供給量演算部４８が、以下の連立方程式（１）により、水ＷＬ１の前記供給量および湯ＷＨ２の前記供給量を求める。
Ｘ（Ｌ）＋Ｙ（Ｌ）＝Ｚ（Ｌ）
ＷＬ１の温度（℃）×Ｘ（Ｌ）＋湯ＷＨ２の温度（℃）×Ｙ（Ｌ）
＝設定温度（℃）×Ｚ（Ｌ）・・・（１）
ここで、Ｘは、水ＷＬ１の供給量、Ｙは、湯ＷＨ２の供給量、Ｚは設定湯量、Ｌはリットルを表す。
【００５０】
上記の設定条件を前記連立方程式（１）に代入すると、以下の式となる。
Ｘ（Ｌ）＋Ｙ（Ｌ）＝２００（Ｌ）
１５（℃）×Ｘ（Ｌ）＋６０（℃）×Ｙ（Ｌ）＝４２（℃）×２００（Ｌ）
【００５１】
この連立方程式を解くと、Ｘ（Ｌ）＝８０、Ｙ（Ｌ）＝１２０である。すなわち、水ＷＬ１の供給量は、８０リットルであり、加熱水ＷＨ１の供給量は、１２０リットルである。この解に基づき、浴槽８に、まず８０リットルの水ＷＬ１が供給される。浴槽８に８０リットルの水ＷＬ１が張られたことが湯張りカウンター２７によって検知されると、次に１２０リットルの湯ＷＨ２が浴槽８に供給される。
【００５２】
上述の第１制御に対し、第２制御は、湯水混合三方弁３０および湯張り電磁弁２６に対して次の動作を行わせる。まず、浴槽８に張られる湯、つまり浴槽８に供給される湯ＷＨ２が、ユーザによって設定された温度となるように、開度調整モータ４４によって前記開度調整バルブが駆動されて第１入力ポート３１および第２入力ポート３２の開度が調整される。次に、湯水混合三方弁３０において、第１配管２３からの加熱水ＷＨ１と第２配管２４からの水ＷＬ１とが混合されて前記設定温度の湯ＷＨ２が生成される。例えば、設定温度が４２℃、設定湯量が２００リットルである場合、三方弁制御部４３は、湯温センサ４７の出力値に基づき湯ＷＨ２の温度を監視しつつ開度調整モータ４４を駆動して、湯温センサ４７の出力値が４２℃となる位置に第１入力ポート３１および第２入力ポート３２の開度調整バルブを移動させる。湯ＷＨ２は、第３配管２５から第１分岐管２５１に流入し、開状態とされた湯張り電磁弁２６を通って浴槽８に導入される。湯張りカウンター２７からの出力値に基づいて、浴槽８がユーザによって設定された湯量（２００リットル）で満たされたと判定されると、湯張り電磁弁２６が閉止されて湯ＷＨ２の浴槽８への供給が停止される。これにより、第２制御による湯張りが完了する。
【００５３】
図６および７のそれぞれは、前記第１制御による湯張り（第１モード）および前記第２制御による湯張り（第２モード）をグラフ化した説明図であり、縦軸を湯張り温度（℃）とし、横軸を湯張り時間（分）としている。第１制御および第２制御では、１分間に１０リットルの水ＷＬ１および湯ＷＨ２が浴槽８に供給可能である。したがって、第１制御および第２制御では共に、湯張りを完了するまでに２０分かかる。
【００５４】
図６に示すように、第１制御では、まず８０リットル、１５℃の水ＷＬ１が８分かけて浴槽８に供給される。次に、１２０リットル、６０℃の湯ＷＨ２が１２分かけて浴槽８に供給される。浴室の室温が、水ＷＬ１と同一の１５℃であると仮定すると、浴槽８に張られた湯は、湯ＷＨ２が供給された８分後から放熱を開始する。つまり、第１制御による湯張り（第１モード）では、浴槽の湯は、１２分間放熱し続ける。これに対し、図７に示す第２制御（第２モード）では、上述のように、湯張り開始から湯張り完了までの２０分間、浴槽８の湯ＷＨ２は放熱し続ける。このように、第１制御による湯張りは、第２制御による湯張りと比較して、浴槽８に張られた湯ＷＨ２の放熱時間が短い。
【００５５】
第１制御における放熱時間は、第２制御における放熱時間よりも短いため、第１制御による湯張りが完了したときの実際の湯温は、第２制御によるそれよりも高い、つまりユーザが設定した湯温により近い。上記の条件（浴室温度が１５℃、設定湯温が４２℃）の場合では、例えば第２制御による実際の湯温が、約４０．０℃になるとすれば、第１制御による実際の湯温は、約４０．８℃となる。すなわち、第２制御による湯張りでは、設定温度（４２℃）から約２．０℃低下するのに対し、第１制御による湯張りでは、設定温度から約１．２℃低下する。なお、第１制御において浴槽８に張られた湯の放熱時間を短縮するためには、湯ＷＨ２の温度を可能な限り高く設定することが望ましいが、ユーザの火傷防止のため、湯ＷＨ２の湯温は最高６０℃に設定するのがよい。
【００５６】
図８および図９は、湯張り中の放熱損失について第１制御（省エネモード）と第２制御（通常モード）とを比較するための図である。図８および図９では、横軸を湯張り時間（分）、縦軸を累積湯張り熱量（Kcal）としている。ここで、累積湯張り熱量とは、ユーザによって設定された温度かつ湯量の湯を浴槽８に張るために給湯システムＳ２から持ち出される総熱量のことである。
【００５７】
図８に示すように、前記第１制御による湯張りによって給湯システムＳ２から持ち出される熱量は、
（６０℃−１５℃）×１２０Ｌ＝５４００Kcal
である。
また、図９に示すように、前記第２制御による湯張りによって給湯システムＳ２から持ち出される熱量も、
（４２℃−１５℃）×２００Ｌ＝５４００Kcal
である。
【００５８】
このように、第１制御および第２制御の湯張りによる総熱量は同一である。しかしながら、浴室内での放熱量が累積湯張り熱量に比例すると仮定した場合、第１制御による累積湯張り熱量の面積Ａ１（図８）は、放熱時間が短縮されたことに起因して、第２制御による累積湯張り熱量の面積Ａ２（図９）よりも約４０％小さい。つまり、第１制御による湯張りでは、第２制御による湯張りと比較して放熱量を約４０％低減することが可能である。
【００５９】
このように、給湯システムＳ２において、第１モード（省エネモード）が選択されて実行される第１制御は、第２モード（通常モード）が選択されて実行される第２制御と比較して湯張り中の湯の放熱損失を低減することが可能である。放熱損失の低減は、ユーザが設定温度を所望の湯温よりも高く設定する傾向を減少させることに寄与する。その結果、第１制御による湯張り（省エネモード）は、一次燃料の使用量増加を回避できるので、環境および経済性の両面から見て好ましい。
【００６０】
以上説明した本実施形態に係る給湯システムＳ２の動作を、図１０のフローチャートに基づいて説明する。まず、給湯制御部４０は、モード選択ボタン５１１，５２１で選択されているモードが、第１モードまたは第２モードのいずれであるかを確認する（ステップＳ１）。
【００６１】
第１モードが選択されている場合、三方弁制御部４３は、湯水混合三方弁３０の第２入力ポート３２を開状態とし、電磁弁制御部４５は、湯張り電磁弁２６を開状態とする（ステップＳ２）。次に、湯温センサ４７により、出力ポート３３から導出された水ＷＬ１の温度が測定され、また、湯張りカウンター２７が始動する（ステップＳ３）。
【００６２】
供給量制御部４８は、水ＷＬ１の温度に基づき、前記連立方程式（１）を計算して水ＷＬ１の供給量Ｘ（Ｌ）および湯ＷＨ２の供給量Ｙ（Ｌ）を求める（ステップＳ４）。温度センサ１１〜１５からの出力値に基づき、湯ＷＨ２をＹ（Ｌ）供給可能か否かが確認される（ステップＳ５）。湯ＷＨ２がＹ（Ｌ）供給可能であることが確認された場合（ステップＳ５でＹＥＳ）、水ＷＬ１の浴槽８への供給量がＸ（Ｌ）に達したか否かが湯張りカウンター２７によって確認される（ステップＳ６）。確認されない場合（ステップＳ６でＮＯ）、水ＷＬ１の供給はＸ（Ｌ）に達するまで続けられ、確認された場合（ステップＳ６でＹＥＳ）、三方弁制御部４３によって第１入力ポート３１および第２入力ポート３２の開度が調整され、湯ＷＨ２が浴槽８に供給される（ステップＳ７）。
【００６３】
次に、ステップＳ８において、湯張りカウンター２７からの出力値に基づいて、湯ＷＨ２の供給量がＹ（Ｌ）に達したか否かが確認される。確認されない場合（ステップＳ８においてＮＯ）、湯ＷＨ２の供給はＹ（Ｌ）に達するまで続けられ、確認された場合（ステップＳ８においてＹＥＳ）、電磁弁制御部４５によって湯張り電磁弁２６が閉じられる（ステップＳ９）。これにより、第１モードの湯張り（省エネモード）が完了する（ステップＳ１０）。
【００６４】
一方、ステップＳ１において、第２モードが選択されたことが確認されると、三方弁制御部４３は、第１入力ポート３１および第２入力ポート３２の開度を調整し、また電磁弁制御部４５は湯張り電磁弁２６を開状態とする（ステップＳ１１）。湯ＷＨ２が出力ポート３３から第１分岐管２５１に導入されると、湯張りカウンター２７が始動する（ステップＳ１２）。次に、湯ＷＨ２の浴槽８への供給量が設定湯量に達したか否かが、湯張りカウンター２７からの出力値に基づいて確認される（ステップＳ１３）。確認されない場合（ステップＳ１３においてＮＯ）、湯ＷＨ２の供給は設定湯量に達するまで続けられ、確認された場合（ステップＳ１３においてＹＥＳ）、電磁弁制御部４５によって湯張り電磁弁２６が閉じられる（ステップＳ１４）。これにより、第２モードの湯張り（通常モード）が完了する（ステップＳ１５）。
【００６５】
また、ステップＳ５において、湯ＷＨ２がＹ（Ｌ）供給可能であることが確認されない場合（ステップＳ５でＮＯ）、給湯制御部４０は、モードを第２モードに強制変更して、上述のステップＳ１１〜Ｓ１５に従い湯張りを行う。このように、給湯システムＳ２は、第１モードを実行することができない場合であっても、第２モードに強制的に変更することにより従来の湯張り（通常モード）を確実に行うことができる。
【００６６】
図１１は、給湯システムＳ２の変形例である給湯システムＳ３の構成図である。給湯システムＳ２では、第１モードによる湯張りが実行されているとき、比較的高温の、例えば６０℃の湯ＷＨ２が第３配管２５を通る。このとき、例えば４２℃に設定されたシングルレバー式混合栓Ｚ１またはサーモスタット式混合栓Ｚ２が使用されて、第３配管２５中に存在する高温の湯ＷＨ２が第３分岐管２５３または第４分岐管２５４を通ってシングルレバー式混合栓Ｚ１またはサーモスタット式混合栓Ｚ２から給湯されると、ユーザが火傷を負う可能性がある。
【００６７】
そこで、給湯システムＳ３では、ユーザが火傷を負うような可能性を排除するために、第１配管２３と、シングルレバー式混合栓Ｚ１、サーモスタット式混合栓Ｚ２との間に湯水混合三方弁２８を追加することにより、高温の湯ＷＨ２がシングルレバー式混合栓Ｚ１、サーモスタット式混合栓Ｚ２から給湯されないようにしている。具体的には、第１配管２３から第４配管３５を分岐させ、この第４配管３５の下流端を湯水混合三方弁２８の一方の入力ポートに接続している。また、元配管２０から第５配管３７を分岐させ、この第５配管３７の下流端を湯水混合三方弁２８の他方の入力ポートに接続している。さらに、シングルレバー式混合栓Ｚ１に接続される第３分岐管２５３およびサーモスタット式混合栓Ｚ２に接続される第４分岐管２５４と、湯水混合三方弁２８の出力ポートとを第６配管３８で連通させている。第６配管３８には、湯水混合三方弁２８の出力ポートから導出された湯ＷＨ３の温度を測定する湯温センサ２９が設けられている。
【００６８】
上記の構成の給湯システムＳ３では、例えば４２℃に設定されたシングルレバー式混合栓Ｚ１またはサーモスタット式混合栓Ｚ２が使用されたとき、以下のように給湯される。まず、第１配管２３から第４配管３５に加熱水ＷＨ１が導入され、次に、第４配管３５中の加熱水ＷＨ１は、元配管２０から第５配管３７に導入された水ＷＬ５と湯水混合三方弁２８において混合されて、４２℃の湯ＷＨ３が生成される。生成された湯ＷＨ３は、第６配管３８から第３分岐管２５３または第４分岐管２５４に導入されてシングルレバー式混合栓Ｚ１またはサーモスタット式混合栓Ｚ２から給湯される。このように、給湯システムＳ３は、高温の湯ＷＨ２がシングルレバー式混合栓Ｚ１またはサーモスタット式混合栓Ｚ２から給湯されないように構成されている。給湯システムＳ３のその他の構成は、給湯システムＳ２と同一であるので、その説明を省略する。
【００６９】
以上、本発明の実施形態に係る給湯システムＳ１〜Ｓ３をセミオート給湯器に適用した場合につき説明してきたが、追い炊き機能等を備えたフルオート給湯器に適用してもよい。この場合、初期湯張りにおいて、湯の放熱時間を短縮することができるので、湯張り完了後の前記湯の温度の低下を抑制できる。これにより、放熱損失に起因する湯温低下を防止する目的で追い炊き機能を使用する頻度を減少させることができるので、一次燃料の使用量を低減することが可能である。
【００７０】
また、給湯システムＳ１〜Ｓ３を、所謂貯湯式ヒートポンプ給湯器や瞬間式ヒートポンプ給湯器に適用してもよい。瞬間式ヒートポンプ給湯器に適用した場合、元配管２０から供給された水ＷＬ２を極めて短時間で加熱することが可能なので、図１０に示すステップ６を省略することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の基本的な実施形態に係る給湯システムを示す構成図である。
【図２】本発明の具体的な実施形態に係る給湯システムを示す構成図である。
【図３】制御部の機能構成を示すブロック図である。
【図４】リモコン装置の第１リモコン（浴室用）のリモコンパネルを示す平面図である。
【図５】リモコン装置の第２リモコン（台所用）のリモコンパネルを示す平面図である。
【図６】制御部による第１制御をグラフ化した説明図である。
【図７】制御部による第２制御をグラフ化した説明図である。
【図８】湯張り中の放熱損失について第１制御と第２制御とを比較するための図である。
【図９】湯張り中の放熱損失について第１制御と第２制御とを比較するための図である。
【図１０】給湯システムの動作を示すフローチャートである。
【図１１】図２の給湯システムの変形例を示す構成図である。
【符号の説明】
【００７２】
１  貯湯タンク
３  弁体
４  制御部
５  操作部
８  浴槽
２０  元配管
２１  分岐管
２３  第１配管
２４  第２配管
２５  第３配管
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３  給湯システム
Ｕ１，Ｕ２  貯湯タンクユニット
ＷＨ，ＷＨ１  加熱水
ＷＨ２  湯
ＷＬ１〜ＷＬ４  水
【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】
2009281599.tif 000009
【図８】
2009281599.tif 000010
【図９】
2009281599.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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