JP2014020636A - 貯湯式給湯機 - Google Patents

Abstract

【課題】無駄なエネルギー使用を抑えた追い焚き運転を行う貯湯式給湯機を提供すること。
【解決手段】浴室内の画像を撮影する画像撮影手段９３と、撮影した画像から人体とその位置を識別する画像解析手段と、識別した人体の温度情報を取得する温度情報取得手段と、浴槽５内の湯水を追い焚き熱交換器６へと送る風呂ポンプ６５と、貯湯タンク３内の高温水を追い焚き熱交換器６へと送る追い焚きポンプ７とを備え、画像解析手段で人体を検出した際には、浴槽温度検出手段で浴槽５内の湯水の温度を検出するとともに、浴槽温度検出手段で検出した湯水の温度に応じて浴槽５内の湯水の加熱能力を決定し、その後、画像解析手段で人体が浴槽５へ入浴するのを検出した際には、決定した加熱能力で浴槽５内の湯水の追い炊き運転を開始する。
【選択図】図１

Description

本発明は、風呂の追い焚き機能を備える貯湯式給湯機に関するものである。

従来、照度センサを用いて浴室の明るさが所定の照度以上の明るさがあったと判断したとき、人が浴室にいると判断し、追い炊き運転を保温運転インターバルに関わらず開始することで浴槽温度を不快感のない温度に暖めることを実現している（例えば、特許文献１参照）。

また、明るさを検知することで、浴室のリモコンの表示部を点灯、暗いときには消灯させる等の電源制御を行うことで省エネ性も向上させている。

特開平１０−１０３７６１号公報

しかしながら、前記従来の構成では、日中の天候によっては浴室内の窓より太陽光が入ってくることで、浴室内の明るさが所定の照度以上になることもあるため、照度センサのみで人の在室を判断してしまうと、人がいないにもかかわらず、人がいると誤って判断してしまい、不要な追い焚き運転を行ってしまうことで、無駄なエネルギーを使う可能性があり、エネルギー効率が低減するという課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、無駄なエネルギーの使用を抑制した風呂の追い焚き運転を行う貯湯式給湯機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の貯湯式給湯機は、高温水を貯える貯湯タンクと、浴槽と、前記浴槽内の湯水の温度を検出する浴槽温度検出手段と、前記貯湯タンク内の高温水と前記浴槽内の湯水とが熱交換を行う追い焚き熱交換器と、浴室内の画像を撮影する画像撮影手段と、撮影した画像から人体とその位置を識別する画像解析手段と、識別した人体の温度情報を取得する温度情報取得手段と、前記浴槽内の湯水を前記追い焚き熱交換器へと送る風呂ポンプと、前記貯湯タンク内の高温水を前記追い焚き熱交換器へと送る追い焚きポンプとを備え、前記画像解析手段で人体を検出した際には、前記浴槽温度検出手段で前記浴槽内の湯水の温度を検出するとともに、前記浴槽温度検出手段で検出した湯水の温度に応じて前記浴槽内の湯水の加熱能力を決定し、その後、前記画像解析手段で人体が浴槽へ入浴するのを検出した際には、決定した加熱能力で前記浴槽内の湯水の追い炊き運転を開始することにより、使用者が浴槽に入ったときにのみ追い焚き運転を行うことで、無駄なエネルギーを使用することなく追い焚き運転を行うことができる。

本発明は、無駄なエネルギーの使用を抑制した風呂の追い焚き運転を行う貯湯式給湯機を提供することができる。

本発明の実施の形態における貯湯式給湯機の構成図 同実施の形態における画像撮影手段および画像解析手段での人検出機能オフ時の追い焚き運転フローチャート 同実施の形態における画像撮影手段および画像解析手段での人検出機能オン時の追い焚き運転フローチャート 同実施の形態における保温運転の制御ルーチンを示す図

第１の発明は、高温水を貯える貯湯タンクと、浴槽と、前記浴槽内の湯水の温度を検出する浴槽温度検出手段と、前記貯湯タンク内の高温水と前記浴槽内の湯水とが熱交換を行う追い焚き熱交換器と、浴室内の画像を撮影する画像撮影手段と、撮影した画像から人体とその位置を識別する画像解析手段と、識別した人体の温度情報を取得する温度情報取得手段と、前記浴槽内の湯水を前記追い焚き熱交換器へと送る風呂ポンプと、前記貯湯タンク内の高温水を前記追い焚き熱交換器へと送る追い焚きポンプとを備え、前記画像解析手段で人体を検出した際には、前記浴槽温度検出手段で前記浴槽内の湯水の温度を検出するとともに、前記浴槽温度検出手段で検出した湯水の温度に応じて前記浴槽内の湯水の加熱能力を決定し、その後、前記画像解析手段で人体が浴槽へ入浴するのを検出した際には、決定した加熱能力で前記浴槽内の湯水の追い炊き運転を開始することにより、使用者が浴槽に入ったときにのみ追い焚き運転を行うことで、無駄なエネルギーを使用することなく追い焚き運転を行うことができる。

第２の発明は、特に、第１の発明において、設定等を変更操作する操作スイッチ部と表示部を有するリモコンで設定した湯水の温度と、前記浴槽温度検出手段によって検出した前記浴槽の湯水の温度が同一であっても、前記画像解析手段と前記温度情報取得手段で人体の体温が入浴時よりも上昇しているかを判断し、上昇していないときは前記リモコンで設定した温度よりも高くして追い炊き運転を継続することにより、使用者の体を確実に温めるまで追い炊き運転を継続することで使用者の快適性を向上することができる。

第３の発明は、特に、第２の発明において、前記リモコンで設定した湯水の温度と前記浴槽温度検出手段によって検出した前記浴槽の湯水の温度が同一であっても、使用者の体温が上昇するまで、設定温度を高くして追い炊き運転を継続していることを報知することにより、リモコンの設定温度と浴槽内の湯水の温度が同一であるにもかかわらず、追い焚き運転が行われていることに不信感を抱かないように、表示することで使用者の不安を払拭することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本実施の形態における風呂追い焚き機能の付いた貯湯式給湯機の構成図である。図１において、本実施の形態の貯湯式給湯機は、タンクユニット１とヒートポンプユニット２を備えており、タンクユニット１内に配設している貯湯タンク３内に貯える高温水を、ヒートポンプユニット２にて生成している。なお、本実施の形態では加熱手段としてヒートポンプを用いているが、これに限定されることなく、例えば、タンク内に電気ヒーターを内設して加熱する形態であっても問題はない。また、実線矢印は流体の流れる方向を示している。

次に、ヒートポンプユニット２の構成について説明する。ヒートポンプユニット２は、水冷媒熱交換器２４、圧縮機２５、蒸発器２６、膨張弁２７を冷媒配管により順次環状に接続して構成されており、冷媒には二酸化炭素を使用しているため、高圧側が臨界圧力を超えるので、水冷媒熱交換器２４を流通する水に熱を奪われて温度が低下しても凝縮する
ことがなく、水冷媒熱交換器で冷媒と水との間で温度差を形成しやすくなり、高温の湯が得られ、かつ熱交換効率を高くすることができる。

また、比較的安価でかつ安定な二酸化炭素を冷媒に使用しているので、製品コストを抑えるとともに、信頼性を向上させることができる。また、二酸化炭素はオゾン破壊係数がゼロであり、地球温暖化係数も代替冷媒ＨＦＣ−４０７Ｃの約１７００分の１と非常に小さいため、地球環境に優しい製品を提供できる。

また、ヒートポンプユニット２において、圧縮機２５で冷媒が圧縮され、圧縮機２５から吐出された冷媒が水冷媒熱交換器２４で放熱し、膨張弁２７で減圧されたあと、蒸発器２６で空気から熱を吸収し、ガス状態で再び圧縮機２５に吸入される。なお、圧縮機の能力制御および膨張弁２７の開度制御は、圧縮機２５の吐出側に設けたサーミスタ（図示せず）で検出される吐出冷媒の温度が予め設定された温度を維持するように制御される。また、貯湯タンク３内の湯水は、水ポンプ２８が作動することで、水冷媒熱交換器２４に流入し、冷媒と熱交換を行い、再び貯湯タンク３に戻り、積層状態で貯湯タンク３の上部に高温の湯が貯えられる。

次に、給湯端末へ湯が供給される給湯回路について説明する。

本実施の形態における給湯回路は、給水配管３１から分岐した端末給水配管３３と、出湯管３２とを電動式混合弁４にて接続し、所望の温度の湯が生成可能に構成されている。そして電動式混合弁４の下流側に設けた温度センサ４１で検出される温度が、台所や浴室に設けられたリモコン装置で設定した温度となるように、電動式混合弁４の混合比が変更される。そして、所望の温度に混合された湯水は、給湯端末４２へ供給される。

次に、浴槽５への湯張り回路および追い焚き回路について説明する。

本実施の形態では、浴槽５内の湯水と、貯湯タンク３内の高温水とが追い焚き熱交換器６にて熱交換し、浴槽内の湯水を追い焚きする追い焚き機能を有している。そのため、追い焚き熱交換器６の高温側回路は、貯湯タンク３内の高温水が供給されるように構成されており、熱交換した後の温水を貯湯タンク３の下方部へ戻すように構成されている。また、追い焚き熱交換器６の低温側回路は、浴槽５内の湯水が供給されるように構成されており、熱交換した後の浴槽水を、再度浴槽５へ戻すように構成されている。

高温側回路においては、追い焚きポンプ７および追い焚き熱交換器６の下流側に高温側出口温度検出手段である温度センサ７１が配設されており、追い焚きポンプ７が駆動することによって貯湯タンク３内の高温水が、追い焚き熱交換器６へ搬送される。

そして、浴槽５のアダプタ５１とタンクユニット１とは、接続部６０ａ〜６０ｄにおいて、戻り接続管６１および往き接続管６２で接続される。また、戻り接続管６１および往き接続管６２の接続口から追い焚き熱交換器６までは、それぞれ戻り配管６３および往き配管６４で接続されており、浴槽５、戻り接続管６１、戻り配管６３、追い焚き熱交換器６、往き配管６４、往き接続管６２が順次接続されて追い焚き回路が構成されている。

また、貯湯タンク３から浴槽５への湯水の供給を行う湯張り回路は、出湯管３２から分岐した風呂給湯管３４と、給水配管３１から分岐した風呂給水配管３５とを電動式混合弁８にて接続し、所望の温度の湯が生成可能に構成されている。そして電動式混合弁８の下流側に設けた温度センサ８１で検出される温度が、台所や浴室に設けられたリモコン装置で設定した温度となるように、電動式混合弁８の混合比が変更される。そして、所望の温度に混合された湯水は、浴槽５へ供給される。

また湯張り回路には、流量センサ８２が設けられており、浴槽５へ供給される湯水の量が計測される。さらに、二方向の電磁弁８３が設けられており、湯張り開始時には、電磁弁８３が開くと同時に、浴槽５への湯水の供給が開始される。そして電磁弁８３が開いた後には、戻り配管６３および往き配管６４の二方向から浴槽５へと湯張りが行われる。また、汚水の逆流を防ぐための逆止手段８４が設けられている。

また、戻り配管６３には、浴槽５内の湯水を循環させるための搬送手段である風呂ポンプ６５、浴槽５内の水位を検出する水位センサ６６、浴槽５内の湯水の温度を検出する浴槽温度検出手段である温度センサ６７が設けられており、風呂ポンプ６５が駆動することにより、浴槽５内の湯水が戻り配管６３に吸い込まれ、追い焚き熱交換器６を経て、往き配管６４へ流れ込み、再度浴槽５へ戻される。

また、風呂ポンプ６５と追い焚き熱交換器６の間には、浴槽５内に湯水があるかどうかを検出する湯水検出手段であるフロースイッチ６８が設けられており、オンすることで水の流れを検知可能に構成されている。つまり、フロースイッチ６８がオンしたときには浴槽５内には湯水があると判断し、フロースイッチ６８がオフの時には浴槽５内には湯水がないと判断される。

また、浴室には貯湯式給湯機の操作を行うことができる操作手段であり、浴槽５内の湯水の保温温度を設定する温度設定手段であるリモコン装置９が設置され、リモコン装置９を操作して、湯水の温度設定や風呂への湯張り、また設置工事後の試運転操作等を行う。リモコン装置９には情報を表示する表示部９１および操作を行う操作部９２を有している。

また、本実施の形態の貯湯式給湯機には、リモコン装置９からの指示を受け取り、各制御機器に命令する制御装置９４も有している。そして制御装置９４はマイコンおよびその電子制御部品で構成され、タンクユニット１を構成する機器（風呂ポンプ６５や追い焚きポンプ７など）に命令を送っている。

さらに、本発明のリモコン装置９には、画像撮影手段９３が設けられており、一定周期で浴室内の画像を赤外線画像撮影によりモニターしており、モニターした赤外線画像を画像解析手段（図示せず）によって解析し、人が浴室に入室したことや体温などを検出することができるようになっている。

また、本実施の形態では、制御装置９４には追い焚き熱交換器６で浴槽５内の湯水の加熱能力を変更する加熱能力設定手段（図示せず）を有しており、リモコン装置９で設定された保温温度と浴槽５内の湯水の温度に応じて、加熱能力設定手段で加熱能力を設定するようにしている。

本実施の形態では、画像撮影手段９３で赤外線画像撮影によりモニターした赤外線画像から画像解析手段で人体を検出する機能がオンになっているときの追い焚き熱交換器６での加熱能力は、「大」「中」「小」の３種類が設定されている。

追い焚き熱交換器６での加熱能力が「大」に設定されているときは、温度センサ７１で検出される温度が、温度センサ６７で検出されている浴槽５内の湯水温度＋１０℃となるように、追い焚きポンプ７を駆動し、加熱能力が「中」に設定されているときは、温度センサ７１で検出される温度が、温度センサ６７で検出されている浴槽５内の湯水温度＋６℃となるように、追い焚きポンプ７を駆動し、加熱能力が「小」に設定されているときは、温度センサ７１で検出される温度が、温度センサ６７で検出されている浴槽５内の湯水
温度＋３℃で追い焚きポンプ７を駆動させている。

なお、加熱能力の設定は、本実施の形態のように「大」「中」「小」の３種類に限定されるものではなく、３種類をさらに細分化してもよいし、「大」「小」の２種類であってもよい。また、加熱能力と浴槽５内の湯水温度との関係式を設けて、その関係式に従って、無段階に加熱能力を変更して決定しても良い。

さらに、追い焚き熱交換器６で加熱された後の浴槽水の温度を検出する追い焚き出湯温度検出手段である温度センサ６９が設けられている。この温度センサ６９は浴槽５へ送る湯水の温度を検出しており、温度センサ６９で検出される温度が上限温度を超えないように追い焚きポンプ７が制御される。これは温度センサ６９では、浴槽５へ直接供給される湯水の温度を検出することができるため、浴槽５へ上限温度以上の高温水を供給することがないようにして、入浴者の火傷を防止することができる。

本実施の形態では、上限温度に「大」「中」「小」の３種類が設定されている。これは上述の加熱能力「大」「中」「小」に対応させたためである。そのため、加熱能力数に応じて、上限温度も増減させもよいし、上限温度と浴槽５内の湯水温度との関係式を設けて、その関係式に従って、無段階に上限温度を変更して決定しても良い。

また、予め「大」「中」「小」連付けて設定されるようにしてもよい。例えば、リモコン装置９で使用者が保温温度を４２度に設定した場合には、上限温度「大」には「保温温度＋１０℃」を設定し、上限温度「中」には「保温温度＋７℃」を設定し、上限温度「小」に「保温温度＋３℃」を設定し、上限温度「極小」には「保温温度＋１℃」を設定することで、より快適な追い焚き運転を実現することができる。

なお、本実施の形態では、上限温度「大」に６０℃を設定し、上限温度「中」に５７℃を設定し、上限温度「小」に５０℃を設定して追い焚き運転を行うものとする。

以上のように構成された貯湯式給湯機において、まず、貯湯式給湯機の湯張り運転について説明する。

使用者がリモコン装置９を操作し湯張り運転を開始するか、もしくは予め湯張り運転の予約をしていた場合には設定した時刻になると湯張り運転が開始される。湯張り運転を開始すると、電磁弁８３が開弁し、貯湯タンク３からの高温水が電動式混合弁８で設定温度となるように混合され、浴槽５へ供給される。

電動式混合弁８から出湯される湯は、戻り配管６３および往き配管６４の二方向に分岐され、浴槽５へ湯水が供給される。また湯張り量は、流量センサ８２で検出し、設定した湯量を流量センサ８２で検出すると、電磁弁８３を閉弁し、湯張り運転を終了する。なお、湯張り運転時において、電動式混合弁８で混合される湯水の温度は、リモコン装置９で設定した湯の温度よりも、数度高い温度としてもよい。これは電動式混合弁８で混合した湯が、浴槽５に行くまでの間の給湯配管を流れる時に放熱してしまい、浴槽５に注湯されるときには温度低下が生じてしまう可能性があるからである。そのため、電動式混合弁８で混合する湯水の温度を設定温度よりも高く設定しておくことで、配管での放熱を考慮した湯張り運転が可能となる。

次に、本発明の貯湯式給湯機のリモコン装置９には、画像撮影手段９３と画像解析手段を備えており、湯張り運転終了後は、画像撮影手段９３と画像解析手段を用いて自動追い焚き運転を行う場合と、画像撮影手段９３と画像解析手段の機能をオフにして自動追い焚き運転を行う場合とがある。

まず、画像撮影手段９３と画像解析手段での人検出機能をオフにした自動追い焚き運転について説明する。

本実施の形態において画像撮影手段９３と画像解析手段での人検出機能をオフにした場合、湯張り運転終了後は自動追い焚き運転を行う。図２は、画像撮影手段および画像解析手段での人検出機能オフ時の追い焚き運転フローチャートである。図２に示すように、自動追い焚き運転では、湯張り運転終了後から第１の所定時間（△Ｌ１）が経過する毎に、風呂ポンプ６５を駆動し、浴槽５内の湯水を戻り配管６３および往き配管６４を循環させて、温度センサ６７で浴槽５内の湯水の温度を検出する。例えば、第１の所定時間（△Ｌ１）を１５分に設定しておくと、湯張り運転終了後から１５分毎に風呂ポンプ６５が駆動して温度検出を行う。

そして、第１の所定時間毎に風呂ポンプ６５を所定時間α（例えば、４５秒間）の間駆動して、浴槽５内の湯水の温度を検出した結果、浴槽５内の湯水の温度が所定温度Ｔｓ（追い焚き開始温度）以下になったことを検出したら、追い焚き運転を開始し、追い焚きポンプ７および風呂ポンプ６５を駆動して、追い焚き熱交換器６にて貯湯タンク３内の高温水と、浴槽５内の湯水とが熱交換を行い、浴槽５内の湯水の追い焚きを行う。そして、浴槽５内の湯水の温度が所定温度Ｔｗ（追い焚き停止温度）になった時に追い焚き運転が停止し、追い焚き運転完了となる。

図２に示すように、湯張り運転終了後、第１の所定時間（△Ｌ１）が経過した時間Ｌｍａでまず風呂ポンプ６５を駆動して浴槽５内の湯水の温度を検出する。図２の場合には時間Ｌｍａでは未だ浴槽５内の湯水の温度が所定温度Ｔｓを下回っていないので、さらに第１の所定時間（△Ｌ１）が経過した時間Ｌｍｂで再度風呂ポンプ６５を駆動して浴槽５内の湯水の温度を検出する。

その結果、時間Ｌｍｂでは所定温度Ｔｓを下回っているので、追い焚きポンプ７の駆動を開始し、追い焚きポンプ７および風呂ポンプ６５を駆動して浴槽５内の湯水の追い焚き運転を開始する。そして、浴槽５内の湯水の温度が所定温度Ｔｗになったら、追い焚き運転を終了する。

図２の場合には、時間Ｌｍｃまで追い焚き運転が行われたことになり、追い焚き運転終了後、時間Ｌｍｃから第１の所定時間毎に浴槽５内の湯水の温度を検出することになる。このとき追い焚き停止を設定している所定温度Ｔｗは、リモコン装置９で設定した保温温度Ｔ１よりも少し高めの温度を設定しており、本実施の形態では所定温度Ｔｗ＝保温温度Ｔ１＋０．５℃の関係を有している。

なお、画像撮影手段９３と画像解析手段での人検出機能をオフにした自動追い焚き運転では、図２に示すように第１の所定時間毎に（時間Ｌｍａ、時間Ｌｍｂ、時間Ｌｍｄ、時間Ｌｍｅで）温度低下している。これは風呂ポンプ６５を駆動することによって、戻り接続管６１、往き接続管６２、戻り配管６３、往き配管６４内の冷えた湯水が浴槽５へ供給されることによるものである。そのため、浴槽５からの単純な放熱に加えて、浴槽５内の湯水の温度を検出するために風呂ポンプ６５を駆動することによって、浴槽５内へ冷水を供給して浴槽５内の湯水の温度を低下させている。

次に、画像撮影手段９３と画像解析手段での人検出機能をオンにしている時の自動追い焚き運転について説明する。なお、画像撮影手段９３と画像解析手段での人検出機能のオン・オフの切り替えは、リモコン装置９で所定の操作を行うことによって可能となっている。

図３は、画像撮影手段および画像解析手段での人検出機能オン時の追い焚き運転フローチャートである。図３に示すように、画像撮影手段９３と画像解析手段での人検出機能をオンにしているときであっても、湯張り運転完了後には第２の所定時間（△Ｌ２）毎に風呂温度を検出するようにしている。これは、風呂温度を定期的に検出しなければ、浴槽５内の湯水の温度低下が時間とともに進行し、使用者が自動追い焚き運転を設定しているにもかかわらず、浴槽５内の湯水が冷めてしまい、水になってしまいかねないためである。

本発明では、第２の所定時間（△Ｌ２）毎に風呂ポンプ６５を所定時間α（例えば、４５秒間）の間駆動して風呂温度を検出している。しかしながら、第２の所定時間（△Ｌ２）は、人検出機能オフ時の追い焚き運転の風呂ポンプ６５を駆動するタイミングの第１の所定時間（△Ｌ１）よりも長い時間を設定している。第１の所定時間と第２の所定時間とを比較するために、図３には、人検出機能をオフにしている時の自動追い焚き運転のフローも２点鎖線で示している。

例えば、第１の所定時間（△Ｌ１）には１５分を設定し、第２の所定時間（△Ｌ２）には６０分を設定することで、画像撮影手段９３と画像解析手段での人検出機能がオフ時の風呂ポンプ６５の駆動回数よりも、画像撮影手段９３と画像解析手段での人検出機能がオン時の風呂ポンプ６５の駆動回数を減らすことが出来るため、配管内に残っている冷水を浴槽５へ入れる回数を少なくすることができる。なお、第１の所定時間（△Ｌ１）および第２の所定時間（△Ｌ２）に設定する時間は、本実施の形態に示す１５分、６０分に限定されるものではない。

そして、画像撮影手段９３と画像解析手段での人検出機能をオンにしているときであっても、第２の所定時間（△Ｌ２）毎に風呂温度を検出した結果、風呂温度が所定温度Ｔｓ（追い焚き開始温度）以下になったときには、風呂ポンプ６５および追い焚きポンプ７を駆動して、風呂温度が所定温度Ｔｗ（追い焚き停止温度）になるまで、加熱能力を「小」に設定して、浴槽５内の湯水の追い焚き運転を行うものとする。

上述の画像撮影手段９３と画像解析手段での人検出機能をオンにしている時の不在時の追い焚き運転のフローを図３を用いて説明する。湯張り運転終了後、第２の所定時間（△Ｌ２）毎に風呂ポンプ６５を駆動して浴槽５内の温度を検出している。図３では、湯張り運転終了後、第２の所定時間（△Ｌ２）が経過した時間Ｌｕａで風呂ポンプ６５を駆動して浴槽５内の湯水の温度を検出し、所定温度Ｔｓ（追い焚き開始温度）以下になっていたら追い焚き運転を開始し、浴槽５内の湯水の温度が所定温度Ｔｗ（追い焚き停止温度）になったら追い焚き運転を停止し、追い焚き運転完了となる。

また、本実施の形態では、画像撮影手段９３と画像解析手段での人検出機能がオンの時であって、人が不在時の場合に第２の所定時間（△Ｌ２）毎に風呂ポンプ６５を駆動して浴槽５内の湯水の温度を検出し、所定温度Ｔｓよりも低くなっている場合に追い焚き運転を行っているが、この時、浴槽５内の湯水の温度が何度であっても、必ず追い焚きポンプ７を駆動して浴槽５内の湯水の温度が所定温度Ｔｗ（追い焚き停止温度）になるまで追い焚き運転を行うようにしてもよい。これは画像撮影手段９３と画像解析手段での人検出機能がオフの時に比べて、風呂ポンプ６５を駆動する回数が少ないものの、浴槽５内の湯水の温度が放熱によってある程度低下していることが予想されるからである。

なお、本実施の形態では第２の所定時間（△Ｌ２）毎に風呂ポンプ６５を駆動して、浴槽５内の温度を検出しているが、第２の所定時間（△Ｌ２）は一定の時間を設定する他、学習制御等によって設定してもよい。

以上のように、浴室に人がいない場合には、画像撮影手段９３と画像解析手段での人検出機能がオフになっている時に比べて、風呂ポンプ６５を駆動する回数が少ないために、配管内に残っている冷水を浴槽５へ供給して浴槽５内の湯水の温度が低下してしまう回数が少なくなるとともに、追い焚き運転の回数も減るため、貯湯タンク３内の高温水を無駄に使用してしまうことがない。

また、浴室に人がいない場合には、すぐに浴槽５内の湯水を追い焚き終了温度Ｔｗまで上昇させなくても入浴者の快適性を損なうわけではなく、急いで追い焚き終了温度Ｔｗまで上昇させる必要がないので、浴槽５内の湯水の温度が何度であっても、加熱能力を変更することなく、本実施の形態では加熱能力が最低の「小」で追い焚き運転を行っており、貯湯タンク３内の高温湯を、追い焚き熱交換器６で低温まで低くしてから貯湯タンク３の底部に戻すことになるので、加熱手段にヒートポンプを使用した場合には、非常に沸き上げ効率を向上させることができる。

次に、入浴者が浴室へ入ってきたときの追い焚き運転について説明する。

画像撮影手段９３は浴室内を常に赤外線画像撮影によりモニターしており、画像解析手段が浴室への人の入室を検出すると、まず風呂ポンプ６５を所定時間βだけ駆動し、浴槽５内の湯水の温度を検出する。そして、検出した浴槽５内の湯水の温度が、所定温度Ｔｓよりもどれだけ低いかを判定し、加熱能力を決定する。なお、画像解析手段で解析した人体赤外線画像をもとに、温度情報取得手段により人体の体温情報を取得して、入室した時の人体の体温情報も記憶しておく。

また、風呂ポンプ６５を駆動させる等の運転をしていることと、まもなく追い炊き運転を開始することを、リモコンの表示部９１で報知する。これにより、まもなく入浴する人に対して報知を行うことで、お風呂のお湯がまもなく暖まることを知らせることができ不快感を低減することができる。例えば、「浴槽温度が低いため、加熱を大きくして追い炊きを行います」や「目標温度と同等のため、加熱を小さくして追い炊きをします」と報知することで、浴槽温度の期待値とのずれを小さくできる。

そして、画像撮影手段９３で赤外線画像撮影によりモニターしている浴室の赤外線画像を画像解析手段が解析し、入浴者が浴槽へ入ったことを検出すると、すぐに追い焚きポンプ７を駆動して決定した加熱能力で追い焚き運転を行う。これにより、無駄な追い焚き運転を行わず、無駄なエネルギーを消費することがなくなる。なお、この時、所定時間βは、上述した所定時間αと、所定時間α＞所定時間βの関係を有している。画像撮影手段９３と画像解析手段の人検出機能をオフにしているときとの相違点は、追い焚き開始のタイミングが異なることである。

画像撮影手段９３と画像解析手段の人検出機能をオフにしているときの追い焚き運転では、第１の所定時間（△Ｌ１）毎に風呂ポンプ６５を所定時間α動かして、まず浴槽５内の湯水の温度を検出する。そして検出した浴槽５内の湯水の温度が、所定温度Ｔｓよりも低いかどうかを判定し、所定温度Ｔｓよりも低い場合に、追い焚きポンプ７を駆動して追い焚き運転を開始する。

また、本実施の形態では、所定時間αを４５秒に設定し、所定時間αの間は風呂ポンプ６５を駆動するようにしている。これは配管内の冷水と浴槽５内の温水とが混ざり浴槽５内の温度が安定するまで、配管と浴槽５内の湯水を循環させるためであり、温度が安定し確定してから追い焚き運転を開始するかどうかを判断している。

それに対して、画像撮影手段９３と画像解析手段の人検出機能をオンにしているときに
浴室内に人体を検出すると、風呂ポンプ６５を所定時間β動かして、まず浴槽５内に湯水があるかどうかをフロースイッチ６８で検出する。そして浴槽５内の湯水の温度を検出する。所定時間βは、配管と浴槽５の湯水の温度が安定する時間ではなく、浴槽５のみの温度を検出する時間である。これは、画像解析手段が浴室内に人体を検出し、人がすぐに浴槽へ入ることも想定し、短時間で加熱能力を決定し、一刻も早く浴槽５内の湯水を追い焚き運転しなければならないからである。

また、人体検出から浴槽への入浴までの間が短く、浴槽の温度検出または加熱能力を決定できていないときは、フロースイッチ６８で湯水があることを確認できていれば、加熱能力「大」で追い炊き運転を即開始する。また、所定時間βの間にフロースイッチ６８で浴槽５内の湯水の存在が確認できなければ、追い焚きポンプ７の駆動は開始させない。これは湯水が無い時に追い焚きポンプを駆動させた場合には、追い焚き熱交換器にて浴槽内の湯水と熱交換がされないために、貯湯タンクの底部に高温水を供給してしまうので、浴槽５内に湯水が無い場合には追い焚きポンプ７の駆動を停止して無駄な高温水の使用を防止することができるからである。以上より、所定時間α＞所定時間βの関係を有することになる。

また、上述したように画像撮影手段９３と画像解析手段の人検出機能をオンにしていて、人の不在時には第２の所定時間（△Ｌ２）毎に風呂ポンプ６５を所定時間αだけ駆動して、浴槽５内の温度を検出し、その結果、所定温度Ｔｓ（追い焚き開始温度）よりも低い場合には追い焚き運転を行っており、画像撮影手段９３と画像解析手段の人検出機能をオンにしているときの人不在時と、入室を検出した時の追い焚きポンプ７の駆動タイミングも異なっている。

このように、画像撮影手段９３と画像解析手段の人検出機能をオンにしている時の人が不在時の追い焚き運転時や、画像撮影手段９３と画像解析手段の人検出機能をオフにしている時の自動追い焚き運転時の追い焚きポンプ７の駆動するタイミングに比べて、画像撮影手段９３と画像解析手段の人検出機能をオンにしているときに入室を検知した時に行う追い焚き運転時の追い焚きポンプ７の駆動を開始するタイミング（風呂ポンプ６５と追い焚きポンプ７の駆動を開始するタイミング）を変えることによって、人体を検出してから浴槽５内の湯水の温度上昇を早めることができる。

図４は保温運転の制御ルーチンを示す図である。浴槽５に湯張りを行った後、保温運転制御ルーチンが一定時間毎に起動する。保温運転制御ルーチンでは、画像撮影手段９３が赤外線画像撮影により浴室内をモニターしており、そのモニターした赤外線画像を画像解析手段が解析し、浴室内の人が不在から在室になったかを判断する。不在から在室になったと判断したときは、加熱能力を決定し追い炊き運転を開始すると共に、画像解析手段で解析した人体赤外線画像をもとに、温度情報取得手段により人体の体温情報を取得し、入室した時の人体の体温情報を記憶する。

浴室内の人の在、不在に変化がない場合は、浴室内に人が在室しているかを判定する。人の在室が検出できないときは、追い炊き運転を停止する。人の在室を検出しているときは、浴槽５内の湯水の温度とリモコン装置９で設定した温度との差がなくなるまで追い炊き運転を継続する。その後、浴槽５内の湯水の温度とリモコン装置９で設定した温度との差がなくなった場合、温度情報取得手段により入室時に取得し記憶した人体の体温情報と最新の体温情報とを比較し、体温の上昇がなければ、現在の追い炊き温度を上昇させて追い炊き運転を継続する。その後、体温の上昇が確認できた時点で、追い炊き運転は停止させる。これにより、浴槽５内の湯水の温度が設定温度になったとしても、使用者の体温が温まるまで追い炊き運転を継続することで、使用者に快適な貯湯式給湯機を提供することができる。

なお、このとき体温上昇のために追い炊き運転を継続していることをリモコン装置９の表示部に表示し、追い炊きの目的を使用者に報知することで、リモコン装置９の設定温度と浴槽５内の湯水の温度が同一であるにもかかわらず、追い焚き運転が行われていることに不信感を抱かないように、表示することで使用者の不安を払拭することができる。この体温上昇のための追い炊き運転を行う機能の入り切り設定とその追い炊き運転温度の設定は、リモコン装置９で適宜設定可能であり、使用者に利便性を提供できる。

また、本実施の形態では、加熱手段としてヒートポンプユニットを用いている。これは前述したように、効率よく沸き上げを行うことができるが、一方で、中温水などを沸き上げる場合は効率が悪くなってしまう。しかしながら、本発明のように風呂温度の検出回数を減らすことによって、結果的に追い焚き運転時間が低下し、追い焚き運転時に生成される中温水の量が減ることになる。そのため貯湯タンク３の底部に貯えられる中温水の量が減り、ヒートポンプユニットでの沸き上げ効率を上げることができる。また、追い焚き運転時の加熱能力を変更することで、中温水の量も減じることができ、沸き上げ効率の向上を実現することができる。

以上のように本発明に係る貯湯式給湯機は、ヒートポンプサイクルと給湯サイクルが一体に構成された一体型ヒートポンプ式給湯機、別体に構成された分離型ヒートポンプ式給湯機、給湯用熱交換器で加熱したお湯をそのまま出湯できる直接出湯型ヒートポンプ式給湯機などの各種ヒートポンプ給湯機に適用できる。

１ タンクユニット
２ ヒートポンプユニット
３ 貯湯タンク
５ 浴槽
６ 追い焚き熱交換器
７ 追い焚きポンプ
９ リモコン装置
２８ 水ポンプ
６０ａ〜６０ｄ 接続部
６１ 戻り接続管
６２ 往き接続管
６３ 戻り配管
６４ 往き配管
６５ 風呂ポンプ
９３ 画像撮影手段

Claims (3)

1. 高温水を貯える貯湯タンクと、浴槽と、前記浴槽内の湯水の温度を検出する浴槽温度検出手段と、前記貯湯タンク内の高温水と前記浴槽内の湯水とが熱交換を行う追い焚き熱交換器と、浴室内の画像を撮影する画像撮影手段と、撮影した画像から人体とその位置を識別する画像解析手段と、識別した人体の温度情報を取得する温度情報取得手段と、前記浴槽内の湯水を前記追い焚き熱交換器へと送る風呂ポンプと、前記貯湯タンク内の高温水を前記追い焚き熱交換器へと送る追い焚きポンプとを備え、前記画像解析手段で人体を検出した際には、前記浴槽温度検出手段で前記浴槽内の湯水の温度を検出するとともに、前記浴槽温度検出手段で検出した湯水の温度に応じて前記浴槽内の湯水の加熱能力を決定し、その後、前記画像解析手段で人体が浴槽へ入浴するのを検出した際には、決定した加熱能力で前記浴槽内の湯水の追い炊き運転を開始することを特徴とする貯湯式給湯機。
2. 設定等を変更操作する操作スイッチ部と表示部を有するリモコンで設定した湯水の温度と、前記浴槽温度検出手段によって検出した前記浴槽の湯水の温度が同一であっても、前記画像解析手段と前記温度情報取得手段で人体の体温が入浴時よりも上昇しているかを判断し、上昇していないときは前記リモコンで設定した温度よりも高くして追い炊き運転を継続することを特徴とする請求項１に記載の貯湯式給湯機。
3. 前記リモコンで設定した湯水の温度と前記浴槽温度検出手段によって検出した前記浴槽の湯水の温度が同一であっても、使用者の体温が上昇するまで、設定温度を高くして追い炊き運転を継続していることを報知することを特徴とする請求項２に記載の貯湯式給湯機。