JP6582966B2 - 給湯装置 - Google Patents

Description

この明細書における開示は、貯湯式の給湯装置に関する。

特許文献１において、浴槽内の湯水の温度を低下させる際、熱回収運転モードで浴槽の湯水が有する熱を熱交換器によって貯湯槽に回収する給湯装置が開示されている。

特開２０１３―３２８６３号公報

しかし、貯湯タンク内の湯水の温度が浴槽内の湯水の温度よりも高い場合、または貯湯タンク内の湯水の温度と浴槽内の湯水の温度との差が小さい場合には、浴槽内の湯水の熱が貯湯タンク内の湯水に回収されない、または回収に長時間かかる。したがってその場合には、浴槽内の湯水の温度が低下しない、または低下に長時間かかる。

本開示の目的は、浴槽内の湯水の温度を下げる給湯装置を提供することである。

この明細書に開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。また、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一例であって、技術的範囲を限定するものではない。

開示された給湯装置のひとつは、貯湯タンク（１０）、貯湯タンク内の湯水と浴槽（６０）内の湯水との間で熱交換を行う熱交換器（３０）および、浴槽内の湯水の熱を熱交換器によって貯湯タンク内の湯水へと回収する風呂熱回収運転を行う風呂熱回収運転部（８０ｍ）と、水道水を浴槽に供給する差し水運転を行う差し水運転部（８０ｎ）と、浴槽内の湯水の温度が風呂熱回収運転によって目標温度まで下降するか否かを判定する降温判定部（８２）と、風呂熱回収運転と差し水運転のどちらか一方を実行するとともに、降温判定部が目標温度まで下降しないと判定した場合には差し水運転を実行する降温手段切替部（８０ｊ）と、を有する制御システム（８０）を備え、降温判定部は、風呂熱回収運転を所定時間行った時点で浴槽内の湯水が目標温度に到達したか否かを判定し、降温手段切替部は、降温判定部が否と判定した場合に、風呂熱回収運転を差し水運転へと切り替えることを特徴とする。

これによれば、風呂熱回収運転による降温操作によって浴槽内の湯水の温度が目標温度まで下降しない場合に、差し水運転に切り替える給湯装置を提供できる。したがって、風呂熱回収運転による降温が困難である場合に、差し水運転による湯水の温度低下を実行できるため、浴槽内の湯水の温度を目標温度へと到達させることができる。

第１実施形態に係る給湯装置の構成図である。 第１実施形態に係る給湯装置のブロック図である。 第１実施形態の制御手順を示したフローチャートである。

第１実施形態
図１は、貯湯式の給湯装置１の全体を表した構成図である。給湯装置１は、貯湯タンク１０と、浴槽用熱交換器３０と、制御システム８０と、を備えて構成される。

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、ヒートポンプユニット（以下、ＨＰユニットと表記する）５０によって加熱された給湯水を貯湯する。

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制御システム８０に出力する。

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。

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。

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。

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、制御システム８０によって制御される。

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。

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、制御システム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システム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。

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。

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。

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、制御システム８０によって制御される。

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。

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。

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。

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、制御システム８０によって制御される。

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、制御システム８０によって制御される。

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、制御システム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。

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から流出した浴槽６０内の湯水は、浴槽用湯水と言い換えることができる。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、制御システム８０によって制御される。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システム８０へと出力する。

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。

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、制御システム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。

制御システム８０は、制御器８０ｂと、浴室内コントローラ９０ａと、浴室外コントローラ９０ｂと、を備える。制御器８０ｂ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。

制御器８０ｂ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８０ｃ（以下、Ｉ／Ｆ部と表記する）と、各種判定処理を行う処理部８０ｅと、プログラムや検出した各種データを記憶する記憶部８０ｄと、を備える。

Ｉ／Ｆ部８０ｃ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。Ｉ／Ｆ部８０ｃは、これらの各制御対象機器に対して出力を行う。さらにＩ／Ｆ部８０ｃ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、浴槽用湯温センサ７２、浴室内コントローラ９０ａ、浴室外コントローラ９０ｂ等が接続される。Ｉ／Ｆ部８０ｃは、各種信号を制御器８０ｂへと入力する。

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内へ入浴したことおよび浴槽６０から出たことを検知する。浴槽用湯温センサ７２は、浴槽６０に設けられ、浴槽６０内の湯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とも表記する。

図２において、制御器８０ｂは機能ブロックとして、判定部８０ｆと、運転切替部８０ｉと、運転制御部８０ｌと、を備える。判定部８０ｆは、Ｉ／Ｆ部８０ｃを介して入力された各種検出情報と、記憶部８０ｄに記憶されたプログラムや各種データと、を基に各種判定を行う。判定部８０ｆは、浴槽温度を下降させる際に各種判定を行う降温判定部８０ｇと、浴槽温度を上昇させる際に各種判定を行う昇温判定部８０ｈを有する。

運転切替部８０ｉは、判定に応じて、給湯装置１の運転モードの選択または切り替えを行う制御切替部である。運転切替部８０ｉは、湯温低減時に風呂熱回収運転と差し水運転とのいずれかを選択し実行する降温手段切替部８０ｊと、湯温上昇時に追い焚き運転と足し湯運転のいずれかを選択し実行する昇温手段切替部８０ｋと、を有する。

運転制御部８０ｌは、運転切替部８０ｉの出力に応じて各運転モードの制御出力を行う制御出力部である。運転制御部８０ｌの制御出力は、Ｉ／Ｆ部８０ｃを介して各制御対象機器へ出力される。運転制御部８０ｌは、降温手段として、風呂熱回収運転を行う風呂熱回収運転部８０ｍおよび差し水運転を行う差し水運転部８０ｎを有する。運転制御部８０ｌは、昇温手段として、追い焚き運転を行う追い焚き運転部８０ｏおよび足し湯運転を行う足し湯運転部８０ｐと、を有する。

浴室内コントローラ９０ａは、使用者による操作が可能な浴室内スイッチ部と、運転状態が表示される浴室内表示部９１ａとを備える。浴室内コントローラ９０ａは、浴室の壁に設けられるリモコンである。浴室内コントローラ９０ａは、操作スイッチとして、目標温度を設定する浴室内設定温度スイッチ、浴室内風呂自動スイッチ、浴室内たし湯スイッチ９６ａ、浴室内風呂ぬるめスイッチ９４ａ、浴室内給湯温度設定スイッチ、浴室内追い焚きスイッチ９５ａ、浴室内風呂熱回収スイッチ９３ａ等が設けられている。

浴室外コントローラ９０ｂは、使用者による操作が可能な浴室外スイッチ部と、運転状態が表示される浴室外表示部９１ｂとを備える。浴室外コントローラ９０ｂ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リモコンである。浴室外コントローラ９０ｂは、操作スイッチとして、目標温度を設定する浴室外設定温度スイッチ、浴室外風呂自動スイッチ、浴室外たし湯スイッチ９６ｂ、浴室外風呂ぬるめスイッチ９４ｂ、浴室外給湯温度設定スイッチ、浴室外用追い焚きスイッチ９５ｂ、浴室外風呂熱回収スイッチ９３ｂ等が設けられている。コントローラ、浴槽６０以外の給湯装置１の各部は、屋外等の適所に設置されている。

浴室内コントローラ９０ａは、給湯装置１が実行中の運転モードを使用者に報知する浴室内報知部９２ａを有する。浴室外コントローラ９０ｂは、給湯装置１が実行中の運転モードを使用者に報知する浴室外報知部９２ｂを有する。浴室内報知部９２ａと浴室外報知部９２ｂは、給湯装置１が実行する運転モードを報知する報知部である。浴室内報知部９２ａおよび浴室外報知部９２ｂは、例えば浴室内表示部９１ａおよび浴室外表示部９１ｂに設けられ、給湯装置１が実行中の運転モードを文字表示することで、実行中の運転モードを使用者に対して視覚情報として報知する。また、例えば浴室内たし湯スイッチ９６ａ、浴室内風呂ぬるめスイッチ９４ａ、浴室内追い焚きスイッチ９５ａ、浴室内風呂熱回収スイッチ９３ａの各スイッチに浴室内報知部９２ａが設けられてもよい。このとき、実行中の運転モードに対応したスイッチの浴室内報知部９２ａが点灯することで、実行中の運転モードを使用者に対して視覚情報として報知する。

浴室内風呂熱回収スイッチ９３ａおよび浴室外風呂熱回収スイッチ９３ｂは、操作されることで風呂熱回収運転を実行する手動切替部である。浴室内風呂ぬるめスイッチ９４ａおよび浴室外風呂ぬるめスイッチ９４ｂは、操作されることで差し水運転を実行する手動切替部である。給湯装置１が風呂熱回収運転による湯温低減を実行中でも、浴室内風呂ぬるめスイッチ９４ａまたは浴室外風呂ぬるめスイッチ９４ｂが操作されると、風呂熱回収運転を差し水運転へと強制的に切り替える。また、給湯装置１が差し水運転による湯温低減を実行中でも、浴室内風呂熱回収スイッチ９３ａまたは浴室外風呂熱回収スイッチ９３ｂが操作されると、差し水運転を風呂熱回収運転へと強制的に切り替える。

次に、給湯装置１が実施する運転モードを説明する。給湯装置１は、浴槽６０内の湯水の熱を貯湯タンク１０内の湯水へと回収する風呂熱回収運転、水道水を浴槽へと供給し浴槽温度を低減する差し水運転の、浴槽温度を低減可能な各運転モードを実施できる。さらに給湯装置１は、浴槽６０内の湯水を加熱する追い焚き運転、ＨＰユニットによる沸き上げ運転、足し湯運転の、浴槽温度を上昇可能な各運転モードを実施できる。

風呂熱回収運転は、浴槽６０内の湯水の熱を貯湯タンク１０内の給湯水へ回収するために実行される。風呂熱回収運転は、例えば浴室内コントローラ９０ａの風呂熱回収スイッチが操作されることで実行される。風呂熱回収運転では、制御システム８０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を下方開口部１０ａと第１継手２２とがバイパス配管２１ｃを介して接続されるように制御する。したがって、下方開口部１０ａから流出した低温の給湯水は、バイパス配管２１ｃ、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用湯水は、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を通過する低温の給湯水と、浴槽用湯通路３０ｂを通過する浴槽用湯水と、が熱交換し、給湯水の温度が上昇し浴槽用湯水の温度が低下する。給湯水側通路３０ａを流出した給湯水は、給湯水ポンプ５６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、浴槽６０内の湯水の熱を貯湯タンク１０内の湯水へと回収することができる。

差し水運転は、水道水を浴槽６０内に供給することで浴槽温度を低下させるために実行される。差し水運転は、例えば浴室内コントローラ９０ａの浴室内風呂ぬるめスイッチ９４ａが操作されることで実行される。差し水運転では、制御システム８０が、水道水を浴槽用配管４４ｂへと流入させるように浴槽用混合弁５４を制御する。したがって、水道水は浴槽用混合弁５４、浴槽用開閉弁５５、浴槽用配管４４ｂを通過して浴槽６０へと流入する。

追い焚き運転は、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ために実行される。追い焚き運転は、例えば浴室内コントローラ９０ａの追い焚きスイッチが操作されることで実行される。追い焚き運転では、制御システム８０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。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。

沸き上げ運転は、貯湯タンク１０内に加熱された給湯水を貯めるために実行される。沸上運転では、制御システム８０が、ＨＰユニット５０を作動させ、三方弁５２を第１継手２２と第１上方開口部１０ｂとを接続するように制御する。したがって、下方開口部１０ａから流出した給湯水あるいは給水配管１１によって供給された水道水は、沸上用水ポンプ５１によって水冷媒熱交換器の水通路へ圧送され、高温高圧冷媒と熱交換することで加熱される。水通路から流出した高温の給湯水は、第１継手２２および三方弁５２を介して、第１上方開口部１０ｂから流入する。沸き上げ運転は、タンク水温サーミスタ７１によって検出される貯湯タンク１０上部の給湯水の温度が基準沸上温度、例えば９０℃、を超えるまで実行される。制御システム８０は、主に料金設定の安価な深夜時間帯に深夜電力を利用し沸き上げ運転を実行する。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、制御システム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。

足し湯運転は、高温の給湯水によって浴槽温度を上昇するために実行される。足し湯運転は、例えば浴室内コントローラ９０ａの足し湯スイッチが操作されることで実行される。足し湯運転では、制御システム８０は、中温用混合弁５３と浴槽用混合弁５４と浴槽用開閉弁５５を制御し、第２上方開口部１０ｃと浴槽用配管４４ｂとを連通させる。したがって、第２上方開口部１０ｃから流出した高温の給湯水は、中温用混合弁５３、浴槽用混合弁５４、浴槽用開閉弁５５を通過し、浴槽６０内へと供給される。これにより、高温の給湯水を浴槽６０内に加え、浴槽温度を上昇することができる。

自動保温運転は、浴槽温度を、浴室内コントローラ９０ａや浴室外コントローラ９０ｂによって設定された目標温度に維持するために実行される。自動保温運転は、例えば浴室内コントローラ９０ａの風呂自動スイッチが操作されることで実行される。自動保温運転は、一旦設定されると自動保温運転が解除されない限り、浴槽用湯温センサ７２によって検出される浴槽温度を、目標温度に維持する制御を行う自動運転の一種である。

次に、制御システム８０が実行する制御の一例について説明する。制御システム８０の降温判定部８０ｇは、風呂熱回収運転によって浴槽温度が目標温度に到達するか否かを判定する。なおこの処理は、制御システム８０の降温判定部８０ｇは、風呂熱回収運転によって浴槽温度が目標温度まで下降するか否かを判定する、と言い換えることができる。降温手段切替部８０ｊは、降温判定部８０ｇが否と判定した場合には、浴槽温度の下降を差し水運転によって実行するように制御する。なお、浴槽温度の下降は、湯温低減と言い換えることができる。また、浴槽温度の下降は、浴槽６０内の湯水の降温と言い換えることもできる。

風呂熱回収運転によって浴槽温度が目標温度に到達しない場合とは、風呂熱回収運転時に給湯水側通路３０ａへ流通する貯湯タンク１０内の湯水の温度が、浴槽用湯通路３０ｂへ流通する浴槽温度よりも高い場合である。この場合、浴槽６０内の湯水の熱を、浴槽用熱交換器３０を介して貯湯タンク１０内の湯水へと回収することができない。このような状況は、例えば、貯湯タンク１０にＨＰユニット５０によって加熱された高温の給湯水が注がれ、貯湯タンク１０が満タン状態になると発生し得る。以下、貯湯タンク１０内の湯水の温度を、タンク温度とも表記する。

さらに、風呂熱回収運転によって浴槽温度が目標温度に到達しない場合とは、風呂熱回収運転時に給湯水側通路３０ａへ流通するタンク温度と、浴槽用湯通路３０ｂへ流通する浴槽温度とが近い場合である。この場合、浴槽６０内の湯水の熱を、浴槽用熱交換器３０を介して貯湯タンク１０内の湯水へと回収することができない、あるいは回収に長時間、例えば想定される入浴時間の半分以上の時間がかかり回収することができないとみなせる。このような状況は、例えば、貯湯タンク１０内が中温水で満たされていると発生し得る。

上述のように風呂熱回収運転によって浴槽温度の低減が可能でない場合、浴槽温度が、使用者の入浴中に目標温度まで到達できない、あるいは到達に長時間かかる。このとき、使用者は煩わしさを感じることがある。

図３に示す制御は、上述の状況を回避するために、給湯装置１が自動保温運転中であれば実行される。また、図３に示す制御は、使用者が目標温度を設定した際に実行される。フローチャートの処理は、制御システム８０によって実行される。

まず、ステップ１１０では浴槽用湯温センサ７２によって検出される浴槽温度Ｔｂが目標温度Ｔｔに比べ高いか否かを判定する。ステップ１１０で浴槽温度Ｔｂが目標温度Ｔｔに比べ高いと判定された場合は、浴槽温度Ｔｂを下げる必要があるため、ステップ１２０に進む。ステップ１２０では、浴槽温度Ｔｂとタンク温度Ｔａとの差が所定値Ｔｔｈ１、例えば５℃以下か否かを判定する。ステップ１２０で、所定値Ｔｔｈ１以下であると判定した場合は、ステップ１３０へと進み、差し水運転による湯水の温度低下を実行する。タンク温度Ｔａは、複数個のタンク水温サーミスタ７１の内、貯湯タンク１０のうち、最も低い位置に設置されたタンク水温サーミスタ７１が検出する温度に対応する。

このステップ１２０、ステップ１３０の処理により、浴槽温度Ｔｂとタンク温度Ｔａとの差が所定値Ｔｔｈ１以内である場合、すなわち浴槽温度Ｔｂとタンク温度Ｔａとが近い場合に、差し水運転による湯温低減を実行することができる。さらに、このステップ１２０、ステップ１３０の処理により、浴槽温度Ｔｂとタンク温度Ｔａとの差が負である場合、すなわちタンク温度Ｔａが浴槽温度Ｔｂよりも高い場合にも、差し水運転による湯温低減を実行することができる。

その後、ステップ１４０で、差し水による湯温低減運転中であることを浴室内報知部９２ａおよび浴室外報知部９２ｂにより報知する。このステップ１４０の処理により、湯温低減を差し水運転により行っていることを使用者に報知することができる。なお、ステップ１４０では浴室内報知部９２ａまたは浴室外報知部９２ｂのどちらか一方で報知してもよい。その後、ステップ１５０へと進み、浴槽温度Ｔｂが目標温度Ｔｔに到達したか否かを判定する。ステップ１５０で、目標温度Ｔｔに到達したと判定した場合は、差し水運転を停止し、本フローチャートを終了する。

ステップ１２０で浴槽温度Ｔｂとタンク温度Ｔａとの差が所定値Ｔｔｈ１以上であると判定した場合には、ステップ１２２へと進み、風呂熱回収運転を実行する。その後、ステップ１２４へと進み、風呂熱回収運転による湯温低減運転中であることを、浴室内報知部９２ａおよび浴室外報知部９２ｂにより報知する。なお、ステップ１２４では浴室内報知部９２ａまたは浴室外報知部９２ｂのどちらか一方で報知してもよい。その後、ステップ１２６へと進み、浴槽温度が目標温度Ｔｔに到達したか否かを判定する。ステップ１２６で、目標温度Ｔｔに到達したと判定された場合は、風呂熱回収運転を停止し、本フローチャートを終了する。

ステップ１２６で目標温度Ｔｔに到達していないと判定された場合は、ステップ１２８で風呂熱回収運転を開始してから所定時間経過したか否かを判定する。ステップ１２８で、所定時間経過したと判定した場合は、風呂熱回収運転による湯温低減が不可能な状況であるため、ステップ１３０に進み降温手段を差し水運転に切り替える。

ステップ１２６、ステップ１２８、ステップ１３０の処理により、風呂熱回収運転時に給湯水側通路３０ａへ流通するタンク温度Ｔａが、浴槽用湯通路３０ｂへ流通する浴槽温度Ｔｂよりも高い場合に、差し水運転を実行することができる。また、風呂熱回収運転に切り替えた後に、タンク温度Ｔａが変化し、風呂熱回収運転が不可能になった場合でも、差し水運転に切り替えることができる。ステップ１２８における所定時間は、あらかじめ制御システム８０に設定されている。例えば、想定入浴時間の半分の時間が所定時間として制御システム８０に記憶されている。

ステップ１３０で差し水運転を実行した後は、ステップ１４０、ステップ１５０が実行される。

ステップ１１０で浴槽温度Ｔｂが目標温度Ｔｔ以下であると判定した場合には、ステップ１６０へ進み、浴槽温度Ｔｂが所定温度Ｔｔｈ２、例えば３０℃よりも低いか否かを判定する。ステップ１６０で所定温度Ｔｔｈ２より低いと判定された場合は、ステップ１７０へ進み、足し湯運転を行うことで浴槽温度Ｔｂを上昇させる。ステップ１６０、ステップ１７０の処理により、浴槽温度Ｔｂが低すぎる場合に、時間のかかる追い焚き運転ではなく足し湯運転によって目標温度Ｔｔまで浴槽温度Ｔｂを上昇することができる。

ステップ１８０では、足し湯による湯温上昇運転中であることを報知しステップ１９０へ進む。ステップ１９０では、浴槽温度Ｔｂが目標温度Ｔｔに到達したか否かを判定する。ステップ１９０で目標温度Ｔｔに到達したと判定した場合には足し湯運転を停止し、本フローチャートを終了する。

ステップ１６０で、浴槽温度Ｔｂが所定温度Ｔｔｈ２よりも高いと判定された場合は、追い焚き運転を開始する。その後、ステップ１６４へ進み追い焚き運転中であることを浴室内報知部９２ａおよび浴室外報知部９２ｂで報知した後にステップ１６６へと進む。なお、ステップ１６４では浴室内報知部９２ａまたは浴室外報知部９２ｂのどちらか一方で報知してもよい。ステップ１６６では、浴槽温度Ｔｂが目標温度Ｔｔに到達したか否かを判定する。ステップ１６６で、目標温度Ｔｔに到達したと判定した場合には、追い焚き運転を停止し本フローチャートを終了する。

ステップ１６６で、到達していないと判定された場合には、ステップ１６８に進み、追い焚き運転を開始してから所定時間経過したか否かを判定する。ステップ１６８で所定時間経過したと判定した場合には、ステップ１７０へと進み、湯温の上昇手段を追い焚き運転から足し湯運転へと切り替える。ステップ１６８、ステップ１７０の処理により、追い焚き運転を行っても浴槽温度Ｔｂが所定時間内に目標温度Ｔｔに到達しない、すなわち湯温の上昇に時間がかかっている場合に、足し湯運転に切り替えることができる。その後ステップ１８０で足し湯運転を行っていることを浴室内報知部９２ａおよび浴室外報知部９２ｂで報知し、ステップ１９０で浴槽温度Ｔｂが目標温度Ｔｔに到達したか否かを判定する。なお、ステップ１８０では浴室内報知部９２ａまたは浴室外報知部９２ｂのどちらか一方で報知してもよい。ステップ１９０で目標温度Ｔｔに到達したと判定した場合には、足し湯運転を停止し本フローチャートを終了する。

次に第１実施形態の給湯装置１がもたらす作用効果について説明する。給湯装置１は、貯湯タンク１０と、貯湯タンク１０内の湯水と浴槽６０内の湯水との間で熱交換を行う浴槽用熱交換器３０と、制御システム８０と、を備える。制御システム８０は、風呂熱回収運転部８０ｍと、差し水運転部８０ｎと、風呂熱回収運転によって浴槽温度Ｔｂが目標温度Ｔｔへ到達するか否かを判定する降温判定部８０ｇと、を有する。制御システム８０は、風呂熱回収運転と差し水運転のどちらか一方を実行するとともに、降温判定部８０ｇが、目標温度Ｔｔまで下降しないと判定した場合には差し水運転を実行する降温手段切替部８０ｊを有する。

これによれば、風呂熱回収運転によって目標温度Ｔｔへ到達しない場合に、差し水運転によって湯温低減を行う給湯装置１を提供できる。したがって、風呂熱回収運転による湯水の温度低減が困難である場合に、差し水運転による湯温低減を実行することで、浴槽温度Ｔｂを目標温度Ｔｔへと到達させることができる。また、浴槽温度Ｔｂを目標温度Ｔｔまで速やかに到達させることができるため、使用者の煩わしさを低減できる。

降温判定部８０ｇは、風呂熱回収運転を所定時間行った時点で浴槽温度Ｔｂが目標温度Ｔｔに到達したか否かを判定し、降温手段切替部８０ｊは、降温判定部８０ｇが否と判定した場合に、風呂熱回収運転を差し水運転へと切り替える。

これによれば、風呂熱回収運転を行っても所定時間以内に浴槽温度Ｔｂが目標温度Ｔｔに到達しなかった場合に差し水運転に切り替える給湯装置１を提供できる。したがって、風呂熱回収運転による湯温低減に長時間かかってしまうことを回避することが可能となる。

降温判定部８０ｇは、タンク温度Ｔａと浴槽温度Ｔｂとの差が所定値Ｔｔｈ１以内であるか否かを判定し、降温手段切替部８０ｊは、降温判定部８０ｇが所定値Ｔｔｈ１以内であると判定した場合には、差し水運転を実行する。これによれば、貯湯タンク１０内の湯水の温度と浴槽温度との差が小さい場合に風呂熱回収運転でなく差し水運転によって湯温低減をする給湯装置を提供できる。したがって、風呂熱回収運転による湯温低減に長時間かかってしまうことを回避することが可能となる。

制御システム８０は、制御システム８０が風呂熱回収運転を実行する場合には、風呂熱回収運転を行っていることを報知し、差し水運転を実行する場合には、差し水運転を行っていることを報知する報知部として、浴室内報知部９２ａおよび浴室外報知部９２ｂを有する。これによれば、風呂熱回収運転を実行する場合には、風呂熱回収運転を行っていることを報知し、差し水運転を実行する場合には、差し水運転を行っていることを報知する給湯装置１を提供することができる。したがって、風呂熱回収運転を行っているか差し水運転を行っているかを使用者が把握することが可能となる。

制御システム８０は、使用者が操作することで風呂熱回収運転と差し水運転とを切り替える手動切替部である浴室内風呂ぬるめスイッチ９４ａ、浴室内風呂熱回収スイッチ９３ａ、浴室外風呂ぬるめスイッチ９４ｂ、および浴室外風呂熱回収スイッチ９３ｂを有する。これによれば、制御システム８０による降温手段の選択実行に加え、使用者が任意に降温手段を選択実行する給湯装置１を提供できる。したがって、制御システム８０が選択した降温手段に関わらず、使用者が望む降温手段によって湯温低減を実行することができる。

制御システム８０は、貯湯タンク１０内の湯水の熱を浴槽用熱交換器３０によって浴槽６０内の湯水へ与える追い焚き運転を行う追い焚き運転部８０ｏと、浴槽温度Ｔｂよりも高温の湯水を浴槽に供給する足し湯運転を行う足し湯運転部８０ｐと、を有する。制御システム８０は、さらに浴槽温度Ｔｂが追い焚き運転によって目標温度Ｔｔまで上昇するか否かを判定する昇温判定部８０ｈを有する。制御システム８０は、さらに追い焚き運転と足し湯運転のどちらか一方を実行するとともに、昇温判定部８０ｈが目標温度Ｔｔまで上昇しないと判定した場合に足し湯運転を実行する昇温手段切替部８０ｋを有する。

これによれば、追い焚き運転によって目標温度Ｔｔに到達することが困難な場合に、足し湯運転によって湯温の上昇を行う給湯装置１を提供できる。したがって、浴槽温度Ｔｂの上昇を追い焚き運転で行い、目標温度Ｔｔに到達しない、あるいは到達するのに長時間かかってしまうことを回避することが可能となる。

昇温判定部８０ｈは、追い焚き運転を所定時間行った時点で浴槽温度が目標温度Ｔｔに到達したか否かを判定し、昇温手段切替部８０ｋは、昇温判定部８０ｈが否と判定した場合に、追い焚き運転を足し湯運転へと切り替える。これによれば、追い焚き運転を行っても所定時間以内に浴槽温度Ｔｂが目標温度Ｔｔに到達しなかった場合に足し湯運転に切り替える給湯装置を提供できる。したがって、追い焚き運転による湯温の上昇に長時間かかってしまうことを回避することが可能となる。

昇温判定部８０ｈは、浴槽温度が所定温度Ｔｔｈ２よりも低いか否かを判定し、昇温手段切替部８０ｋは、昇温判定部８０ｈが所定温度Ｔｔｈ２よりも低いと判定した場合に、足し湯運転を選択し実行する。これによれば、浴槽温度Ｔｂが低い場合に追い焚き運転でなく足し湯運転によって湯温低減を実行する給湯装置１を提供できる。したがって、追い焚き運転による浴槽温度Ｔｂの上昇に長時間かかってしまうことを回避することが可能となる。

貯湯タンク１０は、中間部に浴槽用熱交換器３０を通過した湯水が流入する第２中間開口部１０ｅを有する。これによれば、中間部に浴槽用熱交換器３０を通過した湯水が流入する貯湯タンク１０において、上述の制御を実行することができる。風呂熱回収運転や追い焚き運転によって中温水となった湯水が貯湯タンク１０の中間部に流入する場合は、貯湯タンク１０が中温水によって満たされやすくなる。したがって、中温水によって満たされやすい貯湯タンク１０を備える給湯装置１であっても湯温低減を可能にすることができる。 降温判定部８０ｇは、使用者が浴槽６０内の湯水の温度Ｔｂを降下させる要求をした際に、浴槽６０内の湯水の温度Ｔｂが風呂熱回収運転によって目標温度Ｔｔまで下降するか否かを判定する。これによれば、使用者が浴槽温度Ｔｂを下げるように目標温度Ｔｔを設定した際に、風呂熱回収運転によって目標温度Ｔｔまで下降するか否かを使用者が判断する必要がないため、使用者の使い勝手を向上させることができる。

他の実施形態
この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品、要素の組み合わせに限定されず、種々変形して実施することが可能である。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品、要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品、要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示される技術的範囲は、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およ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。

制御器８０ｂが提供する手段および／または機能は、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウェアおよびそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、制御器８０ｂがハードウェアである電子回路によって提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、またはアナログ回路によって提供することができる。

上述の実施形態において、ステップ１２８における所定時間はあらかじめ設定されているとしたが、これに代えて、制御システム８０が各種物理量から所定時間を算出し設定する構成にしてもよい。例えば、赤外線センサ７４等によって使用者の入浴時間を所定期間測定し、制御システム８０が、その測定データから算出した使用者の平均入浴時間の半分の時間を所定時間として設定する構成としてよい。また、制御システム８０によって所定時間が任意に設定可能な構成としてもよい。例えば、浴室内コントローラ９０ａまたは浴室外コントローラ９０ｂを操作することで、所定時間の長さを使用者が任意に設定できる構成としてもよい。

上述の実施形態において、報知部は降温手段を視覚情報として報知するとしたが、これに代えて、聴覚情報として報知するようにしてもよい。例えば、浴室内コントローラ９０ａに音声を再生可能なスピーカとして報知部を設け、「風呂熱回収運転中です」や、「差し水運転中です」といった音声によって使用者に実行中の運転モードを報知する構成としてもよい。

上述の実施形態において、浴室内コントローラ９０ａは、浴室内風呂熱回収スイッチ９３ａおよび浴室内風呂ぬるめスイッチ９４ａを独立して有するとしたが、これに代えて、一つのスイッチによって風呂熱回収運転と差し水運転とを切り替えるようにしてもよい。例えば、浴室内コントローラ９０ａに降温手段切替スイッチを設け、この降温手段切替スイッチを操作することで風呂熱回収運転と差し水運転とを切り替える構成としてもよい。

上述の実施形態において、報知部は、浴室内コントローラ９０ａと浴室外コントローラ９０ｂとにそれぞれ浴室内報知部９２ａと浴室外報知部９２ｂとして設けられるとしたが、どちらか一方にのみ設けられる構成としてもよい。また、浴室内コントローラ９０ａおよび浴室外コントローラ９０ｂとは独立した報知部を有する構成としてもよい。
上述の実施形態において、ステップ１２０では、浴槽温度Ｔｂとタンク温度Ｔａとが近いか否かと、タンク温度Ｔａが浴槽温度Ｔｂよりも高いか否かと、を同時に判定するとしたが、これに代えて、浴槽温度Ｔｂとタンク温度Ｔａとが近いか否かのみを判定してもよい。例えば、浴槽温度Ｔｂとタンク温度Ｔａとの差の絶対値が所定値以下か否かを判定してもよい。

１…給湯装置
１０…貯湯タンク
３０…浴槽用熱交換器
６０…浴槽
８０…制御システム
８０ｇ…降温判定部
８０ｊ…降温手段切替部
８０ｍ…風呂熱回収運転部
８０ｎ…差し水運転部

Claims (9)

1. 貯湯タンク（１０）、
   前記貯湯タンク内の湯水と浴槽（６０）内の湯水との間で熱交換を行う熱交換器（３０）および、
   前記浴槽内の湯水の熱を前記熱交換器によって前記貯湯タンク内の湯水へと回収する風呂熱回収運転を行う風呂熱回収運転部（８０ｍ）と、
   水道水を前記浴槽に供給する差し水運転を行う差し水運転部（８０ｎ）と、
   前記浴槽内の湯水の温度が前記風呂熱回収運転によって目標温度まで下降するか否かを判定する降温判定部（８０ｇ）と、
   前記風呂熱回収運転と前記差し水運転のどちらか一方を実行するとともに、前記降温判定部が前記目標温度まで下降しないと判定した場合には前記差し水運転を実行する降温手段切替部（８０ｊ）と、
   を有する制御システム（８０）を備え、
   前記降温判定部は、前記風呂熱回収運転を所定時間行った時点で前記浴槽内の湯水が前記目標温度に到達したか否かを判定し、
   前記降温手段切替部は、前記降温判定部が否と判定した場合に、前記風呂熱回収運転を前記差し水運転へと切り替える給湯装置。
2. 前記降温判定部は、前記浴槽内の湯水の温度と前記貯湯タンク内の湯水の温度との差が所定値以内であるか否かを判定し、
   前記降温手段切替部は、前記降温判定部が前記所定値以内であると判定した場合に、前記差し水運転を実行する請求項１に記載の給湯装置。
3. 前記制御システムは、前記制御システムが前記風呂熱回収運転を実行する場合には、前記風呂熱回収運転を行っていることを報知し、前記制御システムが前記差し水運転を実行する場合には、前記差し水運転を行っていることを報知する報知部（９２ａ、９２ｂ）を有する請求項１または２に記載の給湯装置。
4. 前記制御システムは、使用者が操作することで前記風呂熱回収運転と前記差し水運転とを切り替える手動切替部（９３ａ、９４ａ、９３ｂ、９４ｂ）を有する請求項１から３のいずれか１項に記載の給湯装置。
5. 前記制御システムは、さらに、前記貯湯タンク内の湯水の熱を前記熱交換器によって前記浴槽内の湯水へ与える追い焚き運転を行う追い焚き運転部（８０ｏ）と、
   前記浴槽内の湯水の温度よりも高温の湯水を前記浴槽に供給する足し湯運転を行う足し湯運転部（８０ｐ）と、
   前記浴槽内の湯水の温度が前記追い焚き運転によって前記目標温度まで上昇するか否かを判定する昇温判定部（８０ｈ）と、
   前記追い焚き運転と前記足し湯運転のどちらか一方を実行するとともに、前記昇温判定部が前記目標温度まで上昇しないと判定した場合に前記足し湯運転を実行する昇温手段切替部（８０ｋ）と、
   を有する請求項１から４のいずれか１項に記載の給湯装置。
6. 前記昇温判定部は、前記追い焚き運転を所定時間行った時点で前記浴槽内の湯水が前記目標温度に到達したか否かを判定し、
   前記昇温手段切替部は、前記昇温判定部が否と判定した場合に、前記追い焚き運転を前記足し湯運転へと切り替える請求項５に記載の給湯装置。
7. 前記昇温判定部は、前記浴槽内の湯水の温度が所定温度よりも低いか否かを判定し、
   前記昇温手段切替部は、前記昇温判定部が低いと判定した場合に、前記足し湯運転を実行する請求項５または６に記載の給湯装置。
8. 前記貯湯タンクは、中間部に前記熱交換器を通過した湯水が流入する開口部（１０ｅ）を有する請求項１から７のいずれか１項に記載の給湯装置。
9. 前記降温判定部は、使用者が前記浴槽内の湯水の温度を降下させる要求をした際に、前記浴槽内の湯水の温度が前記風呂熱回収運転によって目標温度まで下降するか否かを判定する請求項１から８のいずれか１項に記載の給湯装置。

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