貯湯式給湯器
【課題】エネルギー利用効率を向上させることが可能な貯湯式給湯器を提供する。
【解決手段】足し湯保温開始時に、水位センサ５３で浴槽Ｂの水位Ｈ１を検出し浴槽Ｂの水量Ｖ１を算出し、風呂サーミスタ５５で浴水温度Θ１を検出する。Ｖ１，Θ１から全浴水の熱量Ｑ１を算出する。目標温度Θｔ，目標水量Ｖｔから温度Θｔの浴水を水位Ｈｔまで浴槽Ｂに満たすに必要な必要熱量Ｑｔを算出する。Ｑｔ−Ｑ１及びＶｔ−Ｖ１から浴槽Ｂに供給する温水の調湯温度Θｓを算出する。出湯サーミスタ５が検出する出湯温度Θｈ及び給水サーミスタ９が検出する冷水温度Θｃに基づき、湯張り路３１の温水温度が調湯温度Θｓとなるよう風呂混合弁４１を制御し、湯張り水量センサ４６で検出される流量に基づき浴槽Ｂに供給される温水量が必要給水量Ｖｔ−Ｖ１となるよう湯張り電磁弁４５の開閉制御を行う。
【解決手段】足し湯保温開始時に、水位センサ５３で浴槽Ｂの水位Ｈ１を検出し浴槽Ｂの水量Ｖ１を算出し、風呂サーミスタ５５で浴水温度Θ１を検出する。Ｖ１，Θ１から全浴水の熱量Ｑ１を算出する。目標温度Θｔ，目標水量Ｖｔから温度Θｔの浴水を水位Ｈｔまで浴槽Ｂに満たすに必要な必要熱量Ｑｔを算出する。Ｑｔ−Ｑ１及びＶｔ−Ｖ１から浴槽Ｂに供給する温水の調湯温度Θｓを算出する。出湯サーミスタ５が検出する出湯温度Θｈ及び給水サーミスタ９が検出する冷水温度Θｃに基づき、湯張り路３１の温水温度が調湯温度Θｓとなるよう風呂混合弁４１を制御し、湯張り水量センサ４６で検出される流量に基づき浴槽Ｂに供給される温水量が必要給水量Ｖｔ−Ｖ１となるよう湯張り電磁弁４５の開閉制御を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成層式貯湯タンクに貯湯した温水を風呂などに給湯する貯湯式給湯器に関し、特に、風呂の保温時の貯湯タンクで貯湯された温水の熱の利用効率を高めた貯湯式給湯器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から成層式貯湯タンクに蓄熱し給湯や暖房を行う貯湯式給湯器が広く用いられている。「成層式貯湯タンク」とは、１つのタンク内で温度の低い水が下に、温度の高い水が上にある温度成層を形成させて貯湯する貯湯タンクである。風呂の追焚き機能を備えた成層式貯湯タンクを用いた貯湯式給湯器としては、例えば、特許文献１〜３に記載のものが公知である。
【０００３】
（１）図７は、特許文献１の図１に記載の貯湯式給湯器の配管構成図である。尚、図７は、追焚きに関係する配管構成部分のみを抜粋してある。この貯湯式給湯器は、蓄熱のための成層式貯湯タンクを備えたタンク・ユニットと、ヒートポンプを備えたヒートポンプ・ユニットの２つのユニットから構成されている。貯湯タンク下部の温度の低い水は、沸上げポンプＰ１によりヒートポンプ・ユニットに送られ、ヒートポンプ・ユニットにおいて大気から集熱した熱により加熱される。加熱された高温水は貯湯タンク上部に戻され、貯湯タンク上部が高温、下部が低温の温度成層が形成される。風呂の追焚き時には、風呂循環ポンプＰ３により浴槽内に溜められた浴水を追焚き用熱交換器の二次側に循環させるとともに、追焚き用循環ポンプＰ２により貯湯タンク上部の高温水を追焚き用熱交換器の一次側を通して貯湯タンク下部に戻す。これにより、貯湯タンク上部の高温水の熱が浴水に移熱され、浴水の追焚きがなされる。
【０００４】
（２）図８は、特許文献２の図１に記載の貯湯式給湯器の配管構成図である。尚、図８は、追焚きに関係する配管構成部分のみを抜粋してある。図８の貯湯式給湯器も、図７と同様、成層式貯湯タンクを備えたタンク・ユニットとヒートポンプ・ユニットとの２つのユニットから構成されている。図７と同様に、ヒートポンプ・ユニットにより貯湯タンク内の水には上部が高温、下部が低温の温度成層が形成される。この貯湯式給湯器では、貯湯タンク内上部に浴水が循環し貯湯タンク上部の水と浴水との熱交換を行う風呂熱交換器を備えている。風呂の追焚き時には、風呂循環ポンプＰ３により浴槽内に溜められた浴水を風呂熱交換器を通して浴槽に戻す循環を行う。これにより、浴水の沸き上げが行われる。
【０００５】
（３）図９は、特許文献３の図１に記載の貯湯式給湯器の配管構成図である。図７，図８と同様、ヒートポンプ・ユニットにより貯湯タンク内の水には上部が高温、下部が低温の温度成層が形成される。この貯湯式給湯器は、図７，図８と異なり追焚き用熱交換器や風呂熱交換器を具備していない。追焚き配管には、この配管内に浴槽内の浴水を循環させる風呂循環ポンプが配設されており、風呂循環ポンプ上流側の追焚き配管内には風呂戻りサーミスタ、風呂循環ポンプ下流側の追焚き配管内には風呂往きサーミスタが設けられている。風呂戻りサーミスタにより、浴槽内の浴水温度が検出される。この浴水温度が設定温度よりも低下すると、風呂の追焚きが開始される。風呂の追焚き時には、給水電磁弁が開弁され、貯湯タンク下部に水を供給することにより、貯湯タンク上部の高温水を湯張り配管、追焚き配管を通して浴槽内に供給される。このとき、浴槽に供給される湯の温度は、風呂混合弁により冷水と高温水との混合比を調整することによって調節される。浴槽の水位が設定水位を超えると、追焚き配管に設けられた排水弁が開弁され、過剰な浴水が排水され、浴槽の水位が設定水位に維持される。浴槽内の浴水温度が設定温度に達すると、給水電磁弁が閉止され、追焚き動作が終了する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−９４８４８号公報
【特許文献２】特開２００９−１３８９６６号公報
【特許文献３】特開２０１１−１２７８７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来の貯湯式給湯器のうち、特許文献１，２（図７，図８）のタイプのものは、ともに浴水と貯湯タンクとの高温水とを熱交換器により熱交換させることにより浴水を加熱し追焚きを行うものである。従って、浴水との熱交換によって貯湯タンクの高温水（約６０℃以上の水）は奪熱され中温水（約２０〜４０℃程度の水）となる。従って浴水の追焚きを行うと貯湯タンクには中温水が蓄積されることになるが、この中温水は給湯に使用するには温度が不足しており給湯に直接使用することができず再沸き上げが必要となり、エネルギーの無駄が生じてしまうという問題がある。また、貯湯タンク内の中温水をヒートポンプ・ユニットで沸き上げる場合、入水温度が高いためにヒートポンプの成績係数（ＣＯＰ：Coefficient Of Performance）が低下し熱効率が悪くなるという問題がある。
【０００８】
一方、特許文献３（図９）のタイプの貯湯式給湯器は、貯湯タンクの高温水を浴槽に直接足し湯することによって浴水の温度を上げるものである。このタイプの貯湯式給湯器では、貯湯タンク内に中温水が蓄積されることがないため、上述のような問題は生じない。しかしながら、足し湯によって浴槽の水位が設定水位に達しても浴水温度が設定温度まで達しない場合には、追焚き配管の排水弁から余分な浴水が排水されるため、排水により熱が捨てられることになり、システム全体としての熱効率が低下するという問題がある。また、追焚き時の無駄な排水により水の無駄遣いが生じ、水道コストも高くなるという問題もある。一方、浴槽の水位が設定水位に達する前に浴水温度が設定温度に達すると、浴槽の水位が設定水位より低い状態で停止し、足し湯後の水位が一定しないという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、上記のような問題点を解決又は緩和し、よりエネルギー利用効率を向上させることが可能な貯湯式給湯器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る貯湯式給湯器の第１の構成は、内部に温度成層を形成させ温水を貯留する貯湯タンクと、
一端が前記貯湯タンク上部に接続された出湯路と、
外部から冷水を供給する給水路と、
前記出湯路の温水と前記給水路の冷水とを任意の割合で混合する風呂混合弁と、
一端が前記風呂混合弁に接続され、他端が前記浴槽に連通する湯張り路と、
前記湯張り路に配設された開閉弁である湯張り弁と、
前記湯張り路を流れる水の流量を検出する湯張り水量センサと、
前記浴槽内の水位を検出する水位センサと、
前記浴槽内の浴水の温度を検出する風呂温度センサと、
前記浴槽内の浴水の目標温度Θｔを設定する風呂温度設定手段と、
前記浴槽内の目標水位Ｈｔを設定する水位設定手段と、
足し湯保温の開始を指示する足し湯保温開始信号を出力する開始信号発生手段と、
前記足し湯保温開始信号が出力されると、前記水位センサにより前記浴槽内の水位Ｈ１を検出し、当該水位Ｈ１に基づき前記浴槽内の現水量Ｖ１を算出する風呂水量検出手段と、
前記足し湯保温開始信号が出力されると、前記風呂温度センサにより浴水温度Θ１を検出する風呂温度検出手段と、
前記現水量Ｖ１と前記浴水温度Θ１から浴槽内の全浴水の熱量Ｑ１を算出する全熱量演算手段と、
前記目標水位Ｈｔから目標水量Ｖｔを算出し、前記目標温度Θｔ及び前記目標水量Ｖｔから、前記目標温度Θｔの浴水を前記目標水位Ｈｔまで前記浴槽に満たすのに必要な必要熱量Ｑｔを算出する必要熱量演算手段と、
前記目標水量Ｖｔと前記現水量Ｖ１との差分である必要給水量Ｖｔ−Ｖ１、及び前記必要熱量Ｑｔと前記熱量Ｑ１の差分である不足熱量Ｑｔ−Ｑ１を算出し、前記不足熱量Ｑｔ−Ｑ１及び前記必要給水量Ｖｔ−Ｖ１から前記浴槽に供給すべき温水の調湯温度Θｓを算出する給湯温量算出手段と、
前記湯張り路の温水温度が前記調湯温度Θｓとなるよう前記風呂混合弁を制御するとともに、前記湯張り水量センサで検出される流量に基づき前記浴槽に供給される温水量が前記必要給水量Ｖｔ−Ｖ１となるよう前記湯張り弁の開閉制御を行う足し湯保温制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、開始信号発生手段が足し湯保温開始信号を出力すると浴水の足し湯保温動作が開始する。まず、風呂水量検出手段により浴槽内の現水量Ｖ１が算出され、風呂温度検出手段により浴水温度Θ１が検出される。次に、全熱量演算手段により現在の浴槽内の全浴水の熱量Ｑ１が算出される。次に、必要熱量演算手段により必要給水量Ｖｔ−Ｖ１及び不足熱量Ｑｔ−Ｑ１が算出され、これらから浴槽に供給すべき温水の調湯温度Θｓが算出される。そして、足し湯保温制御手段は湯張り路の温水温度が調湯温度Θｓとなるよう風呂混合弁を制御し、必要給水量Ｖｔ−Ｖ１となるよう湯張り弁の開閉制御を行う。これにより、貯湯タンクから必要十分な量の高温水が浴槽に補給されるため、システム全体としての熱利用効率を最大にすることができる。また、足し湯保温を行った後は、浴槽の水位が設定水位となり、足し湯後の浴槽の水位を常に設定水位に保つことができる。また、特許文献３の貯湯式給湯器のような浴水の無駄な排水をなくすことができ、熱や水の無駄をなくすことができる。また、貯湯タンクに中温水を戻すこともないため、上述したようなエネルギーの無駄もなくすことができる。
【００１２】
本発明に係る貯湯式給湯器の第２の構成は、前記第１の構成において、両端が浴槽に接続され前記浴槽内の浴水が循環する浴水循環路と、
前記浴水循環路内に浴水を循環させる風呂循環ポンプと、を備え、
前記風呂温度センサは、浴水循環路内の浴水の温度を検出するものであり、
前記風呂温度検出手段は、前記足し湯保温開始信号が出力されると、前記風呂循環ポンプを所定の時間起動し前記風呂温度センサにより浴水温度Θ１を検出することを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、風呂温度検出手段は、足し湯保温開始信号が出力されると、風呂循環ポンプを所定の時間起動し浴槽内の浴水を擾乱する。これにより、浴槽内の浴水に温度成層が生じていた場合には温度成層が壊されて浴水温度が平均化される。この平均化された浴水温度Θ１を風呂温度センサにより検出することで、全熱量演算手段による全浴水の熱量Ｑ１の演算を精度よく行うことが可能となる。
【００１４】
本発明に係る貯湯式給湯器の第３の構成は、前記第１又は２の構成において、前記開始信号発生手段は、前記水位センサが検出する水位Ｈ１が前記目標水位Ｈｔから所定の距離だけ下がったときに、前記足し湯保温開始信号を出力することを特徴とする。
【００１５】
この構成により、浴槽の水位が目標水位Ｈｔから所定の距離だけ下がると自動的に足し湯足し湯保温が行われ、浴槽の水位と温度を設定水位・設定温度近傍に安定的に保つことができる。
【００１６】
本発明に係る貯湯式給湯器の第４の構成は、前記第１乃至３の何れか一の構成において、前記開始信号発生手段は、前記水位センサが検出する水位Ｈ１が所定の時間継続して一定の値を維持した後に水位Ｈ１の変化が検出されたときに、前記足し湯保温開始信号を出力することを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、浴槽の水位Ｈ１が所定の時間継続して一定の値を維持した後に水位Ｈ１の変化が検出されたときに足し湯保温が開始される。すなわち、継続的に浴槽の水位Ｈ１が一定値を保ち続けている間は利用者が浴槽を使用していないと考えられるため、その間は足し湯保温が行われない。一方、水位Ｈ１が所定の時間継続して一定の値を維持した後に水位Ｈ１の変化が検出された場合には、利用者が浴槽の使用を開始したと考えられるため、この利用者の浴槽使用開始のイベントをトリガとして足し湯保温を行う。これにより、前の利用者の入浴と次の利用者の入浴の間の時間が長時間にわたった場合、その間の時間に無駄な足し湯保温が行われることが防止され、浴槽からの無駄な熱散逸を抑えることができる。
【００１８】
ここで、「所定の時間」は、自由に設定することが可能であるが、浴槽が使用されていない状態を判定するための時間であるため、通常は１０分から３０分程度とするのがよい。「水位Ｈ１の変化が検出」とは、水位Ｈ１の低下だけでなく水位Ｈ１の増加の場合も含む。利用者が浴槽から浴水を汲み出した場合には水位Ｈ１が低下し、利用者が浴槽内に入った場合には水位Ｈ１が上昇するからである。
【００１９】
本発明に係る貯湯式給湯器の第５の構成は、前記第１乃至４の何れか一の構成において、前記浴槽が設置された浴室内又は当該浴室に隣接する脱衣室の人の有無を検出する人感センサを備え、
前記開始信号発生手段は、所定の時間継続して前記人感センサが人の存在を検出しない状態が続いた後に、前記人感センサが人の存在を検出したときに、前記足し湯保温開始信号を出力することを特徴とする。
【００２０】
この構成によれば、継続的に浴室内又は当該浴室に隣接する脱衣室に人のいない状態が続いた後に人感センサにより浴室内又は脱衣室に人が入ったことが検出されたときに、足し湯保温が開始される。これにより、前の利用者の入浴と次の利用者の入浴の間の時間が長時間にわたった場合、その間の時間に無駄な足し湯保温が行われることが防止され、浴槽からの無駄な熱散逸を抑えることができる。
【００２１】
本発明に係る貯湯式給湯器の第６の構成は、前記第１乃至５の何れか一の構成において、前記貯湯式給湯器の動作又は設定の指示の入力を行うリモコンを備え、
前記開始信号発生手段は、所定の時間継続して前記リモコンへの入力がない状態が続いた後に、前記リモコンにより動作又は設定の指示が入力されたときに、前記足し湯保温開始信号を出力することを特徴とする。
【００２２】
この構成によれば、継続的に入力のない状態が続いた後に利用者によりリモコンが操作された場合、浴室の利用が開始されたと判定されるため、足し湯保温が開始される。これにより、前の利用者の入浴と次の利用者の入浴の間の時間が長時間にわたった場合、その間の時間に無駄な足し湯保温が行われることが防止され、浴槽からの無駄な熱散逸を抑えることができる。
【００２３】
本発明に係る貯湯式給湯器の第７の構成は、前記第１乃至６の何れか一の構成において、前記浴槽が設置された浴室の照明のオン・オフを検出する照明スイッチング検知手段を備え、
前記開始信号発生手段は、前記照明スイッチング検知手段が前記照明のオンへの切り替えを検出したときに、前記足し湯保温開始信号を出力することを特徴とする。
【００２４】
この構成によれば、照明スイッチング検知手段が照明のオンを検出した場合、浴室の利用が開始されたと判定されるため、足し湯保温が開始される。これにより、前の利用者の入浴と次の利用者の入浴の間の時間が長時間にわたった場合、その間の時間に無駄な足し湯保温が行われることが防止され、浴槽からの無駄な熱散逸を抑えることができる。
【００２５】
本発明に係る貯湯式給湯器の第８の構成は、前記第１乃至７の何れか一の構成において、前記浴槽が設置された浴室の照度を検出する浴室照度センサを備え、
前記開始信号発生手段は、前記浴室照度センサが検出する照度の時間変分量が所定の閾値を超えたときに、前記足し湯保温開始信号を出力することを特徴とする。
【００２６】
この構成によれば、浴室照度センサが検出する照度の時間変分量が所定の閾値を超えた場合、浴室の利用が開始されたと判定されるため、足し湯保温が開始される。これにより、前の利用者の入浴と次の利用者の入浴の間の時間が長時間にわたった場合、その間の時間に無駄な足し湯保温が行われることが防止され、浴槽からの無駄な熱散逸を抑えることができる。
【発明の効果】
【００２７】
以上のように、本発明によれば、貯湯タンクに中温水を戻すことなく足し湯保温を行うため、貯湯タンク内に給湯に利用できない中温水が蓄積されることがなく、エネルギーの無駄が生じることを回避することができる。また、足し湯保温時に浴槽に供給する高温水の量を必要最小限にすることができるため、システム全体としての熱効率を向上させることができる。また、利用者が入浴していない時間帯に無駄に足し湯保温を実行することを避けることができるため、浴槽からの熱散逸によるエネルギーロスを最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施例１に係る貯湯式給湯器の配管構成を表す図である。
【図２】本発明の実施例１に係る貯湯式給湯器の制御構成を表すブロック図である。
【図３】実施例１に係る貯湯式給湯器の足し湯保温時の動作を表すフローチャートである。
【図４】本発明の実施例２に係る貯湯式給湯器の動作を表すフローチャートである。
【図５】本発明の実施例３に係る貯湯式給湯器の制御構成を表すブロック図である。
【図６】本発明の実施例３に係る貯湯式給湯器の動作を表すフローチャートである。
【図７】特許文献１の図１に記載の貯湯式給湯器の配管構成図である。
【図８】特許文献２の図１に記載の貯湯式給湯器の配管構成図である。
【図９】特許文献３の図１に記載の貯湯式給湯器の配管構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００３０】
（１）配管構成
図１は、本発明の実施例１に係る貯湯式給湯器の配管構成を表す図である。本発明の貯湯式給湯器は、貯湯・給湯機能を備えたタンク・ユニット１と、お湯の沸上げ機能を備えたヒートポンプ・ユニット２を備えている。タンク・ユニット１には、成層式で貯湯を行う貯湯タンク３が設けられている。貯湯タンク３は円筒状のタンクであり、貯湯タンク３には、その下部から上部にかけてそれぞれの高さにおける貯湯タンク３内の水の温度を検出する残湯サーミスタ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅが設置されている。また、貯湯タンク３の缶体頂部には、貯湯タンク３頂部の水の温度を検出する出湯サーミスタ５が設置されている。
【００３１】
貯湯タンク３の底部には、水道や井戸から冷水を給水するための給水路６が接続されている。給水路６には、上流側から、ストレーナ７、逆止弁８、給水サーミスタ９、及び減圧弁１０が設けられている。給水サーミスタ９により、給水路に供給される冷水温度Θｃが検出される。また、給水路６は、減圧弁１０の下流側で２つの給水路６ａ，６ｂに分岐しており、一方の給水路６ａが貯湯タンク３の底部に接続されている。この給水路６ａにも逆止弁１１が設けられている。
【００３２】
また、貯湯タンク３内の水を沸き上げるため、貯湯タンク３とヒートポンプ・ユニット２との間で水を循環させる沸上循環路１２が設けられている。沸上循環路１２は、上流端が貯湯タンク３の底部に接続され、ヒートポンプ・ユニット２を経て、下流端が貯湯タンク３の頂部に接続されている。沸上循環路１２上には、上流側から、排水弁１３、沸上ポンプ１４、接続管１２ａ、ヒートポンプ給水サーミスタ１５、水熱交換器１６、ヒートポンプ出湯サーミスタ１７、接続管１２ｂ、及び三方弁１８が設けられている。尚、接続管１２ａ，１２ｂはタンク・ユニット１とヒートポンプ・ユニット２とを接続する配管であり、排水弁１３、沸上ポンプ１４、及び三方弁１８はタンク・ユニット１側、ヒートポンプ給水サーミスタ１５、水熱交換器１６、及びヒートポンプ出湯サーミスタ１７はヒートポンプ・ユニット２側にそれぞれ配設されている。三方弁１８と貯湯タンク３の底部との間にはバイパス路１９が設けられている。
【００３３】
ヒートポンプ・ユニット２内には、大気から集熱してその熱により水熱交換器１６に給熱するための熱媒循環路２０が設けられている。熱媒循環路２０内には、アンモニアや二酸化炭素等の冷媒が循環する。熱媒循環路２０には、水熱交換器１６、膨張弁２１、蒸発器２２、及び圧縮機２３がこの順序で配設されており、通常のヒートポンプ・サイクルが形成されている。蒸発器２２により大気から吸収された熱は水熱交換器１６により沸上循環路１２を循環する水に与熱され、これにより貯湯タンク３の上部から高温水が蓄積され温度成層が形成される。
【００３４】
貯湯タンク３の頂部には、タンク内の高温水を取水するための出湯路２５が接続されている。出湯路２５に出湯される高温水の出湯温度Θｔは、出湯サーミスタ５により検出される。出湯路２５には、貯湯タンク３内の過大な圧力を放圧するための放圧路２６が接続されている。放圧路２６には、膨張水三方弁２７及び過圧逃し弁２８が配設され、膨張水三方弁２７は給水路６ａに接続されている。貯湯タンク３内の圧力が一定以上増加すると、膨張水が放圧路２６を通って過圧逃し弁２８から排水されタンク内圧が過圧にならないように対策が施されている。
【００３５】
出湯路２５は、下流側が２つに分岐しており、一方が逆止弁３２を介して給湯混合弁３３の入口ポートに接続され、他方が逆止弁４０を介して風呂混合弁４１の入口ポートに接続されている。
【００３６】
給湯混合弁３３のもう一方の入口ポートには逆止弁３６を介して給水路６ｂが接続されており、出湯路２５から供給される高温水と給水路６ｂから供給される冷水とが給湯混合弁３３で混合される。給湯混合弁３３の出口ポートには、給湯栓（図示せず）へ給湯を行うための配管である給湯路３０が接続されている。給湯路３０上には、上流側（給湯混合弁３３に接続された側）から、給湯水量センサ３４、及び給湯サーミスタ３５がこの順序で配設されている。給湯水量センサ３４は給湯路３０を通過する水量を検出する流量センサであり、給湯サーミスタ３５は給湯路３０を通過する温水の温度を検出する温度センサである。
【００３７】
一方、風呂混合弁４１のもう一方の入口ポートには給水路６ｂが接続されており、出湯路２５から供給される高温水と給水路６ｂから供給される冷水とが風呂混合弁４１において任意の割合で混合される。風呂混合弁４１の出口ポートには、浴槽Ｂへ給湯を行うための配管である湯張り路３１が接続されている。湯張り路３１は、下流側が浴水循環路５０を介して浴槽Ｂに連通している。湯張り路３１上には、上流側（風呂混合弁４１に接続された側）から、複合水弁４２及び湯張りサーミスタ４３が設けられている。湯張りサーミスタ４３は、湯張り路３１を通過する温水の温度を検出する温度センサである。複合水弁４２は、湯張り電磁弁４４、逆止弁４５、湯張り水量センサ４６、逆止弁４７、及び排水弁４８により構成された複合弁である。これらは、風呂混合弁４１の側から、湯張り電磁弁４４、逆止弁４５、湯張り水量センサ４６、及び逆止弁４７の順に接続されている。また、湯張り電磁弁４４及び逆止弁４５をバイパスしてバイパス管路４９が形成されており、このバイパス管路４９に排水弁４８が設けられている。
【００３８】
湯張り電磁弁４４は開閉弁であり、湯張り路３１を流れる温水の通断を行う。湯張り水量センサ４６は、湯張り路３１を流れる温水の水量を検出する流量センサである。湯張りサーミスタ４３は、湯張り路３１を流れる温水の調湯温度Θｓを検出する温度センサである。
【００３９】
浴水循環路５０は、両端が接続アダプタ５１により浴槽Ｂに接続された、浴水を循環させるための配管である。浴水循環路５０には、浴槽Ｂ内の浴水を浴水循環路５０に循環させるための風呂循環ポンプ５２が設けられている。また、風呂循環ポンプ５２の吸入側の浴水循環路５０上には、上流側から、水位センサ５３、水流スイッチ５４、及び風呂サーミスタ５５がこの順序で配設されている。また、湯張り路３１は、水循環路５０の風呂循環ポンプ５２吐出側に接続されている。尚、湯張り路３１の接続位置は、風呂循環ポンプ５２の吸入側とすることもできる。また、接続アダプタに風呂温度センサ（風呂サーミスタ５５）を組み込んだ構成とすることもできる。
【００４０】
水位センサ５３は、浴水の圧力を検出することにより浴槽Ｂ内の浴水の水位Ｈ１を検出する圧力センサである。水流スイッチ５４は、浴水循環路５０に浴水が流れているときにＯＮとなるスイッチであり、浴水の循環を検出するために使用される。風呂サーミスタ５５は、浴水循環路５０を流れる浴水の浴水温度Θ１を検出する温度センサである。
【００４１】
（２）制御構成
図２は、本発明の実施例１に係る貯湯式給湯器の制御構成を表すブロック図である。図２において、タンク・ユニット１、出湯サーミスタ５、給水サーミスタ９、風呂混合弁４１、湯張り電磁弁４４、湯張り水量センサ４６、風呂循環ポンプ５２、水位センサ５３、及び風呂サーミスタ５５は、図１の同符号の構成部分に対応している。
【００４２】
タンク・ユニット１内には、タンク・ユニット１の制御を行うための回路が搭載された制御基板６０が設けられており、制御基板６０に対して利用者が指示を入力するためのリモコン６１が、タンク・ユニット１の外付けとして設けられている。
【００４３】
リモコン６１は、浴槽Ｂ内の浴水の目標温度Θｔを設定する風呂温度設定部６２と、浴槽Ｂ内の目標水位Ｈｔを設定する水位設定部６３を備えている。また、制御基板６０は、設定条件メモリ６５、水量換算テーブル６６、開始信号発生部６７、風呂水量検出部６８、風呂温度検出部６９、全熱量演算部７０、必要熱量演算部７１、給湯温量演算部７２、及び足し湯保温制御部７３を備えている。
【００４４】
設定条件メモリ６５は、風呂温度設定部６２によって設定される目標温度Θｔや水位設定部６３により設定される目標水位Ｈｔを記憶する不揮発性のメモリである。水量換算テーブル６６は、水位センサ５３により検出される浴水の水圧から浴槽Ｂ内の浴水の水位を換算するための水位及び水量を換算するためのルックアップ・テーブル又は近似曲線式が記憶された不揮発性のメモリである。これらのルックアップ・テーブル又は近似曲線式は、貯湯式給湯器の設置時に、施工業者が実測することにより設定される。
【００４５】
開始信号発生部６７は、足し湯保温の開始を指示する足し湯保温開始信号を出力する回路である。本実施例においては、開始信号発生部６７は、水位センサ５３が検出する水位Ｈ１が、設定条件メモリ６５に設定された目標水位Ｈｔから所定の距離ΔＨｔｈだけ下がったときに、足し湯保温開始信号を出力する。
【００４６】
風呂水量検出部６８は、開始信号発生部６７により足し湯保温開始信号が出力されると、水位センサ５３により浴槽Ｂ内の水位Ｈ１を検出し、当該水位Ｈ１に基づき浴槽Ｂ内の現水量Ｖ１を算出する。風呂温度検出部６９は、開始信号発生部６７により足し湯保温開始信号が出力されると、風呂循環ポンプ５２を所定の時間起動して浴水循環路５０に浴水を循環させ、浴槽Ｂ内の浴水を混合した後に、風呂サーミスタ５５により浴水温度Θ１を検出する。
【００４７】
全熱量演算部７０は、風呂水量検出部６８が算出する現水量Ｖ１と、風呂水量検出部６８が検出する浴水温度Θ１から、浴槽Ｂ内の全浴水の熱量Ｑ１を算出する。必要熱量演算部７１は、設定条件メモリ６５に設定された目標水位Ｈｔから目標水量Ｖｔを算出し、設定条件メモリ６５に設定された目標温度Θｔと算出された目標水量Ｖｔから、目標温度Θｔの浴水を目標水位Ｈｔまで浴槽Ｂに満たすのに必要な必要熱量Ｑｔを算出する。給湯温量演算部７２は、目標水量Ｖｔと現水量Ｖ１との差分である必要給水量Ｖｔ−Ｖ１、及び必要熱量Ｑｔと熱量Ｑ１の差分である不足熱量Ｑｔ−Ｑ１を算出し、不足熱量Ｑｔ−Ｑ１及び必要給水量Ｖｔ−Ｖ１から浴槽Ｂに供給すべき温水の調湯温度Θｓを算出する。足し湯保温制御部７３は、湯張り路３１の温水温度が調湯温度Θｓとなるよう風呂混合弁４１を制御するとともに、湯張り水量センサ４６で検出される流量に基づき浴槽Ｂに供給される温水量が必要給水量Ｖｔ−Ｖ１となるよう湯張り電磁弁４４の開閉制御を行う。
【００４８】
（３）動作
以上のように構成された本実施例の貯湯式給湯器について、以下その足し湯保温時の動作を説明する。図３は、実施例１に係る貯湯式給湯器の足し湯保温時の動作を表すフローチャートである。
【００４９】
（ステップＳ１） 利用者が入浴中に浴槽Ｂの浴水を汲み出して使用すると、浴槽Ｂ内の浴水の水位が低下する。開始信号発生部６７は、水位センサ５３により浴水の水圧を検出し、水量換算テーブル６６を参照してこれを浴槽Ｂの水位Ｈ１に換算する。
【００５０】
（ステップＳ２） 次いで、開始信号発生部６７は、設定条件メモリ６５に設定された目標水位Ｈｔを参照し、検出した水位Ｈ１が目標水位Ｈｔから所定の距離ΔＨｔｈだけ低下したか否かを判定する。ここで、Ｈ１＞Ｈｔ−ΔＨｔｈならばステップＳ１に戻り、Ｈ１≦Ｈｔ−ΔＨｔｈならば、開始信号発生部６７は足し湯保温開始信号を出力し、次のステップＳ３に進む。
【００５１】
（ステップＳ３，Ｓ４） 足し湯保温開始信号が入力されると、風呂温度検出部６９は、風呂循環ポンプ５２を起動するとともに、内部に設けられたタイマ（カウンタ）をリセットした後スタートする。
【００５２】
（ステップＳ５） 風呂温度検出部６９は、タイマにより計測される時間ｔが所定の時間Ｔ１（例えば、３０秒）に達したかどうかを判定する。ｔ≦Ｔ１の場合はそのまま時間カウントを継続し、ｔ＞Ｔ１となると次のステップＳ６へ移行する。
【００５３】
（ステップＳ６，Ｓ７） 風呂温度検出部６９は、風呂循環ポンプ５２を停止して、風呂サーミスタ５５により浴水温度Θ１を検出する。また、風呂水量検出部６８は、浴水の水圧が安定するまでの時間（例えば、３０秒）だけ待って、水位センサ５３により浴水の水圧を検出し、水量換算テーブル６６を参照してこれを浴槽Ｂ内の浴水の水量Ｖ１に換算する。
【００５４】
（ステップＳ８） 次に、全熱量演算部７０は、浴槽Ｂ内の浴水の水量Ｖ１と浴水温度Θ１から、浴槽Ｂ内の浴水の全熱量Ｑ１＝Ｖ１・Θ１を算出する。
【００５５】
（ステップＳ９，Ｓ１０） 次に、必要熱量演算部７１は、設定条件メモリ６５に設定された目標水位Ｈｔを読み出し、水量換算テーブル６６を参照して、これを目標水量Ｖｔに換算する。次いで、設定条件メモリ６５に設定された目標温度Θｔを読み出し、
目標温度Θｔ及び目標水量Ｖｔから、浴槽Ｂに目標温度Θｔの浴水を目標水位Ｈｔまで満たしたときの全浴水の熱量である必要熱量Ｑｔ＝Ｖｔ・Θｔを算出する。
【００５６】
（ステップＳ１１） 次に、給湯温量演算部７２は、目標水量Ｖｔと現在の水量Ｖ１との差分である必要給水量Ｖｔ−Ｖ１、及び必要熱量Ｑｔと現在の浴水の全熱量Ｑ１との差分である不足熱量Ｑｔ−Ｑ１を算出する。そして、不足熱量Ｑｔ−Ｑ１と必要給水量Ｖｔ−Ｖ１に基づき、浴槽Ｂに供給する温水の調湯温度Θｓ＝（Ｑｔ−Ｑ１）／（Ｖｔ−Ｖ１）を算出する。
【００５７】
（ステップＳ１２） 次に、足し湯保温制御部７３は、湯張り電磁弁４４を開弁する。このとき、風呂循環ポンプ５２の駆動能力が充分に大きい場合には、足し湯保温制御部７３は、湯張り路３１から浴槽Ｂに供給する温水と、浴槽Ｂ内の浴水とを充分に混合するために、風呂循環ポンプ５２を起動させてもよい。足し湯保温制御部７３は、湯張り出湯後、湯張りサーミスタ４３又は風呂サーミスタ５５で調湯温度Θｓになるよう、風呂混合弁４１の開度をフィードバック制御する。
【００５８】
（ステップＳ１３，Ｓ１４） 次に、足し湯保温制御部７３は、湯張り水量センサ４６による流量を時間積算し、浴槽Ｂに供給された温水量Ｖｓを算出し、供給温水量Ｖｓが必要給水量Ｖｔ−Ｖ１に達したか否かを判定する。Ｖｓ≧Ｖｔ−Ｖ１となると、足し湯保温制御部７３は、湯張り電磁弁４４を閉止し、ステップＳ１に戻る。尚、このとき、風呂循環ポンプ５２が起動している場合には停止する。
【００５９】
以上のような動作により、浴槽Ｂには設定水位Ｈｔまで設定温度Θｔの浴水が満たされ、足し湯保温が完了する。本実施例の貯湯式給湯器では、足し湯保温動作において貯湯タンク３からの高温水の給水を実施する前に、足し湯保温に必要な水量Ｖｔ−Ｖ１と調湯温度Θｓを計算し、貯湯タンク３から必要十分な量の高温水を浴槽Ｂに補給するため、システム全体としての熱利用効率を最大にすることができる。また、足し湯保温を行った後は、浴槽Ｂの水位は設定水位Ｈｔとなり、足し湯保温／足し湯後の浴槽Ｂの水位を常に設定水位Ｈｔに保つことができる。また、貯湯タンク３に中温水を戻すことをしないため、貯湯タンク３内に中温水が蓄積されることによるエネルギーの無駄もなくすことができる。
【実施例２】
【００６０】
実施例２では、浴槽の水位Ｈ１が所定の時間継続して一定の値を維持した後に水位Ｈ１の変化が検出されたときに足し湯保温が開始される貯湯式給湯器について説明する。尚、本発明の実施例２に係る貯湯式給湯器の配管構成及び機能構成は図９と同様であるため説明は省略する。
【００６１】
図４は、本発明の実施例２に係る貯湯式給湯器の動作を表すフローチャートである。図４において、ステップＳ３〜Ｓ１４までの動作に関しては、実施例１の図３と同様であるため説明は省略する。本実施例では、開始信号発生部６７による足し湯保温開始条件の判定部分が実施例１と相違している。
【００６２】
（ステップＳ２１） まず、開始信号発生部６７は、内部に備えたタイマをリセットした後、タイマのカウントを開始する。
【００６３】
（ステップＳ２２） 次に、開始信号発生部６７は、水位センサ５３により浴水の水圧を検出し、水量換算テーブル６６を参照してこれを現時刻ｔにおける浴槽Ｂの水位Ｈ１（ｔ）に換算する。
【００６４】
（ステップＳ２３） 次に、開始信号発生部６７は、現時刻ｔにおける浴槽Ｂの水位Ｈ１（ｔ）とその前の時刻ｔ−１における浴槽Ｂの水位Ｈ１（ｔ−１）とを比較し、水位Ｈ１が変化したか否かを判定する。Ｈ１（ｔ）＝Ｈ１（ｔ−１）の場合には、ステップＳ２２に戻り、Ｈ１（ｔ）≠Ｈ１（ｔ−１）の場合には、次のステップＳ２４に移行する。
【００６５】
（ステップＳ２４） 次に、開始信号発生部６７は、タイマがカウントした時間ｔが、所定の未使用判定時間Ｔ２を超えているかどうかを判定する。未使用判定時間Ｔ２とは、浴槽Ｂが使用されていない状態か否かを判定するための時間であり、通常は１０分から３０分程度に設定される。また、未使用判定時間Ｔ２はリモコン６１により利用者が自由に設定できるようにしてもよい。ｔ≦Ｔ２の場合、浴槽Ｂは使用継続中であると判定され、ステップＳ２１に戻る。一方、ｔ＞Ｔ２の場合、浴槽Ｂの使用が開始されたと判定され、次のステップＳ３へ移行する。
【００６６】
以下、ステップＳ３〜Ｓ１４については、実施例１で説明した通りである。尚、ステップＳ７において風呂水量検出部６８が浴槽Ｂ内の浴水の水量Ｖ１を演算する際には、Ｈ１（ｔ）＞Ｈ１（ｔ−１）の場合、前の時刻ｔ−１における浴槽Ｂの水位Ｈ１（ｔ−１）を使用して水量Ｖ１を演算する。利用者が浴槽Ｂに入ったことにより水位Ｈ１が変化した場合には、現時刻ｔの水位Ｈ１（ｔ）は利用者が浴水に浸かった体積分だけ上昇しているため、正味の水量Ｖ１は前の時刻ｔ−１における水位Ｈ１（ｔ−１）から計算すべきだからである。
【００６７】
このように、本実施例では、浴槽の水位Ｈ１が所定の未使用判定時間Ｔ２以上継続して一定の値を維持した後に水位Ｈ１の変化が検出されたときに足し湯保温が開始される。すなわち、継続的に浴槽の水位Ｈ１が一定値を保ち続けている間は利用者が浴槽を使用していないと判定し、その間は足し湯保温が行われない。また、開始信号発生部６７のタイマの計測時間が未使用判定時間Ｔ２に達していない場合も、浴槽Ｂは利用者により継続使用されていると判定し、足し湯保温が行われない。一方、水位Ｈ１が未使用判定時間Ｔ２以上継続して一定の値を維持した後に水位Ｈ１の変化が検出された場合には、利用者が浴槽の使用を開始したと判定し、この利用者の浴槽使用開始のイベントをトリガとして足し湯保温を行う。これにより、前の利用者の入浴と次の利用者の入浴の間の時間が長時間にわたった場合、その間の時間に無駄な足し湯保温が行われることが防止され、浴槽からの無駄な熱散逸を抑えることができる。また、利用者が浴槽の使用を開始した最初の時点で足し湯保温を行うため、利用者の入浴中は浴水が設定温度Θｔ付近まで上昇し、快適に入浴することができる。また、利用者が入浴し終わる直前で足し湯保温が始まるといったような無駄なエネルギー消費を防止することもできる。
【実施例３】
【００６８】
本実施例３では、（１）人感センサが人の存在を検出したときに足し湯保温が開始される貯湯式給湯器、（２）リモコンにより動作又は設定の指示が入力されたときに足し湯保温が開始される貯湯式給湯器、（３）浴槽が設置された浴室の照明のオンを検出したときに足し湯保温が開始される貯湯式給湯器、及び（４）浴室の照度の時間変分量が所定の閾値を超えたときに足し湯保温が開始される貯湯式給湯器の例について説明する。尚、本発明の実施例３に係る貯湯式給湯器の配管構成は図１と同様であるため説明は省略する。
【００６９】
図５は、本発明の実施例３に係る貯湯式給湯器の制御構成を表すブロック図である。図５において、制御基板６０、リモコン６１、風呂温度設定部６２、水位設定部６３、設定条件メモリ６５、水量換算テーブル６６、開始信号発生部６７、風呂水量検出部６８、風呂温度検出部６９、全熱量演算部７０、必要熱量演算部７１、給湯温量演算部７２、及び足し湯保温制御部７３は、図２の同符号を付した構成部分に対応している。
【００７０】
人感センサ８０は、浴槽Ｂが設置された浴室内又は当該浴室に隣接する脱衣室内に設置されており、浴室又は脱衣室内の人の有無を検出するセンサである。照明スイッチング検出部８１は、浴槽Ｂが設置された浴室の照明スイッチのオン・オフを検出する。浴室照度センサ８２は、浴槽Ｂが設置された浴室の照度を検出する。
【００７１】
図６は、本発明の実施例３に係る貯湯式給湯器の動作を表すフローチャートである。図４において、ステップＳ３〜Ｓ１４までの動作に関しては、実施例１の図３と同様であるため説明は省略する。本実施例では、開始信号発生部６７による足し湯保温開始条件の判定部分が実施例１と相違している。
【００７２】
（ステップＳ３１） まず、開始信号発生部６７は、内部に備えたタイマをリセットした後、タイマのカウントを開始する。
【００７３】
（ステップＳ３２） 次に、開始信号発生部６７は、足し湯保温開始イベントの検出を行う。ここで、「足し湯保温開始イベント」とは、足し湯保温動作を開始する条件となるイベントである。本実施例の場合、（１）人感センサ８０により浴室又は脱衣室内に人が検出されたというイベント、（２）リモコン６１により動作又は設定の指示が入力されたというイベント、（３）照明スイッチング検出部８１により浴槽Ｂが設置された浴室の照明スイッチのオンへの切り替えが検出されたというイベント、（４）浴室照度センサ８２により検出される浴室の照度の時間変分量が所定の閾値を超えたというイベントの何れかが「足し湯保温開始イベント」とされている。
【００７４】
（ステップＳ３３） 次に、開始信号発生部６７は、現時刻ｔにおいて、上記の何れかの足し湯保温開始イベントが検出されたか否かを判定する。検出されなかった場合には、ステップＳ３２に戻り、検出された場合には、次のステップＳ３４に移行する。尚、上記（１）〜（４）の足し湯保温開始イベントのうち、（３），（４）の足し湯保温開始イベントが検出された際には、次のステップＳ３に移行する。
【００７５】
（ステップＳ３４） 次に、開始信号発生部６７は、タイマがカウントした時間ｔが、所定の未使用判定時間Ｔ２を超えているかどうかを判定する。未使用判定時間Ｔ２とは、浴槽が使用されていない状態か否かを判定するための時間であり、通常は１０分から３０分程度に設定される。また、未使用判定時間Ｔ２はリモコン６１により利用者が自由に設定できるようにしてもよい。ｔ≦Ｔ２の場合、浴槽Ｂは使用継続中であると判定され、ステップＳ３１に戻る。一方、ｔ＞Ｔ２の場合、浴槽Ｂの使用が開始されたと判定され、次のステップＳ３へ移行する。
【００７６】
以下、ステップＳ３〜Ｓ１４については、実施例１で説明した通りである。
【００７７】
このように、本実施例では、（１）所定の未使用判定時間Ｔ２以上継続して人感センサ８０が人の存在を検出しない状態が継続した後に人感センサ８０が人の存在を検出したとき、（２）所定の未使用判定時間Ｔ２以上継続してリモコン６１への入力を検出しない状態が継続した後にリモコン６１により動作又は設定の指示が入力されたとき、（３）浴槽Ｂが設置された浴室の照明のオンへの切り替えを検出したとき、又は（４）浴室の照度の時間変分量が所定の閾値を超えたときに足し湯保温が開始される。すなわち、継続的に人感センサ８０が人の存在を検出しない間、継続的にリモコン６１への入力を検出しない間、浴室の照明がオフの間、又は浴室の照度が変化しない（照度が低い状態を維持している）間は利用者が浴槽Ｂを使用していないと判定し、その間は足し湯保温が行われない。また、（１），（２）の場合では、開始信号発生部６７のタイマの計測時間が未使用判定時間Ｔ２に達していない場合も、浴槽Ｂは利用者により継続使用されていると判定し、足し湯保温が行われない。一方、（１）では、所定の未使用判定時間Ｔ２以上継続して人感センサ８０が人の存在を検出しない状態が継続した後に人感センサ８０が人の存在を検出した場合、（２）では、所定の未使用判定時間Ｔ２以上継続してリモコン６１への入力を検出しない状態が継続した後にリモコン６１により動作又は設定の指示が入力された場合、（３）では、浴槽Ｂが設置された浴室の照明のオンへの切り替えを検出した場合、（４）では、浴室の照度の時間変分量が所定の閾値を超えた場合に、利用者が浴槽Ｂの使用を開始したと判定し、この利用者の浴槽Ｂ使用開始のイベントをトリガとして足し湯保温を行う。これにより、前の利用者の入浴と次の利用者の入浴の間の時間が長時間にわたった場合、その間の時間に無駄な足し湯保温が行われることが防止され、浴槽Ｂからの無駄な熱散逸を抑えることができる。また、利用者が浴槽Ｂの使用を開始した最初の時点で足し湯保温を行うため、利用者の入浴中は浴水が設定温度Θｔ付近まで上昇し、快適に入浴することができる。また、利用者が入浴し終わる直前で足し湯保温が始まるといったような無駄なエネルギー消費を防止することもできる。
【符号の説明】
【００７８】
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
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ 残湯サーミスタ
５ 出湯サーミスタ
６，６ａ，６ｂ 給水路
７ ストレーナ
８，１１，３２，３６，４０，４５，４７ 逆止弁
９ 給水サーミスタ
１０ 減圧弁
１２ 沸上循環路
１２ａ，１２ｂ 接続管
１３，４８ 排水弁
１４ 沸上ポンプ
１５ ヒートポンプ給水サーミスタ
１６ 水熱交換器
１７ ヒートポンプ出湯サーミスタ
１８ 三方弁
１９ バイパス路
２０ 熱媒循環路
２１ 膨張弁
２２ 蒸発器
２３ 圧縮機
２５ 出湯路
２６ 放圧路
２７ 膨張水三方弁
２８ 過圧逃し弁
３０ 給湯路
３１ 湯張り路
３３ 給湯混合弁
３４ 給湯水量センサ
３５ 給湯サーミスタ
４１ 風呂混合弁
４２ 複合水弁
４３ 湯張りサーミスタ
４４ 湯張り電磁弁
４６ 湯張り水量センサ
４９ バイパス管路
５０ 浴水循環路
５１ 接続アダプタ
５２ 風呂循環ポンプ
５３ 水位センサ
５４ 水流スイッチ
５５ 風呂サーミスタ（風呂温度センサ）
６０ 制御基板
６１ リモコン
６２ 風呂温度設定部
６３ 水位設定部
６５ 設定条件メモリ
６６ 水量換算テーブル
６７ 開始信号発生部
６８ 風呂水量検出部
６９ 風呂温度検出部
７０ 全熱量演算部
７１ 必要熱量演算部
７２ 給湯温量演算部
７３ 足し湯保温制御部
８０ 人感センサ
８１ 照明スイッチング検出部
８２ 浴室照度センサ
Ｂ 浴槽
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成層式貯湯タンクに貯湯した温水を風呂などに給湯する貯湯式給湯器に関し、特に、風呂の保温時の貯湯タンクで貯湯された温水の熱の利用効率を高めた貯湯式給湯器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から成層式貯湯タンクに蓄熱し給湯や暖房を行う貯湯式給湯器が広く用いられている。「成層式貯湯タンク」とは、１つのタンク内で温度の低い水が下に、温度の高い水が上にある温度成層を形成させて貯湯する貯湯タンクである。風呂の追焚き機能を備えた成層式貯湯タンクを用いた貯湯式給湯器としては、例えば、特許文献１〜３に記載のものが公知である。
【０００３】
（１）図７は、特許文献１の図１に記載の貯湯式給湯器の配管構成図である。尚、図７は、追焚きに関係する配管構成部分のみを抜粋してある。この貯湯式給湯器は、蓄熱のための成層式貯湯タンクを備えたタンク・ユニットと、ヒートポンプを備えたヒートポンプ・ユニットの２つのユニットから構成されている。貯湯タンク下部の温度の低い水は、沸上げポンプＰ１によりヒートポンプ・ユニットに送られ、ヒートポンプ・ユニットにおいて大気から集熱した熱により加熱される。加熱された高温水は貯湯タンク上部に戻され、貯湯タンク上部が高温、下部が低温の温度成層が形成される。風呂の追焚き時には、風呂循環ポンプＰ３により浴槽内に溜められた浴水を追焚き用熱交換器の二次側に循環させるとともに、追焚き用循環ポンプＰ２により貯湯タンク上部の高温水を追焚き用熱交換器の一次側を通して貯湯タンク下部に戻す。これにより、貯湯タンク上部の高温水の熱が浴水に移熱され、浴水の追焚きがなされる。
【０００４】
（２）図８は、特許文献２の図１に記載の貯湯式給湯器の配管構成図である。尚、図８は、追焚きに関係する配管構成部分のみを抜粋してある。図８の貯湯式給湯器も、図７と同様、成層式貯湯タンクを備えたタンク・ユニットとヒートポンプ・ユニットとの２つのユニットから構成されている。図７と同様に、ヒートポンプ・ユニットにより貯湯タンク内の水には上部が高温、下部が低温の温度成層が形成される。この貯湯式給湯器では、貯湯タンク内上部に浴水が循環し貯湯タンク上部の水と浴水との熱交換を行う風呂熱交換器を備えている。風呂の追焚き時には、風呂循環ポンプＰ３により浴槽内に溜められた浴水を風呂熱交換器を通して浴槽に戻す循環を行う。これにより、浴水の沸き上げが行われる。
【０００５】
（３）図９は、特許文献３の図１に記載の貯湯式給湯器の配管構成図である。図７，図８と同様、ヒートポンプ・ユニットにより貯湯タンク内の水には上部が高温、下部が低温の温度成層が形成される。この貯湯式給湯器は、図７，図８と異なり追焚き用熱交換器や風呂熱交換器を具備していない。追焚き配管には、この配管内に浴槽内の浴水を循環させる風呂循環ポンプが配設されており、風呂循環ポンプ上流側の追焚き配管内には風呂戻りサーミスタ、風呂循環ポンプ下流側の追焚き配管内には風呂往きサーミスタが設けられている。風呂戻りサーミスタにより、浴槽内の浴水温度が検出される。この浴水温度が設定温度よりも低下すると、風呂の追焚きが開始される。風呂の追焚き時には、給水電磁弁が開弁され、貯湯タンク下部に水を供給することにより、貯湯タンク上部の高温水を湯張り配管、追焚き配管を通して浴槽内に供給される。このとき、浴槽に供給される湯の温度は、風呂混合弁により冷水と高温水との混合比を調整することによって調節される。浴槽の水位が設定水位を超えると、追焚き配管に設けられた排水弁が開弁され、過剰な浴水が排水され、浴槽の水位が設定水位に維持される。浴槽内の浴水温度が設定温度に達すると、給水電磁弁が閉止され、追焚き動作が終了する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−９４８４８号公報
【特許文献２】特開２００９−１３８９６６号公報
【特許文献３】特開２０１１−１２７８７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来の貯湯式給湯器のうち、特許文献１，２（図７，図８）のタイプのものは、ともに浴水と貯湯タンクとの高温水とを熱交換器により熱交換させることにより浴水を加熱し追焚きを行うものである。従って、浴水との熱交換によって貯湯タンクの高温水（約６０℃以上の水）は奪熱され中温水（約２０〜４０℃程度の水）となる。従って浴水の追焚きを行うと貯湯タンクには中温水が蓄積されることになるが、この中温水は給湯に使用するには温度が不足しており給湯に直接使用することができず再沸き上げが必要となり、エネルギーの無駄が生じてしまうという問題がある。また、貯湯タンク内の中温水をヒートポンプ・ユニットで沸き上げる場合、入水温度が高いためにヒートポンプの成績係数（ＣＯＰ：Coefficient Of Performance）が低下し熱効率が悪くなるという問題がある。
【０００８】
一方、特許文献３（図９）のタイプの貯湯式給湯器は、貯湯タンクの高温水を浴槽に直接足し湯することによって浴水の温度を上げるものである。このタイプの貯湯式給湯器では、貯湯タンク内に中温水が蓄積されることがないため、上述のような問題は生じない。しかしながら、足し湯によって浴槽の水位が設定水位に達しても浴水温度が設定温度まで達しない場合には、追焚き配管の排水弁から余分な浴水が排水されるため、排水により熱が捨てられることになり、システム全体としての熱効率が低下するという問題がある。また、追焚き時の無駄な排水により水の無駄遣いが生じ、水道コストも高くなるという問題もある。一方、浴槽の水位が設定水位に達する前に浴水温度が設定温度に達すると、浴槽の水位が設定水位より低い状態で停止し、足し湯後の水位が一定しないという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、上記のような問題点を解決又は緩和し、よりエネルギー利用効率を向上させることが可能な貯湯式給湯器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る貯湯式給湯器の第１の構成は、内部に温度成層を形成させ温水を貯留する貯湯タンクと、
一端が前記貯湯タンク上部に接続された出湯路と、
外部から冷水を供給する給水路と、
前記出湯路の温水と前記給水路の冷水とを任意の割合で混合する風呂混合弁と、
一端が前記風呂混合弁に接続され、他端が前記浴槽に連通する湯張り路と、
前記湯張り路に配設された開閉弁である湯張り弁と、
前記湯張り路を流れる水の流量を検出する湯張り水量センサと、
前記浴槽内の水位を検出する水位センサと、
前記浴槽内の浴水の温度を検出する風呂温度センサと、
前記浴槽内の浴水の目標温度Θｔを設定する風呂温度設定手段と、
前記浴槽内の目標水位Ｈｔを設定する水位設定手段と、
足し湯保温の開始を指示する足し湯保温開始信号を出力する開始信号発生手段と、
前記足し湯保温開始信号が出力されると、前記水位センサにより前記浴槽内の水位Ｈ１を検出し、当該水位Ｈ１に基づき前記浴槽内の現水量Ｖ１を算出する風呂水量検出手段と、
前記足し湯保温開始信号が出力されると、前記風呂温度センサにより浴水温度Θ１を検出する風呂温度検出手段と、
前記現水量Ｖ１と前記浴水温度Θ１から浴槽内の全浴水の熱量Ｑ１を算出する全熱量演算手段と、
前記目標水位Ｈｔから目標水量Ｖｔを算出し、前記目標温度Θｔ及び前記目標水量Ｖｔから、前記目標温度Θｔの浴水を前記目標水位Ｈｔまで前記浴槽に満たすのに必要な必要熱量Ｑｔを算出する必要熱量演算手段と、
前記目標水量Ｖｔと前記現水量Ｖ１との差分である必要給水量Ｖｔ−Ｖ１、及び前記必要熱量Ｑｔと前記熱量Ｑ１の差分である不足熱量Ｑｔ−Ｑ１を算出し、前記不足熱量Ｑｔ−Ｑ１及び前記必要給水量Ｖｔ−Ｖ１から前記浴槽に供給すべき温水の調湯温度Θｓを算出する給湯温量算出手段と、
前記湯張り路の温水温度が前記調湯温度Θｓとなるよう前記風呂混合弁を制御するとともに、前記湯張り水量センサで検出される流量に基づき前記浴槽に供給される温水量が前記必要給水量Ｖｔ−Ｖ１となるよう前記湯張り弁の開閉制御を行う足し湯保温制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、開始信号発生手段が足し湯保温開始信号を出力すると浴水の足し湯保温動作が開始する。まず、風呂水量検出手段により浴槽内の現水量Ｖ１が算出され、風呂温度検出手段により浴水温度Θ１が検出される。次に、全熱量演算手段により現在の浴槽内の全浴水の熱量Ｑ１が算出される。次に、必要熱量演算手段により必要給水量Ｖｔ−Ｖ１及び不足熱量Ｑｔ−Ｑ１が算出され、これらから浴槽に供給すべき温水の調湯温度Θｓが算出される。そして、足し湯保温制御手段は湯張り路の温水温度が調湯温度Θｓとなるよう風呂混合弁を制御し、必要給水量Ｖｔ−Ｖ１となるよう湯張り弁の開閉制御を行う。これにより、貯湯タンクから必要十分な量の高温水が浴槽に補給されるため、システム全体としての熱利用効率を最大にすることができる。また、足し湯保温を行った後は、浴槽の水位が設定水位となり、足し湯後の浴槽の水位を常に設定水位に保つことができる。また、特許文献３の貯湯式給湯器のような浴水の無駄な排水をなくすことができ、熱や水の無駄をなくすことができる。また、貯湯タンクに中温水を戻すこともないため、上述したようなエネルギーの無駄もなくすことができる。
【００１２】
本発明に係る貯湯式給湯器の第２の構成は、前記第１の構成において、両端が浴槽に接続され前記浴槽内の浴水が循環する浴水循環路と、
前記浴水循環路内に浴水を循環させる風呂循環ポンプと、を備え、
前記風呂温度センサは、浴水循環路内の浴水の温度を検出するものであり、
前記風呂温度検出手段は、前記足し湯保温開始信号が出力されると、前記風呂循環ポンプを所定の時間起動し前記風呂温度センサにより浴水温度Θ１を検出することを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、風呂温度検出手段は、足し湯保温開始信号が出力されると、風呂循環ポンプを所定の時間起動し浴槽内の浴水を擾乱する。これにより、浴槽内の浴水に温度成層が生じていた場合には温度成層が壊されて浴水温度が平均化される。この平均化された浴水温度Θ１を風呂温度センサにより検出することで、全熱量演算手段による全浴水の熱量Ｑ１の演算を精度よく行うことが可能となる。
【００１４】
本発明に係る貯湯式給湯器の第３の構成は、前記第１又は２の構成において、前記開始信号発生手段は、前記水位センサが検出する水位Ｈ１が前記目標水位Ｈｔから所定の距離だけ下がったときに、前記足し湯保温開始信号を出力することを特徴とする。
【００１５】
この構成により、浴槽の水位が目標水位Ｈｔから所定の距離だけ下がると自動的に足し湯足し湯保温が行われ、浴槽の水位と温度を設定水位・設定温度近傍に安定的に保つことができる。
【００１６】
本発明に係る貯湯式給湯器の第４の構成は、前記第１乃至３の何れか一の構成において、前記開始信号発生手段は、前記水位センサが検出する水位Ｈ１が所定の時間継続して一定の値を維持した後に水位Ｈ１の変化が検出されたときに、前記足し湯保温開始信号を出力することを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、浴槽の水位Ｈ１が所定の時間継続して一定の値を維持した後に水位Ｈ１の変化が検出されたときに足し湯保温が開始される。すなわち、継続的に浴槽の水位Ｈ１が一定値を保ち続けている間は利用者が浴槽を使用していないと考えられるため、その間は足し湯保温が行われない。一方、水位Ｈ１が所定の時間継続して一定の値を維持した後に水位Ｈ１の変化が検出された場合には、利用者が浴槽の使用を開始したと考えられるため、この利用者の浴槽使用開始のイベントをトリガとして足し湯保温を行う。これにより、前の利用者の入浴と次の利用者の入浴の間の時間が長時間にわたった場合、その間の時間に無駄な足し湯保温が行われることが防止され、浴槽からの無駄な熱散逸を抑えることができる。
【００１８】
ここで、「所定の時間」は、自由に設定することが可能であるが、浴槽が使用されていない状態を判定するための時間であるため、通常は１０分から３０分程度とするのがよい。「水位Ｈ１の変化が検出」とは、水位Ｈ１の低下だけでなく水位Ｈ１の増加の場合も含む。利用者が浴槽から浴水を汲み出した場合には水位Ｈ１が低下し、利用者が浴槽内に入った場合には水位Ｈ１が上昇するからである。
【００１９】
本発明に係る貯湯式給湯器の第５の構成は、前記第１乃至４の何れか一の構成において、前記浴槽が設置された浴室内又は当該浴室に隣接する脱衣室の人の有無を検出する人感センサを備え、
前記開始信号発生手段は、所定の時間継続して前記人感センサが人の存在を検出しない状態が続いた後に、前記人感センサが人の存在を検出したときに、前記足し湯保温開始信号を出力することを特徴とする。
【００２０】
この構成によれば、継続的に浴室内又は当該浴室に隣接する脱衣室に人のいない状態が続いた後に人感センサにより浴室内又は脱衣室に人が入ったことが検出されたときに、足し湯保温が開始される。これにより、前の利用者の入浴と次の利用者の入浴の間の時間が長時間にわたった場合、その間の時間に無駄な足し湯保温が行われることが防止され、浴槽からの無駄な熱散逸を抑えることができる。
【００２１】
本発明に係る貯湯式給湯器の第６の構成は、前記第１乃至５の何れか一の構成において、前記貯湯式給湯器の動作又は設定の指示の入力を行うリモコンを備え、
前記開始信号発生手段は、所定の時間継続して前記リモコンへの入力がない状態が続いた後に、前記リモコンにより動作又は設定の指示が入力されたときに、前記足し湯保温開始信号を出力することを特徴とする。
【００２２】
この構成によれば、継続的に入力のない状態が続いた後に利用者によりリモコンが操作された場合、浴室の利用が開始されたと判定されるため、足し湯保温が開始される。これにより、前の利用者の入浴と次の利用者の入浴の間の時間が長時間にわたった場合、その間の時間に無駄な足し湯保温が行われることが防止され、浴槽からの無駄な熱散逸を抑えることができる。
【００２３】
本発明に係る貯湯式給湯器の第７の構成は、前記第１乃至６の何れか一の構成において、前記浴槽が設置された浴室の照明のオン・オフを検出する照明スイッチング検知手段を備え、
前記開始信号発生手段は、前記照明スイッチング検知手段が前記照明のオンへの切り替えを検出したときに、前記足し湯保温開始信号を出力することを特徴とする。
【００２４】
この構成によれば、照明スイッチング検知手段が照明のオンを検出した場合、浴室の利用が開始されたと判定されるため、足し湯保温が開始される。これにより、前の利用者の入浴と次の利用者の入浴の間の時間が長時間にわたった場合、その間の時間に無駄な足し湯保温が行われることが防止され、浴槽からの無駄な熱散逸を抑えることができる。
【００２５】
本発明に係る貯湯式給湯器の第８の構成は、前記第１乃至７の何れか一の構成において、前記浴槽が設置された浴室の照度を検出する浴室照度センサを備え、
前記開始信号発生手段は、前記浴室照度センサが検出する照度の時間変分量が所定の閾値を超えたときに、前記足し湯保温開始信号を出力することを特徴とする。
【００２６】
この構成によれば、浴室照度センサが検出する照度の時間変分量が所定の閾値を超えた場合、浴室の利用が開始されたと判定されるため、足し湯保温が開始される。これにより、前の利用者の入浴と次の利用者の入浴の間の時間が長時間にわたった場合、その間の時間に無駄な足し湯保温が行われることが防止され、浴槽からの無駄な熱散逸を抑えることができる。
【発明の効果】
【００２７】
以上のように、本発明によれば、貯湯タンクに中温水を戻すことなく足し湯保温を行うため、貯湯タンク内に給湯に利用できない中温水が蓄積されることがなく、エネルギーの無駄が生じることを回避することができる。また、足し湯保温時に浴槽に供給する高温水の量を必要最小限にすることができるため、システム全体としての熱効率を向上させることができる。また、利用者が入浴していない時間帯に無駄に足し湯保温を実行することを避けることができるため、浴槽からの熱散逸によるエネルギーロスを最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施例１に係る貯湯式給湯器の配管構成を表す図である。
【図２】本発明の実施例１に係る貯湯式給湯器の制御構成を表すブロック図である。
【図３】実施例１に係る貯湯式給湯器の足し湯保温時の動作を表すフローチャートである。
【図４】本発明の実施例２に係る貯湯式給湯器の動作を表すフローチャートである。
【図５】本発明の実施例３に係る貯湯式給湯器の制御構成を表すブロック図である。
【図６】本発明の実施例３に係る貯湯式給湯器の動作を表すフローチャートである。
【図７】特許文献１の図１に記載の貯湯式給湯器の配管構成図である。
【図８】特許文献２の図１に記載の貯湯式給湯器の配管構成図である。
【図９】特許文献３の図１に記載の貯湯式給湯器の配管構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００３０】
（１）配管構成
図１は、本発明の実施例１に係る貯湯式給湯器の配管構成を表す図である。本発明の貯湯式給湯器は、貯湯・給湯機能を備えたタンク・ユニット１と、お湯の沸上げ機能を備えたヒートポンプ・ユニット２を備えている。タンク・ユニット１には、成層式で貯湯を行う貯湯タンク３が設けられている。貯湯タンク３は円筒状のタンクであり、貯湯タンク３には、その下部から上部にかけてそれぞれの高さにおける貯湯タンク３内の水の温度を検出する残湯サーミスタ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅが設置されている。また、貯湯タンク３の缶体頂部には、貯湯タンク３頂部の水の温度を検出する出湯サーミスタ５が設置されている。
【００３１】
貯湯タンク３の底部には、水道や井戸から冷水を給水するための給水路６が接続されている。給水路６には、上流側から、ストレーナ７、逆止弁８、給水サーミスタ９、及び減圧弁１０が設けられている。給水サーミスタ９により、給水路に供給される冷水温度Θｃが検出される。また、給水路６は、減圧弁１０の下流側で２つの給水路６ａ，６ｂに分岐しており、一方の給水路６ａが貯湯タンク３の底部に接続されている。この給水路６ａにも逆止弁１１が設けられている。
【００３２】
また、貯湯タンク３内の水を沸き上げるため、貯湯タンク３とヒートポンプ・ユニット２との間で水を循環させる沸上循環路１２が設けられている。沸上循環路１２は、上流端が貯湯タンク３の底部に接続され、ヒートポンプ・ユニット２を経て、下流端が貯湯タンク３の頂部に接続されている。沸上循環路１２上には、上流側から、排水弁１３、沸上ポンプ１４、接続管１２ａ、ヒートポンプ給水サーミスタ１５、水熱交換器１６、ヒートポンプ出湯サーミスタ１７、接続管１２ｂ、及び三方弁１８が設けられている。尚、接続管１２ａ，１２ｂはタンク・ユニット１とヒートポンプ・ユニット２とを接続する配管であり、排水弁１３、沸上ポンプ１４、及び三方弁１８はタンク・ユニット１側、ヒートポンプ給水サーミスタ１５、水熱交換器１６、及びヒートポンプ出湯サーミスタ１７はヒートポンプ・ユニット２側にそれぞれ配設されている。三方弁１８と貯湯タンク３の底部との間にはバイパス路１９が設けられている。
【００３３】
ヒートポンプ・ユニット２内には、大気から集熱してその熱により水熱交換器１６に給熱するための熱媒循環路２０が設けられている。熱媒循環路２０内には、アンモニアや二酸化炭素等の冷媒が循環する。熱媒循環路２０には、水熱交換器１６、膨張弁２１、蒸発器２２、及び圧縮機２３がこの順序で配設されており、通常のヒートポンプ・サイクルが形成されている。蒸発器２２により大気から吸収された熱は水熱交換器１６により沸上循環路１２を循環する水に与熱され、これにより貯湯タンク３の上部から高温水が蓄積され温度成層が形成される。
【００３４】
貯湯タンク３の頂部には、タンク内の高温水を取水するための出湯路２５が接続されている。出湯路２５に出湯される高温水の出湯温度Θｔは、出湯サーミスタ５により検出される。出湯路２５には、貯湯タンク３内の過大な圧力を放圧するための放圧路２６が接続されている。放圧路２６には、膨張水三方弁２７及び過圧逃し弁２８が配設され、膨張水三方弁２７は給水路６ａに接続されている。貯湯タンク３内の圧力が一定以上増加すると、膨張水が放圧路２６を通って過圧逃し弁２８から排水されタンク内圧が過圧にならないように対策が施されている。
【００３５】
出湯路２５は、下流側が２つに分岐しており、一方が逆止弁３２を介して給湯混合弁３３の入口ポートに接続され、他方が逆止弁４０を介して風呂混合弁４１の入口ポートに接続されている。
【００３６】
給湯混合弁３３のもう一方の入口ポートには逆止弁３６を介して給水路６ｂが接続されており、出湯路２５から供給される高温水と給水路６ｂから供給される冷水とが給湯混合弁３３で混合される。給湯混合弁３３の出口ポートには、給湯栓（図示せず）へ給湯を行うための配管である給湯路３０が接続されている。給湯路３０上には、上流側（給湯混合弁３３に接続された側）から、給湯水量センサ３４、及び給湯サーミスタ３５がこの順序で配設されている。給湯水量センサ３４は給湯路３０を通過する水量を検出する流量センサであり、給湯サーミスタ３５は給湯路３０を通過する温水の温度を検出する温度センサである。
【００３７】
一方、風呂混合弁４１のもう一方の入口ポートには給水路６ｂが接続されており、出湯路２５から供給される高温水と給水路６ｂから供給される冷水とが風呂混合弁４１において任意の割合で混合される。風呂混合弁４１の出口ポートには、浴槽Ｂへ給湯を行うための配管である湯張り路３１が接続されている。湯張り路３１は、下流側が浴水循環路５０を介して浴槽Ｂに連通している。湯張り路３１上には、上流側（風呂混合弁４１に接続された側）から、複合水弁４２及び湯張りサーミスタ４３が設けられている。湯張りサーミスタ４３は、湯張り路３１を通過する温水の温度を検出する温度センサである。複合水弁４２は、湯張り電磁弁４４、逆止弁４５、湯張り水量センサ４６、逆止弁４７、及び排水弁４８により構成された複合弁である。これらは、風呂混合弁４１の側から、湯張り電磁弁４４、逆止弁４５、湯張り水量センサ４６、及び逆止弁４７の順に接続されている。また、湯張り電磁弁４４及び逆止弁４５をバイパスしてバイパス管路４９が形成されており、このバイパス管路４９に排水弁４８が設けられている。
【００３８】
湯張り電磁弁４４は開閉弁であり、湯張り路３１を流れる温水の通断を行う。湯張り水量センサ４６は、湯張り路３１を流れる温水の水量を検出する流量センサである。湯張りサーミスタ４３は、湯張り路３１を流れる温水の調湯温度Θｓを検出する温度センサである。
【００３９】
浴水循環路５０は、両端が接続アダプタ５１により浴槽Ｂに接続された、浴水を循環させるための配管である。浴水循環路５０には、浴槽Ｂ内の浴水を浴水循環路５０に循環させるための風呂循環ポンプ５２が設けられている。また、風呂循環ポンプ５２の吸入側の浴水循環路５０上には、上流側から、水位センサ５３、水流スイッチ５４、及び風呂サーミスタ５５がこの順序で配設されている。また、湯張り路３１は、水循環路５０の風呂循環ポンプ５２吐出側に接続されている。尚、湯張り路３１の接続位置は、風呂循環ポンプ５２の吸入側とすることもできる。また、接続アダプタに風呂温度センサ（風呂サーミスタ５５）を組み込んだ構成とすることもできる。
【００４０】
水位センサ５３は、浴水の圧力を検出することにより浴槽Ｂ内の浴水の水位Ｈ１を検出する圧力センサである。水流スイッチ５４は、浴水循環路５０に浴水が流れているときにＯＮとなるスイッチであり、浴水の循環を検出するために使用される。風呂サーミスタ５５は、浴水循環路５０を流れる浴水の浴水温度Θ１を検出する温度センサである。
【００４１】
（２）制御構成
図２は、本発明の実施例１に係る貯湯式給湯器の制御構成を表すブロック図である。図２において、タンク・ユニット１、出湯サーミスタ５、給水サーミスタ９、風呂混合弁４１、湯張り電磁弁４４、湯張り水量センサ４６、風呂循環ポンプ５２、水位センサ５３、及び風呂サーミスタ５５は、図１の同符号の構成部分に対応している。
【００４２】
タンク・ユニット１内には、タンク・ユニット１の制御を行うための回路が搭載された制御基板６０が設けられており、制御基板６０に対して利用者が指示を入力するためのリモコン６１が、タンク・ユニット１の外付けとして設けられている。
【００４３】
リモコン６１は、浴槽Ｂ内の浴水の目標温度Θｔを設定する風呂温度設定部６２と、浴槽Ｂ内の目標水位Ｈｔを設定する水位設定部６３を備えている。また、制御基板６０は、設定条件メモリ６５、水量換算テーブル６６、開始信号発生部６７、風呂水量検出部６８、風呂温度検出部６９、全熱量演算部７０、必要熱量演算部７１、給湯温量演算部７２、及び足し湯保温制御部７３を備えている。
【００４４】
設定条件メモリ６５は、風呂温度設定部６２によって設定される目標温度Θｔや水位設定部６３により設定される目標水位Ｈｔを記憶する不揮発性のメモリである。水量換算テーブル６６は、水位センサ５３により検出される浴水の水圧から浴槽Ｂ内の浴水の水位を換算するための水位及び水量を換算するためのルックアップ・テーブル又は近似曲線式が記憶された不揮発性のメモリである。これらのルックアップ・テーブル又は近似曲線式は、貯湯式給湯器の設置時に、施工業者が実測することにより設定される。
【００４５】
開始信号発生部６７は、足し湯保温の開始を指示する足し湯保温開始信号を出力する回路である。本実施例においては、開始信号発生部６７は、水位センサ５３が検出する水位Ｈ１が、設定条件メモリ６５に設定された目標水位Ｈｔから所定の距離ΔＨｔｈだけ下がったときに、足し湯保温開始信号を出力する。
【００４６】
風呂水量検出部６８は、開始信号発生部６７により足し湯保温開始信号が出力されると、水位センサ５３により浴槽Ｂ内の水位Ｈ１を検出し、当該水位Ｈ１に基づき浴槽Ｂ内の現水量Ｖ１を算出する。風呂温度検出部６９は、開始信号発生部６７により足し湯保温開始信号が出力されると、風呂循環ポンプ５２を所定の時間起動して浴水循環路５０に浴水を循環させ、浴槽Ｂ内の浴水を混合した後に、風呂サーミスタ５５により浴水温度Θ１を検出する。
【００４７】
全熱量演算部７０は、風呂水量検出部６８が算出する現水量Ｖ１と、風呂水量検出部６８が検出する浴水温度Θ１から、浴槽Ｂ内の全浴水の熱量Ｑ１を算出する。必要熱量演算部７１は、設定条件メモリ６５に設定された目標水位Ｈｔから目標水量Ｖｔを算出し、設定条件メモリ６５に設定された目標温度Θｔと算出された目標水量Ｖｔから、目標温度Θｔの浴水を目標水位Ｈｔまで浴槽Ｂに満たすのに必要な必要熱量Ｑｔを算出する。給湯温量演算部７２は、目標水量Ｖｔと現水量Ｖ１との差分である必要給水量Ｖｔ−Ｖ１、及び必要熱量Ｑｔと熱量Ｑ１の差分である不足熱量Ｑｔ−Ｑ１を算出し、不足熱量Ｑｔ−Ｑ１及び必要給水量Ｖｔ−Ｖ１から浴槽Ｂに供給すべき温水の調湯温度Θｓを算出する。足し湯保温制御部７３は、湯張り路３１の温水温度が調湯温度Θｓとなるよう風呂混合弁４１を制御するとともに、湯張り水量センサ４６で検出される流量に基づき浴槽Ｂに供給される温水量が必要給水量Ｖｔ−Ｖ１となるよう湯張り電磁弁４４の開閉制御を行う。
【００４８】
（３）動作
以上のように構成された本実施例の貯湯式給湯器について、以下その足し湯保温時の動作を説明する。図３は、実施例１に係る貯湯式給湯器の足し湯保温時の動作を表すフローチャートである。
【００４９】
（ステップＳ１） 利用者が入浴中に浴槽Ｂの浴水を汲み出して使用すると、浴槽Ｂ内の浴水の水位が低下する。開始信号発生部６７は、水位センサ５３により浴水の水圧を検出し、水量換算テーブル６６を参照してこれを浴槽Ｂの水位Ｈ１に換算する。
【００５０】
（ステップＳ２） 次いで、開始信号発生部６７は、設定条件メモリ６５に設定された目標水位Ｈｔを参照し、検出した水位Ｈ１が目標水位Ｈｔから所定の距離ΔＨｔｈだけ低下したか否かを判定する。ここで、Ｈ１＞Ｈｔ−ΔＨｔｈならばステップＳ１に戻り、Ｈ１≦Ｈｔ−ΔＨｔｈならば、開始信号発生部６７は足し湯保温開始信号を出力し、次のステップＳ３に進む。
【００５１】
（ステップＳ３，Ｓ４） 足し湯保温開始信号が入力されると、風呂温度検出部６９は、風呂循環ポンプ５２を起動するとともに、内部に設けられたタイマ（カウンタ）をリセットした後スタートする。
【００５２】
（ステップＳ５） 風呂温度検出部６９は、タイマにより計測される時間ｔが所定の時間Ｔ１（例えば、３０秒）に達したかどうかを判定する。ｔ≦Ｔ１の場合はそのまま時間カウントを継続し、ｔ＞Ｔ１となると次のステップＳ６へ移行する。
【００５３】
（ステップＳ６，Ｓ７） 風呂温度検出部６９は、風呂循環ポンプ５２を停止して、風呂サーミスタ５５により浴水温度Θ１を検出する。また、風呂水量検出部６８は、浴水の水圧が安定するまでの時間（例えば、３０秒）だけ待って、水位センサ５３により浴水の水圧を検出し、水量換算テーブル６６を参照してこれを浴槽Ｂ内の浴水の水量Ｖ１に換算する。
【００５４】
（ステップＳ８） 次に、全熱量演算部７０は、浴槽Ｂ内の浴水の水量Ｖ１と浴水温度Θ１から、浴槽Ｂ内の浴水の全熱量Ｑ１＝Ｖ１・Θ１を算出する。
【００５５】
（ステップＳ９，Ｓ１０） 次に、必要熱量演算部７１は、設定条件メモリ６５に設定された目標水位Ｈｔを読み出し、水量換算テーブル６６を参照して、これを目標水量Ｖｔに換算する。次いで、設定条件メモリ６５に設定された目標温度Θｔを読み出し、
目標温度Θｔ及び目標水量Ｖｔから、浴槽Ｂに目標温度Θｔの浴水を目標水位Ｈｔまで満たしたときの全浴水の熱量である必要熱量Ｑｔ＝Ｖｔ・Θｔを算出する。
【００５６】
（ステップＳ１１） 次に、給湯温量演算部７２は、目標水量Ｖｔと現在の水量Ｖ１との差分である必要給水量Ｖｔ−Ｖ１、及び必要熱量Ｑｔと現在の浴水の全熱量Ｑ１との差分である不足熱量Ｑｔ−Ｑ１を算出する。そして、不足熱量Ｑｔ−Ｑ１と必要給水量Ｖｔ−Ｖ１に基づき、浴槽Ｂに供給する温水の調湯温度Θｓ＝（Ｑｔ−Ｑ１）／（Ｖｔ−Ｖ１）を算出する。
【００５７】
（ステップＳ１２） 次に、足し湯保温制御部７３は、湯張り電磁弁４４を開弁する。このとき、風呂循環ポンプ５２の駆動能力が充分に大きい場合には、足し湯保温制御部７３は、湯張り路３１から浴槽Ｂに供給する温水と、浴槽Ｂ内の浴水とを充分に混合するために、風呂循環ポンプ５２を起動させてもよい。足し湯保温制御部７３は、湯張り出湯後、湯張りサーミスタ４３又は風呂サーミスタ５５で調湯温度Θｓになるよう、風呂混合弁４１の開度をフィードバック制御する。
【００５８】
（ステップＳ１３，Ｓ１４） 次に、足し湯保温制御部７３は、湯張り水量センサ４６による流量を時間積算し、浴槽Ｂに供給された温水量Ｖｓを算出し、供給温水量Ｖｓが必要給水量Ｖｔ−Ｖ１に達したか否かを判定する。Ｖｓ≧Ｖｔ−Ｖ１となると、足し湯保温制御部７３は、湯張り電磁弁４４を閉止し、ステップＳ１に戻る。尚、このとき、風呂循環ポンプ５２が起動している場合には停止する。
【００５９】
以上のような動作により、浴槽Ｂには設定水位Ｈｔまで設定温度Θｔの浴水が満たされ、足し湯保温が完了する。本実施例の貯湯式給湯器では、足し湯保温動作において貯湯タンク３からの高温水の給水を実施する前に、足し湯保温に必要な水量Ｖｔ−Ｖ１と調湯温度Θｓを計算し、貯湯タンク３から必要十分な量の高温水を浴槽Ｂに補給するため、システム全体としての熱利用効率を最大にすることができる。また、足し湯保温を行った後は、浴槽Ｂの水位は設定水位Ｈｔとなり、足し湯保温／足し湯後の浴槽Ｂの水位を常に設定水位Ｈｔに保つことができる。また、貯湯タンク３に中温水を戻すことをしないため、貯湯タンク３内に中温水が蓄積されることによるエネルギーの無駄もなくすことができる。
【実施例２】
【００６０】
実施例２では、浴槽の水位Ｈ１が所定の時間継続して一定の値を維持した後に水位Ｈ１の変化が検出されたときに足し湯保温が開始される貯湯式給湯器について説明する。尚、本発明の実施例２に係る貯湯式給湯器の配管構成及び機能構成は図９と同様であるため説明は省略する。
【００６１】
図４は、本発明の実施例２に係る貯湯式給湯器の動作を表すフローチャートである。図４において、ステップＳ３〜Ｓ１４までの動作に関しては、実施例１の図３と同様であるため説明は省略する。本実施例では、開始信号発生部６７による足し湯保温開始条件の判定部分が実施例１と相違している。
【００６２】
（ステップＳ２１） まず、開始信号発生部６７は、内部に備えたタイマをリセットした後、タイマのカウントを開始する。
【００６３】
（ステップＳ２２） 次に、開始信号発生部６７は、水位センサ５３により浴水の水圧を検出し、水量換算テーブル６６を参照してこれを現時刻ｔにおける浴槽Ｂの水位Ｈ１（ｔ）に換算する。
【００６４】
（ステップＳ２３） 次に、開始信号発生部６７は、現時刻ｔにおける浴槽Ｂの水位Ｈ１（ｔ）とその前の時刻ｔ−１における浴槽Ｂの水位Ｈ１（ｔ−１）とを比較し、水位Ｈ１が変化したか否かを判定する。Ｈ１（ｔ）＝Ｈ１（ｔ−１）の場合には、ステップＳ２２に戻り、Ｈ１（ｔ）≠Ｈ１（ｔ−１）の場合には、次のステップＳ２４に移行する。
【００６５】
（ステップＳ２４） 次に、開始信号発生部６７は、タイマがカウントした時間ｔが、所定の未使用判定時間Ｔ２を超えているかどうかを判定する。未使用判定時間Ｔ２とは、浴槽Ｂが使用されていない状態か否かを判定するための時間であり、通常は１０分から３０分程度に設定される。また、未使用判定時間Ｔ２はリモコン６１により利用者が自由に設定できるようにしてもよい。ｔ≦Ｔ２の場合、浴槽Ｂは使用継続中であると判定され、ステップＳ２１に戻る。一方、ｔ＞Ｔ２の場合、浴槽Ｂの使用が開始されたと判定され、次のステップＳ３へ移行する。
【００６６】
以下、ステップＳ３〜Ｓ１４については、実施例１で説明した通りである。尚、ステップＳ７において風呂水量検出部６８が浴槽Ｂ内の浴水の水量Ｖ１を演算する際には、Ｈ１（ｔ）＞Ｈ１（ｔ−１）の場合、前の時刻ｔ−１における浴槽Ｂの水位Ｈ１（ｔ−１）を使用して水量Ｖ１を演算する。利用者が浴槽Ｂに入ったことにより水位Ｈ１が変化した場合には、現時刻ｔの水位Ｈ１（ｔ）は利用者が浴水に浸かった体積分だけ上昇しているため、正味の水量Ｖ１は前の時刻ｔ−１における水位Ｈ１（ｔ−１）から計算すべきだからである。
【００６７】
このように、本実施例では、浴槽の水位Ｈ１が所定の未使用判定時間Ｔ２以上継続して一定の値を維持した後に水位Ｈ１の変化が検出されたときに足し湯保温が開始される。すなわち、継続的に浴槽の水位Ｈ１が一定値を保ち続けている間は利用者が浴槽を使用していないと判定し、その間は足し湯保温が行われない。また、開始信号発生部６７のタイマの計測時間が未使用判定時間Ｔ２に達していない場合も、浴槽Ｂは利用者により継続使用されていると判定し、足し湯保温が行われない。一方、水位Ｈ１が未使用判定時間Ｔ２以上継続して一定の値を維持した後に水位Ｈ１の変化が検出された場合には、利用者が浴槽の使用を開始したと判定し、この利用者の浴槽使用開始のイベントをトリガとして足し湯保温を行う。これにより、前の利用者の入浴と次の利用者の入浴の間の時間が長時間にわたった場合、その間の時間に無駄な足し湯保温が行われることが防止され、浴槽からの無駄な熱散逸を抑えることができる。また、利用者が浴槽の使用を開始した最初の時点で足し湯保温を行うため、利用者の入浴中は浴水が設定温度Θｔ付近まで上昇し、快適に入浴することができる。また、利用者が入浴し終わる直前で足し湯保温が始まるといったような無駄なエネルギー消費を防止することもできる。
【実施例３】
【００６８】
本実施例３では、（１）人感センサが人の存在を検出したときに足し湯保温が開始される貯湯式給湯器、（２）リモコンにより動作又は設定の指示が入力されたときに足し湯保温が開始される貯湯式給湯器、（３）浴槽が設置された浴室の照明のオンを検出したときに足し湯保温が開始される貯湯式給湯器、及び（４）浴室の照度の時間変分量が所定の閾値を超えたときに足し湯保温が開始される貯湯式給湯器の例について説明する。尚、本発明の実施例３に係る貯湯式給湯器の配管構成は図１と同様であるため説明は省略する。
【００６９】
図５は、本発明の実施例３に係る貯湯式給湯器の制御構成を表すブロック図である。図５において、制御基板６０、リモコン６１、風呂温度設定部６２、水位設定部６３、設定条件メモリ６５、水量換算テーブル６６、開始信号発生部６７、風呂水量検出部６８、風呂温度検出部６９、全熱量演算部７０、必要熱量演算部７１、給湯温量演算部７２、及び足し湯保温制御部７３は、図２の同符号を付した構成部分に対応している。
【００７０】
人感センサ８０は、浴槽Ｂが設置された浴室内又は当該浴室に隣接する脱衣室内に設置されており、浴室又は脱衣室内の人の有無を検出するセンサである。照明スイッチング検出部８１は、浴槽Ｂが設置された浴室の照明スイッチのオン・オフを検出する。浴室照度センサ８２は、浴槽Ｂが設置された浴室の照度を検出する。
【００７１】
図６は、本発明の実施例３に係る貯湯式給湯器の動作を表すフローチャートである。図４において、ステップＳ３〜Ｓ１４までの動作に関しては、実施例１の図３と同様であるため説明は省略する。本実施例では、開始信号発生部６７による足し湯保温開始条件の判定部分が実施例１と相違している。
【００７２】
（ステップＳ３１） まず、開始信号発生部６７は、内部に備えたタイマをリセットした後、タイマのカウントを開始する。
【００７３】
（ステップＳ３２） 次に、開始信号発生部６７は、足し湯保温開始イベントの検出を行う。ここで、「足し湯保温開始イベント」とは、足し湯保温動作を開始する条件となるイベントである。本実施例の場合、（１）人感センサ８０により浴室又は脱衣室内に人が検出されたというイベント、（２）リモコン６１により動作又は設定の指示が入力されたというイベント、（３）照明スイッチング検出部８１により浴槽Ｂが設置された浴室の照明スイッチのオンへの切り替えが検出されたというイベント、（４）浴室照度センサ８２により検出される浴室の照度の時間変分量が所定の閾値を超えたというイベントの何れかが「足し湯保温開始イベント」とされている。
【００７４】
（ステップＳ３３） 次に、開始信号発生部６７は、現時刻ｔにおいて、上記の何れかの足し湯保温開始イベントが検出されたか否かを判定する。検出されなかった場合には、ステップＳ３２に戻り、検出された場合には、次のステップＳ３４に移行する。尚、上記（１）〜（４）の足し湯保温開始イベントのうち、（３），（４）の足し湯保温開始イベントが検出された際には、次のステップＳ３に移行する。
【００７５】
（ステップＳ３４） 次に、開始信号発生部６７は、タイマがカウントした時間ｔが、所定の未使用判定時間Ｔ２を超えているかどうかを判定する。未使用判定時間Ｔ２とは、浴槽が使用されていない状態か否かを判定するための時間であり、通常は１０分から３０分程度に設定される。また、未使用判定時間Ｔ２はリモコン６１により利用者が自由に設定できるようにしてもよい。ｔ≦Ｔ２の場合、浴槽Ｂは使用継続中であると判定され、ステップＳ３１に戻る。一方、ｔ＞Ｔ２の場合、浴槽Ｂの使用が開始されたと判定され、次のステップＳ３へ移行する。
【００７６】
以下、ステップＳ３〜Ｓ１４については、実施例１で説明した通りである。
【００７７】
このように、本実施例では、（１）所定の未使用判定時間Ｔ２以上継続して人感センサ８０が人の存在を検出しない状態が継続した後に人感センサ８０が人の存在を検出したとき、（２）所定の未使用判定時間Ｔ２以上継続してリモコン６１への入力を検出しない状態が継続した後にリモコン６１により動作又は設定の指示が入力されたとき、（３）浴槽Ｂが設置された浴室の照明のオンへの切り替えを検出したとき、又は（４）浴室の照度の時間変分量が所定の閾値を超えたときに足し湯保温が開始される。すなわち、継続的に人感センサ８０が人の存在を検出しない間、継続的にリモコン６１への入力を検出しない間、浴室の照明がオフの間、又は浴室の照度が変化しない（照度が低い状態を維持している）間は利用者が浴槽Ｂを使用していないと判定し、その間は足し湯保温が行われない。また、（１），（２）の場合では、開始信号発生部６７のタイマの計測時間が未使用判定時間Ｔ２に達していない場合も、浴槽Ｂは利用者により継続使用されていると判定し、足し湯保温が行われない。一方、（１）では、所定の未使用判定時間Ｔ２以上継続して人感センサ８０が人の存在を検出しない状態が継続した後に人感センサ８０が人の存在を検出した場合、（２）では、所定の未使用判定時間Ｔ２以上継続してリモコン６１への入力を検出しない状態が継続した後にリモコン６１により動作又は設定の指示が入力された場合、（３）では、浴槽Ｂが設置された浴室の照明のオンへの切り替えを検出した場合、（４）では、浴室の照度の時間変分量が所定の閾値を超えた場合に、利用者が浴槽Ｂの使用を開始したと判定し、この利用者の浴槽Ｂ使用開始のイベントをトリガとして足し湯保温を行う。これにより、前の利用者の入浴と次の利用者の入浴の間の時間が長時間にわたった場合、その間の時間に無駄な足し湯保温が行われることが防止され、浴槽Ｂからの無駄な熱散逸を抑えることができる。また、利用者が浴槽Ｂの使用を開始した最初の時点で足し湯保温を行うため、利用者の入浴中は浴水が設定温度Θｔ付近まで上昇し、快適に入浴することができる。また、利用者が入浴し終わる直前で足し湯保温が始まるといったような無駄なエネルギー消費を防止することもできる。
【符号の説明】
【００７８】
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
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ 残湯サーミスタ
５ 出湯サーミスタ
６，６ａ，６ｂ 給水路
７ ストレーナ
８，１１，３２，３６，４０，４５，４７ 逆止弁
９ 給水サーミスタ
１０ 減圧弁
１２ 沸上循環路
１２ａ，１２ｂ 接続管
１３，４８ 排水弁
１４ 沸上ポンプ
１５ ヒートポンプ給水サーミスタ
１６ 水熱交換器
１７ ヒートポンプ出湯サーミスタ
１８ 三方弁
１９ バイパス路
２０ 熱媒循環路
２１ 膨張弁
２２ 蒸発器
２３ 圧縮機
２５ 出湯路
２６ 放圧路
２７ 膨張水三方弁
２８ 過圧逃し弁
３０ 給湯路
３１ 湯張り路
３３ 給湯混合弁
３４ 給湯水量センサ
３５ 給湯サーミスタ
４１ 風呂混合弁
４２ 複合水弁
４３ 湯張りサーミスタ
４４ 湯張り電磁弁
４６ 湯張り水量センサ
４９ バイパス管路
５０ 浴水循環路
５１ 接続アダプタ
５２ 風呂循環ポンプ
５３ 水位センサ
５４ 水流スイッチ
５５ 風呂サーミスタ（風呂温度センサ）
６０ 制御基板
６１ リモコン
６２ 風呂温度設定部
６３ 水位設定部
６５ 設定条件メモリ
６６ 水量換算テーブル
６７ 開始信号発生部
６８ 風呂水量検出部
６９ 風呂温度検出部
７０ 全熱量演算部
７１ 必要熱量演算部
７２ 給湯温量演算部
７３ 足し湯保温制御部
８０ 人感センサ
８１ 照明スイッチング検出部
８２ 浴室照度センサ
Ｂ 浴槽
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に温度成層を形成させ温水を貯留する貯湯タンクと、
一端が前記貯湯タンク上部に接続された出湯路と、
外部から冷水を供給する給水路と、
前記出湯路の温水と前記給水路の冷水とを任意の割合で混合する風呂混合弁と、
一端が前記風呂混合弁に接続され、他端が前記浴槽に連通する湯張り路と、
前記湯張り路に配設された開閉弁である湯張り弁と、
前記湯張り路を流れる水の流量を検出する湯張り水量センサと、
前記浴槽内の水位を検出する水位センサと、
前記浴槽内の浴水の温度を検出する風呂温度センサと、
前記浴槽内の浴水の目標温度Θｔを設定する風呂温度設定手段と、
前記浴槽内の目標水位Ｈｔを設定する水位設定手段と、
足し湯保温の開始を指示する足し湯保温開始信号を出力する開始信号発生手段と、
前記足し湯保温開始信号が出力されると、前記水位センサにより前記浴槽内の水位Ｈ１を検出し、当該水位Ｈ１に基づき前記浴槽内の現水量Ｖ１を算出する風呂水量検出手段と、
前記足し湯保温開始信号が出力されると、前記風呂温度センサにより浴水温度Θ１を検出する風呂温度検出手段と、
前記現水量Ｖ１と前記浴水温度Θ１から浴槽内の全浴水の熱量Ｑ１を算出する全熱量演算手段と、
前記目標水位Ｈｔから目標水量Ｖｔを算出し、前記目標温度Θｔ及び前記目標水量Ｖｔから、前記目標温度Θｔの浴水を前記目標水位Ｈｔまで前記浴槽に満たすのに必要な必要熱量Ｑｔを算出する必要熱量演算手段と、
前記目標水量Ｖｔと前記現水量Ｖ１との差分である必要給水量Ｖｔ−Ｖ１、及び前記必要熱量Ｑｔと前記熱量Ｑ１の差分である不足熱量Ｑｔ−Ｑ１を算出し、前記不足熱量Ｑｔ−Ｑ１及び前記必要給水量Ｖｔ−Ｖ１から前記浴槽に供給すべき温水の調湯温度Θｓを算出する給湯温量算出手段と、
前記湯張り路の温水温度が前記調湯温度Θｓとなるよう前記風呂混合弁を制御するとともに、前記湯張り水量センサで検出される流量に基づき前記浴槽に供給される温水量が前記必要給水量Ｖｔ−Ｖ１となるよう前記湯張り弁の開閉制御を行う足し湯保温制御手段と、を備えた貯湯式給湯器。
【請求項２】
両端が浴槽に接続され前記浴槽内の浴水が循環する浴水循環路と、
前記浴水循環路内に浴水を循環させる風呂循環ポンプと、を備え、
前記風呂温度センサは、浴水循環路内の浴水の温度を検出するものであり、
前記風呂温度検出手段は、前記足し湯保温開始信号が出力されると、前記風呂循環ポンプを所定の時間起動し前記風呂温度センサにより浴水温度Θ１を検出することを特徴とする請求項１記載の貯湯式給湯器。
【請求項３】
前記開始信号発生手段は、前記水位センサが検出する水位Ｈ１が前記目標水位Ｈｔから所定の距離だけ下がったときに、前記足し湯保温開始信号を出力することを特徴とする請求項１又は２記載の貯湯式給湯器。
【請求項４】
前記開始信号発生手段は、前記水位センサが検出する水位Ｈ１が所定の時間継続して一定の値を維持した後に水位Ｈ１の変化が検出されたときに、前記足し湯保温開始信号を出力することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一記載の貯湯式給湯器。
【請求項５】
前記浴槽が設置された浴室内又は当該浴室に隣接する脱衣室の人の有無を検出する人感センサを備え、
前記開始信号発生手段は、所定の時間継続して前記人感センサが人の存在を検出しない状態が続いた後に、前記人感センサが人の存在を検出したときに、前記足し湯保温開始信号を出力することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一記載の貯湯式給湯器。
【請求項６】
前記貯湯式給湯器の動作又は設定の指示の入力を行うリモコンを備え、
前記開始信号発生手段は、所定の時間継続して前記リモコンへの入力がない状態が続いた後に、前記リモコンにより動作又は設定の指示が入力されたときに、前記足し湯保温開始信号を出力することを特徴とする請求項１乃至５の何れか一記載の貯湯式給湯器。
【請求項７】
前記浴槽が設置された浴室の照明のオン・オフを検出する照明スイッチング検知手段を備え、
前記開始信号発生手段は、前記照明スイッチング検知手段が前記照明のオンへの切り替えを検出したときに、前記足し湯保温開始信号を出力することを特徴とする請求項１乃至６の何れか一記載の貯湯式給湯器。
【請求項８】
前記浴槽が設置された浴室の照度を検出する浴室照度センサを備え、
前記開始信号発生手段は、前記浴室照度センサが検出する照度の時間変分量が所定の閾値を超えたときに、前記足し湯保温開始信号を出力することを特徴とする請求項１乃至７の何れか一記載の貯湯式給湯器。
【請求項１】
内部に温度成層を形成させ温水を貯留する貯湯タンクと、
一端が前記貯湯タンク上部に接続された出湯路と、
外部から冷水を供給する給水路と、
前記出湯路の温水と前記給水路の冷水とを任意の割合で混合する風呂混合弁と、
一端が前記風呂混合弁に接続され、他端が前記浴槽に連通する湯張り路と、
前記湯張り路に配設された開閉弁である湯張り弁と、
前記湯張り路を流れる水の流量を検出する湯張り水量センサと、
前記浴槽内の水位を検出する水位センサと、
前記浴槽内の浴水の温度を検出する風呂温度センサと、
前記浴槽内の浴水の目標温度Θｔを設定する風呂温度設定手段と、
前記浴槽内の目標水位Ｈｔを設定する水位設定手段と、
足し湯保温の開始を指示する足し湯保温開始信号を出力する開始信号発生手段と、
前記足し湯保温開始信号が出力されると、前記水位センサにより前記浴槽内の水位Ｈ１を検出し、当該水位Ｈ１に基づき前記浴槽内の現水量Ｖ１を算出する風呂水量検出手段と、
前記足し湯保温開始信号が出力されると、前記風呂温度センサにより浴水温度Θ１を検出する風呂温度検出手段と、
前記現水量Ｖ１と前記浴水温度Θ１から浴槽内の全浴水の熱量Ｑ１を算出する全熱量演算手段と、
前記目標水位Ｈｔから目標水量Ｖｔを算出し、前記目標温度Θｔ及び前記目標水量Ｖｔから、前記目標温度Θｔの浴水を前記目標水位Ｈｔまで前記浴槽に満たすのに必要な必要熱量Ｑｔを算出する必要熱量演算手段と、
前記目標水量Ｖｔと前記現水量Ｖ１との差分である必要給水量Ｖｔ−Ｖ１、及び前記必要熱量Ｑｔと前記熱量Ｑ１の差分である不足熱量Ｑｔ−Ｑ１を算出し、前記不足熱量Ｑｔ−Ｑ１及び前記必要給水量Ｖｔ−Ｖ１から前記浴槽に供給すべき温水の調湯温度Θｓを算出する給湯温量算出手段と、
前記湯張り路の温水温度が前記調湯温度Θｓとなるよう前記風呂混合弁を制御するとともに、前記湯張り水量センサで検出される流量に基づき前記浴槽に供給される温水量が前記必要給水量Ｖｔ−Ｖ１となるよう前記湯張り弁の開閉制御を行う足し湯保温制御手段と、を備えた貯湯式給湯器。
【請求項２】
両端が浴槽に接続され前記浴槽内の浴水が循環する浴水循環路と、
前記浴水循環路内に浴水を循環させる風呂循環ポンプと、を備え、
前記風呂温度センサは、浴水循環路内の浴水の温度を検出するものであり、
前記風呂温度検出手段は、前記足し湯保温開始信号が出力されると、前記風呂循環ポンプを所定の時間起動し前記風呂温度センサにより浴水温度Θ１を検出することを特徴とする請求項１記載の貯湯式給湯器。
【請求項３】
前記開始信号発生手段は、前記水位センサが検出する水位Ｈ１が前記目標水位Ｈｔから所定の距離だけ下がったときに、前記足し湯保温開始信号を出力することを特徴とする請求項１又は２記載の貯湯式給湯器。
【請求項４】
前記開始信号発生手段は、前記水位センサが検出する水位Ｈ１が所定の時間継続して一定の値を維持した後に水位Ｈ１の変化が検出されたときに、前記足し湯保温開始信号を出力することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一記載の貯湯式給湯器。
【請求項５】
前記浴槽が設置された浴室内又は当該浴室に隣接する脱衣室の人の有無を検出する人感センサを備え、
前記開始信号発生手段は、所定の時間継続して前記人感センサが人の存在を検出しない状態が続いた後に、前記人感センサが人の存在を検出したときに、前記足し湯保温開始信号を出力することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一記載の貯湯式給湯器。
【請求項６】
前記貯湯式給湯器の動作又は設定の指示の入力を行うリモコンを備え、
前記開始信号発生手段は、所定の時間継続して前記リモコンへの入力がない状態が続いた後に、前記リモコンにより動作又は設定の指示が入力されたときに、前記足し湯保温開始信号を出力することを特徴とする請求項１乃至５の何れか一記載の貯湯式給湯器。
【請求項７】
前記浴槽が設置された浴室の照明のオン・オフを検出する照明スイッチング検知手段を備え、
前記開始信号発生手段は、前記照明スイッチング検知手段が前記照明のオンへの切り替えを検出したときに、前記足し湯保温開始信号を出力することを特徴とする請求項１乃至６の何れか一記載の貯湯式給湯器。
【請求項８】
前記浴槽が設置された浴室の照度を検出する浴室照度センサを備え、
前記開始信号発生手段は、前記浴室照度センサが検出する照度の時間変分量が所定の閾値を超えたときに、前記足し湯保温開始信号を出力することを特徴とする請求項１乃至７の何れか一記載の貯湯式給湯器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−１０４５８２（Ｐ２０１３−１０４５８２Ａ）
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４６９４２（Ｐ２０１１−２４６９４２）
【出願日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【出願人】（３９０００２８８６）株式会社長府製作所 (197)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【出願人】（３９０００２８８６）株式会社長府製作所 (197)
【Ｆターム（参考）】
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