【実施例1】
【0020】
図2には、風呂装置の第1実施例のシステム構成が模式図により示されている。この風呂装置は、給湯機能と風呂の追い焚き機能と暖房機能とを備えた複合装置であり、貯湯水ユニット31と補助熱源装置15とを接続して形成されている。貯湯水ユニット31には、液体を矢印Aおよび矢印A’に示すように循環させる集熱機用液体循環通路3が設けられ、集熱機用液体循環通路3は、太陽光の熱を集熱する集熱機(コレクター)13に接続されている。集熱機13は、受光面で受ける太陽光の熱によって内部の液体を加熱する構成と成しており、集熱機13には、例えば液体を通す内部通路が形成されている。
【0021】
なお、集熱機13は、例えば、一戸建ての住宅においては、その屋根の上に屋根の傾斜と同じ角度(例えば30度)をつけて配置されるが、マンション等の集合住宅において、例えばベランダ手摺り部に、その太陽光の受光面を垂直向きとして配設することもできる。
【0022】
集熱機用液体循環通路3には、液体を循環させるための液体循環ポンプ5と、液−液熱交換器16と、電磁弁38と、大気開放のシスターン装置50と、集熱機用液体循環通路3を通る液体の温度を検出するサーミスタ61が介設されている。また、集熱機用液体循環通路3には、集熱機用液体循環通路3を循環する液体を、集熱機13に通さずに循環させるためのバイパス通路40が形成され、バイパス通路40には電磁弁39が介設されている。例えば日中に、集熱機13によって太陽光の熱を集熱するときには、電磁弁38を開いた状態とし、電磁弁39を閉じた状態として液体循環ポンプ5を駆動させることにより、前記の如く、液体を矢印Aおよび矢印A’に示すように集熱機用液体循環通路3内で循環させる。なお、必要に応じて、電磁弁38を閉じた状態とし、電磁弁39を開いた状態として液体循環ポンプ5を駆動させることにより、液体を矢印Aおよび矢印A”に示すように、バイパス通路40を通して集熱機用液体循環通路3内で循環させることができる(集熱機用液体循環通路3内の斜線部分、参照)。
【0023】
集熱機用液体循環通路3には、前記液−液熱交換器16を介して暖房機用液体循環通路17が熱的に接続されており、暖房機用液体循環通路17には電磁弁18と、暖房機用液体循環通路17を通る液体の温度を検出するサーミスタ62が介設されている。また、同図には図示されていないが、暖房機用液体循環通路17には、電磁弁等を介して温水マット等の暖房装置が接続されている。暖房機用液体循環通路17には、前記補助熱源装置15が熱的に接続されている。
【0024】
補助熱源装置15には、暖房機用液体循環通路17内の液体を矢印Bに示すように循環させる液体循環ポンプ45と、暖房用熱交換器42とが設けられている。また、同図には図示されていないが、暖房用熱交換器42を加熱するバーナ(ガスバーナ)と、該バーナへの燃料(ガス)供給通路と、バーナへの給排気を行うファンとが設けられている。前記バーナの燃焼によって暖房用熱交換器42を加熱しながら、暖房機用液体循環通路17内の液体を循環させ、暖房装置に液体を供給することにより、暖房装置による暖房を行うことができる。補助熱源装置15における液体循環ポンプ45の駆動制御、バーナの燃焼制御は、
図2には図示されていない燃焼制御手段10(
図1、参照)によって行われる。
【0025】
暖房機用液体循環通路17には、補助熱源装置15内に設けられた液−液熱交換器の追い焚き熱交換器12を介し、追い焚き循環通路4が熱的に接続されており、追い焚き循環通路4は浴槽2に接続されている。追い焚き循環通路4は、戻り管54と往管55とを有し、追い焚き循環通路4には、浴槽湯水を矢印Cに示すように循環させる浴槽湯水循環ポンプ6と、浴槽湯水の温度を検出する浴槽湯水温検出手段7が介設されている。
【0026】
燃焼制御手段10の制御に従い、浴槽湯水循環ポンプ6の駆動によって、追い焚き循環通路4を通して浴槽湯水を矢印Cに示すように循環させ、かつ、電磁弁18を開の状態として液体循環ポンプ45を駆動させることによって、暖房機用液体循環通路17を通して液体を矢印Bに示すように循環させることにより、暖房機用液体循環通路17を通る液体と追い焚き循環通路4を通る浴槽湯水との熱交換が、追い焚き熱交換器12を介して行われる。このとき、暖房機用液体循環通路17を通る液体を暖房用熱交換器42によって加熱することにより、浴槽湯水の追い焚きを行うことができる。この浴槽湯水の追い焚きは、浴槽湯水温検出手段7によって検出される浴槽湯水検出温度が、例えば補助熱源装置15に信号接続されているリモコン装置60の操作によって予め設定される風呂設定温度に達するまで行われる。なお、リモコン装置60は、浴室や、台所等の適宜の場所に設置される。
【0027】
また、前記集熱機用液体循環通路3は、その一部が貯湯水槽14内に通されており、それにより、集熱機用液体循環通路3は貯湯水槽14に熱的に接続されている。したがって、本実施例においては、追い焚き循環通路4が、熱交換手段としての、集熱機用液体循環通路3と液−液熱交換器16と暖房機用液体循環通路17と追い焚き熱交換器12とを介し、貯湯水槽14に熱的に接続されている。
【0028】
貯湯水槽14には、貯湯水槽14内に貯湯されている湯の温度を検出する貯湯水温検出手段としてのサーミスタ34〜37が設けられている。また、貯湯水槽14の下側には、給水通路19と排水通路20とが接続されており、給水通路19には逆止弁21が、排水通路20には排水電磁弁22がそれぞれ介設されている。なお、貯湯水槽14は例えば屋外に配置されるものであり、この風呂装置が配設される場所(地域)によっては、貯湯水槽14の周りと、給水通路19および排水通路20のうち屋外に設けられる通路の周りには、ヒータ(図示せず)が設けられ、これらのヒータを作動させることによって凍結防止運転が行えるようになっている。
【0029】
貯湯水槽14の上側には、給湯通路23が接続されており、給湯通路23には、逃がし弁29を備えた圧力逃がし通路30が接続されている。給湯通路23は前記補助熱源装置15に接続され、この補助熱源装置15を介して台所や浴室等の給湯先に接続されている。さらに、給湯通路23には、電磁弁24,25,26が接続されており、電磁弁(混合弁)26には、逆止弁27を備えたバイパス通路28が接続されて、該バイパス通路28を介して前記給水通路19に接続されている。バイパス通路28には入水温度検出手段44が設けられている。
【0030】
また、給湯通路23において、電磁弁25よりも上流側(貯湯水槽14に近い側)に出湯湯温検出手段46が設けられ、電磁弁25,26よりも下流側に、給湯通路23から出湯される湯水の流量を検出する流量検出手段49と、給湯通路23から出湯される湯水の温度を検出する混合湯温検出手段48とが設けられている。流量検出手段49は、貯湯水槽14から出湯される湯にバイパス通路28を通って加熱されていない水を加えて形成される(混合される)湯の流量を検出し、混合湯温検出手段48は、その湯の温度を検出する。
【0031】
なお、同図においては、補助熱源装置15内における給湯通路23との接続構成の図示を省略しているが、給湯通路23には、給湯用の熱交換器が設けられ、この熱交換器の加熱を行うバーナ(ガスバーナ)と、該バーナへの燃料(ガス)供給通路と、バーナへの給排気を行うファンとを有する給湯関連加熱用構成が設けられている。そして、補助熱源装置15は、貯湯水槽14から出湯されて図の矢印D’に示すようにして補助熱源装置15に導入される湯の温度(出湯湯温検出手段46の検出温度)が給湯設定温度以上の時には、その湯を加熱せずに出湯通路23aから給湯先に導き、貯湯水槽14から出湯される湯の温度が給湯設定温度未満の時には、燃焼制御手段10の制御に従って、その湯を加熱して給湯設定温度として出湯通路23aから給湯先に導く。
【0032】
この風呂装置において、集熱機用液体循環通路3に設けられている液体循環ポンプ5を駆動させることにより、集熱機用液体循環通路3内の液体を図の矢印Aおよび矢印A’に示すように循環させ、このとき、集熱機13により集熱機用液体循環通路3を通る液体が太陽光を利用して加熱されると、その熱により貯湯水槽14内の湯水の加熱が行われる。また、貯湯水槽14内には、図の矢印Dに示すように、給水通路19から給水が行われ、貯湯水槽14を通って加熱された湯が、図の矢印D’に示すように、給湯通路23を通って給湯先から出湯される。なお、貯湯水槽14から出湯される湯の温度が給湯設定温度よりも高い時は、図の矢印Eに示すように、バイパス通路28を通り、加熱されていない水が給湯通路23を通る湯に混合されて出湯される。
【0033】
また、集熱機用液体循環通路3内の液体と暖房機用液体循環通路17内の湯とを共に循環させることによって、液−液熱交換器16を介して、集熱機用液体循環通路3の液体と暖房機用液体循環通路17内の湯との熱交換を行うことができる。そのため、例えば、集熱機用液体循環通路3内にシスターン50から細菌(例えばレジオネラ菌)が混入しても、補助熱源装置15を作動させて暖房機用液体循環通路17に通す液体の温度を高め、この液体と集熱機用液体循環通路3内の液体との熱交換によって、集熱機用液体循環通路3を循環する液体を例えば60度以上に加熱することにより、集熱機用液体循環通路3を循環する液体の加熱殺菌を行うことができる。
【0034】
図1には、本実施例において特徴的な制御構成が示されている。同図に示すように、リモコン装置60と、補助熱源装置15に設けられた制御装置32と、貯湯水槽ユニット31に設けられた制御装置33とが信号接続されており、リモコン装置60には、浴槽湯水温低下操作部47が設けられ、制御装置32には、浴槽湯水温低下指令伝達部8と、洗濯注水信号入力部9と、燃焼制御手段10が設けられ、制御装置33には、温度低下用熱交換制御手段11が設けられている。
【0035】
浴槽湯水温低下操作部47は、浴槽湯水温を予め定められる風呂設定温度よりも低下させるための操作を行うものであり、浴槽湯水温低下操作部47は、例えば「ぬるく」と表示されている操作ボタンにより形成されている。この浴槽湯水温低下操作部47を操作すると、浴槽湯水温を予め定められる風呂設定温度よりも低下させる浴槽湯水温低下指令が出力され、制御装置32の浴槽湯水温低下指令伝達部8に加えられる。浴槽湯水温低下指令伝達部8は、この浴槽湯水温低下指令を中継して制御装置33の温度低下用熱交換制御手段11に加える。
【0036】
温度低下用熱交換制御手段11は、浴槽湯水温低下指令を受けて、前記浴槽湯水温検出手段7により検出される浴槽湯水温検出値と、サーミスタ34〜37の検出温度に基づいて検出される貯湯水温検出値とを比較する。なお、温度低下用熱交換制御手段11は、浴槽湯水温検出手段7による浴槽湯水温検出値を、燃焼制御手段10を介して受信する。また、貯湯水温検出値は、サーミスタ34〜37により検出されるそれぞれの温度の平均値としてもよいし、サーミスタ34〜37により検出される温度のうちの最高値としてもよい。さらに、温度低下用熱交換制御手段11は、集熱機用液体循環通路3を循環する液体の温度(サーミスタ61の検出温度)と、暖房機用液体循環通路17を循環する液体の温度(サーミスタ62の検出温度)を前記浴槽湯水温検出値と比較する。
【0037】
そして、両液体の温度および前記貯湯水温検出値が、いずれも浴槽湯水温検出値より低い場合に、温度低下用熱交換制御手段11は、洗濯注水信号入力部9に指令を加え、浴槽湯水循環ポンプ6を駆動させて、浴槽湯水を追い焚きせずに(加熱せずに)追い焚き循環通路4を通して循環させると共に、燃焼制御手段10に指令を加え、液体循環ポンプ45を駆動させて、暖房機用液体循環通路17内の液体を循環させる。
【0038】
また、温度低下用熱交換制御手段11は、集熱機用液体循環通路3に介設されている電磁弁38を閉じ、バイパス通路40に介設されている電磁弁39を開き、液体循環ポンプ5を駆動させて、集熱機用液体循環通路3内の液体を、
図2の矢印A、A”に示したように、集熱機13には通さずにバイパス通路40を通して循環させる。このように、浴槽湯水を追い焚き循環通路4を通して循環させると共に、集熱機用液体循環通路3と暖房機用液体循環通路17とを通して、それぞれの通路3,17内の液体を循環させることで、温度低下用熱交換制御手段11は、追い焚き循環通路4を加熱せずに循環する浴槽湯水と貯湯水槽14内の湯水とを、通路3,17内の液体を介して熱交換させ、浴槽湯水温を低下させる。
【0039】
なお、例えば、浴槽湯水温検出値が40℃で、浴槽湯水の量が180リットルに対し、貯湯水温検出値が18℃で貯湯水槽14の湯水量が100リットルのときには、前記熱交換を1時間行うことにより、浴槽湯水の温度を5℃程度低下させることができる。人は、浴槽湯水温が少し低下しただけでも敏感に感じるものであり、このように、浴槽湯水温をゆっくりと下げることにより、ヒートショックの緩和を行うことができる。
【0040】
また、前記浴槽湯水温低下指令は、浴槽湯水温を前記風呂設定温度よりも予め定められる設定低下温度(例えば2℃)低下させる指令とし、以下に述べるような制御を行うことが好ましい。なお、設定低下温度は、例えば2℃にするといったように、予めリモコン装置60内または制御装置32内に与えておいてもよいし、例えばリモコン装置60の操作ボタンを1回押すと0.5℃、2回押すと1℃となるようにするなど、利用者の操作に応じて可変できる値としてもよい。また、設定低下温度を可変できる構成とする場合は、設定低下温度の上限値を定めておいてもよい。
【0041】
そして、浴槽湯水温低下操作部47から、浴槽湯水温を風呂設定温度よりも設定低下温度低下させる浴槽湯水温低下指令を出力する場合、温度低下用熱交換制御手段11は、前記浴槽湯水温検出値が前記風呂設定温度よりも前記設定低下温度低くなったときに、浴槽湯水循環ポンプ6、液体循環ポンプ
5,45を停止させて、浴槽湯水と貯湯水槽14内の湯水との熱交換動作を停止するようにする。
【0042】
なお、従来、浴槽湯水を洗濯用に用いるための構成として、例えば
図5に示すような構成が用いられていた。この構成は、洗濯機に注水する注水通路71に浴槽湯水の導入通路70を接続し、浴槽湯水を洗濯用として用いるときには、追い焚き循環通路4に設けた三方弁69を同図に示すような向きにして、浴槽2から追い焚き循環通路4内に通した浴槽湯水を加熱せずに、浴槽湯水の導入通路70と注水通路71を介して洗濯機に注水するものである。図中、符号72は、フィルタを示し、符号73は水道水を洗濯機に注水する通路、符号74は水道水を風呂給湯器75により加熱して洗濯機に注水する通路を示している。
【0043】
このような配管構成は、必ずしも現在も用いられているとは限らないが、風呂給湯器75の制御装置には、このような制御を行うための、洗濯注水入力信号の入力部が標準整備されており、風呂給湯器75は補助熱源装置15として用いることができる。そこで、本実施例では、前記の如く、リモコン装置60から浴槽湯水温低下指令が出力されたときに、温度低下用熱交換制御手段11から洗濯注水信号入力部9に指令を加え、浴槽湯水循環ポンプ6を駆動させて、浴槽湯水を追い焚きせずに(加熱せずに)追い焚き循環通路4を通して循環させるようにしている。つまり、この構成を用いれば、既設の風呂給湯器を補助熱源装置15として用い、その補助熱源装置15に貯湯水ユニット31を接続することにより、既設の制御構成を用いて前記のような動作を行える風呂装置を形成できる。
【0044】
なお、既設の風呂給湯器を用いずに、始めから本実施例のようなシステム構成の風呂装置を形成する場合は、洗濯注水信号入力部9を設けずに、温度低下用熱交換制御手段11の指令に応じて、追い焚きを行わずに浴槽湯水循環ポンプ6を駆動して追い焚き循環通路4内に浴槽湯水を循環させる手段を設ければよい。
【実施例2】
【0045】
次に、本発明に係る風呂装置の第2実施例について、
図3、
図4に基づいて説明する。なお、第2実施例の説明において、前記第1実施例と同様の構成要素には同一符号を付し、その重複説明は省略または簡略化する。
【0046】
図3に示すように、第2実施例も前記第1実施例と同様に、貯湯水ユニット31と補助熱源装置15とを有しているが、第2実施例では、前記第1実施例に設けた暖房機用液体循環通路17および電磁弁18、サーミスタ62を省略し、追い焚き循環通路4を液−液熱交換器16を介して集熱機用液体循環通路3に熱的に接続している。したがって、補助熱源装置15内には、追い焚き循環通路4と、浴槽湯水循環ポンプ6と、追い焚き熱交換器12と、浴槽湯水温検出手段7と、図示されていない前記給湯関連加熱用構成とが設けられている。また、第2実施例では、暖房機用液体循環通路17が設けられていないので、
図4に示すような制御構成を有しており、暖房機用液体循環通路17を設けていない分だけ装置構成および制御構成が簡単であるが、暖房機能は無い。
【0047】
第2実施例では、温度低下用熱交換制御手段11によって、追い焚き循環通路4を通して循環させる浴槽湯水と貯湯水槽14内の湯水とを熱交換させるときには、前記貯湯水温検出値と、集熱機用液体循環通路3を循環する液体の温度とが浴槽湯水温検出値より低い場合に、前記第1実施例と同様に、洗濯注水信号入力部9への信号入力によって、浴槽湯水を加熱せずに追い焚き循環通路4を通して循環させると共に、液体循環ポンプ5を駆動させて集熱機用液体循環通路3を通して集熱機用液体循環通路3内の中の液体を循環させ、該集熱機用液体循環通路3の液体と液−液熱交換器16とを介して、追い焚き循環通路4を通る浴槽湯水と貯湯水槽14内の湯水とを熱交換させる。
【0048】
なお、本発明は、前記各実施例に限定されるものでなく、適宜設定されるものである。例えば、前記各実施例では、温度低下用熱交換制御手段11によって、追い焚き循環通路4を通して循環させる浴槽湯水と貯湯水槽14内の湯水とを熱交換させるときには、集熱機用液体循環通路3を循環する液体を集熱機13には通さずにバイパス通路40を通して循環させる構成したが、集熱機用液体循環通路3を循環する液体を集熱機13に通して循環させる構成としてもよい。
【0049】
また、風呂装置のシステム構成は、特に限定されるものでなく、追い焚き循環通路4と貯湯水槽14とを、熱交換手段を介して熱的に接続していれば、それ以外の構成は適宜設定されるものである。例えば集熱機13や集熱機用液体循環通路3は省略することもできる。この場合、追い焚き循環通路4と貯湯水槽14とを、熱交換手段としての液―液熱交換器を介して接続してもよいし、追い焚き循環通路4を貯湯水槽14内に通し、この貯湯水槽14内に通された追い焚き循環通路4の管路と貯湯水槽14との接触部が熱交換手段として機能するようにして、追い焚き循環通路4と貯湯水槽14とを直接的に熱的に接続してもよい。ただし、追い焚き循環通路4と貯湯水槽14とを直接的に熱的に接続する構成においては、貯湯水槽14に通された追い焚き循環通路4に穴が開いてしまった場合に、浴槽湯水内が貯湯水槽14内の湯水に混入し、衛生上好ましくないことが生じる虞があるので、追い焚き循環通路4と貯湯水槽14とを直接的に熱的に接続するよりも、前記実施例のような構成や液−液熱交換器を介して接続することが好ましい。
【0050】
さらに、本発明の風呂装置は、例えば前記実施例で設けたガス燃焼を行うバーナの代わりに、石油燃焼用のバーナを設けてもよいし、電熱ヒータを設けてもよい。また、給湯通路23を、注湯通路(図示せず)を介して追い焚き循環通路4に接続し、給湯通路23、注湯通路、追い焚き循環通路4を順に通して、浴槽2に自動的に注湯して湯張りする自動湯張り機能を設けてもよい。