JP2016191485A - 貯湯式給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】湯張り運転中に貯湯タンク内の湯水の沸き上げ運転を行うときに、ヒートポンプが停止することを防止した貯湯式給湯装置を提供する。。【解決手段】沸き上げ制御部１２３は、湯張り運転が実行されていないときは、所定の沸き上げ実施条件が成立したときに、タンク循環ポンプ６６とヒートポンプ５１とを作動させて、貯湯タンク１１内の湯水を加熱する沸き上げ運転を実行し、湯張り運転が開始されたときには、湯張り運転の開始時から、湯側流量センサ２７による検出流量Ｆｈに基づいて貯湯タンク１１から浴槽１０５に供給された湯水の積算値を算出し、該積算値が所定の判定値以上になった時点から沸き上げ運転を開始する。【選択図】 図１

Description

本発明は、貯湯タンク内の湯を浴槽に供給して湯張りを行う貯湯式給湯装置に関する。

従来、ヒートポンプにより貯湯タンク内の水を加熱する貯湯式給湯装置において、貯湯タンク内の湯を浴槽に供給して、浴槽の湯張りを行う構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載された貯湯式給湯装置のように、貯湯タンクに貯められた湯を浴槽に供給して湯張りを行う場合、湯張りには多量の湯が必要なので、湯張りの途中で貯湯タンクの湯切れ（貯湯タンク内に貯められていた湯を使い切った状態）が生じるおそれがある。

そこで、特許文献１に記載された貯湯式給湯装置においては、湯張りが開始される前に、ヒートポンプを作動させて貯湯タンク内の湯水を高温（６０℃）に沸き上げておくようにしている。そして、貯湯タンクからの湯と給水管からの水を混合させて浴槽に供給することにより、貯湯タンクから浴槽に供給可能な湯量を増加させて、湯張り中に貯湯タンクの湯切れが生じることの防止を図っている。

さらに、特許文献１に記載された貯湯式給湯装置においては、湯張りの開始と同時にヒートポンプの作動を開始して、湯張り中も貯湯タンク内の湯水を加熱することにより、湯張り中に貯湯タンクの湯切れが生じる可能性をさらに低下させている。

特開２０１１−１６３６５９号公報

特許文献１に記載された貯湯式給湯装置のように、貯湯タンク内に高温の湯が貯められた状態で、湯張り開始時からヒートポンプを作動させた場合には、貯湯タンクからヒートポンプの熱交換器に高温の湯が供給される。その結果、ヒートポンプにおいては、高温の湯をさらに加熱して昇温させるために熱媒体が高温になって、ヒートポンプが直ぐに停止してしまい、無駄な電力が消費されるという不都合がある。

本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、湯張り中に、貯湯タンク内の湯水を加熱して貯湯タンクの湯切れを防止するためにヒートポンプを作動させたときに、ヒートポンプが作動を停止してしまうことを防止した貯湯式給湯装置を提供することを目的とする。

本発明の貯湯式給湯装置は、
下部に給水管が接続されると共に上部に出湯管が接続され、前記給水管から供給される水が貯められる貯湯タンクと、
前記貯湯タンクの下部と上部を接続したタンク循環路と、
前記貯湯タンクの下部に貯まった湯水を、前記タンク循環路を介して前記貯湯タンクの上部に循環させるタンク循環ポンプと、
前記タンク循環路の途中に設けられた熱交換器と、
圧縮機と、前記熱交換器と、膨張弁と、蒸発器とを、熱媒体が封入された熱媒体循環路により順に接続して構成され、前記圧縮機により圧縮された熱媒体を前記熱媒体循環路に流通させることにより、前記熱交換器において、前記タンク循環路を流通する湯水と前記熱媒体循環路を流通する熱媒体との間の熱交換により、前記タンク循環路を流通する湯水を加熱するヒートポンプと、
前記出湯管と浴槽とを接続した湯張り管と、
前記湯張り管を開閉する湯張り弁と、
前記湯張り弁を開弁して、前記貯湯タンク内の湯水を前記浴槽に供給する湯張り運転を実行する湯張り制御部とを備えた貯湯式給湯装置に関する。

そして、本発明の貯湯式給湯装置の第１の態様は、
前記湯張り管を介して前記貯湯タンクから前記浴槽に供給される湯水の流量を検出するタンク出湯流量検出部と、
前記湯張り運転が実行されていないときは、所定の沸き上げ実施条件が成立したときに、前記タンク循環ポンプと前記ヒートポンプとを作動させて、前記貯湯タンク内の湯水を加熱する沸き上げ運転を実行し、前記湯張り運転が開始されたときには、前記湯張り運転の開始時から、前記貯湯タンクから前記浴槽に供給される湯水の量を前記タンク出湯流量検出部の検出流量に基づいて積算し、該湯水の量の積算値が所定の判定値以上になった時から、前記沸き上げ運転を開始する沸き上げ制御部と
を備えたことを特徴とする。

かかる本発明によれば、前記沸き上げ制御部は、前記湯張り運転が実行されていないときは、前記沸き上げ実施条件（前記貯湯タンクの湯切れが生じたとき、前記湯張り運転が実行される直前のように多量の湯の供給が必要になると想定されるとき等）が成立した場合に、前記沸き上げ運転を実行して前記貯湯タンク内の湯水を加熱する。

そのため、前記湯張り運転が開始されたときに、前記貯湯タンク内に高温の湯が貯められた状態（満蓄状態）になっている場合がある。そして、この場合に、前記沸き上げ運転を開始すると、前記貯湯タンクの下部に貯まった高温の湯が前記熱交換器に供給されるため、前記熱交換器を流通する湯をさらに加熱するために、前記圧縮機で圧縮される熱媒体が過熱して前記ヒートポンプが作動を停止するおそれがある。

そこで、前記沸き上げ制御部は、前記湯張り運転が開始されたときに、前記湯張り運転の開始時から前記貯湯タンクから前記浴槽に供給される湯水の量の積算を開始する。そして、該湯水の積算値が前記判定値以上になった時点で、前記沸き上げ運転を開始する。これにより、前記貯湯タンクの下部に前記給水管から供給された水がある程度貯まり、前記タンク循環ポンプを作動させたときに、前記熱交換器に低温の水が供給される状態になってから、前記沸き上げ運転が開始させることができる。そのため、前記熱交換器に高温の湯が供給される状態で、前記沸き上げ運転が実行されて、前記ヒートポンプが作動を停止することを防止することができる。

また、前記第１の態様の貯湯式給湯装置において、
前記給水管から分岐して、前記出湯管と前記湯張り管との接続箇所よりも上流側で、前記湯張り管に接続された給水分岐管と、
前記給水分岐管から前記出湯管に供給される水の温度を検出する給水温度検出部と、
前記貯湯タンクから前記出湯管に供給される湯と、前記給水分岐管から前記出湯管に供給される水との混合比を変更する湯水混合部とを備え、
前記湯張り制御部は、前記湯張り運転の実行中に、前記出湯管から前記湯張り管に所定の湯張り設定温度の湯が供給されるように、前記湯水混合部の混合比を調節し、
前記沸き上げ制御部は、前記給水温度検出部の検出温度が低いほど、前記判定値を少なく設定することを特徴とする。

この構成によれば、前記給水管から前記出湯管に供給される水の温度が低いほど、前記湯張り設定温度の湯を前記湯張り管に供給するために必要となる前記貯湯タンクから前記出湯管への湯の供給流量が多くなる。そのため、前記湯張り運転を開始したときに、前記給水管から前記貯湯タンクに供給される水の流量が多くなり、前記貯湯タンクの下部に貯まっていく水の増加速度が速くなる。

そこで、前記給水温度センサの検出温度が低い程、前記所定量を少なく設定することによって、前記沸き上げ運転を早めに開始して、前記湯張り運転中に前記貯湯タンクの湯切れが生じる可能性をさらに低下させることができる。

次に、本発明の貯湯式給湯装置の第２の態様は、
前記湯張り運転が実行されていないときは、所定の沸き上げ実施条件が成立したときに、前記タンク循環ポンプと前記ヒートポンプとを作動させて、前記貯湯タンク内の湯水を加熱する沸き上げ運転を実行し、前記湯張り運転が開始されたときには、前記湯張り運転の開始時からの経過時間が所定時間以上になった時から、前記沸き上げ運転を開始する沸き上げ制御部を備えたことを特徴とする。

かかる本発明によれば、前記沸き上げ制御部は、前記湯張り運転が開始されたときに、前記湯張り運転の開始からの経過時間が前記所定時間以上になった時に、前記沸き上げ運転を開始する。これにより、前記貯湯タンクの下部に前記供給管から供給された水がある程度貯まって、前記タンク循環ポンプを作動させたときに前記熱交換器に低温の水が供給される状態になってから、前記沸き上げ運転を開始させることができる。そのため、前記熱交換器に高温の湯が供給される状態で、前記沸き上げ運転が実行されて、前記ヒートポンプが作動を停止することを防止することができる。

また、前記第２の態様の貯湯式給湯装置において、
前記給水管から分岐して、前記出湯管と前記湯張り管との接続箇所よりも上流側で、前記湯張り管に接続された給水分岐管と、
前記給水分岐管から前記出湯管に供給される水の温度を検出する給水温度検出部と、
前記貯湯タンクから前記出湯管に供給される湯の流量と、前記給水分岐管から前記出湯管に供給される水の流量との混合比を変更する湯水混合部とを備え、
前記湯張り制御部は、前記湯張り運転の実行中に、前記出湯管から前記湯張り管に所定の湯張り設定温度の湯が供給されるように、前記湯水混合部の混合比を調節し、
前記沸き上げ制御部は、前記給水温度検出部の検出温度が低いほど、前記所定時間を短く設定することを特徴とする。

この構成によれば、前記給水管から前記出湯管に供給される水の温度が低いほど、前記湯張り設定温度の湯を前記湯張り管に供給するために必要となる前記貯湯タンクから前記出湯管への湯の供給流量が多くなる。そのため、前記湯張り運転を開始したときに、前記給水管から前記貯湯タンクに供給される水の流量が多くなり、前記貯湯タンクの下部に貯まっていく水の増加速度が速くなる。

そこで、前記給水温度センサの検出温度が低い程、前記所定時間を短く設定することによって、前記沸き上げ運転を早めに開始して、前記湯張り運転中に前記貯湯タンクの湯切れが生じる可能性をさらに低下させることができる。

貯湯式給湯装置の構成図。 第１実施形態における湯張り運転のフローチャート。 第２実施形態における湯張り運転のフローチャート。

本発明の実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。図１を参照して、本実施形態の貯湯式給湯装置１は、貯湯ユニット１０、ヒートポンプユニット５０、ガス熱源ユニット８０、及び、貯湯式給湯装置１の全体的な作動を制御するコントローラ１２０を備えて構成されている。

なお、図１では、貯湯式給湯装置１のコントローラとして一つのコントローラ１２０を示したが、貯湯ユニット１０のコントローラと、ヒートポンプユニット５０のコントローラと、ガス熱源ユニット８０のコントローラを個別に備え、各コントローラ間の通信によって、貯湯式給湯装置１の全体的な作動を制御する構成としてもよい。

貯湯ユニット１０は、貯湯タンク１１、給水管１２、出湯管１３等を備えている。貯湯タンク１１は内部に湯を保温して貯め、高さ方向に略等間隔で配置されて、各高さでの貯湯タンク１１内の湯水の温度ｔh2〜ｔh5を検出するタンク表面温度センサ１４〜１７と、貯湯タンク１１の上部に配置されて貯湯タンク１１から出湯管１３に供給される湯水の温度ｔh1を検出するタンク中温度センサ２６が設けられている。

また、貯湯タンク１１の上部と下部を接続するタンク循環路４１の貯湯タンク１１の下部との接続箇所の付近には、貯湯タンク１１の下部に貯められた湯水の温度ｔh6を検出するタンク下部温度センサ４２が設けられている。また、貯湯タンク１１の底部には、作業者の手動操作により開弁される排水弁１８が設けられている。

給水管１２は、一端が給水口３０を介して図示しない上水道に接続され、他端が貯湯タンク１１の下部に接続されて、貯湯タンク１１内の下部に水を供給する。給水管１２には、貯湯タンク１１の内圧が過大になることを防止するための減圧弁１９と、給水管１２から貯湯タンク１１への方向のみの通水を可能にして、貯湯タンク１１から給水管１２側への湯水の流出を阻止する第１湯側逆止弁２０が設けられている。

給水管１２から分岐した給水バイパス管３４（本発明の給水分岐管に相当する）は、給湯混合弁２１を介して接続箇所Ｘで出湯管１３に連通しており、給湯混合弁２１（本発明の湯水混合部に相当する）により、貯湯タンク１１から出湯管１３に供給される湯水と給水バイパス管３４から出湯管１３に供給される水との混合比が変更される。

給水バイパス管３４には、給水バイパス管３４に供給される水の温度Ｔw（以下、給水温度Ｔｗという）を検出する給水温度センサ２２（本発明の給水温度検出部に相当する）と、給水バイパス管３４を流通する水の流量Ｆwを検出する水側流量センサ２３と、給水バイパス管３４から出湯管１３への方向のみの通水を可能にして、出湯管１３から給水バイパス管３４側への湯水の流出を阻止する水側逆止弁２４とが設けられている。

出湯管１３は、一端が給湯口３１に接続され、他端が貯湯タンク１１の上部に接続されている。貯湯タンク１１の上部に貯められた湯水は、出湯管１３から給湯口３１を介して図示しない給湯栓（台所、洗面所、浴室のカランやシャワー等）に供給される。出湯管１３には、貯湯タンク１１から出湯管１３への方向のみの通水を可能にして、出湯管１３から貯湯タンク１１側への湯水の流入を阻止する第２湯側逆止弁２５と、貯湯タンク１１から出湯管１３に供給される湯水の流量Ｆhを検出する湯側流量センサ２７（本発明のタンク出湯流量検出部に相当する）とが設けられている。

ガス熱源ユニット８０は、出湯管１３の給水バイパス管３４との接続箇所Ｘよりも下流側の途中に設けられ、貯湯ユニット１０には、ガス熱源ユニット８０をバイパスして、ガス熱源ユニット８０の下流側と上流側の出湯管１３を連通する出湯バイパス管３３と、出湯バイパス管３３を開閉する出湯バイパス弁２９とが設けられている。

出湯管１３の出湯バイパス管３３との分岐箇所Ｙと給湯混合弁２１との間に、給湯混合弁２１を介して出湯管１３に供給される湯水の温度Ｔmを検出する混合温度センサ２８が設けられ、出湯管１３の出湯バイパス管３３との合流箇所Ｚと給湯口３１との間に、給湯口３１から出湯される湯水の温度を検出する給湯温度センサ３２が設けられている。

貯湯ユニット１０に備えられた各センサの検出信号は、コントローラ１２０に入力される。また、コントローラ１２０から出力される制御信号によって、給湯混合弁２１と出湯バイパス弁２９の作動が制御される。

次に、ヒートポンプユニット５０は、貯湯タンク１１内の湯水をタンク循環路４１を介して循環させて加熱するものであり、屋外に設置されている。ヒートポンプユニット５０は、熱媒体（ハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）等の代替フロン、二酸化炭素等）が封入されたヒートポンプ循環路５２（本発明の熱媒体循環路に相当する）により接続された蒸発器５３、圧縮機５４、ヒートポンプ熱交換器５５（凝縮器）、及び膨張弁５６により構成されたヒートポンプ５１を有している。

蒸発器５３は、ファン６０の回転により供給される空気（外気）とヒートポンプ循環路５２内を流通する熱媒体との間で熱交換を行う。圧縮機５４は、蒸発器５３から吐出された熱媒体を圧縮して高圧・高温とし、ヒートポンプ熱交換器５５に送出する。膨張弁５６は、圧縮機５４で加圧された熱媒体の圧力を開放する。

除霜弁６１は膨張弁５６をバイパスして設けられており、圧縮機５４から送出される熱媒体により蒸発器５３を除霜する。ヒートポンプ循環路５２の膨張弁５６の上流側及び下流側、圧縮機５４の上流側及び下流側には、ヒートポンプ循環路５２内を流通する熱媒体の温度を検出する熱媒体温度センサ６２，６３，６４，６５が、それぞれ設けられている。また、蒸発器５３には、蒸発器５３に吸入される空気の温度Ｔoutを検出する周囲温度センサ６７が設けられている。

ヒートポンプ熱交換器５５はタンク循環路４１と接続され、圧縮機５４により高圧・高温とされた熱媒体と、タンク循環路４１内を流通する湯水との熱交換により、タンク循環路４１内を流通する湯水を加熱する。タンク循環路４１には、貯湯タンク１１内の湯水をタンク循環路４１を介して循環させるためのタンク循環ポンプ６６が設けられている。

貯湯タンク１１内の下部に貯まった湯水は、タンク循環ポンプ６６によりタンク循環路４１に導かれ、ヒートポンプ熱交換器５５で所定温度（沸き上げ温度）まで加熱されて貯湯タンク１１の上部に戻される。これにより、所定温度の湯が、貯湯タンク１１の上部から順次積層して貯められる。

なお、タンク循環路４１のヒートポンプ熱交換器５５の上流側及び下流側には、タンク循環路４１内を流通する湯水の温度を検出する湯温度センサ６８，６９が設けられている。また、ヒートポンプ熱交換器５５には、その内部の雰囲気温度を検出する雰囲気温度センサ５７が設けられている。

ヒートポンプユニット５０に備えられた各センサの検出信号は、コントローラ１２０に入力される。また、コントローラ１２０から出力される制御信号によって、圧縮機５４、タンク循環ポンプ６６、及びファン６０の作動が制御される。

次に、ガス熱源ユニット８０は、出湯管１３を流通する湯水を加熱するものであり、缶体８７内に収容された給湯バーナ８１及び給湯バーナ８１により加熱される給湯熱交換器８２等を備えている。

また、出湯管１３の途中箇所には、浴槽１０５に連通した湯張り管１００が設けられている。湯張り管１００には、湯張り管１００を開閉する湯張り弁１０３が設けられており、コントローラ１２０は、湯張り弁１０３を開弁することによって、出湯管１３から湯張り管１００を介して浴槽１０５に湯を供給する湯張り運転を実行する。

給湯バーナ８１には、図示しないガス供給管から燃料ガスが供給されると共に、図示しない燃焼ファンにより燃焼用空気が供給される。コントローラ１２０は、給湯バーナ８１に供給する燃料ガスと燃焼用空気の流量を調節して、給湯バーナ８１の燃焼量を制御する。

給湯熱交換器８２は、出湯管１３の途中に接続されており、給湯バーナ８１の燃焼熱によって、内部を流通する湯水を加熱する。出湯管１３には、上流側から順に、止水弁９３と水量センサ８８が設けられている。給湯熱交換器８２の上流側と下流側は、熱源バイパス管８９により連通されており、熱源バイパス管８９には、熱源バイパス管８９の開度を調節するための熱源バイパス弁９０が設けられている。出湯管１３の給湯熱交換器８２の出口付近には熱交出湯温度センサ９１が設けられ、出湯管１３の熱源バイパス管８９との接続箇所の下流側には熱源出湯温度センサ９２が設けられている。

この構成により、貯湯タンク１１内に湯が無いとき（湯切れ状態）に、給水管１２から貯湯タンク１１及び給水バイパス管３４を介して出湯管１３に供給される水が、給湯熱交換器８２により加熱されて湯となり、熱源バイパス管８９からの水と混合されて、目標給湯温度の湯が給湯口３１から供給されるようになっている。

ガス熱源ユニット８０に備えられた各センサの検出信号は、コントローラ１２０に入力される。また、コントローラ１２０から出力される制御信号によって、給湯バーナ８１、熱源バイパス弁９０、及び湯張り弁１０３の作動が制御される。

コントローラ１２０は、図示しないＣＰＵ，メモリ等により構成された電子回路ユニットであり、メモリに保持された貯湯式給湯装置１の制御用プログラムを、ＣＰＵで実行することによって、給湯制御部１２１、湯張り制御部１２２、及び沸き上げ制御部１２３として機能する。

コントローラ１２０は、通信ケーブル１３０によりリモコン１４０と接続されている。リモコン１４０は、貯湯式給湯装置１の運転状況や運転条件の設定等を表示するための表示器１４１と、各種スイッチが設けられたスイッチ部１４２とを備えている。貯湯式給湯装置１の使用者は、リモコン１４０のスイッチ部１４２を操作することによって、給湯口３１からの給湯温度（目標給湯温度）の設定や、湯張り運転における浴槽１０５への給湯温度（目標湯張り温度）及び湯張り量（目標湯張り量）の設定等を行う。

給湯制御部１２１は、貯湯タンク１１の湯切れが生じていない状態で、水側流量センサ２３により下限流量以上の通水が検出されている場合には、混合温度センサ２８又は給湯温度センサ３２の検出温度が目標給湯温度となるように、給湯混合弁２１の分配比を調節する混合温調制御を行う。このとき、給湯制御部１２１は、湯張り弁１０３が開弁して浴槽１０５への給湯が行われているときは出湯バイパス弁２９を閉弁し、湯張り弁１０３が閉弁しているときには出湯バイパス弁２９を開弁する。

また、給湯制御部１２１は、貯湯タンク１１の湯切れが生じている状態で、水側流量センサ２３により下限流量以上の通水が検出されている場合には、出湯バイパス弁２９を閉弁する。そして、水量センサ８８により下限流量以上の通水が検出されているときに、熱源出湯温度センサ９２の検出温度が目標給湯温度となるように、給湯バーナ８１の燃焼量を調節する加熱温調制御を実行する。

湯張り制御部１２２は、リモコン１４０のスイッチ部１４２により、湯張りを指示する操作がなされたときに、湯張り弁１０３を開弁して出湯管１３から湯張り管１００を介して浴槽１０５に目標湯張り量分の湯を供給する湯張り運転を実行する。湯張り制御部１２２は、目標湯張り温度を目標給湯温度に設定して、湯張り運転を実行する。

沸き上げ制御部１２３は、タンク中温度センサ２６及びタンク表面温度センサ１４〜１７の検出温度を監視して、貯湯タンク１１内の湯の残量が下限量以下になったとき（本発明の沸き上げ実施条件に相当する）に、タンク循環ポンプ６６とヒートポンプ５１を作動させて、貯湯タンク１１内の湯水を沸き上げ温度（６０℃、５５℃、５０℃、４５℃のうちのいずれか）まで加熱する沸き上げ運転を実行する。

また、沸き上げ制御部１２３は、湯張り運転が実行されると想定される時間よりも前に、予め貯湯タンク１１内の湯水を例えば６０℃に沸き上げて、湯張り運転による多量の給湯に備える処理を行う。そのため、湯張り運転が開始される時点では、貯湯タンク１１内に高温の湯が満たされている（満蓄状態）可能性が高い。

そして、浴槽１０５の湯張りには多量の湯が必要であって、一般には、貯湯タンク１１に貯められた湯量では湯張りに必要な湯量を確保できない。そこで、湯張り運転の開始と同時に沸き上げ運転を開始することで、湯張り運転中に貯湯タンク１１の湯切れが生じることを回避することが考えられる。

しかしながら、貯湯タンク１１が満蓄状態であるときに、沸き上げ運転を実行すると、ヒートポンプ熱交換器５５に高温の湯水が供給され、ヒートポンプ５１が高温の湯をさらに昇温させるための動作を行うことで、ヒートポンプ循環路５２内の熱媒体の温度が上限温度以上となって、ヒートポンプ５１が直ちに作動を停止してしまう。

そして、このように、ヒートポンプ５１が作動を停止する状況下で、沸き上げ運転を実行することは、ヒートポンプ５１の起動及び停止によって無駄な電力が消費されることになるため、好ましくない。

そこで、沸き上げ制御部１２３は、湯張り運転中に貯湯タンク１１の沸き上げ運転を開始してヒートポンプ５１を起動したときに、ヒートポンプ５１が直ちに停止することを防止するため、図２又は図３に示したフローチャートによる処理を実行する。以下、この処理について説明する。

［第１実施形態］
先ず、図２を参照して、第１実施形態による処理について説明する。

図２のＳＴＥＰ１〜ＳＴＥＰ４は、湯張り制御部１２２による処理である。湯張り制御部１２２は、ＳＴＥＰ１でリモコン１４０による湯張りの指示がなされたときにＳＴＥＰ２に進む。

ＳＴＥＰ２で、湯張り制御部１２２は、湯張り設定温度を目標給湯温度とし、続くＳＴＥＰ３で湯張り弁１０３を開弁する。これにより、給水管１２への給水が開始され、給湯制御部１２１による給湯運転が開始される。この場合、上述したように、基本的には事前に貯湯タンク１１が満蓄状態とされているので、混合温調モードでの給湯運転が実行される。

次のＳＴＥＰ４で、湯張り制御部１２２は、水量センサ８８の検出流量Ｆｍに基づいて、出湯管１３から湯張り管１００を介して浴槽１０５に供給される湯の量（給湯量）を積算する。

続くＳＴＥＰ５〜ＳＴＥＰ８は、沸き上げ制御部１２３による処理である。ＳＴＥＰ５で、沸き上げ制御部１２３は、タンク表面温度センサ１７の検出温度ｔｈ５が３５℃以下であるか否かを判断する。

ここで、タンク表面温度センサ１７の検出温度ｔｈ５が３５℃未満であるときは、貯湯タンク１１の下部に低温の水が貯まっている。そこで、ＳＴＥＰ５でタンク表面温度センサ１７の検出温度ｔｈ５が３５℃未満であるときはＳＴＥＰ９に分岐し、沸き上げ制御部１２３は、沸き上げ温度を４５℃に設定して、直ちに沸き上げ運転を開始する。

一方、タンク表面温度センサ１７の検出温度ｔｈ５が３５℃以上であるときには、貯湯タンク１１の下部に高温の湯が貯まっていると判断できる。そこで、ＳＴＥＰ５でタンク表面温度センサ１７の検出温度ｔｈ５が３５℃以上であるときにはＳＴＥＰ６に進み、沸き上げ制御部１２３は、給水温度センサ２２の検出温度Ｔwに応じて、貯湯タンク１１の下部に貯まった水の量を判断するための判定値を設定する。

ここで、ＳＴＥＰ５でタンク表面温度センサ１７の検出温度ｔｈ５が３５℃以上であるときは、貯湯タンク１１の湯切れが生じていないため、給湯制御部１２１による給湯運転は混合温調モードにより実行される。そして、給湯混合弁２１において給水バイパス管３４から出湯管１３に混合される水の温度が低いほど、湯張り設定温度の湯を得るために必要な貯湯タンク１１からの湯の供給流量が多くなるため、給水管１２から貯湯タンク１１の下部に供給される水の流量が多くなる。

そして、沸き上げ運転時に、貯湯タンク１１からタンク循環路４１に流出する水の流量よりも、給水管１２から貯湯タンク１１に流入する水の流量の方が多ければ、ヒートポンプ熱交換器５５に高温の湯が流入することを防止するために、沸き上げ開始時に貯湯タンク１１の下部に貯めておく水の量は少なくて済む。そこで、沸き上げ制御部１２３は、ＳＴＥＰ６で、給水温度Ｔｗが低いほど判定値を少なく設定する。

続くＳＴＥＰ７で、沸き上げ制御部１２３は、湯側流量センサ２７の検出流量Ｆｈに基づいて、貯湯タンク１１から出湯管１３及び湯張り管１００を介して浴槽１０５に供給される湯の量（給湯量）を積算する。そして、次のＳＴＥＰ７で、給湯量の積算値Ｆｍ_tlが判定値（例えば１０リットル）以上となったときにＳＴＥＰ９に進み、沸き上げ制御部１２３は、沸き上げ温度を４５℃に設定して沸き上げ運転を開始する。

ＳＴＥＰ５〜ＳＴＥＰ８の処理により、貯湯タンク１１の下部に低温の水がある程度貯まった状態としてから沸き上げ運転を開始することによって、高温の湯水がヒートポンプ熱交換器５５に流入する状態でヒートポンプ５１が起動して、ヒートポンプ５１の作動が直ちに停止することを防止することができる。

このように、ＳＴＥＰ５〜ＳＴＥＰ８の処理を行った上で、ＳＴＥＰ９で沸き上げ運転を開始することにより、ヒートポンプ５１が起動直後に停止して無駄な電力が消費されることを防止することができる。

次のＳＴＥＰ１０〜ＳＴＥＰ１２は湯張り制御部１２２による処理である。湯張り制御部１２２は、ＳＴＥＰ１０で、出湯管１３から浴槽１０５への給湯量の積算値Ｆｍ_tlが目標湯張り量以上となったときにＳＴＥＰ１１に進む。ＳＴＥＰ１１で、湯張り制御部１２２は、湯張り弁１０３を閉弁し、続くＳＴＥＰ１２で湯張り完了をリモコン１４０により報知（表示器１４１の報知表示、図示しないスピーカからの音声出力等）して湯張り運転を終了する。

湯張り弁１０３の閉弁によって給水管１２への給水が停止し、給湯制御部１２１による給湯運転が終了する。また、ＳＴＥＰ１３で、沸き上げ制御部１２３は、沸き上げ運転を終了する。

なお、図２のフローチャートでは、ＳＴＥＰ５でタンク表面センサ１７の検出温度ｔｈ５に応じて、ＳＴＥＰ６〜ＳＴＥＰ８の処理を行うか否かを判断したが、この判断を行わずに、常にＳＴＥＰ６〜ＳＴＥＰ８の処理を行うようにしてもよい。

また、ＳＴＥＰ６で、沸き上げ制御部１２３は、貯湯タンク１１の下部に貯まった水量の判定値を給水温度Ｔｗが低いほど少なく設定したが、この判定値を一定値としてもよい。

また、ＳＴＥＰ７で、沸き上げ制御部１２３は、湯側流量センサ２７の検出流量Ｆｗに基づいて、貯湯タンク１１から浴槽１０５に供給される湯水の量を積算したが、水量センサ８８の検出流量Ｆｍと給湯混合弁２１による混合比とに基づいて、貯湯タンク１１から浴槽１０５に供給される湯水の量を積算してもよい。この場合は、水量センサ８８と給湯混合弁２１の混合比とによって、貯湯タンク１１から浴槽１０５に供給される湯水の流量を検出する構成が、本発明のタンク出湯流量検出部に相当する。

［第２実施形態］
次に、図３を参照して、第２実施形態による処理について説明する。

図３のＳＴＥＰ２０〜ＳＴＥＰ２４の処理は、上述した図２のＳＴＥＰ１〜ＳＴＥＰ４の処理と同様であるので、説明を省略する。

図３のＳＴＥＰ２５〜ＳＴＥＰ２８は、沸き上げ制御部１２３による処理である。沸き上げ制御部１２３は、ＳＴＥＰ２５で、タンク表面温度センサ１７の検出温度ｔｈ５が３５℃未満であるか否かを判断する。

上述したように、タンク表面温度センサ１７の検出温度ｔｈ５が３５℃未満であるときは、貯湯タンク１１の下部に低温の水が貯まっている。そこで、ＳＴＥＰ２５でタンク表面温度センサ１７の検出温度ｔｈ５が３５℃未満であるときはＳＴＥＰ２９に分岐し、沸き上げ制御部１２３は、沸き上げ温度を４５℃に設定して、直ちに沸き上げ運転を開始する。

一方、タンク表面温度センサ１７の検出温度ｔｈ５が３５℃以上であるときには、貯湯タンク１１の下部に高温の湯がたまっていると判断できる。そこで、ＳＴＥＰ２５でタンク表面温度センサ１７の検出温度ｔｈ５が３５℃以上であるときにはＳＴＥＰ２６に進み、沸き上げ制御部１２３は、給水温度センサ２２の検出温度Ｔｗに応じて、給水管１２から貯湯タンク１１にある程度の水が供給されたことを判断するためのタイマの設定時間（本発明の所定時間に相当する）を決定する。

ここで、ＳＴＥＰ２５でタンク表面温度センサ１７の検出温度ｔｈ５が３５℃以上であるときは、貯湯タンク１１の湯切れが生じていないため、給湯制御部１２１による給湯運転は混合温調モードにより実行される。そして、給湯混合弁２１において給水バイパス管３４から出湯管１３に混合される水の温度が低いほど、湯張り設定温度の湯を得るために必要な貯湯タンク１１からの湯の供給流量が多くなるため、給水管１２から貯湯タンク１１の下部に供給される水の流量が多くなる。

そのため、ＳＴＥＰ２３で湯張り弁１０３を開弁した時から、貯湯タンク１１の下部にある程度（例えば、１０リットル）の水が貯まるまでの時間は、給水温度Ｔｗが低いほど短くなる。そこで、沸き上げ制御部１２３は、ＳＴＥＰ２６で、給水温度Ｔｗが低いほどタイマの設定時間を短くする。

タイマの設定時間は、例えば１０リットル程度の水が給水管１２から貯湯タンク１１に供給されるのに要する時間を想定して設定される。続くＳＴＥＰ２８でタイマがタイムアップした時にＳＴＥＰ２８に進み、沸き上げ制御部１２３は、沸き上げ温度を４５℃に設定して沸き上げ運転を開始する。

ＳＴＥＰ２５〜ＳＴＥＰ２８の処理により、貯湯タンク１１の下部に低温の水がある程度貯まった状態としてから、沸き上げ運転を開始することによって、高温の湯水がヒートポンプ熱交換器５５に入水される状態でヒートポンプ５１が起動した後に、ヒートポンプ５１が直ちに停止して、無駄な電力が消費されることを防止することができる。

このように、ＳＴＥＰ２５〜ＳＴＥＰ２７の処理を行った上で、ＳＴＥＰ２８で沸き上げ運転を開始することにより、ヒートポンプ５１が起動直後に停止して、無駄な電力が消費されることを防止することができる。

続くＳＴＥＰ２９〜ＳＴＥＰ３２の処理は、上述した図２のＳＴＥＰ９〜ＳＴＥＰ１２の処理と同様であるので、説明を省略する。

なお、図３のフローチャートでは、ＳＴＥＰ２５でタンク表面温度センサ１７の検出温度ｔｈ５に応じて、ＳＴＥＰ２６〜ＳＴＥＰ２８の処理を行うか否かを判断したが、この判断を行わずに、常にＳＴＥＰ２６〜ＳＴＥＰ２８の処理を行うようにしてもよい。

また、ＳＴＥＰ２６で、沸き上げ制御部１２３は、貯湯タンク１１の下部にある程度の水が貯まったことを判断するためのタイマの設定時間を、給水温度Ｔｗが低いほど短く設定したが、タイマの設定時間を一定時間としてもよい。

１…貯湯式給湯装置、１０…貯湯ユニット、１１…貯湯タンク、１２…給水管、１３…出湯管、２７…湯側流量センサ（タンク出湯流量検出部）、４１…タンク循環路、５０…ヒートポンプユニット、５１…ヒートポンプ、６６…タンク循環ポンプ、８０…ガス熱源機ユニット、１００…湯張り管、１０３…湯張り弁、１０５…浴槽、１２０…コントローラ、１２１…給湯制御部、１２２…湯張り制御部、１２３…沸き上げ制御部。

Claims (4)

1. 下部に給水管が接続されると共に上部に出湯管が接続され、前記給水管から供給される水が貯められる貯湯タンクと、
   前記貯湯タンクの下部と上部を接続したタンク循環路と、
   前記貯湯タンクの下部に貯まった湯水を、前記タンク循環路を介して前記貯湯タンクの上部に循環させるタンク循環ポンプと、
   前記タンク循環路の途中に設けられた熱交換器と、
   圧縮機と、前記熱交換器と、膨張弁と、蒸発器とを、熱媒体が封入された熱媒体循環路により順に接続して構成され、前記圧縮機により圧縮された熱媒体を前記熱媒体循環路に流通させることにより、前記熱交換器において、前記タンク循環路を流通する湯水と前記熱媒体循環路を流通する熱媒体との間の熱交換により、前記タンク循環路を流通する湯水を加熱するヒートポンプと、
   前記出湯管と浴槽とを接続した湯張り管と、
   前記湯張り管を開閉する湯張り弁と、
   前記湯張り弁を開弁して、前記貯湯タンク内の湯水を前記浴槽に供給する湯張り運転を実行する湯張り制御部と、
   前記湯張り管を介して前記貯湯タンクから前記浴槽に供給される湯水の流量を検出するタンク出湯流量検出部と、
   前記湯張り運転が実行されていないときは、所定の沸き上げ実施条件が成立したときに、前記タンク循環ポンプと前記ヒートポンプとを作動させて、前記貯湯タンク内の湯水を加熱する沸き上げ運転を実行し、前記湯張り運転が開始されたときには、前記湯張り運転の開始時から、前記貯湯タンクから前記浴槽に供給される湯水の量を前記タンク出湯流量検出部の検出流量に基づいて積算し、該湯水の量の積算値が所定の判定値以上になった時から、前記沸き上げ運転を開始する沸き上げ制御部と
   を備えたことを特徴とする貯湯式給湯装置。
2. 請求項１に記載の貯湯式給湯装置において、
   前記給水管から分岐して、前記出湯管と前記湯張り管との接続箇所よりも上流側で、前記湯張り管に接続された給水分岐管と、
   前記給水分岐管から前記出湯管に供給される水の温度を検出する給水温度検出部と、
   前記貯湯タンクから前記出湯管に供給される湯と、前記給水分岐管から前記出湯管に供給される水との混合比を変更する湯水混合部とを備え、
   前記湯張り制御部は、前記湯張り運転の実行中に、前記出湯管から前記湯張り管に所定の湯張り設定温度の湯が供給されるように、前記湯水混合部の混合比を調節し、
   前記沸き上げ制御部は、前記給水温度検出部の検出温度が低いほど、前記判定値を少なく設定することを特徴とする貯湯式給湯装置。
3. 下部に給水管が接続されると共に上部に出湯管が接続され、前記給水管から供給される水が貯められる貯湯タンクと、
   前記貯湯タンクの下部と上部を接続したタンク循環路と、
   前記貯湯タンクの下部に貯まった湯水を前記タンク循環路を介して前記貯湯タンクの上部に循環させるタンク循環ポンプと、
   前記タンク循環路の途中に設けられた熱交換器と、
   圧縮機と、前記熱交換器と、膨張弁と、蒸発器とを、熱媒体が封入された熱媒体循環路により順に接続して構成され、前記圧縮機により圧縮された熱媒体を前記熱媒体循環路に流通させることにより、前記熱交換器において、前記タンク循環路を流通する湯水と前記熱媒体循環路を流通する熱媒体との間の熱交換により、前記タンク循環路を流通する湯水を加熱するヒートポンプと、
   前記出湯管と浴槽とを接続した湯張り管と、
   前記湯張り管を開閉する湯張り弁と、
   前記湯張り弁を開弁して、前記貯湯タンク内の湯水を前記浴槽に供給する湯張り運転を実行する湯張り制御部と、
   前記湯張り運転が実行されていないときは、所定の沸き上げ実施条件が成立したときに、前記タンク循環ポンプと前記ヒートポンプとを作動させて、前記貯湯タンク内の湯水を加熱する沸き上げ運転を実行し、前記湯張り運転が開始されたときには、前記湯張り運転の開始時からの経過時間が所定時間以上になった時から、前記沸き上げ運転を開始する沸き上げ制御部と
   を備えたことを特徴とする貯湯式給湯装置。
4. 請求項３に記載の貯湯式給湯装置において、
   前記給水管から分岐して、前記出湯管と前記湯張り管との接続箇所よりも上流側で、前記湯張り管に接続された給水分岐管と、
   前記給水分岐管から前記出湯管に供給される水の温度を検出する給水温度検出部と、
   前記貯湯タンクから前記出湯管に供給される湯の流量と、前記給水分岐管から前記出湯管に供給される水の流量との混合比を変更する湯水混合部とを備え、
   前記湯張り制御部は、前記湯張り運転の実行中に、前記出湯管から前記湯張り管に所定の湯張り設定温度の湯が供給されるように、前記湯水混合部の混合比を調節し、
   前記沸き上げ制御部は、前記給水温度検出部の検出温度が低いほど、前記所定時間を短く設定することを特徴とする貯湯式給湯装置。